JP2000358390A

JP2000358390A - モータのサーボ制御装置

Info

Publication number: JP2000358390A
Application number: JP11164724A
Authority: JP
Inventors: Shoji Maruyama; 昌二丸山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【目的】モータの負荷の変動に対して迅速にかつ安定
してサーボ定数を設定できるモータのサーボ制御装置を
提供する。【構成】複数のモータを制御するモータのサーボ制御
装置において、モータをそれぞれ駆動する各モータユニ
ットと、各モータユニットをデジタル的に制御するデジ
タル制御手段とを有し、デジタル制御手段は、目標速度
を設定する目標速度設定手段と、各モータユニットにお
いて生成され送信された、各モータの回転速度に応じた
回転信号を受信する回転信号受信手段と、目標速度設定
手段からの目標速度と回転信号受信手段で受信した回転
信号との速度差を演算し速度差信号を発生する演算手段
と、演算手段で発生した速度差信号にサーボ定数を付与
するサーボ定数設定手段と、サーボ定数設定手段によっ
て得られた出力からＰＷＭパルス信号を生成するＰＷＭ
パルス生成手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータのサ−ボ制御装
置に関し、特に、画像形成装置で用いる複数の駆動モー
タをサーボ制御するのに適したモータのサーボ制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８、図９は複数のモータのサーボ制御
をマイコンによって行う従来例の回路ブロック図であ
り、このうち、図８は１つのマイコン３００に同じ構成
の複数のモータユニット３０１が接続された回路全体を
示すブロック図であり、図９は、それらのうちの１つの
モータユニット３０１の内部回路構成を示すブロック図
である。

【０００３】以下に、従来例のモータのサーボ制御につ
いて説明する。図８、図９において、３００はマイコ
ン、３０１はモータユニット、３０２は制御ＩＣ、３０
３は三相モータ、３０４はロータが備える主極の位置を
検知する３つのセンサを備えるホール素子、３０５はロ
ータに着磁されたパターンを検出し、モータの１回転あ
たり３６パルスを出力するＦＧセンサ、３０６は発振
器、３０７は電流検出抵抗、３０８は制御部、３０９は
ドライバ部、３１０は電流リミッタ検出部、３１１は速
度制御部、３１２は分周器、３１３は積分アンプ、３１
４〜３１７は積分フィルタである抵抗とコンデンサ、３
１８はマイコン３００からモータの駆動／停止を行うた
めの制御信号、３１９はモータが所定の回転数に到達し
たときにアクティブとなるレディ信号である。

【０００４】次に、前述の回路の動作について説明す
る。画像形成装置の制御を司るマイコン３００より、信
号線３１８を介して、モータ駆動指示がなされると、制
御部３０８はホール素子３０４によって、モータ３０３
のロータの主極の位置を検知し、所望の回転方向にモー
タが回転するように三相の励磁パターンを作成し、ドラ
イバ部３０９へ励磁信号を送信する。ドライバ部３０９
は励磁信号に基づき、出力トランジスタ（図示せず）を
駆動させて、モータのコイルに対し、所望の励磁が形成
するように電流方向を切り替える。一方、モータ３０３
のロータが回転すると、ＦＧセンサ３０５によって所定
のパルスが発生し、速度制御部３１１へ送られる。速度
制御部３１１では発振器３０６と分周器３１２によって
作られた基準クロックと、ＦＧセンサ３０５で検出した
パルスを比較し、その差を出力する。

【０００５】なお、基準クロックは、モータの目標回転
数になるように設定される。つまり、ＦＧパルスがモー
タ１回転数あたり３０パルス出力するとき、モータを６
００ｒｐｍで回転するには、（６００／６０）×３０＝
３００Ｈｚの基準クロックを与えればよい。

【０００６】速度制御部３１１によって得られた目標速
度との差は、積分アンプ３１３によって積分され、ドラ
イバ部３０９に送られる。このとき、３１４〜３１７の
抵抗およびコンデンサによって、ゲインおよび位相補償
値が決定する。これらの定数をサーボ定数と称してい
る。

【０００７】また、従来の画像形成装置が備えるモータ
のドライバ部３０９は、バイポーラ型トランジスタが用
いられており、このドライバ部の損失が大きく、放熱板
が備えられている。さらに、上記損失による発熱をでき
るだけ軽減するために、モータの効率を上げて、できる
だけ少ない電力で所望のパワーを出さなければならな
い。そこで、モータ３０３は効率のよいアウターロータ
式のＤＣブラシレスモータが用いられる。

【０００８】前述のように、従来例の回路構成では、マ
イコン３００からモータユニット３０１へＳＴＯＰ／Ｓ
ＴＡＲＴ（停止／起動）信号のみを与えて、モータを制
御しており、モータユニット内部でサーボ制御ループを
構成していた。このことは、従来のマイコン３００の処
理能力に限界があり、モータユニット３０１内でサーボ
制御する必要があったからである。マイコンあるいはＤ
ＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）の処理能力が向
上するにつれて、モータのサーボ制御をマイコンあるい
はＤＳＰによってディジタル制御することが可能になっ
てきた。また、ＤＳＰの処理能力の向上により、複数の
モータを独立してサーボ制御することが可能となってき
た。

【０００９】この結果、前述した従来例の回路構成に代
えて、ＤＳＰを用いてモータをサーボ制御する回路が考
えられる。以下に、通常考えられるそのような回路例を
説明する。図１０、図１１は、通常考えられるモータの
サーボ制御回路を示す図であり、このうち、図１０は、
１つのＤＳＰに複数のモータユニットが接続された回路
全体を示すブロック図であり、図１１は、それらのうち
の１つのモータユニットの内部回路構成を示すブロック
図である。

【００１０】図１０、図１１において、５０１はＤＳＰ
であり、５０２は駆動回路を含むモータユニットであ
り、ＤＳＰ５０１は６つのモータ５０５を制御するよう
になっている。５０４はドライバ、５０５は三相ＤＣブ
ラシレスモータ、４０１はドライバ５０４のＮ−ｃｈＭ
ＯＳのゲート電圧を生成するチャージポンプ回路、４０
２〜４０７はプリドライバ回路、４０８〜４１３は励磁
切り換え信号、４１４は電流センス信号、４１５〜４１
７はホールセンサ信号、４１８はＭＲセンサ信号、４１
９〜４２１はホールセンサアンプ、４２２はＭＲセンサ
アンプ、５１５〜５２０はドライバ部であるＮ−ｃｈＭ
ＯＳトランジスタ、５２１は電流検出用抵抗、５２２は
モータのＵ相コイルに接続するＵ相出力、５２３はＶ相
コイルに接続するＶ相出力、５２４はＷ相コイルに接続
するＷ相出力、５２５〜５２７はホールセンサ、５２８
はＭＲセンサ、５３２は画像形成装置の制御ＣＰＵ（図
示せず）とコミュニケーションを行うためのシリアル通
信バスである。

