JPS61147799A - ステツプモ−タの駆動回路 - 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】 （技術分野） 本発明はステップモータ（パルスモータともいう）の駆
動回路に関し１例えば記録装置の給紙用にステップモー
タを使用した場合などに好都合な駆動回路に関するもの
である。

（従来技術） ステップモータの一例として４相ステツプモータの例を
第４図に示し、その駆動方式の一例としての従来の２相
励磁力式の１サイクルの真理値表を第５図に示す。

入力パルスが１から２に移るとトランジスタはＴＩ、Ｔ
２がオンの状態からＴ２．Ｔ３がオンの状態に移り、励
磁コイルはＡ、Ｂが励磁された状態からＢ、Ａが励磁さ
れた状態へと移ってモータ回転軸は所定の回転角まで回
転する。以下、同様に第５図の表に従ってトランジスタ
Ｔ＋”Ｔａが切り替っていくことにより、順次１ステツ
プずつ回転していく。

このような駆動方式は、外部からの駆動パルスにより１
ステツプずつ動くため制御しやすい利点を有する反面、
駆動音が大きくなり、静かな環境で動かしたいときには
問題がある。例えば、計測関係Ｖこ用いるレコーダやプ
リンタなどは低騒音であることが重要であり、特に感熱
記録やインクジェット記録などのノンインパクト方式の
記録では印字方式が低騒音であるだけに、その給紙方式
も低騒音にする必要がある。

また、ステップモータでは１例えば１〜１００ｍ　ｍ　
／秒というような広い範囲の給紙速度制御も可能である
が、非常に低速の送りに対しては特定コイルに電流が流
れ続けるため、長時間連続して運転すればモータ及び駆
動トランジスタのオーバーヒートを引き起す、そこで、
その対策として、トランジスタＴ５により電源電圧をス
イッチングして短かい時間だけ通電することが行なわれ
るが、その場合、トランジスタＴ５のスイッチングのパ
ルス幅は速度に拘わらず一定であるため、トルクが速度
に対して変動してしまうことがあり、十分な対策とはい
えない。

一方、ステップモータと同様の用途に使用される直流モ
ータは、連続回転のため低騒音となるが、エンコーダな
どと組み合せ、サーボコントロールで定速度化する必要
がある。その為、広い範囲の速度切替えを行なう場合に
は、ステップモータに比べて方式的に高価となり、制御
できる速度範囲は狭くなる。

（目的） 本発明はステップモータを低騒音で、かつ、長時間連続
して使用してもオーバーヒートしない方式の駆動回路を
提供することを目的とするものである。

（構成） 本発明の駆動回路は、ステップモータの励磁コイルにス
イッチング素子を介して起動電圧を印加するが、そのス
イッチング素子と励磁コイルとの間に直列抵抗と並列コ
ンデンサとを挿入し、また、パルス幅コントロール回路
を設けて、前記スイッチング素子のスイッチング時間を
制御し、かつ、前記励起コイルには前記起動電圧より低
電圧で、ステップモータに保持トルクを与える電圧をダ
イオードを介して常時印加するようにしたことを特徴と
するものである。

以下、実施例について具体的に説明する。

第１図は従来の第４図と同じ４相ステツプモータに本発
明を適用した例を表わす。２はステップモータで、その
励磁コイルＡ、Ｂ、Ｘ、ＢはそれぞれトランジスタＴ　
ｒ　ｙ　Ｔ　２　ｅ　Ｔ　３　ｐ　Ｔ　ａにより通電制
御され、それらのトランジスタＴＩ、Ｔ２゜Ｔ３．Ｔ４
は駆動パルスｅによりデコーダ４から出力されるパルス
信号ａｔ　ｂｅτ、′″Ｔ３によりオン・オフ制御され
る。

励磁コイルＡ、Ｂ、’Ｘ、１！に駆動電圧を印加するノ
ードｄにはスイッチング素子としてのトランジスタＴ６
を経て起動電圧Ｖｌが供給されるようになっており、こ
のトランジスタＴ６とノードｄの間には抵抗Ｒ１が挿入
され、ノードｄはまたコンデンサＣ１を経て接地されて
いる。

スイッチング用のトランジスタＴ６のベースはトランジ
スタＴ７のコレクタに接続され、トランジスタＴ７のベ
ースにはパルス幅コントロール回路６により設定された
パルス幅をもち、駆動パルスｅのタイミングで発生する
パルス信号Ｃが供給され、トランジスタＴ７のエミッタ
は接地されている。

