(57)【要約】【課題】  ホールド時のローターの振動を小さくし、騒音の発生を抑制すると共にモータの立ち上げ時間も短くすることを可能とする。即ち、安定し且つ速いモータの立ち上げを実現することを目的とする。【解決手段】  モータ駆動用ＩＣ等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータ駆動方法であって、モータが自起動可能な低速回転のプルイン領域から回転を開始し、徐々に回転数を上げ目標とする高速回転のプルアウト領域で回転を行うモータ立ち上げ制御において、無励磁状態で待機しているモータに駆動開始と同時に励磁を行う場合、最初に励磁状態／無励磁状態の繰り返しを一定期間行う。【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等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータ駆動方法であって、モータが自起動可能な低速回転のプルイン領域から回転を開始し、徐々に回転数を上げ目標とする高速回転のプルアウト領域で回転を行うモータ立ち上げ制御において、無励磁状態で待機しているモータに駆動開始と同時に励磁を行う場合、最初に励磁状態／無励磁状態の繰り返しを一定期間行うことを特徴とするステッピングモータ駆動方法。
【請求項２】
請求項１記載の駆動方法において、励磁時間／無励磁時間の比を一定とすることを特徴とするステッピングモータ駆動方法。
【請求項３】
請求項１記載の駆動方法において、励磁時間／無励磁時間の比を変化させることを特徴とするステッピングモータ駆動方法。
【請求項４】
励磁状態／無励磁状態の繰り返しを行っている間、モータ駆動電流の定電流設定値を定常回転時の駆動電流と異なる値へと切換えることを特徴とする請求項１〜３に記載のステッピングモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モータ駆動用ＩＣ等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータに関し、特に無励磁待機状態からのモータ立ち上げ時の初期入力パルスのシーケンスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無励磁状態で待機をしているステッピングモータにおいて、ローターの極位置と立ち上げ時最初に励磁をする相の位置がずれている場合がほとんどである。従って従来のスッテッピングモータの立ち上げ制御においては、無励磁状態で待機をしているモータの立ち上げを行う場合、ローターの初期位置を決めるために、ホールド制御と呼ばれる、立ち上げの最初に任意の相を一定時間連続励磁する制御を行っている。ローターの初期位置を決めずにモータの立ち上げを開始すると、ローターの回転方向が定まらずローターが回転に追従することが出来ずに乱調を起こしてしまう。そこでこのホールド制御を行うことによりローターの初期位置が決まり、立ち上げ時にローターが乱調を起こすことを防止しステッピングモータを脱調を起こすことなく安定して立ち上げることが出来る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記ホールド制御を行った時、ローターを任意の位置から初期位置まで回転させる距離は通常回転時の１ステップの移動距離よりも長くなることもある。そのためホールド期間に発生するローターの振動は比較的大きなものとなり、ギアによる駆動伝達を行う場合、のギアのバックラッシュ等により大きな音（以下騒音）を発生してしまう場合がある。また、ローターの振動が収まるまでには比較的長い時間を必要とする。よって、安定したモータの立ち上げを実現するためにローターの振動が収まってからモータの立ち上げを開始すると、モータの立ち上げ時間は長くなってしまう。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ホールド時のローターの振動を小さくし、騒音の発生を抑制すると共にモータの立ち上げ時間も短くすることを可能とする。即ち、安定し且つ速いモータの立ち上げを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の駆動方法は、モータ駆動用ＩＣ等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータ駆動方法であって、モータが自起動可能な低速回転のプルイン領域から回転を開始し、徐々に回転数を上げ目標とする高速回転のプルアウト領域で回転を行うモータ立ち上げ制御において、無励磁状態で待機しているモータに駆動開始と同時に励磁を行う場合、最初に励磁状態／無励磁状態の繰り返しを一定期間行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、励磁時間／無励磁時間の比を一定とすることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、励磁時間／無励磁時間の比を変化させることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の駆動方法は、請求項１〜３に記載の駆動方法において、励磁状態／無励磁状態の繰り返しを行っている間、モータ駆動電流の定電流設定値を定常回転時の駆動電流と異なる値へと切換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のステッピングモータ駆動方法によれば、ホールド時にモータの励磁状態／無励磁状態を繰り返すことにより、ホールド時のローターの振動を抑えることが出来、騒音の低減を実現することが可能となる。またホールド時のモータ駆動電流値を定常回転時の駆動電流値よりも低い値にすることにより、更なる騒音の低減が可能となる。
【００１０】
また、本ステッピングモータ駆動方法はレーザビームプリンタ、インクジェットプリンタやカメラ等のステッピングモータを使用する全ての機器に適応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
（第１の実施例）
