(57)【要約】【課題】簡易な構成により、制御系のハングアップズなどの要因により相信号が異常なアクティブ状態となってもモータコイル等の焼損事故を防止することができるステッピングモータの焼損防止回路を提供する。【解決手段】クロック発生器２の信号を分周して二つの分周信号を出力する第１分周器３と、４つの相を順次切り替えて各相に流れる相電流を検知して検知信号を送出するマルチプレクサ４と、マルチプレクサ４が出力する脈流状の検知信号と基準信号Ｖfとを比較してデジタル信号として出力するコンパレータ５と、３入力のＡＮＤゲート６と、クロック発生器２からのクロック信号をカウントしてカウント値が所定値になると出力信号Ｑtを出力する第２分周器７と、第２分周器７の出力信号Ｑｔを監視して保持するラッチ回路８と、ラッチ回路８の出力信号によりオン・オフが制御されるトランジスタＴｒ6，Ｔｒ5と、を備えている。【選択図】図１
2007097318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータに流れる相電流の変化を検知する検知手段と、前記検知手段からの信号に基づき、予め定めた設定時間内で前記相電流の変化がなく前記相電流が流れているときに、異常と判断する電流監視手段とを備えることを特徴とするステッピングモータの焼損防止回路。
【請求項２】
前記電流監視手段は、更に、前記設定時間内に、前記相電流の変化があるとき、或いは前記相電流の変化がなくても前記相電流が流れていなければ正常動作と判断することを特徴とする請求項１記載のステッピングモータの焼損防止回路。
【請求項３】
前記電流監視手段が異常と判断したときに、前記ステッピングモータへの電源の供給を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータの焼損防止回路。
【請求項４】
前記設定時間は、ステッピングモータの加速時及び減速時の駆動周波数を含めた駆動周波数の周期の最大値より長く設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のステッピングモータの焼損防止回路。
【請求項５】
前記ステッピングモータは、記録媒体に記録を行なう記録装置に設けられた、記録を行なうための記録ヘッドを駆動する駆動手段、前記記録ヘッドの回復を行なう回復手段、或いは記録媒体を搬送する搬送手段に用いられるものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のステッピングモータの焼損防止回路。
【請求項６】
ステッピングモータに流れる相電流の変化を検知する検知ステップと、前記検知ステップからの信号に基づき、前記相電流の変化がなく前記相電流が流れているときに、異常と判断する電流監視ステップとを備えることを特徴とするステッピングモータの焼損防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば記録装置に設けられた記録ヘッドを搭載したキャリッジの駆動、その記録ヘッドの回復動作及び記録媒体の搬送等に使用されるステッピングモータの焼損事故の発生を防止することができるステッピングモータの焼損防止回路及びその焼損防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば記録装置等において、記録ヘッドを搭載したキャリッジの駆動、記録ヘッドの回復動作、記録媒体の搬送等にステッピングモータが使用されている。このステッピングモータでは、制御系のハングアップ、静電気、ノイズなどの要因により、相信号がアクティブになったままの状態となることある。この状態を放置しておくと、ステッピングモータのモータコイルやモータドライバ回路が過熱して焼損事故が発生する。
【０００３】
このような焼損事故を防止する方法としてヒューズをモータドライバ回路に組入れて印加電圧を遮断する方法がある。この方法は、ステッピングモータへの電力の供給によりモータコイルの温度が上昇し、巻線間ショートにより過電流が流れたときに、ヒューズによりモータに印加する電力を遮断するものである。図８は、従来のヒューズを用いたステッピングモータの焼損防止回路を示す図である。図８において、点線で囲われた部分１はユニポーラ形ステッピングモータを表し、Ａ相、Ａ*相、Ｂ相、Ｂ*相はステッピングモータ１のモータコイルを示す。各相のモータコイルのコモン端子はヒューズ５０を介してモータ用の電源ＶMに接続される。また、各相のコイルの他方の端子はＮＰＮトランジスタＴｒ51、Ｔｒ52、Ｔｒ53、Ｔｒ54のコレクタに接続される。各トランジスタのベース端子は記録装置の制御系のＣＰＵ或いはゲートアレイ等（図示せず）に接続され、このベース端子には相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*が入力される。
