(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステップモータの駆動制御を行う装置であって、
還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数有し、供給された転流信号に応じたパターンで、各スイッチング素子のスイッチングを行うインバータと、
与えられた位置指令パルス列に応じて、前記転流信号を生成して前記インバータに供給する制御手段と、
ロータ振動時に、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、前記ロータの回転方向が逆転した時点を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記位置指令パルス列のうちの最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給すると共に、最終パルスに対応する転流信号を、前記検出手段が逆転を検出した時点で、前記インバータに供給することを特徴とするステップモータの駆動制御装置。
【請求項２】
ステップモータの駆動制御を行う装置であって、
還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数有し、供給された転流信号に応じたパターンで、各スイッチング素子のスイッチングを行うインバータと、
与えられた位置指令パルス列に応じて、前記転流信号を生成して前記インバータに供給する制御手段と、
ロータ振動時に、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、前記ロータの回転方向が逆転した時点を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記位置指令パルス列に対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給する際に、前記検出手段が逆転を検出すると、その検出時点で、次の転流信号を前記インバータに供給することを特徴とするステップモータの駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか一項に記載のステップモータの駆動制御装置において、
前記インバータは、２つの前記スイッチング素子の接続点が各前記相に接続されているとともに、前記相のうち励磁相を挟む２つの前記スイッチング素子を交互にスイッチングしてチョッピングを行うように構成され、
前記検出手段は、前記チョッピングにおいて、前記励磁相を挟む前記２つのスイッチング素子の一方がオフからオンとなった状態で、前記開放相の２つの前記還流ダイオードの一方の導通状態が変化し、且つ前記励磁相を挟む前記２つのスイッチング素子の他方がオンからオフとなった状態で、前記開放相の２つの前記還流ダイオードの他方の導通状態が変化したときに、前記ロータの回転方向が逆転した時点を検出することを特徴とするステップモータの駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１、２および３のいずれかにおいて、
前記ロータの回転軸は、プリンタのヘッドキャリッジを移動させる移動機構に連結されていることを特徴とするステップモータの駆動制御装置。
【請求項５】
請求項１、２、３および４のいずれかにおいて、
前記ロータは、３相ハイブリッドステップモータのロータであることを特徴とするステップモータの駆動制御装置。
【請求項６】
与えられた位置指令パルス列に応じて、転流信号を生成し、還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数備えて構成されるインバータに、前記転流信号を供給するステップモータの駆動制御方法であって、
前記位置指令パルス列のうちの最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給するステップと、
最終パルスに対応する転流信号を、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、ロータ振動時にその回転方向が逆転したことを検出した時点で、前記インバータに供給するステップと、を含むことを特徴とするステップモータの駆動制御方法。
【請求項７】
与えられた位置指令パルス列に応じて、転流信号を生成し、還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数備えて構成されるインバータに、前記転流信号を供給するステップモータの駆動制御方法であって、
