JP2003324991A - パルスモータ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルスモータのホールド期間の消費電流を低
減することができるパルスモータ制御回路を提供するこ
と。 【構成】 パルスモータのコイルに流れる電流が一定の
なるように制御するパルスモータ定電流駆動回路におい
て、パルスモータのコイルに流れる電流値を決定する第
１のレファレンス電圧発生手段と、第２のレファレンス
電圧を発生させるコンデンサと、コンデンサの電荷を放
電させる抵抗器と、第１のレファレンス電圧と第２のレ
ファレンス電圧を切り替えるスイッチ手段を有し、パル
スモータの駆動停止時のホールド状態になったとき、第
２のレファレンス電圧を発生するコンデンサを有効にし
て、コンデンサの放電により第２のレファレンス電圧を
徐々に減少させることにより、パルスモータの相コイル
に流れる電流を徐々に削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルスモータを動
力源に用いる電子機器のパルスモータ制御回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のパルスモータを使用する電子機
器、例えばホストとの間でデータ通信を行い印字データ
を入力して印字動作を行うシリアルプリンタは、印字ヘ
ッドを搭載するキャリッジを走査する駆動用として、
又、記録用紙を副走査方向に送る紙送りローラーの駆動
用をしてパルスモータを用いている。

【０００３】これらのパルスモータは、効率的に駆動す
るためパルスモータの相に流れる電流が一定になるよう
に制御する定電流駆動で駆動されているものが多い。

【０００４】パルスモータは、プリンタの小型化、低コ
スト化を実現するため、小型のパルスモータを使用す
る。そのため、小型のパルスモータを用いてキャリッ
ジ、紙送りローラーを駆動する場合、起動時にいきなり
所定の速度で駆動するにはトルク不足のため、起動時は
徐々に駆動速度を上げるランプアップ動作を行う。停止
させるときは、キャリッジ又は紙送りローラーの慣性に
より停止位置で振動、オーバーラン等を防止し安定的に
停止するため、駆動速度を徐々に減速するランプダウン
動作を行い、停止後一定時間、停止時に駆動した最後の
モータの相に電流を流し続けるホールド制御を行ってい
る。

【０００５】又、シリアルプリンタでは記録動作の高速
化が要求されており、高速化を実現するため、印字動作
を行はわないキャリッジのランプダウン時に記録用の送
り動作を開始し、記録用紙の送り動作のランプダウン時
に、キャリッジの駆動を開始するような各モータの起動
時のランプアップ動作と停止時のランプダウン動作を重
ねる制御を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】パルスモータに流れる
電流は、相コイルのインダクタ成分により徐々に流れ始
め、所定の電流が流れるまで時間が掛かる。そのため、
高速駆動時は、パルスモータの流れる電流を平均すると
所定の電流より少なくなるが、ランプアップ、ランプダ
ウン時は速度が遅いため、流れる電流が所定の電流の近
づいていき、ホールド時は所定の電流が流れ続けるよう
になる。そのため、ホールド期間中が消費電流が一番多
くなる。

【０００７】キャリッジ駆動用のパルスモータと、記録
用に駆動用のパルスモータの起動時のランプアップ動作
と停止時のランプダウン動作を重ねる制御を行うと、パ
ルスモータの消費電流が大きい期間が重なり、消費電力
が大きくなるという問題がある。又、この同時動作を実
現するためには、大容量の電源を用いる必要があり、プ
リンタのコストアップになるという問題がある。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、パルスモータのホールド期間
の消費電流を低減することができるパルスモータ制御回
路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、パルスモータのコイルに流
れる電流が一定のなるように制御するパルスモータ定電
流駆動回路において、パルスモータのコイルに流れる電
流値を決定する第１のレファレンス電圧発生手段と、第
２のレファレンス電圧を発生させるコンデンサと、コン
デンサの電荷を放電させる抵抗器と、第１のレファレン
ス電圧と第２のレファレンス電圧を切り替えるスイッチ
手段を有し、パルスモータの駆動停止時のホールド状態
になったとき、第２のレファレンス電圧を発生するコン
デンサを有効にして、コンデンサの放電により第２のレ
ファレンス電圧を徐々に減少させることにより、パルス
モータの相コイルに流れる電流を徐々に削減することを
特徴とする。

