JPS59188396A - ステツプモ−タ駆動方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えばディジホイールプリンタのホイール駆
動に用いられるステップモータの駆動方法の改良に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、ステップモータは、１・ぐルスのみで起動した
り、あるいは高速同期駆動状態から即時停止すると、モ
ータの特性のバラツキや温度上昇、電源変動等によるト
ルク変動によって、加速不足やオーバ加速、脱調等を起
こす。このため従来では、ステップモータ全駆動するに
際し、起動から高速同期駆動に達するまでの期間および
同期駆動から停止に至るまでの期間に、それぞれ複数の
パルスを印カロして除々に加速あるいは減速させる、い
わゆるスルーアップおよびスルーダウン駆動を行なって
いる。

第１図は、従来におけるステノブ動特性を示すものであ
る。同図において、先ずスルーダウン駆動時には、駆動
／Ｊパルス　１＋　Ｐ　２　１　Ｐ　３　＋・・・を印
加する毎にそのステップ応答を確認してそのときの整定
時間が予め定めた所定時間内に収まるように試行錯誤的
にパルスレートを定め、これらの駆動パルスを一般に８
〜９　ｉ４ルス印加して同期駆動状態に達するようにす
る。一方、スルーダウン駆動時には、上記スルーアップ
時と逆にパルスレートを除々に下げることにより減速し
、こ′ア′場合に゛も合計８〜９パルスを印加すること
によって停止させている。このように駆動すれば、７］
１１速時および減速時に加速不足やオーバ加速、脱調等
を起こすことなく安定に駆動することができる。

ところが、このような従来の駆動方法は、各／ぞルスの
パルスレートを、上記したように試行錯誤的に設定する
こともあって、余裕を見込んで比較的小さな変化となる
ように設定している。

このため、脱調等の不具合こそ生じないものの、スルー
アップおよびスルーダウン時に第１図に示す如く駆動パ
ルスを印加する毎に小さな加速および減速を繰り返し、
その影響でスルーアップ時間およびスルーダウン時間が
長くなるという欠点があった。この欠点は、特にディジ
ホイールを駆動する場合のように、移動距離が比較的短
かい場合に、スルーアップ時間およびスルーダウン時間
が全移動時間の大半を占めることになり、移動時間の高
速化をはかる上で、大きなネックとなっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、特にスルーアップ駆動に要する時間を短縮し
て高速同期駆動領域を広げ、これにより全体の移動時間
を大幅に短縮し得るようにしたステップモータ駆動方法
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、スルーアップす
る際に、第１の・リンスを印加して起動したのち、ステ
ップモータがそのステツブ応答の目標位置に到達する一
定時間前に第２の駆動パルスを印加して加速し、しかる
のちステップモータが追随可能な最も早いタイミングで
第３の駆動パルスを印加し、この第３の駆動・句レスの
印加後さらに上記第２の駆動ノ９ルスと第３の駆動パル
スとの時間間隔と略同時間後に第４の駆動パルスを印加
し、以後同期駆動を行なうようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第２図は、駆動源としてステソゲモータを用いだディジ
ホイールの駆動機構を示すもので、この機構は例えばＰ
Ｍ形スステップモータ１回転量を６：２５のギヤ比を持
つ歯車機構２を介してディジホイール３に伝達し、これ
によりモータ１の１ステツプでディジホイール３を３．
６°回転させる構成となっている。

一方第３図は、本発明方法を実施するだめのステソゲモ
ータ駆動回路のブロック構成図で、マイクロ；７″ａセ
ツサを主制御部としてイイする制御回路４と、ステップ
モータ１の駆動パターンを記憶したリード・オンリー・
メモリ（ＲＯＭ）　５とから構成されている。

制御回路４は、図示しないキーボード等の操作部から操
作信号を受けたとき、ディジホイールを上記操作信号に
対応する位置へ移動させるために最適な駆動ツヤターン
を選択し、ＲＯＭ　５からこの最適駆動・ぐクーンを読
み出してこの・母ターンに従って駆動パルスを生成する
ものである。

