JP3374577B2

JP3374577B2 - ステッピングモータ駆動制御回路

Info

Publication number: JP3374577B2
Application number: JP4527995A
Authority: JP
Inventors: 章二神
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH08251990A

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
を、それに設けられた駆動コイルに正弦波状のレベル変
化を有する電流が流れるようにして駆動するステッピン
グモータ駆動制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータの駆動にあたり、例
えば、そのステッピングモータに設けられた一対の駆動
コイルに、各々が正弦波状の波形を有し、位相が９０度
異なる二つの電流、即ち、直交位相関係にある正弦波電
流と余弦波電流とを流して駆動する正弦波駆動を行うこ
とは、ステッピングモータの振動，駆動騒音等の軽減を
図る観点からは、極めて有効な手法である。そして、ス
テッピングモータについての正弦波駆動は、ステッピン
グモータに対するモータ駆動回路が設けられ、そのモー
タ駆動回路を通じてステッピングモータの駆動コイルに
正弦波電流もしくは余弦波電流が供給されることにより
行われる。

【０００３】斯かる際、モータ駆動回路からステッピン
グモータの駆動コイルに正弦波電圧もしくは余弦波電圧
が直接的に印加され、それにより、駆動コイルに正弦波
電流もしくは余弦波電流が流れるようにされる場合に
は、モータ駆動回路における電力損失が比較的大となっ
てしまう。そこで、モータ駆動回路における電力損失を
低減させるべく、ステッピングモータについてのパルス
幅変調（ＰＷＭ）駆動方式をとることが提案されてい
る。

【０００４】ステッピングモータについてのＰＷＭ駆動
方式においては、ステッピングモータの駆動コイルに流
れるべき正弦波電流もしくは余弦波電流に対応する正弦
波信号もしくは余弦波信号が用意され、その正弦波信号
もしくは余弦波信号のレベル変化に応じて変化するパル
ス幅を有したＰＷＭ信号が形成されて、それがモータ駆
動回路に供給される。それにより、モータ駆動回路から
ステッピングモータの駆動コイルにＰＷＭ信号が印加さ
れて、ステッピングモータの駆動コイルには、小刻みな
レベル変動が伴われるものの、実質的な正弦波電流もし
くは余弦波電流が流れることとなる。

【０００５】さらに、ステッピングモータについてのＰ
ＷＭ駆動を行うにあたり、ステッピングモータの回転数
あるいはステッピングモータに対する負荷の変動に応じ
て、ステッピングモータの駆動コイルに印加されるＰＷ
Ｍ信号に対応する正弦波信号もしくは余弦波信号の振幅
を変化させ、それにより、モータ駆動回路を含むステッ
ピングモータ駆動制御回路全体に関する低消費電力化を
図ることが提案されている。

【０００６】図３は、ステッピングモータについてのＰ
ＷＭ駆動を行う従来のステッピングモータ駆動制御回路
の例を示す。

【０００７】図３に示されるステッピングモータ駆動制
御回路は、ステッピングモータ１０を駆動するものとさ
れている。そして、このステッピングモータ駆動制御回
路にあっては、正弦波信号発生部１１及び余弦波信号発
生部１２が備えられている。正弦波信号発生部１１及び
余弦波信号発生部１２は、所定の周波数をもって直交位
相関係にある正弦波信号Ｓｓ及び余弦波信号Ｓｃを夫々
発生する。また、複数（ｎ個）（ｎは、例えば、３以上
の正整数）のデータメモリ区分が設けられたリードオン
リメモリ（ＲＯＭ）１３が備えられている。このＲＯＭ
１３におけるｎ個のデータメモリ区分には、正弦波信号
発生部１１及び余弦波信号発生部１２が夫々発生する正
弦波信号Ｓｓ及び余弦波信号Ｓｃについての振幅をあら
わす波形データＤＬ１，ＤＬ２，・・・・・，ＤＬｎが
夫々格納されている。波形データＤＬ１〜ＤＬｎにより
あらわされる振幅は、例えば、波形データＤＬ１から波
形データＤＬｎへと順次増大もしくは減少していくもの
とされる。

【０００８】そして、ＲＯＭ１３に対しては、読出制御
データ形成部１４が設けられている。読出制御データ形
成部１４は、例えば、ステッピングモータ１０の回転あ
るいはステッピングモータ１０に対する負荷の変動に応
じて変化する制御信号ＣＭが供給され、その制御信号Ｃ
Ｍに応じて、ＲＯＭ１３におけるｎ個のデータメモリ区
分のいずれかから、そこに格納された波形データＤＬ１
〜ＤＬｎのいずれかを読み出すための読出制御データＤ
ｒを形成し、その読出制御データＤｒをもってＲＯＭ１
３に対する読出制御を行う。それにより、ＲＯＭ１３か
ら、読出制御データＤｒに従って、波形データＤＬ１〜
ＤＬｎのいずれかである波形データＤＬｘが読み出され
る。

【０００９】ＲＯＭ１３から読み出された波形データＤ
Ｌｘは、正弦波信号発生部１１及び余弦波信号発生部１
２の夫々に供給される。それにより、正弦波信号発生部
１１において、正弦波信号Ｓｓが波形データＤＬｘがあ
らわす振幅を有するものとして得られ、また、余弦波信
号発生部１２において、余弦波信号Ｓｃが波形データＤ
Ｌｘがあらわす振幅を有するものとして得られる。

