(57)【要約】【課題】回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御すること。【解決手段】通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータと、前記モータに正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせる第１モードと、前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ制動力を生じさせる第２モードと、を切り替えることができるドライバと、前記第１モードと前記第２モードとを交互に生じさせ前記モータを前記順方向に回転させるように前記ドライバを制御するコントローラと、を備える制御装置。【選択図】図１０
2009050088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータと、
前記モータに正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせる第１モードと、前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ制動力を生じさせる第２モードと、を切り替えることができるドライバと、
前記第１モードと前記第２モードとを交互に生じさせ前記モータを前記順方向に回転させるように前記ドライバを制御するコントローラと、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記第２モードにおいて、さらに、前記回生電流に加えて前記逆方向に駆動力を生じさせる逆電流が前記モータに通電される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記回生電流の値と前記逆電流の値との和の絶対値は、前記モータの回転速度を上昇させることができる前記正電流の値よりも小さい、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記第１モードの期間が前記第２モードの期間よりも長くなるように前記ドライバを制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータに、正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせるステップと、
前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ前記モータに制動力を生じさせるステップと、
を含む制御方法。
【請求項６】
制御装置を動作させるためのプログラムであって、
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータに、正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせるステップと、
前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ前記モータに制動力を生じさせるステップと、
を前記制御装置に行わせるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動する制御装置がある。ある制御装置はモータの回転速度をフィードバックできるような回路を含んでおり、モータの回転速度を制御できるようになっている。しかしながら、フィードバック回路を含むこととなると、それだけ制御装置が高価になる場合があるため、フィードバック回路を含まない制御回路にてモータを回転させることがある。
【特許文献１】特開２００５−１８４３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータは通電した電流値に比例した駆動力を出力する。通電する電流値を小さくし、出力する駆動力が足りない場合には制御対象物を加速させることができない。一方、通電する電流値を大きくし、出力する駆動力が制御対象物の負荷よりも大きい場合、モータの回転速度は等加速度で増加する。つまり、フィードバック回路を含まない制御回路にてモータを回転させようとすると、等加速度で増加するようにモータの回転速度が上昇する。そうすると、電流を通電する時間に比例して回転速度が増してしまい、扱いにくいという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータと、
前記モータに正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせる第１モードと、前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ制動力を生じさせる第２モードと、を切り替えることができるドライバと、
前記第１モードと前記第２モードとを交互に生じさせ前記モータを前記順方向に回転させるように前記ドライバを制御するコントローラと、
を備える制御装置。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータと、
前記モータに正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせる第１モードと、前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ制動力を生じさせる第２モードと、を切り替えることができるドライバと、
前記第１モードと前記第２モードとを交互に生じさせ前記モータを前記順方向に回転させるように前記ドライバを制御するコントローラと、
を備える制御装置。  
このようにすることで、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御することができる。
【０００９】
かかる制御装置であって、前記第２モードにおいて、さらに、前記回生電流に加えて前記逆方向に駆動力を生じさせる逆電流が前記モータに通電されることが望ましい。また、前記回生電流の値と前記逆電流の値との和の絶対値は、前記モータの回転速度を上昇させることができる前記正電流の値よりも小さいことが望ましい。また、前記コントローラは、前記第１モードの期間が前記第２モードの期間よりも長くなるように前記ドライバを制御することが望ましい。  
