JPH0217894A - ステッピングモータの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は駆動トリガな入力すると所定量ステッピングモ
ータモータを回転駆動するステッピングモータの駆動方
式に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ファクシミリ装置等において記録紙や原稿等を
、原稿の読取りや記録等を行う主走査方向と直交する副
走査方向に搬送する駆動源としてステッピングモータが
使用されている。このステッピングモータの励磁方式に
は、ｌ相励磁、２相励磁及び１−２相励磁等の方法があ
るが、細かい制御できることと、最高動作周波数が高い
ということの長所等により、ファクシミリ装置の紙送り
用のステッピングモータには１−２励磁方式が用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ このようなファクシミリ装置における記録紙や原稿等の
搬送動作時には、原稿画像の画像パターンや符号化や復
号化等により、各主走査方向の読取りや記録に要する時
間が異なるため、副走査方向の送りは間欠的であり、し
かもその間隔が一定でない。−船釣に、ステッピングモ
ータを間欠的に駆動する場合、モータの駆動開始時に、
例えば８００ｐｐｓで回転させるために４００ｐｐｓ−
６００ｐ　ｐ　ｓ　→８００　ｐ　ｐ　ｓとパルスレー
トを上げて加速制御を行ったり、逆に減速してモータを
停止する加減速制御はあった。しかし、このような制御
は、通常のプリンタ等における記録紙の搬送やキャリッ
ジの搬送等のように、一定時間間隔で比較的長く高速で
モータを回転させるための駆動制御としては意味がある
が、ファクシミリ装置の紙送り駆動のように、間欠的で
しかも不定周期に駆動され、かつその１回の駆動ステッ
プが４ステツプや８ステツプというように、少ないステ
ップで駆動される場合は十分な加減速ができず、しかも
加速や減速のために余分な時間を要するためあまり効果
がなかった。

本発明は上述従来例に鑑みてなされたもので、ステッピ
ングモータの駆動トリガの間隔を計時し、その間隔に対
応して相励磁エネルギーあるいは相励磁時間を制御する
ことにより、ステッピングモータのダンピング等を押え
てスムーズに回転駆動できるようにしたステッピングモ
ータの駆動方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明のステッピングモータ
の駆動方式は以下の様な構成からなる。

即ち、 ステッピングモータの駆動トリガ毎に所定量回転駆動す
るステッピングモータの駆動方式であって、前記駆動ト
リガの間隔を計時する計時手段と、該計時手段により計
時された時間に対応して、前記駆動トリガによる駆動開
始時の相励磁電流あるいは相励磁時間の少なくともいず
れかを変更する励磁制御手段とを備える。

［作用］ 以上の構成において、計時手段によりモータ駆動トリガ
の間隔を計時し、その計時手段により計時された時間に
対応して、駆動トリガによる駆動開始時の相励磁電流あ
るいは相励磁時間の少なくともいずれかを変更するよう
に動作する。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。

［モータ制御回路の説明　（第１図、２図）］第１図は
実施例のファクシミリ装置の記録部に採用された紙送り
用モータ制御回路の概略構成を示すブロック図である。

図中、１００はマイクロプロセッサ等のＣＰＵ１０３を
内蔵した制御部で、図示しない、例えばファクシミリ装
置等の主制御部よりの制御情報やモータ駆動情報等を入
力したり、主制御部にモータ駆動終了やエラー情報等を
返送するインターフェース部１０１、第３図のフローチ
ャートで示されたＣＰＵ１０３の制御プログラムや各種
データ等を格納しているＲＯＭ１０４、ＣＰＵ１０３（
７）ワークエリアとして使用されるＲＡＭ等を備えてい
る。このＲＡＭ１０５には、主制御部より指示されたモ
ータ１２５の回転数（ステップ数）を記憶するＣＮＴ、
モータ１２５の現在の励磁相を記憶しているＰＨ１更に
は主制御部よりのモータ駆動トリガの入力周期を計時す
るためのＴＩＭＥ等を含んでいる。

