JP4876825B2 - 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

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（極低速）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。

このような極めて低い速度でのモータの動き出しにおいては、いわゆるチャタリングという現象がエンコーダに生じ易い。このチャタリングは、例えばコギングなどにより、モータを回転させようとする向きと逆向きに、モータが回転する等によって生じる。このようなチャタリングが生じると、例えば正方向に向かう僅かな回転の後に出力信号のエッジが検出され、続いて逆方向に向かって僅かに回転して、再び同じ回転角ポジションの出力信号のエッジが検出される、といった事態が生じる。つまり、チャタリングが生じる場合、キャリッジは、現在の位置からほとんど移動しないにも拘わらず、出力信号のエッジが検出される、という事態が生じる。

ここで、現状では、出力信号のエッジを検出することによって、キャリッジの現在位置およびキャリッジの現在速度を算出している。そこで、極低速制御において、この出力信号のエッジを検出するタイミングで、例えばＤｕｔｙを減らそうとしても、チャタリングが生じ兼ねない状態では、キャリッジが移動できずに、現在の位置からほとんど移動せずに、振動的な動きをしてしまう虞がある。その場合、モータは、有効に加速できず、いつまでもチャタリングの状態から抜け出すことができない等の不具合が生じかねない。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、モータの極低速制御を行う場合において、チャタリングによるＤｕｔｙ比の低下を防止することが可能なモータ制御装置、原稿読取装置およびモータ制御方法を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの回転に基づいて、割り込み信号を出力する信号出力手段と、モータに対して印加する電力を時間の経過に伴って待機電力から増大させる制御を行うための電力加算制御手段と、モータが目標とする向きに回転しているか、またはその逆向きの回転であるかを判断する正逆判断手段と、正逆判断手段でモータが目標とする向きに回転していると判断される場合には、割り込み信号の入力に基づいて、モータに印加する電力を待機電力に低下させる指令を電力加算制御手段に与えると共に、正逆判断手段でモータが目標とする向きとは逆向きに回転していると判断される場合には、割り込み信号が入力されても、電力加算制御手段においてモータに印加する電力を増大させる制御を継続させる電力低下判断手段と、を具備するものである。

このように構成した場合には、電力低下判断手段では、信号出力手段から割り込み信号が入力されると、正逆判断手段でモータが目標とする向きに回転していると判断される場合のみ、モータに印加する電力を待機電力まで低下させる指令を、電力加算制御手段に与える。また、モータが目標とは逆向きと正逆判断手段で判断されると、電力低下判断手段では、割り込み信号が入力されても、電力加算制御手段においてモータに印加する電力を増大させる制御を継続させる。つまり、モータが逆転している状態では、電力の増大の継続により、モータの正転（目標とする向きへの回転）へと切り替えられる。

このため、モータの動き出しの時点においてチャタリングが生じ、当該モータが逆転し、その逆転に伴う割り込み信号が入力されても、逆転状態でモータへ印加される電力が低下することはない。それによって、モータを確実に目標とする向きに回転させることができ、モータが振動的な動きをするのを防止することが可能となる。そのため、モータが有効に加速できずに、いつまでもチャタリングの状態から抜け出すことができない等の不具合を防止することが可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、信号出力手段は、モータの回転に応じて出力される出力信号におけるハイレベルおよびローレベルの間のエッジを検出する度に割り込み信号を出力すると共に、この信号出力手段は互いに位相が９０度異なる２つの出力信号を出力し、正逆判断手段は、この２つの出力信号のレベルの変化態様により、モータが目標とする向きの回転であるか、またはその逆向きの回転であるかを判断するものである。

このように構成した場合、信号出力手段からは、９０度位相が異なる割り込み信号が出力されるので、この正逆判断手段では、２つの出力信号の変化態様を検出することにより、モータが目標とする向きの回転であるか、または逆転であるかを容易に判断することが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、正逆判断手段でモータが逆向きの回転であると判断される場合、カウント値の加算を行うと共に、モータが目標とする向きの回転であると判断される場合、カウント値が０となるまで減算を行う逆転カウント手段を具備すると共に、電力低下判断手段は、逆転カウント手段におけるカウント値が０である場合に、モータに印加する電力を待機電力に低下させる指令を電力加算制御手段に与え、カウント値が０より大きい場合には、割り込み信号が入力されても、電力加算制御手段においてモータに印加する電力を増大させる制御を継続させるものである。