【００１１】次に、このモータのサーボ制御回路の動作
について説明する。先ず、不図示のＣＰＵよりシリアル
通信線５３２を介し、モータ駆動コマンドが発行される
と、ＤＳＰ５０１はホールセンサ５２５〜５２７によっ
て検出したロータ位置をホールセンサ信号４１５〜４１
７によって認識し、所望の回転となるように切り換えタ
イミングを決定するとともに、切り換え信号４０８〜４
１３を用いて所望の回転方向および所望の電流をモータ
コイルに流すように制御する。

【００１２】つまり、所望の回転方向となるようにＮ−
ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５〜５２０を切り換え制御
するとともに、所望の電流をコイルに流すようにＮ−ｃ
ｈＭＯＳトランジスタ５１５、５１７、５１９をＰＷＭ
スイッチングする。このとき、５１５、５１７、５１９
のＮ−ｃｈＭＯＳのトランジスタのゲート電圧は、チャ
ージポンプ回路４０１によって、Ｖｃｃ＋１０Ｖに昇圧
される。

【００１３】例えば、ＤＳＰ５０１がホールセンサ５２
５〜５２７およびホールセンサアンプ４１９〜４２１に
よって増幅されたホールセンサ信号４１５、４１６、４
１７によって、モータのロータ位置を認識し、所望の回
転方向となるようにＵ相５２２からＷ相５２３への電流
方向への切り換えを行う場合、プリドライバ４０２〜４
０７は、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５をＯＮ、ト
ランジスタ５１８をＯＮさせ、トランジスタ５１６、５
１７、５１９、５２０をＯＦＦさせる。その結果、電流
経路は、Ｖｃｃからトランジスタ５１５を介し、Ｕ相出
力５２２、Ｖ相出力５２３を経由して、トランジスタ５
１８を介し、電流検出抵抗５２１へ流れ、所定のコイル
に磁力が発生する。このとき、ＤＳＰ５０１より与えら
れるＰＷＭ信号は切り換え信号４０８と合成され、プリ
ドライバ４０２によって、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ
５１５をＰＷＭ制御させる。

【００１４】したがって、Ｕ相からＶ相への電流は、Ｐ
ＷＭ信号によって規定されたＯＮデューティの電流が流
れる。このように、モータは、ロータが所定方向に回転
するように、Ｕ、Ｖ、Ｗ相への電流が切り換えられる励
磁切り換え制御がなされ、主極マグネット（図示せず）
とコイルの電磁相互作用によってトルクを発生する。

【００１５】モータが上記のような励磁切り換え制御さ
れ、ロータが回転すると、あらかじめ備えたＭＲセンサ
用着磁パターンをＭＲセンサ５２８が検出し、１回転に
３６０パルスのパルスを出力する。つまり、モータの回
転数に応じた周波数の信号が得られ、アンプ４２２を経
由して、ＭＲセンサ信号４１８として、ＤＳＰ５０１へ
入力される。

【００１６】ＤＳＰ５０１は、ＭＲセンサ信号４１８の
パルス間隔を計測し、モータの速度（ｒａｄ／ｓ）を求
め、目標制御速度と比較し、ＰＩフィルタ（図示せ
ず）、ゲイン付加演算（図示せず）を行って、ＰＷＭパ
ルス幅を導き、これを切り換え信号４０８、４１０、４
１２に合成させて、モータコイルへ流す電流をコンロー
ルし、目標速度でモータが回転するようにサーボ制御を
行う。

【００１７】このように、ＤＳＰ５０１はＰＷＭ信号を
生成し、切り換え信号に合成させることによって、出力
段のＮ−ｃｈＭＯＳトランジスタをスイッチングして、
所望の回転数でモータが回転するようにサーボ制御を行
う。一方、ホールセンサ５２５〜５２７で主極位置を検
出し、ホールセンサ信号４１５〜４１７によって、所望
の回転方向でロータが回転するように、切り換え制御を
行う。また、モータに流れる電流を電流検出抵抗５２１
で検出し、所定以上の電流が流れた場合は、電流制限を
かけるような保護手段を備える。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】図８、図９を参照して
説明した従来例のモータのサーボ制御装置では、マイコ
ンが各駆動モータの駆動および停止制御を行うととも
に、駆動モータはサーボ制御ＩＣを備えて、モータユニ
ット内でサーボ制御が行われる。つまり、フィードバッ
クループはモータユニット内でクローズされている。ま
た、各モータのサーボ制御の安定性は、回路の積分アン
プに接続する抵抗およびコンデンサの定数、つまりサー
ボ定数によって決まる。つまり、これらのサーボ定数
は、負荷のイナーシャおよび負荷トルクを考慮したと
き、あらゆる条件下においても最も安定して精度よくモ
ータが回転するように定数を設定する必要があった。

【００１９】その結果、前述した従来例のモータのサー
ボ制御装置を、例えば、トナーおよび感光ドラムを一体
としたカートリッジ構成を有する電子写真方式のカラー
画像形成装置の各種駆動手段として用いる場合には、ト
ナー容量の違いや、トナー種類の違い、またはカートリ
ッジの違いによって、感光ドラムを駆動する駆動モータ
の負荷イナーシャやトルクが大きく変わる場合において
は、すべての条件において安定したサーボ制御ができな
いといった課題があった。

【００２０】また、カラー画像形成装置において、画像
の光沢性を上げるために、光沢印字モードにおいては、
通常の記録紙搬送速度よりも下げた速度で記録紙を搬送
して、定着器を通過する時間を長くし、トナー融着を上
げるモードを備えている。このため、各駆動モータは、
複数の速度で制御しなければならず、特に速度制御範囲
が大きい場合は、サーボ定数１系統ではすべての速度に
対し、安定したサーボ制御ができないといった課題があ
った。

【００２１】この課題を改善するための１つの方法とし
て、積分アンプを複数備え、条件に応じてアンプを切換
えるようなものもあったが、コストが大幅にアップする
といった課題があった。

【００２２】また、一般的にサーボモータの速度検出手
段はモータに備えられている。つまり、モータのロータ
の回転精度および安定性を上げることを目的として備え
られている。

【００２３】このようなモータを用いた画像形成装置に
おいて、例えば負荷変動に伴う回転変動がドラム軸に発
生した場合、その回転変動をモータのサーボ制御によっ
て、補正できればドラム軸の回転変動は低減でき、画像
が良好になる。しかし、従来のモータはアウターロータ
式ＤＣブラシレスモータであり、回転するロータの主極
のマグネットを備えているため、ロータのイナーシャが
大きい。したがって、ドラム駆動軸で発生した回転変動
は、ドラム駆動モータの駆動軸には伝達されにくくな
る。その結果、ドラム駆動モータのサーボ制御を精度よ
く行ったとしても、ドラムの回転ムラは改善できず、画
像劣化を低減できないといった課題があった。

