JPH10174476A - Dcモータの制御回路 - Google Patents

Dcモータの制御回路

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JPH10174476A
JPH10174476A JP8338903A JP33890396A JPH10174476A JP H10174476 A JPH10174476 A JP H10174476A JP 8338903 A JP8338903 A JP 8338903A JP 33890396 A JP33890396 A JP 33890396A JP H10174476 A JPH10174476 A JP H10174476A
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JP
Japan
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circuit
motor
value
output
speed
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JP8338903A
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English (en)
Inventor
Ikumasa Ikeda
育正 池田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度よく位置決めができるDCモータの制御
回路を提供する。 【構成】 DCモータの制御回路の構成として、DCモ
ータの回転軸に連動して回転を行い、回転位置に対応し
てアナログ信号を発生する位置検出装置と、位置検出装
置の出力を波形整形する波形整形回路と、波形整形回路
の出力により方向判別を行う方向判別回路と、方向判別
回路の出力によりパルスカウントを行い、現在位置を計
測する現在位置回路と、方向判別回路の出力により速度
検出を行う速度検出回路と、速度検出回路と前記現在位
置回路の出力と目標位置とにより各種判断を行う判断回
路と、判断回路の出力によりDCモータを駆動する駆動
回路と、前記現在位置回路の出力と目標値との差が所定
値になったならば、位置検出装置のアナログ電圧を用い
てDCモータを制御する制御回路と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ラスタスキャン型プリ
ンタの副走査系のDCモータの制御回路に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的には、ラスタスキャン型プ
リンタの副走査系にはステッピングモータが用いられて
いた。その理由としては、ステッピングモータの最大の
特徴であるオープンループにて位置制御が可能であるか
らである。
【0003】また最近では、DCモータに2相のエンコ
ーダを付けて副走査系に用いているものもあるが、位置
制御(ポジション制御)そのものは、なんら新しいもの
ではなく、従来より回転軸にエンコーダを取り付け、そ
のパルス数をカウントして位置制御している。いま、目
的地まで最短時間で負荷を移動させるに当たって、時間
を最も短くしたい場合を具体的に考えてみる。例えば、
図1を参照して説明を行う。なお、図1に関する説明は
本発明の実施例にも当てはまる。副走査系において、区
間Bでは、プラテンを最大速度で回転させている。した
がって、最短時間にプラテンを駆動したい場合、区間A
において立ち上がり時間を短くすることが望ましい。ま
たプラテンを所定方向に駆動した後、区間Cでプラテン
を急速に停止させ、その後、高精度な位置決めを行うに
は、区間Dで示すようにプラテンを低速駆動することが
望ましい。図のような走行特性カーブを任意に設定でき
ることは、よく知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステッ
ピングモータは騒音が著しく、現在のノンインパクトプ
リンタ主流のオフィス環境には適していない。またステ
ッピングモータのコイルへの通電にはロータ位置制御が
ないため、コイルに適した通電角では通電が行われず、
正トルクと反トルクが同居する形で回転している。その
ため回転数の上昇は一般的には望めない。
【0005】しかし、区間Aや区間Cのように立ち上が
り時間、立ち下がり時間を短くすること、或いはB区間
のように高速駆動させる場合に当たり、ステッピングモ
ータを用いた場合は追従が困難で、また高速駆動をさせ
た場合は脱調現象を起こしやすい欠点がある。したがっ
て、最速制御でポジション制御をする場合も、ステッピ
ングモータを用いるよりもDCモータを用いることが望
ましい。
【0006】しかしながら、DCモータを用いて位置制
御を行う場合、1パルス以上のずれを必ず生じてしま
う。
【0007】したがって、本発明の目的は、精度よく位
置決めができるDCモータの制御回路を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、DCモータの制御回路において、該D
Cモータの回転軸に連動して回転を行い、回転位置に対
応してアナログ信号を発生する位置検出装置と、該位置
検出装置の出力を波形整形する波形整形回路と、該波形
整形回路の出力により方向判別を行う方向判別回路と、
