JPH05161396A

JPH05161396A - ステップモータの駆動方法

Info

Publication number: JPH05161396A
Application number: JP31926291A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takeuchi; 実竹内; Hiroichi Takahashi; 博一高橋
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 1993-06-25
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2928007B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ステップモータを１・２相交代励磁により駆
動させるとともに、ステップモータ停止時の回転子の停
止位置を特定する。【構成】ステップモータを分解能の大きい１・２相交
代励磁の通電により駆動させ、ステップモータの回転子
４の停止位置を２相同時励磁の通電位置に特定し、ステ
ップモータの停止時のホールドトルクを常時最大とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステップモータの駆動
方法に係り、特に、プリンタに適用されるステップモー
タの駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリンタの印字には、ステッピ
ングモータ、ステッパ、パルスモータ等と称されるステ
ップモータが、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ィジタル制御が容易なた
めに多用されている。

【０００３】このステップモータは、ステップモータの
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、固定子には多数の電
磁石（多相の電動機巻線）が用いられ、この電磁石を次
々と励磁すると、回転子を例示された電磁石と対応する
方向に吸引し、一定の角度ずつ回転させるようにされて
いる。

【０００４】また、ステップモータの各相巻線に通電さ
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相同時励磁等があり、これらはそれぞ
れ９０度，１３５度，１８０度通電に相当する。

【０００５】前記１・２相交代励磁によるステップモー
タの駆動では、８ステップで回転子が１歯ピッチ回転
し、他の方法に比べてステップ数（分解能）が倍増する
とともに、乱調を防止し高速時の運転を安定化する効果
がある。このため、ステップモータは、プリンタの印字
動作をディジタル制御により行う制御モータとして多用
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のプリンタの印字動作に適用されるステップモー
タの駆動方法は、１・２相交代励磁により駆動させた場
合においても、回転子の停止時の相の位置を無視してい
た。

【０００７】よって、停止させた回転子の位置は、１相
励磁の位置と、２相同時励磁の位置という２通りの位置
の何れかとなる。

【０００８】また、回転子を停止させたときのホールド
トルクは、２相同時励磁の停止位置のホールドトルクが
１相励磁での停止位置のホールドトルクより大きく、す
なわち、回転子が１相励磁の停止位置で停止した場合に
は、ホールドトルクが最小となる。そして、１相励磁の
停止位置でステップモータの回転子が停止すると、ステ
ップモータの出力軸に接続された各種機器とのメカニズ
ム上の負荷により、ステップモータの回転子の停止位置
が移動し、相のずれ（回転子の停止位置の変位）が発生
するとともに、結果として印字ずれ等の不具合が発生す
るという問題点があった。

【０００９】さらに、ステップモータの停止中も電力を
供給し続けているので、電力の消費が多く、また、ステ
ップモータの発熱が多いという問題点があった。

【００１０】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであり、前述した従来のものにおける問題点を克服
し、ステップモータを１・２相交代励磁により駆動させ
るとともに、ステップモータ停止時の回転子の停止位置
を特定することのできるステップモータの駆動方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項１に記載の本発明のステップモータの駆動方
法は、１・２相交代励磁の通電によりステップモータを
駆動させ、２相同時励磁の通電位置でステップモータを
停止させることを特徴としている。

【００１２】また、請求項２に記載の本発明のステップ
モータの駆動方法は、１・２相交代励磁の通電によりス
テップモータを駆動させた後に２相同時励磁の通電位置
でステップモータの回転を停止させ、ホールドパルスを
付与し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前記停止位置におい
てスタートパルスを付与した後に駆動を開始させること
を特徴としている。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の本発明のステップモータの駆
動方法によれば、ステップモータを分解能の大きい１・
２相交代励磁の通電により駆動させ、ステップモータの
回転子の停止位置を２相同時励磁の通電位置に特定し、
ステップモータの停止時のホールドトルクを常時最大と
することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の本発明のステップ
モータの駆動方法によれば、ステップモータの回転子の
停止位置を２相同時励磁の通電位置に特定し、ステップ
モータの非稼動時に通電を停止することができるととも
に、再起同時にスタートパルスを付与することで、ステ
ップモータの非稼動時に発生する相のずれを補正するこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。

