JPS6028800A - ステツプモ−タの駆動方法 - 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、例えばホイールプリンタのホイールのように
高精度に駆動する必要のある物体の回転駆動用として用
いられるステップモータの駆動方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ホイールプリンタのホイールをステップモータで駆動す
る場合、従来では例えば次のように行なっている０すな
わち、先ずメモリにステップモータの速度増加パターン
と速度減少パターンとをそれぞれ記憶しておく。そして
、制御部からモータのステップ数を指定する回転量情報
が出力されたとき、先ず上記メモリの速度増加パターン
が記憶されているアドレスを指定してそのステップデー
タを読出させ、このデータに従ってプログラマブルタイ
マからステップタイミング信号を発し、この信号に同期
してステップモータをステップ駆動する。そして、ステ
ップモー、りのステップ周波数が所定値に到達すると、
以後その周波数でモータを駆動し、残シのステップ数が
予め定められた一定の値になった時点で、前記メモリの
速度減少パターンのステップデータを読出させてステッ
プ周波数を減少させ、前記制御部で指定されたステップ
数（最終ステップ数）に達した時点で停止させる。第１
図人−Ｂ−Ｃ−Ｄ−ｘ、　は、このときのステップモー
タの回転速度変化を示すものである。なお、モータの最
終ステップ［が比較的少ない場合、つまシ回転景が少な
い場合には、第１図Ａ−Ｂ−Ｘ、、あるいはＡ−ＢＯＸ
！のように、モータが最終ステップ数の半分まで駆動さ
れたときに、速度増加パターンから速度減少パターンに
移行してモータを駆動制御する。

ところが、このような従来の駆動方法は、ステップモー
タの最終ステップ数が如何なる直であっても、すべて同
一の速度増加パターンおよび速度減少パターンに従って
モータを駆動しているため、モータを円滑に駆動するこ
とが難かしく、特に１．１１ステツプ数が少ない場合に
オーバシュート等が発生し易くなって正確な駆動を行な
えなくなる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、ステップモータの最終ステップ数に応じた最
適な速度パターンでモータを駆動できるようにしてモー
タを円滑かつ正確に駆動可能とし、かつ速度パターン記
憶用のメモリの容量を低減し得ゐステップモータの駆動
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、ステップモータ
の最終ステップ数毎にそれぞれ速度パターンを設定し、
かつこれらの速度パターンを加速および減速各パターン
の同じもの毎にグループ化してこれらのグループ毎にそ
の加速および減速の各パターンのみをメモリに予め記憶
し、駆動指令が発せられたとき、その最終ステップ数（
回転量情報）が属するグループを選択してそのグループ
番号情報に基づいて前記メモリをアクセスするアドレス
情報を作成し、先ず上記メモリから加速パターンを読出
してそのステップタイミングデータ列により定められる
タイミングでステップモータを加速駆動し、次に加速パ
ターンもしくは減速パターン中に含まれる定速パターン
要素を所定のステップ数だけ繰シ返し読出してステップ
モータを定速駆動し、しかるのちメモリから減速パター
ンを読出してステップモータを減速駆動するようにした
ものである。

〔発明の実施例〕

第２図は、本発明の一実施例（：おけるステップモータ
駆動方法を適用した速度パターンを示すもので、この速
度パターンはステップモータの総ステツプ数（回転量）
毎にそれぞれ異なるように設定しである０ 本実施例の方法は、このような各速度パターンをその加
速パターンおよび減速パターンの同じもの毎にグループ
化している。例えば、第２図に示す如く回転量Ｘ！〜Ｘ
１１については各々加減速パターンが異なるため単独の
グループＧ、〜Ｇ□とし、−宵口転量Ｘ１ｌｌ〜Ｘｌ４
ｔＸＩ！１〜Ｘ　ａＳお工びＸ閲〜Ｘｌｌ０はそれぞれ
加減速の各パターンが同じであるため共通のグループＧ
、２゜ＧＩＩ　ｓ　Ｇ　１４とする。そして、これらの
各グル〜プＧ１〜Ｇ１４毎に、その加速パターンおよび
減速パターンのみを速度パターン記憶用メモリに記憶す
るようにしている。