モータ駆動用ＩＣ等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い、各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータの起動を行う際、定常駆動を行いたい回転数が回転数の高いプルアウト領域にある場合、その回転数でのモータの起動は不可能であるため自起動が可能である回転数の低いプルイン領域から回転を始め、図３に示すように目標とする回転数まで徐々に回転数を上げていくスローアップ制御を行う。このときモータが無励磁状態で待機をしており、モータの起動開始と同時に励磁を開始して駆動を始める場合、図４（ａ）のように待機中のローター４の位置は定まっておらず任意の位置にあるため、必ず最初にローター４の位置を確定させるための励磁を行わなくてはならない。この励磁は図２のようにある相を励磁し続けることにより、図４（ｂ）のようにローター４を励磁相に引き付け安定させ、図４（ｄ）のようにローター４の位置を確定させる制御でホールドと呼ぶ。このホールド制御を行わずにモータの駆動を開始してしまうと、ローター４の回転方向が定まらない等の不安定な回転となり、ローター４が駆動信号に追従することが出来ずに乱調を起こし脱調を引起してしまうことがある。
【００１３】
上記のようにホールド制御はステッピングモータを駆動するうえで重要な制御となっている。しかし、ホールドはローター４を無励磁状態の任意の位置から初期励磁相まで回転させるため、図４（ｃ）のように励磁相の位置で振動８を起こす。その時のローター４の移動距離は通常回転時の１ステップの移動距離よりも長くなることがある。従ってこのような場合、ホールド時に発生するローター４の振動８はローター４の移動距離に比例するため、比較的大きなものとなり、駆動の伝達を行うためのギアのバックラッシュ等により騒音を発生してしまう。
【００１４】
そこで、このホールド時に相を励磁し続けずに、図１に示すように相の励磁状態／無励時状態を繰り返す。ここで、励磁時間／無励磁時間の比を一定、例えば１：１となるように制御を行えば、制御を複雑にせずに実現をすることが出来る。これにより図５に示すようにモータに流れる駆動電流６の実効値が減る。よってローター４の相への引き付け力は駆動電流に比例するため、ローター４の相への引き込み速度を抑えることが出来る。従って初期励磁相までの移動距離が長い場合でもホールド時のローター４の振動８を小さく抑えることが出来、振動８が小さいため振動の収束するまでの時間も短くなる。（図６）よって騒音の発生を抑え、速いモータの立ち上げを実現することが可能となる。
【００１５】
（第２の実施例）
モータ駆動用ＩＣ等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い、各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータの起動を行う際、定常駆動を行いたい回転数が回転数の高いプルアウト領域にある場合スローアップ制御を行う。このときモータが無励磁状態で待機をしている場合、必ず最初にローター４の位置を確定させるための励磁を行わなくてはならない。このホールド制御を行わずにモータの駆動を開始してしまうと、ローター４の回転方向が定まらない等の不安定な回転となり、ローター４が駆動信号に追従することが出来ずに乱調を起こし脱調を引起してしまうことがある。
【００１６】
上記のようにホールド制御はステッピングモータを駆動するうえで重要な制御となっている。しかし、ホールド時に発生するローター４の振動８は比較的大きなものとなり、駆動の伝達を行うためのギアのバックラッシュ等により騒音を発生してしまう。
【００１７】
そこで、このホールド時に相を励磁し続けずに、相の励磁状態／無励時状態を繰り返す。ここで、図７に示すように励磁時間／無励磁時間の比を変化、例えば励磁時間を徐々に長くするように制御を行う。これによりモータに流れる駆動電流６の実効値が減り、ローター４の相への引き込み速度を抑えることが出来ると共に、励磁時間を徐々に長くしていくことで実効電流６が増えてくるため、ローター４をゆっくり引き込んだ後強い力で位置決めを行うことが出来る。従って初期励磁相までの移動距離が長い場合でもホールド時のローター４の振動８を小さく抑えることが出来、その後の振動８も早く収束させることが出来る。よって騒音の発生を抑え、速いモータの立ち上げを実現することが可能となる。
【００１８】
（第３の実施例）
モータ駆動用ＩＣ等のモータ駆動信号発生源より出力をされた駆動信号に従い、各相の励磁を行い駆動をするステッピングモータの起動を行う際、定常駆動を行いたい回転数が回転数の高いプルアウト領域にある場合スローアップ制御を行う。このときモータが無励磁状態で待機をしている場合、必ず最初にローター４の位置を確定させるための励磁を行わなくてはならない。このホールド制御を行わずにモータの駆動を開始してしまうと、ローター４の回転方向が定まらない等の不安定な回転となり、ローター４が駆動信号に追従することが出来ずに乱調を起こし脱調を引起してしまうことがある。
【００１９】
上記のようにホールド制御はステッピングモータを駆動するうえで重要な制御となっている。しかし、ホールド時に発生するローター４の振動８は比較的大きなものとなり、駆動の伝達を行うためのギアのバックラッシュ等により騒音を発生してしまう。
【００２０】
そこで、このホールド時に相を励磁し続けずに、相の励磁状態／無励時状態を繰り返す。ここで、励磁時間／無励磁時間の比は一定もしくは変化させる。これによりモータに流れる駆動電流６の実効値は減少する。更にモータ駆動電流６の定電流設定値を定常回転時の駆動電流６よりも下げることで駆動電流６の実効値をより減らすことが出来る。よって、ローター４の相への引き込み速度を更に抑えることが出来る。従って初期励磁相までの移動距離が長い場合でもホールド時のローター４の振動８をより小さく抑えることが出来、振動８が小さくなるため振動８の収束するまでの時間も短くなる。よって騒音の発生を抑え、速いモータの立ち上げを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一の実施形態におけるホールド制御を示すシーケンス。
【図２】従来例におけるホールド制御を示すシーケンス。
【図３】スローアップ時の時間とモータ回転数の関係図。
【図４】ホールド時のローターの挙動を示す模式図。
【図５】ホールド時の駆動電流波形。
【図６】ホールド時の振動の振幅と収束時間の関係図。
【図７】本発明の第二の実施形態におけるホールド制御を示すシーケンス。
【符号の説明】
【００２２】
１  Ａ相シーケンス
２  Ｂ相シーケンス
３  スローアップ
４  ローター
５  ステーター
６  電流波形
７  ＯＮ／ＯＦＦ信号
８  振動波形
【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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