【００２４】また、ＤＣブラシレスモータを用いずにス
テッピングモータを用いた画像形成装置がある。しか
し、ステッピングモータはＤＣブラシレスモータと比較
し効率が悪く、特にカラー画像形成装置にようにモータ
を複数備える装置においては、すべてをステッピングモ
ータで構成すると装置の電源負荷が大きくなって、装置
のトータルコストが大幅に上がるといった課題があるば
かりでなく、ステッピングモータはステップ駆動に伴う
振動が大きく、複数備えると装置稼働音が非常に大きく
なるといった課題があった。

【００２５】ＤＳＰによって複数のモータがデジタルサ
ーボ制御する場合に、制御するモータが増えたときに各
モータごとの制御タイミングが重なると、モータのサー
ボ制御周期が一定とならないためモータの回転ムラを発
生させてしまうといった問題があった。

【００２６】したがって、本発明の目的は、従来例のモ
ータのサーボ制御装置が有する欠点をなくし、モータを
モータの速度変化に対して迅速にかつ安定して対応させ
ることできるモータのサーボ制御装置を提供することに
ある。

【００２７】また、本発明の他の目的は、従来例のモー
タのサーボ制御装置を改良するものとして通常考えられ
るサーボ制御装置に予想される諸欠点を生じさせないモ
ータのサーボ制御装置を提供することにある。

【００２８】本発明のさらに他の目的は、デジタル制御
手段であるＤＳＰによって複数のモータを一括制御する
ようにしたモータのサーボ制御装置を提供することにあ
る。

【００２９】本発明のさらに他の目的は、前述の構成の
モータのサーボ制御装置を用いた画図形成装置を提供す
ることにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、複数のモータをサーボ制御するモータ
のサーボ制御装置において、複数のモータの回転速度に
応じた回転速度信号をそれぞれ発生する複数の回転速度
信号発生手段と、複数の回転速度信号発生手段からの回
転速度信号に応じて前記複数のモータのコイルに流す励
磁電流を決めるデジタル制御手段を備え、前記デジタル
制御手段は、目標速度を設定する目標速度設定手段と、
前記回転速度信号発生手段から回転速度を得る回転速度
演算手段と、前記目標速度設定手段からの目標速度と前
記回転速度演算手段からの回転速度との差にサーボ定数
を付与するサーボ演算手段を有し、前記サーボ演算手段
の結果からモータのコイルに供給する電流を決定するサ
ーボ制御手段を各モータ毎に備えると共に、各モータ毎
に備えたサーボ制御手段の制御タイミングをコントロー
ルするタイミング制御手段を有することを特徴とするモ
ータのサーボ制御装置を採用するものである。

【００３１】また、本発明は、前述の構成に加えて、モ
ータの起動からモータが所定速度に達するまでの時間を
計測する手段と、その結果からモータのサーボ定数を算
出する手段と、前記算出したサーボ定数を設定してサー
ボ制御を行うか否かを判定するサーボ定数設定判定手段
を有することを特徴とするモータのサーボ制御装置を採
用するものである。

【００３２】さらに、本発明は、画像形成装置に前述の
モータのサーボ制御装置を用いるものである。

【００３３】

【実施例】本発明のモータのサーボ制御装置の説明に先
立って、本発明のモータのサーボ制御装置を適用するの
に適した画像形成装置を説明する。

【００３４】図１は画像形成装置の構成を示す概略図で
ある。図１において、２０１は画像形成装置、２０２は
用紙カセット、２０３は給紙ローラ、２０４は静電ベル
ト駆動ローラ、２０５は静電ベルト、２０６はイエロー
用感光ドラム、２０７はマゼンタ用感光ドラム、２０８
はシアン用感光ドラム、２０９はブラック感光ドラム、
２１０はイエロー用転写ローラ、２１１はマゼンタ用転
写ローラ、２１２はシアン用転写ローラ、２１３はブラ
ック用転写ローラ、２１４はイエローカートリッジ、２
１５はマゼンタカートリッジ、２１６はシアンカートリ
ッジ、２１７はブラックカートリッジ、２１８はイエロ
ー用光学ユニット、２１９はマゼンタ用光学ユニット、
２２０はシアン用光学ユニット、２２１はブラック用光
学ユニット、２２２は定着ローラ、２２３は紙パスであ
る。

【００３５】画像形成装置は、ホストコンピュータ（図
示せず）からの指示に基づいて電子写真プロセスを用
い、用紙上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
の画像を重ねて転写させる。また用紙ローラ２０３は給
紙モータ、静電ベルトはベルトモータ、感光ドラムは各
色ごとのドラムモータ、定着ローラは定着モータによっ
て駆動され、モータの駆動／停止は、画像形成装置内に
備えるサーボ制御装置によって制御される。

【００３６】図２、図３は、本発明のモータのサーボ制
御装置を示した図であり、図２は、１つのＤＳＰに図１
に示す画像形成装置の６つのモータユニットが接続され
た回路全体を示すブロック図であり、図３は、１つのモ
ータユニットの内部回路構成としてイエロー用感光ドラ
ムモータ５０５₁を備えたモータユニット５０２を示す
ブロック図である。

【００３７】図２、図３において、５０１はデジタル制
御装置であるＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）
であり、このＤＳＰ５０１は積和演算を迅速に行うこと
ができるものである。５０２は駆動回路（プリドライ
バ、ドライバ）を含む同じ構成からなるモータユニット
であり、上から、イエロー用感光ドラムモータ５０５₁
を備えたモータユニット、マゼンタ用感光ドラムモータ
５０５₂を備えたモータユニット、シアン用感光ドラム
モータ５０５₃を備えたモータユニット、ブラック用感
光ドラムモータ５０５₄を備えたモータユニット、ベル
ト用モータ５０５ ₅を備えたモータユニット、定着用モ
ータ５０５₆を備えたモータユニットの順になってい
る。なお、給紙ローラ２０３はステッピングモータによ
って駆動され、本発明のサーボ制御装置とは無関係であ
る。ＤＳＰ５０１は６つのモータ５０５₁乃至５０５₆
を制御するようになっている。これらのモータはイナー
シャが少なく、制御精度を向上できるインナーロータ式
のＤＣプラシレスモータが用いられる。５０３は後述の
論理回路および制御回路を有するプリドライバ、５０４
はドライバ、５０５は三相ＤＣブラシレスモータ、５０
６はレギュレータ、５０７はドライバ５０４のＮ−ｃｈ
ＭＯＳのゲート電圧を生成するチャージポンプ回路、５
０８は、後述するＤＳＰ５０１からのＰＷＭ信号と切り
換え信号を合成する論理回路、５０９は論理回路からの
出力を昇圧する制御回路、５１０は電流リミッタ、５１
１〜５１３はホールセンサアンプ、５１４はＭＲセンサ
アンプ、５１５〜５２０はドライバ部にあるＮ−ｃｈＭ
ＯＳトランジスタ、５２１は電流検出用抵抗、５２２は
モータのＵ相コイルに接続するＵ相出力、５２３はＶ相
コイルに接続するＶ相出力、５２４はＷ相コイルに接続
するＷ相出力、５２５〜５２７はホールセンサ、５２８
はＭＲセンサ、５２９はＤＳＰから出力されるモータ起
動信号（ＳＴＯＰ／ＳＴＡＲＴ信号）、５３０はＤＳＰ
から出力されるＰＷＭ信号、５３１はモータの速度検出
用ＭＲセンサ信号である。前記論理回路はホールセンサ
５２５〜５２５からのホールセンサアンプ５１１〜５１
３を介して切り換え信号とＤＳＰ５０１からのＰＷＭ信
号を合成するものであり、前記制御回路５０９は論理回
路５０８からの出力信号を昇圧して電流制御信号として
ドライバ５０４へ出力へ出力するものである。５３２は
画像形成装置の制御ＣＰＵ（図示せず）とコミュニケー
ションを行うためのシリアル通信バスである。

