KR20080042602A

KR20080042602A - 화상 형성 장치의 모터 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20080042602A
Application number: KR1020060111274A
Authority: KR
Inventors: 김태영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-15
Also published as: EP1926204A2; CN101179642A; US20080112697A1

Abstract

저 해상도의 인코더를 이용하여 직류 모터의 저속 제어할 수 있는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치 및 그 방법을 개시한다. 개시한 발명은 저 해상도의 인코더를 사용하고도 양호한 모터 제어 성능을 확보할 수 있어서 고가의 인코더를 사용해야 하는 부담을 해소할 수 있고, 모터의 부하 리플에 의한 특성을 반영하여 설계한 제어기를 이용하고 있어서 부하의 변동에 강인하고 우수한 제어 성능을 가진다.

속도, 직류 모터, 인코더, 저속 제어, 속도 추정

Description

화상 형성 장치의 모터 제어 장치 및 그 방법{Control Apparatus Using Velocity Estimation For DC Motor In Image Forming Apparatus And Method Thereof}

도 1은 스캐너에 채용한 직류모터에 의해 화상을 획득하기 위한 촬상 수단을 장착한 가동부를 왕복 이동하기 위한 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다.

도 3은 도 2의 속도 추정부의 상세 구성도이다.

도 4는 직류 모터의 입력 전압에 대한 출력 속도의 변화하는 경우 시 정수를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 제어기를 설계하기 위하여 리플 피크 위치를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 직류 모터를 저속 제어 시 모터 속도에 정현파의 속도 리플을 포함하는 것을 나타낸 그래프이다.

도 7은 도 6의 그래프를 위치 변화로 플롯한 경우 부하의 리플 피크 위치를 나타낸 그래프이다.

도 8은 본 발명에 따라 추정한 속도와 인코더의 펄스에만 의존하여 계산한 인코더 속도의 차이를 나타내는 그래프이다.

도 9a는 본 발명에 따라 속도 추정하여 모터를 저속 제어하는 경우의 모터 속도를 나타내는 그래프이다.

도 9b는 기존 기술에 따라 인코더의 출력 펄스에만 의존하여 모터를 저속 제어하는 경우의 모터 속도를 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 속도 계산부

30 : 속도 위치 제어기

40 : 속도 추정부

50 : 추정 속도 제어기

본 발명은 화상 형성 장치의 모터 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저 해상도의 인코더를 이용하여 직류 모터의 저속 제어할 수 있는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

화상 형성 장치는 입력된 화상 신호를 인쇄용지에 인쇄하는 장치로서, 일반적으로 프린터, 복사기 또는 이들의 기능을 하나의 장치로 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.

화상 형성 장치는 화상을 획득하기 위하여 직류 모터를 동력원으로 사용하는 스캐너를 구비하고 있고, 직류 모터의 동작에 따라 화상을 촬영하는 촬상 센서의 이동을 제어하게 된다.

직류 모터를 제어하는 시스템에서 원하는 기준 속도와 측정된 모터 속도의 차이에 따라 모터 속도를 제어하도록 하고 있다. 모터 속도의 측정은 모터의 회전에 따라 발생하는 인코더의 펄스를 토대로 측정하고 있다.

그런데 모터 속도가 상당히 저속으로 회전하고 있는 경우，샘플링 기간 내에 인코더 펄스가 검출되지 않을 수 있고, 이로 인하여 다음 펄스가 입력될 때까지 인코더 펄스 주기가 검출되지 않아서 속도 데이터의 갱신이 되지 않을 수 있다.

일본국 공개특허공보 평7-015990호에서는 속도 정보가 들어 오지 않을 때 이전 속도 보다 낮거나 혹은 정지한 것으로 가정하고 나서 속도를 추정하는 방법을 이용하고 있다. 이 방법의 단점은 모터를 구동하기 위해 인가하는 이전 전압이 증가하거나 모터의 동력 전달을 위한 기어 등에 의하여 발생되는 부하 리플에 의하여 속도가 증가하는 경우에는 추정한 속도와 실제 속도의 오차가 커진다는 것이다.

