JP3064677B2 - ステップモータの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （目次） 産業上の利用分野 従来の技術（図４乃至図６） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１） 作用 実施例 (a) 一実施例の説明（図２、図３） (b) 他の実施例の説明 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のステップモータ
を、１つの駆動回路で駆動するステップモータの駆動回
路に関する。

【０００３】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の
印刷装置等では、用紙等のカットシートを利用して、印
刷を行っており、用紙のサイズ、種類に応じて複数の用
紙カセットを有している。。

【０００４】この複数の用紙カセットを持たせると、複
数の給紙部を設ける必要があり、各給紙部の各々に、ピ
ックモータを必要とする。ピックモータには、安価なス
テップモータを利用することが多く、このステップモー
タを駆動するためには、駆動回路が必要となり、構成が
簡易なものが望まれる。

【０００５】

【従来の技術】図４は従来技術の説明図（その１）であ
り、ステップモータ駆動回路の構成を示し、図５は従来
技術の説明図（その２）であり、駆動回路の構成を示
し、図６は従来技術の説明図（その３）であり、駆動波
形図を示す。

【０００６】図４、図５において、１０は２相ステップ
モータ（ステッピングモータ）であり、Ａ相、Ｂ相の２
相の各々に対し、正方向巻きのＡコイル、Ｂコイルと、
逆方向巻きの＊Ａコイル、＊Ｂコイルが巻回されてお
り、各相のコイルは一端が共通接続され、各々駆動電圧
Ｖｄｄが供給されている。

【０００７】２はステップモータドライバであり、周知
の自励型定電流チョッパ制御方式の駆動回路（例えば、
サンケン電気株式会社製 ＳＬＡ７０２６）で構成さ
れ、位相信号ＰＭ−Ａ〜ＰＭ−Ｄに応じて、励磁入力信
号ＰＭＡ、ＰＭ＊Ａ、ＰＭＢ、ＰＭ＊Ｂにより、２相ス
テップモータ１０の各相コイルを励磁するものであり、
外付けで、基準電圧発生用の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ
６と、電圧検出用の抵抗Ｒ７、Ｒ８と、オフ時間設定用
の抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｃ２、Ｃ１とを設けてある。

【０００８】この動作を、図５、図６の１−２相励磁方
式により説明すると、制御部（図示せず）から入力信号
ＰＭ−Ａをオンし、ＰＭ−Ｂ〜ＰＭ−Ｄをオフすると、
励磁入力信号ＰＭＡが電流を引き込み、ステップモータ
１０のＡ相コイルが励磁される。

【０００９】この励磁電流は、駆動回路２のＦＥＴトラ
ンジスタ２０のソースとドレインを通り、０９番ピンか
ら抵抗Ｒ７を通り、グランドに流れ、抵抗Ｒ７の０９番
ピン側電圧と、＋ＶｃｃのＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）の基準
電圧とを比較器２２で比較し、抵抗Ｒ７の電圧が、基準
電圧を越えると、比較器２２の出力により、比較器２４
を介してＦＥＴトランジスタ２０をカットオフし、抵抗
Ｒ３とコンデンサＣ２で決まる時定数の時間だけ、比較
器２４の出力によりオフし続ける。

【００１０】これにより、図６のＩｐｍａのぎざぎざ部
分で示すように、Ａ相コイルの励磁電流が減少し、Ａ相
に逆起電力が発生し、抵抗Ｒ７、フライホイールダイオ
ード２１ａを介し＊Ａ相コイルに電源方向に電流が流れ
る。

【００１１】このオフ時間後、再びＦＥＴトランジスタ
２０がオンし、Ａ相コイルの励磁電流は上昇し、抵抗Ｒ
７の電圧が、基準電圧を越えると、ＦＥＴトランジスタ
２０をカットオフし、位相信号ＰＭ−Ａのオン期間、Ａ
相コイルと逆起時＊Ａ相コイルを交互に励磁するチョッ
パ制御により、定電流に制御される。

【００１２】入力信号ＰＭ−Ｃのオン時にも、同様であ
り、Ｂ相コイルと逆起時＊Ｂ相コイルを交互に励磁し
て、定電流制御して、位相信号の位相に応じて、１−２
相励磁が行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。 カセット給紙部のように、複数のステップモータが同
時に使用されないものでも、各ステップモータにかかる
駆動回路が必要となるため、プリント板実装面積の増
大、信号線の増加等により、多くのスペースを要し、装
置の小型化が阻害される。