このようにすることで、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御することができる。
【００１０】
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータに、正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせるステップと、
前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ前記モータに制動力を生じさせるステップと、
を含む制御方法。  
このようにすることで、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御することができる。
【００１１】
制御装置を動作させるためのプログラムであって、
通電される電流に応じた駆動力を生じさせるモータに、正電流を通電して順方向に駆動力を生じさせるステップと、
前記モータの回転速度に応じた回生電流を生じさせ前記モータに制動力を生じさせるステップと、
を前記制御装置に行わせるプログラム。  
このようにすることで、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御することができる。
【００１２】
＝＝＝全体構成＝＝＝
図１は、プリンタ１の搬送ユニット周辺の説明図である。図には、搬送ユニットの一部としてオート・シート・フィーダが示されている。  
プリンタ１は、用紙Ｓをプリンタ内に取り込み、用紙Ｓを搬送方向に断続的に移動させつつ、用紙Ｓ上にインク滴を吐出して画像を形成する。そのため、プリンタ１は、用紙を搬送するための、搬送ローラ２４Ａ、従動ローラ２４Ｂ、排紙ローラ２５Ａ、従動ローラ２５Ｂを含んでいる。また、用紙Ｓを１枚ずつプリンタ内部に供給するために、プリンタ１は、カム１２、Ｄカットローラ１３、及び、給紙台１５を含んでいる。また、プリンタは、用紙Ｓにインク滴を吐出するためのヘッド４１と、ヘッド４１を保持するためのキャリッジ３１とを備えている。
【００１３】
給紙台１５は、カム１２の回転により支点１４を軸にして矢印の方向に押し上げられるようになっている。給紙台１５が押し上げられることにより、用紙Ｓは、Ｄカットローラ１３に接触可能となる。Ｄカットローラが用紙Ｓに接触して用紙Ｓを搬送方向に送り出すように回転する。用紙Ｓがプリンタ１の内部に送り込まれると、用紙Ｓの先端が搬送ローラ２４Ａと従動ローラ２４Ｂに接触する。そして、搬送ローラ２４Ａと従動ローラ２４Ｂとの回転により用紙Ｓが断続的にヘッド４１の下部に搬送される。ヘッド４１はキャリッジ３１により紙面に向かう方向に移動させられつつインク滴を用紙Ｓ上に吐出する。そして、搬送ローラ２４Ａ等によって用紙Ｓが搬送方向に断続的に搬送されつつ、用紙Ｓ上に画像が形成される。用紙Ｓの後半部を印刷するときには、用紙Ｓは排紙ローラ２５Ａ及び従動ローラ２５Ｂに挟み込まれるようになる。そして、全面の印刷が完了すると、用紙Ｓは排紙ローラ２５Ａ及び従動ローラ２５Ｂによってプリンタ１の外部に排紙されるようになっている。
【００１４】
図２は、オート・シート・フィーダのホッパ１１を説明するための図である。  
ホッパ１１は、モータＭと、前述のカム１２と、小歯車１６と、大歯車１７と、回転軸１８とを含む。また、ホッパ１１は、モータＭを駆動するための不図示のドライバ回路も含んでいる。また、ここで使用されるモータＭはＤＣモータである。
【００１５】
モータＭの出力軸には小歯車１６が固定的に取り付けられている。小歯車１６は、大歯車１７と噛み合う。大歯車１７は、回転軸１８に固定的に取り付けられている。また、回転軸１８には、複数のカム１２が取り付けられている。カム１２は、重力により常に給紙台１５に接触するようになっている。
【００１６】
図に示すとおり、モータＭが回転することにより小歯車１６が回転させられる。小歯車１６は大歯車１７と噛み合い、モータＭの回転速度が減速させられて回転軸１８に回転力が伝達される。よって、モータＭが回転させられることにより、回転軸１８に取り付けられたカム１２が回転させられ、支点１４を軸にしてカム１２に接触している給紙台１５が揺動するようになっている。
【００１７】
モータＭの回転は後述するコントローラ６０によってドライバ回路が制御されることによって制御されるが、モータＭの回転速度はコントローラ６０にフィードバックされない機構となっている。その一方で、カム１２によって移動させられる給紙台１５の位置は最下点、最上点、及び、これらの中間の中間点の３つの位置に関して、不図示のセンサによって検出可能となっている。そして、コントローラ６０にその位置が通知されるようになっている。よって、コントローラ６０は、この位置の情報に基づいてモータ６０を回転させ、給紙台１５の位置を移動させることができるようになっている。
【００１８】
図３Ａは、プリンタ１の全体構成のブロック図である。プリンタ１は、給紙ユニット１０、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、コントローラ６０、及び、インタフェース６１を含む。
【００１９】
給紙ユニット１０は、前述のホッパ１１を含み、モータＭ、カム１２、Ｄカットローラ１３，給紙台１５、小歯車１６、大歯車１７、及び、回転軸１８を含む。また、給紙ユニット１０は、モータＭを駆動させるための不図示のドライバ回路ＤＲを含む。また、モータＭに流れる電流を検知するする機能を有する比較回路ＣＰを含む。そして、給紙ユニット１０は、給紙台１５に堆積している用紙Ｓを一枚ずつプリンタ１の内部に給紙する機能を有する。
【００２０】
搬送ユニットは、前述の搬送ローラ２４Ａ、従動ローラ２４Ｂ、排紙ローラ２５Ａ、及び、従動ローラ２５Ｂを含む。そして、搬送ユニット２０は、プリンタ１において用紙Ｓを搬送方向に搬送する機能を有する。
【００２１】
キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１を含む。キャリッジ３１は、ヘッドユニット４０を支持しつつ、紙幅方向にヘッド４１を移動させる。ヘッドユニット４０はヘッド４１を含む。ヘッド４１は、前述の通りインク滴を用紙Ｓ上に吐出して画像を形成する。
