JPH0746915B2 - モータの駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はシリアルプリンタ等に用いられる特に直流ブラ
シレスモータの駆動方法、特に直流ブラシレスモータの
原点位置決めに関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、特開昭63−3148
8号公報に記載されたものがあった。以下、その構成を
図面を用いて説明する。第２図は本出願人が先に提案し
た直流ブラシレスモータの構成図であり、第２図（ａ）
はモータの断面図、第２図（ｂ），（ｃ）はそれぞれロ
ータの断面図、平面図である。この直流ブラシレスモー
タはステータヨーク上に複数の電機子コイル５を設けて
成るステータ１と、円周方向にＮ極、Ｓ極を交互に分割
着磁した円板状のマグネット11を電機子コイル５と対向
するようにロータヨーク10に設けて成る回転自在なロー
タ９を備えている。このモータは電機子コイル５に所定
の励磁方式で通電することにより回転力を得る直流ブラ
シレスモータである。このモータにはロータ９の位置検
出のための位置検出素子を設けず、速度検出のための複
数のスリットが形成されたスリット板14をロータ９に設
け、スリット板14から回転速度に比例した周波数のパル
ス信号を得る２つの図示しない速度検出器を電気角で90
゜位相をずらして配置し、起動時には電機子への通電電
流を切換えて数相の励磁をすることにより原点位置決め
を行なう。その後速度検出器の出力するパルス数をカウ
ントすることによりロータ９の位置検出を行なって回転
駆動の制御を行なう。さらに２つの速度検出器の出力及
びそのパルス数のカウント結果に基づいて正、逆回転及
び回転方向の切換えの制御を行なう。直流ブラシレスモ
ータの駆動方法は原点位置決めの際、少なくとも最後の
相を励磁する前に直流ブラシレスモータの負荷を取り除
いて原点位置決めを行なうようにしたものである。

直流ブラシレスモータの負荷を取り除く方法としては、
例えばインクリボンの巻取り機構が負荷となる場合に
は、一定方向へのリボン巻取りのために設けられる遊星
ギヤ機構の動作を利用する方法がある。

次に負荷を取り除いて原点位置決めを行なう方法を説明
するための第３図を用いて遊星ギヤ機構の構成を説明す
る。この遊星ギヤ機構は、直流ブラシレスモータの駆動
軸（シャフト）にとりつけられたモータギヤ35と、３個
のアイドルギヤ36,37,38と、遊星ギヤ39と、リボン巻取
りギヤ40とから構成される。

ここで遊星ギヤ機構の動作を説明する。第３図（ａ）で
モータギヤ35が左回転している場合、遊星ギヤ39はアイ
ドルギヤ36を介してリボン巻取りギヤ40を右回転させ
る。

また第３図（ｃ）でモータギヤ35が右回転している場
合、遊星ギヤ39はアイドルギヤ37及び38を介してリボン
巻取りギヤ40を右回転させる。

第３図（ｂ）は（ａ）から（ｃ）への移行する部分を示
したもので、（ａ）のモータギヤ35が左回転から右回転
に変わった際、遊星ギヤ39がアイドルギヤ36と噛合する
位置からアイドルギヤ37と噛合する位置まで移動する
間、リボン巻取りギヤ40は止まっている。言いかえる
と、直流ブラシレスモータが回転方向を変え、遊星ギヤ
39が移動する間、モータにとってのリボン駆動負荷は
“0"になる。

従来の直流ブラシレスモータの駆動方法によれば原点位
置決めを行なう際、直流ブラシレスモータの負荷を解除
するので、負荷による位置決め誤差がなくなり、ロータ
９を常に正規の停止点に位置づけることが可能となる。
このため、その後のモータ駆動において比較的大きなト
ルクリップルが発生せず、良好な定速駆動が可能であっ
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の直流ブラシレスモータ駆動方法に
おいても更に改良すべき点があることが判明したので、
以後この改良すべき点について詳細に説明する。

第４図は３相モータの簡易回路図で、同図において15〜
20はトランジスタ、21〜23は電機子コイルであり、24a
は電源の正側端子、24bは電源の負側端子を示してい
る。

前記電機子コイル21〜23に流す電流の方向は、２相励磁
の場合、第４図における，，と、図示はしてない
がこれらと反対方向の の６種類である。各電機子コイル21,22,23に の定電流を流した場合の出力トルク波形を示したのが第
５図である。第５図において、a,b,c,d,e,f,a′は、各
出力トルク波形と点線Ｐ−Ｐ′との交点であり、A,B,C,
D,E,F,A′は、前記a,b,c,d,e,f,a′点のトルクを発生す
るロータ９の位置である。

