JPH0471384A - Ｄｃモータ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＤＣモータの制御回路に関し、特に、複写機の
給紙制御に用いられるモータの一定速度制御に関するも
のである。

（発明の背景） 複写機やレーザービームプリンタ等において、光学系を
駆動するモータはＰＬＬ回路等を用いて高精度に制御さ
れているのが普通であるが、給紙を制御するモータにつ
いては、負帰還回路によるモータの一定速度制御は行わ
れていない。給紙制御にはそれほどの精度が要求されず
、モータ駆動のタイミングさえ正確ならば、所望の精度
を保障できるからである。

（発明が解決しようとする課題） 給紙カセットが装置の側面にセットされるタイプの複写
機では、給紙パスが短く、給紙制御の精度はそれほど問
題とならない。

しかし、近年、普及しつつある小型かつ低コストのフロ
ントローディングタイプ（転写紙を装置の下部にセット
シ、転写の際に感光体の位置する上部に給送するタイプ
）の複写機では、給紙パスが長く、それゆえに、給紙精
度が問題となってくる。例えば、負荷である転写紙の種
類や状態によって給紙モータの回転が変化したりすると
、給紙中にその誤差が拡大され、ともすると、装置の許
容範囲外となってジャムの誤検知等の誤動作が発生する
ことになる。

したかって、このような場合は、給紙モータにも一定速
度制御が必要となる。しかし、システムを複雑化するこ
とは許されず、要求精度もそれはと高くないため、簡易
かつ確実なモータ制御方式を採用することが必要となる
。従来、このような検討はなされておらず、適切なモー
タ制御方式がなかった。

本発明はこのような検討結果に基づいてなされたもので
あり、モータの簡易かつ確実な一定速度制御が可能な新
規なモータ制御回路を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ＤＣモータと直列に接続されたスイッチング
Ｉ・ランジスタと、前記ＤＣモータに流れる電流を電圧
に変換する電流／電圧変換手段と、該電流／電圧変換手
段から発生する電圧を増幅する増幅回路と、該増幅回路
の出力電圧をＰＷＭ変調して前記スイッチングトランジ
スタに供給するＰＷＭ変調回路とを有することを特徴と
する。

（作用） 本発明前に本願発明者によって検討された、モータの簡
易制御方式について第３図および第４図を用いて説明す
る。

第２図はＤＣモータの負荷（トルク）Ｔを横軸に、回転
数ＮおよびＤＣモータに流れる電流Ｔを縦軸にとって、
その関係を示した図である。

測定電圧（ＤＣモータに供給する電圧）を２４Ｖとした
場合のＴ−１特性は直線αで表され、このような特性を
有するＤＣモータの一定速度制御を行うための条件につ
いて検討する。

本来、このＤＣモータは、無負荷状態では回転数３ＢＯ
Ｏｒｐｍであり、負荷Ｔが重くなるにしたがって回転数
は低下し、９８０　　（ｇ−ａｍ）のときに回転数は零
となる（Ｔ−Ｎ特性β）。負荷Ｔが増加しても回転数が
所定範囲で一定となる特性（太線で示される特性δ）を
つくりだすことを考える。

説明の便宜上、以下、負荷がＡ点からＢ点まで変化した
場合に回転数Ｎを一定に保つ場合につき考案する。

この場合、Ａ点より、負荷（駆動電流Ｉ）の増大にとも
なって、供給電圧を増加させればよい。

Ａ点はモータに１６Ｖ印加時のＴ−Ｎ特性γ」二の点で
あり、Ｂ点はモータに２４Ｖ印加時のＴ−Ｎ特性β上の
点である。負荷ＴがＡからＢまで変化するとき、負荷の
増加にともなって、駆動電流Ｉはイからアまで変化する
。

この時、電流の増加に比例して電圧を増加させれば、適
性なゲインでδのようなフラットな特性を得ることがで
きる。このゲインは、（ｖ、−■、）：（Ｉアーエイ）
で決まる。これは、つまり（供給電圧）：（起動電流）
ということであり、モータの特性カーブからすぐに計算
可能な値である。

このように、測定（供給）電圧を変化させた場合の、各
供給電圧と起動電流（起動時点の電流）の比は、各供給
電圧において一定となる。すなわち、一定速度制御をす
る場合には、供給電圧と駆動電流の関係は、 ２４Ｖ＋１．２　Ａ−２０（定数）・・団・・旧・・（
１）を満足する（無負荷回転数は電圧に比例するものと
する）。

