JP2000069793A - ステッピングモ―タを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステップモータの駆動エネルギーを全体とし
てより少なくする。 【解決手段】 第１及び第２極性を交互に有する駆動パ
ルスをモータ（２）のコイル（３）に加えて、各駆動パ
ルスの持続中にコイル（３）に所定の電気エネルギ量を
供給する。各駆動パルスの後に、その駆動パルスに応答
したモータ（２）のロータの回転または非回転を検出
し、非回転のときに次のパルスの持続時間を長くするよ
うに調整するが、本発明方法は、コイル（３）に供給さ
れる電気エネルギ量の調節が、第１極性を有する駆動パ
ルスと第２極性を有する駆動パルスとの場合で別々に実
施するようにしたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を備えた
ロータと、コイルと、コイルと磁石を磁気結合させるス
テータとを有するステッピングモータを制御する方法で
あって、第１極性と、第１極性と反対の第２極性とを交
互に有する連続駆動パルスをコイルに加えて、それぞれ
の駆動パルスのときにコイルに所定の電気エネルギ量を
供給する段階と、各駆動パルスの後に、その駆動パルス
に応答したロータの回転または非回転を検出する段階
と、その検出の相関的要素としてその電気エネルギ量を
調節する段階とを含む方法に関する。

【０００２】本発明はまた、この方法を実施する装置、
すなわち、永久磁石を備えたロータと、コイルと、コイ
ル及び磁石を磁気結合させるステータとを有するステッ
ピングモータを制御する装置であって、第１極性と、第
１極性と反対の第２極性とを交互に有する連続駆動パル
スをコイルに加えて、それぞれの駆動パルスのときにコ
イルに所定の電気エネルギ量を供給できるようにする駆
動パルス発生手段と、各駆動パルスの後に、その駆動パ
ルスに応答したロータの回転または非回転を表す検出信
号を発生する検出手段と、その検出信号に応じて電気エ
ネルギ量を調節する調節手段とを備えた装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】特に米国特許第４，２１２，１５６号に
開示されているこの形式の方法と装置は、ステッピング
モータが消費する電気エネルギの総量を減少させようと
している。携帯用及び／または小型の装置、例えば電子
時計にステッピングモータを使用する時、そのような減
少は特に望ましい。他がすべて等しいならば、ステッピ
ングモータの電力消費量をこのように減少させることに
よって、一般的にバッテリで形成されている装置給電用
の電源の寿命を延ばすか、そのような電源が占める容積
を縮小することができる。

【０００４】ステッピングモータが消費する電気エネル
ギ量を減少させるために、上記の従来方法は、モータの
ロータが一定数の駆動パルスに応答して正確に回転した
時、次の駆動パルスのときにモータコイルに供給する電
気エネルギ量を減少させる段階を含む。さらに、この方
法は、モータロータが駆動パルスに応答して正確に回転
しなかった時、抜けたステップをロータが正すに十分な
電気エネルギ量をコイルに供給する間、補正パルスをモ
ータコイルに加える段階と、後続の駆動パルスの持続中
にコイルに供給される電気エネルギ量を最大値まで増加
させる段階とを含む。

【０００５】その結果、何らかの理由でモータロータが
駆動パルスに応答して回転しなかった場合、次の駆動パ
ルスのときにモータコイルに供給される電気エネルギ量
は必ずその最大値になる。

【０００６】この周知の方法は原則的に、モータコイル
に実際に供給される電気エネルギ量をその最小値、すな
わちロータを正確に回転させるためにコイルに最小限、
供給しなければならない電気エネルギ値に近づけること
ができることがわかるであろう。

【０００７】しかし、ステッピングモータの様々な構成
部品の製造と組み立てに一定の寸法及び／または位置決
め公差を許容しなければならないことは周知である。

【０００８】このため、例えば、そのようなモータなど
のロータの磁化軸線がロータの回転軸線と交差しないこ
とがある。同様に、この回転軸線は、ロータ磁石が位置
するステータの開口の軸線及びこの磁石で形成される円
筒形の軸線のいずれにも必ずしも正確に一致しない。

【０００９】そのような場合、ステッピングモータのロ
ータがその角位置の相関的要素として受ける位置決め偶
力の変化が、ロータが動作するステップによって異な
る。

【００１０】また、ステッピングモータのロータ磁石の
磁化軸線はこの磁石で形成される円筒形の軸線に対して
正確には垂直でないことがある。そのような場合、磁石
の磁極の一方が円筒形の一方の端面に他方より近くな
り、第２磁極が第１端面よりこの他方の端面に近くなる
ことは明らかである。

