JPS6163831A - 複写機光学系の速度異常時制御方法 - 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】 く技術分野〉 この発明は光学系移動式複写機での速度異常時制御方法
に関する。

〈従来技術とその欠点〉 光学系移動式複写機では光学系のフィード速度を一定に
しなければならないために、例えばモータ回転軸にロー
タリエンコーダ等を取り付けることによって得られるパ
ルスのパルス幅またはパルス周期から光＝゛２系の移動
速度を検出し、その検出した移動速度が一定になるよう
にモータ駆動電流を制御している。しかし、従来は光学
系のフィードまたはリターン時のどの時点においても無
条件にフィードバンク系によってモータの駆動電流の制
御を行っていたために、何等かの原因で光学系がロック
した場合にはモータの負荷トルクが急激に増えて大電流
が流れ、機構系が故障したり、過電流によってモータコ
イルが焼損するという問題かあった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上記の欠点を解消し、光学系がロック
した場合でも自己診断によって自動的にモータをオフし
て光学系の動作を停止することのできる速度異常時制御
方法を提供することにある〈発明の構成および効果〉 この発明は要約すれば、光学系の移動速度をロータリエ
ンコーダ等から得られるパルス幅またはパルス周期から
求め、それらのパルス幅またはパルス周期が所定の上限
値を所定の時間以上越えたとき速度異常として検出し、
光学系の動作を停止するようにしたものである。

上記のように構成することによりこの発明によれば、光
学系がロックしたりまたは異常な摩擦のためにモータ負
荷が非常に大きくなったときにはパルス幅またはパルス
周期が所定の上限値を′ｍ続して越える状態となるため
、その状態を検出することによって速度異常を簡単にし
かもｆ１１実に検出することができ、過電流によるモー
タコイルの焼（貝や電子部品の破壊を未然に防止するこ
とができる。またパルス幅またはパルス周期が所定の上
限値を所定の時間以上越えたときのみ速度異常として検
出するために、ノイス等による誤動作を防止することが
できる。

〈実施例〉 第２図はこの発明に係る速度異常時制御方法が実施され
る複写機の概略構造図である。複写機本体ｌの略中央部
には感光体ドラム２が配置され、その周囲に帯電器、現
像部、転写器、除電器等が配置されている。また感光体
ドラム２の上部には設定倍率に応じて水平移動するズー
ムレンズ３０を含む光学系３が配置され、また感光体ド
ラム２の右側には給紙トレーやカセット装着部を含む給
紙部４が、左側には転写後の用紙を搬送する搬送部５お
よび２個のローラからなる定着部６カ頌己置されている
。複写機本体ｌの上部には原稿カバー７が回動自在に取
り付けられ、この下に原稿をセノ、トすることにより光
学系３のフィード走査によって感光体ドラム２上に原稿
に対応した像が形成される。給紙部４から用紙を感光体
ドラム２に向けて搬送する給紙ローラ４０は、その用紙
先端とドラム上の画像先端とを合わせるためにペーパス
タートクラッチＰＳＣによって駆動タイミングが制御さ
れる。このペーパースタートクラッチＰＳＣのオン、オ
フタイミングは後述する光学系制御用のスレーブＣＰＵ
によって行われる。

第３図は上記複写機の光学系３の要部斜視図である。光
学系３のうち原稿を走査する光学系走査部３１は、光源
３１ａと２個のミラー３１ｂ、３１Ｃを一体化したミラ
ーベースＭＢＩと原稿からの反射光をミラー３１ｂに反
射するミラー３１ｄを支持するミラーベースＭＢ２とで
構成されている。これらのミラーベースＭＢＩ、ＭＢ２
は、２本のレール３２．３３“で水平方向に摺動自在に
支持されている。ミラーベースＭＢＩの一方の側部３４
はワイヤ３５に固定され、ワイヤ３５のＡまたはＢ方向
の移動に応じてミラーベースＭＢＩ。

ＭＢ２が共にへ方向（フィード方向）、Ｂ方向（リター
ン方向）に移動する。ワイヤ３５はプーリ３６．３７お
よびブラシレスＤＣモータ３８の回転軸に巻回され、モ
ータ３８の正転、逆転に従ってミラーベースＭＢＩ、Ｍ
Ｂ２が往復動するようになっている。

