JPH0767314B2 - ステッピングモータの駆動制御方法 - Google Patents
ステッピングモータの駆動制御方法Info
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- JPH0767314B2 JPH0767314B2 JP61148395A JP14839586A JPH0767314B2 JP H0767314 B2 JPH0767314 B2 JP H0767314B2 JP 61148395 A JP61148395 A JP 61148395A JP 14839586 A JP14839586 A JP 14839586A JP H0767314 B2 JPH0767314 B2 JP H0767314B2
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- Japan
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- excitation
- voltage
- drive
- winding
- stepping motor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はステッピングモータの駆動制御方法に関し、さ
らに詳述すればシリアルプリンターのキャリッジ駆動機
構を駆動するステッピングモータの駆動制御方法に関す
る。
らに詳述すればシリアルプリンターのキャリッジ駆動機
構を駆動するステッピングモータの駆動制御方法に関す
る。
シリアルプリンターでは、スライドガイド上のキャリッ
ジをタイミングベルトまたはワイヤを用いてステッピン
グモータと連結したキャリッジ駆動機構によりキャリッ
ジを往復運動させることにより印字位置制御を行ってい
るものが多い。
ジをタイミングベルトまたはワイヤを用いてステッピン
グモータと連結したキャリッジ駆動機構によりキャリッ
ジを往復運動させることにより印字位置制御を行ってい
るものが多い。
該駆動機構において、印字速度を向上させるためにはキ
ャリッジを短時間に起動もしくは停止を行なう必要があ
り、該モータの巻線に流れる電流の立上がりを速くし、
高速特性を良くするために、第３図のような２電源駆動
方式の駆動回路を使用して、第５図のようなタイミング
により該モータの駆動を行なっているのが一般的であ
る。したがって、該スライドガイドと該スライドガイド
に対となるキャリッジの移動用軸受との隙間が大きい場
合あるいは該タイミングベルトまたはワイヤの張力が小
さい場合にはキャリッジとステッピングモータ間の機構
的な誤差が大きく、該モータと該キャリッジの動作が不
一致となることが多いため、該モータの起動時および停
止時においてキャリッジに振動が発生し、衝撃音として
聞こえてしまうなどの問題が生じ易い。特に起動時に発
生したキャリッジの振動が印字開始時点まで続いた場合
には印字位置が正規の位置よりずれる為印字が歪んだり
してしまうことがある。
ャリッジを短時間に起動もしくは停止を行なう必要があ
り、該モータの巻線に流れる電流の立上がりを速くし、
高速特性を良くするために、第３図のような２電源駆動
方式の駆動回路を使用して、第５図のようなタイミング
により該モータの駆動を行なっているのが一般的であ
る。したがって、該スライドガイドと該スライドガイド
に対となるキャリッジの移動用軸受との隙間が大きい場
合あるいは該タイミングベルトまたはワイヤの張力が小
さい場合にはキャリッジとステッピングモータ間の機構
的な誤差が大きく、該モータと該キャリッジの動作が不
一致となることが多いため、該モータの起動時および停
止時においてキャリッジに振動が発生し、衝撃音として
聞こえてしまうなどの問題が生じ易い。特に起動時に発
生したキャリッジの振動が印字開始時点まで続いた場合
には印字位置が正規の位置よりずれる為印字が歪んだり
してしまうことがある。
従来、該駆動機構における振動防止策としては様々な方
法が試みられているが、まず機構面からの対策として
は、キャリッジの移動軸受とスライドガイド間の隙間を
少くして振動しにくい状態とする方法やステッピングモ
