(57)【要約】【課題】ステッピングモーターの回転中、大きな耳障り音が生じていることを正確に検知する。【解決手段】モーター制御装置は、ステッピングモーター、チョッピング基準信号を生成するチョッピング信号生成部、チョッピング基準信号の周波数を設定する周波数設定部、コイルに電流を流す出力回路、チョッピング基準信号に基づくチョッピングにより出力回路の出力電流を制御する出力制御回路、チョッピング周波数を制御する周波数制御部、音センサー、音センサーの出力に基づきステッピングモーターの回転中、耳障り音に対応する異音周波数帯の音レベルが予め定められた上限レベルを超えたことを検知する制御部と、を含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモーターと、
チョッピング基準信号を生成するチョッピング信号生成部と、
前記チョッピング信号生成部と接続され、前記チョッピング基準信号の周波数であるチョッピング周波数を設定する周波数設定部と、
電流を出力して前記ステッピングモーターのコイルに電流を流す出力回路と、
前記チョッピング基準信号に基づくチョッピングにより前記出力回路を制御し、前記出力回路が前記コイルに出力する電流を制御する出力制御回路と、
前記周波数設定部を制御して前記チョッピング周波数を制御する周波数制御部と、
前記ステッピングモーターの近傍に設けられる音センサーと、
前記音センサーの出力に基づき、前記ステッピングモーターの回転中、予め定められた異音周波数帯の音レベルが予め定められた上限レベルを超えたことを検知する制御部と、を含むことを特徴とするモーター制御装置。
【請求項２】
前記ステッピングモーターの回転中に前記異音周波数帯の音レベルが前記上限レベルを超えたとき、前記制御部は、前記チョッピング周波数を前記周波数制御部に変更させることを特徴とする請求項１に記載のモーター制御装置。
【請求項３】
前記チョッピング周波数を変更するとき、
前記制御部は、前記ステッピングモーターから生ずる振動が予め定められた大きさを超える前記チョッピング周波数を定めた振動データを参照し、前記振動データに定められた前記チョッピング周波数とならないように前記チョッピング周波数を前記周波数制御部に変更させることを特徴とする請求項２に記載のモーター制御装置。
【請求項４】
使用開始から現時点までの前記ステッピングモーターの動作量を記憶する記憶部を含み、
前記チョッピング周波数を変更するとき、
前記制御部は、前記動作量に対し前記異音周波数帯の音レベルが前記上限レベルを超えると予測される前記チョッピング周波数を定めた動作量データを参照し、前記動作量データに定められた前記チョッピング周波数とならないように前記チョッピング周波数を前記周波数制御部に変更させることを特徴とする請求項２又は３に記載のモーター制御装置。
【請求項５】
前記チョッピング周波数を変更しても、前記ステッピングモーターの回転中の前記異音周波数帯の音レベルが依然として前記上限レベルを超えているとき、
前記制御部は、前記周波数制御部に前記チョッピング周波数を再度変更させることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項６】
報知を行う報知部を含み、
前記制御部は、前記チョッピング周波数の変更を繰り返しても、選択し得る前記チョッピング周波数の全てにおいて前記異音周波数帯の音レベルが前記上限レベルを超えているとき、点検すべき旨を前記報知部に報知させることを特徴とする請求項５に記載のモーター制御装置。
【請求項７】
前記周波数設定部は、抵抗値が異なる複数の抵抗とコンデンサーを含み、
前記チョッピング信号生成部は、接続された前記周波数設定部の前記抵抗の抵抗値と前記コンデンサーの静電容量に応じた周波数の前記チョッピング基準信号を生成し、
前記チョッピング信号生成部と接続する前記抵抗を選択するためのスイッチがそれぞれの前記抵抗に対して設けられ、
前記周波数制御部は、前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御し、前記チョッピング信号生成部と接続する前記抵抗を切り替えることにより前記チョッピング周波数を変更することを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載のモーター制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のモーター制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【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ーを制御するモーター制御装置に関する。また、このモーター制御装置を含む画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、原稿の読み取りや用紙搬送に関する回転体の回転にステッピングモーターを用いることがある。ステッピングモーターは、複数のコイルを含み、電流を流すコイルを切り替えることにより、ローターを回転させる。また、チョッピング（電流のＯＮ／ＯＦＦの繰り返し）を行うことにより、現在のステップで流すべき電流値を維持しつつ、コイルに電流を供給することがある。そして、特許文献１には、ホールド時のステッピングモーターの制御の一例が記載されている。
【０００３】
具体的に、特許文献１には、ステッピングモーターのステップ駆動およびモータホールドをパルス幅変調信号によって制御し、モータホールド時にパルス幅変調信号のチョッピング周波数を下げ、チョッピング周波数に応じて平滑回路のフィルター定数を制御するステッピングモーター駆動装置が記載されている。この構成により、モータホールド時のチョッピングによるモーターの振動を低減しようとする（特許文献１：請求項１、段落［００２０］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステッピングモーターを回転させたとき、ステッピングモーター自体の振動やステッピングモーターの駆動を伝えるギアの振動により音が生ずる。そして、ステッピングモーターを回転させたとき、比較的大きな高音（可聴周波数中、１５〜２０ｋＨｚ程度の比較的高い音）が起きることがある。例えば、キーンという音が生ずることがある。ステッピングモーターの回転中に生ずる高音は、耳障りな音として認識される場合が多い。ステッピングモーターの回転中に生ずる高音（耳障り音）は使用者に不快感を与える。
