JP3462017B2 - Servo control device in scanner of image forming apparatus - Google Patents

Servo control device in scanner of image forming apparatus

Info

Publication number
JP3462017B2
JP3462017B2 JP26950596A JP26950596A JP3462017B2 JP 3462017 B2 JP3462017 B2 JP 3462017B2 JP 26950596 A JP26950596 A JP 26950596A JP 26950596 A JP26950596 A JP 26950596A JP 3462017 B2 JP3462017 B2 JP 3462017B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
current
value
speed
scanner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26950596A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10117487A (en
Inventor
典生 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP26950596A priority Critical patent/JP3462017B2/en
Publication of JPH10117487A publication Critical patent/JPH10117487A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3462017B2 publication Critical patent/JP3462017B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿画像に沿って
走行し原稿画像から画像データを読み取るスキャナを有
し、このスキャナをモータにより往復移動させる画像形
成装置の上記スキャナのサーボ制御装置に関するもの
で、例えば、DCサーボモータを使った速度制御、位置
制御等を行う技術全般に応用可能なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo control device for an image forming apparatus having a scanner which runs along an image of a document and reads image data from the image of the document and which is reciprocated by a motor. Then, for example, the present invention can be applied to general techniques for performing speed control, position control, etc. using a DC servo motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機などの画像形成装置では、コンタ
クトガラス上におかれた原稿に、光源からの照明光をス
キャナを走査させながら照射し、原稿画像からの反射光
を画像データとして取り込み、感光体上に結像させて露
光処理が行われる。この画像形成装置の概略を図4に示
す。図4において、原稿2を載置するコンタクトガラス
1の下方には、光源3と第1ミラー4とが一体に取り付
けられた第1スキャナ、第2ミラー5と第3ミラー6が
一体に取り付けられた第2スキャナが設けられ、第3ミ
ラー6による反射光路上には結像レンズ7、固定の第4
ミラー8、第5ミラー9、第6ミラー10がこの順に設
けられ、第6ミラー10による反射光路上には保護ガラ
ス11、感光体ドラム12がこの順に設けられている。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a copying machine, a document placed on a contact glass is irradiated with illumination light from a light source while scanning a scanner, and reflected light from the document image is captured as image data. An exposure process is performed by forming an image on the photoconductor. An outline of this image forming apparatus is shown in FIG. In FIG. 4, below the contact glass 1 on which the original 2 is placed, a first scanner in which a light source 3 and a first mirror 4 are integrally attached, and a second mirror 5 and a third mirror 6 are integrally attached. A second scanner is provided, and an imaging lens 7 and a fixed fourth lens are provided on the optical path reflected by the third mirror 6.
A mirror 8, a fifth mirror 9, and a sixth mirror 10 are provided in this order, and a protective glass 11 and a photosensitive drum 12 are provided in this order on the optical path reflected by the sixth mirror 10.

【0003】上記第1スキャナは一定速度Vでコンタク
トガラス1上の原稿2に沿い図4において左から右に向
かい移動しながら光源3が原稿2をスリット状に照明
し、その反射光を第1ミラー4が水平方向に反射する。
第2スキャナの第2ミラー5、第3ミラー6は、第1ミ
ラー4からの反射光を水平方向に折り返す。折り返され
た反射光は、結像レンズ7、第4、第5、第6ミラー
8、9、10で反射され、感光体ドラム12上に収束
し、原稿2の像が感光体ドラム12上に結ばれる。上記
のように第1スキャナは一定速度Vで原稿2に沿って移
動し、これに同期して第2スキャナはV/2の速度で左
から右に向かい移動し、原稿2の面から感光体ドラム表
面までの光路長が常に一定に保たれる。第1、第2スキ
ャナの移動に同期させて感光体ドラム12を回転させる
ことにより、原稿画像から画像データを読み取って感光
体ドラム12上に原稿画像と同じ画像を形成する。第
1、第2スキャナはモータによって駆動され、1回の走
査が終了すると元のホームポジションに戻される。
In the first scanner, the light source 3 illuminates the original 2 in a slit shape while moving from the left to the right in FIG. 4 along the original 2 on the contact glass 1 at a constant speed V, and the reflected light is reflected by the first light. The mirror 4 reflects in the horizontal direction.
The second mirror 5 and the third mirror 6 of the second scanner return the reflected light from the first mirror 4 in the horizontal direction. The reflected light that has been returned is reflected by the imaging lens 7, the fourth, fifth, and sixth mirrors 8, 9 and 10 and converges on the photosensitive drum 12, so that the image of the original 2 is transferred onto the photosensitive drum 12. Tied together. As described above, the first scanner moves along the document 2 at a constant speed V, and in synchronization with this, the second scanner moves from left to right at a speed of V / 2, from the surface of the document 2 to the photoconductor. The optical path length to the drum surface is always kept constant. By rotating the photosensitive drum 12 in synchronization with the movement of the first and second scanners, image data is read from the original image and the same image as the original image is formed on the photosensitive drum 12. The first and second scanners are driven by a motor, and are returned to their original home positions when one scan is completed.

【0004】このような画像データの読み取りを行うた
めに、DCサーボモータを使用してスキャナを正逆方向
に駆動するようになっている。図5は従来の画像形成装
置のスキャナにおけるサーボ制御装置の一例を示す。図
5において、DCサーボモータM1は、4個のMOS・
FETQ1〜Q4(以下単に「Q1」「Q2」のように
表示する)からなるH型ブリッジ回路の中点に接続され
ている。より具体的には、電源VMMとアースとの間に
はQ1、Q3からなる直列回路とQ2、Q4からなる直
列回路が接続され、Q1、Q3の接続点とQ2、Q4の
接続点の間にモータM1が接続されている。各Q1、Q
2、Q3、Q4には、これらQ1、Q2、Q3、Q4に
流れる電流方向とは逆向きの電流を流すダイオードD
1,D2,D3,D4(以下単に「D1」「D2」のよ
うに表示する)が並列に接続されている。各Q1、Q
2、Q3、Q4は後述のマイクロコントローラ(以下
「マイコン」という)20からの指令によってオン・オ
フ制御され、正逆回転制御、速度制御、停止の各制御が
行われる。
In order to read such image data, a DC servomotor is used to drive the scanner in forward and reverse directions. FIG. 5 shows an example of a servo control device in a scanner of a conventional image forming apparatus. In FIG. 5, the DC servo motor M1 has four MOS
It is connected to the middle point of an H-type bridge circuit composed of FETs Q1 to Q4 (hereinafter simply referred to as "Q1" and "Q2"). More specifically, a series circuit composed of Q1 and Q3 and a series circuit composed of Q2 and Q4 are connected between the power supply VMM and the ground, and between the connection point of Q1 and Q3 and the connection point of Q2 and Q4. The motor M1 is connected. Each Q1, Q
Diodes D, 2, Q3, Q4, which flow a current in the opposite direction to the current flowing in Q1, Q2, Q3, Q4.
1, D2, D3 and D4 (hereinafter simply referred to as "D1" and "D2") are connected in parallel. Each Q1, Q
2, Q3 and Q4 are on / off controlled by a command from a micro controller (hereinafter referred to as "microcomputer") 20, which will be described later, and forward / reverse rotation control, speed control, and stop control are performed.

【0005】上記マイコン20は、モータM1の回転方
向を設定するための2つの出力ポートP0、P1と、速
度制御を行うためのパルス幅変調(以下「PWM」とい
う)信号出力ポートを有する。出力ポートP0、P1か
らの出力はそれぞれ上記Q1、Q2をオン・オフ制御す
る。出力ポートP0、P1からの出力はまたそれぞれイ
ンバータ21、22を介してアンド回路23、24に入
力される。各アンド回路23、24にはまた上記PWM
信号が入力されて上記出力ポートP0、P1からの出力
の反転信号とのアンドがとられ、各アンド回路23、2
4の出力はそれぞれ上記Q2、Q4をオン・オフ制御す
るようになっている。
The microcomputer 20 has two output ports P0 and P1 for setting the rotation direction of the motor M1 and a pulse width modulation (hereinafter referred to as "PWM") signal output port for speed control. Outputs from the output ports P0 and P1 control ON / OFF of Q1 and Q2, respectively. The outputs from the output ports P0 and P1 are also input to the AND circuits 23 and 24 via the inverters 21 and 22, respectively. Each AND circuit 23, 24 also has the above PWM
A signal is input and ANDed with the inverted signal of the output from the output ports P0 and P1.
The output of 4 controls ON / OFF of Q2 and Q4.

