JPH01243893A - ステッピングモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、駆動信号に基づいてステッピングモータの駆
動制御を行なうステッピングモータの制御装置に関する
。

［従来の技術］ 従来のステッピングモータの制御装置では、所定順序で
励磁相を順次励磁して可動子を所定量駆動させ、次いで
可動子の停止した励磁相（停止相）を保持励磁して停止
相と対向する位置に可動子を停止保持している。停止し
ている可動子の起動は、可動子を駆動させるための外部
機器、例えばキーボードのキー人力を解読して作成され
た駆動信号に基づき行なわれる。

そして、上記した可動子の起動時には、励磁相を順次励
磁する前に、可動子がそれまで停止していた停止相を所
定の期間（以下、前励磁期間という）にわたっていった
ん励磁する、所謂前励磁を実施している。この前励磁に
よって可動子を強制的に停止相と対向した位置に保持し
、その後所定の励磁相から所定の順序で順次励磁してい
る。

このように前励磁を実施することによって、起動時の回
転ムラや可動子の停止位置と新たに励磁される励磁相と
の位置関係のずれに基づく脱調等を防止し、滑らかな起
動を実現している。　−［発明が解決しようとする課題
］ しかしながら、上述したステッピングモータの制御装置
においても未だ十分なものでなく、次のような問題点が
指摘されるに至っている。

前励磁を行なうと、上述した脱調等を防止し好適な起動
を得ることができるが、可動子の起動時毎に前動ｍ期間
だけの遅れが生じることになる。

例えば印字装置のキャリッジ送り用ステッピングモータ
においては、印字を行なう毎に、キャリッジ（ステッピ
ングモータ）の停止位置を保持するための前励磁、キャ
リッジ移動（ステッピングモータ駆動）のための励磁、
印字ハンマ殴打時のキャリッジ（ステッピングモータ）
の停止位置を保持するための保持励磁が順次なされてい
る。従って、連続印字を行なう場合には、上記各（ｉｉ
Ｉ］磁が順次くり返されるため、保持励磁に引き続き前
励磁が実行されることになる。このように、キャリッジ
停止位置を保持するための保持励磁と前励磁とが続けて
なされるので、連続印字の際には前励磁を行なう分印字
速度が遅くなるのである。

本発明は上記問題を解決するためになされ、その目的は
、停止していたステッピングモータを好適にかつ速やか
に起動させることができるステッピングモータの制御装
置を提供することである。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本発明の採用した手段は
、第１図の基本的な概略構成図に示す如く、 駆動信号に基づいて、複数の励磁相を所定の順序にて順
次励磁して可動子を所定の停止位置まで駆動させる可動
子駆動手段Ｍ１と、該可動子駆動手段Ｍ１による可動子
の駆動に先立って、前記可動子が停止している停止相を
所定の前励磁期間にわたって励磁する前励磁手段Ｍ２と
、前記可動子駆動手段Ｍ１により前記可動子が前記停止
位置に停止した後、所定の保持期間にわたって前記停止
位置の停止相を励磁し、前記可動子を該停止位置に保持
する停止位置保持手段Ｍ３と、駆動信号が前記停止位置
保持手段Ｍ３の前記保持期間内に入力されたとき、直ち
に前記可動子駆動手段Ｍ１を実行させ、前記駆動信号が
前記保持期間の経過後に入力されたとき、前記前励磁手
段Ｍ２に引き続き前記可動子駆動手段Ｍ３を実行させる
駆動手順設定手段Ｍ４とを備えることを特徴とするステ
ッピングモータの制御装置をその要旨とする。

［作用］ 本発明によるステッピングモータの制御装置は、可動子
の駆動期間にわたって可動子駆動手段Ｍ１により複数の
励磁相を所定の手順にて、例えば１相励磁方式、１−２
相励磁方式、２相励磁方式等に従って順次励磁して可動
子を駆動させ、所定の停止位置に停止させる。

そして、可動子の起動時には、駆動手順設定手段Ｍ４に
より駆動手順を設定する。即ち、外部機器等からの入力
に基づく駆動信号が、停止した可動子を停止位置保持手
段Ｍ３により停止位置に保持する保持期間内に入力され
ると、直ちに前記可動子駆動手段Ｍ１による可動子の駆
動を実行する。

