JP3050944B2 - ステップモータの駆動制御装置 - Google Patents
ステップモータの駆動制御装置Info
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- JP3050944B2 JP3050944B2 JP11620591A JP11620591A JP3050944B2 JP 3050944 B2 JP3050944 B2 JP 3050944B2 JP 11620591 A JP11620591 A JP 11620591A JP 11620591 A JP11620591 A JP 11620591A JP 3050944 B2 JP3050944 B2 JP 3050944B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- step motor
- circuit
- excitation
- low
- signal
- Prior art date
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- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスクのヘッド駆
動用等に用いるステップモータ駆動制御装置に関するも
のである。
動用等に用いるステップモータ駆動制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ステップモータは入力信
号を供給すると所定の角度だけステップ状に回転をし、
１ステップあたり３％程度の角度誤差はあるものの、複
数のステップによってもその角度誤差が累積しないの
で、この性質を利用してフロッピーディスクドライブあ
るいは磁気ディスクドライブのヘッド位置決め制御等に
広く利用されている。
号を供給すると所定の角度だけステップ状に回転をし、
１ステップあたり３％程度の角度誤差はあるものの、複
数のステップによってもその角度誤差が累積しないの
で、この性質を利用してフロッピーディスクドライブあ
るいは磁気ディスクドライブのヘッド位置決め制御等に
広く利用されている。
【０００３】図４は磁気ディスクのヘッド駆動用として
従来から用いられている４相ステップモータの２相励磁
方式の駆動回路の一例を示す回路図である。コントロー
ルＩＣ１０は図示省略したホスト・システムから方向情
報、ステップパルス、ドライブセレクト信号が供給され
ると第１励磁信号ＰＨ１から第４励磁信号ＰＨ４迄の互
いに位相のずれた４種類の励磁信号を発生する。これら
励磁信号ＰＨ１〜４の組み合わせにより、４通りの励磁
相ができ、第１〜第４励磁相が順次繰り返される。各励
磁信号はドライバＩＣ１１を介してステップモータ１２
の各励磁コイル１２１〜１２４に供給され、ステップモ
ータ１２を回転させる。なお、ステップパルス１つにつ
きヘッドを１トラック分移動させるのであるが、ここで
は、そのためにステップモータの励磁相切り換えを２回
行っている。
従来から用いられている４相ステップモータの２相励磁
方式の駆動回路の一例を示す回路図である。コントロー
ルＩＣ１０は図示省略したホスト・システムから方向情
報、ステップパルス、ドライブセレクト信号が供給され
ると第１励磁信号ＰＨ１から第４励磁信号ＰＨ４迄の互
いに位相のずれた４種類の励磁信号を発生する。これら
励磁信号ＰＨ１〜４の組み合わせにより、４通りの励磁
相ができ、第１〜第４励磁相が順次繰り返される。各励
磁信号はドライバＩＣ１１を介してステップモータ１２
の各励磁コイル１２１〜１２４に供給され、ステップモ
ータ１２を回転させる。なお、ステップパルス１つにつ
きヘッドを１トラック分移動させるのであるが、ここで
は、そのためにステップモータの励磁相切り換えを２回
行っている。
【０００４】一方、ヘッドの移動速度については、アク
セス時間の短縮化を目的として、高速移動と低速移動を
適宜切り換える方法が採用されている。図５は目的のト
ラックまでヘッドを一気に移動させる高速動作状態の各
部波形図、図６はトラックを順次読み書きさせる低速動
作状態の各部波形図である。高速制御の場合も低速制御
の場合も、第１励磁相および第３励磁相のときにヘッド
はオントラック状態にあり、第２励磁相および第４励磁
相のときにオフトラック状態（トラックとトラックとの
間にヘッドが位置する状態）にある。したがって、励磁
相が２回切り替わる度に、１トラック分ヘッドが移動す
ることになる。
セス時間の短縮化を目的として、高速移動と低速移動を
適宜切り換える方法が採用されている。図５は目的のト
ラックまでヘッドを一気に移動させる高速動作状態の各
部波形図、図６はトラックを順次読み書きさせる低速動
作状態の各部波形図である。高速制御の場合も低速制御
の場合も、第１励磁相および第３励磁相のときにヘッド
はオントラック状態にあり、第２励磁相および第４励磁
相のときにオフトラック状態（トラックとトラックとの
