JPH06113576A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 反転ブレーキ中（ステップ２１）の所定時間
におけるエンコーダパルス数をカウントすることによ
り、光学系の移動速度を検知し、その速度がほぼ停止す
る速度になった場合にショートブレーキをかけて光学系
の移動を停止し、この時の反転ブレーキ開始より停止ま
でのエンコーダパルス数（すなわち停止距離）を求める
ことにより、モータのトルク変動をその停止距離の変化
から知る。 【効果】 モータを減速または加速した際の目標速度到
達距離を計測することにより、走査光学系停止位置を精
度良く制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ制御装置に関す
るものである。さらに詳述すれば本発明は、例えば複写
機・イメージスキャナ・原稿読み取り装置などの画像読
み取り装置における走査光学系の駆動源であるモータの
制御に好適な、モータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機・イメージスキャナ・原稿
読み取り装置などの画像読み取り装置における走査光学
系において、光学部あるいは原稿台を有する走査部材を
停止する際の制動能力は、工場出荷時に設定された固定
のブレーキ能力に依存していた。

【０００３】また、従来のこの種の装置では、リアルタ
イムでモータ回転数を監視し、予め決められたブレーキ
開始位置より反転ブレーキをかけて減速し、所定のスピ
ードに達したならばショートブレーキをかける制動方式
が採られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、走査部材の移動時における摩擦抵抗や、そのと
きの室温等の雰囲気、さらには経時的要素等により走査
部材の負荷トルクが変動することに起因して、停止位置
の正確さに欠ける欠点があった。

【０００５】また、モータの自己昇温により発生トルク
が小さくなるため、走査部材を所定の停止距離内で停止
させることができず、その結果として停止位置が大きく
変動するという欠点があった。

【０００６】さらに、モータの温度を検出するなどして
モータのトルク変動を測定し、所定の停止距離内で停止
させることができなくなる温度に達するとき走査部材の
移動速度を減速する制御を行った場合には、走査部材の
移動速度、すなわちスキャンスピード（複写機において
は、コピースピードに対応する）が落ちてしまうという
欠点も生じていた。

【０００７】よって本発明の目的は上述の点に鑑み、モ
ータの負荷変動が生じた場合にも、運転能力および制動
能力に変化を生じさせないよう構成したモータ制御装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明はモータの回転速度情報を得る検出手段
と、前記モータを加速あるいは減速した際に、前記検出
手段から出力された情報に基づき、特定回転速度に達す
るのに要する時間もしくは回転角度に関連するデータを
測定する計測手段と、前記計測手段の出力値によりモー
タの出力トルク変動あるいは負荷の変動を検知し、前記
モータの回転速度を制御する制御手段とを具備したもの
である。

【０００９】

【作用】本発明の上記構成によれば、モータが発するト
ルクの変動およびモータに加わる負荷の変動を、計測手
段の出力に基づいて判別し、その判別に基づいてモータ
への駆動制御を行う。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１１】実施例１ 図１は、本発明を適用した複写機の光学系駆動機構を示
す。同図において、１は第１ミラー台（第１移動体）、
２は第２ミラー台（第２移動体）であり、該第１ミラー
台および第２ミラー台は案内軸３に摺動自在に嵌合する
とともに、コロ４，５によりレール６上に往復移動自在
に載置されている。

【００１２】５０は第１，第２ミラー台１，２を駆動す
る駆動手段であり、この駆動手段５０は駆動源３１のモ
ータによって正・逆回転する駆動プーリ７と、案内軸３
に沿って設けたプーリ９，１２と、第２ミラー台２上に
設けたプーリ１１と、上記各プーリ７，９，１１，１２
に巻回したワイヤ８とから構成されている。

【００１３】ここで、該ワイヤ８の一部は固定部材１０
によって第１ミラー台１に固定されているとともに、両
端８ａ，８ｂもそれぞれ他の固定端に固定されている。

【００１４】従って、前進の場合は駆動源であるモータ
３１によってプーリ７が矢印Ａ方向に回転されるとワイ
ヤ８はＡ′方向に引っ張られ、プーリ９を介して第１ミ
ラー台１をＡ″方向に移動するとともに、第２ミラー台
２はプーリ１１を介して牽引されるため、第１ミラー台
１の１／２の速度で移動する。

【００１５】後進の場合はプーリ７が矢印Ｂ方向に回転
され、プーリ１１，１２を介して第２ミラー台２および
第１ミラー台１を引き戻す。

【００１６】この時コロ４，５は、第１，第２ミラー台
１，２の移動にスムーズに追従して、レール６上を回転
しながら移動する。

【００１７】１３は、第１ミラー台１および第２ミラー
台２が定位置にあることを検出するフォトインタラプタ
等の検出手段である。

【００１８】図２は、エンコーダを用いたコントローラ
部の構成を示す。本図において、３１は図１に示したと
おり光学系を駆動するためのモータ、２６はモータの回
転数を検出するエンコーダ、２８はモータ３１を駆動す
るモータドライバである。２２は光学系駆動のシーケン
ス制御を行うマイクロプロセッサであり、その内部には
タイマ２２Ｃを内蔵している。１３は図１に示した検出
手段であり、定位置を検出するためのセンサから成る。
このセンサの出力は、マイクロプロセッサ２２の割り込
み端子Ｉ_ntに接続されている。２３はプログラムメモリ
であるＲＯＭ、２４はＲＡＭ、２５はＩ／Ｏ回路、２７
はカウンタである。

【００１９】上記構成において、モータ駆動のコントロ
ールについて以下に説明する。

【００２０】まず、タイマ２２Ｃにより、モータ回転数
目標値であるＦＳ（基準クロック）をモータドライバ２
８に与える。このＦＳを可変とすることによりモータ回
転数を可変とすることができる。モータ３１の定速制御
は、モータドライバ２８により、ＦＳとエンコーダ出力
信号ＦＧとの比較により定速制御が行われる。

