JP2005341715A

JP2005341715A - ステッピングモータ制御装置

Info

Publication number: JP2005341715A
Application number: JP2004157326A
Authority: JP
Inventors: Masashi Noda; 雅士野田
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】ステッピングモータの振動や脱調等を防止し、ステッピングモータに対して正確且つ安定した制御が行えるステッピングモータ制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、移動体を昇降動作させるステッピングモータの駆動用電流となる第１の駆動電流を生成する第１の電流設定回路と、第２の駆動電流を生成する第２の電流設定回路とを備え、前記第１の駆動電流の電流値は、前記第２の駆動電流の電流値よりも大きいものであり、前記ステッピングモータに対し、前記移動体の上昇時には、前記第１の駆動電流を供給し、下降時には前記第２の駆動電流を供給することで、前記移動体の上昇時及び下降時での前記ステッピングモータのトルク余裕度を所望の範囲で維持可能に構成されてなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動体を昇降動作させるステッピングモータの制御装置に関し、特に写真処理装置における感光材料の搬送機構で使用されるステッピングモータ制御装置に関する。

従来より、写真処理装置は、処理内容の異なる複数の処理部を有し、各処理部間及び各処理部内で搬送機構により被処理物（感光材料）を搬送し、各処理部内で目的の処理を施した後、結果物（プリント）として取り出す構成が採用されている。

図１は、この種の一般的な写真処理装置全体の概略構成図である。図１に示すように、前段のプリンタ部Ａと後段のプロセッサ部Ｂとに大別され、プリンタ部Ａでは、マガジン１内でロール状に巻回され、該マガジン１から引き出された長尺の感光材料Ｐを主搬送ユニット２で搬送し、カッター３で所定の長さに切断した後、該切断した感光材料Ｐを搬送ユニット４で略水平方向に搬送して露光処理部５に引き渡し、ここで露光を行うといった一連の処理が行われ、プロセッサ部Ｂでは、露光された感光材料Ｐを現像処理部１１で現像、漂白、定着及び安定化した後、乾燥処理部１２で温風を吹き付けて乾燥させ、最後に仕分処理部１３でオーダー毎に仕分けるといった一連の処理が行われる。

露光処理部５は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応する波長のレーザー光のビームをポリゴンミラーを介して主走査方向（感光材料Ｐの搬送方向と直交する方向）に照射する露光ヘッド６と、該露光ヘッド６の露光ポイント７を挟んで上流側及び下流側に配置された２対の副走査用ローラ対８，８（露光処理部５の搬送ユニット）とを備え、搬送ユニット４から受け取った感光材料Ｐを副走査用ローラ対８で副走査方向に一定速度で搬送させながらライン状の露光を行っていく、いわゆるレーザー走査露光方式を採用している。

連結部Ｃには、露光処理部５から露光処理を終えて略水平方向に搬出される感光材料Ｐを受け取り、これを縦向きにした状態で上方に移動させて、プロセッサ部Ｂの上方位置に送り込む搬送ユニット１０が、連結部Ｃの筐体から前方に引き出し可能に収容されている。

搬送ユニット１０は、図２に示すように、裏面に水平方向に配設されたレール（図示しない）により引き出し可能な垂直に延びた板状の保持体２１と、保持体２１の表面上に上下方向に移動可能に支持された一対の縦移動体２２（一方は図示しない）と、各縦移動体２２上に水平方向に移動可能に支持された横移動体２３とを備えている。縦移動体２２については、保持体２１の中心軸を挟んで保持体２１の引き出し方向に沿って一対が並設されている。横移動体２３についても同様に、保持体２１の中心軸を挟んで保持体２１の引き出し方向に沿って一対が並設されている。

各縦移動体２２は、保持体２１上に配置された昇降モータ２４と、昇降モータ２４の回転軸２５に巻き回された無端状の駆動ベルト２６によって、保持体２１上に配設された垂直ガイドレール２７に沿って保持体２１の上端と下端との間を上下方向に往復移動することができる。

