JPS63107500A - ステツプモ−タ制御方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステップモータ制御方式、特にステップモータ
により駆動される被制御部材の正確な位置制御が必要と
されるステップモータ制御方式に関する。

［従来の技術］ ステップモータはデジタル制御技術との相性が良く、自
動制御の種々の分野で広く用いられている。

第４図はステップモータのアプリケージ盲ンの一例とし
て、磁気ディスク’Ａ　ｆａの磁気へラドシーク用の従
来のステップモータ制御回路の構成を示したものである
０図において、符号１はステップモータを示しており、
ここでは符号ＩＡ、ＩＢで示される２つの励磁相が図示
されている。

励磁相ＩＡ、ＩＢは、それぞれスイッチングトランジス
タなどから構成された駆動回路２，２によって制御され
る。駆動回路２．２はそれぞれ入力端子Ｅ、Ｆから入力
されるパルスのトリガエツジに応じて駆動電流１１＋Ｉ
２により相ＩＡ。

ＩＢを駆動する。

駆動回路２．２の入力端子Ｅ、Ｆはそれぞれフリッププ
ロップゲート回路などから形成された励磁信号発生回路
３の出力端子Ｃ，Ｄに接続されている。

この励磁信号発生回路３は、磁気ヘッドのシークのため
に、ヘッド移動方向指示信号Ａ、およびステップ（移動
）指示信号Ｂから実際の励磁相駆動タイミングを形成す
るものである。

第５図は第４図の指示信号Ａ、Ｂおよび各入出力端子Ｃ
−Ｆの信号タイミングを示したものである。ここでは２
相バイポーラ駆動の制御例を示してあり、相ＩＡ、ＩＢ
の駆動電流１１＋Ｉ２は駆動回路２．２によって、＋お
よび一方向に双方向制御される。励磁信号発生回路３は
ステップ指示信号Ｂ２パルスからＣ，Ｄのような２相励
磁信号を形成する。駆動回路２．２はそれぞれ励磁信号
Ｃ，Ｄから電流１１．Ｉ２を図示のように十−双方向に
変化させる。

ｔｏのタイミングで移動方向指示信号が反転すると、励
磁信号発生回路３は励磁信号Ｃの出力をパルスＢ１個分
ずらし、励磁信号Ｃ，Ｄの出力順を変更して回転方向を
逆転させる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、ステップモータの内部機構および磁気ヘッド
支持機構には動摩擦および静止摩擦特性の違いなどから
生じる非線形な摩擦力変化特性があり、上記のような従
来構成による制御では、第６図に示すように、磁気ヘッ
ド位置は理想的な制御位置変化Ｉｐに比して実線で示し
た位置変化Ａｐを生じ、高精度な磁気ヘッド位置制御が
難しいという問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題を解決するため本発明においては、所定の被
制御部材の位置制御用ステップモータを駆動制御するス
テップモータ制御方式において、ステップモータの異な
る励磁相に対する励磁電流を複数段階に制御する手段を
設け、ステップモータのステップ時に前記制御手段を作
動させ、被制御部材の移動を行なわせる構成を採用した
。

［作　用］ 以上の構成によれば、ステップモータの異なる励磁相に
対する励磁電流を段階的に制御することにより、異なる
相どうしの駆動力のバランスを崩し、これによって特に
ステップ初期の駆動力を増大させ、駆動系の非線形的な
摩擦特性を相殺し、被制御部材を高精度に位置制御する
ことができる。

［実施例］ 以下１図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

第１図は本発明を採用した、磁気ディスク装置の磁気へ
ラドシーク用のステップモータ１の制御回路で、前記従
来例と同一ないし相当する部材には同一符号を付しであ
る。

ステップモータ１は前述の構成と全く同様であるが、励
磁相ＩＡ、ＩＢの駆動回路４Ａ　、４Ｂは入力端子Ｅ、
Ｆの入力信号により電流の方向を切り換えるだけでなく
、入力端子Ｇ、Ｈのそれぞれの入力信号により、電流値
の制御も行なえるようにしである。