【０００６】
このような耳障り音の発生には、チョッピング周波数、ステッピングモーターを回転させるＩＣの特性、ステッピングモーターの固有振動数、電流のリップルの程度、１ステップの周期とチョッピングの周期の非同期、ステッピングモーターの駆動を伝える各ギアの固有振動数、ギアの摩耗の程度、ギアの噛み合い周波数（ギアが１秒間に噛み合う回数）など様々な要因が関係する。また、ギアの摩耗が進むなどにより、使用しているうちに耳障り音が大きくなることがある。
【０００７】
通常、耳障り音が生じないようにするために、設計的な配慮が行われる。例えば、耳障り音が生じないようなステッピングモーター、ギア、ＩＣ、チョッピング周波数の選択が行われる。しかし、ステッピングモーター近傍から大きな耳障り音が生じているか否かを実際に検知することは従来行われていない。現状、使用しているうちに耳障り音が大きくなったときには、修理や部品交換で対応している。大きな耳障り音の発生か否かを判定するため、チョッピング周波数、リップル電流、ギアの状態のような上述の多数の要因をそれぞれ監視するセンサーを設けると、モーター制御装置は複雑化し、製造コストが高くなる。
【０００８】
また、チョッピング周波数を可聴周波数の上限といわれる２０ｋＨｚよりもずっと高い周波数とすれば、耳障り音が抑えられる場合がある。そこで、チョッピング周波数を２０ｋＨｚよりも高い周波数に設定する場合がある。しかし、チョッピング周波数を高くしても、耳障り音が絶対に生じないわけではない。また、チョッピング周波数を高くすると、スイッチングロス（無駄な電力の消費）が増え、モーター関連回路の発熱が大きくなるという問題がある。
【０００９】
なお、特許文献１記載のモーター駆動装置は、モータホールド時の振動を減らす。しかし、ステッピングモーターの回転中に生ずる耳障り音に関する記載はない。従って、特許文献１記載の技術では、上記の問題を解決することはできない。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、耳障り音が生じていることを正確に検知し、耳障り音を抑え、従来よりも消費電力と発熱を減らせるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に係るモーター制御装置は、モーター制御装置は、ステッピングモーター、チョッピング信号生成部、周波数設定部、出力回路、出力制御回路、周波数制御部、音センサー、制御部を含む。前記チョッピング信号生成部は、チョッピング基準信号を生成する。前記周波数設定部は、前記チョッピング信号生成部と接続され、前記チョッピング基準信号の周波数であるチョッピング周波数を設定する。前記出力回路は、電流を出力して前記ステッピングモーターのコイルに電流を流す。前記出力制御回路は、前記コイルに流れる電流を前記チョッピング基準信号に基づくチョッピングにより制御して前記出力回路が出力する電流を制御する。前記周波数制御部は、前記周波数設定部を制御して前記チョッピング周波数を制御する。前記音センサーは、前記ステッピングモーターの近傍に設けられる。前記制御部は、前記音センサーの出力に基づき、前記ステッピングモーターの回転中、予め定められた異音周波数帯の音レベルが予め定められた上限レベルを超えたことを検知する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ステッピングモーターの回転中、大きな耳障り音が生じていることを正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る複合機の一例を示す図である。
【図２】実施形態に係る原稿搬送部と画像読取部の一例を示す図である。
【図３】実施形態に係る原稿搬送部と画像読取部の一例を示す図である。
【図４】実施形態に係るモーター制御装置の一例を示す図である。
【図５】実施形態に係るチョッピング基準信号の周波数の変更の一例を説明するための図である。
【図６】実施形態に係るモーター制御装置での耳障り音の検知の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る振動データの一例を示す図である。
【図８】実施形態に係る動作量データの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図８を用い、実施形態に係るモーター制御装置１を含む画像形成装置を説明する。以下では、画像形成装置として複合機１００を例に挙げて説明する。本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。
【００１５】
（複合機１００）
図１を用いて、実施形態に係る複合機１００を説明する。図１は、実施形態に係る複合機１００の一例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、複合機１００には主制御部２、印刷部３、記憶部４が設けられる。また、複合機１００は、画像読取部５、原稿搬送部６、操作パネル７を含む。
【００１７】
主制御部２は、複合機１００の全体制御を司る。主制御部２は、ＣＰＵ２１を含む。また、又、主制御部２には、画像読取部５から出力される画像データに基づき画像処理を行う画像処理部２２が設けられる。記憶部４は、ＲＯＭ、ＨＤＤやフラッシュＲＯＭのような不揮発性メモリーとＲＡＭのような揮発性のメモリーを含む。主制御部２は、記憶部４の制御に関するプログラムやデータを利用して各部を制御する。主制御部２は、コピーや送信のようなジョブを制御する。
【００１８】
