JP5407297B2 - Motor control device, motor control method, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、モータドライバに駆動されるモータの回転により出力される回転出力信号に基づいて、モータドライバの制御を行うモータ制御装置、及びモータ制御方法、並びに画像形成装置に関する。 The present invention relates to a motor control device, a motor control method, and an image forming apparatus that control a motor driver based on a rotation output signal output by rotation of a motor driven by the motor driver.
従来、画像形成装置として、コピー機能、ファクシミリ(FAX)機能、プリント機能、スキャナ機能、および入力画像(スキャナ機能による読み取り原稿画像やプリンタあるいはFAX機能により入力された画像)を配信する機能等を備えたMFP(Multi Function Peripheral:多機能周辺装置)では、高精度なモータの制御が必要とされている。例えば、中間転写ベルトを駆動する中間転写モータの回転速度が変化すると、色ずれや画像の歪みが生じるなどの問題がある。このため、中間転写ベルトにおいては、モータの回転により出力された回転出力信号と目標速度信号との差分に基づいて、目標速度を保つようにモータの制御を行っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus, a copy function, a facsimile (FAX) function, a print function, a scanner function, and a function of distributing an input image (an original image read by a scanner function or an image input by a printer or a FAX function) are provided. In addition, in an MFP (Multi Function Peripheral), high-precision motor control is required. For example, when the rotational speed of the intermediate transfer motor that drives the intermediate transfer belt changes, there are problems such as color misregistration and image distortion. For this reason, in the intermediate transfer belt, the motor is controlled so as to maintain the target speed based on the difference between the rotation output signal output by the rotation of the motor and the target speed signal.
ところが、モータの回転出力信号と目標速度信号との差分に基づくモータ制御では、モータの回転出力信号の分解能で制御を行うため、モータの回転出力信号の周期が大きすぎ、高精度な制御が出来ないという問題があった。 However, in motor control based on the difference between the motor rotation output signal and the target speed signal, control is performed with the resolution of the motor rotation output signal, so the cycle of the motor rotation output signal is too large, and high-precision control is possible. There was no problem.
そこで、特許文献1では、回転出力信号SG1001(エンコーダパルス)の周波数より高い周波数のタイマ1107を備えることにより、制御の精度を向上させている。ここで、従来技術について図13、図14を用いて説明する。図13は、特許文献1のモータ制御装置を示す機能ブロック図である。
Therefore, in
図13中、モータ1021の回転によって回転出力信号SG1001が出力されると、インプットキャプチャ1101(HSIユニット:High―Speed Interconnect:高速入力)は、当該回転出力信号SG1001の立ち上がりがフリーランタイマ1107(タイマ)で何カウント目であったのかをメモリ(FIFO:First―In, First―Out)1111へ保存する。ここでフリーランタイマ1107は、回転出力信号SG1001より十分に周波数が高い。
In FIG. 13, when the rotation output signal SG1001 is output by the rotation of the
CPU(Central Processing Unit)1110は所定のサンプリング期間の終了時にソフトウェアタイマによって割込まれる。CPU1110は割込を受けると、メモリ1111に保存された値と、直前の回転出力信号SG1001の立ち上がりから割込までのタイマ値とを用いて、サンプリング周期中の回転出力信号SG1001(エンコーダパルス)の平均周波数を演算する。また、CPU1110は当該平均周波数を用いてPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)タイマ1104(パルス幅変調ユニット)へ出力するモータ1021の速度制御指示値D1004(エンコーダフィードバック指示値)を演算する。この速度制御指示値D1004に基づいてモータ1021を駆動することで、従来のものより高精度な制御を実現している。
しかしながら、特許文献1の発明では制御周期信号タイミング(割込タイミング)までは考慮されるが、速度制御指示値D1004がモータドライバ1105への出力PWM信号SG1006へ反映されるまでの時間は考慮されない。この問題を図14を用いて説明する。
However, in the invention of
図14は、PWM信号SG1006への速度制御指示値D1004の反映にかかる時間と速度変化との関係を模式的に表したグラフである。図14のように、徐々にモータの回転速度が速くなっている場合には、指示値演算に用いられる速度と実際の速度の間に差が生じてしまうので、精密な制御が行えないという問題がある。さらに、CPU1110の負荷などの関係で速度制御指示値D1004の演算に時間がかかり、PWMタイマ1104が速度制御指示値D1004をPWM信号SG1006へ反映させるまでに時間がかかってしまった場合、速度制御指示値D1004の演算に用いられた平均速度と実際の速度との間に大きな差が生じるため、ますます制御の精度が悪くなるという問題がある。
FIG. 14 is a graph schematically showing the relationship between the time required for reflecting the speed control instruction value D1004 to the PWM signal SG1006 and the speed change. As shown in FIG. 14, when the rotational speed of the motor is gradually increased, there is a difference between the speed used for the instruction value calculation and the actual speed, so that the precise control cannot be performed. There is. Furthermore, if it takes time to calculate the speed control instruction value D1004 due to the load of the
本発明は、上記のような課題に鑑み、モータの回転速度が変化している場合であっても、またPWMタイマ1104による速度制御指示値D1004のPWM信号SG1006への反映に時間がかかってしまった場合であっても、より高精度な制御を行うことを目的とする。
In view of the above problems, the present invention takes time to reflect the speed control instruction value D1004 on the PWM signal SG1006 by the
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のモータ制御装置は、モータの回転により出力される回転出力信号に基づいて前記モータの回転速度制御を行うモータ制御装置であって、モータ駆動手段が速度制御指示値を読み込んで該速度制御指示値を前記モータを駆動するモータドライバへの出力信号に反映させる迄の時間を示す時間情報を記憶した記憶手段と、前記回転出力信号の受信に基づいて回転速度情報を生成する回転速度情報生成手段と、所定の周期のタイミングで、前記時間情報と、該タイミング以前に出力された前記回転出力信号に基づいて前記回転速度情報生成段が生成した前記回転速度情報とに基づいて前記速度制御指示値を生成する速度制御指示値生成手段と、前記生成された速度制御指示値を前記時間情報に基づいたタイミングで読み込み、読み込んだ該速度制御指示値を前記モータドライバへの出力信号に反映させる前記モータ駆動手段と、を備えたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the motor control device of the present invention is a motor control device that performs rotational speed control of the motor based on a rotation output signal output by rotation of the motor , storage means for motor drive means storing time information indicating the time until is reflected in the output signal to the motor driver for driving the previous SL motor the speed control instruction value by reading the speed control instruction value, the rotation output signal A rotation speed information generating means for generating rotation speed information based on reception of the rotation speed information generating stage based on the time information at a predetermined cycle timing and the rotation output signal output before the timing. the time information and the speed control instruction value generating means but which generates the speed control instruction value based on the generated the rotation speed information, the generated speed control instruction value Read in based timing, is characterized in that it comprises said motor drive means for reflecting the read the speed control command value to the output signal to the motor driver, the.
