JP2005160255A - Motor control arrangement, motor control method, and program - Google Patents

Motor control arrangement, motor control method, and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the time required for bringing up/down and the changing speed of a DC brushless motor by improving response of the DC brushless motor. <P>SOLUTION: A DC brushless motor control system comprises a target rotational speed detecting circuit 111, a difference detecting circuit 112, a digital signal generating circuit 113, a D/A conversion circuit 114, a pulse width modulation circuit 115, a drive circuit 116, a rotational speed detecting circuit 118, and an amplifier 119. When the difference detecting circuit 112 detects a difference between the target rotational speed and the detected rotational speed of a DC brushless motor 117, the digital signal generating circuit 113 generates a digital signal corresponding to the difference, and the D/A conversion circuit 114 converts the digital signal to an analogue signal while the pulse width modulation circuit 115 generates PWM signal having the pulse width corresponding to the analogue signal. The drive circuit 116 controls a drive power of an FET selected by a phase excitation signal from a plurality of FETs using the PWM signal, for driving the DC brushless motor 117. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、DCブラシレスモータの立ち上げ、立ち下げ、変速時間を短縮する場合に好適なモータ制御装置、モータ制御方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a motor control device, a motor control method, and a program suitable for shortening the startup, shutdown, and shift time of a DC brushless motor.

従来、DCブラシレスモータは、回転安定性が高く長寿命であるという利点から、複写機、プリンタ、パーソナルコンピュータ周辺機器、家電製品など、あらゆる分野で用いられる各種機器に搭載され活用されている。DCブラシレスモータは、通常、回転体、ドライバ及びPLL(Phase Lock Loop)制御部を含むユニットから構成されており、DCブラシレスモータが搭載されている機器側の本体制御部から出力されるオン/オフ信号に応じた動作を行う。尚、外部からDCブラシレスモータにクロックを供給し回転速度を設定することもある。DCブラシレスモータの構成を図13に示す。   Conventionally, DC brushless motors have been installed and used in various devices such as copiers, printers, personal computer peripherals, and home appliances because of their advantages of high rotational stability and long life. A DC brushless motor is usually composed of a unit including a rotating body, a driver, and a PLL (Phase Lock Loop) control unit, and is turned on / off from the main body control unit on the device side where the DC brushless motor is mounted. Operates according to the signal. Note that the rotation speed may be set by supplying a clock to the DC brushless motor from the outside. The configuration of the DC brushless motor is shown in FIG.

図13は、従来例に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a DC brushless motor and a control system according to a conventional example.

図13において、DCブラシレスモータ2004の制御系は、クロック発生回路2000、PLL回路2001、パルス幅変調回路2002、駆動回路2003、ホール素子2005、ホールアンプ2006を備えている。   In FIG. 13, the control system of the DC brushless motor 2004 includes a clock generation circuit 2000, a PLL circuit 2001, a pulse width modulation circuit 2002, a drive circuit 2003, a Hall element 2005, and a Hall amplifier 2006.

ホール素子2005は、DCブラシレスモータ2004の回転位相と回転速度を検出する。ホールアンプ2006は、ホール素子2005から出力される微弱なホール電圧(数十mV程度)を増幅する。クロック発生回路2000は、DCブラシレスモータの目標回転速度を定めるためのクロックを発生する。PLL回路2001は、クロック発生回路2000で発生したクロックとホールアンプ2006で増幅されたDCブラシレスモータ2004の回転速度及び回転位相との差に応じたアナログ電圧を出力する。   Hall element 2005 detects the rotational phase and rotational speed of DC brushless motor 2004. The hall amplifier 2006 amplifies a weak hall voltage (about several tens of mV) output from the hall element 2005. The clock generation circuit 2000 generates a clock for determining a target rotation speed of the DC brushless motor. The PLL circuit 2001 outputs an analog voltage corresponding to the difference between the clock generated by the clock generation circuit 2000 and the rotation speed and rotation phase of the DC brushless motor 2004 amplified by the hall amplifier 2006.

パルス幅変調回路2002は、PLL回路2001の出力に応じたデューティを有するパルス波形を生成する。駆動回路2003は、複数のFETなどから構成されており、ホールアンプ2006の出力(相励磁信号)に基づき複数のFETからFETを選択し、該選択されたFETの駆動パワーをパルス幅変調回路2002の出力により制御することで、DCブラシレスモータ2004を駆動する。   The pulse width modulation circuit 2002 generates a pulse waveform having a duty corresponding to the output of the PLL circuit 2001. The drive circuit 2003 is composed of a plurality of FETs and the like, selects a FET from the plurality of FETs based on the output (phase excitation signal) of the Hall amplifier 2006, and sets the drive power of the selected FET to a pulse width modulation circuit 2002. The DC brushless motor 2004 is driven by controlling with the output of.

また、最近では、DCブラシレスモータに対するアクセル(加速)/デクセル(減速)制御が可能となり、DCブラシレスモータの回転体の位相を微調整するなどの高度な制御を達成している。このDCブラシレスモータ制御を、カラーの画像形成を行うレーザビームプリンタのレーザスキャナモータ(ポリゴンモータ)制御に応用した例を図14に示す。   Recently, accelerator (acceleration) / dexel (deceleration) control for a DC brushless motor has become possible, and advanced control such as fine adjustment of the phase of the rotating body of the DC brushless motor has been achieved. FIG. 14 shows an example in which this DC brushless motor control is applied to laser scanner motor (polygon motor) control of a laser beam printer that performs color image formation.

図14は、他の従来例に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a DC brushless motor and a control system according to another conventional example.

図14において、DCブラシレスモータ2021の制御系は、BDセンサ2010、ITOPセンサ2011、ref_BD生成・位相差分検出回路2012、ACC/DECテーブル2013、チャージポンプ回路2014、システム制御回路2015、セレクタ2016、クロック発生回路2017、PLL回路2018、パルス幅変調回路2019、駆動回路2020、ホール素子2022、ホールアンプ2023を備えている。   In FIG. 14, the control system of the DC brushless motor 2021 includes a BD sensor 2010, an ITOP sensor 2011, a ref_BD generation / phase difference detection circuit 2012, an ACC / DEC table 2013, a charge pump circuit 2014, a system control circuit 2015, a selector 2016, and a clock. A generation circuit 2017, a PLL circuit 2018, a pulse width modulation circuit 2019, a drive circuit 2020, a Hall element 2022, and a Hall amplifier 2023 are provided.

BDセンサ2010は、レーザビームプリンタの感光体にレーザ光を走査する走査線上に配置されており、主走査方向の同期信号(BD信号)を発生する。ITOPセンサ2011は、画像先端タイミング(感光体にレーザ光を照射し潜像を形成するタイミング)を決定するため、中間転写ベルト上に付設されたマークを検出し、基準信号(ITOP信号)を発生する。ref_BD生成・位相差分検出回路2012は、ITOP信号に同期し予め定めたBD周期の信号(Ref_BD信号)を生成し、BDセンサ2010で検出したBD信号とref_BD信号の位相差を検出する。ACC/DECテーブル2013は、前記位相差に応じたACC信号(アクセル信号)もしくはDEC信号(デクセル信号)を出力する。   The BD sensor 2010 is disposed on a scanning line that scans the laser beam on the photosensitive member of the laser beam printer, and generates a synchronization signal (BD signal) in the main scanning direction. The ITOP sensor 2011 detects a mark provided on the intermediate transfer belt and generates a reference signal (ITOP signal) in order to determine the leading edge timing of the image (timing to form a latent image by irradiating the photosensitive member with laser light). To do. The ref_BD generation / phase difference detection circuit 2012 generates a signal having a predetermined BD period (Ref_BD signal) in synchronization with the ITOP signal, and detects the phase difference between the BD signal detected by the BD sensor 2010 and the ref_BD signal. The ACC / DEC table 2013 outputs an ACC signal (accelerator signal) or a DEC signal (dexel signal) corresponding to the phase difference.

チャージポンプ回路2014は、コンデンサ(図示略)を備えており、ACC信号もしくはDEC信号が印加された時間に対応したアナログ信号を生成する。セレクタ2016は、チャージポンプ回路2014の出力とPLL回路2018の出力の何れかを、システム制御回路2015からの指令に応じて選択する。パルス幅変調回路2019、駆動回路2020、ホール素子2022、ホールアンプ2023の動作は、上記図13の対応する各部の動作と同様である。   The charge pump circuit 2014 includes a capacitor (not shown), and generates an analog signal corresponding to the time when the ACC signal or DEC signal is applied. The selector 2016 selects either the output of the charge pump circuit 2014 or the output of the PLL circuit 2018 according to a command from the system control circuit 2015. The operations of the pulse width modulation circuit 2019, the drive circuit 2020, the Hall element 2022, and the Hall amplifier 2023 are the same as the operations of the corresponding units in FIG.

上記のような制御を行うことで、カラーの画像形成を行うレーザビームプリンタにおいては、感光体に対する潜像の形成位置である第1色目の書き出し位置と第2色目以降の書き出し位置を正確に一致させ、色ずれのない出力画像を実現している。   By performing the control as described above, in the laser beam printer that forms a color image, the writing position of the first color, which is the latent image forming position on the photoconductor, and the writing position of the second and subsequent colors are exactly the same. Thus, an output image without color misregistration is realized.

上述したDCブラシレスモータに対するアクセル/デクセル制御に関しては各種技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−272162号公報
Various techniques have been proposed for the accelerator / dexel control for the DC brushless motor described above (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-272162 A

しかしながら、上記従来例では、DCブラシレスモータの回転速度を変化させる際に、ACC信号もしくはDEC信号が印加された時間に対応した信号を発生させるためにチャージポンプ回路に含まれるコンデンサの充放電を行わなければならない。コンデンサの充放電には少なからず時間がかかるため、DCブラシレスモータの応答性が悪化するという問題があった。そのため、DCブラシレスモータを目標とする回転速度及び回転位相となるように制御するまで時間がかかり、DCブラシレスモータを搭載した機器の操作性及び生産性に制限が加わっていた。   However, in the above conventional example, when changing the rotational speed of the DC brushless motor, the capacitor included in the charge pump circuit is charged / discharged to generate a signal corresponding to the time when the ACC signal or DEC signal is applied. There must be. Since charging and discharging of the capacitor takes time, there is a problem that the response of the DC brushless motor deteriorates. For this reason, it takes time to control the DC brushless motor so as to achieve the target rotational speed and rotational phase, which imposes limitations on the operability and productivity of equipment equipped with the DC brushless motor.

本発明の目的は、DCブラシレスモータの応答性を向上させ、DCブラシレスモータの立ち上げ、立ち下げ、変速の時間を短くすることを可能としたモータ制御装置、モータ制御方法、及びプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a motor control device, a motor control method, and a program capable of improving the responsiveness of a DC brushless motor and shortening the start-up, shutdown, and shift times of the DC brushless motor. There is.

上述の目的を達成するために、本発明は、モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御装置において、検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記デジタル信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記アナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成する駆動制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a difference between a detected rotational speed and a target rotational speed in a motor control device that drives the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor. Differential detection means for detecting the digital signal, digital signal generation means for generating a digital signal corresponding to the difference, conversion means for converting the digital signal into an analog signal, and the drive control having a pulse width corresponding to the analog signal Drive control means for generating a signal.

また、本発明は、前記デジタル信号生成手段は、前記モータの立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合は前記モータに対する駆動力が高くなるようにデジタル信号を生成し、前記モータの立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合は前記モータに対する駆動力が低くなるようにデジタル信号を生成することを特徴とする。   Further, in the present invention, the digital signal generating means generates a digital signal so that when the motor is started up, if the detected rotational speed is lower than a target rotational speed, the driving force for the motor is increased. When the detected rotational speed is higher than the target rotational speed, the digital signal is generated so that the driving force for the motor is low.

また、本発明は、モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御装置において、検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記デジタル信号を第1のアナログ信号に変換する変換手段と、前記差分に応じた加速信号又は減速信号を生成する加減速信号生成手段と、前記加速信号又は前記減速信号に応じた第2のアナログ信号を出力する出力手段と、前記モータの駆動状況に応じ前記第1又は前記第2のアナログ信号を選択する選択手段と、選択された前記第1又は前記第2のアナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成する駆動制御手段とを備えることを特徴とする。   The present invention also provides a difference detection means for detecting a difference between a detected rotation speed and a target rotation speed in a motor control device for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotation speed of the motor. Digital signal generation means for generating a digital signal corresponding to the difference; conversion means for converting the digital signal into a first analog signal; and acceleration / deceleration signal generation for generating an acceleration signal or a deceleration signal according to the difference Means, output means for outputting a second analog signal corresponding to the acceleration signal or the deceleration signal, selection means for selecting the first or second analog signal according to the driving status of the motor, and selection Drive control means for generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the first or second analog signal.

また、本発明は、前記選択手段は、前記モータを変速する場合は前記第1のアナログ信号を選択し、前記モータを定常回転する場合は前記第2のアナログ信号を選択することを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the selection means selects the first analog signal when shifting the motor, and selects the second analog signal when rotating the motor normally. .

また、本発明は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、前記選択手段による信号切り替えを行わないように制御する制御手段を備えることを特徴とする。   In addition, the present invention is characterized by comprising control means for performing control so that signal switching by the selection means is not performed when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level.

