JP2008067560A - モータ制御装置、原稿読取装置およびモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 不感帯を有するモータを極めて低い速度で回転させること。
【解決手段】 このモータ制御装置１１，１２は、モータ６に導通する電流値を制御し、モータ６が回転しない第１の電流値範囲（つまり不感帯）とモータが回転する第２の電流値範囲（つまり不感帯以外の範囲）とに交互に電流値を設定し、所定の期間でのモータ６の回転量を制御する。これにより、短期間では間欠的にモータ６が駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータ６を回転させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ制御装置、原稿読取装置およびモータ制御方法に関するものである。

従来からＤＣ（直流）モータ、ステッピングモータなどの様々なモータが、スキャナ、プリンタなどの装置に使用されている。例えば、プリンタでは、紙送り用モータ、印刷ヘッドを搭載したキャリッジを搬送するモータなどが設けられている（例えば特許文献１参照）。また、例えば、スキャナにおいても、イメージセンサを搭載したキャリッジを搬送するモータが設けられている（例えば特許文献２参照）。

特開２００１−２１９６１３号公報 特開２００５−１８４３９０号公報

上記の装置などにおいて、モータを極めて低い速度で回転させたいという要求がある。例えば、スキャナにおいては、キャリッジ搬送用モータを極めて低い速度で回転させ、キャリッジに搭載されたイメージセンサの読み取り位置を極めて低い速度で移動させることで、読み取り解像度を高くすることができるからである。

一般に、ＤＣモータの回転速度を制御する場合、モータに印加する駆動電圧や供給する駆動電流が調整される。例えば、ＤＣモータでは駆動電圧や駆動電流が低いほど回転速度が低くなる。ただし、駆動電圧や駆動電流に基づき発生するトルクが静止摩擦力より小さい場合には、モータは回転しない。このように、駆動電圧や駆動電流がゼロではないにも拘わらずモータの回転量がゼロである電圧範囲や電流値範囲を不感帯という。

このような不感帯が存在するため、単に低い駆動電圧や駆動電流を与えてもモータは回転せず、ある一定以下の極めて低速にてモータを回転させることは困難である。

なお、このような問題は、ＤＣモータ以外の、不感帯の存在するモータについても同様である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、不感帯を有するモータを極めて低い速度で回転させることができるモータ制御装置、原稿読取装置およびモータ制御方法を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。

本発明に係るモータ制御装置の１つは、モータに導通する電流値を制御し、モータが回転しない第１の電流値範囲とモータが回転する第２の電流値範囲とに交互に電流値を設定し、所定の期間でのモータの回転量を制御する。これにより、短期間では間欠的にモータが駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータを回転させることができる。

本発明に係るモータ制御装置の１つは、モータの回転量を検出する検出部と、モータに導通する電流値を制御し、モータが回転しない第１の電流値範囲とモータが回転する第２の電流値範囲とに交互に電流値を設定し、所定の期間において検出部によるモータの回転量が所定の値になると、その所定の期間の終わりまで第１の電流値範囲に電流値を継続的に設定する電流調整部とを備える。これにより、短期間では間欠的にモータが駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータを回転させることができる。

本発明に係るモータ制御装置の１つは、モータに導通する電流を調整する電流調整部と、モータの回転量を検出する検出部とを備える。そして、モータに導通する電流の値とモータの回転速度との関係を示すモータの特性において、モータの回転速度がゼロとなる所定の電流値範囲が存在する場合に、電流調整部は、電流の値を所定の電流値範囲内から所定の電流値範囲外となるように調整する第１の調整と、第１の調整によりモータが回転し、所定の回転量が検出部によって検出された場合に、電流の値を所定の電流値範囲外から所定の電流範囲値範囲内となるように調整する第２の調整とを交互に少なくとも１回行う。これにより、短期間では間欠的にモータが駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータを回転させることができる。

また、本発明に係るモータ制御装置は、上記のモータ制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。つまり、その場合、電流調整部は、第１の調整において、電流の値を、時間経過とともに所定の変化率で変化させて、所定の電流値範囲内から所定の電流値範囲外となるように調整する。これにより、駆動電流が徐々に不感帯の範囲内から範囲外となるように調整されるため、モータの個体差により不感帯の幅にばらつきがあっても、不感帯と通常の動作レンジとの境界近傍でモータの回転制御と停止制御とが繰り返され、モータ回転時の回転量を最小限とすることができる。