このように構成した場合には、正逆判断手段では、出力信号の変化態様に基づいて、モータが逆転していると判断されると、カウント値の加算を行う。また、目標とする向きの回転であると判断されると、カウント値が０より大きい場合に、カウント値が減算される。このため、カウント値の現在の値を参照すれば、逆転を最初に開始した時点から現在までの間における逆転の累積があるかどうか、判断することができる。そして、逆転の累積がある場合に、電力の増大を継続させることにより、モータを確実に正転させることが可能となる。

また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、電力加算制御手段は、所定の割り込み時間が到来する場合に、モータに印加するＤｕｔｙ比を段階的に増加させると共に、このＤｕｔｙ比に対応する電流を当該モータに印加するものである。

このように構成した場合には、所定の割り込み時間が到来すると、モータに印加されるＤｕｔｙ比が段階的に増加させられるので、モータを段階的に加速させることが可能となり、モータの正転を確実化させることが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、モータは、ＤＣモータとしたものである。このように構成した場合には、ステッピングモータを用いる場合等よりも、騒音の発生を低減させることが可能となる。

また、他の発明は、上述の各発明に関わるモータ制御装置を備え、かつモータ制御装置により制御されるモータと、モータにより原稿読取位置を移動させられる被搬送物と、を具備するものである。

このように構成した場合には、原稿読取装置でモータを極低速で駆動させる場合において、モータに逆転が生じてもＤｕｔｙ比が低下させられない。そのため、モータにチャタリングが発生するのを防止することが可能となる。それにより、原稿読み取りのスループットを向上させることが可能となる。

さらに、他の発明は、被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの回転に基づいて、割り込み信号を出力する信号出力ステップと、モータに対して印加する電力を時間の経過に伴って待機電力から増大させる制御を行う電力加算制御ステップと、モータが目標とする向きに回転しているか、またはその逆向きの回転であるかを判断する正逆判断ステップと、正逆判断ステップでモータが目標とする向きに回転していると判断される場合には、割り込み信号の入力に基づいて、モータに印加する電力を待機電力に低下させ、正逆判断ステップでモータが目標とする向きとは逆向きに回転していると判断される場合には、割り込み信号が入力されても、モータに印加する電力の増大を継続させる選択ステップと、を具備するものである。

このように構成した場合、信号出力ステップを介して割り込み信号が入力されると、選択ステップでは、正逆判断ステップでモータが目標とする向きに回転していると判断される場合のみ、モータに印加する電力を待機電力まで低下させる。また、モータが目標とは逆向きと正逆判断ステップで判断されると、選択ステップでは、割り込み信号が入力されても、モータに印加する電力を増大させる制御を継続させる。つまり、モータが逆転している状態では、電力の増大の継続により、モータの正転（目標とする向きへの回転）へと切り替えられる。

このため、モータの動き出しの時点においてチャタリングが生じ、当該モータが逆転し、その逆転に伴う割り込み信号が入力されても、逆転状態でモータへ印加される電力が低下することはない。それによって、モータを確実に目標とする向きに回転させることができ、モータが振動的な動きをするのを防止することが可能となる。そのため、モータが有効に加速できずに、いつまでもチャタリングの状態から抜け出すことができない等の不具合を防止することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について、図１から図７に基づいて説明する。

＜全体の概略構成＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る原稿読取装置１０の構成を示す図である。図１に示す原稿読取装置１０は、透明なコンタクトガラス１１に載置された原稿を、イメージセンサ２０を走査して、コンタクトガラス１１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に示すイメージセンサ２０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、被搬送物としてのキャリッジ３０には、イメージセンサ２０が固定され、ガイドレール３１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４０の一箇所に固定される。

