JP2002136190A - ステッピングモータ駆動装置 - Google Patents
ステッピングモータ駆動装置Info
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Abstract
ドをステッピングモータ17の動作状況に応じて切替制
御する。 【解決手段】 システム制御部からの信号によりステッ
ピングモータ17を回転状況に応じて相間同期制御部1
8がA相チョッピング制御部14及びB相チョッピング
制御部15に同期/非同期モードを指示する信号を出力
する。例えば、ステッピングモータ17を回転させる際
には高トルク、高速回転が可能なように非同期モードに
し、ホールド状態にする際には同期モードににして、ス
テッピングモータ17の振動や異音の発生を抑制する。
Description
等に用いられる多相(2相、4相等)ステッピングモー
タを駆動するステッピングモータ駆動装置に関する。
れ、例えばファクシミリ装置においては原稿を搬送する
際等に用いられている。このような駆動機構における動
力源としてはステッピングモータが制御容易性の観点か
ら一般に用られている。
・BB相)ステッピングモータ駆動装置の構成例を示
し、当該駆動装置はシステム制御部111、モータ制御
部112、タイミング生成部113、A相チョッピング
制御部114、B相チョッピング制御部115、モータ
ドライバ116を有している。
御部111からの指示に基づきモータ駆動系の一連の制
御を行い、当該モータ制御部112からの制御信号に基
づきタイミング生成部113が各種相励磁パルスを生成
する。
A相・AB相のチョッピング動作を制御し、B相チョッ
ピング制御部115は、B・BB相チョッピング動作を
制御する信号をモータドライバ116に出力し、これら
に基づき電流制御が行われて4相ステッピングモータ1
17が駆動される。
ファクシミリ装置に用いられて原稿や記録紙の搬送に使
用される場合には、システム制御部111は機器の一連
の動作フローに基づき所定のタイミングで原稿等の搬送
をモータ制御部112に指示する。
1からの信号に基づいて所定の速度で所定の距離だけ原
稿を搬送するべくタイミング生成部13に制御信号を出
力する。
受けて2相・1−2相の励磁パターンを生成して出力す
ると共に必要に応じて電流量設定信号等も出力する。
ステッピングモータの駆動を定電流チョッピング方式で
行い、当該ステッピングモータの巻線電流が所定値に達
すると所定時間経過後に該ステッピングモータへの通電
を所定時間だけ遮断するサイクルを継続的に行うことに
より、このステッピングモータのトルクを高め、また高
速回転を実現する場合には以下のような問題があった。
転を実現するためには各相のチョッピング動作を非同期
モードで行うことが望ましい。
中に通信上の制約から原稿等の搬送動作を一時的に停止
せざるを得ない場合があり、かかる場合には原稿読取位
置がずれるのを防止するため、通常はステッピングモー
タ停止時においても当該ステッピングモータに通電を行
い(ホールド状態、即ち励磁状態)、この際もチョッピ
ング動作による定電流制御が行なわれている。
ドのチョッピング動作で駆動してホールド状態にすると
振動や異音が発生する。なお、この振動や異音等はホー
ルド状態が所定時間以上継続すると顕著になる傾向があ
る。
ッピングモータが高トルクを発生できるので好ましい
が、ホールド状態では振動等の発生要因となる問題があ
る。
するとステッピングモータの回転状況に応じて緻密な制
御を行うことが困難となる問題がある。
作の同期/非同期モードをステッピングモータ動作状況
に応じて切替制御することによりホールド時の振動や異
音等を抑制し、また回転時におけるトルク不足の発生を
抑制できるようにしたステッピングモータ駆動装置を提
供することを目的とする。
め、請求項1にかかる発明は、多相ステッピングモータ
をチョッピング方式により定電流駆動制御を行うステッ
ピングモータ駆動装置において、ステッピングモータの
駆動状況に応じて、各相間でのチョッピング動作を同期
又は非同期モードに切替える切替手段を設けて、ホール
ド時の振動や異音等を抑制し、また回転時のトルクの低
下等を抑制できるようにしたことを特徴とする。
相間でのチョッピング動作を同期又は非同期モードに切
替える際に、システム制御部からの指示に基づき切替制
