JP5874264B2 - モータ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
続いて、制御システム1の詳細構成を説明する。制御システム1が備えるモータドライバ30(図1参照)は、モータ制御ユニット60から入力される電流指令値Uに従って、電流指令値Uに対応する駆動電流をモータ20に入力し、モータ20を駆動する。
・目標加速度Ar=0 …(3)
・目標速度Vr=Vm …(4)
・目標位置Pr=Vm・(t−Ta)+Pm …(5)
<減速区間>
・目標加速度
Pc=Vm・(TL−Td−Ta) …(12)
Pd=Vm2/Ap …(13)
ここで、Pcは、定速区間での駆動対象10の移動量(以下「定速距離」とも表現する。)を表し、Pdは、減速区間での駆動対象10の移動量(以下「減速距離」とも表現する。)を表す。TLは、上述したように、目標駆動時間として予め設計段階で制御システム1の設計者により一定値に定められるものであり、目標搬送量Pt分搬送する際の目標駆動時間である。尚、搬送条件等によって目標搬送量が複数定められる場合には、各目標搬送量に対して、目標駆動時間がそれぞれ定められる。また、Apは、モータ20の能力に従って予め設計段階で制御システム1の設計者により一定値に定められるものであり、Tdは、Vm及びApの値に基づく式(7)によって自動的に定まるものである。
上述したように減速時間Tdは、現在の駆動対象10の速度Vと、設計段階で予め定められた減速区間の加速度ピークの絶対値Apとから式Td=2・V/Apに従って算出される。またTLは、設計段階で定められた目標駆動時間である。
そして、減速開始時刻Tbを、この定速時間Tcrを用いて、Tb=Ta+Tcrに設定する(S193)、第二制御処理で用いる目標プロファイルを決定する。即ち、式(3)〜(7)(9)(10)に、S191,S193で設定した位置Pm、速度Vm、時刻Ta,Tbを代入して得られる目標プロファイルを、標準プロファイルに対応する今回の第二制御処理で用いる目標プロファイルに決定する。これにより、残り搬送量Psと停止必要量Pnとが一致するタイミングが、主制御処理の実行タイミングとずれている場合でも、正確に目標停止位置に駆動対象10を停止させることが可能となる。この場合、実際の駆動時間が、目標駆動時間TLに対して、最大で主制御処理の1周期分の時間ずれる可能性があるが、目標駆動時間TLに対して極微小なものであり、影響はない。
[変形例]
続いては、定速区間のない目標プロファイル、即ち、目標速度が単調減少する目標プロファイルを用いた第二制御処理を実行する変形例の制御システム1において、モータ制御ユニット60が図5に示す処理に代えて実行する主制御処理を、図8を用いて説明する。
Pn=Vm2/Ap …(20)
上式から理解できるように、本変形例の標準プロファイルは、上述した実施例の減速区間の標準プロファイルと基本形状は同じであるが、減速時間Td及び加速度ピークの絶対値Apが固定値ではなく、現在時刻t及び現在の駆動対象10の速度Vに依存した値を採る点で上述した実施例とは異なる。本変形例では、定速区間を設けないことから、駆動対象10の駆動制御の開始時点から駆動対象10が停止するまでの時間は、減速時間Tdの調整により一定値TLに調整される。また、これに併せて、加速度ピークの絶対値Apは、固定値ではなく、式(16)に示されるように、速度Vm及び減速時間Tdに依存した値に調整される。
Claims (9)
- モータを制御するモータ制御手段と、
前記モータの回転に応じた信号を出力する信号出力手段と、
を備え、前記モータ制御手段が、前記信号出力手段の出力信号に基づき前記モータを制御することによって、前記モータにより駆動される被駆動体を目標停止位置まで変位させるモータ制御装置であって、
前記モータ制御手段は、
前記信号出力手段の出力信号に基づき、前記モータに入力可能な電流の上限値であって逆起電力による電流低下を加味した電流上限値を推定し、前記推定した電流上限値に対応する操作量を、前記モータに作用させる操作量に決定して、当該操作量に基づくモータ制御を実行する第一制御手段と、
前記信号出力手段の出力信号から特定される前記モータ又は前記被駆動体の動作量としての変位量及び速度の少なくとも一方と、前記動作量の目標軌跡とに基づき、前記モータに作用させる操作量を決定し、当該操作量に基づくモータ制御を実行する第二制御手段と、
前記第二制御手段によるモータ制御の開始条件が満足される時点までは、前記第一制御手段に前記モータ制御を実行させ、前記第二制御手段によるモータ制御の開始条件が満足された時点以降では、前記第一制御手段に代えて、前記第二制御手段に前記モータ制御を実行させる切替手段と、
前記信号出力手段の出力信号から特定される前記速度と、前記被駆動体の駆動開始時点からの経過時間と、によって定まり、前記被駆動体の駆動開始時点から前記被駆動体の停止時点までの時間が一定である標準目標軌跡に基づくモータ制御を、仮に前記第二制御手段が開始した場合の、前記第二制御手段によるモータ制御の開始時点から前記被駆動体の停止時点までの前記被駆動体の変位量を、停止必要量として算出する第一算出手段と、
前記信号出力手段の出力信号から特定される前記変位量に基づき、前記被駆動体が前記目標停止位置に到達するまでの前記被駆動体の残り変位量を算出する第二算出手段と、
を備え、
前記第一算出手段は、前記第一制御手段による前記モータ制御が実行される期間において周期的に算出動作を実行することにより、前記信号出力手段の出力信号から特定される算出動作実行時の前記速度と、算出動作実行時の前記経過時間と、から特定される前記標準目標軌跡に基づく前記停止必要量を周期的に算出し、
