JPH03198681A - モータ制御装置 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、モータ制御装置に関し、特に、ホスト装置
からの命令に基づいてモータの制御を行うモータ制御装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 たとえば複写機の光学系（照明ユニ・ソトおよび反射ミ
ラー）駆動用のＤＣサーボモータの制御回路は、ホスト
装置（複写機本体の制御装置）から与えられる命令に基
づいてＤＣサーボモータを制御している。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のように、ホスト装置からの命令に基づいて、モー
タ制御回路がサーボモータの制御を行う場合、ホスト装
置から命令が与えられると、制御回路は直ちに命令実行
のための制御をサーボモータに施していた。よって、サ
ーボモータが駆動する負荷系に振動が生じたり、負荷系
に含まれる摺動部材の摩耗が激しい等の欠点があった。

より具体的に説明すると、たとえば、複写機の光学系が
リターンしている場合において、光学系がホームポジシ
ョンに達し、ホームポジションスイッチがオンされると
、該ホームポジションスイッチのオンに基づいてホスト
装置から光学系停止命令がモータ制御回路へ与えられる
。モータ制御回路では、該命令に基づいて直ちに光学系
停止制御を行っていた。

ところで、停止制御を行う際に、光学系駆動用のサーボ
モータの速度が未だ十分に減速されていない場合には、
サーボモータを急激に停止させることになる。よって、
サーボモータの急激な停止およびそれに伴なう光学系の
急激な停止により、光学系に振動が発生すると共に、場
合によっては光学系のランプが切れたり、光学系移動用
の摺動部材の摩耗が激しかったりする等の欠点があった
。

また、連続コピー時においては、サーボモータが急激に
反転され、光学系に生じた振動が完全に減衰する前に、
次のコピーが始まってしまい、次のコピーの先端の画像
が乱れる等の欠点もあった。

以上は、複写機の光学系駆動用のモータ制御回路の場合
であるが、この種の欠点は、モータ制御回路全般につい
て共通していた。

それゆえ、この発明は、上述のような欠点を解消するた
めになされたものであり、常に安定したモータ制御を行
うことのできるモータ制御装置を提供することを目的と
する。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、ホスト側から与えられる制御命令に応答し
てモータ制御を行う制御装置であって、モータの回転軸
に結合され、モータの回転に応じた信号を出力する回転
信号出力手段、ホスト側から制御命令が与えられた時、
回転信号出力手段の出力に基づいて、モータが与えられ
た制御命令を実行可能な状態になっているか否かを判別
する判別手段、および判別手段によって実行不可能な状
態であると判別された時は、回転信号出力手段の出力に
基づいて、モータが制御命令を実行可能な状態になるま
で、該制御命令の実行を保留し、モータが制御命令を実
行可能な状態になった時に、該制御命令を実行する命令
実行手段を含むことを特徴とするモータ制御装置である
。

また、この発明は、前記モータ制御装置でありて、判別
手段は、回転信号出力手段の出力に基づいて、モータ回
転速度を算出する速度算出手段、および予め定めるモー
タの回転速度が記憶された記憶手段を含み、速度算出手
段によって算出されるモータの回転速度が記憶手段に記
憶されている回転速度以下か否かによって、モータが制
御命令を実行可能な状態か否かを判別するものであるこ
とを特徴とする。

〈作用〉 この発明によれば、ホスト側から制御命令が与えられた
とき、モータの回転軸に結合された回転信号出力手段の
出力に基づいて、モータが与えられた制御命令を実行可
能な状態になっているか否かが判別される。具体的には
、モータの回転速度が所定速度以下に下がっているか否
かが判別される。

そして、モータの回転速度が所定速度よりも高い場合に
は、モータは制御命令を実行不可能な状態であると判別
され、係る場合は、モータの回転速度が所定速度以下に
下がり、制御命令を実行可能な状態になるまで制御命令
の実行が保留され、モータの回転速度が所定速度以下に
下がった時に、該制御命令が実行される。

〈実施例〉 以下には、この発明の一実施例として、複写機の光学系
（照明ユニットおよび反射ミラー）駆動用のＤＣサーボ
モータの制御回路に適用する場合を例にとって説明をす
る。

第１図は、複写機の光学系を駆動するためのＤＣサーボ
モータの制御回路の構成例を示すブロック図である。こ
の制御回路では、ＤＣサーボモータへの印加電圧として
ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）信号が使用されている。

