JP2004187444A - Stepping motor drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ、ファクシミリ装置等に適用されるステッピングモータを制御するステッピングモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1には、1−2相励磁の通電によりステップモータを駆動させ、このステップモータへの停止指令が発せられた時に、回転子の位置が1相励磁による位置か2相同時励磁による位置かどうかを検出し、この回転子の位置が1相励磁による位置の場合には1ステップ進行させて、つぎの2相同時励磁による位置において前記回転子が停止するように停止指令を送出した後に、2相同時励磁の通電位置においてホールドパルスを付与することでステップモータの回転を停止させた後にステップモータへの通電を停止するとともに、ステップモータの再起動時には、ステップモータを停止させるホールドパルスを付与した適宜な2組へスタートパルスを付与し、前記停止指令が発せられたときの回転子の位置が1相励磁位置であった場合には、1ステップ分回転子を戻してから駆動を開始させ、前記停止指令が発せられたときの回転子の位置が2相同時励磁位置であった場合には、そのまま駆動を開始させる、というステップモータ駆動方法が記載されている。
【0003】
特許文献2には、動作時以外はホールド状態に維持するステッピングモータのホールド時の電流値を、ホールド動作に影響のないレベルにまで低減させることにより、モータの発熱を抑えると共に、消費電力の低減を図ったステッピングモータの駆動制御方法が記載されている。
【0004】
特許文献3には、ステッピングモータのステップ駆動およびホールドをパルス幅変調制御されたパルス幅変調信号で行うPWM制御回路を備えたステッピングモータ駆動装置において、ステッピングモータのホールド時に、パルス幅変調信号のオンデューティ比を変動させるオンデューティ比変動制御回路を備えたことにより、ステッピングモータのホールド時における発生振動音を抑制することができる、といったステッピングモータ駆動装置について記載されている。
【0005】
【特許文献1】
特許第2928007号公報
【特許文献2】
特開2002−044996号公報
【特許文献3】
特開平10−146097号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ステッピングモータをホールドする時には、モータの振動、騒音を低減させる目的で、2相位置で止めるまたは2相位置に移動させて止める方法が考案されている。実際に、2相位置で止めてそこでA相とB相のチョッピングを同期させて、モータからの異音を防止する方法などが製品化されている。
【0007】
しかし、いずれの方法においても、モータを2相位置で止めてホールドしなければならないという問題がある。例えば、ファクシミリ装置の間欠の原稿読み取り時などでは、位置精度が厳しいために上記のように必ず2相位置に止めるということは困難であるため、上述した従来のモータからの異音を防止する方法をそのまま適用できない。
【0008】
本発明は、このような問題点を解決し、ホールド時にはホールディングトルクを保持しつつモータの振動を抑えることを実現したステッピングモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、ステッピングモータのステップ駆動およびモータホールドをパルス幅変調信号によって制御するステッピングモータ駆動装置において、モータホールド時にパルス幅変調信号のチョッピング周波数を下げる手段と、前記チョッピング周波数に応じて平滑回路のフィルタ定数を制御する手段を有することを特徴とする。このように構成したことにより、モータホールド時のチョッピングによるモータへの振動を低減することができる。
【0010】
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、モータホールド時にチョッピングのデューティを可変させる手段と、チョッピングのオン時とオフ時において平滑回路のフィルタ定数を変更する手段を有することを特徴とする。このように構成したことにより、モータホールド時のモータの振動低減を実現すると共にホールドトルクの減少を防ぐことができる。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1または2に係る発明において、モータホールド時に電流設定を上げる手段を有することを特徴とする。このように構成したことにより、チョッピングを平滑化したレベルが小さくならないようにすることができ、モータの電流の減少を防ぎ、モータホールド時のトルクを維持することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0013】
図1は本発明の第1実施形態におけるステッピングモータ駆動装置の構成を示すブロック図であり、1はスキャナなどで使われるステッピングモータ、2は、ステッピングモータ1の各励磁相をON,OFFするFETと、その制御回路とによって構成されたFETゲートドライブ回路、3は2相,1−2相などの相励磁パターンを発生させる励磁制御部、4はPWM信号を生成してFETゲートドライブ回路2に出力するチョッピング設定部を示し、このチョッピング設定部4は、定電流制御のためにPWM制御を行う際の、チョッピングのONとOFFのデューティを制御するチョッピングデューティ制御部5、チョッピング周波数を制御するチョッピング周波数制御部6、抵抗素子と容量素子からなるフィルタ回路であり、フィルタの定数を設定することによりチョッピングのOFF時間を設定する平滑回路7によって構成される。8はステッピングモータ1の駆動電流を設定する電流設定部、9はフィードバックによって駆動電流を制御するために駆動電流をモニターする電流検出部、10はこれら全体を制御するCPUを示す。
【0014】
図2は図1に示すステッピングモータ駆動装置よるステッピングモータの制御手順を示すフローチャートである。
【0015】
先ず、CPU10によってモータ駆動電流値とモータホールド時の電流値が電流設定部8にセットされる(S1)。電流設定部8においては、駆動時とホールド時の動作によってモータに流す電流をモータ駆動電流値になるように分圧抵抗値を切り換えるなどの制御が行われる。次にCPU10によってモータの相励磁方式(1−2相、2相etc)が励磁制御部3にセットされる(S2)。この励磁制御部3から、選択された相励磁方式によってFETゲートドライブ回路2に励磁パターンが送られる。更に、CPU10によって、定電流制御のためのチョッピング周波数がチョッピング周波数制御部6に、ON/OFFのデューティがチョッピングデューティ制御部5にそれぞれセットされる(S3)。