【００２１】次にモータ３１の駆動・停止動作について
説明する。

【００２２】マイクロプロセッサ２２からの指令によ
り、入出力を司るＩ／Ｏ回路２５を介して、以下に述べ
る信号をモータドライバ２８に与える。駆動・停止指令
信号Ｄ／Ｓ＊、前進・後退指令信号Ｆ＊／Ｒをモータド
ライバ２８に与えることにより、モータは前進・後退を
する。ここでいう前進とは、図１中のＡ″方向に、また
後退とはＢ″方向に光学系が移動することをいう。そし
て、光学系を所定位置で停止させる際には、Ｆ＊／Ｒ信
号により反転ブレーキをかけ、次いでショートブレーキ
信号（ショートＢ・Ｒ）をモータドライバ２８に与え
る。

【００２３】本実施例では、逆回転を与える制動方法
（Ｆ＊／Ｒ信号によりコントロールする：以下、反転ブ
レーキと呼ぶ）と、モータのコイル間を同電位にする制
動方法（ショートＢ・Ｒ信号によりコントロールする：
以下、ショートブレーキと呼ぶ）を使用する。

【００２４】カウンタ２７は、エンコーダ２６からの出
力パルス数をカウントするカウンタである。エンコーダ
の出力パルスをカウントするタイミングはマイクロプロ
セッサ２２より指令することができ、マイクロプロセッ
サ２２は、そのカウント値を読み込むことが可能であ
る。また、マイクロプロセッサ２２からの指令により、
カウンタ２７のカウント値データをクリアすることが可
能である。

【００２５】ＲＡＭ２４内の所定番地には、カウンタ２
７によりカウントしたエンコーダパルス数の読み込み値
を格納しておくことができる。

【００２６】図３は、モータドライバ２８の詳細を示し
た回路図である。同図において、３１は図１および図２
に示したモータ、２６はモータ３１の回転数を検出する
エンコーダである。またＦＧ信号は、エンコーダ２６か
らの出力信号である。

【００２７】ＡＮＤゲート３３，３４，３５，３６に
は、ドライブ・ストップ信号であるＤ／Ｓ＊信号と、前
進（図１中のＡ″方向）・後退（図１中のＢ″方向）信
号であるＦ＊／Ｒ信号が入力されている。また、速度基
準信号であるＦＳ信号とモータ速度帰還信号であるＦＧ
信号とを入力する位相速度制御回路３７からはＰＷＭ信
号が出力され、これらのＡＮＤゲートに入力される。

【００２８】これらのＡＮＤゲート３３〜３６の出力
は、ドライバであるトランジスタ３７，３８，３９，４
０を駆動する。これによりモータ３１にＰＷＭ信号が加
わり、モータ速度指令に従った基準周波数信号（ＦＳ信
号）とエンコーダ２６からの帰還信号（ＦＧ信号）との
位相差が一定にするようにモータ３１が制御される。

【００２９】なお、前進時（Ｆ＊／Ｒ信号が０の時）に
はＮＯＴ回路４１によりＡＮＤゲート３３，３５が開か
ないようにしておく。また後進時（Ｆ＊／Ｒ信号が１の
時）には、ＮＯＴ回路４１によりＡＮＤゲート３４，３
６が開かないようにしておく。

【００３０】次に、本実施例におけるブレーキ制御方法
について、フローチャートを用いて説明する。

【００３１】図４は、光学系駆動処理のフローチャート
を示す。まず、ステップ１において光学系駆動の前処理
が行われ、ここでは光学系の前進移動量を前進カウント
値として所定のＲＡＭ番地に書き込み、カウンタのカウ
ント値を０にクリアしてカウンタのカウント開始指示を
行う。

【００３２】つぎに、ステップ２へ移行し、光学系の前
進を開始しステップ３へ移行する。ステップ３は光学系
が所定量前進したか否かを判断しており、すなわち、カ
ウンタのカウント値が前述の前進カウント値より小さい
か否かの比較を行い、小さい場合はステップ３へ戻り、
等しいかあるいは大きい場合はステップ４へ移行する。

【００３３】ステップ４では、光学系の後進を開始して
ステップ５へ移行する。ステップ５では、光学系が所定
位置まで戻ってきたか否かを検知しており、所定位置検
出センサ１３の出力がＯＮの場合はステップ６へ移行
し、ＯＦＦの場合はステップ５へ戻る。

【００３４】ステップ６では、反転ブレーキを開始する
ための前処理を行っており、第２カウンタのカウント値
を０にクリアするとともにカウントの開始指示を行い、
ステップ７へ移行する。

【００３５】ステップ７では、反転ブレーキ開始位置の
検出を行っており、カウンタのカウント値が所定のＲＡ
Ｍ番地内に格納されているブレーキ位置の値より小さい
か否かの比較を行い、小さい場合はステップ７へ戻り、
等しいかあるいは大きい場合はステップ８へ移行する。

【００３６】ステップ８では、反転ブレーキを開始し、
次にカウンタのカウント値を０にクリアし、カウンタの
カウントを再開始して、ステップ９へ移行する。また、
反転ブレーキを終了してショートブレーキをＯＮし、光
学系を停止する処理は、後述のタイマ割り込みでの処理
で行われる。

【００３７】次のステップ９では、ショートブレーキが
ＯＮしたか否かの判断を行っており、ＯＮの場合はステ
ップ１０へ移行し、そうでない場合はステップ９へ戻
る。

【００３８】ステップ１０では、光学系駆動の後処理を
行っており、まずカウンタのカウント値を読み出す。次
に、所定位置の検出センサ１３から予め定められた光学
系停止位置（以下、ホームポジションと呼ぶ）までのホ
ームポジション距離に対応するエンコーダパルス数から
前記カウント値を差し引いた値を、ブレーキ位置として
所定のＲＡＭ番地内に格納し、ステップ１１へ移行す
る。

