JP2008182817A - Servo motor controller, method therefor, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は,一定周期で入力される基準パルス信号を分周して得られたパルス信号列によりサーボモータを制御するサーボモータ制御装置及びその方法,並びにその制御機能を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a servo motor control apparatus and method for controlling a servo motor by a pulse signal sequence obtained by dividing a reference pulse signal input at a constant period, and an image forming apparatus having the control function. It is.
従来,プリンタ,ファクシミリ装置,複写機等の画像形成装置では,感光体ドラムや中間転写体などの回転機器の駆動源としてサーボモータやステッピングモータが採用されることが多い。その他,サーボモータは,回転速度を高精度で制御する必要がある回転機器の駆動源として広く用いられている。
サーボモータは,目標回転速度を表すパルス信号列である速度指令信号に基づいてその回転のフィードバック制御を行うサーボモータ駆動回路(サーボモータ駆動手段の一例)により駆動される。また,上位の制御装置であるサーボモータ制御装置が,そのサーボモータ駆動回路に対して前記速度指令信号(パルス信号の列)を供給する。なお,サーボモータ駆動回路は,一般にサーボ回路やサーボアンプなどと称される。
また,サーボモータ制御装置は,一定周期で入力される基準となるパルス信号(以下,基準パルス信号という)の列からなる基準クロック信号を所定の分周比で順次分周することによって分周後のパルス信号の列を生成し,生成した分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号としてサーボモータ駆動回路に対して供給する。即ち,サーボモータ制御装置は,サーボモータの回転速度を上げたい場合は小さな値の分周比(最小は1)で分周を行うことにより,時間当たりのパルス数が多い前記速度指令信号を前記サーボモータ駆動回路に対して出力する。同様に,サーボモータ制御装置は,サーボモータの回転速度を下げたい場合は大きな値の分周比で分周を行うことにより,時間当たりのパルス数が少ない前記速度指令信号を前記サーボモータ駆動回路に対して供給する。その際,従来のサーボモータ制御装置は,目標回転速度が変化しない限り,分周比の設定は変更しない。
Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, a servo motor or a stepping motor is often used as a drive source of a rotating device such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member. In addition, servo motors are widely used as a drive source for rotating equipment that needs to control the rotational speed with high accuracy.
The servo motor is driven by a servo motor drive circuit (an example of servo motor drive means) that performs feedback control of rotation based on a speed command signal that is a pulse signal sequence representing a target rotation speed. A servo motor control device, which is a host control device, supplies the speed command signal (pulse signal train) to the servo motor drive circuit. The servo motor drive circuit is generally called a servo circuit or a servo amplifier.
In addition, the servo motor control device performs frequency division by sequentially dividing a reference clock signal composed of a series of reference pulse signals (hereinafter referred to as reference pulse signals) inputted at a constant cycle at a predetermined division ratio. The pulse signal train is generated and supplied to the servo motor drive circuit as the speed command signal. That is, when the servo motor control device wants to increase the rotation speed of the servo motor, it divides the speed command signal with a large number of pulses per time by dividing by a small division ratio (minimum is 1). Output to the servo motor drive circuit. Similarly, when the servo motor control device wants to reduce the rotation speed of the servo motor, it divides the speed command signal with a small number of pulses per time by dividing the servo motor drive circuit with the servo motor drive circuit. Supply against. At that time, the conventional servo motor control device does not change the setting of the division ratio unless the target rotational speed changes.
前記基準クロック信号を分周することによって得られる前記速度指令信号の周波数fyは,前記基準クロック信号の周波数fxを分周比N(1以上の整数)で除算した周波数(fy=fx/N)となる。
従って,サーボモータの回転速度制御の分解能は,前記基準クロック信号の周波数(前記基準パルス信号の発生周期といってもよい)によって定まる。このため,サーボモータの回転速度制御の分解能を上げるためには,前記基準クロック信号の周波数を大きくする必要がある。
一方,特許文献1には,前記基準クロック信号における基準パルス信号の立ち上がりと立ち下がりの両方を検出することにより,前記基準クロック信号に対して2倍の周波数の駆動パルス信号を生成し,その駆動パルス信号によってステッピングモータを制御する技術が示されている。即ち,特許文献1に示される技術は,ステッピングモータの制御に用いる基準クロック信号の周波数を実質的に2倍にする技術である。
The frequency fy of the speed command signal obtained by dividing the reference clock signal is a frequency (fy = fx / N) obtained by dividing the frequency fx of the reference clock signal by a division ratio N (an integer equal to or greater than 1). It becomes.
Accordingly, the resolution of the rotational speed control of the servo motor is determined by the frequency of the reference clock signal (which may be referred to as the generation period of the reference pulse signal). For this reason, it is necessary to increase the frequency of the reference clock signal in order to increase the resolution of the servo motor rotation speed control.
On the other hand, in Patent Document 1, a drive pulse signal having a frequency twice that of the reference clock signal is generated by detecting both the rising and falling edges of the reference pulse signal in the reference clock signal, and the driving is performed. A technique for controlling a stepping motor by a pulse signal is shown. That is, the technique disclosed in Patent Document 1 is a technique that substantially doubles the frequency of the reference clock signal used for controlling the stepping motor.
ところで,中間転写体(中間転写ベルトや中間転写ローラ等)を備えたカラー画像形成装置では,複数の色(一般には,シアン,マゼンタ及びイエロー)のトナーそれぞれを感光体ドラムから中間転写体へ順次転写し,その複数色のトナーをさらに中間転写体から記録材(記録紙がその典型例)へ転写することによって記録材への画像形成を行う。無端ベルト状の中間転写ベルト(中間転写体の一例)に対し,色ごとに設けられた複数の感光体ドラムそれぞれからトナーを転写し,その中間転写ベルトから記録材に対して複数色のトナー(トナー像)を転写するいわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置がその典型例である。このような画像形成装置を,以下,中間転写方式の画像形成装置と称する。
中間転写方式の画像形成装置では,中間転写体の回転速度を,予め定められた速度に高精度で維持することが非常に重要である。中間転写体の回転速度が設定速度(目標速度)からわずかでも外れると,形成された画像において色ずれが生じるからである。例えば,画像の解像度が600dpiの画像形成装置では,画素間隔が約42ミクロンであり,感光体ドラムの間隔がそれぞれ150[mm]である場合,サーボモータの回転速度が0.0093%ずれるだけで1画素分の色ずれが生じてしまう。
In an intermediate transfer type image forming apparatus, it is very important to maintain the rotational speed of the intermediate transfer member at a predetermined speed with high accuracy. This is because if the rotational speed of the intermediate transfer member deviates even slightly from the set speed (target speed), color shift occurs in the formed image. For example, in an image forming apparatus with an image resolution of 600 dpi, when the pixel interval is about 42 microns and the photosensitive drum interval is 150 [mm], the servo motor rotation speed is only shifted by 0.0093%. A color shift of one pixel occurs.