間にヘッドが位置する状態）にある。したがって、励磁
相が２回切り替わる度に、１トラック分ヘッドが移動す
ることになる。
【０００５】図５に示す高速の場合はｔ＝ｔf のタイミ
ングで第２励磁相から第３励磁相、または第４励磁相か
ら第１励磁相に切り換えてオントラック状態とし、低速
の場合はｔ＝ｔs のタイミングで同様にオントラック状
態に切り換えている。
ングで第２励磁相から第３励磁相、または第４励磁相か
ら第１励磁相に切り換えてオントラック状態とし、低速
の場合はｔ＝ｔs のタイミングで同様にオントラック状
態に切り換えている。
【０００６】表１は４通りの励磁相における各励磁信号
の状態とロータの移動方向の関係を示している。
の状態とロータの移動方向の関係を示している。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した駆動方法は、
ステップモータを駆動したときに発生するシーク音を低
減するのに有効である。特に、励磁相の切り換えタイミ
ングをステップパルスの中点にするとよい。そのため
に、高速時と低速時のそれぞれ切り換えタイミングを示
すｔf およびｔs が異なっている。しかし、このような
駆動方法においても、ステップモータの特性上、ロータ
が回転を終了したときには最大トルクが発生し、このト
ルクが過剰トルクとなって振動の原因となることがあ
る。この振動がロータ部の固有振動数や、駆動周波数
（ステップパルスの周波数）に同期して共振現象が発生
する。これがヘッドの位置決め機構部へ伝達されるた
め、この駆動方式でもシーク音の発生を完全に抑えるこ
とはできなかった。
ステップモータを駆動したときに発生するシーク音を低
減するのに有効である。特に、励磁相の切り換えタイミ
ングをステップパルスの中点にするとよい。そのため
に、高速時と低速時のそれぞれ切り換えタイミングを示
すｔf およびｔs が異なっている。しかし、このような
駆動方法においても、ステップモータの特性上、ロータ
が回転を終了したときには最大トルクが発生し、このト
ルクが過剰トルクとなって振動の原因となることがあ
る。この振動がロータ部の固有振動数や、駆動周波数
（ステップパルスの周波数）に同期して共振現象が発生
する。これがヘッドの位置決め機構部へ伝達されるた
め、この駆動方式でもシーク音の発生を完全に抑えるこ
とはできなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明のステップモータ駆動制御装置は、ステ
ップモータの励磁相が被駆動体の停止位置に対応するか
否かを判別する第１判別手段と、ステップモータの駆動
速度が高速または低速のいずれであるかを判別する第２
判別手段と、第１判別手段から励磁相が被駆動体の停止
位置に対応することを示す信号を入力し、第２判別手段
からステップモータの駆動速度が低速であることを示す
信号を入力したときに、ステップモータの駆動電圧を定
常電圧よりも低くするステップモータ駆動手段とを備え
ている。
るために本発明のステップモータ駆動制御装置は、ステ
ップモータの励磁相が被駆動体の停止位置に対応するか
否かを判別する第１判別手段と、ステップモータの駆動
速度が高速または低速のいずれであるかを判別する第２
判別手段と、第１判別手段から励磁相が被駆動体の停止
位置に対応することを示す信号を入力し、第２判別手段
からステップモータの駆動速度が低速であることを示す
信号を入力したときに、ステップモータの駆動電圧を定
常電圧よりも低くするステップモータ駆動手段とを備え
ている。
【００１０】
【作用】ステップモータ駆動手段は、被駆動体を低速で
移動させて任意の停止位置に到達させる場合には、ステ
ップモータの駆動電圧を定常電圧よりも低くする。それ
以外の状態でステップモータを励磁する場合、すなわ
ち、被駆動体を高速移動させる場合や低速移動で停止位
置と別の停止位置との間に移動させる場合には、駆動電
圧を定常電圧とする。
移動させて任意の停止位置に到達させる場合には、ステ
ップモータの駆動電圧を定常電圧よりも低くする。それ
以外の状態でステップモータを励磁する場合、すなわ
ち、被駆動体を高速移動させる場合や低速移動で停止位
置と別の停止位置との間に移動させる場合には、駆動電
圧を定常電圧とする。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示す回路図
であり、図示しない回路からドライブセレクト信号、ス
テップ信号、方向信号がコントロールＩＣ１０に供給さ
れることによって、そのコントロールＩＣ１０は後述す
る位相関係を有する第１励磁信号ＰＨ１から第４励磁信
号ＰＨ４の４種類の信号を発生し、ドライバＩＣ１１を
介してその励磁信号をステップモータ１２の対応するコ
イルに供給することによって、そのステップモータ１２
が回転するようになっている。
であり、図示しない回路からドライブセレクト信号、ス
テップ信号、方向信号がコントロールＩＣ１０に供給さ
