JPH11150975A

JPH11150975A - スキャナ用サーボ制御装置

Info

Publication number: JPH11150975A
Application number: JP9310226A
Authority: JP
Inventors: Norio Yamada; 典生山田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: JP3511567B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータ電流検出器が持つオフセット量の影響
を受けることなく、スキャナ駆動を正常に制御し得るス
キャナ用サーボ制御装置を提供する。【解決手段】モータ電流検出器２１により検出された
電流値が０の場合にこのモータ電流検出器２１の出力を
補正する補正手段を備える。具体的には、モータ電流値
が０のときのモータ電流検出器２１の出力をユニポーラ
型Ａ／Ｄ変換器を介してマイクロコントローラ２０が認
識することにより目標指示電流値に対して補正をかける
ことで、モータ電流検出器２１が有するオフセット値に
関わらず、モータ制御を正常に行わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿画像を露光走
査するスキャナをＤＣサーボモータにより往復移動させ
る複写機等の画像形成装置用のスキャナ用サーボ制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機などの画像形成装置で
は、コンタクトガラス上に載置された原稿画像に対して
スキャナ中の光源から露光光を照射しながらスキャナを
走査移動させることにより、原稿画像対応の反射光を取
り込み、結像系を介して感光体上に結像させることによ
り潜像形成が行われる（アナログ系）。或いは、結像系
を介してＣＣＤラインセンサ等に結像させることにより
光電変換されて画像読取りが行われる（デジタル系）。

【０００３】図２にアナログ系のスキャナを用いた複写
機の概略構成を示す。原稿１を載置するコンタクトガラ
ス２の下方には、原稿１を露光走査してドラム状の感光
体３に結像して潜像を形成するスキャナ４が設けられて
いる。このスキャナ４は、原稿１を露光する光源５と第
１ミラー６とが一体に取付けられた第１走行体７と、第
２，３ミラー８，９が一体に取付けられた第２走行体１
０と、第３ミラー９の光路上に設けられた結像レンズ１
１と、結像レンズ１１を透過した光を感光体３上に向け
て適宜反射させる第４，５，６ミラー１２，１３，１４
とにより構成されている。１５は防塵を兼ねる保護ガラ
スである。特に、第１，２走行体７，１０がスキャナ４
の主体をなす。

【０００４】ここに、第１走行体７は、一定速度Ｖでコ
ンタクトガラス２上の原稿１に沿って図中、左側から右
側に向けて移動しながら点灯している光源５により原稿
１をスリット状に露光する。原稿１からの反射光は第１
ミラー６によって第２ミラー８側に反射される。第２ミ
ラー８で反射された反射光は第３ミラー９によって水平
方向に折り返し反射される。折り返された反射光は、結
像レンズ１１、第４，５，６ミラー１２，１３，１４を
経て感光体３上の所定の結像位置に結像される。これに
より、静電潜像が形成される。

【０００５】このような動作において、第１走行体７が
一定速度Ｖで原稿１に沿って移動するのに対して、第２
走行体１０は同期しながらＶ／２なる一定速度で同一方
向に移動することにより、原稿１面から感光体３面まで
の光路長が常に一定に保たれる。そして、第１，２走行
体７，１０に同期させて感光体３を回転させることによ
り、原稿画像に対応する光像が静電潜像として感光体３
上に形成される。ここに、第１，２走行体７，１０はＤ
Ｃサーボモータ（図２には図示せず）によって駆動さ
れ、１回の原稿読取走査が終了すると元のホームポジシ
ョンに復帰して待機するようにリターン動作をする。

【０００６】このような原稿の露光走査を行うために、
一般に、スキャナはＤＣサーボモータを用いて正逆方向
に駆動させる構成とされている。図３はこのようなスキ
ャナ及びこれを駆動するモータの正逆転動作を示す速度
プロフィール図である。図３に示すように、読取りのた
めにモータを正転させてスキャナをスタートさせると、
直ちに原稿読取速度まで立上り、一定速度で移動して原
稿画像を露光走査していく。原稿読取りが終了すると、
モータは逆転駆動され、スキャナがホームポジションに
戻される。このリターン動作では、スキャナをできるだ
け速やかに戻すために、原稿読取終了後、直ちに逆転方
向に原稿読取時の速度の数倍まで加速され、加速後、高
速を維持したまま等速で戻され、ホームポジション近く
の位置からモータに正転方向の電流が流されて減速さ
れ、ホームポジションでモータへの通電を停止させるこ
とでスキャナを停止させるようになっている。

