电机控制装置、图像形成装置、电机控制方法和图像形成装置的控制方法_2

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icro Processor化it:微处理器)、存储器和信号接口等,W便控制所述图像 形成装置10所具备的所述电机40W外的设备。
[0045] 所述电机控制装置80通过调节向所述电机40供给的供给电力,来控制所述电机40 的旋转速度和旋转方向的位置(朝向)。即,所述电机控制装置80进行反馈控制,朝向使所述 电机40的目标位置与所述电机40的测量位置(检测位置)的差分缩小的方向调节所述供给 电力。所述目标位置作为后述的基准脉冲信号Ps(参照图2)给出。
[0046] 可是,在所述基准脉冲信号Ps和所述编码器脉冲信号化各自的计数值的差分被用 作所述电机40的反馈控制的偏差的情况下,低于一个脉冲的所述偏差成为所述电机控制中 的不灵敏区。在运种情况下,难W将所述偏差维持为低于一个脉冲,基于所述编码器脉冲信 号的位置测量的分辨率受到限制,难W高精度地控制所述电机40的位置。
[0047] 另外,可W考虑将两个脉冲信号(所述基准脉冲信号Ps和所述编码器脉冲信号化) 的发生周期的差分用作所述电机的反馈控制的偏差。在运种情况下,如果所述偏差超出两 个所述脉冲信号中的一方的所述发生周期,则所述目标位置与所述测量位置的差分的信息 丢失。因此,在所述电机40启动时和停止时等所述电机40的速度变更的情况下,所述目标位 置与所述测量位置的差分变大,则无法控制所述电机的位置。
[004引另一方面,本实施方式的所述电机控制装置80通过具备W下所示的结构,即使在 所述电机40的旋转速度变更的情况下,也能够高精度地控制所述电机40的旋转方向的位 置。
[0049] [电机控制装置的详情]
[0050] 接下来,参照图2~6对所述电机控制装置80的详情进行说明。如图2所示,所述电 机控制装置80具备基准脉冲生成部81、相位比较部82和电机电力调节部83。
[0051] 所述基准脉冲生成部81生成基准脉冲信号Ps,所述基准脉冲信号Ps成为所述电机 40的旋转方向的目标位置的基准。例如,所述基准脉冲生成部81具备目标速度运算部811、 低通滤波处理部812和电压控制振荡器813。所述目标速度运算部811计算一次目标速度Vx, 所述一次目标速度Vx为使所述感光体41按照预先设定的规则进行动作所必要的所述电机 40的旋转速度。
[0052] 所述低通滤波处理部812对与所述一次目标速度Vx相当的电平的信号实施低通滤 波处理。所述电压控制振荡器813生成所述基准脉冲信号Ps,所述基准脉冲信号Ps为与低通 滤波处理后的二次目标速度Vy的信号相当的频率的脉冲信号。
[0053] 所述相位比较部82计算相位误差P肥,所述相位误差P肥为所述基准脉冲信号Ps与 所述编码器脉冲信号Pe的相位差的累计值。关于所述相位比较部82的详情将在后文中叙 述。
[0054] 所述电机电力调节部83将向所述电机40供给的电力朝向使所述相位误差P肥缩小 的方向调节。例如,所述电机电力调节部83具备比例要素放大器831、积分器832、积分要素 放大器833、加法器834、脉冲宽度调制部835和电机驱动电路836。此外,所述相位误差P肥缩 小的方向也可^称为使所述相位误差口!16收敛为0的方向或者消除所述相位误差口116的方 向。
[0055] 所述比例要素放大器831为如下的放大器:通过将与所述相位误差P皿相当的信号 W预先设定的比例增益进行放大,从而生成反映所述相位误差P皿的比例要素的比例控制 信号Xp。
[0056] 所述积分器832对与所述相位误差P皿相当的信号实施积分处理。另外,所述积分 要素放大器833为如下的放大器:通过将与所述相位误差P肥的积分值相当的信号W预先设 定的积分增益进行放大,从而生成反映所述相位误差P肥的积分要素的积分控制信号Xi。