前記位置指令パルス列に対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給する際に、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、ロータ振動時にその回転方向が逆転したことを検出した時点で、次の転流信号を前記インバータに供給するステップを、含むことを特徴とするステップモータの駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータの振動振幅を迅速に抑制してステップモータの整定を行うための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステップモータは開ループ制御による制御系が適用可能であり、指令パルスを供給することによってロータの位置決めを行える等の利点を有するため、近年では、各種の制御機器用のアクチュエータとして用いられているが、開ループ制御系を用いた場合、騒音や振動等の抑制が必要となる。
【０００３】
この振動を抑制するためには、特開平４−３０８４９９号公報、特開平５−６４４９５号公報等に開示されているように、２相励磁と３相励磁とを交互に行って、駆動電流値を矩形波ではなく正弦波入力近似と似たものとするマイクロステップ駆動が提案されてきた。
【０００４】
また、これとは別にポジキャスト制御と称される制御手法によって無振動整定を行ってロータの振動を低減するものも提案されている。そのうち、代表的なものには、逆相励磁ダンピングや最終ステップ遅延ダンピングがある。「ステッピングモータの使い方：工業調査会：百目鬼英雄、1993, 6,20,P126 〜128 」等の文献に記載されているように、逆相励磁ダンピングは、ロータが機械的安定点に到達する直前に逆方向に励磁して制動し、安定点の近くで再度元の励磁に戻す駆動制御方法である。
【０００５】
また、最終ステップ遅延ダンピングは、目的とする１ステップ手前で、一旦パルス印加を停止させると、ロータがオーバーシュートして目的位置に近づくので、最も近づいた点で残りの１パルスを印加して、停止時の振動を減らす駆動制御方法である。なお、この最後の１パルスを印加するタイミングは例えばタイマー等で決定するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなポジキャスト制御にあっては、ロータの位置を把握せずに駆動制御を行っているので、モータ定数や負荷が変化するとこれに応じて制御系のチューニングを行わなければならず、個々の製品に対してこのチューニングを行うことは、コスト上昇を考慮すると現実的には不可能であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するために創作されたもので、その目的は、モータ定数や負荷が変化しても振動振幅を大きく抑制可能なステップモータの駆動制御手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ステップモータの駆動制御を行う装置であって、還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数有し、供給された転流信号に応じたパターンで、各スイッチング素子のスイッチングを行うインバータと、与えられた位置指令パルス列に応じて、前記転流信号を生成して前記インバータに供給する制御手段と、ロータ振動時に、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、前記ロータの回転方向が逆転した時点を検出する検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記位置指令パルス列のうちの最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給すると共に、最終パルスに対応する転流信号を、前記検出手段が逆転を検出した時点で、前記インバータに供給することを特徴とするステップモータの駆動制御装置である。
【０００９】
この発明によれば、制御手段が位置指令パルス列に応じた転流信号を生成してインバータに供給する際、最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号については、通常通り生成、供給する。そして、検出手段がロータ振動時の回転方向の逆転を、ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて検出した時点で、最終パルスに対応する転流信号をインバータ手段に供給するので、ロータの振動振幅を大幅に抑制することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、ステップモータの駆動制御を行う装置であって、還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数有し、供給された転流信号に応じたパターンで、各スイッチング素子のスイッチングを行うインバータと、与えられた位置指令パルス列に応じて、前記転流信号を生成して前記インバータに供給する制御手段と、ロータ振動時に、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、前記ロータの回転方向が逆転した時点を検出する検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記位置指令パルス列に対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給する際に、前記検出手段が逆転を検出すると、その検出時点で、次の転流信号を前記インバータに供給することを特徴とするステップモータの駆動制御装置である。
