JP3041542B2 - ステップモータ駆動回路 - Google Patents
ステップモータ駆動回路Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/026—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a power fluctuation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
- H02P8/18—Shaping of pulses, e.g. to reduce torque ripple
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/34—Monitoring operation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えばラインプリンタに
搭載され紙送り駆動源として用いられるステップモータ
の駆動回路に関し、特にステップモータのトルク制御方
式に関する。
搭載され紙送り駆動源として用いられるステップモータ
の駆動回路に関し、特にステップモータのトルク制御方
式に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にステップモータは励磁パルス列か
らなる駆動信号により駆動されステップ回転を行う。ス
テップモータを搭載する機器に備えられた電源の容量が
比較的小さい場合等、動作条件や動作環境に依存してス
テップモータの駆動電圧が変動する事が多い。さらに、
機器の動作条件に応じてステップモータの回転速度制御
が行われる事が多い。駆動電圧が上方に変動し且つ回転
速度が低下した時には、励磁パルスの高さ及び幅が大き
くなり過大な電流がモータコイルに流れ発熱の為にモー
タトルクが低下してしまう惧れがある。さらには、発熱
量の増大の為に長時間連続駆動を行った場合にはステッ
プモータが破壊されてしまう惧れがある。加えて、ステ
ップモータの構造によっては、その機械的共振点が比較
的低速回転側にある場合がある。このような時、高駆動
電圧のままで低速回転を行うと大きなトルクが発生し共
振に起因する振動や騒音が生ずる惧れがある。
らなる駆動信号により駆動されステップ回転を行う。ス
テップモータを搭載する機器に備えられた電源の容量が
比較的小さい場合等、動作条件や動作環境に依存してス
テップモータの駆動電圧が変動する事が多い。さらに、
機器の動作条件に応じてステップモータの回転速度制御
が行われる事が多い。駆動電圧が上方に変動し且つ回転
速度が低下した時には、励磁パルスの高さ及び幅が大き
くなり過大な電流がモータコイルに流れ発熱の為にモー
タトルクが低下してしまう惧れがある。さらには、発熱
量の増大の為に長時間連続駆動を行った場合にはステッ
プモータが破壊されてしまう惧れがある。加えて、ステ
ップモータの構造によっては、その機械的共振点が比較
的低速回転側にある場合がある。このような時、高駆動
電圧のままで低速回転を行うと大きなトルクが発生し共
振に起因する振動や騒音が生ずる惧れがある。
【０００３】以上に述べた過大な電力の印加による不具
合を防ぐ為に、励磁パルスに間欠チョッピングをかけ駆
動電圧を実効的に下げる方式が提案されている。この間
欠チョッピングは励磁パルスが出力されている間、極め
て高速で励磁時間の無励磁時間を切り換え、ステップモ
ータの回転特性に悪影響を与える事なく実効駆動電圧を
抑制するものである。
合を防ぐ為に、励磁パルスに間欠チョッピングをかけ駆
動電圧を実効的に下げる方式が提案されている。この間
欠チョッピングは励磁パルスが出力されている間、極め
て高速で励磁時間の無励磁時間を切り換え、ステップモ
ータの回転特性に悪影響を与える事なく実効駆動電圧を
抑制するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
駆動方式においては、駆動電圧レベルの変動やモータ回
転速度の変化に関わらず、励磁パルスに無条件で間欠チ
ョッピングをかけていた。このような場合、駆動電圧レ
ベルが高く高速回転を行っている時には問題が少ない
