JPH06296397A - ステッピングモータの駆動制御装置 - Google Patents

ステッピングモータの駆動制御装置

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JPH06296397A
JPH06296397A JP5082179A JP8217993A JPH06296397A JP H06296397 A JPH06296397 A JP H06296397A JP 5082179 A JP5082179 A JP 5082179A JP 8217993 A JP8217993 A JP 8217993A JP H06296397 A JPH06296397 A JP H06296397A
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JP
Japan
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drive
drive sequence
sequence
torque
low
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JP5082179A
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Inventor
Akira Oda
晃 織田
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】イニシャル駆動を高速で行う。 【構成】イニシャル駆動シーケンスを最初に実行させる
低トルク駆動シーケンスとリトライ用の高トルク駆動シ
ーケンスとから形成し、低トルク駆動シーケンス格納手
段12Lと,高トルク駆動シーケンス格納手段12H
と,判別手段(11,12)と,リトライ制御手段(1
1,12)とを設け、最初に低トルク駆動シーケンスに
基づきイニシャル駆動を実行し、これが正常に行われて
いないと判別された場合には高トルク駆動シーケンスに
基づきイニシャル駆動をリトライする構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イニシャル駆動シーケ
ンスと運転駆動シーケンスとを有するステッピングモー
タの駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ステッピングモータを回転駆動源とする
各種装置の中には、イニシャル駆動が終了したことを条
件として運転駆動を実行可能に構築されてたものが多
い。イニシャル駆動は低速だが高トルクとされ、運転駆
動は低トルクだが高速とされるのが一般的である。
【0003】例えば、図5に示すプリンタに供される場
合、キャリア2のホームポジション検出はイニシャル駆
動シーケンスに基づき、印字は運転駆動シーケンスに基
づき回転駆動される。同図において、ガイドバー1に摺
動自在に案内されたキャリア2は、ステッピングモー
タ,スプロケット,タイミングベルト等を含むキャリア
移動機構によって往復移動される。したがって、このキ
ャリア2に搭載された印字ヘッドを駆動して高速印字す
るためには、運転駆動シーケンスに基づきステッピング
モータを高速回転する必要がある。
【0004】と同時に、高精度印字運転を行うには、キ
ャリア2の位置基準つまりはステッピングモータの回転
角度基準を決めておく必要がある。このために、ガイド
バー1に沿って配設されたスケール5とキャリア2に取
付けられたエンコーダ6との協働によりキャリア2の現
在位置を検出可能に形成し、キャリア2側の検知体3と
フレーム側の被検知体4とが当接した状態すなわちホー
ムポジションを検出するものとしている。このホームポ
ジション検出動作は、図5に実線で示した停止中のキャ
リア2を2点鎖線で示す方向に移動させつつ実行される
ので、ステッピングモータはイニシャル駆動シーケンス
に基づく高トルク回転駆動される。
【0005】すなわち、電源を投入すると設定周波数f
でステッピングモータを回転駆動してキャリア2を被検
知体4側へ接近移動させる(図6のST120)。検知
体3が被検知体4に当接したこと、つまりホームポジシ
ョンが検出されるとイニシャル駆動シーケンスは終了と
