JPS6328296A - ステツピングモ−タの駆動制御方式 - 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１ 本発明はステッピングモータの駆動制御方式に関し、特
にステップ信号の１周期の間にステッピングモータの励
磁相を複数回切り換えてステッピングモータを駆動する
ステッピングモータの駆動制御方式に関するものである
。

［従来の技術］ ステッピングモータは種々の高精度のサーボ機構の駆動
源として広く用いられており、例えば磁気記録媒体のフ
ロッピーディスクに情報の磁気記録ないし再生を行なう
フロッピーディスクドライブ装置において記録再生ヘッ
ドをフロッピーディスクのトラックに交差する径方向に
移動するヘッドシーク機構の駆動源に用いられている。

このヘッドシーク機構ではステッピングモータの駆動制
御方式としてに記した種類の方式が用いられており、ス
テップ信号の１周期の間に励磁相を２回切り換えてステ
ッピングモータを所定角度回転駆動させて記録再生ヘッ
ドを１トラック分移動させる、いわゆる２励磁ｌトラッ
ク送り方式が広く採用されている。以下にその従来構成
の詳細を説明する。

第４図は従来のへラドシーク機構におけるステッピング
モータの駆動制御回路の構成を示している。

第４図において符号３はステッピングモータであり、こ
のステッピングモータ３の駆動により記ｋ　ｒｌρ１ニ
ヘッド５がフロッピーディスク４上で記録トラックに交
差してフロッピーディスク４の径方向に移動されるよう
になっている。

ステッピングモータ３の駆動はマイクロコンピュータな
いしは論理回路から構成されたステッピングモータコン
トロール部（以下コントロール部と略す）ｌの制御によ
り、パワートランジスタ笠から構成されたドライバ２を
介して行なわれる。

コントロール部ｌとドライバ２には不図示の電源回路か
ら電源ライン１１を介して電源電圧が印加される。また
コントロール部ｌには不図示のホストシステムから信号
ライン７〜９を介して、図の制御回路の属するディスク
ドライブを選択するためのドライブセレクト信号、ステ
ッピングモータ３を１トラツクずつ駆動させるためのパ
）レス信号であるステップ信号、及び記録再生へラド５
の移動方向（ステッピングモータ３の回転方向）をイン
方向かアウト方向（ディスク４の内周方向か外周方向）
に指定するディレクションイン信号が入力される。

これらの制御信号に応じてコントロール部ｌは、ここで
はステッピングモータ３が４相で、これを２相励磁方式
で駆動するものとして４本の出力信号ライン１０を介し
てドライバ２に各相の励磁信号φＡ〜φＤのそれぞれを
出力し、ステッピングモータ３を駆動させる。

第５図はこの際の各信号を示すタイミングチャート図で
あり、この図に示すようにステップ信号の立ち上がりに
同期する時点ＴＯ、Ｔ２とその中間の時点Ｔ１において
励磁信号φＡ〜φＤのレベル切り換え、即ち励磁相の切
り換えが行なわれ、ディレクションイン信号のレベルに
応じて励磁順序が変更される。

ところで、中間の切り換え時点ＴＩのタイミングは従来
では予め１種類に固定されているが、または複数種類の
内から選択して設定するようになっている。

選択する場合には例えば第４図に符号６で示すようにそ
のための選択入力端子がコントロール部ｌに設けられる
。そして装置の起動待等に例えばジャンバースインチ等
を介して選択入力端子６の入力信号レベルをハイレベル
かローレベルに設定することにより、その信号レベルに
応じてコントロール部１が１−記タイミングを２種類の
内で一方に設定するように構成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが１−、記の切り換え時点Ｔｌのタイミングが複
数種類の内から選択するにせよ予め所定に設定される構
成では次のような問題が発生する。

即ち第５図の場合のように、たまたま切り換え時点Ｔｌ
が切り換え時点Ｔｏ、Ｔ２の丁度中間であれば、 ＴＩ−ＴＯ＝Ｔ２−Ｔｌ が成立し、ステップ信号の１周期における、即ちｌトラ
ックの移動における各相の励磁時間が等しくなる。

ところが、ステップ信号のパルスレート（周波数）に対
応する周期が第６図に示すように大きくなると、 ＴＩ−Ｔｏ＜Ｔ２−ＴＩ となり、ステップ信号の１周期における各相の励磁時間
に差が生じ、アンバランスが生じる。このアンバランス
によりステッピングモータ３のダンピング（源衰振動）
が太きくなり、騒音が大きくなるという問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するため本発明によれば、ステッ
プ信号の１周期の間にステッピングモータの励磁相を複
数回切り換えてステッピングモータを駆動するステッピ
ングモータの駆動制御方式において、ステップ信号の周
期をタイマー手段により計時し、前記計時データに応じ
て励磁相切り換え時点を前記周期を等時分割する時点に
制御するようにした構成を採用した。

［作　用］ このような構成によればステップ信号の１周期における
各励磁相の励磁時間が等しくされ、バランスが取られる
ためステッピングモータのダンピングとそれによる騒音
が小さく抑えられる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例の詳細を説明する。

