JP2002136187A

JP2002136187A - ステッピングモータ制御装置

Info

Publication number: JP2002136187A
Application number: JP2000320611A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Matsuura; 貞裕松浦; Masao Kojima; 正雄小島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【課題】位置検出器を有するステッピングモータ制御
装置において、動作範囲を制限する機構であるストッパ
ーに押しあてて基準座標を定めるものである。【解決手段】ステッピングモータ１００の動作範囲を
制限する機構であるストッパー１０６を有し、ステッピ
ングモータ１００を駆動する際に予め定めた電流を流し
てステップ位置に停止させ、この電流値とステップ位置
と位置検出器１０２の出力値からストッパー１０６に押
しあてることで、モータの機器への組み付けが任意の位
置でも精度良く基準座標を定めることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
の動作範囲を制限する機構が取り付けられた場合でも、
任意の位置で取り付け可能とするステッピングモータ制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、位置検出器付きのステッピングモ
ータを動作範囲が制限されている機器に組み込まれる際
に、モータ位置の絶対原点を得る方法は次のような方法
が一般的である。１つの手段は、モータ１回転に１つの
信号であるＺ相を位置検出器に設けてモータ絶対位置を
検出可能とし、このＺ相を基準に機器に組み付ける。他
には、予め定めた基準となる電流を流して位置決めした
ステップ位置に固定して機器に組み付ける方法がある。
また、モータの機器への組み付けを任意の位置にして、
機器側に絶対原点の信号を出力する精度の良い原点セン
サを設けて、この原点センサの信号を基準とする方式も
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｚ相を設ける方式では、Ｚ相を付加することで位置検出
器が高価で大型となる上、機器への組み付け時の工数が
増加するといった問題点を有しており、ステップ位置に
固定して機器に組み付ける方式ではステップ位置毎のず
れは補償できない上、こちらも機器への組み付け時の工
数が増加するといった問題点を有していた。また、機器
側に原点センサを設ける方式は、原点センサの精度が高
精度である必要があり、コストが高くなるといった問題
点を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のステッピングモータ制御装置は、ステッピ
ングモータと、前記ステッピングモータの複数の相に流
す電流を制御する電流制御器と、前記ステッピングモー
タの位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦波状の
信号を出力する位置検出器と、前記ステッピングモータ
の動作範囲を制限する機構であるストッパーを有するス
テッピングモータ制御装置において、前記ステッピング
モータを駆動する際に予め定めた電流を流してステップ
位置に停止させるステップ位置制御器と、前記ステップ
位置制御器で停止させた電流値とステップ位置と前記位
置検出器の出力値から前記ストッパーに押しあてて基準
座標を定める基準座標設定器とを具備するものである。

【０００５】更に、前記ストッパー近傍の可動域に設け
られ前記ストッパーの近傍であることを検出できる端点
信号発生器を有して、前記ステッピングモータを駆動す
る際に、予め定めた電流を流した後、前記端点信号発生
器の出力を検出して端点近傍か否かを判断する端点検出
器と、前記端点検出器の出力が端点近傍である場合は端
点近傍でないステップ位置に移動させて停止させるステ
ップ位置補正器とを具備するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例のステッピ
ングモータ制御装置について、図面を参照しながら説明
する。

【０００７】図１は本発明の第１の実施例におけるステ
ッピングモータ制御装置の構成を示す全体図である。

【０００８】図１において、１００はステッピングモー
タ、１０２は位置検出器、１０４は可動部、１０６はス
トッパー、１０８は電流駆動素子、１１０は位置信号処
理器、１１２はモータ制御器である。

【０００９】図２は位置検出器の概念図である。図３は
ステッピングモータの基本動作を示す概念図である。図
４はステッピングモータの電流の時間変化を示す概念図
である。図５は位置検出器を用いたサーボ駆動時の動作
を示す概念図である。

