JPH08146720A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷がロックした後のモ−タＭの再起動の失
敗をなくす。 【構成】 モ−タ駆動電流を検出する抵抗Ｒｓを短絡す
るトランジスタＱ５を設け、通常はＱ５をオフしてＲｓ
で電流値を検出し、負荷がロックした後でモ−タを再起
動する時には、Ｑ５をオンして抵抗Ｒｓを短絡し、モ−
タへの印加電圧を増大させ、ロックした時よりもモ−タ
の駆動トルクを大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動装置に関
し、例えば、複写機やプリンターのような画像形成装置
のチャージャーをクリーニングする装置に利用しうる。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複写機やプリンターのような画
像形成装置には感光体を帯電させるための帯電チャージ
ャー（コロナ放電器）などが備わっている。この種のチ
ャ−ジャに設けられるチャ−ジワイヤには、画像形成時
の放電によって汚れが付着する。この汚れによって、チ
ャージャーの特性は経時的に劣化する。従って、形成す
る画像の品質を維持するためには、定期的にチャ−ジワ
イヤをクリーニングする必要がある。

【０００３】チャ−ジワイヤのクリーニングを自動化す
るための技術が、特開昭６２−２４６０７９号公報およ
び特開昭６３−２２９４６７号公報に開示されている。
いずれにおいても、チャージャーに清掃部材を内蔵して
おり、この清掃部材を電気モ−タにより駆動して、清掃
部材をチャ−ジワイヤに沿って往復移動させることによ
って、チャ−ジワイヤをクリ−ニングするように構成し
てある。また、特開昭６２−２４６０７９号公報におい
ては、モ−タの負荷である清掃部材の位置を検出するた
めに、検出フィラーを設けている。また特開昭６３−２
２９４６７号公報では、モータの駆動電流を検出して、
定常時とロック時との差から、負荷である摺動体（清掃
部材）の位置を検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−２４６０７９号公報のように検出フィラーを設け
ると、機構が複雑になるのは避けられない。また、特開
昭６３−２２９４６７号公報の制御では、負荷をロック
させてからモ−タの駆動方向を反転することになるが、
負荷がロックした後でそれを再び駆動する時には大きな
起動トルクが必要であり、再起動時に起動に失敗するこ
とがある。

【０００５】従って本発明は、検出フィラーなどの機械
的なセンサーを用いることなく負荷の位置を検出するこ
と，電源電圧が低い場合でもモ−タ起動を確実にするこ
と，および簡単な構成で安価なモータ駆動装置を提供す
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明では、モータを駆動するＨブリッジ
型駆動回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）；該Ｈブリッジ
型駆動回路を流れるモータの駆動電流を検出する電流検
出手段（Ｒｓ）；該電流検出手段での電圧降下を切換え
る切換え手段（Ｑ５）；及び前記電流検出手段の出力に
基づいてモータの回転方向を制御する制御手段（ＣＰ
Ｕ）；を設ける。

【０００７】また請求項２の発明では、正転及び逆転す
るモータ（Ｍ）と、該モータに駆動されて所定区間を往
復移動する負荷（ＣＬ）を有するモータ駆動装置におい
て、前記モータの駆動回路に接続され、該モ−タの駆動
電流に応じた信号を出力する抵抗手段（Ｒｓ）；検出さ
れるモ−タの駆動電流が所定値を越えたときに前記モー
タの回転方向を反転する反転制御手段（ＣＰＵ，６２〜
６４，７２〜７４，７６〜７８）；及び前記モータの回
転方向を反転した後の所定時間は前記抵抗手段を短絡
し、少なくともモ−タの駆動電流を検出する時には短絡
を解除する、短絡制御手段（Ｓ１，６４，７１，７４，
７８）；を設ける。