【００１０】正弦波信号発生部１１から得られる図４
（横軸は時間をあらわす）のＡに示される如くの正弦波
信号Ｓｓ、及び、余弦波信号発生部１２から得られる図
４のＢに示される如くの余弦波信号Ｓｃは、夫々、ＰＷ
Ｍ信号形成部１５及びＰＷＭ信号形成部１６に供給され
る。ＰＷＭ信号形成部１５及びＰＷＭ信号形成部１６の
各々には、基準信号発生部１７からの図４のＣに示され
る如くの基準信号Ｐｒも供給される。基準信号Ｐｒは、
一定の周波数を有した極めて狭幅なパルスの列から成る
信号である。

【００１１】ＰＷＭ信号形成部１５においては、基準信
号Ｐｒの周期に応じた周期を有し、かつ、正弦波信号Ｓ
ｓのレベル変化に応じて変化するパルス幅を有した、図
４のＤに示される如くのＰＷＭ信号Ｐｓが形成される。
また、ＰＷＭ信号形成部１６においては、基準信号Ｐｒ
の周期に応じた周期を有し、かつ、余弦波信号Ｓｃのレ
ベル変化に応じて変化するパルス幅を有した、図４のＥ
に示される如くのＰＷＭ信号Ｐｃが形成される。

【００１２】ＰＷＭ信号形成部１５から得られるＰＷＭ
信号Ｐｓは、駆動部１８における一対の入力端子の一方
に直接的に供給されるとともに、極性反転部１９を通じ
て反転ＰＷＭ信号Ｐｓ’とされて、駆動部１８における
一対の入力端子の他方に供給される。駆動部１８は、ス
テッピングモータ１０における一対の駆動コイル２２及
び２３のうちの一方である駆動コイル２２の両端が接続
された一対の出力端子を有していて、駆動コイル２２に
ＰＷＭ信号Ｐｓに基づく駆動電圧Ｐｓｄと反転ＰＷＭ信
号Ｐｓ’に基づく反転駆動電圧Ｐｓｄ’とを差動的に印
加し、それにより駆動コイル２２に、図４のＦに示され
る如くの駆動電流Ｉｓｄが流れるようになす。

【００１３】駆動コイル２２に流れる駆動電流Ｉｓｄ
は、ＰＷＭ信号Ｐｓのレベル変化に対応した比較的小刻
みな上り傾斜と下り傾斜とが繰り返されるレベル変動を
有し、全体的には、図４のＦにおいて一点鎖線により示
される如くに、正弦波信号Ｓｓに対応する正弦波形をと
る。従って、駆動コイル２２には、実質的に正弦波信号
Ｓｓに対応する正弦波形を有した駆動電流が流れること
になる。

【００１４】また、ＰＷＭ信号形成部１６から得られる
ＰＷＭ信号Ｐｃは、駆動部２０における一対の入力端子
の一方に直接的に供給されるとともに、極性反転部２１
を通じて反転ＰＷＭ信号Ｐｃ’とされて、駆動部２０に
おける一対の入力端子の他方に供給される。駆動部２０
は、ステッピングモータ１０における一対の駆動コイル
２２及び２３のうちの他方である駆動コイル２３の両端
が接続された一対の出力端子を有していて、駆動コイル
２３にＰＷＭ信号Ｐｃに基づく駆動電圧Ｐｃｄと反転Ｐ
ＷＭ信号Ｐｃ’に基づく反転駆動電圧Ｐｃｄ’とを差動
的に印加し、それにより駆動コイル２３に、図４のＧに
示される如くの駆動電流Ｉｃｄが流れるようになす。

【００１５】駆動コイル２３に流れる駆動電流Ｉｃｄ
は、ＰＷＭ信号Ｐｃのレベル変化に対応した比較的小刻
みな上り傾斜と下り傾斜とが繰り返されるレベル変動を
有し、全体的には、図４のＧにおいて一点鎖線により示
される如くに、余弦波信号Ｓｃに対応する余弦波形をと
る。従って、駆動コイル２３には、実質的に余弦波信号
Ｓｃに対応する余弦波形を有した駆動電流が流れること
になる。

【００１６】このようにして、ステッピングモータ１０
についての駆動が、ステッピングモータ１０に設けられ
た一対の駆動コイル２２及び２３に、夫々、実質的に正
弦波信号Ｓｓに対応する正弦波形を有した駆動電流及び
実質的に余弦波信号Ｓｃに対応する余弦波形を有した駆
動電流が供給されて行われる。即ち、ステッピングモー
タ１０についての実質的な正弦波駆動が行われるのであ
る。

【００１７】斯かるもとで、ステッピングモータ１０の
回転あるいはステッピングモータ１０に対する負荷の変
動に応じて制御信号ＣＭが変化せしめられると、読出制
御データ形成部１４からＲＯＭ１３に供給される読出制
御データＤｒが変化し、それに伴って、ＲＯＭ１３から
読み出される波形データＤＬｘが、波形データＤＬ１〜
ＤＬｎのいずれかから他のものへと変化する。それによ
り、正弦波信号発生部１１から得られる正弦波信号Ｓｓ
の振幅、及び、余弦波信号発生部１２から得られる余弦
波信号Ｓｃの振幅の各々が変化せしめられる。

【００１８】その結果、ＰＷＭ信号形成部１５において
形成されるＰＷＭ信号Ｐｓが、各周期内のデューティ比
が変化せしめられるものとなり、駆動コイル２２にＰＷ
Ｍ信号Ｐｓに基づく駆動電圧Ｐｓｄと反転ＰＷＭ信号Ｐ
ｓ’に基づく反転駆動電圧Ｐｓｄ’とが作動的に印加さ
れることにより、駆動コイル２２を流れる駆動電流Ｉｓ
ｄの振幅が変化せしめられる。それとともに、ＰＷＭ信
号形成部１６において形成されるＰＷＭ信号Ｐｃも、各
周期内のデューティ比が変化せしめられるものとなり、
駆動コイル２３にＰＷＭ信号Ｐｃに基づく駆動電圧Ｐｃ
ｄと反転ＰＷＭ信号Ｐｃ’に基づく反転駆動電圧Ｐｃ
ｄ’とが作動的に印加されることにより、駆動コイル２
３を流れる駆動電流Ｉｃｄの振幅が変化せしめられる。

