CN1243292C - 对驱动系统进行位置控制的系统及方法 - Google Patents

Abstract

公开一种可以将驱动源和被驱动构件正确地停止在目标位置上的位置控制方法。本发明的位置控制方法，在加速时，由于按照以与动力传递构件的盲区量相当的量对驱动源进行加速驱动的方式改变速度指令，所以为了使被驱动构件的驱动速度成为与驱动源的速度和动力传递机构的设计上的变速比相对应的速度，使速度指令保持一定，或者在减速侧进行变化；在减速时，由于按照以与动力传递构件的盲区量相当的量进行减速驱动的方式改变速度指令，所以为了使被驱动构件的驱动速度成为与驱动源的速度和动力传递机构的设计上的变速比相对应的速度，使速度指令保持一定，或者在减速侧进行变化。

Description

对驱动系统进行位置控制的系统及方法

技术领域

本发明涉及用于经由动力传递机构将驱动源的驱动力传递给被驱动构件的驱动系统的位置控制系统、位置控制方法、用于实施该位置控制方法的程序，本发明可以适用于例如被驱动构件的惯性大的成像装置的显影器或者中间转印辊等的位置控制。

背景技术

在驱动源和被驱动构件之间通常设有动力传递机构，特别是在控制象打印机等多色成像装置的显影器切换器那样的惯性较大的被驱动构件(负荷)的情况下，考虑到作为驱动源的马达效率、配置等，利用齿轮系等动力传递机构将马达和负荷之间结合起来的情况很多。并且，在驱动源为直流马达的情况下，由于在高速驱动时的效率高而增强了这种倾向。

但是，在动力传递机构中必然存在齿轮系的齿隙或间隙等所谓的机械盲区(以下称为游隙)，而若将旋转编码器等位置检测器与负荷直接结合，则齿轮系等的游隙易于造成控制系不稳定，另外有必要采用高脉冲编码器来获得所需分辨率，导致成本升高。因此，将位置检测器结合到电机轴上的情况较多，这被称为所谓的半闭式控制系。

并且，为了实现高精度且安静的位置控制，经常采用利用速度表对马达进行控制的方法。例如，在日本专利公报特开昭57-132797号中提出的技术中，考虑到噪音等问题，如图12所示，通常采用尽可能平滑的速度表。

在上述动力传递机构中存在游隙，而例如在驱动象多色成像装置的显影器切换器这样的具有较大惯性的负荷的情况下，由于减速比大所以游隙加大。

在利用半闭式系统对上述传动系进行位置控制的情况下，由初始状态导致控制结果的差异很大。

例如，如图12所示，当根据平滑的速度表进行加速时，在动力传递机构的初始状态相对于行进方向没有游隙的情况下，由于从最初起使负荷侧和马达侧的惯性负荷形成一体，所以若适当地设计加速表，如图13的点划线所示，跟随指令速度使负荷侧和马达侧成一体地平滑加速。

另一方面，在动力传递机构的初始状态相对于行进方向存在游隙的情况下，最初，由于仅驱动马达侧的惯性负荷所以虽然由位置检测器检测出的位置追随指令速度，但负荷侧不动。

当动力传动机构的游隙消除时，首先，齿轮系开始弹性变形、然后到两个惯性(马达和负荷)开始成一体地运动为止，如图14所示，不能加速负荷。这里，在图14中，马达侧的运动以虚线表示，负荷侧的运动以单点划线表示。

而且，这时由于产生负荷相对于马达的较大的位置迟滞，不能使其立即恢复，所以如图15所示，在目标位置附近引起很大的过冲。

发明内容

经由动力传递机构驱动被驱动构件的驱动源，检测该驱动源的驱动位置的位置检测机构，以及通过向该驱动源输出速度指令并进行速度控制、以由该位置检测机构获得的检测位置到达目标位置的方式进行驱动源的位置控制的位置控制方法，本发明的特征之一在于，

在加速时，以进行与动力传递机构的盲区量相当的量的驱动源加速驱动的方式使速度指令变化，之后为了使被驱动构件的驱动速度成为与驱动源的速度和动力传递机构的设计上的变速比相对应的速度，使速度指令保持一定，或在加速侧进行变化，

在减速时，以与动力传递机构的盲区量相当的量进行减速驱动的方式使速度指令变化，之后为了使被驱动构件的驱动速度成为与驱动源的速度和动力传递机构的设计上的变速比相应的速度，使速度指令保持一定，或在减速侧进行变化。