しかしながら,特許文献1に示される技術を採用する場合,前記基準クロック信号の周波数を2倍にするための回路(倍クロック回路)を追加する必要があり,サーボモータ制御装置の製造工数及び製造コストが増加するという問題点があった。また,特許文献1に示される技術を採用したとしても,それを採用しない場合に比べてサーボモータの制御分解能が2倍になるに過ぎず,より高い分解能が要求される場合には対応できないという問題点があった。
また,一般にクロック信号の周波数を大きくするほど,そのクロック信号におけるノイズの影響が顕著となり,ノイズ対策のために装置の複雑化や高コスト化を招くという問題点もあった。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,基準となるクロック信号(前記基準クロック信号)の周波数を上げることなく,また,従来のサーボモータ制御装置に対する構成要素の追加を極力要さずにサーボモータの回転速度制御の分解能を高めることができるサーボモータ制御装置及びその方法,並びにその制御機能を備えた画像形成装置を提供することにある。
However, when the technique disclosed in Patent Document 1 is adopted, it is necessary to add a circuit (double clock circuit) for doubling the frequency of the reference clock signal. There was a problem that increased. Even if the technology disclosed in Patent Document 1 is adopted, the control resolution of the servo motor is only doubled compared to the case where it is not adopted, and it cannot be handled when higher resolution is required. There was a problem.
In general, as the frequency of the clock signal is increased, the influence of noise in the clock signal becomes more prominent, and there has been a problem that the apparatus becomes complicated and the cost is increased for noise countermeasures.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to increase the frequency of a reference clock signal (the reference clock signal) without increasing the frequency of the reference servo signal. It is an object of the present invention to provide a servo motor control device and method thereof that can increase the resolution of servo motor rotation speed control without adding components as much as possible, and an image forming apparatus having the control function.
上記目的を達成するために本発明に係るサーボモータ制御装置は,目標回転速度を表すパルス信号列である速度指令信号に基づいてサーボモータの回転駆動のフィードバック制御を行うサーボモータ駆動手段に対し,前記速度指令信号を供給するものであり,以下の(1−1)及び(1−2)に示す各構成要素を備える。
(1−1)値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する分周比設定手段。
(1−2)一定周期で入力される基準パルス信号の列を前記分周比設定手段により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列を生成し,生成した前記分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号として前記サーボモータ駆動手段に供給する分周信号生成手段。
なお,上記(1−2)に示される構成要素は,従来のサーボモータ制御装置も備えるものである。
In order to achieve the above object, a servo motor control device according to the present invention provides servo motor drive means for performing feedback control of servo motor rotation drive based on a speed command signal that is a pulse signal sequence representing a target rotation speed. The speed command signal is supplied, and includes the following components (1-1) and (1-2).
(1-1) Frequency division ratio setting means for periodically setting a plurality of frequency division ratios having different values.
(1-2) Generate a sequence of pulse signals after frequency division by sequentially dividing a sequence of reference pulse signals input at a constant period by a frequency division ratio set by the frequency division ratio setting means. Dividing signal generating means for supplying the pulse signal train after frequency division to the servo motor driving means as the speed command signal.
The component shown in (1-2) above also includes a conventional servo motor control device.
本発明に係るサーボモータ制御装置においては,前記分周信号生成手段により,複数の異なる分周比に基づいて生成された分周後のパルス信号(即ち,時間間隔の異なる複数種類のパルス信号)が混在する前記速度指令信号(パルス信号の列)が生成される。その速度指令信号は,複数の分周比を設定する1サイクルの期間の単位でみれば,その複数の分周比の値の平均値である中間的な値の分周比で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。
例えば,前記分周比設定手段により,前記分周信号生成手段にたいして分周比「2」及び分周比「3」を交互に(周期的に)設定した場合,即ち,分周比各々の組み合わせ割合を1:1とした場合を考える。この場合,前記速度指令信号は,2つの分周比「2」及び「3」を設定する1サイクルの期間の単位で平均すれば,中間的な分周比「2.5」で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。同様に,分周比「2」及び分周比「3」を,(2→3→2)又は(3→2→3)という順番で設定した場合,即ち,複数の分周比の混合割合を2:1又は1:2とした場合を考える。この場合,前記速度指令信号は,2つの分周比「2」及び「3」を設定する1サイクルの期間の単位で平均すれば,中間的な分周比「2.33」又は「2.67」で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。
従って,本発明によれば,前記分周比設定手段が,複数の分周比それぞれの値及びその混在の割合(混合割合)を調節して設定することにより,前記基準クロック信号をそのまま分周する従来のサーボモータ制御装置に比べ,サーボモータの回転速度制御の分解能を実質的に2倍以上にすることができる。さらに,前記分周比設定手段は,例えば,従来のサーボモータ制御装置が備える演算手段(MPU)において,それが実行するプログラムの変更等により実現できるため,従来のサーボモータ制御装置に対する構成要素の追加をほとんど必要としない。また,前記基準クロック信号の周波数を上げないので,ノイズ対策のために装置の複雑化や高コスト化を招くこともない。
In the servo motor control device according to the present invention, the divided pulse signal generated by the divided signal generation means based on a plurality of different division ratios (that is, a plurality of types of pulse signals having different time intervals). The speed command signal (sequence of pulse signals) in which is mixed is generated. If the speed command signal is a unit of one cycle period for setting a plurality of division ratios, the reference clock signal has an intermediate division ratio that is an average value of the plurality of division ratio values. Can be regarded as a signal obtained by frequency division.
For example, when the frequency division ratio setting means alternately (periodically) sets the frequency division ratio “2” and the frequency division ratio “3” for the frequency division signal generation means, that is, combinations of the frequency division ratios. Consider the case where the ratio is 1: 1. In this case, if the speed command signal is averaged in the unit of the period of one cycle for setting the two frequency division ratios “2” and “3”, the reference clock signal has an intermediate frequency division ratio “2.5”. It can be regarded as a signal obtained by dividing the signal. Similarly, when the division ratio “2” and the division ratio “3” are set in the order of (2 → 3 → 2) or (3 → 2 → 3), that is, a mixing ratio of a plurality of division ratios. Is considered to be 2: 1 or 1: 2. In this case, if the speed command signal is averaged in the unit of one cycle period for setting the two frequency dividing ratios “2” and “3”, the intermediate frequency dividing ratio “2.33” or “2. 67 "can be regarded as a signal obtained by dividing the reference clock signal.
Therefore, according to the present invention, the frequency division ratio setting means adjusts and sets the value of each of the plurality of frequency division ratios and the mixing ratio (mixing ratio), thereby dividing the reference clock signal as it is. As compared with the conventional servo motor control device, the resolution of the rotational speed control of the servo motor can be substantially doubled. Further, the frequency division ratio setting means can be realized by, for example, changing the program executed by the arithmetic means (MPU) provided in the conventional servo motor control device. Requires little addition. In addition, since the frequency of the reference clock signal is not increased, the apparatus is not complicated and expensive for noise suppression.
