JPS5869483A - Controller for scanning drive motor - Google Patents

Controller for scanning drive motor

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Publication number
JPS5869483A
JPS5869483A JP56168477A JP16847781A JPS5869483A JP S5869483 A JPS5869483 A JP S5869483A JP 56168477 A JP56168477 A JP 56168477A JP 16847781 A JP16847781 A JP 16847781A JP S5869483 A JPS5869483 A JP S5869483A
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JP
Japan
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motor
speed
output
viscous force
pulse
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Pending
Application number
JP56168477A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Koide
博 小出
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5869483A publication Critical patent/JPS5869483A/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the ordinary error at the time of controlling at constant speed operation by applying a bias current to cancel the viscous force based on a signal corresponding to the target or actual speed of a motor to the motor, thereby ignoring the viscous force. CONSTITUTION:When an exposure mirror for a copying machine is repeatedly and recirculatingly driven, a feedback control system of the PLL type including a phase comparator 6, a charge pump circuit 7 and a loop filter 8, and an analog feedback control system including a D/A converter 17, a frequency divider 11 and an f/v converter 13 are selected by a switch circuit, thereby controlling a motor 1. At this time, the output of the converter 17 is connected through a switch SWA'' to a servo amplifier 3 to apply the bias current for cancelling the viscous force to the motor 1 separately from a signal of the filter 8. Accordingly, the influence of the viscous force can be eliminated to shorten the rising time, thereby reducing the error.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写装置の露光ミラー、ファクシミリの画像読
取ヘッド、プリンタの記録ヘッド等々の物体を繰り返し
往復駆動する走査駆動モータの制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a scanning drive motor that repeatedly drives objects such as an exposure mirror of a copying machine, an image reading head of a facsimile machine, and a recording head of a printer back and forth.

走査駆動モータにおいては、起動から定速度に安定する
時間は極力短いのが好ましい。一般のモータ制御におい
て、位相固定ルーフ(phaseLocked Loo
p :以下においてPLLと略称する)方式の等速制御
が知られているが、ループフィルタに遅れがあるので起
動から等速制御モードに入るのに長い時間が必要である
。そこで従来においては、起動時にはモータ駆動回路に
一定レベルの電圧を付勢信号として与え、この間にルー
プフィルタをその出力電圧が等速制御時の定速度指示レ
ベルになるように充電し、モータ速度あるいは起動付勢
時間が所定値になるとモータ駆動回路にループフィルタ
の出力を切換印加するようにしている(たとえば特開昭
54−35312号公報)。これによれば所定速度まで
の起動が速く、しがも等速制御モードに切換ったときに
大きなハンチングを生ずるなどの問題もなく、スタート
から等速制御までの立上り時間が短い。
In a scan drive motor, it is preferable that the time from startup to stabilization at a constant speed is as short as possible. In general motor control, phase locked loop
PLL (hereinafter abbreviated as PLL) type constant velocity control is known, but since there is a delay in the loop filter, it takes a long time to enter the constant velocity control mode from startup. Conventionally, a voltage at a certain level is applied to the motor drive circuit as an energizing signal at startup, and during this time the loop filter is charged so that its output voltage reaches the constant speed instruction level during constant speed control, and the motor speed or When the starting energization time reaches a predetermined value, the output of the loop filter is switched and applied to the motor drive circuit (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-35312). According to this, startup to a predetermined speed is quick, there is no problem such as large hunting occurring when switching to constant speed control mode, and the rise time from start to constant speed control is short.

ところで、この種のモータ制御を行なう場合一般番こ問
題とされるのは走査機構の摺動部、ベアリング等の摩擦
力であり、この摩擦力の対策としては様々なものが提案
されている。(特願昭56−19537号)。しかしな
がら走査機構には摩擦力の他に粘性力も存在し、しかも
粘性力は走査速度に比例して増大する。粘性力が摩擦力
に対して無視できない大きさになると、スタートから等
速制御に入るまでの立上り時間が長くなり、また等速制
御時の定常誤差が大きくなって精度が低下する。
By the way, when performing this type of motor control, a common problem is the frictional force of the sliding parts, bearings, etc. of the scanning mechanism, and various measures have been proposed as countermeasures for this frictional force. (Patent Application No. 19537-1983). However, in addition to frictional force, viscous force also exists in the scanning mechanism, and the viscous force increases in proportion to the scanning speed. If the viscous force becomes too large to ignore compared to the frictional force, the rise time from start to constant velocity control becomes longer, and the steady-state error during constant velocity control increases, resulting in a decrease in accuracy.

後者の定常餠差を小さくするためには制御回路のループ
ゲインを大きくしなければならない。
In order to reduce the latter steady-state difference, the loop gain of the control circuit must be increased.

本発明の目的は、制御系CPLL)の等速制御時に必要
なループゲインが小さくしかも立上り時間の短い走査駆
動モータの制御装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device for a scan drive motor that requires a small loop gain during constant velocity control of a control system (CPLL) and has a short rise time.