采用这一特征，驱动源和被驱动构件易于遵从指令速度可以正确地停止在目标位置上。

经由动力传递机构驱动被驱动构件的驱动源，检测该驱动源的驱动位置的位置检测机构，以及通过向该驱动源输出速度指令并进行速度控制、以由该位置检测机构获得的检测位置到达目标位置的方式进行驱动源的位置控制的位置控制系统，本发明的另一个特征在于，

在加速时，以进行与动力传递机构的盲区量相当的量的驱动源加速驱动的方式使速度指令变化，之后为了使被驱动构件的驱动速度成为与驱动源的速度和动力传递机构的设计上的变速比相对应的速度，使速度指令保持一定，或在加速侧进行变化，

在减速时，以与动力传递机构的盲区量相当的量进行减速驱动的方式使速度指令变化之后，为了使被驱动构件的驱动速度成为与驱动源的速度和动力传递机构的设计上的变速比相应的速度，使速度指令保持一定，或在减速侧进行变化。

采用这一特征，驱动源和被驱动构件易于遵从指令速度可以正确地停止在目标位置上。

本领域技术人员从下述对本发明的优选实施例的说明中将会理解除上面讨论内容之外的其它目的和优点。在说明书中，对作为说明书一部分、并对本发明的例子进行解释的附图进行参考。然而，这种例子没有穷尽本发明的各种实施例，因此应参照说明书之后的权利要求来限定本发明的范围。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式之一的位置控制系统所用的指令速度分布的图示。

图2是表示上述位置控制系统的结构的框图。

图3是表示在上述位置控制系统中，在行进方向上的游隙大的情况下加速时的指令速度和实际的马达及被驱动构件的速度的关系的图示。

图4是表示在上述位置控制系统中，在行进方向上没有游隙的情况下加速时的指令速度和实际的马达及被驱动构件的速度的关系的图示。

图5是表示在上述位置控制系统中，在行进方向的游隙大的情况下从加速到减速·停止时为止的指令速度和实际的马达的速度(遵从速度)的速度的关系的图示。

图6是上述位置控制系统中的游隙量检测流程图。

图7是上述位置控制系统中的游隙量的检测方法的说明图。

图8是适应上述位置控制系统的镜头驱动单元的断面图。

图9是适应上述位置控制系统的多色图像形成装置的断面图。

图10是表示上述多色图像形成装置的旋转型显影器的图示。

图11是表示上述多色图像形成装置的感光辊和中间转印辊的图示。

图12是表示现有的位置控制系统的速度分布的图示。

图13是表示在现有的位置控制系统中，在行进方向上没有游隙时的指令速度和实际的马达及被驱动构件的实际遵从速度的关系的图示。

图14是表示在现有位置控制系统中，在行进方向上的游隙大的时的指令速度和实际的马达及被驱动构件的实际遵从速度的关系的图示。

图15是表示采用现有的位置控制系统的情况下相对于目标位置的过冲状态的图示。

具体实施方式

图1是表示代表作为本发明的一个实施方式的位置控制系统中的马达指令速度(速度指令值)的变化模式的速度表的图示，图2是位置控制系统的框图。

在图2中，各构成要素的电连接以虚线表示，机械连接以实现表示。在此，作为位置传感器的旋转编码器2不经过传递机构直接安装到直流马达4的轴上。旋转编码器2输出包含旋转方向信息的脉冲信号，通过用位置计数器1对该脉冲信号进行增减计数，可以获得马达4的驱动位置(旋转量)信息。

作为动力传递机构的齿轮系(包括由单数个齿轮构成的系统)5，在使马达4所产生的旋转减速的同时使转矩增大。并且，在齿轮系5中存在作为机械盲区的游隙，通过预先的测量计算可以基本上正确地获得该游隙量。

在存储回路7中，存储对作为负荷的被驱动构件6进行位置控制时的速度表以及各种控制参数，根据作为驱动控制回路的微型计算机3的需要，将其输出给微型计算机3。并且，微型计算机3通过读取存储在存储回路7或其它存储介质中的程序，进行本实施方式中的处理。

微型计算机3对将从存储回路7读出的速度表进行积分所获得的指令位置、和从位置计数器1获得的当前驱动位置进行比较，对位置偏差进行比例、积分、微分等计算，通过增减控制施加给马达4的驱动信号的脉冲幅度(占空比)，使马达4遵从加速度表的速度指令值。这时，若在象现有技术那样根据平滑变化的速度表进行加减速控制的情况下，如图14、15所示，当在游隙的初始条件下负荷剧烈变化时，马达的实际驱动速度不能遵从指令速度，在被驱动构件上产生很大的过冲。与此相反，在本实施方式中，利用图1所示的速度表进行控制。以下，对图1的速度表中的各个区域进行说明。

