JP3411310B2 - モータ駆動回路及びその駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動回路に係
り、詳しくは、バッテリ駆動携帯端末機器等に内蔵され
るプリンタのモータを駆動するモータ駆動回路に関す
る。 ［発明の背景］近年、バッテリ駆動による携帯端末機器
として、例えば、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末等のよ
うにプリンタを内蔵したものがあり、このプリンタの駆
動源であるモータを駆動するためのモータ駆動回路が種
々提案されている。

【０００２】しかし、このような携帯端末機器において
は、その電源にバッテリ、すなわち、低電圧電源を用い
ており、一般に、駆動電源が低電圧になるとモータ駆動
時におけるモータ駆動電流波形の立ち上がり特性がなま
り、モータの高速駆動が困難になる。これを詳しく説明
する。

【０００３】モータは、その励磁方式としてユニポー
ラ、バイポーラ等の方式があり、また、励磁としては、
通常、１相励磁、１−２相励磁、２相励磁等がある。図
２０は各励磁方式における波形図であり、同図（ａ）は
１相励磁、同図（ｂ）は１−２相励磁、同図（ｃ）は２
相励磁である。ここで、モータ駆動電流波形の立ち上が
り特性が問題となるのは、図２０中、矢印↑で示す部分
であり、立ち上がった後は問題とならない。

【０００４】つまり、実際にモータ駆動電流波形の立ち
上がり特性が問題となるのは、低電位電圧から高電位電
圧（図２０の場合、電圧オフ状態から電圧オン状態）に
切り替わる場合であり、また、電流を段階的に増加させ
るような、例えば、図Ｂ（ａ）に示すようなモータ駆動
電流波形を印加する場合にも問題となる。通常、モータ
駆動電流波形は、供給電圧がＩ1 ＞Ｉ2 ＞Ｉ3 ＞Ｉ4 の
順に高いものとすると、図２１（ｂ）に示すような立ち
上がり特性を有する。

【０００５】すなわち、供給電圧が高いと立ち上がり特
性も急峻で、所定値までの立ち上がり時間も短いが、供
給電圧が低くなるにつれて立ち上がり特性がなまり、所
定値までの立ち上がり時間が長くなる。したがって、供
給電圧が低いときのモータ駆動電流波形は立ち上がり時
間が遅く、モータを高速域で使用する場合（図２１
（ｃ）中、破線部参照）、低速域で使用する場合（図２
１（ｃ）中、実線部参照）のように十分な立ち上がり時
間がないため、高速域で使用する場合のモータ駆動電流
の最大値ＩP'は、低速域で使用する場合の最大電流ＩP
よりもかなり小さな値となり、高トルクを出せなくな
る。

【０００６】そこで、低電圧電源を使用しつつ、モータ
駆動電流波形の立ち上がり特性を改善することが必要と
なる。

【０００７】

【従来の技術】従来のこの種のモータ駆動回路として
は、図２２に示すようなモータ駆動回路がある。なお、
図２２中、１０１は制御部、１０２は標準電源、１０３
は昇圧回路、１０４はモータ駆動部、１０５はモータで
ある。

【０００８】制御部１０１は、モータ駆動回路全体の制
御を行うものである。標準電源１０２は、モータ駆動部
１０４を含めた回路全体の電源であり、この場合はバッ
テリである。昇圧回路１０３は、標準電源１０２からの
電源電圧を昇圧し、モータ駆動部１０４に供給するもの
である。

【０００９】モータ駆動部１０４は、昇圧回路１０３か
ら供給される電源電圧に基づいてモータ１０５にモータ
駆動電流（励磁電流）を送るものである。以上の構成に
おいて、モータ１０５を駆動する場合、昇圧回路１０３
により昇圧された電圧がモータ駆動部１０４に供給さ
れ、モータ１０５の動作期間中は、この昇圧されたモー
タ駆動電流が供給される。

【００１０】これによってモータ駆動電流波形の立ち上
がり特性が改善される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のモータ駆動回路にあっては、モータの動作期
間中は電源電圧を昇圧して供給するという構成となって
いたため、消費電力が増大するという問題点があった。
バッテリ駆動の携帯端末機器における消費電力の増大
は、バッテリ駆動時間の短縮化につながるため、使用す
る時間が短くなるとともに、最悪の場合は、モータの動
作中に動作が停止するようなことも起こり得る。

