JPH02285998A - ステップモータの駆動回路 - 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］ 本発明はステップモータの駆動方法、特に入力ステップ
パルスの中間にインナステップパルスを挿入して滑かな
送り作用を達成可能なステップモータの駆動方法の改良
に関するものである。

［従来の技術Ｊ 入力されたステップパルスの数に応じて所定の回転位置
を確保することのできるステップモータが各種の産業分
野において正確な送り駆動位置を得るために用いられて
おり、簡単な構造で正確な位置制御が得られる利点を有
する。

前記ステップモータは例えば、フロッピィディスクドラ
イブ、ハードディスクドライブなどのり一ド／ライトヘ
ッドを所定トラックに送り駆動するためのキャリッジ駆
動モータなどとして極めて好適である。

この種のステップモータには、励磁コイルの数及び励磁
相数などの組合せによって各種の駆動方式が実現され、
制御対象の特性に応じてこれらの駆動方式が任意に選択
される。

第３図にはモータ主軸を担持したロータ１０とその周囲
に設けられたＡ相及びＢ相なる二相の固定側励磁コイル
１２．１４を含むステップモータが示されており、両コ
イル１２．１４を所定の組合せで励磁することによって
モータ主軸をステップ状に高精度で送り駆動することが
できる。

第４図には前記ステップモータを駆動するための駆動パ
ルスの一例が示されており、通常の場合ステップパルス
が入力される都度前記励磁コイル１２．１４を異なった
組合せで励磁することによって前記ステップ送りが達成
されている。

図において、ステップパルスＳＰｌ入力時には、側励磁
コイル１２．１４が順方向に励磁され、すなわちＡＢ相
励磁が行われ、第３図において、ロータ１０は矢印ＡＢ
で示される位置に位置決めされる。そして、これにひき
続く次のステ・ソブノくルスＳＰ２の入力時には励磁コ
イル１２が逆方向にそして励磁コイル１４が順方向に励
磁され、すなわちｉＢ相励磁が行われ、この状態でロー
タ１０は第３図のλＢで示される位置まで進むこととな
る。このようにして、順次ステップパルスＳＰ３、ＳＰ
　入力時にはそれぞれ二相励磁によってＸ百位置、Ａ百
位置へロータ１０が位置決めされ、図においては、ロー
タ１０の１回転中で４個の制御位置が得られる。

しかしながら、このような二相励磁を行う場合、ロータ
１０は励磁切替の都度加減速が繰り返されることとなり
、この結果、ロータ１０の回転速度は大きく変動し、例
えばフロッピィディスクドライブのキャリッジに担持さ
れたヘッドを比較的遠いトラックまで移動する場合の途
中工程が大きな速度変動を有することとなり、エネルギ
ー損失、振動あるいは摩耗の増大などの問題を生じる。

従って、従来において、このような回転むらを減少させ
滑かなロータ回転作用を得るために、入力ステップパル
スを受けた時に、ステップモータ制御回路側にて前記入
力ステップパルスの中間位置にインナステップパルスを
挿入して滑かな回転を得ることが実用化されている。

第４図において、このようなインナステップパルスはス
テップパルスのほぼ中央位置にて出力され、このために
、ステップパルスＳＰのパルス間隔Ｔに対して所定の遅
延時間τを与えて形成され、ステップパルスＳＰとこの
駆動回路側で形成されたインナステップパルスとを合成
して合成パルスを発生させ、この６合成パルスに基づい
て励磁コイル１２．１４の励磁作用を行っている。

従って、第３．４図においては、ＡＢ相の次にインナパ
ルスによって励磁コイル１４のみを順方向に励磁するＢ
相励磁が行われ、ロータ１０はＢ相位置に移動される。

同様にして、各インチパルス制御時にはロータ１０はＡ
相、百相そしてＡ相と移動制御されることとなる。

従って、このようなインナステップパルスを用いた二相
／−相励磁によれば、ロータ１０の極めて滑かな回転作
用を得ることが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述した従来におけるインナステップパ
ルスはその遅延時間が固定された、第４図におけるτ０
に定められているので、入力ステップパルスＳＰのパル
ス間隔Ｔが一定であるときには有効に作用するが、この
ステップパルスＴが変化する場合においてはかえってロ
ータ１０に大きな回転むらを生じさせてしまうという問
題があった。

第４図において、前述したステップパルスはそのパルス
間隔がＴ　Ｉ−３ｍｓに設定され、例えばフロッピィデ
ィスクドライブのキャリッジ送りなどに用いられる。そ
して、フロッピィディスクドライブでは、このステップ
パルスがホストコンピュータの指令及びプログラムの種
類によって大きく変動し、例えば図においてパルス間隔
がＴ２−５厳Ｓのものも使用され、同一のフロッピィデ
ィスクドライブに対してこれらの異なるパルス間隔Ｔを
もったステップパルスがその都度ランダムに入力される
。

従って、前記固定遅延時間τｏ＝　１．５ｍｓをもった
駆動方法の場合、第４図の合成パルスで示される如くス
テーツブパルスのパルス間隔Ｔ２−５ｎｓの場合には極
めて不整な駆動パルス間隔が与えられ、ロータ１０はこ
の結果大きな回転むらを有するという問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、入力ステップパルスのパルス間隔が変更され
た場合においても、順次このパルス間隔に応じた最適な
遅延時間でインナステップパルスを出力することのでき
る改良された駆動方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、入力ステップパ
ルスを受けた時に、そのパルス間隔を計測し、このパル
ス間隔に応じた遅延時間を設定し、インナステップパル
スの出力を可変遅延時間にて制御することを特徴とする
。

