JP2007330037A - 制御装置および制御方法 - Google Patents

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Abstract


【課題】 被駆動体の速度の検出精度を高め、駆動手段を安定して制御する制御装置および制御方法を提供する。
【解決手段】 エンコーダ信号制御部25は、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上りエッジの立上り周期との時間の長さを比較し、その比較結果に基づいて、立上り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を出力するので、高精度にパルス信号36の周期を予測して、リアルタイムに近似することができ、これによって高精度に出力されたパルス信号36の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができ、被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、モータなどの駆動手段を制御する制御装置および制御方法に関する。
従来の技術のインクジェット記録装置は、プリンタ、ファクシミリ装置および複写機に装着され、画像情報に基づいて紙またはプラスチック薄板の記録媒体に画像の記録を行う記録手段として用いられる。このようなインクジェット記録装置は、印字ヘッドから記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高密度な画像を高速に記録可能で、かつランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるために騒音が少ないという特徴を有している。しかも、インクジェット装置は、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるという利点も有する。
インクジェット記録装置の駆動源としては、たとえば印字ヘッドを搭載したキャリッジを往復駆動するキャリッジモータ、記録媒体を印刷位置へ送るオートシートフィーダ(ASF)モータ、ヘッドクリーニングなどを行う回復系モータ、および記録媒体を印字スキャンごとに送る搬送モータがある。従来の技術では、低コスト化が容易であり、制御が簡単であるなどの理由から前記駆動源は、ステッピングモータが多く使用されている。
インクジェット記録装置は、前述したように、ノンインパクト方式であるので騒音が少ない。しかし、さらなる静音化などの目的で前記駆動源に直流(DC)モータを使用することが多くなってきた。このDCモータを制御するためにサーボ制御が用いられる。
図34は、従来の技術のインクジェット装置に用いられるサーボ制御システム1の電気的構成を示すブロック図である。制御対象のDCモータ2は、制御指令である指令電圧がサーボコントローラ3から入力されると、指令電圧に基づいて、モータ軸が回転する。このモータ軸の回転角と回転速度は、それぞれ速度計測器4と位置計測器5で計測される。計測される位置情報および速度情報は、サーボコントローラ3にフィードバックされ、サーボコントローラ3は、与えられる目標位置または目標速度に基づいて、DCモータ2を制御するための指令電圧を出力する。このような速度計測器4および位置計測器5は、エンコーダ6によって実現される。
図35は、従来の技術のエンコーダ6の構成を簡略化して示す図である。エンコーダ6は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:略称LED)7から出射される光を、ディテクタ8がコードホイール9を通して検出して信号を発生する。コードホイール9は、光を透過する部分9aと光を透過しない部分9bが予め定める間隔Lで配置されている。ディテクタ8には、フォトダイオード8aが決められた間隔で配置されており、各フォトダイオード8aで検出された光をそれぞれ電気信号に変換して出力し、出力された電気信号はコンパレータ10によって差動出力信号11が出力される。
図36は、コンパレータ10によって出力される差動出力信号11の波形と、コンパレータ10に入力される2つの電気信号12a,12bの波形を示す図である。差動出力信号11は、各フォトダイオード8aによって出力される2つの電気信号12a,12bの交点13で反転する波形を有する。ここで、速度が一定の場合、理論的には、差動出力信号11のデューティ比は0.5になる。しかし、様々な要因によってデューティ比は変化する。その大きな要因の1つとしてフォトダイオード8aの感度差がある。
図37は、コンパレータ10によって出力される差動出力信号11の波形と、コンパレータに入力される2つの電気信号12a,12bの波形を示す図であって、フォトダイオード8aの感度に差がある場合の波形を示す。フォトダイオード8aの感度は、電気信号12a,12bの振幅差として現れる。図37では、一方の電気信号12aの振幅が他方の電気信号12bより小さくなった場合の差動出力信号11を示している。したがって図37に示すように、フォトダイオード8aの感度差は差動出力信号11のデューティ比を変化させることが分かる。しかし、差動出力信号11の周期Tには影響がなく、図36に示す差動出力信号11の周期Tと等しい。したがって、エンコーダ6の出力信号11は、周期Tが最も精度が高い(たとえば特許文献1参照)。
特開2002−34274号公報
前述のようにフォトダイオードに感度差があっても、エンコーダの出力信号は周期が最も精度が高い。したがって速度情報は、より正確な情報を得るため、たとえば出力信号の立上りから立上りまでの周期をカウントして用いる片エッジサンプル方式が用いられる。
また速度情報と位置情報は、フォトダイオードに感度差があっても、より正確な情報を得るために位相が異なる2つの差動出力信号を用いて、各信号の両エッジをサンプルする方式が用いられる。
インクジェット記録装置の紙送り制御を考えた場合、始めは高速で紙を送り、停止位置の少し手前から低速でサーボ制御を行う。その後、目標の停止位置寸前で停止モードに移行して目標位置に紙を停止させている。この場合、停止位置の少し手前での定速サーボ制御を安定させることが紙の停止精度に大きく影響する。
このように低速でASFモータを駆動した際、エンコーダの出力信号の変化が小さくなるので、位置情報と速度情報とを更新する間隔が長くなる。これによって位置情報を更新する間隔がサーボ周期よりも長くなると位置情報は更新されない。この場合、停止と判断して速度情報を0とするように制御される。
このとき、記録紙が目標の停止位置に達していない場合、記録紙を目標位置へ移動させるために、指令電圧を上げてASFモータに出力する。しかし、実際の速度は0でない場合があり、この場合、速度が大きくなりすぎて記録紙が目標位置を過ぎるなどサーボ制御が安定しないという問題がある。
サーボ制御が安定しないと、記録紙の所望の位置で印刷することができず、たとえば記録紙が目標位置で停止できず目標位置を過ぎて停止した場合は、印刷データの間に隙間があき、記録紙が目標位置の手前で停止した場合は、印刷データが重なるという問題が発生する。また記録紙が目標位置を大きく過ぎてしまった場合は、逆方向に記録紙を移動させて、記録紙を目標位置に戻すことが必要になり、印刷速度が遅くなる。
また、位置情報が更新されないときに速度情報を0にしない制御をする場合、実際に速度が0であっても速度情報が0にならないので、前述と同様に、サーボ制御が安定しないという問題が発生する。
したがって本発明の目的は、被駆動体の速度の検出精度を高め、駆動手段を安定して制御する制御装置および制御方法を提供することである。
本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得する周期信号取得手段と、
前記パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジのいずれか一方のエッジを検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する計時手段と、
前記エッジ検出手段によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算する演算手段と、
前記演算手段によって演算されるエッジの周期を時系列に従って記憶する記憶手段と、
前記計時手段によって計時される計時時間と、前記記憶手段に記憶される最新のエッジの周期との時間の長さを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記計時時間または前記周期のいずれか長い方の値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
また本発明は、前記出力手段は、前記比較手段の比較結果、前記計時時間が前記周期より短い場合、最新の周期を出力し、前記計時時間が前記周期より短くない場合、前記計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力することを特徴する。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得する周期信号取得手段と、
前記パルス信号の立上りエッジを検出する立上りエッジ検出手段と、
前記パルス信号の立下りエッジを検出する立下りエッジ検出手段と、
前記立上りエッジ検出手段によって立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する立上り計時手段と、
前記立下りエッジ検出手段によって立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する立下り計時手段と、
前記立上りエッジ検出手段によって立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される立上りエッジとの立上り周期を演算する立上り演算手段と、
前記立下りエッジ検出手段によって立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される立下りエッジとの立下り周期を演算する立下り演算手段と、
前記立上り演算手段によって演算される立上り周期を時系列に従って記憶する立上り記憶手段と、
前記立下り演算手段によって演算される立下り周期を時系列に従って記憶する立下り記憶手段と、
前記立上り計時手段によって計時される立上り計時時間と、前記立下り記憶手段に記憶される最新の立下り周期との時間の長さを比較する第1比較手段と、
前記立下り計時手段によって計時される立下り計時時間と、前記立上り記憶手段に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較する第2比較手段と、
前記比較結果に基づいて値を出力する出力手段であって、
前記パルス信号の立下りエッジを検出してから前記パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、前記立上り計時時間または前記立下り周期のいずれか長い方の値を出力し、
前記パルス信号の立上りエッジを検出してから前記パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、前記立下り計時時間または前記立上り周期のいずれか長い方の値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
さらに本発明は、前記出力手段は、
前記パルス信号の立下りエッジを検出してから前記パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果、立上り計時時間が立下り周期より短い場合、最新の立下り周期を出力し、立上り計時時間が立下り周期より短くない場合、立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
前記パルス信号の立上りエッジを検出してから前記パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果、立下り計時時間が立上り周期より短い場合、最新の立上り周期を出力し、立下り計時時間が立上り周期より短くない場合、立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力することを特徴する。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得する周期信号取得手段と、
前記パルス信号のエッジを検出するエッジ検出手段と、
エッジ検出手段によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する計時手段と、
前記エッジ検出手段によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算する演算手段と、
前記演算手段によって演算されるエッジの周期を時系列に従って記憶する記憶手段と、
前記計時手段によって計時される計時時間と、前記記憶手段に記憶される2つ前の周期との時間の長さを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記計時時間または2つ前の周期のいずれか長い方の値に、最新の周期を加算した値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
さらに本発明は、前記出力手段は、前記比較手段の比較結果、前記計時時間が前記2つ前の周期より短い場合、2つ前の周期に最新の周期を加算した値を出力し、前記計時時間が前記2つ前の周期より短くない場合、前記計時時間に最新の周期を加算した値に、さらに予め定める付加時間を付加した値を出力することを特徴する。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期の第1パルス信号を取得する第1周期信号取得手段と、
前記第1パルス信号から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号を取得する第2周期信号取得手段と、
前記第1パルス信号および第2パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジをそれぞれ検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立上り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立下り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立上り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立下り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立上りエッジとの第1立上り周期を演算する第1立上り演算手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立下りエッジとの第1立下り周期を演算する第1立下り演算手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立上りエッジとの第2立上り周期を演算する第2立上り演算手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立下りエッジとの第2立下り周期を演算する第2立下り演算手段と、
前記第1立上り演算手段によって演算される第1立上り周期を時系列に従って記憶する第1立上り記憶手段と、
前記第1立下り演算手段によって演算される第1立下り周期を時系列に従って記憶する第1立下り記憶手段と、
前記第2立上り演算手段によって演算される第2立上り周期を時系列に従って記憶する第2立上り記憶手段と、
前記第2立下り演算手段によって演算される第2立下り周期を時系列に従って記憶する第2立下り記憶手段と、
前記第1立上り計時手段によって計時される第1立上り計時時間と、前記第2立下り記憶手段に記憶される最新の第2立下り周期とを比較する第1比較手段と、
前記第1立下り計時手段によって計時される第1立下り計時時間と、前記第2立上り記憶手段に記憶される最新の第2立上り周期とを比較する第2比較手段と、
前記第2立上り計時手段によって計時される第2立上り計時時間と、前記第1立上り記憶手段に記憶される最新の第1立上り周期とを比較する第3比較手段と、
前記第2立下り計時手段によって計時される第2立下り計時時間と、前記第1立下り記憶手段に記憶される最新の第1立下り周期とを比較する第4比較手段と、
前記比較結果に基づいて値を出力する出力手段であって、
前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、前記第1立上り計時時間または前記第2立下り周期のいずれか長い方の値を出力し、
前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、前記第1立下り計時時間または前記第2立上り周期のいずれか長い方の値を出力し、
前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、前記第2立上り計時時間または前記第1立上り周期のいずれか長い方の値を出力し、
前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第4比較手段の比較結果に基づいて、前記第2立下り計時時間または前記第1立下り周期のいずれか長い方の値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
さらに本発明は、前記出力手段は、
前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果、第1立上り計時時間が最新の第2立下り周期より短い場合、最新の第2立下り周期を出力し、第1立上り計時時間が最新の第2立下り周期より短くない場合、第1立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果、第1立下り計時時間が最新の第2立上り周期より短い場合、最新の第2立上り周期を出力し、第1立下り計時時間が最新の第2立上り周期より短くない場合、第1立下り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果、第2立上り計時時間が最新の第1立上り周期より短い場合、最新の第1立上り周期を出力し、第2立上り計時時間が最新の第1立上り周期より短くない場合、第2立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第4比較手段の比較結果、第2立下り計時時間が最新の第1立下り周期より短い場合、最新の第1立下り周期を出力し、第2立下り計時時間が最新の第1立下り周期より短くない場合、第2立下り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期の第1パルス信号を取得する第1周期信号取得手段と、
前記第1パルス信号から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号を取得する第2周期信号取得手段と、
前記第1パルス信号および第2パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジをそれぞれ検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立上り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立下り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立上り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立下り計時手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立上りエッジとの第1周期を演算する第1演算手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立上りエッジとの第2周期を演算する第2演算手段と、
前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立下りエッジとの第3周期を演算する第3演算手段と、
前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立下りエッジとの第4周期を演算する第4演算手段と、
前記第1演算手段によって演算される第1周期を時系列に従って記憶する第1記憶手段と、
前記第2演算手段によって演算される第2周期を時系列に従って記憶する第2記憶手段と、
前記第3演算手段によって演算される第3周期を時系列に従って記憶する第3記憶手段と、
前記第4演算手段によって演算される第4周期を時系列に従って記憶する第4記憶手段と、
前記第1立上り計時手段によって計時される第1立上り計時時間と、前記第1記憶手段に記憶される最新の第1周期とを比較する第1比較手段と、
前記第2立上り計時手段によって計時される第2立上り計時時間と、前記第2記憶手段に記憶される最新の第2周期とを比較する第2比較手段と、
前記第1立下り計時手段によって計時される第1立下り計時時間と、前記第3記憶手段に記憶される最新の第3周期とを比較する第3比較手段と、
前記第2立下り計時手段によって計時される第2立下り計時時間と、前記第4記憶手段に記憶される最新の第4周期とを比較する第4比較手段と、
前記比較結果に基づいて値を出力する出力手段であって、
前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、第1立上り計時時間が最新の第1周期より短い場合、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期と第4周期との周期合計期間を出力し、第1立上り計時時間が最新の第1周期より短くない場合、第1立上り計時時間と、それぞれ最新の第2周期と第3周期と第4周期との合計の第1合計期間を出力し、