【００１２】そこで、電源電圧を昇圧する代わりに、モ
ータ駆動電流波形のなまりに対して、追随する範囲まで
モータの回転周波数を落として加速するという、加速制
御を行うものも提供されている。しかし、加速制御を行
うことは実効回転速度を落とすことになり、例えば、プ
リンタによる印字を例に採ると、印字の高速化が望めな
いという新たな問題が生じる。

【００１３】実効的回転速度を上げるためには、加速な
しに追随する回転周波数を高め、周波数特性を改善する
ことが必要となる。 ［目的］ そこで本発明は、モータ駆動電流波形の立ち上がり特性
及び周波数特性を改善しつつ、消費電力を抑えるモータ
駆動回路及びその駆動方法を提供することを目的として
いる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載のモータ駆動回路は、標準の電圧を所定電圧
に昇圧する昇圧手段と、前記昇圧手段に前記標準の電圧
を供給するか否かを制御する制御手段と、前記標準の電
圧または前記昇圧手段から供給された昇圧電圧の何れか
選択した電圧によってモータを駆動する駆動手段と、前
記駆動手段を流れるモータ電流の電流量を検出する電流
検出部とを備え、前記制御手段が、モータ励磁相の立ち
上がりエッジ前に前記昇圧手段に前記標準電圧の供給を
開始し、前記昇圧手段が、モータ励磁相の立ち上がりエ
ッジ前に電荷の蓄積を開始するとともに、前記立ち上が
りエッジのタイミングで昇圧電圧の供給を開始し、前記
モータ電流の電流量に基づいて昇圧電圧の供給を停止す
るように構成している。

【００１５】また、請求項２記載のモータ駆動回路は、
外部からの設定信号に基づいて複数段階に電圧を切替可
能な基準電圧を発生する基準電圧発生部を備え、前記昇
圧手段は、前記基準電圧と前記モータ電流の電流量とに
基づいて昇圧電圧の供給を停止するように構成してい
る。

【００１６】また、請求項３記載のモータ駆動回路は、
モータ励磁相の立ち上がり波形を検出する相エッジ検出
部を設けるように構成している。また、請求項４記載の
モータ駆動回路は、前記昇圧手段は、モータ励磁相の立
ち上がり波形として相エッジ信号を入力し、該相エッジ
信号に基づいて前記昇圧電圧の供給を開始するように構
成している。

【００１７】また、請求項５記載のモータ駆動方法は、
請求項４に記載のモータ駆動回路を用いてモータを駆動
するモータ駆動方法において、モータ励磁相の立ち上が
り波形として相エッジ信号を前記モータ駆動回路に出力
し、該相エッジ信号に基づいて昇圧した電圧によって前
記モータを駆動するように構成している。

【００１８】

【作用】本発明では、低電圧電源でのモータ駆動時にお
いて一番問題となるモータ駆動電流波形の立ち上がり特
性及び周波数特性に対して、モータ駆動電流波形の立ち
上がり時に昇圧された電圧が供給されるため、モータ駆
動電流波形の立ち上がり特性及び周波数特性が改善され
る。

【００１９】この場合、昇圧された電圧はモータ駆動電
流波形の立ち上がり時にのみ供給されるので、消費電力
の増大が抑えられる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係るモータ駆動回路の原理図であり、モー
タを駆動すべき電源電圧を供給する標準電源１と、該標
準電源１から供給される電源電圧を所定電圧に昇圧する
昇圧手段（昇圧回路）２と、外部から入力される電圧選
択信号に基づいて該標準電源１から出力される電源電
圧、または、該昇圧手段２から出力される電源電圧の何
れか一つを選択する選択手段（電圧選択回路）３と、該
選択手段３によって選択された電源電圧をモータＭの駆
動電圧とし、外部から入力される駆動信号に基づいてモ
ータＭを駆動する駆動手段（モータ駆動部）４と、該駆
動手段４に流れる電流信号及び外部から入力されるモー
タ駆動信号に基づいて該駆動手段４に駆動信号を出力す
るとともに、該選択手段３に電圧選択信号を出力して動
作状態を切り換える切換手段（切換信号生成部）５とを
備えるように構成している。図２は本発明に係るモータ
駆動回路の一実施例を示す図であり、その要部構成を示
すブロック図である。まず、構成を説明する。