[0057] 所述加法器834通过将所述比例控制信号却与所述积分控制信号Xi相加,从而生 成表示向所述电机40供给的供给电力的大小的供电量信号Xo。即,所述比例要素放大器 831、所述积分器832、所述积分要素放大器833和所述加法器834为控制部,通过所谓的PI控 制而调节向所述电机40供给的供给电力。
[0058] 所述脉冲宽度调制部835通过对所述供电量信号Xo实施脉冲宽度调制处理,生成 W与所述供电量信号Xo的电平相当的占空比调节了脉冲宽度的脉冲宽度调制信号化。
[0059] 所述电机驱动电路836为生成驱动脉冲信号Pd的电路,所述驱动脉冲信号Pd为与 所述脉冲宽度调制信号化同步的脉冲状的用于驱动电机的电力信号。所述驱动脉冲信号Pd 向所述电机40供给。
[0060] 目P,所述脉冲宽度调制部835根据反映所述相位误差P肥的比例要素和积分要素的 输入信号(所述供电量信号Xo),调节向所述电机40供给的所述驱动脉冲信号Pd的占空比。 由此,向所述电机40供给的供给电力根据所述相位误差P肥被调节。
[0061] 此外,所述电机电力调节部83调节向所述电机40供给的电力的工序为电力调节工 序的一例。另外,所述脉冲宽度调制部835调节所述驱动脉冲信号Pd的占空比的工序为脉冲 宽度调制工序的一例。
[0062] 例如,所述电机控制装置80中的所述电机驱动电路836W外的部分由微机、ASIC (Application Specific Integrated Cir州it:专用集成电路)、其他半导体器件和其他电 子电路等组合而成。另外,W下所示的各种运算除了通过所述微机执行预先存储于存储器 的程序来实现W外,还可W考虑通过逻辑运算电路等硬件来实现。
[0063] 如图3所示,所述相位比较部82具有存储器820、目标周期记录部821、测量周期记 录部822和相位误差计算部823。所述存储器820为供所述目标周期记录部821、所述测量周 期记录部822和所述相位误差计算部823分别访问的数据存储介质。所述存储器820的数据 存储区域包括第一环形缓冲区824的区域和第二环形缓冲区825的区域。
[0064] 图4、5为表示所述第一环形缓冲区824和所述第二环形缓冲区825各自的存储器映 射的一例的图。所述第一环形缓冲区824具有=个W上的数据缓冲区。另外,所述第二环形 缓冲区825具有与所述第一环形缓冲区824的数据缓冲区相同数量的数据缓冲区。
[0065] 在W下的说明中,将所述第一环形缓冲区824具有的所述数据缓冲区称为第一数 据缓冲区8240。同样,将所述第二环形缓冲区825具有的所述数据缓冲区称为第二数据缓冲 区8250。图4表示具有缓冲区编号0~15的16个所述第一数据缓冲区8240的所述第一环形缓 冲区824的存储器映射。同样,图5表示具有缓冲区编号0~15的16个所述第二数据缓冲区 8250的所述第二环形缓冲区825的存储器映射。此外,在图4、5中,省略缓冲区编号3~12的 部分。
[0066] W下,参照图6的时序图对所述目标周期记录部821、所述测量周期记录部822和所 述相位误差计算部823的处理进行更具体的说明。此外,图6所示的例子为所述编码器脉冲 信号化相对于所述基准脉冲信号Ps产生相位延迟的情况的例子。
[0067] 另外,为了便于说明,在图6所示的例子中,所述编码器脉冲信号Pe相对于所述基 准脉冲信号Ps的相位延迟随着时间的推移而变大。然而,实际上相位差由于所述电机控制 装置80的控制而缩小。
[006引在W下的说明中,整数的变量i、j、k为从初始值0起依次计数加 1并且在0~15的范 围内循环的变量。即,变量i、j、k在从15起计数加1时返回0。换言之,当i = 0时,i -1 = 15。