【００１９】このようにして、ステッピングモータ１０
に設けられた一対の駆動コイル２２及び２３を夫々流れ
る駆動電流Ｉｓｄ及びＩｃｄの各々の振幅が、ＲＯＭ１
３から読み出される波形データＤＬｘの内容の変化、従
って、ステッピングモータ１０の回転あるいはステッピ
ングモータ１０に対する負荷の変動に応じて変化せしめ
られ、駆動コイル２２及び２３には必要最小限の駆動電
流Ｉｓｄ及びＩｃｄが流される。従って、駆動部１８及
び２０を含む回路構成全体についての低消費電力化が図
られることになる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述の図３に示される
ステッピングモータ駆動制御回路の如くに、正弦波信号
のレベル変化に応じて変化するパルス幅を有した第１の
ＰＷＭ信号と余弦波信号のレベル変化に応じて変化する
パルス幅を有した第２のＰＷＭ信号とを形成し、ステッ
ピングモータの一対の駆動コイルに、第１のＰＷＭ信号
に基づく駆動電流及び第２のＰＷＭ信号に基づく駆動電
流が夫々流れるようにして、ステッピングモータについ
ての実質的な正弦波駆動を行うにあたり、予めＲＯＭに
格納された複数の波形データを選択的にＲＯＭから読み
出し、正弦波信号及び余弦波信号の夫々を読み出された
波形データがあらわす振幅を有するものとなすことによ
り、ステッピングモータの一対の駆動コイルの夫々を流
れる駆動電流の振幅を調整するようにされる場合、ステ
ッピングモータの一対の駆動コイルの夫々を流れる駆動
電流の振幅についての調整を多段階に亙って行おうとす
ると、ＲＯＭに格納される波形データを、各々があらわ
す振幅の値が僅かづつ相違する極めて多数のものとなす
ことが必要とされる。

【００２１】それゆえ、ＲＯＭに大量の波形データを格
納することが要求されて、大規模記憶容量を有したＲＯ
Ｍを用いることが必要とされるとともに、ＲＯＭからの
波形データの読出しを行う読出制御回路部が複雑なもの
となってしまい、ＲＯＭ及びそれに付随せしめられる読
出制御回路部を含む回路構成全体の大規模化がまねか
れ、コストの上昇がもたらされるという不都合が生じ
る。

【００２２】斯かる点に鑑み、本発明は、正弦波信号の
レベル変化に応じて変化するパルス幅を有した第１のＰ
ＷＭ信号と余弦波信号のレベル変化に応じて変化するパ
ルス幅を有した第２のＰＷＭ信号とを形成し、ステッピ
ングモータの一対の駆動コイルに、第１のＰＷＭ信号に
基づく駆動電流及び第２のＰＷＭ信号に基づく駆動電流
が夫々流れるようにして、ステッピングモータについて
の実質的な正弦波駆動を行うにあたり、ステッピングモ
ータの一対の駆動コイルの夫々を流れる駆動電流につい
ての振幅調整を、回路構成全体の大規模化をまねくこと
なく、かつ、コストの上昇を回避できる状況のもとで、
きめ細かく実施することができるステッピングモータ駆
動制御回路を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係るステッピングモータ駆動制御回路は、
直交位相関係にある正弦波信号と余弦波信号とを発生す
る信号発生部と、第１の基準信号を発生する第１の基準
信号発生部と、第１の基準信号とは周波数を異にする第
２の基準信号を発生する第２の基準信号発生部と、第１
の基準信号に基づいて定まる周期と正弦波信号のレベル
変化に応じて変化するパルス幅とを有する第１のＰＷＭ
信号を得る第１のＰＷＭ信号形成部と、第１の基準信号
に基づいて定まる周期と余弦波信号のレベル変化に応じ
て変化するパルス幅とを有する第２のＰＷＭ信号を得る
第２のＰＷＭ信号形成部と、第２の基準信号に基づいて
定まる周期を有し、デューティ比が可変とされる第１の
可変デューティ比パルス信号を得る第１の可変デューテ
ィ比信号形成部と、第２の基準信号に基づいて定まる周
期を有し、デューティ比が可変とされる第２の可変デュ
ーティ比パルス信号を得る第２の可変デューティ比信号
形成部と、第１のＰＷＭ信号と第１の可変デューティ比
パルス信号とを乗算する第１の乗算部と、第２のＰＷＭ
信号と第２の可変デューティ比パルス信号とを乗算する
第２の乗算部と、ステッピングモータの二個の駆動コイ
ルのうちの一方に、第１の乗算部から得られる第１の乗
算出力信号とそれが極性反転されて得られる第１の反転
乗算出力信号とに基づく駆動電流を供給する第１の駆動
部と、ステッピングモータの二個の駆動コイルのうちの
他方に、第２の乗算部から得られる第２の乗算出力信号
とそれが極性反転されて得られる第２の反転乗算出力信
号とに基づく駆動電流を供給する第２の駆動部とを備え
て構成される。

【００２４】

【作用】このように構成される本発明に係るステッピン
グモータ駆動制御回路にあっては、信号発生部から得ら
れる正弦波信号及び余弦波信号の夫々には、実質的に一
定の振幅が与えられる。従って、第１のＰＷＭ信号形成
部から得られる第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号
形成部から得られる第２のＰＷＭ信号の夫々において
は、各周期内のデューティ比が変化せしめられない。