【００１０】以上のように構成されたステッピングモー
タ制御装置について、以下図１、図２、図３、図４、図
５を用いてその動作を説明する。

【００１１】従来のステッピングモータ制御装置と同様
に、ステッピングモータ１００にモータの位置を検出す
る位置検出器１０２が取り付けられている。位置検出器
１０２は図２に示すように、予め着磁された磁石の着磁
パターンをＭＲ素子で検出し互いに位相が９０度の信号
ＭＲ１、ＭＲ２を信号を出力する。これらのＭＲ１、Ｍ
Ｒ２の信号を位置信号処理器１１０に入力しステッピン
グモータの位置を検出し、モータ制御器１１２に入力す
る。この位置信号処理器１１０の動作は、例えばＭＲ
１、ＭＲ２の信号から逆三角関数で求めればよい。一
方、電流駆動素子１０８はモータ制御器１１２からの制
御信号である電流指令値に従った電流をステッピングモ
ータに供給する。

【００１２】一般にステッピングモータで微少送りを行
う際は、図３に示すように、例えば左図（ａ）のＡ相だ
けに電流を流した１相励磁の状態から右図（ｂ）のよう
にＡ相、Ｂ相のそれぞれに図４に示す位相差が９０度の
正弦波状の電流ｉａ、ｉｂを流し、電流による磁界とモ
ータの永久磁石とを引きつけながら駆動させる。この場
合、位置検出器１０２は特に必要ではなく、電流指令だ
けを与えるオープン制御で位置決めすることができる
が、Ａ相Ｂ相の釣合位置で止めるだけなので、一般に精
度は悪い。

【００１３】次に、位置検出器を用いた場合のステッピ
ングモータの制御、所謂サーボ駆動時の動作について説
明する。図５に示すように、例えば左図のＡ相だけに電
流を流した１相励磁の状態で停止させたステップ位置か
ら、電流の位相が９０度進めたＢ相だけに電流を流す中
図の状態にする。この時、右周りの回転トルクは最大と
なる。そこで、ステップ位置を基準に位置信号処理器１
１０で検出した位置にしたがって右図のように電流の位
相差９０度を保ちながら回転させれば、同じ電流を流し
た場合、常に回転トルクを最大に保つことができる。つ
まり、Ａ相の電流ｉａとＢ相の電流ｉｂは、

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】とすればよい。ここで、Ｉｑは電流の振幅
でモータの回転トルクに比例したトルク電流、θｅは電
流の位相である。このＩｑを変化させることにより回転
トルクの大きさを制御することができ、θｅは位置信号
処理器１１０からの出力に同期させて変化させればよ
い。

【００１７】以上のような構成で、図１に示すように、
ステッピングモータ１００に取り付けられた可動部１０
４をストッパー１０６に押しあてて基準座標を得る場合
について説明する。

【００１８】ステッピングモータの回転トルクは、（数
１）、（数２）のトルク電流Ｉｑに比例することから、
例えば、ステッピングモータの時刻ｔでの位置指令軌道
θｄ（ｔ）を、一定速度ωｄで動かす、

【００１９】

【数３】

【００２０】とし、トルク電流Ｉｑを、

【００２１】

【数４】

【００２２】として位置制御を行うとする。ここで、Ｋ
ｉ、Ｋｐ、Ｋｖはそれぞれ制御ゲイン、θｍはステッピ
ングモータの機械的な位置で、電流の位相θｅとの関係
は、

【００２３】

【数５】

【００２４】である。ここで、ｐはステッピングモータ
の極対数である。

【００２５】この時、可動部１０４がストッパー１０６
にあたると、位置指令軌道θｄと実際の位置θｍとの差
は時間に応じて大きくなる。すると、これに伴い（数
４）より、トルク電流Ｉｑも大きくなり、ストッパーへ
の押しつけトルクは徐々に大きくなる。これにより、制
御ゲインを所望の値に設定することで、ストッパーへの
衝撃を抑えることができ、さらに確実に押しつけること
が可能となる。

【００２６】以上の構成により、モータ１回転に１つの
信号であるＺ相や機器側に精度の良い絶対原点の信号を
出す装置を設けなくても、精度のよい絶対原点を容易に
求めることが可能となる。しかも、位置制御等を行うこ
とによりストッパーへの衝撃も抑えることが可能とな
る。

