JP2006262584A

JP2006262584A - ステッピングモータ制御装置およびステッピングモータ制御方法および画像読取装置および画像形成装置およびプログラムおよび記録媒体

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Publication number: JP2006262584A
Application number: JP2005074840A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakajima; 幹夫中島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】ステッピングモータが脱調した場合に、モータ回転の安定化を図る。
【解決手段】制御手段１は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータ７の回転開始をスムーズに行うためにメモリ４に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段８によりステッピングモータ７が脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステッピングモータ制御装置およびステッピングモータ制御方法および画像読取装置および画像形成装置およびプログラムおよび記録媒体に関する。

一般的なステッピングモータのように、パルス信号により磁極の励磁を切り替え動力を発生する電気モータの基本的な特徴は、所定の位置での磁力による引力，反発力により可動部分を保持し、磁極の励磁を切り替えることにより可動部分を動かす構造をもっており、これにより可動部分の位置制御を精度良く実現できることにある。

一般的に永久磁石や磁性材を備えた可動部とコイル等で構成される磁極をもち、その複数の磁極の励磁状態を切り替えることにより可動部に引力，反発力を発生させ駆動させ、励磁状態を固定することにより保持，停止という機能を実現している。ステッピングモータの構造は可変磁気抵抗型（ＶＲ型），永久磁石型（ＰＭ型）とそれを組み合わせた複合型（ＨＢ型）に分類でき、２相，３相，４相，５相等の磁極を有する製品が開発されている。

ＶＲ型：電磁軟鋼で作られた歯部を構成したロータと磁極のステータとの電磁引力を利用して駆動する，

ＰＭ型：Ｎ極とＳ極を交互に配列させた永久磁石のロータと磁極のステータの反発力と引力を利用して駆動する，

ＨＢ型：ＶＲ型とＰＭ型を組み合わせた構造のもの。

被駆動体の負荷が変動しても速度が変動しない範囲であれば励磁コイルのインダクタンスは変動しないので、等速動作時もしくは停止時の消費エネルギーは一定であるといえる。言い換えると等速動作時もしくは停止時に消費しているエネルギーは、負荷が軽い場合は無駄に消費しているということになる。

しかしながら、速度を一定にするということは磁極切り替えにおいて前述した可動部が所定通り動作していることであり、可動部が確実に引力，反発力で切り替わった磁極に動作するための磁力が必要となる。あるシステムで必要な磁力が求まった場合にそのシステムの被駆動体の負荷が一定で有れば問題ないが、変動がある場合はその変動が検出できない限り変動幅の最大を想定して必要な磁力すなわち励磁電流を供給しなければならない。

励磁電流を大きくすることにより駆動トルクが高くなり、脱調の可能性が低くなるが、余分な電流を流すと、電力消費が増大するばかりでなく、振動，鳴きの問題やモータの熱の問題もあるので適切な電流を設定する必要がある。

しかしながら、例えば単純なシステムとして、ある回転速度で等速動作している駆動系の磁極に流している励磁電流を定電流制御した場合に、そのシステムが脱調に対してどの程度の信頼性をもって駆動しているかは不明である。一般的には、励磁電流を下げていき脱調した電流値に対して１以上の値の係数を乗算することにより実施している。これはその係数が経験的に問題がないことがいえる妥当な値であるときに信頼性があるといえる。

ステッピングモータの脱調を防止するため、従来、特許文献１に示されているような技術が知られている。すなわち、特許文献１には、ステッピングモータの駆動使用量に対応する電流目標値をメモリへ格納し、最適な設定電流をドライバへ通電する手段を持ち、駆動使用量が設定以上の場合は、順次電流を切り替えることで脱調を防ぎ、それを新たな電流目標値に設定することが示されている。
特開２００４−１０４８８８号公報

