(57)【要約】【課題】誤った周期を用いてモータに印加される電力を算出することを防止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すること。【解決手段】被搬送物３０を搬送する駆動力を与えるモータ５０の回転に応じて出力されるパルス信号の所定のエッジ間の周期を計測する周期計測手段１２４と、エッジ間の計測周期に関する計測周期情報を一時記憶させる一時記憶手段１２５と、パルス信号に基づいて、モータ５０が正転状態にあるか逆転状態にあるかを検出する回転方向検出手段１２７と、回転方向検出手段１２７でのモータ５０の正転状態または逆転状態の検出に基づいて、一時記憶手段１２５に記憶されている計測周期情報の取得を許可または不許可とする情報管理手段１２６と、を具備する。【選択図】図２
2008092622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの回転に応じて出力されるパルス信号の所定のエッジ間の周期を計測する周期計測手段と、
上記エッジ間の計測周期に関する計測周期情報を一時記憶させる一時記憶手段と、
上記パルス信号に基づいて、上記モータが正転状態にあるか逆転状態にあるかを検出する回転方向検出手段と、
上記回転方向検出手段での上記モータの正転状態または逆転状態の検出に基づいて、上記一時記憶手段に記憶されている上記計測周期情報の取得を許可または不許可とする情報管理手段と、
を具備することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記情報管理手段では、前記パルス信号の前記所定のエッジを検出する度に、規定の最大数までカウント数が増大させられると共に、
前記回転方向検出手段で前記モータの逆転状態が検出される場合、前記情報管理手段では、上記カウント数を初期値に戻す処理を行い、
前記情報管理手段では、上記カウント数が初期値である場合、前記計測周期情報の取得を不許可とする、
ことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記一時記憶手段は複数設けられていると共に、前記カウント数における前記規定の最大数は、前記一時記憶手段の個数に対応しており、
複数の前記一時記憶手段のそれぞれにつき、最新の前記計測周期情報を記憶させるものから前記規定の最大数だけ前の前記計測周期情報を記憶させるものまで予め規定されており、
前記情報管理手段では、最新の前記計測周期情報から上記カウント数の分だけ、複数の前記一時記憶手段に記憶されている前記計測周期情報の取得を可能としている、
ことを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記パルス信号には、それぞれ９０度位相の異なる第１のパルス信号と、第２のパルス信号とが存在すると共に、
前記周期計測手段では、これら２つの前記パルス信号に基づいて、前記計測周期の取得方法が複数存在すると共に、該複数の取得方法の中には、２つの前記パルス信号の全ての立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのうち、前記被搬送物の現在位置に最も近接する立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間における時間長さを前記計測周期とする全エッジ周期の取得方法が存在すると共に、
前記周期計測手段では、上記全エッジ周期の取得方法が選択された場合に、取得される前記計測周期を４倍する処理を行う、
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。
【請求項５】
前記周期計測手段での前記計測周期情報に基づいて、前記モータのＰＩＤ制御を行うＰＩＤ制御部が設けられてい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。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１から６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。
【請求項８】
被搬送物を搬送する駆動力を与えるモータの回転に応じて出力されるパルス信号の所定のエッジ間の周期を計測する周期計測ステップと、
上記周期計測ステップで計測された上記エッジ間の計測周期に関する計測周期情報を一時記憶させる一時記憶ステップと、
上記パルス信号に基づいて、上記モータが正転状態にあるか逆転状態にあるかを検出する回転方向検出ステップと、
上記回転方向検出ステップでの上記モータの正転状態または逆転状態の検出に基づいて、上記一時記憶ステップに記憶される上記計測周期情報の取得を許可または不許可とする情報管理ステップと、