【００２７】なお、ここでは位置制御の例について説明
したが、速度制御やトルク制御でもよい。

【００２８】また、起動時の初期位置をＡ相だけに電流
を流した１相励磁の状態としたが、Ｂ相だけに電流を流
した１相励磁でもよく、さらには、Ａ相、Ｂ相共に電流
を流した２相励磁の状態としても同様の動作が可能であ
る。

【００２９】次に、第１の実施例では、ステッピングモ
ータに取り付けられた可動部をストッパーに押しあてて
基準座標を得る場合について説明したが、ストッパーを
設けた場合、起動時に１相励磁もしくは２相励磁をして
ステップ位置で停止させる場合、ステッピングモータの
初期位置によってはストッパーにあたり、所望の制御が
不可能になるといった問題点があった。

【００３０】そこで、本発明の第２の実施例として、ス
トッパー近傍の可動域に設けられた端点信号発生器によ
り、ステッピングモータが任意の初期位置であっても制
御可能とするステッピングモータ制御装置を提供する。

【００３１】以下本発明の第２の実施例のステッピング
モータ制御装置について、図面を参照しながら説明す
る。

【００３２】図６は本発明の第２の実施例におけるステ
ッピングモータ制御装置の構成を示す全体図である。

【００３３】図６において、１００はステッピングモー
タ、１０２は位置検出器、１０４は可動部、１０６はス
トッパー、１０８は電流駆動素子、１１０は位置信号処
理器、２００は端点信号発生器、２０２はモータ制御器
である。

【００３４】図７は端点信号発生器の発生信号を示した
説明図である。

【００３５】以上のように構成されたステッピングモー
タ制御装置について、以下図６、図７を用いてその動作
を説明する。

【００３６】第１の実施例のステッピングモータ制御装
置と同様に、ステッピングモータ１００にモータの位置
を検出する位置検出器１０２が取り付けられており、こ
の信号ＭＲ１、ＭＲ２を位置信号処理器１１０に入力し
ステッピングモータの位置を検出し、モータ制御器２０
２に入力する。また、ステッピングモータ１００に取り
付けられた可動部１０４をストッパー１０６に押しあて
て基準座標を得ることができる。

【００３７】本実施例では、図６のように、端点信号発
生器２００が付いており、この動作は例えば図７に示す
ように、ストッパー近傍で端点信号がオフからオンにな
る構造である。

【００３８】まず、初期位置が可動部１０４がストッパ
ー近傍で図７に示した矢印であったとする。この場合、
第１の実施例と同様にＡ相だけに電流を流した１相励磁
の状態でステップ位置に停止させようとする。すると、
ストッパーにあたり本来のステップ位置であるＡ相電流
が最大の位置からずれることになる。この場合、この位
置から、電流の位相が９０度進めたＢ相だけに電流を流
しても回転トルクが最大ではなくなり、モータが回転し
ない場合や最悪は暴走する場合が生ずる。

【００３９】そこで、モータ制御器２０２は、可動部１
０４がストッパー近傍にある、即ち端点信号発生器２０
０の信号がオンの場合は、例えばＡ相だけに電流を流し
た１相励磁の状態から右図のようにＡ相、Ｂ相のそれぞ
れに位相差が９０度の正弦波状の電流ｉａ、ｉｂを流し
て、電流による磁界とモータの永久磁石とを引きつけな
がら、端点信号発生器２００の信号がオフの状態までオ
ープン制御で移動させる。そして、例えば図７の破線の
矢印のように、Ａ相だけに電流を流した位置のステップ
位置で停止させ、この位置を基準に位置信号処理器１１
０で検出した位置にしたがって電流の位相差９０度を保
ちながら回転させれば確実に制御可能となる。

【００４０】なお、本実施例から明らかなように、端点
信号発生器の精度は高精度である必要はなく、端点信号
がストッパー近傍でオンになる領域を確保できればよ
い。したがって、簡便で安価な端点信号発生器でよい。

【００４１】更に、端点信号発生器２００がステッピン
グモータの可動域の片側のみに設けられている場合、端
点信号がオフの場合でも、端点信号発生器２００が設け
られた可動域の端点と反対方向の可動域の端点でモータ
の動作が制限される場合がある。その場合は、一旦、端
点信号がオンになる方向にオープン制御で動作させ、端
点信号がオンになった後、上記の動作を行えば確実に制
御可能となり、端点信号発生器が１つでもよくなる。