이와 같은 문제를 고려하여 해상도가 높은 인코더를 사용하면 저속으로 모터를 구동하는 경우에도 속도 정보를 제공받을 수 있지만 고가의 인코더를 사용해야 하므로 경제적 부담이 따른다.

본 발명의 목적은 저 해상도의 인코더를 사용하고도 저속 구동하는 직류 모터를 안정적이고 신뢰성있게 제어할 수 있도록 한 화상 형성 장치의 모터 제어 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화상을 촬상하는 촬상 수단, 상기 촬상 수단을 장착한 가동부, 및 상기 가동부를 이동시키는 직류 모터를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 모터 제어 장치에 있어서, 상기 직류 모터의 속도에 상응하여 펄스를 출력하는 속도 센서; 상기 직류 모터의 속도에 따라 상기 직류 모터의 속도 추정의 필요를 판단하고, 상기 속도 추정의 요구가 있는 경우 상기 속도 센서를 통해 측정한 속도 정보에 따라 상기 직류 모터의 속도를 추정하는 속도 추정 수단; 및 상기 속도 추정 수단에 의해 추정한 속도에 따라 상기 직류 모터를 구동하기 위한 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 센서는 인코더이다.

상기 속도 추정 수단은 상기 속도 센서의 펄스에 따라 모터 속도와 위치를 계산하고, 계산한 모터 속도와 위치에 대한 정보를 제어 주기 마다 갱신하여 저장하는 속도 계산부; 상기 모터의 속도 추정을 위한 제어 변수와 게인을 제공하는 제어기; 상기 제어기에서 제공하는 제어 변수와 상기 속도 계산부에서 제공하는 모터 속도와 위치를 이용하여 상기 모터의 속도를 추정하는 속도 추정부; 상기 제어기에서 제공되는 게인을 이용하여 상기 속도 추정부에 의해 추정된 속도를 조정하는 속도 제어기를 포함한다.

상기 속도 추정부는, 입력 전압에 따라 출력 속도의 변화가 있는 제어 대상의 플랜트에 관련된 수식 모델을 이용하여 속도 추정하기 위한 플랜트 모델; 상기 직류 모터 구동 시 야기 되는 부하 리플에 의한 수식 모델에 이용하여 속도를 추정하는 리플 모델; 상기 플랜트 모델에 의해 추정한 속도와 상기 리플 모델에 의해 추정한 속도를 가산하는 가산기를 포함한다.

상기 플랜트 모델은 속도 추정하기 위하여 다음 식을 적용한다.

y(n+1) = (△T/T)*K*r(n)+(1-(△T/T))*y(n)

여기서 y(n+1)는 추정 속도이고, r(n)는 모터에 인가하는 이전 전압이고, y(n)는 모터의 이전 속도이고, T는 모터의 출력 속도가 기준 속도의 63%에 도달하는데 걸리는 시정수이고, △T는 시정수의 증가분이고, K는 모터 제어의 입력과 출력에 대한 dc 게인이다.

상기 리플 모델은 속도 추정하기 위해 다음 식을 적용한다.

리플 추정 속도 = (A+B*r(n))*sin(이전위치+리플피크위치- π)

여기서 A, B는 부하 리플의 크기를 나타내기 위한 상수이고, 리플 피크 위치는 초기의 리플 피크 위치에 대응하는 값이다.

