專利名稱：成像裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的方面涉及一種成像裝置和一種驅(qū)動成像裝置的方法。更具體而 言，本發(fā)明的方面涉及一種能降低其上所安裝的步進(jìn)電機(jī)的振動的成像裝置。
背景技術(shù)：
通常，步進(jìn)電機(jī)是根據(jù)輸入直流電壓或輸入交流電壓而不斷旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是一種無刷、同步的電機(jī)，其能將全程旋轉(zhuǎn)分成多個(gè)步(step)。當(dāng)電 子整流(commutate)時(shí)，可以精確地控制電機(jī)的位置，不經(jīng)任何反饋機(jī)構(gòu)。這種步進(jìn)電機(jī)由于可以得到精確地控制，因此可用于成像裝置，例如， 打印機(jī)、傳真機(jī)、多功能設(shè)備等等。然而，使用步進(jìn)電機(jī)可以導(dǎo)致共振的產(chǎn)生，其中共振是當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū) 動頻率和與步進(jìn)電機(jī)連接的成像裝置一部分的共振頻率相等的時(shí)候產(chǎn)生的。換句話說，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械和電氣屬性達(dá)到某一驅(qū)動頻段時(shí)，步進(jìn)電機(jī)突 然振動，或經(jīng)歷輸出轉(zhuǎn)矩的降低。在成像裝置中，共振引起振動和噪聲，并 且降低成像裝置的性能和壽命。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明一方面提供了一種成像裝置，能夠考慮部件的共振頻率， 來防止步進(jìn)電機(jī)和與步進(jìn)電機(jī)連接的成像裝置部件之間的共振。本發(fā)明前述和/或其它方面通過提供具有步進(jìn)電機(jī)的成像裝置來實(shí)現(xiàn)，所 述成像裝置包括第一存儲單元，用于存儲與步進(jìn)電機(jī)連接的部件的共振頻 率；第二存儲單元，用于存儲多個(gè)速度控制表，其中依據(jù)速度控制周期，設(shè) 置不同的驅(qū)動頻率；和控制器，用于使用速度控制表來控制步進(jìn)電機(jī)的操作。率。依據(jù)本發(fā)明的一方面，該部件可以包括激光掃描單元。 依據(jù)本發(fā)明的一方面，該部件可以包括掃描單元。依據(jù)本發(fā)明的一方面，多個(gè)速度控制表可以包括包含具有基于全步模式的 多個(gè)脈沖和脈沖間的間隔的驅(qū)動頻率的速度控制表。依據(jù)本發(fā)明的一方面，多個(gè)速度控制表可以包括包含具有基于半步模式的 多個(gè)脈沖和脈沖間的間隔的驅(qū)動頻率的:i4^控制表。依據(jù)本發(fā)明的一方面，多個(gè)速度控制表可以包括步進(jìn)電機(jī)的共振頻率以 外的驅(qū)動頻率。本發(fā)明其它的方面和/或優(yōu)點(diǎn)一部分將從下面的描述中闡明， 一部分將從 描述中顯而易見，或者可以/人本發(fā)明的實(shí)施中學(xué)習(xí)。


結(jié)合附圖，從下面示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯和更容易理解，在附圖中圖1是依據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的成像裝置的控制方塊圖；圖2是示出圖1所示的步進(jìn)電機(jī)角速度和驅(qū)動頻率的曲線圖；圖3是示出依據(jù)速度控制表的速度控制周期的驅(qū)動頻率的表；圖4是示出為了避免共振的速度控制表改進(jìn)的圖表；圖5是示出為了避免共振的速度控制表另一個(gè)改進(jìn)的圖表；和圖6是示出依據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的成像裝置中步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動控制方法的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)參考，本發(fā)明的示例由附圖示出， 其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。下面描述實(shí)施例是為了通過參考 附圖來解釋本發(fā)明的各方面。圖1是依據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的成像裝置100的控制方塊圖。如圖1 所示，成像裝置100包括速度控制器10、時(shí)鐘發(fā)生器20、第一存儲單元30、 第二存儲單元40、控制器50、電機(jī)驅(qū)動器60、步進(jìn)電機(jī)70、和部件80。步進(jìn)電機(jī)70和部件80連接，并且可以驅(qū)動部件80。部件80可以是成 像裝置IOO的多種部件，例如，掃描單元、或激光掃描單元。如圖2所示， 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)70在第一方向上，例如通過在順時(shí)針方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，來線性地 驅(qū)動部件80(掃描單元)。步進(jìn)電機(jī)70的旋轉(zhuǎn)分成速度控制周期。速度控制周期包括加速周期，在該周期步進(jìn)電機(jī)70的速度增加；恒速控制周期，在該 周期步進(jìn)電機(jī)70的速度保持不變；和減速周期，在該周期步進(jìn)電機(jī)70的速 度減小。