JP2018057163A - Device for controlling stepping motor and method for controlling stepping motor - Google Patents

Device for controlling stepping motor and method for controlling stepping motor Download PDF

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亮 高山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for controlling a stepping motor that can reduce the occurrence of failure in start-up of a stepping motor.SOLUTION: A device 10 for controlling a stepping motor comprises a drive circuit 1, a control part, and a reference voltage variable part 3. The drive circuit 1 sets a current value of an excitation current with reference to a reference voltage Vref and supplies the excitation current to excitation phases of a stepping motor 4 in synchronization with a rectangular wave. The control part 2 gradually increases the frequency of the rectangular wave from a first frequency to a secondary frequency in a first period from when the stepping motor 4 is started up until the motor enters a steady drive state. The reference voltage variable part 3 changes the reference voltage Vref on the basis of the rectangular wave to change the current value of the excitation current. The control part 2 changes the duty ratio of the rectangular wave so that the excitation current supplied in the first period has a larger current value than that of the excitation current supplied in a second period during which the stepping motor 4 is driven in the steady drive state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ステッピングモーターの制御装置、及びステッピングモーターの制御方法に関する。   The present invention relates to a stepping motor control device and a stepping motor control method.

ステッピングモーターは、複合機のようなOA(オフィス・オートメーション)機器の各種駆動源に用いられている。例えば、ステッピングモーターは、複合機において、スキャナーが備えるキャリッジの駆動源や、原稿搬送装置(ADF)が備える給紙ローラーの駆動源に用いられている。また、ステッピングモーターは、複合機において、用紙搬送路に用紙を給紙する給紙ローラーの駆動源として用いられている。   Stepping motors are used for various drive sources of OA (office automation) equipment such as multifunction peripherals. For example, a stepping motor is used as a drive source for a carriage provided in a scanner or a drive source for a feed roller provided in an original conveying device (ADF) in a multi-function peripheral. Further, the stepping motor is used as a drive source of a paper feed roller that feeds paper to a paper transport path in a multifunction machine.

ところで、ステッピングモーターは、起動時から目標回転速度で回転させると脱調するおそれがある。そのため、一般的には、目標回転速度よりも低い回転速度でステッピングモーターの回転を開始させた後、ステッピングモーターの回転速度を目標回転速度まで徐々に増加させている(例えば特許文献1参照)。   By the way, there is a possibility that the stepping motor will step out if it is rotated at the target rotational speed from the time of activation. Therefore, generally, after starting the rotation of the stepping motor at a rotation speed lower than the target rotation speed, the rotation speed of the stepping motor is gradually increased to the target rotation speed (see, for example, Patent Document 1).

特開平8−308293号公報JP-A-8-308293

しかしながら、ステッピングモーターの起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との位置がずれている場合、そのずれの程度によっては、目標回転速度まで徐々に回転速度を増加させる制御が実行されても、回転子に振動が発生して脱調が起こり、ステッピングモーターを起動させることができない可能性がある。   However, if the stator excitation phase excited when the stepping motor starts up and the rotor magnetized phase are misaligned, the rotational speed is gradually increased to the target rotational speed depending on the degree of the deviation. Even if the control is executed, the rotor may vibrate and step out, and the stepping motor may not be started.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステッピングモーターの起動不良の発生を抑制することができるステッピングモーターの制御装置、及びステッピングモーターの制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stepping motor control device and a stepping motor control method capable of suppressing the occurrence of a starting failure of the stepping motor.

本発明のステッピングモーターの制御装置は、駆動回路と、制御部と、参照電圧可変部とを備える。前記駆動回路は、参照電圧を参照して励磁電流の電流値を設定するとともに、矩形波に同期して、ステッピングモーターの各励磁相に所定の励磁モードに従って前記励磁電流を供給する。前記制御部は、前記ステッピングモーターが起動してから定常駆動状態になるまでの第1期間に、前記矩形波の周波数を第1周波数から第2周波数まで漸次増加させる。前記参照電圧可変部は、前記矩形波に基づいて前記参照電圧を変化させて、前記励磁電流の電流値を変化させる。更に、前記第1期間に供給される前記励磁電流が、前記ステッピングモーターが前記定常駆動状態で駆動している第2期間に供給される前記励磁電流よりも大きい電流値を有するように、前記制御部が前記矩形波のデューティー比を変化させる。   The stepping motor control device of the present invention includes a drive circuit, a control unit, and a reference voltage variable unit. The drive circuit sets the current value of the excitation current with reference to a reference voltage, and supplies the excitation current to each excitation phase of the stepping motor according to a predetermined excitation mode in synchronization with the rectangular wave. The control unit gradually increases the frequency of the rectangular wave from the first frequency to the second frequency in a first period from when the stepping motor is activated until the steady driving state is achieved. The reference voltage variable unit changes the reference voltage based on the rectangular wave to change the current value of the excitation current. Further, the control is performed so that the excitation current supplied in the first period has a larger current value than the excitation current supplied in the second period in which the stepping motor is driven in the steady drive state. The section changes the duty ratio of the rectangular wave.

本発明のステッピングモーターの制御方法は、以下のステップを包含する。ステッピングモーターが起動してから定常駆動状態になるまでの第1期間に、矩形波に同期して、前記ステッピングモーターの各励磁相に所定の励磁モードに従って励磁電流を供給するステップ。前記ステッピングモーターが前記定常駆動状態で駆動している第2期間に、前記矩形波に同期して、前記各励磁相に前記所定の励磁モードに従って前記励磁電流を供給するステップ。前記第1期間に供給される前記励磁電流は、前記第2期間に供給される前記励磁電流よりも大きい電流値を有する。   The stepping motor control method of the present invention includes the following steps. A step of supplying an excitation current to each excitation phase of the stepping motor in accordance with a predetermined excitation mode in synchronization with a rectangular wave in a first period from when the stepping motor is activated until it enters a steady drive state. Supplying the excitation current to the respective excitation phases according to the predetermined excitation mode in synchronization with the rectangular wave during a second period in which the stepping motor is driven in the steady drive state. The exciting current supplied in the first period has a current value larger than the exciting current supplied in the second period.

本発明によれば、ステッピングモーターの起動不良の発生を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the start-up failure of the stepping motor.

本発明の実施形態1に係るステッピングモーターの制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of the stepping motor which concerns on Embodiment 1 of this invention. (a)は、本発明の実施形態1に係るクロック信号の波形を示す波形図である。(b)は、本発明の実施形態1に係るクロック信号の周波数を示す図である。(c)は、本発明の実施形態1に係る参照電圧の波形を示す波形図である。(d)は、本発明の実施形態1に係る励磁電流の波形を示す波形図である。(A) is a wave form diagram which shows the waveform of the clock signal which concerns on Embodiment 1 of this invention. (B) is a figure which shows the frequency of the clock signal which concerns on Embodiment 1 of this invention. (C) is a wave form diagram which shows the waveform of the reference voltage which concerns on Embodiment 1 of this invention. (D) is a wave form diagram which shows the waveform of the exciting current which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2に係るステッピングモーターの制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of the stepping motor which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

[実施形態1]
図1は、実施形態1に係るステッピングモーターの制御装置の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るステッピングモーターの制御装置10は、モータードライバー1(駆動回路の一例)と、制御部2と、参照電圧可変部3とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a stepping motor control apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the stepping motor control device 10 according to the present embodiment includes a motor driver 1 (an example of a drive circuit), a control unit 2, and a reference voltage variable unit 3.

