JP3511567B2 - Servo controller for scanner - Google Patents
Servo controller for scannerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原稿画像を露光走
査するスキャナをＤＣサーボモータにより往復移動させ
る複写機等の画像形成装置用のスキャナ用サーボ制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanner servo control device for an image forming apparatus such as a copying machine in which a scanner for exposing and scanning an original image is reciprocally moved by a DC servo motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、複写機などの画像形成装置で
は、コンタクトガラス上に載置された原稿画像に対して
スキャナ中の光源から露光光を照射しながらスキャナを
走査移動させることにより、原稿画像対応の反射光を取
り込み、結像系を介して感光体上に結像させることによ
り潜像形成が行われる（アナログ系）。或いは、結像系
を介してＣＣＤラインセンサ等に結像させることにより
光電変換されて画像読取りが行われる（デジタル系）。2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus such as a copying machine, an original image placed on a contact glass is scanned and moved by irradiating exposure light from a light source in the scanner to move the original image. A latent image is formed by capturing the corresponding reflected light and forming an image on the photoconductor through the image forming system (analog system). Alternatively, an image is read by performing photoelectric conversion by forming an image on a CCD line sensor or the like via an image forming system (digital system).
【０００３】図２にアナログ系のスキャナを用いた複写
機の概略構成を示す。原稿１を載置するコンタクトガラ
ス２の下方には、原稿１を露光走査してドラム状の感光
体３に結像して潜像を形成するスキャナ４が設けられて
いる。このスキャナ４は、原稿１を露光する光源５と第
１ミラー６とが一体に取付けられた第１走行体７と、第
２，３ミラー８，９が一体に取付けられた第２走行体１
０と、第３ミラー９の光路上に設けられた結像レンズ１
１と、結像レンズ１１を透過した光を感光体３上に向け
て適宜反射させる第４，５，６ミラー１２，１３，１４
とにより構成されている。１５は防塵を兼ねる保護ガラ
スである。特に、第１，２走行体７，１０がスキャナ４
の主体をなす。FIG. 2 shows a schematic structure of a copying machine using an analog scanner. Below the contact glass 2 on which the original 1 is placed, a scanner 4 is provided which exposes the original 1 to scan and forms an image on the drum-shaped photoconductor 3 to form a latent image. The scanner 4 includes a first traveling body 7 in which a light source 5 for exposing the original 1 and a first mirror 6 are integrally mounted, and a second traveling body 1 in which second, third mirrors 8 and 9 are integrally mounted.
0, and an image forming lens 1 provided on the optical path of the third mirror 9.
1 and fourth, fifth and sixth mirrors 12, 13, 14 for appropriately reflecting the light transmitted through the imaging lens 11 toward the photoconductor 3
It is composed of and. Reference numeral 15 is a protective glass that also serves as a dustproof. In particular, the first and second traveling bodies 7 and 10 are the scanner 4
Form the subject.
【０００４】ここに、第１走行体７は、一定速度Ｖでコ
ンタクトガラス２上の原稿１に沿って図中、左側から右
側に向けて移動しながら点灯している光源５により原稿
１をスリット状に露光する。原稿１からの反射光は第１
ミラー６によって第２ミラー８側に反射される。第２ミ
ラー８で反射された反射光は第３ミラー９によって水平
方向に折り返し反射される。折り返された反射光は、結
像レンズ１１、第４，５，６ミラー１２，１３，１４を
経て感光体３上の所定の結像位置に結像される。これに
より、静電潜像が形成される。Here, the first traveling body 7 slits the original 1 by the light source 5 which is turned on while moving from the left side to the right side in the drawing along the original 1 on the contact glass 2 at a constant speed V. Exposure. The first reflected light from the original 1
It is reflected by the mirror 6 toward the second mirror 8 side. The reflected light reflected by the second mirror 8 is reflected back in the horizontal direction by the third mirror 9. The reflected light that has returned is imaged at a predetermined imaging position on the photoconductor 3 via the imaging lens 11, the fourth, fifth and sixth mirrors 12, 13, and 14. As a result, an electrostatic latent image is formed.
【０００５】このような動作において、第１走行体７が
一定速度Ｖで原稿１に沿って移動するのに対して、第２
走行体１０は同期しながらＶ／２なる一定速度で同一方
向に移動することにより、原稿１面から感光体３面まで
の光路長が常に一定に保たれる。そして、第１，２走行
体７，１０に同期させて感光体３を回転させることによ
り、原稿画像に対応する光像が静電潜像として感光体３
上に形成される。ここに、第１，２走行体７，１０はＤ
Ｃサーボモータ（図２には図示せず）によって駆動さ
れ、１回の原稿読取走査が終了すると元のホームポジシ
ョンに復帰して待機するようにリターン動作をする。In such an operation, the first traveling body 7 moves along the document 1 at a constant speed V, while the second traveling body 7 moves in the second direction.
By moving the moving body 10 in the same direction at a constant speed of V / 2 while synchronizing, the optical path length from the surface of the original 1 to the surface of the photoconductor 3 is always kept constant. Then, by rotating the photoconductor 3 in synchronization with the first and second traveling bodies 7 and 10, the light image corresponding to the original image is converted into an electrostatic latent image to form the photoconductor 3.
Formed on. Here, the first and second traveling bodies 7 and 10 are D
Driven by a C servo motor (not shown in FIG. 2), when one scanning operation for reading an original is completed, the original home position is restored and a return operation is performed.
【０００６】このような原稿の露光走査を行うために、
一般に、スキャナはＤＣサーボモータを用いて正逆方向
に駆動させる構成とされている。図３はこのようなスキ
ャナ及びこれを駆動するモータの正逆転動作を示す速度
プロフィール図である。図３に示すように、読取りのた
めにモータを正転させてスキャナをスタートさせると、
直ちに原稿読取速度まで立上り、一定速度で移動して原
稿画像を露光走査していく。原稿読取りが終了すると、
モータは逆転駆動され、スキャナがホームポジションに
戻される。このリターン動作では、スキャナをできるだ
け速やかに戻すために、原稿読取終了後、直ちに逆転方
向に原稿読取時の速度の数倍まで加速され、加速後、高
速を維持したまま等速で戻され、ホームポジション近く
の位置からモータに正転方向の電流が流されて減速さ
れ、ホームポジションでモータへの通電を停止させるこ
とでスキャナを停止させるようになっている。In order to perform the exposure scanning of such an original,
Generally, a scanner is configured to be driven in forward and reverse directions using a DC servo motor. FIG. 3 is a velocity profile diagram showing the forward and reverse operation of such a scanner and a motor driving the scanner. As shown in FIG. 3, when the motor is normally rotated for reading and the scanner is started,
Immediately, it rises to the original reading speed and moves at a constant speed to expose and scan the original image. After scanning the original,
The motor is driven in reverse and the scanner is returned to the home position. In this return operation, in order to return the scanner as quickly as possible, after the completion of reading the original, the scanner is immediately accelerated in the reverse direction to several times the speed at the time of reading the original, and after acceleration, the scanner is returned at a constant speed while maintaining a high speed. A forward current is applied to the motor from a position near the position to decelerate the motor, and the scanner is stopped by stopping energization of the motor at the home position.
【０００７】図３からも判るように、複写機を高速化さ
せるには、スキャナのリターン時の速度を高速化するこ
とで実現できる。高速複写機では、原稿読取時の速度に
対して約４〜７倍の速度でスキャナをリターンさせるよ
うにしている。リターン時の最高速度から減速させてス
キャナを停止させる場合に、減速時にモータの回転方向
を逆にすることで反転ブレーキを利用するようにしてい
る。As can be seen from FIG. 3, the speed of the copying machine can be increased by increasing the return speed of the scanner. In a high speed copying machine, the scanner is returned at a speed of about 4 to 7 times the speed at the time of reading an original. When decelerating from the maximum speed at the time of return and stopping the scanner, the reversing brake is used by reversing the rotation direction of the motor during deceleration.