本発明は、ステッピングモータが脱調した場合に、モータ回転の安定化を図り、さらに、不要な電流消費を防ぐとともに装置の信頼性を向上させることの可能なステッピングモータ制御装置およびステッピングモータ制御方法および画像読取装置および画像形成装置およびプログラムおよび記録媒体を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行するようになっていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のステッピングモータ制御装置において、前記制御手段は、さらに、前記回転位置検出手段により脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっていることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記パルス記憶手段にはあらかじめ、複数種類のパルステーブルを記憶させておき、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうようになっていることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のステッピングモータ制御装置において、前記切替えられたパルステーブルは、モータ駆動開始時のパルステーブルよりも加速度が小さくなるようなテーブル値が設定されているパルステーブルであることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載のステッピングモータ制御装置において、前記制御手段は、さらに、前記回転位置検出手段により脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっていることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数が記憶されており、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行することを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルステーブルを複数種類、用意しておき、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうことを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、請求項６または請求項７記載のステッピングモータ制御方法において、さらに、脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうことを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像読取装置である。

また、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項１１記載の発明は、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数が記憶されており、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行する処理をコンピュータに実現させるためのプログラムである。

また、請求項１２記載の発明は、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数が記憶されており、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

請求項１，請求項２，請求項６，請求項８，請求項１１，請求項１２記載の発明によれば、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行するようになっており、モータが脱調した場合に、定常回転にて一度モータを安定させることで、スルーアップの負荷を軽減させ、スムーズにモータを立ち上げることができる。

特に、請求項２，請求項８記載の発明によれば、さらに、脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっており、モータ駆動電流を上げることで、加速トルクをアップさせ（上げ）、モータ脱調を回避することが可能となる。さらに、異常時のみの電流アップとするために、毎回ごとの消費電流を減らすことができ、稼動時の蓄積電力を抑制することができる。

また、請求項３乃至請求項５，請求項７，請求項８記載の発明によれば、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記パルス記憶手段にはあらかじめ、複数種類のパルステーブルを記憶させておき、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうようになっており、モータ再駆動時に、所定のパルステーブル（例えば、デフォルト時使用のパルステーブル）のテーブル値をそのまま継続して読み出す場合に比べ、テーブル値の加速が緩やかなパルステーブルに切替えれば、モータの回転駆動を行う上での負荷が軽減され（すなわち、常に加速トルクが小さい方向での制御を行うことが可能となり）、より一層、消費電流を低減することが可能となる。

特に、請求項５，請求項８記載の発明によれば、さらに、脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっており、モータ駆動電流を上げることで、加速トルクをアップさせ（上げ）、モータ脱調を回避することが可能となる。さらに、異常時のみの電流アップとするために、毎回ごとの消費電流を減らすことができ、稼動時の蓄積電力を抑制することができる。

また、請求項９記載の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像読取装置であるので、消費電力が低く、信頼性の高い画像読取装置を提供できる。

また、請求項１０記載の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置であるので、消費電力が低く、信頼性の高い画像形成装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

なお、本発明においては、「ステッピングモータ」の用語は、ステッピングモータ、パルスモータ、ステップモータ、ステッパモータ、ならびにこれらの呼称が付される電気モータと駆動付勢の態様が同等の、磁極の励磁状態を切り替えることにより動力を発生する回転モータ或いはリニアモータも含むものとする。

（第１の形態）
本発明の第１の形態は、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブル（スルーアップテーブル）に複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行するようになっていることを特徴としている。

本発明の第１の形態では、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行するようになっており、モータが脱調した場合に、定常回転にて一度モータを安定させることで、スルーアップの負荷を軽減させ、スムーズにモータを立ち上げることができる。

（第２の形態）
本発明の第２の形態は、第１の形態のステッピングモータ制御装置において、前記制御手段は、さらに、前記回転位置検出手段により脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっていることを特徴としている。

本発明の第２の形態では、さらに、脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっており、モータ駆動電流を上げることで、加速トルクをアップさせ（上げ）、モータ脱調を回避することが可能となる。さらに、異常時のみの電流アップとするために、毎回ごとの消費電流を減らすことができ、稼動時の蓄積電力を抑制することができる。

