(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、トルク不足による脱調やトルクの過大による振動や発熱を防ぐことができるモータ駆動装置及び記録媒体搬送装置を得ることにある。【解決手段】  本発明のモータ駆動装置は、ステッピングモータ（モータ）３に印加する電圧を検知する電圧検知手段（電圧検出回路）９と、検知した電圧に応じてステッピングモータ３に流れる電流の切換えを行なう電流制御手段（コントローラ）１１とを備え、ステッピングモータ３の出力トルクが一定になるようにしている。【選択図】      図１
2006262579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定電圧を印加してモータを駆動するモータ駆動装置において、電源からの出力電圧を検知する電圧検知手段と、検知した電圧に応じてモータに流れる電流の切換えを行なう電流制御手段とを備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
電源からの出力電圧を下げる減圧手段を備え、減圧された電圧を電圧検知手段に入力することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
電圧検知手段で検知した電圧が基準電圧よりも低い場合には、電流制御手段はモータに流れる電流を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
電圧検知手段で検知した電圧が基準電圧よりも高い場合には、電流制御手段はモータに流れる電流を小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
電圧検知手段で検知した電圧と基準電圧との差を比較する比較手段を備え、電流制御手段は比較手段で算出された電圧差に基づいてモータに流れる電流を変更することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のモータ駆動装置を用いることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動を制御するモータ駆動装置及び記録媒体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ステッピングモータの出力(トルク)は、モータに入る電圧と流れる電流値によって変化する。定電流駆動のステッピングモータを用いた場合には、モータに流れる電流を所定の設定値に固定している。
【０００３】
一方、特許文献１には、用紙の搬送ローラを駆動モータの負荷の変動に対応して電圧及び電流を制御する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２３５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の定電流駆動のステッピングモータを用いた場合、モータに入る電圧は、負荷駆動用の電源電圧そのものであるが、仕様上電源電圧は出力誤差を持っている。例えば２４Ｖの電源であっても、誤差が±１０％あった場合、最大電圧は１０％増の２６．４Ｖとなり、最低電圧は１０％減の２１．６Ｖとなる。この電圧差はそのままモータの出力(トルク)の差となって現れる為、機器設計時においては、最低である２１．６Ｖで動作する様に設計を行い、これによりモータはトルク不足等による脱調は発生し難くなる。
【０００６】
しかし、設定時に２６．４Ｖの電圧がかかった場合、モータは本来必要としている以上の出力を出すことになり、それがそのまま振動や発熱となって現れるという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献１はモータにかかる負荷変動に対して電圧制御を行うものであり、電源電圧の出力誤差に対してトルク制御を行うものではない。
【０００８】
本発明は、トルク不足による脱調やトルクの過大による振動や発熱を防ぐことができるモータ駆動装置及び記録媒体搬送装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、モータに印加する電圧を検知する電圧検知手段と、検知した電圧に応じてモータに流れる電流の切換えを行なう電流制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、電源からの出力電圧を下げる減圧手段を備え、減圧された電圧を電圧検知手段に入力することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、電圧検知手段で検知した電圧が基準電圧よりも低い場合には、電流制御手段はモータに流れる電流を大きくすることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、電圧検知手段で検知した電圧が基準電圧よりも高い場合には、電流制御手段はモータに流れる電流を小さくすることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