このＤＣサーボモーター０は永久磁石フィールド形であ
って、ドライバ部１１によって回転駆動され、光学系１
７を移動させる。

サーボモーター０の回転軸にはロータリエンコーダ１２
が連結されている。ロークリエンコーダ１２は、既に公
知の通り、サーボモーター０が予め定める微小角度回転
するごとに速度検出パルスを出力するものである。この
実施例のロータリエンコーダ１２からは、互いに周期が
等しくかつ位相が９０度ずれたＡ相とＢ相の速度検出パ
ルス（速度検出信号）が出力され、サーボモーター０が
１回転することにより、各相、たとえば２００個の速度
検出パルスが出力される。

ロータリエンコーダ１２から出力される速度検出パルス
は、エンコーダ信号入力部１３へ与えられる。エンコー
ダ信号入力部１３は、後に詳述するように、ロークリエ
ンコーダ１２から与えられる速度検出パルスに基づいて
、サーボモーター０の回転速度を検出するための回路で
ある。エンコーダ信号入力部１３の出力は制御部１４へ
与えられる。

制御部１４は、ＣＰＵ、プログラムなどを記憶するＲＯ
Ｍ、必要なデータを記憶するＲＡＭなどを備えており、
指令速度と検出速度との差の算出処理、速度指令信号と
速度検出信号との位相差の算出処理、サーボモーター０
を制御するためのＰＷＭデータの算出処理などを行う。

制御部１４には、複写機本体の制御部（図示せず）から
、動作指令信号および速度指令信号（速度指令クロック
）が与えられる。制御部１４は、複写機本体の制御部か
ら与えられる指令信号に基づいて制御処理を実行し、Ｐ
ＷＭデータを算出してＰＷＭユニット１６へ与えると共
に、前述したドライバ部１１ヘドライバ部駆動信号を与
える。

なお、指令信号は、速度指令クロックが速度指令信号入
力部１４へ与えられるようにされている。

ＰＷＭユニット１６は、制御部１４から与えられるＰＷ
Ｍデータに応じたパルス幅（出力デユーティ）のＰＷＭ
信号を発生するためのユニットである。ＰＷＭユニット
１６から出力されるＰＷＭ信号によってサーボモーター
０の回転速度が制御される。また、ドライバ部駆動信号
は、サーボモータ１０の回転方向を決めたり、ブレーキ
ングしたりする。

ドライバ部１１には、たとえば第２図に示すようなトラ
ンジスタブリッジ回路が含まれており、サーボモーター
０を正転、逆転または停止させることができるようにさ
れている。

制御部１４からのドライバ部駆動信号は、トランジスタ
ブリッジ回路の入力端子１１１に与えられ、ドライバ部
駆動信号かハイレベルではサーボモーター０が正転され
、ローレベルではサーボモータ１０が逆転される。

また、ＰＷＭユニット１６からのＰＷＭ信号は、トラン
ジスタブリッジ回路の入力端子１１２へ与えられ、ＰＷ
Ｍ信号がハイレベル／ローレベルに切換えられることに
よって、サーボモータ１０がオン／オフされるようにさ
れている。

このトランジスタブリッジ回路の動作を簡単に説明して
おくと、次の通りである。

入力端子１１１および１１２にハイレベル信号が与えら
れると、トランジスタ１１４および１１５がオンして、
サーボモータ１０に矢印ａ方向の電流が流れ、サーボモ
ータ１０は正転される。

一方、入力端子１１１にローレベル信号、入力端子１１
２にハイレベル信号が与えられると、トランジスタ１１
６および１１７がオンして、サーボモータ１０に矢印す
方向の電流が流れ、サーボモータ１０は逆転される。

さらに、入力端子１１２へ与えられる信号がローレベル
にされると、サーボモータ１０への通電が禁止され、サ
ーボモータ１０は停止される。

第１図に戻って説明すると、以上のような構成において
、制御部１４に複写機本体の制御部（図０ 示せず）から制御命令（指令信号）が与えられると、制
御部１４はサーボモータ１０の現在の回転速度を判別し
て、後に説明するように、サーボモータ１０の回転速度
が所定速度以下に低下するまで制御命令の実行を保留す
るのである。

