JPH05328796A

JPH05328796A - ステッピングモータ制御装置

Info

Publication number: JPH05328796A
Application number: JP4133693A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Machino; 斉町野; Masanori Ishizu; 雅則石津; Tomohiro Nakamori; 知宏中森; Takeya Endou; 壮哉遠藤; Hiroshi Hashimoto; 宏橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】停止後次にモータを駆動させる場合、モータ
の動きを安定化させる高精度なステッピングモータ制御
装置を提供する。【構成】所定の信号によりステッピングモータ２０３
の微細ステップ毎の駆動と停止との切換を行うステッピ
ングモータ駆動装置３０６において、モータ停止要求時
に直ちにモータ２０３を停止し、停止状態において停止
処理直前の励磁状態でモータ２０３をホールドし、次に
スタートするときはＣＰＵ３０４に格納されたデータに
より上記励磁状態からスタート処理を行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ等の紙送りに適
したステッピングモータの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステッピングモータ制御におい
て、モータ停止要求が発生すると、直ちにステッピング
モータをホールドオフしていた。そして、次にステッピ
ングモータをスタートさせるときは、停止直前と同じ励
磁信号を用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のステッピングモータにおいてはホールドオフ
時に磁極同士が向い合った安定した角度で止まっている
という性質がある。よって、例えば１−２相励磁のハー
フステップ駆動の場合、最後に１相励磁を行なったあと
ホールドオフすれば、正方向または逆方向に１ハーフス
テップずれた角度で止ることになるので、次にモータを
スタートさせる際にモータの挙動が不安定になってしま
う。すなわち、騒音・振動・脱調などの危険が生ずる。
また、モータストップ時においても、逆回転が予想され
る。

【０００４】さらに、モータはフルステップ駆動よりも
高い精度の位置制御は困難であった。

【０００５】本発明の目的は上記欠点を解決しようとす
るもので、次にモータを駆動させる際に、モータの動き
を安定化させて、高精度なステッピングモータ制御装置
を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は所定の信号によりステッピングモータの
微細ステップ毎の駆動と停止との切換を行うステッピン
グモータ制御装置において、モータ停止要求時に直ちに
モータを停止し、停止状態において停止処理直前の励磁
状態でモータをホールドし、次にスタートするときは上
記励磁状態からスタート処理を行うものである。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００８】図１は本発明のステッピングモータ駆動装
置を用いたプリンタの給紙機構の一実施例を示す側面図
である。

【０００９】本実施例の給紙機構は、プリント用紙が格
納されるオプションカセット１０１と本体カセット１１
１を備えているとともに、手差しによる給紙を行なうた
めの用紙リフタ１１５が設けられている。

【００１０】オプションカセット１０１に格納されたプ
リント用紙は給紙ローラー１０２によって取出され、ガ
イド１０３、１０４に沿って、搬送駆動ローラー１０７
と搬送ローラー１０８との間に搬送される。搬送駆動ロ
ーラー１０７と搬送ローラー１０８との間を通ったプリ
ント用紙は、さらに、ガイド１０５、１０６に沿って、
該プリント用紙の有無を検知するためのレジスト前セン
サフラグ１０９に接触しながら、画像とプリント用紙の
垂直方向の同期をとるレジストローラー対１１０間に搬
送される。

【００１１】上述の、オプションカセット１０１、給紙
ローラー１０２、ガイド１０３、１０４、１０５、１０
６、搬送駆動ローラー１０７および搬送ローラー１０８
は、オプションカセット１０１内のプリント用紙を搬送
するためのオプション給紙機構であり、プリンタ本体に
対して着脱可能である。

【００１２】前記レジスト前センサフラグ１０９は、前
記プリント用紙が接触することで、不図示の発光手段と
受光手段との間の光路を遮る構成となっており、前記受
光手段の光の受光状態によってプリント用紙の有無が検
知される。