【００３９】ステップ１１では、連続して光学駆動を行
うか否かの判断を行っており、行う場合はステップ１へ
戻り、行わない場合はステップ１２へ移行する。

【００４０】ステップ１２では、光学系駆動の終了処理
を行っており、ここでは初期ブレーキ位置の値を所定の
ＲＡＭ番地内に格納して、光学系駆動の処理を終了す
る。

【００４１】図５は、一定時間毎のタイマ割り込み処理
の中で行われるブレーキ制御のフローチャートである。

【００４２】まずステップ２１において、反転ブレーキ
中か否かの判断を行い、反転ブレーキ中の場合はステッ
プ２２に移行し、そうでない場合はステップ３０の出口
へ移行し、このルーチンを抜ける。

【００４３】次のステップ２２では、所定のＲＡＭ番地
のブレーキカウントをプラス１してステップ２３へ移行
する。ステップ２３では、前記ブレーキカウントが１か
否かの判断を行っており、１の場合すなわち反転ブレー
キが開始されてからはじめての割り込みでの処理の場合
は、ステップ２９へ移行する。

【００４４】ステップ２９では、今回のカウンタのカウ
ント値を前回カウント値として所定のＲＡＭ番地内に格
納し、ステップ３０の出口へ移行する。また、ステップ
２３においてブレーキカウントが１でない場合は、ステ
ップ２４へ移行し、今回の第２カウンタのカウント値か
ら前回カウント値を差し引いた差カウント値を求め、ス
テップ２５へ移行する。

【００４５】ステップ２５では、前記差カウント値の値
が１より大きいか否かの判断を行っており、１より大き
い場合はステップ２９へ移行し、１と等しいかまたは小
さいとき、すなわち光学系の移動速度が十分遅くなった
場合は、ステップ２６へ移行する。

【００４６】ステップ２６では、反転ブレーキを解除し
てショートブレーキをＯＮする。次にステップ２７へ移
行して、ここではカウンタのカウントを停止し、ステッ
プ２８へ移行する。ステップ２８では、前記ブレーキカ
ウントの値を０にクリアして、ステップ３０へ移行す
る。

【００４７】以上説明したように、反転ブレーキ中の所
定時間におけるエンコーダパルス数をカウントすること
により、光学系の移動速度を検知し、その速度がほぼ停
止する速度になった場合にショートブレーキをかけて光
学系の移動を停止し、この時の反転ブレーキ開始より停
止までのエンコーダパルス数（すなわち停止距離）を求
めることにより、モータのトルク変動をその停止距離の
変化から知ることができる。

【００４８】そして、この停止距離に応じて次回の反転
ブレーキ開始タイミングを制御することにより、モータ
のトルク変動があったとしても、光学系の停止位置誤差
を極めて少なくすることが可能になる。

【００４９】実施例２ 図６および図７は、本発明の第２の実施例における制御
フローチャートを示す。その他の構成は第１の実施例と
同様であり、これら両図を基に動作を説明する。

【００５０】図６は、一定時間毎のタイマー割り込み処
理の中で行われる一定速度検知制御のフローチャートで
ある。

【００５１】まずステップ４１において、光学系が前進
中か否かの判断を行っており、前進中の場合はステップ
４２に移行し、そうでない場合はステップ４８の出口へ
移行し、このルーチンを抜けることになる。

【００５２】次のステップ４２では、所定のＲＡＭ番地
内の計測終了フラグが１か否かの判断を行っており、こ
こで１の場合はステップ４８の出口へ移行し、そうでな
い場合はステップ４３へ移行する。

【００５３】ステップ４３では、今回のカウンタのカウ
ント値を読み取り、その値から所定のＲＡＭ番地内に格
納された前回カウント値の値を引いた今回の差カウント
値を求め、ステップ４４へ移行する。

【００５４】ステップ４４では、今回の差カウント値と
所定のＲＡＭ番地に格納された前回差カウント値との比
較を行っており、ここで等しい場合はステップ４５へ移
行し、等しくない場合はステップ４７へ移行する。

【００５５】ステップ４５では、定速になった時点のカ
ウント値を求めるため、前回カウント値から前回差カウ
ント値を引いた値を立ち上がりパルス数として所定のＲ
ＡＭ番地内に格納し、ステップ４６へ移行する。

【００５６】ステップ４６では、計測終了フラグを１に
してステップ４８の出口へ移行し、このルーチンを終了
する。

【００５７】またステップ４７では、今回の差カウント
値を前回差カウント値のＲＡＭ内に格納するとともに、
今回のカウント値を前回カウント値のＲＡＭ内に格納
し、ステップ４８の出口へ移行する。

【００５８】図７は、光学系駆動制御のフローチャート
を示す。まずステップ５１において、光学系駆動の前処
理が行われ、ここでは光学系の前進移動量を前進カウン
ト値として所定のＲＡＭ番地に書き込み、カウンタのカ
ウント値を０にクリアしてカウンタのカウント開始指示
を行い、計測終了フラグを０にクリアする。

【００５９】次にステップ５２へ移行し、光学系の前進
を開始し、ステップ５３へ移行する。ステップ５３で
は、光学系の移動速度が定速になったか否かの判断を行
っており、すなわち、ここでは前述のタイマ割り込み内
での処理で行われる、一定速度検知ルーチンからの計測
終了フラグが１か否かの判断を行っており、１の場合は
ステップ５４へ移行し、そうでない場合はステップ５３
へ戻ることになる。

【００６０】ステップ５４では、前述立ち上がりパルス
数よりその時点でのモータトルクを計算して求め、その
計算値から反転ブレーキに必要なブレーキ距離を求め、
それをエンコーダパルス数に換算し、所定位置の検出セ
ンサ１３からホームポジションまでのホームポジション
距離に対応するエンコーダパルス数から引いた値をブレ
ーキ位置として所定のＲＡＭ番地に格納し、ステップ５
５へ移行する。

【００６１】ステップ５５では光学系が所定量前進した
か否かを判断しており、すなわちカウンタのカウント値
が前述の前進カウント値より小さいか否かの比較を行
い、小さい場合はステップ５５へ戻り、等しいかあるい
は大きい場合はステップ５６へ移行する。

【００６２】ステップ５６では、光学系の後進を開始し
てステップ５７へ移行する。ステップ５７では、光学系
が所定位置まで戻ってきたか否かを検知しており、所定
位置の検出センサ１３の出力がＯＮの場合はステップ５
８へ移行し、ＯＦＦの場合はステップ５７へ戻る。