前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、第2立上り計時時間が最新の第2周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第2立上り計時時間が最新の第2周期より短くない場合、第2立上り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第3周期と第4周期との合計の第2合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、第1立下り計時時間が最新の第3周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第1立下り計時時間が最新の第3周期より短くない場合、第1立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第4周期との合計の第3合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第4比較手段の比較結果に基づいて、第2立下り計時時間が最新の第4周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第2立下り計時時間が最新の第4周期より短くない場合、第2立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期との合計の第4合計期間を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
さらに本発明は、前記第1比較手段は、前記第1立上り計時手段によって計時される第1立上り計時時間と、前記第4記憶手段に記憶される最新の第4周期とを比較し、
前記第2比較手段は、前記第2立上り計時手段によって計時される第2立上り計時時間と、前記第1記憶手段に記憶される最新の第1周期とを比較し、
前記第3比較手段は、前記第1立下り計時手段によって計時される第1立下り計時時間と、前記第2記憶手段に記憶される最新の第2周期とを比較し、
前記第4比較手段は、前記第2立下り計時手段によって計時される第2立下り計時時間と、前記第3記憶手段に記憶される最新の第3周期とを比較し、
前記出力手段は、
前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、第1立上り計時時間が最新の第4周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第1立上り計時時間が最新の第4周期より短くない場合、第1合計期間を出力し、
前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、第2立上り計時時間が最新の第1周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第2立上り計時時間が最新の第1周期より短くない場合、第2合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、第1立下り計時時間が最新の第2周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第1立下り計時時間が最新の第2周期より短くない場合、第3合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第4比較手段の比較結果に基づいて、第2立下り計時時間が最新の第3周期より短い場合、周期合計期間を出力し、第2立下り計時時間が最新の第3周期より短くない場合、第4合計期間を出力することを特徴とする。
さらに本発明は、前記第1比較手段は、前記第1合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
前記第2比較手段は、前記第2合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
前記第3比較手段は、前記第3合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
前記第4比較手段は、前記第4合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
前記出力手段は、
前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、第1合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第1合計期間が周期合計期間より短くない場合、第1合計期間を出力し、
前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、第2合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第2合計期間が周期合計期間より短くない場合、第2合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、第3合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第3合計期間が周期合計期間より短くない場合、第3合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第4比較手段の比較結果に基づいて、第4合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第4合計期間が周期合計期間より短くない場合、第4合計期間を出力することを特徴とする。
さらに本発明は、前記出力手段は、
前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果、第1合計期間を出力する場合、第1合計期間と予め定める付加時間との合計の第1付加合計期間を出力し、
前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果、第2合計期間を出力する場合、第2合計期間と予め定める付加時間との合計の第2付加合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果、第3合計期間を出力する場合、第3合計期間と予め定める付加時間との第3付加合計期間を出力し、
前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第4比較手段の比較結果、第4合計期間を出力する場合、第4合計期間と予め定める付加時間との合計の第4付加合計期間を出力することを特徴とする。
さらに本発明は、前記出力手段によって出力される値は、被駆動体の速度に基づいて設定される境界値以下の場合に有効とし、前記境界値より大きい場合、無効とすることを特徴とする。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報を、定期または不定期に取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得される速度情報を時系列に従って記憶する取得情報記憶手段と、
取得される速度情報が、取得情報記憶手段に記憶される直前の予め定める時間にわたって、予め定める範囲内の一定値であるか否かを判断する判断手段と、
判断手段の判断結果、取得される速度情報が一定値である場合、前記速度情報に予め定める値を加算した制御値を出力し、取得される速度情報が一定値でない場合、前記速度情報を制御値として出力する制御値生成手段と、
前記制御値生成手段によって出力される制御値と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算する速度演算手段と、
前記速度演算手段によって演算される速度に基づいて、駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御装置であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報を、定期または不定期に取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得される速度情報を時系列に従って記憶する取得情報記憶手段と、
前記取得手段によって取得される速度情報が、取得情報記憶手段に記憶される速度情報に基づいて、予め定める範囲内にある直前の一定期間を、算出する一定期間算出手段と、
前記一定期間算出手段によって算出される一定期間と、前記取得情報記憶手段に記憶される速度情報のうち、前記一定期間前の速度情報との時間の長さを比較する期間比較手段と、
前記期間比較手段の比較結果に基づいて、前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短い場合、取得手段によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算し、前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短くない場合、前記取得手段によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、前記仮速度から予め定める値を減算して被駆動体の速度を演算する速度演算手段と、
前記速度演算手段によって演算される速度に基づいて、駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする制御装置である。
さらに本発明は、前記速度演算手段は、
前記期間比較手段の比較結果、前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短い場合、前記取得手段によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量に基づいて、被駆動体の速度を演算し、
前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短くない場合、前記取得手段によって取得される速度情報と、駆動体の予め定める変位量に基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、前記仮速度に予め定める減衰率を乗じて被駆動体の速度を演算することを特徴とする。
さらに本発明は、前記減衰率は、前記一定期間の時間の長さが長くなるに従って、小さくなるように設定されることを特徴とする。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御方法であって、
前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得し、
前記パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジのいずれか一方のエッジを検出し、
前記エッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始し、
前記エッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算し、
計時される計時時間と、演算される最新のエッジの周期との時間の長さを比較し、
比較結果に基づいて、前記計時時間または前記周期のいずれか長い方の値を出力することを特徴とする制御方法である。
さらに本発明は、駆動手段を制御する制御方法であって、
駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報を、定期または不定期に取得し、
取得される速度情報が、取得される直前の予め定める時間にわたって、予め定める範囲内の一定値であるか否かを判断し、
判断結果、取得される速度情報が一定値である場合、前記速度情報に予め定める値を加算した制御値を出力し、取得される速度情報が一定値でない場合、前記速度情報を制御値として出力し、
出力される前記制御値と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算し、
演算される速度に基づいて、駆動手段を制御することを特徴とする制御方法である。
本発明によれば、計時手段によって計時される計時時間と、記憶手段に記憶される最新のエッジの周期との時間の長さを比較手段によって比較し、その比較結果に基づいて、計時時間または周期のいずれか長い方の値を出力する。従来の技術では、次のエッジ周期が検出されるまでの間、単に最新のエッジの周期を出力していたが、本発明のように計時時間が最新のエッジの周期より長い場合は、計時時間を出力するので、高精度にパルス信号の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
また本発明によれば、出力手段は、比較結果、計時時間が前記周期より短い場合、最新の周期を出力し、計時時間が前記周期より短くない場合、計時時間に付加時間を付加した値を出力する。計時時間が前記周期より短くない場合は、計時時間は、時間の経過とともに大きくなるので、前もって付加期間を付加することによって、より実際の被駆動体の速度に近似させることができる。これによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、パルス信号の立上りエッジと立下りエッジとの両方が個別に検出され、パルス信号の立下りエッジを検出してからパルス信号の立上りエッジを検出するまで、第1比較手段の比較結果に基づいて、立上り計時時間または立下り周期のいずれか長い方の値を出力し、パルス信号の立上りエッジを検出してから前記パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第2比較手段の比較結果に基づいて、立下り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を出力する。したがって比較する間隔が、立上りエッジ間を比較するよりも、細かくなるので、高精度にパルス信号の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
さらに本発明によれば、出力手段は、比較結果に基づいて、立上り計時時間または立下り計時時間を出力する場合は、付加時間を付加した値を出力する。したがって立上り計時時間または立下り計時時間は、時間の経過とともに大きくなるので、前もって付加期間を付加することによって、より実際の被駆動体の速度に近似させることができる。これによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、計時手段によって計時される計時時間と、記憶手段に記憶される2つ前の周期との時間の長さを比較し、その比較結果に基づいて、計時時間または2つ前の周期のいずれか長い方の値に、最新の周期を加算した値を出力する。したがって比較する間隔が、立上りエッジ間まはた立下りエッジ間を比較するよりも、細かくなるので、高精度にパルス信号の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
さらに本発明によれば、出力手段は、比較結果に基づいて、計時時間を含む値を出力する場合は、計時時間に最新の周期を加算した値に、さらに予め定める付加時間を付加した値を出力する。計時時間は、時間の経過とともに大きくなるので、前もって付加期間を付加することによって、より実際の被駆動体の速度に近似させることができる。これによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、第1パルス信号と、第1パルス信号から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号との、立上りエッジと立下りエッジとがそれぞれ個別に検出される。第1〜第4比較手段は、それぞれ第1および第2パルス信号の周期と、各パルス信号のエッジの計時時間とを比較し、出力手段は、比較結果に基づいて、いずれか長い方の値を出力する。したがって位相が異なる2つのパルス信号を用いることによって、パルス信号が1つの場合よりも、比較する間隔が、より細かくなるので、高精度にパルス信号の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
さらに本発明によれば、出力手段は、比較結果に基づいて、各パルス信号のエッジの計時時間を出力する場合は、付加時間を付加した値を出力する。したがって計時時間は、時間の経過とともに大きくなるので、前もって付加期間を付加することによって、より実際の被駆動体の速度に近似させることができる。これによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、第1パルス信号と、第1パルス信号から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号との、立上りエッジと立下りエッジとがそれぞれ個別に検出される。出力手段は、各計時時間が、各最新の周期より短い場合、周期合計期間を出力し、各計時時間が最新の周期より短くない場合、各計時時間と、残余の周期との合計である第1〜第4合計期間をそれぞれ出力する。したがって位相が異なる2つのパルス信号を用いることによって、パルス信号が1つの場合よりも、比較する間隔が、より細かくなるので、高精度にパルス信号の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
さらに本発明によれば、各比較手段は、各計時手段によって計時される計時時間と、各記憶手段に記憶される最新の周期とを比較する。このような各比較手段であっても、前述と同様の効果を達成することができる。
さらに本発明によれば、各比較手段は、前記各合計期間と、周期合計期間とを比較する。このような各比較手段であっても、前述と同様の効果を達成することができる。
さらに本発明によれば、出力手段は、各合計期間を出力する場合、各合計期間と予め定める付加時間との合計の各付加合計期間を出力する。したがって各合計期間には、計時時間が含まれるので、計時時間は、時間の経過とともに大きくなる。このように前もって付加期間を各合計期間に付加することによって、より実際の被駆動体の速度に近似させることができる。これによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、出力手段によって出力される値は、被駆動体の速度に基づいて設定される境界値以下の場合に有効とし、前記境界値より大きい場合、無効とする。出力手段によって出力される値が大きくなりすぎると、出力される値に基づいて算出される値は、0に近づくので、予め境界値を設定することによって、有効と判断される出力値だけに基づいて、被駆動体の速度を算出することができる。これによって所望の制御を達成することができる。
さらに本発明によれば、制御値生成手段は、判断手段の判断結果、取得される速度情報が一定値である場合、前記速度情報に予め定める値を加算した制御値を出力し、取得される速度情報が一定値でない場合、前記速度情報を制御値として出力する。速度情報が予め定める時間にわたって一定値である場合は、被駆動体の変位量が小さいので、速度が徐々に小さくなっていると予測することができるので、速度情報に予め定める値を加算して値を大きくすることによって、算出される速度を徐々に小さくすることができる。これによって被駆動体の速度が小さくなってきている場合であっても、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、速度演算手段は、比較結果に基づいて、一定期間が一定期間前の速度情報より短くない場合、取得される速度情報と、被駆動体の変位量とに基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、前記仮速度から予め定める値を減算して被駆動体の速度を演算する。一定期間が一定期間前の速度情報より短くない場合、被駆動体の変位量が小さいので、速度が徐々に小さくなっていると予測することができるので、演算される仮速度から予め定める値を減算して演算される速度を小さくすることによって、算出される速度を小さくすることができる。これによって被駆動体の速度が小さくなってきている場合であっても、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、一定期間が一定期間前の速度情報より短くない場合、取得される速度情報と、駆動体の予め定める変位量に基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、前記仮速度に予め定める減衰率を乗じて被駆動体の速度を演算する。したがって速度を小さくする減衰率を高精度に設定することによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、減衰率は、前記一定期間の時間の長さが長くなるに従って、小さくなるように設定される。時間の経過にともなって、速度が小さくなると予測されるので、減衰率を徐々に小さくすることによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
さらに本発明によれば、計時される計時時間と、最新のエッジの周期との時間の長さを比較し、その比較結果に基づいて、計時時間または周期のいずれか長い方の値を出力する。従来の技術では、次のエッジ周期が検出されるまでの間、単に最新のエッジの周期を出力していたが、本発明のように計時時間が最新のエッジの周期より長い場合は、計時時間を出力するので、高精度にパルス信号の周期を近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
さらに本発明によれば、判断結果、取得される速度情報が一定値である場合、前記速度情報に予め定める値を加算した制御値を出力し、取得される速度情報が一定値でない場合、前記速度情報を制御値として出力する。速度情報が予め定める時間にわたって一定値である場合は、被駆動体の変位量が小さいので、速度が徐々に小さくなっていると予測することができるので、速度情報に予め定める値を加算して値を大きくすることによって、算出される速度を徐々に小さくすることができる。これによって被駆動体の速度が小さくなってきている場合であっても、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。各フローチャートの開始条件は、記載した開始条件だけに必ずしも限定されるものではない。
図1は、本発明の第1の実施の形態のサーボ制御システム20の電気的構成を概略的に示すブロック図である。サーボ制御システム20は、モータ21などの駆動手段によって変位される被駆動体の速度情報をフィードバックして、駆動手段をサーボ制御する。
サーボ制御システム20は、被駆動体を駆動する駆動手段を制御するための装置である。駆動手段は、モータ21などの駆動源によって実現される。駆動手段は、たとえばインクジェット装置に搭載され、記録媒体を印刷位置へ送るオートシートフィーダ(ASF)モータ21である場合、被駆動体がその記録媒体となる。したがってサーボ制御システム20は、記録媒体を所望の印刷位置へ高精度に配置できるように、ASFモータ21を制御する。サーボ制御システム20は、サーボコントローラ22、モータドライバ23、モータ21、エンコーダ24およびエンコーダ信号制御部25を含んで構成される。
サーボコントローラ22は、目標位置および目標速度が入力され、被駆動体が目標位置および目標速度となるように、モータ21を制御する。サーボコントローラ22は、所定間隔のサーボ周期になると、エンコーダ信号制御部25に記憶される被駆動体の速度情報を読取る。サーボコントローラ22は、エンコーダ信号制御部25から読取る被駆動体の速度情報、および入力される目標位置および目標速度に基づいて、演算を行い、最適な制御情報を、たとえばパルス幅変調(Pulse Width Modulation:略称PWM)して、モータドライバ23に出力する。
