JPS63154087A

JPS63154087A - モ−タの制御装置

Info

Publication number: JPS63154087A
Application number: JP61297466A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 真一中村; Toru Obuchi; 徹大渕; Yoshio Mizuno; 善夫水野; Tomofumi Nakayama; 智文中山; Masayuki Hirose; 正幸広瀬; Masanori Miyata; 宮田　正徳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1988-06-27

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）本発明は直流モータ制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、位相（ＰＬＬ）制御によって複写機に使用される
直流（ＤＣ）モータの定速度制御を行う場合、駆動電圧
をパルス幅制御（ＰＷＭ）により供給している。　ＰＷ
Ｍの周期は一定であるので、ＤＣモータの速度の変化に
対応したオン−オフのデユーティ比の変化に応じて、モ
ータへ供給する平均電圧を決めている。

しかし、モータの速度可変幅が大きい場合、オン−オフ
のデユーティ比がアンバランスな位置で制御される場合
が生じる為、速い速度の制御を最適化すると遅い速度の
制御が不安定となる。又、逆の場合、同様に速い速度の
制御が不安定となるという問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は、このような問題点を解決し、
制御するモータの速度の可変幅が広い場合に、駆動の為
のパルス波形を最適な波形とすることのできるモータの
制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明は、モータの
速度を検出する検出手段と、互いに異なる電圧を発生し
、その電圧をモータへ供給可能となした電圧供給手段と
、検出手段により検出された速度に応じて、複数の電圧
供給手段の中から適合する供給電圧を有する電圧供給手
段を択一的に選択する選択手段と、選択された電圧供給
手段の・供給電圧を、検出手段により検出された速度に
応じて、パルス幅制御することによりモータの速度を可
変設定する制御手段とを具えなことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、モータの速度に応じた最適なモータの駆動電
圧を選択手段により複数の電圧供給手段の中から択一的
に選択し、この電圧をパルス幅制御してモータの速度制
御を行うので、制御するモータの速度の可変幅が広い場
合に、駆動の為のパルス波形を最適な波形とすることが
できる。

（実施例〕第１図は本発明の実施例における一回路構成例を示す。

第１図において、１はモータの速度を指定するテンキー
であり、２はマイクロコンピュータ３の内部カウンタを
駆動する発振器である。３は速度制御を行うマイクロコ
ンピュータ（以下マイコンという）であり、マイコン３
は第１カウンタ３Ａと第２カウンタ３Ｂとを有している
。

この第１カウンタ３＾は、発振器２のクロックをカウン
トしてテンキー１からのモータ速度指定に従って位相比
較のための基準周波数信号ＦＳを発生する。

第２カウンタ３Ｂは後述するエンコーダからの帰還信号
ＦＧに同期し、モータ速度指定に従って一定幅のパルス
の速度制御信号ＦＶを発生する。

４は信号ＦＶの出力線、５は位相比較器である。

位相比較器５はマイコン３の出力線６から出力される基
準周波数信号ＦＳと前記帰還信号ＦＧとから位相比較信
号ｐｃを作成し出力線７に出力する。８は前記位相比較
信号ｐｃと速度制御信号ＦＶの加算回路、９はパルス幅
変調（ＰＷＭ）を行うコンパレータである。

ｌＯはモータを駆動するドライバ、　１１はモータであ
る。

１２は前記モータ１１の回転を検出するエンコーダであ
り、エンコーダ１１は帰還信号ＦＣを発生し、マイコン
３と位相比較器５へ入力する。１３〜１６は電子ボリュ
ーム、１７はコンデンサである。また、１８はＦＶ利得
制御信号、１９はＰＣ利得制御信号、２０はフィルタ制
御信号、２１はスレッショルドレベル制御信号である。

ところで、モータ１１の連続変倍はドラム速度一定のと
き光学系のスキャンニング速度を連続的に変化させるこ
とによって実現できる。等倍コピーのとき光学系駆動用
のモータ１１のエンコーダ１２の帰還信号ＦＧの周波数
をｌＫＨ２（周期７＝ｌＩＩＩｓ）とし、倍率１％刻み
で変化させた場合、周期Ｔは０．０１ｍ５ごとに変化す
る。第１カウンタ３＾がカウントアツプを繰り返すごと
に出力ボートを反転するため、発振器２をＴ　（ｔｏｏ
ｔｔｔｔｚ）で発振させ、第１カウンタ３八に倍率に対
応したカウント値をセットすることによって基準周波数
信号ＦＳを作り出している。

