JPS61285099A - パルスモ−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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、タイプライタ、その他の電子機器に用いられ
るパルスモータを駆動制御するためのパルスモータ駆動
装置に関する。

［発明の開示］ 本明細書および図面は、タイプライタ、その他の電子機
器に用いられるパルスモータを駆動制御するためのパル
スモータ駆動装置において、同じ回路構成から成る複数
組の駆動回路と、相信号に応答してパルスモータの各相
に励磁するべき指示電流の極性およびその電流値を指示
する指示電流制御回路と、各相の励磁電流を検出して指
示電流制御回路へフィードバックする電流帰還回路と、
指示電流の切替点の立ち上がりおよび立ち下りをゆるや
かにする手段とを具備することにより。

モータ周辺で発生する振動や騒音を小さくする技術を開
示するものである。

なお、この概要はあくまでも本発明の技術内容に迅速に
アクセスするためにのみ供されるものであって、本発明
の技術的範囲および権利解釈に対しては何の影響も及ぼ
さないものである。

［従来の技術〕 近年、電子タイプライタ、その他の電子機器でロータリ
型又はリニア型のパルスモータが多く使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のパルスモータは直流モータ等の他
のモータに比較して振動や騒音がかなり大きいという欠
点が有った。その要因としては、パルスモータの相励磁
切替時に大きなトルクの山、又は谷が発生していること
が挙げられる。

そこで２本発明は、上述の問題点に鑑み、相励磁切換時
の発生トルクのリップルを小さくすることによりパルス
モータおよびそのモータ周辺で発生する振動や騒音を小
さくしたパルスモータ駆動装置を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 木目的を達成するため１本発明は同じ回路構成から成る
複数組の駆動回路と、相信号に応答してパルスモータの
各相に励磁するべき指示電流の極性および、その電流値
を指示する指示電流制御回路と、各相の励磁電流を検出
して指示電流制御回路へフィードバックする電流帰還回
路と、指示電流の切替点の立ち上がりおよび立ち下りを
ゆるやかにする手段を具備したことを特徴とする。

［作用コ 本発明では指示電流の切替点の立ち上がりおよび立ち下
がりをゆるやかにさせ、これにより相励磁切替時の発生
トルクのリップルを小さくする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例の全体を示す０本図において、
ＰＳは電源、ＫＢはキーボード、ＣＰｔ１は指令装置で
ある。また、ＰＴはパルスレートテーブル、ＰＭはパル
スモータであり、パルスレートテーブルＰＴはパルスモ
ータＰＭのパルスレートをあらかじめｔＦ橙１．でいる
７缶４奨置ｃｐｏ　を士パルスモータρに内の後述の回
路（第３図参照）に対して制御信号ｃｂ　＋　　、　”
ｊＶｚ　　、”ｆｉ　　、　＄　４　オヨ（／Ｃ０ＮＴ
ｌ、Ｃ０ＮＴ２　ヲｆＪｊｒ力する。

第２図は本発明装置を実施した電子タイプライタの外観
の一例を示し、ここで１は上述のＫＢに相当するキーボ
ード、２はプラテン、３はキャリア、４はキャリア３上
に実装されたディジー型活字ヘッドである。このキャリ
ア３を左右方向に往復動させるキャリッジモータとして
パルスモータが使用されており、このパルスモータを駆
動制御する装置として本発明のパルスモータ駆動装置が
内蔵されている。

第３図は上述の本発明パルスモータ駆動装置の回路構成
例を示す、このパルスモータ駆動装置は、モータ巻線に
対する駆動源の片側のコイル端子がほぼＧＮＤ　　（接
地電位）レベルに近く、もう一方のコイル端子に正負の
電圧をかけるいわゆるバイポーラ駆動方式のものとする
。

