(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータに設けられその回転数に対応した第1の周波数信号を発生する周波数発電部からの当該第１の周波数信号と、所定の第１の基準信号とを比較して前記第１の周波数信号の周波数が前記第１の基準信号の周波数に対して所定の許容範囲内にあると判別し、前記モータの安定回転動作状態を示す第１の判別信号を出力する第１の判別回路と、
前記モータにおけるステータ側の駆動巻線を切り換え通電する切換素子からの第２の周波数信号と、所定の第２の基準信号とを比較し、前記切換素子からの前記第２の周波数信号の周波数が前記第２の基準信号の周波数に対して低いとき、前記第２の判別信号を出力する第２の判別回路と、
前記第２の判別信号が出力されたとき、前記第１の判別信号の出力を禁止させる禁止回路と、
を具備することを特徴とするブラシレスモータの動作状態判別回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブラシレスモータの動作状態判別回路に係り、プリンタなど精密機器に搭載するブラシレスモータに適応して好適する動作状態判別回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ例えばレーザービームプリンタには、紙送り用モータおよびポリゴンスキャナー用モータが使用されており、安定した紙送り制御を確保する観点から、そのモータを回転制御する制御装置には、モータが安定した回転数動作状態である旨を示す確認信号として、ｒｅａｄｙ信号と呼ばれる信号をプリンタ本体側の制御回路へ出力する機能が必要とされている。
【０００３】
このｒｅａｄｙ信号は、モータの回転数が所定の基準回転数の近傍にある場合、図４に示すように、Ｌレベルのデジタル信号がモータの回転制御装置からプリンタ本体側の制御回路へ出力され、回転数が基準回転数よりある一定限度以上低いとか高い場合、非ｒｅａｄｙ信号としてＨレベルのデジタル信号が出力される。
【０００４】
ｒｅａｄｙ信号はロック信号と、非ｒｅａｄｙ信号はアンロック信号と称されることもある。
【０００５】
従来、そのようなモータの回転状態を判別してｒｅａｄｙ信号を出力する動作状態判別回路としては、図５に示すように、図示を省略したブラシレスモータに設けた周波数発電部からの周波数信号Ｆ１と所定の基準信号Ｆ０とを判別回路１で周波数比較し、その周波数信号Ｆ１の周波数が基準信号Ｆ０に対して例えば±５％前後にあるか否か判別し、その範囲内にあるときは、図４のようにＬレベルのｒｅａｄｙ信号を出力するとともに、その範囲内にないときはＨレべルの非ｒｅａｄｙ信号を出力する構成を有していた。
【０００６】
そして、プリンタ本体側では、そのｒｅａｄｙ信号を受けて紙送りを開始制御し、非ｒｅａｄｙ信号を受けたときは紙送りを停止制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構成の動作状態判別回路では、ブラシレスモータに設ける周波数発電部が、ステータ基板に形成した矩形状の環状回路であり、対面するロータマグネットの回転によって誘起した起電圧を周波数信号として出力するから、例えばモータの起動直後において、周波数発電部からの周波数信号Ｆ１のレベルが低いと、周波数信号Ｆ１にノイズが重畳した場合にそれがヒゲ状のパルス信号となって残り易く、非ｒｅａｄｙ信号を出力すべき状態であるにも拘わらす、誤ってｒｅａｄｙ信号を出力する事態を招き易く、信頼性上問題があった。
【０００８】
図６ａは周波数発電部からの周波数信号Ｆ１、同図ｂはその増幅波形、同図ｃは周波数信号をパルス状に波形成形した状態を示しており、上述した判別回路１で処理される。
【０００９】
図７ａおよび図８ａも周波数発電部からの周波数信号Ｆ１、同図ｂはその増幅波形、同図ｃは周波数信号のパルス波形を示しているが、図７は周波数発電部からの周波数信号Ｆ１のレベルが低い状態でノイズが重畳した場合、図８は周波数信号レベルが高い状態でノイズが重畳した場合を示しており、周波数信号Ｆ１のレベルが低い状態でノイズが重畳した場合には、そのノイズ成分を抑えきれずに無視できないことが分かる。
【００１０】
もっとも、ノイズの発生は、ブラシレスモータにおけるステータ側の駆動巻線に流す駆動電流を相切換えすることによって生じ易いので、ノイズレベルを小さく抑えるために巻線電流を制限することも考えられるが、巻線電流を制限すると、十分な駆動トルクが得られないし起動時間も長くなり易く、解決にならない。
