JPH0197200A - ステッピングモータのサーボ回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスク駆動装置のヘッド送り用のステッピ
ングモータに適用して好適なステッピングモータのサー
ボ回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明はステッピングモータのサーボ回路に関し、周波
数発電機からの、ロータの回転位置に対し４５度の位相
差を有し、互いに９０度の位相差を有する一対の回転位
置検出信号の相対レベルを、ロータの回転方向に応じて
夫々可変した後加算又は減算することにより、ロータの
正逆両回転方向において、位相差が４５度及び０度の間
の所定角度に成るように移相された互いに９０度の位相
差を有する一対の回転位置検出信号を励磁信号発生手段
に供給し、その励磁信号発生手段からの励磁信号をステ
ッピングモータのステータに供給するようにしたことに
より、ステッピングモータの正逆両方向の高速回転化を
図ったものである。

〔従来の技術〕

以下に、第４図及び第５図を参照して、従来のステッピ
ングモータのサーボ回路について説明する。このステッ
ピングモータは、２相励磁方式のステッピングモータで
、そのロータの回転に伴って、互いに９０度の位相差を
有する一対の回転位置検出信号を発生する周波数発電機
（ＦＧ）を備えており、この周波数発電機からの一対の
回転位置検出信号が、励磁電流発生回路としてのマイク
ロコンピュータに供給され、このマイクロコンピュータ
からの２相の励磁電流がステータに供給されることによ
り、ステッピングモータに閉ループサーボが掛けられる
ようになされている。尚、周波数発電機は、ステッピン
グモータのロータの回転に伴って回転する、周囲に多数
のスリットが形成されたスリット板を挟んで、夫々一対
の発光素子（発光ダイオード）及び受光素子（フォｌ−
）ランジスタ）が配されて構成される。

このステッピングモータのロータのステップ毎の回転位
置Ｐ＋　％　Ｐ２　、Ｐ３　、Ｐ４、・・・に対して、
２相の励磁電流Ａ、Ｂｉ入、Ｂ；入、百；Ａ、１１７；
・・が対応し、この４モードが繰り返される。周波数発
電機から発生する０度及び９０度の回転位置検出信号ｆ
ｏｓ　ｆ９ｏが夫々波形整形された、デユーティが５０
％の回転位置検出パルスを夫々Ｆ’ｏ、Ｆ’ｓｏとする
。しかして、この一対の回転位置検出パルスＦＯ％Ｆ９
０は、第６図に示す如く、ロータのステップ毎の回転位
置に対し、４５度の位相差を有する。尚、ステッピング
モータのステップ角は、例えば０．９度、１．８度等で
ある。

次に、周波数発電機からの一対の回転位置検出信号と、
ステータに供給する２相の励磁電流との関係を、第５図
のフローチャートに示し、以下、これについて説明する
。先ず、ロータの回転位置Ｐ１で、ステータに２相の励
磁電流Ａ、Ｂが供給される（ステップ５Ｔ−１）。次ぎ
に、回転位置検出パルスＦ□、Ｆｇｏのレベルが、Ｆｏ
＝Ｏ１Ｆ９ｏ＝０に成るか否かが監視され（ステップ５
Ｔ−２）、回転位置検出パルスＦＯ％Ｆ９０のレベルが
、Ｆｏ＝Ｏ１Ｆ９ｏ＝０に成ったら、ロータの回転位置
に対し１．５ステツプ前からステータに励磁型流人、Ｂ
が供給される（ステップ５Ｔ−３）。次ぎに、回転位置
検出パルスＦＯ，Ｆ９０のレベルが、Ｆｏ＝１、Ｆ９ｏ
＝０に成るか否かが監視され（ステップ５Ｔ−４）　、
回転位置検出パルスＦＯ，Ｆ９０のレベルが、Ｆｏ＝１
、Ｆ９０＝Ｏに成ったら、ロータの回転位置に対し１．
５ステツプ前からステータに励磁型流入、百が供給され
る（ステップ５Ｔ−５）。次ぎに、回転位置検出パルス
Ｆ。、Ｆ２Ｏのレベルが、Ｆ、＝１、Ｆ９０＝１に成る
か否かが監視され（ステップ５Ｔ−６）　、回転位置検
出パルスＦ　□　、Ｆ　９０のレベルが、Ｆｏ＝１、Ｆ
　９０　＝１に成ったら、ロータの回転位置に対し１．
５ステツプ前からステータに励磁電流Ａ、百が供給され
る（ステップ５Ｔ−７）。次ぎに、回転位置検出パルス
ＦＯ，Ｆ９０のレベルが、ＦＯ＝Ｏ，Ｆ２Ｏ−１に成る
か否かが監視され（ステップ５Ｔ−８）、回転位置検出
パルスＦＯ，Ｆ９０のレベルが、Ｆ。