通常の場合、この遅延時間は前記計ｎ１されたステップ
パルスのパルス間隔の半分の値に設定され、これによっ
て、パルス間隔が異なるステップパルスに対してもイン
ナステップパルスを常にその中間位置に挿入することが
可能となる。

勿論、この遅延時間の設定はステップモータの特性に応
じて任意に可変される。

［作用コ 従って、本発明によれば、入力ステップパルスのパルス
間隔が変更された場合においても、少なくとも２発目の
ステップパルス以降においてはその実測パルス間隔に応
じた最適な遅延時間を設定可能であり、これによって、
ロータを極めて滑らかに回転駆動することが可能となる
。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には本発明の駆動方法がフローチャートで示され
ており、駆動制御回路がスタートすると、まずステップ
１００において、入力ステップパルスの特性が変更され
たか否かが判定され、実施例において、この判定はパル
ス間隔が所定値を超えたか否かによって行われる。

すなわち、図示した実施例において、ステップモータは
フロッピィディスクドライブのキャリッジ送りに用いら
れ、異なる種類あるいは特性のステップパルス切替には
、予め定められた時間、実施例においては８ｔｎｓが設
定されており、この時間が経過したときにはステップパ
ルスのパルス間隔が変更される可能性があり、新たなイ
ンナステップパルスの遅延時間設定を必要とする。

従って、ステップ１００において、パルス間隔あるいは
パルス待ち時間が所定値（８ｌ１ｓ）を超えると、ステ
ップ１０１において、予め定められた一定の初期値τ。

が設定される。実施例において、この初期値τ０は例え
ば１．５ｍｓに設定され、入力ステップパルス間隔が３
ｍｓのときに最適な初期値として選択されている。

この初期値は次のステップパルスが入力されるまで１回
だけ用いられ１、次のステップパルスが工程１０２で監
視され、この２発目のステップパルスが入力されると工
程１０３においてそのパルス間隔Ｔがカウントされる。

パルス間隔Ｔのカウントは、周知の如く一発目のステッ
プパルスにて所定のクロックパルスをカウント開始する
ことによって行われ、すなわち二発目のステップパルス
によりカウントを終了すれば、このカウント値がパルス
間隔を示すこととなる。勿論、本発明において、パルス
間隔Ｔのカウントは他の任意の時間計数方式を利用する
ことができる。

このようにして入力ステップパルスのパルス間隔Ｔが求
められると、次に工程１０４において所望の遅延時間τ
の演算が行われ、実施例ではステップパルスの中間位置
にインナステップパルスを挿入するために遅延時間τは
Ｔ／２から求められる。

次に、この遅延時間τは工程１０５においてインナステ
ップパルスの遅延時間として設定され、前述した従来と
同様に、各ステップパルスの中間位置にインナステップ
パルスの挿入が行われる。

このようにして求められたインナステップパルスの遅延
時間は工程１００における所定のパルス待ち間隔（８ｍ
ｓ）を超える、すなわち入力ステップパルスの終了まで
一定値に保持され、工程１０６の経路によってこの動作
が続けられる。

一方、一連のステップパルス入力が完了すると、次の一
連のステップパルス間に待ち時間が与えられ、この待ち
時間は所定値（８ｌｌ５）を超えるので、次のステップ
パルス入力時には再び新たなインナステップパルス遅延
時間の設定が行われる。

第２図には本実施例において、ステップパルスのパルス
間隔がＴ　　＝３ｍｓとＴ２−５ｍｓの２種類ｌ のステップパルスが供給された状態を示し、図から明ら
かな如く、各一連のステップパルスに対して一発日のス
テップパルスに対しては予め定められた一定の初期値τ
ｏ−１，５ｉｓが与えられるが、二発目以降のステップ
パルスに対してはパルス間隔の変動に応じた針側演算後
の遅延時間すなわちτ　−１，５信Ｓそしてτ２−２．
５ＩＩｓが設定される。

従って、第２図のタイミングチャートから明らかな如く
、ステップモータのロータは極めて安定した等間隔のス
テップ駆動によって滑かな回転が与えられる。

前述した実施例においては、インナステップパルスは各
入力ステップパルスの中間に１個挿入されているが、勿
論本発明のごときステップパルス間隔の実測及びその後
の演算を行えば、インナステップパルスを各ステップパ
ルスの間に複数個等間隔で挿入することも可能であり、
また遅延時間を任意の演算式で求めることによって、例
えばステップパルスの中間位置から前後に任意量動かし
た位置に設定することも可能であり、ステップ駆動に必
要な特性に応じた駆動を行うことが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ステップパルス
の中間に挿入されるインナステップパルスをステップパ
ルス間隔に応じて最適値に設定可能であるので、ステッ
プモータの特性に応じた特に滑かな回転駆動を行い、消
費電流及び振動の低減などに寄与すＳところが大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図には本発明に係る駆動方法をフロッピィディスク
ドライブに適用した場合の好適な実施例を示すフローチ
ャート図、 第２図は第１図の実施例におけるステップパルス合成作
用を示すタイミングチャート図、第３図は従来における
一般のステップモータの構造と位置決め位相を示す説明
図、 第４図は第３図に示した従来のモータにおける駆動タイ
ミングチャート図である。 ＳＰ　・・・　ステップパルス Ｔ　・・　ステップパルス間隔 て。　・・・　遅延時間初期値 τ　・・　遅延時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　入力ステップパルスに対してこのステップパルスを所
   定時間遅延したインナステップパルスを加えて合成パル
   スを作成し、 前記合成パルスに基づいて励磁コイルに励磁電流を供給
   するステップモータの駆動方法において、前記入力ステ
   ップパルスのパルス間隔を計測し、このパルス間隔に応
   じて前記インナステップパルスの遅延時間を設定するこ
   とを特徴とするステップモータの駆動方法。