(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引出ユニットの内部に設置されたステッピングモータをステップ回転させる際に、停止状態から回転状態にする前に励磁相にホールド電流を流してホールドを行うステッピングモータの制御方法において、
電源投入直後に、前記ステッピングモータが励磁可能か否かを前記引出ユニットが所定の位置に収納されているか否かによって判断し、該引出ユニットが所定の位置に収納されていて励磁可能であると判断したときにのみ、前記ステッピングモータを最初に回転状態にする前に特定の励磁相にホールド電流を流してホールドを行い、該ホールドをその後のステップ回転時における前記ホールドよりも長時間行うことを特徴とするステッピングモータの制御方法。
【請求項２】
引出ユニットの内部に設置されたステッピングモータをステップ回転させる手段と、該手段によってステップ回転させる際の停止状態から回転状態にする前に励磁相にホールド電流を流してホールドを行うホールド手段とを備えたステッピングモータの制御装置において、
電源投入直後に、前記ステッピングモータが励磁可能か否かを前記引出ユニットが所定の位置に収納されているか否かによって判断する判断手段と、前記引出ユニットが所定の位置に収納されていて該判断手段が励磁可能であると判断したときにのみ、前記ステッピングモータを最初に回転状態にする前に、前記ホールド手段に対し、特定の励磁相にホールド電流を流してその後のステップ回転時における前記ホールドよりも長時間のホールドを行わせるホールド制御手段とを備えたことを特徴とするステッピングモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステッピングモータの制御方法および制御装置に関し、特に電源投入直後におけるステッピングモータの挙動をより安定化させる制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピングモータは、従来から、プリンタをはじめとしたＯＡ機器に広く使用されている。そして、従来、ステッピングモータを制御する場合において、モータを停止後にスタートさせると、その挙動が不安定になったり、騒音、振動、脱調などの問題が生じることから、このような課題を解決する技術として、例えば、特開平５−１６１３９５号公報や特開平５−３２８７９６号公報などに記載されているようなものが既に知られている。
【０００３】
このうち、前者は、モータ停止要求が発せられた後、フルステップ駆動による励磁状態になるまでステッピングモータを回転させてからホールドオフすることによって、ステッピングモータを安定した角度で静止させ、ステッピングモータの停止および駆動開始時の挙動を安定させるというものである。
後者は、ステッピングモータの停止要求時には直ちにモータを停止させ、停止状態において停止処理直前の励磁状態でモータをホールドし、次にスタートするときには、その励磁状態からスタート処理を行なうことにより、モータのストップおよびスタートの際の挙動を安定させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のステッピングモータの制御方法によっても、駆動電源を投入（ＯＮ）した直後における磁極の正確な位置が明らかでないため、ステッピングモータの磁極にずれを生じることがあり、これによって、ステッピングモータの回転をスタートした直後における動作が不安定になりやすいという問題が解決されていなかった。
【０００５】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ステッピングモータの電源投入直後における最初の回転開始時における挙動を安定化させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によるステッピングモータの制御方法は、上記の目的を達成するため、引出ユニットの内部に設置されたステッピングモータをステップ回転させる際に、停止状態から回転状態にする前に励磁相にホールド電流を流してホールドを行うステッピングモータの制御方法において、電源投入直後に、上記ステッピングモータが励磁可能か否かを上記引出ユニットが所定の位置に収納されているか否かによって判断し、該引出ユニットが所定の位置に収納されていて励磁可能であると判断したときにのみ、上記ステッピングモータを最初に回転状態にする前に特定の励磁相にホールド電流を流してホールドを行い、該ホールドをその後のステップ回転時における上記ホールドよりも長時間行うことを特徴とする。
【０００７】
