(57)【要約】【課題】ステッピングモータのホールド時間の短縮と、安定したステッピングモータの駆動の実現を両立する。【解決手段】ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御部を有するステッピングモータ制御装置において、駆動制御部がモータ電流を変更するモータ電流変更手段を備え、ホールド時のモータ電流を、ステッピングモータのロータとステータの磁極を合致させるのに必要最低限の電流（ホールド電流）からステッピングモータが負荷を回転するのに必要な駆動電流へと徐々に上げるように変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御部を有するステッピングモータ制御装置において、駆動制御部がモータ電流を変更するモータ電流変更手段を備え、ホールド時のモータ電流を、ステッピングモータのロータとステータの磁極を合致させるのに必要最低限の電流からステッピングモータが負荷を回転するのに必要な駆動電流へと徐々に上げるように変更することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
【請求項２】
ステッピングモータへの印加電圧を検知する電圧検知部を備え、検知された印加電圧に応じて駆動電流を最適となるよう変化させることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステッピングモータ制御装置を備えた自動原稿搬送装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のステッピングモータ制御装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの制御、特にステッピングモータのホールドに要する時間短縮と、安定したステッピングモータの駆動を可能としたステッピングモータの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、従来から、複写機、ファクシミリ、プリンタあるいはこれら機能を兼ね備えた複合機などの画像形成装置、さらにはＯＡ機器に広く使用され、そのようなステッピングモータを駆動する場合、挙動の不安定化に起因する脱調や振動などの問題を回避するため、その回転を開始する（起動時）にあたって、ホールドという処理を実行する。このホールド処理は、或る励磁相に一定時間だけホールド電流を流して励磁することで、ロータとステータの磁極を合致させるための処理である。この処理を実行することによって、ロータとステータの磁極がズレていた場合でも、回転を開始する際にロータの磁極をステータの磁極に合致させてそのズレを無くして、安定した駆動を実現することが可能である。
【０００３】
このホールドに要する時間（以下、ホールド時間という）を短くするとコピーに掛かる時間を短縮することができる。ホールド時間を短縮する技術としては、「ホールド時」と「駆動時」の励磁電流を変える制御が知られている。ロータとステータの磁極のズレ量が同じ場合、ホールド時間は励磁電流の増加に伴って長くなるため、ホールド電流は、ロータとステータの磁極を合致させるのに必要最低限の電流とすることによって、ホールド時間を短縮でき、駆動時には駆動電流（負荷を回転するのに必要な電流）に切り替える技術が既に知られている。
【０００４】
しかしながら、周知のようにステッピングモータの励磁電流とロータとステータ間の発生トルクは正比例関係にあるので、今までのステッピングモータ制御装置のように、例えば、駆動電流に対してホールド電流を低くしておき、「ホールド時」と「駆動時」での電流切り替えにおいて、ホールド電流から駆動電流へと一気に電流を上げると、ロータとステータ間にトルク変動が生じてロータが僅かに回転（位置ズレ）し、スパイク的な減衰振動がステッピングモータに発生し、それによってもステッピングモータの回転時の挙動が不安定になり、脱調などの問題があった。
【０００５】
また、特許文献１には、短時間にステッピングモータを安定して立ち上げることを実現するとともに、ホールド励磁時の騒音を低減するために、起動時に、回転制御時の励磁方式よりも駆動パルス信号に対するロータの回転角が小さい励磁方式でのホールド励磁を、１回以上行うことが開示されている。
【０００６】
しかし、「ホールド時」と「駆動時」とで励磁方式を変えるために、その励磁方式の違いにより発生トルクが異なり、例えばホールド時は１-２相、駆動時は２相とする場合、励磁方式の切り替え時にロータとステータ間にトルク変動が発生し、これによりモータ回転時の挙動が不安定となり、安定したステッピングモータの駆動を実現することはできていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ステッピングモータのホールド時間の短縮と、安定したステッピングモータの駆動の実現を両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、ステッピングモータの駆動を制御する駆動制御部を有するステッピングモータ制御装置において、駆動制御部がモータ電流を変更するモータ電流変更手段を備え、ホールド時のモータ電流を、ステッピングモータのロータとステータの磁極を合致させるのに必要最低限の電流（ホールド電流）からステッピングモータが負荷を回転するのに必要な駆動電流へと徐々に上げるように変更することによって、解決される。