【００３８】次に、このモータのサーボ制御回路の動作
について説明する。先ず、ＣＰＵよりシリアル通信線５
３２を介し、モータ駆動コマンドが発行されると、プリ
ドライバ５０３はホールセンサ５２５〜５２７によって
検出したロータ位置を認識し、所望の回転となるように
切り換えタイミングを決定するとともに、所望の回転方
向および所望の電流をモータコイルに流すように制御す
る。

【００３９】つまり、所望の回転方向となるようにＮ−
ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５〜５２０を切り換え制御
するとともに、所望の電流をコイルに流すようにＮ−ｃ
ｈＭＯＳトランジスタ５１５、５１７、５１９をＰＷＭ
スイッチングする。このとき、５１５、５１７、５１９
のＮ−ｃｈＭＯＳのトランジスタのゲート電圧は、チャ
ージポンプ回路５０７によって、Ｖｃｃ＋１０Ｖに昇圧
される。

【００４０】例えば、プリドライバ５０３がホールセン
サ５２５〜５２７およびホールセンサアンプ５１１〜５
１３によって増幅されたホールセンサ信号によって、モ
ータのロータ位置を認識し、所望の回転方向となるよう
にＵ相５２２からＷ相５２３への電流方向への切り換え
を行う場合、プリドライバ５０３は、Ｎ−ｃｈＭＯＳト
ランジスタ５１５をＯＮ、トランジスタ５１８をＯＮさ
せ、トランジスタ５１６、５１７、５１９、５２０をＯ
ＦＦさせる。その結果、電流経路は、Ｖｃｃからトラン
ジスタ５１５を介し、Ｕ相出力５２２、Ｖ相出力５２３
を経由して、トランジスタ５１８を介し、電流検出抵抗
５２１へ流れ、所定のコイルに磁力が発生する。このと
き、ＤＳＰ５０１より与えられるＰＷＭ信号５３０は切
り換え信号に合成され、プリドライバ５０３によって、
Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５をＰＷＭ制御させ
る。

【００４１】したがって、Ｕ相からＶ相への電流は、Ｐ
ＷＭ信号によって規定されたＯＮデューティの電流が流
れる。このように、モータは、ロータが所定方向に回転
するように、Ｕ、Ｖ、Ｗ相への電流が切り換えられる励
磁切り換え制御がなされ、主極マグネット（図示せず）
とコイルの電磁相互作用によってトルクを発生する。

【００４２】モータが上記のような励磁切り換え制御さ
れ、ロータが回転すると、あらかじめ備えたＭＲセンサ
用着磁パターンをＭＲセンサ５２８が検出し、１回転に
３６０パルスのパルスを出力する。つまり、モータの回
転数に応じた周波数の信号が得られ、アンプ５１４を経
由して、ＭＲセンサ信号５３１として、ＤＳＰ５０１へ
入力される。

【００４３】ＤＳＰ５０１は、ＭＲセンサ信号５３１の
パルス間隔を計測し、モータの速度（ｒａｄ／ｓ）を求
め、目標制御速度（変更可能な設定目標速度）と比較
し、ＰＩフィルタ（図示せず）、ゲイン付加演算（図示
せず）を行って、ＰＷＭパルス幅を導き、ＰＷＭ信号５
３０としてプリドライバ５０３に送り、モータコイルへ
流す電流をコンロールし、目標速度でモータが回転する
ようにサーボ制御を行う。

【００４４】このように、ＤＳＰ５０１はＰＷＭ信号を
生成し、このＰＷＭ信号と切り換え信号を合成させるこ
とによって、出力段のＮ−ｃｈＭＯＳトランジスタをス
イッチングして、所望の回転数でモータが回転するよう
にサーボ制御を行う。一方、ホールセンサ５２５〜５２
７で主極位置を検出し、プリドライバ５０３はそれらの
ホールセンサ信号を用いて、所望の回転方向でロータが
回転するように、切り換え制御を行う。また、プリドラ
イバ５０３はモータに流れる電流を電流検出抵抗５２１
で検出し、所定以上の電流が流れた場合は、電流リミッ
タ５１０によって電流制限をかけるような保護手段を備
える。

【００４５】図４はＤＳＰ５０１の内部構成を具体的に
示すもので、５２９は各モータユニット５０２に出力す
る６つのモータ起動信号であり、５３０は各モータユニ
ット５０２に出力する６つのＰＷＭ信号であり、５３１
は各モータユニット５０２から入力する６つのモータ速
度検出用ＭＲセンサ信号である。

【００４６】図４において、１０１、１０２は各モータ
に対する目標速度であり、６個のモータ５０５₁乃至５
０５₆に対し、独立した目標速度（ｒａｄ／ｓ）が設定
される。１０３はサーボ制御ループにおける目標速度選
択部、１０４は目標速度と実際のモータ速度の差を導く
演算点、１０５はサーボ制御ループにおけるＰＩフィル
タおよびＰＷＭ選択部である。１０６はモータ５０５₁
に対するＰＩフィルタであり、そのうちの１０７はモー
タ５０５₁に対するＰＩフィルタ積分項定数であり、１
０８はモータ５０５₁に対するＰＩフィルタの記憶部で
一つ前の演算結果が格納され、１０９はモータ５０５₁
に対するＰＩフィルタの比例項定数である。１１０はモ
ータ５０５₁に対するＰＷＭパルス幅演算部、１１１は
モータ５０５₁に対するＰＷＭパルス生成部、ＰＷＭパ
ルス生成部１１８からの出力はモータ５０５₁に対する
ＰＷＭパルス信号５３０である。