御し、またはシステム制御部からの指示に基づきステッ
ピングモータの駆動状況を判断して切替制御するように
して、ハードウエア的にまたソフトウエア的に容易に当
該切替制御が行えるようにしたことを特徴とする。
テッピングモータを回転させる際には各相間でのチョッ
ピング動作を非同期モードにし、当該ステッピングモー
タをホールド状態にさせる際には各相間でのチョッピン
グ動作を同期モードに切替えるようにして、ホールド時
の振動や異音等を抑制し、また回転時におけるトルクの
低下等を抑制できるようにしたことを特徴とする。
テッピングモータをホールド状態にする際に、当該ホー
ルド状態継続時間が予め設定された時間より短い場合に
は各相間でのチョッピング動作を非同期モードにして、
効率的にホールド時の振動や異音等を抑制し、また回転
時におけるトルクの低下等を抑制できるようにしたこと
を特徴とする。
テッピングモータをホールド状態にする際に、当該ホー
ルド状態継続時間が予め設定された時間より長い場合に
は、ホールド状態に入ってから所定時間経過後に各相間
でのチョッピング動作を同期モードに切替えて、効率的
にホールド時の振動や異音等を抑制し、また回転時にお
けるトルクの低下等を抑制できるようにしたことを特徴
とする。
テッピングモータがホールド状態から回転を始める際
に、当該回転開始より所定時間前にチョッピング動作を
非同期モードに切替えて、当該ステッピングモータの回
転を再開した際の脱調等の不具合発生を防止するように
したことを特徴とする。
からの要求されるトルクが、現在の設定により得られる
トルクより大きいか否かを判断するトルク判断手段と、
該トルク判断手段の結果に基づきステッピングモータに
供給する電流値を変更して要求されるトルクが得られる
ようにする電流制御手段とを有して、常に必要なトルク
が発生できるようにしたことを特徴とする。
て説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかか
るステッピングモータ駆動装置を具備したファクシミリ
装置の概略構成を示す図である。
1、システムメモリ2、パラメータメモリ3、スキャナ
部4、プロッター部5、操作パネル6、符号化復号化部
7、画像蓄積装置8、モデム9、網制御装置10等を有
している。
理、およびファクシミリ伝送制御手順処理を行い、その
とき実行する制御処理プログラム、処理プログラム及び
プログラム実行に必要な各種データはシステムメモリ2
に格納されている。なお、当該システムメモリ2はプロ
グラムを実行するときのワークエリアとしても利用され
る。
装置に固有な各種の情報を記憶する。
分解走査して各種画像処理を行い、またプロッター部5
は、画像処理されたデータ又は別のファクシミリ装置か
ら受信した画データを所定の解像度で記録する。
するためのテンキー等の各種キー及び各種表示器を備え
ている。
するとともに、符号化圧縮されている画情報を元の画信
号に復号化し、画像蓄積装置8は、符号化圧縮された状
態の画情報を記憶する。
能を実現するためのものであり、伝送手順信号を授受す
るための低速モデム機能(V.21モデム)及び主に画
情報を授受するための高速モデム機能(V.34モデム
・V.29モデム、V.27terモデム等)を備えて
いる。
公衆回線に接続するためのもので、自動発着信機能を備
えている。
テムバス11に接続されて、これらの各要素間でのデー
タの授受は主としてこのシステムバス11を介して行わ
れ、網制御装置10とモデム9との間のデータの授受は
直接行われている。
られるバイポーラ4相(A相・AB相・B相・BB相)ス
テッピングモータ17を駆動するステッピングモータ駆
動装置の構成例を示す図で、モータ制御部12、A相・
B相の同期/非同期モード制御を行う相間同期制御部1
8、タイミング生成部13、A相チョッピング制御部1
4、B相チョッピング制御部15、モータドライバ16
等を有している。
らの指示に基づきモータ駆動系の一連の制御を行い、当
該モータ制御部12からの制御信号に基づきタイミング
生成部13が各種相励磁パルスを生成する。
ム制御部1からの指示信号が入力し、その信号に応じて
A相チョッピング制御部14及びB相チョッピング制御
部15を同期又は非同期モードに制御する。
はA相・AB相のチョッピング動作を制御し、B相チョ
