JP5459994B2 - モータ駆動装置、駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステッピングモータを駆動するモータ駆動装置及び該モータ駆動装置を備えた駆動装置に関するものである。

従来、ファクシミリ装置や複合機等の装置の各部に、ステッピングモータが使用されている。このステッピングモータは、ロータの周囲に設置された複数のコイルにパルス信号を付与することによりロータに磁力が作用し、パルス信号を付与する対象のコイルを順次切り替えることでロータがステップ的に回転することにより、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するものである。ステッピングモータは、駆動対象物の高精度な位置決めが可能であることから、特に、感光体ドラムの回転制御等、光学機器の精細な駆動のために利用されている。

このようなステッピングモータにおいては、例えば、ロータの現在位置とパルス信号が付与されるコイルとの位置ずれや、前記ステップ的な回転に起因して発生するモータの共振等によって音が発生するという問題を有する。

このような音の低減を目的とする技術文献として、下記特許文献１がある。下記特許文献１には、「コンデンサの充放電を利用して、・・・（中略）・・・方形波に基づいて台形波の励磁パルスを生成する。励磁パルスがローレベルからハイレベル、又はハイレベルからローレベルに至るときの台形波の傾斜は、コンデンサの値に応じた一定の値とされており、これによってステッピングモータの振動や騒音を低減している（［０００４］，［０００５］）」と記載されている。
特開２００５−１９２３２１号公報

しかしながら、前記特許文献１のような技術においては、回路素子を用いて音の低減を図るものであり、回路素子を設ける分、コストを要するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、多大なコストを要することなく、ステッピングモータに生じる音を低減することのできるモータ駆動装置及び駆動装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、駆動パルスを出力するたびに、該駆動パルスにより生じる力によって可動体を所定量ずつ移動させるステップ移動を駆動原理として、前記可動体を備えるモータに電気エネルギーから機械エネルギーを生成させるモータ駆動装置であって、
前記モータの駆動過程における複数の期間においてそれぞれ生成すべき駆動パルスの周波数情報を予め記憶する第１の記憶部と、前記複数の期間それぞれにおいて、前記周波数情報に応じた分周後の信号である分周信号を生成する分周信号生成部と、前記分周信号に基づき前記駆動パルスを生成し、前記モータに出力する駆動パルス生成部と、前記可動体のステップ移動による速度変動の変動周波数が前記モータに固有の共振周波数と一致する状態が前記モータの駆動過程において発生すると想定される、前記複数の期間のうち予め定められた期間に、駆動パルスの出力を前記駆動パルス生成部に対して禁止することを示す出力禁止情報と、前記予め定められた期間以外の期間における駆動パルスの出力を前記駆動パルス生成部に許可することを示す出力許可情報とを予め記憶する第２の記憶部とを備え、前記分周信号生成部は、前記第２の記憶部において前記出力許可情報が対応付けられた期間では、生成した分周信号を前記駆動パルス生成部に出力し、前記出力禁止情報が対応付けられた期間では、生成した分周信号を前記駆動パルス生成部に出力しないものである。

この発明によれば、前記可動体のステップ移動による速度変動の変動周波数がモータに固有の共振周波数と一致（略一致を含む）する状態が発生すると想定される、前記複数の期間のうち予め定められた期間に対し、駆動パルス生成部による駆動パルスの出力を禁止することを示す出力禁止情報が予め設定されており、前記駆動パルス生成部は、前記周波数情報に基づいて生成した駆動パルスを、前記出力禁止情報が対応付けられた期間ではモータに出力しない。

これにより、前記出力禁止情報が対応付けられた期間において、前記速度変動の周波数とモータに固有の共振周波数とが一致することによりモータ（主にモータの筐体）に共振が発生するのを回避することができる。その結果、前記共振に起因する音の発生を回避することができる。

また、本発明によれば、前記音の発生回避のための手段として、前記出力禁止情報を採用することで、従来のように回路素子を用いて音の低減を図る構成に比して、コストの増大を抑制することができる。

さらに、本発明では、前記出力禁止情報が対応付けられた期間であっても、前記第１の記憶部に記憶された周波数情報に基づく駆動パルスの生成は行うため、駆動パルスの出力禁止期間が終了した後の駆動パルスの出力形態が不適切なものとなるのを回避することができる。

すなわち、前記出力禁止期間に駆動パルスの出力だけでなく生成も行わない場合には、前記出力禁止期間の終了後に再び駆動パルスを出力する際に、例えば複数の励磁コイルを備えるモータにおいては、最初にどの励磁コイルに駆動パルスを出力すべきかが不明となり、出力禁止期間の終了直後に励磁パルスが出力される励磁コイルと、当該期間が駆動パルスの出力が禁止されている期間でなければ出力禁止期間の終了直前に励磁パルスが出力されたであろう励磁コイルとの関連性が無くなってモータへの駆動パルスの適切な出力が行えない可能性がある。