【０００４】
本実施形態のステッピングモータ１は、Ａ相、Ａ*相、Ｂ相、Ｂ*相の４つのコイルを備えている。相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*は、図示されていない記録装置のＣＰＵ或いはＡＳＩＣ等の制御手段から出力される信号であり、トランジスタＴｒ51，Ｔｒ52，Ｔｒ53，Ｔｒ54のベースに入力される。図９（ａ）はステッピングモータの２相（２−２相）励磁パターンを、（ｂ）は１−２相励磁パターンを示す図である。これらのパターンに従って相信号が供給され、ステッピングモータ１の各相に電流が流れると、これによりステッピングモータ１は所定方向に回転する。ステッピングモータ１が正常に動作していれば２相励磁ではヒューズ５０に２相分の電流が流れ、１−２相励磁では１相分と２相分が交互に流れる。
【０００５】
尚、モータ停止時には停止位置を保持するために、停止位置に該当する相に継続的に保持電流を流すようにするのが一般的であるが、この間の保持電流はモータ動作時の駆動電流に比較し、２５％以下程度に制限する。
【０００６】
ヒューズ５０の定格を動作時駆動電流３相分が所定時間継続したら切れるように設定しておく。各トランジスタのベース端子はハイ（Ｈ）でアクティブとなりステッピングモータ１のモータコイルに電流を流す。制御系のハングアップ、静電気、ノイズなどの要因で４つの相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*のうち３つ或は４つがアクティブ状態になると、ヒューズが切れてステッピングモータへの電源供給が停止されるので、モータコイルの焼損を防止することができる。
【０００７】
しかしながら、制御系のハングアップ、静電気、ノイズなどの要因で４つの相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*のうち１つ或は２つがアクティブ状態になったままの時は、ヒューズが切れずにユニポーラ形ステッピングモータ１のコイルに電流が流れっぱなし状態となる。この結果、モータコイルの温度が上昇する。この場合、モータコイルは例えば２００°Ｃを越える温度となり、レイヤショート（巻線間ショート）或は巻線焼切れを起こす。巻線間ショートを起こせば過電流が流れヒューズが切れて電力の供給が遮断される。一方、コイル焼切れの場合は電流が流れなくなり、コイル焼切れ以降は温度の上昇はなくなる。
【０００８】
ステッピングモータの焼損事故を防止する他の方法として、ステッピングモータに温度センサを取り付けて、この温度センサによりステッピングモータの温度を検知して焼損事故を防止する方法がある。この方法は、ステッピングモータの温度の上昇を直接温度センサで読み取り、所定の温度に達したらステッピングモータへの電力の供給を遮断するものである。図１０は、温度センサを用いたステッピングモータの焼損防止回路を示す図である。温度センサとしてサーミスタＲＴをステッピングモータに接触させて取り付ける。サーミスタＲＴは負の抵抗温度係数を持ち、温度が低ければ抵抗値は大きくなり逆に温度が高くなると抵抗値は小さくなる。サーミスタＲＴの一方の端子はＧＮＤに接続し他方の端子は抵抗Ｒ61を介して電源ＶCCに接続する。サーミスタＲＴと抵抗Ｒ61の接続端子をコンパレータＣＯＭの＋端子に接続する。したがって、コンパレータＣＯＭの＋端子には電源ＶCCの電圧をサーミスタＲＴと抵抗Ｒ61で分圧した電圧が印加される。ステッピングモータ１の温度が上昇するとサーミスタＲＴの抵抗値が小さくなるのでコンパレータＣＯＭの＋端子電圧は低下し、逆にステッピングモータ１の温度が低い場合にはサーミスタＲＴの抵抗値が大きくなるのでコンパレータＣＯＭの＋端子電圧は高くなる。
【０００９】
コンパレータＣＯＭの−端子には基準電圧Ｖf1が加えられている。この電圧Ｖf1はステッピングモータ１が焼損しない温度（例として８０度以下）に対応する値に設定しておく。コンパレータＣＯＭの出力にはプルアップ抵抗Ｒ62とトランジスタＴｒ56が接続され、ステッピングモータ１の温度が上昇すると、このトランジスタＴｒ56のベース端子がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）になってトランジスタＴｒ56はＯＦＦ状態となる。ステッピングモータ１の温度が上昇しなければコンパレータＣＯＭの出力はハイ（Ｈ）を維持しトランジスタＴｒ56はＯＮ状態となる。トランジスタＴｒ56はトランジスタＴｒ55の制御を行う。トランジスタＴｒ56がＯＦＦになれば、トランジスタＴｒ55もＯＦＦ状態となり、ステッピングモータ１への電源供給が遮断される。トランジスタＴｒ56がＯＮになれば、トランジスタＴｒ55もＯＮ状態となりステッピングモータ１への電源供給が行なわれる。制御系のハングアップ、静電気、ノイズなどの要因によって、相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*がアクティブ状態になり、ステッピングモータ１の温度が上昇すれば、温度センサとしてのサーミスタＲＴの抵抗値が減少してステッピングモータ１への印加電圧を遮断し、ステッピングモータ１の焼損事故を防止することができる。
