JP2007282307A - Control method of stepping motor, control device of stepping motor, and printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータの制御方法、ステッピングモータの制御装置およびプリ
ンタに関する。
The present invention relates to a stepping motor control method, a stepping motor control device, and a printer.
従来より、印刷用紙等に印刷を行うインクジェットプリンタでは、印刷用紙を搬送する
搬送ローラを回転駆動するための搬送用モータとしてステッピングモータが利用されてい
る(たとえば、特許文献1および2参照)。特許文献1および2に記載されたインクジェ
ットプリンタで使用されているステッピングモータは、駆動用コイルがそれぞれ巻回され
るとともに、電気角で90°の位相差で配置されるA相の磁極組とB相の磁極組とを有す
る2相のステッピングモータである。かかるステッピングモータは、一般に、理論上、電
気角で90°のステップ角でロータを回転させるいわゆる2相励磁方式で回転駆動される
。また、印刷用紙を搬送するための搬送用モータとしてDC(直流モータ)を利用したイ
ンクジェットプリンタも知られている(たとえば、特許文献3参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an inkjet printer that performs printing on printing paper or the like, a stepping motor is used as a conveyance motor for rotationally driving a conveyance roller that conveys the printing paper (see, for example,
搬送用モータとしてDCモータを採用するプリンタは、特許文献3に記載されているよ
うに、一般に、印刷用紙の搬送制御を行うためのロータリエンコーダを備えている。その
ため、搬送用モータとしてステッピングモータを採用するプリンタに比べ、搬送用モータ
としてDCモータを採用するプリンタでは、ロータリエンコーダを用いた高解像度の印刷
が可能(すなわち、高分解能で印刷用紙を搬送することが可能)である。一方で、DCモ
ータを採用するプリンタでは、ロータリエンコーダが必要となるため、ステッピングモー
タを採用するプリンタと比較して、DCモータを採用するプリンタのコストは高くなる。
したがって、一般に、ステッピングモータは、それほど高い解像度での印刷が要求されな
い比較的安価なプリンタの搬送用モータとして採用されている。
A printer that employs a DC motor as a conveyance motor generally includes a rotary encoder for performing conveyance control of printing paper, as described in
Accordingly, in general, the stepping motor is employed as a transport motor for a relatively inexpensive printer that does not require printing at such a high resolution.
近年、比較的安価なプリンタにおいても、高解像度化が市場で要求されている。しかし
ながら、ステッピングモータは、磁極(極歯)の数でステップ角が決まり、ステップ角に
よって分解能が決まるため、機械的な構成の変更によって、ステッピングモータ自体の分
解能を上げるのには限界がある。また、ステッピングモータと搬送ローラとを連結するギ
アのギア比を上げれば、分解能を上げることはできるが、印刷用紙の搬送速度の低下を招
く。その結果、印刷速度が低下する。
In recent years, higher resolution has been required in the market even for relatively inexpensive printers. However, since the step angle of the stepping motor is determined by the number of magnetic poles (pole teeth) and the resolution is determined by the step angle, there is a limit to increasing the resolution of the stepping motor itself by changing the mechanical configuration. Further, if the gear ratio of the gear connecting the stepping motor and the conveyance roller is increased, the resolution can be increased, but the conveyance speed of the printing paper is reduced. As a result, the printing speed decreases.
ここで、2相のステッピングモータにおいては、理論上、電気角で45°のステップ角
でロータを回転させるいわゆる1−2相励磁方式や、理論上、電気角で22.5°のステ
ップ角でロータを回転させるいわゆるW1−2相励磁方式、あるいは、理論上、電気角で
11.25°のステップ角でロータを回転させるいわゆる2W1−2相励磁方式等の励磁
方式でステッピングモータを駆動させることで、高分解能で印刷用紙を搬送することが可
能になる。
Here, in a two-phase stepping motor, theoretically, a so-called 1-2 phase excitation method in which a rotor is rotated at a step angle of 45 ° in electrical angle, or theoretically, at a step angle of 22.5 ° in electrical angle. The stepping motor is driven by an excitation method such as a so-called W1-2 phase excitation method for rotating the rotor, or a so-called 2W1-2 phase excitation method for rotating the rotor at a step angle of 11.25 ° in theory. Thus, it becomes possible to transport the printing paper with high resolution.
しかしながら、2相励磁方式に加え、1−2相励磁方式やW1−2相励磁方式、2W1
−2相励磁方式等で、ステッピングモータを回転駆動させる場合、各励磁方式ごとに適切
な起動および加速を行うためには、各励磁方式ごとに個別に加速時間データを設定する必
要がある。そのため、ステッピングモータの制御装置に記憶させなければならないデータ
量が多くなる。その結果、制御装置の大容量化が必要となったり、制御上の処理に時間が
かかるといった問題が生じる。
However, in addition to the 2-phase excitation method, the 1-2 phase excitation method and the W1-2 phase excitation method, 2W1
When the stepping motor is rotationally driven by the -2 phase excitation method or the like, it is necessary to set acceleration time data individually for each excitation method in order to appropriately start and accelerate each excitation method. Therefore, the amount of data that must be stored in the control device for the stepping motor increases. As a result, there arises a problem that it is necessary to increase the capacity of the control device and that it takes time for control processing.
そこで、本発明の課題は、複数の励磁方式でロータを回転駆動させる場合であっても、
ステッピングモータの駆動に必要なデータ量を低減しつつ適切な駆動が可能となるステッ
ピングモータの制御方法およびステッピングモータの制御装置を提供することにある。ま
た、本発明の課題は、比較的安価でかつ簡易な構成で、高解像度化を図ることできるプリ
ンタを提供することにある。
Therefore, the problem of the present invention is that even when the rotor is rotated by a plurality of excitation methods,
It is an object of the present invention to provide a stepping motor control method and a stepping motor control device that enable appropriate driving while reducing the amount of data required for driving the stepping motor. Another object of the present invention is to provide a printer that can achieve high resolution with a relatively inexpensive and simple configuration.
上記の課題を解決するため、本発明は、ステップ角がそれぞれ異なる複数の励磁方式で
ロータを回転駆動させるステッピングモータの制御方法において、所定の停止位置に停止
しているロータを起動させる起動制御と、起動制御後にロータを加速させる加速制御とを
行うとともに、加速制御では、少なくとも2つの励磁方式において共通の加速時間データ
に基づいて、ロータを加速させ、かつ、共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに異
なる加速度でロータを加速させ、起動制御では、共通の加速時間データを用いる励磁方式
ごとに設定された起動動作データに基づいて、ロータを起動させることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention relates to a stepping motor control method in which a rotor is rotationally driven by a plurality of excitation methods having different step angles, and start control for starting a rotor stopped at a predetermined stop position. In addition to performing acceleration control for accelerating the rotor after start-up control, in the acceleration control, an excitation method that accelerates the rotor based on common acceleration time data in at least two excitation methods and uses common acceleration time data The rotor is accelerated at a different acceleration every time, and in the start-up control, the rotor is started based on the start-up operation data set for each excitation method using common acceleration time data.
本発明の加速制御では、少なくとも2つの励磁方式において共通の加速時間データに基
づいてロータを加速させている。そのため、複数の励磁方式でロータを回転駆動させる場
合であっても、ステッピングモータの駆動に必要なデータ量を低減できる。
In the acceleration control of the present invention, the rotor is accelerated based on common acceleration time data in at least two excitation methods. Therefore, even when the rotor is rotationally driven by a plurality of excitation methods, the amount of data necessary for driving the stepping motor can be reduced.
また、本発明の加速制御では、少なくとも2つの励磁方式において共通の加速時間デー
タに基づいてロータを加速させるため、共通の加速時間データを用いる励磁方式では、ス
テップ角の相違からロータの加速度が異なる。すなわち、ステップ角の大きな励磁方式で
は、ロータの加速度が大きくなり、ステップ角の小さな励磁方式ではロータの加速度が小
さくなる。したがって、起動直後から共通の加速時間データに基づいてロータを加速させ
る場合、たとえば、ロータの加速度の小さな励磁方式においてロータを起動直後から適切
に加速させるように、起動から何ステップ分かの加速時間データを小さなステップ角に合
わせて設定すると、ロータの加速度の大きな励磁方式においてロータを加速させるときに
は、その加速時間データに基づいて大きなステップ角でロータが回転するため、ロータが
急加速するおそれがある。一方、ロータの加速度の大きな励磁方式においてロータを起動
直後から適切に加速させるように、起動から何ステップ分かの加速時間データを大きなス
テップ角に合わせて設定すると、ロータの加速度の小さな励磁方式においてロータを加速
させるときには、その加速時間データに基づいて小さなステップ角でロータが回転するた
め、加速時にロータが非常に微速で回転し、ロータを加速させるために必要な時間が長く
なるおそれがある。
In the acceleration control of the present invention, the rotor is accelerated based on the common acceleration time data in at least two excitation methods. Therefore, in the excitation method using the common acceleration time data, the acceleration of the rotor differs due to the difference in step angle. . That is, in the excitation method with a large step angle, the rotor acceleration increases, and in the excitation method with a small step angle, the rotor acceleration decreases. Therefore, when accelerating the rotor based on the common acceleration time data immediately after startup, for example, the acceleration time of several steps from startup so that the rotor is appropriately accelerated immediately after startup in the excitation method with small rotor acceleration. If the data is set to a small step angle, when the rotor is accelerated in an excitation method with a large rotor acceleration, the rotor rotates at a large step angle based on the acceleration time data, so the rotor may accelerate rapidly. . On the other hand, if the acceleration time data for several steps from startup is set according to a large step angle so that the rotor is appropriately accelerated immediately after startup in the excitation method with large rotor acceleration, in the excitation method with low rotor acceleration. When accelerating the rotor, the rotor rotates with a small step angle based on the acceleration time data. Therefore, the rotor rotates at a very slow speed during acceleration, and there is a possibility that the time required to accelerate the rotor becomes long.
本発明では、起動制御において、共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに設定さ
れた起動動作データに基づいてロータを起動させている。そのため、起動直後からロータ
が適切に回転するように、共通の加速時間データを用いる励磁方式ごと起動動作データを
設定することができる。したがって、本発明のステッピングモータの制御方法では上述し
た問題の発生を防止できる。また、起動制御では、共通の加速時間データを用いる励磁方
式ごとに設定された起動動作データに基づいてロータを起動させるため、起動制御から加
速制御への円滑な切替が可能となるように、共通の加速時間データを用いる励磁方式ごと
起動動作データを設定することができる。その結果、共通の加速時間データを用いる場合
でも、ロータの適切な起動、加速が可能になる。
In the present invention, in starting control, the rotor is started based on starting operation data set for each excitation method using common acceleration time data. Therefore, starting operation data can be set for each excitation method using the common acceleration time data so that the rotor appropriately rotates immediately after starting. Therefore, the above-described problem can be prevented from occurring in the stepping motor control method of the present invention. In start-up control, the rotor is started based on the start-up operation data set for each excitation method using common acceleration time data, so that it is possible to smoothly switch from start-up control to acceleration control. The activation operation data can be set for each excitation method using the acceleration time data. As a result, even when common acceleration time data is used, the rotor can be appropriately started and accelerated.
このように、本発明では、複数の励磁方式でロータを回転駆動させる場合であっても、
ステッピングモータの駆動に必要なデータ量を低減しつつ適切な駆動が可能となる。
Thus, in the present invention, even when the rotor is driven to rotate by a plurality of excitation methods,
Appropriate driving is possible while reducing the amount of data required for driving the stepping motor.
ここで、複数の励磁方式でステッピングモータを駆動させる場合には、様々な停止位置
にロータが停止する。たとえば、2相励磁方式で回転駆動させるときのロータの停止位置
である2相励磁停止位置や、1−2相励磁方式で回転駆動させるときのロータの停止位置
であって2相励磁停止位置を除く停止位置(すなわち、1相励磁方式で回転駆動させると
きのロータの停止位置である1相励磁停止位置)等にロータが停止する。また、ステッピ
ングモータの特性上、ロータの停止位置によって起動時のトルクが相違する。たとえば、
1相励磁停止位置と2相励磁停止位置とでは、起動時のトルクが相違する。そのため、ど
の停止位置にロータが停止しているときであっても、一定のステップ数で所定の回転速度
までロータを加速させるためには、各停止位置によって、加速時の電流値を変える必要が
ある。あるいは、どの停止位置にロータが停止しているときであっても、加速時に一定の
電流を供給して、所定の回転速度までロータを加速させるためには、各停止位置によって
、加速完了までのステップ数を変える必要がある。そのため、起動時の制御が複雑になる
。
Here, when the stepping motor is driven by a plurality of excitation methods, the rotor stops at various stop positions. For example, a two-phase excitation stop position that is a rotor stop position when the two-phase excitation method is rotationally driven, or a rotor stop position that is a two-phase excitation stop position when the two-phase excitation method is rotationally driven. The rotor stops at a stop position other than the stop position (that is, the one-phase excitation stop position that is the rotor stop position when the one-phase excitation method is used for rotational driving). In addition, due to the characteristics of the stepping motor, the starting torque differs depending on the stop position of the rotor. For example,
The starting torque differs between the 1-phase excitation stop position and the 2-phase excitation stop position. Therefore, in order to accelerate the rotor to a predetermined rotational speed with a fixed number of steps, no matter which stop position the rotor is stopped, it is necessary to change the current value during acceleration depending on each stop position. is there. Alternatively, in order to accelerate the rotor to a predetermined rotational speed by supplying a constant current during acceleration even when the rotor is stopped at any stop position, depending on each stop position, acceleration is completed. It is necessary to change the number of steps. Therefore, the control at the time of starting becomes complicated.
そこで、本発明において、起動制御では、停止しているロータを、ステップ角が最小と
なる励磁方式での最小ステップ角で基準位置まで回転させることが好ましい。このように
構成すると、起動トルクが同じになる所定の基準位置で、起動制御から加速制御への切替
を行うことができる。そのため、上述した問題の発生を防止して、ステッピングモータの
起動、加速時の制御を簡素化できる。
Therefore, in the present invention, in starting control, it is preferable to rotate the stopped rotor to the reference position with the minimum step angle in the excitation method that minimizes the step angle. If comprised in this way, switching from starting control to acceleration control can be performed in the predetermined reference position where starting torque is the same. Therefore, the occurrence of the above-described problem can be prevented, and control at the time of starting and accelerating the stepping motor can be simplified.