【００１１】
この発明によれば、制御手段が、位置指令パルス列に応じた転流信号を生成してインバータに供給する際に、検出手段によって、ロータ振動時の回転方向の逆転が、ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、検出されるとその時点で、次の転流信号をインバータに供給するので、ロータ駆動の全範囲において、ロータの振動振幅を大幅に抑制しながらステップモータの駆動を行うことができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項１および２のいずれか一項に記載のステップモータの駆動制御装置において、前記インバータは、２つの前記スイッチング素子の接続点が各前記相に接続されているとともに、前記相のうち励磁相を挟む２つの前記スイッチング素子を交互にスイッチングしてチョッピングを行うように構成され、前記検出手段は、前記チョッピングにおいて、前記励磁相を挟む前記２つのスイッチング素子の一方がオフからオンとなった状態で、前記開放相の２つの前記還流ダイオードの一方の導通状態が変化し、且つ前記励磁相を挟む前記２つのスイッチング素子の他方がオンからオフとなった状態で、前記開放相の２つの前記還流ダイオードの他方の導通状態が変化したときに、前記ロータの回転方向が逆転した時点を検出することを特徴とする。
【００１３】
より具体的には、例えば、励磁相を挟む２つのスイッチング素子の一方がオフからオンとなったときに、開放相に対して設けられた２つの還流ダイオードのうちの一方が導通状態から非導通状態になり、２つのスイッチング素子の他方がオンからオフとなったときに、２つの還流ダイオードのうちの他方が非導通状態から導通状態になった時を、回転方向が逆転した時点として検出する。
【００１４】
この発明によれば、開放相に対する一方の還流ダイオードと他方の還流ダイオードの導通状態が変化した時点をもって、ロータの回転方向が逆転した時点を検出するので、簡易な構成で検出手段を実現できる。しかも、還流ダイオードの導通時には開放相のインピーダンスが低くなるため、ノイズの影響を受けにくい状態で逆転時を検出できる。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、請求項１、２および３のいずれかにおいて、
前記ロータの回転軸は、プリンタのヘッドキャリッジを移動させる移動機構に連結されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、ヘッドキャリッジを移動させる駆動機構にステップモータのロータの回転軸が連結されているので、ロータ振動振幅を大幅に抑制可能としながら、ステップモータの駆動によってヘッドキャリッジを移動する装置を実現することが可能となる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、請求項１、２、３および４のいずれかにおいて、前記ロータは、３相ハイブリッドステップモータのロータであることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、ステップモータを３相ハイブリッドステップモータとすることによって、ロータ振動振幅を大幅に抑制しながら３相ハイブリッドステップモータを駆動制御することが可能となる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、与えられた位置指令パルス列に応じて、転流信号を生成し、還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数備えて構成されるインバータに、前記転流信号を供給するステップモータの駆動制御方法であって、
前記位置指令パルス列のうちの最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給するステップと、最終パルスに対応する転流信号を、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、ロータ振動時にその回転方向が逆転したことを検出した時点で、前記インバータに供給するステップと、を含むことを特徴とするステップモータの駆動制御方法である。
【００２０】
この発明では、位置指令パルス列に応じた転流信号を生成してインバータに供給する際、最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号については、通常通り生成、供給する。そして、最終パルスに対応する転流信号を、ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、ロータ振動時の回転方向の逆転が検出された時点でインバータに供給するので、ロータの振動振幅を大幅に抑制することができる。
【００２１】