モータードライバー1は、制御部2から供給されるクロック信号(矩形波の一例)に同期して、ステッピングモーター4の各励磁相に所定の励磁モードに従って励磁電流を供給する。ステッピングモーター4は、モータードライバー1による励磁電流の供給に従い、クロック信号に同期して回転(駆動)する。また、モータードライバー1は、参照電圧Vrefを参照して励磁電流の電流値を設定する。   The motor driver 1 supplies an excitation current to each excitation phase of the stepping motor 4 according to a predetermined excitation mode in synchronization with a clock signal (an example of a rectangular wave) supplied from the control unit 2. The stepping motor 4 rotates (drives) in synchronization with the clock signal in accordance with the supply of the excitation current by the motor driver 1. The motor driver 1 sets the current value of the excitation current with reference to the reference voltage Vref.

制御部2は、例えばCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)を含み得る。また、制御部2は、RAM(Random Access Memory)や、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)のような記憶装置を含み得る。制御部2は、記憶装置に記憶された制御プログラムや設定情報に基づき、数値計算や情報処理、機器制御のような様々な処理を行い、ステッピングモーターの制御装置10の動作を制御する。   The control unit 2 can include, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit). Further, the control unit 2 may include a storage device such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an HDD (Hard Disk Drive). The control unit 2 performs various processes such as numerical calculation, information processing, and device control based on the control program and setting information stored in the storage device, and controls the operation of the control device 10 for the stepping motor.

本実施形態において、制御部2は、クロック信号、回転方向指令信号、及び励磁モード設定信号を生成する。クロック信号、回転方向指令信号、及び励磁モード設定信号は、モータードライバー1に入力される。   In the present embodiment, the control unit 2 generates a clock signal, a rotation direction command signal, and an excitation mode setting signal. The clock signal, the rotation direction command signal, and the excitation mode setting signal are input to the motor driver 1.

回転方向指令信号は、ステッピングモーター4の回転方向を指令する信号である。モータードライバー1は、回転方向指令信号に基づき、ステッピングモーター4を正回転又は逆回転させる。詳しくは、回転方向指令信号が正回転を示す場合、モータードライバー1は、ステッピングモーター4が正回転するように、ステッピングモーター4の各励磁相に励磁電流を流す。一方、回転方向指令信号が逆回転を示す場合、モータードライバー1は、ステッピングモーター4が逆回転するように、ステッピングモーター4の各励磁相に励磁電流を流す。   The rotation direction command signal is a signal that commands the rotation direction of the stepping motor 4. The motor driver 1 rotates the stepping motor 4 forward or backward based on the rotation direction command signal. Specifically, when the rotation direction command signal indicates normal rotation, the motor driver 1 supplies an excitation current to each excitation phase of the stepping motor 4 so that the stepping motor 4 rotates forward. On the other hand, when the rotation direction command signal indicates reverse rotation, the motor driver 1 supplies an excitation current to each excitation phase of the stepping motor 4 so that the stepping motor 4 rotates reversely.

励磁モード設定信号は、ステッピングモーター4の励磁モードを設定する信号である。例えば、励磁モード設定信号により、1相励磁モード、2相励磁モード、1−2相励磁モード、W1−2相励磁モード、2W1−2相励磁モード、及び4W1−2相励磁モードのうちの1つの励磁モードがモータードライバー1に設定される。モータードライバー1は、設定された励磁モードに従って、ステッピングモーター4の各励磁相に励磁電流を流す。   The excitation mode setting signal is a signal for setting the excitation mode of the stepping motor 4. For example, one of the 1-phase excitation mode, 2-phase excitation mode, 1-2-phase excitation mode, W1-2-phase excitation mode, 2W1-2-phase excitation mode, and 4W1-2-phase excitation mode according to the excitation mode setting signal Two excitation modes are set for the motor driver 1. The motor driver 1 supplies an excitation current to each excitation phase of the stepping motor 4 according to the set excitation mode.

また、本実施形態において、制御部2は、ステッピングモーター4を動作させる期間に、クロック信号をモータードライバー1に供給する。換言すると、ステッピングモーター4を停止状態にする期間(以下、停止期間と記載する。)にはモータードライバー1にクロック信号が供給されず、モータードライバー1へのクロック信号の供給は、ステッピングモーター4の起動時から開始される。   In the present embodiment, the control unit 2 supplies a clock signal to the motor driver 1 during a period in which the stepping motor 4 is operated. In other words, the clock signal is not supplied to the motor driver 1 during the period in which the stepping motor 4 is stopped (hereinafter referred to as the stop period), and the clock signal is supplied to the motor driver 1 by the stepping motor 4. It starts at startup.

更に、本実施形態において、制御部2は、ステッピングモーター4が起動してから定常駆動状態になるまでの第1期間に、クロック信号の周波数を第1周波数から第2周波数まで漸次増加させる。そして、制御部2は、ステッピングモーター4が定常駆動状態で駆動(回転)している第2期間において、クロック信号の周波数を第2周波数に維持する。また、制御部2は、ステッピングモーター4が定常駆動状態から停止状態になるまでの第3期間に、クロック信号の周波数を第2周波数から第3周波数まで漸次減少させる。なお、第1周波数、第2周波数、及び第3周波数は、予め記憶装置に記憶されている。   Further, in the present embodiment, the control unit 2 gradually increases the frequency of the clock signal from the first frequency to the second frequency in the first period from when the stepping motor 4 is activated until it enters the steady drive state. Then, the control unit 2 maintains the frequency of the clock signal at the second frequency in the second period in which the stepping motor 4 is driven (rotated) in the steady driving state. In addition, the control unit 2 gradually decreases the frequency of the clock signal from the second frequency to the third frequency in the third period until the stepping motor 4 is stopped from the steady driving state. Note that the first frequency, the second frequency, and the third frequency are stored in the storage device in advance.

第2周波数は、ステッピングモーター4を目標回転速度で回転させる周波数である。したがって、ステッピングモーター4の起動時に、ステッピングモーター4は、まず第1周波数に対応する回転速度(目標回転速度よりも低い回転速度)で回転を開始する。その後、ステッピングモーター4の回転速度は、目標回転速度まで徐々に増加する。そして、ステッピングモーター4の回転速度が目標回転速度に達すると、クロック信号の周波数が第2周波数に維持される。したがって、ステッピングモーター4は、定常駆動時に目標回転速度で回転する。この制御により、ステッピングモーター4の起動時に脱調が起こり難くなる。よって、ステッピングモーターの起動不良の発生を抑制することができる。   The second frequency is a frequency for rotating the stepping motor 4 at a target rotation speed. Therefore, when the stepping motor 4 is activated, the stepping motor 4 first starts rotating at a rotation speed corresponding to the first frequency (rotation speed lower than the target rotation speed). Thereafter, the rotation speed of the stepping motor 4 gradually increases to the target rotation speed. When the rotational speed of the stepping motor 4 reaches the target rotational speed, the frequency of the clock signal is maintained at the second frequency. Therefore, the stepping motor 4 rotates at the target rotation speed during steady driving. By this control, step-out is less likely to occur when the stepping motor 4 is started. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of starting failure of the stepping motor.