このモータ制御装置は、前記時間情報に基づいた周期で制御周期信号を生成する制御周期信号生成装置をさらに備え、前記速度制御指示値生成手段は前記制御周期信号の受信に基づいて前記速度制御指示値を生成し、前記モータ駆動手段は前記制御周期信号の受信に基づいて前記生成された速度制御指示値を読み込むと良い。もしくは、所定の周期で制御周期信号を生成する制御周期信号生成手段と、前記時間情報に基づいて、前記制御周期信号をロードタイミング信号に変換して出力するロードタイミング信号生成手段と、をさらに備え、前記速度制御指示値生成手段は前記制御周期信号の受信に基づいて前記速度制御指示値を生成し、前記駆動手段は前記ロードタイミング信号の受信に基づいて前記速度制御指示値を読み込むと良い。 The motor control device further includes a control cycle signal generation device that generates a control cycle signal at a cycle based on the time information, and the speed control command value generation unit is configured to receive the speed control command based on reception of the control cycle signal. A value is generated, and the motor driving means preferably reads the generated speed control instruction value based on reception of the control cycle signal. Alternatively, a control cycle signal generation unit that generates a control cycle signal at a predetermined cycle, and a load timing signal generation unit that converts the control cycle signal into a load timing signal based on the time information and outputs the load timing signal. The speed control instruction value generating means may generate the speed control instruction value based on reception of the control cycle signal, and the driving means may read the speed control instruction value based on reception of the load timing signal.
さらに、本発明のモータ制御装置を備えた画像形成装置を提供する場合は、該画像形成装置内にかかる負荷の異なる複数のモードを指定する指定手段と、前記指定手段に指定されるモードに基づいて、前記時間情報を設定する時間情報設定手段と、を備えると良い。また、前記複数のモードは、モノクロモード及びカラーモードを含むと良い。 Furthermore, when providing an image forming apparatus provided with the motor control device of the present invention, a designation unit that designates a plurality of modes with different loads applied to the image forming apparatus, and a mode designated by the designation unit. And time information setting means for setting the time information. The plurality of modes may include a monochrome mode and a color mode.
本発明によれば、モータ駆動手段が記憶手段に記憶された、モータ駆動手段が速度制御指示値を読み込んで該速度指示値を実際に前記モータの回転速度に反映させる迄の時間を示す時間情報に基づいて速度制御指示値を読み込むことにより、速度制御指示値生成手段は、速度制御指示値生成手段の演算開始からモータ駆動手段が速度制御指示値をモータの回転速度へ反映させるまでの時間に基づいて、モータ駆動手段が速度制御指示値をモータの回転速度へ反映させる時点でのモータの回転速度を予測して演算し、当該演算された予測速度を用いて速度制御指示値を演算することが出来るため、高精度にモータの回転速度を制御することが出来る、という効果を奏する。 According to the present invention, the time information indicating the time until the motor drive means reads the speed control instruction value and actually reflects the speed instruction value on the rotation speed of the motor, which is stored in the storage means by the motor drive means. By reading the speed control instruction value based on the Based on this, the motor drive means predicts and calculates the rotation speed of the motor when the speed control instruction value is reflected in the rotation speed of the motor, and calculates the speed control instruction value using the calculated predicted speed. Therefore, it is possible to control the rotation speed of the motor with high accuracy.
以下に添付図面を参照して、本発明の最良な実施の形態に係るモータ制御装置、画像形成装置について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a motor control device and an image forming apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態を図1乃至図5に基づいて説明する。本実施の形態としての、コピー装置、ファクシミリ装置、プリンタ装置、スキャナ装置、又はこれらの少なくとも2つの機能を複合したMFP(Multi Function Peripheral)と称されるデジタル複合機等の画像形成装置について説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. An image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer machine, a scanner machine, or a digital multifunction machine called MFP (Multi Function Peripheral) that combines at least two of these functions will be described as an embodiment. .
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる画像形成装置の一例を示すハードウェア構成図である。図1に示す画像形成装置500は、自動原稿送り装置(ADF)1、スキャナ部2、画像書き込みユニット3、現像ユニット4、感光体ユニット5、給紙部6、一次転写ユニット7、二次転写ローラ8、搬送ベルト9、および定着ユニット10などの各ユニットで構成されている。
FIG. 1 is a hardware configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. An
自動原稿送り装置(ADF)1は、原稿を順次スキャナ部2へ送る装置である。スキャナ部2は原稿に光を照射しながら、原稿からの反射光を読み取ることで原稿の画像を読み取る装置である。スキャナ部2で読み取られた画像のデータは画像処理された後、画像データとして画像書き込みユニット3へ送られる。画像書き込みユニットは、画像データに応じてLD(Laser Diode:レーザーダイオード)を駆動し感光体ユニット中の感光体ドラム上に潜像を形成するユニットである。感光体ユニットは、フルカラーの場合Y(Yellow:黄)、M(Magenta:マゼンタ)、C(Cyan:シアン)、Bk(Black:黒)の4つの感光体ドラムを備える。現像ユニットは、感光体ドラム上に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させるユニットである。
An automatic document feeder (ADF) 1 is a device that sequentially sends documents to the
感光体ドラム上で顕像化されたトナー画像は、一次転写ユニット7の中間転写ベルト上に転写される。フルカラーの場合、4色のトナー画像が順次重ねられる。4色分の作像、転写工程が終了した時点で一次転写ベルトとタイミングを合わせて、給紙部6より転写紙が給紙され、一次転写ユニット7と二次転写ローラ8との間で、4色同時に転写ベルトから転写紙にトナー画像が転写される。搬送ベルト9はトナー画像が転写された転写紙を搬送するベルトであり、定着ユニット10は、搬送部ベルト9によって送られた転写紙上のトナー画像を熱定着するユニットである。