速度控制器10依據(jù)例如用于移動掃描單元的驅(qū)動條件和用于恢復(fù)掃描 單元位置的驅(qū)動條件，確定步進(jìn)電機(jī)70的動作條件。時(shí)鐘發(fā)生器20依據(jù)速 度控制周期而輸出參考時(shí)鐘信號，其包括相應(yīng)步進(jìn)電機(jī)70的驅(qū)動頻率的脈 沖。驅(qū)動頻率與步進(jìn)電機(jī)70的旋轉(zhuǎn)有關(guān)。第一存儲單元30存儲與步進(jìn)電機(jī)70連接的部件80的共振頻率。第二存 儲單元40存儲多個(gè)速度控制表，其中依據(jù)每個(gè)速度控制周期設(shè)置了不同的驅(qū) 動頻率。如圖3所示，每個(gè)速度控制表存儲驅(qū)動頻率，其中依據(jù)每個(gè)速度控制周 期(加速周期、恒速周期和減速周期)設(shè)置驅(qū)動頻率。驅(qū)動頻率可以根據(jù)全步 (fullstep)、半步(half step)和微步(micro step)而改變。全步使用完整的參考時(shí) 鐘信號，即， 一個(gè)脈沖，并且因而，步進(jìn)電機(jī)70對于每個(gè)脈沖旋轉(zhuǎn)一步。半 步只使用脈沖的一半，并且因而，當(dāng)輸入兩個(gè)脈沖時(shí)步進(jìn)電機(jī)70旋轉(zhuǎn)一步。 微步可以涉及例如1/4微步、1/8微步，等等。1/4微步僅使用一個(gè)脈沖的1/4， 并且因而當(dāng)輸入四個(gè)脈沖時(shí)步進(jìn)電機(jī)70旋轉(zhuǎn)一步。1/8微步僅使用一個(gè)脈沖 的1/8,并且因而，當(dāng)輸入八個(gè)脈沖時(shí)步進(jìn)電機(jī)70旋轉(zhuǎn)一步。各個(gè)驅(qū)動頻率 不包括步進(jìn)電機(jī)70的共振頻率?？刂破?0以速度控制器IO做出的決定為基礎(chǔ)，使用存儲在第二存儲單 元40中的速度控制表，輸出關(guān)于速度控制周期的驅(qū)動頻率，并且使用電機(jī)驅(qū) 動器60驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)70?？刂破?0以參考時(shí)鐘信號為基礎(chǔ)，調(diào)整脈沖數(shù)量 和脈沖之間的脈沖間隔，從而依據(jù)速度控制周期，調(diào)整驅(qū)動頻率。較短的脈 沖間隔涉及步進(jìn)電機(jī)70的更快旋轉(zhuǎn)。較長的脈沖間隔涉及步進(jìn)電機(jī)70的更 慢旋轉(zhuǎn)。如上描述，可以精確地控制步進(jìn)電機(jī)70。然而，在某些速度時(shí)步進(jìn)電機(jī) 70可能產(chǎn)生共振。共振可能導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)70不必要的振動和減少轉(zhuǎn)矩。當(dāng) 步進(jìn)電機(jī)70的驅(qū)動頻率和部件80的共振頻率相等時(shí)，產(chǎn)生共振。部件80的 共振頻率存儲在第一存儲單元30中。共振可能導(dǎo)致振動和噪聲，并且可以降 低部件80的性能和壽命。如圖4和圖5所示，如果共振產(chǎn)生，當(dāng)使用特定的速度控制表控制步進(jìn)電機(jī)70時(shí)，即，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)70的驅(qū)動頻率和共振頻率相等時(shí)，控制器50使 用不同的速度控制表，從而驅(qū)動頻率和共振頻率不相等。因此，避免了步進(jìn) 電機(jī)70和部件80之間的共振。如圖4所示，當(dāng)共振頻率是f2-l時(shí)，控制器以第一速度控制表為基礎(chǔ)控 制步進(jìn)電機(jī)70在第一加速周期期間使用驅(qū)動頻率fl-l執(zhí)行第一加速。第一速 度控制表可被稱為參考速度控制表。然而，因?yàn)轵?qū)動頻率f2-l和共振頻率相 等，因此控制器從第一速度控制表切換到另 一個(gè)速度控制表(例如第二速度控 制表)，以避免共振。因而，控制器將驅(qū)動頻率f2-l變成另一個(gè)驅(qū)動頻率，因 此可以避免共振。如圖5所示，當(dāng)共振頻率是f4-l時(shí)，控制器50在加速周期和恒速控制周 期期間，使用第一速度控制表的加速周期和恒速控制周期的驅(qū)動頻率，控制 步進(jìn)電^L加速，或以恒速旋轉(zhuǎn)。然而，因?yàn)樵跍p速周期驅(qū)動頻率f4-l和共振 頻率相等，控制器變到另一個(gè)速度控制表(例如，第n速度控制表)，以避免共 振。因而，控制器50將驅(qū)動頻率f4-l變成另一個(gè)驅(qū)動頻率，因此可以避免共 振。參考圖6，現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述控制器50的操作。首先，在操作S100 中，控制器50以從第一速度控制表(例如，參考速度控制表)讀出的驅(qū)動頻率 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)70 。在操作S101中，控制器讀取存儲在第一存儲單元30中的共振頻率。在 操作S102到Slll中，控制器確定第一加速周期、第二加速周期、恒速周期、 第一減速周期和第二減速周期的驅(qū)動頻率是否和共振頻率相等。如果驅(qū)動頻率中一個(gè)也不和共振頻率相等，則控制器50使用參考速度控 制表的驅(qū)動頻率控制步進(jìn)電機(jī)70在每個(gè)速度控制周期期間的旋轉(zhuǎn)。然而，如果驅(qū)動頻率中任一個(gè)和共振頻率相等，則控制器50從參考速度 控制表切換成替代速度控制表，以避免共振?？刂破?0依據(jù)替代速度控制表 的驅(qū)動頻率，在每個(gè)速度控制周期期間，控制步進(jìn)電機(jī)加速、以恒速旋轉(zhuǎn)、 或減速。