また、本発明に係るモータ制御装置は、上記のモータ制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。つまり、その場合、電流調整部は、スイッチング素子とそのスイッチング素子と制御するゲート回路とを有するモータドライバと、ゲート回路に電流値指令電圧を印加する電流値指令部とを有する。そして、ゲート回路は、電流値指令電圧により指定された電流値に達するとスイッチング素子を所定時間だけオフにしその後オンにする。これにより、電流値指令電圧にて指定された電流値でスイッチング素子がトリップしそれ以上の電流値がモータへ供給されなくなるため、比較的簡単な回路でモータの駆動電流を一定とすることができる。

また、本発明に係るモータ制御装置は、上記のモータ制御装置に加え、次のようにしてもよい。つまり、その場合、モータは、ＤＣモータとされ、モータドライバは、ステッピングモータ用のモータドライバとされる。これにより、ステッピングモータ用のモータドライバをＤＣモータの電流制御用のドライバに使用できる。

また、本発明に係るモータ制御装置は、上記のモータ制御装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。つまり、その場合、電流調整部は、電流の値を所定の電流値範囲内から所定の電流値範囲外となるように調整するとともにその調整によりモータが回転し第１の回転量が検出部によって検出された場合に電流の値を所定の電流値範囲外から所定の電流値範囲内となるように調整した後に、第１の調整と第２の調整とを交互に少なくとも１回行う。

また、本発明に係る原稿読取装置は、上記のいずれかのモータ制御装置と、モータ制御装置により制御され原稿読取位置を移動させるモータとを備える。これにより、短期間では間欠的にモータが駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータを回転させることができ、高解像度で原稿を読み取ることができる。

本発明に係るモータ制御方法は、モータに導通する電流値を制御し、モータが回転しない第１の電流値範囲とモータが回転する第２の電流値範囲とに交互に電流値を設定し所定の期間でのモータの回転量を制御する。これにより、短期間では間欠的にモータが駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータを回転させることができる。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る原稿読取装置の構成を示す図である。図１に示す原稿読取装置は、透明なコンタクトガラス１に載置された原稿を、イメージセンサ２を走査して、コンタクトガラス１越しに読み取るフラットベッド型のスキャナである。

図１において、イメージセンサ２は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式のイメージセンサであり、長手方向である主走査方向に所定の画素密度で配列された受光素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device ）と、各受光素子に対応するレンズと、ＲＧＢ３色のそれぞれの光を原稿に照射する露光ランプとを備える。各受光素子は、所定期間ごとに、原稿からの反射光を受光し、受光量に応じた電荷を生成し蓄積し、電気信号として出力する。

また、キャリッジ３は、イメージセンサ２を固定され、ガイドレール４に沿って主走査方向とは垂直の副走査方向に移動可能であり、環状のタイミングベルト５の一箇所に固定される。

また、モータ６は、副走査方向においてイメージセンサ２を移動させるモータである。この実施の形態１では、モータ６はＤＣモータとされる。ウォームギア７はモータ６の軸６ａに固定され、平歯車８ａはウォームギア７と噛み合っている。さらに、プーリ８ｂは、平歯車８ａと同一の軸に固定されており、平歯車８ａと同一の回転量で回転する。プーリ８ｂは、回転自在に設置されており、タイミングベルト５は、適度な引張力が生じるようにしてプーリ８ｂおよびプーリ９の外側に配置されている。このような駆動系の構成により、モータ６は、ウォームギア７、平歯車８ａおよびプーリ８ｂを介して、タイミングベルト５を回転力を与え、タイミングべルト５をプーリ８ｂおよびプーリ９の周りで回転させることで、キャリッジ３を副走査方向に搬送する。

他方、円盤１０は、周方向に所定の角度間隔で、径方向に沿って形成された所定数のスリットを有し、モータ６の軸６ａに対して垂直に、かつ中心にて軸６ａに固定され、軸６ａの回転とともに回転する。