駆動信号が停止位置保持手段Ｍ３の保持期間の経過後に
入力されると、可動子駆動手段Ｍ１による可動子の駆動
に先立って、前励磁手段Ｍ２により可動子がそれまで停
止している停止相を所定の前励磁期間にわたり励磁する
。その後可動子駆動手段Ｍ１による可動子の駆動を実行
する。

なお、可動子駆動手段Ｍ１、前励磁手段Ｍ２および停止
位置保持手段Ｍ３による励磁は、各手段の励磁に適した
電流によって行なわれればよく、同一の値の電流である
必要はない。

［実施例］ 次に、本発明によるステッピングモータの制御装置をタ
イプライタに適用した一実施例について、図面を用いて
説明する。本発明はこれに限られるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲の種々の態様のものが含まれる。

第２図は本発明を適用したタイプライタの構成を示す図
である。

本タイプライタ１０は、デイジ−ホイールと印字ハンマ
から構成される印字ヘッド２０を用いてプラテン３０に
セットされた用紙４０に印字する。

印字ヘッド２０は、印字リボン５０と共に案内軸６０に
１占動可能に支持されたキャリッジ７０に取り付けられ
ており、デイジ−ホイールを回転させる活字選択用ステ
ッピングモータ５５による選字が行われる。このキャリ
ッジ７０はベルト８０を介してキャリッジ用ステッピン
グモータ９０により駆動され、印字ヘッド２０をプラテ
ン３０の長手方向に沿って所定位置に移動させる。又、
プラテン３０は、ギアを介して接続されたラインフィー
ド用ステッピングモータ１００により駆動され、用紙４
０を所定位置に移動させる。更に、印字リボン５０は、
図示しない印字リボン巻取用ステラこれらの各ステッピ
ングモータ５５．９０．１００等は全て４相ステツピン
グモータであり、第３図にキャリッジ用ステッピングモ
ータ９０の概略構成を例示する。図示する如くステッピ
ングモータ９０は、励磁相９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃおよ
び９０Ｄの４相からなり、各励磁相と高電圧端子ＶＨお
よび低電圧端子ＶＬ間に、それぞれトランジスタ９０Ｈ
，９０Ｌのコレクターエミッタ間が接続されている。各
トランジスタのベースは後述する電子制御回路１１０の
入出力ポート２３０と接続されている。又、トランジス
タ９０ａ、９０ｂ、９０ｃおよび９０ｄは、前記各励磁
相とアース間にそのコレクターエミッタ間が接続され、
その各ベースは入出力ポート２３０と接続されている。

上述のステッピングモータ５５，９０，１００等は、電
子制御回路１１０によって制御される各トランジスタの
０Ｎ１０ＦＦに基づき駆動する。

トランジスタ９０ＨがＯＮ状態、トランジスタ９ＯＬが
ＯＦＦ状態とされ、トランジスタ９０ａないし９０ｄが
所定の手順にて０Ｎ１０ＦＦ制御されると、高電圧端子
ＶＨからの駆動電流１により各励磁相が所定の手順に従
って励磁され、ロータが回転する。トランジスタ９０Ｈ
ｔｆｉＯＦＦ状態、トランジスタ９０Ｌ７’）１ＯＮ状
態、トランジスタ９Ｑａないし９０ｄの所定のトランジ
スタがＯＮ状態とされると、低電圧端子ＶＬからの保持
電流Ｉ［により所定の励磁相が励磁され、ロータの停止
位置が保持される。

又、電子制御装置１１０には、キーボード１０５からの
データ等の信号及び各種のスイッチの信号、例えば、電
源スィッチ１２０やカバー１３０に設けられたカバー開
閉センサ１４０のカバーオープン信号、カバークローズ
信号が入力される。

上述の電子制御装置１１０は、周知のＣＰＵ　２００、
ＲＯＭ２１０．ＲＡＭ２２０の他に、上記モータやスイ
ッチ、センサとの入出力信号をＣＰＵ２００の処理可能
な信号に変換する入出力ポート２３０及びこれらを接続
する共通バス２４０等から構成されている。