また、モータ５０は、イメージセンサ２０を副走査方向に沿って移動させる。本実施の形態では、モータ５０はＤＣモータとされる。ウォームギア６０はモータ５０の軸５１に固定され、平歯車７０はウォームギア６０と噛み合っている。さらに、プーリ７１は、平歯車７０と同一の軸に固定されており、平歯車７０と同一の回転量で回転する。プーリ７２は、回転自在に設置されており、タイミングベルト４０は、適度な引張力が生じるようにしてプーリ７１およびプーリ７２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５０は、ウォームギア６０、平歯車７０およびプーリ７１を介して、タイミングベルト４０に回転力を与え、タイミングベルト４０をプーリ７１およびプーリ７２の周りで回転させることで、キャリッジ３０を副走査方向に搬送する。

他方、円盤５２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５０の軸５１に対して垂直に、かつ中心にて軸５１に固定され、軸５１の回転とともに回転する。

また、フォトインタラプタ８０は、発光ダイオード８１とフォトダイオード８２とを有し、発光ダイオード８１から出射した光のうち、円盤５２のスリットを通過した光をフォトダイオード８２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８０の出力信号（ＥＮＣ信号）は、円盤５２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５２のスリット以外の部分で光が遮断されたときにはローレベルとなる。従って、モータ５０が回転する場合、ＥＮＣ信号はパルス状となり、モータ５０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８０の出力信号のパルス数を計測することで、モータ５０の回転量を得ることができる。

なお、本実施の形態では、フォトインタラプタ８０は、２組の発光ダイオード８１とフォトダイオード８２とを有し、信号出力手段の一部に対応する。２つのフォトダイオード８２は、それぞれのＥＮＣ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。また、円盤５２およびフォトインタラプタ８０により、ロータリエンコーダが構成される。

また、制御回路１００は、フォトインタラプタ８０からの信号に基づいてイメージセンサ２０、モータ５０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１００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。また、制御回路１００は、信号出力手段の一部（主としてＥＮＣ割込み信号出力部１２５）、電力加算制御手段（主としてＤｕｔｙ計算部１１２）、正逆判断手段（主として逆転カウンタ１２３）、電力低下判断手段（主として判断部１１１）に対応する。

図２は、図１における制御回路１００の構成を示すブロック図である。制御回路１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１０１、メモリ１０２、インタフェース１０３、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０４、バス１０５、タイマ１０６、ＲＣ回路１０７およびモータドライバ１０８を有する。

ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２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１０２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。ＣＰＵ１０１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１１０、判断部１１１、およびＤｕｔｙ計算部１１２が実現される。

これらのうち、スキャナ制御部１１０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。

また、判断部１１１には、位置演算部１２２から位置情報に関する信号（位置検出信号）、逆転カウンタ１２３からの逆転カウント値に関する信号、周期演算部１２４から周期情報に関する信号（周期検出信号）、およびＥＮＣ割込み信号出力部１２５からＥＮＣ割り込み信号（割り込み信号に対応）が入力される。そして、この判断部１１１では、ＥＮＣ割り込み信号に基づいて、周期情報に関する周期Ｔ（計測周期に対応）と、後述する極低速制御（ＢＳ制御）における目標周期Ｔo （基準周期に対応）とを比較する。そして、判断部１１１では、周期Ｔが、目標周期Ｔo よりも小さい場合に、Ｄｕｔｙ比をホールド電流値（待機電力に対応）まで低下させる処理を行う。

なお、ホールド電流はＥＮＣ割り込み信号が入力された時点のＤｕｔｙ比に所定の倍率（０〜１の係数）を乗算して算出するようになっている。ＥＮＣ割り込み信号が入力された時点のＤｕｔｙ比はその時点における限界トルクを超えてモータ５０が動き出すＤｕｔｙ比であるので、所定の倍率を乗算してＤｕｔｙ比を低下させ、その時点における限界トルクを僅かに下回る値にすることで、スループットを低下させない極低速制御が可能になる。

また、本実施の形態では、ホールド電流は、固定的な値（固定値）ではなく、ＥＮＣ割り込み信号が入力された時点のＤｕｔｙに所定の倍率を乗算して低下させるようになっている。しかしながら、このホールド電流は、ＥＮＣ割り込み信号が入力された時点のＤｕｔｙ比から所定の低下量を差し引いて算出してもよいし、固定的な値（固定値）を用いるようにしても良い。固定的な値（固定値）であるホールド電流値を用いる場合、ホールド電流は、例えば起動時またはその他の所定のタイミングで、モータ５０を駆動させ、その際、所定の回転速度となるときのＤｕｔｙを計測する（メジャメントを行う）ことに基づいて求められる。かかるメジャメントを行う場合、所定の回転速度となるときのＤｕｔｙを計測するのみならず、所定のＤｕｔｙでモータ５０を駆動させた場合の回転速度を計測するようにしても良い。