また、フォトインタラプタ１１は、発光ダイオード１１ａとフォトダイオード１１ｂとを有し、発光ダイオード１１ａから出射した光のうち、円盤１０のスリットを通過した光をフォトダイオード１１ｂで受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。つまり、フォトインタラプタ１１の出力信号は、円盤１０のスリットを光が通過したときだけハイレベルとなり、円盤１０のスリット以外の部分にて光が遮断されたときにはローレベルとなる。したがって、モータ６が回転している場合には、フォトインタラプタ１１の出力信号は、パルス状となり、モータ６の回転角度または回転数に比例した数のパルスを有する。このため、フォトインタラプタ１１の出力信号のパルス数を計測することで、モータ６の回転量を得ることができる。また、モータ６が一定の回転速度Ｎで回転している場合、円盤１０のスリットの総数をＭとすると、フォトインタラプタ１１の出力信号の周波数は、Ｎ×Ｍとなる。

なお、実施の形態１では、フォトインタラプタ１１は、２組の発光ダイオード１１ａとフォトダイオード１１ｂとを有する。２つのフォトダイオード１１ｂは、それぞれからの出力信号の位相差が所定の角度（例えば９０度）となるように配置される。

円盤１０およびフォトインタラプタ１１により、モータ６の回転量を検出するロータリエンコーダが構成される。

また、制御回路１２は、フォトインタラプタ１１からの信号に基づいてイメージセンサ２、モータ３の動作を制御して読み取り動作を実行するとともに、読み取り動作により得られた画像データを出力する回路である。なお、制御回路１２は、パーソナルコンピュータなどの外部装置、装置内外に設けられた記憶装置（メモリカード、ハードディスクドライブなど）へその画像データを出力する。

図２は、図１における制御回路１２の構成を示すブロック図である。制御回路１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２１、メモリ２２、インタフェース２３、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２４、バス２５、ＲＣ回路４１およびモータドライバ４２を有する。

ＣＰＵ２１は、メモリ２２に格納されている制御プログラムに従って動作する。メモリ２２はＲＡＭおよびＲＯＭを有し、ＲＯＭには制御プログラムが予め記憶されている。ＣＰＵ２１が制御プログラムを実行することにより、スキャナ制御部３１が実現される。スキャナ制御部３１は、外部装置との通信、原稿読取動作の開始、図示せぬ操作部への利用者の操作に応じた制御などを行う。インタフェース２３は、外部装置とのデータ通信を行うＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのインタフェース回路や、装置内に設けられたメモリカードスロットなどとのデータ通信を行うインタフェース回路を有する。ＡＳＩＣ２４は、イメージセンサ制御部３２、エンコーダ検出部３３およびモータ制御部３４を有する。

ＡＳＩＣ２４において、イメージセンサ制御部３２は、イメージセンサ２を制御して、ＲＧＢ各色についての読取動作を行わせ、各色について読み取った画像データを取得する。また、エンコーダ検出部３３は、フォトダイオード１１ｂから出力されるエンコーダ信号のパルス数やパルスエッジを検出する。また、モータ制御部３４は、イメージセンサ制御部３２から出力されるタイミングパルスに同期して、エンコーダ検出部３３に得られた情報に基づきモータ６を制御するための制御信号を出力する。実施の形態１では、モータ制御部３４は、モータ６の回転量に応じたデューティ比のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力する。

また、ＲＣ回路４１は、ローパスフィルタ回路であって、出力電圧を、入力されるＰＷＭ信号のデューティ比に応じた直流電圧にする回路である。図３は、図２におけるＲＣ回路４１の一例を示す回路図である。図３に示すように、このＲＣ回路４１は、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２により分圧され、キャパシタＣにより平滑化される回路となっている。この実施の形態１では、ＲＣ回路４１の出力電圧は、入力されるＰＷＭ信号のデューティ比に比例した電圧値となる。

また、モータドライバ４２は、ＲＣ回路４１を介してモータ制御部３４から印加される電流値指令電圧Ｖｒｅｆの値に応じた電流をモータ６に導通させるドライバ回路である。この実施の形態１では、電流値指令電圧Ｖｒｅｆの値に比例した電流がモータ６に導通する。