前記文献に従って直流ブラシレスモータの相合せの為の
相駆動方法は正回転方向、逆回転方向それぞれ第１表の
様な励磁相と励磁時間となっていた。

そして相合せのフローチャートとしては第６図に示す様
になっていた。すなわち、同図において、モータ起動時
に正回転方向の助走回転をするため、組合せの第１表の
１回目〜６回目までの励磁を行なって、ロータマグネッ
トと励磁コイルの位置関係を明確にするため、７回目の
励磁で第５図のＡ（Ａ′）点へロータの位置決めをし、
さらに９回目の励磁で第５図のＥ（Ｅ′）点へロータの
位置決めをする（S1）。直流ブラシレスモータが、ステ
ップ１の動作中に回転したかどうかを図示しない速度検
出器の出力を監視して動作チェックを行なう（S2）。回
転していれば次の動作であるリターンへ移行する（S
5）。モータが回転しなければ、逆回転の相合せを上記
ステップ１と同様に行ない（S3）、上記ステップ２と同
様に動作チェックを行なう（S4）。モータが回転してい
ればリターンへ移行する（S5）。モータが回転していな
ければステップ１へ戻り同様の操作を繰り返す。キャリ
ッジが右端でぶつかっていた場合には、正回転方向に相
合せが完全にできる保証がなく、電流を流しても動けな
い場合が生じてくるので、正回転相合せと逆回転相合せ
終了後にそれぞれモータが動けるかどうかの動作チェッ
クを入れていた。通常の場合にはこのフローチャートで
特に問題はないがキャリッジを手で押さえたり、又は梱
包時のキャリッジのストッパを取り付けたままの場合に
は、正回転方向にも逆回転方向にも動くことができず、
無限ループに入ってしまう。又相合せ時はモータの電流
値は最大で行っているので、焼損防止等のハードアラー
ム回路が入っている場合は、無限ループで長時間駆動し
ているとハードアラーム回路が働き最悪の場合には電源
OFFということにもなってしまうという問題点があっ
た。

そこで本発明は以上述べた無限ループに入るという問題
点を除去し、あらゆる場合にも安全に直流ブラシレスモ
ータの原点位置決めを可能とする駆動方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、速度検出のための複数のスリットが形成され
たスリット板を回転自在なロータに設け、前記スリット
板から回転速度に比例した周波数のパルス信号を得る２
つの速度検出器を電気角で90゜位相をずらして配置し、
起動時には前記ロータの電機子への通電電流を切換えて
数相の励磁をすることにより原点位置決めを行ない、そ
の後前記速度検出器の出力するパルス数をカウントする
ことにより前記ロータの位置検出を行なって回転駆動の
制御を行ない、また前記２つの速度検出器の出力及びそ
のパルス数のカウント結果に基づいて回転制御及び回転
方向の切換えの制御を行ない、さらに原点位置決めの
際、少なくとも最後の相を励磁する前に前記モータの負
荷を取り除いて原点位置決めを行なうモータの駆動方法
において、前記原点位置決めのために第１の回転方向に
励磁するステップと、前記ロータが回転しない場合には
引き続いて前記第１の回転方向と逆方向である第２の回
転方向に励磁するステップとからなるルーチンと、前記
ロータが第１、第２の回転方向への回転をともにしない
場合のみ、原点位置決めのエラー表示をするルーチンと
からなることを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、以上のようにモータの駆動方法を構成
したので、第１及び第２の回転方向の励磁に対して、ロ
ータの回転動作が速度検出器の出力によって監視し、ロ
ータが第１、第２の回転方向へ回転をともにしない場合
には、相合せエラー表示機能により原点位置決めエラー
表示をし、キャリッジが外部要因で動けない場合におい
ても、ロータの回転動作チェックが無限ループに入るこ
とをさけることができる。

したがって、前記問題点を除去でき、あらゆる場合にも
安全にモータの原点位置決めを可能とする駆動方法を提
供できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。第１図は本発明の一実施例である相合せをを
説明するフローチャートである。

