JP2003189691A - ステップモータの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メカニズム上の負荷状況により生じる脱調を
確実に防止することのできるステップモータの駆動方法
を提供する。 【解決手段】 ステップモータを停止する場合には、停
止させるべき相である停止相を所定時間ホールドしてか
ら励磁を停止し、ステッップモータの駆動を再開する場
合には、停止相を開始相とせずに、少なくともメカニズ
ム上の負荷状況による相のずれを吸収可能な相の分だけ
停止相から戻った位置の相を開始相として所定時間ホー
ルドしてから励磁を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータの
駆動方法に係り、特に、コンピュータ、ワードプロセッ
サなどの出力機器として用いられる熱転写プリンタ、イ
ンクジェットプリンタなどのプリンタの紙送り機構の紙
送りローラを駆動するのに好適なステップモータの駆動
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンピュータ、ワードプロセッ
サなどの出力機器として熱転写プリンタ、熱転写ライン
プリンタ、インクジェットプリンタなどの各種のドット
式プリンタが用いられている。

【０００３】このようなドット式プリンタにおいては、
少なくとも紙送りを行う紙送り機構の紙送りローラを駆
動するために、ステッピングモータ、ステッパ、パルス
モータなどと称されるステップモータが、入力信号の電
気パルスをこのパルスに対応した機械的変位に変換する
デジタル制御方法が容易であるという理由などにより多
用されている。

【０００４】このステップモータは、その出力軸に連結
される回転子には永久磁石を適用した磁極あるいは突極
鉄心などが用いられ、固定子には多数の電磁石（多相の
電動機巻線）が用いられ、この電磁石を次々と励磁する
ことにより、回転子を励磁した電磁石と対応する方向に
吸引し、一定の角度ずつ回転させるように形成されてい
る。また、ステップモータを駆動するために、各相の巻
線に供給する電流あるいは電圧の供給パターンには、１
相励磁、１・２相交代励磁、２相同時励磁などがある。

【０００５】図３は、従来のステップモータの駆動方法
の一例を示すものである。このステップモータは、小型
の熱転写ラインプリンタに適用される直径４〜１２ｍｍ
程度の紙送りローラの駆動に用いられるものであり、ａ
相，ｂ相，ｃ相およびｄ相からなる４相が、２相同時励
磁によりこの順に励磁されるようになっている。そし
て、ステップモータを停止させる停止時には、図３に示
すように、ａ相をステップモータの停止時の回転子の位
置である停止させるべき相である停止相とした場合、停
止相であるａ相を所定時間ホールドしてから励磁を停止
している。また、ステップモータの駆動を再開する再開
時には、停止相であるａ相を開始相とし、この開始相で
あるａ相を所定時間ホールドしてから励磁を開始するよ
うにしている。なお、ステップモータの停止時に励磁を
停止するのは、ステップモータの発熱を防止するととも
に、エネルギーの節約を図るためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ステップモータの駆動方法においては、ステッップモー
タと紙送りローラとが歯車群などにより構成されている
回転伝動機構を介して接続されているため、駆動してい
るステッップモータを停止すべく励磁を停止した後に、
紙送りローラの歪みや歯車の噛合状態などのメカニズム
上の負荷状況により、ステップモータが回転方向とは逆
方向に逆回転して回転子の位置が停止相であるａ相から
その回転方向の手前に位置するｄ相に移動する場合が生
じる。すなわち、理論上の停止相がａ相とされるのに対
し、図３に破線矢印にて示すように、実際の停止相がｄ
相となる場合がある。このように、理論上の停止相と、
実際の停止相がずれた相のずれを生じた場合、ステップ
モータの駆動を再開する時に、理論上の停止相であるａ
相を開始相としてホールドして励磁を再開するので、実
際の停止相と、理論上の停止相である開始相との相があ
わず脱調を生じるという問題点があった。

【０００７】そこで、メカニズム上の負荷状況により生
じる脱調を確実に防止することのできるステップモータ
の駆動方法が求められている。

【０００８】なお、ステップモータの停止時におけるメ
カニズム上の負荷状況による相のずれは、ステップモー
タを、４相の２相同時励磁とした場合、１相あるいは２
相程度、すなわち、ステップ数で１あるいは２ステップ
程度に設定されているのが一般的である。