ところで,本発明に係るサーボモータ制御装置は,目標回転速度が一定であっても,設定する分周比を周期的に変化させる,即ち,前記速度指令信号におけるパルス列の時間間隔が変化するため,サーボモータの回転ムラが生じ得る。しかしながら,サーボモータの回転軸周りの慣性モーメントが,サーボモータの回転トルクに比べて十分に大きければ,前記速度指令信号におけるパルス列の時間間隔が多少変化しても,サーボモータの回転ムラはほとんど生じない。従って,本発明は,サーボモータの回転軸周りの慣性モーメントに対するサーボモータの回転トルクの比(以下,回転モーメント/トルク比という)が十分に大きい制御対象に対して適用すれば有効である。
一方,制御対象における前記回転モーメント/トルク比が比較的大きい場合であっても,周期的に変化させる分周比の変化量(分周比相互間の差)が大きければ,やはり,サーボモータの回転ムラの問題が生じる。
そこで,前記分周比設定手段が,値の差が予め定められた範囲内である複数の分周比を周期的に設定することが望ましい。例えば,前記分周比設定手段が,値の差が1以内である複数の分周比を周期的に設定することが好適である。
このように,周期的に変化させる分周比の変化量(分周比相互間の差)を小さく制限することにより,サーボモータの回転ムラが生じることを回避できる。
By the way, the servo motor control device according to the present invention periodically changes the division ratio to be set even if the target rotational speed is constant, that is, the time interval of the pulse train in the speed command signal changes. Servo motor rotation unevenness may occur. However, if the moment of inertia around the rotation axis of the servo motor is sufficiently large compared to the rotation torque of the servo motor, even if the time interval of the pulse train in the speed command signal changes slightly, the rotation unevenness of the servo motor will hardly occur. Absent. Therefore, the present invention is effective when applied to a controlled object in which the ratio of the rotation torque of the servo motor to the moment of inertia around the rotation axis of the servo motor (hereinafter referred to as the rotation moment / torque ratio) is sufficiently large.
On the other hand, even if the rotational moment / torque ratio in the controlled object is relatively large, if the amount of change in the division ratio to be changed periodically (difference between the division ratios) is large, the servo motor A problem of uneven rotation occurs.
Therefore, it is desirable that the frequency division ratio setting means periodically sets a plurality of frequency division ratios whose value difference is within a predetermined range. For example, it is preferable that the frequency division ratio setting means periodically sets a plurality of frequency division ratios whose value difference is within one.
In this way, it is possible to avoid the occurrence of uneven rotation of the servo motor by limiting the amount of change in the division ratio that is periodically changed (difference between the division ratios) to be small.
また,より具体的には,前記分周比設定手段が,前記目標設定速度に応じて,値の異なるものが混在する複数の分周比を予め定められた複数組の候補の中から選択し,選択した前記複数の分周比を前記分周信号生成手段に対して周期的に設定することが考えられる。なお,この場合,前記複数組の候補それぞれが同数の分周比の組からなるものであればよりシンプルで設計しやすい。
なお,サーボモータの回転を極力均一化するためには,分周比の切り替えをできるだけ短い周期で行う,即ち,複数の分周比を周期的に設定する1サイクルの期間において分周比の切替タイミングを均一に分散させることが望ましい。例えば,値が異なる2種類の分周比が混在する複数の分周比を周期的に設定し,それらの混合割合を1:1にする場合,その2種類の分周比を交互に設定することが望ましい。
More specifically, the frequency division ratio setting means selects a plurality of frequency division ratios having different values from a plurality of predetermined candidates according to the target set speed. It is conceivable to periodically set the selected division ratios for the divided signal generation means. In this case, it is simpler and easier to design if each of the plurality of sets of candidates is composed of the same number of division ratio sets.
In order to make the rotation of the servo motor as uniform as possible, the division ratio is switched as short as possible, that is, the division ratio is switched in one cycle period in which a plurality of division ratios are set periodically. It is desirable to distribute the timing uniformly. For example, when two or more types of division ratios with different values are mixed and set periodically, and the mixing ratio is 1: 1, the two types of division ratios are set alternately. It is desirable.
また,本発明は,以上に示した本発明に係るサーボモータ制御装置による前記速度指令信号の出力処理を実行するサーボモータ制御方法として捉えることもできる。
即ち,本発明に係るサーボモータ制御方法は,目標回転速度を表すパルス信号列である速度指令信号に基づいてサーボモータの回転駆動のフィードバック制御を行うサーボモータ駆動手段に対し,前記速度指令信号を供給する制御方法であり,次の(2−1)及び(2−2)に示す各手順を実行する方法である。
(2−1)値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する処理を所定の制御手段により自動的に実行する分周比設定手順。
(2−2)所定の分周信号生成手段により,一定周期で入力される基準パルス信号の列を前記分周比設定手順により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列を生成し,生成した前記分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号として前記サーボモータ駆動手段に供給する分周信号生成手順。
The present invention can also be understood as a servo motor control method for executing the output process of the speed command signal by the servo motor control device according to the present invention described above.
That is, the servo motor control method according to the present invention provides the speed command signal to the servo motor drive means for performing feedback control of the rotation drive of the servo motor based on the speed command signal which is a pulse signal sequence representing the target rotation speed. This is a control method to be supplied, and is a method for executing the following procedures (2-1) and (2-2).
(2-1) A frequency division ratio setting procedure in which a predetermined control means automatically executes a process of periodically setting a plurality of frequency division ratios having different values.
(2-2) A predetermined frequency dividing signal generating means sequentially divides a train of reference pulse signals inputted at a constant period by a frequency dividing ratio set by the frequency dividing ratio setting procedure, and then performs frequency division. A frequency division signal generation procedure for generating a pulse signal train and supplying the generated pulse signal train after the frequency division to the servo motor driving means as the speed command signal.
また,本発明は,前述した本発明に係るサーボモータ制御装置を具備する画像形成装置として捉えることもできる。
即ち,本発明に係る画像形成装置は,複数の色の現像剤(トナーがその典型例)それぞれを像担持体から中間転写体へ順次転写した後に,その現像剤を前記中間転写体から記録材へ転写することにより前記記録材への画像形成を行うものであり,前記中間転写体を回転駆動するサーボモータと,目標回転速度を表すパルス信号列である速度指令信号に基づいて前記サーボモータの回転駆動のフィードバック制御を行うサーボモータ駆動手段とを具備し,さらに,前述した本発明に係るサーボモータ制御装置が備える構成要素も併せて具備するものである。
一般に,中間転写方式の画像形成装置において,前記中間転写体の駆動軸(サーボモータの回転軸)の周りの慣性モーメントは,それを駆動するサーボモータの回転トルクに比べて十分に大きい。しかも,前述したように,前記中間転写体の回転速度は,形成画像の色ズレ防止のために非常に高精度での制御が要求される。このため,中間転写方式の画像形成装置における中間転写体駆動用のサーボモータは,本発明の適用対象として非常に好適である。
また,本発明は,ステッピングモータによって前記中間転写体を回転駆動するタイプの画像形成装置であって,そのステッピングモータを前述した本発明に係るサーボモータ制御装置と同様の制御方法によって制御する画像形成装置として捉えることもできる。
即ち,本発明に係る画像形成装置が,前記中間転写体を回転駆動するステッピングモータと,目標回転速度を表すパルス信号列である速度指令信号に基づいて前記ステッピングモータの回転駆動の制御を行うステッピングモータ駆動手段とを具備し,さらに,前述した本発明に係るサーボモータ制御装置が備える構成要素も併せて具備するものである。但し,前記分周信号制御手段による前記速度指令信号の供給先は前記ステッピングモータ駆動手段である。
本発明は,ステッピングモータにより前記中間転写体を回転駆動する画像形成装置に適用しても,サーボモータにより前記中間転写体を回転駆動する場合と同様の作用効果が得られる。
The present invention can also be understood as an image forming apparatus including the above-described servo motor control device according to the present invention.
