專利名稱：馬達(dá)驅(qū)動方法，馬達(dá)驅(qū)動控制裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及馬達(dá)驅(qū)動方法及其裝置，更詳細(xì)地說，涉及反饋控制系統(tǒng)中馬達(dá)驅(qū)動方法，以及使用該馬達(dá)驅(qū)動方法的馬達(dá)驅(qū)動控制裝置和圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
步進(jìn)馬達(dá)在要求正確定位或驅(qū)動控制中例如，圖像形成裝置，照相機(jī)，汽車等得到了廣泛應(yīng)用。使用步進(jìn)馬達(dá)，通過使用反饋控制系統(tǒng)，很容易及正確地控制對象物的定位或驅(qū)動。
例如，反饋控制系統(tǒng)通常包括一步進(jìn)馬達(dá)，一被控制對象物，一檢測器，以及一控制器。上述步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動對象物，檢測器檢測對象物的速度。為了控制對象物具有所要求的速度，控制器根據(jù)檢測到的速度與要求速度之間的差異，計(jì)算控制值，根據(jù)上述控制值，生成驅(qū)動電流或電壓，并將該驅(qū)動電流或電壓施加到步進(jìn)馬達(dá)。通過該驅(qū)動電流或電壓，步進(jìn)馬達(dá)實(shí)行步進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動對象物以所要求的速度運(yùn)行。
反饋控制系統(tǒng)的一個問題在于，當(dāng)生成大的控制值，接著變換為驅(qū)動電流或電壓時(shí)，步進(jìn)馬達(dá)會發(fā)生振動。為了解決這個問題，通常使用微步驅(qū)動，其將1步進(jìn)分成許多小的步進(jìn)，稱為微步。更詳細(xì)地說，正弦波的驅(qū)動電流或電壓被分成具有不同電平的階梯狀的電流或電壓，并且，階梯狀的電流或電壓以不同的位相供給繞組。通過這一技術(shù)，步進(jìn)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)更平滑。但是，有時(shí)還能觀察到振動。
例如，當(dāng)在一個反饋控制系統(tǒng)中使用兩個以上不同勵磁模式時(shí)，會發(fā)生振動。例如，一個反饋控制系統(tǒng)以兩個不同的2W1-2及4W1-2相勵磁驅(qū)動方式驅(qū)動一個步進(jìn)馬達(dá)。在這樣的系統(tǒng)中，在2W1-2方式中生成的控制值比在4W1-2方式中生成的控制值高。換句話說，以2W1-2方式運(yùn)行的步進(jìn)馬達(dá)易發(fā)生速度變化，且易引起振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述先有技術(shù)所存在的問題而提出來的，本發(fā)明的目的在于，提供即使驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動方式不同場合也能良好地進(jìn)行反饋控制，能抑制驅(qū)動馬達(dá)振動的反饋控制系統(tǒng)中馬達(dá)驅(qū)動方法，以及使用該馬達(dá)驅(qū)動方法的馬達(dá)驅(qū)動控制裝置和圖像形成裝置。
這樣的反饋控制系統(tǒng)通常包括驅(qū)動馬達(dá)，檢測器及控制部。驅(qū)動馬達(dá)直接或間接地與移動體相連接，驅(qū)動該移動體按目標(biāo)移動速度移動。
較好的是，驅(qū)動馬達(dá)例如用步進(jìn)馬達(dá)構(gòu)成，可以通過微步勵磁驅(qū)動方法驅(qū)動該步進(jìn)馬達(dá)。
上述檢測器直接或間接地與上述移動體相連接，檢測該移動體的現(xiàn)在移動速度，輸出檢測結(jié)果作為檢測器脈沖信號。較好的是，檢測器由編碼器實(shí)現(xiàn)，但是，也可以通過例如在移動體表面上形成色調(diào)劑標(biāo)記等實(shí)現(xiàn)。
上述控制部與上述驅(qū)動馬達(dá)以及上述檢測器電氣連接，接收上述檢測器脈沖信號，計(jì)算上述現(xiàn)在移動速度與目標(biāo)移動速度的差，根據(jù)上述求得的差計(jì)算控制值，當(dāng)將控制值控制在處于一預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)之后，根據(jù)該控制值計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率，根據(jù)該脈沖重復(fù)頻率，反饋控制驅(qū)動馬達(dá)。
在一例中，控制部可以包括第一運(yùn)算部，濾波器部，增益部，第二運(yùn)算部。
第一運(yùn)算部根據(jù)檢測器脈沖信號，計(jì)算與上述差值相對應(yīng)的位置偏移。濾波器部通過除去上述位置偏移的高頻成分，生成經(jīng)控制的位置偏移。為了除去上述高頻成分，根據(jù)高頻成分特征，可以使用任何型式的低通濾波器。上述增益部通過用一增益系數(shù)乘以上述經(jīng)控制的位置偏移，生成控制值。更具體地說，控制值使用例如比例增益或積分增益或微分增益進(jìn)行計(jì)算。第二運(yùn)算部通過將上述控制值加到一預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率。上述本發(fā)明處理通過控制部根據(jù)預(yù)先存儲在控制部的第一存儲器中的程序?qū)嵭小＿\(yùn)算部還附設(shè)第二存儲器，第二存儲器存儲各種能變換的數(shù)據(jù)，包括上述位置偏移，經(jīng)控制的位置偏移，控制值，脈沖重復(fù)頻率等。
控制部可以附設(shè)檢測接口，驅(qū)動接口及馬達(dá)驅(qū)動器。檢測接口將檢測器脈沖信號從模擬信號變換為數(shù)字信號。上述驅(qū)動接口，根據(jù)脈沖重復(fù)頻率生成驅(qū)動脈沖信號。馬達(dá)驅(qū)動器根據(jù)驅(qū)動脈沖信號，生成驅(qū)動電流或電壓，并將該驅(qū)動電流或電壓施加到驅(qū)動馬達(dá)。
或者，控制部可以采用上述構(gòu)成之外的結(jié)構(gòu)，實(shí)行脈沖重復(fù)頻率的運(yùn)算處理，只要控制值被控制在預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)就行。
系統(tǒng)使用時(shí)，可以有各種控制上述控制值的方法。
在一例中，控制器以與微步數(shù)成正比地增加增益系數(shù)，上述微步數(shù)根據(jù)微步勵磁驅(qū)動方式確定。
在另一例中，控制器生成比較控制值，比較上述比較控制值和基準(zhǔn)控制值，根據(jù)上述比較結(jié)果，將控制值控制在預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)。
在這種情況下，設(shè)置第三存儲器，其存儲基準(zhǔn)控制值。該基準(zhǔn)控制值與一最大控制值相對應(yīng)，其可以施加到驅(qū)動馬達(dá)上，不會發(fā)生驅(qū)動馬達(dá)振動。使用上述基準(zhǔn)控制值，確定一增加基準(zhǔn)控制值和一減少基準(zhǔn)控制值。
上述比較控制值可以從現(xiàn)在樣本周期得到的控制值和前樣本周期得到的控制值之間的差計(jì)算?；蛘?，上述比較控制值可以從現(xiàn)在樣本周期得到的脈沖重復(fù)頻率和前樣本周期得到的脈沖重復(fù)頻率之間的差計(jì)算。
在使用比較控制值控制上述控制值的一例中，當(dāng)比較控制值等于增加基準(zhǔn)控制值或減少基準(zhǔn)控制值，或比較控制值處于增加基準(zhǔn)控制值和減少基準(zhǔn)控制值之間時(shí)，上述控制值被設(shè)定為在現(xiàn)在的樣本周期計(jì)算而得的現(xiàn)在控制值。在另一例中，當(dāng)比較控制值大于增加基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為增加基準(zhǔn)控制值；當(dāng)比較控制值小于減少基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為減少基準(zhǔn)控制值。
根據(jù)下文所述，本發(fā)明的一個典型實(shí)施例適用在圖像形成裝置的紙轉(zhuǎn)印裝置中。但是，本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明也可以適用在許多場合，例如圖像形成裝置的載置體，照相機(jī)的自動調(diào)焦裝置，在自動巡航系統(tǒng)中的節(jié)流機(jī)構(gòu)等。
進(jìn)一步說，本發(fā)明的實(shí)施例可以以公知的各種形式進(jìn)行實(shí)施，例如裝置，方法，系統(tǒng)，軟件程序，記錄媒體等。