【０００８】しかし、ここで問題となるのが、回転方向
切換えの際にモータの逆起電圧の働きで過大なブレーキ
がかかり、予想以上の速度低下が発生してしまうことで
ある。モータの制御では、このような速度低下、即ち、
過大な反転ブレーキ量を補おうとしてモータ電流を減ら
そうとするが、制御目標値である電流値を０に設定して
も、過大なブレーキ量を補正することができない場合が
発生してしまう。このため、リターン減速時にスキャナ
が振動してしまい、異音が発生したり、振動によるスキ
ャナ速度の不安定さに起因する停止位置のばらつきなど
が発生する。また、誘起電圧の大きいＤＣモータを使用
する場合や、スキャナの摺動負荷が大きい場合などに
は、リターン減速の加速度を的確に設定するのに限度が
あり、目的とする加速度でスキャナを停止させることが
困難になる場合がある。However, the problem here is that the back electromotive force of the motor causes excessive braking during switching of the rotation direction, resulting in a lower speed than expected. In controlling the motor, such a speed decrease, namely,
Although an attempt is made to reduce the motor current in order to compensate for the excessive reverse braking amount, there is a case where the excessive braking amount cannot be corrected even if the current value which is the control target value is set to 0. Therefore, the scanner vibrates at the time of deceleration of the return, abnormal noise is generated, and the stop position varies due to the instability of the scanner speed due to the vibration. Further, when a DC motor with a large induced voltage is used or the sliding load of the scanner is large, there is a limit to setting the return deceleration accurately, and the scanner is stopped at the target acceleration. Can be difficult.
【０００９】このような点を考慮し、モータに流れる電
流とその電流の向きとを検出して自動的にモータに流す
電流の向きを切換え可能にした図４に示すようなサーボ
制御装置が提案されている。図４に、このようなスキャ
ナ４用のＤＣサーボモータによるモータ１６に対するサ
ーボ制御装置の一例を示す。このモータ１６を回転駆動
させるモータドライバを構成して通電電流を切換えるＨ
型ブリッジ回路１７が設けられている。このＨ型ブリッ
ジ回路１７は、４個のＭＯＳ・ＦＥＴによるトランジス
タＱ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 とモータ１６とをＨ型に接続
したものである。即ち、トランジスタＱ1 ，Ｑ3 の接続
点とトランジスタＱ2 ，Ｑ4 の接続点との間にモータ１
６が接続され、４個のトランジスタＱ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，
Ｑ4 には各々ダイオードが並列、かつ、トランジスタＱ
1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 に流れる電流とは逆向きに電流を
流す極性で接続されている。さらに、トランジスタＱ
1 ，Ｑ3 間にはトランジスタＱ1 からトランジスタＱ3
に向かって順方向にダイオードが介在され、同様に、ト
ランジスタＱ2 ，Ｑ4 間にはトランジスタＱ2 からトラ
ンジスタＱ4 に向かって順方向にダイオードが介在され
ている。In consideration of such a point, a servo control device as shown in FIG. 4 is proposed, which detects the current flowing in the motor and the direction of the current and can automatically switch the direction of the current flowing in the motor. Has been done. FIG. 4 shows an example of a servo control device for the motor 16 using the DC servo motor for the scanner 4 as described above. A motor driver that rotationally drives the motor 16 is configured to switch the energizing current H
A mold bridge circuit 17 is provided. The H-type bridge circuit 17 is formed by connecting four MOS-FET transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 and a motor 16 in an H-type. That is, the motor 1 is connected between the connection point of the transistors Q 1 and Q 3 and the connection point of the transistors Q 2 and Q 4.
6 are connected and four transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 ,
A diode is connected in parallel to Q 4 and a transistor Q
They are connected with a polarity that allows the current to flow in the opposite direction to the currents flowing through 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 . In addition, the transistor Q
1, Q transistor Q 3 is between 3 from the transistor Q 1
It headed the diode is interposed in a forward direction, similarly, between the transistors Q 2, Q 4 diodes in the forward direction from the transistor Q 2 to the transistor Q 4 is interposed.
【００１０】各トランジスタＱ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 は
マイクロコントローラ２０（以下、単に「マイコン２
０」という）からの目標指示電流値をアナログ電圧に変
換した目標指示電圧値によりサーボ制御回路内でオン・
オフ制御され、正逆回転制御、速度制御、停止の各制御
が行われる。Each of the transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 is a microcontroller 20 (hereinafter, simply referred to as “microcomputer 2”).
"0") is turned on in the servo control circuit by the target instruction voltage value converted from the target instruction current value to the analog voltage.
The off control is performed, and the forward / reverse rotation control, the speed control, and the stop control are performed.
【００１１】ここで、トランジスタＱ1 ，Ｑ3 の接続点
とモータ１６との間には、モータ１６に流れる電流値と
その方向とを検出するモータ電流検出器２１が接続され
ている。このモータ電流検出器２１としては、電流に比
例して発生する磁束を磁気鉄心とホール素子との組合せ
により非接触で検出し、その電流を電圧に変換して出力
するホール電流検出器などを用いることができる。その
特性の一例を図５に示す。図５に示す通り、モータ１６
に電流が流れていないとき、即ち、モータ停止状態では
出力電圧０Ｖで、＋の電流（仮にモータ正転方向とす
る）のときは＋の出力電圧を、−の電流（仮にモータ逆
転方向とする）のときは−の出力電圧を発生する。この
出力電圧は、電流に比例した値である。従って、モータ
電流検出器２１の出力電圧が０Ｖであるかどうか、出力
電圧の極性はどうかを見ることによって、モータ１６の
電流値とその電流の向きとを検出することができる。制
御目標電流値を電圧に変換した値の極性は、モータ電流
検出器２１の極性と合わせて＋側をモータ正転方向、−
側をモータ逆転方向に決めておく。A motor current detector 21 for detecting the value of the current flowing in the motor 16 and its direction is connected between the connection point of the transistors Q 1 and Q 3 and the motor 16. As the motor current detector 21, a Hall current detector or the like is used, which detects a magnetic flux generated in proportion to the current in a non-contact manner by a combination of a magnetic iron core and a Hall element, converts the current into a voltage, and outputs the voltage. be able to. An example of the characteristic is shown in FIG. As shown in FIG.
When no current is flowing, that is, when the motor is stopped, the output voltage is 0 V, and when the current is + (provisionally, the motor is in the forward direction), the + output voltage is-, that is, the motor is in the reverse direction. In the case of), a negative output voltage is generated. This output voltage has a value proportional to the current. Therefore, the current value of the motor 16 and the direction of the current can be detected by checking whether the output voltage of the motor current detector 21 is 0V and the polarity of the output voltage. The polarity of the value obtained by converting the control target current value into a voltage is the same as the polarity of the motor current detector 21, and the + side is the motor forward direction, −
Side is set to the motor reverse direction.