【００１４】各ステップモータにかかる駆動回路が必
要となるため、部品点数が増大し、コストアップの原因
となる。また、１つの駆動回路で複数のステップモー
タを選択的に駆動すると、フライホイール電流により選
択外のステップモータが駆動されることがある。従っ
て、本発明は、複数のステップモータの駆動回路構成を
簡易にし、しかも選択外のステップモータが駆動される
こと阻止することができるステップモータの駆動回路を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。本発明の請求項１は、ステップモータ１０と、位
相信号に応じて該ステップモータ１０を駆動する駆動回
路２とを有するステップモータの駆動回路において、該
駆動回路２に共通接続された複数のステップモータ１０
ａ〜１０ｃと、選択信号に応じて、該複数のステップモ
ータ１０ａ〜１０ｃの対応するステップモータに駆動電
圧を選択供給する選択回路１１ａ〜１１ｃと、各ステッ
プモータ１０ａ〜１０ｃと該駆動回路２との間に設けら
れた逆流防止ダイオードＤ１〜Ｄ３と、該逆流防止ダイ
オードＤ１〜Ｄ３と各ステップモータ１０ａ〜１０ｃの
各相の間に、グランド間に設けたフライホイールダイオ
ードＤ４〜Ｄ６とを有することを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項２は、請求項１において、
前記駆動回路２が、自励式定電流チョッパ制御方式の駆
動回路であることを特徴とする。本発明の請求項３は、
請求項１又は２において、前記複数のステップモータ１
０ａ〜１０ｃが、各々シート収容部４０〜４２のシート
をピックするピック手段５０ａ〜５０ｃの駆動源である
ことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の請求項１では、第１に、駆動回路２に
複数のステップモータ１０ａ〜１０ｃを共通接続し、ス
テップモータ１０ａ〜１０ｃに電源電圧を選択供給する
選択回路１１ａ〜１１ｃを設けて、１つの駆動回路２で
ステップモータを選択駆動できるようにした。

【００１８】第２に、共通接続すると、１つのステップ
モータの逆起電力が、他のステップモータに流れ、トル
クが減少し、他のステップモータが駆動されるため、逆
流防止用ダイオードＤ１〜Ｄ３を設けて、１のステップ
モータの逆起電力が、他のステップモータに影響しない
ようにした。

【００１９】第３に、このようにすると、１のステップ
モータの逆起電力の電流ルートが無くなるため、フライ
ホイールダイオードＤ４〜Ｄ６を設け、電流ルートを確
保した。

【００２０】本発明の請求項２では、逆起電力の発生し
易い自励式定電流チョッパ制御方式の駆動回路を用いて
いるので、選択駆動しても、逆起電力を有効に且つ他の
モータに影響なく利用できる。

【００２１】本発明の請求項３では、ピック手段の駆動
源に、かかるステップモータを用いたので、給紙部の回
路を小型化でき、コストを低減できる。

【００２２】

【実施例】

(a) 一実施例の説明 図２は本発明の一実施例印刷装置の構成図であり、プリ
ンタを示している。

【００２３】図２に示すように、印刷装置１は、用紙カ
セット４０〜４２と、印刷機構３と、搬送系５とで構成
され、印刷機構３は、電子写真ユニットで構成されてお
り、両面印刷可能に構成されている。

【００２４】印刷機構３は、搬送路３０と、回転する感
光ドラム３１と、感光ドラム３１を帯電する前帯電器３
２と、感光ドラム３１に光像を書き込み、潜像を形成す
る（レーザー）光学系ユニット３３と、感光ドラム３１
の潜像をトナーで現像する現像ユニット３４と、転写す
べき用紙を待機させる待機ローラ３５と、待機ローラ３
５により送られる用紙に、感光ドラム３１のトナー像を
転写し、分離する転写・分離器３６と、転写後の感光ド
ラム３１をクリーニングするクリーナーユニット３７
と、用紙上のトナー像を熱定着する熱ローラ定着器３８
とを有する。

【００２５】用紙搬送系５は、３つの用紙カセット４０
〜４２の用紙をピックするピックローラ５０ａ〜５０ｃ
と、ピックした用紙を待機ローラ３５まで搬送する搬送
ローラ５１ａ〜５１ｃ、５２ａ〜５２ｃ、５３と、熱ロ
ーラ定着器３８からの用紙の後端を裏面印刷用搬送路５
９に向ける羽根車５４と、熱ローラ定着器３８からの用
紙を排出方向に搬送した後、裏面印刷用搬送路５９に送
るスイッチバックローラ５５とを有する又、用紙の排出
をガイドするためのガイドローラ５６ａ、５６ｂと、排
出ローラ５７と、排出された用紙を収納する排出トレイ
５８と、裏面印刷のため、スイッチバックローラ５５か
らの用紙を搬送ローラ５９ａ、５９ｂで待機ローラ３５
に送る裏面印刷用搬送路５９とを有する。