ッピング制御部15はB・BB相チョッピング動作を制
御する。
チョッピング制御部14及びB相チョッピング制御部1
5からの各種駆動信号がモータドライバ16に入力し、
これらの信号に応じてユニポーラタイプの4相ステッピ
ングモータ17に供給する電流制御が行なわれる。
紙の搬送にステッピングモータが使用され、この場合シ
ステム制御部1は機器の一連の動作フローに基づき所定
のタイミングで原稿等の搬送をモータ制御部12に指示
する。
の信号に基づいて所定の速度で所定の距離だけ原稿を搬
送すべくタイミング生成部13に制御信号を出力する。
相・1−2相の励磁パターンを生成し出力すると共に、
必要に応じて電流量設定信号等を出力する。
速回転を実現するためには、ステッピングモータの巻線
電流が所定値に達すると所定時間経過後にステッピング
モータへの通電を所定時間だけ遮断するサイクルを継続
的に行う定電流チョッピング方式が好ましく、一般に各
相は非同期モードでチョッピングすることが望ましい。
に原稿読取中に通信上の制約から動作を停止せざるを得
ない場合があり、かかるステッピングモータ停止中に原
稿読取位置ずれが発生するのを防止するためには、停止
時もステッピングモータに通電を行い(ホールド状
態)、このホールド状態でもチョッピング動作による定
電流制御を行うことが好ましいが、非同期モードでステ
ッピングモータをホールドした際には、非同期モードに
起因するステッピングモータ振動や異音等が発生する場
合があり、装置の品質を低下させる要因となることは先
に述べた。
の回転状況に応じて相間でのチョッピング動作の同期/
非同期モードを切替えるように相間同期制御部18を設
けている。
状況に応じてチョッピング動作の同期/非同期モードを
切替る手順を例示したフローチャートで、原稿読取処理
が行われると(ステップS1)、原稿の搬送が開始する
(ステップS2)。
「ステッピングモータの回転」か否かの判断が行われる
(ステップS3)。ファクシミリ装置の場合上述したよ
うに、原稿読取中に通信上の制約から動作を停止せざる
を得ない場合があるので、原稿の読取りが開始されてか
ら終了するまでの間は、必ずしもステッピングモータ1
7が回転(原稿の搬送)しているとは限らず、一時的に
ホールド状態となる場合がある。
せる場合には、当該ステッピングモータ17に供給させ
る電流を相間で非同期モードに設定して、高トルク・高
速回転を実現する(ステップS7)。
てホールド状態にする場合には、当該ステッピングモー
タ17に供給される電流を相間で同期モードに設定し
て、原稿の読取位置がずれないようにすると共に、ステ
ッピングモータ振動や異音等の発生を抑制する(ステッ
プS4)。
(ステップS5)、読取りが完了すると原稿を排出して
終了する(ステップS6)。
ングモータ17を回転させる場合には、高トルク・高速
回転が実現できる非同期モードに設定し、原稿搬送を一
時中断させる場合には、同期モードに設定して、原稿の
読取位置がずれないようにすることで、ホールド時の振
動や異音等を抑制し、また回転時におけるトルク不足の
発生が抑制できて良好なステッピングモータ駆動を行う
ことが可能となる。
ではなく、例えば図4や図5に示すような構成であって
もよい。
おけるモータドライバ26には、図2に示す相間同期制
御部18、A相チョッピング制御部14及び、B相チョ
ッピング制御部15に相当する機能が含まれて、上述し
たと同様の同期/非同期モード制御が行えるようになっ
ている。
制御部12は直接モータドライバ26に同期/非同期モ
ードの制御信号を出力すれば良く、周辺回路の簡素化お
よび装置の信頼性向上を図ることができる。
装置では、ステッピングモータ駆動信号よりステッピン
グモータ17の回転状態を検出するモータ回転状態検出
部19が設けられて、ステッピングモータ17のホール
ド状態や回転状態を逐次検出しながらモータドライバ2
6に同期/非同期モード信号を送出するようになってい
る。
処理等を必要とせずに同期/非同期モードの切替制御が
可能となり、システム制御部等の負荷軽減を図ることが
可能になる利点がある。
ドの切替え手順は例示であって、本願発明を限定するも
のではなく、例えば図6及び図7に示すような手順で切
替を行うようにしても良い。
ングモータ17の回転の有無により同期/非同期モード
を切替えるようにして、非同期モードでホールド状態に
