JP2005094977A - 定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電流検知抵抗の代わりに正特性サーミスタを使用することで、ステッピングモータドライバに電流を抑制することができる定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路を提供すること。
【解決手段】 図１のＴｘ１、Ｔｘ２は、正特性のサーミスタであり、これは所定の電流値よりも高い値になると温度上昇し、同時に抵抗値が上昇する。本回路では、Ｔｘ１またはＴｘ２に過電流が流れると、その抵抗値が上昇し、自身に流れる電流を制限する。モータやハーネスの短絡、ステッピングモータドライバの故障等により異常電流が流れた時に、Ｔｘ１またはＴｘ２の抵抗値が無限大近くまで上昇し、電流値をほぼ零にすることで、該回路およびモータ等の損傷・発煙等を防止する。また、Ｔｘ１、Ｔｘ２の電圧を監視回路にて監視して、定電流チョッパステッピングモータ駆動回路の異常を検知できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、定電流チョッパステッピングモータ制御駆動制御回路およびこれを用いた画像形成装置に関する。

従来、定電流チョッパステッピングモータ駆動回路に対して、何らかの不確定要因、例えばモーターショート等が起こった時に、該回路に大電流が流れ、ステッピングモータドライバ焼損や接続さている電流検知抵抗焼損が発生し、不具合が生じる可能性があった。このような不具合に対して以下のような技術が提案されていた。
特開平０５−５６６９１号 特開平０５−１２６９２１号 特開平０９−２３５０４８号

特許文献１に記載の発明は、励磁するステッピングモータ内のコイルの温度検知手段を設けて温度監視を行うことにより過電流等の異常検知を行っており、駆動制御回路内に過電流防止手段を設けた技術でない。
特許文献２に記載の発明は、異常検出器が、ステッピングモータと直列に接続された抵抗とこの抵抗と並列に入れられたサージ電流吸収用のコンデンサと、抵抗で発生した電圧からステッピングモータの駆動電流を検出する駆動流検出回路と備えており、このように、複数素子からなる電流制御回路であるため、経済性に難点があった。
特許文献３記載の発明では、レジストローラ駆動用のステッピングモータへのトータルの通電電流を低く設定することでＳＴＭの温度上昇を抑制することを目的としたものであり、過電流防止を目的として電流制御を行っていない。

そこで、本発明の第１の目的は、電流検知抵抗の代わりに正特性サーミスタ素子を使用することで、ステッピングモータドライバに電流を抑制することができる定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路を提供することである。
本発明の第２の目的は、定電流チョッパステッピングモータ駆動制御回路の異常を検知して、該駆動制御回路への供給電源をＯＦＦにすることで、システムとしての安全性を高めた画像形成装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、オペレータがシステムの電源ＯＦＦ/ＯＮ等を行うだけでは該定電流チョッパステッピングモータ駆動回路への電源供給ＯＦＦ解除せず、特定の人間のみに開放された操作を行った時のみに解除可能としてシステムとしての安全性を高めた画像形成装置を提供することである。

請求項１記載の発明では、定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路が、電源と、この電源から電力の供給を受け、ステッピングモータをチョッピング電流で駆動する定電流チョッパステッピングモータドライバと、前記ステッピングモータと並列に前記定電流チョッパステッピングモータドライバと接続された駆動電流検出手段とからなり、この駆動電流検出手段に正特性のサーミスタ素子を使用したことにより、前記第１の目的を達成する。

請求項２記載の発明では、画像形成装置が、請求項１記載の定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路と、前記定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路の前記駆動電流検出手段に使用した正特性のサーミスタ素子の電位を監視しする監視回路と、この監視回路の監視により、前記正特性のサーミスタ素子の電位が所定の電位以上になった場合、前記電源からの電力供給をＯＦＦにする供給停止手段と、を備えたことにより、前記第２の目的を達成する。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記供給停止手段によるＯＦＦを解除する際、予め定められた所定の操作を受け付けた場合のみＯＦＦを解除することにより、前記第３の目的を達成する。