が、駆動電圧レベルが低下し且つ低速回転に変化した場
合には、実効駆動電圧の低下が顕著になりステップモー
タのトルクが一定限度以下に低下してしまうという問題
点がある。
駆動方式においては、駆動電圧レベルの変動やモータ回
転速度の変化に関わらず、励磁パルスに無条件で間欠チ
ョッピングをかけていた。このような場合、駆動電圧レ
ベルが高く高速回転を行っている時には問題が少ない
が、駆動電圧レベルが低下し且つ低速回転に変化した場
合には、実効駆動電圧の低下が顕著になりステップモー
タのトルクが一定限度以下に低下してしまうという問題
点がある。
【０００５】本発明は、かかる従来の無条件間欠チョッ
ピング方式の欠点を解決し、駆動電圧が変動しあるいは
回転速度が変化しても常に実質的に一定なモータトルク
を得る事のできるステップモータ駆動回路を提供する事
を目的とする。併せて、ステップモータの機械的共振点
の近傍で駆動した場合にも振動や騒音を抑制する事がで
きるステップモータ駆動回路を提供する事を目的とす
る。
ピング方式の欠点を解決し、駆動電圧が変動しあるいは
回転速度が変化しても常に実質的に一定なモータトルク
を得る事のできるステップモータ駆動回路を提供する事
を目的とする。併せて、ステップモータの機械的共振点
の近傍で駆動した場合にも振動や騒音を抑制する事がで
きるステップモータ駆動回路を提供する事を目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に、本発明にかかるステップモータ駆動
回路は基本的な構成要件として、ステップモータの回転
制御を行う制御手段と、回転制御に基づいた励磁パルス
列からなる駆動信号をステップモータに印加する駆動手
段と、励磁パルスの間欠チョッピングを行う為のチョッ
ピング手段とを備えている。さらに、本発明の特徴的部
分として、ステップモータ駆動回路は駆動電圧の変動を
モニタする電圧モニタ手段を具備するとともに、上記制
御手段はモニタされた駆動電圧に応じてチョッピング手
段を制御し間欠チョッピングの実行時間長を調節する手
段を有している。この調節手段は、例えば駆動電圧に応
じて励磁パルスの立上りから間欠チョッピングを開始す
るまでの遅延時間を調節するようになっている。例え
ば、駆動電圧の大きさの２乗に反比例して該遅延時間を
設定している。
題を解決する為に、本発明にかかるステップモータ駆動
回路は基本的な構成要件として、ステップモータの回転
制御を行う制御手段と、回転制御に基づいた励磁パルス
列からなる駆動信号をステップモータに印加する駆動手
段と、励磁パルスの間欠チョッピングを行う為のチョッ
ピング手段とを備えている。さらに、本発明の特徴的部
分として、ステップモータ駆動回路は駆動電圧の変動を
モニタする電圧モニタ手段を具備するとともに、上記制
御手段はモニタされた駆動電圧に応じてチョッピング手
段を制御し間欠チョッピングの実行時間長を調節する手
段を有している。この調節手段は、例えば駆動電圧に応
じて励磁パルスの立上りから間欠チョッピングを開始す
るまでの遅延時間を調節するようになっている。例え
ば、駆動電圧の大きさの２乗に反比例して該遅延時間を
設定している。
【０００７】本発明にかかる駆動回路は、例えば紙送り
駆動源としてラインプリンタに搭載されているステップ
モータの回転駆動制御に適用できる。この場合には、上
記制御手段はラインプリンタのライン印字速度に同期し
てステップモータの回転制御を行うようになっている。
駆動源としてラインプリンタに搭載されているステップ
モータの回転駆動制御に適用できる。この場合には、上
記制御手段はラインプリンタのライン印字速度に同期し
てステップモータの回転制御を行うようになっている。
【０００８】
【作用】上述したステップモータ駆動回路の構成におい
ては、例えば駆動電圧の大きさの２乗に反比例して遅延
時間が設定される。従って、駆動電圧レベルが高い場合
には遅延時間が短くなる。それ故、励磁パルスの立上り
から比較的短い時間で間欠チョッピングが開始されるの
で実効駆動電圧を有効に下げる事ができる。一方、駆動
電圧レベルが低い場合には、遅延時間は逆に長くなる。
従って、励磁パルスの立上りから比較的長い時間経過し
た後、間欠チョッピングが行われるので実効電圧の低下