【００２５】斯かる第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ
信号に対して、各周期内のデューティ比が可変とされる
第１の可変デューティ比パルス信号及び第２の可変デュ
ーティ比パルス信号が、第１の可変デューティ比信号形
成部及び第２の可変デューティ比信号形成部において夫
々形成される。そして、第１の乗算部において、第１の
ＰＷＭ信号と第１の可変デューティ比パルス信号との乗
算が行われて第１の乗算出力信号が形成され、また、第
２の乗算部において、第２のＰＷＭ信号と第２の可変デ
ューティ比パルス信号との乗算が行われて第２の乗算出
力信号が形成される。

【００２６】第１の乗算出力信号は、第１の可変デュー
ティ比パルス信号のデューティ比変化に応じたレベル状
況変化を伴い、また、第２の乗算出力信号は、第２の可
変デューティ比パルス信号のデューティ比変化に応じた
レベル状況変化を伴う。それゆえ、第１の駆動部により
ステッピングモータの二個の駆動コイルのうちの一方に
供給される、第１の乗算出力信号とそれが極性反転され
て得られる第１の反転乗算出力信号とに基づく駆動電流
が、第１の可変デューティ比パルス信号のデューティ比
変化に応じて調整される。また、第２の駆動部によりス
テッピングモータの二個の駆動コイルのうちの他方に供
給される、第２の乗算出力信号とそれが極性反転されて
得られる第２の反転乗算出力信号とに基づく駆動電流
が、第２の可変デューティ比パルス信号のデューティ比
変化に応じて調整される。

【００２７】即ち、ステッピングモータの二個の駆動コ
イルを夫々流れる駆動電流が、第１の可変デューティ比
パルス信号のデューティ比変化、及び、第２の可変デュ
ーティ比パルス信号のデューティ比変化に応じて調整さ
れるのであり、第１の可変デューティ比パルス信号のデ
ューティ比変化、及び、第２の可変デューティ比パルス
信号のデューティ比変化の各々は、例えば、０パーセン
トから１００パーセントまで連続的に変化し得るものと
され、それゆえ、ステッピングモータの二個の駆動コイ
ルを夫々流れる駆動電流の調整が、きめ細かく実施され
ることになる。

【００２８】また、信号発生部における正弦波信号及び
余弦波信号の形成にあたり、正弦波信号及び余弦波信号
の夫々の振幅が、予めＲＯＭに格納された波形データに
基づいて設定される場合にも、ＲＯＭに格納されるべき
波形データは、例えば、正弦波信号及び余弦波信号の夫
々の最大振幅をあらわす１個のデータで足りることにな
る。従って、ＲＯＭに大量の波形データが格納されるこ
とは要求されず、小規模記憶容量を有したＲＯＭが用い
られ得ることになり、また、ＲＯＭからの波形データの
読出しを行う読出制御回路部が簡単なものとなる。

【００２９】その結果、ステッピングモータの二個の駆
動コイルの夫々を流れる駆動電流についての振幅調整
が、回路構成全体の大規模化がまねかれることなく、か
つ、コストの上昇が回避される状況のもとで、きめ細か
く実施され得ることになる。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明に係るステッピングモータ駆
動制御回路の一例を示す。この図１に示される例は、ス
テッピングモータ３０を駆動するものとされており、ス
テッピングモータ３０には、二個の駆動コイル３１及び
３２が備えられている。

【００３１】そして、この例にあっては、正弦波信号発
生部３３と余弦波信号発生部３４とを含んで成る信号発
生部３５が設けられている。正弦波信号発生部３３及び
余弦波信号発生部３４は、所定の周波数をもって直交位
相関係にある正弦波信号ＳＳ及び余弦波信号ＳＣを夫々
発生する。

【００３２】また、比較的小規模な記憶容量を有したメ
モリ手段であるＲＯＭ３６が備えられており、このＲＯ
Ｍ３６には、正弦波信号発生部３３及び余弦波信号発生
部３４が夫々発生する正弦波信号ＳＳ及び余弦波信号Ｓ
Ｃについての振幅をあらわす波形データＤＬＭが格納さ
れている。波形データＤＬＭによりあらわされる振幅
は、正弦波信号ＳＳ及び余弦波信号ＳＣの夫々について
の最大振幅とされる。

【００３３】ＲＯＭ３６に対しては、読出制御データ形
成部３７が設けられている。読出制御データ形成部３７
は、ＲＯＭ３６に格納された波形データＤＬＭを読み出
すための読出制御データＤＲを形成し、その読出制御デ
ータＤＲをもってＲＯＭ３６に対する読出制御を行う。
それにより、ＲＯＭ３６から、読出制御データＤＲに従
って、波形データＤＬＭが読み出される。

【００３４】ＲＯＭ３６から読み出された波形データＤ
ＬＭは、信号発生部３５における正弦波信号発生部３３
及び余弦波信号発生部３４の夫々に供給される。それに
より、正弦波信号発生部３３において、正弦波信号ＳＳ
が波形データＤＬＭがあらわす振幅を有するものとして
得られ、また、余弦波信号発生部３４において、余弦波
信号ＳＣが波形データＤＬＭがあらわす振幅を有するも
のとして得られる。

【００３５】正弦波信号発生部３３から得られる図２
（横軸は時間をあらわす）のＡに示される如くの正弦波
信号ＳＳ、及び、余弦波信号発生部３４から得られる図
２のＢに示される如くの余弦波信号ＳＣは、夫々、ＰＷ
Ｍ信号形成部３８及びＰＷＭ信号形成部３９に供給され
る。ＰＷＭ信号形成部３８及びＰＷＭ信号形成部３９の
各々には、基準信号発生部４０からの図２のＣに示され
る如くの基準信号ＰＲも供給される。基準信号ＰＲは、
一定の周波数を有した極めて狭幅なパルスの列から成る
信号である。

