JPH04322122A - 電動機の制御装置あるいは事務機器 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の制御装置ある
いは、この制御装置を具備する事務機器に関し、特に、
過電流および過負荷などによる異常状態においても駆動
手段の破壊を防止し、火災が発生せず、信頼性の高い電
動機の制御装置あるいはこれを使用した事務機器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動機の制御装置において、大電
流によるモータやパワートランジスタ等のスイッチング
素子の焼損防止を図ることが一般に行われている。

【０００３】特開昭６２−２８１７１７号公報記載の保
護装置もこの技術に関するものである。

【０００４】この公報には、負荷に流れる電流を検出す
る手段とコンパレータを有し、特に、間歇的な過電流状
態が継続した場合でも負荷が加熱状態になるのを防止で
きる電子式電流保護装置に関して記載してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、直流電動機の回転子の拘束もしくはそれに近
い過負荷状態におけるスイッチング素子の保護について
は配慮されていない。又、回転子の拘束等の過負荷状態
においてスイッチング素子の破壊防止のためには、拘束
時に印加される電圧および電流に対して、スイッチング
素子の電圧定格および電流定格を相当に大きく設定する
ことが必要であり、制御装置の小型化に支障を来してい
る。

【０００６】本発明の目的は、回転子の拘束もしくはそ
れに近い過負荷状態においても、前記のような不都合を
回避して、駆動装置が破壊せず、信頼性の高い電動機の
制御装置あるいはこれを使用した事務機器等を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、電源に接続
され、電動機に駆動電流を付与する駆動装置と、この駆
動装置に流れる電流を検出する電流検出装置と、この電
流検出装置の検出値と予め設定された電流検出レベルと
比較して駆動装置に流れる電流値を制限する電流制限装
置と、前記電流検出装置により前記駆動装置に流れる電
流の大きさを検出し、この検出値と予め設定された過電
流検出レベルとを比較して検出信号を発生する過電流検
出装置と、この過電流検出装置から出力される検出信号
によって前記電流制限装置の電流検出レベルを切換える
電流検出レベル設定装置と、前記過電流検出装置の検出
信号によって、過電流検出装置の過電流検出レベルを低
い値に切換え設定する過電流検出レベル設定装置を具備
すること、及びこれと同様にして電動機の過トルクを検
出するようにして達成することができる。

【０００８】

【作用】一定レベル以上の過電流が例えば直流電動機あ
るいは駆動装置に流れると、電流検出装置の出力を受け
た過電流検出装置が過電流検出信号を出力し、過電流検
出信号を受けた電流検出レベル設定装置が電流制限装置
に与える電流検出レベルを引下げることにより、直流電
動機および駆動装置に流れる電流の値を引下げる。これ
により、駆動装置の破壊は防止される。また過電流検出
信号を受けた過電流検出レベル設定装置が過電流検出装
置に与える過電流検出レベルを引下げる。これにより、
電流値が下がっても過電流検出信号は継続して出力され
るため、電流検出レベルと過電流検出レベルは引下げら
れたレベルのまま継続し、過負荷状態が解除されるまで
直流電動機および駆動装置に流れる電流の引下げ状態は
継続される。

【０００９】

【実施例】図１は本発明構成の一実施例を示すものでブ
ラシレス電動機の制御ブロック図である。図１において
、１は直流電源、２はパワートランジスタ等のスイッチ
ング素子を含む駆動装置で、この駆動装置２は直流電源
１から加えられる直流電圧を交流電圧に変換して電動機
のコイル３に付与する。電動機は、三相のコイル３と、
コイル３が発生する磁界に応じて回転する回転子４とか
ら構成される。電流検出装置５は、電動機のコイル３か
ら駆動装置を経由して直流電源１に戻る電流を検出して
、電流の大きさを電圧値に置き換えて、電流制限装置６
と過電流検出装置８とに出力する。電流制限装置６は、
電流検出装置５の出力が電流検出レベル設定装置７の出
力レベルに達すると、駆動電流を遮断する指令信号を駆
動装置２に出力する。過電流検出装置８は、電流検出装
置５の出力レベルが過電流検出レベル設定装置９の設定
レベルに達すると、過電流検出信号を、電流検出レベル
設定装置７と過電流検出レベル設定装置９とに出力する
。電流検出レベル設定装置７は、過電流検出装置８の出
力信号を受けて、それに応じた電流検出レベルを電流制
限装置６に出力する。過電流検出レベル設定装置９は、
過電流検出装置８の出力信号を受けて、それに応じた過
電流検出レベルを過電流検出装置８に出力する。