【００６３】ステップ５８では、反転ブレーキを開始す
るための前処理を行っており、カウンタのカウント値を
０にクリアするとともに、カウントの開始指示を行い、
ステップ５９へ移行する。

【００６４】ステップ５９では、反転ブレーキ開始位置
の検出を行っており、カウンタのカウント値が所定のＲ
ＡＭ番地内に格納されているブレーキ位置の値より小さ
いか否かの比較を行い、小さい場合はステップ５９へ戻
り、等しいかあるいは大きい場合はステップ６０へ移行
する。

【００６５】ステップ６０では、反転ブレーキを開始
し、次にカウンタのカウント値を０にクリアし、カウン
タのカウントを再開始して、ステップ６１へ移行する。

【００６６】なお、反転ブレーキを終了してショートブ
レーキをＯＮし、光学系を停止する処理は、前述の第１
の実施例でのタイマ割り込みでの処理と同等であるの
で、ここでは説明を省略する。

【００６７】次に、ステップ６１ではショートブレーキ
がＯＮしたか否かの判断を行っており、ＯＮの場合はス
テップ６２へ移行し、そうでない場合はステップ６１へ
戻る。

【００６８】ステップ６２では、連続して光学駆動を行
うか否かの判断を行っており、行う場合はステップ５１
へ戻り再度同じ動作が繰り返され、行わない場合はステ
ップ６３へ移行して、光学系駆動の処理を終了する。

【００６９】次に、距離からトルクＴを求める計算式を
説明する。

【００７０】まず、モータ出力軸上の回転数をＮ_L と
し、加速または減速に要した時間Ｔａを求めるには、次
式で求めることができる。

【００７１】

【数１】

【００７２】次に、上記Ｔａを使いてトルクＴを求める
には、次式より求めることができる。

【００７３】

【数２】

【００７４】本実施例では、上記式において、

【００７５】

【数３】

【００７６】上記式のように、モータトルク変動、およ
び装置全体の負荷トルク、および負荷イナーシャの変動
をも測定可能となることは明らかである。

【００７７】以上説明したように、光学系駆動の立ち上
がり時から所定時間間隔におけるエンコーダパルス数を
カウントし、そのカウント値が前回の値と等しくなるこ
とで光学系駆動の定速状態を検出し、定速状態に達する
までのエンコーダパルス数すなわち立ち上がり距離を求
めることにより、モータ等のトルク変動をその立ち上が
り距離の変化から知ることができる。

【００７８】そして、この立ち上がり距離に応じて反転
ブレーキ開始タイミングを制御することにより、モータ
等のトルク変動があったとしても光学系の停止位置誤差
を極めて少なくすることが可能になる。

【００７９】実施例３ 図８は、本発明の第３の実施例における制御フローチャ
ートを示す。その他の構成は、第２の実施例と同様であ
る。

【００８０】図８は、一定時間毎のタイマ割り込み処理
の中で行われる一定速度検知制御のフローチャートであ
る。

【００８１】まずステップ７１において、光学系が前進
中か否かの判断を行っており、前進中の場合はステップ
７２に移行し、そうでない場合はステップ７７の出口へ
移行し、このルーチンを抜けることになる。

【００８２】次のステップ７２では、所定のＲＡＭ番地
内の計測終了２フラグが１か否かの判断を行っており、
ここで１の場合はステップ７７の出口へ移行し、そうで
ない場合はステップ７３へ移行する。

【００８３】ステップ７３では、今回のカウンタのカウ
ント値を読み取り、その値から所定のＲＡＭ番地内に格
納された前回カウント値の値を引いた今回の差カウント
値を求め、ステップ７４へ移行する。

【００８４】ステップ７４では、今回の差カウント値と
定速時の所定時間内の基準値との比較を行っており、こ
こで等しい場合はステップ７５へ移行し、等しくない場
合はステップ７７へ移行する。

【００８５】ステップ７５では、定速になった時点のカ
ウント値を求めるため、今のカウント値から差カウント
値を引いた値を立ち上がりパルス数として所定のＲＡＭ
番地内に格納し、ステップ７６へ移行する。

【００８６】ステップ７６では、計測終了フラグを１に
してステップ７７の出口へ移行し、このルーチンを終了
する。

【００８７】光学系駆動制御は、第２の実施例と同様で
あるので、ここでは説明を省略する。

【００８８】以上説明したように、光学系駆動の立ち上
がり時から所定時間間隔におけるエンコーダパルス数を
カウントし、そのカウント値が定速時の基準値と等しく
なることで光学系駆動の定速状態を検出し、その定速状
態に達するまでのエンコーダパルス数（すなわち立ち上
がり距離）を求めることにより、モータ等のトルク変動
をその立ち上がり距離の変化から知ることができる。

【００８９】そして、この立ち上がり距離に応じて反転
ブレーキ開始タイミングを制御することにより、モータ
等のトルク変動があったとしても、光学系の停止位置誤
差を極めて少なくすることが可能になる。

【００９０】実施例４ 次に、本発明の第４の実施例におけるブレーキ制御方法
について説明する。

【００９１】図９および図１０は、一定時間毎のタイマ
割り込み処理のフローチャートを示す。ここで図９は、
一定速度検知制御のフローチャートである。

【００９２】まずステップ１０１において、光学系が前
進中か否かの判断を行っており、前進中の場合はステッ
プ１０２に移行し、そうでない場合は図１０のステップ
１１１へ移行する。

【００９３】次のステップ１０２では、所定のＲＡＭ番
地内の計測終了フラグが１か否かの判断を行っており、
ここで１の場合は図１０のステップ１１１へ移行し、そ
うでない場合はステップ１０３へ移行する。

【００９４】ステップ１０３では、今回のカウンタのカ
ウント値を読み取り、その値から所定のＲＡＭ番地内に
格納された前回カウント値の値を引いた今回の差カウン
ト値を求め、ステップ１０４へ移行する。