【０００８】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【０００９】

【作用】請求項１の発明では、モータはＨブリッジ型駆
動回路（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を介して通電され駆
動される。電流検出手段（Ｒｓ）は、Ｈブリッジ型駆動
回路を流れるモータの駆動電流を検出する。制御手段
（ＣＰＵ）は、電流検出手段の出力に基づいてモータの
回転方向を制御する。駆動電流の検出の際には、電流検
出手段に電圧降下が生じる。この電圧降下の分だけ、モ
ータの印加電圧は下がり、その分だけモ−タトルクが小
さくなる。駆動電流の検出が不要な時には、切換え手段
（Ｑ５）の制御によって、電流検出手段の電圧降下が切
換えられる。電流検出手段の電圧降下を抑制することに
よって、その時には駆動電流の検出ができなくなる（又
は検出感度が下がる）が、モ−タトルクが増大するの
で、起動の失敗が生じにくくなる。

【００１０】また請求項２の発明では、負荷（ＣＬ）
は、正転及び逆転するモータ（Ｍ）に駆動されて、所定
区間を往復移動する。モータの駆動回路には、該モ−タ
の駆動電流に応じた信号を出力する抵抗手段（Ｒｓ）が
接続されている。反転制御手段（ＣＰＵ，６２〜６４，
７２〜７４，７６〜７８）は、検出されるモ−タの駆動
電流が所定値を越えたときに前記モータの回転方向を反
転するように制御する。また、短絡制御手段（Ｓ１，６
４，７１，７４，７８）は、前記モータの回転方向を反
転した後の所定時間は前記抵抗手段を短絡し、少なくと
もモ−タの駆動電流を検出する時には短絡を解除する。

【００１１】即ち、負荷（ＣＬ）が移動範囲の限界位置
に達してロックすると、検出されるモ−タ駆動電流が増
大するので、反転制御手段は負荷がその位置に達したこ
とを認識し、駆動方向を反転する。この時、短絡制御手
段は一時的に抵抗手段を短絡するので、それまでの抵抗
手段の電圧降下分だけ、モ−タに印加される電圧が上昇
する。つまり、限界位置に達してモ−タがロックする時
の駆動トルクよりも大きなトルクが反転起動時にモ−タ
に生じる。これにより、反転後の再起動時に、モ−タ起
動に失敗が生じにくい。

【００１２】

【実施例】一実施例のモ−タ駆動装置について、以下に
説明する。この実施例のモ−タ駆動装置は、画像形成装
置の帯電チャージャー（コロナ放電器）のチャ−ジワイ
ヤの自動クリーニングに用いられるものであり、駆動源
であるＤＣモータ（以下、モータと称す）Ｍの駆動軸に
は、チャ−ジワイヤをクリーニングする部材ＣＬを含む
負荷が連結されている。クリーニング部材（ＣＬ）は、
図４に示すように、部材Ａと部材Ｂの間を直線的に往復
移動する。また、クリーニング部材は部材Ａより左側及
び部材Ｂより右側には移動できない。つまり、クリーニ
ング部材の左側の限界位置は、それが部材Ａと当接する
位置であり、クリーニング部材の右側の限界位置は、そ
れが部材Ｂと当接する位置である。

【００１３】このモ−タ駆動装置の電気回路の構成を図
１に示す。図１を参照して説明する。モータＭは、Ｈブ
リッジ型駆動回路を構成するトランジスタＱ１，Ｑ２，
Ｑ３及びＱ４に接続してある。トランジスタＱ１，Ｑ
２，Ｑ３及びＱ４のベース端子は、それぞれバッファＢ
１，Ｂ２，Ｂ３及びＢ４を介して、制御手段であるマイ
クロコンピュータ（以下、マイコンと称す）ＣＰＵのポ
ートＰＡ，ＰＢに接続してある。