【００１１】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、起動直後などモータの回転数が低い状態の時に、安定回転状態を示すｒｅａｄｙ信号を誤って発生し難く、信頼性の高い動作状態判別回路の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのような課題を解決するために本発明の動作状態判別回路は、第１の判別回路、第２の判別回路および禁止回路を有して構成されている。
【００１３】
第１の判別回路は、ブラシレスモータに設けられその回転数に対応した第１の周波数信号を発生する周波数発電部からの当該第１の周波数信号と、所定の第１の基準信号とを比較してその第１の前記周波数信号の周波数が第１の基準信号の周波数に対して所定の許容範囲内にあると判別し、そのモータの安定回転動作状態を示す第１の判別信号を出力するものである。
【００１４】
第２の判別回路は、上記ブラシレスモータにおけるステータ側の駆動巻線を切り換え通電する切換素子からの第２の周波数信号と、所定の第２の基準信号とを比較し、その切換素子からの第２の周波数信号の周波数が第２の基準信号の周波数に対して低いとき、第２の判別信号を出力するものである。
【００１５】
そして、禁止回路は、上記第２の判別信号が出力されたとき、上記第１の判別信号の出力を禁止するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る動作状態判別回路の実施の形態を示すブロック図である。
【００１８】
図１において、第１の判別回路３は、図示しないブラシレスモータに設けた周波数発電部からの第１の周波数信号ｆ１と、図示しない水晶発振器などから供給された例えば１ＭＨｚの第１の基準信号ｆ０を入力し、その第１の周波数信号ｆ１と第１の基準信号ｆ０を比較するとともに、周波数信号ｆ１が第１の基準信号ｆ０の周波数近傍にあるか否かを判別するものである。この点は、従来例とほぼ同様である。
【００１９】
すなわち、第１の判別回路３は、第１の周波数信号ｆ１が第１の基準信号ｆ０の周波数近傍、例えば±５％前後にあるか否か判別し、許容範囲内にあるときはＬレベルの第１のｒｅａｄｙ信号を第１の判別信号として出力し、許容範囲内にないときはＨレべルの非ｒｅａｄｙ信号を外部へ出力するとともに、それらを後述する禁止回路５にも出力する機能を有している。なお、第１の基準信号ｆ０は分周して使用される。
【００２０】
第２の判別回路７は、上述したブラシレスモータにおけるステータ側の駆動巻線を切り換え通電する例えばホール素子（図示省略）から得られた第２の周波数信号ｆ２と、上述した水晶発振器などから供給された第２の基準信号ｆ０’を入力し、第２の周波数信号ｆ２が第２の基準信号ｆ０’の周波数より低いか否かを判別するものであり、禁止回路５にも接続されている。
【００２１】
すなわち、第２の判別回路７は、第２の周波数信号ｆ２が第２の基準信号ｆ０’の周波数より低いときにはＬレベルのマスク信号を第２の判別信号として、第２の周波数信号ｆ２が第２の基準信号ｆ０’の周波数より高いときには、Ｈレベルのアンマスク信号を外部へ出力するとともに、それらを禁止回路５へ出力する機能を有している。第２の基準信号ｆ０’も分周して使用される。
【００２２】
第１および第２の基準周波数ｆ０、ｆ０’は、図１に示すように、同一の周波数であっても良い。
【００２３】
禁止回路５は、インバータ９およびＮＡＮＤ回路１１を有して形成されており、第１の判別回路３からのＬレベルの第１のｒｅａｄｙ信号と、第２の判別回路７からのＨレベルのアンマスク信号が揃ったとき、出力をＬレベルとして外部へ出力する機能を有している。
【００２４】
すなわち、禁止回路５は、第１の判別回路３からの出力信号をインバータ９で反転して２入力ＮＡＮＤ回路１１の一方の入力端に加え、第２の判別回路７からの出力信号を２入力ＮＡＮＤ回路１１の他方の入力端に加え、２入力ＮＡＮＤ回路１１の入力端の信号がＨレベルに揃ったとき、Ｌレベルの第２のｒｅａｄｙ信号を出力し、Ｈレベルに揃わないとき又はＨレベルとＬレベルに分かれたときには、Ｈレベルの第２の非ｒｅａｄｙ信号を外部へ出力する機能を有している。
【００２５】
なお、第１および第２の判別回路３、７は、各々第１のｒｅａｄｙ信号やマスク信号を外部へ出力できるようになっている。
【００２６】
これらの関係を図に示すと、図２のようになる。
【００２７】
次に、図２を参照して本発明の動作を簡単に説明する。
【００２８】