印刷部３は、給紙部３ａ、搬送部３ｂ、画像形成部３ｃ、定着部３ｄを含む。主制御部２は印刷部３の動作を制御する。主制御部２は、用紙を給紙部３ａに供給させる。主制御部２は、用紙を搬送部３ｂに搬送させ、機外に排出されるまで用紙を搬送部３ｂに搬送させる。主制御部２は、画像データに基づきトナー像を画像形成部３ｃに形成させ、搬送される用紙にトナー像を画像形成部３ｃに転写させる。主制御部２は、転写されたトナー像を定着部３ｄに定着させる。
【００１９】
操作パネル７は、表示パネル７１（報知部に相当）、タッチパネル７２、ハードキー７３を含む。主制御部２は、操作パネル７の状態や各種メッセージや設定用画面を表示パネル７１に表示させる。主制御部２は、タッチパネル７２の出力に基づき、表示パネル７１に表示されたキーやボタンのような操作画像のうち、操作されたものを認識する。ハードキー７３は、ジョブの実行開始を指示するためのスタートキーや、数字を入力するためのテンキーを含む。主制御部２は、操作パネル７と通信し、ジョブに関するタッチパネル７２、ハードキー７３を介した設定内容を認識する。
【００２０】
又、複合機１００は、通信部２３を含む。通信部２３は、ＰＣやサーバーのようなコンピューター２００や、ＦＡＸ装置３００と、ネットワークやケーブルや公衆回線を介して通信可能に接続される。主制御部２は、宛先に設定されたコンピューター２００に向けて、原稿の読み込みに基づく画像データを通信部２３に送信させる（スキャン送信）。また、主制御部２は、宛先に設定されたＦＡＸ装置３００に向けて、原稿読み込みに基づく画像データを通信部２３に送信させる（ファクシミリ送信）。
【００２１】
（画像読取部５と原稿搬送部６）
次に、図１〜図３を用いて、実施形態に係る画像読取部５と原稿搬送部６を説明する。図２、図３は、実施形態に係る原稿搬送部６と画像読取部５の一例を示す図である。
【００２２】
図２に示すように、原稿搬送部６は、画像読取部５の上方に設けられる。原稿搬送部６は、上下方向に開閉し、セットされた原稿を送り読み取り用コンタクトガラス５１（読み込み位置）に向けて搬送する。原稿搬送部６は、原稿搬送方向上流側から順に、原稿トレイ６１、給紙ローラー６２、原稿搬送路６３、複数の搬送ローラー対６４、排出ローラー対６５、排出トレイ６６を含む。
【００２３】
図３に示すように、原稿搬送部６は、原稿搬送部６の動作の制御を行う原稿搬送制御部６０を含む。原稿搬送制御部６０は、ＣＰＵや、制御用のプログラムやデータを記憶するメモリーを含む基板である。原稿搬送制御部６０は、主制御部２や読取制御部５０と通信可能に接続される。原稿搬送制御部６０は、主制御部２や読取制御部５０からの原稿搬送開始の指示を受け、原稿搬送部６での原稿搬送の動作制御を行う。
【００２４】
原稿トレイ６１に用紙が存在する否かを検知するためのセットセンサー６７が原稿搬送部６内に設けられる（図３参照）。コピーやスキャン送信のような原稿読み込みを行うジョブの実行指示が操作パネル７になされたとき（スタートキーが操作されたとき）、主制御部２は、原稿の読み込みを原稿搬送制御部６０に指示する。原稿搬送制御部６０は、セットセンサー６７の出力を確認し、原稿トレイ６１に用紙が存在する否かを検知する。原稿トレイ６１に原稿があるとき、原稿搬送制御部６０は搬送モーター６８を駆動させ、給紙ローラー６２や搬送ローラー対６４を回転させる。給紙ローラー６２と各搬送ローラー対６４は、読み込み位置に向けて原稿を搬送する。原稿は、画像読取部５の上面に設けられた送り読み取り用コンタクトガラス５１の上側を通過する。この通過の際、画像読取部５が原稿の表面を読み取る。
【００２５】
図２に示すように、画像読取部５は箱形の筐体を有する。そして、画像読取部５の上面左側に、透明板状の送り読み取り用コンタクトガラス５１が設けられる。画像読取部５の上面かつ、送り読み取り用コンタクトガラス５１の右側に、透明板状の載置読取用コンタクトガラス５２が配される。載置読取用コンタクトガラス５２は、書籍のような１ページ分の原稿をセットするテーブルとして機能する。原稿搬送部６に原稿がセットされていないとき、画像読取部５は、載置読取用コンタクトガラス５２にセットされた原稿に光を照射し、反射に基づき原稿の表面を読み取って画像データを生成する。
【００２６】
画像読取部５には、画像読取部５の動作の制御を行う読取制御部５０が設けられる。読取制御部５０は、スキャナＣＰＵ５０ａ、画像読取部５の動作を制御するためのデータやプログラムを記憶するスキャナメモリー５０ｂを含む基板である（図４参照）。読取制御部５０は、主制御部２からの指示、信号を受け、原稿の読み込みを行う。なお、読取制御部５０を設けず、主制御部２が画像読取部５の制御、処理を行うようにしてもよい。
【００２７】
画像読取部５内に、第１移動枠５３１、第２移動枠５３２、ワイヤー５４１、巻取ドラム５４２、レンズ５５１、イメージセンサー５５が設けられる。イメージセンサー５５は、原稿の反射光に基づきライン毎に原稿を読み取り、画像データを生成する。画像読取部５は、ＣＣＤ方式で原稿を読み取る。なお、ＣＩＳ方式を採用してもよい。
【００２８】
第１移動枠５３１は、ＬＥＤや蛍光管のような主走査方向に沿って原稿に光を照射する光源５ａと、第１ミラー５ｂを支持する。第２移動枠５３２は、第２ミラー５ｃと第３ミラー５ｄを支持する。複数本のワイヤー５４１が、第１移動枠５３１及び第２移動枠５３２には取り付けられる（尚、図２では、便宜上、ワイヤー５４１は１本のみ図示）。又、ワイヤー５４１の他端は巻取ドラム５４２に接続される。巻取ドラム５４２は、巻取モーター５４（図３参照）により回転する。巻取モーター５４の正逆回転により、第１移動枠５３１と第２移動枠５３２を水平方向に自在に移動させることができる。
【００２９】
載置読取用コンタクトガラス５２の原稿の読み込みのとき、読取制御部５０は、巻取ドラム５４２を回転させ、各移動枠を水平方向に移動させる。搬送原稿の読み込みのとき、読取制御部５０は、送り読み取り用コンタクトガラス５１に読み取りラインが来るように、各移動枠の位置を固定する。光源５ａから発せられた光は、原稿に当たり反射する。各ミラーは、反射光をレンズ５５１に導く。レンズ５５１は、反射光を集光しイメージセンサー５５に入射する。イメージセンサー５５は、ライン状に受光素子（光電変換素子）を複数並べたラインセンサーを含む。イメージセンサー５５は、複数色分のラインセンサーを含むカラー対応のものでもよいし、白黒読み込み用のラインセンサーのみを含むモノクロ式のものでもよい。