ータとキャリッジの動作を一致させるためにタイミング
ベルトあるいはワイヤの張力を強くし、該モータの駆動
軸と該キャリッジとの連結をなるべく弾性の少ない状態
にする方法が採られているが、前者は加工精度の維持困
難やコスト高などの欠点があり、後者は張力の増加に伴
い駆動トルクが増加すると共に該モータの消費電力も増
加するため、張力を強くするのにも限界があるなどの欠
点がある。
法が試みられているが、まず機構面からの対策として
は、キャリッジの移動軸受とスライドガイド間の隙間を
少くして振動しにくい状態とする方法やステッピングモ
ータとキャリッジの動作を一致させるためにタイミング
ベルトあるいはワイヤの張力を強くし、該モータの駆動
軸と該キャリッジとの連結をなるべく弾性の少ない状態
にする方法が採られているが、前者は加工精度の維持困
難やコスト高などの欠点があり、後者は張力の増加に伴
い駆動トルクが増加すると共に該モータの消費電力も増
加するため、張力を強くするのにも限界があるなどの欠
点がある。
次に制御面からの対策としては、ステッピングモータの
立上りを滑らかに行なうために、例えばミニステップ駆
動と呼ばれるステッピングモータの通常のステップ角を
微小になるように分割させモータ駆動軸に対してトルク
変動の少ない滑かな回転を行なわせる駆動方法も知られ
ているが、該駆動方法においては駆動回路およびソフト
ウエアの複雑さによるコスト高に加え、滑らかさを増す
ために該ステップ角を分割すればする程高速特性が悪く
なり、印字速度が低下してしまうなどの欠点がある。
立上りを滑らかに行なうために、例えばミニステップ駆
動と呼ばれるステッピングモータの通常のステップ角を
微小になるように分割させモータ駆動軸に対してトルク
変動の少ない滑かな回転を行なわせる駆動方法も知られ
ているが、該駆動方法においては駆動回路およびソフト
ウエアの複雑さによるコスト高に加え、滑らかさを増す
ために該ステップ角を分割すればする程高速特性が悪く
なり、印字速度が低下してしまうなどの欠点がある。
本発明は上記の欠点に鑑みなされたもので、励磁区間内
において複数の異電圧電源を使用して、キャリッジの振
動を防止できるステッピングモータの駆動制御方法を提
供することを目的とする。
において複数の異電圧電源を使用して、キャリッジの振
動を防止できるステッピングモータの駆動制御方法を提
供することを目的とする。
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明すると、第３
図は従来の２相励磁−２電源駆動方式のステッピングモ
ータ駆動回路図で、ＭはステッピングモータでＡ、、
Ｂ、は該モータの巻線であり、該巻線Ａおよびの一
端は互に結線されトランジスターTRACのコレクターおよ
びダイオードDAのカソードに接続されている。該巻線Ｂ
およびの一端は同様に結線されトランジスターTRBCの
コレクターおよびダイオードDBのカソードに接続されて
いる。一方、これら巻線Ａ、、Ｂ、の他の一端はそ
れぞれトランジスターTRA、TR、TRB、TRのコレクタ
ーに接続されている。さらにこれらトランジスターのエ
ミッタは電源VLおよび電源VHのOV電位に接続されてお
り、ダイオードDAおよびDBのアノードは互いに結線され
電源VLに接続され、トランジスターTRACおよびTRBCのエ
ミッタは互いに結線され、VLよりも高電圧な電源VHに接
続される。
図は従来の２相励磁−２電源駆動方式のステッピングモ
ータ駆動回路図で、ＭはステッピングモータでＡ、、
Ｂ、は該モータの巻線であり、該巻線Ａおよびの一
端は互に結線されトランジスターTRACのコレクターおよ
びダイオードDAのカソードに接続されている。該巻線Ｂ
およびの一端は同様に結線されトランジスターTRBCの
コレクターおよびダイオードDBのカソードに接続されて
いる。一方、これら巻線Ａ、、Ｂ、の他の一端はそ
れぞれトランジスターTRA、TR、TRB、TRのコレクタ
ーに接続されている。さらにこれらトランジスターのエ
ミッタは電源VLおよび電源VHのOV電位に接続されてお
り、ダイオードDAおよびDBのアノードは互いに結線され
電源VLに接続され、トランジスターTRACおよびTRBCのエ