に起因する悪影響を防ぐ事ができる。加えて、遅延時間
より短い間隔で高速ステップ回転を行う場合には間欠チ
ョッピングが実行される事なく通常の駆動が行われ安定
したモータ回転トルク特性を得る事ができる。
ては、例えば駆動電圧の大きさの２乗に反比例して遅延
時間が設定される。従って、駆動電圧レベルが高い場合
には遅延時間が短くなる。それ故、励磁パルスの立上り
から比較的短い時間で間欠チョッピングが開始されるの
で実効駆動電圧を有効に下げる事ができる。一方、駆動
電圧レベルが低い場合には、遅延時間は逆に長くなる。
従って、励磁パルスの立上りから比較的長い時間経過し
た後、間欠チョッピングが行われるので実効電圧の低下
に起因する悪影響を防ぐ事ができる。加えて、遅延時間
より短い間隔で高速ステップ回転を行う場合には間欠チ
ョッピングが実行される事なく通常の駆動が行われ安定
したモータ回転トルク特性を得る事ができる。
【０００９】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかるステップモータ
駆動回路の構成を示す模式的回路ブロック図である。図
示するように、ステップモータ駆動回路はステップモー
タ１の回転制御を行う制御手段、例えばＣＰＵ２を有し
ている。このＣＰＵ２には駆動手段、例えばモータドラ
イバ３が接続されており、回転制御に基づいて励磁パル
ス列からなる駆動信号をステップモータ１に印加する。
本例においては、ステップモータ１は２−２相駆動方式
によって駆動されるので、モータドライバ３は４相の駆
動信号φ１ないしφ４を出力するようになっている。し
かしながら、本発明はこの２−２相駆動方式に限られる
ものではない事はいうまでもない。モータドライバ３は
ＣＰＵ２から送られる同期信号ＳＹＣに基づいて各駆動
信号の位相を決定する。ステップモータ１の一対の共通
電極ＣＯＭ１及びＣＯＭ２には励磁パルスの間欠チョッ
ピングを行う為のチョッピング手段が接続されている。
本例においては、このチョッピング手段は２段に接続さ
れたトランジスタ４及び５とから構成されている。電源
電圧Ｖｐは２段目のトランジスタ５を介して共通電極Ｃ
ＯＭ１及びＣＯＭ２に印加される。
詳細に説明する。図１は本発明にかかるステップモータ
駆動回路の構成を示す模式的回路ブロック図である。図
示するように、ステップモータ駆動回路はステップモー
タ１の回転制御を行う制御手段、例えばＣＰＵ２を有し
ている。このＣＰＵ２には駆動手段、例えばモータドラ
イバ３が接続されており、回転制御に基づいて励磁パル
ス列からなる駆動信号をステップモータ１に印加する。
本例においては、ステップモータ１は２−２相駆動方式
によって駆動されるので、モータドライバ３は４相の駆
動信号φ１ないしφ４を出力するようになっている。し
かしながら、本発明はこの２−２相駆動方式に限られる
ものではない事はいうまでもない。モータドライバ３は
ＣＰＵ２から送られる同期信号ＳＹＣに基づいて各駆動
信号の位相を決定する。ステップモータ１の一対の共通
電極ＣＯＭ１及びＣＯＭ２には励磁パルスの間欠チョッ
ピングを行う為のチョッピング手段が接続されている。
本例においては、このチョッピング手段は２段に接続さ
れたトランジスタ４及び５とから構成されている。電源
電圧Ｖｐは２段目のトランジスタ５を介して共通電極Ｃ
ＯＭ１及びＣＯＭ２に印加される。
【００１０】電源には、駆動電圧Ｖｐの変動をモニタす
る為の電圧モニタ６が接続されている。この電圧モニタ
６の出力はＡ／Ｄコンバータ７を介してＣＰＵ２に接続
されている。ＣＰＵ２はモニタされた駆動電圧に応じて
チョッピング手段を制御し間欠チョッピングの実行時間
長を調節する為の調節手段を内蔵している。本例におい
ては、この調節手段はチョッピング手段を構成する一方
のトランジスタ４のベース電極に制御信号ＣＴＬを印加
するようになっており、チョッピング手段を断続的に動
作させる。この断続動作の結果、ステップモータ１の共
通電極ＣＯＭ１及びＣＯＭ２に印加される駆動電圧に間
欠チョッピングがかかる。本例においては、この調節手
段は駆動電圧Ｖｐのレベル変動に応じて励磁パルスの立
上りから間欠チョッピングを開始するまでの遅延時間を