【００３０】
そして、イメージセンサー５５の各受光素子（各画素）は、反射光のレベル（受光量）に応じたアナログの電気信号（電流、電圧）を出力する。原稿の主走査方向（原稿搬送方向と垂直な方向）にライン単位で読取が行われ、ライン単位の読取を副走査方向（原稿搬送方向）に連続して繰り返し行って、１枚の原稿が読み取られる。
【００３１】
図３に示すように、画像読取部５内には、イメージセンサー５５が出力したアナログ信号を処理するＡＦＥ部５６、原稿の画像データに対して画像処理を行う画像データ処理部５７が設けられる。読取制御部５０は、原稿読み込みのとき、光源５ａを点灯させ、原稿読み込みが終了すると光源５ａを消灯させる。イメージセンサー５５の各受光素子が出力するアナログ信号は、ＡＦＥ部５６（Analog Front End）に入力される。ＡＦＥ部５６は、各受光素子のアナログ信号のオフセット処理、増幅処理を行って、各受光素子のアナログ信号をディジタル値に変換する。ＡＦＥ部５６は、各受光素子の出力に基づくアナログ信号を８ビットや１０ビットのディジタル値に変換する。
【００３２】
画像データ処理部５７は、ＡＦＥ部５６で生成されたディジタル値（各画素の画素値）を並べ、シェーディング補正のような読み込みに起因する画像の濃度の歪みを補正する処理を行う。画像データ処理部５７により処理された画像データは、記憶部４に送信される。コピーや送信のようなジョブに、記憶部４に記憶された画像データが利用される。
【００３３】
（モーター制御装置１）
次に、図４を用いて、実施形態に係るモーター制御装置１を説明する。図４は、実施形態に係るモーター制御装置１の一例を示す図である。
【００３４】
モーター制御装置１は、複合機１００に含まれる。モーター制御装置１は、制御部、ステッピングモーター８、ドライバー回路９、周波数設定部１０、周波数制御部１１、音センサー１２を含む。本説明では、巻取モーター５４がモーター制御装置１のステッピングモーター８である例を説明する。又、読取制御部５０がモーター制御装置１の制御部である例を説明する。このように、画像読取部５（複合機１００）は、モーター制御装置１を含む。モーター制御装置１は、巻取モーター５４の回転を制し、各移動枠を移動させる。
【００３５】
例えば、ステッピングモーター８は、磁石が設けられたローター８１を含む。また、ステッピングモーター８は、ローター８１の周りに設けられた複数のコイル８２を含む。ドライバー回路９は、励磁方式にあわせ電流を流すコイル８２を周方向で順番に切り替えてローター８１を回転させる。また、ドライバー回路９は、コイル８２に流す電流の大きさを電気角に合わせて増減できる。本説明では、４つのコイル８２（Ａ相、Ｂ相、／Ａ相、／Ｂ相）を有するステッピングモーター８を例に挙げて説明する。
【００３６】
ドライバー回路９はモータードライバーＩＣである。ドライバー回路９は読取制御部５０の回転指示や停止指示に基づきステッピングモーター８の回転を実際に制御する。ドライバー回路９はチョッピング信号生成部９１、出力回路９２、出力制御回路９３を含む。
【００３７】
チョッピング信号生成部９１は、チョッピング基準信号Ｓ１（チョッピング用クロック信号）を生成する。チョッピング基準信号Ｓ１は、チョッピング発振回路９４、波形整形回路９５を含む。周波数設定部１０は、チョッピング発振回路９４と接続される。周波数設定部１０は、チョッピング基準信号Ｓ１の周波数を設定するための回路である。
【００３８】
周波数設定部１０は、抵抗（Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｎ）とコンデンサーＣ１を含む（図５参照）。言い換えると、チョッピング発振回路９４には、抵抗とコンデンサーＣ１が外付けされる。チョッピング発振回路９４と周波数設定部１０（抵抗とコンデンサーＣ１）が、ＲとＣを含む発振回路として動作する。チョッピング発振回路９４は、外付けされた抵抗の抵抗値とコンデンサーＣ１に応じた周波数であって、のこぎり波のような信号を生成する。波形整形回路９５は、チョッピング発振回路９４が生成する信号を整形し、矩形波をチョッピング基準信号Ｓ１として生成する。
【００３９】
出力回路９２は、電流を出力し、ステッピングモーター８のコイル８２に電流を流す。出力回路９２は、スイッチング部９２１を含む。各コイル８２への電流供給のＯＮ／ＯＦＦのため、スイッチング部９２１は、ＭＯＳＦＥＴのような複数のスイッチング素子を含む。対応するスイッチング素子がＯＮのコイル８２に電流が供給され、対応するスイッチング素子がＯＦＦのコイル８２には電流が供給されない。出力制御回路９３は、ローター８１が回転するように、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する。言い換えると、出力制御回路９３は、各コイル８２への電流を供給と停止を制御する。
【００４０】
また、出力制御回路９３は、チョッピング基準信号Ｓ１に基づくチョッピングにより出力回路９２が出力する電流の大きさを制御する。出力制御回路９３は、各相のコイル８２に流れる電流の大きさを認識する。出力制御回路９３は、現在のステップ中に電流を供給するコイル８２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを細かく行う（１ステップの周期中に複数回チョッピングを行う）。
【００４１】
出力制御回路９３は、コイル８２に流れる電流の大きさを認識しつつ、チョッピングを行う。そして、出力制御回路９３は、コイル８２に流す電流の大きさを現在のステップ中に流すべき大きさ（目標値）で保つ。例えば、コイル８２の現在の電流値が目標値よりも小さいとき、出力制御回路９３は、そのコイル８２に対応するスイッチング素子をＯＮすし、目標値よりも大きいとき、そのコイル８２に対応するスイッチング素子をＯＦＦする。出力制御回路９３は、チョッピング基準信号Ｓ１に基づき、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００４２】
