JPH06284793A - ステッピングモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電流を低減できるステッピングモータ駆
動装置を提供する。 【構成】 制御部３の駆動パルスのパルス幅が表す励磁
期間Ｘと、励磁期間Ｘ内でステッピングモータ２が実際
に１ステップ回転する回転期間Ｙとを記憶する記憶部を
備える。レジスタＯＣＲ１に設定されたタイミングで、
第１のデューティ比Ｓをデューティレジスタduty_regに
設定して、パルス発生回路８に第１のデューティ比Ｓで
出力パルスを発生させるとともに、制御部３に駆動パル
スを発生させ、かつ、この駆動パルス発生と同時にＯＣ
Ｒ１,ＯＣＲ２に対して駆動パルス発生タイミング(ＦＲ
Ｃの値)にそれぞれ励磁期間Ｘ,回転期間Ｙを加算した値
を設定する第１の割り込み手段を備える。レジスタＯＣ
Ｒ２に設定されたタイミングで、第１のデューティ比Ｓ
よりも小さい第２のデューティ比Ｔをデューティレジス
タduty_regに設定して、パルス発生回路８に第２のデュ
ーティ比Ｔで出力パルスを発生させる第２の割り込み手
段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ステッピングモータ
駆動装置に関する。より詳しくは、医療分野で用いられ
る輸液注入ポンプのステッピングモータを駆動するのに
好適なステッピングモータ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、医療分野では、患者に輸液を行う
ために輸液注入ポンプが用いられている。輸液注入ポン
プは、ステッピングモータで駆動されるポンプヘッド部
によって、薬液バッグにつながる輸液チューブに機械的
に作用して輸液を行うようになっている。

【０００３】従来、輸液注入ポンプのステッピングモー
タは、例えば図７に示す駆動装置で駆動されている。こ
の駆動装置は、後述するソフトウエアを実行する制御部
５３と、パルス発生回路５５と、ゲート回路５９を備え
ている。ステッピングモータ５２が駆動されることによ
って、さらにポンプヘッド部５１が駆動される。

【０００４】上記制御部５３は、フリー・ランニング・
カウンタＦＲＣと、アウトプット・コンペア・レジスタ
ＯＣＲ１と、アウトプット・コンペア・レジスタＯＣＲ
２と、アウトプット・コンペア・レジスタ・フラグＯＣ
ＲＦＬＧとを有している。ＦＲＣ,ＯＣＲ１,ＯＣＲ２は
１６ビット、ＯＣＲＦＬＧは８ビットの構成となってい
る。ＦＲＣは、制御部５３のソフトウエアの実行とは独
立して自動的に５００nsecごとにカウントを増加し、０
から開始して１６進数表示でＦＦＦＦになると、次の５
００nsec後に再び０に戻る。ＯＣＲ１,ＯＣＲ２は、そ
れぞれ上記ソフトウエアによって０からＦＦＦＦまでの
任意の値を互いに独立して書き込み,読み出しできるよ
うになっている。制御部５３のソフトウエアは、メイン
処理に対する割り込み機能として２つのアウトプット・
コンペア割り込みＯＣＩ１,ＯＣＩ２を発生する。ＯＣ
Ｉ１はＦＲＣの値がＯＣＲ１の値と等しくなったときに
発生する一方、ＯＣＩ２はＦＲＣの値がＯＣＲ２の値と
等しくなったときに発生する。ＯＣＲＦＬＧは、ビット
０が１のときＯＣＩ１、ビット１が１のときＯＣＩ２の
割り込みが発生していることを表す。なお、ＯＣＲＦＬ
Ｇの各ビットをメイン処理によって０にリセットするこ
とはできるが、各ビットを１にすることはＯＣＩ１,Ｏ
ＣＲ２の発生時に制御部５３のハードウェアによっての
み可能である。後述するように、制御部５３は、ステッ
ピングモータ５２を駆動するために、４系統の駆動パル
ス(図８(a),(b),(c),(d)に示す)を出力する。

