JPH06245594A - ステッピングモータ起動制御方法 - Google Patents

ステッピングモータ起動制御方法

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Publication number
JPH06245594A
JPH06245594A JP50A JP2634993A JPH06245594A JP H06245594 A JPH06245594 A JP H06245594A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 2634993 A JP2634993 A JP 2634993A JP H06245594 A JPH06245594 A JP H06245594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
stepping motor
rotor
exciting coil
stator
Prior art date
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Pending
Application number
JP50A
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English (en)
Inventor
Susumu Maruo
進 丸尾
Teruto Kushida
照人 櫛田
Megumi Yasuda
めぐみ 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH06245594A publication Critical patent/JPH06245594A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ステッピングモータの起動制御方
法に関し、低コスト・省スペースで確実にステータとロ
ータ間の位置補正が可能となるステッピングモータ起動
制御方法の提供を目的とする。 【構成】 円周状に配列されたステータ1にm相の励磁
コイルL1〜Lmを備え、当該励磁コイルに所定位相をずら
せたパルス信号を印加することにより回転駆動するステ
ッピングモータの起動に際し、当該ステッピングモータ
の自起動周波数領域の周期Tをm分割した値以下のパル
ス幅を有するパルス信号を前記各励磁コイルの回転配列
方向に1パルスずつ順次にm個分だけ印加することによ
り初期起動励磁パルス印加の励磁コイルに対して回転の
原点となるロータ2の特定磁極の位置を設定するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は用紙搬送等に使用するス
テッピングモータの同期制御方法に係り、特に初期位置
の不確定な要素を伴うステッピングモータを起動時に正
確に位置決めできるステッピングモータ起動制御方法に
関する。
【0002】近年、電子写真装置等の処理速度の向上が
要求され、これに伴い用紙搬送も高速度搬送及び搬送量
の精密な制御が要求されている。
【0003】
【従来の技術】図4は従来のステッピングモータの起動
特性図を示す。この特性図は横軸にはパルス周波数、縦
軸には負荷トルクを取り、ミスステップなく始動できる
最大自起動周波数以下である自起動周波数領域内で使用
する場合の引き込みトルク特性と、ステッピングモータ
を高速回転で使用するためスルー領域内で使用する場合
の脱出トルク特性の関係を示したものである。
【0004】最大自起動周波数f以内で使用する場合
は、ステッピングモータのステータとロータの極歯がど
のような位置関係にあっても引き込みトルクが常に大き
いので、励磁パルスを印加している間に、ステータとロ
ータの極歯が自動的に同期してモータは回転を開始す
る。
【0005】しかしながら、回転速度を速くするために
は、まず最大自起動周波数f以下の自起動周波数領域内
で起動させ、次第に励磁パルスの周波数を増加させ、そ
の後スルー領域で駆動するというパルス制御(スルーア
ップ制御)が必要になるが、図示するように周波数を増
加させると引き込みトルクも減少する。
【0006】このパルス制御を行うときに、起動前のス
テッピングモータのステータとロータの極歯の関係位置
が分からないと励磁パルスによって励磁されたステータ
とロータが同期しようとするときに、引き込みトルクが
足りずステッピングモータが脱調を起こしたり、ミスス
テップにより用紙を規定量送れなかったりする。
【0007】従って、ステッピングモータ起動前のステ
