JP2006296029A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 脱調を未然に防止できる機能をもったモータ駆動装置において、急峻な加速での用紙滑りによるジャム発生や、加速時間による時間ロス、加速距離が取れるかどうかの構成的な制約といった課題を解決することの出来るモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】 ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、加速・等速といった速度制御を行う速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記速度制御手段による前記ステッピングモータ手段の駆動が加速状態の場合、現在の加速度を緩やかな加速度へと変更することを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、位置指令パルスに従って励磁相を切り替えることによりローラを回転駆動するようにしたステッピングモータ駆動装置に関するものである。

ステッピングモータは、簡単にデジタル位置決めを行い得るモータとして広く用いられているが、常に脱調の危険をはらみ、脱調したあとはモータの持つ位置情報が失われるという問題点がある。そのため、従来では、脱調の予防策として大きなトルクマージンをみて使用したり、或いは、ロータに一体的に取り付けられるエンコーダ等の回転検出器により脱調状態を検知し、脱調時にはローラの位置決めを再度やり直す等の対策を採るようにしているのが実情である。

現状の脱調時の対処方法としては、以下の先行例がある。

特許文献１では、給紙時のリトライ動作において速度を変更するといった内容がある。

また、現状の脱調予防方法としては、以下の先行例がある。

特許文献２では、給紙用紙の厚さに応じて給紙搬送処理を切り替えるといった内容がある。これは、前もってセンサ手段等を用いて、用紙の厚さ判断を行い、用紙厚さによる必要トルクに応じ、２相励磁方式・１−２相励磁方式を切り替えるといったものである。

そして、現在では、上述のように脱調予防のために大きなトルクマージンをみて使用しなければならないため、使用条件に必要以上の制約を受けてしまうという問題点がある。

脱調を未然に防止できる機能としての主な先行発明は以下の２点がある。

特許文献３では、ステッピングモータの脱調検知を、ロータ位置と駆動パルス指定位置の状況をモニターで行い、ロータ位置と駆動パルス指定位置より遅れてきたら（＝ステッピングモータの脱調しつつある）、モータ駆動モードを直流モータモード（ＤＣモータモード）に変更し、最大トルクを稼ぐことでロータ位置が駆動パルス指定位置に追いつく動作となる。そして、ロータ位置が駆動パルス指定位置に追いつくことで、通常のステッピングモータモードに変更される。

また、特許文献４では、ステッピングモータの脱調検知を、ステッピングモータへの供給電圧降下が発生したかどうかで行い、ステッピングモータへの供給電圧降下が発生している間は、ステッピングモータへ駆動パルス信号出力を停止するといった動作を行っている。そして、ステッピングモータへの供給電圧が正常値に戻ったら、ステッピングモータへ駆動パルス信号出力を再開するといった動作を行っている。

両発明とも、脱調を未然に防止できる機能としての内容となっており、脱調予防のための大きなトルクマージンは不要となっている。
特開平８−１６９６３２号公報 特開平７−６１６４２号公報 特開平７−５９３９５号公報 特開平５−２０７７９８号公報

しかしながら、特許文献１の場合においては、モータ脱調再現を防止するための一つの対応例ではあるが、リトライ時間分ダウンタイムが伸びてしまう問題、またリトライ動作においても給紙できない時にはジャムになってしまうという問題がある。

また、特許文献２の場合においては、給紙を行う前に前もって別途に用意したセンサを用いての用紙厚さ検知を実行する必要があり、センサの誤検知や、センサ検知時間といった問題や、用紙厚さのみで必要トルクが判断できないという特殊用紙（光沢紙など）もあり、実用性はあまりなかった。

また、特許文献３の場合においては、駆動パルスそのものの出力は変更することがないために、モータ駆動モードが直流モータモード（ＤＣモータモード）に変更された場合、急峻な加速状態になってしまう。これは、ステッピングモータを、例えば、用紙搬送といった個所にローラ駆動源として使用した場合、急峻な加速なために、用紙滑りによるジャム発生となってしまうケースがある。

また、特許文献４の場合においては、ステッピングモータが加速動作を行っている場合、ステッピングモータへの供給電圧降下が発生している間は、ステッピングモータへ駆動パルス信号出力を停止しまうことで、再開時には、加速動作のやり直しが必要となってしまう。また、ステッピングモータが等速動作を行っている場合においても、ステッピングモータへの供給電圧降下でのステッピングモータへ駆動パルス信号出力を停止後、再開時には、加速が必要な場合には、加速動作からやり直しが必要となってしまう。これらは、加速時間による時間ロスと、加速距離が取れるかどうかの構成的な制約を伴ってしまう問題があった。

