JPH0387771A

JPH0387771A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH0387771A
Application number: JP1222801A
Authority: JP
Inventors: Hideki Adachi; 安達　秀喜
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-12
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2834486B2

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画像露光駆動モータ
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：ＰＨＡＳＥ　ＬＯ
ＣＫＥＤ　ＬＯＯＰ）により制御されている。この場合
、モータの起動時９回転方向の切り換え時。

停止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、過渡時期に要する所要時間が増大し、起動時
にはスタートから画像先端までの助走距離を長く設定し
なければならず、装置が大きくなるという問題点があっ
た。更に、過渡的な所要時間は画像露光から次の画像露
光への周期に影響を及ぼすと言う問題点もあった。

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画像露光駆動
モータ制御方式及びその装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］この課題を解決するために、本発明の画像露光駆動モー
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画像露光駆動モー
タの制御方式であって、光学モータが過渡時期にある場
合に、光学モータのエンコーダにより検出される光学モ
ータ速度と光学モータの目標速度と光学系の位置とのう
ち少なくともひとつの状態量と速度制御量とのあいまい
な関係から、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光学モータを制御する。

ここで、前記過渡時期は、光学モータ駆動開始後に光学
系が画像先端の近傍に到達するまで、光学系の移動方向
を反転させる為に光学モータの回転方向を反転させてか
ら光学モータが目標速度に達するまで、あるいは光学モ
ータ駆動停止の為の速度制御開始時以降である。

又、前記過渡時期でない定常時には、光学モータのエン
コーダにより検出される光学モータ速度と光学モータの
目標速度とを用いて、Ｐ　Ｌ　Ｌ。

により光学モータ速度を制御する。

又、本発明の画像露光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
装置における画像露光駆動モータの制御装置であって、光学モータのエンコーダにより検出される光学モータ速
度と光学モータの目標速度とを用いて、ＰＬＬにより光
学モータ速度を制御する第一の光学モータ速度制御手段
と、光学モータのエンコーダにより検出される光学モー
タ速度と光学モータの目標速度と光学系の位置とのうち
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関数を記憶する関数記憶手段と、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、光学モータ速度を
制御する第二の光学モータ速度制御手段と、所定のタイ
ミングで、前記第一の光学モータ速度制御手段による制
御と前記第二の光学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。

ここで、前記切換手段は、光学モータ駆動開始後に光学
系が画像先端の近傍に到達した時に、前記第二の光学モ
ータ速度制御手段による制御から前記第一の光学モータ
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、光学系の移動方向を反転させる為
に光学モータの回転方向を反転させる時に、前記第一の
光学モータ速度制御手段による制御から前記第二の光学
モータ速度制御手段による制御に切り換え、光学モータ
の回転方向を反転させた後の光学モータが目標速度に達
した時に、前記第二の光学モータ速度制御手段による制
御から前記第一の光学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、光学モータ駆動停止の為の速度制
御開始時に、前記第一の光学モータ速度制御手段による
制御から前記第二の光学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。

〈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
６　１１０は複写する原稿を載置する原稿台ガラス、１
１２は原稿を照明する照明ランプを有した光学系、１０
８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光学モータ制御部の基本
ブロック図である。１０６は光学系１１２を駆動するモ
ータで正転（光学系前進）と逆転（光学系後進）の駆動
が行われる。１０５はモータ１０６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１０６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Ｐ１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、前後進制御信号Ｆ／Ｒと駆動停止制御
信号０Ｎ１０ＦＦとによる前進、後進、停止の制御と、
モータ速度制御なＰ　Ｌ　Ｌ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ｔｅ、タイマＴ。

とを有している。１０３はＣＰＵ　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。

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である。

１０４はＰ　Ｌ　Ｌ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、Ｐ
Ｌ、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　１０１の信号ＳＷ
で切り換えられる。

１０８は前述したホームセンサであり、１０９は画先セ
ンサである。その出力信号（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ）は共に
ＣＰＵ　１０１に入力されている。

く動作例〉次に、本実施例の光学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０駆動作例の説明を第１図
〜第５図を用いて行なう。

