JPH11308895A - ステッピングモータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動時の自起動周波数が低い被駆動体でも、
移送対象体上の目標位置に、高速度で移送可能なステッ
プングモータの駆動制御装置を提供する。 【解決手段】 磁気ヘッド１４を搭載したキャリッジ１
４Ａを移送するステッピングモータ１６に、所定デュー
ティ比の駆動パルスが供給され、回転駆動するステッピ
ングモータ１６により、磁気ヘッド１４がフロッピーデ
ィスク１７の目標位置に移送されるが、磁気ヘッド１４
の加速状態では、駆動回路６により所定デューティ比の
駆動パルスの供給周期が短縮され、磁気ヘッド１４の減
速状態では、所定デューティ比の駆動パルスの供給周期
が延長され、磁気ヘッド１４は走行開始後、短い周期の
駆動パルスの印加で速度が上昇し、高速走行中の磁気ヘ
ッド１４には長い周期で駆動パルスが印加され、磁気ヘ
ッド１４の速度が低下し、簡単な構成で、磁気ヘッド１
４がフロッピーディスク１７の目標位置に短時間に位置
決め精度よく到達可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの回転によって、被駆動体を移送対象体上の予め設定
した目標位置に移送するステッピングモータの駆動制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータは、駆動パルスが入
力される度に、一定角度回転するもので、駆動パルス数
を制御することにより、送り距離を制御することがで
き、フロッピーディスクを使用する装置に対して、磁気
ヘッドを搭載したキャリッジをシーク動作のために、フ
ロッピーディスクの半径方向の目標位置に移送したり、
プリンタ装置での紙送りの制御を行なうなど広く利用さ
れている。

【０００３】従来は、ステッピングモータの駆動に際し
て、ステッピングモータには、図３に示すように、駆動
パルスの信号の論理値が“０”の区間ｄ１と、駆動パル
スの信号の論理値が“１”の区間ｄ２との比であるデュ
ーティ比が所定値（例えば１）である駆動パルスを、一
定の繰り返し周期ｔ１で供給して、ステッピングモータ
を回転していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のステッピ
ングモータの駆動によると、例えば、フロッピーディス
ク上で磁気ヘッドを搭載したキャリッジを、所定の位置
までシーク走査する場合に即して説明すると、駆動の初
期において、比較的質量が大きいキャリッジを、フロッ
ピーディスク上で静止状態から移動状態に移行させるた
めには、比較的大きな起動トルクが必要である。このた
めに、キャリッジに供給される駆動パルスの繰り返し周
期ｔ１は、キャリッジの自起動周波数以下の比較的低周
波数に設定されている。

【０００５】そして、キャリッジが、フロッピーディス
ク上で移動を開始し、慣性速度を取得した後では、キャ
リッジの移動に必要なトルクは比較的小さくなるが、従
来のステッピングモータの駆動では、キャリッジには、
起動時と同一の繰り返し周期ｔ１で駆動パルスが供給さ
れ、キャリッジのフロッピーディスク上での移送が行な
われる。

【０００６】このために、前述した従来のステッピング
モータの駆動によると、キャリッジは、慣性速度に達し
た後は、ほぼ一定の速度でフロッピーディスク上を移送
して目標位置に到達する。従って、従来のステッピング
モータの駆動では、キャリッジは、静止状態から起動し
た後は、フロッピーディスクの目標位置までの全域にわ
たって、起動時の速度をほぼ保った状態で移送されるこ
とになり、そのシーク速度を高めてアクセス時間を短縮
することはできなかった。

【０００７】本発明は、前述したような従来のステッピ
ングモータの駆動の現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、起動時の自起動周波数が低い被駆動体で
も、移送対象体上の目標位置に、簡単に高速度で移送す
ることが可能なステップングモータの駆動制御装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、被駆動体を移送するステッ
ピングモータに、ドライバを介して所定のデューティ比
の駆動パルスを繰り返し供給して、前記ステッピングモ
ータを回転させることにより、前記被駆動体を移送対象
体上の予め設定した目標位置に移送するステッピングモ
ータの駆動制御装置であり、前記被駆動体の加速状態ま
たは減速状態に対応して、前記所定のデューティ比の駆
動パルスの前記ドライバへの供給の繰り返し周期を調整
する駆動制御手段を有することを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明がフロッピーディ
スク制御装置に適用された一実施の形態を図１及び図２
を参照して説明する。図１は本実施の形態の全体構成を
示すブロック図、図２は本実施の形態でステッピングモ
ータへ供給される駆動パルスの信号波形図である。