【0006】モータM1の回転出力軸にはエンコーダE
C1が取り付けられており、モータM1の回転速度に応
じたパルス信号が出力され、このパルス信号は回転速度
信号として分周回路25で分周されたあとマイコン20
のカウンタ入力ポートに入力される。また、上記エンコ
ーダEC1からのパルス信号は、正逆回転方向に応じた
位相ずれをもった複数相の信号からなり、位相ずれの向
きによって反転するフリップフロップ回路26の出力に
よって回転方向検出が行われ、回転方向信号がマイコン
20の入力ポートP2に入力されるようになっている。
An encoder E is provided on the rotation output shaft of the motor M1.
C1 is attached, a pulse signal corresponding to the rotation speed of the motor M1 is output, and this pulse signal is frequency-divided by the frequency dividing circuit 25 as a rotation speed signal, and then the microcomputer 20
Is input to the counter input port of. The pulse signal from the encoder EC1 is composed of a plurality of phase signals having a phase shift corresponding to the forward and reverse rotation directions, and the rotation direction is detected by the output of the flip-flop circuit 26 which is inverted depending on the direction of the phase shift. The rotation direction signal is input to the input port P2 of the microcomputer 20.

【0007】上記のように、Q1、Q2、Q3、Q4か
らなるH型ブリッジ回路は、モータM1の電流を切り替
えるモータ駆動回路を構成し、全体の動作を制御するマ
イコン20からは、モータM1の速度制御を行うPWM
信号と、回転方向を設定するための2つのP0、P1信
号が出力され、これらの信号によりモータM1を駆動す
る。上記モータ駆動回路は、上記2つの信号P0、P1
による4通りの組合せで、図1中の真理値表に記載され
ているように、正転方向、逆転方向、停止状態、設定禁
止状態を作ることができる。正転方向とは、図4につい
て説明したスキャナが原稿読み取り方向(図4において
左から右に向かう方向)であり、逆転方向は、スキャナ
を元の位置に戻すリターン動作のことである。
As described above, the H-type bridge circuit composed of Q1, Q2, Q3, and Q4 constitutes a motor drive circuit that switches the current of the motor M1, and the microcomputer 20 that controls the overall operation controls the operation of the motor M1. PWM for speed control
A signal and two P0 and P1 signals for setting the rotation direction are output, and the motor M1 is driven by these signals. The motor drive circuit is configured to operate the two signals P0 and P1.
As described in the truth table in FIG. 1, the forward rotation direction, the reverse rotation direction, the stopped state, and the setting prohibited state can be created by the four combinations according to. The forward rotation direction is the document reading direction (direction from left to right in FIG. 4) of the scanner described with reference to FIG. 4, and the reverse rotation direction is the return operation of returning the scanner to the original position.

【0008】また、速度制御は、モータM1の軸に取り
付けられたエンコーダEC1の出力パルス信号の周期を
マイコン20内でカウントして回転速度を検出し、検出
された回転速度と予め設定した目標回転速度との偏差に
よりPI制御を行い、PWM信号のデューティ比を変化
させる。その結果、H型ブリッジ回路の下側のQ3また
はQ4のデューティ比が変化してモータM1の回転速度
を変化し、目標回転速度になるように制御が行われる。
速度制御は、エンコーダ信号による割り込み処理、また
は数msec程度のタイムインターバル割り込み処理で
高速処理されている。この制御をフルソフトウェアサー
ボと呼び、全ての制御をソフトウェアにより実施してい
る。
In the speed control, the cycle of the output pulse signal of the encoder EC1 attached to the shaft of the motor M1 is counted in the microcomputer 20 to detect the rotation speed, and the detected rotation speed and a preset target rotation are set. PI control is performed based on the deviation from the speed to change the duty ratio of the PWM signal. As a result, the duty ratio of Q3 or Q4 on the lower side of the H-type bridge circuit changes, the rotation speed of the motor M1 changes, and control is performed so as to reach the target rotation speed.
The speed control is performed at high speed by interrupt processing by an encoder signal or time interval interrupt processing of about several msec. This control is called full software servo, and all control is performed by software.

【0009】高速複写機のスキャナ制御においては、制
御の高速性およびモータ高速回転での発熱による巻線抵
抗増加により、トルクが低下して制御が不安定になるの
で、これを補うために電流帰還回路を用いた定電流駆動
方式を用いている。この例として図6や図8に示すもの
がある。
In scanner control of a high-speed copying machine, torque is reduced due to increase in winding resistance due to high-speed control and heat generation at high-speed motor rotation, and control becomes unstable. A constant current drive method using a circuit is used. Examples of this are shown in FIGS. 6 and 8.

【0010】図6に示す例は、図5に示すものに、モー
タ電流検出用抵抗R11を付加し、この抵抗R11に流
れる電流を電圧に変換してモータ電流値に相当する電圧
値を検出し、この電圧値に応じてPWM信号のデューテ
ィ比を変化させモータ速度を制御するものである。より
具体的には、Q11,Q12,Q13,Q14からなる
H型ブリッジ回路とアースとの間にモータ電流検出用抵
抗R11が付加され、この抵抗R11に流れる電流は抵
抗R11によって電圧に変換されてモータ電流値に相当
する電圧値を検出し、検出された電圧はアンプIC11
で増幅され、アナログスイッチIC15を経てコンデン
サC11に入力されるようになっている。コンデンサC
11は上記抵抗R11の電圧をピークホールドするもの
であり、このピーク値は、バッファアンプIC12を経
て差動アンプIC13に入力される。マイコン20は、
エンコーダEC11からの信号によってモータM11の
回転速度を演算し、演算結果から目標指示電流値を演算
してこれをアナログ信号に変換し差動アンプIC13に
入力する。差動アンプIC13は上記目標指示電流値と
上記ピークホールドされた電圧に置き換えられたモータ
M11の電流値との偏差を出力する。この偏差は比較器
IC14で三角波発生回路29から出力される三角波と
比較され、PWM信号が出力される。このPWM信号に
よって前述の通りモータM11を回転駆動するH型ブリ
ッジ回路の下側のQ13,Q14のデューティ比が変化
して速度制御が行われるようになっている。
In the example shown in FIG. 6, a motor current detecting resistor R11 is added to that shown in FIG. 5, and the current flowing through the resistor R11 is converted into a voltage to detect the voltage value corresponding to the motor current value. The duty ratio of the PWM signal is changed according to the voltage value to control the motor speed. More specifically, a motor current detection resistor R11 is added between the H-type bridge circuit composed of Q11, Q12, Q13 and Q14 and the ground, and the current flowing through this resistor R11 is converted into a voltage by the resistor R11. The voltage value corresponding to the motor current value is detected, and the detected voltage is the amplifier IC11.
It is amplified by and is input to the capacitor C11 via the analog switch IC15. Capacitor C
Reference numeral 11 indicates a peak hold of the voltage of the resistor R11, and this peak value is input to the differential amplifier IC13 via the buffer amplifier IC12. The microcomputer 20
The rotation speed of the motor M11 is calculated by the signal from the encoder EC11, the target instruction current value is calculated from the calculation result, and this is converted into an analog signal and input to the differential amplifier IC13. The differential amplifier IC13 outputs the deviation between the target instruction current value and the current value of the motor M11 replaced with the peak-held voltage. This deviation is compared with the triangular wave output from the triangular wave generating circuit 29 in the comparator IC14, and the PWM signal is output. As described above, the PWM signal changes the duty ratios of the lower side Q13 and Q14 of the H-type bridge circuit that rotationally drives the motor M11 so that speed control is performed.

