JPH0387764A - 感光体駆動モータの制御方式およびその装置 - Google Patents

感光体駆動モータの制御方式およびその装置

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JPH0387764A
JPH0387764A JP1222809A JP22280989A JPH0387764A JP H0387764 A JPH0387764 A JP H0387764A JP 1222809 A JP1222809 A JP 1222809A JP 22280989 A JP22280989 A JP 22280989A JP H0387764 A JPH0387764 A JP H0387764A
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JP
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drive motor
speed
control
photoreceptor
photoconductor
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JP1222809A
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Masanori Miyata
宮田 正徳
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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】 [産業上の技術] 本発明は複写機ような感光体上に潜像を形成して現像手
段により可視化する画像形成装置の感光体駆動モータの
制御方式及びその装置に関するものである。
[従来の技術] 従来この種の装置での速度制御は、よく知られているフ
ェーズ・ロックド・ループ(PLL:P)IAsE L
OCKED LOOP)により制御されている。この場
合、モータの起動時、目標速度の切り換え時などの過渡
時期の制御と目標回転数に到達した後の定常時との制御
では、PLL制御の内部定数(ゲイン)を切り換えてい
る。このようにすることで、過渡時期のモータへの供給
電流を制限してオーバーシュートを押え、定常状態への
スムーズな遷移を実現している。
[発明が解決しようとしている課題〕 しかしながら、過渡時期にモータへの供給電流を制限し
ている為、モータ立ち上げ時や目標速度切り換え時に目
標回転数に到達するまでの所要時間が増大し、その為に
ファーストコピー時間や速度の切り換えを要する複写に
かかる時間が増大するという問題点があった。
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、過渡時期の制御を改善することにある。
具体的には、状態量と制御量の関係があいまいな過渡時
期に、そのあいまいな関係をファジィ推論をおこなうこ
とで制御量を算出し、制御するようにした感光体駆動モ
ータ制御方式及びその装置を提供することにある。
更に、過渡時期の制御では、装置の経時変化による負荷
変動やモータの昇温によるトルクの変動の影響が大きい
、この変動に対して、ファジィ推論で用いられるあいま
いな関係を示す関数が一定である場合、制御状態が変化
してしまうという問題があった。
本発明の更に目的とするところは、前述の変動に対して
ファジィ推論を用いた過渡時期の制御を改善する感光体
駆動モータの制御方式及びその装置を提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段] この課題を解決するために、本発明の感光体駆動モータ
の制御方式は、感光体上に潜像を形成して現像手段によ
り可視化する画像形成装置における感光体駆動モータの
制御方式であって、感光体駆動モータが過渡時期にある
場合に、感光体駆動モータのエンコーダにより検出され
る感光体駆動モータ速度と感光体駆動モータの複数の目
標速度と感光体駆動モータの移動角度量とのうち少なく
ともひとつの状態量と速度制御量との複数のあいまいな
関係から、前記過渡時期の所要時間に対応して1つのあ
いまいな関係を選択し、ファジィ推論により速度制御量
を算出し、該速度制御量に基づいて感光体駆動モータを
制御する。
ここで、前記過渡時期は、感光体駆動モータ駆動開始後
