JP3325485B2 - ステッピングモータ制御方法およびディスク装置 - Google Patents

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
タの制御方法およびディスク装置に関し、特にステッピ
ングモータを用いたピックアップ送りに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディスク装置は短時間でディスク
上の目標位置までピックアップを送る高速アクセス性能
が求められている。ピックアップを送るためのトラバー
スモータとして、ステッピングモータを用いたディスク
装置が製品化されている。ステッピングモータは駆動パ
ルスに対して一定の基本ステップ角づつ回転するため、
ピックアップ送りの移動量をオープン制御し易く、位置
検出手段を必要としないためピックアップの送り機構を
簡略化することができる。

【０００３】以下図面を参照しながら、従来のディスク
装置とステッピングモータ制御方法の一例について説明
する。図７は従来のディスク装置をあらわした構成図で
ある。図７においてピックアップ７ａ上にはレンズ７ｂ
が、バネ７ｃおよびバネ７ｄで接続されている。ステッ
ピングモータ７ｆの回転運動は、リードスクリュウ７ｅ
によってピックアップ７ａに伝達され、ねじ送りによっ
てピックアップ７ａはディスク７ｊの半径方向に直線運
動する。ディスク７ｊは螺旋状のトラックに情報が記録
されており、スピンドルモータ７ｌによって回転数が制
御される。ピックアップ７ａからのエラー信号はサーボ
手段７ｇに接続され、エラー信号が０になるようにバネ
７ｃおよびバネ７ｄを制御する出力信号がピックアップ
７ａに伝達される。システムコントローラ７ｉは、サー
ボ手段７ｇおよびインタフェース手段７ｋおよびスピン
ドルモータ７ｌに接続され、必要に応じてステッピング
モータ制御手段７ｈにピックアップ７ａを送るための駆
動指令信号を伝達する。ステッピングモータ制御手段７
ｈはシステムコントローラ７ｉからの指令を受けステッ
ピングモータ７ｆを制御する。

【０００４】ディスク装置の記録または再生時において
は、レンズ７ｂがディスク７ｊ上の螺旋状のトラックを
追従し続けると、レンズ７ｂが徐々にディスク７ｊの半
径方向に変位しはじめる。レンズ７ｂの変位量はサーボ
手段７ｇによって検出され、システムコントローラ７ｉ
はレンズ７ｂが所定の変位量を越えたことを判別すると
ステッピングモータ制御手段７ｈに駆動指令信号が伝達
される。この駆動指令信号を受けてステッピングモータ
制御手段７ｈは、ステッピングモータ７ｆを微小量づつ
回転させ、レンズ７ｂの変位量を小さく抑えるようにピ
ックアップ７ａをディスク７ｊの半径方向に移動させ
る。そして再びレンズ７ｂが所定の変位量を越えるま
で、ステッピングモータ７ｆは静止状態を維持する。

【０００５】ステッピングモータを微小量づつ回転させ
てピックアップを送る手段としては、（特開平７−２７
２２９１号公報）に示されるように、ステッピングモー
タの基本ステップ角をｎ分割（ｎは２以上の整数）し、
駆動電流を段階的に変化させるマイクロステップ駆動と
呼ばれる制御方法が知られている。以下では従来のステ
ッピングモータの制御方法について説明する。

【０００６】図６は一般的なステッピングモータの内部
構成を簡略的にあらわした構成図である。図６において
６ａはＡ相のコイルに流れる電流をあらわし、６ｂはＢ
相のコイルに流れる電流をあらわしている。回転子６ｃ
は磁極Ｎと磁極Ｓの対を幾つか有する。ステッピングモ
ータの種類によって磁極の対の数は異なる。回転子上の
点Ｐは、Ａ相のコイルに流れる電流６ａおよびＢ相のコ
イルに流れる電流６ｂが変化すると回転運動を開始し、
コイルから発生する磁気力と摩擦負荷のバランスが安定
する点で停止する。点６Ｘおよび点６Ｚは、回転子６ｃ
に存在する幾つかの機械的安定点のうち、互いに隣接す
る２つの点をあらわしている。点６Ｘから点６Ｚまでの
回転角がステッピングモータの基本ステップ角になる。
点６Ｙは、点６Ｘから点６Ｚの間に存在する幾つかの機
械的不安定点のひとつをあらわしている。ステッピング
モータを微小量回転させるためには、点６Ｙに示すよう
な基本ステップ角の間にある機械的不安定点に回転子６
ｃを静止させる必要がある。