２８．２９，３０．３１はモータ１１の駆動電源、２３
は駆動電源を選択する為の選択信号発生回路である。

次に、第１図の実施例の動作の概略を説明する。

加算回路８はマイコン３から出力された速度制御信号Ｆ
Ｖと位相比較器５か、らの位相比較信号ＰＣを加算する
。その出力は、重子ボリューム１５とコンデンサ１７か
らなるフィルタで積分された後に、コンパレータ９の電
子ボリューム１６で定まるスレッショルドレベルによっ
てＰＷＭされる。

そして、ドライバ１０によってモータ１１を駆動し、テ
ンキー１からのモータ速度指令に従フた基準周波数信号
ＦＳと一定の位相差となるように制御される。

さらに、指定倍率に従ってあらかじめ定められた値に電
子ボリューム１３〜１６の値をマイコン３によりて設定
し、位相比較信号ｐｃと速度制御信号ＦＶの加算利得比
、フィルタ特性、スレッショルドレベルを制御している
。そして、位相比較器５のロック信号によフてスレッシ
ョルドレベルの制御も行う。

また、同時にテンキー１によって選択された倍率情報に
よって上述の電源の選択信号がマイコン３から出力線２
２より選択信号発生回路２３に入力される１選択信号発
生回路２３によりモータ１１を駆動する電源２８，２９
．３０．３１のいずれかを選択する選択信号を出力し、
選ばれた電源の出力電圧によってモータ１１が駆動され
る。

位相比較および速度の制御方法を第２図のフローチャー
トおよび第３図の波形図に従って説明する。なお、第２
図で（１）　、　（２）　、・・・・・・はステップを
表わす。

テンキー１よりモータ１１の速度設定（倍率）を入力す
る（１）、設定値に変化があった場合（２）、第１カウ
ンタ３＾に設定値（データ）をセットしく３）、カウン
トダウンをスタートさせる。ここで第１カウンタ３Ａの
カウントダウンが終了後割込信号が発生し、自動的に設
定値を再セットし、カウントダウンすることを繰り返す
。

これにより基準周波数信号ＦＳが発生する。そして、位
相比較器５にこの基準周波数信号ＦＳが加えられる。さ
らに、倍率に対応した値に電子ボリューム１３〜１６の
値を設定する（４）。

次に、倍率に対応して電源選択信号のデータをメモリに
セットし、所定の出力ボートに出力する（５）。

当然、電子ボリューム１３〜１６の値と電源選択信号デ
ータとは、互いに影響し°あって選択される。

一般に複写機においては光学系モータの速度は縮小倍率
の割合が大きいほど速く、拡大倍率の割合が大きい程遅
い。したがって、例えば５０％〜１４２％の倍率が選択
可能であるとすると　１４２％の速度に比べて５０％の
速度は約３倍の速度である。

第４図はＤＣモータのＳ−丁カーブを示している。

定格電圧が例えば２０ＶのＤＣモータを使用した場合、
５０％の速度が定格電圧近傍で駆動されると１４２％の
速度では数Ｖ程度の駆動電圧となる。第５図は駆動電圧
が一定時のモータ駆動用ＰＷＭ波形である。第５−１図
は１４２％速度のＰＷＭ波形、第５−２図は５０％のＰ
ＷＭ波形を示す。第６図は本発明による駆動電圧を回転
数によって選択した場合のＰＷＭ波形を示す。第８−１
図は５０％速度のＰＷＭ波、第６−２図は１４２％速度
のＰＷＭ波形を示している。

次に速度制御信号ＦＶについて述べる。モータ１１のエ
ンコーダ１ｚからの帰還信号ＦＧの立下りでＦＧ割込み
に入り、レジスタを退避した後（１１）、速度制御信号
ＦＶをリセットする（１２）、倍率に対応した基準周波
数信号ＦＳの１／２ＦＳとなるタイマ値を第２カウンタ
３Ｂにセットしてスタートさせ（１３）、位相差が０〜
２πであれば（１４）、レジスタ復帰後（！８）、リタ
ーンさせる。

