JP2914529B2 - ステッピングモータの駆動方法 - Google Patents
ステッピングモータの駆動方法Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動パルスによりステ
ップ的に回転を制御するステッピングモータの駆動方法
に関し、特に、ギアを備えた動力伝達系を駆動するステ
ッピングモータの駆動方法に関する。
ップ的に回転を制御するステッピングモータの駆動方法
に関し、特に、ギアを備えた動力伝達系を駆動するステ
ッピングモータの駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、電子写真複写機等の画像記録
装置においては、用紙搬送装置により記録紙が給紙トレ
イから転写部まで搬送され、感光体上に形成されたトナ
ー像が記録紙上に転写される。転写後の記録紙は、別の
用紙搬送装置により定着装置を経由して機外に排出され
る。このような画像記録装置においては、記録開始を指
示してから、実際に画像記録後の記録紙が排出されるさ
れるまでの時間が短い方が望ましい。そこで、給紙トレ
イから転写部までは、記録紙を高速で搬送し、転写時は
感光体の回転速度に合わせて記録紙を搬送することが考
えられている。ところが、一般に用紙搬送装置に使用さ
れるサーボモータでは、搬送速度を急激に切り換えて、
且つ、それぞれの搬送速度を正確に維持することが困難
である。
装置においては、用紙搬送装置により記録紙が給紙トレ
イから転写部まで搬送され、感光体上に形成されたトナ
ー像が記録紙上に転写される。転写後の記録紙は、別の
用紙搬送装置により定着装置を経由して機外に排出され
る。このような画像記録装置においては、記録開始を指
示してから、実際に画像記録後の記録紙が排出されるさ
れるまでの時間が短い方が望ましい。そこで、給紙トレ
イから転写部までは、記録紙を高速で搬送し、転写時は
感光体の回転速度に合わせて記録紙を搬送することが考
えられている。ところが、一般に用紙搬送装置に使用さ
れるサーボモータでは、搬送速度を急激に切り換えて、
且つ、それぞれの搬送速度を正確に維持することが困難
である。
【0003】そこで、サーボモータに代えてステッピン
グモータが使用されはじめている。ステッピングモータ
は、駆動パルスの印加により、予め決められた正確な一
定角だけステップ的に回転するので、駆動パルスの周期
を変えることにより、容易に回転速度を変更することが
できる。また、回転速度は駆動パルスの周期で一義的に
決まるので正確な回転速度の制御が可能である。
グモータが使用されはじめている。ステッピングモータ
は、駆動パルスの印加により、予め決められた正確な一
定角だけステップ的に回転するので、駆動パルスの周期
を変えることにより、容易に回転速度を変更することが
できる。また、回転速度は駆動パルスの周期で一義的に
決まるので正確な回転速度の制御が可能である。
【0004】ステッピングモータを駆動する際には、ロ
ータの周囲に配置された複数のステータの励磁コイルに
駆動パルスを順次印加することによりロータを回転させ
る。図5は、ステッピングモータの回転原理を示す模式
図である。なお、図5においては、円周方向の運動を直
線方向の運動に変換して図示している。いま、ステータ
Aの励磁コイルにのみ電圧が印加されているとすると、
図5(a)に示すように、ロータCの歯のうち、5〜8
の番号が付された部分がステータAに引かれてロータC
の位置が規定される。次に、ステータAの励磁コイルへ
の電圧の印加が停止され、ステータBの励磁コイルにの
み電圧が印加されたとすると、今度はロータCの歯のう
ち、1〜4の番号が付された部分がステータAに引かれ
る。したがって、ロータCは歯の周期の1/4ピッチだ
け右側に移動し、図5(b)に示す状態となる。この動
作が隣接するステータごとに繰り返されてロータが回転
する。
ータの周囲に配置された複数のステータの励磁コイルに
駆動パルスを順次印加することによりロータを回転させ
る。図5は、ステッピングモータの回転原理を示す模式
図である。なお、図5においては、円周方向の運動を直
線方向の運動に変換して図示している。いま、ステータ
Aの励磁コイルにのみ電圧が印加されているとすると、
図5(a)に示すように、ロータCの歯のうち、5〜8
の番号が付された部分がステータAに引かれてロータC
の位置が規定される。次に、ステータAの励磁コイルへ
の電圧の印加が停止され、ステータBの励磁コイルにの
み電圧が印加されたとすると、今度はロータCの歯のう
ち、1〜4の番号が付された部分がステータAに引かれ
る。したがって、ロータCは歯の周期の1/4ピッチだ
け右側に移動し、図5(b)に示す状態となる。この動
作が隣接するステータごとに繰り返されてロータが回転
する。
【0005】ところで、ロータに外部から力が加わるよ
うな場所のおいてステッピングモータが使用される場合
には、外力によりロータが回転しないように、ステッピ