請求項１記載の発明では、定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路は、単純かつ安価な回路で、モータ短絡等時の過電流を制限するので、それ以外の部品故障や発煙・発火等の防止を確実に行うことができる。
請求項２の画像形成装置は、回路内で過電流防止をするだけでなく、システムとして過電流防止動作が働くので、システムとしてより確実にそれ以外の部品故障や発煙・発火等の防止を確実に行うことができる。
請求項３の画像形成装置は、誤ってオペレータが電源ＯＦＦ／ＯＮ等のシステム復帰動作を行っても、異常回路への電源供給も駆動制御も行わないので、誤操作による部品故障や発煙・発火等も防止でき、更に不具合修理後の特定の人間のみの操作でしか、動作しないので、多重の安全システムを実現できる。

以下、本発明の好適な実施の形態を、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
図５は、本実施の形態に係る画像形成装置等に使われている定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路の一般的な例を示した図である。
この図５において、Ｒ１、Ｒ２は、定電流チョッパステッピングモータドライバに流す電流を決めるためのリファレンス電圧を決める抵抗であり、Ｒｘ１、Ｒｘ２は、該チョッピング電流の検知抵抗である。Ｒｘ１、Ｒｘ２により決めたリファレンス電圧が、励磁されている間Ｒｘ１、Ｒｘ２に印可されることになる。
定電流チョッパステッピングモータドライバには、励磁パルスと励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号が入力され、励磁ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮの時に、励磁パルスパターンに沿ったチョッピング電流を流すことにより、ステッピングモータを駆動している。

図１は、本実施の形態に係る定電流チョッパステッピングモータ制御駆動制御回路を示した図である。この図１において、Ｔｘ１、Ｔｘ２は、正特性のサーミスタ素子である。正特性のサーミスタ素子は、所定の電流値よりも高い値になると温度上昇し、それに伴い抵抗値が上昇する。本回路では、Ｔｘ１またはＴｘ２に過電流が流れると、Ｔｘ１またはＴｘ２の抵抗値が上昇し、自身に流れる電流を制限する。モータやハーネスの短絡、ステッピングモータドライバの故障等により異常電流が流れた時に、Ｔｘ１またはＴｘ２の抵抗値が無限大近くまで上昇し、電流値をほぼ零にすることで、該回路およびモータ等の損傷・発煙等を防止する。

さらに、Ｔｘ１、Ｔｘ２の電圧を監視回路にて監視することで、定電流チョッパステッピングモータ駆動制御回路の異常を検知して、該駆動制御回路への供給電源をＯＦＦにすることで、システムとしての安全性を高めた画像形成装置も実現できる。Ｔｘ１、Ｔｘ２のいずれかに過電流が流れると、その電圧は上昇し、監視回路の所定のスレッシュを越えることで、システム側が過電流防止回路動作状態であることを認識し、該モータ制御駆動回路への供給電源をＯＦＦしすることができる。
システムが供給電源をＯＦＦにする手段は、トランジスタやＦＥＴ等で行うことができる。

図２は、上述システムの例である画像形成装置の内部構成を示したブロック図である。
この画像形成装置は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）０１、ＲＯＭ（リード／オンリ／メモリ）０２、ＲＡＭ（ランダム／アクセス、メモリ）０３、操作パネル０４、Ｉ／Ｏ制御部０５、各種センサ０６、各種モータ０７、読み取り制御部０８、スキャナー部０９、書き込み制御部１０、プロッター部１１、通信制御部１２および網制御装置１３より構成されている。
ＣＰＵ０１は、本画像形成装置のシステム制御を行い、ＣＰＵ０１がＲＯＭ０２に格納されているプログラムに従って、ＲＡＭ０３をワークエリアに使用しつつ、本画像形成装置を統括する。
操作パネル０４は、オペレータが各種設定等を行い、Ｉ／Ｏ制御部０５は、紙サイズ検知やジャム検知等を行う各種センサー０６の入力および負荷を駆動する各種モーター０７の出力制御信号をＣＰＵ０１の命令に基づいて制御を行う。
読み取り制御部０８は、スキャナー部０９の制御を行い、書き込み制御部１０は、プロッター部１１の制御を行う。網制御装置１３は、公衆電話回線とのＩ／Ｆ（インターフェイス）であり、通信制御部１２は、この網制御装置１３を制御することでＦＡＸ通信制御を行う。