圖1是適用本發(fā)明的圖像形成裝置一實(shí)施例的概略構(gòu)成圖；圖2表示該實(shí)施例的轉(zhuǎn)印組件概略構(gòu)成圖；圖3是表示以往圖像形成裝置中時(shí)間和轉(zhuǎn)印帶的回轉(zhuǎn)速度的關(guān)系圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動控制器的構(gòu)成方框圖；圖5表示該實(shí)施例的轉(zhuǎn)印組件的主要部件構(gòu)成斜視圖；圖6是該實(shí)施例的右下輥及編碼器的斜視圖；圖7是該實(shí)施例的驅(qū)動控制裝置方框圖；圖8是在該實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)環(huán)狀帶控制時(shí)間圖；圖9A和9B表示圖4的馬達(dá)驅(qū)動控制器的處理流程圖；圖10表示圖4的馬達(dá)驅(qū)動控制器的濾波器運(yùn)算方框圖；圖11表示圖10的濾波器使用的系數(shù)一覽表；圖12表示圖10的濾波器振幅特性圖；圖13表示圖10的濾波器位相特性圖；圖14表示圖4的馬達(dá)驅(qū)動控制器的增益部方框圖；圖15表示當(dāng)圖1的圖像形成裝置以2W1-2相勵磁驅(qū)動方式運(yùn)行時(shí)，階梯電流或電壓的時(shí)間圖；圖16表示當(dāng)圖1的圖像形成裝置以4W1-2相勵磁驅(qū)動方式運(yùn)行時(shí)，階梯電流或電壓的時(shí)間圖；圖17表示實(shí)施本發(fā)明或不實(shí)施本發(fā)明時(shí)，時(shí)間與轉(zhuǎn)印帶的移動速度的關(guān)系圖；圖18表示通過圖4的馬達(dá)驅(qū)動控制器實(shí)施控制增益系數(shù)的處理流程圖；圖19表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動控制器的方框圖；圖20表示在以往圖像形成裝置中，時(shí)間與轉(zhuǎn)印帶的移動速度關(guān)系另一例；圖21表示在以往圖像形成裝置中，時(shí)間與控制電壓的關(guān)系圖；圖22表示當(dāng)實(shí)施圖19的馬達(dá)驅(qū)動控制器時(shí)，時(shí)間與控制電壓的關(guān)系圖；圖23表示當(dāng)實(shí)施圖19的馬達(dá)驅(qū)動控制器時(shí)，時(shí)間與轉(zhuǎn)印帶的移動速度的關(guān)系圖；圖24表示當(dāng)實(shí)施圖19的馬達(dá)驅(qū)動控制器時(shí)，控制上述控制值的處理流程圖；圖25表示當(dāng)實(shí)施圖19的馬達(dá)驅(qū)動控制器時(shí)，控制上述控制值的另一處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明較佳實(shí)施例，通過下面描述，本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將會更清楚。
圖1是適用本發(fā)明的圖像形成裝置一實(shí)施例，系電子照相方式的彩色激光打印機(jī)(以下簡記為“激光打印機(jī)”)100，其采用直接轉(zhuǎn)印方式，圖2表示該激光打印機(jī)的轉(zhuǎn)印組件6的概略構(gòu)成。
如圖1所示，本激光打印機(jī)從黃(以下簡記為“Y”)，青(以下簡記為“C”)，品紅(以下簡記為“M”)，黑(以下簡記為“K”)四色色調(diào)劑形成彩色圖像，下面，在各符號后添加Y，M，C，K，分別表示黃色，青色，品紅色，黑色用部件。
沿著轉(zhuǎn)印紙P的移動方向，即環(huán)狀帶60上邊的移動方向，四組色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K從上游側(cè)順序配置。沿著上述轉(zhuǎn)印紙P的移動方向，色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K以所定間隔配列，且與各感光體鼓11Y，11M，11C，11K的回轉(zhuǎn)軸平行。
本激光打印機(jī)100除了上述色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K之外，還設(shè)有光寫入組件2，供紙盒3，4，一對定位輥5，轉(zhuǎn)印組件6，采用帶定影方式的定影組件7，排紙臺8，清潔裝置18，85等。上述轉(zhuǎn)印組件6包括環(huán)狀轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60作為轉(zhuǎn)印運(yùn)送部件，環(huán)狀轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60按圖中箭頭A方向移動，載置轉(zhuǎn)印紙P將其運(yùn)送通過各色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K的轉(zhuǎn)印位置。
本圖像形成裝置100進(jìn)一步包括色調(diào)劑補(bǔ)給容器TC，手工供紙盤MF，操作面板(沒有圖示)，顯示器(沒有圖示)。還在例如空間S中設(shè)有廢色調(diào)劑罐，雙面/翻轉(zhuǎn)組件，及電源組件等(都沒有圖示)。
上述色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K分別設(shè)有作為像載置體的感光體鼓11Y，11M，11C，11K，充電裝置15，顯影組件16，以及消電裝置。充電裝置15對感光體鼓11Y，11M，11C，11K的各表面進(jìn)行充電，顯影組件16以各色色調(diào)劑進(jìn)行顯影，形成各色色調(diào)劑像。
光寫入組件2從光源(沒有圖示)發(fā)出根據(jù)各彩色圖像數(shù)據(jù)的四線激光束。該激光束通過多面鏡，f-θ透鏡，反射鏡，對各感光體鼓11Y，11M，11C，11K表面進(jìn)行曝光，結(jié)果，在感光體鼓11Y，11M，11C，11K上分別形成Y，M，C，K色靜電潛像。
供紙盒3，4收納著記錄紙P，從上述供紙盒3，4或手工供紙盤MF供給記錄紙P，送向一對定位輥5，以便形成圖像。一對定位輥5按所定時(shí)間將記錄紙P送向上述轉(zhuǎn)印組件6。
轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60架設(shè)在若干支承輥上，使得該轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60與感光體鼓11Y，11M，11C，11K密接。轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60載置記錄紙P運(yùn)送到上述色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K以及定影裝置7。在上述色調(diào)劑像形成部1Y，1M，1C，1K，各色色調(diào)劑像順序轉(zhuǎn)印在記錄紙P上，結(jié)果，在記錄紙P上形成彩色色調(diào)劑像。
定影裝置7包括一對加壓輥31以及定影帶32，當(dāng)記錄紙P通過加壓輥31和定影帶32構(gòu)成的夾持部時(shí)，受到熱和壓力，彩色色調(diào)劑像定影在記錄紙P上。
然后，記錄紙P根據(jù)切換導(dǎo)向件G的位置，或者按圖中箭頭B所示方向排出到排紙臺8，或者按圖中箭頭C所示方向被運(yùn)送。當(dāng)記錄紙P按圖中箭頭B所示方向排出到排紙臺8場合，記錄紙P記錄有彩色圖像的面朝下。當(dāng)記錄紙P按圖中箭頭C所示方向被運(yùn)送場合，記錄紙P被送向其他裝置，例如分類裝置，或裝訂裝置，進(jìn)行后處理，或被運(yùn)向雙面/翻轉(zhuǎn)組件，再次送向一對定位輥5，在記錄紙P背面形成圖像。
清潔裝置85包括刷及清潔刮板，用于除去殘留在轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60上的色調(diào)劑。清潔裝置18清潔各感光體鼓11Y，11M，11C，11K的表面，用于除去殘留色調(diào)劑。消電裝置對各感光體鼓11Y，11M，11C，11K表面進(jìn)行消電，備作此后形成圖像。
上面所述是形成彩色圖像的動作，圖像形成裝置100也可以形成黑白圖像，這種場合，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60與感光體鼓11Y，11M，11C脫離。
下面，參照圖2詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)印組件6。
在本實(shí)施例中，較好的是，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60為環(huán)狀單層帶，由聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，以下簡記為PVDF)制作，體積電阻率為109～1011Ωcm高電阻。如圖2所示，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60架設(shè)在入口輥61，出口輥62，驅(qū)動輥63，壓入輥64，張力輥65，右下輥66，偏壓輥67Y，67M，67C，67K，支承輥68Y，68M，68C，68K上。
入口輥61設(shè)置在轉(zhuǎn)印紙移動方向最上游，其與轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60內(nèi)周面接觸，夾著轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60，與靜電吸附輥80對向，從電源80a向該靜電吸附輥80施加所定電壓，記錄紙P通過入口輥61與靜電吸附輥80之間時(shí)，因靜電吸附輥80而帶電，被靜電吸附在轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60上。
驅(qū)動馬達(dá)(沒有圖示)驅(qū)動上述驅(qū)動輥63，使其按圖中所示箭頭方向回轉(zhuǎn)。這樣，驅(qū)動輥63摩擦驅(qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60。
