JPH01148097A - Ｆｄｄのステップモータ駆動装置 - Google Patents

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、フロッピィディスクドライブ（以下ＦＤＤと
略す）の磁気ヘッドを駆動するためのステッピングモー
タ（以下ステップモータ又はＳＴＭと略す）の駆動装置
に関する。

〔従来の技術〕

最近のＯＡ機器は、小型、軽量、ワイヤレス、ポータプ
ルな機能をもち消費電力の少いものが開発され、日常生
活が大変便利になって来ている。

ＦＤＤもニュートップタイプコンピューターとかポータ
プルワープロに組立てらｔて、フロッピーディスクに高
密度高速の記録、再生ができ、消費電力が少く電源とな
る電池寿命の長いことが重要な機能になって来ている。

従来ＦＤＤの消費電力の節約のためにディスク駆動用モ
ータをその不要時に停止させたり、磁気ヘッドを移送す
るステッピングモータを駆動する電流の励磁相を種々変
えたりしている。

以下に従来多用されている２相の励磁コイルを有するス
テッピングモータの励磁方法である２相励磁と２−１相
励磁について図によって詳述する。

第６図は、図示しないＦＤＤの制御システムからのステ
ップパルス（ａ）と２相励磁電流（ｂｌと２−１相励磁
電流（Ｃ）のタイムチャートである。

制御システムからのステップパルス（例工ば外部コンピ
ューターが発するトラック移動指令パルス）は、移動ト
ラック数と同数のパルスとして（ａ）の波形のようにＦ
ＤＤに与えられる。

２ステップ駆動の場合、２相のコイルのいずれにも常時
励磁電流が流れている２相励磁方式と、２相コイルの双
方に励磁電流が流れている第１ステップと一方のみに励
磁電流が流れている第２ステップとが交互に繰返される
２−１相励磁方式とがある。ＳＴＭが連続ステップ動作
を行っているときは第６図（ｂ）、（ｃ）波形の各々左
側部分のように両方式の電流波形（両コイルに流れる電
流の和の絶対値）は相似的である。円い鋸歯状になって
いるのは各コイルに電流が流れ始めるときあるいは方向
が切替わるときコイルのインダクタンス効果によって指
数関数的に電流値が立上るため°である。

次に第６図（ａ）のステップパルスが躇絶えた右端の状
態を考゛える。

これは磁気ヘッドがあるトラックにホールドされた状態
であるが、２相励磁方式では第６図（ｂｌの右端部のよ
うに励磁電流は飽和値に向って増え続ける。２−１相励
磁方式では必ず第２ステップ目でホールド状態になるの
でホールド電流は一方のコイルにしか流れず、電流の総
和は２相励磁方式％式％ 〔発明が解決しようとする問題点〕 ここで両励磁方式の得失を比較してみると、２相励磁方
式では磁気ヘッドを担持するキャリッジを精度良く駆動
することはできるが、連続シーク時およびホールド時に
要する電流は多い欠点があり、一方、２−１相励磁方式
ではホールド時１相に切替った後の電流は少くなるが連
続シーク時は２相励磁と同様に多（流れること、キャリ
ッジの停止位置を精度よくだせないという欠点があった
。

本発明の目的は、２相励磁方式における消費電流の大き
い欠点を改善し、消費電流が少くて電池駆動にも適し、
停止位置精度が良く、シーク時騒音も小さい、改良され
たＦＤＤにおけるＳＴＭ駆動装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、ＦＤＤのＳＴＭ駆動装置において２
相２ステップ励磁でＳＴＭを回転させるようにし、励磁
の２ステップ目毎に励磁電圧を１ステップ目より適量下
げるＳＴＭ用駆動制御回路手段を設けたことを特徴とし
、更に望ましくは、この電圧切替のタイミングを僅かに
遅らせて第２ステップ目の駆動の初期の駆動電圧を第１
ステップ目と同値に維持し第２ステップ目の駆動電流の
初期立上り特性を改善するための遅延手段を付加するこ
とである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例におけるステップモータ駆動
制御回路の要部を示し、第２図はその各部における信号
及び電圧波形を示すタイムチャートである。