第３図は本実施例のモータ駆動方法を実施するためのモ
ータ駆動装置の一構成例を示すものである。この装置は
、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）からなるメモリ
１を有しており、このメモリ１に上記グループ分けした
速度パターンの加速パターンおよび減速パターンが記憶
しである。なお、これらの加速および減速の各パターン
は、それぞれステップ毎のステップタイミノジを表わす
データ（ステップタイミングデータ）列からなっている
。また、本装置は、マイクロプロセッサを主制御部とし
た制御回路（ＣＰ　Ｕ　）　２を有している。そして、
この制御回路２から、駆動すべき回転量Ｘｎが属するグ
ループ番号Ｇｍお工びこのグループにおりる加減速パタ
ーンのステップ数合計値をそれぞれ発生し、グループ番
号Ｇｎｎを第１のレジスタ３に、またステップ数合計値
を第２のレジスタ４にそれぞれ出力して記憶している。

また制御回路２で、駆動すべき回転量Ｘｎと上記加減速
パターンのステップ数合計値との差値、つまり速度パタ
ーンの定速域におけるステップ数をめ、この値を第３の
レジスタ５に記憶している。そして本装置は、上記第１
のレジスタ３に記憶したグループ番号Ｇｍを変換回路６
でアドレス情報に変換して加算回路７に供給し、この加
算回路７で上記アドレス情報と第２のレジスタ４からの
加減速ステップ数合計値とを加算している。

そして、その加算出力をアドレスとしてメモリ１に供給
し、このメモリ１のアドレス指定を行なっている。すな
わち、上記各レジスタ３，４゜５、変換回路６お工び加
算回路７により、アドレス変換回路８を構成している。

上記メモリ１は、上記−アドレス指定によシ該当するア
ドレス領域に記憶されているステップタイミングデータ
を読出し、このデータをプログラマブルタイマ９に供給
する。プログラマブルタイマ９は、各ステップ毎（二制
御回路２から出力されるスタート信号が到来した時点か
ら、上記ステップタイミングデータで指定される時間だ
け計時したのちステップタイミング信号を発生するもの
で、このステップタイミング信号を前記制御回路２０割
込み入力端子ＩＮＴに供給する０制御回路２は、上記プ
ログラマブルタイマ９からステップタイミング信号が到
来する毎に、そのタイミングに同期してＩｌｏ　ボー）
　（Ｉ／Ｃ）よりモータ駆動回路１０に駆動制御信号を
出力する０モ一タ駆動回路１０は、上記駆動制御信号が
供給される毎にそのタイミング（二同期して駆動信号を
発し、これによりステップモータ９を１ステップ回転駆
動する。

次に、以上の構成に基づいて本実施例のモータ駆動方法
を説明する。なお、第４図および第５図は制御回路２の
制御手順を示すフローチャートである。

先ず、各速度パターンは、先に述べた如く加速パターン
および減速パターンの同じもの毎にグループ化されてお
シ、これらのグループＧ。

〜ＧＩ４毎にその加速パターンおよび減速パターンがメ
モリ１に記憶されている。したがって、メモリＩに記憶
されているパターンの情報量は、全速度パターンを記憶
する場合に比べて極めて少なくなっている。

さて、この状態で、外部装置より例えばステップモータ
１１を回転量Ｘｗだけ回転させるためのステップデータ
が到来すると、制御回路２は先ずこのステップデータを
識別する０そして、このステップデータが回転量Ｘ！ｏ
であることを認識すると、この回転量Ｘ、ｏが属するグ
ループはＧ１１なので、このグループ番号情報の制御を
行なう。すなわち、第４図に示すよ）に、制御回路２内
のデータメモリから、グループ番号情報Ｇ１１ｌと、こ
のグループＧ１１の加速および減速釜パターンのステッ
プ数合計値（以後ＢＡＳＴＥＩ’と略称する）と、加速
パターンおよび減速パターンのステップ数（以後ＵＤＳ
ＴＥＰと略称する）とをそれぞれ読出す。そして上記グ
ループ番号情報ＧｌＢを第１のレジスタ３に記憶すると
ともに、ＢＡＳＴＥＰを第２のレジスタ４に記憶する。