調節するようになっている。例えば、駆動電圧の大きさ
の２乗に反比例してこの遅延時間を設定するようにして
いる。
る為の電圧モニタ６が接続されている。この電圧モニタ
６の出力はＡ／Ｄコンバータ７を介してＣＰＵ２に接続
されている。ＣＰＵ２はモニタされた駆動電圧に応じて
チョッピング手段を制御し間欠チョッピングの実行時間
長を調節する為の調節手段を内蔵している。本例におい
ては、この調節手段はチョッピング手段を構成する一方
のトランジスタ４のベース電極に制御信号ＣＴＬを印加
するようになっており、チョッピング手段を断続的に動
作させる。この断続動作の結果、ステップモータ１の共
通電極ＣＯＭ１及びＣＯＭ２に印加される駆動電圧に間
欠チョッピングがかかる。本例においては、この調節手
段は駆動電圧Ｖｐのレベル変動に応じて励磁パルスの立
上りから間欠チョッピングを開始するまでの遅延時間を
調節するようになっている。例えば、駆動電圧の大きさ
の２乗に反比例してこの遅延時間を設定するようにして
いる。
【００１１】なお本例においては、ステップモータ１は
図示しないラインプリンタに搭載されており紙送り駆動
源として用いられている。この場合、ＣＰＵ２はライン
プリンタのライン印字速度を制御するとともに、これに
合わせて同期信号ＳＹＣをモータドライバ３に供給しス
テップモータ１の回転制御を行うようになっている。し
かしながら、本発明の適用範囲はラインプリンタの紙送
り用ステップモータに限られるものではなく、駆動電圧
が変動し且つ回転速度が変化する条件で駆動されるあら
ゆる種類のステップモータに適用できるものである。
図示しないラインプリンタに搭載されており紙送り駆動
源として用いられている。この場合、ＣＰＵ２はライン
プリンタのライン印字速度を制御するとともに、これに
合わせて同期信号ＳＹＣをモータドライバ３に供給しス
テップモータ１の回転制御を行うようになっている。し
かしながら、本発明の適用範囲はラインプリンタの紙送
り用ステップモータに限られるものではなく、駆動電圧
が変動し且つ回転速度が変化する条件で駆動されるあら
ゆる種類のステップモータに適用できるものである。
【００１２】最後に図２のタイミングチャートを参照し
て図１に示すステップモータ駆動回路の動作を詳細に説
明する。ＣＰＵ２は、ラインプリンタの線順次印字動作
に合わせて紙送りを行う為に同期信号ＳＹＣをモータド
ライバ３に供給する。この同期信号ＳＹＣはタイミング
ａないしｈで出力されるトリガパルスを含んでいる。ス
テップモータ１はタイミングａないしｈでステップ回転
を行う。例えば、タイミングａでワンステップ回転を行
った後、次のタイミングｂで再びワンステップ回転を行
う。タイミングａとｂとの間の保持時間ｔａにおいてス
テップモータの回転位置は保持されている。この保持時
間の間に、１ラインの印字が行われる。例えば、ライン
サーマルプリンタの場合にはドット印字率、ラインサー
マルヘッドの駆動電圧変動、周囲温度等に応じてライン
サーマルヘッドの通電時間を制御する必要がある。従っ
て、図示するようにステップモータ１の逐次保持時間ｔ
ａないしｔｇは変化している。
て図１に示すステップモータ駆動回路の動作を詳細に説
明する。ＣＰＵ２は、ラインプリンタの線順次印字動作
に合わせて紙送りを行う為に同期信号ＳＹＣをモータド
ライバ３に供給する。この同期信号ＳＹＣはタイミング
ａないしｈで出力されるトリガパルスを含んでいる。ス
テップモータ１はタイミングａないしｈでステップ回転
を行う。例えば、タイミングａでワンステップ回転を行
った後、次のタイミングｂで再びワンステップ回転を行
う。タイミングａとｂとの間の保持時間ｔａにおいてス
テップモータの回転位置は保持されている。この保持時
間の間に、１ラインの印字が行われる。例えば、ライン
サーマルプリンタの場合にはドット印字率、ラインサー
マルヘッドの駆動電圧変動、周囲温度等に応じてライン
サーマルヘッドの通電時間を制御する必要がある。従っ
て、図示するようにステップモータ１の逐次保持時間ｔ
ａないしｔｇは変化している。
【００１３】ＣＰＵ２はさらに制御信号ＣＴＬを、チョ
ッピング手段を構成するトランジスタ４のベース電極に
供給している。この制御信号は各保持時間毎に、所定の
