專利名稱：成像裝置和方法
技術領域：
本發明的方面涉及一種成像裝置和一種驅動成像裝置的方法。更具體而 言，本發明的方面涉及一種能降低其上所安裝的步進電機的振動的成像裝置。
背景技術：
通常，步進電機是根據輸入直流電壓或輸入交流電壓而不斷旋轉的電機。步進電機是一種無刷、同步的電機，其能將全程旋轉分成多個步(step)。當電 子整流(commutate)時，可以精確地控制電機的位置，不經任何反饋機構。這種步進電機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、傳真機、多功能設備等等。然而，使用步進電機可以導致共振的產生，其中共振是當步進電機的驅 動頻率和與步進電機連接的成像裝置一部分的共振頻率相等的時候產生的。換句話說，當步進電機的機械和電氣屬性達到某一驅動頻段時，步進電機突 然振動，或經歷輸出轉矩的降低。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。發明內容因此，本發明一方面提供了一種成像裝置，能夠考慮部件的共振頻率， 來防止步進電機和與步進電機連接的成像裝置部件之間的共振。本發明前述和/或其它方面通過提供具有步進電機的成像裝置來實現，所 述成像裝置包括第一存儲單元，用于存儲與步進電機連接的部件的共振頻 率；第二存儲單元，用于存儲多個速度控制表，其中依據速度控制周期，設 置不同的驅動頻率；和控制器，用于使用速度控制表來控制步進電機的操作。率。依據本發明的一方面，該部件可以包括激光掃描單元。 依據本發明的一方面，該部件可以包括掃描單元。依據本發明的一方面，多個速度控制表可以包括包含具有基于全步模式的 多個脈沖和脈沖間的間隔的驅動頻率的速度控制表。依據本發明的一方面，多個速度控制表可以包括包含具有基于半步模式的 多個脈沖和脈沖間的間隔的驅動頻率的:i4^控制表。依據本發明的一方面，多個速度控制表可以包括步進電機的共振頻率以 外的驅動頻率。本發明其它的方面和/或優點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/人本發明的實施中學習。
結合附圖，從下面示例性實施例的描述中，本發明的這些和/或其它方面和優點將變得明顯和更容易理解，在附圖中圖1是依據本發明示例性實施例的成像裝置的控制方塊圖；圖2是示出圖1所示的步進電機角速度和驅動頻率的曲線圖；圖3是示出依據速度控制表的速度控制周期的驅動頻率的表；圖4是示出為了避免共振的速度控制表改進的圖表；圖5是示出為了避免共振的速度控制表另一個改進的圖表；和圖6是示出依據本發明示例性實施例的成像裝置中步進電機的驅動控制方法的控制流程圖。
具體實施方式
現在將對本發明示例性實施例進行詳細參考，本發明的示例由附圖示出， 其中相同的附圖標記始終表示相同的元件。下面描述實施例是為了通過參考 附圖來解釋本發明的各方面。圖1是依據本發明示例性實施例的成像裝置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、時鐘發生器20、第一存儲單元30、 第二存儲單元40、控制器50、電機驅動器60、步進電機70、和部件80。步進電機70和部件80連接，并且可以驅動部件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， 當步進電機70在第一方向上，例如通過在順時針方向上進行旋轉，來線性地 驅動部件80(掃描單元)。步進電機70的旋轉分成速度控制周期。速度控制周期包括加速周期，在該周期步進電機70的速度增加；恒速控制周期，在該 周期步進電機70的速度保持不變；和減速周期，在該周期步進電機70的速 度減小。速度控制器10依據例如用于移動掃描單元的驅動條件和用于恢復掃描 單元位置的驅動條件，確定步進電機70的動作條件。時鐘發生器20依據速 度控制周期而輸出參考時鐘信號，其包括相應步進電機70的驅動頻率的脈 沖。驅動頻率與步進電機70的旋轉有關。第一存儲單元30存儲與步進電機70連接的部件80的共振頻率。第二存 儲單元40存儲多個速度控制表，其中依據每個速度控制周期設置了不同的驅 動頻率。如圖3所示，每個速度控制表存儲驅動頻率，其中依據每個速度控制周 期(加速周期、恒速周期和減速周期)設置驅動頻率。驅動頻率可以根據全步 (fullstep)、半步(half step)和微步(micro step)而改變。全步使用完整的參考時 鐘信號，即， 一個脈沖，并且因而，步進電機70對于每個脈沖旋轉一步。半 步只使用脈沖的一半，并且因而，當輸入兩個脈沖時步進電機70旋轉一步。 微步可以涉及例如1/4微步、1/8微步，等等。1/4微步僅使用一個脈沖的1/4， 并且因而當輸入四個脈沖時步進電機70旋轉一步。1/8微步僅使用一個脈沖 的1/8,并且因而，當輸入八個脈沖時步進電機70旋轉一步。各個驅動頻率 不包括步進電機70的共振頻率。控制器50以速度控制器IO做出的決定為基礎，使用存儲在第二存儲單 元40中的速度控制表，輸出關于速度控制周期的驅動頻率，并且使用電機驅 動器60驅動步進電機70。控制器50以參考時鐘信號為基礎，調整脈沖數量 和脈沖之間的脈沖間隔，從而依據速度控制周期，調整驅動頻率。較短的脈 沖間隔涉及步進電機70的更快旋轉。較長的脈沖間隔涉及步進電機70的更 慢旋轉。如上描述，可以精確地控制步進電機70。然而，在某些速度時步進電機 70可能產生共振。共振可能導致步進電機70不必要的振動和減少轉矩。當 步進電機70的驅動頻率和部件80的共振頻率相等時，產生共振。