JP2011114951A - モータ制御装置、モータ制御システム、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】STMの励磁方式、回転位置検出手段の分解能を励磁方式に応じて補正する分解能情報、及び、DCモータ89と被回転体のギヤ比情報、に応じて生成された前記前記回転速度指示情報に基づき、前記コントローラが生成したSTMの補正後制御信号を取得し、DCモータ89の目標位置を決定する目標値決定手段81と、回転位置検出手段の分解能に応じた単位回転量を前記被回転体の回転に応じてカウントして、DCモータの回転位置を決定する状態決定手段82と、目標位置と回転位置、又は、目標速度と回転速度、の少なくとも一方に基づき決定したDCモータの制御量に応じて、DCモータの回転速度を制御するPWM信号を生成するPWM信号制御手段83〜87とを有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施形態のモータ制御装置100の概略を模式的に説明する図の一例である。図1の上段はステッピングモータの制御系のブロック図の一例を、図1の下段はDCモータの制御系のブロック図の一例を、それぞれ示す。
モータ制御装置100は、機器に搭載されたSTMをDCMと置き換える際に適用可能であるが、本実施形態では画像形成装置を例にして説明する。画像形成装置には種々のモータが搭載されており今後も増えることがあるが、一部にDCMが、一部にSTMが搭載されている。上述したように、さらなる消費電力化を達成するため、画像形成装置のメーカは、STMをDCMに置き換えていく方針である。画像形成装置において、STMで駆動されている被回転体としては、給紙モータ、レジストモータ、スキャナモータ、両面モータ、周辺機器のモータ(ADFモータ、フィニッシャ等)がある。
図7は、励磁方式により定まる励磁方式情報F、エンコーダの分解能と励磁方式により定まるエンコーダ分解能情報M、及び、ギヤ比により定まるギヤ比情報Nの一例を示す図である。
エンコーダ分解能情報M =パルスレート信号の1パルス当たりの回転角度/エンコーダ90の1パルスの回転角度
上記の例では、エンコーダ分解能情報Mは「2(=1.8度/0.9度)」になる。エンコーダ90の分解能は固定なので、励磁方式が固定ならエンコーダ分解能情報Mも固定される。しかしながら、励磁方式は、1つの画像形成装置200で固定の場合と固定でない場合がある。そこで、ASIC62は、励磁方式から定まる「パルスレート信号の1パルス当たりの回転角度」を、固定の「エンコーダの1パルスの回転角度」で割った値(エンコーダ分解能情報M)をSTMC76に通知する。
図8は、制御部87の制御系をブロック図として示す図の一例である。制御部87は、回転位置をフィードバック制御するP制御系と、回転速度をフィードバック制御PI制御系とを有する。制御部87は、まず、偏差1にゲインである定数Kp1を乗じる(制御量1)。また、制御部87は、偏差2にゲインである定数Kp2を乗じると共に、偏差2を時間で積分してゲインである定数KIを乗じ、両者を加算する(制御量2)。最終的に、制御部87は、制御量1と制御量2を加算して、PWM信号のデューティ比を決定する。
図9は、STMC76がプロファイルデータを生成し、モータ制御装置100がプロファイルデータをPWM信号に変換する手順を示すフローチャート図の一例である。図9の手順は、例えば、STMC76がASIC62からDCモータの回転の要求を受け付けるとスタートする。
図11は、モータ制御装置100の機能ブロック図の一例を示す。図11において図5と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。図11のモータ制御装置100はPLL91を有し、STMC76はプロファイルデータでなく、パルスレート信号をPLL91に入力する点で異なる。
図12は、PLL91の構成図の一例を示す。PLL91は公知のものを利用できるので、簡単に説明する。PLL91は、位相比較器911 、LPF(ローパスフィルタ)912、VCO(電圧制御発振器 )913、及び、分周器914を有する。パルスレート信号よりも分周器914からの出力信号の周波数の方が高くなると、位相比較器911は、誤差振動パルスを生成する。誤差振動パルスがLPF912を通過すると、誤差信号に比例した直流電圧が得られる。VCO913は直流電圧に応じて出力する信号の周波数を下げる。したがって、分周器914から出力される信号とパルスレート信号の周波数は等しくなるように保たれる。分周器914はVCO913が出力する信号を「1/N」するので、VCO913が出力する信号の周波数は、パルスレート信号の周波数をN倍した値と等しい。したがってPLL91は、パルスレート信号の周波数を、分周器に設定された値Nで逓倍した周波数の信号を出力することができる。この信号がプロファイルデータである。
図13は、モータ制御装置100がパルスレート信号をプロファイルデータに変換する手順を示すフローチャート図の一例である。図13の手順は、例えば、モータ制御装置100がSTMC76からDCモータの回転の要求を受け付けるとスタートする。
図15は、モータ制御装置100がパルスレート信号をPWM信号に変換する手順を示すフローチャート図の一例である。図15の手順は、例えば、モータ制御装置100がSTMC76からDCM89の回転の要求を受け付けるとスタートする。
76 STMC(ステッピングモータコントローラ)
80 コントローラ
81 カウンタA
82 カウンタB
83 比較器A
84 比較器B
85 微分回路A
86 微分回路B
87 制御部
88 DCMドライバ
89 DCM
90 エンコーダ
91 PLL
92 STMドライバ
93 STM
94 パルスレートテーブル
100 モータ制御装置
101 CPU
102 入出力インターフェイス
103 主記憶装置
104 補助記憶装置
105 その他回路
200 画像形成装置
Claims (9)
- 予め登録されているステッピングモータの回転速度指示情報に基づきステッピングモータの回転速度を制御するコントローラと接続された、DCモータの回転速度を制御するモータ制御装置であって、