【0016】
以上の設定に基づいて、モータの駆動、ホールドを行うが(S4,S5)、ホールド時にはホールディングトルクを保持しつつモータの振動を抑えるためにチョッピング周波数を低くするように設定変更する制御が行われる。
【0017】
このフローチャートの例では、設定変更したホールド時のチョッピング周波数の値になるようにチョッピング周波数を変更する(S6〜S9)。すなわち、チョッピング周波数を変更したときのモータ電流(I)を電流検出部7によってモニタし(S7)、ホールド時の設定電流値(A)と比較して(S8)、同じであれば、その設定を保持してホールドを続ける(S8のNO,S9のYES)。モニタした電流値(I)の方が小さければ(S8のYES)、チョッピングのON/OFFデューティの設定を変更する(S10)。そして、設定したデューティになるように制御を行う。この時、チョッピング周波数やデューティによっては平滑回路7のフィルタの定数も変わってくるので、CPU10の制御に基づいて抵抗素子または容量素子の値を制御してフィルタの定数も同時に変更する。なお、フィルタの定数については単にチョッピング周波数が変わるだけでON時とOFF時の期間差が小さい場合にはON時とOFF時で定数を変える必要はないが、チョッピングのデューティの変更によってON時とOFF時の期間差が大きくなる場合にはON時とOFF時の定数を変えるなどの制御も行う。
【0018】
そして同様に、そのときのモータ電流(I’)を電流検出部7によってモニタし(S11)、ホールド時の設定電流値(A)と比較して(S12)、同じであれば(S12のNO、S9のYES)その設定を保持してホールドを続ける。モニタした電流値(I’)の方が小さければ、当初設定したホールド時の電流値を変更するために、CPU10は電流設定部8に再設定を行う(S13)。さらに、そのときのモータ電流(I’’)を電流検出部7によってモニタし(S14)、ホールド時の設定電流値(A)と比較して(S15)、同じであればその設定を保持してホールドを続ける(S9のYES)。
【0019】
それでもモニタした電流値の方が小さければ(S15のYES)最初に制御したチョッピング周波数の設定に戻って(S6)、各パラメータの調整をして、モニタ電流と設定値の合わせ込み制御を行う。モニタした電流値の方が大きくなってしまった場合も同様である(S8,S12,S15のNO,S9のNO)。
【0020】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明によれば、モータホールド時のチョッピングによるモータへの振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるステッピングモータ駆動装置の構成を示すブロック図
【図2】図1に示すステッピングモータ駆動装置よるステッピングモータの制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
1 ステッピングモータ
2 FETゲートドライブ回路
3 励磁制御部
5 チョッピングデューティ制御部
6 チョッピング周波数制御部
7 平滑回路
8 電流設定部
9 電流検出部
10 CPU[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stepping motor driving device that controls a stepping motor applied to a scanner, a facsimile machine, and the like.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 discloses that a step motor is driven by energization of 1-2 phase excitation, and when a stop command is issued to the step motor, the position of the rotor is set to a position by one-phase excitation or a position by two-phase simultaneous excitation. If the position of the rotor is a position by one-phase excitation, advance by one step, and send a stop command so that the rotor stops at the next position by two-phase simultaneous excitation. By applying a hold pulse at the energizing position of two-phase simultaneous excitation to stop the rotation of the step motor after stopping the rotation of the step motor, and at the time of restarting the step motor, a hold pulse for stopping the step motor is used. A start pulse is given to the given two sets, and the position of the rotor at the time when the stop command is issued is the one-phase excitation position. A step motor that starts driving after returning the rotor by one step, and starts driving as it is when the position of the rotor at the time when the stop command is issued is the two-phase simultaneous excitation position. A driving method is described.