(1)第一加速区域(第一速度控制阶段)

在仅驱动由作为马达的构成要素的转子和输出轴构成的马达自身的负荷的情况下，以马达4获得可以充分遵从的加速度的第一变化率使指令速度增加。

(2)第一恒速区域(第二速度控制阶段)

在这里，直到作为动力传递机构的齿轮系5的弹性变形达到平衡状态为止，具体而言，直到马达4、齿轮系5和被驱动构件6基本上成一体地运动，马达4的速度和开始从马达4输出的驱动力传递的被驱动构件6的速度基本上达到与动力传递机构的设计上的减速比相应的关系为止，使指令速度保持一定(加速度为0)。

(3)第二加速区域(第三速度控制阶段)

直到马达4达到最大速度为止，以马达4和被驱动构件6两者的惯性获得可充分遵从的加速度的方式，以比第一变化率小的变化率增加指令速度。另外，若被驱动构件6的移动距离短(在驱动马达4之前，从上述位置计数器1获得的驱动位置与指令位置的距离未充分分离开)，则直到马达4达到与该距离相称的速度为止使指令速度增加。

(4)第二恒速区域

为了直到减速开始位置为止以最大的速度驱动马达4，使指令速度保持一定。并且，当被驱动构件6的移动距离短时，存在该区域为0秒的情况。

(5)第一减速区域(第四速度控制阶段)

在仅驱动马达自身的负荷的情况下，以马达4获得可以充分遵从的负加速度的方式，以第二变化率减小指令速度。

(6)第三恒速区域(第五速度控制阶段)

在此，直到作为动力传递机构的齿轮系5的弹性变形达到平衡状态为止，具体而言，直到减速的马达4和被驱动机构6首先形成分离的状态后、又基本上成一体地运动，且被驱动构件6的速度相对于马达4的速度减速至与动力传递机构的减速比基本上对应的速度为止，使指令速度保持一定(负的加速度为零)。

(7)第二减速区域(第六速度控制阶段)

直到马达4的速度达到0为止(直到位置计数器1所得的计数值达到与目标位置对应的计数值为止)，以马达4和被驱动构件6的两者的惯性获得可以充分遵从的负加速度的方式，以比第二变化率小的变化率减小指令速度。

(8)伺服锁定区域

形成伺服锁定，以便不会由于目标位置受到外部干扰而使马达4(和被驱动构件6)的位置发生变化。

对各速度控制区域的详细说明。

第一加速区域(1)，是从马达4启动开始作为动力传递机构的齿轮系5的游隙被消除所必需的马达驱动量。作为机械盲区的游隙除了在齿轮系5的内部存在之外，在马达4和齿轮系5之间、和齿轮系5和被驱动构件6之间也存在。在第一加速区域(1)中，存在这些游隙的总和最大的情况，以为了完全消除这些游隙所必需的量对马达4进行驱动。图1是速度曲线，该第一加速区域(1)部分的积分值成为游隙量的最大值。另外，该马达驱动量为编码换算值。

第一恒速区域(2)，通过作为动力传递机构的齿轮系5的游隙被消除、消除机械盲区，设定从分离开的马达4和被驱动构件6的惯性经由动力传递机构而配合在一起开始，到两者的惯性达到平衡状态并开始成一体地运动为止的时间。该时间由马达4和被驱动构件6两者的惯性、齿轮系5的弹性系数、摩擦等因素决定。该时间可以通过计算或实测求出，预先进行设定。另外，代替第一恒速区域(2)，也可以设定比第一加速区域(1)和第二加速区域(3)更缓慢(比第一变化率更小的变化率)的加速区域。该第一恒速区域(2)的时间是根据在第一加速区域(1)的最终位置处、两者的惯性达到平衡状态(即由驱动前的齿轮系5造成的游隙最大)的情况来设定的。

上述第二加速区域(3)是马达侧和被驱动构件侧的惯性成一体地运动的区域。在第一加速区域(1)中，可以仅考虑马达4的惯性，但在第二加速区域(3)中，必须考虑马达4的惯性和被驱动构件6的惯性。因此，在由马达4施加比第一加速区域(1)更大的负荷的第二加速区域(3)中的马达4的加速度，设定得比第一加速区域(1)中的马达4的加速度小。

另外，在DC马达中，因为在高速旋转时由于反起电力使转矩减小，所以也存在在最高速度附近减缓加速度效果好的情况。

第二恒速区域(4)是以最高速度运行至减速开始位置(剩余距离与减速区域的速度曲线的积分值相同的位置)的区域。在该区域中的指令速度，是考虑马达4和其驱动器的绝对额定值、加减速距离、噪音等因素来确定的。并且，该区域不是必需的。即，当被驱动构件6的移动距离短时，在上述第二加速区域(3)之后，直接移至第一减速区域(5)。