【００１０】
また、危険を避ける別な方法として、温度ヒューズをモータ内部に付加し、ステッピングモータが所定温度を上回った場合、温度ヒューズが溶断してステッピングモータ駆動回路への電源ラインを遮断するようにした提案も為されている（例えば特許文献１）。
【００１１】
【特許文献１】特開平05-056691
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記のように、ステッピングモータに温度センサを追加して監視したり、温度ヒューズを追加して電源を遮断したりする方法では、ステッピングモータへの取り付け（或いは接着）、さらに電気的な結線の方法等、アセンブリは煩雑になる。
【００１３】
とりわけ温度センサ、温度ヒューズ等とステッピングモータとの物理的な接触が不完全な状態が起こると異常時に所望の出力が得られないことも考えられる.
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、簡易な構成により、制御系のハングアップ、静電気、ノイズなどの要因により相信号が異常なアクティブ状態となってもモータコイルやモータドライバ回路の焼損事故を防止することができるステッピングモータの焼損防止回路及びその焼損防止方法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】
【００１４】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明にかかるステッピングモータの焼損防止回路は、ステッピングモータに流れる相電流の変化を検知する検知手段と、前記検知手段からの信号に基づき、前記相電流の変化がなく前記相電流が流れているときに、異常と判断する電流監視手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
上記の目的を達成するための請求項２記載の発明にかかるステッピングモータの焼損防止回路は、請求項１記載の発明において、前記電流監視手段が、更に、前記設定時間内で前記相電流の変化があるとき、或いは前記相電流の変化なくても前記相電流が流れていなければ正常動作と判断することを特徴とするものである。
【００１６】
上記の目的を達成するための請求項３記載の発明にかかるステッピングモータの焼損防止回路は、請求項１又は２記載の発明において、前記電流監視手段が異常と判断したときに、前記ステッピングモータへの電源の供給を遮断する遮断手段を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
上記の目的を達成するための請求項４記載の発明にかかるステッピングモータの焼損防止回路は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記設定時間は、ステッピングモータの加速時及び減速時の駆動周波数を含めた駆動周波数の周期の最大値より長く設定したことを特徴とするものである。
【００１８】
上記の目的を達成するための請求項５記載の発明にかかるステッピングモータの焼損防止回路は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、前記ステッピングモータは、記録媒体に記録を行なう記録装置に設けられた、記録を行なうための記録ヘッドを駆動する駆動手段、前記記録ヘッドの回復を行なう回復手段、或いは記録媒体を搬送する搬送手段に用いられるものであることを特徴とするものである。
【００１９】