【０００５】また、上記パルス発生回路５５は、ハード
ウエア・カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍと、デューテ
ィレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇを内蔵している。ハードウ
エア・カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍは、１２５nsec
毎にカウントアップされ、出力パルスの１周期毎にクリ
アされる。デューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇには、
制御部５３によって、１パルスの高レベル期間を示す数
値Ｓが設定される。このパルス発生回路５５は、図１１
に示すように、１２５nsec間隔でカウンタｃｏｕｎｔｅ
r＿ｐｗｍがカウントアップされる度毎に(Ｓ２３)、カ
ウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍの値とデューティレジス
タｄｕｔｙ＿ｒｅｇの値とを比較する(Ｓ２４)。カウン
タｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍの値がデューティレジスタｄ
ｕｔｙ＿ｒｅｇの値よりも小さい間は、出力パルスとし
て高レベル(論理“１”)を出力する(Ｓ２６)。一方、カ
ウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍの値がデューティレジス
タｄｕｔｙ＿ｒｅｇの値以上であれば、出力パルスとし
て低レベル(論理“０”)を出力する(Ｓ２５)。したがっ
て、デューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇに設定された
数値Ｓに応じたデューティ比で、図８(e)に示すよう
に、上記駆動パルスよりも周波数が高い出力パルス(高
レベル期間のパルス幅がＴs)を発生することができる。
なお、数値Ｓは、図７に示した制御部５３からの信号に
よって、ステッピングモータ５２を１ステップ回転させ
るのに必要な電流が得られるように設定される。

【０００６】ゲート回路５９は、４つの論理積回路(Ａ
ＮＤゲート)５９a,５９b,５９c,５９dからなっており、
図８(f),(g),(h),(i)に示すように、制御部５３からの
駆動パルスとパルス発生回路５５からの出力パルスとの
積を表す信号をステッピングモータ５２へ出力する。こ
れにより、上記駆動パルスの励磁期間にわたって、ステ
ッピングモータ５２を駆動する。

【０００７】具体的には、図９に示すように、制御部５
３は、ソフトウエアによるメイン処理の過程で、まず、
ステッピングモータ５２をスタートするかどうかをチェ
ックする(Ｓ１４)。ステッピングモータ５２をスタート
するときは、図示しない記憶部から、ステッピングモー
タ５２の回転速度を決める駆動パルス幅Ｘを得る(Ｓ１
５)。次に、ステップＳ１６で、数値Ｓをパルス発生回
路５５内のデューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇに設定
する(ｄｕｔｙ＿ｒｅｇ＝Ｓ)。これにより、パルス発生
回路５５がパルス幅Ｔsの出力パルスを発生し始める。
次に、ステップＳ１７で、制御部５３は、図８(a)〜(d)
に示した駆動パルスをゲート回路５９へ出力し始める
(出力開始のタイミングにおいてＦＲＣ＝ｆ０であった
とする。)。続いて、ＯＣＲ１＝ｆ０＋Ｘと設定して、
最初の駆動パルス出力開始のタイミングから期間Ｘ後に
割り込み処理ＯＣＩ１が発生する状態にする。この後、
駆動パルスの出力は、図１０に示す割り込み処理ＯＣＩ
１で行われる。

【０００８】割り込みＯＣＩ１が発生すると、ステップ
Ｓ２１で、制御部５３は直ちに図８(a)〜(d)に示した駆
動パルスを出力する(割り込みＯＣＩ１の発生タイミン
グにおいてＦＲＣ＝ｆｎであったとする。)。続いて、
ＯＣＲ１＝ｆｎ＋Ｘと設定して(Ｓ２２)、割り込み処理
を終了する。上記ＯＣＲ１の設定によって、次に割り込
みＯＣＩ１が発生するのは、先の割り込みから期間Ｘ後
になる。このようにして、パルス幅Ｘをもつ駆動パルス
を発生することができる。

【０００９】なお、メイン処理では、図９に示すよう
に、ステッピングモータ５２をストップするかどうかを
チェックする(Ｓ１９)。ストップする場合、ＯＣＩ１の
発生を禁止するとともに、パルス発生回路５５のデュー
ティレジスタをゼロ(ｄｕｔｙ＿ｒｅｇ＝０)とすること
によってパルスの発生を停止する(Ｓ２０)。これによ
り、ステッピングモータ５２を止める。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステッピン
グモータ５２は、図８中に示すように、駆動パルスが入
力されてから１ステップ回転して保持力をもって停止す
るまでの期間(実質的に１ステップ回転する期間)Iと、
保持力をもって停止してから次の駆動パルスが入力され
までの期間(実質的に停止している期間)IIとの繰り返し
によって回転している。一般的に、ステッピングモータ
５２に必要な電流は、期間Iよりも期間IIの方が少な
い。