【００２２】
検出器群５０は、プリンタ１内の各部の位置情報等を取得し、コントローラ６０に送る機能を有する。例えば、給紙台１５の位置を検出するためのセンサが検出器群５０に含まれる。
【００２３】
コントローラ６０は、プリンタ１の各部の制御を行うための制御ユニットである。コントローラ６０は、プリンタ１内のインタフェース６１に接続され、コンピュータ１１０と通信可能になっている。コントローラ６０は、プリンタ１全体の制御を行うための演算処理を行う機能を有する。また、プログラム及びデータを記憶するメモリを含んでいる。そして、メモリに格納されているプログラムに従って、各部を制御する。特に、以下に示す実施形態において、コントローラ６０はモータＭを駆動するためのドライバ回路ＤＲを制御する。
【００２４】
図３Ｂは、ＰＷＭ電流制御のドライバ回路ＤＲの説明図である。制御対象のモータＭは、通電される電流値によって駆動力を制御される。以下に、ドライバ回路ＤＲの構成について示す。
【００２５】
ドライバ回路ＤＲは、電流をモータＭに通電してモータＭを駆動させるための回路である。ドライバ回路ＤＲは、スイッチング素子としての第１トランジスタＴＲ１と、第２トランジスタＴＲ２と、第３トランジスタＴＲ３と、第４トランジスタＴＲ４とを含む。ここで使用される４つのトランジスタは、ＮＰＮ型トランジスタである。
【００２６】
また、ドライバ回路ＤＲは、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、第３ダイオードＤ３と、第４ダイオードＤ４とを備えている。また、ドライバ回路ＤＲ内に制御されるモータＭを含んでいる。
【００２７】
ドライバ回路ＤＲにおいて、接続点ａが接続点ｃを介して第１ダイオードＤ１のカソード側に接続されている。また、接続点ａが接続点ｄを介して第２ダイオードＤ２のカソード側に接続されている。
【００２８】
第１トランジスタＴＲ１のコレクタは接続点ｃに接続されており、エミッタは接続点ｇに接続されている。また、第２トランジスタＴＲ２のコレクタは接続点ｄに接続されており、エミッタは接続点ｈに接続されている。第３トランジスタＴＲ３のコレクタは接続点ｇに接続されており、エミッタは接続点ｂに接続されている。また、第４トランジスタＴＲ４のコレクタは接続点ｈに接続されており、エミッタは接続点ｂに接続されている。接続点ｂは、接続点ｉを介して抵抗Ｒsenseの一端に接続されている。抵抗Ｒsenseの他端は接地されている。また、接続点ｉは、比較回路ＣＰに接続されている。
【００２９】
モータＭは電流を流すための接続端子としてｅ端とｆ端を有する。第１ダイオードＤ１のアノード側はモータＭのｅ端に接続されている。第２ダイオードＤ２のアノード側はモータＭのｆ端に接続されている。第３ダイオードＤ３のカソード側はモータＭのｅ端に接続されている。第４ダイオードＤ４のカソード側はモータＭのｆ端に接続されている。第３ダイオードＤ３のアノード側はアースされている。また第４ダイオードＤ４のアノード側はアースされている。
【００３０】
モータＭのｅ端は接続点ｇに接続されている。また、モータＭのｆ端は、接続点ｈに接続されている。そして、電流がｅ端からｆ端の方向に流れるとき、正方向の電流（正電流）が流れているものとしている。一方、電流がｆ端からｅ端の方向に流れるとき、逆方向の電流（逆電流）が流れているものとしている。
【００３１】
第１トランジスタＴＲ１〜第４トランジスタＴＲ４のベースは、それぞれコントローラ６０に接続されている。そして、コントローラ６０からの指令により所定の電圧が印加され、それぞれのトランジスタをコレクタからエミッタに電流を流すためのスイッチとして使用できるようになっている。
【００３２】
電源ＶＰの出力はドライバ回路ＤＲの接続点ａに接続されている。そして、電源ＶＰは、所定の電圧をドライバ回路ＤＲに対して出力する機能を有する。ここでは、電源ＶＰから出力される電圧を４２Ｖとしている。
【００３３】
比較回路ＣＰは、コントローラ６０から入力される電流値指令電圧Ｖrefと、接続点ｉの電圧Ｖmとを比較して、その結果をコントローラ６０に通知する機能を有する。モータＭに流れる電流値は、Ｉm＝Ｖm／Ｒsenseにて求めることができる。電流値指令電圧Ｖrefは、モータＭに流れる電流値を目標電流値Ｉrefにするために使用される電圧である。比較回路ＣＰはオペアンプによって構成される。尚、この比較回路ＣＰは、コントローラ６０の内部に設けられることとしてもよい。
【００３４】
このようにすることで、比較回路ＣＰは、モータＭに流れる電流値と、電流値指令電圧Ｖrefによって指示される目標電流値Ｉrefとを比較し、その結果をコントローラ６０に通知することとなる。そして、コントローラ６０は、モータに流れる電流値Ｉmが目標電流値Ｉrefよりも大きいか否か、及び、後述するドライバ回路ＤＲの各モードに従って、各トランジスタをオン又はオフにしている。コントローラ６０が行う各トランジスタのオン・オフの組み合わせについては後述する。
【００３５】
＜ドライバ回路ＤＲで使用可能な各モードについて＞
ドライバ回路ＤＲには、正方向に電流を流そうとする正電流モードと逆方向に電流を流そうとする逆電流モードとがある。正電流モードでは、トランジスタのスイッチのオン・オフの組み合わせが２つ用意されている。逆電流モードでも、トランジスタのスイッチのオン・オフの組み合わせが２つ用意されている。ここでは、これらのトランジスタのスイッチのオン・オフの組み合わせについて説明する。尚、正電流モードは第１モードに相当し、逆電流モードは第２モードに相当する。
【００３６】
図４Ａは、正電流モード（ソース・オン）における電流について説明する図である。正電流モードでは、第１トランジスタＴＲ１と第４トランジスタＴＲ４だけがオンにされるときと、第４トランジスタＴＲ４のみがオンにされるときとがある。ここでは、第１トランジスタＴＲ１と第４トランジスタＴＲ４だけがオンにされるときを「正電流モード（ソース・オン）」と呼び、第４トランジスタＴＲ４のみがオンにされるときを「正電流モード（ソース・オフ）」と呼ぶ。この呼び方は、電源ＶＰから電力を供給する側のトランジスタである第１トランジスタをソース側として、これがオンにされるかオフにされるかによって区別されている。
【００３７】
