CN1441544A

CN1441544A - 步进电动机控制装置

Info

Publication number: CN1441544A
Application number: CN03106429.9A
Authority: CN
Inventors: 井关之雅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: US7459875B2; JP4047033B2; US20030161011A1; US20070278982A1; CN1232027C; JP2003259690A; US7268512B2

Abstract

模式寄存器将步进电动机的励磁模式存储起来。第1模式控制部件从模式寄存器的规定的地址读出n比特的励磁模式、并提供给外部的电动机传动器。第2模式控制部件从模式寄存器的规定的地址读出与第1模式控制部件一样的n比特的励磁模式、并提供给外部的电动机传动器。输出控制部件能够有选择地输出以下两种方式：独立使用第1模式控制装置和第2模式控制装置的第1输出方式；以及同步使用这些装置的第2输出方式。

Description

步进电动机控制装置

技术领域

本发明涉及在复印机、打印机、FAX(传真)等中被用来传送驱动力的步进电动机的控制装置及控制方法，以及图象形成装置。

背景技术

在图象形成装置等中使用的步进电动机是通过向其电动机传动器提供一定的励磁模式来驱动的电动机，它能够仅仅控制对应于所提供的励磁模式的步进角度的旋转。

以前，上述步进电动机的励磁模式是由控制用CPU产生的，或利用专用电路产生的。另外，由于廉价的步进电动机由A相、A^*相、B相、B^*相结构，所以向一般的电动机传动器提供模式的模式线大多是4根。所以，在产生励磁模式的电路中，一般是以4根为单位来构筑模式发生模块的。

另外，在要求被驱动对象要平滑动作时，也有使用能够进行复杂的励磁控制的电动机传动器来驱动步进电动机的情况。在这个能够执行复杂动作的电动机传动器中，有用4根励磁模式线无法传达复杂的控制信息的情况，所以用6根、8根或更多的控制线来驱动步进电动机。

但是，如上所述的用控制用CPU产生励磁模式的情况下，根据作为对象的装置的控制任务的大小，产生步进电动机的励磁模式动作自身也有可能成为很大的负载。因此，为了减少软件的负载，有必要使用专用的模式产生电路来产生励磁模式。

但是，在专用的模式产生电路中也存在其电路规模的问题。即，由于对象电动机传动器的接口及驱动方式多种多样，即使是在同样的2相励磁中，根据对象步进电动机传动器的种类提供的励磁模式也不同。另外，不象上述的4根模式线那样，而是不用6根、8根来提供就不能正确驱动的电动机传动器也很多。所以，为了对应各种电动机传动器就有必要准备各种接口的驱动电路。但是，如此一来电路规模就变得很大，产生了成本提高的问题。

发明内容

本发明是针对上述问题提出的，其目的是提供能够对应各种各样的励磁模式而不增加电路规模的、具有廉价结构的步进电动机的控制装置及控制方法以及图象形成装置。

即，本发明提供一种步进电动机的控制装置，它具有：存储步进电动机的励磁模式的存储装置；从上述存储装置的规定的地址读出n比特的励磁模式、并将其提供给外部的电动机传动器的第1模式控制装置；从上述存储装置的规定的地址，读出与上述第1模式控制装置一样的n比特的励磁模式、并将其提供给外部的电动机传动器的第2模式控制装置；以及能够选择独立使用上述第1模式控制装置和第2模式控制装置的第1输出方式及同步使用上述第1模式控制装置和第2模式控制装置的第2输出方式的输出控制装置。

另外，本发明提供一种步进电动机的控制方法，具有：将步进电动机的励磁模式存储在存储装置中的存储步骤；从上述存储装置的规定的地址读出n比特的励磁模式、并将其提供给电动机传动器外部的第1模式控制步骤；从上述存储装置的规定的地址开始，读出与上述第1模式控制步骤一样的n比特的励磁模式并提供给外部的电动机传动器的第2模式控制步骤；对独立控制上述第1模式控制步骤和第2模式控制步骤的第1输出方式及同步控制上述第1模式控制步骤和第2模式控制步骤的第2输出方式进行选择的输出控制步骤。

本发明以上的目的和效果及其他的目的和效果将在以下进行说明。

附图说明

图1是表示与本发明相关的图象形成装置的结构的截面图。

图2是说明本发明的实施例的结构框图。

图3是实施例的电动机控制电路的结构框图。

图4是设置模式寄存器的例子的说明图。

图5是模式输出例子的时间图。

图6是切换定时产生部件的结构框图。

图7是另一个模式输出的例子的定时图。

具体实施方式

图1是表示本发明的图象形成装置的结构截面图，表示了采用电子摄影方式的数字合成机的本机结构。

在图1的结构中，由荧光灯、卤灯等结构的曝光灯101一边沿着与其延伸方向垂直的方向移动，一边对原稿装载玻璃(原稿台)100上的原稿进行照射。通过这个曝光灯101的照射形成的原稿的散射光被第1反射镜102、第2反射镜104、第3反射镜105反射到透镜107上。

