JP4850639B2 - モータ制御装置及びモータ制御方法と電子写真式画像形成装置 - Google Patents
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Description
現在速度差T=Cx−Ax(ただし速度は周期で示す)、
現在位相差P=refA(図6参照)。
if((|T|<T0) AND (|P|<P0))。
現在状態から目標状態に変える制御を行うときに、制御前後の位相差を予測計算する予測位相差計算部と、
前記計算された位相差によって位相粗調を優先してモータの回転を変化させ、位相粗調の後に速度粗調を行うための制御信号を出力する信号生成手段とを備える。
前記現在状態から前記目標状態へと一定の周期変化率で前記モータの状態を変えた場合における、前記目標状態に達した時点での回転位相と前記目標状態の回転位相との予測位相差を予測する予測位相差計算手段と、
前記モータの回転を変化させる制御信号を出力する制御信号出力手段とを備え、
前記制御信号出力手段は、前記予測位相差が基準値以上の場合、前記目標状態に達するためにモータの増速が必要であれば該モータを一定率で減速させ、モータの減速が必要であれば該モータを一定率で増速させて、前記予測位相差が前記基準値以下になるまで前記モータの回転を変化させるための制御信号を出力し、
前記予測位相差が基準値に満たない場合、前記目標状態に達するためにモータの増速が必要であれば該モータを一定率で増速させ、モータの減速が必要であれば該モータを一定率で減速させて、前記現在状態の回転周期と前記目標状態の回転周期との差が基準値以下になるまで前記モータの回転を変化させるための制御信号を出力する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図2は、本実施形態の画像形成装置の全体構成を表すブロック図である。図2において、画像形成装置201は、タンデム式のカラープリンタであり、各色のエンジンにポリゴンモータを1つずつ、あわせて4つ備えている。基準信号生成回路(信号生成手段あるいは制御信号出力手段)250は、各モータの回転位相及び速度を示す基準信号を生成する。制御回路251は水晶発振の基準クロックを含む4つのモータの基準信号の生成を統括する。第1制御ユニット1310は、モータの回転を制御する。制御ユニット1340、1360、1380は、それぞれ第2、第3、第4モータの制御ユニットであり、第1モータのユニットと同等な構成を持つ。これらは図9と同等であるので、説明を省略する。
n=(Cx−Ax)/d、
Q=Σ(Ax+i*d)=n*Ax+d*n(n+1)/2。
ただしΣXiはi=1〜nについてのXiの総和を表す。
R=(Q mod Ax)
で与えられる。
S=P−R(∵−Ax<S<Ax)
となる。
図1の制御の例を、図3を参照して説明する。図3は本実施形態の基準信号生成回路による制御例を表す図である。縦軸は基準信号の周期、横軸は時間を指す。信号が平坦の部分は安定状態でモータが駆動されていることを示す。図3(a)の区間301が初期状態B(S101)に、図3(a)の区間304が目的状態A(S110)に相当する。図3(a)の区間302は、位相粗調制御ステップ(S107)を経由する制御ループに相当する。図3(a)の区間303は、速度制御ステップ(S106)を経由する制御ループに相当する。区間302の上昇部および区間303の下降部の傾斜は、予測位相差計算部S120に予め設定された周期変化量の最大値d(以下最大変化量)によって制限された傾きである。本実施形態の制御が図3(a)のような軌道を辿るのは予測位相差計算部S120の計算とその判断による。図3(a)の区間302および303という鉛筆状に尖った速度制御部分が発生する。図3(a)の区間302が位相調整のために使われた時間であり、そのアミ部分の面積が位相積算量の調整量と成っている。図3(a)の区間302と区間303の境界の頂点は、S<TというS120の条件が満たされたタイミングである。図3(a)の区間303では最大変化量dで予測したように変速をするので、速度制御を開始した時点での小さな予測位相差S0を維持したまま制御が為される。
図3(f)では本発明の代表的な制御状態をしめしたが、モータ制御ユニット内の非線形性を考慮すると様々な応用が考えられる。
また本発明の最初の実施形態では、速度の変動を最大周期変化量として説明しているが、最大加速度(回転角加速度)を周期の変わりに用いて計算しても同様な制御ができる。
Claims (10)
- 回転速度および回転位相の異なる複数の安定した回転状態の間で遷移するモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの現在の動作状態から目標の動作状態に変える制御を行うときに、制御前後の前記モータの回転位相差を予測計算する予測位相差計算部と、
