JPS60210184A

JPS60210184A - サ−ボモ−タ駆動装置

Info

Publication number: JPS60210184A
Application number: JP59065637A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hayashi; 正幸林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1985-10-22
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0822148B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■技術分野本発明は、 ■従来技術例えば、複写機の画像読取用走査装置においては、キャ
リッジの駆動速度および位置を正確に制御する必要があ
る。そこで、この種のモータ駆動系では、いわゆる位置
同期型のサーボ制御が行なわれる。こわは、指令信号と
してパルス信号を利用し、モータの回転量に応じたパル
スを発生させて、出力された指令パルスの数とその結果
発生したフィードバックパルスの数との差を検出し、そ
の差に応じたモータ付勢を行なう方式である。この方式
においては、定常状態では指令パルスの周期とフィード
バックパルスの周期とが一致する。

従って、目標速度は指令パルスの周期によって定まる。

この種の制御においては、従来より基準パルス発生器を
用い、それが発生するパルスの周期を走査装置の速度に
応じて予め設定することにより、速度制御を行なってい
る。従って、駆動系の立ち上がり特性および立ち下がり
特性は、パルス数の差に応じた制御量（例えば電圧）に
基づき、サーボ系の応答速度に応じて決定される。つま
り、モータ駆動を指示するために制御装置が所定周期の
指令パルスを出力すると、フィードバックパルスの周期
がそれと一致するようにサーボ系が制御する。

サーボ系の応答が速ければ立ち上がり時間が短くなり、
サーボ系の応答が遅ければ立ち上がり時間が長くかかる
。

この種の駆動系においては、定常駆動時に正確に目標速
度を維持するのが大切であるが、加減速調整の方法も大
切である。つまり、あまり急激に加速又は減速すると駆
動系および装置本体に振動を生じさせることがあるし、
加速又は減速が遅いと、助走距離が長くなって大きなス
ペースを必要としたり走査時間が長くなったりする。し
かしながら、どのような加減速特性が最良かということ
は、駆動系の電気的、および機械的特性と、その駆動系
が使用される環境に応じて異なる。そこで従来は、サー
ボ系の応答時定数を電気回路のフィルタ等で調整して、
加減速特性を調整していた。しかし、このようなサーボ
系の調整で目的とする加減速特性を得るのは非常に難し
い。

特に、変倍複写機のように目標とする定常速度が様々で
しかも走査位置が変わる装置に使用される駆動系では、
この種の調整は困難である。

■目的本発明は、任意の加減速特性が簡単に得られる、位置同
期型のサーボ制御を可能にすることを目的とする。

■構成サーボ系の時・定数等を調整することなく立ち上がり及
び立ち下がり時の加減速調整を行なうには。

サーボ系の応答が比較的速くなるように設定し、目標速
度の設定を順次更新して、例えば立ち上がりの際には少
しずつ目標速度を大きくすればよい。

これによれば、駆動速度の立ち上がり特性および立ち下
がり特性は、目標速度の更新カーブに応じて設定される
。

位置同期型のサーボ制御においては、目標速度がパルス
の周期で定まるので、目標速度を更新するためには、パ
ルスの周波数を短時間の間に細かく調整する必要がある
。これを実現するには、例えばプログラマブルパルス発
生器を用いて、それに与える周期データを、加減速カー
ブに応じたタイミングで更新すればよい。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に、本発明を実施する一形式のモータ駆動装置を
示す。第１図を参照して説明する。ＳｖＭが直流サーボ
モータである。このモータＳＶＭの駆動軸に、タコメー
タジェネレータＴＧとパルスジェネレータＰＧとが連結
しである。タコメータジェネレータＴＧは、モータＳＶ
Ｍが回動するとその速度に応じた電圧Ｖｆを出力する。

パルスジェネレータＰＧは、モータＳＶＭの回転量に応
じた数のパルスＰｆを発生する。

とのモータ駆動装置は、いわゆる偏差カウンタ型サーボ
方式を採用しており、２種のサーボ系で構成されている
。１つは、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣが出力する速度指令電圧
ＶｃとタコメータジェネレータＴＧが出力するフィード
バック電圧とを比較してその差が零になるようにモータ
付勢量を決定するアナログ制御系である。