上記の目的を達成するための請求項６記載の発明にかかるステッピングモータの焼損防止方法は、ステッピングモータに流れる相電流の変化を検知する検知ステップと、前記検知ステップからの信号に基づき、前記相電流の変化がなく前記相電流が流れているときに、異常と判断する電流監視ステップとを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に係るステッピングモータの焼損防止回路によれば、検知手段や電流監視手段は電子回路を用いて構成することができので、従来の方法に比べてより簡易な機械的構成により、相電流の異常を判断して、ステッピングモータへの電源の供給を停止したり、警報を発したりして、ステッピングモータの焼損を防止することができる。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係るステッピングモータの焼損防止回路によれば、予め定めた設定時間内で相電流の変化があるとき、或いは相電流の変化がなくても相電流が流れていなければ正常動作と判断することにより、ステッピングモータの焼損を防止するとともに、偶発的な電気回路の異常が発生した場合に、いち早くモータ駆動回路の電源を遮断出来る。
【００２２】
また、本発明の請求項３に係るステッピングモータの焼損防止回路によれば、電流監視手段が異常と判断したときに、ステッピングモータへの電源の供給を遮断する遮断手段を備えることにより、相電流に異常が生じたときに自動的にステッピングモータへの電源の供給を遮断することができる。
【００２３】
また、本発明の請求項５に係るステッピングモータの焼損防止回路によれば、記録装置に設けられた、記録を行なうための記録ヘッドを駆動する駆動手段など用いられているステッピングモータの相電流の異常を判断して、ステッピングモータへの電源の供給を停止したり、警報を発したりして、ステッピングモータの焼損を防止することができる。
【００２４】
また、本発明の請求項６に係るステッピングモータの焼損防止方法によれば、検知ステップや電流監視ステップは電子回路により処理することができるので、従来の方法に比べてより簡易な機械的構成により、相電流の異常を判断して、ステッピングモータへの電源の供給を停止したり、警報を発したりして、ステッピングモータの焼損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を参照して、本願に係る発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態であるユニポーラ型ステッピングモータの焼損防止回路のブロック図である。同図において、点線で囲われた１は４相ユニポーラ型ステッピングモータである。図１に示すように、本実施形態の焼損防止回路は、Ａ相、Ａ*相、Ｂ相、Ｂ*相の各モータコイルの電流制御を行うＮＰＮトランジスタＴｒ1，Ｔｒ2，Ｔｒ3，Ｔｒ4と、クロック信号を生成するクロック発生器２と、クロック発生器２の信号を分周して二つの分周信号を出力する第１分周器３と、４つの相を順次切り替えて各相に流れる相電流を検知して検知信号を送出するマルチプレクサ（検知手段）４と、マルチプレクサ４が出力する脈流状の検知信号（アナログ信号）と基準信号Ｖfとを比較してデジタル信号（パルス信号）として出力するコンパレータ５と、３入力のＡＮＤゲート６と、クロック発生器２からのクロック信号をカウントしてカウント値が所定値になると出力信号Ｑtを出力する第２分周器７と、第２分周器７の出力信号Ｑｔを監視して保持するラッチ回路８と、第２分周器７をリセットするための信号を生成するトリガ発生器９と、ラッチ回路８の出力信号Ｑ*によりオン・オフが制御されるデジタルトランジスタＴｒ6と、電源ＶMからステッピングモータ１に供給する電力をオン・オフするトランジスタ（遮断手段）Ｔｒ5と、第１分周器３と第２分周器７とラッチ回路８とをリセットするリセット回路１０と、を備えている。一端が各トランジスタＴｒ1，Ｔｒ2，Ｔｒ3，Ｔｒ4のエミッタ端子に接続され、他端がアースに接続された抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4は、ステッピングモータのモータコイルの電流を検知するためのものである。なお、本発明の電流監視手段は、コンパレータ５とＡＮＤゲート６と第２分周器７とラッチ回路８とを含むものである。また、本実施形態では、ステッピングモータ１が記録装置の記録媒体を搬送する搬送手段に用いられている場合について説明する。また、以下の説明では、各回路の入出力信号を他の回路のものと区別するために、必要に応じて各回路の入出力信号には各回路の端子の符号を付することとする。
【００２６】
本実施形態のステッピングモータ１は、Ａ相、Ａ*相、Ｂ相、Ｂ*相の４つのモータコイルを備えている。相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*は、図示されていない記録装置のＣＰＵ或いはＡＳＩＣ等の制御手段から出力される信号であり、トランジスタＴｒ1，Ｔｒ2，Ｔｒ3，Ｔｒ4のベースに入力される。上述した図９（ａ）に示す２相信号や、同図（ｂ）に示す１−２相信号が供給され、ステッピングモータ１の各相に電流が流れると、これによりステッピングモータ１は所定方向に回転する。
