JP3362686B2 - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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Description
動制御するモータ制御装置、特に目標設定される回転速
度に対応して生成されるパルス信号に特徴を有するモー
タ制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】ステッピングモータは、パルスの数を変
位に変換する目的に用いられる電動機であって、パルス
モータとも呼ばれる。具体的には、与えられたパルス信
号の一つに対応してその回転子が所定の角度だけ回転す
る構成にしてあって、このため、パルスの数に基づいて
回転角度を制御することが可能である。 【0003】更に詳述すると、ステッピングモータはパ
ルス信号を受けると、その時点の回転子の停止位置に応
じて励磁すべき固定子、即ち電磁石を選択し、これに所
定量の電流を供給して励磁させ、回転子の磁極を励磁し
た電磁石と対応する方向へ吸引して停止させる。また、
連続して供給されるパルス信号に応じて、複数の固定子
を所定の順序に従って選択的に励磁することにより、回
転子を回動自在に駆動制御することができる。なお、停
止位置と対応する各電磁石への電流の供給状態をフェー
ズと呼ぶ。前述の如きステッピングモータはデジタル制
御が容易であることから、例えば熱転写プリンタ,シリ
アルプリンタなどの印刷装置において、キャリッジ駆動
機構及び紙送り機構などに採用されている。 【0004】前記ステッピングモータを駆動する電流の
供給パターンには、1相励磁,2相同時励磁,1−2相
交代励磁及びW1−2相交代励磁などがあって、前述の
印刷装置においては、主に1−2相交代励磁及びW1−
2相交代励磁が採用されている。 【0005】1−2相交代励磁によるステッピングモー
タの駆動方法は、回転子の停止位置に対応する各電磁石
を一つずつ順に励磁して基本ステップ角度で回転させる
1相励磁と、相互に隣位する2相を同時に励磁し、フェ
ーズの切換えにおいていずれか一つの相の励磁を切り換
える2相同時励磁とを交互に繰り返す方法である。この
駆動方法によると、供給される電流に応じて回転子を1
相励磁による停止位置又はこの基本ステップ角度の1/
2だけ回転させた2相同時励磁による停止位置のいずれ
かに停止させることが可能である。例えば、回転子を1
回転させるために、1相励磁によると4ステップを要す
るとき、1−2相交代励磁によるとその倍の8ステップ
を要する。その特徴は、1相励磁又は2相同時励磁と比
較してステップ幅を細かく制御することが可能であっ
て、しかも駆動時の騒音の低減及び高速駆動の安定化に
優れた効果を奏する。 【0006】W1−2相交代励磁によるステッピングモ
ータの駆動方法は、前述の如き1−2相交代励磁の基本
ステップ角度の更に1/2幅を駆動制御する方法であっ
て、各相について、電流を1相励磁における値とそれよ
り低い二つの中間値とに供給可能になしておき、フェー
ズの切換えにおいて一つの相の励磁を前記中間値を用い
て段階的に増加又は減少させることにより実現してい
る。この駆動方法は、供給される電流に応じて回転子を
1−2相交代励磁による停止位置又はこの基本ステップ
角度の1/2だけ回転させた停止位置のいずれかに停止
させる。例えば、回転子を1回転させるために、1−2
相交代励磁によると8ステップを要するとき、W1−2
相交代励磁によるとその倍の16ステップを要する。その
特徴は、上述の1−2相交代励磁よりステップ幅を細か
く制御することが可能であるため、高い精度が要求され
る場合に用いられる。 【0007】図5は1−2相交代励磁及びW1−2相交
代励磁の電流供給タイミングの一例を説明するためのタ
イミングチャートである。図5(1-A) 及び図5(1-B)
は、1−2相交代励磁におけるA相(例えば、横方向と
対応)及びB相(同、縦方向と対応)の電流供給タイミ
ングを夫々表している。この1−2相交代励磁において
は、A相,B相夫々に5段階の電流量が設定可能であっ
て、1周を基本ステップ角度で分割した8つの停止位置
(フェーズ)について、例えば回転子の磁極を0時の方
向と対応するフェーズ0に駆動するには、横方向のモー
メントを与えるA相には電流を供給せず、縦方向のモー
メントを与えるB相にのみ電流を供給する。また、フェ
ーズ0から時計回りに基本ステップ角度である45度回転
した1時30分の方向と対応するフェーズ1に駆動するに
は、A相及びB相に同等の電流を供給する。 【0008】一方、図5(2-A) 及び図5(2-B) は、W1
