专利名称：步进马达的控制方法
技术领域：
本发明涉及步进马达的控制方法，特别涉及用步进马达使磁头准确地在软盘等盘状记录媒体的预定轨道位置上移动的步进马达的控制方法。
利用软盘等盘状记录媒体的记录再生装置中，由磁头将数据记录到盘状记录媒体上及从盘状记录媒体上读出数据，为了使该磁头在盘状记录媒体的预定轨道位置移动，在现有技术中是采用带步进马达的磁头驱动机构。
磁头驱动机构除了步进马达外，由保持磁头的滑架、马达驱动电路和脉冲发生电路构成。脉冲发生电路与设在记录再生装置外部的微电脑等构成的控制部连接。步进马达的转子与输出轴直接连接，输出轴螺接在滑架上，在步进马达的转子旋转的同时，输出轴也旋转，与输出轴螺接着的滑架作线形移动，这样，保持在滑架上的磁头也在盘状记录媒体上沿径向作线形移动，磁头从一个轨道位置移动到预定轨道位置。
在上述构造中，当驱动步进马达，使磁头从盘状记录媒体的一个轨道位置移动到预定轨道位置时，是按下述的顺序进行驱动控制的。即，先由控制部发出阶跃脉冲及方向指定信号，把它们供给脉冲发生电路。然后，脉冲发生电路应答供给来的阶跃脉冲及方向指定信号，发生切换步进马达励磁相的脉冲，把该脉冲供给马达驱动电路。接着，马达驱动电路放大了供给来的脉冲后，作为驱动电流加在步进马达的励磁相上，根据驱动电流的励磁极性，使步进马达的转子及输出轴向正转方向或反转方向旋转。这时，与输出轴螺接着的滑架随着输出轴的正转方向或反转方向旋转，在盘状记录媒体上沿其内径方向或外径方向作线形移动，从而使磁头移动到预定轨道位置。当磁头到达预定轨道时，马达驱动电路对步进马达励磁相停止供给驱动电流，使磁头停止在预定的轨道位置，可以向该轨道读取。
但是，使磁头移动的步进马达，通常因加在转子和输出轴上的负荷状态的不同，而具有旋转停止时的位置不同的旋转特性、即所谓的磁滞旋转特性。
图5是表示该步进马达的输出转矩特性的图，纵轴表示转矩T，横轴表示转子的旋转角度θ。
如图5所示，当加在输出轴(转子)上的负荷为理想的无负荷状态时，步进马达的转子即使向正转方向或反转方向旋转，在输出转矩成为0之前，旋转力加在转子上，在输出转矩成为0的旋转角度θo，转子停止。当输出轴(转子)上加上了一些负荷，输出转矩T在以0转矩为中心的微小转矩范围内(±Tf)时，旋转力已经不加在转子上，在该时刻转子成为停止状态。这时，转子停止的旋转角度θ由加在输出轴上的负荷大小及负荷惯性等决定，成为与旋转角度-θf旋转角度+θf范围内的任一旋转角度对应的位置，当转子向正转方向旋转时，表示与靠近旋转角度-θf的旋转角度对应的位置时的磁滞旋转特性；当转子向反转方向旋转时，表示与靠近旋转角度+θf的旋转角度对应的位置时的磁滞旋转特性，该旋转角度范围内(±θf)成为步进马达的静区。
该静区的宽度，通常换算为磁头的移动距离约为10μm，小于软盘等盘状记录媒体的轨道宽度110μm。
这样，借助步进马达的磁滞旋转特性，用步进马达移动磁头的记录再生装置中，不容易使磁头准确地停止在预定轨道位置内的指定部位，不容易停止在所希望的轨道中心。由于该磁滞旋转特性，再加上磁头组装时的精度及使用时基于温度环境等因素的误差，磁头移动到预定轨道以外的其它轨道位置，不能在预定轨道移动。
为了防止上述问题，在日本专利公开公报第210198/195号中提出了磁头移动机构，该机构能消除因步进马达的磁滞旋转特性造成的磁头停止位置误差。