該方向判別回路の出力によりパルスカウントを行い、現
在位置を計測する現在位置回路と、前記方向判別回路の
出力により速度検出を行う速度検出回路と、該速度検出
回路と前記現在位置回路の出力と目標位置とにより各種
判断を行う判断回路と、該判断回路の出力によりDCモ
ータを駆動する駆動回路と、前記現在位置回路の出力と
目標値との差が所定値になったならば、前記位置検出装
置のアナログ電圧を用いてDCモータを制御する制御回
路と、を有することを特徴とするDCモータの制御回路
を採用するものである。
【0009】
【実施例】図1は、目標位置対速度の関係を表している
図である。横軸は位置で、縦軸はDCモータの速度を表
している。DCモータは新たに目標値が設定されると、
DCモータは立ち上がりカーブ設定された立ち上がりで
区間Aの間を加速し、最高速度に到達するとDCモータ
は設定値1までの区間Bを最高速度で移動する。設定値
1に到達すると立ち下がりカーブ設定された立ち下がり
で区間Cの間を減速し、最低速度に到達すると、最低速
度にて目標位置まで移動する。そして目標位置まで到達
したならば停止する。
【0010】図2は、別の目標位置対速度の関係を表し
ている図である。図2において図1と同一の記号で示す
ものは同様なものであるので説明は省略する。区間Cに
て立ち下がりカーブ設定された立ち下がりで減速し、設
定値2に到達したならば、設定値2の時点の速度を検出
し、検出された速度にしたがった立ち下がりカーブにて
区間Dを減速し、目標位置にて減速がゼロになるように
立ち下がりカーブを設定する。
【0011】図3は、DCモータを制御するためのブロ
ック図である。記号1はDCモータで、記号2はDCモ
ータの回転軸に連結したアナログ信号を出力する位置検
出装置、例えば2相のエンコーダ装置である。記号3は
波形整形回路で、エンコーダ2の出力を波形整形する。
記号4は、波形整形された出力により方向判別を行う方
向判別回路である。記号5は、方向判別された出力をカ
ウントすることにより現在位置を検出する現在位置検出
回路である。記号6は速度検出器で、方向判別4の出力
により速度検出を行っている。記号7は目標位置であ
る。記号8は判断回路で、目標位置7と現在位置5と速
度検出器6との出力を入力して、各種処理を行い、記号
9のD/A回路によりアナログ電圧に変換して、記号1
0のドライバ回路を介して、DCモータ1を駆動してい
る。
【0012】図4は、図3の判断回路で行う動作の流れ
を説明するためのフローチャートである。記号31はメ
インルーチンで、ステップ32で目標値が変更されたか
を判断し、目標値が変更された場合、目標値変更初期化
を行う。ステップ33により目標値を新規目標値に設定
する。次にステップ34により速度設定値をゼロにす
る。ステップ35により目標値変更初期化終了を行う。
次にステップ36により判断処理Aを行い、ステップ3
7により判断処理Bを行う。次にステップ38によりそ
の他の処理を行い、ステップ32に戻る。この時、目標
値変更初期化は終了しているのでステップ36に飛んで
判断処理を行う。
【0013】図5は、図4のフローチャートのステップ
36の判断処理Aの詳細フローチャートである。ステッ
プ51で、目標位置と現在位置との差(誤差)を求め
る。ステップ52にて正負の判断を行い、誤差が正の
時、ステップ53により右回転(CW)を行い、ステッ
プ54により左回転(CCW)を行う。ステップ55に
より誤差の絶対値が設定値1(第1設定値)より大き
く、ステップ56により速度設定値が最高速度より小さ
いとき、ステップ57により速度設定値を設定値11
(第1速度設定値)だけ増加させて判断処理を終了す
る。またステップ56により速度設定値が最高速度を超
えていたならば判断処理を終了する。またステップ55
により誤差が設定値1以下の時、ステップ58の処理を
行い、速度設定値が最低速度以上の時、ステップ59に
より、速度設定値を設定値12(第2速度設定値)だけ
減少させて、ステップ60に移る。またステップ58に
おいて速度設定値が最低速度以下の時、ステップ60に
飛ぶ。そしてステップ60において、誤差が設定値2
(第2設定値)より小さいときステップ61に移動し
て、停止する。ステップ60の誤差が設定値2以上の
時、ステップ62のエンドに移り、判断処理ルーチンを
終了する。
【0014】図6は、図2で示す制御の場合の判断処理
Aの動作を説明するためのフローチャートである。図5
と同一記号は同一動作で同一作用効果があるので説明を
省略する。図5と異なる部分は、ステップ58の判断ス
テップで、速度設定値が設定値13(第3速度設定値)
を超えている時、ステップ59により速度設定値を設定
値12(第2速度設定値)分減少させる。またステップ
58において速度設定値が設定値13(第3速度設定
値)以下の時、ステップ63に飛んで速度設定値を設定
値14(第4速度設定値)分減少させる。設定値14
(第4速度設定値)の値は、一定値ではなく、速度設定
値が設定値13(第3速度設定値)の値以下になった時
点のステップ51の誤差の値に対応した値にするのが望
ましい。次にステップ60に移って、誤差が設定値2
(第2設定値)以下になった時点で、ステップ60の停
止モードに入る。
【0015】次に、目標位置近傍に到達し、判断処理B
に処理が移った場合を説明する。図7は、目標位置近傍