ミッタは互いに結線され、VLよりも高電圧な電源VHに接
続される。
したがって、TRA、TR、TRB、TRのベースに入力され
る励磁制御信号PA、Ｐ、PB、Ｐにより該巻線への励
磁が行なわれると共に、TRACおよびTRBCのベースに入力
される電圧制御信号COMAおよびCOMBにより該巻線への印
加電圧がVHとVLとに可変できるようになっている。
る励磁制御信号PA、Ｐ、PB、Ｐにより該巻線への励
磁が行なわれると共に、TRACおよびTRBCのベースに入力
される電圧制御信号COMAおよびCOMBにより該巻線への印
加電圧がVHとVLとに可変できるようになっている。
第２図は第３図の駆動回路を制御するための従来の制御
回路を示したもので、１はトランジスターTRACおよびTR
BCを制御することにより該モータＭの巻線への印加電圧
を制御する電圧制御部、２は第４図の励磁シーケンスに
従ってトランジスターTRA、TR、TRB、TRの制御を行
なう励磁制御部、３は電圧制御部１および励磁制御部２
の出力信号を増幅するためのドライバー部であり、所定
の駆動制御方法により、第４図の励磁シーケンスに従っ
て該モータの回転が行なわれると同時に該モータの巻線
への印加電圧の制御などが行なわれる。
回路を示したもので、１はトランジスターTRACおよびTR
BCを制御することにより該モータＭの巻線への印加電圧
を制御する電圧制御部、２は第４図の励磁シーケンスに
従ってトランジスターTRA、TR、TRB、TRの制御を行
なう励磁制御部、３は電圧制御部１および励磁制御部２
の出力信号を増幅するためのドライバー部であり、所定
の駆動制御方法により、第４図の励磁シーケンスに従っ
て該モータの回転が行なわれると同時に該モータの巻線
への印加電圧の制御などが行なわれる。
第１図は本発明の一実施例を示したもので、本発明を実
施した場合の第２図の制御回路図および第３図の駆動回
路図における駆動信号のタイミングチャート図である。
駆動タイミングを示す駆動パルスT1〜T4が該制御回路に
入力されると第４図の励磁シーケンスに従ってT1の立ち
上がりからT3の立ち上がりまで励磁制御信号PAが、T2の
立ち上がりからT4の立ち上がりまで励磁制御信号PBが、
T3の立ち上がりからT1の立ち上がりまで励磁制御信号Ｐ
が、T4の立ち上がりからT2の立ち上がりまで励磁制御
信号Ｐが、それぞれ発生し、該信号の発生期間のみ該
巻線Ａ、該巻線Ｂ、該巻線、該巻線にそれぞれ電圧
VLが印加される。すなわち、四つの駆動パルスT1〜T4で
一周期として各励磁制御信号PA、PB、Ｐ、Ｐは四分
の一周期ずつずれてオン・オフを繰り返しており、低電
圧VLという駆動電圧を供給するためのタイミング信号と
なっている。一方、同時にT2およびT4の立ち上がりから
立ち上がり、T2からの場合はT2とT3の立ち上がりの中心
部までに、T4からの場合はT4とT1の立ち上がりの中心部
までにそれぞれ立ち下がる電圧制御信号COMAとT1および
T3の立ち上がりから立ち上がり、T1からの場合はT1とT2
の立ち上がりの中心部までに、T3からの場合はT3とT4の
立ち上がりの中心部までにそれぞれ立ち下がる電圧制御
信号COMBのパルスが発生し、前者が発生した場合には励
磁制御信号PAおよびＰの発生期間内において該巻線Ａ
およびに対して高電圧VHが印加され、後者が発生した
場合には励磁制御信号PBおよびＰの発生期間内におい
て該巻線Ｂおよびに対して高電圧VHがそれぞれ印加さ
れる。
施した場合の第２図の制御回路図および第３図の駆動回
路図における駆動信号のタイミングチャート図である。
駆動タイミングを示す駆動パルスT1〜T4が該制御回路に
入力されると第４図の励磁シーケンスに従ってT1の立ち
上がりからT3の立ち上がりまで励磁制御信号PAが、T2の
立ち上がりからT4の立ち上がりまで励磁制御信号PBが、
T3の立ち上がりからT1の立ち上がりまで励磁制御信号Ｐ
が、T4の立ち上がりからT2の立ち上がりまで励磁制御
信号Ｐが、それぞれ発生し、該信号の発生期間のみ該
巻線Ａ、該巻線Ｂ、該巻線、該巻線にそれぞれ電圧
VLが印加される。すなわち、四つの駆動パルスT1〜T4で
一周期として各励磁制御信号PA、PB、Ｐ、Ｐは四分