【００１３】本体カセット１１１内に格納されたプリン
ト用紙は、給紙ローラー１１２によって取出されて、ガ
イド１１３、１１４に沿って、同様に前記レジスト前セ
ンサフラグ１０９に接触しながら前記レジストローラー
対１１０間に搬送される。

【００１４】また、手差し給紙用の用紙リフタ１１５
は、給紙ローラー１１６に対して、プリント動作中のみ
矢示Ｘ方向に加圧されている。手差し操作にてプリント
用紙を供給する場合は、前記用紙リフタ１１５が下降制
御（反Ｘ方向へ移動）されている時、該用紙リフタ１１
５と前記給紙ローラー１１６との間に前記プリント用紙
を配し、その後、前記用紙リフタ１１５が上昇制御され
て前記プリント用紙を給紙ローラー１１６に圧接するこ
とで、前記プリント用紙は、該給紙ローラー１１６によ
り、ガイド１１７に沿って、同様に、レジスト前センサ
フラグ１０９に接触しながらレジストローラー対１１０
間に搬送される。

【００１５】ここで、本実施例における電気的な接続に
ついて図２を参照して説明する。

【００１６】図２は本実施例の電気的な構成を示すブロ
ック図である。

【００１７】本実施例では、４つの用紙検知センサ２０
１、２０６、２０９、２１３と、２つのサイズ検知スイ
ッチ２０２、２０７と、オプションカセット給紙モータ
２０３と、３つの給紙クラッチ２０４、２０８、２１２
と、レディ信号源２０５と、リフタソレノイド２１０
と、圧力センサ２１１と、レジストローラークラッチ２
１４と、メインモータ２１５とを備えており、それらは
プリンタ本体の印字制御部２００に接続されている。

【００１８】用紙検知センサ２０１およびサイズ検知ス
イッチ２０２は、それぞれ、オプションカセット１０１
内のプリント用紙の有無およびそのサイズを検知する。

【００１９】オプションカセット給紙モータ２０３は、
２相のステッピングモータからなるもので、給紙ローラ
ー１０２および搬送駆動ローラー１０７の駆動源であ
る。給紙ローラー１０２の場合はオプションカセット給
紙モータ２０３の動作中に、オプションカセット給紙ロ
ーラークラッチ２０４を接続することで、前記オプショ
ンカセット給紙モータ２０３に連結される。

【００２０】レディ信号源２０５は、プリンタ装置本体
に前述のオプション給紙機構が装着されているか否かを
検知するためのものであり、本実施例では信号線３０１
（図３参照）を介して接地端子に接続されている。

【００２１】用紙検知センサ２０６およびサイズ検知ス
イッチ２０７は、それぞれ、本体カセット１１１内に格
納されているプリント用紙の有無およびそのサイズを検
知する。

【００２２】給紙クラッチ２０８は、給紙ローラー１１
２とメインモータ２１５との接、断を行なうものであ
り、前記メインモータ２１５の動作中に、該給紙クラッ
チ２０８を接続することで、前記給紙ローラー１１２と
メインモータ２１５とが連結されて、本体カセット１１
１からのプリント用紙の取出しが可能となる。

【００２３】用紙検知センサ２０９は、前述した手差し
給紙機構内のプリント用紙の有無を検知する。

【００２４】リフタソレノイド２１０は、前記手差し給
紙機構から給紙する場合に、前記用紙リフタ１１５を昇
降させるために駆動される。

【００２５】圧力センサ２１１は、給紙ローラー１１６
にプリント用紙が圧接されているか否かを検知するため
のものである。

【００２６】給紙クラッチ２１２は、前記手差し給紙機
構の給紙ローラー１１６と前記メインモータ２１５との
接、断を行なうものであり、該メインモータ２１５の動
作中に該給紙クラッチ２１２を接続することで、前記手
差し給紙機構からの給紙が可能となる。