從轉(zhuǎn)印偏壓電源9Y，9M，9C，9K向偏壓輥67Y，67M，67C，67K施加轉(zhuǎn)印偏壓，將轉(zhuǎn)印電荷賦與轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60。結(jié)果，在各轉(zhuǎn)印位置，在轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60與感光體鼓11Y，11M，11C，11K表面之間形成所定強(qiáng)度的轉(zhuǎn)印電場。
通過支承輥68Y，68M，68C，68K的支承，使得記錄紙P與感光體鼓11Y，11M，11C，11K之間能保持合適的接觸。
偏壓輥67Y，67M，67C，67K以及支承輥68Y，68M，68C，68K安裝在擺動托架93上。凸輪76固定在凸輪軸77上，當(dāng)凸輪76按箭頭所示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，該擺動托架93能以回轉(zhuǎn)軸94為中心按順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)。
入口輥61與靜電吸附輥80安裝在入口托架90上，當(dāng)擺動托架93回轉(zhuǎn)時(shí)，該入口托架90能以回轉(zhuǎn)軸91為中心按順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)。如圖2所示，在擺動托架93上設(shè)有孔95，在入口托架90上設(shè)有銷92，通過銷92嵌合到上述孔95中，入口托架90能隨著擺動托架93回轉(zhuǎn)而連動回轉(zhuǎn)。通過擺動托架93和入口托架90的回轉(zhuǎn)，偏壓輥67Y，67M，67C以及支承輥68Y，68M，68C分別脫離感光體鼓11Y，11M，11C，入口輥61與靜電吸附輥80也朝下方移動。這樣，當(dāng)僅僅形成黑色圖像時(shí)，能避免感光體鼓11Y，11M，11C與轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60接觸。
偏壓輥67K和支承輥68K可回轉(zhuǎn)地安裝在出口托架98上，軸99與出口輥62同軸，當(dāng)轉(zhuǎn)印組件6相對本圖像形成裝置本體裝卸時(shí)，通過操作手柄(沒有圖示)，上述出口托架98能以軸99為中心按順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)，使得偏壓輥67K和支承輥68K離開感光體鼓11K。
沿著轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60移動方向，在驅(qū)動輥63的下游側(cè)，設(shè)有壓入輥64，其壓入轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的外周面，以便確保轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60卷繞在驅(qū)動輥63上的卷繞角。在比壓入輥64更下游的轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60圈內(nèi)設(shè)有張力輥65，通過推壓部件例如彈簧69給與帶以張力。
上述各輥61-68支承轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶，理想的是，以相同的移動速度移動。但是，實(shí)際上，由于回轉(zhuǎn)軸有公差，因此，不可避免地會發(fā)生軸的偏心。因此，如圖3所示，圖中0表示轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)目標(biāo)速度，實(shí)際的轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的移動速度發(fā)生很大變化。結(jié)果，沿著副掃描方向，發(fā)生色偏移。
為了防止色偏移，在圖4中表示根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動控制器20。
馬達(dá)驅(qū)動控制器20包括作為控制部的處理機(jī)21，第一存儲器22，第二存儲器23，驅(qū)動接口25，馬達(dá)驅(qū)動器26，檢測接口27，驅(qū)動馬達(dá)302，以及編碼器301。馬達(dá)驅(qū)動控制器20使用反饋控制方法控制轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度。
如圖5所示，驅(qū)動馬達(dá)302通過同步帶303與驅(qū)動輥63相連接。上述馬達(dá)驅(qū)動器26施加驅(qū)動電流或電壓，由驅(qū)動馬達(dá)302驅(qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60移動。在本實(shí)施例中，較好的是，當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動器26是任何型式的半導(dǎo)體裝置例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)時(shí)，驅(qū)動馬達(dá)302為步進(jìn)馬達(dá)。
編碼器301通過檢測右下輥66檢測轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度，以脈沖信號(下面簡記為“編碼器脈沖信號”)輸出到檢測接口27。在本實(shí)施例中，編碼器301接觸右下輥66，但是，該編碼器301也可以接觸上述輥61-68中的任一個，只要能實(shí)現(xiàn)檢測轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度就行。
進(jìn)一步說，上述編碼器301的檢測也可以用其他型式檢測方法代替，例如在轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60上設(shè)置標(biāo)記進(jìn)行檢測等。
圖6表示右下輥及編碼器301的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。編碼器301由盤401，發(fā)光元件402，受光元件403，壓入襯套404，405構(gòu)成。
將壓入襯套404，405壓入到右下輥66的軸上，盤401固定到右下輥66的軸上，使得盤401與右下輥66一起回轉(zhuǎn)。
盤401上設(shè)有許多沿徑向以一定間隔配置的狹縫，能以數(shù)百單位分辨率透過光。發(fā)光元件402和受光元件403配置在盤401兩側(cè)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，盤401生成與右下輥66的回轉(zhuǎn)量相對應(yīng)的編碼器脈沖信號，即接通/斷開脈沖信號。換句話說，編碼器301輸出與右下輥66的位置變化相對應(yīng)的編碼器脈沖信號，其與轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度成正比。
再回到圖4，檢測接口27將該編碼器脈沖信號從模擬信號變換成數(shù)字信號，通過總線存儲在第二存儲器23。第二存儲器23可以包括例如隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory，以下簡記為“RAM”)，但是，也可以使用任何型式的易失存儲器，該第二存儲器23作為處理機(jī)21的工作存儲器。
處理機(jī)21包括微處理器或中央處理機(jī)(Central Process Unit，以下簡記為“CPU”)，能通過使用存儲在第一存儲器22中的程序控制馬達(dá)驅(qū)動控制器20。第一存儲器22可以包括例如只讀存儲器(Read OnlyMemory，以下簡記為“ROM”)，但是，也可以使用任何型式的非易失存儲器，例如程控只讀存儲器(Programmable Read Only Memory，以下簡記為“PROM”)。
處理機(jī)21根據(jù)從第二存儲器23讀取的編碼器脈沖信號計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率(pulse rate)，并將其存儲在第二存儲器23。
驅(qū)動接口25根據(jù)從第二存儲器23讀取的脈沖重復(fù)頻率生成驅(qū)動脈沖信號，并將其施加到馬達(dá)驅(qū)動器26。馬達(dá)驅(qū)動器26根據(jù)該驅(qū)動脈沖信號生成驅(qū)動電流或電壓，并將其施加到驅(qū)動馬達(dá)302。于是，驅(qū)動馬達(dá)302步進(jìn)回轉(zhuǎn)。上述反饋控制處理反復(fù)進(jìn)行，直到轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度達(dá)到目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度，例如至少在圖3所示的A區(qū)域和B區(qū)域，保持轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度靠近目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
圖7表示通過處理機(jī)21實(shí)行的運(yùn)算處理例，處理機(jī)21包括第一運(yùn)算部101，濾波器102，增益器103，第二運(yùn)算部104。
