JP2005041171A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な機構を設けることなく、モータの回転状態を装置自身（装置を制御しているＣＰＵ）が認識し、異常検出・安全対策が可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】フィルムに記録を行う際の描画開始位置を決めるための基準信号を取り出すレーザ位相検出センサを具備するＣＴＲプロッタのモータ制御装置において、位相検出センサ３の出力信号を利用し、対象となる装置にはその出力信号を処理するモータ検出回路のみを付加して、モータの回転状態を認識してモータを制御することにより、余計な機構を設けることなくモータの回転状態を認識する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ制御装置に関し、特にプロッタに適用されるモータのモータ制御装置に関する。

従来、この種のモータ制御装置は、新聞社のホストコンピュータで制作された新聞紙面データを通信回線を介して受信し、フィルム上に描写出力するＣＴＳプロッタ（Computerized Typesetting Systemプロッタ：以下、「プロッタ」とする）等で使用されている。

ブロッタはホストコンピュータから２値(白/黒)のイメージデータを受信し、それをレーザビームに変換して主走査モータに取り付けられた回転光学系に照射する。回転光学系はモータの軸方向からレーザビームを受光し、プリズムによって光軸を９０°折り曲げる。回転光学系の周囲は筒状のドラムによって覆われており、ドラムの内面にはフィルムが貼り付けられている。

主走査モータが1回転するとフィルム上には１走査分レーザピームによる露光が行われ、これを主走査として、ドラムまたは主走査モータ自身を移動することによって副走査を行い、１ページ分の紙面データをフィルム上に描画する。データの描写が完了すると、フィルムをドラムから外部へ排出して現像処理をする。

またこのプロッタにはレーザ位相検出センサが付属されており、このセンサによってフィルムに記録を行う際の描画開始位置を決めるための基準信号を取り出している。

上述したようなブロッタでは主走査モータに取り付けられた回転光学系によって細面を行うので、描画速度を速くする(受信データのフィルムへの描写時間をなるべく短縮させる)ために高回転の主走査モータが用いられる。しかし、回転する物体は常に危険を伴うものであり、高回転となると更に危険度が増す。そのため、こうした高回転モータの危険を回遊するために、モータの回転状態を制御する必要がある。

一方、従来のモータ制御装置の一例が文献番号１に記載されている。文献番号１に記載された発明は、レーザ光を出力するレーザ発光部と、その駆動回路と、レーザ光線を偏光させて走査を行う走査用回転光学部材（回転体）と、回転体の回転を検出する為の回転検出機構と、その出力を取り入れ、回転速度を判定する回転速度判定回路を備えている。

文献番号１記載の従来のモータ制御装置の動作は以下のとおりである。回転検出機構は、回転体にスリット付円盤や反射板及びそれらを検出するセンサ、またはレーザ光を直接検出するセンサ等を設けることにより、回転体が回転している状態のときにセンサからのパルス信号を出力する。パルス信号は回転速度判定回路に入力され、同回路はセンサからのパルス信号の入力間隔をもとに回転体が一定速度以上で回転しているか否かを判断する。回転体の速度が一定速度より遅くなった場合、回転速度判定回路からしーザ駆動回路へ信号が出力され、レーザ光の出力が停止する。これらの動作によって、回転体停止時におけるレーザ光の長期被爆(回転体が停止した状態では,レーザ光が1箇所に当たったままとなる)の危険を回避する。

特開平７−１４６９０８号公報

文献番号１に記載された従来技術では、回転体の回転を検出する為に、回転検出用円盤・反射坂・センサ等から成る「回転検出機構」が存在する。これは「回転検出」という目的を達するためには必要不可欠のものであるが、回転検出の対象となる装置にとってはその機能上全く必要のない濃構である(公報の例でいえば、回転検出機構が存在しなくてもしーザ測量は可能である)。すなわち、「回転検出」という目的を達するためには、装置に「回転検出機構」という本来ならば必要のない余計な物体(部品)を付加する必要があるという問題点があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、本発明は、特別な機構を設けることなく、モータの回転状態を装置自身（装置を制御しているＣＰＵ）が認識し、異常検出・安全対策が可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、フィルムに記録を行う際の描画開始位置を決めるための基準信号を取り出すレーザ位相検出センサを具備するＣＴＲプロッタのモータ制御装置において、前記レーザ位相検出センサの出力信号をクロック信号として入力するフリップフロップ回路と、予め設定されたｔ時間ごとに前記フリップフロップ回路にクリア信号を出力するＩ／Ｏポートと、前記フリップフロップ回路の出力信号の状態からモータの動作状態を判断するＣＰＵとを有することを特徴とする。