【００２１】なお、図２において、図１に示す原理図に
付された番号と同一番号は同一部分を示す。本実施例の
モータ駆動回路は、大別して、標準電源１、昇圧手段で
ある昇圧回路２、選択手段である電圧選択回路３、駆動
手段であるモータ駆動部４、切換手段である切換信号生
成部５、制御手段である制御部６から構成されている。
標準電源１は、本実施例ではバッテリであり、バッテリ
から直接供給される電源である。

【００２２】昇圧回路２は、昇圧電源スイッチ７、昇圧
電源８、昇圧電源供給ゲート９から構成されている。昇
圧電源スイッチ７は、昇圧電源８への供給電圧の制御を
行うものであり、トランジスタによるスイッチングを行
うブロックである。昇圧電源８は、電源用ＩＣを用いバ
ッテリ、もしくは安定化電源より供給される低電圧電源
を所定の高圧に持ち上げるものであり、エッジ部分での
み電源供給することにより低容量化を図るものである。

【００２３】昇圧電源供給ゲート９は、昇圧された電圧
の供給のゲートを行うものであり、例えば、トランジス
タ等により構成される。電圧選択回路３は、標準電源１
と昇圧回路２により昇圧された昇圧電源との切り換えを
行うものであり、例えば、ダイオード等により構成され
る。モータ駆動部４は、例えば、トランジスタ等により
構成され、励磁電流の制御を行うものである。

【００２４】切換信号生成部５は、Ｖｒｅｆ（基準電
圧）制御回路１０、レベル変換部１１よりなる基準電源
発生回路、相エッジ検出部１２、定電流チョッパ回路１
３、電流立ち上がり検出部１４よりなる帰還回路、電流
検出部１５から構成されている。Ｖｒｅｆ制御回路１０
は、後述するＶｒｅｆ設定用信号をデコードし、所定の
基準電圧を発生する回路ブロックである。

【００２５】レベル変換部１１は、Ｖｒｅｆ制御回路１
０により生成された信号を、定電流チョッパ回路１３及
び電流立ち上がり検出部１４の制御信号に成形する回路
ブロックである。相エッジ検出部１２は、励磁タイミン
グ信号からハードウェアを介してエッジ信号を発生した
り、エッジ信号（図示しないＣＰＵより発生）をスルー
に出力することにより昇圧電源供給ゲート９を制御する
ものである。

【００２６】定電流チョッパ回路１３は、コンパレータ
等による基準電圧との比較によって制御信号を発生し、
モータ駆動部４のトランジスタをオン・オフすることに
より帰還制御を行うものである。電流立ち上がり検出部
１４は、基準電圧及び検出電圧との比較により、昇圧電
源供給停止のタイミング信号を発生する回路ブロックで
ある。

【００２７】電流検出部１５は、励磁電流に比例した電
圧を生成する回路ブロックである。制御部６は、電源制
御判定部１６、相励磁ドライバ１７から構成されてい
る。電源制御判定部１６は、励磁タイミング信号等によ
り昇圧電源へ電源供給の制御を行うものである。相励磁
ドライバ１７は、ＣＰＵ等からの励磁信号を次段の制御
ブロック入力信号レベルに変換するものであり、ロジッ
クＩＣ、またはコンパレータ等により構成される。

【００２８】なお、図２中、（１）は昇圧電源スイッチ
信号、（２）は相エッジ信号、（３）は電源制御判定部
制御信号、（４）はモータ励磁信号、（５）はＶｒｅｆ
設定信号、（６）は昇圧電源入力信号、（７）は昇圧電
源出力信号、（８）は昇圧電源供給信号、（９）は相同
期電源制御信号、（１０）は相同期昇圧電源供給ゲート
制御信号、（１１）はモータ励磁信号、（１２）はモー
タ駆動回路チョッピング入力信号、（１３）は基準電圧
信号、（１４）はチョッパ基準電圧信号、（１５）は電
流立ち上がり検出用基準電圧信号、（１６）は電流検出
信号、（１７）は波形立ち上がり応答による昇圧電源供
給信号、（１８）はモータ駆動部供給電源信号、（１
９）はモータ電流信号である。

【００２９】昇圧電源スイッチ信号（１）は、昇圧回路
２の起動・非起動の制御を行うものであり、供給電圧が
十分高く、昇圧電圧を供給する必要のない場合、また
は、低速駆動で励磁電流の立ち上がり特性を改善する必
要性の無い場合には、本信号によって昇圧回路２への電
圧供給を停止することにより省電力化を図ることができ
る。