【００２７】
図２は、クロック発生器の概略図である。クロック発生器２は、図２に示すような公知回路で構成される。同図（ａ）の回路はＣＭＯＳインバータ構成のクロック発生器を示す図であり、（ｂ）の回路はＣＭＯＳシュミット・トリガ・インバータ構成のクロック発生器を示す図であり、（ｃ）はＮＰＮトランジスタ構成のクロック発生器を示す図である。なお、これらの各クロック発生器は、公知の回路であるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
図３は、第１分周器３によって生成される分周信号Ｑ6、Ｑ7を説明するための図である。第１分周器３は、クロック信号ＣＫを分周して、クロック信号を１／６４に変換した分周信号Ｑ6と、クロック信号ＣＫを１／１２８に変換した分周信号Ｑ7とを各出力端子Ｑ6，Ｑ7から出力する。なお、本実施形態のクロック信号ＣＫの周波数は、ステッピングモータの加速時及び減速時のものを含めて最も遅い相信号（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）の周波数（駆動周波数）と同程度の値に設定する。一般的には、ステッピングモータ１の自起動周波数の下限値に設定する。
【００２９】
図４は、マルチプレクサ４の二つの入力信号Ｐ1，Ｐ2（分周信号Ｑ6，Ｑ7）と監視チャンネルの切り替えのタイミング及び後述するトリガパルスＴとの関係を説明するためのタイミングチャートである。マルチプレクサ４は、一端が各トランジスタＴｒ1，Ｔｒ2，Ｔｒ3，Ｔｒ4のエミッタ端子に接続された抵抗Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8を介して、各相に流れる相電流を検知する。すなわち、マルチプレクサ４は、第１分周器３の２つの分周信号Ｑ6，Ｑ7（入力信号Ｐ1，Ｐ2）の２ビットの論理値に基づき、言い換えれば分周信号Ｑ6の変化タイミング（立ち上り時と立下り時）で４つのチャンネルＸ0，Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3を切り替えて、例えばＡ相、Ａ*相、Ｂ相、Ｂ*相の順に、各相のモータコイルに流れる電流に対応する脈流状の検出信号をＣＯＭ端子よりコンパレータ５の＋端子に出力する。したがって、本実施形態では、１相当りの相監視時間（設定時間）Ｔwは図４に示すように分周信号Ｑ6の半周期の時間である。
【００３０】
コンパレータ５は、＋端子に印加されるマルチプレクサ４の脈流状の信号と−端子に印加される基準電圧Ｖｆとを比較して、脈流状の信号が基準電圧より高いときには、ハイ信号を、基準電圧より低いときにはロー信号をＡＮＤゲート６に出力する。すなわち、コンパレータ５は、脈流状の信号をパルス信号に変換して出力する。相電流が正常であれば、コンパレータ５はＡＮＤゲート６に相電流に対応する周期で、パルス信号を出力する。
【００３１】
第２分周器７は、Ｒ端子（リセット端子）がハイレベル（Ｈ）のときに、クロック発生器２からのクロック信号をカウントしてカウント値が所定値、本実施形態の場合、１６個のクロック信号をカウントすると、出力端子Ｑtから出力信号（ハイ信号）Ｑtをラッチ回路８に出力する。第２分周器７がハイ信号Ｑtを出力するときは、ステッピングモータ１の相電流に異常が生じたときである。ステッピングモータ１の相電流が正常であれば、第２分周器７はクロック信号を１６個カウントする前に、後述するＡＮＤゲート６の出力信号（Ｈ）によりリセットされ、ハイ信号Ｑtを出力することはない。
【００３２】
図５（ａ）はトリガ発生器の回路ブロック図、（ｂ）はその回路ブロックの各位置におけるタイミングチャートである。トリガ発生器９は、同図（ａ）に示すような回路構成で入力信号（分周信号）Ｑ6の変化タイミングにてコンデンサＣ1、抵抗Ｒ11の時定数で決定されるトリガパルスＴをＡＮＤゲート６に出力する。これにより、トリガ発生器９は、分周信号Ｑ6の変化タイミング毎に、すなわち４つの相の切替のタイミングで第２分周器７をリセットするための信号を出力する。
【００３３】
ＡＮＤゲート６には、コンパレータ５の出力信号と、トリガ発生器９の出力であるトリガパルスＴと、リセット回路１０のリセット信号が入力される。ここで、リセット回路１０は、後述するように、電源投入時に、ロー信号を出力する。これにより、ＡＮＤゲート６の出力はロー信号となり、第２分周器７がリセットされる。また、トリガパルスＴは、図５（ｂ）に示すように分周信号Ｑ6の変化のタイミングに応じて出力されるローのパルス信号であり、このトリガパルスＴによりＡＮＤゲート６の出力信号はローとなり、このタイミングでも第２分周器７はリセットされる。また、コンパレータ５の出力信号は、相電流が正常であるときには、相電流に対応する周期でパルス信号を出力するので、このパルス信号によっても第２分周器７がリセットされる。すなわち、第２分周器７は上述した３つのタイミングでリセットされる。したがって、第２分周器７は、１６個のクロック信号をカウントすると、出力信号（ハイ信号）Ｑtを出力するように作られているが、相電流が正常であるときには、カンウト動作が完了する前にコンパレータ５の出力信号によりリセットされるので、出力信号Ｑtを出力することはない。