を具備することを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１に開示されているプリンタでは、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。また、この特許文献１に開示されているプリンタにおいては、ＰＩＤ制御によって、モータを制御駆動させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５１８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の装置などにおいて、モータの速度の検出には、エンコーダからの出力信号を用いている。この速度の検出においては、出力信号のエッジを用いている。ここで、モータを加速させる場合、極めて低い速度または停止状態から徐々に加速していく。かかる状態からモータを動き出させる場合、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。
【０００５】
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。このため、エッジ間の周期が、極めて短くなる。その場合、エッジ間の周期は、本来の回転速度（極めて低い速度）に対応せずに、高速である場合の周期であると判断されてしまう。
【０００６】
かかる周期の誤検出が生じると、モータに印加される電力が不正常なものとなり、モータの出力に異常を来たす、という問題がある。すなわち、例えばＰＩＤ制御等において、誤った周期を用いてモータに印加される電力を算出する場合、適正な電力を算出せず、誤った電力を算出してしまう。そのため、このモータが、原稿読取装置のキャリッジを駆動させる場合、読み取り画質の向上を図る上での支障となってしまう。
【０００７】
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、誤った周期を用いてモータに印加される電力を算出することを防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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応じて出力されるパルス信号の所定のエッジ間の周期を計測する周期計測手段と、エッジ間の計測周期に関する計測周期情報を一時記憶させる一時記憶手段と、パルス信号に基づいて、モータが正転状態にあるか逆転状態にあるかを検出する回転方向検出手段と、回転方向検出手段でのモータの正転状態または逆転状態の検出に基づいて、一時記憶手段に記憶されている計測周期情報の取得を許可または不許可とする情報管理手段と、を具備するものである。
【０００９】
このように構成する場合、回転方向検出手段でのモータの正転状態にあるか、逆転状態にあるかの検出に基づいて、情報管理手段では、一時記憶手段に記憶されている計測周期情報の取得の許可または不許可が判断される。そのため、モータの逆転状態を検出する場合、一時記憶手段に記憶されている計測周期情報の取得を不許可とすれば、モータの逆転に関する不正な（誤った）計測周期を用いて、モータに印加される電力が算出されるのを防止することが可能となり、モータの挙動を安定化させることが可能となる。
【００１０】
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、情報管理手段では、パルス信号の所定のエッジを検出する度に、規定の最大数までカウント数が増大させられると共に、回転方向検出手段でモータの逆転状態が検出される場合、情報管理手段では、カウント数を初期値に戻す処理を行い、情報管理手段では、カウント数が初期値である場合、計測周期情報の取得を不許可とするものである。
【００１１】
このように構成する場合、モータの逆転が検出されると、情報管理手段では、カウント数が初期値に戻されると共に、その場合の計測周期情報の取得を不許可としている。そのため、モータの逆転に関する不正な（誤った）計測周期を用いて、モータに印加される電力が算出されるのを防止することが可能となり、モータの挙動を安定化させることが可能となる。
【００１２】
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、一時記憶手段は複数設けられていると共に、カウント数における規定の最大数は、一時記憶手段の個数に対応しており、複数の一時記憶手段のそれぞれにつき、最新の計測周期情報を記憶させるものから規定の最大数だけ前の計測周期情報を記憶させるものまで予め規定されており、情報管理手段では、最新の計測周期情報からカウント数の分だけ、複数の一時記憶手段に記憶されている記計測周期情報の取得を可能としているものである。
【００１３】
このように構成する場合、複数の一時記憶手段のそれぞれは、最新から古いものに向かって、計測周期情報の記憶順が規定されている。そして、情報管理手段では、カウント数に基づき、上述の記憶順に従い、複数の一時記憶手段から計測周期情報を取得することが可能である。そのため、カウント数を管理すれば、カウント数に基づいて、最新の計測周期から古い計測周期まで取得することが可能となり、モータのフィードバック制御等に際して、計測周期の取得が容易となる。