上記の目的を達成するため本発明においては、モータの
目標速度または実際のモータ速度に対応する信号に基づ
いて、粘性力を打ち消すのに必要なバイアス電流をルー
プフィルタの出力信号とは別にモータに印加する。これ
により粘性力に対抗する駆動力がモータに発生し、PL
L系では、粘性力を無視しつるのでそのループゲインを
大きくすることなく、等速制御時の定常誤差を小さくし
立上り時間を短くできる。
In order to achieve the above object, the present invention applies a bias current necessary to cancel the viscous force to the motor separately from the output signal of the loop filter, based on a signal corresponding to the target motor speed or the actual motor speed. Apply. This generates a driving force in the motor that counteracts the viscous force, and the PL
In the L system, since the viscous force is ignored, the steady-state error during constant velocity control can be reduced and the rise time can be shortened without increasing the loop gain.

モータによって駆動される走査機構の摩擦力が大きいと
(および又はループゲインが小さいと)、モータには大
きなトルクが一要求されるため、等速制御モードではモ
ータ電流をあるレベル以上流すように、位相差が摩擦力
に応じた値で安定し、ループフィルタの出力電圧は零レ
ベルより、モータ増速側のあるレベル(vf)に安定す
る。したがってこの場合には、起動から等速制御に切換
ったときモータが一時的に減速し次いでループフィルタ
出力がV(になるまで増速するという、一時的な揺動を
生ずる。したがって本発明の好ましい実施例においては
、モータ駆動回路に、少なくとも等速制御モードにおい
て被駆動系の摩擦力に打ち勝つモータ電流を付勢する上
乗せ軍用印加手段を備え゛ る。換言すれば、少なくと
も等速制御モードで指定速度において位相差を実質上塔
とするに要するモータ電流を、PLL制御系とは別個番
こモータ駆動回路に指示する。その変形例として、等速
制御に入いるまでにループフィルタの出力を前記上乗せ
電圧に設定する。
When the frictional force of the scanning mechanism driven by the motor is large (and/or when the loop gain is small), a large torque is required from the motor. The phase difference is stabilized at a value corresponding to the frictional force, and the output voltage of the loop filter is stabilized from a zero level to a certain level (vf) on the motor speed increasing side. Therefore, in this case, when switching from startup to constant speed control, the motor temporarily decelerates and then speeds up until the loop filter output reaches V (a temporary oscillation occurs. Therefore, according to the present invention, In a preferred embodiment, the motor drive circuit is provided with an additional force applying means for energizing the motor current to overcome the frictional force of the driven system at least in constant velocity control mode.In other words, at least in constant velocity control mode The motor current required to substantially equalize the phase difference at a specified speed is instructed to a motor drive circuit separate from the PLL control system.As a modification, the output of the loop filter is Set to the above-mentioned additional voltage.

第1図に本発明の一実施例を示す。この実施例は、複写
機の露光ランプおよびミラーを搭載したキ°ヤリツジを
往復駆動制御するものであり、露光域の手前にホームポ
ジションが設定され、そこに初期位置検出器23のフォ
トセンサが配置されている。概要ではキャリッジはホー
ムポジションからスタートされて露光域に往駆動され、
この駆動の間走査駆動モータ1に連結したロータリーエ
ンコーダ2の出力パルスAC正確にはマルチプレクサ幕
2の出力パルス)を制御装置IOがカウントし、往駆動
が指定幅になるとキャリッジを復駆動し、ホームポジシ
ョンを行き過ぎるまで復駆動し、この往復駆動の量制御
装置10がアナログスイッチsw八′、SWA”、SW
A、8WB、SWC,SWDおよび8WBを開閉制御し
、正反転増幅器16の出力極性を切換制御する。装置全
体としては、パルス発振器OSC,カウンタ4.出力ゲ
ート5.レジスタ19およびデコーダ20で構成される
速度指定ラッチ・基準パルス発生装置1位相比較器6.
チャージポンプ回路7.ループフィルタ8.アナログス
イッチ8WA’、8WA−8WCで構成されるスイッチ
回路、サーボアンプ3(モータ駆動回路)、およびロー
タリーエンコーダ2でPLL方式のフィードバック制御
系が構成されており、正反転増幅器s e 、 D/ム
コンバータ17およびレジスタ18で構成され、る速度
指定ラッチ・アナログ目標値発生回路、分周カウンタ1
1.マ/l/チプレクサ12゜周波数−電圧変換器13
および正反転増幅器14で構成されるデジタル処理・ア
ナログフィードバック回路、差動増幅器15および位相
補償回路21でアナログフィードバック制御系が構成さ
れている。これらのPLL方式フィードバック制御系と
アナログフィードバック制御系はアナログスイッチSW
A’、8WA−8WCおよびswgで構成されるスイッ
チ回路で選択されサーボ増幅器3に接続される。また、
キャリッジの復走査停止位置からホームポジションまで
の駆動は、前述のフォトセンサを含む初期位置検出器2
3と位相補償回路22で制御され、このホームポジショ
ン駆動制御系も前述のスイッチ回路を介して選択的にサ
ーボアンプ3に接続される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. This embodiment controls the reciprocating drive of a cartridge equipped with an exposure lamp and mirror of a copying machine, and a home position is set in front of the exposure area, and the photosensor of the initial position detector 23 is placed there. has been done. In the overview, the carriage starts from the home position and is driven forward to the exposure area.
During this drive, the control device IO counts the output pulses AC of the rotary encoder 2 connected to the scanning drive motor 1 (to be more precise, the output pulses of the multiplexer curtain 2), and when the forward drive reaches a specified width, the carriage is driven backward, and the carriage is returned to the home position. The reciprocating drive is performed until the position is exceeded, and the amount control device 10 for this reciprocating drive operates the analog switches sw8', SWA'', and SW.
A, 8WB, SWC, SWD and 8WB are opened and closed, and the output polarity of the positive/inverting amplifier 16 is switched and controlled. The entire device includes a pulse oscillator OSC, a counter 4. Output gate 5. Speed designation latch/reference pulse generator 1 consisting of register 19 and decoder 20 Phase comparator 6.
Charge pump circuit7. Loop filter 8. A switch circuit consisting of analog switches 8WA' and 8WA-8WC, a servo amplifier 3 (motor drive circuit), and a rotary encoder 2 constitute a PLL feedback control system. A speed designation latch/analog target value generation circuit consisting of a converter 17 and a register 18, and a frequency division counter 1
1. Ma/l/multiplexer 12° frequency-voltage converter 13
An analog feedback control system is composed of a digital processing/analog feedback circuit including a positive/inverting amplifier 14, a differential amplifier 15, and a phase compensation circuit 21. These PLL type feedback control system and analog feedback control system use analog switch SW.
A', 8WA-8WC, and a switch circuit composed of swg select and connect to the servo amplifier 3. Also,
The drive of the carriage from the backward scanning stop position to the home position is performed by the initial position detector 2 including the above-mentioned photosensor.
3 and a phase compensation circuit 22, and this home position drive control system is also selectively connected to the servo amplifier 3 via the aforementioned switch circuit.