の一周期ずつずれてオン・オフを繰り返しており、低電
圧VLという駆動電圧を供給するためのタイミング信号と
なっている。一方、同時にT2およびT4の立ち上がりから
立ち上がり、T2からの場合はT2とT3の立ち上がりの中心
部までに、T4からの場合はT4とT1の立ち上がりの中心部
までにそれぞれ立ち下がる電圧制御信号COMAとT1および
T3の立ち上がりから立ち上がり、T1からの場合はT1とT2
の立ち上がりの中心部までに、T3からの場合はT3とT4の
立ち上がりの中心部までにそれぞれ立ち下がる電圧制御
信号COMBのパルスが発生し、前者が発生した場合には励
磁制御信号PAおよびＰの発生期間内において該巻線Ａ
およびに対して高電圧VHが印加され、後者が発生した
場合には励磁制御信号PBおよびＰの発生期間内におい
て該巻線Ｂおよびに対して高電圧VHがそれぞれ印加さ
れる。
なお、電圧制御信号COMAおよびCOMBの発生期間は前者T1
およびT3の立ち上がりから500μsec以上遅延して立ち上
がり、遅くともT1からの場合はT3の立ち上がりまでに、
T3からの場合はT1の立ち上がりまでにそれぞれ立ち下が
る期間、また後者はT2およびT4の立ち上がりから500μs
ec以上遅延して立ち上がり、遅くともT2からの場合はT4
の立ち上がりまでに、T4からの場合はT2の立ち上がりま
でにそれぞれ立ち下がる期間内において任意である。
およびT3の立ち上がりから500μsec以上遅延して立ち上
がり、遅くともT1からの場合はT3の立ち上がりまでに、
T3からの場合はT1の立ち上がりまでにそれぞれ立ち下が
る期間、また後者はT2およびT4の立ち上がりから500μs
ec以上遅延して立ち上がり、遅くともT2からの場合はT4
の立ち上がりまでに、T4からの場合はT2の立ち上がりま
でにそれぞれ立ち下がる期間内において任意である。
すなわち、両電圧制御信号COMA、COMBは、少なくとも励
磁制御信号PA、PB、Ｐ、Ｐの二分の一周期以内に立
ち下がっており、また、両電圧制御信号COMA、COMBのう
ち前者は、上記励磁制御信号PB、Ｐの立ち上がり時と
立ち下がり時の起点となる駆動パルスT2、T4から立ち上
がっている。一方、後者は、上記励磁制御信号PA、Ｐ
の立ち上がり時と立ち下がり時の起点となる駆動パルス
T1、T3のうち、駆動タイミングに従った３回目の励磁切
換え時以降に立ち上がっている。
磁制御信号PA、PB、Ｐ、Ｐの二分の一周期以内に立
ち下がっており、また、両電圧制御信号COMA、COMBのう
ち前者は、上記励磁制御信号PB、Ｐの立ち上がり時と
立ち下がり時の起点となる駆動パルスT2、T4から立ち上
がっている。一方、後者は、上記励磁制御信号PA、Ｐ
の立ち上がり時と立ち下がり時の起点となる駆動パルス
T1、T3のうち、駆動タイミングに従った３回目の励磁切
換え時以降に立ち上がっている。
このようにして、ステッピングモータの巻線には該励磁
シーケンスに従って励磁が行なわれると共に、該励磁に
おける励磁区間内において励磁電圧がVLからVHへと切換
えられることにより、該モータをキャリッジ駆動機構に
連結した場合、該モータへの電気エネルギーの供給が段
階的に行なわれるためキャリッジに対する振動を激減す
ることができる。
シーケンスに従って励磁が行なわれると共に、該励磁に
おける励磁区間内において励磁電圧がVLからVHへと切換
えられることにより、該モータをキャリッジ駆動機構に
連結した場合、該モータへの電気エネルギーの供給が段
階的に行なわれるためキャリッジに対する振動を激減す
ることができる。
本来的には、四分の一周期ずつずれた励磁制御信号に応
じて、相並列する巻線に対して励磁電圧をVLとして供給
することにより、モータは回転する。そして、従来は、
高速応答性を高めるために、励磁制御信号の立ち上がり
と同期した電圧制御信号により、励磁開始時からわずか
の時間だけ励磁電圧を高電圧のVHとし、該わずかの時間
の経過後から励磁電圧を低電圧のVLとしていた。しかる
に、このようにすると高速応答性は良くなるものの駆動
開始時に衝撃音が発生してしまう。
じて、相並列する巻線に対して励磁電圧をVLとして供給
することにより、モータは回転する。そして、従来は、