に感光体駆動モータが所定の目標速度に達するまで、感
光体駆動モータの目標速度を変更してから感光体駆動モ
ータが目標速度に達するまでである。
又、前記過渡時期でない定常時には、感光体駆動モータ
のエンコーダにより検出される感光体駆動モータ速度と
感光体駆動モータの目標速度とを用いて、PLLにより
感光体駆動モータ速度を制御する。
又、本発明の感光体駆動モータの制御装置は、感光体上
に潜像を形成して現像手段により可視化する画像形成装
置における感光体駆動モータの制御装置であって、 感光体駆動モータのエンコーダにより検出される感光体
駆動モータ速度と感光体駆動モータの目標速度とを用い
て、PLLにより感光体駆動モータ速度を制御する第一
の感光体駆動モータ速度制御手段と、感光体駆動モータ
のエンコーダにより検出される感光体駆動モータ速度と
感光体駆動モータの複数の目標速度と感光体駆動モータ
の移動角度量とのうち少なくともひとつの状態量を検知
する状態量検知手段と、前記状態量と速度制wiiとを
少なくともひとつのあいまい集合で表現する複数の関数
を記憶する関数記憶手段と、該関数記憶手段に記憶され
た複数の関数から、所要時間に基づいて1つの関数を選
択する選択手段と、前記状態量と速度制御量との関係を
定性的な規則として関係づけて記憶する規則記憶手段と
、前記各規則に従って前記状態量の集合に属する度合か
ら前記速度制御量の集合に属する度合を算出し、その中
から最も可能性の高い速度制御量を推論する推論手段と
、該推論手段により推論された前記速度制御量に基づい
て、感光体駆動モータ速度を制御する第二の感光体駆動
モータ速度制御手段と、所定のタイミングで、前記第一
の感光体駆動モータ速度制御手段による制御と前記第二
の感光体駆動モータ速度制御手段による制御ヒを切り換
える制御切換手段とを備える。
ここで、前記選択手段は、感光体駆動モータ駆動開始か
ら感光体駆動モータが目標速度に達するまでの時間偏差
に対応して前記複数の関数を選択し、 前記切換手段は、感光体駆動モータが目標速度に達した
時に、前記第二の感光体駆動モータ速度制御手段による
制御から前記第一の感光体駆動モータ速度制御手段によ
る制御に切り換える。
又、前記切換手段は、感光体駆動モータの目標速度を変
更する時に、前記第一の感光体駆動モータ速度制御手段
による制御から前記第二の感光体駆動モータ速度制御手
段による制御に切り換える。
又、前記選択手段は、感光体駆動モータの目標速度が変
更されてから目標速度に達するまでの時間偏差に対応し
て前記複数の関数を選択し前記切換手段は、感光体駆動
モータの目標速度を変更した後の感光体駆動モータが目
標速度に達した時に、前記第二の感光体駆動モータ速度
制御手段による制御から前記第一の感光体駆動モータ速
度制御手段による制御に切り換える。
[実施例] 以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
く構成例〉 第2図は本実施例の複写装置の簡易化した断面図である
。110は複写する原稿を載置する原稿台ガラス、11
2は原稿を照明する照明ランプを有した光学系、108
は光学系が基準位置にいることを検出するホームセンサ
、109は光学系が前進して原稿の先端であることを検
出する画先センサである。また光学系が後進時にも画先
センサでの検出信号が発生する。111は感光体ドラム
である。
第1図は本実施例の複写装置の感光体駆動モータ制御部
の基本ブロック図である。106は感光体111を駆動
するモータである。105はモータ1.06のドライバ
である。107はモータ106に連結されたエンコーダ
で、モータ106の回転に同期した信号が出力される。
100はよく知られているPLL制御部であり、モータ
106を所望の速度で回転させる場合、所望速度に対応
した基準周波数FSを入力することで、モータ1.06
からのエンコーダ信号FGとの位相角が一定角になるよ
うに、モータ106の速度制御信号となるパルス幅変調
信号Plを出力する。
101は後述するファジィ推論によるモータ速度制御と
、PLLによるモータ速度制御を行うに必要な基準周波
数FSの出力と、駆動停止制御信号ON10 F Fに
よる駆動、停止の制御と、モータ速度制御をPLL制御
で行うかファジィ制御で行うかの切り換え制御を行う演
算・制御用のCPUであり、カウンタdc、カウンタt
c。
タイマTs、タイマTtとを有している。103はCP