상기 속도 계산부의 출력을 상기 속도추정부와 상기 속도 제어기 중 어느 하나에 선택적으로 연결하기 위한 전환 스위치를 더 포함하며, 상기 속도 계산부는 제어 주기 내에 상기 속도 센서의 펄스가 발생하지 않는 경우 상기 속도 계산부의 출력을 상기 속도 추정부에 연결하고 제어 주기 내에 상기 속도 센서의 펄스가 발생하는 경우 상기 속도 계산부의 출력을 상기 속도 추정부에 연결시키기 위한 전환 신호를 상기 전환 스위치에 인가한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화상을 촬상하는 촬상 수단, 상기 촬상 수단을 장착한 가동부, 및 상기 가동부를 이동시키는 직류 모터를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 모터 제어 장치에 있어서, 상기 직류 모터의 속도에 상응하는 펄스를 출력하는 인코더; 제어 주기 내에 발생하는 상기 인코더의 펄스에 따라 모터의 속도와 위치를 계산한 결과 모터 속도와 위치가 0이면 속도 추정에 필요한 모터의 이전 속도와 이전 위치에 대한 정보를 제공하는 속도 계산부; 상기 인코더의 출력 펄스를 토대로 상기 모터의 속도를 추정하기 위한 제어 변수와 게인을 제공하는 제어기; 상기 제어기에서 제공하는 제어 변수와 상기 속도 계산부에서 제공하는 모터의 이전 속도와 이전 위치와 이전 전압을 수식 모델에 적용하여 상기 모터의 속도를 추정하는 속도 추정부; 상기 속도 추정부에 의해 추정된 속도를 상기 제어기에서 제공되는 게인을 이용하여 조정하는 속도 제어기; 및 상기 속도제어기에 의해 조정된 모터 구동 전압에 따라 상기 직류 모터를 구동하기 위한 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 추정부는 제어 대상의 플랜트에 대한 수식 모델을 이용하여 추정한 속도와 부하 리플에 대한 수식 모델을 이용하여 추정한 속도를 가산하여 속도 추정한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화상을 촬상하는 촬상 수단, 상기 촬상 수단을 장착한 가동부, 및 상기 가동부를 이동시키는 직류 모터를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 모터 제어 방법에 있어서, 상기 직류 모터의 속도에 상응하여 인코더에서 출력하는 펄스에 따라 모터 속도와 위치를 계산하는 속도 계산 단계; 상기 인코더의 펄스가 제어 주기 내에 발생하지 않으면 수식 모델에 따라 속도 추정하는 속도 추정 단계; 상기 추정한 속도와 기준 속도의 차이 속도와 게인을 이용하여 조정한 모터 구동 전압을 출력하는 제1 출력 단계; 상기 인코더의 펄스가 제 어 주기 내에 발생하면 상기 계산한 모터 속도와 기준 속도의 차이 속도와 게인을 이용하여 조정한 모터 구동 전압을 출력하는 제2 출력 단계; 상기 제1 또는 제2 출력 단계에 의해 출력하는 모터 구동 전압에 따라 상기 직류 모터의 속도를 제어하는 속도 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 추정 단계는 입력 전압에 따라 출력 속도의 변화가 있는 제어 대상의 플랜트에 수식 모델에 의한 속도 추정하는 제1속도 추정 단계와, 상기 직류 모터 구동 시 야기 되는 부하 리플에 의한 수식 모델에 이용하여 속도를 추정하는 제2속도 추정 단계, 및 상기 제1속도 추정단계와 제2속도 추정 단계에 의해 추정한 속도를 가산하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 직류 모터를 적용하는 제어 대상을 제한하고 있지 않으나, 설명의 편의상 도 1과 같이 스캐너(CIS: contact image scanner)에 직류 모터를 채용한 경우의 예를 들어 설명한다.

도 1을 참고하면 프레임(300)의 길이 방향으로 이송 레일(302)이 설치되고, 화상을 찰상하는 촬상 수단을 장착한 가동부(304)는 직류 모터의 작동에 따라 이송 레일(302)을 따라 왕복 이동하면서 원하는 이미지를 획득하게 된다.

화상 형성 장치의 직류 모터를 제어하기 위해서는 두 가지 경우로 구분하여 속도 제어한다. 먼저, 모터의 속도가 커서 제어 주기 안에 인코더의 펄스가 발생되는 경우 인코더의 출력에만 의존하여 계산한 속도에 따라 모터 속도를 제어하고, 두 번째 저속 구동 시 모터의 속도가 매우 작아 제어 주기 안에 인코더의 펄스 발생이 없는 경우라고 하더라도 이때에는 인코더의 출력과 수식 모델을 이용하여 추정한 모터 속도에 따라 모터 속도를 제어하도록 한다.

도 2에 도시한 바와 같이 직류 모터(80)의 속도를 측정하기 위하여 구비하는 인코더(90)는 저가이고 낮은 해상도를 갖는 것으로 모터를 저속 구동 시 인코더의 펄스가 발생하지 못할 수 있다.

