JP2001045797A

JP2001045797A - ステッピングモータ駆動方法および駆動装置

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Publication number: JP2001045797A
Application number: JP21615099A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mizuno; 裕之水野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＷＭの周期と信号ＰＬＳの周期が非同期で
あること等によって生じる回転むらをなくすことができ
るステッピングモータ駆動方法および駆動装置を提供す
る。【構成】ステッピングモータを駆動する際の巻線電流
制御ＰＷＭ動作と、ステッピングモータを駆動する際の
歩進パルスとを同期させる。または、ステッピングモー
タを駆動する際の巻線電流制御ＰＷＭ動作用クロック信
号と、ステッピングモータを駆動する際の歩進パルスと
を同期させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータ駆動
方法および駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータのマイクロステップ
駆動に際し、マイクロステップ位置では巻線電流がＰＷ
Ｍにより複数の巻線に所定の割合で時分割的に配分され
て、つりあい位置がフルステップ位置の内分点になるよ
うに制御される。以下に、５相ペンタゴン結線のステッ
ピングモータを例に説明する。

【０００３】図５に、従来例の５相ペンタゴン結線のス
テッピングモータ駆動回路を示す。この従来例では、ス
テッピングモータ２１への励磁電流を供給するスイッチ
素子Ｐ１〜Ｐ５およびＮ１〜Ｎ５はＮ型トランジスタで
構成されている。モータ駆動電源Ｖｍの正極が定電流制
御部１に入力され、モータ駆動電源Ｖｍの負極は接地さ
れている。

【０００４】定電流制御部１の出力は、スイッチ素子Ｐ
１〜Ｐ５の各々のコレクタに接続されている。スイッチ
素子Ｐ１〜Ｐ５の各々のエミッタはスイッチ素子Ｎ１〜
Ｎ５各々のコレクタに接続され、かつステッピングモー
タ２１の給電点ア〜オにも接続されている。

【０００５】ステッピングモータ２１には５組の励磁巻
線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅがあり、その機械的配列すなわち
ステータの配列は、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ａ（あるいは
Ａ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ）の順に環状に並ぶ構成となっ
ている。ペンタゴン結線方式であるステッピングモータ
では、巻線Ａ〜Ｅは以下のように接続されている。巻線
Ａの巻終りと巻線Ｃの巻始めを結線して給電点アとす
る。巻線Ｃの巻終りと巻線Ｅの巻始めを結線して給電点
イとする。巻線Ｅの巻終りと巻線Ｂの巻始めを結線して
給電点ウとする。巻線Ｂの巻終りと巻線Ｄの巻始めを結
線して給電点エとする。巻線Ｄの巻終りと巻線Ａの巻始
めを結線して給電点オとする。

【０００６】給電点アはスイッチ素子Ｐ１のエミッタに
接続されており、同様に給電点イ〜オはスイッチ素子Ｐ
２〜Ｐ５の各々のエミッタに接続されている。スイッチ
素子Ｎ１〜Ｎ５のエミッタは全て抵抗Ｒの一方の端に接
続されるとともに、定電流制御部１へも入力されてい
る。抵抗Ｒの他端は接地されている。定電流制御部１に
は、基準電圧Ｖｒｅｆも入力される。

【０００７】励磁信号生成部２には信号ＤＩＲ、信号Ｐ
ＬＳ、信号ＭＤＶが入力されている。また、発振回路４
の出力が信号ＣＬＫとして励磁信号生成部２に入力され
ている。励磁信号生成部２から出力される信号ＳＰ１〜
５がスイッチ素子Ｐ１〜５各々のベースに接続され、励
磁信号生成部２から出力される信号ＳＮ１〜５がスイッ
チ素子Ｎ１〜５各々のベースに接続されている。

【０００８】定電流制御部１は巻線電流ｉが抵抗Ｒを流
れることで生じる電圧ＶＲと目標電流に対応する電圧Ｖ
ｒｅｆを比較し、モータ駆動電源Ｖｍをもとに巻線への
供給電流が目標値となるように調整する。

【０００９】次に、回転駆動の動作概略を説明する。励
磁信号生成部２には、ステッピングモータ２１を回転駆
動するための制御信号として、回転方向を定める信号Ｄ
ＩＲ、回転速度を定める信号ＰＬＳ、マイクロステップ
駆動の分割数を設定する信号ＭＤＶが入力される。マイ
クロステップ駆動については後述する。