【００３０】相エッジ信号（２）は、ファームウェア等
により発生するエッジ信号である。電源制御判定部制御
信号（３）は、励磁相の休止期間等に昇圧回路２をオン
し、コンデンサ等に電荷を蓄積するための電源制御判定
部１６を制御するための信号である。モータ励磁信号
（４）は、ＣＰＵ等によりステップに応じてモータ励磁
を行うための駆動信号である。

【００３１】Ｖｒｅｆ設定信号（５）は、設定電流値に
関して電流検出部１５から得られる検出電流に基づく電
圧値と比較するための電圧値を設定するための信号であ
る。昇圧電源入力信号（６）は、昇圧電源スイッチ７に
より出力される昇圧電源８への入力信号である。昇圧電
源出力信号（７）は、昇圧電源８からの出力信号であ
る。

【００３２】昇圧電源供給信号（８）は、昇圧電源供給
ゲート９により開閉制御され、モータ駆動部４に供給さ
れる電源信号である。相同期電源制御信号（９）は、モ
ータ励磁信号（１１）に同期し、昇圧電源８のオン・オ
フを行う相同期の電源制御信号である。相同期昇圧電源
供給ゲート制御信号（１０）は、モータ励磁信号（１
１）に同期し、モータ励磁電流の立ち上がり部分で昇圧
された電源をモータ駆動回路部分に供給するためのゲー
ト制御信号である。

【００３３】モータ励磁信号（１１）は、モータＭのス
テップ動作に応じた励磁信号である。モータ駆動回路チ
ョッピング入力信号（１２）は、Ｖｒｅｆ制御回路１０
により生成された電圧と電流検出部１５により生成され
た電圧との比較によりモータ駆動部４への供給信号のチ
ョッピングを行い、励磁電流安定化を行うものである。

【００３４】基準電圧信号（１３）は、Ｖｒｅｆ制御回
路１０によりコイル電流設定値に応じて出力される基準
電圧である。チョッパ基準電圧信号（１４）は、定電流
チョッパ回路１３に供給される基準電圧信号である。電
流立ち上がり検出用基準電圧信号（１５）は、励磁電流
が所定値まで立ち上がった場合に昇圧電源の供給をオフ
し、昇圧電源の低容量化を図るための基準電圧信号であ
る。

【００３５】電流検出信号（１６）は、励磁電流に応じ
て基準電圧との比較電圧を発生する信号である。波形立
ち上がり応答による昇圧電源供給信号（１７）は、電流
立ち上がりが所定量に達していない期間中に昇圧電源供
給ゲート９を開き、所定量に達した時点で昇圧電源供給
ゲート９を閉じる制御信号である。

【００３６】モータ駆動部供給電源信号（１８）は、モ
ータ駆動部４への供給電源（バッテリ、もしくは安定化
電源からの電圧、または昇圧電源による昇圧電圧）であ
り、励磁タイミングに応じて切り換えが行われる。モー
タ電流信号（１９）は、モータ励磁電流であり、Ａ，￣
Ａ，Ｂ，￣Ｂの各相をまとめた信号、または個別の信号
である。

【００３７】以上の構成において、本実施例の処理の概
要を図３に基づいて説明する。今、Ａ、または￣Ａ相に
電流ｉが流れる場合、この電流ｉにより検出電圧として
ｉＲ／２の電圧が発生する。ここで、この電圧とＶｒｅ
ｆ（基準電圧）との比較よりコンパレータの出力は、図
４に示すような波形となる。

【００３８】通常、電流の立ち上がりでは低→高に遷移
するから立ち上がり部分でコンパレータ出力は“Ｌ”と
なる。すなわち、本実施例の構成であれば、図５に示す
ような波形が得られる。なお、図５中、矢線部分は電流
波形が立ち上がるまでコンパレータＡ・Ｂ出力は“Ｌ”
であり、立ち上がった後“Ｈ”に移ることを示す。

【００３９】この部分は、図６に示すような回路構成に
よりコンパレータ出力が“Ｌ”のとき、ＭＯＳトランジ
スタＱがオン動作し、昇圧した電圧ＶB がＶout として
出力される。なお、この場合、ダイオードＤにより標準
電圧に対し逆バイアスとなるようにしているため、通電
初期では高圧がかかり、電流が急速に立ち上がるように
なり、電圧がＶｒｅｆを越えるとコンパレータ出力が
“Ｈ”となりＭＯＳトランジスタＱがオフし、標準電圧
に切り換わる。