【０００７】次にステッピングモータのＡ相およびＢ相
の各コイルに流す電流について説明する。図５は従来の
ステッピングモータ駆動電流を示す波形図である。図５
に示した波形図は、ステッピングモータの基本ステップ
角を２分割して、１／２ステップ角づつ回転させる１−
２相励磁方式と呼ばれる制御方法である。これよりもさ
らに細かくステッピングモータの基本ステップ角をｎ分
割（ｎは２以上の整数）して、１／ｎステップ角づつ回
転させる制御方式も知られているが、ここでは説明を簡
単にするために、ステッピングモータの基本ステップ角
をｎ分割して駆動する制御方法のうち、最も分割数の少
ない２分割で駆動する図５のステッピングモータ駆動電
流について説明する。

【０００８】図５において、５ａはステッピングモータ
のＡ相のコイルに流す電流量と向きを時間軸上で表した
駆動電流波形である。５ｂはステッピングモータのＢ相
のコイルに流す電流量と向きを時間軸上で表した駆動電
流波形である。電流５ａおよび５ｂは、順方向に流れる
場合は正の値であらわし、逆方向に流れる場合は負の値
であらわしている。ステッピングモータを順方向に回転
させる場合の電流波形は図５の左から右へ向かって変化
する。ステッピングモータを逆方向に回転させる場合の
電流波形は図５の右から左へ向かって変化する。図５に
おいて電流の状態が５Ｘから５Ｚへ変化する場合、中間
に状態５Ｙが存在する。状態５Ｙでは図６のＡ相のコイ
ルのみが励磁され、Ｂ相のコイルは励磁されない。従っ
て、図６において点６Ｘと点６Ｚの間にある点６Ｙで停
止することが可能となり、ステッピングモータの基本ス
テップ角の１／２ステップ角の位置で停止することがで
きる。このようにステッピングモータの基本ステップ角
をｎ分割して駆動することにより、ステッピングモータ
を微小量づつ回転させることが可能になる。ディスク装
置のピックアップ送りに用いた場合は、ディスクの記録
または再生中にピックアップをディスクの半径方向に微
小量づつ送ることが可能になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のよ
うなステッピングモータ制御方法およびディスク装置で
は、次の３つの問題点を有していた。

【００１０】第１の問題点は、ステッピングモータを微
小回転させる際に、ピックアップに大きな加速度が生じ
ることである。図５においてステッピングモータを微小
回転させる際は、例えば状態５Ｘから状態５Ｙへステッ
ピングモータの駆動電流が階段状に一瞬で変化する。こ
の時ステッピングモータに大きな起動トルクが発生し、
ピックアップに大きな加速度が加えられる。これによっ
てピックアップのレンズが揺れ、ディスクのトラック上
からレーザーの光点がずれ、オフトラックが発生する。
オフトラック量が大きいと、データ記録時には正確なデ
ータが記録できなかったり、データ再生時には再生デー
タのエラーレートが悪化する。

【００１１】第２の問題点は、ステッピングモータ制御
手段を設計した後でステッピングモータの品種やピック
アップ送り機構の仕様が変更された場合に、ステッピン
グモータの駆動電流波形が一定であるために、ステッピ
ングモータの回転量を調整できない点である。前述のよ
うな設計仕様の変更があった場合、ステッピングモータ
の発生トルクとピックアップ送り機構の摩擦負荷のバラ
ンスが崩れ、ステッピングモータが基本ステップ角の間
にある機械的不安定点に正確に停止することができなく
なり、ステッピングモータの回転角の誤差が大きくな
る。回転角の誤差はピックアップの送り量の誤差にな
る。前述のように、ディスク装置の記録または再生時に
おいて、ピックアップが螺旋状のトラックを追従し続け
ると、ピックアップのレンズ部分が徐々にディスクの半
径方向に変位する。これに伴いステッピングモータを微
小量づつ回転させ、レンズの変位量を小さく抑えるよう
にピックアップ全体をディスクの半径方向に移動させる
ことが必要になる。ピックアップの送り量の誤差が大き
いと、レンズの変位量と同じ距離だけピックアップを送
ることが困難になる。レンズの変位量と異なる距離をピ
ックアップが移動すると、トラックに追従するレンズは
ピックアップ内で大きく変位した状態となり、フォーカ
スサーボやトラッキングサーボ特性が悪化しフォーカス
飛びやトラッキング外れが発生する。