【００１０】発振回路４から入力される信号ＣＬＫは、
後述するＰＷＭ動作などのシステムクロックとして用い
られるが、信号ＰＬＳとは非同期である。

【００１１】励磁信号発生部２では、この４つの信号を
元にしてステッピングモータ２１を回転駆動させるよう
に、スイッチ素子Ｐ１〜５を制御する信号ＳＰ１〜５、
およびスイッチ素子Ｎ１〜５を制御する信号ＮＰ１〜５
を生成し、それらによって生じる電流によりモータ巻線
が励磁され、その結果ローターは信号ＤＩＲに応じた回
転方向へ、信号ＰＬＳに応じた速度で回転駆動される。

【００１２】給電点ア〜オの各々は、スイッチ素子Ｐ１
〜５により＋側へのオン（導通）またはオフ（遮断）が
行われ、スイッチ素子Ｎ１〜５により−側へのオン・オ
フが行われる。これらにより、各給電点は＋側に接続さ
れた状態あるいは−側に接続された状態、あるいはどち
らにも接続されない状態の３状態のいずれかに制御され
る。

【００１３】本例では、スイッチ素子Ｐ１〜５およびＮ
１〜５の動作は、オンまたはオフの２状態のみとする。
信号ＳＰ１〜５およびＳＮ１〜５も２レベルの信号と
し、前記信号が論理値“Ｈ”の場合にはスイッチ素子は
オンであり、前記信号が論理値“Ｌ”の場合にはスイッ
チ素子はオフ状態であるとする。

【００１４】励磁信号生成部２により、スイッチ素子Ｐ
１〜５およびＮ１〜５それぞれに対し、以下に説明する
ように、励磁ステップに応じてオン状態またはオフ状態
とし、５点の給電点の給電状態を切替えて５組の巻線を
所定の順序で励磁し５相ステッピングモータを回転駆動
する。

【００１５】このステッピングモータでは、フルステッ
プ駆動と、フルステップの中間も用いるマイクロステッ
プ駆動がある。信号ＭＤＶにより、フルフテップ駆動が
設定されている場合を図６に示す。給電点ア〜オを図６
の５角形の頂点で示し、その通電状態を以下の記号で示
す。スイッチ素子Ｐ１〜５がオンとなり＋側に接続され
る給電点には○を付し、スイッチ素子Ｎ１〜５がオンと
なり−側に接続される給電点には●を付す。スイッチ素
子Ｐ１〜５とＮ１〜５ともにオフの給電点には記号を付
さない。

【００１６】本例では、信号ＰＬＳの上りエッジごと
に、励磁ステップ進むものとする。信号ＰＬＳは、一般
には歩進パルスと称される。なお、信号ＰＬＳの下りエ
ッジごとにステップが進む構成でも実質的には同様であ
る。

【００１７】信号ＤＩＲは回転方向を定める信号であ
り、信号ＤＩＲが“Ｈ”の場合には、信号ＰＬＳの上り
エッジに同期して励磁ステップが・・・（１）（２）
（３）・・・（１０）（１）・・・と進む。一方、信号
ＤＩＲが“Ｌ”の場合には、信号ＰＬＳの上りエッジに
同期して励磁ステップが・・・（１）（１０）（９）・
・・（１）（１０）・・・と進み、先ほどと逆の順序で
励磁ステップが進み、回転方向も逆となる。

【００１８】信号ＤＩＲが“Ｈ”と“Ｌ”とでは、励磁
の進段順序が異なるだけで、各励磁ステップの給電状態
は同一なので、以降の説明では“Ｈ”の場合のみを説明
し、他方の説明を省く。

【００１９】励磁ステップ（１）では、終電点オは＋側
に接続され、給電点イおよびウは−側に接続され、他の
給電点は＋側にも−側にも接続されない。励磁ステップ
が（２）に進むと、給電点オは＋側に接続されたままで
あり、給電点アが＋側に接続され、給電点イは−側から
開放され＋側にも−側にも接続されない状態となり、給
電点ウは−側に接続されたままである。同様にして図６
に示す励磁ステップ（１０）まで進み、その次は再びス
テップ（１）に戻る。