【００１４】
また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、パルス信号には、それぞれ９０度位相の異なる第１のパルス信号と、第２のパルス信号とが存在すると共に、周期計測手段では、これら２つのパルス信号に基づいて、計測周期の取得方法が複数存在すると共に、該複数の取得方法の中には、２つのパルス信号の全ての立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのうち、被搬送物の現在位置に最も近接する立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間における時間長さを計測周期とする全エッジ周期の取得方法が存在すると共に、周期計測手段では、全エッジ周期の取得方法が選択された場合に、取得される計測周期を４倍する処理を行うものである。
【００１５】
このように構成する場合、全エッジ周期の取得を選択する場合、被搬送物の現在位置に最も近い立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間の計測周期を用いて、モータのフィードバック制御を行うことが可能となる。また、従来においては、全エッジ周期の取得方法が選択された場合と、他の周期取得方法とでは、計測周期の長さが略４倍異なることから、フィードバック制御の際に用いられるゲインも異なっており、その調整を行う必要が生じているが、本発明のように、取得された計測周期を４倍する処理を行うことにより、ハードウエアにおいて、ゲインの調整を行わずに済む。
【００１６】
さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、周期計測手段での計測周期情報に基づいて、モータのＰＩＤ制御を行うＰＩＤ制御部が設けられているものである。
【００１７】
このように構成する場合、回転方向検出手段によりモータの逆転が検出されると、情報管理手段では、カウント数が初期値に戻され、その場合の計測周期情報の取得を不許可としている。ここで、モータの逆転等によるチャタリングが生じ、計測周期が非常に短くなると、特にＰＩＤ制御における、比例要素と微分要素の計算の際に、不正な計測周期が用いられ、ＰＩＤ制御を良好に行えない状態となっているが、本発明のように、逆転の場合に情報管理手段でカウント数を初期値に戻し、その場合の計測周期情報の取得を不許可とすることで、モータに印加される電力が異常な値を取るのを防ぐことが可能となり、ＰＩＤ制御を安定的かつ良好に行うことが可能となる。
【００１８】
また、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。
【００１９】
さらに、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。
【００２０】
このように構成する場合には、原稿読取装置において、不正な（誤った）計測周期を用いて、モータに印加される電力を算出するのを防止可能となる。そのため、モータの挙動が安定化し、読み取り画質の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
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応じて出力されるパルス信号の所定のエッジ間の周期を計測する周期計測ステップと、周期計測ステップで計測されたエッジ間の計測周期に関する計測周期情報を一時記憶させる一時記憶ステップと、パルス信号に基づいて、モータが正転状態にあるか逆転状態にあるかを検出する回転方向検出ステップと、回転方向検出ステップでのモータの正転状態または逆転状態の検出に基づいて、一時記憶ステップに記憶される計測周期情報の取得を許可または不許可とする情報管理ステップと、を具備するものである。
【００２２】
このように構成する場合、回転方向検出ステップでのモータの正転状態にあるか、逆転状態にあるかの検出に基づいて、情報管理ステップでは、一時記憶ステップで記憶される計測周期情報の取得の許可または不許可が判断される。そのため、モータの逆転状態を検出する場合、一時記憶ステップで記憶される計測周期情報の取得を不許可とすれば、モータの逆転に関する不正な（誤った）計測周期を用いて、モータに印加される電力が算出されるのを防止することが可能となり、モータの挙動を安定化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図８に基づいて説明する。
【００２４】
＜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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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から出力されるパルス信号（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。
