JP2011019324A - Motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの制御を行うモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that controls a motor.
従来、電子写真装置等の画像形成装置では、画像が印刷される用紙を搬送する際、用紙搬送量の制御を容易にするために、ステッピングモータが利用されている。ステッピングモータを利用すると、ステッピングモータに送るパルスの数により、用紙送り量を容易に管理することができる。また、ステッピングモータはオープンループで制御可能であるので、制御が容易であることも、ステッピングモータを利用することの主な理由である。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus, a stepping motor is used to facilitate control of a sheet conveyance amount when conveying a sheet on which an image is printed. When a stepping motor is used, the paper feed amount can be easily managed by the number of pulses sent to the stepping motor. In addition, since the stepping motor can be controlled in an open loop, easy control is also a main reason for using the stepping motor.
ステッピングモータを駆動するために、最近では、トランジスタやダイオードなどを1つ1つ接続して駆動回路を構成するのではなく、専用IC(以下、モータドライバ)が利用されている。 In order to drive a stepping motor, recently, a dedicated IC (hereinafter referred to as a motor driver) is used instead of configuring a drive circuit by connecting transistors and diodes one by one.
モータドライバは、モータの回転速度を決めるクロック信号、モータのステータに流す電流の最大値を多段階に変化させる電流設定信号、およびモータの回転方向を決めるモータ回転方向信号を主な入力とする。 The motor driver mainly receives a clock signal for determining the rotation speed of the motor, a current setting signal for changing the maximum value of the current flowing through the stator of the motor in multiple steps, and a motor rotation direction signal for determining the rotation direction of the motor.
クロック信号の入力方法には、大別して、モータ内の独立したステータ巻線の数だけ入力する方法と、速度信号1本だけ入力する方法がある。ハーネスの数量を削減する観点から、速度信号1本だけ入力する方法が最近多く採られている。 The clock signal input method is roughly classified into a method of inputting the number of independent stator windings in the motor and a method of inputting only one speed signal. From the viewpoint of reducing the number of harnesses, a method of inputting only one speed signal has recently been adopted.
また、ステータに流す電流を決める信号については、従来、1本線の2値切り換え方式の制御が多く行われていたが、よりきめ細やかな制御を行うために、さらに線をもう1本用意して4値制御を行うことが多くなってきた。また、回転方向については、方向が2方向しかないことから、制御線は1本である。 As for the signal for determining the current flowing through the stator, conventionally, a single-line binary switching method has been often controlled. However, in order to perform finer control, another line is prepared. More and more four-value control is performed. Moreover, since there are only two directions for the rotation direction, there is only one control line.
これらの信号は、回転速度を決めるクロック状の信号と、回転させる際の設定値に関する信号との2つに、大きく分けられる。 These signals can be broadly divided into two types: a clock-like signal that determines the rotation speed and a signal related to a set value for rotation.
従来、モータを回し始めるとき、モータを回転させるための設定値をモータドライバに設定すると同時に、回転速度を決めるクロック状の信号をモータドライバに入力することが行われていた(例えば、特許文献1の従来例参照)。 Conventionally, when starting to rotate a motor, a setting value for rotating the motor is set in the motor driver, and at the same time, a clock-like signal for determining the rotation speed is input to the motor driver (for example, Patent Document 1). See the conventional example).
図8は従来のモータ制御装置の構成を示す図である。このモータ制御装置では、中央制御IC100aにモータドライバ200aが直接接続されている。中央制御IC100aからモータドライバ200aにモータ回転方向信号CW/CCW、電流設定信号I1,I0およびモータ回転信号CLKが伝送される。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional motor control device. In this motor control apparatus, a motor driver 200a is directly connected to the central control IC 100a. Motor rotation direction signal CW / CCW, current setting signals I1 and I0, and motor rotation signal CLK are transmitted from central control IC 100a to motor driver 200a.
図9は従来のモータ制御方式でモータを制御する際の信号の変化を示すタイミングチャートである。このモータ制御方式では、モータ回転方向信号、電流設定信号およびモータ回転信号(クロック)が一斉に変化する方式が採られている。この場合、モータを回転させるための設定値の信号や回転速度を決めるクロック状の信号を出力する際、その出力タイミングに殆ど問題はなかった。 FIG. 9 is a timing chart showing changes in signals when the motor is controlled by the conventional motor control method. In this motor control system, a system in which the motor rotation direction signal, the current setting signal, and the motor rotation signal (clock) are changed all at once is adopted. In this case, when outputting a set value signal for rotating the motor and a clock signal for determining the rotation speed, there was almost no problem in the output timing.
