JPH0919189A - ステッピングモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の汎用性を向上し、部品点数の減少、小
型化を図る。 【構成】 ステッピングモータ１と、モータ駆動時の複
数レベルの電源電圧を選択的に供給可能な駆動用電源端
子Ｖc とモータの励磁相との間に介在したＰＮＰ形トラ
ンジスタ１２と、このトランジスタに並列に接続し、モ
ータホールド用電源端子Ｖccと励磁相の一端との間に介
在したダイオード１３と、各励磁相の他端に接続したＮ
ＰＮ形トランジスタ１４〜１７と、このＮＰＮ形トラン
ジスタと接地間に接続した電流制限抵抗２１と端子Ｖc
が低い電圧ならオンし、高い電圧ならオフする切換スイ
ッチ２２からなる並列回路２３と、この並列回路とＮＰ
Ｎ形トランジスタとの接続点とＰＮＰ形トランジスタの
制御信号入力端子との間に介在しＰＮＰ形トランジスタ
がオフで、かつ切換スイッチがオフのとき端子Ｖccから
の電流が電流制限抵抗に流れることを阻止するインバー
タ１８とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータに加える電圧レ
ベルを変更可能なステッピングモータ駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のステッピングモータ駆動装置
は、例えばプリンタの印字ヘッドを搭載したキャリア駆
動部の４相励磁ステッピングモータに適用される。この
ような装置は、図３に示すようなステッピングモータ駆
動回路で構成されている。すなわち、４相励磁ステッピ
ングモータ１の励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）の一
端に共通のＰＮＰ形トランジスタ２のコレクタを接続
し、このＰＮＰ形トランジスタ２のエミッタにモータ駆
動用電源端子Ｖc （３０Ｖ又は５０Ｖに切換可能）を接
続する。

【０００３】また、上記ＰＮＰ形トランジスタ２のコレ
クタにはダイオード３のカソードが接続しており、この
ダイオード３のアノードはモータホールド（モータのロ
ータの状態をステータに対して保持する）用の電源電圧
（５Ｖ）を供給する電源電圧Ｖccに接続している。上記
４相励磁ステッピングモータ１の各励磁相の他端は励磁
用のＮＰＮ形トランジスタ４〜７のコレクタに接続して
いる。これらＮＰＮ形トランジスタ４〜７のエミッタは
駆動系のグランド（ＰＧ）に接続している。

【０００４】上記ＰＮＰ形トランジスタ２のベースに
は、例えば制御部からモータ制御信号としてコモン信号
が供給されるようになっており、ＮＰＮ形トランジスタ
４〜７のベースには制御部から駆動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
が供給されるようになっている。

【０００５】このコモン信号がＬレベルのときに、図４
に示すようにＰＮＰ形トランジスタ２がオンするため、
この状態で駆動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが供給されると、こ
の駆動信号に基づいてモータ駆動用電源端子Ｖc からの
電流がステッピングモータ１の励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ
相，Ｄ相）に流れることにより励磁され、ステッピング
モータ１は駆動する。

【０００６】また、モータホールド時には、図４に示す
ようにコモン信号がＨレベルとなり、ＰＮＰ形トランジ
スタ２がオフであるため、モータ駆動用電源端子Ｖc か
らの電流は流れない。また、駆動信号Ｃ，ＤはＨレベル
固定となるため、モータホールド用電源端子Ｖccからホ
ールド電圧による電流がＣ相，Ｄ相を介して駆動系のグ
ランド（ＰＧ）へ流れることになる。これにより、ステ
ッピングモータ１は、そのステータに対してロータが保
持され、ホールド状態となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
プリンタにおいては、例えば通常の印字ヘッドをオプシ
ョンで特別機能を備えた印字ヘッドに交換可能な場合が
ある。このとき、オプションの印字ヘッドは、特別機能
を駆動させるために通常の印字ヘッドの場合よりも高い
電源電圧が必要な場合がある。

【０００８】このような場合には、ステッピングモータ
を通常の電源電圧（３０Ｖ）よりも高い電圧（５０Ｖ）
で駆動する必要が生じる。このため、上述したようなス
テッピングモータ駆動装置においては、例えば低い電源
電圧３０Ｖを印加したときの電流で駆動制御するように
加速制御やトルク等を考慮してキャリア駆動用のステッ
ピングモータ１を設けているため、高い電源電圧５０Ｖ
を印加したときの電流で低い電源電圧３０Ｖのときと同
一の加速制御やトルク等の条件でステッピングモータ１
を駆動しようとすれば、モータ駆動回路を別に設計して
設けなくてはならなかったため、部品点数が増え、装置
の小型化が図れないという問題があった。