【００３６】ＰＷＭ信号形成部３８においては、基準信
号ＰＲの周期に応じた周期を有し、かつ、正弦波信号Ｓ
Ｓのレベル変化に応じて変化するパルス幅を有した、図
２のＤに示される如くのＰＷＭ信号ＰＳが形成される。
また、ＰＷＭ信号形成部３９においては、基準信号ＰＲ
の周期に応じた周期を有し、かつ、余弦波信号ＳＣのレ
ベル変化に応じて変化するパルス幅を有した、図２のＥ
に示される如くのＰＷＭ信号ＰＣが形成される。ＰＷＭ
信号形成部３８から得られるＰＷＭ信号ＰＳは乗算部４
１に供給され、ＰＷＭ信号形成部３９から得られるＰＷ
Ｍ信号ＰＣは乗算部４２に供給される。

【００３７】乗算部４１には、可変デューティ比信号形
成部４３からの可変デューティ比パルス信号ＰＵＳも供
給される。可変デューティ比信号形成部４３には、端子
４５を通じて、例えば、ステッピングモータ３０の回転
あるいはステッピングモータ３０に対する負荷の変動に
応じて変化するデューティ比制御信号ＣＵＳが供給され
るとともに、基準信号発生部４７からの図２のＦに示さ
れる如くの基準信号ＰＴも供給される。基準信号ＰＴ
は、基準信号発生部４０からの基準信号ＰＲとは周波数
を異にし、例えば、基準信号ＰＲの周波数より高い一定
の周波数を有した極めて狭幅なパルスの列から成る信号
とされる。

【００３８】そして、可変デューティ比信号形成部４３
においては、基準信号ＰＴに基づいて定まる周期を有
し、各周期内におけるデューティ比がデューティ比制御
信号ＣＵＳに応じて設定されるパルス信号列が形成さ
れ、それが、図２のＧに示される如くの、可変デューテ
ィ比パルス信号ＰＵＳとして導出されて、乗算部４１に
供給される。デューティ比制御信号ＣＵＳは、可変デュ
ーティ比信号形成部４３から導出される可変デューティ
比パルス信号ＰＵＳにおける各周期内のデューティ比
を、０パーセントから１００パーセントまで連続的に変
化させ得る信号とされる。それゆえ、可変デューティ比
信号形成部４３から乗算部４１に供給される可変デュー
ティ比パルス信号ＰＵＳは、各周期内のデューティ比
が、デューティ比制御信号ＣＵＳの変化に応じて、従っ
て、ステッピングモータ３０の回転あるいはステッピン
グモータ３０に対する負荷の変動に応じて、０パーセン
トから１００パーセントまでの間で変化するものとされ
る。

【００３９】また、乗算部４２には、可変デューティ比
信号形成部４４からの可変デューティ比パルス信号ＰＵ
Ｃも供給される。可変デューティ比信号形成部４４に
は、端子４６を通じて、例えば、ステッピングモータ３
０の回転あるいはステッピングモータ３０に対する負荷
の変動に応じて変化するデューティ比制御信号ＣＵＣが
供給されるとともに、基準信号発生部４７からの図２の
Ｆに示される如くの基準信号ＰＴも供給される。

【００４０】そして、可変デューティ比信号形成部４４
においては、基準信号ＰＴに基づいて定まる周期を有
し、各周期内におけるデューティ比がデューティ比制御
信号ＣＵＣに応じて設定されるパルス信号列が形成さ
れ、それが可変デューティ比パルス信号ＰＵＣとして導
出されて、乗算部４２に供給される。デューティ比制御
信号ＣＵＣは、可変デューティ比信号形成部４４から導
出される可変デューティ比パルス信号ＰＵＣにおける各
周期内のデューティ比を、０パーセントから１００パー
セントまで連続的に変化させ得る信号とされる。それゆ
え、可変デューティ比信号形成部４４から乗算部４２に
供給される可変デューティ比パルス信号ＰＵＣは、各周
期内のデューティ比が、デューティ比制御信号ＣＵＣの
変化に応じて、従って、ステッピングモータ３０の回転
あるいはステッピングモータ３０に対する負荷の変動に
応じて、０パーセントから１００パーセントまでの間で
変化するものとされる。

【００４１】デューティ比制御信号ＣＵＳとデューティ
比制御信号ＣＵＣとは、同一の信号とされ得るものであ
る。そして、デューティ比制御信号ＣＵＳとデューティ
比制御信号ＣＵＣとが同一の信号とされる場合には、可
変デューティ比パルス信号ＰＵＳと可変デューティ比パ
ルス信号ＰＵＣとが同一の信号とされ、従って、可変デ
ューティ比パルス信号ＰＵＣも、可変デューティ比パル
ス信号ＰＵＣと同様に、図２のＦに示される如くのもの
となる。

【００４２】乗算部４１においては、ＰＷＭ信号形成部
３８から得られるＰＷＭ信号ＰＳと可変デューティ比信
号形成部４３から導出される可変デューティ比パルス信
号ＰＵＳとの乗算処理が行われ、その結果、乗算出力信
号ＰＳＳが得られる。乗算部４１は、例えば、排他的論
理和回路（イクスクルーシブ・オア回路）によって構成
され、それにより、乗算出力信号ＰＳＳは図２のＨに示
される如くに得られる。また、乗算部４２においては、
ＰＷＭ信号形成部３９から得られるＰＷＭ信号ＰＣと可
変デューティ比信号形成部４４から導出される可変デュ
ーティ比パルス信号ＰＵＣとの乗算処理が行われ、その
結果、乗算出力信号ＰＣＣが得られる。乗算部４２も、
例えば、排他的論理和回路によって構成され、それによ
り、乗算出力信号ＰＣＣは図２のＩに示される如くに得
られる。