第１図は前述したフロッピーディスクドライブ装置のへ
ラドシーク機構において本発明方式によりステッピング
モータの駆動制御を行なう制御回路の構成を説明するも
のであり、同図において従来例の第４図と同一もしくは
相当する部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省
略する。

第１図の構成においてステッピングモータ３は第４図の
従来例の場合と同様に４相であるものとし、ステッピン
グモータコントロール部（以下もコントロール部と略す
）ｌはドライブセレクト信号、ステップ信号、ディレク
ションイン信号に応じて２相励磁方式で先述した２励磁
ｌトラック送り方式で励磁信号φＡ〜φＤを出力してス
テッピングモータ３を駆動するものとする。

第１図の構成で第４図の従来例と異なる点としてはコン
トロール部ｌ内にタイマーコントロール部１２が設けら
れる。このタイマーコントロール部１２はステッピング
モータ３の駆動時においてコントロール部ｌが各ステッ
プ信号の立ちにかりに同期する時点とその中間の時点で
励磁相を切り換える場合に前記の中間の励磁切り換え時
点をステップ信号の１周期を２等分する丁度中間の時点
に制御するものである。タイマーコントロール部１２は
マイクロコンピュータから構成したコントロール部１が
プログラムを実行することによるソフトウェアにより実
現される。

タイマーコントロール部１２内には」二足の中間の励磁
切り換え時点を設定するための第１のタイマー１２ａと
、ステップ信号の周期を計時するための第２のタイマー
１２ｂが設けられる。この第１と第２のタイマーはハー
ドウェアにより設けられるか、あるいはソフトウェアに
より実現され、同一のタイマーを第１と第２のタイマー
として使い分けてもよい。

またタイマーコントロール部１２にはステッピングモー
タ３の駆動時において入力されるステップ信号が１回の
シーク動作の最初のステップであるが、２回目かあるい
はそれ以上かを判別するために入力ステップ信号数をカ
ウントするカウンタ１２ｃが設けられる。

さらにタイマーコントロール部１２には１回のシーク動
作におけるステッピングモータ３の最初のステップの駆
動時だけとりあえずに記中間の励磁切り換え時点を設定
するための時間データａを複数種類の内から選択して設
定しておくためのイニシャルデータ設定端子１３が設け
られている。

そして例えばジャンパースイッチを介してこの端子１３
の入力信号レベルを設定することにより複数種のイニシ
ャルデータの内からその信号レベルに応じたイニシャル
データが設定されるように構成されている。

このような構成のもとにシーク動作時にコントロール部
１は各ステップ信号の立ち上がり時点と、その中間で上
述したタイマーコントロール部１２の第１のタイマー１
２ａがセットされた時間をカウントアツプした時点で励
磁相を切り換えてステッピングモータ３を駆動する。

第２図はこの間のタイマーコントロール部１２の処理手
順を示し、第３図はこの間の各信号のタイミングを示し
ている。この両図を参照して以下にタイマーコントロー
ル部１２の処理動作の詳細を説明する。

タイマーコントロール部１２は、まず第２図の最初のス
テップＳ１においてカウンタ１２ｃのクリア等イニシャ
ルセットを行なう。またこの時点でイニシャルデータ設
定端子１３を介して前述した時間データａの選択が行な
われる。

次にタイマーコントロール部１２はステップＳ２．Ｓ３
のループでステップ信号の入力を待ちながらその前のス
テップ信号の入力時から第３図に符号ｄで示す所定の制
限時間が経過したか否かを調べる。制限時間ｄはその前
のステップ信号が１回のシーク動作の最終のステップ信
号である（第３図中で時点Ｔ２′）こと、即ち１回のシ
ーク動作が終了したことを判定するための制限時間であ
る。なお制限時間ｄは第２のタイマー１２ｂにより、あ
るいは第３のタイマーを設けて計時する。

制限時間ｄが経過した場合（第３図中で時点Ｔ３）には
次に入力されるステップ信号が新たなシーク動作の最初
のステップであることを示すためにステップＳ４でカウ
ンタ１２ｃをクリアしておく。

次にステップＳ３でステップ信号の入力があった場合に
はステップＳ５でディレクションイン信号のレベルがそ
の前のステップ信号入力時から変化したか否かを調べ、
変化している場合（第３図中で時点Ｔｏ′）には、介入
力されたステップ信号が新たなシーク動作の最初のステ
ップ信号であることを示すためステップＳ６でカウンタ
１２ｃをクリアしておく。

次にステップＳ７ではカウンタ１２ｃのカウントが「０
」か否か、即ち先のステップＳ３で入力されたステップ
信号が新たなシーク動作の最初のステップ信号か否かを
調べる。

「０」であった場合（第３図中で時点ＴＯまたはＴｏ　
′）には、ステップＳ８でイニシャルデータ１没定端子
１３により設定されている先述の時間データａを第１の
タイマー１２ａにセットし、同タイマーを直ちにスター
トさせる。また同時にステップＳ９において第３図中に
符号すで示すステップ信号の周期を計時する第２のタイ
マー１２ｂをスタートさせる。なお第１とｐｆｔＪ２の
タイマー１２ａ、１２ｂを兼用する場合には同タイマー
が時間ａをカウントアツプした時点（第３図中で時点Ｔ
ｌまたはＴｌ’）でこれを直ちに再スタートさせて第３
図に符号ｅで示す時間を計時させてａ＋ｅでｂを求める
。

