JPH0213558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステツピングモータの閉ループ制御に
よる単ステツプ駆動に関する。

従来ステツピングモータの単ステツプ駆動には
開ループ制御が用いられており、(1)ある相へ通電
しモータを駆動させ、一定時間後に通電を停止
し、さらに一定時間後に先に通電されていた相へ
通電を再開する方式、(2)ステツピングモータの２
−２相励磁駆動のように常に２相以上のコイルに
通電されている場合において、それぞれの相の電
流の割合を変化させることによつてモータの１ス
テツプをさらに細分割し、この分割されたステツ
プ（マイクロステツプ）の分解能でモータを制御
するマイクロステツプ駆動方式などがある。

(1)の方式は、あらかじめ実験によつて通電時間
及び通電停止時間を求め、これによつて通電時間
のシーケンスを決定する方式であるが、この方式
では、モータ負荷の変動、モータ電源電圧の変動
などによつてモータ振動の増大や脱調などの問題
が発生し良好なステツプ応答特性を得ることが非
常に困難である。

また(2)の方式は開ループ制御であるがステツピ
ングモータの１ステツプを細分割し、この分解能
でモータを制御するためモータの負荷変動や電源
電圧変動により発生する振動もステツプの分解能
が向上した割合だけ減少することから良好なステ
ツプ応答が得られる。

しかしながらこの方式は、モータ各相コイルの
通電電流をモータのステツプ分解能分だけのステ
ツプ分可変させる回路がモータの相数分だけ必要
となる為回路が複雑でしかもコストが非常に高い
等の問題がある。

本発明の目的は上記不都合をなくし、ステツピ
ングモータの１ステツプ角と同様な角度分解能を
有する位置検出器を装着した、いわゆる検出角度
分解能の低いステツピングモータにおいても確実
に単ステツプ制動を可能とし、例えばデイジーホ
イールプリンターやシリアルドツトプリンターに
おいてモータ制動不良をなくし、印刷が位置ずれ
等せず所定の位置に高速かつ正確に印刷できるこ
とが可能となるステツピングモータの駆動方式を
提供することを目的とする。

第１図には本発明になるステツピングモータ制
御装置におけるステツピングモータの位置検出器
とステツピングモータの位相関係を示している。
図中１がスリツト２をもつタイミングデイスク、
３が光学式位相置検出器、４は４相PM型ステツ
ピングモータのロータ、５がステータ、６がステ
ータのＡ，Ｂ相、７がステータのＣ，Ｄ相、８〜
１０がステツピングモータのデイテント位置であ
る。タイミングデイスク１のスリツト２と光学式
位置検出器３との位相関係は、第１図のように光
学式位置検出器の位相調整装置１１によつてステ
ツピングモータのデイテント位置間の中点で検出
パルスが出力される様に調整されている。

第２図は本発明になるステツピングモータ制御
装置における駆動回路の１例である。第２図にお
いて１２がステツピングモータ、１３がモータ軸
に直結された位置検出用タイミングデイスク、１
４が光学式位置検出器、１５がステツピングモー
タのコイル電源スイツチング回路、１６が
Exclusive OR回路（以下、EOR回路とする）、
１７がステツピングモータ各相コイル駆動パルス
発生回路、１８がタイミングパルス波形成形回
路、２１がＲ−Ｓフリツプフロツプ、２２が
NOR回路、２３がステツピングモータスタート
パルス入力端子、２４がステツピングモータ回転
方向信号入力端子である。３２がパルス発生器、
３３がアツプダウンカウンタ、である。回転方向
信号入力端子２４に“HIGH”または“LOW”
の状態信号が入力された状態において、スタート
パルス入力端子２３へトリガパルスが１発入力さ
れることによつて各相コイル駆動パルス発生回路
部から指定された回転方向に応じた隣のデイテン
ト位置への状態遷移の為の各相コイル駆動パルス
が出力される。EOR回路１６はスタートパルス
が入力された後において、Ｒ−Ｓフリツプフロツ
プ２１の出力が“HIGH”となつている為回転方
向信号入力端子２４から入力された回転方向を指
定した出力となつておりコイル電源スイツチング
回路１５によつてモータ１２のコイルに隣のデイ
テント位置への移動の為の通電が開始される。モ
ータ軸に直結されたタイミングデイスク１３とこ
のデイスク上にモータのステツプ角と同様の角度
で分割されたスリツトを検出する為の位置検出器
１４はモータのデイテント位置間の中点でタイミ
ングパルスが出力されるように調整されている。
モータが回転を始めるとスタートパルスによつて
クリアされたアツプダウンカウンタ３３はアツプ
カウントを開始する。アツプダウンカウンタ３３
のクロツクはパルス発生器３２から供給される。
位置検出器１４からタイミングパルスが出力され
るとＲ−Ｓフリツプフロツプ２１の出力は
“LOW”となつてEOR回路１６は反転し、モー
タ逆方向回転の為の、逆相通電に切換えられる。
このため一旦加速されたモータのロータは減速を
開始する。また同時にアツプダウンカウンタ３３
はダウンカウントを開始し出力が“０”となつた
時（スタートパルス入力からタイミングパルス出
力までの時間間隔と同様の時間間隔経過直後）Ｒ
−Ｓフリツプフロツプ２１の出力は再び
“HIGH”となつてモータコイルに減速開始前と
同様の通電が開始される。減速され次のデイテン
ト位置付近へ到達したロータは再びモータコイル
へ通電されることによつてこのデイテント位置へ
振動なく固定される。