一方、横移動体２３は、縦移動体２２上に配置された横送りモータ２８と、横送りモータ２８の回転軸２９に巻き回された無端状の駆動ベルト３０とによって、縦移動体２２上に配設された水平ガイドレール３１に沿って左右水平に往復移動することができる。また、横移動体２３は、プリンタ部Ａ（上流側）から略水平方向に搬送されてくる感光材料Ｐの端部（搬送方向側の端部）を挟持し、且つ感光材料Ｐを略垂直に起立させる挟持体３２を備えている。

縦移動体２２及び横移動体２３それぞれの移動（上下方向及び左右水平方向）において、それぞれ駆動源となる昇降モータ２４及び横送りモータ２８には、通常、ステッピングモータ（パルスモータともいう）が採用されている。

図４は、従来のステッピングモータ（昇降モータ２４又は横送りモータ２８）制御装置４０の内部構成を示すブロック図である。図４において、主制御装置９は、当該制御装置４０を含む本写真処理装置全体の制御を行う、例えばパーソナルコンピュータ等の演算処理装置である。電流設定回路４１は、ステッピングモータ４４に供給する駆動電流（励磁電流）を生成する回路であり、駆動パルス発生部４２は、ステッピングモータ４４の回転軸に所定の回転速度を与えるため、必要な周波数の駆動パルスを発生する。ドライバ４３は、電流設定回路４１からの駆動電流、駆動パルス発生部４２からの駆動パルス及び主制御装置９からの制御信号に基づき、ステッピングモータ４４を駆動させるドライバである。

上記構成からなる従来のステッピングモータ制御装置４０は、ステッピングモータ４４に供給する駆動電流の電流値及び駆動パルスの周波数を同じにしているため（この場合、上昇時と下降時あるいは左移動時と右移動時のステッピングモータ４４の出力トルクは同一となる）、その回路構成が複雑化せず、制御も簡易であるといえる。

ところで、一般原理として、移動体の上昇時と下降時ではステッピングモータが必要とするトルク（実トルク）の大きさは異なるものとなる。即ち、上昇時ではステッピングモータの回転軸の回転方向と逆方向に重力の影響等によるトルク（負荷トルク）が働き、下降時ではステッピングモータの回転軸の回転方向と同方向に負荷トルクが働くので、上昇時の実トルクは、下降時の実トルクよりも大きくなる。従って、上記従来のステッピングモータ制御装置のように、上昇時と下降時での出力トルクを同一とすると、上昇時と下降時でのトルク余裕度（出力トルク／実トルク）は、異なるものになる。そして、一般的には、このトルク余裕度は、約１．１〜１．２となるのが好適であるとされているので、例えば、上昇時を基準として、つまり、上昇時のトルク余裕度がこの好適値となるように、出力トルクの調整（駆動電流の電流値や駆動パルスの周波数の調整等）を行うと、下降時においては、余裕度が大きくなり過ぎて、ステッピングモータが振動してしまう等といった現象が起こる可能性がある。かかる振動が発生すると、装置フレーム等を介して、露光処理部等の他の処理部にまでその振動が伝わり、その結果、レーザー走査露光時にムラが生じて、画像形成不良となってしまう虞がある。また、これとは逆に、下降時を基準として、出力トルクの調整を行うと、上昇時においては、余裕度が不足し、いわゆる脱調（駆動パルスにステッピングモータの回転軸の回転が追従できなくなる状態）と呼ばれるステッピングモータが制御不能となる不具合が発生する虞がある。

本発明は、上記問題点を解決するものであり、移動体の上昇時と下降時のトルク余裕度を所望の範囲で維持できる構成とすることで、ステッピングモータの振動や脱調等を防止し、ステッピングモータに対して正確且つ安定した制御が行えるステッピングモータ制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るステッピングモータ制御装置は、移動体を昇降動作させるステッピングモータの制御装置において、前記ステッピングモータの駆動用電流となる第１の駆動電流を生成する第１の電流設定回路と、前記ステッピングモータの駆動用電流となる第２の駆動電流を生成する第２の電流設定回路とを備え、前記第１の駆動電流の電流値は、前記第２の駆動電流の電流値よりも大きいものであり、前記ステッピングモータに対し、前記移動体の上昇時には、前記第１の駆動電流を供給し、下降時には前記第２の駆動電流を供給することで、前記移動体の上昇時及び下降時での前記ステッピングモータのトルク余裕度を所望の範囲で維持可能に構成されてなることを特徴とする。