例えば複数の励磁コイルを備えるモータにおいては、前記出力禁止期間の終了後に再び駆動パルスを出力する際に、当該期間が駆動パルスの出力が禁止されている期間でなければ該期間の終了直前に励磁パルスが出力されたであろう励磁コイルの次順の励磁コイルが、最初に励磁パルスを出力する対象の励磁コイルとして最適であるにも拘らず、前記次順の励磁コイルと異なる、可動体と比較的大きく離間した励磁コイルが最初に励磁パルスを出力する対象の励磁コイルとして選択される可能性がある。この場合、その励磁コイルに励磁パルスが出力されたときに可動体が急激に大きく引き付けられることとなり、このとき音が生じる可能性がある。

これに対し、本発明では、前記出力禁止期間にも前記第１の記憶部の記憶内容に基づいて駆動パルスを生成することで、出力禁止期間終了後の駆動パルスの出力動作が、当該期間が駆動パルスの出力が禁止されている期間でなければ該期間の終了直前に出力された励磁パルスの出力動作に継続した形で行われることとなる。これにより、例えば複数の励磁コイルを備えるモータの場合、出力禁止期間の終了直後に励磁パルスが出力される励磁コイルを、例えば、当該期間が駆動パルスの出力が禁止されている期間でなければ該期間の終了直前に励磁パルスが出力されたであろう励磁コイルの次順の励磁コイルとすることができる。これにより、可動体が急激に大きく引き付けられるという状況を回避又は低減でき、可動体が急激に大きく引き付けられることによる音の発生を回避又は低減することができる。

このように、本発明によれば、前記出力禁止情報が対応付けられた期間にも駆動パルスの生成については実施することによって、駆動パルスの出力禁止期間が終了した後の駆動パルスの出力形態が不適切なものとなるのを回避することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ駆動装置において、前記モータの駆動過程は、該モータの減速過程である。

この発明によれば、モータの減速過程において請求項１に記載の発明が特に有効なものとなる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータ駆動装置において、前記第２の記憶部において、前記複数の期間のうち前記モータの停止直前の期間に対し前記出力許可情報が対応付けられており、前記分周信号生成部は、前記モータの停止直前の期間、前記出力許可情報に基づき、前記生成した分周信号を前記駆動パルス生成部に出力するものである。

この発明によれば、前記モータの停止直前の期間は生成した駆動パルスを前記モータに出力するようにしたので、前記モータの駆動を再開させる際の駆動パルスの出力形態を適切に設定することができる。

すなわち、前記モータ（可動体）の停止直前の期間に、駆動パルスを前記モータに出力しない場合には、モータは自然停止することとなる。この場合、モータの可動体がどの位置で停止したのかモータ駆動装置は把握することができない。したがって、モータの駆動を再開する場合に、例えば複数の励磁コイルを備えるモータにおいては、可動体により近接した励磁コイルが他に存在するにも拘らず、最初に励磁パルスを出力する対象の励磁コイルとして、可動体と比較的大きく離間した励磁コイルが選択される可能性があり、この場合、その励磁コイルに励磁パルスが出力されたときに可動体が急激に大きく引き付けられることとなり、このとき音が生じる可能性がある。

これに対し、本発明では、前記モータの停止直前の期間に、駆動パルスを前記モータに出力するため、モータ駆動装置は、モータの停止位置を把握することができる。したがって、モータの駆動を再開する場合に、モータ駆動装置は、例えば複数の励磁コイルを備えるモータに対し、最初に励磁パルスを出力すべき励磁コイルを適切に予測及び選択することができる。その結果、可動体が急激に大きく引き付けられるという状況を回避又は低減でき、可動体が急激に大きく引き付けられることによる音の発生を回避又は低減することができる。

ところで、前記ステップ移動に起因して前記可動体に生じる速度変動の周波数が当該モータ駆動装置の共振周波数と一致する状態が複数の期間にわたって存在する場合には、請求項４に記載の発明のように、それらの期間を、それぞれ、駆動パルスの出力を前記駆動パルス生成部に対して禁止する前記予め定められた期間として設定し、これらの期間に対して前記出力禁止情報を設定するとよい。

また、請求項５に記載の発明のように、前記第１の記憶部及び第２の記憶部を、同一の記憶部とし、前記記憶部に、前記周波数情報と前記出力禁止情報又は前記出力許可情報とを前記期間ごとにテーブル形式で記憶するとよい。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置において、前記モータは、ステッピングモータであり、前記可動体は、前記ステッピングモータのロータである。