【００１１】そのような場合、ロータの一方の端面の一
部分に近接した位置でそれと向き合った強磁性材料から
なる部品、例えば、ロータのピニオンと噛み合う歯車が
存在することも、ロータに加えられる位置決め偶力の変
化がロータが動作するステップによって異なるという結
果をもたらす。

【００１２】また、ステッピングモータは連続的な外部
磁界を受けることがある。そのような場合も、モータの
ロータに加わる位置決め偶力の変化が、ロータが動作す
るステップによって異なる。

【００１３】図１は、上記の場合の一方及び／または他
方においてステッピングモータのロータが受ける位置決
め偶力ＣＰの変化の一例をそのロータの角位置αの関数
として示している。

【００１４】図１では、ロータの２つの安定静止位置が
それぞれＲ１及びＲ２で示されている。さらに、ロータ
が位置Ｒ１から位置Ｒ２に、また位置Ｒ２からＲ１に回
転する時のステップが、それぞれＰ１及びＰ２で示され
ている。

【００１５】当該技術の専門家には周知のように、モー
タのロータがステップＰ１を実施するための駆動パルス
とロータがステップＰ２を実施するための駆動パルスと
は逆の極性を有していなければならない。以下の説明で
は、これらの駆動パルスをそれぞれ任意に正及び負と呼
ぶ。

【００１６】図１において、モータのロータの安定静止
位置Ｒ１及びＲ２は正確に正反対ではなく、ロータはス
テップＰ１を実施する時に１８０゜より多く、またステ
ップＰ２を実施する時に１８０゜より少なく回転するこ
とがわかるであろう。

【００１７】しかし、特に軸線αと位置決め偶力ＣＰの
負の部分を表す曲線、すなわちロータの回転に抵抗する
偶力ＣＰの部分とで囲まれた表面は、本例では、ロータ
がステップＰ１を実施する時がステップＰ２を実施する
時よりも相当に大きいことがわかるであろう。

【００１８】図１において、これらの２つの表面に陰影
線でつけて、それぞれをＮ１及びＮ２で表している。

【００１９】当該技術の専門家には周知のように、多く
の場合、特にステッピングモータを時計に使用する時、
ロータがステップを実施するためにモータのコイルに供
給しなければならない最小電気エネルギ量は、ほとんど
の時にほぼ独占的にこの表面の寸法によって決まる。

【００２０】このため、本例ではこの最小電気エネルギ
量は、これらの場合のすべてでほとんどの時に、ステッ
ピングモータのロータがステップＰ１を実施しなければ
ならない時がステップＰ２を実施しなければならない時
よりも相当に大きい。

【００２１】そのようなモータを上記の従来の方法に従
って制御する時、各駆動パルスの持続中にコイルに供給
される電気エネルギ量は、このモータのロータが正の駆
動パルスに応答してステップＰ１を正確に実施するため
に必要である量を下回ることはありえないことがわかる
であろう。その結果、各負駆動パルスの間にモータのコ
イルに供給される電気エネルギ量は、モータロータがス
テップＰ２を正確に実施するために必要な量より常に相
当に大きい。各負駆動パルスの間モータのコイルに供給
される過剰電気エネルギ量が全くの無駄になることは明
らかである。

【００２２】また、モータのロータが駆動パルスに応答
して回転しなかった理由が、次の駆動パルスがコイルに
加えられる時点ですでに存在していないこともある。

【００２３】例えば、モータが駆動パルスの持続中に衝
撃を受けた場合、モータのロータはその駆動パルスに応
答して回転することができない。

【００２４】さらに例を挙げると、ロータが駆動する歯
車列の歯車の１つに欠陥がある場合も、モータロータは
駆動パルスに応答して回転することができない。歯車列
におけるこの歯車の位置に従って、この欠陥が原因のロ
ータの非回転は、非常に多数の駆動パルスがコイルに加
えられた後に再発するだけであろう。

【００２５】また、いずれの場合でも、ロータが回転し
なかった時の駆動パルスに後続し、その極性と反対の極
性を有する駆動パルスのときにモータコイルに供給され
る電気エネルギ量が不必要に大きく、この電気エネルギ
の大部分がやはり全くの無駄になる。

