JPS644319Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、特に記録計の紙送り装置等に用い
られるステツピングモータの駆動回路に関するも
のである。

〔考案の技術的背景〕

ステツピングモータを回転させる場合、加える
パルス状電流の繰返し周波数と回転トルクとの関
係については、よく知られているように、自起動
領域と、スルー領域とがある。この場合、高速紙
送り時、例えば毎秒50cm以上の速さで紙送りする
際には、一般には、自起動領域において、まず比
較的繰返し周波数の低いパルスで起動させた後、
その周波数を次第に高めてステツピングモータを
加速し、できるだけ早くスルー領域に移行させた
後、一定周波数のパルスに切換えて所定回転速度
にするようにしている。

このステツピングモータを加速するパルスを加
速パルスと呼び、また、一定周波数のパルスを駆
動パルスと呼ぶことにすれば、従来、このような
加速パルスは、ステツピングモータのスタートと
同時に立上がるようにされた積分電圧を、Ｖ／Ｆ
変換器によりパルス電流に変換して得ている。ま
た、前記駆動パルスは、ステツピングモータの回
転速度を高精度に維持する必要上、水晶発振周波
数を適宜分周して用いればよいのであるが、この
両パルスを同期させて切換えることが困難なた
め、切換時点でステツピングモータに脱調を起こ
し回転が不安定になつたり、また、最悪の場合に
は回転が停止するというような不具合もままあつ
た。

〔考案の目的〕

この考案は、前記の問題点を解決するためにな
されたもので、その第１の目的は、加速パルスと
駆動パルスとが確実に同期して切換えられるよう
なパルス切換回路を含み、ステツピングモータの
回転を、自起動領域からスルー領域へ円滑に移行
させることができるようにした駆動回路を提供す
ることにある。また、このように円滑な移行がな
されると、移行点においては、加速パルスによる
駆動時の記録データと定速度に移行後の記録デー
タとの見分けがつきにくくなる。したがつて、こ
の考案の第２の目的は、前記パルス切換回路によ
り制御されるマーカ駆動回路を含み、加速領域に
おいて送出される記録紙にマークを付し、加速パ
ルスにより駆動されているときの加速領域におけ
る記録データと、これに連続する定速度領域での
記録データとが容易に識別されるようにしたステ
ツピングモータの駆動回路を提供することにあ
る。

〔実施例〕

以下、この考案を添付図面に示された実施例を
参照しながら詳細に説明する。

第１図において、ステツピングモータ１は、図
示しない紙送り機構に連結され、この紙送り機構
により記録紙２が送出されるようになつている。
そして、前記ステツピングモータ１は、その駆動
源として、積分回路３によりビルトアツプされる
積分電圧を、繰り返し周波数の変化するパルス、
すなわち加速パルスに変換して出力するＶ／Ｆ変
換回路４と、水晶発振器５からのクロツク周波数
を内蔵する分周器で分周し、一定周波数のパル
ス、すなわち駆動パルスにして出力するカウンタ
回路６とを有している。前記ステツピングモータ
１は、中・高速紙送りの場合、この加速パルスに
より自起動領域内で起動、加速され、スルー領域
に移行後、前記加速パルスは駆動パルスに切換え
られこの駆動パルスにより所定回転速度で駆動さ
れる。一方、低速紙送りの場合には、自起動領域
内において、前記駆動パルスにより起動され、か
つ、殆ど同時に所定の回転速度で駆動される。こ
の加速領域および定速度領域と、ステツピングモ
ータ１の回転速度、すなわち、紙送り速度との関
係は、第２図に示されている。