図４は、図２におけるモータドライバ４２の一例を示す図である。図４において、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ブリッジ接続されており、それぞれスイッチング用のトランジスタであり、ダイオードＤ１〜Ｄ４は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のコレクタ・エミッタ間（ゲート・ドレイン間）にそれぞれ設けられ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を導通する電流とは逆方向に電流を導通させる回生用のダイオードである。抵抗Ｒｄは、モータ６に流れる電流値を両端電圧として検出する微小抵抗である。ゲート回路５１は、電流値指令電圧Ｖｒｅｆの値、および抵抗Ｒｄの両端電圧から得られるモータ６の駆動電流の値に基づき、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン・オフ制御を行う回路である。なお、この実施の形態１では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、それぞれＰ型のトランジスタであるが、Ｎ型のトランジスタを使用してもよい。その場合には、抵抗Ｒｄは電源ＶＢＢ側に設けられる。

例えば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオンでありスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオフであると、電源電圧ＶＢＢがモータ６（および電流検出用の微小抵抗Ｒｄ）に印加され、順方向にモータ６が回転する。また、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオンでありスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオフであると、電源電圧ＶＢＢが反転してモータ６（および電流検出用の微小抵抗Ｒｄ）に印加され、逆方向にモータ６が回転する。ゲート回路５１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオンでありスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオフである場合、モータ６の駆動電流が電流値指令電圧Ｖｒｅｆにより指定された値以上となったときに、スイッチング素子Ｑ１を一定期間オフさせてモータドライバ４２を回生動作させ、その後、スイッチング素子Ｑ１をオンさせる。この動作を繰り返すことで、モータ６の駆動電流は、電流値指令電圧Ｖｒｅｆにより指定された値にほぼ維持される。その場合、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は、継続的にオフのままである。同様に、ゲート回路５１は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオンでありスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオフである場合、モータ６の駆動電流が電流値指令電圧Ｖｒｅｆにより指定された値以上となったときに、スイッチング素子Ｑ２を一定期間オフさせてモータドライバ４２を回生動作させ、その後、スイッチング素子Ｑ２をオンさせる。この動作を繰り返すことで、モータ６の駆動電流は、電流値指令電圧Ｖｒｅｆにより指定された値にほぼ維持される。その場合、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は、継続的にオフのままである。

なお、実施の形態１では、フォトインタラプタ１１および制御回路１２によりモータ制御装置が構成される。

図５は、図１におけるモータ６の駆動電流に対する回転速度の特性の一例を示す図である。図５に示すように、モータ６の駆動電流と回転速度とは、ほぼ比例の関係にあるが、駆動電流がある所定の限界電流値（絶対値）未満の場合には、モータ６は回転しない。したがって、正の限界電流値から負の限界電流値までの範囲がこのモータ６の不感帯となる。限界電流値では、ほぼ一定の回転速度（限界回転速度）が得られ、この限界回転速度に対応する読取解像度（限界解像度）以下の読取解像度であれば、単に駆動電流の値を高くすればよい。しかしながら、駆動電流をゼロ以上かつ正の限界電流値未満のいずれかの値に設定しても、モータ６は、限界回転速度より低い回転速度で回転するわけではなく、単に停止するため、限界回転速度での読取解像度より高い解像度で原稿読取を行う場合には、例えば本実施の形態１のようにモータを制御する必要がある。

次に、上記装置の動作について説明する。

原稿読取時には、イメージセンサ２が副走査方法に移動しながら原稿を読み取るため、利用者により指定された読取解像度に応じた速度でイメージセンサ２を移動させる。

また、イメージセンサ２は、所定の電荷蓄積期間ごとに、その期間に蓄積された電荷を出力する。したがって、ある読取解像度で原稿読取を行う場合、各電荷蓄積期間で一定距離だけイメージセンサ２を動かしていく必要がある。イメージセンサ２の移動量とモータ６との回転量は比例の関係にあるので、各電荷蓄積期間で一定の回転量だけモータ６の回転させる必要がある。電荷蓄積期間の長さは例えば１０ミリ秒とされる。