また、Ｄｕｔｙ計算部１１２は、スキャナ制御部１１０によって、後述する極低速制御（ＢＳ制御）の実行が指示された場合、極低速制御（ＢＳ制御）のための計算を実行する。なお、極低速制御（ＢＳ制御）においては、Ｄｕｔｙ計算部１１２は、タイマ１０６からのタイマ割り込み信号を受信する度に、所定のＤｕｔｙ比を加算する。それにより、本実施の形態における極低速制御では、図６に示すような電流プロファイルが得られる。

また、インタフェース１０３は、外部装置とのデータ通信を行うＵＳＢ（Universal Serial Bus）等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等とのデータ通信を行うインタフェース回路を有する。ＡＳＩＣ１０４は、イメージセンサ制御部１２１、位置演算部１２２、逆転カウンタ１２３、周期演算部１２４、ＥＮＣ割込み信号出力部１２５、およびモータ制御部１２６を有する。

このＡＳＩＣ１０４において、イメージセンサ制御部１２１は、イメージセンサ２０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。位置演算部１２２は、フォトダイオード８２から出力されるＥＮＣ信号のパルス数をカウントすることにより、キャリッジ３０の現在の位置を算出する。

また、逆転カウンタ１２３は、Ａ相のＥＮＣ信号とＢ相のＥＮＣ信号とに基づいて、モータ５０が逆転している場合に、最初の逆転時のＥＮＣ信号が検出されてから、逆転状態のＥＮＣ信号が検出される度に、カウント値を１ずつ加算する。これとは逆に、逆転カウンタ１２３においては、逆転状態から正転状態に戻った状態のＥＮＣ信号が検出されると、その正転状態のＥＮＣ信号が検出される度に、カウント値を１ずつ減算する。このとき、逆転カウンタ１２３におけるカウント値が０となると、それ以上の減算は行わない。

このような加算と減算とを行うことにより、チャタリングが生じている場合においても、逆転開始からのＥＮＣ信号のエッジの個数がカウントされる。そのため、カウント値が０ではないとき（１以上であるとき）、モータ５０（キャリッジ３０）は、逆転の開始位置には未だ復帰していない状態となっている。

また、周期演算部１２４は、ＥＮＣ信号のエッジ間の周期を計測し、この周期計測に基づいて、キャリッジ３０の現在の速度を算出する。また、ＥＮＣ割込み信号出力部１２５は、フォトダイオード８２からのＥＮＣ信号を受信すると、このＥＮＣ信号に基づくＥＮＣ割り込み信号を、ＣＰＵ１０１に向けて出力する。そして、ＣＰＵ１０１に実現される判断部１１１では、このＥＮＣ割り込み信号が受信されると、上述したような周期Ｔと目標周期Ｔo とを比較する等の処理を行う。なお、ＥＮＣ割込み信号出力部１２５では、フォトダイオード８２から出力される全てのエッジにおいて、ＥＮＣ割り込み信号を出力する。すなわち、ＥＮＣ割込み信号出力部１２５では、Ａ相のＥＮＣ信号の立ち上がりエッジおよび立ち上がりエッジ、Ｂ相のＥＮＣ信号の立ち上がりエッジおよび立ち上がりエッジを検出する度に、ＥＮＣ割り込み信号を出力する。

また、モータ制御部１２６は、ＣＰＵ１０１（Ｄｕｔｙ計算部１１２）からの制御指令に基づいて、イメージセンサ制御部１２１から出力されるタイミングパルスに同期して、モータ５０を制御するための制御信号を出力する。本実施の形態では、モータ制御部１２５は、モータ５０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、タイマ１０６は、不図示のクロック信号をカウントすることで計時する。そして、このカウントにより、予め設定されている時間に到達すると、ＣＰＵ１０１に対して、タイマ割り込み信号を出力する。

