KR19980045748U - 잉크 젯 프린터의 스테핑 모터 구동제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터(Stepping Morter) 구동제어 장치에 관한 것으로, 특히 정전류,정전압 방식을 시스템의 토크(Torque) 조건에 따라 자동으로 선택 제어하여 모터의 발열을 방지하고 모터 정지시 홀딩을 주어 외란에 의한 이탈을 방지하기 위한 것이다.

종래 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터에서는 시스템이 원하는 토크를 가변시킬수 없고 정전압 정전류 방식을 가변할수 없고 모터의 발열에 대처할수 없다모터 정지시 모터의 외란에 속수 무책이다.

시스템이 필요한 토크를 가변시켜 모터가 낼수 있게하여 최적의 제어를 하고 정전압 정전류 방식을 시스템의 토크 조건에 따라 자동으로 선택하여 제어한다.

모터의 발열을 효과적으로 줄일수 있고 모터 정지시 홀딩을 주어 모터아 정지시 외란에 의해 위치가 어긋남을 대처할수 있어서 프린터의 화상을 좋게 제어할수 있다.

Description

잉크 젯 프린터의 스텝핑 모터 구동제어장치

본 고안은 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터 구동 제어장치에 관한 것으로, 특히 시스템의 토크 조건에 따라 정전압,정전류 방식을 자동으로 선택제어하여 모터의 발열을 방지하고 모터 정지시 홀딩을 주어 외란에 의한 화상겹침 및 화상벌어짐을 방지하기 위한 것이다.

먼저, 종래 정전압 방식을 이용한 스텝핑 모터 구동장치의 구성에 대하여 도 1를 참조하여 설명하면,

스텝핑 모터를 구동시키기 위하여 모터를 여자시키기 위한 신호를 출력시키고 제어하는 신호제어부(1)와, 모터순차 신호에서 제어된 신호를 가지고 모터를 움직일수 있는 전류를 흘리는 모터 구동부(2)와, 입력신호에 의해 회전하는 모터(3)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 정전압 방식의 스텝핑 모터 구동장치에 대하여 도 1를 참조하여 설명하면,

스텝핑 모터(3)를 구동전류를 인가하기 위하여 신호제어부(1)에서 모터(3)를 여자시키는 모터 순차신호를 모터 구동부(2)에 출력하게 되면, 상기 모터 구동부(2)는 모터 시퀸스 신호(MSS; Moter Sequence Signal)의 전류를 이용하여 온/오프 스위칭하여 모터(3)에 흘려 자기를 여자시키므로 상기 모터(3)를 회전시키게 된다.

도 2는 정전류 방식을 이용한 모터 구동방식으로 구성을 보면,

스텝핑 모터(13)를 구동시키기 위하여 모터(13)를 여자시키는 제어신호를 출력시키는 신호제어부(1)와, 상기 신호 제어부(11)의 제어신호와 모터(13)에 흐르는 전류가 피드백 되어 신호와 합성되어 쵸핑된 신호를 모터구동부(13)에 출력하는 쵸핑부(12)와, 상기 쵸핑부(12)에 의해 쵸핑된 신호를 이용하여 모터(14)를 구동시키는 모터구동부(13)와, 상기 모터 구동부(13)에 의해 구동전류를 인가받아 회전하는 모터(14)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 정전류 방식을 이용한 모터 구동방식을 도 2를 참조하여 설명하면,

신호제어부(11)에서 스텝핑 모터(14)를 구동시키기 위하여 모터(14)를 여자시키는 제어신호를 출력하면, 제어신호를 인가받은 쵸핑부(12)는 모터(14)에서 피드백된 전류를 검출하여 신호제어부(11)의 신호와 합성하여 일정한 값 이상의 전류가 상승하지 못하도록 제한하여 모터 구동부(13)에 출력하게 된다.

상기 모터 구동부(13)는 쵸핑부(12)에서 일정제한된 전류를 인가받아 모터(14)에 흘려주어 모터(14)의 자기를 여자시켜 구동시키게 한다.

그러나, 종래 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터의 구동방식에서 정전압 방식은 모터에 충분한 힘을 내줄수 있고 저렴한 가격으로 구성할수 있으나 불필요한 전력소모 및 모터의 발열 등에 문제가 있고,

정전류 방식에서는 모터의 전류치를 제어할 수는 있으나 모터에 걸리는 부하가 가변될시, 특히 부하가 커질 때에는 모터가 충분한 토크를 낼수 없고 모터 정지시 외란에 대한 대책이 없고, 또는 정전류 및 정전압 방식으로 가변시킬수 없다는 문제점이 있게된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 모터가 구동되는 시스템의 토크 조건에 따라 가변시켜 정전압, 정전류 방식을 자동으로 선택 제어하여 모터를 최적의 상태로 제어할수 있도록 하여 모터의 발열을 효과적으로 줄일수 있도록 하고, 또한 모터 정지시 홀딩을 주어 외란에 의하여 위치가 어긋남을 대처할수 있도록 하여 프린터의 화상을 좋게 제어할수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 잉크젯 프린터의 정전압에 의한 모터 구동장치의 블럭구성도

