JPS59113786A - モ−タの駆動制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はモータの駆動制御方式に関し、さらに詳しくは
、同期モータによって駆動される第１の駆動系と、この
第１の駆動系とは機構的に独立しており、速度制御可能
な制御モータによって、上記主駆動系の駆動速度と一定
の関係を持って駆動される第２の駆動系とを備えた機械
装置における制御モータの駆動制御方式に関するもので
ある。

従来技術 たとえば倍率変換機能を有する走査型複写機において、
感光体の駆動速度（Ｖｌと原稿面を走査する走査速度（
■）とは、複写倍率をゆ）とすると、ｍ　　ｖ　　＝　
　Ｖ の関係を有する。

この種の走査型複写機において、従来は感光体や複写紙
搬送系を含む駆動系と走査系とは共通の駆動源によって
駆動され、複写倍率を切換える際にはクラッチ等の駆動
切換機構によって駆動力を伝達するギヤを切換える等し
て走査系の速度を変化させていたが、このような機械的
な速度切換え変倍のものには適用が困難である。

このため、従来、感光体と走査系とを別々の駆動モータ
で駆動し、感光体駆動用のモータあるいはこれによって
駆動される回転軸等の回転速度及び走査系駆動用モータ
の回転速度をエンコーダ等の速度検出装置によって検出
し、この検出値を適宜に変換して比較し、比較結果を走
査系駆動用モータの速度制御回路にフィードバックして
感光体と走査系の駆動速度を関連付け、エンコーダ出力
を複写倍率に対応して変換することによって所定の走査
速度を得るようにしたものが提案されている。これによ
って、原理的には感光体の駆動速度に対して任意の走査
速度を得ることが可能となり、かつ感光体の駆動速度の
変動に対しても、それに対応して走査系の速度を追従さ
せることができる。

しかしながら、この種の制御機構においては、感光体を
含む駆動系の駆動モータに対して瞬間的な負荷が加わっ
てその回転速度が変動した場合、その速度を検出してい
るエンコーダ出力が変化し、それが走査系駆動モータで
追従不可能な変化の場合、駆動速度が変動して複写画像
に悪影響を及°ぼすという問題がある。

即ち、感光体駆動系においてモータに瞬間的な速度の落
ち込みが生じても感光体等の移動慣性が大きく、駆動伝
達にも若干の余裕があるために実際の動作にはさほど影
響は出ない。しかしながらモータの回転速度を検出して
いるエンコーダの出力は変動し、それが走査系の駆動モ
ータに伝達されると走査系が追従不可能なときには感光
体駆動モータの回転が安定した後もフィートノ寸・ツク
制御系に振動が残って画像に悪影響が出ることになる。

一方、上述した如き感光体と走査系とを別々（こ駆動す
る方式において、感光体を含む駆動系の駆動速度は、走
査系の速度を制御する基準信号となるものであり、また
感光体の特性に対する帯電、露光、現像等の制御レベル
に影響を与えるものであるから、多少の負荷変動や電圧
変動によっても影響されないものであることが好ましＧ
１゜この意味で、同期モータ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ
　ｍｏｔｏｒ　　）は、脱出トルクを越えない所定の負
荷範囲内であれは、一旦同期速度に引き込まれた後は正
確に電源の周波数に対応して回転し、すべりを生じなｌ
、Ｎので、複写機の感光体を含む駆動系を駆動するモー
タとしては適したものと言える。

然るに、感光体を含む駆動系の駆動に同期モータを用い
ても、上述したような瞬間的な負荷変動による回転速度
の落ち込みは生じ得る。従って上記従来の制御方式を用
いると、この速度の落ち込みに伴なう走査系の速度振れ
の問題はなお発生し、高価な速度検出装置を用いて、同
期モータの駆動速度を検出して走査系の駆動速度を制御
する従来の方式は、駆動系に対する追従制御の方式とし
ては最適なものとは言えない。