ングモータの非回転時においても励磁コイルに一定の保
持電流を流している。しかし、励磁コイルに常時電流を
流しておくことは消費エネルギの増加を招く。そこで、
外力がステッピングモータに加わることがない用紙搬送
装置のような装置においては、非駆動時には完全に電流
を遮断することにより、省エネルギ化を図っている。
うな場所のおいてステッピングモータが使用される場合
には、外力によりロータが回転しないように、ステッピ
ングモータの非回転時においても励磁コイルに一定の保
持電流を流している。しかし、励磁コイルに常時電流を
流しておくことは消費エネルギの増加を招く。そこで、
外力がステッピングモータに加わることがない用紙搬送
装置のような装置においては、非駆動時には完全に電流
を遮断することにより、省エネルギ化を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】たとえば、用紙搬送装
置においては、ステッピングモータのロータの回転は、
ギアを有する動力伝達系を介して非駆動部材、すなわち
搬送ロールや搬送ベルトに伝えられるが、ギアにはバッ
クラッシュが存在する。また、ステッピングモータに保
持電流を流さないようにした場合、非駆動時のロータの
静止位置は制御できない。このため、ステッピングモー
タの非駆動時には、非駆動部材が静止している場合で
も、ステッピングモータのロータの静止位置はバックラ
ッシュの範囲内でばらつくことになる。
置においては、ステッピングモータのロータの回転は、
ギアを有する動力伝達系を介して非駆動部材、すなわち
搬送ロールや搬送ベルトに伝えられるが、ギアにはバッ
クラッシュが存在する。また、ステッピングモータに保
持電流を流さないようにした場合、非駆動時のロータの
静止位置は制御できない。このため、ステッピングモー
タの非駆動時には、非駆動部材が静止している場合で
も、ステッピングモータのロータの静止位置はバックラ
ッシュの範囲内でばらつくことになる。
【0007】いま、ステッピングモータが、図5におい
て左から右に回転駆動されている場合を順方向とする
と、ステッピングモータが順方向に回転している間は、
動力伝達系の噛み合う一対のギアは歯と歯が接触してい
る状態で回転するが、ステッピングモータが完全に非駆
動状態になると、ロータCが図5(b)に示す状態から
図5(a)に示す状態に戻って停止する場合がある。こ
の場合、動力伝達系における噛み合う一対のギアの歯と
歯の間に間隔すなわちバックラッシュが生じる。この状
態で再度駆動パルスが印加されると、ステッピングモー
タは順方向に回転を開始するが、このとき今まで離れて
いたギアの歯と歯が衝突するため衝撃音が発生する。こ
のため、用紙搬送装置の動作が開始されるたびに異音が
発生して耳障りであるという問題があった。
て左から右に回転駆動されている場合を順方向とする
と、ステッピングモータが順方向に回転している間は、
動力伝達系の噛み合う一対のギアは歯と歯が接触してい
る状態で回転するが、ステッピングモータが完全に非駆
動状態になると、ロータCが図5(b)に示す状態から
図5(a)に示す状態に戻って停止する場合がある。こ
の場合、動力伝達系における噛み合う一対のギアの歯と
歯の間に間隔すなわちバックラッシュが生じる。この状
態で再度駆動パルスが印加されると、ステッピングモー
タは順方向に回転を開始するが、このとき今まで離れて
いたギアの歯と歯が衝突するため衝撃音が発生する。こ
のため、用紙搬送装置の動作が開始されるたびに異音が
発生して耳障りであるという問題があった。
【0008】本発明は、前記問題点を解決するために案
出されたものであって、動力伝達系をステッピングモー
タを使用して駆動する場合に、非駆動時にステッピング
モータに保持電流を流さないようにした場合でも、装置
の動作開始時に異音が発生しないようにすることを目的
とする。
出されたものであって、動力伝達系をステッピングモー
タを使用して駆動する場合に、非駆動時にステッピング
モータに保持電流を流さないようにした場合でも、装置
の動作開始時に異音が発生しないようにすることを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ギアを介して
負荷を駆動するスッテピングモータの駆動装置におい
て、多相コイルの励磁パターンを順次切換える励磁パタ
ーン切換手段と、前記多相コイルに印加する電圧を制御
する手段であって、負荷の駆動を停止した状態で前記多
相コイルの励磁を停止するとともに、負荷の駆動を再開
する場合は前回駆動停止時の励磁パターンで前記多相コ
イルに第1の電圧を所定時間印加してギアのバックラッ
シュを吸収した後、前記励磁パターン切換手段により切
換えた励磁パターンで前記多相コイルに前記第1の電圧
より高い第2の電圧を印加して負荷を駆動する印加電圧
制御手段とを備えたことを特徴とする。
負荷を駆動するスッテピングモータの駆動装置におい