【００１２】モータ１６の軸上には、モータ１６の回転
に応じたパルス信号であって回転方向によって位相ずれ
の向きが異なる複数相のパルス信号を発生するエンコー
ダ２２が取付けられている。エンコーダ２２からのパル
ス信号は回転速度信号としてマイコン２０のカウンタ入
力ポートに入力される。また、エンコーダ２２からの複
数相の信号の位相ずれの向きによって反転するフリップ
フロップ２３が設けられ、このフリップフロップ２３の
出力によって回転方向の検出が行われ、回転方向信号が
マイコン２０の入力ポートＰ２に入力されている。An encoder 22 is mounted on the shaft of the motor 16 for generating pulse signals in accordance with the rotation of the motor 16 and having a plurality of phases with different phase shift directions depending on the rotation direction. The pulse signal from the encoder 22 is input to the counter input port of the microcomputer 20 as a rotation speed signal. Further, a flip-flop 23 that inverts according to the phase shift direction of the signals of a plurality of phases from the encoder 22 is provided, the rotation direction is detected by the output of the flip-flop 23, and the rotation direction signal is input to the input port P2 of the microcomputer 20. Has been entered in.
【００１３】マイコン２０は、予め設定されたモータ速
度とエンコーダ２２により検出されたモータ１６の速度
との偏差により制御目標値を電流値として算出し、制御
目標値である電流値をデジタル信号からアナログ信号に
変換して目標指示電流値としてバイポーラ出力回路２４
を介して出力する。この目標指示電流値と、モータ電流
検出器２１により検出されたモータ電流値とはＩＣ構成
の差動増幅器２５に入力され、目標指示電流値とモータ
電流値との差が演算される。また、目標指示電流値とモ
ータ電流値との差の演算信号は、ＩＣ構成の差動増幅器
２６でモータ停止時のモータ電流を電圧変換した値、即
ち、０Ｖとの差が演算される。差動増幅器２６の出力は
ＩＣ構成のコンパレータ２７により２値化される。この
２値化信号をフィードバックしてモータ１６の正逆回転
を決定するものであり、２値化信号のＩＣ構成のインバ
ータ２８による反転信号Ｓ１がＨ型ブリッジ回路１７中
のトランジスタＱ4 のオン・オフを制御し、２値化信号
Ｓ２がトランジスタＱ3 のオン・オフを制御する。The microcomputer 20 calculates the control target value as a current value from the deviation between the preset motor speed and the speed of the motor 16 detected by the encoder 22, and the current value which is the control target value is converted from a digital signal to an analog signal. The signal is converted into a signal and used as the target instruction current value, which is the bipolar output circuit 24.
Output via. The target instruction current value and the motor current value detected by the motor current detector 21 are input to the differential amplifier 25 having an IC configuration, and the difference between the target instruction current value and the motor current value is calculated. Further, as the calculation signal of the difference between the target instruction current value and the motor current value, the difference between the value obtained by converting the motor current when the motor is stopped into a voltage, that is, 0 V, is calculated by the differential amplifier 26 having the IC configuration. The output of the differential amplifier 26 is binarized by a comparator 27 having an IC structure. This binarized signal is fed back to determine the forward / reverse rotation of the motor 16, and the inversion signal S1 by the inverter 28 having the IC configuration of the binarized signal turns on the transistor Q 4 in the H-type bridge circuit 17. The off state is controlled, and the binarized signal S2 controls the on / off state of the transistor Q 3 .
【００１４】また、差動増幅器２６の出力は、ＯＰアン
プ２９，３０を有する全波整流回路構成の絶対値回路３
１によって全波整流され、目標指示電流値とモータ電流
値との差の演算信号と、モータ停止時のモータ電流を電
圧変換した値との差の絶対値が演算される。この絶対値
信号は、ＩＣ構成のコンパレータ３２で三角波発生回路
３３から出力される三角波と比較され、ＰＷＭ信号（パ
ルス幅変調信号）が出力される。このＰＷＭ信号はＮＡ
ＮＤ回路３４，３５に入力される。ＮＡＮＤ回路３４に
は、また、２値化信号の反転信号Ｓ１が入力され、ＮＡ
ＮＤ回路３５には２値化信号Ｓ１が入力されている。Ｐ
ＷＭ信号は、モータ１６を回転駆動するＨ型ブリッジ回
路１７の上側（電流流入側）のトランジスタＱ1 ，Ｑ2
のデューティ比を変化させて速度制御を行うようになっ
ている。ここに、バイポーラ出力回路２４〜コンパレー
タ２７、及び、絶対値回路３１〜コンパレータ３２によ
りフィードバック系３６が構成されている。The output of the differential amplifier 26 is an absolute value circuit 3 having a full-wave rectification circuit configuration having OP amplifiers 29 and 30.
Full-wave rectification is performed by 1, and the absolute value of the difference between the calculation signal of the difference between the target instruction current value and the motor current value and the value obtained by converting the voltage of the motor current when the motor is stopped is calculated. This absolute value signal is compared with the triangular wave output from the triangular wave generating circuit 33 in the comparator 32 of the IC configuration, and the PWM signal (pulse width modulation signal) is output. This PWM signal is NA
It is input to the ND circuits 34 and 35. The NAND circuit 34 also receives the inverted signal S1 of the binarized signal and
The binarized signal S1 is input to the ND circuit 35. P
The WM signal is applied to the transistors Q 1 and Q 2 on the upper side (current inflow side) of the H-type bridge circuit 17 that rotationally drives the motor 16.
The speed control is performed by changing the duty ratio of. A feedback system 36 is configured by the bipolar output circuit 24 to the comparator 27 and the absolute value circuit 31 to the comparator 32.
【００１５】このような構成において、スキャナリター
ン時の動作について説明する。図４において、リターン
等速動作中の制御目標電流値は−（マイナス）値であ
り、Ｓ１＝Ｈレベル、Ｓ２＝Ｌレベルでモータ逆転方向
となっているので、トランジスタＱ3 がオンでＰＷＭ信
号によりトランジスタＱ2 がオンのときにはモータ１６
には電源ＶMMからトランジスタＱ2 を通りモータ１６、
モータ電流検出器２１、トランジスタＱ3 を通ってアー
スに電流が流れる。また、ＰＷＭ信号によりトランジス
タＱ2 がオフのときにはモータ１６から回生電流がモー
タ電流検出器２１、トランジスタＱ3 を通ってアースに
流れ、ダイオードを通ってモータ１６に戻る。このとき
のモータ電流検出器２１の出力電圧は−となっている。The operation at the time of scanner return in such a configuration will be described. 4, the control target current value in return a constant speed operation is - (minus) value, S1 = H level, since a motor reverse direction S2 = L level, PWM signal transistor Q 3 is turned on When the transistor Q 2 is on, the motor 16
From the power source V MM through the transistor Q 2 to the motor 16,
A current flows to the ground through the motor current detector 21 and the transistor Q 3 . When the transistor Q 2 is off by the PWM signal, a regenerative current flows from the motor 16 to the ground through the motor current detector 21 and the transistor Q 3 and returns to the motor 16 through the diode. The output voltage of the motor current detector 21 at this time is negative.
【００１６】スキャナ４がリターン減速位置に達する
と、反転ブレーキを利用して減速させるために、目標指
示電流値を＋（プラス）値に設定する。これにより、Ｓ
１＝Ｌレベル、Ｓ２＝Ｈレベルとなりモータ正転方向へ
の通電に自動的に切換わり、電流向きが逆転する。モー
タ正転方向への通電中、トランジスタＱ4 がオンでＰＷ
Ｍ信号によりトランジスタＱ1 がオンのときは、モータ
１６には、電源ＶMMからトランジスタＱ1 を通り、モー
タ電流検出器２１、モータ１６、トランジスタＱ4 を通
ってアースに流れる。ＰＷＭ信号によりトランジスタＱ
1 がオフのときは、モータ１６からトランジスタＱ4 を
通ってアースに電流が流れ、ダイオード、モータ電流検
出器２１を通ってモータ１６に戻る。When the scanner 4 reaches the return deceleration position, the target instruction current value is set to a + (plus) value in order to decelerate using the reverse brake. This allows S
1 = L level and S2 = H level are automatically switched to energization in the motor forward direction, and the current direction is reversed. While the motor is running in the forward direction, transistor Q 4 turns on and PW
When the transistor Q 1 is turned on by the M signal, the motor 16 flows from the power source V MM through the transistor Q 1 to the ground through the motor current detector 21, the motor 16 and the transistor Q 4 . Transistor Q by PWM signal
When 1 is off, current flows from the motor 16 to the ground through the transistor Q 4 and returns to the motor 16 through the diode and the motor current detector 21.