目的、要旨 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、同
期モータが電源の周波数に対応して回転するものである
ことに着目し、同期モータによって駆動される駆動系と
所定の関係を持つように駆動制御される他の駆動モータ
の制御回路に、同期モータに対する入力電源の周波数の
変動を伝達し、これによって高価な速度検出装置を用い
る乙となく、同期モータに対して他のモータを正確に追
従させると共に、同期モータに瞬間的な速度の落ち込み
が生じても他のモータがこれによって影響されないモー
タの駆動制御方式を提供することを目的とするものであ
る。

実施例 以下本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の制御方式を、感光体ドラム（１）を駆
動するメインモータ饅）と走査光学系（１０）を駆動す
る走査系駆動モータ（Ｍｌ）と（こ対して適用した走査
型の電子写真複写機（１００）の構成を概略的に示す断
面図であり、まずこの図によって複写機（１００）の構
成及び動作を簡単（こ説明する。なお、メインモータへ
１）は同期モータ、走査系駆動モータ（Ｍｌ）は後述の
制御回路によって速度制御されるＤＣモータである。

複写機（１００）の本体の略中央部には反時計方向に回
転駆動可能な感光体ドラム（１）が配設され、その周囲
にはメインモーサランプ（２）、サフ゛帯電チャージャ
（３）、サブイレーサランプ（４）、メイン帯電チャー
ジャ（５）、現像装置（６）、転写チャージャ（７）、
複写紙の分離チャージャ（８）、ブレード方式のクリー
ニング装置（９）が順次配設されている。感光体ドラム
（１）は表面に感光体層を設けたもので、この感光体は
前記イレーザランプ＋２＋、　＋４）及び帯電チャージ
ャ（３）、　（５）を通過することにより均一帯電され
、光学系（１０）から画像露光を受ける。

光学系（１０）は原稿ガラス（１６）の下方で原稿像を
走査可能に設置したもので、光源（１７）と、可動ミラ
ー（１１）、　　（１２）、（１３）と、レンズ（１４
）と、ミラー（１５）とから構成されている。前記光源
（１７）と可動ミラー（１１）は感光体ドラム（１）の
周速度Ｍ等倍、変倍に拘わらす一定）に対して（Ｖ／ｍ
）（但し、ｍ：複写倍率）の速度で左方に移動し、可動
ミラー（１２）、　　（１３）は（■／２ｍ）の速度で
左方に移−動するように、ｌ）　Ｃモータ（Ｍｌ）で駆
動される。なお、複写倍率の変更に際しては、前記レン
ズ（１，４）か光軸」二で移動するとともにミラー（１
５）か移動、揺動する動作が伴うが、このような倍率変
更装置については公知であり、特に詳述はしない。

一方、複写機体の左側には、それぞれ給紙ローラ（２１
）、　（２３）を備えた給紙部（２０）、　（２２）が
設置され、複写紙の搬送路はローラ対（２４）、　（２
５）、タイミングローラ対（２６）、搬送ベルト（２７
）、定着装置（２８）、排出ローラ対（２９）にて構成
されている。

以上の構成において、メインモーターは、感光体ドラム
（１）、搬送ローラ（２４）、　（２５）、搬送ベルト
（２７）及び定着装置（２８）等を含む主駆動系を駆動
し、走査光学系（１０）はこの主駆動系とは機構的に独
立して構成されており、速度制御可能なりＣモータによ
って駆動される。この主駆動系、走査光学系の具体的な
動力伝達機構については、本発明と直接関係しないので
、図示及び説明は省略する。