【００１６】図１は本発明に係るステップモータの駆動
方法を実施するためのプリンタの実施例を示す要部のブ
ロック図である。

【００１７】本実施例によるステップモータの駆動方法
を実施するための装置を図１により説明する。

【００１８】図１に示すように、本発明の駆動方法を実
施するための装置は制御部１と駆動部２とにより構成さ
れている。

【００１９】前記制御部１内には、後述するステップモ
ータ３の回転子４の停止位置を制御するステップモータ
停止位置制御部５とステップモータ１の回転子４の停止
位置を検出するステップモータ停止位置検出部６とが形
成されている。

【００２０】前記駆動部２内には、図示しない入力パル
ス分配回路およびパルス増幅回路等のステップモータ駆
動部７と、紙送りおよびキャリッジ等のプリンタ駆動部
８とが形成されている。

【００２１】なお、本発明に係るステップモータの駆動
方法を実施するための装置は、後述する動作ができるも
のであればよく、特に、本実施例に限定されるものでは
ない。

【００２２】つぎに、本実施例によるステップモータの
駆動方法を図１から図４により説明する。

【００２３】図２はステップモータの要部を示す模式
図、図３はステップモータ駆動時の通電状態を示すタイ
ミングチャート、図４はステップモータの停止時と再起
動時の通電状態を示すタイミングチャートである。

【００２４】まず、本実施例による１・２相交代励磁の
通電方法によるステップモータ３の駆動動作を、図２に
示すステップモータの模式図と、図３に示すタイミング
チャートとにより説明する。

【００２５】図２に示すように、ステップモータ３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がそれぞれ巻回されてい
る。そして、図３に示すような入力パルスを付与するこ
とにより回転子４を駆動することができる。

【００２６】まず、ステップＳＴ01において、Ａ相の固
定子９ａに巻回されているコイル１１ａのスイッチ１０
ａ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付与する（Ｏ
Ｎ）。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。

【００２７】つぎに、ステップＳＴ02において、Ａ相の
固定子９ａに巻回されているコイル１１ａのスイッチ１
０ａと、Ｂ相の固定子９ｂに巻回されているコイル１１
ｂのスイッチ１０ｂとを閉じ、他のスイッチ１０ｃ，１
０ｄを開く。すなわち、Ａ相とＢ相とに入力パルスを付
与する（ＯＮ）する。すると、Ａ相とＢ相との固定子９
ａ，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相励磁による回転子４の停止位置を図
中に実線で示す。

【００２８】さらに、ステップＳＴ03において、Ｂ相の
固定子９ｂに巻回されているコイル１１ｂのスイッチ１
０ｂ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付与する（Ｏ
Ｎ）する。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
Ｐ03に停止する。この停止位置Ｐ03は１相励磁による位
置である。

【００２９】以下、Ｂ・Ｃ相→Ｃ相→Ｃ・Ｄ相→Ｄ相→
Ｄ・Ａ相の順に入力パルスを付与することにより、ステ
ップモータ３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。

【００３０】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相の順に付
与すると、ステップモータ３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ることができる。

【００３１】このように、１・２相交代励磁の通電方法
によれば、１相励磁あるいは２相同時励磁を適用した通
電方法にくらべてステップ数（分解能）が倍増するとと
もに、ステップモータの回転を円滑にすることができ
る。

【００３２】なお、実際には前述したスイッチ１０でな
く、図示しないパルス分配回路等により、各固定子への
入力パルスの通電状態をコントロールさせている。

【００３３】つぎに、ステップモータ３を停止させる動
作について、図２から図４により説明する。

【００３４】まず、制御部１から駆動部２へステップモ
ータ３の停止指令が発せられる。すると、従来は、前述
したように１相励磁による位置、例えば、図２に示すＰ
01、あるいは２相同時励磁による位置、例えば、図２に
示すＰ02、のいずれかの位置に回転子４が無秩序に停止
していた。

【００３５】これに対し本実施例においては、制御部１
から駆動部２へステップモータ３の停止指令が発せられ
た場合に、制御部１内のステップモータ停止位置検出部
５により、回転子４の停止位置が前述した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判断し、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回転子が停止する
ように、制御部１内のステップモータ停止位置制御部５
から駆動部２内のステップモータ駆動部７へ停止指令を
送出させる。そして、ステップモータ駆動部７からは所
望の２相へ、例えば、図４に示すように、Ａ相とＢ相と
にのみステップモータ３を停止させるホールドパルスを
所望の時間だけ送出させて、図２に示すＰ02の位置にお
いてステップモータ３の回転子４を停止させる。

【００３６】また、回転子４の停止位置が２相同時励磁
による位置の場合には、そのまま制御部１内のステップ
モータ停止位置制御部５から駆動部２内のステップモー
タ駆動部７へ停止指令を送出させるとともに、ステップ
モータ駆動部７からは所望の２相へホールドパルスを前
述したのと同様に所望の時間だけ送出させる。

