JP3316299B2 - ステッピングモーターの駆動回路 - Google Patents

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ーの
駆動回路に関し、更に詳しく言えば、例えばプリンタや
複写機などのキャリッジ部、画像読み取り部、回転ドラ
ム部などの用途に用いられるステッピングモーターのマ
イクロステップ駆動をする回路の改善を目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来のステッピングモーターを説明する
前に、ステッピングモーターのマイクロステップ駆動に
ついて図５を参照しながら説明する。図５は、２相のス
テッピングモーターを駆動する際のマイクロステップ駆
動の各励磁モードについて説明する相遷移状態図であ
る。

【０００３】図５の同心円の最も内側に示してあるモー
ドである２相励磁モードは、モーターが４ステップで３
６０°回転するモードであって、１−２相励磁モード
は、モーターがその倍の８ステップで３６０°回転する
モードである。また、その外側のＷ１−２相励磁モード
は、モーターがその倍の１６ステップで３６０°回転す
るモードであって、２Ｗ１−２相励磁モードは、モータ
ーがその倍の３２ステップで３６０°回転するモードで
ある。

【０００４】すなわち、上述したように、図５の同心円
での外側の励磁モードになるにつれて、回転の際のステ
ップ数が多くなり、低速ではあるが滑らかで振動が少な
い駆動をすることができ、内側の励磁モードになるにつ
れて、回転の際のステップが少なくなり、振動は多少あ
るが高速な駆動をすることができるので、必要に応じて
その励磁モードを切換え、目的に適した励磁モードを選
択していた。

【０００５】特に、ステッピングモーターを用いて、高
解像度を要求されるプリンタのキャリッジ部や複写機の
画像読み取り部、回転ドラム部などの動作は、マイクロ
ステップ駆動を用いて、モーターからの振動が少ない方
法で駆動が行われていた。例えば、キャリッジ部、画像
読み取り部、回転ドラム部などの動作では、加速時には
２Ｗ１−２相励磁などのマイクロステップ駆動を用い、
定速走行時には、２相励磁などのフルステップ駆動を用
い、減速時にはマイクロステップ駆動を用いていた。

【０００６】以下で、従来例に係るステッピングモータ
ーのマイクロステップ駆動をするステッピングモーター
の駆動回路について図６を参照しながら説明する。従来
例に係るステッピングモーターの駆動回路は、ＣＰＵ
（１）とドライバ回路（２）からなり、ステッピングモ
ーター（３）を駆動する回路である。当該回路によれ
ば、ＣＰＵ（１）からの制御パルス（ＳＳ）に基づい
て、ドライバ（２）によってステッピングモーター
（３）のマイクロステップ駆動をしていた。

【０００７】上述の、図６に示すような従来の駆動回路
では、ＣＰＵ（１）の内部に制御パルス（ＳＳ）の状態
を検出する回路が設けられており、例えば制御パルス
（ＳＳ）の数をカウントするなど、ドライバ（２）に出
力する制御パルス（ＳＳ）の状態をＣＰＵ（１）の内部
で検出して、ステッピングモーター（ＳＭ）がどの相に
いるかという位置状態を検出したことにしていた。だ
が、実際にステッピングモーター（ＳＭ）がどの相にい
るかはこれでは確認できなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複写機やプ
リンタのキャリッジ部などのような用途に用いられるス
テッピングモーターでは、動作中に励磁モードを、回転
数が速いモードから遅いモードへ、あるいはその逆のモ
ードに切り替える必要が生じる場合がある。一般に、励
磁モードを切り替えると、ステッピングモーターは切り
替え時直前の相の原点の位置で停止し、切り替え後に切
り替え時直前の相の原点の位置から再起動するように設
計されている。

【０００９】しかし、例えば、図５の２Ｗ１−２相か
ら、１−２相へ切り替えるというように、マイクロステ
ップの多い相から少ない相へ励磁モードを切り替えると
いうように、励磁モードを切り替える場合には、以下に
示すような問題が生じる。すなわち、上述のように、Ｃ
ＰＵ（１）がステッピングモーター（ＳＭ）が実際にど
の相にいるかということを把握していないがために、制
御パルス（ＳＳ）にノイズが乗ったり、何らかの物理的
な要因によって、図７に示すように、本来図７のＢ相
の、Ｗ１−２相の原点である位置（Ｐ１）で停止したの
ちに同じＢ相の１−２相の原点である位置（Ｐ２）から
再起動すべきステッピングモーター（ＳＭ）が、例えば
位置（Ｐ１）で停止したのちに反対側のＢＢ相の原点で
ある位置（Ｐ３）から再起動してしまうという、いわゆ
る「相飛び」と呼ばれる現象が生じがちであった。