【００１１】しかしながら、上記従来のステッピングモ
ータ駆動装置では、パルス発生回路５５の出力パルスの
デューティ比が常に一定、すなわち、デューティレジス
タｄｕｔｙ＿ｒｅｇに設定された数値Ｓに応じてパルス
幅Ｔsが一定になっているため、２つの期間I,IIのうち
期間IIにおいて必要以上に電流を流しているという問題
がある。このため、消費電流が大きくなっている。

【００１２】そこで、この発明の目的は、ステッピング
モータに必要以上に電流を流すのを制限して、消費電流
を低減できるステッピングモータ駆動装置を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、割り込み処理を開始するタイミングが
設定される第１,第２のレジスタを有し、上記割り込み
処理によって所定のタイミングで、ステッピングモータ
の回転速度を決めるパルス幅を持つ駆動パルスを発生す
る制御部と、デューティレジスタを有し、このデューテ
ィレジスタに設定された数値に応じたデューティ比で上
記駆動パルスよりも周波数が高い出力パルスを発生する
パルス発生回路と、上記制御部の駆動パルスと上記パル
ス発生回路の出力パルスとの積をとってステッピングモ
ータに印加するゲート回路とを備えたステッピングモー
タ駆動装置において、上記駆動パルスのパルス幅が表す
励磁期間と、上記励磁期間内で上記ステッピングモータ
が実際に１ステップ回転する回転期間とを記憶する記憶
部と、上記第１のレジスタに設定されたタイミングで、
上記回転期間に要求される第１のデューティ比に応じた
数値を上記パルス発生回路の上記デューティレジスタに
設定して、上記パルス発生回路に上記第１のデューティ
比で出力パルスを発生させるとともに、上記制御部に上
記駆動パルスを発生させ、かつ、この駆動パルス発生と
同時に上記第１,第２のレジスタに対して駆動パルス発
生タイミング(ＦＲＣの値)にそれぞれ上記励磁期間,回
転期間を加算した値を設定する第１の割り込み手段と、
上記第２のレジスタに設定されたタイミングで、上記第
１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比に応
じた数値を上記パルス発生回路の上記デューティレジス
タに設定して、上記パルス発生回路に上記第２のデュー
ティ比で出力パルスを発生させる第２の割り込み手段を
有することことを特徴としている。

【００１４】

【作用】まず、第１のレジスタに設定されたタイミング
となり、第１の割り込み手段が動作するものとする。こ
の時、第１の割り込み手段は、第１のデューティ比(回
転期間に要求されるデューティ比)に応じた数値をパル
ス発生回路のデューティレジスタに設定して、上記パル
ス発生回路に上記第１のデューティ比で出力パルスを発
生させる。また、制御部に駆動パルスを発生させる。駆
動パルスが発生している(励磁期間内にある)ことから、
ゲート回路を介してステッピングモータが駆動される。
このとき、第１のデューティ比に応じて、ステッピング
モータが実際に回転するのに十分な電流が供給される。
また、第１の割り込み手段は、上記駆動パルス発生と同
時に、上記第１,第２のレジスタに対して駆動パルス発
生タイミング(ＦＲＣの値)にそれぞれ上記励磁期間,回
転期間を加算した値を設定する。

【００１５】上記駆動パルスが発生したタイミングから
上記回転期間が経過すると、上記第２のレジスタに設定
されたタイミングとなる(この時点では、ステッピング
モータは１ステップ回転して保持力をもって既に停止し
ている。)。この時、第２の割り込み手段は、上記第１
のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比(実質
的に停止している期間に要求されるデューティ比)に応
じた数値を上記パルス発生回路の上記デューティレジス
タに設定して、上記パルス発生回路に上記第２のデュー
ティ比で出力パルスを発生させる。上記励磁期間内にあ
ることから、ゲート回路を通してステッピングモータに
電流が供給される。このとき、第２のデューティ比に応
じて、例えば位相を保持するのに必要最低減の電流が供
給される。したがって、従来に比して、消費電流が低減
される。

