JPS59183418A - 複写機の光学系位置決め方法および装置 - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は複写機に用いられるレンズ、ミラー等の光学系
の位置決め方法および位置決め制御に用いられる′！Ａ
置に関する。

し発明の技術的背景］ 縮倍率を各種設定できる複写機が数多く製品化されてい
る。このような複写機は、例えば大小まちまちの書類を
統一したサイズでファイルするために広く用いられてい
る。このような複写機で縮倍率の指定を行うと、レンズ
、ミラー等の光学系が所定の位置に移動し、原稿に対す
る光学像の大きさが調節される。光学系の調節段階では
、複写を開始することができない。従って従来から、光
学系の位置決めを迅速に行う方法やこのための装置が各
種提案されている。

第１図は従来用いられた位置決め制御用の装置を表わし
たものである。この装置の倍率設定制御回路１１は、縮
倍率の指定１２が行われると光学系の移動距離と移動方
向を算出づる。そして所定の時刻に移動制御信号１３を
出力する。ＯＲ積分器１４は移動制御信号１３の供給を
受けると、第２図に示すような時間特性をもった電圧信
号１５を出力する。電圧・周波数変換器１６は、第３図
に示すように、これを入力電圧に比例した周波数の周波
数信号１７に変換する。周波数信号１７は励磁信号用分
配器１８に入力され、ここでステップモータ１９を励磁
するための各相の信号が作成される。モータド・ライバ
２１は、これを基にステップ七−夕１９を駆動する。ス
テップモータ１９が回転Ｊると、図示しないブーりを介
して同じく図示しないスクリューねじが回転し、これに
より光学系移動機構２２が移動覆る。

第３図に示すように、まず移動制御信号１３の出力が開
始した時刻ｔ。かう周波数信号１７の周波数が最高応答
周波数となる時刻ｔ１までの区間では、ステップモータ
１９の回転が連続的に上昇していく。以後この区間をス
ローアップ区間と呼ぶことにする。

倍率設定制御回路１１は周波数信号１７をフィードバッ
クしており、時刻ｔ１になった段階で、周波数信号１７
０周波数低下を開始させる時刻ｔ２までの時間Ｔを設定
する。この時間Ｔが、光学系の移動距離を決定するもの
であることはもちろんである。

時刻［２以後では、ＯＲ積分器１４が放電をｖ０始し、
周波数信号１７の周波数が低下していく。

これと共にステップモータ１９の回転速度が低下し、光
学系移動機構２２が減速しながら所望の位置に停止する
。倍率設定制御回路１１は、周波数信号１７の表わす周
波数が零になったことを検知し、光学系の位置制御が終
了したと判断する。時刻ｔ２から位置決めの終了する時
刻ｔ３までの区間を、以後の説明でスローダウン区間と
呼ぶことにする。

ところでこのような位置制御用の装置および位置決め方
法によると、ＣＲ積分器１４によるステップモータ１９
の脱調という問題があった。づなわちＯＲ積分器１４で
はＣＲ回路の充放電によりスローアップ区間およびスロ
ーダウン区間の電圧カーブを設定していたが、ＣＲ定数
をモータごとに適切に設定しないと、電圧変化の急激な
部分でステップモータが追従不能となる場合があった。

脱調現象は、複写機の環境湿度が変化した場合にも発生
する場合があった。脱調現象が発生すると光学系の位置
決めが不可能となるが、倍率設定制御回路１１は周波数
信号１７によって位置制御を行うので、これを検知する
ことができない。このような脱調現象を回避するために
、従来ではＣＲ積分器の設ｈ１が非常に困難であったば
かりでなく、個々の装置ｉ！７においてＣ，Ｒ定数の調
整にかなりの時間を必要どした。