【０００９】
ステッピングモータへの印加電圧を検知する電圧検知部を備え、検知された印加電圧に応じて駆動電流を変化させるようになっていれば、好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホールド時におけるモータ電流を、ホールド電流のレベルから駆動電流へと徐々に上げるようにすることで、電流の切り替え段差を極力抑えることができトルク変動が生じ難く、安定したステッピングモータの駆動を実現できるとともに、ステッピングモータのホールド時間を短縮化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】定電流方式におけるステッピングモータ駆動制御装置の全体ブロック図である。
【図２】自動原稿搬送装置のハードウェア構成図である。
【図３】定電流方式におけるステッピングモータ制御装置の全体動作を説明するフロー図である。
【図４】ステッピングモータ駆動制御装置の電圧検出部によるホールド電流の制御テーブルを選択するフロー図である。
【図５】ホールド制御テーブルによるホールド電流とホールド時間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る自動原稿搬送装置（以下、ＡＤＦという）の基本的な構成、動作を図２に基づいて説明する。装置本体１００上にはＡＤＦ２００が搭載されている。このＡＤＦ２００は、不図示のヒンジ等の連結部材によって装置本体１００に連結され、開閉自在に構成されている。本実施形態において、原稿テーブル２に積み重ねて載置された原稿１を最上位から一枚ずつ順に搬送するための給紙／分離部は、原稿テーブル２上の原稿給紙側に接する位置まで移動可能な呼び出しコロ４、給紙方向に回転し、呼び出しコロ４にて呼び出された原稿１を取り込む給紙部材５、及び、給紙方向と逆方向に回転し、給紙された原稿１の最上位の一枚のみを分離する分離部材６、等から構成されている。なお、呼び出しコロ４は不図示のソレノイドにて、また給紙部材５及び分離部材６等は不図示の駆動モータ（図１に関連して説明するステッピングモータ）にて駆動される。
【００１３】
前記給紙／分離部の下流側にて突き当てローラ対７，７aに原稿１を突き当てることにより原稿１の傾きは補正され、入口ローラ対８，８ａへ搬送される。
搬送された原稿１をコンタクトガラス１０２上の読取位置まで搬送するための搬送部は、入口ローラ対８，８ａ、出口ローラ対１０，１０ａ等から構成され、これらのローラは、不図示の駆動モータ（図１に関連して説明するステッピングモータで給紙部材５等を駆動するものと共通であるが、独立したものでもよい）にて駆動される。なお、出口ローラ１０の搬送速度は、入口ローラ８の搬送速度よりも若干（例えば１％程度）速く設定されているので、入口ローラ対８，８ａにて挟持搬送されてきた原稿１は、コンタクトガラス１０２上を移動して本体側ガイド１０３にすくい取られた後、原稿１が入口ローラ対８，８ａ及び出口ローラ対１０，１０ａに挟持されている間は、原稿１が張った状態で、コンタクトガラス１０２と非接触となり、かつ読取ガイド部材９との接触面が小さい状態を維持して読取位置を通過する。
【００１４】
また、原稿１の画像面を読み取る読取部１０１（観念的にボックス表示のみする）は、不図示の露光ランプや第一ミラー、及びレンズ等の光学系を有し、コンタクトガラス１０２の下方の装置本体１００に設けられている。画像読み取りの際、この露光ランプ及び第一ミラーを、コンタクトガラス１０２の下方で図２の左右方向に移動させるか、あるいは読取位置下方で停止させて、露光ランプによって画像面に光を照射し、その反射光を第一ミラー及び光学系を介して不図示の感光体ドラムに結像して、その感光体ドラムに形成された静電潜像にトナー等を付着させて記録紙に転写したり、あるいは前記反射光を第一ミラー及び光学系を介してＣＣＤ等からなるイメージセンサ（図示せず）に結像して、そのイメージセンサにて光信号を電気信号に変換し、種々の画像形成手段を用いて記録紙に画像を転写する。
【００１５】
また、読み取り後の原稿１を排紙トレイ１４あるいは切換爪１３の下流側へ排出するための排紙部は、出口ローラ対１０，１０ａを介して搬送されてきた原稿１を検知する排紙センサ（例えば光学式反射形センサ）２３、排紙時あるいは反転時における搬送方向変更用の切換爪１３、及び、不図示の駆動モータにて駆動される排紙ローラ１１及び反転ローラ１５、等を有する。
【００１６】
