JPS592595A - ステツプモ−タの制御回路 - 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】 本発明は、ステップモータの制御回路に係り、！％に小
型磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置などのように
、高い回転角精度が要求され弊テップモータに好適な制
御回路に関する。

従来、フレキシブルディスク駆動装置や小型固定磁気デ
ィスク装置などでは、磁気ヘッドのトラック切換にステ
ップモータを利用する構成がよく用いられている。この
装置では、通常ステップモータの回転を、プーリとスチ
ールベルト、あるいはスイングアーム機構などを用いて
ディスクの半径方向の動きに変換し、それによって磁気
ヘッドのトラック切換を行なワている。

この場合ステップモータの回転角度誤差はそのｔｔトラ
ック位置すれとなるので、高精度のステップモータが必
要となる。

ところが、ステップモータ自身の回転軸の摩擦やヘッド
送り機構の摩擦のためＫ、同一のトラックを選択したい
場合でもトラック位置ずれが生じるという現象がある。

第１図（ａ）にフレキシブルディスクの駆動装置の実測
例を示す。ヘッド送り機構としてプーリとスチールベル
トを用い、トラックピッチ２６４．６μの駆動装置にお
いて、同一トラックを移動方向（シータ方向）を変えて
２５回ずつ選択した場合の磁気ヘッドの位置を測定した
ものである。第２図によび第３図Ｋ、ステップモータの
制御回路の従来例とその駆動波形を示す。回転制御回路
１は、回転方向を指定するＤＩＲ信号５と回転を指示す
る５ＴＥＰ信号６に応じて、駆動トランジスタ２−１〜
２−４Ｋ　（＝　号ヲ供給し、その結果モータのステー
タコイル３−１〜６−４に駆動電流が流れ、モータが回
転する。４−１〜４−４は、電流切換時のスパイク電圧
を吸収するための保護ダイオードである。

ステータコイル３−１〜３−４には、常に２つの相に電
流が流れ、この２つの相が、ＤＩＲ信号５とＳ　Ｔ　Ｅ
　ｌ）信号６により順次切換り、ステップモータは定め
られた角度ずつ回転していく。

第１図（ａ）から明らかなように、磁気ヘッドの位置は
、移動方向（シーク方向）の相違により、±１０μはど
バラツキが生じている。従来、このバラツキは、ステッ
プモータの回転軸やヘッド送り機構で生じる摩擦による
ものと解釈されていた。すなわち、磁気ヘッドが本来の
位置（すなわちステップモータの釣合いの位置）の近傍
に近づくと、急激にモータの駆動力が小さくなり、一旦
磁気ヘッドが停止してしまうとその位置が釣合いの位置
でなくてもその場所忙停止してしまうと考えられていた
。そこで±１０μ程度のバラツキは、避は難いものとし
て許容されていた。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をなくし、高
い回転角精度が得られるステップモータの制御回路を提
供することにある。

本発明では、目的の位置までステップモータを回転させ
た後にコイルに流れる電流を交互に導通あるいは遮断さ
せることによってステップモータを振動させ、磁気的な
不平衡をなくすことによりステップモータの回転角精度
を向上させる。

従来−摩擦にると考えられていたバラツキの中には、磁
気ヒステリシスによる釣合いの位置の変化によるものが
含まれている。磁気ヘッドの停止位置は、ヘッドの移動
方向により異なる２つの位置の近傍に集中している。ス
テップモータにより駆動された磁気ヘッドは通常オーバ
シュートを生じて撮動しながら停止するので、この原因
をすべて摩擦に求めることはできない。

移動方向により異なる２つの釣合いの位置が生じ、その
近傍で摩擦によるバラツキが生じているものと思われる
。この現象は、ステップモータのロータの回転によって
、磁路の一部が帯磁し、その磁気的なヒステリシス特性
により釣合いの位置を変化させる力が働くためと思われ
る。

第４図にこの状態を表わす。ロータ１４上にマグネット
１５が設けられ、ギャップをはさんで磁気ヨーク１６が
対向している。実際のステップモータでは、ステータ（
図示せず）上のスロットがマグネッ）Ｋ対向しており、
大部分の磁束はスロッ）Ｋ吸収されるが、一部は他へ漏
れる。スロットに吸収されない磁束の部分は、等測的に
磁気ヨーク１６で表現することができる。ロータ１４が
回転すると、第４図（ａ）に示されるようにマグネット
１５は対向する磁気ヨーク１６を磁化していく。ロータ
１４が釣合いの位置に停止すると、磁気ヨーク１６はマ
グネット１５が対向して移動した部分のみが磁化されて
いるため、第４図（ｂ）に示されるようにロータ１４を
引き戻す方向に力を受ける。

ロータに作用する力は、ステータからの力が支配的なの
で、前記した磁気的な不平衡により大きく位置がずれる
ことはないが、従来例に示したバラツキの原因になって
いる。この磁気的な不平衡は、ロータを撮動させること
により解消することができる。

第５図に本発明による一実施例を示し、以下図面に従っ
て説明する。７はステップモータの電流切換を制御する
制御部、８レキ周波数可変の発振器である。インバータ
９とＮＡＮＤゲート１０は、ステープモータのコイル電
流を断続（ＯＮｌｏＦＦ　）するための論理が逆の２つ
の信号を作る回路、にΦゲート１１は、電流断続のため
のゲートである。