【００４０】まず、モータ相エッジ検出方法について説
明する。今、Ａを現在の相励磁状態、’Ａを一つ過去の
相励磁状態、すなわち、所定ステップ前の相励磁状態と
し、この時の立ち上がりエッジをＵ１とすると、

【００４１】

【数１】

【００４２】

【表１】

【００４３】となり、この時のＡ，’Ａ，Ｕ１は図７に
示すようなタイミングとなる。次に、実際のモータ励磁
におけるエッジフラグの変化を説明する。Ａ，￣Ａ相、
及びＢ，￣Ｂ相は、１相励磁の場合は［表２］に、１−
２相励磁の場合は［表３］に、２相励磁の場合は［表
４］に示すような状態をとる。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】図８に１相励磁の場合の立ち上がりエッジ
のタイミング、図９に１−２相励磁の場合の立ち上がり
エッジのタイミング、図１０に２相励磁の場合の立ち上
がりエッジのタイミングを示す。なお、図８〜図１０
中、Ａ，￣Ａ相、およびＢ，￣Ｂ相はまとめて電流検出
を行うので、Ａ ＯＲ ￣Ａと、Ｂ ＯＲ ￣Ｂも図中
に示す。また、図８、図９および図１０において、Ａ，
￣Ａ相の立ち上がりエッジＵ１ _A は、図７を用いて説明
したように、現在の相励磁状態Ａ，￣Ａとそれぞれの相
励磁状態の所定ステップ前における相励磁状態とに基づ
いて求める。同様に、Ｂ，￣Ｂ相の立ち上がりエッジＵ
１ _B も、図７を用いて説明したように、現在の相励磁状
態Ｂ，￣Ｂとそれぞれの相励磁状態の所定ステップ前に
おける相励磁状態とに基づいて求める。次に、モータ相
の励磁出力タイミング前にフラグを出力するものとし
て、各励磁方式におけるフラグ出力タイミングを示す。

【００４８】図１１は１相励磁の場合のフラグ出力のタ
イミング、図１２は１−２相励磁の場合のフラグ出力タ
イミング、図１３は２相励磁の場合のフラグ出力タイミ
ングである。なお、図１１、図１２、図１３おいて、Ｕ
_A とはＡ，￣Ａ相の立ち上がりエッジ信号Ｕ１ _A より所定
ステップ進んだエッジ信号であり、Ｕ _B とはＢ，￣Ｂ相
の立ち上がりエッジ信号Ｕ１ _B より所定ステップ進んだ
エッジ信号である。また、ＡエッジフラグとはＡ，￣Ａ
相のフラグの信号であり、ＢエッジフラグとはＢ，￣Ｂ
相のフラグの信号である。また、合成信号とは各相のフ
ラグの信号の論理和をとって合成したフラグの信号であ
る。次に、本実施例でのモータ励磁電流立ち上がり特性
の改善策を説明する。電流の立ち上がりを早くする方法
として最も簡単な方法は駆動電圧を高くすることであ
る。

【００４９】しかし、高い駆動電圧を全時間で印加する
と昇圧電源の消費電力が大きくなってしまう。そこで、
消費電力の増大を防止するため、必要時間だけゲートす
る。この場合、ゲート時間の設定はファームウェア、ま
たはハードウェアで実現する。

【００５０】ちなみに、ファームウェアで実現する場
合、処理速度が速くなると、ゲート設定時間が無視でき
なくなるが、ハードウェアで対応する場合、励磁相波形
から立ち上がりの検出を行うことになり、この場合、信
号的には相信号に対し遅れるが、ゲートディレイ時間は
極めて短いので問題ない。以下、その実現方法を１−２
相励磁を例に採り説明する。

【００５１】図１２において、まず、Ａ ＯＲ ￣Ａの
“Ｌ”で、すなわち、立ち上がりエッジ前で昇圧電源を
オンし、Ｕ _A ＯＲ Ｕ _B の“Ｈ”で昇圧電源供給ゲー
トをオンする。昇圧電源をオンした状態で、出力のコン
デンサに電荷を蓄積しておく。この後、 昇圧電源供給
ゲートをオンして励磁信号を出力するから、励磁電流が
急速に立ち上がる。そして、励磁電流が充分立ち上がっ
た後、昇圧電源供給ゲートをオフすればよい。