次に、以上の構成に基づいて、本発明の一実施例におけ
るステップモータ駆動方法を説明する。第４図は、この
駆動方法を実施するだめの駆動ノ４ターンの一例を、ま
た第５図はそのステップ劾特性をそれぞれ示すものであ
る。なお、ここではディジホイールを２５ステツプ駆動
する場合を例にとって説明する。

制御回路４は、先ず第４図■の工程により。

Ａレジスタを用いて・七ルス幅りのパルスを作成し、こ
のパルスヲ起動パルスとしてステソゲモータｌに印加す
る。ここで、上記パルス幅ｔはステソゲモータ１の仕様
によって決まるもので。

全駆動パルスに共通の値として予め定めである。

そうして起動パルスＱ１を送出すると制御回路４は、次
に処理工程◎により、所定時間ｔ！だけ時間待ちを行な
い、しかるのち処理工程Ｏに従ってＡレジスタで起動・
ぐルスＱ１に続く第２の駆動・千ルス（パルス幅ｔ）Ｑ
２を生成し、このパルスＱ２をステソゲモータｌに印〃
口する。

ここで、上記起動・９ルスＱ１から第２の駆動パルスＱ
２までの待ち時間ｔ１１つまり第１のパルスレートは、
起動・９ルスＱ１のステップ応答特性（第６図）に甘い
て、目標位置Ｘの着千手前の位置Ｙに第２の、駆動パル
スＱ２が印７１０゛されるように設定しである。この値
は、従来（一般に第６図２に示すようにオーパシーート
の頂点よりも後方側）に比べて大幅に短かく、本発明者
等はステップ動特性の測定方法を確立し、その結果を解
析することにより定めた。

そうして、第２の駆動・句レスＱ２の送出全終了すると
、制御回路４は次にＯに示す工程にて第２のパルスレー
トに相当する時間ｔ２だけ時間待ちを行なう。この待ち
時間ｔ２は、前記第１の・ぐルスレー）ｔｌと同様にス
テップ動特性の解析により設定されるもので、第３の駆
動・ぐルスによる加速駆動でステップモータ１が追随可
能な最も短かい値に定める。そして、この待ち時間ｔ２
を経過すると、制御回路４は工程のにより先ず第３の駆
動・ぐルスＱ３を送出し、しかるのち再度時間ｔｚ　ｋ
待機して次に第４の駆動パルスＱ４を送出する。つまり
、第２の・セルスレートおよび第３のパルスレートは同
一値となる。

こうして、ステップモータ１をその特性の許す最短の・
母ルスレートで駆動し、これによりステップモータ１を
予め定めである最高同期駆動速度に近づけると、続いて
処理工程０により同期駆動パルスＱ、〜Ｑ２４（／Ｊ？
ルスレートｔ３　）を順次送出し、これによりステノア
モータ１金同期駆動する。そうして最終の同期駆動・ゼ
ルスＱ２４の送出を終了すると、制御回路４は次に処理
工程■で時間ｔ４だけ時間待ちを行なったのち、停止パ
ルスＱｚｓを１／句レスだけ生成し、これをステップモ
ータＪＫ印加して停止させる。

ここで、上記待ち時間ｔ４は、最終の同期駆動・ぐルス
Ｑ２４印加後のステップ応答特性ＶＣおいて、第７図に
示す如くオーバーシュートの頂点位置Ｗに停止・旬レス
Ｑ　ｚｓが印加されるように設定しである。この待ち時
間ｔ４は、イナーシャの極めて小さな場合には同期駆動
パルスレー１・ｔ３の約２倍に、またイナーシャのある
場合には２〜３倍の任意の値に設定する。