もう１つは、指令パルスＰｃの数と実際にモータＳＶＭ
が回転したことによって得られるフィードバックパルス
Ｐｆの数との差を零にするように制御量を決定するデジ
タルサーボ系である。偏差カウンタＥＣＴが、指令パル
スＰｃの数とフィードバックパルスＰｆの数との差を保
持する。モータＳＶＭを正転駆動する場合には、信号ラ
インＰＡに指令パルスＰｃが、信号ラインＦＢにブイー
ドバックパルスＰｆがそれぞれ印加される。従って、Ｄ
／Ａ変換器ＤＡＣに、指令パルスＰｃとフィードバック
パルスＰｆとの数の差が印加される。つまり、デジタル
サーボ系は出力した指令パルス数とフィードバックされ
たパルス数との差が零になるように制御するから、最終
的には位置の誤差が生じない。

指令パルスＰｃおよび駆動方向指示信号は、マイクロコ
ンピュータＣＰＵが出力する。マイクロコンピュータＣ
ＰＵは、この例ではマイクロプロセッサＭＰＵ、Ｉ１０
ボートＩＯＰ、タイマカウンタＴＭＣ：、読み出し専用
メモリＲＯＭおよび読み書きメモリＲＡＭを備えている
。

タイマカウンタＴＭＣは、所定の指示を与えると。

そこに書き込まれるタイマデータの値に応じた周期のパ
ルス信号を連続的に出力する。タイマデータは、パルス
の出力途中でも更新可能である。このタイマカウンタＴ
ＭＣが出力するパルスが、モータＳＶＭの駆動を指示す
る指令パルスＰｃになる。指令パルスＰｃは、パルス整
形、方向判別回路ＳＰに印加されるとともに、マイクロ
プロセッサＭＰＵが制御のタイミングを知ることができ
るように、Ｉ１０ポートエＯＰにも印加される。

マイクロコンピュータＣＰＵは、読み出し専用メモリＲ
ＯＭの内部に、次の第１表に示すようなメモリテーブル
を持っている。

第　１　表第１表に示すタイマデータは、タイマカウンタＴＭＣに
設定するデータの基準になるデータであり、パルス数は
、加減速時のタイマカウンタＴＭＣのデータ更新タイミ
ング（パルス数）を決定するデータである。

なお、このモータ駆動装置は複写機のスキャナ駆動用に
設計されている。このため、Ｉ１０ポートＩＯＰには、
変倍データ入力ライン、変倍要求信号ライン等が接続さ
れている。スタート指示信号ラインは、走査を行なうか
否かの指示および走査方向の指示を通す。減速指示信号
ラインは、モータＳＶＭによって駆動される物体が、予
め定められた減速すべき位置に達したか否かを示す信号
を通す。

第２ａ図および第２ｂ図に、マイクロプロセッサＭＰＵ
の概略動作を示す。第２ａ図および第２ｂ図を参照して
説明する。電源がオンすると、まず出力ボートを初期レ
ベルに設定し、メモリの内容をクリアする。次に、Ｉ１
０ボートＩＯＰを介して、外部から印加される変倍デー
タＭを読み取る。

メモリアドレスを指示するポインタＰＳおよびＰＤに、
それぞれ読み出し専用メモリＲＯＭおよび読み書きメモ
リＲＡＭの、タイマデータテーブルの先頭アドレスをセ
ットする。なおこの状態では、読み書きメモリＲＡＭ上
の、タイマデータテーブルおよび後述するパルス数デー
タテーブルはクリアされており、以下の処理によって所
定のデータが格納される。

ポインタＰＳで示されるデータ、すなわちＲＯＭ上のタ
イマデータを読み、それと変倍データＭとを乗算し、演
算結果をポインタＰＤで示されるメモリ（ＲＡＭ）に格
納する。

なお、この実施例では計算を簡単にするため、タイマデ
ータには、予め８１９２／１００倍したカウント値（１
６ビツト）が入れてあり、変倍データＭには実際の変倍
値を８００倍した１６ビツトのデータを入れである。こ
れらの１６ビツト同志の乗算を行ない、結果（３２ビツ
ト）の上位１６ビツトを最終的な計算結果にする。

１回の演算およびデータ格納が終了したら、ポインタＰ
ＳおよびＦＤをインクリメントして、指示するテーブル
の項目を１つずらす。ポインタＰＳおよびＰＤで示され
るアドレスが終了アドレスになるまで、上記処理を繰り
返す。