この実施例において粘性力捕虫手段である、D/Aコン
バータ17の出力端がアへログスイッチS界八″を介し
てサーボアンプ3に接続されている。
In this embodiment, the output end of the D/A converter 17, which is a viscous force insect trapping means, is connected to the servo amplifier 3 via an aerolog switch S-kai 8''.

まずPLL方式フィードバック制御系を説明する。レジ
スタ19には、速度を指定するデータがラッチされ、該
データがデコーダ2oでカウント出力選択信号に変換さ
れて出力ゲート5に印加される。カウンタ4はパルス発
振器O8cの出力パルス(パルスC)をカウントし、そ
のO出力端には周期がパルスCの周期の2倍のデユーテ
ィが50%のパルスを出力し、1出力端にはパルスCの
周期の4倍の、2出力端には8倍のパルスを出1+1 力し、i出力端にはパルスCの周期の2  倍の周期の
パルスを出力する。出力ゲート5はデコーダ20からの
選択信号で特定されたカウント出力端のパルスを速度基
準パルスRとして位相比較器6に印加する。なお、カウ
ンタ4をガクレメント動作のプリセットカウンタとしそ
のボロー信号をプリセット端子に印加し、プリセット入
力端にレジスタ19の出力を与えるようにしてもよい。
First, the PLL feedback control system will be explained. Data specifying the speed is latched in the register 19, and the data is converted into a count output selection signal by the decoder 2o and applied to the output gate 5. The counter 4 counts the output pulses (pulse C) of the pulse oscillator O8c, and outputs a pulse with a period twice that of the pulse C and a duty of 50% to the O output terminal, and a pulse C to the 1 output terminal. A pulse with a period 4 times the period of pulse C and 8 times the period of 1+1 is output to the 2 output terminal, and a pulse with a period twice the period of pulse C is output to the i output terminal. The output gate 5 applies the pulse at the count output end specified by the selection signal from the decoder 20 to the phase comparator 6 as a speed reference pulse R. Note that the counter 4 may be a preset counter for block operation, and its borrow signal may be applied to the preset terminal, and the output of the register 19 may be provided to the preset input terminal.

この場合出力ゲート5およびデコーダ20を省略しうる
In this case, output gate 5 and decoder 20 can be omitted.

位相比較器6にはロータリーエンコーダ2の出力パルス
人すなわちモータ回転同期パルスVが印加される。位相
比較器6、チャージポンプ回路7およびループフィルタ
8の構成を第2図に示し、比較器6およびチャージポン
プ回路7の入出力を第3図に示す。位相比較器6は第3
図に示すように、回転同期パルスVの位相が速度基準パ
ルス几よりも遅れていると、遅れ分期間低レベルのパル
スUを出力し、回転同期パルスVの位−相が進んでいる
と、進み分期間低レベルのパルスDを出力する。
The output pulse of the rotary encoder 2, that is, the motor rotation synchronization pulse V is applied to the phase comparator 6. The configuration of the phase comparator 6, charge pump circuit 7 and loop filter 8 is shown in FIG. 2, and the input/output of the comparator 6 and charge pump circuit 7 is shown in FIG. The phase comparator 6 is the third
As shown in the figure, when the phase of the rotation synchronization pulse V lags behind the speed reference pulse, a low-level pulse U is output for the period corresponding to the delay, and when the phase of the rotation synchronization pulse V is ahead, A low level pulse D is output for the advance period.