ノードｄにはまた、起動電圧Ｖ＋よりも低く、ステップ
モータに保持トルクを与えるための電圧ｖ２が、ダイオ
ードＤ１と電流制限用の抵抗Ｒ２を介して供給されてい
る。

第２図はパルス幅コントロール回路６の一例であり、単
安定マルチバイブレータ８と、この単安定マルチバイブ
レータ８に接続されたコンデンサＣ２と、このコンデン
サＣ２の充電時定数を与える抵抗ｒｌ、ｒ２．ｒ３．・
・・・・・とを備え、駆動パルスｅをトリガパルスとし
て入力し、コンデンサＣ２の容量と選択された抵抗ｒｌ
、ｒ２．ｒ３゜・・・・・・の抵抗値によって決まるパ
ルス幅のパルス信号Ｃを発生する。パルス幅コントロー
ル信号によるトランジスタｔｌ、ｔ２．ｔ３．・・・・
・・のオン・オフによって抵抗ｒｌ、ｒ２．ｒ３．・・
・・・・を切り替えることにより、コンデンサＣ２の充
電時定数を可変とし、単安定マルチバイブレータ８から
速度に応じたパルス幅をもつ駆動パルス信号Ｃを発生す
るようになっている。

本実施例の動作を第１図及び第３図により説明する。

駆動パルスｅの立上りのタイミングで、デコーダ４から
パルス信号ａｔ　ｂｙτ、１が発生してトランジスタＴ
＋　、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４を介して励磁コイルＡ、Ｂ、Ａ
、Ｂを励磁する。この励磁方式は第５図と同じ２相励磁
力式である。

ノードｄには低電圧ｖ２の電源からダイオードＤ１と抵
抗Ｒ２を経て常時励磁コイルＡ、Ｂ、Ａ。

百に電圧が印加される。これにより、トランジスタＴ６
がオフで起動電圧ｖｌが印加されないときにもこのステ
ップモータに保持トルクを与えてモータ回転軸の位置を
保持するとともに、トランジスタＴ６動作時にはこの保
持トルク状態から起動トルクが上昇する。

ノードｄへの起動電圧ｖ１の印加はトランジス□ りＴ６のスイッチングにより行なわれるが、抵抗Ｒ１と
コンデンサＣ１の時定数回路により第３図に記号ｄとし
て示されるように、ノードｄの起動電圧波形は滑らかに
なり、モータ駆動時のショックが緩和され、騒音が低下
する。

また、スイッチングトランジスタＴｓをオンとする駆動
パルス信号Ｃのパルス幅ｔは、パルス幅コントロール回
路６において抵抗ｒ　ｌ　ｙ　ｒ　２　ｇｒ３・・・・
・・を選択することにより、回転速度に応じたパルス幅
として所定の駆動トルクが得られるように設定される。

すなわち、低速にあっては大きな起動トルクが必要であ
り、高速では慣性があるため小さい起動トルクで回転す
るため、低速はどパルス幅ｔを広くするように設定する
。このように、過大な起動トルクを与えることなく、各
速度に適した起動トルクを与えることができるため、オ
ーバーヒートの防止と低騒音化を図ることができる。

（効果） 本発明の駆動回路を使用すると、励磁コイルに印加され
る起動電圧のスイッチング電圧波形が時定数回路により
滑かになるとともに、パルス幅コントロール回路により
過大な電流が流れないように制御されることにより、ス
テップモータを用いた簡単な速度制御方式でありながら
直流モータを使用した場合のような低騒音化を実現する
ことができる。

また、パルス幅コントロール回路により過大な電流が流
れないようにスイッチング素子を制御し、スイッチング
素子がオフとなるときは常時印加される低電圧により保
持トルクが与えられるようにしているので、ステップモ
ータがオーバーヒートせず、長時間連続して駆動できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同実
施例におけるパルス幅コントロール回路を示す回路図、
第３図は同実施例の動作を示す波形図、第４図は従来の
ステップモータの一例を示す回路図、第５図は同従来例
の動°作を示す真理値表である。 ２・・・・・・ステップモータ、　Ａ、Ｂ、τ、１・・
・・・・励磁コイル、　Ｔ６・・・・・・スイッチング
素子としてのトランジスタ、　Ｒ１・・・・・・抵抗、
　Ｃ１・・・用コンデンサ、　６・・・・・・パルス幅
コントロール回路。 Ｄｌ・・・・・・ダイオード、　＋　Ｖ　ｒ・旧・・起
動電圧、＋　Ｖ　２・・・・・・保持トルクを与える低
電圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステップモータの励磁コイルにスイッチング素子
   を介して起動電圧を印加する駆動回路において、 前記スイッチング素子と前記励磁コイルとの間に直列抵
   抗と並列コンデンサとが挿入され、前記スイッチング素
   子のスイッチング時間を制御するパルス幅コントロール
   回路が設けられ、かつ、前記励起コイルには前記起動電
   圧より低電圧で、ステップモータに保持トルクを与える
   電圧がダイオードを介して常時印加されていることを特
   徴とするステップモータの駆動回路。