(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータを駆動または停止させるためのモータ駆動信号に応じて上記ＤＣモータを制御するための制御回路と、上記ＤＣモータに流れる電流量に応じた信号を出力する為の電流検知回路と、電源から上記ＤＣモータへ電流を供給する並列接続された第１及び第２の電流路と、上記第１及び第２の電流路のそれぞれに設けられた抵抗と、上記モータ駆動信号に応じて上記第２の電流路を開閉するスイッチ手段と、を有し、上記スイッチ手段は、上記モータ駆動信号が駆動信号であることに応じてオンし、上記モータ駆動信号が停止信号であることに応じてオフし、上記電流検知回路は、ＤＣモータ駆動中は、上記第１及び第２の電流路の抵抗に流れる総電流量を検出し、ＤＣモータ停止中は、上記第１の電流路の抵抗に流れる電流量を検出するように構成されていることを特徴とするＤＣモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のＤＣモータ駆動装置において、前記モータ駆動信号が停止信号である場合に、前記電流検知回路の信号が所定の信号値以上であることに応じてエラー信号を発生するエラー信号発生回路をさらに有し、前記エラー信号発生回路がエラー信号を発生させると、モータへの電力の供給を停止させることを特徴とするＤＣモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＤＣモータ駆動装置において、前記エラー信号発生回路がエラー信号を発生した場合に、ＤＣモータ駆動装置は、ＤＣモータ駆動装置内の前記エラー信号発生回路からエラー信号が発生されたことを保持するエラー信号保持装置を含むことを特徴とするＤＣモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＤＣモータ内部で漏電が発生した場合にモータの永久破壊に至るのを未然に防ぐために漏電検知を有したＤＣモータ駆動装置と、該ＤＣモータ駆動装置を使用した機器、たとえば複写機等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ここでは、ＤＣモータの中でも比較的一般に多く使用されるＤＣブラシモータを例にとって説明する。
【０００３】
従来のＤＣブラシモータ駆動回路を図１に示す。
図１において、ＤＣブラシモータ駆動回路は、ＡＮＤゲート１０１、抵抗１０２、１０７、ダイオード１０３、機器から供給されるモータ駆動電源１０４、ＤＣブラシモータ１０５、トランジスタ１０６、エラー信号発生回路１０８から成る。ここで、１０９はモータ駆動信号、１１０はモータエラー信号、１１１はモータ駆動電流をそれぞれ示す。
【０００４】
この従来のＤＣモータ駆動回路は、モータ駆動信号１０９に応じてモータ１０５が駆動される。モータ駆動信号１０９がロジックＬレベルであるとトランジスタ１０６はＯＦＦ状態であるため、モータ駆動電流ｉ（１１１）は流れずにモータは停止状態である。モータ駆動信号１０９がロジックＨレベルであるとトランジスタ１０６はＯＮ状態となり、モータ駆動電流ｉ（１１１）が流れモータ１０５が回転する。また、抵抗１０７はモータ駆動電流ｉ（１１１）を検知する為の電流検出抵抗であり、モータ駆動電流ｉ（１１１）に流れる電流に応じた電圧を発生する。
【０００５】
この電圧が所定値以上かもしくは以下かを判別するのがエラー信号発生回路１０８で、所定値以上の場合はモータ１０５の異常であるためにエラー信号１１０を発生して、さらにＡＮＤゲート１０１によりトランジスタ１０６の駆動を止める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２に従来のＤＣモータ駆動回路での漏電電流の経路を示す。従来のＤＣモータ駆動回路では、図２の様にモータ２０１を通して駆動回路を流れる電流ｉ0（２０２）は検知可能であったが、モータ内の漏電によりモータ２０１から機器のフレームＧＮＤに流れる電流ｉ1（２０３）は検知することが不可能である。また、漏電の電流量は微少である為にモータ駆動時の電流量とかなり差があり、同一の電流検出抵抗を用いての検出は不可能であった。