【００４２】また、ここでも起動時の初期位置をＡ相だ
けに電流を流した１相励磁の状態としたが、Ｂ相だけに
電流を流した１相励磁でもよく、さらには、Ａ相、Ｂ相
共に電流を流した２相励磁の状態としても同様の動作が
可能である。

【００４３】次に、第２の実施例では、端点信号発生器
を使用することにより、モータを任意の位置で組み付け
た場合でも位置信号処理器で検出した位置にしたがって
確実に制御可能とする例について説明したが、位置検出
器１０２の出力信号のオフセットの影響で、制御性能が
劣化するといった問題点があった。

【００４４】そこで、本発明の第３の実施例として、ス
テッピングモータの動作範囲を制限するストッパーを有
するステッピングモータ制御装置において、位置検出器
のオフセットを補正可能で、しかも初期動作時間に影響
を与えないステッピングモータ制御装置を提供する。

【００４５】以下本発明の第３の実施例のステッピング
モータ制御装置について、図面を参照しながら説明す
る。

【００４６】図８は本発明の第３の実施例におけるステ
ッピングモータ制御装置の構成を示す全体図である。

【００４７】図８において、１００はステッピングモー
タ、１０２は位置検出器、１０４は可動部、１０６はス
トッパー、１０８は電流駆動素子、１１０は位置信号処
理器、２００は端点信号発生器、３００はオフセット補
正器、３０２はモータ制御器である。

【００４８】以上のように構成されたステッピングモー
タ制御装置について、以下図８を用いてその動作を説明
する。

【００４９】第１の実施例のステッピングモータ制御装
置と同様に、ステッピングモータ１００にモータの位置
を検出する位置検出器１０２が取り付けられており、こ
の信号ＭＲ１、ＭＲ２を位置信号処理器１１０に入力し
ステッピングモータの位置を検出し、モータ制御器３０
２に入力する。また、ステッピングモータ１００に取り
付けられた可動部１０４をストッパー１０６に押しあて
て基準座標を得ることができる。更に、第２の実施例と
同様に、端点信号発生器２００が付いており、端点信号
を利用して、初期のステップ位置を補正して、確実に起
動可能である。

【００５０】本実施例では、互いに位相の異なる複数の
正弦波状の信号を出力する位置検出器の出力にオフセッ
トがある場合のオフセット補正器３００の動作について
説明する。例えば位置検出器が一般的なＡ相、Ｂ相の２
相の信号ＭＲ１、ＭＲ２を出力し、このそれぞれの出力
Ｐａ、Ｐｂが、

【００５１】

【数６】

【００５２】

【数７】

【００５３】であるとする。ここで、θｓは位置検出器
の位相であり、Ｐａｏ、Ｐｂｏはそれぞれの信号のオフ
セット値である。この場合、例えば特願平６−１７２１
８０号公報のように、位置検出器の１周期分以上を回転
させるオフセット検出動作が必要となり、Ａ相、Ｂ相の
出力値のそれぞれの最大値と最小値を検出し、

【００５４】

【数８】

【００５５】

【数９】

【００５６】のように、これらの平均値からそれぞれの
相のオフセット値を検出可能となる。ここで、Ｍａｘ
（ｘ）はｘの最大値を、Ｍｉｎ（ｘ）はｘの最小値を表
す。

【００５７】従来の例のように、位置検出器１０２のオ
フセット値を検出する場合、別途、オフセット検出動作
が必要になるが、第２の実施例で説明したストッパーに
あたることによるステップ位置のずれを端点信号発生器
２００からの端点信号を用いて補正する補正動作時に、
同時に、オフセット値も検出可能である。

【００５８】即ち、モータ制御器３０２は、端点信号発
生器２００の信号がオンの場合は、例えばＡ相だけに電
流を流した１相励磁の状態からＡ相、Ｂ相のそれぞれに
位相差が９０度の正弦波状の電流ｉａ、ｉｂを流して、
電流による磁界とモータの永久磁石とを引きつけなが
ら、端点信号発生器２００の信号がオフの状態でＡ相だ
けに電流を流したステップ位置まで位置検出器の信号を
使わずにオープン制御で移動できる。そのため、この移
動の際に、同時にオフセット補正器３００により位置検
出器のオフセット値を検出し、この後、位置信号処理器
１１０の信号を用いて制御する際に、検出したオフセッ
ト値で補正することが可能となる。

