JPH04150795A - ステップモータの駆動制御装置 - 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、ステップモータを使用して１−２相励磁ある
いは電流値を段階的に変えるＷｌ−２相励磁制御を行な
うステップモータの駆動制御装置に係り、特に高トルク
と安定したモータの回転出力を得る技術に関する。

［従来の技術］ 従来、プリンタの紙送りあるいはヘッド駆動のため定速
制御を行なう場合には、ＤＣモータが採用されていた。

一方、最近では、簡単な回路と駆動制御で安定な回転を
得ることができる利点から、ステップモータによる駆動
方式が採用されることも多い。そのステップモータも駆
動方式によっては、ステップモータの構造上、定速回転
となり難い方式（例えば１相励磁力式、２相励磁力式な
ど）もあるが、１−２相励磁、あるいはＷｌ−２相励磁
力式はステップ角が小さいため定速回転を得易い。

その１−２相励磁力式では、そのタイムチャートを第５
図に示すように、１相励磁と２相励磁とが交互に繰り返
され、１相励磁の時に励磁トルクが２相励磁の時に比べ
て小さくなってしまう。

ステップモータを励磁したときの励磁電流とモ−タトル
クとの関係は、第８図に示すように、励磁電流１１の時
の１相励磁の励磁トルクと、励磁電流Ｉ２＜Ｉ２＜Ｉｔ
）の時の２相励磁の励磁トルクが等しくなる。この点に
注目して、第６図に示すように、１相励磁のときと２相
励磁のときで励磁電流量を変化させてステップモータの
励磁相を切換えれば、モータが出力するトルクを一定に
することができ、これによって安定した回転出力を得る
ことができる。

また、Ｗｌ−２相励磁力式では、１−２相励磁力式に比
べてさらにステップ角が小さくなるので、より安定した
定速回転が得られるが、１−２相励磁と同様に各励磁状
態で励磁トルクが異なるため励磁電流量の制御が行われ
ている。

また、正弦波的な励磁電流を得るマイクロステップ制御
により安定した回転出力を得ることも行われている。

Ｅ発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述の第６図に示すようなＷ１２相駆動
励磁方式では、低速回転時には第７図（ａ）に示すよう
な電流波形となるが、高速回転になるにつれて励磁相切
換のタイミングが速くなり、一方、電流の立ち上がり特
性は変わらないから、第７図（ｂ）に示すように、所定
の励磁時間内に所定の励磁電流が十分に印加されないう
ちに励磁が切換わってしまう。そのため、励磁時間内に
ステップモータへ印加される励磁電流の総量が低速時に
比べて減少し、高速回転でのトルクダウンが大きくなり
、税調等の原因となっていた。

また、マイクロステップ駆動電流を得るためには、その
駆動回路が高価であり、制御が複雑である。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、ステップモータを使用して簡単な駆動方式と
回路で、１−２相励磁あるいはＷｌ−２相励磁力式で安
定した回転制御を行いつつ、トルクダウンの少ないステ
ップモータ駆動制御装置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］ この目的を達成するため請求項１記載の発明は、ステッ
プモータのコイルに励磁を流を２段階の電流あるいは電
圧により供給する電源供給手段と、励磁相を切換える励
磁相切換え手段と、前記励磁電流量を切換える電流量切
換え手段とを備えたステップモータの駆動制御装置にお
いて、前記電流量切換え手段は、励磁相の切換え時に、
切換え後の励磁相の励磁電流を電流量の大きい方に設定
するものである。

また、請求項２記載の発明は、ステップモータの回転速
度に応じて励磁電流量を制御するようにしたものである
。

［作用］ 上記請求項１記載の構成により、２段階の電流あるいは
電圧により供給する電源供給手段によりステップモータ
に励磁電流を供給し、励磁相切換え手段によりステップ
モータの励磁相を切換え、電流量切換え手段によりステ
ップモータの励磁電流量を切換え、ステップモータの励
磁相の切換え時に、切換わっな励磁相の励磁電流は電流
量の大きい方に設定され、高速時においてもトルクダウ
ンすることがなくなる。

また、請求項２記載の構成により、励磁電流量を回転速
度に応じて制御することで、低速時にあっても安定した
定速回転を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図は本実施例によるステップモータ駆動制御装置の
ブロック構成を示す。本ステップモータ駆動制御装置は
、ステップモータ１に励磁電流を供給する電源供給手段
（電源）２と、ステップモータ１を駆動するステップモ
ータ駆前回路３と、そのステップモータ駆動回路３を制
御するＣＰＵ４とから構成されている。ステップモータ
駆動回路３は定電流制御となっている。