【0011】図7は、図6に示す例における正転時の各
回路部の信号波形を示す。正転時でQ11がオン、PW
M信号によりQ14がオンのとき(図7のAで示す区
間)、電流は電源VMMからQ11を通りモータM11
に流れ、Q14を通って電流検出用抵抗R11に流れ
る。抵抗R11は電流を電圧に変換し、モータ電流値に
相当する電圧値を検出する。PWM信号によりQ14が
オフのとき(図7のBで示す区間)は、モータM11に
逆起電力が発生し、回生電流がD12を通って電源VM
M、電源VMMからQ11を通ってモータM11に戻る
ことになり、抵抗R11にはモータ電流は流れない。よ
って、モータM11に流れる電流はPWM信号がオンの
時しか検出することができない。この対策として図6の
例では、PWM信号でQ14がオンのときアナログスイ
ッチIC15をオンして、抵抗R11で検出された電圧
をコンデンサC11でピークホールドし、近似的な値に
はなるが、コンデンサC11の電圧をモータ電流に対応
するものとして用いている。上記図6に示すものに似た
例として特開平8−9681号公報記載のものがある。
FIG. 7 shows a signal waveform of each circuit portion in the normal rotation in the example shown in FIG. Q11 is turned on during forward rotation, PW
When Q14 is turned on by the M signal (section indicated by A in FIG. 7), current flows from the power supply VMM through Q11 to the motor M11.
To the current detecting resistor R11 through Q14. The resistor R11 converts the current into a voltage and detects the voltage value corresponding to the motor current value. When Q14 is off due to the PWM signal (section shown by B in FIG. 7), a counter electromotive force is generated in the motor M11, and a regenerative current passes through the power source VM through D12.
M, the power source VMM returns to the motor M11 through Q11, and no motor current flows through the resistor R11. Therefore, the current flowing through the motor M11 can be detected only when the PWM signal is on. As a countermeasure against this, in the example of FIG. 6, when Q14 is turned on by the PWM signal, the analog switch IC15 is turned on, and the voltage detected by the resistor R11 is peak-held by the capacitor C11. The voltage of C11 is used as the one corresponding to the motor current. As an example similar to that shown in FIG. 6, there is one described in JP-A-8-9681.

【0012】図6に示す例において、回転方向の指示
は、マイコン20の出力ポートP0とP1により選択さ
れる。図2に示すように、正転方向指示は、スキャナ立
ち上げから原稿読み取り終了時及びリターン減速時の反
転ブレーキからスキャナ停止まで、逆転方向指示は原稿
読み取り終了時の反転ブレーキからリターン加速及びリ
ターン等速走行の終了までと予め決められている。前述
のように、予め設定したモータ速度と、エンコーダEC
11より検出されたモータM11の速度との偏差により
制御目標値を電流値として算出し、D/A変換により制
御目標値である電流値をデジタル信号からアナログ信号
に変換して速度制御目標値とする。この制御目標値であ
る電流値と検出したモータ電流値との差を差動増幅器I
C13で演算し、この差から三角波を使用して比較器I
C14でPWM信号を作り、このPWM信号のデューテ
ィ比に対応してモータM11を駆動し速度制御を行って
いる。
In the example shown in FIG. 6, the instruction of the rotation direction is selected by the output ports P0 and P1 of the microcomputer 20. As shown in FIG. 2, the forward rotation direction instruction is from the start-up of the scanner to the end of the original reading and from the reverse brake at the time of deceleration of the return to the stop of the scanner, and the reverse direction instruction is from the reverse brake at the end of the original reading to return acceleration and return. It is predetermined that the end of high-speed running. As described above, the preset motor speed and encoder EC
The control target value is calculated as a current value by the deviation from the speed of the motor M11 detected by 11, and the current value which is the control target value is converted by D / A conversion from a digital signal to an analog signal to obtain a speed control target value. To do. The difference between the current value, which is the control target value, and the detected motor current value is calculated by the differential amplifier I.
Computation is performed by C13, and the comparator I
A PWM signal is generated by C14, and the motor M11 is driven according to the duty ratio of this PWM signal to control the speed.

【0013】次に、図8に示す例について説明する。前
記図6に示す例では、PWM信号がオフのとき、モータ
の回生電流がモータ電流検出用抵抗に流れず、これをピ
ークホールドすることによって補っていたが、図8に示
す例は、モータの回生電流もモータ電流検出用抵抗に流
れるようにしたものである。図8において、4個のMO
S・FETQ21,Q22,Q23,Q24で構成され
たH型ブリッジ回路はモータM21を回転駆動するため
のもので、Q21,Q23の接続点とQ22,Q24の
接続点との間にモータM21が接続されている。Q2
1,Q22,Q23,Q24にはそれぞれD21,D2
2,D23,D24が並列にかつQ21,Q22,Q2
3,Q24とは逆向きに接続されている。Q21とQ2
3の間にはQ21からQ23に向かって順方向にD25
が介在し、Q22とQ24の間にはQ22からQ24に
向かって順方向にD27が介在している。上記H型ブリ
ッジ回路とアースとの間にはモータ電流検出用抵抗R2
1が接続されており、アースからモータM21とD25
との接続点に向かって順方向にD26が接続され、アー
スからモータM21とD27との接続点に向かって順方
向にD28が接続されている。
Next, the example shown in FIG. 8 will be described. In the example shown in FIG. 6, when the PWM signal is off, the regenerative current of the motor does not flow in the motor current detection resistor, and this is compensated by peak holding. However, in the example shown in FIG. The regenerative current also flows through the motor current detection resistor. In FIG. 8, four MOs
The H-type bridge circuit composed of S-FETs Q21, Q22, Q23 and Q24 is for rotating and driving the motor M21. The motor M21 is connected between the connection point of Q21 and Q23 and the connection point of Q22 and Q24. Has been done. Q2
1, Q22, Q23, and Q24 have D21 and D2, respectively.
2, D23, D24 in parallel and Q21, Q22, Q2
3, Q24 is connected in the opposite direction. Q21 and Q2
During the period of 3, D25 in the forward direction from Q21 to Q23
, And D27 is interposed between Q22 and Q24 in the forward direction from Q22 to Q24. A motor current detecting resistor R2 is provided between the H-type bridge circuit and the ground.
1 is connected to the motors M21 and D25 from the ground.
D26 is connected in the forward direction toward the connection point with and, and D28 is connected in the forward direction from the ground toward the connection point between the motors M21 and D27.

【0014】上記抵抗R21によって検出されるモータ
電流に対応した電圧は、アンプIC21を経て差動アン
プIC23に入力される。マイコン20は、予め設定し
たモータ速度と、エンコーダEC21より検出されたモ
ータM21の速度との偏差により制御目標値を電流値と
して算出し、D/A変換により制御目標値である電流値
をデジタル信号からアナログ信号に変換して速度制御値
とする。この速度制御値と検出したモータ電流値との差
を差動増幅器IC23で演算し、この差を、三角波を利
用して比較器IC24でPWM信号に変換し、このPW
M信号のデューティ比に対応してモータを駆動させ速度
制御を行うようになっている。
The voltage corresponding to the motor current detected by the resistor R21 is input to the differential amplifier IC23 via the amplifier IC21. The microcomputer 20 calculates a control target value as a current value based on the deviation between the preset motor speed and the speed of the motor M21 detected by the encoder EC21, and the current value, which is the control target value, is converted into a digital signal by D / A conversion. Is converted into an analog signal and used as the speed control value. The difference between this speed control value and the detected motor current value is calculated by the differential amplifier IC23, and this difference is converted into a PWM signal by the comparator IC24 using a triangular wave.
The motor is driven according to the duty ratio of the M signal to control the speed.