ータとロータの極歯の関係位置を認識するため、図示し
ないロータと同軸上にステッピングモータのステップ角
と対応する出力パルスを出力するエンコーダを、ステッ
プ角に同期するように装着し、エンコーダから出力され
るパルス信号により、起動前のステータとロータの極歯
の関係位置を認識し、それに適合した励磁パルスを印加
する起動制御を行っていた。
【0008】あるいは機械的ロック構造を設け、起動時
のステータとロータの極歯の関係位置になると機械的ロ
ックをかけ、極歯の関係位置を固定して行う方法、また
は、ロータがステータ極歯と隣のステータ極歯の間の中
立点に止まっている場合は、特開昭58-36195号公報に記
載されているような回転の原点となるべきステータの極
歯の隣接するステータに励磁をかけ、位置補正をすると
いう方法が知られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のロータの位
置関係認識手段によれば、構造的に取付けスペースが必
要であり、記憶素子等の部品が増えるので、装置の小形
化を妨げ、コストアップになったり、ロータが起点とな
るべきステータの極歯と大きく離れている場合には、位
置補正ができないという問題点があった。
【0010】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、低コスト・省スペースでかつロータが起点と
なるべきステータの極歯と大きく離れていても、確実に
ステータとロータ間の位置補正が可能となるステッピン
グモータ起動制御方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、図1に示すごとく、円周状に配列されたステータ1
にm相の励磁コイルL1〜Lmを備え、当該励磁コイルに所
定位相をずらせたパルス信号を印加することにより回転
駆動するステッピングモータの起動に際し、当該ステッ
ピングモータの自起動周波数領域の周期Tをm分割した
値以下のパルス幅を有するパルス信号を前記各励磁コイ
ルの回転配列方向に1パルスずつ順次にm個分だけ印加
することにより初期起動励磁パルス印加の励磁コイルに
対して回転の原点となるロータ2の特定磁極の位置を設
定するように構成する。
【0012】
【作用】図1(a)は相数m=4の場合を示し、ここで
ロータ2の磁極Sが励磁コイルL1と向き合う位置をステ
ッピングモータの起動時における回転の原点位置とし、
ロータ2の回転方向を時計方向とし、かつ各励磁コイル
はパルスを印加されることによりその磁歯はN極に磁化
され、かつ最大自起動周波数をfとし、自起動周波数に
対応する周期T≧1/fと規定する。
【0013】起動前におけるロータ2の磁極Sの位置
が、励磁コイルL2と励磁コイルL3の中間に位置している
図(a)イの場合において、図(b)ロに示すパルス信
号φ1(周期T/m以下のパルス幅のパルス1個を有す
るパルス信号)を励磁コイルL1に印加することにより、
ロータ2の磁極Nは反発されて励磁コイルL4と向かい合
うが、次にパルス信号φ2 (前記パルス信号φ1 のパル
スの次に周期T/m以下のパルス幅のパルス1個を有す
るパルス信号)を励磁コイルL2に印加することにより、
ロータ2の磁極Sは吸引されて励磁コイルL2と向かい合
う。
【0014】以下、同様にしてロータ2の磁極Sはパル
ス信号φ3 ,φ4 の印加に対応する励磁コイルL3、L4
順次吸引され回転の原点位置の設定が行われる。そして
m個のパルスを印加終了した時点で磁極Sは、次に印加
される従来の起動励磁パルスの最初のパルスが確実に磁
極Sを吸引する位置(ここでは励磁コイルL4に対向する
位置)に設定される。この後は、従来の起動駆動方法に
より確実に起動回転が可能となる。
【0015】
【実施例】以下、図により本発明の実施例を詳細に説明
する。なお、構成,動作の説明を理解し易くするために
全図を通じて同一部分には同一符号を付してその重複説
明を省略する。
【0016】図1は、PM形と呼称される永久磁石形の
四相ステッピングモータを二相励磁方式で駆動する場合
の例に適合させた、本発明の起動制御過程を説明するた
めの図であって、図1(a)はステータとロータの極歯
の相対位置の変化を示す図、図1(b)は各励磁コイル
に供給される駆動電圧波形図を示し、以下図1(b)を
参照しながら図1(a)の説明を行う。
【0017】両図において、1はステッピングモータの
ステータ、2はロータ、3はステータとロータとの間に
向かい合う極歯、L1〜L4は円周状に配列されたステータ
1に形成されたm相(m=4の場合の例)の励磁コイル
を示す。ここで、励磁コイルL1の歯極3に向かい合うロ
