JP4765462B2 - モータ制御装置及びモータ制御方法 - Google Patents
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Description
A.第1の実施例:
A1.スキャナの概要構成:
A2.極低速回転処理:
A3.実施例の効果:
B.第2の実施例:
B1.極低速回転処理:
B2.実施例の効果:
C.変形例:
A1.スキャナの概要構成:
図1は、本発明の一実施例としてのスキャナの概要構成を示す説明図である。図1に示すスキャナSCは、イメージセンサが副走査方向に移動しながら固定された原稿を読み取る、いわゆるフラットベットタイプ(原稿固定型)のスキャナである。そして、スキャナSCは、スキャナハウジング(機器枠)10の上面に原稿搭載用のコンタクトガラス130を備えている。
本発明の特徴部分である極低速回転処理の前提として、ユーザが原稿を図1に示すコンタクトガラス130に載せると共に、スキャナSCに接続されたパソコン(図示省略)において、スキャナSC用ドライバソフトウェアを用いて、解像度及び原稿サイズを指定して読み取り開始を指示したものとする。なお、指定された副走査方向の解像度は9600dpiであるものとする。
以上説明したように、モータ制御部115cは、デューティ比をデューティ比増加率で徐々に増加させ、エンコーダパルスのエッジを検出した場合にデューティ比を不感帯デューティ比に減少させることを繰り返し行う。その結果、駆動電圧は不感帯の範囲内から不感帯の範囲外となるように変化し、また不感帯の範囲内に戻ることを繰り返すので、モータMは、不感帯の近傍で回転と停止とを繰り返すこととなる。
上述した第1の実施例では、図6の下段に示すように、所定電荷蓄積期間内に入力されるエンコーダパルスの間隔は一定であった。これに対し、本実施例では、これらエンコーダパルスの間隔は一定としない。ここで、エンコーダパルスの間隔が一定であるか否かに関わらず、所定電荷蓄積期間でのモータの回転量が同じであれば、所定電荷蓄積期間にイメージセンサが移動する距離(読み取る範囲)は同じである。従って、エンコーダパルスの間隔が一定である場合と一定でない場合とで、所定電荷蓄積期間に各受光素子に蓄積される電荷はほぼ同じ量となり、読み取られる結果はほぼ同じになる。
まず、本実施例における極低速回転処理の概要について、図7を用いて説明する。なお、以下において、イメージセンサ制御部115a側の処理は、上述した第1の実施例における処理と同じであるので、説明を省略する。
以上説明したように、モータ制御部115cは、デューティ比をデューティ比増加率で徐々に増加させ、エンコーダパルスのエッジを検出した場合にデューティ比を不感帯デューティ比に減少させることを繰り返し行う。その結果、駆動電圧は不感帯の範囲内から不感帯の範囲外となるように変化し、また不感帯の範囲内に戻ることを繰り返すので、モータMは、不感帯の近傍で回転と停止とを繰り返すこととなる。
なお、本発明は、前述の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
上述した第2の実施例では、初期回転期間は1msであったが、1msよりも短い期間または長い期間としてもよい。初期回転期間を1msよりも短くするには、初期パルス数を、第2の実施例における「9」に代えて、8や7など8以下の他の値にすればよい。または、初期デューティ比を、実施例における+22.5Vに対応するデューティ比に代えて、より大きな電圧に対応するデューティ比とすることで、モータMを、より短時間でエンコーダパルス9個分だけ回転させるようにすればよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、不感帯デューティ比は、駆動電圧+2.5Vに対応するデューティ比であるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、不感帯の範囲内の電圧に対応するデューティ比であればよい。例えば、+1Vに対応するデューティ比や、+4Vに対応するデューティ比などであってもよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、エンコーダパルスのエッジを検出するたびに、デューティ比を増加させたり、デューティ比を不感帯デューティ比に減少させていたが、2以上の所定数だけエッジを検出するたびに、デューティ比を増加または減少させるようにしてもよい。この場合、例えば、第1の実施例であれば、デューティ比増加率も併せて変更して、極低速回転期間を8msにすることが求められる。それ故、この場合のデューティ比増加率として、予め測定により極低速回転期間が8msとなるような値を求めて、レジスタに記憶させておけばよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、1msの待ち期間を設けるようにしていたが、この待ち期間を設けずに、所定電荷蓄積期間を全て極低速回転期間とするようにしてもよい。または、初期回転期間及び極低速回転期間で所定電荷蓄積期間とするようにしてもよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、極低速回転処理の制御対象のモータMは、スキャナSCが備えるキャリッジCRの搬送用モータであったが、本発明は、これに限定されるものではない。他の装置が備えるモータについても、前述の極低速回転処理を行うことにより、駆動電圧として不感帯の範囲外の電圧を印加してモータを回転させ続ける場合に比べて、より遅い平均回転速度でモータを回転させることができる。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、制御対象のモータMはDCモータであるものとしたが、DCモータに代えて、ACモータであってもよい。この場合、ACモータに印加する駆動電圧(交流)の周波数を徐々に高くしていき、ACモータの周波数についての不感帯の範囲内から不感帯の範囲を脱するようにしてACモータを回転させると共に、エンコーダパルスのエッジを検出したら、駆動電圧の周波数を下げて不感帯の範囲内に入るように調整すればよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、イメージセンサISは、CIS方式のイメージセンサであったが、CIS方式に代えて、光学縮小方式のイメージセンサであってもよい。光学縮小方式においても、スキャナは光源やミラーを搭載したキャリッジを移動させるためにモータを備えるので、上述した極低速回転処理を実行することにより、このモータを極低速で回転させることができる。その結果、このキャリッジを極低速で搬送することができるので、駆動電圧として不感帯の範囲外の電圧を印加してモータを回転させ続ける場合に得られる画像に比べて、より高い解像度の画像を得ることができる。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、モータ制御部115cは、駆動電圧を調整するのにPWM制御方式で調整していたが、PWM制御方式に変えて、PAM(Pulse Amplitude Modulation)制御方式で調整するようにしてもよい。また、これらPWM制御方式及びPAM制御方式を組み合わせた制御方式で調整するようにしてもよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例では、エンコーダは、ロータリエンコーダであるものとしたが、ロータリエンコーダに代えて、ホール素子を備えたエンコーダやレゾルバなど、他のエンコーダであってもよい。