また、本発明は、前記制御手段は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、前記第1のアナログ信号レベルに前記第2のアナログ信号レベルを近づけるように前記加減速信号生成手段を制御することを特徴とする。   According to the present invention, when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level, the control means causes the second analog signal level to approach the first analog signal level. The acceleration / deceleration signal generating means is controlled.

また、本発明は、前記制御手段は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、前記第2のアナログ信号レベルに前記第1のアナログ信号レベルを近づけるように前記デジタル信号生成手段を制御することを特徴とする。   In the present invention, the control means may be configured to bring the first analog signal level closer to the second analog signal level when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level. The digital signal generating means is controlled.

また、本発明は、前記制御手段は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、レベル差をなくすように前記デジタル信号生成手段及び前記加減速信号生成手段を制御することを特徴とする。   According to the present invention, the control means controls the digital signal generation means and the acceleration / deceleration signal generation means so as to eliminate the level difference when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level. It is characterized by doing.

また、本発明は、モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御装置において、検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成する駆動制御手段とを備えることを特徴とする。   The present invention also provides a difference detection means for detecting a difference between a detected rotation speed and a target rotation speed in a motor control device for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotation speed of the motor. Drive control means for generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the difference.

また、本発明は、前記駆動制御手段は、前記モータの立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合は前記モータに対する駆動力が高くなるように駆動制御信号を生成し、前記モータの立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合は前記モータに対する駆動力が低くなるように駆動制御信号を生成することを特徴とする。   Further, according to the present invention, the drive control means generates a drive control signal so that when the motor is started up, if the detected rotational speed is lower than the target rotational speed, the driving force for the motor is increased. When the detected rotation speed is higher than the target rotation speed, the drive control signal is generated so that the driving force with respect to the motor is reduced.

また、本発明は、前記モータ駆動用の駆動手段を複数備え、前記相励磁信号に基づき前記複数の駆動手段から作動させる駆動手段を選択し、前記駆動制御信号に基づき前記選択された駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする。   The present invention also includes a plurality of drive means for driving the motor, selects a drive means to be operated from the plurality of drive means based on the phase excitation signal, and selects the drive means selected based on the drive control signal. The driving force is controlled.

また、本発明は、前記モータはDCブラシレスモータであることを特徴とする。   According to the present invention, the motor is a DC brushless motor.

また、本発明は、前記モータの回転速度はホール素子或いはロータリエンコーダにより検出することを特徴とする。   According to the present invention, the rotational speed of the motor is detected by a Hall element or a rotary encoder.

更に、本発明のモータ制御装置は、モータの回転速度を検出する速度検出手段と、検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記デジタル信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記アナログ信号に応じたパルス幅を有するPWM信号を生成するパルス幅変調手段と、検出回転速度に応じた相励磁信号を生成する相励磁信号生成手段と、前記相励磁信号に基づき選択され、前記PWM信号に基づき定められた駆動力により前記モータを駆動する駆動手段とを備える構成としてもよい。   Furthermore, the motor control device of the present invention generates speed detection means for detecting the rotation speed of the motor, difference detection means for detecting a difference between the detected rotation speed and the target rotation speed, and a digital signal corresponding to the difference. Digital signal generation means, conversion means for converting the digital signal into an analog signal, pulse width modulation means for generating a PWM signal having a pulse width corresponding to the analog signal, and a phase excitation signal corresponding to the detected rotational speed A configuration may be provided that includes a phase excitation signal generation unit to be generated and a drive unit that is selected based on the phase excitation signal and drives the motor with a driving force determined based on the PWM signal.

更に、本発明のモータ制御装置は、モータの回転速度を検出する速度検出手段と、検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記デジタル信号を第1のアナログ信号に変換する変換手段と、前記差分に応じた加速信号又は減速信号を生成する加減速信号生成手段と、前記加速信号又は前記減速信号に応じた第2のアナログ信号を出力する出力手段と、前記モータの駆動状況に応じ前記第1又は前記第2のアナログ信号を選択する選択手段と、選択された前記第1又は前記第2のアナログ信号に応じたパルス幅を有するPWM信号を生成するパルス幅変調手段と、検出回転速度に応じた相励磁信号を生成する相励磁信号生成手段と、前記相励磁信号に基づき選択され、前記PWM信号に基づき定められた駆動力により前記モータを駆動する駆動手段とを備える構成としてもよい。   Furthermore, the motor control device of the present invention generates speed detection means for detecting the rotation speed of the motor, difference detection means for detecting a difference between the detected rotation speed and the target rotation speed, and a digital signal corresponding to the difference. A digital signal generating means; a converting means for converting the digital signal into a first analog signal; an acceleration / deceleration signal generating means for generating an acceleration signal or a deceleration signal according to the difference; and the acceleration signal or the deceleration signal. Output means for outputting a second analog signal corresponding to the selected signal, selection means for selecting the first or second analog signal according to the driving status of the motor, and the selected first or second analog signal. A pulse width modulation means for generating a PWM signal having a pulse width according to the signal, a phase excitation signal generation means for generating a phase excitation signal according to the detected rotational speed, and a phase excitation signal based on the phase excitation signal. It is selected, the driving force which is determined based on the PWM signal may be configured to include a driving means for driving the motor.

更に、本発明のモータ制御装置は、モータの回転速度を検出する速度検出手段と、検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたパルス幅を有するパルス幅を有するPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、検出回転速度に応じた相励磁信号を生成する相励磁信号生成手段と、前記相励磁信号に基づき選択され、前記PWM信号に基づき定められた駆動力により前記モータを駆動する駆動手段とを備える構成としてもよい。   Furthermore, the motor control device of the present invention includes a speed detection means for detecting the rotational speed of the motor, a difference detection means for detecting a difference between the detected rotational speed and the target rotational speed, and a pulse having a pulse width corresponding to the difference. PWM signal generation means for generating a PWM signal having a width, phase excitation signal generation means for generating a phase excitation signal corresponding to the detected rotational speed, and a selection based on the phase excitation signal and determined based on the PWM signal It is good also as a structure provided with the drive means which drives the said motor with a drive force.

本発明によれば、検出回転速度と目標回転速度との差分に応じたデジタル信号をアナログ信号に変換する変換手段を設け、駆動制御手段によりアナログ信号に応じたパルス幅を有する駆動制御信号を生成することで、モータを駆動制御するため、チャージポンプ回路を設けた場合のコンデンサの充放電に要する時間が解消されるので、モータの応答性を向上させることが可能となると共に、モータの立ち上げ、立ち下げ、変速の時間を短くすることが可能となる。   According to the present invention, the conversion means for converting the digital signal corresponding to the difference between the detected rotation speed and the target rotation speed into an analog signal is provided, and a drive control signal having a pulse width corresponding to the analog signal is generated by the drive control means. This eliminates the time required to charge and discharge the capacitor when a charge pump circuit is provided to control the drive of the motor, thus improving the motor responsiveness and starting the motor. It is possible to shorten the time for falling and shifting.

また、本発明によれば、モータの立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合はモータに対する駆動力が高くなるようにデジタル信号を生成し、モータの立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合はモータに対する駆動力が低くなるようにデジタル信号を生成するため、短時間でのモータの立ち上げ、立ち下げが可能となる。   Further, according to the present invention, when the motor is started up, if the detected rotational speed is lower than the target rotational speed, a digital signal is generated so that the driving force for the motor is increased. On the other hand, when the detected rotational speed is high, the digital signal is generated so that the driving force to the motor is low, so that the motor can be started up and down in a short time.

また、本発明によれば、モータの駆動状況に応じ、検出回転速度と目標回転速度との差分に応じたデジタル信号を変換した第1のアナログ信号、又は差分に応じた加速信号又は減速信号に基づき出力される第2のアナログ信号を選択し、選択したアナログ信号に応じたパルス幅を有する駆動制御信号を生成することで、モータを駆動制御するため、換言すれば、モータの動作状況に応じ、デジタル信号を第1のアナログ信号に変換する変換手段と、加速信号又は減速信号に応じた第2のアナログ信号を出力する出力手段とを使い分けるため、モータの変速時の応答性向上と回転安定性を実現することが可能となる。   Further, according to the present invention, the first analog signal obtained by converting the digital signal corresponding to the difference between the detected rotational speed and the target rotational speed, or the acceleration signal or the deceleration signal corresponding to the difference according to the driving state of the motor. The second analog signal output based on the selected analog signal is selected and a drive control signal having a pulse width corresponding to the selected analog signal is generated to control the drive of the motor. In other words, according to the operation status of the motor. Since the conversion means for converting the digital signal into the first analog signal and the output means for outputting the second analog signal corresponding to the acceleration signal or the deceleration signal are properly used, the responsiveness improvement and the rotation stability of the motor are changed. Can be realized.

また、本発明によれば、モータを変速する場合は第1のアナログ信号を選択し、モータを定常回転する場合は第2のアナログ信号を選択するため、モータの変速時の応答性向上と回転安定性を実現することが可能となる。   In addition, according to the present invention, the first analog signal is selected when shifting the motor, and the second analog signal is selected when rotating the motor constantly. Stability can be achieved.

また、本発明によれば、第1及び第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、信号切り替えを行わないように制御するため、モータの回転速度が急激に変化し振動する現象を未然に防止することが可能となる。   In addition, according to the present invention, when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level, control is performed so that signal switching is not performed. Can be prevented.

また、本発明によれば、第1及び第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、第1のアナログ信号レベルに第2のアナログ信号レベルを近づけるように加減速信号生成手段を制御するため、上記同様に、モータ回転速度の急激な変化を防止することが可能となる。   Further, according to the present invention, when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level, the acceleration / deceleration signal generating means is controlled so as to bring the second analog signal level closer to the first analog signal level. Therefore, as described above, it is possible to prevent a rapid change in the motor rotation speed.

また、本発明によれば、第1及び第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、第2のアナログ信号レベルに第1のアナログ信号レベルを近づけるようにデジタル信号生成手段を制御するため、上記同様に、モータ回転速度の急激な変化を防止することが可能となる。   In addition, according to the present invention, when the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level, the digital signal generating means is controlled to bring the first analog signal level closer to the second analog signal level. Similarly to the above, it is possible to prevent a rapid change in the motor rotation speed.

また、本発明によれば、第1及び第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、レベル差をなくすようにデジタル信号生成手段及び加減速信号生成手段を制御するため、上記同様に、モータ回転速度の急激な変化を防止することが可能となる。   In addition, according to the present invention, when the potential difference between the first and second analog signals is equal to or higher than a predetermined level, the digital signal generating unit and the acceleration / deceleration signal generating unit are controlled so as to eliminate the level difference. It is possible to prevent a sudden change in the motor rotation speed.

また、本発明によれば、差分に応じたパルス幅を有する駆動制御信号を駆動制御手段により直接生成するため、デジタル信号を生成するデジタル信号生成手段、デジタル信号をアナログ信号に変換する変換手段を設けることが不要となり、モータの変速時間の短縮を図ることができると共に、低コスト化を実現することが可能となる。   In addition, according to the present invention, since the drive control signal having a pulse width corresponding to the difference is directly generated by the drive control means, the digital signal generation means for generating a digital signal and the conversion means for converting the digital signal into an analog signal are provided. It is not necessary to provide the motor, so that it is possible to reduce the speed of shifting of the motor and to realize cost reduction.

また、本発明によれば、モータの立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合はモータに対する駆動力が高くなるように駆動制御信号を生成し、モータの立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合はモータに対する駆動力が低くなるように駆動制御信号を生成するため、短時間でのモータの立ち上げ、立ち下げが可能となる。   Further, according to the present invention, when the motor is started up, if the detected rotational speed is lower than the target rotational speed, the drive control signal is generated so that the driving force for the motor is increased, and the target rotational speed is When the detected rotational speed is higher than the speed, the drive control signal is generated so that the driving force with respect to the motor is low, so that the motor can be started up and down in a short time.

また、本発明によれば、モータ制御装置をDCブラシレスモータの制御に適用することで、DCブラシレスモータの応答性を向上させることが可能となると共に、立ち上げ、立ち下げ、変速の時間を短くすることが可能となる、DCブラシレスモータの回転安定性を実現することが可能となる、DCブラシレスモータの回転速度が急激に変化し振動する現象を未然に防止することが可能となる、などの効果がある。   Further, according to the present invention, by applying the motor control device to the control of the DC brushless motor, it becomes possible to improve the responsiveness of the DC brushless motor and shorten the time for starting up, shutting down, and shifting. It is possible to realize the rotational stability of the DC brushless motor, it is possible to prevent the phenomenon that the rotational speed of the DC brushless motor suddenly changes and vibrates, etc. effective.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態を説明する。本発明のモータ制御装置は、DCブラシレスモータを備えるあらゆる装置に適用可能であるが、本実施の形態においては、感光体に対するレーザ光照射に用いるレーザスキャナモータ(ポリゴンモータ)としてDCブラシレスモータを備えた画像形成装置(例えばデジタル方式のレーザビームプリンタ)を例に挙げるものとする。また、画像形成装置の印刷方式をカラーとした場合を例に挙げるが、印刷方式がモノクロの場合にも勿論適用可能である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described. The motor control device of the present invention can be applied to any device including a DC brushless motor. However, in the present embodiment, a DC brushless motor is provided as a laser scanner motor (polygon motor) used for laser light irradiation on a photoconductor. An image forming apparatus (for example, a digital laser beam printer) is taken as an example. In addition, although the case where the printing method of the image forming apparatus is color will be described as an example, it is of course applicable to the case where the printing method is monochrome.