【００１２】第３の問題点は、ステッピングモータを回
転させた後に静止させた状態でも、ステッピングモータ
のコイルに常に電流が流れているため、ステッピングモ
ータ自身が発熱し、無駄な電力を消費することになる。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑み、ステッピング
モータの基本ステップ角をｎ分割（ｎは２以上の整数）
して駆動する際に、ピックアップ送り時のオフトラック
量を減少し、レンズの変位量を減少させ、さらにステッ
ピングモータの消費電力を下げるステッピングモータ制
御方法およびこれを用いたディスク装置を提供するもの
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明に係るステッピングモータ制御方法は、１−
２相励磁方式でステッピングモータを駆動した場合に２
相のコイルが励磁されているとき、ステッピングモータ
の回転子が停止可能な位置をステッピングモータの機械
的安定点とし、回転子の前記機械的安定点以外の位置を
機械的不安定点とし、互いに隣接する機械的安定点間の
角度を基本ステップ角としたとき、前記基本ステップ角
をｎ分割（ｎは２以上の整数）して駆動するステッピン
グモータ制御方法において、前記ステッピングモータを
機械的不安定点に静止させるときに、当該機械的不安定
点に至るまでの回転子の回転方向に応じて、前記ステッ
ピングモータを静止させるためにコイルに流れる駆動電
流の向き、またはコイルに流れる電流量を変えるステッ
ピングモータ制御方法であって、前記ステッピングモー
タの機械的不安定点に静止させるための駆動電流を可変
にするステップと、前記ステッピングモータを回転させ
て静止させた後に、前記ステッピングモータの駆動電流
を時間に比例して徐々に減少させ、回転に要した電流量
よりも小さな電流量で回転子の回転角をホールドするス
テップと、前記回転子の回転角をホールドするための電
流量を可変にするステップと、前記ステッピングモータ
が機械的安定点に静止しているときの電流量よりも、機
械的不安定点に静止しているときの電流量の方を多くす
るステップと、を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のステッピングモー
タ制御方法およびディスク装置の実施例について、図面
を参照しながら説明する。

【００１６】（実施例１）図１は本発明のディスク装置
をあらわした構成図である。本発明のディスク装置は、
前述した図７の従来のディスク装置と同様の構成である
が、構成要素の１ｈステッピングモータ制御手段が従来
と異なる。以下図１の本発明のディスク装置について説
明する。

【００１７】図１においてピックアップ１ａ上にはレン
ズ１ｂが、バネ１ｃおよびバネ１ｄで接続されている。
ステッピングモータ１ｆの回転運動は、リードスクリュ
ウ１ｅによってピックアップ１ａに伝達され、ねじ送り
によってピックアップ１ａはディスク１ｊの半径方向に
直線運動する。ディスク１ｊは螺旋状のトラックに情報
が記録されており、スピンドルモータ１ｌによって回転
数が制御される。ピックアップ１ａからのエラー信号は
サーボ手段１ｇに接続され、エラー信号が０になるよう
にバネ１ｃおよびバネ１ｄを制御する出力信号がピック
アップ１ａに伝達される。システムコントローラ１ｉ
は、サーボ手段１ｇおよびインタフェース手段１ｋおよ
びスピンドルモータ１ｌに接続され、必要に応じてステ
ッピングモータ制御手段１ｈにピックアップ１ａを送る
ための駆動指令信号を伝達する。ステッピングモータ制
御手段１ｈはシステムコントローラ１ｉからの指令を受
けステッピングモータ１ｆを制御する。

【００１８】ディスク装置の記録または再生時において
は、レンズ１ｂがディスク１ｊ上の螺旋状のトラックを
追従し続けると、レンズ１ｂが徐々にディスク１ｊの半
径方向に変位しはじめる。レンズ１ｂの変位量はサーボ
手段１ｇによって検出され、システムコントローラ１ｉ
はレンズ１ｂが所定の変位量を越えたことを判別すると
ステッピングモータ制御手段１ｈに駆動指令信号が伝達
される。この駆動指令信号を受けてステッピングモータ
制御手段１ｈは、ステッピングモータ１ｆを微小量づつ
回転させ、レンズ１ｂの変位量を小さく抑えるようにピ
ックアップ１ａをディスク１ｊの半径方向に移動させ
る。

【００１９】図２は本発明の実施例１のステッピングモ
ータ駆動電流をあらわした波形図である。図２におい
て、２ａはステッピングモータのＡ相のコイルに流す電
流量と向きを時間軸上で表した駆動電流波形である。２
ｂはステッピングモータのＢ相のコイルに流す電流量と
向きを時間軸上で表した駆動電流波形である。電流２ａ
および２ｂは、順方向に流れる場合は正の値であらわ
し、逆方向に流れる場合は負の値であらわしている。ス
テッピングモータを順方向に回転させる場合の電流波形
は図２の左から右へ向かって変化する。ステッピングモ
ータを逆方向に回転させる場合の電流波形は図２の右か
ら左へ向かって変化する。