本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであって、脱調を未然に防止できる機能をもったモータ駆動装置において、急峻な加速での用紙滑りによるジャム発生や、加速時間による時間ロス、加速距離が取れるかどうかの構成的な制約といった課題を解決することの出来るモータ駆動装置を提供することを目的とする。

本発明では以上の問題を解決するために、次のような構成をとっている。

この目的を達成するために本発明の請求項１のモータ駆動装置においては、ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、加速・等速といった速度制御を行う速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記速度制御手段による前記ステッピングモータ手段の駆動が加速状態の場合、現在の加速度を緩やかな加速度へと変更することを特徴とするモータ駆動装置となっている。

また請求項２のモータ駆動装置においては、ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、定常速度制御を行う定常速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記定常速度制御手段により、現在の速度を遅い速度へと変更することを特徴とするモータ駆動装置となっている。

また請求項３のモータ駆動装置においては、ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、定常速度制御を行う定常速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記定常速度制御手段により、現在の相励磁パターンを変更することを特徴とするモータ駆動装置となっている。

また請求項４のモータ駆動装置においては、請求項１から３のいずれかに記載したモータ駆動装置に於いて、前記脱調検知手段は、前記ステッピングモータ内にロータリーエンコーダーを装備し、ステッピングモータへの駆動パルスと、モータからのロータ位置検知パルスとの比較を行い、駆動パルスに対してロータ位置検知パルスが出ていない状態において、次の駆動パルスが発生した場合に、脱調しつつあると判断することを特徴とするモータ駆動装置となっている。

また請求項５のモータ駆動装置においては、請求項１から３のいずれかに記載したモータ駆動装置に於いて、前記脱調検知手段は、前記ステッピングモータ内にロータリーエンコーダーを装備し、ステッピングモータへの駆動パルス入力と、モータからのロータ位置検知パルス出力の時間差を比較し、時間差が所定値を超えた場合に脱調しつつあると判断することを特徴とするモータ駆動装置となっている。

また請求項６のモータ駆動装置においては、請求項１から３のいずれかに記載したモータ駆動装置に於いて、前記脱調検知手段は、前記駆動手段からステッピングモータへの供給電圧が、所定値を切った場合に脱調しつつあると判断することを特徴とするモータ駆動装置となっている。

本発明においては、脱調しつつあるかどうかを判断した後の処理として、ステッピングモータが加速状態の場合には、加速度を緩やかなものに変更する。また、ステッピングモータが等速状態（＝定常速度）の場合には、定常速度を遅い速度や、ステッピングモータへの駆動相励磁パターンを変更する。この２つの状態に応じた変更を行うことで、急峻な加速を防止することによるジャム防止、また、再加速による時間ロスや構成制約を低減することが可能な、モータ駆動装置を実現した。

本発明の実施形態の画像読み取り装置と、この画像読み取り装置を装置本体に備えた画像形成装置である複写機とを図に基づいて説明する。

〔装置の説明〕
図１、２において、１５０はリーダ部、２は原稿処理装置（ＤＦ）、３００はプリンター部である。

〔リーダ部の説明〕
リーダ１５０は、原稿面に対して光を照射するランプ１５２、ランプ１５２にて照射された光に対応する原稿Ｐからの反射光を、レンズ１５７、およびＣＣＤ１５８に導くミラー１５３、１５５、１５６を有している。ランプ１５２とミラー１５３は、第１光学台１５９に取り付けられ、ミラー１５５、１５６は、第２光学台１５１に取り付けられている。

また、光学台１５９、１５１は、図示しないワイヤ１５４によって、モータ３１４（図５参照）と結合され、モータ３１４の回転駆動により原稿台ガラス３と平行に移動制御される。

ポジションセンサ３１５は、第１光学台１５９のホームポジション位置を検知するためのセンサであり、ポジションセンサ３１５の位置を基準としてモータ３１４を正転、逆転することにより、光学台１５９、１５１を移動し、原稿台ガラス３上の原稿を光学的に走査する。

また、モータ３１４は、ステッピングモータにより構成されている。このモータ３１４には、エンコーダ３０２（図３参照）が接続されており、このエンコーダ３０２の出力により、光学台１５９、１５１が何パルス分移動したかを認識できるようになっている。すなわち、ポジションセンサ３１５とエンコーダ３０２からのエンコーダーパルスにより、光学台１５９、１５１の位置を把握することが可能である。