このためモータ内の漏電によりモータの破壊や機器の動作不良を招くことがあった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされたもので、ＤＣモータの漏電も検出しえるＤＣモータ駆動装置および該ＤＣモータ駆動装置を使用した機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明は、ＤＣモータを駆動または停止させるためのモータ駆動信号に応じて上記ＤＣモータを制御するための制御回路と、上記ＤＣモータに流れる電流量に応じた信号を出力する為の電流検知回路と、電源から上記ＤＣモータへ電流を供給する並列接続された第１及び第２の電流路と、上記第１及び第２の電流路のそれぞれに設けられた抵抗と、上記モータ駆動信号に応じて上記第２の電流路を開閉するスイッチ手段と、を有し、上記スイッチ手段は、上記モータ駆動信号が駆動信号であることに応じてオンし、上記モータ駆動信号が停止信号であることに応じてオフし、上記電流検知回路は、ＤＣモータ駆動中は、上記第１及び第２の電流路の抵抗に流れる総電流量を検出し、ＤＣモータ停止中は、上記第１の電流路の抵抗に流れる電流量を検出するように構成されていることを特徴とするＤＣモータ駆動装置を採用するものである。
【０００９】
本発明は、前述のＤＣブラシモータ駆動装置を使用した機器で、前記エラー検出回路がエラー信号を発生した場合に、ＤＣブラシモータ駆動回路を使用した機器は、ＤＣブラシモータ駆動装置への電力供給を停止し、機器内の不揮発性メモリ内にＤＣブラシモータ駆動内の前記エラー信号発生回路からエラー信号が発生されたことを保持するエラー信号保持装置を含むことを特徴とするＤＣモータ駆動装置を使用した機器を採用するものである。
【００１０】
本発明は、前述のＤＣブラシモータ駆動回路を使用した駆動装置で、モータ駆動回路を含んだ機器の電源が入力されても、前記エラー信号保持装置により保持されたエラー信号を消去するまでは、モータ駆動回路に電力を供給しないことを特徴とするＤＣモータ駆動装置を使用した機器を採用するものである。
【００１１】
本発明は、前述のＤＣブラシモータを使用した駆動装置で、前記エラー信号保持装置により保持されたエラー信号は、機器の操作部での確認及び消去可能なことを特徴とするＤＣ駆動装置を使用した機器を採用するものである。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。図３に本発明の実施例の回路図を示す。
図中、３０１、３０２、３０４、３０５、３０８、３０９、３１３は抵抗、３０３、３０６、３１２はトランジスタ、３１０はダイオード、３１１はＤＣブラシモータ、３１７はモータエラー電流検出部、３１４はＡＮＤゲート、３１８、３２１はモータエラー信号、３１９はモータ駆動信号である。
【００１３】
モータ駆動信号３１９にロジックＨレベルが出力されると、トランジスタ３１２がオンしてモータ３１１が回転する。この時、トランジスタ３０６はモータ駆動信号がロジックＨレベルであるためにオンしており、モータ駆動電流は抵抗３０９及び３０８を通る。この抵抗３０８、３０９の合成抵抗値Ｒ＝３０８／／３０９であり、抵抗３０９単体の抵抗値と比較して合成抵抗値Ｒは低くなる。合成抵抗値Ｒによりモータ電流ｉ（３２０）に応じた電圧降下が合成抵抗Ｒに発生して、この電位差は電位Ａ（３１５）−電位Ｂ（３１６）の電位差となる。
【００１４】
モータエラー電流検出部（３１７）は、前記電位差が所定の電位差以上であるか判別し、所定の電位差以上であれば、モータに応じて、例えば、エラー信号３１８、３２１を発生する。例えば、モータ３１１が駆動する負荷に異常が発生して負荷トルクが大きくなった場合を考えてみる。負荷トルクが大きくなると、モータ３１１の回転速度は所定の回転速度から減少してモータ駆動電流ｉ（３２０）は大きくなる。モータ駆動電流ｉ（３２０）が大きくなると上記合成抵抗Ｒによる電圧降下は大きくなる。このようにモータ回転時に、モータが駆動する負荷の異常を検出する場合は、比較的大きな電流値を検出し、できるだけモータ駆動電圧３０７に近い電圧でモータを駆動する為に電流検出抵抗としては、比較的小さな抵抗値を使用する。
【００１５】
次に、モータ停止時にモータ内で漏電している電流を検出する場合の説明を行う。  図４は、ＤＣブラシモータの構造図である。たとえば、本実施例で使用されるＤＣブラシモータは、磁界マグネット４０２によって生ずる磁界中に、鉄心に巻いたコイル（アマチュア）４０３を置き、そのコイル４０３にブラシ４０５とコミュテータ４０６を通して電流を流す。磁界とコイル４０３との間にフレミングの左手の法則で示される方向に力を生じさせ、磁界の極性によって交互にコイルをブラシとコミュテータで切り替える整流作用によって、連続して回転するＤＣモータである。
【００１６】