ブラシレスモータの起動時には、第１の周波数信号ｆ１が低くて第１の基準信号ｆ０の周波数近傍にないから、第１の判別回路３からはＨレべルの非ｒｅａｄｙ信号が外部へ出力されるとともに、これが禁止回路５にも出力される。
【００２９】
他方、第２の判別回路７には、ブラシレスモータのホール素子から第２の周波数信号ｆ２が入力されるが、この第２の周波数信号ｆ２も第２の基準信号ｆ０’の周波数より低いから、Ｌレベルのマスク信号が外部へ出力されるとともに、禁止回路５にも出力される。
【００３０】
禁止回路５では、Ｈレべルの非ｒｅａｄｙ信号がインバータ９で反転されてＬレベルの信号となり、ＮＡＮＤ回路１１からは第２の非ｒｅａｄｙ信号が出力される。
【００３１】
この状態で、図３に示すように、周波数発電部からの第１の周波数信号ｆ１にノイズＮが乗り、第１の判別回路３から誤ってＬレべルのｒｅａｄｙ信号が禁止回路５に出力されても、ホール信号からの第２の周波数信号ｆ２の出力レベルが回転数に依存せず、低回転でもノイズの影響を受け難いから、Ｌレベルのマスク信号のままとなり、ＮＡＮＤ回路１１からの出力が第２の非ｒｅａｄｙ信号のままとなって第２のｒｅａｄｙ信号が出力されず、実質的に第１のｒｅａｄｙ信号の出力が禁止される。
【００３２】
それ以外の場合には、図２からも分かるように、ＮＡＮＤ回路１１からは第２のｒｅａｄｙ信号（実質的には第１のｒｅａｄｙ信号）が出力される、これを受ける例えばプリンタ本体側では回転数が安定状態にあることが分かる。
【００３３】
なお、上述した実施の形態では、第１および第２の判別回路３、７から各々第１および第２のｒｅａｄｙ信号を出力する構成にしたが、禁止回路５からのみ出力させる構成も可能である。
【００３４】
さらに、ホール素子からの第２の周波数信号ｆ２は、１回転当たりのパルス数が周波数発電部からの第１の周波数信号ｆ１に比べて少ないことから、高精度な回転検出を行うにはあまり適さず、モータの起動時にホール素子からの第２の周波数信号ｆ２を用い、高速回転時には、周波数発電部からの第１の周波数信号ｆ１に基づきｒｅａｄｙ信号を出力する構成にした方が良い。
【００３５】
また、ブラシレスモータにおける駆動巻線を切り換え通電する切換素子はホール素子に限定されず、任意である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の動作状態判別回路は、ブラシレスモータに設けた周波数発電部からの第１の周波数信号と、所定の第１の基準信号とを第１の判別回路で比較し、その第１の周波数信号の周波数が第１の基準信号の周波数に対して所定の許容範囲内にあるとき第１の判別信号を出力させ、そのブラシレスモータにおけるステータ側の駆動巻線を切り換え通電する切換素子からの第２の周波数信号と所定の第２の基準信号とを第２の判別回路で比較し、その第２の周波数信号の周波数がその第２の基準信号の周波数に対して低いときその第２の判別信号を出力させ、その第２の判別信号が出力されたとき、禁止回路にてその第１の判別信号の出力を禁止する構成とした。
【００３７】
そのため、ブラシレスモータの起動直後など、モータの回転数が低くて周波数信号レベルが小さな領域で、ノイズなどに起因して発生するｒｅａｄｙ信号の誤発生を抑え、安定した回転状態の正確な検出出力が可能となり、信頼性が向上する。
【００３８】
また、ノイズの発生原因である巻線電流値を制限する必要がないため、駆動トルクを確保し易く、起動時間も短くできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動作状態判別回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の動作状態判別回路の動作を説明する図である。
【図３】図１の動作状態判別回路の動作を説明するタイミング波形図である。
【図４】ブラシレスモータの動作状態信号を示す波形図である。
【図５】従来の動作状態判別回路を示すブロック図である。
【図６】従来の動作状態判別回路の動作を説明する波形図である。
【図７】従来の動作状態判別回路の動作を説明する波形図である。
【図８】従来の動作状態判別回路の動作を説明する波形図である。
【符号の説明】
１  判別回路
３  第１の判別回路
５  禁止回路
７  第２の判別回路
９  インバータ
１１  ＮＡＮＤ回路
【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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