した際のステッピングモータ振動や異音等の発生を防止
するようにした。
ても顕著な振動や異音等が発生するものではなく、所定
時間経過後に顕著になる傾向がある。
ルド時間が短いような場合には、ホールド状態となって
も非同期モードのままにすることも可能であり、また図
6に示すように、振動等が大きくなるまでは非同期モー
ドとしてそれ以降は同期モードにするようにしても良
い。
ると(ステップS11)、原稿の搬送が開始する(ステ
ップS12)。
「ステッピングモータをホールド状態にする」か否かを
判断する(ステップS13)。ファクシミリ装置の場合
上述したように、原稿読取中に通信上の制約から動作を
停止せざるを得ない場合があるので、原稿の読取りが開
始されてから終了するまでの間は、必ずしもステッピン
グモータ17が回転(原稿の搬送)が行われているとは
限らず、ホールド状態となる場合がある。
ド状態でない場合には、当該ステッピングモータ17に
供給させる電流を相間で非同期モードに設定して、高ト
ルク・高速回転を実現する(ステップS18)。
てホールド状態にする場合には、ステップS14に進
む。
ルド状態にすると、ステッピングモータ振動や異音等が
発生することは先に述べたが、厳密にはホールド状態に
なると直ぐにかかる振動や騒音が顕著になるわけではな
く、所定時間経過後に顕著になる特性がある。
を待ち、当該時間経過後に同期モードに設定するように
している(ステップS15)。
つ時間の間は、大きなトルクが発生できるので、原稿等
の位置ずれを確実に防止することが可能になる利点があ
る。
れ(ステップS16)、読取りが完了すると原稿を排出
して終了する(ステップS17)。
タ17をホールド状態し、その状態から回転状態にする
際には、同期モードでのステッピングモータ17のトル
クは小さいため、脱調が発生しやすくなる。
順でステッピングモータ17の回転を開始するようにす
ることが好ましい。
ると(ステップS21)、原稿の搬送が開始する(ステ
ップS22)。
「原稿を一時的な停止状態とするか否か(ホールド状態
か否か)」の判断を行い(ステップS23)、原稿を一
時的な停止状態にしない場合には、非同期モードでステ
ッピングモータ17を回転させる。
には、振動等が著しくなるまでの間は非同期モードを継
続させ(ステップS24)、その後同期モードに設定す
る(ステップS25)。
(再開を含む)するか否かの監視を行い(ステップS2
4)、搬送を開始する場合には、非同期モードに設定し
(ステップS27)、所定時間経過した後(ステップS
28)、原稿の搬送を再開する(ステップS29)。
れ(ステップS30)、読取りが完了すると原稿を排出
して終了する(ステップS31)。
ッピングモータ17のトルクが回転を開始するのに復帰
するための時間である。
照して説明する。なお、上記実施の形態と同一構成に関
しては同一符号を用い説明を適宜省略する。
速回転を実現するために各相のチョッピング動作を非同
期モードで行うようにした。例えば、原稿停止中のホー
ルド状態の時は同期モードとし、搬送状態の時には非同
期モードとした。
はなく、例えば同期モードにすることによるトルクの低
下をチョッピング電流の増大により対応することも可能
である。
ラ4相(A相・AB相・B相・BB相)ステッピングモー
タ17を駆動するステッピングモータ駆動装置の構成例
を図9に示す。
は、システム制御部1からの同期制御信号又は非同期制
御信号に応じて駆動電流値を制御する電流制御部30が
設けられている。
トに従い説明する。
プS61)、原稿の搬送が開始する(ステップS6
2)。
期制御を指示しているか否か判断を行い(ステップS6
3)、チョッピング同期制御の場合にはステップS64
に進み、チョッピング非同期制御の場合にはステップS
65に進んで、各制御での位相が設定される。
時におけるトルクが不足するので、電流制御部30はチ
ョッピング電流を所定量増大させる(ステップS6
6)。これにより、原稿搬送時におけるトルク不足が解
消される。
の判断を行い(ステップS67)、原稿排出して処理が
終了する(ステップS68)。
ルク不足が解消されるために、安定した原稿搬送等が可
能になる。
おける原稿搬送機構に本発明に係るステッピングモータ
駆動装置を適用する場合を例に説明したが、本発明はこ