第６図に第５図の実施例の信号波形を示す。

Ｓ’ｌ’ＥＰ信号が例えば周期３ｍ５ｅｃ　で入力され
ると、回転制御回路１は順次ステップモータのコイル電
流２．〜σ４を切換え、モータは回転する。

最後の５ＴＥＰ信号が入力された後、一定時間（例えば
６ｍ５ｅｃ）たつても次の５ＴＥＰ信号が入力されない
と、制御部７は一定幅（例えば５０ｍ５ｅｃ　　）のＣ
０ＮＴＲ０Ｌ信号を出力すると同時に発振器８に起動信
号を出力する。発振器８は、起動信号により発振周波数
を最低にし、以後時間の経過と共に周波数を徐々に上げ
ていく。周波数の可変幅は、例えば６００出から１０Ｋ
Ｈｚｉでである。したがってステップモータのコイル電
流は、一定時間２つの相（第６図の例ではω、と２、だ
がこれに限定されるものではない。）が切換えられるの
で、ステップ幅の半分の振幅で撮動する。発振器８の出
力ＯＳＣ、信号の周波数上昇に伴い、ステップモータは
応答できなくなり、徐々に振幅が減少し、最終的には静
止する。Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ信号がなくなると再びコイル電
流が２つの相に流れる。

このようにして磁気的な不平衡を取除いた場合のステッ
プモータの回転角のバラツキを、第１図（ｂ）　Ｋ示す
。この図から明らかなよう釦、中心位置の近傍に集中し
ており、移動方向（シータ方向）による差ははとんどな
くなっている。

したがって本発明によれば、消却な外部回路の付加だけ
でステップモータの回転角精度を向上させることができ
るという効果がある。

第７図に、本発明による他の実施例を示す。

回路構成としては第５図の実施例と同じだが、制御部７
の動作が異なる。制御部７は、５ＴＥＰ信号が入力され
るとＣ０ＮＴＲ０Ｌ信号の出力を停止し、最後の５ＴＥ
Ｐ信号の入力後、一定時間経過するとＣ０ＮＴＲ０Ｌ信
号を出力すると同時に、発振器８に起動信号を出力する
。この実施例では、第５図、第６図に示した実施例とま
ったく同じ効果かえられるだけでなく、ステップモータ
の停止時にもコイル電流が断続されるので消費電力を減
少させ、かつステップモータが回転する時には２つの相
に電流が流れるので連応性がそこなわれることがない。

以上述べてきた実施例は、いずれもコイルを切換えなが
ら常に２つのコイルに電流を流す、いわゆる２相駆動と
呼ばれる駆動方法を用いている。しかし他の駆動方法に
も適用可能である。

第８図に１相駆動の場合の実施例を示す。第５図と同じ
動作を行うものは同じ番号をつけである。第５図と異な
るのは、断続するコイル電流を流すコイルを選択するた
めのＮ（ＪＲゲート１２とコイル電流を継続するための
ゲートがＯＲゲート１６によって形成されている点にあ
る。２極動の場合に＆Ｌ本来電流が流れるべき２つの相
のコイル電流を、交互に遮断することによってモータを
振動させていたが、１相躯動の場合には本来１つの相に
しか電流が流れない。そこで現在のステップモータの停
止位置の前後１ステップ隣りの位置にモータを停止させ
る場合に電流を流すべき２つのコイルに、交互に電流を
流してモータを振動させる。第９図にこの実施例の信号
波形を示す。この例では、Ｃ３の相に電流が流れている
ので、その前後の２．とＣ４にも交互にコイル電流を流
し、モータを振動させている。

以上述べた実施例では、コイルに流れる電流の方向は一
定だが、コイルに正負両方向の電流を流す双方向駆動方
式においても、同じ効果がえられる。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な回路を追
加するだけで、ステップモータの回転方向による停止位
置のバラツキを無くすことができ、回転角精度を向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）はステップモータの停止位置
のバラツキを示す分布図、第２図は従来のステップモー
タの駆動回路の回路図、第３図は第２図の従来例の信号
波形を示す波形図、第４図は磁気的不平衡の発生を説明
する模式図、第５図は本発明による制御回路の一実施例
を示す回路図、第６図、第７図は実施例の信号波形を示
す波形図、第８図は本発明の他の実施例を示す回路図、
第９図は第８図の実施例の信号波形を示す波形図である
。 １・・・回転制御回路　　２・・・駆動トランジスタ５
・・・スデータコイル　４・・・保護ダイオード５・・
・ＤＩＲ信号　　　　６・・・５ＴＥＰ信号７・・・制
９目１部　　　　　８・・・発撮器９・・・インバータ
　　　　１０・・・ＮＡＮＤケート１１・・・ＡＮＤケ
ート１２・・−ＮｏＲゲート１３・・・ＯＲゲート　　
　　１４・・・ロータ１５・・・マグネット　　　１６
・・・磁気ヨーク？７Ｉ２１ ［ｌＪ ２２　図 □゛−− １ 才　　３　　図 へ　　　　　　　　　　「＝１−一− Ｔ４−　　図 （ｃＬ） ？　　ｓ　　図 才　　８　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　ステップモータと、前記ステップモータの回転を
   制御する回転制御回路と、前記ステップモータのステー
   タコイルに電流を流す駆動回路からなるステップモータ
   の制御回路において、発振器と、発振器の出力信号が供
   給され、前記ステップモータのコイル電流な導通あるい
   はし中断するための論理回路と、前記発振器と前記論理
   回路を制御する制御部とを有し、前記発振器の出力信号
   により前記ステップモータのコイル電流が導通あるいは
   しゃ断されることにより、前記ステップ七−夕が振動さ
   れることを特徴とするステップモータの制御回路。