モータドライバ23は、入力された制御情報に従ってモータ21に指令電圧を出力する。モータ21は、DCモータ21によって実現され、モータドライバ23にから与えられる指令電圧に基づいてモータ軸が回転する。
エンコーダ24は、モータ21の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号36を生成し、生成した信号をエンコーダ信号制御部25へ出力する。エンコーダ24は、たとえば図35に関連して説明したエンコーダ6と同様の構成によって実現される。したがって前述したようにパルス信号36の周期は、被駆動体の予め定める変位量を変位する時間と同一である。予め定める変位量は、前述のコードホイール9に設けられる光を透過する部分9aと光を透過しない部分9bとの間隔2Lによって決定される。
エンコーダ信号制御部25は、制御装置であって、エンコーダ24から与えられるパルス信号36に基づいて、速度情報を演算し、演算した速度情報を、サーボコントローラ22に与える。エンコーダ信号制御部25は、エッジ検出手段26、エッジ間隔カウント手段27、エッジ間隔履歴記憶手段28、比較手段29、速度情報記憶手段31、設定情報記憶手段32および中央処理装置(Central Processing Unit:略称CPU30)を含んで構成され、前記各構成要素はシステムバス19によって互いに電気的に接続される。
エッジ検出手段26は、エンコーダ24から与えられるパルス信号36のエッジを検出する。ここでエッジとは、パルス信号36の立上りエッジまたは立下りエッジを含む。
エッジ間隔カウント手段27は、計時手段であって、エッジ検出手段26によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。したがってエッジ間隔カウント手段27は、エッジが検出される毎に、初期値からカウントが開始される。またエッジ間隔カウント手段27は、演算手段としての機能を有し、エッジ検出手段26によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算する。したがってエッジ間隔カウント手段27は、パルス信号36の立上りエッジから立上りエッジの周期、または立下りエッジから立下りエッジまでの周期を演算し、演算された周期をエッジ間隔履歴記憶手段28に与える。
エッジ間隔履歴記憶手段28は、エッジ間隔カウント手段27から与えられる周期を、時系列に従って記憶する。比較手段29は、エッジ間隔カウント手段27によって計時される計時時間と、エッジ間隔履歴記憶手段28に記憶される最新の周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。したがって比較手段29は、エッジを検出してから次のエッジを検出するまで、該エッジを検出してからの経過時間と、1つ前のエッジの周期、つまり1つ前のエッジ間隔とを比較する。
CPU30は、出力手段であって、比較手段29による比較結果に基づいて、比較した計時時間または周期のいずれかの値を速度情報として、速度情報記憶手段31に出力する。CPU30は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。
速度情報記憶手段31は、CPU30から与えられる速度情報を、時系列的に記憶する。サーボコントローラ22は、前述したように、予め定めるサーボ周期毎に、速度情報記憶手段31に記憶される最新の速度情報を読出し、読出した速度情報に基づいて制御情報を演算する。
設定情報記憶手段32は、各種設定を一時的、または長期的に記憶する。設定情報記憶手段32は、たとえば、各制御に用いられる制御プログラムなどが記憶されるリードオンリーメモリ(Read Only Memory:略称ROM)33、CPU30の処理に用いられる一時的な情報が記憶されるランダムアクセスメモリ(Random Access Memory:略称RAM)34および各構成要素の処理に用いられる一時的な情報を記憶する共有RAM35を含んで構成される。したがってCPU30は、ROM33に記憶される制御プログラムを実行し、各構成部を制御する。
図2は、本発明の第1の実施の形態のサーボ制御システム20の電気的構成を示すブロック図である。図2では、エンコーダ信号制御部25の主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図2に示すエンコーダ信号制御部25は、パルス信号36の立上りエッジを検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25では、パルス信号36の立上りエッジを検出して、立上りエッジに基づいて制御する。
立上りエッジ検出部37は、エッジ検出手段26であって、エンコーダ24から与えられるパルス信号36の立上りエッジを検出する。立上りエッジ間隔カウント部38は、エッジ間隔カウント手段27であって、立上りエッジ検出部37によって立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。
立上りエッジ間隔カウント部38は、計時した立上り計時時間を、比較部29に与える。また立上りエッジ間隔カウント部38は、立上りエッジ検出部37によって立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される立上りエッジとの周期を演算し、演算された立上り周期を立上りエッジ間隔履歴部39に与える。
立上りエッジ間隔履歴部39は、立上りエッジ間隔カウント部38から与えられる立上り周期を、時系列に従って記憶する。比較部29は、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、比較部29の比較結果に基づいて、立上り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を速度情報記憶部31に出力する。速度情報記憶部31は、CPU30から与えられる速度情報を時系列的に記憶する。
次に、エンコーダ信号制御部25の動作についてフローチャートを用いて説明する。各フローチャートの動作は、エンコーダ信号制御部25のCPU30によって行われる。図3は、エンコーダ信号制御部25のCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図4は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図4に示すタイミングチャートは、図3に示すCPU30の動作に関連している。
ステップa1では、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較し、立上り計時時間が立上り周期より短い場合、ステップa2に移り、短くない場合、ステップa3に移る。
ステップa2では、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期を出力し、本フローを終了する。ステップa3では、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図4を参照して説明すると、パルス信号36は、時刻t11にて立上りエッジが検出され、時刻t11から立上り周期a経過後に、時刻t12にて再び立上りエッジが検出される。時刻t12から1つ前の立上り周期aが経過する時刻t13までは、時刻t12から計時が開始される立上り計時時間b’が立上り周期aより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立上り周期aを出力する。また時刻t13から次の立上りエッジが検出される時刻t15までは、時刻t13から立上り計時時間b’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立上り計時時間b’を出力する。
同様に、時刻t15から1つ前の立上り周期である立上り周期bが経過する時刻t16までは、時刻t15から計時が開始される立上り計時時間c’が周期bより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立上り周期bを出力する。また時刻t16から次の立上りエッジが検出される時刻t17までは、時刻t16から立上り計時時間c’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立上り計時時間c’を出力する。したがってサーボ周期が時刻t13と時刻t15との間の時刻t14である場合、図4に示すように、速度情報は立上り計時時間b’である。
図5は、速度情報と時刻との関係を示すグラフである。図6は、速度と時刻との関係を示すグラフである。図5および図6は、図4に示すタイミングチャートに関連している。図6に示す速度は、前述したコードホイールに設けられる光を透過する部分と光を透過しない部分との間隔2Lを、図5に示す速度情報で除した値である。図5に示すように、時刻t12から時刻t13までは、速度情報は、立上り周期aである。また時刻t13から時刻t15までは、速度情報は、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時されている立上り計時時間b’である。この速度情報を除した値が、図6に示す被駆動体の検出した速度とされる。
以上、説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25では、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上りエッジの立上り周期との時間の長さを比較し、その比較結果に基づいて、立上り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を出力する。従来の技術では、次の立上り周期が検出されるまでの間、単に最新の立上り周期を出力していたが、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25のように立上り計時時間が最新の立上り周期より長い場合は、立上り計時時間を出力するので、高精度にパルス信号36の周期を予測して、リアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号36の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
また本実施の形態では、CPU30は、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較し、その比較結果に基づいて、立上り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を出力すしているが、これに限ることはなく、立上り計時時間が最新の立下り周期より短くない場合、立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力するように構成してもよい。
この付加時間は、たとえば速度情報をサンプリングする最短のサンプリング周期に設定され、たとえば500nsに設定される。このように付加期間を付加することによって、立上り計時時間が立上り周期より短くない場合は、立上り計時時間は、図5に示すように、時間の経過とともに大きくなるので、前もって付加期間を付加することによって、より実際の被駆動体の速度情報に近似させることができる。たとえば立上り計時時間b’のとき、付加期間を付加することによって、立上り周期bに近似させることができる。これによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
このような付加期間は、そのサンプリング周期に基づいて適宜設定される。付加期間が小さすぎると、前述の近似する効果が小さくなり、付加期間が大きすぎると、近似させるべき周期より大きくなりすぎるおそれがあるので、付加期間は、前述のようにサンプリング周期に基づいて、設定されることが好ましい。
次に、本実施の形態の他の例のエンコーダ信号制御部25に関して説明する。図7は、本例のCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。本例のエンコーダ信号制御部25では、パルス信号36の立下りエッジを検出して、立下りエッジに基づいて制御する点が前述のエンコーダ信号制御部25と異なる。
このようなエンコーダ信号制御部25のCPU30の動作を、図7を参照して動作を説明すると、パルス信号36は、時刻t21にて立下りエッジが検出され、時刻t21から立下り周期a経過後に、時刻t22にて再び立下りエッジが検出される。時刻t22から1つ前の立下り周期aが経過する時刻t23までは、時刻t22から計時が開始される立下り計時時間b'が立下り周期aより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立下り周期aを出力する。また時刻t23から次の立下りエッジが検出される時刻t25までは、時刻t23から立下り計時時間b'の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立下り計時時間b’を出力する。
同様に、時刻t25から1つ前の周期である立下り周期bが経過する時刻t26までは、時刻t25から計時が開始される立下り計時時間c'が立下り周期bより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立下り周期bを出力する。また時刻t26から次の立下りエッジが検出される時刻t27までは、時刻t26から立下り計時時間c'の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立下り計時時間c’を出力する。したがって本例のエンコーダ信号制御部25は、前述のエンコーダ信号制御部25と同様の作用および効果を達成することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態のサーボ制御システム20aに関して説明する。図8は、本発明の第2の実施の形態のサーボ制御システム20aの電気的構成を示すブロック図である。図8では、エンコーダ信号制御部25aの主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図8に示すエンコーダ信号制御部25aは、パルス信号36の立上りエッジおよび立下りエッジを個別に検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25aは、前述の第1の実施の形態のエンコーダ信号制御部25と類似しており、第1の実施の形態のエンコーダ信号制御部25に、さらに立下りエッジ検出部40、立下りエッジ間隔カウント部41および立下りエッジ間隔履歴部42を含んで構成される。また第1の実施の形態の比較部29は、さらに第1比較部43および第2比較部44を含んで構成される。
立下りエッジ検出部40は、エンコーダ24から与えられるパルス信号36の立下りエッジを検出する。立下りエッジ間隔カウント部41は、立下り計時手段であって、立下りエッジ検出部40によって立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。
立下りエッジ間隔カウント部41は、計時した計時時間を、第2比較部44に与える。また立下りエッジ間隔カウント部41は、立下りエッジ検出部40によって立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される立下りエッジとの立下り周期を演算し、演算された立下り周期を立下りエッジ間隔履歴部42に与える。
立下りエッジ間隔履歴部42は、立下りエッジ間隔カウント部41から与えられる立下り周期を、時系列に従って記憶する。
第1比較部43は、第1比較手段であって、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と立下りエッジ間隔履歴部42に記憶される最新の立下り周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。第2比較部44は、第2比較手段であって、立下りエッジ間隔カウント部41によって計時される立下り計時時間と立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、パルス信号36の立下りエッジを検出してからパルス信号36の立上りエッジを検出するまで、第1比較部43の比較結果に基づいて、立上り計時時間または立下り周期のいずれか長い方の値を出力する。またCPU30は、パルス信号36の立上りエッジを検出してからパルス信号36の立下りエッジを検出するまで、第2比較部44の比較結果に基づいて、立下り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を出力する。
次に、エンコーダ信号制御部25aの動作についてフローチャートを用いて説明する。図9は、エンコーダ信号制御部25aのCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図10は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図10に示すタイミングチャートは、図9に示すCPU30の動作に関連している。
ステップb1では、現在時刻が、立下りエッジを検出してから立上りエッジを検出するまでの第1経過期間であるか否かを判断し、第1経過期間である場合、ステップb2に移り、第1経過期間でない場合、ステップb5に移る。
ステップb2では、第1経過期間であるので、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間と、立下りエッジ間隔履歴部42に記憶される最新の立下り周期との時間の長さを比較し、立上り計時時間が立下り周期より短い場合、ステップb3に移り、短くない場合、ステップb4に移る。
ステップb3では、立下りエッジ間隔履歴部42に記憶される最新の立下り周期を出力し、本フローを終了する。ステップb4では、立上りエッジ間隔カウント部38によって計時される立上り計時時間を出力し、本フローを終了する。
ステップb5では、現在時刻が、第1経過期間なく、パルス信号36の立上りエッジを検出してからパルス信号36の立下りエッジを検出するまでの第2経過期間であるので、立下りエッジ間隔カウント部41によって計時される立下り計時時間と、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較し、立下り計時時間が立上り周期より短い場合、ステップb6に移り、短くない場合、ステップb7に移る。
ステップb6では、立上りエッジ間隔履歴部39に記憶される最新の立上り周期を出力し、本フローを終了する。ステップb7では、立下りエッジ間隔カウント部41によって計時される立下り計時時間を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図10を参照して説明すると、パルス信号36は、時刻t31にて立上りエッジが検出され、時刻t31から立上り周期a経過後に、時刻t33にて再び立上りエッジが検出される。パルス信号36が時刻t32にて立下りエッジが検出され、時刻t32から立下り周期b経過後に、時刻t35にて再び立下りエッジが検出される。
時刻t33から時刻t35までは、第2経過期間であり、時刻t33から時刻t34までは、時刻t32から計時が開始される立下り計時時間b'が立上り周期aより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立上り周期、つまり最新の立上り周期である立上り周期aを出力する。また時刻t34から次の立下りエッジが検出される時刻t35までは、時刻t32からの立下り計時時間b'の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立下り計時時間b’を出力する。
時刻t35から時刻t38までは、第1経過期間であり、時刻t35から時刻t36までは、時刻t33から計時が開始される立上り計時時間c'が1つ前の立下り周期bより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の周期である立下り周期bを出力する。また時刻t36から次の立上りエッジが検出される時刻t38までは、時刻t33からの立上り計時時間c'の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立上り計時時間c’を出力する。
同様に、時刻t38から時刻t310までは、第2経過期間であり、時刻t38から時刻t39までは、時刻t35から計時が開始される立下り計時時間d’が立上り周期cより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立上り周期cを出力する。また時刻t39から次の立下りエッジが検出される時刻t310までは、時刻t35からの立下り計時時間d’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立下り計時時間d’を出力する。
同様に、時刻t310から時刻t312までは、第1経過期間であり、時刻t310から時刻t311までは、時刻t38から計時が開始される立上り計時時間e’が1つ前の立下り周期dより短いので、CPU30は速度情報として1つ前の立下り周期dを出力する。また時刻t311から次の立上りエッジが検出される時刻t312までは、時刻t38からの立上り計時時間e’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として立上り計時時間e’を出力する。したがってサーボ周期が時刻t36と時刻t38との間の時刻t37である場合、図10に示すように、速度情報は立上り計時時間c’である。
以上説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25aでは、パルス信号36の立上りエッジと立下りエッジとの両方が個別に検出され、パルス信号36の立下りエッジを検出してからパルス信号36の立上りエッジを検出するまでの第1経過期間では、第1比較部43の比較結果に基づいて、立上り計時時間または立下り周期のいずれか長い方の値を出力し、パルス信号36の立上りエッジを検出してからパルス信号36の立下りエッジを検出するまでの第2経過期間では、第2比較部44の比較結果に基づいて、立下り計時時間または立上り周期のいずれか長い方の値を出力する。したがって比較する間隔が、立上りエッジ間または立下りエッジ間を比較するよりも、細かくなるので、高精度にパルス信号36の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号36の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