遅延時間経過後に現れる高速間欠パルス列を含んでい
る。この遅延時間は駆動電圧Ｖｐの２乗に反比例して設
定されている。例えば、図示するように当初比較的高い
駆動電圧Ｖｐ１が後に比較的低い駆動電圧Ｖｐ２に変動
した場合を考えると、当初の遅延時間ｔｐ１は比較的短
く、後の遅延時間ｔｐ２は比較的長く設定される。
ッピング手段を構成するトランジスタ４のベース電極に
供給している。この制御信号は各保持時間毎に、所定の
遅延時間経過後に現れる高速間欠パルス列を含んでい
る。この遅延時間は駆動電圧Ｖｐの２乗に反比例して設
定されている。例えば、図示するように当初比較的高い
駆動電圧Ｖｐ１が後に比較的低い駆動電圧Ｖｐ２に変動
した場合を考えると、当初の遅延時間ｔｐ１は比較的短
く、後の遅延時間ｔｐ２は比較的長く設定される。
【００１４】モータドライバ３は同期信号ＳＹＣに同期
して位相制御された４個の駆動信号φ１ないしφ４をス
テップモータ１に印加する。第１駆動信号φ１はタイミ
ングａで立上りステップモータ１をワンステップ回転さ
せる。次に第２駆動信号φ２がタイミングｂで立上りス
テップモータ１をさらにワンステップ回転させる。続い
てタイミングｃで第３駆動信号φ３が立上りワンステッ
プ回転を実行する。さらにタイミングｄで第４駆動信号
φ４が立上りワンステップ回転を続行する。このよう
に、各タイミング毎に駆動信号は順次立上りステップ回
転が連続する。隣り合うタイミングの間でステップモー
タの回転位置は保持される。最初の保持時間ｔａは例え
ば１ドットラインの印字率が低い為比較的短く設定され
ている。この保持時間ｔａは遅延時間ｔｐ１に比べて小
さい為、間欠チョッピングは実行されない。次の保持時
間ｔｂは例えば１ドットラインの印字率が高い為、比較
大きく設定されており遅延時間ｔｐ１より長い。この
為、タイミングｂから遅延時間ｔｐ１の経過後、次のタ
イミングｃまで間欠チョッピングが実行される。具体的
には、ステップモータ１の回転位置保持に寄与する駆動
信号φ１及びφ２の励磁パルスに間欠チョッピングがか
かる。この結果、実効駆動電圧を抑える事ができる。仮
に、比較的高い駆動電圧Ｖｐ１のもとに低速回転が連続
したとしても有効に間欠チョッピングが行われるのでス
テップモータ１の発熱等を有効に防止できる。
して位相制御された４個の駆動信号φ１ないしφ４をス
テップモータ１に印加する。第１駆動信号φ１はタイミ
ングａで立上りステップモータ１をワンステップ回転さ
せる。次に第２駆動信号φ２がタイミングｂで立上りス
テップモータ１をさらにワンステップ回転させる。続い
てタイミングｃで第３駆動信号φ３が立上りワンステッ
プ回転を実行する。さらにタイミングｄで第４駆動信号
φ４が立上りワンステップ回転を続行する。このよう
に、各タイミング毎に駆動信号は順次立上りステップ回
転が連続する。隣り合うタイミングの間でステップモー
タの回転位置は保持される。最初の保持時間ｔａは例え
ば１ドットラインの印字率が低い為比較的短く設定され
ている。この保持時間ｔａは遅延時間ｔｐ１に比べて小
さい為、間欠チョッピングは実行されない。次の保持時
間ｔｂは例えば１ドットラインの印字率が高い為、比較
大きく設定されており遅延時間ｔｐ１より長い。この
為、タイミングｂから遅延時間ｔｐ１の経過後、次のタ
イミングｃまで間欠チョッピングが実行される。具体的
には、ステップモータ１の回転位置保持に寄与する駆動
信号φ１及びφ２の励磁パルスに間欠チョッピングがか
かる。この結果、実効駆動電圧を抑える事ができる。仮
に、比較的高い駆動電圧Ｖｐ１のもとに低速回転が連続
したとしても有効に間欠チョッピングが行われるのでス
テップモータ１の発熱等を有効に防止できる。
【００１５】さて、タイミングｄの後タイミングｅの前
に駆動電圧がＶｐ１からＶｐ２に低下したとする。この
場合には、遅延時間ｔｐ２は先の遅延時間ｔｐ１よりも
延長される。従って、例えば保持時間ｔｆにおいて、間
欠チョッピングの開始時間が先の保持時間ｔｂにおける
場合よりも後方にずれる。即ち、低速回転の場合におい
て、駆動電圧が比較的低い時には間欠チョッピングの開
始時間を伸ばす事によりモータトルクの出力低下を防止
するようにしているのである。
に駆動電圧がＶｐ１からＶｐ２に低下したとする。この