【００３０】
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、位置検出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。なお、以下の説明においては、９０度位相の異なるＥＮＣ信号を、Ａ相のＥＮＣ信号（第１のパルス信号に対応）、およびＢ相のＥＮＣ信号（第２のパルス信号に対応）とする（図７等参照）。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。
【００３１】
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、周期計測手段の一部（主として周期計測部１２４）、一時記憶手段（主としてレジスタ１２５）、回転方向検出手段（主として逆転検出部１２７）、情報管理手段（主としてカウントレジスタ１２６）、ＰＩＤ制御部（主としてＰＩＤ計算部１１２）に対応する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。また、メモリ１０２には、ＰＩＤ計算の際に用いられる目標周期テーブル等、所定のデータも記憶されている。
【００３４】
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。
【００３５】
また、判断部１１１には、位置計測部１２３からの位置情報に関する信号（位置検出信号）および周期計測部１２４からレジスタ１２５を介して、計測周期に関する信号（計測周期情報）が入力される。そして、この判断部１１１では、位置検出信号に基づいて、キャリッジ３０が、ＰＩＤ制御領域に存在しているか、またはオープン制御領域に存在しているかを判断する。また、この判断部１１１では、キャリッジ３０がＰＩＤ制御領域に存在する場合、ＰＩＤ計算部１１２に対して、ＰＩＤ計算の実行を指示し、キャリッジ３０がオープン制御領域に存在する場合、オープン計算部１１３に対して、オープン制御のための計算実行を指示する。
【００３６】
また、ＰＩＤ計算部１１２は、判断部１１１によって、ＰＩＤ計算の実行が指示された場合、タイマ１０６からの割り込み信号に応じて、ＰＩＤ制御のためのＰＩＤ計算を実行する。このとき、ＰＩＤ計算部１１２は、レジスタ１２５に記憶されている、計測周期情報を読み込む。ここで、ＰＩＤ計算部１１２が読み込む計測周期情報には、現在（最新）の周期に関する計測周期情報と、Ｎ個前の周期に関する計測周期情報とが入力される。また、ＰＩＤ計算部１１２は、メモリ１０２に記憶されている目標周期テーブルを読み込む。この読み込みにおいて、ＰＩＤ計算部１１２は、メモリ１０２から目標周期テーブルを読み込み、そのテーブルの中から現在（最新）の周期に対応する目標周期情報と、Ｎ個前の周期に対応する目標周期情報とを読み込む。そして、ＰＩＤ計算部１１２では、現在（最新）の周期に関する計測周期、現在（最新）の周期に対応する目標周期、Ｎ個前の周期に関する計測周期、およびＮ個前の周期に対応する目標周期等に基づいて、ＰＩＤ計算を行う。
【００３７】
また、ＰＩＤ計算部１１２は、カウントレジスタ１２６にアクセスして、カウント数に基づいて、レジスタ１２５から計測周期情報を読み取る。ここで、ＰＩＤ計算部１１２は、カウント数に応じて、レジスタ１２５に記憶されている計測周期情報を読み取るか、または参照不可となる。
【００３８】
また、オープン計算部１１２は、判断部１１１によって、オープン制御の実行が指示された場合、当該オープン制御のための計算を実行する。なお、かかるオープン制御としては、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（ステップＤｕｔｙ）を加算させたり、所定のＤｕｔｙ（ステップＤｕｔｙ）を減算させたりするものがある。
【００３９】
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。
【００４０】
また、ＡＳＩＣ１０４は、イメージセンサ制御部１２１、ＥＮＣ割込み信号出力部１２２、位置計測部１２３、周期計測部１２４、レジスタ１２５、カウントレジスタ１２６、逆転検出部１２７、およびモータ制御部１２８を有する。なお、ＡＳＩＣ１０４は、不図示のメモリおよびＭＰＵを具備しており、このメモリに記憶されているプログラムをＭＰＵで読み込む等により、逆転検出部１２７等が実現される。しかしながら、この逆転検出部１２７等は、専用の回路等を用いて実現されていても良い。
【００４１】
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。
【００４２】
また、ＥＮＣ割込み信号出力部１２２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割り込み信号を出力する。なお、このＥＮＣ割り込み信号出力部１２２では、図７に示すように、パターン１、パターン２およびパターン３のＥＮＣ割り込み信号を、選択的に出力することが可能となっている。
