JPH0555799U - 回転機の駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転機の速度制御をＣＷ方向からＣＣＷ方向
まで連続に変化させるドライブ方式として回転機の回転
精度を向上させる。 【構成】 定電流ドライブ回路１８を有する回転機の駆
動回路において、回転機１７の回転数を制御するための
制御信号Ｖｃを、回転機１７の回転方向を判別する方向
判別回路２と制御信号Ｖｃを反転する反転回路３と第１
のアナログスイッチ４の入力部４ａにそれぞれ入力し、
方向判別回路２の出力Ｑ１を第１のアナログスイッチ４
のＯＮ／ＯＦＦ制御端子４ｂに、方向判別回路２の出力
Ｑ２を第２のアナログスイッチ５のＯＮ／ＯＦＦ制御端
子５ｂにそれぞれ接続し、反転信号Ｖｃ２を第２のアナ
ログスイッチ５の入力部５ａに入力し、第１のアナログ
スイッチ４の出力部４ｃと第２のアナログスイッチ５の
出力部５ｃを接続して得る制御信号Ｖｃ３をアンプ１４
に入力し、更に方向判別回路２の出力Ｑ２をコントロー
ル回路１３に接続して構成される双方向トルク発生機構
２３を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＯＡ機器等に用いられる回転機の制御回路に関するものである。さら に詳説すれば、携帯型画像入力装置等に用いられるポリゴンレーザスキャナモー タの制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来図３に示すように、回転機１７に配設したホール素子６，７，８からの位 置信号９，１０，１１で回転機１７のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに通電する タイミングを決めるロジック回路１２と、回転機１７の回転方向を決めるコント ロール回路１３と、ＰＷＭ回路３６の出力とコントロール回路１３の出力３７， ３８，３９のＡＮＤをとる２入力ＡＮＤゲート２４，２５，２６と、回転機１７ のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに２入力ＡＮＤゲート２４，２５，２６の出力 ４３，４４，４５とコントロール回路１３の出力４０，４１，４２に応じた電流 を供給するために、２入力ＡＮＤゲート２４，２５，２６の出力４３，４４，４ ５をそれぞれトランジスタ２７，２８，２９のベースに入力し、コントロール回 路１３の出力４０，４１，４２をそれぞれトランジスタ３０，３１，３２のベー スに入力し、トランジスタ２７，２８，２９のコレクタは電源３３に、エミッタ はそれぞれトランジスタ３０，３１，３２のコレクタ及び回転機１７のコイル１ ９ａ，１９ｂ，１９ｃに接続し、トランジスタ３０，３１，３２のエミッタをグ ランド３４に接続して構成される定電圧ドライブ回路３５に、回転機１７の回転 数を制御するための制御信号Ｖｃを、制御信号Ｖｃの正負を判別する正負判別回 路２と制御信号Ｖｃを反転する反転回路３と第１のアナログスイッチ４の入力部 ４ａにそれぞれ入力し、正負判別回路２の出力Ｑ１を第１のアナログスイッチ４ のＯＮ／ＯＦＦ制御端子４ｂに、正負判別回路２の出力Ｑ２を第２のアナログス イッチ５のＯＮ／ＯＦＦ制御端子５ｂにそれぞれ接続し、反転信号Ｖｃ２を第２ のアナログスイッチ５の入力部５ａに入力し、第１のアナログスイッチ４の出力 部４ｃと第２のアナログスイッチ５の出力部５ｃを接続して得る制御信号Ｖｃ３ をＰＷＭ回路３６に入力し、更に正負判別回路２の出力Ｑ２をコントロール回路 １３に接続して構成される双方向トルク発生機構２３を設けていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の構成では、図４に示すように回転機１７の回転数を制御するための 制御信号Ｖｃが図４ａのように変化したとき、例えばＯＶより大きいか小さいか で正負判別回路２を働かせたとき、図４ｂ，ｃのようにそれぞれＱ１，Ｑ２が発 生する。