JPS60223497A

JPS60223497A - パルスモ−タ駆動装置

Info

Publication number: JPS60223497A
Application number: JP7995284A
Authority: JP
Inventors: Hidetake Tanaka; 秀岳田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1985-11-07

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】薮先公ｌこの発明は、各種のシリアルプリンタや位置制御装置等
で使用するのに好適な、パルスモータ駆動装置に係り、
特に、パルスモータの加減速，定速の各領域において、
パルスモータに適正なエネルギーを供給することにより
、パルスモータ自身による振動発生を防止するとともに
、無駄な電力消費を防止するようにしたパルスモータ駆
動装置に関する。

従】１支術一一般に、ワイヤードツトプリンタやサーマルプリンタ、
インクジェットプリンタ等のシリアルプリンタ、あるい
はドツトマトリックスプリンタでは、キャリツジ送りや
紙送りのためにパルスモータが多く使用されている。

このようなパルスモータの駆動方式としては、従来から
、高電圧源と低電圧源の２種の電圧源を設け、相励磁切
換えの初期には、高電圧をパルスモータの励磁巻線に印
加して、素速く電流を立上らせ、その後は低電圧を励磁
巻線に印加することによって、電流値を低く抑えるよう
にした、いわゆるオーバードライブ方式の駆動装置が用
いられている。

ところが、このオーバードライブ方式の駆動装置では、
加減速中も定速回転中も、高電圧の印加時間が常に一定
である。そのため、定速回転中には不必要なエネルギー
がパルスモータに与えられることになる。

すなわち、定速回転時には、パルスモータや負荷の慣性
によって、加減速時よりも小さな印加エネルギーで安定
した回転が得られるのに、加減速時と同じエネルギーを
供給すると、逆に、パルスモータ自身の振動発生を招い
たり、無駄な電力を消費する、という不都合があった。

このような不都合を解決する他の駆動方式として、加減
速時と定速回転時とで、励磁巻線に供給する電流値を変
えるようにした駆動装置も提案されている。

しかし、この駆動方式では、励磁巻線の各相を定電流制
御するので、加減速時と定速時とでその定電流値を切換
えなければならない。そのため、励磁巻線の各相に、そ
れぞれを制御する演算増幅器等の素子が必要となり、回
路構成が複雑化するだけでなく、駆動装置がコストアッ
プになる、等の不都合がある。

目　蝮そこで、この発明のパルスモータ駆動装置では、従来の
高電圧源と低電圧源の２種の電圧源を備え、パルスモー
タの相励磁切換えの初期には、高電圧をパルスモータの
励磁巻線に印加し、その後は低電圧を励磁巻線に印加す
るようにした駆動方式におけるこのような不都合を解決
して、簡単な回路構成により、パルスモータ自身による
振動の発生を防止するとともに、無駄な電力消費をも防
ぐことを目的とする。

構　成そのために、この発明のパルスモータ駆動装置において
は、パルスモータの加減速時には、定速回転時よりも高
電圧の印加時間を長くするようにしている。

次に、この発明のパルスモータ駆動装置について、図面
を参照しながら、その実施例を詳細に説明する。

＝３− 第１図は、この発明のパルスモータ駆動装置の一実施例
を示す機能ブロック図である。図面において、１はパル
スモータで、ＩＡ〜ＩＤはその各相の励磁巻線、２は処
理装置、Ｑ１〜Ｑ６は１〜ランジスタ、Ｒ１とＲ２は抵
抗器、Ｄｌは逆流防止用のダイオード、Ｄ２〜Ｄ５は逆
起電圧吸収用のダイオードを示し、また、Ｖｌ＋はその
高電圧源、ＶＬは低電圧源、ＤＲＶはドライブ信号、φ
Ａ〜φＤは励磁相信号を示す。

第２図は、第１図に示したこの発明のパルスモータ駆動
装置の動作を説明するためのタイムチャートである。各
信号波形に付けられた符号は−、第１図の符号位置に対
応している。

例えば、パルスモータでプリンタのキャリッジを駆動す
る場合、キャリッジの移動速度およびパルスモータの励
磁相切換え速度は、この第２図に示すようになる。

すなわち、第２図から明らかなように、停止状態から加
速領域に移ると、まずパルスモータの励磁相切換え周波
数が徐々に高くなり、それに伴つ一４＝てパルスモータの回転速度、すなわち、キャリッジの移
動速度が上昇する。

そして、定速領域では、励磁相切換え周波数は一定で、
モータの回転速度も一定となる。

その後、減速領域では、励磁相切換え周波数が徐々に低
くなり、それに伴ってモータの回転速度も下降し、最後
には相の切換えが停止して、モータも停止する。

このようなパルスモータの駆動においては、加減速中の
トルクは、できるだけ大きい方が好ましい。しかし、定
速回転中は、パルスモータやキャリッジ負荷の慣性によ
って回転が持続されるので。