속도 계산부(10)는 인코더(90)로부터 인코더 펄스를 입력받아 모터의 속도와 위치(이동 거리)를 측정한다. 제어 주기 내의 인코더의 펄스의 개수가 많을 수록 모터의 속도와 위치는 증가한다. 속도 계산부(10)에는 모터 속도와 위치를 저장하고 주기적으로 갱신하는 레지스터(미도시)를 구비하고, 이 레지스터는 제어 주기 마다 이전의 모터 속도와 위치를 속도 추정부(40)에 제공한다.

속도 계산부(10)의 출력 측에는 제1전환 스위치(20)가 연결된다. 제1전환 스위치(20)는 제1접점(a) 또는 제2접점(b) 중 어느 하나에 선택적으로 접속하게 된다. 이러한 전환 스위치의 접속 동작은 속도 계산부(10)의 전환 신호에 따라 이루어진다.

제어 주기 내 인코더의 펄스가 발생하는 경우, 속도 계산부(10)의 전환 신호에 따라 제1전환 스위치(20)는 제1접점(a)에 접속된다. 이와 달리 제어 주기 내 인코더의 펄스가 발생하지 않는 경우, 속도 계산부(10)의 전환 신호에 따라 제1전환 스위치(20)는 제2접점(b)에 접속된다.

제1전환 스위치(20)가 제1접점(a)에 접속되는 경우, 속도 제어기(30)는 속도 계산부(10)에 의해 계산된 모터 속도와 사용자에 의해 설정된 기준 속도의 차이에 대응하는 속도 차이 신호에 대해 제어기(100)에서 제공되는 게인을 이용하여 조정하고, 조정 결과에 따라 모터를 구동시키기 위한 모터 구동 전압을 모터 구동부(70)로 출력한다.

제1전환 스위치(20)가 제2접점(b)에 접속되는 경우, 속도 추정부(40)는 제1전환 스위치(20)를 통해 입력 받은 모터의 이전 속도와 이전 위치 그리고 속도 제어기(30)에서 출력하는 모터 구동 전압 즉, 모터의 이전 전압과 제어기(100)로부터 제공받은 제어 변수를 이용하여 모터 속도를 추정하고 추정한 속도 신호를 속도 제어기(30)에 제공한다.

속도 추정부(40)를 통해 추정 속도 신호를 입력받은 경우, 속도 제어기(30)는 추정한 속도 신호와 사용자에 의해 설정된 기준 속도의 차이에 대응하는 속도 차이 신호의 게인을 조정하고, 게인이 조정된 모터 구동 전압을 출력한다.

모터 구동부(70)는 속도제어기(30)를 통해 인가받은 모터 구동 전압에 상응하여 직류 모터(80)를 구동하며, 직류 모터(80)의 구동 시 인코더(90)에서 출력하는 인코더 펄스가 제어기(100)와 속도 계산부(10)에 제공된다.

인코더의 출력 정보를 토대로 모터 속도를 추정하기 위한 속도 추정부의 동작을 설명한다.

속도 추정부(40)는, 도 3의 도시와 같이 플랜트 모델(42)과 리플 모델(44) 및 가산기(46)를 포함한다. 플랜트 모델(42)은 입력 전압에 따라 출력 속도의 변화가 있는 플랜트에 관련된 수식 모델을 이용하여 속도를 추정한다. 리플 모델(44)은 직류 모터에 의해 구동되는 기어, 모터 코깅 등에 의하여 야기 되는 부하 리플에 의한 속도를 추정한다.

가산기(46)는 플랜트 모델(42)의 추정 속도와 리플 모델(44)의 추정 속도를 가산하여 속도 제어기(30)에 인가한다.

속도 추정부(40)는 필요한 제어변수 즉, K, T, △T, A, B, 리플 피크 위치에 대한 정보를 제어기(100)로부터 제공받는다. 여기서, T는 시정수로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 출력 속도가 원하는 기준 속도의 63%에 도달하는데 걸리는 시간이다. △T는 시정수의 증가분이다. K는 시스템의 입력 전압에 대한 출력 속도의 dc 게인이다. A, B는 리플의 크기를 나타내기 위한 상수이고, 리플 피크 위치는 리플 모델(44)에 적용하기 위한 제어 변수이다.