【００２０】以上は、各励磁状態は常に４相励磁であ
り、基本的なステップのみで構成されれる、いわゆるフ
ルステップ駆動である。この４相励磁でのトルクベクト
ルを図７に示す。巻線は５組あり、電流の向きによりベ
クトルの向きが１８０度変わるので、電気角は３６０／
１０＝３６度である。よって、巻線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ
の各々が生じるトルクベクトルＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、Ｔ
Ｄ、ＴＥそれぞれのなす角は３６度となる。ここでは、
１組の巻線に単位量の電流Ｉｃが流れる時の発生トルク
大きさを１とする。

【００２１】図６のステップ（１）の発生トルクは、励
磁される巻線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに生じるトルクの和、即
ち、ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ＋ＴＤ＝Ｔ１となる。ステップ
（２）の発生トルクは、巻線Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが生じるト
ルクの和、即ち、ＴＢ＋ＴＣ＋ＴＤ＋ＴＥ＝Ｔ２とな
る。同様にして、各ステップで発生するトルクはＴ３、
Ｔ４・・・となり、これに従ってステッピングモータ２
１のロータが回転駆動される。以上のように、フルステ
ップ駆動では、いずれのステップでも励磁される相数は
４である。

【００２２】近年、フルステップの間に幾つかの中間ス
テップを構成して駆動し、見かけの分解能を上げるマイ
クロステップ駆動が用途に応じて行われている。以下
に、その駆動を説明する。

【００２３】信号ＭＤＶにより、マイクロステップ分割
数が４に設定された場合、即ち、図６におけるステップ
（１）と（２）の間を４分割して駆動するよう設定され
た場合の励磁状態を、図８に示すとともに、トルクベク
トルを図９に示す。

【００２４】フルステップ（１）から（２）への順に、
信号ＰＬＳの上りエッジに同期して進む中間のステップ
を（１）（１．２５）（１．５）（１．７５）（２）と
記す。スイッチ素子Ｐ１〜５が所定の時間割合だけオン
となり、＋側に接続される給電点には△を付し、脇にオ
ンとなる時間割合を記す。スイッチ素子Ｎ１〜５が所定
の時間割合だけオンとなり、−側に接続される給電点に
は▲を付し、脇にオンとなる時間割合を記す。給電点で
のＰＷＭ動作の基本周期をｔとする。

【００２５】ステップ（１）では、Ｐ１は常にオフであ
り、Ｎ２は常にオンである。ステップ（１．２５）で
は、ｔ／４すなわち２５％の時間割合でＰ１はオンとな
り、同時にＮ２はオフとなる。よって、ステップ（１）
が７５％、ステップ（２）が２５％の割合で生成され
る。トルクベクトルは、図９に示すように、ステップ
（１）のＴ１とステップ（２）のＴ２の各々の先端Ｐ１
とＰ２を１：３に内分した点Ｐ１．２５を先端とするＴ
１．２５となる。

【００２６】ステップ（１．５）では、ｔ／２すなわち
５０％の時間割合でＰ１はオンとなり、同時にＮ２はオ
フとなる。すなわち、ステップ（１）（２）ともに５０
％の割合で生成される。トルクベクトルは、ステップ
（１）のＴ１とステップ（２）のＴ２の各々の先端Ｐ１
とＰ２を２：２に内分した点Ｐ１．５を先端とするＴ
１．５となる。

【００２７】ステップ（１．７５）では、３ｔ／４すな
わち７５％の時間割合でＰ１はオンとなり、同時にＮ２
はオフとなる。よって、ステップ（１）が２５％、ステ
ップ（２）が７５％の割合で生成される。トルクベクト
ルは、ステップ（１）のＴ１とステップ（２）のＴ２の
各々の先端Ｐ１とＰ２を３：１に内分した点Ｐ１．７５
を先端とするＴ１．７５となる。

【００２８】ステップ（２）では、Ｐ１は常にオンであ
り、Ｎ２は常にオフである。このようにして、ステップ
（１）と（２）の間に４つの中間ステップが構成され、
４分割して駆動される。（２）以降も同様にして４分割
駆動される。なお、マイクロステップ分割数が４以外の
場合も同様にして可能であり、分割数が１である状態は
フルステップ駆動に相当する。