【００１４】このＨブリッジ型駆動回路と直列に、駆動
電流を検出するための検出抵抗Ｒｓが接続されている。
直流電源Ｅのプラス側はトランジスタＱ１及びＱ３のエ
ミッタ端子に接続され、直流電源Ｅのマイナス側は、検
出抵抗Ｒｓに接続されている。また、検出抵抗Ｒｓを短
絡するために用いるトランジスタＱ５が、検出抵抗Ｒｓ
と並列に接続してある。トランジスタＱ５のベ−ス端子
は、バッファＢ５を介して、マイコンＣＰＵの出力ポ−
トＰＣと接続されている。検出抵抗Ｒｓの一端は、マイ
コンＣＰＵのアナログ入力ポートＡＮ（内蔵のＡ／Ｄ変
換器の入力端子）に接続されている。

【００１５】この実施例においては、マイコンＣＰＵの
２つの出力ポートＰＡ，ＰＢは、制御上どちらか一方だ
けが、オンするようになっている。そして、出力ポート
ＰＡがオンのときには、トランジスタＱ３とＱ２がオン
し、トランジスタＱ１とＱ４がオフするので、トランジ
スタＱ３とＱ２を通って駆動電流ＩＢがモ−タＭに流
れ、モータＭは正転する。また、ポートＰＢがオンのと
きには、トランジスタＱ１とＱ４がオンし、トランジス
タＱ３とＱ２がオフするので、トランジスタＱ１とＱ４
を通って駆動電流ＩＡがモ−タＭに流れ、モータＭは逆
転する。

【００１６】マイコンＣＰＵの出力ポートＰＡがオンす
る時には、負荷ＣＬは図４のａ方向に移動し、出力ポー
トＰＢがオンする時には、逆に図４のｂ方向に移動する
ようになっている。

【００１７】モータＭに流れる駆動電流に比例する電圧
降下が検出抵抗Ｒｓに生じ、この電圧が、マイコンＣＰ
ＵのＡ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮに検出信号Ｖｓとして入
力される。マイコンＣＰＵは、検出信号Ｖｓ、即ちモ−
タ駆動電流の大きさに応じてモータの動作を制御してい
る。

【００１８】モータの駆動電流は負荷の重さに比例的に
変化するので、負荷ＣＬが部材Ａまたは部材Ｂに当接し
て動かなくなり、モータの駆動軸がロック状態となった
ときに、モ−タ駆動電流は最大値（ロック電流）にな
る。そこで、マイコンＣＰＵは、モ−タ駆動電流が所定
値以上となったときに、負荷ＣＬが部材Ａまたは部材Ｂ
と当接する位置に居ると判断する。

【００１９】マイコンＣＰＵの動作の主要部分を図６及
び図７に示す。電源投入時には、マイコンＣＰＵは図６
のフローに従ってホーミング動作を行う。まず、最初の
ステップ６１でポ−トＰＡをオンし、ａ方向に負荷ＣＬ
を駆動する。次のステップ６２では、検出信号Ｖｓをし
きい値Ｉｓ（Ｖｓの定常値より大きい値：過負荷時の
値）と比較して、負荷ＣＬと部材Ａとの当接の有無を調
べる。所定時間ｔ０の間、Ｖｓ＞Ｉｓであると、ステッ
プ６２から６３に進む。ステップ６３ではポ−トＰＡを
オフしてａ方向の駆動を停止する。次のステップ６４で
は、ｎ秒間、ポ−トＰＢをオンし、ｂ方向に負荷ＣＬを
移動した後、ポ−トＰＢをオフし、負荷ＣＬを停止す
る。この時の位置が負荷ＣＬのホ−ムポジションにな
る。そして次のステップ６５で所定のコピ−処理を実行
する。つまり、コピ−処理を開始する時には、負荷ＣＬ
の位置は、常に、部材Ａの位置から部材Ｂ方向にｎ秒間
駆動された時のホ−ムポジションにある。

【００２０】画像形成を実行していない時には、例えば
定期的に、図７に示す処理が実施され、負荷ＣＬの往復
移動によってチャ−ジワイヤがクリ−ニングされる。図
７を参照して説明する。ステップ７１では、ポ−トＰＢ
をオンし、ｂ方向に負荷ＣＬを駆動する。ステップ７２
では、前記ステップ６２と同様に、検出信号Ｖｓを監視
して、負荷ＣＬが部材Ｂと当接したか否かを識別する。
ＹＥＳなら次にステップ７３に進む。ステップ７３で
は、ポ−トＰＢをオフし、次のステップ７４では、ポ−
トＰＡをオンし、ａ方向に負荷ＣＬを駆動する。ステッ
プ７５では、ａ方向の駆動を開始してからｎ秒間経過し
たか否かを識別する。ｎ秒間経過すると、ステップ７５
から７６に進む。ステップ７６では、前記ステップ６２
と同様に、検出信号Ｖｓを監視して、負荷ＣＬが部材Ａ
と当接したか否かを識別する。ＹＥＳなら次にステップ
７７に進む。ステップ７７では、ポ−トＰＡをオフし、
次のステップ７８では、ｎ秒間、ポ−トＰＢをオンし、
ｂ方向に負荷ＣＬを駆動した後で停止する。

【００２１】従って、図７のフロ−を実行する毎に、負
荷ＣＬは１往復移動して、再びホ−ムポジションに停止
する。この動作を実行する時の各部の状態を図５に示
す。図７を参照して説明する。ポートＢがオンした直後
には、駆動電流にはロック電流とほぼ等しいスパイク状
の電流Ｉｐが流れる。そして、負荷ＣＬが部材Ｂの方向
に動き出す。

【００２２】モ−タの起動後は、駆動電流は定常状態の
電流Ｉｄ（Ｉｓより小）になる。そして負荷ＣＬが移動
して部材Ｂに当接すると、駆動電流にはロック電流Ｉｐ
（Ｉｓより大）が流れる。この駆動電流がｔ０時間継続
すると、負荷が部材Ｂに当接したと判断し、ポートＰＢ
をオフしモータの駆動を一旦停止する。次に、ポートＰ
Ａをオンすると、起動電流Ｉｐが流れ負荷ＣＬの駆動方
向が反転する。このとき、ロックした時と起動する時の
電流が同一であれば、両方の場合のモータ駆動トルクも
同じである。しかし実際には、負荷ＣＬが部材Ｂに当接
するときには、負荷の慣性（イナーシャ）があるため、
起動時のモ−タトルクよりも強い力でロックする。この
ため、反転後に起動しないことがある。

【００２３】そこでこの実施例では、モ−タの起動を確
実にするため、起動時に一時的にＣＰＵの出力ポートＰ
Ｃをオンし、トランジスタＱ５により検出抵抗Ｒｓを短
絡している。検出抵抗Ｒｓを短絡すると、その電圧降下
分だけモータの印加電圧が増大するので、モ−タの駆動
トルクも、ロック時に比べて増大する。モ−タが起動し
た後は、ＣＰＵの出力ポートＰＣをオフし、検出抵抗Ｒ
ｓの短絡を解除している。これらの処理は、図示しない
が、実際にはステップ７４，７５において実行してい
る。

【００２４】この後、負荷ＣＬが部材Ａ方向に移動し、
負荷ＣＬが部材Ａに当接したのを検出すると、ポートＰ
Ａをオフし負荷ＣＬを一旦停止する。それから初期時と
同様に、ｎ秒間ｂ方向に負荷ＣＬを移動してホームポジ
ションに復帰する。図７のステップ７７の部分において
も、モ−タ起動時に一時的にＣＰＵの出力ポートＰＣを
オンし、トランジスタＱ５により検出抵抗Ｒｓを短絡し
ている。

【００２５】モータの印加電圧を増やす手段について、
図２および図３を参照して説明する。図２は、図１の駆
動回路の一方向の駆動要素のみを抜き出したものであ
る。モータＭには、電源Ｅの電圧から、トランジスタＱ
３での電圧降下ＶＱ３と、トランジスタＱ２での電圧降
下ＶＱ２と、検出抵抗Ｒｓでの電圧降下Ｖｓを差し引い
た電圧Ｖｃが加わる。ここで、トランジスタＱ２とＱ３
での電圧降下は、駆動電流ＩＢの大きさに係わらずほぼ
一定値である。

【００２６】検出抵抗Ｒｓでの電圧降下は、モ−タ駆動
電流に比例し、駆動電流は前述のようにモータの負荷の
大きさに比例するので、Ｒｓでの電圧降下Ｖｓはモ−タ
のロック時及び起動時に最も大きくなる。このためモー
タの印加電圧Ｖｃは、図３に示すように、定常時よりも
ロック時の方が印加電圧が低くなる。

【００２７】そこで、起動時にロック時よりも大きいト
ルクを出力するために、起動時に検出抵抗Ｒｓを短絡す
る。これにより、Ｒｓでの電圧降下Ｖｓが下がり（ほぼ
０Ｖになる）、その分だけモータＭの印加電圧Ｖｃが増
加して駆動電流ＩＢが増大する。

【００２８】検出抵抗Ｒｓを短絡するために、この実施
例では、トランジスタＱ５とバッファＢ５からなる切換
え手段が設けてある。この切換え手段は駆動回路とグラ
ンド間に接続してあるので、モータの回転方向に関わら
ず任意のタイミングで動作することができる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１によれば、モータを駆動するＨ
ブリッジ型駆動回路と、モータの駆動電流を検出する電
流検出手段を有する駆動装置に、該電流検出手段を短絡
する切換え手段を設けたので、任意のタイミングで、定
常時よりも大きなトルクを得ることのできるモータ駆動
回路を提供する事ができる。

【００３０】また請求項２によればモータの駆動回路に
接続した抵抗で駆動電流を検出し、駆動電流が所定値を
越えたときにモータの回転方向を反転するとともに、反
転後の所定時間は上記抵抗を短絡するので、モータのロ
ック後の起動のトルクを、ロック時よりも大きくするこ
とができ、ロック後でも確実にモ−タを起動することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のモ−タ駆動装置の電気回路を示すブ
ロック図である。

【図２】 図１の一部分を示すブロック図である。

【図３】 図２の回路の動作を示すタイムチャ−トであ
る。

【図４】 モ−タが駆動する負荷を示す模式図である。

【図５】 実施例の装置の動作を示すタイムチャ−トで
ある。

【図６】 ＣＰＵの処理を示すフロ−チャ−トである。

【図７】 ＣＰＵの処理を示すフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５：トランジスタ Ｍ：ＤＣモ−タ Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５：バッファ Ｅ：電源 ＣＰＵ：マイクロコンピュ−タ ＣＬ：負荷

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを駆動するＨブリッジ型駆動回
   路；該Ｈブリッジ型駆動回路を流れるモータの駆動電流
   を検出する電流検出手段；該電流検出手段での電圧降下
   を切換える切換え手段；及び前記電流検出手段の出力に
   基づいてモータの回転方向を制御する制御手段；を備え
   る、モータ駆動装置。
2. 【請求項２】 正転及び逆転するモータと、該モータに
   駆動されて所定区間を往復移動する負荷を有するモータ
   駆動装置において、 前記モータの駆動回路に接続され、該モ−タの駆動電流
   に応じた信号を出力する抵抗手段；検出されるモ−タの
   駆動電流が所定値を越えたときに前記モータの回転方向
   を反転する反転制御手段；及び前記モータの回転方向を
   反転した後の所定時間は前記抵抗手段を短絡し、少なく
   ともモ−タの駆動電流を検出する時には短絡を解除す
   る、短絡制御手段；を設けたことを特徴とするモータ駆
   動装置。