JP6488603B2

JP6488603B2 - モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法、およびプログラム

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Publication number: JP6488603B2
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Inventors: 勇樹今泉
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Description

本発明は、モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法、およびプログラムに関するものである。

従来、複合機の原稿搬送や読取光学系の移動制御には、ステッピングモータが使用されている。ステッピングモータの駆動制御は、脱調しない駆動周波数でモータ駆動を開始し、目標速度まで加速し、再び脱調が生じない範囲で減速し停止するのが基本となっている。モータの脱調は現パルス周期と次パルス周期の差が大きければ大きいほど発生しやすいため、加減速テーブルに設定する値は脱調を起こさない範囲で設定する必要がある。なお、脱調が生じない程度の速度が目標速度の場合、加速、減速は必要ない。

脱調を生じさせないための加減速領域における周期設定をＳＲＡＭ（Static RAM）などの領域にテーブルとして格納しておくとともに、その総パルス数を励磁モードに応じたパルス数（例えばＷ１−２相の場合は８の倍数など一意に決まる）に設定する。これによって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の介在なしで逐次リードすることでモータ駆動時のＣＰＵ負荷を軽減させ、かつ励磁モードに対応した励磁位置に停止させる技術が既に知られている。

例えば、あらかじめＳＲＡＭ等に加減速テーブルを設定しておき、画像蓄積メモリの空き容量をＣＰＵが確認しつつ、モータ駆動の加減速を制御することが開示されている（特許文献１参照）。

また、特許文献２には、加速データの異常発生時にモータ駆動を強制停止させることが目的で、読み出した加速データから加速度を算出し加速度に異常があった場合、減速データの読み出しを順次行いモータ動作を停止させる技術が開示されている。

しかしながら、上記に示される従来のモータ駆動制御にあっては、加速中に何らかの理由でモータを強制停止させたい場合、脱調を防止するために加速制御が完了してから減速制御へ移行する必要がある。このため、強制停止位置でモータ駆動を停止させることができず、モータの駆動開始から停止までの最低駆動パルス数が一定となる問題があった。

また、減速動作を行わず強制停止位置でモータ駆動を停止させた場合、脱調は発生しないが、モータの励磁位置に関係なく停止してしまうため、再駆動時に駆動トルクが足りない、かつ、急停止によるモータ自体への負荷が大きいという問題があった。

また、特許文献１では、加速途中に停止命令を受けた場合、そのタイミングしだいでは加速状態から減速状態へ遷移時にモータの脱調を引き起こしてしまう。また、特許文献２では、モータ停止時にモータが励磁位置で停止できない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加速中にモータの駆動を停止させる際に、脱調を発生させずかつ励磁位置でモータ駆動を停止させるとともに、強制停止位置から最小限のパルス数でモータの駆動を停止させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータを駆動するパルス数をカウントするカウント部と、前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を格納する格納部と、前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出部と、前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出部と、前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出部で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御部と、を備え、前記格納部の駆動情報は、減速テーブルを含み、前記駆動制御部は、次の加速テーブルのパルス周期をリードしたタイミングで、前記格納部にあらかじめ設定されている前記減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードし保持しておく、ことを特徴とする。

本発明は、加速中にモータの駆動を停止させる際に、脱調を発生させずかつ励磁位置でモータ駆動を停止させることができるとともに、強制停止位置から最小限のパルス数でモータの駆動を停止させることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成図である。図２は、実施の形態にかかるモータ駆動制御装置の機能構成を示すブロック図である。図３−１は、図２のモータ駆動制御装置によって実行されるモータ制御動作例を示すフローチャート（１）である。図３−２は、図２のモータ駆動制御装置によって実行されるモータ制御動作例を示すフローチャート（２）である。図４−１は、格納部の加速テーブルの設定例を示す図表である。図４−２は、格納部の定速パルスの設定例を示す図表である。図４−３は、格納部の減速テーブルの設定例を示す図表である。図５は、通常動作におけるステッピングモータの回転速度と移動の関係を示すグラフである。図６は、図５の通常動作を示すタイミングチャートである。図７は、従来の強制停止動作におけるステッピングモータの回転速度と移動の関係を示すグラフである。図８は、図７の従来の強制動作を示すタイミングチャートである。図９は、強制停止時に直ちにモータ挙動を停止した場合のステッピングモータの回転速度と移動の関係を示すグラフである。図１０は、図９の強制停止時に直ちにモータ挙動を停止した場合を示すタイミングチャートである。図１１は、定速時に１３発目で強制停止した場合のステッピングモータの回転速度と移動の関係を示すグラフである。図１２は、本発明にかかる強制停止動作例のステッピングモータの回転速度と移動の関係を示すグラフである。図１３は、図１２の強制停止動作例を示すタイミングチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるモータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
本実施の形態のモータ駆動制御装置は、加速状態にモータ制御の強制停止を実施するに際して、モータの脱調を引き起こさず、理想的なモータ停止位置でモータ駆動を停止するものである。以下の図面を用いて詳細に説明する。

