JPH0646596A - ステッピングモータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】脱調によるオーバーラン，ショートランを自動
補正する。 【構成】駆動パルス信号を出力する制御装置（１０）
と、駆動パルス信号を入力としてステッピングモータを
回転駆動制御するドライバ（２０）と、を含み形成され
たステッピングモータの駆動制御装置において、エンコ
ーダ（３５）と開始位置検出手段（１１，１２）と実際
終了位置検出手段（１１，１２）と目標終了位置算出手
段（１１，１２）と判別手段（１１，１２）と補正パル
ス数算出手段（１１，１２）とを設け、前回駆動中に目
標駆動終了位置と実際駆動終了位置とを比較して脱調の
有無を自動判別するとともに今回駆動に際する補正パル
ス数を算出しかつ今回駆動の駆動パルス信号の設定数
（Ｐｉ）にその補正パルス数を加減する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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】図５に、ステッピングモータの駆動制御
装置の一般的構成を示す。同図において、制御装置１０
からドライバ２０に、所定数の駆動パルス信号（Ｐｉ）
と回転方向指定信号（順方向ＦＷ，逆方向ＲＶ）とを出
力すると、ドライバ２０はステッピングモータ３０に相
切替励磁信号を出力し、ステッピングモータ３０を指定
方向に回転駆動する。回転速度は駆動パルス信号（Ｐ
ｉ）の周波数で決まり、かつ回転数（角度）は駆動パル
ス信号の数Ｐｉで決まる。

【０００３】かかるステッピングモータ３０と駆動制御
装置（１０，２０）とを用いれば、所定速度線図でかつ
高精度で各種負荷を移動させかつ位置決めできる。オー
プンループであるから、装置簡素化が図れる。

【０００４】例えば、負荷がプリンタのキャリアである
場合、図６に示す回転駆動開始位置ＳＴから回転駆動終
了位置ＳＰまでを定速でかつ高精度位置決めしつつ順方
向ＦＷに移動させれば、印字有効領域Ｌ内に鮮明印字を
行える。逆方向ＲＶについても同様である。この際、制
御装置１０からドライバ２０に入力される駆動パルス信
号の数をＰｉとする。

【０００５】ところで、負荷や電源電圧の変動等がある
と、入力した駆動パルス信号の数Ｐｉとステッピングモ
ータ３０の回転数（角度）との対応性が崩れる、つまり
脱調してしまうことがある。そこで印字有効領域Ｌの外
側にオーバーラン検出器１，２を設け、脱調現象を自動
検出している。したがって、順方向ＦＷ（逆方向ＲＶ）
移動のための駆動パルス信号の設定数Ｐｉを加えたのに
も拘わらずオーバーラン検出器２（１）がＯＮ動作すれ
ば、オーバーラン側の脱調を検出できる。なお、シート
ラン側の脱調は、次回の方向転換移動時に反対側のオー
バーラン検出器１（２）で検出できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造によると、オーバーラン検出器１，２の配設位置
はレイアウト上のある種制限があるから、僅かのオーバ
ーランやショートランを引起こす脱調を検出することは
至難である。また、上記プリンタに用いる場合、それら
を稼働中の印字状態から見極めることも非常に難しい。
また、オーバーランやショートランは累積増大してしま
う。したがって、印字済用紙を手に取って初めて気付く
という不都合が生ずる。反面、全行のうち数行が左右方
向に少々位置ずれしても支障のない場合もあるが、従来
構造では１行でもオーバーラン検出器１，２がＯＮ動作
する程のオーバーランあるいはショートランがあると、
プリンタが自動停止されてしまうので印字作業能率が低
下する。これら問題は、オーバーラン検出器１，２を多
大な労力，時間をかけていかに慎重にセットしても、解
決はできない。