【００９５】ステップ１０４では、今回の差カウント値
と所定のＲＡＭ番地に格納された前回差カウント値との
比較を行っており、ここで等しい場合はステップ１０５
へ移行し、等しくない場合はステップ１０７へ移行す
る。ステップ１０５では定速になるまでの時間を求める
ため、立ち上がりカウント値に本タイマ割り込み処理の
タイマ値を乗算した値を立ち上がり時間として所定のＲ
ＡＭ番地内に格納するとともに、立ち上がりカウント値
を０にクリアしてステップ１０６へ移行する。

【００９６】ステップ１０６では、計測終了フラグを１
にして図１０のステップ１１１へ移行する。

【００９７】またステップ１０７では、今回の差カウン
ト値を前回差カウント値のＲＡＭ内に格納するととも
に、立ち上がりカウント値をプラス１し、図１０のステ
ップ１１１へ移行する。

【００９８】図１０に示したフローチャートは、先に図
５として示したブレーキ制御のフローチャートと同じで
ある。

【００９９】まずステップ１１１において反転ブレーキ
中か否かの判断を行っており、反転ブレーキ中の場合は
ステップ１１２に移行し、そうでない場合はステップ１
２０の出口へ移行し、このルーチンを抜けることにな
る。

【０１００】次にステップ１１２では、所定のＲＡＭ番
地のブレーキカウントをプラス１してステップ１１３へ
移行する。ステップ１１３では、前記ブレーキカウント
が１か否かの判断を行っており、１の場合すなわち反転
ブレーキが開始されてから初めての割り込みでの処理の
場合は、ステップ１１９へ移行する。

【０１０１】ステップ１１９では、今回のカウンタのカ
ウント値を前回カウント値として所定のＲＡＭ番地内に
格納し、ステップ１２０の出口へ移行する。

【０１０２】またステップ１１３において、ブレーキカ
ウントが１でない場合はステップ１１４へ移行し、今回
のカウンタのカウント値から前回カウント値を引いた差
カウント値を求め、ステップ１１５へ移行する。

【０１０３】ステップ１１５では、前記差カウント値の
値が１より大きいか否かの判断を行っており、１より大
きい場合はステップ１１９へ移行し、１と等しいかまは
た小さいとき、すなわち光学系の移動速度が十分遅くな
った場合はステップ１１６へ移行する。

【０１０４】ステップ１１６では反転ブレーキを解除し
てショートブレーキをＯＮする。次に、ステップ１１７
へ移行してここではカウンタのカウントを停止し、ステ
ップ１１８へ移行する。ステップ１１８では前記ブレー
キカウントの値を０にクリアし、ステップ１２０へ移行
する。

【０１０５】図１１は、光学系駆動制御のフローチャー
トを示す。まずステップ１２１において、光学系駆動の
前処理が行われ、ここでは光学系の前進移動量を前進カ
ウント値として所定のＲＡＭ番地に書き込み、第２カウ
ンタのカウント値を０にクリアして第２カウンタのカウ
ント開始指示を行い、計測終了フラグを０にクリアす
る。

【０１０６】次にステップ１２２へ移行し、光学系の前
進を開始しステップ１２３へ移行する。ステップ１２３
では光学系の移動速度が定速になったか否かの判断を行
っており、すなわちここでは前述のタイマ割り込み内で
の処理で行われる、一定速度検知ルーチンからの計測終
了フラグが１か否かの判断を行っており、１の場合はス
テップ１２４へ移行し、そうでない場合はステップ１２
３へ戻ることになる。

【０１０７】ステップ１２４では、前述立ち上がり時間
よりその時点でのモータトルクを計算して求め、その計
算値から反転ブレーキに必要なブレーキ距離を求め、そ
れをエンコーダパルス数に換算し、所定位置の検出セン
サ２３からホームポジションまでのホームポジション距
離に対応するエンコーダパルス数から引いた値をブレー
キ位置として所定のＲＡＭ番地に格納し、ステップ１２
５へ移行する。

【０１０８】ステップ１２５では光学系が所定量前進し
たかを判断しており、すなわちカウンタのカウント値が
前述の前進カウント値より小さいか否かの比較を行い、
小さい場合はステップ１２５へ戻り、等しいかあるいは
大きい場合はステップ１２６へ移行する。

【０１０９】ステップ１２６では、光学系の後進を開始
して、ステップ１２７へ移行する。ステップ１２７で
は、光学系が所定位置まで戻ってきたか否かを検知して
おり、所定位置の検出センサ１３がＯＮの場合はステッ
プ１２８へ移行し、ＯＦＦの場合はステップ１２７へ戻
る。

【０１１０】ステップ１２８では反転ブレーキを開始す
るための前処理を行っており、カウンタのカウント値を
０にクリアするとともに、カウントの開始指示を行い、
ステップ１２９へ移行する。

【０１１１】ステップ１２９では反転ブレーキ開始位置
の検出を行っており、カウンタのカウント値が所定のＲ
ＡＭ番地内に格納されているブレーキ位置の値より小さ
いか否かの比較を行い、小さい場合はステップ１２９へ
戻り、等しいかあるいは大きい場合はステップ１３０へ
移行する。

【０１１２】ステップ１３０では反転ブレーキを開始
し、次にカウンタのカウント値を０にクリアし、カウン
タのカウントを再開始して、ステップ１３１へ移行す
る。また、反転ブレーキを終了してショートブレーキを
ＯＮし、光学系を停止する処理は前述のタイマ割り込み
での処理で行われる。

【０１１３】次のステップ１３１では、ショートブレー
キがＯＮしたか否かの判断を行っており、ＯＮの場合は
ステップ１３２へ移行し、そうでない場合はステップ１
３１へ戻る。

【０１１４】ステップ１３２では連続して光学駆動を行
うか否かの判断を行っており、行う場合はステップ１２
１へ戻り再度同じ動作が繰り返され、行わない場合はス
テップ１３３へ移行して、光学系駆動の処理を終了す
る。

