JPH09219996A - ステッピングモータの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術では、プリンタ装置などのステッピ
ングモータを使用した用紙搬送系を有する装置におい
て、用紙搬送動作後の停止状態においては、ステッピン
グモータ軸に対して用紙搬送とは反対方向に力が働いて
おり、用紙位置を保持するためステッピングモータに常
時通電しなければならない。このため、停止時において
も装置の消費電力が大きいという問題点があった。ま
た、用紙装着状態で装置の電源切断後、再度、電源を投
入するとステッピングモータの駆動開始位置は、所定の
初期状態となる。このため、装置の電源の再投入時に用
紙位置が以前と異なってしまうという問題点があった。 【解決手段】 装置が停止状態のとき、ステッピングモ
ータへの通電を停止し、装置の消費電力を低減する。ま
た、装置の電源切断前におけるステッピングモータの通
電状態を不揮発性メモリに書き込み、電源再投入時に、
以前の通電状態を読み出し、用紙位置を復元する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ステッピングモ
ータを使用した用紙搬送系を有する装置に適用されるス
テッピングモータの駆動方法に関するものであり、特に
装置に用紙が装着状態であっても駆動要求がないとき
は、ステッピングモータへの通電を停止することによ
り、装置の消費電力を低減できるようにする。

【０００２】

【従来の技術】一般にプリンタ装置などのラインフィー
ド制御機構には、ステッピングモータが入力信号の電気
パルスをこのパルスに対応した機械的変位に変換するデ
ジタル制御が容易なために多用されている。

【０００３】一般に、ステッピングモータの出力軸に連
結される回転子には、永久磁石を適用した磁極あるいは
突極鉄心等が用いられ、固定子には多相の電磁石が用い
られる。固定子の電磁石を次々と励磁すると、励磁され
た電磁石と対応する方向に回転子を吸収し、一定の角度
ずつ回転させることができる。そして、ステッピングモ
ータの各相の電磁石に通電される電流のパターン（通電
方法）には、１相励磁、１・２相交代励磁、２相同時励
磁等がある。

【０００４】ステッピングモータの動作を図５と図６と
により説明する。図５はステッピングモータの原理図、
図６はステッピングモータ駆動時における各相の電磁石
の通電状態を示すタイミングチャートである。

【０００５】図５に示すように、ステッピングモータ
は、回転子４を永久磁石とするとともに、固定子９をＡ
相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相からなる４相とし、各固定子９に
はスイッチ１０を有するコイル１１がそれぞれ巻かれて
いる。そして、図６に示すような入力パルスを与えるこ
とにより回転子４を駆動することができる。

【０００６】まず、ステップＳＴ１において、Ａ相の固
定子９ａに巻かれているコイル１１ａのスイッチ１０ａ
を閉じ、他のスイッチ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを開く。
すなわち、Ａ相にのみ入力パルスを与える（ＯＮ）。す
ると、Ａ相の固定子９ａの回転子４と対向する側がＳ極
に磁化され、回転子４のＮ極はＡ相の位置Ｐ０１に吸引
されて停止する。この停止位置Ｐ０１は１相励磁による
位置である。なお、この１相励磁による回転子４の停止
位置を図中に破線で示す。

【０００７】つぎに、ステップＳＴ２において、Ａ相の
固定子９ａに巻かれているコイル１１ａのスイッチ１０
ａと、Ｂ相の固定子９ｂに巻かれているコイル１１ｂの
スイッチ１０ｂを閉じ、他のスイッチ１０ｃ、１０ｄを
開く。すなわち、Ａ相とＢ相とに入力パルスを与える
（ＯＮ）。すると、Ａ相とＢ相との固定子９ａ、９ｂの
回転子４と対向する側がＳ極に磁化され、回転子４のＮ
極はＡ相とＢ相との中間の位置Ｐ０２に停止する。この
停止位置Ｐ０２は２相同時励磁による位置である。な
お、この２相同時励磁による回転子４の停止位置を図中
に実線で示す。