一方、最近の画像形成装置では、機能の追加と共にモータの数が増えてきた。主要なステッピングモータはそのまま設けられている他、従来、ソレノイドでON/OFFに二値制御されていた、例えば、レーザスキャナの防塵蓋のような箇所にも、叩音や大きな衝撃(ショック)防止の観点から、ステッピングモータが導入されてきている。 On the other hand, in recent image forming apparatuses, the number of motors has increased with the addition of functions. The main stepping motors are provided as they are, and conventionally, binary control of ON / OFF by solenoids, for example, dust-proof lids of laser scanners, for example, to prevent beating noise and large impacts (shock) In view of the above, stepping motors have been introduced.
これらのステッピングモータは、細部の制御を行うために、中央の制御器から遠く離れた箇所にある。従来と同じ構成をとる場合、モータドライバからステッピングモータまでの距離が延びるか、あるいは中央の制御器からモータドライバまでの距離が延びることになる。 These stepper motors are located far away from the central controller for fine control. In the case of adopting the same configuration as the conventional one, the distance from the motor driver to the stepping motor is extended, or the distance from the central controller to the motor driver is extended.
前者の場合、モータドライバからステッピングモータまでのハーネスの量が増えてしまうので、好ましくなかった。一方、後者の場合、周波数の高いクロック信号を伝送するハーネスが長く引き回されるので、信号雑音の観点から好ましくなかった。 In the former case, the amount of harness from the motor driver to the stepping motor increases, which is not preferable. On the other hand, in the latter case, a harness that transmits a clock signal having a high frequency is drawn long, which is not preferable from the viewpoint of signal noise.
これらに対し、制御器を分散させ、中央の制御器(中央制御IC)と分散して配置された制御器(分散制御IC)とが通信を行って制御することが提案された。この場合、通信制御方式として、ハーネスの数を最大限に減らすためにデータを時系列に並べたシリアル通信方式がとられることが多い。シリアル通信に、モータの回転速度を決めるクロック周波数の信号とモータを回転させるための設定値の信号を同時にのせると、これらの信号のうち周波数が高い方のクロック周波数よりも高い周波数を使わなければならず、信号雑音の観点から好ましくなかった。 On the other hand, it has been proposed that the controllers are distributed, and the central controller (central control IC) and the controllers (distributed control IC) arranged in a distributed manner communicate with each other for control. In this case, as a communication control method, a serial communication method in which data is arranged in time series is often used in order to reduce the number of harnesses to the maximum. If the clock frequency signal that determines the rotation speed of the motor and the setting value signal for rotating the motor are loaded simultaneously in serial communication, a higher frequency than the higher one of these signals must be used. This is not preferable from the viewpoint of signal noise.
これに対し、モータを回転させるためのクロック周波数の信号(モータ回転信号)と、モータを回転させるための設定値の信号とを分け、モータを回転させるための設定値の信号のみをシリアル通信で制御する方式が提案された。 On the other hand, the clock frequency signal (motor rotation signal) for rotating the motor and the set value signal for rotating the motor are separated, and only the set value signal for rotating the motor is transmitted via serial communication. A control method was proposed.
図10はモータ回転信号CLKとモータ回転させるための設定値の信号とを分けたモータ制御装置の構成を示す図である。中央制御IC100aと分散制御IC110aとの間には、モータ回転信号CLKの信号線85aと、シリアル通信でモータ回転させるための設定値の信号の信号線81aとが接続されている。また、分散制御IC110aとモータドライバ200aとの間では、モータを回転させるための設定値の信号として、モータ回転方向信号CW/CCWおよび電流設定信号I0、I1が伝送される。また、分散制御IC110aとモータドライバ200aとの間、およびモータドライバ200aとステッピングモータ350aとの間は、それぞれ4本の信号線で接続されている。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a motor control device in which a motor rotation signal CLK and a set value signal for rotating the motor are separated. Between the central control IC 100a and the distributed control IC 110a, a signal line 85a for a motor rotation signal CLK and a signal line 81a for a set value signal for rotating the motor by serial communication are connected. Further, between the distributed control IC 110a and the motor driver 200a, a motor rotation direction signal CW / CCW and current setting signals I0 and I1 are transmitted as setting value signals for rotating the motor. The distributed control IC 110a and the motor driver 200a, and the motor driver 200a and the stepping motor 350a are connected by four signal lines, respectively.