【0015】図8に示す例では、正転時、Q24がオン
で、PWM信号によりQ21がオンのとき、電流は電源
VMMからQ21を通りモータM21に流れ、D27、
Q24を通ってモータ電流検出用抵抗R21に流れる。
よって抵抗R21により電流を電圧に変換しモータ電流
値に相当する電圧値を検出することができる。PWM信
号によりQ21がオフのときは、モータM21の逆起電
力によりD26がオンになり、回生電流はD27、Q2
4、R21を通りアースに流れ、アースからD26を通
りモータM21に戻る。この場合は、図6に示す例と異
なり、PWM信号がオフのときに生じる回生電流もモー
タ電流検出用抵抗R21を流れるため、正確なモータ電
流を電圧値として検出することができる。
In the example shown in FIG. 8, when Q24 is on during normal rotation and Q21 is on due to the PWM signal, current flows from the power supply VMM to the motor M21 through Q21, and D27,
It flows to the motor current detection resistor R21 through Q24.
Therefore, the resistor R21 can convert the current into a voltage and detect the voltage value corresponding to the motor current value. When Q21 is off by the PWM signal, D26 is turned on by the back electromotive force of the motor M21, and the regenerative current is D27, Q2.
4 and R21 to flow to the ground, and from the ground to D26 to return to the motor M21. In this case, unlike the example shown in FIG. 6, since the regenerative current generated when the PWM signal is off also flows through the motor current detection resistor R21, an accurate motor current can be detected as a voltage value.

【0016】回転方向の指示は、図6に示す例と同じで
ある。また、速度制御は、予め定めたモータ速度と、モ
ータM21に接続したエンコーダEC21より検出され
たモータM21の速度との偏差により制御目標値を電流
値として算出し、D/A変換により制御目標値である電
流値をデジタル信号に変換して制御値とする。この制御
目標値である電流値と検出したモータ電流値との差を差
動増幅器IC23で演算し、この差を三角波を利用して
比較器IC24でPWM信号を作り、このPWM信号の
デューティ比に応じてモータを駆動させ速度制御を行
う。逆転時は、Q23がオン、PWM信号によりQ22
がオンのとき、電流はVMMからQ22を通りモータM
21に流れ、D25、Q23を通ってモータ電流検出用
抵抗R21に流れる。よって抵抗R21により電流を電
圧に変換しモータ電流値に相当する電圧値を検出するこ
とができる。PWM信号によりQ22がオフのときは、
モータM21の逆起電力によりD28がオンになり、回
生電流はD25、Q23、R21を通りアースに流れ、
アースからD28を通りモータM21に戻る。以下の動
作は図6に示す例と同じ。
The instruction of the rotation direction is the same as in the example shown in FIG. In the speed control, a control target value is calculated as a current value based on a deviation between a predetermined motor speed and the speed of the motor M21 detected by the encoder EC21 connected to the motor M21, and the control target value is calculated by D / A conversion. Is converted into a digital signal and used as a control value. The difference between the current value, which is the control target value, and the detected motor current value is calculated by the differential amplifier IC23, and a PWM signal is generated by the comparator IC24 using the triangular wave and this difference is used as the duty ratio of this PWM signal. The motor is accordingly driven to control the speed. During reverse rotation, Q23 turns on, and Q22
When is on, the current flows from VMM through Q22 to motor M
21 to the motor current detecting resistor R21 through D25 and Q23. Therefore, the resistor R21 can convert the current into a voltage and detect the voltage value corresponding to the motor current value. When Q22 is off by the PWM signal,
The back electromotive force of the motor M21 turns on D28, and the regenerative current flows through D25, Q23, and R21 to the ground,
Return from the ground to the motor M21 via D28. The following operation is the same as the example shown in FIG.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の画
像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御装置は、図2
について説明したように、スキャナの動作は決まってお
り、スキャナの動作に応じてモータの回転方向が決めら
れている。言い換えるとモータに流す電流の向きを予め
決めておき、その方向でPWM信号により電流を加減し
て速度制御を行っている。
The servo control device in the scanner of the conventional image forming apparatus described above is shown in FIG.
As described above, the operation of the scanner is determined, and the rotation direction of the motor is determined according to the operation of the scanner. In other words, the direction of the current passed through the motor is determined in advance, and the speed is controlled by adjusting the current according to the PWM signal in that direction.

【0018】図2からもわかるように、高速複写機のス
キャナは、リターン時の速度を高速にすることで実現さ
せており、原稿読み取り時の速度に対し約4〜7倍の速
度で駆動させる。ここで問題になるのが、リターン時の
最高速度から減速させてスキャナを停止させる場合に、
減速時にモータの回転方向を逆にして反転ブレーキを利
用しているが、この回転方向切り替えの際にモータの逆
起電圧の働きで過大なブレーキがかかり、予想以上の速
度低下が発生してしまうことである。制御ではこの速度
低下すなわち過大な反転ブレーキ量を補おうとモータ電
流を減らそうとするが、制御目標値である電流値をゼロ
に設定しても、過大な反転ブレーキ量を補正することが
できない場合が発生してしまう。このため、リターン減
速時にスキャナが振動してしまい、異音が発生したり、
振動によるスキャナ速度の不安定からくる停止位置のバ
ラツキなどが発生する。また誘起電圧の大きいDCモー
タを使用する場合や、スキャナの摺動負荷が大きい場合
などには、リターン減速の加速度を的確に設定するのに
限度があり、目的とした加速度でスキャナを停止させる
ことが困難になる場合がある。
As can be seen from FIG. 2, the scanner of the high speed copying machine is realized by increasing the speed at the time of return, and is driven at a speed of about 4 to 7 times the speed at the time of reading the original. . The problem here is to stop the scanner by decelerating from the maximum speed on return,
When decelerating, the reversing brake is used by reversing the rotation direction of the motor, but when this rotation direction is switched, excessive braking is applied due to the back electromotive force of the motor, resulting in unexpected speed reduction. That is. The control tries to reduce the motor current in order to compensate for this speed decrease, that is, the excessive reversal brake amount, but when the current value that is the control target value is set to zero, the excessive reversal brake amount cannot be corrected. Will occur. For this reason, the scanner vibrates during deceleration of the return, causing abnormal noise,
Variations in the stop position occur due to unstable scanner speed due to vibration. Also, when using a DC motor with a large induced voltage or when the sliding load of the scanner is large, there is a limit to setting the acceleration for return deceleration accurately, and stop the scanner at the intended acceleration. Can be difficult.

【0019】本発明は、このような問題点に鑑み、リタ
ーン減速時の制御目標電流値に対してモータ電流の差が
大きくなった場合に、自動的にモータに流す電流の向き
を切り替え、俊敏な制御を実行して適切なスキャナ走行
性能を得ることができる画像形成装置のスキャナにおけ
るサーボ制御装置を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention automatically switches the direction of the current flowing to the motor when the difference between the motor current and the control target current value at the time of deceleration of the return becomes large, and the agility is improved. It is an object of the present invention to provide a servo control device in a scanner of an image forming apparatus that can perform various controls and obtain appropriate scanner running performance.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
原稿画像に沿って走行し原稿画像から画像データを読み
取るスキャナを有し、このスキャナをモータにより往復
移動させる画像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御
装置において、モータ速度を決めるパルス幅変調信号と
モータに流す電流の向きによりモータを正逆回転駆動す
るH型ブリッジ回路と、モータ軸に取り付けられたエン
コーダと、このエンコーダの検出信号によりモータの回
転速度検出、速度演算および速度制御を行うマイクロコ
ントローラと、モータに流れる電流値とその電流方向を
検出する検出部と、上記速度演算結果からの目標指示電
流値と上記モータ電流値との差信号を生成し、この差信
号の絶対値より上記パルス幅変調信号を生成してモータ
速度制御を行い、さらに上記目標指示電流値とモータ
電流値を比較し、その比較結果によってモータに流す電
流の向きを決定してモータ回転方向を制御するフィード
バック系とを有することを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
Servo control in a scanner of an image forming apparatus that has a scanner that runs along a document image and reads image data from the document image, and causes the scanner to reciprocate by a motor
In the device , a pulse width modulation signal that determines the motor speed and
An H-shaped bridge circuit that drives the motor to rotate forward and backward according to the direction of the current flowing to the motor, an encoder attached to the motor shaft, and a microcontroller that performs motor rotation speed detection, speed calculation, and speed control by the detection signal of this encoder. And a detector for detecting the current value flowing in the motor and its current direction, and a difference signal between the target instruction current value from the speed calculation result and the motor current value.
The pulse width modulation signal is generated from the absolute value of the
And a feedback system for controlling the rotation direction of the motor by determining the direction of the current flowing through the motor by comparing the target instruction current value with the motor current value. .