在第一减速区域(5)中，被驱动构件6借助惯性保持速度，而与此相对，由于对马达4进行制动，所以马达4和被驱动构件6两者的惯性再次分离，在作为动力传递机构的齿轮系5中再次产生游隙，通过产生游隙，恢复齿轮系5的弹性变形。而且，由于与第一加速区域(1)一样，没有齿轮系5造成的游隙，所以直到由齿轮系5形成的游隙与第一加速区域(1)反向被消除为止，一边使马达4减速一边进行驱动。另外，由于马达4和被驱动构件6的惯性分离，所以减速的加速度形成仅有马达4自身的惯性可以遵从的值。在第一减速区域(5)中，由于与第一加速区域(1)相比速度较大，所以在时间上比第一加速区域(1)短(移动距离相同)。

第三恒速区域(6)，由于作为动力传递机构的齿轮系5的游隙反向被消除，消除了机械盲区，所以设定从分离开的马达4和被驱动构件6的惯性经由动力传递机构配合起来开始、直到两者的惯性达到平衡状态并开始成一体地运动为止的时间。该时间与第一恒速区域(2)一样，由马达4和被驱动构件6两者的惯性、齿轮系的弹性系数、摩擦等因素决定。另外，代替第三恒速区域(6)，也可以设定比第一减速区域(5)和第二减速区域(7)缓慢(比第二变化率更小的变化率)的减速区域。该第三恒速区域(6)的时间，虽然在基于第一减速区域(5)的最终位置处两者的惯性达到平衡状态(即驱动前的齿轮系5形成的游隙为最大)的情况进行设定的这一点上与第一恒速区域(2)相同，但是，在第一恒速区域(2)中，被驱动构件6由于静摩擦而停止，与此相对，在第三恒速区域(6)中，由于两者的惯性是运动的，所以第三恒速区域(6)比第一恒速区域(2)所花的时间短。

在第二减速区域(7)中，假定与第二减速区域(3)相同、两个惯性系成一体地运动，负加速度设定为两者的惯性可以合理地减速的值。另外，在减速区域侧，由于轴和齿轮系的摩擦力优先作用于减速方向，所以变化率比加速区域大。

在伺服锁定区域(8)中，虽然以马达4和被驱动构件6不从目标位置变化的方式设置伺服锁定，但是若恰在此之前利用设计的速度曲线充分减速，则不会引起如图15所示的振动而平静地停止。

在此，采用本实施方式，对与初始条件无关、不会引起图15所示的目标位置处的振动的原因进行说明。

首先，图3示意地表示在初始条件下、在驱动力传递机构的行进方向的游隙最大的情况下的指令速度和马达4及被驱动构件6的速度(加速时的遵从速度)的关系。另外，分别以实线表示指令速度，以虚线表示马达4的运动，以点划线表示被驱动构件6的运动。但是，被驱动构件6的运动是作为由马达轴换算的值(相当于实际的被驱动构件6的速度除以动力传递机构的减速比的值)来表示的。

在第一加速区域(1)中，由于驱动力仅传递给马达侧的惯性，所以指令速度和检测出的马达速度基本上一致。由于直到该第一加速区域(1)的最终位置为止均存在齿轮系5造成的游隙，所以驱动力几乎不传递给被驱动构件6。

恰在第一恒速区域(2)之前，马达侧和被驱动构件侧经由动力传递机构配合起来，在第一恒速区域(2)中，由于马达4的驱动使动力传递机构的齿轮系5弹性变形后，齿轮系5和被驱动构件6开始逐渐驱动，马达4、齿轮系5和被驱动构件6构成的驱动系成一体地运动。另外，由于第一恒速区域(2)设定为预先求出的这些变化所需的时间，所以在进入第二加速区域(3)时，马达4、齿轮系5和被驱动构件6构成的驱动系可以成一体地运动。

在第二加速区域(3)中，由于形成对马达4和被驱动构件6两者的惯性进行加速的指令速度(比第一加速区域(1)的加速缓慢)，所以马达4和被驱动构件6可以充分地遵从指令速度。并且，可以说减速时也一样。

采用上述本实施方式，即使在初始条件下动力传递机构中存在游隙的情况下，也不会发生象图15所示那样的大的过冲和振动，如图5所示，马达4基本上可以停止在目标位置上。在图5中，没有记载被驱动构件6的运动(遵从速度)，但是，第二加速区域(3)、第二恒速区域(4)、第二减速区域(7)中的被驱动构件6的运动与马达4的运动基本上相同，在目标位置附近不会产生过冲。