チャージポンプ回路7はパルスUが低レベルの間ハマイ
ナス定レベルの電圧−VCCを出力し、パルスDが低レ
ベルの間はプラス定レベルの電圧−+−Vccを出力し
、パルスUとDが共に高レベルの間は零レベルの電圧を
出力する。すなわち、位相ずれがないとチャージポンプ
7の出力は零レベルに、位相ずれがあると遅れ、進みに
応じてプラス。
The charge pump circuit 7 outputs a negative constant level voltage -VCC while the pulse U is at a low level, and outputs a positive constant level voltage -+-Vcc while the pulse D is at a low level. During high level, it outputs zero level voltage. In other words, if there is no phase shift, the output of the charge pump 7 will be at zero level, and if there is a phase shift, it will be delayed and increase as the output progresses.

マイナスレベルになる。ループフィルタ8はチャージポ
ンプ回路7の出力電圧を積分するが、アナログスイッチ
SWDが閉の間はその積分電圧が零レベルに設定される
。このアナログスイッチ8WDが開の間は、チャージポ
ンプ回路7の出力CPを積分した電圧LPがループフィ
ルタ8よりアナログスイッチ8WAに出力され、このス
イッチSWAが閉であるとサーボアンプ3に印加される
。なお、後述するように、等速制御モードにおいては、
制御装置10によりスイッチS W A’ 、 S W
 A” 、 SWAおよびSWCが閉とされ、サーボア
ンプ3には、摩擦力に打ち勝つトルクを発生させるため
のバイアス電流指示電圧E(、P L L制御電圧LP
、アナログフィードバック電圧(エラー信号)および粘
性力に対抗するトルクを発生させるための目標速度信号
が重畳(加算)して印加される。したがって、ループフ
ィルタBの出力LPは、基準パルスRに対する回転同期
パルスVの位相差に応じて、位相遅れであるとモータ電
流を大きくし、位相進みであるとモータ電流を小さくし
、位相が合っているとモータ電流を変えない。
becomes a negative level. The loop filter 8 integrates the output voltage of the charge pump circuit 7, and the integrated voltage is set to zero level while the analog switch SWD is closed. While this analog switch 8WD is open, a voltage LP obtained by integrating the output CP of the charge pump circuit 7 is output from the loop filter 8 to the analog switch 8WA, and when this switch SWA is closed, it is applied to the servo amplifier 3. In addition, as described later, in constant velocity control mode,
The control device 10 controls the switches SW A' and SW
A'', SWA and SWC are closed, and the servo amplifier 3 has a bias current command voltage E (, P L L control voltage LP) for generating torque that overcomes the frictional force.
, an analog feedback voltage (error signal), and a target speed signal for generating a torque counteracting the viscous force are applied in a superimposed manner (addition). Therefore, the output LP of the loop filter B increases the motor current if the phase lags, and decreases the motor current if the phase leads, depending on the phase difference of the rotation synchronizing pulse V with respect to the reference pulse R. If it is, the motor current cannot be changed.

次にアナログフィードバック制御系を説明する。Next, the analog feedback control system will be explained.

この実施例ではキャリッジのリターン(複駆動)は、ア
ナログフィードバック制御系のみで高速駆動するように
している。ロータリーエンコーダ2の回転同期パルスA
、B(Bと人はπ/2の位相差)は正逆転判定回路9に
印加され、ここでパルスA。
In this embodiment, the carriage return (double drive) is driven at high speed only by an analog feedback control system. Rotation synchronization pulse A of rotary encoder 2
, B (phase difference between B and human being π/2) are applied to the forward/reverse judgment circuit 9, where the pulse A is applied.