【００４３】このようにして、乗算部４１から得られる
乗算出力信号ＰＳＳは、そのレベル状況が、可変デュー
ティ比信号形成部４３からの可変デューティ比パルス信
号ＰＵＳの各周期内のデューティ比の変化に応じて、従
って、ステッピングモータ３０の回転あるいはステッピ
ングモータ３０に対する負荷の変動に応じて変化せしめ
られる。同様に、乗算部４２から得られる乗算出力信号
ＰＣＣは、そのレベル状況が、可変デューティ比信号形
成部４４からの可変デューティ比パルス信号ＰＵＣの各
周期内のデューティ比の変化に応じて、従って、ステッ
ピングモータ３０の回転あるいはステッピングモータ３
０に対する負荷の変動に応じて変化せしめられる。

【００４４】乗算部４１から得られる乗算出力信号ＰＳ
Ｓは、駆動部４８における一対の入力端子の一方に直接
的に供給されるとともに、極性反転部４９を通じて反転
乗算出力信号ＰＳＳ’とされて、駆動部４８における一
対の入力端子の他方に供給される。駆動部４８は、ステ
ッピングモータ３０における二個の駆動コイル３１及び
３２のうちの一方である駆動コイル３１の両端が接続さ
れた一対の出力端子を有していて、駆動コイル３１に、
乗算出力信号ＰＳＳに基づく駆動電圧ＰＳＤと反転乗算
出力信号ＰＳＳ’に基づく反転駆動電圧ＰＳＤ’とを差
動的に印加し、それにより駆動コイル３１に、図２のＪ
に示される如くの駆動電流ＩＳＤが流れるようになす。

【００４５】駆動コイル３１に流れる駆動電流ＩＳＤ
は、実際には、乗算出力信号ＰＳＳのレベル変化に対応
した小刻みな上り傾斜と下り傾斜とが繰り返されるレベ
ル変動（図示省略）を有することになるが、全体的に
は、図２のＪに示される如くに、正弦波信号発生部３３
からの正弦波信号ＳＳに対応する実質的な正弦波形をと
る。従って、駆動コイル３１には、実質的に正弦波信号
ＳＳに対応する正弦波形を有した駆動電流が流れること
になる。

【００４６】また、乗算部４２から得られる乗算出力信
号ＰＣＣは、駆動部５０における一対の入力端子の一方
に直接的に供給されるとともに、極性反転部５１を通じ
て反転乗算出力信号ＰＣＣ’とされて、駆動部５０にお
ける一対の入力端子の他方に供給される。駆動部５０
は、ステッピングモータ３０における二個の駆動コイル
３１及び３２のうちの他方である駆動コイル３２の両端
が接続された一対の出力端子を有していて、駆動コイル
３２に、乗算出力信号ＰＣＣに基づく駆動電圧ＰＣＤと
反転乗算出力信号ＰＣＣ’に基づく反転駆動電圧ＰＣ
Ｄ’とを差動的に印加し、それにより駆動コイル３２
に、図２のＫに示される如くの駆動電流ＩＣＤが流れる
ようになす。

【００４７】駆動コイル３２に流れる駆動電流ＩＣＤ
は、実際には、乗算出力信号ＰＣＣのレベル変化に対応
した小刻みな上り傾斜と下り傾斜とが繰り返されるレベ
ル変動（図示省略）を有することになるが、全体的に
は、図２のＫに示される如くに、余弦波信号発生部３４
からの余弦波信号ＳＣに対応する実質的な余弦波形をと
る。従って、駆動コイル３２には、実質的に余弦波信号
ＳＣに対応する余弦波形を有した駆動電流が流れること
になる。

【００４８】このようにして、正弦波信号発生部３３か
らの正弦波信号ＳＳに対応する実質的な正弦波形をとる
ものとされて、ステッピングモータ３０における駆動コ
イル３１を流れる駆動電流ＩＳＤは、その振幅が、乗算
部４１からの乗算出力信号ＰＳＳのレベル状況、従っ
て、可変デューティ比信号形成部４３からの可変デュー
ティ比パルス信号ＰＵＳの各周期内のデューティ比に応
じたものとされる。そして、駆動電流ＩＳＤの振幅は、
可変デューティ比パルス信号ＰＵＳの各周期内のデュー
ティ比が０パーセントであるとき、正弦波信号ＳＳの振
幅に対応する最大振幅を有し、可変デューティ比パルス
信号ＰＵＳの各周期内のデューティ比が０パーセント以
外であるときには、正弦波信号ＳＳの振幅より小なる振
幅を有することになり、可変デューティ比パルス信号Ｐ
ＵＳの各周期内のデューティ比が大である程小とされ
る。

【００４９】同様に、余弦波信号発生部３４からの余弦
波信号ＳＣに対応する実質的な余弦波形をとるものとさ
れて、ステッピングモータ３０における駆動コイル３２
を流れる駆動電流ＩＣＤは、その振幅が、乗算部４２か
らの乗算出力信号ＰＣＣのレベル状況、従って、可変デ
ューティ比信号形成部４４からの可変デューティ比パル
ス信号ＰＵＣの各周期内のデューティ比に応じたものと
される。そして、駆動電流ＩＣＤの振幅は、可変デュー
ティ比パルス信号ＰＵＣの各周期内のデューティ比が０
パーセントであるとき、余弦波信号ＳＣの振幅に対応す
る最大振幅を有し、可変デューティ比パルス信号ＰＵＣ
の各周期内のデューティ比が０パーセント以外であると
きには、正弦波信号ＳＣの振幅より小なる振幅を有する
ことになり、可変デューティ比パルス信号ＰＵＣの各周
期内のデューティ比が大である程小とされる。