其次，图4表示在初始条件下、在没有动力传递机构行进方向的游隙的情况下的加速时的指令速度和马达4及被驱动构件6的实际速度的关系。另外，分别用实线表示指令速度、虚线表示马达4和被驱动构件6的实际运动(遵从速度)。

由于将第一加速区域(1)假设为马达4自身的负荷、即仅仅是马达4的惯性的加速，所以在马达的惯性和被驱动构件6的惯性必须同时驱动的本条件下，在加速初期，马达4的速度比指令速度慢。

但是，从驱动开始动力传递机构的齿轮系5开始弹性变形，在第一恒速区域(2)的早期阶段，马达4的检测速度可以遵从指令速度。

在进入第二加速区域(3)的时候，形成与存在游隙的情况相同的状态，然后，可以象上面所述那样，稳定地将马达4和被驱动构件6停止在目标位置上。

另外，虽然由于在初始条件下的游隙量而造成马达4的惯性和被驱动构件6的惯性成一体运动所需的时间、驱动量不同，但是在任何情况下，在第一恒速区域(2)结束的时刻，马达4的惯性和被驱动构件6的惯性均成一体地运动。

另外，在第一加速区域(1)、第一恒速区域(2)等中设定的时间，可以通过计算和实测预先确定，因此不必进行半闭式系统的控制。

在图6中，表示作为动力传递机构游隙量检测的一个例子的顺序的流程。该流程的操作，根据位置控制系统初始化时等的需要，可以仅在规定的移动开始位置的部位进行。另外，图中将阶段简称为S。

在阶段1中，微型计算机3以微速向与通常的行进方向相反的方向驱动马达4，即使其后退。

在阶段2中，检测出马达4由于与负荷侧碰撞速度变为0，或者由于碰撞的冲击而达到极限、使速度变为正(通常的行进方向)的位置。这时，以不驱动负荷侧仅驱动马达4的方式，将马达4的转矩设定得较小。在可以对位置进行检测的情况下，前进至阶段3和阶段4，若不能进行位置检测则返回阶段1。

在阶段3中，将在阶段2中检测出的位置作为P0存储到存储回路7中。P0表示在动力传递机构造成的游隙最大时的游隙一端的位置。

在阶段4中，为了获得用于驱动马达4和被驱动构件6所必需的转矩，赋予充分的分步式的驱动指令，向通常的行进方向驱动马达4。图7表示这时的马达4的速度变化。

在阶段5中，由于马达4与负荷侧碰撞并且动力传递机构开始弹性变形，所以检测马达4的加速度从正向负变化的位置。在可以进行该位置的检测的情况下，前进到阶段6和阶段7，若不能进行位置检测则返回阶段4。

在阶段6中，将在阶段5中检测出的位置作为P1存储到存储回路7中。P1表示当动力传递机构造成的游隙最大时的游隙另一端的位置。并且，马达4的速度与在位置P1时相比一度减小，但此后开始再次增加，并返回至与P1时相同的速度。这时，马达4的惯性和被驱动构件6的惯性成一体地运动。计测马达4的速度从位置P1的速度起一度减小、到再次恢复到位置P1时的速度的时间Δt，将该时间Δt存储在存储回路7中。由该时间Δt可以求出第一恒速区域(2)和第三恒速区域(6)中的驱动时间。

在阶段7中，计算P1-P0，求出动力传递机构的最大游隙量。

在阶段8中，读取预先存储在存储回路7中的临时速度表，采用求出的Δt和动力传递机构的最大游隙量对临时速度表进行修正，制成正式的速度表。

在阶段9中，将正式的速度表7存储在存储回路7中。

另外，在存在锁定保持被驱动构件6的固定机构的情况下，通过预先固定被驱动构件6，不驱动被驱动构件6便可以检测出最大游隙量。但是，这种情况必须预先由齿轮系5的弹性系数等计算或以其它方式测定Δt。

另外，在本实施方式中，虽然是针对作为驱动源采用直流马达的情况进行说明的，但是只要是经由齿轮系等动力传递机构驱动被驱动构件，根据由位置传感器获得的驱动源输出部的驱动位置对驱动源进行反馈控制的驱动系统，可以采用任何驱动源。

例如，在图8中，表示采用振动型马达的照相机等的镜头的驱动单元。这里，10是笔式振动型马达，12、13是齿轮系单元(动力传递机构)，15是脉冲板，16是与该脉冲板15一起构成位置检测器的由光断续器等形成的编码器。14是作为被驱动构件(负荷)的镜头组成构件，例如向光轴方向驱动变焦镜头的凸轮环等。