て、多相コイルの励磁パターンを順次切換える励磁パタ
ーン切換手段と、前記多相コイルに印加する電圧を制御
する手段であって、負荷の駆動を停止した状態で前記多
相コイルの励磁を停止するとともに、負荷の駆動を再開
する場合は前回駆動停止時の励磁パターンで前記多相コ
イルに第1の電圧を所定時間印加してギアのバックラッ
シュを吸収した後、前記励磁パターン切換手段により切
換えた励磁パターンで前記多相コイルに前記第1の電圧
より高い第2の電圧を印加して負荷を駆動する印加電圧
制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明においては、先ず、ステッピングモータ
の励磁コイルに定格よりも低い電圧が印加される。これ
により、ステッピングモータが小さなトルクで回転し、
ステッピングモータにより駆動される動力伝達系の中の
ギアも回転する。このとき、互いに噛み合う一対のギア
の歯と歯の間に隙間があったとしても、歯と歯は緩やか
に圧接するため異音は発生しない。その後、定格電圧が
印加されて通常の回転を行うが、この時点では、既に歯
と歯は圧接しており、バックラッシュは解消されている
ので騒音は発生しない。
の励磁コイルに定格よりも低い電圧が印加される。これ
により、ステッピングモータが小さなトルクで回転し、
ステッピングモータにより駆動される動力伝達系の中の
ギアも回転する。このとき、互いに噛み合う一対のギア
の歯と歯の間に隙間があったとしても、歯と歯は緩やか
に圧接するため異音は発生しない。その後、定格電圧が
印加されて通常の回転を行うが、この時点では、既に歯
と歯は圧接しており、バックラッシュは解消されている
ので騒音は発生しない。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。
本発明の特徴を具体的に説明する。
【0012】図1は、本発明のステッピングモータ駆動
方法が適用されるステッピングモータ駆動回路を示す回
路図である。
方法が適用されるステッピングモータ駆動回路を示す回
路図である。
【0013】本実施例においては、ステッピングモータ
1は、四つの励磁コイル2A,2B,2a,2bを備え
ている。これらの励磁コイルは、ロータの周囲に環状に
配置されており、後述するように順次励磁されることに
よりロータが回転する。このロータの回転は、ギアを有
する動力伝達系を介して、たとえば、複写機の用紙搬送
装置の搬送ロール,搬送ベルト等に伝達される。各励磁
コイル2A,2B,2a,2bの一端は共通に接続され
て共通端子TCとして導出され、また、各励磁コイルの
他端子TA,TB,Ta,Tbは、それぞれNPN型の
駆動トランジスタ3A,3B,3a,3bのコレクタに
接続されている。各駆動トランジスタ3A,3B,3
a,3bのエミッタは接地されており、また、各ベース
には、図2(a)〜(d)に示す4相の駆動パルスφ
A,φB,φa,φbが印加される。
1は、四つの励磁コイル2A,2B,2a,2bを備え
ている。これらの励磁コイルは、ロータの周囲に環状に
配置されており、後述するように順次励磁されることに
よりロータが回転する。このロータの回転は、ギアを有
する動力伝達系を介して、たとえば、複写機の用紙搬送
装置の搬送ロール,搬送ベルト等に伝達される。各励磁
コイル2A,2B,2a,2bの一端は共通に接続され
て共通端子TCとして導出され、また、各励磁コイルの
他端子TA,TB,Ta,Tbは、それぞれNPN型の
駆動トランジスタ3A,3B,3a,3bのコレクタに
接続されている。各駆動トランジスタ3A,3B,3
a,3bのエミッタは接地されており、また、各ベース
には、図2(a)〜(d)に示す4相の駆動パルスφ
A,φB,φa,φbが印加される。
【0014】ステッピングモータ1の共通端子TCに
は、逆流防止用のダイオード5を介してPNP型の前駆
動電圧供給用トランジスタ4のコレクタが接続される。
このトランジスタ4のエミッタには、ステッピングモー
タ1を駆動するための定格電圧よりは低いが、ステッピ
ングモータ1により駆動される動力伝達系におけるギア
のバックラッシュを吸収できる程度にはステッピングモ
ータ1のロータを回転させることができる前駆動電圧、
たとえば+5Vが印加され、ベースには図3(a)に示
すような前駆動電圧供給用制御信号S1が供給される。
また、共通端子TCには、PNP型の定格電圧供給用ト
ランジスタ6のコレクタが接続される。トランジスタ6
のエミッタには定格電圧、たとえば+24Vが印加さ
れ、ベースには図3(b)に示すような定格電圧供給用
制御信号S2が供給される。
は、逆流防止用のダイオード5を介してPNP型の前駆
動電圧供給用トランジスタ4のコレクタが接続される。
このトランジスタ4のエミッタには、ステッピングモー
タ1を駆動するための定格電圧よりは低いが、ステッピ
ングモータ1により駆動される動力伝達系におけるギア
のバックラッシュを吸収できる程度にはステッピングモ