【００２９】上記の駆動方法は、スイッチ素子Ｐ１〜５
およびＮ１〜５をリニア動作によりアナログ的に電流制
御を行う方法をＰＷＭで「近似」したものである。しか
し、リニア動作ではスイッチ素子が著しい発熱を伴うこ
と、それに起因して電気的な効率も悪くなること、など
の理由により実際にはリニア方式の短所が改善できるＰ
ＷＭ方式での近似駆動が広く用いられている。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】前述の説明は、歩進パ
ルスである信号ＰＬＳと、給電点でのＰＷＭ動作との関
係を意図的に省いたものである。従来例では、複数の巻
線への電流配分をＰＷＭにより時間的に近似している。
すなわち、あるステップの状態が、ＰＷＭの周期ｔに比
し十分に長い期間存続することを前提にしている。しか
し、実際のステッピングモータは、回転数（回転速度）
が常時一定であるとは限らず、信号ＰＬＳが一定周期で
あることは少ない。

【００３１】しがたって、ＰＷＭ動作の基のなるシステ
ム信号であるＣＬＫは、周波数が一定とは限らない信号
ＰＬＳとは無関係に、一定周波数である信号が用いら
れ、全体としては図５に示すような構成が一般的であ
る。

【００３２】近年では、ステッピングモータでも上述し
たようなマイクロステップ駆動などの導入により回転む
らは大幅に改善され、サーボモータの簡易代替手段とし
て、画像読取装置の読取部駆動などにも用いられてい
る。

【００３３】しかしながら、図５のように、ＰＷＭ動作
のシステム信号である信号ＣＬＫが信号ＰＬＳと無関係
な簡易構成では下記のような回転むらの発生が懸念され
る。即ち、従来例において、マイクロステップは４分割
であり、歩進パルスである信号ＰＬＳの周期をｔＰＬＳ
として、ＰＷＭ周期が０．４ｔＰＬＳである場合のスイ
ッチ素子Ｐ１（給電点ア）の様子を図１０に示す。ここ
では、ＰＷＭ動作のシステム信号と歩進パルスとは無関
係であるが、説明の都合上、信号ＰＬＳの上りエッジよ
り若干遅れてＰＷＭの上りエッジが生じた、時刻カでス
テップ（１．２５）となる状態から考えることとする。

【００３４】時刻カの若干前に信号ＰＬＳの上りエッジ
があるので、時刻カからステップ（１．２５）が始ま
る。オン期間はＰＷＭ周期０．４ｔＰＬＳの２５％であ
る０．１ｔＰＬＳとなる。ＰＷＭの上りエッジのある時
刻キまでに信号ＰＬＳの上りエッジはないので、ＰＷＭ
の次の上りエッジの時刻ケまでオンデューティ２５％の
ＰＷＭが継続される。よって、ステップ（１．２５）の
期間は時刻カからケまで１．２ｔＰＬＳとなる。

【００３５】時刻ケでは、時刻クでの信号ＰＬＳの上り
エッジによりステップは（１．５）に進みオンデューテ
ィは５０％に更新され、オン期間は０．２ｔＰＬＳとな
る。ＰＷＭの上りエッジのある時刻コの若干前に信号Ｐ
ＬＳの上りエッジがあるので、時刻コではステップ
（１．７５）に進みオンデューティは７５％に更新さ
れ、オン期間は０．３ｔＰＬＳとなる。よって、ステッ
プ（１．５）の期間は時刻ケからコまで０．８ｔＰＬＳ
となる。

【００３６】ＰＷＭの上りエッジのある時刻サまでに信
号ＰＬＳの上りエッジはないので、ＰＷＭの次の上りエ
ッジの時刻スまでオンデューティ７５％のＰＷＭが継続
される。時刻スでは、時刻シでの信号ＰＬＳの上りエッ
ジによりステップ（２）に進むのでオンデューティは１
００％に更新される。以下同様にして、ステップ期間は
１．２Ｔｐｌｓと０．８ｔＰＬＳと交互に変動を繰り返
し、実質的に歩進パルス周期が変動することとなり、回
転むらを生じる要因となる。

【００３７】ここで述べた、ＰＷＭの周期と信号ＰＬＳ
の周期との組合せ以外にも、両者の同期関係が保証され
ないあらゆる場合で、このような歩進パルス周期の実質
的な変動が生じることになる。

【００３８】したがって、本発明の目的は、ＰＷＭの周
期と信号ＰＬＳの周期が非同期であること等によって生
じる回転むらをなくすことができるステッピングモータ
駆動方法を提供することにある。

