JPH01264596A

JPH01264596A - ステッピングモータ制御装置

Info

Publication number: JPH01264596A
Application number: JP8894688A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakahara; 隆中原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-10-20

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、ステッピングモータ制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

・従来、記録装置等に使用されるステッピングモータを
、ステッピングモータに供給する電流の値を外部基準電
圧を用いて制御して駆動させる電流制限駆動方式のステ
ッピングモータ制御装置においては、電流制限レベルを
固定したものか大多数をしめている。そして、この電流
制限レベルは、最大負荷時に対応できるようなトルクを
ステッピングモータか発生ずるような値に設定されてい
る。

（発明が解決しようとする課題〕しかしながら上記従来例では、負荷最大時に対応可能な
モータトルクを発揮すべく電流制限レベルを設定してい
るため、負荷最大時はとトルクを必要としない通常動作
時においては、ステッピングモータおよびドライバの発
熱等その消費電力の無効分が大きかった。また、電流制
限レベルを、発熱等の消費電力分をおさえるように低め
に設定すると、負荷の変動によって、殊に負荷最大時に
モータトルクの不足による脱調か生じる虞れがある。

本発明の目的は、低負荷時と高負荷時とで電流制限レベ
ルを変化させるようにすることによって、脱調等の虞れ
をともなわずに、常にスムーズに、しかも効率よくステ
ッピングモータを制御することができるステッピングモ
ータ制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上のような目的を達成するために、本発明では、ステ
ッピングモータを電流制限駆動方式て制御するステッピ
ングモータ制御装置において、ステッピングモータの負
荷を検出する検出手段と、検出手段の出力に応して、ス
テッピングモータに供給する電流の制限レベルを変化さ
せる手段とを具えるものである。

〔作　用）本発明は、過負荷時には、電流制限レベルを設定する基
準電圧を通常時よりも高くするようにすることによって
、ステッピングモータの相コイルに供給する電流を増加
させてトルクを増加させ、常に効率良く、しかもスムー
ズにステッピングモータを制御するものである。

〔実施例〕

記録装置、特にページプリンタにおいては負荷が最大と
なり大きなトルクを必要とするのは主に給紙時である。

以下、ページプリンタに使用する本発明の実施例を図面
を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示した回路図で、１は
ステッピングモータ、２はステッピングモータのトライ
バ回路であり、スイッチング用のトランジスタＱＡ、Ｑ
λ電流制御用トランジスタＱ１、コンパレータＣＯおよ
び抵抗Ｒ１によフて構成されている。３は電流制限レベ
ルを設定するためのリファレンス電圧（Ｖｒｅｆ）の切
換回路、４は給紙信号を一定期間保持するためのホール
ド回路である。第１図においては、４相ステツピングモ
ータの２相Ａ、Ａ相のみの相コイルＬＡ、ＬＡを表わし
ているが、他の２相Ｂ、百相についても電流位相がＡ、
λ相とは９０°ずれている他はすヘテ同等な回路構成で
あるので、ここでは省略する。Ｒ５は相コイルＬＡ、Ｌ
Ａに流れる電流の値を検出するための抵抗である。

以上のように構成された本実施例においては、給紙時の
トルク不足を補うべく、ステッピングモータ１のトルク
を通常時に比して上昇させる構成をとっている。

このように構成された本実施例の動作を第２図のタイム
チャートを用いて説明する。

ページプリンタの給紙クラッチ等を制御する給紙信号が
ホールド回路４に入力されると、あらかじめ設定された
最大負荷期間すなわちトルク上昇期間だけＯＮ状態に保
持される信号４ａがボールド回路４から電圧切換回路３
に出力される。電圧切換回路３はホールド回路の出力信
号４ａがＯＮの期間中、リファレンス電圧Ｖ　ｒｅｆを
ハイレベルに維持する。

一方、ステッピングモータのドライバ回路２の動作は、
ステッピングモータの駆動信号Ａ、ＡのどちらかがＯＮ
状態になると、スイッチング用のトランジスタＱＡ、Ｑ
λのうち、そのＯＮ信号が人力するトランジスタがＯＮ
状態になる。駆動信号Ａ、Ａは互いに位相が１８０°ず
れているために、トランジスタＱＡ、ＱＡは、その一方
がＯＮ状態の時には、必ず他方はＯＦＦ状態になってい
る。したがって、電流制御用トランジスタＱ１を介して
ステッピングモータの相コイルＬＡ、　　Ｌ″′Ｋには
電流が交互に供給されることになる。このようにして駆
動信号Ａ、Ａに従って相コイルＬＡ。