【００２６】このように、以上に記載した従来の方法
は、もちろんこの方法を実施する装置と共に、ステッピ
ングモータが消費する電気エネルギ量を所望されるほど
に減少させることができない。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ステッピングモータが消費する電気エネルギ量を以
上に記載した従来の方法の場合よりもさらに減少させる
ことができるステッピングモータの制御方法を提供する
ことである。本発明の別の目的は、上記方法を実施する
ための装置を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、永久磁石
を備えたロータと、コイルと、コイル及び磁石を磁気結
合させるステータとを有するステッピングモータを制御
する方法において、第１極性と、第１極性と反対の第２
極性とを交互に有する連続駆動パルスをコイルに加え
て、その駆動パルスの各々のときにコイルに所定の電気
エネルギ量を供給する段階と、各駆動パルスの後に、そ
の駆動パルスに応答したロータの回転または非回転を検
出する段階と、その検出の相関的要素としてその所定の
電気エネルギ量を調節する段階とを含む方法であって、
その調節が、第１極性を有する駆動パルスと第２極性を
有する駆動パルスとの場合で別々に実施されることを特
徴とする方法である。

【００２９】本発明装置は、永久磁石を備えたロータ
と、コイルと、コイル及び磁石を磁気結合させるステー
タとを有するステッピングモータを制御する装置におい
て、第１極性と、第１極性と反対の第２極性とを交互に
有する連続駆動パルスをコイルに加えて、その駆動パル
スの各々の持続中にコイルに所定の電気エネルギ量を供
給できるようにする駆動パルス発生手段と、各駆動パル
スの後に、その駆動パルスに応答したロータの回転また
は非回転を表す検出信号を発生する検出手段と、その検
出信号に応じて電気エネルギ量を調節する調節手段とを
備えた装置であって、調節手段が、第１極性を有する駆
動パルスと第２極性を有する駆動パルスとの場合で別々
に電気エネルギ量を調節するように構成されていること
を特徴とする装置である。

【００３０】本発明の他の目的及び利点は、添付の図面
を参照した以下の説明から明らかになるであろう。

【００３１】

【発明の実施の形態】図２に示されている実施形態にお
いて、本発明に従った装置１は、機械式時刻表示手段、
例えば針を有する電子時計に使用されて、その手段を駆
動するステッピングモータを制御するためのものであ
る。

【００３２】このステッピングモータは、図２に参照番
号２で概略的に示されているが、本例では単一コイル
と、二極式永久磁石を有するロータと、コイル及びロー
タ磁石を磁気結合させるステータと、ロータに２つの安
定静止位置のいずれか一方に保持または復帰させようと
する位置決め偶力を加える手段とを備えている。モータ
２のコイルだけが参照番号３で図示されている。

【００３３】しかし、本発明はこの形式のステッピング
モータの制御に限定されず、コイルの数、ロータの永久
磁石の磁極の数及びその安定静止位置の数がいずれのも
のも含む他の形式のステッピングモータの制御にも使用
できることは、当該技術の専門家であれば容易に理解で
きるであろう。また、本発明は時計のステッピングモー
タの制御に限定されず、他のいずれの形式の装置の一部
を形成するステッピングモータの制御にも使用できるこ
とも、当該技術の専門家にはわかるであろう。

【００３４】上記形式のステッピングモータを制御する
ために、第１極性とこの第１極性と反対の第２極性とを
交互に有する駆動パルスをコイルに加える必要があり、
これらの駆動パルスは、個々の場合に従って、定電圧パ
ルスと呼ばれる形式か、定電流パルスと呼ばれる形式で
ある。

【００３５】上記のように、以下の説明では第１極性を
有する駆動パルスと第２極性を有する駆動パルスとを任
意にそれぞれ正及び負と呼ぶ。

【００３６】装置１は増幅器４を含むが、これは周知の
回路であるので、ここでは詳細に説明しない。

【００３７】簡単に説明すると、増幅器４は、それぞれ
コイル３の端子の１つに接続された２つの出力部４ａ及
び４ｂを有している。増幅器４はさらに、２つの入力部
４ｃ及び４ｄを有しており、本例では、その入力部４ｃ
が論理状態「１」にある間は正の定電圧駆動パルスを、
入力部４ｄが論理状態「１」にある間は負の定電圧駆動
パルスをコイル３に供給するように構成されている。増
幅器４はさらに、それの入力部４ｃ及び４ｄの両方が論
理状態「０」にある間、すなわち、１つの駆動パルスの
終わりから次の駆動パルスの始めまでの間はコイル３を
短絡させるように構成されている。

【００３８】増幅器４はさらに出力部４ｅを有してお
り、コイル３が駆動パルスの終わりに短絡された後もコ
イル３をまだ流れている電流の強さを表す測定信号ＳＭ
をこの出力部に４ｅに供給するように構成されている。