That is, the image forming apparatus according to the present invention sequentially transfers each of a plurality of color developers (typically toner) from the image carrier to the intermediate transfer member, and then transfers the developer from the intermediate transfer member to the recording material. The image is formed on the recording material by transferring to the servomotor, and the servomotor for rotationally driving the intermediate transfer body and the servomotor based on a speed command signal that is a pulse signal string representing a target rotational speed. Servo motor driving means for performing feedback control of rotational driving is provided, and further, the constituent elements of the servo motor control device according to the present invention described above are also provided.
In general, in an intermediate transfer type image forming apparatus, the moment of inertia around the drive shaft (rotation shaft of the servo motor) of the intermediate transfer member is sufficiently larger than the rotation torque of the servo motor that drives the intermediate transfer member. In addition, as described above, the rotational speed of the intermediate transfer member is required to be controlled with very high accuracy in order to prevent color deviation of the formed image. Therefore, the servo motor for driving the intermediate transfer member in the intermediate transfer type image forming apparatus is very suitable as an application target of the present invention.
The present invention also relates to an image forming apparatus of the type in which the intermediate transfer member is rotationally driven by a stepping motor, and the stepping motor is controlled by the same control method as the servo motor control apparatus according to the present invention described above. It can also be understood as a device.
That is, the image forming apparatus according to the present invention controls a stepping motor that rotationally drives the intermediate transfer member and a rotational driving control of the stepping motor based on a speed command signal that is a pulse signal sequence representing a target rotational speed. Motor drive means, and further includes the constituent elements of the servo motor control device according to the present invention described above. However, the supply destination of the speed command signal by the frequency division signal control means is the stepping motor driving means.
Even when the present invention is applied to an image forming apparatus in which the intermediate transfer member is rotationally driven by a stepping motor, the same effects as those obtained when the intermediate transfer member is rotationally driven by a servo motor can be obtained.
本発明により得られる前記速度指令信号は,前記基準クロック信号を複数の異なる分周比で分周することによって得られる複数のパルス信号(時間間隔が異なるパルス信号)が混在する信号となる。このため,複数の分周比を設定する1サイクルの期間の単位でみれば,その複数の分周比の値の平均値である中間的な値の分周比で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。
従って,本発明によれば,前記分周比設定手段が,複数の分周比それぞれの値及びその混在の割合を調節して設定することにより,前記基準クロック信号をそのまま分周する従来のサーボモータ制御装置(或いは,従来のステッピングモータ制御装置)に比べ,モータの回転速度制御の分解能を実質的に2倍以上にすることができる。さらに,前記分周比設定手段は,例えば,従来のサーボモータ制御装置(或いは,従来のステッピングモータ制御装置)が備える演算手段(MPU)において,それが実行するプログラムの変更等により実現できるため,従来の制御装置に対する構成要素の追加をほとんど必要としない。また,前記基準クロック信号の周波数を上げないので,ノイズ対策のために装置の複雑化や高コスト化を招くこともない。
The speed command signal obtained by the present invention is a signal in which a plurality of pulse signals (pulse signals having different time intervals) obtained by dividing the reference clock signal by a plurality of different division ratios are mixed. For this reason, in the unit of one cycle period for setting a plurality of division ratios, the reference clock signal is divided by an intermediate division ratio that is an average value of the plurality of division ratio values. It can be regarded as a signal obtained in this way.
Therefore, according to the present invention, the frequency division ratio setting means adjusts and sets the value of each of a plurality of frequency division ratios and the ratio of the mixture, thereby dividing the reference clock signal as it is. Compared with a motor control device (or a conventional stepping motor control device), the resolution of motor rotational speed control can be substantially doubled or more. Further, the frequency division ratio setting means can be realized by, for example, changing the program executed by the arithmetic means (MPU) provided in the conventional servo motor control device (or the conventional stepping motor control device) Few components are added to the conventional control device. In addition, since the frequency of the reference clock signal is not increased, the apparatus is not complicated and expensive for noise suppression.
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施形態に係るサーボモータ制御装置Xを備えたサーボモータシステムYの概略構成を表すブロック図,図2は従来のサーボモータ制御装置における基準クロック信号及び速度指令信号の一例を表す図,図3はサーボモータ制御装置Xにおける基準クロック信号及び分周クロック信号の第1の例を表す図,図4はサーボモータ制御装置Xにおける基準クロック信号及び分周クロック信号の第2の例を表す図,図5はサーボモータ制御装置Xを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置Zの主要部の概略構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that the present invention can be understood. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a servo motor system Y provided with a servo motor control device X according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a reference clock signal and speed command signal in the conventional servo motor control device. FIG. 3 is a diagram illustrating a first example of the reference clock signal and the divided clock signal in the servo motor control device X. FIG. 4 is a diagram illustrating the reference clock signal and the divided clock signal in the servo motor control device X. FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of a tandem type color image forming apparatus Z provided with a servo motor control device X. FIG.
まず,図1に示すブロック図を参照しつつ,本発明の実施形態に係るサーボモータ制御装置X及びそれを備えたサーボモータシステムYの構成について説明する。
図1に示すように,前記サーボモータシステムYは,発振器21,サーボモータ制御装置X,サーボアンプ28及びサーボモータ27を具備している。
また,サーボモータ制御装置Xは,分周クロック生成部α1,制御部25及び信号制御回路26を備えている。さらに,前記分周クロック生成部α1は,クロックカウンタ22,コンパレータ23及び生成回路24を備えている。
前記発振器21は,一定周期の基準パルス信号の列である基準クロック信号を生成するものであり,例えば,20MHz〜30MHzの一定周波数の前記クロック信号を生成する。
前記分周クロック生成部α1には,水晶発振器等の発振器21から一定周期の基準パルス信号の列である基準クロック信号が入力される。
そして,前記分周クロック生成部α1は,一定周期で入力される基準パルス信号の列である前記基準クロック信号を,前記制御部25により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列(以下,分周クロック信号という)を生成し,生成した前記分周クロック信号を,前記信号制御回路26を通じてサーボアンプ28に供給する(前記分周信号生成手段の一例)。なお,サーボアンプ28に供給される前記分周クロック信号が,後述する速度指令信号である。
First, the configuration of a servo motor control device X according to an embodiment of the present invention and a servo motor system Y including the same will be described with reference to the block diagram shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the servo motor system Y includes an
The servo motor control device X includes a divided clock generation unit α1, a
The
The frequency-divided clock generator α1 receives a reference clock signal that is a sequence of reference pulse signals having a constant period from an
The frequency-divided clock generator α1 divides the reference clock signal, which is a series of reference pulse signals input at a constant cycle, by sequentially dividing the reference clock signal at a frequency-dividing ratio set by the
より具体的には,前記分周クロック生成部α1において,前記クロックカウンタ22が,前記基準パルス信号を構成する前記基準パルス信号の立ち上がりタイミングを検出することにより,前記基準クロック信号のクロック数(基準パルス信号の数)をカウントする。
また,前記コンパレータ23には,クロックカウンタ22によりカウントされた前記基準クロック信号のクロック数と,記制御部25により設定される大小2つの整数値とが入力されている。以下,この大小2つの整数値のうち,大きい方の整数を第1整数,小さい方の整数を第2整数という。
そして,前記コンパレータ23は,まず,前記基準クロック信号のクロック数と小さい方の前記第2整数とを比較し,両者が一致したときに,前記生成回路24に対して所定のパルス立ち上げ信号を出力する。その後,前記コンパレータ23は,前記基準クロック信号のクロック数と大きい方の前記第1整数とを比較し,両者が一致したときに,前記生成回路24に対して所定のパルス立ち下げ信号を出力する。
前記生成回路24は,前記コンパレータ23からの前記パルス立ち上げ信号及び前記パルス立ち下げ信号に応じて,それらの信号が入力されたタイミング各々が,パルス信号の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングとなるパルス信号(以下,分周パルス信号という)を生成する。
一方,前記コンパレータ23は,前記パルス立ち下げ信号を前記制御部25及び前記クロックカウンタ22に対しても出力する。これにより,前記制御部25は,前記分周クロック信号におけるパルス信号の立ち下がりのタイミングを検知する。また,前記クロックカウンタ22は,前記パルス立ち下げ信号を検知したときに,カウント中のクロック数をリセットする(0にする)。
前記クロックカウンタ22,前記コンパレータ23及び前記生成回路24は,以上に示した処理を順次繰り返す。
以上により,前記制御部25により設定された前記第1整数が前記分周クロック信号を生成するときの分周比となり,前記分周クロック生成部α1は,前記基準パルス信号について,その分周比(前記第1整数)での分周を行うことによって前記分周クロック信号を生成する。
More specifically, in the divided clock generation unit α1, the clock counter 22 detects the rising timing of the reference pulse signal that constitutes the reference pulse signal, so that the number of clocks of the reference clock signal (reference Count the number of pulse signals).