まず、本例のモータ駆動制御装置が搭載される画像形成装置例について説明する。図１は、実施の形態にかかる画像形成装置１の概略構成図である。図１に示すように、画像形成装置１は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１Ａと、装置本体１Ｂと、を備える。また、装置本体１Ｂは、給紙部３と、画像読取部４と、画像形成部５とから構成されている。

ＡＤＦ１Ａは、原稿トレイ２０と、原稿給紙ローラ２１と、原稿搬送ベルト２２と、原稿排紙ローラ２３と、原稿排紙トレイ２４とを含んで構成されている。ＡＤＦ１Ａは、画像読取部４に対し、ヒンジなどの開閉機構（図示せず）を介して開閉自在に取り付けられている。

原稿給紙ローラ２１は、原稿トレイ２０に載置された原稿（図示せず）束から原稿を１枚ずつ分離して、画像読取部４に向かって搬送する。原稿搬送ベルト２２は、原稿給紙ローラ２１によって分離された原稿を画像読取部４に搬送する。原稿排紙ローラ２３は、原稿搬送ベルト２２によって画像読取部４から排紙される原稿を、原稿トレイ２０の下方の原稿排紙トレイ２４に排紙する。

画像読取部４は、筐体４０と、走査光学ユニット４１と、コンタクトガラス４２と、駆動手段（図示せず）とを含んで構成されている。走査光学ユニット４１は、筐体４０の内部に設けられるとともに、ＬＥＤユニットを備えている。走査光学ユニット４１は、ＬＥＤユニットから主走査方向に光を照射するとともに、駆動手段によって全照射領域内において副走査方向に走査される。これにより、走査光学ユニット４１は、原稿の２次元カラー画像を読み取るようになっている。

コンタクトガラス４２は、画像読取部４の筐体４０の上部に設けられ、筐体４０の上面部を構成している。駆動手段は、走査光学ユニット４１に固定された不図示のワイヤと、このワイヤに橋架される複数の従動プーリ（図示せず）および駆動プーリ（図示せず）と、駆動プーリを回転させるモータとを備えている。

給紙部３は、給紙カセット３０と、給紙手段３１とを備えている。給紙カセット３０は用紙サイズの異なる記録媒体としての用紙（図示せず）を収容する。給紙手段３１は、給紙カセット３０に収容された用紙を画像形成部５の主搬送路７０まで搬送する。

また、画像形成部５の側面には、手差しトレイ３２が画像形成部５に対して開閉可能に配設されており、画像形成部５に対して開いた状態でトレイ上面に紙束が手差しされる。手差しされた紙束における一番上の用紙は、手差しトレイ３２の送出ローラによって主搬送路７０に向けて送り出される。

主搬送路７０には、レジストローラ対７０ａが配設されている。レジストローラ対７０ａは、主搬送路７０内を搬送されてくる用紙をローラ間に挟み込んだ後、所定のタイミングで２次転写ニップに向けて送り込む。

画像形成部５は、露光ユニット５１、タンデム作像ユニット５０、中間転写ベルト５４、中間転写ローラ５５、２次転写装置５２、定着ユニット５３などを有している。また、画像形成部５は、主搬送路７０、反転搬送路７３、排紙路６０などを有している。

図１に示すように、露光ユニット５１は、タンデム作像ユニット５０に隣接して配置されている。露光ユニット５１は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応して設けられた感光体ドラム７４に露光を行うようになっている。

タンデム作像ユニット５０は、中間転写ベルト５４の上であって、中間転写ベルト５４の回転方向に沿って配置されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの作像ユニット７５から構成されている。個々の作像ユニット７５は、詳細な図示を省略するが、上記各色に対応して設けられた感光体ドラム７４の周りに帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。そして、各感光体ドラム７４とその周りに設けられる上記各装置がユニット化されて１つのプロセスカートリッジを構成している。

タンデム作像ユニット５０は、画像読取部４によって読み取られて色別分解された画像情報に基づいて、各感光体ドラム７４に色分けしてトナーにより形成された可視画像（トナー画像）を形成するようになっている。また、各感光体ドラム７４に形成された可視画像は、各感光体ドラム７４と中間転写ローラ５５との間で中間転写ベルト５４に転写されるようになっている。