【０００９】そこで、本発明は、装置の汎用性を向上す
ることができ、これにより部品点数の減少、装置全体の
小型化を図ることができるステッピングモータ駆動装置
を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の励磁相
を備えるステッピングモータと、このステッピングモー
タに駆動時の複数レベルの電源電圧を選択的に供給可能
な駆動用電源端子とステッピングモータの励磁相との間
に介在した各励磁相に共通のスイッチ素子と、このスイ
ッチ素子に並列に接続し、モータホールド時に駆動時の
電源電圧より低い電源電圧を供給するホールド用電源端
子とステッピングモータの励磁相の一端との間に介在
し、駆動用電源端子からの電流がホールド用電源端子へ
流れることを防止する整流素子と、ステッピングモータ
の各励磁相の他端にそれぞれ接続した励磁駆動手段と、
この励磁駆動手段と接地間に接続した電流制限抵抗と駆
動用電源端子に印加した電圧レベルに応じて励磁駆動手
段からの電流を電流制限抵抗に流すか短絡するかを切換
えるための切換スイッチとからなる並列回路と、この並
列回路と各励磁駆動手段との接続点とスイッチ素子の制
御信号入力端子との間に介在し、スイッチ素子がオフの
ときであって、かつ切換スイッチが電流制限抵抗に流す
状態にあるときにホールド用電源端子からの電流が電流
制限抵抗に流れることを阻止する阻止手段とを設けたも
のである。

【００１１】

【作用】このような構成の本発明においては、モータ駆
動時にはスイッチ素子がオンするため、この状態で励磁
駆動手段により励磁相を励磁されてステッピングモータ
が駆動する。このとき、駆動用電源端子に低いレベルの
電源電圧が印加する場合には、並列回路の切換スイッチ
を励磁駆動手段からの電流が接地に流れる状態に切換え
る。すると、モータ駆動用電源端子からの電流は電流制
限抵抗に流れることはない。

【００１２】これに対し、駆動用電源端子に高いレベル
の電源電圧が印加する場合には、並列回路のスイッチを
励磁駆動手段からの電流が電流制限抵抗に流れる状態に
切換える。これにより、励磁駆動手段に流れる電流は制
限される。

【００１３】また、モータホールド時には、スイッチ素
子がオフするため、駆動用電源端子からの電流は流れ
ず、ホールド用電源端子からの電流が整流素子を介して
流れる。また、励磁駆動手段により励磁相の一部を励磁
固定状態にする。

【００１４】このとき、駆動用電源端子に高いレベルの
電源電圧が印加している場合には、スイッチ素子がオフ
であり、かつ切換スイッチが電流制限抵抗に流す状態に
あるため、ホールド用電源端子からの電流は阻止手段に
より電流制限抵抗に流れることが阻止される。このた
め、ホールド用電源端子からの電流は電流制限抵抗によ
って減ることはなくモータホールドに必要な電流が確保
される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１は、本実施例にかかるステッピングモ
ータ駆動回路の構成を示す図で、１１は４相励磁ステッ
ピングモータである。この４相励磁ステッピングモータ
１１の励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）の一端に共通
のＰＮＰ形トランジスタ１２のコレクタを接続し、この
ＰＮＰ形トランジスタ１２のエミッタにモータ駆動用電
源端子Ｖc （３０Ｖ又は５０Ｖに切換可能）を接続す
る。

【００１７】また、上記ＰＮＰ形トランジスタ１２のコ
レクタにはダイオード１３のカソードが接続しており、
このダイオード１３のアノードはモータホールド用の電
源電圧（５Ｖ）を供給する電源電圧Ｖccに接続してい
る。上記４相励磁ステッピングモータ１１の各励磁相の
他端は励磁用のＮＰＮ形トランジスタ１４〜１７のコレ
クタに接続している。これらＮＰＮ形トランジスタ１４
〜１７のエミッタは駆動系のグランド（ＰＧ）に接続し
ている。

【００１８】上記ＰＮＰ形トランジスタ１２のベースに
は、例えば制御部からモータ制御信号としてコモン信号
が供給されるようになっており、ＮＰＮ形トランジスタ
１４〜１７のベースには制御部から駆動信号Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄが供給されるようになっている。

【００１９】上記ＰＮＰトランジスタ１２のベースにイ
ンバータ１８の入力端子を接続し、このインバータ１８
の出力端子をＮＰＮトランジスタ１４〜１７のエミッタ
に接続する。このインバータ１８は、モータホールド時
にモータホールド用電源端子Ｖccからの電流がＮＰＮト
ランジスタ１４〜１７を介して駆動系のグランド（Ｐ
Ｇ）へ逃がすためのもので、この電流が後述の電流制限
抵抗２１を通ることを防止するものである。

【００２０】このインバータ１８は、例えばＮＰＮトラ
ンジスタを等価回路とし、そのベースにコモン信号を入
力させ、コレクタをＮＰＮ形トランジスタ１４〜１７の
エミッタに接続するとともに、コレクタを駆動系のグラ
ンド（ＰＧ）に接続して構成される。