図６は、イメージセンサ２の駆動信号とエンコーダ信号との対応関係を示す図である。イメージセンサ２は、イメージセンサ制御部３２からの所定の電荷蓄積期間を周期とした駆動信号を供給され、その駆動信号におけるあるタイミングパルスのエッジから次のタイミングパルスのエッジまでの期間（つまり、電荷蓄積期間）、各受光素子において電荷を蓄積し、その後、蓄積された電荷を出力する。その間、モータ６の回転により読取解像度に応じた距離だけイメージセンサ２が移動する。このモータ６の回転によりエンコーダ信号には回転量に応じた数のパルスが発生する。したがって、読取解像度が高い場合には、電荷蓄積期間に移動するイメージセンサ２の距離が短くモータ６の回転量も少ないため、エンコーダ信号のパルス数も少なくなる。逆に、読取解像度が低い場合には、電荷蓄積期間におけるモータ６の回転量が多くなるため、エンコーダ信号のパルス数が多くなる。

次に、読取解像度が高く限界回転速度以下の極めて低い回転速度がモータ６に要求される場合の動作について説明する。図７は、実施の形態１でのモータ６の極低速回転制御について説明するフローチャートである。図８は、実施の形態１でのモータ６の極低速回転時の駆動電流について説明する図である。

極低回転域でモータ６を駆動する場合、制御回路１２のモータ制御部３４は、出力するＰＷＭ信号のディーティ比をゼロから所定の増加率で徐々に増加させていき、エンコーダ検出部３３によりエンコーダ信号のパルスエッジ（立ち上がりまたは立ち下り）が検出されるまで、ディーティ比を増加させる（ステップＳ１，Ｓ２）。なお、この増加率は、所定時間あたりのデューティ比の増加を示すものであり、増加率の値は、モータ制御部３４に予め格納されている。

このとき、モータ制御部３４から出力されたＰＷＭ信号はＲＣ回路４１に入力される。そして、ＲＣ回路４１から、そのＰＷＭ信号のデューティ比に応じた電流値指令電圧Ｖｒｅｆが、モータドライバ４２に印加される。モータドライバ４２のゲート回路５１は、モータ６に導通される電流がその電流値指令電圧Ｖｒｅｆにより指定された電流となるようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフして電流チョッピング制御を行う。このようにして、モータ６には、モータ制御部３４から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比に応じた値の電流が導通する。

したがって、モータ制御部３４からのＰＷＭ信号のデューティ比がゼロ付近である場合には、モータ６に導通する電流の値が不感帯の範囲内にあるため、モータ６が回転しない。このため、フォトダイオード１１ｂからのエンコーダ信号にもパルスエッジは現れない。

その後、モータ制御部３４からのＰＷＭ信号のデューティ比が増加し、モータ６に導通する電流の値がほぼ限界電流値になると、モータ６が回転し始める。限界電流値付近の駆動電流でモータ６の回転が開始する場合、モータ６の有する機械的な抵抗や慣性のため、回転速度が急激に上がることはない。そして、モータ６が回転し始めると、フォトダイオード１１ｂからのエンコーダ信号にパルスエッジが現れる。エンコーダ検出部３３は、エンコーダ信号からパルスエッジを検出するとともに、電荷蓄積期間の開始からのパルス数を計数する。なお、本実施の形態１では、図６に示すように、２つのフォトダイオード１１ｂから位相の異なる２つのエンコーダ信号がエンコーダ検出部３３に供給され、両方のエンコーダ信号のパルスエッジが検出されパルス数が検出される。

モータ制御部３４は、エンコーダ検出部３３によりエンコーダ信号のパルスエッジが検出されると、エンコーダ検出部３３により計数されている電荷蓄積期間の開始からのパルス数が読取解像度に対応する所定のパルス数に到達したか否かを判定し（ステップＳ３）、所定のパルス数に到達していないと判定すると、ＰＷＭ信号のディーティ比を不感帯の範囲内に相当する所定のデューティ比（例えば限界電流値の半分程度の駆動電流に相当するデューティ比）に低下させ（ステップＳ４）、そのデューティ比からＰＷＭ信号のデューディ比を再度増加させていく（ステップＳ１）。

一方、モータ制御部３４は、エンコーダ検出部３３によりエンコーダ信号のパルスエッジが検出され、エンコーダ検出部３３による電荷蓄積期間の開始からのパルス数が読取解像度に対応する所定のパルス数に到達したと判定した場合、ＰＷＭ信号のデューティ比を電荷蓄積期間の終了までゼロとする（ステップＳ５）。