ＣＰＵｌ０Ｉは、光学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
光学系１１２の速度を算出し、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。また基
準位置と目標位置間の移動に要する一定パルス数と、基
準位置通過後にエンコーダから入力されるパルス数とを
比較することにより、光学系１１２の目標位置までの距
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、光学系の速度制御を行う制御量としては、 ■光学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、距離偏差及び光学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）Ｓｓ・・・　速度偏差が小さい。

２　）　Ｍ　Ｓ・・・　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、Ｘ）Ｓａ・・・　距離偏差が小さい。

２）Ｍ４・・・　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な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図は光学
モータ制御量のメンバシップ関数である。

次に速度偏差と距離偏差との状態量から光学モータの制
御量を算出する方法について述べる。

光学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、光学モータ制御量＝Ｍｃ（ルール２）もし、速度偏差”　Ｍ　ｓ且つ距離偏差＝　Ｍ　ａなら
ば、光学モータ制御量＝Ｓｃこのようにファジィ規則を必要に応じて設定する。第４
Ａ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、光学モータの制御量を算出す
る一例である１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ｌ）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μ、の度
合でＭａ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ｌ）の条件部が満たされる
度合とする。その値と光学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光学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、且つ距離偏差＝Ｓｄ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、その重心を光学モータの制御量として設
定する。そして、設定された光学モータ制御量に応じて
光学モータを制御する。この制御量は光学モータのＰＷ
Ｍ出力のＤｔｌＴＹである。

く光学系の起動時〉次に第６図、第７図のフローチャートを参照して、光学
系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光学系が
一定距離（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、光学系の位置が画先に達する
迄の開催用される。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Ｓ１３で
ゼロクリアされる。従って、カウンタｄａとｔｃとの値
からその時点での光学系の移動速度が求められる。

まずステップＳｌｌで光学系移動距離カウンタｄｃのカ
ウントアツプを行う。ステップＳ１２ではカウンタｔｃ
の値から移動速度を求め、速度偏差を計算する。カウン
タｊｃ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Ｓ１５．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、その値から新たに設定されたファ
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。考慮すべきについてこの作業を終了すると、
ステップＳＬ５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Ｓ１９
でその重心を光学系駆動モータを制御すべきＰＷＭデー
タとして設定する。

光学系の移動速度が設定値に達した時点で光学系駆動モ
ータの速度制御なＰＬＬに切り換える。

く光学系の反転時〉次に第６図、第７図のフローチャートを参照して、光学
系駆動モータの回転方向の反転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光学系が
一定距離（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、光学系の移動方向が反転して
から速度がある設定値に達する迄の開催用される。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起動時と同様で
ある。

光学系の移動速度が設定値に達した時点で光学系駆動モ
ータの速度制御をＰＬＬに切り換える。

く光学系停止時〉次に第６図、第７図のフローチャートを参照して、光学
系駆動モータ停止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光学系が
一定距離（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、光学系移動停止の命令を受け
てから光学系の移動速度がゼロに達する迄の開催用され
る。光学系移動停止の命令を受ける迄は、光学系の移動
は従来の方式によって制御されている。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ｔｅのカウントアツプを一定時間おきに行う
。以下の各ステップの処理は、第４Ｂ図のファジィルー
ルを使用する他は起動及び反転時と同じである。尚、停
止後には通常起動あるいは反転が実施される。

くファジィ制御と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、光学系駆動モータの起動
時１反転時及び停止時における、ファジィ速度制御とＰ
ＬＬ速度制御とによる光学系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Ｓ３１で光学系駆動モータの目標速度に
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、光学系駆動モーフの速度制
御をファジィ速度制御に切り換える。ステップＳ３３で
は、光学系駆動モータを正転（前進）させる。ステップ
Ｓ３４では光学系が画先に看いたか否かを判断して、着
いてない場合は所定距離毎にステップＳ３４でファジィ
制御を行いながら画先へ着くのを待つ。

ステップＳ３５では光学系駆動モータの速度制御をＰＬ
Ｌ速度制御に切り換える。ステップＳ３６では光学系駆
動モータを反転させるタイミングのタイマＴ、をセット
する。ステップＳ３７では、タイマＴｓがタイムアツプ
したか否かを判断して、タイムアツプした場合はステッ
プＳ３８に進み、タイムアツプしていない場合はステッ
プＳ３７でタイムアツプを待つ。ステップＳ３８では、
光学系駆動モータの反転時における目標速度に対応する
目標周波数ＦＳ　（３ＫＨｚ）をＰＬＬに出力する。