本発明において、ステッピングモータは、駆動用コイルがそれぞれ巻回されるとともに
、電気角で90°の位相差で配置されるA相の磁極組とB相の磁極組とを有する2相のス
テッピングモータであり、基準位置は、ロータを、理論上、電気角で90°のステップ角
で回転駆動させる2相励磁方式でステッピングモータを駆動させたときのロータの停止位
置となる2相励磁停止位置であることが好ましい。一般に、2相のステッピングモータで
は、その特性上、2相励磁停止位置から起動を行う場合の起動トルクが最も大きく、また
、加速が安定する。そのため、このように構成すると、起動制御から加速制御への適切な
切替が可能になる。
In the present invention, the stepping motor is a two-phase stepping motor having a A-phase magnetic pole set and a B-phase magnetic pole set, each of which is wound with a driving coil and arranged with a phase difference of 90 ° in electrical angle. The reference position is a two-phase excitation stop position that is a rotor stop position when the stepping motor is driven by a two-phase excitation method in which the rotor is theoretically driven to rotate at a step angle of 90 ° in electrical angle. Preferably there is. In general, in a two-phase stepping motor, due to its characteristics, the starting torque when starting from the two-phase excitation stop position is the largest, and the acceleration is stable. Therefore, if comprised in this way, appropriate switching from starting control to acceleration control will be attained.
本発明において、複数の励磁方式は、2相励磁方式と、ロータを、理論上、電気角で4
5°のステップ角で回転駆動させる1−2相励磁方式と、ロータを、理論上、電気角で2
2.5°のステップ角で回転駆動させるW1−2相励磁方式と、ロータを、理論上、電気
角で11.25°のステップ角で回転駆動させる2W1−2相励磁方式との4つの励磁方
式であり、起動制御では、最小ステップ角として2W1−2相励磁方式でのステップ角で
ロータを回転駆動させ、加速制御では、4つの励磁方式に共通の加速時間データに基づい
て、ロータを加速させることが好ましい。このように構成すると、4つの励磁方式を採用
するステッピングモータであっても、1つの加速時間データでの適切な起動、加速が可能
になる。
In the present invention, a plurality of excitation methods include a two-phase excitation method and a rotor that theoretically has an electrical angle of 4
The 1-2 phase excitation method that rotates at a step angle of 5 ° and the rotor is theoretically 2 in electrical angle.
Four excitations: a W1-2 phase excitation method that rotates at a step angle of 2.5 °, and a 2W1-2 phase excitation method that theoretically drives the rotor at an electrical angle of 11.25 °. In start-up control, the rotor is driven to rotate at the step angle in the 2W1-2 phase excitation method as the minimum step angle, and in acceleration control, the rotor is accelerated based on acceleration time data common to the four excitation methods. It is preferable to make it. If comprised in this way, even if it is a stepping motor which employ | adopts four excitation systems, appropriate starting and acceleration will be attained with one acceleration time data.
本発明において、起動制御では、停止しているロータを、最小ステップ角で2相励磁停
止位置まで等速回転させて、ロータの位置合せをする位置合せ制御を行うことが好ましい
。このように構成すると、起動トルクが最も大きくかつ起動が安定する2相励磁停止位置
に等速回転でロータを位置合せした後に、ロータを加速させることができる。そのため、
ロータの安定した加速が可能になる。
In the present invention, in the start control, it is preferable to perform alignment control for aligning the rotor by rotating the stopped rotor at a constant speed to the two-phase excitation stop position with a minimum step angle. If comprised in this way, after aligning a rotor by constant speed rotation to the two-phase excitation stop position where starting torque is the largest and starting is stabilized, a rotor can be accelerated. for that reason,
Stable acceleration of the rotor becomes possible.
本発明において、起動制御では、位置合せ制御で位置合せされた1つの2相励磁停止位
置からその2相励磁停止位置あるいは他の2相励磁停止位置まで、ロータを予備加速させ
る予備加速制御を行うことが好ましい。このように構成すると、起動制御から加速制御へ
の円滑な移行が可能になる。
In the present invention, in start-up control, pre-acceleration control is performed to pre-accelerate the rotor from one two-phase excitation stop position aligned in the alignment control to the two-phase excitation stop position or another two-phase excitation stop position. It is preferable. If comprised in this way, the smooth transition from starting control to acceleration control will be attained.
また、上記の課題を解決するため、本発明は、ステップ角がそれぞれ異なる複数の励磁
方式でロータを回転駆動させるステッピングモータの制御装置において、所定の停止位置
に停止しているロータを起動させる起動手段と、起動手段によるロータの起動後にロータ
を加速させる加速手段とを備え、加速手段は、少なくとも2つの励磁方式において共通の
加速時間データに基づいて、ロータを加速させ、かつ、共通の加速時間データを用いる励
磁方式ごとに異なる加速度でロータを加速させ、起動手段は、共通の加速時間データを用
いる励磁方式ごとに設定された起動動作データに基づいて、ロータを起動させることを特
徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a starter for starting a rotor that is stopped at a predetermined stop position in a stepping motor control device that rotationally drives the rotor with a plurality of excitation methods having different step angles. And accelerating means for accelerating the rotor after activation of the rotor by the activating means, the accelerating means accelerates the rotor based on common acceleration time data in at least two excitation methods, and a common acceleration time The rotor is accelerated at a different acceleration for each excitation method using data, and the starting means starts the rotor based on starting operation data set for each excitation method using common acceleration time data.
本発明の制御装置では、加速手段が、少なくとも2つの励磁方式において共通の加速時
間データに基づいてロータを加速させている。そのため、複数の励磁方式でロータを回転
駆動させる場合であっても、ステッピングモータの駆動に必要なデータ量を低減できる。
また、本発明では、起動手段が共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに設定された
起動動作データに基づいてロータを起動させている。そのため、共通の加速時間データを
用いる場合でも、ロータの適切な起動、加速が可能になる。その結果、本発明の制御装置
では、複数の励磁方式でロータを回転駆動させる場合であっても、ステッピングモータの
駆動に必要なデータ量を低減しつつ適切な駆動が可能となる。
In the control device of the present invention, the acceleration means accelerates the rotor based on common acceleration time data in at least two excitation methods. Therefore, even when the rotor is rotationally driven by a plurality of excitation methods, the amount of data necessary for driving the stepping motor can be reduced.
In the present invention, the rotor is started based on the starting operation data set for each excitation method using the common acceleration time data by the starting means. Therefore, even when common acceleration time data is used, the rotor can be appropriately started and accelerated. As a result, in the control device of the present invention, even when the rotor is rotationally driven by a plurality of excitation methods, it is possible to drive appropriately while reducing the amount of data required for driving the stepping motor.
本発明の制御方法で制御されるステッピングモータ、あるいは、本発明の制御装置で制
御されるステッピングモータを、プリンタの、印刷対象物を搬送する搬送用モータとして
用いることができる。本発明の制御方法で制御されるステッピングモータ、あるいは、本
発明の制御装置で制御されるステッピングモータは、複数の励磁方式でロータを回転駆動
させる場合であっても、ステッピングモータの駆動に必要なデータ量を低減しつつ適切な
駆動が可能となる。そのため、このステッピングモータを搬送用モータとして備えるプリ
ンタでは、制御部の低容量化を図りつつ、複数の励磁方式でステッピングモータを回転駆
動させることができる。すなわち、このプリンタでは、1−2相励磁方式やW1−2相励
磁方式、2W1−2相励磁方式等でのステッピングモータの回転駆動が可能になるため、
簡易な構成で高解像度化を図ることできる。また、搬送用モータとしてDCモータを用い
る場合と比較して、プリンタのコストを低減することができる。
The stepping motor controlled by the control method of the present invention or the stepping motor controlled by the control device of the present invention can be used as a transport motor for transporting a print object of the printer. The stepping motor controlled by the control method of the present invention or the stepping motor controlled by the control device of the present invention is necessary for driving the stepping motor even when the rotor is rotationally driven by a plurality of excitation methods. Appropriate driving is possible while reducing the amount of data. Therefore, in a printer having this stepping motor as a conveyance motor, the stepping motor can be driven to rotate by a plurality of excitation methods while reducing the capacity of the control unit. That is, in this printer, the stepping motor can be driven to rotate by the 1-2 phase excitation method, the W1-2 phase excitation method, the 2W1-2 phase excitation method, etc.
High resolution can be achieved with a simple configuration. In addition, the cost of the printer can be reduced as compared with the case where a DC motor is used as the conveyance motor.
以下、本発明の実施の形態にかかるステッピングモータの制御方法、ステッピングモー
タの制御装置およびプリンタを図面に基づいて説明する。
Hereinafter, a stepping motor control method, a stepping motor control apparatus, and a printer according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[プリンタの概略構成]
図1は、本発明の実施の形態にかかるプリンタ1の概略構成を示す斜視図である。図2
は、図1のプリンタ1の紙送りに関する部分の概略構成を示す概略側面図である。図3は
、図2に示すPF駆動ローラ6の駆動部を拡大して示す拡大平面図である。
[Schematic configuration of printer]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
FIG. 2 is a schematic side view showing a schematic configuration of a portion related to paper feeding of the
本形態のプリンタ1は、印刷対象物となる印刷用紙P等に対して液体状のインクを吐出
して印刷を行うインクジェットプリンタである。このプリンタ1は、図1から図3に示す
ように、インク滴を吐出する印刷ヘッド2が搭載されたキャリッジ3と、主走査方向MS
へキャリッジ3を駆動するキャリッジモータ(CRモータ)4と、印刷用紙Pを副走査方
向SSへ搬送する搬送用モータとしての紙送りモータ(PFモータ)5(図3参照)と、
PFモータ5に連結されたPF駆動ローラ6と、印刷ヘッド2のインク吐出面(図2の下
面)と対向するように配置されたプラテン7と、これらの構成が搭載された本体シャーシ
8とを備えている。本形態のCRモータ4はDCモータである。また、本形態のPFモー
タ5はステッピングモータである。なお、CRモータ4はステッピングモータであっても
良い。
The
A carriage motor (CR motor) 4 for driving the
A
また、プリンタ1は、図2に示すように、印刷前の印刷用紙Pが載置されるホッパ11
と、ホッパ11に載置された印刷用紙Pをプリンタ1の内部へ取り込むための給紙ローラ
12および分離パッド13と、ホッパ11からプリンタ1の内部へ取り込まれた印刷用紙
Pの通過を検出するための紙検出装置14と、プリンタ1の内部から印刷用紙Pを排出す
る排紙駆動ローラ15とを備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
A
キャリッジ3は、本体シャーシ8に固定された支持フレーム16に支持されたガイドシ
ャフト17と、タイミングベルト18とによって主走査方向MSに搬送可能に構成されて
いる。すなわち、タイミングベルト18は、その一部がキャリッジ3に固定される(図2
参照)とともに、CRモータ4の出力軸に取り付けられたプーリ19と支持フレーム16
に回転可能に取り付けられたプーリ20とに掛け渡された状態で一定の張力を有するよう
に配設されている。ガイドシャフト17は、キャリッジ3を主走査方向MSへ案内するよ
うに、キャリッジ3を摺動可能に保持している。また、キャリッジ3には、印刷ヘッド2
に加え、印刷ヘッド2に供給される各種のインクが収納されたインクカートリッジ21が
搭載されている。
The
And a
The
In addition, an
給紙ローラ12は、図示を省略するギアを介してPFモータ5に連結され、PFモータ
5によって駆動される。ホッパ11は、図2に示すように、印刷用紙Pを載置可能な板状
部材であり、図示を省略するカム機構によって、上部に設けられた回動軸22を中心に揺
動可能となっている。そして、カム機構による揺動によって、ホッパ11の下端部が給紙
ローラ12に弾性的に圧接され、また、給紙ローラ12から離間する。分離パッド13は
、摩擦係数の高い部材から形成され、給紙ローラ12に対向する位置に配置されている。
The
給紙ローラ12が回転すると、給紙ローラ12の表面と分離パッド13とが圧接する。
そのため、給紙ローラ12が回転すると、ホッパ11に載置された印刷用紙Pのうち、一
番上の印刷用紙Pは、給紙ローラ12の表面と分離パッド13との圧接部分を通過して排
紙側へ送られるが、上から2番目以降に載置された印刷用紙Pは、分離パッド13によっ
て、排紙側への搬送が阻止される。
When the
Therefore, when the
PF駆動ローラ6は、図2の紙面奥側で、PFモータ5に連結されている。すなわち、
PF駆動ローラ6は、図3に示すように、図2におけるPF駆動ローラ6の紙面奥側端に