【０００７】図３からも判るように、複写機を高速化さ
せるには、スキャナのリターン時の速度を高速化するこ
とで実現できる。高速複写機では、原稿読取時の速度に
対して約４〜７倍の速度でスキャナをリターンさせるよ
うにしている。リターン時の最高速度から減速させてス
キャナを停止させる場合に、減速時にモータの回転方向
を逆にすることで反転ブレーキを利用するようにしてい
る。

【０００８】しかし、ここで問題となるのが、回転方向
切換えの際にモータの逆起電圧の働きで過大なブレーキ
がかかり、予想以上の速度低下が発生してしまうことで
ある。モータの制御では、このような速度低下、即ち、
過大な反転ブレーキ量を補おうとしてモータ電流を減ら
そうとするが、制御目標値である電流値を０に設定して
も、過大なブレーキ量を補正することができない場合が
発生してしまう。このため、リターン減速時にスキャナ
が振動してしまい、異音が発生したり、振動によるスキ
ャナ速度の不安定さに起因する停止位置のばらつきなど
が発生する。また、誘起電圧の大きいＤＣモータを使用
する場合や、スキャナの摺動負荷が大きい場合などに
は、リターン減速の加速度を的確に設定するのに限度が
あり、目的とする加速度でスキャナを停止させることが
困難になる場合がある。

【０００９】このような点を考慮し、モータに流れる電
流とその電流の向きとを検出して自動的にモータに流す
電流の向きを切換え可能にした図４に示すようなサーボ
制御装置が提案されている。図４に、このようなスキャ
ナ４用のＤＣサーボモータによるモータ１６に対するサ
ーボ制御装置の一例を示す。このモータ１６を回転駆動
させるモータドライバを構成して通電電流を切換えるＨ
型ブリッジ回路１７が設けられている。このＨ型ブリッ
ジ回路１７は、４個のＭＯＳ・ＦＥＴによるトランジス
タＱ₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ₄ とモータ１６とをＨ型に接続
したものである。即ち、トランジスタＱ₁ ，Ｑ₃ の接続
点とトランジスタＱ₂ ，Ｑ₄ の接続点との間にモータ１
６が接続され、４個のトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ，
Ｑ₄ には各々ダイオードが並列、かつ、トランジスタＱ
₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ₄ に流れる電流とは逆向きに電流を
流す極性で接続されている。さらに、トランジスタＱ
₁ ，Ｑ₃ 間にはトランジスタＱ₁ からトランジスタＱ₃
に向かって順方向にダイオードが介在され、同様に、ト
ランジスタＱ₂ ，Ｑ₄ 間にはトランジスタＱ₂ からトラ
ンジスタＱ₄ に向かって順方向にダイオードが介在され
ている。

【００１０】各トランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ₄ は
マイクロコントローラ２０（以下、単に「マイコン２
０」という）からの目標指示電流値をアナログ電圧に変
換した目標指示電圧値によりサーボ制御回路内でオン・
オフ制御され、正逆回転制御、速度制御、停止の各制御
が行われる。

【００１１】ここで、トランジスタＱ₁ ，Ｑ₃ の接続点
とモータ１６との間には、モータ１６に流れる電流値と
その方向とを検出するモータ電流検出器２１が接続され
ている。このモータ電流検出器２１としては、電流に比
例して発生する磁束を磁気鉄心とホール素子との組合せ
により非接触で検出し、その電流を電圧に変換して出力
するホール電流検出器などを用いることができる。その
特性の一例を図５に示す。図５に示す通り、モータ１６
に電流が流れていないとき、即ち、モータ停止状態では
出力電圧０Ｖで、＋の電流（仮にモータ正転方向とす
る）のときは＋の出力電圧を、−の電流（仮にモータ逆
転方向とする）のときは−の出力電圧を発生する。この
出力電圧は、電流に比例した値である。従って、モータ
電流検出器２１の出力電圧が０Ｖであるかどうか、出力
電圧の極性はどうかを見ることによって、モータ１６の
電流値とその電流の向きとを検出することができる。制
御目標電流値を電圧に変換した値の極性は、モータ電流
検出器２１の極性と合わせて＋側をモータ正転方向、−
側をモータ逆転方向に決めておく。