原稿からの反射光は、ミラー１５３、１５５、１５６を介してレンズ１５７に導かれ、レンズ１５７によってＣＣＤ１５８上に集光される。ＣＣＤ１５８は、原稿情報を反映した上記反射光を光電変換し、電子的な画像信号として出力する。

このような構成下で、第１光学台１５９を原稿読取位置１６０に停止させた状態で、ＡＤＦ２により原稿を搬送させながら原稿情報を読み取る流し読みモードと、原稿を原稿台ガラス３上に固定的に載置して、光学台１５９、１５１を副走査方向に移動させながら原稿情報を読み取る原稿台ガラス読み取りモードの２つのモードで原稿情報を読み取ることができる。

図６は、図１に示したリーダ部１５０に配設される操作パネルの一例を示す平面図である。

図において、Ｐ２０１は表示部であり、動作状況・メッセージを表示する。また、表示部Ｐ２０１の表面はタッチパネルになっていて、表面を触れることによって選択キーとして機能し、倍率設定等はここで行う。Ｐ２０２はテンキーであり、数字を入力するキーであり、ここで１枚の原稿に対してのコピーする枚数を設定する。Ｐ２０３はスタートキーであり、このキーを押下することにより原稿読み込み動作を開始する。

また、Ｐ２０４は、ファンクションキーであり、コピー動作、ＢＯＸ動作、拡張機能の切りかえがワンタッチで行うことが可能になっている。この中で、ＢＯＸ機能とは、本体内に用意されたハードディスク手段（不図示）にスキャンした画像を蓄積しておくことが可能になっている。

図３は、リーダの制御系の概略構成を示すブロック図である。

原稿面に光を照射するランプ１５２、光学台１５９、１５１を副走査方法に移動し原稿を走査するモータ３１４、原稿面からの反射光を光電変換するＣＣＤ１５８、ＣＣＤ１５８の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路３０１、モータ３１４に接続されたエンコーダ３０２、原稿に光を照射するためのランプ１５２、光学台１５９をホームポジションに位置決めするためのポジションセンサ３１５、ＡＤＦ原稿読取モードにおける正規の原稿読取位置を設定するためのバックアップＲＡＭ３０３、およびスキャナコントローラ３０４を有している。スキャナコントローラ３０４内にはＣＰＵ５４とＲＯＭ３０４ａをもっており、本発明での光学台１５９の位置決め動作を行う処理はここでＲＯＭ３０４ａ内の情報に従って、ＣＰＵ５４が実行する。

〔プリンター部の説明〕
プリンター部３００は周知の静電潜像画像形成を用いた画像形成手段である。

図２より３００の画像出力部であるプリンター部の説明をする。

１００は上段カセットで、カセット内のシートは分離爪と給送ローラ１０１の作用によって１枚ずつ分離給送されてレジストローラ１０６に導かれる。１０２は下段カセットで、カセット内のシートは分離爪と給送ローラ１０３の作用によって１枚ずつ分離給送されてレジストローラ１０６に導かれる。１０４は、手差しガイドで、１枚ずつシート材がローラ１０５を介してレジストローラ１０６に導かれる。１０８はシート積載装置（デッキタイプ）で、モータ等により昇降する中板１０８ａを備え、中板上のシートは、給送ローラ１０９と分離爪の作用により１枚ずつ分離給送されて搬送ローラ１１０に導かれる。

１１２は感光ドラム、１１４は現像器、１１５は転写帯電器、１１６は分離帯電器であり、画像形成部を構成する。

１１７は画像形成されたシート材を搬送する搬送ベルト、１１８は定着装置、１１９は搬送ローラ、１２０はダイバータである。画像形成されたシート材はダイバータ１２０によって排出ローラ１２１に導かれ、ソータ１２２内に搬送される。ソータ１２２は、ノンソートトレイ１２２ａ、ソートビントレイ１２２ｂ、ノンソートトレイ排出ローラ１２２ｃ、ソートビントレイ排出ローラ１２２ｄを有し、ノンソートトレイとソートビントレイが昇降してシートを一段づつ区分けする。尚、ソータに代わって、排出トレイを装着する場合もある。

両面複写、多重複写の場合には、定着後のシートはダイバータ１２０により分岐されて搬送ローラ２０１により搬送され、両面複写の場合ベルト２０２、２０４、パス２０６、排出ローラ２０５を経て中間トレイ２００に排出される。多重複写の場合には、シートはダイバータ２０３により中間トレイ２００に排出される。２０９、２１０はシートを給送する半月ローラ、２１１は分離ローラ対、２１３、２１４、２１５はシートをレジストローラ１０６へ搬送する搬送ローラである。