前記ミラーベースＭＢＩのワイヤ固定用の側部３４は垂
直片３４ａを有し゛、ミラーベースＭＢＩの停止領域に
は垂直片３４ａを検出するホームポジション七！ＨＰＳ
が配置されている。ミラーベースＭＢＩの停止領域は前
記垂直片３４ａの後端部ＣがホームポジションセンサＨ
ＰＳの光路を切ったときから１０数ミリ程度Ｂ方向（リ
ターン方向）に移動するまでの範囲である。垂直片３４
ａの後端部ＣがホームポジションセンサＨＰ　Ｓの設定
位置を過ぎて１０数ミリ程度移動した位置がミラーベー
スＭＢ１、即ち光学系の停止位置となる。

本実施例での複写機は制御部がマスクＣＰＵとスレーブ
ＣＰＵとで構成されている。スレーブＣＰＩＪはボーム
ポジションセンサＩ（Ｐ　Ｓ、モータ３８に連結されて
いるロータリエンコーダＲＥ（図示廿す）およびその他
のセンサからの信号を受けてモータ３８の回転速度およ
びペーパースタートクラッチｐｓｃを制御する。第４図
は制御部の概略ブロック図である。ＣＰｔＪはマスタＣ
ＰＵ（ＭＣＰＩＪ）５０とスレーブＣ１’ｔＪ　（Ｓｅ
ｔ）Ｌｌ）　　５１とで構成され、ＭＣＰＩＪ５０は５
ＣＰＵ５１に対してミラースタートコマンドやミラーイ
ニシャルコマンドを送り、５ＣＰｔＪ５１はＭＣＰｔＪ
５０に対してスティタス等を送る。Ｍ（１）ｔＪ５０は
入カキー１各種センサ等から信号を受け、ＲＯＭ　５２
に予め規定されているプロゲラＪ・に従って５ＣＰＵ５
１に対するコマンド送出、５ＣＰＩＪ５１からのスティ
タスの受信、その他各種ソレノイドやメインモータ等の
制御を行う。５ＣＰＵ５１はＭＣＰＵ５０から送出され
たコマンドを受けてＲＯＭ５３に予め規定されているプ
ログラムに従ってセンサＩＩ　Ｐ　Ｓ、ロータリエンコ
ーダＲＥ等からの信号を受け、ペーパースタートクラッ
チＰＳＣのオン、オフクイミンゲおよびモータ３８の回
転速度を制御する。またモータ３８の駆動電流か異常電
流かどうかを監視し、異常電流が所定の時間以上続いた
とき光学系の速度異常が止したものと判定してモータ３
８の回転を停止さセる。さらに所定の動作を行った後、
ＭＣＰＩＪ５０に対してスティタス等を送１工する。

次に第１図を参照して本実施例での光学系の速度異常時
制御方法について説明する。

同図はミラーベースＭ［３１が停止位置からフィード、
リターンして再び停止位置に戻るまでのミラーベースス
ピードおよびモータ３８の回転速度を示している。

ミラーベースＭＢＩはイニシャル時停止位置Ｒ点に位置
している。この状態でモータ３８が駆動されるとフィー
ド方向に加速され、ホームポシンヨンセンサＨｒ’　Ｓ
位置Ｑ点までの停止領域Ｅを越えて画像領域に入ってい
く。加速の程度は設定倍率に比例して大きく設定される
。画像領域の先端位置Ｒ点に達した段階でミラーベース
スピードは安定し、その速度は画像領域の終端Ｓ点まで
に達するまで一定となるように制御される。この画像領
域でのミラーベーススピードの安定化はロータリエンコ
ーダＲＥから得られるパルス列をＳＣＰ［Ｊ５１が読み
取り、そのパルス故が一定となるようにモータ駆動信号
を出力することにより行われる。第５図にロータリエン
コーダＲＥから得られるパルス列の一例を示す。パルス
周ｊｊＪＪ”［’が短くなればモータ回転速度が速くな
り、周１すＩＴが長くなればモータ回転速度がそれに比
例して遅くなる。