【０００９】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、メカニズム上の負荷状況により生じる脱調を確
実に防止することのできるステップモータの駆動方法を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明に係るステップモータの駆動方法の特徴は、
プリンタの紙送りローラを駆動するステップモータの駆
動方法であって、ステップモータを停止する場合には、
停止させるべき相である停止相を所定時間ホールドして
から励磁を停止し、ステッップモータの駆動を再開する
場合には、停止相を開始相とせずに、少なくともメカニ
ズム上の負荷状況による相のずれを吸収可能な相の分だ
け停止相から戻った位置の相を開始相として所定時間ホ
ールドしてから励磁を開始する点にある。そして、この
ような構成を採用したことにより、メカニズム上の負荷
状況により生じる脱調を確実に防止できる。

【００１１】本発明に係るステップモータの駆動方法に
おいては、ステップモータが、４相の２相同時励磁であ
り、開始相が、停止相から１つ手前に隣位する相、ある
いは停止相から２つ手前の相であることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態により説明する。

【００１３】図１は本発明に係るステップモータの駆動
方法の実施形態を示す概念図である。

【００１４】本実施形態のステップモータの駆動方法
は、小型のドット式プリンタである熱転写ラインプリン
タの直径４〜１２ｍｍ程度に形成されている小径の紙送
りローラを駆動するステップモータの駆動方法を、メカ
ニズム上の負荷状況による相のずれを１相としたものを
例示している。

【００１５】図１に示すように、本実施形態のステップ
モータの駆動方法をてきようするステップモータは、例
えば、ａ相，ｂ相，ｃ相およびｄ相からなる４相が、２
相同時励磁によりこの順に励磁されて駆動されるように
なっている。

【００１６】そして、前記ステップモータを停止するス
テップモータの停止時には、図１に示すように、ａ相を
理論上の停止相、すなわち、ステップモータの停止時の
回転子の位置である停止させるべき相である停止相と
し、このａ相を所定時間ホールドしてから励磁を停止す
るように構成されている。

【００１７】また、ステッップモータの駆動を再開する
場合には、ステッップモータの本来停止させるべき相と
しての理論上の停止相であるａ相を開始相とせずに、位
置ずれにより移動した再開直前の停止相であるａ相の１
つ手前に位置するｄ相を開始相として所定時間ホールド
してから励磁を開始するように構成されている。

【００１８】すなわち、本実施形態においては、メカニ
ズム上の負荷状況による相のずれを１相とする設定が用
いられており、少なくともメカニズム上の負荷状況によ
る１相の分だけ停止相から戻った位置の相を開始相とし
て所定時間ホールドしてから励磁を開始するように構成
されている。

【００１９】なお、小径の紙送りローラを駆動するステ
ップモータとしては、４相のステップモータが一般的に
用いられており、ステップモータの停止時におけるメカ
ニズム上の負荷状況による相のずれは、１相あるいは２
相程度、すなわち、ステップ数で１あるいは２ステップ
程度に設定されているのが一般的である。

【００２０】そこで、ステップモータを４相の２相同時
励磁とした場合、開始相が停止相から１つ手前に隣位す
る相、あるいは停止相から２つ手前の相であることが好
ましい。

【００２１】すなわち、メカニズム上の負荷状況による
相のずれを２相とする場合には、図２に示すように、理
論上の停止相をａ相とし、ａ相を所定時間ホールドして
から励磁を停止し、ステッップモータの駆動を再開する
場合には、理論上の停止相を理論上の開始相とせずに、
実際の開始相を、２相の位置ずれにより移動した再開直
前の停止相である理論上の開始相であるａ相から２つ目
手前に位置するｃ相とし、このｃ相を開始相として所定
時間ホールドしてから励磁を開始する構成とするとよ
い。

【００２２】したがって、ステップモータを停止する場
合には、停止させるべき相である停止相を所定時間ホー
ルドしてから励磁を停止し、ステッップモータの駆動を
再開する場合には、少なくともメカニズム上の負荷状況
による相のずれを吸収可能な相の分だけ停止相から戻っ
た位置の相を開始相として所定時間ホールドしてから励
磁を開始する構成であればよく、本実施形態の停止に用
いる相に限定されるものではない。

【００２３】また、本実施形態のステップモータの駆動
方法が適用されるステップモータの励磁方式としては、
２相同時励磁に限らず、１相励磁あるいは１・２相交代
励磁であってもよく、特に本実施形態の２相同時励磁に
限定されるものではない。そして、ステップモータの相
の数も４相に限定されるものではない。