【００１０】本実施の形態では、図１に示すように、全
体の動作を制御するＭＰＵ（マイクロプロセッサユニッ
ト）１に、バス２を介して、フロッピーディスクを制御
するフロッピーディスクコントローラ３が接続され、フ
ロッピーディスクコントローラ３は、インタフェース回
路１２を介して、フロッピーディスクの移送と書込・読
出動作とを制御する制御回路６に接続されており、制御
回路６には、各種の指令信号が入力される操作部１３、
ステッピングモータを回転駆動するステッピングモータ
ドライバ１０、スピンドルモータを回転駆動するスピン
ドルモータドライバ８が接続され、ステッピングモータ
ドライバ１０にはステッピングモータ１６が、スピンド
ルモータドライバ８にはスピンドルモータ１５がそれぞ
れ接続されている。

【００１１】また、フロッピーディスクコントローラ３
には、書込指令または読出指令を出力する指令回路５が
設けられ、この指令回路５は、インタフェース回路１１
を介して、フロッピーディスクに対する書込・読出動作
を制御する書込・読出回路７の一方の入力端子に接続さ
れ、書込・読出回路７の他の入力端子には制御回路６が
接続されている。

【００１２】そして、磁気ヘッド１４が搭載されたキャ
リッジ１４Ａの信号入力端子には、書込・読出回路７の
出力端子が接続され、キャリッジ１４Ａは、フロッピー
ディスク１７に対して半径方向に移送自在に配設され、
フロッピーディスク１７は、スピンドルモータ１５によ
って、が軸芯を中心に回転自在に構成されている。

【００１３】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。フロッピーディスク１７に対して、情報の書込
動作或いは読出し動作を行なう場合には、ＭＰＵ１から
書込指令或いは読出指令が、バス２を介してフロッピー
ディスクコントローラ３に入力される。フロッピーディ
スクコントローラ３からの指令に応じて、指令回路５か
らは、書込駆動信号或いは読出駆動信号が発せられ、イ
ンタフェース１１を介して読み書き回路７に入力され
る。

【００１４】一方、フロッピーディスクコントローラ３
からの指令に応じて、制御指令信号が、インタフェース
１２を介して、制御回路６に入力され、制御回路６から
は、スピンドルモータドライバ８に回転指令信号が、ス
テッピングモータドライバ１０に移送指令信号がそれぞ
れ入力される。

【００１５】ＭＰＵ１から書込指令が発せられた場合に
ついて説明すると、読み書き回路７から、キャリッジ１
４Ａに搭載された磁気ヘッド１４に書込駆動信号が入力
され、磁気ヘッド１４は図示せぬ書込情報入力端子から
入力される書込情報の書込待機状態となる。また、スピ
ンドルモータドライバ８から、スピンドルモータ１５に
駆動信号が入力され、スピンドルモータ１５によって、
フロッピーディスク１７が、図１に矢印θで示すよう
に、軸芯を中心に所定の回転速度で回転を開始する。

【００１６】そして、ステッピングモータドライバ１０
から、ステッピングモータ１６に駆動パルスが入力さ
れ、ステッピングモータ１６によって、磁気ヘッド１４
を搭載したキャリッジ１４Ａが、図１に矢印Ｘで示すよ
うに、フロッピーディスク１７の半径方向に移送を開始
する。

【００１７】この場合、キャリッジ１４Ａの起動の初期
時には、フロッピーディスクコントローラ３からは、図
２に示すように、駆動パルスの信号の論理値が“０”の
区間ｄ１１と、駆動パルスの信号の論理値が“１”の区
間ｄ１２との比であるデューティ比が所定値（本実施の
形態では１）の駆動パルスが、周期ｔ１にわたって出力
される。この駆動パルスは、ステッピングモータドライ
バ１０に入力され、ステッピングモータドライバ１０か
らは、ステッピングモータ１６に、その駆動に則したパ
ルスが出力される。前記駆動パルスの周期ｔ１は、磁気
ヘッド１４を搭載したキャリッジ１４Ａの自起動周波数
以下に設定されており、この駆動パルスにより回転駆動
されるステッピングモータ１６によって、キャリッジ１
４Ａは、静止状態から移送を開始し、図１に矢印Ｘで示
すように、磁気ヘッド１４を搭載したキャリッジ１４Ａ
の質量に対応した慣性速度で、フロッピーディスク１７
の半径方向に移送される。