次に、制御命令を直ちに実行するか保留するかの判断基
準となるサーボモータ１０の回転速度の正確な検出に関
するこの実施例の構成について、まず説明をする。

第３図は、エンコーダ信号入力部１３の構成例を示す図
である。第３図を参照して説明すると、エンコーダ信号
入力部１３は、ロータリエンコーダ１２から送られてく
るＡ相の速度検出パルスの立上りを検出する立上り検出
回路１３１、基準クロックをアップカウントするたとえ
ば１６ビツト構成のフリーランニングカウンタ１３３お
よび立上り検出回路１３１の立上り検出出力をキャプチ
ャ信号とし、該キャプチャ信号をトリガとしてフリーラ
ンニングカウンタ１３３のカウント数を読取保持するキ
ャプチャレジスタ１３４を備えてい１す る。

基準クロックは、第１図に示す回路全体の動作タイミン
グの基準となる基準クロックであり、回路がマイクロコ
ンピュータで構成されている場合はマシンクロックが利
用される。また、そのような基準クロックがない場合、
基準クロック発生回路を設けてもよい。

エンコーダ信号入力部１３は、さらに、アップダウン検
出部１３５およびアップダウンカウンタ１３６を備えて
いる。アップダウン検出部１３５は、立上り検出回路１
３１からＡ相の速度検出パルスの立上り検出出力が与え
られた時にＢ相の回転パルスのレベルを判断し、Ｂ相の
回転パルスがハイレベルかローレベルかによって、サー
ボモータ１０（第１図）が正転しているか逆転している
かを判別するものである。アップダウンカウンタ１３６
は、アップダウン検出部１３５の判別出力に基づいて、
立上り検出回路１３１の検出出力をアップカウントまた
はダウンカウントするものである。

２ 次に、第３図の回路の動作説明をする。

キャプチャレジスタ１３４の内容は、キャプチャ信号、
すなわちＡ相の速度検出パルスの立上りが検出されるご
とに更新されていく。また、アップダウンカウンタ１３
６は、速度検出パルスの立上り検出回数、言い換えれば
速度検出パルス数をカウントする。

それゆえ、所定のサンプル時間ΔＴ内において、アップ
ダウンカウンタ１３６で、回転パルスがｎ個カウントさ
れ、その間にフリーランニングカウンタ１３３でカウン
トされる基準パルスのカウント数を計測すれば、それに
基づいて回転数Ｎを算出することができる。

つまり、サーボモータ１０の回転数Ｎ［ｒｐｍ］は、基
準クロックの周波数をｆ［Ｈｚ］、サーボモータ１０が
１回転することによりロータリエンコーダ１２から出力
されるＡ相の回転パルス数をＣ［ｐｐｒ］、今回のキャ
プチャレジスタ１３１の内容をＣＰＴ、、前回のキャプ
チャレジスタ１３１の内容をＣＰＴＩ、、前回のキャプ
チャレジス３ 夕１３１の内容をＣＰＴ、、とすると、・・・　（１） で算出することができる。

ここで、式（１）は、基準クロック周波数ｆと回転パル
ス数Ｃとが定数であるから、 Ｎ−−１Δ　・・・（２） Ａ ＣＰＴｆｉ　　ＣＰＴ、、−＋　　　Ｘ但し、Ａニー！
−Ｘ６０ Ｘ　：　ＣＰＴｌｌ　−ＣＰＴ、。

となる。

第４図は、制御部１４がキャプチャレジスタ１３４およ
びアップダウンカウンタ１３６の内容をサンプル時間Δ
ｔごとに読出して回転数Ｎを算出４ するための回転数検出処理手順を示している。

サンプル時間Δｔは、 Δｔ≧Ｘ＝ＣＰＴ、ｌ　ＣＰＴ−＋・・・（３）を満足
する適当な時間が設定されている。

次に、第３図および第４図を参照して説明をする。

制御部１４では、内部タイマが一定のサンプル時間Δｔ
に達するごとに（ステップＳ１）、タイマがリセットさ
れ（ステップＳ２）、キャプチャレジスタ１３４および
アップダウンカウンタ１３６の内容が読出される（ステ
ップＳ３）。

そして、今回読出されたキャプチャレジスタ１３４のカ
ウント数ＣＰＴ、から、すでに記憶されている前回読出
されたキャプチャレジスタ１３４のカウント数ＣＰ　Ｔ
　ｏ−＋を減じることにより、１サンプル時間Δを内の
基準クロック数Ｘが求められた後、ＣＰＴ、が記憶され
る（ステップＳ４）。

また、今回読出されたアップダウンカウンタ１３６のカ
ウント数ＵＤＣｆｉから、すでに記憶されている前回読
出されたアップダウンカウンタ１３５ ６のカウント数Ｕ　Ｄ　Ｃｎ−４を減じることにより、
１サンプル時間Δを内の回転パルス数ｎが求められた後
、ＵＤＣ，、が記憶される（ステップＳ５）。