しかしながら、上記従来のモータ制御装置には、つぎのような問題があった。前述したように、中央制御ICとモータドライバとの間に分散制御ICが介在し、しかも、中央制御ICと分散制御ICの間でシリアル通信が行われるモータ制御装置の場合、中央の制御ICが指令を出してから分散制御ICが出力を出すまでに時間を要した。このため、中央制御ICがモータの回転速度を決めるクロックを出力した後から、モータを回転させるための設定値が分散制御ICから出力されてしまうことが起き、所望のモータ制御を行うことができなかった。 However, the conventional motor control device has the following problems. As described above, in the case of a motor control device in which a distributed control IC is interposed between the central control IC and the motor driver and serial communication is performed between the central control IC and the distributed control IC, the central control IC is It took time for the distributed control IC to output after issuing the command. Therefore, after the central control IC outputs a clock for determining the rotation speed of the motor, a setting value for rotating the motor may be output from the distributed control IC, and desired motor control can be performed. There wasn't.
図11は分散制御ICが介在するモータ制御装置において、モータを制御する際の信号の変化を示すタイミングチャートである。中央制御ICから分散制御ICに対し、モータの回転方向信号CW/CCW、モータの電流設定信号I0a、I1aのシリアル通信が行われ(図中、期間m)、その通信の結果が反映されて信号が変わりきる前に、モータ回転信号CLKが出力されている。このように、モータが回り始めようとするときにモータの回転方向および電流が変化しているので、モータの回転がスムーズに行われなかった。 FIG. 11 is a timing chart showing changes in signals when a motor is controlled in a motor control device in which a distributed control IC is interposed. Serial communication of the motor rotation direction signal CW / CCW and the motor current setting signals I0a and I1a is performed from the central control IC to the distributed control IC (period m in the figure), and the result of the communication is reflected and the signal is reflected. The motor rotation signal CLK is output before the change of. As described above, since the rotation direction and current of the motor change when the motor starts to rotate, the motor has not been smoothly rotated.
そこで、本発明は、モータを回転させる前に、設定値を確実に設定することができ、モータを適正に制御することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a motor control device that can reliably set a set value before rotating the motor and can control the motor appropriately.
上記目的を達成するために、本発明のモータ制御装置は、モータを回転させるための設定値に従い、入力されたパルス信号に応じて前記モータを回転させるモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段を制御する制御手段とを備えたモータ制御装置であって、前記制御手段は、前記設定値を送信し、前記モータ駆動手段に前記送信した設定値を設定する設定手段と、前記設定値を送信した後、所定時間待機する待機手段と、前記所定時間待機後、前記モータ駆動手段に前記パルス信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a motor control device according to the present invention controls motor driving means for rotating the motor in accordance with an input pulse signal according to a set value for rotating the motor, and the motor driving means. And a control unit that transmits the set value and sets the transmitted set value to the motor drive unit, and after transmitting the set value. And a waiting means for waiting for a predetermined time, and an output means for outputting the pulse signal to the motor driving means after waiting for the predetermined time.
本発明の請求項1に係るモータ制御装置は、モータ駆動手段に設定される設定値を送信した後、所定時間待機し、この待機後、モータ駆動手段にパルス信号を出力する。これにより、モータ駆動手段にパルス信号を出力してモータを回転させる前に、モータ駆動手段に設定値を確実に設定することができ、モータの回転を適正に制御することができる。このように、モータが回転する際の設定値の時間ズレをなくすことができる。 The motor control device according to claim 1 of the present invention waits for a predetermined time after transmitting the set value set in the motor driving means, and after this standby, outputs a pulse signal to the motor driving means. Thereby, before outputting a pulse signal to a motor drive means and rotating a motor, a setting value can be reliably set to a motor drive means, and rotation of a motor can be controlled appropriately. In this way, it is possible to eliminate the time lag of the set value when the motor rotates.
請求項2に係るモータ制御装置は、モータの回転途中で回転速度を切り替える場合、パルス信号に同期させて変更後の設定値を設定する。これにより、回転速度が変化する前に、モータに流す電流値や回転方向などの設定値が変化してしまうことを防ぐことができる。従って、モータが同期はずれを起こして制御不能になることを回避できる。 The motor control device according to claim 2 sets the changed set value in synchronization with the pulse signal when the rotation speed is switched during the rotation of the motor. Thereby, it is possible to prevent a change in setting values such as a current value flowing in the motor and a rotation direction before the rotation speed changes. Therefore, it can be avoided that the motor is out of synchronization and becomes uncontrollable.