一方、ステッピングモーター4が停止する際には、ステッピングモーター4の回転速度は、目標回転速度から、第3周波数に対応する回転速度(目標回転速度よりも低い回転速度)まで徐々に減少する。この制御により、ステッピングモーター4の停止時に回転子を所定の停止位置で停止させ易くなる。換言すると、ステッピングモーター4の起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との位置がずれ難くなる。あるいは、少なくとも、ステッピングモーター4の起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相とのずれの程度を小さくすることができる。   On the other hand, when the stepping motor 4 stops, the rotation speed of the stepping motor 4 gradually decreases from the target rotation speed to the rotation speed corresponding to the third frequency (rotation speed lower than the target rotation speed). This control makes it easy to stop the rotor at a predetermined stop position when the stepping motor 4 is stopped. In other words, the positions of the excitation phase of the stator excited when the stepping motor 4 is activated and the magnetized phase of the rotor are difficult to shift. Alternatively, at least the degree of deviation between the excitation phase of the stator excited when the stepping motor 4 is started and the magnetization phase of the rotor can be reduced.

以下、第1期間をスローアップ期間と記載し、第2期間を定常駆動期間と記載し、第3期間をスローダウン期間と記載する場合がある。   Hereinafter, the first period may be referred to as a slow-up period, the second period may be referred to as a steady drive period, and the third period may be referred to as a slow-down period.

参照電圧可変部3は、クロック信号に基づいて参照電圧Vrefを変化させて、励磁電流の電流値を変化させる。本実施形態において、参照電圧可変部3は、第1抵抗器31〜第5抵抗器35と、PNP型バイポーラトランジスタ36(スイッチ素子の一例)と、キャパシタ37とを備える。   The reference voltage variable unit 3 changes the reference voltage Vref based on the clock signal to change the current value of the excitation current. In the present embodiment, the reference voltage variable unit 3 includes a first resistor 31 to a fifth resistor 35, a PNP bipolar transistor 36 (an example of a switch element), and a capacitor 37.

詳しくは、PNP型バイポーラトランジスタ36のエミッタが電源ラインに接続され、PNP型バイポーラトランジスタ36のベースに、第1抵抗器31を介してクロック信号が入力される。したがって、PNP型バイポーラトランジスタ36は、クロック信号に従ってターンオンとターンオフとを繰り返す。このため、PNP型バイポーラトランジスタ36のコレクタ電流の波形は、脈流となる。   Specifically, the emitter of the PNP bipolar transistor 36 is connected to the power supply line, and a clock signal is input to the base of the PNP bipolar transistor 36 via the first resistor 31. Therefore, the PNP-type bipolar transistor 36 repeats turn-on and turn-off according to the clock signal. For this reason, the waveform of the collector current of the PNP bipolar transistor 36 becomes a pulsating current.

PNP型バイポーラトランジスタ36のコレクタは第2抵抗器32の一端に接続されており、PNP型バイポーラトランジスタ36のコレクタ電流は、第2抵抗器32によって電圧に変換される。   The collector of the PNP bipolar transistor 36 is connected to one end of the second resistor 32, and the collector current of the PNP bipolar transistor 36 is converted into a voltage by the second resistor 32.

第2抵抗器32の他端は、第3抵抗器33と第4抵抗器34との接続点aを介して第5抵抗器35の一端に接続される。第3抵抗器33と第4抵抗器34とは、分圧回路を構成する。即ち、第3抵抗器33の一端は電源ラインに接続され、第3抵抗器33の他端は第4抵抗器34の一端に接続され、第4抵抗器34の他端は接地される。したがって、分圧回路によって接続点aに発生する直流電圧に、PNP型バイポーラトランジスタ36のコレクタ電流に対応するパルス電圧を重畳した電圧が、第5抵抗器35の一端に印加される。   The other end of the second resistor 32 is connected to one end of the fifth resistor 35 through a connection point a between the third resistor 33 and the fourth resistor 34. The third resistor 33 and the fourth resistor 34 constitute a voltage dividing circuit. That is, one end of the third resistor 33 is connected to the power supply line, the other end of the third resistor 33 is connected to one end of the fourth resistor 34, and the other end of the fourth resistor 34 is grounded. Therefore, a voltage obtained by superimposing a pulse voltage corresponding to the collector current of the PNP bipolar transistor 36 on the DC voltage generated at the connection point a by the voltage dividing circuit is applied to one end of the fifth resistor 35.

第5抵抗器35は、キャパシタ37とともに平滑回路38を構成する。平滑回路38は、PNP型バイポーラトランジスタ36の出力を平滑化する。本実施形態では、接続点aに発生する直流電圧に、PNP型バイポーラトランジスタ36のコレクタ電流に対応する電圧を重畳した電圧が、平滑回路38によって平滑化される。平滑回路38の出力は、参照電圧Vrefとしてモータードライバー1に入力される。   The fifth resistor 35 constitutes a smoothing circuit 38 together with the capacitor 37. The smoothing circuit 38 smoothes the output of the PNP bipolar transistor 36. In the present embodiment, a voltage obtained by superimposing a voltage corresponding to the collector current of the PNP bipolar transistor 36 on the DC voltage generated at the connection point a is smoothed by the smoothing circuit 38. The output of the smoothing circuit 38 is input to the motor driver 1 as a reference voltage Vref.

以上説明した参照電圧可変部3の構成により、クロック信号に基づいて参照電圧Vrefが変化する。詳しくは、クロック信号の周波数及びデューティー比の変化に応じて、参照電圧Vrefが変化する。そして、参照電圧Vrefが変化することにより、励磁電流の電流値が変化する。   With the configuration of the reference voltage variable unit 3 described above, the reference voltage Vref changes based on the clock signal. Specifically, the reference voltage Vref changes according to changes in the frequency and duty ratio of the clock signal. Then, when the reference voltage Vref changes, the current value of the exciting current changes.

本実施形態の制御部2は、クロック信号の周波数に加えて、クロック信号のデューティー比も変化させる。詳しくは、スローアップ期間に供給される励磁電流が、定常駆動期間に供給される励磁電流よりも大きい電流値を有するように、制御部2はクロック信号のデューティー比を変化させる。また、スローダウン期間に供給される励磁電流が、定常駆動期間に供給される励磁電流よりも大きい電流値を有するように、制御部2はクロック信号のデューティー比を変化させる。   The control unit 2 of the present embodiment changes the duty ratio of the clock signal in addition to the frequency of the clock signal. Specifically, the control unit 2 changes the duty ratio of the clock signal so that the excitation current supplied during the slow-up period has a larger current value than the excitation current supplied during the steady drive period. Further, the control unit 2 changes the duty ratio of the clock signal so that the excitation current supplied during the slow-down period has a larger current value than the excitation current supplied during the steady drive period.

以下、スローアップ期間に供給される励磁電流を第1励磁電流と記載し、定常駆動期間に供給される励磁電流を第2励磁電流と記載し、スローダウン期間に供給される励磁電流を第3励磁電流と記載する場合がある。   Hereinafter, the excitation current supplied during the slow-up period is referred to as a first excitation current, the excitation current supplied during the steady drive period is referred to as a second excitation current, and the excitation current supplied during the slow-down period is referred to as a third excitation current. Sometimes referred to as excitation current.