第３図において、１１および１２は演算増幅器（以下、
オペアンプと称する）であり、１３はツェナーダイオー
ドである。オペアンプ１１はツェナーダイオード１３で
生成した＋５ｖを非反転入力端子から入力して＋５ｖを
継続的に出力する。オペアンプ１１の出力は１：ｌの反
転回路としてのオペアンプ１２の反転入力端子に入力し
、オペアンプ１２から一５ｖを継続的に出力する。オペ
アンプ１１の出力＋５ｖはスイッチ回路Ｓ冒１およびＳ
Ｗ２に入力され、他方のオペアンプ１２の出力−５ｖは
同様の構成のスイッチ回路ＳＷ３およびＳＷ４に入力さ
れる。これらのスイッチ回路ＳＷＩ〜ＳＷ４は各々の制
御入力信号（相励磁信号）φ１〜φ４によって切替制御
され、何れもしくローレベル）で起動して閉となる。制
御入力信号φｌ〜φ４は第２図のキャリア３を図の右方
向（往動方向）に移動させる時に、第４図（Ａ）に示す
ような位相関係で指令装置から入力され、又、キャリア
３を左方向（復動力向）に移動させるときには第４図（
Ｂ）に示すような移相関係が反転された信号となる。即
ち、第４図（Ａ）は初期状態で１．２相のポジションに
停止しており、右方向に４パルス分（２，３相→３，４
相→４，１相→１，２相）と移動する時の信号パターン
を示す、また、第４図（Ｂ）は初期状態で同じ＜１，２
相（２，１相）のボジシゴンに停止しており、左方向に
４パルス分（１，４相→４，３相→３，２相→２，１相
）と移動する時の信号パターンを示す。

ここで、再び第３図の説明に戻ると、スイッチ回路ＳＷ
Ｉ〜ＳＷ４は上述のような２相励磁パタ一ン時には必ず
２ケのスイッチ回路が閉じられていることになる。即ち
、φ１−Ｌ、φ２−Ｌの時（ｌ、２相の時）のボルテー
ジフォロア１４および１５の入力は、各＊◆５Ｖとｔ’
）、＄２−１．　　、　ｃｔｚ３−Ｌ　（１）ｎｃ２，
３相の時）のボルテージフォロア１４の入力は一５ｖと
なり、同じくボルテージフォロア１５の入力は＋５ｖと
なる。同様に、＜／）ｘ−Ｌ、五−“−りの時（４，３
相の時）のボルテージフォロア１４および１５の入力は
各々−５ＶとＲす、＜’　ｓ　−Ｌ、　石−Ｌノ時（４
，１相）のボルテージフォロア１４の入力は＋５ｖとな
り、ボルテージフォロア１５の入力は一５ｖとなる１以
上の関係を表で示すと第１表の如くなる。

第　　　１　　　表 但し、Ｌはローレベル　Ｈはハイレベルを示す。

（ｋＪｌ、　　　下　　余　　白　　〕一方、ボルテー
ジフォロア１４および１５の入力側には、スイッチ回路
１６および１７も接続しており、このスイッチ回路１８
．１７の他端には片端が接。

地するコンデンサＣ１，０２および０３．Ｃ４が接続し
ている。また、スイッチ回路１Ｂおよび１７の内部の各
２ケのスイッチは制御入力信号Ｃ０ＮＴｌ　、　ＧＯＮ
Ｔ２によって開開制御される。すなわち、（：ＯＮＴ　
１−Ｌの時は、スイッチ回路１Ｂを介してコンデンサＣ
Ｉと抵抗ｒ１が接続された状態となり、且つスイッチ回
路１７を介してコンデンサＣ１’　　と抵抗ｒ′　とが
接続された状態となる。

また、Ｃ０ＮＴ２−Ｌの時はスイッチ回路１８を介して
コンデンサＣ２と抵抗１里が接続され、且つスイッチ回
路１７を介してコンデンサＣ２’　　と抵抗「１′が接
続された状態となる。

ここで、上述の抵抗およびコンデンサの定数の関係はそ
れぞれ次のようにする。

ｒｌ＝ｒｌ’　、Ｃ１＝Ｃ１’　、　Ｃ２＝０２’　、
　Ｃ１＞０２上述の抵抗ｒｌ　＋ｒｌ′　はスイッチ回
路ＳＷＩ、ＳＷ２の出力端子とポイレテージフォロア１
４　、１５の非反転入力端子間に接続され、抵抗ｒｌ　
＋ｒｌ′　を介してコンデンサＣＩ　＋　　ＣＩ　’　
＋　　ｃ２１　　ｃ２′側へ電波が流れるからこれらの
抵抗とコンデンサは、積分回路として動作し、ボルテー
ジフォロア１４およびＩ５の出力に対して積分値を与え
るように動作する。