【００３９】増幅器４の入力部４ｃ及び４ｄは、それぞ
れＡＮＤゲート５の出力部及びＡＮＤゲート６の出力部
に接続されており、これらの両ＡＮＤゲート５及び６の
それぞれの入力部はＯＲゲート７の出力部に接続されて
いる。

【００４０】ＡＮＤゲート５及び６の第２入力部は、そ
れぞれＤフリップフロップ８の直接出力部Ｑおよび反転
出力部Ｑ^* に接続されている。

【００４１】Ｄフリップフロップ８は、タイムベース回
路９の出力部９ａに接続されたクロック入力部Ｃ１と、
自身の反転出力部Ｑ^* に接続されたデータ入力部Ｄとを
有している。

【００４２】タイムベース回路９は周知の回路であるの
で、ここでは詳細に説明しない。簡単に説明すると、本
例では、その出力部９ａから１Ｈｚの周波数を有するパ
ルスから成る周期的信号ＳＴ１を発生するように構成さ
れている。また、タイムベース回路９には、やはり本例
では、１０２４Ｈｚの周波数を有するパルスから成る別
の周期的信号ＳＴ２を発生する第２出力部９ｂが設けら
れている。

【００４３】タイムベース回路９の出力部９ａは、Ｒ−
Ｓフリップフロップ１０の制御入力部Ｓにも接続されて
おり、このフリップフロップ１０の直接出力部ＱはＡＮ
Ｄゲート１１の第１入力部と、ＯＲゲート７の第１入力
部とに接続されている。ＡＮＤゲート１１の第２入力部
は、タイムベース回路９の出力部９ｂに接続されてお
り、このＡＮＤゲート１１の出力部はカウンタ１２のク
ロック入力部Ｃ１に接続されている。

【００４４】カウンタ１２は、個別には図示されていな
いが従来通りに接続された３つのフリップフロップから
成り、それらの直接出力部がカウンタ１２の出力部１２
ａ、１２ｂ及び１２ｃを形成している。

【００４５】カウンタ１２はさらに、インバータ１３を
介してＲ−Ｓフリップフロップ１０の出力部Ｑに接続さ
れたゼロリセット入力部Ｒを有している。

【００４６】やはり従来通りに、カウンタ１２の入力部
Ｒが論理状態「１」である間、すなわち、Ｒ−Ｓフリッ
プフロップ１０の出力部Ｑが論理状態「０」である間、
カウンタ１２の３つの出力部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃ
は論理状態「０」に保持される。

【００４７】カウンタ１２の入力部Ｒが論理状態「０」
である間、後述するようにＡＮＤゲート１１の出力部を
介してカウンタ１２の入力部Ｃ１に加えられる各パルス
に応答して、出力部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの論理状
態「０」または「１」によって形成される２進数が１単
位ずつ増加する。このため、この２進数は、以下の説明
でＢ１と呼ばれるが、０００から１１１まで変化するこ
とができる。

【００４８】本装置１はさらに２進比較器１４を含み、
その３つの第１入力部１４ａ、１４ｂ及び１４ｃはそれ
ぞれカウンタ１２の出力部１２ａ、１２ｂ及び１２ｃに
接続されている。この比較器１４はまた、３つの第２入
力部１４ｄ、１４ｅ及び１４ｆと共に、Ｒ−Ｓフリップ
フロップ１０のゼロリセット入力部に接続された出力部
Ｓを有している。

【００４９】比較器１４は周知の回路であるので、ここ
では詳細に説明しない。簡単に説明すると、それの第１
入力部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び第２入力部１４ｄ、
１４ｅ、１４ｆの論理状態「０」または「１」によって
形成される２つの２進数が同一である時だけ、出力部Ｓ
が論理状態「１」になる。すべての他の状態では、比較
器１４の出力部の論理状態は「０」である。

【００５０】本装置１はまた、３つの第１入力部１５
ａ、１５ｂ及び１５ｃと、３つの第２入力部１５ｄ、１
５ｅ及び１５ｆと、それぞれ比較器１４の入力部１４
ｄ、１４ｅ及び１４ｆに接続された３つの出力部１５
ｇ、１５ｈ及び１５ｉと、フリップフロップ８の反転入
力部Ｑ^* に接続された制御入力部Ｅとを有するスイッチ
１５を備えている。

【００５１】スイッチ１５は周知の回路であるので、こ
こでは詳細に説明しない。簡単に説明すると、入力部Ｅ
の論理状態が「０」か「１」かに従って、出力部１５
ｇ、１５ｈ及び１５ｉを第１入力部１５ａ、１５ｂ及び
１５ｃまたは第２入力部１５ｄ、１５ｅ及び１５ｆに接
続するように構成されている。