上記構成のステッピングモータ制御装置によれば、ステッピングモータ駆動用の電流（励磁電流）を生成する回路を２つ設けており（第１の電流設定回路及び第２の電流設定回路）、両回路ではそれぞれ異なる電流値の駆動電流（第１の駆動電流及び第２の駆動電流）を生成する。そして、前記ステッピングモータに対し、前記移動体の上昇時においては、他方より大きい値の駆動電流（第１の駆動電流）を供給し、前記移動体の下降時においては、他方より小さい値の駆動電流（第２の駆動電流）を供給する。このようにすると、移動体の上昇時でのステッピングモータの出力トルクを下降時のそれよりも大きくすることができる。これにより、上昇時でのトルク余裕度（出力トルク／実トルク）の不足状態及び下降時でのトルク余裕度の過剰状態を防止することができる。

そして、上昇時及び下降時のトルク余裕度は、第１の駆動電流及び第２の駆動電流の値を予め調整しておくことで、所望の値の範囲に調整可能であるので、上昇時及び下降時において、好適なトルク余裕度の範囲（例えば、約１．１〜１．２）でステッピングモータを動作させることができる。従って、ステッピングモータのトルク余裕度の過不足が原因で発生する種々の不具合の防止が図れる。

また、上記構成のステッピングモータ制御装置では、従来通り、移動体の上昇時と下降時において、ステッピングモータに供給する駆動パルスのパルス速度が同一であるため、上昇時と下降時において、ステッピングモータの回転軸の回転速度は等しい。即ち、上昇時と下降時での移動体の移動速度（処理能力）に変化はないため、当該ステッピングモータを備える装置（例えば、写真処理装置における搬送ユニット）の先後の処理装置に影響を及ぼすことがないという利点もある。

また、本発明の他の観点のステッピングモータ制御装置は、移動体を昇降動作させるステッピングモータの制御装置において、前記ステッピングモータの駆動用パルスとなる第１の駆動パルス又は第２の駆動パルスを選択して発生する駆動パルス発生手段を備え、前記第１の駆動パルスのパルス速度は、前記第２の駆動パルスのパルス速度よりも遅いものであり、前記駆動パルス発生手段は、前記移動体の上昇時には、前記第１の駆動パルスを発生し、下降時には前記第２の駆動パルスを発生することで前記移動体の上昇時と下降時での前記ステッピングモータのトルク余裕度を所望の範囲で維持可能に構成されてなることを特徴とする。

上記構成のステッピングモータ制御装置によれば、ステッピングモータの駆動用として、パルス速度が異なる２種類の駆動パルス（第１の駆動パルス、第２の駆動パルス）を発生でき、移動体の上昇時においては、遅い方の駆動パルスを発生し、下降時には速い方の駆動パルスを発生する、このようにすると、移動体の下降時でのステッピングモータの実トルクを上昇時のそれよりも大きくすることができる。これにより、上昇時でのトルク余裕度の不足状態及び下降時でのトルク余裕度の過剰状態を防止することができる。

そして、上昇時及び下降時のトルク余裕度は、第１の駆動パルス及び第２の駆動パルスのパルス速度を予め調整しておくことで、所望の値の範囲に調整可能であるので、上昇時及び下降時において、好適なトルク余裕度の範囲（例えば、約１．１〜１．２）でステッピングモータを動作させることができる。従って、ステッピングモータのトルク余裕度の過不足が原因で発生する種々の不具合の防止が図れる。

以上の如く、本発明のステッピングモータの制御装置によれば、移動体の上昇時及び下降時において、ステッピングモータのトルク余裕度を所望の範囲で維持できる構成となっているので、ステッピングモータの振動や脱調等を防止し、ステッピングモータに対して正確且つ安定した制御が行える。