【００５２】Ｂ，￣Ｂについても同様に行うことがで
き、また、両信号の論理和により両方の相を制御しても
よい。図１４に本実施例におけるモータ励磁電流の波形
を示す。この場合、電源の立ち上がりはモータの１ステ
ップの期間内である必要があり、これが可能であれば、
供給電源の消費を最小限に抑えられる。

【００５３】立ち上がりが遅い場合には昇圧電源は常に
オンしておく必要がある。しかし、エッジ手前でゲート
オンし、電流が基準以上に立ち上がった時点でゲートオ
フすれば、極めて短い時間だけオンすることになり、コ
ンデンサ等を用いて電流供給することにより昇圧電源の
消費電力を抑えることができる。以上説明した回路の構
成例としては図１５に示すようなものとなる。

【００５４】なお、図１５において図２と同一部分には
同一の符号を付してその説明を省略する。図１５中、モ
ータ駆動部４は、ユニポーラ、バイポーラ駆動等に応じ
た駆動回路部分であり、Ａ，￣Ａ，Ｂ，￣Ｂ信号を受け
てトランジスタのオン・オフを行い、コイルに励磁電流
を供給するものである。

【００５５】ゲート回路（昇圧電源スイッチ）７は、昇
圧電源ゲート信号により電圧低下した場合の励磁電流立
ち上がり特性の改善のために、昇圧電源に電圧供給を行
い、昇圧電圧を発生させるゲート部分である。ゲート回
路９’は、昇圧された電圧を励磁のエッジ部分でモータ
駆動部４に供給するためのゲート回路であり、通常はオ
フで、ゲート制御回路９”からの制御信号に基づいてエ
ッジ部分のみでゲートを開く。

【００５６】昇圧電源８は、入力電圧レベルをスイッチ
ング回路により所定の電圧値まで昇圧する電源回路部分
である。Ｖｒｅｆ制御回路１０は、励磁電流設定用の基
準電圧発生回路であり、電流検出抵抗の両端に発生する
電圧との比較により、次段のコンパレータによってモー
タ駆動部４内のトランジスタをオン・オフし、励磁電流
を一定化するものである。ちなみに、基準電圧は複数段
階に切り換えが可能であり、駆動周波数等に応じて出力
トルク安定化を可能とすることで、イレギュラーオペレ
ーション時のメカの保護等の役割を果たす。

【００５７】電流検出抵抗１５は、励磁電流に応じて基
準電圧との比較電圧を発生するための検出抵抗である。
以上の構成において、図１６，図１７に基づいて作用を
説明する。図１６は本実施例の制御フローチャート、図
１７は本実施例の動作フローチャートである。

【００５８】まず、昇圧電源ゲート信号が入力される
と、ゲート回路７により昇圧電源８が動作する。しか
し、この時点ではまだゲート回路９’は動作しておら
ず、よって、この状態ではダイオードＤ１，Ｄ２によっ
て供給電源がスルーで出力される。ここで、エッジ信号
が入力されると、モータ駆動部４が動作し、電流検出抵
抗１５に電流が流れはじめる。

【００５９】通電初期では、Ｖｒｅｆ制御回路１０よっ
て出力される基準電圧に対し、検出電圧の方が低いた
め、ゲート制御回路が働き、ゲート回路９’が動作する
ため、昇圧電圧がモータ駆動部４に印加される。この
後、励磁信号が入力され、モータコイルに電流が流れる
と、電圧が高い状態で通電されるため、コイル電流が急
激に立ち上がる。

【００６０】そして、コイル電流が立ち上がって基準電
圧より高くなると、ゲート回路９’がオフし、その後、
チョッピング回路の基準電圧に達し、定電流に安定化さ
せられ、この時、チョッピングの基準電圧と、ゲートス
イッチの基準電圧とにより、例えば、チョッピングの基
準電圧＞ゲートスイッチ基準電圧というように設定して
おけば、電流が立ち上がった後はゲート回路９’がオフ
となり、昇圧回路の消費電力が抑えられる。