ステッピングモータの励磁方式、前記DCモータ又は前記DCモータが駆動する被回転体の回転位置検出手段の分解能を励磁方式に応じて補正する分解能情報、及び、前記DCモータと前記被回転体のギヤ比、に応じて前記コントローラが前記回転速度指示情報を補正して生成したステッピングモータの補正後制御信号を取得し、
前記補正後制御信号から前記DCモータの目標位置又は目標速度を決定する目標値決定手段と、
前記回転位置検出手段の分解能に応じた単位回転量を前記被回転体の回転に応じてカウントして、前記DCモータ又は前記被回転体の回転位置又は回転速度を決定する状態決定手段と、
前記目標位置と前記回転位置、又は、前記目標速度と前記回転速度、の少なくとも一方に基づき決定した前記DCモータの制御量に応じて、前記DCモータの回転速度を制御するPWM信号を生成するPWM信号制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 予め登録されているステッピングモータの回転速度指示情報に基づきステッピングモータの回転速度制御信号を生成するコントローラと接続された、DCモータの回転速度を制御するモータ制御装置であって、
前記回転速度制御信号に含まれる速度情報を、ステッピングモータの励磁方式、前記DCモータ又は前記DCモータが駆動する被回転体の回転位置検出手段の分解能を励磁方式に応じて補正する分解能情報、及び、前記DCモータと前記被回転体のギヤ比に応じて、補正する速度情報補正手段と、
前記速度情報が補正された補正後制御信号から前記DCモータの目標位置又は目標速度を決定する目標値決定手段と、
前記回転位置検出手段の分解能に応じた単位回転量を前記被回転体の回転に応じてカウントして、前記DCモータ又は被回転体の回転位置又は回転速度を決定する状態決定手段と、
前記目標位置と前記回転位置、又は、前記目標速度と前記回転速度、の少なくとも一方に基づき決定した前記DCモータの制御量に応じて、前記DCモータの回転速度を制御するPWM信号を生成するPWM信号制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 予め登録されているステッピングモータの回転速度指示情報に基づきステッピングモータの回転速度制御信号を生成するコントローラと接続された、DCモータの回転速度を制御するモータ制御装置であって、
前記回転速度制御信号に含まれるパルスの数をカウントし、カウント値をステッピングモータの励磁方式、及び、前記DCモータと前記DCモータが駆動する被回転体のギヤ比に応じて補正して前記DCモータの目標位置又は目標速度を決定する目標値決定手段と、
前記DCモータ又は被回転体の回転位置検出手段の分解能に応じた単位回転量を前記被回転体の回転に応じてカウントし、カウント値を、前記回転位置検出手段の分解能を励磁方式に応じて補正する分解能情報の逆数に応じて補正して、前記DCモータ又は前記被回転体の回転位置又は回転速度を決定する状態決定手段と、
前記目標位置と前記回転位置、又は、前記目標速度と前記回転速度、の少なくとも一方に基づき決定した前記DCモータの制御量に応じて、前記DCモータの回転速度を制御するPWM信号を生成するPWM信号制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記分解能情報は、前記回転位置検出手段の分解能により定まる検出可能回転角度を、励磁方式により定まるステッピングモータの最小回転角度で割った値である、
ことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載のモータ制御装置。 - 前記PWM信号制御手段は、前記目標位置と前記回転位置の偏差にP制御に基づく演算を施し、かつ、前記目標速度と前記回転速度の偏差にPI制御に基づく演算を施し、前記DCモータの制御量を決定する、
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載のモータ制御装置。 - 請求項2〜5いずれか1項記載のモータ制御装置と、
前記コントローラと接続された、前記回転速度制御信号に従いステッピングモータに駆動電流を供給するステッピングモータドライバと、
を有することを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1〜5いずれか1項記載のモータ制御装置と、
前記回転速度指示情報が登録されたパルスレートテーブルの記憶手段と、
前記パルスレートテーブルを読み出して、ステッピングモータドライバにステッピングモータの前記回転速度制御信号を供給する第2のコントローラと、
を有することを特徴とするモータ制御システム。 - 予め登録されているステッピングモータの回転速度指示情報に基づきステッピングモータの回転速度を制御するコントローラと、DCモータの回転速度を制御するモータ制御装置と、を有するモータ制御システムであって、
前記コントローラは、
ステッピングモータの励磁方式、前記DCモータ又は前記DCモータが駆動する被回転体の回転位置検出手段の分解能を励磁方式に応じて補正する分解能情報、及び、前記DCモータと前記被回転体のギヤ比、に応じて、前記回転速度指示情報を補正して、ステッピングモータの補正後制御信号を生成し、
前記モータ制御装置は、
前記コントローラが生成した前記補正後制御信号から前記DCモータの目標位置又は目標速度を決定する目標値決定手段と、
前記回転位置検出手段の分解能に応じた単位回転量を前記被回転体の回転に応じてカウントして、前記DCモータ又は前記被回転体の回転位置又は回転速度を決定する状態決定手段と、
前記目標位置と前記回転位置、又は、前記目標速度と前記回転速度、の少なくとも一方に基づき決定した前記DCモータの制御量に応じて、前記DCモータの回転速度を制御するPWM信号を生成するPWM信号制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜5いずれか1項記載のモータ制御装置と、
画像データに基づき記録紙に画像を印刷する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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