正電流モード（ソース・オン）のとき、電流は、接続点ａ、接続点ｃを通り、第１トランジスタＴＲ１のコレクタとエミッタを通る。さらに、電流は、接続点ｇ、接続点ｈを通り、第４トランジスタＴＲ４のコレクタとエミッタを通る。このような経路でモータＭに正電流が流れるとき、モータＭには順方向に回転しようとする駆動力が生ずる。また、モータＭの駆動力は、モータＭを通る電流値に比例する。
【００３８】
図４Ｂは、正電流モード（ソース・オフ）における電流について説明する図である。正電流モード（ソース・オフ）のとき、電流は、第３ダイオードＤ３から接続点ｈを通り、第４トランジスタＴＲ４のコレクタとエミッタを通ることができるようになっている。このとき、電源ＶＰからモータＭには電力が供給されないため、順方向に回転しようとする駆動力は生じない。
【００３９】
ここでは、正電流モード（ソース・オン）と正電流モード（ソース・オフ）において電流を流すことができる経路について説明したが、これらがどのようなときに使用されるかは後述する。
【００４０】
図５Ａは、逆電流モード（ソース・オン）における電流について説明する図である。逆電流モードでは、第２トランジスタＴＲ２と第３トランジスタＴＲ３だけがオンにされるときと、第３トランジスタＴＲ３のみがオンにされるときとがある。ここでは、第２トランジスタＴＲ２と第３トランジスタＴＲ３だけがオンにされるときを「逆電流モード（ソース・オン）」と呼び、第３トランジスタＴＲ３のみがオンにされるときを「逆電流モード（ソース・オフ）」と呼ぶ。
【００４１】
逆電流モード（ソース・オン）のとき、電流は、接続点ａ、接続点ｄを通り、第２トランジスタＴＲ２のコレクタとエミッタを通る。さらに、電流は、接続点ｈ、接続点ｇを通り、第３トランジスタＴＲ３のコレクタとエミッタを通る。このような経路で電流を流そうとすると、モータＭには逆方向に回転しようとする駆動力が生ずる。また、このとき、モータＭが順方向に回転しているときにおいて、モータＭの順方向の回転速度に応じた回生電流も生じ、モータＭには制動力が生ずる。
【００４２】
図５Ｂは、逆電流モード（ソース・オフ）における電流について説明する図である。逆電流モード（ソース・オフ）のとき、電流は第４ダイオードＤ４から接続点ｇを通り、第３トランジスタＴＲ３のコレクタとエミッタを通る。このとき、電源ＶＰからモータＭには電力が供給されないため、電力の供給による制動力はモータＭには働かない。しかしながら、順方向にモータＭが回転しているときにおいて、図に示すように回路内には回生電流が生じ、この回生電流によりモータＭには順方向の回転速度に応じた制動力が生ずる。
【００４３】
ここでは、逆電流モード（ソース・オン）と逆電流モード（ソース・オフ）において電流を流すことができる経路について説明したが、これらがどのようなときに使用されるかは後述する。
【００４４】
＜参考例の正電流通電＞
図６は、所定の電流をモータに通電し続けたときのモータＭの回転速度を示すグラフである。ここでは、連続して５００ｍＡをモータに通電したときを１００％としている。よって、例えば３５％のときには１７５ｍＡを連続してモータに通電していることとなる。また、２５％のときには連続して１２５ｍＡを通電していることになる。また、２０％のときには連続して１００ｍＡを通電していることになる。
【００４５】
図を参照すると、通電する電流値を小さくするにつれてモータの回転の加速度は小さくなっている。しかしながら、通電する電流値を小さくしすぎると、制御対象が有する摩擦力等に対向することができず、モータを回転させることができない。一方、モータが回転する場合には、等加速度運動をするようにモータの回転速度が上昇している。そうすると、モータＭの出力軸に取り付けられた制御対象も等加速度運動をすることとなる。そして、制御対象が等加速度運動することとなると、電流を通電する時間に比例して回転速度が増してしまい、扱いにくいなどの問題があった。  
よって、本実施形態では以下のようにして、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータＭの回転速度を制御している。
【００４６】
＜駆動動作をする場合＞
本実施形態において、順方向にモータＭを駆動させる場合について説明する。ここでは、前述の正電流モードと逆電流モードとを所定の時間ごとに切り替えることとする。正電流モードにしている時間を５ｍｓとし、逆電流モードにしている時間間隔を２ｍｓとする。
【００４７】
図７は、駆動動作においてモータＭに通電される電流を説明するための図である。ここでは、５ｍｓの間、正電流モードを使用した後、２ｍｓの間、逆電流モードを使用するというように、正電流モードと逆電流モードとを繰り返す。そして、モータＭを順方向に回転するように駆動している。グラフにおいて、プラスの値となっているのはモータＭに正電流が流れているときであり、マイナスの値となっているのはモータＭに逆電流が流れているときである。
【００４８】
５ｍｓの正電流モードにおいて３５０ｍＡの電流がモータＭに流れるように電流値指令電圧Ｖrefが設定される。また、２ｍｓの逆電流モードにおいて逆電流が０ｍＡとなるように電流値指令電圧Ｖrefが設定される。
【００４９】
５ｍｓの正電流モードでは、３５０ｍＡ近傍の電流がモータＭに通電され、モータの回転は加速する。モータＭに通電される電流値が３５０ｍＡ近傍となる理由は、５ｍｓの間に正電流モード（ソース・オン）と正電流モード（ソース・オフ）とが交互に切り替わりつつモータＭに３５０ｍＡの電流を通電しようとしているためである。正電流モード（ソース・オン）と正電流モード（ソース・オフ）とが切り替わるタイミングについては後述する。
【００５０】
２ｍｓの逆電流モードでは、モータＭに通電する逆電流が０ｍＡになるように制御される。ここでも、２ｍｓの間に逆電流モード（ソース・オン）と逆電流モード（ソース・オフ）とが交互に切り替わる。逆電流モード（ソース・オン）と逆電流モード（ソース・オフ）とが切り替わるタイミングについては後述する。逆電流モードのときモータＭには順方向の回転速度に応じた回生電流が流れる。そして、モータＭの回転はこの回生電流により制動される。図には、モータＭに流れる回生電流を含む電流値が示されている。
【００５１】