【００５２】本装置１はさらに、それぞれスイッチ１５
の第１入力部１５ａ、１５ｂ及び１５ｃに接続された３
つの出力部１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを有するカウンタ
１６と、それぞれスイッチ１５の第２入力部１５ｄ、１
５ｅ、１５ｆに接続された３つの出力部１７ａ、１７
ｂ、１７ｃを有するカウンタ１７とを備えている。カウ
ンタ１６、１７の各々はさらに、クロック入力部Ｃ１と
ゼロリセット入力部Ｒとを有している。

【００５３】カウンタ１６、１７は同一であって、それ
ぞれ個別には図示しないが従来通りに縦続接続された５
つのフリップフロップより成る。しかし、それぞれの出
力部１６ａないし１６ｃ及び１７ａないし１７ｃを形成
するのは、これらのカウンタ１６、１７の最後の３つの
フリップフロップの反転出力部である。

【００５４】その結果、一方では、カウンタ１６の入力
部Ｒまたはカウンタ１７の入力部Ｒが論理状態「１」で
ある時、それぞれの出力部１６ａないし１６ｃまたは１
７ａないし１７ｃの論理状態が２進数の１１１を形成
し、これは、誰でもわかるように、１０進数の７に相当
する。

【００５５】その結果、他方では、カウンタ１６の入力
部Ｒが論理状態「０」である時、カウンタ１６の入力部
Ｃ１は、それの出力部１６ａないし１６ｃの論理状態
「０」または「１」によって形成される２進数を１単位
だけ減少させるために４つの連続パルスを受け取らなけ
ればならない。この２進数をＢ２と呼ぶ。

【００５６】同様に、カウンタ１７の入力部Ｒが論理状
態「０」である時、カウンタ１７の入力部Ｃ１は、それ
の出力部１７ａないし１７ｃの論理状態「０」または
「１」によって形成される２進数を１単位だけ減少させ
るために４つの連続パルスを受け取らなければならな
い。この２進数をＢ３と呼ぶ。

【００５７】当該技術の専門家であれば容易に理解でき
る理由から、カウンタ１６及び１７はさらに、２進数Ｂ
２及びＢ３が所定の最小値、例えば０１１より小さくな
ることができないように構成されている。このため、以
下に説明する状況において、これらの２進数Ｂ２及びＢ
３は１１１から０１１まで、すなわち、１０進数で７か
ら３まで変化することができる。

【００５８】カウンタ１６のクロック入力部Ｃ１及びゼ
ロリセット入力部Ｒは、それぞれＡＮＤゲート１８の出
力部及びＡＮＤゲート１９の出力部に接続されており、
これらのＡＮＤゲートの各々の第１入力部はＤフリップ
フロップ８の直接出力部Ｑに接続されている。さらに、
カウンタ１７のクロック入力部Ｃ１及びゼロリセット入
力部Ｒは、それぞれＡＮＤゲート２０の出力部及びＡＮ
Ｄゲート２１の出力部に接続されており、これらのＡＮ
Ｄゲートの各々の第１入力部はＤフリップフロップ８の
反転出力部Ｑ^* に接続されている。

【００５９】本装置１はまた、入力部２２ａを有する検
出器回路２２を備えており、入力部２２ａは増幅器４の
出力部４ｅに接続されているために、各駆動パルスの終
わりに短絡された後もコイル３をまだ流れている電流を
表す信号ＳＭを受け取る。

【００６０】ステッピングモータのコイルが駆動パルス
の後に短絡された時にコイルをまだ流れている電流の変
化が、モータが駆動パルスに応答して正確に回転したか
否かに応じて異なることは、当該技術の専門家には周知
である。また、この変化の違いを分析する様々な方法
や、ロータの回転または非回転を表す検出信号を発生す
る方法も、当該技術の専門家には周知である。

【００６１】このため、検出器２２についてはここでは
詳細に説明しない。簡単に説明すると、本例では、検出
器２２は２つの出力部２２ｂ及び２２ｃを有しており、
各駆動パルスの後にそれが発生する検出信号が、モータ
２のロータが駆動パルスに応答して正確に回転したか否
かに応じて出力部２２ｂまたは出力部２２ｃに現れる短
パルスによって形成されるように構成されている。

【００６２】検出器２２の出力部２２ｂ及び２２ｃは、
それぞれＡＮＤゲート１８及び２０の第２入力部と、Ａ
ＮＤゲート１９及び２１の第２入力部とに接続されてい
る。

【００６３】本装置１はさらに、ＯＲゲート７の第２入
力部に接続された出力部２３ａと、検出器２２の出力部
２２ｃに接続された入力部２３ｂとを有するパルス発生
器２３を備えている。