上述した第1の実施例及び第2の実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、モータドライブ制御部(ASIC)で行っていた印加電圧の制御(PWM制御)を、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
100...エンコーダ
101...円盤
102...発光ダイオード
103...フォトダイオード
110...制御回路
111...CPU
111a...スキャナ制御部
112...メモリ
113...外部インタフェース部
114...整流回路
115a...イメージセンサ制御部
115b...エンコーダ制御部
115c...モータ制御部
120...タイミングベルト
121...ガイドレール
122,123...プーリ
130...コンタクトガラス
M...モータ
SC...スキャナ
CR...キャリッジ
IS...イメージセンサ
Claims (6)
- モータに印加される駆動電圧を調整して前記モータの回転を制御するモータ制御装置であって、
前記駆動電圧を調整する駆動電圧調整部と、
前記モータの回転量を検出する検出部と、
所定の期間ごとに基準タイミング信号を入力するタイミング入力部と、
を備え、
前記モータに印加される前記駆動電圧と、前記モータの回転速度と、の関係を示す前記モータの特性において、前記駆動電圧の変化に関わらず前記モータの回転速度が0となる所定の電圧範囲が存在する場合に、
前記駆動電圧調整部は、前記モータの平均回転速度が、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲外となるように調整した場合における最低回転速度よりも遅い速度となるように調整する極低速回転処理を実行し、
前記最低回転速度よりも遅い速度とは、前記所定の期間に所定の合計回転量だけ回転する速度であり、
前記駆動電圧調整部は、前記極低速回転処理として、前記所定の期間内に、
前記検出部により前記モータの回転量として前記所定の合計回転量よりも少ない所定の第1の回転量が検出されるまで、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲外に調整する第1の処理と、
前記モータの回転量として前記所定の第1の回転量が検出されると、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲内に調整し、その後、前記駆動電圧を時間経過に従って所定の変化率で変化させることにより前記所定の電圧範囲内から前記所定の電圧範囲外となるように調整する第1の調整と、前記第1の調整により前記モータが回転し、その回転量として所定の第2の回転量が前記検出部によって検出されると、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲外から前記所定の電圧範囲内となるように調整する第2の調整と、を少なくとも1回以上交互に繰り返し実行する第2の処理と、
前記第1の調整と前記第2の調整とが繰り返し実行された結果、前記検出された所定の第2の回転量の合計と前記検出された所定の第1の回転量との合計が、前記所定の合計回転量に達すると、前記第2の処理を終了し、次の前記基準タイミング信号が入力されるまで、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲内を維持するように調整する第3の処理と、
を実行する、モータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記第2の回転量は、前記第1の回転量よりも少ない回転量である、モータ制御装置。 - 請求項2に記載のモータ制御装置において、
前記第2の回転量は、前記検出部が検出することができる最少回転量である、モータ制御装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のモータ制御装置において、
前記モータはDCモータである、モータ制御装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のモータ制御装置を備える原稿読み取り装置。
- 印加される駆動電圧に応じて回転するモータの制御方法であって、
前記モータに印加される前記駆動電圧と、前記モータの回転速度と、の関係を示す前記モータの特性において、前記駆動電圧の変化に関わらず前記モータの回転速度が0となる所定の電圧範囲が存在する場合に、
(a)前記モータの平均回転速度が、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲外となるように調整した場合における最低回転速度よりも遅い速度となるように調整する極低速回転処理を実行する工程を備え、
前記最低回転速度よりも遅い速度とは、前記所定の期間に所定の合計回転量だけ回転する速度であり、
前記工程(a)は、
(a1)前記モータの回転量を検出する工程と、
(a2)前記所定の期間内に、前記モータの回転量として前記所定の合計回転量よりも少ない所定の第1の回転量が検出されるまで、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲外に調整する第1の処理を実行する工程と、
(a3)前記所定期間内に、前記モータの回転量として前記所定の第1の回転量が検出されると、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲内に調整し、その後、前記駆動電圧を時間経過に従って所定の変化率で変化させることにより前記所定の電圧範囲内から前記所定の電圧範囲外となるように調整する第1の調整と、前記第1の調整により前記モータが回転し、その回転量として所定の第2の回転量が検出されると、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲外から前記所定の電圧範囲内となるように調整する第2の調整と、を少なくとも1回以上交互に繰り返し実行する第2の処理を実行する工程と、
(a4)前記第1の調整と前記第2の調整とが繰り返し実行された結果、前記検出された所定の第2の回転量の合計と前記検出された所定の第1の回転量との合計が、前記所定の合計回転量に達すると、前記第2の処理を終了し、次の前記基準タイミング信号が入力されるまで、前記駆動電圧を前記所定の電圧範囲内を維持するように調整する第3の処理を実行する工程と、
を有する、モータの制御方法。
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