【００３７】したがって、ステップモータ３の回転子４
は２相同時励磁による位置、図２に示す停止位置Ｐ02，
Ｐ04，Ｐ06，Ｐ08のいずれかの位置において確実に停止
されることになる。この２相同時励磁による回転子４の
停止位置においては、２相の固定子９の磁力の合力によ
り回転子４を停止させるので、１相励磁による回転子４
の停止位置における１相の固定子９の磁力より大きい停
止時の磁力（ホールドトルク）を得ることができる。

【００３８】そして、所望の位置でステップモータ３を
停止させた後に、再起動時までステップモータ３への給
電を停止する。これにより、電力消費ならびにステップ
モータ３の発熱を低減させることができる。

【００３９】つぎに、ステップモータ３の再起動の動作
について図２から図４により説明する。

【００４０】いま、ステップモータ３が停止して、ステ
ップモータ３の回転子４が、図２のＡ相とＢ相の中間位
置Ｐ02において停止している場合、すべての相（Ａ相，
Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）に電力が供給されていないので、ス
テップモータ３の回転子４により回転運動する図示しな
い出力軸に接続された各種機器とのメカニズム上の負荷
が発生すると、出力軸を介してステップモータ３の回転
子４にこの負荷が逆伝達されて、回転子４の停止位置が
時計方向あるいは反時計方向へ移動する。

【００４１】したがって、本実施例では、制御部１内の
ステップモータ停止位置制御部５から、駆動部２内のス
テップモータ駆動部７へ起動指令を送出させるととも
に、ステップモータ駆動部７からはステップモータ４を
停止させるホールドパルスを付与したのと同一の２相
へ、例えば、図４に示すように、Ａ相とＢ相とにスター
トパルスを所望の時間だけ送出させる。すると、Ａ相と
Ｂ相とが磁化され、回転子４は停止時の位置であるＡ相
とＢ相の中間位置Ｐ02へ、確実に移動させられることに
なる。その後、再起動の始動位置にある回転子４を、所
望の固定子に入力パルスを順に付与させることでステッ
プ状に移動させて、ステップモータ３を駆動させること
ができる。

【００４２】このように、ステップモータ３の再起動時
に、ステップモータ３を停止させるホールドパルスを付
与した適宜な２相へ、スタートパルスを所望の時間付与
することにより、回転子４の始動位置を確実にステップ
モータの停止した位置へ復帰させることができ、印字ず
れ等の発生を防止させることができる。

【００４３】なお、回転子４を停止させる時に１ステッ
プ進行させて停止させた場合には、再起動時に必要に応
じて進行させた１ステップ分を戻してもよい。

【００４４】また、本発明は、前記実施例に示す４相の
ステップモータに限定されるものではなく、３相，５相
等の複数の相を有するステップモータに適用することが
できる。

【００４５】さらに、本発明は、前記実施例に限定され
るものではなく、必要に応じて種々の変更が可能であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のステップモ
ータの駆動方法によれば、ステップモータを分解能の大
きい１・２相交代励磁により駆動させるとともに、ステ
ップモータ停止時の回転子の停止位置をホールドトルク
の大きい停止位置に特定することができる。また、再起
動時のステップモータの回転子の始動位置を停止時の位
置と同一とすることが容易にできるとともに、ステップ
モータの停止時に電力を停止させることができ、電力消
費とステップモータの発熱とを低減できるという極めて
優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステップモータの駆動方法を実施
するためのプリンタの実施例を示す要部のブロック図

【図２】ステップモータの要部を示す模式図

【図３】本発明に係るステップモータの駆動方法におけ
るステップモータ駆動時の通電状態を示すタイミングチ
ャート

【図４】本発明に係るステップモータの駆動方法におけ
る停止時と再起動時の通電状態を示すタイミングチャー
ト

【符号の説明】

３ステップモータ４回転子９固定子１０コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１・２相交代励磁の通電によりステップ
モータを駆動させ、２相同時励磁の通電位置でステップ
モータの回転を停止させることを特徴とするステップモ
ータの駆動方法。
【請求項２】１・２相交代励磁の通電によりステップ
モータを駆動させた後に２相同時励磁の通電位置でステ
ップモータの回転を停止させ、ホールドパルスを付与し
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前記停止位置においてスタ
ートパルスを付与した後に駆動を開始させることを特徴
とするステップモータの駆動方法。