場合には、遅延時間ｔｐ２は先の遅延時間ｔｐ１よりも
延長される。従って、例えば保持時間ｔｆにおいて、間
欠チョッピングの開始時間が先の保持時間ｔｂにおける
場合よりも後方にずれる。即ち、低速回転の場合におい
て、駆動電圧が比較的低い時には間欠チョッピングの開
始時間を伸ばす事によりモータトルクの出力低下を防止
するようにしているのである。
【００１６】本例においては遅延時間ｔｐとモータ駆動
電圧Ｖｐとの間にはｔｐ＝８５／Ｖｐ2 の関係がある。
ただし、遅延時間ｔｐはｍｓ単位で表されモータ駆動電
圧Ｖｐの単位はＶである。又、本例においては係数は８
５に設定されているが、必ずしもこの数値に限られるも
のではなくステップモータの具体的な構造に合わせて適
宜設定する事が可能である。通常、ステップモータの駆
動電圧は５Ｖ程度である事が多い。この場合には、上式
から遅延時間ｔｐは３．４ｍｓとなる。即ちステップモ
ータの保持時間が３．４ｍｓを越える場合には間欠チョ
ッピングがかかる事になる。勿論、この遅延時間ｔｐの
値３．４ｍｓは駆動電圧が上方に変動すれば小さくな
り、逆に下方に変動すれば大きくなる。一般に、印字率
が低い場合には１ドットラインの駆動は３ｍｓ以下で完
了するので間欠チョッピングは行われない。逆に、印字
率が高くなった場合等には間欠チョッピングが行われる
事となる。間欠チョッピングはステップモータの回転特
性に影響を与えないようにする為、回転速度に比べて少
なくとも１０倍以上の高速で励磁パルスの励磁時間と無
励磁時間を切り換える必要がある。従って、チョッピン
グパルスの周期は例えば０．３ｍｓ程度に設定される。
電圧Ｖｐとの間にはｔｐ＝８５／Ｖｐ2 の関係がある。
ただし、遅延時間ｔｐはｍｓ単位で表されモータ駆動電
圧Ｖｐの単位はＶである。又、本例においては係数は８
５に設定されているが、必ずしもこの数値に限られるも
のではなくステップモータの具体的な構造に合わせて適
宜設定する事が可能である。通常、ステップモータの駆
動電圧は５Ｖ程度である事が多い。この場合には、上式
から遅延時間ｔｐは３．４ｍｓとなる。即ちステップモ
ータの保持時間が３．４ｍｓを越える場合には間欠チョ
ッピングがかかる事になる。勿論、この遅延時間ｔｐの
値３．４ｍｓは駆動電圧が上方に変動すれば小さくな
り、逆に下方に変動すれば大きくなる。一般に、印字率
が低い場合には１ドットラインの駆動は３ｍｓ以下で完
了するので間欠チョッピングは行われない。逆に、印字
率が高くなった場合等には間欠チョッピングが行われる
事となる。間欠チョッピングはステップモータの回転特
性に影響を与えないようにする為、回転速度に比べて少
なくとも１０倍以上の高速で励磁パルスの励磁時間と無
励磁時間を切り換える必要がある。従って、チョッピン
グパルスの周期は例えば０．３ｍｓ程度に設定される。
【００１７】一般に、ステップモータ１の機械的共振点
は低速回転側にある場合が多い。例えば、回転速度１２
０ｐｐｓ当たりで機械的共振が発生するとする。この場
合のステップモータ回転保持時間は約８．３ｍｓであ
る。この値は上式で設定された遅延時間３．４ｍｓより
十分長い。従って、ステップモータの回転速度が共振点
に近づいた時には、常に有効に間欠チョッピングがかか
る事となる。このようにすれば、低速回転時におけるモ
ータトルクを抑える事ができ、共振に起因する振動や騒
音を有効に防止できる。
は低速回転側にある場合が多い。例えば、回転速度１２
０ｐｐｓ当たりで機械的共振が発生するとする。この場
合のステップモータ回転保持時間は約８．３ｍｓであ
る。この値は上式で設定された遅延時間３．４ｍｓより
十分長い。従って、ステップモータの回転速度が共振点
に近づいた時には、常に有効に間欠チョッピングがかか
る事となる。このようにすれば、低速回転時におけるモ
ータトルクを抑える事ができ、共振に起因する振動や騒
音を有効に防止できる。
【００１８】なお上述した例においては、本発明の理解
を容易にする為、ＣＰＵ２が同期信号ＳＹＣを作成し、
モータドライバ３がこの同期信号ＳＹＣに同期して４相
の駆動信号φ１ないしφ４を出力するようになってい
る。しかしながら、一般にはＣＰＵ２は内部同期信号を
利用して４相の同期信号に対応した位相信号を直接モー