また、請求項７に係る発明は、与えられた位置指令パルス列に応じて、転流信号を生成し、還流ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を複数備えて構成されるインバータに、前記転流信号を供給するステップモータの駆動制御方法であって、前記位置指令パルス列に対応する転流信号を順次生成して前記インバータに供給する際に、前記ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた前記還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、ロータ振動時にその回転方向が逆転したことを検出した時点で、次の転流信号を前記インバータに供給するステップを、含むことを特徴とするステップモータの駆動制御方法である。
【００２２】
この発明では、位置指令パルス列に応じた転流信号を生成してインバータに供給する際に、ステップモータの相のうち開放相に対して設けられた還流ダイオードの導通状態が変化したことに基づいて、ロータ振動時にその回転方向が逆転したことを検出した時点で、次の転流信号をインバータに供給するので、ロータ駆動の全範囲においてロータの振動振幅を大幅に抑制しながらモータ駆動を行うことができる。
【００２３】
また、請求項６や請求項７の発明において、前記ロータ振動時の回転方向の逆転時検出を、各相に対して設けられた２つの還流ダイオードの導通状態が変化した時点に基づいて行うようにすればよい。
【００２４】
即ち、請求項６において、前記ロータ振動時の回転方向の逆転時検出は、各相に対して設けられた２つの還流ダイオードの導通状態が変化した時点に基づいて行うことを特徴とするステップモータの駆動制御方法が提案される。
【００２５】
また、請求項７において、前記ロータ振動時の回転方向の逆転時検出は、各相に対して設けられた２つの還流ダイオードの導通状態が変化した時点に基づいて行うことを特徴とするステップモータの駆動制御方法も提案される。
【００２６】
これらによれば、ノイズの影響を受けにくい簡易な方法で逆転時を検出しながら、ロータの振動振幅を大幅に抑制することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
本発明の原理、ロータ振動時にロータの回転方向が逆転した時点を検出する原理、具体的な装置構成、動作の順に説明し、本発明の理解の容易化を図るものとする。
【００２９】
図１は、本発明の原理を説明する説明図である。横軸は時間、縦軸は電気角を示しており、電気角１２０°の位置が目標位置で、現在、電気角０°の位置でロータが停止しているものとする。
【００３０】
さて、時刻ｔ０において、１ステップだけインバータを転流させると、ロータは電気角で６０°回転しようとするが、ロータの慣性モーメントとロータ、ステータ間の電磁吸引、反発力により、ロータは点線で図示したような減衰振動を行い、負荷に悪影響を及ぼす。
【００３１】
そこで、ロータの回転方向が逆転した時点ｔ１に、さらに、もう１ステップだけインバータを転流させると、ロータは実線で図示するような減衰振動を行うので、ロータ停止時の振動振幅を大幅に抑制しながら目標位置で停止させることができる。
【００３２】
本発明はこのような原理に基づき、モータ定数や負荷が変化しても振動振幅を大きく抑制可能なステップモータの駆動制御手段を実現するものである。
【００３３】
次に、図２乃至図４を参照して、ロータ振動時にロータの回転方向が逆転した時点を検出する原理について説明する。
【００３４】
ところで、上記ｔ１は、ロータが減速されて逆転を開始する時点であり、ロータの回転方向が変化する場合には、逆起電力電圧の極性も反転する。このことは、例えば、開放相のコイルにＮ磁極が近づいてきたが、ロータが逆転することによってＮ磁極が遠ざかっていくことを想像すれば理解容易である。
【００３５】
また、逆起電力電圧の極性の検出は、Ｐ側チョッピングとＮ側チョッピングとを繰り返し、開放相に対する還流ダイオードの導通状態の変化を検出することにより行われる。以下に、この理由について説明する。
【００３６】
今、図３に示すような３相ＨＢ（ハイブリッド）ステップモータ１０（３相は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）とインバータ回路２０とからなる装置を想定する。
【００３７】
３相ＨＢステップモータ１０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の夫々の端子電圧をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ、また、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の夫々の逆起電力をｅａ、ｅｂ，ｅｃとして表現している。
【００３８】