【００１０】次に、前記制御ブロック図における電流制
限装置６の具体的構成を図２に基づいて説明する。。図
２において、１０は積分器で、この積分器１０は電流検
出装置５の出力を受けて、比較器１１に出力する。比較
器１１は、積分器１０の出力と基準電圧１３とを比較し
て、その結果をワンショット回路１２に出力する。ワン
ショット回路１２は、比較器１１の出力と基準電圧１４
とから、駆動電流を遮断する指令信号を駆動装置に出力
する。

【００１１】図３に電流制限装置６の具体的な回路図を
示す。さらに図４に図３の電流制限装置６の各構成要素
に対応するＶ１ないしＶ７の波形図を示す。駆動電流は
抵抗Ｒ１により電圧Ｖ１に変換され、さらに抵抗Ｒ２と
キャパシタＣ１とで構成される積分器に加えられ、その
出力Ｖ２は、図４のＶ２に示すように平滑された波形と
なる。電圧Ｖ２が、制御用電源電圧ＶＣＣと抵抗Ｒ３，
Ｒ４で設定される電圧Ｖ３に達すると、コンパレータ１
５の出力Ｖ４は反転し、その結果、抵抗Ｒ５，Ｒ６，キ
ャパシタＣ２で構成された積分器を通した後の電圧Ｖ５
は図４の波形Ｖ５のようになる。この電圧Ｖ５は更にコ
ンパレータ１６に加えられる。コンパレータ１６は、電
圧Ｖ５と、制御電源電圧ＶＣＣと抵抗Ｒ７，Ｒ８とで設
定される電圧Ｖ６とを比較し、出力は図４の波形Ｖ７よ
うな波形となる。図４の場合、Ｖ７のハイレベルが駆動
電流の遮断指令である。

【００１２】図５に、過電流検出装置８のブロック図を
示す。図５において、１７は積分器で、この積分器１７
は電流検出装置５の出力を受けて、比較器１８に出力す
る。比較器１８は、積分器１７の出力と基準電圧２１と
を比較して、その結果を積分器１９に出力する。比較器
２０は、積分器１９の出力と基準電圧２２を受けて、積
分器１９の出力が基準電圧２２に達すると、過電流検出
信号を出力する。

【００１３】図６に過電流検出装置８の具体的な回路図
を示す。図７に図８の過電流検出装置の各構成要素に対
応するＶ８ないしＶ１３の波形図を示す。駆動電流は、
抵抗Ｒ１により電圧Ｖ８に変換されて、抵抗Ｒ９とキャ
パシタＣ３とで構成される積分器に加えられ、その出力
Ｖ９は、図７に示すように平滑された波形となる。電圧
Ｖ８が過負荷等によって上昇すると、それに応じて平滑
された電圧Ｖ９もまた上昇し、電圧Ｖ９が、制御用電源
電圧ＶＣＣと抵抗Ｒ１０、Ｒ１１で設定される電圧Ｖ１
０に達するか又は超えると、コンパレータ２３の出力Ｖ
１１は、図７に示すように上昇を開始する。この電圧Ｖ
１１は、制御電源電圧ＶＣＣと抵抗Ｒ７，Ｒ８とで設定
される電圧Ｖ１２と共にコンパレータ２４に加わり、コ
ンパレータ２４は、電圧Ｖ１１が電圧Ｖ１２の値に達す
ると図７のように出力が反転する。図７の場合、Ｖ１３
のハイレベルが過電流検出信号である。

【００１４】図８は前記電流制限装置６や過電流検出装
置８等を含む本発明の全体的な一実施例を示す回路図で
ある。過電流検出装置８の出力となるコンパレータ２４
の出力端子は、抵抗Ｒ２０を介して制御電源ＶＣＣに接
続され、また、コンパレータ２４の出力端子は、抵抗Ｒ
１６を介して、エミッタ端子を接地したトランジスタ４
５のベース端子に接続し、トランジスタ４５のコレクタ
端子は、Ｒ１７を介して抵抗Ｒ４に接続される。また、
抵抗Ｒ４には、並列にキャパシタＣ５が接続される。同
様の構成で、コンパレータ２４の出力端子は、抵抗Ｒ１
８を介して、エミッタ端子を接地したトランジスタ４６
のベース端子に接続し、トランジスタ４５のコレクタ端
子は、Ｒ１９を介して抵抗Ｒ１１に接続される。また、
抵抗Ｒ１１には並列にキャパシタＣ６が接続される。