取り付けられた大ギア35と、PFモータ5の出力軸に取り付けられ大ギア35と噛み合
う小ギア36とを介してPFモータ5に連結されている。本形態では、大ギア35と小ギ
ア36とのギア比は1:7.5である。また、本形態のPF駆動ローラ6の周長は1イン
チである。
The
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、プリンタ1には、PF駆動ローラ6とともに印刷用紙Pを搬送する
PF従動ローラ23が設けられている。PF従動ローラ23は、回転軸25を中心に揺動
可能に構成された従動ローラホルダ24の排紙側に回動可能に保持されている。従動ロー
ラホルダ24は、図示を省略するバネによって、PF従動ローラ23がPF駆動ローラ6
へ向かう付勢力を常時受けるように、図示反時計方向へ付勢されている。そして、PF駆
動ローラ6が駆動されると、PF駆動ローラ6とともにPF従動ローラ23も回転する。
As shown in FIG. 2, the
It is urged in the counterclockwise direction in the figure so as to always receive the urging force toward. When the
紙検出装置14は、図2に示すように検出レバー26とフォトセンサ27とから構成さ
れ、従動ローラホルダ24の近傍に設けられている。検出レバー26は、回転軸28を中
心に回動可能になっている。そして、図2に示す印刷用紙Pの通過状態から、検出レバー
26の下側を印刷用紙Pが通過し終わると、検出レバー26が反時計方向へ回動する。検
出レバー26が回動すると、フォトセンサ27の発光素子(図示省略)から受光素子(図
示省略)へ向かう光を遮断して、印刷用紙Pの通過終了を検出できる構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
排紙駆動ローラ15は、プリンタ1の排紙側に配置され、図2の紙面奥側で、PFモー
タ5に連結されている。すなわち、排紙駆動ローラ15は、図3に示すように、図2にお
ける排紙駆動ローラ15の紙面奥側端に取り付けられた大ギア37と、この大ギア37と
噛み合う小ギア36とを介してPFモータ5に連結されている。本形態では、大ギア37
と小ギア36とのギア比は、大ギア35と小ギア36とのギア比と同様に1:7.5であ
る。また、本形態の排紙駆動ローラ15の周長は1インチである。
The paper
The gear ratio between the
図2に示すように、プリンタ1には、排紙駆動ローラ15とともに印刷用紙Pを排紙す
る排紙従動ローラ29が設けられている。排紙従動ローラ29も、PF従動ローラ23と
同様に、図示を省略するバネによって、常時、排紙駆動ローラ15へ向かう付勢力を受け
ている。そして、排紙駆動ローラ15が駆動されると、排紙駆動ローラ15とともに、排
紙従動ローラ29も回転する。
As shown in FIG. 2, the
また、プリンタ1は、図2に示すように、主走査方向MSにおけるキャリッジ3の位置
検出やキャリッジ3の速度検出等を行うために、リニアスケール31およびフォトセンサ
32を有するリニアエンコーダ33を備えている。図2に示すように、フォトセンサ32
は、キャリッジ3の背面(図1の紙面奥側の面)に固定されている。また、リニアスケー
ル31は、主走査方向MSと平行に支持フレーム16に取り付けられている。なお、CR
モータ4をステッピングモータとした場合には、リニアエンコーダ33は不要である。
Further, as shown in FIG. 2, the
Is fixed to the back surface of the carriage 3 (the back surface in FIG. 1). The
When the
PFモータ5は、図3に示すように、樹脂で形成された取付ブラケット38に固定され
ている。取付ブラケット38は、図2の紙面奥側で、支持フレーム16に取り付けられて
いる。
As shown in FIG. 3, the
このプリンタ1では、給紙ローラ12や分離パッド13によってホッパ11からプリン
タ1の内部に取り込まれた印刷用紙Pを、PFモータ5で回転駆動されたPF駆動ローラ
6で副走査方向SSへ送りながら、CRモータ4で駆動されたキャリッジ3が主走査方向
MSで往復移動する。キャリッジ3が往復移動する際には、印刷ヘッド2からインク滴が
吐出され、印刷用紙Pへの印刷が行われる。また、印刷用紙Pへの印刷が終了すると、排
紙駆動ローラ15等によって印刷用紙Pはプリンタ1の外部へ排出される。
In the
[プリンタの制御部の概略構成]
図4は、図1のプリンタ1の制御部50およびその周辺機器の概略構成を示すブロック
図である。なお、図4では、PFモータ5の制御に関連する制御部50の構成のみを図示
している。
[Schematic configuration of printer control unit]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the
制御部50は、PFモータ5の制御に関連する構成として、図4に示すように、バス5
1、CPU52、ROM53、RAM54、不揮発性メモリ55、ASIC56、PFモ
ータ駆動回路58等を備えている。
As shown in FIG. 4, the
1, a
バス51は、制御部50の各構成を接続する信号線である。このバス51によって、C
PU52、ROM53、RAM54、不揮発性メモリ55やASIC56等は、相互に接
続され、これらの間で各種信号の授受を行うように構成されている。CPU52は、RO
M53および不揮発性メモリ55等に記憶されているプリンタ1の制御プログラムを実行
するための演算処理およびその他必要な演算処理を行う。また、ROM53には、プリン
タ1を制御するための制御プログラムおよび処理に必要なデータ等が記憶されている。R
AM54には、CPU52が実行途中のプログラムおよび演算途中のデータ等が一時的に
格納される。不揮発性メモリ55には、プリンタ1の電源を切った後も保存しておくこと
が必要となる各種のデータが記憶される。
The
The
Arithmetic processing for executing the control program of the
The
ASIC56は、PFモータ5等の制御を行うための制御指令をデジタル信号として出
力する。具体的には、ASIC56は、ROM53および不揮発性メモリ55に記憶され
た各種データに基づく各種信号やCPU52での演算処理に基づく各種信号を制御指令と
して出力する。また、ASIC56は、インターフェース回路を内蔵しており、パーソナ
ルコンピュータ等からなる制御指令部59から供給される印刷指令を受け取ることができ
る。
The
PFモータ駆動回路58は、ASIC56から制御指令に基づいてPFモータ5を回転
駆動させるPFモータ5の駆動回路である。このPFモータ駆動回路58の詳細について
は後述する。
The PF
なお、本形態では、CPU52、ROM53、RAM54、不揮発性メモリ55、AS
IC56およびPFモータ駆動回路58等によって、PFモータ5を起動させる起動手段
が構成されている。また、本形態では、CPU52、ROM53、RAM54、不揮発性
メモリ55、ASIC56およびPFモータ駆動回路58等によって、PFモータ5を加
速させる加速手段が構成されている。さらに、本形態では、CPU52、ROM53、R
AM54、不揮発性メモリ55、ASIC56およびPFモータ駆動回路58等によって
、ステッピングモータであるPFモータ5の制御装置が構成されている。
In this embodiment, the
The
The
[PFモータ、PFモータ駆動回路の概略構成]
図5は、図3に示すPFモータ5の要部の構成を模式的に示す模式図である。図6は、
図4に示すPFモータ駆動回路58の概略構成を示す回路図である。図7は、図3に示す
PFモータ5を各励磁方式で駆動したときのステップ角および停止位置を説明するための
図である。図8は、図6に示すA相駆動コイル48およびB相駆動コイル49に供給され
る電流の理想波形を示す図であり、(A)は、縦軸を電流比率、横軸を電気角(またはス
テップ数)として示す理想波形であり、(B)は、縦軸をA相駆動コイル48の電流比率
、横軸をB相駆動コイル49の電流比率として示す理想波形である。図9は、図6に示す
制御ロジック回路63に記憶された電流比率算出テーブルを示す表である。
[Schematic configuration of PF motor and PF motor drive circuit]
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a main part of the
FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a PF
本形態のPFモータ5は、2相のステッピングモータであり、図5に模式的に示すよう
に、回転軸39および回転軸39の外周面に固定された駆動マグネット40を有するロー
タ41と、電気角で90°の位相差で配置されるA相の磁極組43(以下、A相磁極組4
3とする。)およびB相の磁極組44(以下、B相磁極組44とする。)を有するステー
タ45とを備えている。
The
3. And a
駆動マグネット40の外周面は、周方向に沿ってN極とS極とが交互に着磁されている
。また、A相磁極組43およびB相磁極組44にはそれぞれ、駆動用コイル48、49(
図6参照)が巻回されている。なお、以下では、A相磁極組43に巻回される駆動用コイ
ル48を「A相駆動コイル48」、B相磁極組44に巻回される駆動用コイル49を「B
相駆動コイル49」とする。
The outer peripheral surface of the
6) is wound. In the following description, the driving
This is referred to as a
図5に示すように、本形態のA相磁極組43は、機械角で15°ピッチで形成された2
4個のA相磁極46を備えている。具体的には、A相磁極組43は、機械角で15°ピッ
チ(電気角で180°ピッチ)で交互に配置されたA+相磁極46aとA−相磁極46b
とを備えている。A+相磁極46aとA−相磁極46bとは、A相駆動コイル48に電流
が供給されたときにそれぞれ異極に磁化される。たとえば、A相駆動コイル48に所定方
向の電流が供給されると、A+相磁極46aがN極、A−相磁極46bがS極に磁化され
、A相駆動コイル48に逆方向の電流が供給されると、A+相磁極46aがS極、A−相
磁極46bがN極に磁化される。
As shown in FIG. 5, the A-phase magnetic pole set 43 of the present embodiment is a mechanical angle of 2 formed at a pitch of 15 °.
Four A-phase magnetic poles 46 are provided. Specifically, the A-phase magnetic pole set 43 is composed of A + phase
And. The A + phase
同様に、B相磁極組44も、機械角で15°ピッチで形成された24個のB相磁極47
を備えている。具体的には、B相磁極組43は、機械角で15°ピッチ(電気角で180
°ピッチ)で交互に配置されたB+相磁極47aとB−相磁極47bとを備えている。A
+相磁極46aおよびA−相磁極46bと同様に、B+相磁極47aとB−相磁極47b
とは、B相駆動コイル49に電流が供給されたときにそれぞれ異極に磁化される。
Similarly, the B-phase magnetic pole set 44 also has 24 B-phase
It has. Specifically, the B-phase magnetic pole set 43 has a mechanical angle of 15 ° pitch (an electrical angle of 180 °).
B + phase
Similar to the + phase
Are magnetized to different polarities when a current is supplied to the B-
A相磁極46とB相磁極47とは、機械角で7.5°ピッチ(電気角で90°ピッチ)
で交互に配置されている。たとえば、図5に示すように、A+相磁極46a、B+相磁極
47a、A−相磁極46bおよびB−相磁極47bが、時計方向にこの順番で配置されて
いる。また、A+相磁極46a、B+相磁極47a、A−相磁極46bおよびB−相磁極
47bの関係を電気角で示すと図7のようになる。すなわち、A+相磁極46a、B+相
磁極47a、A−相磁極46bおよびB−相磁極47bは、電気角では90°ピッチでこ
の順番に配置されている。
The A-phase magnetic pole 46 and the B-phase
Are alternately arranged. For example, as shown in FIG. 5, an A + phase
なお、以下では、図7に示すように、B+相磁極47aの配置位置を電気角で0°の位
置、A+相磁極46aの配置位置を電気角で90°の位置、B−相磁極47bの配置位置
を電気角で180°の位置、A−相磁極46bの配置位置を電気角で270°の位置とす
る。また、以下では、図7に示す45°の位置を電気角の基準位置とする。さらに、後述
のように、この基準位置でのステップをステップ0とする。
In the following, as shown in FIG. 7, the arrangement position of the B + phase
本形態のPFモータ5では、A相駆動コイル48およびB相駆動コイル49に供給され
る電流の方向および量を変化させることで、4ステップでロータ41を電気角で360°
回転させる(すなわち、理論上、ロータ41を電気角で90°のステップ角で回転駆動さ
せる)2相励磁方式、8ステップでロータ41を電気角で360°回転させる(すなわち
、理論上、ロータ41を電気角で45°のステップ角で回転駆動させる)1−2相励磁方
式、16ステップでロータ41を電気角で360°回転させる(すなわち、理論上、ロー
タ41を電気角で22.5°のステップ角で回転駆動させる)W1−2相励磁方式および
32ステップでロータ41を電気角で360°回転させる(すなわち、理論上、ロータ4
1を電気角で11.25°のステップ角で回転駆動させる)2W1−2相励磁方式の4つ
の励磁方式での回転駆動が可能となっている。なお、本形態のPFモータ5では、所定の
設定を行うことで、64ステップでロータ41を電気角で360°回転させる(すなわち
、理論上、ロータ41を電気角で5.625°のステップ角で回転駆動させる)4W1−
2相励磁方式での回転駆動も可能となる。
In the
The
1 can be rotated at a step angle of 11.25 ° in electrical angle) (2W1-2 phase excitation method). In the
Rotational driving with a two-phase excitation method is also possible.
なお、上述のように、PFモータ5は4つの励磁方式によって回転駆動が可能となって
いるが、本形態では、2相励磁方式、1−2相励磁方式およびW1−2相励磁方式の3つ
の励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される。また、以下では、図7に示すように、P
Fモータ5を、2相励磁方式で回転駆動させたときのロータ41の停止位置を第1停止位
置(2相励磁停止位置)71、1−2相励磁方式で回転駆動させたときのロータ41の停
止位置であって第1停止位置71を除く停止位置(すなわち、1相励磁方式で回転駆動さ
せたときのロータ41の停止位置)を第2停止位置72、W1−2相励磁方式で回転駆動
させたときのロータ41の停止位置であって第1停止位置71および第2停止位置72を
除く停止位置を第3停止位置73、2W1−2相励磁方式で回転駆動させたときのロータ
41の停止位置であって第1停止位置71から第3停止位置73を除く停止位置を第4停
止位置74、4W1−2相励磁方式で回転駆動させたときのロータ41の停止位置であっ
て第1停止位置71から第4停止位置74を除く停止位置を第5停止位置75とする。
As described above, the
When the
ここで、一般に、2相のステッピングモータでは、その特性上、駆動用コイルに電流が
供給されているときには、2相励磁方式における停止位置での停止時の位置保持トルクが
最大になる。そのため、駆動用コイルに電流が供給されているときには、2相励磁方式で
の停止位置で停止するときのロータの停止状態が安定する。すなわち、本形態では、第1
停止位置71は、ロータ41の停止状態が安定する安定位置であり、第1停止位置71を
除く停止位置、すなわち、第2停止位置72から第5停止位置75までが不安定位置とな
る。なお、ディテントトルク(無励磁保持トルク)は、第2停止位置72において最大と
なる。
Here, in general, in a two-phase stepping motor, due to its characteristics, when a current is supplied to the driving coil, the position holding torque at the stop position in the two-phase excitation method is maximized. Therefore, when a current is supplied to the driving coil, the rotor stop state when the two-phase excitation method is stopped at the stop position is stabilized. That is, in this embodiment, the first
The
PFモータ駆動回路58は、図6に示すように、A相駆動コイル48に供給される電流
を制御するA相電流制御回路61と、B相駆動コイル49に供給される電流を制御するB
相電流制御回路62と、ASIC56から出力されたデジタル信号である制御指令が入力
される制御ロジック回路63とを備えている。
As shown in FIG. 6, the PF
A phase
A相電流制御回路61およびB相電流制御回路62はともに、図6に示すように、トラ
ンジスタ64を4個使用したいわゆるフルブリッジ回路である。それぞれのトランジスタ
64のベース端子は、制御ロジック回路63に接続されている。そして、制御ロジック回
路63から各トランジスタ64のベース端子へ入力される信号に基づいて、A相電流制御
回路61およびB相電流制御回路62は、A相駆動コイル48およびB相駆動コイル49
へ供給される電流の量および方向を制御する。
Both the A-phase
Control the amount and direction of current supplied to the.
具体的には、ロータ41が微小なステップ角(すなわち、無限のステップ数)で回転す
ると仮定した場合、理想的には、図8(A)に示すように、正弦波状に変化する電流C1
がA相駆動コイル48に供給され、電流C1と電気角で90°位相差を有する電流C2が
B相駆動コイル49に供給される。すなわち、PFモータ5の回転速度等の駆動条件が一
定であれば、理想的には、図8(B)に示すように、A相駆動コイル48に供給される電
流C1のベクトルVAと、B相駆動コイル49に供給される電流C2のベクトルVBとの
合成ベクトルVの大きさ(すなわち、図8(B)に示す円の半径)が電気角によって変動
しないような電流C1、C2が、A相駆動コイル48、B相駆動コイル49へ供給される
。なお、本形態では、実際には、図8(B)の二点鎖線で示すように、合成ベクトルVに
よって、たとえば、12角形状が形成されるように(すなわち、電気角によって合成ベク
トルVの大きさがわずかに変動するように)、A相駆動コイル48およびB相駆動コイル
49には電流が供給されている。また、PFモータ5の回転速度等の駆動条件によっては
、合成ベクトルVの大きさ自体は変化する。
Specifically, when it is assumed that the
Is supplied to the
ここで、図8(A)において、電流C1、C2の正負は電流の方向を示しており、電流
C1、C2の正負が変わると、A相駆動コイル48、B相駆動コイル49に供給される電
流C1、C2の方向が変わる。また、図8(A)に示す電気角は、図8(B)に示す合成
ベクトルVで形成される円の外周側に図示された電気角と対応する。
Here, in FIG. 8A, the positive and negative of the currents C1 and C2 indicate the direction of the current. The direction of the currents C1 and C2 changes. Further, the electrical angle shown in FIG. 8A corresponds to the electrical angle shown on the outer peripheral side of the circle formed by the composite vector V shown in FIG. 8B.