（第３の形態）
本発明の第３の形態は、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブル（スルーアップテーブル）に複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記パルス記憶手段にはあらかじめ、複数種類のパルステーブルを記憶させておき、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうようになっていることを特徴としている。

本発明の第３の形態では、ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記パルス記憶手段にはあらかじめ、複数種類のパルステーブルを記憶させておき、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうようになっており、モータ再駆動時に、所定のパルステーブル（例えば、デフォルト時使用のパルステーブルのテーブル値）をそのまま継続して読み出す場合に比べ、テーブル値の加速が緩やかなパルステーブルに切替えれば、モータの回転駆動を行う上での負荷が軽減され（すなわち、常に加速トルクが小さい方向での制御を行うことが可能となり）、より一層、消費電流を低減することが可能となる。

（第４の形態）
本発明の第４の形態は、第３の形態のステッピングモータ制御装置において、前記切替えられたパルステーブルは、モータ駆動開始時（デフォルト時）のパルステーブルよりも加速度が小さくなるようなテーブル値が設定されているパルステーブルであることを特徴としている。

すなわち、切替えられたパルステーブルは、モータ駆動開始時のパルステーブルのテーブル値と比較して、ある狙いの値（定速回転までの値）までテーブル値が木目細かに設定されたものである。

図１には、第４の形態におけるモータ立ち上がり時の加速度の例が示されている。なお、図１には、比較のため、第２の形態におけるモータ立ち上がり時の加速度の例も示されている。図１からもわかるように、第４の形態では、加速が緩やかになり、モータの回転駆動を行う上での負荷が軽減され（すなわち、常に加速トルクが小さい方向での制御を行うことが可能となり）、より一層、消費電流を低減することが可能となる。

（第５の形態）
本発明の第５の形態は、第３または第４の形態のステッピングモータ制御装置において、前記制御手段は、さらに、前記回転位置検出手段により脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっていることを特徴としている。

本発明の第５の形態では、さらに、脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっており、モータ駆動電流を上げることで、加速トルクをアップさせ（上げ）、モータ脱調を回避することが可能となる。さらに、異常時のみの電流アップとするために、毎回ごとの消費電流を減らすことができ、稼動時の蓄積電力を抑制することができる。

図２は第３乃至第５の形態におけるパルス記憶手段の一例を示す図であり、図２の例では、パルス記憶手段には、複数種類のパルステーブルとして、デフォルト時使用のパルステーブル、モータ脱調時使用のパルステーブル１〜Ｎの（Ｎ＋１）種類のパルステーブルが格納されている。

この場合、ステッピングモータの駆動を開始する際には、所定のパルステーブルとして、例えばデフォルト時使用のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、デフォルト時使用のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調（例えば停止）したと検知した場合、脱調を引き起こす前のデフォルト時使用のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、デフォルト時使用のパルステーブルを別のパルステーブル（例えば、モータ脱調時使用１のパルステーブル）に切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置からモータ脱調時使用１のパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうようになっている。

より具体的に、図２に示すように、テーブル値を読み込むパルステーブルは多数存在するが、その中から選択するパルステーブルは、それぞれ使用するシステムの構成により異なる。

例えば原稿読取動作をメカ変倍にて行うシステムであれば、原稿を読み取る解像度によりその回転速度が変化する。

モータが脱調した場合は、そのケースに見合ったパルステーブルからデータを読み込むようにする。

また、電流に対しても、各選択されるパルステーブルにより、あらかじめ評価により組み合わされた構成とすることができる。具体的には、たとえば加速度の大きい（テーブル値が粗い）パルステーブルには高い電流を組合せ、逆に加速度の小さい（テーブル値が木目細かな）パルステーブルには低い電流を組み合わせる。

詳細な電流値は、その装置の負荷や使用するモータのトルク特性などにより決定する。

（第６の形態）
本発明の第６の形態は、第１乃至第５のいずれかの形態のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像読取装置である。