なる(ST121のYES)。したがって、運転駆動シ
ーケンスへ移行できる。しかし、例えば一定のパルス数
を加えてもエンコーダ6でその移動が検出されない場合
は接近移動の異常(ST122のYES)とし、検出動
作異常(ST123)の処理がなされる。この場合は、
運転駆動シーケンスへ移行できない。
【0006】なお、電源投入時に、キャリア2がホーム
ポジションに所在する場合(ST100のYES)は、
キャリア2を設定量Dだけホームポジションから一旦離
隔移動(ST110)させ、しかる後にホームポジショ
ン検出動作(ST120)が実行される。この場合も、
設定周波数は同じ(f)である。
【0007】ところで、ステッピングモータの回転速度
(PPS)と発生トルク(T)との相関特性は図4に示
す如くである。したがって、運転駆動シーケンスでは、
印字高速化のために高い周波数fpが選択設定される。
一方、イニシャル駆動シーケンスでは、温度環境,印字
運転履歴や電源変動等が最悪的であっても1回で確実に
ホームポジションを検出できるように、高トルクを発生
することのできる低い周波数fに選択設定されている。
例えば、fp=3000PPS,f=450PPSであ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記プリンタ
の場合、一層の印字高速化が要請されるに至り、イニシ
ャル駆動シーケンスに基づくホームポジション検出用時
間の短縮化が求められている。だからといって、ステッ
ピングモータの容量を大きくして設定周波数fを高くす
ることはできない。装置大型化とコスト高を招くからで
ある。
【0009】一方、確実検出のために設定周波数fをよ
り安全側の低い周波数に設定すると、その設定周波数に
よっては低速回転に独特の共振現象が起り易く耳障りな
騒音を発生するという問題もある。
【0010】さらに、イニシャル駆動シーケンスが不調
に終ると、再度のイニシャル駆動シーケンスの実行に備
えて行う設定周波数fの設定変更作業やキャリア移動機
構の暖機作業に多大な労力を費やしその取扱も難しい。
しかも、全体としての高速化が妨げられてしまう。
【0011】本発明の目的は、騒音発生を最小的に抑制
しつつ取扱が容易でイニシャル駆動の高速化ができ、ひ
いては運転駆動を含む全体の駆動高速化を達成できるス
テッピングモータの駆動制御装置を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】従来は、1回で確実動作
させるために及び不調に終った場合の再動作に要する手
間が多くかつ取扱が難しいことに鑑み、イニシャル駆動
シーケンスにおける設定周波数をより高トルクを発生で
きる唯一絶対の低周波数値に選択している。しかし、本
装置を導入する多くの装置・機械では高トルクを必要と
する最悪的条件となるケースはまれであることが多い。
すなわち、机上の条件と運用上の実際条件との間には、
必要トルクに関して大差があることに着目し、本発明は
イニシャル駆動シーケンスを発生トルクを異なるものと
してリトライできるように構成したものである。
【0013】すなわち、本発明に係るステッピングモー
タの駆動制御装置は、イニシャル駆動シーケンスと運転
駆動シーケンスとを有し、イニシャル駆動が終了したこ
とを条件に運転駆動を実行可能に形成されたステッピン
グモータの駆動制御装置において、前記イニシャル駆動
シーケンスを最初に実行させる低トルク駆動シーケンス
とリトライ用の高トルク駆動シーケンスとから形成し、
低トルク駆動シーケンスを格納する低トルク駆動シーケ
ンス格納手段と,高トルク駆動シーケンスを格納する高
トルク駆動シーケンス格納手段と,低トルク駆動シーケ
ンスに基づく駆動が正常に実行されたか否かを判別する
判別手段と,この判別手段によって低トルク駆動シーケ
ンスによる駆動が正常に実行されていないと判別された
ことを条件に該高トルク駆動シーケンスに切替えてイニ
シャル駆動をリトライさせるリトライ制御手段とを設け
た、ことを特徴とする。
【0014】
【作用】上記構成による本発明の場合、まず低トルク駆
動シーケンスに基づいてイニシャル駆動される。このイ
ニシャル駆動が正常に実行されたか否かは判別手段で判
別される。イニシャル駆動が正常に実行されていないと
判別されると、リトライ制御手段が働き、高トルク駆動