インバータ２０は、電源２１と、各相に対して組となるようにして設けられた、還流ダイオードを並列に接続したトランジスタとを有し、各トランジスタは、図示しない制御回路から転流信号が供給されると、これに応じてスイッチング動作を行う。還流ダイオードＤａ+ が並列接続されたトランジスタＴａ+ と還流ダイオードＤａ- が並列接続されたトランジスタＴａ- とがＡ相に対するもの、また、還流ダイオードＤｂ+ が並列接続されたトランジスタＴｂ+ と還流ダイオードＤｂ- が並列接続されたトランジスタＴｂ- とがＢ相に対するもの、さらに、還流ダイオードＤｃ+ が並列接続されたトランジスタＴｃ+ と還流ダイオードＤｃ- が並列接続されたトランジスタＴｃ- とがＣ相に対するものとなっている。図２は、開放相をＢ相とした場合のチョッピングシークエンスを示したもので、Ｎ側チョッピングとＰ側チョッピングとを交互に行う場合の、トランジスタのオン、オフ制御状態と（インバータ動作）、導通するダイドードと、逆起電力電圧ｅｂの極性とが対応付けられて記述されている。
【００３９】
さて、一例として、図３において、トランジスタＴｃ+ とトランジスタＴａ- とがオン状態で、パルス幅変調制御を行ってトランジスタＴｃ+ がオン状態からオフ状態に変化した状態（Ｐ側チョッピング）を想定する。この時、開放相の端子電圧Ｖｂは、「Ｖｂ＝ｅｂ＋（ＶＣＥ−ＶＦ）／２−（ｅａ＋ｅｃ）／２：但し、ＶＣＥはトランジスタのコレクタ、エミッタ間電圧、ＶＦはダイオードの順方向電圧」となる。
【００４０】
ここで、各相の逆起電力電圧は、互いに１２０度づつ位相の異なる３相の対称電圧波形を有するために、ｅｂの極性が変化する位置、すなわち、ｅｂ＝０の点ではｅａ＝−ｅｃであり、還流ダイオードＤｂ- が導通する条件は「Ｖｂ＜−ＶＦ」なので、「ｅｂ＜−（ＶＣＥ＋ＶＦ）／２」となればＰ側チョッピングの時、還流ダイオードＤｂ- が導通する。
【００４１】
Ｎ側チョッピングの場合も同様に、トランジスタＴｃ+ とトランジスタＴａ- とがオン状態で、パルス幅変調制御を行ってトランジスタＴａ- がオン状態からオフ状態に変化した状態では、還流ダイオードＤｂ+ が導通する条件は「ｅｂ＞（ＶＣＥ＋ＶＦ）／２」となる。したがって、Ｐ側チョッピングとＮ側チョッピングとを繰り返すことによって、どの還流ダイオードが導通するかを検出すれば逆起電力の極性が分かり、かくして、ｔ１を検出することが可能となる。
【００４２】
図４にはこの様子を模式的に説明しており、Ｎ側チョッピングでは、「ｅｂ
＞（ＶＣＥ＋ＶＦ）／２」の条件を満たすとき還流ダイオードＤｂ+ が導通すると共に、Ｐ側チョッピングでは、「ｅｂ＞−（ＶＣＥ＋ＶＦ）／２」の条件を満たすとき還流ダイオードＤｂ- が導通する。
【００４３】
このように、開放相の逆起電力電圧の極性が正の場合、Ｎ側チョッピングを行った時、Ｐ側（＋側）の還流ダイオードが導通すると共に、開放相の逆起電力電圧の極性が負の場合、Ｐ側チョッピングを行った時、Ｎ側（−側）の還流ダイオードが導通するので、Ｎ側チョッングとＰ側チョッピングとを繰り返しながら、ダイオードの導通状態が変化する時点を検出すればｔ１を検出することができる。
【００４４】
したがって、以下に示す実施の形態の制御回路は、このようなチョッピング動作を行いながら転流信号を生成するように構成されている。なお、ｔ１の検出の一例として、還流ダイオードの導通状態を把握して検出を行うものを説明したが、他の手法、例えば、開放相の電圧を中点電圧と比較する等によって逆起電力電圧の極性を判定しても良いことは言うまでもない。しかしながら、前述した検出方法によれば、各相に対して設けられた一方の還流ダイオードと他方の還流ダイオードの導通状態が変化したことをもって、ロータの回転方向が逆転した時点を検出するので、簡易な構成で検出手段を実現でき、しかも、還流ダイオードの導通時には開放相のインピーダンスが低くなるため、ノイズの影響を受けにくい状態で逆転時を検出することができる。
【００４５】
次に、本発明の実施の形態のステップモータ駆動制御装置の構成や動作について説明する。
【００４６】
図５は、このステップモータ駆動制御装置の構成図である。このステップモータ駆動制御装置は、３相ＨＢ（ハイブリッド）モータ１０の各相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）を通電するためのインバータ２０と、位置指令パルス列が供給され、前述したようなチョッピングを行いながら生成した転流信号をインバータ２０に供給する制御回路４０と、前述したように、還流ダイオードの通電状態の変化を検出することによって、ロータ振動時の回転方向が逆転した時点を検出する還流ダイオード導通検出回路３０とを有して構成される。
【００４７】
また、インバータ２０は、還流ダイオードＤａ+ を並列に接続したトランジスタＴａ+ と、還流ダイオードＤａ- を並列に接続したトランジスタＴａ- とを直列に接続したもの（Ａ相に対するもの）と、還流ダイオードＤｂ+ を並列に接続したトランジスタＴｂ+ と、還流ダイオードＤｂ- を並列に接続したトランジスタＴｂ- とを直列に接続したもの（Ｂ相に対するもの）と、還流ダイオードＤｃ+ を並列に接続したトランジスタＴｃ+ と、還流ダイオードＤｃ- を並列に接続したトランジスタＴｃ- とを直列に接続したもの（Ｃ相に対するもの）と、電源２１とを有していて、各トランジスタのベース端子は、制御回路４０からの制御信号が入力可能ように制御回路４０と接続されている。
【００４８】