U 101により制御するためのプログラムと後述する
ファジィ規則103a及びメンバシップ関数103bを
記憶するROMである。ここで、メンバシップ関数10
3bはメンバシップ関数1.メンバシップ関数2.・・
・等の複数のメンバシップ関数を有する。102は制御
とファジィ推論を行う際に作業領域として用いるRAM
であり、前回のファジィ制御の所要時間を記憶する前回
所要時間102aを有している。104はPLLで出力
された速度制御信号P1とファジィ推論で出力された速
度制御信号P2(ここで、Pa、、P2共にパルス幅変
調信号である)とを切り換える切換スイッチであり、前
述のCPU】01の信号SWで切り換えられる。
本実施例では、変倍複写時の等倍、拡大では、感光体駆
動モータの回転数は180rpm、基準周波数FSがI
 KHzであり、縮小時の感光体駆動モータの回転数は
130rpmで、基準周波数が722Hzである0図示
していないが、この感光体駆動モータは感光体ドラムだ
けでなく、複写装置の給紙搬送系を駆動するものである
く動作例〉 次に、本実施例の感光体駆動モータのファジィ推論によ
る速度制御の動作例について述べる6駆動作例の説明を
第1図〜第5図を用いて行なう。
CPUl0Iは、感光体駆動モータのエンコーダ107
から出力されるパルス数を一定時間カウントすることに
よって感光体駆動モータ106の回転速度を算出し、さ
らにこの算出された速度と目標速度との差を速度偏差と
して算出する。また現在位置と目標位置間の移動に要す
る一定パルス数と、現在位置以降エンコーダより入力さ
れるパルス数とを比較することにより、感光体駆動モー
タ106の目標位置までの移動パルス数である距離偏差
を算出する。
今回のファジィ推論を行なうために、 ■現在速度に対する目標速度の速度偏差■現在位置に対
する目標位置の距離偏差の2つの状態量を用いる。
また、感光体駆動モータの速度制御を行う制御量として
は、 ■感光体駆動モータ速度制御量 を用いる。
第3A図〜第3C図は上記■〜■の状態量および制御量
のメンバシップ関数と呼ばれるファジィ集合を示す。
速度偏差、距離偏差及び感光体駆動モータ制御量を大き
くいくつかの集合に分け、例えば、速度偏差の場合には
、 1)S8・・・ 速度偏差が小さい。
2)M6・・・ 速度偏差が中くらい。
3)L、・・・ 速度偏差が大きい。
距離偏差の場合には、 1)Sd・・・ 距離偏差が小さい。
2)Md・・・ 距離偏差が中くらい。
3)Ld・・・ 距離偏差が大きい。
とする。各々の集合に属する度合をOから1までの値で
表現する。第3A図は速度偏差のメンバシップ関数、第
3B図は距離偏差のメンバシップ関数、第3C図は感光
体駆動モータ制御量のメンバシップ関数である0本実施
例では、第3A図〜第3C図の他に、第3C図を書き変
えた第9図に示すような感光体駆動モータ制御量のメン
バシップ関数を用意し、所要時間に対応して関数を選択
する。
次に速度偏差と距離偏差との状態量から感光体駆動モー
タの制御量を算出する方法について述べる。感光体駆動
モータ制御量の決定には、例えば次のようなファジィ規
則を用いる。
(ルール1) もし、速度偏差” L s且つ距離偏差= M dなら
ば、感光体駆動モータ制御量” M c(ルール2) もし、速度偏差=M、且つ距離偏差= M 、iならば
、感光体駆動モータ制御量=Scこのようにファジィ規
則を必要に応じて設定する。第4A図、第4B図は本実
施例で使用するファジィルールである。
第5図は前記(ルール1)と(ルール2)を用いてファ
ジィ推論することにより、感光体駆動モータの制御量を
算出する一例である。例として、速度偏差=X、距離偏
差=yとした場合を考える。
(ルール1)では、速度偏差のメンバシップ関数により
入力Xに対してμ、の度合でり、の集合に含まれ、距離
偏差のメンバシップ関数により入力yに対してμ2の度
合でM、の集合に含まれる。その後、μ、とμ、の最小
値をとり、その値が(ルール1)の条件部が満たされる
度合とする。その値と感光体駆動モータの制御量のメン
バシップ関数McとのMIN (最小値)演算をとると
Sの斜線部で示す台形となる。(ルール2)においても
同様の計算を行い、Tの斜線部で示す形がでてくる。
その後、Sの集合とTの集合の和をとり、斜線部で示す
Uの新たな集合を作成する。この集合の重心Pをファジ
ィ推論により得られた感光体駆動モータの制御量と設定
する。尚、速度偏差” L s且つ距離偏差= S a
