JPH0213559B2 - - Google Patents

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制御に
よる単ステツプ駆動に関する。

従来ステツピングモータの単ステツプ駆動には
開ループ制御が用いられており、(1)ステツピング
モータのある相へ通電しモータを駆動させ、一定
時間後に通電を停止し、さらに一定時間後に先に
通電されていた相へ通電を再開する方式、(2)ステ
ツピングモータの２−２相励磁駆動のように常に
２相以上のコイルに通電されている場合において
それぞれの相の電流の割合を変化させることによ
つてモータの１ステツプをさらに細分割し、この
分割されたステツプ（マイクロステツプ）の分解
能でモータを制御するマイクロステツプ駆動方式
などがある。

(1)の方式は、あらかじめ実験によつて通電時間
及び通電停止時間を求め、これによつて通電時間
のシーケンスを決定する方式であるが、この方式
では、モータ負荷の変動、モータ電源電圧の変動
などによつてモータ振動の増大や、脱調などの問
題が発生し良好なステツプ応答特性を得ることが
非常に困難であり、かつ減速時におけるブレーキ
力は、モータの摩擦負荷が大部分である為、弱く
減速時間が長くなる欠点がある。

また(2)の方式は開ループ制御であるが、ステツ
ピングモータの１ステツプを細分割し、この分解
能でモータを制御するためモータの負荷変動や電
源電圧変動により発生する振動もステツプの分解
能が向上する割合だけ減少することから良好なス
テツプ応答が得られる。しかしこの方式は、モー
タ各相コイルの通電電流をモータのステツプ分解
能分だけ可変させる回路がモータの相数分だけ必
要となり、回路が複雑でしかも電流制御をおこな
うため発熱が大きく、コストが非常に高いなどの
欠点がある。

本発明の目的は上記不都合をなくし、ステツピ
ングモータの１ステツプ角と同様な角度分解能を
有する位置検出器を装着した、いわゆる検出角度
分解能の低いステツピングモータにおいても確実
に単ステツプ制動を可能とし、例えばデイジーホ
イールプリンターやシリアルドツトプリンターに
おいてモータ制動不良をなくし、印刷が位置ずれ
等せず所定の位置に高速かつ正確に印刷できるこ
とが可能となるステツピングモータの駆動方式を
提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のステツピングモータ駆動方式
におけるステツピングモータの位置検出器とステ
ツピングモータのロータ及びステータとの位相関
係を示すもので、４は４相PM型ステツピングモ
ータのロータ、５はステータ、６がステータの
Ａ，Ｂ相、７はステータのＣ，Ｄ相、８〜１０が
ステツピングモータのデイテント位置を示す。

光学式位置検出器３は、デイテント位置間の中
点でタイミングデイスク１のスリツト２を検出し
て検出パルスを発生する様、位相調整装置１１に
よつて調整されている。

第２図は本発明のステツピングモータ駆動方式
の駆動回路であり、１２はステツピングモータ、
１５はステツピングモータコイル電源スイツチン
グ回路、１６はExclusive OR回路（以下、EOR
回路という）、１７がステツピングモータの各相
駆動パルス発生回路、１８はNOR回路、２１は
アツプカウンタ、２２はタイミングパルス波形成
形回路、２３は加速時間データから減速時間デー
タを得るために加速データからメモリアドレスを
選択する選択回路、２４は減速データメモリ、２
５はパラレル入力をもつダウンカウンタ、２６は
ダウンカウンタ２５へのパラレル入力読込みのた
めのタイミングパルス遅延回路、２８はクロツク
パルスジエネレータ、２９はステツピングモータ
のスタートパルス入力端子、３０はステツピング
モータの回転方向信号入力端子、３１はインバー
タ回路である。減速時において逆相通電に切換え
る通電切換回路はEOR回路１６と各相駆動パル
ス発生回路１７によつて構成されている。

回転方向入力端子３０に“HIGH”または
“LOW”の状態信号が入力された状態において、
スタートパルス入力端子２９へ１発のパルスが入
力されることにより各相駆動パルス発生回路１７
から回転方向に応じた隣のデイテント位置への状
態遷移の為の各相コイルの駆動パルスが出力され
る。EOR回路１６はスタートパルスが入力され
た後は、Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１９の出力Ｑが
“HIGH”となつていることから回転方向信号入
力端子３０から入力された回転方向を指定した出
力となつており、コイル電源スイツチング回路１
５によつてモータ１２のコイルに隣のデイテント
位置への移動の為の通電が開始される。モータ軸
に直結されたタイミングデイスク１とこのデイス
ク上にモータのステツプ角と同様の角度で分割さ
れたスリツトを検出する位置検出器３はモータの
デイテント位置間の中点でタイミングパルスが出
力されるように調整されている。スタートパルス
が入力された時、アツプカウンタ２１はリセツト
される。またこの時Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１９
の出力Ｑが“HIGH”となりAND回路２０が
OPENとなつてパルスジエネレータ２８で発生さ
れたパルスはアツプカウンタ２１のクロツク入力
端子へ入力されアツプカウンタ２１はカウントを
開始する。