【００３９】また、本発明の目的は、ＰＷＭの周期と信
号ＰＬＳの周期が非同期であること等によって生じる回
転むらをなくすことができるステッピングモータ駆動装
置を提供することにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、（１）ステッピングモータを駆動する際の巻線電流制御
ＰＷＭ動作と、前記ステッピングモータを駆動する際の
歩進パルスとを同期させる。（２）ステッピングモータを駆動する際の巻線電流制御
ＰＷＭ動作用クロック信号と、前記ステッピングモータ
を駆動する際の歩進パルスとを同期させる。（３）ステッピングモータを駆動する際の巻線電流制御
ＰＷＭ動作用クロック信号を、ステッピングモータを駆
動する際の歩進パルスの整数倍の周波数の信号とする。（４）歩進パルスとＰＷＭ動作用クロック信号との比
を、マイクロステップ駆動でのマイクロステップ分割数
に応じた比に設定する。以上のいずれかにより、歩進パルス周期の実質的変動を
抑える。

【００４１】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。

【００４２】（実施例１）図１は、本発明の実施例の駆
動回路である。従来例と同じ構成要素については同一番
号を付し、説明を省き、従来例と異なる部分のみ説明す
る。

【００４３】本実施例では、分周部１１が付加されてい
る。分周部１１では、入力信号が所定の比で分周されて
出力される。その分周比を設定する信号として、マイク
ロステップ分割数を設定する信号が入力されている。被
分周信号として信号ＭＰＬＳが入力され、その出力が信
号ＰＬＳとして従来例と同一構成の励磁信号生成部２に
入力されている。

【００４４】従来例の歩進パルスである信号ＰＬＳの周
波数を、マイクロステップ分割数に応じて整数倍した周
波数の信号を信号ＭＰＬＳとし、これが励磁信号生成部
２のシステム信号である信号ＣＬＫとして入力されると
ともに、分周部１１にも入力されている。

【００４５】マイクロステップ分割数が１すなわちフル
ステップ駆動の場合は従来例と同様なので説明を省き、
マイクロステップ分割数が１でない例として、分割数４
での動作を説明する。従来例とほぼ同様に、歩進パルス
周期に比しＰＷＭ周期が約１／２であれば、本実施例で
のステッピングモータの回転速度むらは実用上問題無い
程度に小さいとする。従って、分周部１１の全分周比
は、マイクロステップ分割数４と上記条件の比２を乗じ
た８と設定される。

【００４６】図２に、本実施例でのスイッチ素子Ｐ１
（給電点ア）のＰＷＭ動作の様子を示す。なお、信号Ｐ
ＬＳとＰＷＭ動作は、ともに信号ＭＰＬＳを基に生成さ
れるが、信号ＰＬＳは信号ＭＰＬＳの上りエッジより生
成され、Ｐ１のＰＷＭ動作は信号ＭＰＬＳの下りエッジ
より生成される。

【００４７】従来例と比べやすいように、信号ＰＬＳの
周期をｔＰＬＳとし、時刻タでステップ（１．２５）と
なる状態から考えることとする。時刻タで信号ＰＬＳに
上りエッジが生じステップ（１．２５）用にオン幅が更
新される。ＰＷＭ動作は信号ＭＰＬＳの下りエッジに同
期して生じるが、その周期は前記条件によりｔＰＬＳ／
２となる。時刻チでＰ１はオンとなり、オン期間はＰＷ
Ｍ周期の２５％であるので、（ｔＰＬＳ／８）となる。
時刻テまでに信号ＰＬＳの上りエッジはないので、ＰＷ
Ｍの次に上りエッジの時刻ニまでオンデューティ２５％
のＰＷＭが継続される。よって、ステップ（１．２５）
の期間は時刻チからニまでｔＰＬＳとなる。時刻ナで信
号ＰＬＳに上りエッジが生じステップ（１．５）用にオ
ン幅される。時刻ニでＰ１はオンとなり、オン期間はＰ
ＷＭ周期の５０％であるので（２ｔＰＬＳ／８）とな
る。時刻ネまでに信号ＰＬＳの上りエッジはないので、
ＰＷＭの次の上りエッジの時刻ヒまでオンデューティ５
０％のＰＷＭが継続される。よって、ステップ（１．
５）の期間は時刻ニからヒまでｔＰＬＳとなる。時刻ハ
までに信号ＰＬＳの上りエッジが生じステップ（１．７
５）用にオン幅が更新される。時刻ヒでＰ１はオンとな
り、オン期間はＰＷＭ周期の７５％であるので（３ｔＰ
ＬＳ／８）となる。時刻ヘまでに信号ＰＬＳの上りエッ
ジはないので、ＰＷＭの次の上りエッジの時刻ミまでオ
ンデューティ７５％のＰＷＭが継続される。よって、ス
テップ（１．７５）の期間は時刻ヒからミまでｔＰＬＳ
となる。以下同様にして、各ステップの実質進段時刻は
信号ＰＬＳよりも信号ＭＰＬＳの“Ｈ”期間分だけ常に
遅れるものの、各ステップの期間は常にｔＰＬＳと一定
となり、歩進パルス周期の実質的変動はなくなる。