The toner image visualized on the photosensitive drum is transferred onto the intermediate transfer belt of the
図2は図1の一次転写ユニット7とそれを駆動するための周辺の構成を示したハードウェア構成図である。モータ21は、モータ制御装置22によって制御され、一次転写ユニット7の駆動力を発生するモータである。モータ21の回転はギア23を介して一次転写駆動ローラ24に伝達される。中間転写ベルト25は、一次転写駆動ローラ24が回転することにより回転し、二次転写ローラ26(すなわち上記二次転写ローラ8)との間で転写紙へトナー画像を転写する。エンコーダ27はモータ21の回転速度に応じたパルス状の波形を生成し、このパルス状の波形を回転出力信号SG1として出力する装置である。モータ21の回転速度制御は、当該回転出力信号SG1をフィードバックすることにより行なわれる。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram showing the configuration of the
図3は、図2のモータ21の回転速度制御を行うモータ制御装置22の構成を示すブロック図である。図1に示すモータ21の速度を制御するモータ制御装置22は、インプットキャプチャ101、制御部102、レジスタ103、PWMタイマ104、モータドライバ105、フリーランタイマ107、制御周期タイマ108、およびフラッシュメモリ109を備えていて、モータ21の回転速度のフィードバック制御を行うことが可能な構成になっている。なお、このモータ21は例えば直流ブラシレスモータである。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
フリーランタイマ107は、回転出力信号SG1よりも十分に高い周波数のクロック信号SG3でタイマ値D1を更新するタイマである。インプットキャプチャ101は、回転出力信号SG1の立ち上がりエッジを受信したタイミングで、フリーランタイマ107のタイマ値D1をキャプチャ値D2として保持する。またタイマ値D1を保持する毎に、制御部102へインプットキャプチャ割込信号SG2を出力する機能を有する。
The free-
制御周期タイマ108は、制御部102に制御周期信号SG5を出力するタイマである。フラッシュメモリ109は、制御周期信号SG5の周期を表す時間情報D3を保持している記憶手段である。
The
制御部102は、演算装置であるCPU110、ならびに各種情報を保存するRAM112及びROM113等のメモリ111を備えている。制御部102は、上記インプットキャプチャ割込信号SG2を受信すると、インプットキャプチャ101に保持されているキャプチャ値D2を読み込み、上記読み込んだキャプチャ値D2と、RAM112に保存されている、1回前の回転出力信号SG1の立ち上がりエッジの受信により保持されたキャプチャ値D2′とに基づき、今回のインプットキャプチャ割込信号SG2の受信までのモータ21の平均回転速度V1を演算しRAM112に保存する機能を有する。RAM112は、少なくとも上記平均回転速度V1と、前記インプットキャプチャ割り込み信号SG2の1回前のインプットキャプチャ割り込み信号SG2の受信時に同様にして制御部102にて演算されたモータ21の平均回転速度V1′との、計2回分の平均回転速度の値を保持している。またRAM112は、少なくとも前記キャプチャ値D2を、インプットキャプチャ割り込み信号SG2の1回分、保持している。インプットキャプチャ割込信号SG2は、インプットキャプチャ101が回転出力信号SG1の立ち上がりエッジを受信する毎に出力するので、制御部102によるモータ21の平均回転速度の演算は、当該回転出力信号SG1の立ち上がりエッジのタイミング毎に行われる。
The
また、制御部102は前記制御周期信号SG5を受信すると、モータドライバ105への速度制御指示値D4の演算を開始する機能も有する。この制御部102は、制御周期信号SG5を受信すると、その時点でのフリーランタイマ107のタイマ値D1を読み込み、上記読み込んだタイマ値D1、RAMに保存されている上記インプットキャプチャ割り込み信号SG2の2回分のモータ21の平均回転速度V1及びV1′、及びフラッシュメモリ109に保存されている前記時間情報D3に基づいてモータ21の予測速度V3を算出し、算出した予測速度V3と目標速度との間の速度差を用いて、周知のフィードバック制御により、モータドライバ105の速度制御指示値D4、すなわちモータ21の回転速度の指示値を演算する。
The
レジスタ103は、制御部102が出力した前記速度制御指示値D4を一時保管する。なお、本実施の形態ではレジスタ103は制御部102の外に示すが、制御部102の内部にあっても良い。PWMタイマ104は、内部にレジスタ106を有し、レジスタ106に記憶された前記速度制御指示値D4に基づいてPWM信号SG6をモータドライバ105へ出力するタイマである。PWMタイマ104は、前記制御周期信号SG5を受信するとレジスタ103から前記速度制御指示値D4を読み出して内部のレジスタ106に記憶する機能も有する。なお、レジスタ103から読み出された速度制御指示値D4は、無視できるほど短時間でPWM信号SG6の生成及びモータドライバ105への出力へと反映されモータ21の実際の回転速度に反映される。したがってPWMタイマ104がレジスタ103から速度制御指示値D4を読み出してモータドライバ105への出力信号であるPWM信号SG6へ反映させる時点は、当該速度制御指示値D4が実際にモータ21の回転速度に反映される時点に一致すると考えることができる。したがって前記時間情報は、PWMタイマ104がレジスタ103から速度制御指示値D4を読み込んで当該速度制御指示値D4を実際にモータ21の回転速度に反映させる迄の時間を示す情報と考えることができる。
The
モータドライバ105は、モータ21の各相に対して図示せぬ上下二つのトランジスタを有しており、PWMタイマ104によって生成された前記PWM信号SG6に合わせてこれらのトランジスタがオンとオフとを繰り返し、モータ21に駆動電圧を供給する装置である。この駆動電圧によって、モータ21は駆動され回転される。
The
次に、各信号の出力タイミングについて説明する。ここで、図4は、各信号の出力の一例を示すタイミングチャートである。 Next, the output timing of each signal will be described. Here, FIG. 4 is a timing chart showing an example of the output of each signal.
前記クロック信号SG3は前記回転出力信号SG1より十分に高い周波数を持ち、フリーランタイマ107をカウントアップするクロック信号である。インプットキャプチャ101はモータ21の回転によって発生される回転出力信号SG1の立ち上がりエッジが検出されたタイミング(例えば図4中、時刻t3)でフリーランタイマ107のタイマ値D1を保持するとともに、インプットキャプチャ割込信号SG2を制御部102へ送信する。制御部102は当該インプットキャプチャ割込信号SG2を受信したタイミングで、キャプチャ値D2をインプットキャプチャ101から読み込む。制御部102は、上記今回のインプットキャプチャ割り込み信号SG2のタイミング(例えば時刻t3)でインプットキャプチャ101から読み込んだキャプチャ値D2と、1回前の回転出力信号SG1の立ち上がりエッジのタイミング(例えば時刻t1)で読み出されRAM112に保持されたキャプチャ値D2′とを比較することにより、回転出力信号SG1の周期T1(図4中、例えば時刻t1,t3間の時間T1′)を算出する。さらに制御部102は、算出された周期T1を、回転出力信号SG1を出力する原理の物理的距離(例えばエンコーダ27としてロータリエンコーダを使用する場合、モータ21の回転軸に設けられたスリット板のスリット間の距離等)で除算することにより、前記算出された回転出力信号SG1の周期T1に対応する、回転出力信号SG1の立ち上がりエッジ直前の1周期におけるモータ21の平均回転速度V1を算出する。制御部102は、算出された平均回転速度V1と、例えば時刻t3でインプットキャプチャ101から読み込んだキャプチャ値D2とをRAM112に保存する。
The clock signal SG3 is a clock signal having a sufficiently higher frequency than the rotation output signal SG1 and counting up the free-
また制御部102は制御周期信号SG5の受信のタイミング(例えば図4中、時刻t5)で、速度制御指示値D4の演算を行い、演算で得られた速度制御指示値D4をレジスタ103に出力する。具体的には、制御部102は制御周期信号SG5を受信するとその時点(例えば時刻t5)でフリーランタイマ107のタイマ値D1を読み出す。上記読み出したタイマ値D1と一回前の回転出力信号SG1の受信タイミング(例えば時刻t4)でRAM112に保持されたキャプチャ値D2との比較を行うことにより、直前の回転出力信号SG1の受信タイミング(例えば時刻t4)から制御周期信号SG5の受信タイミング(例えば時刻t5)までの時間T2(以下「補間時間T2」と称する)を演算する。また制御部102は、RAM112に保存されている、上記回転出力信号SG1の直前の1周期(例えば時刻t3乃至t4のT1)におけるモータ21の平均速度V1及び直前より一回前の1周期(例えば時刻t1乃至t3のT1′)におけるモータ21の平均回転速度V1′を読み出す。制御部102は前記回転出力信号SG1の隣接する2周期のそれぞれにおけるモータ21の平均回転速度V1′とV1とを比較することにより、時間軸におけるモータ21の平均回転速度の変化量を演算する。次に制御部102は、演算されたモータ21の平均回転速度の変化量と、上記平均回転速度V1′、V1と、補間時間T2と、フラッシュメモリ109に保存されている時間情報D3(すなわち補間時間T3)とを用いて、PWMタイマ104がレジスタ103から速度制御指示値D4を読み出してモータドライバ105への出力信号であるPWM信号SG6へ反映させる時点(例えば時刻t8)での予測モータ速度V3を演算する。具体的には、例えば図5に基づき、周知の補間演算により予測モータ速度V3を求める。制御部102は演算された予測モータ速度V3と、ROM113に保存されている目標速度に基づき、周知のフィードバック制御により速度制御指示値D4、すなわちモータ21の回転速度の指示値を演算し、演算で得られた速度制御指示値D4をレジスタ103へ出力する。制御部102が制御周期信号SG5を受信(例えば時刻t5)してから、速度制御指示値D4を演算してレジスタ103へ出力するまでにかかる時間は、制御部102が行っている他の処理の状況によって異なるが、制御周期信号SG5の周期以内である。