另外，振动型马达10由弹性体10a、设置在弹性体10a下部的压电元件10b、利用弹簧压接在弹性体10a的上面上的转子10c构成，通过向压电元件10b通电在弹性体10a中引起振动，旋转驱动压接在该弹性体10a上的转子10c。而且，转子10c的旋转，从与转子10c成一体旋转的齿轮系10d经由齿轮系单元12、13传递给镜头的组成构件14。

在该例子中采用了振动型马达，但是与用于利用齿轮系传递转矩的本实施方式相同的控制方法仍然是有效的。在这种情况下，可以用脉冲幅度控制速度，也可以利用动态量程宽的驱动频率进行速度控制。

在图9中，表示配有上述位置控制系统的多色成像装置的结构。20是在表面上接受激光等进行感光、形成潜像的感光鼓，23是通过对形成于感光鼓20上的潜像顺次附加各种颜色的感光剂、显影出可视图像的旋转型显影器，19是通过利用旋转型显影器23显影的单色可视图像转印到记录片上、通过将各种可视图像重合形成彩色图像的中间转印辊。

上述位置控制系统对于被驱动构件的惯性大、或者动力传递机构的游隙大的系统非常有效。如图9所示，旋转型显影器23、感光鼓20和中间转印辊19形成被驱动构件。

图10是图9所示的旋转型显影器23的局部放大图。旋转编码器26被直接连接到作为驱动源的直流马达24上，可以对直流马达24的位置进行检测。

马达驱动力被齿轮系25、27(动力传递机构)传递给作为被驱动构件的旋转型显影器23。

旋转型显影器23，成为保持含有各种颜色的显影剂的盒体的机构，按照所确定的颜色顺序配置在显影位置上。

图11是图9所示的感光鼓20和中间转印辊19的局部放大图。

经由各齿轮系28～32、34、36，从马达33将驱动力传递到感光鼓20和中间转印辊19中。

齿轮系31形成分级齿轮系，向感光鼓20和中间转印辊19两个负荷分配动力。

旋转型显影器23具有较大的惯性矩，进而，由于齿轮系的级数多、其减速比大，所以从编码器26来看的被驱动构件的游隙量的值较大。

因而，在对这些驱动系进行定位用于找到初始位置的情况下，上述位置控制方法成为非常有效地手段。

另外，在上述实施方式中，对在镜头和成像装置的驱动系中采用本发明的实施方式中提供的位置控制方法的情况进行了说明，但是本发明并不限于此，可以适用于具有经由动力传递机构将驱动源的驱动力传递给被驱动构件的驱动系的各种设备。

并且，用于实施本实施方式的程序以及容纳该程序的存储介质也同样可以采用。

Claims (31)

1.一种位置控制方法，适用于配有经由动力传递机构驱动被驱动构件的驱动源和检测该驱动源的驱动位置的位置检测机构的、向该驱动源输出速度指令并进行速度控制的驱动装置，以由该位置检测机构获得的检测位置到达目标位置的方式进行对驱动源的位置控制，其特征在于，包括：

在加速侧改变速度指令、以便以第一规定量加速驱动上述驱动源的第一速度控制步骤，

上述第一速度控制步骤之后的第二速度控制步骤，在该步骤中，在以第二规定量驱动上述驱动源的期间，使上述速度指令保持一定，或者，以比上述第一速度控制步骤小的变化率在加速侧改变上述速度指令，

上述第二速度控制步骤之后的第三速度控制步骤，在该步骤中，使上述速度指令在加速侧改变，

上述第三速度控制步骤之后的第四速度控制步骤，在该步骤中，在减速侧使上述速度指令变化，以便以第三规定量使上述驱动源减速，

上述第四速度控制步骤之后的第五速度控制步骤，在该步骤中，在以第四规定量驱动上述驱动源期间，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第四速度控制步骤小的变化率在减速侧改变上述速度指令，

上述第五速度控制步骤之后的第六速度控制步骤，在该步骤中，在减速侧改变上述速度指令，使上述驱动源停止于上述目标位置。

2.如权利要求2所述的位置控制方法，

在上述第一速度控制步骤中，在加速侧改变上述速度指令，以便在上述动力传递机构的最大机械盲区量消失之前加速驱动上述驱动源，

在上述第二速度控制步骤中，从在上述第一速度控制步骤中上述动力传递机构的机械盲区量消失开始，到上述动力传递机构的弹性变形达到平衡状态为止，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第一速度控制步骤小的变化率在加速侧改变上述速度指令，