のような適用機種による限定を受けるものでないことは
言うまでもない。
(以下、要求トルクという)に対して、現在の設定(標
準の電流値)で発揮できるトルク(以下、実トルクとい
う)が異なるような場合に広く適用可能である。
は、上記ステップS66におけるチョッピング電流増加
は、場合によっては電流値減少にすることがあることは
容易に理解できる。
足するか否かの判断を行う処理手順が考えられ、図11
に係る処理手順を示す。但し、例としてファクシミリ装
置における原稿搬送機構に本発明に係るステッピングモ
ータ駆動装置を適用した場合について説明している。
プS51)、原稿の搬送が開始する(ステップS5
2)。
期制御を指示しているか否か判断を行い(ステップS5
3)、チョッピング同期制御の場合にはステップS54
に進み、チョッピング非同期制御の場合にはステップS
55に進んで、各制御での位相が設定される。
ク(要求トルク)に対して、実際に発揮できるトルク
(実トルク)が不足しているか否かの判断が行われる。
例えば、チョッピング同期制御の場合で原稿搬送を行う
場合には要求トルクに対して実トルクが不足する場合が
生じる。
は、チョッピング電流を大きくして、トルクを大きくす
る。逆に、要求トルクより実トルクが大きい場合には、
チョッピング電流値を少なくする。
もトルク不足が発生しなくなるので、信頼性の高い制御
が可能になる。
明によれば、ステッピングモータの駆動状況に応じて、
各相間でのチョッピング動作を同期又は非同期モードに
切替える切替手段を設けたので、ホールド時の振動や異
音等を抑制し、また回転時のトルクの低下等を抑制でき
るようになり、製品の品質向上が図れる。
のチョッピング動作を同期又は非同期モードに切替える
際に、システム制御部からの指示に基づき切替制御し、
またはシステム制御部からの指示に基づきステッピング
モータの駆動状況を判断して切替制御するようにしたの
で、ハードウエア的にまたソフトウエア的に容易、か
つ、安価にステッピングモータの駆動状況に応じて各相
間でのチョッピング動作を同期又は非同期モードに切替
えることが可能になる。
ングモータを回転させる際には各相間でのチョッピング
動作を非同期モードにし、当該ステッピングモータをホ
ールド状態にさせる際には各相間でのチョッピング動作
を同期モードに切替えるようにしたので、ホールド時の
振動や異音等を抑制し、また回転時におけるトルクの低
下等を抑制できるようになり、製品の品質を向上させる
ことが可能になる。
ングモータをホールド状態にする際に、当該ホールド状
態継続時間が予め設定された時間より短い場合には各相
間でのチョッピング動作を非同期モードにしたので、効
率的にホールド時の振動や異音等を抑制し、また回転時
におけるトルクの低下等を抑制できるようになり、製品
の品質を向上させることが可能になる。
ングモータをホールド状態にする際に、当該ホールド状
態継続時間が予め設定された時間より長い場合には、ホ
ールド状態に入ってから所定時間経過後に各相間でのチ
ョッピング動作を同期モードに切替えるようにしたの
で、効率的にホールド時の振動や異音等を抑制し、また
回転時におけるトルクの低下等を抑制できるようにな
り、製品の品質を向上させることが可能になる。
ングモータがホールド状態から回転を始める際に、当該
回転開始より所定時間前にチョッピング動作を非同期モ
ードに切替えるようにしたので、当該ステッピングモー
タの回転を再開した際の脱調等の不具合発生を防止する
ようになり、製品の品質を向上させることが可能にな
る。
制御部からの要求されるトルクが、現在の設定により得
られるトルクより大きいか否かを判断するトルク判断手
段と、該トルク判断手段の結果に基づきモータに供給す
る電流値を変更して要求されるトルクが得られるように
する電流制御手段とを設けたので、常に必要なトルクが
発生できるようになって、制御の信頼性が向上し製品の
品質を向上させることが可能になる。
ングモータ駆動装置を備えたファクシミリ装置にの概略
構成図である。
ピングモータ駆動装置の概略構成図である。
える際の手順を示すフローチャートである。
構成図である。
構成図である。
ードに切換える際の手順を示すフローチャートである。
ードに切換える際の手順を示すフローチャートである。
ータ駆動装置の概略構成図である。
ングモータ駆動装置を備えたファクシミリ装置にの概略