【００２０】以上のようにあらわされたステッピングモ
ータ駆動電流について、以下図２および図６を用いてそ
の動作を説明する。図２においてステッピングモータの
駆動電流が状態２Ｘから状態２Ｙへ変化する際に、Ｂ相
の駆動電流２ｂが時間に比例して傾きＫで徐々に変化し
状態２Ｙの電流量に至る。ステッピングモータの回転時
に駆動電流を階段状に一瞬で変化させるのではなく、駆
動電流を時間に比例して傾きＫで徐々に変化させること
によって、ステッピングモータに発生する起動トルクの
変化を小さく抑えることができる。このとき図６ではス
テッピングモータに対して、従来例のように急激に大き
な起動トルクが発生しないために、ステッピングモータ
の回転子６ｃ上の点Ｐは点６Ｘの位置から点６Ｙの位置
へなめらかに変化する。

【００２１】以上のように本発明の実施例１に示したよ
うに、ステッピングモータの駆動電流を回転前の状態か
ら回転後の状態まで時間に比例して傾きＫで変化させる
ことにより、ステッピングモータに発生する起動トルク
の変化を小さく抑えることができる。

【００２２】またステッピングモータの駆動電流を時間
に比例して傾きＫで変化させていく場合に、実際にステ
ッピングモータが回転を始める電流量までは駆動電流の
傾きＫを大きくし、ステッピングモータが回転を始める
付近からは駆動電流の傾きＫを小さくすることによっ
て、ステッピングモータ起動時の加速度をさらに小さく
抑えることが可能になる。

【００２３】前述した実施例１のステッピングモータ制
御方法をディスク装置に用いる場合について説明する。
図１に示した本発明のディスク装置のステッピングモー
タ制御手段１ｈに実施例１のステッピングモータ制御方
法を用いる場合は、図２で示した駆動電流の傾きＫの大
きさを可変にすることが望ましい。図１においてステッ
ピングモータ制御手段１ｈはアナログ回路で作成しても
良いが、コストを安くするためにディジタル回路、また
はマイコンのソフトウェア、またはＬＳＩの組込みファ
ームウェアなどのディジタル手段を用いて作成しても良
い。ディジタル手段の場合は、量子化によってステッピ
ングモータの駆動電流波形がディジタルの分解能レベル
で階段状に変化する。しかし、ステッピングモータに急
激な加速度を発生させるような粗い分解能でなければ、
ディジタル手段でも本発明の効果を得ることができる。
また、システムコントローラ１ｉには駆動電流の傾きＫ
の値を変更するための指令信号を追加する。

【００２４】以上のような構成で、例えばディスクの記
録速度または再生速度がＭ倍(Ｍは２以上の整数)になっ
た場合について述べる。ディスクの回転数がＭ倍に上昇
すると、記録または再生時にトラックを追従するレンズ
もＭ倍の速度でディスクの半径方向に変位していく。こ
れに対してステッピングモータの駆動電流の傾きＫが一
定であった場合、レンズが変位する速度に対してピック
アップの送り速度が不足して、レンズの変位にピックア
ップの送りが追いつかないことが考えられる。ピックア
ップの送り速度はステッピングモータの駆動電流の傾き
Ｋの大きさに比例する。従って、ステッピングモータの
駆動電流の傾きＫを可変にしておくことによって、シス
テムコントローラ１ｉはディスクの回転数に応じてステ
ッピングモータの駆動電流の傾きＫの値を変更し、レン
ズが変位する速度に充分追いつくことができる速度でピ
ックアップを追従させることが可能になる。

【００２５】以上の本発明の実施例１に示したように、
ステッピングモータの基本ステップ角をｎ分割（ｎは２
以上の整数）して駆動するステッピングモータ制御方法
において、ステッピングモータを１／ｎステップ角回転
させる際に、ステッピングモータの駆動電流を回転前の
状態から回転後の状態まで時間に比例して傾きＫで変化
させることによって、ステッピングモータ起動時の加速
度を小さく抑えることができる。

【００２６】また実施例１のステッピングモータ制御方
法をディスク装置のピックアップ送りに用いた場合は、
ステッピングモータによって送られるピックアップに大
きな加速度は加えられないため、レンズの揺れ小さくな
りオフトラック量を減少させることができる。さらにス
テッピングモータの駆動電流の傾きＫを可変にすると、
ディスクの回転数に応じて傾きＫを変更することによっ
てレンズが変位する速度にピックアップの送りを追従さ
せることが可能になる。