トルクは小さくて良い。

まず、第１図のパルスモータ駆動装置について、従来の
装置と共通する動作は次のとおりである。

パルスモータの各励磁巻線ＩＡ〜ＩＤは、処理装置２か
らの励磁相信号φＡ〜φＤによって、トランジスタＱ３
〜Ｑ６を選択的に導通することにより、順次励磁される
。

トランジスタＱ２は、高電圧Ｖ１１供給用のトランジス
タであり、処理装置２からのドライブ信号ＤＲＶが”　
Ｈ”のとき、抵抗器Ｒ１を通してトランジスタＱ２がオ
ンとなる。そのため、各励磁巻線ＩＡ〜ＩＤに、高電圧
Ｖｌｌが供給される。

これに対して、処理装置２からのドライブ信号ＤＲＶが
ＩＩ　ｒ−Ｈのときは、トランジスタＱ２がオフとなり
、低電圧■１、から抵抗器Ｒ２とダイオードＤＩを通し
て各励磁巻線ＩＡ〜ＩＤに、それぞれ低電圧ＶＬが供給
される。

この発明のパルスモータ駆動装置では、第１図に示す駆
動装置において、第２図に示すようなタイミングで制御
するようにしている。

すなわち、加減速中には、ドライブ信号ＤＲＶのＨ′″
の期間を長くすることにより、各励磁巻線１Ａ〜ＩＤの
平均電流を大きくして、モータの発生トルクを大きくす
る。

そして、定速回転時には、ドライブ信号ＤＲＶの１１　
Ｈ１７の期間を短くすることによって、各励磁巻線ＩＡ
〜ＩＤの平均電流値を小さくし、電力消費を低く抑える
ようにしている。

したがって、パルスモータの安定回転が保証されるとと
もに、無駄な電力消費も防止されることになる。また、
そのための構成も、極めて簡単であるからコストが安く
なり、同時に信頼性も向上される。

次の第３図は、この発明のパルスモータ駆動装置の他の
実施例を示す機能ブロック図である。図面における符号
は第１図と同様であり、また、ＣＭＰはオープンコレク
タタイプのコンパレータ。

ＩＮＶ　１〜ＩＮＶ　３は同じくオープンコレクタタイ
プのインバータ、Ｃはコンデンサ、Ｒ３−Ｒ６は抵抗器
、Ｄ６はコンパレータＣＭＰの入力保護用ダイオードを
示す。なお、ＡＣ了は補償用の制御信号、Ｖｃｃは論理
回路用の定電圧源である。

この第３図の駆動装置でも、加減速中と定速回転時とで
、パルスモータｌの各励磁巻線ＩＡ〜ｌＤへの印加エネ
ルギーを変化させる点では、先の実施例の場合と同様で
ある。

しかし、この実施例では、さらに、各励磁巻線ＩＡ〜Ｉ
Ｄの電流を左右する高電圧電源ＶＨの電７− 圧変動に対しても、補償するようにしている。

第４図は、第３図に示したこの発明のパルスモータ駆動
装置の動作を説明するためのタイムチャートである。各
信号波形に付けられた符号は、第３図の符号位置に対応
している。

第３図に示す駆動装置の場合には、処理装置２は、パル
スモータの励磁相信号φＡ〜φＤを切換える度ごとに、
微少幅のパルス信号として、ドライブ信号ＤＲＶを出力
する。

また、加減速中は、補償用の制御信号ＡＣ了をｚｒＬ″
′に、定速回転時には、反対に１Ｌ　ＨＨにする。

したがって、コンパレータＣＭＰの非反転入力端子の電
圧ｖｐは、加減速中には、定速回転時には、となる。

この式（１）と（２）とから明らかなように、加減速８
− 中の方が、コンパレータＣＭＰの非反転入力端子の電圧
ｖｐは高くなる。

そして、ドライブ信号ＤＲＶがｒ＋　Ｌ　Ｈからｌ　Ｈ
ｌ″に変化したとき、コンデンサＣに蓄えられていた電
荷は、インバータＩＮＶ　２内の出力トランジスタを経
由して瞬時に放電される。

放電されたコンデンサＣは、ドライブ信号ＤＲＶが１１
　ＨｐｇからＪＩＬ″′に変化したときから、抵抗器Ｒ
３の抵抗値と容量Ｃどの時定数で充電を開始する。

ところで、コンパレータＣＭＰの反転入力端子の電圧ｖ
ｎは、 −ｔ　／Ｒ３・Ｃｖｎ　＝　（１−ｅ　）　Ｖｌ（・−・（３）であり、
このコンパレータＣＭＰの入力保護ダイオードＤ６によ
って、定電圧Ｖｃｃ以上にはならな％Ｘ。

