JP2003102197A

JP2003102197A - 駆動方法及び駆動装置

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Publication number: JP2003102197A
Application number: JP2001291197A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Okutomi; 隆治奥富; Tadayuki Ueda; 忠行植田; Hiroyuki Maruyama; 宏之丸山; Kenji Izumiya; 賢二泉宮; Shinobu Kishi; 岸　　忍; Tomohito Ogata; 智史小片; Hidefumi Nishikawa; 英史西川
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】一定速時のモータの低振動性を維持しつつ、加
減速時のトルクマージンをより確保することが可能とな
る駆動装置を提供すること。【解決手段】ステッピングモータによる駆動装置におい
て、加減速動作時と一定速動作時で相励磁条件を切り替
えることを特徴とする駆動装置であり、加速時はフルス
テップで駆動し、一定速時はハーフステップ以下で駆動
させること、相励磁条件を切り替える切換のタイミング
が、加速終了後又は加速終了前であることを特徴とす
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
タによる駆動装置及び駆動方法に関し、詳しくは加減速
時にトルクが一番得られる励磁条件に切替えることで、
一定速時のモータの低振動性を維持しつつ、加減速時の
トルクマージンをより確保することが可能となる駆動装
置及び駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のステッピングモータによる駆動装
置では、一般に高速回転等が必要で、トルクが重要な場
合と、位置精度、回転精度が重要な場合とで励磁条件を
変更する対応がとられている。例えば２相ステッピング
モータの場合、トルク重視の場合には２相励磁、精度重
視の場合には１−２相励磁またはＷ１−２相励磁（マイ
クロステップ駆動）等に切替えている。

【０００３】しかしながら、一つの動作モードにおいて
も、通常、加減速中はトルクが必要で、一定速動作中は
回転ムラによる振動が少ないことが望まれる。

【０００４】この対応としては、通常、設定電流を変え
ているが、１−２相励磁やＷ１−２相励磁（マイクロス
テップ駆動）の場合、トルクが十分に得られないという
問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、一定速時のモータの低振動性を維持しつつ、加減速
時のトルクマージンをより確保することが可能となる駆
動装置及び駆動方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の各発明
によって解決される。（請求項１）ステッピングモータによる駆動装置の駆動
方法において、加減速動作時と一定速動作時で相励磁条
件を切り替えることを特徴とする駆動装置の駆動方法。

【０００７】（請求項２）加速時はフルステップで駆動
し、一定速時はハーフステップ以下で駆動させることを
特徴とする請求項１記載の駆動装置の駆動方法。

【０００８】（請求項３）相励磁条件を切り替える切換
のタイミングが、加速終了後又は加速終了前であること
を特徴とする請求項２記載の駆動装置の駆動方法。

【０００９】（請求項４）減速時はフルステップで駆動
し、一定速時はハーフステップ以下で駆動させることを
特徴とする請求項１記載の駆動装置の駆動方法。

【００１０】（請求項５）相励磁条件を切り替える切換
のタイミングが、減速開始前であることを特徴とする請
求項４記載の駆動装置の駆動方法。

【００１１】（請求項６）ステッピングモータによる駆
動装置において、加減速動作時と一定速動作時で相励磁
条件を切り替える切替手段を有することを特徴とする駆
動装置。

【００１２】（請求項７）切替手段が、加速時はフルス
テップで駆動し、一定速時はハーフステップ以下で駆動
させる構成であることを特徴とする請求項６記載の駆動
装置。

【００１３】（請求項８）切替手段による切換のタイミ
ング制御を、加速終了後又は加速終了前に行うことを特
徴とする請求項７記載の駆動装置。

【００１４】（請求項９）切替手段が、減速時はフルス
テップで駆動し、一定速時はハーフステップ以下で駆動
させる構成であることを特徴とする請求項６記載の駆動
装置。

【００１５】（請求項１０）切替手段による切換のタイ
ミング制御を、減速開始前に行なうことを特徴とする請
求項９記載の駆動装置。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述する。

【００１７】本発明の駆動方法を実施する駆動装置は、
ステッピングモータによる駆動装置において、加減速動
作時と一定速動作時で相励磁条件を切り替える切替手段
を有している。

