JPH02188196A - ステッピングモータの駆動制御方法 - 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〕 本発明はステッピングモータの駆動制御方法に係り、特
に、大きな騒音を発生させることなく２相励磁方式の駆
動パルスによりステッピングモータを回転させることの
できるステッピングモータの駆動制御方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ステッピングモータは回転角を正確に制御する
ことができるため、正確な回転角を必要とする情報処理
装置の周辺機器やＮＣ工作機械等の被駆動系の駆動源と
して利用されている。

このような被駆動源としては、情報処理装置に用いられ
ているフロッピーディスクドライブ装置が挙げられる。

このフロッピーディスクドライブ装置においては、磁気
ディスク等の記憶媒体に対して、情報を記録、再生する
ヘッドを所定位置まで移動させるためにステッピングモ
ータを駆動源としている。

更に説明すると、ステッピングモータによりす−ドスク
リューを正逆回転させ、このリードスクリューに軸方向
移動自在に４ｉ看されているキャリッジを移動させて、
当該キャリッジに搭載されているヘッドを記録媒体のト
ラック切換え方向に移動させるように形成されている。

そして、このステッピングモータを回転する場合には、
停止位置精度が高く、かつ、ヒシテリシス不良等の発生
率の低い２相励磁方式に基づく駆動パルスを送給して回
転させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、２相励磁方式に基づく駆動パルスをステ
ッピングモータに送給させてリードスクリュー等を回転
させる場合、その駆動パルスの周波数がステッピングモ
ータ自身の共振周波数帯域内であったり、被駆動系であ
るリードスクリューキャリッジ、ヘッド等の共振周波数
帯域内である場合には、ステッピングモータおよび被駆
動系が大きく振動し、ヘッド移動時に大きなシーク騒音
が発生するという不都合があった。

そのため、従来は、停止精度は２相励磁方式よりは劣る
が、シーク騒音の低い他の励磁方式をもってステッピン
グモータを駆動しなければならなかった。

ところが、近年の被駆動系に対する動作の高精度化の！
！請に伴ない、停止精度がより一層よく、しかも低騒音
のステッピングモータの駆動制御方法の実現が望まれて
いた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、２相
励磁方式に基づいてステッピングモータを高い停止位置
精度のもとで回転させることができるとともに、騒音も
極めて小さく抑えることのできるステッピングモータの
駆動制御方法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） 本発明のステッピングモータの駆動制御方法は、被駆動
系を回転駆動するステッピングモータを、２相励磁方式
に基づく駆動パルスを送給して回転させるステッピング
モータの駆動υ１１１１方法において、前記駆動パルス
の周波数が、前記ステッピングモータおよび被駆動系の
所定部分の共振周波数帯域外の場合には、前記２相励磁
方式の駆動パルスを送給してステッピングモータを回転
させ、共振周波数帯域内の場合には前記駆動パルスにブ
レーキパルスおよびパワー抑制部を加えて共振させない
ようにしてステッピングモータを回転させることを特徴
とする。

【作　用〕

本発明によれば、２相励磁方式に基づく駆動パルスを送
給してステッピングモータを回転させるものであり、前
記駆動パルスの周波数がステッピングモータおよびまた
は被駆動系の共振周波数帯域外の場合にはそのまま送給
し、同帯域内の場合にはブレーキパルスとパワー抑制部
とを加えた駆動パルスを送給して、常に騒音を低く抑え
てステッピングモータを回転させ、かつ高い停止位置精
度をもって駆動することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図から第７図について説明
する。

本実施例は、第１図および第２図に示すフロッピーディ
スク装置を被駆動系として回転させる場合を示している
。

先ず、被駆動系を第１図および第２図について説明する
。

図中符号１は略長方形状のベースであり、構成各部が搭
載されている。このベース１にはジャケット２内に納め
られたフロッピーディスク３′が第１図において左方よ
り出入され、同図実線位置で図示しないチャッキング機
構によってフロッピーディスク３がチャツタされ、図示
しない回転駆動機構によって所定速度で回転させられる
。ベース１のジャケット２より右側部分にはフロッピー
ディスク３に対して情報を記録、再生するヘッド４をフ
ロッピーディスク３のトラックの並列方向すなわちトラ
ック切換え方向に駆動するヘッド駆動機構５が設けられ
ている。ヘッド４はキャリッジ６に板ばね部材７を介し
て取付けられているヘッド支持部材８の先端部の下面に
ｍｌ＠され、ジャケット２の窓２ａを通してフロッピー
ディスク３に対面するようにされている。キャリッジ６
は図示しない支持装置によりフロッピーディスク３のト
ラック切換え方向と平行に往復移動自在に支承されてい
る。そして、キャリッジ６の上面にはヘッド支持部材８
を板ばね部材７の弾力に抗してフロッピーディスク３方
向に押圧する線ばね状のヘッド押圧用ばね９が設けられ
ている。また、ヘッド支持部材８の下方にはヘッド押圧
用ばね９の弾力に抗してヘッド支持部材８およびヘッド
４を上方へ持上げてヘッド４をフロッピーディスク３か
ら離間させたり、持上げ力を解除してヘッド４をフロッ
ピーディスク３に接触させるヘッド接離機構１０が設け
られている。キャリッジ６の延出部６ａの下方にはフロ
ッピーディスク３のトラック切換え方向と平行にリード
スクリュー１１がリードスクリュー支持部材１２によっ
て回転自在に支承されている。このリードスクリュー１
１には駆動源となるステッピングモータ１３が直結され
ている。このリードスクリュー１１の螺合部１１ａには
キャリッジ６に一端部を固着した板ばね１４の自由端部
に突設した係合ビン１５が係合さ、れ、リードスクリュ
ー１１の正逆回転によりキャリッジ６およびヘッド４を
フロッピーディスク３のトラック切換え方向に移動でき
るようにされている。