ここで、画像読取装置は、固定位置へ原稿をセットし、移動しながら原稿画像を読み取る読取部（原稿読取部）を有する機器（具体的には、例えば、スキャナ、複写機、ファクシミリ、もしくは、これらの複合機など）である。

本発明の第６の形態では、第１乃至第５のいずれかの形態のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像読取装置であるので、消費電力が低く、信頼性の高い画像読取装置を提供できる。

（第７の形態）
本発明の第７の形態は、第１乃至第５のいずれかの形態のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

ここで、画像形成装置は、固定位置へ原稿をセットし、移動しながら原稿画像を読み取る読取部（原稿読取部）を有する機器（具体的には、例えば、スキャナ、複写機、ファクシミリ、もしくは、これらの複合機など）、あるいは、記録紙を搬送しながら、記録紙に画像を印刷する機器（具体的には、例えば、スキャナ、複写機、ファクシミリ、もしくは、これらの複合機など）である。

本発明の第７の形態では、第１乃至第５のいずれかの形態のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置であるので、消費電力が低く、信頼性の高い画像形成装置を提供できる。

このように、本発明では、ステッピングモータが脱調した場合に、負荷に対して回転可能であった領域にて一度定速回転をさせることで、モータ回転の安定化を図ることができる。更には、再度スルーアップ駆動を行う時に最適なテーブル値、電流を選択することで、装置の信頼性を向上させるとともに無駄な電流消費を避けることができる。

なお、テーブル値を変化させる仕方としては、モータ駆動開始時のパルステーブル（スルーアップテーブル）に比べて、加速度が小さくなるようなテーブル値（例えば、より木目細かなテーブル値）をもつパルステーブルに自動で切り替わることによって実現できる。

また、電流の切替えに対しても、その装置特有の負荷、切り替えられたパルステーブルのそれぞれに対し、最適な電流値をアサインすることで実現できる。

次に、本発明の実施例を説明する。

図３は、本発明の画像読取装置におけるステッピングモータ駆動回路のシステム構成例を示す図である。

但し、この構成は、本発明のステッピングモータ制御を実施するための一例であり、本発明は、必ずしもこの構成に限られるものではない。

図３を参照すると、本発明の画像読取装置におけるステッピングモータ駆動回路は、システム制御部１と、操作部２と、ＣＰＵ（モータ制御ブロック）３と、メモリ４と、モータドライバ５と、読取部６と、ステッピングモータ７と、回転位置検出機８とから構成されている。

ここで、システム制御部１は、あらかじめ格納されているシステムプログラムに従い、装置全体の制御を行う。すなわち、システム制御部１は、主にプロッタ、スキャナ、各電装品といったものを制御するためのエンジンメイン制御部である。

また、操作部２は、各アプリ機能に必要なキー、スイッチを持つ。また、ＬＣＤを搭載し各システムに必要な表示を行う。読取動作を開始する際には、この操作部２上のスタートキーを押下することで動作が開始される。

また、ＣＰＵ３は、本システムのメインプロセッサであり、ステッピングモータ７を駆動するためのパルス出力機能を搭載し（モータ７の駆動制御を行ない）、また、読取部６を移動させるための制御を行う。また、ＣＰＵ３は、回転位置検出機８でモータ７の脱調が検知されるときに、回転位置検出機８からのその旨の信号出力を受けるための割り込みポートもしくは入力ポートを有している。

また、メモリ４には、ステッピングモータ７を駆動するための図２に示したようなパルステーブル（各パルステーブルのテーブル値）が格納されている。

また、モータドライバ５は、励磁タイプ、クロックインタイプ、さらにはフル／ハーフステップ、マイクロステップ品と様々であるが、ＣＰＵ３より出力される相励磁信号、もしくはクロック信号を受け、内部回路によりモータへ励磁パルスを送出する。またＲＥＦ端子を有し、入力電圧を切り替えることで、モータへ流す電流値を変更することを可能とする。