【００４８】従来例では、歩進パルスの変化をなるべく
早く察知するために、ＰＷＭ波形を生成する際のシステ
ムクロック信号の周波数はできる限り高くしなければな
らないが、本実施例では、上述の説明のようにＰＷＭの
最小オン幅さえ形成できればよいので、ＰＷＭ波形を生
成する際のシステムクロック信号の最低周波数は非常に
低くてよい利点がある。

【００４９】（実施例２）図３は、本発明の実施例２の
駆動回路である。従来例と同じ構成要素については同一
番号を付し、説明を省き、従来例と異なる部分のみ説明
する。

【００５０】この実施例２では、従来例に比べて逓倍部
１２が付加されている。逓倍部１２には、逓倍比設定信
号として、マクロステップ分割数を設定する信号ＭＤＶ
が入力されている。被逓倍信号として信号ＰＬＳが入力
され、出力が信号ＣＬＫとして従来例と同一構成の励磁
信号生成部２に入力されている。

【００５１】マイクロステップ分割数が１、即ち、フル
ステップ駆動の場合は従来例と同様なので説明を省き、
マイクロステップ分割数が１でない例として、分割数４
での動作を説明する。従来例とほぼ同様に、歩進パスル
周期に比べてＰＷＭ周期が約１／２であれば本例でのス
テッピングモータの回転速度むらは実用上問題無い程度
に小さいとする。従って、逓倍部１２の全逓倍比は、マ
イクロステップ分割数４と上記条件の比２を乗じた８倍
と設定される。

【００５２】図４に、本実施例でのスイッチ素子Ｐ１
（給電点ア）のＰＷＭ動作の様子を示す。なお、信号Ｃ
ＬＫは信号ＰＬＳを基に生成されるが、信号ＰＬＳの上
りエッジで信号ＣＬＫの上りエッジが生成され、周波数
は上記のように８倍されている。Ｐ１のＰＷＭ動作は信
号ＣＬＫの下りエッジに対応して生成される。

【００５３】図４では、信号ＰＬＳの周期をｔＰＬＳと
し、ステップ（１．２５）から始まる状態を示してい
る。前述の実施例１の動作を示す図２での信号ＭＰＬＳ
が、図４では信号ＣＬＫとなっている以外は同じ関係と
なっている。よって、詳細な説明は省くが、本実施例に
おいても、各ステップの実質的進段時刻は信号ＰＬＳよ
りも信号ＭＰＬＳの“Ｈ”期間分だけ常に遅れるもの
の、各ステップの期間は常にｔＰＬＳと一定となり、歩
進パルス周期の実質的変動はなくなる。

【００５４】従来例では、図５に示したように、ＰＷＭ
波形を生成する際のスクテムクロック信号をして発振回
路４が用いられ、高周波の信号を生成し用いていた。本
実施例では、比較的低周波である信号ＰＬＳを元に逓倍
して用いるが、これは、逓倍部１２のみ追加するだけ
で、従来例の歩進パルスである信号ＰＬＳをものまま用
いることができることを意味しており、実施が非常に容
易である。

【００５５】近年は、集積回路技術の進歩により、周波
数逓倍方法も安価で安定な種々の方法が実用化されてお
り、コスト上昇を殆ど招くことなく、従来例の構成から
本実施例の構成への変更が可能である。なお、以上はマ
イクロステップ駆動時の給電点でのＰＷＭ動作と歩進パ
ルスとの関係で説明してきたが、給電点でのＰＷＭ動作
であれば、マイクロステップ以外を目的とする場合で
も、回転むらが抑えられる効果が期待できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、歩進パルス周期の実質的変動が抑えられ、回
転速度のむらが大幅に抑えられるので、従来、モータの
回転むらの影響を避けるべく用いていた歯車減速機など
の機械手段が不要となり駆動機構が大幅に単純化あるい
は直接被駆動動物を駆動することが可能となり、機器の
性能向上はもとより、小型化、低コスト化、高信頼性化
などが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１の駆動回路である。