【００２６】この印刷装置１の動作は、用紙カセット４
０〜４２から、ピックローラ５０ａ〜５０ｃでピック
し、搬送ローラ５１ａ〜５１ｃ、５２ａ〜５２ｃ、５３
で待機ローラ３５まで送り、前帯電器３２で帯電され、
光学系ユニット３３で光像が書き込まれ、潜像が形成さ
れ、現像ユニット３４でトナー像が形成される感光ドラ
ム３１のトナー像と同期をとる。

【００２７】待機ローラ３５で送られる用紙は、表面
に、感光ドラム３１のトナー像が、転写・分離器３６で
転写され、感光ドラム３１から分離され、熱ローラ定着
器３８で定着され、スイッチバックローラ５５方向に送
られ、スイッチバックローラ５５で、排出トレイ５８方
向に搬送される。

【００２８】用紙の後端が、羽根車５４に到達すると、
スイッチバックローラ５５は、搬送動作を停止し、用紙
を停止させると、用紙後端が羽根車５４の矢印反時計方
向への回転により、用紙後端は裏面印刷用搬送路５９に
向き、スイッチバックローラ５５は、用紙を裏面印刷用
搬送路５９に送り、用紙は裏面印刷用搬送路５９の搬送
ローラ５９ａ、５９ｂにより、待機ローラ３５に送られ
る。

【００２９】以後、表面印刷と同様に、待機ローラ３５
で送られる用紙は、裏面に、感光ドラム３１のトナー像
が、転写・分離器３６で転写され、感光ドラム３１から
分離され、熱ローラ定着器３８で定着され、スイッチバ
ックローラ５５方向に送られ、スイッチバックローラ５
５で、排出トレイ５８方向に搬送され、排出ローラ５７
により、排出トレイ５８に排出され、両面印刷が行われ
る。

【００３０】片面印刷の場合は、表面の印刷のみで、排
出トレイ５８に排出される。このような印刷装置１は、
用紙カセット４０〜４２が、前面から装着されて、装置
内に収容され、上部の排出トレイ５８に排出されるた
め、両側にスペースを要せず、省スペース化が可能とな
り、排出路をスイッチバックに用いているので、装置を
小型にして、両面印刷できる。

【００３１】図３は本発明の一実施例回路図である。図
３において、図１、図２で示したものと同一のものは、
同一の記号で示してあり、１０ａ〜１０ｃは各々ステッ
プモータであり、ピックローラ５０ａ〜５０ｃを各々駆
動するものであり、駆動回路２に共通接続されるもの、
１１ａ〜１１ｃは各々選択回路であり、各々カセット選
択信号ＣＴＳＥＬ１〜３に応じて、駆動電圧Ｖｄｄを対
応するステップモータ１０ａ〜１０ｃに供給するもので
ある。

【００３２】Ｄ１〜Ｄ３は各々逆流防止用ダイオードで
あり、各々駆動回路２の共通接続側から各ステップモー
タ１０ａ〜１０ｃへの電流の流れ込みを防止するため、
各ステップモータ１０ａ〜１０ｃと共通接続側の間に設
けられるもの、Ｄ４〜Ｄ６は各々フライホイールダイオ
ードであり、グランド側から各ステップモータ１０ａ〜
１０ｃに電流を流すため、逆流防止用ダイオードＤ１〜
Ｄ３とステップモータ１０ａ〜１０ｃとの間と、グラン
ド間に設けられるものである。

【００３３】ステップモータ１０ａが選択され、入力信
号ＰＭ−Ａがオンの時で説明すると、駆動回路２は、電
源からステップモータ１０ａより、励磁入力信号ＰＭＡ
が電流を引き込み、ステップモータ１０ａのＡ相コイル
が励磁される。

【００３４】この時、駆動回路２は、ステップモータ１
０ｂ、１０ｃからも電流を引き込もうとするが、選択さ
れず、駆動電圧が与えられていないので、電流は引き込
まれず、励磁されない。

【００３５】この励磁電流は、駆動回路２のＦＥＴトラ
ンジスタ２０のソースとドレインを通り、抵抗Ｒ７を介
しグランドに流れ、抵抗Ｒ７の電圧と、＋ＶｃｃのＲ２
／（Ｒ１＋Ｒ２）の基準電圧とを比較器２２で比較し、
抵抗Ｒ７の電圧が、基準電圧を越えると、比較器２２の
出力により、比較器２４を介してＦＥＴトランジスタ２
０をカットオフし、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２で決まる
時定数の時間だけ、比較器２４の出力によりオフし続け
る。

【００３６】これにより、図６のＩｐｍａのぎざぎざ部
分で示すように、Ａ相コイルの励磁電流が減少し、Ａ相
に逆起電力が発生し、フライホイールダイオードＤ４を
介し＊Ａ相コイルに電源方向に電流が流れる。