図では、正電流モードにおいてモータＭに３５０ｍＡが通電されることが示されている。一方、逆電流モードでは回生電流によってモータＭの回転速度が低下させられるとともに、モータＭに流れる電流値が０に近づいていることが示されている。つまり、正電流モードにおいてモータＭの回転が加速されるものの、逆電流モードにおいて回転速度に応じたブレーキがかけられることとなる。また、逆電流モードにおいて、モータＭの回転速度が高まるとともにモータＭにかけられるブレーキも強くなる。このようにすることで、回転速度が高まるにつれてモータＭの回転の加速度を緩やかにすることができる。
【００５２】
尚、このとき、逆電流モードにおいてモータＭに流れる逆電流と回生電流の電流値は、正電流モードにおいてモータＭに流される正電流の電流値よりも小さい。
【００５３】
図８は、正電流モードにおいてモータＭに通電される電流を示すグラフの拡大図である。このとき、ドライバ回路ＤＲのモードは、正電流モードである。そして、目標電流Ｉrefが３５０ｍＡになるように、抵抗Ｒsenseの値を考慮した電流値指令電圧Ｖrefが比較回路ＣＰに入力されている。
【００５４】
正電流モードの５ｍｓの間において、コントローラ６０は、より細かいタイムスパンで「オンタイム」と呼ばれる期間と「オフタイム」と呼ばれる期間とが交互に訪れるようにドライバ回路ＤＲを制御する。ここで、正電流モードにおけるオンタイムは、ドライバ回路ＤＲを正電流モード（ソース・オン）にする時間である。そして、オンタイムにおいて、コントローラ６０は、接続点ｉにおける電圧Ｖmが電流値指令電圧Ｖrefに達しているか否かについて比較回路ＣＰの出力に基づいて判定し、達している場合には制御をオフタイムに切り替える。一方、達していない場合には、オンタイムを継続する。
【００５５】
ところで、このオンタイムにおいて、コントローラ６０は、例外的にオンタイムになってから６μｓ（ブランクタイム）の間、比較回路ＣＰからの比較結果にかかわらずオンタイムを維持する。
【００５６】
オンタイムになってから少なくとも６μｓのブランクタイムを設けているのは次の理由からである。ブランクタイムになり、第１トランジスタＴＲ１がオンにされると、ドライバ回路ＤＲ内にノイズが生ずる場合がある。ノイズが生ずると、比較回路ＣＰがそのノイズを含んだ電圧に基づいて比較を行おうとしてしまう。そうすると、誤った電圧値に基づいて比較が行われることとなり、その結果、コントローラ６０は、ドライバ回路ＤＲに対して予定外の制御をしてしまうおそれがある。
【００５７】
よって、オンタイムになってから少なくとも６μｓ（ブランクタイム）の間、コントローラ６０は、比較回路ＣＰの出力にかかわらず、ドライバ回路ＤＲが正電流モード（ソース・オン）の状態を維持するようにする。その結果、オンタイムになってからはじめの６μｓ間は必ず電流値が上昇することとなる。また、６μｓのブランクタイムが経過した後、接続点ｉにおける電圧Ｖmが電流値指令電圧Ｖrefに達していない場合には、オンタイムを継続し正電流モード（ソース・オン）を維持する。その結果、モータＭに流れる電流は上昇する。一方、６μｓのブランクタイムが経過した後、接続点ｉにおける電圧Ｖmが電流値指令電圧Ｖrefに達していた場合には、オフタイムの制御に切り替わり、ドライバ回路ＤＲは正電流モード（ソース・オフ）に切り替わる。
【００５８】
一方、オフタイムは、ドライバ回路ＤＲを正電流モード（ソース・オフ）とする期間である。オフタイムの期間は一定の時間間隔となっており、ここでは５０μｓとされている。前述の通り、オンタイムになってから６μｓのブランクタイムが経過し、比較回路ＣＰが電圧の比較を行った結果、接続点ｉにおける電圧Ｖmが電流値指令電圧Ｖrefに到達していたとき、コントローラ６０は正電流モードにおける制御をオンタイムからオフタイムに移行する。オフタイムになると、前述の通り、所定の時間だけドライバ回路を正電流モード（ソース・オフ）とする。このとき、第１トランジスタＴＲ１はオフにされているので、電源ＶＰからモータＭへの電力の供給がとまり、モータＭに流れる電流Ｉmは下降することとなる。このように、オフタイムが訪れることにより、上昇しすぎた電流を下降させて、モータＭに流れる電流を調整できるようになっている。
【００５９】
図には、オンタイムにおいてモータＭを流れる電流が上昇し、オフタイムにおいてモータＭに流れる電流値が下降することが示されている。このように、オンタイムとオフタイムとが繰り返されるので、モータＭに３５０ｍＡの電流を流すような電圧に電流値指令電圧Ｖrefを設定することによって、モータＭに３５０ｍＡ近傍の電流が流れるように制御されることとなる。
【００６０】
図９は、逆電流モードにおいてモータＭに通電される電流を示すグラフの拡大図である。このとき、ドライバ回路ＤＲのモードは、逆電流モードである。ここでは、電流値指令電圧Ｖrefを０（Ｖ）とし、主に回生電流を使用してモータＭに制動力を生じさせている。このとき、接続点ｉに流れる電流はプラスであるが、ここではモータＭに逆電流が流れることとなるため、グラフにはマイナスの値で表現されている。
【００６１】
ここでも、逆電流モードの２ｍｓの間において、コントローラ６０は、より細かいタイムスパンでオンタイムとオフタイムとが交互に訪れるようにドライバ回路ＤＲを制御する。ここで、逆電流モードにおけるオンタイムは、ドライバ回路ＤＲを逆電流モード（ソース・オン）にする時間である。そして、ここでもオンタイムは、オンタイムになってから少なくとも６μｓ（ブランクタイム）の間維持される。そして、ブランクタイムの後、コントローラ６０は、接続点ｉにおける電圧Ｖmと電流値指令電圧Ｖrefとの比較結果を比較回路ＣＰから取得する。ここでは、電流値指令電圧Ｖrefは０に設定されているため、電圧Ｖmが電流値指令電圧Ｖrefを超えていることとなる。よって、オンタイムになってから６μｓのブランクタイム経過後、コントローラ６０は、ドライバ回路ＤＲの制御をオフタイムに移行する。
【００６２】
逆電流モードにおけるオフタイムは、ドライバ回路ＤＲを逆電流モード（ソース・オフ）にする時間である。オフタイムになると、コントローラ６０は、５０μｓの間、ドライバ回路ＤＲを逆電流モード（ソース・オフ）にする。そうすると、オフタイムの期間だけ、第２トランジスタＴＲがオフにされるため、電源ＶＰからモータＭへの電力の供給がとまり、モータＭに流れる電流値Ｉmは下降することとなる。
【００６３】