【００１６】なお、上記駆動パルスが発生したタイミン
グから上記励磁期間が経過すると、上記第１のレジスタ
に設定されたタイミングとなる。したがって、第１の割
り込み手段が動作する。このようにして、第１,第２の
割り込み手段による処理が繰り返され、ステッピングモ
ータが１ステップずつ駆動される。

【００１７】

【実施例】以下、この発明のステッピングモータ駆動装
置を実施例により詳細に説明する。

【００１８】図１は一実施例のステッピングモータ駆動
装置のブロック構成を示している。このステッピングモ
ータ駆動装置は、後述するソフトウエアを実行する制御
部３と、パルス発生回路８と、ゲート回路１０を備えて
いる。ステッピングモータ２が駆動されることによっ
て、さらにポンプヘッド部１が駆動される。

【００１９】上記制御部３は、フリー・ランニング・カ
ウンタＦＲＣと、アウトプット・コンペア・レジスタＯ
ＣＲ１と、アウトプット・コンペア・レジスタＯＣＲ２
と、アウトプット・コンペア・レジスタ・フラグＯＣＲ
ＦＬＧとを有している。ＦＲＣ,ＯＣＲ１,ＯＣＲ２は１
６ビット、ＯＣＲＦＬＧは８ビットの構成となってい
る。ＦＲＣは、制御部３のソフトウエアの実行とは独立
して自動的に５００nsecごとにカウントを増加し、０か
ら開始して１６進数表示でＦＦＦＦになると、次の５０
０nsec後に再び０に戻る。ＯＣＲ１,ＯＣＲ２は、それ
ぞれ上記ソフトウエアによって０からＦＦＦＦまでの任
意の値を互いに独立して書き込み,読み出しできるよう
になっている。制御部３のソフトウエアは、メイン処理
に対する割り込み機能として２つのアウトプット・コン
ペア割り込みＯＣＩ１,ＯＣＩ２を発生する。ＯＣＩ１
はＦＲＣの値がＯＣＲ１の値と等しくなったときに発生
する一方、ＯＣＩ２はＦＲＣの値がＯＣＲ２の値と等し
くなったときに発生する。ＯＣＲＦＬＧは、ビット０が
１のときＯＣＩ１、ビット１が１のときＯＣＩ２の割り
込みが発生していることを表す。なお、ＯＣＲＦＬＧの
各ビットをメイン処理によって０にリセットすることは
できるが、各ビットを１にすることはＯＣＩ１,ＯＣＲ
２の発生時に制御部３のハードウェアによってのみ可能
である。後述するように、制御部３は、ステッピングモ
ータ２を駆動するために、４系統の駆動パルス(図２
(a),(b),(c),(d)に示す)を出力する。

【００２０】また、上記パルス発生回路８は、ハードウ
エア・カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍと、デューティ
レジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇを内蔵している。ハードウエ
ア・カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍは、１２５nsec毎
にカウントアップされ、出力パルスの１周期毎にクリア
される。デューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇには、制
御部３によって、１パルスの高レベル期間を示す数値Ｓ
(またはＴ)が設定される。このパルス発生回路８は、図
１１に示したものと同様に、１２５nsec間隔でカウンタ
ｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍがカウントアップされる度毎に
(Ｓ２３)、カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍの値とデュ
ーティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇの値とを比較する(Ｓ
２４)。カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍの値がデュー
ティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇの値よりも小さい間は、
出力パルスとして高レベル(論理“１”)を出力する(Ｓ
２６)。一方、カウンタｃｏｕｎｔｅｒ＿ｐｗｍの値が
デューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇの値以上であれ
ば、出力パルスとして低レベル(論理“０”)を出力する
(Ｓ２５)。したがって、デューティレジスタｄｕｔｙ＿
ｒｅｇに設定された数値Ｓ(またはＴ)に応じたデューテ
ィ比で、図２(e)に示すように、上記駆動パルスよりも
周波数が高い出力パルス(高レベル期間のパルス幅がＴs
(またはＴt))を発生することができる。なお、数値Ｓ
は、ステッピングモータ２を実際に１ステップ回転させ
る回転期間Iに要求されるデューティ比に相当する。一
方、数値Ｔは、ステッピングモータ２が保持力をもって
停止している期間IIに要求されるデューティ比に相当す
る。