【０１１５】ここで、時間からトルクＴをもとめる計算
式については、第３の実施例に関して述べた式（２）お
よび式（３）と同様であるので、説明は省略する。

【０１１６】以上説明したように、光学系駆動の立ち上
がり時から所定時間間隔におけるエンコーダパルス数を
カウントし、そのカウント値が前回の値と等しくなるこ
とで光学系駆動の定速状態を検出し、定速状態に達する
までの立ち上がり時間を求めることにより、モータ等の
トルク変動をその立ち上がり時間の変化から知ることが
できる。

【０１１７】そして、この立ち上がり時間に応じて反転
ブレーキ開始タイミングを制御することにより、モータ
等のトルク変動があったとしても、光学系の停止位置誤
差を極めて少なくすることが可能になる。

【０１１８】実施例５ 図１２は、本発明の第５の実施例における制御フローチ
ャートを示す。その他の構成は、第４の実施例と同様で
ある。

【０１１９】図１２は、一定時間毎のタイマ割り込み処
理の中で行われる一定速度検知制御のフローチャートで
ある。

【０１２０】まずステップ１４１において、光学系が前
進中か否かの判断を行っており、前進中の場合はステッ
プ１４２に移行し、そうでない場合はステップ１４７の
出口へ移行し、このルーチンを抜けることになる。

【０１２１】次のステップ１４２では、所定のＲＡＭ番
地内の計測終了フラグが１か否かの判断を行っており、
ここで１の場合はステップ１４７の出口へ移行し、そう
でない場合はステップ１４３へ移行する。

【０１２２】ステップ１４３では、今回のカウンタのカ
ウント値を読み取り、その値から所定のＲＡＭ番地内に
格納された前回カウント値の値を引いた今回の差カウン
ト値を求め、ステップ１４４へ移行する。

【０１２３】ステップ１４４では、今回の差カウント値
と定速時の所定時間内の基準値との比較を行っており、
ここで等しい場合はステップ１４５へ移行し、等しくな
い場合はステップ１４８へ移行する。

【０１２４】ステップ１４５では定速になるまでの時間
を求めるため、立ち上がりカウント値に本タイマ割り込
み処理のタイマー値を乗算した値を立ち上がり時間とし
て所定のＲＡＭ番地内に格納するとともに、立ち上がり
カウント値を０にクリアしてステップ１４６へ移行す
る。

【０１２５】ステップ１４６では計測終了フラグを１に
してステップ１４７の出口へ移行し、このルーチンを終
了する。またステップ１４８では、立ち上がりカウント
値をプラス１しステップ１４７へ移行する。

【０１２６】またこの後に、第４の実施例と同様に引き
続き図１０に示したブレーキ制御のルーチンが実行され
ることになる。

【０１２７】光学系駆動制御は第４の実施例と同様であ
るので、ここでは説明を省略する。

【０１２８】以上説明したように、光学系駆動の立ち上
がり時から所定時間間隔におけるエンコーダパルス数を
カウントし、そのカウント値が定速時の基準値と等しく
なることで光学系駆動の定速状態を検出することによ
り、定速状態に達するまでの立ち上がり時間を求め、モ
ータ等のトルク変動をその立ち上がり時間の変化から検
知することができる。

【０１２９】そして、この立ち上がり時間に応じて反転
ブレーキ開始タイミングを制御することにより、モータ
等のトルク変動があったとしても、光学系の停止位置誤
差を極めて少なくすることが可能になる。

【０１３０】実施例６ 図１３は、本発明を適用した複写機の光学系駆動機構に
おいて、タコジェネレータを用いたコントローラ部の構
成を示す図である。

【０１３１】本図中の３１は、図１に示した通り、光学
系を駆動するためのモータである。２２６は、モータ３
１の回転数を検出してアナログ電圧を出力するタコジェ
ネレータ（以下、タコジェネレータ出力電圧をＶｏと呼
ぶ）、２２８はモータ３１を駆動するモータドライバ、
２２２は光学系駆動のシーケンス制御を行うマイクロプ
ロセッサである。１３は定位置を検出するためのセンサ
であり、その出力端はマイクロプロセッサ２２２の割り
込み端子Ｉ_ntに接続されている。

【０１３２】２２３はプログラムメモリであるＲＯＭ、
２４はＲＡＭ、２２５はＩ／Ｏ回路、２２７はプログラ
マブルタイマとして機能するカウンタである。２２９は
デジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａコンバータと
呼ぶ）である。２３０はアナログ／デジタル変換器（以
下、Ａ／Ｄコンバータと呼ぶ）である。

【０１３３】上記構成において、モータ駆動のコントロ
ールについて以下に説明する。

【０１３４】まず、マイクロプロセッサ２２２によりモ
ータ回転数目標値であるデジタルデータをＩ／Ｏ回路２
２５を介してＤ／Ａコンバータ２２９に入力する。この
入力されたテジタルデータはＤ／Ａコンバータ２２９に
よりアナログ電圧、つまりモータ回転数目標電圧値Ｖｉ
としてモータドライバ２２８に与えられる。このＶｉを
可変することにより、モータ回転数を可変とすることも
できる。

【０１３５】モータドライバ２２８により、Ｖｉとタコ
ジェネレータ出力電圧Ｖｏとの比較が行われ、モータ３
１の定速制御が行われる。

【０１３６】次に、モータの駆動・停止動作について説
明する。

【０１３７】マイクロプロセッサ２２２からの指令によ
り、入出力を司るＩ／Ｏ回路２２５を介して、以下の信
号がモータドライバ２２８に与えられる。

【０１３８】駆動・停止指令信号（Ｄ／Ｓ＊信号）、前
進・後退指令信号（Ｆ＊／Ｒ）をモータドライバ２２８
に与えることにより、モータ３１は前進・後退をする。
ここでいう前進とは、図１中のＡ″方向を、後退とは
Ｂ″方向に光学系が移動することをいう。光学系を所定
位置で停止させる際には、Ｆ＊／Ｒ信号により反転ブレ
ーキをかけ、次いでショートブレーキ信号（ショートＢ
・Ｒ）をモータドライバ２２８に与える。