一方、中間転写ベルト５４を挟んでタンデム作像ユニット５０の反対側には、２次転写装置５２が設けられている。２次転写装置５２は、転写部材としての２次転写ローラ５２１を有している。この２次転写ローラ５２１を中間転写ベルト５４に押し当てることにより、２次転写ニップを形成している。この２次転写ニップには、中間転写ベルト５４に形成されたトナー画像が、給紙部３から主搬送路７０を介して搬送された用紙に転写されるように構成されている。

２次転写ニップでトナー画像が転写された用紙は、２つの支持ローラ５７に張架された用紙搬送ベルト５６により定着ユニット５３へ送り込まれる。

定着ユニット５３は、無端ベルトである定着ベルト５８に加圧ローラ５９を押し当てて構成している。そして、定着ユニット５３は、加圧ローラ５９により用紙に熱と圧力を加えることにより、用紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、用紙にカラー画像として定着するようになっている。

このようにしてカラー画像が定着された用紙は、排紙搬送路としての排紙路６０を経由して機外の排紙トレイ６１上にスタックされる。

また、図１に示すように、反転搬送路７３が、２次転写装置５２および定着ユニット５３の下側に設けられている。反転搬送路７３は、用紙の両面に画像を形成するために、定着ユニット５３から排出された用紙の表裏を反転させて再度、主搬送路７０を介して２次転写装置５２に供給するためのものである。

また、主搬送路７０や反転搬送路７３には、搬送経路に沿って複数の紙詰まり検知手段としての用紙検知センサ（図示せず）が配置されている。なお、用紙検知センサの数や配置箇所は適宜設定される。各用紙検知センサが、それぞれ予め決められた時間内に用紙の通過を検知しないとき、用紙ジャムが発生したことを把握し、画像形成装置１の表示部（図示せず）などにジャムが発生したことを通知する。

以上のように構成される画像形成装置１には、以下のようなモータが搭載されている。例えば、感光体ドラム７４を駆動するモータ、中間転写ベルト５４を駆動するモータ、用紙搬送ベルト５６を駆動するモータなど、適切な画像形成を行うために一定速度で回転することが要求されるモータが設けられている。そして、画像形成装置１は、これら画像形成に用いるモータをフィードバック制御により定速回転となるように駆動制御するモータ駆動制御装置を備えている。以下、本実施の形態にかかる画像形成装置１が備えるモータ駆動制御装置１００の具体例について説明する。

図２は、実施の形態にかかるモータ駆動制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。図示するように、モータ駆動制御装置１００は、制御対象のステッピングモータ１０１、モータドライバ１０２、モータ制御部１０３、ＣＰＵ１０４、ＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６を備えている。

ステッピングモータ１０１としては、例えば、前述した画像形成装置１の感光体ドラム７４、中間転写ベルト５４、用紙搬送ベルト５６、または画像読取部４のキャリッジ等を駆動する駆動源を対象としている。

モータドライバ１０２は、モータ制御部１０３の制御信号に基づいてステッピングモータ１０１を駆動するための駆動電流を出力する。

モータ制御部１０３は、マイクロコンピュータシステムでなる。すなわち、モータ制御部１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有する。モータ制御部１０３は、モータドライバ１０２を介してステッピングモータ１０１の制御を実行する。モータ制御部１０３は、カウント部１０、駆動制御部１１、格納部１２、停止パルス数算出部１３、減速開始位置算出部１４を有する。

なお、上述のモータ制御部１０３の機能構成の全部、または一部をハードウェアで構成してもよい。

カウント部１０は、駆動制御部１１より出力されるステッピングモータ１０１のパルス数をカウントする。

格納部１２は、ステッピングモータ１０１を加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を格納する。具体的には、格納部１２は、後述する図４−１〜図４−３に示すように駆動パルスのパルス周期とステッピングモータ１０１の加減速するための加速テーブルおよび減速テーブルを格納する。また、格納部１２に加速テーブルを設定する際に、加速テーブルのアドレスに応じた減速テーブルの読み出し開始位置をあらかじめ設定しておく。格納部１２には、例えばＳＲＡＭ（Static RAM）などの記憶装置を用いる。

減速開始位置算出部１４は、格納部１２の駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する。すなわち、減速開始位置算出部１４は、ステッピングモータ１０１を強制停止する場合、減速テーブルの読み出し開始位置（減速開始位置となるアドレス）を算出する。減速開始位置は停止処理実施時における加速のパルス周期によって算出される。

停止パルス数算出部１３は、ステッピングモータ１０１の停止時にステッピングモータ１０１の励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する。この必要なパルス数は、停止までのパルス数とステッピングモータ１０１の後述する励磁モードより算出する。

駆動制御部１１は、ステッピングモータ１０１の強制停止時に、カウント部１０でカウントされたパルス数と減速開始位置算出部１４で算出した減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止する。駆動制御部１１は、減速動作を停止した後、停止パルス数算出部１３で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する。