したがって、このパルス周ｊｊＪ］　’ｌ’と１占率に
対応して設定されている回転速度とを比Ｉ咬し、両者が
周期で一致するようにモータの駆動型’／Ａを制御する
。

モータの駆動電流はパルス幅変調（ＰＷＭ）によって行
われる。第６図はＰＷＭ信号の波形図である。図示する
ように、信号が”　Ｈ”の時間ＴＡおよび信号が“し”
の時間ＴＩＩのそれぞれの時間を制御τ■することによ
り、モータの回転速度を変化させる。尚、第１図におい
てＲＩＯ〜ＩＩ　１２は３２定倍率に対応したモータ回
転速度を示し、画像領域でのミラーベーススピードが設
定倍率に対応して異なっていることを表している。

−ミラーベースＭＢＩがフィード方向に移動して画像領
域の終端Ｓ点を越えたことをロータリエンコーダＲＥか
らのパルス故を５ＣＰＵ５１力福１数することによって
検出すると、５ＣＰＵ５１はモータ３８を逆転制動する
。するとミラーベースＭＢ１のフィード方向への速度が
急速に低下し、それに応じて１７−クリエンコーダＲ巳
から出力されるパルス列の周期も大きくなっていく。そ
の周期があろ−・定の大きさを越えたとき５ＣＰＵ５１
はミラーベースＭＢＩがフィード方向の移動を停止して
リターン方向への移動を開始することを検出する。図の
Ｕ点はロークリエンコータＲＥの出力パルスの周期が略
最大となる位置である。５ｃＰＵ５１がこのＵ点を検出
するとリターン速度はフィード速度ＲＩＯ−Ｒ１２より
も相当速い速度である最高速度Ｒ１となるようモータ駆
動信号を出力する。一定の時間を経てミラーベースＭＢ
Ｉのリターン方向への速度は最高速度Ｒ１に安定し、そ
の速度Ｒ１で一定距Ａｌｆ　Ｌ・を移動するまで制御さ
れる。最高速度Ｒ１でＵ点から一定の距離したけ移動す
ると次に速度Ｒ２に減速制御する。速度Ｒ２はミラーベ
ースＭＢＩをセンサＨＰＳ位置でモータ制動状態に移行
したとき、停止位置Ｐ点に正確に停止できる速度である
。この速度Ｒ２の大きさは停止領域Ｅ、最高速度Ｒ１，
その低慣性に影響を与える各種の要因を考慮して適当な
大きさに設定される。速度Ｒ２でセンサＨＰＳ位＝ＭＱ
点に達すると直ちにモータ３８を逆転制動する。そして
モータ回転速度が後述するＲ３の大きさになった時点で
モータをオフし、停止位ｉＵＰ点で停止させる。

逆転制動からモータオフに切り換えるＸ点での速度Ｒ３
は、逆転制動からモータオフに切り換えた場合、停止位
置Ｐ点で正確に停止する程度の大きさである。この速度
Ｒ３の大きさは速度Ｒ２のように慣性に影響を及ぼす各
種の要因を考慮して厳格に設定する必要はなく、停止直
前の低速である。このときのミラーベースＭＢＩのスピ
ードをＮＬとする。

上記の制御によってミラーベースＭＢＩのリターン時に
は最初の段階で最高速度Ｒ１で移動し、続いてセンナｔ
ｌ　ｌ）　Ｓ位置で制動状態に移行したとき停止位置Ｐ
点に正確に停止できる減速された速度Ｒ２で移動するた
め、ミラーベースＭＢＩのリターン時間が短縮されると
ともに、停止位置Ｐ点に正確に停止する。

以上のミラーベースの往復動制御において、本実施例で
は、光学系のリターン時またはフィード時においてパル
ス周期Ｔが上限値Ｔｕｆｉ−を所定の時間ｔ１以上越え
たとき、速度異常として検出し、その時点でモータの回
転を停止させて光学系の動作を停止させるように制御す
る。

次に第７図を参照して上記の速度異常時制御方法を実施
する５ＣＰＵ５１の動作について説明する。同図は５Ｃ
ＰＵ５１の速度制御モードでの動作を示すフローチャー
トである。尚、第７図に示すフローチャートでは、上記
に述べたパルス周期の上限値、下限値の比較の池、さら
にそれらの上限値、下限値よりも小さい値である目標設
定上限値、目標設定下限値についても比較するようにし
ている。ここで言う目標設定上限値、目標設定下限値は
、ＲＥ出力パルスの周期Ｔの正常な制御範囲の上限値、
下限値を言う。第８図に示すように、Ｗｉがこの正常な
制御範囲となり、Ｔｕが目標設定上限周期、１゛、が目
標設定下限周期である。