複写動作は、複写スタート信号の入力に伴なってますメ
インモーター）が回転を開始し、感光体ドラム（１）を
含む」１記の主駆動系が駆動される。これと同時、ある
いは若干の時間遅れを持っていずれ力Ｘ゛ かの給紙ローラ（２１）、　（２３）のクラノチガオン
して給紙ローラにメインモータ（Ｍ）の駆動を伝え、複
写紙（図示せず）の給送を開始すると共に、イレーザラ
ンプ（２）、　（４）、チャージャ（３）、　（５）等
がオンされる。さらに適当な時間遅れを持って露光ラン
プ（１７）か点灼されると共にｌ）　Ｃモータ（Ｍｌ）
が複写倍率と対応した所定の速度で回転を開始し、上述
した如き関係で走査光学系（１０）が図中左方へ移動し
て原稿ガラス（１６）上の原稿（図示せず）像を走査し
、回転駆動されている感光体ドラム（１）」二にその画
像を逐次投影してドラム表面に静電潜像を形成する。こ
のとき、複写倍率が感光体ドラム（１）の回転速度と走
査光学系の走査速度（ｎ１動ミラー（１１）の移動速度
）によって決定されることは」二連した通りであり、こ
の複写倍率に対応してレンズ（１４）はその光軸上で位
置制御される。

感光体ドラム（１）面上に形成された静電潜像は、ドラ
ム（１）の回転に伴って現像装置（６）部を通過して現
像され、さらに回転に伴って転写チャージャ（釣部へ移
動する。一方、給紙ローラ（２１）又は（２３）によっ
て給送された複写紙は、タイミングローラ（２６）に当
接１−で一旦停止され、」−記帳光体ドラム（１）に対
する作像動作と同期して出力されるタイミング信号によ
ってタイミングローラ（２６）が駆動されると再び前進
して感光体ドラム（１）と転写チャージャ（７）との間
へ送り込まれ、上記ドラム（１）面」二の現像後の像と
重ねられて像転写を受けた後にドラム（１）面から分離
され、搬送ローラ（２７）、定着装置（２８）等を介し
て機外へ排出される。

分離後の感光体ドラム（１）はクリーニング装置（９）
イレーザランプ（２）等によってその表面に残留するト
ナー及び電荷を除去されて次の複写工程に備える。

第２図に、主駆動系を駆動する同期モーター）に対して
走査光学系（１０）を駆動するＤＣモータ（Ｍｌ）を追
従制御する制御回路（５０）のブロック図を示すこの制
御回路（５０）は、基本的にはＩ）ＬＬ　（Ｐ）ＩＡＳ
　ＥＬ（３）Ｋｌｉｌ）　ＬＯＯＩ））制御系からなり
、その基準パルスとして同期モーター）の電源（ＡＣ）
の交流波形より矩形パルス信号を作るパルス発生回路（
５１）と、帯域通過フィルタ（５２）とによって得られ
る高調波を利用する。これによって、電源周波数が変動
して同期モーター）の回転速度が変化しても、Ｐ　Ｌ　
Ｌ制御系の電圧制御発振回路（以後ＶＣＯと記す）　（
５６）の出力が変化し、１）Ｃモータ（Ｍｌ）がこれに
追従した電圧制御を受けるので、同期モータ（Ｍ＋とＤ
Ｃモータ（Ｍｌ）の同期関係は正確に保持され、しかも
、］）　Ｃモータ（Ｍｌ）の制°御基準が電源の周波数
であるから同期モータ（Ｍ）に機械的な理由による瞬間
的な速度変化が生じても、それが走査系（１ｏ）に影響
を与えることはない。

詳述すると、パルス発生回路（５１）においては、たと
えば国内における商用電源の２種類の周波数５ＱＨｚと
６Ｑｌ（ｚとで制御回路（５ｏ）を共用するために、ま
ずパルス発生回路（５１）によって電源（ＡＣ）の周波
）　　数の高調波成分を含むパルス信号に変換し、帯域
通過フィルタによって５　Ｑ　ｌ−Ｉ　Ｚと５　Ｑ　Ｈ
ｚの最小公倍数であるところの３００口２付近の高調波
のみを取り出す。帯域通過フィルタ（５２）の通過周波
数帯域は、たとえば３００±２Ｑ　ｌ−（ｚとしておけ
ば、電源周波数の変動が最大５％あったとしても、出力
パルスのせることもない。