【００３７】この時、逆流防止用ダイオードＤ１によ
り、共通接続側から電流が流れることを防止し、駆動回
路２の共通接続側が電流源となり、他のステップモータ
１０ｂ、１０ｃのＡ相コイル、＊Ａ相コイルに電流が流
れて、ステップモータ１０ａのトルクが半減すること
と、他のステップモータ１０ｂ、１０ｃが回転すること
を防止している。

【００３８】又、フライホイールダイオードＤ４を設け
ないと、逆起時に、ステップモータ１０ａの＊Ａ相コイ
ルに電流が流れないため、トルクは半減してしまう。こ
のオフ時間後、再びＦＥＴトランジスタ２０がオンし、
Ａ相コイルの励磁電流は上昇し、抵抗Ｒ７の電圧が、基
準電圧を越えると、ＦＥＴトランジスタ２０をカットオ
フし、位相信号ＰＭ−Ａのオン期間、Ａ相コイルと逆起
時＊Ａ相コイルを交互に励磁するチョッパ制御により、
定電流に制御される。

【００３９】入力信号ＰＭ−Ｃのオン時にも、同様であ
り、Ｂ相コイルと逆起時＊Ｂ相コイルを交互に励磁し
て、定電流制御して、位相信号の位相に応じて、１−２
相励磁が行われる。

【００４０】又、ステップモータ１０ｂ、１０ｃが選択
された時も、同様であり、逆流防止用ダイオードＤ２、
Ｄ３により、共通接続側から電流が流れることを防止
し、フライホイールダイオードＤ５、Ｄ６により、逆起
時に、＊Ａ相コイルに電流を流し、トルクの低下を防止
する。

【００４１】(b) 他の実施例の説明 上述の実施例の他に、本発明は、次のような変形が可能
である。 上述の実施例では、印刷機構を電子写真機構で説明し
たが、他の印刷機構（例えば、静電記録機構等）にも適
用でき、ステップモータは給紙部のピック駆動部以外に
も用いることができる。

【００４２】ステップモータを、ピックローラの駆動
で説明したが、他の用途にも用いることができる。 共通接続されるステップモータは、３つに限られず、
複数であれば良い。

【００４３】以上、本発明の実施例により説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。 各ステップモータの駆動電圧を選択供給するので、１
つの駆動回路で複数のステップモータを選択駆動でき
る。

【００４５】このようにしても、各ステップモータに
逆流防止用ダイオードを設けているので、逆起電流が他
のステップモータに流れることがなく、トルクの低下を
防止し、他のステップモータの不要な駆動を防止でき
る。

【００４６】又、フライホイールダイオードを設けて
いるので、逆起電流が流すことができ、トルクの低下を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例印刷装置の構成図である。

【図３】本発明の一実施例回路図である。

【図４】従来技術の説明図（その１）である。

【図５】従来技術の説明図（その２）である。

【図６】従来技術の説明図（その３）である。

【符号の説明】

１ 印刷装置 ２ 駆動回路 １０ａ〜１０ｃ ステップモータ １１ａ〜１１ｃ 選択回路 Ｄ１〜Ｄ３ 逆流防止用ダイオード Ｄ４〜Ｄ６ フライホイールダイオード ４０〜４２ 用紙カセット ５０ａ〜５０ｃ ピックローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−195397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285694（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−299134（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−117529（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−275099（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−92197（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 8/40 H02P 7/67 - 7/80 H04N 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップモータ（１０）と、位相信号に
   応じて該ステップモータ（１０）を駆動する駆動回路
   （２）とを有するステップモータの駆動回路において、 該駆動回路（２）に共通接続された複数のステップモー
   タ（１０ａ〜１０ｃ）と、選択信号に応じて、該複数の
   ステップモータ（１０ａ〜１０ｃ）の対応するステップ
   モータに駆動電圧を選択供給する選択回路（１１ａ〜１
   １ｃ）と、各ステップモータ（１０ａ〜１０ｃ）と該駆
   動回路（２）との間に設けられた逆流防止ダイオード
   （Ｄ１〜Ｄ３）と、該逆流防止ダイオード（Ｄ１〜Ｄ
   ３）と各ステップモータ（１０ａ〜１０ｃ）の各相の間
   に、グランド間に設けたフライホイールダイオード（Ｄ
   ４〜Ｄ６）とを有することを特徴とするステップモータ
   の駆動回路。
2. 【請求項２】 前記駆動回路（２）が、自励式定電流チ
   ョッパ制御方式の駆動回路であることを特徴とする請求
   項１のステップモータの駆動回路。
3. 【請求項３】 前記複数のステップモータ（１０ａ〜１
   ０ｃ）が、各々シート収容部（４０〜４２）のシートを
   ピックするピック手段（５０ａ〜５０ｃ）の駆動源であ
   ることを特徴とする請求項１又は２のステップモータの
   駆動回路。