【０１３９】本実施例では、逆回転を与える制動方法
（Ｆ＊／Ｒ信号によりコントロールする：以下、反転ブ
レーキと呼ぶ）と、モータのコイル間を同電位にする制
動方法（ショートＢ・Ｒ信号によりコントロールする：
以下、ショートブレーキと呼ぶ）を使用する。

【０１４０】プログラマブルタイマ（カウンタ）２２７
は、そのカウントタイミングをマイクロプロセッサ２２
２より指令されることができ、マイクロプロセッサ２２
２はそのカウント値を読み込むことが可能である。ま
た、マイクロプロセッサ２２２からの指令により、カウ
ント値データをクリアすることが可能である。

【０１４１】ＲＡＭ２２４内には、プログラムマブルタ
イマ２２７によりカウントした時間の読み出し値を格納
しておくことができる。

【０１４２】図１４はモータドライバ２２８の詳細を示
した回路図である。同図に於いて、３１は図１および図
２に示したモータ、２３２はモータ３１の回転数を検出
するタコジェネレータである。また、Ｖｏ信号はタコジ
ェネレータ２３２からのアナログ電圧出力信号である。

【０１４３】ＡＮＤゲート２３３，２３４，２３５，２
３６にはドライブ・ストップ信号であるＤ／Ｓ＊信号
と、前進（図１中のＡ″方向）・後退（図１中のＢ″方
向）信号であるＦ＊／Ｒ信号が入力されている。また、
速度基準電圧信号であるＶｉ信号と、モータ速度検出手
段であるタコジェネレータ２３２からのアナログ電圧出
力信号（Ｖｏ信号）とを入力する電圧速度制御回路２３
７からはＰＷＭ信号が出力され、これらＡＮＤゲートに
入力される。

【０１４４】これらのＡＮＤゲート２３３〜２３６の出
力は、ドライバであるトランジスタ２３７，２３８，２
３９，２４０を駆動する。これによりモータ３１にＰＷ
Ｍ信号が加わり、モータ速度指令に従った基準電圧信号
（Ｖｉ信号）が表す電圧と、タコジェネレータ２３２か
らの出力電圧（Ｖｏ信号）との電位差が一定になるよう
にモータ３１が制御される。

【０１４５】なお前進時（Ｆ＊／Ｒ信号が０の時）には
ＮＯＴ回路２４１によりＡＮＤゲート２３３，２３５が
開かないようにしておく。また後進時（Ｆ＊／Ｒ信号が
１の時）には、ＮＯＴ回路２４１によりＡＮＤゲート２
３４，２３６が開かないようにしておく。

【０１４６】次に、本実施例におけるブレーキ制御方法
について、フローチャートを用いて説明する。

【０１４７】図１５は、一定時間毎のタイマ割り込み処
理の中で行われるブレーキ制御のフローチャートであ
る。

【０１４８】まずステップ１５１において、前進フラグ
が１か否かの判断を行っており、１の場合はステップ１
５２へ移行し、そうでない場合はステップ１５３へ移行
する。

【０１４９】ステップ１５２では、前進カウント値をプ
ラス１してステップ１５３へ移行する。ステップ１５３
ではブレーキ開始フラグが１か否かの判断を行ってお
り、１の場合はステップ１５４へ移行し、そうでない場
合はステップ１５５へ移行する。

【０１５０】ステップ１５４では、ブレーキ開始カウン
ト値をプラス１してステップ１５５へ移行する。ステッ
プ１５５においては、反転ブレーキ中か否かの判断を行
っており、反転ブレーキ中の場合はステップ１５６に移
行し、そうでない場合はステップ１６１の出口へ移行
し、このルーチンを抜けることになる。

【０１５１】次のステップ１５６では、タコジェネレー
タ出力の値を読み取り、その値がほぼ停止速度を示す所
定値より小さい場合はステップ１５８へ移行し、そうで
ない場合はステップ１５７に移行する。

【０１５２】ステップ１５７では、所定のＲＡＭ番地の
立ち下がりカウントをプラス１してステップ１６１へ移
行する。

【０１５３】ステップ１５８では、反転ブレーキを解除
してショートブレーキをＯＮする。次にステップ１５９
へ移行して、ここでは反転ブレーキ開始より停止するま
での時間を求めるため、立ち下がりカウント値に本タイ
マ割り込み処理のタイマ値を乗算した値を立ち下がり時
間として所定のＲＡＭ番地内に格納して、ステップ１６
０へ移行する。

【０１５４】ステップ１６０では、立ち下がりカウント
値を０にクリアして、ステップ１６１へ移行する。

【０１５５】図１６は、光学系駆動部分のフローチャー
トを示す。まずステップ１７１において、光学系駆動の
前処理が行われ、ここでは光学系の前進移動量を前進タ
イマの所定値として所定のＲＡＭ番地に書き込み、前進
フラグに１を書き込む。

【０１５６】次にステップ１７２へ移行し、光学系の前
進を開始し、ステップ１７３へ移行する。ステップ１７
３では光学系が所定量前進したか否かを判断しており、
すなわち前進タイマのカウント値が前述の前進タイマの
所定値より小さいか否かの比較を行い、小さい場合はス
テップ１７３へ戻り、等しいかあるいは大きい場合はス
テップ１７４へ移行する。

【０１５７】ステップ１７４では光学系の後進を開始
し、前進フラグを０にクリアしてステップ１７５へ移行
する。ステップ１７５では、光学系が所定位置まで戻っ
てきたかを検知しており、所定位置の検出センサ１３が
ＯＮの場合はステップ１７６へ移行し、ＯＦＦの場合は
ステップ１７５へ戻る。

【０１５８】ステップ１７６では反転ブレーキを開始す
るための前処理を行っており、ブレーキ開始カウント値
を０にクリアするとともに、ブレーキ開始フラグに１を
書き込みステップ１７７へ移行する。

【０１５９】ステップ１７７では反転ブレーキ開始位置
の検出を行っており、反転ブレーキカウント値が所定の
ＲＡＭ番地内に格納されているブレーキ開始タイマ値の
値より小さいか否かの比較を行い、小さい場合はステッ
プ１７７へ戻り、等しいかあるいは大きい場合はステッ
プ１７８へ移行する。