れることによって、そのコントロールＩＣ１０は後述す
る位相関係を有する第１励磁信号ＰＨ１から第４励磁信
号ＰＨ４の４種類の信号を発生し、ドライバＩＣ１１を
介してその励磁信号をステップモータ１２の対応するコ
イルに供給することによって、そのステップモータ１２
が回転するようになっている。
【００１２】第１励磁信号ＰＨ１、第２励磁信号ＰＨ２
はＥＸ−ＯＲ回路１に入力され、そのＥＸ−ＯＲ回路１
の出力信号はモノマルチ回路２、Ｄタイプのフリップフ
ロップ３のＤ入力端子、ＮＯＲ回路４の一方の入力にそ
れぞれ供給されている。モノマルチ回路１の出力はフリ
ップフロップ３のクロック端子Ｃに供給され、フリップ
フロップ３のＱバー出力はＮＯＲ回路４の他方の入力に
供給されている。
はＥＸ−ＯＲ回路１に入力され、そのＥＸ−ＯＲ回路１
の出力信号はモノマルチ回路２、Ｄタイプのフリップフ
ロップ３のＤ入力端子、ＮＯＲ回路４の一方の入力にそ
れぞれ供給されている。モノマルチ回路１の出力はフリ
ップフロップ３のクロック端子Ｃに供給され、フリップ
フロップ３のＱバー出力はＮＯＲ回路４の他方の入力に
供給されている。
【００１３】ＮＯＲ回路４の出力は抵抗５を介してトラ
ンジスタ６のベースに供給され、そのトランジスタ６は
ＮＯＲ回路４から供給される信号によってオン・オフす
るように制御され、トランジスタ６がオンのとき電源電
圧ＶCCが殆どそのままステップモータ１２に供給され、
トランジスタ６がオフのとき抵抗７を介して電源電圧Ｖ
CCがステップモータ１２に供給されるので、この時は低
い電圧が供給されるようになっている。なお、トランジ
スタ６のベース・エミッタ間には抵抗８が接続されてお
り、ベース・コレクタ間にはコンデンサ９が接続されて
いる。
ンジスタ６のベースに供給され、そのトランジスタ６は
ＮＯＲ回路４から供給される信号によってオン・オフす
るように制御され、トランジスタ６がオンのとき電源電
圧ＶCCが殆どそのままステップモータ１２に供給され、
トランジスタ６がオフのとき抵抗７を介して電源電圧Ｖ
CCがステップモータ１２に供給されるので、この時は低
い電圧が供給されるようになっている。なお、トランジ
スタ６のベース・エミッタ間には抵抗８が接続されてお
り、ベース・コレクタ間にはコンデンサ９が接続されて
いる。
【００１４】このように構成された回路の各部波形を図
２、図３に示しており、図２は高速動作時の動作波形、
図３は低速動作時の動作波形である。
２、図３に示しており、図２は高速動作時の動作波形、
図３は低速動作時の動作波形である。
【００１５】高速動作時および低速動作時とも、第１励
磁相から第４励磁相までの４つの励磁状態を繰り返す。
図２に示す高速の場合はｔ＝ｔf のタイミングで第２励
磁相から第３励磁相に、また第４励磁相から第１励磁相
にそれぞれ切り換えてオントラック状態とし、第３図に
示す低速の場合はｔ＝ｔsのタイミングで同様にオント
ラック状態に切り換えている。すなわち、高速時、低速
時共に、第１励磁相および第３励磁相のときがオントラ
ックの励磁状態である。
磁相から第４励磁相までの４つの励磁状態を繰り返す。
図２に示す高速の場合はｔ＝ｔf のタイミングで第２励
磁相から第３励磁相に、また第４励磁相から第１励磁相
にそれぞれ切り換えてオントラック状態とし、第３図に
示す低速の場合はｔ＝ｔsのタイミングで同様にオント
ラック状態に切り換えている。すなわち、高速時、低速
時共に、第１励磁相および第３励磁相のときがオントラ
ックの励磁状態である。
【００１６】ＥＸ−ＯＲ回路１は、オントラックの励磁
状態であるかオフトラックの励磁状態であるかを判定す
る第１の判定回路を構成している。すなわち、両方の入
力が一致していなければＨレベルの信号を出力して、励
磁状態がオフトラック状態にあることを示し、両方の入
力が一致していればＬレベルの信号を出力して、励磁状
態がオントラックにあることを示している。
状態であるかオフトラックの励磁状態であるかを判定す
る第１の判定回路を構成している。すなわち、両方の入
力が一致していなければＨレベルの信号を出力して、励
磁状態がオフトラック状態にあることを示し、両方の入
力が一致していればＬレベルの信号を出力して、励磁状
態がオントラックにあることを示している。
【００１７】モノマルチ回路２はこの信号の立ち上がり
によってトリガされるように構成され、その動作時間ｔ
osはｔf ＜ｔos＜ｔs に設定されている。また、このモ
ノマルチ回路２はその設定時間ｔosの間、Ｌレベルの信
号を出力するように構成されている。モノマルチ回路２
の出力信号はフリップフロップ３のクロック信号として
供給されるので、その立ち上がりエッジでＥＸ−ＯＲ回
路１の出力信号がフリップフロップ３にラッチされる。
によってトリガされるように構成され、その動作時間ｔ
osはｔf ＜ｔos＜ｔs に設定されている。また、このモ
ノマルチ回路２はその設定時間ｔosの間、Ｌレベルの信
号を出力するように構成されている。モノマルチ回路２