また、制御入力信号Ｃ０ＮＴｌおよびＣ０ＮＴ２のレベ
ルは相励磁信号φ１〜φ４の励磁パルス幅での値に応じ
て次の第２表の如くに設定される。

第２表 但し、　１．　＞　　１２ これにより、ボルテージフォロア１４および１５の出力
変化の遅延が、各々の制御入力信号ＣＯＮ〒１゜０ＯＮ
Ｔ２のレベル状態、即ち、相励磁信号不］−〜不］−の
パルス幅τに応じて段階的に制御される。

即ち、相励磁信号不］゛〜義１−のパルス幅τがあらか
じめ定めた上限値ｔ１以上の時にはボルテージフォロア
１４および１５の出力変化の遅延量は大きくなり、ｔ２
＜τ＜　１．の時にはその遅延量はより小さくなり１次
にそのパルス幅τがあらかじめ定めた下限値ｔ２より小
さい時にはその遅延量はほぼ零となって、パルス波形に
近ずく、ボルテージフォロア１４．および１５の出力は
、このように相励磁信号φｌ〜φ４のパルス幅に応じて
段階的にその遅延量が変わり、差動増幅器１８および１
９の反転入力端子に入力抵抗ｒ２およびｒ２′　を介し
て指示電流値として供給される。そして、相励磁信号φ
１〜φ４は、パルスレートを記憶したパルスレートテー
ブル（メモリ）　ＰＴを参照して指令装置ＣＰＵから出
力し、Ｃ０ＮＴｌ　、Ｃ０ＮＴ２はそのパルスレートを
判別して指令装置ＣＰＵかも出力される（第１図参照）
。

上述の差動増幅器１日および１８の反転入力端子に並列
に接続された入力抵抗ｒ２　＋ｒ３・およびｒ２’＋ｒ
３′　は、例えば次の値に設定される。

ｒ２　＝　　ｒ２　’　＝　　１０にΩｒ３　＝　　ｒ
３’　　＝　　２にΩ 入力抵抗ｒ３　＋ｒ３′の片側端は、先端が接地した電
流検出抵抗ｒ４　＋Ｔ４′　に接続されており、この抵
抗ｒａ　＋ｒ４′　は例えば１Ωという値に選択されて
いる。

従って、例えば令弟２図のキャリヤ３が停止中で励磁相
信号が２．３相、即ち＄　１−　Ｈ，ｌ−Ｌ。

φ３・Ｌ、φ４−Ｈの状態であるとすると、ボルテージ
フォロア１４の出力は一５ｖであり、もう一方のボルテ
ージフォロア１５の出力は＋５ｖであり、抵抗ｒｚ　：
　　ｒ３（ｒ２’　　：　　ｒ３’　）は１０にΩ：２
にΩの関係であるので、帰還線（フィードバックライン
）の抵抗ｒ４の片端の電位が＋１ｖ、また帰還線の抵抗
ｒａ　ｔ　の片端電位が一１ｖになったところで、この
系は平行状態を伴なっていることになる。即ち、帰還電
流ｉ３１　、　ｉ４２が１３１−ＩＡ　、　ｉ４２　−
−ＩＡの付近で平衡状態を保つ。

尚、第３図中の端子φ１．φ３間にはパルスモータ（不
図示）の１相、３相に相当するコイルが直列に巻き込ま
れ、又、端子φ２．φ４にはそのパルスモータの２相、
３相に相当するコイルが直列に＠き込まれている。

上述の差動増幅器１８．１９には、帰還抵抗が入ってい
ないので、理論的にはゲインが無限大となるが、実際に
は駆動系の遅れと増幅器自体のスルーレートから、終段
（トランジスタＴｒｉ〜Ｔｒ４）では定電圧チ、−／パ
とはならず、電流ブリーダとしての動作をする。