도 2는 종래 잉크젯 프린터의 정전류에 의한 모터 구동장치의 블록구성도

도 3은 본 발명 스텝핑 모터 구동 제어장치의 블록구성도

도 4는 본 발명 스텝핑 모터 구동 제어장치의 실시예를 보인 회로도

도 5는 본 발명 신호 제어부의 각 포트에서의 출력파형도

본 고안 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터의 구동제어장치에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

스텝핑 모터(25)를 구동시키기 위하여 자기를 여자시키는 신호를 출력하고 홀딩회로를 제어하는 신호제어부(21)와, 모터(25)에 흐르는 전류를 검출하여 일정값이상 전류가 상승하지 못하도록 쵸핑(Chopping)된 제어신호를 인가하는 쵸핑부(22)와, 쵸핑부(22)에 의해 제어신호를 인가받아 모터(25)를 움직일수 있는 전류를 인가하는 모터 구동부(23)와, 상기 모터구동부(23)에 의해 인가된 전류로 구동되어 회전하는 모터(25)와, 상기 모터(25) 정지시 외란에 의해 움직이는 것을 방지하는 홀딩부(24)로 구성된다.

도 4는 본 고안 잉크젯 프린터에서 스텝핑 모터 구동제어장치의 실시예를 보인도면으로서 구성을 설명하면,

모터(25)를 여자시키는 신호를 출력하고 홀딩를 제어하는 신호를 인가하는 신호제어부(21)와, 상기 신호제어부(21)의 신호에 의해 모터 구동전압을 온/오프하여 스위칭 출력하는 트랜지스터(Q2,Q3)와, 상기 트랜지스터(Q2,Q3)의 오프에 의해 모터에 일정전류를 인가하도록 하는 다이오드(D1)와, 상기 신호제어부(21)에 신호에 의해 일측에 접속된 저항(R4) 및 저항(R5)을 비교하여 출력하는 비교기(22A)와, 상기 비교기(22A)의 타측단자에 접속되어 모터에 흐르는 전류를 검출하는 저항(R6) 및 저항(R7)과, 상기 비교기(22A)의 출력과 신호제어부(21)의 출력를 입력으로 하여 논리변수에 의해 출력하는 오아게이트(22B)와, 상기 오아게이트(22B)의 출력신호에 따라 스위칭 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 입력전류에 의해 구동하여 회전되는 모터(25)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안 잉크젯 프린터에서 스텝핑 모터의 구동제어장치의 동작에 대하여 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

잉크젯 프린터의 스텝핑 모터(25)를 구동하기 위하여 신호제어부(21)에서 스텝핑 모터(25)를 여자시키는 신호를 쵸핑부(22)에 출력하고,

또한, 모터(25) 정지시 외란에 의해 움직이는 것을 방지하기 위한 홀딩부(24)에 제어신호를 출력하게 된다.

상기 쵸핑부(22)는 신호제어부(21)에서 모터(25)를 여자시키는 전류와 모터(25)에서 피드백 받아 검출된 전류를 합성하여 모터(25)에 흐르는 전류가 일정값이상 상승하지 못하도록 쵸핑된 제어신호를 모터 구동부(23)에 출력하게 된다.

쵸핑부(22)에서 제어된 신호를 인가받은 상기 모터 구동부(23)는 모터(25)를 움직일수 있는 전류를 스위칭 출력하여 모터(25)의 자기를 여자시켜 회전시키게 된다.

한편, 모터(25) 정지시 신호제어부(21)로 부터 제어신호를 인가받은 홀딩부(24)는 모터(25)가 외란에 의해 움직이는 것을 방지하기 위하여 일정전압(약 5V)을 인가하여 모터(25)를 홀딩하므로서, 상기 모터(25)의 발열 및 프린터상에서 어긋남으로 인한 화상에 영향을 배제하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예로서,

먼저, 스텝핑 모터(25)의 오동작을 방지하기 위하여 정전압 방식으로 구동시키기 위하여, 신호제어부(21)는 B포트에 도 5의 B의 구간 a에서 도시된 바와같이 하이신호(HIGH)로 출력하여 저항(R4,R5)에 의해 분압된 신호로 비교기(22A)의 일측단자(-)에 인가되면, 상기 비교기(22A)의 기준전압은 하이로 되고,

상기 비교기(22A)의 타측은 저항(R6,R7)에 의해 분압된 전압으로 인가하므로서 상기 비교기(22A)의 출력은 로우가 되어 노아 게이트(22B)에 인가된다.