【００１０】これにより、上記のステッピングモーター
及び駆動回路が搭載されるプリンタ、複写機などにおい
て誤字，脱字もしくは印字の乱れなどが生じるという問
題が生じていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑みて成されたもので、図１に示すように、ステッピ
ングモーター（ＳＭ）の励磁モードと、相信号（ＭＯ）
を監視しつつ、前記ステッピングモーター（ＳＭ）の制
御命令信号（ＳＳ）を出力する中央演算処理部（１１）
と、前記制御命令信号（ＳＳ）に基づいて前記ステッピ
ングモーター（ＳＭ）の駆動をし、前記ステッピングモ
ーター（ＳＭ）の励磁モードの切り替え時に、該ステッ
ピングモーター（ＳＭ）がどの相にいるかを示す相信号
（ＭＯ）を前記中央演算処理部（１１）に出力し、かつ
前記励磁モードの切り替え時には、前記切り替え時の直
前にいた相と同じ相を維持するように前記ステッピング
モーター（ＳＭ）を再起動させる駆動制御部（１２）と
を有することにより、励磁モード切替え時におけるステ
ッピングモーターの実際の相状態を検出し、従来生じて
いた「相飛び」を極力抑止し、より高精度、かつ高信頼
性のステッピングモーターの駆動が可能になるステッピ
ングモーターの駆動回路を提供するものである。

【００１２】

【作 用】本発明に係るステッピングモーターの駆動回
路によれば、図１に示すように中央演算処理部（１１）
と、駆動制御部（１２）とを具備する。すなわち、中央
演算処理部（１１）によってステッピングモーター（Ｓ
Ｍ）の励磁モードと、相信号（ＭＯ）が監視され、駆動
制御部（１２）によって制御命令信号（ＳＳ）に基づく
ステッピングモーター（ＳＭ）の駆動がなされ、また駆
動制御部（１２）によってステッピングモーター（Ｓ
Ｍ）の励磁モードの切り替え時に、該ステッピングモー
ター（ＳＭ）がどの相にいるかを示す相信号（ＭＯ）が
中央演算処理部（１１）に出力され、かつ励磁モードの
切り替え時には、切り替え時の直前にいた相と同じ相を
維持するようにステッピングモーター（ＳＭ）が再起動
される。

【００１３】このため、ＣＰＵから出力していた制御パ
ルスをカウントするなどして、ステッピングモーターの
実際の位置状態を検出したことにしていた従来の駆動回
路と異なり、励磁モードの切替え時にステッピングモー
ター（ＳＭ）がどの相にいるかという実際の位置状態が
相信号（ＭＯ）として駆動制御部（１２）から中央演算
処理部（１１）に出力されているので、切替え時には、
少なくとも常に切替え直前の相と同じ相を維持するよう
にステッピングモーター（ＳＭ）を再起動することがで
きる。

【００１４】これにより、従来生じていた「相飛び」が
生じることを極力抑止することができるので、殊にステ
ッピングモーター及び駆動回路がプリンタ、複写機など
に搭載される場合に生じがちであった、誤字，脱字もし
くは印字の乱れなどを極力抑止することが可能になる。

【００１５】

【実施例】以下で、本発明の実施例に係るステッピング
モーターの駆動回路について図面を参照しながら説明す
る。本発明の実施例に係るステッピングモーターの駆動
回路は、図１に示すように、ＣＰＵ（１１）及びドライ
バ（１２）からなる回路であって、コイル（Ｌ１〜Ｌ
４）からなり、プリンタや複写機などのキャリッジ部
や、画像読み取り部の駆動などに用いられる２相のステ
ッピングモーター（ＳＭ）のマイクロステップ駆動をす
る回路である。