[0003]
[0004]
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2928007 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-044996 [Patent Document 3]
JP-A-10-146097
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, when the stepping motor is held, a method of stopping at the two-phase position or moving to the two-phase position to stop the vibration and noise of the motor has been devised. Actually, a method of stopping at two-phase positions and synchronizing the chopping of the A-phase and the B-phase thereat to prevent abnormal noise from the motor has been commercialized.
[0007]
However, either method has a problem that the motor must be stopped and held at the two-phase position. For example, at the time of intermittent reading of a facsimile apparatus, it is difficult to always stop at the two-phase position as described above due to the strict positional accuracy. Cannot be applied as is.
[0008]
An object of the present invention is to provide a stepping motor drive device that solves such problems and suppresses motor vibration while holding holding torque during holding.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a stepping motor driving apparatus for controlling step driving and motor holding of a stepping motor by a pulse width modulation signal, wherein the chopping frequency of the pulse width modulation signal is reduced at the time of motor holding. And means for controlling a filter constant of the smoothing circuit according to the chopping frequency. With such a configuration, it is possible to reduce vibration to the motor due to chopping during motor holding.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there are provided means for varying the duty of chopping during motor hold, and means for changing the filter constant of the smoothing circuit when chopping is on and off. And With this configuration, it is possible to reduce the vibration of the motor at the time of holding the motor and to prevent a decrease in the holding torque.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, there is provided means for increasing a current setting when the motor is held. With this configuration, it is possible to prevent the level at which chopping is smoothed from becoming small, prevent a decrease in motor current, and maintain torque during motor hold.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a stepping motor driving device according to a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a stepping motor used in a scanner or the like, and 2 is an FET for turning on and off each excitation phase of the stepping motor 1. And a control circuit for controlling the FET
[0014]
FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of the stepping motor by the stepping motor driving device shown in FIG.
[0015]
First, the
[0016]
The motor is driven and held based on the above settings (S4, S5). At the time of holding, control is performed to change the setting so as to reduce the chopping frequency in order to suppress the motor vibration while holding the holding torque. .
[0017]
In the example of this flowchart, the chopping frequency is changed so as to become the value of the chopping frequency at the time of the hold whose setting has been changed (S6 to S9). That is, the motor current (I) when the chopping frequency is changed is monitored by the current detector 7 (S7), and compared with the set current value (A) at the time of holding (S8). And hold is continued (NO in S8, YES in S9). If the monitored current value (I) is smaller (YES in S8), the setting of ON / OFF duty of chopping is changed (S10). Then, control is performed so that the set duty is obtained. At this time, since the constant of the filter of the smoothing circuit 7 changes depending on the chopping frequency and the duty, the constant of the filter is simultaneously changed by controlling the value of the resistance element or the capacitance element under the control of the
[0018]
Similarly, the motor current (I ') at that time is monitored by the current detector 7 (S11), and is compared with the set current value (A) at the time of holding (S12). , S9 YES) Hold the setting and continue holding. If the monitored current value (I ') is smaller, the
[0019]
If the monitored current value is still smaller (YES in S15), the process returns to the setting of the initially controlled chopping frequency (S6), and the respective parameters are adjusted to perform the matching control of the monitored current and the set value. The same applies when the monitored current value becomes larger (NO in S8, S12, S15, NO in S9).
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention configured as described above, vibration to the motor due to chopping during motor holding can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a stepping motor driving device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of a stepping motor by the stepping motor driving device shown in FIG. 1;
Reference Signs List 1 stepping
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002353648A JP2004187444A (en) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | Stepping motor drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002353648A JP2004187444A (en) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | Stepping motor drive unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004187444A true JP2004187444A (en) | 2004-07-02 |
Family
ID=32754892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002353648A Pending JP2004187444A (en) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | Stepping motor drive unit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004187444A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104683623A (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | 夏普株式会社 | Stepping motor control device and conveying device provided with the same |
-
2002
- 2002-12-05 JP JP2002353648A patent/JP2004187444A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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