【００１５】図９には前記図８の構成を参照した本発明
の動作例を示している。電動機４に、時刻Ｔ１から過負
荷が加わると、駆動電流が増大し、電流検出装置５の抵
抗Ｒ１の出力である電圧Ｖ１４も図９に示すように増大
する。また、電圧Ｖ１４を、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ１
とで構成した積分器に加えて出力される平滑された電圧
Ｖ１５も増大する。この時、電圧Ｖ１５は、制御用電源
電圧ＶＣＣと抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１とで分圧設定され
ている電圧Ｖ１９よりも高いため、コンパレータ２３の
出力電圧Ｖ１６は、図９のように上昇する。電圧Ｖ１６
が制御電源電圧ＶＣＣと抵抗Ｒ１４，Ｒ１５とで分圧設
定される電圧Ｖ１２に時刻Ｔ２で達すると、コンパレー
タ２４の出力電圧Ｖ１７は図９のようにハイレベルとロ
ーレベルとを交互に繰返す断続状態となる。その結果、
トランジスタ４５のコレクタとエミッタ間も断続状態と
なり、電圧Ｖ１８のレベルは、図９のように引下げられ
る。この時、キャパシタＣ５があるため電圧Ｖ１８は、
リプルをもつものの、断続はしない。この電流検出レベ
ルであるＶ１８が引下げられることにより、駆動電流は
、時刻Ｔ２以前と比較して低いレベルに制限される。 同様に、トランジスタ４６のコレクタとエミッタ間も断
続状態となり、電圧Ｖ１９のレベルは、図９のように引
下げられる。この時、キャパシタＣ６があるため電圧Ｖ
１９は、リプルをもつものの、断続はしない。この過電
流検出レベルである電圧Ｖ１９が引下げられることによ
り、駆動電流が小さく制限されても、過電流検出信号は
出力し続けるため、この駆動電流を小さく制限する状態
は、継続する。

【００１６】図１０に直流ブラシ付き電動機に適用した
場合の一実施例を示す。図において、直流ブラシ付き電
動機２５は、直流電源１と駆動装置２７とに接続され、
また駆動装置２７は、電流検出装置５に接続される。ま
た、ダイオード２６が直流ブラシ付き電動機２５に並列
に接続される。その他の構成は、図１と同じである。ま
た、装置全体の動作も図１と同じである。

【００１７】図１１に直流ブラシ付き電動機に適用した
場合の他の実施例を示す。図１１において、駆動装置２
９は直流電源１と直流ブラシ付き電動機２５とに接続さ
れ、また直流ブラシ付き電動機２９は、電流検出装置５
に接続される。また、ダイオード２８のカソードが直流
ブラシ付き電動機２９に接続され、ダイオード２８のア
ノードが接地される。その他の構成は図１と同じである
。また、装置全体の動作も図１と同様である。

【００１８】図１２に過負荷を検出するためのものとし
て負荷トルク検出装置を使用した場合の一実施例を示す
。負荷トルク検出装置３０の出力はトルク制限装置３１
に接続され、トルク制限装置３１は、設定されたトルク
検出レベルと前記負荷トルク検出装置３０の出力とを比
較し、その結果に応じた指令信号を駆動装置２に出力す
る。また、過電流検出装置８の出力は、トルク検出レベ
ル設定装置３２に接続され、トルク検出レベル設定装置
３２の出力は、トルク制限装置３１に接続される。その
他の構成は図１と同様である。また、装置全体の動作も
図１と同様である。

【００１９】図１３に前記発明を適用した電動機をプリ
ンタ，ファクシミリもしくは複写機等事務機器の給紙用
電動機に適用した構成図を示す。システムコントローラ
３３は、レーザ発光源３４を制御し、レーザ発光源３４
は、レーザ光を多角形ミラー３５に照射して感光体ドラ
ム４１を感光させる。感光体ドラム４１にレーザ光によ
ってイメージされた印刷パターンは転写ドラム４２に転
写され、現像剤３６が付着する。トレイ３８上の紙３７
は、給紙用電動機３９による動力で、事務機器の複写あ
るいは印字部に送られる。送られた前記の紙３７は、転
写ドラム４２に付着した現像剤３６を付着後、送紙ベル
ト４３により送られて、定着機４４により現像剤３６を
定着した後、プリンタもしくはファクシミリもしくは複
写機の外部に送り出される。

【００２０】プリンタ，ファクシミリもしくは複写機等
の事務機器においては、使用中、よく紙詰まり現象を経
験するものである。紙詰まり状態で長時間運転すると、
紙送りローラと紙の摩擦や、モータがロック状態となっ
て火災を発生したり、又、多くの用紙を破損してしまう
という問題点を持っている。従って、紙詰まりが発生し
たら直ちに運転を停止することが望まれる。