【００４３】
また、位置計測部１２３は、ＥＮＣ割り込み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。
【００４４】
また、周期計測部（カウンタ）１２４は、ＥＮＣ割り込み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。なお、この周期計測部１２４は、例えば４つ等、所定の個数設けられている。また、周期計測部１２４では、計測周期の取得方法として、図７に示すパターン３の全エッジ周期の取得が選択された場合、計測されるＥＮＣ割り込み信号のエッジ間を４倍する処理を行う。ここで、図７における全エッジ周期とは、例えばＡ相のＥＮＣ信号の立ち下がりエッジとＢ相のＥＮＣ信号の立ち上がりエッジの間の周期を取得する場合のように、Ａ相のＥＮＣ信号とＢ相のＥＮＣ信号の全てのエッジうち、近接する２つのエッジ間の周期（時間長さ）をいう。そのため、この全エッジ周期においては、エッジ間の周期（時間長さ）は、Ａ相の立ち上がりエッジ間の周期を取得する、基準エッジ周期における周期（時間長さ）と比較して、１／４となっている。そこで、周期計測部１２４では、全エッジ周期が選択された場合、計測されるＥＮＣ信号のエッジ間を４倍する処理を行っている。
【００４５】
また、レジスタ１２５には、周期計測部１２４で計測された計測周期情報が、ＥＮＣ割り込み信号の入力のタイミングで一時記憶される。そのため、このレジスタ１２５には、モータ５０の逆転の際のＥＮＣ割り込み信号によっても、計測周期情報が記憶される。ここで、レジスタ１２５は、図６に示すように、最新の計測周期情報を記憶するレジスタ１２５ａから、７個前の計測周期情報を記憶するレジスタ１２５ｈまで、例えば合計８個設けられている。しかしながら、レジスタ１２５の個数は、８個には限られず、８個より多くても、少なくても良い。
【００４６】
なお、以下の説明においては、個々のレジスタ１２５ａ〜１２５ｈを区別する必要がない場合、単にレジスタ１２５として説明する。
【００４７】
また、カウントレジスタ１２６は、ＥＮＣ割り込み信号が入力される度に、その入力のタイミングでカウント数を１ずつ増加させる。なお、原稿読取装置１０の起動時、および後述する逆転検出部１２７から逆転検出信号が入力される場合、カウントレジスタ１２６では、カウント数を０に設定する処理を行う。ここで、カウント数が０のときが、カウント数の初期値に対応する。
【００４８】
ここで、レジスタ１２５から計測周期情報を読み取る場合、ＰＩＤ計算部１１２は、カウントレジスタ１２６に対してアクセスする。そして、図６において斜線で示されるように、カウントレジスタ１２６におけるカウント数が例えば２の場合、ＰＩＤ計算部１１２はカウントレジスタ１２６から、そのカウント数２に関する情報を受け取る。その場合、ＰＩＤ計算部１１２は、レジスタ１２５のうち、０番から２番までのレジスタ１２５ａ〜１２５ｃに記憶されている計測周期情報を読み取る。なお、この図６に示す場合、カウント数の最大数は７となっており、これが規定の最大数に対応する。また、カウント数の最大数は、レジスタ１２５の個数に対応しており、この場合、レジスタ１２５の個数である８個から１を減算したものが、最大数となっている。
【００４９】
また、カウントレジスタ１２６におけるカウント数が、例えば０の場合、いずれのレジスタ１２５においても、計測周期情報が記憶されていない状態とする。その場合、ＰＩＤ計算部１１２は、カウントレジスタ１２６に対してアクセスしても、いずれのレジスタ１２５ａ〜１２５ｈに記憶されている計測周期情報も、参照不可とする。換言すれば、モータ５０が逆転していても、レジスタ１２５には、計測周期情報が、ＥＮＣ割り込み信号の受信のタイミングで記憶される。このとき、モータ５０の逆転によって、カウント数が０に更新されるが、その際、逆転に関する計測周期情報が記憶されているレジスタ１２５からの参照が不可とされることにより、逆転に関する計測周期情報が、ＰＩＤ計算部１１２でのＰＩＤ計算に用いられるのを防ぐことができる。それにより、逆転に関する計測周期情報という、不正な計測周期情報を取得して、モータ５０のＰＩＤ制御が為されるのを防ぐことが可能となっている。
【００５０】
また、逆転検出部１２７は、Ａ相のＥＮＣ信号とＢ相のＥＮＣ信号とに基づいて、モータ５０が逆転しているか否かを検出する。なお、モータ５０が逆転しているか否かの判断の詳細については、後述する。また、逆転検出部１２７で、モータ５０の逆転であることが検出される場合、逆転検出信号をカウントレジスタ１２６に向けて出力する。そして、カウントレジスタ１２６では、この逆転検出信号が入力されると、上述のように、カウント数を初期値である０に戻す（ゼロクリアする）。
【００５１】