の場合、速度偏差” M s且つ距離偏差= S dの
場合は図示されていない。
以上説明したように、第4図に示した全てのファジィル
ールについて、前述した方法で各ファジィ規則に従い状
態量のファジィ集合に属する度合から制御量のファジィ
集合に属する度合を算出し、各ルールに属する集合の和
を算出し、その最も可能性の高い制御量を重心を求める
ことで算出し、その重心を感光体駆動モータの制御量と
して設定する。そして、設定された感光体駆動モータ制
御量に応じて感光体駆動モータを制御する。この制御量
は感光体駆動モータのPWM出力のDUTYである。
く感光体駆動モータの起動時〉 次に第6図、第7図のフローチャートを参照して、感光
体駆動モータ起動時におけるファジィ推論の手順を説明
する。
第6図のルーチンはエンコーダ割り込みにより感光体駆
動モータが一定数(d)移動するたびに実行される。こ
のエンコーダ割り込みルーチンは、感光体駆動モータが
目標速度に達する迄の間使用される。一方、本ルーチン
とは別に第7図のステップS20で時間測定用割り込み
ルーチンを設け、カウンタtcのカウントアツプを一定
時間おきに行う、カウンタtcは第6図のルーチン中の
ステップ91.3でゼロクリアされる。従って、カウン
タdcとtcとの値からその時点での感光体駆動モータ
の回転速度が求められる。
まずステップSllでカウンタdCのカウントアツプを
行う、ステップS12ではカウンタtcの値から回転速
度を求め、速度偏差を計算する。
カウンタtcは、ステップS12の処理が終了した後に
ステップS13でゼロクリアされる。
ステップS14でカウンタdcの値から距離偏差を算出
する。
次に、ステップS21で前回の感光体駆動モータ駆動時
における起動所要時間(モータ起動からファジィ推論に
よる制御を終えるまでの時間)をもとに、この前回の起
動所要時間と目標値とのずれを積極的に補正するように
予め用意されている、例えば前回の起動所要時間が40
0m5ec未満の時は第3C図の制御量のメンバーシッ
プ関数を使用し、400m5ec以上の時は第9図の制
御量のメンバシップ関数を使用することで制御する。
次にステップS1.5.S16で、移動距離。
移動速度の各々についてその状態量のファジィ集合に属
する度合を決定して、その値から第4A図のファジィル
ールに基づき制御量のファジィ集合に属する度合を求め
る。考慮すべ・き全ルールについてこの作業を終了する
と、ステップS15からS17に進んで、各ルールに属
する集合の和を算出し、ステップS18でその最も可能
性の高い制御量を重心を求める事で算出し、ステップS
19でその重心を感光体駆動モータを制御すべきPWM
データとして設定する。
感光体駆動モータの回転速度が設定値に達した時点で感
光体駆動モータの速度制御をPLLに切り換える。同時
に、感光体駆動モータ起動時からその時までの所要時間
を記憶する。この値は次回のファジィルールの補正時に
参照される。
く感光体駆動モータの変速時〉 次に第6図、第7図のフローチャートを参照して、感光
体駆動モータの回転速度の変速時におけるファジィ推論
の手順を説明する。
第6図のルーチンはエンコーダ割り込みにより感光体駆
動モータが一定数(d)移動するたびに実行される。こ
のエンコーダ割り込みルーチンは、感光体駆動モータの
変速命令を受けてから回転速度がある設定値(第2速)
に達する迄の間使用される。一方、本ルーチンとは別に
第7図の時間測定用割り込みルーチンを設け、カウンタ
tcのカウントアツプを一定時間おきに行う。
以下各ステップでの処理は、加速時は第4A図。
減速時は第4B図のファジィルールを使用する他は起動
時と同様である。尚、変速時は、前回の感光体駆動モー
タ変速時における変速所要時間(モータ変速開始から感
光体駆動モータの回転速度が目標速度に達するまで)を
もとに、例えばこの前回の変速所要時間が300m5e
c未満の時は第3C図の制御量のメンバーシップ関数を
使用し、300m5ec以上の時は第9図の制御量のメ
ンバシップ関数を使用することで制御する。
感光体駆動モータの回転速度が設定値に達した時点で感
光体駆動モータの速度制御をPLLに切り換える。同時
に、感光体駆動モータ変速開始からその時までの所要時
間を記憶する。この値は次回のファジィルールの補正時
に参照される。
〈ファジィ制御とPLL制御との切り換え〉次に第8図
のフローチャートを参照して、感光体駆動モータの起動
時及び変速時における、ファジィ速度制御とPLL速度