【００２７】用紙検知センサ２１３は、前述したレジス
ト前センサフラグ１０９に関る光遮蔽方式のセンサであ
る。

【００２８】レジストローラークラッチ２１４は、前記
レジストローラー対１１０と前記メインモータ２１５と
の接、断を行なうものであり、該メインモータ２１５の
動作中に、該レジストローラークラッチ２１４を接続す
ることで、レジストローラー対１１０がメインモータ２
１５と連結されて駆動される。

【００２９】前記オプションカセット給紙モータ２０３
は、モータドライバ３０５およびＣＰＵ３０４を備えた
モータ制御装置３０６（図３参照）とモータ駆動信号線
３０２を介して前記印字制御部２００に接続される。

【００３０】前記オプションカセット給紙ローラークラ
ッチ２０４はクラッチ駆動信号線３０３を介して前記印
字制御部２００に接続されている。

【００３１】レディ信号線３０１については、前述した
ようにオプション給紙機構の着脱を検知するために、レ
ディ信号源２０５（接地端子）に接続されており、前記
オプション給紙機構がプリンタ本体に装着された状態で
その旨を示すレディ信号（接地信号）が前記印字制御部
２００に送出される。

【００３２】ここで、前記モータ制御装置３０６につい
て図３を参照して説明する。

【００３３】上述したように、本実施例のモータ駆動装
置３０６は、ＣＰＵ３０４とモータドライバ３０５とを
備えたものである。

【００３４】ＣＰＵ３０４は、ＲＯＭ３０４ａとＲＡＭ
３０４ｂを内蔵している。

【００３５】ＲＯＭ３０４ａには、ステッピングモータ
であるオプションカセット給紙モータ２０３を駆動する
ためのステッピングモータ励磁プログラムとともに、該
ステッピングモータ励磁プログラムにてモータドライバ
３０５に入力する、予め定めた励磁信号パターンを示す
励磁信号テーブルが格納されている。

【００３６】前記ＣＰＵ３０４はＲＯＭ３０４ａに格納
されているステッピングモータ励磁プログラムに沿って
動作する。

【００３７】励磁信号テーブルの一例を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】本実施例においては、励磁信号パターンと
してＮｏ．０〜Ｎｏ．７の８パターンが設定されてお
り、該パターンに応じたデータ（Ａ、Ａ＊、Ｂ、Ｂ＊）
をモータドライバ３０５に入力することで、駆動信号が
オプションカセット給紙モータ２０３に印加される。本
実施例では、前記印字制御部２００から供給されるＯＭ
ＯＴＯＮ＊信号が所定時間以上継続して入力された際、
ＣＰＵ３０４にて前記信号が確定したものと認識され、
前記ステッピングモータ励磁プログラムに沿って前記駆
動信号パターンについて、Ｎｏ．０からインクリメント
し、Ｎｏ．７まで順にモータドライバ３０５に入力する
ことで、前記オプションカセット給紙モータ２０３を所
定方向に回転させる。

【００４０】表１において、“Ｌ”および“Ｈ”は、モ
ータドライバ３０５に印加される励磁信号を示すデータ
である。なお、表１には記載されていないが、オプショ
ンカセット給紙モータ２０３をホールドオフ、すなわち
停止させる場合は、前記励磁信号（Ａ、Ａ＊、Ｂ、Ｂ
＊）は全て“Ｈ”となる。

【００４１】また、前記ＲＡＭ３０４ｂは、図４に示す
ように、「ＥＸＣＳＧＮ」４０１と「ＦＣＲＶ」４０
２との２つの領域を備えている。

【００４２】領域「ＥＸＣＳＧＮ」４０１には、前記オ
プションカセット給紙モータ２０３の駆動時に、次のス
テップのためにモータドライバ３０５に印加する励磁信
号パターンの番号（Ｎｏ．０〜Ｎｏ．７）が格納され
る。さらに、この領域「ＥＸＣＳＧＮ」４０１に格納さ
れている励磁信号パターンの番号が奇数であれば２相励
磁を示す。