また、前記回転ｉ　Ｘ　ｔｏから上記ＢＡ８ＴＥＰを減
算してその減算値、つまシ上記回転量Ｘ９に対応する速
度パターンのうち定速パターンのステップ数（以後ＲＥ
８ＴＥＰと略称する）をめ、このＲＥ８ＴＥＰを第３の
レジスタ５に記憶する。

なお、この回転量Ｘ　ｔＯの場合、上記ＢＡ、５ＴＥＰ
は１６、ＵＤＳＴＥＰは９、ＲＥ８　ＴＥＰは２０−１
６＝４となる。

ところで、上記のように第１および第２の各レジスタ３
，４にグループ番号情報Ｇ１ｍおよびＢＡＳＴｇＰ　１
６がそれぞれ記憶されると、上記グループ番号情報Ｇ、
ｊは変換回路６でアドレス情報ＡＧ１．に変換されたの
ち加算回路７に導びかれＮここで第２のレジスタ４から
の ＢＡＳＴＥＰ１６と加算されて、その加算値がアドレス
としてメモリ１に供給される０この結果メモリ１からは
、上記アドレス（ＡＧ、、＋１６）から加速パターンの
第１ステツプ目のタイミングデータが出力される。そし
て、このタイミングデータがプログラマブルタイマ９に
設定され、この状態で制御回路２から第４図に示す如く
スタート信号が発生されると、プログラマブルタイマ９
は上記タイミングデータで指定された時間経過後にタイ
ミング信号を発し、このタイミング信号は制御回路２の
割込み入力端子ＩＮＴに供給される。

このタイミング信号による割込みが生じると、制御回路
２は第５図に示す如く、先ずＩｌｏ　端子ニジモータ駆
動回路１０へそ一夕駆動制御信号を出力し、これによシ
ステップモータ１１を１ステップ回転させる。また、第
２のレジスタ４からＢＡＳＴＥＰを読出して、このＢＡ
ＳＴＦＪＰがパＯＮであるか否かを判定し、０″′であ
れば全ての動作を終了したものと見做して制御動作を終
了し、ｕＯ”でなければ上記ＢＡＳＴＥＰがＵＤＳＴＥ
Ｐと等しくなったか否かを判定する。

そして、この判定の結果、ＢＡＳＴＥＰ、、、ＵＤＳＴ
ＥＰであれば制御のを実行し、一方 ＢＡＳＴＥＰキＵＤＳＴＥＰ　であれば制御＠を実行す
る。この場合、ＢＡＳＴＥＰは１６　、ＵＤＳＴＥＰは
９なので、上記判定結果はＢＡＳＴＥＰキＵＤ８’ｒＥ
Ｐとなり、この結果制御＠に従ってＢＡＳＴＥＰをディ
クリメントし、第２のレジスタ４の内容をこのディクリ
メント後のＢＡＳＴＥＰに書き換える０ そうして、ＢＡ８Ｔ１３Ｐの書き換えが終了すると、加
算回路７からはλＧ１ｍに上記ディクリメント後のＢＡ
ＳＴＩＰ　１５を加算したアドレス（ＡＧ、、＋１５）
が新た（＝出力され、この結果メモリ１からは上記アド
レス（；記憶された加速パターンの第２ステツプ目のタ
イミングデータが出力される０これによシ、プログラマ
ブルタイマ９からは、上記タイミングデータで指定され
た時間経過後にステップタイミング信号が発生され、こ
の結果制御回路２は上記ステップタイミング信号の発生
タイミングに同期してステップモータ１１を１ステツプ
駆動せしめるＯかくして２ステツプ目の駆動がなされる
。また、この２ステツプ目の駆動がなされると、第２の
レジスタ４の内容がさらに１つデクリメントされ、今度
はこの出力に従ってアドレス （ＡＣ，、＋１４）が指定され、これによシステップ３
におけるデータで指定されたタイミングでステップモー
タ１１のステップ駆動が行なわれる。以下同様に、ステ
ップモータ１１が１ステップ回転する毎に第２のレジス
タ４の内容がデクリメントされ、これにニジメモリ１の
記憶領域がアドレス（λＧ、ｓ＋１３）から順次アクセ
スされてその記憶データ、つまシ加速ノくターンのデー
タ列で指定されたタイミング；：従ってステップモータ
１１は順次ステップ駆動する。