【００１６】ＣＰＵ（１１）は、中央演算処理部の一例
であって、ステッピングモーター（ＳＭ）の制御命令信
号（ＳＳ）の一例である励磁モード信号（Ｍ１，Ｍ
２），回転数指定クロック（ＣＬＫ），回転方向設定信
号（ＣＷＢ），ＩＣ内部のリセット信号（RESET ），原
点再起動信号（RETURN）を生成し、ドライバ（１２）に
出力する回路である。

【００１７】ドライバ（１２）は、駆動制御部の一例で
あって、ステッピングモーター（ＳＭ）を構成する第１
〜第４のコイル（Ｌ１〜Ｌ４）に電流を供給／非供給し
てステッピングモーター（ＳＭ）を駆動し、かつステッ
ピングモーター（ＳＭ）の位置状態を示す相信号（ＭＯ
１，ＭＯ２）を生成してＣＰＵ（１１）に出力する回路
である。

【００１８】その構成は、図１に示すように、立上げ検
出回路（１４），信号生成部（１２Ｂ）及び駆動部（１
２Ｃ）からなる。立上げ検出回路（１４）は、ノイズ除
去部（１２Ａ）の一例であって、４段のフリップフロッ
プ回路からなり、原点再起動信号（RETURN），モーター
回転数指定（ＣＬＫ）の立上げ時に、“００１１”まで
はその信号を遅延させて出力しないことにより、元の信
号のノイズをキャンセルする回路である。

【００１９】信号生成部（１２Ｂ）は、アップダウンカ
ウンタ（１５）と、相信号生成部（１７）とからなり、
回転数指定クロック（ＣＬＫ）に基づいて、相信号（Ｍ
Ｏ１，ＭＯ２，ＭＯＩ）と駆動信号（ＤＳ）の一例であ
る駆動制御信号（Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ）とを生成するも
のである。アップダウンカウンタ（１５）は、回転数指
定クロック（ＣＬＫ）のパルス数をカウントしたカウン
ト信号（ＫＳ）を基準信号生成回路（１８）と相信号生
成部（１７）に出力する回路である。

【００２０】相信号生成部（１７）は、分周された基準
クロック（ＣＫ），ＰＷＭ信号（ＰＳ）及びカウント信
号（ＫＳ）に基づいて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ１〜Ｆ
４）に駆動信号（ＤＳ）の一例である駆動制御信号
（Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ）と、相信号（ＭＯ１，ＭＯ２）
を生成して出力する回路である。駆動部（１２Ｃ）は、
駆動制御信号（Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ）に基づいて、ステ
ッピングモーター（ＳＭ）を構成するコイル（Ｌ１〜Ｌ
４）に電流を供給／非供給することによりステッピング
モーター（ＳＭ）をマイクロステップ駆動するものであ
って、ＰＷＭ回路（１６）と基準信号生成回路（１８）
とＤ／Ａコンバータ（１９Ａ，１９Ｂ）と、コンパレー
タ（２０Ａ，２０Ｂ）と、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ１〜
Ｆ４）とクロック発生回路（２１）と、分周回路（２
２）と、モード設定部（１３）とからなる。

【００２１】ＰＷＭ回路（１６）は、コンパレータ（２
０Ａ，２０Ｂ）の出力に追従するようなＰＷＭ信号（Ｐ
Ｓ）を相信号生成部（１７）に出力する回路である。基
準信号生成回路（１８）は、カウント信号（ＫＳ）に基
づいて、Ｄ／Ａコンバータ（１９Ａ，１９Ｂ）にそれぞ
れ１０ビットの基準信号（ＳＴ）を出力する回路であ
る。

【００２２】Ｄ／Ａコンバータ（１９Ａ，１９Ｂ）は、
基準信号（ＳＴ）をディジタル／アナログ変換（以下Ｄ
／Ａ変換と称する）して、それぞれＡ相，Ｂ相に対応す
る階段状の擬似正弦波（DAOUT,DBOUT ）を生成し、オペ
アンプ（ＯＰ１，ＯＰ２）を介してコンパレータ（２０
Ａ，２０Ｂ）に出力する回路である。コンパレータ（２
０Ａ，２０Ｂ）は、オペアンプ（ＯＰ１，ＯＰ２）を介
して入力される階段状の擬似正弦波（DAOUT,DBOUT ）
と、駆動用のパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ３，Ｆ４）のドレ
イン電流が電圧変換された電圧とを比較して、ＰＷＭ回
路（１６）にその比較結果を出力する回路である。