次に、上記電子制御装置１１０のＲＯＭ２１０に格納さ
れているプログラムに従った処理について第４図以下に
示すフローチャートに基づき説明する。

第４図のフローチャートは、タイプライタ１０の実行す
る各機能のうち印字に関する処理を概略的に示した制御
ルーチンであり、まず、電源が投入されると、ステップ
８１（以下、単にＳｌと表す。他のステップも同様）に
て、電源投入時の初期設定、即ち、キャリッジ７０及び
デイジ−ホイールの原点検出や他のステッピングモータ
等を初期位相に設定する処理や、後述するカウンタのリ
セット等が行われる。次に、Ｓ２にて後述のＣＡ動作制
御ルーチンでセットされるカウンタＣＣＡのカウンタ値
がＯか否かを判定する。０ＣＡ＝Ｏが否定判定されると
８４の処理に移行し、肯定判定されると８３にて全ての
ステッピングモータの励磁をＯＦＦとする。その後Ｓ４
にてキーボード１０５からのキー人力が有るか否かを判
定し、キー人力がなければキー人力があるまで特別する
。キー人力があればＳ５にて、そのキー人力が文字・記
号キーか否かを判定し、文字・記号キー以外であればＳ
６にて、入カキ−に応じた処理を実行し、Ｓ２に戻る。

キー人力が文字・記号キーであれば、Ｓ７にて活字選択
用ステッピングモータ５５を駆動してデイジ−ホイール
上の前記文字・記号に対応する活字を印字ハンマの殴打
位置にセットする。

活字セット後には上記ステッピングモータ５５は停止相
の保持励磁により停止保持される。次いでＳ８にて、印
字ハンマによるディジホイールの殴打がなされ印字が完
了する。この印字ハンマの殴打完了を駆動信号Ｓとして
Ｓ９にて、後述するＣＡ動作制御ルーチンによりキャリ
ッジ送りがなされる。キャリッジ送りが完了すると後述
の８１４にてＣＡ用ステッピングモータ９０は停止相の
保持励磁により停止保持される。このＳつと並行して行
われるＳＩＯにて、印字リボン５０を図示しないステッ
ピングモータを駆動して巻取り、上記ステッピングモー
タをＣＡ用ステッピングモータ９０と同様に停止保持す
る。３１０の処理が終了すると再度Ｓ２からの処理に戻
る。なお、上述した処理が引き続き実行される連続印字
期間には、Ｓ９にてキャリッジ送りがなされている間に
も新たなＳ７の活字選択が実施されている。そしてキャ
リッジ停止後、直ちに新たなＳ８の印字ハンマ殴打がな
されている。この印字ハンマ殴打に要する期間は２５　
ｍ５ｅｃで十分であるので、上記した連続印字実行時に
は、キャリッジが停止してから２５　ｍ５ｅｃ経過後に
新たな駆動信号Ｓが発せられている。

第５図（ａ）はＣＡ用ステッピングモータ９０の上記駆
動信号Ｓが出力される毎に実行されるＣＡ動作制御ルー
チンのフローチャート、第５図（Ｂ）は１　ｍ５ｅｃ毎
に割込み処理されるカウンタ減算ルーチンのフローチャ
ート、第６図は駆動信号Ｓおよび各フローチャートの処
理に基づ＜ＣＡ用ステッピングモータ９０の各励磁相の
励磁状態（各励磁相に印加される電圧の変化）を示すタ
イムチャートでおる。

まず、前記駆動信号Ｓが発せられた時点において、各励
磁相が励磁されているか否かをＣＡ動作制御ルーチンの
８１１にて判定し、所定の励磁相、即ちロータが停止し
ている停止相が励磁中（保持励磁中〉であると判定した
場合は前記した連続印字実行期間であるので（第６図時
刻ｔ１又はｔ３）、次のＳ１２の処理を行なうことなく
Ｓ１３の処理へ移行する。