【００３４】
図６は、ラッチ回路８の機能表を示す図である。ラッチ回路８は同図に示すような公知のＤ−ＦＦ（フリップ・プロップ）回路であり、機能表に示す動作を行なうことにより、データＤの監視を行う。ラッチ回路８の出力信号Ｑ*はデジタルトランジスタＴｒ6のベース端子に入力され、この出力信号Ｑ*によりトランジスタＴr6を介してトランジスタＴｒ5の制御を行う。
【００３５】
リセット回路１０は、本ステッピングモータ１を用いた記録装置に電源ＶCCが投入されたときにのみ、本実施形態の焼損防止回路に一定時間（例えば１秒程度）ロー（Ｌ）電圧を出力してその後ハイ（Ｈ）電圧を出力する機能を持つ。リセット回路１０は、この機能により、記録装置の電源投入時に第１分周器３とラッチ回路部８とを直接リセットするとともに、ＡＮＤゲート６を介して第２分周器７をリセットする。
【００３６】
次に、本実施形態の焼損防止回路の動作について説明する。クロック発生器２が生成したクロック信号ＣＫは、第１分周器３に送られ、ここで分周される。第１分周器３で分周・生成された分周信号Ｑ6と分周信号Ｑ7は、マルチプレクサ４に供給される。マルチプレクサ４では第１分周器３の分周信号Ｑ6の変化タイミングで４つのチャンネルＸ0，Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3の切換を行って、ステッピングモータ１が正常に動作していれば、図４に示すように分周信号Ｑ6の半周期の時間である１相の相監視時間Ｔw内に最低でも３２個のピークを持つ脈流の信号をＣＯＭ端子から出力する。この相電流の変化に基づく脈流は次段のコンパレータ５でパルスに波形変換される。コンパレータ５は、ステッピングモータ１が正常に動作していれば、マルチプレクサ４から送られてきた脈流に応じて、一相の相監視時間Ｔw内に少なくとも３２個のパルス信号をＡＮＤゲート６に出力する。ＡＮＤゲート６ではステッピングモータ１が正常に動作していれば、コンパレータ５から送られてくる、相信号に同期した周波数の信号で次段の第２分周器７にリセットをかける。したがって、ステッピングモータ１が正常に動作しているときには、第２分周器７がハイ信号Ｑtを出力することはない。
【００３７】
いま、図示しない記録装置のＣＰＵ或いはＡＳＩＣ等がハングアップし相信号（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）に異常が発生すると、マルチプレクサ４のＣＯＭ端子は相監視時間Ｔwの間は、ハイ状態（相信号が変化せずＨで固定：アクティブ状態）を継続したり、ロー状態（相信号が変化せずＬで固定）を継続したりすることになる。ハイ状態を継続すると、ＡＮＤゲート６は図４に示す相監視時間Ｔwに同期したトリガパルスＴのタイミングで、第２分周器７にハイ信号（リセット信号）を送出することになる。一方、ロー状態の場合には常にＡＮＤゲート６はロー信号を出力して相監視時間Ｔwの間、常に第２分周器７にリセットをかけ続ける。
【００３８】
第２分周器７は、Ｒ端子（リセット端子）がハイレベル（Ｈ）の時にクロック信号ＣＫをカウントするが、相監視時間Ｔw内のクロック信号の数（３２個）の半分（１６個）、すなわち相監視時間Ｔwの半分の時間で出力がセット（ハイレベルに）されるように設定されている。ステッピングモータ１が正常に動作している場合には、常に相電流の周期で第２分周器７のカウント動作がリセットされるので、第２分周器７の出力はセット（ハイレベルに）されることはない。これに対して、図示しない記録装置のＣＰＵ或いはＡＳＩＣ等がハングアップし、相信号（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）がハイ状態を継続した場合（モータコイルに電流が流れ続くアクティブ状態）には、コンパレータ５の出力はハイ状態のままとなり、したがって第２分周器７はコンパレータ５の出力信号ではリセットされず、トリガ発生器９のトリガパルスＴ（相監視時間Ｔw毎にのタイミング）でリセットされることになる。この場合は、相監視時間Ｔw毎のトリガパルスＴのロー（L）信号が来る前に第２分周器７は、１６個のクロック信号をカウントして、出力はセット（ハイレベルに）される。一方、相信号が相監視時間Ｔw内でロー状態を継続した時は、コンパレータ５の出力はロー信号となるので、第２分周器７はクロック信号をカウントせず、したがって第２分周器７の出力がセットされることはない。