Ｌにに供給される相電流は電流検出用の抵抗Ｒ５に流れ
て電圧ＶＩＩＳが発生する。コンパレータＣＯの子端子
の入力電圧ＶＲ５が、コンパレータＣｏの一端子に入力
しているリファレンス電圧Ｖｒｌｌｆを越えた時点で、
出力が反転し、電流制御用トランジスタＱ１をＯＦＦ状
態にして相コイルＬＡ。

ＬＡへの電流の供給を止める。相コイルＬＡまたはＬＡ
への電流の供給が止まると、ステッピングモータ１およ
びモータトライバ２内の時定数によって電流は除々に減
少していき、再び電圧ＶＲ５がリファレンス電圧Ｖ　ｒ
ｅｆを下回った時点で、再びトランジスタＱ１がＯＮ状
態になり、相コイルＬＡまたはＬＡへの電流の供給を開
始する。以下このような動作を繰り返すことによりリフ
ァレンス電圧ｖｒ□により設定された電流制限レベルで
ステッピングモータ１を駆動する。

以上のようにホールト回路４の出力信号４ａによって、
リファレンス電圧Ｖ　ｒａｆがハイレベルに維持されて
いる期間は、電流制限レベルが上昇して相コイルＬＡ、
Ｌλに流れる電流を増加させる。ステッピングモータ１
のトルクは（電流）×（コイルの巻数）に比例するため
、相コイルＬＡ、ＬＡに供給される電流の増加期間中は
トルクが増加してスムーズな給紙動作が可能となる。

第３図は本発明の第２の実施例の構成を示した回路図で
あり、第１図と同一符号を付したものは同一のものを示
している。そして、第１図に示した実施例との相違点は
、電流制限パルスが一端に、コンパレータＣＯの出力信
号ＣＯＩが他端に入力するＮＡＮＤ回路Ｎ回路Ｎ力たこ
とと、電流制限レベルを設定するためのリファレンス電
圧Ｖ　ｒａｆを一定値にしたことである。電流制限パル
スのタイミングおよびパルス幅は、過負荷時に相コイル
に供給される電流の制限値を上昇させるように適宜選択
する。なお、ここで相コイルに（１される電流が過電流
にならないように注意する。

第４図は本実施例の各所の波形を示したタイムチャート
である。本実施例においては、コンパレータＣＯの出力
信号ＣＯＩと電流制限パルスとが入力するＮＡＮＤ回路
Ｎ回路Ｎ力で電流制限用トランジスタＱ１を制御するよ
うな構成となっている。従って通常負荷時には、電流制
限パルスがＬレベルになった後にコンパレータＣＯの出
力信号Ｃ０１がＬレベルになるので、コンパレータＣＯ
の出力信号Ｃｏ１によって相コイルに供給される電流が
制限される。そして、負荷が増加すると、ステッピング
モータ１の磁極と巻線との間で構成される磁気回路の回
路定数が変化して相コイルに供給される電流の立ち上が
りが速くなるので、過負荷時には、出力信号Ｃ０１がＬ
レベルにな）た後に電流制限パルスがＬレベルになるた
めに、電流制限パルスによって相コイルに供給される電
流が制限される。

したがって、電流制限パルスのタイミングおよンパレー
タＣＯの出力信号ＣＯ１が通常負荷時に立ち下がる時点
と過負荷時に立ち下がる時点との間になるように設定し
ておけば、過負荷時の相コイルに供給される電流は、コ
ンパレータＣＯの出力信号Ｃｏ１によって制限される電
流にくらべて、図中の斜線部分だけ増加し過負荷時にお
けるモータのトルクを増加させることができる。

第５図は本発明の第３の実施例の構成を示した回路図で
ある。ＬＡ、ＬＡ、ＬＢ、Ｌ百の各々は４相のステッピ
ングモータ１の相コイル、Ｑｌ。

Ｑ２は電流制限用のトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２は抵抗、
ＱＡ、ＱＡ、ＱＢ、Ｑ百は駆動信号Ａ。