同図を参照すると、例えば、Ａ１ないしＡ２を
低速紙送り速度とし、また、Ｂ１ないしＢ３を
中・高速紙送り速度とする。この紙送り速度がＡ
１またはＡ２の場合には、ステツピングモータ１
を時刻t₀でスタートさせると、そのスタートと殆
ど同時に所定の紙送り速度Ａ１またはＡ２に達
し、以後、時間が経過してもその速度が維持され
て変化しないことが示されている。一方、中・高
速紙送り速度のＢ１ないしＢ３の場合には、時刻
t₀において、所定の紙送り速度Ｂ１ないしＢ３よ
り低い速度でステツピングモータ１をスタートさ
せる。そして、この速度が次第に高められ、所定
の速度Ｂ１ないしＢ３に達すると、その時点で駆
動パルスに切換えられ以後、この所定速度が維持
される。この場合、紙送り速度が変化している区
間は近似的に前記加速領域を示し、一定速度が維
持されている区間は同様に前記定速度領域を示す
ものとすれば、例えば、紙送り速度がＢ１の場合
は、t₀からt₁までが加速領域であり、紙送り速度
がＢ２およびＢ３の場合は、それぞれt₀からt₂、
およびt₀からt₃までがおのおのの加速領域とみな
される。これらの紙送り速度Ａ１ないしＢ３は、
速度設定回路７により選択、設定される。

以下、この駆動回路の構成と、紙送り速度が
中・高速Ｂ１ないしＢ３の場合の加速領域におけ
る動作について説明する。

速度設定回路７により、紙送り速度Ｂ１ないし
Ｂ３のうち、例えばＢ１が設定されたものとする
と、スタートストツプスイツチ９がONとなつた
とき、この速度設定回路７からは、前記カウンタ
回路６と比較回路８へそれぞれ切換信号が送出さ
れる。この切換信号により、前記カウンタ回路６
の分周比が設定されるとともに、前記比較回路８
においては、内蔵する基準電圧が前記紙送り速度
Ｂ１に対応する所定レベルに切換えられる。一
方、前記スタートストツプスイツチ９からは、積
分回路３へON信号が送出されるとともに、加速
パルスと駆動パルスの切換えを行わせるための、
例えば、フリツプフロツプ回路１０と、モータド
ライブ回路１１にもセツト信号が送出される。前
記積分回路３は、このON信号により動作を開始
し、この積分回路３からは、積分電圧がビルトア
ツプされながら前記Ｖ／Ｆ変換回路４と比較回路
８へ出力される。そして、このＶ／Ｆ変換回路４
においては、前述のように、入力された積分電圧
が加速パルスに変換され、前記フリツプフロツプ
回路１０とナンド回路１２のそれぞれ一方の入力
側へ送出される。また、前記比較回路８において
は、前記積分回路３からの積分電圧を受け、この
電圧と前記切換えられた基準電圧とが比較され
る。この積分電圧が前記基準電圧に達しない間
は、前記比較回路８からは何らの信号も送出され
ない。この状態において、前記フリツプフロツプ
回路１０の一方の出力側からは、前記ナンド回路
１２の他方の入力側と前記カウンタ回路６の制御
信号入力側へ一定レベルの信号、例えばＨレベル
信号が送出され、また、他方の出力側からは、例
えばＬレベルの一定信号がナンド回路１３の一方
の入力側へ送出される。これにより、前記ナンド
回路１２の出力側には、前記Ｖ／Ｆ変換回路４か
ら入力された加速パルスが現われる。一方、前記
カウンタ回路６は、前記フリツプフロツプ回路１
０から入力される前記Ｈレベル信号によつてリセ
ツトされ、非動作状態にあるので出力を発生しな
い。したがつて、前記ナンド回路１３の出力側に
は、前記フリツプフロツプ回路１０から入力され
た一定のＨレベル信号が現われる。これにより、
ナンド回路１４の出力側には、前記ナンド回路１
２から入力された加速パルスが現われ、この加速
パルスが前記モータドライブ回路１１に入力され
る。このモータドライブ回路１１には、例えば分
配回路や励磁回路などが含まれており、入力され
た前記加速パルスは、この分配回路により所定の
タイミングで各励磁回路に配分され、この励磁回
路から前記ステツピングモータの対応する界磁コ
イルに送出される。これにより、前記ステツピン
グモータ１は、自起領域で起動し、スルー領域へ
向けて加速される。