Further, the number of clocks of the reference clock signal counted by the clock counter 22 and two large and small integer values set by the
Then, the
In response to the pulse rise signal and the pulse fall signal from the
On the other hand, the
The clock counter 22, the
As described above, the first integer set by the
また,前記サーボアンプ28は,目標回転速度を表すパルス信号列である速度指令信号に基づいて,サーボモータ27の回転駆動のフィードバック制御を行う回路である(前記サーボモータ駆動手段の一例)。前記速度指令信号は,前記サーボモータ制御装置Xから供給される。
前記サーボアンプ28は,不図示の偏差カウンタ,D/A変換器及びアンプを備えている。前記偏差カウンタは,前記速度指令信号と,サーボモータ27の回転軸に連結されたエンコーダ等により検出されるサーボモータの回転速度検出信号とを比較することにより,目標回転速度に対する実回転速度の偏差を検出するものである。そして,その偏差信号が前記D/A変換器によりアナログ信号に変換され,前記アンプが,そのアナログ信号に基づいてサーボモータ27に供給する駆動信号を調節する。これにより,サーボモータ27の回転速度のフィードバック制御が行われる。
The
The
前記制御部25は,CPU等の演算部及びRAM,ROM等の記憶部を備え,サーボモータ制御装置Xにおける各種の演算及び制御を行うものである。
具体的には,前記制御部25は,前記分周クロック生成部α1に対して分周比を設定する。
また,前記信号制御回路26は,前記制御部25からの制御信号に基づいて,前記分周クロック信号(即ち,前記速度指令信号)を前記サーボアンプ28に供給(出力)してサーボモータ27を駆動する状態と,前記分周クロック信号を供給せずにサーボモータ27を停止させる状態とを切り替える回路である。
以上に示したサーボモータ制御装置Xのハードウェア構成は,従来のサーボモータ制御装置と同じである。
但し,サーボモータ制御装置Xと従来のサーボモータ制御装置とでは,前記制御部25による分周比の設定処理の内容が異なる。即ち,前記制御部25によって実行される分周比の設定プログラム(ソフトウェア)の内容が異なる。
The
Specifically, the
Further, the
The hardware configuration of the servo motor control device X described above is the same as that of the conventional servo motor control device.
However, the servo motor control device X and the conventional servo motor control device differ in the content of the frequency division ratio setting process by the
サーボモータ制御装置Xにおける前記制御部25は,サーボモータ27の一の目標速度が定められた場合に,前記分周クロック生成部α1に対し,値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する(前記分周比設定手段の一例)。もちろん,前記制御部25は,目標回転速度によっては,従来と同様に,目標回転速度の変更がない限り,前記分周クロック生成部α1に対して一定の分周比を設定する場合もある。
より具体的には,前記制御部25は,サーボモータ27の目標回転速度に応じて,値の異なるものが混在する複数の分周比を予め定められた複数組の候補の中から選択し,選択した前記複数の分周比を前記分周信号生成手段に対して周期的に設定する。なお,前記複数組の候補は,それぞれが同数の分周比の組からなる。
例えば,前記複数組の候補は,(2000,2000),(2000,2001),(2001,2001),(2001,2002),(2002,2002),(2002,2003),(2003,2003),(2003,2004)…などである。そして,前記制御部25は,分周比の候補(2000,2001)を選択した場合,分周後のパルス信号が1つ発生するごとに,分周比「2000」及び「2001」を交互に(周期的)に設定する。この場合,得られる前記分周クロック信号(即ち,前記速度指令信号)は,2つの分周比を設定する1サイクルの期間の単位でみれば,その2つの分周比「2000」及び「2001」の値の平均値である中間的な値(=2000.5)の分周比で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。
The
More specifically, the
For example, the plurality of sets of candidates are (2000, 2000), (2000, 2001), (2001, 2001), (2001, 2002), (2002, 2002), (2002, 2003), (2003, 2003). , (2003, 2004). When the frequency division ratio candidate (2000, 2001) is selected, the
図2は,従来のサーボモータ制御装置における前記基準クロック信号及び前記分周クロック信号の一例を表す図である。また,図3及び図4は,サーボモータ制御装置Xにおける前記基準クロック信号及び前記分周クロック信号の第1の例及び第2の例を表す図である。
なお,以下の説明では,説明の簡素化のために分周比が5や6といった小さな値である例について説明するが,実際に設定される分周比は,例えば,2000〜3000等のより大きな値の分周比であることが好適である。
従来のサーボモータ制御装置は,目標回転速度が変化しない限り,分周比の設定は変更しない。従って,目標回転速度が変化しない限り,図2に示すように,前記分周クロック信号におけ前記分周パルス信号の周期t2(時間間隔)は一定であり,設定する分周比Nを1変化させるとその周期t2はt1だけ変化する。従って,従来のサーボモータ制御装置では,分周比をNとした場合,前記分周クロック信号(前記速度指令信号)の分解能は1/Nである。なお,図2は,分周比N=6である場合の例である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the reference clock signal and the divided clock signal in a conventional servo motor control apparatus. FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a first example and a second example of the reference clock signal and the divided clock signal in the servo motor control device X. FIG.
In the following description, an example in which the frequency division ratio is a small value such as 5 or 6 will be described for the sake of simplification. However, the frequency division ratio actually set is, for example, 2000 to 3000 or the like. A large division ratio is preferred.
The conventional servo motor controller does not change the division ratio setting unless the target rotational speed changes. Therefore, as long as the target rotational speed does not change, as shown in FIG. 2, the frequency t2 (time interval) of the frequency-divided pulse signal is constant in the frequency-divided clock signal, and the frequency division ratio N to be set is changed by 1. Then, the period t2 changes by t1. Therefore, in the conventional servo motor control apparatus, when the division ratio is N, the resolution of the divided clock signal (the speed command signal) is 1 / N. FIG. 2 shows an example in which the frequency division ratio N = 6.