Further, the
PWMタイマ104は、制御周期信号SG5の受信タイミング(例えば時刻t8)で、レジスタ103から速度制御指示値D4を読み出して、レジスタ106へ速度制御指示値D4を記憶する。この時(例えば時刻t8)読み出される速度制御指示値D4は、制御周期タイマ108が一回前に出力した制御周期信号SG5の受信タイミング(例えば時刻t5)で制御部102が演算した速度制御指示値D4である。PWMタイマ104は、レジスタ106の記憶する速度制御指示値D4に基づいてPWM信号SG6を生成しモータドライバ105へ出力する。例えば時刻t8でレジスタ103から速度制御指示値D4が読み出されてPWMタイマ104のレジスタ106へ記憶された後は、当該記憶された速度制御指示値D4に基づいてPWM信号SG6が生成される。PWMタイマ104がPWM信号SG6を生成しモータドライバ105へ出力することにより、モータドライバ105が駆動され、モータ21の回転速度が、前記速度制御指示値D4に応じた回転速度になるように制御される。
The
すなわち図4中、Aで示される時刻t5以降のPWM信号SG6は、aで示される時刻t1直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。同様にBで示される時刻t8以降のPWM信号SG6は、bで示される時刻t4直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。
That is, the PWM signal SG6 after time t5 indicated by A in FIG. 4 is obtained before and after the capture value D2 read from the
図5は、上記回転出力信号SG1の周期T1′,T1、モータ21の平均回転速度V1′,V1及び補間時間T2,T3の関係を模式的に表すものであって、PWM信号SG6に速度制御指示値D4が反映されるまでに要される時間とモータ21の回転速度の変化との関係を模式的に表したグラフである。本実施の形態では、PWMタイマ104は、(上記例の場合、時刻t8のタイミングで)制御周期信号SG5を受信すると、レジスタ103から速度制御指示値D4を読み出す。このため、図5の補間時間T3は、制御周期信号SG5の周期と同じになる。補間時間T2は、制御部102が制御周期信号SG5を受信した際に演算された、回転出力信号SG1の受信から制御周期信号SG5の受信までの時間である。つまり、補間時間T2+補間時間T3は、(上記例の場合、時刻t5のタイミングで)モータ制御装置22が回転出力信号SG1を受信してから、(上記例の場合、時刻t8のタイミングで)PWM信号SG6へ速度制御指示値D4が反映されるまでの時間である。
FIG. 5 schematically shows the relationship between the cycles T1 ′ and T1 of the rotation output signal SG1, the average rotation speeds V1 ′ and V1 of the
制御部102は、RAM112に保存している周期T1(例えば時刻t3乃至t4)の平均回転速度V1と前記周期T1の1つ前の回転出力信号SG1の周期T1′(例えば時刻t1乃至t3)の平均回転速度V1′、及び補間時間T2(例えば時刻t4乃至t5)と補間時間T3(例えば時刻t5乃至t8)に基づいて、例えば時刻t5にて、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させる時点(例えば時刻t8)におけるモータ21の回転速度V3を予測する。なお、当該予測回転速度V3の演算は、3つ以上の平均回転速度に基づいて行っても良い。また、平均回転速度の累積誤差等に基づいてより高精度に予測回転速度V3の演算を行うことも可能である。
The
このように、本実施の形態によれば、フラッシュメモリ109が制御周期信号SG5の周期T3を時間情報D3として保持し、PWMタイマ104が制御周期信号SG5を受信すると、速度制御指示値D4をレジスタ103から読み込んでPWM信号SG6へ反映させる。このため、制御部102は、フラッシュメモリ109から時間情報D3を読み出すことによって、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるタイミングを把握することが出来る。つまり制御部102は、速度制御指示値D4がPWM信号SG6へ反映される時点での予測回転速度V3を用いて速度制御指示値D4を演算し、モータ21の回転速度を制御することが出来る。したがって高精度にモータ21の回転速度を制御することが出来る。
Thus, according to the present embodiment, when the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態を図6乃至図8に基づいて説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同様の構成を有する部分は同じ符合で示し説明も省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the part which has the structure similar to 1st Embodiment mentioned above is shown with the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
第1の実施の形態では、フラッシュメモリ109が制御周期信号SG5の周期T3を時間情報D3として保持する。したがって当該時間情報D3をフラッシュメモリ109から読み出すことにより制御部102は、PWMタイマ104が速度制御指示値D4を読み込むタイミング得ることが可能となる。これにより、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させる時点でのモータ21の回転速度V3の予測を行うことが出来る。しかし、第1の実施の形態では、制御部102が制御周期信号SG5を受信してからPWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間T3が長い場合、その間に実際のモータ速度に変動があった場合には、予測回転速度V3と実際の回転速度との間に誤差が生じてしまう可能性があった。本実施の形態では、当該誤差の要因を減らし、より高精度な制御を行うために、制御部102が制御周期信号SG5を受信してから、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間を、制御部102が速度制御指示値D4の演算を行う場合にかかると予測される最長時間(以後、予測最長演算時間と表記する)によって設定するようにした。この点において、第1の実施の形態と本実施の形態とでは構成が相違する。
In the first embodiment, the
図6は、本発明の第2の実施の形態にかかるモータ21の速度制御を行うモータ制御装置22の構成を示すブロック図である。図6に示すように、本実施の形態にかかるモータ制御装置22はロードタイミング信号生成タイマ201を備えている。ロードタイミング信号生成タイマ201は、制御周期信号SG5を受信すると所定の時間遅延してロードタイミング信号SG201を出力するタイマである。この所定の時間は、時間情報D203としてフラッシュメモリ109に記憶されており、電源投入時、または時間情報D203の変更時等にロードタイミング信号生成タイマ201内のレジスタ202に保存される。また、時間情報D203は、制御部102の前記予測最長演算時間に、所定の余裕時間を足した時間を表している。又前記予測最長演算時間は経験的に得られた時間である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a
図7は、本実施の形態に係る各信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。制御部102がインプットキャプチャ割込信号SG2を受信することで行われる平均速度V1の演算と、制御部102が制御周期信号SG5を受信することで行われる補間時間T2の演算は、第1の実施の形態と同じであるため説明を省略する。
FIG. 7 is a timing chart showing an example of the output timing of each signal according to the present embodiment. The calculation of the average speed V1 performed when the