【０００７】ここに本発明の目的は、前回駆動中におけ
る脱調現象を自動検出し引続く今回駆動以降はそのオー
バーランあるいはショートランを自動補正して正確に回
転駆動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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るステッピン
グモータの駆動制御装置は、駆動パルス信号を出力する
制御装置と、駆動パルス信号を入力としてステッピング
モータを回転駆動制御するドライバと、を含み形成され
たステッピングモータの駆動制御装置において、前記ス
テッピングモータに連結された回転角度相当信号を出力
するエンコーダと、エンコーダの出力信号に基づいて駆
動開始位置を検出する開始位置検出手段と、エンコーダ
の出力信号に基づいて実際の駆動終了位置を検出する実
際終了位置検出手段と、前記制御装置からドライバに出
力する駆動パルス信号の数とエンコーダの出力信号とか
ら検出された駆動開始位置を基準とした目標駆動終了位
置を算出する目標終了位置算出手段と、検出された実際
駆動終了位置と算出された目標駆動終了位置とを比較し
て脱調の有無を判別する判別手段と、脱調有と判別され
た場合に当該検出された実際駆動終了位置を駆動開始位
置として前回と異なる回転方向にステッピングモータを
回転駆動制御する今回駆動用の駆動パルス信号の設定数
に加減する補正パルス数を前回の実際駆動終了位置と目
標駆動終了位置とから算出する補正パルス数算出手段
と、を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成による本発明では、回転駆動開始に際
し、開始位置検出手段はエンコーダの出力信号からその
駆動開始位置を検出する。設定数の駆動パルス信号を加
えた回転駆動が終了すると、実際終了位置検出手段がエ
ンコーダの出力信号から実際駆動終了位置を検出する。
これと前後して目標終了位置算出手段が駆動パルス信号
の設定数とエンコーダの出力信号とから先に検出した駆
動開始位置を基準とした目標駆動終了位置を算出する。

【００１０】ここに、補正パルス数算出手段は、判別手
段によって検出された実際駆動終了位置と算出された目
標駆動終了位置との比較から脱調有と判別されると、次
回の設定駆動パルス数に加減する補正パルス数を算出す
る。よって、前回の脱調によるオーバーランあるいはシ
ョートランを累積させることなく、今回以降の回転駆動
制御を正規かつ正確に行える。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本駆動制御装置は、図１に示す如く、基本的構成
が従来例（図５）と同じとされかつエンコーダ３５と開
始位置検出手段（１１，１２）と実際終了位置検出手段
（１１，１２）と目標終了位置算出手段（１１，１２）
と判別手段（１１，１２）と補正パルス数算出手段（１
１，１２）とを設け、前回駆動中に脱調の有無を自動判
別し、脱調有と判別された場合には今回駆動以後にその
オーバーランあるいはショートランを持越しかつ累積さ
せないように自動補正して今回以後の回転駆動を正確に
行えるように構成されている。

【００１２】まず、エンコーダ３５は、図１に示すよう
にステッピングモータ３０に連結され、その回転角度
（乃至回転数）を検出し、回転角度相当信号を出力す
る。この実施例では、ステッピングモータ３０の１ステ
ップに１６（０〜１５）通りの４ビット出力信号を発生
するものとされている。

【００１３】ここに、本実施例の場合、ステッピングモ
ータ３０はプリンタのキャリアを往復移動するものとさ
れている。プリンタの印字有効領域（幅）は図２に示す
Ｌとされ、制御装置１０からドライバ２０に駆動パルス
信号の設定数Ｐｉを加えることにより、キャリア（印字
ヘッド）が丁度距離（Ｌ）だけ移動されるものと形成さ
れている。また、図２中のＳＴは駆動開始位置で、ＳＰ
は目標とする駆動終了位置である。さらに、図２で左→
右が順方向ＦＷとされている。

【００１４】次に、開始位置検出手段は、エンコーダ３
５の出力信号に基づいて図２（図３）に示す駆動開始位
置ＳＴつまり駆動開始時の値ＦＮａ１（ＲＮａ２）を検
出する手段で、制御装置１０を形成するＣＰＵ１１，Ｒ
ＯＭ１２とから構成され、図４のＳＴ１１（ＳＴ１６）
で実行される。

【００１５】一方、実際終了位置検出手段は、エンコー
ダ３５の出力信号に基づいて実際に回転駆動した後の図
２（図３）に示す実際駆動終了位置ＳＰつまり実際駆動
終了時の値ＦＮａ２（ＲＮａ１）を検出するもので、こ
れもＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２からなりＳＴ１１（ＳＴ１
６）で実行される。

【００１６】また、目標終了位置算出手段は、印字有効
幅Ｌだけキャリアを移動させるために必要とする駆動パ
ルス信号の設定数Ｐｉとエンコーダ３５の出力信号すな
わち出力信号の形態（上記４ビット）とから、先に検出
した駆動開始時の値ＦＮａ１（ＲＮａ２）を基準とした
目標駆動終了位置ＳＰつまり目標駆動終了時の値ＦＮｃ
２（ＲＮｃ１）を算出｛ＦＮｃ２＝ＦＮａ１＋（Ｐｉ×
１６）〔ＲＮｃ１＝ＲＮａ２−（Ｐｉ×１６）〕｝する
もので、ＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２とからなり、図４のＳ
Ｔ１２（ＳＴ１７）で実行される。なお、この算出は、
駆動パルス信号の設定数（Ｐｉ）が予め決まっているこ
とから、ＳＴ１１（１６）において駆動開始時の値ＦＮ
ａ１（ＲＮａ２）を検出した直後に実行してもよい。