【0021】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、モータに流す電流の向きを決定しモータ回
転方向を制御するフィードバック系は、定電流制御回路
のフィードバック内で、モータ電流を電圧変換した値と
目標指示電流値を電圧変換した値を差動増幅した値と、
モータ停止時のモータ電流を電圧変換した値とを比較
し、その結果得られた2値の信号により、H型ブリッジ
回路を通じてモータに流す電流の方向を自動的に決める
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the feedback system for determining the direction of the current flowing through the motor and controlling the motor rotation direction controls the motor current within the feedback of the constant current control circuit. A value obtained by differentially amplifying the voltage-converted value and the value obtained by voltage-converting the target instruction current value,
The motor current when the motor is stopped is compared with a voltage-converted value, and the binary signal obtained as a result is used to automatically determine the direction of the current passed through the H-type bridge circuit.

【0022】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、モータ電流を電圧変換した値と目標指示電
流値を電圧変換した値を差動増幅した値と、モータ停止
時のモータ電流を電圧変換した値との差の絶対値を生成
し、この絶対値と三角波を比較することによりパルス幅
変調信号を生成してこれをモータ速度の制御量とし、こ
の制御量に応じてH型ブリッジ回路を通じてモータに流
す電流量を決めることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a value obtained by differentially amplifying a value obtained by converting the voltage of the motor current and a value obtained by converting the target instruction current value by voltage, and the motor current when the motor is stopped. The absolute value of the difference from the voltage converted value is generated, the pulse width modulation signal is generated by comparing this absolute value with the triangular wave, and this is used as the control amount of the motor speed. It is characterized in that the amount of current flowing through the bridge circuit is determined.

【0023】[0023]

【実施の形態】以下、図1〜図3を参照しながら本発明
にかかる画像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御装
置の実施実施の形態について説明する。図1において、
4個のMOS・FETQ31,Q32,Q33,Q34
(以下単に「Q1」「Q2」のように表示する)からな
るH型ブリッジ回路は、複写機等の画像形成装置のスキ
ャナを駆動するDCサーボモータM31に通電する電流
を切り替えるもので、上記H型ブリッジ回路の中間にモ
ータM31が接続されている。より具体的には、電源V
MMとアースとの間にはQ31、Q33からなる直列回
路とQ32、Q34からなる直列回路が接続され、Q3
1、Q33の接続点とQ32、Q34の接続点間にモー
タM31が接続されている。各Q31、Q32、Q3
3、Q34には、これらQ31、Q32、Q33、Q3
4に流れる電流方向とは逆向きの電流を通すダイオード
D31,D32,D33,D34(以下単に「D1」
「D2」のように表示する)が並列に接続されている。
各Q31、Q32、Q33、Q34はマイコン30から
の指令によってオン・オフ制御され、正逆回転制御、速
度制御、停止の各制御が行われる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a servo control device in a scanner of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG.
Four MOS FETs Q31, Q32, Q33, Q34
The H-type bridge circuit composed of (hereinafter simply referred to as “Q1” and “Q2”) switches the current supplied to the DC servo motor M31 for driving the scanner of the image forming apparatus such as a copying machine. A motor M31 is connected in the middle of the mold bridge circuit. More specifically, the power source V
A series circuit composed of Q31 and Q33 and a series circuit composed of Q32 and Q34 are connected between the MM and the ground.
The motor M31 is connected between the connection point of 1, Q33 and the connection point of Q32, Q34. Each Q31, Q32, Q3
3 and Q34, these Q31, Q32, Q33, Q3
The diodes D31, D32, D33, D34 (hereinafter simply referred to as "D1") that pass a current in the direction opposite to the direction of the current flowing in
(Displayed as "D2") are connected in parallel.
Each Q31, Q32, Q33, Q34 is on / off controlled by a command from the microcomputer 30, and forward / reverse rotation control, speed control, and stop control are performed.

【0024】Q31,Q33の接続点とモータM31の
間には、モータ電流値と電流方向を検出する手段とし
て、ホール電流検出器40がモータM31と直列に接続
されている。ホール電流検出器40は、電流に比例して
発生する磁束を磁気鉄心とホール素子の組合せにより非
接触で検出し、上記電流を電圧に変換して出力するもの
である。その特性の一例を図3に示す。図3に示すとお
り、モータに電流が流れていないとき、すなわちモータ
停止状態では出力電圧OVで、プラスの電流(仮にモー
タ正転方向とする)のときはプラスの出力電圧を、マイ
ナスの電流(仮にモータ逆転の方向とする)のときはマ
イナスの出力電圧を発生する。この出力電圧は、電流に
比例した値である。従って、ホール電流検出器40の出
力電圧が0Vであるかどうか、出力電圧の極性はどうか
を見ることによって、モータ電流値と電流の向きを検出
することができる。制御目標電流値を電圧に変換した値
の極性は、ホール電流検出器40の極性と合わせて、プ
ラス側をモータ正転方向、マイナス側をモータ逆転方向
に決めておく。
Between the connection point of Q31 and Q33 and the motor M31, a hall current detector 40 is connected in series with the motor M31 as means for detecting the motor current value and the current direction. The Hall current detector 40 detects a magnetic flux generated in proportion to the current in a non-contact manner by a combination of a magnetic iron core and a Hall element, converts the current into a voltage, and outputs the voltage. An example of the characteristic is shown in FIG. As shown in FIG. 3, when no current is flowing in the motor, that is, when the motor is stopped, the output voltage is OV, and when the current is a positive current (provisionally, the motor is in the forward rotation direction), the positive output voltage is a negative current ( If the motor is rotated in the reverse direction), a negative output voltage is generated. This output voltage has a value proportional to the current. Therefore, the motor current value and the direction of the current can be detected by checking whether the output voltage of the Hall current detector 40 is 0V and the polarity of the output voltage. The polarity of the value obtained by converting the control target current value into a voltage is determined in accordance with the polarity of the Hall current detector 40 so that the positive side is the motor forward direction and the negative side is the motor reverse direction.

【0025】モータM31にはモータM31の回転に応
じたパルス信号でありかつ回転方向によって位相ずれの
向きが異なる複数相のパルス信号を発生するエンコーダ
EC31が取り付けられている。エンコーダEC31か
らのパルス信号は回転速度信号としてマイコン30のカ
ウンタ入力ポートに入力される。また、エンコーダEC
31からの複数相の信号の位相ずれの向きによって反転
するフリップフロップ回路26が設けられ、フリップフ
ロップ回路26の出力によって回転方向検出が行われ、
回転方向信号がマイコン30の入力ポートP2に入力さ
れるようになっている。
The motor M31 is provided with an encoder EC31 for generating pulse signals of a plurality of phases which are pulse signals corresponding to the rotation of the motor M31 and have different phase shift directions depending on the rotation direction. The pulse signal from the encoder EC31 is input to the counter input port of the microcomputer 30 as a rotation speed signal. Also, the encoder EC
A flip-flop circuit 26 that inverts depending on the direction of the phase shift of the signals of multiple phases from 31 is provided, and the rotation direction is detected by the output of the flip-flop circuit 26.
The rotation direction signal is input to the input port P2 of the microcomputer 30.