このように制御することで、図６に示すように、エンコーダ信号のパルスエッジが出現するたびに（つまり所定の回転角度だけモータ６が回転するたびに）、モータ６の駆動電流が不感帯へと引き戻され、モータ６が回転し始めると直ちに駆動電流が低下して回転トルクが低下するため、平均してモータ６が極低速で回転することになる。そして、１回の電荷蓄積期間には、設定された読取解像度（つまりイメージセンサ２の移動量）に応じたエンコーダ信号のパルス数分しかモータ６が回転せず、電荷蓄積期間が終了する前にその回転量に到達した場合には、電荷蓄積期間が終了するまで、モータ６の回転が停止される。このため、読取解像度を高くしてもその解像度が正確に保持される。

例えば、限界解像度が４８００ｄｐｉで、１回の電荷蓄積期間におけるエンコーダ信号のパルス数が２０である場合、９６００ｄｐｉの解像度では、上述のように駆動電流が制御され、１０個のパルスが検出されると、電荷蓄積期間の終了まで、駆動電流がゼロとされる。これにより、解像度が９６００ｄｐｉである場合には、イメージセンサ２の電荷蓄積期間あたりの移動量が、正確に、解像度が４８００ｄｐｉである場合の半分になる。

以上のように、上記実施の形態１によれば、フォトインタラプタ１１および制御回路１２により構成されるモータ制御装置は、モータ６に導通する電流値を制御し、モータ６が回転しない第１の電流値範囲（つまり、不感帯）とモータ６が回転する第２の電流値範囲（不感帯以外の範囲）とに交互に電流値を設定する。これにより、短期間では間欠的にモータ６が駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータ６を回転させることができる。

また、上記実施の形態１によれば、検出部としてのエンコーダ検出部３３が、モータ６の回転量を検出し、電流調整部としてもモータ制御部３４が、ＲＣ回路４１およびモータドライバ４２を介して、モータ６に導通する電流値を制御し、モータ６が回転しない第１の電流値範囲（つまり、不感帯）とモータ６が回転する第２の電流値範囲（つまり、不感帯以外の範囲）とに交互に電流値を設定し、所定の電荷蓄積期間においてエンコーダ検出部３３によるモータの回転量が所定の値になると、その所定の電荷蓄積期間の終わりまで第１の電流値範囲に電流値を継続的に設定する。これにより、短期間では間欠的にモータ６が駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータ６を回転させることができる。

また、上記実施の形態１によれば、モータ６に導通する電流の値とモータ６の回転速度との関係を示すモータ６の特性において、モータ６の回転速度がゼロとなる所定の電流値範囲（つまり、不感帯）が存在する場合に、モータ制御部３４は、モータ６の駆動電流の値を所定の電流値範囲内から所定の電流値範囲外となるように調整する第１の調整と、第１の調整によりモータ６が回転し、所定の回転量がエンコーダ検出部３３によって検出された場合に、電流の値を所定の電流値範囲外から所定の電流範囲値範囲内となるように調整する第２の調整とを交互に少なくとも１回行う。これにより、短期間では間欠的にモータ６が駆動され、平均すると、極めて低い速度でモータ６を回転させることができる。

また、上記実施の形態１によれば、モータ制御部３４は、その第１の調整において、電流の値を、時間経過とともに所定の変化率で変化させて、所定の電流値範囲内から所定の電流値範囲外となるように調整する。これにより、駆動電流が徐々に不感帯の範囲内から範囲外となるように調整されるため、モータ６の個体差により不感帯の幅にばらつきがあっても、不感帯と通常の動作レンジとの境界近傍でモータ６の回転制御と停止制御とが繰り返され、モータ回転時の回転量を最小限とすることができる。

また、上記実施の形態１によれば、モータ制御部３４は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４とそのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と制御するゲート回路５１とを有するモータドライバ４２と、ゲート回路５１に電流値指令電圧を印加する電流値指令部としてのＲＣ回路４１とを有する。そして、ゲート回路５１は、電流値指令電圧により指定された電流値に達するとスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を所定時間だけオフにしその後オンにする。これにより、電流値指令電圧にて指定された電流値でスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がトリップしそれ以上の電流値がモータ６へ供給されなくなるため、比較的簡単な回路でモータ６の駆動電流を一定とすることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る原稿読取装置は、限界解像度より低い解像度で原稿読取を行う場合に、エンコーダ信号において所定数のパルスが検出されるまで（つまり所定の回転量となるまで）継続的に限界電流値以上の電流をモータ６に導通させ、所定数のパルスが検出されると、その後は、電荷蓄積期間の開始から計数したパルス数が解像度に応じた数となるまで実施の形態１と同様の極低速回転を行わせる。