駆動制御部１１は、ステッピングモータ１０１を駆動するためのパルスを生成する。パルス出力はＣＰＵ１０４からの起動トリガによって開始され、あらかじめ設定されたパルス数を出力する、またはＣＰＵ１０４からの強制停止命令によって出力を停止する。出力する駆動パルスの周期、駆動パターンは、格納部１２からリードされた値に応じて決定する。なお、格納部１２の各テーブルの読み出しについては、適宜、リードと記載する。

加速テーブルおよび減速テーブルは、それぞれアドレスに応じてパルス周期が設定され、所定のテーブル位置から降順、もしくは昇順にリードされる。強制停止時は、減速開始位置算出部１４によって算出された減速開始位置のアドレスから減速テーブルをリードする。加速動作時は、減速開始位置算出部１４に、加速周期に一番近い減速テーブル位置を転送する。駆動パターンは、加減速テーブルと別に管理され、常に定められた順序で読み出しが行われる。なお、制御するステッピングモータ１０１の励磁モードによってリード順は決定される。

ＣＰＵ１０４は、ＲＯＭ１０５の制御プログラムに従ってＲＡＭ１０６をワーキングメモリとして用い、モータ制御部１０３の起動処理、強制停止処理、加速テーブルおよび減速テーブルの設定を実施する。

図３−１、図３−２は、図２のモータ駆動制御装置１００によって実行されるモータ制御動作例を示すフローチャートである。本制御を開始すると、まず、モータ制御部１０３は、格納部１２におけるステッピングモータ１０１の加速テーブルおよび減速テーブルを設定する（ステップＳ１１）。ここでは、加速テーブルおよび減速テーブルは、アドレス昇順、もしくはアドレス降順にリードされるため、それに準じた値を設定する。

続いて、各種モータ駆動に必要な設定を行う（ステップＳ１２）。主な設定項目としては、モータ励磁モード、定速パルス数、定速パルス周期等がある。続いて、モータ制御部１０３は、ＣＰＵ１０４よりモータ駆動開始トリガをＯＮにする（ステップＳ１３）。続いて、加速テーブルからパルス周期を読み出し、リード値に応じたパルスを順次出力することでステッピングモータ１０１の加速動作を実施する（ステップＳ１４）。

続いて、駆動制御部１１は、加速中に何かしらの要因でステッピングモータ１０１の動作を強制停止するか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここでステッピングモータ１０１の動作を強制停止の処理の発生ではないと判断した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、さらに、駆動制御部１１は、加速動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、駆動制御部１１は、加速動作が完了していない場合には（ステップＳ１６：Ｎｏ）、完了するまで加速動作を継続する。一方、ステップＳ１６において、加速動作が完了したと判断すると（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、駆動制御部１１は、あらかじめ設定された定速パルス周期のパルスを出力して定速動作を開始する（ステップＳ１７）。

続いて、上述した加速時と同様に、定速動作中も強制停止を行うか否かを判断する（ステップＳ１８）。ここでステッピングモータ１０１の動作を強制停止の処理の発生ではないと判断した場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、さらに、駆動制御部１１は、設定パルス数の定速パルス周期を出力したかにより、定速動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ１９）。ここで、駆動制御部１１は、定速動作が完了していない場合には（ステップＳ１９：Ｎｏ）、完了するまで定速動作を継続する。一方、ステップＳ１９において、定速動作が完了したと判断すると（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、駆動制御部１１は、加速時と同様に、格納部１２の減速テーブルを用いてパルス周期を順次リードし減速を開始する（ステップＳ２０）。

続いて、駆動制御部１１は、減速動作を完了したか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで駆動制御部１１は、減速動作が完了していなければ（ステップＳ２１：Ｎｏ）この判断を繰り返し実行し、減速動作が完了した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、さらに、ステッピングモータ１０１の停止位置が、設定された励磁モードに応じた励磁位置となっているかを判断する（ステップＳ２２）。ここで励磁位置となっていると判断した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ステッピングモータ１０１の駆動を停止する（ステップＳ２３）。

ステップＳ１５においてステッピングモータ１０１の動作を強制停止の処理の発生であると判断すると（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、駆動制御部１１は、次の制御を行う。駆動制御部１１は、加速中に強制停止を実施する場合、強制停止発生時の加速テーブルに格納されているパルス周期より、減速開始のパルス周期を算出し、減速テーブルの読み出し開始位置を決定する（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４を実行した後、またはステップＳ１８でステッピングモータ１０１の動作を強制停止の処理の発生であると判断した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、駆動制御部１１は、つぎの動作を実行する。すなわち、駆動制御部１１は、強制停止するまでのパルス数のカウントと減速テーブルの読み出し開始位置から停止するまでのパルス数より、合計パルス数を算出し、励磁モードに応じた停止位置で停止するために必要なパルス数を算出する（ステップＳ２５）。このステップＳ２５を実行した後、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２２において励磁位置で停止していないと判断した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、駆動制御部１１は、算出された補正パルス数分、減速最終段と同じパルス周期のパルスを出力することでステッピングモータ１０１を励磁モードに応じた位置まで回転させる（ステップＳ２６）。このステップＳ２６を実行した後、ステップＳ２３に進む。