−2相交代励磁におけるA相及びB相の電流供給タイミ
ングを夫々表している。このW1−2相交代励磁におい
ては、A相,B相夫々に7段階の電流量が設定可能であ
って、1周を基本ステップ角度で分割した16のフェーズ
について、例えば回転子の磁極を0時の方向と対応する
フェーズ0に駆動するには、A相に電流を供給せず、B
相に-100%の電流を供給する。また0時45分の方向と対
応するフェーズ1に駆動するには、A相に略40%の電流
を供給し、B相にフェーズ0と同じく-100%の電流を供
給する。更にまた、1時30分の方向と対応するフェーズ
2に駆動するには、A相及びB相に略70%の電流を供給
する。 【0009】図6はステッピングモータの速度制御を説
明する速度線図であって、横軸には時間を、また縦軸に
はステッピングモータの回転速度の目標値を夫々対応付
けて表している。図において、速度線が上り傾向を示す
時刻T0から時刻T1までは、回転速度を加速する第I
期を表している。ステッピングモータの回転速度は、単
位時間当たりのパルス信号の数に比例する。言い換える
と、前記回転速度はパルス信号の間隔に反比例する。従
って、第I期の間はステッピングモータへ与えるパルス
信号の間隔を徐々に短くするように制御される。 【0010】速度線が横這い傾向を示す時刻T1から時
刻T2までは、回転速度を一定に保って駆動する第II期
を表しており、この期間、ステッピングモータへ与える
パルス信号の間隔は一定に保たれる。 【0011】また、速度線が下り傾向を示す時刻T2か
ら時刻T3までは、回転速度を減速する第III 期を表し
ており、この期間、ステッピングモータへ与えるパルス
信号の間隔を、時間の経過に伴って徐々に長くするよう
に制御される。例えば、あるモータを1600pps の回転速
度で駆動制御するパルス信号の間隔を1とするとき、そ
のパルス信号の間隔を4/3倍にすると、1200pps にて
駆動制御される。また、パルス信号の間隔を2倍にする
と、800ppsにて駆動制御される。更にまた、パルス信号
の間隔を4倍にすると、400ppsにて駆動制御される。 【0012】特開平4−131265号公報において提案され
ている記録装置は、ステッピングモータの加速時の速度
制御に特徴を有する発明であって、ステッピングモータ
の駆動力を、ギヤ列などを用いてなる伝動機構を介して
搬送ローラへ伝達する機構において、駆動開始から所定
パルス数を低速度で駆動することにより、搬送方向を逆
転したとき、搬送ローラに駆動力が伝達されるまでのバ
ックラッシュ期間に前記ステッピングモータが加速さ
れ、駆動力が搬送ロールへ伝達された時点にトルクの急
激な変化を生じて前記ステッピングモータが脱調するこ
との防止を目的とする。 【0013】また、特開昭59−155078号公報において提
案されている印字媒体の搬送駆動方式は、モータの駆動
力を調節する構成に特徴を有する発明であって、印字媒
体の紙厚に応じてモータのドライブ電流を調節して前記
モータのトルクを制御可能になすことにより、例えば駆
動力をあまり必要としないような紙厚の薄い印字媒体に
ついて電力の無駄な消費を抑制し、また駆動状態から停
止状態への静定に要する時間の短縮を図ることを目的と
する。 【0014】ところで、印刷装置の紙送り機構において
は、停止位置を高精度に制御することが要求される。し
かし、前述したステッピングモータの駆動方法では、そ
の停止トルクがフェーズ毎に不均一であるため、それに
より駆動されるメカニズムの負荷状況によっては、停止
位置が所定の位置からずれる場合があった。具体的に
は、1−2相交代励磁を例に挙げて説明すると、1相励
磁による停止位置に停止させる場合と、2相同時励磁に
よる停止位置に停止させる場合とでは、前者の方が停止
トルクが小さい。従って、同一の制動トルクに対する夫
々の停止位置を比較すると、前者において回転子の停止
位置の位置ずれを生じる場合があった。このような停止
位置の位置ずれが、紙送り機構において改行時の送り量
に影響を与え、改行の前後にて印字行の間隔が不均一と
なる現象を生じせしめて印字品質を低下させるという問
題点があった。 【0015】そこで従来は、駆動機構部の総合的な精度
を向上させるか、または停止位置の精度に優れたステッ
ピングモータを採用することにより、前述の如き位置ず
れの低減を図っていた。また、特開平8−275591号公報
において提案されているステップモータの駆動方法は、
停止位置の制御に特徴を有する発明であって、1−2相
交代励磁により駆動するステップモータを駆動状態から
停止状態へ制御するとき、ステップモータへ与える停止
パルス又はホールドパルスの少なくともいずれか一方の