【００１８】ステッピングモータにおける相励磁方式
（励磁モード）には、２相ステッピングモータの場合、
２相励磁、１−２相励磁、Ｗ１−２相励磁（マイクロス
テップ駆動）がある。２相励磁はフルステップ駆動とも
称され、消費電力は１相励磁の２倍であるが大きなトル
クが得られる。１−２相励磁は１相励磁と２相励磁を交
互に繰り返して行く励磁方式で、消費電力は１相励磁の
１．５倍になる。また１−２相励磁はステップ角（１ス
テップでモータが動く角度）が２相励磁の半分になるの
でハーフステップ駆動と称される。Ｗ１−２相励磁は電
流を制御して１ステップ角をより細かくした励磁方式
で、マイクロステップ駆動とも称されている。ステップ
角は２相励磁の１／２、１−２相励磁も１／４である。

【００１９】図１に基づいて、２相ステッピングモータ
の場合の２相励磁モードと１−２相励磁モードを説明す
る。図１において、１はロータであり、多極着磁された
永久磁石などが用いられる。２はロータ１の周りに配置
された駆動磁界であるステータであり、図示の例では３
個示されている。

【００２０】図１の（Ａ）は２相励磁（Ｂ）は１相励
磁、（Ｃ）は２相励磁を示している。２相励磁モードの
場合は、（Ａ）→（Ｃ）の順で回転する。また１−２相
励磁モードの場合は、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順で回
転する。

【００２１】１−２相励磁ではステップ角を細かくで
き、速度ムラはないが、（Ｂ）のモードの状態が発生す
るため、定期的にトルクが低い状態となり（一般に最大
静止トルクは２相励磁の１／１．４１）、負荷変動に弱
く加減速に不利である。このため本発明では加減速の励
磁モード切替を行なっている。

【００２２】本発明において、「相励磁条件を切り替え
る」というのは、例えば２相ステッピングモータの場
合、２相励磁と１−２相励磁の切り替え、２相励磁
とＷ１−２相励磁の切り替えなどが挙げられる。の２
相励磁と１−２相励磁の切り替えは、駆動モードでみれ
ばフルステップ駆動とハーフステップ駆動の切り替えで
ある。またの２相励磁とＷ１−２相励磁の切り替え
は、駆動モードでみればフルステップ駆動とマイクロス
テップ駆動の切り替えである。

【００２３】その他、３相ステッピングモータの場合の
切り替えモードとしては、例えば２相励磁と２−３相励
磁の切り替えの例が挙げられる。

【００２４】本発明において、相励磁条件の切り替え
は、加減速動作時と一定速動作時で行なうことが特徴
であり、ここで、加減速動作時というのはモータを加速
又は減速していく過程の動作時であればいずれの時（タ
イミング）でもよい。また一定速動作時というのは、加
速後ある時間が経過すると一定速度になるので、その一
定速度になっているという意味である。即ち、モータ動
作速度は加速→一定→減速という経過を減るので、その
加速の際と一定速度の際の励磁条件（励磁モード）を切
り替えることを意味しており、また一定速度と減速の際
との励磁条件（励磁モード）を切り替えることを意味し
ている。本発明において、加速時と減速時の励磁モード
は同一でも異なってもよい。

【００２５】加減速動作時と一定速動作時で相励磁条件
の切り替えを行なうと、一定速時のモータの低振動性を
維持しつつ、加減速時のトルクマージンをより確保する
ことが可能となる。

【００２６】本発明において、切り替えの好ましい例と
しては、以下の例が挙げられる。（例１）加速：２相励磁：フルステップ駆動一定：１−２相励磁：ハーフステップ駆動減速：２相励磁：フルステップ駆動（例２）加速：２相励磁：フルステップ駆動一定：Ｗ１−２相励磁：マイクロステップ駆動減速：２相励磁：フルステップ駆動（例３）加速：２相励磁：フルステップ駆動一定：１−２相励磁：ハーフステップ駆動減速：１−２相励磁：ハーフステップ駆動（例４）加速：２相励磁：フルステップ駆動一定：Ｗ１−２相励磁：マイクロステップ駆動減速：Ｗ１−２相励磁：マイクロステップ駆動（例５）加速：１−２相励磁：ハーフステップ駆動一定：１−２相励磁：ハーフステップ駆動減速：２相励磁：フルステップ駆動（例６）加速：Ｗ１−２相励磁：マイクロステップ駆動一定：Ｗ１−２相励磁：マイクロステップ駆動減速：２相励磁：フルステップ駆動