また本実施の形態では、CPU30は、第1比較部43の比較結果、立上り計時時間が立下り周期より短くない場合、立上り計時時間を出力しているが、これに限ることはなく、立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力するように構成してもよい。同様に、CPU30は、第2比較部44の比較結果、立下り計時時間が立上り周期より短くない場合、立下り計時時間を出力しているが、これに限ることはなく、立下り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力するように構成してもよい。これによって前述した付加期間に関する効果を達成することができる。
次に、本発明の第3の実施の形態のサーボ制御システム20bに関して説明する。図11は、本発明の第3の実施の形態のサーボ制御システム20bの電気的構成を示すブロック図である。図11では、エンコーダ信号制御部25bの主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図11に示すエンコーダ信号制御部25bは、パルス信号36の立上りエッジおよび立下りエッジの両方のエッジを検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25bは、前述の第1の実施の形態のエンコーダ信号制御25と類似しており、第1の実施の形態のエンコーダ信号制御部25に、両エッジ検出部4545、エッジ間隔カウント部46およびエッジ間隔履歴部47を含んで構成される。
両エッジ検出部45は、エンコーダ24から与えられるパルス信号36のエッジを検出する。エッジ間隔カウント部46は、両エッジ検出部45によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。
エッジ間隔カウント部46は、計時したエッジ計時時間を、比較部29に与える。またエッジ間隔カウント部46は、両エッジ検出部45によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとのエッジ周期を演算し、演算されたエッジ周期をエッジ間隔履歴部47に与える。
エッジ間隔履歴部47は、エッジ間隔カウント部46から与えられるエッジ周期を、時系列に従って記憶する。
比較部29は、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間とエッジ間隔履歴部47に記憶される2つ前のエッジ周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、比較部29の比較結果に基づいて、エッジ計時時間または2つ前のエッジ周期のいずれか長い方の値に、1つ前のエッジ周期を加算した値を出力する。
次に、エンコーダ信号制御部25bの動作についてフローチャートを用いて説明する。図12は、エンコーダ信号制御部25bのCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図13は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図13に示すタイミングチャートは、図12に示すCPU30の動作に関連している。
ステップc1では、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される2つ前のエッジ周期との時間の長さを比較し、エッジ計時時間がエッジ周期より短い場合、ステップc2に移り、短くない場合、ステップc3に移る。
ステップc2では、エッジ間隔履歴部47に記憶される2つ前のエッジ周期に、1つ前のエッジ周期を加算した値を出力し、本フローを終了する。ステップc3では、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間に1つ前のエッジ周期を加算した値を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図13を参照して説明すると、パルス信号36が時刻t41にてエッジが検出され、時刻t41からエッジ周期a経過後に、時刻t42にて再びエッジが検出される。また時刻t42からエッジ周期b経過後に、時刻t43にて再びエッジが検出される。
時刻t43から2つ前のエッジ周期aが経過する時刻t44までは、時刻t43から計時が開始されるエッジ計時時間c'が2つ前のエッジ周期aより短いので、CPU30は速度情報として2つ前のエッジ周期aに1つ前のエッジ周期bを加算した値♯1を出力する。また時刻t44から次のエッジが検出される時刻t45までは、時刻t44からエッジ計時時間c'の方が長くなるので、CPU30は速度情報としてエッジ計時時間c'に1つ前のエッジ周期bを加算した値♯2を出力する。
同様に、時刻t45から2つ前のエッジ周期であるエッジ周期bが経過する時刻t46までは、時刻t45から計時が開始されるエッジ計時時間d'が2つ前のエッジ周期bより短いので、CPU30は速度情報として2つ前のエッジ周期bに1つ前のエッジ周期cを加算した値♯3を出力する。また時刻t46から次のエッジが検出される時刻t48までは、時刻t46からエッジ計時時間d'の方が長くなるので、CPU30は速度情報としてエッジ計時時間d'に1つ前のエッジ周期cを加算した値♯4を出力する。
同様の処理が繰返され、CPU30は、時刻t48から時刻t49までは、速度情報として2つ前のエッジ周期cに1つ前のエッジ周期dを加算した値♯5を出力し、時刻t49から時刻t410までは、速度情報としてエッジ計時時間e'に1つ前のエッジ周期dを加算した値♯6を出力する。またCPU30は、時刻t410から時刻t411までは、速度情報として2つ前のエッジ周期dに1つ前のエッジ周期eを加算した値♯7を出力し、時刻t411から時刻t412までは、速度情報としてエッジ計時時間f'に1つ前のエッジ周期eを加算した値♯8を出力する。したがってサーボ周期が時刻t46と時刻t48との間の時刻t47である場合、図13に示すように、速度情報は値♯4である。
以上説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25bでは、パルス信号36の両方のエッジが検出されるので、比較する間隔が、立上りエッジ間または立下りエッジ間を比較するよりも、細かくなるので、高精度にパルス信号36の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号36の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
また本実施の形態では、CPU30は、比較部29の比較結果、エッジ計時時間が2つ前のエッジ周期より短くない場合、エッジ計時時間に1つ前のエッジ周期を加算した値を出力しているが、これに限ることはなく、さらに予め定める付加時間を付加した値を出力するように構成してもよい。これによって前述した付加期間に関する効果を達成することができる。
次に、本発明の第4の実施の形態のサーボ制御システム20cに関して説明する。図14は、本発明の第4の実施の形態のサーボ制御システム20cの電気的構成を示すブロック図である。図14では、エンコーダ信号制御部25cの主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図14に示すエンコーダ信号制御部25cは、第1パルス信号36と、第1パルス信号36から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号48の立上りエッジおよび立下りエッジの両方のエッジをそれぞれ検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25cは、前述の第1〜第3の実施の形態と類似しており、第1パルス信号36に関する処理を行うA相処理部、第2パルス信号48に関する処理を行うB相処理部、第1〜第4比較部43,44,49,50、CPU30および速度情報記憶部31を含んで構成される。
第2パルス信号48は、第1パルス信号36に基づいて、第1パルス信号36から電気角で88度以上92度以下、好ましくは90度位相がずれた波形を有する。換言すると、第2パルス信号48は、第1パルス信号36から半周期位相がずれた波形を有する。
A相処理部は、A相立上りエッジ検出部51、A相立下りエッジ検出部54、A相立上りエッジ間隔カウント部52、A相立下りエッジ間隔カウント部55、A相立上りエッジ間隔履歴部53およびA相立下りエッジ間隔履歴部56を含む。
A相立上りエッジ検出部51は、エッジ検出手段であって、第1パルス信号36の立上りエッジを検出する。A相立下りエッジ検出部54は、エッジ検出手段であって、第1パルス信号36の立下りエッジを検出する。
A相立上りエッジ間隔カウント部52は、第1立上り計時手段であって、A相立上りエッジ検出部51によって第1パルス信号36の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。A相立上りエッジ間隔カウント部52は、計時した第1立上り計時時間であるA相立上り計時時間を、第1比較部43に与える。またA相立上りエッジ間隔カウント部52は、第1立上り演算手段であって、A相立上りエッジ検出部51によって第1パルス信号36の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号36の立上りエッジとの第1立上り周期であるA相立上り周期を演算し、演算されたA相立上り周期をA相立上りエッジ間隔履歴部53に与える。
A相立下りエッジ間隔カウント部55は、第1立下り計時手段であって、A相立下りエッジ検出部54によって第1パルス信号36の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。A相立下りエッジ間隔カウント部55は、計時した第1立下り計時時間であるA相立下り計時時間を、第2比較部44に与える。またA相立下りエッジ間隔カウント部55は、第1立下り演算手段であって、A相立下りエッジ検出部54によって第1パルス信号36の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号36の立下りエッジとの第1立下り周期であるA相立下り周期を演算し、演算されたA相立下り周期をA相立下りエッジ間隔履歴部56に与える。
A相立上りエッジ間隔履歴部53は、第1立上り記憶手段であって、A相立上りエッジ間隔カウント部52から与えられるA相立上り周期を、時系列に従って記憶する。A相立下りエッジ間隔履歴部56は、第1立下り記憶手段であって。A相立下りエッジ間隔カウント部55から与えられるA相立下り周期を、時系列に従って記憶する。
B相処理部は、B相立上りエッジ検出部57、B相立下りエッジ検出部60、B相立上りエッジ間隔カウント部58、B相立下りエッジ間隔カウント部61、B相立上りエッジ間隔履歴部59およびB相立下りエッジ間隔履歴部62を含む。
B相立上りエッジ検出部57は、エッジ検出手段であって、第2パルス信号48の立上りエッジを検出する。B相立下りエッジ検出部60は、エッジ検出手段であって、第2パルス信号48の立下りエッジを検出する。
B相立上りエッジ間隔カウント部58は、第2立上り計時手段であって、B相立上りエッジ検出部57によって第2パルス信号48の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。B相立上りエッジ間隔カウント部58は、計時した第2立上り計時時間であるB相立上り計時時間を、第3比較部49に与える。またB相立上りエッジ間隔カウント部58は、第2立上り演算手段であって、B相立上りエッジ検出部57によって第2パルス信号48の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号48の立上りエッジとの第2立上り周期であるB相立上り周期を演算し、演算されたB相立上り周期をB相立上りエッジ間隔履歴部59に与える。
B相立下りエッジ間隔カウント部61は、第2立下り計時手段であって、B相立下りエッジ検出部60によって第2パルス信号48の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。B相立下りエッジ間隔カウント部61は、計時した第2立下り計時時間であるB相立下り計時時間を、第4比較部50に与える。またB相立下りエッジ間隔カウント部61は、第2立下り演算手段であって、B相立下りエッジ検出部60によって第2パルス信号48の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号48の立下りエッジとの第2立下り周期であるB相立下り周期を演算し、演算されたB相立下り周期をB相立下りエッジ間隔履歴部62に与える。
B相立上りエッジ間隔履歴部59は、第2立上り記憶手段であって、B相立上りエッジ間隔カウント部58から与えられるB相立上り周期を、時系列に従って記憶する。B相立下りエッジ間隔履歴部62は、第2立下り記憶手段であって。B相立下りエッジ間隔カウント部61から与えられるB相立下り周期を、時系列に従って記憶する。
第1比較部43は、第1比較手段であって、A相立上りエッジ間隔カウント部52によって計時されるA相立上り計時時間と、B相立下りエッジ間隔履歴部62に記憶される最新のB相立下り周期とを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
第2比較部44は、第2比較手段であって、A相立下りエッジ間隔カウント部55によって計時されるA相立下り計時時間と、B相立上りエッジ間隔履歴部59に記憶される最新のB相立上り周期とを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
第3比較部49は、第3比較手段であって、B相立上りエッジ間隔カウント部58によって計時されるB相立上り計時時間と、A相立上りエッジ間隔履歴部53に記憶される最新のA相立上り周期とを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
第4比較部50は、第4比較手段であって、B相立下りエッジ間隔カウント部61によって計時されるB相立下り計時時間と、A相立下りエッジ間隔履歴部56に記憶される最新のA相立下り周期とを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、第2パルス信号48の立下りエッジを検出してから第1パルス信号36の立上りエッジを検出するまでの第1比較期間、第1比較部43の比較結果に基づいて、A相立上り計時時間またはB相立下り周期のいずれか長い方の値を出力する。
またCPU30は、第2パルス信号48の立上りエッジを検出してから第1パルス信号36の立下りエッジを検出するまでの第2比較期間、第2比較部44の比較結果に基づいて、A相立下り計時時間またはB相立上り周期のいずれか長い方の値を出力する。
またCPU30は、第1パルス信号36の立上りエッジを検出してから第2パルス信号48の立上りエッジを検出するまでの第3比較期間、第3比較部49の比較結果に基づいて、B相立上り計時時間またはA相立上り周期のいずれか長い方の値を出力する。
またCPU30は、第1パルス信号36の立下りエッジを検出してから第2パルス信号48の立下りエッジを検出するまでの第4比較期間、第4比較部50の比較結果に基づいて、B相立下り計時時間またはA相立下り周期のいずれか長い方の値を出力する。速度情報記憶部31は、CPU30から与えられる速度情報を時系列的に記憶する。
次に、エンコーダ信号制御部25cの動作についてフローチャートを用いて説明する。各フローチャートの動作は、エンコーダ信号制御部25cのCPU30によって行われる。図15は、エンコーダ信号制御部25cのCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図16は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図16に示すタイミングチャートは、図15に示すCPU30の動作に関連している。
ステップd1では、現在時刻が、第2パルス信号48の立下りエッジを検出してから第1パルス信号36の立上りエッジを検出するまでの第1比較期間であるか否かを判断し、第1比較期間である場合、ステップd2に移り、第1比較期間でない場合、ステップd5に移る。
ステップd2では、第1比較期間であるので、A相立上りエッジ間隔カウント部52によって計時されるA相立上り計時時間と、B相立下りエッジ間隔履歴部62に記憶される最新のB相立下り周期との時間の長さを比較し、A相立上り計時時間がB相立下り周期より短い場合、ステップd3に移り、短くない場合、ステップd4に移る。
ステップd3では、B相立下りエッジ間隔履歴部62に記憶される最新のB相立下り周期を出力し、本フローを終了する。ステップd4では、A相立上りエッジ間隔カウント部52によって計時されるA相立上り計時時間を出力し、本フローを終了する。
ステップd5では、現在時刻が、第2パルス信号48の立上りエッジを検出してから第1パルス信号36の立下りエッジを検出するまでの第2比較期間であるか否かを判断し、第2比較期間である場合、ステップd6に移り、第2比較期間でない場合、ステップd9に移る。
ステップd6では、第2比較期間であるので、A相立下りエッジ間隔カウント部55によって計時されるA相立下り計時時間と、B相立上りエッジ間隔履歴部59に記憶される最新のB相立上り周期との時間の長さを比較し、A相立下り計時時間がB相立上り周期より短い場合、ステップd7に移り、短くない場合、ステップd8に移る。
ステップd7では、B相立上りエッジ間隔履歴部59に記憶される最新のB相立上り周期を出力し、本フローを終了する。ステップd8では、A相立下りエッジ間隔カウント部55によって計時されるA相立下り計時時間を出力し、本フローを終了する。
ステップd9では、現在時刻が、第1パルス信号36の立上りエッジを検出してから第2パルス信号48の立上りエッジを検出するまでの第3比較期間であるか否かを判断し、第3比較期間である場合、ステップd10に移り、第3比較期間でない場合、ステップd13に移る。
ステップd10では、第3比較期間であるので、B相立上りエッジ間隔カウント部58によって計時されるB相立上り計時時間と、A相立上りエッジ間隔履歴部53に記憶される最新のA相立上り周期との時間の長さを比較し、B相立上り計時時間がA相立上り周期より短い場合、ステップd11に移り、短くない場合、ステップd12に移る。
ステップd11では、A相立上りエッジ間隔履歴部53に記憶される最新のA相立上り周期を出力し、本フローを終了する。ステップd12では、B相立上りエッジ間隔カウント部58によって計時されるB相立上り計時時間を出力し、本フローを終了する。
ステップd13では、第1から第3比較期間ではなく、第1パルス信号36の立下りエッジを検出してから第2パルス信号48の立下りエッジを検出するまでの第4比較期間であるので、B相立下りエッジ間隔カウント部61によって計時されるB相立下り計時時間と、A相立下りエッジ間隔履歴部56に記憶される最新のA相立下り周期との時間の長さを比較し、B相立上り計時時間がA相立下り周期より短い場合、ステップd14に移り、短くない場合、ステップd15に移る。
ステップd14では、A相立下りエッジ間隔履歴部56に記憶される最新のA相立下り周期を出力し、本フローを終了する。ステップd15では、B相立下りエッジ間隔カウント部61によって計時されるB相立下り計時時間を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図16を参照して説明すると、第1パルス信号36は、時刻t51にてA相立上りエッジが検出され、時刻t51からA相立上り周期a経過後に、時刻t55にて再びA相立上りエッジが検出される。また第2パルス信号48は、時刻t52にてB相立上りエッジが検出され、時刻t52からB相立上り周期b経過後に、時刻t57にて再びB相立上りエッジが検出される。
また第1パルス信号36は、時刻t53にてA相立下りエッジが検出され、時刻t53からA相立下り周期c経過後に、時刻t59にて再びA相立下りエッジが検出される。また第2パルス信号48は、時刻t54にてB相立下りエッジが検出され、時刻t54からB相立下り周期d経過後に、時刻t511にて再びB相立下りエッジが検出される。
時刻t55から時刻t57までは、第3比較期間であり、時刻t55から時刻t56までは、時刻t53から計時が開始されるB相立下り計時時間b’がA相立上り周期aより短いので、CPU30は速度情報として最新のA相立上り周期aを出力する。また時刻t56から次のB相立上りエッジが検出される時刻t57までは、時刻t56からのB相立上り計時時間b’の方が長くなるので、CPU30は速度情報としてB相立上り計時時間b’を出力する。
時刻t57から時刻t59までは、第2比較期間であるので、時刻t57から時刻t58までは、時刻t54から計時が開始されるA相立下り計時時間c’が最新のB相立上り周期bより短いので、CPU30は速度情報として最新のB相立上り周期bを出力する。また時刻t58から次のA相立下りエッジが検出される時刻t59までは、時刻t58からのA相立下り計時時間c’の方が長くなるので、CPU30は速度情報としてA相立下り計時時間c’を出力する。
時刻t59から時刻t511までは、第4比較期間であり、時刻t59から時刻t510までは、時刻t55から計時が開始されるB相立下り計時時間d’がA相立下り周期cより短いので、CPU30は速度情報として最新のA相立下り周期cを出力する。また時刻t510から次のB相立下りエッジが検出される時刻t511までは、時刻t510からのB相立下り計時時間d’の方が長くなるので、CPU30は速度情報としてB相立下り計時時間d’を出力する。
時刻t511から時刻t513までは、第1比較期間であり、時刻t511から時刻t512までは、時刻t57から計時が開始されるA相立上り計時時間e’がB相立下り周期dより短いので、CPU30は速度情報として最新のB相立下り周期dを出力する。また時刻t512から次のA相立上りエッジが検出される時刻t513までは、時刻t57からのA相立上り計時時間e’の方が長くなるので、CPU30は速度情報としてA相立上り計時時間e’を出力する。
以下、同様の処理が繰返され、時刻t513から時刻t515までは、第3比較期間であり、時刻t513から時刻t514までは、CPU30は速度情報として最新のA相立上り周期eを出力する。また時刻t514から時刻t515までは、CPU30は速度情報としてB相立上り計時時間f’を出力する。
また時刻t515から時刻t518までは、第2比較期間であるので、前述と同様の処理がされ、時刻t515から時刻t517までは、CPU30は速度情報として最新のB相立上り周期fを出力する。また時刻t517から時刻t518までは、CPU30は速度情報としてA相立下り計時時間g’を出力する。したがってサーボ周期が時刻t515と時刻t517との間の時刻t516である場合、図16に示すように、速度情報はB相立上り周期fである。