【００１２】モータ１６の軸上には、モータ１６の回転
に応じたパルス信号であって回転方向によって位相ずれ
の向きが異なる複数相のパルス信号を発生するエンコー
ダ２２が取付けられている。エンコーダ２２からのパル
ス信号は回転速度信号としてマイコン２０のカウンタ入
力ポートに入力される。また、エンコーダ２２からの複
数相の信号の位相ずれの向きによって反転するフリップ
フロップ２３が設けられ、このフリップフロップ２３の
出力によって回転方向の検出が行われ、回転方向信号が
マイコン２０の入力ポートＰ２に入力されている。

【００１３】マイコン２０は、予め設定されたモータ速
度とエンコーダ２２により検出されたモータ１６の速度
との偏差により制御目標値を電流値として算出し、制御
目標値である電流値をデジタル信号からアナログ信号に
変換して目標指示電流値としてバイポーラ出力回路２４
を介して出力する。この目標指示電流値と、モータ電流
検出器２１により検出されたモータ電流値とはＩＣ構成
の差動増幅器２５に入力され、目標指示電流値とモータ
電流値との差が演算される。また、目標指示電流値とモ
ータ電流値との差の演算信号は、ＩＣ構成の差動増幅器
２６でモータ停止時のモータ電流を電圧変換した値、即
ち、０Ｖとの差が演算される。差動増幅器２６の出力は
ＩＣ構成のコンパレータ２７により２値化される。この
２値化信号をフィードバックしてモータ１６の正逆回転
を決定するものであり、２値化信号のＩＣ構成のインバ
ータ２８による反転信号Ｓ１がＨ型ブリッジ回路１７中
のトランジスタＱ₄ のオン・オフを制御し、２値化信号
Ｓ２がトランジスタＱ₃ のオン・オフを制御する。

【００１４】また、差動増幅器２６の出力は、ＯＰアン
プ２９，３０を有する全波整流回路構成の絶対値回路３
１によって全波整流され、目標指示電流値とモータ電流
値との差の演算信号と、モータ停止時のモータ電流を電
圧変換した値との差の絶対値が演算される。この絶対値
信号は、ＩＣ構成のコンパレータ３２で三角波発生回路
３３から出力される三角波と比較され、ＰＷＭ信号（パ
ルス幅変調信号）が出力される。このＰＷＭ信号はＮＡ
ＮＤ回路３４，３５に入力される。ＮＡＮＤ回路３４に
は、また、２値化信号の反転信号Ｓ１が入力され、ＮＡ
ＮＤ回路３５には２値化信号Ｓ１が入力されている。Ｐ
ＷＭ信号は、モータ１６を回転駆動するＨ型ブリッジ回
路１７の上側（電流流入側）のトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂
のデューティ比を変化させて速度制御を行うようになっ
ている。ここに、バイポーラ出力回路２４〜コンパレー
タ２７、及び、絶対値回路３１〜コンパレータ３２によ
りフィードバック系３６が構成されている。

【００１５】このような構成において、スキャナリター
ン時の動作について説明する。図４において、リターン
等速動作中の制御目標電流値は−（マイナス）値であ
り、Ｓ１＝Ｈレベル、Ｓ２＝Ｌレベルでモータ逆転方向
となっているので、トランジスタＱ₃ がオンでＰＷＭ信
号によりトランジスタＱ₂ がオンのときにはモータ１６
には電源Ｖ_MMからトランジスタＱ₂ を通りモータ１６、
モータ電流検出器２１、トランジスタＱ₃ を通ってアー
スに電流が流れる。また、ＰＷＭ信号によりトランジス
タＱ₂ がオフのときにはモータ１６から回生電流がモー
タ電流検出器２１、トランジスタＱ₃ を通ってアースに
流れ、ダイオードを通ってモータ１６に戻る。このとき
のモータ電流検出器２１の出力電圧は−となっている。

【００１６】スキャナ４がリターン減速位置に達する
と、反転ブレーキを利用して減速させるために、目標指
示電流値を＋（プラス）値に設定する。これにより、Ｓ
１＝Ｌレベル、Ｓ２＝Ｈレベルとなりモータ正転方向へ
の通電に自動的に切換わり、電流向きが逆転する。モー
タ正転方向への通電中、トランジスタＱ₄ がオンでＰＷ
Ｍ信号によりトランジスタＱ₁ がオンのときは、モータ
１６には、電源Ｖ_MMからトランジスタＱ₁ を通り、モー
タ電流検出器２１、モータ１６、トランジスタＱ₄ を通
ってアースに流れる。ＰＷＭ信号によりトランジスタＱ
₁ がオフのときは、モータ１６からトランジスタＱ₄ を
通ってアースに電流が流れ、ダイオード、モータ電流検
出器２１を通ってモータ１６に戻る。