連続印字実行期間であると、次の８１３にて、印字ハン
マの殴打による印字完了後（８８）１文字分キャリッジ
７０を移動するための所定数のパルス、即ち４パルスを
出力する。具体的には、トランジスタ９０ＬをＯＮ状態
からＯＦＦ状態に、トランジスタ９０ＨをＯＦＦ状態か
らＯＮ状態に切替えるとともに、トランジスタ９０ａ、
９０ｂ。

９０ｃおよび９０ｄをトランジスタ９０ｂから１相励磁
の手順でＯＮ状態とする。こうして各励磁相９０Ａ、９
０８．９０Ｃおよび９０Ｄが駆動電流ｉによっておのお
の４　ｍ５ｅｃづつ順次励磁され、ロータが一回転した
後、励磁相９０△で停止する（第６図時刻ｔ１から時刻
ｔ２又は時刻ｔ３から時刻ｔ４）。このＳ１３の処理に
て、キャリッジ７０が１文字分布力へ移動して停止する
。次に８１４にて、印字ハンマの殴打によって印字する
間（次回の８８）にキャリッジ７０が移動しないよう上
記励磁相９０Ａ即ち停止相９０Ａを保持電流ＩＬによっ
て保持励磁し、ロータを確実に停止相９０Ａに対向させ
て停止させておく。具体的には、トランジスタ９０Ｈを
ＯＮ状態からＯＦＦ状態に、トランジスタ９０ＬをＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態に切替える（第６図時刻ｔ２又はｔ
４）。なお、Ｓ１４のＣＡ用ステッピングモータの保持
励磁実行時には、活字選択用ステッピングモータ５５、
ラインフィールド用ステッピングモータ１００．印字リ
ボン巻取用チッピングモータをも保持励磁してデイジ−
ホイール、用紙４０および印字リボンをも停止保持して
いる。また、Ｓ１３の処理中にも次回の８７の活字選択
はなされている。その後Ｓ１５にて、停止相９０Ａが保
持励磁されてからの経過時間を計時するためのカウンタ
ＣＣＡに５０Ｏをセットし、次に３１６にて、停止相９
０Ａの励磁データ等をＲＡＭ２２０の所定アドレスに書
き込み記憶する。なお、３１６における記憶は前回のも
のを更新して保持される。そして、８１６までの処理が
終了するとメインルーチンの次の処理に移行する。

一方、各励磁相が励磁されていないと判定した場合は、
単発的に印字を実行する場合であるので（第６図時刻ｔ
６）、Ｓ１２にてＲＡＭ２２０内に記憶された励磁デー
タ等より判別した前回の停止相を１０ｍ５ｅｃの期間に
わたって保持電流Ｉ［によって前励磁し、判別した停止
相にロータを対向して停止させる（第６図時刻ｔ６から
時刻ｔ７）。

具体的には上記停止相が励磁相９０Ａであれば、トラン
ジスタ９０Ｌおよびトランジスタ９０ａにベース電圧を
印加し該トランジスタ９０Ｌ及び９０ａをＯＮとする。

次いで、前述した連続印字の場合と同様にして３１３か
らＳ１６までの処理を実行し、次の処理に移行する。

第５図（ｂ）に示すカウンタ減算ルーチンは１ｍ５ｅｃ
毎に実行され、まずフローチャートの８２０にて、前記
Ｓ１５で５００にセットされるカウンタＣＣＡのカウン
タ値がＯか否かを判定する。０ＣＡ＝Ｏが肯定判定され
れば何ら処理を行なうことなくいったん処理を終了し前
述したＣＡ動作制御ルーチンにて新たにＯＣＡにカウン
タ１直がセットされるまで待機する。一方、Ｓ２０で０
ＣＡ＝Ｏが否定判定されると、Ｓ２１にてＣＣＡのカウ
ンタ値がら１だけディクリメントした（直をカウンタＣ
ＣＡにセットする。このカウンタ減算ルーチンの処理に
よって、停止相９０Ａが保持励磁されてからの経過時計
が計時され、０ＣＡ＝Ｏとなると、即ち、５゜Ｑ　ｍ５
ｅＣ経過すると前述したメインルーチンの８３にてそれ
まで継続していた保持励磁をＯＦＦとする（第６図時刻
ｔ５）。