【００１８】このようにして、キャリッジ１４Ａが走行
を開始すると、フロッピーディスクコントローラ３から
は、図２に示すように、駆動パルスの信号の論理値が
“０”の区間ｄ２１と、駆動パルスの信号の論理値が
“１”の区間ｄ２２との比が１で、周期ｔ２（ｔ２＜ｔ
１）の駆動パルスが出力されてステッピングモータ１６
に供給され、キャリッジ１４Ａは、起動時の慣性速度よ
りも加速された移送状態となる。

【００１９】次いで、フロッピーディスクコントローラ
３からは、同様に図２に示すように、駆動パルスの信号
の論理値が“０”の区間ｄ３１と、駆動パルスの信号の
論理値が“１”の区間ｄ３２との比が１で、周期ｔ３
（ｔ３＜ｔ２）の駆動パルスが出力され、ステッピング
モータドライバ１０を介してステッピングモータ１６に
供給され、キャリッジ１４Ａは、さらに加速されて移送
される。

【００２０】この状態で、通常は、制御回路６からは、
目標移送位置に対応する駆動パルスの周期情報が、ステ
ッピングモータドライバ１０に出力され、ステッピング
モータドライバ１０から、該周期の駆動パルスがステッ
ピングモータ１６に供給され、目標トラックの近傍で、
最後にステッピングモータドライバ１０に供給される駆
動パルス、例えば図２の周期ｔ３の駆動パルスによっ
て、キャリッジ１４Ａはフロッピーディスク１７の目標
のトラック位置に停止する。

【００２１】しかし、移送の過程でキャリッジ１４Ａの
停止位置が、目標のトラック位置からずれる可能性があ
ると判定された場合には、図２に示すように、例えば周
期ｔｎ−１の駆動パルスの後に、ステッピングモータド
ライバ１０に供給される駆動パルスの周期ｔｎは、前回
の周期ｔｎ−１よりも長く設定され、さらにその次にス
テッピングモータ１６に供給される駆動パルスの周期ｔ
ｎ＋１は、前回の駆動パルスの周期ｔｎよりも長く設定
され、キャリッジ１４Ａの移送速度は次第に減速され、
周期ｔｎ＋１の駆動パルスでの駆動により、キャリッジ
１４Ａは目標のトラック位置に停止する。このようにし
て、フロッピーディスク１７の目標のトラック位置に停
止したキャリッジ１４Ａに搭載されている磁気ヘッド１
４によって、図示せぬ書込情報入力端子から入力される
書込情報が、フロッピーディスク１７のトラックに対し
て書き込まれる。

【００２２】以上では、フロッピーディスク１７に対し
て書込情報を書込む場合について説明したが、フロッピ
ーディスク１７に書込まれている情報を読み出す場合
も、ステッピングモータ１６による目標トラック位置ま
でのキャリッジ１４Ａの移送は全く同様に行なわれ、こ
の場合には、ＭＰＵ１の指令によって、読み書き回路７
から、キャリッジ１４Ａに搭載された磁気ヘッド１４に
読出駆動信号が入力され、磁気ヘッド１４は、フロッピ
ーディスク１７は目標のトラックに書込まれている情報
を読み出す。