制御とによる感光体駆動モータの速度制御の切り換えを
説明する。
まず、ステップS30とS40で起動時か、変速時かを
判定する。起動時の場合はステップS30からステップ
S31に進んで、感光体駆動モーフの目標速度に対応す
る目標周波数FS(IKHz)をPLLに出力する。ス
テップS32では、感光体駆動モータの速度制御をファ
ジィ速度制御に切り換えると共に、ステップ532aで
タイマTtをゼロクリアする。ステップS33では、感
光体駆動モータを回転させる。
ステップS34では感光体駆動モータが目標速度に達し
たか否かを判断して、達してない場合は所定回転毎にス
テップS34でファジィ制御を行いながら目標速度に達
するのを待つ、ステップS35では感光体駆動モータの
速度制御をPLL速度制御に切り換えると共に、ステッ
プ535aでタイマT8の値を前回所要時間として記憶
する。
変速時の場合はステップS40からステップS41に進
んで、感光体駆動モータの目標速度に対応する目標周波
数FS (722H2)をPLLに出力する。ステップ
S42では、感光体駆動モータの速度制御をファジィ速
度制御に切り換えると共に、ステップ542aでタイマ
T6をゼロクリアする。ステップS43では、感光体駆
動モータを回転を減速させる。ステップS44では感光
体駆動モータが目標速度に達したか否かを判断して、達
してない場合は所定回転毎にステップS44でファジィ
制御を行いながら目標速度に達するのを待つ。ステップ
S45では感光体駆動モータの速度制御をPLL速度制
御に切り換えると共に、ステップ545aでタイマT6
の値を前回所要時間として記憶する。
尚、駆動時でも変速時でもない場合はステップS50で
PLLによる制御を続ける。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、感光体駆動モータの起
動時2回転速度の切り替え時などの過度的な制御時に、
ファジィ推論による速度制御に切り換えることで、過度
的な部分にかかる所要時間を短縮でき、ファーストコピ
ー時間や速度の切り換えを要する複写にかかる時間を短
縮することが出来る。
更に、時間を短縮すると共に定常状態へのスムーズな遷
移を実現している為、画質の安定化が達成できる効果が
ある。
更に、感光体駆動モータの起動時及び変速時などの過渡
的な制御時に所要時間を測定し、そのデータに従ってフ
ァジィ推論で用いられるあいまいな関係を示す複数のメ
ンバシップ関数を切り変えることで、経時変化による負
荷変動やモータの昇温によるトルク変動に対しても安定
した制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の複写装置の感光体駆動モータ制御部
の基本ブロック図、 第2図は本実施例の複写装置の簡易化した断面図、 第3A図は速度偏差のメンバシップ関数の例を示す図、 第3B図は距離偏差のメンバシップ関数の例を示す図、 第3C図は感光体駆動モータ制御量のメンバシップ関数
の例を示す図、 第4A図、第4B図は本実施例のファジィルールを示す
図、 第5図は本実施例のファジィ推論の例を示す図、 第6図はエンコーダ割り込みルーチンの手順を示すフロ
ーチャート、 第7図はタイマ割り込みルーチンの手順を示すフローチ
ャート、 第8図はファジィ速度制御とPLL速度制御との切り換
え手順を示すフローチャート、第9図は本実施例で所要
時間に対応して第3c図を書き変えたメンバシップ関数
の例を示す図である。 図中、100・・−PLL制御部、101・・・CPU
、102・・・RAM、103・・・ROM。 1、03 a・・・ファジィ規則、103b・・・メン
バシップ関数、104・・・切換スイッチ、105・・
・ドライバ、106・・・モータ、107・・・エンコ
ーダ、10日・・・ホームセンサ、109・・・画先セ
ンサ、1、 l O・・・原稿台ガラス、111・・・
感光体ドラム、112・・・光学系である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)感光体上に潜像を形成して現像手段により可視化
    する画像形成装置における感光体駆動モータの制御方式
    であつて、 感光体駆動モータが過渡時期にある場合に、感光体駆動
    モータのエンコーダにより検出される感光体駆動モータ
    速度と感光体駆動モータの複数の目標速度と感光体駆動