以上説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25cでは、A相の第1パルス信号36と、B相の第2パルス信号48との、立上りエッジと立下りエッジとがそれぞれ個別に検出される。第1〜第4比較部43,44,49,50は、それぞれ第1パルス信号36および第2パルス信号48の周期と、各パルス信号36のエッジの計時時間とを比較し、CPU30は、比較結果に基づいて、いずれか長い方の値を出力する。したがって前述のように位相が異なる2つのパルス信号36,48を用いることによって、パルス信号36が1つの場合よりも、比較する間隔が、より細かくなるので、高精度にパルス信号36の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力されたパルス信号36の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
また本実施の形態では、CPU30は、第1〜第4比較部43,44,49,50の比較結果、第1および第2パルス信号36,48の各計時時間を出力する場合、計時時間の値のまま出力しているが、これに限ることはなく、各計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力するように構成してもよい。これによって前述した付加期間に関する効果を達成することができる。
次に、本発明の第5の実施の形態のサーボ制御システム20dに関して説明する。図17は、本発明の第5の実施の形態のサーボ制御システム20dの電気的構成を示すブロック図である。図17では、エンコーダ信号制御部25dの主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図17に示すエンコーダ信号制御部25dは、第1パルス信号36および第2パルス信号48の立上りエッジおよび立下りエッジの両方のエッジを検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25dは、前述の第3の実施の形態と類似しており、第3の実施の形態のエンコーダ信号制御部25bに、A相B相両エッジ検出部63を含んで構成される。
A相B相両エッジ検出部63は、エッジ検出手段であって、エンコーダ24から与えられる第1パルス信号36および第2パルス信号48のエッジをそれぞれ検出する。エッジ間隔カウント部46は、第1および第2立上り計時手段および第1および第2立下り計時手段としての機能を有し、A相B相両エッジ検出部63によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する。
エッジ間隔カウント部46は、計時したエッジ計時時間を、比較部29に与える。またエッジ間隔カウント部46は、第1〜第4演算手段としての機能を有し、A相B相両エッジ検出部63によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとのエッジ周期を演算し、演算されたエッジ周期をエッジ間隔履歴部47に与える。
エッジ間隔履歴部47は、第1〜第4記憶手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46から与えられるエッジ周期を、時系列に従って記憶する。
比較部29は、第1〜第4比較手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間とエッジ間隔履歴部47に記憶される4つ前のエッジ周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、比較部29の比較結果に基づいて、エッジ計時時間または4つ前のエッジ周期のいずれか長い方の値に、最新のエッジ周期と、2つ前のエッジ周期と、3つ前のエッジ周期とを加算した値を出力する。
次に、エンコーダ信号制御部25dの動作についてフローチャートを用いて説明する。図18は、エンコーダ信号制御部25dのCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図19は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図19に示すタイミングチャートは、図18に示すCPU30の動作に関連している。
ステップe1では、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される4つ前のエッジ周期との時間の長さを比較し、エッジ計時時間が前記エッジ周期より短い場合、ステップe2に移り、短くない場合、ステップe3に移る。
ステップe2では、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新のエッジ周期から4つ前までのエッジ周期を合計した周期合計期間を出力し、本フローを終了する。ステップe3では、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間に最新のエッジ周期から3つ前のエッジ周期までを合計した部分合計周期を加算した値を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図19を参照して説明すると、第1パルス信号36が時刻t61にて立上りエッジが検出され、時刻t61からエッジ周期a経過後に、時刻t62にて第2パルス信号48の立上りエッジが検出される。また時刻t62からエッジ周期b経過後に、時刻t63にてA相立下りエッジが検出される。また時刻t63からエッジ周期c経過後に、時刻t64にてB相立下りエッジが検出される。また時刻t64からエッジ周期d経過後に、時刻t65にてA相立上りエッジが検出される。
時刻t65から4つ前のエッジ周期aが経過する時刻t66までは、時刻t65から計時が開始されるエッジ計時時間e’が4つ前のエッジ周期aより短いので、CPU30は速度情報として4つ前のエッジ周期aと、3つ前のエッジ周期bと、2つ前のエッジ周期cと1つ前のエッジ周期である最新のエッジ周期dとを合計した周期合計期間♯1を出力する。また時刻t66から次のエッジが検出される時刻t67までは、時刻t66からエッジ計時時間e’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として3つ前のエッジ周期bと、2つ前のエッジ周期cと最新のエッジ周期dまでを合計した部分合計周期にエッジ計時時間e’を加算した値♯2を出力する。
同様に、時刻t67から4つ前のエッジ周期bが経過する時刻t68までは、時刻t67から計時が開始されるエッジ計時時間f’が4つ前のエッジ周期bより短いので、CPU30は速度情報として周期合計期間♯3(b+c+d+e)を出力する。また時刻t68から次のエッジが検出される時刻t69までは、時刻t68からエッジ計時時間f’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として部分合計周期(c+d+e)にエッジ計時時間f’を加算した値♯4(c+d+e+f’)を出力する。
同様の処理が繰返され、時刻t69から時刻t610までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯5(c+d+e+f)を出力する。また時刻t610から時刻t611までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(d+e+f)にエッジ計時時間g’を加算した値♯6(d+e+f+g’)を出力する。時刻t611から時刻t612までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯7(d+e+f+g)を出力する。また時刻t612から時刻t613までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(e+f+g)にエッジ計時時間h’を加算した値♯8(e+f+g+h’)を出力する。
時刻t613から時刻t614までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯9(e+f+g+h)を出力する。また時刻t614から時刻t615までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(f+g+h)にエッジ計時時間i’を加算した値♯10(f+g+h+i’)を出力する。時刻t615から時刻t617までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯11(f+g+h+i)を出力する。また時刻t617から時刻t618までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(g+h+i)にエッジ計時時間j’を加算した値♯12(g+h+i+j’)を出力する。したがってサーボ周期が時刻t615と時刻t617との間の時刻t616である場合、図19に示すように、速度情報は周期合計期間♯11(f+g+h+i)である。
このような前述の処理は、以下の4つの処理に分けることができる。ここでA相立上りエッジから1つ後のB相立上りエッジまでの周期を第1周期とし、B相立上りエッジから1つ後のA相立下りエッジまでの周期を第2周期とし、A相立下りエッジから1つ後のB相立下りエッジまでの周期を第3周期とし、B相立下りエッジから1つ後のB相立上りエッジまでの周期を第4周期とする。またそれぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期と第4周期との合計期間を、周期合計期間とする。
比較部29は、第1比較手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46によって計時されるA相立上り計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新の第1周期とを比較する。
CPU30は、B相立下りエッジを検出してからA相立上りエッジを検出するまで、A相立上り計時時間が最新の第1周期より短い場合、周期合計期間を出力し、A相立上り計時時間が最新の第1周期より短くない場合、A相立上り計時時間と、それぞれ最新の第2周期と第3周期と第4周期との合計の第1合計期間を出力する。
また比較部29は、第2比較手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46によって計時されるA相立下り計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新の第2周期とを比較する。
CPU30は、B相立上りエッジを検出してからA相立下りエッジを検出するまで、B相立上り計時時間が最新の第2周期より短い場合、周期合計期間を出力し、B相立上り計時時間が最新の第2周期より短くない場合、B相立上り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第3周期と第4周期との合計の第2合計期間を出力する。
また比較部29は、第3比較手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46によってB相立上り計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新の第3周期とを比較する。
CPU30は、A相立下りエッジを検出してからB相立上りエッジを検出するまで、A相立下り計時時間が最新の第3周期より短い場合、周期合計期間を出力し、A相立下り計時時間が最新の第3周期より短くない場合、A相立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第4周期との合計の第3合計期間を出力する。
また比較部29は、第4比較手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46によって計時されるB相立下り計時時間と、エッジ間隔カウント部46によって記憶される最新の第4周期とを比較する。
またCPU30は、A相立下りエッジを検出してからB相立下りエッジを検出するまで、B相立下り計時時間が最新の第4周期より短い場合、周期合計期間を出力し、B相立下り計時時間が最新の第4周期より短くない場合、B相立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期との合計の第4合計期間を出力する。
以上説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25dでは、第1パルス信号36と第2パルス信号48との、立上りエッジと立下りエッジとがそれぞれ個別に検出される。CPU30は、各計時時間が、各最新の周期より短い場合、周期合計期間を出力し、各計時時間が最新の周期より短くない場合、各計時時間と、残余の周期との合計である第1〜第4合計期間をそれぞれ出力する。したがって位相が異なる2つのパルス信号36,48を用いることによって、パルス信号36が1つの場合よりも、比較する間隔が、より細かくなるので、高精度に第1パルス信号36の周期を予測してリアルタイムに近似することができる。これによって高精度に出力された第1パルス信号36の周期に基づいて、被駆動体の速度を高精度に算出することができる。したがって被駆動体の速度の検出精度を高めることができ、駆動手段を安定して制御することができる。
次に、本発明の第6の実施の形態のサーボ制御システム20dに関して説明する。本実施の形態のサーボ制御システム20dは、前述の第5の実施の形態のサーボ制御システム20dと構成が類似しており、エンコーダ信号制御部25dの動作が異なるので、エンコーダ信号制御部25dの動作に関して説明する。
比較部29は、第1〜第4比較手段としての機能を有し、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間とエッジ間隔履歴部47に記憶される最新のエッジ周期との時間の長さを比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、比較部29の比較結果に基づいて、エッジ計時時間または最新のエッジ周期のいずれか長い方の値に、2つ前のエッジ周期と、3つ前のエッジ周期と、4つ前のエッジ周期とを加算した値を出力する。
次に、エンコーダ信号制御部25dの動作についてフローチャートを用いて説明する。図20は、エンコーダ信号制御部25dのCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図21は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図21に示すタイミングチャートは、図20に示すCPU30の動作に関連している。
ステップf1では、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新のエッジ周期との時間の長さを比較し、エッジ計時時間が前記エッジ周期より短い場合、ステップf2に移り、短くない場合、ステップf3に移る。
ステップf2では、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新のエッジ周期から4つ前までのエッジ周期を合計した周期合計期間を出力し、本フローを終了する。ステップf3では、エッジ間隔カウント部46によって計時されるエッジ計時時間に最新のエッジ周期から3つ前のエッジ周期までを合計した部分合計周期を加算した値を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図21を参照して説明すると、第1パルス信号36が時刻t71にて立上りエッジが検出され、時刻t71からエッジ周期a経過後に、時刻t72にて第2パルス信号48の立上りエッジが検出される。また時刻t72からエッジ周期b経過後に、時刻t73にてA相立下りエッジが検出される。また時刻t73からエッジ周期c経過後に、時刻t74にてB相立下りエッジが検出される。また時刻t74からエッジ周期d経過後に、時刻t75にてA相立上りエッジが検出される。
時刻t75から最新のエッジ周期dが経過する時刻t76までは、時刻t75から計時が開始されるエッジ計時時間e’が最新のエッジ周期dより短いので、CPU30は速度情報として4つ前のエッジ周期aと、3つ前のエッジ周期bと、2つ前のエッジ周期cと1つ前のエッジ周期dとを合計した周期合計期間♯1を出力する。また時刻t76から次のエッジが検出される時刻t77までは、時刻t76からエッジ計時時間e’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として3つ前のエッジ周期bと、2つ前のエッジ周期cと最新のエッジ周期dまでを合計した部分合計周期にエッジ計時時間e’を加算した値♯2を出力する。
同様に、時刻t77から最新のエッジ周期eが経過する時刻t78までは、時刻t77から計時が開始されるエッジ計時時間f’が最新のエッジ周期eより短いので、CPU30は速度情報として周期合計期間♯3(b+c+d+e)を出力する。また時刻t78から次のエッジが検出される時刻t79までは、時刻t78からエッジ計時時間f’の方が長くなるので、CPU30は速度情報として部分合計周期(c+d+e)にエッジ計時時間f’を加算した値♯4(c+d+e+f’)を出力する。
同様の処理が繰返され、時刻t79から時刻t710までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯5(c+d+e+f)を出力する。また時刻t710から時刻t711までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(d+e+f)にエッジ計時時間g’を加算した値♯6(d+e+f+g’)を出力する。時刻t711から時刻t712までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯7(d+e+f+g)を出力する。また時刻t712から時刻t713までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(e+f+g)にエッジ計時時間h’を加算した値♯8(e+f+g+h’)を出力する。
時刻t713から時刻t714までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯9(e+f+g+h)を出力する。また時刻t714から時刻t715までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(f+g+h)にエッジ計時時間i’を加算した値♯10(f+g+h+i’)を出力する。時刻t715から時刻t717までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯11(f+g+h+i)を出力する。また時刻t717から時刻t718までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(g+h+i)にエッジ計時時間j’を加算した値♯12(g+h+i+j’)を出力する。したがってサーボ周期が時刻t715と時刻t717との間の時刻t716である場合、図21に示すように、速度情報は周期合計期間♯11(f+g+h+i)である。
以上、説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25dでは、比較部29は、エッジ間隔カウント部46によって計時される計時時間と、エッジ間隔履歴部47に記憶される最新の周期とを比較する。このような構成であっても、前述と同様の効果を達成することができる。
次に、本発明の第7の実施の形態のサーボ制御システム20eに関して説明する。図22は、本発明の第7の実施の形態のサーボ制御システム20eの電気的構成を示すブロック図である。図22では、エンコーダ信号制御部25eの主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図22に示すエンコーダ信号制御部25eは、第1パルス信号36および第2パルス信号48の立上りエッジおよび立下りエッジの両方のエッジを検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25eは、前述の第4の実施の形態および第6の実施の形態のエンコーダ信号制御部25c,25dと類似しており、エンコーダ信号制御部25eの動作が異なるので、エンコーダ信号制御部25eの動作に関して説明する。
A相立上りエッジ間隔カウント部52は、計時したA相立上り計時時間を、第1比較部43に与える。またA相立上りエッジ間隔カウント部52は、第4演算手段であって、A相立上りエッジ検出部51によって第1パルス信号36の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号48の立下りエッジとの第4周期を演算し、演算された第4周期をA相立上りエッジ間隔履歴部53に与える。
A相立下りエッジ間隔カウント部55は、計時したA相立下り計時時間を、第3比較部49に与える。またA相立下りエッジ間隔カウント部55は、第2演算手段であって、A相立下りエッジ検出部54によって第1パルス信号36の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号48の立上りエッジとの第2周期を演算し、演算された第2周期をA相立下りエッジ間隔履歴部56に与える。
A相立上りエッジ間隔履歴部53は、第4記憶手段であって、A相立上りエッジ間隔カウント部52から与えられる第4周期を、時系列に従って記憶する。A相立下りエッジ間隔履歴部56は、第2記憶手段であって。A相立下りエッジ間隔カウント部55から与えられる第2周期を、時系列に従って記憶する。
B相立上りエッジ間隔カウント部58は、計時したB相立上り計時時間を、第2比較部44に与える。またB相立上りエッジ間隔カウント部58は、第1演算手段であって、B相立上りエッジ検出部57によって第2パルス信号48の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号36の立上りエッジとの第1周期を演算し、演算された第1周期をB相立上りエッジ間隔履歴部59に与える。
B相立下りエッジ間隔カウント部61は、計時したB相立下り計時時間を、第4比較部50に与える。またB相立下りエッジ間隔カウント部61は、第3演算手段であって、B相立下りエッジ検出部60によって第2パルス信号48の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号36の立下りエッジとの第3周期を演算し、演算された第3周期をB相立下りエッジ間隔履歴部62に与える。
B相立上りエッジ間隔履歴部59は、第1記憶手段であって、B相立上りエッジ間隔カウント部58から与えられる第1周期を、時系列に従って記憶する。B相立下りエッジ間隔履歴部62は、第3記憶手段であって。B相立下りエッジ間隔カウント部61から与えられる第3周期を、時系列に従って記憶する。