に到達し、判断処理Bに処理が移った場合を説明するた
めの図である。図7(a)は2相エンコーダの出力であ
るA、B相の信号である。図の横軸は位置であり、縦軸
は電圧である。本実施例では、図示の目標点で停止させ
る場合について述べる。図7(b)は図7(a)の波形
整形を行った波形を示している。図7(c)は図7
(b)の波形の立ち上がりと立ち下がりをパルス信号に
変換している。現在位置は、図7(c)のパルスを利用
して位置を検出している。図7(d)は、位置にしたが
って、DCモータに印加する電圧を表している。区間C
においてはDCモータへの通電は禁止している。区間
A、Bは右方向に移動するトルクを発生し、区間Bにお
いては目標点から離れるにしたがってトルクが増加し、
区間Aにおいては、発生トルクは飽和している。区間
D、Eは左方向に移動するトルクを発生し、区間Dにお
いては目標点に離れるにしたがってトルクが増加し、区
間Eにおいては、発生トルクは飽和している。したがっ
て目標点を含む区間Cの領域付近にモータは停止する。
【0016】図8は、図7を説明するためのフローチャ
ートであり、図4の判断処理Bのフローチャートであ
る。記号37は判断処理Bのルーチンであり、誤差が設
定値2(第2設定値)より小さいと、判断処理Aから判
断処理Bに移り、ステップ83に移る。誤差が設定値3
(第3設定値)より大きいと、モータに所定電圧を印加
し、ステップ88のエンドに移る。また誤差が設定値3
(第3設定値)以下であるとステップ85に移る。そし
て誤差が設定値4(第4設定値)より大きいと、モータ
は誤差に依存する関数の値の電圧を印加し、ステップ8
8のエンドに移る。また誤差が設定値4(第4設定値)
以下であるとステップ87に移り、モータの電圧印加を
中止し、ステップ88のエンドに移る。
【0017】(実施例2)図9は、実施例2を説明する
ための図である。この実施例では、2相エンコーダのア
ナログ出力を用いて、目標位置の中心近傍に停止させる
ものである。図7で示すものと同一記号は同様なもので
あるので説明を省略する。違いは、図9(d)の区間C
である。区間Cに関しては、A相のエンコーダのアナロ
グ電圧を用いて制御を行う。エンコーダ電圧とエンコー
ダの中心電圧とを比較し、区間B側に移動すると右方向
に移動し、区間D側に移動すると、左方向に移動する。
【0018】図10は、図9を説明するためのフローチ
ャートである。図8で示すものと同一記号は同様なもの
であるので説明は省略する。違いはステップ101であ
る。ステップ85において誤差が設定値4(第4設定
値)以下になると、ステップ101に移動し、エンコー
ダ電圧に対応した電圧をモータに印加する。
【0019】次に、連続して同一方向に目標位置を繰り
返し設定して位置制御を行う場合、特に、負荷変動の周
波数がエンコーダのパルス数より低周波の場合に有効な
手段を説明する。目標位置に対して停止位置に誤差が生
じる場合、定速制御から停止制御に移る時点の目標値を
誤差分を考慮して設定を行うと、実際は正確な位置で停
止が可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プリンタの副走査系にDCモータを用いることにより、
ステッピングモータを用いて比較した場合に比較して、
騒音を減少させることができる。さらに、DCモータは
立ち上がり特性が良好で、高速回転が可能であるので、
目的位置に高速に到達することができる。
【0021】DCモータにアナログ出力が可能な2相の
エンコーダを用いることにより、エンコーダの中心電圧
で停止させることができ、精度よく位置決めができる効
果があるので、プリンタの送りむらを著しく小さくでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、目標位置対速度の関係を表している図
である。
【図2】図2は、別の目標位置対速度の関係を表してい
る図である。
【図3】図3は、DCモータを制御するためのブロック
図である。
【図4】図4は、図3の判断回路を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図5】図5は、図4のフローチャートのステップ36
の判断処理の詳細フローチャートである。
【図6】図6は、図2の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【図7】図7は、2相エンコーダの出力であるA、B相
の信号である。
【図8】図8は、図7を説明するためのフローチャート
で、図4の判断処理Bのフローチャートである。
【図9】図9は、実施例2を説明するための図である。
【図10】図10は、図9を説明するためのフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 DCモータ 2 2相エンコーダ 3 波形整形回路 4 方向判別回路 5 現在位置 6 速度検出器 7 目標位置 8 判断回路 9 D/A回路 10 ドライバ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G05D 3/12 306 G05D 3/12 306G

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DCモータの制御回路において、 該DCモータの回転軸に連動して回転を行い、回転位置
