JPH11313500A - ステッピングモータ制御装置 - Google Patents

ステッピングモータ制御装置

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JPH11313500A
JPH11313500A JP13268298A JP13268298A JPH11313500A JP H11313500 A JPH11313500 A JP H11313500A JP 13268298 A JP13268298 A JP 13268298A JP 13268298 A JP13268298 A JP 13268298A JP H11313500 A JPH11313500 A JP H11313500A
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JP
Japan
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temperature
stepping motor
constant current
rotation speed
motor
Prior art date
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JP13268298A
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English (en)
Inventor
Yoji Sugito
洋史 杉戸
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの温度および温度勾配に応じてモータ
を停止させずに、温度上昇を抑制することができるステ
ッピングモータ制御装置を提供する。 【構成】 ステッピングモータ制御装置は、ステッピン
グモータと、ステッピングモータを定電流駆動するため
の駆動回路と、駆動回路の定電流値を切り替える定電流
切替手段と、ステッピングモータの温度を測定する温度
測定手段を持つ。そして、温度測定手段により検出した
温度が予め定めた温度以上となったときに定電流切替手
段により定電流を下げると共に回転速度の最大値を下げ
るように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タ制御装置に関し、特に、プリンタにおいて使用される
定電流駆動を行うステッピングモータの制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、定電流駆動を行うステッピングモ
ータでは使用条件内でモータの温度が上限値を越えない
しょうに電流値を決定するか、安全対策としてモータ温
度を測定し一定温度を越えた時にはモータを停止するよ
うに制御されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、温度上昇を考慮して電流値を決定しなければ
ならず、電流値の不足によりモータの最高速度が制限さ
れる。また、プリンタ等に使用されている場合に印字途
中で安全対策のため突然停止してしまうという欠点があ
った。
【0004】したがって、本発明の目的は、モータの温
度および温度勾配に応じてモータを停止させずに、温度
上昇を抑制することができるステッピングモータ制御装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明のステッピングモータ制御装置は、ステッ
ピングモータと、前記ステッピングモータを定電流駆動
するための駆動回路と、前記駆動回路の定電流値を切り
替える定電流切替手段と、前記ステッピングモータの温
度を測定する温度測定手段を持ち、前記温度測定手段に
より検出した温度が予め定めた温度以上となったときに
前記定電流切替手段により定電流を下げると共に回転速
度の最大値を下げるように制御することを特徴としたも
のである。
【0006】また、一定時間または一定距離経過後、前
記温度測定手段により再度温度検出をすることにより温
度上昇勾配を求め、前記温度上昇勾配に応じて定電流を
下げると共に回転速度の最大値を下げるように制御して
もよい。
【0007】これにより、モータの連続回転によりモー
タ温度が上昇したことを検出した時点で、モータの励磁
電流を下げると共に、励磁電流の減少によるトルク不足
を補うため回転速度を下げることによりモータのそれ以
上の発熱を抑制するようにする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を説明す
る。
【0009】(実施例1)図1は本発明の実施例のステ
ッピングモータの回路プロック図である。図1におい
て、1はモータの回転速度を制御する制御部であり、2
はモータの駆動回路であり、タイミング信号3により励
磁相を切り替えるように働き、回転速度が決定される。
4はモータであり、5は定電流制御回路であり、6は定
電流値を決定する基準電圧回路である。
【0010】モータに流れる電流は、駆動回路2を介し
て定電流回路5に流れ、定電流回路5では電流を電圧変
換し、基準電圧と比較し、比較結果に応じて駆動回路2
にモータへの電流供給をON/OFFさせるように働く
ことによりモータ4への定電流供給を行うものである。
【0011】基準電圧回路6は、制御部1から出力され
る基準電圧切り替え信号7により定電流回路5に供給す
る基準電圧を変化させる機能を持つ。8はモータの温度
を測定するためのサーミスタであり、モータ4に接触ま
たはその近傍に配置される。9はサーミスタ8の抵抗値
変化を制御部1が読取り可能な信号に変換する温度測定