このように所謂スルーアツプされる前記ステツ
ピングモータ１が定速回転に移行するまでの間
は、これによつて送出される前記記録紙２の紙送
り速度も変化している。この紙送り速度が変化し
ているときに記録されたデータを、このデータと
連続してとられる定速紙送り時のデータと区分す
るために、例えば、マーカ駆動回路１５が設けら
れている。このマーカ駆動回路１５には、前記フ
リツプフロツプ回路１０から出力される前記Ｈレ
ベル信号が分岐して入力される。前記マーカ駆動
回路１５は、このＨレベル信号が入力されている
間は、所定の記録ヘツド１６を駆動し続けるよう
にされているので、送出される前記記録紙２に
は、送出方向と平行に、例えば線状のマーク１７
が付される。このマーク１７は、記録データを読
み取る際目障りとならない位置に記入されること
が望ましく、前記記録ヘツド１６は、この場合、
０信号位置からフルスケール信号位置の間に配設
された複数個の記録ヘツドの中のフルスケール信
号位置の記録ヘツドがマーカ兼用として用いられ
ている。なお、場合によつては、０信号位置とフ
ルスケール信号位置の記録ヘツドを用い、記録紙
２の両側にマークを記入してもよく、また、専用
ヘツドを別に設け、記録紙の欄外にマークを付し
てもよい。さらに、前記マーク１７は、線状の場
合について説明されているが、前記マーカ駆動回
路１５の設計のしかたにより、ドツト状のマーク
にすることもできる。

次に、第３図を参照しながら、前記ステツピン
グモータ１が加速領域から定速度領域へ移行する
場合を説明する。なお、第３図に示された各信号
波形の参照符号ＡないしＦについては、これらの
波形が現われる第１図の対応する接続箇所にも同
じ符号を付してある。ここで、符号ＧおよびＨ
は、それぞれ加速領域および定速度領域を表わし
ている。

前記比較回路８に入力される積分電圧Ｂが基準
電圧Ａに達すると、この比較回路８から前記フリ
ツプフロツプ回路１０へ動作反転信号Ｄが送出さ
れる。前記フリツプフロツプ回路１０は、この信
号が入力されると、波形Ｅに示されているよう
に、この信号が入力されたときの前記加速パルス
の、例えば最初の立下がりで反転するように設定
されている。そして、これまでカウンタ回路６と
ナンド回路１２に送出されていた前記Ｈレベル信
号はＬレベル信号に、また、ナンド回路１３に送
出されていた前記Ｌレベル信号はＨレベル信号に
それぞれ反転する。この場合、反転のタイミング
は、前記より半周期遅れた最初の立上がり時点に
設定されてもよい。この反転により、前記カウン
タ回路６は、リセツトが解除されるので、水晶発
振器のクロツク周波数の分周を開始し、所定周波
数の駆動パルスをナンド回路１３へ出力する。こ
れにより、このナンド回路１３の出力側には、前
記カウンタ回路６から出力された駆動パルスが現
われる。一方、前記ナンド回路１２の他方の入力
側には、引き続き加速パルスＣが入力されている
が、前記のように、一方の入力側にはＬレベル信
号が入つているので、その出力側にはＨレベル信
号が現われる。したがつて、一方の入力をＨレベ
ル信号とし、他方の入力を駆動パルスとする前記
ナンド回路１４の出力側には、波形Ｆで示されて
いるように、これまでの加速パルスに代り、駆動
パルスが同期状態をとつて現われる。この駆動パ
ルスは、前記モータドライブ回路１１に送られ、
前記加速パルスの場合と同様の径路を通つて前記
ステツピングモータ１に加えられる。また、前記
マーカ駆動回路１５は、フリツプフロツプ回路１
０の動作反転に伴つて入力される前記Ｌレベル信
号により、その動作が停止される。したがつて、
前記記録ヘツド１６も非動作状態となり、マーク
１７もこの時点で記入が断たれる。