【００２３】このように、本実施の形態によると、フロ
ッピーディスク１７の半径方向への磁気ヘッド１４を搭
載したキャリッジ１４Ａのステッピングモータ１６によ
る移送に際して、キャリッジ１４Ａの停止時からの移送
開始時には、フロッピーディスクコントローラ３から
は、駆動パルスの信号の論理値が“０”の区間ｄ１１
と、駆動パルスの信号の論理値が“１”の区間ｄ１２と
の比であるデューティ比が１の駆動パルスが、周期ｔ１
にわたり出力される。そして、キャリッジ１４Ａが移送
を開始した後では、同様にデューティ比が全て１で、周
期がｔ２（ｔ２＜ｔ１）、ｔ３（ｔ３＜ｔ２）・・と次
第に周期ｔが短い駆動パルスにより、ステッピングモー
タ１６の回転駆動が行なわれ、キャリッジ１４Ａは次第
に高速度で移送され、必要に応じて、周期ｔｎ−１の駆
動パルスでの駆動から、駆動パルスの周期をｔｎ（ｔｎ
＞ｔｎ＋１）、ｔｎ＋１（ｔｎ＋１＞ｔｎ）と次第に長
くして、キャリッジ１４Ａは目標トラック位置に移送さ
れる。このために、本実施の形態によると、自起動周波
数が低いキャリッジ１４Ａに対しても、簡単にフロッピ
ーディスク１７の目標トラックへのアクセス時間を大幅
に短縮することが可能になる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、被駆動体
を移送するステッピングモータに、ドライバを介して、
所定のデューティ比の駆動パルスが繰り返し供給され、
駆動パルスの供給で回転するステッピングモータによ
り、被駆動体が移送対象体上の予め設定した目標位置に
移送されるが、被駆動体が加速状態になると、駆動制御
手段によって、所定のデューティ比の駆動パルスの繰り
返し周期が短縮され、被駆動体が減速状態になると、所
定のデューティ比の駆動パルスの繰り返し周期が延長さ
れ、被駆動体が走行を開始すると、短い繰り返し周期で
印加される駆動パルスにより、被駆動体の速度が次第に
上昇し、また、高速走行中の被駆動体に対して、長い繰
り返し周期で印可される駆動パルスにより、被駆動体の
速度が次第に低下するので、簡単な構成によって、被駆
動体を、目標位置に短時間に正確に位置決めして到達さ
せることが可能になる。

【００２５】請求項２記載の発明によると、磁気ヘッド
を移送するドライバに、所定のデューティ比の駆動パル
スが繰り返し供給され、駆動パルスの供給で回転するス
テッピングモータにより、磁気ヘッドがフロッピーディ
スク上の予め設定した目標位置に移送されるが、磁気ヘ
ッドが加速状態になると、駆動制御手段によって、所定
のデューティ比の駆動パルスの繰り返し周期が短縮さ
れ、磁気ヘッドが減速状態になると、所定のデューティ
比の駆動パルスの繰り返し周期が延長され、磁気ヘッド
が走行を開始すると、短い繰り返し周期で印加される駆
動パルスにより、磁気ヘッドの速度が次第に上昇し、ま
た、高速走行中の磁気ヘッドに対して、長い繰り返し周
期で印可される駆動パルスにより、磁気ヘッドの速度が
次第に低下するので、簡単な構成によって、磁気ディス
クを、フロッピーディスクの目標トラック位置に短時間
に正確に位置決めして到達させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】同実施の形態でステッピングモータへ供給され
る駆動パルスの信号波形図である。

【図３】従来のステッピングモータの駆動時に供給され
る駆動パルスの信号波形図である。

【符号の説明】

１…ＭＰＵ、３…フロッピーディスクコントローラ、６
…制御回路、７…読み書き回路、８…スピンドルモータ
ドライバ、１０…ステッピングモータドライバ、１４…
磁気ヘッド、１４Ａ…キャリッジ、１５…スピンドルモ
ータ、１６…ステッピングモータ、１７…フロッピーデ
ィスク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被駆動体を移送するステッピングモータ
   に、ドライバを介して所定のデューティ比の駆動パルス
   を繰り返し供給して、前記ステッピングモータを回転さ
   せることにより、前記被駆動体を移送対象体上の予め設
   定した目標位置に移送するステッピングモータの駆動制
   御装置であり、 前記被駆動体の加速状態または減速状態に対応して、前
   記所定のデューティ比の駆動パルスの前記ドライバへの
   供給の繰り返し周期を調整する駆動制御手段を有するこ
   とを特徴とするステッピングモータの駆動制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のステッピングモータの駆
   動制御装置において、前記移送対象体がプロッピーディ
   スクで、前記被駆動体が磁気ヘッドであることを特徴と
   するステッピングモータの駆動制御装置。