〔原稿処理装置の説明〕
原稿自動給送装置２は、リーダ部１５０の上方にヒンジ機構９５、９６を介してプラテンガラス１６１、原稿台ガラス３に対して開閉可能に設けられている。以下、原稿処理装置２の詳細を図に基づいて説明する。

〔原稿トレイ部の説明〕
図１において、原稿トレイ４は、シート状の原稿Ｐを積載するためのものである。原稿トレイ４には一対の幅方向規制板が原稿の幅方向にスライド自在に配置されている。幅方向規制板によって原稿トレイ４に積載される原稿Ｐの幅方向を規制することで給送時の搬送安定性を確保できる。

〔分離部の説明〕
原稿トレイ４の上方には、給紙ローラ５が設けられている。給紙ローラ５は分離搬送ローラ８の回転駆動に連れて回転し、シート原稿を給紙する。

給紙ローラ５は通常、ホームポジションである上方（図中点線位置）に待避している位置をとり、原稿セット作業を阻害しないようにしている。給紙動作が開始されると図中実線位置に下降して原稿Ｐの上面に当接する。給紙ローラ５は図示しないアームにて軸支されるので、アームを揺動して給紙ローラ５を上下に動かせる。

分離パッド６は分離搬送ローラ８の対向側に配置され、分離搬送ローラ８側に圧を加えている。分離パッド６は分離搬送ローラ８より摩擦が若干小さいゴム材料などで形成され、給紙ローラ５にて給紙される原稿Ｐを一枚毎にさばき、分離搬送ローラ８で給紙する。

〔搬送部の説明〕
レジストローラ１２、レジスト従動ローラ１１は分離部にて給紙された原稿の先端をそろえるレジスト手段であり、静止したレジストローラ対１１、１２のニップ部に向けて分離した原稿先端を突き当て、原稿にループを生じさせて先端をそろえている。

次にリードローラ２２、リード従動ローラ１４によりプラテンガラス１６１に向けて搬送する。プラテンガラス１６１に搬送された原稿は、ジャンプ台１６２によりすくい上げられ、リード排出ローラ２３、リード排出従動ローラ１６により搬送される。

画像読み取りが終了すると、排紙ローラ１８により原稿を排紙トレイ１０に排出する。

両面モード時には、排紙ローラ１８にて排出せずスイッチバックして、上方の紙パスに案内してレジストローラ１１、１２に向けて搬送する。レジストローラ１１、１２に到達すると上記と同様に原稿の裏面の読み取りが行われる。

〔駆動系の説明〕
図５から各ローラなどを駆動するための駆動系の説明をする。

分離モータ５０はステッピングモータであり、正逆転により原稿の分離・搬送を行う。

分離モータ５０が給紙方向に回転したときには、給紙ローラ５がホームポジションである上方（図中破線位置）から降下し、原稿トレイ４上のシート原稿の最上紙に圧接させると共に、給紙ローラ５と分離ローラ８を駆動する。

分離モータ５０が給紙方向とは逆転方向である搬送方向に回転したときには、給紙ローラ５をホーム位置である上方（図中破線位置）に持上げ保持すると共に、レジローラ１２を駆動する。

リードモータ５１はリードローラ２２、プラテンローラ２４、リード排出ローラ２３、排紙ローラ１８を駆動するステッピングモータである。搬送される原稿の画像を読み取る速度で各ローラを駆動する。

離間ソレノイド５７は両面原稿スイッチバック時に、排紙ローラ１８の従動コロを圧着・離間させる。

〔センサの説明〕
図５から各センサの説明をする。

原稿トレイ４にはシート原稿Ｐがセットされたことを検出する透過型の光センサである原稿セット検知センサ４０が設けられている。

また、サイドガイドの位置を検出する事により原稿トレイ４上にセットされた原稿束Ｐの幅方向の長さを検知する紙幅検知センサ４４が原稿トレイ４の下部に設けられている。

分離ローラ８とレジストローラ１２の間には原稿を検知する透過型の光センサであるレジストセンサ７が設けられ、分離給送された原稿の先端を検知し、レジストローラ１２への突き当て量（ループ量）を制御するタイミングなどを検知している。

リードローラ２２の直後に原稿を検知する反射型光センサであるリードセンサ１３が設けられ、読み取り部１６０での画像読み取り開始タイミングの基準信号としている。

排紙ローラ１８の直前には原稿を検知する透過型光センサである排紙センサ１７が設けられ、原稿の排紙タイミングなどを検知している。

〔給送動作の説明〕
原稿セットセンサ４０によって原稿トレイ４上にある原稿Ｐが検知されると、給紙ローラ５が降下して原稿束上に当接する。

複写機の操作部で複写条件が入力されスタートキーが押されると、原稿トレイ４上の原稿幅センサ４４によって原稿サイズの検出が行われる。さらに、分離ソレノイド５７の保持が解除され原稿は給紙ローラ５の給送力を受けて下流部へ進出する。