またモータ１２の回転方向が時計または反時計
どちらの方向においてもロータのデイテント位置
の中点でタイミングパルスが出力される為各回転
方向に個別に検出器を設ける必要がなく、回路や
制御ソフトが共有できる等の効果が得られる。

モータ電源電圧が変動する場合およびモータの
慣性負荷や摩擦負荷が変動する場合においては、
モータ駆動開始時点からタイミングパルスが出力
され、さらに次のデイテント位置へ到達するまで
の時間間隔は大きく変動する。しかしながら第２
図の回路においては、それぞれの場合において減
速時間が自動調整される為、全ての場合において
振動なくステツピングモータの単ステツプ駆動を
実現することができ非常に有益である。

第２図においてアツプダウンカウンタ３３のア
ツプカウントの場合とダウンカウントのそれぞれ
の場合においてパルス発生器３２のパルス周期を
変えることにより摩擦負荷に対してさらに最適な
単ステツプ駆動を実現することができる。このよ
うに、本発明のステツピングモータ駆動方式によ
れば、１ステツプ角に対応した負度分解能しかな
い位置検出器を備えたステツピングモータであつ
てもモータのデイテント位置間の中間点でモータ
の加速時間を検出し、逆相通電をした後、タイマ
ーで測定された時間間隔と一定の関数関係にある
時間間隔経過後再び元の通電状態に戻り、通電を
おこない制動するため、確実に精度よい単ステツ
プ制動が可能となる。従つて、例えば本発明を検
出角度分解能の低いステツピングモータを備え活
字を設けた外円形状の盤を回転させ印字をおこな
うデイジーホイールプリンターやキヤリツジを移
動させドツト印刷をおこなうシリアルドツトプリ
ンターにおいてもモータの制動不良をなくし、印
刷の位置ずれ等がなく、所定の印字位置に高速か
つ正確に印刷をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるステツピングモータ制御
装置におけるステツピングモータの位置検出器と
ステツピングモータの位相関係を示している。第
２図は本発明になるステツピングモータ制御装置
の１回路例である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 位置検出器からの検出パルスを用いてステツ
   ピングモータのロータの制動をおこなうステツピ
   ングモータ制御装置において、 前記ステツピングモータのデイタント位置間の
   中間点で前記検出パルスが発生するように配置さ
   れた前記モータの１ステツプ角に対応した角度分
   解能を有する位置検出器と、 前記ステツピングモータの各相のコイルへの通
   電を制御する通電制御回路とを有し、 前記通電制御回路は前記ステツピングモータの
   各相コイルの通電を切換えた時点から前記検出パ
   ルスが出力されるまでの第１の時間間隔を測定す
   ると共に、前記第１の時間間隔と同様の第２の時
   間間隔を出力するタイマーを有し、前記第１の時
   間間隔内において前記各相コイルに第１の相通電
   をし前記各相コイルへの前記第１の相通電と逆通
   電をすることにより前記ロータが次のデイタント
   位置に到達したとき速度が零となるような前記第
   ２の時間間隔出力により前記各相コイルを逆通電
   し、前記第２の相通電後再度前記各相コイルに前
   記第１の時間間隔時と同じ前記第１相通電をし、
   単ステツプ制動するものであることを特徴とする
   ステツピングモータ制御装置。