【００１７】ここで、電流の向きが切換わったとする
と、モータ１６の逆起電圧により過大なトルクが発生
し、反転ブレーキ量が制御操作量より大きくなって速度
が急激に低下する。このとき、制御目標電流値より過大
な電流がモータ１６に流れるため、Ｓ１＝Ｈレベル、Ｓ
２＝Ｌレベルとなって通電方向がモータ逆転方向に切換
わり、反転モータブレーキ量を解除する動作を行う。こ
のように、目標指示電流値と実際にモータ１６に流れて
いる電流値及び電流の向きにより、自動的にモータ１６
に流す電流の向きを切換えることで、急激な速度変化に
対する制御を適切に行い、スキャナ減速時の振動の発生
を防止して振動によるスキャナ４の停止位置のばらつき
を防止でき、制御速度プロフィールの設定の余裕度も向
上する。

【００１８】また、モータ１６に流す電流の向きは、モ
ータ電流値を電圧変換した＋，−両極性の電圧値と目標
指示電流値を電圧変換した＋，−両極性の電圧値とを差
動増幅した値と、モータ停止時のモータ電流を電圧変換
した０Ｖとを比較し、その結果、得られる２値信号によ
りＨ型ブリッジ回路１７を通じてモータ１６に流す電流
の方向を自動的に決めている。また、モータ１６に流す
電流量は、モータ電流値を電圧変換した＋，−両極性の
電圧値と、目標指示電流値を電圧変換した＋，−両極性
の電圧とを差動増幅した値と、モータ停止時のモータ電
流を電圧変換した０Ｖとの差の絶対値を生成し、この絶
対値と三角波とを比較することによりＰＷＭ信号を生成
してこれをモータ速度の制御量とし、この制御量に応じ
てＨ型ブリッジ回路１７を通してモータ１６に流す電流
量を決めている。

【００１９】さらに、速度制御は、モータ軸に取付けら
れたエンコーダ２２の出力に基づきマイコン２０内で回
転速度を演算し、演算された回転速度と予め設定された
目標回転速度との偏差によりＰＩ制御を行い、目標指示
電流値を変化させて目標回転速度となるように制御す
る。この速度制御は、一般に、ソフトウェアサーボと称
されている制御方式であり、エンコーダ信号による割込
み処理、又は、数msec程度のタイムインターバル割込み
処理として高速処理される。

【００２０】ところで、モータ電流検出器２１の出力は
＋，−両極性のため、マイコン２０のＤ／Ａ変換出力ポ
ートをパイポーラ型にする必要があり、それ自体がコス
トアップの要因となる。また、Ｄ／Ａ変換出力ポートを
駆動する電源も両極性にする必要があるとともに、フィ
ードバック系３６内のアナログ回路においても、両極性
の電源電圧が必要となる。しかし、一般にマイクロコン
トローラを用いる回路においては、片側（例えば、＋
側）電源のみを用いる場合が多く、単にＤ／Ａ変換器を
用いる場合には新たに−側電源を作る必要があり、電源
回路に関してもコストアップの要因となる。このような
点を考慮し、図４に示す回路では、マイコン２０が、Ｄ
／Ａ変換出力ポートとして片側電源駆動のユニポーラ出
力ポートを複数内蔵しており、そのうちの２個のデジタ
ル・アナログ変換出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２を用
い、バイポーラ出力回路２４を付加することにより、実
質的にバイポーラ出力を可能としている。２個のデジタ
ル・アナログ変換出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２は各々
０〜５Ｖを出力し得る。一方のデジタル・アナログ変換
出力ポートＤＡＣ１のユニポーラ出力はバッファアンプ
３７と抵抗Ｒ１とを介して差動増幅器３８の−入力端子
に入力され、他方のデジタル・アナログ変換出力ポート
ＤＡＣ２のユニポーラ出力はバッファアンプ３９と抵抗
Ｒ２とを介して差動増幅器３８の＋入力端子に入力され
ている。差動増幅器３８の出力端子と−入力端子とは帰
還抵抗Ｒ３を介して接続され、＋入力端子は抵抗Ｒ４を
介してアースに接続されている。各抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値
は何れも等しく、この条件から、差動増幅器３８の増幅
率は１倍であり、結果的には、２個のデジタル・アナロ
グ変換出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２間の演算回路とな
っている。