ステッピングモーター８や、ステッピングモーター８の駆動を伝えるギア群５９の近傍に音センサー１２が設けられる。音センサー１２は、圧電素子１２１を含む。音センサー１２（圧電素子１２１）は、音の振動（空気の粗密波）に応じた電圧の信号を出力する。音センサー１２は、高音なほど周波数の高い信号を出力する。音センサー１２は、音が大きいほど大きな振幅の信号を出力する。
【００４３】
読取制御部５０は、音センサー１２の出力に基づき、ステッピングモーター８の回転中、上限レベルＤ１を超えた音レベル（音量）の耳障り音が生じていることを検知する。例えば、可聴周波数のうちの高音として扱われる１５ｋ〜２０ｋＨｚ程度の周波数帯の高音を耳障り音に対応する異音周波数帯と扱う。
【００４４】
具体的に、圧電素子１２１が出力する信号は、音センサー１２の信号処理部１２２で処理される。処理後の信号が読取制御部５０に入力される。例えば、信号処理部１２２は、増幅回路１２３、フィルター回路１２４を含む。信号処理部１２２の増幅回路１２３は圧電素子１２１の出力信号を増幅する。また、信号処理部１２２のフィルター回路１２４は、増幅後の出力信号のうち、異音周波数帯の成分を取り出す。言い換えると、フィルター回路１２４は、出力信号から異音周波数帯以外の成分を除去する。読取制御部５０（スキャナＣＰＵ５０ａ）は、音センサー１２から入力された信号の振幅（最大値）に基づき、異音周波数帯の音の音レベル（大きさ、音量）を認識する。
【００４５】
また、音センサー１２（信号処理部１２２）の出力信号が入力されるチャージ用コンデンサー（不図示）を読取制御部５０に設けてもよい。音センサー１２が受けた異音周波数帯の音レベル（音量）が大きいほど、チャージ用コンデンサーの電圧値が大きくなる（蓄えられる電荷が多くなる）。読取制御部５０（スキャナＣＰＵ５０ａ）がチャージ用コンデンサーの電圧値を認識する。チャージ用コンデンサーの電圧値に基づき、読取制御部５０は、異音周波数帯の音レベルを認識してもよい。
【００４６】
（チョッピング基準信号Ｓ１の周波数の変更）
次に、図５を用いて、実施形態に係るチョッピング基準信号Ｓ１の周波数の変更を説明する。図５は、実施形態に係るチョッピング基準信号Ｓ１の周波数の変更の一例を説明するための図である。
【００４７】
上述のように、チョッピング基準信号Ｓ１の周波数は、チョッピング発振回路９４に接続される（外付けされる）コンデンサーＣ１の静電容量と抵抗の抵抗値で設定できる。言い換えると、チョッピング信号生成部９１は、接続された周波数設定部１０の抵抗の抵抗値とコンデンサーＣ１の静電容量に応じた周波数のチョッピング基準信号Ｓ１を生成する。チョッピング基準信号Ｓ１の周波数を変更できるようにするため、本実施形態の周波数設定部１０は、複数の抵抗を含む。
【００４８】
図５に示すように、コンデンサーＣ１の一端とチョッピング発振回路９４が接続される。コンデンサーＣ１の他端にはグランドが接続される。また、チョッピング発振回路９４及びコンデンサーＣ１の一端には、抵抗の並列回路が接続される。図５では、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、・・・抵抗Ｒｎ（ｎは、３以上の整数）を含む並列回路を図示している。
【００４９】
並列回路の各抵抗の一端は、電源ＶＤＤに接続され、各抵抗が電源ＶＤＤに並列接続される。また、各抵抗の他端にはそれぞれスイッチＳＷの一端が接続される。抵抗１つに対し、１つのスイッチＳＷが設けられる。各スイッチＳＷの他端は、コンデンサーＣ１の一端及びチョッピング発振回路９４に並列接続される。
【００５０】
周波数制御部１１は、各スイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦを制御する。例えば、周波数制御部１１は、マイコンである。周波数制御部１１がＯＮしたスイッチＳＷに対応する抵抗がコンデンサーＣ１及びチョッピング発振回路９４と接続される。周波数制御部１１は、スイッチＳＷのうち１つのみをＯＮするようにしてもよい。この場合、それぞれの抵抗の抵抗値を異ならせる。これにより、選択できる（設定できる）チョッピング基準信号Ｓ１の周波数の数は、スイッチＳＷ（抵抗）の数と同じとなる。周波数制御部１１は、スイッチＳＷのうち複数をＯＮするようにしてもよい。この場合、ＯＮされたスイッチＳＷに対応する抵抗の合成抵抗値に応じたチョッピング基準信号Ｓ１が生成される。
【００５１】
周波数制御部１１がＯＮするスイッチＳＷを切り替えることにより、チョッピング発振回路９４に接続する抵抗のパターンを変えることができる。パターンの切り替えにより、チョッピング基準信号Ｓ１の周波数を切り替えることができる。周波数制御部１１は、読取制御部５０の指示があったとき、チョッピング発振回路９４に接続する抵抗のパターンを周波数設定部１０に切り替えさせる。
【００５２】
（耳障り音の検知の流れ）
次に、図６〜図８を用いて、実施形態に係るモーター制御装置１での耳障り音の検知の流れの一例を説明する。図６は、実施形態に係るモーター制御装置１での耳障り音の検知の流れの一例を示すフローチャートである。図７は、実施形態に係る振動データＤ２の一例を示す図である。図８は、実施形態に係る動作量データＤ３の一例を示す図である。
【００５３】
図６のスタートは、モーター制御装置１のステッピングモーター８の回転を開始させる時点である。本説明では、コピーやスキャン送信のような原稿の読み取りを伴うジョブを行うため、ステッピングモーター８である巻取モーター５４を回転させて各移動枠を移動させる時点である。
【００５４】