７７す【−１グ制御によるこのような問題点を解決する
ために、ディジタル制御による光学系の位置決め方法、
１３よび位置決め制御のための装置が提案されている。

第４図はこの提案にＪ、る位置決め制御用の装置を表わ
１）たものである。第１図と同一部分には同一の符号を
付し、それらの説明を適宜省略Ｊる。

この装置で縮倍率の指定１２が行われると、倍率設定制
御回路１１から移動制御信号１３が出力される。移動制
御信号１３はデンジタル信号発生器３１に供給される。

ディジタル信号発生器３１はリード・Ａンリ・メモリを
内蔵しており、ステップ−Ｅ−タ゛１９の駆動周波数を
逐次指定する。プログラマブルカウンタ３３はこれを基
にして、指定された周波数のクロックパルス３４を発生
させる。

クロックパルス３４は励磁信号用分配器１８に供給され
、以後第１１図に示した装置における位置決め制御と同
様な制御が行われる。

第５図はこの提案による位置決め方法を表わしたもので
ある。この方法では、第４図に示したディジタル信号発
生器３１の周波数制御により、スローアップ区間（ｔｏ
〜ｈ　）でステップモータの駆動周波数を直線的に増加
させる。そしてその後の時間１“の間（１＋〜ｔ２）は
、光学系移動機構の負荷やイナーシャとの関係で定まる
最大応答周波数ｆ（ＭＡＸ）でステップモータの低速駆
動を行わける。時間［２以後のスローダウン区間（ｔ２
〜［３）では、駆動周波数を直線的に減少させ、減速し
ながら所望の位置に光学系を停止させる。

このような制（社）を可能とするためには、ディジタル
信号発生器３１内の前記したリード・オンリ・メモリに
、出力周波数の経時変化を表わしたデータを記憶させて
おかなりればならない。第６図はこのようなデータの一
例を表わしたものである。

図中の各直線３６〜３８は、それぞれ周波数ｆ（Ａ）、
ｆ（Ｂ）、ｔ、（Ｃ）を起点とし、負荷に対してステッ
プモータの応答できる最高の周波数ｆ（ＭＡＸ）まで変
化するデータを便宜上それぞれリニアに表現している。

このうち例えば直線３６のデータをディジタル信号発生
器３１の出力として採用づれば、スローアップ区間の最
初の時刻ＩＯでステップモータに比較的高い周波数ｆ（
Ａ＞の駆動パルスが供給される。

ところがステップモータによっては、このような高い周
波数ｆ（Ａ、）でいきなり駆動すると前記した脱調現象
が生ずることがある。従って脱調現象の発生するステッ
プモータについては、直線３７で示される次に低い周波
数ｆ（Ｂ）から駆動されるデータ、あるいは直線３８で
示される一番低い周波数［（Ｃ）から駆動されるデータ
のうち、安定した駆動が確保されるデータが採用される
。

すなわち、周波数ｆ（Ａ）から駆動したとき脱調が生じ
一番低い周波数ｆ（Ｃ）から駆動したとき乱調が生ずる
ステップモータの場合には、これらの中間の周波数［（
Ｂ）から駆動が開始される直線３７のデータが採用され
る。

このように複写機等に取り付けられた個々のステップモ
ータは、その特性のばらつき等が原因し、駆動制御に利
用できるデータを１種類に共通化することができない。

従って第６図に示した例のように、リード・オンリ・メ
モリ内には数通りあるいは士数通りものデータを書き込
ｌυでおく必要があった。周波数の時間的な経過を表わ
すこのデータは、ステップモータを円滑に駆動しようと
するとかなりの量を必要とする。従って幾通りものデー
タを書き込もうとすると大容量のメモリが必要となると
いう問題があった。

Ｌ発明の目的］ 本発明はこのような事情に鑑み、スデップ玉＝夕のスロ
ーアップ区間およびスローダウン区間における駆動パル
スのディジタル制御を、より少ないメモリ容量で実現す
ることのできる複写機の光学系位置決め方法および装置
を提供することをその目的とする。

［目的を達成するための手段］ 本発明では、ステップモータの無負荷時における乱調周
波数を時間軸上の一点にとり、同じく無ｔ１荷時にＪｊ
ける最高応答周波数を時間軸上の他の点にとった直線的
なデータを用いる。そしてスロプ′ツブ区間では自起動
周波数でステップモル夕の駆動を開始し、前記直線的な
データと時間的に交叉するｈ点からこの直線的なデータ
を用いて駆動周波数を増加させる。スローダウン区間で
はこの逆の制御を行う。これによりモータあるいは負荷
等が異なってもディジタル制御が単純化し、メ１−り容
ｈ１の減少を図ることができる。