値を可変とすることにより、ステップモータの回転子の
停止位置による停止トルクの差異をなくして、停止位置
を確実に制御することを目的とする。 【0016】 【発明が解決しようとする課題】ところが、印刷装置の
分解能、即ち印刷密度についての要求は高く、これに対
応すべく停止位置をより高精度に制御することが重要な
課題となっている。 【0017】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であって、目標の停止位置に応じて、停止直前に与える
パルス信号の間隔を補正することにより、フェーズ間の
停止トルクの差異を抑えて、目標の停止位置に確実に停
止させることが可能なモータ制御装置の提供を目的とす
る。 【0018】 【課題を解決するための手段】本発明にかかるモータ制
御装置は、回転速度の切り換えタイミングを表す速度制
御テーブルを有し、該速度制御テーブルに基づき目標設
定される回転速度に対応するパルス信号を生成し、これ
をモータへ与えることで該モータの回転子を基本ステッ
プ角度毎に駆動制御するモータ制御装置において、目標
とする停止位置に停止させるためのパルス信号を補正す
るための遅延時間を前記回転子の基本ステップ角度毎の
停止位置に対応付けて、夫々格納する遅延テーブルと、
減速駆動中の回転子が停止する停止位置及び該停止位置
までのステップ数を特定する手段と、特定したステップ
数が予め定めた数値になったとき、特定した停止位置に
応じて前記遅延テーブルを参照して遅延時間を得て、該
遅延時間によってパルス信号の間隔を補正し、これを生
成する手段とを備えることを特徴とする。 【0019】図3は本発明に係るモータ制御装置により
生成されるパルス信号の概念を説明するための概念図で
ある。図3(a) は目標設定された回転速度に対応して生
成されたパルス信号P1,P2,…,P7を表しており、また
図3(b) は、図3(a) に表すパルス信号の間隔を、遅延
テーブルに基づき補正して得たパルス信号P17 を表して
いる。 【0020】ステッピングモータを図3(a) に表すパル
ス信号P1,P2,…,P7によって駆動制御した場合に、目
標の停止位置であるフェーズ1において位置ずれが生じ
るのは、フェーズ0からフェーズ1へ遷移するときの停
止トルクが制動トルクに及ばなかったことによる。そこ
で、フェーズ0からフェーズ1への遷移を起こすパルス
信号P7と、その一つ前のパルス信号P6との間隔を補正す
ることにより、具体的にはパルス信号P7を例えば1カウ
ント分遅延させたパルス信号P17 を設定することによ
り、必要な停止トルクを得る。 【0021】図4は本発明に係るモータ制御装置におけ
る遅延テーブルの一例を説明するための説明図である。
図において、0時の方向と対応するフェーズ0につい
て、遅延時間は0カウントに設定してある。また、1時
30分の方向と対応するフェーズ1について、遅延時間は
1カウントに設定してある。同様に、3時,4時30分,
6時,7時30分,9時及び10時30分の方向と夫々対応す
るフェーズ2,3,4,5,6及び7については、3,
5,0,1,3及び5カウントに遅延時間を設定してあ
る。これらの遅延時間は、実験値に基づいて予め設定し
ておく。 【0022】以上のように、この発明においては、実験
値に基づき前述の如き遅延テーブルを予め設定してお
き、該遅延テーブルを用いてパルス信号の間隔を制御す
ることにより、停止位置の位置ずれを低減することがで
きる。 【0023】 【発明の実施の形態】図1は本発明に係るモータ制御装
置の構成を示すブロック図である。図において、ROM
1に格納してあるRampテーブル2は、回転速度の切り換
えタイミングを表す速度制御テーブルであって、これは
Rampデータ補正回路3により読み出し可能になしてあ
る。Rampデータ補正回路3には、目標の停止位置(フェ
ーズ)に停止させるべく駆動制御するときの、パルス間
隔の遅延時間を格納する前述の如き遅延テーブル4が設
けてある。またRampデータ補正回路3は、駆動方向の設
定を受け付けるべくなしてあって、所定のトリガ信号を
受け付けたとき、ROM1に格納してあるRampテーブル
2及びフェーズレジスタ5に格納してあるモータのフェ
ーズ情報を読み出し、また設定してある駆動方向に基づ
いてパルス間隔を表すパルスデータを生成し、これをパ
ルス生成回路6へ与える。 【0024】パルス生成回路6は高周波クロックを受け
付けるべくなしてあって、与えられたパルスデータに従
ってパルス信号をモータドライバ7へ与える。モータド
ライバ7はパルス信号を受けたとき、所定の駆動方法、
即ち電流の供給パターンに基づく所定の電流をモータ8