尚、ここでは、逆電流モードでは電流値指令電圧Ｖrefが０に設定されているものの、ブランクタイムにおいて少なくとも６μｓの間、モータＭには電力が供給されてしまう。つまり、逆電流モードでは、回生電流を使用してモータＭに制動力をかけているのみならず、電源から供給される電力をも若干使用することとして制動力をかけていることになる。
【００６４】
ところで、正電流モードにおけるオフタイムの時間と逆電流モードにおけるオフタイムの時間とは同じ時間の長さに設定されている。一方、図８と図９において、正電流モードにおけるオンタイムの時間と逆電流モードにおけるオンタイムの時間の長さは異なっている。正電流モードにおけるオンタイムは６μｓ（ブランクタイム）よりも長い時間になっている。これに対して、逆電流モードにおけるオンタイムは６μｓ（ブランクタイム）だけとなっている。これは、逆電流モードに切り替わった瞬間、回生電流が目標電流値Ｉrefを超えてしまうため、ブランクタイムを経過した後、すぐにオフタイムへと切り替えられてしまうからである。このため、２ｍｓの逆電流モード全体としては、モータＭに流れる電流値は減少する傾向となる。
【００６５】
図１０は、駆動動作においてモータＭに通電する電流値を実際に測定した値を表すグラフである。図では、モータＭに正電流が流れているときの電流値をプラスに表し、逆電流が流れているときの電流値をマイナスに表している。図では、電流値が若干の細かい変動を有しながら変化している。この細かい変動はモータＭの電流値Ｉmを取得する際のノイズ、及び、前述のオンタイムとオフタイムとの切り替わりによって生ずる電流変動の影響である。
【００６６】
ここでは、正電流モードにおいて３５０ｍＡの電流を通電しようとするが、モータＭの有するインダクタンスにより、すぐには電流値３５０ｍＡにはならず、急速に電流値は上がるものの、若干の遅れをもって３５０ｍＡに到達している様子が示されている。
【００６７】
５ｍｓの正電流モードの後、２ｍｓの逆電流モードに切り替わる。逆電流モードに切り替わると、前述のように、電源から供給される電力による若干の逆電流と、モータＭの回転速度に応じた回生電流のため、マイナス方向にも２００ｍＡ程度の電流が生ずる。そして、これらの逆電流のためモータＭの回転速度は低下させられる。
【００６８】
２ｍｓの逆電流モードの後、再度５ｍｓの正電流モードに切り替わる。そうすると、前回の正電流モードのときとほぼ同様に、モータＭに流れる電流Ｉmは若干の遅れをもって３５０ｍＡに到達する。
【００６９】
図１１は、所定の時間比でモードを切り替えたときのモータの回転速度を示すグラフである。ここでは、前述と同様に、５ｍｓの正電流モードと２ｍｓの逆電流モードを繰り返したときのモータの回転速度が示されている。また、ここでは、正電流モードにおける目標電流値Ｉrefが５００ｍＡのときを１００％の電流値としている。よって、２０％のとき、正電流モードにおける目標電流値Ｉrefは１００ｍＡとなる。また、２５％のとき、正電流モードにおける目標電流値Ｉrefは１２５ｍＡとなる。また、３５％のとき、正電流モードにおける目標電流値Ｉrefは１７５ｍＡとなる。一方、正電流モードでは目標電流値Ｉrefが０となるようにしている。
【００７０】
前述の通り、逆電流モードにおいて、回生電流を使用して順方向の回転にブレーキをかけるようにしている。よって、正電流モードにおいて、回転速度が上昇すると、逆電流モードにおいてその回転速度に応じた回生電流が強いブレーキを生じさせる。
【００７１】
図を参照すると、時間が経過するにつれて回転速度が上昇するものの、図６に示したときよりもモータの回転の加速度が緩やかになっていることが分かる。また、回転速度が高くなるほどその加速度を緩やかにする度合いが強くなっている。これは、モータＭの回転速度に応じた回生電流により、モータＭの順方向の回転が抑制されているからである。
【００７２】
このようにすることで、回転速度が増すにつれて加速度を緩やかにするようにモータの回転速度を制御することができる。
【００７３】
＜参考例の停止動作＞
フィードバック回路を含まない制御回路にて、モータを停止させようとした場合、モータに対して逆通電をかけるか、モータに対する通電を行わないようにすることがある。しかしながら、フィードバック回路を含まない制御回路ではモータが停止したか否かを知ることができない。そして、逆通電を行う時間が短いとモータを停止させられず、長すぎるとモータを逆回転させてしまう。よって、モータを適切に停止させることができないことがあった。また、モータに対する通電を行わないようにした場合、モータを停止させることができたとしても、外力に対してモータの停止状態を維持することができない。
【００７４】
よって、本実施形態では、以下のようにして、モータの回転状況が把握できない場合であっても、モータＭを適切に停止させ、その停止状態を維持できるようにしている。
【００７５】
＜停止動作をする場合＞
ここでは、順方向にモータＭが回転しているときに、このモータＭの回転を停止させ、その停止状態を維持する場合について説明する。ここでは、前述の正電流モードと逆電流モードとを同じ長さの時間毎に切り替えることとする。また、正電流モードにしている時間も逆電流モードにしている時間をともに３ｍｓとする。また、停止動作の正電流モード及び逆電流モードにおいて、ともに電流値指令電圧Ｖrefは０Ｖに設定される。
【００７６】
正電流モードの３ｍｓの間において、コントローラ６０は、より細かいタイムスパンで「オンタイム」と呼ばれる期間と「オフタイム」と呼ばれる期間とが交互に訪れるようにドライバ回路ＤＲを制御する。ここでも、正電流モードにおけるオンタイムは、ドライバ回路ＤＲを正電流モード（ソース・オン）にする時間である。そして、オンタイムにおいて、コントローラ６０は、接続点ｉにおける電圧Ｖmが電流値指令伝あるＶref（ここでは、０Ｖ）に達しているか否かについて比較回路ＣＰの出力に基づいて判定し、達している場合には制御をオフタイムに切り替える。一方、達していない場合には、オンタイムを継続する。
【００７７】
また、ここでも、オンタイムにおいて、コントローラ６０は、例外的にオンタイムになってからブランクタイムの間、比較回路ＣＰからの比較結果にかかわらずオンタイムを維持する。このようにブランクタイムを設けている理由については、既述であるので説明を省略する。
【００７８】