【００３９】
ラッチ回路８ではクロック信号ＣＫの立上りエッジにて常にデータＤ、すなわち第２分周器７の出力信号Ｑtの監視を行っている。データＤがローレベル（Ｌ）であれば出力信号Ｑ*はハイレベルとなり、トランジスタＴｒ6，Ｔｒ5がオン状態となってステッピングモータ１に電源が供給される。一方、データＤがハイレベル（Ｈ）になると出力信号Ｑ*はローレベルとなり、トランジスタＴｒ6，Ｔｒ5がオフとなり、ステッピングモータ１への電源供給が停止される。
【００４０】
したがって、図示しない記録装置のＣＰＵ或いはＡＳＩＣ等がハングアップして相信号（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）のいずれかがハイ状態を継続した場合（モータコイルに電流が流れ続く場合）にはステッピングモータ１への通電を停止することになる。一方、相信号（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）のいずれかがロー状態を継続した場合（ステッピングモータに電流が流れない場合）には、焼損事故が発生することはないので、電源は遮断されない。また、本実施形態の回路では、一旦、ステッピングモータ１への電源供給を停止すると記録装置等の電源（ＶCC）を切って再投入しない限りステッピングモータ１への電源供給ができない安全設計の回路となっている。
【００４１】
上記の本実施形態によれば、制御系のハングアップ、静電気、ノイズ等に起因して相電流が流れっぱなしの状態になったときには、これを異常と判断して、ステッピングモータへの電源の供給を遮断するので、ステッピングモータの焼損事故を確実に防止することができる。
【００４２】
上記の本実施形態によれば、ステッピングモータへの電源の供給を遮断しても、ヒューズを用いた従来の焼損防止回路と異なり、焼損する回路部品が発生しないので、サービスマンによる部品交換作業を必要とせず、したがって復旧作業を迅速に行なうことができ、更には経済的であるという効果を奏する。
【００４３】
また、上記の本実施形態によれば、記録装置のＣＰＵ等の制御手段にハングアップが生じても、ステッピングモータのモータコイルへの長時間の通電は行なわれないので、モータコイルのレアショートまでに発生するモータコイル及びモータを取り付けている樹脂部材等からの異臭の発生を防止することができ、したがって極めて安全性に富んだシステムを構築することができるという効果を奏する。
【００４４】
次に、本実施形態の第２実施形態について説明する。図７は、本発明の第２実施形態であるバイポーラ型ステッピングモータの焼損防止回路のブロック図であり、第１実施形態の図１に対応する図である。図７において、点線で囲われた１ａはバイポーラ型ステッピングモータである。
【００４５】
第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、第１実施形態ではステッピングモータがユニポーラ型ステッピングモータであったのに対して、第２実施形態ではステッピングモータがバイポーラ型ステッピングモータである点である。その他のものは、第１実施形態と同様である。したがって、第２実施形態において、第１実施形態のものと同一の機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を付することにより、その詳細な説明は省略する。また、第１実施形態の図２から図６に示す回路やタイミングチャート等は、第２実施形態でも同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
本実施形態のステッピングモータ１ａは、Ａ相とＢ相の２つのコイルを備えている。相信号Ａ、Ａ*、Ｂ、Ｂ*は、図示されていない記録装置のＣＰＵ或いはＡＳＩＣ等の制御手段から出力される信号であり、トランジスタＴｒ1a，Ｔｒ2a，Ｔｒ3a，Ｔｒ4a，Ｔｒ1b，Ｔｒ2b，Ｔｒ3b，Ｔｒ4bのベースに入力される。これにより、各相のモータコイルには双方向の相電流が流れて、ステッピングモータ１は所定方向に回転する。
【００４７】
マルチプレクサ４は、ステッピングモータ１ａの各相Ａ，Ｂに流れる双方向の相電流を検知してコンパレータ５に出力する。その他の動作は第１実施形態のものと同様である。またしたがって第２実施形態も、第１実施形態のものと同様の作用・効果を奏する。
