JPS63209500A

JPS63209500A - ステツピングモ−タ駆動回路

Info

Publication number: JPS63209500A
Application number: JP4106687A
Authority: JP
Inventors: Akiteru Furukawa; 古川　明照
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-08-31

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〕本発明はステッピングモータ駆動回路に係り、特に低速
時に大トルクが要求され、高速時に高速応答性が要求さ
れるステッピングモータ駆動回路に関する。

〔従来の技術〕

例えば、プリンタ、ファクシミリ等の記録装置の１種に
、記録ヘッドをキャリッジによって記録シートの搬送方
向輛（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）に移
動させながら記録するシリアル型がある。キャリッジを
往復動させるための駆動源としては、一般にステッピン
グモータが用いられる。

ステッピングモータは、構造上からは永久磁石形（ＰＭ
形）とハイブリッド形（ＨＢ形）に大別され、駆動方式
上からはユニポーラ駆動とバイポーラ駆動に大別される
。

通用される機器の小形化、薄形化、低コスト化等が要求
される場合にはＰＭ形が優れ、その駆動方式もユニポー
ラ駆動を用いることが多い。また、ユニポーラ駆動は、
モノフブイラまたはバイファイラ巻きのコイルに電流を
流すか否かを制御して駆動するものである。バイポーラ
駆動は、モノファイラ巻きのコイルに対し双方向に通電
するように駆動素子をブリッジ形に構成したものである
。

第３図はユニポーラ駆動によるステッピングモータの駆
動回路を示し、バイファイラ巻きされたコイル２１及び
２２の各々にトランジスタ２３及び２４を接続し、共通
接続されたコイル端と、共通接続されたエミッタ間に直
流電源２５を接続する構成にしたものである。駆動に際
しては、トランジスタ２３と２４のベースの各々に時間
をづらせて駆動信号を印加し、コイル２１と２２に１７
２づつ電流を流して駆動する。

第４図はバイポーラ駆動によるステンピングモータの駆
動回路を示し、４個のトランジスタ２６〜２９をブリッ
ジ形に接続し、その中点間にモノファイラ巻きしたコイ
ル３０を接続して構成される。駆動に際しては、例えば
トランジスタ２６と２９を同時に導通（このときトラン
ジスタ２７と２８は非導通）させてコイル３０に図示右
方向の電流Ｉを流したのち、次にトランジスタ２７と２
８を同時に導通させると同時にトランジスタ２６と２９
を非導通にし、コイル３０に図示左方向の電流■を流し
、双方向に通電させる方法がとられ−る。。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような従来のステッピングモータ駆動回路
にあっては、例えばキャリッジの駆動を高速に行おうと
した場合、ユニポーラ駆動にあってはバイポーラ駆動に
比べて高速応答性に優れるものの、一定速度に達する迄
の加速領域でのトルクが不足するという問題があった（
同一サイズのモータで比較した場合）。一方、バイポー
ラ駆動を用いた場合には、逆の得失関係を生じるという
問題があった。

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、ユニポーラ駆動とバイポーラ駆動の各々の長所を併せ
持った駆動特性が得られるようにしたステッピングモー
タ駆動回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、中間接続点を有するコイルに対して双方向に
通電させるバイポーラ駆動構成あるいは前記コイルを前
記中間接続点より分割して通電させるユニポーラ駆動構
成を制御信号に応じて選択する切換手段を設けることに
より、同一モータにおいてバイポーラ駆動とユニポーラ
駆動の選択使用を可能にし、もって、上記目的を達成す
るものである。

〔作用〕

制御信号の内容に応じて切換手段は、コイルをバイポー
ラ駆動またはユニポーラ駆動が可能な回路構成にする。

それによって、低速域ではバイポーラ駆動で、高速域で
はユニポーラ駆動による駆動が可能になるので、モータ
の大型化を招くことがない。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照して本発明を具体的に説
明する。

電Ｒ１間には、ＰＮＰ型トランジスタ２．３及びＮＰＮ
型トランジスタ４．５がブリッジ型に接続され、異極性
トランジスタの接続点間にバイファイラ巻きされたコイ
ル６が接続されている。コイル６の中点と電源の正極間
にリレー７が接続されている。

トランジスタ２に並列に、ツェナーダイオード８とダイ
オード９を直列接続した回路が接続され、同様にトラン
ジスタ３にはツェナーダイオード１０とダイオード１１
を直列接続した回路が接続されている。さらに、トラン
ジスタ４にはダイオード１２が接続され、トランジスタ
５にはダイオード１３が接続されている。

トランジスタ２は端子１８と１９に入力端子の接続され
たオア回路１４によって駆動され、トランジスタ３は端
子１８と２０に入力端子の接続されたオア回路１５によ
って駆動される。また、トランジスタ４は端子２０に接
続されたインパーク１６によって駆動され、トランジス
タ・５は端子１９に接続されたインバータ１７によって
駆動される。

ツェナーダイオード８及び１０、ダイオード９゜１１．
１２．１３は、モータのコイルに発生した逆起電力を吸
収するために設けられている。

以上の構成において、モータ停止の状態から一定の速度
まで加速させ、一定速（自起動周波数を超過）を保持さ
せたのちに再度減速して停止させる駆動制御を例に説明
する。

先ず、大トルクを必要とする定速時の加速期間において
は、端子１８にＬレベルの電圧を印加し、リレー７を非
励磁にし、この状態下で第２図に示す励磁信号Ａ及びλ
を端子１９及び２０に入力する。励磁信号Ａとλは互い
に逆極性にある。したがって、各論理回路の出力レベル
は、端子１８〜２０に印加される電圧レベルに応じて第
１表の如くになる。°また、論理回路１４〜１７の出力
レベルに応じたトランジスタ２〜５の動作状態は第２表
の如くになる。