【００４７】１１３はモータ５０５₆に対するＰＩフィ
ルタであり、そのうちの１１４はモータ５０５₆に対す
るＰＩフィルタ積分項定数であり、１１５はモータ５０
５₆に対するＰＩフィルタの記憶部で一つ前の演算結果
が格納され、１１６はモータ５０５₆に対するＰＩフィ
ルタの比例項定数である。１１７はモータ５０５₆に対
するＰＷＭパルス幅演算部、１１８はモータ５０５₆に
対するＰＷＭパルス生成部、ＰＷＭパルス生成部１１８
からの出力はモータ５０５₆に対するＰＷＭパルス信号
５３０である。

【００４８】このように、モータ５０５₁〜５０５₆の
各モータに対し、ＰＩフィルタ、ＰＷＭパルス演算、Ｐ
ＷＭパルス生成部およびＰＷＭ信号を備える。

【００４９】また、モータ速度検出用ＭＲセンサ信号５
３１はモータ１回転あたり３６０パルスのパルスが入力
される。１２１はモータ５０５₁より得られたパルスの
エッジからエッジまでを所定のタイマによってカウント
するキャプチャ、１２２はモータ５０５₆より得られた
パルスのエッジからエッジまでを所定のタイマによって
カウントするキャプチャであり、モータ５０５₁〜５０
５₆の各モータより、パルス信号が与えられ、各モータ
ごとにキャプチャ回路を備える。１２４はキャプチャ選
択部、１２５は速度演算部、１２６はセレクタである。
１２８はＣＰＵコミュニケーションブロックで、このＣ
ＰＵコミュニケーションブロック１２８はモータ起動信
号５２９を出力する。５３２は画像形成装置の制御ＣＰ
Ｕ（図示せず）とコミュニケーションを行うためのシリ
アル通信バスである。

【００５０】次に動作について説明する。まず、ＤＳＰ
のプログラムは、６個のモータに対し、制御ループをコ
ントロールして、制御が干渉しないようセレクタ１２６
により、どのモータを制御するかを選択させる。例え
ば、６個のモータが同じ１ｋＨｚの制御ループを制御さ
せる場合、すべてが同じタイミングで制御すると干渉し
てしまう。これを防ぐために、各１ｋＨｚの制御ループ
の位相をずらしてコントロールさせる。

【００５１】セレクタ１２６によって、モータ５０５₁
の制御が選択されると、モータ５０５₁の目標速度１０
１が選択され、演算点１０４でモータ５０５₁の速度と
比較される。この比較するモータ５０５₁の速度は、モ
ータ５０５₁が１回転に３６０パルスを出力するパルス
が、パルス信号１２０を介し、キャプチャ１２１に入力
され、これをキャプチャ選択部１２４で選択し、速度演
算部１２５で速度演算し求められる。

【００５２】演算点１０４で比較された結果は、ＰＷＭ
選択部１０５でモータ１制御用のＰＩフィルタ１０６が
選択されＰＩ演算される。このＰＩ演算は、演算点１０
４で求めた速度差に対し、比例項定数１０９を乗算した
結果と、一方で積分項１０７を乗算した結果と記憶部１
０８に格納されている前回演算結果を加えた結果とを加
算することで求められる。このＰＩフィルタ定数である
比例定数１０９と積分定数１０７は、サーボ定数と称
し、モータの仕様および負荷のイナーシャ、トルク条件
によってあらかじめ設定される。

【００５３】ＰＩフィルタ１０６の演算結果は、ＰＷＭ
パルス幅演算部１１０によってＰＷＭパルス幅として変
換し、ＰＷＭパルス生成部１１１でＰＷＭパルスを生成
する。このＰＷＭパルス生成部は、あらかじめ設定され
たＰＷＭキャリア周波数に対し、ＰＷＭパルス幅演算部
１１０で求めた幅のＰＷＭパルスが重畳される。

【００５４】例えば、あらかじめ設定されたＰＷＭキャ
リア周波数が２０ｋＨｚ（５０μｓ）で、ＰＷＭパルス
幅が８ビットで定義した時、ＰＷＭパルス演算結果が
「６６」Ｈでは、ＰＷＭパルス幅は、５０μｓ×「６
６」Ｈ／「ＦＦ」Ｈ＝２０μｓとなり、キャリア周波数
が２０ｋＨｚで４０％のＰＷＭパルス信号５３０が出力
される。このパルス幅は、ＰＷＭパルス演算部１１０の
演算結果毎に更新される。つまり、ＰＷＭパルス演算を
１ｋＨｚ周期で実施した場合、ＰＷＭパルス幅は、１ｋ
Ｈｚ周期で変わることになる。

【００５５】以上のように、モータ５０５₁に対するＰ
ＷＭパルス生成と同様に、モータ５０５₁〜５０５₆の
各モータに対し、それぞれのＰＩフィルタ定数、および
ＰＷＭキャリア周波数によって、ＰＷＭパルスが生成さ
れる。このＰＩフィルタ定数およびキャリア周波数は、
モータの仕様および駆動する負荷の条件によって、あら
かじめ設定される。

【００５６】一方、モータ５０５₁〜５０５₆の速度演
算は、セレクタ１２６によって、対象となるモータのキ
ャプチャを１２４によって選択し、その選択されたキャ
プチャ値を読み込み、速度演算部１２５で速度演算す
る。

【００５７】例えば、キャプチャ１２１が１６ビット、
クロックが５０ｎｓ、モータ５０５ ₁が出力するパルス
信号１２０が１回転あたり３６０パルス出力される場合
のモータ５０５₁の速度は、キャプチャ１２１の値が
「１２３４」Ｈの時、パルス信号１２０の間隔は「１２
３４」Ｈ×５０ｎｓ＝２３３μｓとなり、モータ５０５
₁の速度は、（２π／３６０）／２３３μｓ＝７４．９
ｒａｄ／ｓとなる。

【００５８】次に、図５を用いてセレクタ１２６の動作
について説明する。図５は、モータ５０５₁〜５０５₆
の制御を時系列に表した図である。８０１〜８０６はモ
ータ５０５₁〜５０５₆の各制御期間、８０７はモータ
５０５₁の制御期間を示し、８０８はモータ５０５₁制
御内のキャプチャ読み込み、８０９は速度演算、８１０
は目標速度設定、８１１は速度差演算、８１２はＰＩ演
算、８１３はＰＷＭ演算、８１４はＰＷＭ出力、８１５
はモータ５０５₁のサーボ制御周期である。

