JPS6344000B2 - - Google Patents
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- JPS6344000B2 JPS6344000B2 JP659781A JP659781A JPS6344000B2 JP S6344000 B2 JPS6344000 B2 JP S6344000B2 JP 659781 A JP659781 A JP 659781A JP 659781 A JP659781 A JP 659781A JP S6344000 B2 JPS6344000 B2 JP S6344000B2
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- detector
- phase
- phase switching
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/32—Reducing overshoot or oscillation, e.g. damping
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はステツピングモータの閉ループ駆動方
式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a closed loop drive system for a stepping motor.
本発明の目的は、広範な電源電圧範囲および、
負荷変動に対してステツピングモータの加速時お
よび減速時におけるモータの振動をなくすと共に
定速回転時における良好な定速制御をおこなうス
テツピングモータ駆動方式を実現することにあ
る。 The object of the invention is to provide a wide power supply voltage range and
An object of the present invention is to realize a stepping motor drive system that eliminates motor vibration during acceleration and deceleration of the stepping motor in response to load fluctuations, and performs good constant speed control during constant speed rotation.
本発明の他の目的は、ステツピングモータの
正、逆両回転方向におけるステツピングモータの
最高応答周波数を向上させると共に、前記両方向
の回転方向における定速制御の安定性を向上させ
ることにある。 Another object of the present invention is to improve the maximum response frequency of the stepping motor in both forward and reverse rotational directions, and to improve the stability of constant speed control in both of the rotational directions.
従来、ステツピングモータに相切換え位置検出
器を装着し、閉ループ制御することによつて、ス
テツピングモータの振動特性および応答周波数を
向上させ得ることが知られているが第1図はその
従来例の応用例であるドツトプリンタのドツトヘ
ツドキヤリア駆動機構を示している。 Conventionally, it has been known that the vibration characteristics and response frequency of a stepping motor can be improved by attaching a phase switching position detector to the stepping motor and performing closed-loop control. Figure 1 shows a conventional example of this. This figure shows the dot head carrier drive mechanism of a dot printer, which is an application example of the dot printer.
第1図に於いて1がステツピングモータ、2が
ステツピングモータ1の1回転に必要なステツプ
数と同数のスリツトをもつタイミングデイスクで
ありスリツト間隔は、ステツピングモータ1の1
回転に必要なステツプ数に等分割されている。 In Fig. 1, 1 is a stepping motor, and 2 is a timing disk having the same number of slits as the number of steps required for one rotation of the stepping motor 1.
It is divided equally into the number of steps required for rotation.
3が光学式タイミング検出器、4がタイミング
検出器固定基板で調整のため矢印の方向に移動で
きる。5が減速ギヤであり、6がタイミングベル
ト、7がドツトヘツドキヤリアでタイミングベル
ト6に固定されている。8がドツトヘツドであ
る。光学式タイミング検出器3によつて出力され
るタイミングパルスを検出した時点でステツピン
グモータの相切換えをおこなうことにより、ステ
ツピングモータを理想的に起動させることができ
る。 3 is an optical timing detector, and 4 is a timing detector fixing board that can be moved in the direction of the arrow for adjustment. 5 is a reduction gear, 6 is a timing belt, and 7 is a dot head carrier fixed to the timing belt 6. 8 is the dot head. By switching the phase of the stepping motor when the timing pulse outputted by the optical timing detector 3 is detected, the stepping motor can be ideally started.
しかし、ドツトプリンタのドツトヘツドキヤリ
ア駆動機構のようにキヤリアを左右に移動させる
ためステツピングモータを正、逆両方向回転させ
なければならない場合では、ステツピングモータ
の回転方向の違いによる位置決め精度の悪さと、
位置検出器および相切換え位置の検出から相切換
えまでの時間遅れによつて第2図のように回転方
向により最適な相切換え検出器の位置が異なる。
このズレはステツピングモータの出力トルクが低
い場合、第2図Eの場合には問題にならないが、
第2図Fのように出力トルクが高くなるにつれて
大きく影響し、ステツピングモータの特性を十分
に出し切ることができない欠点がある。 However, in cases where the stepping motor must be rotated in both forward and reverse directions to move the carrier left and right, such as in the dot head carrier drive mechanism of a dot printer, positioning accuracy is poor due to the difference in the rotation direction of the stepping motor.