なお、実施の形態２に係る原稿読取装置の構成は、原則として実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。ただし、モータ制御部３４の動作が以下に説明するように異なる。

次に、上記装置の動作について説明する。図９は、実施の形態２でのモータ６の極低速回転時の駆動電流について説明する図である。

実施の形態２では、モータ制御部３４は、電荷蓄積期間の開始時に所定の高デューティのＰＷＭ信号を出力する。これにより、ＲＣ回路４１からモータドライバ４２へ印加される電流値指令電圧Ｖｒｅｆが高くなり、図９に示すように、初期回転期間ではモータ６に導通する駆動電流は高くなる。このため、初期回転期間では、モータ６は、限界回転速度以上の速度に向かって加速していくため、実施の形態１の極低速回転期間より平均して高速で回転する。

そして、図９に示すように、モータ制御部３４は、所定数のパルスがエンコーダ検出部３３により検出されると、ＰＷＭ信号のデューティ比をゼロに設定し、実施の形態１と同様に所定の増加率でデューティ比を増加させていき、電荷蓄積期間の開始時から計数されるエンコーダ信号のパルス数が読取解像度に応じた電荷蓄積期間あたりのパルス数に到達するまで、実施の形態１と同様にモータ６の駆動電流を制御し、エンコーダ信号のパルス数が読取解像度に応じた電荷蓄積期間あたりのパルス数に到達すると、ＰＷＭ信号のデューティ比をゼロにする。

なお、この実施の形態２では、電荷蓄積期間あたりのパルス数は１０であり、エンコーダ信号のパルス数が９になると、実施の形態１と同様に駆動電流が制御される。なお、駆動電流の制御を切り替えるタイミングでのパルス数は９に限らず、８でも、７でも、６でもよい。つまり、電荷蓄積期間あたりのパルス数より１パルス以上少ないパルス数で制御を切り替えればよい。

また、この実施の形態２では、初期回転期間の駆動電流値が、限界電流値の３〜５倍のいずれかの値とされる。

以上のように、上記実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、電荷蓄積期間あたりに移動する距離の最後の部分で緩やかに駆動電流を増加させることで、より限界電流の近い電流値でモータ６の回転を開始させることができるため、電荷蓄積期間あたりに移動する距離を超えてイメージセンサ２が移動し過ぎる可能性が低くなり、原稿読取をより精密に行うことができる。

なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、スキャナおよびプリンタを有する複合機の場合、プリンタの紙送り用ＤＣモータ、プリンタのキャリッジ搬送用ＤＣモータ、およびスキャナのキャリッジ搬送用のステッピングモータという３つのモータを駆動するドライバモジュールが存在する。したがって、上記各実施の形態におけるモータドライバとして、そのようなドライバモジュールのステッピングモータ用のドライバ部分を使用するようにしてもよい。この場合、ＲＣ回路４１の出力電圧Ｖｒｅｆにより、そのステッピングモータ用のモータドライバのトリップ電流値を設定することで、ステッピングモータ用のモータドライバをＤＣモータの電流制御用のドライバに使用できる。

また、上記実施の形態１，２では、モータ６は、ＤＣモータであったが、同期モータなどのＡＣ（交流）モータとしてもよい。

また、上記実施の形態１，２では、モータ制御部３４の出力信号はＰＷＭ信号であるが、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）信号としてもよい。

また、上記実施の形態１，２では、モータの回転量を検出する検出部として光学式のロータリエンコーダが採用されているが、その他の方式のエンコーダを採用してもよい。

また、上記実施の形態１，２では、制御回路１２は、いわゆるコンピュータ（ＣＰＵ２１とメモリ２２とバス２５）、ＡＳＩＣ２４、ＲＣ回路４１およびモータドライバ４２で構成されているが、専用回路として実現する部分とプログラム制御により実現する部分は上述した分担に限定されず適宜変更可能である。