このＤＣモータではブラシとコミュテータが接触回転しているためにブラシ摩耗が発生する。通常ＤＣブラシモータは機器のフレームグランド（以下ＦＧ）４０７と接続されているが、ブラシの電極とＦＧ間は絶縁されている。しかし、ブラシ摩耗により使用して行くうちにブラシとＦＧ間にブラシ摩耗塵が堆積することで絶縁性が破壊して漏電するようになる場合がある。
【００１７】
この状態が長く続くと、モータの永久破壊となるために好ましくない。この漏電は、モータＯＦＦ時にモータに流れる電流が所定値以上であるかどうかを検出することで検知できる。
【００１８】
漏電検知の方法を図３を参照して説明する。
モータ駆動信号３１９がロジックＬレベル（停止信号）であると、トランジスタ３１２がオフしモータ３１１の回転が停止する。モータ３１１が完全に停止すると、モータ駆動電流ｉ（３２０）は通常まったく流れない。しかし、モータ３１１内部で漏電していると、モータ駆動電流と比較して微少の電流が流れる。この微少電流を検出するためには大きな電流検出抵抗が必要な為、モータ駆動信号３１９がＬの時には、トランジスタ３０６がＯＦＦされ、抵抗３０９だけにモータ電流ｉが流れる。これにより微少電流でも電流検出抵抗間の電圧降下が得られて、電流検出抵抗間に電位差を生じる。この電位差は電位Ａ（３１５）−電位Ｂ（３１６）の電位差となる。この電位差が漏電における所定値以上であった場合は、エラー検出回路３１７からエラー信号３２１が発生される。エラー信号が発生されると、そのエラー信号３２１はＡＮＤゲート３１４の一方の入力端子に入力されるので、トランジスタ３１２がＯＦＦとなり、モータ３１１に流れていた電流が遮断される。
【００１９】
図５に本発明のＤＣモータ駆動装置を用いた装置を示す。
図中、５０１は電源であり、商用電源から機器内で使用するＤＣ電源を生成する。５０３はリレーで、Ｌ−ＯＦＦ信号（５０８）に応じてモータ駆動回路に供給する電圧５０５をＯＮ／ＯＦＦする。５０２は制御回路であり、ＣＰＵ（図示せず）を含む機器５１０を制御する。５０６は本発明のＤＣモータ駆動回路である。５０７はＤＣブラシモータである。５０４はモータが漏電している際に発生するモータＥＲＲ（エラー）信号である。
【００２０】
機器５０１の制御回路５０２内のＣＰＵは、モータ停止時に所定間隔でモータ漏電をチェックし、図６のモータ漏電チェックフローの様に動作する。
【００２１】
モータ漏電チェックが始められると、まず、モータ漏電エラーがモータ駆動回路から発生されているか判断される（ステップＳ６０１）。モータ漏電エラーが発生されていない場合、モータ漏電エラーチェックは終了する。モータ漏電エラーが発生されていると、モータへの電力をリレーＯＦＦにして停止する（ステップＳ６０２）。
【００２２】
次に、制御回路内の不揮発性のメモリであるバックアップＲＡＭ内に、機器内のどのモータ駆動ユニットが漏電であるかの情報と、モータ漏電エラーのフラグがセットされる（ステップＳ６０３）。次に、モータ漏電エラーであることをユーザに知らせるために機器の操作部の液晶にモータ漏電エラーの表示を行う（ステップＳ６０４）。また、機器の操作部でモータ漏電エラーを消去可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＤＣモータ内の漏電量が少ないうちに早期に発見可能であり、ＤＣモータが永久破壊する前に予測可能となり機器のダウンタイムを低減可能になり、機器の生産性向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のＤＣブラシモータ駆動回路である。
【図２】図２は、従来のＤＣモータ駆動回路での漏電電流の経路を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の回路図である。
【図４】図４は、ＤＣブラシモータの構造図である。
【図５】図５は、本発明のＤＣモータ駆動装置を用いた装置を示す図である。
【図６】図６は、モータ漏電チェックのフローチャートである。
【符号の説明】
３１１   ＤＣブラシモータ
３１７   モータエラー電流検出部
３１８   モータエラー信号
【図１】
0004532663.tif 000002
【図２】
0004532663.tif 000003
【図３】
0004532663.tif 000004
【図４】
0004532663.tif 000005
【図５】
0004532663.tif 000006
【図６】
0004532663.tif 000007