ータ2の磁極Sの位置を本ステッピングモータの起動時
における回転の原点位置と定め、ロータ2は一対の永久
磁石の磁極Nと磁極Sを直径方向に備えているものとす
る。
【0018】図1(b)に示されたパルス信号φ1 〜φ
4 はそれぞれ励磁コイルL1〜L4に印加されるパルス信号
の波形を示している。また、各励磁コイルL1〜L4にそれ
ぞれ印加されるパルス信号φ1 〜φ4 の駆動電圧波形が
ONの時、その駆動電圧ONに対応する励磁コイルがロータ
に対向する極歯3はN極に磁化されるものとする。
【0019】このパルス信号φ1 〜φ4 の各駆動電圧波
形は、ステッピングモータの自起動周波数領域内で使用
する周期Tをm分割した値以下のパルス幅を有するパル
スを使用する周期T内に1パルスずつ備えたパルス信号
である。それぞれのパルス信号φ1 〜φ4 に形成された
T/m以下のパルス幅信号の配列は、パルス間隔(スペ
ース領域)なしの波形を示しているが、これに限るもの
ではなく、若干のスペース領域があってもよい。
【0020】このように形成されたパルス信号φ1 〜φ
4 を1パルスずつ順次にm個分だけ各励磁コイルL1〜L4
の回転配列方向に印加することにより、初期起動励磁パ
ルス印加の励磁コイルに対して回転の原点となるロータ
2の特定磁極の位置を設定することができる。
【0021】各励磁コイルL1〜L4は1回転で4個(ロ〜
ホの各タイミング)のパルス信号が順次各励磁コイルL1
〜L4の前記各励磁コイルの回転配列方向に1パルスずつ
順次にm個分だけ個別に印加される。最初のモータの動
きに対応する(印加されるロ〜ホの各タイミングの)パ
ルス信号φ1 〜φ4 をダミーパルストレインと呼称す
る。
【0022】次に図(b)のモータの動き各イ〜チのタ
イミングのパルス波形に対応してステータ1側の各励磁
コイルとロータ2側のN磁極、またはS磁極との相対位
置関係を説明する。図(b)イ示すタイミングは各励磁
コイルにパルス信号を印加する前の状態、即ち無印加状
態のタイミングを示したもので、この時点においてロー
タ2のN磁極の位置が例えば図(a)イの場合に示すよ
うに励磁コイルL1と励磁コイルL4の中間に向き合って位
置しているものとする。
【0023】図(b)ロのタイミングに示すパルス信号
φ1 のパルスを、まず励磁コイルL1に印加することによ
り励磁コイルL1の極歯3はN極に磁化されるため、ロー
タ2の磁極Nは励磁コイルL1に反発されて励磁コイルL4
側に移動するが、次にハのタイミングに示すパルス信号
φ2 のパルスを励磁コイルL2に印加することにより、ロ
ータ2の磁極Sは励磁コイルL2の極歯に吸引されて向か
い合う。
【0024】次にニのタイミングに示すパルス信号φ3
のパルスを励磁コイルL3に印加することにより、ロータ
2の磁極Sは励磁コイルL3の極歯に吸引されて向かい合
う。同様にして、ホのタイミングに示すパルス信号φ4
のパルスを励磁コイルL4に印加することにより、ロータ
2の磁極Sは励磁コイルL4の極歯に吸引されて向かい合
う。このようにしてロータ2の磁極Sの位置は1回転す
る間に所定回転方向に回動しながら原点となる励磁コイ
ルL1の極歯3に接近する。
【0025】ダミーパルストレインの励磁タイミング区
間が終了した時点で、本来の例えば二相励磁方式で起動
励磁パルスの印加に切り替える。即ち、図1(b)ヘの
タイミングにおいて、最初のパルス信号φ1 のパルスを
励磁コイルL1に印加することによりロータ2の磁極S
は、図1(a)ヘの位置に示すように起点となる励磁コ
イルL1の極歯3に向き合う。
【0026】次に図1(b)トのタイミングにおいて、
パルス信号φ1 とパルス信号φ2 の二相パルス信号をそ
れぞれ励磁コイルL1と励磁コイルL2に印加することによ
りロータ2の磁極Sは、図1(a)トの位置に示すよう
に励磁コイルL1と励磁コイルL2の中間位置に向き合う。
【0027】次に図1(b)チのタイミングにおいて、
パルス信号φ2 とパルス信号φ3 の二相パルス信号をそ
れぞれ励磁コイルL2と励磁コイルL3に印加することによ
りロータ2の磁極Sは、図1(a)チの位置に示すよう
に励磁コイルL2と励磁コイルL3の中間位置に向き合う。
【0028】同様にして、起動以前における磁極Sの位
置がどのような位置に停止していたとしても、励磁コイ
ルL1〜L4にパルス信号φ1 〜φ4 を1パルスずつ順次に
m個分だけ各励磁コイルL1〜L4の回転配列方向に印加す
ることにより、回転の原点にロータの特定磁極を設定で
きるから、その後は従来の駆動方法に確実に移行するこ
とができる。
【0029】図2は本発明のステッピングモータの励磁