    モータの移動角度量とのうち少なくともひとつの状態量
    と速度制御量との複数のあいまいな関係から、前記過渡
    時期の所要時間に対応して1つのあいまいな関係を選択
    し、ファジィ推論により速度制御量を算出し、該速度制
    御量に基づいて感光体駆動モータを制御することを特徴
    とする感光体駆動モータの制御方式。
  2. (2)前記過渡時期は、感光体駆動モータ駆動開始後に
    感光体駆動モータが所定の目標速度に達するまで、感光
    体駆動モータの目標速度を変更してから感光体駆動モー
    タが目標速度に達するまでであることを特徴とする請求
    項第1項記載の感光体駆動モータの制御方式。
  3. (3)前記過渡時期でない定常時には、感光体駆動モー
    タのエンコーダにより検出される感光体駆動モータ速度
    と感光体駆動モータの目標速度とを用いて、PLLによ
    り感光体駆動モータ速度を制御することを特徴とする請
    求項第1項記載の感光体駆動モータの制御方式。
  4. (4)感光体上に潜像を形成して現像手段により可視化
    する画像形成装置における感光体駆動モータの制御装置
    であつて、 感光体駆動モータのエンコーダにより検出される感光体
    駆動モータ速度と感光体駆動モータの目標速度とを用い
    て、PLLにより感光体駆動モータ速度を制御する第一
    の感光体駆動モータ速度制御手段と、感光体駆動モータ
    のエン コーダにより検出される感光体駆動モータ速度と感光体
    駆動モータの複数の目標速度と感光体駆動モータの移動
    角度量とのうち少なくともひとつの状態量を検知する状
    態量検知手段と、 前記状態量と速度制御量とを少なくともひとつのあいま
    い集合で表現する複数の関数を記憶する関数記憶手段と
    、 該関数記憶手段に記憶された複数の関数から、所要時間
    に基づいて1つの関数を選択する選択手段と、 前記状態量と速度制御量との関係を定性的な規則として
    関係づけて記憶する規則記憶手段と、前記各規則に従つ
    て前記状態量の集合に属する度合から前記速度制御量の
    集合に属する度合を算出し、その中から最も可能性の高
    い速度制御量を推論する推論手段と、 該推論手段により推論された前記速度制御量に基づいて
    、感光体駆動モータ速度を制御する第二の感光体駆動モ
    ータ速度制御手段と、 所定のタイミングで、前記第一の感光体駆動モータ速度
    制御手段による制御と前記第二の感光体駆動モータ速度
    制御手段による制御とを切り換える制御切換手段とを備
    えることを特徴とする感光体駆動モータの制御装置。
  5. (5)前記選択手段は、感光体駆動モータ駆動開始から
    感光体駆動モータが目標速度に達するまでの時間偏差に
    対応して前記複数の関数を選択し、前記切換手段は、感
    光体駆動モータが目標速度に達した時に、前記第二の感
    光体駆動モータ速度制御手段による制御から前記第一の
    感光体駆動モータ速度制御手段による制御に切り換える
    ことを特徴とする請求項第4項記載の感光体駆動モータ
    の制御装置。
  6. (6)前記切換手段は、感光体駆動モータの目標速度を
    変更する時に、前記第一の感光体駆動モータ速度制御手
    段による制御から前記第二の感光体駆動モータ速度制御
    手段による制御に切り換えることを特徴とする請求項第
    4項記載の感光体駆動モータの制御装置。
  7. (7)前記選択手段は、感光体駆動モータの目標速度が
    変更されてから目標速度に達するまでの時間偏差に対応
    して前記複数の関数を選択し前記切換手段は、感光体駆
    動モータの目標速度を変更した後の感光体駆動モータが
    目標速度に達した時に、前記第二の感光体駆動モータ速
    度制御手段による制御から前記第一の感光体駆動モータ
    速度制御手段による制御に切り換えることを特徴とする
    請求項第6項記載の感光体駆動モータの制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06148997A (ja) * 1992-11-13 1994-05-27 Canon Inc 画像処理装置

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