在上述第四速度控制步骤中，在减速侧改变上述速度指令，以便在上述动力传递机构的最大机械盲区量消失之前使上述驱动源减速，

在上述第五速度控制步骤中，从在上述第四速度控制步骤中上述动力传递机构的机械盲区量消失开始，到上述动力传递机构的弹性变形达到平衡状态为止，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第四速度控制步骤小的变化率在减速侧改变上述速度指令，

3.如权利要求2所述的位置控制方法，在上述第一速度控制步骤和上述第四速度控制步骤中，通过仅驱动上述驱动源在位置控制之前预先求得的规定量，使上述动力传递机构的最大机械盲区量消失。

4.如权利要求2所述的位置控制方法，在上述第二速度控制步骤和上述第五速度控制步骤中，通过仅驱动上述驱动源在位置控制之前预先求得的规定量，使上述动力传递机构的弹性变形为平衡状态。

5.如权利要求2所述的位置控制方法，在上述第三速度控制步骤中，以比上述第一速度控制步骤小、比上述第二速度控制步骤大的变化率在加速侧使上述速度指令变化。

6.如权利要求2所述的位置控制方法，在上述第六速度控制步骤中，以比上述第四速度控制步骤小的变化率在减速侧使上述速度指令变化。

7.如权利要求3所述的位置控制方法，以在进行上述位置控制之前预先求得的值为基础而求出的第一速度控制步骤、以及上述第四速度控制步骤中的速度指令的值存储在存储回路中。

8.如权利要求4所述的位置控制方法，以以在进行上述位置控制之前预先求得的值为基础求出的上述第二速度控制步骤、以及上述第五速度控制步骤中的速度指令的值存储在存储回路中。

9.如权利要求3所述的位置控制方法，通过检测向一个方向驱动上述驱动源并与上述动力传递机构碰撞的位置、和向相反方向驱动上述驱动源并与上述动力传递机构碰撞的位置，求出上述动力传递机构的最大机械盲区量。

10.如权利要求2所述的位置控制方法，上述动力传递机构由一个或多个齿轮构成，上述机械盲区为游隙。

11.一种位置控制系统，包括：驱动源、将驱动源的输出传递给被驱动构件的动力传递机构、检测驱动源的驱动位置的检测回路、以对上述驱动源输出速度指令并且由上述检测回路检测出的检测位置到达目标位置的方式控制上述驱动源的驱动的控制回路，其特征在于，

上述控制回路进行第一速度控制，在加速侧使速度指令变化，以第一规定量使上述驱动源加速驱动，

在上述第一速度控制之后进行第二速度控制，在以第二规定量驱动上述驱动源的期间，使上述速度指令保持一定，或者，以比上述第一速度控制步骤小的变化率在加速侧改变上述速度指令，在上述第二速度控制之后进行第三速度控制，使上述速度指令在加速侧变化，

在上述第三速度控制之后进行第四速度控制，在减速侧使上述速度指令变化，以便以第三规定量使上述驱动源减速，

在上述第四速度控制之后进行第五速度控制，在以第四规定量驱动上述驱动源期间，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第四速度控制步骤小的变化率在减速侧改变上述速度指令，

在上述第五速度控制之后进行第六速度控制，在减速侧改变上述速度指令，使上述驱动源停止于上述目标位置。

12.如权利要求11所述的位置控制系统，

在上述第一速度控制中，在加速侧改变上述速度指令，以便在上述动力传递机构的最大机械盲区量消失之前加速驱动上述驱动源，

在上述第二速度控制中，从在上述第一速度控制步骤中上述动力传递机构的机械盲区量消失开始，到上述动力传递机构的弹性变形达到平衡状态为止，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第一速度控制小的变化率在加速侧改变上述速度指令，

在上述第四速度控制中，在减速侧改变上述速度指令，以便在上述动力传递机构的最大机械盲区量消失之前使上述驱动源减速，

在上述第五速度控制中，从在上述第四速度控制步骤中上述动力传递机构的机械盲区量消失开始，到上述动力传递机构的弹性变形达到平衡状态为止，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第四速度控制小的变化率在减速侧改变上述速度指令，

13.如权利要求12所述的位置控制系统，在上述第一速度控制步骤和上述第四速度控制步骤中，通过仅驱动上述驱动源在位置控制之前预先求得的规定量，使上述动力传递机构的最大机械盲区量消失。

14.如权利要求12所述的位置控制系统，在上述第二速度控制步骤和上述第五速度控制步骤中，通过仅驱动上述驱动源在位置控制之前预先求得的规定量，使上述动力传递机构的弹性变形为平衡状态。