本発明のモータ制御装置は、別の目的で装置に付加されているセンサを利用しているので、新たな機構を設けることなくモータ制御を行うことが可能である。

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態のモータ制御回路におけるレーザ位相検出センサの構成を示すブロック図である。本実施形態では、プロッタに付属するレーザ位相検出センサの出力信号を利用し、対象となる装置にはその出力信号を処理する回路のみを付加することによって、モータの回転状態を認識するという目的を達成する。レーザ位相検出センサは、図１に示すように、主捜査モータ取付台１と、反射ミラー２と、位相検出センサ３と、主走査モータ４と、回転光学系（プリズム）５とで構成される。

位相検出センサ３は、回転光学系より発するレーザビームを感知して、回転光学系が１回転する度、すなわちモータが１回転する度に図２におけるような位相パルスを出力する。位相パルスは描画のタイミングを規定する。すなわち、位相検出から一定のタイミングにて主走査１ライン分のデータの出力(描画)をすることによって主走査方向の描画位置が一定となるように、位相パルスがそのトリガとして利用されている。本実施形態おいては、この位相パルスを描画タイミング発生回路（図示せず）の他に、後述する回転検出回路にも入力して、モータの状態を判断するのに利用する。

モータの回転数が高ければ図２における位相パルスの周期Ｔは短くなる。モータの回転教が低くなるにつれて位相パルスの周期Ｔは長くなり、モータが停止すると位相パルスは現れなくなる。よって周期Ｔを計測することによりモータの回転速度が判り、周期Ｔがある一定時間を超えても現れないのであればその時点でモータの回転が停止していると判断する。

次に、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。第８図は本実施形態におけるモータの回転検出回路の構成である。位相検出センサの出力はフリップフロップ回路６のクロック（ＣＬＫ）に入力される。フリップフロップ回路８の出力（Ｑ）及びクリア信号（ＣＬＲ）はＩ／Ｏポート７に接続され、ＣＰＵ８は出力（Ｑ）の入力とクリア信号（ＣＬＲ）の出力をすることができる。フリップフロッブ回路６がクリア信号（ＣＬＲ）によりクリアされると、出力（Ｑ）はＬｏｗレベルとなる。この後クロック（ＣＬＲ）に位相検出センサからの位相パルスが１回でも入力されれば、出力（Ｑ）はＨｉｇｈレベルに変化して再びフリップフロップ回路６がクリア信号（ＣＬＲ）によってク
リアされるまでそのままの状態を保つ。また、クロック（ＣＬＫ）に位相パルスの入力がなければ出力（Ｑ）は、Ｌｏｗレベルのままである。第４図にこれらの様子を示す。

第５図は、本実施形態におけるＣＰＵによるモータ回転検出の制御フローを示すフローチャート図である。ＣＰＵ８は、クリア信号を出力してフリップフロップ回路６をクリアし（ステップ１００）、ｔ秒間のタイマをセットする（ステップ１０１）。タイマの値ｔはｔ秒間のうちに位相パルスが入ってくるかどうかを監視する値である。例えば回転数が１２ｒｐｍ以下になったとき回転が停止したと判断するのであれば、ｔの値は５となる。

ＣＰＵ８は、タイマセット後ｔ秒間が経過するのを待つ（ステップ１０２）。もちろんこの間に他の処理をすることは可能である。そして、ｔ秒経過するとＩ／Ｏポート７からフリッブフロップ回路６の出力（Ｑ）を読み取り（ステップ１０３）、そのレベルの判断を行う（ステップ１０４）。出力（Ｑ）がＨｉｇｈレベルであれば、ｔ秒間のうちに少なくとも１回以上位相パルスがフリップフロップ回路６に入力されたことになる。

すなわちモータは少なくとも周期ｔよりも速い回転速度で回転していると判断できる。この場合、ＣＰＵ８は再びステップ１００に戻ってフリップフロップ回路８をクリアしてタイマをセットし、タイムアウトにて出力（Ｑ）を該み取るという動作を終り返す。