次に、ポインタＰＳおよびＰＤに、読み書きメモリＲＯ
Ｍおよび読み書きメモリＲＡＭの、パルス数データテー
ブルの先頭アドレスをセットする。

そして、ポインタＰＳで示されるデータをＰＤで示され
るメモリ（ＲＡＭ）に転送する。ポインタＰＳおよびＦ
Ｄをインクリメントし、このアドレスが終了アドレスに
なるまで上記処理を繰り返す。

つまり、以上の処理によって、読み書きメモリＲＡＭ上
に、前記第１表と同様のタイマデータテーブルおよびパ
ルス数データテーブルが生成される。

但し、ＲＡＭ上のデータは変倍データに応じて調整され
た値である。

次に、スタート指示があるまで待つ。もしスタート指示
がある前に変倍要求があったら、再度上記の処理を行な
って、読み書きメモリＲＡＭ上のタイマデータテーブル
およびパルス数データテーブルの内容を更新する。

スタート指示があると、ポインタＰＳおよびＰＤに、そ
れぞれ読み書きメモリＲＡＭ上のタイマデータテーブル
およびパルス数データテーブルの先頭アドレスをセット
する。つまり、前記第１表のＮ０００の項目に対応する
、ＲＡＭ上のテーブルのアドレスにポインタをセットす
る。タイマデータテーブルおよびパルス数データテーブ
ルを参照し、ＰＳおよびＰＤで示されるデータを読んで
、それぞれレジスタＲ１およびＲ２にロードする。

つまり、レジスタＲ１にはタイマデータが、レジスタＲ
２にはパルス数データがそれぞれロードされる。

タイマカウンタＴＭＣに、レジスタＲＩ上のタイマデー
タをセットして、パルス発生を指示する。

またこれを行なった後でレジスタＲ２の内容をデクリメ
ント（−１）する。タイマデータがセットされると、タ
イマカウンタＴＭＣはその数値を計数して、それに応じ
た周期のパルス（第４図参照）を発生する。２回目以降
では、Ｉ１０ボートＩＯＰを介して、タイマカウンタＴ
ＭＣが出力するパルスをチェックし、これの立ち上がり
エツジを検出するまで待つ。

パルスの立ち上がりエツジを検出したら、レジスタＲ２
の内容をチェックする。Ｒ２の内容が０でなければ、再
度タイマカウンタＴＭＣにレジスタＲ１の内容をセット
してレジスタＲ２の内容をデクリメント（−１）する。

レジスタＲ２の内容が０になったら、ポインタＰＳおよ
びＰＤが終了アドレス（第１表のＮｏ、２７の項目に対
応するＲＡＭ上のアドレス）でないことを確認し、ポイ
ンタＰＳおよびＰＤをインクリメントしてテーブル参照
処理に戻る。

ポインタＰＳおよびＰＤがインクリメントされると、そ
れらの示すテーブルの項目が移動するので、レジスタＲ
１およびＲ２に格納されるデータが更新される。従って
、この後でレジスタＲ１の内容をタイマカウンタＴＭＣ
にセットすると、タイマカウンタＴＭＣの出力するパル
スの周期が更新される。なお、タイマカウンタＴＭＣの
内部では、それが出力するパルスの立ち上がりをすぎた
後でデータが再セットされると、次のパルスの立ち上が
りまでの間は、それ以前にセットされたデータに応じた
周期のパルスを発生する。

つまり、タイマカウンタＴＭＣにセットされるデータは
、タイマカウンタＴＭＣが１つパルスを発生する毎に再
セットされるが、その時セットされるタイマデータの値
は、パルス数データテーブルに記憶された値だけパルス
が出力される毎に更新される。前記第１表に示すように
、タイマデータテーブルの値は、この例では項目Ｎ　ｏ
　、が大きくなる程小さくなるように設定しであるので
、第４図に示すように、声令パルスＰｃの周期は時間と
ともに短くなる。

ポインタＰＳおよびＰＤが終了アドレスになると、減速
信号が印加されるまでこの状態を持続する。

タイマカウンタＴＭＣは、最後にセットされたタイマデ
ータに応じた周期のパルスを連続的に出力するので、テ
ーブルの最後に対応する周期のパルスを発生した後は、
それと同一の定周期のパルスを発生することになる。

この実施例で用いているサーボ系゛は、パルスの周期に
応じた速度が得られるようにモータＳＶＭを駆動するの
で、ここまでの処理でモータＳＶＭの速度は第４図に示
す電圧Ｖｆと同様のカーブで変化する。