−〇、Ｆ９０＝１に成ったら、ロータの回転位置に対し
１．５ステツプ前からステータに励磁電流Ａ、Ｂが供給
される（ステップ５Ｔ−１）。そして、上述の各ステッ
プ５Ｔ−１〜ステツプ５Ｔ−８が循環的に繰り返される
。かくして、かかるステッピングモータのサーボ回路で
は、第７図Ａに示す如く、ロータの回転位置に対し、１
．５ステツプの進み励磁が行われていることが分かる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる従来のステッピングモータの閉ループサーボ回路
では、ロータの回転位置に対し、１．　５ステツプの進
み励磁がおこなわれているが、ステッピングモータの尚
−層の高速回転化を図るには、ロータの回転位置に対す
る励磁信号の進み位相を、できるだけ２ステツプに近づ
ければ良いが、互いに９０度の位相差を有する一対の回
転位置検出信号は、ロータの回転位置に対し４５度の位
相差を有するので、これを変更しない限り実現不可能で
ある。そこで、一対の回転位置検出信号のロータの回転
位置に対する位相を４５度より小さくすることも考えら
れるが、そのようにすると、ステッピングモータの一方
の方向の回転に対しては、ロータの回転位置に対する励
磁信号の進み位相を、１．５ステツプより大きくするこ
とができるが、その代わりに他方の方向の回転に対して
は、ロータの回転位置に対する励磁信号の進み位相が、
１．５ステツプより小さく成ってしまう。

かかる点に鑑み、本発明はステッピングモータの正逆両
方向の高速回転化を図ったステッピングモータのサーボ
回路を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるステッピングモータのサーボ回路は゛、ス
テッピングモータのロータの回転位置に対し４５度の位
相差を有し、互いに９０度の位相差を有する一対の回転
位置検出信号を発生する周波数発電機（２）と、その周
波数発電機（２）からの一対の回転位置検出信号の相対
レベルを、ロータの回転方向に応じて夫々可変した後加
算又は減算することにより、ロータの正逆両回転方向に
おいて、夫々ロータの回転位置に対する一対の回転位置
検出信号の位相差が、４５度及び０度の間の所定角度に
成るように移相する移相回路（３）と、その移相回路（
３）よりの移相された互いに９０度の位相差を有する一
対の回転位置検出信号が供給される励磁信号発生手段（
４）とを有し、その励磁信号発生手段（４）からの励磁
信号をステッピングモータ（１）のステータに供給する
ようにしたものである。

〔作用〕

かかる本発明によれば、移相回路（３）によって、周波
数発電機（２）からの互いに９０度の位相差を有する一
対の回転位置検出信号を、ロータの正逆両回転方向にお
いて、夫々ロータの回転位置に対する位相差が、４５度
及び０度の間の所定角度に成るように移相する。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
しよう。第１図は、本実施例のサーボ回路を示したもの
で、以下これについて説明する。

（１）は、２相励磁方式のステッピングモータで、その
ロータの回転に伴って、互いに９０度の位相差を有する
一対の回転位置検出信号を発生する周波数発電機（２）
を備えている。この周波数発電機（２）からの一対の回
転位置検出信号が、移相回路（３）を通じて、励磁電流
発生回路としてのマイクロコンピュータ（４）に供給さ
れ、このマイクロコンピュータ（４）からの２相の励磁
電流がステッピングモータ（１）のステータに供給され
る。これにより、ステッピングモータ（１）に、閉ルー
プサーボが掛けられるようになされている。

尚、周波数発電機（２）は、ステッピングモータ（１）
のロータの回転に伴って回転する、周囲に多数のスリッ
トが形成されたスリット板を挟んで、夫々一対の発光素
子（発光ダイオード）及び受光素子（フォトトランジス
タ）が配されて構成される。

次ぎに、第２図を参照して、第１図の移相回路（３）の
具体構成について説明する。周波数発電機（２）からの
、互いに９０度の位相差を有する回転位置検出信号ｆＯ
，ｆ９０（第３図参照）及びこれら信号を、図示゛せざ
るも位相反転回路によって位相反転して得た回転位置検
出信号Ｔ。、ｆ９０を、この移相回路（３）に供給する
。尚、第３図において、ＦＯ，Ｆ２Ｏは、回転位置検出
信号ｆ。、ｆ９０の波形整形して得られた、デユーティ
が５０％の回転位置検出パルスである。

図において、（５）〜（８）は可変減衰器（ポテンショ
メータ）、（９）〜（１２）は加算器、（１４）〜（１
７）は演算増幅器（直流増幅器）である。

回転位置検出信号ｆＯが可変減衰器（５）を通じて、加
算器（９）に供給されると共に、回転位置検出信号Ｔ９
０が直接加算器（９）に供給されて、両者が加算され、
その加算出力が演算増幅器（１４）の非反転入力端子に
供給される。又、演算増幅器（１４）の反転入力端子に
は、端子（１３）からの基準直流電圧が供給される。

回転位置検出信号ｆＯが直接加算Ｗ（１０）に供給され
ると共に、回転位置検出信号ｆ　９０が可変減衰器（６
）を通じて加算器（１０）に供給されて、両者が加算さ
れ、その加算出力が演算増幅器（１５）の非反転入力端
子に供給される。又、演算増幅器（１５）の反転入力端
子には、端子（１３）からの基準直流電圧が供給される
。