請求項3、4、5に係るモータ制御装置によれば、第1の制御手段にシリアル通信で接続される第2の制御手段が多数重なった場合でも、モータの回転を適正に制御することができる。また、ハーネスの量を削減することができる。 According to the motor control device of the third, fourth, and fifth aspects, the rotation of the motor can be appropriately controlled even when a large number of second control means connected to the first control means by serial communication overlap. it can. In addition, the amount of harness can be reduced.
請求項6に係るモータ制御装置によれば、モータ駆動手段に設定値を確実に設定することができる。 According to the motor control device of the sixth aspect, it is possible to reliably set the set value in the motor driving means.
請求項7に係るモータ制御装置によれば、モータの回転に必要なモータの回転方向やモータに流す電流値を確実に設定することができる。 According to the motor control device of the seventh aspect, it is possible to reliably set the rotation direction of the motor necessary for the rotation of the motor and the value of the current flowing through the motor.
本発明のモータ制御装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のモータ制御装置は、カラー画像を形成する画像形成装置に適用される。 An embodiment of a motor control device of the present invention will be described with reference to the drawings. The motor control device of this embodiment is applied to an image forming apparatus that forms a color image.
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態のモータ制御装置が適用された画像形成装置の構成を示す断面図である。この画像形成装置では、カセット17に装着されたプリント対象の用紙Pは、ピックアップローラ15によって1枚取り出され、ステッピングモータにより駆動されるローラ対19によって、図中上部に搬送される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus to which the motor control device of the first embodiment is applied. In this image forming apparatus, one sheet of paper P to be printed mounted in the cassette 17 is taken out by the pickup roller 15 and conveyed to the upper part in the drawing by a roller pair 19 driven by a stepping motor.
ローラ12の箇所で中間転写ベルト8に形成されているトナー像が用紙Pに転写されると、用紙Pはさらに上方に搬送される。そして、定着ローラ対16によって、用紙Pにトナー像が加圧定着されると、用紙Pは排紙ローラ対21によって機外に排出される。 When the toner image formed on the intermediate transfer belt 8 at the position of the roller 12 is transferred to the paper P, the paper P is further conveyed upward. When the toner image is pressure-fixed on the paper P by the fixing roller pair 16, the paper P is discharged out of the apparatus by the paper discharge roller pair 21.
一方、帯電器3によって帯電された感光体2には、レーザ7によって形成される画像に応じて、静電潜像が形成される。ここで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各感光体2a、2b、2c、2dを、特に区別する必要がない場合、感光体2と総称する。なお、帯電器3、現像器4、一次転写器5においても同様である。 On the other hand, an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 2 charged by the charger 3 in accordance with the image formed by the laser 7. Here, the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) photoreceptors 2a, 2b, 2c, and 2d are collectively referred to as the photoreceptor 2 when it is not necessary to distinguish them. The same applies to the charging device 3, the developing device 4, and the primary transfer device 5.
感光体2に形成された静電潜像は現像器4によってトナー像になる。さらに、このトナー像は一次転写器5によって中間転写ベルト8上に転写される。帯電器3、感光体2および現像器4がそれぞれ回転することによって、感光体2に形成されたトナー像は、中間転写ベルト8に連続して転写される。このとき、中間転写ベルト8は、ローラ10、11により回転駆動される。 The electrostatic latent image formed on the photoreceptor 2 is converted into a toner image by the developing device 4. Further, the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 8 by the primary transfer unit 5. As the charging device 3, the photoconductor 2 and the developing device 4 rotate, the toner image formed on the photoconductor 2 is continuously transferred to the intermediate transfer belt 8. At this time, the intermediate transfer belt 8 is rotationally driven by the rollers 10 and 11.
上記各種ローラ対、帯電器3、感光体2、現像器4、中間転写ベルト8などの回転部材は、モータによって駆動される。ここで、各回転部材の特性に基づき、DCモータ、DCブラシレスモータ、ステッピングモータなどのモータ種別が選択される。 The rotating members such as the various roller pairs, the charger 3, the photosensitive member 2, the developing device 4, and the intermediate transfer belt 8 are driven by a motor. Here, a motor type such as a DC motor, a DC brushless motor, or a stepping motor is selected based on the characteristics of each rotating member.