前記第二算出手段は、前記第一算出手段の算出周期に合わせて周期的に算出動作を実行することにより、前記信号出力手段の出力信号から特定される算出動作実行時の前記変位量に基づく前記残り変位量を周期的に算出し、
前記切替手段は、前記第二算出手段により算出された前記残り変位量が前記第一算出手段により算出された前記停止必要量に到達すると、前記第二制御手段によるモータ制御の開始条件が満足されたと判断して、前記第二制御手段によるモータ制御を開始し、
前記第二制御手段は、前記モータ制御を開始すると、前記信号出力手段の出力信号から特定される前記動作量と、前記標準目標軌跡に対応する目標軌跡とに基づき、前記モータに作用させる操作量を決定し、当該操作量に基づくモータ制御を実行することにより、前記被駆動体を前記目標停止位置に停止させること
を特徴とするモータ制御装置。 - 前記目標軌跡は、前記被駆動体が定速で変位する定速区間と前記定速区間に続く区間であり前記被駆動体が減速を伴って変位する減速区間とを含む目標軌跡であり、
前記標準目標軌跡は、前記信号出力手段の出力信号から特定される前記速度によって、前記定速区間の速度及び前記減速区間の目標軌跡が定まり、前記被駆動体の駆動開始時点からの経過時間によって前記定速区間の時間が定まる、前記被駆動体の駆動開始時点から前記被駆動体の停止時点までの時間が一定の目標軌跡であること
を特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 - 前記減速区間の目標軌跡は、減速時の加速度ピークが前記信号出力手段の出力信号から特定される前記速度に依らない一定の加速度を採る目標軌跡であること
を特徴とする請求項2記載のモータ制御装置。 - 前記減速区間の目標軌跡は、減速時の加速度ピークが前記モータによって実現可能な加速度の限界値に対応した一定の加速度を採る目標軌跡であること
を特徴とする請求項2又は請求項3記載のモータ制御装置。 - 前記第二制御手段は、前記モータ制御の開始時に、前記標準目標軌跡における前記定速区間の時間を、前記被駆動体が前記目標停止位置に到達するまでの前記被駆動体の残り変位量と前記標準目標軌跡から特定される前記減速区間での前記被駆動体の変位量との差を前記定速区間の速度で除算して求められる値に、補正してなる目標軌跡を、前記標準目標軌跡に対応する目標軌跡として設定し、当該目標軌跡に基づき、前記モータ制御を実行すること
を特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項記載のモータ制御装置。 - 前記第一算出手段は、前記標準目標軌跡における前記定速区間の時間が下限値未満となる場合には、この標準目標軌跡における前記定速区間の時間を下限値に補正してなる目標軌跡である準標準目標軌跡に基づくモータ制御を前記第二制御手段が開始した場合の前記第二制御手段によるモータ制御の開始時点から前記被駆動体の停止時点までの前記被駆動体の変位量を、停止必要量として算出し、
前記第二制御手段は、前記準標準目標軌跡に基づく前記停止必要量に前記残り変位量が到達したことを契機に、前記モータ制御を開始すると、前記準標準目標軌跡に対応する目標軌跡に基づき、前記モータ制御を実行することにより、前記被駆動体を前記目標停止位置に停止させること
を特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項記載のモータ制御装置。 - 前記目標軌跡は、前記被駆動体が停止するまで前記被駆動体の速度が単調減少する目標軌跡であり、
前記標準目標軌跡は、前記被駆動体の駆動開始時点からの経過時間によって、当該標準目標軌跡に基づくモータ制御の開始時点から前記被駆動体が停止するまでの所要時間である減速時間が定まり、この減速時間及び前記信号出力手段の出力信号から特定される前記速度によって、当該標準目標軌跡に基づくモータ制御の開始時点から前記被駆動体が停止する時点までの前記被駆動体の変位量である減速距離が定まる、前記被駆動体の駆動開始時点から前記被駆動体の停止時点までの時間が一定の目標軌跡であること
を特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 - 前記第二制御手段は、前記標準目標軌跡に対応する目標軌跡として、前記標準目標軌跡と同一の目標軌跡に基づき、前記モータ制御を実行すること
を特徴とする請求項7記載のモータ制御装置。 - モータと、
前記モータにより駆動されるローラを備え、前記ローラの回転により被記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により目標停止位置まで搬送されて停止した前記被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記モータを制御することにより、前記搬送手段に被記録媒体を前記目標停止位置まで搬送させる請求項1〜請求項8のいずれか一項記載のモータ制御装置と、
前記目標停止位置を指定して前記モータ制御装置を繰返し動作させることにより、前記モータ制御装置を通じて、前記搬送手段に前記被記録媒体を段階的に搬送させる搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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