【００２７】以上の例の中で、より好ましいのは、例１
と例２である。図２には、上記の例１の場合についての
切り替え制御シーケンスが示されている。

【００２８】本発明において、加速時はフルステップで
駆動し、一定速時はハーフステップ以下で駆動させる際
に、切換タイミングは加速終了後又は加速終了前である
ことが好ましい。また、減速時はフルステップで駆動
し、一定速時はハーフステップ以下で駆動させる際に、
切換タイミングは減速開始前であることが好ましい。

【００２９】このように切り替えタイミングを調整する
ことによって、回転振動が抑えられるので好ましい。

【００３０】切換タイミングが、加速終了後というの
は、加速トルクが生じている間はモータの脱調が発生し
易いため、一定速度移行時に切り替えることを意味して
おり、また加速終了前というのは、例えばスキャナのよ
うな一定速初期の低振動性が要求される場合に、切り替
え時に生じる振動を早い段階で収束させることを意味し
ている。なおこの場合モータトルクが不足する可能性が
あるが加速中の切り替え（２相から１−２相への切り替
え）を行なって、モータートルクが低下する分は加速度
を抑えることで対応できる。

【００３１】また切換タイミングが、減速開始前という
のは、減速側のトルクが発生する前に切り替えを行なっ
て脱調を防止することを意味している。

【００３２】本発明の駆動装置及び駆動方法は、画像形
成装置や画像読み取り装置などに適用できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、一定速時のモータの低
振動性を維持しつつ、加減速時のトルクマージンをより
確保することが可能となる駆動装置及び駆動方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２相ステッピングモータの場合の２相励磁モー
ドと１−２相励磁モードを説明する図

【図２】相励磁モードの切り替え制御シーケンス例を示
す図

【符号の説明】

１：ロータ２：ステータ

フロントページの続き (72)発明者丸山宏之東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者泉宮賢二東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者岸忍東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者小片智史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者西川英史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 5H580 BB09 CB02 CB04 CB08 FA10 FC02 FD04 HH22 HH31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステッピングモータによる駆動装置の駆動
方法において、加減速動作時と一定速動作時で相励磁条
件を切り替えることを特徴とする駆動装置の駆動方法。
【請求項２】加速時はフルステップで駆動し、一定速時
はハーフステップ以下で駆動させることを特徴とする請
求項１記載の駆動装置の駆動方法。
【請求項３】相励磁条件を切り替える切換のタイミング
が、加速終了後又は加速終了前であることを特徴とする
請求項２記載の駆動装置の駆動方法。
【請求項４】減速時はフルステップで駆動し、一定速時
はハーフステップ以下で駆動させることを特徴とする請
求項１記載の駆動装置の駆動方法。
【請求項５】相励磁条件を切り替える切換のタイミング
が、減速開始前であることを特徴とする請求項４記載の
駆動装置の駆動方法。
【請求項６】ステッピングモータによる駆動装置におい
て、加減速動作時と一定速動作時で相励磁条件を切り替
える切替手段を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項７】切替手段が、加速時はフルステップで駆動
し、一定速時はハーフステップ以下で駆動させる構成で
あることを特徴とする請求項６記載の駆動装置。
【請求項８】切替手段による切換のタイミング制御を、
加速終了後又は加速終了前に行うことを特徴とする請求
項７記載の駆動装置。
【請求項９】切替手段が、減速時はフルステップで駆動
し、一定速時はハーフステップ以下で駆動させる構成で
あることを特徴とする請求項６記載の駆動装置。
【請求項１０】切替手段による切換のタイミング制御
を、減速開始前に行なうことを特徴とする請求項９記載
の駆動装置。