【００２４】さらに、本実施形態のステップモータの駆
動方法は、プリンタ自身あるいはプリンタが接続あるい
は組み込まれたコンピュータなどの上位機器に設けられ
ているＣＰＵおよびメモリなどからなる制御部から送出
される制御指令により実行される。そして、本実施形態
のステップモータの駆動方法は、制御プログラムとして
メモリに格納されるようになっている。

【００２５】なお、本実施形態のステップモータの駆動
方法が適用されるステップモータの構成、およびこのス
テップモータを用いたプリンタの紙送り機構の構成など
は、従来公知のものであり、その詳しい説明は省略す
る。

【００２６】つぎに、前述した構成からなる本実施形態
の作用について説明する。

【００２７】本実施形態のステップモータの駆動方法に
よれば、図１に示すように、ステッップモータの駆動を
停止する場合、所定のステップ数だけ駆動して理論上の
停止相であるａ相に対して所定時間のホールドを実行し
た後、励磁を停止している。そして、ステップモータの
駆動を再開する再開時には、ステッップモータの本来停
止させるべき相としての理論上の停止相であるａ相を開
始相とせずに、ａ相の１つ手前に位置する実際の停止相
であるｄ相を開始相として所定時間ホールドしてから励
磁を開始している。これにより、励磁の停止後に、紙送
りローラの歪みや歯車の噛合状態などのメカニズム上の
負荷状況により、ステップモータが回転方向とは逆方向
に逆回転して回転子の位置が停止に用いる停止相である
ａ相からその回転方向の手前に位置するｄ相に１ステッ
プ分移動して相のずれを生じたとしても、ずれたｄ相を
開始相としてホールドして励磁を再開するので、実際の
停止相と開始相との相が合致するので、脱調を生じるこ
とがない。

【００２８】このように、本実施形態のステップモータ
の駆動方法によれば、ステッップモータの駆動を停止す
る場合には、理論上の停止相で停止し、ステッップモー
タの駆動を再開する場合には、メカニズム上の負荷状況
により生じる理論上の停止相からのずれに応じて戻った
再開直前の実際の停止相から駆動を再開できる。

【００２９】すなわち、ステップモータを停止する場合
には、停止させるべき相である停止相を所定時間ホール
ドしてから励磁を停止し、ステッップモータの駆動を再
開する場合には、停止相を開始相とせずに、少なくとも
メカニズム上の負荷状況による相のずれを吸収可能な相
の分だけ停止相から戻った位置の相を開始相として所定
時間ホールドしてから励磁を再開できるので、メカニズ
ム上の負荷状況により生じる脱調を確実に防止できる。

【００３０】また、本実施形態のステップモータの駆動
方法によれば、ステップモータが、４相の２相同時励磁
であり、開始相が、停止相から１つ手前に隣位する相、
あるいは停止相から２つ手前の相とすることで、ステッ
ップモータの駆動の再開時における戻し量、すなわち、
戻すステップ数が少ないので、応答速度の低下を室用最
小限とすることができるとともに、小径の紙送りローラ
を駆動するステップモータとして用いられる４相で２相
同時励磁のステップモータの駆動制御に好適なもを容易
に得ることができる。

【００３１】なお、本発明は、前記実施形態に限定され
るものではなく、必要に応じて種々変更することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るステッ
プモータの駆動方法によれば、メカニズム上の負荷状況
により生じる脱調を確実に防止できるなどの極めて優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るステップモータの駆動方法の実
施形態における相のずれを１相とした場合の理論上の停
止相と停止に用いる停止相と理論上の開始相との関係を
示す概念図

【図２】 本発明に係るステップモータの駆動方法の実
施形態における相のずれを２相とした場合の理論上の停
止相と停止に用いる停止相と理論上の開始相との関係を
示す概念図

【図３】 従来のステップモータの駆動方法を示す概念
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリンタの紙送りローラを駆動するステ
   ップモータの駆動方法であって、 前記ステップモータを停止する場合には、停止させるべ
   き相である停止相を所定時間ホールドしてから励磁を停
   止し、 前記ステッップモータの駆動を再開する場合には、前記
   停止相を開始相とせずに、少なくともメカニズム上の負
   荷状況による相のずれを吸収可能な相の分だけ前記停止
   相から戻った位置の相を開始相として所定時間ホールド
   してから励磁を開始することを特徴とするステップモー
   タの駆動方法。
2. 【請求項２】 前記ステップモータが、４相の２相同時
   励磁であり、 前記開始相が、前記停止相から１つ手前に隣位する相、
   あるいは前記停止相から２つ手前の相であることを特徴
   とする請求項１に記載のステップモータの駆動方法。