前述と同様に、励磁信号発生回路３の出力端子Ｃ，Ｄは
それぞれ駆動回路４Ａ　、４Ｂの入力端子Ｅ、Ｆに接続
されている。

また、移動方向指示信号Ａは励磁信号発生回路に入力さ
れるとともに、Ｘ０Ｒ（排他的論理和）ゲート５Ｂの一
方の入力端子に入力される。

ＸＯＲゲー）５Ｂはインバータ６を介して駆動回路４Ａ
の入力端子Ｇを、また直接に駆動回路４Ｂの入力端子Ｈ
を制御するようになっている。

ＸＯＲゲート５Ｂの他方の入力端子には励磁信号発生回
路３の出力する励磁信号Ｃ，Ｄの、ＸＯＲゲー）５Ａに
排他的論理和信号が入力されている。

本実施例においても、移動方向指示信号Ａ、ステップ指
示信号Ｂは第２図に示すように同一である。従って回路
３が出力する基本的な励磁信号Ｃ，Ｄも同一であるが、
ゲート５Ａ、５Ｂおよびインバータ６で形成される駆動
回路４Ａ　、４Ｂの入力端子Ｇ、Ｈに対する入力信号は
第２図の５゜６段目に示すように変化することになる。

駆動回路４Ａ、４Ｂは入力端子Ｇ、Ｈがハイレベルの際
に相駆動電流の絶対値を大きく、またローレベルの際に
それを小さくするよう設定されており、相駆動電流は第
２図の下２段に示すように変化する。

以上のようにして、ステップモータのステップ（移動）
開始の領域において、励磁相ＩＡ、ＩＢの駆動電流１．
、Ｉ２のバランスを意図的に崩し、結果としてモータの
回転子、すなわち磁気ヘッド移動量が大きくなる。

このような制御により、ステップ開始時に大きいという
非線形な摩擦抵抗の影響を相殺し、第６図のようにアン
ダーシュートぎみであった磁気ヘッド位置を理想的な側
御位置Ｉｐに近づけることができ、第３図のようなヘッ
ド位置制御特性を得ることができる。

−Ｉ−記実施例において、駆動回路４Ａ、４Ｂの制御特
性は、Ｇ、Ｈ端子がハイレベルの場合に永続的に駆動電
流Ｉ、、Ｉ２を増加し続けるようにする、あるいは一定
時間後に元に戻して１１＋Ｉ２をバランスさせるように
するなど種々のバリエーションが考えられる。

また、電流１１．Ｉ２のバランスを崩すには電流の増加
だけでなく減少によっても行なえる。

更に、ステップモータの形式は回転式であっても、リニ
アステッピングモータであってもＥ記の技術を同様に実
施できる。また、上記実施例では２相励磁バイポーラ駆
動における構成を例示したが、ユニポーラ駆動であって
も同様な制御が可能である。

上記の技術は磁気ヘッド移動のみでなく、例えば光デイ
スク装置の光ヘツド移動やプリンタの記録ヘッド移動な
ど種々の用途に用いることができる。

［−９，明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、所定の
被制御部材の位置制御用ステップモータを駆動制御する
ステップモータ制御方式において、ステップモータの異
なる励磁相に対する励磁電流を複数段階に制御する手段
を設け、ステップモータのステップ時に前記制御手段作
動させ、被制御部材の移動を行なわせる構成を採用して
いるので、ステップモータのステップ過渡期における駆
動力を増大させ、駆動系の非線形的な摩擦特性を相殺し
、被制御部材を高精度に位置制御できる優れたステップ
モータ制御方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用したステップモータ制御装置の回
路図、第２図は第１図における信号のタイミングを示し
たタイミングチャート図、第３図は第１図の構成におけ
る被制御部材の動きを示した線図、第４図以降は従来構
成を説明するもので、第４図は従来のステップモータ制
御装置の回路図、第５図は第４図の構成における信号の
タイミングを示したタイミングチャート図、第６図は第
４図の装置における被制御部材の動作を示した線図であ
る。 １・・・ステ・ｌプモータ ＩＡ、ｌＢ・・・励磁相 ３・・・励磁信号発生回路 ４Ａ　、４Ｂ・・・駆動回路 代理人　弁理士　加　　藤　　　卓　；：・へ、１．ト
イｆ１甘１し丁ス小豫〔３ ６３３図 旧 曖束の刺イｒグ１／）回路（２） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定の被制御部材の位置制御用ステップモータを駆動
   制御するステップモータ制御方式において、ステップモ
   ータの異なる励磁相に対する励磁電流を複数段階に制御
   する手段を設け、ステップモータのステップ時に前記制
   御手段を作動させ、被制御部材の移動を行なわせること
   を特徴とするステップモータ制御方式。