続いて図2(a)〜図2(d)を参照して、ステッピングモーターの制御装置10の動作(ステッピングモーターの制御方法)について説明する。図2(a)は、クロック信号の波形を示す波形図である。詳しくは、図2(a)は、ステッピングモーター4が起動してから停止状態になるまでの間にモータードライバー1に入力されるクロック信号の波形を示している。図2(b)は、クロック信号の周波数を示す図である。詳しくは、図2(b)は、ステッピングモーター4が起動してから停止状態になるまでの間にモータードライバー1に入力されるクロック信号の周波数を示している。図2(c)は、参照電圧Vrefの波形を示す波形図である。詳しくは、図2(c)は、ステッピングモーター4が起動してから停止状態になるまでの間に発生する参照電圧Vrefの波形を示している。図2(d)は、励磁電流の波形を示す波形図である。詳しくは、図2(d)は、ステッピングモーター4が起動してから停止状態になるまでの間に供給される励磁電流の波形を示している。なお、ステッピングモーター4の起動は、ステッピングモーター4の逆転開始時の起動も含む。   Subsequently, the operation of the stepping motor control device 10 (stepping motor control method) will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a waveform diagram showing the waveform of the clock signal. Specifically, FIG. 2A shows a waveform of a clock signal input to the motor driver 1 from when the stepping motor 4 is started to when it is stopped. FIG. 2B is a diagram showing the frequency of the clock signal. Specifically, FIG. 2B shows the frequency of the clock signal input to the motor driver 1 from when the stepping motor 4 is activated until when it is stopped. FIG. 2C is a waveform diagram showing a waveform of the reference voltage Vref. Specifically, FIG. 2C shows a waveform of the reference voltage Vref that is generated from when the stepping motor 4 is started to when it is stopped. FIG. 2D is a waveform diagram showing the waveform of the excitation current. Specifically, FIG. 2D shows a waveform of the excitation current supplied from when the stepping motor 4 is activated until when it is stopped. The activation of the stepping motor 4 includes activation when the stepping motor 4 starts reverse rotation.

図2(b)の縦軸はクロック信号の周波数を示し、図2(c)の縦軸は参照電圧Vrefの電圧値を示し、図2(d)の縦軸は励磁電流の電流値を示す。図2(b)〜図2(d)の各横軸は、時間を示す。なお、図2(c)は、分圧回路によって接続点aに発生する直流電圧の電圧値を基準に、参照電圧Vrefの波形を示している。   The vertical axis in FIG. 2 (b) indicates the frequency of the clock signal, the vertical axis in FIG. 2 (c) indicates the voltage value of the reference voltage Vref, and the vertical axis in FIG. 2 (d) indicates the current value of the excitation current. . Each horizontal axis in FIG. 2B to FIG. 2D indicates time. FIG. 2C shows a waveform of the reference voltage Vref based on the voltage value of the DC voltage generated at the connection point a by the voltage dividing circuit.

図2(a)〜図2(d)に示すように、本実施形態では、スタートアップ期間の開始時から、スローダウン期間の終了時にかけて、モータードライバー1にクロック信号が入力される。ステッピングモーター4は、クロック信号の立ち上がりに対応して(同期して)、回転する。   As shown in FIGS. 2A to 2D, in this embodiment, a clock signal is input to the motor driver 1 from the start of the start-up period to the end of the slow-down period. The stepping motor 4 rotates in response to (in synchronization with) the rising edge of the clock signal.

クロック信号の周波数は、スタートアップ期間の開始時から定常駆動期間の開始時にかけて漸次増加する。この結果、ステッピングモーター4の回転速度が、目標回転速度まで徐々に増加する。この制御により、ステッピングモーター4の起動時に脱調が起こり難くなる。   The frequency of the clock signal gradually increases from the start of the start-up period to the start of the steady drive period. As a result, the rotation speed of the stepping motor 4 gradually increases to the target rotation speed. By this control, step-out is less likely to occur when the stepping motor 4 is started.

一方、クロック信号のデューティー比は、スタートアップ期間の開始時に、50%よりも大きな値に設定される。本実施形態では、スタートアップ期間の開始時に、クロック信号のデューティー比は80%に設定される。また、クロック信号のデューティー比が80%に設定されている期間に、参照電圧Vrefの電圧値が、定常駆動期間に発生する参照電圧Vrefの電圧値よりも大きな値まで増加する。この結果、第1励磁電流の電流値は、第2励磁電流の電流値よりも大きな値に設定される。以下、定常駆動期間に発生する参照電圧Vrefを、定常時参照電圧Vrefと記載する場合がある。   On the other hand, the duty ratio of the clock signal is set to a value larger than 50% at the start of the startup period. In this embodiment, the duty ratio of the clock signal is set to 80% at the start of the startup period. Further, during the period when the duty ratio of the clock signal is set to 80%, the voltage value of the reference voltage Vref increases to a value larger than the voltage value of the reference voltage Vref generated during the steady driving period. As a result, the current value of the first excitation current is set to a value larger than the current value of the second excitation current. Hereinafter, the reference voltage Vref generated during the steady drive period may be referred to as a steady-state reference voltage Vref.

第1励磁電流の電流値が、第2励磁電流の電流値よりも大きな値に設定された後、クロック信号のデューティー比は80%から50%に変化する。この結果、参照電圧Vrefの電圧値が、定常時参照電圧Vrefの電圧値よりも大きな値のまま維持されて、第1励磁電流の電流値が、第2励磁電流の電流値よりも大きな値のまま維持される。   After the current value of the first excitation current is set to a value larger than the current value of the second excitation current, the duty ratio of the clock signal changes from 80% to 50%. As a result, the voltage value of the reference voltage Vref is maintained as a value larger than the voltage value of the steady-state reference voltage Vref, and the current value of the first excitation current is larger than the current value of the second excitation current. Maintained.

したがって、スローアップ期間に、定常駆動期間に供給される励磁電流よりも大きな電流値を有する励磁電流が流れる。換言すると、スローアップ期間に、定常駆動期間よりも大きなトルクが発生する。   Therefore, an excitation current having a current value larger than the excitation current supplied in the steady drive period flows during the slow-up period. In other words, a torque larger than that in the steady driving period is generated in the slow-up period.

本実施形態では、定常駆動期間が開始する前に、クロック信号のデューティー比が50%よりも小さい値に設定される。そして、定常駆動期間の開始時に50%に戻される。この結果、定常駆動期間が開始する前に、参照電圧Vrefの電圧値が低下して、第1励磁電流の電流値が低下する。そして、定常駆動期間において、参照電圧Vrefの電圧値が、低下後の電圧値のまま維持されて、励磁電流の電流値も、低下後の電流値のまま維持される。なお、本実施形態では、定常駆動期間が開始する前に、クロック信号のデューティー比は20%に設定される。   In the present embodiment, the duty ratio of the clock signal is set to a value smaller than 50% before the steady driving period starts. And it is returned to 50% at the start of the steady drive period. As a result, before the steady drive period starts, the voltage value of the reference voltage Vref decreases and the current value of the first excitation current decreases. In the steady drive period, the voltage value of the reference voltage Vref is maintained as the voltage value after the decrease, and the current value of the excitation current is also maintained as the current value after the decrease. In the present embodiment, the duty ratio of the clock signal is set to 20% before the steady driving period starts.