ータ1のロータを回転させることができる前駆動電圧、
たとえば+5Vが印加され、ベースには図3(a)に示
すような前駆動電圧供給用制御信号S1が供給される。
また、共通端子TCには、PNP型の定格電圧供給用ト
ランジスタ6のコレクタが接続される。トランジスタ6
のエミッタには定格電圧、たとえば+24Vが印加さ
れ、ベースには図3(b)に示すような定格電圧供給用
制御信号S2が供給される。
【0015】次に、上述のステッピングモータ駆動回路
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【0016】先ず、前駆動電圧供給用トランジスタ4の
ベースに、図3(a)に示す前駆動電圧供給用制御信号
S1が供給される。これにより、期間T1でトランジス
タ4がオンとなり、ステッピングモータ1の共通端子T
Cには、図4(a)に示すように+5Vが印加される。
駆動トランジスタ3A,3B,3a,3bの各ベースに
は、図2(a)〜(b)に示す4相の駆動パルスφA,
φa,φB,φbが印加されているので、各駆動トラン
ジスタ3A,3B,3a,3bは順次オンとなり、励磁
コイル2A,2B,2a,2bは順次励磁される。した
がって、ステッピングモータ1のロータは回転を開始す
る。このとき、ステッピングモータ1の共通端子TCに
は、定格電圧よりも低い電圧が印加されているので回転
トルクは小さい。したがって、ステッピングモータ1に
より駆動される動力伝達系のギアの歯と歯の間に隙間、
すなわち、バックラッシュがあったとしても、歯と歯は
緩やかに圧接するため異音は発生しない。なお、このと
きの回転トルクは、ギアのバックラッシュを吸収できる
程度にギアを駆動できる大きさであればよく、最終的な
負荷を回転させる大きなトルクは必要ない。また、期間
T1は、ギアのバックラッシュを吸収するのに要する時
間だけあればよく、たとえば、隣接する駆動パルスの時
間差t (図2参照) が2msであるとき、期間T1は1
0ms程度である。
ベースに、図3(a)に示す前駆動電圧供給用制御信号
S1が供給される。これにより、期間T1でトランジス
タ4がオンとなり、ステッピングモータ1の共通端子T
Cには、図4(a)に示すように+5Vが印加される。
駆動トランジスタ3A,3B,3a,3bの各ベースに
は、図2(a)〜(b)に示す4相の駆動パルスφA,
φa,φB,φbが印加されているので、各駆動トラン
ジスタ3A,3B,3a,3bは順次オンとなり、励磁
コイル2A,2B,2a,2bは順次励磁される。した
がって、ステッピングモータ1のロータは回転を開始す
る。このとき、ステッピングモータ1の共通端子TCに
は、定格電圧よりも低い電圧が印加されているので回転
トルクは小さい。したがって、ステッピングモータ1に
より駆動される動力伝達系のギアの歯と歯の間に隙間、
すなわち、バックラッシュがあったとしても、歯と歯は
緩やかに圧接するため異音は発生しない。なお、このと
きの回転トルクは、ギアのバックラッシュを吸収できる
程度にギアを駆動できる大きさであればよく、最終的な
負荷を回転させる大きなトルクは必要ない。また、期間
T1は、ギアのバックラッシュを吸収するのに要する時
間だけあればよく、たとえば、隣接する駆動パルスの時
間差t (図2参照) が2msであるとき、期間T1は1
0ms程度である。
【0017】次に、定格電圧供給用トランジスタ6のベ
ースに、図3(b)に示す定格電圧供給用制御信号S2
が供給される。これにより、期間T2でトランジスタ6
がオンとなり、ステッピングモータ1の共通端子TCに
は、図4(b)に示すように+24Vが印加される。こ
のときにも4相の駆動パルスは供給されているので、各
励磁コイル2A,2B,2a,2bは定格電圧で励磁さ
れ、負荷を駆動するのに十分なトルクでロータが回転す
る。この時点では、既に動力伝達系におけるギアの歯と
歯は圧接しているため騒音は発生しない。なお、期間T
2は、ステッピングモータ1を回転時間に対応してお
り、長さは任意である。
ースに、図3(b)に示す定格電圧供給用制御信号S2
が供給される。これにより、期間T2でトランジスタ6
がオンとなり、ステッピングモータ1の共通端子TCに
は、図4(b)に示すように+24Vが印加される。こ
のときにも4相の駆動パルスは供給されているので、各
励磁コイル2A,2B,2a,2bは定格電圧で励磁さ
れ、負荷を駆動するのに十分なトルクでロータが回転す
る。この時点では、既に動力伝達系におけるギアの歯と
歯は圧接しているため騒音は発生しない。なお、期間T
2は、ステッピングモータ1を回転時間に対応してお
り、長さは任意である。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明において
は、ステッピングモータの起動時に、まず、ステッピン
グモータの励磁コイルに定格電圧よりも低い電圧を印可
してギアのバックラッシュを吸収した後に定格電圧で駆
動している。これによりギアの歯と歯の衝突が防止さ