図2は、本実施の形態に係る画像形成装置の内部構造を示す構成図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the image forming apparatus according to the present embodiment.

図2において、画像形成装置100は、感光体ドラム(以下、感光体と略称)1、中間転写ベルト2、定着装置5、1次帯電器7、露光装置8、転写装置10、クリーナ装置12、現像ユニット13、2次転写ローラ21、記録紙カセット23、画像制御部38等を備えている。   In FIG. 2, an image forming apparatus 100 includes a photosensitive drum (hereinafter abbreviated as “photosensitive member”) 1, an intermediate transfer belt 2, a fixing device 5, a primary charger 7, an exposure device 8, a transfer device 10, a cleaner device 12, A developing unit 13, a secondary transfer roller 21, a recording paper cassette 23, an image control unit 38, and the like are provided.

感光体1は、露光装置8により露光され潜像が形成されると共に現像ユニット13により潜像がトナー像として可視化される像担持体であり、不図示のモータにより図中矢印A方向に回転可能に構成されている。感光体1の周囲には、中間転写ベルト2、1次帯電器7、露光装置8、転写装置10、クリーナ装置12、現像ユニット13が配置されている。露光装置8内に設けられているレーザスキャナモータとしてのDCブラシレスモータの制御に関しては後で詳細に説明する。   The photoreceptor 1 is an image carrier that is exposed by the exposure device 8 to form a latent image and is visualized as a toner image by the developing unit 13, and can be rotated in the direction of arrow A in the figure by a motor (not shown). It is configured. Around the photoreceptor 1, an intermediate transfer belt 2, a primary charger 7, an exposure device 8, a transfer device 10, a cleaner device 12, and a developing unit 13 are disposed. The control of a DC brushless motor as a laser scanner motor provided in the exposure apparatus 8 will be described in detail later.

1次帯電器7は、感光体1の表面を帯電する。露光装置8は、感光体1の表面をレーザ光により露光する。転写装置10は、感光体1上に形成されたトナー像を中間転写ベルト2に転写する。2次転写ローラ21は、中間転写ベルト2上に転写されたトナー像を記録紙に転写する。定着装置5は、記録紙に転写されたトナー像を熱定着する。記録紙カセット23は、複数枚の記録紙を収納可能であり、画像形成装置100に対し着脱可能に構成されている。画像制御部38は、露光装置8の露光量を調整するための画像信号を生成する。   The primary charger 7 charges the surface of the photoreceptor 1. The exposure device 8 exposes the surface of the photoreceptor 1 with laser light. The transfer device 10 transfers the toner image formed on the photoreceptor 1 to the intermediate transfer belt 2. The secondary transfer roller 21 transfers the toner image transferred on the intermediate transfer belt 2 to a recording sheet. The fixing device 5 thermally fixes the toner image transferred to the recording paper. The recording paper cassette 23 can store a plurality of recording papers and is configured to be detachable from the image forming apparatus 100. The image control unit 38 generates an image signal for adjusting the exposure amount of the exposure apparatus 8.

現像ユニット13は、フルカラーで現像を行うための4台の現像装置13Y、13M、13C、13Kを備えた回転現像器として構成されており、モータ42により図中矢印R方向に回転される。現像装置13Y、13M、13C、13Kは、感光体1の表面に形成された潜像をそれぞれY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のトナーで現像する。   The developing unit 13 is configured as a rotary developing device including four developing devices 13Y, 13M, 13C, and 13K for performing full color development, and is rotated in the direction of arrow R in the figure by the motor 42. The developing devices 13Y, 13M, 13C, and 13K develop the latent images formed on the surface of the photoreceptor 1 with toners of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black), respectively.

現像ユニット13により感光体1上に現像された4色のトナー像は、転写装置10によって中間転写体としての中間転写ベルト2に順次転写されることで、重ね合わされる。 記録紙カセット23内に収納された記録紙は、リフタモータ40の駆動により、ピックアップローラ24に当接する位置まで1枚ずつ引き上げられる。記録紙カセット23からピックアップローラ24により搬送路に繰り出された記録紙は、ローラ対25、26によってニップ部、つまり2次転写ローラ21と中間転写ベルト2との当接部に給送される。中間転写ベルト2上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録紙上に転写され、定着装置5で熱定着された後、排出口から画像形成装置外部へ排出される。   The four color toner images developed on the photosensitive member 1 by the developing unit 13 are sequentially transferred to the intermediate transfer belt 2 as an intermediate transfer member by the transfer device 10 to be superimposed. The recording paper stored in the recording paper cassette 23 is pulled up one by one to a position where it contacts the pickup roller 24 by driving the lifter motor 40. The recording paper fed from the recording paper cassette 23 to the conveyance path by the pickup roller 24 is fed to a nip portion, that is, a contact portion between the secondary transfer roller 21 and the intermediate transfer belt 2 by a pair of rollers 25 and 26. The toner image formed on the intermediate transfer belt 2 is transferred onto the recording paper at the nip portion, thermally fixed by the fixing device 5, and then discharged from the discharge port to the outside of the image forming apparatus.

画像形成装置における画像形成動作を詳細に説明すると、先ず、1次帯電器7に電圧を印加して感光体1の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体1上の画像部分が予定の露光部電位になるように、レーザスキャナからなる露光装置8は画像制御部38で生成される画像信号に基づいて露光量を調整することにより露光を行い、画像部分に対応した潜像を形成する。   The image forming operation in the image forming apparatus will be described in detail. First, a voltage is applied to the primary charger 7 to negatively charge the surface of the photoreceptor 1 uniformly with a predetermined charging portion potential. Subsequently, the exposure apparatus 8 formed of a laser scanner adjusts the exposure amount based on the image signal generated by the image control unit 38 so that the charged image portion on the photosensitive member 1 has a predetermined exposure portion potential. Thus, exposure is performed to form a latent image corresponding to the image portion.

画像形成装置の画像形成タイミングは、中間転写ベルト2上の所定の基準位置(マーク形成位置)を示すITOP信号(副走査基準信号)を基準に制御されている。中間転写ベルト2は、駆動ローラ17、テンションローラ18、バックアップローラ19からなるローラ類に掛け渡されており、テンションローラ18とバックアップローラ19の間の中間転写ベルト2と対向する個所には、中間転写ベルト2上の所定の基準位置を検出した時に上記ITOP信号を出力する反射型位置センサであるITOPセンサ36が配置されている。   The image forming timing of the image forming apparatus is controlled based on an ITOP signal (sub-scanning reference signal) indicating a predetermined reference position (mark formation position) on the intermediate transfer belt 2. The intermediate transfer belt 2 is stretched over rollers composed of a drive roller 17, a tension roller 18, and a backup roller 19, and a portion between the tension roller 18 and the backup roller 19 facing the intermediate transfer belt 2 has an intermediate portion. An ITOP sensor 36, which is a reflective position sensor that outputs the ITOP signal when a predetermined reference position on the transfer belt 2 is detected, is disposed.

現像ユニット13の現像装置13Y〜13Kには、各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、感光体1上に形成された潜像は、回転に伴い感光体1が現像装置13Y〜13Kと対向する位置を通過した時にトナーで現像されることで、潜像がトナー像として可視化される。可視化されたトナー像は、転写装置10により中間転写ベルト2に転写され、更に2次転写ローラ21により記録紙に転写された後、定着装置5に送給される。4色のトナーにより記録紙に画像形成を行うフルカラープリント時は、中間転写ベルト2上で4色のトナーが重ね合わされた後、トナー像が記録紙に転写される。   A developing bias set in advance for each color is applied to the developing devices 13Y to 13K of the developing unit 13, and the latent image formed on the photosensitive member 1 is rotated by the photosensitive member 1 with the developing devices 13Y to 13Y. The latent image is visualized as a toner image by being developed with toner when passing a position facing 13K. The visualized toner image is transferred to the intermediate transfer belt 2 by the transfer device 10, further transferred to the recording paper by the secondary transfer roller 21, and then fed to the fixing device 5. At the time of full-color printing in which an image is formed on recording paper with four color toners, the toner images are transferred onto the recording paper after the four color toners are superimposed on the intermediate transfer belt 2.

感光体1上に残留したトナーはクリーナ装置12により除去・回収され、最後に、感光体1は不図示の除電装置により一様に0ボルト付近まで除電されることで、次の画像形成サイクルに備える。   The toner remaining on the photosensitive member 1 is removed and collected by the cleaner device 12, and finally, the photosensitive member 1 is uniformly discharged to near 0 volts by a neutralizing device (not shown), so that the next image forming cycle can be performed. Prepare.

次に、本実施の形態に特徴的な、画像形成装置の露光装置8内のレーザスキャナモータとして用いているDCブラシレスモータの制御について説明する。   Next, control of a DC brushless motor used as a laser scanner motor in the exposure apparatus 8 of the image forming apparatus, which is characteristic of the present embodiment, will be described.

図3は、画像形成装置の露光装置8の構成を示す概略図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of the exposure device 8 of the image forming apparatus.

図3において、露光装置8は、半導体レーザ101、ポリゴンミラー102、DCブラシレスモータ117、結像レンズ104を備えている。   In FIG. 3, the exposure apparatus 8 includes a semiconductor laser 101, a polygon mirror 102, a DC brushless motor 117, and an imaging lens 104.

半導体レーザ101は、レーザ光を射出する。半導体レーザ101から射出されたレーザ光は、ポリゴンミラー102により反射される。ポリゴンミラー102は、DCブラシレスモータ117の回転軸に直結されており、DCブラシレスモータ117の回転によりポリゴンミラー102を介してレーザ光が走査される。ポリゴンミラー102で反射されたレーザ光は、結像レンズ104により感光体1に結像される。BDセンサ105(図1参照)は、レーザ光による感光体1への潜像の形成(書き込み)を行う基準とするための水平同期信号(BD信号)を出力する。   The semiconductor laser 101 emits laser light. Laser light emitted from the semiconductor laser 101 is reflected by the polygon mirror 102. The polygon mirror 102 is directly connected to the rotating shaft of the DC brushless motor 117, and the laser beam is scanned through the polygon mirror 102 by the rotation of the DC brushless motor 117. The laser beam reflected by the polygon mirror 102 is imaged on the photosensitive member 1 by the imaging lens 104. The BD sensor 105 (see FIG. 1) outputs a horizontal synchronization signal (BD signal) that serves as a reference for forming (writing) a latent image on the photosensitive member 1 by laser light.

図1は、画像形成装置の露光装置8のレーザスキャナモータとしてのDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a DC brushless motor as a laser scanner motor of the exposure device 8 of the image forming apparatus and a control system.

図1において、DCブラシレスモータ117の制御系は、ITOPセンサ36、BDセンサ105、システム制御回路110、目標回転速度設定回路111、差分検出回路112(差分検出手段)、デジタル信号生成回路113(デジタル信号生成手段)、D/A変換回路114(変換手段)、パルス幅変調回路115(駆動制御手段)、駆動回路116、回転速度検出回路118、アンプ119、ref_BD生成・位相差分検出回路120を備えている。   In FIG. 1, the control system of the DC brushless motor 117 includes an ITOP sensor 36, a BD sensor 105, a system control circuit 110, a target rotation speed setting circuit 111, a difference detection circuit 112 (difference detection means), and a digital signal generation circuit 113 (digital). Signal generation means), D / A conversion circuit 114 (conversion means), pulse width modulation circuit 115 (drive control means), drive circuit 116, rotation speed detection circuit 118, amplifier 119, and ref_BD generation / phase difference detection circuit 120. ing.

システム制御回路110は、画像形成装置全体の制御を司るものであり、プログラムに基づき図8のフローチャートに示す処理を実行する。デジタル信号生成回路113は、複数の速度差分用テーブルと位相補正用テーブルを備えている。駆動回路116は、複数のFET(複数の駆動手段)を備えている。回転速度検出回路118としては、ホール素子、ロータリエンコーダや他の構成を用いてもよい。他の各回路の機能は、図8のフローチャートにおいて説明する。   The system control circuit 110 controls the entire image forming apparatus, and executes processing shown in the flowchart of FIG. 8 based on a program. The digital signal generation circuit 113 includes a plurality of speed difference tables and a phase correction table. The drive circuit 116 includes a plurality of FETs (a plurality of drive means). As the rotation speed detection circuit 118, a Hall element, a rotary encoder, or another configuration may be used. The functions of other circuits will be described with reference to the flowchart of FIG.

次に、画像形成装置のDCブラシレスモータ117の制御の流れを図8のフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the control flow of the DC brushless motor 117 of the image forming apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず、目標回転速度設定回路111により、システム制御回路110からの情報に基づき、DCブラシレスモータ117の目標回転速度が設定される(ステップS1)。一方、DCブラシレスモータ117の現在の回転速度が、回転速度検出回路118により常時検出されている(ステップS2)。   First, the target rotation speed setting circuit 111 sets the target rotation speed of the DC brushless motor 117 based on information from the system control circuit 110 (step S1). On the other hand, the current rotational speed of the DC brushless motor 117 is constantly detected by the rotational speed detection circuit 118 (step S2).