高速応答性を高めるために、励磁制御信号の立ち上がり
と同期した電圧制御信号により、励磁開始時からわずか
の時間だけ励磁電圧を高電圧のVHとし、該わずかの時間
の経過後から励磁電圧を低電圧のVLとしていた。しかる
に、このようにすると高速応答性は良くなるものの駆動
開始時に衝撃音が発生してしまう。
ところで、相並列する巻線のうち励磁区間が先行の巻線
にとって、後発の励磁区間の立ち上がりは励磁開始から
四分の一周期後である。そして、この四分の一周期後か
らわずかの時間だけ立ち上がる電圧制御信号が従来より
利用されており、この電圧制御信号により従来は後発の
励磁区間において励磁開始時からわずかの時間だけ励磁
電圧を高電圧にしていた。
にとって、後発の励磁区間の立ち上がりは励磁開始から
四分の一周期後である。そして、この四分の一周期後か
らわずかの時間だけ立ち上がる電圧制御信号が従来より
利用されており、この電圧制御信号により従来は後発の
励磁区間において励磁開始時からわずかの時間だけ励磁
電圧を高電圧にしていた。
本発明では、このように後発の励磁区間の立ち上がり時
にわずかの時間だけ立ち上がる電圧制御信号を利用して
先行の励磁区間の途中から励磁電圧を高電圧にしてい
る。すなわち、従来からある電圧制御信号を利用するに
あたり、後発の励磁区間の巻線に対する電圧制御信号を
先行の励磁区間の巻線に転用しているので、新たな機器
を付加することなく構成することができるという効果が
ある。
にわずかの時間だけ立ち上がる電圧制御信号を利用して
先行の励磁区間の途中から励磁電圧を高電圧にしてい
る。すなわち、従来からある電圧制御信号を利用するに
あたり、後発の励磁区間の巻線に対する電圧制御信号を
先行の励磁区間の巻線に転用しているので、新たな機器
を付加することなく構成することができるという効果が
ある。
なお、該巻線に高電圧VHが印加されるタイミングは該励
磁区間の立ち上がりから500μsec以上が望ましく500μs
ec未満の場合はあまり効果がないという実験結果が得ら
れた。
磁区間の立ち上がりから500μsec以上が望ましく500μs
ec未満の場合はあまり効果がないという実験結果が得ら
れた。
以上詳記したように、本発明によれば励磁シーケンスに
従って順次励磁する励磁区間毎にステッピングモータの
巻線に印加される励磁電圧を立ち上り時より所定の時間
後に低電圧から高電圧へと切換えることにより、高速で
低コスト、低消費電力で高い加工精度を必要とせず、ま
た複雑な駆動回路およびソウトウエアをも使用すること
なく、キャリッジの振動を防止できるステッピングモー
タの駆動制御方法を提供できるなどの効果がある。
従って順次励磁する励磁区間毎にステッピングモータの
巻線に印加される励磁電圧を立ち上り時より所定の時間
後に低電圧から高電圧へと切換えることにより、高速で
低コスト、低消費電力で高い加工精度を必要とせず、ま
た複雑な駆動回路およびソウトウエアをも使用すること
なく、キャリッジの振動を防止できるステッピングモー
タの駆動制御方法を提供できるなどの効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示した駆動信号のタイミン
グチャート図、第２図は第３図の駆動回路を制御するた
めの従来の制御回路、第３図は従来の２相励磁−２電源
駆動方式のステッピングモータ駆動回路、第４図は該モ
ータを励磁するための励磁シーケンス図、第５図は従来
の駆動信号のタイミングチャート図である。
グチャート図、第２図は第３図の駆動回路を制御するた
めの従来の制御回路、第３図は従来の２相励磁−２電源
駆動方式のステッピングモータ駆動回路、第４図は該モ
ータを励磁するための励磁シーケンス図、第５図は従来
の駆動信号のタイミングチャート図である。
Claims (1)
- 【請求項１】電圧値の異なる二つの異電圧電源から電流
が供給され、駆動タイミングに従って、所定の励磁シー
ケンスで複数相の巻線のうち二相を選択し、その二相を
順次励磁して各励磁区間内で前記電源を切り換えて巻線
への印加電圧を変化させる二電源駆動方式によるステッ
ピングモータの駆動制御方法において、 起動時の最初の励磁区間では駆動タイミングに従った次