さて、以上の駆動にｘ＃）第２のレジスタ４の内容（Ｂ
ＡＳＴＥＰ）　が加速パターンのステップ数（ＵＤＳＴ
ＥＰ）　と等しくなると、制御回路２は制御のに従って
、先ずＲＫＳＴＥＰがパ０′″であるか否かを判定し、
“０″でなければＲＥＳＴＥＰの値をデクリメントする
０そして、このディクリメントしたＲＥＳＴＥＰを第３
のレジスタ５に書き込む〇一方、′Ｏ”となった場合書
＝は制御＠を実行する０このとき、ＲＥ８ＴＥＰは４な
ので、制御回路２はこのＲＥＳＴＥＰをディクリメント
して第３のレジスタ５の内容を書き換え、以後前記ステ
ップ駆動制御動作を行なう。そして、この制御動作：二
ｘＤステップモータ１１を１ステップ回転させる毎に上
記ＲＥ８ＴＥＰのディクリメントを行ない、このＲＥ８
ＴＥＰがｗ″０＃と判定された時点で、制御＠に戻る。

この制御動作期間中、第２のレジスタ４の内容（ＲＡ８
ＴＩＦ）　はＵＤ８７ＩＰの値と同じ値である１９″を
保持する０このため、メモリＩは、アドレス（ＡＧ、、
＋９）に記憶されたタイミングデータを、上記ＲＥＳＴ
ＥＰがｏ”になるまで合計５回読出し、この結果ステッ
プモータ１ノは上記タイミングデータで指定されたタイ
ミングで繰り返し５回ステップ駆動される。このとき、
上記タイミングデータは、加速パターンの最終ステップ
位置に挿入されたデータで、定速パターンデータである
ため、ステップモータ１１は５ステツプ分定速駆動する
ことになる。

そうして定速駆動が終了すると制御回路２は、制御＠に
従ってＢＡＳＴＥＰをディクリメントして第２のレジス
タ４を書き換え、しかるのちステップモータ１ノを１ス
テツプステツプ駆動させる。そして、上記ＢＡＳＴＥＰ
のディクリメントを行なう毎にステップモータ１１を１
ステツプずつステップ駆動させ、上記ＢＥ８ＴＥＰがＯ
＃になったところで、ステップ駆動制卸動作を終了する
。この動作では、メモリ１はアドレス（ＡＧＩｓ＋８）
〜アドレス（ＡＧ、、＋Ｏ）までのデータ列、つまり減
速パターンのタイミングデ〜り列を読出すため、ステッ
プモータ１１はこの減速パターンのデータ列で指定され
るタイミングでステップ駆動される。つまり、ステップ
モータ１１は減速駆動される。

一方、外部装置より例えば回転量Ｘ、。だけステップモ
ータ１１を回転させるためのデータが到来した場合には
、この回転量Ｘ１０の速度パターンは第２図に示したよ
うに単独のグループに属し、しかも加速パターンおよび
減速パターンのステップ数合計値（ＢＡＳＴＥＰ）　は
１０である。このため、制御回路２は、前記回転量ｘ！
。

の場合の↓うな定速駆動は行なわず、加速パターンに従
って加速駆動したのちそのまま減速パターンに従って減
速駆動する。

このように、本実施例であれば、ステップモータ１１は
メモリ１に記憶された速度パターンに従って１ステツプ
駆動されることになシ、シたがって上記速度パターンを
適宜設定すれば、回転量ＸＮ　だけステップモータ１１
を駆動する場合にあって最適な駆動制御を行ない得る。

し。

たがって、ステップモータ１１を回転量の値に関係なく
すべ°Ｃ円滑にしかも正確にステップ駆動することが可
能となり、これによりオーバシュートの発生を低減する
とともに騒音を抑制して、安定で動作信頼性の高い駆動
を行なうことができる。しかも、本実施例では、各回転
量毎に設定された速度パターンを加速パターンおよび減
速パターンの同じもの毎にグループ化し、これらのグル
ープ毎にその加速および減速パターンを速度バター／と
してメモリ１に記憶しているので、全速度パターンを定
速領域を含む全領域ごとメモリに記憶する場合に比べて
、メモリの容置を大幅に低減することができ、これにニ
ジ装置を安両にすることができる。