ステッピングモータを駆動するモータドライバは、モータの回転方向を決めるモータ回転方向信号CW/CCW、モータの巻線に流す電流値を4段階に切り換える電流設定信号I0、I1、およびモータの回転速度を決めるモータ回転信号(クロック(パルス信号))CLKを入力とする。そして、モータドライバ(モータ駆動手段)は、これらの入力に応じて、モータの巻線を励磁する出力を行う。例えば、2相ステッピングモータ(以下、単にモータともいう)の巻線をフローティングで励磁する場合、4つ(=2相×2)の出力が行われる。なお、モータドライバとしては、このような2相・フローティングロード用に限定されないことは勿論である。これにより、モータは設定された方向にクロックに応じた速度で回転する。 The motor driver for driving the stepping motor determines the motor rotation direction signal CW / CCW that determines the rotation direction of the motor, the current setting signals I0 and I1 that switch the current value that flows through the motor winding in four stages, and the rotation speed of the motor. A motor rotation signal (clock (pulse signal)) CLK is input. And a motor driver (motor drive means) performs the output which excites the coil | winding of a motor according to these inputs. For example, when a winding of a two-phase stepping motor (hereinafter also simply referred to as a motor) is excited in a floating state, four outputs (= 2 phases × 2) are output. Needless to say, the motor driver is not limited to such a two-phase / floating load. As a result, the motor rotates in the set direction at a speed corresponding to the clock.
図2はモータ制御装置の構成を示す図である。このモータ制御装置では、中央制御IC100とモータドライバ(MOTOR DRIVER)200との間に、分散制御IC110が置かれている。中央制御IC100(第1の制御手段)と分散制御IC110(第2の制御手段)は、シリアル通信を行う。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the motor control device. In this motor control apparatus, a distributed control IC 110 is placed between a central control IC 100 and a motor driver (MOTOR DRIVER) 200. The central control IC 100 (first control means) and the distributed control IC 110 (second control means) perform serial communication.
一般的な同期式シリアル通信は、送信データ(TxD)線、受信データ(RxD)線、およびこれらを送信するためのクロック(SCLK:synchronous clock)線の合計3本で行われる。なお、非同期式やその他の方式では、接続線の数を2本、あるいはそれ以下まで減らすことは可能であるが、本実施形態では3本の場合を示す。また、分散制御IC、モータドライバおよびステッピングモータの接続は、図10に示した従来の接続と同様である。分散制御ICには、複数のモータドライバが接続される。 General synchronous serial communication is performed with a total of three transmission data (TxD) lines, reception data (RxD) lines, and a clock (SCLK: synchronous clock) line for transmitting them. In the asynchronous method and other methods, the number of connection lines can be reduced to two or less, but this embodiment shows a case of three. Further, the connection of the distributed control IC, the motor driver, and the stepping motor is the same as the conventional connection shown in FIG. A plurality of motor drivers are connected to the distributed control IC.
ここで、中央制御ICからモータドライバまでのハーネスの数を比較する。まず、図8に示したように、中央制御ICにモータドライバが直接接続されている従来の構成で、モータドライバをモータ付近に配置した場合、モータを4つ駆動するためには、モータドライバが4つ必要である。4つのモータドライバには、各々4本の入力が必要であるので、合計16本のハーネスが必要になる。 Here, the number of harnesses from the central control IC to the motor driver is compared. First, as shown in FIG. 8, when the motor driver is arranged near the motor in the conventional configuration in which the motor driver is directly connected to the central control IC, in order to drive four motors, Four are required. Since four motor drivers each require four inputs, a total of 16 harnesses are required.
一方、モータドライバを中央制御IC付近に配置した場合、モータを4つ駆動するためには、各モータへ電流を流すハーネスが各々4本必要であるので、合計16本のハーネスが必要となる。いずれにしても従来の図8と同様の構成の場合、16本のハーネスが必要となる。 On the other hand, when the motor driver is arranged in the vicinity of the central control IC, in order to drive four motors, four harnesses for supplying current to each motor are required, so a total of 16 harnesses are required. In any case, in the case of a configuration similar to that of the conventional FIG. 8, 16 harnesses are required.
つぎに、図2に示す構成で、モータの近くにモータドライバと分散制御ICを置いた場合、中央制御ICと分散制御ICとの間で合計4本のハーネスが必要となる。すなわち、モータドライバに設定値を設定するためのシリアル通信用のハーネス3本と、モータを回転させるためのクロック用のハーネス1本との合計4本のハーネスが必要となる。なお、図2においては、同期クロック(SCLK)用のハーネスと区別するために、モータを回転させるためのクロック(CLK)用のハーネスは、中央制御ICからモータドライバに直接接続されているが、実際には、分散制御ICが介在している。 Next, in the configuration shown in FIG. 2, when a motor driver and a distributed control IC are placed near the motor, a total of four harnesses are required between the central control IC and the distributed control IC. That is, a total of four harnesses are required, that is, three serial communication harnesses for setting a set value in the motor driver and one clock harness for rotating the motor. In FIG. 2, the clock (CLK) harness for rotating the motor is directly connected to the motor driver from the central control IC in order to distinguish from the synchronous clock (SCLK) harness. Actually, a distributed control IC is interposed.