【００１７】ここで、電流の向きが切換わったとする
と、モータ１６の逆起電圧により過大なトルクが発生
し、反転ブレーキ量が制御操作量より大きくなって速度
が急激に低下する。このとき、制御目標電流値より過大
な電流がモータ１６に流れるため、Ｓ１＝Ｈレベル、Ｓ
２＝Ｌレベルとなって通電方向がモータ逆転方向に切換
わり、反転モータブレーキ量を解除する動作を行う。こ
のように、目標指示電流値と実際にモータ１６に流れて
いる電流値及び電流の向きにより、自動的にモータ１６
に流す電流の向きを切換えることで、急激な速度変化に
対する制御を適切に行い、スキャナ減速時の振動の発生
を防止して振動によるスキャナ４の停止位置のばらつき
を防止でき、制御速度プロフィールの設定の余裕度も向
上する。Here, if the direction of the current is switched, an excessive torque is generated by the back electromotive voltage of the motor 16, the reversal brake amount becomes larger than the control operation amount, and the speed sharply decreases. At this time, since an electric current larger than the control target electric current value flows into the motor 16, S1 = H level, S
At 2 = L level, the energization direction is switched to the motor reverse direction, and the reverse motor brake amount is released. In this way, the motor 16 is automatically adjusted according to the target instruction current value, the current value actually flowing in the motor 16 and the direction of the current.
By switching the direction of the current flowing to the device, the control for abrupt speed change can be appropriately performed, the vibration at the time of decelerating the scanner can be prevented from occurring, and the variation of the stop position of the scanner 4 due to the vibration can be prevented. The margin of is also improved.
【００１８】また、モータ１６に流す電流の向きは、モ
ータ電流値を電圧変換した＋，−両極性の電圧値と目標
指示電流値を電圧変換した＋，−両極性の電圧値とを差
動増幅した値と、モータ停止時のモータ電流を電圧変換
した０Ｖとを比較し、その結果、得られる２値信号によ
りＨ型ブリッジ回路１７を通じてモータ１６に流す電流
の方向を自動的に決めている。また、モータ１６に流す
電流量は、モータ電流値を電圧変換した＋，−両極性の
電圧値と、目標指示電流値を電圧変換した＋，−両極性
の電圧とを差動増幅した値と、モータ停止時のモータ電
流を電圧変換した０Ｖとの差の絶対値を生成し、この絶
対値と三角波とを比較することによりＰＷＭ信号を生成
してこれをモータ速度の制御量とし、この制御量に応じ
てＨ型ブリッジ回路１７を通してモータ１６に流す電流
量を決めている。The direction of the current flowing through the motor 16 is a differential between a +/- bipolar voltage value obtained by converting the motor current value into a voltage and a +/- bipolar voltage value obtained by converting the target instruction current value into a voltage. The amplified value is compared with 0V obtained by converting the voltage of the motor current when the motor is stopped, and as a result, the binary signal obtained automatically determines the direction of the current flowing through the H-type bridge circuit 17 to the motor 16. . Further, the amount of current flowing through the motor 16 is a value obtained by differentially amplifying a +/- bipolar voltage value obtained by converting the motor current value into a voltage and a +/- bipolar voltage obtained by converting the target instruction current value into a voltage. , The absolute value of the difference between the motor current when the motor is stopped and the voltage converted to 0V is generated, and the PWM signal is generated by comparing this absolute value with the triangular wave, and this is used as the control amount of the motor speed. The amount of current flowing to the motor 16 through the H-type bridge circuit 17 is determined according to the amount.
【００１９】さらに、速度制御は、モータ軸に取付けら
れたエンコーダ２２の出力に基づきマイコン２０内で回
転速度を演算し、演算された回転速度と予め設定された
目標回転速度との偏差によりＰＩ制御を行い、目標指示
電流値を変化させて目標回転速度となるように制御す
る。この速度制御は、一般に、ソフトウェアサーボと称
されている制御方式であり、エンコーダ信号による割込
み処理、又は、数msec程度のタイムインターバル割込み
処理として高速処理される。Further, in the speed control, the rotation speed is calculated in the microcomputer 20 based on the output of the encoder 22 attached to the motor shaft, and the PI control is performed by the deviation between the calculated rotation speed and the preset target rotation speed. Then, the target instruction current value is changed to control the target rotation speed. This speed control is generally a control method called software servo, and is processed at high speed as interrupt processing by an encoder signal or time interval interrupt processing of about several msec.
【００２０】ところで、モータ電流検出器２１の出力は
＋，−両極性のため、マイコン２０のＤ／Ａ変換出力ポ
ートをパイポーラ型にする必要があり、それ自体がコス
トアップの要因となる。また、Ｄ／Ａ変換出力ポートを
駆動する電源も両極性にする必要があるとともに、フィ
ードバック系３６内のアナログ回路においても、両極性
の電源電圧が必要となる。しかし、一般にマイクロコン
トローラを用いる回路においては、片側（例えば、＋
側）電源のみを用いる場合が多く、単にＤ／Ａ変換器を
用いる場合には新たに−側電源を作る必要があり、電源
回路に関してもコストアップの要因となる。このような
点を考慮し、図４に示す回路では、マイコン２０が、Ｄ
／Ａ変換出力ポートとして片側電源駆動のユニポーラ出
力ポートを複数内蔵しており、そのうちの２個のデジタ
ル・アナログ変換出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２を用
い、バイポーラ出力回路２４を付加することにより、実
質的にバイポーラ出力を可能としている。２個のデジタ
ル・アナログ変換出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２は各々
０〜５Ｖを出力し得る。一方のデジタル・アナログ変換
出力ポートＤＡＣ１のユニポーラ出力はバッファアンプ
３７と抵抗Ｒ１とを介して差動増幅器３８の−入力端子
に入力され、他方のデジタル・アナログ変換出力ポート
ＤＡＣ２のユニポーラ出力はバッファアンプ３９と抵抗
Ｒ２とを介して差動増幅器３８の＋入力端子に入力され
ている。差動増幅器３８の出力端子と−入力端子とは帰
還抵抗Ｒ３を介して接続され、＋入力端子は抵抗Ｒ４を
介してアースに接続されている。各抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値
は何れも等しく、この条件から、差動増幅器３８の増幅
率は１倍であり、結果的には、２個のデジタル・アナロ
グ変換出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２間の演算回路とな
っている。Since the output of the motor current detector 21 has both positive and negative polarities, it is necessary to make the D / A conversion output port of the microcomputer 20 a bipolar type, which itself causes a cost increase. Further, the power supply for driving the D / A conversion output port also needs to be bipolar, and the analog circuits in the feedback system 36 also require bipolar power supply voltages. However, in general, in a circuit using a microcontroller, one side (for example, +
In many cases, only the (side) power supply is used, and in the case of simply using the D / A converter, it is necessary to newly create a-side power supply, which also causes a cost increase in the power supply circuit. In consideration of such a point, in the circuit shown in FIG.