一方,サーボモータ制御装置Xは,目標回転速度が変化しなくても,分周比の設定を周期的に変化させることができ,目標回転速度が変化しない場合でも,図3に示すように,前記分周クロック信号におけ前記分周パルス信号の時間間隔が周期的に変化する。
例えば,図3に示す例は,前記分周パルス信号が1つ発生するごとに,分周比「5」及び「6」を交互に(周期的に)設定した場合の例である。この場合,得られる前記分周クロック信号(即ち,前記速度指令信号)は,2つの分周比を設定する1サイクルの期間(前記基準パルス信号が11個発生する期間)の単位でみれば,その2つの分周比「5」及び「6」の値の平均値である中間的な値(=5.5)の分周比で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。従って,一定の分周比「6」を設定する状態(図2の状態)から,2つの分周比「5」及び「6」を交互に設定する状態(図3の状態)に変化させると,2つの分周比を設定する1サイクルの期間(前記基準パルス信号が11個発生する期間)の単位でみれば,前記分周クロック信号の平均的な時間間隔は(t1/2)だけ変化する。従って,図3に示すような分周クロック信号を生成するサーボモータ制御装置Xでは,分周比をNとした場合,前記分周クロック信号(前記速度指令信号)の分解能は(1/2N)であり,従来の2倍となる。
なお,図3に示すような分周クロック信号を生成するサーボモータ制御装置Xにおいて,前記制御部25による選択対象となる分周比の前記複数組の候補は,例えば,(5,5),(6,5),(6,6),(7,6),(7,7),(8,7),(8,8),(9,8)…などである。これにより,前記基準クロック信号を,分周比「5.0」,「5.5」,「6.0」,「6.5」,「7.0」,「7.5」,「8.0」,「8.5」…それぞれの設定により分周したとみなせる前記分周クロック信号を生成することができる。
On the other hand, the servo motor control device X can periodically change the setting of the division ratio even if the target rotational speed does not change, and even if the target rotational speed does not change, as shown in FIG. The time interval of the divided pulse signal in the divided clock signal changes periodically.
For example, the example shown in FIG. 3 is an example in which the division ratios “5” and “6” are alternately (periodically) set every time one of the divided pulse signals is generated. In this case, the obtained frequency-divided clock signal (that is, the speed command signal) is obtained in units of one cycle period (period in which eleven reference pulse signals are generated) for setting two frequency division ratios. It can be regarded as a signal obtained by dividing the reference clock signal by a division ratio of an intermediate value (= 5.5) which is an average value of the two division ratios “5” and “6”. . Therefore, when the state in which the constant frequency division ratio “6” is set (the state in FIG. 2) is changed to the state in which the two frequency division ratios “5” and “6” are alternately set (the state in FIG. 3). , The average time interval of the frequency-divided clock signal changes by (t1 / 2) in terms of a unit of one cycle period (a period in which eleven reference pulse signals are generated) for setting two frequency division ratios. To do. Therefore, in the servo motor control device X that generates the divided clock signal as shown in FIG. 3, when the dividing ratio is N, the resolution of the divided clock signal (the speed command signal) is (1 / 2N). This is twice the conventional level.
In the servo motor control device X that generates the frequency-divided clock signal as shown in FIG. 3, the plurality of sets of frequency division ratios to be selected by the
また,図4に示す例は,前記分周パルス信号が1つ発生するごとに,分周比「5」及び「6」が混在する3つの分周比を(周期的に)設定した場合の例である。即ち,図4に示す例は,前記分周パルス信号が1つ発生するごとに,3つの分周比「6」,「5」及び「5」を順次設定した場合の例である。この場合,得られる前記分周クロック信号(即ち,前記速度指令信号)は,3つの分周比を設定する1サイクルの期間(前記基準パルス信号が16個発生する期間)の単位でみれば,その3つの分周比「6」,「5」及び「5」の値の平均値である中間的な値(=5.33)の分周比で前記基準クロック信号を分周して得られた信号とみなせる。従って,一定の分周比「5」を設定する状態から図3に示す状態に変化させると,3つの分周比を設定する1サイクルの期間(前記基準パルス信号が16個発生する期間)の単位でみれば,前記分周クロック信号の平均的な時間間隔は(t1/3)だけ変化する。従って,図4に示すような分周クロック信号を生成するサーボモータ制御装置では,分周比をNとした場合,前記分周クロック信号(前記速度指令信号)の分解能は(1/3N)であり,従来の3倍となる。
なお,図4に示すような分周クロック信号を生成するサーボモータ制御装置Xにおいて,前記制御部25による選択対象となる分周比の前記複数組の候補は,例えば,(5,5,5),(6,5,5),(6,5,6),(6,6,6),(7,6,6),(7,6,7),(7,7,7),(8,7,7)…などである。これにより,前記基準クロック信号を,分周比「5.00」,「5.33」,「5.67」,「6.00」,「6.33」,「6.67」,「7.00」,「7.33」…それぞれの設定により分周したとみなせる前記分周クロック信号を生成することができる。
Further, in the example shown in FIG. 4, every time one of the divided pulse signals is generated, three division ratios in which the division ratios “5” and “6” are mixed are set (periodically). It is an example. That is, the example shown in FIG. 4 is an example in which three frequency division ratios “6”, “5”, and “5” are sequentially set every time one frequency division pulse signal is generated. In this case, the obtained frequency-divided clock signal (that is, the speed command signal) can be obtained in units of one cycle period (a period in which 16 reference pulse signals are generated) for setting three frequency division ratios. It is obtained by dividing the reference clock signal by an intermediate value (= 5.33) which is an average value of the three frequency dividing ratios “6”, “5” and “5”. It can be regarded as a signal. Therefore, when the state of setting the constant frequency division ratio “5” is changed to the state shown in FIG. 3, the period of one cycle in which the three frequency division ratios are set (the period in which 16 reference pulse signals are generated). In terms of units, the average time interval of the divided clock signal changes by (t1 / 3). Therefore, in the servo motor control device that generates the divided clock signal as shown in FIG. 4, when the dividing ratio is N, the resolution of the divided clock signal (the speed command signal) is (1 / 3N). Yes, it is three times as much as before.