次に、紙送り速度が前記低速のＡ１ないしＡ２
の場合の動作を説明する。

前記速度設定回路７により、紙送り速度が、例
えばＡ２に設定されると、前記スタートストツプ
スイツチがONとなつたとき、この速度設定回路
７から前記カウンタ回路６へ切換信号が送出され
る。この切換信号により、前記カウンタ回路６に
おいては、前記中・高速の場合と同じように、前
記紙送り速度Ａ２に対応する分周比が設定され
る。一方、前記スタートストツプスイツチ９から
前記フリツプフロツプ回路１０はリセツト信号が
送出される。これにより、前記フリツプフロツプ
回路１０は非動作状態にされ、この回路からの送
出信号はない。したがつて、前記マーカ駆動回路
１５は動作せず、また、カウンタ回路６のリセツ
トも解除され、所定周波数の駆動パルスが出力さ
れる。このとき、前記スタートストツプスイツチ
９からは、同時に非動作信号が前記積分回路３へ
送出されるので、この積分回路３も非動作にさ
れ、出力を発生しない。Ｖ／Ｆ変換回路４、およ
び比較回路８は前記積分回路３からの信号入力が
ないので、この両回路もまた出力を発生しない。
これにより、ナンド回路１２は、二つの入力側が
一定のＬレベルに保持され、したがつて、その出
力側は一定のＨレベル状態にされる。また、ナン
ド回路１３は、前記フリツプフロツプ１０からの
信号入力がないので、その一方の入力側は、前記
ナンド回路１２と同様Ｌレベルに保持される。し
かし、他方の入力側には、前記カウンタ回路６か
らの駆動パルス信号が入力されるので、その出力
には、この駆動パルス信号が現われる。ナンド回
路１４は前記ナンド回路１２に接続された一方の
入力側が前記のようにＨレベル状態にされ、前記
ナンド回路１３に接続された他方の入力側には、
駆動パルス信号が加えられる。したがつて、この
ナンド回路１４の出力側には駆動パルス信号が現
われ、この駆動パルス信号は、前記同様モータド
ライブ回路１１を介してステツピングモータ１に
送られる。ステツピングモータ１は、これにより
自起動領域内で起動し、この領域内において、所
定の回転速度で駆動される。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案の駆動回路によ
れば、紙送り速度が中・高速の場合、加速パルス
から駆動パルスへの切換えが同期状態で行われる
ため、ステツピングモータ１には、脱調とか回転
停止というような不具合が生じない。したがつ
て、自起動領域からスルー領域への移行がきわめ
て円滑に行われる。しかもこの考案によれば、駆
動パルス切換回路の主要部はフリツプフロツプ回
路からなるため、その回路構成が簡単ですむとい
う利点をも備えている。また、ステツピングモー
タ１が加速領域で回転しているときに送出された
記録紙には、マークが付されるので、加速領域に
おける記録データと、定速度領域における記録デ
ータとが容易に識別でき、データ解析がし易くな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による駆動回路の構成を示す
ブロツク図、第２図は紙送り速度の時間に対する
変化を示す図、第３図は第１図の各部の波形を示
す図である。 図中、１はステツピングモータ、２は記録紙、
３は積分回路、４はＶ／Ｆ変換回路、５は水晶発
振器、６はカウンタ回路、７は速度設定回路、８
は比較回路、１０はフリツプフロツプ回路、１
２，１３，１４はナンド回路、１５はマーカ駆動
回路、１７はマークである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 積分回路およびその出力電圧を第１の駆動パル
   スに変換するＶ／Ｆ変換回路を含む第１の駆動手
   段と、水晶発振器およびそのクロツクパルスを分
   周して第２の駆動パルスとして出力するカウンタ
   回路を含む第２の駆動手段とをもち、前記第１お
   よび第２の駆動手段を適宜切換えてステツピング
   モータを駆動するステツピングモータの駆動回路
   において、 回転速度設定回路により設定された回転速度信
   号に対応して電圧レベルが切換えられる基準電源
   を有し前記積分回路の出力電圧が該基準電圧に達
   した時点で切換パルスを送出する比較回路と、該
   比較回路の出力によつて前記ステツピングモータ
   の駆動パルスを前記第１の駆動パルスから第２の
   駆動パルスへ同期的に切換制御する駆動パルス切
   換回路とを備え、前記駆動パルス切換回路は、前
   記比較回路の出力側に接続されたフリツプフロツ
   プ回路と、該フリツプフロツプ回路の一方の出力
   により制御される第１の駆動パルス用第１ゲート
   回路と、該フリツプフロツプ回路の他方の出力に
   より制御される第２の駆動パルス用第２ゲート回
   路とを含み、前記フリツプフロツプ回路は前記比
   較回路からの切換パルスが入力された後の前記第
   １の駆動パルスの反転時に、前記カウンタ回路に
   分周動作開始信号を与えるとともに、前記第１の
   ゲート回路を閉とし前記第２ゲート回路を開とし
   て、前記第１の駆動パルスと第２の駆動パルスと
   を切換えることを特徴とするステツピングモータ
   の駆動回路。