Bの位相差よりモータ1の回転方向が判別され、正逆転
判定回路9より、正転で低レベル「o」の、また逆転で
高レベル「1」の方向信号CW/CLWが出力され、正
反転増幅器14と制御装置10に印加される。キャリ・
ンジの露光走査(往駆動)に先立って制御装置lOは速
度指示データをレジスタ19および18にラッチし、か
つ正反転増幅器16に正極性出力を指示し、マルチプレ
クサ12に回転同期パルスAの出力を指示するので、ま
た、モータ1が正転して正逆転判定回路9が低レベル「
0」を正反転増幅器14に印加しそのスイッチswgを
開とするので、速度指示データに対応するアナログ電圧
(プラス)すなわち目標速度信号(プラス)が正反転増
幅器16より差動増幅器のプラス入力端に印加され、一
方、回転同期パルスAのf/V変換電圧すなわち速度フ
ィードバック信号が正反転増幅器14よりプラス極性で
差動増幅器15のマイナス入力端に印加され、目標速度
信号と速度フィードバック信号の差を示す信号すなわち
エラー信号が差動増幅器15より出力され位相補償回路
21に印加される。位相補償回路21は立上りのオーバ
シュートを押える進み遅れ回路で構成される公知のもの
であり、エラー信号にオーバシュート補正を加えた制御
電圧を、スイッチSWCを介してサーボアンプ3に印加
する。制御装置lOは、それに予め入力された走査幅指
示データより、露光走査停止点を定め、該停止点でキャ
リッジをリターン駆動するように、停止点の前から所定
のタイミングでレジスタ18のデータを順次小さい値を
示すものに入れ替える。これは、回転同期パルスAをホ
ームポジションからカウントしてカウント値でタイミン
グをとっておこなう。
The direction of rotation of the motor 1 is determined from the phase difference between the signals B, and the forward/reverse determination circuit 9 outputs a direction signal CW/CLW with a low level "o" for forward rotation and a high level "1" for reverse rotation. It is applied to the inverting amplifier 14 and the control device 10. Career
Prior to the second exposure scan (forward drive), the control device IO latches speed instruction data in the registers 19 and 18, instructs the positive/inverting amplifier 16 to output positive polarity, and causes the multiplexer 12 to output the rotation synchronization pulse A. Since the command is given, the motor 1 rotates in the forward direction and the forward/reverse judgment circuit 9 turns to a low level "
0'' is applied to the positive inverting amplifier 14 and its switch swg is opened, so that the analog voltage (plus) corresponding to the speed instruction data, that is, the target speed signal (plus) is applied to the positive input terminal of the differential amplifier from the positive inverting amplifier 16. On the other hand, the f/V conversion voltage of the rotation synchronizing pulse A, that is, the speed feedback signal, is applied from the positive inverting amplifier 14 with positive polarity to the negative input terminal of the differential amplifier 15, and the difference between the target speed signal and the speed feedback signal is A signal indicating , that is, an error signal is output from the differential amplifier 15 and applied to the phase compensation circuit 21 . The phase compensation circuit 21 is a well-known circuit composed of a lead/lag circuit that suppresses overshoot at the rising edge, and applies a control voltage obtained by adding overshoot correction to the error signal to the servo amplifier 3 via the switch SWC. The control device 1O determines an exposure scan stop point based on the scan width instruction data inputted in advance to the control device 10, and sequentially inputs the data in the register 18 at a predetermined timing from before the stop point so that the carriage is returned at the stop point. Replace it with one that shows a smaller value. This is done by counting the rotation synchronizing pulse A from the home position and timing with the count value.

これにより減速がおこなわれ、速度が急速に低下する。This causes deceleration and the speed drops rapidly.

パルス人のカウント値が走査幅指示データに対応付けら
れた値になると、制御装置10は正反転増幅器16を負
極出力に設定(高レベルl”■」の印加)し、マルチプ
レクサ12への制御信号を「1」としてマルチプレクサ
12を分周カウント、。
When the pulse person count value reaches the value associated with the scanning width instruction data, the control device 10 sets the positive/inverting amplifier 16 to the negative output (applies a high level l"■"), and sends a control signal to the multiplexer 12. The multiplexer 12 is divided and counted, with the value "1".

ルス出力に設定し、レジスタ18にリターン速度データ
をラッチする。これによりモータ1の通電方向が逆にな
りモータ1が逆転を開始する。モータ1が逆転すると正
逆転判定回路9の出力が「1」となり正反転増幅器14
においてスイッチSWEが閉とされその出力がマイナス
レベルに反転する。
the return speed data is latched into the register 18. As a result, the current direction of the motor 1 is reversed, and the motor 1 starts rotating in reverse. When the motor 1 reverses, the output of the forward/reverse determination circuit 9 becomes “1” and the forward/invert amplifier 14
At this point, switch SWE is closed and its output is inverted to a negative level.

このリターン駆動番こおいては回転同期パルスAの分局
パルス(カウンタ11の出力)がf/v変換器13に印
加されるので、仮に目標速度信号が露光走査時と同じレ
ベルであるとすると、リターン速度は露光走査速度のn
倍(n=分周カウンタ11の出力パルス周期/パルス人
の周期=分周比)となる。
In this return drive, the division pulse of the rotation synchronization pulse A (output of the counter 11) is applied to the f/v converter 13, so assuming that the target speed signal is at the same level as during exposure scanning, The return speed is n of the exposure scanning speed.
times (n=output pulse period of frequency division counter 11/pulse person period=frequency division ratio).

もつともリターンにおいてレジスタ18にラッチするデ
ータでリターン速度を定めうる。いずれζこしてもリタ
ーン速度は露光走査速度よりも速いので、リターンにお
いては制御装置10が回転同期パルス人のカウントとカ
ウント値に基づいたタイミング制御が困難になる。そこ
でリターンにおいては分周パルスをカウントしてそのカ
ウント値でタイミング制御をする。すなわち、露光走査
幅からリターン幅を求めてリターン停止点をホームポジ
ションを越えた位置とし、リターン停止点に近づくにつ
れてレジスター8のデータを小さい値を示すものに順次
に変更する。
However, the return speed can be determined by the data latched into the register 18 upon return. In any case, the return speed is faster than the exposure scanning speed, so in the return, it becomes difficult for the control device 10 to perform timing control based on the rotation synchronization pulse count and the count value. Therefore, in return, the frequency-divided pulses are counted and the timing is controlled using the counted value. That is, the return width is determined from the exposure scanning width, the return stop point is set to a position beyond the home position, and the data in the register 8 is sequentially changed to a smaller value as the return stop point is approached.

次に主に制御装置10の制御動作を中心に、第1図に示
す実施例全体の露光走査制御およびリターン走査制御を
説明する。まずタイミングの概要は、第1表に示す通り
である。
Next, the exposure scan control and return scan control of the entire embodiment shown in FIG. 1 will be explained, mainly focusing on the control operation of the control device 10. First, an outline of the timing is shown in Table 1.