【００６４】パルス発生器２３の実現は当該技術の専門
家にはまったく問題にならないためにここでは詳細に説
明しないが、パルス発生器２３は、その入力部２３ｂに
受け取る各パルスに応答して、出力部２３ａに比較的長
い持続時間を有する別のパルスを発生する。

【００６５】以下の説明から明らかになるように、この
持続時間は、モータ２のロータが駆動パルスに応答して
正確に回転しなかった時毎にコイル３に加えられ、抜け
たステップをロータに実施させる補正パルスが有してい
なければならない持続時間である。そのため、この持続
時間は、コイル３に加えられる駆動パルスの最長のもの
より長いが、個々の場合に応じて異なる幾つかの要因に
よって決まるため、ここではさらに特定することができ
ない。

【００６６】本装置１の作用は、以上の説明から当該技
術の専門家には問題なく理解されるであろうから、ここ
では詳細に説明しない。

【００６７】簡単に説明すると、タイムベース回路９が
発生する各信号パルスＳＴ１がＤフリップフロップ８の
出力部Ｑ及びＱ^* の論理状態を変化させる。

【００６８】同時に、この信号パルスＳＴ１はＲ−Ｓフ
リップフロップ１０の出力部Ｑを論理状態「１」に変え
る。その結果、論理状態「１」に変化したのがＤフリッ
プフロップ８の出力部Ｑか出力部Ｑ^* かに応じて、増幅
器４の入力部４ｃまたは入力部４ｄが論理状態「１」に
変化する。このため、増幅器４は、第１の場合には正
の、第２の場合には負の駆動パルスをコイルに加え始め
る。さらに、論理状態「１」に変化したのがＤフリップ
フロップ８の出力部Ｑか出力部Ｑ^* かに応じて、スイッ
チ１５を介して比較器１４の入力部１４ｄないし１４ｆ
に加えられるのが、カウンタ１６の出力部１６ａないし
１６ｃに現れる２進数Ｂ２か、カウンタ１７の出力部１
７ａないし１７ｃに現れる２進数Ｂ３である。入力部Ｅ
は第１の場合には論理状態「０」で、第２の場合には論
理状態「１」である。

【００６９】言い換えると、比較器１４の入力部１４ｄ
ないし１４ｆは、増幅器４がコイル３に加える駆動パル
スが正か負かに応じて、２進数Ｂ２または２進数Ｂ３を
受け取る。

【００７０】Ｒ−Ｓフリップフロップ１０の出力部Ｑが
論理状態「１」に変わることによって、カウンタ１２は
ＡＮＤゲート１１を介して入力部Ｃ１に受け取る信号パ
ルスＳＴ２をカウントし始める。このため、入力部Ｒが
論理状態「１」であったので前に０００であったカウン
タ１２の２進数Ｂ１が増加し始める。

【００７１】この２進数Ｂ１が前述した比較器１４の入
力部１４ａないし１４ｆに現れる２進数Ｂ２またはＢ３
と等しくなった時、この比較器４の出力部Ｓが論理状態
「１」に変わる。その結果、その時まで論理状態「１」
であった増幅器４の入力部４ｃまたは入力部４ｄと共
に、Ｒ−Ｓフリップフロップ１０の出力部Ｑが再び論理
状態「０」に変わる。このため、以上に記載したように
してコイル３に加え始められていた駆動パルスが中断さ
れる。

【００７２】各正駆動パルスの持続時間は、この正駆動
パルスの持続中にカウンタ１６の出力部１６ａないし１
６ｃに現れる２進数Ｂ２の値によって決定されることは
わかるであろう。同様に、各負駆動パルスの持続時間
は、この負駆動パルスの持続中にカウンタ１７の出力部
１７ａないし１７ｃに現れる２進数Ｂ３の値によって決
定される。本例では、これらの持続時間は信号ＳＴ２の
持続時間の３倍から７倍まで、すなわち、約２．９３ミ
リ秒から約６．８４ミリ秒まで変化することができる。

【００７３】本例の場合のように、定電圧駆動パルスの
ときにステッピングモータのコイルに供給される電気エ
ネルギ量は、特にその駆動パルスの持続時間によって決
まる。そのため、この場合、正駆動パルスの持続中また
は負駆動パルスの間にコイル３に供給される電気エネル
ギ量は、それぞれ２進数Ｂ２または２進数Ｂ３によって
決まる。この電気エネルギ量はモータの供給電圧及びモ
ータの電気特徴などの他の要因にも依存しているため、
それをさらに特定することはできない。この電気エネル
ギ量は、それぞれ２進数Ｂ２またはＢ３の値が０１１で
ある時に最小値になり、２進数Ｂ２またはＢ３の値が１
１１である時に最大値になると言えるだけである。