その後、上述した式（２）に基づいて、サーボモータ１
０の回転数Ｎが求められる（ステップＳ６）。

上述のような回転数検出処理に替えて、たとえば、速度
検出パルスが出力されるごとに、キャップチャレジスタ
１３４のカウント数ＣＰＮ、、を続出し、前回のカウン
ト数ＣＰＴ、、−＋を減じて、最新の速度検出パルスの
周期を算出し、この周期に基づいて回転数データＮｆｉ
を求めるようにしてもよい。

あるいはまた、別の回転数検出処理であっても構わない
。

次に、図示しない複写機本体から制御部に指令信号が与
えられた場合における制御部１４の制御動作について説
明をする。

第５図は、複写機本体の制御部から制御部１４へ与えら
れる指令信号と、制御部１４によって制御６ 御されるサーボモータ１０の回転速度との関係を表わす
信号のタイミング図であり、第６図は、複写機本体の制
御部から指令信号が与えられた場合における制御部１４
の制御動作を表わすフローチャートである。

第５図および第６図を参照して説明すると、制御部１４
では、一定のタイミングごとに、第６図に示す制御が行
われる。この一定のタイミングごととは、たとえば先に
説明した一定のサンプル時間Δｔごとであってもよいし
、制御部１４が複数の処理を並列的に行っている場合に
は、一定の割込みタイミングごとであってもよい。

制御部１４によって、上記一定のタイミングごとにサー
ボモータ１０の回転速度が予め定める所定速度以下か否
かの判別がされる（ステップ５１１）。

サーボモータ１０の回転速度が所定速度以下でない場合
には、制御部１４内のメモリ領域に設けられた動作禁止
フラグＦ１が“Ｌ″にセットされる（ステップ５１２）
。

７ 一方、サーボモータ１０の回転速度が所定速度以下と判
別された場合には、動作禁止フラグＦ１は“Ｌ″にリセ
ットされる（ステップ８１３）。

そして、反転動作待ちフラグＦ２が“Ｈ”にセットされ
ているか否かの判別がされる（ステップ５１４）。

反転動作待ちフラグＦ２は、後述するように、複写機本
体の制御部から反転動作指令が与えられたことに応答し
て“Ｈ”にセットされるフラグである。従って、この反
転動作待ちフラグＦ２が＃Ｈ＃にセットされている場合
には、複写機本体の制御部から与えられた反転動作指令
が保留されているわけである。

そして、このステップＳ１４を通るルーチンにおいては
、サーボモータ１０の回転速度が所定速度以下でないと
いう保留条件が解消されているわけであるから、反転動
作待ちフラグＦ２が“Ｌ”にリセットされ、サーボモー
タ１０の反転動作制御が開始される（ステップ５１５）
。

ステップＳ１４において、反転動作待ちフラグ８ Ｆ２が“Ｌ”にリセットされている場合には、次いで、
停止動作待ちフラグＦ３が“Ｈ”にセットされているか
否かの判別がされる（ステップ８１６）。

停止動作待ちフラグＦ３は、後述するように、複写機本
体の制御部から停止指令が与えれた場合に“Ｈ”にセッ
トされるフラグである 停止動作待ちフラグＦ３が“Ｈ”にセットされている場
合には、該停止動作待ちフラグＦ３が“Ｌ”にリセット
され、停止動作制御が開始される（ステップ５１７）。

次いで、反転動作指令が複写機本体の制御部から与えら
れたか否かの判別がされる（ステップ５１８）。複写機
本体の制御部から反転動作指令が与えられた場合には、
さらに、動作禁止フラグＦ１が“Ｈ”にセットされてい
るか否かの判別がされ（ステップ５１９）、該フラグＦ
１が“Ｌ″の場合は、反転動作制御が直ちに開始される
（ステップ５２１）。また、該フラグＦ１が“Ｈ”にセ
ットされている場合には、反転動作待ちフラグＦ９ ２が“Ｈ″にセットされる。

つまり、複写機本体の制御部から反転動作指令が与えら
れた場合において、サーボモータ１０の回転速度が所定
速度以下に低下しているか否かが動作禁止フラグＦ１の
状態に基づいて判別され、サーボモータ１０の回転速度
が所定速度以下の場合は反転動作制御が直ちに開始され
るが、サーボモータ１０の回転速度が所定速度以下でな
く、それよりも高い場合には、反転動作制御が一時保留
されるのである。