Due to the time delay from detection of the position detector and phase switching position to phase switching, the optimum position of the phase switching detector differs depending on the rotational direction as shown in FIG.
This deviation does not become a problem when the output torque of the stepping motor is low and in the case of Fig. 2 E, but
As shown in FIG. 2F, the higher the output torque, the greater the effect, and the drawback is that the characteristics of the stepping motor cannot be fully exploited.
ここで、第2図についてさらに説明する。第2
図は、検出器の位置と、該位置にある検出器より
の出力信号に基づいて相を切り換えた時に得られ
るステツプモーータの出力トルクを示している。 Here, FIG. 2 will be further explained. Second
The figure shows the position of the detector and the output torque of the step motor obtained when the phase is switched based on the output signal from the detector at the position.
従来の検出器を1つしか有しない場合では、A
方向とB方向のカーブの交点Pに対応した位置I
に検出器を設置していた。しかし、この場合、図
より明らかなようにA、Bいずれかの方向におい
ても、Hより大きい出力トルクは得られない。言
い換えると、十分な速度が得られない。 In the case of having only one conventional detector, A
Position I corresponding to the intersection point P of the curve in direction and B direction
A detector was installed at However, in this case, as is clear from the figure, an output torque greater than H cannot be obtained in either direction A or B. In other words, you can't get enough speed.
本発明はこの点に注目し、ステツピングモータ
を最適に駆動するため、第5図のA方向の回転方
向においてはC位置に取付けられた検出器の信号
によつてステツピングモータの相切換えをおこな
い、B方向の回転方向においてはD位置に取付け
られた検出器の信号によつてステツピングモータ
の相切換えをおこなう。 The present invention focuses on this point, and in order to optimally drive the stepping motor, the phase of the stepping motor is switched in the rotational direction of direction A in FIG. 5 by the signal from the detector installed at position C. In the rotational direction B, the phase of the stepping motor is switched by a signal from a detector installed at position D.
第3図は本発明になるステツピングモータ駆動
方式の具体例であるドツトプリンタのドツトヘツ
ドキヤリア駆動機構である。 FIG. 3 shows a dot head carrier drive mechanism of a dot printer which is a specific example of the stepping motor drive system according to the present invention.
第3図に於いて10がステツピングモータ、1
1がステツピングモータ10の1回転に必要なス
テツプ数と同数のスリツトをもつタイミングデイ
スクでありスリツト間隔は、ステツピングモータ
10の1回転に必要なステツプ数に等分割されて
いる。 In Figure 3, 10 is a stepping motor, 1
1 is a timing disk having the same number of slits as the number of steps required for one rotation of the stepping motor 10, and the slit interval is equally divided into the number of steps required for one rotation of the stepping motor 10.
12がA方向光学式タイミング検出器、13が
B方向光学式タイミング検出器、14がタイミン
グ検出器固定基板で調整のため矢印の方向に移動
できる。15が減速ギヤであり、16がタイミン
グベルト、17がドツトヘツドキヤリアでタイミ
ングベルト16に固定されている。18がドツト
ヘツドである。 12 is an A-direction optical timing detector, 13 is a B-direction optical timing detector, and 14 is a timing detector fixing board which can be moved in the direction of the arrow for adjustment. 15 is a reduction gear, 16 is a timing belt, and 17 is a dot head carrier fixed to the timing belt 16. 18 is the dot head.
第4図には前記ドツトヘツドキヤリア駆動機構
の駆動タイミングチヤートを示す。図中gがタイ
ミングパルス、hがタイミングパルスgと設定時
間Tcとの関係から得られるステツピングモータ
1の相切換えのタイミングを矢印で示している。 FIG. 4 shows a drive timing chart of the dot head carrier drive mechanism. In the figure, g indicates a timing pulse, and h indicates an arrow indicating the phase switching timing of the stepping motor 1 obtained from the relationship between the timing pulse g and the set time Tc.