    に対応してアナログ信号を発生する位置検出装置と、 該位置検出装置の出力を波形整形する波形整形回路と、 該波形整形回路の出力により方向判別を行う方向判別回
    路と、 該方向判別回路の出力によりパルスカウントを行い、現
    在位置を計測する現在位置回路と、 前記方向判別回路の出力により速度検出を行う速度検出
    回路と、 該速度検出回路と前記現在位置回路の出力と目標位置と
    により各種判断を行う判断回路と、 該判断回路の出力によりDCモータを駆動する駆動回路
    と、 前記現在位置回路の出力と目標値との差が所定値になっ
    たならば、前記位置検出装置のアナログ電圧を用いてD
    Cモータを制御する制御回路と、 を有することを特徴とするDCモータの制御回路。
  2. 【請求項2】 DCモータの制御回路において、 該DCモータの回転軸に連動して回転を行い、回転位置
    に対応してアナログ信号を発生する位置検出装置と、 該位置検出装置の出力を波形整形する波形整形回路と、 該波形整形回路の出力により方向判別を行う方向判別回
    路と、 該方向判別回路の出力によりパルスカウントを行い、現
    在位置を計測する現在位置回路と、 前記方向判別回路の出力により速度検出を行う速度検出
    回路と、 該速度検出回路と前記現在位置回路の出力と目標位置と
    により各種判断を行う判断回路と、 該判断回路の出力によりDCモータを駆動する駆動回路
    と、 前記DCモータを所定方向に連続して繰り返し位置制御
    を行う場合、前記現在位置回路の出力と目標値との誤差
    (=目標値−現在位置)を、次の目標値に加算して設定
    する設定回路と、 を有することを特徴とするDCモータの制御回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のDCモータの
    制御回路において、前記判断回路は第1の判断を行う第
    1判断手段と、該第1判断手段による判断後に第2の判
    断を行う第2判断手段を有し、前記第1判断手段は、目
    標位置と現在位置との誤差を求め、該誤差がゼロより大
    きいか否かを判断し、大きい場合、1つの方向にモータ
    を回転させ、小さい場合他の方向にモータを回転させ、
    その後誤差の絶対値が第1設定値より大きいか否かを判
    断し、大きい場合速度設定値が最高速度より小さいと
    き、速度設定値に第1速度設定値を加算し、誤差の絶対
    値が第1設定値より小さい場合速度設定値が最低速度よ
    り大きいとき速度設定値から第2速度設定値を減算し、
    その後誤差の絶対値が第2設定値より小さいか否かを判
    断し、小さい場合にモータを停止させることを特徴とす
    るDCモータの制御回路。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のDCモータの制御回路に
    おいて、前記第1判断手段は、誤差の絶対値が第1設定
    値より大きいか否かの前記判断において、誤差の絶対値
    が第1設定値より小さい場合、速度設定値が第3速度設
    定値より大きいか否かを判断し、大きいとき速度設定値
    から第2速度設定値を減算し、小さいとき、速度設定値
    から第4速度設定値を減算し、その後その後誤差の絶対
    値が第2設定値より小さいか否かを判断することを特徴
    とするDCモータの制御回路。
  5. 【請求項5】 請求項3記載のDCモータの制御回路に
    おいて、前記第2判断手段は、誤差の絶対値が第2設定
    値より小さいか否かを判断し、小さいとき誤差の絶対値
    が第3設定値より大きいか否かを判断し、大きいときモ
    ータ電圧を所定電圧にし、小さいとき誤差の絶対値が第
    4設定値より大きいか否かを判断し、小さいときモータ
    電圧を誤差に依存する関数の値の電圧を印加し、大きい
    ときモータ電圧をゼロにすることを特徴とするDCモー
    タの制御回路。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のDCモータの制御回路に
    おいて、前記第2判断手段は、誤差の絶対値が第4設定
    値より大きいか否かの前記判断において、小さいときモ
    ータ電圧を誤差に依存する関数の値の電圧を印加し、大
    きいときモータ電圧をエンコーダ電圧に対応した電圧に
    することを特徴とするDCモータの制御回路。
JP8338903A 1996-12-04 1996-12-04 Dcモータの制御回路 Pending JPH10174476A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005188688A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Honda Motor Co Ltd 動力伝達装置の制御装置
JP2018013175A (ja) * 2016-07-21 2018-01-25 Gknドライブラインジャパン株式会社 電動アクチュエータ及び電動アクチュエータの制御方法

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