【０００８】さらに、ステップＳＴ３において、Ｂ相の
固定子９ｂに巻かれているコイル１１ｂのスイッチ１０
ｂを閉じ、他のスイッチ１０ａ、１０ｃ、１０ｄを開
く。すなわち、Ｂ相にのみ入力パルスを与える（Ｏ
Ｎ）。すると、Ｂ相の固定子９ｂの回転子４と対向する
側がＳ極に磁化され、回転子４のＮ極はＢ相の位置Ｐ０
３に吸引されて停止する。この停止位置Ｐ０３は１相励
磁による位置である。

【０００９】以下、入力パルスをB・Ｃ相→Ｃ相→Ｃ・
Ｄ相→Ｄ相→Ｄ・Ａ相の順に与えることにより、ステッ
ピングモータの回転子４は時計方向に４５度ごとにステ
ップ状に回転させられる。また、入力パルスをＡ相→Ｄ
・Ａ相→Ｄ相→Ｄ・Ｃ相→Ｃ相→Ｃ・Ｂ相→Ｂ相→Ｂ・
Ａ相の順に与えることにより、ステッピングモータの回
転子４は反時計方向に４５度ごとにステップ状に回転さ
せられる。なお、各固定子への入力パルスの通電状態の
制御は、前述したスイッチ１０ではなく、図示しないパ
ルス分配回路などにより行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、用紙搬送動作後の停止状態においては、一般
に、用紙の張りや駆動ベルトの張り、またはギヤの噛み
合わせなどの影響により、ステッピングモータ軸に対し
て用紙搬送とは反対方向に力が働いており、用紙位置を
保持するためにステッピングモータに常時通電しなけれ
ばならないという問題点があった。すなわち、停止状態
においても、ステッピングモータに通電するため装置の
消費電力が大きいという問題点があった。

【００１１】また、装置の電源を切断した後、再度、電
源を投入するとステッピングモータの駆動開始位置は、
所定の初期状態となるために以前のステッピングモータ
の駆動停止状態と異なる。すなわち、プリンタ装置の電
源の再投入時には、用紙位置が以前の状態と異なってし
まうという問題点があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は上記のような
問題点を考慮してなされたもので、用紙を装着したまま
でも停止状態のとき、ステッピングモータへの通電を停
止し、装置の消費電力を低減するとともに、装置の電源
の再投入時において、用紙位置のずれをなくすステッピ
ングモータを使用した用紙搬送系を有する装置に適用さ
れるステッピングモータの駆動方法の提供を目的とす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】１・２相交代励磁の通電によりス
テッピングモータを駆動させ、一定時間ステッピングモ
ータの駆動要求がないことを監視し、ステッピングモー
タ駆動停止位置の通電状態をメモリに書き込み、用紙の
搬送方向とは逆方向にステッピングモータを駆動して１
相励磁の通電位置でステッピングモータの駆動を停止
し、ステッピングモータへの通電停止前の通電状態をメ
モリに書き込み、ステッピングモータへの通電を停止す
るとともに、ステッピングモータの再駆動要求時には前
記のステッピングモータへの通電停止前の通電状態をメ
モリから読み出し、ステッピングモータをその通電状態
に駆動し、前記のステッピングモータの駆動停止位置の
通電状態をメモリから読み出し、ステッピングモータを
その通電状態（順方向）に駆動し前記のステッピングモ
ータの駆動要求の監視状態に戻した後、駆動要求の実行
を開始する。これにより、ステッピングモータの駆動要
求がないとき、ステッピングモータへの通電を停止でき
る。

【００１４】また、通電状態を書き込むメモリに不揮発
性メモリを用いることにより、ステッピングモータに駆
動要求がないとき、電源を切断し、その後、再投入して
も、以前の通電状態を不揮発性メモリから読み出すこと
ができるので、電源切断前と電源再投入後のステッピン
グモータの駆動状態を同じにすることができる。

【００１５】

【実施例】図１から図４に、この発明のステッピングモ
ータの駆動方法の一実施例を示す。

【００１６】図１に、この発明のブロック図をプリンタ
装置を例に示す。図中、１は制御部、２はラインフィー
ド制御部、３はステッピングモータ駆動部、５はステッ
ピングモータである。