第一運(yùn)算部101計(jì)算與轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的檢測得到的回轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度的差相對應(yīng)的位置偏差e(n)。濾波器102對該位置偏差e(n)進(jìn)行濾波，并將其作為經(jīng)控制的位置偏差(以下簡記為“控制位置偏差”)e’(n)輸出。增益器103根據(jù)該控制位置偏差e’(n)計(jì)算控制值f(n)，輸出到第二運(yùn)算部104。第二運(yùn)算部104使用控制值f(n)以及標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率f0(n)計(jì)算脈沖重復(fù)頻率f’(n)，并將其輸出到驅(qū)動接口25。
參照圖8和圖9，說明計(jì)算f’(n)的處理例。在本實(shí)施例中，處理機(jī)21對每個樣本周期進(jìn)行計(jì)算，也就是說，在全部時(shí)間里處理機(jī)21從計(jì)時(shí)器(沒有圖示)接收中斷信號。在本實(shí)施例中，樣本周期被預(yù)先設(shè)定為1ms。
如圖9所示，第一運(yùn)算部101檢測計(jì)時(shí)中斷信號，在步驟S1，判斷其是否驅(qū)動馬達(dá)302起動及穩(wěn)定時(shí)間后最初接收到的計(jì)時(shí)中斷信號，如果是最初的計(jì)時(shí)中斷信號(步驟S1的“是”)，處理就進(jìn)入步驟S2，將編碼器脈沖計(jì)數(shù)置“0”，在步驟S3，將計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)置“0”。該復(fù)位處理也表示在圖8中。
再回到圖9，在步驟S4，第一運(yùn)算部101允許該計(jì)時(shí)中斷信號，在步驟S5，開始計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)(參照圖8)，返回步驟S1。
若在步驟S1，如果不是最初的計(jì)時(shí)中斷信號(步驟S1的“否”)，處理就進(jìn)入步驟S6，將編碼器脈沖計(jì)數(shù)增加1。更具體地說，如圖8所示，每當(dāng)檢測到編碼器脈沖信號的上升緣邊時(shí)，將編碼器脈沖計(jì)數(shù)增加1。
接著，在步驟S7，第一運(yùn)算部101取得計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)值q(參照圖8的“取得q”)，在步驟S8，取得編碼器脈沖計(jì)數(shù)Ne(參照圖8的“取得Ne”)。在步驟S9，第一運(yùn)算部101使用這些數(shù)值計(jì)算位置偏差e(n)如下e(n)[rad]＝θ0*q-θ1*Ne其中，θ0表示每計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)的步進(jìn)角，θ1表示每編碼器脈沖計(jì)數(shù)的步進(jìn)角。在本實(shí)施例中，如上式所示，該位置偏差e(n)根據(jù)右下輥66和驅(qū)動輥63之間的角度位移量之差進(jìn)行計(jì)算。
進(jìn)一步說，步進(jìn)角θ0可以根據(jù)轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度以及右下輥66輥徑進(jìn)行計(jì)算，在本實(shí)施例中，右下輥66實(shí)際輥徑為15.5mm，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60厚度為0.1mm，于是，按右下輥輥徑+轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60厚度的二分之一進(jìn)行計(jì)算，作為計(jì)算用徑，得到15.55mm。步進(jìn)角θ1可以根據(jù)編碼器301的分辨率得到，在本實(shí)施例中，編碼器301具有每轉(zhuǎn)200脈沖的分辨率。
接著，在步驟S10，濾波器102對上述計(jì)算而得的位置偏差e(n)進(jìn)行濾波。這樣，不需要的高頻信號得到抑制，于是，驅(qū)動馬達(dá)302的回轉(zhuǎn)變得平滑?？梢允褂萌魏涡褪降牡屯V波器作為上述濾波器102，例如，圖10所示的低通濾波器，其具體數(shù)據(jù)如下低通濾波器型號Butterworth IIR樣本頻率1KHz通帶波動(Rp)0.01dB阻帶端衰減量(Rs)2dB通帶端頻率(Fp)50Hz阻帶端頻率(Fs)100Hz圖11是圖10的低通濾波器使用的系數(shù)一覽表，圖12表示圖10的低通濾波器振幅響應(yīng)，圖13表示圖10的低通濾波器位相響應(yīng)。
如圖10所示，低通濾波器為具有節(jié)點(diǎn)u1(n)，u1(n-1)，u1(n-2)，u2(n)，u2(n-1)，u2(n-2)的二級式結(jié)構(gòu)，這里，n對應(yīng)于現(xiàn)在樣本周期得到的樣本，(n-1)對應(yīng)于現(xiàn)在樣本周期的前一個周期得到的樣本，(n-2)對應(yīng)于再前一個周期得到的樣本。
每當(dāng)接收到位置偏移e(n)時(shí)，濾波器102使用下式計(jì)算被控制的位置偏移e’(n)u1(n)＝a11*u1(n-1)+a21*u1(n-2)+e(n)*ISFe1(n)＝b01*u1(n)+b11*u1(n-1)+b21*u1(n-2)u2(n)＝a12*u2(n-1)+a22*u2(n-2)+e1(n)e’(n)＝b02*u2(n)+b12*u2(n-1)+b22*u2(n-2)其中u1(n-2)＝u1(n-1)u1(n-1)＝u1(n)u2(n-2)＝u2(n-1)u2(n-1)＝u2(n)接著，在圖9B的步驟S11，增益器103使用反饋控制計(jì)算控制值f(n)，作為上述反饋控制可以列舉例如比例控制，比例積分(proportionalintegral，以后簡記為“PI”)控制，比例積分微分(proportionalintegral differential，以后簡記為“PID”)控制，H(Hardy space)無限控制。
為了簡化計(jì)算，使用拉普拉斯變換，將時(shí)間區(qū)域函數(shù)變換成頻率區(qū)域。于是，控制值F(S)可以使用以下式計(jì)算F(S)＝G(S)*E’(S)其中，G(S)表示變換函數(shù)，在本實(shí)施例中，其與增益器103相對應(yīng)。
如果使用PID控制，則控制值F(S)可以用下式表示F(S)＝Kp*E’(S)+Ki*E’(S)/S+Kd*S*E’(S)其中，Kp表示比例增益值，Ki表示積分增益值，Kd表示微分增益值。于是，該控制值G(S)可以使用下面式(1)計(jì)算G(S)＝Kp+Ki/S+Kd*S (1)
為了進(jìn)一步簡化計(jì)算，使用S＝2T*(1-Z-1)/(1+Z-1)，對式(1)進(jìn)行Z變換，得到式(2)G(Z)＝(b0+b1*Z-1+b2*Z-2)/(1-a1*Z-1-a2*Z-2)(2)其中a1＝0a2＝1b0＝Kp+T*Ki/2+2*Kd/Tb1＝T*Ki-4*Kd/Tb2＝-Kp+T*Ki/2+2*Kd/T圖14表示根據(jù)上述式(2)進(jìn)行計(jì)算的方框圖，如圖所示，輸入離散數(shù)據(jù)的控制位置偏差e’(n)，以便得到離散數(shù)據(jù)的控制值f(n)。增益器103包括三個節(jié)點(diǎn)w(n)，w(n-1)，w(n-2)，這里，n對應(yīng)于現(xiàn)在樣本周期得到的樣本，(n-1)對應(yīng)于現(xiàn)在樣本周期的前一個周期得到的樣本，(n-2)對應(yīng)于再前一個周期得到的樣本。
增益器103對所接收到的控制位置偏移e’(n)，使用下面式(3)和(4)計(jì)算控制值f(n)w(n)＝a1*w(n-1)+a2*w(n-2)+e’(n)＝w(n-2)+e’(n)(3)f(n)＝b0*w(n)+b1*w(n-1)+b2*w(n-2) (4)在一例中，如果微分增益值Kd及積分增益值Ki都為0，由于b0＝Kp，b1＝0，b2＝-Kp，上述式(4)可以簡化為下式f(n)＝Kp*w(n)-Kp*w(n-2)由于e’(n)＝w(n)-w(n-2)可以從式(3)得到，因此，上述式可以進(jìn)一步簡化為式(5)f(n)＝Kp*e’(n)(5)接著，第二運(yùn)算部104通過對標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率f0(n)增加控制值f(n)，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率f’(n)，得到式(6)如下f’(n)＝f(n)+f0(n)＝Kp*e’(n)+f0(n) (6)在這種情況下，脈沖重復(fù)頻率f’(n)可以從頻率(Hz)或每秒脈沖數(shù)(pps)計(jì)算。
如果標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率f0(n)預(yù)先設(shè)定為6117Hz，則脈沖重復(fù)頻率f’(n)可以表示如下f’(n)＝Kp*e’(n)+6117在步驟S11中，計(jì)算f’(n)，在步驟S12中，馬達(dá)驅(qū)動器26施加與上述計(jì)算而得的脈沖重復(fù)頻率f’(n)相對應(yīng)的驅(qū)動電流或電壓。同時(shí)，脈沖重復(fù)頻率f’(n)被存儲在第二存儲器23。
在步驟S13中，計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)被增加1，如圖8所示的“增加”。換言之，上述步驟S9-S11所描述的計(jì)算處理在一個樣本周期內(nèi)完成，在本實(shí)施例中，上述一個樣本周期為1ms。在步驟S13增加計(jì)時(shí)數(shù)之后，上述步驟S1-S13的整個處理被反復(fù)進(jìn)行，以便對轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60進(jìn)行反饋控制。