１０６はステッピングモータ１２５の駆動用電源で、直
流＋２４Ｖを出力している。１０７はＤ／Ａコンバータ
で、制御部１００より複数ビットのデジタル信号である
励磁エネルギー制御信号１１０を入力し、アナログ電圧
信号１２７に変換して出力している。この信号１２７は
ドライバ回路１０８．１０９の基準電圧入力端子ＶＲに
入力される。１０８と１０９は共に第２図にその詳細を
示すモータ駆動用ドライバ回路で、この実施例ではトム
ソン社製３７１８（Ｓ）を使用している。

１２１は制御部１００より出力されるＡ相の相電流方向
を制御する相信号で、Ａ相の励磁またＡ相の逆相励ｇ１
（ＡＸ）を制御している。１２２はＡ相の励磁エネルギ
ーを調節する２ビツトの巻線電流制御信号である。また
同様に、１２３はＢ相の相電流方向を制御してＢ相励磁
や、その逆相励ｍ（ＢＸ）を制御する相信号、１２４は
Ｂ相の励磁エネルギーを調節する巻線電流制御信号であ
る。

第２図は実施例のドライバ回路の構成を示すブロック図
で、この回路は前述したようにトムソン社製３７１８（
Ｓ）である。

この回路は、バイポーラ・チョッパ・ドライバ回路で、
基準電圧端子■７はチョッパ電流値を決定する基準電圧
で、Ｄ／Ａコンバータ１０７の出力電圧を入力している
ため、制御部１００は信号１１０の値を変更することに
より、モータ１２５の励磁エネルギーを変更することが
できる。更にこの回路は、それぞれが２ビツトの巻線電
流制御信号１２２あるいは１２４により、それぞれ４段
階にモータ１２５の駆動電圧を調節して、ステッピング
モータ１２５の励磁エネルギーを調節することができる
ように構成されている。

巻線電流制御信号１２２或いは信号１２４による電流制
御例を以下の表に示す。

表 このようにして、モータ１２５に印加する励磁エネルギ
ーを巻線電流制御信号１２２及び１２４、更には制御信
号１１０により制御することができる。

Ｐ端子に入力する信号１２１．１２３は、前述したよう
に相電流の流れる方向を決定する信号で、この信号がハ
イレベルになると、電流はＭＡからモータ１２５の巻線
を通りＭ、に流れる。逆に、相信号１２１或は相信号１
２４がロウレベルのときは、電流はＭ、からモータ１２
５の巻線を通りＭＡ側に流れる。このようにして、モー
タ１２５の相励磁方向を変更することができる。■□は
電源１０６よりの＋２４Ｖを入力する電源端子である。

［モータ制御動作の説明（第３図〜第６図）］第３図は
制御部１００のＣＰＵ１０３によるモータ制御動作を示
すフローチャートで、この処理を実行する制御プログラ
ムはＲＯＭｌ０４に格納されている。

ステップＳ１で図示しない主制御部よりのモータ駆動開
始命令を人力するまでの時間の計時を開始する。これは
制御部１００のＣＰＵ１０３による初期化処理の後でも
良く、また主制御部より、モータ駆動を開始する前に、
その準備動作の開始指示するコマンド等を出力するよう
にして、そのコマンドを基に計時を開始するようにして
も良い。こうしてステップＳ２で主制御部よりモータ駆
動開始命令（駆動トリガ）が入力されるのを待ち、駆動
開始命令を入力するとステップＳ３に進んで計時を停止
し、その計時値をＲＡＭ１０５のＴＩＭＥに記憶する。

なお、この計時は図示しないタイマによって行っても良
く、プログラムにより計時するようにしても良い。

ステップＳ４では、このＴＩＭＥに記憶された計時値（
Ｔｉ）が“Ｏ”かどうかを調べ、“０”であればステッ
プＳ５に進み、第５図の５２で示されたように、最高速
で所定のステップ数、モータ１２５を回転する。