また、読取部６は、原稿を読み取るものであり、ステッピングモータ７や原稿置き台、キャリッジ、ギア、ベルトなど含め、原稿を読み取る動作に必要な駆動源の総称とする。

また、ステッピングモータ７は、図３の構成例では、読取部６のギアと駆動軸を噛ませ、ベルトにより各ギアを回転させ、駆動をキャリッジへ伝わせることで固定原稿を読み取るためのものである。

また、回転位置検出機８は、ステッピングモータ７が脱調した際に回転位置を検出することで脱調か否かの検知を行うものである。そして、回転位置検出機８の出力端子は、ＣＰＵ３の割り込みポートまたは入力ポートに接続され、モータ７の脱調の検出時には、脱調の状態を表わす信号をＣＰＵ３に出力する。

システム構成が図３に示すようなものになっているとして、本発明のステッピングモータ制御装置の実施例を説明する。

実施例１は、第１の形態に対応している。

図４は、実施例１のステッピングモータ制御処理を説明するためのフローチャートである。

図４を参照すると、原稿を読取台にセットし、操作部２にて読取動作を開始するためのキーを押下する。これにより、処理が開始する（ステップ００１）。

ステップ００１の動作後、ユーザーにより指定されたアプリ動作を開始するため原稿読取を開始する（ステップ００２）。

ステップ００２で読取動作が開始されるが、原稿を読み取るためにステッピングモータ７が駆動を開始し、キャリッジの移動が開始される（ステップ００３）。

ステップ００３でステッピングモータ７を駆動するために、ＣＰＵ３より駆動パルスが出力される。この時、モータ７をスムーズに回転させるため、メモリ４に格納された所定のパルステーブル（例えばデフォルト時使用のパルステーブル）からテーブル値を読み出し、スルーアップ駆動を開始する（ステップ００４）。

読取部６のモータ駆動において、モータ回転の立ち上がりは定常回転時よりも加速負荷が加わるため、大きなトルクを必要とするが、流れる電流によっては脱調を引き起こす可能性がある。そこで、スルーアップ駆動中、回転位置検出機８にてステッピングモータ７の回転が停止していないかの監視を行い、脱調の有無を検知する（ステップ００５）。

ステップ００５にて脱調してしまったことが検知された場合、ＣＰＵ３は、脱調前の回転数へと制御しモータを定速運転させる。定速回転へと移行したモータは少しの時間でハンチングを発生するが、状態が落ち着くタイミングにて再びスルーアップ動作を開始させる（ステップ００６，００４）。

また、ステップ００５にて特に問題ない場合には、正常に通常動作を継続する（ステップ００７）。

実施例２は、第２の形態に対応している。

図５は実施例２のステッピングモータ制御処理を説明するためのフローチャートである。

図５を参照すると、ステップ０１１〜０１６，０１８では、図４のステップ００１〜００６，００７と同じ処理を行なうが、実施例２では、ステップＳ１６において、モータ脱調検知機、モータ７を定速動作させ、モータ７の駆動を安定させてから、モータ７に流れる電流を増加することでトルクを向上させる（ステップ０１７）。これにより、脱調に対する懸念から逃れ、システムの信頼性を向上させることができる。

ステップ０１７で電流値を増加させた後は、ステップ０１４に戻り、ステッピングモータ７の再立ち上げを行う。

実施例３は、第３の形態に対応している。

図６は実施例３のステッピングモータ制御処理を説明するためのフローチャートである。

図６を参照すると、ステップ０２１乃至０２８では、図５のステップ０１１〜０１８と同じ処理を行なうが、実施例３では、パルステーブルを、図２のように最初のモータ駆動に用いたパルステーブル（例えば、デフォルト時使用のパルステーブル）から、脱調時に用いるための異なるパルステーブル（例えば、モータ脱調時使用１〜Ｎのパルステーブルのうちで例えばこのシステムに適した１つのパルステーブル）よりデータ（テーブル値）を読み込み、モータ回転を開始する。