図３は、本実施の形態の処理手順を示したフローチャートである。
まず、Ｔｘ１、Ｔｘ２のいずれかの電圧が所定の値より高くなると（ステップ１０；Ｙ）、回路内で自動的に電流制限をかけて動作を停止させると共に、システムとしても監視回路にて異常を検知して、該回路への電源供給をＯＦＦして未然に発煙等防止状態にする（ステップ１１）。同時に、該不具合がある旨を操作パネル０４に表示して、不揮発性メモリ(例えば、ＲＡＭ０３でも良いが、特に別に設けても良い)に異常発生を記憶しておく（ステップ１２）。

図４は、他の実施の形態の処理手順を示したフローチャートである。
例えば、不具合発生後に電源スイッチＳＷのＯＦＦ／ＯＮ等を行っても、ステッピングモータ動作異常発生があったかどうかを必ず不揮発性メモリに記憶されているかを確認する（ステップ２０）。そして、該動作異常フラグがたっているならば（ステップ２０；Ｙ）、該ステッピングモータ制御駆動回路への電源供給をＯＮせず、当然駆動制御も行わない（ステップ２１）。こうすることで、システムの安全を確保している。
そして、同時に操作パネル０４にはステッピングモータ動作異常である旨を表示する（ステップ２２）。ここで、もし、一般オペレータに開放されていない所定の操作を操作表示部０４から行った場合に（ステップ２３；Ｙ）、不揮発性メモリに記憶してあるステッピングモータ異常発生フラグのリセットを行い、次の電源ＯＦＦ／ＯＮで正常な動作立ち上げ状態に戻る（ステップ２４）。

本実施の形態に係る定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路を示した図である。 画像形成装置の内部構成を示したブロック図である。 本実施の形態の処理手順を示したフローチャートである。 他の実施の形態の処理手順を示したフローチャートである。 本実施の形態に係る画像形成装置等に使われている定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路の一般的な例を示した図である。

符号の説明

０１ ＣＰＵ（中央演算処理装置）
０２ ＲＯＭ（リード／オンリ／メモリ）
０３ ＲＡＭ（ランダム／アクセス、メモリ）
０４ 操作パネル
０５ Ｉ／Ｏ制御部
０６ 各種センサ
０７ 各種モータ
０８ 読み取り制御部
０９ スキャナー部
１０ 書き込み制御部
１１ プロッター部
１２ 通信制御部
１３ 網制御装置

Claims (3)

1. 電源と、この電源から電力の供給を受け、ステッピングモータをチョッピング電流で駆動する定電流チョッパステッピングモータドライバと、前記ステッピングモータと並列に前記定電流チョッパステッピングモータドライバと接続された駆動電流検出手段とからなり、
   この駆動電流検出手段に正特性のサーミスタ素子を使用したことを特徴とする定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路。
2. 請求項１記載の定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路と、
   前記定電流チョッパステッピングモータ制御駆動回路の前記駆動電流検出手段に使用した正特性のサーミスタ素子の電位を監視しする監視回路と、
   この監視回路の監視により、前記正特性のサーミスタ素子の電位が所定の電位以上になった場合、前記電源からの電力供給をＯＦＦにする供給停止手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記供給停止手段によるＯＦＦを解除する際、予め定められた所定の操作を受け付けた場合のみＯＦＦを解除することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

Images