制御ロジック回路63は、ASIC56から入力されるデジタル信号に基づいてアナロ
グ信号を生成し、A相駆動コイル48およびB相駆動コイル49への電流の量および方向
を制御するための信号を各トランジスタ64のベース端子に向かって出力する。
The control logic circuit 63 generates an analog signal based on the digital signal input from the
制御ロジック回路63には、電流C1と電流C2との総和値(すなわち、図8(B)に
示す合成ベクトルVの大きさ)に対応するデジタル信号が入力される。すなわち、電流C
1と電流C2との総和値に関するデータがROM53に記憶されており、PFモータ5の
回転速度等に応じてROM53から読み出された総和値のデータに対応するデジタル信号
がASIC56から制御ロジック回路63に入力される。本形態では、PFモータ5の回
転速度等の駆動条件が一定の場合、ステップ数(あるいは電気角)によって電流C1と電
流C2との総和値(すなわち、合成ベクトルVの大きさ)が図8(B)の二点鎖線のよう
に変動するようなデジタル信号が制御ロジック回路63に入力される。
A digital signal corresponding to the total value of the current C1 and the current C2 (that is, the magnitude of the combined vector V shown in FIG. 8B) is input to the control logic circuit 63. That is, the current C
Data relating to the sum value of 1 and current C2 is stored in the
また、本形態では、制御ロジック回路63には、電流C1と電流C2との総和値に対す
る電流C1の比率および電流C2の比率に対応するデジタル信号が入力される。すなわち
、電流C1、C2の比率に関するデータがROM53に記憶されており、PFモータ5の
励磁方式等に応じて、ROM53から読み出された電流C1、C2の比率に関するデータ
に対応するデジタル信号がASIC56から制御ロジック回路63に入力される。
In this embodiment, the control logic circuit 63 receives a digital signal corresponding to the ratio of the current C1 and the ratio of the current C2 to the total value of the current C1 and the current C2. That is, data relating to the ratio of the currents C1 and C2 is stored in the
具体的には、図9に示すように、4ビットのデジタル信号である角度データ信号と、1
ビットのデジタル信号である符号データ信号とが、電流C1、C2の比率に対応するデジ
タル信号として、制御ロジック回路63に入力される。また、制御ロジック回路63には
、図9に示す電流比率算出テーブルが記憶されている。そして、制御ロジック回路63で
は、入力された角度データ信号と符号データ信号とから電流比率算出テーブルを用いて、
電流C1と電流C2との総和値に対する電流C1の比率と電流C2の比率とがそれぞれ算
出される。
Specifically, as shown in FIG. 9, an angle data signal that is a 4-bit digital signal, and 1
The code data signal, which is a bit digital signal, is input to the control logic circuit 63 as a digital signal corresponding to the ratio of the currents C1 and C2. The control logic circuit 63 stores a current ratio calculation table shown in FIG. Then, the control logic circuit 63 uses a current ratio calculation table from the input angle data signal and code data signal,
The ratio of the current C1 and the ratio of the current C2 with respect to the total value of the current C1 and the current C2 are calculated.
上述のように、本形態では、所定の設定を行うことで、4W1−2相励磁方式での回転
駆動が可能となるため、図9に示すように、電流比率算出テーブルでは、4W1−2相励
磁方式での64ステップ分の電流C1の比率および電流C2の比率が設定されている。す
なわち、図9の電流比率算出テーブル上の1ステップで、ロータ41は、理論上、電気角
で5.625°で回転する。なお、図9に示すように、制御ロジック回路63に入力され
る角度データ信号と符号データ信号とからロータ41の電気角の特定が可能である。図9
に記載された電気角は、図7に示す電気角に対応する。また、上述のように、図7に示す
45°の位置が電気角の基準位置であり、この基準位置でのステップがステップ0である
。また、図9に示すように、電気角で39.375°の位置でのステップがステップ1と
なり、以下同様に、図9に示す各電気角の位置でのステップがそれぞれ、ステップ2・・
・・ステップ63となる。
As described above, in this embodiment, by performing a predetermined setting, it becomes possible to perform rotational driving by the 4W1-2 phase excitation method. Therefore, as shown in FIG. 9, in the current ratio calculation table, 4W1-2 phase The ratio of current C1 and the ratio of current C2 for 64 steps in the excitation method are set. That is, in one step on the current ratio calculation table of FIG. 9, the
The electrical angle described in (1) corresponds to the electrical angle shown in FIG. Further, as described above, the position of 45 ° shown in FIG. 7 is the electrical angle reference position, and the step at this reference position is
..Step 63
このように、制御ロジック回路63には、電流C1と電流C2との総和値に対応するデ
ジタル信号と、電流C1、C2の比率に対応するデジタル信号とが入力される。そして、
電流C1と電流C2との総和値と、電流C1の総和値に対する比率と、電流C2の総和値
に対する比率とから、電流C1および電流C2の大きさおよび方向が特定され、特定され
た電流C1、C2がそれぞれA相駆動コイル48、B相駆動コイル49に供給されるよう
に、制御ロジック回路63は、所定の信号を各トランジスタ64のベース端子へ向かって
出力する。
As described above, the control logic circuit 63 receives the digital signal corresponding to the total value of the current C1 and the current C2 and the digital signal corresponding to the ratio of the currents C1 and C2. And
The magnitude and direction of the current C1 and the current C2 are specified from the total value of the current C1 and the current C2, the ratio of the current C1 to the total value, and the ratio of the current C2 to the total value, and the specified current C1, The control logic circuit 63 outputs a predetermined signal toward the base terminal of each
また、入力される電流C1、C2の比率に対応するデジタル信号(具体的には、角度デ
ータ信号および符号データ信号)に基づいて、上述した2相励磁方式や1−2相励磁方式
等の各励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される。すなわち、図9に示すステップM1
(M1は0から63までの整数)での信号(具体的には、角度データ信号および符号デー
タ信号)をM1信号とすると、2相励磁方式では、0信号、16信号、32信号、48信
号、0信号、・・・の順番で4種類の信号が順次、制御ロジック回路63に入力され、1
−2相励磁方式では、0信号、8信号、16信号、24信号、32信号、40信号、48
信号、56信号、0信号、・・・の順番で8種類の信号が順次、制御ロジック回路63に
入力される。同様に、W1−2相励磁方式では16種類の信号が、2W1−2相励磁方式
では32種類の信号が、4W1−2相励磁方式では64種類の信号が、順次、制御ロジッ
ク回路63に入力される。
Further, based on the digital signal (specifically, the angle data signal and the sign data signal) corresponding to the ratio of the input currents C1 and C2, each of the above-described two-phase excitation method, 1-2-phase excitation method, etc. The
When a signal (specifically, an angle data signal and a sign data signal) at M1 is an integer from 0 to 63 is an M1 signal, 0 signal, 16 signal, 32 signal, 48 signal in the two-phase excitation method. , 0 signal,... Are sequentially input to the control logic circuit 63 in the order of 0 signal,.
In the 2-phase excitation method, 0 signal, 8 signal, 16 signal, 24 signal, 32 signal, 40 signal, 48
Eight types of signals are sequentially input to the control logic circuit 63 in the order of signal, 56 signals, 0 signal,. Similarly, 16 types of signals are input to the control logic circuit 63 in the W1-2 phase excitation method, 32 types of signals in the 2W1-2 phase excitation method, and 64 types of signals in the 4W1-2 phase excitation method. Is done.
[PFモータの制御方法]
以下、PFモータ5の加速制御、起動制御、減速制御、停止制御の方法をこの順番で説
明する。
[PF motor control method]
Hereinafter, acceleration control, start-up control, deceleration control, and stop control methods for the
(PFモータの加速制御)
図10は、図4に示すROM53に記憶されたPFモータ5の加速テーブルを示す表で
ある。図11は、図3に示すPFモータ5の加速制御を説明するための図である。
(Acceleration control of PF motor)
FIG. 10 is a table showing an acceleration table of the
本形態では、ROM53には、図10に示すPFモータ5の加速テーブルが記憶されて
いる。PFモータ5の加速時には、この加速テーブルに設定された加速時間データにした
がって、上述した電流C1と電流C2との総和値に対応するデジタル信号と、電流C1、
C2の比率に対応するデジタル信号とが、ASIC56から出力される。そして、A相駆
動コイル48に供給される電流C1およびB相駆動コイル49に供給される電流C2が制
御されて、ロータ41が加速される。また、本形態では、上述のように、2相励磁方式、
1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式および2W1−2相励磁方式の4つの励磁方式で
、PFモータ5の回転駆動が可能となっている。これに対して、いずれの励磁方式におい
ても図10に示す共通の(同じ)加速テーブル(加速時間データ)が使用される。以下、
ロータ41を加速させるPFモータ5の加速制御について説明する。
In the present embodiment, the
A digital signal corresponding to the ratio of C2 is output from the
The
The acceleration control of the
上述のように、加速制御では、図10に示す加速テーブルに設定された加速時間データ
にしたがって、電流C1と電流C2との総和値に対応するデジタル信号と、電流C1、C
2の比率に対応するデジタル信号とがASIC56から出力され、制御ロジック回路63
に入力されるが、以下では説明の簡略化のため、電流C1、C2の比率に対応するデジタ
ル信号のみが制御ロジック回路63に入力されるものとして説明する。
As described above, in the acceleration control, according to the acceleration time data set in the acceleration table shown in FIG. 10, the digital signal corresponding to the total value of the current C1 and the current C2 and the currents C1, C2
The digital signal corresponding to the ratio of 2 is output from the
However, for the sake of simplicity, the following description will be made assuming that only the digital signal corresponding to the ratio of the currents C1 and C2 is input to the control logic circuit 63.
たとえば、2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電流C1、C2の比
率に対応するデジタル信号として入力されるのは、上述のように、0信号、16信号、3
2信号および48信号の4種類の信号である。そして、この4種類の信号が、図10に示
す加速時間データにしたがって入力される。たとえば、基準位置となる電気角で45°の
位置(すなわち、ステップ0での位置)から図10に示す加速時間データにしたがってロ
ータ41が加速される場合、2相励磁方式では、まず、16信号が入力され、16信号が
入力されてから32信号が入力されるまでの時間は、図10に示すNo.1の時間、すな
わち、1818μsである。また、32信号が入力されてから48信号が入力されるまで
の時間は、図10に示すNo.2の時間、すなわち、1348μsである。以下同様であ
り、図10に示すNo.M2(M2は、1以上の整数(図10では、1から32までの整
数))の時間をtM2とすると、2相励磁方式では、図11に示すように、時間t1から
時間t4までの総和時間で、ロータ41が電気角で360°回転する。
For example, when the
There are four types of signals, two signals and 48 signals. These four types of signals are input according to the acceleration time data shown in FIG. For example, when the
なお、図11では、A相駆動コイル48に供給される電流の状態を模式的に示しており
、ハイレベルは、図8(A)に示す正の状態に対応し、ローレベルは、図8(A)に示す
負の状態に対応する。また、ハイレベルとローレベルとの間の中間レベルは、A相駆動コ
イル48に供給される電流が0の状態に対応する。また、図11では、時間tM2(すな
わち、時間t1から時間t16)の間隔を模式的に等しく図示しているが、実際には時間
がしだいに短くなっていくため、時間tM2の間隔は順次、狭くなる。
FIG. 11 schematically shows the state of the current supplied to the
また、たとえば、1−2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電流C1
、C2の電気角に対応するデジタル信号として入力されるのは、上述の8種類の信号であ
る。そして、この8種類の信号が、図10に示す加速時間データにしたがって入力される
。たとえば、電気角で45°の位置(基準位置)から図10に示す加速時間データにした
がってロータ41が加速される場合、1−2相励磁方式では、まず、8信号が入力され、
8信号が入力されてから16信号が入力されるまでの時間は、時間t1である。また、1
6信号が入力されてから24信号が入力されるまでの時間は、時間t2である。以下同様
であり、1−2相励磁方式では、図11に示すように、時間t1から時間t8までの総和
時間でロータ41が電気角で360°回転する。
For example, when the
The above-mentioned eight types of signals are input as digital signals corresponding to the electrical angle of C2. These eight types of signals are input according to the acceleration time data shown in FIG. For example, when the
The time from the input of 8 signals to the input of 16 signals is time t1. Also, 1
The time from when 6 signals are input to when 24 signals are input is time t2. The same applies to the following, and in the 1-2 phase excitation method, as shown in FIG. 11, the
さらに、W1−2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電流C1、C2
の電気角に対応するデジタル信号として入力されるのは、1−2相励磁方式で入力される
信号に加え、4信号、12信号、20信号、28信号、36信号、44信号、52信号お
よび60信号の16種類の信号である。そして、この16種類の信号が、図10に示す加
速時間データにしたがって入力される。たとえば、電気角で45°の位置(基準位置)か
ら図10に示す加速時間データにしたがってロータ41が加速される場合、W1−2相励
磁方式では、まず、4信号が入力され、4信号が入力されてから8信号が入力されるまで
の時間は、時間t1である。また、8信号が入力されてから12信号が入力されるまでの
時間は、時間t2である。以下同様であり、W1−2相励磁方式では、図11に示すよう
に、時間t1から時間t16までの総和時間でロータ41が電気角で360°回転する。
Further, when the
In addition to signals input by the 1-2 phase excitation method, 4 signals, 12 signals, 20 signals, 28 signals, 36 signals, 44 signals, 52 signals and There are 16 types of 60 signals. These 16 types of signals are input according to the acceleration time data shown in FIG. For example, when the
さらにまた、2W1−2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電流C1
、C2の電気角に対応するデジタル信号として入力されるのは、W1−2相励磁方式で入
力される信号に加え、2信号、6信号、10信号、14信号、18信号、22信号、26
信号、30信号、34信号、38信号、42信号、46信号、50信号、54信号、58
信号および62信号の32種類の信号である。そして、32種類の信号が、図10に示す
加速時間データにしたがって入力される。たとえば、電気角で45°の位置(基準位置)
から図10に示す加速時間データにしたがってロータ41が加速される場合、2W1−2
相励磁方式では、まず、2信号が入力され、2信号が入力されてから4信号が入力される
までの時間は、時間t1である。また、4信号が入力されてから6信号が入力されるまで
の時間は、時間t2である。以下同様であり、2W1−2相励磁方式では、図11に示す
ように、時間t1から時間t32までの総和時間で、ロータ41が電気角で360°回転
する。すなわち、時間t1から時間t16までの総和時間では、ロータ41が電気角で1
80°回転する。
Furthermore, when the
, C2 are inputted as digital signals corresponding to the electrical angle of W2, in addition to signals inputted by the W1-2 phase excitation method, 2 signals, 6 signals, 10 signals, 14 signals, 18 signals, 22 signals, 26
Signal, 30 signal, 34 signal, 38 signal, 42 signal, 46 signal, 50 signal, 54 signal, 58
There are 32 types of signals: signals and 62 signals. Then, 32 types of signals are input according to the acceleration time data shown in FIG. For example, an electrical angle of 45 ° (reference position)
When the
In the phase excitation method, first, two signals are input, and the time from when the two signals are input until the four signals are input is time t1. In addition, the time from the input of 4 signals to the input of 6 signals is time t2. The same applies to the following, and in the 2W1-2 phase excitation method, as shown in FIG. 11, the
Rotate 80 °.