【００５９】モータ５０５₂〜５０５₆においても、８
０８〜８１４と同様の制御を行う。モータ５０５₁のサ
ーボ制御周期８１５は、モータ５０５₁の応答性によっ
て決定される。同様にモータ５０５₂〜５０５₆におい
ても、各モータの応答性を考慮して最適なサーボ制御周
期で制御される。このとき、サーボ制御周期が干渉しな
いようセレクタによって、サーボ制御周期のコントロー
ルが行われる。

【００６０】例えば、モータ５０５₁〜５０５₆のサー
ボ制御周期がすべて１ｋＨｚ（１ｍｓ）で制御する場
合、モータ５０５₁の制御開始タイミングとモータ５０
５₂の制御開始タイミングを、１ｍｓ／６＝約１６６μ
ｓずらす。同様にモータ５０５ ₂の制御開始タイミング
とモータ５０５₃の制御開始タイミング、モータ５０５
₃の制御開始タイミングとモータ５０５₄の制御開始タ
イミング、モータ５０５ ₄の制御開始タイミングとモー
タ５０５₅の制御開始タイミング、モータ５０５ ₅の制
御開始タイミングとモータ５０５₆の制御開始タイミン
グも約１６６μｓずらす。

【００６１】そして、各モータ制御毎に決定したサーボ
制御周期に基づき、制御対象モータのキャプチャを読み
込み、速度演算し、制御対象モータの目標速度を設定
後、目標速度との速度差を演算し、その結果をあらかじ
め決定された制御対象モータのＰＩフィルタ定数でＰＩ
演算を行うとともに、ＰＷＭ演算、ＰＷＭ出力を行う。
つまり、各モータ別々にサーボ制御ループが構成され、
互いに干渉せず制御されるとともに、各モータ固有の目
標速度、ＰＩフィルタ定数（サーボ定数）、ＰＷＭパル
ス制御がなされる。

【００６２】次に、モータ制御の動作について説明す
る。先ず、ＣＰＵよりシリアル通信バス５３２を介し、
例えば、定着モータ駆動コマンドが発行されると、ＤＳ
Ｐ５０１は、プリドライバ５０３に対し、モータ起動信
号５２９をアクティブにするとともに、ＰＷＭ信号５３
０にオンデューティ８０％のＰＷＭパルスを発生させ、
モータの駆動を図る。

【００６３】プリドライバ５０３は、モータ起動信号５
２９を受け、論理回路５０８で、ホールセンサ５２５〜
５２７によって検出したロータ位置をもとに所定の回転
方向となるようＮ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５〜５
２０を励磁切換え制御するとともに、ＰＷＭ信号５３０
を受け、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５、５１７、
５１９をＰＷＭスイッチングする。このとき、制御回路
５０９は５１５、５１７、５１９のＮ−ｃｈＭＯＳトラ
ンジスタのケート電圧を、チャージポンプ回路５０７に
よって、Ｖｃｃ＋１０ｖに昇圧させる。

【００６４】例えば、論理回路５０８がホールセンサ５
２５〜５２７および、ホールセンサアンプ５１１〜５１
３によって増幅した結果からモータのロータ位置を確認
し、所望の回転方向となるようＵ相５２２からＶ相５２
３への電流方向への切換えを行う場合、Ｎ−ｃｈＭＯＳ
トランジスタ５１５をＯＮ、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジス
タ５１８をＯＮさせ、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１
６、５１７、５１９、５２０をＯＦＦさせる。その結
果、電流経路は、ＶｃｃからＮ−ｃｈＭＯＳトランジス
タ５１５を介し、Ｕ相出力５２２、Ｗ相出力５２３を経
由して、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１８を介し、電
流検知抵抗５２１へ流れ、所定のコイルに磁力が発生す
る。

【００６５】このとき、ＤＳＰ５０１より与えられたＰ
ＷＭ信号５３０は論理回路５０８及び制御回路５０９を
経由してＮ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５１５をＰＷＭ制
御させる。したがって、Ｕ相からＶ相への電流は、ＰＷ
Ｍ信号５３０によって規定されたＯＮデューティの電流
が流れる。このように、モータが所定方向に回転するよ
うＵ，Ｖ相への電流が切換えられる励磁切換えがなさ
れ、図示しない主極マグネットとコイルの電磁相互作用
によってトルクを発生する。

【００６６】モータが上記のような励磁切換え制御さ
れ、ロータが回転すると、あらかじめ備えたＭＲセンサ
用着磁パターンをＭＲセンサ５２８が検出し、１回転に
３６０パルスのパルスを出力する。つまり、モータの回
転数に応じた周波数の信号が得られ、アンプ５１４を経
由して、ＭＲセンサ信号線５３１を介し、ＤＳＰ５０１
へ送られる。

【００６７】ＤＳＰ５０１のプログラムは、ＭＲセンサ
信号線５３１のパルス間隔を計測し、モータの速度（ｒ
ａｄ／ｓ）を求め、目標制御速度と比較し、図示しない
ＰＩフィルタ演算、ゲイン付加演算を行って、ＰＷＭパ
ルス幅を導き、ＰＷＭ信号線５３０を介して、モータへ
供給する電流をコントロールし、目標速度でモータが回
転するように制御を行う。

【００６８】このように、ＤＳＰ５０１はＰＷＭ信号５
３０を用い、出力段のＮ−ｃｈＭＯＳトランジスタをス
イッチングして、所望の回転にてモータが回転するよう
サーボ制御を行う。一方、プリドライバ５０３は、ホー
ルセンサ５２５〜５２７でロータの主極位置を検出した
結果をもとに、所望の回転方向でロータが回転するよ
う、励磁制御を行うとともに、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジ
スタを駆動する。モータに流れる電流を電流検知抵抗５
２１で検出し、所定以上の電流が流れた場合は、電流リ
ミッタ回路５１０によって制限をかける保護回路を備え
ている。

【００６９】以上説明したように本実施例は、画像形成
装置が備える６個モータを１つのＤＳＰによって、ソフ
トウエアサーボ制御し、各モータの制御回転数、イナー
シャ、トルク定数、巻線仕様、および駆動負荷の条件に
応じて、あらかじめ設定したサーボ定数をそれぞれ用い
制御し、各モータ独立したサーボ制御ループを干渉せず
に制御するため、セレクタ手段を設け、このセレクタ手
段によって、各モータのサーボ制御ループのタイミング
を管理するとともに、各モータの目標速度、速度検知、
ＰＩフィルタ演算、ＰＷＭ演算、ＰＷＭパルス出力の制
御ループをコントロールする。

【００７０】これによって、特に複数のサーボモータを
備え、かつ駆動負荷の条件が広い範囲で変化するような
画像形成装置において、常に安定したサーボモータ制御
が実現でき、良好な画質を得ることができる。