の出力信号はフリップフロップ３のクロック信号として
供給されるので、その立ち上がりエッジでＥＸ−ＯＲ回
路１の出力信号がフリップフロップ３にラッチされる。
【００１８】高速動作の例である図２の場合、モノマル
チ回路２の動作時間ｔosはＥＸ−ＯＲ回路１がＨレベル
の信号を出力している時間より長く設定されている。こ
のためＥＸ−ＯＲ回路１の出力がＬレベルとなってから
モノマルチ回路２の出力が立ち上がるので、フリップフ
ロップ３のＱバー出力はＨレベルの信号を出力する。一
方、低速動作の例である図３の場合、モノマルチ回路２
の動作時間ｔosはＥＸ−ＯＲ回路１が１レベルの信号を
出力している時間より短く設定されている。このためＥ
Ｘ−ＯＲ回路１の出力がＨレベルの間にモノマルチ回路
２の出力が立ち上がるのでフリップフロップ３はＬレベ
ルの信号を出力する。
チ回路２の動作時間ｔosはＥＸ−ＯＲ回路１がＨレベル
の信号を出力している時間より長く設定されている。こ
のためＥＸ−ＯＲ回路１の出力がＬレベルとなってから
モノマルチ回路２の出力が立ち上がるので、フリップフ
ロップ３のＱバー出力はＨレベルの信号を出力する。一
方、低速動作の例である図３の場合、モノマルチ回路２
の動作時間ｔosはＥＸ−ＯＲ回路１が１レベルの信号を
出力している時間より短く設定されている。このためＥ
Ｘ−ＯＲ回路１の出力がＨレベルの間にモノマルチ回路
２の出力が立ち上がるのでフリップフロップ３はＬレベ
ルの信号を出力する。
【００１９】このことからＥＸ−ＯＲ回路１、モノマル
チ回路２、フリップフロップ３は低速動作状態にある
か、高速動作状態にあるかを判定する第２の判定回路を
構成することになる。
チ回路２、フリップフロップ３は低速動作状態にある
か、高速動作状態にあるかを判定する第２の判定回路を
構成することになる。
【００２０】高速動作時は前述したようにモノマルチ回
路２の出力が立ち上がるとき、Ｄ入力端子はＬレベルで
あるから、フリップフロップ３の出力はＨレベルの信号
を出力している。この状態はモノマルチ回路２が次に立
ち上がるまで継続し、その時もフリップフロップ３はＨ
レベルの信号を送出するので、フリップフロップ３は高
速動作時、常時Ｈレベルの信号を送出することになる。
路２の出力が立ち上がるとき、Ｄ入力端子はＬレベルで
あるから、フリップフロップ３の出力はＨレベルの信号
を出力している。この状態はモノマルチ回路２が次に立
ち上がるまで継続し、その時もフリップフロップ３はＨ
レベルの信号を送出するので、フリップフロップ３は高
速動作時、常時Ｈレベルの信号を送出することになる。
【００２１】従って高速動作時にＮＯＲ回路４は常時オ
フとなり、Ｌレベルの信号を送出するのでトランジスタ
６は常時オンとなる。このことはステップモータ１２は
常に電源電圧ＶCCで駆動されることになる。
フとなり、Ｌレベルの信号を送出するのでトランジスタ
６は常時オンとなる。このことはステップモータ１２は
常に電源電圧ＶCCで駆動されることになる。
【００２２】一方、低速動作時は前述したようにモノマ
ルチ回路２の出力が立ち上がるとき、Ｄ入力端子はＨレ
ベルであるから、フリップフロップ３のＱバー出力はＬ
レベルの信号を出力している。この状態はモノマルチ回
路２が次ぎに立ち上がるまで継続し、その時もフリップ
フロップ３はＬレベルの信号を送出するので、フリップ
フロップ３は低速動作時、常時Ｌレベルの信号を送出す
ることになる。
ルチ回路２の出力が立ち上がるとき、Ｄ入力端子はＨレ
ベルであるから、フリップフロップ３のＱバー出力はＬ
レベルの信号を出力している。この状態はモノマルチ回
路２が次ぎに立ち上がるまで継続し、その時もフリップ
フロップ３はＬレベルの信号を送出するので、フリップ
フロップ３は低速動作時、常時Ｌレベルの信号を送出す
ることになる。
【００２３】従って低速動作時にＮＯＲ回路４はＥＸ−
ＯＲ回路１の出力レベルに支配される図３(i) に示す信
号を出力し、ＮＯＲ回路４の出力がＨレベルの時はトラ
ンジスタ６がオフし、低い電圧がステップモータ１２に
供給される。すなわちオントラックの期間、低い電圧が
ステップモータ１２に供給されている。
ＯＲ回路１の出力レベルに支配される図３(i) に示す信
号を出力し、ＮＯＲ回路４の出力がＨレベルの時はトラ
ンジスタ６がオフし、低い電圧がステップモータ１２に
供給される。すなわちオントラックの期間、低い電圧が
ステップモータ１２に供給されている。
【００２４】このことから低速時であってかつオントラ
ック時はステップモータ１２が低い電圧で動作する。そ
のため、トルクが小さくなり、シーク音が低減する。
ック時はステップモータ１２が低い電圧で動作する。そ
のため、トルクが小さくなり、シーク音が低減する。
【００２５】なお、以上の実施例はヘッドの制御に付い
て説明しているが、この他Ｘ−Ｙステージ、ロボット、
その他の位置決め装置等にも応用できる。
て説明しているが、この他Ｘ−Ｙステージ、ロボット、