シーケンスでイニシャル駆動がリトライされる。このリ
トライによってイニシャル駆動が正常に実行されると、
運転駆動シーケンスへ移行される。なお、低トルク駆動
シーケンスによるイニシャル駆動が正常に行われた場合
は、高トルク駆動シーケンスによるリトライは行われず
直ちに運転駆動シーケンスへ移行される。
【0015】よって、発生トルクは小さいが例えば共振
域を外れかつより高速回転可能な高い周波数に選択設定
された低トルク駆動シーケンスと、低速ではあってもよ
り高トルクを発生可能な低い周波数に選択設定された高
トルク駆動シーケンスとを、それぞれの駆動シーケンス
格納手段に予め格納させておけば、イニシャル駆動を確
率的にほとんど低トルク駆動シーケンスに基づく高速で
行える。仮に、低トルク駆動シーケンスが不調であった
としても、高トルク駆動シーケンスでイニシャル駆動が
リトライされるので、取扱簡単であり確実に運転駆動シ
ーケンスへ移行できる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本ステッピングモータの駆動制御装置は、図1に
示すプリンタ10に使用されるものとされ、かつ低トル
ク駆動シーケンス格納手段12Lと高トルク駆動シーケ
ンス格納手段12Hと判別手段(11,12)とリトラ
イ制御手段(11,12)とを設け、最初に低トルク駆
動シーケンスに基づきイニシャル駆動(図2のST10
〜15)を実行し、これが正常に行われない場合に高ト
ルク駆動シーケンスに基づきイニシャル駆動(図2のS
T20〜25)をリトライするものと構成されている。
【0017】まず、プリンタ10は、図1に示す如く、
バス接続されたCPU11,ROM12,RAM13か
らなる制御部と、この制御部に接続された印字ヘッド7
(ヘッド駆動回路7D),用紙送りモータ17(PFモ
ータ駆動回路17D),キャリアモータ18(CAモー
タ駆動回路18D)等を含む機器部とから構成され、キ
ャリア2等の構造は従来例(図5)と同じとされてい
る。なお、14はホストコンピュータとのインターフェ
ース(I/F),15は両駆動回路17D,18D用の
インターフェース(I/F)である。
【0018】また、制御部(11,12,13)には、
スケール5と対向するエンコーダ6がカウント回路6C
を介して接続され、かつ入出力ポート16を介して検知
体3が接続されている。キャリア2の現在位置は、カウ
ント回路6Cの出力(カウント値)から知ることができ
る。カウント回路6Cのカウント値(N1i,N2i)
は、検知体3が被検知体4に当接したときつまりホーム
ポジションにおいて零(0)クリアされる。
【0019】さて、低トルク駆動シーケンス格納手段1
2Lは、ROM12の一部記憶エリア(12L)をもっ
て形成され、イニシャル駆動シーケンスの一部を形成す
る低トルク駆動シーケンス(図2のST10〜ST1
5)を格納する。この低トルク駆動シーケンスは、イニ
シャル駆動指令が入力された場合に最初に実行される。
そして、ステッピングモータ(キャリアモータ18)の
相切替信号の設定周波数は、図3,図4に示すf1であ
る。
【0020】すなわち、図4に示す回転速度(PPS)
−発生トルク(T)の相関特性において、共振域Vaを
外れかつ比較的に高い周波数f1(例えば、600PP
S)とされている。つまり、図3に示す電流I1を流し
て低トルク(TL)を発生可能なポイントAに選択設定
されている。この設定周波数f1は、従来例(図6)の
設定周波数f(450PPS)よりも大幅に高くされて
いるから、ホームポジションを高速で検出できるわけで
ある。
【0021】また、高トルク駆動シーケンス格納手段1
2Hは、ROM12の一部記憶エリア(12H)をもっ
て形成され、イニシャル駆動シーケンスの一部を形成す
る高トルク駆動シーケンス(図2のST20〜ST2
5)を格納する。この高トルク駆動シーケンスは、上記
低トルク駆動シーケンスが正常に行われなかった場合に
リトライされるものであるから、高トルクを発生可能と
される。キャリア2を確実に移動できるようにするため
である。
【0022】すなわち、高トルクを発生させるために
は、図3に示す低トルク駆動シーケンスの場合における
ポイントAに対し、その電流I1を同じとして周波数を