【００２３】パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ１〜Ｆ４）は、ス
テッピングモーター（ＳＭ）を構成するコイル（Ｌ１〜
Ｌ４）にそれぞれ電流を供給／非供給する駆動用のスイ
ッチング素子である。クロック発生回路（２１）は、ド
ライバ（１２）全体の基準クロック（ＣＫ）を生成し、
分周回路（２２）に出力する回路である。

【００２４】分周回路（２２）は基準クロック（ＣＫ）
を分周してＤ／Ａコンバータ（１９Ａ，１９Ｂ）や相信
号生成部（１７）などに出力する回路である。モード設
定回路（１３）は、励磁モード信号（Ｍ１，Ｍ２）に基
づいて前記ステッピングモーター（ＳＭ）の励磁モード
を選択して、アップダウンカウンタ（１５）に出力する
回路である。

【００２５】以下で、上記の本実施例に係るステッピン
グモーターの駆動回路の動作について、（１）通常時の
動作，（２）励磁モードの切替え時の動作の、２つの場
合に分けて説明する。 （１）通常時の動作 まず、システム全体の初期設定がなされる。このとき、
ＩＣ内部のリセット信号（RESET ）により、上記回路内
の全ての回路が初期状態にリセットされる。

【００２６】次に、２ビットの励磁モード信号（Ｍ１，
Ｍ２）によって励磁モードが２相，１−２相，Ｗ１−２
相，２Ｗ１−２相の４モードのいずれにするかが設定さ
れ、回転方向設定信号（ＣＷＢ）がＣＰＵ（１１）から
ドライバ（１２）に入力されて回転方向を決定する。な
お、以下では、励磁モードはＷ１−２相であるとし、回
転方向は左回りの回転方向の場合について説明する。従
って、励磁モード信号（Ｍ１，Ｍ２）はそれぞれ
“０”，“１”であり、回転方向設定信号（ＣＷＢ）は
“０”である。

【００２７】次に、回転数指定クロック（ＣＬＫ）が入
力され、立上げ検出回路（１４）に入力され、ここで回
転数指定クロック（ＣＬＫ）に乗ったノイズが除去され
てアップダウンカウンタ（１５）に入力される。同時に
回転方向設定信号（ＣＷＢ）と励磁モード信号（Ｍ１，
Ｍ２）とがアップダウンカウンタ（１５）に入力され
る。

【００２８】次いで、立上げ検出回路（１４）によって
回転数指定クロック（ＣＬＫ）の立ち上げ時のノイズが
除去される。すなわち、回転数指定クロック（ＣＬＫ）
は、立上げ検出回路（１４）を構成する４段のフリップ
フロップによって遅延されて、クロック数が最初から
“００１１”を越えるまでは立上げ検出回路（１４）か
ら出力されない。

【００２９】実際、立ち上げ時に発生するノイズは、当
初からクロック数が“００１１”未満の範囲で発生し、
これ以上大きい時間帯にわたるノイズが発生することは
まず考えられないので、この遅延により、回転数指定ク
ロック（ＣＬＫ）のノイズの除去がなされることにな
る。次いで、上述のように立上げ検出回路（１４）によ
ってノイズ除去がなされた回転数指定クロック（ＣＬ
Ｋ）がクロック発生回路（２１）からの基準クロック
（ＣＫ）に同期してアップダウンカウンタ（１５）によ
ってカウントされ、そのカウント結果が基準信号生成回
路（１８）、相信号生成部（１７）に出力される。

【００３０】次に、カウンタからなる基準信号生成回路
（１８）へ、アップダウンカウンタ（１５）の出力信号
がカウントされ、のちに階段状の擬似正弦波を生成する
もとになる１０ビットの基準信号（ＳＴ）が、Ｄ／Ａコ
ンバータ（１９Ａ，１９Ｂ）に入力される。次いで基準
信号生成回路（１８）の基準信号（ＳＴ）がＤ／Ａコン
バータ（１９Ａ，１９Ｂ）によってＤ／Ａ変換され、階
段状の擬似正弦波（DAOUT,DBOUT ）が生成される。