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、上記実施例では各速度パターンとも略リニアに
変化する加速パターンおよび減速パターンを採用した場
合について述べたが、第６図（ａ）　＋　（ｂ）に示す
如く、加速パターンおよび減速パターンに変曲点がある
場合についても同様に実施できる。またこの場合、第７
図のように加速パターンおよび減速パターンの変曲点領
域が定速パターンとなっている場合には、この定速パタ
ーンのデータ列は記憶せず、この部分を加速パターンお
よび減速パターンに含まれる定速パターン要素を繰シ返
すことによりステップ駆動するようにしてもよい。その
他、アドレス変換の方法や駆動装置の回路構成等につい
ても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。また本発明の応用例として、加速パターンと
減速パターンとが対称的な関係にある場合には、加速パ
ターンおよび減速パターンのいずれか一方をメモリに記
憶するようにし、このパターンを逆に読出すことにより
加速および減速を行なうようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、各速度パターンを加速お
工び減速各パターンの同じもの毎にグループ化して、こ
れらのグループ毎にその加速および減速の各パターンを
メモリに記憶しておき、任意の回転量だけ駆動させるた
めのデータが到来したとき、その回転量情報が属するグ
ループを選択してそのグループ番号情報に基づいてアド
レスを作成し、メモリから先ず上記グループの加速パタ
ーンを読出してステップモータを加速駆動し、次に加速
パターンもしくは減速パターンに含まれる定速パターン
要素を所定のステップ数分だけ繰り返し読出してステッ
プモータを定速駆動し、しかるのち減速パターンを読出
してステップモータを減速駆動するようにしたものであ
る。

したがって本発明によれば、ステップモータの最終ステ
ップ数に応じた最適な速度パターンでモータを駆動でき
るようにしてもモータを円滑かつ正確に駆動可能とし、
かつ速度パターン記憶用のメモリの容量を低減し得るス
テップモータの駆動方法を提供することができ石。

【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り実
現される速度パターンを示す図、第２図は本発明の一実
施例におけるステップモータの駆動方法により実現され
る速度パターンを示す図、第３図は同駆動方法を適用し
たモータ駆動装置のブロック構成図、第４図および第５
図は同駆動装置の制御回路の制御手順を示すフローチｆ
−ト、第６図（ａ）　、　（ｂ）および第７図はそれぞ
れ本発明の他の異なる実砲例を示す速度パターンを示す
図である。 Ｇｍ・・・グループ番号情報（グループ）、ＢＡ８ＴＥ
Ｐ・・・加速および減速台パターンのステップ数合計値
、［Ｊｌ’）８ＴＥＰ・・・加速おＬび減速パターンの
ステップ数、ＲＥＳＴＥＰ・・・定速バタ・−ンのステ
ップ数、１・・・メモリ、２・・・制御回路（ＣＰＵ）
、３・・・第１のレジスタ、４・・・第２のレジスタ、
５・・・第３のしｉンスタ、６・・・変換回路、７・・
・加算回路、８・・・アドレス変換回路、９・・・プロ
グラマブルタイマ、ＩＯ”’モータ駆動回路、１ノ・・
・ステップモータ０ ャうｉ冴＠婆　ヤーベ諷枦婦修 −一へ＠４０冗経搦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステップモータのステップ数を指定する回転量情報毎に
   それぞれ設定した複数の速度パターンを加速および減速
   各パターンの同じもの毎にグループ化して、これらのグ
   ループ毎にその加速および減速各パターンをメモリに記
   憶しておき、任意のステップ位置まで駆動させるための
   データが発せられたとき、それに応じた回転量情報から
   この情報が属するグループを選択して、そのグループ番
   号情報に基づいて前記メモリをアクセスするためのアド
   レス情報を作成し、メモリから先ず上記選択したグルー
   プの加速パターンを読出してそのステップタイミングデ
   ータ列（：よシ指定されたタイミングでステップモータ
   を加速駆動し、次に加速パターンもしくは減速パターン
   に含まれる定速パターン要素を前記回転量情報と加速お
   よび減速の各パターンのステップ数とによ請求めた所定
   のステップ数だけＡＩ　Ｄ返し読出してステップモータ
   を定速駆動し、しかるのち減速パターンを読出してステ
   ップモータを減速駆動することを特徴とするステップモ
   ータの駆動方法。