이러한 제어 변수는 시험 과정을 통하여 얻어지는 것으로, 본 실시 예에서는 제어기(100)에서 제공하도록 사전에 설계된다. 도 5는 리플 피크 위치를 구하는 시험 과정이다.

먼저, 개방 회로(open loop)로 모터 제어 시스템을 구성하고 제어 대상의 모터에 대하여 입력 전압에 대한 출력 속도에 따라 게인 K, 시정수 T를 계산한다(200).

그 다음 부하 리플에 적용하기 위한 게인 Kp, Ki은 공지된 pole placement 방법을 이용하여 다음 수식1)에 따라 계산한다(202).

Kp = ((2ωζ)-1)/K , Ki=(ω2T)/K --- 수식 1)

여기서, ζ, ω는 설계 변수이다.

그 다음 모터의 위치를 초기화한다(204). 여기서 모터 위치의 초기화는 직류 모터에 의해 가동되는 대상물의 시작 위치에 대응한다.

그 다음 저 해상도의 인코더에서 제어 주기 내에서 펄스를 발생 못하는 운전 조건으로 속도 제어기를 이용하여 모터를 저속 제어하는데, 이때에는 기준 속도와 측정 속도의 차이에 따라 속도를 제어하는 일반적인 방법으로 속도 제어한다(206).

그런 다음 모터를 저속 제어한 결과에 따라 리플 피크 위치를 계산한다(208). 여기서 리플 피크 위치를 계산하는 과정을 구체적으로 설명한다.

모터를 저속 제어하는 경우 모터 속도는 도 6의 그래프와 같이 모터 속도의 크기는 주기적으로 변화하고, 모터의 코깅과 모터 동력을 전달하는 기어의 영향으로 정현파(sinusoidal)의 속도 리플을 포함하게 된다.

이러한 제어 결과를 위치 변화로 플롯(plot)시키면 도 7의 그래프와 같다.

이 그래프에서와 같이 부하 리플 피크 위치는 리플 주기 마다 일정하게 나타나고, 부하 리플 피크 위치의 크기는 리플 주기 마다 단계적으로 증가한다.

속도 추정부(40)의 플랜트 모델(42)에 적용하는 수식 모델을 설명한다.

먼저, 모터의 입력 전압에 대한 출력 속도의 수식을 라플라스 영역에서 나타내면 다음 수식 2)와 같다.

Y/R = K/(Ts+1) --- 수식 2)

Y*(Ts+1) = K*R

(Y*Ts)+Y = K*R

여기서 Y는 출력 속도, R은 입력 전압이다.

수식 2)를 이산 영역(discrete domain)으로 바꾸고, s=(y(n+1)-y(n))/△T 라고 하면 수식 3)을 얻는다.

T*{(y(n+1)-y(n))/△T}+y(n) = K*r(n) --- 수식 3)

이를 변환하면,

(T/△T)*y(n+1)-(T/△T)*y(n)+y(n) = K*r(n)

(T/△T)*y(n+1) = K*r(n)+((T/△T)-1)*y(n)

y(n+1) = (△T/T)*K*r(n)+(1-(△T/T))*y(n) --- 수식 4)

여기서 y(n+1)는 추정 속도이고, r(n)는 모터의 이전 전압이고, y(n)는 모터의 이전 속도이다.

리플 모델(44)은 부하 리플에 대한 다음의 수식 5)에 따라 부하 리플에 의한 속도를 추정한다.

부하리플 추정 속도=(A+B*r(n))*sin(이전위치+리플피크위치-π) -- 수식 5)

여기서 A+B*r(n)은 부하 리플의 크기를 나타낸다.

sin(이전위치+리플피크위치-π)는 제어기(100)에서 제공받은 일정한 리플 피크 위치에 이전위치를 더하는 것으로, 도 7과 같이 제어 주기가 증가함에 따라 리플피크 위치가 누적적으로 증가하므로 이를 속도 추정에 반영하기 위한 것이다.

가산기(46)는 플랜트 모델(42)에 의해 추정한 속도와 리플 모델(44)에 의해 추정한 속도를 가산하여 출력한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따라 추정한 속도와 기존과 같이 인코더의 출력에만 의존하여 계산한 인코더 속도는 일치하는 경우(모터 측정 속도로 표 시)보다 서로 차이가 발생하는 경우가 월등하게 많이 나타나고 있다.