この制御方法によれば、電源投入直後に、ステッピングモータが励磁可能か否かを引出ユニットが所定の位置に収納されているか否かによって判断し、引出ユニットが所定の位置に収納されていて励磁可能であると判断したときにのみ、通常よりも長時間のホールドを特定の励磁相で実行するため、最初のステッピングモータの駆動時に回転を開始するまでに遅れを生じることがなく、かつホールド前に磁極がどのようになっていても、確実に磁極を合致させることが可能となり、回転開始時に脱調などの恐れがなくなる。
【０００９】
また、この発明によるステッピングモータの制御装置は、引出ユニットの内部に設置されたステッピングモータをステップ回転させる手段と、該手段によってステップ回転させる際の停止状態から回転状態にする前に励磁相にホールド電流を流してホールドを行うホールド手段とを備えたステッピングモータの制御装置において、電源投入直後に、上記ステッピングモータが励磁可能か否かを上記引出ユニットが所定の位置に収納されているか否かによって判断する判断手段と、上記引出ユニットが所定の位置に収納されていて該判断手段が励磁可能であると判断したときにのみ、上記ステッピングモータを最初に回転状態にする前に、上記ホールド手段に対し、特定の励磁相にホールド電流を流してその後のステップ回転時における上記ホールドよりも長時間のホールドを行わせるホールド制御手段とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、この発明の基礎となるステッピングモータの制御方法を実施するための制御ユニットの構成を示したブロック図である。この制御ユニットは、ステッピングモータ１にモータ駆動手段２を接続するとともに、このモータ駆動手段２にモータ制御手段３を接続して構成されている。
【００１２】
ステッピングモータ１は、従来公知のステッピングモータであるが、ここでは４相のステッピングモータを用いる。４相のステッピングモータの場合は、各励磁相（Ａ，Ｂ，ａ，ｂの４つ）を順次指定していくことによってロータが回転する。
【００１３】
例えば、このステッピングモータ１を１−２相励磁で駆動させる場合、励磁相の指定は、１相指定と２相指定とを交互に行なうため、Ａ−ＡＢ−Ｂ−Ｂａ−ａ−ａｂ−ｂ−ｂＡの順に行なう。
また、これを２相励磁で駆動させる場合、励磁相の指定は、ＡＢ−Ｂａ−ａｂ−ｂＡ−ＡＢの順に行う。なお、励磁する相の順番を逆にすれば、ロータが逆方向に回転する。
【００１４】
モータ駆動手段２は、モータ制御手段３から入力される励磁信号に対応してステッピングモータ１の各励磁相の励磁に必要な電流を増幅して励磁電流とし、これを励磁しようとする各相に供給することによってステッピングモータ１を駆動するドライバ回路である。
【００１５】
モータ制御手段３は制御用マイクロコンピュータであり、ステッピングモータ１を駆動するモータ制御パルス（駆動パルス）に同期した励磁信号を発生し、その励磁信号をモータ駆動手段２に入力する。
【００１６】
以上の構成において、ステッピングモータ１を駆動する場合、その回転を開始するにあたっては、ホールドという処理を実行する。この処理は、ある励磁相に一定時間だけホールド電流を流して励磁することによって、ロータとステータの磁極を合致させるための処理である。この処理を実行することによって、ロータとステータの磁極がずれていた場合でも、回転を開始する際にロータの磁極をステータの磁極に合致させてそのずれをなくすことによって、回転開始後の挙動を安定化させることができる。
【００１７】
このホールドを実行するにあたっては、通常のステップ回転時には、回転を開始する時点で磁極が大きくずれていることは少ないため、ごく短時間だけ、例えば、５０ｍｓだけ行われる。このような短時間でも、磁極を合致させて所望の目的を達成することができる。例えば、このステッピングモータ１を１−２相励磁で駆動させる場合、停止する直前の励磁相がＢａ相であった（Ｂａ相で励磁をしていた）場合、次に回転させるときに磁極がずれていてａｂ相にあっても、５０ｍｓの間だけＢａ相で励磁すれば、そのずれを解消して磁極を合致させることができる。その後は、脱調を起こすことなく回転させることができる。
【００１８】
しかし、この制御ユニットの電源が投入されてから、最初にステッピングモータ１が回転する際には、磁極の位置が分からないため、特定の励磁相、例えばＢ相にホールド電流を流して、通常ステップ回転時よりも長い時間（例えば１００ｍｓ間）ホールドを実行する。これにより、仮に磁極が対極のｂ相にあっても、確実にＢ相に合わせることができるから、その後のステッピングモータの回転において、脱調を起こすことなく回転することが可能となる。
この機能がこの発明によるステッピングモータ制御装置におけるホールド制御手段の機能であり、図１に示した制御ユニットの制御用マイクロコンピュータであるモータ制御手段３によって実行する。
【００１９】
図２は、この発明によるステッピングモータの制御方法を実施するための制御ユニットの構成を示すブロック図である。
この制御ユニットは、図１に示した制御ユニットのモータ制御手段３に監視用センサー４を接続しているが、その他の構成は図１に示した制御ユニットと同じなので、その説明を省略する。