これに伴い、差分検出回路112により、DCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在の回転速度との差分が検出される(ステップS3)。差分検出回路112の出力により、目標回転速度に対し現在の回転速度がどのくらい速いのか、もしくはどのくらい遅いのかを認識することができる。差分検出回路112から前記差分が出力されると、デジタル信号生成回路113により、差分検出回路112の出力に応じた多ビットのデジタル信号が生成され(ステップS4)、更に、D/A変換回路114により、デジタル信号生成回路113の出力信号がアナログ信号に変換される(ステップS5)。   Accordingly, the difference detection circuit 112 detects the difference between the target rotation speed of the DC brushless motor 117 and the current rotation speed (step S3). From the output of the difference detection circuit 112, it is possible to recognize how fast the current rotational speed is relative to the target rotational speed or how slow it is. When the difference is output from the difference detection circuit 112, the digital signal generation circuit 113 generates a multi-bit digital signal corresponding to the output of the difference detection circuit 112 (step S4), and further the D / A conversion circuit 114. Thus, the output signal of the digital signal generation circuit 113 is converted into an analog signal (step S5).

次に、パルス幅変調回路115において、D/A変換回路114から出力されたアナログ信号が三角波もしくはそれに順ずる波形と比較され、該比較結果に基づき所望のデューティを有するPWM(Pulse Width Modulation)信号が生成され、駆動回路116に出力される(ステップS6)。この場合、DCブラシレスモータ117の回転速度を速くしたいときには、PWM信号のデューティが高くなるように制御され、回転速度を遅くしたいときには、PWM信号のデューティが低くなるように制御される。   Next, in the pulse width modulation circuit 115, the analog signal output from the D / A conversion circuit 114 is compared with a triangular wave or a waveform conforming thereto, and a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a desired duty based on the comparison result. Is generated and output to the drive circuit 116 (step S6). In this case, when the rotational speed of the DC brushless motor 117 is desired to be increased, the duty of the PWM signal is controlled to be increased, and when the rotational speed is desired to be decreased, the duty of the PWM signal is controlled to be decreased.

一方、上記回転速度検出回路118の出力信号はアンプ119により増幅され、相励磁信号として駆動回路116に出力されている。そして、相励磁信号により駆動回路116内の複数のFETのうち駆動するFETが選択され、更に、選択されたFETの駆動デューティがパルス幅変調回路115から出力されたPWM信号により決定される。このようにしてDCブラシレスモータ117が駆動制御される(ステップS7)。   On the other hand, the output signal of the rotational speed detection circuit 118 is amplified by an amplifier 119 and output to the drive circuit 116 as a phase excitation signal. Then, the FET to be driven is selected from the plurality of FETs in the drive circuit 116 by the phase excitation signal, and the drive duty of the selected FET is determined by the PWM signal output from the pulse width modulation circuit 115. In this way, the DC brushless motor 117 is driven and controlled (step S7).

次に、本実施の形態のDCブラシレスモータ117の立ち上げ時、立ち下げ時、微調整時の制御について図4〜図7を参照しながら詳細に説明する。   Next, the control at the time of starting, falling, and fine adjustment of the DC brushless motor 117 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

図4は、デジタル信号生成回路113の速度差分用テーブルをグラフ化したものであり、デジタル信号生成回路113の出力と回転速度差分との関係を示す図である。図5は、パルス幅変調回路115のPWM波形生成例を示す図である。図6は、BD信号とRef_BD信号のタイミングを示す図である。図7は、デジタル信号生成回路113の位相補正用テーブルグラフ化したものであり、デジタル信号生成回路113の出力と位相差分との関係を示す図である。   FIG. 4 is a graph of the speed difference table of the digital signal generation circuit 113, and shows the relationship between the output of the digital signal generation circuit 113 and the rotation speed difference. FIG. 5 is a diagram illustrating a PWM waveform generation example of the pulse width modulation circuit 115. FIG. 6 is a diagram illustrating the timing of the BD signal and the Ref_BD signal. FIG. 7 is a table chart for phase correction of the digital signal generation circuit 113, and shows the relationship between the output of the digital signal generation circuit 113 and the phase difference.

(1)立ち上げ時
DCブラシレスモータ117を停止状態から回転速度15000rpmまで立ち上げる場合について説明する。この場合、DCブラシレスモータ117の目標回転速度は15000rpm、現在の回転速度は0となる。従って、差分検出回路112の出力(差分)は15000−0=15000となる。
(1) At startup
A case where the DC brushless motor 117 is started up from a stopped state to a rotational speed of 15000 rpm will be described. In this case, the target rotational speed of the DC brushless motor 117 is 15000 rpm, and the current rotational speed is zero. Therefore, the output (difference) of the difference detection circuit 112 is 15000-0 = 15000.

デジタル信号生成回路113は、上述したように、DCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在の回転速度との差分に応じたデジタル出力を定めるための参照用の速度差分用テーブル(図4)を複数備えている。速度差分用テーブルを複数備えている理由は、差分検出回路112で検出した目標回転速度と現在の回転速度との差分が同じ場合でも、DCブラシレスモータ117の現在の回転速度によりDCブラシレスモータ117に与える駆動力が異なるからである。   As described above, the digital signal generation circuit 113 has a plurality of reference speed difference tables (FIG. 4) for determining a digital output corresponding to the difference between the target rotation speed of the DC brushless motor 117 and the current rotation speed. I have. The reason for providing a plurality of speed difference tables is that even if the difference between the target rotation speed detected by the difference detection circuit 112 and the current rotation speed is the same, the DC brushless motor 117 is driven by the current rotation speed of the DC brushless motor 117. This is because the driving force to be applied is different.

図4にDCブラシレスモータ117の現在の回転速度が0〜3000rpmのときの速度差分用テーブルを示す。上記のようにDCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在の回転速度との差分が15000であることから、デジタル信号生成回路113の出力値は1Ehとなることがわかる。D/A変換回路114は、例えば、デジタル信号生成回路113からの入力が00hのときに0Vを出力し、入力がFFhのときに5Vを出力するように構成されている。従って、D/A変換回路114は、入力が1Ehのときは0.588Vを出力する。   FIG. 4 shows a speed difference table when the current rotation speed of the DC brushless motor 117 is 0 to 3000 rpm. Since the difference between the target rotational speed of the DC brushless motor 117 and the current rotational speed is 15000 as described above, it can be seen that the output value of the digital signal generation circuit 113 is 1Eh. For example, the D / A conversion circuit 114 is configured to output 0V when the input from the digital signal generation circuit 113 is 00h, and output 5V when the input is FFh. Therefore, the D / A conversion circuit 114 outputs 0.588 V when the input is 1 Eh.

パルス幅変調回路115は、図5(a)に示すように、予め設定されている基本三角波と、D/A変換回路114からの入力電圧0.588Vとを比較し、基本三角波の方が入力電圧より高いときに“H”となり、基本三角波の方が入力電圧より低いときに“L”となるデジタル信号を出力する。立ち上げ時には、パルス幅変調回路115の出力波形は、図5(b)に示す「差分プラス(加速)」のようにデューティが高い波形となる。   As shown in FIG. 5A, the pulse width modulation circuit 115 compares the preset basic triangular wave with the input voltage 0.588V from the D / A conversion circuit 114, and the basic triangular wave is input. It outputs a digital signal that is “H” when the voltage is higher than the voltage and “L” when the basic triangular wave is lower than the input voltage. At the time of start-up, the output waveform of the pulse width modulation circuit 115 becomes a waveform with a high duty like “difference plus (acceleration)” shown in FIG.

即ち、DCブラシレスモータ117の起動時など、DCブラシレスモータ117の設定された目標回転速度に対し現在の回転速度が低い場合には、駆動回路116内のFETの駆動デューティを高くするように制御するため、DCブラシレスモータ117の短時間での立ち上げが可能となる。更に、DCブラシレスモータ117の設定された目標回転速度に対し現在の回転速度が近づいてきた場合には、駆動回路116内のFETの駆動デューティを徐々に下げていくように制御するため、オーバーシュートを防止することができ、DCブラシレスモータ117の短時間での立ち上げに効果がある。   That is, when the current rotational speed is lower than the set target rotational speed of the DC brushless motor 117, such as when the DC brushless motor 117 is started, control is performed to increase the drive duty of the FET in the drive circuit 116. Therefore, the DC brushless motor 117 can be started up in a short time. Further, when the current rotational speed approaches the set target rotational speed of the DC brushless motor 117, an overshoot is performed so as to gradually decrease the drive duty of the FET in the drive circuit 116. This is effective in starting the DC brushless motor 117 in a short time.

(2)立ち下げ時
DCブラシレスモータ117の立ち下げ時には、上述した立ち上げ時と全て逆に制御することで、DCブラシレスモータ117の短時間での立ち下げを実現することができる。即ち、立ち下げ時に、DCブラシレスモータ117の設定された目標回転速度に対し現在の回転速度が高い場合には、駆動回路116内のFETの駆動デューティを低くように制御する。
(2) At the time of falling
When the DC brushless motor 117 is lowered, the DC brushless motor 117 can be lowered in a short period of time by performing a reverse control to that at the time of starting. That is, when the current rotational speed is higher than the set target rotational speed of the DC brushless motor 117 at the time of falling, the drive duty of the FET in the drive circuit 116 is controlled to be low.

(3)微調整時
本画像形成装置は、画像形成に用いるトナーが4色、ポリゴンミラー102が1つ、感光体1が1つの構成であるため、画質を向上させるためには、現像ユニット13により第1番目に現像するYトナーの上に、ずれを生じさせることなく第2番目以降のトナーをのせていく必要がある。従って、本画像形成装置では、副走査基準信号であるITOP信号を基準にして、露光装置8から出力されたレーザ光が感光体1上の第1ラインを照射するタイミングが全色において同じになるように、DCブラシレスモータ117の位相を調整している。
(3) At the time of fine adjustment Since this image forming apparatus has four colors of toner used for image formation, one polygon mirror 102 and one photosensitive member 1, the developing unit 13 is used to improve image quality. Therefore, it is necessary to place the second and subsequent toners on the Y toner to be developed first without causing any deviation. Therefore, in this image forming apparatus, the timing at which the laser beam output from the exposure device 8 irradiates the first line on the photosensitive member 1 is the same for all colors with reference to the ITOP signal that is the sub-scanning reference signal. As described above, the phase of the DC brushless motor 117 is adjusted.

従来は、上述したように、DCブラシレスモータの位相調整を行う場合、DCブラシレスモータの加速/減速を行う加速/減速信号をチャージポンプ回路によりアナログ信号に変換していた。しかし、チャージポンプ回路内のコンデンサの充放電に時間がかかるため、位相調整の開始から終了まで200〜300msの時間がかかっていた。このため、画像形成時の色の切り替えに時間がかかり、生産性を落としてしまうという問題があった。   Conventionally, as described above, when adjusting the phase of a DC brushless motor, an acceleration / deceleration signal for accelerating / decelerating the DC brushless motor is converted into an analog signal by a charge pump circuit. However, since it takes time to charge and discharge the capacitor in the charge pump circuit, it takes 200 to 300 ms from the start to the end of the phase adjustment. For this reason, there has been a problem that it takes time to switch colors during image formation, which reduces productivity.

これに対し、本実施の形態では、DCブラシレスモータ117の制御系にチャージポンプ回路を設ける代わりにD/A変換回路114を設け、DCブラシレスモータ117の加速/減速を行う加速/減速信号をD/A変換回路114によりアナログ信号に変換することで、従来の問題を解決している。   On the other hand, in this embodiment, instead of providing a charge pump circuit in the control system of the DC brushless motor 117, a D / A conversion circuit 114 is provided, and an acceleration / deceleration signal for accelerating / decelerating the DC brushless motor 117 is provided as D The conventional problem is solved by converting it to an analog signal by the / A conversion circuit 114.