アナログスイッチはＨレベルの時にＯＮするものとする。従ってＰＷＭ 回路への入力信号、つまり制御信号Ｖｃ３はＱ１がＨレベルの時、制御信号Ｖｃ そのものとなり、Ｑ２がＨレベルの時は制御信号Ｖｃが反転回路３によって反転 された信号となる。一方、ロジック回路１２の出力はホール素子からの位置信号 により図５ａ，ｂのように動作する。図５ａはＱ２がＬレベルのときのものであ り、図５ｂはＨレベルのときのものである。このようにＱ２により回転機１７の 回転方向を制御しながらＰＷＭ回路３６への入力信号、つまり制御信号Ｖｃ３が 図４ｄのように変化し、図４ｅのようなＰＷＭ出力を得ることにより、定電圧双 方向駆動を行っていた。 図６は定電圧駆動を行った場合の回転機のブロック線図で、Ｌはコイルインダ クタンス，Ｒはコイル抵抗，Ｊはイナーシャ，Ｄは粘性制動係数，Ｋｔはトルク 定数，ＫＥは逆起電圧定数，Ｖｉは回転機の回転数を制御する制御電圧を示し、 図７は定電圧駆動の動作図を示す。 一般に定電圧駆動で回転機を駆動する場合、定電流駆動に比べ回転機の逆起電 圧の影響を大きく受ける。図７にて詳説すると、今制御電圧がＶｉで回転機に電 流Ｉが流れ、回転機が一定回転で回っているものとする。そこに回転機の回転方 向に対して加速の角加速度外乱を与えると、見かけ上回転機の回転数が上がり、 回転数を一定に保とうとして制御電圧Ｖｉが矢印Ｐ方向に向かい、＋方向の電流 Ｉが減少し、回転機を減速しようとする。そして制御電圧Ｖｉと逆起電圧ＫＥが 等しくなると電流が０になるが、制御電圧Ｖｉが逆起電圧ＫＥよりも小さくなり 、−方向の電流Ｉを要求すると逆起電圧ＫＥの影響を受け電流を流すことが出来 ないため、双方向駆動がスムーズに行われず、回転精度を悪化させていた。さら にポリゴンレーザスキャナモータに一般的に用いられているＰＬＬ制御の場合に は、回転機の回転方向に入る角加速度外乱に対してＰＬＬ制御の同期が外れやす いという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題を解決するためになされたもので、実施例に対応する図１ で説明すると、本考案による回転機の駆動回路は、回転機１７に配設したホール 素子６，７，８からの位置検出信号９，１０，１１で回転機１７のコイル１９ａ ，１９ｂ，１９ｃに通電するタイミングを決めるロジック回路１２と、回転機１ ７の回転方向を決めるコントロール回路１３と、回転機１７のコイル１９ａ，１ ９ｂ，１９ｃに通電するための出力回路１５と、回転機１７のコイル１９ａ，１ ９ｂ，１９ｃに流れた電流を検出し、フィードバックするフィードバック回路１ ６と、制御信号Ｖｃ３とフィードバック信号２２で得られる誤差信号２０に応じ た電流を回転機１７のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに通電するために出力１５ を制御するアンプ１４で構成された定電流ドライブ回路１８を有する回転機の駆 動回路において、 回転機１７の回転数を制御するための制御信号Ｖｃを、制御信号Ｖｃの正負を 判別する正負判別回路２と制御信号Ｖｃを反転する反転回路３と第１のアナログ スイッチ４の入力部４ａとにそれぞれ入力し、正負判別回路２の出力Ｑ１を第１ のアナログスイッチ４のＯＮ／ＯＦＦ制御端子４ｂに、正負判別回路２の出力Ｑ ２を第２のアナログスイッチ５のＯＮ／ＯＦＦ制御端子５ｂにそれぞれ接続し、 反転信号Ｖｃ２を第２のアナログスイッチ５の入力部５ａに入力し、第１のアナ ログスイッチ４の出力部４ｃと第２のアナログスイッチの出力部５ｃを接続して 得る制御信号Ｖｃ３をアンプ１４に入力し、更に正負判別回路２の出力Ｑ２をコ ントロール回路１３に接続して構成される双方向トルク発生機構２３を設けたも のである。