第1比較部43は、第1比較手段であって、A相立上りエッジ間隔カウント部52によって計時されるA相立上り計時時間と、A相立上りエッジ間隔履歴部53に記憶される最新の第4周期とを比較する。
CPU30は、B相立下りエッジを検出してからA相立上りエッジを検出するまで、A相立上り計時時間が最新の第4周期より短い場合、周期合計期間を出力し、A相立上り計時時間が最新の第4周期より短くない場合、第1合計期間を出力する。
第2比較部44は、第2比較手段であって、B相立上りエッジ間隔カウント部58によって計時されるB相立上り計時時間と、B相立上りエッジ間隔履歴部59に記憶される最新の第1周期とを比較する。
CPU30は、B相立上りエッジを検出してからA相立下りエッジを検出するまで、A相立下り計時時間が最新の第1周期より短い場合、周期合計期間を出力し、A相立下り計時時間が最新の第1周期より短くない場合、第2合計期間を出力する。
第3比較部49は、第3比較手段であって、A相立下りエッジ間隔カウント部55によって計時されるA相立下り計時時間と、A相立下りエッジ間隔履歴部56に記憶される最新の第2周期とを比較する。
CPU30は、A相立上りエッジを検出してからB相立上りエッジを検出するまで、A相立下り計時時間が最新の第2周期より短い場合、周期合計期間を出力し、A相立下り計時時間が最新の第2周期より短くない場合、第3合計期間を出力する。
第4比較部50は、第4比較手段であって、B相立下りエッジ間隔カウント部61によって計時されるB相立下り計時時間と、最新の第3周期とを比較する。
CPU30は、A相立下りエッジを検出してからB相立下りエッジを検出するまで、B相立下り計時時間が最新の第3周期より短い場合、周期合計期間を出力し、B相立下り計時時間が最新の第3周期より短くない場合、第4合計期間を出力する。
したがって本実施の形態のエンコーダ信号制御部25eでは、前述の第6の実施の形態のエンコーダ信号制御部25dと同様の作用および効果を達成することができる。
次に、本発明の第8の実施の形態のサーボ制御システム20dに関して説明する。本実施の形態のサーボ制御システム20dは、前述の第5の実施の形態および第6の実施の形態のサーボ制御システム20dと類似しており、エンコーダ信号制御部25dの動作が異なるので、エンコーダ信号制御部25dの動作に関して説明する。
比較部29は、第1〜第4比較手段としての機能を有し、前記第1から第4合計期間と、前記周期合計期間との時間の長さをそれぞれ比較し、比較した結果をCPU30に与える。
CPU30は、第2パルス信号48の立下りエッジを検出してから第1パルス信号36の立上りエッジを検出するまでの第1比較期間、第1合計期間および周期合計期間のうちいずれか長い方の値を出力する。またCPU30は、第2パルス信号48の立上りエッジを検出してから第1パルス信号36の立下りエッジを検出するまでの第2比較期間、第2合計期間および周期合計期間のうちいずれか長い方の値を出力する。
またCPU30は、第1パルス信号36の立上りエッジを検出してから第2パルス信号48の立上りエッジを検出するまでの第3比較期間、第3合計期間および周期合計期間のうちいずれか長い方の値を出力する。またCPU30は、第1パルス信号36の立下りエッジを検出してから第2パルス信号48の立下りエッジを検出するまでの第4比較期間、第4合計期間および周期合計期間のうちいずれか長い方の値を出力する。
次に、エンコーダ信号制御部25dの動作についてフローチャートを用いて説明する。各フローチャートの動作は、エンコーダ信号制御部25eのCPU30によって行われる。図23は、エンコーダ信号制御部25dのCPU30による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。図24は、CPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。図24に示すタイミングチャートは、図23に示すCPU30の動作に関連している。
ステップg1では、現在時刻が、第2パルス信号48の立下りエッジを検出してから第1パルス信号36の立上りエッジを検出するまでの第1比較期間であるか否かを判断し、第1比較期間である場合、ステップg2に移り、第1比較期間でない場合、ステップg5に移る。
ステップg2では、第1比較期間であるので、第1合計期間と、周期合計期間との時間の長さを比較し、第1合計期間が周期合計期間より短い場合、ステップg3に移り、短くない場合、ステップg4に移る。
ステップg3では、周期合計期間を出力し、本フローを終了する。ステップg4では、第1合計期間を出力し、本フローを終了する。
ステップg5では、現在時刻が、第2パルス信号48の立上りエッジを検出してから第1パルス信号36の立下りエッジを検出するまでの第2比較期間であるか否かを判断し、第2比較期間である場合、ステップg6に移り、第2比較期間でない場合、ステップg9に移る。
ステップg6では、第2比較期間であるので、第2合計期間と、周期合計期間との時間の長さを比較し、第2合計期間が周期合計期間より短い場合、ステップg7に移り、短くない場合、ステップg8に移る。
ステップg7では、周期合計期間を出力し、本フローを終了する。ステップg8では、第2合計期間を出力し、本フローを終了する。
ステップg9では、現在時刻が、第1パルス信号36の立上りエッジを検出してから第2パルス信号48の立上りエッジを検出するまでの第3比較期間であるか否かを判断し、第3比較期間である場合、ステップg10に移り、第3比較期間でない場合、ステップg13に移る。
ステップg10では、第3比較期間であるので、第3合計期間と、周期合計期間との時間の長さを比較し、第3合計期間が周期合計期間より短い場合、ステップg11に移り、短くない場合、ステップg12に移る。
ステップg11では、周期合計期間を出力し、本フローを終了する。ステップg12では、第3合計期間を出力し、本フローを終了する。
ステップg13では、第1から第3比較期間ではなく、第1パルス信号36の立下りエッジを検出してから第2パルス信号48の立下りエッジを検出するまでの第4比較期間であるので、第4合計期間と、周期合計期間との時間の長さを比較し、第4合計期間が周期合計期間より短い場合、ステップg14に移り、短くない場合、ステップg15に移る。
ステップg14では、周期合計期間を出力し、本フローを終了する。ステップg15では、第4合計期間を出力し、本フローを終了する。
このような動作を、図24を参照して説明すると、第1パルス信号36が時刻t81にて立上りエッジが検出され、時刻t81からエッジ周期a経過後に、時刻t82にて第2パルス信号48の立上りエッジが検出される。また時刻t82からエッジ周期b経過後に、時刻t83にてA相立下りエッジが検出される。また時刻t83からエッジ周期c経過後に、時刻t84にてB相立下りエッジが検出される。また時刻t84からエッジ周期d経過後に、時刻t85にてA相立上りエッジが検出される。
時刻t85から時刻t87までは、第3比較期間であり、時刻t85から時刻t86までは、時刻t85から計時が開始されるエッジ計時時間e’と、部分合計周期(b+c+d)との合計である第3合計期間(b+c+d+e’)が、周期合計期間(a+b+c+d)より短いので、CPU30は速度情報として周期合計期間♯1(a+b+c+d)を出力する。また時刻t86から次のエッジが検出される時刻t87までは、第3合計期間(b+c+d+e’)の方が長くなるので、CPU30は速度情報として第3合計期間♯2(b+c+d+e’)を出力する。
時刻t87から時刻t89までは、第2比較期間であり、時刻t87から時刻t88までは、時刻t87から計時が開始されるエッジ計時時間f’と、部分合計周期(c+d+e)との合計である第2合計期間(c+d+e+f’)が、周期合計期間(b+c+d+e)より短いので、CPU30は速度情報として周期合計期間♯3(b+c+d+e)を出力する。また時刻t88から次のエッジが検出される時刻t89までは、第2合計期間(c+d+e+f’)の方が長くなるので、CPU30は速度情報として第2合計期間♯4(c+d+e+f’)を出力する。
時刻t89から時刻t811までは、第4比較期間であり、時刻t89から時刻t810までは、時刻t89から計時が開始されるエッジ計時時間g’と、部分合計周期(d+e+f)との合計である第1合計期間(d+e+f+g’)が、周期合計期間(c+d+e+f)より短いので、CPU30は速度情報として周期合計期間♯5(c+d+e+f)を出力する。また時刻t810から次のエッジが検出される時刻t811までは、第1合計期間(d+e+f+g’)の方が長くなるので、CPU30は速度情報として第1合計期間♯6(d+e+f+g’)出力する。
時刻t811から時刻t813までは、第1比較期間であり、時刻t811から時刻t813までは、時刻t811から計時が開始されるエッジ計時時間h’と、部分合計周期(e+f+g)との合計である第4合計期間(e+f+g+h’)が、周期合計期間(d+e+f+g)より短いので、CPU30は速度情報として周期合計期間♯7(d+e+f+g)を出力する。また時刻t812から次のエッジが検出される時刻t813までは、第4合計期間(e+f+g+h’)の方が長くなるので、CPU30は速度情報として第4合計期間♯8(e+f+g+h’)出力する。
同様の処理が繰返され、時刻t813から時刻t814までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯9(e+f+g+h)を出力する。また時刻t814から時刻t815までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(f+g+h)にエッジ計時時間i’を加算した第3合計期間♯10(f+g+h+i’)を出力する。時刻t815から時刻t817までは、CPU30は速度情報として周期合計期間♯11(f+g+h+i)を出力する。また時刻t817から時刻t818までは、CPU30は速度情報として部分合計周期(g+h+i)にエッジ計時時間j’を加算した第2合計期間♯12(g+h+i+j’)を出力する。したがってサーボ周期が時刻t815と時刻t817との間の時刻t816である場合、図19に示すように、速度情報は周期合計期間♯11(f+g+h+i)である。
以上、説明したように、本実施の形態のエンコーダ信号制御部25eでは、比較部29は、第1から第4合計期間と、周期合計期間との時間の長さをそれぞれ比較し、比較した結果をCPU30に与える。CPU30は、各比較期間に、設定される第1から第4合計期間と周期合計期間とのうち、いずれか長い方の値を出力する。このような構成であっても、前述と同様の効果を達成することができる。
次に、本発明の第9の実施の形態のサーボ制御システム20fに関して説明する。図25は、本発明の第9の実施の形態のサーボ制御システム20fの電気的構成を示すブロック図である。図25では、エンコーダ信号制御部25fの主要な構成に関して示し、残余の構成、たとえば設定情報記憶手段32は図1に示す構成と同様であるので、図示を省略する。図25に示すエンコーダ信号制御部25fは、第1パルス信号36および第2パルス信号48の立上りエッジおよび立下りエッジの両方のエッジを検出して、速度情報を演算する構成である。本実施の形態のエンコーダ信号制御部25fは、前述の第7の実施の形態および第8の実施の形態のエンコーダ信号制御部25dと類似しており、エンコーダ信号制御部25fの動作が異なるので、エンコーダ信号制御部25fの動作に関して説明する。エンコーダ信号制御部25fは、5つの第1から第5加算部64〜68をさらに含んで構成される。
A相立上りエッジ間隔カウント部52は、A相立上り計時時間を第1加算部64に与える。A相立下りエッジ間隔カウント部55は、A相立下り計時時間を第3加算部66に与える。B相立上りエッジ間隔カウント部58は、B相立上り計時時間を第2加算部65に与える。B相立下りエッジ間隔カウント部61は、B相立下り計時時間を第4加算部67に与える。
A相立上りエッジ間隔履歴部53は、第2加算部65、第3加算部66、第4加算部67および第5加算部68に、記憶される最新の第1周期を与える。A相立下りエッジ間隔履歴部56は、第1加算部64、第2加算部65、第4加算部67および第5加算部68に、記憶される最新の第3周期を与える。
B相立上りエッジ間隔履歴部59は、第1加算部64、第3加算部66、第4加算部67および第5加算部68に、記憶される最新の第2周期を与える。B相立下りエッジ間隔履歴部62は、第1加算部64、第2加算部65、第3加算部66および第5加算部68に、記憶される最新の第4周期を与える。
第1加算部64は、与えられるA相立上り計時時間と、それぞれ最新の第2周期と第3周期と第4周期との合計の第1合計期間を演算する。第1加算部64は、演算した第1合計周期を比較部29に与える。
第2加算部65は、与えられるB相立上り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第3周期と第4周期との合計の第2合計期間を演算する。第2加算部65は、演算した第2合計周期を比較部29に与える。
第3加算部66は、与えられるA相立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第4周期との合計の第3合計期間を演算する。第3加算部66は、演算した第3合計周期を比較部29に与える。
第4加算部67は、与えられるB相立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期との合計の第4合計期間を演算する。第4加算部67は、演算した第4合計周期を比較部29に与える。
第5加算部68は、与えられる最新の第1周期と第2周期と第3周期と第4周期との合計の周期合計期間を演算する。第5加算部68は、演算した周期合計期間を比較部29に与える。
比較部29は、各加算部64〜68から与えられる第1合計期間から第4合計期間と、与えられる周期合計期間とそれぞれを比較する。
CPU30は、第1比較期間では、比較部29の比較結果に基づいて、第1合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第1合計期間が周期合計期間より短くない場合、第1合計期間を出力する。
またCPU30は、第2比較期間では、比較部29の比較結果に基づいて、第2合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第2合計期間が周期合計期間より短くない場合、第2合計期間を出力する。
またCPU30は、第3比較期間では、比較部29の比較結果に基づいて、第3合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第3合計期間が周期合計期間より短くない場合、第3合計期間を出力する。
またCPU30は、第4比較期間では、比較部29の比較結果に基づいて、第4合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第4合計期間が周期合計期間より短くない場合、第4合計期間を出力する。
したがって本実施の形態のエンコーダ信号制御部25fでは、前述の第9の実施の形態のエンコーダ信号制御部25fと同様の作用および効果を達成することができる。
前述の第5から第9の実施の形態では、CPU30は、比較部29の比較結果、計時時間を含む値を出力する場合、計時時間の値をそのまま用いて演算しているが、これに限ることはなく、さらに予め定める付加時間を付加した値を出力するように構成してもよい。
具体的な付加期間に関するCPU30の動作として、CPU30は、第1比較期間では、第1合計期間を出力する場合、第1合計期間と予め定める付加時間との合計の第1付加合計期間を出力する。またCPU30は、第2比較期間では、第2合計期間を出力する場合、第2合計期間と予め定める付加時間との合計の第2付加合計期間を出力する。
またCPU30は、第3比較期間では、第3合計期間を出力する場合、第3合計期間と予め定める付加時間との第3付加合計期間を出力する。またCPU30は、第4比較期間では、第4合計期間を出力する場合、第4合計期間と予め定める付加時間との合計の第4付加合計期間を出力する。
このようにCPU30を構成することによって、付加期間に関する構成を実現することができる。これによって前述した付加期間に関する効果を達成することができる。
また前述の各実施の形態では、CPU30によって出力される値は、被駆動体の速度に基づいて設定される境界値以下の場合に有効とし、前記境界値より大きい場合、無効としてもよい。
駆動手段により被駆動体が予め定める変位量にわたって変位したとき、1つのパルス信号36が発生しているので、その変位量を移動するのに要した時間がエンコーダ信号制御部25からサーボコントローラ22に入力される速度情報である。したがって前記変位量を速度情報で除した値が、被駆動体の速度となる。
この速度の算出精度に基づいて、エンコーダ信号制御部25からサーボコントローラ22へ出力するサーボの速度情報の境界値である最大値を決定する。図26は、速度情報が最大値を越える場合のCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。
パルス信号36が発生する被駆動体が移動する変位量を、たとえば1/600インチ、エッジ検出手段26によって周期をカウントする1カウンタを500ナノ秒、速度情報によって算出される算出速度の精度を少数第2位までとする場合、エンコーダ信号制御部25fからサーボコントローラ22へ出力するサーボの速度情報の最大値は、次式(1)にって求められる。
算出速度の精度を、小数点第2位までとすると、算出速度が0になる速度情報の最小値は、前述の変位量を時間で除して求められる算出速度が0.01より小さい場合なので、次式(1)によって表される。ここで変位量は、前述したように(1/600)インチであり、時間は、αを速度情報の周期カウンタとすると、(α*500/1000000000)秒である。
(1/600)/(α×500/1000000000)<0.01 …(1)
したがってαが333334カウント以上となると、少数点第3位以下切捨てた場合、式(1)を満足する。
したがって速度情報αを333334カウントが最大値であり、この速度情報αが最大値以上になるとになると、算出速度が0、つまり無効となるように設定される。
図26に示すように、時刻tt1から開始される第1パルスの周期は、前述の速度情報αの最大値である333334カウントより長いので、時刻tt2から第1パルスの周期が速度情報の最大値未満になる時刻tt4まで、算出速度が0となるように設定される。
被駆動体が停止した状態から、駆動を開始した場合は、被駆動体が移動する変位量(移動距離)がわかるまでは、算出速度を0となるように設定される。このように設定することによって、算出速度を0にしないで、推測した値にすると、駆動開始時、サーボ制御を不安定にするおそれがあるが、被駆動体が移動する変位量がわかるまでは、算出速度を0とすることによって、安定して制御することができる。
CPU30によって出力される速度情報が大きくなりすぎると、出力される速度情報に基づいて算出される速度は、0に近づくので、前述のような最大値を設定し、最大値以下の場合に有効とし、最大値より大きい場合、無効とすることによって、有効と判断される出力値だけに基づいて、被駆動体の速度を算出することができる。したがって大きすぎる速度情報によって、速度を算出することがないので、不所望な値の速度が算出されることを防ぐことができる。
次に、本発明の第10の実施の形態のサーボ制御システム20に関して説明する。図27は、本発明の第10の実施の形態のサーボ制御システム20を構成するサーボコントローラ22の構成を示すブロック図である。図27に示すサーボコントローラ22は、制御装置であって、エンコーダ信号制御部25の速度情報記憶部31に記憶される速度情報とエンコーダ信号制御部25の設定情報記憶手段32に記憶される位置情報を、サーボ周期毎に読出し、読出した速度情報と位置情報に基づいて、速度を演算する。サーボコントローラ22は、演算した速度と位置と目標位置と目標速度に基づいて、最適な制御情報をモータドライバ23に出力する。
本実施の形態のエンコーダ信号制御25は、エンコーダ24から入力されるパルス信号のエッジを検出したとき、エンコーダ信号制御部25の各部に記憶される速度情報と位置情報とを更新するように構成される。パルス信号のエッジを検出しているのにもかかわらず、位置情報もしくは速度情報のどちらか一方だけを更新して、他方を更新しないと、位置情報および速度情報の精度は悪くなる。したがってエンコーダ信号制御部25は、パルス信号のエッジを検出する毎に、速度情報と位置情報とを更新するように構成される。
サーボコントローラ22は、取得部69、取得情報記憶部70、判断部72、制御値生成部71、速度演算部73および制御部74を含んで構成される。取得部69は、取得手段であって、駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報と位置情報を、定期または不定期に取得し、本実施の形態では予め定めるサーボ周期毎に取得する。
取得情報記憶部70は、取得情報記憶手段であって、取得部69によって取得される速度情報と位置情報とを時系列に従って記憶する。判断部72は、判断手段であって、取得情報記憶部70に記憶されている速度情報より予め定める時間にわたって、取得される位置情報が同じであるか否かを判断する。換言すると、判断部72は、取得される位置情報が、一定期間にわたって変化しているか否かを判断する。
制御値生成部71は、制御値生成手段であって、判断部72の判断結果、取得される位置情報が、一定期間にわたって変化していない場合、速度情報に予め定める設定値を加算した制御値を出力し、そうでない場合、速度情報を制御値として出力する。取得される位置情報が変化しなくなってから一定期間経過してから、速度情報に加算する予め定める設定値は、段々と増やしてゆくことが好ましい。これによって位置情報が変化しない場合に、直ぐに算出速度を0にしないで、算出速度を段々と0に近づけてゆくことができる。このような設定値は、算出速度を段々と0になるまで増やされ、算出速度を0に近づけてゆき、算出速度が0になってからは、増やさなくてもいい。また、速度情報に予め定める設定値を加算する代わりに、予め定める比率を乗算してもいい。また一定速度で被駆動体が駆動している場合などでは、理論的には取得される速度情報は同じ値であり、取得される位置情報は変化する。制御値生成部71は、取得される速度情報は同じ値であっても、位置情報が変化している場合は、取得される速度情報を制御値として出力する。
速度演算部73は、速度演算手段であって、制御値生成部71によって出力される制御値と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算する。制御部74は、制御手段であって、速度演算部73によって演算される速度と取得情報記憶部70に記憶されている位置情報と目標位置と目標速度に基づいて、最適な制御情報をモータドライバ23に出力する。