【００２７】（実施例２）以下、本発明の実施例２につ
いて図面を参照しながら説明する。図３は本発明の実施
例２におけるステッピングモータの駆動電流をあらわし
た波形図である。図３において、３ａはステッピングモ
ータのＡ相のコイルに流す電流量と向きを時間軸上で表
した駆動電流波形である。３ｂはステッピングモータの
Ｂ相のコイルに流す電流量と向きを時間軸上で表した駆
動電流波形である。電流３ａおよび３ｂは、順方向に流
れる場合は正の値であらわし、逆方向に流れる場合は負
の値であらわしている。また３Ｆはステッピングモータ
を順方向に回転させる場合の電流波形をあらわしてお
り、駆動電流波形は図３の左から右へ向かって変化す
る。３Ｒはステッピングモータを逆方向に回転させる場
合の電流波形をあらわしており、駆動電流波形は図３の
右から左へ向かって変化する。

【００２８】以上のようにあらわされたステッピングモ
ータ駆動電流について、以下図３および図６を用いてそ
の動作を説明する。図３でステッピングモータを順方向
に回転させる場合において、駆動電流が状態３Ｘから状
態３Ｙへ変化する際に、Ｂ相の駆動電流３ｂが時間に比
例して徐々に変化し、駆動電流３Ｆに従って状態３Ｙの
電流量に至る。実施例１と同様にステッピングモータの
回転時に駆動電流を階段状に一瞬で変化させるのではな
く、駆動電流を時間に比例して徐々に変化させることに
よって、ステッピングモータに発生する起動トルクを小
さく抑えることができる。しかしステッピングモータに
発生する起動トルクに対してステッピングモータにかか
る摩擦負荷が大きい場合は、図６において回転子６ｃの
点Ｐは点６Ｙの位置に至る前に摩擦負荷に負けて停止し
てしまい、正確にステッピングモータの回転角を制御で
きなくなる。そこで図３においてＢ相の駆動電流３ｂを
電流波形３Ｆに示すように、実施例１の電流量よりもさ
らにプラス方向に電流量αだけ多く流すことによってス
テッピングモータの回転角を調整することができる。電
流量αによる調整によって図６における回転子６ｃの点
Ｐは点６Ｙの位置に正確に停止することが可能になる。

【００２９】ステッピングモータを逆方向に回転させる
場合は、図３において駆動電流が状態３Ｚから状態３Ｙ
へ変化する際に、前述の順方向回転時の駆動電流３Ｆと
は異なる駆動電流３Ｒに従って状態３Ｙの電流量に至
る。駆動電流３Ｒはコイルに流れる電流量をマイナス方
向に電流量αだけ多く流すことによって、ステッピング
モータの回転角を調整することができる。

【００３０】前述した実施例２のステッピングモータ制
御方法をディスク装置に用いる場合について説明する。
図１に示した本発明のディスク装置のステッピングモー
タ制御手段１ｈに実施例２のステッピングモータ制御方
法を用いる場合は、図３で示した調整のための電流量α
の大きさを可変にすることが望ましい。図１においてス
テッピングモータ制御手段１ｈは実施例１で述べた手段
で作成する。システムコントローラ１ｉには電流量αの
値を変更するための指令信号を追加する。

【００３１】以上のような構成で、例えばステッピング
モータの品種が変更されたり、ディスク装置のメカ仕様
が変更された場合など、ステッピングモータのトルクと
摩擦負荷の関係がステッピングモータ制御手段の設計時
と異なることがある。このような仕様変更があった場合
でも電流量αの大きさ可変にしておくことで、図６にお
ける回転子６ｃ上の点Ｐが正確に点６Ｙの位置に静止す
るように電流量αを調整することができる。従ってディ
スク装置の構成に仕様変更が生じても、ステッピングモ
ータの回転量すなわちピックアップの送り量が一定にな
るように後から調整することが可能になる。

【００３２】以上のように本発明の実施例２に示したよ
うに、ステッピングモータを基本ステップ角以外の機械
的不安定点に静止させる際に、機械的不安定点に至るま
での回転方向によって駆動電流の向きと電流量を変える
ことにより、ステッピングモータの回転角を正確に制御
することができる。この制御方法をディスク装置に用い
た場合は、ディスク装置の仕様変更に対してもピックア
ップの送り量を後から調整することが可能になり、レン
ズがピックアップ内で大きく変位した状態を防ぎ、フォ
ーカスサーボやトラッキングサーボの特性の悪化を防ぐ
ことができる。