まず、読取制御部５０は、現時点で適用すると予め設定されているチョッピング周波数（適用周波数ｆ０）のチョッピング基準信号Ｓ１をチョッピング信号生成部９１に生成させる（ステップ♯１）。チョッピング周波数の変更が一度もなされていないとき、適用周波数ｆ０は、製造時に初期設定されたチョッピング周波数である。チョッピング周波数の変更があったとき、適用周波数ｆ０は、変更後のチョッピング周波数である。適用周波数ｆ０は、チョッピング発振回路９４に接続する抵抗のパターンにより定まる。
【００５５】
読取制御部５０は、チョッピングを行いつつ、ステッピングモーター８（巻取モーター５４）の回転を開始させる（ステップ♯２）。そして、読取制御部５０は、ステッピングモーター８の回転中、音センサー１２（信号処理部１２２）の出力の確認を続ける（ステップ♯３）。ジョブの完了に伴い、読取制御部５０は、ステッピングモーター８を停止させる（ステップ♯４）。
【００５６】
読取制御部５０は、ステッピングモーター８の回転中、異常周波数帯の音レベル（音量）が予め定められた上限レベルＤ１を超えたか否かを確認する（ステップ♯５）。言い換えると、読取制御部５０は、ステッピングモーター８の回転中、使用者にとって耳障りなほど大きな高音が生じたか否かを確認する。上限レベルＤ１は予め定められ、記憶部４に記憶される。上限レベルＤ１は、音センサー１２の出力信号の大きさ（音レベル）に対する閾値である。言い換えると、上限レベルＤ１は、使用者にとって耳障りなほど大きな高音が生じたか否かを判定するための閾値である。
【００５７】
音センサー１２の出力信号の最大値（振幅）に基づき判定する場合、読取制御部５０は、ステッピングモーター８の回転中、音センサー１２の出力信号の出力値（電圧値）を周期的に取得する。また、上限レベルＤ１に対応する音量（デジベル）を設定しておき、上限レベルＤ１に対応する大きさの音（耳障りな大きさの高音）を音センサー１２に入力したときに得られる音センサー１２の出力信号の信号値（電圧値、大きさ）を上限レベルＤ１と定めることができる。
【００５８】
また、チャージ用コンデンサー（不図示）を設ける場合、読取制御部５０は、ステッピングモーター８の回転中、チャージ用コンデンサーの電圧値（端子間電圧）を周期的に取得する。上限レベルＤ１に対応する音量（デジベル）を設定しておき、上限レベルＤ１に対応する大きさの音（耳障りな大きさの高音）を音センサー１２に入力し続けたときのチャージ用コンデンサーの電圧値を上限レベルＤ１と定めることができる。
【００５９】
上限レベルＤ１以下のとき（ステップ♯５のＮｏ）、ステッピングモーター８の回転中、耳障り音は生じていないとみなせる。生じたとしても音量が小さく、使用者に不快感を与えるほどでは無い。そこで、読取制御部５０は、適用周波数ｆ０を維持する（変更させない、ステップ♯６→エンド）。
【００６０】
上限レベルＤ１を超えているとき（ステップ♯５のＹｅｓ）、耳障り音が生じないチョッピング周波数に変更するため、読取制御部５０は、記憶部４に記憶された振動データＤ２と動作量データＤ３を参照する（ステップ♯７）。振動データＤ２は、ステッピングモーター８から生ずる振動が予め定められた大きさを超えるチョッピング周波数を定めたデータである。ステッピングモーター８の固有振動数とのかねあいで、チョッピング周波数によっては、ステッピングモーター８が大きく振動する。ステッピングモーター８の振動が大きいほど、ステッピングモーター８から生ずる音も大きくなる。そこで、読取制御部５０は、振動データＤ２を参照し、ステッピングモーター８の振動が大きくなるチョッピング周波数を認識する。
【００６１】
図７は、振動データＤ２の一例を示す。振動データＤ２は、ステッピングモーター８の振動が大きくなるため、避けるべきチョッピング周波数が定義されている。例えば、ｆ１、ｆ２、ｆ３の値は、固有振動数（共振周波数）又は、固有振動数の整数倍の周波数である。チョッピング周波数が固有振動数、又は、固有振動数の整数倍に近くても大きく振動するので、避けるべきチョッピング周波数は、範囲として定められる。
【００６２】
動作量データＤ３は、いままでのギアの動作量に対し、異音周波数帯の音レベルが上限レベルＤ１を超えると予測されるチョッピング周波数を定めたデータである。ギアは使用に伴い摩耗が進む。使用開始当初から現在までのギアの回転量に応じ、ギア群５９から耳障り音が生ずるチョッピング周波数が変化し得る。そこで、読取制御部５０は、動作量データＤ３を参照し、ギア群５９から耳障り音が生ずると予測されるチョッピング周波数を認識する。
【００６３】
図８は、動作量データＤ３の一例を示す。動作量データＤ３は、ステッピングモーター８や今までの動作量を示す値（動作量値）を含む。図８に示す例の動作量値は、ステッピングモーター８の回転数である。読取制御部５０は、ジョブ終了後、今までの値にジョブ中のステッピングモーター８の回転数を積算した値となるように動作量値を更新する。なお、動作量値は、今まで載置読取用コンタクトガラス５２の原稿の読み取りを行った回数としてもよい。
【００６４】
動作量データＤ３では、ギアの振動や動作音が大きくなると予測されるため、避けるべきチョッピング周波数が定義されている。予め実験を行っておき、各動作量の範囲に応じて、ギアの振動や動作音が大きくなるチョッピング周波数を確認しておく。避けるべきチョッピング周波数も範囲として定めることができる。
【００６５】
ステッピングモーター８の回転中に異音周波数帯の音レベルが上限レベルＤ１を超えたとき（ステップ♯５のＹｅｓ）、読取制御部５０は、周波数制御部１１にチョッピング周波数を変更させる（ステップ♯８）。
【００６６】
まず、チョッピング発振回路９４に接続する抵抗の抵抗値により、チョッピング基準信号Ｓ１の周波数が決まる。例えば、記憶部４に、チョッピング発振回路９４に接続する抵抗のパターンに対応するチョッピング基準信号Ｓ１の周波数を定めたパターンデータＤ４が記憶される（図４参照）。パターンデータＤ４には、チョッピング発振回路９４に１つのみ抵抗を接続したパターンや、チョッピング発振回路９４に複数の抵抗を並列接続したパターンのような各パターンに対応するチョッピング周波数が定義される。また、読取制御部５０は、パターンデータＤ４に基づき、どの抵抗をチョッピング発振回路９４に接続すると、どのような周波数のチョッピング基準信号Ｓ１が生ずるかを把握する。