低く(f1→f2)したポイントB1、周波数を一定
(f1)として電流を大きく(I1→I2)したポイン
トB2、あるいは周波数を低く(f1→f2)かつ電流
を大きく(I1→I2)したポイントB3に変更して選
択設定すればよい。この実施例では、CAモータ駆動回
路18Dの簡素化のために、ポイントB1に選択されて
いる。このポイントB1の周波数f2は、従来例の固定
的周波数f(例えば450PPS)と同じとされてい
る。リトライでホームポジションを確実に検出できるよ
うにするためである。
【0023】次に、判別手段は、低トルク駆動シーケン
スに基づくイニシャル駆動が正常に実行されたか否かを
判別する手段で、CPU11,ROM12とからなり図
2のST14で実行される。この実施例における正異判
別基準は、CAモータ駆動回路18Dに単位パルス数N
Isを加えたにも拘わらずエンコーダ6からの検出パル
スのカウント値N1iがそれ相当にならなかった場合を
もって、異常(ST14のNO)と判別するように決め
られている。なお、カウント値N1iはサイクリックに
更新される。
【0024】ここに、制御部(11,12,13)は、
イニシャル駆動実行指令つまりホームポジションの検出
指令が入力されると、RAM13のワークエリアに設定
周波数f1(600PPS)をセット(図2のST1
0)し、低トルク駆動シーケンスに基づきイニシャル駆
動する(ST11〜15)。
【0025】この実行中に判別手段(11,12)が、
正常に実行されていないと判別された場合(ST14の
NO)にリトライ制御手段が働く。このリトライ制御手
段は、CPU11,ROM12から形成され、高トルク
駆動シーケンス(ST20〜25)に切替えてイニシャ
ル駆動をリトライさせる。
【0026】なお、制御部(11,12,13)は、既
にキャリア2がホームポジションにある場合(ST1の
YES)には設定量Dだけキャリア2をホームポジショ
ンから離隔移動させる(ST2〜4)。この場合の周波
数f0は、任意の周波数でよいが、この実施例では、4
50PPSとされている。また、運転駆動シーケンスも
ROM12に格納されている。
【0027】次に、この実施例の作用を説明する。制御
部(11,12,13)は、ホームポジション検出の実
行指令があると、低トルク駆動シーケンス格納手段12
Lに格納されている低トルク駆動シーケンス(図2のS
T10〜15)を直ちに実行させる。
【0028】すなわち、設定周波数f1(600PP
S)をセット(ST10)する。引続き、CAモータ駆
動回路18Dにパルス信号を送ってステッピングモータ
(18)を回転制御して、キャリア2をホームポジショ
ンに接近移動させる(ST11)。カウント回路6Cは
エンコーダ6からの検出パルスをカウントする。このカ
ウント値N1iが予めセットされかつCAモータ駆動回
路18Dに入力された単位パルス数N1s以上(ST1
4のYES)となっていれば、低トルク駆動シーケンス
は正常に実行されている。したがって、ST15のNO
を介してST11へ戻り連続して検出動作がサイクリッ
クに行われる。
【0029】この低トルク駆動シーケンスの実行中に検
知体3が被検知体4に当接してホームポジションが検出
される(ST13のYES)と、CPU11はカウント
回路6Cを零(0)クリアするとともにステッピングモ
ータ(18)を停止させる。すなわち、イニシャル駆動
を終了する。
【0030】この設定周波数f1は、図4に示すよう
に、共振域Vaを外れかつ高周波数(600PPS)で
あるから、騒音が発生せずスムースかつ高速でイニシャ
ル駆動を行える。ほとんどの場合は、この低トルク駆動
シーケンスでホームポジションを検出することができ
る。
【0031】但し、長期的に休止された後や寒冷地にお
いて、タイミングベルトが硬化して負荷トルクが増大し
たようなまれなケースでは、発生トルク(TL)が低い
のでステッピングモータ(18)が脱調してしまう。つ
まり、キャリア2が接近移動しない。したがって、カウ
ント値N1iが単位パルス数N1s以上とならない場合
が生ずる。かかる場合、判別手段(11,12)は、低
トルク駆動シーケンスに基づく駆動が正常に実行されて
いないと判別する(ST14のNO)。
【0032】すると、リトライ制御手段(11,12)