の励磁区間が到来するまで低電圧を印加させて起動時の
駆動を行ない、また、前記励磁シーケンスに従って順次
励磁する励磁区間内では、巻線に印加する電圧を、立ち
上げ時には低電圧を印加するとともに、当該励磁区間の
立ち上げ時より駆動タイミングに従った次の励磁区間の
到来までの時間の経過後に低電圧から高電圧に切り換え
て印加し、当該高電圧を少なくとも当該励磁区間の立ち
下がりより前に低電圧に戻して駆動を続行することを特
徴とするステッピングモータの駆動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148395A JPH0767314B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | ステッピングモータの駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148395A JPH0767314B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | ステッピングモータの駆動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637197A JPS637197A (ja) | 1988-01-13 |
| JPH0767314B2 true JPH0767314B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=15451819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61148395A Expired - Lifetime JPH0767314B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | ステッピングモータの駆動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767314B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4788484A (en) * | 1987-08-26 | 1988-11-29 | International Business Machines Corp. | Method and apparatus for driving a stepper motor with multiple voltages |
| JP2871687B2 (ja) * | 1988-02-23 | 1999-03-17 | キヤノン株式会社 | ステッピングモータの駆動回路 |
| JP2797447B2 (ja) * | 1989-06-12 | 1998-09-17 | 横河電機株式会社 | パルスモータドライブ回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52109111A (en) * | 1976-03-10 | 1977-09-13 | Anritsu Electric Co Ltd | Pulse motor drive unit |
| JPS5925698B2 (ja) * | 1979-10-11 | 1984-06-20 | 株式会社精工舎 | 自動車の安全確認装置 |
| NL7908245A (nl) * | 1979-11-12 | 1981-06-01 | Philips Nv | Inrichting voor het gepulseerd bekrachtigen van een elektromotor. |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61148395A patent/JPH0767314B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS637197A (ja) | 1988-01-13 |
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