次に原稿トレイ４から進出してきた原稿Ｐを一枚毎に分離して下流部に搬送する。

分離部を通過した原稿Ｐはレジストローラ１２で先端をそろえてレジストローラ１２にて搬送する。

先端がリードローラ２２に到達してプラテンガラス１６１に向けて搬送され、プラテンローラ２４及びリード排出ローラ２３にて搬送しながら、読み取りユニット１６０で画像読みが行われる。

画像読み込みが終了すると、排紙ローラ１８で排紙トレイ１０に積載される。

両面モード時には、排紙ローラ１８にて排出せずスイッチバックして、上方の紙パスに案内してレジストローラ１１、１２に向けて搬送する。レジストローラ１１、１２に到達すると上記と同様に原稿の裏面の読み取りが行われる。

〔制御回路のブロック説明〕
図４は、本実施例ＡＤＦの制御装置の回路構成を示すブロック図であり、制御回路はマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）５４を中心に構成されており、ＣＰＵ５４の入出力ポートには、各種負荷のドライブ回路およびセンサ信号が接続される。

また、制御回路は不図示の電池によりバックアップされるＲＡＭと、制御シーケンスソフトの格納されたＲＯＭを備えている。また、５５は、複写機本体とのデータ通信を制御するための通信用ＩＣである。

分離モータ５０とリードモータ５１は各ステッピングモータドライバによって駆動される。各ドライバーには、ＣＰＵ５４から相励磁信号と、モータ電流制御信号が入力されている。

離間ソレノイド５７はドライバーによって駆動され、ＣＰＵ５４の入出力ポートに接続された信号によって、その動作を制御されるものである。

レジセンサ７、セットセンサ４０、リードセンサ１３、排紙センサ１７、トレイ幅センサ４４等の各種センサは、ＣＰＵ５４の入力ポートに接続されて、装置内における、原稿の挙動をおよび、可動負荷の挙動をモニターするために用いられる。

次に、図７のステッピングモータ駆動部ブロック図を用いて、モータ駆動の流れについて説明する。

まずＣＰＵ１２０８より、ステッピングモータを駆動するための駆動パルス（１２０１）を、カウンター１２０２へと入力する。カウンター１２０２は、駆動パルスを１パルス単位でカウントを行い、その駆動パルスをドライバー１２０３に入力する。ドライバー１２０３はステッピングモータを駆動するための相励磁パターンを生成し、モータ１２０４に入力する。相励磁パターンは、図１２にある通り、２相励磁パターンと、１−２相励磁パターンを想定している。モータ１２０４は、モータ電源回路１２０５より電力供給を行うことで、駆動する。またモータ１２０４は、内部に取り付けられたエンコーダにより、ロータ位置が移動することでパルス出力（＝位相検知パルス）を、カウンター１２０７に対して行う。カウンター１２０７は、モータ１２０４からのパルスを１パルス単位でカウントする。比較器１２０６は、前述したカウンター１２０７とカウンター１２０２からのカウンター値を比較し、後述するモータ脱調検知処理において、脱調しつつあると判断された場合には、ＣＰＵ１２０８に対して脱調アラーム信号を出力する。脱調アラーム信号を受けての処理については、後述する。

次に、図８のパルス波形図を用いて、パルス周期変更について説明する。

パルス波形は、ＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー（不図示）を用いて、タイマーのコンペアマッチ設定値を変更することで、パルス周期とパルス幅を設定する。Ａのパターンでは、パルス幅設定は、ＧＲＡの設定で行い、パルス周期はＧＲＢの設定で行っている。また、Ｂのパターンでは、パルス幅設定は、Ａのパターンと同様にＧＲＡにて行い、パルス周期はＧＲＣにて行っている。後述するモータ駆動の加速は、ここのパルス周期設定を１パルス単位で変更することで実現している（等速の場合は、図の通り）。