前述したように、シリアル通信用のハーネスが3本であることは、同期通信において一般的である。なお、非同期通信等を利用することで、制御線の数を2本、1本と少なくすることができる。このように、制御ICを分散させ、モータの近く(付近)にモータドライバとともに配置することで、ハーネスの量を削減することができる。 As described above, three harnesses for serial communication are common in synchronous communication. Note that the number of control lines can be reduced to two or one by using asynchronous communication or the like. In this way, the amount of harness can be reduced by distributing the control ICs and arranging them with the motor driver near (near) the motor.
つぎに、モータドライバの設定値をシリアル通信で送信する方法について説明する。シリアル通信では、データ線に、回転方向信号および電流制御信号を設定するアドレスとそのデータを乗せ、中央制御IC100から分散制御IC110まで送信し、データを書き込むことが行われる。 Next, a method for transmitting the setting value of the motor driver by serial communication will be described. In serial communication, an address for setting a rotation direction signal and a current control signal and its data are placed on a data line, transmitted from the central control IC 100 to the distributed control IC 110, and data is written.
分散制御IC110は、アドレスとデータを受け取ると、受信したアドレスのモータドライバ200に受信したデータの値を反映させる。このように、分散制御IC110は、全てのデータを受け取って反映させる。 When receiving the address and data, the distributed control IC 110 reflects the received data value on the motor driver 200 of the received address. Thus, the distributed control IC 110 receives and reflects all data.
なお、従来の方法では、1クロックで即座にデータが反映された。しかし、シリアル通信では、データを時系列に並び替えているので、従来の方法に比べ、通信に時間がかかった。その結果、モータドライバに設定値が反映されるまでに時間がかかった。 In the conventional method, data is reflected immediately in one clock. However, in serial communication, since data is rearranged in time series, it takes time to communicate compared to the conventional method. As a result, it took time for the setting values to be reflected in the motor driver.
図11に示したように、中央制御ICがシリアル通信を行うと同時に、モータを回転させるためのクロックを出力する場合、モータの設定値よりクロックの出力タイミングが早くなることが起きた。この結果、モータの設定値が反映されないまま、モータは回転し始めることになる。 As shown in FIG. 11, when the central control IC performs serial communication and outputs a clock for rotating the motor, the clock output timing is earlier than the set value of the motor. As a result, the motor starts to rotate without reflecting the set value of the motor.
そこで、本実施形態のモータ制御装置は、中央制御ICが分散制御ICに対してシリアル通信を行った後、所定の時間だけ待機し、その後(所定時間待機後)、モータを回転させるためのクロックを出力するようにする。 Therefore, the motor control device of this embodiment waits for a predetermined time after the central control IC performs serial communication with the distributed control IC, and thereafter (after waiting for the predetermined time), a clock for rotating the motor. Is output.
図3は中央制御IC100によって実行されるモータ制御手順を示すフローチャートである。図4はモータ制御装置の各部における信号の変化を示すタイミングチャートである。まず、中央制御IC100は、従来と同様、モータの設定値をシリアル通信で分散制御IC110に設定する(ステップS1、図4の期間a)。 FIG. 3 is a flowchart showing a motor control procedure executed by the central control IC 100. FIG. 4 is a timing chart showing changes in signals in each part of the motor control device. First, the central control IC 100 sets the set value of the motor in the distributed control IC 110 by serial communication as in the prior art (step S1, period a in FIG. 4).
中央制御IC100は、シリアル通信を開始した後、所定時間WAIT以上待機する(ステップS2、図4の期間b)。ここで、中央制御IC100は、シリアル通信を開始した後、つまり、モータの設定値を送信した後、どれぐらいの時間経過でモータの設定値がモータドライバ200に反映されるかを予め調査しておく。そして、中央制御IC100は、調査の結果、モータの設定値が反映されるまでの時間を所定時間WAITとして記憶媒体に記憶しておく。 After starting serial communication, the central control IC 100 waits for a predetermined time WAIT or longer (step S2, period b in FIG. 4). Here, the central control IC 100 investigates in advance how long the motor setting value is reflected in the motor driver 200 after serial communication is started, that is, after the motor setting value is transmitted. deep. Then, as a result of the investigation, the central control IC 100 stores the time until the motor set value is reflected as a predetermined time WAIT in the storage medium.