前記計算された位相差によって位相粗調を優先してモータの回転を変化させ、位相粗調の後に速度粗調を行うための制御信号を出力する信号生成手段と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。 - 前記予測位相差計算手段は、現在状態から最終状態までの累積位相変化量と、現在の位相差とから位相差を予測することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記予測位相差計算手段は、前記モータの回転状態を検知するタイミングまたは回転制御を開始するタイミングを基準として、モータの回転を一定の率で変化させた場合の位相差を予測することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記信号制御手段は、前記速度粗調の際には、位相微調時を除き、前記一定の率で目標速度に至るよう制御するための制御信号を出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- 前記信号生成手段は、前記位相微調において、モータの回転速度を維持するか、または最終目標速度と逆方向に変速するよう制御するための制御信号を出力することによって、位相粗調後に残っている位相残差を小さくすることを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。
- モータの回転を検出して回転状態信号を生成する回転信号生成手段を更に備え、
前記信号生成手段は、前記回転状態信号を基準信号として加減速指示信号を発生して、直流モータのフィードバック制御を行うための制御信号を生成することを特徴とする請求項1のモータ制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータ制御装置により制御されたモータにより回転する回転多面鏡と、
画像担持体と、
前記回転多面鏡により走査される光ビームにより所定の書込タイミングで前記画像担持体を走査する複数の走査手段と、
前記走査手段により前記画像担持体上に形成された画像を記録媒体に転写する転写手段と
を備えることを特徴とする電子写真型画像形成装置。 - モータを、安定した回転周期および回転位相の現在状態から、安定した回転周期および回転位相の目標状態へと遷移させるための制御信号を生成するモータ制御装置であって、
前記現在状態から前記目標状態へと一定の周期変化率で前記モータの状態を変えた場合における、前記目標状態に達した時点での回転位相と前記目標状態の回転位相との予測位相差を予測する予測位相差計算手段と、
前記モータの回転を変化させる制御信号を出力する制御信号出力手段とを備え、
前記制御信号出力手段は、前記予測位相差が基準値以上の場合、前記目標状態に達するためにモータの増速が必要であれば該モータを一定率で減速させ、モータの減速が必要であれば該モータを一定率で増速させて、前記予測位相差が前記基準値以下になるまで前記モータの回転を変化させるための制御信号を出力し、
前記予測位相差が基準値に満たない場合、前記目標状態に達するためにモータの増速が必要であれば該モータを一定率で増速させ、モータの減速が必要であれば該モータを一定率で減速させて、前記現在状態の回転周期と前記目標状態の回転周期との差が基準値以下になるまで前記モータの回転を変化させるための制御信号を出力することを特徴とするモータ制御装置。 - モータを安定した回転周期および回転位相の現在状態から、安定した回転周期および回転位相の目標状態へと遷移させるための制御信号を生成する、モータ制御方法であって、
前記現在状態から前記目標状態へと一定の周期変化率で前記モータの状態を変えた場合における、前記目標状態に達した時点での回転位相と前記目標状態の回転位相との予測位相差を予測する予測位相差計算工程と、
前記予測位相差が基準値以上の場合、前記目標状態に達するためにモータの増速が必要であれば該モータを一定率で減速させ、モータの減速が必要であれば該モータを一定率で増速させるための制御信号を出力する位相調整工程と、
前記位相調整工程により、前記予測位相差が前記基準値より小さくなった場合、前記目標状態に達するためにモータの増速が必要であれば該モータを一定率で増速させ、モータの減速が必要であれば該モータを一定率で減速させるための制御信号を出力する速度調整工程とを備え、
前記予測位相差が前記基準値より小さくなるまで、予測位相差計算工程および前記位相調整工程を繰り返し、
前記現在状態の回転周期と前記目標状態の回転周期との差が基準値以下になるまで前記速度調整工程を繰り返すことを特徴とするモータ制御方法。 - 請求項8記載のモータ制御装置により出力される制御信号により駆動制御されるモータで回転多面鏡を回転させ、該回転多面鏡で反射されたレーザ光で感光体表面を走査して画像を形成することを特徴とする電子写真式画像形成装置。
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