20の期間がステツピングモータ10の停止状
態を示しており、21がステツピングモータ10
の駆動開始タイミングであり、この位置で第1回
目の相切換えがおこなわれる。22がステツピン
グモータ10のスローアツプ期間であり、23が
定速制御期間、24がステツピングモータ10の
スローダウン期間である。 The period 20 indicates the stopping state of the stepping motor 10, and the period 21 indicates the stopping state of the stepping motor 10.
This is the driving start timing, and the first phase switching is performed at this position. 22 is a slow-up period of the stepping motor 10, 23 is a constant speed control period, and 24 is a slow-down period of the stepping motor 10.
次にこのドツトプリンタのドツトヘツドキヤリ
ア駆動機構の駆動方式を第4図のタイミングチヤ
ートによつて説明する。ステツピングモータ10
は停止状態20においてある相に励磁されている
が、モータをA方向に駆動させる場合、駆動開始
時点(駆動開始タイミング21)でステツピング
モータ10の相切換タイミングhの矢印で示して
いるようにステツピングモータ10の相切換えを
おこなうとモータは回転を始める。相切換えをお
こなうと同時にモータの定速制御期間23におけ
るA方向光学式タイミングパルス検出器12から
出力されるタイミングパルス周期tcを設定時間と
したタイマーをスタートさせる。駆動開始時点か
らtc時間経過しタイマーが終了する以前にタイミ
ングパルスT1が出力されない場合にはタイミン
グパルスT1が出力された時点で相切換えをおこ
なう。この時点で再びtcを設定時間とするタイマ
ーをスタートさせタイマーが終了する以前にタイ
ミングパルスT2が出力されない場合にはタイミ
ングパルスT2が出力された時点で相切換えをお
こなう。この時点で再びTcを設定時間とするタ
イマーをスタートさせる。以上の動作を繰り返し
タイミングパルスTnがTcを設定時間とするタイ
マー終了以前に出力された時モータの相切換えは
タイマーの終了時点でおこないタイミングパルス
の出力時点ではおこなわない。 Next, the driving method of the dot head carrier drive mechanism of this dot printer will be explained with reference to the timing chart shown in FIG. stepping motor 10
is excited to a certain phase in the stopped state 20, but when driving the motor in the A direction, as shown by the arrow at the phase switching timing h of the stepping motor 10 at the start of driving (drive start timing 21) When the phase of the stepping motor 10 is switched, the motor starts rotating. At the same time as the phase switching is performed, a timer is started whose set time is the timing pulse period tc output from the A-direction optical timing pulse detector 12 during the constant speed control period 23 of the motor. If the timing pulse T 1 is not output before the timer ends after the time tc has elapsed since the start of driving, phase switching is performed when the timing pulse T 1 is output. At this point, a timer with tc as the set time is started again, and if timing pulse T2 is not output before the timer ends, phase switching is performed when timing pulse T2 is output. At this point, the timer is started again with Tc as the set time. If the above operation is repeated and the timing pulse Tn is output before the timer ends with Tc as the set time, the phase switching of the motor is performed at the end of the timer and not at the time the timing pulse is output.
タイミングパルスがタイマー終了前に出力され
た時点からスローアツプ期間22は終了し定速制
御期間23となる。スローアツプ期間ではタイミ
ングパルスの出力される時間間隔tm(ただし、t1
の場合駆動開始時点21からT1が出力されるま
での時間)をm=1からm=n−1まで順にメモ
リに記憶している。定速制御期間23では通常タ
イミングパルスが相切換え時にセツトされるTc
を設定時間とするタイマーの終了以前に出力され
る為、モータの相切換えはタイマー終了の時点で
おこない同時にタイマーも再スタートさせる。 From the point in time when the timing pulse is output before the timer ends, the slow-up period 22 ends and a constant speed control period 23 begins. During the slow-up period, the time interval tm (where t 1
In this case, the time from the drive start point 21 until T1 is output) is sequentially stored in the memory from m=1 to m=n-1. During the constant speed control period 23, the timing pulse is normally set at Tc at the time of phase switching.
Since the signal is output before the timer with the set time ends, the motor phase switching is performed at the time the timer ends, and the timer is restarted at the same time.
