JP2001268991A

JP2001268991A - ステッピングモータ駆動装置

Info

Publication number: JP2001268991A
Application number: JP2000074063A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Komatsu; 俊一小松
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ステッピングモータの異常を検知し、モータ
への電力の供給を停止させる。【構成】クロック停止検知手段とモータ電流検知手段
とモータへの電力供給手段と設け、クロック停止検知手
段によってクロックの停止が検知されかつモータ電流検
知手段によってある一定値以上の電流が検知された場合
と、クロック停止検知手段によってクロックの停止が検
知されずかつモータ電流検知手段によってある一定値以
下の電流が検知された場合と、少なくとも何れか一つの
場合に、モータへの電力供給手段によるモータへの電力
供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置の紙搬送
に関し、特にステッピングモータ等のモータの駆動装置
における異常動作時の保護回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４はステッピングモータ駆動装置の従
来例である。通常動作時、コントローラ１から出力され
たクロックが、（進相）カウンタ４に入力され、励磁モ
ード設定手段２にしたがって、１−２相励磁、２相励磁
等の進相の信号が生成される。カウンタ４の出力は、励
磁信号生成手段５に入力される。カウンタ４の出力の他
に、リセット信号（不図示）、定電流制御オペアンプＯ
ｐＡ（ＯｐＢ）の出力で生成されるチョッピング６の出
力が、励磁信号生成手段５に入力される。励磁信号生成
手段５から相励磁信号が出力され、各相のドライブトラ
ンジスタＴｒ１〜Ｔｒ４のベースに入力される。Ｔｒ１
〜Ｔｒ４のドライブで各相：Ａ、Ａ＊、Ｂ、Ｂ＊が励磁
されて、モータ９が回転する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では以下のような欠点がある。クロックが停止し、コ
ントローラ側がモータを停止させようとした際、モータ
の巻線異常等でモータ巻線に電流が流れ続けてしまった
場合、これを検出し保護を掛けることが出来ない。この
状態においては、定電流制御オペアンプの入力リファレ
ンス信号の値をゼロにしても、その過電流を抑えること
は出来ない。

【０００４】更に、従来例（不図示）として、モータ９
が高速回転モードの時と低速回転モードの時とで、定電
流制御のリファレンス値を変え、モータ非回転が原因で
定電流リミッタに当たった際のモータの昇温を抑えてい
るものもあるが、上記理由で、この方法でも過電流を抑
えることは出来ない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記欠点を解決するた
め、本発明によるステッピングモータ駆動装置は、クロ
ック停止検知手段とモータ電流検知手段とモータへの電
力供給手段とを有し、該クロック停止検知手段によって
該クロックの停止が検知されかつ該モータ電流検知手段
によってある一定値以上の電流が検知された場合と、該
クロック停止検知手段によって該クロックの停止が検知
されずかつ該モータ電流検知手段によってある一定値以
下の電流が検知された場合と、少なくとも何れか一つの
場合に、該モータへの電力供給手段による該モータへの
電力供給を停止することを特徴とする。

【０００６】即ち、本発明の構成では、クロック停止検
知とモータ電流検知とを行って、電力供給を制御するこ
とで、モータの巻線異常等でモータ巻線に電流が流れ続
けてしまった場合、これを検出し保護を掛ける。

【０００７】又、該モータ電流検知手段は、定電流制御
回路の電流検知回路と共用することが出来るので、部品
点数の増加が少なく、比較的安いコストで機能を追加が
可能である。

【０００８】又、該モータ電流検知手段は、ステッピン
グモータの相数と同数だけ設ける事で、モータホールド
時の異常検知も可能である。

【０００９】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例１を図１を参照
して説明する。図１において、１は、画像形成装置等の
コントローラであり、ステッピングモータ駆動装置に対
して、ｍｏｄｅ（モード）信号、ｃｌｏｃｋ（クロッ
ク）信号、回転方向信号（不図示）、リセット信号（不
図示）、等を出力する。２は励磁モード設定手段であ
り、コントローラ１からのｍｏｄｅ信号に応じて、１−
２相励磁／２相励磁等の設定を行う。３はクロック停止
検知回路であり、コントローラ１からクロックが出力さ
れているかどうかを検知／判断する。検知回路の具体例
に関しては、後述する。

【００１０】４はカウンタであり、励磁モード設定手段
２の出力、コントローラ１からのクロックが入力され
る。カウンタ４の出力、リセット信号（不図示）が励磁
信号生成手段５に入力され、モータの各相（図１ではＴ
ｒ１で（Ａ）、Ｔｒ２で（Ａ＊）、Ｔｒ３で（Ｂ）、Ｔ
ｒ４で（Ｂ＊））をドライブする。尚、＊は反転相を意
味する。

【００１１】７はドライバであり、クロック停止検地回
路３によってクロックの停止が検知されかつモータ電流
検知手段にてあつ一定値以上の電流が検知された場合
や、クロックの停止が検知されずかつモータ電流検知手
段にてある一定値以下の電流が検知さた場合に、電力供
給手段８を介してモータ９への電力供給を停止する。９
は、ステッピングモータ等のモータである。ＲｓＡ、Ｒ
ｆＡ、ＣｆＡは、Ａ、Ａ＊相の電流検知手段であり、Ｒ
ｓＢ、ＲｆＢ、ＣｆＢはＢ、Ｂ＊相の電流検知手段であ
る。