また、図６は、１相分の還流ダイオード導通検出回路３０の構成図である。図６はＢ相に対するものであり、コンパレータ部３１と導通ダイオード変化検出部３４とを有して構成される。コンパレータ部３１は、トランジスタＴｂ+ とトランジスタＴｂ- との直列接続点が自身の非反転入力端子に接続されると共に、自身の反転入力端子にダイオード順方向電圧（ＶＦ）が正方向に印加されるように接続された演算増幅器３２と、前記接続点に自身の反転入力端子が接続されると共に、自身の非反転入力端子にダイオード順方向電圧（ＶＦ）が逆方向に印加されるように接続された演算増幅器３３とを有している。実際には、例えば、図６に示したようなコンパレータ部３１と導通ダイオード変化検出部３４とを各相に対して設けておく。
【００４９】
この構成によれば、還流ダイオードＤｂ+ が導通状態になると演算増幅器３２がハイレベルの信号を出力し、一方、還流ダイオードＤｂ- が導通状態になると演算増幅器３３がハイレベルの信号を出力する。
【００５０】
導通ダイオード変化検出部３４は、演算増幅器３２と演算増幅器３３との出力信号から還流ダイオードＤｂ+ と還流ダイオードＤｂ- の導通状態に変化があったことを検出し、これをロータ回転方向が逆転した時点の検出信号として制御回路４０に供給する。より具体的には、導通ダイオード変化検出部３４は、還流ダイオードＤｂ+ が導通状態から非導通状態になり、還流ダイオードＤｂ- が非導通状態から導通状態になった時、あるいは、還流ダイオードＤｂ+ が非導通状態から導通状態になり、還流ダイオードＤｂ- が導通状態から非導通状態になった時に、ロータ回転方向が逆転した時点を検出した旨の信号を出力するように構成されている。
【００５１】
なお、以上説明してきた各構成要素を総てＬＳＩ化してハードウエアとして装置を構成することもできるし、また、その一部を、マイクロコンピュータが予め定めた手順にしたがった処理を実行する様にしたソフトウエアで実現することも可能である。
【００５２】
次に、図５に示したステップモータ制御装置の制御動作を図７のフローチャートを参照して説明する。なお、この制御動作では、位置指令パルス列を一度に供給して、ロータを目標位置に停止させることを想定している。
【００５３】
まず、ステップＳ７００において、制御回路４０は、位置指令パルス列が入力されるまで待機状態となる（Ｎｏ）。もし、位置指令パルス列が入力されたならば（Ｙｅｓ）、制御回路４０は、１ステップだけインバータ２０を転流するための転流信号を供給する。すると、トランジスタがスイッチング制御されてモータのコイルに電流供給が行われて、ロータは１ステップ分回転駆動する（ステップＳ７１０）。  最終パルスの１個前のパルスに対する動作が終了するまで、このような動作が継続され（Ｎｏ）、最終パルスの１個前のパルスに対する動作が終了すると（Ｙｅｓ）、ステップＳ７３０に進む（ステップＳ７２０）。
【００５４】
ステップＳ７３０では、ロータ逆回転時点ｔ１が検出された旨の信号が還流ダイオード導通検出回路３０から送られてくるまで待機し（Ｎｏ）、ｔ１が検出された旨の信号が還流ダイオード導通検出回路３０から送られてきた場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ７４０に進む。
【００５５】
そして、ステップＳ７４０において、ｔ１が検出された旨の信号が還流ダイオード導通検出回路３０から送られてくると、制御回路４０は１ステップだけインバータ２０を転流するための転流信号を供給する。
【００５６】
以上のように、制御回路４０は、位置指令パルス列に応じた転流信号を生成してインバータ２０に供給する際、最終パルス１個前のパルスまでに対応する転流信号については、通常通り生成、供給し、さらに、最終パルスに対応する転流信号を、ロータの回転方向の逆転が検出された時点でインバータ２０に供給するので、モータ定数や負荷が変化してもロータの振動振幅を大幅に抑制することができる。
【００５７】
次に、図５に示したステップモータ制御装置の他の制御動作を図８のフローチャートを参照して説明する。なお、この制御動作では、始動から停止までの駆動に適応することを想定している。
【００５８】
まず、ステップＳ８００において、制御回路４０は、位置指令パルス列が入力されるまで待機状態となる（Ｎｏ）。もし、位置指令パルス列が入力されたならば（Ｙｅｓ）、制御回路４０は、１ステップだけインバータ２０を転流するための転流信号を供給する。すると、トランジスタがスイッチング制御されてモータのコイルに電流供給が行われて、ロータは１ステップ分回転駆動する（ステップＳ８１０）。
【００５９】
次に、ステップＳ８２０において、ロータ逆回転時点ｔ１が検出された旨の信号が還流ダイオード導通検出回路３０から送られてくるまで待機し（Ｎｏ）、ｔ１が検出された旨の信号が還流ダイオード導通検出回路３０から送られてきた場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ８３０に進む。
【００６０】
次に、ステップＳ８３０において、ｔ１が検出された旨の信号が還流ダイオード導通検出回路３０から送られてくると、制御回路４０は、１ステップだけインバータ２０を転流するための転流信号を供給する。
【００６１】