[0069] 所述目标周期记录部821在每次产生所述基准脉冲信号Ps时将表示从前次的所述 基准脉冲信号Ps发生时起经过的经过时间的目标周期数据化ef,依次记录于所述第一环形 缓冲区824中的各个所述第一数据缓冲区8240。此时,所述目标周期记录部821将记录了最 新的所述目标周期数据化ef的所述第一数据缓冲区8240的编号通知给所述相位误差计算 部823。
[0070] 此外,所述目标周期记录部821计算并记录所述目标周期数据化ef的工序为目标 周期记录工序的一例。
[0071] 图6的例子中,在所述基准脉冲信号Ps的上升沿的各个时机tl、t3、巧、t6、巧、tio, 所述目标周期记录部821将该时刻确定的所述目标周期数据Tre巧己录于所述缓冲区编号由 0号到5号的各个所述第一数据缓冲区8240中。进而,在各个时机*1八3、巧八6、巧八10,所述 目标周期记录部821将各时刻的数据的记录目的地亦即所述第一数据缓冲区8240的编号0、 1、2、3、4、5通知给所述相位误差计算部823。
[0072] 产生第i个所述基准脉冲信号Ps(i)时记录的第i个所述目标周期数据化ef(i)为 表示从产生第(i-1)个所述基准脉冲信号Ps (i-1)的时刻起到产生第i个所述基准脉冲信号 Ps(i)的时刻为止的经过时间的数据。但是,所述目标周期数据的初始值亦即所述目标周期 数据化ef(0)为从处理开始起到产生最初的(第0个)所述基准脉冲信号Ps(O)为止的经过时 间。
[0073] 所述测量周期记录部822在每次产生所述编码器脉冲信号化时将表示从前次的所 述编码器脉冲信号Pe发生时起经过的经过时间的测量周期数据Tenc依次记录于所述第二 环形缓冲区825中的各个所述第二数据缓冲区8250。此时,所述测量周期记录部822将记录 了最新的所述测量周期数据Tenc的所述第二数据缓冲区8250的编号通知给所述相位误差 计算部823。
[0074] 此外,所述测量周期记录部822计算并记录所述测量周期数据Tenc的工序为测量 周期记录工序的一例。
[0075] 图6的例子中,在所述编码器脉冲信号化的上升沿的各个时机*2、*4、巧、*9,所述 测量周期记录部822将该时刻确定的所述测量周期数据Tenc记录于所述缓冲区编号由0号 到3号的各个所述第二数据缓冲区8250中。进而在各个时机t2、t4、巧、t9,所述测量周期记 录部822将各时刻的数据的记录目的地亦即所述第二数据缓冲区8250的编号0、1、2、3通知 给所述相位误差计算部823。
[0076] 产生第j个所述编码器脉冲信号化(j)时记录的第j个所述测量周期数据Tenc(j) 为表示从产生第(j-1)个所述编码器脉冲信号化(j-1)的时刻起到产生第j个所述编码器脉 冲信号Pe(j)的时刻为止的经过时间的数据。其中,所述测量周期数据的初始值亦即所述测 量周期数据Tenc(O)为从处理开始起到产生最初的(第0个)所述编码器脉冲信号化(0)为止 的经过时间。
[0077] 此外,所述目标周期数据Tref (i)和所述测量周期数据Tenc(j)例如为毫秒等时间 单位的数值数据,除此之外还可W考虑是表示规定的时钟信号的计数值的数值数据等。
[0078] 所述相位误差计算部823通过对依次记录于所述第一环形缓冲区824和所述第二 环形缓冲区825中的相互对应的各个所述第一数据缓冲区8240和各个所述第二数据缓冲区 8250的所述目标周期数据Tref和所述测量周期数据Tenc的差分进行累计,从而计算所述相 位误差P肥。
[0079] 各自记录所述目标周期数据化ef和所述测量周期数据Tenc的顺序相同的所述第 一数据缓冲区8240和所述第二数据缓冲区8250相互对应。在前述的例子中,第0个、第1个、 第2个……第15个所述第一数据缓冲区8240分别与第0个、第1个、第2个……第15个所述第 二数据缓冲区8250具有相互对应的关系。
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