以下、本発明の実施形態に係る画像処理装置について図面を参酌しつつ説明する。

図３は、本実施形態に係るステッピングモータ制御装置３５の内部構成を示すブロック図である。ステッピングモータ制御装置３５は、図１で示す写真処理装置の連結部Ｃから前方に引き出し可能に収容されている搬送ユニット１０（図２）が備える昇降モータ２４を制御するための装置である。尚、図１及び図２で示される各構成部の機能・動作等については、既に説明済みのため、ここでは割愛する。

図３において、主制御装置９は、当該写真処理装置が備えるパーソナルコンピュータ等の演算処理装置であり、ステッピングモータ制御装置３５の各構成回路等についての制御を含む写真処理装置全体の制御を行う。第１の電流設定回路３６及び第２の電流設定回路３７は、昇降モータ２４を駆動（励磁）させるための駆動電流（第１の駆動電流及び第２の駆動電流）を生成する回路である。第１の駆動電流及び第２の駆動電流の電流値は、それぞれ所定の計算に基づいて予め設定された固定値であり、第１の駆動電流の電流値の方が第２の駆動電流の電流値よりも大となる関係となっている。また、これらの駆動電流の何れか一方が昇降モータ２４に供給される構成になっており、主制御装置９は、第１の駆動電流の供給及び第２の駆動電流の供給を所定のタイミング（後述する）で切り替えるものとする。

駆動パルス発生部３８は、昇降モータ２４の回転軸２５を所定の回転速度で回転させるための駆動パルスを発生する。該駆動パルスのパルス速度は、前記回転速度に基づいて予め設定された固定値である。

ドライバ３９は、第１の駆動電流又は第２の駆動電流、駆動パルス及び主制御装置９からの制御信号に基づき、昇降モータ２４の駆動軸２５の回転制御を行う。

以上の構成からなるステッピングモータ制御装置３５は、縦移動体２２の上昇時では、第１の駆動電流（大きい電流値）を昇降モータ２４に供給し、下降時では第２の駆動電流（小さい電流値）を供給することで上昇時と下降時での昇降モータ２４のトルク余裕度を過不足ない好適な値に維持できるように構成されていることに特徴がある。以下、その制御動作について、かかる特徴点を中心に説明する。

主制御装置９は、昇降モータ２４の駆動軸２５の回転方向（正転、逆転）を切り替えるタイミングで第１の駆動電流と第２の駆動電流の供給を切り替える。本実施形態では、正転時に縦移動体２２が上昇し、逆転時に下降するものとし、主制御装置９は、逆転から正転への切り替えタイミングで第２の駆動電流から第１の駆動電流に切り替え、正転から逆転への切り替えタイミングで第１の駆動電流から第２の駆動電流に切り替える。この回転方向の切り替えタイミング制御については、本実施形態では、従来のステッピングモータ制御装置と同様としている。即ち、図示しない位置検出用のセンサを保持体２１の所定位置（例えば、垂直ガイドレール２７の上端及び下端近傍の２カ所）に設置し、当該センサが縦移動体２２を検出すると（即ち、縦移動体２２が垂直ガイドレール２７の上端又は下端に到達すると）、その旨の信号が主制御装置９に伝えられるように構成されている。そして、主制御装置９は、当該信号に基づいて縦移動体２２の位置を認識し、回転方向の切り替えを決定する。尚、設置するセンサを１つにして、当該センサからの信号と駆動パルスのパルス数によって次の切り替えタイミングを計るようにしても良い。

第１の駆動電流及び第２の駆動電流の電流値は、縦移動体２２の上昇時及び下降時におけるそれぞれの昇降モータ２４のトルク余裕度（出力トルク／実トルク）が所定の範囲になるように逆算して求められた値である。本実施形態では、この所定範囲を双方共に約１．１〜１．２としている。この場合、上昇時では重力の影響等により下降時より実トルクが当然として大きくなるので、上記の如く双方共に等しいトルク余裕度の範囲にするためには、上昇時の出力トルクを上げる、即ち、駆動電流の電流値を大きくする必要がある。かかる理由から、第１の駆動電流の電流値は、第２の駆動電流の電流値よりも大きいものとなっているのである。