在本實(shí)施例中，驅(qū)動馬達(dá)302以兩種不同的勵磁模式運(yùn)行，即，2W1-2相勵磁驅(qū)動方式(以下簡記為“2W1-2方式”)，以及4W1-2相勵磁驅(qū)動方式(以下簡記為“4W1-2方式”)。更詳細(xì)地說，當(dāng)圖像形成裝置100被設(shè)定如圖15所示，以低的記錄分辨率方式例如以600dpi形成圖像時(shí)，驅(qū)動馬達(dá)302以2W1-2相勵磁驅(qū)動方式運(yùn)行；當(dāng)圖像形成裝置100被設(shè)定如圖16所示，以高的記錄分辨率方式例如以1200dpi形成圖像時(shí)，驅(qū)動馬達(dá)302以4W1-2相勵磁驅(qū)動方式運(yùn)行。
如圖15和圖16所示，當(dāng)相同脈沖重復(fù)頻率f’(n)被施加到2W1-2方式或4W1-2方式時(shí)，與施加到4W1-2方式相比，施加到2W1-2方式場合，驅(qū)動馬達(dá)302的回轉(zhuǎn)速度(與微步數(shù)成正比)成為二倍。使用上述式(6)，2W1-2方式和4W1-2方式之間關(guān)系可表示如下2W1-2方式f’(n)＝(Kp*e’(n)+f0)*24W1-2方式f’(n)＝Kp*e’(n)+f0由于在2W1-2方式中，比例增益值Kp和位置偏移e’(n)都倍增，因此，如圖17中的曲線B所示，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度相對目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度0發(fā)生很大變化。
為了防止這種變化，處理機(jī)21在2W1-2方式中，以預(yù)先設(shè)定的定數(shù)乘以比例增益值Kp。在本實(shí)施例中，該定數(shù)與微步數(shù)成正比，而上述微步數(shù)由特定勵磁模式規(guī)定，可以抑制比例增益值Kp增加，因?yàn)樵摫壤鲆嬷礙p會引起驅(qū)動馬達(dá)302的振動，即轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的速度變化。
例如，驅(qū)動馬達(dá)302以4W1-2方式運(yùn)行，比例增益值Kp為1000，脈沖重復(fù)頻率f’(n)可以用下式表示f’(n)＝1000*e(n)+f0(n)如果驅(qū)動馬達(dá)302將其模式轉(zhuǎn)換成2W1-2方式，則處理機(jī)21以1/2乘以比例增益值Kp。在這種情況下，比例增益值Kp為2000，因此，脈沖重復(fù)頻率f’(n)可以用下式表示f’(n)＝1/2*2000*e(n)+f0(n)于是，如圖17中的曲線A所示，即使勵磁模式發(fā)生變換時(shí)，驅(qū)動馬達(dá)302通?？梢则?qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60靠近目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度0，大致不發(fā)生速度變化。
圖18表示根據(jù)勵磁模式控制比例增益值Kp的處理。
圖9的步驟S11之后，在步驟S110，處理機(jī)21判斷驅(qū)動馬達(dá)302是否以2W1-2方式運(yùn)行?；蛘?，如果自動地選擇2W1-2方式作為低記錄分辨率方式，處理機(jī)21可以判斷驅(qū)動馬達(dá)302是否以低記錄分辨率方式例如600dpi運(yùn)行。在步驟S110，若處理機(jī)21判斷選擇了2W1-2方式運(yùn)行(步驟S110的“是”)，則處理進(jìn)入步驟S111，自動地將比例增益值Kp乘以1/2，接著，在步驟S112，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率如下f’(n)＝1/2*Kp*e’(n)+f0在步驟S110，若處理機(jī)21判斷沒有選擇2W1-2方式運(yùn)行，即選擇4W1-2方式運(yùn)行(步驟S110的“否”)，則處理進(jìn)入步驟S113，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率如下f’(n)＝Kp*e’(n)+f0上述實(shí)施例表示了實(shí)行微步驅(qū)動的例子，但是，當(dāng)實(shí)行全步或半步驅(qū)動場合，也可以用相同或類似的方法控制比例增益值Kp。例如，如果驅(qū)動馬達(dá)302變換成W1-2相勵磁模式，則處理機(jī)21可以1/4乘以比例增益值Kp。在這種情況下，比例增益值Kp為4000。于是，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率如下f’(n)＝1/4*4000*e(n)+f0(n)
勵磁模式或分辨率方式可以例如根據(jù)存儲在第一存儲器22中的程序自動設(shè)定，或者通過操作面板手工設(shè)定。
參照圖19，說明作為本發(fā)明另一個實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動控制器30。除了增加第三存儲器24及連接接口28之外，該馬達(dá)驅(qū)動控制器30與圖4所示的馬達(dá)驅(qū)動控制器20在結(jié)構(gòu)上相同。圖19的第三存儲器24包括可電消去程控只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory，以下簡記為“EEPROM”)，但并不局限于此，也可以使用任何型式的存儲器。上述第三存儲器24存儲各種數(shù)據(jù)，包括基準(zhǔn)控制值Ref(n)，以供處理機(jī)21使用。連接接口28起著處理機(jī)21和其他外部裝置例如計(jì)算機(jī)之間接口的作用，在本實(shí)施例中，使用串行接口例如RS232C。
馬達(dá)驅(qū)動控制器30可以用上述相同方法組裝在圖像形成裝置100的轉(zhuǎn)印組件6中。此外，可以用其他公知的方法實(shí)現(xiàn)。
下面，簡單描述組裝在圖像形成裝置100的轉(zhuǎn)印組件6中的馬達(dá)驅(qū)動控制器30。
馬達(dá)驅(qū)動控制器30以基本上與圖4所示的馬達(dá)驅(qū)動控制器20相同的方式運(yùn)行。更詳細(xì)地說，驅(qū)動馬達(dá)302根據(jù)馬達(dá)驅(qū)動器26施加的驅(qū)動電流或電壓驅(qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60。編碼器301檢測轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度作為編碼器脈沖信號。處理機(jī)21根據(jù)該編碼器脈沖信號計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率。驅(qū)動接口25生成驅(qū)動脈沖重復(fù)頻率，馬達(dá)驅(qū)動器26根據(jù)該驅(qū)動脈沖重復(fù)頻率生成驅(qū)動電流或電壓。上述驅(qū)動電流或電壓被施加到驅(qū)動馬達(dá)302上，驅(qū)動馬達(dá)302作步進(jìn)回轉(zhuǎn)。在這種情況下，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度可以保持在目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度附近。
但是，如圖20所示，當(dāng)施加到驅(qū)動馬達(dá)302上的驅(qū)動電流或電壓因大的控制值發(fā)生瞬間變化時(shí)，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度相對目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。例如圖21所示，當(dāng)控制值f(n)大于基準(zhǔn)控制值Ref(n)時(shí)，轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的回轉(zhuǎn)速度發(fā)生大變化。在本實(shí)施例中，基準(zhǔn)控制值Ref(n)與可以被施加到驅(qū)動馬達(dá)302的最大控制值相對應(yīng)，在上述最大控制值時(shí)，不會引起驅(qū)動馬達(dá)振動，即，不會引起轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60的速度變化?；鶞?zhǔn)控制值Ref(n)可以通過與連接接口28相連接的外部裝置例如計(jì)算機(jī)得到。在一實(shí)施例中，外部裝置可以合適地設(shè)定基準(zhǔn)控制值Ref(n)的值。使用該設(shè)定的基準(zhǔn)控制值Ref(n)，使用圖像形成裝置100得到彩色色調(diào)劑像。在本實(shí)施例中，較好的是，將不會發(fā)生彩色偏移的值設(shè)定為基準(zhǔn)控制值Ref(n)。
于是，為了防止驅(qū)動馬達(dá)302振動，馬達(dá)驅(qū)動控制器30將控制值f(n)的值保持在圖22所示的基準(zhǔn)控制值Ref(n)范圍內(nèi)。結(jié)果，如圖23所示，驅(qū)動馬達(dá)302可以驅(qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60大致以目標(biāo)速度0運(yùn)行，不發(fā)生振動。