【００５０】表１は、可変デューティ比パルス信号ＰＵ
Ｓの各周期内のデューティ比ＤＦｓ，可変デューティ比
パルス信号ＰＵＣの各周期内のデューティ比ＤＦｃ，駆
動電流ＩＳＤの振幅ＡＩｓ及び駆動電流ＩＣＤの振幅Ａ
Ｉｃの間の関係をあらわす。

【００５１】

【表１】

【００５２】但し、表１において、ＡＩＭは、駆動電流
ＩＳＤ及び駆動電流ＩＣＤについての最大振幅をあらわ
し、また、マイナス符号（−）は、極性反転をあらわ
す。

【００５３】このようにして、ステッピングモータ３０
についての駆動が、ステッピングモータ３０に設けられ
た二個の駆動コイル３１及び３２に、夫々、実質的に正
弦波信号ＳＳに対応する正弦波形を有した駆動電流ＩＳ
Ｄ及び実質的に余弦波信号ＳＣに対応する余弦波形を有
した駆動電流ＩＣＤが供給されて行われる。即ち、ステ
ッピングモータ３０についての実質的な正弦波駆動が行
われるのである。

【００５４】そして、端子４５から可変デューティ比信
号形成部４３に供給されるデューティ比制御信号ＣＵＳ
により、可変デューティ比信号形成部４３から乗算部４
１に供給される可変デューティ比パルス信号ＰＵＳの各
周期内のデューティ比が、０パーセントから１００パー
セントの間で変化せしめられるとともに、端子４６から
可変デューティ比信号形成部４４に供給されるデューテ
ィ比制御信号ＣＵＣにより、可変デューティ比信号形成
部４４から乗算部４２に供給される可変デューティ比パ
ルス信号ＰＵＣの各周期内のデューティ比が、０パーセ
ントから１００パーセントの間で変化せしめられること
により、ステッピングモータ３０の駆動コイル３１を流
れる駆動電流ＩＳＤの振幅、及び、ステッピングモータ
３０の駆動コイル３２を流れる駆動電流ＩＣＤの振幅
が、きめ細かく調整される。

【００５５】それにより、ステッピングモータ３０に設
けられた二個の駆動コイル３１及び３２を夫々流れる駆
動電流ＩＳＤ及びＩＣＤの各々の振幅が、デューティ比
制御信号ＣＵＳ及びＣＵＣの各々の変化、従って、ステ
ッピングモータ３０の回転あるいはステッピングモータ
３０に対する負荷の変動に応じ、優れた応答性をもって
変化せしめられ、駆動コイル３１及び３２には必要最小
限の駆動電流ＩＳＤ及びＩＣＤが夫々流される。従っ
て、駆動部４８及び５０を含む回路構成全体についての
低消費電力化が図られることになる。

【００５６】しかも、ＲＯＭ３６は、正弦波信号ＳＳ及
び余弦波信号ＳＣについての最大振幅をあらわす波形デ
ータＤＬＭのみが格納されることになるので、比較的小
規模な記憶容量を有した小型なもので足り、さらに、Ｒ
ＯＭ３６に格納された波形データＤＬＭの読み出しを行
う読出制御データ形成部３７を含む読出制御回路部が簡
単なものとされる。従って、ステッピングモータ３０の
二個の駆動コイル３１及び３２の夫々を流れる駆動電流
ＩＳＤ及びＩＣＤについての振幅調整が、回路構成全体
の大規模化がまねかれることなく、かつ、コストの上昇
が回避される状況のもとで、きめ細かく行われることに
なる。

【００５７】なお、上述の例においては、基準信号発生
部４７からの基準信号ＰＴの周波数が、基準信号発生部
４０からの基準信号ＰＲの周波数より高く設定されてい
るが、基準信号発生部４７からの基準信号ＰＴの周波数
が、基準信号発生部４０からの基準信号ＰＲの周波数よ
り低く設定されてもよい。但し、乗算部４１及び４２で
の演算処理に際して発生する虞があるビートを考慮する
と、基準信号ＰＲの周波数ｆｒと基準信号ＰＴの周波数
ｆｔとが、周波数ｆｒより周波数ｆｔが高い場合には、
ｆｔ／ｆｒ＝ｋ／２（ｋは３以上の正整数）という関
係、また、周波数ｆｒより周波数ｆｔが低い場合には、
ｆｒ／ｆｔ＝ｋ／２という関係が成立しないようにされ
るのが望ましい。

【００５８】さらに、上述の例においては、デューティ
比制御信号ＣＵＳとデューティ比制御信号ＣＵＣとが同
一の信号とされているが、デューティ比制御信号ＣＵＳ
とデューティ比制御信号ＣＵＣとは、相互に異なる内容
を有した信号であってもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係るステッピングモータ駆動制御回路にあっては、正弦
波信号のレベル変化に応じて変化するパルス幅を有する
第１のＰＷＭ信号と第１の可変デューティ比パルス信号
とが乗算処理されて得られる第１の乗算出力信号と、余
弦波信号のレベル変化に応じて変化するパルス幅を有す
る第２のＰＷＭ信号と第２の可変デューティ比パルス信
号とが乗算処理されて得られる第２の乗算出力信号とが
形成され、ステッピングモータにおける二個の駆動コイ
ルに、第１の乗算出力信号に基づく実質的に正弦波形を
有する駆動電流及び第２の乗算出力信号に基づく実質的
に余弦波形を有する駆動電流が夫々供給されて、ステッ
ピングモータに対する駆動制御が行われることにより、
二個の駆動コイルを夫々流れる駆動電流が、第１の可変
デューティ比パルス信号のデューティ比変化、及び、第
２の可変デューティ比パルス信号のデューティ比変化に
応じて調整され、それゆえ、二個の駆動コイルの各々を
流れる駆動電流の調整がきめ細かく行われることにな
る。