【００３１】この擬似正弦波（DAOUT,DBOUT ）はＤ／Ａ
コンバータ（１９Ａ，１９Ｂ）に接続されるオペアンプ
（ＯＰ１，ＯＰ２）によってインピーダンス整合され、
コンパレータ（２０Ａ，２０Ｂ）の反転入力部（−）に
出力される。コンパレータ（２０Ａ，２０Ｂ）の非反転
入力部（＋）は、ステッピングモーター（ＳＭ）を駆動
するパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ３，Ｆ４）のドレインに接
続されており、これらのドレイン電流とオペアンプ（Ｏ
Ｐ１，ＯＰ２）からの出力信号とがコンパレータ（２０
Ａ，２０Ｂ）によって比較処理され、コンパレータ（２
０Ａ，２０Ｂ）の出力パルスの立ち上がりエッジがＰＷ
Ｍ回路（１６）に入力され、ＰＷＭ回路（１６）からＰ
ＷＭ変調されたコンパレータ（２０Ａ，２０Ｂ）の出力
信号が相信号生成部（１７）に出力される。

【００３２】その後、相信号生成部（１７）によってア
ップダウンカウンタ（１５）からの出力であるカウント
信号（ＫＳ）に基づき、クロック発生回路（２１）から
の基準クロック（ＣＫ）に同期して、ステッピングモー
ター（ＳＭ）を駆動するためのパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ
１〜Ｆ４）を駆動する信号（Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ）がパ
ワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ１〜Ｆ４）に出力されることによ
り、モーターがＣＰＵ（１１）の命令に応じた駆動を開
始する。

【００３３】さらに、相信号生成部（１７）によってモ
ーターが実際に図７の相状態遷移図のどの相（Ａ，Ｂ，
ＡＢ，ＢＢ）にあるかを示す信号である２ビットの相信
号（ＭＯ１，ＭＯ２，ＭＯＩ）が生成され、ＣＰＵ（１
１）に入力される。よって、予め相信号（ＭＯ１，ＭＯ
２）を、

【００３４】

【表１】

【００３５】というように設定し、相信号（ＭＯＩ）
を、各相の原点では“０”，原点以外の位置では“１”
とすることにより、例えばＭＯ１が“１”，ＭＯ２が
“０”，ＭＯＩが“１”の場合には、ステッピングモー
ター（ＳＭ）がＡ相の原点以外の位置にいるというよう
に、ステッピングモーター（ＳＭ）が図７のＡ相，Ｂ
相，ＡＢ相，ＢＢ相のどの相のどの位置にいるかを相信
号（ＭＯ１，ＭＯ２，ＭＯＩ）によってＣＰＵ（１１）
が確認することができる。

【００３６】以下で、上述の回路動作による実際のモー
ターの駆動状況を、図２のタイミングチャート及び図５
の相状態遷移図を参照しながら説明する。なお、図３に
示すモードは２Ｗ１−２相の励磁モードであって、Ｍ１
＝Ｍ２＝１である。リセット信号（RESET ）の立ち上が
りに同期して、相信号生成部（１７）によって、駆動制
御信号（Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ）及び２ビットの相信号
（ＭＯ１，ＭＯ２）が生成される。このとき、回転方向
設定信号（ＣＷＢ）はローレベル（以下“０”と称す
る）であるので、図５により、このモーターはこの間左
回りに回転することになる。

【００３７】最初、駆動制御信号（Ａ，ＢＢ）がハイレ
ベル（以下“１”と称する）であって、駆動制御信号
（ＡＢ，Ｂ）が“０”であるので、パワーＭＯＳＦＥＴ
（Ｆ１，Ｆ４）がＯＮされて、コイル（Ｌ１，Ｌ４）に
電流が流れる。このとき、相信号（ＭＯ１）と相信号
（ＭＯ２）はともに“１”であるので、表１により、モ
ーターは現在ＢＢ相にいるということがわかり、ＣＰＵ
（１１）もそれを認識する事が出来る。