圖24是控制上述控制值f(n)的處理流程圖，在本實(shí)施例中，處理機(jī)21對各樣本周期實(shí)行該處理，較好的是，上述周期設(shè)定為1ms。
圖9的步驟S11后，在步驟S101，處理機(jī)21取得控制值f(n)。
在步驟S102，處理機(jī)21生成比較控制值fc(n)。該比較控制值fc(n)可以通過計(jì)算現(xiàn)在樣本周期的控制值f(n)與前樣本周期的控制值f(n)的差得到?；蛘?，該比較控制值fc(n)可以通過計(jì)算現(xiàn)在樣本周期的脈沖重復(fù)頻率f’(n)與前樣本周期的脈沖重復(fù)頻率f’(n)的差得到。
在步驟S103，處理機(jī)21判斷上述比較控制值fc(n)是否大于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)。該增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)由基準(zhǔn)控制值Ref(n)確定，其與最大控制值相對應(yīng)，可以加到前樣本周期的脈沖重復(fù)頻率上，而不發(fā)生驅(qū)動馬達(dá)302振動。該增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)預(yù)先存儲在第三存儲器24中。如果上述比較控制值fc(n)等于或小于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)(步驟S103的“否”)，則進(jìn)入步驟S104。
在步驟S104，處理機(jī)21判斷上述比較控制值fc(n)是否小于減少基準(zhǔn)控制值Refm(n)。該減少基準(zhǔn)控制值Refm(n)由基準(zhǔn)控制值Ref(n)確定，其與最大控制值相對應(yīng)，可以從前樣本周期的脈沖重復(fù)頻率減去該值，而不發(fā)生驅(qū)動馬達(dá)302振動。該減少基準(zhǔn)控制值Refm(n)預(yù)先存儲在第三存儲器24中。如果上述比較控制值fc(n)等于或大于減少基準(zhǔn)控制值Refm(n)(步驟S104的“否”)，則進(jìn)入步驟S105。在步驟S105，處理機(jī)21將在步驟S102得到的控制值f(n)設(shè)定為現(xiàn)在樣本周期的控制值f(n)。
在步驟S103，如果上述比較控制值fc(n)大于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)(步驟S103的“是”)，則進(jìn)入步驟S106，處理機(jī)21將增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)設(shè)定為現(xiàn)在樣板周期的控制值f(n)。
在步驟S104，如果上述比較控制值fc(n)小于減少基準(zhǔn)控制值Refm(n)(步驟S104的“是”)，則進(jìn)入步驟S107，處理機(jī)21將減少基準(zhǔn)控制值Refm(n)設(shè)定為現(xiàn)在樣板周期的控制值f(n)。
這樣，控制值f(n)被控制在基準(zhǔn)控制值Ref(n)范圍內(nèi)，因此，如圖23所示，驅(qū)動馬達(dá)302可以驅(qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60大致以目標(biāo)速度0運(yùn)行，不發(fā)生振動。
圖25是控制上述控制值f(n)的處理流程另一例圖，該圖25處理流程例是在圖24的處理流程例中增加了步驟S202和S205，其他與圖24的處理流程例相同。在本流程例中，處理機(jī)21對各樣本周期實(shí)行該處理，較好的是，上述周期同樣設(shè)定為1ms。
在步驟S202，處理機(jī)21判斷上述比較控制值fc(n)是否等于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)。如果上述比較控制值fc(n)不等于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)(步驟S202的“否”)，則進(jìn)入步驟S104；如果上述比較控制值fc(n)等于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)(步驟S202的“是”)，則進(jìn)入步驟S103。
在步驟S103，處理機(jī)21判斷上述比較控制值fc(n)是否大于增加基準(zhǔn)控制值Refp(n)。如果判斷結(jié)果是“否”的話，則進(jìn)入步驟S205，處理機(jī)21將在步驟S102得到的控制值f(n)設(shè)定為現(xiàn)在樣本周期的控制值f(n)。如果判斷結(jié)果為“是”的話，則進(jìn)入步驟S106。
這樣，控制值f(n)被控制在基準(zhǔn)控制值Ref(n)范圍內(nèi)，因此，如圖23所示，驅(qū)動馬達(dá)302可以驅(qū)動轉(zhuǎn)印運(yùn)送帶60大致以目標(biāo)速度0運(yùn)行，不發(fā)生振動。
上面描述的處理方法不過是例舉，控制值f(n)被控制在基準(zhǔn)控制值Ref(n)范圍內(nèi)的處理并不局限于上述圖24及圖25所示處理。
再有，計(jì)算位置偏移，控制位置偏移，控制值，脈沖重復(fù)頻率的處理不局限于上述實(shí)施例。
因此，上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
此外，上述不同實(shí)施例的要素和/或特征可以在本發(fā)明說明書及權(quán)利要求書范圍內(nèi)互相組合，和/或互相替換。例如，控制值可以通過控制增益系數(shù)保持在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，或通過將比較控制值與基準(zhǔn)控制值進(jìn)行比較，將控制值保持在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，或通過根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想的任何其他技術(shù)，將控制值保持在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)。這些技術(shù)特征可以互相組合。
計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以方便地通過使用按照本發(fā)明技術(shù)編程的通常數(shù)字式計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員可以按照本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行編碼，很容易準(zhǔn)備合適的軟件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以通過準(zhǔn)備專用集成電路，或連接通常電路形成合適網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
本專利說明書基于向日本專利廳提出的日本專利申請JPAP2003-199340(2003年7月18日申請日)，JPAP2003-204287(2003年7月31日申請日)，JPAP2004-079288(2004年3月18日申請日)，上述申請的全部內(nèi)容被合并在本申請中。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)驅(qū)動控制器，包括驅(qū)動馬達(dá)，直接或間接地與一移動體相連接，驅(qū)動該移動體按目標(biāo)移動速度移動；檢測器，直接或間接地與上述移動體相連接，檢測該移動體的現(xiàn)在移動速度，輸出檢測結(jié)果作為檢測器脈沖信號；控制部，與上述驅(qū)動馬達(dá)以及上述檢測器電氣連接，接收上述檢測器脈沖信號，計(jì)算上述現(xiàn)在移動速度與目標(biāo)移動速度的差，根據(jù)上述求得的差計(jì)算控制值，當(dāng)將控制值控制在處于一預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)之后，根據(jù)該控制值計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率，根據(jù)該脈沖重復(fù)頻率，反饋控制驅(qū)動馬達(dá)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，驅(qū)動馬達(dá)包括步進(jìn)馬達(dá)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，驅(qū)動馬達(dá)以微步勵磁驅(qū)動方式運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，控制部包括第一運(yùn)算部，根據(jù)檢測器脈沖信號，計(jì)算與上述差值相對應(yīng)的位置偏移；濾波器部，通過除去上述位置偏移的高頻成分，生成經(jīng)控制的位置偏移；增益部，通過用一增益系數(shù)乘以上述經(jīng)控制的位置偏移，計(jì)算控制值；第二運(yùn)算部，通過將上述控制值加到一預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率；第一存儲器，存儲上述控制部使用的程序；第二存儲器，存儲各種能變換的數(shù)據(jù)，包括上述差值，控制值，脈沖重復(fù)頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，進(jìn)一步包括檢測接口，將檢測器脈沖信號從模擬信號變換為數(shù)字信號，以供上述控制部處理；驅(qū)動接口，根據(jù)脈沖重復(fù)頻率生成驅(qū)動脈沖信號；馬達(dá)驅(qū)動器，根據(jù)驅(qū)動脈沖信號，生成驅(qū)動電流或電壓，并將該驅(qū)動電流或電壓施加到驅(qū)動馬達(dá)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，由微步勵磁驅(qū)動確定微步數(shù)，上述增益系數(shù)根據(jù)微步數(shù)決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，上述增益系數(shù)與微步數(shù)成正比。