次に、マイクロモータ（不図示）の停止位置が４．１相
で右方向にキャリア３を加速移動する場合を想定したタ
イムチャートを第５図に示す、本図に示すように移動開
始点（イ）では制御信号Ｃ０ＮＴｌ　、Ｃ０ＮＴ２のレ
ベルがＣ０ＮＴｌ礼、ＣＯＮ？２賃しに設定されている
ので、差動増幅器１８．１９に入力する指来電流の遅延
量は最大になり、パルスモータの１相、３相を流れる電
流＋３１およびパルスモータの２相、４相を流れる電流
ｉ４２は緩やかに変化し、パルスモータの発生トルクも
ほぼその電流に比例するので、その発生トルクの変化も
緩やかになる。そのため、キャリッジ３は徐々に加速し
、本図の（ロ）で示す時点でパルス幅でか上限値ｔ１よ
り小さくなると、制御入力信号ＣＯＷ　Ｔ　１のレベル
はＬ→Ｈに変わるので、コンデンサＣ１およびＣＩ’は
スイッチ回路１８．１７からなる積分回路ｉ４／から切
り離されるので上述の指示電流の立ち上り、・立ち下が
りは電流＋３１．ｉ４２に示すようにやや急になり、更
に本図の（ハ）で示す時点で相励磁信号の出力変化が速
度を増してパルス幅でか下限値ｔ２より小さくなると、
制御入力信号ＣＯＮ？２のレベルもＬ−＋Ｈに変わり、
上述の指示電流はほぼパルス波形に近ずく。

この時も、実際にパルスモータのコイルに流れる電流ｉ
３１およびｉ４２は駆動源の電圧とそのコイルのりアク
タンス分により、第５図に示すように多少の遅れを持つ
ことになる。第５図の電流波形から推察できる通り、相
電流１丁〜■の出力変化をキャリア３の移動速度に応じ
て段階的に切り替えることにより、その速度変化に応じ
て生じる駆動トルクの変化を最小限に近い値まで押さえ
ることが可能になるので、キャリア駆動系から発生する
振動騒音を軽減することができる。

特に、通常の印字をする時等のように、移動パルスレー
トが比較的小さい場合には本発明の効果は大きいので、
パルスモータを用いてキャリアを駆動するタイプライタ
等のプリンタを低騒音で実現することが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、指示電流の切換
・点の立ち上りおよび立下がりをゆるやかにするように
したので、相電流の変化をパルスモータの速度に応じて
段階的に切り替えることにより、速度変化に応じて生じ
る駆動トルクの変化を最小限に近い値まで押えることが
可能となり、駆動系から発生する振動騒音を軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明を実施した電子タイプライタの外観例を
示す斜視図、 第３図は本発明装置の実施例を示す回路図、第４図（Ａ
）　、　（Ｂ）は第３図の相励磁信号の波形を示す波形
図、 第５図は第３図の装置の動作例を示すタイムチャートで
ある。 １・・・キーボード、 ２・・・プラテン、 ３・・・キャリア、 ４・・・活字ヘッド、 １１．１２・・・演算増幅器（オペアンプ）、１３・・
・ツェナーダイオード、 １４、．１５・・・ボルテージフォロア、１８．１７・
・・スイッチ回路、 １８．１９・・・差動増幅器、 ＳＷＩ、ＳＷ２・・・スイッチ回路。 第１図 第２図 ／、２刈　２３軸４．指４．）相　ｔ、ｉａギイリ７’
＊、わ方向４チ吏力持の夷υψ禾敬信号Ｑ取起形圀／、
２相　　ｔ、ｔ＃４．Ｊｍ　Ｊ、ｍ　ｚ＞ａｒｌ、２捌
キャリア◇Ａ−万成１多ｊ力Ｗチの４乱ワυ編ｄＳ号の
波形口第４図（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）同じ回路構成から成る複数組の駆動回路と、 ｂ）相信号に応答してパルスモータの各相に励磁するべ
   き指示電流の極性およびその電流値を指示する指示電流
   制御回路と、 ｃ）各相の励磁電流を検出して前記指示電流制御回路へ
   フィードバックする電流帰還回路と、 ｄ）前記指示電流の切替点の立ち上がりおよび立ち下り
   をゆるやかにする手段とを具備したことを特徴とするパ
   ルスモータ駆動装 置。 ２）前記ゆるやかにする手段の調整量は前記パルスモー
   タへのパルスレートに応じて段階的に切替えられること
   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。