【００１７】以上の各値ＦＮａ１，ＦＮｃ２，ＦＮａ２
（ＲＮａ２，ＲＮｃ１，ＲＮａ１）は、ＲＡＭ１３に一
時記憶される。

【００１８】ここに、判別手段は、検出された実際駆動
終了位置〔実際終了時の値ＦＮａ２（ＲＮａ１）〕と算
出された目標駆動終了位置〔目標終了時の値ＦＮｃ２
（ＲＮｃ１）〕とを比較して、その同異性からステッピ
ングモータ３０の脱調の有無を自動判別する手段で、Ｓ
Ｔ１３（ＳＴ１８）を実行するＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２
とからなる。ＳＴ１３（ＳＴ１８）で、ＹＥＳ判断され
た場合は脱調が無く、ＮＯ判断された場合に脱調有と判
別される。

【００１９】また、補正パルス数算出手段は、ＣＰＵ１
１，ＲＯＭ１２とから形成され、判別手段で脱調有と判
別された場合に、当該検出実際駆動終了位置〔図２のＦ
Ｎａ２（図３のＲＮａ１）〕を今回の回転駆動開始位置
として前回駆動〔ＦＷ（ＲＶ）〕と異なる回転方向ＲＶ
（ＦＷ）にステッピングモータ３０を回転駆動制御する
当該今回の駆動パルス信号の設定数Ｐｉ（Ｐｉ）に加減
する補正パルス数△ＦＰｎ（△ＲＰｎ）を求める〔ＳＴ
１５（ＳＴ２０）〕。脱調無の場合は補正パルス数△Ｆ
Ｐｎ（△ＲＰｎ）は零（０）である〔ＳＴ１４（ＳＴ１
９）〕。

【００２０】すなわち、図２において、同（Ａ）に示す
順方向ＦＷに前回駆動した場合の目標終了時の値がＦＮ
ｃ２であるべきところ、同（Ｂ）に実線で示す如く脱調
によるオーバーランによって実際終了時の値がＦＮａ２
となった場合、この実際終了位置（ＦＮａ２）から設定
数Ｐｉの駆動パルス信号を加えて逆方向ＲＶに今回駆動
したのでは、初めの駆動開始位置ＳＴに戻れない。そこ
で、同（Ｂ）に示す補正パルス数△ＦＰｎを加えてやれ
ば、同（Ｃ）に２点鎖線で示すように初めの駆動開始位
置ＳＴに正確に戻せる。同（Ｂ）に点線および同（Ｃ）
で１点鎖線で示すシートランの場合も同様である。さら
に、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す前回が逆方向ＲＶで今回
が順方向ＦＷの場合も同様である。

【００２１】なお、以上の各手段は、制御装置１０のＲ
ＯＭ１２に格納された図４に示す補正プログラムによっ
てＣＰＵ１１が適時に実行するものとされる。

【００２２】次に、作用を説明する。駆動開始位置ＳＴ
〔図２（Ａ）〕から順方向ＦＷに駆動する場合は、図４
のＳＴ１０でＹＥＳ判断される。同時的に、制御装置１
０からドライバ２０に駆動パルス信号の設定数Ｐｉが所
定の周波数で出力され、ドライバ２０がステッピングモ
ータ３０を回転駆動し始める。

【００２３】ここに、開始位置検出手段（１１，１２）
がエンコーダ３５の出力から図２の駆動開始位置（開始
時の値ＦＮａ１）を検出する、つまりその値ＦＮａ１を
読取ってＲＡＭ１３に一時記憶する（ＳＴ１１）。駆動
終了すると、実際終了位置検出手段（１１，１２）が、
実際駆動終了位置（実際終了時の値ＦＮａ２）を検出す
る（ＳＴ１１）。図２（Ｂ）の実線で示す場合はオーバ
ーラン、点線で示す場合はショートランである。

【００２４】また、目標終了位置算出手段（１１，１
２）は、ＳＴ１２において目標駆動終了位置（目標終了
時の値ＦＮｃ２）を算出する。すると、判別手段（１
１，１２）が、この値ＦＮｃ２と実際終了時の値ＦＮｃ
２とを比較して脱調の有無を判別する（ＳＴ１３）。

【００２５】ＳＴ１３でＹＥＳ判断されると脱調が無い
ので、補正パルス数△ＦＰｎは零（０）とされるが、Ｎ
Ｏ判断されると補正パルス数算出手段（１１，１２）が
補正パルス数△ＦＰｎを自動算出する（ＳＴ１５）。こ
の補正パルス数△ＦＰｎの値は、図２（Ｂ）に実線で示
したオーバーランの場合はプラスの値となり、同（Ｃ）
に点線で示したショートランの場合はマイナスの値とな
る。