【００２１】また、ＮＰＮトランジスタ１４〜１７のエ
ミッタは、電流制限抵抗２１と切換スイッチ２２から構
成される並列回路２３を介して駆動系のグランド（Ｐ
Ｇ）に接続している。この並列回路２３は、モータ駆動
用電源端子Ｖc からステッピングモータ１１に印加する
電圧に応じて電流制限抵抗２１によりステッピングモー
タ１１に流れる電流を制限するか否かを切換えるもので
ある。なお、上記切換スイッチ２２は、制御回路が搭載
した回路基板上にディップスイッチとして設けてもよ
い。

【００２２】上記ステッピングモータ１１は、モータ駆
動用電源端子Ｖc に印加する電源電圧が３０Ｖである場
合の加速度やトルク等に基づいて制御されるようになっ
ている。従って、上記電流制限抵抗２１の抵抗値は、モ
ータ駆動用電源端子Ｖc から電源電圧５０Ｖが印加した
ときに、ステッピングモータ１１に流れる電流が電源電
圧３０Ｖが印加したときに流れる電流と同一になるよう
な大きさのものを使用する。

【００２３】このような構成の本実施例においては、こ
のコモン信号がＬレベルのときに、図２に示すようにＰ
ＮＰ形トランジスタ１２がオンするため、この状態で駆
動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが供給されると、この駆動信号に
基づいてモータ駆動用電源端子Ｖc からの電流がステッ
ピングモータ１１の励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）
に流れることにより励磁され、ステッピングモータ１１
は駆動する。

【００２４】このとき、モータ駆動用電源端子Ｖc に電
源電圧３０Ｖが印加する場合には、並列回路２３の切換
スイッチ２２をオンする。すると、モータ駆動時のモー
タ駆動用電源端子Ｖc からの電流は並列回路２３の切換
スイッチ２２を介して駆動系のグランド（ＰＧ）に流れ
る。このとき、電流制限抵抗２１に電流が流れることは
ない。これにより、ステッピングモータ１１には３０Ｖ
が印加するようになる。

【００２５】これに対し、モータ駆動用電源端子Ｖc に
電源電圧５０Ｖが印加する場合には、並列回路２３の切
換スイッチ２２をオフする。すると、モータ駆動時のモ
ータ駆動用電源端子Ｖc からの電流は並列回路２３の電
流制限抵抗２１を介して駆動系のグランド（ＰＧ）に流
れる。このとき、切換スイッチ２２に電流が流れること
はない。このため、ステッピングモータ１１には３０Ｖ
が印加するようになる。これにより、電源電圧５０Ｖが
印加した場合の電流がステッピングモータ１１に流れる
ことを防止することができる。

【００２６】このように、モータ駆動用電源端子Ｖc に
５０Ｖが印加しても３０Ｖが印加しても切換スイッチ２
２の切換により、印加する電圧が３０Ｖのときの電流を
ステッピングモータ１１に流すことができる。これによ
り、装置の汎用性を向上することができ、部品点数の減
少、装置全体の小型化を図ることができる。従って、電
源電圧５０Ｖのときのモータ駆動回路を別に設計する必
要はない。

【００２７】また、モータホールド時には、図２に示す
ようにコモン信号がＨレベルとなり、ＰＮＰ形トランジ
スタ１２がオフであるため、モータ駆動用電源端子Ｖc
からの電流は流れない。また、駆動信号Ｃ，ＤはＨレベ
ル（励磁）固定となる。

【００２８】このとき、モータ駆動用電源端子Ｖc に電
源電圧３０Ｖが印加する場合には、並列回路２３の切換
スイッチ２２をオンしているため、モータホールド用電
源端子Ｖccからホールド電圧による電流はＣ相，Ｄ相、
切換スイッチ２２を介して駆動系のグランド（ＰＧ）へ
流れることになる。また、コモン信号がＬレベルである
ため、上記インバータ１８には電流が流れることはな
い。これにより、ステッピングモータ１１は、そのステ
ータに対してロータが保持され、ホールド電圧５Ｖが印
加したときの電流が流れてホールド状態となる。

【００２９】これに対し、モータ駆動用電源端子Ｖc に
電源電圧５０Ｖが印加する場合には、並列回路２３の切
換スイッチ２２がオフしているが、コモン信号がＨレベ
ルであることから上記インバータ１８にモータホールド
用電源端子Ｖccからの電流が引込まれて駆動系のグラン
ド（ＰＧ）へ流れる。このとき、モータホールド用電源
端子Ｖccからの電流は電流制限抵抗２１に流れることは
ない。これにより、ステッピングモータ１１は、ホール
ド電圧５Ｖの電圧が印加したときの電流が流れてホール
ド状態となる。