第７図に示す動作では、上記のようにパルス周ＢＨ’の
上限値Ｔ　ｕｓ□　、下限値Ｔ　Ｌ　＋Ｒｉ　ｎとで第
１図（Ｂ）のｐ＋＋　　ｐｚに示すようなノイズ等を起
因とするオーバシュートによる影響をなくすとともにア
ンダーシュートによる影響をもなくすようにしている。

さらに目標設定上限値Ｔｕｔ　目標設定下限値Ｔ、を設
定することにより、後述するように周期が制御範囲Ｗｉ
を長時間逸脱した場合に速度異常が生じているものと判
定してモータの動作を停止するようにしている。

まず、ステップｎｌ（以下ステップｎｉを単にｎｉとい
う。）にて、ロック状態等によって速度が急激に変化し
たときに短時間にモータを停止させるための基準となる
Ｔ工ａＸ＋　ＴＬＭｉ＋％と、制御範囲Ｗｉを持続的に
越えた場合にモータを停止させるための基準となる目標
設定上限値Ｔｕ、目標設定下限値Ｔ、と、所定の時間ｔ
ｌ−ｔ４＋　　ｔＳが所定のＲＡ　Ｍ　？ｉｆｆ域に設
定される０時間１．はパルス周期Ｔが上限値Ｔ　ｕｓａ
ｘを越えて速度異常として検出されるときのその越え・
る時間である。Ｌ２はパルス周期Ｔが目標設定上限値Ｔ
、を越えて速度異常として検出されるときのその越える
時間である。

ｔ３はパルス周期Ｔか目標設定下限値Ｔ、を越えて（下
回って）速度異常として検出されるときのその越える時
間である。またｔ４はパルス周期Ｔが下限値Ｔ、□７を
越えて（下回って）速度異常として検出されるときのそ
の越える時間である。ｔｌとり、およびＬ２とｔ、はそ
れぞれ制御系の安定性を考慮して適当な値に設定してい
る。１．　１４はＬ２＋　　ｔ３に比べて十分短い値で
ある。

Ｒ２におい°ζ、パルス周期Ｔと上限値Ｔｕｌ、、□と
を比較し、前者が後者よりも小さければＲ３へ進んでフ
ラグＦ１およびタイマＴ　Ｍ　１をリセットする。フラ
グＦ１は警告フラグ、タイマＴＭＩはパルス周期Ｔが上
限値Ｔ　ＩＩ１％ｌｌＸを越える時間を計時する。ｎ２
でパルス周期ＴがＴ　ｕｆｆｉａｘを越えていればｎ４
へ進み、警告フラグＦ１がその時点でリセ。

ト状態であればｎ５でセットするとともにタイマＴＭＩ
を起動する。続いてｎ６でタイマＴＭＩの内容と所定の
時間１とを比較し、前者が後者よりも大きければｎ３０
へ進んで異常処理を行う。

また、ｎ６でタイマＴＭＩの内容が時間ｔ１以下であれ
ば、次にｎ７〜ｎ１２で目標設定上限値Ｔ。および時間
ｔ２を基準とした比較処理を行う。

ｎ７でパルス周期Ｔが目標設定上限値Ｔ、以下であるな
ら、ｎ８で警告フラグＦ２をリセットしまたタイマＴ　
Ｍ　２をリセットする。タイマＴＭ２はパルス周期Ｔが
目標設定上限値Ｔ、を越える時間を計時する。パルス周
期Ｔが目標設定上限値Ｔ１を越えているなら上記ｎ４〜
ｎ６と同様の処理をｎ９〜ｎｌｌで行う、ｎｉｌでタイ
マＴＭ２の内容が時間ｔ２以下であるならｎ１２へ進ん
でパルス周期Ｔが少しだけ（八Ｔ）短くなるように駆動
電流を制御する。即ち、モータ回転速度が少しだけ速く
なるように制御される。ｎＬｌにおいてタイマＴＭ２の
内容が時間ｔ２を越えていれば０３０以下の異常処理へ
進む。

ｎ１３〜ｎ　ｌ　８では目標設定上限値Ｔ、と時間ｔ１
を基準値としたパルス周期の比較処理が行われる。フラ
グＦ３は警告フラグである。タイマＴＭ３はパルス周！
ｔｌｌＴが目標設定下限値ＴＬを越える（下回る）時間
を計時する。動作はｎ７〜ｎ１２と略同じであるが、ｎ
１８においてはパルス周期Ｔが少しだけ（ΔＴ）長（な
るように制御される。即ち、モータの回転速度が少しだ
け遅くなるように制御される。