【0026】マイコン30は、予め設定されたモータ速
度と、エンコーダEC31により検出されたモータM3
1の速度との偏差により制御目標値を電流値として算出
し、制御目標値である電流値を電圧値に換算し出力す
る。この電圧値をD/A変換器31によりデジタル信号
からアナログ信号に変換して制御目標値とする。この制
御目標値である電流値と、上記ホール電流検出器40で
検出されるモータ電流値は差動増幅器IC33に入力さ
れ、上記制御目標値とモータ電流値との差が演算され
る。また、上記制御目標値とモータ電流値との差の演算
信号は、差動増幅器IC35でモータ停止時のモータ電
流を電圧変換した値すなわち0Vとの差が演算され、差
動増幅器IC35の出力は比較器IC36で2値化され
る。この2値化信号をフィードバックしてモータM31
の正逆回転を決定するもので、上記2値化信号のインバ
ータIC37による反転信号S1が前記Q33をオン・
オフ制御し、上記2値化信号S2がQ34をオン・オフ
制御する。
The microcomputer 30 uses a preset motor speed and the motor M3 detected by the encoder EC31.
The control target value is calculated as a current value based on the deviation from the speed of 1, and the current value that is the control target value is converted into a voltage value and output. This voltage value is converted from a digital signal to an analog signal by the D / A converter 31 and used as a control target value. The current value that is the control target value and the motor current value detected by the hall current detector 40 are input to the differential amplifier IC33, and the difference between the control target value and the motor current value is calculated. Further, as for the calculation signal of the difference between the control target value and the motor current value, the difference between the value obtained by voltage-converting the motor current when the motor is stopped, that is, 0 V is calculated by the differential amplifier IC35, and the output of the differential amplifier IC35 is calculated. It is binarized by the comparator IC36. This binary signal is fed back to the motor M31
Of the binarized signal is inverted by the inverter IC 37 to turn on Q33.
It is turned off, and the binarized signal S2 turns on and off the Q34.

【0027】上記差動増幅器IC35の出力は、オペア
ンプ36ともう一つのオペアンプ37を有してなる絶対
値回路38によって全波整流され、上記制御目標値とモ
ータ電流値との差の演算信号と、モータ停止時のモータ
電流を電圧変換した値との差の絶対値が演算される。こ
の絶対値信号は比較器IC34で三角波発生回路33か
ら出力される三角波と比較され、PWM信号が出力され
る。このPWM信号はナンド回路34、35に入力され
る。ナンド回路34にはまた上記2値化信号の反転信号
S1が入力され、ナンド回路35には上記2値化信号S
2が入力される。上記PWM信号は、モータM31を回
転駆動するH型ブリッジ回路の上側のQ31,Q32の
デューティ比を変化させて速度制御を行うようになって
いる。
The output of the differential amplifier IC35 is full-wave rectified by an absolute value circuit 38 having an operational amplifier 36 and another operational amplifier 37, and an arithmetic signal of the difference between the control target value and the motor current value is obtained. The absolute value of the difference between the motor current when the motor is stopped and the voltage converted from the motor current is calculated. This absolute value signal is compared with the triangular wave output from the triangular wave generating circuit 33 in the comparator IC34, and the PWM signal is output. This PWM signal is input to the NAND circuits 34 and 35. The NAND circuit 34 also receives the inversion signal S1 of the binarized signal, and the NAND circuit 35 receives the binarized signal S1.
2 is input. The PWM signal controls the speed by changing the duty ratio of Q31 and Q32 on the upper side of the H-type bridge circuit that rotationally drives the motor M31.

【0028】次に、図1に示す実施の形態の動作を説明
する。差動増幅器IC33,、差動増幅器IC35、比
較器IC36を含む回路は、モータM31に流れる電流
の向きを自動的に決める定電流制御回路を構成してい
る。この定電流制御回路内の上記差動増幅器IC33で
制御目標値である電流値と検出したモータ電流値とを差
動増幅し、このこの差動増幅信号と、モータに電流が流
れていないとき、すなわちモータ停止状態で電流検出器
=OVのときの信号とを差動増幅器IC35で差動増幅
し、この値をモータ停止状態であるOVに対して比較器
IC36により2値化する。この2値化信号S2と、こ
の2値化信号S2をインバータIC37により極性を逆
にした信号S1の2本の信号で、正転方向又は逆転方向
の切り替えを自動的に行う。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. The circuit including the differential amplifier IC33, the differential amplifier IC35, and the comparator IC36 constitutes a constant current control circuit that automatically determines the direction of the current flowing through the motor M31. The differential amplifier IC33 in the constant current control circuit differentially amplifies the current value which is the control target value and the detected motor current value, and when this differential amplified signal and no current is flowing to the motor, That is, the signal when the current detector = OV in the motor stopped state is differentially amplified by the differential amplifier IC35, and this value is binarized by the comparator IC36 with respect to the OV in the motor stopped state. The binarized signal S2 and the signal S1 in which the binarized signal S2 is inverted in polarity by the inverter IC 37 automatically switch between the normal rotation direction and the reverse rotation direction.

【0029】次に、制御操作量を決定してモータ速度を
制御する手段は、制御目標値である電流値と検出した電
流値との差の信号と、モータに電流が流れていないと
き、すなわちモータ停止状態で電流検出器=OVのとき
のの信号とで差動増幅した信号を、全波整流回路38に
てモータ停止状態であるOVに対して絶対値をとる。こ
の信号と三角波を比較器IC34にて比較し、PWM信
号を生成し、このPWM信号と上記の自動的に決定され
た回転方向指示信号とで、H型ブリッジ回路のQ31ま
たはQ32をオン・オフ制御して、上記PWM信号のデ
ューティ比に対応した電流をモータM31に供給してモ
ータM31の速度を制御する。
Next, the means for controlling the motor speed by determining the control manipulated variable is used when the signal of the difference between the current value which is the control target value and the detected current value and the current is not flowing through the motor, that is, The full-wave rectification circuit 38 takes the absolute value of the signal differentially amplified with the signal when the current detector = OV in the motor stopped state with respect to OV in the motor stopped state. This signal and the triangular wave are compared by the comparator IC34 to generate a PWM signal, and the PWM signal and the automatically determined rotation direction instruction signal are used to turn on / off the Q31 or Q32 of the H-type bridge circuit. The motor M31 is controlled to supply a current corresponding to the duty ratio of the PWM signal to the motor M31 to control the speed of the motor M31.

【0030】次にリターン減速時の動作について説明す
る。図2において、リターン等速動作中の制御目標電流
値はマイナス値であり、このとき図1に示す実施の形態
中の2値化信号S1およびS2は、S1=「H」レベ
ル、S2=「L」レベルで、モータ逆転方向になってい
るので、Q33がオンでPWM信号でQ32がオンのと
きはモータM31には電源VMMからQ32を通りモー
タM31、ホール電流検出器40、そしてQ33を通っ
てアースに電流が流れている。また、PWM信号でQ3
2がオフの時は、モータM31からホール電流検出器4
0、そしてQ33を通ってアースに電流が流れ、そして
D34を通ってモータM31に戻っている。このときの
ホール電流検出器40の出力電圧はマイナスになってい
る。
Next, the operation during return deceleration will be described. In FIG. 2, the control target current value during the return constant velocity operation is a negative value. At this time, the binarized signals S1 and S2 in the embodiment shown in FIG. 1 are S1 = “H” level, S2 = “ At "L" level, the motor is running in the reverse direction. Therefore, when Q33 is ON and the PWM signal is Q32, the motor M31 passes from the power source VMM through Q32 to the motor M31, the hall current detector 40, and Q33. Current is flowing to the ground. In addition, Q3 with PWM signal
When 2 is off, Hall current detector 4 from motor M31
A current flows to ground through 0, Q33, and then returns to the motor M31 through D34. At this time, the output voltage of the Hall current detector 40 is negative.

【0031】リターン減速位置にスキャナが達したら、
反転ブレーキ作動を利用して減速させるために、制御目
標電流値をプラスに設定する。これによりS1=「L」
レベル、S2=「H」レベルとなってモータ正転方向へ
の通電に自動的に切り替わり、電流の向きが逆転する。
モータ正転方向への通電中、Q34がオンでPWM信号
でQ31がオンのときは、モータM31には電源VMM
からQ31を通り、ホール電流検出器40、モータM3
1そしてQ34を通ってアースに電流が流れている。ま
た、PWM信号でQ31がオフのときは、モータM31
からQ34を通ってアースに電流が流れ、そしてD3
3、ホール電流検出器40を通ってモータM31に戻
る。
When the scanner reaches the return deceleration position,
The control target current value is set to positive in order to decelerate using the reverse brake operation. As a result, S1 = "L"
The level, S2 = “H” level, is automatically switched to energization in the motor forward direction, and the direction of the current is reversed.
During energization in the forward direction of the motor, when Q34 is turned on and Q31 is turned on by the PWM signal, the power source VMM is supplied to the motor M31.
Through Q31, Hall current detector 40, motor M3
1 and current is flowing to ground through Q34. When Q31 is off by the PWM signal, the motor M31
Through Q34 to ground, and D3
3. Return to the motor M31 through the hall current detector 40.