帯域通過フィルタ（５２）を通過した高調波は、ＰＬＬ
制御系のＶＣＯ（５６）の出力を分周回路（５７）によ
って分周されたパルス信号と共に位相比較回路（５３）
に入力される。位相比較回路（５３）、ループフィルタ
（５４）、増幅器（ｓｓ）及び’ＶＣＯ（ｓ６）　ハＰ
ＬＩＪｌ［Ｌｆｓを構成し、帯域通過フィルタ（５２）
の出力パルスの周波数に追従した周波数のパルス信号を
Ｖ　Ｃｊ）（５６）から出力する。

ＶＣＯ（５６）の出力はさらに切換回路（５９）と分周
回路（６０）を介してＤ　Ｃモータ（Ｍｌ）の速度制御
系を構成する位相制御回路（６１）に入力される。

切換回路（５９）はたとえば第３図に示す如き構成を有
し、ロック検出回路（５８）の出力によって、ＶＣＯ（
５６）ノハルスト基準ハルス発生回路（６６）のパルス
とを選択的ｌこ出力する。即ち、ロック検出回路（５８
）はたとえばウィンドコンパレータのように所定の電圧
範囲を検出し、て“１１“（Ｈｉ　ｇ　１１）出力とな
り、それ以外の電圧では出力がＬ″（Ｌｏｗ）となるも
のであって、増幅器（５５）の出力電圧をチェックし、
電源（ＡＣ）の周波数にノイズが入ってＰＬＬ　制御系
がロックレンジから外れるような状態となったとき、あ
るいは電源に同期モータ輔かすべりを生じるような急激
な周波数変動が生じたような場合に出力が“Ｌ“となる
ようにそのウィンド幅が設定される。これによって、Ｉ
）ＬＬ　制御系がロック状態のときはＶＣＯ（５６）側
のゲートが開き、ロックを外４またときにはインバータ
（Ｉｎ）を介して基準パルス発生回路（６６）側のゲー
トが開かれる。

基準パルス発生回路（６６）はたとえばＤＣモータ（Ｍ
ｌ）の制御目標値に対応して設定される周波数のパルス
信号を出方するものであり、電源やパルス発生回路（５
１）にノイズが入ったような場合でも、切換回路（５９
）は自動的に基準パルス発生回路（６６）のパルスをＤ
Ｃモータ（Ｍ、１）の制御基準信号として出力するので
、ＤＣモータ（Ｍｌ　）の動作はノイズによる影響を受
けない。なお、基準パルス発生回路（６６）に対して帯
域通過フィルタ（５２）及びロック検出回路（５８）の
出方を入力せしめ、ロック検出回路（５８）の出力がＨ
“→″Ｌ″となる直前の帯域通過フィルタ（５２）の出
方に応じて、発生されるパルスの周波数を変化させるよ
うにしても良い。電源（ＡＣ）の周波数はノイズ等がな
ければ急激な変動はないから、このようにするとより正
確に走査系（１０）の速度制御が達成できる。

切換回路（５９）によって選択的に出力されるパルス信
号は、分周回路（６ｏ）によって分周され、その出力が
ＤＣモータ（Ｍｌ）の回転速度に比例した周波数のパル
ス信号ヲ発生スるパルスエンコーダ（６５）の出力と共
に位相比較回路（６１）に入力され、両パルスの位相か
一致するように、ループフィルタ（６３）、増幅器（６
４）の出力電、圧によってＤＣモータ（Ｍｌ）の回転速
度かフィードバック制御される。

分周回路（６０）はその分周率がｉ［変であり、その分
周率は複写倍率（こ対応した制御信号を出力する倍率信
号発生回路（６２）からの信号によって制御される。即
ち、等倍複写時の分周比を（Ｄ）とすると、複写倍シキ
＜　（ｍ）のときの分周比（ｄ＋はｍＤ　＝　ｃｌとな
る。これによって、走査系（１０）の駆動モータ（Ｍｌ
）は電源周波数の変動に対応した制御を受けると共に、
複写倍率−）に対応した速度制御を受け、同期モーター
）と正確な同期関係を保ちつつ任意の複写倍率に対応し
た走査速度を得ることかできる。