따라서 인코더 펄스에만 의존할 때는 속도 변화가 없는 상태로 잘못 인식될 수 있지만, 실제 모터의 속도를 추정한 추정 속도에 따라 모터를 저속하면 보다 안정적이고 신뢰성있게 모터 제어가 이루어질 수 있게 된다.

참고로, 본 발명에 따라 모터 속도를 추정하여 모터를 저속 제어하면, 도 9a와 같이 모터 속도의 변화가 비교적 좁은 범위에서 이루어 질 수 있지만, 속도 추정을 이용하지 않는 경우 도 9b의 그래프와 같이 모터 속도가 넓은 범위에서 변화되므로, 그 변화 폭이 넓은 만큼 모터의 제어 성능이 떨어지게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 모터를 저속 구동 시 추정한 모터 속도를 이용하므로 기존 보다 속도 오차를 줄일 수 있어서 모터 제어를 안정적이고 신뢰성있게 할 수 있다. 또한 본 발명은 저 해상도의 인코더를 사용하고도 양호한 모터 제어 성능을 확보할 수 있으므로 고가의 인코더를 사용해야 하는 부담을 해소할 수 있다. 또한 본 발명은 모터의 부하 리플에 의한 특성을 반영하여 설계한 제어기를 이용하고 있어서 부하의 변동에 강인하고 우수한 제어 성능을 가지고 있다.

Claims

화상을 촬상하는 촬상 수단, 상기 촬상 수단을 장착한 가동부, 및 상기 가동부를 이동시키는 직류 모터를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 모터 제어 장치에 있어서,

상기 직류 모터의 속도에 상응하여 펄스를 출력하는 속도 센서;

상기 직류 모터의 속도에 따라 상기 직류 모터의 속도 추정의 필요를 판단하고, 상기 속도 추정의 요구가 있는 경우 상기 속도 센서를 통해 측정한 속도 정보에 따라 상기 직류 모터의 속도를 추정하는 속도 추정 수단; 및

상기 속도 추정 수단에 의해 추정한 속도에 따라 상기 직류 모터를 구동하기 위한 모터 구동부를 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 속도 센서는 인코더인 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 속도 추정 수단은

상기 속도 센서의 펄스에 따라 모터 속도와 위치를 계산하고, 계산한 모터 속도와 위치에 대한 정보를 제어 주기 마다 갱신하여 저장하는 속도 계산부;

상기 모터의 속도 추정을 위한 제어 변수와 게인을 제공하는 제어기;

상기 제어기에서 제공하는 제어 변수와 상기 속도 계산부에서 제공하는 모터 속도와 위치를 이용하여 상기 모터의 속도를 추정하는 속도 추정부;

상기 제어기에서 제공되는 게인을 이용하여 상기 속도 추정부에 의해 추정된 속도를 조정하는 속도 제어기를 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
제3항에 있어서,

상기 속도 추정부는,

입력 전압에 따라 출력 속도의 변화가 있는 제어 대상의 플랜트에 관련된 수식 모델을 이용하여 속도 추정하기 위한 플랜트 모델;

상기 직류 모터 구동 시 야기 되는 부하 리플에 의한 수식 모델에 이용하여 속도를 추정하는 리플 모델;

상기 플랜트 모델에 의해 추정한 속도와 상기 리플 모델에 의해 추정한 속도를 가산하는 가산기를 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
제4항에 있어서,

상기 플랜트 모델은 속도 추정하기 위하여 다음 식을 이용하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.

y(n+1) = (△T/T)*K*r(n)+(1-(△T/T))*y(n)

여기서 y(n+1)는 추정 속도이고, r(n)는 모터에 인가하는 이전 전압이고, y(n)는 모터의 이전 속도이고, T는 모터의 출력 속도가 기준 속도의 63%에 도달하 는데 걸리는 시정수이고, △T는 시정수의 증가분이고, K는 모터 제어의 입력과 출력에 대한 dc 게인이다.
제4항에 있어서,

상기 리플 모델은 속도 추정하기 위해 다음 식을 이용하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.