また、ＲＣ回路１０７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１０７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１０７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。本実施の形態では、ＲＣ回路１０７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１０８は、ＲＣ回路１０７を介してモータ制御部１２６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５０に導通させるドライバ回路である。本実施の形態では、電流値指令電圧Ｖｒｅｆの値に比例した電流がモータ５０に導通する。

図４は、図２におけるモータドライバ１０８の一例を示す図である。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５０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１３１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５０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、本実施の形態では、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、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５０（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５０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５０（および電流検出用の微小抵抗Ｒｄ）に印加され、逆向きにモータ５０が回転する。ゲート回路１３１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５０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１０８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５０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１３１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５０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１０８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５０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。

＜モータの駆動制御について＞
以上のような構成の原稿読取装置１０において、モータ制御を行う場合について、図５の動作フローおよび図６等に基づいて、以下に説明する。

ユーザが、コンタクトガラス１１に読み取り対象である原稿をセットすると共に、例えば原稿読取装置１０の操作パネルでの操作により、高解像度での読み取りモードが設定されると、原稿読取装置１０では、高解像度での読み取りモードに対応する極低速制御が開始される。このとき、原稿読取装置１０では、キャリッジ３０を所定の基準位置まで移動させたり、モータ５０にホールド電流を印加する等、所定の予備動作を行う（Ｓ１０）。

また、この予備動作の終了後、逆転カウンタ１２３の初期値を０にセットする（Ｓ１１）。また、Ｓ１１の後に、逆転カウンタ１２３を、ゼロにリセットする（Ｓ１２）。

そして、逆転カウンタ１２３のリセットが終了すると、ＣＰＵ１０１に実現される判断部１１１は、Ｄｕｔｙ計算部１１２でのＤｕｔｙ比の計算の開始を指示する。そして、この指示に従い、Ｄｕｔｙ計算部１１２では、極低速制御（ＢＳ制御）に対応するＤｕｔｙ比の計算を行う。そして、このＤｕｔｙ比に対応する電流がモータ５０に印加され、当該モータ５０は、極低速制御での駆動を開始する（Ｓ１３）。

このモータ５０の駆動開始後、判断部１１１では、次のＥＮＣ割り込み信号が受信されたか否かを判断する（Ｓ１４）。Ｓ１４の判断において、ＥＮＣ割り込み信号が受信されないと判断される場合（Ｎｏの場合）、続いて判断部１１１では、タイマ１０６からタイマ割り込み信号が受信されたか否かを判断する（Ｓ１５）。この判断においてタイマ割り込み信号が受信されないと判断される場合（Ｎｏの場合）、上述のＳ１４に戻る。

また、このＳ１５において、タイマ割り込み信号が受信されたと判断される場合（Ｙｅｓの場合）、Ｄｕｔｙ計算部１１２では、所定のＤｕｔｙを加算する（Ｓ１６）。そして、このＳ１６で所定のＤｕｔｙ比を加算した後に、再び上述のＳ１４に戻る。ここで、加算される所定のＤｕｔｙとは、ホールド電流に対して、段階的に加算されるＤｕｔｙ比のことであり、各段階で加算されるＤｕｔｙ比は等しくなっている。

なお、Ｄｕｔｙ比に対応する電圧は、図３に示すＲＣ回路１０７を経ることにより、実際には所定の分圧および平滑化が為された電流（直流）に変換される。このとき、Ｄｕｔｙ比が段階的に加算されると、電流も段階的に加算される状態となる。また、タイマ１０６から発せられるタイマ割り込み信号は、ＥＮＣ割込み信号出力部１２５から発せられるＥＮＣ割り込み信号よりも小さな時間間隔で発せられる状態となっている。

また、上述のＳ１４の判断において、ＥＮＣ割り込み信号が受信されていると判断する場合（Ｙｅｓの場合）、続いて、キャリッジ３０が目標位置まで移動したか否か（ＥＮＣ信号のカウント数が、目標となるカウント数に到達したか否か）の判断を行う（Ｓ１７）。このＳ１７の判断において、キャリッジ３０が目標位置に到達したと判断される場合（Ｙｅｓの場合）、続いてモータ５０を停止させるための処理を行い（Ｓ１８）、処理が終了する。

