JPH0471382A - Ｄｃモータ制御回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＤＣモータの制御回路に関し、特に、複写機の
給紙制御に用いられるモータの一定速度制御に関するも
のである。

（発明の背景） 複写機やレーザービームプリンタ等において、光学系を
駆動するモータはＰＬＬ回路等を用いて高精度に制御さ
れているのが普通であるが、給紙を制御するモータにつ
いては、負帰還回路によるモータの一定速度制御は行わ
れていない。給紙制御にはそれほどの精度が要求されず
、モータ駆動のタイミングさえ正確ならば、所望の精度
を保障できるからである。

（発明が解決しようとする課題） 給紙カセットが装置の側面にセットされるタイプの複写
機では、給紙パスが短く、給紙制御の精度はそれほど問
題とならない。

しかし、近年、普及しつつある小型かつ低コストのフロ
ントローディングタイプ（転写紙を装置の下部にセット
シ、転写の際に感光体の位置する上部に給送するタイプ
）の複写機では、給紙パスが長く、それゆえに、給紙精
度が問題となってくる。例えば、負荷である転写紙の種
類や状態によって給紙モータの回転が変化したりすると
、給紙中にその誤差が拡大され、ともすると、装置の許
容範囲外となってジャムの誤検知等の誤動作が発生する
ことになる。

したがって、このような場合は、給紙モータにも一定速
度制御が必要となる。しかし、システムを複雑化するこ
とは許されず、要求精度もそれほど高くないため、簡易
かつ確実なモータ制御方式を採用することが必要となる
。従来、このような検討はなされておらず、適切なモー
タ制御方式がなかった。

本発明はこのような検討結果に基づいてなされたもので
あり、モータの簡易かつ確実な一定速度制御が可能な新
規なモータ制御回路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） 本発明は、ＤＣモータに流れる電流を電圧に変換する電
流／電圧変換手段と、該電流／電圧変換手段から発生す
る電圧を増幅して前記ＤＣモータに供給する電圧増幅回
路とを有し、該電圧増幅回路の増幅率は所定の値となっ
ており、かつ、この所定の値は、ＤＣモータに供給する
ＤＣ電圧と起動電流との比となっていることを特徴とす
る。

（作用） 本発明前に本願発明者によって検討された、モータの簡
易制御方式について第３図および第４図を用いて説明す
る。

第３図はＤＣモータの負荷（トルク）Ｔを横軸に、回転
数ＮおよびＤＣモータに流れる電流Ｉを縦軸にとって、
その関係を示した図である。

測定電圧（ＤＣモータに供給する電圧）を２４Ｖとした
場合のＴ−■特性は直線αで表され、このような特性を
有するＤＣモータの一定速度制御を行うための条件につ
いて検討する。

本来、このＤＣモータは、無負荷状態では回転数３６０
Ｏｒｐｍであり、負荷Ｔが重くなるにしたがって回転数
は低下し、９６０　　（ｇ−Ｃｍ）のときに回転数は零
となる（”ｒ−Ｎ特性β）。負荷Ｔが増加しても回転数
が所定範囲で一定となる特性（太線で示される特性δ）
をつくりだすことを考える。

説明の便宜上、以下、負荷がＡ点からＢ点まで変化した
場合に回転数Ｎを一定に保つ場合につき考案する。

この場合、Ａ点より、負荷（駆動電流Ｉ）の増大にとも
なって、供給電圧を増加させればよい。

Ａ点はモータに１６Ｖ印加時のＴ−Ｎ特性γ上の点であ
り、Ｂ点はモータに２４Ｖ印加時のＴ−Ｎ特性β上の点
である。負荷ＴがＡからＢまて変化するとき、負荷の増
加にともなって、駆動電流Ｉはイからアまて変化する。

この時、電流の増加に比例して電圧を増加させれば、適
性なゲインてδのようなフラットな特性を得ることがで
きる。このゲインは、（Ｖ、−Ｖ、）：（Ｉアーエイ）
で決まる。これは、つまり（供給電圧）：（起動電流）
ということであり、モータの特性カーブからすぐに計算
可能な値である。

このように、測定（供給）電圧を変化させた場合の、各
供給電圧と起動電流（起動時点の電流）の比は、各供給
電圧において一定となる。すなわち、一定速度制御をす
る場合には、供給電圧と駆動電流の関係は、 ２４Ｖ÷１．２　Ａ＝２０　（定数）・・・・・・・・
・・・・（１）を満足する（無負荷回転数は電圧に比例
するものとする）。

よって、負荷の変化を電流に置き換え、供給電圧で負荷
増分のトルクを補償するためには、（電流値）×（定数
）＝（モータ印加電圧）とすればよい。

以上の検討結果に基づいて、第４図のようなモデル回路
を考え、ＤＣモータ１の一定速度制御を行う場合の必要
ゲインならびに定数を求める。

供給（印加）電圧ＶＭは、 Ｖ、−に＠ＲΦＩＭ＋バイアスーＲφＩＭ−（Ｋ−１，
）Ｒ・■８＋バイアス となり、（Ｋ−１）Ｒ＝２０　（定数）となる。バイア
スは設定回転数を決定する項で無負荷状態てモータにか
かる電圧を測定することにより回転数を知ることができ
る。設定回転数Ｎは、 Ｎ−３ｆ１００ｘ　（バイアス／２４）ｒｐｍとなる。