【００２１】紙詰まりが発生すると、紙送りローラの負
荷が大幅に増すか、あるいはロック状態に陥る。紙送り
ローラがロックするとこのローラを駆動するモータもロ
ック状態になり、電流が増大する。この件に関してみれ
ば、前記本発明は過電流が所定時間継続すると通電を遮
断するので安全であり、火災の恐れを有しない。特に本
発明は過電流検出のための基準電圧を低くするようにし
たので安全性が更に向上する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電動機の制御装置を、電源に接続され、電動機に駆動電
流を付与する駆動装置と、この駆動装置に流れる電流を
検出する電流検出装置と、この電流検出装置の検出値と
予め設定された電流検出レベルと比較して駆動装置に流
れる電流値を制限する電流制限装置と、前記電流検出装
置により前記駆動装置に流れる電流の大きさを検出し、
この検出値と予め設定された過電流検出レベルとを比較
して検出信号を発生する過電流検出装置と、この過電流
検出装置から出力される検出信号によって前記電流制限
装置の電流検出レベルを切換える電流検出レベル設定装
置と、前記過電流検出装置の検出信号によって、過電流
検出装置の過電流検出レベルを低い値に切換え設定する
過電流検出レベル設定装置を具備させるように構成した
ので、電動機の回転子の拘束等の過負荷状態においても
、駆動装置の破壊のない、信頼性の高い制御装置を提供
することが可能になる。また、小形で安価な駆動素子を
適用することが可能になり、これを複写あるいは印字装
置を有する事務機器の送紙電動機の制御装置に使用すれ
ば紙づまりによって発生する火災の発生を未然に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明構成の一実施例を示すブロック図。

【図２】電流制限装置の機能ブロック図。

【図３】電流制限装置の一実施例回路図。

【図４】電流制限装置の動作を示すタイムチャート。

【図５】過電流検出装置の機能ブロック図。

【図６】過電流検出装置の一実施例回路図。

【図７】過電流検出装置の動作を示すタイムチャート。

【図８】本発明の一実施例を示す回路図。

【図９】本発明の動作を示すタイムチャート。

【図１０】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図１１】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図１２】同じく本発明の他の実施例を示すブロック図
。