【００６０】また、正弦波信号及び余弦波信号の夫々の
振幅が、予めＲＯＭに格納された波形データに基づいて
設定される場合にも、ＲＯＭに格納されるべき波形デー
タは、例えば、正弦波信号及び余弦波信号の夫々の最大
振幅をあらわす１個のデータで足りることになり、従っ
て、ＲＯＭに大量の波形データが格納されることは要求
されず、小規模記憶容量を有したＲＯＭが用いられ得る
ことになり、また、ＲＯＭからの波形データの読出しを
行う読出制御回路部が簡単なものとなる。

【００６１】その結果、ステッピングモータの二個の駆
動コイルの各々を流れる駆動電流についての振幅調整
を、回路構成全体の大規模化をまねくことなく、かつ、
コストの上昇を回避できる状況のもとで、きめ細かく実
施できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステッピングモータ駆動制御回路
の一例を示すブロック構成図である。

【図２】図１に示される例の動作説明に供される波形図
である。

【図３】従来のステッピングモータ駆動制御回路の例を
示すブロック構成図である。

【図４】図３に示されるステッピングモータ駆動制御回
路の動作説明に供される波形図である。

【符号の説明】

３０ステッピングモータ３１，３２駆動コイル３３正弦波信号発生部３４余弦波信号発生部３５信号発生部３６ＲＯＭ３７読出制御データ形成部３８，３９ＰＷＭ信号形成部４０，４７基準信号発生部４１，４２乗算部４３，４４可変デューティ比信号形成部４８，５０駆動部４９，５１極性反転部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直交位相関係にある正弦波信号と余弦波信
号とを発生する信号発生部と、第１の基準信号を発生する第１の基準信号発生部と、上記第１の基準信号とは周波数を異にする第２の基準信
号を発生する第２の基準信号発生部と、上記第１の基準信号に基づいて定まる周期と上記正弦波
信号のレベル変化に応じて変化するパルス幅とを有する
第１のパルス幅変調信号を得る第１のパルス幅変調信号
形成部と、上記第１の基準信号に基づいて定まる周期と上記余弦波
信号のレベル変化に応じて変化するパルス幅とを有する
第２のパルス幅変調信号を得る第２のパルス幅変調信号
形成部と、上記第２の基準信号に基づいて定まる周期を有し、デュ
ーティ比が可変とされる第１の可変デューティ比パルス
信号を得る第１の可変デューティ比信号形成部と、上記第２の基準信号に基づいて定まる周期を有し、デュ
ーティ比が可変とされる第２の可変デューティ比パルス
信号を得る第２の可変デューティ比信号形成部と、上記第１のパルス幅変調信号と上記第１の可変デューテ
ィ比パルス信号とを乗算する第１の乗算部と、上記第２のパルス幅変調信号と上記第２の可変デューテ
ィ比パルス信号とを乗算する第２の乗算部と、ステッピングモータの二個の駆動コイルのうちの一方
に、上記第１の乗算部から得られる第１の乗算出力信号
と該第１の乗算出力信号が極性反転されて得られる第１
の反転乗算出力信号とに基づく駆動電流を供給する第１
の駆動部と、上記ステッピングモータの二個の駆動コイルのうちの他
方に、上記第２の乗算部から得られる第２の乗算出力信
号と該第２の乗算出力信号が極性反転されて得られる第
２の反転乗算出力信号とに基づく駆動電流を供給する第
２の駆動部と、を備えて構成されるステッピングモータ
駆動制御回路。
【請求項２】第１の駆動部が、ステッピングモータの二
個の駆動コイルのうちの一方に、第１の乗算出力信号に
基づく駆動電圧と第１の反転乗算出力信号に基づく反転
駆動電圧とを差動的に印加して、上記二個の駆動コイル
のうちの一方に駆動電流が流れる状態とし、また、第２
の駆動部が、上記ステッピングモータの二個の駆動コイ
ルのうちの他方に、第２の乗算出力信号に基づく駆動電
圧と第２の反転乗算出力信号に基づく反転駆動電圧とを
差動的に印加して、上記二個の駆動コイルのうちの他方
に駆動電流が流れる状態とす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制御回路。
【請求項３】信号発生部が、発生する正弦波信号及び余
弦波信号の夫々を振幅が略一定に維持されるものとなす
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
動制御回路。
【請求項４】信号発生部からの正弦波信号及び余弦波信
号の夫々についての最大振幅をあらわす波形データを格
納したメモリ手段が設けられ、信号発生部が、上記正弦
波信号及び余弦波信号の夫々を、上記メモリ手段から読
み出された波形データに従った最大振幅を有したものと
なすことを特徴とする請求項３記載のステッピングモー
タ駆動制御回路。
【請求項５】第１の可変デューティ比信号形成部及び第
２の可変デューティ比信号形成部が、第１の可変デュー
ティ比パルス信号と第２の可変デューティ比パルス信号
とを同一のデューティ比を有したものとなすことを特徴
とする請求項１記載のステッピングモータ駆動制御回
路。
【請求項６】第１の可変デューティ比信号形成部及び第
２の可変デューティ比信号形成部が、夫々、第１の可変
デューティ比パルス信号のデューティ比及び第２の可変
デューティ比パルス信号のデューティ比を、０パーセン
トから１００パーセントまで変化させることができるこ
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
制御回路。
【請求項７】第１の乗算部及び第２の乗算部の夫々が、
排他的論理和回路により構成され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制御回路。