制御部102は例えば図7中、例えば時刻t6で制御周期信号SG5を受信すると、速度制御指示値D4の演算を行いレジスタ103に出力する。具体的には、制御部102は補間時間T2(例えば時刻t5乃至t6)を演算した後、RAM112に保存されている回転出力信号SG1の連続する2周期T1′(例えば時刻t1乃至t3)及びT1(例えば時刻t3乃至t5)におけるモータ21の平均回転速度V1′及びV1を読み出し、同平均回転速度V1′,V1に基づいて、時間軸におけるモータ21の回転速度の変化量を演算する。次に制御部102は、演算されたモータ21の回転速度の変化量と、上記平均回転速度V1′,V1と、補間時間T2と、フラッシュメモリ109に保存されている上記時間情報D203(すなわち補間時間T203)とを用いて、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させる時点(例えば時刻t7)での予測モータ速度V203を演算する。具体的には第1の実施の形態同様、例えば図8に基づき、周知の補間演算により予測モータ速度V203を求める。ここで上記時間情報D203は、上記したように制御部102の予測最長演算時間に所定の余裕時間を足した時間であり、かつロードタイミング信号生成タイマ201が例えば時刻t6で制御周期信号SG5を受信してから、例えば時刻t7でロードタイミング信号SG201を生成するまでの時間T203を示す。制御部102は、予測モータ速度V203とROM113に保存されている目標速度とに基づいて周知のフィードバック制御により速度制御指示値D4を演算すると、同速度制御指示値D4をレジスタ103へ出力する。
For example, when the
ロードタイミング信号生成タイマ201は制御周期信号SG5を受信すると、所定の時間T203遅延してロードタイミング信号SG201を出力する。具体的には制御周期信号SG5を受信すると、クロック信号SG4のクロックにおいて、レジスタ202に保存されている時間情報に相当するクロック数が経過した後、ロードタイミング信号を出力する。
When receiving the control cycle signal SG5, the load timing
PWMタイマ104は、例えば時刻t7でロードタイミング信号SG201を受信すると、レジスタ103から速度制御指示値D4を読み出して、PWMタイマ104内のレジスタ106へ記憶する。PWMタイマ104は、レジスタ106に記憶された速度制御指示値D4に基づいてPWM信号SG6を生成しモータドライバ105へ出力する。PWMタイマ104がPWM信号SG6を生成しモータドライバ105へ出力することにより、モータドライバ105が駆動され、モータ21の回転速度を、速度制御指示値D4にしたがった回転速度に制御することが出来る。
For example, when receiving the load timing signal SG201 at time t7, the
すなわち図7中、Aで示される時刻t4以降のPWM信号SG6は、aで示される時刻t1直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。同様にBで示される時刻t7以降のPWM信号SG6は、bで示される時刻t5直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。同様にCで示される時刻t10以降のPWM信号SG6は、cで示される時刻t8直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。
That is, the PWM signal SG6 after time t4 indicated by A in FIG. 7 is obtained before and after the capture value D2 read from the
図8は、回転出力信号SG1の周期T1′,T1,モータ21の平均回転速度V1′,V1及び補間時間T2,T203の関係を模式的に示すものであって、PWM信号SG6に速度制御指示値D4が反映されるまでに要される時間とモータ21の回転速度変化との関係を模式的に表したグラフである。本実施の形態では、PWMタイマ104は、例えば時刻t7でロードタイミング信号SG201を受信すると、レジスタ103から速度制御指示値D4を読み出す。このため、図8の補間時間T203は、ロードタイミング信号生成タイマ201が制御周期信号SG5を受信してからロードタイミング信号SG201を出力するまでの時間T203と同じになる。また補間時間T2は、制御部102が制御周期信号SG5を受信した際に演算された、回転出力信号SG1の立ち上がりエッジの受信(例えば時刻t5)から制御周期信号SG5の受信(例えば時刻t6)までの時間である。つまり、補間時間T2+補間時間T203はモータ制御装置22が回転出力信号SG1の立ち上がりエッジを受信(例えば時刻t5)してからPWM信号SG6へ速度制御指示値D4が反映される(例えば時刻t7)までの時間となる。
FIG. 8 schematically shows the relationship between the cycles T1 ′ and T1 of the rotation output signal SG1 and the average rotation speeds V1 ′ and V1 of the
制御部102は、RAM112に保存している周期T1(例えば時刻t3乃至t5)の平均速度をV1と、前記周期T1の一回前の回転出力信号SG1の周期T1′(例えば時刻t1乃至t3)の速度V1′、及び補間時間T2(例えば時刻t5乃至t6)と補間時間T203(例えば時刻t6乃至t7)に基づいて、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させる時点(例えば時刻t7)でのモータ21の回転速度V203を予測する。
The
このように、本実施の形態によれば、制御部102が制御周期信号SG5を受信してからPWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間T203を、時間情報D203としてフラッシュメモリ109が記憶する。制御部102はフラッシュメモリ109が記憶している時間情報D203を読み込むことにより、速度制御指示値D4がPWM信号SG6へ反映される時点(例えばt7)でのモータ21の回転速度を予測し、当該予測したモータ21の回転速度に基づいて速度制御指示値D4を演算することが出来る。時間情報D203は、制御部102の予測最長演算時間に応じて制御周期信号SG5の周期(第1の実施の形態における補間時間T3)より短い時間として決められる。これにより、制御部102が演算を開始(例えば時刻t6)してから、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させる(例えば時刻t7)までのモータ21の回転速度の変化量の変動による予測速度V203の誤差を抑制することができる。これにより、高精度にモータ21の速度を制御することが出来る。
As described above, according to the present embodiment, the time T203 from when the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態を図9乃至図12に基づいて説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同様な構成を有する部分は同じ符合で示し説明も省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the part which has the structure similar to 1st Embodiment mentioned above is shown with the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
第2の実施の形態では、制御部102が制御周期信号SG5を受信してからPWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間T203を予測最長演算時間に基づいて設定することで、予測速度V203の誤差要因を低減する。しかし、制御部102が実際に速度制御指示値D4の演算を行う場合に要される時間はCPU110の負荷によって変動する。このため、CPU110の負荷が大きい状態に合わせて予測最長演算時間を設定すると、結果的に制御部102が制御周期信号SG5を受信してからPWMタイマ104が速度制御指示値をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間が比較的長くなる。その結果、CPU110の負荷が軽い場合にもCPU110の負荷が重い場合と同様の誤差要因を持ってしまう可能性があった。
In the second embodiment, a time T203 from when the
本実施の形態では、CPU110の負荷の状態に合わせて、制御部102が制御周期信号SG5を受信してからPWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間を変更可能にする。CPU110の負荷は、画像形成装置の動作条件により変動する。画像形成装置が持つ複写モード、ファクシミリモード等のモードのうち、複写モード内でのモノクロモードの場合とカラーモードの場合とでCPU110の負荷が変動する。本実施の形態では、一例として、複写モード内でのモノクロモードの場合とカラーモードの場合とでのCPU110の負荷の変動に応じて、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間を変更可能にする。なお、この時間の変更は、他の要因によるCPU110の負荷の変動に応じて行われるようにしても良い。例えば、複写モードの場合とファクシミリモードの場合とでの、CPU110の負荷の変動に応じて行われるようにしても良い。
In the present embodiment, the time from when the
図9は、モータ21の速度制御を行うモータ制御装置22の構成を示すブロック図である。本実施の本実施の形態にかかるフラッシュメモリ109は、予測最長演算時間に基づいて設定された時間情報D203と共に、所定の時間情報D304を記憶している。制御部102は、フラッシュメモリ109から読み出した時間情報D203を、CPU110の負荷に基づいて変更し、時間情報D303として出力する機能を有している。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the