【００４３】領域「ＦＣＲＶ」４０２には、同様にオ
プションカセット給紙モータ２０３の、「停止」、「加
速」あるいは「等速」の速度制御の種類を示す速度制御
フラグが格納される。

【００４４】次に、本実施例のモータ駆動装置３０６の
ＣＰＵ３０４の動作について、図５に沿って説明する。

【００４５】図５はステッピングモータ励磁プログラム
の一例を示すフローチャートである。

【００４６】前記ステッピングモータ励磁プログラム
は、前記モータ駆動装置３０６のＣＰＵ３０４において
割り込みにより起動される。この割り込みを初めて許可
する条件は、プリンタ本体の印字制御部２００から供給
されるモータ駆動信号であるＯＭＯＴＯＮ＊信号が１０
ｍｓ継続して有効（Ｔｒｕｅ）となった場合である。

【００４７】このステッピングモータ励磁プログラムが
スタートすると、まず、モータ駆動装置３０６のＲＡＭ
３０４ｂの領域「ＥＸＣＳＧＮ」４０１に記憶されてい
る励磁信号Ｎｏ．に対応する励磁信号（Ａ、Ａ＊、Ｂ、
Ｂ＊）によりステッピングモータであるオプションカセ
ット給紙モータ２０３を励磁する（ステップＳ５０
１）。

【００４８】次に、領域「ＥＸＣＳＧＮ」４０１の内容
をインクリメントする（ステップＳ５０２）。つづい
て、領域「ＦＣＲＶ」４０２の速度制御フラグをチェ
ックする。割り込みの許可が初めてである場合は、領域
「ＦＣＲＶ」４０２の内容は「加速」を示す速度制御
フラグが記録されており、この場合ステップＳ５０４へ
分岐する（ステップＳ５０３）。

【００４９】ステップＳ５０４では加速駆動するため、
この処理を行なうたびに割り込み周期を切換える。これ
は周知の方法である。次に、加速駆動が終了し、割り込
み周期が等速制御のものになったか否かをチェックし
（ステップＳ５０５）、等速制御のものなら領域「Ｆ
ＣＲＶ」４０２に「等速」を示す速度制御フラグを書き
込む（ステップＳ５０６）。

【００５０】上述のステップＳ５０３での速度制御フラ
グのチェックにおいて、領域「Ｆ＿ＣＲＶ」４０２の内
容が「等速」を示す速度制御フラグであればステップＳ
５０７へ分岐する。

【００５１】ステップＳ５０７においては、モータ停止
要求の有無をチェックする。停止要求は、ＯＭＯＴＯＮ
＊信号が１０ｍｓ継続して無効（Ｆａｌｓｅ）となった
ときに、発生する。要求有りなら、ステップＳ５０９へ
分岐する。

【００５２】ステップＳ５０９では領域「ＦＣＲＶ」
４０２の内容を「停止」に書き換え、また、領域「ＥＸ
ＣＳＧＮ」４０１の内容をデクリメントする（ステップ
Ｓ５１０）。

【００５３】さらに、上述のステップＳ５０３での速度
制御フラグのチェックにおいて、領域「ＦＣＲＶ」４
０２の内容が「停止」であれば、オプションカセット給
紙モータ２０３を停止し、領域「ＥＸＣＳＧＮ」４０１
の内容をデクリメントする（ステップＳ５１２）。すな
わちモータ励磁ルーチンの起動を禁止する。

【００５４】一方、ステップＳ５０３の速度制御フラグ
のチェックにおいて、「加速」と判断されたのち、加速
駆動が終了していないか、または、加速駆動が終了して
いて速度制御フラグを「等速」に書き換えた場合は、つ
づいて、上述のステップＳ５０７のモータ停止要求の有
無のチェックを行なう。