一方、オフタイムは、ドライバ回路ＤＲを正電流モード（ソース・オフ）とする期間である。オフタイムの期間は一定の時間間隔となっており、ここでは５０μｓとなっている。このオフタイムの期間は、前述のブランクタイムよりも長い時間が設定されている。このようにすることにより、オフタイムにおいて電源ＶＰからモータＭへの電力の供給がとまり、モータＭに流れる電流Ｉmは下降することとなる。そして、上昇しすぎた電流を下降させるようにして、モータＭに流れる電流を調整できるようになっている。
【００７９】
ここでは、ブランクタイムは６μｓに設定され、オフタイムは５０μｓに設定される。また、電源ＶＰから供給される電圧（電源電圧）は４２Ｖに設定され、モータＭの有する抵抗（モータ抵抗）を５０オームとしている。
【００８０】
まず、モータＭの回転が停止しているときについて考える。ここでは、電流値指令電圧Ｖrefは０Ｖに設定されているのでオンタイムはブランクタイムと同じ時間となる。これは、ブランクタイム経過後、接続点ｉにおいて電源ＶＰから供給された電圧が現れることとなり、これが電流値指令電圧Ｖrefを超えるため、ブランクタイムの経過後すぐにオフタイムに切り替えられるからである。
【００８１】
また、オンタイム（ここでは実質的にブランクタイム）とオフタイムとは極めて短い時間で切り替えられるので、これらの期間において通電される平均の電流がモータＭに通電されているとして差し支えない。モータ停止時では、全体としてブランクタイムとオフタイムとの合計の時間のうち、ブランクタイムの時間だけ正電流が通電される。よって、モータ停止時においてモータＭに通電される電流Ｉmは、
Ｉm＝電源電圧×（ブランクタイム／（ブランクタイム＋オフタイム））／モータ抵抗
となる。上式に、各値を代入すると、正電流モードにおいてモータＭに通電する電流Ｉmは、９０ｍＡとなる。つまり、モータＭのインダクタンス等を無視した場合、正電流モードでは、モータＭに９０ｍＡの電流が通電されるようにドライバ回路が制御されることとなる。尚、これは、逆電流モードにおいてモータＭに逆電流を通電するときにもあてはまり、モータＭが停止しているとき、逆電流モードでもモータＭには９０ｍＡの電流が通電されるようにドライバ回路が制御されることとなる。
【００８２】
図１２は、停止動作においてモータＭに通電する電流値を実際に測定した値を表すグラフである。ここでは、前述の駆動動作から停止動作に切り替えられた後において、モータＭに通電される電流が示されている。つまり、図には、回転しているモータが停止するまでの電流値が示されている。また、モータＭに正電流が流れているときの電流はプラスに表され、逆電流が流れているときの電流がマイナスに表されている。また、正電流モードの期間が「正」で表され、逆電流モードの期間が「逆」で表されている。また、電流が若干の細かい変動を有しながら変化している。この細かい変動はモータＭの電流値Ｉmを取得する際のノイズ、及び、前述のオンタイムとオフタイムとの切り替わりによって生ずる電流変動である。
【００８３】
駆動動作から停止動作に切り替えられると、時間が経過するにつれてモータの回転速度が減速させられ、最終的にモータＭは停止する。モータＭが停止したとき、モータＭの有するインダクタンス等によって遅れが生じているものの、正電流モード及び逆電流モードにおいて、モータＭには９０ｍＡの電流が通電されていることが示されている（７回目〜８回目の正電流モード及び逆電流モード）。
【００８４】
ところで、駆動動作から停止動作に切り替えられた直後（図において、１回目〜５回目の正電流モードと逆電流モード）では、正電流モード及び逆電流モードにおいて、ともに９０ｍＡの電流値に収束していない。これは、順方向にモータＭが回転することによって生ずる回生電流の影響によるものである。以下に、停止動作に切り替えられた直後においてモータＭに通電される電流について説明する。
【００８５】
まず、１回目の正電流モードのときについて説明する。コントローラ６０は、オンタイムにおいて、ドライバ回路ＤＲを正電流モード（ソース・オン）にする。正電流モード（ソース・オン）にすると、ブランクタイム（６μｓ）の間、電源ＶＰから電力が供給される。しかしながら、停止動作に切り替えられた直後であるため、モータＭの順方向の回転速度は速い。そうすると、モータＭに生ずる回生電流によって、電源ＶＰから供給される電流は逆方向に流れようとする回生電流に打ち消されてしまう。
【００８６】
つまり、正電流モード（ソース・オン）では、モータＭの順方向の回転速度が所定の速度に下がるまで、正方向の電流はモータＭに生ずる回生電流に打ち消されてしまい、接続点ｉにおける電流が０Ａである状態が続く。この場合、接続点ｉにおける電圧は電流値指令電圧Ｖref（０Ａ）に達しているため、ブランクタイムの後、制御がオフタイムに移行される。オフタイムになると電流値は下降する。よって、オンタイムとオフタイムのいずれのときも電流値は０Ａ近傍の値となる。図では、モータＭに流れる電流値として接続点ｉにおける電流を示しているが、１回目の正電流モード、２回目の正電流モード、３回目の正電流モード、及び、４回目の正電流モードにおいて接続点ｉにおける電流は０Ａ近傍となっている。
【００８７】
その後、５回目の正電流モードにおいて徐々に電流値が上昇しはじめている。これは、モータＭの回転速度が遅くなり、回生電流が少なくなったためである。回生電流が少なくなると、正電流モード（ソース・オン）のときにおいて、電源ＶＰから供給される電流が回生電流よりも多くなる。そうすると、オンタイムとオフタイムを繰り返しつつ、モータＭに正電流が流れ始めることとなる。
【００８８】
次に、逆電流モードについて説明する。コントローラ６０は、オンタイムにおいて、ドライバ回路ＤＲを逆電流モード（ソース・オン）とする。逆電流モード（ソース・オン）とすると、ブランクタイム（６μｓ）の間、電源ＶＰから電力が供給される。さらに、モータＭは順方向に回転しているため、ドライバ回路ＤＲには回生電流が生じる。よって、モータＭには、電源ＶＰから供給される電流に回生電流が加わった電流が流れることとなる。このため、モータＭには強い制動力がかかり、順方向の回転速度が低下させられる。
【００８９】
オンタイムにおけるブランクタイムが経過すると、コントローラ６０は、接続点ｉにおける電圧Ｖmと電流値指令電圧Ｖrefとの比較結果に基づいてドライバ回路ＤＲを制御する。ここでは、電源ＶＰから供給される電流と回生電流によって接続点ｉの電圧Ｖmは、電流値指令電圧Ｖref（０Ａ）よりも高い。よって、コントローラ６０は、オンタイムからオフタイムへと切り替える。
