JPS6194590A - ステツピングモ−タの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、高速応答性を有するステッピングモータの制
御回路に関するものである。

［背景技術１ 一般に、ステッピングモータの高速応答性を実現するた
めには、コイル電流の立ち上がり特性を急峻にする必要
があり、従来、ステッピングモータの制御回路として定
電流源が用いられている。

しかしながら、定電流源を用いた制御回路にあっては、
ステッピングモータの回転動作に伴う逆起電圧を吸収で
きず、ステッピングモータのロータの停止時において振
動動作が起きるという問題があった。そこで、ステッピ
ングモータを用いた印”子装置に見られるように、印字
を停止（ステッピングモータを停止）してから再印字（
ステッピングモータを再駆動）するまでにがなりの再駆
動余裕時間を設定していた。したがって、高速応答性を
有するステッピングモータであっても本来の機能を十分
に生かせないという問題があった。一方、マグネットダ
ンパーのような機械的グンパー装置を用いてロータ停止
時の振動動作を阻止することも考えられるが、高速応答
性が犠牲になってしまうという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の、嶽に鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、ダンピング特性が良好で、高速応
答性を十分に生かすことができ、しかもコストが安く汎
用性のあるステッピングモータの制御回路を提供するこ
とにある。

［発明の開示］ （実施例） 第１図は本発明一実施例を示すものであり、ステッピン
グモータ１の一般的な制御回路６は、マイクロコンピュ
ータを用いて形成されクロックパルスＰを形成する回転
制御回路１０から入力されるクロ７クパルスＰ　に対応
してステッピングモータ１の複数相の励磁コイル２　ａ
、　、２　ｂを順次励磁する励磁信号Ｖａ、Ｖｂを発生
する分配回路３と、上記励磁信号Ｖａ、Ｖｂを受けて励
磁コイル２ａ、２ｂに流れるコイル電流Ｉａ、Ｉｂの方
向を切り換えるスイッチング回路４と、上記コイル電流
Ｉａ、Ｉｂを一定に制御する定電流制御四路５とで形成
されている。本発明に係るダンピング制御回路７ハ、最
終クロックパルスＰｎの１つ前のクロックパルスＰ’ｎ
−，の立ち上がりに同期したセ／トパルスＰｓにてセン
トされ、最終クロ７クパルスＰｎの立ち上がりに同期し
たリセットパルスＰＲでリセントされるＳＲ７リップ７
０ツブ８と、ＳＲ７リンブ７リツプ８出力Ｑにて制御さ
れるトランジスタ９とで形成されでおり、ＳＲ７リップ
７０ツブ８の出力Ｑが”Ｈ”レベルになってトランジス
タ９がオンすることにより、定電流回路５の電流設定用
基準電圧■Ｒを引き下げて励磁コイル２ａ、２ｂに流れ
るコイル電流Ｉａ、Ｉｂを定格電流の０％に抑制するよ
うにしである。ここに、前のクロックパルスＰｎ−，が
入力されてから最終クロックパルスＰｎ入力されるまで
の一定時間すなわち抑制されたコイル電＠Ｉａ、Ｉｂが
流れる時間Ｔ１およびコイル電流１ａ、Ｉｌ＋の抑制度
α％は前のクロックパルスＰｎ−１に対応する駆動トル
クによるロータ１ａのオーバーシュートの最大値が最終
クロックパルスＰｎに対応するロータ１１の安定体ａ　
Ｓ　ｚになるように設定される。図中、電源Ｖｃはロジ
ック回路用、電源Ｖｍは駆動回路用であり、抵抗Ｒａ〜
Ｒｃは基準電圧設定用の分圧抵抗である６なお、実施例
にあっては、時間Ｔ、におけるコイル電流Ｉａ、ｒｂを
抑制しているが、ロータ１ａ１：接続される負荷が大き
い場合、あるいは時間Ｔ１を短くする場合には、コイル
電流Ｉ　ａ、、　Ｉ　ｂを定格コイル電流よりも増加さ
せても良いことは言うまでもない。