次にステップＳ１０でカウンタ１２ｃをインクリメント
した後ステップＳ２へ戻り、」−述の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ７の判定が否定された場合、即ちその
前のステップＳ３で入力されたステップ信号が１回のシ
ーク動作の２ステツプ以後のステップ信号であった場合
にはステップ３１１へ移り、カウンタ１２ｃのカウント
がｒｌＪか否かを調べる。

カウントがｒｌＪの場合、即ち２ステツプ目の場合はス
テップＳ１２で第２のタイマー１２ｂにより求められた
周期の時間データｂを２等分した時間データＣを演算し
て求め、ステップＳ１３で第１のタイマー１２ａに時間
データＣをセットし、直ちにこれをスタートさせる。し
かる後にステップＳＩＯでカウンタ１２ｃをインクリメ
ントし、ステップＳ２へ戻る。

またステップＳｌｌの判定が否定された場合、即ち３ス
テツプ目以後にはステップＳ１４へ移り、それ以前に求
められている時間データＣをタイマー１２ａにセットし
、直ちにこれをスタートさせ、ステップＳ２に戻る。

以−１−のようなタイマーコントロール部１２の処理に
より、第３図の時点ＴＯまたはＴＯ′に開始されるシー
ク動作時のそれぞれにおいて２ステツプ１１以後の励磁
相の切り換えは各ステップ信号の立ちＬがりに同期する
時点とそれからステップ信号の周期すの２分の１の時間
Ｃが経過した丁度中間の時点で行なわれる。

従ってステップ信号の１周期即ちｌステップにおけるス
テッピングモータ３の各相の励磁時間はステップレート
に拘らず等しくなり、バランスが取れ、ステッピングモ
ータ３のダンピングとこれにより発生する騒音を小さく
抑えることができる。

なお上述の説明では、各シーク動作の１ステツプ目にし
かステップ信号の周期すを計時していないが、１回のシ
ーク動作の途中で周期すが変更されることはないので問
題はない。即ちフロッピーディスクドライブ装置におい
てステップレートはホストシステムの制御コマンドによ
り設定され、１回のシーク動作の途中で変更されること
はない。

なお以上のような技術はフロッピーディスクドライブ装
置以外の各Ｎ機器におけるステッピングモータの駆動制
御にも適用できるのは勿論であり、その場合にステップ
レートが連続的に変化されるものであれば適当なタイミ
ングで間欠的にステップ信号の周期を計時し、中間の励
磁切り換え時点を制御すれば良い。

また以−１−ではステップ信号の１周期について励磁相
の切り換えを２回行なう場合で励磁相切り換え時点を前
記周期を２等分する時点に制御するものとしたが、他の
励磁方式で例えば１周期に３回切り換えを行なう場合に
は１周期を３等分する時点、４回切り換えを行なう場合
には４等分する時点というように、切り換え回数に応じ
て１周期を等時分割する時点に切り換え時点を制御すれ
ば良い。

［効　果］ 以」二の説明から明らかなように、本発明によれば、ス
テップ信号の１周期の間にステッピングモータの励磁相
を複数回切り換えてステッピングモータを駆動するステ
ッピングモータの駆動制御方式において、ステップ信号
の周期をタイマー手段により計時し、前記計時データに
応じて励磁相切り換え時点を前記周期を等時分割する時
点に制御するようにした構成を採用したので、ステップ
レートの変化に拘らずステップ信号の１周期におけるス
テッピングモータの各相の励磁時間のバラ１　へ ンスを取ってステッピングモータのダンピングと騒音を
小さく抑えることができるという優れた効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の詳細な説明するもので、第
１図はフロッピーディスクドライブ装置におけるステッ
ピングモータ駆動制御回路の構成を示すブロック図、第
２図は第１図中のタイマーコントロール部の処理手順を
示す流れ図、第３図は第１図の回路動作を説明する各信
号のタイミングチャート図、第４図は従来のドライブ装
置におけるステッピングモータ駆動制御回路のブロック
図、第５図及び第６図は第４図の回路動作を説明する各
信号のタイミングチャート図である。 １・・・ステッピングモータコントロール部２・・・ド
ライバ ３・・・ステッピングモータ ４・・・ディスク ５・・・記録再生ヘッド １２・・・タイマーコントロール部 １３・・・イニシャルデータ設定端子 ｔｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ステップ信号の１周期の間にステッピングモータの励
   磁相を複数回切り換えてステッピングモータを駆動する
   ステッピングモータの駆動制御方式において、ステップ
   信号の周期をタイマー手段により計時し、前記計時デー
   タに応じて励磁相切り換え時点を前記周期を等時分割す
   る時点に制御するようにしたことを特徴とするステッピ
   ングモータの駆動制御方式。