このように形成されているフロッピーディスク装置にお
いては、ヘッド接１１機構１０によってヘッド支持部材
８およびヘッド４を持上げている状態でジャケット２を
装置内に挿入し、チャッキング機構によりフロッピーデ
ィスク３を所定位置にチャックし、回転させる。次に、
ヘッド接離機構１０によるヘッド支持部材８の持上げ力
を解除して、ヘッド押圧用ばね９によりヘッド４を適正
状態にしてフロッピーディスク３に当接させる。そして
、ヘッド４によりフロッピーディスク３に対して情報の
記録、再生を行なう。

ヘッド４のフロッピーディスク３に対するトラックの切
換えを行なう場合には、ステッピングモータ１３に、本
発明に従って２相励磁方式に基づく所定数の駆動パルス
を送給して正回転または逆回転させ、リードスクリュー
１１を所定回転だけ回転させ、リードスクリュー１１の
輝部１１ａと係合ピン１５との係合位置を輝部１１ａの
軸方向に移動させて、ヘッド４をキャリッジ６等と一緒
にフロッピーディスク３のトラックの並列方向に移動さ
せて、トラックの切換えを行なう。

本発明によるステッピングモータ１３の駆動方法を第３
図から第７図について更に説明する。

第３図に示すように、本発明によれば、ステッピングモ
ータ１３への回転指令が発せられると、ステップ５Ｔ１
１において駆動パルスの周波数が、ステッピングモータ
１３の共振周波数帯域（例えば、１２５Ｈｚ　〜２５０
ｔ−１ｚ）内若しくは被駆動系の共振周波数帯域内に含
まれるか否かが判断される。この判断結果がＮＯの場合
には、ステップ５Ｔ１２に進んで、通常の２相励磁方式
による駆動パルスがステッピングモータ１３に送給され
る。

また、前記判断結果がＹＥＳの場合には、ステップ５Ｔ
１３に進んで、騒音低限パターンの駆動パルスがステッ
ピングモータ１３に送給される。そして、いずれの場合
も、ステップ５Ｔ１４において停止位置を確定してステ
ッピングモータ１３を適正位置に停止させて、回転駆動
を終了する。

一方の通常の２相励磁方式においては、第５図に示すよ
うに、従来と同様にして、ステップ信号の入力に対応し
て起動相と停止相の駆動パルスが発せられ、この駆動パ
ルスを受けることによりステッピングモータ１３が所望
の回転角だけ回転させられて停止する。この場合の駆動
パルスの周波数は共振周波数ではないので、ステッピン
グモータ１３およびリードスクリュー等の被駆動系は大
きな騒音を発生することなく駆動される。また、停止位
置も精度の高いものとなる。

他方の騒音低限パターンにおいては、第４図のフローチ
ャートに従って、第５図に示す同パターンの駆動パルス
がステッピングモータ１３へ送給される。この場合の駆
動パルスは、通常の２相励磁方式に基づく起動相と停止
相の駆動パルスにブレーキパルスとパワー抑制部とをそ
れぞれ加えたものである。

更に説明すると、第５図左端部に示すように、１０時に
ステップ信号の入力があると、第４図のステップＳＴ２
．における起動相励磁として、起動相の駆動パルスの発
生が行なわれ、１１時になるとステップ５Ｔ２２におけ
る起動相逆励磁として、ブレーキパルスが起動相の駆動
パルスに加えられる。そして、ｔ２時となるステップ５
Ｔ２３における停止相励磁として、停止相の駆動パルス
の発生が行なわれる。その後、ｔ３時になるとステップ
５Ｔ２４における起動相、停止相パワー抑制として、両
相の駆動パルスの電圧を１／２以下に減少させるパワー
抑制部の入力がｔ５時まで行なわれる。