次に、図９のモータ駆動制御について、脱調アラーム信号受信時の処理について説明する。

縦軸は速度を示しており、上に上がるほど速度は速くなる。また、横軸は、時間経過を示しており、右にいくほど時間が経過しているものとなっている。モータ駆動制御においては加速区間と等速区間がある。そして、それぞれの区間において、脱調アラーム信号（Ｓ１，Ｓ２）があった場合、加速区間と等速区間とで点線部分のように速度制御を変更する。（加速区間の場合は、Ｍ１のように加速を緩やかに変更し、等速区間の場合には、Ｍ２のように速度を緩やかに変更する。）また、等速区間の場合においては、図１２のように、１−２相励磁パターンの場合には、２相励磁パターンへと変更する方法も可能となっている（２相励磁パターンの方が、トルク的な有利であり、１−２相励磁パターンは細かい制御には適している）。１−２相励磁パターンの場合と、２相励磁パターンの場合とでは、モータへのパルス周波数が異なるため（１−２相励磁パターンは、２相励磁パターンと比べて、同じモータ速度を行う場合、２倍の速度を必要とする）、１−２相励磁パターンから、２相励磁パターンへと変更する場合には、駆動パルス入力１２０１の速度を１／２速度とする。

次に、図１０のフローチャートを用いて、モータ駆動制御処理について説明する。Ｓ１０１において、ＣＰＵ１２０８は駆動パルス入力１２０１の周波数を、図１４の加速度テーブル表の初期値の加速度（Ａの項目が加速度ａ）に従った速度にする。加速度テーブルは最初１４０１の値を使用し、脱調アラームが発生するたびに、変更１、２、３と加速度を落とすように値の変更を行う（１４０１−１４０４）。Ｓ１０１の後、Ｓ１０２にて図８でのＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値が、コンペアマッチ設定値に達したところで、１パルス出力を行う。Ｓ１０２の後、Ｓ１０３へと進み、脱調アラームが発生しているかどうかを判断する。脱調アラームについては、後述する。Ｓ１０３の判断において、脱調アラームが発生していると判断された場合には、図１４の表の説明の通り加速度設定を変更し（Ｓ１０４）、脱調アラームが解除されているかどうかを判断する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２の判断において、脱調アラームが解除されていると判断された場合には、Ｓ１０５へと進み、加速が終了したかどうかを判断する。また、Ｓ１１２の判断において、脱調アラームが解除されていないと判断された場合には、Ｓ１１３へと進み、次のパルス出力タイミングになっているかどうかを判断する。Ｓ１１３の判断は、前述した図８でのＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値が、コンペアマッチ設定値に達しているかどうかで判断する。Ｓ１１３の判断において、次のパルス出力タイミングになっていない場合には、Ｓ１１２へと戻る。また、逆にＳ１１３の判断において、次のパルス出力タイミングになっている場合には、Ｓ１０４へと戻り、加速度設定を変更する。加速度設定を変更することで、図８でのコンペアマッチ設定値はＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値より大きい値になるのである。

また、Ｓ１０３の判断において、脱調アラームが発生していないと判断された場合には、Ｓ１０５へと進む。Ｓ１０５の判断において、加速が終了していない場合には、再びＳ１０２へと戻り、図８でのＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値が、コンペアマッチ設定値に達したところで、１パルス出力を行う。つまり、現在の加速度設定にしたがった速度のタイミングにて出力する。Ｓ１０５の判断において、加速が終了したと判断された場合には、Ｓ１０７へと進み、等速設定を行う。加速の終了の判断については、目標とする等速速度に達したとところで、終了と判断される。等速速度設定は、図１４の等速速度テーブルに従って、初期値２１８ｍｍ／ｓとして、等速時に脱調アラームが発生するたびに、変更１、２、３と等速速度を落とすよう制御を行う（１４０５−１４０８）。Ｓ１０７の後、図８でのＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値が、コンペアマッチ設定値に達したところで、１パルス出力を行う（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の後、Ｓ１０９へと進み、脱調アラームが発生しているかどうかを判断する。Ｓ１０９の判断において、脱調アラームが発生していると判断された場合には、図１４の表の説明の通り等速速度を変更し（Ｓ１１０）、脱調アラームが解除されているかどうかを判断する（Ｓ１１４）。Ｓ１１４の判断において、脱調アラームが解除されていると判断された場合には、Ｓ１１１へと進み、等速動作が終了したかどうかを判断する。また、Ｓ１１４の判断において、脱調アラームが解除されていないと判断された場合には、Ｓ１１５へと進み、次のパルス出力タイミングになっているかどうかを判断する。Ｓ１１５の判断は、前述した図８でのＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値が、コンペアマッチ設定値に達しているかどうかで判断する。Ｓ１１５の判断において、次のパルス出力タイミングになっていない場合には、Ｓ１１４へと戻る。また、逆にＳ１１５の判断において、次のパルス出力タイミングになっている場合には、Ｓ１１０へと戻り、等速速度設定を変更する。等速速度設定を変更することで、図８でのコンペアマッチ設定値はＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値より大きい値になるのである。