以上の方式は、負荷のＡ点からＢ点までの一定速度制御
に限定されるものではなく、回路のパラメータを適切に
設定すれば、第３図の太線のように無負荷のとき（負荷
−０）からＢ点までの一定速度制御を行うことも可能で
ある。但し、実際のモータ制御では、Ａ点からＢ点まで
の一定速度制御が達成されれば、十分実用に耐えるもの
と考えられる。

本発明はこのような検討に基づき、モータに流れる電流
を検出することにより、モータにかかる電圧をアナログ
的に変化させ、概略一定速度制御を達成するものである
。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。

本実施例は、ＤＣモータ１と直列に、エミッタフォロワ
ＮＰＮ　トランジスタＱ１と、電流／電圧変換抵抗Ｒ１
と、スイッチング制御用のパワーＭＯＳトランジスタＱ
２を接続しである。パワーＭＯＳトランジスタＱ２のゲ
ートには抵抗Ｒ２を介して制御信号Ｃ０ＮＴが供給され
る。

また、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，容量Ｃ］を有する反転ア
ンプ２が抵抗Ｒ１とＤＣモータ１の接続点に接続され、
この反転アンプ２の出力電圧はさらに、抵抗Ｒ６，Ｒ７
，Ｒ８を具備する反転アンプ３で反転され、エミッタフ
ォロワＮＰＮ　トランジスタＱ１のベースに供給される
ようになっている。また、ＤＣモータ１に並列に保護用
のダイオードＤ１が接続されている。なお、抵抗ＲＩＯ
，Ｒ１１、、Ｒ１２は反転アンプ３の非反転端子のバイ
アス電圧設定用である。

電流／電圧変換抵抗Ｒ１の抵抗値は１０Ωであり、電流
ＩＡに対してＩＯＶの電圧を発生ずるため、ゲイン゛’
１０”であり、反転アンプ２のゲインは２”であるため
、全体の増幅率は“２０°′　（定数）となっている。

このような駆動電流に比例した電圧がＤＣモータ１に帰
還される構成とすることにより、前述の検討より、所定
の負荷範囲において一定速度制御が可能である。

第２図は他の実施例の構成を示す回路図である。

本実施例では、ＤＣモータ１を、電源とエミッタフォロ
ワＰＮＰ　）ランジスタＱ３のエミッタとの間に接続し
、反転アンプ４の出力電圧をエミッタフォロワＰＮＰ　
）ランジスタＱ３のベースに供給するようになっている
。動作は前掲の実施例と同様であり、抵抗Ｒ］４でＤＣ
モータ１に流れる電流を電圧に変換し、反転アンプ４で
反転増幅し、トランジスタＱ３のベースに供給する。Ｄ
Ｃモータ１に流れる電流が増大すると、電源とトランジ
スタＱ３のエミッタとの間の電位差が拡大し、モータの
供給電圧が増大し、比例関係が維持されるようになって
いる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、モータに流れる電流を電
圧に変換し、この電圧を増幅し、電流と電圧の比例関係
を維持しつつ帰還し、モータにかかる電圧をアナログ的
に変化させることにより、以下の効果が得られる。

（１）簡易構成の回路により、所望精度内の一定速度制
御が達成できる。

（２）実際の装置への適用が容易であり、装置も何ら複
雑化しない。

（３）これらにより、例えば、小型かつ安価なフロント
ローディングタイプの複写機の信頼性を向」−できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路図、第２図
は本発明の他の実施例の構成を示す回路図、 第３図は本発明前に本願発明者によってなされた検討内
容を説明するためのＤＣモータの特性図、第４図は第３
図の検討結果に基づいて制御条件を求める際のモデル回
路を示す回路図である。 １・・・ＤＣモータ ２、、　３．４・・・反転アンプ Ｑ１・・・エミッタフォロワＮ　Ｐ　Ｎ　ｌ−ランジス
タＱ２・・・制御用パワーＭＯ５）ランジスタＱ３・・
・エミッタフォロワＰＮＰ　トランジスタＲ１，Ｒ１，
４・・・電流／電圧変換用抵抗ＯＮＴ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＤＣモータ（１）に流れる電流を電圧に変換する電流／
   電圧変換手段（Ｒ１）と、 該電流／電圧変換手段（Ｒ１）から発生する電圧を増幅
   して前記ＤＣモータ（１）に供給する電圧増幅回路（２
   、３）とを有し、 該電圧増幅回路（２、３）の増幅率は所定の値となって
   おり、かつ、この所定の値は、ＤＣモータに供給するＤ
   Ｃ電圧と起動電流との比となっていることを特徴とする
   ＤＣモータ制御回路。