【００２１】ゲート回路１０は、４つの論理積回路(Ａ
ＮＤゲート)１０a,１０b,１０c,１０dからなっており、
図２(f),(g),(h),(i)に示すように、制御部３からの駆
動パルスとパルス発生回路８からの出力パルスとの積を
表す信号をステッピングモータ２へ出力する。これによ
り、上記駆動パルスの励磁期間にわたって、ステッピン
グモータ２を駆動し、これにつながるポンプヘッド部１
を駆動する。

【００２２】このステッピングモータ駆動装置は、図
３,図４,図５に示すフローに従って次のように動作す
る。なお、予め、ステッピングモータの回転速度を決め
る駆動パルスのパルス幅(励磁期間)Ｘと、ステッピング
モータ２が実際に１ステップ回転して保持力をもって停
止するのに要する回転期間(少しマージンを上乗せして
おく)Ｙとを、図示しない記憶部にストアしておく。

【００２３】まず、制御部３は、メイン処理の過程
で、ステッピングモータ２をスタートするかどうかをチ
ェックする(Ｓ１)。スタートする場合は、上記記憶部か
ら励磁期間Ｘと回転期間Ｙとを読み出す(Ｓ２)。また、
パルス発生回路８のデューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅ
ｇに第１のデューティ比(回転期間に要求されるデュー
ティ比)に応じた数値Ｓを設定する(ｄｕｔｙ＿ｒｅｇ＝
Ｓ)。これにより、パルス発生回路８にパルス幅Ｔsの出
力パルスを発生させる(Ｓ３)。これとともに、ステップ
Ｓ４で、図２(a)〜(d)に示した最初の駆動パルスを発生
する(この駆動パルスの出力開始のタイミングにおいて
ＦＲＣ＝ｆ０であったとする。)。これにより、ゲート
回路１０を介してステッピングモータ２の駆動が開始さ
れる。制御部３は、上記駆動パルスを発生するのと同時
に、ステップＳ５で、第１のレジスタＯＣＲ１,第２の
レジスタＯＣＲ２に対して駆動パルス発生タイミング
(ＦＲＣ＝ｆ０)にそれぞれ上記励磁期間Ｘ,回転期間Ｙ
を加算した値を設定する(ＯＣＲ１＝ｆ０＋Ｘ,ＯＣＲ２
＝ｆ０＋Ｙ)。そして、割り込み処理ＯＣＩ１,ＯＣＩ２
を可能な状態とする。この後、駆動パルスの出力は、図
４,図５に示す割り込み処理ＯＣＩ１,ＯＣＩ２によって
行われる。

【００２４】上記最初の駆動パルスを発生したタイミ
ングｆ０から回転期間Ｙが経過すると、ＯＣＲ２に設定
されたタイミングとなる(この時点では、ステッピング
モータは１ステップ回転して保持力をもって既に停止し
ている。)。この時、図５に示すように、第２の割り込
み手段ＯＣＩ２は、上記第１のデューティ比よりも小さ
い第２のデューティ比に応じた数値Ｔをパルス発生回路
８のデューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇに設定する
(Ｓ１２)。これにより、パルス発生回路８にパルス幅Ｔ
t(＜Ｔs)の出力パルスを発生させる。したがって、回転
期間Ｙよりも少ない消費電流、例えば位相を保持するの
に最低減の電流でステッピングモータを駆動することが
できる。なお、上記励磁期間Ｘ内に再び第２の割り込み
処理が発生しないように、制御部３はＯＣＩ２を禁止す
る(Ｓ１３)。