【００５９】これにより、位置検出器のオフセットが変
化した場合でも、新たにオフセット検出動作といった初
期設定時間を増加させることなく、確実に制御可能とな
る。

【００６０】なお、端点信号発生器２００がステッピン
グモータの可動域の片側のみに設けられている場合、端
点信号がオフの場合でも、端点信号発生器２００が設け
られた可動域の端点と反対方向の可動域の端点でモータ
の動作が制限される場合がある。その場合は、一旦、端
点信号がオンになる方向にオープン制御で動作させ、端
点信号がオンになった後、上記の動作を行えば確実に制
御可能となり、端点信号発生器が１つでもよくなる。こ
の場合、オフセット補正は端点信号がオフになる方向の
時に行うだけでもよいので、この端点信号がオンになる
方向にオープン制御での動作はラフな動作でも性能に影
響しない。そのため、端点信号がオフになる方向の動作
よりも端点信号がオンになる方向の動作を高速に移動さ
せることで、初期動作時間の短縮が図れる。

【００６１】また、ここでも起動時の初期位置をＡ相だ
けに電流を流した１相励磁の状態としたが、Ｂ相だけに
電流を流した１相励磁でもよく、さらには、Ａ相、Ｂ相
共に電流を流した２相励磁の状態としても同様の動作が
可能である。

【００６２】次に、第３の実施例では、位置検出器のオ
フセット値を検出する際に、位置検出器のそれぞれの出
力値の最大値と最小値から求めていたが、動作範囲を制
限されないステッピングモータ制御装置の場合は、従来
と同様にオフセット検出動作が必要であり、制御開始ま
でに時間がかかるといった問題点があった。

【００６３】そこで、本発明の第４の実施例として、高
速に位置検出器のオフセット値を検出可能なステッピン
グモータ制御装置を提供する。

【００６４】以下本発明の第４の実施例のステッピング
モータ制御装置について、図面を参照しながら説明す
る。

【００６５】図９は本発明の第４の実施例におけるステ
ッピングモータ制御装置の構成を示す全体図である。

【００６６】図９において、１００はステッピングモー
タ、１０２は位置検出器、１０４は可動部、１０８は電
流駆動素子、１１０は位置信号処理器、４００はオフセ
ット補正器、４０２はモータ制御器である。

【００６７】以上のように構成されたステッピングモー
タ制御装置について、以下図９を用いてその動作を説明
する。

【００６８】第１の実施例のステッピングモータ制御装
置と同様に、ステッピングモータ１００にモータの位置
を検出する位置検出器１０２が取り付けられており、こ
の信号ＭＲ１、ＭＲ２を位置信号処理器１１０に入力し
ステッピングモータの位置を検出し、モータ制御器４０
２に入力する。

【００６９】以下に本実施例のオフセット補正器４００
の動作について説明する。

【００７０】ステッピングモータはその特性上、Ａ相も
しくはＢ相だけに電流を流した１相励磁の状態や、Ａ
相、Ｂ相共に電流を流した２相励磁の状態のステップ位
置での位置決めは容易で、位置決め精度もよい。また、
ステップ位置の間隔と位置検出器の信号ＭＲ１、ＭＲ２
の周期はステッピングモータ及び位置検出器に固有の値
であるので既知である。