【００６１】図１８に電流値変更の場合の電流波形を示
す。上記の状態でモータコイル電流を変化させる場合、
電流値をアップすることは基準電圧を上げることであ
る。つまり、基準電圧が高くなると、ゲート回路９’の
制御信号が働いて昇圧電源が印加されるため、電流が急
激に立ち上がり、次に、チョッピング回路の基準電圧に
なってチョッピングが動作する。

【００６２】但し、この場合、電流を低減する方向には
制御できず、昇圧電源の立ち上がりが早い場合には、図
１９に示すような制御となる。次に、他の立ち上がり特
性の改善方法を説明する。前述した方法では、昇圧電源
をオンする時間が少ないため、オンボード電源のように
立ち上がりが遅い場合には、電源が昇圧しきれない状態
でゲートが開くこととなり、電流立ち上げがうまくいか
ない場合があり得る。

【００６３】１−２相励磁の場合は、図１２において、
まず、Ａ ＯＲ ￣Ａ、または、ＢＯＲ ￣Ｂの反転を
とり、次に、これとＵ _A ＯＲ Ｕ _B との論理積をと
り、この論理積（Ａエッジフラグ、Ｂエッジフラグ）に
よってゲートを開き、電源自体は常にオンしておく。こ
のように制御すると、実際に昇圧電源を消費する期間が
短縮でき、低電力の電源ですむ。この場合、電源オンは
個別の制御信号を用意して制御する。

【００６４】ちなみに、２相励磁の場合は、図１３にお
いて、Ｕ_A の“Ｈ”で昇圧電源供給ゲートをオンし、
Ａ、または￣Ａ相の電流が十分立ち上がった状態でゲー
トをオフする。Ｂ，￣Ｂ相の場合にはＵ_B を用いて、同
様に行うことで実現できる。また、２相励磁の場合、同
一の制御信号によりゲートすることも可能である。すな
わち、相Ａの立ち上がりを￣（Ａ ＯＲ ￣Ｂ） ＡＮ
Ｄ Ｕ_A によって、相Ｂの立ち上がりを￣（Ａ ＯＲ
Ｂ） ＡＮＤ Ｕ _B によって、相￣Ａの立ち上がりを￣
（￣Ａ ＯＲ Ｂ） ＡＮＤ Ｕ_A によって、相￣Ｂの
立ち上がりを￣（￣Ａ ＯＲ ￣Ｂ） ＡＮＤ Ｕ _B に
よって昇圧電源のゲートを開くようにすればよい。

【００６５】これを単純化するには、４つの制御信号の
論理和により１つのゲートを制御してもよい。すなわ
ち、（￣（Ａ ＯＲ ￣Ｂ） ＡＮＤ Ｕ_A ） ＯＲ
（￣（Ａ ＯＲＢ） ＡＮＤ Ｕ_B ） ＯＲ （￣（￣
Ａ ＯＲ Ｂ） ＡＮＤ Ｕ_A ） ＯＲ （￣（￣Ａ
ＯＲ ￣Ｂ） ＡＮＤ Ｕ_B ）によって昇圧電源のゲー
トを開くようにすればよい。

【００６６】このように本実施例では、低電圧電源での
モータ駆動時において一番問題となるモータ駆動電流波
形の立ち上がり特性及び周波数特性に対して、モータ駆
動電流波形の立ち上がり時に昇圧した電圧を供給するた
め、モータ駆動電流波形の立ち上がり特性及び周波数特
性を改善することができ、昇圧された電圧はモータ駆動
電流波形の立ち上がり時にのみ供給するため、消費電力
の増大を抑えることができる。

【００６７】したがって、モータ駆動電流波形の立ち上
がり特性及び周波数特性を改善しつつ、消費電力を抑え
ることができる。これによって、バッテリ駆動プリンタ
のように変動する供給電圧であっても、モータコイル電
流の立ち上がり特性の補正を行うことができ、安定した
周波数応答性とトルク出力特性を得て、高速なモータ駆
動、すなわち、高速印字を可能とすることができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明では、低電圧電源でのモータ駆動
時において一番問題となるモータ駆動電流波形の立ち上
がり特性及び周波数特性に対して、モータ駆動電流波形
の立ち上がり時に昇圧した電圧を供給するため、モータ
駆動電流波形の立ち上がり特性及び周波数特性を改善す
ることができる。