次に、本実施形態における給紙／分離動作を説明する。本実施形態において、原稿テーブル２上に第一画像面を上向きにして積み重ねられた原稿１は、装置本体１００の操作部におけるスタートボタン（図示せず）の押下でＡＤＦ２００側にスタート信号が送られることにより、最上位から一枚ずつ順に給紙される。その動作手順を述べると、原稿１を原稿テーブル２に積み重ねて載置する際、原稿先端は、ストップ爪３に突き当たることにより位置決めされる。こうして原稿１がセットされると、呼び出しコロ４は、前記スタート信号により、不図示のソレノイドによって矢印Ａ方向へ回転し、原稿１が呼び出しコロ４と接する位置まで下降する。呼び出しコロ４によって加圧された原稿１は、給紙方向に回転する呼び出しコロ４により、給紙部材５及び分離部材６からなる分離部へ搬送され、最上位から一枚ずつ分離される。なお、前述のように下降した呼び出しコロ４は、給紙開始から一定時間後、あるいは給紙搬送路中に在るレジストセンサ２２にて原稿先端が検知された後に上昇する。これは、呼び出しコロ４が上昇することで、原稿１に加わる呼び出しコロ４の圧力を解放し、搬送中の原稿１の第二画像面が次原稿の第一画像面に擦り付けられる時間を短縮するためである。このように給紙開始から一定時間後に呼び出しコロ４を上昇させる場合、擦り付けによる汚れを少なくさせるために極力短時間に設定することが望ましい。なお、原稿１が片面画像（第一画像面）のみの場合は、第二画像面がないので呼び出しコロ４を上昇させる必要はない。片面読み取りなのか両面読み取りなのかは、使用者が前記操作部にて任意に片面／両面モードを選択することにより予め設定する。
【００１７】
こうして一枚ずつ分離された原稿１は、一時停止している突き当てローラ対７，７aに突き当てられ、傾き補正の後、再度起動した突き当てローラ対７，７aにより入口ローラ対８，８ａが配置されている第一搬送路Ｒ１に搬送される。その入口ローラ対８，８ａ近傍に配置されたレジストセンサ２２によって原稿先端を検知して、読取部１０１への原稿先端通過と画像読み取り開始とのタイミングを合わせる。なお、原稿１を分離搬送した後、一定時間経過してもレジストセンサ２２が原稿先端を検知しない場合は、ジャムが発生したものと判定される。
【００１８】
さらに、前記操作部における片面／両面モードの設定に従い、読取動作に入る。片面モードにて第一画像面のみを読み取る場合は、原稿１は読取部１０１にて前述のように第一画像面の画像情報を読み取った後、出口ローラ対１０，１０ａ、排紙ローラ１１、及び排紙下従動ローラ１１ａが配置された第二搬送路Ｒ２を通り、排紙トレイ１４に排出される。この際、一定時間経過しても原稿先端が排紙センサ２３にて検知されない場合、又はその原稿先端が検知された後、一定時間経過しても原稿後端が排紙センサ２３にて検知されない場合は、ジャムと判定される。また、切換爪１３はＢ位置（ホームポジション）にあって、排紙ローラ１１及び排紙下従動ローラ１１ａにて挟持搬送された原稿１を排紙トレイ１４側に導く。
【００１９】
一方、両面モードにて第一画像面及び第二画像面を読み取る場合は、原稿１は前述のように第一画像面を読み取られた後、第二搬送路Ｒ２を通り、反転ローラ１５及び反転従動ローラ１５ａが配置されている第三搬送路Ｒ３を通って切換爪１３の下流側に排出される。この際、排紙センサ２３にて原稿先端が検知されるか、あるいは、レジストセンサ２２にて原稿１が検知されてから所定のタイミングで、不図示のソレノイドにより切換爪１３がＢ位置（ホームポジション）からＢ’位置に下降し、排紙ローラ１１及び排紙下従動ローラ１１ａにて挟持搬送された原稿１を切換爪１３の下流側に導く。
【００２０】
Ｂ’位置に下降した切換爪１３は、原稿先端が排紙センサ２３を通過後、さらに一定時間（原稿後端が排紙ローラ対１１，１１ａを通過し切換爪１３に達するまでの時間）経過した後、前記ソレノイドを解除することにより、Ｂ位置（ホームポジション）に復帰する。この切換爪１３の復帰後、反転ローラ１５が逆回転し、原稿先端は排紙ローラ１１及び排紙上従動ローラ１１ｂのニップ部に進入する。原稿１は第四搬送路Ｒ４を搬送され、一時停止している突き当てローラ対７，７aに突き当てられ、傾き補正の後、第一搬送路Ｒ１を通って読取位置に搬送され、読取部１０１にて第二画像面を読み取られる。
【００２１】
こうして第二画像面が読み取られた後、原稿１のページ順を整えるために（第一画像面が下向きでスタックされるように）、切換爪１３がＢ’位置に移動する。これにより、第二搬送路Ｒ２を通った読み取り後の原稿１は、第三搬送路Ｒ３を通り、第二画像面が下向きで切換爪１３の下流側に一旦保持される。この後、切換爪１３はＢ位置（ホームポジション）に復帰し、切換爪１３の下流側に一旦保持されていた原稿１は、第四搬送路Ｒ４、第一搬送路Ｒ１、第二搬送路Ｒ２を通り、第一画像面が下向きで排紙トレイ１４に排出される。
【００２２】
なお、このような自動原稿搬送装置を取り付けられた本発明に係る画像形成装置の全体構成は、従来と基本的に同じであり、感光体の周囲に、画像を形成するために必要な所定の装置、例えば、帯電手段、露光手段、現像手段等が設けられているが、周知の構成であり、特に説明を要せずに当業者に容易に理解されるものであるので、図の描写も省略する。
【００２３】