ステップＳ４でＴｉが“０”でなければステップＳ６に
進み、ＴｉとＲＯＭ１０４に記憶されている所定の時間
値（Ｔｏ）とを比較する。ＴｉがＴｏよりも小さければ
ステップＳ７に進み、第５図の５１で示された加速制御
を行うが、Ｔｉ≧ＴＯならばステップＳ８に進み、第５
図の５０で示された加速制御を実行する。なお、これら
モータ駆動制御において、各制御に対応して励磁された
相情報はＰＨに記憶されている。

ステップＳ５、ステップＳ７あるいはステップＳ８でモ
ータ駆動制御が実行され、予め定められている所定のス
テップ（例えば４ステツプ）モータ１２５の回転駆動が
終了するとステップＳ９に進み、主制御部より既に次の
モータ駆動開始命令が入力されているかをみる。入力さ
れていればステップＳＩＯでＴＩＭＥ（Ｔｉ）を“Ｏ”
にしてステップＳ５に進み、最高速でモータ１２５を回
転させる。

一方、次のモータ駆動開始命令が入力されていなけれス
テップＳｌｌに進み、再び計時を開始してステップＳ２
に戻り、次にモータ駆動開始命令が入力されるのを待つ
。

なお、ここで前述の所定値Ｔｏは、第６図に示されたよ
うに、４ステツプ分のモータ駆動後、励磁を停止した状
態から最大ダンピングが発生するまでの時間である。

第４図は２極モータの１−２相励磁のトルクモデルを示
す図で、Ａ相とＢ相および各その逆相励磁をＡＸ、ＢＸ
で示している。

第５図は上述した実施例により駆動されるモータ１２５
の制御状態を、横軸に時間（ｔ）、縦軸にステッピング
モータ１２５に通電される電力を示し、現在Ａ相で停止
している状態より励磁を開始したときの、励磁時間とそ
の駆動パワーを各相毎にモデル的に表した図である。

この図では、駆動されるステップ数が“４”の場合を示
しており、５０〜５２はそれぞれ前述のフローチャート
のステップＳ８、ステップＳ７及びステップＳ５による
制御状態を示している。

５０は次のモータ駆動までの時間が長くなり、モータ１
２５が完全に停止している状態から起動する場合を示し
ている。このときは、モータ１２５のダンピング等によ
り逆転方向の力が太きくなつていると考えられる。従っ
て、モータ１２５の回転駆動の立上がりを速めるため、
最初のステップ駆動時にその励磁エネルギーを大きくし
、かつその励磁時間を長くする。そして、２ステツプ目
のＢ相励磁時間を５２の最高速時とほぼ同じ時間にし、
３ステツプ目の２相の励磁時間（ＡＸＢ）は少し長くし
て、最後のステップの駆動は励磁時間を少し短くすると
ともに、通常のｌ相励磁時よりも少しパワーダウンして
、回転駆動終了後のモータ１２５のダンピングを最小限
に抑えるようにしている。

なお、これら励磁エネルギーの調節は前述した巻線電流
制御信号１２２，１２４或いは制御信号１１０により行
っている。これは以下に示す駆動制御時においても同様
である。

５１は次のモータ駆動開始までの時間が所定値以下の場
合で、この時は前の回転方向への力が残っていたり、そ
の慣性等があるため、最初の励磁相であるＡＢ相の励磁
時間を長くし、２相励磁と同様にＢ相の励磁を飛ばして
ＢＡＸ相を励磁し、次にからＡＸ相励磁を行って停止し
ている。

５２は最高速制御のタイミングを示しており、この制御
はモータ１２５を最も速く駆動する場合である。即ち、
その前の駆動トリガに対する相励磁終了後の時間間隔が
“０”であるため、前のトリガによる回転方向への慣性
力が強く残っている場合にこのコントロールを用いる。

このとき、モータ１２５の高速回転駆動後、停止したと
きのモータ１２５のダンピングを低減するために、４ス
テツプ目の相励磁には相信号を変更せずに、３ステツプ
目の励磁相をそのままパワーダウンしてモータを駆動し
ている。