【００９０】
オフタイムへの制御へ切り替えられると、５０μｓの間、第２トランジスタＴＲ２をオフにする。モータＭは順方向に回転しているため、オフタイムの間、ドライバ回路ＤＲには回生電流が生ずる。ここでは、モータＭの順方向の回転速度が速いため、回生電流も多く流れ、モータＭには強い制動力がかかる。
【００９１】
このように、逆電流モードでは、電源から供給される逆電流とモータＭの順方向の回転によって生ずる回生電流のためにモータＭには強い制動力が生ずることとなる。そして、モータＭの順方向の回転速度は徐々に減速することとなる。図には、停止動作に切り替えた直後の逆電流モードにおいて、マイナス方向に９０ｍＡよりも多くの電流が流れていることが示されている
上述のように、正電流モードと逆電流モードを繰り返していくと、モータＭの回転速度が遅くなるにつれて、正電流モードと逆電流モードにおける電流は、ともに同じ９０ｍＡに収束するようになる。このとき、モータＭの回転による回生電流が生じていないため、正電流モードにおける電流値と逆電流モードにおける電流値が同じになるのである。これは、回生電流と逆電流との和の絶対値が正電流と同じになるように制御された結果とみることもできる。
【００９２】
また、正電流モードと逆電流モードにおける電流が、ともに同じ９０ｍＡに収束するようになったとき、モータＭが停止させられたことを示している。このとき、正電流モードにおいて第４トランジスタＴＲ４に流れる電流と、逆電流モードにおいて第３トランジスタＴＲ３に流れる電流は同じになっている。
【００９３】
モータＭの回転が停止した後も正電流モードと逆電流モードは同じ時間ずつ繰り返される。このとき、外力によりモータＭを順方向に回転させようとしたとする。そうすると、モータＭには前述と同様の回生電流が生じ、モータＭには回転を停止させようとする制動力が働くことになる。これは、モータＭが停止した後も、モータＭの停止状態を維持しようとしていることを示す。
【００９４】
このように、本実施形態では、正電流モードと逆電流モードを繰り返すだけでモータＭを適切に停止させ、停止させた後も停止状態を維持することができるようになっている。そして、このような構成をホッパ１１のモータＭで使用することによって、モータＭの移動対象であるカム１２を停止させ、その後も用紙等の荷重に抗して停止状態を維持することができる。
【００９５】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００９６】
＜正電流モードと逆電流モードの時間＞
駆動動作において、正電流モードを５ｍｓとし逆電流モードを２ｍｓとしたが、この正電流モードと逆電流モードの時間はこれらに限られない。例えば、正電流モードを７ｍｓとし、逆電流モードを３ｍｓとすることもできる。
【００９７】
また、停止動作において、正電流モードと逆電流モードの時間をともに３ｍｓとしたが、正電流モードと逆電流モードの時間は同じ時間であればこれに限られない。例えば、正電流モードと逆電流モードの時間を４ｍｓとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】プリンタ１の搬送ユニット周辺の説明図である。
【図２】オート・シート・フィーダのホッパ１１を説明するための図である。
【図３】図３Ａは、プリンタ１の全体構成のブロック図であり、図３Ｂは、ＰＷＭ電流制御のドライバ回路ＤＲの説明図である。
【図４】図４Ａは、正電流モード（ソース・オン）における電流について説明する図であり、図４Ｂは、正電流モード（ソース・オフ）における電流について説明する図である。
【図５】図５Ａは、逆電流モード（ソース・オン）における電流について説明する図であり、図５Ｂは、逆電流モード（ソース・オフ）における電流について説明する図である。
【図６】所定の電流をモータに通電し続けたときのモータＭの回転速度を示すグラフである。
【図７】駆動動作においてモータＭに通電される電流を説明するための図である。
【図８】正電流モードにおいてモータＭに通電される電流を示すグラフの拡大図である。
【図９】逆電流モードにおいてモータＭに通電される電流を示すグラフの拡大図である。
【図１０】駆動動作においてモータＭに通電する電流値を実際に測定した値を示すグラフである。
【図１１】所定の時間比でモードを切り替えたときのモータの回転速度を示すグラフである。
【図１２】停止動作においてモータＭに通電する電流値を実際に測定した値を表すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
１  プリンタ、
１０  給紙ユニット、１１  ホッパ、１２  カム、１３  Ｄカットローラ、
１５  給紙台、１６  小歯車、１７  大歯車、１８  回転軸、
２０  搬送ユニット、２４Ａ  搬送ローラ、２４Ｂ  従動ローラ、
２５Ａ  排紙ローラ、２５Ｂ  従動ローラ、
３０  キャリッジユニット、３１  キャリッジ、
４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド、
５０検出器群、６０  コントローラ、
ＣＰ  比較回路、ＤＲ  ドライバ回路、ＶＰ  電源、
Ｄ１  第１ダイオード、Ｄ２  第２ダイオード、
Ｄ３  第３ダイオード、Ｄ４  第４ダイオード、
Ｍ  モータ、
ＴＲ１  第１トランジスタ、ＴＲ２  第２トランジスタ、
ＴＲ３  第３トランジスタ、ＴＲ４  第４トランジスタ
【図１】
2009050088.tif 000003
【図２】
2009050088.tif 000004
【図３】
2009050088.tif 000005
【図４】
2009050088.tif 000006
【図５】
2009050088.tif 000007
【図６】
2009050088.tif 000008
【図７】
2009050088.tif 000009
【図８】
2009050088.tif 000010
【図９】
2009050088.tif 000011
【図１０】
2009050088.tif 000012
【図１１】
2009050088.tif 000013
【図１２】
2009050088.tif 000014