タドライバに供給する構成としても良い。また、本例に
おいては制御信号ＣＴＬを用いてチョッピング手段を断
続的に動作させている。しかしながら、ＣＰＵ２が直接
位相信号を出力する構成の場合にはこの位相信号にソフ
トウェア的な手段でチョッピングをかけるようにしても
良い。
を容易にする為、ＣＰＵ２が同期信号ＳＹＣを作成し、
モータドライバ３がこの同期信号ＳＹＣに同期して４相
の駆動信号φ１ないしφ４を出力するようになってい
る。しかしながら、一般にはＣＰＵ２は内部同期信号を
利用して４相の同期信号に対応した位相信号を直接モー
タドライバに供給する構成としても良い。また、本例に
おいては制御信号ＣＴＬを用いてチョッピング手段を断
続的に動作させている。しかしながら、ＣＰＵ２が直接
位相信号を出力する構成の場合にはこの位相信号にソフ
トウェア的な手段でチョッピングをかけるようにしても
良い。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータ駆動電圧のレベル変動に応じて間欠チョッピング
の実行時間長を調節するようにしている。モータ駆動電
圧レベルが上方に変動した時には間欠チョッピングの実
行時間長を長くする事によりステップモータの発熱を防
止する事ができるという効果がある。逆に、モータ駆動
電圧レベルが下方に変動した場合には間欠チョッピング
の実行時間長を短くする事によりモータトルクの低下を
防止できるという効果がある。加えて、低速回転時にお
ける機械的共振に起因する振動や騒音を有効に抑える事
ができるという効果がある。
モータ駆動電圧のレベル変動に応じて間欠チョッピング
の実行時間長を調節するようにしている。モータ駆動電
圧レベルが上方に変動した時には間欠チョッピングの実
行時間長を長くする事によりステップモータの発熱を防
止する事ができるという効果がある。逆に、モータ駆動
電圧レベルが下方に変動した場合には間欠チョッピング
の実行時間長を短くする事によりモータトルクの低下を
防止できるという効果がある。加えて、低速回転時にお
ける機械的共振に起因する振動や騒音を有効に抑える事
ができるという効果がある。
【図１】本発明にかかるステップモータ駆動回路の実施
例を示す回路ブロック図である。
例を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示すステップモータ駆動回路の動作を説
明する為のタイミングチャートである。
明する為のタイミングチャートである。
１ ステップモータ ２ ＣＰＵ ３ モータドライバ ４ トランジスタ ５ トランジスタ ６ 電圧モニタ ７ Ａ／Ｄコンバータ
Claims (2)
- 【請求項１】 ステップモータの回転制御を行う制御手
段と、回転制御に基づいた励磁パルス列からなる駆動信
号をステップモータに印加する駆動手段と、励磁パルス
の間欠チョッピングを行う為のチョッピング手段とを有
するステップモータ駆動回路において、駆動電圧の変動
をモニタする電圧モニタ手段を具備するとともに、上記
制御手段はモニタされた駆動電圧に応じて励磁パルスの
立上りから間欠チョッピングを開始するまでの遅延時間
を調節し、調節された該遅延時間がステップモータの回
転位置が保持される保持時間よりも短い場合は間欠チョ
ッピングを行わず、該遅延時間が該保持時間よりも長い
場合は該遅延時間が経過した後に間欠チョッピングを行
うように上記チョッピング手段を制御する為の調節手段
を有する事を特徴とするステップモータ駆動回路。 - 【請求項２】 上記調節手段は、駆動電圧の大きさの２
乗に反比例して該遅延時間を設定する事を特徴とする請
求項１に記載のステップモータ駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068569A JP3041542B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | ステップモータ駆動回路 |