【００２５】続いて、上記最初の駆動パルスを発生し
たタイミングｆ０から励磁期間Ｘが経過すると、第１の
レジスタＯＣＲ１に設定されたタイミングとなる。した
がって、図４に示す第１の割り込み処理ＯＣＩ１が開始
される。この時、第１の割り込み手段ＯＣＩ１は、第１
のデューティ比(回転期間に要求されるデューティ比)に
応じた数値Ｓをパルス発生回路８のデューティレジスタ
ｄｕｔｙ＿ｒｅｇに設定する(Ｓ８)。これにより、パル
ス発生回路８にパルス幅Ｔsの出力パルスを発生させ
る。これとともに、ステップＳ９で、制御部３は上記最
初の駆動パルスに続く次の駆動パルスを発生する(この
駆動パルスの出力開始のタイミングにおいてＦＲＣ＝ｆ
ｎであったとする。)。励磁期間Ｘ内にあることから、
ゲート回路１０を介してステッピングモータ２が駆動さ
れる。このとき、上記第１のデューティ比に応じて、ス
テッピングモータ２が実際に回転するのに十分な電流を
供給することができる。また、第１の割り込み手段ＯＣ
Ｉ１は、上記次の駆動パルスを発生するのと同時に、ス
テップＳ１０,Ｓ１１で、第１のレジスタＯＣＩ１,第２
のレジスタＯＣＩ２に対して駆動パルス発生タイミング
(ＦＲＣ＝ｆｎ)にそれぞれ励磁期間Ｘ,回転期間Ｙを加
算した値を設定(ＯＣＩ１＝ｆｎ＋Ｘ,ＯＣＩ２＝ｆｎ＋
Ｙ)。

【００２６】さらに、上記次の駆動パルスを発生した
タイミングｆｎから回転期間Ｙが経過すると、第２のレ
ジスタＯＣＲ２に設定されたタイミングとなる(この時
点では、ステッピングモータは１ステップ回転して保持
力をもって既に停止している。)。したがって、再び、
図５に示した第２の割り込み処理ＯＣＩ２が開始され
る。すなわち、第２の割り込み手段ＯＣＩ２は、上記第
１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比に応
じた数値Ｔをパルス発生回路８のデューティレジスタｄ
ｕｔｙ＿ｒｅｇに設定する(Ｓ１２)。これにより、パル
ス発生回路８にパルス幅Ｔt(＜Ｔｓ)の出力ハ゜ルスを発
生させる。したがって、回転期間Ｙよりも少ない消費電
流、例えば位相を保持するのに最低減の電流でステッピ
ングモータを駆動することができる。

【００２７】この後、上記,で述べた動作を繰り
返して、ステッピングモータ２を１ステップずつ駆動す
る。

【００２８】なお、メイン処理では、図３に示すよう
に、ステッピングモータ２をストップするかどうかをチ
ェックする(Ｓ６)。ストップする場合、ＯＣＩ１,ＯＣ
Ｉ２の発生を禁止するとともに、パルス発生回路８のデ
ューティレジスタｄｕｔｙ＿ｒｅｇをゼロ(ｄｕｔｙ＿
ｒｅｇ＝０)とすることによってパルスの発生を停止す
る(Ｓ７)。これにより、ステッピングモータ２を止め
て、ポンプヘッド部１を停止する。

【００２９】なお、図１中に示すように、ステッピング
モータ２が回転(移動)しているか停止しているかを検出
して、この検出結果を表す情報を制御部３にフィードバ
ックするステップ動作モニタ部９を設けても良い。この
場合、図３,図４,図５に示したメイン処理,第１の割り
込み処理,第２の割り込み処理の過程で逐次、回転期間
Ｙを検出することができる。したがって、制御部３は、
より正確に回転期間Ｙを知ることができ、正確に求めた
回転期間Ｙを用いることによって、ステッピングモータ
２に必要以上の電流を流す期間を短くすることができ
る。したがって、さらに消費電流を低減することができ
る。

【００３０】図６は、上記ステッピングモータ駆動装置
を設けた輸液注入ポンプ装置の例を示している。

【００３１】この輸液注入ポンプ装置は、制御部として
のＣＰＵ(中央処理部)３と、ポンプヘッド部１と、ステ
ッピングモータ２と、パルス発生回路およびゲート回路
としてのモータ駆動回路８′と、モータ回転検出回路
９′と、記憶部としてのＲＡＭ(ランダム・アクセス・
メモリ)１１９を備えている。

【００３２】上記ＲＡＭ１１９は、ＣＰＵ３の演算処理
に使用される各種データを一時的に記憶する。特に、こ
の例では、ステッピングモータの回転速度を決める駆動
パルスのパルス幅(励磁期間)Ｘと、ステッピングモータ
２が実際に１ステップ回転して保持力をもって停止する
のに要する回転期間Ｙとを記憶することができる。