비교기(22A)의 로우신호에 의해 상기 노아게이트(22B)는 신호제어부(21)에서 인가된 모터 시퀀스 신호(MSS)와 반대의 신호를 출력하게 되고, 상기 신호제어부(21)의 PA포트에서 노아게이트(22B)를 통하여 모터 시퀀스 신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 턴 - 온 시키게 되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 온에 의해 모터에 충분한 전류를 공급하여 스텝핑 모터(25)의 부하가 많이 걸리는 스텝핑 모터(25)의 가속이나 감속구간에 모터(25)의 토크를 크게하여 주게 된다.

한편, 신호제어부(21)의 B포트에서 도 5의 구간 b에 도시된 바와같이 하이(H)에서 로우(L)로 스위칭 출력하게 되면, 정전압 방식에서 정전류 방식으로 전환되고,

이때, 신호제어부(21)의 C,D,E포트에서 도 5의 C,D,E에서 구간 b~e에 도시된 바와같이 가변 출력신호는 저항(R1)(R2)(R3)을 통하여 인가되어 저항(R4,R5)에서 분압된 신호로 비교기(22A)의 일측단자에 인가되어 상기 비교기(22A)의 기준전압을 가변시키게 된다.

상기 비교기(22A)의 타측에는 트랜지스터(Q1)를 통하여 모터(25)에 흐르는 전류가 피드백되어 저항(R6,R7)에서 분압되어 인가되면,

상기 비교기(22A)는 가변 기준전압과 모터(25)의 피드백 전류를 비교하여 쵸핑된 신호를 노아게이트(22B)에 인가하게 되면, 상기 노아게이트(22B)는 쵸핑된 신호와 신호제어부(21)의 PA포트에서 인가된 MSS신호에 따른 쵸핑된 신호를 출력하게 된다.

상기 노아게이트(22B)에서 출력된 쵸핑된 신호가 트랜지스터(Q1)에 인가하여 상기 트랜지스터(Q1)를 온/오프 스위칭 출력하여 모터(25)의 쵸핑기준 전류치를 가변시키게 되고,

상기와 같이 모터(25)의 쵸핑기준 전류치를 가변시키므로서 모터(25)의 적정토크를 발생시켜 불필요한 전력소모로 인한 모터의 열발산을 최소화 시키도록 한 것이다.

한편, 모터(25)가 정지하였을 때 신호제어부(21)의 A포트를 통하여 도 5의 A의 구간 v에 도시된 바와같이 로우로 스위칭하게 되면, 상기 트랜지스터(Q2)는 오프되고, 상기 트랜지스터(Q2)의 오프에 의해 상기 트랜지스터(Q2)가 오프되므로서, 상기 모터(25)에는 전원전압(Vcc)이 다이오드(D1)를 통하여 일정전압(약 5V)이 인가하여 모터(25)를 홀딩하게 된다.

상기와 같이 일정전압으로 모터(25)를 홀딩하여 발열을 없애고 프린터에서 모터(25)의 위치의 어긋남은 화상에 지장이 있으므로 정지된 상에서 그 상을 동작시켜 주게된다.

상기에서 설명한 바와같이, 본 고안은 정전압 방식 및 정전류 방식을 가변시켜 모터가 토크 조건에 따라 필요한 토크를 가변시켜 자동으로 선택제어할수 있도록 하여 모터의 발열을 줄일수 있도록 하고, 또한 모터 정지시 홀딩을 주어 외란에 의해 위치가 어긋남을 방지할수 있도록 하여 프린터의 화상을 좋게 할수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 스텝핑 모터(25)의 구동조건에 따른 제어신호를 출력하는 신호제어부(21)와, 스텝핑 모터(25)에 흐르는 전류를 검출하여 적정 토크를 발생시킬수 있도록 조절하는 쵸핑부(22)와, 스텝핑 모터(25)에 적정전류를 흘리는 모터 구동부(23)와, 입력전류로 자기를 여자시켜 회전하는 모터(25)와, 스텝핑 모터(25)의 외란을 방지하지 하도록 일정전압을 인가하는 홀딩부(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터 구동제어장치
2. 제 1항에 있어서, 쵸핑부는 비교기(22A), 노아게이트(22B)를 구비하여 스텝핑 모터(25)에 흐르는 전류를 검출하여 토크 조건에 따라 적정전류가 인가되도록 제어하는 것을 특징으로 하고,

   홀딩부(24)는 트랜지스터(Q1)(Q2)와 다이오드(D1)를 구비하여 모터(25) 정지시 구동전압을 차단하고 일정전압을 인가하도록 하여 모터(25)의 외란을 방지하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 스텝핑 모터 구동제어장치