第  1  表 「 8! !11 W W W W 8貫 璋 L6= 装置電源が投入されると、制御装置10はアナログスイ
ッチ8WBおよびSWDを閉にセットし、他のアナログ
スイッチは開にセットする。これによりサーボアンプ3
の入力端には位相補償回路22の出力ひみが与えられる
。位相補償回路22は、21の構成と同じであり、初期
位置検出器23のフォトセンサがキャリッジを・検出し
ていない間検出器23の出力が所定プラスレベルにアリ
、キャリッジを検出すると零レベルになるので、キャリ
ッジがホームポジションよりリターン方向に外れていた
場合には、モータ1が正転駆動されキャリッジがホーム
ポジションに到達した所で停止される。キャリッジがホ
ームポジションより露光走査方向に外れていた場合には
、モータ1が正転駆動され、キャリッジが露光走査方向
に移動し、リミット位置近くでリミットスイッチ(図示
せず)が閉となり、制御装置lOがこれに応答して停止
制御し第1表に示し後述するリターン走査モードにスイ
ッチを切換える。リターン走査モードではホームポジシ
ョンをわずかに行き過ぎた所でキャリッジが停止し、そ
こで電源オン時と同様な時期モードに切換えられ、位相
補償回路22の出力で孔 モータlが正転駆動され、キャリッジがホームポジショ
ンに位置決めされる。制御装置lOはマイクロコンピュ
ータなどのLSIで構成されており、スタート信号が与
えられると、外部から与えられている速度指示データお
よび走査幅指示データを読み込んで保持し、速度指示デ
ータをレジスタ18および19にロードし、走査幅指示
データを走査幅カウント値(パルス人のカウント値)に
変のカウントを開始する。この立上りにおいては差動増
幅器15の出力、に位相補償を施こした信号がサーボア
ンプ3に印加され、モータ1はオーバシュートを押える
形でアナログフィードバック速度制御され、ループフィ
ルタ8においてアナログスイッチ8WDが閉とされ、ル
ープフィルタ8の積分電圧が零レベルに設定される。な
お、この立上り時にスイッチSW人′をオンし摩擦力に
対抗するトルクをモータに与えるようにしてもよい。制
御装置10はマルチプレクサ12の出力パルス(パルス
A)のカウント値が所定値になると、等速制御モードに
スイッチを切換える。この等速制御モードにおいては、
ループフィルタ8のスイッチ8WDが開とされ、サーボ
モータ1には、PLL制御信号LPと摩擦力補償信号E
f、粘性力補償用の目標速度信号Evおよびアナログフ
ィードバックエラー信号が加算印加される。等速制御モ
ードにおいてはモータ速寧がほぼ目標速度に合致してお
り、アナログフィードバックエラー信号レベルは低く、
PLL制御信号LPの寄与率が大で、回転同期パルスA
 (V)を基準パルスRに位相合わせする形で微細な速
度制御がおこなわれる。等速制御時には速度に比例した
粘性力および摩擦力が作用するが、夕に必要なトルクを
与えるための電流をサーボアンプ3に流すので、等速制
御時の定常誤差を小さく抑えるためにPLL制御系に要
求されるループゲインは小さくなる。立上りモードから
等速制御モードへの切換において、ループフィルタ8の
積分電圧は、スイッチ8WDで予め、位相合致時の零レ
ベルに設定しであるので、また、立上り制御でモータ速
度が目標速度前後であるので、等速制御モードに入って
から迅速にフェイズロックがおこなわれ、正確に目標速
度に安定する。
Table 1: 8! !11 W W W W 8 通璋L6= When the device power is turned on, the control device 10 sets the analog switches 8WB and SWD to close, and sets the other analog switches to open. As a result, servo amplifier 3
The output distortion of the phase compensation circuit 22 is applied to the input terminal of the phase compensation circuit 22. The phase compensation circuit 22 has the same configuration as 21, and the output of the detector 23 is at a predetermined positive level while the photosensor of the initial position detector 23 is not detecting a carriage, and becomes zero level when a carriage is detected. Therefore, if the carriage is out of the home position in the return direction, the motor 1 is driven to rotate in the normal direction and the carriage is stopped when it reaches the home position. If the carriage is out of the home position in the exposure scanning direction, the motor 1 is driven in the forward direction, the carriage moves in the exposure scanning direction, a limit switch (not shown) is closed near the limit position, and the control device In response to this, the IO controls the stop and switches to the return scanning mode shown in Table 1 and described below. In the return scanning mode, the carriage stops slightly past the home position, and then the mode is switched to the same timing mode as when the power is turned on, and the output of the phase compensation circuit 22 drives the hole motor l in the forward direction, and the carriage returns to the home position. positioned in position. The control device 1O is composed of an LSI such as a microcomputer, and when a start signal is given, it reads and holds the speed instruction data and scanning width instruction data given from the outside, and stores the speed instruction data in registers 18 and 19. and starts counting the scan width instruction data to the scan width count value (pulse count value). At this rise, a signal obtained by performing phase compensation on the output of the differential amplifier 15 is applied to the servo amplifier 3, the motor 1 is controlled in analog feedback speed to suppress overshoot, and the analog switch 8WD in the loop filter 8 is applied to the servo amplifier 3. It is closed, and the integrated voltage of the loop filter 8 is set to zero level. Incidentally, at the time of this rise, the switch SW ``man'' may be turned on to apply torque to the motor to counteract the frictional force. When the count value of the output pulse (pulse A) of the multiplexer 12 reaches a predetermined value, the control device 10 switches to the constant velocity control mode. In this constant velocity control mode,
The switch 8WD of the loop filter 8 is opened, and the servo motor 1 receives the PLL control signal LP and the friction force compensation signal E.
f, a target velocity signal Ev for viscous force compensation, and an analog feedback error signal are added and applied. In constant velocity control mode, the motor speed almost matches the target speed, and the analog feedback error signal level is low.
The contribution rate of the PLL control signal LP is large, and the rotation synchronization pulse A
Fine speed control is performed by matching the phase of (V) with the reference pulse R. During constant velocity control, viscous force and frictional force proportional to the speed act, but since the current to provide the necessary torque is passed through the servo amplifier 3, PLL control is used to keep the steady-state error during constant velocity control small. The loop gain required for the system becomes smaller. In switching from the rise mode to the constant velocity control mode, the integrated voltage of the loop filter 8 is set in advance to the zero level when the phases match by the switch 8WD. Therefore, phase lock is quickly performed after entering constant velocity control mode, and the target velocity is accurately stabilized.