【００２１】このように、差動増幅器３８の出力は、Ｄ
ＡＣ２−ＤＡＣ１であり、例えば、ＤＡＣ１の出力が＋
５ＶでＤＡＣ２の出力が０Ｖのときには差動増幅器３８
の出力は−５Ｖとなり、また、ＤＡＣ１の出力が０Ｖで
ＤＡＣ２の出力が＋５Ｖのときには差動増幅器３８の出
力は＋５Ｖとなり、−５Ｖ〜＋５Ｖのバイポーラ出力が
得られることになる。

【００２２】これらのデジタル・アナログ変換出力ポー
トＤＡＣ１，ＤＡＣ２の出力値の設定は、マイコン２０
内で速度演算の結果に基づいて行われる。その手順につ
いて簡単に説明する。まず、マイコン２０内で目標速度
と実際のモータ速度との偏差を求める。この偏差の値か
らＰＩ制御を行い、目標指示電流値に換算する。この目
標指示電流値の＋，−を判断し、その＋，−に応じて各
出力ポートＤＡＣ１，ＤＡＣ２の出力を切換える。即
ち、目標指示電流値が＋のときは、目標指示電流値を目
標指示電圧値に変換し、ＤＡＣ１＝０Ｖ，ＤＡＣ２＝目
標指示電圧値に設定する。これにより、差動増幅器３８
の出力は＋の電圧出力となる。目標指示電流値が−のと
きは、目標指示電流値の絶対値を求めた後、その絶対値
を目標指示電圧値に変換し、ＤＡＣ１＝目標指示電圧
値，ＤＡＣ２＝０Ｖに設定する。これにより、差動増幅
器３８の出力は−の電圧出力となる。このようにして、
差動増幅器３８からはバイポーラ型のデジタル・アナロ
グ出力ポートを用いた場合と全く同様の出力が得られ、
バイポーラ出力による制御が行われることになる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】図４に示したような提
案例による場合、モータ電流検出器２１としてホール電
流検出器を使用しているが、モータ停止時、即ち、モー
タ電流値が０Ａの時のホール電流検出器の出力は完全に
は０Ｖではなく、幾らかのオフセット値を持っている。
このオフセット値は固定ではなく、かつ、極性も不定で
ある。このオフセット値は、モータ電流値を電圧変換し
た値に対して加減算されるため、目標指示電流を電圧変
換した電圧値との偏差にも加減されてしまい、正常な速
度制御ができなくなる場合がある。

【００２４】また、図４に示した回路構成例の場合、モ
ータ１６の回転方向の指示は自動的に決まるため、ホー
ル電流検出器のオフセット値が目標指示電流を電圧変換
した電圧値を越えてしまうと回転方向指示が逆となって
しまい、正常なスキャナ駆動ができなくなってしまう可
能性がある。

【００２５】そこで、本発明は、モータ電流検出器が持
つオフセット量の影響を受けることなく、スキャナ駆動
を正常に制御し得るスキャナ用サーボ制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
原稿画像を露光走査するスキャナをＤＣサーボモータに
より往復移動させるスキャナ用サーボ制御装置におい
て、モータ速度を決めるパルス幅変調信号と正逆回転方
向を決める信号とに基づき前記モータを正逆回転駆動す
るＨ型ブリッジ回路と、前記モータに電流が流れていな
いときは０Ｖの電圧を出力し、前記モータに＋又は−の
電流が流れているときはこの電流の向きに応じて＋又は
−の電圧を出力することで前記モータに流れるモータ電
流値と電流の向きとを検出するモータ電流検出器と、モ
ータ軸に取付けられたエンコーダと、このエンコーダの
検出信号に基づきモータの回転速度演算及び速度制御を
行うマイクロコントローラと、このマイクロコントロー
ラによる速度演算結果からの＋又は−の目標指示電流値
を目標指示電圧値に変換する２個のユニポーラ出力のＤ
／Ａ変換器を用いてバイポーラ出力可能なＤ／Ａ変換回
路を有して、変換された目標指示電圧値と前記モータ電
流値を電圧変換した値との偏差により速度制御を行うと
ともに、前記目標指示電圧値と前記モータ電流値を電圧
変換した値とを比較し、比較結果に基づき前記Ｈ型ブリ
ッジ回路を通じて前記モータに流す電流の向きを決定し
てモータ回転方向を制御するフィードバック系と、前記
モータ電流検出器により検出された電流値が０の場合に
このモータ電流検出器の出力を補正する補正手段とを備
える。