【００３０】このように、モータホールド時（コモン信
号がＬレベル）にインバータ１８でモータホールド用電
源端子Ｖccからの電流を引込んで駆動系のグランド（Ｐ
Ｇ）へ流すため、並列回路２３の切換スイッチ２２がオ
フであっても、モータホールド用電源端子Ｖccからの電
流が電流制限抵抗２１に流れることを防止できる。これ
により、比較的低いホールド電圧５Ｖが印加したときの
電流を十分確保できるため、確実にホールドすることが
できる。

【００３１】なお、本実施例においては、並列回路２３
の切換スイッチ２２をディップスイッチ等で構成して手
動で切換えるものについて述べたが、必ずしもこれに限
定されるものではなく、切換スイッチ２２を設ける代わ
りに、ステッピングモータ駆動回路に接続する電源電圧
５０Ｖ用のメイン回路基板のコネクタの端子の１つを予
めオープンにしておき、このコネクタの端子の１つに電
流制限抵抗２１とＮＰＮトランジスタ１７のエミッタと
の接続点に接続するようにして、メイン回路基板をステ
ッピングモータ駆動回路に接続したときに、電流制限抵
抗２１に電流が流れ得る状態にするようにしてもよい。

【００３２】この場合、ステッピングモータ駆動回路に
接続する電源電圧３０Ｖ用のメイン回路基板のコネクタ
の端子の１つを予め駆動系のグランド（ＰＧ）に接続し
ておき、このコネクタの端子の１つに電流制限抵抗２１
とＮＰＮトランジスタ１７のエミッタとの接続点に接続
するようにして、メイン回路基板をステッピングモータ
駆動回路に接続したときに、このコネクタの端子を介し
て駆動系のグランド（ＰＧ）に電流が流れ得る状態にし
てもよい。

【００３３】これにより、メイン回路基板をステッピン
グモータ駆動回路に接続しただけで、特別の操作なしに
自動的に電流制限抵抗２１への電流の流れを簡単に切換
えることができる。

【００３４】さらに、本実施例においては、モータ駆動
用電源端子Ｖc に印加する電源電圧として５０Ｖと３０
Ｖの２種類あるものについて述べたが、必ずしもこれに
限定されるものではなく、他の電圧レベルのものを複数
使用する場合であってもよい。この場合は使用する電圧
レベルに応じて電流制限抵抗２１の抵抗値を設定しても
よい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、装
置の汎用性を向上することができ、これにより部品点数
の減少、装置全体の小型化を図ることができるステッピ
ングモータ駆動装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の回路構成を示す図。

【図２】同実施例におけるモータ駆動時及びモータホー
ルド時の制御動作を示すタイミングチャートを示す図。

【図３】従来のステッピングモータ駆動装置の回路構成
を示す図。

【図４】図３に示す回路におけるモータ駆動時及びモー
タホールド時の制御動作を示すタイミングチャートを示
す図。

【符号の説明】 １…ステッピングモータ １２…ＰＮＰ形トランジスタ（スイッチ素子） １３…ダイオード（整流素子） １４〜１７…ＮＰＮ形トランジスタ（励磁駆動手段） ２１…電流制限抵抗 ２２…切換スイッチ ２３…並列回路 １８…インバータ（阻止手段） Ｖc …駆動用電源端子 Ｖcc…ホールド用電源端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の励磁相を備えるステッピングモー
   タと、このステッピングモータに駆動時の複数レベルの
   電源電圧を選択的に供給可能な駆動用電源端子と前記ス
   テッピングモータの励磁相との間に介在した各励磁相に
   共通のスイッチ素子と、このスイッチ素子に並列に接続
   し、モータホールド時に前記駆動時の電源電圧より低い
   電源電圧を供給するホールド用電源端子と前記ステッピ
   ングモータの励磁相の一端との間に介在し、前記駆動用
   電源端子からの電流が前記ホールド用電源端子へ流れる
   ことを防止する整流素子と、前記ステッピングモータの
   各励磁相の他端にそれぞれ接続した励磁駆動手段と、こ
   の励磁駆動手段と接地間に接続した電流制限抵抗と前記
   駆動用電源端子に印加した電圧レベルに応じて前記励磁
   駆動手段からの電流を前記電流制限抵抗に流すか短絡す
   るかを切換えるための切換スイッチとからなる並列回路
   と、この並列回路と各励磁駆動手段との接続点と前記ス
   イッチ素子の制御信号入力端子との間に介在し、前記ス
   イッチ素子がオフのときであって、かつ前記切換スイッ
   チが前記電流制限抵抗に流す状態にあるときに前記ホー
   ルド用電源端子からの電流が前記電流制限抵抗に流れる
   ことを阻止する阻止手段とを設けたことを特徴とするス
   テッピングモータ駆動装置。