そして、ステップＳ８４０において、動作終了ならば（Ｙｅｓ）一連の動作を終了し、一方、終了でなければ（Ｎｏ）再度ステップＳ８００に戻って位置指令パルス列の入力を待つ。
【００６２】
以上のように、制御回路４０は、位置指令パルス列に応じた転流信号を生成してインバータ２０に供給する際に、ロータ振動時の回転方向の逆転が検出されると、その時点で、次の転流信号をインバータ２０に供給するので、モータ定数や負荷が変化しても、ロータ駆動の全範囲においてロータの振動振幅を大幅に抑制しながらモータ駆動を行うことができる。
【００６３】
次に、図９を参照して、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００６４】
この実施の形態の装置は、３相ＨＢステップモータ１０と、これを駆動するインバータ２０と、これにチョッピングしながら生成した転流信号を供給する制御回路４０と、を備え、さらに、キャリッジ６０を移動させる駆動機構５０に３相ＨＢステップモータ１０のロータの回転軸が連結されて構成されている。
【００６５】
なお、図９において、図５におけるものと同一の符号を付したものは、図５に示すものと同一のものである。
【００６６】
次に、動作の一例を説明する。キャリッジ６０を所望の目標位置まで移動させるための位置指令パルス列を制御回路４０に供給すると、制御回路４０は、最終パルスの１個前のパルスまでは、各パルスに対応する転流信号を生成してインバータ２０に供給する。
【００６７】
すると、インバータ２０が、３相ＨＢステップモータ１０のコイルを励磁し、この励磁に応じてロータが回転駆動される。その結果、ロータの回転軸に連結された駆動機構５０がキャリッジ６０を移動させる。
【００６８】
そして、制御回路４０は、還流ダイオード導通検出回路３０から、ロータ振動時の回転方向の逆転を検出した旨の信号が出力されたことを把握すると、その時点で、最終パルスに対する転流信号を生成してインバータ３０に供給する。
【００６９】
これによって、ロータの回転軸の振動振幅が大幅に抑制され、もって、キャリッジ６０の振動振幅を抑制した状態で、キャリッジ６０を目標位置まで移動させることが可能となる。したがって、モータ定数や負荷が変化しても振動振幅を大きく抑制しながら３相ＨＢステップモータの駆動によってキャリッジ６０を移動するプリンタ装置を実現することが可能となる。
【００７０】
なお、図８に示したようにして、制御回路４０が、３相ＨＢステップモータ１０を全駆動させてキャリッジ６０を目標位置まで移動させることもできる。
【００７１】
また、以上説明してきた本発明の実施の形態においては、特にプリンタ装置のキャリッジ６０移動に適したハイブリッド型のステップモータである３相ハイブリッドステップモータを例にとり説明してきたが、本発明は、他の型式例えば５相のハイブリッドステップモータ、ＰＭ型のステップモータ、ＶＲ型のステップモータ等にも適用可能である。
【００７２】
さらに、図１にて示したｔ０からｔ１までの時間を計測することで、ロータの固有振動の周期を把握することができるので、この情報を用いて他の制御を行うようにすることも可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モータ定数や負荷が変化しても振動振幅を大きく抑制可能なステップモータの駆動制御手段を実現することが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理の説明図である。
【図２】ロータ振動時に回転方向が逆転した時点を検出する原理の説明図である。
【図３】ロータ振動時に回転方向が逆転した時点を検出する原理の説明図である。
【図４】ロータ振動時に回転方向が逆転した時点を検出する原理の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態であるモータ駆動制御装置のブロック構成図である。
【図６】１相分の還流ダイオード導通検出回路３０の構成図である。
【図７】モータ駆動制御装置が行う制御動作を説明するフローチャートである。
【図８】モータ駆動制御装置が行う制御動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態のモータ駆動制御装置をプリンタ装置に適用したもののブロック構成図である。
【符号の説明】
１０  ３相ＨＢ（ハイブリッド）ステップモータ
２０  インバータ
２１  電源
３０  還流ダイオード導通検出回路
３１  コンパレータ部
３２  演算増幅器
３３  演算増幅器
３４  導通ダイオード変化検出部
４０  制御回路
５０  駆動機構
６０  キャリッジ
Ｄａ+   還流ダイオード
Ｄａ-   還流ダイオード
Ｄｂ+   還流ダイオード
Ｄｂ-   還流ダイオード
Ｄｃ+   還流ダイオード
Ｄｃ-   還流ダイオード
Ｔａ+   トランジスタ
Ｔａ-   トランジスタ
Ｔｂ+   トランジスタ
Ｔｂ-   トランジスタ
Ｔｃ+   トランジスタ
Ｔｃ-   トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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