ステッピングモーター4を停止させる際には、クロック信号の周波数を漸次減少させる。この制御により、ステッピングモーター4の回転速度が目標回転速度から徐々に減少する。そして、ステッピングモーター4の回転速度が、目標回転速度よりも低い回転速度まで減少した状態で、制御部2はモータードライバー1へのクロック信号の供給を停止する。このように、ステッピングモーター4の回転速度を低下させてから、クロック信号の供給を停止させることにより、ステッピングモーター4の停止時に回転子を所定の停止位置で停止させ易くなる。   When stopping the stepping motor 4, the frequency of the clock signal is gradually decreased. By this control, the rotation speed of the stepping motor 4 gradually decreases from the target rotation speed. Then, the control unit 2 stops supplying the clock signal to the motor driver 1 in a state where the rotation speed of the stepping motor 4 has decreased to a rotation speed lower than the target rotation speed. Thus, by reducing the rotation speed of the stepping motor 4 and then stopping the supply of the clock signal, the rotor can be easily stopped at a predetermined stop position when the stepping motor 4 is stopped.

一方、クロック信号のデューティー比は、スローダウン期間の開始時に、50%よりも大きな値に設定される。この結果、参照電圧Vrefの電圧値が増加して、第3励磁電流の電流値が第2励磁電流の電流値よりも大きな電流値に設定される。本実施形態では、スローダウン期間の開始時に、クロック信号のデューティー比は80%に設定される。   On the other hand, the duty ratio of the clock signal is set to a value larger than 50% at the start of the slowdown period. As a result, the voltage value of the reference voltage Vref increases, and the current value of the third excitation current is set to a larger current value than the current value of the second excitation current. In the present embodiment, the duty ratio of the clock signal is set to 80% at the start of the slowdown period.

その後、クロック信号のデューティー比は80%から50%に変化する。この結果、参照電圧Vrefの電圧値が、定常時参照電圧Vrefの電圧値よりも大きな値のまま維持されて、第3励磁電流の電流値が第2励磁電流の電流値よりも大きな値のまま維持される。   Thereafter, the duty ratio of the clock signal changes from 80% to 50%. As a result, the voltage value of the reference voltage Vref is maintained larger than the voltage value of the steady-state reference voltage Vref, and the current value of the third excitation current remains larger than the current value of the second excitation current. Maintained.

したがって、スローダウン期間に、定常駆動期間に供給される励磁電流よりも大きな電流値を有する励磁電流が流れる。換言すると、スローダウン期間に、定常駆動期間よりも大きなトルクが発生する。   Therefore, an excitation current having a current value larger than the excitation current supplied in the steady drive period flows during the slow-down period. In other words, a torque larger than that in the steady driving period is generated in the slowdown period.

本実施形態では、モータードライバー1へのクロック信号の供給が停止する前に、クロック信号のデューティー比が50%よりも小さい値に設定される。本実施形態では、クロック信号のデューティー比が20%に変化する。このように、クロック信号のデューティー比が50%よりも低い値に設定されることにより、モータードライバー1へのクロック信号の供給が停止する前に、参照電圧Vrefの電圧値が低下して、励磁電流の電流値が低下する。したがって、励磁電流の電流値を低下させた状態で、ステッピングモーター4を停止状態にすることができる。換言すると、トルクを小さくした状態でステッピングモーター4を停止状態にすることができる。この制御により、回転子を所定の停止位置で停止させ易くなる。即ち、トルクが大きい状態のままステッピングモーター4の回転を停止させた場合、回転子の振動に起因する脱調が起こり易くなる。つまり、回転子を所定の停止位置で停止させることができない可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、トルクを小さくした状態でステッピングモーター4の回転を停止させるため、回転子を所定の停止位置で停止させ易くなる。   In this embodiment, before the supply of the clock signal to the motor driver 1 is stopped, the duty ratio of the clock signal is set to a value smaller than 50%. In this embodiment, the duty ratio of the clock signal changes to 20%. Thus, by setting the duty ratio of the clock signal to a value lower than 50%, the voltage value of the reference voltage Vref is lowered before the supply of the clock signal to the motor driver 1 is stopped. The current value of the current decreases. Therefore, the stepping motor 4 can be stopped while the current value of the excitation current is reduced. In other words, the stepping motor 4 can be stopped with the torque reduced. This control facilitates stopping the rotor at a predetermined stop position. That is, when the rotation of the stepping motor 4 is stopped while the torque is large, a step-out due to the vibration of the rotor is likely to occur. That is, there is a possibility that the rotor cannot be stopped at a predetermined stop position. On the other hand, according to the present embodiment, since the rotation of the stepping motor 4 is stopped in a state where the torque is reduced, the rotor can be easily stopped at a predetermined stop position.

以上のように、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の起動時に、定常時参照電圧Vrefよりも大きい電圧値を有する参照電圧Vrefが発生するように、クロック信号のデューティー比が制御される。具体的には、スローアップ期間におけるクロック信号のデューティー比が、定常駆動期間におけるクロック信号のデューティー比よりも高い値に設定される。この結果、第1励磁電流の電流値が第2励磁電流の電流値よりも大きくなり、ステッピングモーター4の起動時に大きなトルクを発生させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the duty ratio of the clock signal is controlled so that the reference voltage Vref having a voltage value larger than the steady-state reference voltage Vref is generated when the stepping motor 4 is started. Specifically, the duty ratio of the clock signal in the slow-up period is set to a value higher than the duty ratio of the clock signal in the steady driving period. As a result, the current value of the first excitation current becomes larger than the current value of the second excitation current, and a large torque can be generated when the stepping motor 4 is started.

したがって、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との位置が大きくずれている場合であっても、ステッピングモーター4の起動不良が発生し難い。即ち、ステッピングモーターの起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との位置が大きくずれている場合、トルクが不足すると、ステッピングモーターの起動不良が発生するおそれがある。つまり、ステッピングモーター4を起動できないおそれがある。これに対し、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の起動時に大きなトルクを発生させることができるため、トルク不足によるステッピングモーター4の起動不良が発生し難い。   Therefore, according to this embodiment, even when the positions of the excitation phase of the stator excited when the stepping motor 4 is started and the magnetized phase of the rotor are greatly deviated, the stepping motor 4 is started. Defects are unlikely to occur. That is, if the excitation phase of the stator that is excited when the stepping motor is started and the magnetized phase of the rotor are greatly deviated, if the torque is insufficient, the stepping motor may start up poorly. That is, there is a possibility that the stepping motor 4 cannot be started. On the other hand, according to the present embodiment, since a large torque can be generated when the stepping motor 4 is started, a starting failure of the stepping motor 4 due to insufficient torque is unlikely to occur.

また、本実施形態によれば、ステッピングモーター4を停止させる際に、定常時参照電圧Vrefよりも大きい電圧値を有する参照電圧Vrefが発生するように、クロック信号のデューティー比が制御される。具体的には、スローダウン期間におけるクロック信号のデューティー比が、定常駆動期間におけるクロック信号のデューティー比よりも高い値に設定される。この結果、第3励磁電流の電流値が第2励磁電流の電流値よりも大きくなり、ステッピングモーター4の停止時に大きなトルクを発生させることができる。   According to the present embodiment, when the stepping motor 4 is stopped, the duty ratio of the clock signal is controlled so that the reference voltage Vref having a voltage value larger than the steady-state reference voltage Vref is generated. Specifically, the duty ratio of the clock signal in the slow-down period is set to a value higher than the duty ratio of the clock signal in the steady driving period. As a result, the current value of the third excitation current becomes larger than the current value of the second excitation current, and a large torque can be generated when the stepping motor 4 is stopped.