［モータ駆動に対する搬送距離の説明 （第５図〜第８図）］ この最高速コントロール時のモータ１２５の回転駆動に
対する実際の記録紙等の搬送距離のモデル図を第７図に
示す。ここでは、前の回転終了後（Ａ相励磁後）直ちに
次の回転駆動が開始されるので、モータ１２５の慣性力
による回転力をそのまま利用して高速回転を実現してい
る。

また　第８図は５０で示されたような、ＴＯ≦Ｔｉの場
合のモータ制御時における、モータ１２５の回転により
搬送される記録紙の搬送距離と、モータ１２５の回転量
を示す図である。ここではモータ１２５はその前の駆動
制御により、最後の励磁相が本来はＡ相励磁になるとこ
ろを、第７図の場合と同様に４ステツプ目の励磁相を変
更しないでＢＸＡＸ相励磁したのちの制御を示している
。

従って、最初はＡ相の次のＡＢ相が励磁され、この相励
磁の時間を長くし、かつ励磁の電力を上げることにより
、十分励磁された相を引付けてダンピングを抑えるよう
にしている。なお、第７図と第８図のいずれにおいても
、点線で示した部分はモータの回転に対する記録紙等の
理想的な搬送距離を示している。

なお、この実施例では、トリガ間の時間間隔を３つの場
合に分けて、それぞれの場合の制御を示したがこれに限
定されるものでなく、２つ以上であればいくつでもよい
、また加速コントロールや最高速コントロール時におけ
る、各相の励磁電流や励磁時間は適宜設定可能である。

また、この実施例では、モータの駆動開始時、前回の駆
動制御が何であったかという判断は行っていないが、１
つ前の駆動制御を判別し、その制御に対応して後続の制
御を決定するようにすれば、よりそれらのダンピング特
性に応じたモータ制御ができるようになる。

以上説明したようにこの実施例によれば、モータのトリ
ガ間隔を計時し、その時間間隔に応じたモータ駆動制御
を行うことにより、ステッピングモータをスムーズに効
率良く駆動することができる。

また、その時間間隔により、モータの各相の励磁電流や
励磁時間を制御することにより、モータの加速制御や高
速制御をより速く、しかも効率良く実現できる効果があ
る。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、ステッピングモ
ータの駆動トリガの間隔を計時し、その間隔に対応して
相励磁エネルギーあるいは相励磁時間を制御することに
より、ステッピングモータのダンピング等を押えてスム
ーズに回転駆動できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のモータ駆動回路の概略構成を示すブ
ロック図、 第２図は実施例のドライバ回路の構成例を示す図、 第３図は実施例の制御部によるモータ駆動処理を示すフ
ローチャート、 第４図はステッピングモータのトルクベクトルを示す図
、 第５図は実施例のモータ駆動処理動作を示すタイミング
図、 第６図は一般的なモータ駆動ステップとそのモータ駆動
終了後のダンピングの発生時間を示す図、そして 第７図及び第８図は実施例のよるモータ駆動ステップと
そのモータの回転により搬送される記録紙等の搬送距離
を示す図である。 図中、１００・・・制御部、１０１・・・インターフェ
ース部、１０３・・・ＣＰＵ、１０４・・・ＲＯＭ、１
０５・ＲＡＭ、ｌ　Ｏ６・・・電源、１０７　・Ｄ　／
　Ａ　：１ンバータ、１０８，１０９・・・ドライバ回
路、１１０・・・制御信号、１２１，１２３・・・相信
号、１２２．１２４・・・巻線電流制御信号、１２５・
・・ステッピングモータ、１２７・・・基準電圧信号で
ある。 ニー− 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ステツピングモータの駆動トリガ毎に所定量回転駆動
   するステツピングモータの駆動方式であつて、 　前記駆動トリガの間隔を計時する計時手段と、該計時
   手段により計時された時間に対応して、前記駆動トリガ
   による駆動開始時の相励磁電流あるいは相励磁時間の少
   なくともいずれかを変更する励磁制御手段とを備えるこ
   とを特徴とするステツピングモータの駆動方式。