所定時間WAITが経過すると、中央制御IC100は、モータを回転させるためのクロック(モータ回転信号D1)を出力する(ステップS3)。この後、中央制御IC100は、本制御を終了する。 When the predetermined time WAIT elapses, the central control IC 100 outputs a clock (motor rotation signal D1) for rotating the motor (step S3). Thereafter, the central control IC 100 ends this control.
これにより、モータの設定値として、モータ回転方向信号CW/CCW、電流設定信号I1、I0がモータドライバ200に設定された後、中央制御IC100からモータドライバ200に、クロック(モータ回転信号D1)が入力される。従って、中央制御IC100は、モータの設定値をモータドライバ200に反映させてから、回転を開始させることができる。 Thus, after the motor rotation direction signal CW / CCW and the current setting signals I1 and I0 are set in the motor driver 200 as the motor setting values, the clock (motor rotation signal D1) is sent from the central control IC 100 to the motor driver 200. Entered. Therefore, the central control IC 100 can start rotation after reflecting the set value of the motor in the motor driver 200.
第1の実施形態のモータ制御装置によれば、中央制御IC100は、モータの設定値をシリアル通信で分散制御IC110に送信し、所定時間WAIT待機した後、モータを回転させるためのクロック(パルス信号)を出力する。これにより、モータが回転するときの設定値の時間的ズレをなくすことができる。従って、中央制御IC100に接続される分散制御IC110が多数重なった場合でも、モータを確実に回すことができ、ステッピングモータを適正に制御することができる。 According to the motor control apparatus of the first embodiment, the central control IC 100 transmits a set value of the motor to the distributed control IC 110 by serial communication, waits for a predetermined time WAIT, and then a clock (pulse signal) for rotating the motor. ) Is output. Thereby, the time gap of the set value when the motor rotates can be eliminated. Therefore, even when a large number of distributed control ICs 110 connected to the central control IC 100 are overlapped, the motor can be reliably rotated and the stepping motor can be appropriately controlled.
なお、モータの設定値として、モータドライバに、モータの回転方向およびモータに通電する電流値の両方を設定する場合を示したが、いずれか一方を設定する場合であっても同様の制御が行われる。この場合、モータドライバには、シリアル通信で設定される以外のモータの設定値は固定値として登録されている。 Although the case where both the rotation direction of the motor and the current value energized to the motor are set as the motor setting value in the motor driver, the same control is performed even when either one is set. Is called. In this case, motor setting values other than those set by serial communication are registered as fixed values in the motor driver.
[第2の実施形態]
前記第1の実施形態では、モータの回転開始時におけるモータ制御を示した。第2の実施形態では、モータの回転途中で、モータの設定値およびクロック(パルス信号)の周期を変更して回転速度を切り替える場合のモータ制御を示す。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the motor control at the start of the rotation of the motor is shown. In the second embodiment, motor control in the case where the rotation speed is switched by changing the set value of the motor and the cycle of the clock (pulse signal) during the rotation of the motor is shown.
モータの回転途中で回転速度を切り替える場合、従来と同様のモータ制御を行うと、回転速度が変化する前に電流や回転方向が変化してしまい、所望の制御ができなくなるばかりか、モータが同期はずれを起こして制御不能になることがある。 When switching the rotation speed during motor rotation, if the same motor control as before is performed, the current and rotation direction will change before the rotation speed changes, and the desired control will not be possible, and the motor will be synchronized. This may cause loss of control.
このため、モータドライバの設定値を変化させると同時に、クロックも変化させる必要があり、第2の実施形態では、そのようなモータ制御を示す。 For this reason, it is necessary to change the setting value of the motor driver and the clock at the same time, and the second embodiment shows such motor control.
図5は第2の実施形態におけるモータ制御装置の構成を示す図である。前記第1の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を用いることでその説明を省略する。第2の実施形態のモータ制御装置では、分散制御IC110とモータドライバ200の間にD−フリップフロップ(FF)300(保持手段)が設けられている。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In the motor control apparatus of the second embodiment, a D-flip flop (FF) 300 (holding unit) is provided between the distributed control IC 110 and the motor driver 200.