したがって、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の回転子の停止位置が目標の停止位置からずれ難くなる。その結果、ステッピングモーター4の起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との位置がずれ難くなる。あるいは、少なくとも、ステッピングモーター4の起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相とのずれの程度を小さくすることができる。   Therefore, according to this embodiment, the stop position of the rotor of the stepping motor 4 is not easily deviated from the target stop position. As a result, the positions of the excitation phase of the stator that is excited when the stepping motor 4 is activated and the magnetization phase of the rotor are difficult to shift. Alternatively, at least the degree of deviation between the excitation phase of the stator excited when the stepping motor 4 is started and the magnetization phase of the rotor can be reduced.

また、本実施形態によれば、第2励磁電流の電流値を、第1励磁電流の電流値よりも小さくすることができ、定常駆動期間におけるステッピングモーター4の発熱を抑制することができる。なお、ステッピングモーター4が駆動すると、ステッピングモーター4の回転子に慣性力が付与される。よって、定常駆動期間においては、大きなトルクを発生させることなくステッピングモーター4を目標回転速度で回転させることができる。   Further, according to the present embodiment, the current value of the second excitation current can be made smaller than the current value of the first excitation current, and the heat generation of the stepping motor 4 during the steady drive period can be suppressed. When the stepping motor 4 is driven, an inertial force is applied to the rotor of the stepping motor 4. Therefore, in the steady drive period, the stepping motor 4 can be rotated at the target rotational speed without generating a large torque.

また、本実施形態によれば、簡易な構成で、参照電圧Vrefを可変にして、励磁電流(トルク)を増減させることができる。   In addition, according to the present embodiment, the excitation current (torque) can be increased or decreased by making the reference voltage Vref variable with a simple configuration.

また、本実施形態では、モータードライバー1が、停止期間においてもステッピングモーター4への励磁電流の供給を行う。したがって、停止期間中に固定子の励磁相の位置と回転子の着磁相の位置とが変化することを抑制することができる。   In the present embodiment, the motor driver 1 supplies the excitation current to the stepping motor 4 even during the stop period. Therefore, it is possible to suppress changes in the position of the excitation phase of the stator and the position of the magnetization phase of the rotor during the stop period.

また、励磁電流の電流値を変化させることができない場合、ステッピングモーターが確実に起動するように励磁電流の電流値を大きな値に設定すると、定常駆動期間に供給される励磁電流の電流値も大きくなる。したがって、この場合、熱容量の大きいステッピングモーターを使用する必要がある。また、ステッピングモーターを冷却するためにファンを設ける必要がある。これに対し、本実施形態によれば、定常駆動期間に供給される励磁電流の電流値を小さくすることができる。よって、熱容量の大きいステッピングモーターを使用する必要がない。また、ファンを設ける必要もない。   In addition, if the current value of the excitation current cannot be changed and the current value of the excitation current is set to a large value so that the stepping motor starts reliably, the current value of the excitation current supplied during the steady drive period also increases. Become. Therefore, in this case, it is necessary to use a stepping motor having a large heat capacity. In addition, it is necessary to provide a fan for cooling the stepping motor. On the other hand, according to the present embodiment, the current value of the excitation current supplied during the steady drive period can be reduced. Therefore, it is not necessary to use a stepping motor having a large heat capacity. Moreover, it is not necessary to provide a fan.

また、一般的に、励磁モードを切り替える際には、ステッピングモーターの起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との相を合わせる相切替えが行われる。この結果、励磁モードを切り替える際には、相切替えのための待ち時間が発生する。これに対し、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の起動時に励磁電流の電流値を増加させてトルクを高くすることができるため、相切替えを行うことなくステッピングモーター4を起動させることができる。したがって、相切替えのための待ち時間を削減できる。   In general, when switching the excitation mode, phase switching is performed to match the phases of the stator excitation phase and the rotor magnetization phase excited when the stepping motor is started. As a result, when switching the excitation mode, a waiting time for phase switching occurs. On the other hand, according to this embodiment, since the torque can be increased by increasing the current value of the exciting current when the stepping motor 4 is started, the stepping motor 4 can be started without performing phase switching. . Therefore, the waiting time for phase switching can be reduced.

また、一般的には、ステッピングモーターの回転方向を切り替える際にも、励磁モードを切り替える際と同様に、ステッピングモーターの逆転開始時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との相を合わせるための待ち時間が発生する。これに対し、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の逆転開始時(起動時)に励磁電流の電流値を増加させてトルクを高くすることができる。よって、ステッピングモーターの逆転開始時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との相を合わせることなくステッピングモーター4を起動させることができる。したがって、ステッピングモーターの回転方向を切り替えるための待ち時間を削減できる。   In general, when switching the rotation direction of the stepping motor, the excitation phase of the stator that is excited when the reverse rotation of the stepping motor is started, and the magnetization phase of the rotor There is a waiting time for matching the phases. On the other hand, according to the present embodiment, the torque value can be increased by increasing the current value of the exciting current at the start of reverse rotation of the stepping motor 4 (at the time of starting). Therefore, the stepping motor 4 can be started without matching the phases of the stator excitation phase excited at the start of reverse rotation of the stepping motor and the magnetized phase of the rotor. Therefore, the waiting time for switching the rotation direction of the stepping motor can be reduced.

[実施形態2]
続いて図3を参照して、本発明の実施形態2について説明する。実施形態2は、実施形態1と異なり、停止期間中にモータードライバー1がステッピングモーター4への励磁電流の供給を行わない。以下、実施形態2について、実施形態1と異なる事項を説明し、実施形態1と同じ事項についての説明は適宜省略する。
[Embodiment 2]
Subsequently, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the motor driver 1 does not supply the exciting current to the stepping motor 4 during the stop period. Hereinafter, regarding the second embodiment, matters different from the first embodiment will be described, and description of the same matters as the first embodiment will be appropriately omitted.

図3は、実施形態2に係るステッピングモーターの制御装置10の構成を示す図である。図3に示すように、本実施形態に係るステッピングモーターの制御装置10は、実施形態1に係るステッピングモーターの制御装置10(図1参照)と異なり、第3抵抗器33を備えない。したがって、本実施形態では、電源ラインからの直流電圧が接続点aに供給されない。換言すると、制御部2がモータードライバー1へクロック信号を供給している期間(以下、クロック信号供給期間と記載する。)にのみ、接続点aに、PNP型バイポーラトランジスタ36のコレクタ電流に対応するパルス電圧が供給される。よって、クロック信号供給期間にのみ、参照電圧Vrefがモータードライバー1へ入力される。その結果、クロック信号供給期間にのみ、励磁電流がステッピングモーター4へ供給される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the stepping motor control device 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the stepping motor control device 10 according to the present embodiment does not include the third resistor 33 unlike the stepping motor control device 10 according to the first embodiment (see FIG. 1). Therefore, in this embodiment, the DC voltage from the power supply line is not supplied to the connection point a. In other words, it corresponds to the collector current of the PNP bipolar transistor 36 at the connection point a only during the period in which the control unit 2 supplies the clock signal to the motor driver 1 (hereinafter referred to as the clock signal supply period). A pulse voltage is supplied. Therefore, the reference voltage Vref is input to the motor driver 1 only during the clock signal supply period. As a result, the excitation current is supplied to the stepping motor 4 only during the clock signal supply period.