【００３３】ポンプヘッド部１は、ステッピングモータ
２の動作によって所定の輸液チューブを直線ぜん動式に
押圧する機構を有しており、ＣＰＵ３からの信号に基づ
いてモータ駆動回路８′を介して駆動される。このと
き、送液量(例えば、単位流量１mlの送液があったこと)
は、ステッピングモータ２の回転角に基づいてモータ回
転検出回路９′によって検出される。ＣＰＵ３はＡ／Ｄ
変換器１１６を介して受けるモータ駆動回路８′の出力
と、モータ回転検出回路９′の出力とに基づいて、ポン
プヘッド部１の動作を制御する。

【００３４】上記ＣＰＵ３は、ＲＯＭ(プログラム部)１
２０に記憶されたプログラムに従って、この輸液注入ポ
ンプ装置全体の動作を制御する。ＲＯＭ１２０は図３,
図４,図５に示したメイン処理,第１の割り込み処理およ
び第２の割り込み処理を実行するためのアルゴリズムを
記憶しており、この結果、ＣＰＵ３は上記各処理を実行
できるようになっている。したがって、励磁期間全体に
わたって一定のデューティ比でステッピングモータ２を
駆動する場合に比して、消費電流を低減することができ
る。

【００３５】その他、この輸液注入ポンプ装置には、図
中の各要素が設けられている。

【００３６】電源回路１１５は、この輸液注入ポンプ装
置全体に電源を供給する。

【００３７】警報／警告表示器１０２は、後述する検出
器などが検出した信号をＣＰＵ３を介して受けて、これ
によりすべての警報および警告メッセージを表示する。

【００３８】動作ランプ１０５は、この輸液注入ポンプ
装置が警報,輸液中,停止中の各状態にあることをランプ
によって表示する。

【００３９】プログラミング表示器１０３は、輸液注入
ポンプ装置に入力された輸液流量,輸液予定量,輸液した
量など、輸液に関するすべての情報を表示する。

【００４０】警報／警告音用ブザー駆動回路１１４は、
この輸液注入ポンプ装置が警報状態に入ったときに、ブ
ザー音を発生して医師または看護婦に知らせる。

【００４１】気泡検出回路１１３は、輸液チューブ内に
規定量を超える気泡が存在するかどうかをセンサーによ
って検出する。

【００４２】電池電圧検出回路１１２は、内蔵電池(蓄
電池)の電圧を検出して、検出した電圧値をＣＰＵ３に
出力する。

【００４３】ドア開放検出回路１０６は、輸液注入ポン
プ装置のドアが開放状態になったかどうかを検出する。
輸液中に不用意にドアが開放された場合には、このドア
開放検出回路１０６からの信号によってＣＰＵ３がポン
プヘッド部１を停止させ、警報を発生させる。なお、輸
液注入ポンプ装置のドアは輸液チューブをポンプヘッド
部１にセットするとき開閉される。

【００４４】Ａ／Ｄ変換回路１１６は、気泡検出レベ
ル,電池電圧レベルなどのアナログ信号をデジタル信号
に変換してＣＰＵ３に出力する。

【００４５】上流閉塞検出器１０７は、薬液バッグとポ
ンプヘッド部１との間の異常(例えば薬液フィルタの詰
まりなど)による圧低下状態を検知する。

【００４６】下流閉塞検出器１１１は、ポンプヘッド部
１と患者との間の異常(例えば輸液チューブの閉塞など)
による圧上昇状態を検知する。

【００４７】キーパネル１０４は、輸液流量と輸液予定
量を入力するための数値キーと、入力を補助するための
制御キーと、上記ポンプ駆動部を始動,停止させるため
のスタートキー,ストップキーと、輸液した量を表示す
るための呼び出しキーを有している。操作者は、数値キ
ーによって輸液流量と輸液予定量とを入力することがで
きる。

【００４８】パネルロックスイッチ１１７は、各種キー
と電源スイッチを入力禁止状態にするスイッチであり、
医師または看護婦以外のものによってみだりにこの輸液
注入ポンプ装置が操作されないように設定することがで
きる。