【００２７】従って、モータ電流検出器のオフセット値
をマイクロコントローラに認識させ、目標時電流を電圧
変換した電圧値に加算して補正をかけることにより、モ
ータ電流検出器が有するオフセット値に関わらず、モー
タ制御を正常に行える。

【００２８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
キャナ用サーボ制御装置のモータ電流検出器が、ホール
電流検出器である。従って、オフセット値を有するホー
ル電流検出器を用いても支障なく、精度の高い高価なモ
ータ電流検出器を用いる必要がない。

【００２９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のスキャナ用サーボ制御装置において、マイクロコン
トローラは、その速度演算結果からの＋又は−の目標指
示電流値を目標指示電圧値に変換する２個のユニポーラ
出力のＤ／Ａ変換器を用いてバイポーラ出力可能なＤ／
Ａ変換回路を内蔵しており、フィードバック系は、マイ
クロコントローラのＤ／Ａ変換出力ポートからバイポー
ラ出力される目標指示電圧値とモータ電流値を電圧変換
した値との偏差により速度制御を行うとともに、前記目
標指示電圧値と前記モータ電流値を電圧変換した値とを
比較し、比較結果に基づきＨ型ブリッジ回路を通じてモ
ータに流す電流の向きを決定してモータ回転方向を制御
する。従って、モータ電流検出器が有するオフセット値
に関わらず、モータ制御を正常に行う上で、マイクロコ
ントローラに内蔵されている複数個のユニポーラ出力の
Ｄ／Ａ変換出力ポートを利用することで性能を落とすこ
となく、実質的にバイポーラ駆動を安価に確保すること
ができる。

【００３０】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載のスキャナ用サーボ制御装置における補正手段は、モ
ータ電流値が０のときのモータ電流検出器の出力をユニ
ポーラ型Ａ／Ｄ変換器を介してマイクロコントローラが
認識することにより目標指示電流値に対して補正をかけ
る手段である。従って、ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器を利
用してオフセット電圧を検出するが、ユニポーラ型Ａ／
Ｄ変換器はマイクロコントローラに内蔵されていること
が多いので、簡単な回路構成で安価に実現できる。

【００３１】請求項５記載の発明は、請求項４記載のス
キャナ用サーボ制御装置におけるユニポーラ型Ａ／Ｄ変
換器は、信号入力手段として、＋及び−の両極出力のモ
ータ電流検出器の出力信号に対して、全て＋側の信号と
して扱う絶対値回路を有する。従って、＋，−両極性の
電圧出力のモータ電流検出器の信号を片極性に整形して
ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器でオフセット電圧を検出する
ので、絶対値回路として、極く一般的な全波整流回路を
利用でき、回路を簡素化できる。

【００３２】請求項６記載の発明は、請求項６記載のス
キャナ用サーボ制御装置においてモータ電流検出器から
出力される検出信号の＋側と−側とを判断する極性判断
手段として、前記モータ電流検出器の出力信号を増幅す
る増幅器と、増幅された出力信号とＤ／Ａ変換器の０Ｖ
とを比較する比較手段と、この比較結果をマイクロコン
トローラにより認識する認識手段とを有する。従って、
絶対値として検出したオフセット電圧に、別の手段でモ
ータ電流検出器の極性を検出し、極性を踏まえたオフセ
ット電圧を求めているので、モータ電流検出器の出力を
比較器で０Ｖと比較するだけで極性を検出することがで
き、回路の簡素化及び低コスト化を図れる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１に基
づいて説明する。図２ないし図５で示した部分と同一部
分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の
形態では、マイコン２０としてユニポーラ型Ａ／Ｄ変換
器（図示せず）を内蔵したものが用いられ、基本的に
は、ホール電流検出器によるモータ電流検出器２１の検
出信号がユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器に対する入力ポート
ＡＤＣに入力されている。ここに、マイコン２０は、モ
ータ電流値が０のときのモータ電流検出器２１の出力を
ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器を介してマイコン２０が認識
することにより目標指示電流値に対して補正をかける補
正手段の機能を備えている。ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器
に対する信号入力手段としてはモータ電流検出器２１か
ら出力される＋，−両極性の出力信号に対して、全て＋
側の信号として扱う絶対値回路４０が介在されている。
この絶対値回路４０は構成的には絶対値回路３１と同じ
全波整流回路によるものであり、＋極性の電圧として波
形整形した電圧値を出力する。モータ電流検出器２１と
絶対値回路４０との間にはｎ倍の増幅率を持つ増幅器４
１とリミッタ回路４２とが介在されている。モータ電流
値が０Ａの時のモータ電流検出器２１の出力は、理想的
には、０Ｖを出力する筈であるが、現実には、何らかの
オフセット電圧が発生している。このオフセット電圧値
は小さい値であり、この電圧値を正確にＡ／Ｄ変換する
ためにはオフセット電圧を増幅する必要がある。このた
め、ｎ倍の増幅率の増幅器４１が設けられている。ま
た、リミッタ回路４２は、増幅されたオフセット電圧値
がマイコン２０のＡＤＣポート入力許容電圧内に収まる
ように制限をかけるためのものである。従って、絶対値
回路４０からの信号が入力されるマイコン２０では、モ
ータ電流検出器２１のオフセット電圧値を絶対値として
認識している。