これがこの実施例の特徴の１つである。

次いで、停止指令が与えられたか否かの判別がされる（
ステップ５２２）。複写機本体の制御部から停止指令か
与えられた場合には、さらに、動作禁止フラグＦ１かＨ
”にセットされているか否かの判別がされ（ステップ５
２３）、該フラグＦ１がＬ″の場合には、停止動作制御
が直ちに開始される（ステップ５２５）。また、該フラ
グＦ１が“Ｈ”の場合は、停止動作待ちフラグＦ３が“
Ｈ”にセットされ（ステップ５２４）、停止０ 動作制御が一時保留される。

このように、複写機本体の制御部から停止指令が与えら
れた場合においても、サーボモータ１０の回転速度が所
定速度以上である場合には停止動作制御が一時保留され
るようにされている。

このように構成されていると、サーボモータ１０が予め
定める所定速度以上である場合において、本体側制御部
から制御命令が与えられたことに応答して、サーボモー
タ１０が直ちに反転制御されたり、停止制御されたりす
ることかにないので、反転時や停止時に発生していたシ
ョックや振動等を殆どなくすることができるかまたは極
めて小さくすることができる。従って、複写機において
は、特に、連続コピーの場合等に、次のコピーの先端部
に画像乱れが生じることがない。

この発明は、複写機の光学系制御用に限らず、ファクシ
ミリ装置の読取装置制御用モータや、その他の一般的な
モータ制御回路に採用できる。

また、この発明は、ＰＷＭ信号以外で印加電圧を算出す
る場合にも適用できる。

１ 〈発明の効果〉 この発明は、以上のように構成されているので、ホスト
側から与えられた制御命令に基づいてモータ動作を制御
する場合において、振動やショックの発生を極力抑える
ことができ、モータ負荷等に悪影響が生じるのを防止で
きるモータ制御装置を提供することができる。

特に、この発明を複写機の光学系のモータ制御装置に利
用することによって、連続コピー等に生じやすいコピー
画像先端部の画像乱れをなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例が適用された光学系駆動用
ＤＣサーボモータの駆動制御回路の電気的構成を示すブ
ロック図である。 第２図は、ドライバ部の構成例を示す回路図である。 第３図は、この発明の実施例に係るエンコーダ入力部の
電気的構成を示す回路ブロック図である。 第４図は、この発明の実施例における回転速度２ 検出処理手順を表わすフローチャートである。 第５図は、複写機本体の制御部からの信号と制御部１４
によって制御されるサーボモータ１０の速度変化との関
係を表わす信号のタイミング図である。 第６図は、制御部１４におけるこの実施例の特徴となる
制御動作を表わすフローチャートである。 図において、１０・・・ＤＣサーボモータ、１１・・・
ドライバ部、１２・・・ロータリエンコーダ、１３・・
・エンコーダ信号人力部、１４・・・制御部、１５・・
・速度指令信号入力部、１６・・・ＰＷＭユニット、Ｍ
ｌ、Ｍ２・・・メモリ、を示す。 （ほか２名） ムｊ　ト・邊ｌ 、Ｕ 墾４ 手 続 補 正 書（方式） ％式％ ２、発明の名称 モータ制御装置 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホスト側から与えられる制御命令に応答してモータ
   制御を行う制御装置であって、 モータの回転軸に結合され、モータの回転に応じた信号
   を出力する回転信号出力手段、ホスト側から制御命令が
   与えられた時、回転信号出力手段の出力に基づいて、モ
   ータが与えられた制御命令を実行可能な状態になってい
   るか否かを判別する判別手段、および 判別手段によって実行不可能な状態であると判別された
   時は、回転信号出力手段の出力に基づいて、モータが制
   御命令を実行可能な状態になるまで、該制御命令の実行
   を保留し、モータが制御命令を実行可能な状態になった
   時に、該制御命令を実行する命令実行手段、を含むこと
   を特徴とするモータ制御装置。 ２、請求項第１項記載のモータ制御装置であって、 判別手段は、回転信号出力手段の出力に基づいて、モー
   タ回転速度を算出する速度算出手段、および 予め定めるモータの回転速度が記憶された記憶手段を含
   み、 速度算出手段によって算出されるモータの回転速度が記
   憶手段に記憶されている回転速度以下か否かによって、
   モータが制御命令を実行可能な状態か否かを判別するも
   のであることを特徴とする。