位相差が０〜２πでなく　（１４）、２π以上であれば
（１５）、スレッショルドレベルをダウンしく１６）、
そうでなければスレッショルドレベルをアップしく１７
）、レジスタ復帰後（１８）、リターンする。

第２カウンタ３Ｂのカウントダウン終了後、ＦＶ割込み
が発生し、レジスタを退避した後（２１）、速度制御信
号ＦＶをセットすることによって（２２）、第３図の速
度制御信号ＦＶを発生させた後、レジスタ復帰させ（２
３）、リターンする。

位相比較信号ＰＣは、第３図に示すように位相差０〜２
πのときは基準周波数信号ＦＳ、帰還信号ＦＧの立下り
で位相比較信号ＰＣのセット、リセットを繰り返す。そ
して帰還信号ＦＧの位相が２π以上遅れた場合は、位相
比較信号ｐｃはセット状態を維持し、基準周波数信号Ｆ
Ｓの一周期の間に帰還信号Ｆ６の立下りが２回来たこと
を検知する。供の後に、前述の位相差Ｏ〜２πの動作を
繰り返す。

また、逆に帰還信号ＦＧの位相が進んだ場合、すなわち
位相差がＯ以下となった場合は、位相比較信号ｐｃはリ
セット状態を維持し、帰還信号ＦＧの一周期の間に基準
周波数信号ＦＳの立下りが２回来たことを検知した後に
、前述の位相差Ｏ〜２πの動作を繰り返すものである。

さらに、位相比較器５は、位相差がＯ〜２πのときは、
“００“を出力し、帰還信号Ｆ６が位相差２π以上の遅
れのときは“０１”、帰還信号ＦＧが位相差がＯ以下の
ときは“ｌＯ”の２ビツトのロック信号を出力しており
、マイコン３でこれを読みとり、ＦＧ割込みルーチンの
中の制御をしている。

なお、上記実施例では外部の発振器２によって第１カウ
ンタ３＾の基準クロックを作っているが、マイコン３内
の発振器を内部でタイマ基準クロックとして使うことも
可能である。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によればＤＣモータをＰＬ
Ｌ制御によって定速制御し、その駆動をＰＷＭ化して行
っている場合、ＰＷＭ　Ｉ！！勅波形波形ン−オフ比が
常に最適なところで制′御されるので、モータの回転が
よりスムーズに行われ、特に定速回転時には回転ムラを
防止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成例を示すブロック図、第２図は第１図の動作説明のフローチャート、第４図は本発明実施例におけるＤＣモータの回転数とト
ルクの特性を示す説明図である。１・・・テンキー、２・・・発振器、３・・ｅマイコン、３＾・・・カウンタ、４．６・・・出力線、５・・・°位相比較器、７・・・出力線、８・・・加算回路、９・・・コンパレータ、ｌＯ・・・ドライバ、１１・・・モータ、１２・・・エンコーダ、１３〜１６・・・電子ボリューム、１７・・・コンデンサ、１８・・・ＦＶ利得制御信号、１９・・・ＰＣ利得制御信号、２０・・・フィルタ制御信号、２１・・・スレッシミルドレベル制御信号、２２・・・
電源選択信号、２３・・・選択信号発生器、２４〜２７・・・選択信号、２８〜３１・・・モータ駆動用電源。（ｒ、ｐｍ）！（ｋｇ＜ｍ）本余明実大ヒイ列／）ＤＣモータ／）！＋・注を示す討
、明図第４　ｔｅｌ

Claims

【特許請求の範囲】モータの速度を検出する検出手段と、互いに異なる電圧を発生し、その電圧をモータへ供給可
能となした電圧供給手段と、前記検出手段により検出された速度に応じて、前記複数
の電圧供給手段の中から適合する供給電圧を有する電圧
供給手段を択一的に選択する選択手段と、当該選択された電圧供給手段の供給電圧を、前記検出手
段により検出された速度に応じて、パルス幅制御するこ
とにより前記モータの速度を可変設定する制御手段とを具えたことを特徴とするモータの制御装置。