ところで、前述のとおり、ステッピングモータ１０１は励磁モードに応じて停止位置が異なる。例として以下のような条件でモータ挙動を停止する必要がある。
２相励磁：総パルス数が２の倍数
１−２相励磁：総パルス数が４の倍数
Ｗ１−２相励磁：総パルス数が８の倍数

また、ステッピングモータ１０１の状態遷移の例として以下の条件で状態遷移するとする。
加速状態 ⇒ 定速状態：加速テーブルからリードしたパルス周期が定速パルス周期より小さい値であった場合。
またはあらかじめ設定した加速テーブルのパルス周期を出力した場合。
定速状態 ⇒ 減速状態：あらかじめ設定された定速パルス周期を出力した場合。
減速状態 ⇒ 停止状態：減速テーブルのパルス周期から所定の値（例えば全てのｂｉｔが１）をリードした場合。
またはあらかじめ設定した減速テーブルのパルス周期を出力した場合。

次に、各動作のステッピングモータ１０１の制御について説明する。なお、動作については以下の条件で動作した場合を例に説明する。
励磁モード：Ｗ１−２相励磁
加速テーブル：３２段
定速パルス数：１２８段
減速テーブル：３２段

図４−１に格納部１２の加速テーブルの設定例、図４−２に格納部１２の定速パルスの設定例、図４−３に格納部１２の減速テーブルの設定例を示す。この図４−１〜図４−３に示すテーブルは、上記ステッピングモータ１０１の各条件に相当する例である。なお、これら各テーブルの読み出しタイミングは該当パルス出力前に実施される。

まず、各動作のステッピングモータ１０１の制御における通常動作例について図５、図６を参照して説明する。図５は、ステッピングモータ１０１の通常動作例におけるステッピングモータ１０１の回転速度と移動の関係を示すグラフである。図６は、図５の通常動作例を示すタイミングチャートである。

図５、図６に示す通常動作では、加速時は、加速テーブル（図４−１参照）のアドレス０ｘ００００から読み出しを開始し、加速テーブルのアドレス０ｘ００２０に格納されている。パルス周期を読み出した段階で、“定速パルスのパルス周期＞加速テーブルのパルス周期”の条件に合致するため定速状態へ遷移する。定速状態では、パルス周期が０ｘ００３０のパルスを１２８パルス出力し、減速状態へ遷移する。また、減速時は、加速時と同様に減速テーブル（図４−３参照）のアドレス０ｘ００００から読み出しを開始し、減速テーブルのアドレス０ｘ００２０に格納されているパルス周期０ｘＦＦＦＦをリードした段階で停止する。なお、パルスを出力する前にパルス周期をリードしておく必要があるためパルス周期０ｘＦＦＦＦをリードしたタイミングの最終パルス周期は０ｘ０８００となる。

次に、従来の強制停止動作例について図７、図８を参照して説明する。図７は、従来の強制停止動作例におけるステッピングモータ１０１の回転速度と移動の関係を示すグラフである。図８は、図７の強制停止動作例を示すタイミングチャートである。ここでは、ステッピングモータ１０１の脱調を防ぐため加速中に強制停止を実施しても、加速が完了してから停止する場合、加速時：１０パルス目にて強制停止を実施した場合を例に説明する。

従来の強制停止動作例では、通常動作時と同様に加速を実施するが、１０パルス出力したタイミングで強制停止を実施する。さらに、脱調防止や、励磁位置での停止を行うため、加速パルス３２発全てを出力し終えてから減速を開始する。そのため、出力パルス数１０発の時点で強制停止を実施しているにも関わらず、最終的な出力パルス数は、加速テーブルの３２発と減速テーブルの３２発の合計６４発になる。なお、加速終了のトリガであるパルス周期０ｘ００２０をリードしたタイミングで、直ちに減速開始１発目のパルス周期をリードする。これは、加速最終のパルス出力中に減速のパルス周期をリードしておかなければ、減速１発目のパルス周期が正しく出力されないためである。

次に、強制停止時に直ちにモータ挙動を停止する例について図９、図１０を参照して説明する。本例では、加速時：２３パルス目にて強制停止を実施した場合を例に説明する。

前述した通常動作と同様に加速を開始するが、図９に示すように２３パルス目で強制停止を実施する。強制停止時に減速して停止せず強制停止実施のタイミングでモータ駆動を停止させるため、加速状態から停止へ遷移する（図１０参照）。そのため、強制停止が発生したタイミングによっては励磁位置での停止ができない、かつステッピングモータ１０１への負荷が大きいという問題がある。