図6に示すITOP信号は、ITOPセンサ36の出力信号である。Ref_BD信号は、ITOP信号の立下りエッジから不図示のシステムクロックの4クロック出力後に4クロック分の“L”区間を有し、その後は水平同期周期である例えば160μs毎に4クロック分の“L”区間を有する信号である。Ref_BD信号と同一のタイミングになるように、実際のBD信号の位相を補正することで、色ずれの無い画像を得ることができる。   The ITOP signal shown in FIG. 6 is an output signal of the ITOP sensor 36. The Ref_BD signal has an “L” period of 4 clocks after the output of 4 clocks of the system clock (not shown) from the falling edge of the ITOP signal, and thereafter, “L” for 4 clocks every 160 μs which is the horizontal synchronization period. "A signal having a section. By correcting the phase of the actual BD signal so as to have the same timing as that of the Ref_BD signal, an image without color misregistration can be obtained.

ref_BD生成・位相差分検出回路120は、Ref_BD信号の立下りによりリセットされシステムクロックを計数するカウンタと、BD信号の立下りタイミングで取得した前記カウンタのカウンタ値と予め設定された値(例えば後述のカウンタ値3999)とを比較するコンパレータとから構成されている。システムクロックとしては例えば50MHzの周波数のクロックを使用しているので、1クロックの周期は20nsである。従って、カウンタはシステムクロックを0〜7999発分計数した時点でリセットされる。   The ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 counts the system clock that is reset by the falling edge of the Ref_BD signal, the counter value of the counter acquired at the falling timing of the BD signal, and a preset value (for example, described later) And a comparator for comparing the counter value 3999). As the system clock, for example, a clock with a frequency of 50 MHz is used, so the period of one clock is 20 ns. Therefore, the counter is reset when the system clock is counted from 0 to 7999.

ref_BD生成・位相差分検出回路120は、BD信号が“L”となったタイミングが、カウンタ値0〜3999の時(モード1)と、カウンタ値4000〜7999の時(モード2)とで動作が異なる。これは、図6に示すように、BD信号がカウンタ値4000〜7999の間で“L”となった場合には、BD信号の位相を遅らせたほうが、BD信号を早くRef_BD信号の位相に合わせることができるからである。逆に、BD信号がカウンタ値0〜3999の間で“L”となった場合には、BD信号の位相を進めるように制御する。   The ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 operates when the timing when the BD signal becomes “L” is a counter value 0 to 3999 (mode 1) and when the counter value is 4000 to 7999 (mode 2). Different. As shown in FIG. 6, when the BD signal becomes “L” between the counter values 4000 to 7999, the phase of the BD signal is delayed more quickly to the phase of the Ref_BD signal. Because it can. Conversely, when the BD signal becomes “L” between the counter values 0 to 3999, control is performed so that the phase of the BD signal is advanced.

従って、ref_BD生成・位相差分検出回路120は、図6に示すように、モード1(カウンタ値0〜3999)の時は、Ref_BD信号の立下りを基準としたカウンタ値0に対するBD信号の位相を示す情報を出力し、モード2(カウンタ値4000〜7999)の時は、Ref_BD信号の立下りを基準としたカウンタ値7999に対するBD信号の位相を示す情報を出力する。   Therefore, as shown in FIG. 6, the ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 sets the phase of the BD signal with respect to the counter value 0 with reference to the falling edge of the Ref_BD signal in mode 1 (counter value 0 to 3999). In the mode 2 (counter value 4000 to 7999), information indicating the phase of the BD signal with respect to the counter value 7999 with respect to the falling edge of the Ref_BD signal is output.

例えばカウンタ値が1000のときにBD信号が“L”になったとすると、ref_BD生成・位相差分検出回路120はモード1で動作するので、0−1000=−1000を位相情報として出力する。また、カウンタ値が5999のときにBD信号が“L”になった場合には、ref_BD生成・位相差分検出回路120は、モード2で操作するので、7999−5999=2000を位相情報として出力する。位相情報の符号がマイナスのときはDCブラシレスモータ117を加速し、位相情報の符号がプラスのときはDCブラシレスモータ117を減速するように、ref_BD生成・位相差分検出回路120の次段のデジタル信号生成回路113以降が動作する。   For example, if the BD signal becomes “L” when the counter value is 1000, the ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 operates in mode 1 and outputs 0−1000 = −1000 as phase information. When the BD signal becomes “L” when the counter value is 5999, the ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 operates in mode 2 and outputs 7999-5999 = 2000 as phase information. . When the sign of the phase information is negative, the DC brushless motor 117 is accelerated, and when the sign of the phase information is positive, the DC brushless motor 117 is decelerated so that the digital signal at the next stage of the ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 The generation circuit 113 and later operate.

デジタル信号生成回路113は、上述したように、速度差分用テーブルの他に位相補正用テーブルも備えており、DCブラシレスモータ117の位相補正時には、速度差分用テーブルではなく位相補正用テーブルを参照するよう動作する。図7に位相補正用テーブルを示す。   As described above, the digital signal generation circuit 113 also includes a phase correction table in addition to the speed difference table. When the DC brushless motor 117 performs phase correction, the digital signal generation circuit 113 refers to the phase correction table instead of the speed difference table. Works like this. FIG. 7 shows a phase correction table.

上記のように、ref_BD生成・位相差分検出回路120が位相情報2000を出力したときには、デジタル信号生成回路113は図7の位相補正用テーブルを参照し、デジタル信号値D5hを出力する。この後は、上記立ち上げ時と同様に、D5hに対応したアナログ信号をD/A変換回路114により生成し、そのアナログ信号に応じたデューティを有するPWM信号(パルス信号)をパルス幅変調回路115により生成する。そして、上記立ち上げ時と同様に、駆動回路116を制御することで、DCブラシレスモータ117の位相制御を行っている。   As described above, when the ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 outputs the phase information 2000, the digital signal generation circuit 113 refers to the phase correction table of FIG. 7 and outputs the digital signal value D5h. Thereafter, similarly to the above-described start-up, an analog signal corresponding to D5h is generated by the D / A conversion circuit 114, and a PWM signal (pulse signal) having a duty corresponding to the analog signal is generated by the pulse width modulation circuit 115. Generate by. Then, similarly to the start-up, the phase of the DC brushless motor 117 is controlled by controlling the drive circuit 116.

このような制御を行うことで、感光体1に対する潜像の形成位置である第1色目の書き出し位置と第2色目以降の書き出し位置を正確に一致させ、色ずれのない出力画像を実現している。そして、更にチャージポンプ回路と比較して応答性の良いD/A変換回路114により、パルス幅変調回路115に入力するアナログ信号を生成する制御を行うことで、DCブラシレスモータ117の位相合わせに要する時間を低減することができ、画像形成装置の生産性向上を図ることが可能となる。   By performing such control, the first color writing position, which is the latent image forming position on the photoconductor 1, is accurately matched with the second and subsequent writing positions, and an output image without color misregistration is realized. Yes. Further, the D / A conversion circuit 114, which has better responsiveness compared to the charge pump circuit, performs control to generate an analog signal to be input to the pulse width modulation circuit 115, which is required for phase matching of the DC brushless motor 117. Time can be reduced and productivity of the image forming apparatus can be improved.

以上説明したように、本実施の形態によれば、DCブラシレスモータ制御系に、DCブラシレスモータ117の検出回転速度と目標回転速度との差分に応じたデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換回路114を設け、パルス幅変調回路115によりアナログ信号から駆動回路116のFETの駆動デューティ決定用のPWM信号を生成することで、DCブラシレスモータ117を駆動制御するため、チャージポンプ回路を設けた場合のコンデンサの充放電に要する時間が解消されるので、DCブラシレスモータ117の応答性を向上させることが可能となると共に、DCブラシレスモータ117の立ち上げ、立ち下げ、変速の時間を短くすることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the DC brushless motor control system converts the digital signal corresponding to the difference between the detected rotational speed of the DC brushless motor 117 and the target rotational speed into an analog signal. A conversion circuit 114 is provided, and a charge pump circuit is provided to drive and control the DC brushless motor 117 by generating a PWM signal for determining the drive duty of the FET of the drive circuit 116 from the analog signal by the pulse width modulation circuit 115. In this case, the time required for charging / discharging the capacitor can be eliminated, so that the response of the DC brushless motor 117 can be improved, and the start-up / down / shift time of the DC brushless motor 117 can be shortened. Is possible.

[第2の実施の形態]
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置の露光装置8のレーザスキャナモータに用いるDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a DC brushless motor and a control system used in the laser scanner motor of the exposure apparatus 8 of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図9において、DCブラシレスモータ117の制御系は、ITOPセンサ36、BDセンサ105、システム制御回路110(制御手段)、目標回転速度設定回路111、差分検出回路112(差分検出手段)、デジタル信号生成回路113(デジタル信号生成手段)、D/A変換回路114(変換手段)、パルス幅変調回路115(駆動制御手段)、駆動回路116、回転速度検出回路118、アンプ119、ref_BD生成・位相差分検出回路120、アナログセレクタ201(選択手段)、チャージポンプ回路202(出力手段)、加減速信号生成回路203(加減速信号生成手段)、A/D変換回路204、比較回路205を備えている。   In FIG. 9, the control system of the DC brushless motor 117 includes an ITOP sensor 36, a BD sensor 105, a system control circuit 110 (control means), a target rotational speed setting circuit 111, a difference detection circuit 112 (difference detection means), and a digital signal generation. Circuit 113 (digital signal generation means), D / A conversion circuit 114 (conversion means), pulse width modulation circuit 115 (drive control means), drive circuit 116, rotation speed detection circuit 118, amplifier 119, ref_BD generation / phase difference detection The circuit 120 includes an analog selector 201 (selection means), a charge pump circuit 202 (output means), an acceleration / deceleration signal generation circuit 203 (acceleration / deceleration signal generation means), an A / D conversion circuit 204, and a comparison circuit 205.

本実施の形態は、上述した第1の実施の形態に対して、アナログセレクタ201、チャージポンプ回路202、加減速信号生成回路203、A/D変換回路204、比較回路205を追加した点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第1の実施の形態(図1)の対応するものと同一なので、説明を省略する。   This embodiment is different from the first embodiment described above in that an analog selector 201, a charge pump circuit 202, an acceleration / deceleration signal generation circuit 203, an A / D conversion circuit 204, and a comparison circuit 205 are added. To do. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIG. 1) described above, description thereof is omitted.

上述した第1の実施の形態では、D/A変換回路114によりアナログ信号を生成し、パルス幅変調回路115によりアナログ信号からPWM信号を生成した。これに対し、本実施の形態では、システム制御回路110によりD/A変換回路114及びチャージポンプ回路202それぞれの出力を状況に応じて切り替えるものである。   In the first embodiment described above, an analog signal is generated by the D / A conversion circuit 114, and a PWM signal is generated from the analog signal by the pulse width modulation circuit 115. On the other hand, in the present embodiment, the system control circuit 110 switches the outputs of the D / A conversion circuit 114 and the charge pump circuit 202 according to the situation.

D/A変換回路114とチャージポンプ回路202の使い分けとしては、DCブラシレスモータ117の立ち上げ、立ち下げ、位相合わせなどの短時間での回転速度変更を要する場合には、D/A変換回路114を使用し、DCブラシレスモータ117を定常回転速度で駆動中の場合には、チャージポンプ回路202を使用するものである。これは、DCブラシレスモータ117を画像形成を行う定常回転速度で駆動中は応答性の鈍いチャージポンプ回路202を使用することで、DCブラシレスモータ117の過敏な応答を避け、出力画像に高周波ノイズが現れることを防止するためである。   The D / A conversion circuit 114 and the charge pump circuit 202 can be selectively used when the DC brushless motor 117 needs to be changed in a short period of time, such as when the DC brushless motor 117 is started up, down, or phase aligned. When the DC brushless motor 117 is being driven at a steady rotational speed, the charge pump circuit 202 is used. This is because the DC brushless motor 117 is driven at a steady rotational speed at which image formation is performed and the charge pump circuit 202 having low response is used to avoid a sensitive response of the DC brushless motor 117 and high frequency noise is generated in the output image. This is to prevent it from appearing.

加減速信号生成回路203は、差分検出回路112により検出したDCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在の回転速度との差分に応じた、アクセル信号(加速信号)もしくはデクセル信号(減速信号)をチャージポンプ回路202に出力する。チャージポンプ回路202は、入力されたアクセル信号(加速信号)もしくはデクセル信号(減速信号)に応じたアナログ信号をアナログセレクタ201、A/D変換回路204に出力する。   The acceleration / deceleration signal generation circuit 203 charges an accelerator signal (acceleration signal) or a dexel signal (deceleration signal) corresponding to the difference between the target rotation speed of the DC brushless motor 117 detected by the difference detection circuit 112 and the current rotation speed. Output to the pump circuit 202. The charge pump circuit 202 outputs an analog signal corresponding to the input accelerator signal (acceleration signal) or dexel signal (deceleration signal) to the analog selector 201 and the A / D conversion circuit 204.

アナログセレクタ201は、D/A変換回路114から出力されるアナログ信号とチャージポンプ回路202から出力されるアナログ信号を選択的に切り替える。A/D変換回路204は、チャージポンプ回路202から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。比較回路205は、デジタル信号生成回路113の出力とA/D変換回路204の出力とを比較し、両出力に所定量以上の差がある場合、システム制御回路110の切り替え指示に関わらずアナログセレクタ201が切り替わらないように制御を行う。   The analog selector 201 selectively switches between an analog signal output from the D / A conversion circuit 114 and an analog signal output from the charge pump circuit 202. The A / D conversion circuit 204 converts the analog signal output from the charge pump circuit 202 into a digital signal. The comparison circuit 205 compares the output of the digital signal generation circuit 113 and the output of the A / D conversion circuit 204, and if there is a difference of a predetermined amount or more between both outputs, the analog selector regardless of the switching instruction of the system control circuit 110 Control is performed so that 201 does not switch.