【００６７】
ステップ♯８では、読取制御部５０は、振動データＤ２に定められたチョッピング周波数とならないように、チョッピング周波数を周波数制御部１１に変更させる。また、読取制御部５０は、動作量データＤ３に定められたチョッピング周波数とならないように、チョッピング周波数を周波数制御部１１に変更させる。
【００６８】
読取制御部５０は、チョッピング周波数データに基づき、チョッピング発振回路９４への抵抗の接続パターンのうち、振動データＤ２と動作量データＤ３に定められた周波数の範囲と重なるパターンを選択候補から除く。そして、読取制御部５０は、現在の適用周波数ｆ０に対応するパターンと異なるパターンであって、選択候補のパターンのうち何れか１つを選択する。そして、読取制御部５０は、選択したパターンに対応する抵抗とチョッピング発振回路９４を周波数制御部１１に接続させる。その結果、チョッピング周波数が切り替えられる。
【００６９】
続いて、読取制御部５０は、変更後のチョッピング周波数でステッピングモーター８を試験的に一定時間回転させ、ステッピングモーター８の回転中、音センサー１２の出力の確認を続ける（ステップ♯９）。そして、読取制御部５０は、ステッピングモーター８を停止させる（ステップ♯１０）。読取制御部５０は、ステッピングモーター８の試験回転中、異常周波数帯の音量レベルが予め定められた上限レベルＤ１を超えたか否かを確認する（ステップ♯１１）。
【００７０】
上限レベルＤ１以下のとき（ステップ♯１１のＮｏ）、変更後のチョッピング周波数で問題がない。そこで、読取制御部５０は、適用周波数ｆ０として、変更後のチョッピング周波数（適用周波数ｆ０、接続する抵抗のパターン）を記憶部４に記憶させる（ステップ♯１２）。そして、本フローは終了する（エンド）。
【００７１】
チョッピング周波数を変更しても上限レベルＤ１を超えているとき（ステップ♯１１のＹｅｓ）、読取制御部５０は、選択可能なパターン（チョッピング周波数）を全て選択済か否かを確認する（ステップ♯１３）。選択可能なパターンは、チョッピング発振回路９４に抵抗を接続するパターンのうち、振動データＤ２と動作量データＤ３に定められた周波数と重なるパターンを除いたパターンであって、本フロー中にまだ選択していないパターンである。
【００７２】
まだ選択可能なパターン（チョッピング周波数）があるとき（ステップ♯１３のＮｏ）、フローは、ステップ♯８に戻る。これにより、読取制御部５０は、再度、周波数制御部１１にチョッピング周波数を変更させる。選択可能なパターン（チョッピング周波数）の全てを試しても上限レベルＤ１を超える耳障り音が生じているとき（ステップ♯１３のＹｅｓ）、ステッピングモーター８やいずれかのギアに異常がある可能性が高い。そこで、読取制御部５０は、点検すべき旨を報知部に報知させる（ステップ♯１４）。そして、本フローは終了する（エンド）。
【００７３】
報知部には、表示パネル７１や通信部２３を用いることができる。ステップ♯１２では、読取制御部５０は、点検すべき旨の警告を表示パネル７１に表示させる。また、読取制御部５０は、通信可能に接続された何れかのコンピューターに向けて、点検すべき旨の警告を通信部２３に送信させる。これにより、ステッピングモーター８やギアの異常の可能性が高いことを使用者に知らせることができる。
【００７４】
リップル電流、チョッピング周波数、ギアの摩耗状態のような多数の要因ごとに監視用のセンサー回路を設け、監視結果に基づき耳障り音が大きい状態が否かを判定する場合、ステッピングモーター８、ギア、モーターＩＣの個体差や、温度のような環境要因により、大きな耳障り音が発生している状態か否かの正確な検知が難しい場合がある。そこで、実施形態に係るモーター制御装置１は、ステッピングモーター８（巻取モーター５４）、チョッピング信号生成部９１、周波数設定部１０、出力回路９２、出力制御回路９３、周波数制御部１１、音センサー１２、制御部（読取制御部５０）を含む。チョッピング信号生成部９１は、チョッピング基準信号Ｓ１を生成する。周波数設定部１０は、チョッピング信号生成部９１と接続され、チョッピング基準信号Ｓ１の周波数であるチョッピング周波数を設定する。出力回路９２は、電流を出力してステッピングモーター８のコイル８２に電流を流す。出力制御回路９３は、コイル８２に流れる電流をチョッピング基準信号Ｓ１に基づくチョッピングにより制御して出力回路９２が出力する電流を制御する。周波数制御部１１は、周波数設定部１０を制御してチョッピング周波数を制御する。音センサー１２は、ステッピングモーター８の近傍に設けられる。制御部は、音センサー１２の出力に基づき、ステッピングモーター８の回転中、耳障り音の周波数帯として予め定められた異音周波数帯の音レベルが予め定められた上限レベルＤ１を超えたことを検知する。
【００７５】
これにより、耳障り音が生じていることを正確に検知することができる。また、多数の要因ごとに監視用センサー回路を設ける場合に比べ、モーター制御装置１の構造を簡素化し、製造コストを下げることができる。
【００７６】
また、ステッピングモーター８の回転中に異音周波数帯の音レベルが上限レベルＤ１を超えたとき、制御部は、周波数制御部１１にチョッピング周波数を変更させる。これにより、不快感を与えるほど（耳障りな程度に）大きな高音が生じたとき、直ちに耳障り音を抑えることができる。また、ギアの摩耗により事後的に耳障り音が大きくなっても、速やかに耳障り音を抑えることができる。また、従来のように、チョッピング周波数を可聴周波数の上限よりもずっと高い周波数にしなくても済む。つまり、チョッピング周波数を必要以上に高くせずに済む。チョッピング周波数を従来よりも下げることができるので、従来よりもスイッチングロスを減らし、無駄に消費される電力とモーター関連回路の発熱を減らすことができる。
【００７７】