A plurality of unipolar output ports driven by one side power supply are built in as A / A conversion output ports, and by using two of these digital / analog conversion output ports DAC1 and DAC2 and adding a bipolar output circuit 24, it is substantially possible. Bipolar output is possible. Each of the two digital-analog conversion output ports DAC1 and DAC2 can output 0 to 5V. The unipolar output of one digital-analog conversion output port DAC1 is input to the-input terminal of the differential amplifier 38 via the buffer amplifier 37 and the resistor R1, and the unipolar output of the other digital-analog conversion output port DAC2 is a buffer amplifier. It is input to the + input terminal of the differential amplifier 38 via 39 and the resistor R2. The output terminal and the − input terminal of the differential amplifier 38 are connected via a feedback resistor R3, and the + input terminal is connected to the ground via a resistor R4. The values of the resistors R1 to R4 are all equal, and under this condition, the amplification factor of the differential amplifier 38 is 1. As a result, the arithmetic circuit between the two digital-analog conversion output ports DAC1 and DAC2. Has become.
【００２１】このように、差動増幅器３８の出力は、Ｄ
ＡＣ２−ＤＡＣ１であり、例えば、ＤＡＣ１の出力が＋
５ＶでＤＡＣ２の出力が０Ｖのときには差動増幅器３８
の出力は−５Ｖとなり、また、ＤＡＣ１の出力が０Ｖで
ＤＡＣ２の出力が＋５Ｖのときには差動増幅器３８の出
力は＋５Ｖとなり、−５Ｖ〜＋５Ｖのバイポーラ出力が
得られることになる。As described above, the output of the differential amplifier 38 is D
AC2-DAC1 and, for example, the output of DAC1 is +
When the output of DAC2 is 0V at 5V, the differential amplifier 38
Is -5V, and when the output of DAC1 is 0V and the output of DAC2 is + 5V, the output of the differential amplifier 38 is + 5V, and a bipolar output of -5V to + 5V is obtained.
【００２２】これらのデジタル・アナログ変換出力ポー
トＤＡＣ１，ＤＡＣ２の出力値の設定は、マイコン２０
内で速度演算の結果に基づいて行われる。その手順につ
いて簡単に説明する。まず、マイコン２０内で目標速度
と実際のモータ速度との偏差を求める。この偏差の値か
らＰＩ制御を行い、目標指示電流値に換算する。この目
標指示電流値の＋，−を判断し、その＋，−に応じて各
出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２の出力を切換える。即
ち、目標指示電流値が＋のときは、目標指示電流値を目
標指示電圧値に変換し、ＤＡＣ１＝０Ｖ，ＤＡＣ２＝目
標指示電圧値に設定する。これにより、差動増幅器３８
の出力は＋の電圧出力となる。目標指示電流値が−のと
きは、目標指示電流値の絶対値を求めた後、その絶対値
を目標指示電圧値に変換し、ＤＡＣ１＝目標指示電圧
値，ＤＡＣ２＝０Ｖに設定する。これにより、差動増幅
器３８の出力は−の電圧出力となる。このようにして、
差動増幅器３８からはバイポーラ型のデジタル・アナロ
グ出力ポートを用いた場合と全く同様の出力が得られ、
バイポーラ出力による制御が行われることになる。The output values of these digital / analog conversion output ports DAC1 and DAC2 are set by the microcomputer 20.
It is performed based on the result of the speed calculation. The procedure will be briefly described. First, the deviation between the target speed and the actual motor speed is calculated in the microcomputer 20. PI control is performed from the value of this deviation to convert it to a target instruction current value. The +/− of the target instruction current value is judged and the output of each output port DAC1, DAC2 is switched according to the +/−. That is, when the target instruction current value is +, the target instruction current value is converted into a target instruction voltage value, and DAC1 = 0V and DAC2 = target instruction voltage value are set. As a result, the differential amplifier 38
The output of becomes a voltage output of +. When the target instruction current value is −, the absolute value of the target instruction current value is obtained, and then the absolute value is converted into a target instruction voltage value, and DAC1 = target instruction voltage value and DAC2 = 0V are set. As a result, the output of the differential amplifier 38 becomes a negative voltage output. In this way
From the differential amplifier 38, exactly the same output as when using the bipolar type digital / analog output port is obtained,
Control by bipolar output will be performed.
【００２３】[0023]
【発明が解決しようとする課題】図４に示したような提
案例による場合、モータ電流検出器２１としてホール電
流検出器を使用しているが、モータ停止時、即ち、モー
タ電流値が０Ａの時のホール電流検出器の出力は完全に
は０Ｖではなく、幾らかのオフセット値を持っている。
このオフセット値は固定ではなく、かつ、極性も不定で
ある。このオフセット値は、モータ電流値を電圧変換し
た値に対して加減算されるため、目標指示電流を電圧変
換した電圧値との偏差にも加減されてしまい、正常な速
度制御ができなくなる場合がある。In the case of the proposed example as shown in FIG. 4, a hall current detector is used as the motor current detector 21, but when the motor is stopped, that is, the motor current value is 0A. The output of the Hall current detector at time is not completely 0V but has some offset value.
This offset value is not fixed and the polarity is indefinite. Since this offset value is added / subtracted to / from the voltage value converted from the motor current value, the offset value is also added to or subtracted from the voltage value converted from the target instruction current, which may prevent normal speed control. .
【００２４】また、図４に示した回路構成例の場合、モ
ータ１６の回転方向の指示は自動的に決まるため、ホー
ル電流検出器のオフセット値が目標指示電流を電圧変換
した電圧値を越えてしまうと回転方向指示が逆となって
しまい、正常なスキャナ駆動ができなくなってしまう可
能性がある。Further, in the case of the circuit configuration example shown in FIG. 4, since the instruction of the rotation direction of the motor 16 is automatically determined, the offset value of the Hall current detector exceeds the voltage value obtained by converting the target instruction current into voltage. If this happens, the rotation direction instruction will be reversed, and normal scanner drive may not be possible.
【００２５】そこで、本発明は、モータ電流検出器が持
つオフセット量の影響を受けることなく、スキャナ駆動
を正常に制御し得るスキャナ用サーボ制御装置を提供す
ることを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a servo control device for a scanner which can normally control the scanner drive without being affected by the offset amount of the motor current detector.