【００７１】さらに、１つのＤＳＰによる集中制御で、
効率よくサーボ制御を行うため、画像形成装置のコスト
を低減できるといった利点がある。

【００７２】図６は、サーボ定数算出制御を盛り込んだ
ＤＳＰのモータ制御プログラムのフローチャートで、モ
ータ５０５₁についてのみ記述した図である。

【００７３】まず、ステップＳ６０１において、図示し
ない画像形成装置の制御ＣＰＵより、モータ５０５₁に
対しサーボ定数を決定するための指示があるか否かを確
認する。画像形成装置のＣＰＵは、画像形成期間以外で
モータの駆動が必要としない期間において、上記指示を
ＤＳＰへ送信する。

【００７４】ステップＳ６０１でサーボ定数設定指示が
あった場合は、ステップＳ６０２でサーボ定数設定制御
フラグをセットするとともに、ステップＳ６０３でタイ
マをセットし、ステップＳ６０４でＰＷＭＯＮデューテ
ィを１００％設定し、ステップＳ６０５でモータ駆動信
号をアクティブとし、ステップＳ６０６でモータ速度が
６３％到達したかを確認する。

【００７５】そして、ステップＳ６０６でモータ速度が
６３％到達していなければジャンプし、速度検出および
ＰＷＭ出力制御を行う。その結果、モータはオープンル
ープで回転を始める。一方、ステップＳ６０６でモータ
速度が６３％に到達したらステップＳ６０７でモータを
停止し、ＰＷＭＯＮデューテュを０％として、ステップ
Ｓ６０８で先に起動したタイマによる時間を計測する。
つまり、モータをオープンループで起動し、その時点か
ら速度が６３％到達した時間を計測する。

【００７６】次に、ステップＳ６０９でイナーシャを計
算で求める。ここで、イナーシャの計算について説明す
る。モータの伝達関数は、１次遅れ系モデルで等価で
き、ゲインＧは下記（１）式で表される。Ｇ＝Ｋ／（１＋ｓＴ）（１）ここで、Ｋ＝１／Ｋｅであり、Ｋｅはモータの逆起定数
である。また、Ｔ＝ＲＪ／（Ｋｔ×Ｋｅ）（２）ここで、Ｒはモータの巻線抵抗、Ｊは負荷イナーシャ、
Ｋｔはモータのトルク定数である。

【００７７】また、また、モータの応答特性は、（１）
式より下記（３）式で表される。ｈ（ｔ）＝Ｋ／（１−ｅ^-t/T）（３）（３）式より、ｔ＝Ｔのとき、ｈ（ｔ）≒０．６３２×
Ｋとなる。

【００７８】つまり、モータ起動から速度が６３．２％
に到達したときの時間を求めれば、（２）式式より、Ｊ
＝（Ｋｅ×Ｋｔ×ｔ）／Ｒから、モータのＲ，Ｋｔ、Ｋ
ｅは予め決まっているのでＪを求めることができる。

【００７９】次に、ステップＳ６１０でサーボ定数を求
める。これは、先で求めたイナーシャＪを用い、（１）
および（２）式より、モータのオープンループ特性の０
ｄＢ交点を、ω＝１／Ｔによって求め、この交点に対
し、ＰＩフィルタの変極点を設定し、ＰＩフィルタの定
数（図４示す比例項定数および積分項定数）を求める。

【００８０】次に、ステップＳ６１１でサーボ定数設定
制御フラグをクリアし、サーボ定数設定シーケンスを終
了する。そして、ステップＳ６１２では、モータが既に
起動中であるか確認し、起動してなければステップＳ６
１３にて各レジスタやタイマおよびポートの初期設定を
行い、ステップＳ６１４にてモータを起動させる。一
方、既にモータが起動していればジャンプする。

【００８１】次に、ステップＳ６１５にてＣＡＰ１の割
り込みを確認し、割り込みがあれば、ステップＳ６１６
でモータの速度演算を行う。この割り込みは、ＭＲセン
サからのパルスの立ち上がりエッジ到来毎に発生され
る。一方、割り込みがなければバイパスする。

【００８２】次に、ステップＳ６１７においてサーボ定
数設定制御フラグを確認し、サーボ定数設定制御中でな
ければ、ステップＳ６１８でサーボ制御ループ割り込み
を確認し、制御割り込みがあれば、ステップＳ６１９で
目標速度との実際の速度との差を演算し、ステップＳ６
２０で先で求めた定数を用いてＰＩフィルタ演算し、ス
テップＳ６２１でＰＷＭ幅を設定する。

【００８３】一方、ステップＳ６１７でサーボ定数設定
制御中であれば、ＰＷＭ幅演算シーケンスである６１９
〜６２１をバイパスする。また、ステップＳ６１８でサ
ーボ制御ループ割り込みがなければ、ＰＷＭ幅演算シー
ケンスをバイパスする。

【００８４】次に、ステップＳ６２２でＰＷＭ割込みを
確認し、割り込みがあったらステップＳ６２３でパルス
をポートへ出力し、割り込みがなければ出力しない。こ
のＰＷＭ割り込みは、あらかじめ設定したキャリア周波
数で割り込みを発生するもので、例えば、キャリア周波
数が２０ｋＨｚの場合は、２０ｋＨｚの割り込みが発生
する。

【００８５】この割り込みごとに、演算によって求めた
幅のＰＷＭパルスを出力すれば、２０ｋＨｚキャリアの
ＰＷＭパルスが生成できる。

【００８６】このように、本実施例は、画像形成装置の
制御ＣＰＵによって、画像形成期間以外の期間にモータ
のサーボ定数設定期間が与えられ、この期間においてＤ
ＳＰはモータの負荷イナーシャを算出し、これを元にサ
ーボ定数を求める学習シーケンスを盛り込んだものであ
る。これによって、例えばトナーカートリッジのトナー
容量やカートリッジ種類の違いなどによって負荷のイナ
ーシャが大きく変化するような系においても、適切なモ
ータのサーボ定数を用いることができ、制御が安定し、
良好な画像を得ることができる。

【００８７】図７は、本発明で用いるインナーロータ式
のＤＣブラシレスモータと参考として従来例のアウター
ロータ式のブラシレスモータとを表した図である。図７
において、７０１〜７０３は従来例のアウターローダ式
ＤＣブラシレスモータであり、７０１はロータ、７０２
はステータ、７０３は巻線である。一方、７０４〜７０
６はインナーロータ式ＤＣブラシレスモータであり、７
０４はロータ、７０５はステータ、７０６は巻線であ
る。図でも分かるようにインナーロータはロータ部分が
小さくモータのイナーシャが小さいといった特徴と持
つ。

【００８８】つまり、イナーシャが小さい分、モータの
機械的応答性が良くなって、結果、図４で示すサーボ制
御ブロック図におけるサーボ制御ループ周波数を早くす
ることができる。つまり、負荷変動周波数が比較的高い
系においては、サーボ制御ループ周波数を早くすること
によって、サーボによる変動抑制効果が向上するといっ
た利点がある。