以上のように本実施形態のステッピング制御装置によれば、昇降モータ２４の上昇時と下降時の双方の状態において、昇降モータ２４のトルク余裕度を適切な範囲に維持することが可能となるので、トルク余裕度不足による脱調や、トルク余裕度の過剰による昇降モータ２４の振動等の発生を防止でき、昇降モータ２４の正確且つ安定した制御が行える。

また、駆動パルス発生部３８が発生する駆動パルスのパルス速度は、縦移動体２２の上昇時と下降時で同一であるため、上昇時と下降時での昇降モータ２４の回転軸２５の回転速度は等しい。即ち、上昇時と下降時で縦移動体２２の移動速度（換言すれば処理能力）に変化がないので、昇降モータ２４を備える当該装置（搬送ユニット１０）の先後の処理部（プリンタ部Ａ、プロセッサ部Ｂ等）に影響を及ぼすことがない。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、ステッピングモータの駆動用電流を生成する電流設定回路を従来通り１回路のみとし、移動体の上昇時と下降時でステッピングモータの駆動用パルスのパルス速度を切り替えることで、ステッピングモータのトルク余裕度を適切な範囲に維持できる構成としても良い。この場合、移動体の下降時のパルス速度は、上昇時より速いものとなる。また、かかる構成での駆動パルス発生部としては、主制御装置からの発振制御信号に基づき、駆動パルスを所望のパルス速度に調整することができる他励方式の発振回路等を採用するのが望ましい。

また、本発明が適用される移動体の移動機構は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ステッピングモータの回転軸の回転によってボールねじ軸が当該ステッピングモータ本体に対してモータ軸線方向に相対的に直線駆動されることで移動体を移動させるボールねじ機構にも適用可能である。

本発明のステッピングモータ制御装置を備える一般的な写真処理装置の一部断面を含む側面図である。図１の写真処理装置の搬送ユニット１０の斜視図である。本発明の一実施形態に係るステッピングモータ制御装置の内部構成を示すブロック図である。従来のステッピングモータ制御装置の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…マガジン、２…主搬送ユニット、３…カッター、４，１０…搬送ユニット、５…露光処理部、６…露光ヘッド、７…露光ポイント、８…副走査用ローラ対、９…主制御装置、１１…現像処理部、１２…乾燥処理部、１３…仕分処理部、２１…保持体、２２…縦移動体、２３…横移動体、２４…昇降モータ、２５，２９…回転軸、２６，３０…駆動ベルト、２７…垂直ガイドレール、２８…横送りモータ、３１…水平ガイドレール、３２…挟持体、３５…ステッピングモータ制御装置、３６…第一の電流設定回路、３７…第二の電流設定回路、３８…駆動パルス発生部、３９…ドライバ、Ａ…プリンタ部、Ｂ…プロセッサ部、Ｃ…連結部

Claims

移動体を昇降動作させるステッピングモータの制御装置において、
前記ステッピングモータの駆動用電流となる第１の駆動電流を生成する第１の電流設定回路と、
前記ステッピングモータの駆動用電流となる第２の駆動電流を生成する第２の電流設定回路とを備え、
前記第１の駆動電流の電流値は、前記第２の駆動電流の電流値よりも大きいものであり、
前記ステッピングモータに対し、前記移動体の上昇時には、前記第１の駆動電流を供給し、下降時には前記第２の駆動電流を供給することで、前記移動体の上昇時及び下降時での前記ステッピングモータのトルク余裕度を所望の範囲で維持可能に構成されてなることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
移動体を昇降動作させるステッピングモータの制御装置において、
前記ステッピングモータの駆動用パルスとなる第１の駆動パルス又は第２の駆動パルスを選択して発生する駆動パルス発生手段を備え、
前記第１の駆動パルスのパルス速度は、前記第２の駆動パルスのパルス速度よりも遅いものであり、
前記駆動パルス発生手段は、前記移動体の上昇時には、前記第１の駆動パルスを発生し、下降時には前記第２の駆動パルスを発生することで前記移動体の上昇時と下降時での前記ステッピングモータのトルク余裕度を所望の範囲で維持可能に構成されてなることを特徴とするステッピングモータ制御装置。