【００７４】上記のように中断された駆動パルスがモー
タ２のロータを正確に回転させた場合、検出器２２の出
力部２２ｂが検出パルスを発生し、このパルスは、その
駆動パルスが正か負かに応じて、それぞれゲート１８ま
たはゲート２０を介してカウンタ１６またはカウンタ１
７のクロック入力部Ｃ１に供給される。このため、カウ
ンタ１６またはカウンタ１７の内容が変更され、必要な
らば、２進数Ｂ２または２進数Ｂ３が、その最小値０１
１にまだ達していない場合に１単位だけ減少する。

【００７５】中断された駆動パルスがモータ２のロータ
を正確に回転させなかった場合、検出パルスを発生する
のは検出器２２の出力部２２ｃである。この検出パルス
は、一方ではパルス発生器２３の出力部２３ａから前述
したように長い持続時間のパルスを供給させる。この長
い持続時間のパルスによって、同じ長い持続時間を有す
ると共に、モータ２のロータが回転しなかった時の駆動
パルスと同じ極性を有する補正パルスが増幅器４を介し
てコイル３に加えられる。

【００７６】この同じ検出パルスが、その駆動パルスが
正か負かに応じて、それぞれゲート１９またはゲート２
１を介してカウンタ１６またはカウンタ１７のゼロリセ
ット入力部Ｒにも供給される。

【００７７】その時、第１の場合の２進数Ｂ２または第
２の場合の２進数Ｂ３が最大値１１１になり、他方の２
進数の値は変更されない。

【００７８】２進数Ｂ２及びＢ３は、必要に応じて互い
に独立的に変更されることがわかるであろう。

【００７９】従って、従来の装置によって制御されるス
テッピングモータとは異なって、正駆動パルスの間及び
負駆動パルスの間にコイル３に供給される電気エネルギ
量も、必要に応じて互いに独立的に変更されることにな
る。

【００８０】さらに正確に言い換えれば、所定の極性を
有する、例えば、正の駆動パルスに応答したモータ２の
ロータの回転または非回転は、同じ極性を有する後続の
駆動パルスの間にコイル３に供給される電気エネルギ量
に影響を与えるだけで、他方の極性、すなわち、本例で
は負極性を有する後続の駆動パルスのときにコイル３に
供給される電気エネルギ量にはまったく影響を与えな
い。

【００８１】一例として、正及び負の駆動パルスの持続
中にコイル３に供給される電気エネルギ量が共にそれぞ
れの最小値を有する場合について考えてみよう。その時
に何らかの理由でモータ２のロータが正の駆動パルスに
応答して正確に回転しない場合、後続の正の駆動パルス
中にコイル３に供給される電気エネルギ量は実際にその
最大値まで増加するが、後続の負の駆動パルス中にコイ
ル３に供給される電気エネルギ量は変更されない。この
ため、後者の電気エネルギ量は、モータ２のロータがこ
れらの負駆動パルスに応答して正確に回転し続ける限
り、最小値に維持されるであろう。

【００８２】従来の装置によって実施される従来の方法
に従ってステッピングモータを制御した時にしばしば発
生し、かつこのモータのロータが一定の極性を有する駆
動パルスに応答して回転しない時に、逆の極性を有する
直後の駆動パルスの間にモータコイルに供給される電気
エネルギ量をその最大値まで増加させることによる電気
エネルギの不必要な浪費は、上記の装置１などの装置に
よってモータを制御した時に回避される。

【００８３】従って、他のことがすべて同一であれば、
ステッピングモータを制御するために装置１などの装置
によって本発明に従った方法を実施することによって、
そのモータが一部を成す器具に給電する電源の寿命が長
くなるか、そのような電源が占める容積が減少し、この
ことは従来の方法及び装置に対比した本方法及び装置の
大きな利点である。

【００８４】同じ方法を実施すると共に以上に記載した
装置１と同じ利点を有している本発明に従った装置の他
の様々な実施形態を本発明の範囲から逸脱しないで達成
できることは明らかである。

【００８５】特に、本発明に従った装置は、適当にプロ
グラムされると共に、各駆動パルスのときに必要な電気
エネルギをモータのコイルに供給することができるイン
ターフェースを備えたマイクロコンピュータの形で達成
されることができる。