次に、本実施の形態のDCブラシレスモータ117の制御について図9を参照しながら詳細に説明する。   Next, control of the DC brushless motor 117 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

先ず、システム制御回路110により目標回転速度設定回路111に目標回転速度を与える。回転速度検出回路118(例えばホール素子)の出力電圧は微弱なため、アンプ119により前記出力電圧を増幅する。差分検出回路112はアンプ119の出力と目標回転速度設定回路111で設定された目標回転速度との差分を検出し、差分を加減速信号生成回路203に入力する。加減速信号生成回路203は前記差分に応じたアクセル信号もしくはデクセル信号をチャージポンプ回路202に出力する。チャージポンプ回路202はその加減速信号に応じたアナログ信号を出力する。   First, the target rotational speed is given to the target rotational speed setting circuit 111 by the system control circuit 110. Since the output voltage of the rotation speed detection circuit 118 (for example, a Hall element) is weak, the amplifier 119 amplifies the output voltage. The difference detection circuit 112 detects the difference between the output of the amplifier 119 and the target rotation speed set by the target rotation speed setting circuit 111 and inputs the difference to the acceleration / deceleration signal generation circuit 203. The acceleration / deceleration signal generation circuit 203 outputs an accelerator signal or a dexel signal corresponding to the difference to the charge pump circuit 202. The charge pump circuit 202 outputs an analog signal corresponding to the acceleration / deceleration signal.

また、差分検出回路112は前記差分をデジタル信号生成回路113にも入力する。デジタル信号生成回路113は上述した第1の実施の形態と同様に、速度差分用テーブルを参照しデジタル信号を出力する。D/A変換回路114はそのデジタル信号をアナログ信号に変換する。D/A変換回路114及びチャージポンプ回路202からそれぞれ出力されるアナログ信号はアナログセレクタ201に入力される。アナログセレクタ201における、D/A変換回路114、チャージポンプ回路202から出力されるアナログ信号の入力選択(信号切り替え)は、システム制御回路110が制御する。   The difference detection circuit 112 also inputs the difference to the digital signal generation circuit 113. Similar to the first embodiment described above, the digital signal generation circuit 113 refers to the speed difference table and outputs a digital signal. The D / A conversion circuit 114 converts the digital signal into an analog signal. Analog signals respectively output from the D / A conversion circuit 114 and the charge pump circuit 202 are input to the analog selector 201. The system control circuit 110 controls input selection (signal switching) of analog signals output from the D / A conversion circuit 114 and the charge pump circuit 202 in the analog selector 201.

即ち、システム制御回路110の制御に基づき、DCブラシレスモータ117の立ち上げ、立ち下げ、位相合わせなどの短時間での回転速度変更を要する場合には、D/A変換回路114のアナログ信号を選択し、DCブラシレスモータ117が定常回転速度で駆動中の場合には、チャージポンプ回路202のアナログ信号を選択するようアナログセレクタ201を切り替える。   That is, based on the control of the system control circuit 110, the analog signal of the D / A conversion circuit 114 is selected when the DC brushless motor 117 needs to be changed in a short time, such as starting up, shutting down, or phase matching. When the DC brushless motor 117 is being driven at a steady rotational speed, the analog selector 201 is switched to select the analog signal of the charge pump circuit 202.

また、アナログセレクタ201による信号切替時に、アナログセレクタ201に入力される2つのアナログ信号値に違いがあると、DCブラシレスモータ117の回転速度が急激に変化し、振動してしまうことになる。これを防止するために、チャージポンプ回路202から出力されるアナログ信号をA/D変換回路204でA/D変換したデジタル信号と、デジタル信号生成回路113から出力されるデジタル信号とを比較回路205により比較し、両信号に所定量以上の差がある場合には、システム制御回路110が切り替えを指示してもアナログセレクタ201で信号切り替えを行わないように比較回路205によりアナログセレクタ201を制御する。   In addition, if there is a difference between the two analog signal values input to the analog selector 201 when the signal is switched by the analog selector 201, the rotational speed of the DC brushless motor 117 changes suddenly and vibrates. In order to prevent this, the comparison circuit 205 compares the digital signal obtained by A / D converting the analog signal output from the charge pump circuit 202 with the A / D conversion circuit 204 and the digital signal output from the digital signal generation circuit 113. If the difference between the two signals exceeds a predetermined amount, the analog selector 201 is controlled by the comparison circuit 205 so that the signal is not switched by the analog selector 201 even if the system control circuit 110 instructs switching. .

また、上記のようにシステム制御回路110が切り替えを指示した際に、前記両信号に所定量以上の差がある場合には、比較回路205から加減速信号生成回路203及びデジタル信号生成回路113に指示を出すことで、速やかに前記両信号に差がなくなるように制御する。この際、デジタル信号生成回路113は出力が切替前の値から連続的に変化するように制御される。デジタル信号生成回路113には、第1の実施の形態で説明したように、BDセンサ105及びITOPセンサ36の各出力信号から生成したref_BD信号とBD信号の位相差信号もref_BD生成・位相差分検出回路120から入力されている。アナログセレクタ201以降の動作は第1の実施の形態と同様である。   When the system control circuit 110 instructs switching as described above, if there is a difference of a predetermined amount or more between the two signals, the comparison circuit 205 sends the acceleration / deceleration signal generation circuit 203 and the digital signal generation circuit 113 to each other. By giving an instruction, control is made so that there is no difference between the two signals. At this time, the digital signal generation circuit 113 is controlled so that the output continuously changes from the value before switching. As described in the first embodiment, the digital signal generation circuit 113 also generates ref_BD generation / phase difference detection for the phase difference signal between the ref_BD signal and the BD signal generated from the output signals of the BD sensor 105 and the ITOP sensor 36. Input from the circuit 120. The operations after the analog selector 201 are the same as those in the first embodiment.

以上説明したように、本実施の形態によれば、DCブラシレスモータ117の動作状況に応じてD/A変換回路114とチャージポンプ回路202を使い分けるため、即ち、DCブラシレスモータ117の立ち上げ、立ち下げ、位相合わせなどの短時間での回転速度変更を要する場合はD/A変換回路114を使用し、DCブラシレスモータ117を画像形成を行う定常回転速度で駆動中の場合はチャージポンプ回路202を使用するため、DCブラシレスモータ117の変速時の応答性向上と画像形成時の回転安定性を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the D / A conversion circuit 114 and the charge pump circuit 202 are selectively used according to the operation state of the DC brushless motor 117, that is, the DC brushless motor 117 is started and started. The D / A conversion circuit 114 is used when the rotation speed needs to be changed in a short time such as lowering or phase alignment, and the charge pump circuit 202 is operated when the DC brushless motor 117 is driven at a steady rotation speed for image formation. As a result, the DC brushless motor 117 can be improved in responsiveness at the time of shifting and rotational stability at the time of image formation.

[第3の実施の形態]
図10は、本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置の露光装置8のレーザスキャナモータに用いるDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a DC brushless motor and a control system used in the laser scanner motor of the exposure apparatus 8 of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention.

図10において、DCブラシレスモータ117の制御系は、ITOPセンサ36、BDセンサ105、システム制御回路110、目標回転速度設定回路111、差分検出回路112(差分検出手段)、デジタルPWM回路250(駆動制御手段)、駆動回路116、回転速度検出回路118、アンプ119、ref_BD生成・位相差分検出回路120を備えている。   In FIG. 10, the control system of the DC brushless motor 117 includes an ITOP sensor 36, a BD sensor 105, a system control circuit 110, a target rotational speed setting circuit 111, a difference detection circuit 112 (difference detection means), and a digital PWM circuit 250 (drive control). Means), a drive circuit 116, a rotation speed detection circuit 118, an amplifier 119, and a ref_BD generation / phase difference detection circuit 120.

本実施の形態は、上述した第1の実施の形態に対して、デジタル信号生成回路113、D/A変換回路114、パルス幅変調回路115を削除し、デジタルPWM回路250を追加した点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第1の実施の形態(図1)の対応するものと同一なので、説明を省略する。   This embodiment is different from the first embodiment described above in that the digital signal generation circuit 113, the D / A conversion circuit 114, and the pulse width modulation circuit 115 are deleted and a digital PWM circuit 250 is added. To do. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIG. 1) described above, description thereof is omitted.

上述した第1及び第2の実施の形態は、いずれもパルス幅変調回路115に入力するアナログ信号を制御するものであった。これに対し、本実施の形態では、アナログ信号によるPWM信号の生成を行わず、デジタルPWM回路250によりデジタル的に直接PWM信号を生成するものである。   In both the first and second embodiments described above, an analog signal input to the pulse width modulation circuit 115 is controlled. On the other hand, in the present embodiment, the PWM signal is not generated by the analog signal, but the PWM signal is directly generated digitally by the digital PWM circuit 250.

差分検出回路112からは、DCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在の回転速度との差分に相当する回転速度差分検出出力信号(図11参照)を出力する。ref_BD生成・位相差分検出回路120からは、ref_BD信号とBD信号の位相差に相当する位相差分検出出力信号(図11参照)を出力する。差分検出回路112及びref_BD生成・位相差分検出回路120の出力は、共にデジタルPWM回路250に入力される。   The difference detection circuit 112 outputs a rotation speed difference detection output signal (see FIG. 11) corresponding to the difference between the target rotation speed of the DC brushless motor 117 and the current rotation speed. The ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 outputs a phase difference detection output signal (see FIG. 11) corresponding to the phase difference between the ref_BD signal and the BD signal. The outputs of the difference detection circuit 112 and the ref_BD generation / phase difference detection circuit 120 are both input to the digital PWM circuit 250.

デジタルPWM回路250は、回転速度差分検出出力信号及び位相差分検出出力信号から、それに対応したデューティを有するPWM信号(パルス波形)を出力し、次段の駆動回路116の駆動パワーを定める。即ち、デジタルPWM回路250は、DCブラシレスモータ117の立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合は、駆動回路116によるDCブラシレスモータ117に対する駆動力が高くなるようにデューティを高くしたPWM信号を生成し、DCブラシレスモータ117の立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合は、駆動回路116によるDCブラシレスモータ117に対する駆動力が低くなるようにデューティを低くしたPWM信号を生成する。   The digital PWM circuit 250 outputs a PWM signal (pulse waveform) having a duty corresponding to the rotation speed difference detection output signal and the phase difference detection output signal, and determines the drive power of the drive circuit 116 at the next stage. In other words, when the DC brushless motor 117 is started up, if the detected rotational speed is lower than the target rotational speed, the digital PWM circuit 250 increases the duty so that the driving force to the DC brushless motor 117 by the driving circuit 116 is increased. If the detected rotational speed is higher than the target rotational speed when the DC brushless motor 117 is lowered when the PWM brush is generated, the PWM signal with a reduced duty so that the driving power to the DC brushless motor 117 by the drive circuit 116 is reduced. Is generated.

図11は、デジタルPWM回路250の詳細構成を示すブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram showing a detailed configuration of the digital PWM circuit 250.

図11において、デジタルPWM回路250は、クロック発生部300、カウンタ301、テーブル選択部302、テーブル選択部313、テーブル303、テーブル313、比較器304、比較器305、比較器306、比較器307、JKフリップフロップ308、JKフリップフロップ(以下JK-FFと略称)309、セレクタ310を備えている。   11, the digital PWM circuit 250 includes a clock generation unit 300, a counter 301, a table selection unit 302, a table selection unit 313, a table 303, a table 313, a comparator 304, a comparator 305, a comparator 306, a comparator 307, A JK flip-flop 308, a JK flip-flop (hereinafter abbreviated as JK-FF) 309, and a selector 310 are provided.

上記のテーブル選択部302、テーブル303、比較器304、JK-FF308が、DCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在回転速度の速度合わせを行う速度合わせ回路を構成し、上記のテーブル選択部312、テーブル313、比較器307、JK-FF309が、ref_BD信号とBD信号の位相合わせを行う位相合わせ回路を構成し、クロック発生部300、カウンタ301、比較器305、比較器306、セレクタ310が、速度合わせ回路及び位相合わせ回路で共通に使用する回路である。   The table selection unit 302, the table 303, the comparator 304, and the JK-FF 308 constitute a speed matching circuit that matches the target rotation speed of the DC brushless motor 117 and the current rotation speed, and the table selection unit 312 described above. The table 313, the comparator 307, and the JK-FF 309 constitute a phase matching circuit that performs phase matching between the ref_BD signal and the BD signal, and the clock generation unit 300, the counter 301, the comparator 305, the comparator 306, and the selector 310 include the speed This circuit is used in common by the matching circuit and the phase matching circuit.

クロック発生部300は、クロックを発生する。カウンタ301は、クロック発生部300から発生したクロックを計数する。テーブル303は、第1の実施の形態と同様の速度差分用の複数のテーブルを有する。テーブル選択部302は、DCブラシレスモータ117の回転速度差分検出出力信号と現在速度信号が入力されるものであり、テーブル303を構成する複数のテーブルからどのテーブルを使用するかを決定する。テーブル313は、第1の実施の形態と同様の位相補正用の複数のテーブルを有する。テーブル選択部312は、DCブラシレスモータ117の位相差分検出出力信号と現在速度信号が入力されるものであり、テーブル313を構成する複数のテーブルからどのテーブルを使用するかを決定する。   The clock generator 300 generates a clock. The counter 301 counts clocks generated from the clock generation unit 300. The table 303 includes a plurality of speed difference tables similar to those in the first embodiment. The table selection unit 302 receives the rotational speed difference detection output signal of the DC brushless motor 117 and the current speed signal, and determines which table to use from a plurality of tables constituting the table 303. The table 313 includes a plurality of tables for phase correction similar to those in the first embodiment. The table selection unit 312 receives the phase difference detection output signal of the DC brushless motor 117 and the current speed signal, and determines which table to use from a plurality of tables constituting the table 313.