【００５５】前述のステップＳ５０７の停止要求の有無
のチェックで停止要求が無い場合とステップＳ５１０に
おける領域「ＥＸＣＳＧＮ」４０１の内容をデクリメン
トした場合とは、その後、ステップＳ５０１の励磁信号
の出力以降を繰返すことになる。

【００５６】ここで、モータ駆動装置３０６における、
ＣＰＵ３０４からモータドライバ３０５への励磁信号の
印加のタイミングを図６に示す。

【００５７】図６を参照して説明する。

【００５８】ＯＭＯＴＯＮ＊信号が時刻Ｔ₀ の後、１０
ｍｓ継続してＴｒｕｅ（“Ｌ”レベル）となった時刻Ｔ
₁ において、初めて図５のプログラムが起動される。そ
して、時間の経過とともに励磁信号の切換え、すなわち
割り込み周期が短かくなる加速制御が行なわれ、時刻Ｔ
₂ で、一定の周期で励磁信号が切換わる等速制御に移行
する。

【００５９】また、ＯＭＯＴＯＮ＊が１０ｍｓ継続して
ＦａｌｓｅとなったタイミングＴ₃の後に割り込みが発
生し、前出励磁プログラムがスタートすると、その次の
割り込み発生により、ＦＣＲＶが「停止」に書き換え
られ、Ｔ₄でモータを停止する。なお、モータを停止さ
せる直前に使用した励磁信号は、図示のように保存さ
れ、次にモータをスタートさせる時に使用される。

【００６０】次に本発明の他の実施例を説明する。図７
は、前述の実施例において、図３のＣＰＵ３０４からス
テッピングモータ２０３までの構成をマイクロステップ
駆動のものに換えた電気回路ブロック図を示すものであ
る。３０５はＣＰＵであり、ＲＯＭ３０４ａ、ＲＡＭ３
０４ｂを含む。３１１、３２１、３３１、３４１はラッ
チであり、ＣＰＵ３０４からデータバスを介して入力さ
れたデータをラッチし、その出力を次段のラッチ３１
２、３２２、３３２、３４２に入力するためのものであ
る。ラッチ３１２、３２２、３３２、３４２に入力され
たデータは、これもラッチ信号により出力され、ＤＩＡ
コンバータ３１３、３２３、３３３、３４３に入力す
る。ＤＩＡコンバータ３１３はアナログ出力をモータド
ライバ３０５のＶ_A、Ｖ_AN、Ｖ_B、Ｖ_BN端子に入力し、こ
のレベルがステッピングモータ２０３の各相に相当す
る。

【００６１】表２はＣＰＵ３０４のＲＯＭ内容の一部を
示すものである。Ｎｏ．は励磁信号を示す。このＮｏ．
に対応してＶＡ、ＶＡＮ、ＶＢ、ＶＢＮの列にあるもの
は、それぞれ表３の励磁レベルデータテーブル（同じく
ＲＯＭ内容の一部）のアドレスのオフセットである。表
３に示されるデータは、アドレスオフセットが０，１．
２．・・・，１４，１５，０，１，・・・と巡回するに
従って略サインカーブを描くようにそれぞれ数値がセッ
トされており、最小００Ｈから最大ＦＦＨまでの８ｂｉ
ｔで表されている。ＣＰＵ５のＲＡＭ内容の一部は図４
の如くであり、“ＥＸＣＳＧＮ”には、上記励磁信号
“Ｎｏ”が格納され、“ＦＣＲＶ”には前述の実施例
と同じく、ステッピングモータ速度制御の種類のパラメ
ータ、「停止」、「加速」または「等速」が格納され
る。