また、上記実施の形態１，２では、読取部分としてＣＩＳ方式のイメージセンサ２が採用されているが、その代わりに、光学縮小方式のイメージセンサを採用してもよい。その場合には、光学系を移動させるモータに上記モータ制御が適用される。

本発明は、例えばスキャナ、複合機、コピー機などに適用可能である。

実施の形態１に係る原稿読取装置の構成を示す図である。 図１における制御回路の構成を示すブロック図である。 図２におけるＲＣ回路の一例を示す回路図である。 図２におけるモータドライバの一例を示す図である。 図１のモータの回転速度の特性例を示す図である。 エンコーダ信号の一例を示す図である。 実施の形態１でのモータの極低速回転制御を説明する図である。 実施の形態１でのモータの駆動電流を説明する図である。 実施の形態２でのモータの駆動電流を説明する図である。

符号の説明

６ モータ，１１ フォトインタラプタ（モータ制御装置の一部），１２ 制御回路（モータ制御装置の一部），３３ エンコーダ検出部（検出部），３４ モータ制御部（電流調整部），４１ ＲＣ回路（電流値指令部），４２ モータドライバ，５１ ゲート回路，Ｑ１〜Ｑ４ スイッチング素子

Claims (9)

1. モータに導通する電流値を制御し、上記モータが回転しない第１の電流値範囲と上記モータが回転する第２の電流値範囲とに交互に上記電流値を設定し、所定の期間での上記モータの回転量を制御することを特徴とするモータ制御装置。
2. モータの回転量を検出する検出部と、
   上記モータに導通する電流値を制御し、上記モータが回転しない第１の電流値範囲と上記モータが回転する第２の電流値範囲とに交互に上記電流値を設定し、所定の期間において上記検出部による上記モータの回転量が所定の値になると、その所定の期間の終わりまで上記第１の電流値範囲に上記電流値を継続的に設定する電流調整部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
3. モータに導通する電流を調整する電流調整部と、
   上記モータの回転量を検出する検出部と、
   を備え、
   上記モータに導通する電流の値と前記モータの回転速度との関係を示す上記モータの特性において、上記モータの回転速度がゼロとなる所定の電流値範囲が存在する場合に、
   上記電流調整部は、上記電流の値を上記所定の電流値範囲内から上記所定の電流値範囲外となるように調整する第１の調整と、上記第１の調整により上記モータが回転し、所定の回転量が上記検出部によって検出された場合に、上記電流の値を上記所定の電流値範囲外から上記所定の電流範囲値範囲内となるように調整する第２の調整とを交互に少なくとも１回行うこと、
   を特徴とするモータ制御装置。
4. 前記電流調整部は、前記第１の調整において、前記電流の値を、時間経過とともに所定の変化率で変化させて、前記所定の電流値範囲内から前記所定の電流値範囲外となるように調整することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
5. 前記電流調整部は、スイッチング素子とそのスイッチング素子と制御するゲート回路とを有するモータドライバと、上記ゲート回路に電流値指令電圧を印加する電流値指令部とを有し、
   上記ゲート回路は、上記電流値指令電圧により指定された電流値に達すると上記スイッチング素子を所定時間だけオフにしその後オンにすること、
   を特徴とする請求項３記載のモータ装置。
6. 前記モータは、ＤＣモータであり、
   前記モータドライバは、ステッピングモータ用のモータドライバであること、
   を特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
7. 前記電流調整部は、前記電流の値を前記所定の電流値範囲内から前記所定の電流値範囲外となるように調整するとともにその調整により前記モータが回転し第１の回転量が前記検出部によって検出された場合に前記電流の値を前記所定の電流値範囲外から前記所定の電流値範囲内となるように調整した後に、前記第１の調整と第２の調整とを交互に少なくとも１回行うことを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項記載のモータ制御装置と、
   上記モータ制御装置により制御され原稿読取位置を移動させるモータと、
   を備えることを特徴とする原稿読取装置。
9. モータに導通する電流値を制御し、上記モータが回転しない第１の電流値範囲と上記モータが回転する第２の電流値範囲とに交互に上記電流値を設定し、所定の期間での上記モータの回転量を制御することを特徴とするモータ制御方法。

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