【０１６０】ステップ１７８では反転ブレーキを開始
し、次に立ち下がりカウント値を０にクリアし、ステッ
プ１７９へ移行する。ここで反転ブレーキを終了してシ
ョートブレーキをＯＮし、光学系を停止する処理は、前
述のタイマ割り込みでの処理で行われる。

【０１６１】次のステップ１７９では、ショートブレー
キがＯＮしたか否かの判断を行っており、ＯＮの場合は
ステップ１８０へ移行し、そうでない場合はステップ１
７９へ戻る。

【０１６２】ステップ１８０では、光学系駆動の後処理
を行っており、前述立ち下がり時間の値を読み出して、
その値からモータトルクを計算し、ブレーキ開始より停
止までの停止距離を求める。そして、所定位置の検出セ
ンサ１３から予め定められた光学系停止位置（ホームポ
ジション）までのホームポジション距離から前記停止距
離の値を引いた値をブレーキ開始距離とし、このブレー
キ開始距離を後進速度で除算した値がブレーキ開始時間
とし、さらに前述タイマ割り込みのタイマ値で除算した
値をブレーキ開始タイマ値として所定のＲＡＭ番地内に
格納し、ステップ１８１へ移行する。

【０１６３】ステップ１８１では、連続して光学駆動を
行うか否かの判断を行っており、行う場合はステップ１
７１へ戻り、行わない場合はステップ１８２へ移行す
る。ステップ１８２では光学系駆動の終了処理を行って
おり、ここでは初期ブレーキタイマ値を所定のＲＡＭ番
地内に格納して、光学系駆動の処理を終了する。

【０１６４】以上説明したように、反転ブレーキ中のタ
コジェネレータの出力を読み取ることにより光学系移動
の速度を検知し、その速度がほぼ停止する速度になった
場合にショートブレーキをかけ光学系の移動を停止し、
この時の反転ブレーキ開始より停止までの時間すなわち
停止時間を求めることにより、モータ等のトルク変動を
その停止時間の変化から知ることができる。

【０１６５】そして、この停止時間に応じて次回の反転
ブレーキ開始タイミングを制御することにより、モータ
等のトルク変動があったとしても、光学系の停止位置誤
差を極めて少なくすることが可能になる。

【０１６６】また、本実施例ではタイマ割り込み回数を
カウントして、モータの立ち下がり時間を検出したが、
プログラマブルタイマ２２７を使用してもよい。

【０１６７】この場合は、反転ブレーキ開始時にプログ
ラマブルタイマ２２７のカウント値を０にクリアした後
に、カウントを開始し、モータが停止する時点でこのカ
ウントを停止し、カウント値を読み込むことにより停止
時間を求めることができ、同様な効果を得ることが可能
である。

【０１６８】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、モ
ータを減速または加速した時に目標の回転速度に到達す
る時間等に基づいてモータのトルク変動およびモータに
加わる負荷の変動を検出する構成としてあるので、例え
ば画像読み取り装置（複写機・イメージスキャナなど）
の走査光学系の駆動源であるモータの制御装置に適用し
た場合、モータの温度を検出することなくモータを所定
停止距離内で停止させることができ、しかもモータも昇
温によるトルク変動のみならず、走査部材の移動時にお
ける摩擦抵抗や、そのときの室温等の雰囲気、さらには
経時的要素等による装置全体のトルク変動を検出するこ
とができる。さらには、モータを減速または加速した際
の目標速度到達距離を計測することにより、走査光学系
停止位置を精度良く制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における走査光学系の概略構
成図である。

【図２】エンコーダを用いたモータ制御回路のブロック
図である。

【図３】エンコーダを用いたモータドライバの回路図で
ある。

【図４】本発明の第１の実施例における制御手順を示す
フローチャートである。

【図５】本発明の第１の実施例における制御手順を示す
フローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施例における制御手順を示す
フローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施例における制御手順を示す
フローチャートである。

【図８】本発明の第３の実施例における制御手順を示す
フローチャートである。

【図９】本発明の第４の実施例における制御手順を示す
フローチャートである。

【図１０】本発明の第４の実施例における制御手順を示
すフローチャートである。

【図１１】本発明の第４の実施例における制御手順を示
すフローチャートである。

【図１２】本発明の第５の実施例における制御手順を示
すフローチャートである。

【図１３】タコジェネレータを用いたモータ制御回路を
示すブロック図である。

【図１４】タコジェネレータを用いたモータドライバを
示す回路図である。

【図１５】本発明のその他の実施例におけるブレーキ制
御手順を示すフローチャートである。

【図１６】光学系駆動部分の動作を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ 第１ミラー台 ２ 第２ミラー台 １３ 所定位置の検出手段 ２２ マイクロプロセッサ ２３ ＲＯＭ ２４ ＲＡＭ ２５ Ｉ／Ｏ回路 ２６ エンコーダ ２７ カウンタ ２８ モータドライバ ３１ モータ ３７ 速度制御回路 ２２２ マイクロプロセッサ ２２３ ＲＯＭ ２２４ ＲＡＭ ２２５ Ｉ／Ｏ回路 ２２６ タコジェネレータ ２２７ プログラマブルタイマ（カウンタ） ２２８ モータドライバ ２３７ 速度制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転速度情報を得る検出手段
   と、 前記モータを加速あるいは減速した際に、前記検出手段
   から出力された情報に基づき、特定回転速度に達するの
   に要する時間もしくは回転角度に関連するデータを測定
   する計測手段と、 前記計測手段の出力値によりモータの出力トルク変動あ
   るいは負荷の変動を検知し、前記モータの回転速度を制
   御する制御手段とを具備したことを特徴とするモータ制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記計測手段は、エンコーダからの出力
   パルス数を所定値と比較することにより、あるいはタコ
   ジェネレータの出力電圧を監視することにより、測定結
   果を得ることを特徴とするモータ制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記制御手段は、前
   記モータの出力トルク変動あるいは負荷の変動に基づい
   て、反転ブレーキの開始タイミングを制御することを特
   徴とするモータ制御装置。