该专利公开公报第210198/1985号揭示的磁头移动机构，是用步进马达把磁头移动到预定轨道位置后，切换步进马达的励磁相，反复交替地使其朝正转方向及反转方向旋转驱动，在进行了任一方向的旋转驱动后，结束步进马达的旋转驱动，使磁头准确地停止在预定轨道位置内的指定部位，即，准确停止在轨道中心。
上述专利公开公报第210198/1985号揭示的磁头移动机构，虽然能基本上消除因步进马达的磁滞旋转特性造成的磁头停止位置误差，使磁头准确地停止在预定轨道位置的轨道中心上，但是，由于是在步进马达的静区内进行磁头定位，所以，为了使磁头准确地停止在轨道中心上，必须切换步进马达的励磁相，反复交替地进行正转方向及反转方向的旋转驱动，为了进行磁头定位，必须进行很多的操作。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种步进马达的控制方法，该方法能较简单且准确地进行步进马达静区内的磁头定位。
为了实现上述目的，本发明的步进马达控制方法，具有这样的机构，即，把步进马达的静区的一端侧定为设定轨道中心，当步进马达的旋转使磁头进入步进马达的静区内时，把该设定轨道中心作为定位目标，以微小的时间间隔，向步进马达的一个预定励磁相断续地供给驱动电流使其驱动，使磁头停止在设定的轨道中心上。
根据上述的机构，步进马达的旋转驱动使磁头移动，当磁头进入预定轨道位置的步进马达的静区内时，以微小的时间间隔，向步进马达的一个预定励磁相以若干次、最好5次以上断续地供给驱动电流，使其驱动，这样可以使磁头准确地停止在设定轨道中心上。由于磁头不论在哪个轨道中都常时地停止在该设定轨道中心上，所以，可与设定轨道间距对应地，调节带滑架的磁头，可简单且准确地进行磁头的定位。
本发明的实施例中，步进马达的控制方法，是用驱动脉冲依次地驱动可正反转步进马达的若干个励磁相，使步进马达旋转，使磁头移动到盘状记录媒体的预定轨道位置，该磁头移动到预定轨道位置上并进入步进马达的静区内时，以微小的时间间隔，向步进马达的一个预定励磁相断续地供给驱动电流，进行追加驱动，使磁头停止在静区的一端侧。
本发明的一个实施例中，向一个预定励磁相供给断续驱动电流的追加驱动，是在磁头即将停止在步进马达静区时进行的。
本发明的另一个实施例中，向一个预定励磁相供给断续驱动电流的追加驱动，是在磁头停止在步进马达静区后立即进行的。
根据本发明的实施例，驱动步进马达，由其旋转使磁头移动，当磁头进入盘状记录媒体的预定轨道位置的步进马达的静区内时，以微小的时间间隔，向步进马达的一个预定励磁相若干次断续地供给驱动电流，进行追加驱动，以此使磁头准确地停止在设定轨道中心上。这样，磁头不论在哪个轨道，都常时地停止在该设定轨道中心，所以，能对应设定轨道中心间距，调节带滑架的磁头，能简单且准确地进行磁头的定位。
图1是表示用于实施本发明步进马达控制方法的磁头驱动机构构造之一例的框图。
图2是表示图1所示磁头驱动机构所用步进马达的构造之一例的断面图。
图3是表示图1所示磁头驱动机构所用步进马达的驱动状态之一例的驱动波形图。
图4是步进马达被图3所示驱动波形驱动时，磁头在软盘预定轨道位置移动状态之一例的动作说明图。
图5是表示步进马达的输出转矩特性的图。
下面，参照
本发明的实施例。
图1是表示用于实施本发明步进马达控制方法的磁头驱动机构构造之一例的框图。构成记录再生装置之一部分。
图1中，磁头驱动机构由步进马达1、步进马达1的输出轴1A、保持磁头2用的滑架3、步进马达驱动部4和脉冲发生部5构成。脉冲发生部5与设在记录再生装置外部的微电脑等构成的控制部(CPU)6连接。此外，记录再生装置备有主轴马达7、主轴马达驱动部8、软盘9等。