15.如权利要求12所述的位置控制系统，上述控制回路，在上述第三速度控制中以比上述第一速度控制小、比上述第二速度控制大的变化率在加速侧使上述速度指令变化。

16.如权利要求12所述的位置控制系统，上述控制回路，在上述第六速度控制中以比上述第四速度控制小的变化率在减速侧使上述速度指令变化。

17.如权利要求13所述的位置控制系统，上述控制回路，以在进行上述位置控制之前预先求得的值为基础而求出的上述第一速度控制、以及上述第四速度控制中的速度指令的值存储在存储回路中。

18.如权利要求14所述的位置控制系统，上述控制回路，以在进行上述位置控制之前预先求得的值为基础求出的上述第二速度控制、以及上述第五速度控制中的速度指令的值存储在存储回路中。

19，如权利要求13所述的位置控制系统，通过检测向一个方向驱动上述驱动源并与上述动力传递机构碰撞的位置、和向相反方向驱动上述驱动源并与上述动力传递机构碰撞的位置，求出上述动力传递机构的最大机械盲区量。

20.如权利要求12所述的位置控制系统，上述动力传递机构由一个或多个齿轮构成，上述机械盲区为齿隙或松动。

21.如权利要求12所述的位置控制系统，上述驱动源为直流马达，上述控制回路使作为赋予上述直流马达的速度指令的脉冲信号的脉冲幅度变化。

22.如权利要求12所述的位置控制系统，上述驱动源使利用由振子产生的行进波使转子旋转的振动型马达，上述控制回路使作为赋予上述振动型马达的速度指令的频率信号的频率数变化。

23.如权利要求12所述的位置控制系统，上述检测回路是可以判断驱动源的驱动方向的编码器。

24.如权利要求12所述的位置控制系统，上述控制回路配有比例积分微分计算部，对将存储在上述存储回路中的速度指令值进行积分所得的指令位置和由上述检测回路所得的检测位置的偏差进行比例计算、积分计算、微分计算中的至少一种计算。

25.一种成像装置，具有以下部件：

驱动源；

显影器；

将驱动源的输出传递给显影器的动力传递构件；

检测驱动源的驱动位置的检测回路；以及

对上述驱动源输出速度指令、并且以由上述检测回路检测出的检测位置到达目标位置的方式控制上述驱动源的驱动的控制回路，其特征在于，

上述控制回路，进行第一速度控制，在加速侧改变上述速度指令，以便在上述动力传递机构的最大机械盲区量消失之前加速驱动上述驱动源，

从上述第一速度控制引起的上述动力传递机构的机械盲区量消失开始，到上述动力传递机构的弹性变形达到平衡状态为止，进行第二速度控制，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第一速度控制小的变化率在加速侧改变上述速度指令，

在上述第二速度控制之后进行第三速度控制，在加速侧改变上述速度指令，

在上述第三速度控制之后直到上述动力传递机构的最大机械盲区量消失之前，进行第四速度控制，在减速侧改变上述速度指令，以便至少以与上述动力传递机构的最大机械盲区量相当的驱动量使上述驱动源减速，

从上述第一速度控制引起的上述动力传递机构的机械盲区量消失开始，到上述动力传递机构的弹性变形达到平衡状态为止，进行第五速度控制，使上述速度指令保持一定，或者以比上述第四速度控制小的变化率在减速侧改变上述速度指令，

在上述第五速度控制之后进行第六速度控制，在减速侧改变上述速度指令，使上述驱动源停止在上述目标位置上。

26.如权利要求25所述的成像装置，在上述第一速度控制步骤和上述第四速度控制步骤中，通过仅驱动上述驱动源在位置控制之前预先求得的规定量，使上述动力传递机构的最大机械盲区量消失。

27.如权利要求24所述的成像装置，在上述第二速度控制步骤和上述第五速度控制步骤中，通过仅驱动上述驱动源在位置控制之前预先求得的规定量，使上述动力传递机构的弹性变形为平衡状态。

28.如权利要求25所述的成像装置，上述控制回路，在上述第三速度控制中以比上述第一速度控制小、比上述第二速度控制大的变化率在加速侧使上述速度指令变化。

29.如权利要求25所述的成像装置，上述控制回路，在上述第六速度控制中以比上述第四速度控制小的变化率在减速侧使上述速度指令变化。

30.如权利要求26所述的成像装置，上述控制回路，以在进行上述位置控制之前预先求得的值为基础而求出的上述第一速度控制、以及上述第四速度控制中的速度指令的值存储在存储回路中。

31.如权利要求27所述的成像装置，上述控制回路，以在进行上述位置控制之前预先求得的值为基础求出的上述第二速度控制、以及上述第五速度控制中的速度指令的值存储在存储回路中。

Images