以上、図3を参照して実施形態2について説明した。本実施形態によれば、クロック信号供給期間にのみ励磁電流がステッピングモーター4へ供給される。換言すると、停止期間中は、ステッピングモーター4への励磁電流の供給が停止される。したがって、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の発熱を抑制することができる。   The second embodiment has been described above with reference to FIG. According to the present embodiment, the excitation current is supplied to the stepping motor 4 only during the clock signal supply period. In other words, the supply of the excitation current to the stepping motor 4 is stopped during the stop period. Therefore, according to this embodiment, the heat generation of the stepping motor 4 can be suppressed.

また、本実施形態においても、図2を参照して説明したように、ステッピングモーター4を停止させる際には、クロック信号の周波数を漸次減少させる。したがって、ステッピングモーター4の回転速度が、目標回転速度よりも低い回転速度まで減少した状態で、ステッピングモーター4への励磁電流の供給を停止させることができる。このように、ステッピングモーター4の回転速度を低下させてから、励磁電流の供給を停止させることにより、ステッピングモーター4の停止時に回転子を所定の停止位置で停止させ易くなる。   Also in the present embodiment, as described with reference to FIG. 2, when the stepping motor 4 is stopped, the frequency of the clock signal is gradually decreased. Therefore, the supply of the excitation current to the stepping motor 4 can be stopped in a state where the rotation speed of the stepping motor 4 has decreased to a rotation speed lower than the target rotation speed. Thus, by reducing the rotation speed of the stepping motor 4 and then stopping the supply of excitation current, the rotor can be easily stopped at a predetermined stop position when the stepping motor 4 is stopped.

また、ステッピングモーターの制御方式の一つに、ステッピングモーターの停止期間に励磁電流を流さず、ステッピングモーターを起動する前に予備励磁電流を流す制御方式がある。具体的には、予備励磁電流によって、ステッピングモーターの起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との相合わせが行われる。即ち、ステッピングモーターの回転速度を低下させてから、励磁電流の供給を停止させる制御を実行しない一般的なモータードライバーを使用した場合、ステッピングモーターの停止期間に励磁電流を流さないことにより、ステッピングモーターの回転子が所定の停止位置から外れた位置で停止する可能性がある。よって、ステッピングモーターの起動時に励磁される固定子の励磁相と、回転子の着磁相との位置が大きくずれて、脱調が起こる可能性がある。このため、脱調の防止を目的として、ステッピングモーターの起動前に相合わせが行われる。しかし、この制御方式では、ステッピングモーターの起動前に、相合わせのための時間が必要となり、ステッピングモーターの起動に時間がかかる。これに対し、本実施形態によれば、ステッピングモーター4の起動時に励磁電流の電流値を増加させてトルクを高くすることができるため、相合わせを行うことなくステッピングモーター4を起動させることができる。したがって、相合わせに要する時間を削減できる。換言すると、ステッピングモーター4の回転速度が目標回転速度に到達するまでに必要な時間の短縮化を図ることができる。   In addition, as one of the control methods for the stepping motor, there is a control method in which the excitation current is not supplied during the stop period of the stepping motor and the preliminary excitation current is supplied before starting the stepping motor. Specifically, the preliminary excitation current matches the excitation phase of the stator that is excited when the stepping motor is started and the magnetized phase of the rotor. That is, when a general motor driver that does not execute control to stop the supply of excitation current after reducing the rotation speed of the stepping motor is used, the stepping motor is not allowed to flow during the stepping motor stop period. May stop at a position deviating from a predetermined stop position. Therefore, there is a possibility that the position of the excitation phase of the stator that is excited when the stepping motor is activated and the magnetization phase of the rotor are greatly shifted, and step-out occurs. For this reason, for the purpose of preventing step-out, phase matching is performed before starting the stepping motor. However, this control method requires time for phase matching before starting the stepping motor, and it takes time to start the stepping motor. On the other hand, according to this embodiment, since the torque can be increased by increasing the current value of the exciting current when the stepping motor 4 is started, the stepping motor 4 can be started without performing phase matching. . Therefore, the time required for phase matching can be reduced. In other words, the time required for the rotation speed of the stepping motor 4 to reach the target rotation speed can be shortened.

なお、本実施形態では、第3抵抗器33のみを備えない構成について説明したが、第3抵抗器33に加えて、第4抵抗器34を備えない構成であってもよい。   In the present embodiment, the configuration not including only the third resistor 33 has been described. However, in addition to the third resistor 33, a configuration not including the fourth resistor 34 may be used.

以上、本発明の実施形態に係るステッピングモーターの制御装置10、及びステッピングモーターの制御方法について、図面を参照しながら説明した。本発明の実施形態で説明したステッピングモーターの制御装置10、及びステッピングモーターの制御方法は、複合機のようなOA機器の各種駆動源に用いられているステッピングモーターの制御に利用することができる。例えば、複合機において、スキャナーが備えるキャリッジの駆動源や、原稿搬送装置が備える給紙ローラーの駆動源に用いられるステッピングモーターの制御に、本発明の実施形態で説明したステッピングモーターの制御装置10、及びステッピングモーターの制御方法を適用することができる。また、複合機において、用紙搬送路に用紙を給紙する給紙ローラーの駆動源に用いられるステッピングモーターの制御に、本発明の実施形態で説明したステッピングモーターの制御装置10、及びステッピングモーターの制御方法を適用することができる。   The stepping motor control device 10 and the stepping motor control method according to the embodiment of the present invention have been described above with reference to the drawings. The stepping motor control device 10 and the stepping motor control method described in the embodiment of the present invention can be used for controlling stepping motors used for various drive sources of OA equipment such as multifunction peripherals. For example, in the multifunction device, the stepping motor control device 10 described in the embodiment of the present invention is used to control a stepping motor used as a driving source of a carriage included in the scanner and a driving source of a paper feed roller included in the document conveying device. In addition, a stepping motor control method can be applied. Further, in the multifunction machine, the stepping motor control device 10 described in the embodiment of the present invention and the control of the stepping motor are used to control the stepping motor used as a drive source of the paper feed roller that feeds the paper to the paper transport path. The method can be applied.

なお、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。   In addition, this invention is not restricted to said embodiment, It is possible to implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary.

例えば、本発明による実施形態では、参照電圧可変部3が、スイッチ素子として、PNP型バイポーラトランジスタ36を備えたが、スイッチ素子は、PNP型バイポーラトランジスタ36に限定されない。例えば、参照電圧可変部3は、PNP型バイポーラトランジスタ36に替えて、NPN型バイポーラトランジスタを備えてもよい。あるいは、参照電圧可変部3は、スイッチ素子としてMOSFETを備えてもよい。   For example, in the embodiment according to the present invention, the reference voltage variable unit 3 includes the PNP bipolar transistor 36 as a switching element, but the switching element is not limited to the PNP bipolar transistor 36. For example, the reference voltage variable unit 3 may include an NPN bipolar transistor instead of the PNP bipolar transistor 36. Alternatively, the reference voltage variable unit 3 may include a MOSFET as a switch element.