【００３８】次に、駆動制御信号（Ａ，Ｂ）が“１”で
あって、駆動制御信号（ＡＢ，ＢＢ）が“０”であるの
で、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ１，Ｆ２）がＯＮされて、
コイル（Ｌ１，Ｌ２）に電流が流れる。このとき、相信
号（ＭＯ１）が“１”であって相信号（ＭＯ２）が
“０”であるので、表１により、モーターは現在Ａ相に
いるということがわかり、ＣＰＵ（１１）もそれを認識
する事が出来る。

【００３９】次いで、駆動制御信号（ＡＢ，Ｂ）が
“１”であって、駆動制御信号（Ａ，ＢＢ）が“０”で
あるので、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ２，Ｆ３）がＯＮさ
れて、コイル（Ｌ２，Ｌ３）に電流が流れる。このと
き、相信号（ＭＯ１）が“０”であって相信号（ＭＯ
２）が“１”であるので、表１により、モーターは現在
Ｂ相にいるということがわかり、ＣＰＵ（１１）もそれ
を認識する事が出来る。

【００４０】次に、駆動制御信号（ＡＢ，ＢＢ）が
“１”であって、駆動制御信号（Ａ，Ｂ）が“０”であ
るので、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｆ３，Ｆ４）がＯＮされ
て、コイル（Ｌ３，Ｌ４）に電流が流れる。このとき、
相信号（ＭＯ１）がともに“０”であるので、表１によ
り、モーターは現在ＡＢ相にいるということがわかり、
ＣＰＵ（１１）もそれを認識する事が出来る。

【００４１】以上のように、モーターが現在どの相にい
るかを、相信号（ＭＯ１，ＭＯ２）によってＣＰＵ（１
１）が認識する事が出来るので、実際にモーターがいる
べき位置と違うところにモーターがいたような場合で
も、それを修正するような命令をＣＰＵ（１１）から出
力することにより、正しくモーターを駆動制御すること
ができる。

【００４２】なお、図３に示すＷ１−２相の励磁モー
ド，あるいは不図示の１−２相の励磁モードにおける動
作は、基本的には図２の２Ｗ１−２相の励磁モードにお
ける動作と同様なので、説明を省略する。 （２）励磁モードの切替え時の動作 励磁モードが例えばＷ１−２相から１−２相へと切り替
わったときの動作について図４と、下記の表２を参照し
ながら以下で説明する。

【００４３】

【表２】

【００４４】まず、励磁モードがＷ１−２相から１−２
相へと切り替わるときには、ＣＰＵ（１１）からの励磁
モード信号（Ｍ１，Ｍ２）がそれぞれ〔“０”，
“１”〕から〔“１”，“０”〕へと切り替わり、モー
ド設定部（１３）に入力される。ここでは、ステッピン
グモータ（ＳＭ）は、図４のＢ相内の原点以外の位置で
ある（Ａ）に示す位置で左回りに回転しているものとす
る。

【００４５】このとき、ステッピングモータ（ＳＭ）が
Ｂ相の原点以外の位置にいるので、その際には相信号生
成部（１７）により、表２の（Ａ）に示すような相信号
（ＭＯ１，ＭＯ２，ＭＯＩ）が生成されてＣＰＵ（１
１）に出力される。次に、モード設定部（１３）からア
ップダウンカウンタ（１５）に、励磁モード信号（Ｍ
１，Ｍ２）が切り替わった旨の信号が入力される。

【００４６】同時に、ＣＰＵ（１１）からの回転数指定
クロック（ＣＬＫ）の出力が一旦停止され、これによ
り、ステッピングモーター（ＳＭ）の回転が図４のＢ相
の原点で停止し、図４の（Ｂ）に示す状態になる。この
ときにも、上述の「（１）通常時の動作」で説明したよ
うに、相信号生成部（１７）から絶えずＣＰＵ（１１）
に、表２の（Ｂ）に示す相信号（ＭＯ１，ＭＯ２，ＭＯ
Ｉ）が出力されている。この場合にはそれぞれ
〔“０”，“１”，“０”〕なる相信号（ＭＯ１，ＭＯ
２，ＭＯＩ）がＣＰＵ（１１）に出力されるので、ＣＰ
Ｕ（１１）はステッピングモーター（ＳＭ）がＢ相の原
点で停止しているということを認識できる。