【００４８】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、相監視時間を分周信号Ｑ6の周期の半分としたが、相監視時間は、この時間内に１回、相の切り替えを行なうことができる時間であれば、どのような時間であってもよい。
【００４９】
また、上記の実施形態では、ステッピングモータのモータコイルに相電流が流れたままの状態になったときに、ステッピングモータに供給する電源を遮断し、相電流が流れないときには、電源を遮断しない場合について説明したが、相電流が流れなくなったときにも、相電流の異常と判断して、警報を発したり、電源を遮断したりするようにしてもよい。
【００５０】
また、上記の実施形態では、ステッピングモータを記録装置の搬送手段に用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録装置の記録ヘッドを駆動する駆動手段、或いは記録ヘッドの回復を行なう回復手段に用いてもよいし、更に他の装置、例えば複写機や複合機等の用紙の搬送手段等に用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記の実施形態では、相電流の異常を検知・判断したときに、ステッピングモータへの電源の供給を遮断する場合について説明したが、相電流の異常を検知・判断したときには、電源の供給を遮断するとともに、或いはこれに代えて音や光等を用いて警報を発するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、第２分周器が１６個のパルスをカウントしたときに、出力信号Ｑtを出力する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータコイルに連続通電しても焼損しない範囲内であれば、１６より大きくてもよいし、逆に、１６より小さくすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明したように、本発明のステッピングモータの焼損防止回路によれば、検知手段や電流監視手段は電子回路を用いて構成することができるので、従来の方法に比べてより簡易な機械的構成により、相電流の異常を判断して、ステッピングモータへの電源の供給を停止したり、警報を発したりして、ステッピングモータの焼損を確実に防止することができる。したがって、本発明は、記録装置や複写機等の用紙の搬送手段等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明の一実施形態であるユニポーラ型ステッピングモータの焼損防止回路のブロック図である。
【図２】図２は、クロック発生器の概略図であり、（ａ）の回路はＣＭＯＳインバータ構成のクロック発生器を示す図、（ｂ）の回路はＣＭＯＳシュミット・トリガ・インバータ構成のクロック発生器を示す図、（ｃ）はＮＰＮトランジスタ構成のクロック発生器を示す図である。
【図３】図３は、第１分周器３によって生成される分周信号Ｑ6、Ｑ7を説明するための図である。
【図４】図４は、マルチプレクサ４の二つの入力信号Ｐ1，Ｐ2（分周信号Ｑ6，Ｑ7）と監視チャンネルの切り替えのタイミング及び後述するトリガパルスＴとの関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図５（ａ）はトリガ発生器の回路ブロック図、（ｂ）はその回路ブロックの各位置におけるタイミングチャートである。
【図６】図６は、ラッチ回路８の機能表を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態であるバイポーラ型ステッピングモータの焼損防止回路のブロック図であり、第１実施形態の図１に対応する図である。
【図８】図８は、従来のヒューズを用いたステッピングモータの焼損防止回路を示す図である。
【図９】図９（ａ）はステッピングモータの２相励磁パターンを、（ｂ）は１−２相励磁パターンを示す図である。
【図１０】図１０は、温度センサを用いたステッピングモータの焼損防止回路を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ユニポーラ型ステッピングモータ
１ａ  バイポーラ型ステッピングモータ
２  クロック発生器
３  第１分周器
４  マルチプレクサ
５  コンパレータ
６  ＡＮＤゲート
７  第２分周器
８  ラッチ回路
９  トリガ発生器
１０  リセット回路
ＶM  モータ系電源
ＶCC  制御系電源
Ｔr  トランジスタ
Ｒ  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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