給紙部材５や分離部材６を駆動するステッピングモータ、あるいは搬送部のロータ対８，８ａ、１０，１０ａを駆動するステッピングモータのホールド時の制御は図１、図３、図４に基づいて行われる。ステッピングモータの駆動を制御する制御装置は、図１に示すように、全体を制御する制御部３１、モータの駆動パターンテーブルが記憶されている駆動パターンテーブル３２、モータホールド時の制御パターンが記録されているモータホールド制御パターンテーブル３３、モータを駆動する駆動手段３４、モータへ流す電流値を決定するREF電圧設定部３５、モータの印加電圧を検知する電圧検知部３６から成っている。
【００２４】
駆動パターンテーブル３２とモータホールド制御パターンテーブル３３を備える制御部３１からは、駆動パターンテーブル３２の情報をもとに、駆動手段３４を初期化するためのRESET信号、モータの動作周波数を決定するCLK信号、モータの回転方向を選択するCW/CCW信号、２相励磁、１-２相励磁といったモータの励磁方法を選択するMODE信号、モータを動作可能にするENABLE信号、モータへ流す電流値を選択するREF信号が駆動手段３４へと送られる。この制御部３１からの信号に基づいて、駆動手段３４はモータを回転させる。
【００２５】
次に、以上のような構成の制御装置における動作フローを説明する。S1において、ステッピングモータの制御要求があり、モータを動作する場合は次ステップへ進む。動作しない場合はS18へ進む。モータを動作するS2において、モータの電圧検知機能を使う場合はホールド制御テーブルを選択した（S3）上で次ステップへ進み、使わない場合は直接、次ステップへ進む。次ステップ（S4）で、駆動手段を初期化する目的でRESET信号を入力する。続いて、ENABLEを停止し（S5）、励磁モードを選択する（S6）。これは２相励磁、1-2相励磁のMODE選択である。1-2相励磁は２相励磁に比べて振動を抑えることができるので、用途に応じて使い分けることになるが、MODE選択自体は任意である。さらにS7において、初期時のホールド電流値（Ihs）になるよう、REF電圧を設定する。このIhsはロータとステータの磁極を合致させるのに必要最低限の電流である。ホールドを行う場合（S8）に、ENABLEを入力する（S9）。S10においてホールド電流を徐々に上げ、ホールド電流値が駆動電流値と同じになったら（S11）、S12において、モータを駆動して、次ステップに進む。駆動しない場合はS1に戻る。S13において、モータの回転方向（CW/CCW）を設定する。S14において、駆動電流値（Ik）になるよう、REF電圧を設定する。次いで、動作させたい周波数のCLOCKを入力する（S15）。そして、上記の諸条件でモータを動作させる（S16）。モータを停止する場合（S17）には、CLOCKを停止し、ENABLEを停止する（S18）。
【００２６】
電圧検知機能を使用する場合のホールド電流の制御テーブル選択の動作を図４に基づいて説明する。先ず、モータの印加電圧Vccを電圧検知部で検出する（S30）。モータ電圧を変えた場合のホールド制御テーブルの一例である表１に示すように、Ｖcc＜２１Ｖの場合、ホールド制御テーブルａを選択し（S31）、図３のS4へ進む。２１Ｖ≦Ｖcc＜２４Ｖの場合、ホールド制御テーブルｂを選択し（S32）、図３のS4へ進む。Ｖcc≧２４Ｖの場合、ホールド制御テーブルｃを選択し（S33）、図３のS4へ進む。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
「駆動電流（Ik）におけるモータトルク」はモータの印加電圧により変わることが知られており、印加電圧の増加に伴って、モータトルクは増加する。よって、例えばモータ電圧Ｖcc=２７Ｖの場合、駆動電流（Ik）は０．６０Ａで十分であるため、ホールド制御テーブルｃを選択する。このときホールド時間は２０msである。また、モータ電圧Ｖcc=２０Ｖの場合、駆動電流（Ik）は０．９０Ａ必要となるため、ホールド制御テーブルａを選択する。このときホールド時間は４０msである。以上からモータ電圧に応じて最適なホールド制御テーブルを選択することで、ホールド時間の短縮と省エネが可能である。
【００２９】
なお、図５はホールド時のモータ電流の立ち上げに関するホールド電流とホールド時間の関係を示しており、例示的にモータ電流の立ち上げ方法を一次直線としているが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３０】
３１  全体制御部
３２  駆動パターンテーブル
３３  モータホールド制御パターンテーブル
３４  駆動手段
３５  REF電圧設定部
３６  電圧検知部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特開２００９−６０７１９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011250591.tif 000007
【図５】
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