【００８６】同様に、本発明に従った装置は、それが発
生する駆動パルスが定電流駆動パルスであるように構成
することができる。そのような場合、モータのコイルに
供給される電気エネルギ量を、その時にこのコイルを流
れている電流の強さに作用することによって変更できる
ことは、当該技術の専門家には周知であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】様々な場合にステッピングモータのロータが受
ける位置決め偶力の変化の一例をロータの角位置の関数
として示したグラフである。

【図２】本発明に従った装置の非制限的な例である実施
形態を概略的に示している。

【符号の説明】

２ ステッピングモータ、 ３ コイル、 ４ 増幅
器、５、６ ＡＮＤゲート、 ７ ＯＲゲート ８ Ｄ
フリップフロップ、９ タイムベース回路、 １０ Ｒ
−Ｓフリップフロップ、１１ ＡＮＤゲート、 １２
カウンタ、 １３ インバータ、１４ ２進比較器、
１５ スイッチ、 １６、１７ カウンタ、１８、１
９、２０、２１ ＡＮＤゲート、 ２２ 検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石を備えたロータと、コイル
   （３）と、そのコイル（３）及び前記磁石を磁気結合さ
   せるステータとを有するステッピングモータ（２）を制
   御する方法において、 第１極性と、その第１極性と反対の第２極性とを交互に
   有する連続駆動パルスを前記コイル（３）に加えて、そ
   れぞれの駆動パルスのときに前記コイル（３）に所定の
   電気エネルギ量を供給する段階と、 前記駆動パルスの各々の後に、前記駆動パルスに応答す
   る前記ロータの回転または非回転を検出する段階と、 その検出の相関的要素として前記電気エネルギ量を調節
   する段階とを含む方法であって、 前記調節が、前記第１極性を有する前記駆動パルスと前
   記第２極性を有する前記駆動パルスとの場合で別々に実
   施されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 永久磁石を備えたロータと、コイル
   （３）と、そのコイル（３）及び前記磁石を磁気結合さ
   せるステータとを有するステッピングモータ（２）を制
   御する装置において、 第１極性と、その第１極性と反対の第２極性とを交互に
   有する連続駆動パルスを前記コイル（３）に加えて、そ
   れぞれの駆動パルスのときに前記コイル（３）に所定の
   電気エネルギ量を供給する駆動パルス発生手段（４〜
   ９）と、 前記駆動パルスの各々の後に、前記駆動パルスに応答し
   たロータの回転または非回転を表す検出信号を発生する
   検出手段（２２）と、 前記検出信号に応じて前記電気エネルギ量を調節する調
   節手段（１０〜２１）とを備えた装置であって、 前記調節手段（１０〜２１）が、前記第１極性を有する
   前記駆動パルスと前記第２極性を有する前記駆動パルス
   との場合で別々に前記電気エネルギ量を調節するように
   構成されていることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】 前記パルス発生手段（４〜９）が、 第１状態及び第２状態を交互に有する交互信号を発生す
   る手段（８，９）と、その交互信号の前記第１状態及び
   前記第２状態に応答してそれぞれ前記第１極性及び前記
   第２極性を有する前記駆動パルスを前記コイル（３）に
   供給すると共に、決定信号に応答して前記電気エネルギ
   量を決定する整形手段（４〜６）とを有しており、 前記調節手段（１０〜２１）が、 入力部（１４ｄ〜１４ｆ）を有し、その入力部（１４ｄ
   〜１４ｆ）に加えられたデータ信号に応答して前記決定
   信号を発生するように構成されている決定手段（１０〜
   １４）と、 第１記憶信号（Ｂ２）を記憶し、前記決定信号及び前記
   交互信号の前記第１状態に応答してその記憶信号（Ｂ
   ２）を変更する第１記憶手段（１６、１８、１９）と、 第２記憶信号（Ｂ３）を記憶し、前記検出信号及び前記
   交互信号の前記第２状態に応答してその第２記憶信号
   （Ｂ３）を変更する第２記憶手段（１７、２０、２１）
   と、 前記交互信号の前記第１状態及び前記第２状態に応答し
   て、それぞれ前記入力部（１４ｄ〜１４ｆ）にその時の
   前記データ信号を構成する前記第１記憶信号（Ｂ２）及
   びその時の前記データ信号を構成する前記第２記憶信号
   （Ｂ３）を加えるスイッチング手段（１５）とを有して
   おり、 これによって前記電気エネルギ量が、前記第１極性を有
   する前記駆動パルスの間は前記第１記憶信号（Ｂ２）に
   よって、また前記第２極性を有する前記駆動パルスの間
   は前記第２記憶信号（Ｂ３）によって決定されるように
   した請求項２記載の装置。