このように、たとえば、図10の加速時間データに基づく加速時のPFモータ5におい
て、2相励磁方式で回転駆動されるときの最初の電気角で360°分の加速時間を1とす
ると、1−2相励磁方式で回転駆動されるときの加速時間は約1.6、W1−2相励磁方
式で回転駆動されるときの加速時間は約2.4、2W1−2相励磁方式で回転駆動される
ときの加速時間は約3.6となる。すなわち、図10の加速時間データに基づく加速時の
PFモータ5において、2相励磁方式で回転駆動されるときの平均加速度が最も大きくな
り、2W1−2相励磁方式で回転駆動されるときの平均加速度が最も小さくなる。
Thus, for example, in the
なお、図10で示す加速時間データに基づく加速が行われた後、ロータ41を所定の一
定回転速度で回転させる等速制御においては、2相励磁方式では、0信号、16信号、3
2信号および48信号の4種類の信号が順次、一定時間間隔tcで入力され、1−2相励
磁方式では、0信号、8信号、16信号、24信号、32信号、40信号、48信号およ
び56信号の8種類の信号が順次、一定時間間隔tcで入力される。また、等速制御にお
いては、W1−2相励磁方式では、上述の16種類の信号が順次、一定時間間隔tcで入
力され、2W1−2相励磁方式では、上述の32種類の信号が順次、一定時間間隔tcで
入力される。すなわち、等速制御時においては、2相励磁方式で回転駆動されるときの回
転速度を1とすると、1−2相励磁方式で回転駆動されるときの回転速度は2分の1、W
1−2相励磁方式で回転駆動されるときの回転速度は4分の1、2W1−2相励磁方式で
回転駆動されるときの回転速度は8分の1となる。
In the constant speed control in which the
Four signals of 2 signals and 48 signals are sequentially input at a constant time interval tc, and in the 1-2 phase excitation method, 0 signal, 8 signals, 16 signals, 24 signals, 32 signals, 40 signals, 48 signals, and Eight types of signals of 56 signals are sequentially input at a constant time interval tc. In the constant speed control, in the W1-2 phase excitation method, the above 16 types of signals are sequentially input at a constant time interval tc. In the 2W1-2 phase excitation method, the above 32 types of signals are sequentially input. It is input at a constant time interval tc. That is, in constant speed control, when the rotational speed when driven by the two-phase excitation method is 1, the rotational speed when driven by the 1-2-phase excitation method is 1/2.
The rotational speed when driven by the 1-2 phase excitation method is 1/4, and the rotational speed when driven by the 1-2W 1-2 phase excitation method is 1/8.
(PFモータの起動制御)
図12は、図4に示すROM53に記憶されたPFモータ5の位置合せ動作テーブルを
示す表である。図13は、図4に示すROM53に記憶されたPFモータ5の予備加速テ
ーブルを示す表である。図14は、図3に示すPFモータ5の位置合せ制御と速度制御と
の関係を説明するための図であり、(A)は本発明の実施の形態にかかる位置合せ制御と
加速制御との関係を示し、(B)は予備加速制御がない場合の位置合せ制御と加速制御と
の関係を示す。
(PF motor start-up control)
FIG. 12 is a table showing an alignment operation table of the
上述のように、本形態の加速制御では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相
励磁方式および2W1−2相励磁方式のいずれの励磁方式においても共通の加速時間デー
タが使用される。そのため、本形態では、上述のように、励磁方式ごとにロータ41の平
均加速度が異なる。すなわち、ステップ角の大きな2相励磁方式では、ロータ41の平均
加速度が大きくなり、ステップ角の小さな2W1−2相励磁方式では、ロータ41の平均
加速度が小さくなる。したがって、PFモータ5の起動直後から共通の加速時間データに
基づいてロータ41を加速させる場合、たとえば、2W1−2相励磁方式においてロータ
41を起動直後から適切に加速させるように、2W1−2相励磁方式での小さなステップ
角(理論上、電気角で11.25°)に合わせて起動から何ステップ分かの加速時間デー
タを設定すると、2相励磁方式においてロータ41を加速させるときには、その加速時間
データに基づいて大きなステップ角(理論上、電気角で90°)でロータ41が回転する
ため、ロータ41が急加速する。一方、2相励磁方式においてロータ41を起動直後から
適切に加速させるように、2相励磁方式での大きなステップ角に合わせて起動から何ステ
ップ分かの加速時間データを設定すると、2W1−2相励磁方式においてロータ41を加
速させるときには、その加速時間データに基づいて小さなステップ角でロータ41が回転
するため、加速時にロータ41が非常に微速で回転し、ロータ41を加速させるために必
要な時間が長くなる。
As described above, in the acceleration control of this embodiment, common acceleration time data is obtained in any of the two-phase excitation method, the 1-2 phase excitation method, the W1-2 phase excitation method, and the 2W1-2 phase excitation method. used. Therefore, in this embodiment, as described above, the average acceleration of the
そこで、本形態では、この問題の発生を防止するため、4つの励磁方式ごとに設定され
た起動動作データに基づいてロータ41を起動させる起動制御が加速制御の前に行われて
いる。具体的には、ロータ41の位置合せを行う位置合せ制御と、位置合せ制御後にロー
タ41を予備加速させる予備加速制御とからなる起動制御が行われている。また、本形態
では、後述の位置合せ動作データと予備加速データとが起動動作データとなっている。以
下では、まず、位置合せ制御について説明する。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent the occurrence of this problem, the start control for starting the
一般に、2相のステッピングモータでは、その特性上、2相励磁方式で回転駆動させる
ときのロータの停止位置から起動を行う場合に、起動トルクが大きく、最も安定した加速
が可能になる。すなわち、本形態では、上述した第1停止位置71(図7参照)からPF
モータ5を起動させる場合に、ロータ41の加速が最も安定する。一方、上述のように、
本形態では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式および2W1−2相
励磁方式の4つの励磁方式で、PFモータ5の回転駆動が可能となっているため、ロータ
41の停止位置は、必ずしも第1停止位置71にはならない。たとえば、2W1−2相励
磁方式でPFモータ5を回転駆動させると、ロータ41の停止位置は、第1停止位置71
から第4停止位置74のいずれかになる。したがって、ロータ41の停止位置が、第2停
止位置72から第4停止位置74のいずれかになるとロータ41の加速が安定しない。
In general, in a two-phase stepping motor, due to its characteristics, when starting from a rotor stop position when rotating by the two-phase excitation method, the starting torque is large and the most stable acceleration is possible. That is, in the present embodiment, the PF from the first stop position 71 (see FIG. 7) described above.
When the
In this embodiment, the
To any one of the fourth stop positions 74. Therefore, when the stop position of the
また、ステッピングモータの特性上、第1停止位置71から第4停止位置74のそれぞ
れで起動時のトルクが相違する。そのため、ある励磁方式でPFモータ5を起動させる場
合、どの停止位置にロータ41が停止しているときであっても、一定のステップ数で所定
の回転速度までロータ41を加速させるためには、各停止位置によって、加速時の電流C
1と電流C2との総和値を変える必要がある。また、ある励磁方式でPFモータ5を起動
させる場合、どの停止位置にロータ41が停止しているときであっても、一定の電流C1
と電流C2との総和値で所定の回転速度まで加速させるためには、各停止位置によって、
加速完了までのステップ数を変える必要がある。そのため、起動時の制御が複雑になる。
In addition, due to the characteristics of the stepping motor, the torque at the time of activation differs between the
It is necessary to change the total value of 1 and the current C2. Further, when the
In order to accelerate to a predetermined rotational speed with the sum of the current and the current C2, depending on each stop position,
It is necessary to change the number of steps to complete acceleration. Therefore, the control at the time of starting becomes complicated.
さらに、第1停止位置71にロータ41が停止していない場合には、そのまま、2相励
磁方式でPFモータ5を回転駆動させることができない。また、同様の問題は、1−2相
励磁方式やW1−2相励磁方式でPFモータ5を回転駆動させる場合にも生じる。
Further, when the
そこで、本形態では、起動制御において、ロータ41を第1停止位置71まで回転させ
て、ロータ41の回転位置を合わせる位置合せ制御が行われる。本形態では、図12に示
す位置合せ動作テーブルがROM53に記憶されており、この位置合せ動作テーブルの位
置合せ動作時間データ(以下、位置合せ動作データとする。)に基づいて位置合せ制御が
行われる。
Therefore, in the present embodiment, in starting control, alignment control is performed in which the
上述のように、本形態では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式お
よび2W1−2相励磁方式の4つの励磁方式で、PFモータ5の回転駆動が可能となって
いる。停止前の励磁方式がいずれの励磁方式であったとしても、ロータ41を第1停止位
置71まで移動させて位置合せできるように、位置合せ制御では、4つの励磁方式の中で
ステップ角が最小となる2W1−2相励磁方式での最小ステップ角で位置合せが行われる
。すなわち、位置合せ制御では、理論上、電気角で11.25°のステップ角でロータ4
1を回転させる。
As described above, in this embodiment, the
Rotate 1
また、図12に示すように、位置合せ動作テーブル上では、2W1−2相励磁方式での
8ステップ分の位置合せ動作データが設定されている。これは、2W1−2相励磁方式で
のステップ角は理論上、電気角で11.25°であるため、ロータ41の停止位置が第1
停止位置71から第4停止位置74のいずれであっても、最大8ステップで第1停止位置
71にロータ41を位置合せできるからである。ここで、停止前の励磁方式が2相励磁方
式である場合には、ロータ41は、第1停止位置71にのみ停止し、停止前の励磁方式が
2相励磁方式以外の方式であっても、ロータ41が、第1停止位置71に停止する場合は
ある。そのため、第1停止位置71に停止した場合には、位置合せ制御を行う必要がなく
、位置合せ動作テーブル上の位置合せ動作データを7ステップ分とすることも可能である
。しかしながら、本形態では、第1停止位置71に停止した場合であっても、位置合せ制
御が行われている。このようにすることで、停止位置が第1停止位置71であるか否かに
よって場合分けをして、位置合せ制御を行うか否かを判断する必要がなくなり、制御処理
が簡素化される。
In addition, as shown in FIG. 12, on the alignment operation table, alignment operation data for 8 steps in the 2W1-2 phase excitation method is set. This is because the step angle in the 2W1-2 phase excitation method is theoretically 11.25 ° in electrical angle, so the stop position of the
This is because the
さらに、上述した起動直後のロータ41の加速時の問題を解消するため、図12に示す
ように、位置合せ動作テーブルでは、PFモータ5の回転駆動に用いられる励磁方式ごと
に位置合せ動作データが設定されている。本形態では、同じ励磁方式であれば、何ステッ
プ目であるかに関係なく、位置合せ動作データは一定である。すなわち、位置合せ制御で
は、ロータ41を等速回転させるための信号が制御ロジック回路63に入力される。
Further, in order to solve the problem at the time of acceleration of the
位置合せ制御は、ロータ41の位置を第1停止位置71に合せた時点で終了する。その
ため、位置合せ制御では、ロータ41の停止位置によってステップ数が1から8まで変わ
る。たとえば、ロータ41の回転方向で、第1停止位置71の直前の第4停止位置74で
ロータ41が停止している場合には、位置合せ制御でのステップ数は1であり、第1停止
位置71にロータ41が停止している場合には、位置合せ制御でのステップ数は8である
。
The alignment control ends when the position of the
なお、上述のように、位置合せ制御では、2W1−2相励磁方式でのステップ角で位置
合せが行われる。そのため、たとえば、基準位置となる電気角で45°の位置にロータ4
1が停止している場合には、位置合せ動作データに基づいて(具体的には、位置合せ動作
テーブルで設定された時間の間隔で)、2信号、4信号、6信号・・・が順次、制御ロジ
ック回路63に入力される。また、ロータ41の停止位置はたとえば、CPU52での演
算結果に基づいて、不揮発性メモリ55に記憶されており、この記憶されたデータに基づ
いて、必要なステップ数分の信号が制御ロジック回路63に入力されて、位置合せ制御が
行われる。
As described above, in the alignment control, alignment is performed at the step angle in the 2W1-2 phase excitation method. Therefore, for example, the
When 1 is stopped, 2 signals, 4 signals, 6 signals,... Are sequentially generated based on the alignment operation data (specifically, at time intervals set in the alignment operation table). , Input to the control logic circuit 63. The stop position of the
上述のように、位置合せ制御では、ロータ41の停止位置によってステップ数が1から
8まで変わる。そのため、位置合せ制御でのステップ数が少ない場合(たとえば、ステッ
プ数が1や2の場合)には、位置合せ動作データに基づいて、制御ロジック回路63に信
号が入力されても、ロータ41の回転速度が入力される信号に追従しないことがある。た
とえば、図14(B)に示すように、ステップ数が少ない場合には、位置合せ動作データ
に基づくロータ41の回転速度と実際のロータ41の回転速度とに速度差Gが生じること
がある。したがって、位置合せ制御から直ちに、図10に示す加速テーブルに基づく加速
制御へ制御が切り替えられると、ロータ41の回転速度が、速度差Gの分だけ大きく変動
する。
As described above, in the alignment control, the number of steps varies from 1 to 8 depending on the stop position of the
そこで、本形態の起動制御では、ロータ41の回転速度の大きな変動を抑制するため、
図14(A)に示すように、加速制御の前にまず、ロータ41を予備加速させる予備加速
制御が行われる。本形態では、図13に示す予備加速テーブルがROM53に記憶されて
おり、この予備加速テーブルの予備加速時間データ(以下、予備加速データとする。)に
基づいて予備加速制御が行われる。以下、ロータ41を予備加速させるPFモータ5の予
備加速制御について説明する。
Therefore, in the start-up control of this embodiment, in order to suppress large fluctuations in the rotational speed of the
As shown in FIG. 14A, preliminary acceleration control for preliminarily accelerating the
上述のように、2相のステッピングモータでは、その特性上、2相励磁方式で回転駆動
させたときのロータの停止位置から起動させる場合に、最も安定した加速が可能になる。
そのため、予備加速制御では、加速制御を安定させるように、位置合せ制御で位置合せさ
れた第1停止位置71から、ロータ41の回転方向で次の第1停止位置71に対応する位
置まで予備加速が行われる。すなわち、予備加速制御では、位置合せ制御で位置合せされ
た第1停止位置71から電気角で90°だけ予備加速が行われ、予備加速が完了した第1
停止位置71(基準位置)で、予備加速制御から加速制御へ切り替えられる。また、電気
角で90°の回転で、ロータ41の予備加速が円滑に行われるように、予備加速制御では
位置合せ制御と同様に、2W1−2相励磁方式でロータ41を回転駆動させる。すなわち
、4つの励磁方式の中でステップ角が最小となる2W1−2相励磁方式での最小ステップ
角で予備加速が行われる。以上から、図13に示すように、予備加速テーブル上では、2
W1−2相励磁方式での8ステップ分の予備加速データが設定されている。
As described above, in the two-phase stepping motor, the most stable acceleration is possible when starting from the rotor stop position when the two-phase stepping motor is rotationally driven by the two-phase excitation method.