【００１０】又、請求項２記載の発明は、パルスモータ
のコイルに流れる電流が一定のなるように制御する定電
流駆動回路において、パルスモータのコイルに流れる電
流値を決定する複数のレファレンス電圧発生手段と、複
数のレファレンス電圧発生手段のうち１つを有効にする
手段を有し、パルスモータの駆動停止時のホールド状態
になったとき、レファレンス電圧発生手段を選択的に有
効にして段階的に減少させるように制御することによ
り、パルスモータの相コイルに流れる電流を段階的に削
減することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１２】＜実施の形態１＞図１は本発明をシリアル
プリンタのキャリッジを走査するキャリッジ駆動モータ
の駆動回路に実施したパルスモータ駆動回路のブロック
図である。

【００１３】パルスモータはバイポーラタイプである。

【００１４】１はパルスモータのＡ相コイルに電流を供
給するブリッジ回路、２はパルスモータのＢ相コイルに
電流を供給するブリッジ回路、３はブリッジ回路を制御
する制御回路、４はパルスモータのＡ相に流れる電流を
検出する抵抗器、５はパルスモータのＢ相に流れる電流
を検出する抵抗器、６，７は各相コイルの電流検出抵抗
に発生する電圧とレファレンス電圧を比較するコンパレ
ータ、８はレファレンス電圧の供給を切り替えるトラン
ジスタ、９は第２のレファレンス電圧を生成するコンデ
ンサ、１０はコンデンサの電荷を放電する抵抗器、１１
はパルスモータのＡ相コイル、１２はパルスモータのＢ
相コイルである。

【００１５】図２はブリッジ回路の詳細図である。

【００１６】１０１，１０２，１０３，１０４はそれぞ
れモータのコイルに電流を流すトランジスタ，２０１，
２０２，２０３，２０４はダイオードである。

【００１７】図３はバイポーラタイプのパルスモータを
２相励磁駆動したとき、各相流れる電流波形である。

【００１８】次に、動作について説明する。

【００１９】パイポーラタイプのパルスモータを２相励
磁で駆動する場合は、相コイルに流れる電流の向きを切
り替えながら動作させる。切り替えはブリッジ回路のオ
ンするトランジスタを選択することにより行う。又、相
コイルに流れる電流を一定にする定電流制御は、電源側
接続のトランジスタ１０１，１０３をスイッチングする
ことにより行う。

【００２０】Ａ相コイルにａ方向に電流を流す場合、ト
ランジスタ１０１，１０４をＯＮする。ｂ方向に流す場
合は、トランジスタ１０２，１０３をＯＮする。又、Ｂ
相コイルについても同様である。

【００２１】又、Ａ相、Ｂ相に流れる電流を図３のよう
なタイミングで切り替えることにより回転する。これら
のタイミング制御は、プリンタ制御部からのモータ制御
信号をもとに制御部にて行う。

【００２２】相コイルに流れる電流はａ方向、ｂ方向何
れの場合での電流検出抵抗を介して流れる。電流検出抵
抗は、電圧降下により相コイルに流れる電流に比例した
電圧に変換する。

【００２３】相コイル電流を変換した電圧は、定電流を
設定するレファレンス電圧をコンパレータと比較させ、
電流変換電圧がレファレンス電圧より低い場合は、トラ
ンジスタ１０１，１０４はＯＮ状態のままにして相コイ
ルに電流を流し続ける。電流が増加して電流変換電圧が
レファレンス電圧より高くなると、電源側トランジスタ
１０１をＯＦＦする。電源側トランジスタがＯＦＦして
も相コイルには電流が流れ続けようとするため、ダイオ
ード１１２を介して電流が流れるが、徐々に減少して行
く。電流が減少して電流検出抵抗での電流変換電圧がレ
ファレンス電圧より低くなると、トランジスタ１０１が
ＯＮして再び電源より相コイルに電流が流れる。この動
作を繰り返し行うことにより相コイルに流れる電流を一
定になるように制御する。

【００２４】モータが停止したとき、Ａ相、Ｂ相に電流
を一定期間流し続け、キャリッジの振動、オーバーラン
等を防止するが、このとき、レファレンス電圧を供給す
るトランジスタ８をＯＦＦする。すると、レファレンス
電圧は、電荷がチャージされたコンデンサから供給され
る。コンデンサの電荷は抵抗を介して徐々に放電され図
４のように低下する。この低下するレファレンス電圧に
対応して定電流制御が行われるため、各相コイルに流れ
る電流も徐々に減少するように制御される。