また、上述のＳ１７において、キャリッジ３０が目標位置まで移動していないと判断される場合（Ｎｏの場合）、目標位置に向けて、キャリッジ３０をさらに移動させる必要がある。そのため、この場合には、極低速制御を継続する。具体的なＳ１７でＮｏと判断された以後の処理としては、まず、ＣＰＵ１０１の判断部１１１では、キャリッジ３０が目標位置に近づいているか否かの判断（正転か逆転かの判断）を行う（Ｓ１９）。

この判断を図示すると、図６および図７の下方に示す状態となる。図６の下方に示すように、モータ５０が正転の場合、一対のＡ相のＥＮＣ信号とＢ相のＥＮＣ信号のハイレベル（Ｈ）とローレベル（Ｌ）の切り替わりの順序（レベルの変化態様）は、予め定まっている。例えば、Ａ相のＥＮＣ信号がＨ、Ｂ相のＥＮＣ信号がＬの状態のＰ１の領域にある場合、モータ５０が正転状態にあれば、Ａ相およびＢ相のＥＮＣ信号が共に、Ｈとなるはずである。ここで、図７に示すように、Ｐ１−１からＰ１−２に示す状態に変化すると、Ａ相のＥＮＣ信号がＬに変化し、かつＢ相のＥＮＣ信号はＬのままである。この場合、正転である場合の信号変化態様とは逆である。このようにして、判断部１１１では、ＥＮＣ信号の変化態様により、モータ５０が正転であるか、または逆転であるかを判断する。

そして、上述のＳ１９において、目標位置に近づいていないと判断される場合（Ｎｏの場合）、モータ５０は逆転している状態となるため、逆転カウンタ１２３でのカウント数を１だけ増加させる（Ｓ２０）。なお、このＳ２０で逆転カウンタ１２３でのカウント数を増加させた後に、再び上述のＳ１４に戻る。

また、上述のＳ１９において、目標位置に近づいていると判断される場合（Ｙｅｓの場合）、モータ５０は正転している状態となる。この場合、続いて、逆転カウンタ１２３でのカウント数が、０より大きいか否かを判断する（Ｓ２１）。この判断において、逆転カウンタ１２３が０より大きいと判断される場合（Ｙｅｓの場合）、逆転カウンタ１２３でのカウント数が１以上であり、逆転の累積はあるものの、現在は正転を行っている状態となる。このため、Ｓ２１でＹｅｓの場合には、逆転カウンタ１２３におけるカウント数を１だけ減らす処理を行う（Ｓ２２）。なお、このＳ２２で逆転カウンタ１２３でのカウント数を減少させた後に、再び上述のＳ１４に戻る。

また、上述のＳ２１において、逆転カウンタ１２３が０より小さい（すなわち０である）と判断された場合（Ｎｏの場合）、モータ５０は正転状態であって、しかも逆転の累積が存在しない状態に対応し、回転の正常状態に対応する。この場合、続いて、現在の周期Ｔが、目標周期Ｔo と比較して、小さいか否かを判断する（Ｓ２３）。なお、周期は、速度の逆数であるため、この判断においては、現在の速度と目標速度を比較するようにしても良い。

このＳ２３において、周期Ｔが目標速度Ｔo よりも小さいと判断される（Ｙｅｓと判断される）と、間近の２つのエッジ間におけるキャリッジ３０の速度は、目標とする速度よりも速い状態となる。そのため、この場合、Ｄｕｔｙ計算部１１２では、Ｄｕｔｙ比をホールド電流に対応するＤｕｔｙ比まで、低下させる処理（計算）を行う（Ｓ２４）。そして、このＳ２４の処理が終了した後に、再びＳ１４に戻る。なお、このＳ２４の処理においては、ホールド電流自体を低下させる処理も為される。すなわち、上述のようにＤｕｔｙに所定の倍率を乗算して、当該Ｄｕｔｙを低下させるようにしている。しかしながら、Ｄｕｔｙの低下は、このＳ２４で為される場合には限られず、他の部位で行うようにしても良い。