【００１２】上記構成において、本発明の保護動作につ
いて説明する。先ず、クロック停止検知手段（回路）に
よってクロックの停止が検知されかつモータ電流検知手
段によってある一定値以上の電流が検知された場合に関
して述べる。

【００１３】クロック停止検地回路３によってクロック
の停止が検知されると、これがドライバ７に伝えられ
る。通常動作時はクロックが停止していれば、モータに
電流は流れない筈であり、モータ電流検知手段にて電流
は検出されない。しかし何らかの原因、例えば、モータ
の巻線異常、Ｔｒ１〜Ｔｒ４の異常（ショート）等が原
因で、電流が流れ続けてしまった場合、電流を検知し、
これがドライバ７に伝えられる。

【００１４】ドライバ７では、この二つの信号が同時に
入力されれば、上述したような異常状態であると判断
し、電力供給手段８を介して、例えば、モータ９への２
４Ｖ電圧の供給を停止する。

【００１５】この状態においては、励磁信号生成手段５
の出力を完全に止めても、或いは実施例２における定電
流制御オペアンプの入力リファレンス信号の値をゼロに
しても、その電流を抑えることは出来ないので、電力供
給手段８を介して、電力供給を停止する以外に確実な方
法が無い。

【００１６】次に、クロック停止検知手段によるクロッ
クの停止が検知されずかつモータ電流検知手段によって
ある一定値以下の電流が検知された場合に関して述べ
る。クロックが動作し、コントローラ１からモータドラ
イバに対してイネーブル信号が出力されていなければ、
モータには一定値以上の電流が流れる筈であり、モータ
電流検知手段によって電流が検出される。しかし何らか
の原因、例えば、モータの巻線異常（インダクタンス値
の上昇）、Ｔｒ１〜Ｔｒ４の異常（ショート）等が原因
で、電流が通常よりも少ない場合、電流を検知し、これ
がドライバ７に伝えられる。

【００１７】この場合、上述した場合と逆で電流が流れ
ないので、過昇温、部品破損等の恐れはないが、インガ
ダクタンス値の上昇等でモータの回転むら等が発生する
可能性があり、上述例と同様に、モータへの２４Ｖ電圧
の供給を停止するのが妥当である。

【００１８】図５にクロック停止検知回路の例を示す。
入力されたクロックは、Ｒ１５３、Ｃ１５０、Ｒ１５
４、Ｒ１５５によって平滑され、ＩＣ１５０オペアンプ
（＋）端子には、クロックのデューティーに比例したＤ
Ｃ電圧が入力される。ＩＣ１５０でインピーダンス変換
され、Ｒ１５６、Ｒ１５７、Ｒ１５８によってレベルシ
フトされた後、コンパレータＩＣ１５１に入力され、Ｒ
１５９、Ｒ１６０によって決められるリファレンスと比
較される。この結果がＩＣ１５１の出力となり、Ｑ１５
２のコレクタにはリファレンスとの大小関係を示す信
号、即ちクロックの有無を示す信号が出力される。

【００１９】又、図には示していないが、クロック入力
をＡＣカップリングすれば、クロックがハイ又はローに
張り付いてしまった場合の保護回路機能を有することが
出来る。

【００２０】（実施例２）次に、本発明の実施例２を図
２を参照して説明する。尚、説明の冗長さを避けるため
に、主に、実施例１との違いのみを記す。実施例２で
は、モータ電流検知手段を定電流制御回路の電流検知回
路と共用したものである。ステッピングモータを定電流
制御する際の一般的な方法として、以下のものがある。

【００２１】電流検出の出力をオペアンプ（ＯＰＡ、Ｏ
ＰＢ）に接続し、基準電圧と比較する。その出力をチョ
ッピング回路６に入力する。通常動作時は、このチョッ
ピング回路６によってＴｒ１〜Ｔｒ４のオン時のデュー
ティー比が変えられることにより、モータ９が定電流制
御される。

【００２２】実施例２では、電流検知の出力、即ちＯＰ
Ａ（又はＯＰＢ）の非反転入力（＋入力）がドライバ７
に入力されており、定電流制御回路の電流検知回路と共
用が可能である。異常時の保護動作は実施例１と同じで
ある。

【００２３】実施例２では、モータ電流検知手段が定電
流制御回路の電流検知回路と共用されるので、部品点数
の増加が少なく、比較的安いコストで機能の追加が可能
である。

【００２４】（実施例３）次に、本発明の実施例３を図
３を参照して説明する。実施例２と同様に、主に、実施
例１、２との違いのみを記す。

【００２５】実施例２では、Ａ相の電流検知とＡ＊相の
電流検知を（又は、Ｂ相の電流検知とＢ＊Ｓ相の電流検
知を）まとめて行っているが、これらの実施例１、２の
場合だと、モータ回転中は異常検知を出来るが、モータ
がホールド等されていて、Ａ相とＡ＊相どちらか一方
（又はＢ相とＢ＊相どちらか一方）のみに電流が流れて
いる場合は、電流検知手段の値が下がって、検知が遅れ
る場合がある。