【００６９】またこの場合、昇圧された電圧はモータ駆
動電流波形の立ち上がり時にのみ供給するため、消費電
力の増大を抑えることができる。したがって、モータ駆
動電流波形の立ち上がり特性及び周波数特性を改善しつ
つ、消費電力を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータ駆動回路の原理図である。

【図２】本実施例の要部構成を示すブロック図である。

【図３】本実施例の動作例を説明するための要部回路図
である。

【図４】本実施例の動作例を説明するための波形図であ
る。

【図５】本実施例の動作例を説明するための波形図であ
る。

【図６】波形のエッジタイミングを検出するための回路
例を示す図である。

【図７】エッジタイミング検出のタイミングを示す図で
ある。

【図８】１相励磁の場合のタイミングを示す図である。

【図９】１−２相励磁の場合のタイミングを示す図であ
る。

【図１０】２相励磁の場合のタイミングを示す図であ
る。

【図１１】１相励磁の場合のフラグ出力タイミングを示
す図である。

【図１２】１−２相励磁の場合のフラグ出力タイミング
を示す図である。

【図１３】２相励磁の場合のフラグ出力タイミングを示
す図である。

【図１４】本実施例におけるモータ励磁電流の波形を示
す図である。

【図１５】本実施例の回路構成例を示すブロック図であ
る。

【図１６】本実施例の制御フローチャートである。

【図１７】本実施例の動作フローチャートである。

【図１８】電流値変更の場合の電流波形を示す図であ
る。

【図１９】制御例を説明するための波形図である。

【図２０】各励磁方式における波形図である。

【図２１】立ち上がり特性を示す図である。

【図２２】従来のモータ駆動回路の要部構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 標準電源 ２ 昇圧回路（昇圧手段） ３ 電圧選択回路（選択手段） ４ モータ駆動部（駆動手段） ５ 切換信号生成部（切換手段） ６ 制御部 ７ 昇圧電源スイッチ ８ 昇圧電源 ９ 昇圧電源供給ゲート １０ Ｖｒｅｆ制御回路 １１ レベル変換部 １２ 相エッジ検出部 １３ 定電流チョッパ回路 １４ 電流立ち上がり検出部 １５ 電流検出部 １６ 電源制御判定部 １７ 相励磁ドライバ １０１ 制御部 １０２ 標準電源 １０３ 昇圧回路 １０４ モータ駆動部 １０５ モータ

フロントページの続き (72)発明者 山路 秀幸 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−157298（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35198（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8197（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−26400（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−45765（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】標準の電圧を所定電圧に昇圧する昇圧手段
   と、前記昇圧手段に前記標準の電圧を供給するか否かを
   制御する制御手段と、前記標準の電圧または前記昇圧手
   段から供給された昇圧電圧の何れか選択した電圧によっ
   てモータを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を流れる
   モータ電流の電流量を検出する電流検出部とを備え、前
   記制御手段が、モータ励磁相の立ち上がりエッジ前に前
   記昇圧手段に前記標準電圧の供給を開始し、前記昇圧手
   段が、モータ励磁相の立ち上がりエッジ前に電荷の蓄積
   を開始するとともに、前記立ち上がりエッジのタイミン
   グで昇圧電圧の供給を開始し、前記モータ電流の電流量
   に基づいて昇圧電圧の供給を停止するようにしたことを
   特徴とするモータ駆動回路。
2. 【請求項２】外部からの設定信号に基づいて複数段階に
   電圧を切替可能な基準電圧を発生する基準電圧発生部を
   備え、前記昇圧手段は、前記基準電圧と前記モータ電流
   の電流量とに基づいて昇圧電圧の供給を停止するように
   したことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回
   路。
3. 【請求項３】モータ励磁相の立ち上がり波形を検出する
   相エッジ検出部を設けたことを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載のモータ駆動回路。
4. 【請求項４】前記昇圧手段は、モータ励磁相の立ち上が
   り波形として相エッジ信号を入力し、該相エッジ信号に
   基づいて前記昇圧電圧の供給を開始するようにしたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆
   動回路。
5. 【請求項５】請求項４に記載のモータ駆動回路を用いて
   モータを駆動するモータ駆動方法において、モータ励磁
   相の立ち上がり波形として相エッジ信号を前記モータ駆
   動回路に出力し、該相エッジ信号に基づいて昇圧した電
   圧によって前記モータを駆動するようにしたことを特徴
   とするモータ駆動方法。