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于進(jìn)一步包括第三存儲器，存儲預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)控制值；控制器生成比較控制值，將該比較控制值與上述基準(zhǔn)控制值比較，根據(jù)上述比較結(jié)果，控制上述控制值，使其處于一預(yù)定值范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，根據(jù)從第二存儲器讀取的上述控制值，計(jì)算上述比較控制值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，根據(jù)從第二存儲器讀取的上述脈沖重復(fù)頻率，計(jì)算上述比較控制值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，基準(zhǔn)控制值確定一增加基準(zhǔn)控制值及一減少基準(zhǔn)控制值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于，上述增加基準(zhǔn)控制值與最大控制值相對應(yīng)，其能加到預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，足以抑制驅(qū)動馬達(dá)振動；上述減少基準(zhǔn)控制值與最大控制值相對應(yīng)，能從預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率減去該減少基準(zhǔn)控制值，能足以抑制驅(qū)動馬達(dá)振動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的馬達(dá)驅(qū)動控制器，其特征在于當(dāng)比較控制值等于增加基準(zhǔn)控制值或減少基準(zhǔn)控制值，或比較控制值處于增加基準(zhǔn)控制值和減少基準(zhǔn)控制值之間時(shí)，上述控制值被設(shè)定為在現(xiàn)在的樣本周期計(jì)算而得的現(xiàn)在控制值；當(dāng)比較控制值大于增加基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為增加基準(zhǔn)控制值；當(dāng)比較控制值小于減少基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為減少基準(zhǔn)控制值。
14.一種圖像形成裝置，包括圖像形成部及紙轉(zhuǎn)印裝置，該紙轉(zhuǎn)印裝置包括轉(zhuǎn)印帶，由若干輥支承，上述若干輥之中包括驅(qū)動輥和檢測器輥，其以接近目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度回轉(zhuǎn)；驅(qū)動馬達(dá)，可與上述驅(qū)動輥一起動作，該驅(qū)動馬達(dá)以一預(yù)先根據(jù)目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度設(shè)定的勵磁模式經(jīng)驅(qū)動輥驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶；檢測器，與上述檢測器輥相連接，通過檢測器輥檢測上述轉(zhuǎn)印帶的現(xiàn)在回轉(zhuǎn)速度，輸出檢測結(jié)果，作為檢測器脈沖信號；控制部，與上述驅(qū)動馬達(dá)以及上述檢測器電氣連接，接收上述檢測器脈沖信號，計(jì)算上述現(xiàn)在移動速度與目標(biāo)移動速度的差，根據(jù)上述求得的差計(jì)算控制值，根據(jù)上述勵磁模式控制增益系數(shù)之后，用該增益系數(shù)乘以上述控制值，計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率，根據(jù)該脈沖重復(fù)頻率，反饋控制驅(qū)動馬達(dá)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的圖像形成裝置，其特征在于，驅(qū)動馬達(dá)包括步進(jìn)馬達(dá)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的圖像形成裝置，其特征在于，目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度根據(jù)圖像形成裝置的記錄分辨率從至少兩種不同的目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行選擇。
17.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的圖像形成裝置，其特征在于，勵磁方式從至少兩種不同的勵磁模式進(jìn)行選擇，各具有互相不同的微步數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的圖像形成裝置，其特征在于，微步數(shù)根據(jù)目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度確定。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的圖像形成裝置，其特征在于，微步數(shù)與目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度成正比。
20.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的圖像形成裝置，其特征在于，增益系數(shù)根據(jù)微步數(shù)確定。
21.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的圖像形成裝置，其特征在于，增益系數(shù)與微步數(shù)成正比。
22.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的圖像形成裝置，其特征在于，控制部包括第一運(yùn)算部，根據(jù)檢測器脈沖信號，計(jì)算與上述差值相對應(yīng)的位置偏移；濾波器部，通過除去上述位置偏移的高頻成分，生成經(jīng)控制的位置偏移；增益部，通過用一增益系數(shù)乘以上述經(jīng)控制的位置偏移，計(jì)算控制值；第二運(yùn)算部，通過將上述控制值加到一預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率；第一存儲器，存儲上述控制部使用的程序；第二存儲器，存儲各種能變換的數(shù)據(jù)，包括上述差值，控制值，脈沖重復(fù)頻率。
23.一種圖像形成裝置，包括圖像形成部及紙轉(zhuǎn)印裝置，該紙轉(zhuǎn)印裝置包括轉(zhuǎn)印帶，由若干輥支承，上述若干輥之中包括驅(qū)動輥和檢測器輥，其以接近目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度回轉(zhuǎn)；驅(qū)動馬達(dá)，可與上述驅(qū)動輥一起動作，驅(qū)動馬達(dá)通過驅(qū)動輥驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶；檢測部，與上述檢測器輥相連接，在各樣本周期，通過檢測器輥周期地檢測上述轉(zhuǎn)印帶的現(xiàn)在回轉(zhuǎn)速度，輸出檢測結(jié)果，作為檢測器脈沖信號；控制器，與上述驅(qū)動馬達(dá)以及上述檢測器電氣連接，接收上述檢測器脈沖信號，在接收到上述檢測器脈沖信號的各時(shí)間，計(jì)算比較控制值，出較上述比較控制值與一預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)控制值，根據(jù)上述比較結(jié)果，生成驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率，根據(jù)該脈沖重復(fù)頻率，反饋控制驅(qū)動馬達(dá)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23中所述的圖像形成裝置，其特征在于，控制部包括第一運(yùn)算部，根據(jù)檢測器脈沖信號，計(jì)算與目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度和現(xiàn)在回轉(zhuǎn)速度的差值相對應(yīng)的位置偏移；濾波器部，通過除去上述位置偏移的高頻成分，生成經(jīng)控制的位置偏移；增益部，通過用一增益系數(shù)乘以上述經(jīng)控制的位置偏移，計(jì)算控制值；第二運(yùn)算部，通過將上述控制值加到一預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，計(jì)算脈沖重復(fù)頻率；第一存儲器，存儲上述控制部使用的程序；第二存儲器，存儲各種能變換的數(shù)據(jù)，包括上述差值，控制值，脈沖重復(fù)頻率；第三存儲器，存儲基準(zhǔn)控制值。