次に、定速時：１３パルス目にて強制停止を実施した場合について図１１を参照して説明する。なお、タイミングチャートに関しては、通常状態の定速状態のパルス数が少ない以外差異がないため省略する。ここでは、前述した通常通り加速を開始し、定速状態に遷移してから１３パルス目で強制停止を実施する。強制停止を実施した直後から減速状態へ遷移するため、加速３２パルス、定速１３パルス、減速３２パルスの動作となってしまい、モータ駆動停止までの出力パルス数は７７パルスとなり、励磁位置での停止（総パルス数が８の倍数）ができない。

また、減速状態時に強制停止を実施する場合には、減速状態時に強制停止を実施したとしても、モータ制御の挙動は前述した通常状態と同様になる。

次に、本発明にかかる強制停止動作例について図１２、図１３を参照して説明する。本例では、加速時：２３パルス目にて強制停止を実施した場合について説明する。

まず、カウント部１０は、前述した通常動作と同様にステッピングモータ１０１の駆動の加速を開始するとともに、出力パルスの合計をカウントしておく。ステッピングモータ１０１の励磁モードによって、励磁位置に停止する倍数は決定される（Ｗ１−２相は８の倍数）ため、出力パルスのカウンタの値より、補正パルスのカウントを行う。補正パルスは、出力パルスのカウンタと補正パルスの合計値が８の倍数となるようにカウントする。

また、減速開始位置算出部１４は、加速パルスに応じた、減速テーブルのパルス周期の読み出し開始位置の算出も同時に実施する。減速テーブルのパルス周期の読み出し開始位置は、現在出力しているパルス周期より大きく、かつ最も近いパルス周期が格納されているアドレスとなる。このアドレスは、格納部１２の加速テーブル（図４−１参照）を設定する際にあらかじめ設定しておく。なお、加速周期をリードしたタイミングで減速テーブル（図４−３参照）をサーチしてもよい。

このように、加速から減速へ遷移する際の周期差は最小となるため、状態遷移時にステッピングモータ１０１の脱調は発生しない。

駆動制御部１１は、強制停止を実施したタイミングで、前述の算出された減速テーブルの読み出し開始アドレスより、減速１発目のパルス周期をリードしておく。また、駆動制御部１１は、加速テーブルのパルス周期を出力し終わったタイミングで、減速テーブルのパルス周期の出力を開始し、所定のパルス周期（０ｘＦＦＦＦ）をリードするまで減速動作を行う。

駆動制御部１１は、減速が終わったタイミングで、補正パルスカウンタの値分の補正パルスを出力する。このときパルス周期は、減速最終出力のパルス周期と同等のものとする。

このように、駆動制御部１１は、ステッピングモータ１０１の励磁モードによって一意に決定されるＮ（Ｎは整数）の値より、パルス出力と同タイミングでＮ−１から０までのダウンカウントを繰り返す。これによって現在のパルス数において励磁位置で停止するために必要なパルス数を算出する。

また、駆動制御部１１は、モータ駆動開始時より出力パルスカウントを行い、モータ駆動停止命令時に減速テーブルの読み出し開始位置から減速テーブルの最終段までのパルス数を算出する。算出されたパルス数とステッピングモータ１０１の停止命令時までのパルス数より、停止に必要な合計パルス数を算出し、ステッピングモータ１０１の励磁モードによって一意に決定されるＮ（Ｎは整数）の倍数になるために必要なパルス数を算出する。

定速時に強制停止を実施した場合の減速移行時の制御は従来の制御と同様に行う。また、減速後の補正に関しても加速時の制御と同様に行う。また、減速時に強制停止を実施した場合にも前述した従来の駆動制御と同様に行う。

すなわち、駆動制御部１１は、定速時にモータ停止命令を受けた場合は、停止命令を受けた次のパルス出力より減速動作へ遷移する。また、駆動制御部１１は、減速時にステッピングモータ１０１の停止命令を受けた場合は、通常通り減速が完了してからモータ駆動を停止する。

このように上述してきた実施の形態のモータ駆動制御装置１００は次のような制御を行っている。格納部１２にあらかじめモータ駆動の加速テーブルおよび減速テーブルを設定しておき、カウント部１０により強制停止発生時までのパルス数をカウントしておく。また、減速開始位置算出部１４は、強制停止発生時のパルス周期より、減速テーブルの読み出し開始位置を算出し、減速に必要なパルス数を算出する。