比較器304は、カウンタ301の出力とテーブル303の出力を比較する。比較器305は、カウンタ301の出力とレジスタ値00hを比較する。比較器306は、カウンタ301の出力とレジスタ値ROTを比較する。比較器307は、カウンタ301の出力とテーブル313の出力を比較する。JK-FF308は、比較器304及び比較器305の出力が入力され、各々の出力の論理関係に基づく信号をセレクタ310に出力する。JK-FF309は、比較器305及び比較器307の出力が入力され、各々の出力の論理関係に基づく信号をセレクタ310に出力する。セレクタ310は、PWM信号を駆動回路116に出力する。   The comparator 304 compares the output of the counter 301 with the output of the table 303. The comparator 305 compares the output of the counter 301 with the register value 00h. The comparator 306 compares the output of the counter 301 with the register value ROT. The comparator 307 compares the output of the counter 301 with the output of the table 313. The outputs of the comparator 304 and the comparator 305 are input to the JK-FF 308, and a signal based on the logical relationship between the outputs is output to the selector 310. The JK-FF 309 receives the outputs of the comparator 305 and the comparator 307 and outputs a signal based on the logical relationship between the outputs to the selector 310. The selector 310 outputs the PWM signal to the drive circuit 116.

次に、本実施の形態のDCブラシレスモータ117の制御について図10乃至図12を参照しながら詳細に説明する。   Next, control of the DC brushless motor 117 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

先ず、差分検出回路112から、DCブラシレスモータ117の目標回転速度と現在の回転速度の差を示す回転速度差分出力信号が、また、アンプ119から、回転速度検出回路118により検出したDCブラシレスモータ117の現在の速度を示す現在速度信号が、デジタルPWM回路250のテーブル選択部302にそれぞれ入力される。テーブル選択部302により、次段のテーブル303が有する複数のテーブルからどのテーブルを使用するかを決定する。テーブル303は前記決定されたテーブルを用いて、回転速度差分に対応したデジタル値を比較器304に出力する。   First, the difference detection circuit 112 outputs a rotation speed difference output signal indicating the difference between the target rotation speed of the DC brushless motor 117 and the current rotation speed, and the DC brushless motor 117 detected by the rotation speed detection circuit 118 from the amplifier 119. The current speed signal indicating the current speed is input to the table selection unit 302 of the digital PWM circuit 250, respectively. The table selection unit 302 determines which table to use from a plurality of tables in the next-stage table 303. The table 303 outputs a digital value corresponding to the rotational speed difference to the comparator 304 using the determined table.

一方、カウンタ301はクロック発生部300で発生したクロックを計数しており、そのカウンタ値を比較器304〜307に出力する。比較器306はカウンタ301のカウンタ値とレジスタ値ROTを比較し、カウンタ値がレジスタ値ROTと同一になると、クロック1周期分のHパルスを出力し、カウンタ301をリセットする。レジスタ値ROTはPWM波形の周期を定めるための定数である。   On the other hand, the counter 301 counts the clock generated by the clock generator 300 and outputs the counter value to the comparators 304 to 307. The comparator 306 compares the counter value of the counter 301 with the register value ROT. When the counter value becomes the same as the register value ROT, the comparator 306 outputs an H pulse for one clock cycle and resets the counter 301. The register value ROT is a constant for determining the period of the PWM waveform.

比較器305はカウンタ301のカウンタ値と定数00hを比較し、カウンタ値が0になると、HパルスをJK-FF308、JK-FF309に出力する。このとき、JK-FF308の出力はLからHに変化する。比較器304はカウンタ301のカウンタ値とテーブル303の出力値を比較し、カウンタ値がテーブル303の出力値と同じ値になると、HパルスをJK-FF308に出力する。このとき、JK-FF308の出力はLに変化する。このように動作することで、JK-FF308から図12に示すような波形のPWM信号を出力することができる。   The comparator 305 compares the counter value of the counter 301 with a constant 00h, and outputs an H pulse to JK-FF308 and JK-FF309 when the counter value reaches 0. At this time, the output of JK-FF308 changes from L to H. The comparator 304 compares the counter value of the counter 301 with the output value of the table 303, and outputs an H pulse to the JK-FF 308 when the counter value becomes the same value as the output value of the table 303. At this time, the output of JK-FF308 changes to L. By operating in this way, a PWM signal having a waveform as shown in FIG. 12 can be output from JK-FF308.

JK-FF308から出力されるPWM信号(速度合わせ回路からのPWM信号)はセレクタ310に入力される。また、JK-FF309から出力されるPWM信号(位相合わせ回路からのPWM信号)もセレクタ310に入力される。セレクタ310は、システム制御回路110の指示に基づき、Ref_BD信号とBD信号の位相合わせを行う場合のみ、JK-FF309からのPWM信号を出力し、それ以外の場合は、JK-FF308からのPWM信号を出力する。   A PWM signal (PWM signal from the speed matching circuit) output from JK-FF 308 is input to selector 310. Further, the PWM signal (PWM signal from the phase matching circuit) output from the JK-FF 309 is also input to the selector 310. The selector 310 outputs the PWM signal from the JK-FF 309 only when phase matching between the Ref_BD signal and the BD signal is performed based on an instruction from the system control circuit 110, and otherwise, the selector 310 outputs the PWM signal from the JK-FF 308. Is output.

また、システム制御回路110は、JK-FF308、JK-FF309それぞれから出力されるPWM波形のデューティが所定量以上に離れていることを検知した場合、デューティが所定量以上に離れていることに伴うDCブラシレスモータ117に対する影響を防止するため、セレクタ310の切り替えは行わず、それぞれ、比較器304と比較器307とに対し、JK-FF308、JK-FF309それぞれから出力されるPWM波形のデューティが近づくように補正する制御を行う。システム制御回路110は、補正終了後にセレクタ310を切り替えるように制御する。   Further, when the system control circuit 110 detects that the duty of the PWM waveform output from each of the JK-FF308 and JK-FF309 is more than a predetermined amount, the system control circuit 110 accompanies that the duty is more than a predetermined amount. In order to prevent the influence on the DC brushless motor 117, the selector 310 is not switched, and the duty of the PWM waveform output from each of the JK-FF308 and JK-FF309 approaches the comparator 304 and the comparator 307, respectively. The control for correcting is performed as follows. The system control circuit 110 performs control so that the selector 310 is switched after the correction is completed.

具体的には、速度制御から位相制御へ移行する場合、各テーブルからの出力差をシステム制御回路110で監視する。セレクタ310を切り替えたいタイミングで前記出力差が大きい(デューティが所定量以上はなれている)場合は、前記出力差に応じた補正量をシステム制御回路110が生成し、比較器(位相用)307に入力する。このときシステム制御回路110から比較器(位相用)307に接続されたセレクト信号を切り替えることにより、比較器(位相用)307の内部でカウンタ値と比較する値はテーブル313からのデータではなくシステム制御回路110からのデータとする。上記動作を複数回繰り返すことによりデューティの差は減少する。そして、所定量以下の差になった場合にセレクタ310を切り替える。   Specifically, when shifting from speed control to phase control, the system control circuit 110 monitors the output difference from each table. If the output difference is large (duty is more than a predetermined amount) at the timing when the selector 310 is to be switched, the system control circuit 110 generates a correction amount corresponding to the output difference and supplies it to the comparator (for phase) 307. input. At this time, by switching the select signal connected to the comparator (for phase) 307 from the system control circuit 110, the value to be compared with the counter value inside the comparator (for phase) 307 is not the data from the table 313 but the system. The data is from the control circuit 110. The duty difference is reduced by repeating the above operation a plurality of times. Then, the selector 310 is switched when the difference is equal to or less than the predetermined amount.

以上説明したように、本実施の形態によれば、DCブラシレスモータ117を駆動する駆動回路116に出力するPWM信号をデジタルPWM回路250によりデジタル的に直接生成するため、デジタル信号生成回路、D/A変換回路を設けることが不要となり、DCブラシレスモータ117の変速時間の短縮を図ることができると共に、低コスト化を実現することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, the digital PWM circuit 250 directly generates the PWM signal to be output to the drive circuit 116 that drives the DC brushless motor 117. It is not necessary to provide an A conversion circuit, so that the shift time of the DC brushless motor 117 can be shortened and the cost can be reduced.

[他の実施の形態]
第1乃至第3の実施の形態では、DCブラシレスモータを搭載する装置として画像形成装置を例に挙げたが、画像形成装置に限定されるものではなく、例えばコンピュータ周辺機器や家電製品などDCブラシレスモータを搭載する全ての装置に適用することができる。
[Other embodiments]
In the first to third embodiments, the image forming apparatus is described as an example of the apparatus on which the DC brushless motor is mounted. However, the image forming apparatus is not limited to the image forming apparatus. It can be applied to all devices equipped with a motor.

第1の実施の形態では、デジタル信号生成回路113が速度差分用テーブルと位相補正用テーブルを備える構成としたが、これに限定されるものではなく、速度差分用テーブルと位相補正用テーブルを記憶するメモリを別個に設ける構成としてもよい。   In the first embodiment, the digital signal generation circuit 113 includes the speed difference table and the phase correction table. However, the present invention is not limited to this, and the speed difference table and the phase correction table are stored. A separate memory may be provided.

第2の実施の形態では、チャージポンプ回路202のアナログ出力信号をA/D変換回路204でA/D変換したデジタル出力信号と、デジタル信号生成回路113のデジタル出力信号とを比較し、両信号に所定量以上の差がある場合に、アナログセレクタ201による信号切り替えを行わないようにしたが、これに限定されるものではなく、チャージポンプ回路202のアナログ出力信号とD/A変換回路114のアナログ出力信号とを比較し、両信号の電位差が所定レベル以上ある場合に、アナログセレクタ201による信号切り替えを行わないようにしてもよい。   In the second embodiment, the digital output signal obtained by A / D converting the analog output signal of the charge pump circuit 202 by the A / D conversion circuit 204 is compared with the digital output signal of the digital signal generation circuit 113, and both signals are compared. However, the present invention is not limited to this. However, the present invention is not limited to this, and the analog output signal of the charge pump circuit 202 and the D / A conversion circuit 114 are not switched. The analog output signal may be compared, and if the potential difference between the two signals is greater than or equal to a predetermined level, the signal switching by the analog selector 201 may not be performed.

また、アナログセレクタ201による信号切り替えタイミング時に、チャージポンプ回路202のアナログ出力信号とD/A変換回路114のアナログ出力信号との電位差が所定レベル以上ある場合、チャージポンプ回路202のアナログ出力信号レベルにD/A変換回路114のアナログ出力信号レベルを近づけるようにデジタル信号生成回路113を制御するようにしてもよい。   Further, when the potential difference between the analog output signal of the charge pump circuit 202 and the analog output signal of the D / A conversion circuit 114 is greater than or equal to a predetermined level at the signal switching timing by the analog selector 201, the analog output signal level of the charge pump circuit 202 is set. The digital signal generation circuit 113 may be controlled to bring the analog output signal level of the D / A conversion circuit 114 closer.

また、アナログセレクタ201による信号切り替えタイミング時に、チャージポンプ回路202のアナログ出力信号とD/A変換回路114のアナログ出力信号との電位差が所定レベル以上ある場合、D/A変換回路114のアナログ出力信号レベルにチャージポンプ回路202のアナログ出力信号レベルを近づけるように加減速信号生成回路203を制御するようにしてもよい。   Also, when the potential difference between the analog output signal of the charge pump circuit 202 and the analog output signal of the D / A conversion circuit 114 is greater than or equal to a predetermined level at the signal switching timing by the analog selector 201, the analog output signal of the D / A conversion circuit 114 The acceleration / deceleration signal generation circuit 203 may be controlled so that the analog output signal level of the charge pump circuit 202 approaches the level.

また、アナログセレクタ201による信号切り替えタイミング時に、チャージポンプ回路202のアナログ出力信号とD/A変換回路114のアナログ出力信号との電位差が所定レベル以上ある場合、レベル差をなくすように、デジタル信号生成回路113及び加減速信号生成回路203を制御するようにしてもよい。   Further, when the potential difference between the analog output signal of the charge pump circuit 202 and the analog output signal of the D / A conversion circuit 114 is equal to or higher than a predetermined level at the signal switching timing by the analog selector 201, digital signal generation is performed so as to eliminate the level difference. The circuit 113 and the acceleration / deceleration signal generation circuit 203 may be controlled.

本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム(図8のフローチャート)をコンピュータ又はCPUに供給し、そのコンピュータ又はCPUが該供給されたプログラムを読出して実行することによって、達成することができる。   The present invention is achieved by supplying a software program (flowchart in FIG. 8) that realizes the functions of the above-described embodiments to a computer or CPU, and reading and executing the supplied program by the computer or CPU. can do.