【００２６】[0026]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
原稿画像を露光走査するスキャナをＤＣサーボモータに
より往復移動させるスキャナ用サーボ制御装置におい
て、モータ速度を決めるパルス幅変調信号と正逆回転方
向を決める信号とに基づき前記モータを正逆回転駆動す
るＨ型ブリッジ回路と、前記モータに電流が流れていな
いときは０Ｖの電圧を出力し、前記モータに＋又は−の
電流が流れているときはこの電流の向きに応じて＋又は
−の電圧を出力することで前記モータに流れるモータ電
流値と電流の向きとを検出するモータ電流検出器と、モ
ータ軸に取付けられたエンコーダと、このエンコーダの
検出信号に基づきモータの回転速度演算及び速度制御を
行うマイクロコントローラと、このマイクロコントロー
ラによる速度演算結果からの＋又は−の目標指示電流値
を目標指示電圧値に変換する２個のユニポーラ出力のＤ
／Ａ変換器を用いてバイポーラ出力可能なＤ／Ａ変換回
路を有して、変換された目標指示電圧値と前記モータ電
流値を電圧変換した値との偏差により速度制御を行うと
ともに、前記目標指示電圧値と前記モータ電流値を電圧
変換した値とを比較し、比較結果に基づき前記Ｈ型ブリ
ッジ回路を通じて前記モータに流す電流の向きを決定し
てモータ回転方向を制御するフィードバック系と、前記
モータ電流検出器により検出された電流値が０の場合に
このモータ電流検出器の出力を補正する補正手段とを備
え、前記マイクロコントローラは、その速度演算結果か
らの＋又は−の前記目標指示電流値を前記目標指示電圧
値に変換する２個のユニポーラ出力のＤ／Ａ変換器を用
いてバイポーラ出力可能なＤ／Ａ変換回路を内蔵してお
り、前記フィードバック系は、前記マイクロコントロー
ラのＤ／Ａ変換出力ポートからバイポーラ出力される前
記目標指示電圧値と前記モータ電流値を電圧変換した値
との偏差により速度制御を行うとともに、前記目標指示
電圧値と前記モータ電流値を電圧変換した値とを比較
し、比較結果に基づきＨ型ブリッジ回路を通じてモータ
に流す電流の向きを決定してモータ回転方向を制御し、
前記補正手段は、前記モータ電流値が０のときの前記モ
ータ電流検出器の出力を前記ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器
を介して前記マイクロコントローラが認識することによ
り目標指示電流値に対して補正をかける手段であり、前
記ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器は、信号入力手段として、
＋及び−の両極出力の前記モータ電流検出器の出力信号
に対して、全て＋側の信号として扱う絶対値回路を有
し、前記モータ電流検出器から出力される検出信号の＋
側と−側とを判断する極性判断手段として、前記モータ
電流検出器の出力信号を増幅する増幅器と、増幅された
出力信号と前記Ｄ／Ａ変換器の０Ｖとを比較する比較手
段と、この比較結果を前記マイクロコントローラにより
認識する認識手段とを有する。The invention according to claim 1 is
In a servo controller for a scanner that reciprocates a scanner that exposes and scans an original image by a DC servo motor, the motor is driven to rotate forward and backward based on a pulse width modulation signal that determines the motor speed and a signal that determines forward and reverse rotation directions. Type bridge circuit, and outputs a voltage of 0V when no current is flowing to the motor, and outputs a voltage of + or-when the current of + or-is flowing to the motor, depending on the direction of the current. By doing so, a motor current detector that detects the value of the motor current flowing in the motor and the direction of the current, an encoder attached to the motor shaft, and a rotation speed calculation and speed control of the motor based on the detection signal of this encoder are performed. Microcontroller and + or-target instruction current value from speed calculation result by this microcontroller to target instruction voltage value Two D unipolar output for conversion
A / A converter is used to provide a bipolar output D / A conversion circuit, and speed control is performed by the deviation between the converted target instruction voltage value and the value obtained by voltage-converting the motor current value. A feedback system that compares a command voltage value and a value obtained by converting the motor current value into a voltage value, and determines the direction of the current flowing to the motor through the H-type bridge circuit based on the comparison result to control the motor rotation direction; Compensation means for compensating the output of the motor current detector when the current value detected by the motor current detector is 0 is provided , and the micro controller
And the target indicating current value of + or − from the target indicating voltage.
Uses two unipolar D / A converters to convert values
It has a built-in D / A conversion circuit that can output bipolar
The feedback system is the micro controller.
Before bipolar output from the D / A conversion output port
A value obtained by converting the target instruction voltage value and the motor current value into a voltage.
The speed is controlled by the deviation from
Compares the voltage value with the voltage converted from the motor current value
The motor through the H-type bridge circuit based on the comparison result.
The direction of the current to be applied to control the motor rotation direction,
The correction means is configured to monitor the motor when the motor current value is zero.
The output of the current detector is the unipolar A / D converter
Is recognized by the microcontroller via
Is a means to correct the target indicated current value.
The unipolar A / D converter, as a signal input means,
Output signal of the motor current detector having both positive and negative polar outputs
In contrast, there is an absolute value circuit that handles all signals on the + side.
Of the detection signal output from the motor current detector
As the polarity determining means for determining the side and the negative side, the motor
An amplifier that amplifies the output signal of the current detector,
A comparator for comparing the output signal with 0V of the D / A converter
And the result of this comparison by the microcontroller
It has a recognition means for recognizing .
【００２７】[0027]
【００２８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
キャナ用サーボ制御装置のモータ電流検出器が、ホール
電流検出器である。従って、オフセット値を有するホー
ル電流検出器を用いても支障なく、精度の高い高価なモ
ータ電流検出器を用いる必要がない。According to a second aspect of the present invention, the motor current detector of the servo control device for a scanner according to the first aspect is a hall current detector. Therefore, there is no problem even if a Hall current detector having an offset value is used, and it is not necessary to use a highly accurate and expensive motor current detector.
【００２９】[0029]
【００３０】[0030]
【００３１】[0031]
【００３２】[0032]
【００３３】[0033]
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１に基
づいて説明する。図２ないし図５で示した部分と同一部
分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の
形態では、マイコン２０としてユニポーラ型Ａ／Ｄ変換
器（図示せず）を内蔵したものが用いられ、基本的に
は、ホール電流検出器によるモータ電流検出器２１の検
出信号がユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器に対する入力ポート
ＡＤＣに入力されている。ここに、マイコン２０は、モ
ータ電流値が０のときのモータ電流検出器２１の出力を
ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器を介してマイコン２０が認識
することにより目標指示電流値に対して補正をかける補
正手段の機能を備えている。ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器
に対する信号入力手段としてはモータ電流検出器２１か
ら出力される＋，−両極性の出力信号に対して、全て＋
側の信号として扱う絶対値回路４０が介在されている。
この絶対値回路４０は構成的には絶対値回路３１と同じ
全波整流回路によるものであり、＋極性の電圧として波
形整形した電圧値を出力する。モータ電流検出器２１と
絶対値回路４０との間にはｎ倍の増幅率を持つ増幅器４
１とリミッタ回路４２とが介在されている。モータ電流
値が０Ａの時のモータ電流検出器２１の出力は、理想的
には、０Ｖを出力する筈であるが、現実には、何らかの
オフセット電圧が発生している。このオフセット電圧値
は小さい値であり、この電圧値を正確にＡ／Ｄ変換する
ためにはオフセット電圧を増幅する必要がある。このた
め、ｎ倍の増幅率の増幅器４１が設けられている。ま
た、リミッタ回路４２は、増幅されたオフセット電圧値
がマイコン２０のＡＤＣポート入力許容電圧内に収まる
ように制限をかけるためのものである。従って、絶対値
回路４０からの信号が入力されるマイコン２０では、モ
ータ電流検出器２１のオフセット電圧値を絶対値として
認識している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIGS. 2 to 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, a microcomputer 20 having a built-in unipolar A / D converter (not shown) is used. Basically, the detection signal of the motor current detector 21 by the hall current detector is a unipolar type. It is input to the input port ADC for the A / D converter. Here, the microcomputer 20 corrects the target instruction current value by the microcomputer 20 recognizing the output of the motor current detector 21 when the motor current value is 0 through the unipolar A / D converter. It has the function of correction means. As a signal input means for the unipolar type A / D converter, all + are for the + and-polarity output signals output from the motor current detector 21.
An absolute value circuit 40 which is treated as a side signal is interposed.
This absolute value circuit 40 is structurally based on the same full-wave rectifier circuit as the absolute value circuit 31, and outputs a voltage value whose waveform has been shaped as a + polarity voltage. An amplifier 4 having an n-fold amplification factor is provided between the motor current detector 21 and the absolute value circuit 40.