ただし急激なモータ負荷の増加によつてモータ
スピードが低下し、タイマー終了以前にタイミン
グパルスが出力されない場合にはスローアツプ期
間と同様にタイミングパルスが出力された時点で
相切換えとタイマー再スタートをおこなうがこの
時のタイミングパルス時間間隔tmはメモリへは
記憶しない。以上の動作を繰り返えしステツピン
グモータ10の定速制御をおこなう。ステツピン
グモータ10の駆動時点21からのステツプ数が
予め指定された駆動ステツプ量をlとするとl−
(n−1)になつた時からスローダウン期間とな
りスローダウン制御が開始される。スローダウン
制御は定速制御の最後の相切換えの時点にメモリ
に記憶されているスローアツプ期間の最後のタイ
ミングパルス時間間隔tn−1を設定時間とするタ
イマーをスタートさせこのタイマーが終了した時
点で相切換えをおこなうと同時にメモリに記憶さ
れているtn−2を設定時間とするタイマーをスタ
ートさせる。この様にタイマーが終了した時点で
相切換えをおこなうと同時にスローアツプ時に記
憶されたとは逆の順序でメモリに記憶されている
タイミングパルス時間間隔を設定時間とするタイ
マーをスタートさせる動作を繰り返えし、t1を設
定時間とするタイマーが終了した時点で最後の相
切換えをおこなうことによつてステツピングモー
タ10はスローダウンを終了する。 However, if the motor speed decreases due to a sudden increase in motor load and the timing pulse is not output before the timer ends, the phase change and timer restart will be performed as soon as the timing pulse is output, as in the slow-up period. The timing pulse time interval tm at this time is not stored in the memory. The above operations are repeated to perform constant speed control of the stepping motor 10. If the number of steps from the driving time point 21 of the stepping motor 10 is the drive step amount specified in advance as l, then l-
(n-1), a slowdown period begins and slowdown control is started. Slowdown control starts a timer whose set time is the last timing pulse time interval tn-1 of the slowup period stored in memory at the time of the last phase change of constant speed control, and when this timer ends, the phase is stopped. At the same time as the switching is performed, a timer whose set time is tn-2 stored in the memory is started. In this way, when the timer ends, the phase is switched, and at the same time, the operation of starting the timer with the timing pulse time interval stored in the memory as the set time in the reverse order to that stored at the time of slow-up is repeated. , t1 as the set time ends, the stepping motor 10 completes the slowdown by performing the final phase switching.
ドツトヘツドキヤリア17のB方向移動におい
ては、B方向光学式タイミング検出器13を用い
て同様の制御をおこなう。 When the dot head carrier 17 moves in the B direction, similar control is performed using the B direction optical timing detector 13.
すなわち、第5図に示されるようにA方向にお
いては、Cの位置に置かれた検出器よりの出力信
号で相を切り換え、B方向においては、Dの位置
に置かれた検出器よりの出力信号で相を切り換え
ると、いずれの場合でも、それぞれのカーブ上の
最大の出力トルクを得ることができる。 That is, as shown in FIG. 5, in the A direction, the phase is switched by the output signal from the detector placed at position C, and in the B direction, the phase is switched by the output signal from the detector placed at position D. By switching the phase with a signal, the maximum output torque on each curve can be obtained in any case.
第5図のカーブの形状は、相を切り換える位置
をある一点から遠ざけるに従い、得られる出力ト
ルクが徐々に増し、しかし、ある一定距離を越え
るとそれが急激に減少してしまう旨を示してい
る。タイミングデイスク11のスリツトには、一
定の幅があるため、A方向と、B方向では、図示
されるように異なるカーブを描く。 The shape of the curve in Figure 5 shows that as the phase switching position moves away from a certain point, the output torque obtained gradually increases, but after a certain distance, it rapidly decreases. . Since the slit of the timing disk 11 has a certain width, different curves are drawn in the A direction and the B direction as shown in the figure.
本発明は、それぞれのカーブが到達する最大出
力トルクに対応する異なつた2つの位置C、Dに
検出器を設置し、それぞれの検出器よりの出力信
号により相を切り換えている。 In the present invention, detectors are installed at two different positions C and D corresponding to the maximum output torque reached by each curve, and the phase is switched by the output signal from each detector.