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記録した記憶媒体から直接供給されるか、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。   In this case, the program is directly supplied from a storage medium storing the program, or downloaded from another computer or database (not shown) connected to the Internet, a commercial network, a local area network, or the like. Supplied.

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、OS(オペレーティングシステム)に供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。   The form of the program may be in the form of object code, program code executed by an interpreter, script data supplied to an OS (operating system), and the like.

また、本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体をコンピュータ又はCPUに供給し、そのコンピュータ又はCPUが記憶媒体に記憶されたプログラムを読出して実行することによっても、達成することができる。   The present invention also supplies a computer or CPU with a storage medium storing a software program that implements the functions of the above-described embodiments, and the computer or CPU reads and executes the program stored in the storage medium. Can also be achieved.

この場合、格納媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現すると共に、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

プログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、ROM、RAM、NV−RAM、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク(登録商標)、光磁気ディスク、CD−ROM、MO、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等がある。   As a storage medium for storing the program code, for example, ROM, RAM, NV-RAM, floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk (registered trademark), magneto-optical disk, CD-ROM, MO, CD-R, CD -RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, etc.

上述した実施の形態の機能は、コンピュータから読出されたプログラムコードを実行することによるばかりでなく、コンピュータ上で稼動するOS等がプログラムコードの指示に基づいて実際の処理の一部又は全部を行うことによっても実現することができる。   The function of the above-described embodiment is not only by executing the program code read from the computer, but the OS or the like running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code. Can also be realized.

本発明の第1の実施の形態に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the DC brushless motor and control system which concern on the 1st Embodiment of this invention. 画像形成装置の内部構造を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an internal structure of an image forming apparatus. 画像形成装置の露光装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exposure apparatus of an image forming apparatus. デジタル信号生成回路の速度差分用テーブルをグラフ化した図である。It is the figure which graphed the table for speed differences of a digital signal generation circuit. パルス幅変調回路のPWM波形生成例を示す図であり、(a)は基本三角波を示す図、(b)は出力波形を示す図である。It is a figure which shows the PWM waveform generation example of a pulse width modulation circuit, (a) is a figure which shows a basic triangular wave, (b) is a figure which shows an output waveform. BD信号とRef_BD信号のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of BD signal and Ref_BD signal. デジタル信号生成回路の位相補正用テーブルをグラフ化した図である。FIG. 6 is a graph of a phase correction table of a digital signal generation circuit. DCブラシレスモータの制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control of DC brushless motor. 本発明の第2の実施の形態に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the DC brushless motor and control system which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the DC brushless motor and control system which concern on the 3rd Embodiment of this invention. デジタルPWM回路の詳細構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of a digital PWM circuit. カウンタ値に対するPWM波形を示す図である。It is a figure which shows the PWM waveform with respect to a counter value. 従来例に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the DC brushless motor and control system which concern on a prior art example. 他の従来例に係るDCブラシレスモータ及び制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the DC brushless motor and control system which concern on another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

36 ITOPセンサ
105 BDセンサ
110 システム制御回路
111 目標回転速度設定回路
112 差分検出回路
113 デジタル信号生成回路
114 D/A変換回路
115 パルス幅変調回路
116 駆動回路
117 DCブラシレスモータ
118 回転速度検出回路
119 アンプ
120 ref_BD生成・位相差分検出回路
201 アナログセレクタ
202 チャージポンプ回路
203 加減速信号生成回路
205 比較回路
250 デジタルPWM回路
36 ITOP sensor 105 BD sensor 110 System control circuit 111 Target rotation speed setting circuit 112 Difference detection circuit 113 Digital signal generation circuit 114 D / A conversion circuit 115 Pulse width modulation circuit 116 Drive circuit 117 DC brushless motor 118 Rotation speed detection circuit 119 Amplifier 120 ref_BD generation / phase difference detection circuit 201 analog selector 202 charge pump circuit 203 acceleration / deceleration signal generation circuit 205 comparison circuit 250 digital PWM circuit

Claims (19)

モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御装置において、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記デジタル信号をアナログ信号に変換する変換手段と、前記アナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成する駆動制御手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that drives the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor,
Difference detection means for detecting a difference between the detected rotation speed and the target rotation speed, digital signal generation means for generating a digital signal corresponding to the difference, conversion means for converting the digital signal into an analog signal, and the analog signal And a drive control means for generating the drive control signal having a pulse width according to the motor control device.
前記デジタル信号生成手段は、前記モータの立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合は前記モータに対する駆動力が高くなるようにデジタル信号を生成し、前記モータの立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合は前記モータに対する駆動力が低くなるようにデジタル信号を生成することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。   The digital signal generation means generates a digital signal so that when the motor is started up, if the detected rotational speed is lower than the target rotational speed, the driving force for the motor is increased. 2. The motor control device according to claim 1, wherein when the detected rotational speed is higher than the rotational speed, the digital signal is generated so that the driving force for the motor is reduced. モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御装置において、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段と、前記デジタル信号を第1のアナログ信号に変換する変換手段と、前記差分に応じた加速信号又は減速信号を生成する加減速信号生成手段と、前記加速信号又は前記減速信号に応じた第2のアナログ信号を出力する出力手段と、前記モータの駆動状況に応じ前記第1又は前記第2のアナログ信号を選択する選択手段と、選択された前記第1又は前記第2のアナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成する駆動制御手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that drives the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor,
A difference detecting means for detecting a difference between the detected rotational speed and the target rotational speed; a digital signal generating means for generating a digital signal corresponding to the difference; and a converting means for converting the digital signal into a first analog signal; Acceleration / deceleration signal generation means for generating an acceleration signal or deceleration signal according to the difference, output means for outputting a second analog signal according to the acceleration signal or the deceleration signal, and the motor according to the driving status of the motor Selecting means for selecting the first or second analog signal; and drive control means for generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the selected first or second analog signal. A motor control device.
前記選択手段は、前記モータを変速する場合は前記第1のアナログ信号を選択し、前記モータを定常回転する場合は前記第2のアナログ信号を選択することを特徴とする請求項3記載のモータ制御装置。   4. The motor according to claim 3, wherein the selection means selects the first analog signal when shifting the motor, and selects the second analog signal when rotating the motor constantly. Control device. 前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、前記選択手段による信号切り替えを行わないように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項3記載のモータ制御装置。   4. The motor control apparatus according to claim 3, further comprising control means for controlling not to perform signal switching by the selection means when a potential difference between the first and second analog signals is equal to or greater than a predetermined level. 前記制御手段は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、前記第1のアナログ信号レベルに前記第2のアナログ信号レベルを近づけるように前記加減速信号生成手段を制御することを特徴とする請求項5記載のモータ制御装置。   When the potential difference between the first and second analog signals is greater than or equal to a predetermined level, the control means causes the acceleration / deceleration signal generation means to bring the second analog signal level closer to the first analog signal level. 6. The motor control device according to claim 5, wherein the motor control device is controlled. 前記制御手段は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、前記第2のアナログ信号レベルに前記第1のアナログ信号レベルを近づけるように前記デジタル信号生成手段を制御することを特徴とする請求項5記載のモータ制御装置。   The control means controls the digital signal generation means to bring the first analog signal level closer to the second analog signal level when a potential difference between the first and second analog signals is equal to or higher than a predetermined level. The motor control device according to claim 5, wherein 前記制御手段は、前記第1及び前記第2のアナログ信号の電位差が所定レベル以上ある場合、レベル差をなくすように前記デジタル信号生成手段及び前記加減速信号生成手段を制御することを特徴とする請求項5記載のモータ制御装置。   The control means controls the digital signal generation means and the acceleration / deceleration signal generation means so as to eliminate the level difference when the potential difference between the first and second analog signals is equal to or greater than a predetermined level. The motor control device according to claim 5. モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御装置において、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出する差分検出手段と、前記差分に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成する駆動制御手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that drives the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor,
A motor control apparatus comprising: difference detection means for detecting a difference between a detected rotation speed and a target rotation speed; and drive control means for generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the difference.
前記駆動制御手段は、前記モータの立ち上げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が低い場合は前記モータに対する駆動力が高くなるように駆動制御信号を生成し、前記モータの立ち下げ時に、目標回転速度に対し検出回転速度が高い場合は前記モータに対する駆動力が低くなるように駆動制御信号を生成することを特徴とする請求項9記載のモータ制御装置。   The drive control means generates a drive control signal so that when the motor is started up, if the detected rotational speed is lower than the target rotational speed, the driving force with respect to the motor is increased. The motor control device according to claim 9, wherein when the detected rotational speed is higher than the rotational speed, the drive control signal is generated so that the driving force with respect to the motor is reduced. 前記モータ駆動用の駆動手段を複数備え、前記相励磁信号に基づき前記複数の駆動手段から作動させる駆動手段を選択し、前記駆動制御信号に基づき前記選択された駆動手段の駆動力を制御することを特徴とする請求項1、3、9の何れかに記載のモータ制御装置。   A plurality of drive means for driving the motor; a drive means to be operated from the plurality of drive means is selected based on the phase excitation signal; and a driving force of the selected drive means is controlled based on the drive control signal. The motor control device according to claim 1, wherein: 前記モータはDCブラシレスモータであることを特徴とする請求1、3、9の何れかに記載のモータ制御装置。   10. The motor control device according to claim 1, wherein the motor is a DC brushless motor. 前記モータの回転速度はホール素子或いはロータリエンコーダにより検出することを特徴とする請求項1、3、9の何れかに記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the rotation speed of the motor is detected by a hall element or a rotary encoder. モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御方法において、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出し、前記差分に応じたデジタル信号を生成し、前記デジタル信号をアナログ信号に変換し、前記アナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成することを特徴とするモータ制御方法。
In a motor control method for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor,
A difference between the detected rotation speed and the target rotation speed is detected, a digital signal corresponding to the difference is generated, the digital signal is converted into an analog signal, and the drive control signal having a pulse width corresponding to the analog signal is The motor control method characterized by producing | generating.
モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御方法において、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出し、前記差分に応じたデジタル信号を生成し、前記デジタル信号を第1のアナログ信号に変換し、前記差分に応じた加速信号又は減速信号を生成し、前記加速信号又は前記減速信号に応じた第2のアナログ信号を出力し、前記モータの駆動状況に応じ前記第1又は前記第2のアナログ信号を選択し、選択された前記第1又は前記第2のアナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成することを特徴とするモータ制御方法。
In a motor control method for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor,
The difference between the detected rotation speed and the target rotation speed is detected, a digital signal corresponding to the difference is generated, the digital signal is converted into a first analog signal, and an acceleration signal or a deceleration signal corresponding to the difference is generated And outputting a second analog signal corresponding to the acceleration signal or the deceleration signal, selecting the first or second analog signal according to the driving state of the motor, and selecting the selected first or A motor control method comprising generating the drive control signal having a pulse width corresponding to a second analog signal.
モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御方法において、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出し、前記差分に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成することを特徴とするモータ制御方法。
In a motor control method for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to the detected rotational speed of the motor,
A motor control method comprising: detecting a difference between a detected rotation speed and a target rotation speed, and generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the difference.
モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出するモジュールと、前記差分に応じたデジタル信号を生成するモジュールと、前記デジタル信号をアナログ信号に変換するモジュールと、前記アナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成するモジュールとを備えることを特徴とするプログラム。
In a program for causing a computer to execute a motor control method for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to a detected rotational speed of the motor,
A module for detecting a difference between a detected rotational speed and a target rotational speed; a module for generating a digital signal corresponding to the difference; a module for converting the digital signal into an analog signal; and a pulse width corresponding to the analog signal. And a module for generating the drive control signal.
モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出するモジュールと、前記差分に応じたデジタル信号を生成するモジュールと、前記デジタル信号を第1のアナログ信号に変換するモジュールと、前記差分に応じた加速信号又は減速信号を生成するモジュールと、前記加速信号又は前記減速信号に応じた第2のアナログ信号を出力するモジュールと、前記モータの駆動状況に応じ前記第1又は前記第2のアナログ信号を選択するモジュールと、選択された前記第1又は前記第2のアナログ信号に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成するモジュールとを備えることを特徴とするプログラム。
In a program for causing a computer to execute a motor control method for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to a detected rotational speed of the motor,
A module for detecting a difference between a detected rotational speed and a target rotational speed; a module for generating a digital signal corresponding to the difference; a module for converting the digital signal into a first analog signal; and an acceleration corresponding to the difference A module for generating a signal or a deceleration signal, a module for outputting a second analog signal corresponding to the acceleration signal or the deceleration signal, and the first or second analog signal depending on the driving status of the motor And a module for generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the selected first or second analog signal.
モータの検出回転速度に応じた相励磁信号と駆動制御信号に基づき前記モータを駆動するモータ制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
検出回転速度と目標回転速度との差分を検出するモジュールと、前記差分に応じたパルス幅を有する前記駆動制御信号を生成するモジュールとを備えることを特徴とするプログラム。
In a program for causing a computer to execute a motor control method for driving the motor based on a phase excitation signal and a drive control signal corresponding to a detected rotational speed of the motor,
A program comprising: a module for detecting a difference between a detected rotation speed and a target rotation speed; and a module for generating the drive control signal having a pulse width corresponding to the difference.
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