Therefore, in the preliminary acceleration control, the preliminary acceleration is performed from the
At the stop position 71 (reference position), the preliminary acceleration control is switched to the acceleration control. In addition, in the preliminary acceleration control, the
Preliminary acceleration data for 8 steps in the W1-2 phase excitation method is set.
また、上述した起動直後のロータ41の加速時の問題を解消して、予備加速制御から加
速制御への円滑な切替を可能にするとともに、位置合せ制御から予備加速制御への円滑な
切替を可能にするため、本形態の予備加速テーブルでは、図13に示すように、PFモー
タ5の回転駆動に用いられる励磁方式ごとに予備加速データが設定されている。
In addition, the problem at the time of acceleration of the
予備加速制御では、位置合せ制御と同様に、2W1−2相励磁方式でのステップ角で予
備加速が行われる。そのため、基準位置となる電気角で45°の位置に対応する第1停止
位置71にロータ41が位置合せされた場合には、予備加速データに基づいて(具体的に
は、予備加速テーブルで設定された時間の間隔で)、2信号、4信号、・・・16信号の
8個の信号が順次、制御ロジック回路63に入力される。
In the preliminary acceleration control, as in the alignment control, the preliminary acceleration is performed at the step angle in the 2W1-2 phase excitation method. Therefore, when the
また、たとえば、図13に示す予備加速テーブルの8ステップ目の予備加速データにし
たがって、制御ロジック回路63に、ロータ41を回転駆動させるための信号(すなわち
、電流C1と電流C2との総和値に対応する信号と、電流C1の比率および電流C2の比
率に対応する信号)が入力された後は、図10に示す加速テーブルのNo.1の加速時間
データにしたがって、制御ロジック回路63に、ロータ41を回転駆動させるための信号
が入力される。すなわち、位置合せ制御で位置合せされた第1停止位置71から、ロータ
41の回転方向で次の第1停止位置71に対応する位置にロータ41がきた時点で、予備
加速制御から加速制御への切替が行われる。
Further, for example, according to the preliminary acceleration data of the eighth step of the preliminary acceleration table shown in FIG. After the corresponding signal and the signal corresponding to the ratio of the current C1 and the ratio of the current C2) are input, the No. of the acceleration table shown in FIG. A signal for rotationally driving the
(PFモータの減速制御)
図15は、図4に示すROM53に記憶されたPFモータ5の減速テーブルを示す表で
ある。
(Deceleration control of PF motor)
FIG. 15 is a table showing a deceleration table of the
本形態では、ROM53には、図15に示すPFモータ5の減速テーブルが設定されて
いる。加速時と同様に、PFモータ5の減速時には、この減速テーブルに設定された減速
時間データにしたがって、電流C1と電流C2との総和値に対応するデジタル信号と、電
流C1、C2の比率に対応するデジタル信号とが、ASIC56から出力される。また、
加速制御と同様に、本形態では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式
および2W1−2相励磁方式のいずれの励磁方式においても同じ減速テーブルが使用され
る。
In this embodiment, the
Similar to the acceleration control, in this embodiment, the same deceleration table is used in any of the two-phase excitation method, the 1-2 phase excitation method, the W1-2 phase excitation method, and the 2W1-2 phase excitation method.
たとえば、2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、基準位置となる電気
角で45°の位置(すなわち、ステップ0での位置)から図15に示す減速時間データに
したがってロータ41が減速されるときには、まず、16信号が入力され、16信号が入
力されてから32信号が入力されるまでの時間が、図15に示すNo.32の時間、すな
わち、316μsである。また、32信号が入力されてから48信号が入力されるまでの
時間が、図15に示すNo.31の時間、すなわち、323μsである。
For example, when the
また、たとえば、1−2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電気角で
45°の位置(基準位置)から図15に示す減速時間データにしたがってロータ41が減
速されるときには、まず、8信号が入力され、8信号が入力されてから16信号が入力さ
れるまでの時間が、図15に示すNo.32の時間である。また、16信号が入力されて
から24信号が入力されるまでの時間は、図15に示すNo.31の時間である。
Further, for example, when the
さらに、W1−2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電気角で45°
の位置(基準位置)から図15に示す減速時間データにしたがってロータ41が減速され
るときには、まず、4信号が入力され、4信号が入力されてから8信号が入力されるまで
の時間が、図15に示すNo.32の時間である。また、8信号が入力されてから12信
号が入力されるまでの時間は、図15に示すNo.31の時間である。
Furthermore, when the
When the
さらにまた、2W1−2相励磁方式で、PFモータ5が回転駆動される場合、電気角で
45°の位置(基準位置)から図15に示す減速時間データにしたがってロータ41が減
速されるときには、まず、2信号が入力され、2信号が入力されてから4信号が入力され
るまでの時間が、図15に示すNo.32の時間である。また、4信号が入力されてから
6信号が入力されるまでの時間は、図15に示すNo.31の時間である。
Furthermore, when the
このように、たとえば、図15の減速時間データに基づく減速時のPFモータ5におい
て、2相励磁方式で回転駆動されるときの最後の電気角で360°分の減速時間を1とす
ると、1−2相励磁方式で回転駆動されるときの加速時間は約1.6、W1−2相励磁方
式で回転駆動されるときの加速時間は約2.3、2W1−2相励磁方式で回転駆動される
ときの加速時間は約3.3となる。すなわち、図15の減速時間データに基づく減速時の
PFモータ5において、2相励磁方式で回転駆動されるときの平均減速度が最も大きくな
り、2W1−2相励磁方式で回転駆動されるときの平均減速度が最も小さくなる。
Thus, for example, in the
なお、本形態では、加速制御、等速制御および減速制御が、所定のステップ角でロータ
41を回転させる駆動制御となっている。
In this embodiment, acceleration control, constant speed control, and deceleration control are drive control that rotates the
(PFモータの停止制御)
図16は、図4に示すROM53に記憶されたPFモータ5の停止動作テーブルを示す
表である。図17は、本発明の実施の形態にかかるPFモータ5の停止制御を行ったとき
の効果を説明するための図であり、(A)は、図9に示すステップごとの停止誤差および
A相駆動コイル48、B相駆動コイル49の電流比率を示すグラフであり、(B)は、図
9に示すステップごとの停止角度をロータ41の機械角で示すグラフである。なお、図1
7(A)、(B)の横軸に示すステップ数は、4W1−2相励磁方式で、PFモータ5を
回転駆動させる場合のステップ数であり、図9の電流比率算出テーブルに記載されたステ
ップ数に対応する。すなわち、電気角で45°の基準位置に対応するステップがステップ
0である。また、上述のように、本形態のPFモータ5は、24個のA相磁極46と24
個のB相磁極47との合計48個の磁極を備えているため、ロータ41が電気角で360
°回転すると、ロータ41は機械角で30°回転する。さらに、図17(A)に示す停止
誤差は、2相励磁方式でのステップ角(具体的には電気角で90°)に対する誤差であり
、たとえば、停止誤差が10%であれば、停止角度のずれは電気角で9°(機械角で0.
75°)になる。また、図17(A)に示す停止誤差がマイナスのときには、ロータ41
の回転方向で、目標停止位置よりも手前にロータ41が停止し、図17(A)に示す停止
誤差がプラスのときには、ロータ41の回転方向で、目標停止位置よりも先にロータ41
が停止している。
(PF motor stop control)
FIG. 16 is a table showing a stop operation table of the
The number of steps shown on the horizontal axis of 7 (A) and (B) is the number of steps when the
Since the total of 48 magnetic poles including the B-phase
When rotated, the
75 °). When the stop error shown in FIG. 17A is negative, the
When the
Has stopped.
以下、本形態にかかるPFモータ5の停止制御について説明する。
Hereinafter, stop control of the
上述のように、本形態では、減速時の励磁方式が、2相励磁方式、1−2相励磁方式、
W1−2相励磁方式および2W1−2相励磁方式のいずれであっても共通の減速テーブル
(すなわち、減速時間データ)が使用されている。ここで、4つの励磁方式に共通の減速
テーブルをそのまま利用して、PFモータ5を停止させる場合、以下の問題が生じる。
As described above, in this embodiment, the excitation method during deceleration is a two-phase excitation method, a 1-2 phase excitation method,
A common deceleration table (that is, deceleration time data) is used for both the W1-2 phase excitation method and the 2W1-2 phase excitation method. Here, when the
すなわち、上述のように、減速制御では、励磁方式ごとにロータ41の平均減速度が異
なるため、たとえば、減速時の励磁方式が2W1−2相励磁方式であるときにロータ41
が適切に停止するように、停止前の何ステップ分かの減速時間データを設定すると、減速
時の励磁方式が2相励磁方式である場合には、PFモータ5が急停止するような停止制御
となってしまう。その結果、ロータ41の停止精度が低下する。一方、減速時の励磁方式
が2相励磁方式であるときにロータ41が適切に停止するように、停止前の何ステップ分
かの減速時間データを設定すると、減速時の励磁方式が2W1−2相励磁方式である場合
には、停止前にロータ41が非常に微速で回転し、ロータ41を停止させるための制御時
間が長くなってしまう。そのため、印刷用紙Pの搬送に時間がかかり、その結果、印刷用
紙Pの印刷時間がかかってしまう。
That is, as described above, in the deceleration control, the average deceleration of the
Is set so that the
そこで、本形態では、この問題を解消するために、PFモータ5の停止時には、図16
に示す停止動作テーブルに基づいて停止制御が行われる。すなわち、本形態では、図16
に示す停止動作テーブルがROM53に記憶されており、この停止動作テーブルの停止動
作時間データ(以下、停止データとする。)に基づいて停止制御が行われる。
Therefore, in this embodiment, in order to solve this problem, when the
The stop control is performed based on the stop operation table shown in FIG. That is, in this embodiment, FIG.
Is stored in the
停止制御では、いずれの励磁方式でPFモータ5が回転駆動される場合であっても、起
動制御と同様に、2W1−2相励磁方式のステップ角でロータ41が回転する。すなわち
、停止制御では、理論上、電気角で11.25°のステップ角でロータ41が回転する。
また、上述の問題を解消して、ロータ41が適切に停止するように、停止動作テーブルで
は、各励磁方式ごとに停止データが設定されている。
In the stop control, the
In addition, stop data is set for each excitation method in the stop operation table so that the above-described problem is solved and the
本形態では、たとえば、図15に示す減速テーブルのNo.1の減速データにしたがっ
て、制御ロジック回路63にロータ41を回転駆動させるための信号(電流C1と電流C
2との総和値に対応する信号と、電流C1の比率および電流C2の比率に対応する信号)
が入力された後は、図16に示す停止動作テーブルの16ステップ目の停止データにした
がって、制御ロジック回路63にロータ41を回転駆動させるための信号が入力される。
すなわち、図15に示す減速テーブルのNo.1の減速データにしたがって、制御ロジッ
ク回路63に信号が入力された後に、減速制御から停止制御への切替が行われる。
In the present embodiment, for example, No. of the deceleration table shown in FIG. 1 is a signal (current C1 and current C) for causing the control logic circuit 63 to rotationally drive the
2) and a signal corresponding to the ratio of the current C1 and the ratio of the current C2.
Is input to the control logic circuit 63 to drive the
That is, the No. of the deceleration table shown in FIG. After the signal is input to the control logic circuit 63 according to the deceleration data of 1, the switching from the deceleration control to the stop control is performed.
また、本形態では、減速テーブルのNo.1の減速データにしたがって制御ロジック回
路63に入力される信号は、0信号、16信号、32信号あるいは48信号のいずれかで
ある。すなわち、第1停止位置71に対応する位置にロータ41がきた時点で、減速制御
から停止制御への切替が行われる。
In this embodiment, the deceleration table No. The signal input to the control logic circuit 63 according to the deceleration data of 1 is any of 0 signal, 16 signal, 32 signal, or 48 signal. That is, when the
そして、停止制御へ切り替えられるとまず、次の第1停止位置71に対応する位置まで
ロータ41を回転させながら減速させる第1停止制御が行われる。上述のように、停止制
御では、2W1−2相励磁方式のステップ角でロータ41が回転するため、図16に示す
ように、第1停止制御では、16ステップ目から9ステップ目までの8ステップ分、ロー
タ41を回転させながら減速させる。
When the control is switched to the stop control, first, the first stop control for decelerating the
第1停止制御で、第1停止位置71に対応する位置までロータ41を回転させた後は、
一定速度でロータ41を回転させ、最終的に停止させる第2停止制御が行われる。第2停
止制御では、ロータ41を目標停止位置に停止させるために必要なステップ数だけ制御ロ
ジック回路63に信号が入力される。
After rotating the
Second stop control is performed in which the
すなわち、駆動制御での励磁方式が2相励磁方式の場合には、ロータ41は、理論上、
第1停止位置71に停止する。そのため、この場合、第2停止制御では、図16の8ステ
ップ目から1ステップ目までの停止データにしたがって8ステップ分の信号が制御ロジッ
ク回路63に入力される。また、駆動制御での励磁方式が1−2相励磁方式の場合には、
ロータ41は、理論上、第1停止位置71または第2停止位置72に停止する。そのため
、この場合、第2停止制御では、図16の8ステップ目から1ステップ目までの停止デー
タ、あるいは、8ステップ目から5ステップ目までの停止データにしたがって8ステップ
分あるいは4ステップ分の信号が制御ロジック回路63に入力される。さらに、駆動制御
での励磁方式がW1−2相励磁方式の場合には、ロータ41は、理論上、第1停止位置7
1から第3停止位置73のいずれかに停止する。そのため、この場合、第2停止制御では
、2ステップ分、4ステップ分、6ステップ分あるいは8ステップ分のいずれかの信号が
制御ロジック回路63に入力される。さらにまた、駆動制御での励磁方式が2W1−2相
励磁方式の場合には、ロータ41は、理論上、第1停止位置71から第4停止位置74の
いずれかに停止する。そのため、この場合、第2停止制御では、1ステップ分から8ステ
ップ分のいずれかの信号が制御ロジック回路63に入力される。
That is, when the excitation method in the drive control is the two-phase excitation method, the
Stop at the
The
Stops at any one of the first to third stop positions 73. Therefore, in this case, in the second stop control, a signal for 2 steps, 4 steps, 6 steps, or 8 steps is input to the control logic circuit 63. Furthermore, when the excitation method in the drive control is the 2W1-2 phase excitation method, the
ここで、以上のような停止制御を行ったとき、第1停止位置71を目標停止位置として
ロータ41を停止させる場合を除き、ロータ41の停止精度が大きく低下することが本願
発明者の検討によってわかった。
Here, according to the inventor's examination, when the stop control as described above is performed, the stop accuracy of the
まず、本願発明者の検討によると、本形態のPFモータ駆動回路58を用いてPFモー
タ5を駆動させた場合、電気角によっては、理論上のロータ41の回転位置と、A相駆動
コイル48に供給される実際の電流C1と、B相駆動コイル49に供給される実際の電流
C2とから特定される実際のロータ41の回転位置とが異なる箇所があることがわかった
。
First, according to the study of the present inventor, when the
その結果、図17(A)の二点鎖線で示すように、PFモータ駆動回路58の特性上、
第1停止位置71(ステップ0、16、32、48に対応する位置)および、第2停止位
置72(ステップ8、24、40、56に対応する位置)でロータ41を停止させる場合
を除き、目標停止位置に対する停止誤差が生じることがわかった。すなわち、第1停止位
置71および第2停止位置72でロータ41を停止させる場合を除き、図17(B)の二
点鎖線で示すように、目標停止角度に対する角度誤差が生じることがわかった。
As a result, as indicated by the two-dot chain line in FIG.