が、低トルク駆動シーケンスに代えて高トルク駆動シー
ケンス格納手段12Hから読出した高トルク駆動シーケ
ンス(ST20〜25)により、イニシャル駆動をリト
ライさせる。
【0033】すなわち、RAM13のワークエリアに高
トルク(TH)発生用の設定周波数f2(450PP
S)をセットし、高トルク駆動シーケンスを実行させ
る。(ST20〜25)したがって、キャリア移動機構
の負荷トルクが大きくても、キャリア2を確実に接近移
動できる(ST21)ので、ホームポジションを検出す
ることができる(ST23のYES)。
【0034】なお、この高トルク駆動シーケンスの場合
は、低速回転となるので、単位パルス数N2sは低トル
ク駆動シーケンスの場合(ST12)の単位パルス数N
1sよりも小さくしてある。但し、ST24でNO判別
された場合は、例えばタイミングベルトが破損したよう
な場合であるから、検出動作異常となる(ST26)。
【0035】同様に、低トルク駆動シーケンスの実行中
にカウント値N1iが上限値N1max.以上となった
場合(ST15のYES)や、高トルク駆動シーケンス
の実行中にカウント値N2iが上限値N2max.以上
となった場合は、エンコーダ6やカウント回路6Cに故
障が発生したと考えられるから検出動作異常(ST2
6)として処理される。
【0036】以上は、ホームポジション検出の実行指令
があった際、キャリア2がホームポジションに所在しな
い場合について説明したが、既にホームポジションに所
在する場合(ST1のYES)にはCPU11は設定周
波数f0(例えば450PPS)で設定量Dだけキャリ
ア2をホームポジションから離隔移動(ST2、ST
3)し、しかる後に低トルク駆動シーケンス(ST10
〜15)に移行する。
【0037】なお、この離隔移動中においても、カウン
ト値N0iが単位パルス数N0sに見合うものとならな
ければ、検出動作異常(ST26)とする。この単位パ
ルス数N0sは、1回限りの値とされる。因に、ST1
4に示す単位パルス数N1sと、ST24に示す単位パ
ルス数N2sとは、一定サイクルごとにチェックされる
値である。
【0038】しかして、この実施例によれば、イニシャ
ル駆動シーケンスを最初に実行させる低トルク駆動シー
ケンスとリトライ用の高トルク駆動シーケンスとから形
成し、低トルク駆動シーケンスを格納する低トルク駆動
シーケンス格納手段12Lと,高トルク駆動シーケンス
を格納する高トルク駆動シーケンス格納手段12Hと,
低トルク駆動シーケンスに基づく駆動が正常に実行され
たか否かを判別する判別手段(11,12)と,この判
別手段(11,12)によって低トルク駆動シーケンス
による駆動が正常に実行されていないと判別されたこと
を条件に該高トルク駆動シーケンスに切替えてイニシャ
ル駆動をリトライさせるリトライ制御手段(11,1
2)とを設け、最初に低トルク駆動シーケンスに基づき
イニシャル駆動を低トルク,高速で実行し、これが正常
に行われていないと判別された場合には高トルク駆動シ
ーケンスに基づきイニシャル駆動をリトライする構成と
されているので、騒音発生を最小的に抑制しつつ取扱が
容易でイニシャル駆動を高速化でき、ひいては運転駆動
を含む全体の駆動高速化を達成できる。
【0039】また、低トルク駆動シーケンスが不調の場
合に高トルク駆動シーケンスでリトライするものと形成
されているので、高トルク駆動シーケンスの設定周波数
f2を確実にイニシャル駆動できるトルクを発生可能な
値にセットしておけば、低トルク駆動シーケンスの設定
周波数f1をより高速駆動できる高い周波数にセットし
て運用できる。つまり、バックアップがあるので、設定
周波数f1を大幅に高い値にセットできるから、ほとん
どのケースにおいてイニシャル駆動を飛躍的に高速化で
きるとともに、消費電力も節約できる。
【0040】また、高トルク駆動シーケンスは、めった
に実行されないからその設定周波数f2をより安全側の
低い周波数に選択設定できる。仮に共振域Vaに入った
としても騒音発生は一時的であるから問題とならない。
【0041】したがって、プリンタに供する場合は、ホ
ームポジションを確実に検出でき、かつこれを含む印字
高速化を大幅に向上できる。
【0042】なお、以上の実施例では高トルク駆動シー
ケンスを1種類として実施したが、最初に実行される低