図9に示す如く、第3の実施の形態の場合、当該モータ制御装置22を有する画像形成装置500が有する、指示手段としてのシステム制御部50から、モータ制御装置22内に設けられた、外部との通信機能を有する通信部120を介し、現在の画像形成モードがカラーモードかモノクロモードかを示す情報が制御部102のCPU110に与えられる。CPU110は同情報をRAM112に保持する。ここで上記システム制御部50は現在の画像形成モードがカラーモードかモノクロモードかを判別するモード判別部51を有する。なおシステム制御部50は例えばコンピュータよりなり、モード判別部51は当該コンピュータが実行するプログラムの形態で実現することが可能である。システム制御部50は画像形成装置500全体の動作を制御する機能を有し、画像形成装置500の操作部60およびスキャナ70(すなわち図1中、スキャナユニット2)と接続されている。モード判別部51は、画像形成装置500の操作部60上でユーザがカラーモードかモノクロモードを指定する操作を行った場合、同操作に応じ、現在の画像形成モードがカラーモードかモノクロモードかを判別する。また画像形成装置500が有するスキャナ70から原稿画像が読み取られた場合、読み取られた画像データのRGB値からモード判別部51が当該画像データがカラー画像のものかあるいはモノクロ画像のものかを判別する。具体的にはモード判別部51は、当該画像データが黒と白との間の濃淡のみを表すデータである場合同画像データをモノクロ画像のものと判別し、それ以外の場合カラー画像のものと判別する。そしてモード判別部51は同判別結果に応じ、現在の画像形成モードがカラーモードかモノクロモードかを自動的に判別する。
As shown in FIG. 9, in the case of the third embodiment, an external device provided in the
図10は、制御部102が時間情報D203をCPU110の負荷に基づいて時間情報D303に変更し、出力する処理を表したフローチャートである。この処理は、画像形成装置の電源投入時、若しくはモノクロとカラーのモード変更時等に行われる。まず、制御部102は、フラッシュメモリ109から時間情報D203を読み出す(ST1)。次に、現在のモードがカラーか否かを判断する(ST2)。制御部102は上記の如く、現在の画像形成モードがカラーであるかモノクロであるかという情報をRAM112に保持している。ST2でカラーモードと判断した場合は、フラッシュメモリ109から読み出した時間情報D203をそのまま時間情報D303として、ロードタイミング信号生成タイマ201内のレジスタ202に出力する(ST3)。
FIG. 10 is a flowchart showing a process in which the
ST2でカラーモードでないと判断した場合は、CPU110の負荷の軽いモノクロモードであるため、所定の値だけ時間情報D303の示す時間を短くする。この所定の値は時間情報D304としてフラッシュメモリ109に記憶されている。制御部102は、時間情報D304をフラッシュメモリ109から読み出す(ST4)。次のステップでは、時間情報D203から時間情報D304を減算する(ST5)。その減算結果をD303としてロードタイミング信号生成タイマ201内のレジスタ202に出力する(ST6)。そして、制御部102は、速度制御指示値D4の演算に使用するために時間情報D303の値をRAM112に保存する(ST7)。
If it is determined in ST2 that the color mode is not selected, the time indicated by the time information D303 is shortened by a predetermined value because the
なお、本実施の形態では時間情報D203を予測最長演算時間とし、CPU110の負荷の軽いモノクロモードの場合には時間情報D203から時間情報D304を減算することで、時間情報D303を所定の時間短くしたが、D203を予測最短演算時間とし、CPU110の負荷の重いカラーモードの場合に時間情報D304を加算して時間情報D303を所定の時間長くする構成としても良い。また、時間情報D203を予測最長演算時間、時間情報D304を予測最短演算時間とし、モノクロモードかカラーモードかによって時間情報D303として読み出す時間情報を切り替える構成にしても良い。
In the present embodiment, the time information D203 is set to the predicted longest calculation time, and in the monochrome mode with a light load on the
図11は、本実施の形態に係る各信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。制御部102がインプットキャプチャ割込信号SG2を受信することで行われるモータ21の平均回転速度V1の演算と、制御部102が制御周期信号SG5を受信することで行われる補間時間T2の演算は、第1の実施の形態と同じであるため説明を省略する。
FIG. 11 is a timing chart showing an example of the output timing of each signal according to the present embodiment. The calculation of the average rotational speed V1 of the
制御部102は例えば図11中、例えば時刻t6で制御周期信号SG5を受信すると、速度制御指示値D4の演算を行いレジスタ103に出力する。具体的には、制御部102は補間時間T2(例えば時刻t5乃至t6)を演算した後、RAM112に保存されている回転出力信号SG1の連続する2周期T1′(例えば時刻t1乃至t3),T1(例えば時刻t3乃至t5)のそれぞれにおけるモータ21の平均回転速度V1′及びV1を読み出し、時間軸におけるモータ21の回転速度の変化量を演算する。次に制御部102は、演算されたモータ21の回転速度の変化量と、平均回転速度V1′,V1と、補間時間T2と、RAM112に保存されている上記時間情報D303(すなわち補間時間T304あるいはT303)とを用いて、PWMタイマ104が速度制御指示値D4を読み出してPWM信号SG6へ反映させる時点(例えば時刻t7)での予測モータ速度V304あるいはV303を演算する。具体的には、例えば図12に基づき、周知の補間演算により予測モータ速度V304あるいはV303を求める。上記の如く時間情報D303の値がモノクロモードの場合とカラーモードとの場合とで異なるため、予測モータ速度はモノクロモードの場合とカラーモードの場合とで異なる。
For example, when the
ロードタイミング信号生成タイマ201は、制御周期信号SG5を受信すると、レジスタ202に記憶した時間情報D303に基づいてロードタイミング信号SG201を出力する。PWMタイマ104は、ロードタイミング信号SG201を受信すると、レジスタ103から速度制御指示値D4を読み込み、PWM信号S6をモータドライバへ出力する。モノクロモードとカラーモードで時間情報D303の値が異なるため、モノクロモードとカラーモードで、制御部102が制御周期信号SG5を受信してから、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間(例えば時刻t6乃至t7)が変動する。図11において、T303はモノクロモードの場合にD303が示す時間であり、T304はカラーモードの合にD303が示す時間である。
When receiving the control cycle signal SG5, the load timing
すなわち図11中、Aで示される時刻t4以降のPWM信号SG6は、aで示される時刻t1直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。同様にBで示される時刻t7以降のPWM信号SG6は、bで示される時刻t5直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。同様にCで示される時刻t11以降のPWM信号SG6は、cで示される時刻t9直後のインプットキャプチャ割り込み信号SG2で制御部102がインプットキャプチャ101から読み出すキャプチャ値D2及びそれ以前に得られたキャプチャ値を用いて速度制御指示値D4を演算することにより生成されたものである。
That is, the PWM signal SG6 after time t4 indicated by A in FIG. 11 is obtained before and after the capture value D2 read from the
また図11中、カラーからモノクロへのモード変換(図中、例えば時刻t4とt5との間)の際、PWM信号SG6の周期が変動する。しかしながら、一般的にはこのようなモード変換の直後に画像形成を行うことはなく、したがって当該PWM信号SG6の周期の変動により、形成される画像に影響が及ぶことはない。 Further, in FIG. 11, the period of the PWM signal SG6 varies during the mode conversion from color to monochrome (in the figure, for example, between times t4 and t5). However, generally, image formation is not performed immediately after such mode conversion, and therefore, the formed image is not affected by fluctuations in the period of the PWM signal SG6.