、電圧検知手段で検知した電圧と基準電圧との差を比較する比較手段を備え、電流制御手段は比較手段で算出された電圧差に基づいてモータに流れる電流を変更することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のモータ駆動装置を用いることを特徴とする記録媒体搬送装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検知した電圧に応じてモータに流れる電流の切換を行うことができるので、出力電圧の変動に対しても一定したトルクを得ることができ、トルク不足による脱調やトルクの過大による振動や発熱を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施の形態に係るモータ駆動装置の全体を示すブロック図、図２は減圧回路の構成を示すブロック図、図３は電流の切換回路の構成を示すブロック図、図４及び図５は第１実施の形態に係るモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャート、図６はモータ駆動装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。
【００１７】
図６に示すように、画像形成装置１は装置本体の上部に設けた読み取り部２と、装置本体に設けられた給紙部１０、画像形成部１２及び定着部１４等を備えており、給紙部１０から給紙された用紙に対して画像形成を行った後、定着部１４で未定着トナーを定着させ、機外に排出している。画像形成装置１は給紙部１０から画像形成部１２に向けて用紙を搬送する記録媒体搬送装置を備えている。記録媒体搬送装置は複数の搬送ローラ１６を備えており、搬送ローラ１６はステッピングモータ３に接続され、モータ駆動装置の制御によって回転している。
【００１８】
モータ駆動装置は、ステッピングモータ３と、ステッピングモータ３に接続された負荷駆動用電源５とを備え、負荷駆動用電源５から出力される電圧は、減圧回路７によって減圧されて電圧検出回路９へ入り、コントローラ１１に入力される。
【００１９】
コントローラ１１はステッピングモータドライバ(以下、モータドライバ)１３に対してステッピングモータ３に流れる電流値の指示を送り、モータドライバ１３は指示を受けた電流値にてステッピングモータ３を駆動する。
【００２０】
図２に示すように、モータ駆動装置の減圧回路は負荷駆動用電源５とＩＣ駆動用電源６とを備え、負荷駆動用電源５には２つの抵抗器２１、２３が接続されており、負荷駆動用電源５からの出力電圧を抵抗器２１、２３による分圧抵抗で下げ、下げた後の電圧をＩＣ駆動用の電源回路内にある電圧検出回路９に入力している。電圧検出回路９は、コントローラ(ＭＰＵ等)１１に内蔵されるＡ/Ｄコンバータ等が挙げられる。表１は、負荷駆動用電源５の電源電圧が変動した場合における電圧検出回路９への入力電圧を示している。
【００２１】
表１に示すように、第１の固定抵抗器２１の抵抗値を１００００Ω、第２の固定抵抗器２３の抵抗値を２２００Ωとした。その結果、負荷電源電圧が２６．４Ｖの場合には電圧検出回路９への入力電圧が４．８Ｖになり、負荷電源電圧の約１８％まで電圧を落とすことができた。負荷電源電圧が２４Ｖ、２１．６Ｖの場合も同様に、負荷電源電圧の約１８％まで電圧を落とすことができた。このように、負荷駆動用電源５の電源電圧を所定の電圧まで下げることができるので、+５Ｖ駆動の電源（ＩＣ駆動用）回路で、負荷電源電圧の違いを検出することができる。+２４Ｖ前後の電圧を+５Ｖ駆動の検出回路（以下ＩＣ）に直接入力すると、ＩＣに過剰電圧がかかり破損してしまうからである。
【００２２】
【表１】
2006262579.tif 000003
【００２３】
図３はコントローラ（ＭＰＵ、ＣＰＵ等）１１がモータドライバ１３に対して電流が切換わる回路の例である。図３に示すようにモータドライバ１３の電流設定用ポート(Ｖref)に対して、外付けの分圧抵抗（ｒ１、ｒ２、ｒ３）を何段か持ち、何れかの分圧抵抗を選択することで電流を切換えている。尚、電流の切換回路の変形例として図８に示すような構成であっても良い。図７に示す実施例はＭＰＵ等が備えるＤ/Ａコンバータ２５を用いたもので、Ｄ/Ａコンバータ２５からの出力をオペアンプ２７を経由してモータドライバ１３へ指示を出す回路である。この場合、モータの電流値をＭＰＵ等から直接コントロールできる為、Ｄ/Ａコンバータ２５の分解能に応じた電流量の可変を行うことが可能となる。
【００２４】
次に、本実施の形態にかかるモータ駆動装置の作用及び効果を図４、図５に示すフローチャートに基づき説明する。尚以後の説明は、モータ電流値の設定を負荷用電源電圧が中心値の場合で行った場合を前提に説明する。負荷駆動用電源５から出力された負荷用電源電圧は、図２で説明した減圧回路７によって減圧し（ステップＳ１）、減圧した電圧を電圧検出回路９にて検出する（ステップＳ２）。ここで、検出された電圧が表１に示す基準電圧（４．３Ｖ）より低い電圧を検出した場合、ステッピングモータ３には初期設定電圧（２４Ｖ）より低い電圧がかかっていることになる。