【００６２】

【表２】

【００６３】

【表３】

【００６４】また、本実施例におけるステッピングモー
タ励磁プログラムは前述の実施例に示されているものと
図８のフローチャートを除き、同じ構造を持つ。図８の
フローチャートにおいて、まず現在のＥＸＣＳＧＮの内
容（表２のＮｏ）に対応するＶＡ用のデータが、ＣＰＵ
３０４から前出データバスに出力され、この後ラッチ３
１１にラッチ信号を入力する（Ｓ₁，Ｓ₂）。これと同様
の処理をＶＡＮ，ＶＢ，ＶＢＮに対しても行う（Ｓ₃〜
Ｓ₈）。そして最後に３１２、３２２、３３２、３４２
にラッチ信号を入力する（Ｓ₉）。

【００６５】図９は以上の構成による制御例を示すタイ
ムチャートである。Ｔ₁においてモータ回転がスタート
し、Ｔ₂において等速制御に移行、Ｔ₃でモータ停止要求
が発生し、Ｔ₄でモータを停止させている様子がわか
る。また、本実施例においても励磁信号Ｎｏ．及び励磁
レベルは保存され、次にモータをスタートさせる時に使
用されることは、前述の実施例と同様である。

【００６６】なお、以上の実施例において、励磁電流が
強い場合は、モータ停止時において、モータコイルの昇
温や断線を防ぐために、電流を弱める必要がある。この
場合、例えば他の実施例においては、励磁レベルを低く
するため、表３の励磁レベルデータを２ｂｉｔ右シフト
したものを、モータ停止時に出力すればよい。

【００６７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によればステ
ッピングモータを停止させている時、停止処理実行時の
励磁状態及び励磁信号のフェーズ（表１、表２のＮｏ）
を保存したことによりモータストップ及びスタートの際
の挙動を安定させることができ、逆回転、騒音、振動、
脱調などを防ぐことができる。更に、モータ停止時の電
流を低く制御すれば、モータ停止時のモータコイルに流
れる電流による昇温や劣化、断線を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステッピングモータ駆動装置を備えた
プリンタ給紙部の一実施例を示す図である。

【図２】図１に示したプリンタの電気的な構成の一例を
示すブロック図である。

【図３】図１に示したプリンタの、オプションカセット
給紙モータおよびその駆動装置と、オプションカセット
給紙ローラークラッチとレディ信号源の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】図３に示したモータ駆動装置のＲＡＭの記憶領
域の一例を示す図である。

【図５】図１、図２に示すステッピングモータ駆動装置
のフローチャートである。

【図６】図１、図２に示すステッピングモータ駆動装置
の動作を示すタイミングチャートである。

【図７】本発明の他の実施例を示すステッピングモータ
駆動装置の電気回路図である。

【図８】図７に示すステッピングモータ駆動装置のフロ
ーチャートである。

【図９】図７に示すステッピングモータ駆動装置のタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１０１オプションカセット１０２、１１２、１１６給紙ローラー１０３、１０４、１０５、１０６、１１３、１１４、１
１７ガイド１０７搬送駆動ローラー１０８搬送ローラー１０９レジスト前センサフラグ１１０レジストローラー対１１１本体カセット１１２、１１６給紙ローラー１１５用紙リフタ２０１、２０６、２０９、２１３用紙検知センサ

フロントページの続き (72)発明者遠藤壮哉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者橋本宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の信号によりステッピングモータの
微細ステップ毎の駆動と停止との切換を行うステッピン
グモータ制御装置において、モータ停止要求時に直ちに
モータを停止し、停止状態において停止処理直前の励磁
状態でモータをホールドし、次にスタートするときは上
記励磁状態からスタート処理を行うことを特徴とするス
テッピングモータ制御装置。
【請求項２】上記ステッピングモータの微細ステップ
毎の駆動はハーフステップ駆動であることを特徴とする
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項３】上記ステッピングモータの微細ステップ
毎の駆動はマイクロステップ駆動であることを特徴とす
る請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項４】上記ステッピングモータの電流を制御す
る手段を有し、この電流制御手段により上記停止状態に
おける電流を駆動状態に比して小さく制御することを特
徴とする請求項１に記載のステッピングモータ制御装
置。