以上説明したように実施例のタイプライタ１゜は、ＣＡ
用ステッピングモータを起動させる際に該モータのロー
タの停止している停止相が保持励磁されていれば、即ち
保持励磁によってロータが停止相に対向して停止してい
る場合には、駆動信号により速やかに所定の手順で各励
磁相を励磁する。一方、停止相が励磁されていなければ
、その停止相をいったん前励磁してロータを停止相に強
制的に対向させた後、各励磁相の励磁を行なっている。

このため、ロータの起動時には、確実にロータと停止相
との対応関係が確保されてからロータが回転を開始する
。また、連続印字実行時には、ロータの起動時毎に前励
磁を行なわないので、停止していたロータが回転を開始
するまでに要する時間を短縮することができる。即ち、
１文字印字する時間が従来の５９ｍ５ｅｃ　（６ｍｓｅ
ｃｘ４＋２５ｍ５ｅＣ＋　１０ｍ５ｅＣ）から４９　ｍ
５ｅｃ　（６ｍ５ｅｃｘ　４　＋　２５ｍ５ｅｃ　）と
なる。従って、タイプライタ１０のキャリッジ７０の移
動に要する時間が短縮され、印字スピードの高速化を実
現できる。つまり、本実施例では連続印字実行時のキャ
リッジ移動以外の処理は、キャリッジが移動開始してか
ら停止後の２５　ｎ５ｅｃの期間内（第６図時刻ｔ１か
らｔ３）に行われるため、キャリッジの移動によって印
字速度が決定され、その速度は向上している。更に本実
施例ではＣＡ用ステッピングモータ９０が停止してから
所定時間（５００ｍ５ｅｃ）経過すると電流を遮断する
ので、モータの発熱防止や省エネルギ化が可能である。

本実施例では、本発明によるステッピングモータの制御
装置をタイプライタのＣＡ用ステッピングモータの制御
に適用した場合について説明したが、活字選択用ステッ
ピングモータやラインフィード用ステッピングモータ、
印字リボン巻取用ステッピングモータ等の制御に適用で
きることはもちろんのこと、印字装置以外の各種装置に
使用する各種ステッピングモータの制御に採用できるこ
とはいうまでもない。

発明の効果 以上実施例を含めて詳述したように、本発明のステッピ
ングモータの制御装置によれば、停止しているステッピ
ングモータの起動時に、回転ムラや脱調等の防止および
始動に要する時間の短縮化が可能となり、滑らかな、か
つ速やかな起動が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成の一例を示す構成図、第２図は本
発明の一実施例によるタイプライタの構成を示す構成図
、第３図は上記タイプライタに使用するステッピングモ
ータの概略構成図、第４図ないし第５（ａ）および第５
図（ｂ）は同実施例で処理されるフローチャート、第６
図は上記フローチャートに基づく処理内容を説明するた
めの説明図である。 １０・・・タイプライタ ９０・・・キャリッジ用ステッピングモータ１１０・・
・電子制御装置 代理人　弁理士　定立　勉　（ばか２名）第１図 第３図 第４図 第 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．駆動信号に基づいて、複数の励磁相を所定の順序に
   て順次励磁して可動子を所定の停止位置まで駆動させる
   可動子駆動手段と、 該可動子駆動手段による可動子の駆動に先立つて、前記
   可動子が停止している停止相を所定の前励磁期間にわた
   って励磁する前励磁手段と、前記可動子駆動手段により
   前記可動子が前記停止位置に停止した後、所定の保持期
   間にわたって前記停止位置の停止相を励磁し、前記可動
   子を停止位置に保持する停止位置保持手段と、 前記駆動信号が前記停止位置保持手段の前記保持期間内
   に入力されたとき、直ちに前記可動子駆動手段を実行さ
   せ、前記駆動信号が前記保持期間の経過後に入力された
   とき、前記前励磁手段に引き続き前記可動子駆動手段を
   実行させる駆動手順設定手段と を備えることを特徴とするステッピングモータの制御装
   置。