また、Ｓ１０９の判断において、脱調アラームが発生していないと判断された場合には、Ｓ１１１へと進む。等速動作は、必要距離の移動が行われたかどうかにて判断する。Ｓ１１１の判断において、等速動作が終了していない場合には、再びＳ１０８へと戻り、図８でのＣＰＵ１２０８内蔵のタイマー値が、コンペアマッチ設定値に達したところで、１パルス出力を行う。つまり、現在の等速速度設定にしたがった速度のタイミングにて出力する。また、Ｓ１１１の判断において、等速動作が終了したと判断されたことでフローチャートは終了となる。

次に、図１１のフローチャートと図１５と図１６のモータ駆動パルス相関図を用いて、モータ脱調検知処理について説明する。図１５では、ドライバー１２０３による遅延時間がある場合の例であり、図１６では、ドライバー１２０３による遅延時間がない場合の例である。

この１５０１は、図７における駆動パルス入力１２０１（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５）に相当し、１５０２は、モータ１２０４の出力パルス（＝位相検知パルス）（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５）に相当する。また、駆動パルス入力に対しての位相検知パルスの遅延時間は、Ｉ１とＭ１の関係ではＴ１２となっており、このＴ１２時間は、ドライバー１２０３による遅延時間と想定している（１５０３）。この図１５、１６の例では、Ｉ４の駆動パルスに対してのＭ４位相検知パルスが遅れている例となっている。また、図１５の例では、加速状態における図であり駆動パルス周期は各々Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４となっており、図１６の例では、等速状態における図の例であり駆動パルス周期は、Ｔ２１となっている。

では、図１１のフローチャートでは、最初にＳ２０１にて、カウンター１２０２に対して、駆動パルス入力１２０１があったかどうかを判断する。Ｓ２０１の判断において、駆動パルス入力１２０１があったら、Ｓ２０２へと進む。また逆に、駆動パルス入力１２０１がない場合には、駆動パルス入力１２０１があるまでまつ。Ｓ２０２では、不図示なアラーム検知タイマーをスタートさせ、Ｓ２０３にてカウンター１２０７に対して、位相検知パルス入力があったかどうかを判断する。位相検知パルス入力があった場合には、Ｓ２０１へと戻り、位相検知パルス入力がなかった場合には、Ｓ２０４へと進む。Ｓ２０４では、アラームが発生したかどうかを判断する。アラーム発生判断は、前述したアラーム検知タイマーがタイムアウトしているかどうかを判断するタイムアウト時間は、ドライバー１２０３での遅延時間にプラスして、現在の駆動パルス入力１２０１の周期を考慮した値を足しこんだ値を使用することで、モータ１２０４が駆動パルス入力に追従できているかが判断可能となる。図１５の例では、Ｔ１２の時間がドライバー１２０３での遅延時間になっており、これに各駆動パルス周期（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）を足しこんだ値がタイムアウト時間に相当する。また別に、図１６の例のように、ドライバー１２０３での遅延時間がない場合には、Ｓ２０４のアラーム発生判断として、駆動パルス入力１２０１が位相検知パルスを追い抜いてしまった場合に、アラームと判断してもよい（この場合、前述した不図示なアラーム検知タイマーを使う必要がなくなり簡単な構成でアラーム検知可能となる）。図１５の場合では、Ｉ４の駆動パルス入力に対応したＭ４位相検知パルスが、通常のＴ１２時間経過のタイミングで出ていない（Ｍ４’）。そして、アラーム検知タイマーのタイムアウト値であるＴ１２＋Ｔ４時間が経過したタイミングでアラーム信号出力が行われている（１５０４）（実際のＭ４パルスは、Ｔ１２＋Ｔ１３時間経過したタイミングで出力されている。）。

また図１６の場合では、Ｉ５の駆動パルス入力１２０１があった時には、まだ前のＩ４の駆動パルス入力に対応したＭ４位相検知パルスが出ていない（１６０２，１６０３）ことで判断が可能となる。

Ｓ２０４の判断にて、アラームが発生していない場合には、Ｓ２０３へと戻る。また逆に、Ｓ２０４の判断にて、アラームが発生している場合には、Ｓ２０５にて、比較器１２０６は脱調アラーム信号をＣＰＵ１２０８に対して出力を行い、モータ電源回路１２０５のモータ電流値（不図示）アップを行う。Ｓ２０５の後、カウンター１２０７に対して、位置検知パルス入力が入るのを待つ（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の後は、脱調アラーム信号を停止させ、モータ電源回路１２０５のモータ電流値を標準値に戻す（Ｓ２０７）。Ｓ２０７後、Ｓ２０１へと戻る。