【００３４】また、リミッタ回路４２により制限をかけ
られた信号は、比較手段となるコンパレータ４３に入力
されている。このコンパレータ４３による比較結果の信
号Ｓ３はマイコン２０の入力ポートＰ３に入力されてい
る。この信号は極性を示す信号であり、Ｓ３＝Ｈレベル
のときにはモータ電流検出器２１の出力は＋側、Ｓ３＝
Ｌレベルのときにはモータ電流検出器２１の出力は−側
であるとマイコン２０内で認識される。ここに、認識手
段の機能が実行され、コンパレータ４３とともに極性判
断手段が構成されている。この極性認識により、マイコ
ン２０では上記のように絶対値として認識されているオ
フセット電圧値の極性も明らかとなる。

【００３５】ここで、現実にはｎ倍の増幅器４１を経た
後のオフセット電圧値として認識されているので、マイ
コン２０内で１／ｎの処理を行うことで実際のオフセッ
ト電圧値が認識される。認識されたオフセット電圧値
は、マイコン２０内において、目標指示電流値を電圧変
換した目標指示電圧値に加算して補正をかけることによ
り、モータ電流検出器２１が有するオフセットに関わら
ず、正常なモータ制御が可能となる。

【００３６】このように、本実施の形態によれば、バイ
ポーラ型のＡ／Ｄ変換器を使用せず、簡単な絶対値回路
４０を用いることにより、モータ電流検出器２１が有す
るオフセットの影響をなくすための補正を簡単かつ安価
に実現できる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モータ電
流検出器により検出された電流値が０の場合にこのモー
タ電流検出器の出力を補正する補正手段を備え、モータ
電流検出器のオフセット値をマイクロコントローラに認
識させ、目標時電流を電圧変換した電圧値に加算して補
正をかけるようにしたので、モータ電流検出器が有する
オフセット値に関わらず、モータ制御を正常に行わせる
ことができる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、オフセット
値を有するホール電流検出器を用いても支障なく、精度
の高い高価なモータ電流検出器を用いる必要がないため
安価に構成できる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、モータ電流
検出器が有するオフセット値に関わらず、モータ制御を
正常に行う上で、マイクロコントローラに内蔵されてい
る複数個のユニポーラ出力のＤ／Ａ変換出力ポートを利
用することで性能を落とすことなく、実質的にバイポー
ラ駆動を安価に確保することができる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載のスキャナ用サーボ制御装置における補正手段は、モ
ータ電流値が０のときのモータ電流検出器の出力をユニ
ポーラ型Ａ／Ｄ変換器を介してマイクロコントローラが
認識することにより目標指示電流値に対して補正をかけ
る手段であり、ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器はマイクロコ
ントローラに内蔵されていることが多いので、簡単な回
路構成で安価に実現することができる。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載のスキャナ用サーボ制御装置におけるユニポーラ型Ａ
／Ｄ変換器は、信号入力手段として、＋及び−の両極出
力のモータ電流検出器の出力信号に対して、全て＋側の
信号として扱う絶対値回路を有し、＋，−両極性の電圧
出力のモータ電流検出器の信号を片極性に整形してユニ
ポーラ型Ａ／Ｄ変換器でオフセット電圧を検出するよう
にしたので、絶対値回路として、極く一般的な全波整流
回路を利用でき、回路を簡素化することができる。