【００２５】
この場合、当初設定したままのモータ電流値で駆動を行うと、狙いどおりのモータ出力が出せなくなり脱調等の不具合が発生する。従って、入力された電圧が狙い値より低い場合は、モータの設定電流値を上げることで、電圧が足りない部分の補正を行うことで所望のトルクを得ることが可能になる（ステップＳ５）。尚、検出された電圧が基準電圧（４．３Ｖ）と同じ電圧を検出した場合には上記の補正は行われずフローは終了する（ステップＳ４）。
【００２６】
一方、電圧検出回路９で検出された電圧が表１に示す基準電圧（４．３Ｖ）より高い電圧を検出した場合（図５に示すステップＳ６）、ステッピングモータ３には初期設定電圧（２４Ｖ）より高い電圧がかかっていることになる。この場合、当初設定したままのモータ電流値で駆動を行うと、狙いどおり以上のモータ出力を出してしまうことになり、過大トルクによる振動や発熱といったトラブルが発生する。入力された電圧が狙い値より高い場合は、モータの設定電流値を下げることで、電圧が上がりすぎている部分の補正を行うことで所望のトルクを得ることが可能になる（ステップＳ８）。尚、検出された電圧が基準電圧（４．３Ｖ）と同じ電圧を検出した場合には上記の補正は行われずフローは終了する（ステップＳ７）。
【００２７】
以上のように、検知した電圧に応じてモータに流れる電流の切換を行うことができるので、電圧の変動に対しても一定したトルクを得ることができ、トルク不足による脱調やトルクの過大による振動や発熱を防ぐことができる。
【００２８】
次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。図７は第２実施の形態に係るモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２９】
図７に示すように、負荷駆動用電源５から出力される電源電圧は減圧回路７によって減圧し（ステップＳ１１）、電圧検出回路９にて負荷用電源電圧を検出する（ステップＳ１２）。ここで、コントローラ（比較手段（ＭＰＵ等））１１は、入力電圧と基準電圧の比較を行う。次のステップＳ１３において、コントローラ１１は入力電圧と基準電圧の差を算出し、その電圧差に応じてモータドライバ１３へ電流設定値を送信している（ステップＳ１４）。尚、負荷電源電圧が２６．４Ｖ、中心設定電圧が２４Ｖだとすると、入力される電圧は４．８Ｖ、初期設定電圧は４．３Ｖとなる。そして、コントローラ１１は電圧差が+０．５Ｖであることを検出し、その増えた電圧の過剰トルク分を、モータの設定電流から差し引き、モータドライバ１３へ電流設定値を送信する。尚、電流の設定方法は図７に示すようにモータの電流設定をＤ/Ａコンバータ２５等のリアル値で変化させることができる回路において最も効果がある。
【００３０】
このように、モータに印加される電圧に対応した電流設定が可能になる為、電源電圧にどのような個体差があっても最も安定したトルクで駆動することが可能となる。
【００３１】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。モータ駆動装置は、搬送ローラ１６のモータに用いるものに限らず、定着ローラ、感光体ローラ、現像ローラに用いるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るモータ駆動装置の全体を示すブロック図である。
【図２】図１の減圧回路の構成を示すブロック図である。
【図３】電流の切換回路の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施の形態に係るモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１実施の形態に係るモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】モータ駆動装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。
【図７】第２実施の形態に係るモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】電流切換回路の構成の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
３          ステッピングモータ（モータ）
７          減圧回路（減圧手段）
９          電圧検出回路（電圧検知手段）
１１        コントローラ（比較手段）
【図１】
2006262579.tif 000004
【図２】
2006262579.tif 000005
【図３】
2006262579.tif 000006
【図４】
2006262579.tif 000007
【図５】
2006262579.tif 000008
【図６】
2006262579.tif 000009
【図７】
2006262579.tif 000010
【図８】
2006262579.tif 000011