【００２０】
監視用センサー４は、電源投入直後にステッピングモータ１が励磁可能か否かを判断するために必要な情報をモータ制御手段３に入力するセンサーである。
この場合、ステッピングモータ１が励磁可能か否かを判断するために必要な情報とは、後に詳しく説明するが、例えば、ステッピングモータ１を駆動するための電流が供給されて励磁可能になっているか否かに対応した情報である。そして監視用センサー４は、この情報をモータ制御手段３に入力する。
【００２１】
したがって、この制御ユニットでは、電源投入直後に監視用センサー４からの情報によって、ステッピングモータ１が励磁可能か否かをモータ制御手段３が判断し、励磁可能であると判断したときにのみ、上述の例と同様に、特定の励磁相にホールド電流を流して、その後のステップ回転時における前記ホールドよりも長時間のホールドを行う。
【００２２】
すなわち、この図２に示す制御ユニットにおいては、監視用センサー４とモータ制御手段３が、電源投入直後にステッピングモータ１が励磁可能か否かを判断する手段と、それが励磁可能であると判断したときにのみ、通常よりも長いホールドを実行するホールド制御手段の機能を果たしている。
【００２３】
次に、上述の制御ユニットの作用について、これを組み込んだファクシミリ装置のオプション給紙ユニットであるロール給紙ユニットを例にとって具体的に説明する。図３はそのロール給紙ユニットの主要な構成を図示した概念図である。
【００２４】
図３に示すように、このロール給紙ユニットは、筐体１０と、ステッピングモータ２１を内部に設置した引出ユニット２０とから構成されている。
筐体１０は、図に示すように、スイッチにてＯＮ／ＯＦＦ可能な電源１１と、制御用マイコン１２と、電源１１における電源の投入有無を検出する電源検知センサ１３および引出ユニット２０の開閉状態を検知する開閉検知センサ１４を適宜配置して構成され、それぞれを電気的に接続している。
【００２５】
電源１１は、プラス２４ボルトの電圧を出力する直流電源であって、引出ユニット２０に設置されたステッピングモータ２１を駆動するのに必要な電流を供給する。
制御用マイコン１２は、電源１１と連動しない５ボルト電源（図示せず）から電流の供給を受けてステッピングモータ２１を駆動するために必要な信号を出力して、ステッピングモータ２１の駆動またはその停止を制御する。これは、図１および図２に示した制御ユニットのモータ制御手段３に対応する。
【００２６】
電源検知センサ１３は、電源１１が投入されているか否かを検知することによって、電源１１からステッピングモータ２１に電流が供給可能となっているか否かを監視し、それに対応した信号をモータ制御手段３である制御用マイコン１２に出力する。
【００２７】
開閉検知センサ１４は、引出ユニット２０が所定の位置に収納されているか、そうでないかを検知することによって、電源１１からステッピングモータ２１に電流が供給可能となっているか否かを監視し、それに対応した信号をモータ制御手段３である制御用マイコン１２に出力する。
これらの電源検知センサ１３および開閉検知センサ１４が、図１および図２に示した制御ユニットの監視用センサー４に対応する。
【００２８】
引出ユニット２０は、ロール給紙ユニットのロール紙を収納し、ロール紙の追加補給を行えるように、矢印ａで示す方向に出し入れ自在に構成されている。
この引出ユニット２０は、図４及び図５に示すように、その引出方向に中心軸が沿うようにローラ対２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを４箇所に設置し、所定の収納部２０ａにロール紙２３を収納するようになっている。そして、各ローラ対２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに沿ってロール紙２３を搬送し、引出ユニット２０の側面２０ｂから排出する。
【００２９】
各ローラ対２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄとロール紙２３とは、図４及び図５に示すような配置で設置されている。ロール紙２３に近接してデカーラ２４が設置され、その下流側に、ピックアップローラ対２２ａ、フィードローラ対２２ｂ、中継ローラ対２２ｃ、および搬送ローラ対２２ｄが順次配設されている。
【００３０】
また、ピックアップローラ対２２ａとフィードローラ対２２ｂの間には、ペーパエンドセンサ２５と、カッタ２６が設置され、フィードローラ対２２ｂと中継ローラ対２２ｃの間には、ガイド板２７が設置されている。そして、これらの各ローラ対は、ステッピングモータ２１によって駆動されると、それぞれ図４に矢印で示す方向に回転し、ロール紙２３を搬送する。
【００３１】