実施例４は、第４の形態に対応している。

実施例４の処理動作は、図６に示した処理と同様にしてなされるが、実施例４では、図６のステップ０２９において、モータ再駆動時に切替えて使用するパルステーブルは、デフォルト時に使用するパルステーブル設定に比べて、加速が緩やかなものを使用する。すなわち、実施例３で説明した例と同様に、実施例４では、例えば、パルステーブルを、図２のように最初のモータ駆動に用いたパルステーブル（例えば、デフォルト時使用のパルステーブル）から、脱調時に用いるための異なるパルステーブル（例えば、モータ脱調時使用１〜Ｎのパルステーブルのうちで例えばこのシステムに適した１つのパルステーブル）よりデータ（テーブル値）を読み込み、モータ回転を開始する。

なお、本発明の上述したステッピングモータ駆動処理は、コンピュータ（例えばＣＰＵ３）に実現させるプログラムの形で提供することができる。

また、本発明の上述したステッピングモータ駆動処理をコンピュータに実現させるためのプログラムは、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、上記記録媒体を解して、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。

また、上述の例では、画像読取装置，画像形成装置に適用される場合について説明したが、本発明は、ステッピングモータを用いる任意の装置，システムに適用可能である。

モータ立ち上がり特性を示す図である。パルステーブル例を示す図である。本発明のステッピングモータ駆動回路の構成例を示す図である。実施例１の処理流れを示すフローチャートである。実施例２の処理流れを示すフローチャートである。実施例３の処理流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１システム制御部
２操作部
３ＣＰＵ
４メモリ
５モータドライバ
６読取部
７ステッピングモータ
８回転位置検出機

Claims

ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行するようになっていることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
請求項１記載のステッピングモータ制御装置において、前記制御手段は、さらに、前記回転位置検出手段により脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっていることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
ステッピングモータを制御する制御手段と、所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルス記憶手段と、前記ステッピングモータのステップ角移動による回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、前記パルス記憶手段にはあらかじめ、複数種類のパルステーブルを記憶させておき、前記制御手段は、ステッピングモータの駆動を開始する際に、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記パルス記憶手段に記憶されている所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値において回転位置検出手段によりステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうようになっていることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
請求項３記載のステッピングモータ制御装置において、前記切替えられたパルステーブルは、モータ駆動開始時のパルステーブルよりも加速度が小さくなるようなテーブル値が設定されているパルステーブルであることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
請求項３または請求項４記載のステッピングモータ制御装置において、前記制御手段は、さらに、前記回転位置検出手段により脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうようになっていることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数が記憶されており、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行することを特徴とするステッピングモータ制御方法。
複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数を記憶するパルステーブルを複数種類、用意しておき、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、この際、脱調した時のテーブル値の位置を検出しておき、モータ動作が安定した時点で再びスルーアップを開始するときに、パルステーブルを別のパルステーブルに切替え、前記脱調時に検出したテーブル値の位置から、切替えたパルステーブルのテーブル値を読み出してスルーアップを行なうことを特徴とするステッピングモータ制御方法。
請求項６または請求項７記載のステッピングモータ制御方法において、さらに、脱調が検出された時点で、ステッピングモータへ流す電流値を上げる制御を行なうことを特徴とするステッピングモータ制御方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数が記憶されており、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行する処理をコンピュータに実現させるためのプログラム。
所定のパルステーブルに複数のテーブル値として複数のモータ駆動周波数が記憶されており、ステッピングモータの駆動を開始する際には、ステッピングモータの回転開始をスムーズに行うために前記所定のパルステーブルからテーブル値を順次に読み出してスルーアップ駆動を行うが、前記所定のパルステーブルのあるテーブル値においてステッピングモータが脱調したと検知した場合、脱調を引き起こす前の前記所定のパルステーブルのテーブル値にて一定区間で定速動作を行うような制御を行ない、モータ動作が安定した時点で、前記所定のパルステーブルの次のテーブル値を読み出してスルーアップを続行する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。