【０００５】

【作用】

本考案の構成によれば、定電流双方向駆動が可能で、回転機の逆起電圧の影響 を小さくすることが出来る。 図８は定電流駆動を行った場合の回転機のブロック線図で、Ｋ０はアンプのゲ イン，Ｋ１は電流フィードバックのゲインを示し、図９は定電流駆動の動作図を 示す。 一般に定電流駆動で回転機を駆動する場合、図８に示すように、Ｋ０×Ｋ１で 決まる出力インピーダンスが回転機のインピーダンスＺに対して大きければ大き いほど定電流性が保たれて、回転機の逆起電圧の影響が小さくなる。図９で詳説 すると、今制御電圧がＶｉで回転機に＋方向に電流Ｉが流れ、回転機が一定回転 で回っているものとする。そこに回転機の回転方向に対して加速の角加速度外乱 を与えると、見かけ上回転機の回転数が上がり、回転数を一定に保とうとして制 御電圧Ｖｉが矢印Ｐ方向へ向かい、＋方向の電流Ｉが減少し、回転機を減速しよ うとする。そして制御電圧Ｖｉが０を横切ると−方向に電流Ｉが流れ、回転機を 積極的に減速するので、双方向駆動をスムーズに行うことが可能である。

【０００６】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例について説明する。図１は本考案による 一実施例を説明するブロック図、図２は図１の正負判別回路２にコンパレータ４ ６を、反転回路３に反転回路用のオペアンプ４７をそれぞれ採用し、更に定電流 ドライブ回路１８には市販されている定電流ドライブＩＣ５６を使用したブロッ ク図を示す。 定電流ドライブＩＣ５６は、回転機１７に配設したホール素子６，７，８から の位置検出信号９，１０，１１で回転機１７のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに 通電するタイミングを決めるロジック回路１２と、回転方向切り替え端子５０を 備えるコントロール回路１３と、回転機１７のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに 通電するための出力回路１５と、回転機１７のコイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃに 流れた電流を出力する電流検出端子４８と、制御信号Ｖｃ３を入力する制御端子 ５５と、フィードバック信号２２を入力する電流フィードバック端子５３と、制 御信号Ｖｃ３とフィードバック信号２２を比較・増幅して出力回路１５を制御す るアンプ５１を有している。この他にも過電流保護回路などの保護回路を有する ものもあり、最近ではコストも安く入手しやすいため、回転機の定電流駆動回路 を構成する場合、定電流ドライブＩＣを用いるのが大きさやコストの面で有利で ある。 また前記電流検出端子４８に電流検出抵抗４９の一端を接続し、他端をグラン ド５２に接続して電流検出抵抗４９の端子電圧５４を前記フィードバック信号２ ２として電流フィードバック端子５３に入力することにより電流フィードバック 回路１６を構成している。 回転機１７の回転数を制御するための制御信号Ｖｃを、方向判別用のコンパレ ータ４６の非反転入力と、反転回路用のオペアンプ４７の反転入力と、更に第１ のアナログスイッチ４の入力部４ａとにそれぞれ入力する。今制御信号Ｖｃが正 の時、コンパレータ４６の出力Ｑ１はＨレベル、出力Ｑ２はＬレベルを出力する ため、第１のアナログスイッチ４はＯＮ、第２のアナログスイッチ５はＯＦＦと なる。つまり制御信号Ｖｃ３は制御信号Ｖｃそのものとなり、回転方向切り替え 端子５０はＬレベルとなり、第５図ａに示すようなロジックを発生するので、回 転機１７はＣＷ方向に加速することが可能となり、その大きさは制御信号Ｖｃに 比例させることができ、加速制御が可能となる。また制御信号Ｖｃが負の時、コ ンパレータ４６の出力Ｑ１はＬレベル、出力Ｑ２はＨレベルを出力するため、第 １のアナログスイッチ４はＯＦＦ、第２のアナログスイッチ５はＯＮとなる。つ まり制御信号Ｖｃ３は制御信号Ｖｃを反転したものとなり、回転方向切り替え端 子５０はＨレベルとなり、第５図ｂに示すようなロジックを発生するので、回転 機１７はＣＣＷ方向に加速することが可能となり、その大きさは制御信号Ｖｃに 比例させることができ、減速制御が可能となる。 以上より回転機１７の回転数を制御するための制御信号Ｖｃが加速または減速 を要求したとき、ＣＷ方向またはＣＣＷ方向のロジックを発生させ、かつ定電流 駆動を行うことにより、双方向の速度制御が可能となる。 もちろん定電流ドライブ回路１８は、市販の定電流ドライブＩＣを使用せずに 個々に組んで構成しても動作上全く問題ないのは言うまでもない。

【０００７】

【考案の効果】 以上詳細に説明したように、本考案によれば双方向の速度制御をスムーズに行 うことが可能で回転精度を向上させることができる。更に回転機の回転方向に入 る角加速度外乱に対して強くすることができ、ＰＬＬ制御の同期が外れにくくな るので、ポリゴンレーザスキャナモータのように負荷が軽く、高精度な速度安定 化が望まれる回転機において高精度速度制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案による駆動回路の一実施例のブロック
図。