依據(jù)本發(fā)明的各方面，當(dāng)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)70時(shí)，控制器50使用替代速度 控制表代替參考速度控制表，以和部件80的共振頻率不同的驅(qū)動頻率來控制 步進(jìn)電機(jī)操作，其中部件80和步進(jìn)電機(jī)連接。如果參考速度控制表具有能引 起共振的驅(qū)動頻率，則控制器50切換到替代速度控制表。因此，成像裝置100可以避免步進(jìn)電機(jī)70和部件80之間的共振，將振動和噪聲減到最小， 并且防止部件80的故障和/或壽命降低。雖然已經(jīng)示出且描述了本發(fā)明的幾個(gè)示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以理解在不背離本發(fā)明原則和精神的情況下，可以在這些示例性實(shí)施例 中進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和其等價(jià)物限定。
權(quán)利要求
1. 一種成像裝置，包括步進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動部件；第一存儲單元，用于存儲部件的共振頻率；第二存儲單元，用于存儲多個(gè)速度控制表，該速度控制表具有與在部件驅(qū)動期間使用的速度控制周期對應(yīng)的驅(qū)動頻率；和控制器，用于通過選擇具有與共振頻率不相等的驅(qū)動頻率的速度控制表之一來控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動頻率。
2、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中該部件是激光掃描單元。
3、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中該部件是掃描單元。
4、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中速度控制表之一包括具有基于全 步模式的多個(gè)脈沖和脈沖間的間隔的驅(qū)動頻率。
5、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中速度控制表之一包括具有基于半 步模式的多個(gè)脈沖和脈沖間的間隔的驅(qū)動頻率。
6、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中速度控制表之一包括具有基于微 步模式的多個(gè)脈沖和脈沖間的間隔的驅(qū)動頻率。
7、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中該第二存儲單元不存儲步進(jìn)電機(jī) 的共振頻率。
8、 如權(quán)利要求l所述的成像裝置，其中該控制器通過比較所選擇的速度 控制表的每個(gè)驅(qū)動頻率和共振頻率來選擇速度控制表。
9、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中該速度控制周期包括加速周期、 恒速周期、和減速周期。
10、 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中多個(gè)驅(qū)動頻率與每個(gè)速度控制 周期相關(guān)。
11、 一種使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動成像裝置的部件的方法，該方法包括 依據(jù)參考速度控制表操作步進(jìn)電機(jī)以驅(qū)動部件，該參考速度控制表包括與用于驅(qū)動部件的速度控制周期對應(yīng)的第一驅(qū)動頻率； 比較驅(qū)動頻率和部件的共振頻率；如果任何一個(gè)比較的驅(qū)動頻率和共振頻率相等，則依據(jù)第二速度控制表 操作步進(jìn)電機(jī)，該第二速度控制表包括相應(yīng)于速度控制周期的第二驅(qū)動頻率。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該第二速度控制表的驅(qū)動頻率和共 振頻率不相等。
13、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該速度控制周期包括加速周期、恒 速周期、和減速周期。
14、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中比較驅(qū)動頻率包括在依據(jù)每個(gè)驅(qū) 動頻率驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)前，比較每個(gè)驅(qū)動頻率和共振頻率。
全文摘要
一種成像裝置，包括步進(jìn)電機(jī)，與步進(jìn)電機(jī)連接的部件，和控制步進(jìn)電機(jī)的控制器。通過選擇具有避免共振的驅(qū)動頻率的速度控制表，控制器控制步進(jìn)電機(jī)以和共振頻率不相等的驅(qū)動頻率加速或減速，目的是避免步進(jìn)電機(jī)和部件之間共振。因而，該成像裝置可以避免步進(jìn)電機(jī)和部件之間共振，將振動和噪聲減到最小，并且防止部件故障。該成像裝置還包括第一存儲單元，其存儲部件的共振頻率；和第二存儲單元，其存儲具有依據(jù)速度控制周期設(shè)置的不同驅(qū)動頻率的速度控制表。
文檔編號H02P8/14GK101276178SQ20081009630
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者李秉一 申請人:三星電子株式會社