1 and the limiter circuit 42 are interposed. The output of the motor current detector 21 when the motor current value is 0 A should ideally output 0 V, but in reality, some offset voltage is generated. This offset voltage value is a small value, and it is necessary to amplify the offset voltage in order to accurately A / D convert this offset voltage value. Therefore, an amplifier 41 having an n-fold amplification factor is provided. The limiter circuit 42 is for limiting the amplified offset voltage value so that it is within the ADC port input allowable voltage of the microcomputer 20. Therefore, the microcomputer 20 to which the signal from the absolute value circuit 40 is input recognizes the offset voltage value of the motor current detector 21 as an absolute value.
【００３４】また、リミッタ回路４２により制限をかけ
られた信号は、比較手段となるコンパレータ４３に入力
されている。このコンパレータ４３による比較結果の信
号Ｓ３はマイコン２０の入力ポートＰ３に入力されてい
る。この信号は極性を示す信号であり、Ｓ３＝Ｈレベル
のときにはモータ電流検出器２１の出力は＋側、Ｓ３＝
Ｌレベルのときにはモータ電流検出器２１の出力は−側
であるとマイコン２０内で認識される。ここに、認識手
段の機能が実行され、コンパレータ４３とともに極性判
断手段が構成されている。この極性認識により、マイコ
ン２０では上記のように絶対値として認識されているオ
フセット電圧値の極性も明らかとなる。The signal limited by the limiter circuit 42 is input to the comparator 43 serving as a comparison means. The signal S3 of the comparison result by the comparator 43 is input to the input port P3 of the microcomputer 20. This signal is a signal indicating polarity. When S3 = H level, the output of the motor current detector 21 is the + side, and S3 =
At the L level, the output of the motor current detector 21 is recognized in the microcomputer 20 as the minus side. Here, the function of the recognition means is executed, and the polarity judgment means is configured together with the comparator 43. With this polarity recognition, the polarity of the offset voltage value recognized as an absolute value by the microcomputer 20 as described above becomes clear.
【００３５】ここで、現実にはｎ倍の増幅器４１を経た
後のオフセット電圧値として認識されているので、マイ
コン２０内で１／ｎの処理を行うことで実際のオフセッ
ト電圧値が認識される。認識されたオフセット電圧値
は、マイコン２０内において、目標指示電流値を電圧変
換した目標指示電圧値に加算して補正をかけることによ
り、モータ電流検出器２１が有するオフセットに関わら
ず、正常なモータ制御が可能となる。Here, since the offset voltage value after passing through the n-fold amplifier 41 is actually recognized, the actual offset voltage value is recognized by performing 1 / n processing in the microcomputer 20. . In the microcomputer 20, the recognized offset voltage value is corrected by adding the target instruction current value to the target instruction voltage value obtained by converting the voltage so that a normal motor can be obtained regardless of the offset of the motor current detector 21. It becomes possible to control.
【００３６】このように、本実施の形態によれば、バイ
ポーラ型のＡ／Ｄ変換器を使用せず、簡単な絶対値回路
４０を用いることにより、モータ電流検出器２１が有す
るオフセットの影響をなくすための補正を簡単かつ安価
に実現できる。As described above, according to the present embodiment, by using the simple absolute value circuit 40 without using the bipolar type A / D converter, the influence of the offset of the motor current detector 21 is suppressed. Correction for eliminating can be realized easily and at low cost.
【００３７】[0037]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モータ電
流検出器により検出された電流値が０の場合にこのモー
タ電流検出器の出力を補正する補正手段を備え、モータ
電流検出器のオフセット値をマイクロコントローラに認
識させ、目標時電流を電圧変換した電圧値に加算して補
正をかけるようにしたので、モータ電流検出器が有する
オフセット値に関わらず、モータ制御を正常に行わせる
ことができる。また、モータ電流検出器が有するオフセ
ット値に関わらず、モータ制御を正常に行う上で、マイ
クロコントローラに内蔵されている複数個のユニポーラ
出力のＤ／Ａ変換出力ポートを利用することで性能を落
とすことなく、実質的にバイポーラ駆動を安価に確保す
ることができる。さらに、スキャナ用サーボ制御装置に
おける補正手段は、モータ電流値が０のときのモータ電
流検出器の出力をユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器を介してマ
イクロコントローラが認識することにより目標指示電流
値に対して補正をかける手段であり、ユニポーラ型Ａ／
Ｄ変換器はマイクロコントローラに内蔵されていること
が多いので、簡単な回路構成で安価に実現することがで
きる。そのうえ、スキャナ用サーボ制御装置におけるユ
ニポーラ型Ａ／Ｄ変換器は、信号入力手段として、＋及
び−の両極出力のモータ電流検出器の出力信号に対し
て、全て＋側の信号として扱う絶対値回路を有し、＋，
−両極性の電圧出力のモータ電流検出器の信号を片極性
に整形してユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器でオフセット電圧
を検出するようにしたので、絶対値回路として、極く一
般的な全波整流回路を利用でき、回路を簡素化すること
ができる。スキャナ用サーボ制御装置においてモータ電
流検出器から出力される検出信号の＋側と−側とを判断
する極性判断手段として、前記モータ電流検出器の出力
信号を増幅する増幅器と、増幅された出力信号とＤ／Ａ
変換器の０Ｖとを比較する比較手段と、この比較結果を
マイクロコントローラにより認識する認識手段とを有
し、絶対値として検出したオフセット電圧に、別の手段
でモータ電流検出器の極性を検出し、極性を踏まえたオ
フセット電圧を求めるようにしたしたので、モータ電流
検出器の出力を比較器で０Ｖと比較するだけで極性を検
出することができ、回路の簡素化及び低コスト化を図る
ことができる。According to the invention of claim 1, the motor current detector is provided with a correction means for correcting the output of the motor current detector when the current value detected by the motor current detector is zero. The offset value is recognized by the microcontroller, and the target current is added to the voltage converted voltage value for correction, so that the motor control can be performed normally regardless of the offset value of the motor current detector. You can In addition, the offset of the motor current detector
The normal value for motor control regardless of the set value.
Multiple unipolars built into the black controller
Performance is reduced by using the output D / A conversion output port.
To secure bipolar drive at low cost
You can Furthermore, in the servo control device for the scanner
The correction means in the motor current is 0 when the motor current value is 0.
The output of the flow detector via a unipolar A / D converter.
The target current indicated by the IC controller is recognized
Unipolar type A /
D converter must be built into the microcontroller
Therefore, it can be realized at low cost with a simple circuit configuration.
Wear. In addition, the scanner servo controller
The Nipolar type A / D converter is used as a signal input means.
To the output signal of the motor current detector that outputs both
And has an absolute value circuit that handles all signals on the + side,
-Bipolar voltage output motor current detector signal is unipolar
Shaped into a unipolar A / D converter and offset voltage
Since it is designed to detect
A general full-wave rectifier circuit can be used to simplify the circuit.
You can In the servo control device for scanner,
Judges the + side and-side of the detection signal output from the flow detector
Output of the motor current detector as a polarity determining means
Amplifier for amplifying signal, amplified output signal and D / A
The comparison means for comparing with 0V of the converter and this comparison result
It has a recognition means to be recognized by the microcontroller.
The offset voltage detected as an absolute value.
The polarity of the motor current detector is detected by
Since the fuss voltage is calculated, the motor current
The polarity can be detected simply by comparing the output of the detector with 0V by the comparator.
Can be provided, and the circuit is simplified and the cost is reduced.
You can
【００３８】請求項２記載の発明によれば、オフセット
値を有するホール電流検出器を用いても支障なく、精度
の高い高価なモータ電流検出器を用いる必要がないため
安価に構成できる。According to the second aspect of the invention, even if the Hall current detector having the offset value is used, there is no problem, and it is not necessary to use a highly accurate and expensive motor current detector, so that the structure can be inexpensively constructed.