また、モータ制御部１２８は、ＣＰＵ１０１（ＰＩＤ計算部１１２等）からの制御指令値に基づいて、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１２８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。
【００５２】
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（計時信号に対応）を出力する。
【００５３】
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。
【００５４】
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１２８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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
＜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７、図８等に基づいて、以下に説明する。
【００５９】
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る等、所定の予備動作を行う（Ｓ１０）。
【００６０】
そして、予備動作が終了すると、ＣＰＵ１０１に実現される判断部１１１は、カウントレジスタ１２６におけるカウント数の初期値を０にセットする（Ｓ１１）。続いて、判断部１１１は、キャリッジ３０がＰＩＤ制御領域に存在しているかを判断する（Ｓ１２）。この判断においてＹｅｓの場合、判断部１１１は、ＰＩＤ制御のための処理を実行して、ＡＳＩＣ１０４側に制御指令を出力する。また、Ｓ１２の判断においてＮｏの場合、キャリッジ３０は、ＰＩＤ制御領域に存在しない状態となっている。この場合、以下のＰＩＤ制御のための処理は実行されず、当該ＰＩＤ制御に対応する処理は終了する。なお、キャリッジ３０がＰＩＤ制御領域に存在しないと判断された場合、別途のオープン制御が実行されるようにしても良い。また、モータ５０を停止させるように制御しても良い。
【００６１】
Ｓ１２において、キャリッジ３０がＰＩＤ制御領域に存在していると判断された場合（Ｙｅｓの場合）、続いて、逆転検出部１２７によって、モータ５０の逆転が検出されたか否かを判断する（Ｓ１３）。ここで、逆転検出部１２７には、フォトダイオード８２から、Ａ相のＥＮＣ信号およびＢ相のＥＮＣ信号が入力される。このとき、逆転検出部１２７には、全てのＥＮＣ信号のエッジが入力される。そして、このＥＮＣ信号のエッジの入力に基づいて、モータ５０が逆転しているか否かを判断する。
【００６２】
ここで、逆転しているか否かの判断（検出）は、図７および図８に示すようにして、為される。図７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信号は、ＨおよびＬであり、その状態からＰ２の領域に移行すると、Ａ相およびＢ相のＥＮＣ信号は、共にＨとなるはずである。ここで、図８に示すように、Ｐ１−１からＰ１−２に示す状態に移行すると、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、ＥＮＣ信号の変化態様を、正常な状態のものと比較することにより、逆転検出部１２７では、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。
【００６３】
また、上述のＳ１３において、モータ５０が逆転していると判断される場合（Ｙｅｓの場合）、逆転検出部１２７は、カウントレジスタ１２６に向けて逆転検出信号を出力し、カウントレジスタ１２６のカウント数を０に戻す（ゼロクリアする）（Ｓ１４）。そして、この後に、ＰＩＤ計算部１１２がカウントレジスタ１２６に対してアクセスしても、いずれのレジスタ１２５ａ〜１２５ｈに記憶されている計測周期情報も、参照不可となる（Ｓ１５）。そのため、モータ５０の逆転に関する不正な計測周期情報が、レジスタ１２５に記憶されていても、逆転に関する計測周期情報が、ＰＩＤ計算部１１２でのＰＩＤ計算に用いられなくなる。
【００６４】
また、上述のＳ１３において、モータ５０が逆転していないと判断される場合（Ｎｏの場合）、続いてカウントレジスタ１２６のカウント数が１だけ加算される（Ｓ１６）。そして、この後に、ＰＩＤ計算部１１２がカウントレジスタ１２６に対してアクセスすると、０番のレジスタ１２５ａを基点として、カウント数の分だけ前の計測周期情報を取得することが可能となる（Ｓ１７）。すなわち、カウント数をＮとすると、０番のレジスタ１２５ａから、Ｎ−１番のレジスタ１２５までの間の計測周期情報を取得することが可能となる。
【００６５】
また、上述のＳ１５、または上述のＳ１７を経過した後に、続いてＰＩＤ計算を行い、モータ５０のＰＩＤ制御を実行する（Ｓ１８）。このＰＩＤ計算においては、ＰＩＤ計算部１１２は、目標周期テーブルにおける目標周期と、レジスタ１２５に記憶されている計測周期情報とに基づいて、比例要素、積分要素および微分要素を算出する。