また、Ｓ２３の判断において、周期Ｔが目標速度Ｔo よりも大きいと判断される（Ｎｏと判断される）と、間近の２つのエッジ間におけるキャリッジ３０の速度は、目標とする速度よりも遅い状態となる。この遅い状態で、Ｓ２４のようにホールド電流に対応するＤｕｔｙ比まで、Ｄｕｔｙ比を下げたのでは、原稿読み取りのスループットが低下する原因となる。そこで、この場合（Ｓ２３においてＮｏと判断される場合）には、Ｓ２４の処理を行わず（ホールド電流まで電流を低下させず）に、再びＳ１４に戻り、次のＥＮＣ割り込み信号が受信されたか否かを判断する。以上のようにして、モータ５０の極低速制御が為される。

＜本発明による効果＞
上述のような構成の原稿読取装置１０によると、モータ５０が逆転している状態では、Ｄｕｔｙ比は低下させられずに、当該Ｄｕｔｙ比の増大が継続される。すなわち、モータ５０の動き出しの時点においてモータ５０が逆転する等のチャタリングが発生し、その逆転に伴う割り込み信号が入力されても、逆転状態でモータ５０へ印加される電力が低下することはない。それによって、モータ５０を確実に目標とする向きに回転させることができ、モータ５０が振動的な動きをするのを防止可能となる。そのため、モータ５０が有効に加速できずに、いつまでもチャタリングの状態から抜け出すことができない等の不具合を防止することが可能となる。

また、チャタリングの状態から早く抜け出せるため、かかるチャタリングが発生しがちな極低速制御（ＢＳ制御）で、最適にモータ５０を駆動させることが可能となる。そのため、原稿の高解像度の読み取りを容易かつ確実に行うことが可能となる。さらに、チャタリングによる読み取り時間のロスの発生を防止することが可能となり、原稿読み取りのスループットを向上させることが可能となる。

また、本実施の形態では、フォトダイオード８２からは、９０度位相が異なる２つのＥＮＣ信号が出力されるので、逆転カウンタ１２３では、２つのＥＮＣ信号の変化態様を検出することにより、モータ５０が目標とする向きの回転であるか、または逆転であるかを容易に判断可能となる。

さらに、本実施の形態では、逆転カウンタ１２３における現在の値を参照すれば、逆転を最初に開始した時点から現在までの間における逆転の累積があるかどうか、判断することができる。そして、逆転の累積がある場合に、電力の増大を継続させることにより、モータ５０を確実に正転させることが可能となる。

また、本実施の形態では、判断部１１１では、所定の割り込み時間が到来すると、モータ５０に印加されるＤｕｔｙ比が段階的に増加させられるので、モータ５０を段階的に加速させることが可能となる。また、段階的なＤｕｔｙ比の増加により、モータ５０の正転を確実化させることが可能となる。

また、本実施の形態では、モータ５０は、ＤＣモータである。このため、ステッピングモータを用いる場合等よりも、騒音の発生を低減させることが可能となる。

以上、本発明の一実施の形態について述べたが、本発明は、種々変形可能である。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、モータ５０として、ＤＣモータを用いる場合について説明している。しかしながら、モータは、ＤＣモータには限られず、例えばモータの騒音がさほど問題とならない場合には、ステッピングモータを用いるようにしても良い。また、同期モータなどのＡＣ（交流）モータとしても良い。

また、上述の実施の形態では、制御回路１００は、ＣＰＵ１０１と、ＡＳＩＣ１０４とを備えている。しかしながら、制御回路１００としては、ＡＳＩＣのみでモータ５０の制御を司るように構成しても良く、また、これら以外に種々の周辺機器が組み込まれた１チップマイコン等を組み合わせて、制御回路１００を構成するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、被搬送物として、キャリッジ３０を用いる場合について説明しているが、例えば原稿を直接送る方式の原稿読取装置においては、被搬送物を用紙等の原稿としても良い。また、上述の実施の形態においては、ＣＩＳ方式のイメージセンサが用いられているが、その他の方式として、光学縮小方式のイメージセンサを用いるようにしても良い。

さらに、上述の実施の形態では、モータ５０を極低速駆動させるために、Ｄｕｔｙ比を段階的に所定の増加量ずつ増加させている。しかしながら、Ｄｕｔｙ比は、所定の増加量ずつ増加させる場合には限られず、例えばホールド電流付近の電流の場合の増加ピッチを、ホールド電流から離間する部位よりも大きくする等、増加量を変動させるようにしても良い。また、上述の実施の形態における原稿読取装置１０は、プリンタ機能等を備える構成（プリンタ、コピー機等）のような、複合的な機器の一部であっても良い。