ｎ１９〜ｎ２３は下限値Ｔ０．７と時間ｔ４を基準値と
してパルス周期Ｔの比較処理を行う。Ｆ４゜は警告フラ
グである。タイマＴＭ４はパルス周期Ｔが下限値”Ｔ’
　Ｌ　ｍ　ｉ　＊を越える（下廻る）時間を計時する。

この部分での動作は上記ｎ２〜ｎ６と略同じであり、ｎ
２３においてタイマＴＭ４の内容が時間ｔ４を越えると
ｎ３０以下の異常処理に移る以上の動作は速度制御の処
理タイミング毎に行われる。速度制御のタイミングを終
了するとｎ２４から次の処理タイミングに移り、５ＣＰ
Ｕ５１は他の処理モードに移る。

以上の動作を繰り返し、ｎ６．ｎｌｌ、ｎＬ７、ｎ２３
の何れかのステップでタイマの計時内容が所定の時間を
越えている場合にはｎ３０の異常処理へ進む。ｎ３０の
異常処理では、まず光学系の速度が異常であることを表
す光学系速度異常フラグＦ５をセットし、フラグＦ５が
立ったことをマスタｃｐｕｓｏに知らせる。またモータ
３８を逆転制動し、タイマＴＭ５を駆動する。タイマＴ
Ｍ５はパルス周期Ｔが発電制動可能な周！ｔＪＩ’ｒ　
ｏより大きい間を計時するタイマである。ｎ３１でこの
発電制動可能な周期Ｔ０と周ｇＪｌ’［”を比較し、後
者が前者を越えたときにｎ３３へ進んで発電制動を行う
。またタイマＴＭ５の計時内容が一定の時間ｔｓ越えて
も周期Ｔが周期Ｔ０を越えないときにはｎ３１をスキッ
プしてｎ３３へ進み、発電制動して停止させる。

以上の動作によって光学系のリターン時またはフィード
時においてロック状態等が生じるとモータを直ちに停止
させることができるとともに、ノイズ等による影響をも
防ぐことができる。また本実施例では、ＲＥ出）】パル
ス周期、即ち速度の正常な制御範囲を少しだげ越える状
態が所定時間以上持続的に続いた場合でもモータを停止
させることができるため、モータの寿命低下等を防ぐこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学系の速度制御方法を説明する図である。ま
た第２図はこの発明に係る速度異常時制御方法が実施さ
れる復写七！の１７を略４７＞、成図、第３図は光学系
の一部外観斜視図、第４図は制御部の概略ブロック図で
ある。第５図はロータリエンコーダの出力パルス例を示
し、第６図は５ＣＰＵ５１によって制御ＴＩｌされるモ
ータ駆動信号であるパルス幅変調信号の波形図である。 また第７図はｓｅｐＵ５１の速度制御モードにおける動
作を示すフローチャートである。さらに第８図はモータ
駆動電流の制御範囲を示す図であるｉ・ ２−感光体、ドラム、３−光学系、 ＨＰＳ−ポームボジシジンセンサ、 ＲＥ−ロータリエンコーダ、３８−モータ、Ｔｕａａｘ
ｌ〜３−（パルス周期）上限値。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系の移動速度をモータ回転軸にロータリエン
   コーダ等を取り付けることによって得られるパルスのパ
   ルス幅またはパルス周期から求め、リターン時またはフ
   ィード時において前記パルス幅またはパルス周期が所定
   の上限値を所定の時間以上越えたとき速度異常として検
   出し、光学系の動作を停止することを特徴とする複写機
   光学系の速度異常時制御方法。
2. （２）前記上限値を、複写倍率に応じて異なった範囲に
   設定する特許請求の範囲第１項記載の複写機光学系の速
   度異常時制御方法。
3. （３）前記上限値が二種類設定され、値の大きい第１の
   上限値を越えるときに速度異常として検出するための前
   記所定の時間が、値の小さい第２の上限値を越えるとき
   に速度異常として検出するための前記所定の時間よりも
   十分短く設定された特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の複写機光学系の速度異常時制御方法。