回路である。これにより制御部1は温度測定回路9を介
してモータ4(サーミスタ8)の温度を読み取ることが
できる。
【0012】図2は基準電圧に対する電流値の関係を示
すグラフである。図2において、横軸10は基準電圧を
示し、縦軸11は定電流を示す。12は基準電圧と定電
流の関係を示している。ここで、この実施例では、基準
電圧切り替え信号7により基準電圧を13(Va)、1
4(Vb)、15(Vc)の3種類を選択可能であると
仮定し、そのときの電流値はそれぞれ16(Ia)、1
7(Ib)、18(Ic)とする。なお、基準電圧回路
6は、DAコンバータ等により構成することにより任意
の電圧を容易に出力できるものである。
【0013】図3は電流別の回転速度に対するトルク特
性を示すグラフである。図3において、横軸19は回転
速度を示し、縦軸20はトルクを示す。21は電流Ia
16、22は電流Ib17、23は電流Ic18のとき
の特性を示すものであり、24はモータを安定回転させ
るための最小トルクTnである。これにより、電流値I
a16、Ib17、Ic18のときの回転速度の最大値
はそれぞれXa25、Xb26、Xc27となる。
【0014】図4は電流値Ia16、Ib17、Ic1
8のときのモータ温度上昇特性を示すグラフである。図
4において、横軸28は時間を示し、縦軸29は温度を
示す。30、31、32はそれぞれ電流値Ia16、I
b17、Ic18のときの温度上昇特性を示す。放熱エ
ネルギーは同条件であるためモータの温度は入力エネル
ギーに比例することになる。ただし、温度上昇特性はモ
ータ周囲温度との温度差に影響される温度上昇特性3
0、31、32も外気温やモータ周辺の通気性等により
絶対ち変化する。33は第1のチェック温度として設定
した温度Tx、34は第2のチェック温度として設定し
たTy、35はモータ温度の上限値として設定したTz
となる。
【0015】図5は第1のチェック温度であるTx33
を通過したときに行う温度勾配測定を示すグラフであ
る。図5において、横軸36は時間を示し、縦軸37は
温度を示す。モータ温度がTx33に達した時点から一
定時間to38に再度温度を測定する。これにより温度
上昇勾配が測定でき、この勾配により後の温度上昇曲線
を予想することができる。
【0016】to38経過後に、Txb39を越える場
合は、40で示す温度上昇予想曲線より勾配が大きく、
短時間でTy34を越える可能性が高い。逆に、Txa
41より低い場合は、42の温度上昇予想曲線より勾配
が小さく、ほぼ飽和状態と判断できる。ここでは、一定
時間to38時間経過後としたが、一定距離および一定
回転数経過後としてもよい。
【0017】以上説明した特性に基づいて、図6のステ
ッピングモータの制御の流れを示すフローチャートを参
照して、本発明のステッピングモータの制御を説明す
る。
【0018】ステップS1で、制御が開始され、ステッ
プS2では、モータを回転させる前に初期温度チェック
を行う。このとき既にTx33以上のときはモータ回転
を開始するに温度が高過ぎると判断し、ステップS3で
停止となり終了する。
【0019】初期温度チェックでTx33より低ければ
正常であると判断し、ステップS4に移る。ステップS
4では、基準電圧をVa13に設定することにより電流
値をIa16に設定する。次に、ステップS5で、回転
速度をXa25に設定し回転を開始する。回転中、ステ
ップS6で、温度第1チェックとしてモータの温度を読
取り、第1チェック温度Tx33との比較を行う。ここ
で、温度がTx33より低ければ、そのまま回転を続
け、周期的に温度第1チェックを行う。
【0020】ここで、モータ温度がTx33以上となっ
たときには、ステップS7の温度勾配測定へと移る。温
度勾配測定(ステップS7)では、図5に関連して説明
したように、一定時間to38経過後に再度温度を読取
り、Txa41とTab39との比較を行う。その結
果、モータ温度がTxaより低いときは、電流Ia1
6、回転速度はXa25のそのままステップS10に移
る。次に、温度がTxa41とTx39の間のときは、
ステップS8、9において、回転速度および電流を1段
階下げるように制御する。次に、温度がTxb39以上
のときはステップS11、S12において回転速度およ
び電流を2段階下げるように働く。
【0021】ステップS8では速度をXb26に下げ、
ステップS9では基準電圧をVb14に設定することに
より電流値Ib17に設定する。ステップS10では、
温度第2チェックとしてモータ温度と第2チェック温度
Ty34との比較を行う。ここで、温度がTy34より
低ければ、そのまま回転を続け、周期的に温度第2チェ
ックを行う。ここで温度がTy34以上となったときに
はステップS11で速度をX27に下げ、ステップS1
2では基準電圧をVc15に設定することにより電流値
Ic18に設定する。
【0022】ここまでで、励磁電流は最小のIc18と
なっており、モータ温度上昇対策は終了となる。ステッ
プS13では温度上限チェックとなる。ステップS13
ではモータの温度とモータの上限温度Tz35との比較
を行う。ここで温度がTz35より低ければそのまま回
転を続け、周期的に温度上限チェックのステップS13
を行う。ここで、モータ温度がTz以上となったときに
は、ステップS14へと移り、安全対策としてモータを
停止するように制御するものである。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの温度および温度勾配に応じてモータを停止させ
ずに、温度上昇を抑制することが可能となり、モータの