第１図において、１はモータドライバー回路で人相及び
Ｂ相の駆動信号を受け、モータのコイルＡ及びＢの電流
の流れる向きを切換えるロジック回路及びトランジスタ
・スイ、ツチング回路で公知のものである。

尚信号↓Ａ、ＩＢは第２図におけるステップパルスＳ（
１トラツク移動毎に１発生起）に基づいて公知の相駆動
信号作成回路１０で作成される、ステップモータ１１に
おけるそれぞれ人相励磁信号及び四半周期位相のずれた
Ｂ相励磁信号であり、モータドライバー回路１に作用し
て各駆動信号の半周期毎に対応する相への励磁電圧の方
向を切り替える信号である。

２は、排他的論理和回路でやはり人相及びＢ相の励磁信
号工Ａ、ｆｉＢを論理判断し、１ステップ／２ステップ
を区分するステップ区分信号Ｃを作成する。ステップ信
号Ｃは、第１ステップ目では第２図ａ、ｂに示されるよ
うに排他的論理和回路２０両入力がＨ又はＬレベルであ
るからＹとなり、第２ステップ目では両入力のレベルが
逆となるからＨとなる。

４はトランジスタで構成された第１のスイッチテップの
ときＯＮ（閉）となり、各相コイルＡ及びＢにモータド
ライバー回路１によって選択された方向に電源電圧をほ
とんどドロップさせずに印加する。５は同様な第２スイ
ッチ回路であるが出力トランジスタには電圧降下用の抵
抗Ｒ６が挿入されており、ステップ区分信号Ｃをインバ
ータ６で反転した信号で駆動されるので、区分信号がＨ
即ち第２ステップ目のみでＯＮ（閉）となる。第２スイ
ッチ回路５は第１スイッチ回路４と並列接続されており
、交互に開閉するので、抵抗Ｒ６の存在により第２ステ
ップ目ではモータドライバー１に加えられる電圧が減り
、各コイルに印加される電流の最高値も第１ステップ目
よりは減少することになる。

例えばモータドライバー１に印加される電圧値は第１ス
テップ目では２Ｖ、第２ステップ目では３■の如くであ
る。

２ステップ目の駆動電圧を、どの程度下げてもよいかは
、モータのパワー、負荷系に係わり、送り精度、消費電
流等を考慮し、抵抗Ｒ６の値を選択して決める。

尚第２図においてモータのコイルの各相電流波形ｅ％　
ｆはその結果図示のように段差がついたものとなり（波
形は絶対値を表わしている。また斜線を施した部分は無
斜線の部分と電流方向が逆となる）、それらの和である
合成電流ｇ（電源ＶＣＣ１■、より流れ出す電流）は図
示のように第１ステップ目が大きく第２ステップ目が小
さい。また第２図の右端部分はホールド状態での各波形
を示している。この状態では′ｉｌ！Ｊ２ステップ目の
状態が維持されるから各相とも第１ステップより小さい
電流が持続され、合成電流ｙもまた第１ステップ目にお
けるより小さい電流が維持される。

第３図は上記第１実施例に更なる改良の余地あることを
説明するための、任意の一方の相の電流波形図である。

即ち第１実施例において第２ステップ目でモータドライ
バー回路１への印加電圧が小さいため第２ステップ目の
電流の立上り速さ（破線で示すように印加電圧に比例す
る）が遅いことを改善するため、第１スイッチ回路４が
ＯＮからＯＦＦに切替わるタイミングをｔだけ遅延させ
（各相励磁電流の方向は各相励磁信号φＡ、ＩＢにて既
に切り替わっている）、第２ステップ目の初期のみはモ
ータドライバー回路１への印加電圧が第１ステップ目の
電圧そのままが維持されるようにした場合の電流波形が
実線で示されている。遅延量ｔは電流削減効果を失わぬ
ようかつ第２ステップ目における駆動の応答性が有意に
改善されるよう実験的に決定し得るものであることは明
白である。