【００３３】（実施例３）以下、本発明の実施例３につ
いて図面を参照しながら説明する。図４は本発明の実施
例３のステッピングモータの駆動電流をあらわした波形
図である。図４において、実線は本発明の駆動電流波形
をあらわし、一点鎖線は比較のために実施例１の駆動電
流波形をあらわしている。４ａはステッピングモータの
Ａ相のコイルに流す電流量と向きを時間軸上で表した駆
動電流波形である。４ｂはステッピングモータのＢ相の
コイルに流す電流量と向きを時間軸上で表した駆動電流
波形である。駆動電流４ａおよび４ｂは、順方向に流れ
る場合は正の値であらわし、逆方向に流れる場合は負の
値であらわしている。またステッピングモータを順方向
に回転させる場合の電流波形は図４の左から右へ向かっ
て変化する。ステッピングモータを逆方向に回転させる
場合の電流波形は図４の右から左へ向かって変化する。

【００３４】以上のようにあらわされたステッピングモ
ータ駆動電流について、以下ステッピングモータが基本
ステップ角の位置、すなわち機械的安定点に静止する場
合の動作について説明する。図４においてステッピング
モータの駆動電流が状態４ＹＣから状態４ＺＡへ変化す
る際に、Ｂ相の駆動電流４ｂが時間に比例して０の値か
ら徐々に正の値へ増加する。この時図６では回転子６ｃ
の点Ｐが点６Ｙから点６Ｚへ回転する。ここで回転子６
ｃが目的の点６Ｚへ回転を終了した後に、図４において
状態４ＺＡで示されるようにＡ相の駆動電流４ａとＢ相
の駆動電流４ｂを同時に同じ割合で徐々に０に向かって
減少させ、ともに電流量βだけ残して４ＺＢのホールド
状態へ移る。そして再び順方向へ回転させる時には、状
態４ＺＣで示されるようにＡ相の駆動電流４ａとＢ相の
駆動電流４ｂを同時に同じ割合で徐々に増加させ、現在
位置に至る直前の状態まで駆動電流を増加させる。その
後、次の状態へ向けてＡ相の駆動電流４ａを変化させて
いく。状態４ＺＡや状態４ＺＣでは、いずれもステッピ
ングモータのＡ相とＢ相の両方のコイルが発生するトル
クの釣り合いで回転子が静止している。従ってどちらか
一方だけのコイルに流れる電流量を減少させると、両方
のコイルが発生するトルクの釣り合いが崩れて回転子が
動いてしまう。従ってＡ相とＢ相の両方のコイルに流れ
る電流量を同じ割合で減少または増加させることで、回
転子は現在位置のまま静止状態を保つようになる。

【００３５】同様に基本ステップ角以外の機械的不安定
点に静止する場合の動作について、図４および図６を用
いてその動作を説明する。図４においてステッピングモ
ータを順方向に回転させる場合において、駆動電流が状
態４ＸＣから状態４ＹＡへ変化する際に、Ｂ相の駆動電
流４ｂが時間に比例して負の値から徐々に０へ変化す
る。この時図６では回転子６ｃの点Ｐが点６Ｘから点６
Ｙへ回転する。ここで回転子６ｃが目的の点６Ｙへ回転
を終了した後に、図４において状態４ＹＡで示されるよ
うにＡ相の駆動電流４ａを時間に比例して徐々に０に向
かって減少させ、電流量βだけ残して状態４ＹＢの静止
状態へ移る。そして再び順方向へ回転させる時には、状
態４ＹＣで示されるようにＡ相の駆動電流４ａを時間に
比例して徐々に増加させ、現在位置に至る直前の状態ま
で駆動電流を増加させる。その後、状態４ＺＡへ向けて
Ｂ相の駆動電流４ｂを正の値で増加させていく。状態４
ＹＡや状態４ＹＣでは、いずれも時間に比例して徐々に
コイルの電流量を減少または増加させることで、ステッ
ピングモータのトルクを時間に対して緩やかに変化させ
る。回転子はトルクの急激な変化を受けないため摩擦力
によって現在位置のまま静止状態を保つようになる。図
４の状態４ＹＢではステッピングモータのコイルに流れ
る電流量をβだけ残している。この理由は図６において
点Ｙはステッピングモータの基本ステップ角以外の機械
的不安定点であるため、コイルに流れる電流量を完全に
０にすると回転子６ｃはメカの摩擦力だけで停止した状
態になる。この状態で振動が加えられると、回転子６ｃ
は機械的安定点である６Ｘや６Ｚへずれてしまう。ディ
スク装置でこの現象が発生すると、ピックアップが振動
で動くことになりフォーカスサーボやトラッキングサー
ボの特性が悪化する。そこで実施例３ではコイルに流れ
る電流量を完全に０にするのではなく、振動が加えられ
ても回転子が動かないように電流量βだけ残した状態で
静止させている。