制御装置は回転同期パルスのカウント値が走査幅指示デ
ータに対応付けられた値になるとアナログスイッチを第
1表に示す露光走査停止モードに切換え、回転同期パル
スのカウント値でタイミングをとって逐次に、レジスタ
18のデータを小さい値のものに更新し〔露光走査停止
モード)、次いでスイッチを第1表のリターンモードに
切換え、レジスタ1Bには露光走査スタート時にロード
したデータを再度ロードし、戻り幅を行き幅の1/n+
αとしてマルチプレクサ12の出力パルス(分局カウン
タ11の出力パルス)をカウントする。な右、αはホー
ムポジションを行き過ぎる幅Cカウンタ11の出力パル
スで計算)に相当する。
When the count value of the rotation synchronization pulse reaches the value associated with the scan width instruction data, the control device switches the analog switch to the exposure scan stop mode shown in Table 1, and sequentially performs the exposure scan with timing based on the count value of the rotation synchronization pulse. , update the data in register 18 to a smaller value [exposure scan stop mode], then change the switch to the return mode shown in Table 1, reload register 1B with the data loaded at the start of exposure scan, and set the return width. 1/n+ of the width
The output pulses of the multiplexer 12 (output pulses of the branch counter 11) are counted as α. On the right, α corresponds to the width (calculated from the output pulse of the C counter 11) that exceeds the home position.

そしてリターンの残りが所定値になると、制御装置10
は逐次に、レジスタ18のデータを小さい値のものに更
新しくリターン停止モード)、次いでスイッチを第1表
の待機モードに切換える。この切換のときには、キャリ
ッジはホームポジションを通り過ぎているので、時期モ
ードに切換わると位相補償回路22の出力(プラス)で
モータ1が正転駆動され、キャリッジが初期位置検出回
路23のフォトセンサの位置(ホームポジション)に達
すると、位相補償回路22の出力が零レベルとなり、モ
ータ1が停止する。
When the remainder of the return reaches a predetermined value, the control device 10
sequentially updates the data in the register 18 to a smaller value (return stop mode) and then switches the switch to the standby mode shown in Table 1. At the time of this switching, the carriage has passed the home position, so when switching to the timing mode, the motor 1 is driven forward by the output (plus) of the phase compensation circuit 22, and the carriage is driven by the photo sensor of the initial position detection circuit 23. When the position (home position) is reached, the output of the phase compensation circuit 22 becomes zero level, and the motor 1 stops.

この実施例においては、PLL方式のモータ側割のみで
は起動の立上りが遅いのでアナログフィードバック制御
で立上りを速くしている。また等速制御においてもアナ
ログフィードバック系をそのまま生かすとともに、摩擦
力と粘性力の補正をPLL制御系とは別におこなって必
要なPLL制御系のループゲインを下げ、制御系の安定
化を図っている。
In this embodiment, since the start-up is slow if only the PLL type motor side division is used, the start-up is made faster by analog feedback control. Furthermore, in constant velocity control, the analog feedback system is used as is, and frictional force and viscous force are corrected separately from the PLL control system to reduce the necessary loop gain of the PLL control system and stabilize the control system. .

第4図に本発明のもう1つの実施例のブロック段をf/
vコンバータ13として、正反転増幅器!4の出力端か
ら実速度信号BRをサーボアンプ3に印加しである。ま
た、摩擦力lこ打ち勝つトルクをモータに発゛生させる
ためのバイアス電流指示′醒ようにした正反転増幅器2
4を介してサーボアンCW/CLWによってオン・オフ
する。この実施例におけるタイミングの概要は第2表に
示す通りである。
FIG. 4 shows a block stage of another embodiment of the present invention.
A positive inverting amplifier as the v converter 13! The actual speed signal BR is applied to the servo amplifier 3 from the output terminal of 4. In addition, a positive inverting amplifier 2 is configured to provide a bias current instruction to cause the motor to generate torque that overcomes the frictional force.
It is turned on and off by the servo amplifier CW/CLW via 4. An overview of the timing in this example is shown in Table 2.