しかして、演算増幅器（１４）、（１５）から、第３図
に示す如き、互いに位相差が９０度の、新たな一対の正
転用回転位置検出パルスＦ１　ａ、Ｆｇ　ａが得られ、
これがステッピングモータ（１）の正転時に、マイクロ
コンピュータ（４）に供給される。正転用回転位置検出
パルスＦＩ　ａは、回転位置検出信号ｆＯ’及びＴ２Ｏ
の和の信号を波形整形して、デユーティが５０％のパル
スにしたものであり、正転用回転位置検出パルスＦｇ　
ａは、回転位置検出信号ｆＯ及びｆ９０の和の信号を波
形整形して、デユーティが５０％のパルスにしたもので
ある。そして、可変減衰器（５）、（６）を連動して調
整することにより、正転用回転位置検出パルスＦｌ　　
ａ、Ｆｇ　ａのステッピングモータ（１）のロータの回
転位置に対する位相を、４５度〜０度の範囲で可変する
ことができ、ここでは例えば２２．５度に設定する。尚
、この角度は、負荷を考慮して最適値に設定される。

次ぎに、回転位置検出信号ｆ。が直接加算器（１１）に
供給されると共に、回転位置検出信号ｆ９０が可変減衰
器（７）を通じて加算器（１１）に供給されて、両者が
加算され、その加算出力が演算増幅器（１６）の非反転
入力端子に供給される。又、演算増幅器（１６）の反転
入力端子には、端子（１３）からの基準直流電圧が供給
される。

回転位置検出信号Ｔｏが可変減衰器（８）を通じて加算
器（１２）に供給されると共に、回転位置検出信号ｆ　
９０が直接加算器（１２）に供給されて、両者が加算さ
れ、その加算出力が演算増幅器（１７）の非反転入力端
子に供給される。又、演算増幅器（１７）の反転入力端
子には、端子（１３）からの基準直流電圧が供給される
。

しかして、演算増幅器（１６）、（１７）から、互いに
位相差が９０度の、新たな一対の逆転用回転位置検出パ
ルスＦ　１ｂ　−、Ｆ　ｇ　ｂが得られ、ステッピング
モータ（１）の逆転時に、マイクロコンピュータ（４）
に供給される。尚、この逆転用回転位置検出パルス７　
　ｂｓ　Ｆｇ　ｂ及びこれに関する波形については、図
示及び説明を省略する。そして、可変減衰器（７）、（
８）を連動して調整することにより、逆転用回転位置検
出パルスＦ、ｂ、Ｆ９ｂのステッピングモータ（１）の
ロータの回転位置に対する位相を、４５度〜０度の範囲
で可変することができ、ここでは例えば２２．５度に設
定する。尚、この角度は、負荷を考慮して最適値に設定
される。

尚、マイクロコンピュータ（４）から、ステッピングモ
ータ（１）に供給する励磁電流の供給の仕方は、第５図
の従来例と同様である。

かくして、かかるステッピングモータのサーボ回路では
、第７図Ｂに示す如く、ロータの回転位置に対し、正転
及び逆転共１．７５ステップの進み励磁が行われること
が分かる。従って、それだけ、ステッピングモータ（１
）の高速回転化が可能と成り、かかるステッピングモー
タ（１）をディスク駆動装置のヘッド移動用のステッピ
ングモータに適用するときは、シーク時のヘッドの移動
がそれだけ高速度化される。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、ステッピングモータの正逆両
方向の高速回転化を図ったステッピングモータのサーボ
回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図は
その位相回路を示す回路図、第３図は実施例のサーボの
説明のための波形図、第４図は従来例のサーボの説明の
ための波形図、第５図は従来例の励磁の動作説明に供す
るフローチャート、第６図はロータの回転位置と回転位
置検出信号との関係を示す説明図、第７図はステータに
対する励磁の説明図である。 （１）はステッピングモータ、（２）は周波数発電機、
（３）は移相回路、（４）はマイクロコンピュータであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ステッピングモータのロータの回転位置に対し４５度
   の位相差を有し、互いに９０度の位相差を有する一対の
   回転位置検出信号を発生する周波数発電機と、 該周波数発電機からの一対の回転位置検出信号の相対レ
   ベルを、上記ロータの回転方向に応じて夫々可変した後
   加算又は減算することにより、上記ロータの正逆両回転
   方向において、夫々上記ロータの回転位置に対する上記
   一対の回転位置検出信号の位相差が、４５度及び０度の
   間の所定角度に成るように移相する移相回路と、 該移相回路よりの移相された互いに９０度の位相差を有
   する一対の回転位置検出信号が供給される励磁信号発生
   手段とを有し、 該励磁信号発生手段からの励磁信号を上記ステッピング
   モータのステータに供給するようにしたことを特徴とす
   るステッピングモータのサーボ回路。