図12は、上記回転出力信号SG1の周期T1′,T1、モータ21の平均回転速度V1′,V1、補間時間T2及び補間時間T304あるいはT303の関係を模式的に表すものであって、PWM信号SG6に速度制御指示値D4が反映されるまでに要される時間とモータ21の回転速度の変化との関係を模式的に表したグラフである。本実施の形態では、PWMタイマ104は、ロードタイミング信号SG201を受信すると、レジスタ103から速度制御指示値D4を読み出しPWMタイマ104内のレジスタ106に記憶し、レジスタ106内に記憶された速度制御指示値D4を用いてPWM信号SG6を生成する。ロードタイミング信号生成タイマ201は、制御周期信号SG5を受信すると、レジスタ202に記憶された時間情報D303に基づいてロードタイミング信号SG201を出力する。つまり、制御部102が制御周期信号SG5を受信してから、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6に反映させるまでの時間T303あるいはT304は、RAM112に記憶された時間情報D303の表す時間と同じである。時間情報D303は、CPU110の負荷に基づいて、制御部102で変更される値である。
FIG. 12 schematically shows the relationship between the cycles T1 ′ and T1 of the rotation output signal SG1, the average rotation speed V1 ′ and V1 of the
画像形成モードがカラーの場合にはCPU110の負荷が大きいため、時間情報D303の示す値はT304になる。また、画像形成モードがモノクロの場合にはCPU110の負荷が小さいため、時間情報D303の示す値はより短いT303になる。補間時間T2は、制御部102が制御周期信号SG5を受信した際に演算された、回転出力信号SG1の受信から制御周期信号SG5の受信までの時間(例えば図11中、例えば時刻t5乃至t6)である。補完時間T2+補完時間T303若しくはT304は、モータ制御装置22が回転出力信号SG1を受信してからPWM信号SG6へ速度制御指示値D4が反映されるまでの時間(例えば時刻t5乃至t7)となる。
When the image forming mode is color, the load on the
制御部102は、RAM112に保存している周期T1(例えば時刻t3乃至t5)におけるモータの平均回転速度をV1と、T1の一回前の回転出力信号SG1の周期T1′(例えば時刻t1乃至t3)におけるモータの平均回転速度V1′、及び補間時間T2と補間時間T303若しくはT304(例えば時刻t5乃至t7)に基づいて、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させる時点(例えば時刻t7)での速度V303若しくはV304を予測する。
The
このように、本実施の形態によれば、制御部102が制御周期信号SG5を受信してから、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間情報D303がレジスタ202とRAM112に記憶されている。時間情報D303は、フラッシュメモリ109に記憶された予測最長演算時間D203と、時間情報D203の変動時間情報D304によって算出され、CPU110の負荷が大きい場合には予測最長演算時間であるD203をそのまま時間情報D303として出力し、また負荷が小さい場合にはD203から変動時間情報D304を差分した値を時間情報D303として出力する。これにより、制御部102が制御周期信号SG5を受信してから、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間を、CPU110の負荷によって変化させることが出来る。つまり、CPU110の演算時間が短い際には、制御部102が制御周期信号SG5を受信してからPWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6へ反映させるまでの時間を短くすることが出来るため、その間の速度変化量の変動による予測速度の誤差を抑制することができる。これにより、高精度にモータ21の速度を制御することが出来る。
Thus, according to the present embodiment, the time information D303 from when the
なお、上記各実施の形態においては、中間媒体(中間転写ベルト)上に一旦感光体ユニットからトナー画像を転写し、中間媒体上で重ね合わせることによってカラー画像を形成し、このカラー画像を二次転写ユニットで転写紙に一度に転写を行う「間接転写方式」のカラー画像形成装置への適用例について説明したが、これに限るものではなく、各像担持体上にそれぞれ形成される単色トナー画像を、中間媒体(搬送ベルト)により搬送される転写体である転写紙上に順次転写する「直接転写方式」のカラー画像形成装置についても同様に適用することが可能である。 In each of the above embodiments, a toner image is once transferred from the photosensitive unit onto an intermediate medium (intermediate transfer belt) and superimposed on the intermediate medium to form a color image. Although the application example to the color image forming apparatus of the “indirect transfer method” in which the transfer unit performs transfer to the transfer paper at a time has been described, the present invention is not limited to this, and a single color toner image formed on each image carrier The present invention can be similarly applied to a “direct transfer type” color image forming apparatus that sequentially transfers the image onto a transfer sheet, which is a transfer body conveyed by an intermediate medium (conveyance belt).
なお、上記各実施の形態では、モータ制御装置を画像形成装置に用いた例を説明したが、これに限るものではなく、モータの回転により出力される回転出力信号に基づいて、モータの回転速度制御を行う装置であれば、画像形成装置以外の装置に用いても良い。本発明の他の適用例として、例えば、自動車の電動パワーステアリング等への適用が挙げられる。 In each of the above embodiments, the example in which the motor control device is used in the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the rotation speed of the motor is based on the rotation output signal output by the rotation of the motor. Any device other than the image forming apparatus may be used as long as it performs control. Other application examples of the present invention include, for example, application to an electric power steering of an automobile.
また上記各実施の形態では、PWMタイマ104が速度制御指示値D4をPWM信号SG6に変換してモータドライバ105へ送信しモータ21の速度を制御するようにしていたが、この構成に限定される必要はない。例えばPWMタイマ104の代わりにD/Aコンバータを設け、D/Aコンバータによりデジタル信号としての速度制御指示値D4を、対応するDC(すなわち直流)レベルを有するアナログ信号に変換させ、当該アナログ信号によりモータ21の速度を制御するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
1 自動原稿送り装置(ADF)
2 スキャナユニット
3 画像書き込みユニット
4 現像ユニット
5 感光体ユニット
6 給紙部
7 一次転写ユニット
8 二次転写ローラ
9 搬送ベルト
10 定着ユニット
21 モータ
22 モータ制御装置
23 ギア
24 一次転写駆動ローラ
25 中間転写ベルト
26 二次転写ローラ
27 エンコーダ
28 スケールセンサ
101 インプットキャプチャ(回転速度情報生成手段の一例)
102 制御部(速度制御指示値生成手段の一例)
103 レジスタ
104 PWMタイマ(PWM信号生成手段の一例)
105 モータドライバ(モータ駆動手段の一例)
106 レジスタ(PWMタイマ内)
107 フリーランタイマ
108 制御周期タイマ(制御周期信号生成手段の一例)
109 フラッシュメモリ(記憶手段の一例)
110 CPU
111 メモリ
112 RAM
113 ROM
201 ロードタイミング信号生成タイマ(ロードタイミング生成手段の一例)
202 レジスタ(ロードタイミング信号生成タイマ内)
500 画像形成装置
SG1 回転出力信号
SG2 インプットキャプチャ割込信号
SG3 クロック信号
SG4 クロック信号
SG5 制御周期信号
SG6 PWM信号
SG201 ロードタイミング信号
D1 タイマ値
D2 キャプチャ値(回転速度情報の一例)
D3 時間情報(SG5の周期情報)
D4 速度制御指示値
D203 時間情報(予測最長演算時間+所定の余裕時間)
D303 時間情報(ロードタイミング信号生成タイマの遅延時間:制御部処理後)
T1 周期(回転出力信号の周期)
T2 補間時間
T3 補間時間(SG5の周期)
T203 補間時間(ロードタイミング信号生成タイマの遅延時間)
T303 補間時間(ロードタイミング信号生成タイマの遅延時間:モノクロモード)
T304 補間時間(ロードタイミング信号生成タイマの遅延時間:カラーモード)
V1 平均速度
V3 予測速度
V203 予測速度
V303 予測速度(モノクロモード)
V304 予測速度(カラーモード)
1021 モータ
1105 モータドライバ
1026 エンコーダ
1101 インプットキャプチャ(HSIユニット)
1104 PWMタイマ(パルス幅変調ユニット)
1107 フリーランタイマ(タイマ)
1110 CPU
1111 メモリ(FIFO)
SG1001 回転出力信号(エンコーダパルス)
SG1002 インプットキャプチャ割込み信号(割り込み)
SG1003 クロック信号(マイクロコントローラのクロック)
SG1006 PWM信号(制御信号)
D1001 タイマ値(発生時刻)
D1002 キャプチャ値(時刻)
D1004 速度制御指示値(エンコーダのフィードバック情報)
1 Automatic document feeder (ADF)
DESCRIPTION OF
102 Control unit (an example of speed control instruction value generation means)
103
105 Motor driver (an example of motor driving means)
106 registers (within PWM timer)
107
109 Flash memory (an example of storage means)
110 CPU
111
113 ROM
201 Load timing signal generation timer (an example of load timing generation means)
202 register (in load timing signal generation timer)
500 Image forming device SG1 Rotation output signal SG2 Input capture interrupt signal SG3 Clock signal SG4 Clock signal SG5 Control cycle signal SG6 PWM signal SG201 Load timing signal D1 Timer value D2 Capture value (an example of rotation speed information)
D3 Time information (SG5 cycle information)
D4 Speed control command value D203 Time information (estimated longest calculation time + predetermined margin time)
D303 Time information (delay time of load timing signal generation timer: after control unit processing)
T1 period (period of rotation output signal)
T2 interpolation time T3 interpolation time (cycle of SG5)
T203 Interpolation time (delay time of load timing signal generation timer)