図6はD−フリップフロップ(FF)300の構成を示す図である。D−フリップフロップ(FF)300は、3個のD−FF部301、302、303およびクロックゲート回路304を有する。3個のD−FF部301、302、303のD端子には、それぞれモータ回転方向信号CW/CCW、電流設定信号I0、I1が入力され、クロックゲート回路304からのクロックに従って出力される。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the D-flip flop (FF) 300. The D-flip flop (FF) 300 includes three D-FF units 301, 302, and 303 and a clock gate circuit 304. Motor rotation direction signals CW / CCW and current setting signals I0 and I1 are input to the D terminals of the three D-FF sections 301, 302, and 303, respectively, and output according to the clock from the clock gate circuit 304.
図7はモータ制御装置の各部の信号の変化を示すタイミングチャートである。中央制御IC100から分散制御IC110に対し、シリアル通信で値が設定されると(図7の期間e)、分散制御IC110はその値を出力する。しかし、D−FF300は、分散制御IC110からのWAIT信号によりクロックゲート回路304が開かれていないので、変化することなく以前の値を保ったままである。 FIG. 7 is a timing chart showing changes in signals at various parts of the motor control device. When a value is set by serial communication from the central control IC 100 to the distributed control IC 110 (period e in FIG. 7), the distributed control IC 110 outputs the value. However, since the clock gate circuit 304 is not opened by the WAIT signal from the distributed control IC 110, the D-FF 300 keeps the previous value without changing.
一旦、WAIT信号が解除されると、つまり図7のWAIT信号がH→Lになると、クロックゲート回路304が開かれ、その後、最初にやってくるモータのクロックの立ち上がりポイント(図7のタイミングA)でD−FF300がモータ設定値を出力する。そして、モータクロックに同期してモータの設定値(回転方向信号及び電流設定信号)が変化する。 Once the WAIT signal is released, that is, when the WAIT signal in FIG. 7 changes from H to L, the clock gate circuit 304 is opened, and then at the rising point of the motor clock that comes first (timing A in FIG. 7). The D-FF 300 outputs a motor set value. Then, the motor setting values (rotation direction signal and current setting signal) change in synchronization with the motor clock.
WAIT信号が解除されるタイミングは、分散制御IC110が中央制御IC100とシリアル通信を行うことで設定可能である。あるいは、予め調査された値が分散制御IC110の記憶媒体に記憶されている。このように、図7のシリアル通信(期間e)が開始されてから、WAIT信号が解除され、変更後の最初のクロックCLKが立ち上がるまでの時間は、前記第1の実施形態の所定時間WAITに相当することになる。 The timing at which the WAIT signal is released can be set by the distributed control IC 110 performing serial communication with the central control IC 100. Alternatively, the value investigated in advance is stored in the storage medium of the distributed control IC 110. As described above, the time from when the serial communication (period e) in FIG. 7 is started until the WAIT signal is canceled and the first clock CLK after the change rises is equal to the predetermined time WAIT of the first embodiment. It will be equivalent.
第2の実施形態のモータ制御装置によれば、モータの回転途中で回転速度を切り替える場合、回転速度が変化する前に、モータに流す電流値やモータの回転方向が変化してしまうことを防ぐことができる。従って、所望の制御を行うことができ、モータが同期はずれを起こして制御不能になることを回避することができる。 According to the motor control device of the second embodiment, when the rotation speed is switched during the rotation of the motor, the current value flowing through the motor and the rotation direction of the motor are prevented from changing before the rotation speed changes. be able to. Therefore, desired control can be performed, and it can be avoided that the motor is out of synchronization and becomes uncontrollable.
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any configuration can be used as long as the functions shown in the claims or the functions of the configuration of the present embodiment can be achieved. Is also applicable.
例えば、本発明のモータ制御装置は、画像形成装置に限らず、種々の電子機器に適用可能である。 For example, the motor control device of the present invention is applicable not only to an image forming apparatus but also to various electronic devices.
100 中央制御IC
110 分散制御IC
200 モータドライバ
300 D−フリップフロップ
304 クロックゲート回路
100 Central control IC
110 Distributed control IC
200 Motor Driver 300 D-Flip-Flop 304 Clock Gate Circuit
Claims (7)
前記制御手段は、
前記設定値を送信し、前記モータ駆動手段に前記送信した設定値を設定する設定手段と、
前記設定値を送信した後、所定時間待機する待機手段と、
前記所定時間待機後、前記モータ駆動手段に前記パルス信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device comprising: motor driving means for rotating the motor according to an input pulse signal according to a set value for rotating the motor; and control means for controlling the motor driving means.
The control means includes
Setting means for transmitting the setting value and setting the transmitted setting value to the motor driving means;
Waiting means for waiting for a predetermined time after transmitting the set value;
A motor control device comprising: output means for outputting the pulse signal to the motor driving means after waiting for the predetermined time.
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