以ト実施例につき本発明の詳細な説明づ−る。

］実施例］ 第１図および第４図ど同一部分に同一の符号をｆ・１シ
た第７図は、本実施例による光学系位置決めのための装
置を表わしたものである。この装置の倍率設定制御回路
４１は、縮倍率の指定１２が行われると、ディジタル信
号発生器４２に対して制御信号４３を供給し、ディジタ
ルデータ４４の読み出しを開始させる。倍率設定制御回
路４１は、このディジタルデータ４４をプログラマブル
カウンタ４５に転送する。プログラマブルカウンタ４５
はこのディジタルデータ４４をプリセットし、クロック
信号４６を分周して、ステップモータ１９を駆動するた
めのクロックパルス４７を発生させる。クロックパルス
４７は励磁信号用分配器１８に供給され、以後の回路部
分で位置決め制御が開始される。

第８図および第９図はこの実施例による位置決め方法を
説明するためのものである。この方法では、スローアッ
プ区間（ｔｏ−ｔ＋）の最初の段階で、ステップモータ
を自起動周波数ｆ（Ｓ）で駆動する。このときの自起動
周波数ｒ＜ｓ＞は、脱調現象を発生させない最高周波数
であり、ステップモータごとに異なってくる。これを第
９図で便宜的に３つの周波数ｆ（８１）、ｆ（Ｓ２）、
ｆ（Ｓ３）で表わすことにする。

自起動周波数ｆ（Ｓ）による定速駆動は、直線４９と交
わる時点りまで行われる。直線４９は、無負荷時におけ
る乱調周波数Ｆ（Ｍ’ＩＮ）と同じく無負荷時における
最高応答周波数Ｆ（ＭＡＸ）とを時間軸上で結んだもの
である。３つの自起動周波数ｆ（Ｓｌ）〜ｆ（Ｓ３）に
ついて前記時点りはそれぞれ異なった値Ｄ１〜Ｄ３をと
ることになる。これらの時点Ｄ１〜Ｄ３以後の段階では
、直線４９に示す勾配でステップモータ１９の駆動周波
′数が上昇する。時刻ｔ１に最高応答周波数ｆ（ＭＡＸ
）に達すると、この後定速駆動が行われ、］１！ｉ刻ｔ
２以後のスローダウン区間では、スローアップ区間と全
く逆の駆動制御が行われる。

第１０図は以上の駆動制御の一例をステップモータのス
テップ数との関係で具体的に表わしたものである。この
例では７００　Ｈ７，でステップモータの駆動がＤ０始
され、２５００’＋（７，に到達した後は定速駆動が行
われる。第７図にお【プるディジタル信号発生器４２は
この図に階段状に示した各周波数を経時的なデータとし
て記憶しており、これを倍率設定制御回路４１が逐次読
み出すことにより、以上説明した制御が行われる。なお
この第１０図では横軸にステップ数をとっているので、
ステップモータの回転数の上屏度は全体として弓状の曲
線で表わされている。

［変形例］ 以上説明した実施例の装置では、ディジタル信号発生器
４２からのデータの読出し制御を倍率設定制御回路４１
自身によって行っている。第１１図はこれに対する変形
例を表わしたものである。

第７図と同一部分に同一の符号を付したこの第１１図の
装置では、クロックパルス４７を分周器５１で分周し、
これにより得られた出力信号５２によって、倍率設定制
御回路４１を構成づ−るＣＰＵ（中央演綽装Ｍ）にイン
タラブドく割込み）をかける。このとき倍率設定制御回
路４′１は、プログラマブルカウンタ４５の出力データ
５３の取り込みを行う。そしてディジタル信号発生器４
２内のリード・オンリ・メモリにおりる次に読み出ずべ
ぎデータのアドレスを決定する。