また、励磁巻線ＩＡ〜ＩＤへの高電圧ＶＨ供給用トラン
ジスタＱ２の前段トランジスタＱ１のベース電圧は、イ
ンバータＩＮＶ　１とコンパレータＣＭＰとのワイヤー
ド・オアとなっており、ドライブ信号ＤＲＶがＩＩ　Ｈ
ＩＩから′Ｌ″に変化したときから。

ｔｚ　Ｈｕとなる。

そのため、コンパレータＣＭＰの反転入力端子の電圧ｖ
ｎが、非反転入力端子の電圧ｖｐ以上になって、コンパ
レータＣＭＰの出力が反転するとき、′Ｌ”になる。

すなわち、この期間は、トランジスタＱ１がオン、した
がってトランジスタＱ２もオンとなって、励磁巻線】Ａ
〜１Ｄに高電圧Ｖｌ＋が供給されることになる。

このオン時１ｔｌ’１ｔｏｎは、ｔｏｒ＋−−Ｒ３・Ｃ−Ｑｎ　（１−）　・−・（４）
ｌｌであり、加減速中は、式（４）と（１）とから、Ｏｎとなり、また、定速中は、式（４）と（２）とから、・
・・・・・（６）となる。なお、ここで、Ｖｃｃは、論理回路用の定電圧
源で通常５ｖ程度であるが、その電圧は安定している。

したがって、オン時間ｔｏｎは、加減速中〉定速時とな
る。

そして、モータ駆動の高電圧電源Ｖｌｌが変動した場合
、Ｖｌ＋が高くなったときは、励磁巻線の電流は速い立
上りをもつことになるが、オン時間ｔｏｎは短くなる。

反対に、ＶＢが低くなったときは、励磁巻線の電流は遅
い立上りをもつことになるが、オン時間ｔｏｎは長くな
る。

そこで、抵抗器Ｒ３の抵抗値とコンデンサＣの容量との
時定数をパルスモータの励磁巻線の電流立上り特性に合
せて適正値に設定することにより、電源電圧Ｖ）ｌが変
動しても、常に一定のエネルギーを供給することができ
る。

このように、第３図に示したこの発明の実施例によれば
、パルスモータの加減速時にも定速時にも安定回転が保
証され、無駄な電力消費が防止さ−１１＝れる上に、電源電圧の変動に対しても、常に一定したエ
ネルギーを供給することが可能になる。

以上に詳細に説明したとおり、この発明のパルスモータ
駆動装置では、従来の高電圧源と低電圧源の２種の電圧
源を備え、パルスモータの相励磁切換えの初期には、高
電圧をパルスモータの励磁巻線に印加し、その後は低電
圧を励磁巻線に印加するようにした駆動装置において、
パルスモータの加減速時には、定速回転時よりも高電圧
の印加時間を長くするようにしている。

さらに、第２の実施例では、高電圧源の電圧変動に応じ
て、高電圧印加期間を変化させるようにしている。

効　果したがって、この発明のパルスモータ駆動装置によれば
、加減速時と定速回転時とにおける励磁巻線への印加エ
ネルギーが変化されるので、パルスモータの振動発生が
防止されて、安定回転が保証されるとともに、無駄な電
力の消費も防止される。

１２− また、その構成も比較的簡単であるから、コスト面でも
有利であり、しかも信頼性も高くなる。

さらに、電源電圧の変動に対して、励磁巻線への印加エ
ネルギーを補償する機能が得られるため、電源電圧が変
動しても、安定した回転動作を行うことが可能になる、
等の多くの優れた効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のパルスモータ駆動装置の一実施例を
示す機能ブロック図、第２図は第１図に示したこの発明
のパルスモータ駆動装置の動作を説明するためのタイム
チャート、第３図はこの発明のパルスモータ駆動装置の
他の実施例を示す機能ブロック図、第４図は第３図に示
したこの発明のパルスモータ駆動装置の動作を説明する
ためのタイムチャートである。図面において、１はパルスモータで、ＩＡ〜ＩＤはその
各励磁巻線、２は処理装置、Ｑｌ−Ｑ６はトランジスタ
、ＣＭＰはコンパレータ、ＩＮＶ　１〜ＩＮＶ　３はイ
ンバータを示す。

Claims

【特許請求の範囲】１、　高電圧源と低電圧源の２種の電圧源を備え、パル
スモータの相励磁切換えの初期には、高電圧をパルスモ
ータの励磁巻線に印加し、その後は低電圧を励磁巻線に
印加するようにしたパルスモータ駆動装置において、パ
ルスモータの加減速時には、定速回転時よりも高電圧の
印加時間を長くしたことを特徴とするパルスモータ駆動
装置。２、　高電圧源の電圧変動に応じて、高電圧印加期間を
変化させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のパルスモータ駆動装置・