以下、実施例について第２図乃至第４図によって具体的
に説明する。いま、ステッピングモータ１の励磁コイル
２ａ、２ｂに電流を流して励磁すると、ロータ１ａは所
定位置まで回転してホールディングされる。この位置を
第２図（ａ）におけるＳｏとし、次に励磁を切り換える
と、ロータ１ａは次の停止位置Ｓ、まで回転して停止す
る。この励磁状態の切り換えはｔＩＳ２図（ｂ）に示す
クロックパルスＰが入力される分配回路３によって行な
われる。

ところで、励磁状態が切り換えられると、ａ−り１ａは
Ｓ、の位置からＳ、の位置まで移動することになるが、
ステッピングモータ１における励磁の切り換えはステッ
プ状に行なわれるため、従来例のように、駆動時間を定
格時間としてコイル電流Ｉａ、ｒｂを定４１Ｆにすると
、ロータ１ａは第２図（ａ）に示すように８１の位置を
中心とした減衰振動をしながらゆっくりと８１の位置に
落ち着くことになる。さらに、続けて時刻ｔ、においで
クロックパルスＰが入力されると、励磁コイル２ａ、２
ｂは再び励磁されてロータ１ａが移動を始め、次の安定
位置Ｓ２を中心とした減衰振動をしながら、ゆっくりと
安定体ｒａ　Ｓ　２に落ち着く。したがって、このよう
なステッピングモータをプリンタのへノドの送りやディ
リホイールの移動などに使用した場合には振動が十分減
衰するまで印字動作が行えないという不都合や振動によ
る＠意が発生するという不都合が生じるわけである。

ところで、本発明にあっては、第３図およＶ第４図に示
すように時刻上〇において最終クロックパルスＰｎの１
つ前のクロックパルスＰｎ−，が入力されると、励磁状
態が切り換えられるとともに、クロックパルスＰｎ−，
の立ち上がりに同期してセットされるＳＲ７リノブ７０
ツブ８の出力Ｑが”Ｈ”レベルになってトランゾスタ９
がオンし、分圧用抵抗Ｒｈに抵抗Ｒｅが並列接続され基
準電圧ＶＲが引き下げられ、定電流制御回路５にて基準
電圧■２に基いて制御されるコイル電流Ｉａ、Ｉｂが０
％に抑制されるようになっている。したがって、このコ
イル電流１ａ、Ｉｂによる駆動トルクにてロータ１ａは
Ｓ、に向がって移動を始め、安定位置ｓ１を越えてオー
バーシュートする過程では、定格電流よりも小さいコイ
ル電流Ｉａ、Ｉｂによる駆動トルクによって減速されな
がら最終クロックパルスＰｎに対応する安定位置Ｓ２に
向かって移動する。

この場合、実施例にあっては、ロータ１ａのオーバーシ
ュートの最大点が安定位置Ｓ２になるようにコイル電流
１ａ、Ｉｂの抑制度（０％）を設定しているので、ロー
タ１ａは安定位置Ｓ２に達した時刻Ｌ２においてはエネ
ルギーが殆んど０″になって速度が０″となっている。

したがって、ロータ１ａがオーバーシュートの最大点に
なった時刻ｔ２で最終クロックパルスＰｎが回転制御回
路１０がら出力されて励磁状態が切り換えられると、こ
の最終クロックパルスＰｎに同期してＳＲ７リンプ７ン
ロツプ８がリセットされてその出力ＱがＬ”レベルにな
り、トランゾスタ９がオフされ、励磁コイル２ａ、２ｂ
に定格のコイル電流Ｉａ、Ｉｂが流れてロータ１ａがホ
ールディングされ、安定位ｒａ　ｓ　ｚに振動すること
なく停止するようになっている。

なお、最終クロックパルスＰｎを発生させる時刻ｔ２は
、コイル電流Ｉ＆、Ｉｂの増減、ロータ１ａおよびロー
タ１ａの軸に接Ｍされる負荷の慣性を考慮して回転制御
回路１０において設定される。