減速テーブル読み出し開始位置は、減速テーブルに設定されているパルス周期が強制停止時のパルス周期以上、かつ最も近い値となっているパルス周期が格納されているアドレスとなる。なお、減速のパルス数は読み出し開始位置から停止までのパルス数となる。停止パルス数算出部１３は、加速のパルス数と減速のパルス数より、励磁位置に停止するための不足パルス数を算出し、駆動制御部１１は、減速が完了した後に不足分の減速最終のパルス周期のパルスを出力する。

上記によって算出された減速開始時のパルス周期は強制停止時のパルス周期以上かつ最も値が近いため、加速状態から減速状態へ切り替わっても、加速最終周期と減速最初の周期の差は小さく脱調は発生しない。さらに、減速終了時に、ステッピングモータ１０１の励磁モードで決定される励磁位置への停止に必要なパルス数が算出されるため、励磁位置で停止することが可能である。このため、ステッピングモータ１０１の駆動加速中に強制的にモータ動作を停止させたときに、脱調を発生させず、かつ最小のパルス数でモータ駆動を停止できると共に、停止位置がステッピングモータ１０１の励磁位置とすることができる。

また、駆動制御部１１は、次の加速テーブルのパルス周期をリードしたタイミングで、格納部１２にあらかじめ設定されている減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードし保持しておく。

また、駆動制御部１１は、ステッピングモータ１０１の停止命令を受けたタイミングで、現在の加速テーブルの読み出し位置に応じた減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードする。

また、減速開始位置算出部１４は、減速テーブルからパルス周期をリードし、その読み出したパルス周期と出力されるパルス周期の値を比較することで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する。

また、減速開始位置算出部１４は、加速テーブルから次のパルス周期をリードしたタイミングで減速テーブルから周期を順次リードする。そして、減速開始位置算出部１４は、次の加速テーブルのパルス周期と読み出した減速テーブルのパルス周期を比較し加速テーブルのパルス周期の方が小さくなったタイミングで次のパルス出力タイミング時の減速テーブル読み出し開始位置を決定する。

また、減速開始位置算出部１４は、現在の出力パルス数の合計が加速テーブルの半分未満の場合、減速テーブルの最終段より順次、減速テーブルのパルス周期をリードする。そして、減速開始位置算出部１４は、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期以上になったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する。

また、減速開始位置算出部１４は、現在の出力パルス数の合計が加速テーブルの半分以上の場合、減速テーブルの最初から順次、減速テーブルのパルス周期をリードする。そして、減速開始位置算出部１４は、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速パルス周期より大きくなったタイミングで減速テーブル読み出し開始位置を決定する。

ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭに予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。たとえば、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク（FD）、CD-R、DVD（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本実施の形態で実行されるプログラムは、上述したカウント部１０、駆動制御部１１、格納部１２、停止パルス数算出部１３、減速開始位置算出部１４の機能を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ等の主記憶装置上にロードされる。そして、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本実施の形態ではモータ駆動制御装置が適用される例として複合機などの画像形成装置をあげているが、ステッピングモータを制御対象とする装置であれば、本発明は適用可能である。

１０カウント部
１１駆動制御部
１２格納部
１３停止パルス数算出部
１４減速開始位置算出部
１００モータ駆動制御装置
１０１ステッピングモータ
１０２モータドライバ
１０３モータ制御部
１０４ＣＰＵ
１０５ＲＯＭ
１０６ＲＡＭ