【００３６】前述した実施例３のステッピングモータ制
御方法をディスク装置に用いる場合について説明する。
図１に示した本発明のディスク装置のステッピングモー
タ制御手段１ｈに実施例３のステッピングモータ制御方
法を用いる場合は、図４で示した静止のための電流量β
の大きさを可変にすることが望ましい。図１においてス
テッピングモータ制御手段１ｈは、実施例１で述べた手
段を用いて作成する。システムコントローラ１ｉには電
流量βの値を変更するための指令信号を追加する。

【００３７】以上のような構成で、例えばステッピング
モータの品種が変更されたり、ディスク装置のメカ仕様
が変更された場合など、ステッピングモータのトルクと
摩擦負荷の関係がステッピングモータ制御手段の設計時
と異なることがある。このような仕様変更があった場合
でも電流量βの大きさを可変にしておくことで、後から
必要最小限の電流量で静止状態を維持するように調整す
ることが可能になる。

【００３８】また図４において状態４ＸＢおよび状態４
ＺＢはステッピングモータの基本ステップ角の位置、す
なわち図６の点６Ｘや点６Ｚで示された機械的安定点で
あるため、機械的不安定点の点６Ｙよりも力学的に安定
し静止位置がずれにくい特性がある。従って電流量βを
可変にしておくと、機械的安定点の点６Ｘや点６Ｚで静
止状態を維持するための電流量を、機械的不安定点の６
Ｙで静止状態を維持するための電流量よりも減少させる
ことで、静止状態におけるステッピングモータの消費電
力や発熱をさらに抑えることができる。

【００３９】このように実施例３では回転子が目的の点
に回転した後に、回転子の位置はそのまま動かさずにス
テッピングモータのコイルに流れる電流量を時間に比例
して徐々に減少させて電流量βだけ残した状態で静止さ
せることによって、静止状態におけるステッピングモー
タの消費電力を減少させ、ステッピングモータの発熱を
防ぐことができる。また電流量βを可変にすることで、
ディスク装置のメカ仕様が変更された場合でも必要最小
限の消費電力でステッピングモータの静止状態を維持す
ることができる。さらに、ステッピングモータの静止点
が機械的安定点か機械的不安定点であるかによって、各
停止点における必要最小限の消費電力でステッピングモ
ータの静止状態を維持することが可能になる。

【００４０】（実施例４）以下、本発明の実施例４につ
いて図面を参照しながら説明する。図１においてディス
ク装置に振動が内部的または外部的に発生すると、ピッ
クアップ１ｂが揺れてサーボ手段１ｇには振動が無い通
常の場合よりも大きな振幅のエラー信号が伝達される。
エラー信号はトラッキングエラー信号、フォーカスエラ
ー信号のどちらでも良い。システムコントローラ１ｉで
は所定の大きさよりも大きな振幅のエラーが検出された
場合はディスク装置に振動が発生したことを判別し、ス
テッピングモータ制御手段１ｈに対して、静止状態の電
流量を増加させる指令信号を伝達する。ステッピングモ
ータ制御手段１ｈでは、実施例３の図４で説明したステ
ッピングモータを現在位置に静止させるための電流量β
を通常の電流量よりも増加させる。

【００４１】また振動が収まった場合サーボ手段１ｇに
は振幅の小さなエラー信号が伝達される。システムコン
トローラ１ｉでは、ある一定時間エラー信号の振幅が大
きくならなければ振動がなくなったことを判別し、ステ
ッピングモータ制御手段１ｈに対して電流量βを減少さ
せ通常の電流量に戻す指令信号を伝達する。システムコ
ントローラ１ｉからの指令信号を受けたステッピングモ
ータ制御手段１ｈは、電流量βを減少させ通常の静止状
態の電流量に戻す。