【００４９】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明は、
割り込み処理を開始するタイミングが設定される第１,
第２のレジスタを有し、上記割り込み処理によって所定
のタイミングで、ステッピングモータの回転速度を決め
るパルス幅を持つ駆動パルスを発生する制御部と、デュ
ーティレジスタを有し、このデューティレジスタに設定
された数値に応じたデューティ比で上記駆動パルスより
も周波数が高い出力パルスを発生するパルス発生回路
と、上記制御部の駆動パルスと上記パルス発生回路の出
力パルスとの積をとってステッピングモータに印加する
ゲート回路とを備えたステッピングモータ駆動装置にお
いて、上記駆動パルスのパルス幅が表す励磁期間と、上
記励磁期間内で上記ステッピングモータが実際に１ステ
ップ回転する回転期間とを記憶する記憶部と、上記第１
のレジスタに設定されたタイミングで、上記回転期間に
要求される第１のデューティ比に応じた数値を上記パル
ス発生回路の上記デューティレジスタに設定して、上記
パルス発生回路に上記第１のデューティ比で出力パルス
を発生させるとともに、上記制御部に上記駆動パルスを
発生させ、かつ、この駆動パルス発生と同時に上記第
１,第２のレジスタにそれぞれ上記励磁期間,回転期間を
加算する第１の割り込み手段と、上記第２のレジスタに
設定されたタイミングで、上記第１のデューティ比より
も小さい第２のデューティ比に応じた数値を上記パルス
発生回路の上記デューティレジスタに設定して、上記パ
ルス発生回路に上記第２のデューティ比で出力パルスを
発生させる第２の割り込み手段を有しているので、上記
励磁期間内で回転期間が経過した後、ステッピングモー
タに流す電流を必要最小限のレベルに抑えることができ
る。したがって、従来に比して、消費電流を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例ステッピングモータ駆動
装置の概略構成を示す図である。

【図２】 上記ステッピングモータ駆動装置の出力波形
を示す図である。

【図３】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フロ
ーを示す図である。

【図４】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フロ
ーを示す図である。

【図５】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フロ
ーを示す図である。

【図６】 上記ステッピングモータ駆動装置を設けた輸
液注入ポンプ装置の概略構成を示す図である。

【図７】 従来のステッピングモータ駆動装置の概略構
成を示す図である。

【図８】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フロ
ーを示す図である。

【図９】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フロ
ーを示す図である。

【図１０】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フ
ローを示す図である。

【図１１】 上記ステッピングモータ駆動装置の動作フ
ローを示す図である。

【符号の説明】

１ ポンプヘッド部 ２ ステッピングモータ ３ 制御部 ８ パルス発生回路 ９ ステップ動作モニタ部 １０ ゲート回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 割り込み処理を開始するタイミングが設
   定される第１,第２のレジスタを有し、上記割り込み処
   理によって所定のタイミングで、ステッピングモータの
   回転速度を決めるパルス幅を持つ駆動パルスを発生する
   制御部と、デューティレジスタを有し、このデューティ
   レジスタに設定された数値に応じたデューティ比で上記
   駆動パルスよりも周波数が高い出力パルスを発生するパ
   ルス発生回路と、上記制御部の駆動パルスと上記パルス
   発生回路の出力パルスとの積をとってステッピングモー
   タに印加するゲート回路とを備えたステッピングモータ
   駆動装置において、 上記駆動パルスのパルス幅が表す励磁期間と、上記励磁
   期間内で上記ステッピングモータが実際に１ステップ回
   転する回転期間とを記憶する記憶部と、 上記第１のレジスタに設定されたタイミングで、上記回
   転期間に要求される第１のデューティ比に応じた数値を
   上記パルス発生回路の上記デューティレジスタに設定し
   て、上記パルス発生回路に上記第１のデューティ比で出
   力パルスを発生させるとともに、上記制御部に上記駆動
   パルスを発生させ、かつ、この駆動パルス発生と同時に
   上記第１,第２のレジスタにそれぞれ上記励磁期間,回転
   期間を加算する第１の割り込み手段と、 上記第２のレジスタに設定されたタイミングで、上記第
   １のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比に応
   じた数値を上記パルス発生回路の上記デューティレジス
   タに設定して、上記パルス発生回路に上記第２のデュー
   ティ比で出力パルスを発生させる第２の割り込み手段を
   有することを特徴とするステッピングモータ駆動装置。