【００４７】その後、相信号生成部（１７）から、ステ
ッピングモーター（ＳＭ）が原点にいることを示す
“０”なる相信号（ＭＯＩ）がＣＰＵ（１１）に入力さ
れると、励磁モードが切り替わり、ステッピングモータ
ー（ＳＭ）は同じ位置で停止しているが、励磁モードは
Ｗ１−２相から１−２相へと切り替わる。すると、ステ
ッピングモータ（ＳＭ）の状態は図４の（Ｃ）に示す状
態となり、このときに、“０”なる相信号（ＭＯＩ）が
ＣＰＵ（１１）に出力されるのを待って、ステッピング
モータ（ＳＭ）の原点からの再起動を促す“１”なる原
点再起動信号（RETURN）がＣＰＵ（１１）から出力され
る。

【００４８】この原点再起動信号（RETURN）は、“０”
なる相信号（ＭＯＩ）がＣＰＵ（１１）に入力されない
かぎりは出力されない。この原点再起動信号（RETURN）
に基づいて、ステッピングモーター（ＳＭ）の再起動が
開始され、ステッピングモーター（ＳＭ）は励磁モード
切替えの直前で停止した原点から再び左回りに回転を始
め、以降はこのモードで左回りの回転を続けることにな
る（図４の（Ｄ）の状態）。

【００４９】以上説明したように、本実施例に係るステ
ッピングモータの駆動回路によれば、ＣＰＵ（１１）
と、ドライバ（１２）とを具備し、ドライバ（１２）内
の相信号生成部（１７）によって励磁モード切替え時の
ステッピングモータの相の状態を示す相信号（ＭＯ１，
ＭＯ２，ＭＯＩ）がＣＰＵ（１１）に出力され、それに
基づいてＣＰＵ（１１）から、励磁モード切替え後の再
起動を促す原点再起動信号（RETURN）が出力され、それ
に基づいてドライバ（１２）がステッピングモータ（Ｓ
Ｍ）を再起動している。

【００５０】このため、ＣＰＵから出力していた制御パ
ルスをカウントするなどして、ステッピングモーターの
実際の位置状態を検出したことにしていた従来の駆動回
路と異なり、励磁モードの切替え時にステッピングモー
ター（ＳＭ）がどの相にいるかという実際の位置状態が
相信号（ＭＯ１，ＭＯ２，ＭＯＩ）としてドライバ（１
２）からＣＰＵ（１１）に帰還されているので、その切
替え時には、常に切替え直前の相と同じ相を維持し、か
つ同じ相の原点から再起動するようにステッピングモー
ター（ＳＭ）を駆動制御することができる。

【００５１】これにより、従来生じがちであった「相飛
び」が生じることを極力抑止することが可能になるの
で、殊にステッピングモーター及び駆動回路がプリン
タ、複写機などに搭載される場合に生じがちであった、
誤字，脱字もしくは印字の乱れなどを極力抑止すること
が可能になる。なお、本実施例では２相のステッピング
モーターのマイクロステップ駆動について説明したが、
本発明はこれに限らず、例えば４相，もしくは８相のス
テッピングモーターについても、現在２ビットの相信号
（ＭＯ１，ＭＯ２）を４ビットや８ビットにすることに
より、対応することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明のステッピングモーターの駆動回
路は中央演算処理部（１１）にて前記駆動制御部（１
２）からの相信号（ＭＯ）によりどの相にいるかを確認
すると共に原点にいることを確認し、励磁モードの切り
替えを行うので、相飛びを確実に防止できる。更に相信
号（ＭＯ）によりどの相にいるかを確認すると共に原点
にいることを確認しステッピングモーターを停止し、中
央演算処理部（１１）から前記制御命令信号の内の励磁
モード信号を出力し励磁モードの切り替えを行うと共
に、前記相信号（ＭＯ）により原点にいることを確認し
原点再起動信号を出力し前記ステッピングモーターを再
起動するので、励磁モードの切り替え時には、確実に切
り替えた位置から再起動できる。

【００５３】これにより、従来生じていた「相飛び」が
生じることを抑制することができ、殊にステッピングモ
ーター及び駆動回路がプリンタ、複写機などに搭載され
る場合に、誤字、脱字もしくは印字の乱れなどが生じる
ことを極力抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の回路図である。

