(57)【要約】【課題】  ステップ数をできるだけ少なくし、しかも騒音及び振動を抑えることができるステッピングモータ制御装置を提供する。【解決手段】  モータ駆動用ＩＣ５を制御する主制御部１と、モータ駆動用ＩＣ５を制御するための各種信号を生成するモータ制御部４と、ステップテーブルを格納する記憶装置部３と、各種ステップテーブルを生成する演算処理部７と、時間管理を行うタイマー部８とを備え、主制御部１は、モータ駆動開始前に予め励磁モード、開始回転数、到達回転数、終了回転数、スローアップ時間、スローダウン時間を設定し、スローアップ時間及びスローダウン時間をそれぞれ３等分し、モータ制御部４は３等分した時間間隔の内、最初と最後の時間帯を前記設定した励磁モードでステッピングモータ６を駆動し、その他の時間帯は前記設定の励磁モードよりも大きいステップ角でステッピングモータ６を駆動するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動用ＩＣを制御する主制御部と、前記モータ駆動用ＩＣを制御するための各種信号を生成するモータ制御部と、ステップテーブルを格納する記憶装置部と、各種ステップテーブルを生成する演算処理部と、時間管理を行うタイマー部とを備え、前記主制御部は、モータ駆動開始前に予め励磁モード、開始回転数、到達回転数、終了回転数、スローアップ時間、スローダウン時間を設定し、スローアップ時間及びスローダウン時間をそれぞれ３等分し、前記モータ制御部は３等分した時間間隔の内、最初と最後の時間帯を前記設定した励磁モードでステッピングモータを駆動し、その他の時間帯は前記設定の励磁モードよりも大きいステップ角でステッピングモータを駆動することを特徴とするステッピングモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置において、前記励磁モードを変更する時間間隔が任意に設定されることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のステッピングモータ制御装置において、２相励磁モードによるステップテーブルを設定することにより、励磁モードを変更して動作させることを特徴とするステッピングモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータを駆動するためには、起動開始前に励磁モードの設定を行い、モータ駆動開始要求により前記設定された励磁モードに従って、起動開始後から徐々に加速していくスローアップステップ、同じ回転数で動作する定常回転、停止するための定常回転から徐々に減速していくスローダウンステップが一般的に用いられている。
スローアップステップでは、パルス周波数を徐々に高くしていくことにより加速していく。スローダウンステップでは、パルス周波数を徐々に低くしていくことにより減速していく。スローアップステップ及びスローダウンステップは、予め記憶装置部にステップテーブルとして格納しておく。関連する技術として以下のものがある。
【特許文献１】特開平１０−２２５１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、励磁モードをスキャナ等の読み取り時とその他の動作で切り換えているが、ある一定の動作においては励磁モードの変更がなされていないため、ステップテーブルが増大し、また励磁モード変更時の振動は軽減されていないという問題点がある。
通常、モータ駆動においては、励磁モードは１つのモードが設定されてモータを駆動している。例えば、２相励磁モードでモータを駆動した場合、ステップ数の設定は他の励磁モードに比べて少なくて済むが、騒音及び振動が大きいという問題があった。逆にマイクロステップモードで駆動した場合は、騒音及び振動を抑えることができるが、ステップ数が多くなるため制御するコントローラの負荷の増大とステップ数が増えることによるメモリ使用量の増大という問題があった。
本発明は、上記の不具合を解消し、ステップ数をできるだけ少なくし、しかも騒音及び振動を抑えることができるステッピングモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、モータ駆動用ＩＣを制御する主制御部と、前記モータ駆動用ＩＣを制御するための各種信号を生成するモータ制御部と、ステップテーブルを格納する記憶装置部と、各種ステップテーブルを生成する演算処理部と、時間管理を行うタイマー部とを備え、前記主制御部は、モータ駆動開始前に予め励磁モード、開始回転数、到達回転数、終了回転数、スローアップ時間、スローダウン時間を設定し、スローアップ時間及びスローダウン時間をそれぞれ３等分し、前記モータ制御部は３等分した時間間隔の内、最初と最後の時間帯を前記設定した励磁モードでステッピングモータを駆動し、その他の時間帯は前記設定の励磁モードよりも大きいステップ角でステッピングモータを駆動することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のステッピングモータ制御装置において、前記励磁モードを変更する時間間隔が任意に設定されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のステッピングモータ制御装置において、２相励磁モードによるステップテーブルを設定することにより、励磁モードを変更して動作させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１によれば、モータ駆動開始時、スローアップから定常回転への移行、定常回転からスローダウン、スローダウンからモータの停止における振動及び騒音を抑えることができる。また、励磁モード変更に伴うステップテーブルの増加を少なくすることができるため、ステップテーブル格納用の記憶装置を増やすことなく効率的に処理することができる。また、励磁モード変更に伴うステップテーブルを作成する手間を省くことができる。
請求項２によれば、更に励磁モードの変更部分を柔軟に設定することができることにより、ステップテーブルを簡単に操作することができる。
請求項３によれば、ステップテーブルを操作できることにより、更に柔軟にステップテーブルを操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
［実施例１］
図１は本発明の実施形態に係るステッピングモータ制御装置の構成図である。
主制御部１は、メモリ２、記憶装置部３、モータ制御部４、演算処理部７を制御する。特にメモリ２内に格納されているプログラムを基に、モータ制御部４を制御し、モータ駆動に必要な各種信号を入出力するための制御を行う。