特開２０１０−２２０１０８号公報特開２００６−２９６０９５号公報

Claims

モータを駆動するパルス数をカウントするカウント部と、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を格納する格納部と、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出部と、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出部と、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出部で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御部と、
を備え、
前記格納部の駆動情報は、減速テーブルを含み、
前記駆動制御部は、次の加速テーブルのパルス周期をリードしたタイミングで、前記格納部にあらかじめ設定されている前記減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードし保持しておく、
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウント部と、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を格納する格納部と、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出部と、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出部と、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出部で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御部と、
を備え、
前記格納部の駆動情報は、加速テーブルおよび減速テーブルを含み、
前記減速開始位置算出部は、現在の出力パルス数の合計が加速テーブルの半分未満の場合、前記減速テーブルの最終段より順次、減速テーブルのパルス周期をリードしていき、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期以上になったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウント部と、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を格納する格納部と、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出部と、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出部と、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出部で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御部と、
を備え、
前記格納部の駆動情報は、加速テーブルおよび減速テーブルを含み、
前記減速開始位置算出部は、現在のパルス数の合計が前記加速テーブルの半分以上の場合、前記減速テーブルの最初から順次、減速テーブルのパルス周期をリードしていき、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期より大きくなったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
前記格納部の駆動情報は加速テーブルおよび減速テーブルを含み、前記加速テーブルを設定する際に、前記加速テーブルのアドレスに応じた前記減速テーブルの読み出し開始位置をあらかじめ設定しておくことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
前記格納部の駆動情報には加速テーブルおよび減速テーブルを含み、前記駆動制御部は、前記モータの停止命令を受けたタイミングで、現在の加速テーブルの読み出し位置に応じた前記減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードすることを特徴とする請求項１または４に記載のモータ駆動制御装置。
前記格納部の駆動情報は減速テーブルを含み、前記減速開始位置算出部は、前記減速テーブルからパルス周期をリードし、その読み出したパルス周期と出力されるパルス周期の値を比較することで前記減速テーブルの読み出し開始位置を決定することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置。
前記格納部の駆動情報は加速テーブルおよび減速テーブルを含み、前記減速開始位置算出部は、前記加速テーブルから次のパルス周期をリードしたタイミングで前記減速テーブルから周期を順次リードし、次の加速テーブルのパルス周期と読み出した減速テーブルのパルス周期を比較し加速テーブルのパルス周期の方が小さくなったタイミングで次のパルス出力タイミング時の前記減速テーブルの読み出し開始位置を決定することを特徴とする請求項１ないし３、６の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウント工程と、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を記憶部に格納する格納工程と、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出工程と、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出工程と、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出工程で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御工程と、
を含み、
前記格納工程で格納する駆動情報は、減速テーブルを含み、
前記駆動制御工程は、次の加速テーブルのパルス周期をリードしたタイミングで、前記格納工程においてあらかじめ設定されている前記減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードし保持しておく、
ことを特徴とするモータ駆動制御方法。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウント工程と、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を記憶部に格納する格納工程と、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出工程と、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出工程と、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出工程で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御工程と、
を含み、
前記格納工程で格納する駆動情報は、加速テーブルおよび減速テーブルを含み、
前記減速開始位置算出工程は、現在の出力パルス数の合計が加速テーブルの半分未満の場合、前記減速テーブルの最終段より順次、減速テーブルのパルス周期をリードしていき、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期以上になったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とするモータ駆動制御方法。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウント工程と、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を記憶部に格納する格納工程と、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出工程と、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出工程と、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出工程で算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御工程と、
を含み、
前記格納工程で格納する駆動情報は、加速テーブルおよび減速テーブルを含み、
前記減速開始位置算出工程は、現在のパルス数の合計が前記加速テーブルの半分以上の場合、前記減速テーブルの最初から順次、減速テーブルのパルス周期をリードしていき、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期より大きくなったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とするモータ駆動制御方法。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウントステップと、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を記憶部に格納する格納ステップと、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出ステップと、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出ステップと、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出ステップで算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記格納ステップで格納する駆動情報は、減速テーブルを含み、
前記駆動制御ステップは、次の加速テーブルのパルス周期をリードしたタイミングで、前記格納ステップにおいてあらかじめ設定されている前記減速テーブルの読み出し開始位置より減速テーブルのパルス周期をリードし保持しておく、
ことを特徴とするプログラム。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウントステップと、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を記憶部に格納する格納ステップと、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出ステップと、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出ステップと、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出ステップで算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記格納ステップで格納する駆動情報は、加速テーブルおよび減速テーブルを含み、
前記減速開始位置算出ステップは、現在の出力パルス数の合計が加速テーブルの半分未満の場合、前記減速テーブルの最終段より順次、減速テーブルのパルス周期をリードしていき、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期以上になったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とするプログラム。
モータを駆動するパルス数をカウントするカウントステップと、
前記モータを加速、定速、および減速駆動するためのパルス周期を含む駆動情報を記憶部に格納する格納ステップと、
前記駆動情報に含まれるパルス周期のうち、強制停止時のパルス周期以上、かつ、強制停止時のパルス周期に最も近い値のパルス周期が格納されているアドレスを示す減速開始位置を算出する減速開始位置算出ステップと、
前記モータの停止時に前記モータの励磁位置に停止するために必要なパルス数を算出する停止パルス数算出ステップと、
前記モータの強制停止時に、前記カウントされたパルス数と前記減速開始位置から停止するパルス数との合計パルス数を出力して減速動作を停止した後、前記停止パルス数算出ステップで算出された停止に必要なパルス数に不足したパルス数を出力する駆動制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記格納ステップで格納する駆動情報は、加速テーブルおよび減速テーブルを含み、
前記減速開始位置算出ステップは、現在のパルス数の合計が前記加速テーブルの半分以上の場合、前記減速テーブルの最初から順次、減速テーブルのパルス周期をリードしていき、読み出した減速テーブルのパルス周期が加速テーブルのパルス周期より大きくなったタイミングで減速テーブルの読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とするプログラム。