構成図である。
トルクを得る場合の手順を示すフローチャートである。
足が発生した場合に、これを調整できるようにした制御
手順を示すフローチャートである。
Claims (7)
- 【請求項1】 多相ステッピングモータをチョッピング
方式により定電流駆動制御を行うステッピングモータ駆
動装置において、 前記ステッピングモータの駆動状況に応じて、各相間で
のチョッピング動作を同期又は非同期モードに切替える
切替手段を設けたことを特徴とするステッピングモータ
駆動装置。 - 【請求項2】 前記切替手段が、各相間でのチョッピン
グ動作を同期又は非同期モードに切替える際に、システ
ム制御部からの指示に基づき切替制御し、またはシステ
ム制御部からの指示に基づき前記ステッピングモータの
駆動状況を判断して切替制御す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駆動装置。 - 【請求項3】 前記ステッピングモータを回転させる際
には、前記切替手段が各相間でのチョッピング動作を非
同期モードにし、当該ステッピングモータをホールド状
態にさせる際には、該切替手段が各相間でのチョッピン
グ動作を同期モードに切替えることを特徴とする請求項
1又は2記載のステッピングモータ駆動装置。 - 【請求項4】 前記ステッピングモータをホールド状態
にする際に、当該ホールド状態継続時間が予め設定され
た時間より短い場合には各相間でのチョッピング動作を
非同期モードにすることを特徴とする請求項3記載のス
テッピングモータ駆動装置。 - 【請求項5】 前記ステッピングモータをホールド状態
にする際に、当該ホールド状態継続時間が予め設定され
た時間より長い場合には、ホールド状態に入ってから所
定時間経過後に各相間でのチョッピング動作を同期モー
ドに切替えることを特徴とする請求項3記載のステッピ
ングモータ駆動装置。 - 【請求項6】 前記ステッピングモータがホールド状態
から回転を始める際に、当該回転開始より所定時間前に
チョッピング動作を非同期モードに切替えることを特徴
とする請求項1乃至5いずれか1項記載のステッピング
モータ駆動装置。 - 【請求項7】 前記システム制御部からの要求されるト
ルクが、現在の設定により得られるトルクより大きいか
否かを判断するトルク判断手段と、 該トルク判断手段の結果に基づき前記ステッピングモー
タに供給する電流値を変更して要求されるトルクが得ら
れるようにする電流制御手段とを有することを特徴とす
る請求項1乃至6いずれか1項記載のステッピングモー
タ駆動装置。
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JP2000353889A JP4142243B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-11-21 | ステッピングモータ駆動装置 |
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JP (1) | JP4142243B2 (ja) |
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CN115940710A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-04-07 | 广州市瑞宝电器有限公司 | 一种大力矩两相混合式步进电机 |
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2000
- 2000-11-21 JP JP2000353889A patent/JP4142243B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN115940710B (zh) * | 2023-02-23 | 2023-05-16 | 广州市瑞宝电器有限公司 | 一种大力矩两相混合式步进电机 |
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JP4142243B2 (ja) | 2008-09-03 |
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