【００７１】そこで、オフセット補正時に、まず、任意
のステップ位置に停止させ、その時の位置検出器のそれ
ぞれの出力値Ｐａ１、Ｐｂ１を記憶する。

【００７２】

【数１０】

【００７３】

【数１１】

【００７４】ここで、θｓは位置検出器の位相であり、
Ｐａｏ、Ｐｂｏはそれぞれの信号のオフセット値であ
る。

【００７５】次に、例えば、位置検出器の位相が１８０
度ずれるステップ位置に移動させ、その時の位置検出器
のそれぞれの出力値Ｐａ２、Ｐｂ２を記憶する。

【００７６】

【数１２】

【００７７】

【数１３】

【００７８】すると、（数１０）、（数１１）、（数１
２）、（数１３）から明らかなように位置検出器のそれ
ぞれのオフセットＰａｏ、Ｐｂｏは、

【００７９】

【数１４】

【００８０】

【数１５】

【００８１】となり、最初のステップ位置での位置検出
器の位相θｓに関わらず簡単に検出可能である。この方
式により、従来の最大値、最小値を求めるよりも簡単か
つ高速にオフセット値を検出することが可能となる。

【００８２】なお、本実施例では１相励磁や２相励磁の
ステップ位置としたが、ステッピングモータのＡ相、Ｂ
相の電流を制御して止める所謂マイクロステップの位置
でもよい。

【００８３】次に、第１の実施例では、ステッピングモ
ータに取り付けられた可動部をストッパーに押しあてて
基準座標を得る場合に、位置制御等を行うことによりス
トッパーへの衝撃も抑えることが可能となることを示し
たが、ストッパーを用いている場合、第２の実施例でも
示したように、起動時にＡ相だけに電流を流した１相励
磁の状態でステップ位置に停止させる動作を行う場合、
ストッパーにあたることによる衝撃が発生するといった
問題点があった。

【００８４】そこで、本発明の第５の実施例として、起
動時にステップ位置に停止させる動作を行う場合にスト
ッパーへあたる場合でもストッパーへの衝撃を抑えるこ
とを可能とするステッピングモータ制御装置を提供す
る。

【００８５】以下本発明の第５の実施例のステッピング
モータ制御装置について、図面を参照しながら説明す
る。

【００８６】図１０は本発明の第５の実施例におけるス
テッピングモータ制御装置の構成を示す全体図である。

【００８７】図１０において、１００はステッピングモ
ータ、１０２は位置検出器、１０４は可動部、１０６は
ストッパー、１０８は電流駆動素子、１１０は位置信号
処理器、５００はモータ制御器である。

【００８８】以上のように構成されたステッピングモー
タ制御装置について、以下図１０を用いてその動作を説
明する。

【００８９】第１の実施例のステッピングモータ制御装
置と同様に、ステッピングモータ１００にモータの位置
を検出する位置検出器１０２が取り付けられており、こ
の信号ＭＲ１、ＭＲ２を位置信号処理器１１０に入力し
ステッピングモータの位置を検出し、モータ制御器５０
０に入力する。また、ステッピングモータ１００に取り
付けられた可動部１０４をストッパー１０６に押しあて
て基準座標を得ることができる。

【００９０】本実施例におけるモータ制御器５００の動
作について説明する。

【００９１】まず、第２の実施例のように初期位置が可
動部１０４がストッパー近傍で図７に示した矢印であっ
たとする。この場合、第１の実施例と同様にＡ相だけに
電流を流した１相励磁の状態でステップ位置に停止させ
ようとすると、ストッパーにあたることになる。この場
合、可動部の大きさやステッピングモータのトルクによ
っては、ストッパーにあたる際の衝撃が大きくなり、衝
撃音がするだけでなく、最悪の場合は、ステッピングモ
ータに取り付けた可動部の取り付け位置がずれたり、ス
トッパーが破損することが生じる。

【００９２】そこで、起動時にＡ相だけに電流ｉａを流
してステップ位置に停止させる際に、流す電流ｉａをス
テップ状に急激に上げるのではなく、例えば、時刻ｔで
の電流ｉａを次式の、

【００９３】

【数１６】

【００９４】のように、ゆっくり増加させるようにす
る。ここで、Ｉ０は最終的に流す電流で、Ｔｍａｘは予
め定めた増加時間である。これにより、ストッパーへの
衝撃を和らげることが可能となり、衝撃音もなく常に安
定して起動することが可能となる。

【００９５】なお、本実施例では（数１６）のように時
間の一次関数としたが、高次の関数や正弦波状の関数な
どの滑らかな関数でもよい。

【００９６】また、ここでも起動時の初期位置をＡ相だ
けに電流を流した１相励磁の状態としたが、Ｂ相だけに
電流を流した１相励磁でもよく、さらには、Ａ相、Ｂ相
共に電流を流した２相励磁の状態としても同様の動作が
可能である。