れ、回転停止時に保持電流を流さない場合でも、回転開
始時にギアから異音が発生することがなくなる。
は、ステッピングモータの起動時に、まず、ステッピン
グモータの励磁コイルに定格電圧よりも低い電圧を印可
してギアのバックラッシュを吸収した後に定格電圧で駆
動している。これによりギアの歯と歯の衝突が防止さ
れ、回転停止時に保持電流を流さない場合でも、回転開
始時にギアから異音が発生することがなくなる。
【図1】本発明のステッピングモータ駆動方法が適用さ
れるステッピングモータ駆動回路を示す回路図である。
れるステッピングモータ駆動回路を示す回路図である。
【図2】4相の駆動パルスを示す波形図である。
【図3】ステッピングモータの励磁コイルに印加される
電圧を切り換えるための制御信号を示す波形図である。
電圧を切り換えるための制御信号を示す波形図である。
【図4】ステッピングモータの励磁コイルに印加される
電圧を示す波形図である。
電圧を示す波形図である。
【図5】ステッピングモータの回転原理を示す模式図で
ある。
ある。
1 ステッピングモータ 2A,2B,2a,2b 励磁コイル 3A,3B,3a,3b 駆動トランジスタ 4 前駆動電圧供給用トランジスタ 5 ダイオード 6 定格電圧供給用トランジスタ TA,TB,Ta,Tb,TC 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 洋 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロ ックス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−60500(JP,A) 特開 昭63−7197(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 8/14 H02P 8/28
Claims (1)
- 【請求項1】 ギアを介して負荷を駆動するスッテピン
グモータの駆動装置において、多相コイルの励磁パター
ンを順次切換える励磁パターン切換手段と、前記多相コ
イルに印加する電圧を制御する手段であって、負荷の駆
動を停止した状態で前記多相コイルの励磁を停止すると
ともに、負荷の駆動を再開する場合は前回駆動停止時の
励磁パターンで前記多相コイルに第1の電圧を所定時間
印加してギアのバックラッシュを吸収した後、前記励磁
パターン切換手段により切換えた励磁パターンで前記多
相コイルに前記第1の電圧より高い第2の電圧を印加し
て負荷を駆動する印加電圧制御手段とを備えたことを特
徴とするスッテピングモータの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP824491A JP2914529B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | ステッピングモータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP824491A JP2914529B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | ステッピングモータの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261397A JPH04261397A (ja) | 1992-09-17 |
| JP2914529B2 true JP2914529B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=11687735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP824491A Expired - Lifetime JP2914529B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | ステッピングモータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2914529B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4491401B2 (ja) * | 2004-10-27 | 2010-06-30 | Necアクセステクニカ株式会社 | モータ駆動回路及びモータ駆動方法 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP824491A patent/JP2914529B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04261397A (ja) | 1992-09-17 |
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