리플 추정 속도 = (A+B*r(n))*sin(이전위치+리플피크위치- π)

여기서 A, B는 부하 리플의 크기를 나타내기 위한 상수이고, 리플 피크 위치는 초기의 리플 피크 위치에 대응하는 값이다.
제3항에 있어서,

상기 속도 계산부의 출력을 상기 속도추정부와 상기 속도 제어기 중 어느 하나에 선택적으로 연결하기 위한 전환 스위치를 더 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
제7항에 있어서,

상기 속도 계산부는 제어 주기 내에 상기 속도 센서의 펄스가 발생하지 않는 경우 상기 속도 계산부의 출력을 상기 속도 추정부에 연결하고 제어 주기 내에 상기 속도 센서의 펄스가 발생하는 경우 상기 속도 계산부의 출력을 상기 속도 추정부에 연결시키기 위한 전환 신호를 상기 전환 스위치에 인가하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
화상을 촬상하는 촬상 수단, 상기 촬상 수단을 장착한 가동부, 및 상기 가동부를 이동시키는 직류 모터를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 모터 제어 장치에 있어서,

상기 직류 모터의 속도에 상응하는 펄스를 출력하는 인코더;

제어 주기 내에 발생하는 상기 인코더의 펄스에 따라 모터의 속도와 위치를 계산한 결과 모터 속도와 위치가 0이면 속도 추정에 필요한 모터의 이전 속도와 이전 위치에 대한 정보를 제공하는 속도 계산부;

상기 인코더의 출력 펄스를 토대로 상기 모터의 속도를 추정하기 위한 제어 변수와 게인을 제공하는 제어기;

상기 제어기에서 제공하는 제어 변수와 상기 속도 계산부에서 제공하는 모터의 이전 속도와 이전 위치와 이전 전압을 수식 모델에 적용하여 상기 모터의 속도를 추정하는 속도 추정부;

상기 속도 추정부에 의해 추정된 속도를 상기 제어기에서 제공되는 게인을 이용하여 조정하는 속도 제어기; 및

상기 속도제어기에 의해 조정된 모터 구동 전압에 따라 상기 직류 모터를 구동하기 위한 모터 구동부를 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
제9항에 있어서,

상기 속도 추정부는 제어 대상의 플랜트에 대한 수식 모델을 이용하여 추정한 속도와 부하 리플에 대한 수식 모델을 이용하여 추정한 속도를 가산하여 속도 추정하는 화상 형성 장치의 모터 제어 장치.
화상을 촬상하는 촬상 수단, 상기 촬상 수단을 장착한 가동부, 및 상기 가동부를 이동시키는 직류 모터를 제어하기 위한 화상 형성 장치의 모터 제어 방법에 있어서,

상기 직류 모터의 속도에 상응하여 인코더에서 출력하는 펄스에 따라 모터 속도와 위치를 계산하는 속도 계산 단계;

상기 인코더의 펄스가 제어 주기 내에 발생하지 않으면 수식 모델에 따라 속도 추정하는 속도 추정 단계;

상기 추정한 속도와 기준 속도의 차이 속도와 게인을 이용하여 조정한 모터 구동 전압을 출력하는 제1 출력 단계;

상기 인코더의 펄스가 제어 주기 내에 발생하면 상기 계산한 모터 속도와 기준 속도의 차이 속도와 게인을 이용하여 조정한 모터 구동 전압을 출력하는 제2 출력 단계;

상기 제1 또는 제2 출력 단계에 의해 출력하는 모터 구동 전압에 따라 상기 직류 모터의 속도를 제어하는 속도 제어 단계를 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 방법.
제11항에 있어서,

상기 속도 추정 단계는

입력 전압에 따라 출력 속도의 변화가 있는 제어 대상의 플랜트에 수식 모델에 의한 속도 추정하는 제1속도 추정 단계와,

상기 직류 모터 구동 시 야기 되는 부하 리플에 의한 수식 모델에 이용하여 속도를 추정하는 제2속도 추정 단계, 및 상기 제1속도 추정단계와 제2속도 추정 단계에 의해 추정한 속도를 가산하는 단계를 포함하는 화상 형성 장치의 모터 제어 방법.