その後、ｔ４時になるとステップ５Ｔ２５における停止
相逆励磁として、ブレーキパルスが停止相の駆動パルス
に加えられる。その後、１５時になるとステップ５Ｔ２
６におけるステップ入力の有無の判断が行なわれ、第５
図に示すようにステップ信号の入力が有ると、ＹＥＳと
判断されて、再びステップＳＴ２．からの動作が繰返え
されるようになる。このｔ５時において起動相の駆動パ
ルスは立下がり、その後ｔ６時において停止相の駆動パ
ルスが立下がる。そして、次のステップ信号の入、カを
持って、次の両相の駆動パルスの送給が繰返えされる。

一方、ステップ５Ｔ２６において第６図に示すようにｔ
５時にステップ信号の入力が無い場合には、ＮＯと判断
されてステップ５Ｔ２７に進み、両相の駆動パルスとも
パワー抑制状態に保持され、ｔ１〜ｔ８時に両相の駆動
パルスを同時に最大電圧とさせて、ステッピングモータ
１３が停止させられる。

騒音低限パターンによる騒音低限状態を第７図により説
明する。

同図中の最上部の特性図中の実線は、同図下方の本発明
による騒音低限パターンに従った起動相および停止相の
各駆動パルスをステッピングモータ１３に送給した際の
ヘッド４のフロッピーディスク３の所望トラックに対す
る位置決め精度を示したものである。同図中破線は通常
の２相励磁方式に基づいた駆動パルスを送給した場合の
同様の位置決め精度を示したものである。本発明の騒音
低限パターンによれば、１１時における起動相に対する
ブレーキパルスの加入により、速すぎる立上がりを低く
抑１Ｉ１１シ、１３時からの両相へのパワー抑制部の加
入により、ホールディングトルクを減少させて下方への
ダンピングがあまり大きくならないようにし、ｔ４ＷＳ
における停止相に対するブレーキパルスの加入により、
ステッピングモータ１３に脱調が起らないようにしてい
る。従って、第７図の実線を破線と比較すれば判るよう
に、本発明の騒音低限パターンに従えば、ヘッド４の振
動の振幅を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることが
できるので、共振周波数帯域においても、騒音を極めて
低く抑えて駆動させることができる。

そして、更に、各相の駆動パルスは２相励磁方式に基づ
くものを変形させているため、停止位層積１１１を高く
保ったまま、構成各部を停止させることができる。

このように本実施例においては、駆動パルスの周波数が
ステッピングモータ１３および被駆動系の所定部分の共
振周波数帯域内に入った場合には、ブレーキパルスとパ
ワー抑制部とを駆動パルスに加えるようにしたため、！
Ａ音を極めて低く抑えることができ、そのために２相励
磁方式に基づいた駆動パルスを送給してステッピングモ
ータを回転させることができる。よって、停止位置精度
も極めて高く保持することができる。

なお、前記実施例は被駆動系としてフロッピーディスク
装置１置を用いたが、他のものを被駆動系とすることが
できることは当然である。

また、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
必要に応じて変更することができる。

（発明の効果） このように本発明のステッピングモータの駆動制御方法
は構成され作用するものであるから、２相励磁方式に基
づいてステッピングモータを高い停止位置精度のもとで
回転させることができるとともに、騒音も極めて小さく
抑えることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のステッピングモ−夕の駆
動制御方法をもって駆動する被駆動系の一例であるフロ
ッピーディスクドライブ装置の一実施例を示し、第１図
は平面図、第２図は第１図のＩ−ＩＦ線に沿った断面図
、第３図から第７図は本発明方法の一実施例を示し、第
３図は本発明方法のフローチャート図、第４図は騒音低
限パターンの７０一ヂヤート図、第５図は通常の２相励
磁パターンおよび騒音低限パターンの駆動パルス等を示
す線図、第６図は騒音低限パターン時の停止時の駆動パ
ルス等を示す線図、第７図は本発明に基づいて移動され
るヘッドの移動特性等を示す縮図である。 ３・・・フ１コツピーディスク、４・・・ヘッド、５・
・・ヘッド駆ｆｌＪ機構、６・・・キャリッジ、１１・
・・リードスクリュー　１１ａ・・・・・・輝部、１３
・・・ステッピングモータ、１５・・・係合ピン。 出願人代理人　　中　　尾　　俊　　軸筒３図 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被駆動系を回転駆動するステッピングモータを、２相
   励磁方式に基づく駆動パルスを送給して回転させるステ
   ッピングモータの駆動制御方法において、前記駆動パル
   スの周波数が、前記ステッピングモータおよび被駆動系
   の所定部分の共振周波数帯域外の場合には、前記２相励
   磁方式の駆動パルスを送給してステッピングモータを回
   転させ、共振周波数帯域内の場合には前記駆動パルスに
   ブレーキパルスおよびパワー抑制部を加えて共振させな
   いようにしてステッピングモータを回転させることを特
   徴とするステッピングモータの駆動制御方法。