回転時間を延ばすことができる。また、モータ発熱時以
外のときの励磁電流を高く設定することが可能となり、
回転速度を高速にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のステッピングモータの回路ブ
ロック図である。
【図2】図2は基準電圧に対する電流値の関係を示すグ
ラフである。
【図3】図3は電流別の回転速度に対するトルク特性を
示すグラフである。
【図4】図4は電流値に対するモータ温度上昇特性を示
すグラフである。
【図5】図5はチェック温度にあるときの温度勾配測定
を示すグラフである。
【図6】図6はステッピングモータの制御の流れを示す
フローチャートである。
【符号の説明】
1 制御部 2 モータ駆動回路 3 タイミング信号 4 ステッピングモータ 5 定電流制御回路 6 基準電圧回路 7 基準電圧切り替え信号 8 サーミスタ 9 温度測定回路 10 基準電圧 11 電流値 12 対基準電圧電流値 13 基準電圧Va 14 基準電圧Vb 15 基準電圧Vc 16 Va設定時の電流値Ia 17 Vb設定時の電流値Ib 18 Vc設定時の電流値Ic 19 回転速度 20 トルク 21 Iaにおけるトルク特性 22 Ibにおけるトルク特性 23 Icにおけるトルク特性 24 モータを安定回転させる最小トルクTO 25 Iaにおける最大回転速度Xa 26 Ibにおける最大回転速度Xb 27 Icにおける最大回転速度Xc 28 時間 29 温度 30 Iaにおける温度上昇特性 31 Ibにおける温度上昇特性 32 Icにおける温度上昇特性 33 第1のチェック温度Tx 34 第2のチェック温度Ty 35 モータ温度上限値Tz 36 時間 37 温度 38 一定時間to 39 温度勾配測定用設定温度Txb 40 Txbのときの温度上昇予想曲線 41 温度勾配測定用設定温度Txa 42 Txaのときの温度上昇予想曲線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステッピングモータと、前記ステッピン
    グモータを定電流駆動するための駆動回路と、前記駆動
    回路の定電流値を切り替える定電流切替手段と、前記ス
    テッピングモータの温度を測定する温度測定手段を持
    ち、前記温度測定手段により検出した温度を予め定めた
    温度以上になったときに前記定電流切替手段により定電
    流値を下げると共に回転速度の最大値を下げるように制
    御することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
  2. 【請求項2】 ステッピングモータと、前記ステッピン
    グモータを定電流駆動するための駆動回路と、前記駆動
    回路の定電流値を切り替える定電流切替手段と、前記ス
    テッピングモータの温度を測定する温度測定手段を持
    ち、前記温度測定手段により検出した温度を予め定めた
    温度以上になったときに、一定時間経過後前記温度測定
    手段により再度温度を検出することによって温度上昇勾
    配を求め、前記温度上昇勾配の値に応じて前記定電流切
    替手段により定電流値を下げると共に回転速度の最大値
    を下げるように制御することを特徴とするステッピング
    モータ制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のステッピングモータにお
    いて、温度の再度の検出を、一定時間経過後に代えて、
    一定距離回転後に行うことを特徴とするステッピングモ
    ータ制御装置。
  4. 【請求項4】ステッピングモータと、 前記ステッピングモータを定電流駆動するための駆動回
    路と、 前記ステッピングモータを回転駆動しかつその回転速度
    を切り替えるためのタイミング信号を前記駆動回路に供
    給する回転速度切替手段と、 前記駆動回路の定電流値を切り替える定電流切替手段
    と、 前記ステッピングモータの温度を測定する温度測定手段
    と、 前記定電流切替手段で切り替える少なくとも2つの定電
    流値のうち大きい電流値を最初に設定する電流設定手段
    と、 前記回転速度切替手段で切り替える回転速度を前記電流
    設定手段によって設定した電流値に対して少なくとも安
    定回転可能な回転速度に設定する回転速度設定手段と、 前記温度測定手段で測定したステッピングモータの温度
    を予め設定した少なくとも1つのチェック温度と比較す
    る温度比較手段と、 前記温度比較手段で比較した結果、測定したステッピン
    グモータの温度が前記チェック温度を越えたと判断した
    とき、前記温度測定手段を用いて前記チェック温度から
    の温度勾配を測定する温度勾配測定手段と、 を有し、 前記温度勾配測定手段で測定した温度勾配が予め設定し
    た所定の範囲にあるとき、前記電流設定手段によって設
    定した大きな電流値を前記定電流切替手段によって小さ
    い電流値に切り替えると共に、前記回転速度設定手段に
    よって設定した回転速度を前記回転速度切替手段により
    前記切り替えた小さい電流値に対して少なくとも安定回
    転可能な回転速度に切り替える、 ことを特徴とするステッピングモータ制御回路。
JP13268298A 1998-04-27 1998-04-27 ステッピングモータ制御装置 Pending JPH11313500A (ja)

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