次に、図１３のタイミング図を用いて、モータ電源電圧と脱調アラーム信号との関係について説明する。ステッピングモータを駆動中に、モータ電源回路１２０５に瞬時電圧低下が起こりモータ電源回路の電源電圧１３０１は、正常電圧値ａ１３０１が瞬時電圧低下電源電圧値ａ１３０３を指向して低下し、一定電圧値ａ１３０２以下になると、モータ電源回路１２０５は、ＣＰＵ１２０８に対して、電圧低下信号１３０２（＝脱調アラーム信号と同じ扱い）を０にして出力する。その後、所定時間Ｔが経過し、モータ電源回路の電圧が正常値ａ１３０１に戻れば、電圧低下信号１３０２は正常値ａ１３０４へと戻る。ＣＰＵ１２０８は、電圧低下信号１３０２を受信することで、脱調アラーム信号を受信したときと同様の処理を行う。

以上に示したように本発明によれば、
脱調しつつあるかどうかを判断した後の処理として、ステッピングモータが加速状態の場合には、加速度を緩やかなものに変更する。また、ステッピングモータが等速状態（＝定常速度）の場合には、定常速度を遅い速度や、ステッピングモータへの駆動相励磁パターンを変更する。この２つの状態に応じた変更を行うことで、急峻な加速を防止することによるジャム防止、また、再加速による時間ロスや構成制約を低減することが可能な、モータ駆動装置を実現することができた。このことにより、複写装置や、プリンター装置といった様々な記録用紙を搬送する搬送モータ制御において、脱調予防のための大きなトルクマージンが不要な構成で、脱調レスな搬送制御を行うことが可能となる。

画像読取装置と本実施形態に係る原稿処理装置の構成を説明する図 本実施形態に係る画像形成装置の構成を説明する図 本実施形態に係る読み取り装置の制御ブロック図 本実施形態に係る原稿処理装置の制御ブロック図 本実施形態に係る原稿処理装置の駆動系を説明する図 本実施形態に係る操作部を示す図 本実施形態に係るモータ駆動を説明する図 本実施形態に係るモータ駆動パルス生成を説明する図 本実施形態に係るモータ速度制御を説明する図 本実施形態に係るメインシーケンスのフローチャート 本実施形態に係る脱調検知のフローチャート 本実施形態に係るモータ駆動相励磁パターンを説明する図 本実施形態に係るモータ電源回路の電源電圧による脱調検知を説明する図 本実施形態に係るモータ加速・等速テーブル表 本実施形態に係るモータ駆動パルスと位相パルスの関係図 本実施形態に係るモータ駆動パルスと位相パルスの関係図

符号の説明

１２０１ 駆動パルス
１２０２ カウンター
１２０３ ドライバ
１２０４ モータ
１２０５ モータ電源回路
１２０６ 比較器
１２０７ カウンター
１２０８ ＣＰＵ

Claims (6)

1. ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、加速・等速といった速度制御を行う速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記速度制御手段による前記ステッピングモータ手段の駆動が加速状態の場合、現在の加速度を緩やかな加速度へと変更することを特徴とするモータ駆動装置。
2. ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、定常速度制御を行う定常速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記定常速度制御手段により、現在の速度を遅い速度へと変更することを特徴とするモータ駆動装置。
3. ステッピングモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を用いて、定常速度制御を行う定常速度制御手段と、前記駆動手段にて駆動されるステッピングモータが脱調しつつあるかどうかを検知する脱調検知手段と、前記脱調検知手段による検知において、ステッピングモータが脱調しつつあると判断された時、前記定常速度制御手段により、現在の相励磁パターンを変更することを特徴とするモータ駆動装置。
4. 前記脱調検知手段は、前記ステッピングモータ内にロータリーエンコーダーを装備し、ステッピングモータへの駆動パルスと、モータからのロータ位置検知パルスとの比較を行い、駆動パルスに対してロータ位置検知パルスが出ていない状態において、次の駆動パルスが発生した場合に、脱調しつつあると判断することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置。
5. 前記脱調検知手段は、前記ステッピングモータ内にロータリーエンコーダーを装備し、ステッピングモータへの駆動パルス入力と、モータからのロータ位置検知パルス出力の時間差を比較し、時間差が所定値を超えた場合に脱調しつつあると判断することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置。
6. 前記脱調検知手段は、前記駆動手段からステッピングモータへの供給電圧が、所定値を切った場合に脱調しつつあると判断することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置。

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