【００６６】
ここで、ＰＩＤ計算部１１２は、比例要素を算出する際には、０番のレジスタ１２５ａから、現在の計測周期Ｔcurと、Ｎ番目のレジスタ１２５からＮ個前の計測周期Ｔcur-nとを読み出す。そして、ＰＩＤ計算部１１２では、現在の計測周期Ｔcurと、Ｎ個前の計測周期Ｔcur-nとから、平均計測周期Ｔaveを算出する。そして、算出された平均計測周期Ｔaveの逆数１／Ｔave（平均速度の所定倍に対応）と現在の目標周期の逆数１／Ｔref（目標速度の所定倍に対応）との差分を算出し、その差分に比例ゲインを乗算することにより、比例要素を算出している。なお、上述のように、カウント数が０の場合、Ｎ個前の計測周期情報は、０として計算を行うため、平均計測周期Ｔaveは、現在の計測周期Ｔcurとなる。
【００６７】
また、ＰＩＤ計算部１１２において、積分要素を算出する際には、現在の目標周期Ｔrefの逆数１／Ｔref（現在の目標速度の所定倍に対応）と、現在の計測周期Ｔcurの逆数１／Ｔcur（現在の速度の所定倍に対応）との差分を算出する。そして、算出された速度偏差の所定倍に、積分ゲインを乗じて値ΔＩmを算出し、そのΔＩmと、ＰＩＤ制御の開始から１つ前にＰＩＤ計算を行った際までのΔＩm-1の累積であるｓｕｍ（ΔＩm-1）とを加算する。さらに、このΔＩm＋ｓｕｍ（ΔＩm-1）に、積分初期値を加算することにより、積分要素が算出される。
【００６８】
また、ＰＩＤ計算部１１２において、微分要素を算出する際には、現在の目標周期Ｔrefの逆数１／Ｔrefと、現在の計測周期Ｔcurの逆数１／Ｔcurとの差分Ｖ（現在の速度偏差の所定倍に対応）を算出する。また、Ｎ個前の目標周期Ｔref-nの逆数１／Ｔref-nと、Ｎ個前の計測周期Ｔcur-nの逆数１／Ｔcur-nとの差分Ｖn（Ｎ個前の周期における速度偏差の所定倍に対応）を算出する。そして、差分Ｖと差分Ｖnの差分を算出することで、速度変化の所定倍を算出し、差分Ｖと差分Ｖnの差分に、微分ゲインを乗算することにより、微分要素を算出している。
【００６９】
以上のようにして算出された比例要素、積分要素および微分要素は、不図示の加算器において加算され、ＰＩＤ計算による制御指令値が算出される。そして、ＰＩＤ計算部１１２は、この制御指令値をモータ制御部１２８に向けて出力し、モータ制御部１２８は、ＲＣ回路１０７およびモータドライバ１０８を介して、モータ５０を制御駆動させる。
【００７０】
また、このＳ１８を経過した場合、再び上述のＳ１２に戻る。そして、このＳ１２において、キャリッジ３０がＰＩＤ制御領域に存在していないと判断されるまで（Ｎｏと判断されるまで）、処理を継続させる。
【００７１】
＜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、逆転検出部１２７でモータ５０が正転状態にあるか、逆転状態にあるかが検出され、その検出に基づいて、カウントレジスタ１２６では、レジスタ１２５に記憶されている計測周期情報の取得の許可または参照不可（不許可）が判断される。このとき、カウント数を用いて、計測周期情報の取得の許可または参照不可（不許可）が判断される。しかも、この判断においては、カウント数が０のときには、計測周期情報の取得が不許可となり、カウント数が０以外の場合には、カウント数の参照が許可される。
【００７２】
このようにすることにより、モータ５０の逆転に関する不正な（誤った）計測周期を用いて、モータ５０に印加される電力が算出されるのを防止することが可能となり、モータ５０の挙動を安定化させることが可能となる。また、モータ５０の挙動が安定化されることにより、原稿読取装置１０において、読み取り画質の向上を図ることが可能となる。
【００７３】
また、レジスタ１２５ａ〜１２５ｈのうち、０番のレジスタ１２５ａには最新の計測周期情報が記憶され、１番のレジスタ１２５ｂには１周期前の計測周期情報が記憶され、以下同様に７番のレジスタ１２５ｈには７周期前の計測周期情報が記憶される、という具合に、最新から古いものに向かって、計測周期情報の記憶順が規定されている。さらに、カウントレジスタ１２６では、カウント数に対応する分だけ、上述の記憶順に従い、複数のレジスタ１２５ら計測周期情報を取得することが可能である。そのため、カウント数を管理すれば、カウント数の分だけ最新の計測周期から古い計測周期まで取得することが可能となり、モータ５０の制御に際して、計測周期の取得が容易となる。
【００７４】
また、上述の実施の形態においては、全エッジ周期の取得が選択可能であり、かかる全エッジ周期を選択する場合、図７に示すように、キャリッジ３０の現在位置に最も近い立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間の計測周期を用いて、モータ５０の制御を行うことが可能となる。また、従来においては、全エッジ周期取得方法が選択された場合と、他の周期取得方法（パターン１とパターン２）とでは、計測周期の長さが略４倍異なることから、ＰＩＤ制御の際に用いられるゲインも異なっており、その調整を行う必要が生じている。しかしながら、本発明のように、取得された計測周期を４倍する処理を行うことにより、ハードウエアにおいて、ゲインの調整を行わずに済む。そのため、ゲインを全エッジ周期の取得に対応させて変換する等の調整が不要となり、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００７５】