このようにすれば、倍率設定制御回路４１は、例えば第
１２図に示すように、インタラブドの行われるたびにそ
の時間Ｔ（１）だけステップモータの制御に係われば良
く、残りの時間１（２）に他の仕事を行うことができる
。すなわちＣＰＵを複写機の他の制御に有効活用するこ
とができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によればステップモータの
駆動制御をディジタル化することによりイ８頼性を高め
ることができる。またスローアップｉ１３よびスローダ
ウン区間における駆動周波数の時間当りの変化率を一定
にすることにより、装置の汎用性を高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアナログ制御による光学系の位置決めの
ために用いられる装置の構成を示すブロック図、第２図
はこの装置のＣＲ積分器１４の特性図、第３図はこの従
来の装置に用いられる位置決め方法を説明するための線
図、第４図は既に提案され／ｊディジタル制御による光
学系の位置決めのために用いられる装置の構成を示すブ
ロック図、第５図はこの提案された装置に用いられる位
置決め方法を説明するだめの線図、第６図はこの装置の
ディジタル信号発生器に記憶されている数種類のデータ
を表わしたデータ内容説明図、第７図〜第１０図は本発
明の一実施例を説明づるためのもので、このうち第７図
は光学系の位置決め制御に用いられる装置の構成を示す
ブロック図、第８図はこの装置に用いられる位置決め方
法を表わした縮図、第９図は第８図のスローアップ区間
の部分を具体的に表わした線図、第１０図はステップモ
ータの駆動制御の一部を具体例として表わした線図、第
１１図は本発明の変形例における位置決め制御用の装置
の構成を示すブロック図、第１２図はこの変形例におけ
るモータの制御の時間的割合を表わした説明図である。 １９・・・・・・ステップモータ、 ２２・・・・・・光学系移動機構、 ４１・・・・・・倍率設定制御回路、 ４２・・・・・・ディジタル信号発生器、４５・・・・
・・プログラマブルカウンタ、ｆ（Ｓ）・・・・・・自
起動周波数、 ｆ（ＭＡＸ）・・・・・・最高応答周波数、Ｆ（ＭＩＮ
）・・・・・・無負荷時の乱調周波数、Ｆ（ＭＡＸ）・
・・・・・無負荷時の最高応答周波数。２出　　願　　
人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人 弁理士　　山　　内　　梅　　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の自起動周波数でステップモータの駆動を開始
   させ、このステップモータの無負荷状態にお番ノる乱調
   周波数と無負荷状態における最高応答周波数とを時間軸
   上で結んだ線と交叉する時点でこの結ばれた線に沿うよ
   うに駆動周波数を増加させ、負荷のかかった状態におけ
   る最高応答周波数まで駆動周波数を増加さヒた後、この
   最高応答周波数でステップモータを定速駆動し、ステッ
   プモータの駆動によって光学系が目的の場所の近くまで
   移動したらこの逆の駆動制御をステップモータについて
   行ない、そのＵ転速度を減少させて光学系を所望の位置
   に停止させることを特徴とする複写機の光学系位置決め
   方法。 ２、倍率変更に際して光学系の移動を行うステップモー
   タと、光学系の移動後の位置が決定されたとき、所定の
   自起動周波数でステップモータの駆動を開始さしこのス
   テップモータの無負荷状態にお【ノる乱調周波数と無負
   荷状態におりる最高応答周波数とを時間軸上で結んだ線
   と交叉する時Ｉｊ、Ｉ、　’（−この結ばれた線に沿う
   ように駆動周波数を増加さｌ、負傭のかかった状態にお
   （プる最高応答周波数まで駆動周波数を増加させた後、
   この最高窓６周波数Ｃステップモータを定速駆動し、光
   学系が前記位置の近くまで移動したらこの逆の駆動制御
   ｌ＋をスフツノ七−夕について行ない、その回転速＋１
   １ｉ−を減少させてこの位置に光学系を停止させるスフ
   ツブモータ制御手段とを具伽することを特徴とづる複写
   機の光学系位置決め装置。