また、本発明による実施形態では、ステッピングモーター4の定常駆動時にクロック信号のデューティー比が50%に設定されたが、本発明はこれに限定されない。ステッピングモーター4が駆動すると、ステッピングモーター4の回転子に慣性力が付与されるため、定常駆動期間においては、大きなトルクを発生させることなくステッピングモーター4を目標回転速度で回転させることができる。よって、ステッピングモーター4の定常駆動時におけるクロック信号のデューティー比は50%よりも低い値に設定されてもよく、例えば、30%又は20%に設定され得る。   In the embodiment according to the present invention, the duty ratio of the clock signal is set to 50% during the steady driving of the stepping motor 4, but the present invention is not limited to this. When the stepping motor 4 is driven, an inertial force is applied to the rotor of the stepping motor 4, so that the stepping motor 4 can be rotated at the target rotational speed without generating a large torque during the steady driving period. Therefore, the duty ratio of the clock signal during steady driving of the stepping motor 4 may be set to a value lower than 50%, and may be set to 30% or 20%, for example.

また、本発明による実施形態では、スローダウン期間に励磁電流の電流値を増加させたが、本発明はこれに限定されない。スローダウン期間において、励磁電流を増加させる制御が行われなくてもよい。   In the embodiment according to the present invention, the current value of the excitation current is increased during the slow-down period, but the present invention is not limited to this. In the slow-down period, control for increasing the excitation current may not be performed.

本発明は、例えば複合機のような電子機器の駆動源に用いられるステッピングモーターの制御装置及びその制御方法に有用である。   The present invention is useful for a control device and a control method for a stepping motor used for a drive source of an electronic device such as a multifunction machine.

1 モータードライバー
2 制御部
3 参照電圧可変部
4 ステッピングモーター
10 ステッピングモーターの制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor driver 2 Control part 3 Reference voltage variable part 4 Stepping motor 10 Stepping motor control device

Claims (10)

参照電圧を参照して励磁電流の電流値を設定するとともに、矩形波に同期して、ステッピングモーターの各励磁相に所定の励磁モードに従って前記励磁電流を供給する駆動回路と、
前記ステッピングモーターが起動してから定常駆動状態になるまでの第1期間に、前記矩形波の周波数を第1周波数から第2周波数まで漸次増加させる制御部と、
前記矩形波に基づいて前記参照電圧を変化させて、前記励磁電流の電流値を変化させる参照電圧可変部と
を備え、
前記第1期間に供給される前記励磁電流が、前記ステッピングモーターが前記定常駆動状態で駆動している第2期間に供給される前記励磁電流よりも大きい電流値を有するように、前記制御部が前記矩形波のデューティー比を変化させる、ステッピングモーターの制御装置。
A drive circuit that sets a current value of an excitation current with reference to a reference voltage, and supplies the excitation current according to a predetermined excitation mode to each excitation phase of the stepping motor in synchronization with a rectangular wave;
A control unit that gradually increases the frequency of the rectangular wave from the first frequency to the second frequency in a first period from when the stepping motor is activated until it enters a steady drive state;
A reference voltage variable unit that changes the reference voltage based on the rectangular wave and changes a current value of the excitation current;
The control unit is configured so that the excitation current supplied in the first period has a current value larger than the excitation current supplied in the second period in which the stepping motor is driven in the steady drive state. A stepping motor control device for changing a duty ratio of the rectangular wave.
前記参照電圧可変部は、
前記矩形波に従ってターンオンとターンオフとを繰り返すスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の出力を平滑化する平滑回路と
を備え、
前記平滑回路の出力が、前記参照電圧として前記駆動回路に参照される、請求項1に記載のステッピングモーターの制御装置。
The reference voltage variable unit includes:
A switching element that repeats turn-on and turn-off according to the rectangular wave;
A smoothing circuit for smoothing the output of the switch element,
The stepping motor control device according to claim 1, wherein an output of the smoothing circuit is referred to the drive circuit as the reference voltage.
前記スイッチ素子が、バイポーラトランジスタである、請求項2に記載のステッピングモーターの制御装置。   The stepping motor control device according to claim 2, wherein the switch element is a bipolar transistor. 前記第1期間の開始時における前記矩形波のデューティー比が、前記第1期間の終了時における前記矩形波のデューティー比よりも大きい、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のステッピングモーターの制御装置。   4. The stepping according to claim 1, wherein a duty ratio of the rectangular wave at the start of the first period is larger than a duty ratio of the rectangular wave at the end of the first period. Motor control device. 前記第1期間の開始時における前記矩形波のデューティー比が50%よりも大きく、前記第1期間の終了時における前記矩形波のデューティー比が50%よりも小さい、請求項4に記載のステッピングモーターの制御装置。   5. The stepping motor according to claim 4, wherein a duty ratio of the rectangular wave at the start of the first period is greater than 50% and a duty ratio of the rectangular wave at the end of the first period is less than 50%. Control device. 前記第2期間における前記矩形波のデューティー比が50%以下である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のステッピングモーターの制御装置。   The stepping motor control device according to any one of claims 1 to 5, wherein a duty ratio of the rectangular wave in the second period is 50% or less. 前記制御部は、
前記ステッピングモーターが前記定常駆動状態から停止状態になるまでの第3期間に、前記矩形波の周波数を前記第2周波数から第3周波数まで漸次減少させるとともに、
前記第3期間に供給される前記励磁電流が、前記第2期間に供給される前記励磁電流よりも大きい電流値を有するように、前記矩形波のデューティー比を変化させる、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のステッピングモーターの制御装置。
The controller is
In the third period until the stepping motor is stopped from the steady driving state, the frequency of the rectangular wave is gradually decreased from the second frequency to the third frequency,
The duty ratio of the rectangular wave is changed so that the excitation current supplied in the third period has a larger current value than the excitation current supplied in the second period. The stepping motor control device according to any one of claims 6 to 6.
前記第3期間の開始時における前記矩形波のデューティー比が、前記第3期間の終了時における前記矩形波のデューティー比よりも大きい、請求項7に記載のステッピングモーターの制御装置。   The stepping motor control device according to claim 7, wherein a duty ratio of the rectangular wave at the start of the third period is greater than a duty ratio of the rectangular wave at the end of the third period. 前記第3期間の開始時における前記矩形波のデューティー比が50%よりも大きく、前記第3期間の終了時における前記矩形波のデューティー比が50%よりも小さい、請求項8に記載のステッピングモーターの制御装置。   The stepping motor according to claim 8, wherein a duty ratio of the rectangular wave at the start of the third period is greater than 50% and a duty ratio of the rectangular wave at the end of the third period is less than 50%. Control device. ステッピングモーターが起動してから定常駆動状態になるまでの第1期間に、矩形波に同期して、前記ステッピングモーターの各励磁相に所定の励磁モードに従って励磁電流を供給するステップと、
前記ステッピングモーターが前記定常駆動状態で駆動している第2期間に、前記矩形波に同期して、前記各励磁相に前記所定の励磁モードに従って前記励磁電流を供給するステップと
を包含し、
前記第1期間に供給される前記励磁電流が、前記第2期間に供給される前記励磁電流よりも大きい電流値を有する、ステッピングモーターの制御方法。
Supplying an excitation current to each excitation phase of the stepping motor in accordance with a predetermined excitation mode in synchronization with a rectangular wave during a first period from when the stepping motor is activated until it enters a steady drive state;
Supplying the excitation current to each of the excitation phases according to the predetermined excitation mode in synchronization with the rectangular wave during a second period in which the stepping motor is driven in the steady drive state.
The stepping motor control method, wherein the excitation current supplied in the first period has a larger current value than the excitation current supplied in the second period.
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