【図２】図２は、実施例１のＰＷＭ動作を説明するため
の図である。

【図３】図３は、本発明の実施例２の駆動回路である。

【図４】図４は、実施例２のＰＷＭ動作を説明するため
の図である。

【図５】図５は、従来例の駆動回路である。

【図６】図６は、従来例のフルステップ励磁駆動を説明
するための図である。

【図７】図７は、従来例のフスステップ駆動時の発生ト
ルクを説明するための図である。

【図８】図８は、従来例のマイクロステップ励磁駆動を
説明するための図である。

【図９】図９は、入来例のマイクロステップ駆動時の発
生トルクを説明するための図である。

【図１０】図１０は、従来例のＰＷＭ動作を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１電流制御部２励磁信号生成部２１５相ステッピングモータＰ１〜５およびＮ１〜５スイッチ素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ５相ステッピングモータ４
の５組の巻線ア、イ、ウ、エ、オ５相ステッピングモータ４
の巻線への給電点１１分周部１２逓倍部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステッピングモータを駆動する際の巻線
電流制御ＰＷＭ動作と、前記ステッピングモータを駆動
する際の歩進パルスとを同期させることを特徴とするス
テッピングモータ駆動方法。
【請求項２】ステッピングモータを駆動する際の巻線
電流制御ＰＷＭ動作用クロック信号と、前記ステッピン
グモータを駆動する際の歩進パルスとを同期させること
を特徴とする請求項１記載のステッピングモータ駆動方
法。
【請求項３】ステッピングモータを駆動する際の巻線
電流制御ＰＷＭ動作用クロック信号を、ステッピングモ
ータを駆動する際の歩進パルスの整数倍の周波数の信号
とすることを特徴とする請求項１または２記載のステッ
ピングモータ駆動方法。
【請求項４】歩進パルスとＰＷＭ動作用クロック信号
との比を、マイクロステップ駆動でのマイクロステップ
分割数に応じた比に設定することを特徴とする、請求項
１乃至３のいずれか１つに記載のステッピングモータ駆
動方法。
【請求項５】ステッピングモータと、該ステッピングモ
ータに供給する電流源からの電流値を制御する電流制御
部と、ステッピングモータの各巻線に流す電流の向きと
大きさを制御するためのスイッチ素子と、該スイッチ素
子の各々をオン・オフ制御してステッピングモータの回
転の向き、回転速度およびマイクロステップ制御を行う
ための励磁信号生成部とを有するステッピングモータ駆
動装置において、前記励磁信号生成部は、回転方向を決定する回転方向決
定信号と、回転速度を決定する回転速度決定信号（歩進
パルス）と、マイクロステップ駆動の分割数を設定する
分割数設定信号と、クロック信号とが入力され、これら
の信号に基づいて前記スイッチ素子の各々をオン・オフ
制御する信号を出力するように構成されており、前記回
転速度決定信号は前記クロック信号を分周部によって分
周することから生成されることを特徴とするステッピン
グモータ駆動装置。
【請求項６】請求項５記載のステッピングモータ駆動
装置において、前記分周部の分周数が前記マイクロステ
ップ駆動の分割数に関連して設定されることを特徴とす
るステッピングモータ駆動装置。
【請求項７】ステッピングモータと、該ステッピングモ
ータに供給する電流源からの電流値を制御する電流制御
部と、ステッピングモータの各巻線に流す電流の向きと
大きさを制御するためのスイッチ素子と、該スイッチ素
子の各々をオン・オフ制御してステッピングモータの回
転の向き、回転速度およびマイクロステップ制御を行う
ための励磁信号生成部とを有するステッピングモータ駆
動装置において、前記励磁信号生成部は、回転方向を決定する回転方向決
定信号と、回転速度を決定する回転速度決定信号（歩進
パルス）と、マイクロステップ駆動の分割数を設定する
分割数設定信号と、クロック信号とが入力され、これら
の信号に基づいて前記スイッチ素子の各々をオン・オフ
制御する信号を出力するように構成されており、前記ク
ロック信号は回転速度決定信号を逓倍部によって逓倍す
ることから生成されることを特徴とするステッピングモ
ータ駆動装置。
【請求項８】請求項７記載のステッピングモータ駆動
装置において、前記逓倍部の逓倍数が前記マイクロステ
ップ駆動の分割数に関連して設定されることを特徴とす
るステッピングモータ駆動装置。