次に、サーボコントローラ22の動作についてフローチャートを用いて説明する。図28は、サーボコントローラ22の制御値生成部71による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。また、この処理は、被駆動体を駆動する場合のみ繰り返し実行される。図29は、位置情報が変化している場合の速度演算部73の動作を説明するための図である。図30は、位置情報が変化していない場合の速度演算部73の動作を説明するための図である。
ステップh1では、取得される位置情報Pcと、取得情報記憶部70に記憶される位置情報Ppとを比較し、位置情報が異なる場合、ステップh4に移り、位置情報が同じ場合、ステップh2に移る。
ステップh2では、取得した速度情報の時間Tcが、取得した位置情報が変化していない時間Tthより長いか否かを判断し、長い場合、ステップh4に移り、長くない場合、ステップh3に移る。したがってステップh1およびステップh2では、一定期間にわたって変化しているか否かを判断し、取得される位置情報が、一定期間にわたって変化していない場合、ステップh3に移り、そうでない場合、ステップh4に移る。
ステップh3では、速度情報Scに予め定める設定値βを加算した値を制御値Soとして出力し、本フローを終了する。ステップh4では、取得した速度情報Scを制御値Soとして出力し、本フローを終了する。
図29を用いて前述の位置情報が変化している場合の動作を説明すると、時刻tt91では、速度情報aが取得され、速度情報aから算出速度Saが算出される。時刻tt91から、速度情報aの時間が経過する時刻tt94では、速度情報aの時間が経過しているが、時刻tt94にて取得される位置情報が位置情報P2であるので、時刻tt91で取得される位置情報P1と異なる。したがって位置情報が異なるので、前述したように算出速度は算出速度Saとなる。
図30を用いて前述の位置情報が変化している場合の動作を説明する。図29では、サーボ周期毎に位置情報が変化する場合を示す。時刻t91では、速度情報aが取得され、速度情報aの時間を経過していないので、速度情報aが制御値として出力される。また時刻t92から時刻t94までは、速度情報bが取得されるので、同様に、速度情報bが制御値として出力される。
また時刻t95から時刻t99までは、速度情報cが取得されるので、速度情報cが出力される。時刻t95から、速度情報bの時間が経過する時刻t98まで、取得される位置情報が異なり、取得される速度情報の時間より短いので、前述したように制御値は速度情報cとなる。
時刻t95から取得される位置情報が同じであり、時刻t95から時刻t98を経過してからの期間が速度情報bの時間の長さより大きくなるので、次のサーボ周期である時刻t99から、速度情報が変化した時刻t911までは、速度情報cから予め定める設定値だけ段々と加算した制御値(c+β)が出力される。
以上説明したように、制御値生成部71は、判断部72の判断結果、取得される位置情報が、一定期間にわたって変化していない場合、速度情報に設定値を加算した制御値を出力し、そうでない場合、速度情報を制御値として出力する。取得される位置情報が、一定期間にわたって変化していない場合は、被駆動体の変位量が小さいので、速度が徐々に小さくなっていると予測することができるので、速度情報に設定値を加算して値を大きくすることによって、算出される速度を徐々に小さくすることができる。これによって被駆動体の速度が小さくなってきている場合であっても、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
次に、本発明の第11の実施の形態のサーボ制御システム20に関して説明する。図31は、本発明の第11の実施の形態のサーボ制御システム20を構成するサーボコントローラ22の構成を示すブロック図である。図31に示すサーボコントローラ22は、前述の第10の実施の形態のサーボコントローラ22に構成が類似しており、異なる構成に関して説明し、同様の構成に関しては説明を省略することがある。
サーボコントローラ22は、取得部69、取得情報記憶部70、一定期間算出部76、期間比較部75、速度演算部73および制御部74を含んで構成される。一定期間算出部76は、一定期間算出手段であって、取得部69によって取得される位置情報が変化してから次に位置情報が変化するまでの期間を算出する。換言すると、一定期間算出部76は、取得される位置情報が、どれだけの期間にわたって変化がないのかを算出する。
期間比較部75は、期間比較手段であって、一定期間算出部76によって算出される期間と、取得情報記憶部70に記憶される速度情報との時間の長さを比較する。
速度演算部73は、速度演算手段であって、期間比較部75の比較結果に基づいて、位置情報が変化していない期間が速度情報の時間より短い場合、取得部69によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算し、位置情報が変化していない期間が速度情報の時間より短くない場合、取得部69によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、仮速度から予め定める設定値を減算して被駆動体の速度を演算する。
取得される位置情報が変化しなくなってから一定期間経過してから、仮速度から減算する予め定める設定値は、段々と減らしてゆくことが好ましい。これによって位置情報が変化しない場合に、直ぐに算出速度を0にしないで、算出速度を段々と0に近づけてゆくことができる。このような設定値は、算出速度を段々と0になるまで減らして、算出速度を0に近づけてゆき、算出速度が0になってからは、減らさなくてもいい。仮速度から予め定める設定値を減算する代わりに、予め定める比率で割算してもいい。
次に、サーボコントローラ22の動作についてフローチャートを用いて説明する。図32は、サーボコントローラ22の速度演算部73による処理を示すフローチャートである。この処理は、電源投入状態で繰り返し実行される。また、この処理は、被駆動体を駆動する場合のみ繰り返し実行される。図33は、速度演算部73の動作を説明するための図である。
ステップi1では、取得される位置情報Pcと、取得情報記憶部70に記憶される位置情報Ppとを比較し、位置情報が異なる場合、ステップi5に移り、位置情報が同じ場合、ステップi2に移る。
ステップi2では、取得した速度情報の時間Tcが、取得した位置情報が変化していない時間Tthより長いか否かを判断し、長い場合、ステップi2に移り、長くない場合、ステップi3に移る。したがってステップi1およびステップi2では、一定期間にわたって変化しているか否かを判断し、取得される位置情報が、一定期間にわたって変化していない場合、ステップi5に移り、そうでない場合、ステップi3に移る。
ステップi5では、取得部69によって取得される最新の速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算し、本フローを終了する。ステップi3では、取得部69によって取得される最新の速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、ステップi4に移る。ステップi4では、仮速度から予め定める設定値を減算して、被駆動体の速度を演算し、本フローを終了する。
図33を用いて前述の動作を説明すると、時刻t91では、速度情報aが取得され、速度情報aから算出速度Saが算出される。また時刻t92から時刻t94までは、速度情報bが取得されるので、算出速度Sbが算出される。
また時刻t95から時刻t99までは、速度情報cが取得されるので、算出速度Scが算出される。時刻t95から、速度情報bの時間が経過する時刻t98まで、取得される位置情報が同じであり、取得される速度情報の時間より短いので、前述したように算出速度は算出速度Scとなる。
時刻t98からは、取得される位置情報が同じである期間が速度情報bの時間の長さより大きくなるので、次のサーボ周期である時刻t99から、位置情報が変化した時刻t911までは、算出速度Scを仮速度として、仮速度から予め定める設定値だけ段々と減算した算出速度Ssが算出速度となる。
以上説明したように、速度演算部73は、比較結果に基づいて、取得される位置情報が同じ期間が速度情報の時間より短くない場合、取得される速度情報と、被駆動体の変位量とに基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、仮速度から予め定める設定値を減算して被駆動体の速度を演算する。取得される位置情報が同じ期間が速度情報の時間より短くない場合、被駆動体の変位量が小さいので、速度が徐々に小さくなっていると予測することができるので、演算される仮速度から設定値を減算して、演算される速度を小さくすることによって、算出される速度を小さくすることができる。これによって被駆動体の速度が小さくなってきている場合であっても、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
また本実施の形態では、仮速度から予め定める設定値を減算して、速度を演算しているが、これに限ることはなく、たとえば仮速度に予め定める減衰率を乗じて、速度を演算してもよい。
したがって前述の時刻t98からは、取得される位置情報が同じ期間が速度情報bの時間の長さより大きくなるので、次のサーボ周期である時刻t99から、位置情報が変化した時刻t911までは、算出速度Scを仮速度として、仮速度に予め定める減衰率を乗じた算出速度Ssが算出速度となる。
このように速度を小さくする減衰率を高精度に設定することによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
また前記減衰率は、取得される位置情報が同じ期間の長さが長くなるに従って、小さくなるように設定されることが好ましい。これによって時間の経過にともなって、速度が小さくなると予測されるので、減衰率を徐々に小さくすることによって、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
前述の第10および第11の実施の形態のサーボコントローラ22では、モータドライバ23に制御を出力する制御部74と、エンコーダ信号制御部25から与えられる速度情報に基づいて、速度を演算するまでの速度演算部分とが一体となっているサーボコントローラ22を示すが、速度演算部分を制御部74と別体に構成してもよい。したがって速度演算部73分は、エンコーダ信号制御部25から与えられる速度情報に基づいて、速度を算出し、算出した速度をサーボコントローラ22に与えるように構成してもよい。
前述の第10および第11の実施の形態のサーボコントローラ22では、位置情報と速度情報とを別々に更新するエンコーダ信号制御部25を用いた場合であっても、位置情報が変化してから次の位置情報が変化するまでの時間が、取得した最新の速度情報の時間と比較して長い方を制御値として出力することで、より高精度に被駆動体の速度を算出することができる。
このように前述した各実施の形態が構成されるので、サーボ制御の速度情報の精度を向上させることができ、これによってサーボ動作を安定させることができる。また、本発明のエンコーダ信号制御部25は、高精度なパルス信号36を形態するハードを用いることなく、ソフト的にサーボ制御を安定させることができ、これによって製造コストを安くすることができる。
前述の各実施の形態では、エンコーダは、直線的に変位する被駆動体の変位量に基づいてパルス信号36を発生するように構成されるが、このようなエンコーダに限ることはなく、被駆動体が変位する変位量に応じて、パルス信号36を発生するような構成であればよい。たとえばエンコーダは、被駆動体の角変位量を検出するように構成してもよい。
また前述の各実施の形態のサーボ制御システムは、インクジェット装置だけでなく、ファクシミリ装置および複写機に搭載されてもよく、被駆動体の位置を制御する各種の装置に搭載することによって、被駆動体の速度を高精度に制御することができる。
また前述の各実施の形態を構成する記憶手段であって、与えられる情報を時系列に従って記憶する記憶手段は、予め定める記憶容量があればよく、たとえば新たな情報が与えられる毎に、最も古い情報を削除するように構成することが好ましい。これによって記憶容量が大きくすることなく、記憶手段を実現することができる。
本発明の第1の実施の形態のサーボ制御システム20の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態のサーボ制御システム20の電気的構成を示すブロック図である。 エンコーダ信号制御部25のCPU30による処理を示すフローチャートである。 図3に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 速度情報と時刻との関係を示すグラフである。 度と時刻との関係を示すグラフである。 本例のCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第2の実施の形態のサーボ制御システム20aの電気的構成を示すブロック図である。 エンコーダ信号制御部25aのCPU30による処理を示すフローチャートである。 図9に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第3の実施の形態のサーボ制御システム20bの電気的構成を示すブロック図である。 エンコーダ信号制御部25bのCPU30による処理を示すフローチャートである。 図12に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第4の実施の形態のサーボ制御システム20cの電気的構成を示すブロック図である。 エンコーダ信号制御部25cのCPU30による処理を示すフローチャートである。 図15に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第5の実施の形態のサーボ制御システム20dの電気的構成を示すブロック図である。 エンコーダ信号制御部25dのCPU30による処理を示すフローチャートである。 図18に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 エンコーダ信号制御部25dのCPU30による処理を示すフローチャートである。
図20に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第7の実施の形態のサーボ制御システム20eの電気的構成を示すブロック図である。 エンコーダ信号制御部25dのCPU30による処理を示すフローチャートである。 図23に示すCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第9の実施の形態のサーボ制御システム20fの電気的構成を示すブロック図である。 速度情報が最大値を越える場合のCPU30の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第10の実施の形態のサーボ制御システム20を構成するサーボコントローラ22の構成を示すブロック図である。 サーボコントローラ22の制御値生成部71による処理を示すフローチャートである。 位置情報が変化している場合の速度演算部73の動作を説明するための図である。 位置情報が変化していない場合の速度演算部73の動作を説明するための図である。 本発明の第11の実施の形態のサーボ制御システム20を構成するサーボコントローラ22の構成を示すブロック図である。 サーボコントローラ22の速度演算部73による処理を示すフローチャートである。 図32に示す速度演算部73の動作を説明するための図である。 従来の技術のインクジェット装置に用いられるサーボ制御システム1の電気的構成を示すブロック図である。 従来の技術のエンコーダ6の構成を簡略化して示す図である。 コンパレータ10によって出力される差動出力信号11の波形と、コンパレータ10に入力される2つの電気信号12a,12bの波形を示す図である。 コンパレータ10によって出力される差動出力信号11の波形と、コンパレータに入力される2つの電気信号12a,12bの波形を示す図であって、フォトダイオード8aの感度に差がある場合の波形を示す。
符号の説明
20,20a,20b,20c,20d,20e,20f サーボ制御システム
21 モータ
22 サーボコントローラ
23 モータドライバ
24 エンコーダ
25,25a,25b,25c,25d,25e,25f エンコーダ信号制御
26 エッジ検手段
27 エッジ間隔カウント手段
28 エッジ間隔履歴記憶手段
29 比較部
30 CPU
31 速度情報記憶部
36 第1パルス信号
37 立上りエッジ検出部
38 立上りエッジ間隔カウント部
39 立上りエッジ間隔履歴部
40 立下りエッジ検出部
41 立下りエッジ間隔カウント部
42 立下りエッジ間隔履歴部
43 第1比較部
44 第2比較部
45 両エッジ検出部
46 エッジ間隔カウント部
47 エッジ間隔履歴部
48 第2パルス信号
49 第3比較部
50 第4比較部
51 A相立上りエッジ検出部
52 A相立上りエッジ間隔カウント部
53 A相立上りエッジ間隔履歴部
54 A相立下りエッジ検出部
55 A相立下りエッジ間隔カウント部
56 A相立下りエッジ間隔履歴部
57 B相立上りエッジ検出部
58 B相立上りエッジ間隔カウント部
59 B相立上りエッジ間隔履歴部
60 B相立下りエッジ検出部
61 B相立下りエッジ間隔カウント部
62 B相立下りエッジ間隔履歴部
63 A相B相両エッジ検出部
64 第1加算部
65 第2加算部
66 第3加算部
67 第4加算部
68 第5加算部
69 取得部
70 取得情報記憶部
71 制御値生成部
72 判断部
73 速度演算部
74 制御部
75 期間比較部
76 一定期間算出部

Claims (19)

  1. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得する周期信号取得手段と、
    前記パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジのいずれか一方のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    前記エッジ検出手段によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する計時手段と、
    前記エッジ検出手段によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算する演算手段と、
    前記演算手段によって演算されるエッジの周期を時系列に従って記憶する記憶手段と、
    前記計時手段によって計時される計時時間と、前記記憶手段に記憶される最新のエッジの周期との時間の長さを比較する比較手段と、
    前記比較手段の比較結果に基づいて、前記計時時間または前記周期のいずれか長い方の値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  2. 前記出力手段は、前記比較手段の比較結果、前記計時時間が前記周期より短い場合、最新の周期を出力し、前記計時時間が前記周期より短くない場合、前記計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力することを特徴する請求項1に記載の制御装置。
  3. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得する周期信号取得手段と、
    前記パルス信号の立上りエッジを検出する立上りエッジ検出手段と、
    前記パルス信号の立下りエッジを検出する立下りエッジ検出手段と、
    前記立上りエッジ検出手段によって立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する立上り計時手段と、
    前記立下りエッジ検出手段によって立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する立下り計時手段と、
    前記立上りエッジ検出手段によって立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される立上りエッジとの立上り周期を演算する立上り演算手段と、
    前記立下りエッジ検出手段によって立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される立下りエッジとの立下り周期を演算する立下り演算手段と、
    前記立上り演算手段によって演算される立上り周期を時系列に従って記憶する立上り記憶手段と、
    前記立下り演算手段によって演算される立下り周期を時系列に従って記憶する立下り記憶手段と、
    前記立上り計時手段によって計時される立上り計時時間と、前記立下り記憶手段に記憶される最新の立下り周期との時間の長さを比較する第1比較手段と、
    前記立下り計時手段によって計時される立下り計時時間と、前記立上り記憶手段に記憶される最新の立上り周期との時間の長さを比較する第2比較手段と、
    前記比較結果に基づいて値を出力する出力手段であって、
    前記パルス信号の立下りエッジを検出してから前記パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、前記立上り計時時間または前記立下り周期のいずれか長い方の値を出力し、
    前記パルス信号の立上りエッジを検出してから前記パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、前記立下り計時時間または前記立上り周期のいずれか長い方の値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  4. 前記出力手段は、
    前記パルス信号の立下りエッジを検出してから前記パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果、立上り計時時間が立下り周期より短い場合、最新の立下り周期を出力し、立上り計時時間が立下り周期より短くない場合、立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
    前記パルス信号の立上りエッジを検出してから前記パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果、立下り計時時間が立上り周期より短い場合、最新の立上り周期を出力し、立下り計時時間が立上り周期より短くない場合、立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力することを特徴する請求項3に記載の制御装置。
  5. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得する周期信号取得手段と、
    前記パルス信号のエッジを検出するエッジ検出手段と、