【００９７】

【発明の効果】上記実施例の記載から明らかなように、
本発明のステッピングモータ制御装置は、ステッピング
モータと、前記ステッピングモータの複数の相に流す電
流を制御する電流制御器と、前記ステッピングモータの
位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦波状の信号
を出力する位置検出器と、前記ステッピングモータの動
作範囲を制限する機構であるストッパーを有するステッ
ピングモータ制御装置において、前記ステッピングモー
タを駆動する際に予め定めた電流を流してステップ位置
に停止させるステップ位置制御器と、前記ステップ位置
制御器で停止させた電流値とステップ位置と前記位置検
出器の出力値から前記ストッパーに押しあてて基準座標
を定める基準座標設定器とを具備することで、モータの
機器への組み付けを任意の位置であっても、精度のよい
絶対原点を得ることが可能となるものである。

【００９８】更に、前記ストッパー近傍の可動域に設け
られ前記ストッパーの近傍であることを検出できる端点
信号発生器を有して、前記ステッピングモータを駆動す
る際に、予め定めた電流を流した後、前記端点信号発生
器の出力を検出して端点近傍か否かを判断する端点検出
器と、前記端点検出器の出力が端点近傍である場合は端
点近傍でないステップ位置に移動させて停止させるステ
ップ位置補正器とを具備していることを特徴として、確
実に位置検出器を用いたステッピングモータの制御を可
能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるステッピングモ
ータ制御装置の構成を示す全体図