【００１７】制御部１は、ラインフィード制御部２と図
中に記載されていない印字タイミング制御部、キャリア
モータ制御部、文字パターンの印字データの編集部、イ
ンタフェース制御部等から構成され、プリンタ装置全体
の制御を行う。ラインフィード制御部２は、ステッピン
グモータ駆動部３を経由してステッピングモータ５を駆
動して、連帳用紙のラインフィードの制御を行う。

【００１８】図２は、１相励磁でステッピングモータの
駆動が停止したとき、ステッピングモータの駆動停止と
再駆動における各相の電磁石の通電状態を示すタイミン
グチャートである。

【００１９】まず、プリンタ装置への印刷処理が終了す
るとき、ラインフィード制御部２はステッピングモータ
駆動部３へステッピングモータ５の停止指令を発行する
（ａ）。このとき、ステッピングモータ５の回転子４
は、図５に示す１相励磁のＰ０１の位置に停止したとす
る。ラインフィード制御部２は、一定時間（例えば、５
秒間）ステッピングモータ５の駆動待ちを行い、駆動要
求がなければステッピングモータ５への通電を停止する
処理に移行する（ｂ）。ステッピングモータ５の軸に対
して用紙搬送とは反対方向に働いている力を開放するた
め、ステッピングモータ駆動部３へ、２パルス分ステッ
ピングモータ５を逆方向へ駆動する指令を発行する
（ｃ）。このとき、ステッピングモータ５の回転子４
は、図５に示す１相励磁のＰ０７に位置の停止する。

【００２０】なお、２パルス分ステッピングモータを逆
方向に駆動し、１相励磁状態にするのは、２相同時励磁
状態の時（例えば、図５に示すＰ０８の時）に通電を停
止すると，ステッピングモータ５の回転子４が図５に示
すＰ０１とＰ０７のどちらの位置に移動するかわから
ず、回転子４の位置を特定することができないためであ
る。

【００２１】その後、ステッピングモータ駆動部３へス
テッピングモータ５への通電を停止する指令を発行し、
ステッピングモータ５の駆動要求待ちを行う（ｄ）。

【００２２】ラインフィード制御部２は印刷要求を受け
付けると、ステッピングモータ駆動部３へステッピング
モータ５への通電を再開する指令を発行する（ｅ）。こ
のとき、通電を再開する通電状態は、ステッピングモー
タの通電停止前にあらかじめメモリに書き込んだ状態と
同じにする。これにより、ステッピングモータ５の回転
子４は、図５に示す１相励磁のＰ０７の位置に駆動され
る。

【００２３】前記、ステッピングモータへの通電を停止
する前に、２パルス分逆方向に駆動してあるので、通電
を停止する前の通電状態に戻すため、ステッピングモー
タ駆動部３へ、２パルス分ステッピングモータ５を順方
向へ駆動する指令を発行する（ｆ）。このとき、ステッ
ピングモータ５の回転子４は、図５に示す１相励磁のＰ
０１の位置に停止する。この後、ステッピングモータが
駆動中となる（ｇ）。

【００２４】図３は、２相同時励磁でステッピングモー
タの駆動が停止したとき、ステッピングモータの駆動停
止と再駆動における各相の電磁石の通電状態を示すタイ
ミングチャートである。

【００２５】図２と図３の違いは、ステッピングモータ
の停止位置が図３では２相同時励磁であるため、ステッ
ピングモータ５を１パルス分逆方向に駆動してから、ス
テッピングモータの通電を停止するのと、ステッピング
モータへの通電再開後に、ステッピングモータを１パル
ス順方向に駆動する、違いだけであるので詳細の説明は
省略する。