T303 Interpolation time (delay time of load timing signal generation timer: monochrome mode)
T304 Interpolation time (delay time of load timing signal generation timer: color mode)
V1 average speed V3 predicted speed V203 predicted speed V303 predicted speed (monochrome mode)
V304 Prediction speed (color mode)
1021
1104 PWM timer (pulse width modulation unit)
1107 Free-run timer (timer)
1110 CPU
1111 Memory (FIFO)
SG1001 Rotation output signal (encoder pulse)
SG1002 Input capture interrupt signal (interrupt)
SG1003 Clock signal (microcontroller clock)
SG1006 PWM signal (control signal)
D1001 Timer value (occurrence time)
D1002 Capture value (time)
D1004 Speed control instruction value (encoder feedback information)
Claims (7)
モータ駆動手段が速度制御指示値を読み込んで該速度制御指示値を前記モータを駆動するモータドライバへの出力信号に反映させる迄の時間を示す時間情報を記憶した記憶手段と、
前記回転出力信号の受信に基づいて回転速度情報を生成する回転速度情報生成手段と、
所定の周期のタイミングで、前記時間情報と、該タイミング以前に出力された前記回転出力信号に基づいて前記回転速度情報生成手段が生成した前記回転速度情報とに基づいて前記速度制御指示値を生成する速度制御指示値生成手段と、
前記生成された速度制御指示値を前記時間情報に基づいたタイミングで読み込み、読み込んだ該速度制御指示値を前記モータドライバへの出力信号に反映させる前記モータ駆動手段と、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that controls the rotation speed of the motor based on a rotation output signal output by rotation of the motor,
Storage means for motor drive means storing time information indicating the time until is reflected in the output signal to the motor driver for driving the previous SL motor the speed control instruction value by reading the speed control instruction value,
Rotation speed information generating means for generating rotation speed information based on reception of the rotation output signal;
The speed control instruction value is generated based on the time information and the rotation speed information generated by the rotation speed information generation unit based on the rotation output signal output before the timing at a predetermined cycle timing. Speed control instruction value generating means for performing,
The motor driving means for reading the generated speed control instruction value at a timing based on the time information, and reflecting the read speed control instruction value in an output signal to the motor driver ;
A motor control device comprising:
前記モータ駆動手段は、前記制御周期信号の受信に基づいて、前記生成された速度制御指示値を読み込むことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 The time information indicates a cycle of a control cycle signal that triggers the speed control command value generation unit to start generating the speed control command value,
The motor control device according to claim 1, wherein the motor driving unit reads the generated speed control instruction value based on reception of the control cycle signal.
前記時間情報に基づいて、前記制御周期信号をロードタイミング信号に変換して出力するロードタイミング信号生成手段と、
をさらに備え、
前記速度制御指示値生成手段は前記制御周期信号の受信に基づいて前記速度制御指示値を生成し、
前記モータ駆動手段は前記ロードタイミング信号の受信に基づいて前記速度制御指示値を読み込むことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 A control period signal generating means for generating a control period signal at a predetermined cycle,
Load timing signal generating means for converting the control cycle signal into a load timing signal based on the time information and outputting the load timing signal;
Further comprising
The speed control instruction value generating means generates the speed control instruction value based on reception of the control cycle signal,
The motor control device according to claim 1, wherein the motor driving unit reads the speed control instruction value based on reception of the load timing signal.
請求項1乃至3のうちの何れか一項に記載のモータ制御装置によって、前記搬送手段を駆動するモータを制御することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising a transfer means for transferring transfer paper or a toner image during image formation,
An image forming apparatus comprising: a motor control device according to claim 1 that controls a motor that drives the conveying unit.
請求項1又は3に記載のモータ制御装置によって、前記搬送手段を駆動するモータを制御し、
前記モータ制御装置にかかる負荷がそれぞれ異なる複数のモードを備え、指定されたモードで画像形成処理を行う画像形成装置であって、
前記モードの指示を行う指示手段と、
前記指示手段に指示されたモードに基づいて、前記時間情報を設定する時間情報設定手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 Conveying means for conveying transfer paper or toner image during image formation,
The motor control device according to claim 1 or 3 controls a motor that drives the conveying means,
The image forming apparatus includes a plurality of modes with different loads on the motor control device, and performs image forming processing in a designated mode,
Instruction means for instructing the mode;
Time information setting means for setting the time information based on a mode instructed by the instruction means;
An image forming apparatus comprising:
前記モノクロモードの場合には、前記カラーモードの場合よりも前記時間情報の示す時間を短くすることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 The plurality of modes include a monochrome mode and a color mode,
6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the time indicated by the time information is shorter in the monochrome mode than in the color mode.
モータの回転により出力される前記回転出力信号に基づいて、回転速度情報を生成するステップと、
所定の周期のタイミングで、該タイミング以前に出力された前記回転出力信号に基づいて前記回転速度情報を生成するステップで生成した前記回転速度情報と、所定の記憶手段に記憶されている、モータを駆動ステップにおいて速度制御指示値を読み込み該速度制御指示値を前記モータを駆動するモータドライバへの出力信号に反映させる迄の時間を示す時間情報とに基づいて前記速度制御指示値を生成するステップと、
前記生成された速度制御指示値を前記時間情報に基づいたタイミングで読み込み、読み込んだ該速度制御指示値を前記モータドライバへの出力信号に反映させるステップと、
を備えたことを特徴とするモータ制御方法。 A motor control method for controlling the rotation speed of the motor based on a rotation output signal output by rotation of the motor,
Generating rotation speed information based on the rotation output signal output by rotation of the motor;
The rotation speed information generated in the step of generating the rotation speed information based on the rotation output signal output before the timing at a predetermined cycle timing, and a motor stored in a predetermined storage means It said velocity control instruction value based on the write-the speed control instruction value read speed control instruction value to the time information indicating the time until it is reflected in the output signal to the motor driver for driving the motor in the drive step Generating step;
Read at a timing based on the generated speed control instruction value before Symbol time between information, a step of reflecting the read the speed control command value to the output signal to the motor driver,
A motor control method comprising:
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