【００８９】このように、本実施例は、前述したような
サーボモータ制御を用いかつ、イナーシャの小さいイン
ナーロータ式ＤＣブラシレスモータを用いることによっ
て、負荷変動に伴うモータの回転変動が比較的高い周波
数で発生するような系において有効である。

【００９０】

【発明の効果】モータの負荷の変動に対して迅速にかつ
安定してサーボ定数を設定できるモータのサーボ制御装
置が得られる。

【００９１】前述の構成のモータのサーボ制御装置にお
いてＤＳＰによって複数のモータを一括制御するように
したモータのサーボ制御装置が得られる。

【００９２】さらに、前述の構成のモータのサーボ制御
装置を画像形成装置に用いることにより、複数のサーボ
モータを備える画像形成装置において、サーボモータが
駆動する負荷の条件に応じ、各モータのサーボ定数を決
定する手段、または画像形成装置の画像形成期間外にお
いて、負荷のイナーシャを計測し、これをもとにサーボ
定数を算出する手段を用い、サーボ制御することによっ
て、特に負荷のイナーシャやトルクが大きく異なる系に
おいて、常に最適なサーボ定数が設定されるため、安定
したサーボモータ制御が実現でき、良好な画像が得られ
る。

【００９３】また、複数のサーボ制御ループを互いに干
渉することなく制御する手段を備えることによって、複
数のサーボモータを１つのプロセッサによって、独立し
たサーボ制御が可能となり、システムコストを低減でき
る。

【００９４】さらに、イナーシャの小さいインナーロー
タ式ＤＣブラシレスモータを駆動モータに備え、サーボ
制御ループを早めることによって、特に負荷変動に伴う
回転変動周期が比較的高い負荷においても、安定したサ
ーボ制御ができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、画像形成装置の構成を示す概略図であ
る。

【図２】図２は、本発明の実施例１に係わり、モータの
サーボ制御装置における１つのＤＳＰに複数のモータユ
ニットが接続された回路全体を示すブロック図である。

【図３】図３は、図２に示す複数のモータユニットのう
ちの１つのモータユニットの内部回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】図４は、図１及び図２に示すＤＳＰを具体的に
示すブロック回路図である。

【図５】図５は、図４における複数のモータの制御を時
系列に示す図である。

【図６】図６は、サーボ定数算出制御を盛り込んだＤＳ
Ｐのモータ制御プログラムのフローチャートである。

【図７】図７は、本発明で用いるインナーロータ式のＤ
Ｃブラシレスモータと参考として従来例のアウターロー
タ式のブラシレスモータとを表した図である。

【図８】図８は、従来例のモータのサーボ制御装置にお
ける１つのマイコンに複数のモータユニットが接続され
た回路全体を示すブロック図である。

【図９】図９は、図８に示す複数のモータユニットのう
ちの１つのモータユニットの内部回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】図１０は、従来例のモータのサーボ制御装置
に対して考えられるモータのサーボ制御装置における１
つのＤＳＰに複数のモータユニットが接続された回路全
体を示すブロック図である。

【図１１】図１１は、図１０に示す複数のモータユニッ
トのうちの１つのモータユニットの内部回路構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１０１、１０２目標速度１０３目標速度選択部１０４演算点１０５ＰＷＭ選択部１０６ＰＩフィルタ１０７ＰＩフィルタ積分項定数１０８記憶部１０９比例項定数１１０ＰＷＭパルス幅演算部１２１、１２３キャプチャ１２４キャプチャ選択部１２５速度演算部１２６セレクタ５０１ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）５０２モータユニット５０３プリドライバ５０４ドライバ５０５₁〜５０５₆ 三相ＤＣブラシレスモータ５０６レギュレータ５０７チャージポンプ回路５０８論理回路５０９制御回路５１１〜５１３ホールセンサアンプ５１４ＭＲセンサアンプ５１５〜５２０Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ５２１電流検出用抵抗５２２Ｕ相出力５２３Ｖ相出力５２４Ｗ相出力５２５〜５２７ホールセンサ５２８ＭＲセンサ５２９モータ起動信号５３０ＰＷＭ信号５３１速度検出用ＭＲサンセ信号５３２シリアル通信バス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のモータをサーボ制御するモータのサ
ーボ制御装置において、複数のモータの回転速度に応じた回転速度信号をそれぞ
れ発生する複数の回転速度信号発生手段と、複数の回転速度信号発生手段からの回転速度信号に応じ
て前記複数のモータのコイルに流す励磁電流を決めるデ
ジタル制御手段を備え、前記デジタル制御手段は、目標速度を設定する目標速度
設定手段と、前記回転速度信号発生手段から回転速度を
得る回転速度演算手段と、前記目標速度設定手段からの
目標速度と前記回転速度演算手段からの回転速度との差
にサーボ定数を付与するサーボ演算手段を有し、前記サ
ーボ演算手段の結果からモータのコイルに供給する電流
を決定するサーボ制御手段を各モータ毎に備えると共
に、各モータ毎に備えたサーボ制御手段の制御タイミン
グをコントロールするタイミング制御手段を有すること
を特徴とするモータのサーボ制御装置。
【請求項２】請求項１記載のモータのサーボ制御装置に
おいて、前記デジタル制御手段は、サーボ定数を設定するか否か
を判断するサーボ定数設定判定手段と、該サーボ定数設
定判定手段でサーボ定数の設定を行うと判断したとき、
サーボ定数の設定を行うサーボ定数設定手段を有するこ
とを特徴とするモータのサーボ制御装置。
【請求項３】請求項１記載のモータのサーボ制御装置に
おいて、前記タイミング制御手段は、各モータに関する目標速度
を選択する目標速度選択手段と、各モータに関するサー
ボ定数およびサーボ演算手段を選択する手段と、各モー
タに関する回転速度信号からの速度情報を選択する手段
を備え、前記選択は、各モータに対して時系列に行われ
ことを特徴とするモータのサーボ制御装置。
【請求項４】請求項２記載のモータのサーボ制御装置に
おいて、前記サーボ定数設定手段は、モータが所定速度に達する
までの時間を計測して、その結果からサーボ定数を算出
することを特徴とするモータのサーボ制御装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１つに記載のモ
ータのサーボ制御装置において、前記モータは、励磁状
態で磁界を発生するステータコイルと、該ステータコイ
ルの内側に電流磁界との電磁相互作用によって回転力を
得るロータマグネットとを有するインナーロータ方式の
直流サーボモータであることを特徴とするサーボ制御装
置。
【請求項６】請求項１記載のモータのサーボ制御装置に
おいて、前記デジタル制御手段がマイコンまたはＤＳＰ
であることを特徴とするモータのサーボ制御装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１つに記載のモ
ータのサーボ制御装置が用いられることを特徴とする画
像形成装置。