チョッピング周波数とステッピングモーター８の固有振動数に近いと、ステッピングモーター８の振動が大きくなる。また、大きな耳障り音が生ずる可能性がある。そこで、チョッピング周波数を変更するとき、制御部は、ステッピングモーター８から生ずる振動が予め定められた大きさを超えるチョッピング周波数を定めた振動データＤ２を参照し、振動データＤ２に定められたチョッピング周波数とならないようにチョッピング周波数を周波数制御部１１に変更させる。これにより、耳障り音が大きくならないと予測されるチョッピング周波数に変更することができる。従って、モーター制御装置１を異音が無い状態とすることができる。また、ステッピングモーター８の振動を抑え、かつ、ステッピングモーター８を回転させたときに生ずる音の音量（音レベル）も抑えることができる。
【００７８】
使用しているうちにギアの摩耗が進む。ギアの摩耗（動作量）が進むにつれて、耳障り音が生ずるチョッピング周波数も変わる場合がある。そこで、モーター制御装置１は、使用開始から現時点までのステッピングモーター８の動作量を記憶する記憶部４を含む。チョッピング周波数を変更するとき、制御部は、記憶部４に記憶された動作量に対し異音周波数帯の音レベルが上限レベルＤ１を超えると予測されるチョッピング周波数を定めた動作量データＤ３を参照し、動作量データＤ３に定められたチョッピング周波数とならないようにチョッピング周波数を周波数制御部１１に変更させる。これにより、ギアの摩耗と関連する使用開始から今までの動作量に基づき、耳障り音が大きくならないと予測されるチョッピング周波数に変更することができる。従って、速やかにモーター制御装置１を異音が無い状態とすることができる。
【００７９】
また、チョッピング周波数を変更しても、ステッピングモーター８の回転中の異音周波数帯の音レベルが依然として上限レベルＤ１を超えているとき、制御部は、周波数制御部１１にチョッピング周波数を再度変更させる。これにより、最終的に、選択可能なチョッピング周波数のうち、耳障り音が抑えられるチョッピング周波数が設定される。
【００８０】
また、モーター制御装置１は、報知を行う報知部（表示パネル７１、通信部２３）を含む。制御部は、チョッピング周波数の変更を繰り返しても、選択し得るチョッピング周波数の全てにおいて異音周波数帯の音レベルが上限レベルＤ１を超えているとき、点検すべき旨を報知部に報知させる。これにより、複数回チョッピング周波数を変化させても耳障り音を抑えられいという異常状態を使用者に知らせることができる。また、このような異常状態は、ステッピングモーター８やギアのようなモーター制御装置１の何れかの部材に異常があるおそれがあり、使用者にモーター制御装置１の点検を促すことができる。
【００８１】
また、周波数設定部１０は、抵抗値が異なる複数の抵抗とコンデンサーＣ１を含む。チョッピング信号生成部９１は、接続された周波数設定部１０の抵抗の抵抗値とコンデンサーＣ１の静電容量に応じた周波数のチョッピング基準信号Ｓ１を生成する。チョッピング信号生成部９１と接続する抵抗を選択するためのスイッチＳＷがそれぞれの抵抗に対して設けられる。周波数制御部１１は、スイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦを制御し、チョッピング信号生成部９１と接続する抵抗を切り替えることによりチョッピング周波数を変更する。これにより、チョッピング信号生成部９１と接続する抵抗を切り替える簡易、安価な構成でチョッピング周波数を耳障り音が抑えられる周波数に変更することができる。
【００８２】
また、複合機１００（画像形成装置）は、上述のモーター制御装置１を含む。大きな耳障り音が生じていることを正確に検知し、耳障り音を抑え、従来よりも消費電力と発熱を減らせる画像形成装置を提供することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、上記の説明では巻取モーター５４にステッピングモーター８を用いる例を説明した。しかし、モーター制御装置１により、用紙搬送や原稿搬送を行うローラーを回転させるステッピングモーター８の動作を制御してもよい。この場合、搬送用のステッピングモーター８に対し、チョッピング信号生成部９１、周波数設定部１０、出力回路９２、出力制御回路９３、周波数制御部１１、音センサー１２、制御部が設けられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、モーター制御装置、これを備えた画像形成装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１００  複合機（画像形成装置）      １      モーター制御装置
１０    周波数設定部                １１    周波数制御部
１２    音センサー                  ２３    通信部（報知部）
４      記憶部                      ５４    巻取モーター（ステッピングモーター）
７１    表示パネル（報知部）        ８      ステッピングモーター
８２    コイル                      ９１    チョッピング信号生成部
９２    出力回路                    ９３    出力制御回路
５０    読取制御部（制御部）        Ｃ１    コンデンサー
Ｄ１    上限レベル                  Ｄ２    振動データ
Ｄ３    動作量データ                Ｒ１    抵抗
Ｒ２    抵抗                        Ｒｎ    抵抗
Ｓ１    チョッピング基準信号        ＳＷ    スイッチ
【図１】
2017212828.tif 000003
【図２】
2017212828.tif 000004
【図３】
2017212828.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017212828.tif 000007
【図６】
2017212828.tif 000008
【図７】
2017212828.tif 000009
【図８】
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