25.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的圖像形成裝置，其特征在于，預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率與在前樣本周期計(jì)算的前脈沖重復(fù)頻率相對應(yīng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23中所述的圖像形成裝置，其特征在于比較控制值與現(xiàn)在控制值和前控制值的差值相對應(yīng)，上述現(xiàn)在控制值和前控制值都從第二存儲器讀取；上述現(xiàn)在控制值與在現(xiàn)在樣本周期計(jì)算的控制值相對應(yīng)，上述前控制值與在前樣本周期計(jì)算的控制值相對應(yīng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23中所述的圖像形成裝置，其特征在于比較控制值與現(xiàn)在脈沖重復(fù)頻率和前脈沖重復(fù)頻率的差值相對應(yīng)，上述現(xiàn)在脈沖重復(fù)頻率和前脈沖重復(fù)頻率都從第二存儲器讀??；上述現(xiàn)在脈沖重復(fù)頻率與在現(xiàn)在樣本周期計(jì)算的脈沖重復(fù)頻率相對應(yīng)，上述前脈沖重復(fù)頻率與在前樣本周期計(jì)算的脈沖重復(fù)頻率相對應(yīng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23中所述的圖像形成裝置，其特征在于，基準(zhǔn)控制值確定增加基準(zhǔn)控制值及減少基準(zhǔn)控制值。
29.根據(jù)權(quán)利要求28中所述的圖像形成裝置，其特征在于，上述增加基準(zhǔn)控制值與最大控制值相對應(yīng)，其能加到預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，足以抑制驅(qū)動馬達(dá)振動；上述減少基準(zhǔn)控制值與最大控制值相對應(yīng)，能從預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率減去該減少基準(zhǔn)控制值，能足以抑制驅(qū)動馬達(dá)振動。
30.根據(jù)權(quán)利要求29中所述的圖像形成裝置，其特征在于當(dāng)比較控制值等于增加基準(zhǔn)控制值或減少基準(zhǔn)控制值，或比較控制值處于增加基準(zhǔn)控制值和減少基準(zhǔn)控制值之間時(shí)，上述控制值被設(shè)定為在現(xiàn)在的樣本周期計(jì)算而得的現(xiàn)在控制值；當(dāng)比較控制值大于增加基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為增加基準(zhǔn)控制值；當(dāng)比較控制值小于減少基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為減少基準(zhǔn)控制值。
31.一種馬達(dá)驅(qū)動方法，包括以下步驟移動體按目標(biāo)移動速度移動，檢測移動體的現(xiàn)在回轉(zhuǎn)速度，作為檢測器脈沖信號；第一計(jì)算步驟，計(jì)算現(xiàn)在回轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度之間的差值，作為位置偏移；第一生成步驟，通過除去上述位置偏移的高頻成分，生成經(jīng)控制的位置偏移；第二生成步驟，用一增益系數(shù)乘以上述經(jīng)控制的位置偏移，生成控制值；將上述控制值控制在一預(yù)先設(shè)定值的范圍內(nèi)；第二計(jì)算步驟，通過將上述控制值加到一預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上，計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率；根據(jù)驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率輸出驅(qū)動電流或電壓；將驅(qū)動電流或電壓施加到驅(qū)動馬達(dá)上，反饋控制驅(qū)動馬達(dá)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟第一存儲步驟，存儲各種能變換的數(shù)據(jù)，包括上述位置偏移，經(jīng)控制的位置偏移，控制值，脈沖重復(fù)頻率。
33.根據(jù)權(quán)利要求31中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，驅(qū)動電流或電壓被分為具有不同電平的階梯狀電流或電壓。
34.根據(jù)權(quán)利要求33中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟變換與步進(jìn)電流或步進(jìn)電壓的數(shù)成正比的增益系數(shù)值。
35.根據(jù)權(quán)利要求32中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于進(jìn)一步包括以下步驟第二存儲步驟，存儲預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)控制值；第三生成步驟，生成比較控制值；將比較控制值與基準(zhǔn)控制值進(jìn)行比較；其中，控制步驟根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行控制。
36.根據(jù)權(quán)利要求35中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，根據(jù)第一存儲步驟的控制值計(jì)算上述比較控制值。
37.根據(jù)權(quán)利要求35中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，根據(jù)第一存儲步驟的脈沖重復(fù)頻率計(jì)算上述比較控制值。
38.根據(jù)權(quán)利要求35中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟第一確定步驟，確定一增加基準(zhǔn)控制值，其是可以加到預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率上的最大控制值，可以將控制值控制在預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)；第二確定步驟，確定一減少基準(zhǔn)控制值，其是可以從預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)脈沖重復(fù)頻率減去的最大控制值，可以將控制值控制在預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38中所述的馬達(dá)驅(qū)動方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟第一設(shè)定步驟，當(dāng)比較控制值等于增加基準(zhǔn)控制值或減少基準(zhǔn)控制值，或比較控制值處于增加基準(zhǔn)控制值和減少基準(zhǔn)控制值之間時(shí)，上述控制值被設(shè)定為在現(xiàn)在的樣本周期計(jì)算而得的現(xiàn)在控制值；第二設(shè)定步驟，當(dāng)比較控制值大于增加基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為增加基準(zhǔn)控制值；第三設(shè)定步驟，當(dāng)比較控制值小于減少基準(zhǔn)控制值時(shí)，上述控制值被設(shè)定為減少基準(zhǔn)控制值。
全文摘要
本發(fā)明涉及反饋控制系統(tǒng)中馬達(dá)驅(qū)動方法，以及使用該馬達(dá)驅(qū)動方法的馬達(dá)驅(qū)動控制裝置和圖像形成裝置，能抑制馬達(dá)振動。馬達(dá)驅(qū)動控制器包括驅(qū)動馬達(dá)，檢測器及控制器。驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動移動體按目標(biāo)移動速度移動。檢測器檢測該移動體的現(xiàn)在移動速度，輸出檢測結(jié)果作為檢測器脈沖信號?？刂破饔?jì)算現(xiàn)在移動速度與目標(biāo)移動速度的差，根據(jù)上述求得的差計(jì)算控制值，當(dāng)將控制值控制在處于一預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)之后，根據(jù)該控制值計(jì)算驅(qū)動脈沖信號的脈沖重復(fù)頻率，根據(jù)該脈沖重復(fù)頻率，反饋控制驅(qū)動馬達(dá)。
文檔編號G05B11/36GK1592083SQ200410071308
公開日2005年3月9日 申請日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者松田雄二, 細(xì)川潤, 安藤俊幸, 筱原賢史, 小林和彥, 橫川信人, 橫山雅人, 三浦洋平, 高橋俊之 申請人:株式會社理光