【0032】ここで電流の向きが切り替わったときに、
モータM31の逆起電圧により過大なトルクが発生し、
反転ブレーキ量が制御操作量より大きくなって速度が急
激に低下する。このとき、制御目標電流値より過大な電
流がモータM31に流れるため、S1=「H」レベル、
S2=「L」レベルとなって通電方向がモータ逆転方向
に切り替わり、反転モータブレーキ量を解除する動作を
行う。
Here, when the direction of the current is switched,
Excessive torque is generated by the back electromotive force of the motor M31,
The reverse braking amount becomes larger than the control operation amount, and the speed drops rapidly. At this time, since an electric current larger than the control target electric current value flows into the motor M31, S1 = “H” level,
At S2 = “L” level, the energization direction is switched to the motor reverse rotation direction, and the operation of releasing the reverse motor brake amount is performed.

【0033】以上の説明から明らかなとおり、図1に示
すような実施の形態によれば、制御目標電流値と実際に
モータに流れている電流値及び電流の向きにより、自動
的にモータに流す電流の向き、すなわちモータ正転方向
かまたは逆転方向かを切り替えることができる手段を設
けたため、急激な速度変化に対する制御を適切に実行す
ることができる。またリターン減速させる際の加速度ま
たは減速度の設定に誘起電圧の大きいDCモータを使用
する場合や、スキャナの摺動負荷が大きい場合などに
も、減速動作時の電流の向きが、スキャナ目標速度を満
足させるために絶えず変化し、正逆方向の通電制御を行
うため、柔軟な加速度または減速度の設定が可能にな
る。
As is apparent from the above description, according to the embodiment shown in FIG. 1, the current is automatically supplied to the motor according to the control target current value, the current value actually flowing in the motor and the direction of the current. Since the means for switching the direction of the electric current, that is, the forward rotation direction or the reverse rotation direction of the motor is provided, it is possible to appropriately execute the control for the rapid speed change. Also, when a DC motor with a large induced voltage is used to set the acceleration or deceleration when decelerating the return, or when the sliding load of the scanner is large, the direction of the current during the deceleration operation is set to the scanner target speed. It constantly changes to satisfy the condition, and the forward and reverse energization control is performed, so that flexible acceleration or deceleration can be set.

【0034】以上の制御により、リターン減速時の振動
の防止、振動によるスキャナ速度の不安定から発生する
停止位置のバラツキを防止することができ、さらに速度
プロフィールの設定の自由度が増し制御の余裕度が向上
する。
With the above control, it is possible to prevent vibration during return deceleration, and to prevent variations in the stop position caused by unstable scanner speed due to vibration, and further increase the degree of freedom in setting the speed profile and increase the control margin. The degree improves.

【0035】[0035]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、原稿画像
に沿って走行し原稿画像から画像データを読み取るスキ
ャナを有し、このスキャナをモータにより往復移動させ
る画像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御装置にお
いて、モータ速度を決めるパルス幅変調信号とモータに
流す電流の向きによりモータを正逆回転駆動するH型ブ
リッジ回路と、モータ軸に取り付けられたエンコーダ
と、このエンコーダの検出信号によりモータの回転速度
検出、速度演算および速度制御を行うマイクロコントロ
ーラと、モータに流れる電流値とその電流方向を検出す
る検出部と、上記速度演算結果からの目標指示電流値と
上記モータ電流値との差信号を生成し、この差信号の絶
対値より上記パルス幅変調信号を生成してモータの速度
制御を行い、さらに上記目標指示電流値とモータ電流値
を比較し、その比較結果によってモータに流す電流の向
きを決定してモータ回転方向を制御するフィードバック
系とを有しているため、スキャナの急激な速度変化に対
する制御を適切に実行することができる。例えば、スキ
ャナのリターン減速時の制御目標電流値に対してモータ
電流の差が大きくなった場合、自動的にモータに流す電
流の向きを切り替えて、減速効果が効きすぎることを回
避することができ、これによって俊敏な制御を実行して
適切なスキャナ走行性能を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, a servo control is provided in a scanner of an image forming apparatus which has a scanner which runs along an original image image and reads image data from the original image. In the device , the pulse width modulation signal that determines the motor speed and the motor
An H-type bridge circuit that drives the motor to rotate normally and reversely according to the direction of the flowing current, an encoder attached to the motor shaft, and a microcontroller that performs motor rotation speed detection, speed calculation, and speed control by the detection signal of this encoder, A detector for detecting the current value flowing in the motor and its current direction, a difference signal between the target instruction current value and the motor current value from the speed calculation result is generated, and the difference signal is cut off.
The pulse width modulation signal is generated from the logarithmic value to control the speed of the motor , and the target instruction current value and the motor current value are compared, and the direction of the current flowing to the motor is determined by the comparison result to determine the motor rotation direction. Since it has a feedback system for controlling, it is possible to appropriately execute control with respect to a rapid speed change of the scanner. For example, when the difference between the motor current and the control target current value at the time of deceleration of the scanner's return becomes large, the direction of the current flowing to the motor can be automatically switched to prevent the deceleration effect from becoming too effective. As a result, agile control can be executed and proper scanner running performance can be obtained.

【0036】請求項2記載の発明によれば、モータに流
す電流の向きを決定しモータ回転方向を制御するフィー
ドバック系は、定電流制御回路のフィードバック内で、
モータ電流を電圧変換した値と目標指示電流値を電圧変
換した値を差動増幅した値と、モータ停止時のモータ電
流を電圧変換した値とを比較し、その結果得られた2値
の信号により、H型ブリッジ回路を通じてモータに流す
電流の方向を自動的に決めるようにしたため、ハードウ
ェアの電流帰還回路内で高速で処理され、ソフト制御周
期と比較して、速い速度変化に対しても十分対応がと
れ、適切な制御が可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the feedback system for determining the direction of the current flowing through the motor and controlling the motor rotation direction is provided in the feedback of the constant current control circuit.
A binary signal obtained as a result of comparing the voltage-converted value of the motor current and the differential-amplified value of the target instruction current value with the voltage-converted value of the motor current when the motor is stopped. As a result, the direction of the current flowing to the motor is automatically determined through the H-type bridge circuit, so it is processed at high speed in the current feedback circuit of the hardware, and even if the speed change is faster than the soft control cycle. Sufficient support will be provided and appropriate control will be possible.

【0037】請求項3記載の発明によれば、モータ電流
を電圧変換した値と目標指示電流値を電圧変換した値を
差動増幅した値と、モータ停止時のモータ電流を電圧変
換した値との差の絶対値を生成し、この絶対値と三角波
を比較することによりパルス幅変調信号を生成してこれ
をモータ速度の制御量とし、この制御量に応じてH型ブ
リッジ回路を通じてモータに流す電流量を決めるように
したため、モータに流す電流の向きが自動的に決まり、
操作量の制御はH型ブリッジ回路のプラス側またはマイ
ナス側のうちの片方向のみで行えばよく、簡単な全波回
路により実現できる。さらにパルス幅変調信号に変換す
るのにも、絶対値を用いれば簡単な回路で実現すること
ができる。
According to the third aspect of the invention, the value obtained by differentially amplifying the value obtained by converting the voltage of the motor current and the value obtained by converting the voltage of the target instruction current value, and the value obtained by converting the voltage of the motor current when the motor is stopped are used. The absolute value of the difference is generated, a pulse width modulation signal is generated by comparing this absolute value with the triangular wave, and this is used as the control amount of the motor speed, and is supplied to the motor through the H-type bridge circuit according to this control amount. Since the amount of current is determined, the direction of the current flowing to the motor is automatically determined,
The control of the manipulated variable may be performed only in one of the plus side and the minus side of the H-type bridge circuit, and can be realized by a simple full-wave circuit. Further, the conversion into the pulse width modulation signal can be realized by a simple circuit by using the absolute value.