【図２】同位置検出器の概念図

【図３】（ａ）（ｂ）は同ステッピングモータの基本動
作を示す概念図

【図４】同ステッピングモータの電流の時間変化を示す
概念図

【図５】同位置検出器を用いたサーボ駆動時の動作を示
す概念図

【図６】本発明の第２の実施例におけるステッピングモ
ータ制御装置の構成を示す全体図

【図７】同端点信号発生器の発生信号を示した説明図

【図８】本発明の第３の実施例におけるステッピングモ
ータ制御装置の構成を示す全体図

【図９】本発明の第４の実施例におけるステッピングモ
ータ制御装置の構成を示す全体図

【図１０】本発明の第５の実施例におけるステッピング
モータ制御装置の構成を示す全体図

【符号の説明】

１００ステッピングモータ１０２位置検出器１０４可動部１０６ストッパー１０８電流駆動素子１１０位置信号処理器１１２、２０２、３０２、４０２、５００モータ制御
器２００端点信号発生器３００、４００オフセット補正器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステッピングモータと、前記ステッピン
グモータの複数の相に流す電流を制御する電流制御器
と、前記ステッピングモータの位置に応じて互いに位相
の異なる複数の正弦波状の信号を出力する位置検出器
と、前記ステッピングモータの動作範囲を制限する機構
であるストッパーを有するステッピングモータ制御装置
において、前記ステッピングモータを駆動する際に予め定めた電流
を流してステップ位置に停止させるステップ位置制御器
と、前記ステップ位置制御器で停止させた電流値とステ
ップ位置と前記位置検出器の出力値から前記ストッパー
に押しあてて基準座標を定める基準座標設定器とを具備
していることを特徴とするステッピングモータ制御装
置。
【請求項２】基準座標設定器が、ステップ位置制御器
で停止させた電流値とステップ位置と位置検出器の出力
値を用いて、ストッパー方向に少なくとも位置制御ある
いは速度制御あるいはトルク制御のうちの１つの制御を
行い、前記ストッパーにあてた位置を基準座標と定める
ことを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制
御装置。
【請求項３】ステッピングモータと、前記ステッピン
グモータの複数の相に流す電流を制御する電流制御器
と、前記ステッピングモータの位置に応じて互いに位相
の異なる複数の正弦波状の信号を出力する位置検出器
と、前記ステッピングモータの動作範囲を制限する機構
であるストッパーを有するステッピングモータ制御装置
において、前記ストッパー近傍の可動域に設けられ前記ストッパー
の近傍であることを検出できる端点信号発生器を有して
おり、前記ステッピングモータを駆動する際に、予め定めた電
流を流した後、前記端点信号発生器の出力を検出して端
点近傍か否かを判断する端点検出器と、前記端点検出器
の出力が端点近傍である場合は端点近傍でないステップ
位置に移動させて停止させるステップ位置補正器とを具
備していることを特徴とするステッピングモータ制御装
置。
【請求項４】ステッピングモータと、前記ステッピン
グモータの複数の相に流す電流を制御する電流制御器
と、前記ステッピングモータの位置に応じて互いに位相
の異なる複数の正弦波状の信号を出力する位置検出器
と、前記ステッピングモータの動作範囲を制限する機構
であるストッパーを有するステッピングモータ制御装置
において、前記ストッパー近傍の可動域に設けられ前記ストッパー
の近傍であることを検出できる端点信号発生器と、前記
ステッピングモータを駆動する際に、予め定めた電流を
流した後、前記端点信号発生器の出力を検出して端点近
傍か否かを判断する端点検出器とを有しており、前記端点検出器の出力が端点近傍である場合は端点近傍
でないステップ位置に移動させて停止させるステップ位
置補正器と、前記ステップ位置補正器でステップ位置を移動している
課程で、前記位置検出器のそれぞれの位置検出値のオフ
セット値を演算するオフセット値演算手段と、前記オフ
セット値演算手段のそれぞれのオフセット値から位置検
出器のそれぞれのオフセット値を補正するオフセット補
正手段とを具備していることを特徴とするステッピング
モータ制御装置。
【請求項５】端点信号発生器が、ステッピングモータ
の可動域の片側のみに設けられているステッピングモー
タ制御装置において、ステップ位置補正器が、端点検出器の出力が端点近傍で
ある場合は端点近傍でないステップ位置に移動させて停
止させ、前記端点検出器の出力が端点近傍でない場合は
一旦端点近傍であるステップ位置に移動させた後、端点
近傍でないステップ位置に移動させて停止させることを
特徴とする請求項３または請求項４記載のステッピング
モータ制御装置。
【請求項６】ステップ位置補正器が、端点検出器の出
力が端点近傍でない場合は一旦端点近傍であるステップ
位置に移動させる際、端点近傍でないステップ位置に移
動させる速度よりも高速で移動させることを特徴とする
請求項５記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項７】ステッピングモータと、前記ステッピン
グモータの位置に応じて互いに位相の異なる複数の正弦
波状の信号を出力する位置検出器を有するステッピング
モータ制御装置において、予め定めたステップ位置での前記位置検出器の位置検出
値群を記憶する位置検出値記憶手段と、前記ステップ位
置と前記位置検出値記憶手段からそれぞれの位置検出値
のオフセット値を演算するオフセット値演算手段と、前
記オフセット値演算手段のそれぞれのオフセット値から
位置検出器のそれぞれのオフセット値を補正するオフセ
ット補正手段を具備していることを特徴とするステッピ
ングモータ制御装置。
【請求項８】オフセット値演算手段が、任意のステッ
プ位置Ａでの前記位置検出器の位置検出値群を記憶する
位置検出値Ａ記憶手段と、前記ステップ位置Ａから前記
位置検出器の正弦波状の信号の位相差が１８０度となる
ステップ位置Ｂでの前記位置検出器の位置検出値群を記
憶する位置検出値Ｂ記憶手段を有しており、前記位置検出値Ａ記憶手段と前記位置検出値Ｂ記憶手段
のそれぞれ対応する位置検出値の平均値をそれぞれの位
置検出値のオフセット値とすることを特徴とする請求項
７記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項９】ステッピングモータと、前記ステッピン
グモータの複数の相に流す電流を制御する電流制御器
と、前記ステッピングモータの位置に応じて互いに位相
の異なる複数の正弦波状の信号を出力する位置検出器
と、前記ステッピングモータの動作範囲を制限する機構
であるストッパーを有するステッピングモータ制御装置
において、前記ステッピングモータを駆動する際に、予め定めたス
テップ位置に停止させるために流す電流を滑らかに大き
くする起動電流制御器を具備していることを特徴とする
ステッピングモータ制御装置。