Except when the
なお、上述のように、本形態では、合成ベクトルVによって図8(B)の二点鎖線で示
す12角形状が形成されるように、A相駆動コイル48およびB相駆動コイル49に電流
が供給されているため、図14(A)に示すように、電流C1および電流C2は、角張っ
た正弦波状に変化する。
As described above, in this embodiment, current is supplied to the
また、モータ駆動回路58の特性に加え、PFモータ5のディテントトルク、印刷用紙
Pの搬送負荷、大ギア35、37と小ギア36との間での負荷等の機械的な負荷の影響で
、図17(A)の破線で示すように、第1停止位置71を目標停止位置としてロータ41
を停止させる場合を除き、目標停止位置に対して、実際の停止位置が大きくばらつくこと
がわかった。すなわち、第1停止位置71を目標停止位置としてロータ41を停止させる
場合を除き、図17(B)の破線で示すように、目標停止角度に対する実際の停止角度が
大きくずれることがわかった。なお、図17(A)、(B)では、実験的に、駆動制御で
の励磁方式を4W1−2相励磁方式としたときの停止誤差および停止角度の測定結果を破
線で結んでいる。また、図17(A)に示す白抜きの四角印は、駆動制御での励磁方式が
W1−2相励磁方式のときの停止誤差を示している。
In addition to the characteristics of the
It was found that the actual stop position varies greatly with respect to the target stop position except when stopping the vehicle. That is, it was found that the actual stop angle greatly deviates from the target stop angle, as shown by the broken line in FIG. 17B, except when the
具体的には、図17(A)に示すように、ステップ1からステップ8まで等に対応する
位置を目標停止位置としてロータ41を停止させる場合、実際には、ロータ41の回転方
向において、目標停止位置よりも手前にロータ41が停止することがわかった。すなわち
、この場合には、ロータ41が目標停止位置に到達しないことがわかった。また、ステッ
プ9からステップ15まで等に対応する位置を目標停止位置としてロータ41を停止させ
る場合、実際には、ロータ41の回転方向において、目標停止位置よりも先にロータ41
が停止することがわかった。すなわち、この場合には、ロータ41が目標停止位置を通り
越してしまうことがわかった。
Specifically, as shown in FIG. 17A, when the
Found out to stop. That is, in this case, it has been found that the
そこで、本形態の停止制御では、2相励磁方式、1−2相励磁方式およびW1−2相励
磁方式である場合には、ロータ41の回転方向において、2W1−2相励磁方式のステッ
プ角(すなわち、理論上、電気角で11.25°)だけ目標停止位置よりも先にロータ4
1を停止させる停止指令をPFモータ駆動回路58に与えている。具体的には、第2停止
制御の後に、2W1−2相励磁方式での1ステップ分、ロータ41を回転駆動させるため
の信号が制御ロジック回路63に入力される。なお、第2停止制御の後には、2W1−2
相励磁方式での1ステップ分の、電流C1と電流C2との総和値に対応するデジタル信号
と、電流C1、C2の比率に対応するデジタル信号とが制御ロジック回路63に入力され
るが、以下では説明の簡略化のため、電流C1、C2の比率に対応するデジタル信号のみ
が制御ロジック回路63に入力されるものとする。
Therefore, in the stop control of this embodiment, when the two-phase excitation method, the 1-2 phase excitation method, and the W1-2 phase excitation method are used, the step angle of the 2W1-2 phase excitation method in the rotation direction of the rotor 41 ( That is, in theory, the
1 is given to the PF
A digital signal corresponding to the sum of the current C1 and the current C2 and a digital signal corresponding to the ratio of the currents C1 and C2 for one step in the phase excitation method are input to the control logic circuit 63. For the sake of simplicity, it is assumed that only a digital signal corresponding to the ratio of the currents C1 and C2 is input to the control logic circuit 63.
すなわち、駆動制御での励磁方式が2相励磁方式の場合には、たとえば、図16に示す
1ステップ目の停止データにしたがって、目標停止位置となる第1停止位置71にロータ
41を停止させる16信号が制御ロジック回路63に入力された後に、さらに、2W1−
2相励磁方式での1ステップ分の信号(すなわち、18信号)が制御ロジック回路63に
入力される。
That is, when the excitation method in the drive control is the two-phase excitation method, for example, the
A signal for one step (ie, 18 signals) in the two-phase excitation method is input to the control logic circuit 63.
また、駆動制御での励磁方式が1−2相励磁方式の場合には、たとえば、図16に示す
5ステップ目の停止データにしたがって、目標停止位置となる第2停止位置72にロータ
41を停止させる8信号が制御ロジック回路63に入力された後に、さらに、2W1−2
相励磁方式での1ステップ分の信号(すなわち、10信号)が制御ロジック回路63に入
力される。あるいは、図16に示す1ステップ目の停止データにしたがって、目標停止位
置となる第1停止位置71にロータ41を停止させる16信号が制御ロジック回路63に
入力された後に、さらに、2W1−2相励磁方式での1ステップ分の信号(すなわち、1
8信号)が制御ロジック回路63に入力される。
Further, when the excitation method in the drive control is the 1-2 phase excitation method, for example, the
A signal for one step in the phase excitation method (that is, 10 signals) is input to the control logic circuit 63. Alternatively, after the 16 signal for stopping the
8 signals) is input to the control logic circuit 63.
さらに、駆動制御での励磁方式がW1−2相励磁方式の場合に、たとえば、図16に示
す7ステップ目(または3ステップ目)の停止データにしたがって、目標停止位置となる
第3停止位置73にロータ41を停止させる4信号(または12信号)が制御ロジック回
路63に入力された後に、さらに、2W1−2相励磁方式での1ステップ分の信号(すな
わち、6信号(または14信号))が制御ロジック回路63に入力される。あるいは、た
とえば、図16に示す5ステップ目の停止データにしたがって、目標停止位置となる第2
停止位置72にロータ41を停止させる8信号が制御ロジック回路63に入力された後に
、さらに、2W1−2相励磁方式での1ステップ分の信号(すなわち、10信号)が制御
ロジック回路63に入力される。または、図16に示す1ステップ目の停止データにした
がって、目標停止位置となる第1停止位置71にロータ41を停止させる16信号が制御
ロジック回路63に入力された後に、さらに、2W1−2相励磁方式での1ステップ分の
信号(すなわち、18信号)が制御ロジック回路63に入力される。
Further, when the excitation method in the drive control is the W1-2 phase excitation method, for example, the
After 8 signals for stopping the
以上の本形態の停止制御を用いて、駆動制御での励磁方式をW1−2相励磁方式とした
ときのロータ41の実際の停止位置を確認した。その結果、図17(A)および(B)の
丸印で示すように、ステップ4、ステップ20、ステップ36およびステップ52に対応
する第3停止位置73を除く第2停止位置72または第3停止位置73を目標停止位置と
した場合、目標停止位置に対する停止誤差(目標停止角度に対する実際の停止角度のずれ
)は、2W1−2相励磁方式でのステップ角だけ目標停止位置よりも先にロータを停止さ
せる停止指令をPFモータ駆動回路58に与えない停止制御を行った場合とほぼ同じであ
った。すなわち、図17(A)に示すように、ステップ8等に対応する第2停止位置72
あるいは第3停止位置73を目標停止位置とした場合には、実際の停止角度はほとんど変
動しなかった。
Using the stop control of the present embodiment, the actual stop position of the
Or when the
一方、本形態の停止制御を用いると、図17(A)および(B)の丸印で示すように、
ステップ4、ステップ20、ステップ36およびステップ52に対応する第3停止位置7
3を目標停止位置とした場合、目標停止位置に対する停止誤差が大幅に小さくなった。す
なわち、この場合には、目標停止角度に対する実際の停止角度のずれが大幅に小さくなっ
た。具体的には、本形態の停止制御を用いると、ステップ4、ステップ20、ステップ3
6およびステップ52に対応する第3停止位置73を目標停止位置とした場合の停止誤差
は、約18%から約12%まで低減された。すなわち、本形態の停止制御を用いると、ス
テップ4、ステップ20、ステップ36およびステップ52に対応する第3停止位置73
を目標停止位置とした場合の停止誤差は約3分の2まで低減された。
On the other hand, when the stop control of this embodiment is used, as shown by the circles in FIGS.
When 3 was set as the target stop position, the stop error with respect to the target stop position was significantly reduced. That is, in this case, the deviation of the actual stop angle with respect to the target stop angle is greatly reduced. Specifically, when the stop control of this embodiment is used,
When the
The stop error when the target stop position is reduced to about two-thirds.