【図２】 本考案による駆動回路の他の実施例のブロッ
ク図。

【図３】 従来の駆動回路のブロック図。

【図４】 回転機の回転数を制御するための制御信号Ｖ
ｃからＰＷＭ回路出力までの一動作例を示す動作図。

【図５】 ホール素子からの位置信号入力に対するロジ
ック回路の出力を示したロジック図。

【図６】 定電圧駆動を行った場合の回転機のブロック
線図。

【図７】 定電圧駆動の動作図。

【図８】 定電流駆動を行った場合の回転機のブロック
線図。

【図９】 定電流駆動の動作図。

【符号の説明】

Ｖｃ 制御信号 Ｖｃ２ 反転信号 Ｖｃ３ 制御信号 ２ 方向判別回路 ３ 反転回路 ４ 第１のアナログスイッチ ５ 第２のアナログスイッチ ６，７，８ ホール素子 ９，１０，１１ 位置検出信号 １２ ロジック回路 １３ コントロール回路 １４，５１ アンプ １５ 出力回路 １６ 電流フィードバック回路 １７ 回転機 １８ 定電流ドライブ回路 １９ａ，１９ｂ，１９ｃ コイル ２０ 誤差信号 ２２ フィードバック信号 ２３ 双方向トルク発生機構 ２４，２５，２６ ２入力ＡＮＤゲート ２７，２８，２９，３０，３１，３２ トランジスタ ３３ 電源 ３４，５２ グランド ３５ 定電圧ドライブ回路 ３６ ＰＷＭ回路 ３７，３８，３９，４０，４１，４２ コントロール
回路の出力 ４３，４４，４５ ２入力ＡＮＤゲートの出力 ４６ コンパレータ ４７ オペアンプ ４８ 電流検出端子 ４９ 電流検出抵抗 ５０ 回転方向切り替え端子 ５３ 電流フィードバック端子 ５４ 端子電圧 ５５ 制御端子 ５６ 定電流ドライブＩＣ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機（１７）に配設したホール素子
   （６），（７），（８）からの位置検出信号（９），
   （１０），（１１）で回転機（１７）のコイル（１９
   ａ），（１９ｂ），（１９ｃ）に通電するタイミングを
   決めるロジツク回路（１２）と、回転機（１７）の回転
   方向を決めるコントロール回路（１３）と、回転機（１
   ７）のコイル（１９ａ），（１９ｂ），（１９ｃ）に通
   電するための出力回路（１５）と、回転機（１７）のコ
   イル（１９ａ），（１９ｂ），（１９ｃ）に流れた電流
   を検出し、フィードバックする電流フィードバック回路
   （１６）と、制御信号（Ｖｃ３）とフィードバック信号
   （２２）で得られる誤差信号（２０）に応じた電流を回
   転機（１７）のコイル（１９ａ），（１９ｂ），（１９
   ｃ）に通電するために出力回路（１５）を制御するアン
   プ（１４）とで構成された定電流ドライブ回路（１８）
   を有する回転機の駆動回路において、 回転機（１７）の回転数を制御するための制御信号（Ｖ
   ｃ）を、制御信号（Ｖｃ）の正負を判別する正負判別回
   路（２）と制御信号（Ｖｃ）を反転する反転回路（３）
   と第１のアナログスイッチ（４）の入力部（４ａ）とに
   それぞれ入力し、正負判別回路（２）の出力（Ｑ１）を
   第１のアナログスイッチ（４）のＯＮ／ＯＦＦ制御端子
   （４ｂ）に、正負判別回路（２）の出力（Ｑ２）を第２
   のアナログスイッチ（５）のＯＮ／ＯＦＦ制御端子
   （５ｂ）にそれぞれ接続し、反転信号（Ｖｃ２）を第２
   のアナログスイッチ（５）の入力部（５ａ）に入力し、
   第１のアナログスイッチ（４）の出力部（４ｃ）と第２
   のアナログスイッチ（５）の出力部（５ｃ）を接続して
   得る制御信号（Ｖｃ３）をアンプ（１４）に入力し、更
   に正負判別回路（２）の出力（Ｑ２）をコントロール回
   路（１３）に接続して構成される双方向トルク発生機構
   （２３）を設けたことを特徴とする回転機の駆動回路。