メモリ２は、主制御部１が動作するためのプログラムやモータ駆動に必要なプログラムを格納しておく。記憶装置部３は、ステッピングモータ（以下、単に「モータ」という）６を駆動するためのスローアップまたはスローダウンを行うときに使用されるステップテーブルを格納しておき、主制御部１は、記憶装置部３よりステップテーブルを読み出し、それに基づいてモータ駆動用クロックを生成し、モータ制御部４に送出すると共に各種設定をモータ制御部４に行う。
モータ制御部４は、ドライバ部のモータ駆動用ＩＣ５を制御するための各種信号を生成している。また、タイマー部８にてステップテーブルの実行時間の管理を行う。モータ駆動用ＩＣ５は、各種信号制御に従ってモータ６を駆動する。
図２は一般的なステッピングモータの回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図、図３はスローアップ部分のステッピングモータの回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図、図４、図５は本発明におけるステッピングモータのスローアップ部分の回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図である。
図２に示すように、開始回転数から到達回転数まで徐々に回転数を上げて行くのがスローアップ、同じ回転数で動作するのを定常回転、到達回転数から終了回転数まで徐々に回転数を下げて行くのがスローダウンである。このスローアップ、スローダウンを行うための各ステップの回転数を設定しておくのがステップテーブルであり、記憶装置部３に格納される。
【０００７】
図３は、スローアップの部分を示した図で、モータの開始回転数を０（ＰＰＳ）で到達回転数をＸ（ＰＰＳ）としスローアップに掛かる時間をＴ（ｍｓ）とした場合を示している。
図６は本発明のステッピングモータ制御装置の動作フロー図である。モータ駆動開始前にモータ設定情報として、スローアップ及びスローダウン時の振動・騒音抑制期間での励磁モード、通常動作時の励磁モード、開始回転数、到達回転数、終了回転数、スローアップ時間、スローダウン時間を設定する（Ｓ１）。
前記設定された開始回転数、到達回転数、終了回転数及びスローアップ時間及びスローダウン時間を基に前記設定された通常動作時の励磁モードでのステップテーブルを作成する（Ｓ２）。作成されたスローアップテーブル及びスローダウンテーブルをそれぞれ３等分する。
図４は、スローアップを３等分したことを示している。前半１／３Ｔ時間は、２Ｗ１−２相励磁モードでの駆動、その次の１／３Ｔ〜２／３Ｔ時間は２相励磁モードでの駆動、後半２／３Ｔ〜Ｔ時間まで２Ｗ１−２相励磁モードでの駆動を示している。
スローアップテーブルの前半１／３を前記設定された振動・騒音期間での励磁モードに従って変換する（Ｓ３）。同様にスローアップテーブルの後半１／３を励磁モードに従って変換する（Ｓ４）。スローダウンテーブルも同様に前半１／３（Ｓ５）及び後半１／３を変換する（Ｓ６）。それぞれ作成されたステップテーブルは、記憶装置部３に格納しておく。モータ駆動開始要求に従い、前記設定されたステップテーブルにてモータ６を駆動する（Ｓ７）。
実施例１によれば、モータ駆動開始時、スローアップから定常回転への移行、定常回転からスローダウン、スローダウンからモータの停止における振動及び騒音を抑えることができる。また、スローアップ及びスローダウンの全てのテーブルをマイクロステップにするのに比べて、励磁モード変更に伴うステップテーブルの増加を少なくすることができるため、ステップテーブル格納用の記憶装置を増やすことなく効率的に処理することができる。また、励磁モード変更に伴うステップテーブルを作成する手間を省くことができる。
【０００８】
［実施例２］
実施例１の構成で、モータ駆動を開始する前に、モータ設定情報として、励磁モード、開始回転数、到達回転数、終了回転数、スローアップ時間、スローダウン時間を設定する。また、スローアップ時間及びスローダウン時間において、励磁モードを変更する時間を設定する。
前記設定された開始回転数、到達回転数、終了回転数及びスローアップ時間及びスローダウン時間を基に通常動作時の励磁モードでのステップテーブルを作成する。前記設定された励磁モードを変更する時間を基に、スローアップテーブル及びスローダウンテーブルを変換する。変換されたステップテーブルは記憶装置部３に格納しておく。
図５は本実施例のスローアップの部分を示している。前半ｔ１時間は、２Ｗ１−２相励磁モードでの駆動、その次のｔ１〜ｔ２時間は２相励磁モードでの駆動、後半ｔ２〜Ｔ時間までは２Ｗ１−２相励磁モードでの駆動を示している。モータ駆動開始要求に従い、前記設定されたステップテーブルにてモータ６を駆動する。
実施例２によれば、実施例１に同じで、更に励磁モードの変更する部分を柔軟に設定することができるので、ステップテーブルを簡単に操作することができる。
［実施例３］
実施例１、２の構成で、モータ駆動を開始する前に、励磁モード及びスローアップ及びスローダウンのステップテーブルを予め記憶装置部３に格納しておき、実施例１または２と同様に格納されたステップテーブルを前記設定された励磁モードに従って変換し、変換されたステップテーブルを記憶装置部３に格納しておく。モータ駆動開始要求に従い、前記設定されたステップテーブルにてモータ６を駆動する。
実施例３によれば、ステップテーブルを容易に操作できることにより、更に柔軟にステップテーブルを操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るステッピングモータ制御装置の構成図。
【図２】一般的なステッピングモータの回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図。
【図３】スローアップ部分のステッピングモータの回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図。
【図４】本発明におけるステッピングモータのスローアップ部分の回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図（その１）。
【図５】本発明におけるステッピングモータのスローアップ部分の回転数（ＰＰＳ）遷移を示す特性図（その２）。
【図６】本発明のステッピングモータ制御装置の動作フロー図。
【符号の説明】
【００１０】
１  主制御部、３  記憶装置部、４  モータ制御部、５  モータ駆動用ＩＣ、６  ステッピングモータ、７  演算処理部、８  タイマー部
【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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