以上のスローアツプからスローダウンまでの動
作をおこなうことによつてドツトヘツドキヤリア
17をステツピングモータ10の電源電圧変動お
よび負荷の変動に対しても振動なくかつ高速にス
ムーズに駆動することができる。またドツトヘツ
ドの印字タイミングはタイミングパルス出力の立
上りおよびタイミングパルス時間間隔を等分割し
たタイミングである為非常に良好な印字品質を実
現することができる。 By performing the above-described operations from slow-up to slow-down, the dot head carrier 17 can be smoothly driven at high speed and without vibration even in response to fluctuations in the power supply voltage and load of the stepping motor 10. Furthermore, since the printing timing of the dot head is the rise of the timing pulse output and the timing that equally divides the timing pulse time interval, very good printing quality can be achieved.
さらにステツピングモータの高速応答性を実現
できるため、従来DCサーボモータが主流となつ
ている高速プリンタのヘツドキヤリア駆動機構に
ステツピングモータを使用することができ非常に
有益である。 Furthermore, since the stepping motor can achieve high-speed response, it is very advantageous to use the stepping motor in the head carrier drive mechanism of a high-speed printer, where DC servo motors have traditionally been the mainstream.
第1図は従来のステツピングモータ駆動方式の
応用例であるドツトプリンタのドツトヘツドキヤ
リア駆動機構である。
第2図は第1図のドツトヘツドキヤリア駆動機
構におけるタイミング検出器位置とモータ最高応
答周波数の関係を示している。第3図は本発明に
なるステツピングモータ駆動方式の応用例である
ドツトプリンタのドツトヘツドキヤリア駆動機構
である。第4図は第3図のドツトヘツドキヤリア
駆動機構の駆動タイミングチヤートである。第5
図は、本発明におけるタイミング検出器位置とモ
ータの出力トルクの関係を示す図。
FIG. 1 shows a dot head carrier drive mechanism of a dot printer which is an application example of the conventional stepping motor drive system. FIG. 2 shows the relationship between the timing detector position and the motor maximum response frequency in the dot head carrier drive mechanism of FIG. FIG. 3 shows a dot head carrier drive mechanism of a dot printer which is an application example of the stepping motor drive system according to the present invention. FIG. 4 is a drive timing chart of the dot head carrier drive mechanism of FIG. 3. Fifth
The figure is a diagram showing the relationship between the timing detector position and the output torque of the motor in the present invention.
Claims (1)
る位置検出器を有し、閉ループ制御によりステツ
ピングモータを駆動するステツピングモータ駆動
方式において、ステツピングモータの正、逆それ
ぞれの回転方向に対応する2個の相切換え位置検
出器を有し、 正回転時においては、前記2個の位置検出器の
うちの第1位置検出器よりの出力信号に基づき相
切換えを行ない、 逆回転時においては、第2位置検出器よりの出
力信号に基づき相切換えを行なうことを特徴とす
るステツピングモータ駆動方式。[Claims] 1. In a stepping motor drive system that has a position detector that detects the phase switching position of a stepping motor and drives the stepping motor by closed loop control, the forward and reverse rotations of the stepping motor are It has two phase switching position detectors corresponding to the directions, and during forward rotation, phase switching is performed based on the output signal from the first position detector of the two position detectors, and during reverse rotation. In some cases, a stepping motor drive system is characterized in that phase switching is performed based on an output signal from a second position detector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP659781A JPS57122695A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Driving system for stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP659781A JPS57122695A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Driving system for stepping motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57122695A JPS57122695A (en) | 1982-07-30 |
JPS6344000B2 true JPS6344000B2 (en) | 1988-09-02 |
Family
ID=11642733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP659781A Granted JPS57122695A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Driving system for stepping motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57122695A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59201885A (en) * | 1983-05-02 | 1984-11-15 | Canon Inc | Printer |
JPH0585005A (en) * | 1992-02-14 | 1993-04-06 | Canon Inc | Carriage driving control method for printer |
-
1981
- 1981-01-20 JP JP659781A patent/JPS57122695A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57122695A (en) | 1982-07-30 |
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