図３に示した引出ユニット２０には、各ローラ対２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを駆動するためのステッピングモータ２１を内部に設置しているが、このステッピングモータ２１には、これを駆動するための機構であるドライバを内蔵している。なお、このドライバは、図１および図２に示した制御ユニットのモータ駆動手段２に対応する。したがって、このステッピングモータ２１は、制御ユニットのステッピングモータ１とモータ駆動手段２とを兼ねている。
【００３２】
引出ユニット２０が筐体１０内に収納された状態のときには、電源１１とステッピングモータ２１とが配線１５，１６によって電気的に接続されており、電源１１からの電流の供給によってステッピングモータ２１を駆動するようになっている。そして、ステッピングモータ２１が電源１１から電流の供給を受けて回転すると、各ローラ対２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが駆動され、その各ローラ対によってロール紙２３が搬送される。
【００３３】
なお、図３では、配線１５と１６が物理的に切断された状態を示しているが、これは、引出ユニット２０を引き出すことによって、電源１１からステッピングモータ２１に電流の供給が停止される状態の一例を模式的に示したものである。したがって、引出ユニット２０の出し入れによって、電源１１からステッピングモータ２１へ電流が供給される状態と、停止する状態とが切り替わるようになっている。
【００３４】
次に、以上の構成を有するファクシミリ装置のロール給紙ユニットにおいて行われるステッピングモータの制御方法について、図６および図７に示したフローチャートに沿って説明する。
【００３５】
まず、電源１１において、その電源を投入すると制御用マイコン１２が図６のフローチャートに示す処理を開始し、ステップ１０１においてファクシミリ装置本体からの情報を入力する。そして、入力した情報がステッピングモータ２１の駆動要求に相当する情報か否かをステップ１０２において判断し、駆動要求に相当する情報の場合は後続の処理を実行するが、そうでない場合には、ステップ１０１に戻る。
【００３６】
ステップ１０２において、駆動要求に相当する情報であると判断された場合、ステップ１０３において、制御用マイコン１２がホールド制御手段として機能し、ステッピングモータ２１に内蔵されるドライバが通常のホールドよりも長時間のホールドを実行するホールド手段として機能するように、長時間のホールド用励磁信号を出力する。
【００３７】
ステッピングモータ２１は、この励磁信号を入力した場合は、電源１１からの電流の供給を受けてドライバによるステップ回転を行うにあたって、ドライバがステッピングモータ２１を最初に回転状態にする前に特定の励磁相にホールド電流を流すことによって、通常のホールドよりも長時間のホールドを実行する。
【００３８】
このとき、ステッピングモータ２１は、通常のホールドの代わりに、通常よりも長時間、例えば１００ｍｓ、特定の電流値でホールドを実行する。すると、ロータがいかなる場所にあっても、特定の励磁相においてホールドできるから、例えば、ロータが対極のｂ相にあっても、確実にＢ相においてホールドしてロータの位置を合致させることができる。したがって、その後のステップ回転をする際にロータが不安定な挙動を示したり、脱調したりするようなことはなく、安定した駆動を示し、ステッピングモータ２１によって駆動される各ローラ対２２ａから２２ｄも安定してロール紙２３を搬送する。そして、続くステップ１０４において、これ以降、ホールドを実行するときは、通常のホールドを実行することになるように設定する。
【００３９】
以上のようにして制御する場合には、電源１１の投入直後に特定の励磁相で通常よりも長時間のホールドを実施する。このため、電源１１の投入直後にファクシミリ装置から駆動要求があると、最初に回転状態にする前に長時間のホールドを実行することにより、ステッピングモータ２１が回転を開始するまでに遅れを生じることになる。
【００４０】
この遅れを解消するため、監視用センサー４として機能する電源検知センサ１３および開閉検知センサ１４によってステッピングモータ２１に電流が供給可能な否か、すなわち、励磁可能か否かを監視し、制御用マイコン１２がその監視結果に基づいて制御するようにする。
この場合の制御用マイコン１２の作用は、図７に示すフローチャートにしたがって行われる。
【００４１】
まず、電源１１がＯＮにされると制御用マイコン１２が処理を開始し、ステップ２０１において、ホールド時間の設定を実行する。ここでは、後に行われる長時間のホールドを行うための時間を設定する。
【００４２】
続くステップ２０２において、電源検知センサ１３が電源投入状態を検知し、その状態に対応する信号を出力すると、この信号を制御用マイコン１２が入力する。また、開閉検知センサ１４が引出ユニット２０の開閉状態を検知して、その開閉状態に対応した信号を出力すると、その信号も制御用マイコン１２が入力する。