【００２６】これに対し、実施例３では、モータ電流検
知手段は、ステッピングモータの相数と同数だけ設けて
いるので、モータがホールドされている時の異常検知も
容易に可能である。異常時の保護動作は、実施例１、２
と同じなので省略する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のステッピ
ングモータ駆動装置は、クロック停止検知手段とモータ
電流検知手段とモータへの電流供給手段とを有し、該ク
ロック停止検知手段によって該クロックの停止が検知さ
れかつ該モータ電流検知手段によってある一定値以上の
電流が検知された場合と、該クロック停止検知手段によ
る該クロックの停止が検出されずかつ該モータ電流検知
手段によってある一定値以下の電流が検出された場合
と、少なくとも何れか一つの場合に、モータへの電流供
給手段によってモータへの電力供給を停止することがで
きる。

【００２８】即ち、本発明の構成では、クロック停止検
知とモータ電流検知とを行って、電力供給を制御するこ
とで、モータの巻線異常等でモータ巻線に電流が流れ続
けてしまった場合、これを検出し保護を掛ける。

【００２９】又、モータ電流検知手段は、定電流制御回
路の電流検知回路と共用する事が出来るので、部品点数
の増加が少なく、比較的安いコストで機能の追加が可能
である。

【００３０】又、モータ電流検知手段は、ステッピング
モータの相数と同数だけ設けることで、モータホールド
時の異常検知も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１のブロック回路図で
ある。

【図２】図２は、本発明の実施例２のブロック回路図で
ある。

【図３】図３は、本発明の実施例３のブロック回路図で
ある。

【図４】図４は、従来例のブロック回路図である。

【図５】図５は、本発明で用いるクロック停止検知回路
を示す回路図である。

【符号の説明】

１コントローラ２励磁モード設定手段４カウンタ５励磁信号生成手段６チョッピング９モータ７ドライバ８電力供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クロック停止検知手段とモータ電流検知
手段とモータへの電力供給手段とを有し、該クロック停
止検知手段によって該クロックの停止が検知されかつ該
モータ電流検知手段によってある一定値以上の電流が検
知された場合と、該クロック停止検知手段によって該ク
ロックの停止が検知されずかつ該モータ電流検知手段に
よってある一定値以下の電流が検知された場合と、少な
くとも何れか一つの場合に、該モータへの電力供給手段
による該モータへの電力供給を停止することを特徴とす
るステッピングモータ駆動装置。
【請求項２】請求項１記載のステッピングモータ駆動
装置において、該モータ電流検知手段は、定電流制御回
路の電流検知回路と共用することを特徴とするステッピ
ングモータ駆動装置。
【請求項３】請求項１記載のステッピングモータ駆動
装置において、該モータ電流検知手段は、ステッピング
モータの相数と同数だけ設けられることを特徴とするス
テッピングモータ駆動装置。
【請求項４】励磁信号を生成するためのクロックとモー
ドを設定するためのモード信号を出力するコントローラ
と、該コントローラから出力されたモード信号が入力されて
励磁モードを設定する励磁モード設定手段と、前記コントローラから出力されたクロック信号と前記励
磁モード設定手段からの出力に応じて励磁信号を生成す
る励磁信号生成手段と、モータに電力を供給する電力供給手段と、該電力供給手段からのモータの各相への電力の供給を前
記励磁信号生成手段からの励磁信号に基づいて制御する
スイッチング手段と、該スイッチング手段を通して流れるモータの各相の電流
値を検出するモータ電流検知手段と、前記コントローラから出力されるクロック信号の停止を
検知するクロック停止検知手段と、該クロック停止検知手段からの出力信号と前記モータ電
流検知手段から出力される電流値が入力されて異常の有
無を判断し、異常を検出した場合前記電力供給手段を制
御してモータへの電力の供給を停止するドライバと、を有することを特徴とするステッピングモータ駆動装
置。
【請求項５】請求項４記載のステッピングモータ駆動装
置において、前記クロック停止検知手段によってクロッ
クの停止が検知された場合に前記モータ電流検知手段に
よってある一定値以上の電流が検知されたときに、また
は前記クロック停止検知手段によってクロックの停止が
検知されない場合に前記モータ電流検知手段によってあ
る一定値以下の電流が検知されたときに前記異常がある
と判断することを特徴とするステッピングモータ駆動装
置。
【請求項６】請求項４記載のステッピングモータ駆動装
置において、前記モータ電流検知手段からの電流値を用
いてモータ電流を一定に制御する定電流制御回路をさら
に有することを特徴とするステッピングモータ駆動装
置。
【請求項７】請求項４記載のステッピングモータ駆動装
置において、前記モータ電流検知手段は、ステッピング
モータの相数と同数だけ設けられることを特徴とするス
テッピングモータ駆動装置。