その他の位置決め装置等にも応用できる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、低速動作
で、かつオントラック時にステップモータに供給する電
圧を低下させたので、シーク音を低減することができる
という効果を有する。また、ヘッドの振動が低減できる
ので、短時間でヘッドをトラックにセットできることに
なり、情報の読み書きが高速化する。さらに、電圧を一
定にして動作させる従来方式と比較すると、電圧を低下
させる分だけ消費電流を抑えることができる。
で、かつオントラック時にステップモータに供給する電
圧を低下させたので、シーク音を低減することができる
という効果を有する。また、ヘッドの振動が低減できる
ので、短時間でヘッドをトラックにセットできることに
なり、情報の読み書きが高速化する。さらに、電圧を一
定にして動作させる従来方式と比較すると、電圧を低下
させる分だけ消費電流を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す回路図
【図２】図１の装置の高速動作時における各部波形図
【図３】図１の装置の低速動作時における各部波形図
【図４】従来装置の一例の構成を示す回路図
【図５】図４の装置の高速動作時における各部波形図
【図６】図４の装置の低速動作時における各部波形図
１…ＥＸ−ＯＲ回路 ２…モノマルチ回路 ３…フリップフロップ ４…ＮＯＲ回路 ５、７、８…抵抗 ６…トランジスタ １０…コントロールＩＣ １１…ドライバＩＣ １２…ステップモータ
Claims (2)
- 【請求項１】被駆動体の１ステップ分の移動を複数回の
励磁相切り換えにより達成するステップモータの駆動制
御装置において、ステップモータの励磁相が被駆動体の
停止位置に対応するか否かを判別する第１判別手段と、
ステップモータの駆動速度が高速または低速のいずれで
あるかを判別する第２判別手段と、第１判別手段から励
磁相が被駆動体の停止位置に対応することを示す信号を
入力し、第２判別手段からステップモータの駆動速度が
低速であることを示す信号を入力したときに、ステップ
モータの駆動電圧を定常電圧よりも低くするステップモ
ータ駆動手段と、を備えたことを特徴とするステップモ
ータの駆動制御装置。 - 【請求項２】被駆動体が磁気ディスクのヘッドであり、
停止位置が前記磁気ディスクのトラック上であることを
特徴とする請求項１に記載のステップモータの駆動制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620591A JP3050944B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | ステップモータの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620591A JP3050944B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | ステップモータの駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344194A JPH04344194A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3050944B2 true JP3050944B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=14681446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11620591A Expired - Lifetime JP3050944B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | ステップモータの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050944B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101832821B1 (ko) | 2012-09-10 | 2018-02-27 | 삼성전자주식회사 | 동적 전압 주파수 스케일링 방법, 어플리케이션 프로세서 및 이를 구비하는 모바일 기기 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP11620591A patent/JP3050944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04344194A (ja) | 1992-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120331 |
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