コイルの配置図であって、図1(a)の一つの詳細図、
図3は本発明の励磁コイル駆動用の基本回路図を示し、
以下図2を参照しながら図3の説明を行う。図2におい
てCは、各励磁コイルL1〜L4の共通接続端子を示す。
【0030】図3において4はパルス分配器であって、
一定周期のパルス列の信号を入力し、ステッピングモー
タがm個の励磁コイルを備えるとき、このパルス列の入
力信号から所要のパルス信号をm系列に抽出し、m=4
の場合はパルス信号φ1 〜φ 4 に分配する機能を備え、
この各パルス信号がONとなるパルス幅は、図1(b)の
ダミーパルストレインに示すようにT/m以下となるよ
うに形成分配する。
【0031】5は電源(例えば直流電源)、Q1〜Q4はそ
れぞれスイッチングトランスを示し、各パルス信号φ1
〜φ4 のパルスがONのタイミングにおいて通電状態とな
り、それぞれ直列接続された励磁コイルL1〜L4に励磁電
流が印加される。このように構成された基本回路を利用
して本発明のステッピングモータ起動制御を行うことが
できる。
【0032】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ミスステップが無くなり、ロータとステータの
位置関係を認識する部品(エンコーダ等)が要らなくな
る結果、装置の小形化、低コスト化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の起動制御過程を説明するための図
【図2】 本発明のステッピングモータの励磁コイル配
置図
【図3】 本発明の励磁コイル駆動用の基本回路図
【図4】 従来のステッピングモータの起動特性図
【符号の説明】
L1〜L4 励磁コイル φ1 〜φ4 パルス信号 1 ステータ 2 ロータ 3 極歯 4 パルス分配器 5 電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周状に配列されたステータ(1)にm
    相の励磁コイル(L1〜Lm)を備え、当該励磁コイルに所
    定位相をずらせたパルス信号を印加することにより回転
    駆動するステッピングモータの起動に際し、当該ステッ
    ピングモータの自起動周波数領域の周期Tをm分割した
    値以下のパルス幅を有するパルス信号を前記各励磁コイ
    ルの回転配列方向に1パルスずつ順次にm個分だけ印加
    することにより初期起動励磁パルス印加の励磁コイルに
    対して回転の原点となるロータ(2)の特定磁極の位置
    を設定することを特徴とするステッピングモータ起動制
    御方法。
JP50A 1993-02-16 1993-02-16 ステッピングモータ起動制御方法 Pending JPH06245594A (ja)

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JP50A JPH06245594A (ja) 1993-02-16 1993-02-16 ステッピングモータ起動制御方法

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JPH06245594A true JPH06245594A (ja) 1994-09-02

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ID=12190987

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508551A (ja) * 2008-11-11 2012-04-05 セングチャン,チャンティ 電動機器
JP2012247745A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Sigma Corp レンズ位置検出装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110998A (ja) * 1986-10-28 1988-05-16 Canon Inc パルスモ−タ駆動方法
JPH03145996A (ja) * 1989-10-30 1991-06-21 Brother Ind Ltd ステッピングモータの駆動装置

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Legal Events

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Effective date: 20011009