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，如果共振產生，當使用特定的速度控制表控制步進電機70時，即，當步進電機70的驅動頻率和共振頻率相等時，控制器50使 用不同的速度控制表，從而驅動頻率和共振頻率不相等。因此，避免了步進 電機70和部件80之間的共振。如圖4所示，當共振頻率是f2-l時，控制器以第一速度控制表為基礎控 制步進電機70在第一加速周期期間使用驅動頻率fl-l執行第一加速。第一速 度控制表可被稱為參考速度控制表。然而，因為驅動頻率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，控制器將驅動頻率f2-l變成另一個驅動頻率，因 此可以避免共振。如圖5所示，當共振頻率是f4-l時，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動頻率，控制 步進電^L加速，或以恒速旋轉。然而，因為在減速周期驅動頻率f4-l和共振 頻率相等，控制器變到另一個速度控制表(例如，第n速度控制表)，以避免共 振。因而，控制器50將驅動頻率f4-l變成另一個驅動頻率，因此可以避免共 振。參考圖6，現在將更詳細地描述控制器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)讀出的驅動頻率 驅動步進電機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動頻率是否和共振頻率相等。如果驅動頻率中一個也不和共振頻率相等，則控制器50使用參考速度控 制表的驅動頻率控制步進電機70在每個速度控制周期期間的旋轉。然而，如果驅動頻率中任一個和共振頻率相等，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。控制器50依據替代速度控制表 的驅動頻率，在每個速度控制周期期間，控制步進電機加速、以恒速旋轉、 或減速。依據本發明的各方面，當驅動步進電機70時，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動頻率來控制 步進電機操作，其中部件80和步進電機連接。如果參考速度控制表具有能引 起共振的驅動頻率，則控制器50切換到替代速度控制表。因此，成像裝置100可以避免步進電機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。雖然已經示出且描述了本發明的幾個示例性實施例，但是本領域技術人 員可以理解在不背離本發明原則和精神的情況下，可以在這些示例性實施例 中進行改進，本發明的范圍由權利要求和其等價物限定。
權利要求
1. 一種成像裝置，包括步進電機，用于驅動部件；第一存儲單元，用于存儲部件的共振頻率；第二存儲單元，用于存儲多個速度控制表，該速度控制表具有與在部件驅動期間使用的速度控制周期對應的驅動頻率；和控制器，用于通過選擇具有與共振頻率不相等的驅動頻率的速度控制表之一來控制步進電機的驅動頻率。
2、 如權利要求1所述的成像裝置，其中該部件是激光掃描單元。
3、 如權利要求1所述的成像裝置，其中該部件是掃描單元。
4、 如權利要求1所述的成像裝置，其中速度控制表之一包括具有基于全 步模式的多個脈沖和脈沖間的間隔的驅動頻率。
5、 如權利要求1所述的成像裝置，其中速度控制表之一包括具有基于半 步模式的多個脈沖和脈沖間的間隔的驅動頻率。
6、 如權利要求1所述的成像裝置，其中速度控制表之一包括具有基于微 步模式的多個脈沖和脈沖間的間隔的驅動頻率。
7、 如權利要求1所述的成像裝置，其中該第二存儲單元不存儲步進電機 的共振頻率。
8、 如權利要求l所述的成像裝置，其中該控制器通過比較所選擇的速度 控制表的每個驅動頻率和共振頻率來選擇速度控制表。
9、 如權利要求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、 如權利要求1所述的成像裝置，其中多個驅動頻率與每個速度控制 周期相關。
11、 一種使用步進電機驅動成像裝置的部件的方法，該方法包括 依據參考速度控制表操作步進電機以驅動部件，該參考速度控制表包括與用于驅動部件的速度控制周期對應的第一驅動頻率； 比較驅動頻率和部件的共振頻率；如果任何一個比較的驅動頻率和共振頻率相等，則依據第二速度控制表 操作步進電機，該第二速度控制表包括相應于速度控制周期的第二驅動頻率。
12、 如權利要求11所述的方法，其中該第二速度控制表的驅動頻率和共 振頻率不相等。
13、 如權利要求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、 如權利要求11所述的方法，其中比較驅動頻率包括在依據每個驅 動頻率驅動步進電機前，比較每個驅動頻率和共振頻率。
全文摘要
一種成像裝置，包括步進電機，與步進電機連接的部件，和控制步進電機的控制器。通過選擇具有避免共振的驅動頻率的速度控制表，控制器控制步進電機以和共振頻率不相等的驅動頻率加速或減速，目的是避免步進電機和部件之間共振。因而，該成像裝置可以避免步進電機和部件之間共振，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，其存儲具有依據速度控制周期設置的不同驅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 優先權日2007年3月29日
發明者李秉一 申請人:三星電子株式會社