| US07/851,751 US5266879A (en) | 1991-04-01 | 1992-03-16 | Stepping motor driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068569A JP3041542B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | ステップモータ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304197A JPH04304197A (ja) | 1992-10-27 |
| JP3041542B2 true JP3041542B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=13377532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3068569A Expired - Lifetime JP3041542B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | ステップモータ駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5266879A (ja) |
| JP (1) | JP3041542B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5818193A (en) * | 1995-10-17 | 1998-10-06 | Unisia Jecs Corporation | Step motor driving method and apparatus for performing PWM control to change a step drive signal on-duty ratio |
| DE19730391C1 (de) * | 1997-07-16 | 1999-01-28 | Zentr Mikroelekt Dresden Gmbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schrittmotors |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4409530A (en) * | 1980-11-10 | 1983-10-11 | Beckman Instruments, Inc. | Method and apparatus for stepper motor position control |
| US4524399A (en) * | 1982-06-02 | 1985-06-18 | Tandon Corporation | Magnetic disk memory power supply |
| US4471283A (en) * | 1982-11-02 | 1984-09-11 | International Business Machines Corporation | Average current regulation for stepper motors |
| JPH0197199A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | パルスモータ制御装置 |
| JPH02231999A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-13 | Konica Corp | モータ駆動装置 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3068569A patent/JP3041542B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-16 US US07/851,751 patent/US5266879A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5266879A (en) | 1993-11-30 |
| JPH04304197A (ja) | 1992-10-27 |
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