第１表第２表第２図の通電区間ａにおいては、第１表のモードｌ計よ
って各論理回路が駆動され、オア回路１４．１５及びイ
ンバータ１６．１７の出力レベルはり、ＨＳＬ、Ｈにな
る。この状態に対応して導通するトランジスタは第２表
より明らかなようにトランジスタ２と５であり、トラン
ジスタ３と４はオフ状態にある。この結果、電源１→ト
ランジスタ２→コイル６→トランジスタ５→電源１の経
路で通電する。

また、第２図の通電区間すにおいては、第１表のモード
２によって各論理回路が駆動され、オア回路１４．１５
及びインバータ１６．１７の出力レベルは、Ｈ，Ｌ、Ｈ
，Ｌになる。このとき、第２表のようにトランジスタ３
と４が導通し、トランジスタ２と５が非導通になる。こ
の場合、通電区間αからｂにかわるとき、トランジスタ
２及び５のオフ時点でコイル３に逆起電力が発生するた
め、コイル６→ダイオード１１−ツェナーダイオード１
０−４電源１→ダイオード１２→コイル６の経路で逆起
電力が吸収され、その後、電源１−トランジスタコ−コ
イル６→トランジスタ４−電源ｌの経路で通電する。こ
の繰返しで励磁信号の周波数を少しづつ上昇し、モータ
を加速する０以上のように、トランジスタ２と５の導通
後にトランジスタ３と４の導通する動作が交互に実施さ
れ、バイポーラ駆動が実施される。このバイポーラ駆動
によってユニポーラ駆動に比べ、大きなトルクを得るこ
とができる。この状態で加速を続け、成る速度に達した
ときに端子１８の電圧レベルをＨにする。

端子１８がＨレベルにされることによってリレー７が励
磁さる。また、端子１８がＨレベルになることによって
、第１表に示すモード５〜８が通用される。モード５〜
８のうち、第２図に対応するものはモード５及び６であ
る。まず、通電区間ａにおいては、モード５によって駆
動され、オア回路１４．１５及びインバータ１６．１７
の出力レベルは、ＨＳＨ，Ｌ、Ｈになり、トランジスタ
５のみが導通し他のトランジスタは非導通状態にある。

したがって、電源１→リレー７→コイル６−トランジス
タ５−電源１の経路で通電する。すなわち、第１図に示
すコイル６の左半分のみが通電する。

次に、通電区間すにおいてはモード６によって駆動され
、オア回路１４．１５及びインバータ１６．１７はＨＳ
Ｈ，Ｈ，Ｌになり、トランジスタ４のみが導通する。な
お、通電区間ａからｂに切換えるためにトランジスタ５
がオフになる際、コイルに逆起電力が発生するが、コイ
ル６→ダイオード１１→ツエナーダイオード１０→リレ
ー７→コイル６の経路で逆起電力が吸収され、その後、
電源ｌ→リレー７→コイル６→トランジスタ４→電源１
の経路でコイル６の右半分のみが通電する。

この動作状態はユニポーラ駆動であり、励磁信号の周波
数を高めた場合でも、バイポーラ駆動以上の高い周波数
まで応答させることかでｉる。

減速に際しては、加速と同様に成る速度まで下がったと
きに端子１３の電圧レベルをＨからＬにし、バイポーラ
駆動に切換えたのちにモータを停−止させる。

以上説明した如く本発明の駆動方法を、例えばプリンタ
等の印字装置に用いた場合、キャリフジを高速に移動さ
せることができる。成る程度Ｎ量を持ったキャリッジを
高速で移動するためには、始動時、停止時の慣性負荷が
大きいために、大きなトルクを必要とすると共に高速ま
での応答性が要求される。このような要求に対しては、
モータのサイズ、コスト等を問題にしなければ要求に見
合ったモー°夕を選択することにより、ユニポーラ駆動
を用いることも可能である。

しかし、本発明を適用することによって、低速時のトル
クが必要とされるときにはバイポーラ駆動を用い、高速
時にはユニポーラ駆動を用いることができるため、小型
のモータを選択することが可能となり、装置の小型軽量
化およびコストダウンを図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、コイル及び駆動回
路をユニポーラ駆動とバイポーラ駆動とに切換えできる
ようにしたため、比較的小型のモータを用いながら、低
速域では大きなトルクが得られ、高速域では優れた応答
性が得られる。

【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図は第１
図の実施例の励磁信号波形図、第３図はユニポーラ駆動
の回路図、第４図はバイポーラ駆動の回路図である。２．３・・・−・−・−・・・ＰＮＰ型トランジスタ、
４．５−一・−・−＝ＮＰＮ型トランジスタ、６−・・
・−・・−コイル、７−・−・−リレー、８．１０−−
−−−−・・−・ツェナーダイオード、９．　１１．　
１２．　１３−・−・・−・−・−ダイオード、１４　
、　　ｌ　５−−−−−−−−−−−オア回路、１６　
、　１７−−−−−−・−・インバータ、１８，１９．
２０−・・−・−・・・一端子。代理人　弁理士　　大　音　康　毅第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

　ステッピングモータを駆動するためのステッピングモ
ータ駆動回路において、中間接続点を有するコイルと、
該コイルに対して双方向に通電させるバイポーラ駆動構
成あるいは前記コイルを前記中間接続点より分割して通
電させるユニポーラ駆動構成を制御信号に応じて選択す
る切換手段とを設けたことを特徴とするステッピングモ
ータ駆動回路。