タイミングの点で前記実施例と異なるのはリターン時に
もスイッチSWA’を閉とする点である。この実施例で
は露光走査時にはスイッチSWFを開として正反転増幅
器24の出力端にプラスの摩擦力補正用電圧を出力し、
リターン費作時にはスイッチ8WFを閉として正反転増
幅器24の出力端にマイ゛ナスの摩擦力補正用電圧を出
力するので、往走査、復走査いずれの場合でもスイッチ
SWA’が閉じるとモータ1に摩擦力に対抗するための
バイアス電流が流れる。実速度信号(電圧) BRは実
際のモータ1の回転速度に対応するパルスの周波数に比
例するので前記実施例とほぼ同様に粘性力に対抗するト
ルクをモータ1に発生させるのに十分ナバイアス電流を
サーボアンプ3に流しつる。
The difference in timing from the previous embodiment is that the switch SWA' is closed even during return. In this embodiment, during exposure scanning, the switch SWF is opened and a positive frictional force correction voltage is output to the output terminal of the positive/inverting amplifier 24.
During return operation, the switch 8WF is closed and a negative frictional force correction voltage is output to the output terminal of the positive/inverting amplifier 24. Therefore, when the switch SWA' is closed in either forward scanning or backward scanning, friction is applied to the motor 1. A bias current flows to counteract the force. Since the actual speed signal (voltage) BR is proportional to the frequency of the pulse corresponding to the actual rotational speed of the motor 1, the bias current is sufficient to cause the motor 1 to generate a torque counteracting the viscous force, as in the previous embodiment. It flows into servo amplifier 3.

以上のとおり本発明によれば、粘性力が問題となる高速
走査制御においても、等速制御時の定常誤差を小さくシ
ソ精度の高い制御を行なうためるこ必要とされるPLL
制御系のループゲインを小さくでき、目標速度に達する
までの立上り時間を短くしちる。
As described above, according to the present invention, even in high-speed scanning control where viscous force is a problem, a PLL is required to reduce steady-state errors during constant velocity control and perform control with high accuracy.
The loop gain of the control system can be reduced and the rise time required to reach the target speed can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
その一部分の構成を詳細に示す回路図、第3図は位相比
較器6とチャージポンプ回路7の入出力信号を示すタイ
ムチャー、ト、第4図は本発明のもう1つの実施例を示
すブロック図である。 1 :サーボモータ      2 :ロータリーエン
コーダ3:サーボアンプ
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a part of the same, and FIG. 3 is a time diagram showing input and output signals of the phase comparator 6 and charge pump circuit 7 FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. 1: Servo motor 2: Rotary encoder 3: Servo amplifier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)位相比較器、チャージポンプ回路、ループフィル
タ、モータ駆動回路および起動1等速制御用の、切換回
路を備えて、モータ起動から等速制御へ移行するとルー
プフィルタの出力をモータ駆動回路に印加し、モータの
回転に同期した回転同期パルスと指定速度に対応付けら
れた周期の比較基準パルスの位相を比較して、それらの
位相差に従ってモータを増、減速して等速制御する走査
駆動モータの制御装置において、モータの目標速度と実
際のモータ速度の少なくとも一方に対応する粘性力補正
信号を発生する粘性力補正手段を備え、その補正手段の
信号をモータ駆動回路に印加する構成としたことを特徴
とする走査駆動モータの制御装置。
(1) Equipped with a phase comparator, a charge pump circuit, a loop filter, a motor drive circuit, and a switching circuit for constant speed control at startup 1. When the motor starts and shifts to constant speed control, the output of the loop filter is transferred to the motor drive circuit. A scan drive that compares the phases of a rotation synchronization pulse that is applied and synchronized with the rotation of the motor and a comparison reference pulse with a period corresponding to a specified speed, and controls the motor speed by increasing or decelerating it according to the phase difference. The motor control device is configured to include a viscous force correction means for generating a viscous force correction signal corresponding to at least one of a target speed of the motor and an actual motor speed, and to apply a signal from the correction means to a motor drive circuit. A control device for a scan drive motor, characterized in that:
(2)粘性力補正手段を、指定速度に対応するデジタル
情報をアナログ信号に変換するD/Aコンバータとした
前記特許請求の範囲第(1)項記載の走査駆動モータの
制御装置〇
(2) A control device for a scanning drive motor according to claim 1, wherein the viscous force correction means is a D/A converter that converts digital information corresponding to a designated speed into an analog signal.
(3)粘性力補正手段を、モータの回転速度に比例した
周波数のパルス信号の周波数を電圧又は電流に変換する
コンバータとした前記特許請求の範囲第(1)項記載の
走査駆動モータの制御装置。
(3) The control device for a scan drive motor according to claim 1, wherein the viscous force correction means is a converter that converts the frequency of a pulse signal having a frequency proportional to the rotational speed of the motor into voltage or current. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60249131A (en) * 1984-05-25 1985-12-09 Fuji Xerox Co Ltd Detecting device of scan abnormality of optical system
EP0744822A3 (en) * 1995-05-22 1998-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Motor rotational speed control apparatus

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