这时，相对于由曝光灯101和第1反射镜102结构的第1可移动体103的移动，由第2反射镜104和第3反射镜105结构的第2可移动体106以1/2的速度移动，并且从被照射的原稿表面到透镜107之间的距离总是保持一定。

然后，经由反射镜102、104、105及透镜107，原稿上的影象在以直线状排列有数千个光敏元件的CCD行传感器108的光敏部件上成像，并逐行进行光电转换。经光电转换的信号在图上未示出的信号处理部件中处理，经PWM调制后输出。

曝光控制部件110根据在上述信号处理部件进行了PWM调制的图象信号来驱动半导体激光器145，用激光束照射感光体140的表面。这时，用多边形反射镜在与鼓状感光体140的轴向平行的方向对光束进行偏转扫描。另外，通过冷却扇109冷却曝光控制部件110。

还有，上述感光体140在照射光束前通过图上未示出的前曝光灯消除鼓上的残留电荷，并通过主起电器128使其表面均匀带电。由此，感光体140通过一边旋转一边接收光束，在鼓表面形成静电潜像。然后，感光体140表面的静电潜像通过显影器111用一定颜色的显影剂(墨粉)被可视化。

一方面，在复印纸装载部件123、124中装载容纳了一定规格大小的复印纸。提升装置125、126将容纳在这个复印纸装载部件123、124中的复印纸提升到给纸滚筒对129、132的位置。该给纸滚筒对129、132利用图上未示出的同一个电动机，通过切换其旋转方向，有选择地从复印纸装载部件123或124的一个中进行给纸。另外，给纸滚筒对129、132的一对滚筒，在给纸和逆旋转方向有一定扭矩，以防止记录介质的重叠发送。

给纸滚筒130、133、134、135将来自复印纸装载部件123、124的复印纸传送到套准滚筒138。在本实施例中，第3、第4复印纸装载部件在更下方连接在一起，能够扩充装纸的空间。给纸滚筒131将复印纸从在下方连接在一起的复印纸装载部件导入到给纸滚筒130、133、134、135。另外，在操作部件选择了手动给纸模式的情况下，打开手动给纸槽137进行手动给纸，给纸滚筒136将这些手动给纸的复印纸传送到套准滚筒138。

套准滚筒138在形成在感光体140上的图象前端与复印纸的前端相配合的时候，将复印纸传送到复印位置。然后，复印起电器139将成像在感光体140上的墨粉图象复印到传送来的复印纸上。复印后，感光体140通过清扫器127除去残留的墨粉。

由于感光体140的曲率大，所以复印完成的复印纸能够容易地从感光体140上分离。通过在抗静电针144上施加电压来减弱感光体140和复印纸之间的吸附力，就容易地进行了分离。

被分离了的复印纸由传送带141传送到定影部件112、113，将墨粉定影。定影部件112由陶瓷加热器以及薄膜和两个滚筒构成。陶瓷加热器的热量经过薄膜高效率地传导。冷却滚筒114释放定影部件113的滚筒的热量。给纸滚筒115由一大一小两个滚筒组成，向定影部件112、113给纸，同时修正复印纸的卷边。

方向挡板122根据操作模式切换复印纸的传送方向。在复印纸的单面复印模式(单面记录时)下，选择从给纸滚筒115向排纸口方向的路线。排纸滚筒对116将形成图象了的复印纸排出并装载到排纸盘142上。

还有，图1中，117、118、119、121是复印纸传送滚筒，120、150、151、152、153、154、155是复印纸检测传感器，143是传送路线，162是控制部件。

在此，驱动上述给纸滚筒对129、132的电动机(给纸电动机)及驱动排纸滚筒对116的电动机(排纸电动机)使用步进电动机。这些电动机使用后面说明的本实施例的电动机控制电路进行驱动。

图2是本发明实施例的结构框图，显示了上述步进电动机驱动电路的连接结构。在图2中，控制用CPU1是控制图象形成装置的，电动机控制电路2通过电动机传动器(第1、第2)11、12来控制电动机(步进电动机)21、22的驱动。

在此，电动机21是在上述图象形成装置中使用的给纸电动机，电动机22是排纸电动机。排纸电动机因为需要更细致的控制，励磁模式更复杂，所以被连接到需要很多信号的电动机传动器12上。