以上のように駆動すると、ステップモータｌは、第２の
駆動パルスＱ２により脱調を生じない範囲で最高速に７
１１１速されたのち、同等に設定した第２および第３の
ノクルスレートにより、ステップモータの特性のバラツ
キや温度変化、電源変動等に起因するトルク変動を吸収
すべく速度調整が行なわれて加速される。したがって、
トルク変動による税調等を起こすことなく、しかも高速
にステップモータ１をスルーアップすることができ、ス
ルーアップ時間を短縮することができる。まだ、ステッ
プモータ１は、最終同期駆動・やルス印加後、オーバシ
ーートの頂点に到達した時点で、つまりモータの回転運
動エネルギが零となるタイミングで、停止パルスの供給
を受けるので、第５図に示す如く振動することなく、し
かも短時間に停止する。したがって、従来に比べて極め
て安定にしかも短時間にスルーダウンすることができ、
この結果前記スルーアップ時における時間短縮と相まっ
て、高速同期駆動期間を広げることができ、これによリ
ディジホイールの移動時間を大幅に短縮することができ
る。本発明等の実験によると、従来（第１図にステップ
動特性を示したもの）の場合には、９０’回転さぜるの
に最低８１ｍ冠を要していたが、本実施例によれば第５
図から明らかなように、約５Ｑｍｓｅｃで移動させるこ
とが可能となった。このように、同一のステップモータ
を用いたにも拘らず、本実施例のようｐｃ移動時間を短
縮できることは、ディジホイールグリンタにあってはそ
の分小形のモータを用いることができることに相当し、
装置の小形化および低価格化をはかることができ、極め
て有効である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば上記実施例では、スルーアップ時において第２の
駆動パルスＱ２と最初の同期駆動ノクルスＱ５との間に
２つの／ぐルスＱ３　　＋Ｑ４を挿入したが、トルク変
動が小さい場合には上記第３および第３の各駆動・ぐル
スＱｓ＋Ｑ４挿入位置の中間に１つの・９ルスを挿入す
ることにより駆動してもよい。才だ、前記実施例では、
ディジホイール駆動用のステップモータを駆動する場合
について説明したが、ファクシミリ装置の記録紙送り用
のステップモータを駆動する場合に適用してもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は、スルーアップするに際
し、第１のパルスを印加して起動したのち、ステップモ
ータがそのステップ応答の目標位置に到達する一定時間
前に第２の駆動・ぐルスを印カロして加速し、しかるの
ちステップモータが追随可能な最も早いタイミングで第
３の駆動パルスを印加し、この第３の駆動パルスの印加
後さらに上記第２の駆動パルスと第３の駆動・やルスと
の時間間隔と略同時間後に第４の駆動パルスを印加し、
以後同期駆動を行なうようにしたものである。

したがって、本発明によればスルーアッグ駆動に要する
時間を短縮して高速同期駆動領域を広げることができ、
これにより全体の移動時間を大幅に短縮することができ
るステップモータ駆動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来におけるステップモータ駆動方法によるス
テツブ動特性図、第２図はディジホイール駆動機構の側
断面図、第３図は本発明の一実施例におけるステップモ
ータ駆動方法を実施するだめのステップモーフ駆動回路
のブロック構成図、第４図は一実施例における駆動・や
ターンの一例を示すフローチャート、第５図は一実施例
におけるステップモータ駆動方法によるステツブ動特性
図、第６図および第７図は一実施例におけるステップモ
ータ駆動方法を説明するだめのステップ応答特性図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステップモータをスルーアップするに際し、第１の駆動
   パルスを印加してステップモータを起動したのち、ステ
   ップモータがそのステップ応答の目標位置に到達する一
   定時間前に第２の駆動パルスを印加し、かつこの第２の
   駆動・ぞルス印加後ステップモータが追随可能な最も早
   いタイミングで第３の駆動／ぐルスを印加し、この第３
   の駆動パルス印加後上記第２の駆動／４’ルス印加時点
   から第３の駆動・ぐルス印加時点までの時間と略同時間
   が経過した時点で第４の駆動パルスを印加して、以後同
   期駆動に移行することを特徴とするステップモータ駆動
   方法。