ステップモータ１には電源供給手段２によって励磁電流
が供給され、ＣＰＵ４からステップモータ駆動回路３に
励磁信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄが励磁信号バスラを介して出力
されることにより、ステップモータ１の各Ａ、Ｂ、Ｃ，
Ｄ相に励磁電流が流れる。この時の励磁電流量は、ＣＰ
ｔＪ４から電流量制御信号バス６を介してステップモー
タ駆動回路３に出力される電流量制御信号Ｌ１、Ｌ２に
より決定される。

第２図、第３図に本実施例のステップモータ１のタイミ
ングチャートと励磁電流波形を示す。

ＬｌがＬｏｗのときＡ相及びＣ相にそれぞ九小さい方の
励磁電流量Ｉ２を流し、ＬｌがＨｉｇｈのときＡ相及び
Ｃ相にそれぞれ大きい方の励磁電流量１１を流す。同様
に、Ｌ２がＬｏｗのときＢ相及びＤ相にそれぞれ励磁電
流量Ｉ２を流し、Ｌ２がＨｉｇｈのときＢ相及びＤ相に
それぞれ励磁電流量１１を流す。

第４図（ａ）、（ｂ）にそれぞれ低速時と高速時の電流
波形を示す、第７図（ａ）（ｂ）に示す従来装置の電流
波形と比べて、励磁相切換え時の期間５１．５５部分の
電流設定量を大きい方の電流１１として、特に、ステッ
プモータ１の高速回転設定時の所定励磁時間内に印加さ
れる励磁電流の総量の減少に起因するトルクダウンを防
ぐようにしている。

また、定回転性に関して、高速回転設定時には問題はな
いが、低速回転設定時においては、第４図（ａ）に示す
ように励磁ｔｂＫの立ち上がりが悪くないため、電流設
定量の大きい期間５１部と電流設定量の小さい期間５３
部のモータのトルクの差が大きくなり、かえって定回転
性が損なわれることも考えられる。しかるに、ステップ
モータ１の回転速度は、ＣＰＵ４の出力する励磁信号に
より決定される。従って、特に定回転性を必要とする場
合は、ＣＰｔＪ４により、ステップモータ１の回転速度
に応じである回転速度以下の時には、上述した第５図あ
るいは第６図の通常の制御を行い、ある回転速度以上の
時に、第３図の本実施例による制御を行うというように
、制御態様を使い分けることにより、低速時においても
ステップモータの定速制御が保証される。

［発明の効果］ 以上のように請求項１記載の発明によれば、ステップモ
ータのコイルに励磁電流を２段階の電流あるいは電圧に
より供給する制御にあって、１１１磁相の切換え時に、
切換え後の励磁相の励磁電流を電流量の大きい方に設定
するようにしているので、回路及び制御の負担の増大を
強いることなく、ステップモータの安定した回転とトル
クを得ることができ、特に、高速時のトルクダウンが生
じることが防止される。

また、請求項２記載の発明によれば、上記に加えて、モ
ータの回転速度に応じて励磁電流量を制御することによ
り、低速時にも定速回転を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例によるステップモータ駆動制
御装置のブロック構成図、第２図は本実施例のステップ
モータの励磁タイミングチャート、第３図は本実施例で
の励磁相とステップモータ励磁電流量の関係を示す図、
第４図（ａ）、（ｂ）は本実施例のステップモータ励磁
電流波形を示す図、第５図は通常の１−２相励磁方式で
の励磁相とステップモータ励磁電流量の関係を示す図、
第６図はＷｌ−２相励磁方式で１相ｗＪＦａ時と２相励
磁時でトルクが等しくなるような制御を行った場合での
励磁相とステップモータ励磁電流量の関係を示す図、第
７図＜ａ）、（ｂ）は従来のステップモータ励磁電流波
形を示す図、第８図は励磁電流とステップモータトルク
との関係を示す図である。 １・・・ステップモータ、２・・・電源供給手段、３・
・・ステップモータ駆動回路（励磁相切換え手段）、４
・・・ＣＰＵ　（″ｆｒｈ流量切換え手段）。 出願人　　　　ブラザー工業株式会社 代理人　　　　　弁理士　板　谷　康　夫第 図 第 図 第 図 （ａ） （捉幻 第 図 （ｂ） （従側 第 図 第 図 （ａ） 第 図 （従来 １−２相） 第 図 （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ステップモータのコイルに励磁電流を２段階の
   電流あるいは電圧により供給する電源供給手段と、励磁
   相を切換える励磁相切換え手段と、前記励磁電流量を切
   換える電流量切換え手段とを備えたステップモータの駆
   動制御装置において、前記電流量切換え手段は、励磁相
   の切換え時に、切換え後の励磁相の励磁電流を電流量の
   大きい方に設定することを特徴とするステップモータの
   駆動制御装置。
2. （２）　ステップモータの回転速度に応じて励磁電流量
   を制御することを特徴とする請求項１記載のステップモ
   ータの駆動制御装置。