モータが回転し、位置検出器１４からタイミン
グパルスが出力されるとＲ−Ｓフリツプフロツプ
１９の出力Ｑは再び“LOW”となりアツプカウ
ンタ２１はカウントを停止する。この時、EOR
回路の出力が反転し、モータ各相コイルへの通電
がモータ逆方向回転の為の逆相通電に切換えられ
る。アツプカウンタ２１の出力は加速時間データ
からメモリ２４の中のメモリアドレスを選択する
選択回路２３に入力される。メモリ２４はモータ
の加速時間に応じてあらかじめ測定された減速時
間のデータが記憶されており、選択回路２３は加
速時間データに応じた減速時間データの記憶され
ているメモリアドレスを指定する。これによつて
メモリ２４からは減速時間データが出力され、タ
イミングパルスを遅延回路２６によつて遅延され
たパルスによつてダウンカウンタ２５にセツトさ
れる。ダウンカウンタ２５はパルスジエネレータ
２８で発生されるクロツクをAND回路２７によ
つてＲ−Ｓフリツプフロツプ１９の出力Ｑが
“LOW”の時のみ入力されるカウントクロツク
によつてダウンカウントされ、この間にモータは
逆相通電され、急速に減速される。ダウンカウン
タ２５の出力が“０”となつた時（減速時間が終
了した時）Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１９の出力Ｑ
は再び“HIGH”となつてEOR回路１６が再び
反転し、モータの各相コイルの通電は再び減速開
始前と同様の通電がおこなわれ減速しながら、次
のデイテント位置に到達したロータはこのデイテ
ント位置に固定される。ロータが次のデイテント
位置に到達した時、速度零となる様に加速時間に
対する減速時間を設定しておくことによりロータ
を振動なく停止させることができる。またモータ
の回転方向が時計または反時計どちらの方向にお
いても、ロータのデイテント位置の中点でタイミ
ングパルスが出力されるためそれぞれの回転方向
に個別に検出器を設ける必要がなく、回路や制御
用ソフトが共有できる等の効果が得られる。さら
にモータの電源電圧が変動する場合においてや慣
性負荷の変動において、モータの駆動開始時点か
らタイミングパルスが出力され、さらに次のデイ
テント位置へ到達するまでの時間間隔は大きく変
動する。しかしこれらの場合においても加速時間
間隔と減速時間間隔はあらかじめ設定された最適
な関係となつていることから振動なくステツピン
グモータの単ステツプ駆動を実現することができ
る。またマイクロステツプ駆動方式に比べ安価な
最適な駆動をおこなうことができる。このよう
に、本発明のステツピングモータ駆動方式によれ
ば、１ステツプ角に対応した負度分解能しかない
位置検出器を備えたステツピングモータであつて
もモータのデイテント位置間の中間点でモータの
加速時間を検出し、種々の加速時間値に対応して
あらかじめ記憶させた最適な減速時間により直ち
に逆相通電をおこない制動するため、確実に精度
よい単ステツプ制動が可能となる。従つて、例え
ば本発明を検出角度分解能の低いステツピングモ
ータを備え活字を設けた該円形状の盤を回転させ
印字をおこなうデイジーホイールプリンターやキ
ヤリツジを移動させドツト印刷をおこなうシリナ
ルドツトプリンターにおいてもモータの制動不良
をなくし、印刷の位置ずれ等がなく、所定の印字
位置に高速かつ正確に印刷をおこなうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるステツピングモータ駆動
方式におけるステツピングモータの位置検出器と
ステツピングモータの位相関係を示している。第
２図は本発明になるステツピングモータ駆動方式
の回路例である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステツピングモータに逆相通電をして減速制
   御し駆動制御をおこなうステツピングモータの閉
   ループ駆動装置において、 前記ステツピングモータのデイテント位置間の
   中間点で位置検出パルスが発生するように配置し
   た前記ステツピングモータの１ステツプ角に対応
   する角度分解能を有する位置検出器と、 前記ステツピングモータの起動開始時点から前
   記位置検出パルスが発生するまでの加速時間を測
   定するタイマーを備えると共に、 前記加速時間の異なる値のそれぞれに対し最適
   な減速時間データをあらかじめ記憶した記憶装置
   と、 前記タイマーによつて測定された前記加速時間
   データに対応するメモリアドレスを選択し前記記
   憶装置から前記最適な減速時間データを選択する
   選択装置と、 前記モータコイルの通電を逆相通電に切換え前
   記位置検出パルス検出後前記減速時間データメモ
   リにより示される時間逆相通電をし単ステツプ制
   動をおこなう通電切換回路 とを備えたことを特徴とするステツピングモータ
   駆動装置。