步进马达1的转子(图未示)与输出轴1A直接连接，输出轴1A与滑架3螺接。滑架3保持着进行读出/写入(R/L)的磁头2。随着滑架3在软盘9径向的移动，使磁头2在软盘9的预定轨道上移行，对该轨道进行读取。步进马达驱动部4的输入与脉冲发生部5的输出相连，步进马达驱动部4的输出与步进马达1相连。控制部6的一个输出与脉冲发生部5的输入相连，另一个输出与主轴马达驱动部8的输入相连。主轴马达驱动部8的输出与主轴马达7相连，主轴马达7的转子(图未示)与软盘驱动部(图未示)结合，这样，主轴马达9的旋转使软盘9旋转。
图2是表示图1所示磁头驱动机构所用步进马达1的构造之一例的断面图。
如图2所示，步进马达1由圆环状的定子1s、配置在定子1s中央部的、两端有N极和S极的杆状转子1R构成。从定子1S朝着内面方向突出形成若干个的极1P，各极1P上卷绕着线圈1C，构成4个励磁相AB、(-A)B、A(-B)、(-A)(-B)。(-表示极性反转)图3是表示图1所示磁头驱动机构所用步进马达1的驱动状态之一例的驱动波形图。
图3中，上层是极性反转步进波形，中层是A相(φA)线圈1C的驱动波形，下层是B相(φB)线圈1C的驱动波形。
图4是步进马达被图3所示驱动波形驱动时，磁头2在软盘9的预定轨道位置移动状态之一例的动作说明图。
图4中，从旋转角度-θf到+θf的范围内是步进马达1的静区，旋转角度θo是轨道中心，实线表示步进马达1的正转方向旋转使磁头2移动时的移动状态，虚线表示步进马达1的反转方向旋转使磁头2移动时的移动状态。
下面，参照图1至图4说明本实施例步进马达的控制方法的动作。
驱动步进马达1，使磁头2从软盘9的一个轨道位置移动到预定轨道位置时，用以下的顺序控制驱动。先由控制部6发出阶跃脉冲及方向指定信号，把它们供给脉冲发生部5。然后，脉冲发生部5应答供给来的阶跃脉冲及方向指定信号，发生切换步进马达1的励磁相的脉冲，把该脉冲供给步进马达驱动部4。接着，步进马达驱动部4放大了供给来的脉冲后，变换为驱动电流依次加在步进马达1的4个励磁相AB、(-A)B、A(-B)、(-A)(-B)上。供给该驱动电流时，以励磁相AB、励磁相(-A)B、励磁相A(-B)、励磁相(-A)(-B)、励磁相AB这样的顺序，对4个励磁相进行循环励磁时，如图3和图4的实线所示，步进马达1的转子1R向正转方向旋转。另一方面，当以励磁相AB、励磁相(-A)(-B)、励磁相A(-B)、励磁相(-A)B、励磁相AB这样的顺序，对4个励磁相进行循环励磁时，如图4的虚线所示，步进马达1的转子1R向反转方向旋转。随着该转子1R的旋转，使输出轴1A向正转方向或反转方向旋转。
输出轴1A旋转时，与输出轴1A螺接着的滑架3随着输出轴1A的正转方向或反转方向的旋转，在软盘9上沿其内径方向或外径方向作线形移动，这样，使磁头2移动到预定轨道位置。
磁头2到达预定轨道上时，如图3所示，步进马达驱动部4停止对步进马达1的4个励磁相交替地供给驱动电流。即，按照励磁相AB、励磁相(-A)B、励磁相A(-B)、励磁相(-A)(-B)、励磁相AB的顺序循环供给驱动电流使步进马达1向正转方向旋转时，停止了驱动电流的供给后，下一个供给驱动电流励磁相在图3的例中，是以微小的时间间隔，断续地向励磁相A(-B)供给若干次、最好5次以上的驱动电流，进行追加驱动，如图4的实线所示，使磁头2向预定轨道位置的步进马达1的静区一端侧方向移动，停止在静区的一端侧上。