【００４２】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載のスキャナ用サーボ制御装置においてモータ電流検出
器から出力される検出信号の＋側と−側とを判断する極
性判断手段として、前記モータ電流検出器の出力信号を
増幅する増幅器と、増幅された出力信号とＤ／Ａ変換器
の０Ｖとを比較する比較手段と、この比較結果をマイク
ロコントローラにより認識する認識手段とを有し、絶対
値として検出したオフセット電圧に、別の手段でモータ
電流検出器の極性を検出し、極性を踏まえたオフセット
電圧を求めるようにしたしたので、モータ電流検出器の
出力を比較器で０Ｖと比較するだけで極性を検出するこ
とができ、回路の簡素化及び低コスト化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す回路図である。

【図２】従来例のスキャナ付近を主体に示す複写機の概
略構成図である。

【図３】速度プロフィールを示すタイムチャートであ
る。

【図４】サーボ制御装置の既提案例の構成を示す回路図
である。

【図５】そのモータ電流検出器の特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

４スキャナ１６モータ１７Ｈ型ブリッジ回路２０マイクロコントローラ２１モータ電流検出器２２エンコーダ３６フィードバック系４０絶対値回路４１増幅器４３比較手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿画像を露光走査するスキャナをＤＣ
サーボモータにより往復移動させるスキャナ用サーボ制
御装置において、モータ速度を決めるパルス幅変調信号と正逆回転方向を
決める信号とに基づき前記モータを正逆回転駆動するＨ
型ブリッジ回路と、前記モータに電流が流れていないときは０Ｖの電圧を出
力し、前記モータに＋又は−の電流が流れているときは
この電流の向きに応じて＋又は−の電圧を出力すること
で前記モータに流れるモータ電流値と電流の向きとを検
出するモータ電流検出器と、モータ軸に取付けられたエンコーダと、このエンコーダの検出信号に基づき前記モータの回転速
度演算及び速度制御を行うマイクロコントローラと、このマイクロコントローラによる速度演算結果に基づく
目標指示電流値と検出されたモータ電流値との偏差によ
り速度制御を行うとともに、目標指示電流値とモータ電
流値とを比較し、比較結果に基づき前記Ｈ型ブリッジ回
路を通じて前記モータに流す電流の向きを決定してモー
タ回転方向を制御するフィードバック系と、前記モータ電流検出器により検出された電流値が０の場
合にこのモータ電流検出器の出力を補正する補正手段
と、を備えることを特徴とするスキャナ用サーボ制御装
置。
【請求項２】モータ電流検出器は、ホール電流検出器
であることを特徴とする請求項１記載のスキャナ用サー
ボ制御装置。
【請求項３】マイクロコントローラは、その速度演算
結果からの＋又は−の目標指示電流値を目標指示電圧値
に変換する２個のユニポーラ出力のＤ／Ａ変換器を用い
てバイポーラ出力可能なＤ／Ａ変換回路を内蔵してお
り、フィードバック系は、マイクロコントローラのＤ／
Ａ変換出力ポートからバイポーラ出力される目標指示電
圧値とモータ電流値を電圧変換した値との偏差により速
度制御を行うとともに、前記目標指示電圧値と前記モー
タ電流値を電圧変換した値とを比較し、比較結果に基づ
きＨ型ブリッジ回路を通じてモータに流す電流の向きを
決定してモータ回転方向を制御することを特徴とする請
求項１又は２記載のスキャナ用サーボ制御装置。
【請求項４】補正手段は、モータ電流値が０のときの
モータ電流検出器の出力をユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器を
介してマイクロコントローラが認識することにより目標
指示電流値に対して補正をかける手段であることを特徴
とする請求項１又は２記載のスキャナ用サーボ制御装
置。
【請求項５】ユニポーラ型Ａ／Ｄ変換器は、信号入力
手段として、＋及び−の両極出力のモータ電流検出器の
出力信号に対して、全て＋側の信号として扱う絶対値回
路を有することを特徴とする請求項４記載のスキャナ用
サーボ制御装置。
【請求項６】モータ電流検出器から出力される検出信
号の＋側と−側とを判断する極性判断手段として、前記
モータ電流検出器の出力信号を増幅する増幅器と、増幅
された出力信号とＤ／Ａ変換器の０Ｖとを比較する比較
手段と、この比較結果をマイクロコントローラにより認
識する認識手段とを有することを特徴とする請求項５記
載のスキャナ用サーボ制御装置。