另外，电动机控制电路2根据控制用CPU1的数据设定进行动作，向电动机传动器11、12提供励磁模式。

图3是上述电动机控制电路2的内部结构框图。本控制电路2由切换定时产生部件31、寄存器32、模式寄存器33及模式输出控制部件34～37结构。

切换定时产生部件31产生表示从模式寄存器33读出到模式输出控制部件34～37的励磁模式的转移定时(T_x)(x＝A，B，C，D)的各个触发信号(模式转移定时信号)。通过产生这个触发信号来切换励磁模式。

寄存器32为了控制模式输出控制部件34～37，设置和输出以下的寄存器值。

Enable_x：模式输出的允许信号

“0”＝禁止模式输出，输出由InitialPos_x表示的模式寄存器值

“1”＝输出从模式寄存器33读出的寄存器值

Cw/ccw_x：旋转方向信号

“0”＝CW，在T_x的上升沿CurrentAdd_x加1，读出下一个数据

“1”＝CCW，在T_x的上升沿CurrentAdd_x减1，读出下一个数据

Return_x：初始位置回归信号

“0”＝通常的旋转动作

“1”＝返回初始位置，输出Return_x所表示的模式寄存器值

StartPos_x：表示模式开始位置的地址

EndPos_x：表示模式结束位置的地址

ReturnPos_x：表示模式初始位置的地址

InitialPos_x：表示非旋转状态时的输出数据的地址

模式寄存器33通过保存有输出到电动机21、22的输出励磁模式的寄存器(存储装置)，在旋转动作以前预先将控制用CPU1发出的励磁模式存储起来。然后，向与模式输出控制部件34～37发出的要求地址(CurrentAdd_x)相对应的模式输出控制部件34～37输出DataOut_x。

上述模式输出控制部件34～37构成产生提供给外部电动机传动器11、12的励磁模式的模式控制装置，一旦设置了旋转指令(Enable_x＝“1”)，就马上在每个表示转移定时(T_x)的触发信号的上升沿对内部计数进行加一或减一，并将下一个表示励磁模式的地址作为CurrentAdd_x输出。然后，象上述那样，从模式寄存器33接收新的励磁模式数据，并提供给外部的电动机传动器11、12。

在此，在本实施例中，例如模式输出控制部件34是从模式寄存器33的规定的地址读出n(n为正整数)比特(bit)的励磁模式，并将这个励磁模式提供给外部的电动机传动器11、12的第1模式控制装置。模式输出控制部件35是从上述模式寄存器33的规定的地址读出与这个第1模式控制装置一样的n比特的励磁模式，并提供给外部电动机传动器11、12的第2模式控制装置。

另外，寄存器32是能够选择以下两种输出方式的输出控制装置，这两种方式是独立使用这些第1模式控制装置和第2模式控制装置的第1输出方式(输出nbit^*1或nbit^*2)，同步使用的第2输出方式(输出n^*2bit^*1)。

所以，在上述输出控制装置(寄存器32)选择了第1输出方式的情况下，就向各个模式控制装置(模式输出控制部件34、35)输入各自的模式转移定时信号。在选择了第2输出方式的情况下，就向各个模式控制装置输入一样的模式转移定时信号。

另外，在上述输出控制装置选择了第2输出方式的情况下，向第1模式控制装置和第2模式控制装置输入的一样的模式转移定时信号，是能够选择是使用第1模式转移定时信号还是使用第2模式转移定时信号的信号。

图4显示了在使用模式输出控制部件(A、B)34、35输出励磁模式的情况下设置模式寄存器33的例子。如图所示，预先设置了从地址0到17的数据。进一步地，将设定的地址分配给模式输出控制部件34、35。在此，设置模式输出控制部件(A)34的开始值为地址2。

图5显示了在使用图4的设置控制电动机21、22的旋转的情况下，模式输出的例子。如图5所示，对应于T_A、T_B的上升沿输出励磁模式。另外，T_A、T_B是不同步的，也与输出的励磁模式没有同步关系。因此，如图5的例子所示，使用本控制电路2，就能够在外部独立地控制两个电动机21、22。

图6是切换定时产生部件31的内部结构框图。这个电路31由设置寄存器41、定时寄存器42及选择器43、44构成。

设置寄存器41是根据控制用CPU1的寄存器设置来控制内部电路动作的模块。

定时寄存器42是根据控制用CPU1的寄存器设置产生成为T_x的定时信号的模块。在这个模块中每当一定的寄存器被写入1的时候，就产生图中未示出的只有动作基本时钟的一个单位时间的“H”脉冲。