【００４２】このように実施例４ではサーボ手段のエラ
ー信号から振動を検出し、ステッピングモータの静止に
要する電流量を通常よりも増加させることによって、ス
テッピングモータの静止位置、すなわちピックアップの
静止位置が振動でずれることを防ぐことができる。従っ
て、ディスク装置に振動が発生してもピックアップの位
置がずれないために、フォーカス飛びやトラッキング外
れを防止することができる。振動が収まった場合は通常
の電流量に減少するため、振動に対して必要最小限の消
費電力でステッピングモータの静止状態を維持すること
ができる。

【００４３】なお本発明の実施例では螺旋状のトラック
を記録または再生する例で説明を行ったが、同心円状の
トラックを記録または再生する場合においても、隣接す
るトラックへ次々とレンズが移動してピックアップ上で
レンズの変位が発生するため、ピックアップの送りが必
要になる。従って同心円状のトラックの場合でも本発明
が適用できる。

【００４４】また本発明の実施例ではステッピングモー
タの駆動電流を変化させて説明を行ったが、ステッピン
グモータのコイルの端子間電圧を変化させても同等の効
果が得られる。

【００４５】また本発明の実施例ではステッピングモー
タの基本ステップ角を２分割して、１／２ステップ角づ
つ回転させる１−２相励磁の例で説明を行ったが、２分
割よりもさらに細かくステッピングモータの基本ステッ
プ角をｎ分割（ｎは２以上の整数）して、１／ｎステッ
プ角づつ回転させるステッピングモータ制御方式に本発
明を適用しても同等の効果が得られることは言うまでも
ない。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、ステッピングモ
ータの基本ステップ角をｎ分割（ｎは２以上の整数）し
て駆動するステッピングモータ制御方法において、前記
ステッピングモータを１／ｎステップ角回転させる際
に、前記ステッピングモータの駆動電流を回転前の状態
から回転後の状態まで時間に比例して傾きＫで変化させ
ることによって、ステッピングモータに発生する起動ト
ルクの変化を小さくを抑えることができる。従ってディ
スク装置のピックアップ送りに用いた場合は、ステッピ
ングモータによって送られるピックアップに大きな加速
度は加えられないため、レンズの揺れ小さくなりオフト
ラック量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスク装置の構成図

【図２】本発明の実施例１におけるステッピングモータ
駆動電流の波形図

【図３】本発明の実施例２におけるステッピングモータ
駆動電流の波形図

【図４】本発明の実施例３におけるステッピングモータ
駆動電流の波形図

【図５】従来のステッピングモータ駆動電流の波形図

【図６】ステッピングモータの構成図

【図７】従来のディスク装置の構成図

【符号の説明】

１ａ ピックアップ １ｂ レンズ １ｃ バネ １ｄ バネ １ｅ リードスクリュウ １ｆ ステッピングモータ １ｇ サーボ手段 １ｈ ステッピングモータ制御手段 １ｉ システムコントローラ １ｊ ディスク １ｋ インタフェース手段 １ｌ スピンドルモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 清 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 三原 和博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 甲斐 勤 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 赤木 規孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 春井 正徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 甲野 和彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−149892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−144797（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−294000（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−71397（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−69872（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−275591（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−53700（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−6939（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−2399（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 8/00 G11B 7/09

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １−２相励磁方式でステッピングモータ
   を駆動した場合に２相のコイルが励磁されているとき、
   ステッピングモータの回転子が停止可能な位置をステッ
   ピングモータの機械的安定点とし、回転子の前記機械的
   安定点以外の位置を機械的不安定点とし、互いに隣接す
   る機械的安定点間の角度を基本ステップ角としたとき、 前記基本ステップ角をｎ分割（ｎは２以上の整数）して
   駆動するステッピングモータ制御方法において、前記ス
   テッピングモータを機械的不安定点に静止させるとき
   に、当該機械的不安定点に至るまでの回転子の回転方向
   に応じて、前記ステッピングモータを静止させるために
   コイルに流れる駆動電流の向き、またはコイルに流れる
   電流量を直線的に変えるステッピングモータ制御方法で
   あって、 前記ステッピングモータの機械的不安定点に静止させる
   ための駆動電流を可変にするステップと、 前記ステッピングモータを回転させて静止させた後に、
   前記ステッピングモータの駆動電流を時間に比例して徐
   々に減少させ、回転に要した電流量よりも小さな電流量
   で回転子の回転角をホールドするステップと、 前記回転子の回転角をホールドするための電流量を可変
   にするステップと、 前記ステッピングモータが機械的安定点に静止している
   ときの電流量よりも、機械的不安定点に静止していると
   きの電流量の方を多くするステップと、 を有する ステッピングモータ制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のステッピングモータ制
   御方法を用いたステッピングモータを具備するディスク
   装置。