[本形態の主な効果]
以上説明したように、本形態の加速制御では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1
−2相励磁方式および2W1−2相励磁方式のいずれの励磁方式であっても、共通の加速
時間データに基づいてロータ41を加速させている。すなわち、加速制御での励磁方式が
、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式および2W1−2相励磁方式の
いずれの励磁方式であっても、CPU52やASIC56、PFモータ駆動回路58等か
ら構成される加速手段は、共通の加速時間データに基づいてロータ41を加速させている
。そのため、複数の励磁方式でロータ41を回転駆動させる場合であっても、PFモータ
5の加速に必要なデータ量を低減できる。
[Main effects of this embodiment]
As described above, in the acceleration control of this embodiment, the two-phase excitation method, the 1-2 phase excitation method, W1
The
また、本形態では、4つの励磁方式ごとに設定された起動動作データに基づいてロータ
41を起動させる起動制御が加速制御の前に行われている。すなわち、CPU52やAS
IC56、PFモータ駆動回路58等から構成される起動手段が、4つの励磁方式ごとに
設定された起動動作データに基づいてロータ41を起動させている。具体的には、4つの
励磁方式ごとに設定された位置合せ動作データに基づいてロータ41の位置合せを行う位
置合せ制御と、4つの励磁方式ごとに設定された予備加速データに基づいてロータ41を
予備加速させる予備加速制御とが加速制御の前に行われている。そのため、起動直後から
ロータ41が適切に回転するように、4つの励磁方式ごとに位置合せ動作データおよび予
備加速データを設定することができる。したがって、上述した起動直後のロータ41の加
速時の問題の発生を防止できる。また、起動制御では、励磁方式ごとに設定された位置合
せ動作データおよび予備加速データに基づいてロータ41を起動させるため、起動制御か
ら加速制御への円滑な切替が可能となるように、励磁方式ごとに位置合せ動作データおよ
び予備加速データを設定することができる。その結果、共通の加速時間データを用いる場
合でも、ロータ41の適切な起動、加速が可能になる。
In this embodiment, the start control for starting the
The starting means composed of the
このように、本形態では、複数の励磁方式でロータ41を回転駆動させる場合であって
も、PFモータ5の駆動に必要なデータ量を低減しつつ適切な駆動が可能となる。すなわ
ち、本形態のように4つの励磁方式で回転駆動可能なPFモータ5であっても、1つの加
速時間データでの適切な起動、加速が可能になる。
Thus, in this embodiment, even when the
したがって、本形態の制御方法で制御されるPFモータ5を備えるプリンタ1では、高
解像度化を図るために、複数の励磁方式でPFモータ5を回転駆動させても、制御部50
(具体的には、ROM53等)の低容量化を図りつつ、PFモータ5を適切に駆動させる
ことができる。すなわち、本形態のプリンタ1では、1−2相励磁方式やW1−2相励磁
方式、2W1−2相励磁方式でのPFモータ5の回転駆動が可能になるため、簡易な構成
で高解像度化を図ることできる。また、PFモータ5としてDCモータを用いる場合と比
較して、プリンタ1のコストを低減できる。
Therefore, in the
The
なお、本形態では、24個のA相磁極46と24個のB相磁極47との合計48個の磁
極を備えており、また、PF駆動ロータ6および排紙駆動ローラ15の周長が1インチ、
大ギア35、37と小ギア36とのギア比が1:7.5であるため、プリンタ1の分解能
は、1−2相励磁方式で回転駆動される場合には720dpi、W1−2相励磁方式で回
転駆動される場合には1440dpi、2W1−2相励磁方式で回転駆動される場合には
2880dpi、4W1−2相励磁方式で回転駆動される場合には5760dpiとなる
。
In this embodiment, a total of 48 magnetic poles of 24 A-phase magnetic poles 46 and 24 B-phase
Since the gear ratio between the
本形態の起動制御では、加速制御の前に、停止しているロータ41を第1停止位置71
まで回転させている。そのため、起動トルクが同じになる第1停止位置71で、起動制御
から加速制御への切替を行うことができる。その結果、起動制御から加速制御への切替を
安定させることができる。特に、本形態では、起動トルクが大きく最も安定した加速が可
能になる第1停止位置71で、起動制御から加速制御への切替を行うため、起動制御から
加速制御へのより安定した切替が可能になる。
In the start control of this embodiment, the stopped
It is rotated until. Therefore, switching from the start control to the acceleration control can be performed at the
本形態では、起動制御において、停止しているロータ41を、2W1−2相励磁方式で
のステップ角で第1停止位置71まで等速回転させる位置合せ制御を行っている。すなわ
ち、ロータ41を第1停止位置71に位置合せした後にロータ41の加速(本形態では、
ロータ41の予備加速)を行っている。そのため、ロータ41の安定した加速が可能にな
る。また、ロータ41の起動時の制御を簡素化できる。特に、本形態の停止制御のように
、第2停止制御の後に、2W1−2相励磁方式での1ステップ分、ロータ41を回転駆動
させるための信号が制御ロジック回路63に入力される場合であっても、第1停止位置7
1からロータ41を簡易かつ安定的に加速させることができる。また、本形態の起動制御
では、位置合せ制御後に予備加速制御を行っているため、起動制御から加速制御への円滑
な移行が可能になる。
In this embodiment, in start-up control, alignment control is performed in which the stopped
Preliminary acceleration of the rotor 41) is performed. Therefore, stable acceleration of the
1 to accelerate the
[他の実施の形態]
上述した形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形実施が可能である。
[Other embodiments]
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上述した形態の加速制御では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式
および2W1−2相励磁方式のいずれの励磁方式においても共通の加速時間データが使用
されている。この他にもたとえば、4つの励磁方式のうちのいずれか2つまたはいずれか
3つの励磁方式において共通の加速時間データが使用されても良い。この場合には、共通
の加速時間データが使用される励磁方式ごとに起動動作データが設定される。この場合で
あっても、PFモータ5の駆動に必要なデータ量を低減しつつ適切な駆動が可能となる。
In the acceleration control of the above-described form, common acceleration time data is used in any of the two-phase excitation method, the 1-2 phase excitation method, the W1-2 phase excitation method, and the 2W1-2 phase excitation method. . In addition, for example, common acceleration time data may be used in any two or any three of the four excitation methods. In this case, start-up operation data is set for each excitation method in which common acceleration time data is used. Even in this case, appropriate driving is possible while reducing the amount of data required for driving the
また、上述した形態では、2相励磁方式、1−2相励磁方式、W1−2相励磁方式およ
び2W1−2相励磁方式によって、PFモータ5が回転駆動可能になっている。この他に
もたとえば、位置合せ動作テーブル、予備加速テーブルおよび停止動作テーブルに駆動方
式が4W1−2相励磁方式であるときのデータを設定する等の所定の設定を行うことで、
理論上、ロータ41を電気角で5.625°のステップ角で回転駆動させる4W1−2相
励磁方式で、PFモータ5を回転駆動させても良い。また、所定の設定を行うことで、さ
らに細かいステップ角(たとえば、理論上、電気角で2.8125°(=(360/27
)°)や電気角で1.40625°(=(360/28)°))でロータ41を回転駆動
させる励磁方式で、PFモータ5を回転駆動させても良い。すなわち、PFモータ5を回
転駆動可能な励磁方式が5つ以上であっても良い。
In the above-described embodiment, the
Theoretically, the
) °) or an electrical angle of 1.62525 ° (= (360/2 8 ) °))), and the
この場合には、必ずしも全ての励磁方式で共通の加速時間データを使用する必要はない
が、全ての励磁方式で共通の加速時間データを使用することが好ましい。また、この場合
には、位置合せ制御および予備加速制御では、たとえば、4W1−2相励磁方式でのステ
ップ角等の2W1−2励磁方式でのステップ角よりも細かいステップ角でロータ41を回
転させても良い。なお、加速制御での励磁方式が、2相励磁方式および1−2相励磁方式
のみである場合には、位置合せ制御および予備加速制御では、W1−2相励磁方式でのス
テップ角でロータ41を回転させても良い。また、PFモータ5を回転駆動可能な励磁方
式が2つあるいは3つであっても良い。
In this case, it is not always necessary to use common acceleration time data for all excitation methods, but it is preferable to use common acceleration time data for all excitation methods. In this case, in the alignment control and the preliminary acceleration control, for example, the
さらに、上述した形態の位置合せ制御では、ロータ41を等速回転させるための信号が
制御ロジック回路63に入力されている。この他にもたとえば、位置合せ制御でロータ4
1を加速させても良い。また、上述した形態では、位置合せ動作テーブルでは、2W1−
2相励磁方式での8ステップ分の位置合せ動作データが設定されている。この他にもたと
えば、位置合せ動作テーブルで7ステップ分の位置合せ動作データを設定しても良い。
Further, in the alignment control of the above-described form, a signal for rotating the
1 may be accelerated. In the above-described form, 2W1-
Positioning operation data for 8 steps in the 2-phase excitation method is set. In addition, for example, alignment operation data for 7 steps may be set in the alignment operation table.
さらにまた、上述した形態の予備加速制御では、位置合せ制御で位置合せされた第1停
止位置71から電気角で90°だけ予備加速が行われている。この他にもたとえば、予備
加速制御において、位置合せ制御で位置合せされた第1停止位置71から電気角で180
°、あるいは270°または、360°予備加速を行っても良い。また、それ以上の角度
で予備加速を行っても良い。
Furthermore, in the preliminary acceleration control of the above-described form, preliminary acceleration is performed by 90 ° in electrical angle from the
Alternatively, preliminary acceleration at 270 ° or 360 ° may be performed. Further, preliminary acceleration may be performed at an angle larger than that.
また、上述した形態では、PFモータ5を例に、本発明の実施の形態を説明したが、プ
リンタ1がPFモータ5以外にステッピングモータを備える場合には、PFモータ5以外
のステッピングモータにも本発明の構成を適用することができる。たとえば、CRモータ
4としてステッピングモータが使用される場合には、CRモータ4に本発明の構成を適用
することができる。
Further, in the above-described embodiment, the embodiment of the present invention has been described by taking the
さらに、上述した形態では、PFモータ5として2相のステッピングモータを例に本発
明の実施の形態を説明したが、本発明の構成は、2相のステッピングモータ以外のステッ
ピングモータ(たとえば、3相のステッピングモータや4相のステッピングモータ等)に
も適用可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the embodiment of the present invention has been described by taking a two-phase stepping motor as an example of the
さらにまた、上述した形態では、インクジェットプリンタであるプリンタ1を例に本発
明の実施の形態を説明したが、本発明の構成は、レーザプリンタにも適用可能である。ま
た、本発明の構成は、プリンタ以外にも、FAXやドキュメントスキャナ等のステッピン
グモータを用いた搬送機構を備える装置に適用することができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the embodiment of the present invention has been described by taking the
1 プリンタ、5 PFモータ(ステッピングモータ、搬送用モータ)、41 ロータ
、43 A相磁極組(A相の磁極組)、44 B相磁極組(B相の磁極組)、48 A相
駆動コイル(駆動用コイル)、49 B相駆動コイル(駆動用コイル)、52 CPU(
起動手段の一部、加速手段の一部、制御装置の一部)、53 ROM(起動手段の一部、
加速手段の一部、制御装置の一部)、54 RAM(起動手段の一部、加速手段の一部、
制御装置の一部)、55 不揮発性メモリ(起動手段の一部、加速手段の一部、制御装置
の一部)、56 ASIC(起動手段の一部、加速手段の一部、制御装置の一部)、58
PFモータ駆動回路(起動手段の一部、加速手段の一部、制御装置の一部)、71 第
1停止位置(2相励磁停止位置、基準位置)、P 印刷用紙(印刷対象物)。
1 Printer, 5 PF motor (stepping motor, conveyance motor), 41 rotor, 43 A phase magnetic pole set (A phase magnetic pole set), 44 B phase magnetic pole set (B phase magnetic pole set), 48 A phase drive coil ( Drive coil), 49 B phase drive coil (drive coil), 52 CPU (
A part of the starting means, a part of the accelerating means, a part of the control device), 53 ROM (a part of the starting means,
Part of acceleration means, part of control device), 54 RAM (part of startup means, part of acceleration means,
Part of control device), 55 Non-volatile memory (part of start-up means, part of acceleration means, part of control device), 56 ASIC (part of start-up means, part of acceleration means, part of control device) Part), 58
PF motor drive circuit (part of starting means, part of acceleration means, part of control device), 71 first stop position (two-phase excitation stop position, reference position), P printing paper (printing object).
Claims (8)
ータの制御方法において、
所定の停止位置に停止している上記ロータを起動させる起動制御と、該起動制御後に上
記ロータを加速させる加速制御とを行うとともに、
該加速制御では、少なくとも2つの上記励磁方式において共通の加速時間データに基づ
いて、上記ロータを加速させ、かつ、上記共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに
異なる加速度で上記ロータを加速させ、
上記起動制御では、上記共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに設定された起動
動作データに基づいて、上記ロータを起動させることを特徴とするステッピングモータの
制御方法。 In the stepping motor control method for rotating the rotor by a plurality of excitation methods with different step angles,
Performing start control for starting the rotor stopped at a predetermined stop position, and acceleration control for accelerating the rotor after the start control,
In the acceleration control, based on acceleration time data common to at least two excitation methods, the rotor is accelerated, and the rotor is accelerated at a different acceleration for each excitation method using the common acceleration time data.
In the starting control, the rotor is started based on starting operation data set for each excitation method using the common acceleration time data.
での最小ステップ角で基準位置まで回転させることを特徴とする請求項1記載のステッピ
ングモータの制御方法。 2. The stepping motor control method according to claim 1, wherein, in the start-up control, the stopped rotor is rotated to a reference position at a minimum step angle in an excitation method that minimizes the step angle.
0°の位相差で配置されるA相の磁極組とB相の磁極組とを有する2相のステッピングモ
ータであり、
前記基準位置は、前記ロータを、理論上、電気角で90°のステップ角で回転駆動させ
る2相励磁方式で前記ステッピングモータを駆動させたときの前記ロータの停止位置とな
る2相励磁停止位置であることを特徴とする請求項2記載のステッピングモータの制御方
法。 The stepping motor has a driving coil wound around it and an electrical angle of 9
A two-phase stepping motor having an A-phase magnetic pole set and a B-phase magnetic pole set arranged with a phase difference of 0 °;
The reference position is a two-phase excitation stop position that is a stop position of the rotor when the stepping motor is driven by a two-phase excitation method in which the rotor is theoretically rotated at a step angle of 90 ° in electrical angle. The stepping motor control method according to claim 2, wherein:
のステップ角で回転駆動させる1−2相励磁方式と、前記ロータを、理論上、電気角で2
2.5°のステップ角で回転駆動させるW1−2相励磁方式と、前記ロータを、理論上、
電気角で11.25°のステップ角で回転駆動させる2W1−2相励磁方式との4つの励
磁方式であり、
前記起動制御では、前記最小ステップ角として上記2W1−2相励磁方式でのステップ
角で前記ロータを回転駆動させ、前記加速制御では、上記4つの励磁方式に共通の前記加
速時間データに基づいて、前記ロータを加速させることを特徴とする請求項2または3記
載のステッピングモータの制御方法。 The plurality of excitation methods include the two-phase excitation method and the rotor, which theoretically has an electrical angle of 45 °.
The 1-2 phase excitation method for rotationally driving at a step angle of
In theory, the W1-2 phase excitation method, which is driven to rotate at a step angle of 2.5 °, and the rotor,
There are four excitation methods, the 2W1-2 phase excitation method that rotates at an electrical angle of 11.25 ° step angle,
In the start-up control, the rotor is rotationally driven with the step angle in the 2W1-2 phase excitation method as the minimum step angle, and in the acceleration control, based on the acceleration time data common to the four excitation methods, 4. The stepping motor control method according to claim 2, wherein the rotor is accelerated.
止位置まで等速回転させて、前記ロータの位置合せをする位置合せ制御を行うことを特徴
とする請求項3または4記載のステッピングモータの制御方法。 The alignment control for performing alignment of the rotor by rotating the stopped rotor at a constant speed to the two-phase excitation stop position at the minimum step angle in the start control. 5. A stepping motor control method according to 3 or 4.
らその2相励磁停止位置あるいは他の2相励磁停止位置まで、前記ロータを予備加速させ
る予備加速制御を行うことを特徴とする請求項5記載のステッピングモータの制御方法。 In the start-up control, pre-acceleration control is performed to pre-accelerate the rotor from one of the two-phase excitation stop positions aligned in the alignment control to the two-phase excitation stop position or another two-phase excitation stop position. The stepping motor control method according to claim 5.
ータの制御装置において、
所定の停止位置に停止している上記ロータを起動させる起動手段と、該起動手段による
上記ロータの起動後に上記ロータを加速させる加速手段とを備え、
該加速手段は、少なくとも2つの上記励磁方式において共通の加速時間データに基づい
て、上記ロータを加速させ、かつ、上記共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに異
なる加速度で上記ロータを加速させ、
上記起動手段は、上記共通の加速時間データを用いる励磁方式ごとに設定された起動動
作データに基づいて、上記ロータを起動させることを特徴とするステッピングモータの制
御装置。 In a stepping motor control device that rotationally drives a rotor with a plurality of excitation methods with different step angles,
Starting means for starting the rotor stopped at a predetermined stop position, and acceleration means for accelerating the rotor after the rotor is started by the starting means,
The acceleration means accelerates the rotor based on acceleration time data common to at least two of the excitation methods, and accelerates the rotor with an acceleration different for each excitation method using the common acceleration time data,
The stepping motor control device, wherein the starting means starts the rotor based on starting operation data set for each excitation method using the common acceleration time data.
、請求項7記載の制御装置で制御されるステッピングモータを、印刷対象物を搬送する搬
送用モータとして備えることを特徴とするプリンタ。 A stepping motor controlled by the control method according to any one of claims 1 to 6 or a stepping motor controlled by the control device according to claim 7 is provided as a transport motor for transporting an object to be printed. And printer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006101689A JP2007282307A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Control method of stepping motor, control device of stepping motor, and printer |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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---|---|
JP2007282307A true JP2007282307A (en) | 2007-10-25 |
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ID=38683187
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006101689A Withdrawn JP2007282307A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Control method of stepping motor, control device of stepping motor, and printer |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014138754A (en) * | 2013-12-17 | 2014-07-31 | Fujishoji Co Ltd | Game machine |
CN104821763A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-05 | 日本冲信息株式会社 | Printing device, paper processing device and control method of stepping motor for paper feeding |
-
2006
- 2006-04-03 JP JP2006101689A patent/JP2007282307A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014138754A (en) * | 2013-12-17 | 2014-07-31 | Fujishoji Co Ltd | Game machine |
CN104821763A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-05 | 日本冲信息株式会社 | Printing device, paper processing device and control method of stepping motor for paper feeding |
JP2015146671A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 株式会社沖データ | Printer and control method of stepping motor for carrying sheet |
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