【００２６】図４は、ラインフィード制御のフローチャ
ートである。図４に従って、処理を説明する。、処理内
容を大きく分けるとプリンタ装置に印刷要求があり、印
刷中でありステッピングモータを常に駆動している処理
（ステップＳ４０１→Ｓ４０２→Ｓ４０３→Ｓ４０１）
と、印刷が終了し、印刷要求がなく、ステッピングモー
タを停止状態にする処理（ステップＳ４０１→Ｓ４１１
からＳ４１８）と、再度、印刷要求が発生し、ステッピ
ングモータを再駆動状態にする処理（ステップＳ４０１
→Ｓ４０２→Ｓ４２１からＳ４２５またはＳ４２６）と
で構成される。

【００２７】まず、ステッピングモータを常に駆動して
いる処理について説明する。ステッピングモータの駆動
要求があるかを判定する（ステップＳ４０１）。駆動要
求があれば、ステップＳ４０２に進み、駆動要求がなけ
れば、ステップＳ４１１に進みステッピングモータを停
止状態にする判定処理を行う。駆動要求があるのでステ
ップＳ４０２に進む。ステッピングモータが通電状態で
あるかを判定する（ステップＳ４０２）。通電状態であ
れば、ステップＳ４０３へ進み、通電状態でなければ
（ステッピングモータを停止状態にする処理が行われた
場合）、ステップＳ４２１に進みステッピングモータを
再駆動状態にする処理を行う。通電状態であるので、ス
テップＳ４０３へ進む。ステッピングモータを駆動要求
されたパルス分駆動する（ステップＳ４０３）。これ
で、ステッピングモータの駆動要求が実行されたので、
再び駆動要求があるかの判定（ステップＳ４０１）に戻
る。

【００２８】次に、ステッピングモータを停止状態にす
る処理（ステップＳ４０１→Ｓ４１１からＳ４１８）に
ついて説明する。ステッピングモータの駆動要求がある
かの判定（ステップＳ４０１）で、駆動要求がない時に
ステップＳ４１１に進む。ステッピングモータが通電状
態であるか判定する（ステップＳ４１１）。通電状態で
あればステップＳ４１２へ進み、通電状態でなければ
（既に、ステッピングモータを停止状態にする処理が実
行されている場合）、ステップＳ４０１に戻る。ステッ
ピングモータを停止状態にするかの条件は、ステッピン
グモータに一定時間（例えば、５秒間）駆動要求がない
か判定する（ステップＳ４１２）。駆動要求がなけれ
ば、ステップＳ４１３に進み、駆動要求があればステッ
プＳ４０１に戻る。

【００２９】ステッピングモータの駆動停止前の通電状
態をメモリ（または、不揮発性メモリ）に書き込む（ス
テップＳ４１３）。ステッピングモータの通電状態が１
相励磁か判定する（ステップＳ４１４）。これは、通電
停止を１相励磁で行うため、現状の通電状態により逆方
向に駆動するパルスの数が異なるので、その設定を行う
ための判定である。１相励磁であればステップＳ４１５
に進み、１相励磁でなければ（２相同時励磁）ステップ
Ｓ４１６に進む。ステッピングモータを２パルス逆方向
に駆動し、ステップＳ４１７に進む（ステップＳ４１
５）。ステッピングモータを１パルス逆方向に駆動し、
ステップＳ４１７に進む（ステップＳ４１６）。ステッ
ピングモータへの通電を停止する前の通電状態をメモリ
（または、不揮発性メモリ）に書き込む（ステップＳ４
１７）。ステッピングモータへの通電を停止する（ステ
ップＳ４１８）。これで、ステッピングモータを停止状
態にする処理が終了したので、再び駆動要求があるかの
判定（ステップＳ４０１）に戻る。

【００３０】最後に、ステッピングモータを再駆動状態
にする処理（ステップＳ４０１→Ｓ４０２→Ｓ４２１か
らＳ４２５またはＳ４２６）について説明する。ステッ
ピングモータの駆動要求があるかの判定（ステップＳ４
０１）で、駆動要求があるのでステップＳ４０２に進
み、ステッピングモータが通電状態かの判定（ステップ
Ｓ４０２）で、通電停止状態であるので、ステップＳ４
２１に進む。まず、通電を停止する前の通電状態をメモ
リ（または、不揮発性メモリ）から読み出す（ステップ
Ｓ４２１）。ステッピングモータにメモリから読み出し
た通電状態で通電を行う（ステップＳ４２２）。

