[发明专利]控制扫描单元的图像形成设备及控制其扫描单元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够控制扫描单元的图像形成设备及控制其扫描单元的方法。更具体地，本发明涉及能够控制扫描单元以便通过计算电动机的位置误差以及速率误差来增强定位电动机的控制并相应地进行调整的图像表面设备及控制其扫描单元的方法，所述电动机驱动扫描单元。

背景技术

一般地，使用直流(DC)电动机的设备利用从编码器输出的两个脉冲控制DC电动机的转动速率和转动位置。更具体地，常规的能够控制扫描单元的图像形成设备使用从编码器输出的两个脉冲之间的时间间隔测量电动机的实际转动速率。此外，常规的图像形成设备通过对从编码器输出的这两个脉冲产生的下降边缘或上升边缘计数，间接地获取电动机的转动位置。因此，以规则速率移动，常规的图像形成设备在控制电动机在特定时间定位在特定位置上受到限制。

图1A是示出移动距离(即由常规的图像形成设备检测到的电动机转动位置)的图，并且图1B是示出由图1A的Pcmd和Pmea产生的位置误差的图。在图1A和图B中，Pcmd是电动机的目标转动位置，Pmea是电动机的实际转动位置，Perr是Pcmd和Pmea之间的误差，并且t是时间。图1A和1B示出在电动机的实际转动位置和目标转动位置之间存在误差。

如果将这种能够控制扫描单元的常规图像形成设备安装在扫描仪中，则由DC电动机驱动的电荷耦合器件(Charge-Coupled device，CCD)具有不规则移动距离，并且被扫描的图像产生畸变。

发明内容

本发明提供了一种图像形成设备和控制其扫描单元的方法，所述图像形成设备控制扫描单元，以便通过根据电动机的转动速率和移动距离调整驱动所述电动机所需的电压来获得控制的可靠性。

本发明还提供了一种图像形成设备和控制其扫描单元的方法，所述图像形成设备控制扫描单元，以便如果电动机被安装在扫描仪中，则与电动机的位置无关，解决由驱动所述电动机产生的图像畸变。

根据本发明的方案，提供了一种控制扫描单元的图像形成设备，所述图像形成设备包含：速率误差计算器，用于从驱动所述扫描单元的电动机的实际转动速率和目标转动速率之间的差计算速率误差；位置误差计算器，用于从所述电动机的当前位置和目标位置之间的差计算位置误差；和速率/位置控制器，用于通过应用所述速率误差和所述位置误差输出控制脉冲来控制所述电动机的速率和位置。

所述位置误差计算器使用所述目标转动速率和预先设置的位置误差计算周期计算所述目标位置。

所述位置误差计算器使用下列等式计算所述位置误差：

P_err＝(∫V_cmd×T)-P_mea

其中P_err是所述位置误差，V_cmd是所述目标转动速率，T是位置误差计算周期，并且P_mea是所述当前位置。

所述速率/位置控制器包含：速率控制器，用于通过将控制方法应用于所述速率误差计算速率控制所需的速率控制电压；位置控制器，用于通过将控制方法应用于位置误差计算位置控制所需的位置控制电压；加法器，用于将所述速率控制电压与所述位置控制电压相加；和脉冲宽度调制器(PWM)，用于通过将脉冲宽度调制方法应用于所述速率控制电压和所述位置控制电压之和输出所述控制脉冲。

所述速率控制器使用下列等式计算所述速率控制电压：

其中V_err是所述速率误差，G_P-V是在所述速率控制器中预先设置的速率比例增益，G_I-V是在所述速率控制器中预先设置的速率积分增益，并且G_D-V是在所述速率控制器中预先设置的速率微分增益。

所述位置控制器使用下列等式计算所述位置控制电压：

其中P_err是所述位置误差，G_P-P是在所述位置控制器中预先设置的位置比例增益，G_I-P是在所述位置控制器中预先设置的位置积分增益，并且G_D-P是在所述位置控制器中预先设置的位置微分增益。

所述图像形成设备还包含：编码器，用于输出至少两个根据所述电动机的所述实际转动速率变化的脉冲；实际转动速率测量器，用于使用所述至少两个脉冲的物理距离间隔和时间间隔测量所述实际转动速率；和当前位置测量器，用于通过每当从所述至少两个脉冲产生边缘时对所述边缘的数量计数，测量所述当前位置。