へ供給する。またパルス生成回路6は、パルス信号を出
力する都度、フェーズ識別回路9へトリガ信号を与え
る。フェーズ識別回路9は駆動方向の設定を受け付ける
べくなしてあって、トリガ信号を受け付けたとき、設定
してある駆動方向に基づきフェーズの遷移を識別して、
これをフェーズレジスタ5へ格納する。 【0025】図2は本発明に係るモータ制御装置の動作
手順を示すフローチャートである。Rampデータ補正回路
3は、Rampテーブル2からRampデータを読み出す(S1)。
そして、読み出したRampデータを遅延テーブル4に基づ
き補正を施してパルスデータを生成し(S2)、これをパル
ス生成回路6へ与える。パルス生成回路6はパルスデー
タに従いパルス信号を生成し(S3)、これをモータドライ
バ7へ与えてモータ8を駆動する(S4)。Rampテーブル2
からRampデータを読み出し(S5)、データエンドであるか
否かを判別して(S6)、データエンドでない場合はS4に
処理を戻し、以降の手順を繰り返す。また、データエン
ドであると判別した場合は、処理を終了する。 【0026】 【発明の効果】以上の如き本発明のモータ制御装置によ
っては、モータのフェーズ毎の停止トルクに応じて駆動
制御の遅延時間を格納する遅延テーブルを予め設定して
おき、この遅延テーブルに従ってパルス信号の間隔を制
御するから、停止位置の位置ずれの低減に優れた効果を
奏する。
ック図である。 【図2】本発明に係るモータ制御装置の動作手順を示す
フローチャートである。 【図3】本発明に係るモータ制御装置により生成される
パルス信号の概念を説明するための概念図である。 【図4】本発明に係るモータ制御装置における遅延テー
ブルの一例を説明するための説明図である。 【図5】1−2相交代励磁及びW1−2相交代励磁の電
流供給タイミングの一例を説明するためのタイミングチ
ャートである。 【図6】ステッピングモータの速度制御を説明する速度
線図である。 【符号の説明】 2 Rampテーブル 3 Rampデータ補正回路 4 遅延テーブル 5 フェーズレジスタ 6 パルス生成回路 9 フェーズ識別回路
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 回転速度の切り換えタイミングを表す速
度制御テーブルを有し、該速度制御テーブルに基づき目
標設定される回転速度に対応するパルス信号を生成し、
これをモータへ与えることで該モータの回転子を基本ス
テップ角度毎に駆動制御するモータ制御装置において、
目標とする停止位置に停止させるためのパルス信号を補
正するための遅延時間を前記回転子の基本ステップ角度
毎の停止位置に対応付けて、夫々格納する遅延テーブル
と、減速駆動中の回転子が停止する停止位置及び該停止
位置までのステップ数を特定する手段と、特定したステ
ップ数が予め定めた数値になったとき、特定した停止位
置に応じて前記遅延テーブルを参照して遅延時間を得
て、該遅延時間によってパルス信号の間隔を補正し、こ
れを生成する手段とを備えることを特徴とするモータ制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36912198A JP3362686B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36912198A JP3362686B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | モータ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000197390A JP2000197390A (ja) | 2000-07-14 |
JP3362686B2 true JP3362686B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=18493618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36912198A Expired - Fee Related JP3362686B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3362686B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP36912198A patent/JP3362686B2/ja not_active Expired - Fee Related
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