第４図及び第５図は上記改善を目的とした本発明の第２
実施例及びそれを変形した第３実施例の回路図である。

第４図に示す第２実施例においてはモータ駆動□時は常
に第２のスイッチ回路５はＯＮしており、（第２のスイ
ッチ回路５に入力するステッパーシーク時及びホールド
時に生ずるタイミング信号ｔＣによる）最初の第１ステ
ップ目毎に第１のスイッチ回路がＯＮＬ、電源電圧を降
下させない高い電圧を、モータ駆動回路へ供給する回路
であって、第１のスイッチ回路の初段トランジスタにベ
ース抵抗ｒ７と、更にコレクターとベース間へ、信号の
帰還用コンデンサＣ８を付加し、第１ステップ目から第
２ステップ目に相励磁信号は切変っても、第１のスイッ
チ回路の初段トランジスタのベース電流はＣｒの積で決
まる時間はなだらかに変化し、スイッチトランジスタが
ＯＦＦする時間を遅延することができる。

第５図における本発明の第３★施例においては、第１実
施例の回路に論理判断や、遅延信号発生を、ハードウェ
アーで行なわず、マイクロコンビュータ等を使って、ソ
フトウェア−で行う論理演算回路ブロックである遅延回
路τ９を付加したものである。この付加回路はステッピ
ングモータの駆動延させてから、スイッチ回路４及び５
用の駆動信号を作り、これでステッピングモータの駆動
第１ステップ目と第２ステップ目の電圧切変えを行なう
ものである。

その他図示しないが本発明の主旨に沿って種々の実施例
の変形や他の実施例が実現できる。例えば第２ステップ
目の相励磁電流を減少させるのに抵抗を用いず、第１ス
テップ目と同じ印加電圧の下で細い断続駆動を行い平均
電流を下げる等である。このとき第２ステップ目の頭初
は断続を行わないことによって既述の実施例において電
圧変化を遅延させたと同じく、モータの応答性を改善す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたところから明らかなように、本発明におい
ては、 （１）　　連続シーク中及びホールド時のステップモー
タの消費電流が従来の２相駆動力式よりも小さくなる。

（２）２ステップ目にも両相に励磁電流を流すので、ホ
ールド時のキャリッジ停止位置精度が従来の２−１相励
磁力式よりも向上する。

（３）２ステップ目の駆動エネルギーが小さくなり、シ
ーク時の騒音が小さくなる。

（４）各実施例においては、一種類のモータ駆動用電源
を供給するのみで回路が構成できる。

（５）２ステップ目の印加電圧を所定遅延時間だけ高く
維持する実施例の場合は、更にモータの応答特性を改善
できる。

等の効果があり、電池駆動のＦＤＤにおいても極めて有
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図はその
各部の信号及電流のタイムチャート、第３図は本発明の
他の実施例の電流波形図、第４図及び第５図は本発明の
それぞれ第２及び第３実施例の要部回路図、第６図は従
来例の励磁電流波形のタイムチャートである。 １・・・・・・モータドライバー回路、２・・・・・・
排他的論理和回路、 ６・・・・・・インバータ、 ４・・・・・・第１のスイッチ回路、 ５・・・・・・第２のスイッチ回路、 ６・・・・・・電圧降下用の抵抗、 ７・・・・・・ベース抵抗、 ８・・・・・・帰還用コンデンサ、 ９・・・・・・遅延回路。 第１図 ｓｓ 第２図 第６図 ｓｓ 第　５　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ヘッドを磁気トラックに直交する方向に２ス
   テップにつき１トラック分移動させる２相ステップモー
   タと、第１ステップにおける励磁電流に比し第２ステッ
   プにおける励磁電流を小さくした前記ステップモータ用
   駆動制御回路手段をそなえたことを特徴とするＦＤＤの
   ステップモータ駆動装置。
2. （２）駆動制御回路手段は、第１のトランジスタスイッ
   チング回路と第２のトランジスタスイッチング回路とが
   並列に接続され、該並列に接続された回路が駆動電源に
   対してモータドライバー回路と直列に接続されていると
   共に、前記第１および第２のトランジスタスイッチング
   回路のうち少くとも第１のスイッチング回路を交互に開
   閉する開閉信号発生手段を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のＦＤＤのステップモータ駆動装
   置。
3. （３）駆動制御回路手段における開閉信号発生手段は第
   １のトランジスタスイッチング回路の開信号を遅延させ
   る遅延手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載のＦＤＤのステップモータ駆動装置。