もし、出力（Ｑ）がＬｏｗレベルであったならば、ｔ秒間のうちにモータの位相パルスが入力されなかったことになるので、モータが停止したと判断する。

図６は、本発明の第２の実施形態におけるモータの回転検出回路の構成をしめすブロック図である。カウンタ回路９には位相検出センサからの出力・ＣＰＵ１０から任意のタイミングで出力されるリクエスト信号及び、一定周期で出力されている基準クロックが入力される。またカウンタ回路９からは、ＣＰＵ１０に対してカウント柊了信号及びカウント値が出力される。

図７は、カウンタ回路９の動作を示すタイムチャート図である。カウンタ回路８はＣＰＵ１０からのりクエスト信号によってカウンタ値をクリアする。その後、最初の位相パルスの入力と同時に基準クロックのカウントを開始し、次の位相パルスが入力されるとカウントを停止すると同時にカウント終了信号をＣＰＵ１０に通知する。

カウント値はカウントが停止した状態のまま、次のりクエスト信号によってクリアされるまでその値が保持される。基準クロックの周期を決めれば、カウンタ回路９のカウント値との積をとることにより、モータの位相周期が求められる.ＣＰＵ１０はこれらの処理を行ってモータの回転状況を認識する。

図８は、第２の実施形態におけるＣＰＵ１０の制御動作を示すフローチャート図である。ＣＰＵ１０がリクエスト信号を出力すると（ステップ２００）、カウンタ回路９は位相信号の検出を行い、位相信号の間隔を基準クロックによりカウントする（ステップ２０１）。カウントが終了するとカウント終了信号を出力してＣＰＵ１０に通知する。ＣＰＵ１０は、カウント終了信号を認識すると（ステップ２０２）、カウンタ回路９からカウント値を読み取り、モータの回転状態を認識する。カウント終了信号が規定時間経過しても認識できない時は（ステップ２０３ Ｙ）、タイムアウトとしモータ停止と判断する。

以上、説明したように本実施形態では、ＣＰＵはモータが回転しているか停止しているかを認識することが可能となる。

また、タイマ値ｔ、または基準クロックの周期及びタイマ値ｔを変化させることによりモータの回転状態、すなわちモータがおよそどの程度の回転数で回転しているかを認識することも可能となる。

ＣＰＵは、モータの回転開始時・回転中・駆動停止後は回転体が惰性回転している間は上記回路を制御してモータの回転状態を監視する。モータの回転開始時は、モータを起動させたにも関わらず回路が停止を検出した状態のままならば異常としてアラーム表示（モータ起動したのに回転せず）等を出す。モータの回転中では、ある一定回転教を下回らないか否かを回路にて監視し、異常が発生した場合はモータを繁急停止させたり、アラーム表示を出したりする(モータの回転数変動発生)。

モータの惰性回転中は、モータが停止するまでアラーム表示を出してオペレータに注意を促したり、または回転体を覆うカバーをロックして回転体に手を触れさせないようにしたり等の安全対策を施せる。

本発明の実施形態のモータ制御回路におけるレーザ位相検出センサの構成を示すブロック図である。 本実施形態のレーザ位相検出センサから出力される位相パルスを示す波形図である。 本実施形態のモータ回転検出回路の構成を示すブロック図である。。 本実施形態のモータ検出回路の入出力信号の関係を示すタイムチャート図である。 本実施形態におけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャート図である。 第２の実施形態におけるモータ回転検出回路の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態のモータ検出回路の入出力信号の関係を示すタイムチャート図である。 第２の実施形態におけるＣＰＵの制御動作を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 主走査モータ取付台
２ 反射ミラー
３ 位相検出センサ
４ 反射ミラー
５ 回転光学系（プリズム）
６ フリップフロップ回路
７ Ｉ／Ｏポート
８ ＣＰＵ
９ カウンタ回路
１０ ＣＰＵ

Claims (1)

1. フィルムに記録を行う際の描画開始位置を決めるための基準信号を取り出すレーザ位相検出センサを具備するＣＴＲプロッタのモータ制御装置において、前記レーザ位相検出センサの出力信号をクロック信号として入力するフリップフロップ回路と、予め設定されたｔ時間ごとに前記フリップフロップ回路にクリア信号を出力するＩ／Ｏポートと、前記フリップフロップ回路の出力信号の状態からモータの動作状態を判断するＣＰＵとを有することを特徴とするモータ制御回路。
   

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