In the servo motor control device X that generates the divided clock signal as shown in FIG. 4, the plurality of sets of division ratio candidates to be selected by the
以上に示したように,サーボモータ制御装置Xによれば,前記サーボアンプ28に供給する前記速度指令信号(前記分周クロック信号)を,複数の異なる分周比で分周された(つまり,時間間隔の異なる)前記分周パルス信号各々が混在する信号とすることができる。
従って,サーボモータ制御装置Xによれば,前記制御部25が,複数の分周比それぞれの値及びその混在の割合を調節して設定することにより,前記基準クロック信号をそのまま分周する従来のサーボモータ制御装置に比べ,モータの回転速度制御の分解能を実質的に2倍以上にすることができる。さらに,前記制御部25は,例えば,従来のサーボモータ制御装置が備える制御部において,それが実行するプログラムの変更等により実現できるため,従来の制御装置に対する構成要素の追加をほとんど必要としない。また,前記基準クロック信号の周波数を上げないので,ノイズ対策のために装置の複雑化や高コスト化を招くこともない。
As described above, according to the servo motor control device X, the speed command signal (the divided clock signal) supplied to the
Therefore, according to the servo motor control device X, the
ところで,本発明は,前述したように,前記回転モーメント/トルク比(サーボモータの回転軸周りの慣性モーメントに対するサーボモータの回転トルクの比)が十分に大きい制御対象に対して適用すれば有効である。
一方,前記回転モーメント/トルク比が比較的大きい場合であっても,周期的に変化させる分周比の変化量(分周比相互間の差)が大きければ,やはり,サーボモータの回転ムラの問題が生じる。例えば,前記サーボモータ制御装置Xにおいて,2つの分周比の設定により分周比「5.5」に相当する分周は,分周比「4」及び分周比「7」を1:1の割合で混在させて設定しても,分周比「5」及び分周比「6」を1:1の割合で混在させて設定しても実現できる。しかしながら,サーボモータの回転ムラを防止するためには,後者の設定(分周比「5」及び「6」の設定)を行う方が望ましい。
即ち,前記制御部25が,値の差が予め定められた比較的狭い範囲内である複数の分周比を周期的に設定することが望ましい。例えば,前記制御部25が,値の差が1以内である複数の分周比を周期的に設定することが好適である。前述した前記複数組の候補の具体例は,いずれも,値の差が1以内である複数の分周比を周期的に設定する場合の例である。
このように,周期的に変化させる分周比の変化量(分周比相互間の差)を小さく制限することにより,サーボモータの回転ムラが生じることを回避できる。
By the way, as described above, the present invention is effective when applied to a controlled object in which the rotational moment / torque ratio (ratio of the rotational torque of the servo motor to the inertia moment around the rotational axis of the servo motor) is sufficiently large. is there.
On the other hand, even if the rotational moment / torque ratio is relatively large, if the amount of change in the division ratio that is periodically changed (difference between the division ratios) is large, the rotation unevenness of the servo motor will still be reduced. Problems arise. For example, in the servo motor control device X, the frequency division corresponding to the frequency division ratio “5.5” by setting the two frequency division ratios is 1: 1 for the frequency division ratio “4” and the frequency division ratio “7”. Even if the ratio is set in a mixed ratio, the frequency division ratio “5” and the frequency division ratio “6” can be set in a ratio of 1: 1. However, in order to prevent rotation unevenness of the servo motor, it is preferable to perform the latter setting (setting of the frequency division ratios “5” and “6”).
That is, it is desirable that the
In this way, it is possible to avoid the occurrence of uneven rotation of the servo motor by limiting the amount of change in the division ratio that is periodically changed (difference between the division ratios) to be small.
次に,前記サーボモータ制御装置Xの適用対象であるタンデム式のカラー画像形成装置Zについて説明する。
図5はサーボモータ制御装置Xを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置Zの主要部の概略構成図である。
カラー画像形成装置Zは,4色の色(イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック)のトナーそれぞれに対応する4つの画像形成部Y,M,C,B及び転写装置6と,無端ベルト状の中間転写ベルト1と,中間転写ベルト1を回転駆動させる前記サーボモータ27を含む前記サーボモータシステムYと,カメラ31と,画像処理部32とを具備している。また,各画像形成部Y,M,C,Bは,それぞれ感光体ドラム5(像担持体の一例),帯電装置7,現像装置9,転写装置6及びクリーニング装置10を備えている。なお,画像形成部Y,M,C,Bの各構成要素については,周知であるのでここでは説明を省略する。
前記カラー画像形成装置Zは,カラー画像を記録紙2に形成する際,まず,複数の色(シアン,マゼンタ及びイエロー)のトナーそれぞれを,その色ごとに設けられた感光体ドラム5から中間転写ベルト1へ順次転写し,さらに,色ごとに設けられた前記転写装置6により,中間転写ベルト1上の複数色のトナーを,その中間転写ベルト1から記録紙へ転写する中間転写方式の画像形成装置である。
Next, a tandem type color image forming apparatus Z to which the servo motor control apparatus X is applied will be described.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a main part of a tandem color image forming apparatus Z provided with a servo motor control device X.
The color image forming apparatus Z includes four image forming portions Y, M, C, B and
When the color image forming apparatus Z forms a color image on the recording paper 2, first, toners of a plurality of colors (cyan, magenta and yellow) are transferred from the photosensitive drum 5 provided for each color to an intermediate transfer. Intermediate transfer type image formation in which a plurality of color toners on the intermediate transfer belt 1 are transferred from the intermediate transfer belt 1 to a recording sheet by the
前記カメラ31は動画を撮像するカメラである。また,前記画像処理部32は,前記カメラ31の撮像画像について画像処理を行う演算装置である。
前記カメラ31及び前記画像処理部32は,前記中間転写ベルト1の回転速度を検出するものである。
前記中間転写ベルト1には,その表面に,回転方向(記録紙の搬送方向)に沿って等間隔のマークが記されている。
そして,前記カメラ31は,前記中間転写ベルト1に記されたマークを連続的に撮像し,その撮像画像を前記画像処理部32に伝送する。
前記画像処理部32は,前記カメラ31による撮像画像における前記マークの動きを画像処理によって観測することにより,前記マークの移動速度,即ち,前記中間転写ベルト1の回転速度を検出する。その検出結果は,前記サーボモータ制御装置Xにおける前記制御部25に伝送される。
前記制御部25は,前記中間転写ベルト1の回転速度と,予め定められた設定速度との差に応じて,前記分周クロック生成部α1に対する分周比の設定内容(周期的に設定する複数の分周比の値及びその混在の割合を調節する。
これにより,前記サーボモータ制御装置Xは,前記中間転写ベルト1を回転駆動する前記サーボモータ27の回転速度を高精度(高分解能)で制御できる。
中間転写方式の前記カラー画像形成装置Zにおいて,前記中間転ベルト1の駆動軸(サーボモータ27の回転軸)の周りの慣性モーメントは,それを駆動するサーボモータ27の回転トルクに比べて十分に大きい。しかも,前述したように,前記中間転写ベルト1の回転速度は,形成画像の色ズレ防止のために非常に高精度での制御が要求される。このため,カラー画像形成装置Zにおける中間転写ベルト1を駆動するサーボモータ27は,前記サーボモータ制御装置Xによる適用対象として非常に好適である。
The camera 31 is a camera that captures moving images. The
The camera 31 and the
On the surface of the intermediate transfer belt 1, equidistant marks are written along the rotation direction (recording paper conveyance direction).
The camera 31 continuously captures the marks on the intermediate transfer belt 1 and transmits the captured images to the
The
The
Thereby, the servo motor control device X can control the rotational speed of the
In the intermediate transfer type color image forming apparatus Z, the moment of inertia around the drive shaft of the intermediate transfer belt 1 (the rotation shaft of the servo motor 27) is sufficiently larger than the rotation torque of the
図5に示したカラー画像形成装置Zにおいて,前記中間転写ベルト1の駆動原はサーボモータであったが,これをステッピングモータにより駆動する実施形態も考えられる。
一般に,ステッピングモータも,サーボモータと同様に制御される。即ち,図1に示したサーボモータシステムYにおいて,サーボモータ27をステッピングモータに置き換え,さらに,サーボアンプ28をステッピングモータ駆動用のアンプに置き換えれば,ステッピングモータの駆動システムとなる。
但し,ステッピングモータ駆動用のアンプ(前記ステッピングモータ駆動手段の一例)は,前記速度指令信号におけるパルス信号の数(立ち上がりの数)をカウントし,そのカウント数に相当するステップ数だけステッピングモータを回転させる回路であり,フィードバック制御は行わない。
また,前記サーボモータ制御装置Xをステッピングモータ制御装置として転用し,そのステッピングモータ制御装置が,前記ステッピングモータ駆動用のアンプに対して前記速度指令信号を供給する。
このように,前記サーボモータ制御装置Xをステッピングモータ制御装置として転用し,カラー画像形成装置Zにおける中間転写ベルト1を回転駆動するステッピングモータの回転速度を,そのステッピングモータ制御装置によって制御するシステムも,前記サーボモータ制御装置Xを備えた前記画像形成装置Zと同様の作用効果を奏する。
また,前述した実施形態では,前記分周クロック生成部α1に対して前記制御部25が分周比を設定することにより分周クロック信号を生成したが,これに限られるものではなく,CPU等の演算部及びそれの動作を補助するRAM,ROM等の記憶部を有する他のコンピュータが,所定のプログラムを実行することにより,前記分周クロック生成部α1に対して分周比の設定を行うことも考えられる。
In the color image forming apparatus Z shown in FIG. 5, the driving source of the intermediate transfer belt 1 is a servo motor. However, an embodiment in which this is driven by a stepping motor is also conceivable.