なお、Ｉ）　Ｃモータ（Ｍｘ）の回転速度を検出するエ
ンコ〜り（６５）としては、光学的なもの、磁気的なも
の等適宜に用い得る。また倍率信号発生回路（６２）は
、たとえは複写機（１００）の動作制御に用いられるマ
イクロコンピュータ等の制御素子を利用しても良い。こ
の場合、倍率に対応する信号とじてはデジタル（分周率
を示す数値データ）であっても、アナログ（分周率を制
御する電圧値等）であっても良いが、分周回路（６ｏ）
の分周率調整機構に適合して選択される。

さらに、上記実施例においては感光体と走査系とを別の
モータで駆動する複写機を例にとって説明したが、本発
明は、同様な駆動系を有する機械装置□であればどのよ
うなものに対しても適用できる。

効　　果 以上説明したように本発明は、同期モータによって駆動
される第１の駆動系と、該第１の駆動系とは機構的に独
立しており、速度制御可能な制御モータによって駆動さ
れる第２の駆動系とを備えた機械装置において、 上記同期モータに対する六方電源の周波数の変動を上記
制御モータの速度制御回路に伝達し、これによって上記
制御モータの速度を変化させるようにしたモータの駆動
制御方式であるがら、高価な速度検出装置を用いること
なく、電源周波数に対応して回転するという同期モータ
の特性を利用して同期モータの回転に他のモータの回転
を正確に追従させることができ、しかも、同期モータの
速度に瞬ｔＨ１的な変動が生じても、それが他のモータ
に影響しないので、同期モータによって感光体を駆動す
る複写機において、その走査系を駆動するモータの速度
制御のように、わずかな速度振れもＷｌされない駆動系
の制御に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される複写機の概略構成を示す断
面図、第２図は本発明の制御方式を達成する回路の具体
例を示すブロック図、／第３図はその切換回路の具体例
を示す論理回路図である。 １　・　感光体ドラム　　　１ｏ・・走査光学系　１ｏ
Ｏ・・複写機Ｍ　・・　同期モータ（メインモータ）　
Ｍｌ・　ＤＣモー　タＡＣ・　交流電源　　　　　　　
　５．０・・制御回路５１　・・　パルス発生回路　　
　　　５２・・帯域通過フィルタ５３　　位相比較回路
　　　　　　５４・ループフィルタ５６−　電圧制卸発
振回路　　　　５８　・０／りの検出回路５９・　ＱＪ
　挽回路６５　・パルスエンコーグ出願人　　　ミノル
タカメラ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　同期モータによって駆動される第１の駆動系と、該
   第１の駆動系とは機構的に独立しており、速度制御可能
   な制御モータによって駆動される第２の駆動系とを備え
   た機械装置において、上記同期モータに対する入力電源
   の周波数の変動を上記制御モータの速度制御回路に伝達
   し、これによって上記制御モータの速度を変化させるよ
   うにしたことを特徴とするモ″−夕の駆動制御方式。 ２　同期モータに対する入力電源の周波数と比例した周
   期のパルス信号を発生するパルス信号発生手段を備え、
   このパルス信号の周期を制御モータの速度制御に関する
   基準信号とし、該制御モータの回転と同期して発生され
   るパルス信号と比較して制御モータの回転速度を制御す
   るようにした特許請求の範囲第１項記載め駆動制御方式
   。 ６　上記電源の周波数が所定の帯域内にあるか否かを検
   出する帯域検出手段と、上記制御モータの所定回転速度
   に対応する基準信号を発生する基準信号発生手段とを備
   え、上記電源の周波数が所定の帯域外となったとき、上
   記基準信号が上記制御モータの制御目標値となるように
   制御の基準のとり方を切換えるようにした特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の駆動制御方式。