    エッジ検出手段によってエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する計時手段と、
    前記エッジ検出手段によってエッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算する演算手段と、
    前記演算手段によって演算されるエッジの周期を時系列に従って記憶する記憶手段と、
    前記計時手段によって計時される計時時間と、前記記憶手段に記憶される2つ前の周期との時間の長さを比較する比較手段と、
    前記比較手段の比較結果に基づいて、前記計時時間または2つ前の周期のいずれか長い方の値に、最新の周期を加算した値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  6. 前記出力手段は、前記比較手段の比較結果、前記計時時間が前記2つ前の周期より短い場合、2つ前の周期に最新の周期を加算した値を出力し、前記計時時間が前記2つ前の周期より短くない場合、前記計時時間に最新の周期を加算した値に、さらに予め定める付加時間を付加した値を出力することを特徴する請求項5に記載の制御装置。
  7. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期の第1パルス信号を取得する第1周期信号取得手段と、
    前記第1パルス信号から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号を取得する第2周期信号取得手段と、
    前記第1パルス信号および第2パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジをそれぞれ検出するエッジ検出手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立上り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立下り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立上り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立下り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立上りエッジとの第1立上り周期を演算する第1立上り演算手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立下りエッジとの第1立下り周期を演算する第1立下り演算手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立上りエッジとの第2立上り周期を演算する第2立上り演算手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立下りエッジとの第2立下り周期を演算する第2立下り演算手段と、
    前記第1立上り演算手段によって演算される第1立上り周期を時系列に従って記憶する第1立上り記憶手段と、
    前記第1立下り演算手段によって演算される第1立下り周期を時系列に従って記憶する第1立下り記憶手段と、
    前記第2立上り演算手段によって演算される第2立上り周期を時系列に従って記憶する第2立上り記憶手段と、
    前記第2立下り演算手段によって演算される第2立下り周期を時系列に従って記憶する第2立下り記憶手段と、
    前記第1立上り計時手段によって計時される第1立上り計時時間と、前記第2立下り記憶手段に記憶される最新の第2立下り周期とを比較する第1比較手段と、
    前記第1立下り計時手段によって計時される第1立下り計時時間と、前記第2立上り記憶手段に記憶される最新の第2立上り周期とを比較する第2比較手段と、
    前記第2立上り計時手段によって計時される第2立上り計時時間と、前記第1立上り記憶手段に記憶される最新の第1立上り周期とを比較する第3比較手段と、
    前記第2立下り計時手段によって計時される第2立下り計時時間と、前記第1立下り記憶手段に記憶される最新の第1立下り周期とを比較する第4比較手段と、
    前記比較結果に基づいて値を出力する出力手段であって、
    前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、前記第1立上り計時時間または前記第2立下り周期のいずれか長い方の値を出力し、
    前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、前記第1立下り計時時間または前記第2立上り周期のいずれか長い方の値を出力し、
    前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、前記第2立上り計時時間または前記第1立上り周期のいずれか長い方の値を出力し、
    前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第4比較手段の比較結果に基づいて、前記第2立下り計時時間または前記第1立下り周期のいずれか長い方の値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  8. 前記出力手段は、
    前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果、第1立上り計時時間が最新の第2立下り周期より短い場合、最新の第2立下り周期を出力し、第1立上り計時時間が最新の第2立下り周期より短くない場合、第1立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
    前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果、第1立下り計時時間が最新の第2立上り周期より短い場合、最新の第2立上り周期を出力し、第1立下り計時時間が最新の第2立上り周期より短くない場合、第1立下り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
    前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果、第2立上り計時時間が最新の第1立上り周期より短い場合、最新の第1立上り周期を出力し、第2立上り計時時間が最新の第1立上り周期より短くない場合、第2立上り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力し、
    前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第4比較手段の比較結果、第2立下り計時時間が最新の第1立下り周期より短い場合、最新の第1立下り周期を出力し、第2立下り計時時間が最新の第1立下り周期より短くない場合、第2立下り計時時間に予め定める付加時間を付加した値を出力する出力手段とを含むことを特徴とする請求項7に記載の制御装置。
  9. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期の第1パルス信号を取得する第1周期信号取得手段と、
    前記第1パルス信号から電気角で約90度位相のずれた第2パルス信号を取得する第2周期信号取得手段と、
    前記第1パルス信号および第2パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジをそれぞれ検出するエッジ検出手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立上り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第1立下り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立上り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始する第2立下り計時手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立上りエッジとの第1周期を演算する第1演算手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立上りエッジとの第2周期を演算する第2演算手段と、
    前記エッジ検出手段によって第2パルス信号の立下りエッジが検出されると、該立下りエッジの1つ前に検出される第1パルス信号の立下りエッジとの第3周期を演算する第3演算手段と、
    前記エッジ検出手段によって第1パルス信号の立上りエッジが検出されると、該立上りエッジの1つ前に検出される第2パルス信号の立下りエッジとの第4周期を演算する第4演算手段と、
    前記第1演算手段によって演算される第1周期を時系列に従って記憶する第1記憶手段と、
    前記第2演算手段によって演算される第2周期を時系列に従って記憶する第2記憶手段と、
    前記第3演算手段によって演算される第3周期を時系列に従って記憶する第3記憶手段と、
    前記第4演算手段によって演算される第4周期を時系列に従って記憶する第4記憶手段と、
    前記第1立上り計時手段によって計時される第1立上り計時時間と、前記第1記憶手段に記憶される最新の第1周期とを比較する第1比較手段と、
    前記第2立上り計時手段によって計時される第2立上り計時時間と、前記第2記憶手段に記憶される最新の第2周期とを比較する第2比較手段と、
    前記第1立下り計時手段によって計時される第1立下り計時時間と、前記第3記憶手段に記憶される最新の第3周期とを比較する第3比較手段と、
    前記第2立下り計時手段によって計時される第2立下り計時時間と、前記第4記憶手段に記憶される最新の第4周期とを比較する第4比較手段と、
    前記比較結果に基づいて値を出力する出力手段であって、
    前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、第1立上り計時時間が最新の第1周期より短い場合、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期と第4周期との周期合計期間を出力し、第1立上り計時時間が最新の第1周期より短くない場合、第1立上り計時時間と、それぞれ最新の第2周期と第3周期と第4周期との合計の第1合計期間を出力し、
    前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、第2立上り計時時間が最新の第2周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第2立上り計時時間が最新の第2周期より短くない場合、第2立上り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第3周期と第4周期との合計の第2合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、第1立下り計時時間が最新の第3周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第1立下り計時時間が最新の第3周期より短くない場合、第1立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第4周期との合計の第3合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第4比較手段の比較結果に基づいて、第2立下り計時時間が最新の第4周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第2立下り計時時間が最新の第4周期より短くない場合、第2立下り計時時間と、それぞれ最新の第1周期と第2周期と第3周期との合計の第4合計期間を出力する出力手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  10. 前記第1比較手段は、前記第1立上り計時手段によって計時される第1立上り計時時間と、前記第4記憶手段に記憶される最新の第4周期とを比較し、
    前記第2比較手段は、前記第2立上り計時手段によって計時される第2立上り計時時間と、前記第1記憶手段に記憶される最新の第1周期とを比較し、
    前記第3比較手段は、前記第1立下り計時手段によって計時される第1立下り計時時間と、前記第2記憶手段に記憶される最新の第2周期とを比較し、
    前記第4比較手段は、前記第2立下り計時手段によって計時される第2立下り計時時間と、前記第3記憶手段に記憶される最新の第3周期とを比較し、
    前記出力手段は、
    前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、第1立上り計時時間が最新の第4周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第1立上り計時時間が最新の第4周期より短くない場合、前記第1合計期間を出力し、
    前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、第2立上り計時時間が最新の第1周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第2立上り計時時間が最新の第1周期より短くない場合、前記第2合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、第1立下り計時時間が最新の第2周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第1立下り計時時間が最新の第2周期より短くない場合、前記第3合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第4比較手段の比較結果に基づいて、第2立下り計時時間が最新の第3周期より短い場合、前記周期合計期間を出力し、第2立下り計時時間が最新の第3周期より短くない場合、前記第4合計期間を出力することを特徴とする請求項9に記載の制御装置。
  11. 前記第1比較手段は、前記第1合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
    前記第2比較手段は、前記第2合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
    前記第3比較手段は、前記第3合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
    前記第4比較手段は、前記第4合計期間と、前記周期合計期間とを比較し、
    前記出力手段は、
    前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果に基づいて、第1合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第1合計期間が周期合計期間より短くない場合、第1合計期間を出力し、
    前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果に基づいて、第2合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第2合計期間が周期合計期間より短くない場合、第2合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果に基づいて、第3合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第3合計期間が周期合計期間より短くない場合、第3合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、第4比較手段の比較結果に基づいて、第4合計期間が周期合計期間より短い場合、周期合計期間を出力し、第4合計期間が周期合計期間より短くない場合、第4合計期間を出力することを特徴とする請求項9に記載の制御装置。
  12. 前記出力手段は、
    前記第2パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第1比較手段の比較結果、第1合計期間を出力する場合、第1合計期間と予め定める付加時間との合計の第1付加合計期間を出力し、
    前記第2パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第1パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第2比較手段の比較結果、第2合計期間を出力する場合、第2合計期間と予め定める付加時間との合計の第2付加合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立上りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立上りエッジを検出するまで、前記第3比較手段の比較結果、第3合計期間を出力する場合、第3合計期間と予め定める付加時間との第3付加合計期間を出力し、
    前記第1パルス信号の立下りエッジを検出してから前記第2パルス信号の立下りエッジを検出するまで、前記第4比較手段の比較結果、第4合計期間を出力する場合、第4合計期間と予め定める付加時間との合計の第4付加合計期間を出力することを特徴とする請求項9〜11のいずれか1つに記載の制御装置。
  13. 前記出力手段によって出力される値は、被駆動体の速度に基づいて設定される境界値以下の場合に有効とし、前記境界値より大きい場合、無効とすることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つ記載の制御装置。
  14. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報を、定期または不定期に取得する取得手段と、
    前記取得手段によって取得される速度情報を時系列に従って記憶する取得情報記憶手段と、
    取得される速度情報が、取得情報記憶手段に記憶される直前の予め定める時間にわたって、予め定める範囲内の一定値であるか否かを判断する判断手段と、
    判断手段の判断結果、取得される速度情報が一定値である場合、前記速度情報に予め定める値を加算した制御値を出力し、取得される速度情報が一定値でない場合、前記速度情報を制御値として出力する制御値生成手段と、
    前記制御値生成手段によって出力される制御値と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算する速度演算手段と、
    前記速度演算手段によって演算される速度に基づいて、駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  15. 駆動手段を制御する制御装置であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報を、定期または不定期に取得する取得手段と、
    前記取得手段によって取得される速度情報を時系列に従って記憶する取得情報記憶手段と、
    前記取得手段によって取得される速度情報が、取得情報記憶手段に記憶される速度情報に基づいて、予め定める範囲内にある直前の一定期間を、算出する一定期間算出手段と、
    前記一定期間算出手段によって算出される一定期間と、前記取得情報記憶手段に記憶される速度情報のうち、前記一定期間前の速度情報との時間の長さを比較する期間比較手段と、
    前記期間比較手段の比較結果に基づいて、前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短い場合、取得手段によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算し、前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短くない場合、前記取得手段によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、前記仮速度から予め定める値を減算して被駆動体の速度を演算する速度演算手段と、
    前記速度演算手段によって演算される速度に基づいて、駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする制御装置。
  16. 前記速度演算手段は、
    前記期間比較手段の比較結果、前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短い場合、前記取得手段によって取得される速度情報と、被駆動体の予め定める変位量に基づいて、被駆動体の速度を演算し、
    前記一定期間が前記一定期間前の速度情報より短くない場合、前記取得手段によって取得される速度情報と、駆動体の予め定める変位量に基づいて、被駆動体の仮速度を演算し、前記仮速度に予め定める減衰率を乗じて被駆動体の速度を演算することを特徴とする請求項15に記載の制御装置。
  17. 前記減衰率は、前記一定期間の時間の長さが長くなるに従って、小さくなるように設定されることを特徴とする請求項16に記載の制御装置。
  18. 駆動手段を制御する制御方法であって、
    前記駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の速度に応じた周期のパルス信号を取得し、
    前記パルス信号の立上りエッジおよび立下りエッジのいずれか一方のエッジを検出し、
    前記エッジが検出されると、その検出時刻から起算して計時を開始し、
    前記エッジが検出されると、該エッジの1つ前に検出されるエッジとの周期を演算し、
    計時される計時時間と、演算される最新のエッジの周期との時間の長さを比較し、
    比較結果に基づいて、前記計時時間または前記周期のいずれか長い方の値を出力することを特徴とする制御方法。
  19. 駆動手段を制御する制御方法であって、
    駆動手段の駆動に応じて変位される被駆動体の予め定める変位量に応じた速度情報を、定期または不定期に取得し、
    取得される速度情報が、取得される直前の予め定める時間にわたって、予め定める範囲内の一定値であるか否かを判断し、
    判断結果、取得される速度情報が一定値である場合、前記速度情報に予め定める値を加算した制御値を出力し、取得される速度情報が一定値でない場合、前記速度情報を制御値として出力し、
    出力される前記制御値と、被駆動体の予め定める変位量とに基づいて、被駆動体の速度を演算し、
    演算される速度に基づいて、駆動手段を制御することを特徴とする制御方法。
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