トルク駆動シーケンスに対して高トルク駆動シーケンス
を複数種類準備して、順次に発生トルクが大きい方に段
階的にリトライするように形成しても実施することがで
きる。
【0043】また、高トルク化は設定周波数を切替える
ものとされていたが、電流切替えでも、周波数と電流と
の双方切替方式としてもよい。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、イニシャル駆動シーケ
ンスを最初に実行させる低トルク駆動シーケンスとリト
ライ用の高トルク駆動シーケンスとから形成し、低トル
ク駆動シーケンスを格納する低トルク駆動シーケンス格
納手段と,高トルク駆動シーケンスを格納する高トルク
駆動シーケンス格納手段と,低トルク駆動シーケンスに
基づく駆動が正常に実行されたか否かを判別する判別手
段と,この判別手段によって低トルク駆動シーケンスに
よる駆動が正常に実行されていないと判別されたことを
条件に該高トルク駆動シーケンスに切替えてイニシャル
駆動をリトライさせるリトライ制御手段とを設け、最初
に低トルク駆動シーケンスに基づきイニシャル駆動を低
トルク,高速で実行し、これが正常に行われていないと
判別された場合には高トルク駆動シーケンスに基づきイ
ニシャル駆動をリトライする構成とされているので、騒
音発生を最小的に抑制しつつ取扱が容易でイニシャル駆
動を高速化でき、ひいては運転駆動を含む全体の駆動高
速化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す全体構成図である。
【図2】同じく、動作を説明するためのフローチャート
である。
【図3】同じく、低トルク駆動シーケンスと高トルク駆
動シーケンスとの各設定周波数等を説明するための図で
ある。
【図4】同じく、ステッピングモータの回転速度と発生
トルクとの相関特性と各設定周波数との関係を従来例と
比較して説明するための図である。
【図5】イニシャル駆動によるホームポジション検出を
説明するための図である。
【図6】従来のイニシャル駆動シーケンスを説明するた
めのフローチャートである。
【符号の説明】
1 ガイドバー 2 キャリア 3 検知体 4 被検知体 5 スケール 6 エンコーダ 6C カウント回路 7 印字ヘッド 10 プリンタ 11 CPU(駆動制御装置,判別手段,リトライ制
御手段) 12 ROM(駆動制御装置,判別手段,リトライ制
御手段) 12L 低トルク駆動シーケンス格納手段 12H 高トルク駆動シーケンス格納手段 13 RAM(駆動制御装置) 18 キャリアモータ(ステッピングモータ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イニシャル駆動シーケンスと運転駆動シ
    ーケンスとを有し、イニシャル駆動が終了したことを条
    件に運転駆動を実行可能に形成されたステッピングモー
    タの駆動制御装置において、 前記イニシャル駆動シーケンスを最初に実行させる低ト
    ルク駆動シーケンスとリトライ用の高トルク駆動シーケ
    ンスとから形成し、低トルク駆動シーケンスを格納する
    低トルク駆動シーケンス格納手段と,高トルク駆動シー
    ケンスを格納する高トルク駆動シーケンス格納手段と,
    低トルク駆動シーケンスに基づく駆動が正常に実行され
    たか否かを判別する判別手段と,この判別手段によって
    低トルク駆動シーケンスによる駆動が正常に実行されて
    いないと判別されたことを条件に該高トルク駆動シーケ
    ンスに切替えてイニシャル駆動をリトライさせるリトラ
    イ制御手段とを設けた、ことを特徴とするステッピング
    モータの駆動制御装置。
JP5082179A 1993-04-08 1993-04-08 ステッピングモータの駆動制御装置 Pending JPH06296397A (ja)

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JP5082179A JPH06296397A (ja) 1993-04-08 1993-04-08 ステッピングモータの駆動制御装置

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