In general, the stepping motor is controlled in the same manner as the servo motor. That is, in the servo motor system Y shown in FIG. 1, if the
However, the stepping motor driving amplifier (an example of the stepping motor driving means) counts the number of pulse signals (number of rising edges) in the speed command signal and rotates the stepping motor by the number of steps corresponding to the counted number. This circuit does not perform feedback control.
Further, the servo motor control device X is diverted as a stepping motor control device, and the stepping motor control device supplies the speed command signal to the amplifier for driving the stepping motor.
As described above, there is also a system in which the servo motor control device X is diverted as a stepping motor control device, and the rotation speed of the stepping motor that rotationally drives the intermediate transfer belt 1 in the color image forming apparatus Z is controlled by the stepping motor control device. , The same operational effects as the image forming apparatus Z provided with the servo motor control device X are obtained.
In the above-described embodiment, the
X…本発明の実施形態に係るサーボモータ制御装置
Y…サーボモータシステム
Z…カラー画像形成装置
1 :中間転写ベルト
2 :記録紙
5 :感光体ドラム
6 :転写装置
7 :帯電装置
9 :現像装置
10:クリーニング装置
α1:分周クロック生成部
21:発振器
22:クロックカウンタ
23:コンパレータ
24:生成回路
25:制御部
26:信号制御回路
27:サーボモータ
28:サーボアンプ
X: Servo motor control device Y according to the embodiment of the present invention ... Servo motor system Z ... Color image forming device 1: Intermediate transfer belt 2: Recording paper 5: Photoconductor drum 6: Transfer device 7: Charging device 9: Developing device 10: Cleaning device α1: Divided clock generation unit 21: Oscillator 22: Clock counter 23: Comparator 24: Generation circuit 25: Control unit 26: Signal control circuit 27: Servo motor 28: Servo amplifier
Claims (8)
値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する分周比設定手段と,
一定周期で入力される基準パルス信号の列を前記分周比設定手段により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列を生成し,生成した前記分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号として前記サーボモータ駆動手段に供給する分周信号生成手段と,
を具備してなることを特徴とするサーボモータ制御装置。 A servo motor control device for supplying the speed command signal to a servo motor drive means for performing feedback control of the rotation drive of the servo motor based on a speed command signal which is a pulse signal sequence representing a target rotation speed,
A frequency division ratio setting means for periodically setting a plurality of frequency division ratios having different values mixed together;
A series of divided pulse signals is generated by sequentially dividing a series of reference pulse signals input at a constant period by a division ratio set by the division ratio setting means. A frequency dividing signal generating means for supplying the train of pulse signals to the servo motor driving means as the speed command signal;
A servo motor control device comprising:
値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する処理を所定の制御手段により自動的に実行する分周比設定手順と,
所定の分周信号生成手段により,一定周期で入力される基準パルス信号の列を前記分周比設定手順により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列を生成し,生成した前記分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号として前記サーボモータ駆動手段に供給する分周信号生成手順と,
を有してなることを特徴とするサーボモータ制御方法。 A servo motor control method for supplying the speed command signal to a servo motor drive means for performing feedback control of the rotation drive of the servo motor based on a speed command signal which is a pulse signal sequence representing a target rotation speed,
A frequency division ratio setting procedure for automatically executing a process for periodically setting a plurality of frequency division ratios having different values mixed by a predetermined control means;
By dividing a series of reference pulse signals input at a constant cycle by a predetermined division ratio by the predetermined division signal generation means at a division ratio set by the division ratio setting procedure, the divided pulse signal series is obtained. A frequency division signal generation procedure for generating and supplying the generated pulse signal train after frequency division to the servo motor driving means as the speed command signal;
A servo motor control method characterized by comprising:
値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する分周比設定手段と,
一定周期で入力される基準パルス信号の列を前記分周比設定手段により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列を生成し,生成した前記分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号として前記サーボモータ駆動手段に供給する分周信号生成手段と,
を具備してなることを特徴とする画像形成装置。 Each of a plurality of color developers is sequentially transferred from the image carrier to the intermediate transfer member, and then the developer is transferred from the intermediate transfer member to the recording material to form an image on the recording material. Image forming comprising: a servomotor that rotationally drives the intermediate transfer member; and a servomotor drive unit that performs feedback control of the rotational drive of the servomotor based on a speed command signal that is a pulse signal sequence representing a target rotational speed A device,
A frequency division ratio setting means for periodically setting a plurality of frequency division ratios having different values mixed together;
A series of divided pulse signals is generated by sequentially dividing a series of reference pulse signals input at a constant period by a division ratio set by the division ratio setting means. A frequency dividing signal generating means for supplying the train of pulse signals to the servo motor driving means as the speed command signal;
An image forming apparatus comprising:
値の異なるものが混在する複数の分周比を周期的に設定する分周比設定手段と,
一定周期で入力される基準パルス信号の列を前記分周比設定手段により設定された分周比で順次分周することにより分周後のパルス信号の列を生成し,生成した前記分周後のパルス信号の列を前記速度指令信号として前記ステッピングモータ駆動手段に供給する分周信号生成手段と,
を具備してなることを特徴とする画像形成装置。 Each of a plurality of color developers is sequentially transferred from the image carrier to the intermediate transfer member, and then the developer is transferred from the intermediate transfer member to the recording material to form an image on the recording material. A stepping motor that rotationally drives the intermediate transfer member, and a stepping motor drive unit that controls the rotational drive of the stepping motor based on a speed command signal that is a pulse signal sequence representing a target rotational speed of the stepping motor. An image forming apparatus that
A frequency division ratio setting means for periodically setting a plurality of frequency division ratios having different values mixed together;
A series of divided pulse signals is generated by sequentially dividing a series of reference pulse signals input at a constant period by a division ratio set by the division ratio setting means. A frequency dividing signal generating means for supplying the pulse signal train to the stepping motor driving means as the speed command signal;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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JP2007013987A JP2008182817A (en) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Servo motor controller, method therefor, and image forming apparatus |
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Family Applications (1)
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CN116633200A (en) * | 2023-07-25 | 2023-08-22 | 常州洛源智能科技有限公司 | Servo driver remote starting equipment and using method thereof |
-
2007
- 2007-01-24 JP JP2007013987A patent/JP2008182817A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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