ステップＳ３９では光学系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。ステップＳ４０では、光学
系駆動モータを反転（後進）させる。ステップＳ４１で
は光学系駆動モータがエンコーダを介することにより出
力される周波数がステップＳ３８で出力された目標周波
数ＦＳに等しいか否かを判断する。等しい場合はステッ
プＳ４２に進み、等しく　１１い場合は所定距離毎にフ
ァジィ制御を行いながら目標周波数に達するのを待つ。

ステップＳ４２では、光学系駆動モータの速度制御をＰ
ＬＬ速度制御に切り換える。ステップＳ４３では光学系
が画先に看いたかを判断する。

着いた場合はステップＳ４４に進み、着いていない場合
はステップＳ４３で肴〈のを待つ。

ステップＳ４４では、光学系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。ファジィ速度制御はステ
ップＳ４５で光学系が停止するまで行なわれる。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、画像露光駆動モータの
起動時０回転方向側り替え時、停止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、画像露
光から次の画像露光への周期への影響を少なくでき、か
つ助走距離を短く設定できる。このため装置を小さくで
きる。

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、装置のコンパクト化と画質の安定
化が両立できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の複写装置の光学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図は光学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である。図中、ｉｏｏ・・・ＰＬＬ制御部、１０１・・・ＣＰＵ
、１０２・　ＲＡＭ、１０３・　ＲＯＭ。１０３ａ・・・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
、１０８・・・ホームセンサ、１０９・・・画先センサ
、１１０・・・原稿台ガラス、１１１・・・感光体ドラ
ム、１１２・・・光学系である。

Claims

【特許請求の範囲】

（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画像露光駆動モータの制御方
式であつて、光学モータが過渡時期にある場合に、光学モータのエン
コーダにより検出される光学モータ速度と光学モータの
目標速度と光学系の位置とのうち少なくともひとつの状
態量と速度制御量とのあいまいな関係から、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
光学モータを制御することを特徴とする画像露光駆動モ
ータの制御方式。
（２）前記過渡時期は、光学モータ駆動開始後に光学系
が画像先端の近傍に到達するまで、光学系の移動方向を
反転させる為に光学モータの回転方向を反転させてから
光学モータが目標速度に達するまで、あるいは光学モー
タ駆動停止の為の速度制御開始時以降であることを特徴
とする請求項第１項記載の画像露光駆動モータの制御方
式。
（３）前記過渡時期でない定常時には、光学モータのエ
ンコーダにより検出される光学モータ速度と光学モータ
の目標速度とを用いて、ＰＬＬにより光学モータ速度を
制御することを特徴とする請求項第１項記載の画像露光
駆動モータの制御方式。
（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画像露光駆動モータの制御装
置であつて、光学モータのエンコーダにより検出される光学モータ速
度と光学モータの目標速度とを用いて、ＰＬＬにより光
学モータ速度を制御する第一の光学モータ速度制御手段
と、光学モータのエンコーダにより検出される光学モータ速
度と光学モータの目標速度と光学系の位置とのうち少な
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
い集合で表現する関数を記憶する関数記憶手段と、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
、光学モータ速度を制御する第二の光学モータ速度制御
手段と、所定のタイミングで、前記第一の光学モータ速度制御手
段による制御と前記第二の光学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
徴とする画像露光駆動モータの制御装置。
（５）前記切換手段は、光学モータ駆動開始後に光学系
が画像先端の近傍に到達した時に、前記第二の光学モー
タ速度制御手段による制御から前記第一の光学モータ速
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項記載の画像露光駆動モータの制御装置。
（６）前記切換手段は、光学系の移動方向を反転させる
為に光学モータの回転方向を反転させる時に、前記第一
の光学モータ速度制御手段による制御から前記第二の光
学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項記載の画像露光駆動モータの制御
装置。
（７）前記切換手段は、光学モータの回転方向を反転さ
せた後の光学モータが目標速度に達した時に、前記第二
の光学モータ速度制御手段による制御から前記第一の光
学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項記載の画像露光駆動モータの制御
装置。
（８）前記切換手段は、光学モータ駆動停止の為の速度
制御開始時に、前記第一の光学モータ速度制御手段によ
る制御から前記第二の光学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項記載の画
像露光駆動モータの制御装置。