【００２５】停止時にキャリッジを振動させたり、オー
バーランさせる力は、時間と共に減少するため、相コイ
ルに流れる電流を減少させても制御制御は可能である。

【００２６】＜実施の形態２＞図５はレファレンス電圧
をレファレンス電圧切り替え回路にて可変するパルスモ
ータ駆動回路のレファレンス電圧切り替え回路部であ
る。

【００２７】２１は第２のレファレンス電圧を生成する
第１のツェナーダイオード、２２は第３のレファレンス
電圧を生成する第２のツェナーダイオード、２３は第１
のツェナーダイオードを有効にする第１のトランジス
タ、２４は第２のツェナーダイオードを有効にする第２
のトランジスタ、２５はツェナーダイオードに流れる電
流を制限する制限抵抗器である。

【００２８】モータの定速動作時は、トランジスタ２
３，２４がＯＦＦしてレファレンス電圧Ｖref1が定電流
を制御するコンパレータに入力される。

【００２９】モータが停止し、一定時間Ａ相、Ｂ相に電
流を流した後、トランジスタ２３をＯＮすると、レファ
レンス電圧はＶref2に切り替わり、この電圧がコンパレ
ータに入力される。その後、一定時間後、トランジスタ
２３をＯＦＦ、トランジスタ２４をＯＮすると、レファ
レンス電圧をＶref3に切り替わり、この電圧がコンパレ
ータに入力される。コンパレータに入力されるレファレ
ンス電圧は、図６に示すように段階的に低下し、それに
伴い相コイルに流れる電流も段階的に減少するように制
御することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、モータの駆動停止後のホールド電流を徐々に又
は段階的に減少することができるため、パルスモータの
ホールド効果を損なわず、パルスモータでの消費電流を
低減できるという効果が得られる。それにより、パルス
モータを使用する機器の電源の電流容量が小さいまま高
速動作を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をシリアルプリンタのキャリッジを走査
するキャリッジ駆動モータの駆動回路に実施したパルス
モータ駆動回路のブロック図である。

【図２】ブリッジ回路の詳細図である。

【図３】バイポーラタイプのパルスモータを２相励磁駆
動したとき各相流れる電流波形を示す図である。

【図４】本発明を適用したレファランス電圧波形および
相の流れる電流波形を示す図である。

【図５】レファレンス電圧をレファレンス電圧切り替え
回路にて可変するパルスモータ駆動回路のレファレンス
電圧切り替え回路部を示す図である。

【図６】本発明を適用した他のレファランス電圧波形お
よび相の流れる電流波形を示す図である。

【符号の説明】

１，２ ブリッジ回路 ３ 制御回路 ４，５ 抵抗器 ６，７ コンパレータ ８ トランジスタ ９ コンデンサ １０ 抵抗器 １１ パルスモータのＡ相コイル １２ パルスモータのＢ相コイル １０１〜１０４ それぞれモータのコイルに電流を流す
トランジスタ ２０１〜２０４ ダイオード ２１ 第１のツェナーダイオード ２２ 第２のツェナーダイオード ２３ 第１のトランジスタ ２４ 第２のトランジスタ ２５ 制限抵抗器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスモータのコイルに流れる電流が一
   定のなるように制御するパルスモータ定電流駆動回路に
   おいて、 パルスモータのコイルに流れる電流値を決定する第１の
   レファレンス電圧発生手段と、第２のレファレンス電圧
   を発生させるコンデンサと、コンデンサの電荷を放電さ
   せる抵抗器と、第１のレファレンス電圧と第２のレファ
   レンス電圧を切り替えるスイッチ手段を有し、パルスモ
   ータの駆動停止時のホールド状態になったとき、第２の
   レファレンス電圧を発生するコンデンサを有効にして、
   コンデンサの放電により第２のレファレンス電圧を徐々
   に減少させることにより、パルスモータの相コイルに流
   れる電流を徐々に削減することを特徴とするパルスモー
   タ制御回路。
2. 【請求項２】 パルスモータのコイルに流れる電流が一
   定のなるように制御する定電流駆動回路において、 パルスモータのコイルに流れる電流値を決定する複数の
   レファレンス電圧発生手段と、複数のレファレンス電圧
   発生手段のうち１つを有効にする手段を有し、パルスモ
   ータの駆動停止時のホールド状態になったとき、レファ
   レンス電圧発生手段を選択的に有効にして段階的に減少
   させるように制御することにより、パルスモータの相コ
   イルに流れる電流を段階的に削減することを特徴とする
   パルスモータ制御回路。