【００２６】かくして、同（Ｃ）に示す今回の逆方向Ｒ
Ｖでの駆動に際して、制御装置１０は駆動パルス信号の
設定数Ｐｉに前回駆動時に求めた補正パルス数△ＦＰｎ
を加減算してドライバ２０に出力する。したがって、同
（Ｃ）に示すように確実に戻の位置（ＳＴ）に戻せる。

【００２７】なお、図３に示す前回が逆方向ＲＶ駆動で
かつ今回が順方向ＦＷ駆動の場合についても同様に作用
する。

【００２８】しかして、この実施例によれば、エンコー
ダ３５と開始位置検出手段（１１，１２）と実際終了位
置検出手段（１１，１２）と目標終了位置算出手段（１
１，１２）と判別手段（１１，１２）と補正パルス数算
出手段（１１，１２）とを設け、前回駆動中に目標駆動
終了位置と実際駆動終了位置とを比較して脱調の有無を
自動判別するとともに今回駆動に際する補正パルス数を
算出しかつ今回駆動の駆動パルス信号の設定数（Ｐｉ）
にその補正パルス数を加減する構成とされているので、
前回駆動時に脱調があってもそのオーバーランあるいは
ショートランを今回駆動以降に持越すことがなく、今回
以降の駆動を正確に行える。

【００２９】また、エンコーダ３５がステッピングモー
タ３０の１ステップを４ビット１６分割信号を出力する
ものと形成されているので、その脱調の有無を正確に検
出できる。

【００３０】また、目標終了時の値ＦＮｃ２，ＲＮｃ１
は、エンコーダ３５の出力信号から検出した実際の駆動
開始位置（ＦＮａ１，ＲＮａ２）を基準として算出する
ものとされているから、実際運転にマッチングした適応
性の広いものとなる。

【００３１】また、脱調判別は、駆動パルス信号とエン
コーダ３５の出力信号とに基づいて行うので、従来のオ
ーバーラン検出器（１，２）を配設する必要がない。よ
って、プリンタを一段と小型化できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、エンコーダと開始位置
検出手段と実際終了位置検出手段と目標終了位置算出手
段と判別手段と補正パルス数算出手段とを設け、前回駆
動中に目標駆動終了位置と実際駆動終了位置とを比較し
て脱調の有無を自動判別するとともに、今回駆動に際す
る補正パルス数を算出しかつ今回駆動の駆動パルス信号
の設定数にその補正パルス数を加減する構成とされてい
るので、前回駆動時に脱調があってもそのオーバーラン
あるいはショートランを今回駆動以降に持越すことがな
く、今回以降の駆動を正確に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】同じく、動作（１）を説明するための図であ
る。

【図３】同じく、動作（２）を説明するための図であ
る。

【図４】同じく、動作（１），（２）を説明するための
フローチャートである。

【図５】従来例を示すブロック図である。

【図６】従来例の動作と問題点を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１，２ オーバーラン検出器 １０ 制御装置 １１ ＣＰＵ（開始位置検出手段，実際終了位置検出手
段，目標終了位置算出手段，判別手段，補正パルス数算
出手段） １２ ＲＯＭ（開始位置検出手段，実際終了位置検出手
段，目標終了位置算出手段，判別手段，補正パルス数算
出手段） １３ ＲＡＭ ２０ ドライバ ３０ ステッピングモータ ３５ エンコーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動パルス信号を出力する制御装置と、
   駆動パルス信号を入力としてステッピングモータを回転
   駆動制御するドライバと、を含み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、 前記ステッピングモータに連結された回転角度相当信号
   を出力するエンコーダと、 エンコーダの出力信号に基づいて駆動開始位置を検出す
   る開始位置検出手段と、 エンコーダの出力信号に基づいて実際の駆動終了位置を
   検出する実際終了位置検出手段と、 前記制御装置からドライバに出力する駆動パルス信号の
   数とエンコーダの出力信号とから検出された駆動開始位
   置を基準とした目標駆動終了位置を算出する目標終了位
   置算出手段と、 検出された実際駆動終了位置と算出された目標駆動終了
   位置とを比較して脱調の有無を判別する判別手段と、 脱調有と判別された場合に当該検出された実際駆動終了
   位置を駆動開始位置として前回と異なる回転方向にステ
   ッピングモータを回転駆動制御する今回駆動用の駆動パ
   ルス信号の設定数に加減する補正パルス数を前回の実際
   駆動終了位置と目標駆動終了位置とから算出する補正パ
   ルス数算出手段と、 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。