【図１３】本発明電動機を具備するプリンタもしくはフ
ァクシミリもしくは複写機等の構成図。

【符号の説明】

１…直流電源、２…駆動装置、３…電動機のコイル、４
…電動機の回転子、５…電流検出装置、６…電流制限装
置、７…電流検出レベル設定装置、８…過電流検出装置
、９…過電流検出レベル設定装置、１０…積分器、１１
…比較器、１２…ワンショット回路、１３…基準電圧、
１４…基準電圧、１５…コンパレータ、１６…コンパレ
ータ、１７…積分器、１８…比較器、１９…積分器、２
０…比較器、２１…基準電圧、２２…基準電圧、２３…
コンパレータ、２４…コンパレータ、２５…直流ブラシ
付き電動機、２６…ダイオード、２７…駆動装置、２８
…ダイオード、２９…ダイオード、３０…負荷トルク検
出装置、３１…トルク制限装置、３２…トルク検出レベ
ル設定装置、３３…システムコントローラ、３４…レー
ザ発光源、３５…多角形ミラー、３６…現像剤、３７…
紙、３８…トレイ、３９…給紙用電動機、４０…現像用
電動機、４１…感光体ドラム、４２…転写ドラム、４３
…送紙ベルト、４４…定着機、４５…トランジスタ、４
６…トランジスタ、Ｒ１…抵抗、Ｒ２…抵抗、Ｒ３…抵
抗、Ｒ４…抵抗、Ｒ５…抵抗、Ｒ６…抵抗、Ｒ７…抵抗
、Ｒ８…抵抗、Ｒ９…抵抗、Ｒ１０…抵抗、Ｒ１１…抵
抗、Ｒ１２…抵抗、Ｒ１３…抵抗、Ｒ１４…抵抗、Ｒ１
５…抵抗、Ｒ１６…抵抗、Ｒ１７…抵抗、Ｒ１８…抵抗
、Ｒ１９…抵抗、Ｃ１…キャパシタ、Ｃ２…キャパシタ
、Ｃ３…キャパシタ、Ｃ４…キャパシタ、Ｃ５…キャパ
シタ、Ｃ６…キャパシタ、ＶＣＣ…制御用電源、Ｖ１…
電圧波形、Ｖ２…電圧波形、Ｖ３…電圧波形、Ｖ４…電
圧波形、Ｖ５…電圧波形、Ｖ６…電圧波形、Ｖ７…電圧
波形、Ｖ８…電圧波形、Ｖ９…電圧波形、Ｖ１０…電圧
波形、Ｖ１１…電圧波形、Ｖ１２…電圧波形、Ｖ１３…
電圧波形、Ｖ１４…電圧波形、Ｖ１５…電圧波形、Ｖ１
６…電圧波形、Ｖ１７…電圧波形、Ｖ１８…電圧波形、
Ｖ１９…電圧波形、Ｔ１…時刻、Ｔ２…時刻。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源に接続され、電動機に駆動電流を付与
   する駆動装置と、この駆動装置に流れる電流を検出する
   電流検出装置と、この電流検出装置の検出値と予め設定
   された電流検出レベルと比較して駆動装置に流れる電流
   値を制限する電流制限装置と、前記電流検出装置により
   前記駆動装置に流れる電流の大きさを検出し、この検出
   値と予め設定された過電流検出レベルとを比較して検出
   信号を発生する過電流検出装置と、この過電流検出装置
   から出力される検出信号によって前記電流制限装置の電
   流検出レベルを切換える電流検出レベル設定装置と、前
   記過電流検出装置の検出信号によって、過電流検出装置
   の過電流検出レベルを低い値に切換え設定する過電流検
   出レベル設定装置を具備することを特徴とする電動機の
   制御装置。
2. 【請求項２】電源に接続され、電動機に駆動電流を付与
   する駆動装置と、この電動機トルクを検出するトルク検
   出装置と、このトルク検出装置の検出値と予め設定され
   たトルク検出レベルと比較して駆動装置に流れるトルク
   を制限するトルク制限装置と、前記トルク検出装置によ
   り前記電動機が発生するトルクの大きさを検出し、この
   検出値と予め設定された過トルク検出レベルとを比較し
   て検出信号を発生する過トルク検出装置と、この過トル
   ク検出装置から出力される検出信号によって前記トルク
   制限装置のトルク検出レベルを切換えるトルク検出レベ
   ル設定装置と、前記過トルク検出装置の検出信号によっ
   て、過トルク検出装置の過トルク検出レベルを低い値に
   切換え設定する過トルク検出レベル設定装置を具備する
   ことを特徴とする電動機の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、電流制限装置あるいは
   過電流検出装置のいずれか一方あるいは両者に積分器を
   設けた電動機の制御装置。
4. 【請求項４】複写あるいは印字部と、この複写あるいは
   印字部に用紙送りローラを駆動する送紙用電動機とを有
   する事務機器において、前記電動機は、電源に接続され
   た駆動装置に接続され、この電動機の制御装置は駆動装
   置に流れる電流を検出する電流検出装置と、この電流検
   出装置の検出値と予め設定された電流検出レベルと比較
   して駆動装置に流れる電流値を制限する電流制限装置と
   、前記電流検出装置により前記駆動装置に流れる電流の
   大きさを検出し、この検出値と予め設定された過電流検
   出レベルとを比較して検出信号を発生する過電流検出装
   置と、この過電流検出装置から出力される検出信号によ
   って前記電流制限装置の電流検出レベルを切換える電流
   検出レベル設定装置と、前記過電流検出装置の検出信号
   によって、過電流検出装置の過電流検出レベルを低い値
   に切換え設定する過電流検出レベル設定装置を具備して
   いることを特徴とする事務機器。
5. 【請求項５】複写あるいは印字部と、この複写あるいは
   印字部に用紙送りローラを駆動する送紙用電動機とを有
   する事務機器において、前記電動機は、電源に接続され
   た駆動装置に接続され、この電動機の制御装置は電動機
   のトルクを検出するトルク検出装置と、このトルク検出
   装置の検出値と予め設定されたトルク検出レベルと比較
   して駆動装置に流れるトルクを制限するトルク制限装置
   と、前記トルク検出装置により前記電動機が発生するト
   ルクの大きさを検出し、この検出値と予め設定された過
   トルク検出レベルとを比較して検出信号を発生する過ト
   ルク検出装置と、この過トルク検出装置から出力される
   検出信号によって前記トルク制限装置のトルク検出レベ
   ルを切換えるトルク検出レベル設定装置と、前記過トル
   ク検出装置の検出信号によって、過トルク検出装置の過
   トルク検出レベルを低い値に切換え設定する過トルク検
   出レベル設定装置を具備することを特徴とする事務機器
   。