选择器43、44利用通过对设置寄存器41进行设置来切换输入信号的选择器，在是独立地控制上述两个模式控制模块、还是同步地控制之间进行转换。具体地，如图2的电动机传动器11的控制那样，在独立地控制模式输出控制部件(A)34和模式输出控制部件(B)35的情况下，由选择器43选择B的输入，T_A、T_B输出独立的定时信号。

相对地，在如电动机传动器12的控制那样同步控制的情况下，由选择器43选择A的输入，T_A、T_B一起输出T_A的定时信号。由此，两个模式控制部件同步动作，就能够对应象电动机传动器12那样的复杂的励磁模式了。

图7是显示在根据图4所示的模式寄存器33的设置使模式输出控制部件(A)34和模式输出控制部件(B)35在T_A上同步动作的情况下的输出例子的图。如图所示，输出模式不按照T_B的定时，总是同步地变化。

如此，本实施例能够对应步进电动机的各种各样的励磁模式，在不增加电路规模的情况下，结构价格低廉的装置。即，在减轻了控制用CPU1的负载的步进电动机控制电路中，能够对应各种各样的励磁模式，通过一个寄存器模式存储器能够进行多个驱动，也能够在不增加内部电路规模的情况下，对应所需要的控制信号数目比4个大的复杂的电动机的励磁模式电路。以上，用本发明的理想的实施例进行了说明，但是本发明并不局限于这些实施例的结构，在权利要求的范围内可以进行各种各样的变更。

Claims

1.一种步进电动机的控制装置，其特征在于包括：

存储步进电动机的励磁模式的存储装置；

从上述存储装置的规定的地址读出n比特(n为正整数)的励磁模式，并将该励磁模式提供给外部的电动机传动器的第1模式控制装置；

从上述存储装置的规定的地址读出与上述第1模式控制装置一样的n比特的励磁模式，并提供给外部的电动机传动器的第2模式控制装置；以及

能够选择以下两种输出方式的输出控制装置：独立使用上述第1模式控制装置、第2模式控制装置的第1输出方式，和同步使用上述第1模式控制装置、第2模式控制装置的第2输出方式。

2.根据权利要求1所述的步进电动机控制装置，其特征在于：

具有产生表示由上述第1及第2模式控制装置读出的励磁模式的变更定时的第1及第2模式转移定时信号的定时产生部件；

其中，在上述输出控制装置选择了第1输出方式的情况下，向上述第1和第2模式控制装置输入上述定时产生部件的第1和第2模式转移定时信号；在上述输出控制装置选择了第2输出方式的情况下，向上述第1和第2模式控制装置输入一样的模式转移定时信号。

3.根据权利要求2所述的步进电动机控制装置，其特征在于：

在输出控制装置选择了第2输出方式的情况时输入到第1模式控制装置和第2模式控制控制装置的一样的模式转移定时信号是能够选择是使用第1模式转移定时信号还是使用第2模式转移定时信号的信号。

4.一种图象形成装置，其特征在于包括权利要求1所述的步进电动机的控制装置。

5.一种图象形成装置，其特征在于包括权利要求2所述的步进电动机的控制装置。

6.一种图象形成装置，其特征在于包括权利要求3所述的步进电动机的控制装置。

7.一种步进电动机的控制方法，其特征在于包括：

将步进电动机的励磁模式存储到存储装置中的存储步骤；

从上述存储装置的规定的地址读出n比特的励磁模式，并将该励磁模式提供给外部的电动机传动器的第1模式控制步骤；

从上述存储装置的规定的地址读出与上述第1模式控制步骤一样的n比特的励磁模式，并提供给外部的电动机传动器的第2模式控制步骤；以及

对独立控制上述第1模式控制步骤和第2模式控制步骤的第1输出方式和同步控制上述第1模式控制步骤和第2模式控制步骤的第2输出方式进行选择的输出控制步骤。

8.根据权利要求7所述的步进电动机控制方法，其特征在于还包括：

产生表示由上述第1及第2模式控制步骤读出的励磁模式的变更定时的第1及第2模式转移定时信号的定时产生步骤；

其中，在上述输出控制步骤中选择了第1输出方式的情况下，在上述第1和第2模式控制步骤输入上述定时产生步骤的第1和第2模式转移定时信号；以及在上述输出控制步骤选择了第2输出方式的情况下，在上述第1和第2模式控制步骤输入一样的模式转移定时信号。

9.根据权利要求8所述的步进电动机控制方法，其特征在于：

在上述输出控制步骤选择了第2输出方式的情况下，在第1模式控制步骤和第2模式控制步骤所输入的一样的模式转移定时信号，是能够选择是使用第1模式转移定时信号还是使用第2模式转移定时信号的信号。