【図２】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する第１のタイミングチャートで
ある。

【図３】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する第２のタイミングチャートで
ある。

【図４】本発明の実施例に係るステッピングモーターの
駆動回路の動作を説明する相状態の遷移図である。

【図５】ステッピングモーターのマイクロステップ駆動
の励磁モードと相状態を説明する図である。

【図６】従来例に係るステッピングモーターの駆動回路
の回路図である。

【図７】従来例の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

（１１） ＣＰＵ（中央演算処理部） （１２） ドライバ（駆動制御部） （１２Ａ）ノイズ除去部 （１２Ｂ）信号生成部 （１２Ｃ）駆動部 （１３） モード設定部 （１４） 立上げ検出回路 （１５） アップダウンカウンタ （１６） ＰＷＭ回路 （１７） 相信号生成部 （１８） 基準信号生成回路 （１９Ａ） Ｄ／Ａコンバータ （１９Ｂ） Ｄ／Ａコンバータ （２０Ａ） コンパレータ （２０Ｂ） コンパレータ （２１） クロック発生回路 （２２） 分周回路 （ＳＭ） ステッピングモーター （Ｆ１〜Ｆ４） パワーＭＯＳＦＥＴ （Ｌ１〜Ｌ４） コイル （Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ） 駆動制御信号 （ＤＳ） 駆動信号 （ＣＫ） 基準クロック （ＫＳ） カウント信号 （ＰＳ） ＰＷＭ信号 （ＳＴ） 基準信号 （DAOUT,DBOUT ） 擬似正弦波 （Ｍ１，Ｍ２） 励磁モード信号 （ＣＬＫ） 回転数指定クロック （ＣＷＢ） 回転方向設定信号 （RESET ） リセット信号 （RETURN） 原点再起動信号 （ＭＯ１，ＭＯ２，ＭＯＩ） 相信号

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−114497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−149797（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−328796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−6699（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122394（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステッピングモーター（ＳＭ）の励磁モ
   ードと、相信号（ＭＯ）を監視しつつ、前記ステッピン
   グモーター（ＳＭ）の励磁命令信号（ＳＳ）を出力する
   中央演算処理部（１１）と、 前記制御命令信号（ＳＳ）に基づいて前記ステッピング
   モーター（ＳＭ）の駆動をし、前記ステッピングモータ
   ー（ＳＭ）の励磁の切り替え時に、該ステッピングモー
   ター（ＳＭ）がどの相にいるか及び該当の相のモータの
   ピークトルクとなる原点にいるか否かを示す相信号（Ｍ
   Ｏ）を前記中央演算処理部（１１）に出力する駆動制御
   部（１２）とを有し、 前記駆動制御部（１２）からの相信号（ＭＯ）にてどの
   相にいるかを確認すると共にモータのピークトルクとな
   る原点にいることを確認し、中央演算処理部（１１）か
   ら前記制御命令信号の内の励磁モード信号を出力し励磁
   モードの切り替えを行うことを特徴とするステッピング
   モーターの駆動回路。
2. 【請求項２】 ステッピングモーター（ＳＭ）の励磁モ
   ードと、相信号（ＭＯ）を監視しつつ、前記ステッピン
   グモーター（ＳＭ）の励磁命令信号（ＳＳ）を出力する
   中央演算処理部（１１）と、 前記制御命令信号（ＳＳ）に基づいて前記ステッピング
   モーター（ＳＭ）の駆動をし、前記ステッピングモータ
   ー（ＳＭ）の励磁の切り替え時に、該ステッピングモー
   ター（ＳＭ）がどの相にいるか及び該当の相のモータの
   ピークトルクとなる原点にいるか否かを示す相信号（Ｍ
   Ｏ）を前記中央演算処理部（１１）に出力する駆動制御
   部（１２）とを有し、 中央演算処理部（１１）にて前記駆動制御部（１２）か
   らの相信号（ＭＯ）によりどの相にいるかを確認すると
   共にモータのピークトルクとなる原点にいることを確認
   しステッピングモーターを停止し、 中央演算処理部（１１）から前記制御命令信号の内の励
   磁モード信号を出力し、励磁モードの切り替えを行うと
   共に、前記相信号（ＭＯ）により原点にいることを確認
   し原点再起動信号を出力し前記ステッピングモーターを
   再起動することを特徴とするステッピングモーターの駆
   動回路。