さらに、上述の実施の形態においては、モータ５０の動き出しに際して、ＰＩＤ制御を行っている。ここで、モータ５０の逆転等によるチャタリングが生じ、計測周期が非常に短くなると、特にＰＩＤ制御における、比例要素と微分要素の計算の際に、不正な（誤った）計測周期が用いられ、ＰＩＤ制御を良好に行えない状態となっている。しかしながら、本発明のように、逆転の場合にカウントレジスタ１２６でカウント数を０に戻し、その場合の計測周期情報の取得を不許可とすることで、モータ５０に印加される電力が異常な値を取るのを防ぐことが可能となり、ＰＩＤ制御を安定的かつ良好に行うことが可能となる。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、制御回路１００は、周期計測手段の一部、一時記憶手段、回転方向検出手段、情報管理手段、ＰＩＤ制御部にそれぞれ対応しているが、これら各手段を実現するために、それぞれ専用の回路を具備する構成を採用しても良い。
【００８０】
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。
【００８１】
さらに、上述の実施の形態では、ＰＩＤ制御により、モータ５０を動き出させている。しかしながら、モータ５０の動き出しは、ＰＩＤ制御には限られず、オープン計算部１１３での計算による、オープン制御としても良い。なお、オープン制御を実行する場合、オープン計算部１１３では、タイマ１０６からのタイマ割り込み信号を受信する度に、所定のステップＤｕｔｙを加算するように、計算が実行される。また、オープン制御では、過去の計測周期を用いて演算を行わないため、当該オープン制御を実行する時間が長い場合、モータ５０の逆転による計測周期の取得の問題はさほど生じない。そのため、本発明の適用タイミングとして好適なものとしては、オープン制御を実行する際に、その実行時間が非常に短い場合が挙げられる。
【００８２】
また、上述の実施の形態では、カウント数が０の場合、レジスタ１２５に記憶されている計測周期情報の参照が不可能となっている。しかしながら、カウント数が０の場合、最新の計測周期情報が記憶されている、レジスタ１２５ａのみにアクセス可能となるように設定しても良い。また、上述の実施の形態では、０番のレジスタ１２５ａから７番のレジスタ１２５ｈまで、合計８つのレジスタ１２５ａ〜１２５ｈが設けられている。しかしながら、例えば、１番のレジスタ１２５をレジスタ１２５ａとすると共に、以下、番号を１つずつずらして、８番のレジスタをレジスタ１２５ｈとするように設定しても良い。
【００８３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】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。
【図２】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２におけるＲＣ回路の一例を示す回路図である。
【図４】図２におけるモータドライバの一例を示す図である。
【図５】モータ駆動開始時の動作フローを示す図である。
【図６】図２におけるレジスタの詳細を示す図である。
【図７】チャタリングなしの状態でのＥＮＣ信号の変化の態様を示す図である。
【図８】チャタリングありの状態でのＥＮＣ信号の変化の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
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（位置検出手段の一部に対応）、１００…制御回路（周期計測手段の一部、一時記憶手段、回転方向検出手段、情報管理手段、ＰＩＤ制御部に対応）、１０１…ＣＰＵ、１０４…ＡＳＩＣ、１０６…タイマ、１１１…判断部）、１１２…ＰＩＤ計算部（ＰＩＤ制御部に対応）、１２１…イメージセンサ制御部、１２２…ＥＮＣ割込み信号出力部（周期計測手段の一部に対応）、１２３…位置計測部、１２４…周期計測部（周期計測手段の一部に対応）、１２５…レジスタ（一時記憶手段に対応）、１２６…カウントレジスタ（情報管理手段に対応）、１２７…逆転検出部（回転方向検出手段に対応）、１２８…モータ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008092622.tif 000008
【図７】
2008092622.tif 000009
【図８】
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