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

【図1】本発明にかかる画像形成装置のスキャナにおけ
るサーボ制御装置の実施の形態を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a servo control device in a scanner of an image forming apparatus according to the present invention.

【図2】画像形成装置のスキャナの動作を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the scanner of the image forming apparatus.

【図3】上記本発明の実施の形態に用いられているホー
ル電流検出器の電流対出力電圧特性を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing current vs. output voltage characteristics of the Hall current detector used in the embodiment of the present invention.

【図4】画像形成装置のスキャナの例を概略的に示す正
面図である。
FIG. 4 is a front view schematically showing an example of a scanner of the image forming apparatus.

【図5】従来の画像形成装置のスキャナにおけるサーボ
制御装置の一例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a servo control device in a scanner of a conventional image forming apparatus.

【図6】従来の画像形成装置のスキャナにおけるサーボ
制御装置の別の例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a servo control device in a scanner of a conventional image forming apparatus.

【図7】同上サーボ制御装置の各部の動作を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing an operation of each unit of the above servo control device.

【図8】従来の画像形成装置のスキャナにおけるサーボ
制御装置のさらに別の例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing still another example of the servo control device in the scanner of the conventional image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M31 モータ Q31 H型ブリッジ回路を構成するMOS・FET Q32 H型ブリッジ回路を構成するMOS・FET Q33 H型ブリッジ回路を構成するMOS・FET Q34 H型ブリッジ回路を構成するMOS・FET EC31 エンコーダ IC36 比較器 30 マイクロコントローラ 33 三角波発生回路 38 絶対値回路 40 電流値と電流方向を検出するホール電流検出
M31 Motor Q31 MOS-FET Q31 H-type bridge circuit MOS-FET Q32 H-type bridge circuit MOS-FET Q33 H-type bridge circuit MOS-FET Q34 H-type bridge circuit MOS-FET EC31 Encoder IC36 Comparison 30 Micro controller 33 Triangular wave generating circuit 38 Absolute value circuit 40 Hall current detector for detecting current value and current direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/00 - 5/26 H02P 7/00 - 7/34 G03G 15/04 G05D 3/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 5/00-5/26 H02P 7/00-7/34 G03G 15/04 G05D 3/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 原稿画像に沿って走行し原稿画像から画
像データを読み取るスキャナを有し、このスキャナをモ
ータにより往復移動させる画像形成装置のスキャナにお
けるサーボ制御装置において、 モータ速度を決めるパルス幅変調信号とモータに流す電
流の向きによりモータを正逆回転駆動するH型ブリッジ
回路と、 モータ軸に取り付けられたエンコーダと、 上記エンコーダの検出信号によりモータの回転速度検
出、速度演算及び速度制御を行うマイクロコントローラ
と、 モータに流れる電流値とその電流方向を検出する検出部
と、 上記速度演算結果からの目標指示電流値と上記モータ電
流値との差信号を生成し、この差信号の絶対値より上記
パルス幅変調信号を生成してモータの速度制御を行い、
さらに上記目標指示電流値とモータ電流値を比較し、そ
の比較結果によって上記モータに流す電流の向きを決定
してモータ回転方向を制御するフィードバック系とを有
することを特徴とする画像形成装置のスキャナにおける
サーボ制御装置。
1. A scanner of an image forming apparatus , comprising a scanner that runs along an original image image and reads image data from the original image, and reciprocates the scanner by a motor .
In the servo control device , the pulse width modulation signal that determines the motor speed and the electric current that flows to the motor.
An H-type bridge circuit that drives the motor to rotate forward and backward depending on the direction of the flow, an encoder attached to the motor shaft, a microcontroller that detects the rotation speed of the motor, calculates the speed, and controls the speed based on the detection signals of the encoder, current flowing through the and the detector for detecting the current direction, and generates a difference signal between the target command current value and the motor current value from the speed calculation result, the more the absolute value of the difference signal
Generate a pulse width modulation signal to control the speed of the motor ,
Further comparing the target command current value and the motor current value, the scanner of the image forming apparatus characterized by comprising a feedback system for controlling the rotating direction of the motor to determine the direction of the current flowing to the motor according to the comparison result Servo control device.
【請求項2】 モータに流す電流の向きを決定しモータ
回転方向を制御するフィードバック系は、定電流制御回
路のフィードバック内で、モータ電流を電圧変換した値
と目標指示電流値を電圧変換した値を差動増幅した値
と、モータ停止時のモータ電流を電圧変換した値とを比
較し、その結果得られた2値の信号により、H型ブリッ
ジ回路を通じてモータに流す電流の方向を自動的に決め
ることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置のスキ
ャナにおけるサーボ制御装置。
2. A feedback system for determining a direction of a current flowing through a motor and controlling a motor rotation direction, wherein a value obtained by converting a motor current into a voltage and a value obtained by converting a target instruction current value into a voltage within a feedback of a constant current control circuit. The value obtained by differentially amplifying is compared with the value obtained by converting the voltage of the motor current when the motor is stopped, and the binary signal obtained as a result automatically determines the direction of the current flowing to the motor through the H-bridge circuit. The servo control device in the scanner of the image forming apparatus according to claim 1, wherein the servo control device is determined.
【請求項3】 モータ電流を電圧変換した値と目標指示
電流値を電圧変換した値を差動増幅した値と、モータ停
止時のモータ電流を電圧変換した値との差の絶対値を生
成し、この絶対値と三角波を比較することによりパルス
幅変調信号を生成してこれをモータ速度の制御量とし、
この制御量に応じてH型ブリッジ回路を通じてモータに
流す電流量を決めることを特徴とする請求項2記載の画
像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御装置。
3. An absolute value of a difference between a value obtained by voltage-converting a motor current, a value obtained by differentially amplifying a value obtained by voltage-converting a target instruction current value, and a value obtained by voltage-converting the motor current when the motor is stopped is generated. , A pulse width modulation signal is generated by comparing this absolute value with a triangular wave, and this is used as the control amount of the motor speed,
3. The servo control device in the scanner of the image forming apparatus according to claim 2, wherein the amount of current flowing through the motor through the H-type bridge circuit is determined according to the control amount.
JP26950596A 1996-10-11 1996-10-11 Servo control device in scanner of image forming apparatus Expired - Fee Related JP3462017B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26950596A JP3462017B2 (en) 1996-10-11 1996-10-11 Servo control device in scanner of image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26950596A JP3462017B2 (en) 1996-10-11 1996-10-11 Servo control device in scanner of image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10117487A JPH10117487A (en) 1998-05-06
JP3462017B2 true JP3462017B2 (en) 2003-11-05

Family

ID=17473363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26950596A Expired - Fee Related JP3462017B2 (en) 1996-10-11 1996-10-11 Servo control device in scanner of image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3462017B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10117487A (en) 1998-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10200699A (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
KR970018967A (en) Inverter controller for brushless DC motor control
JP3462027B2 (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
JP3462017B2 (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
JP3462038B2 (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
JP3511567B2 (en) Servo controller for scanner
JP3511557B2 (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
US5117164A (en) Linear driving apparatus
JP2001275374A (en) Motor control device and storage medium
JPH08237986A (en) Rotational position detection device and detection method
JP4136212B2 (en) Servo control device, scanner having the servo control device, and image processing apparatus including the scanner
JPH0786776B2 (en) Mobile control device
JP3729301B2 (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
JP3909796B2 (en) Servo control device, scanner having the servo control device, and image processing apparatus including the scanner
JP2820724B2 (en) Drive control device for servo motor of image reading device
JPH10233893A (en) Servo control device in scanner of image forming apparatus
JPH09269633A (en) Image forming device
SE9002419D0 (en) CONVERTER 2
JPH11146690A (en) Overcurrent protection circuit in scanner control of image forming apparatus
JP2957310B2 (en) Speed control device for copier optical system
JP4203156B2 (en) Motor control method
JP7067064B2 (en) Motor control device and image forming device
JP3331630B2 (en) Sensorless motor driving method and device thereof
JPS6216799Y2 (en)
JP2551590B2 (en) Speed control method for copier optical system

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees