JPS60139199A

JPS60139199A - モ−タ駆動装置

Info

Publication number: JPS60139199A
Application number: JP24850383A
Authority: JP
Inventors: Junji Watanabe; 渡辺　順児
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1983-12-24
Publication date: 1985-07-23
Also published as: DE3445451A1

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】〔発明の技術分野〕この発明は例えば複写機等の電子機器に適用されるモー
タ駆動装置に関する。

〔発明の技術的′＃景とその問題府〕

周知のように、パルスモータは入力パルス信号によって
励磁の条件が変わるたびに一定角度回転するため、フィ
ードバック制御を必要としない。したがって、箭単々欅
成によって制御！ｌｌ′ｆｒ行うことが可能である。

第１図、第２図は従来のパルスモータを示すものである
。モータＭけ円筒状のケーシング１の内壁に沿って秒数
の固定子２が設けられている。固定子２には、各固定子
２毎に２つの固定子巻線３Ａ及び３Ａと、３Ｂ及び３Ｂ
と（以下の説明で悼固定子巻線３としてまとめて表示す
ることもある）が巻かれている。固定子２はケーシング
１の中心を向いて立設され、ケーシングｌの中心にはシ
ャフト４ＶＣ支持された回転子５が設けられている。回
転子５は軸方向に図示のように着磁されたマグネット６
と、このマグ１ネツト６の両麹に環着された鉄心７．８
を有している。鉄心７．８はそれぞれケイｔｆＩＩ４板
等の磁性体をｍｓしてｓｂｚｇれてお９、マグネット６
によってＳ、Ｎ極に磁化さねている。この鉄心７，８の
表面には固定子２の回転子側に設けられたｆＩＩｊ９と
同ピツチの溝１０が例えばプレス加工によって刻まれて
おり、鉄心７，８の溝１０はそわぞれ半ピツチずつずれ
ている。

ざて、このように構成されたモータＭの動作原理を説明
する。固定子巻線３Ａ（以下、Ａ相といい、Ｐ１様に第
２図の符号のようにに相、Ｂ相、Ｂ相と記述することも
ある）に電源を接続すると、第２図における上下の人相
の磁極はと　３− もにＮ極になり、左右の人相の磁極はともにＳ極になる
。従って、鉄心７．８にはＡ相とマグネット６とによっ
て磁気的な反発力と吸引力とが作用し、回転子５が回転
することになる。次いでＢ相が励磁されれば、第２図に
おいて、右上のＢ相及び左下のＢ相がＮ極、右下及び左
上のＢ相がＳ極になる。これによって回転子５はさらに
回転する。同様にしてＡ相、百相が励磁されることによ
り、回転子５が回転する。回転子５の回転ピッチは、溝
ｙ、１ｏの１／２である。

上記パルスモータＭは第３図、第４図に示すような駆動
回路によって動作されている。ここで、第３図は定電圧
駆動回路であり、第４図は定電流駆動回路である〇先ず、第３図の動作について説明する。２相励磁の場合
、トランジスタ＜３１Ａ、３１λ。

ｓｉＢ、３１Ｂ）のベースにはそれぞれ図示せぬ制御回
路より、第５図に示すような信号が供給される。信号Ｐ
Ａ、ＰＢＫよってトランジスタｓＪｋ、、ｑＪＢがオン
していると趣は、直流　４− 電源３２より　パルスモータＭの巻線ＪＡ、３Ｂに電流
が流れる。次に、トランジスタ３ＪＡがオフしてトラン
ジスタＪＪＡが信号ＰＡによってオンされると、巻線３
Ａに流れていた電流れダイオード３８Ａを通して流れ、
巻線のインダクタンスと抵抗によって決まる時定数で減
少してい〈０また、巻線３λにはトランジスタ３１人を
通して電流が流れる。さらに、前記トランジスタ３１Ｂ
がオフして、トランジスタ３１Ｂが信号Ｐｎによってオ
ンこれると、巻線５ＢｌｌＣ流れていた電流はダイオー
ド５ｓＢｆ通して流れ、　□巻線３百にはトランジスタ
３１百を通して電流が流れる０以下、第５図に示す信号
に従って上記動作が順次繰シ返され、モータが回転され
る０次に、′第４図の動作について説明する０この定電
流駆動回路けＡ相、Ａ相およびＢ相６．百相とも全く同
一であるため、第４図には人相、Ａ相についてのみ示し
ている０ここで、第５図に示す信号ＰＡによってトラン
ジスタＪＪＡがオンとされ、トランジスタ４２が比較器
４３の出力信号によってオンとされている場合、直流電
源４４よシトランデスタ４２９巻ｉ＋ｌＡ、ダイオード
４５Ａ、トランジスタ４１Ａ、抵抗４６を通して電流が
流れる。このとき、抵抗４６の両端には巻線電流に比例
した電圧が発生される。

この常圧は分圧抵抗４６１を介して三角波発生回路４７
より出力される三角波と加諺され、前記比較器４３の非
反転入力端に供給される。この此ＩＮｔ器４３の反転入
力端には基準電圧Ｖｒが供給さねており、この基準電圧
Ｖｒと巻線電流に比例した電圧が加算された三角波が比
較される。この比較器４３からは巻線電流に応じたデユ
ーティ−比のパルス信号が出力される０このパルス信号
は抵抗４８を介して前記トランジスタ４２のベースに供
給され、このトランジスタ４２のオン、オフ割合が費え
られる。即ち、抵抗４６を流れる電流が増加すると、比
較器４３の出力パルス信号はハイレベルになる割付が増
す。この結果、ＰＮＰ型からなるトランジスタ４２のオ
フとなる割合が増加し、巻線３Ａへ供給される電流が減
少される。また、逆に、抵抗４６を流れる電流が減少す
ると、比較器４３の出力パルス信号はローレベルになる
割合が増加する０この結果、トランジスタ４２０オンと
なる割合が増加し、巻線３Ａへ供給される電流が増加さ
れる０尚、トランジスタ４１Ａがオンの状態でトランジ
スタ４２がオフされると、巻線３Ａにはダイオード４５
Ａ、トランジスタＩＡ抵抗４６．ダイオード４９を通し
て電流が流れるため、トランジスタ４９がオフしても巻
線電流は所定時間連続される。また、相切換えによって
、トランジスタ４１Ａがオフされると、巻ｗ３１′ｆｔ
流れていた電流は急激に減少するため、トランジスタ４
１Ａのコレクタに高電圧が発生するがツェナーダイオー
ド５０Ａのツェナー電圧に押えられ、トランジスタ４１
Ａが保農されるＯ尚、同図において、５１人はバイアス抵抗。

５２Ａは逆流防止用ダイオードである０まだ、Ａ相に対
応する回路は人相と同一でおるため、　７− 同一部分には同一符号に添字Ａを付して示す。

ところで、上記のように、回転子５を構成する鉄心７．
８が銅板を＆層した構成からなるパルスモータを、第３
図、第４図に示す駆動回路で駆動した場合、モータより
振動および騒音が発生する。このため、このようなパル
スモータおよび駆動回路を精密な電子機器に使用するこ
とが困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に’Ｉづいてなされたものであり
、その目的とするところは振動および騒音が少なく、精
密な電子機器等の駆動に好適なモータ駆動装置を提供し
ようとするものであるＯ〔発明の概要〕ごのＱ明は、パルスモータの回転子を構成する鉄心を中
実とし、このパルスモータを転流駆動回路で駆動するも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参　８− 刑して説明する〇先ず、第６図を用いてこの発明に適用されるパルスモー
タについて説明する。尚、第６図において、第１図、第
２図と同一部分には同一符号を付し、異なる部分につい
てのみ説明する。

即ち、第６図において、第１図と異なるのは回転子５を
構成する鉄心６１，６１１である０この鉄心６Ｊ　＊　
６　ｊ？は従来の銅板ｆ積層した構成と黄なり、中実鉄
心とされ、この周囲には切削等の手ｖＫよって溝（第２
図に示す１０）が形成されている。このように、中実と
された鉄心６１．６：ｌからなる回転子５はヒステリシ
ス特性を有している。

上記パルスモータは、第７図に示す転流定電圧駆動回路
によって駆動される。第７図において、Ａ相、′Ｘ相お
よびＢ相、百相はそれぞれ同一構成であるため、Ａ相、
Ａ相およびＢ相、■相において同一部分には同一符号に
添字Ａ、λ、Ｂ、Ｍｆ付して示す。

直流電源７Ｊの正極には巻線３Ａ、ＪＡ。

３Ｂ、３Ｂを介してトランジスタ’１２Ａ、７２Ａｖｚ
Ｂ、ｖｚＨのコレクタに接続される。これらトランジス
タ１２に、７！２λ、ｖｒｔｙａ、ｖｚ］Ｔのエミッタ
はそれぞれ前記直流電源７１の負極に接続される０これ
らトランジスタ７２Ａ。

ｙｚＸ、ｖｚＢ、ｖｚｉｏコｖりｐとベース間にはツェ
ナーダイオード７３Ａ、７．９Ａ、７３Ｂ、ｖｓｒ３が
それぞれ接続され、コレクタとエミッタ間にはダイオー
ド７４Ａ、７４Ａ、７４Ｂ、ｙａ’ｆｉ＊＞がそれぞれ
接続されている。

上記構成において、２相励磁の場合、第５図に示すパル
ス信号によってトランジスタ７２Ａ〜７２百が制御され
、Ａ＠Ｂ相、Ｂ相λ相、λ相百相、百相Ａ相と順次励磁
されていく。

ここで、トランジスタｆ／２Ａ、７２Ｂがオンしている
ときは、直流電源７ノよ〕巻＃３Ａ。

３ＢＫ電流が流れるｏＰ：１．、に１トランジスタ７　
！ｌ：Ａがオフしてトランジスタ７２λがオンすると、
・巻線ＪＡに流れていた電流は遮断されるが、巻線３Ａ
、３λが誘導結合されているため、巻線βＡＫは図示矢
印Ｘ方向にダイオード７ｄＡを介して直流電源７１が転
流される０そして、この方向の電流がゼロとなった稜、
Ｉｆｋ縁３ｘはトランジスタ７２Ａを通して電流が流れ
励磁される。この動作が、各相を切換える毎に行われ、
モータが回転される。

尚、トランジスタｌ’ｆｆＡがオフした瞬間、巻＃Ｉ３
Ａを流れている電流線急激に減少するため、トランジス
タ７２Ａのコレクタに高電圧が発生するが、この電圧は
ツェナーダイオード１３Ａのツェナー電圧に押えられ、
トランジスタＦＪ？Ａとダイオード７４Ａが保陸されて
いる。

上記実施例によれば、回転子５を構成する鉄心６１．・
６２が中実とされたパルスモータを転流定電圧駆動回路
によって駆動している。このような構成としてパルスモ
ータを駆動し九結果、振動および騒音を大幅に減少する
ことが可能となった◎これは、中実鉄心６１．６２のヒ
ステリシス特性と転流動作の相乗作用によるものと推測
される〇１１− 尚、上記集施例では、転流定電圧駆動回路を用いたが、
これに限らず、第８図に示すような転流定電圧駆動回路
を用いることも可能である。

この転流定電流駆動回路は第４図に示す定電流駆動回路
とほぼ同一構成であるため、第４図と同一部分には同一
符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。即ち、
＃！８図においては、９トランジスタ４２のエミッタと
コレクタ間に直流電・源４４によって逆バイアスされる
ダイオード８１が設けられる。さらに、巻＠３）、とダ
イオードａ５Ａの接続部と接地間、巻線３Ａとダイオー
ド４５λの接続部と接地間にはそれぞれ直流電源４４に
よって逆バイアスされるダイオード８・ｆｆＡ、８２ｋ
が設けられる。

上鮎構成において、定電流動作は第４図の場合と同様で
ある口ここで、例えばトランジスタ４２と４ＪＡがオン
しているときけ、直流電源４４よシ巻ｇ３１に電流が流
れる。この状態でトランジスタ４２がオフすると巻線３
Ａにはダイオード４５Ａ、）ランジスタ４１に１．抵抗
＋　１１　。

１２− ４６Ａ、ダイオード４９を介して電流が流れるため、巻
線電婿は所定時間連続する。次に、相を切換えるとトラ
ンジスタ４１ｋがオフするが、巻線３Ａと３Ａが誘導結
合されているため、巻線３Ｋにダイオード８２に、８１
を介して図示矢印Ｙ方向に電流が流れる。そして、この
方向の電流がゼロとなった稜、巻線５Ｘｒｃトランジス
タ４ｘ、ｉｌｌ等を通して電流が流れる〇このような、
転流定電流駆動回路管用いても上記実施例と同様の効果
を得ることができる。

次に、この発＃４に係わるモータ駆動回路を用いた画像
形成装置について説明する。

第９図は画像形成装置を示すものである。この本体９Ｊ
には画像読増シ部９２およびこの読取り部９２によって
光学的に読取られた画像情報を記録紙に・・例えば熱転
写する画像形成部９３が設けら：れている。

第１０図は画像読取シ部９２の−ｆＡ＋を示すものであ
る。光学走査手段１０１は図示せぬ原稿台上に載・置さ
れた原稿を照明する光源１０２゜−１４＋読取った原稿の画像情報をＣＣＤから々る光電変換部１
０３へ導びく反射鏡１０４．レンズ１０５、前記光電変
換部ｉｏｓの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換部１０６゜インバータ１０７より出力される電力
を前記光源１０２に供給するとともに、前記Ａ／Ｄ変換
部１０６の出力信号を画像形成部に供給するフラットケ
ーブルＸＯＳ％から構成されている。

この光学走査手段１０１はレールガイド１０９に沿って
張設された所謂タイミングベルト（ｉｌｉ付ヘルド）１
１０に取付けられておシ、このタイミングベルト１１０
は中実鉄心からたる回転子を有するパルスモータＭによ
って駆動される。

即チ、タイミングベルト１１０はパルスモータＭの回帳
軸に設けられたモータブー！ＪＰ、、およびアイドルプ
ーリ２３間に張設されている。

しかして、このタイミングベル）ＪＪ１７の動作に応じ
て光学走査手段ＪＯＪは図示矢印Ｒ，Ｓ方向に移動され
る＠尚、Ｊｌ’ｉけモータＭを駆動する前記転流駆動回
路が設けられる基板であるＯ第１１図、第１２図は画像読取り部９２の他の例を示す
ものである。同図において第１０図と同一部分にはｆｉ
ｌ−符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

光学走査手段１０１ｆ構成するキャリッジ１１２上には
２本の光源１０２が平行して配設され、この光源１０２
の相互間には２個のレンズ１１３が逆Ｖ字型に配設され
る。このレンズ１１Ｂの下端部にはＣＣＤからなる光電
肇換部１１４が設けられる。前記キャリッジ１２２はガ
イド軸１１５に一端部が摺動自在に嵌挿されるとともに
、タイミングベルト１１０に取けられてお松、このタイ
ミングベ’にトｉＪｏの動作に応じて光学走査手段１０
１は図示矢印Ｒ，Ｓ方向に移動づれる０１８１３図は画像読取シ部９２０回、路構成を示すもの
であり、給１０図乃至第１２１にと同一部分には同一符
号を付す。モータＭｌｉ転流駆動回路１１６．即ち、前
述し゛た転流定電圧駆動回路あるいは転流定電流駆動回
路によって駆動される。この転流駆動回路１１６は画体
形成装置の制御回路１１７より出力される制御信号によ
って動作される。

上記のように、中実鉄心からなる回転子を有するパルス
モータＭを転流駆動回路１１６によって駆動することに
より、光学走査手段１０１を低振動、低騒音で駆動する
ことができる。したがって、高解像度を必要とする光学
走査手段１０１を正確に移動することが可能であるため
、極めてその実用価値が高いものである。

〔発明の効果〕

以上、詳述したようにこの発明によねば、振動および騒
音が少なく、精密な電子楼器等の・駆動に好適なモータ
駆動装置を提供できる０

【図面の簡単な説明】第１図は従来のパルスモータを示す縦断面図、１．２図
はパルスモータの内部を示す正面図、第３図、第４図は
それぞれ従来のモータ駆動回路を示す回路図、第５図は
第３図、第４図に示す回路の動作を説明する九め示すタ
イミングチャート、第６図はこの発明に適用されるパル
スモータを示す縦断面図、第７図はこの発明の一実施例
を示す回路図、第８図はこの発明の他の実施例を示す回
路図、釦、９図はこの発明が適用される画像形成装置の
構成を概略的に示す斜視図、第１０図、第１１図はそれ
ぞれ画ｇＩ耽取シ部の構成を概略的に示す斜視図、第１
２図は第１１図の要部を取出して示す斜視図、第１３図
は画像読取シ部の制御回路を示す概略構成図であるＯＭ
・・・パルスモー−１，９Ａ、３Ａ、ｊＢ、３Ｂ・・・
固定子巻線、５・・・回転子、６・・・永久磁石、６１
．６２・・・鉄心、４４．７７・・・直流電源、７Ｊ？
Ａ、７！’Ａ、１２Ｂ、７２Ｂ、ｄｌｋ。４１１．４２・・・トランジスタ、７４Ａ、１ＦＪＡ、
１４Ｂ、７４Ｆｉ、８１，８２Ａ、８２λ・・・ダイオ
ード、９２・・・画［Ｍ取シ部、１０１・・・光学走査
手段、１１０・・・タイミングベルト。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸方向に着磁された永久磁石と、この磁石を囲む
ように設けられた中実鉄心とからなる回転子及びこの回
転子を回転させるための磁界を発生し、互いに誘導的に
結合された第１゜第２の固定子巻線とからなるパルスモ
ータと、上記第１．第２の固定子巻線を励磁するための
電源と、この電源を上記ｔａ　ｔ　ｓ第２の固定予巻＃
に選択的に接続するスイッチ手段と、このスイッチ手段
によって上記電源及び上記第１の固定子巻線が接続され
かつその後に両者間が遮断されたときに生じる相電流を
、上記第、２の固定子巻線及び上記電源を含む回路に転
流させる転流手段とを具備したことを特徴とするモータ
駆動装置。
（２）上記第１及び第２の固定子巻線のそれぞれの一端
はともに電源の一端に接続され、上記第１及び第２の固
定子巻線の他端はそれぞれスイッチ手段を介して上記電
源の他−に接続され、ざらに転流手段として上記第１及
び第２の固定子巻線の他端と上記電源の他端との間に上
記電源によって逆バイアスされる方向でダイオードを接
続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモ
ータ駆動装置。
（３）上記ｆ４１及び第２の固定子ｌ＃線のそれぞれの
一端はともに電流調整手段を介して電源の一端に接続さ
れ、上記第１及び第２の固定子巻線の＠！端紘それぞれ
スイッチ手段、電流検出手段を介して上記電源の他端に
接続され、さらに転流手段として上記第１及び第２の固
定子巻線の他端と上記電源の他端との間に上記電源によ
って逆バイアスされる方向でダイオードが接続され、前
記電流検出手段の出力に応じて電流調整手段を制御する
制御手段と會ＪＬ備したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のモータ駆動装置０
（４）上記パルスモータは画像形成装置を構成する光学
走査手段を駆動することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のモータ駆動装置。
（５）上記光学走査手段はタイミングベルトを介して上
記パルスモータによシ駆動されることを特徴とする特許
請求の範囲第４項記蒙のモータ駆動装置。