減速位置に達したら、ポインタＰＳおよびＰＤをデクリ
メントして、テーブルを参照し、ＰＳおよびＰＤで示さ
れるデータを、それぞれレジスタＲ１およびＲ２４：ロ
ードする。タイマカウンタＴＭＣの出力パルスをチェッ
クし、それが立ち上がりエツジになったら、レジスタＲ
１内のタイマデータを、タイマカウンタＴＭＣに再セッ
トする。レジスタＲ２の内容を−１し、それがＯになる
まで上記処理を繰り返す。レジスタＲ２の内容が０にな
ったら、ポインタＰＳおよびＰＤを再度デクリメントし
て、テーブル参照処理に戻る。

従って、減速位置になった後は、加速時と反対にタイマ
データテーブルおよびパルス数データテーブルを後の項
目から前の方に向かって順次参照し、加速時と同様に、
各パルス毎にタイマカウンタＴＭＣにデータをセットす
る。

第３図に、マイクロコンピュータＣＰＵのメモリマツプ
の一部を示す。

とのモータ駆動装置で駆動される物体の移動速度と時間
との関係は、第５ａ図に示すような変化を示す。つまり
、変倍データＭに応じて、定常駆動時の速度およびその
速度に駆動系が立ち上がるまでの時間が変化する。但し
、等立ち上がり距離曲線から分かるように、走査スター
ト位置から定常駆動に移行するまでし；要する助走距離
は、一定である。すなわち、同一の位置から走査をスタ
ートしても同一の位置で定常動作（この場合には像読み
取り）を開始することができる。

なお、上記実施例では読み書きメモリＲＡＭ上に生成す
るデータテーブルのパルス数の値を、読み出し専用メモ
リ内のデータと同一の値にしたが、前記実施例の変倍デ
ータのような、任意のパラメータに応じて、調整したパ
ルス数データＰｎを生成するようにすれば、第５ｂ図に
示すようにその大小に応じて立ち上がり特性を変更する
ことができる。

また、実施例では加速時と減速時とで同一のデータを用
いたが、それぞれ独立したデータテーブルを用意しても
よい。

■効果以上のとおり、本発明によれば自由に加減速特性を変更
することができる。しかも、演算によって実際の加減速
データを生成するので、必要とするメモリ（ＲＯＭ）容
量が小さい。実施例のように駆動前の任意のタイミング
で演算を行なうこ′とにより、周期の短いパルスを発生
させることが可能になり、細かい加減速調整を行ないう
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明を実施する一形式のモータ駆動装置を
示すブロック図である。第２ａ図および第２ｂ図は、第１図に示すマイクロコン
ピュータＣＰＵの概略動作を示すフローチャートである
。第３図は、マイクロコンピュータＣＰＵのメモ９割り当
ての一部を示すメモリマツプである。第４図は、パルスＰｃと電圧ｖｆの時間変化を示す波形
図である。第５ａ図および第５ｂ図は、時間と速度との関係を示す
グラフである。ＴＧ：タコメータジェネレータＰＧ：パルスジェネレータ（動作量検出器）ＥＣＴ：偏
差カウンタ（誤差検出手段）ＣＰＵ：マイクロコンピュ
ータ（電子制御手段）ＴＭＣ：タイマカウンタＳＶＭ：直流サーボモータＤＡＣ：　Ｄ／Ａ変換器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各時刻の駆動指示量とフィードバック量とに応じ
てサーボモータを駆動するサーボ系；サーボモータの動
作量に応じたパルス信号を発生する動作量検出器；印加される指令パルスの数と動作量検出器が出力するフ
ィードバックパルスの数との差に応じて前記サーボ系に
駆動指示を与える誤差検出手段；および複数のパルスデータを持ち、該パルスデータを順次選択
し、選択したデータに応じた周期の指令パルス信号を生
成して前記誤差検出手段に与える電子制御手段；を備えるサーボモータ駆動装置。
（２）電子制御手段は、駆動開始前に、少なくとも１つ
のパラメータに応じて、読み出し専用メモリに予め格納
した複数の固定データを演算し、その結果を読み書きメ
モリに記憶させ、この読み書きメモリのデータをパルス
データとする、前記特許請求の範囲第（１）項記載のサ
ーボモータ駆動装置。（３−Ｈつのパラメータは変倍倍率に応じたデータであ
る、前記特許請求の範囲第（２）項記載のサーボモータ
駆動装置。