しかして、本発明にあっては、ロータ１ａの振動が殆ん
どなくなるとともに、減衰所要時間も短くなってダンピ
ング特性が良好になり、ロータ１ａを極めて短時間で所
定の位置まで移！ＩＪさせて停止させることができるの
で、７０ツピーデイスクに用いた場合にはアクセスタイ
ムが短くなり、また、デイノホイールプリンタに用いた
場合には印字速度を速くできることになる。さらに、ス
テッピングモータ１にて駆動する負荷が異なっても、最
終クロックパルスＰｎに対応するコイル電流Ｉａ、Ｉｂ
の増減およＶ最終クロックパルスＰｎのｉ主時刻Ｔ、を
適当に設定することによって容易に対処できるので、汎
用性のあるステッピングモータ１の制御回路を提供でき
るものである。さらにまた、ロータ１ａに加えるエネル
ギーを適当に制御してその慣性を利用してグンビングを
かけているため、ロータ１ａに無理な力がかからないの
で、振動、共振現象を非常に少な（することができるよ
うになっている。また、ロータ１ａの位置を検出してコ
イル電流１ａ、Ｉｂをフィードバック制御するものに比
較して部品点数を大幅に少なくすることができ、コスト
を安くできるようになっている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、回転制御回路から入力本発明は
上述のように、回転制御回路から入力されるクロ・ンク
パルス１こ対応してステッピングモータの複数相の励磁
コイルを順次励磁する励磁（ｌｉ号を発生する分配回路
と、上記励磁信号を受けて励磁コイルに流れるコイル電
流の方向を切り換えるスイッチング回路と、上記コイル
電流を一定に制御する定電流制御回路とより成るステッ
ピングモータめ制御回路において、最終クロックパルス
の１つ前のクロックパルスに対応して励磁コイルに流す
コイル電流を定格電流よりも増減してロータのオーバー
シュートの最大値が最終クロ７クパルスに対応するロー
タの安定位置になるようにするダンピング制御回路を設
け、上記ロータのオーバーシュートの最大値が最終クロ
ックパルスに対応するロータの安定位置になった時刻に
最終クロックパルスを入力して励磁コイルにホールディ
ング用コイル電流を流すようにしたものであり、簡単な
構成でダンピング特性を良好にして高速応答性を実現す
ることができ、コストを安（することができるという効
果があり、また、ステノビングモ−タにて駆動する負荷
が異なっても、コイル電流の増減および最終クロ・／ク
パルスの発生タイミングを適当に設定することによって
容易に対処できるので、汎用性のあるステッピングモー
タの制御回路を提供でさるという効果がある。また、ロ
ータに加えるエネルギーを適当に制御してその慣性を考
慮してダンピングをか（すでいるため、ロータに無理な
力がかからず、振動、共振現象を非常に少な（すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のブロック回路図、第２図乃至
第４図は同上の動作説明図である。 １はステッピングモータ、１ａはａ−！、２ａ。 ２ｂは励磁コイル、３は分配回路、４はスイッチング回
路、５は定電流制御回路、７はダンピング制御回路、１
０は回転制御回路である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 〆１鴨　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｉ自−Ｏｎ 〜、Ｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　＼、ＩＣ／）Ｑ：　　　　　　　　　Ｑ：　　　
　　　　　　　　　　り　　　　。 Ｑ−ｃＬｃＬＯ〉−一−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　回転制御回路から出力される適宜個数のクロッ
   クパルスにそれぞれ対応してステッピングモータの複数
   相の励磁コイルを順次励磁する励磁信号を発生する分配
   回路と、上記励磁信号を受けて励磁コイルに流れるコイ
   ル電流の方向を切り換えるスイッチング回路と、上記コ
   イル電流を一定に制御する定電流制御回路とより成るス
   テッピングモータの制御回路において、最終クロックパ
   ルスの１つ前のクロックパルスに対応して励磁コイルに
   流すコイル電流を定格電流よりも増減してロータのオー
   バーシュートの最大値が最終クロックパルスに対応する
   ロータの安定位置になるようにするダンピング制御回路
   を設け、上記ロータのオーバーシュートの最大値が最終
   クロックパルスに対応するロータの安定位置になった時
   刻に最終クロックパルスを入力して励磁コイルにホール
   デイング用コイル電流を流すようにしたことを特徴とす
   るステッピングモータの制御回路。