Ａ、Ｂ、百に従って開閉するスイッチング用のトランジ
スタ、ＡＮＩ、ＡＮ２．ＡＮ３．ＡＮ４はＡＮＤ回路、
ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３はＯＲ回路、ＮＯＴはインバー
タである。Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂはドライバ回路２に外付され
た電流検出用の抵抗、Ｃ０ＡＪ２．Ｃ０Ａｈ、Ｃ０ＢＪ
２．Ｃ０Ｂｈはそれぞれコンパレータであり、ローレベ
ル用のコンパレータＣ０Ａｌ、Ｃ０ＢＪＺにはリファレ
ンス電圧Ｖ　ｒｅｆｊが入力し、ハイレベル用のコンパ
レータＣ０Ａｈ、Ｃ０Ｂｈにはリファレンス電圧Ｖ　ｒ
ｅｆｈ　（＞　Ｖ　ｒｅｆｊ　）が入力している。Ｐ＾
、Ｐａは駆動信号Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂから作成され、ＯＲ回
路ＯＲ１，ＯＲ２に供給されるパルスである。パルスＰ
Ａ、ＰＢ　ど駆動信号Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂどの関係は、ＰＡ＝Ａ−Ｂ＋Ａ−Ｂｐ、＝ｐ。

である。

ｆＪ６図は第５図に示した各部の波形を示したタイツλ
ヂャートであり、Ｃ０Ａｕ１．Ｃ０Ｂｆｆ１．１゜Ｃ０
Ａｈ１．ＣＯＢＭはそれぞれコンパｌメータＣ０Ａｕ、
ＣＯＢρ、Ｃ０Ａｈ、Ｃ０Ｂｈの出力信号を示している
。ここで、前述し・たよりにステッピングモータ１の負
荷か大きくなると、相コイルに供給される電流の立ち上
がりは速くなる。

そこで、ステッピングモータ１の定格等を考慮して、パ
ルスＰＡと出力信号ＣＯＡで１．Ｃ０Ａｈ１との関係か
第６図に示したような関係、ずなわちイ言−号Ｃ０Ａｈ
ｌ、パルスｒ）Ａ、イ言号Ｃ０Ａｕ　１の順で立ち上が
るようにリファし・ンス電圧ＶｒｅｆＬ。

Ｖ　ｒｅｆｈをそれそね設定する。

以上のように構成された本実施例の動作をＡ相を例にと
って説明する。通常負荷時には、相コイルに供給さオ］
る電流の立ち−」二がりか遅いために、信号Ｃ０ＡＩ１
１によって電流か制御される。ｉＭ負荷時においては、
電流の立ち士かつか速くなり、パルスＰＡて制御される
まて−１−昇しつづけるために、通常時に比してトルク
か増加する。そして、さらに負荷が大きくなり電流の立
ち−Ｆかりか速くなると、過電流保護用のコンパレータ
Ｃ０Ａｈの出力信号ＣＯＡ　ｈ　１に」；って電流か制
限される。

以上はＡ相を例にとって説明したか、他のλ相、Ｂ相、
■相についても同様の動作をする。このように本実施例
によりば、負荷Ｉ・ルクの上Ａにともなう相コイルの電
流の立ちトがり速度の＋ｙ！１゜に応して、ずなわち負
荷トルクに見合う電流の制限が可能に２，１−るという
効果かある。

（発明の効果）以−１−説明したように本発明によイ１は、低負荷時と
高負荷時とで電流制限レベルを変化させるようにするこ
とににって、脱調等の虞れをともなわずに、常にスムー
ズに、しかも効率よくステッピングモータを制御するこ
とができるという効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図、第２図は第１図の各部の波形とトルクの関係を示した図
、第３図は木発明の第２の実施例の構成を示す回路図、第４図は第３図の各部の通常時および過負荷時の波形を
示した波形図、第５図は木発明の第３の実施例の構成を示す回路図、第６図は第５図の各部の波形を示した波形図である。１・・・ステッピングモータ、２・・・ドライバ回路、３・・・電圧切換回路、４・・・ホールド回路、スタ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ’ＳＡ、Ｒ３Ｂ・・・抵抗、Ｃｏ
、ＣＯＡ、ｅ、Ｃ０Ａｈ、Ｃ０Ｂｕ、Ｃ０Ｂｈ・・・コ
ンパレータ、ＮＡ・・・ＮＡＮＤ回路、ＡＮＩ、ＡＮ２．　ＡＮ３．ＡＮ４・・・ＡＮＤ回路、ＯＲＩ、０ｒ（２，ＯＲ３・・・ＯＲ回路、ＮＯＴ・・
・インバータ、Ａ、’Ａ、Ｂ、’Ｂ・・・駆動１３号、Ｖ　ｒＱｆ　、
Ｖ　ｒｅｆ工、Ｖ　ｒｃｆｈ・・・リファレンス電圧。

Claims

【特許請求の範囲】　ステッピングモータを電流制限駆動方式で制御するス
テッピングモータ制御装置において、前記ステッピング
モータの負荷を検出する検出手段と、該検出手段の出力に応じて、前記ステッピングモータに
供給する電流の制限レベルを変化させる手段とを具えたことを特徴とするステッピングモータ制御装置
。