第６図の従来の相合せに対して、第１図に示すように第
１表の正回転及び逆回転における７回目の100msの励
磁、９回目の150msの励磁によるモータの回転動作チェ
ックが追加された（S1,S2,S4,S5）。この動作チェック
は速度検出器の出力を監視することによって判断され、
処理される。さらに、正回転方向での判断結果が回転し
ていない（NG）場合には直ちに逆回転方向の相方向に移
行する（S1,S2）。逆回転方向の中でも同様に回転した
かどうかを判断処理しの中でも同様に回転したかどうか
を判断処理し（S4,S5）、その結果が回転していない（N
G）場合には相合せエラーということでエラー表示を行
なうルーチンが追加された（S7）。

ここで追加した判断処理が７回目と９回目となっている
が、この理由は、本相決め方法自体の特長として、最初
にロータマグネットと励磁コイルの位置関係が不明だと
いうことで、とにかく励磁を順番に切換えて行き、最終
には７回目のの励磁相の駆動で第５図のＡ（Ａ′）点
へロータを位置決めするのが第１の目的である。その７
回目においてロータが動けないのは致命的である。さら
に第２の目的は逆方向に励磁して遊星ギヤの切換えで、
リボン負荷を０とする９回目の を励磁した第５図のＥ（Ｅ′）点へ安定させることであ
る。この９回目でもロータが動けないのも致命的である
が、実際にはほぼ７回目で回転しないことが多く、７回
目が良となって９回目で回転しないことはあまり生じな
い。

以上正回転方向における説明をしたが、逆回転 動作チ
ェック（S3,S6）でロータが回転していればリターンへ
移る（S8）。結果として第１図のフローチャートによれ
ば、キャリッジを押えられたり、キャリッジストッパが
あったりして動くことができなかった場合には、まず正
回転方向での動作チェックにかかり直ちに逆回転方向の
相合せへ移行し、逆回転方向でも同様に動作チェックに
かかってエラー表示をするルーチンへの移行となる。さ
らに従来右端にぶつかっていた場合には、正回転方向の
相合せ処理及び終了しての動作チェックまで行ってか
ら、逆回転方向の相合せルーチンへ移行していたのが、
正回転方向の相合せの途中で逆回転方向の相合せへ移行
する処理の速さも特徴としてでてくる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した様に本発明によれば、従来の直流ブ
ラシレスモータの駆動方法に相合せの途中における動作
チェック機能と相合せエラー表示機能を設けたので、キ
ャリッジが外部要因で動けない状態において無限ループ
に入ってしまうとか、最悪のアラームによる電源OFFと
いう状況を除去できるという効果がある。さらに処理時
間の短縮という付随効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である相合せを説明するフロ
ーチャート、第２図は本出願人が先に提案した直流ブラ
シレスモータの構成図、第３図は負荷を取り除いて原点
位置決めを行なう方法を説明するための図、第４図は３
相モータの簡易回路図、第５図は直流ブラシレスモータ
の出力トルク波形図、第６図は従来の相合せを説明する
フローチャートである。 1:ステータ、2:ステータヨーク、 5:電機子コイル、9:ロータ、 10:ロータヨーク、11:円板状マグネット、 13:シャフト、 14:速度検出用スリット板、14a:スリット、 35:モータギヤ、 36,37,38:アイドルギヤ、39:遊星ギヤ、 40:リボン巻取りギヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】速度検出のための複数のスリットが形成さ
   れたスリット板を回転自在なロータに設け、前記スリッ
   ト板から回転速度に比例した周波数のパルス信号を得る
   ２つの速度検出器を電気角で90゜位相をずらして配置
   し、起動時には前記ロータの電機子への通電電流を切換
   えて数相の励磁をすることにより原点位置決めを行な
   い、その後前記速度検出器の出力するパルス数をカウン
   トすることにより前記ロータの位置検出を行なって回転
   駆動の制御を行ない、また前記２つの速度検出器の出力
   及びそのパルス数のカウント結果に基づいて回転制御及
   び回転方向の切換えの制御を行ない、さらに原点位置決
   めの際、少なくとも最後の相を励磁する前に前記モータ
   の負荷を取り除いて原点位置決めを行なうモータの駆動
   方法において、 前記原点位置決めのために第１の回転方向に励磁するス
   テップと、前記ロータが回転しない場合には引き続いて
   前記第１の回転方向と逆方向である第２の回転方向に励
   磁するステップとからなるルーチンと、 前記ロータが第１、第２の回転方向への回転をともにし
   ない場合のみ、原点位置決めのエラー表示をするルーチ
   ンとからなることを特徴とするモータの駆動方法。