【００３９】[0039]
【００４０】[0040]
【００４１】[0041]
【００４２】[0042]
【図１】本発明の一実施の形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】従来例のスキャナ付近を主体に示す複写機の概
略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a copying machine mainly showing the vicinity of a scanner of a conventional example.
【図３】速度プロフィールを示すタイムチャートであ
る。FIG. 3 is a time chart showing a velocity profile.
【図４】サーボ制御装置の既提案例の構成を示す回路図
である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an already proposed example of the servo control device.
【図５】そのモータ電流検出器の特性を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the motor current detector.
４ スキャナ １６ モータ １７ Ｈ型ブリッジ回路 ２０ マイクロコントローラ ２１ モータ電流検出器 ２２ エンコーダ ３６ フィードバック系 ４０ 絶対値回路 ４１ 増幅器 ４３ 比較手段 4 scanner 16 motor 17 H type bridge circuit 20 Micro controller 21 Motor current detector 22 encoder 36 Feedback system 40 Absolute value circuit 41 amplifier 43 Comparison means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−322019（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−222491（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−123969（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−227782（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−47294（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−103893（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 - 5/26 H02P 7/00 - 7/34 G01D 3/00 G03G 15/04 114 H04N 1/04 105 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-322019 (JP, A) JP-A-7-222491 (JP, A) JP-A-2-123969 (JP, A) JP-A-5- 227782 (JP, A) JP 8-47294 (JP, A) JP 5-29946 (JP, A) JP 58-103893 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 5/00-5/26 H02P 7 /00-7/34 G01D 3/00 G03G 15/04 114 H04N 1/04 105
Claims (2)
サーボモータにより往復移動させるスキャナ用サーボ制
御装置において、 モータ速度を決めるパルス幅変調信号と正逆回転方向を
決める信号とに基づき前記モータを正逆回転駆動するＨ
型ブリッジ回路と、 前記モータに電流が流れていないときは０Ｖの電圧を出
力し、前記モータに＋又は−の電流が流れているときは
この電流の向きに応じて＋又は−の電圧を出力すること
で前記モータに流れるモータ電流値と電流の向きとを検
出するモータ電流検出器と、 モータ軸に取付けられたエンコーダと、 このエンコーダの検出信号に基づき前記モータの回転速
度演算及び速度制御を行うマイクロコントローラと、 このマイクロコントローラによる速度演算結果に基づく
目標指示電流値と検出されたモータ電流値との偏差によ
り速度制御を行うとともに、目標指示電流値とモータ電
流値とを比較し、比較結果に基づき前記Ｈ型ブリッジ回
路を通じて前記モータに流す電流の向きを決定してモー
タ回転方向を制御するフィードバック系と、 前記モータ電流検出器により検出された電流値が０の場
合にこのモータ電流検出器の出力を補正する補正手段
と、 を備え、 前記マイクロコントローラは、その速度演算結果からの
＋又は−の前記目標指示電流値を前記目標指示電圧値に
変換する２個のユニポーラ出力のＤ／Ａ変換器を用いて
バイポーラ出力可能なＤ／Ａ変換回路を内蔵しており、 前記フィードバック系は、前記マイクロコントローラの
Ｄ／Ａ変換出力ポートからバイポーラ出力される前記目
標指示電圧値と前記モータ電流値を電圧変換した値との
偏差により速度制御を行うとともに、前記目標指示電圧
値と前記モータ電流値を電圧変換した値とを比較し、比
較結果に基づきＨ型ブリッジ回路を通じてモータに流す
電流の向きを決定してモータ回転方向を制御し、 前記補正手段は、前記モータ電流値が０のときの前記モ
ータ電流検出器の出力を前記ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器
を介して前記マイクロコントローラが認識することによ
り目標指示電流値に対して補正をかける手段であり、 前記ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器は、信号入力手段とし
て、＋及び−の両極出力の前記モータ電流検出器の出力
信号に対して、全て＋側の信号として扱う絶対値回路を
有し、 前記モータ電流検出器から出力される検出信号の＋側と
−側とを判断する極性判断手段として、前記モータ電流
検出器の出力信号を増幅する増幅器と、増幅された出力
信号と前記Ｄ／Ａ変換器の０Ｖとを比較する比較手段
と、この比較結果を前記マイクロコントローラにより認
識する認識手段とを有すること、 を特徴とするスキャナ用サーボ制御装置。1. A DC scanner for exposing and scanning a document image.
In a servo control device for a scanner which is reciprocally moved by a servo motor, the motor is driven to rotate normally and reversely based on a pulse width modulation signal which determines a motor speed and a signal which determines forward and reverse rotation directions.
Type bridge circuit, and outputs a voltage of 0 V when no current is flowing to the motor, and outputs a voltage of + or-when the current of + or-is flowing to the motor, depending on the direction of the current. By doing so, the motor current detector that detects the value of the motor current flowing in the motor and the direction of the current, the encoder attached to the motor shaft, and the rotation speed calculation and speed control of the motor based on the detection signal of this encoder Performs speed control based on the deviation between the target instruction current value and the detected motor current value based on the speed calculation result of this microcontroller and this microcontroller, and compares the target instruction current value and the motor current value. A feedback system for controlling the direction of rotation of the motor by deciding the direction of the current flowing through the motor through the H-shaped bridge circuit based on When, and a correcting means for correcting the output of the motor current detector when the motor current current value detected by the detector is 0, the microcontroller Results of the speed calculation
+ Or-the target indicated current value to the target indicated voltage value
Using two unipolar output D / A converters to convert
It has a built-in D / A conversion circuit capable of bipolar output, and the feedback system is based on the microcontroller.
The eye which is bipolar output from the D / A conversion output port
Between the target voltage value and the voltage converted from the motor current value
The speed is controlled by the deviation and the target command voltage
The value and the value obtained by converting the motor current value into voltage are compared, and the ratio
Flow to the motor through the H-type bridge circuit based on the comparison result
The direction of the electric current is determined to control the motor rotation direction, and the correction means sets the mode when the motor current value is zero.
The output of the current detector is the unipolar A / D converter
Is recognized by the microcontroller via
The target unipolar A / D converter is a means for correcting the target indicated current value, and the unipolar A / D converter is a signal input means.
The output of the motor current detector with both positive and negative output
An absolute value circuit that treats all signals as + signals
And a + side of the detection signal output from the motor current detector
The motor current is used as a polarity determining means for determining the negative side.
An amplifier that amplifies the output signal of the detector and the amplified output
Comparing means for comparing a signal with 0V of the D / A converter
And the comparison result is confirmed by the microcontroller.
A servo control device for a scanner , comprising: a recognition unit for recognizing .
であることを特徴とする請求項１記載のスキャナ用サー
ボ制御装置。2. The servo control device for a scanner according to claim 1, wherein the motor current detector is a Hall current detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31022697A JP3511567B2 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Servo controller for scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31022697A JP3511567B2 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Servo controller for scanner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150975A JPH11150975A (en) | 1999-06-02 |
| JP3511567B2 true JP3511567B2 (en) | 2004-03-29 |
Family
ID=18002717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31022697A Expired - Fee Related JP3511567B2 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Servo controller for scanner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511567B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005198379A (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Nikki Co Ltd | Controller for dc motor driver |
| JP4703257B2 (en) * | 2005-05-13 | 2011-06-15 | 株式会社東芝 | Electric blower drive device |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP31022697A patent/JP3511567B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11150975A (en) | 1999-06-02 |
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