本発明の一実施の形態に係る原稿読取装置の概略構成を示す図である。 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。 モータ駆動開始時の動作フローを示す図である。 チャタリングなしの状態での電流とＥＮＣ信号の関係を示す図である。 チャタリングありの状態でのＥＮＣ信号の態様を示す図である。

符号の説明

１０…原稿読取装置、２０…イメージセンサ、３０…キャリッジ（被搬送物に対応）、５０…モータ、８０…フォトインタラプタ（信号出力手段の一部に対応）、１００…制御回路（信号出力手段の一部、電力加算制御手段、正逆判断手段、電力低下判断手段に対応）、１０１…ＣＰＵ、１０４…ＡＳＩＣ、１０６…タイマ、１１１…判断部、１１２…Ｄｕｔｙ計算部（電力加算制御手段）、１２１…イメージセンサ制御部、１２２…位置演算部、１２３…逆転カウンタ、１２４…周期演算部、１２５…ＥＮＣ割込み信号出力部（信号出力手段）、１２５…モータ制御部

Claims (7)

1. 被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの回転に基づいて、割り込み信号を出力する信号出力手段と、
   上記モータに対して印加する電力を時間の経過に伴って待機電力から増大させる制御を行うための電力加算制御手段と、
   上記モータが目標とする向きに回転しているか、またはその逆向きの回転であるかを判断する正逆判断手段と、
   上記正逆判断手段で上記モータが目標とする向きに回転していると判断される場合には、上記割り込み信号の入力に基づいて、上記モータに印加する電力を待機電力に低下させる指令を上記電力加算制御手段に与えると共に、上記正逆判断手段で上記モータが目標とする向きとは逆向きに回転していると判断される場合には、上記割り込み信号が入力されても、上記電力加算制御手段において上記モータに印加する電力を増大させる制御を継続させる電力低下判断手段と、
   を具備することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記信号出力手段は、前記モータの回転に応じて出力される出力信号におけるハイレベルおよびローレベルの間のエッジを検出する度に前記割り込み信号を出力すると共に、この信号出力手段は互いに位相が９０度異なる２つの上記出力信号を出力し、
   前記正逆判断手段は、この２つの出力信号のレベルの変化態様により、前記モータが目標とする向きの回転であるか、またはその逆向きの回転であるかを判断する、
   ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記正逆判断手段で前記モータが前記逆向きの回転であると判断される場合、カウント値の加算を行うと共に、前記モータが前記目標とする向きの回転であると判断される場合、上記カウント値が０となるまで減算を行う逆転カウント手段を具備すると共に、
   前記電力低下判断手段は、上記逆転カウント手段における上記カウント値が０である場合に、前記モータに印加する電力を待機電力に低下させる指令を前記電力加算制御手段に与え、上記カウント値が０より大きい場合には、前記割り込み信号が入力されても、前記電力加算制御手段において上記モータに印加する電力を増大させる制御を継続させる、
   ことを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
4. 前記電力加算制御手段は、所定の割り込み時間が到来する場合に、前記モータに印加するＤｕｔｙ比を段階的に増加させると共に、このＤｕｔｙ比に対応する電流を当該モータに印加することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記モータは、ＤＣモータであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
   前記モータ制御装置により制御されるモータと、
   上記モータにより原稿読取位置を移動させられる被搬送物と、
   を具備することを特徴とする原稿読取装置。
7. 被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの回転に基づいて、割り込み信号を出力する信号出力ステップと、
   上記モータに対して印加する電力を時間の経過に伴って待機電力から増大させる制御を行う電力加算制御ステップと、
   上記モータが目標とする向きに回転しているか、またはその逆向きの回転であるかを判断する正逆判断ステップと、
   上記正逆判断ステップで上記モータが目標とする向きに回転していると判断される場合には、上記割り込み信号の入力に基づいて、上記モータに印加する電力を待機電力に低下させ、上記正逆判断ステップで上記モータが目標とする向きとは逆向きに回転していると判断される場合には、上記割り込み信号が入力されても、上記モータに印加する電力の増大を継続させる選択ステップと、
   を具備することを特徴とするモータ制御方法。

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