【００４３】
制御用マイコン１２は、この２種類の信号を入力すると、続くステップ２０３において、電源１１から電流を供給してステッピングモータ２１が励磁可能であるか否かを判断し、励磁可能であると判断したときには、ステップ２０４において、ドライバがホールドを実行するホールド手段として機能するための制御信号となるホールド用励磁信号を出力する。なお、ここで、励磁可能と判断されない場合には、ステップ２０１のホールド時間の設定処理に戻る。
【００４４】
この場合、励磁可能であると判断されるのは、電源検知センサ１３からの入力信号が電源１１のＯＮ状態を示し、かつ、開閉検知センサ１４からの入力信号が引出ユニット２０の収納状態を示す場合である。よって、電源１１がＯＦＦ状態であるか、あるいは引出ユニット２０が引き出されている場合には、長時間のホールドは実行されない。
【００４５】
また、ホールド用励磁信号が出力されると、ステッピングモータ２１の特定の励磁相でホールドが実行されるが、このホールドの実行中に電源１１からの電流の供給が停止して励磁不可能となった場合（例えば、引出ユニット２０が引き出された場合）には、ステップ２０５において、制御用マイコン１２が励磁不可能と判断し、ステップ２０６においてホールドを中止するための信号を出力してステップ２０１に戻る。
【００４６】
この場合には、引出ユニット２０が収納されて電流の供給が可能になったとき、すなわち、電源検知センサ１３および開閉検知センサ１４のいずれの入力も電流供給が可能と判断される時点で改めてホールドが実行される。
【００４７】
そして、ステップ２０７において、実行されたホールドが所定の時間、すなわち、ステップ２０１において設定された時間に相当するか否かを制御用マイコン１２が判断し、そうであると判断された場合、すなわち、長時間のホールドが行われた場合には、処理を終了するが、そうでない場合、すなわち、設定された時間に満たない場合には、ステップ２０２に戻る。
【００４８】
こうして制御を行うと、ロータがいかなる場所にあっても、特定の励磁相においてホールドできるから、ロータの位置を特定でき、その後のステップ回転をする際にロータが不安定な挙動を示したり、脱調したりするようなことはなく、安定した駆動を示すようになる。しかも、また励磁可能であると判断されたときだけに長時間のホールドを行うから、ステッピングモータ２１が回転を開始するまでに遅れを生じることもない。
【００４９】
【発明の効果】
この発明のステッピングモータの制御方法および制御装置によれば、電源投入直後のステッピングモータ回転開始時に、通常よりも長時間のホールドを特定の励磁相で実行するため、ホールド前に磁極がどのようになっていても、確実に磁極を合致させることが可能となり、回転開始時に脱調などのおそれはなくなる。したがって、ステッピングモータが安定した挙動を示すものとなる。
【００５０】
また電源投入直後に、ステッピングモータを励磁可能であるか否かを判断して、励磁可能であると判断したときだけ長時間のホールドを行うので、ステッピングモータが回転を開始するまでに遅れを生じることが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の基礎となるステッピングモータの制御方法を実施するための制御ユニットの構成例を示すブロック図である。
【図２】  この発明によるステッピングモータの制御方法を実施するための制御ユニットの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した制御ユニットを組み込んだファクシミリ装置のオプション給紙ユニットであるロール給紙ユニットの主要な構成を示す概念図である。
【図４】図３における引出ユニット内に配置されるローラとロール紙との位置関係を示す側面図である。
【図５】同じくその平面図である。
【図６】図２に示した制御ユニットを組み込んだファクシミリ装置のオプション給紙ユニットにおいて行われるステッピングモータ制御処理のフローチャートである。
【図７】  同じくそのステッピングモータ制御処理におけるホールド制御の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，２１：ステッピングモータ
２：モータ駆動手段      ３：モータ制御手段
４：監視用センサー        １０：筐体
１１：電源              １２：制御用マイコン
１３：電源検知センサ    １４：開閉検知センサ
１５,１６：配線        ２０：引出ユニット
２２ａ〜２２ｄ：ローラ対    ２３：ロール紙
【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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