【００３１】駆動停止前の通電状態をメモリ（または、
不揮発性メモリ）から読み出す（ステップＳ４２３）。
読み出した通電状態が１相励磁か判定する（ステップＳ
４２４）。１相励磁ならばステップＳ４２５へ進み、１
相励磁でなければ（２相同時励磁）ステップＳ４２６へ
進む。ステッピングモータを２パルス順方向に駆動する
（ステップＳ４２５）。これで、ステッピングモータを
再駆動状態にする処理が終了したので、再び駆動要求が
あるかの判定（ステップＳ４０１）に戻る。ステッピン
グモータを１パルス順方向に駆動する（ステップＳ４２
６）。これで、ステッピングモータを再駆動状態にする
処理が終了したので、再び駆動要求があるかの判定（ス
テップＳ４０１）に戻る。

【００３２】なお、ステッピングモータの駆動を停止す
る前の通電状態とステッピングモータの通電を停止する
前の通電状態を不揮発性メモリに書き込むことにより、
ステッピングモータの停止処理が終了した後で、プリン
タ装置の電源を切断した場合、電源の再投入後にプリン
タ装置の印刷要求があるときに、電源切断前のステッピ
ングモータの駆動状態に戻すことができる。

【００３３】

【発明の効果】この発明は、上記に説明したような形態
で実施され、以下の効果がある。

【００３４】プリンタ装置に印字要求がないとき、ステ
ッピングモータへの通電を停止することができるため、
プリンタ装置の消費電力を低減することが可能となる。
また、プリンタ装置に印刷要求がないときに、プリンタ
装置の電源を切断した後、再度、電源を投入しても、用
紙位置がずれることがないので、用紙位置の再設定をす
る必要がなくなり、作業効率が向上するとともに、プリ
ンタ装置の電源を切断することができるので、プリンタ
装置の消費電力をさらに低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のブロック図である。

【図２】 １相励磁でステッピングモータの駆動が停止
したとき、ステッピングモータの駆動停止と再駆動にお
ける各相の電磁石の通電状態を示すタイミングチャート
である。

【図３】 ２相励磁でステッピングモータの駆動が停止
したとき、ステッピングモータの駆動停止と再駆動にお
ける各相の電磁石の通電状態を示すタイミングチャート
である。

【図４】 ラインフィード制御部のフローチャートであ
る。

【図５】 ステッピングモータの原理図である。

【図６】 ステッピングモータ駆動時における各相の電
磁石の通電状態を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 制御部 ２ ラインフィード制御部 ３ ステッピングモータ駆動部 ５ ステッピングモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１・２相交代励磁の通電によりステッピン
   グモータを駆動させ、一定時間ステッピングモータの駆
   動要求がないことを監視し、ステッピングモータ駆動停
   止位置の通電状態をメモリに書き込み、用紙の搬送方向
   とは逆方向にステッピングモータを駆動して１相励磁の
   通電位置でステッピングモータの駆動を停止し、ステッ
   ピングモータへの通電停止前の通電状態をメモリに書き
   込み、ステッピングモータへの通電を停止するととも
   に、ステッピングモータの再駆動要求時には前記のステ
   ッピングモータへの通電停止前の通電状態をメモリから
   読み出し、ステッピングモータをその通電状態に駆動
   し、前記のステッピングモータの駆動停止位置の通電状
   態をメモリから読み出し、ステッピングモータをその通
   電状態（順方向）に駆動し前記のステッピングモータの
   駆動要求の監視状態に戻した後、駆動要求の実行を開始
   することを特徴とするステッピングモータを使用した用
   紙搬送系を有する装置に適用されるステッピングモータ
   の駆動方法。
2. 【請求項２】通電状態を書き込むメモリに不揮発性メモ
   リを用いる請求項１のステッピングモータの駆動方法。