よって、負荷の変化を電流に置き換え、供給電圧で負荷
増分のトルクを補償するためには、（電流値）×（定数
）＝（モータ印加電圧）とすればよい。

以上の検討結果に基づいて、第３図のようなモデル回路
を考え、ＤＣモータ１の一定速度制御を行う場合の必要
ゲインならびに定数を求める。

供給（印加）電圧ＶＭは、 Ｖ、Ａ−に−Ｒ−１１，！＋バイ７スーＲ−ＩＭ＝　（
Ｋ−１）Ｒ・■、＋バイアス となり、（Ｋ−１）Ｒ＝２０　（定数）となる。バイア
スは設定回転数を決定する項で無負荷状態でモータにか
かる電圧を測定することにより回転数を知ることができ
る。設定回転数Ｎは、 Ｎ−３［１００Ｘ（バイアス／２４）ｒｐｍとなる。

以上の方式は、負荷のＡ点からＢ点までの一定速度制御
に限定されるものではなく、回路のパラメータを適切に
設定すれば、第２図の太線のように無負荷のとき（負荷
＝０）からＢ点までの一定速度制御を行うことも可能で
ある。但し、実際のモータ制御では、Ａ点からＢ点まで
の一定速度制御が達成されれば、十分実用に耐えるもの
と考えられる。

本発明はこのような検討に基づき、モータに流れる電流
を検出することにより、モータにががる電圧をＰＷＭ変
調し、モータに流れる電流と供給電圧との比例関係を維
持して概略一定速度制御を達成するものである。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。

本実施例は、ＤＣモータ］と直列に、スイッチングＭＯ
ＳトランジスタＱ１と電流／電圧変換用抵抗Ｒ１とを接
続しである。この電流／電圧変換用抵抗Ｒ１の両端に発
生ずる電圧は、抵抗Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，容
量Ｃ１からなる反転アンプ２で反転増幅され、コンパレ
ータ３（非反転端子にのこぎり波が供給されてＰＷＭ変
調回路を構成している）の反転端子に入力される。この
コンパレータ３の出力電圧はスイチングＭＯ８Ｉ−ラン
ジスタＱ１のゲートに供給され、そのオン／オフが制御
される。

負荷が増大し、これにともなってＤＣモータ１に流れる
電流が瞬時的に増加すると、抵抗Ｒ１の両端間に発生す
る電圧も増大する。この電圧が増幅回路２により反転増
幅され、レベル反転された出力がコンパレータ３に供給
されてＰＷＭ変調さレル。このとき、ＰＷＭ変調出力の
オンデユーテイ−が増大する（すなわち、平均出力電圧
は増大する）。この結果、スイッチングＭＯ８）ランジ
スタのオン時間が増大し、実質的にＤＣモータ１に供給
される電圧が増加する。したがって、ＤＣモータ１を流
れる電流と電圧の比例関係が維持され、前述の考察のと
おり、所定の負荷範囲においてモータ１の一定速度制御
が達成される。

本実施例ではＰＷＭ変調を採用しているため、ＤＣモー
タ１に供給する電圧が間欠的に制御され、電源電圧の最
も効果的な利用が図られる。したがって、電源電圧の無
駄な消費がなされず、トランジスタＱ１の放熱設計の問
題等が発生しない。このため、小型複写機等への適用が
容易である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、モータに流れる電流を電
圧に変換し、この電圧をＰＷＭ変調し、電流と電圧の比
例関係を維持しつつ帰還することにより、以下の効果が
得られる。

（１）簡易構成の回路により、所望精度内の一定速度制
御が達成できる。

（２）実際の装置への適用が容易であり、装置も何ら複
雑化しない。特に、ＰＷＭ変調を採用しているため、電
源電圧の効率的な利用ができ、トランジスタや回路基板
の放熱設計等が問題とならず、実施が容易である。

（３）これらにより、例えば、小型かつ安価なフロント
ローディングタイプの複写機の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１−図は本発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図は本発明前に本願発明者によってなされた検討内容を
説明するためのＤＣモータの特性図、第３図は第２図の
検討結果に基づいて制御条件を求める際のモデル回路を
示す回路図である。 １・・・ＤＣモータ ２・・・反転アンプ ３・・・コンパレータ（ＰＷＭ変調回路）Ｑｌ・・・ス
イッチングＭＯＳトランジスタＲ１・・・電流／電圧変
換用抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＤＣモータ（１）と直列に接続されたスイッチングトラ
   ンジスタ（Ｑ１）と、 前記ＤＣモータ（１）に流れる電流を電圧に変換する電
   流／電圧変換手段（Ｒ１）と、 該電流／電圧変換手段（Ｒ１）から発生する電圧を増幅
   する増幅回路（２）と、 該増幅回路（２）の出力電圧をＰＷＭ変調して前記スイ
   ッチングトランジスタ（Ｑ１）に供給するＰＷＭ変調回
   路（３）とを有することを特徴とするＤＣモータ制御回
   路。