这时，静区的一端侧成为该预定轨道的设定轨道中心。同样地，按照励磁相AB、励磁相(-A)(-B)、励磁相A(-B)、励磁相(-A)B、励磁相AB的顺序循环供给驱动电流使步进马达1向反转方向旋转时，停止了驱动电流的供给后，下一个供给驱动电流的励磁相，例如是以微小的时间间隔，断续地向励磁相A(-B)供给若干次、最好5次以上的驱动电流，进行追加驱动，如图4的虚线所示，使磁头2向预定轨道位置的步进马达1的静区一端侧方向移动，与前述同样地，停止在静区的一端侧、即设定轨道中心上。
这样，根据本实施例的步进马达控制方法，步进马达1的旋转驱动使磁头2移动，进入预定轨道位置的步进马达的静区内时，以微小的时间间隔，向步进马达1的一个预定励磁相若干次断续地供给驱动电流，进行追加驱动，可以使磁头2准确地停止在设定轨道中心上。而且，磁头2无论在哪个轨道上，也常时地停止在该设定轨道中心上，带滑架3的磁头2组装后的调节时，能以该设定轨道间距为目标进行调节，可简单且准确地进行磁头2的定位。另外，一旦决定了步进马达，则步进马达的静区必然地决定，其一端侧的位置也必然地决定，所以，把该静区的一端侧选作为设定轨道中心，各种调节被简单化，而且，可以准确地进行各种调节。
在前述实施例中，盘状记录媒体是以软盘为例进行说明的，但本发明中的盘状记录媒体并不局限于软盘，与软盘类似的其它盘状记录媒体也同样地适用。
在前述实施例中，是把预定轨道位置中的步进马达的静区一端侧选作为设定轨道中心，但本发明中的设定轨道中心的选择方法并不局限此，也可以把静区的另一端部选作为设定轨道中心。
如上所述，根据本发明，驱动步进马达，由其旋转使磁头移动，当磁头进入盘状记录媒体的预定轨道位置的步进马达的静区内时，以微小的时间间隔，向步进马达的一个预定励磁相若干次断续地供给驱动电流，进行追加驱动，以此使磁头准确地停止在设定轨道中心上。这样，磁头不论在哪个轨道，都常时地停止在该设定轨道中心，所以，能对应设定轨道中心间距，调节带滑架磁头，能简单且准确地进行磁头的定位。
权利要求
1.步进马达的控制方法，其特征在于，用驱动脉冲依次地驱动可正反转步进马达的若干个励磁相，使步进马达旋转，使磁头移动到盘状记录媒体的预定轨道位置，当该磁头移动到预定轨道位置上并进入步进马达的静区内时，以微小的时间间隔，向步进马达的一个预定励磁相断续地供给驱动电流，进行追加驱动，使磁头停止在静区的一端侧。
2.如权利要求1所述的步进马达的控制方法，其特征在于，对一个预定励磁相的断续追加驱动，是在磁头即将停止在步进马达静区时进行的。
3.如权利要求1所述的步进马达的控制方法，其特征在于，对一个预定励磁相的断续追加驱动，是在磁头停止在步进马达静区后立即进行的。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能在步进马达的静区内,简单且准确地进行设定轨道中心定位的步进马达控制方法。本发明的步进马达控制方法,用驱动脉冲依次地驱动可正反转步进马达的若干个励磁相,使步进马达旋转,使磁头移动到盘状记录媒体的预定轨道位置,当该磁头移动到预定轨道位置上并进入步进马达的静区内时,以微小的时间间隔,向步进马达的一个预定励磁相断续地供给驱动电流,进行追加驱动,使磁头停止在静区的一端侧。
文档编号G11B5/55GK1177860SQ9711650
公开日1998年4月1日 申请日期1997年9月9日 优先权日1996年9月9日
发明者和宇庆, 朝邦 申请人:阿尔卑斯电气株式会社