この発明によれば、ステッピングモータを駆動するモータ駆動装置において、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明による効果が得られる。

請求項７に記載の発明は、モータと、前記モータに前記駆動パルスを出力することにより電気エネルギーから機械エネルギーを生成させる請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置とを備えた駆動装置である。

この発明によれば、駆動装置において、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明による効果が得られる。

本発明によれば、多大なコストを要することなく、モータに生じる音を低減することのできるモータ駆動装置を実現することができる。

以下、本発明に係る駆動装置の実施形態について説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明に係る駆動装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。

図１に示す駆動装置１は、ステッピングモータ２と、モータドライバ３と、基準発振器４と、コントローラ５とを備えて構成されている。モータドライバ３、基準発振器４及びコントローラ５は、前記モータ駆動装置を構成し、ステッピングモータ２は、前記モータの一例である。

ステッピングモータ２は、図２に示すように、回転出力軸６と共に回転可能な磁石のロータ７の周囲に複数の励磁コイル８〜１１が設置されてなる。励磁コイル８〜１１は、パルス状の励磁電流（以下、励磁パルスという；駆動パルスの一例）が供給されることで励磁コイル８〜１１に流れる電流の向きに応じた磁界を生成し、前記磁界による磁力を前記ロータ７に発生させる。ステッピングモータ２は、各励磁コイル８〜１１に供給する励磁パルスの供給タイミング（励磁タイミング）が切り替えられることによりロータ７がステップ的に回転するという駆動原理を用いて、電気エネルギーから機械エネルギーを生成する。

例えば、前記各励磁コイル８〜１１に対する励磁方式として一相励磁方式を採用した場合、ロータ８は次のような動作をする。なお、励磁コイル８への励磁パルスの供給によってロータ７が図２に示す位置で停止しているものとする。この状態から、励磁コイル８への励磁パルスの供給を停止して励磁コイル９への励磁パルスの供給を行うと、ロータ７は、前記励磁コイル９によって生成される磁界に起因する磁力によって図３（ａ）に示す位置に移動する。さらに、励磁コイル９への励磁パルスの供給を停止して励磁コイル１０への励磁パルスの供給を行うと、ロータ７は、前記励磁コイル１０によって生成される磁界に起因する磁力によって図３（ｂ）に示す位置に移動し、さらに、励磁コイル１０への励磁パルスの供給を停止して励磁コイル１１への励磁パルスの供給を行うと、ロータ７は、前記励磁コイル１１によって生成される磁界に起因する磁力によって図３（ｃ）に示す位置に移動する。そして、励磁コイル１１への励磁パルスの供給を停止して励磁コイル８への励磁パルスの供給を行うと、ロータ７は、前記励磁コイル８によって生成される磁界に起因する磁力によって図２に示す位置に戻ってくる。

このようにして、励磁パルスを印加する対象の励磁コイルを順に切り替えることで、ロータ７は回転し、機械エネルギーを生成する。ロータ７の回転速度は、励磁パルスの切替時間によって決まる、換言すると、励磁パルスを出力する励磁コイルの切替タイミング、すなわち励磁パルスの周波数を速くするか遅くするかによって決まる。なお、各励磁コイル８〜１１に供給される電流量は同一である。

図１に戻り、モータドライバ３は、コントローラ５から出力される後述のパルス信号を増幅し、この増幅後のパルス信号を励磁パルスとして各励磁コイル８〜１１に印加するものである。

コントローラ５は、各種制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に保管する機能や作業領域としての機能を有するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び上記制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなり、当該駆動装置１全体の動作制御を司るものであり、分周器１２、パルス信号生成部１３、カウント部１４及び記憶部１５としての機能を有する。

分周器１２は、基準発振器４から出力される基準クロックを分周するものである。分周器１２は、詳細な処理内容については後述するが、記憶部１５に予め格納されているテーブルを参照し、現在の時点に対して設定された分周比で前記基準クロックを分周する。

パルス信号生成部１３は、分周器１２による分周後の信号（分周信号）に基づき、ステッピングモータ２の相数分のパルス信号を生成し、モータドライバ３に出力するものである。カウント部１４は、ステッピングモータ２の駆動過程（ステッピングモータ２の停止、加速、定常及び減速）において設定された複数の期間について、該期間の開始タイミング及び終了タイミングを検出して分周器１２に報知する機能を有する。

記憶部１５は、図４に示すように、ステッピングモータ２の速度指令情報を記憶するものである。ステッピングモータ２（ロータ７）の回転速度は、励磁パルスを出力する対象の励磁コイルの切替タイミングを速くするか遅くするかによって決まる旨前述したが、この切替スピードは、励磁パルスの周波数によって決定し、この励磁パルスの周波数は分周器１２の分周比によって決定する。本実施形態では、記憶部１５は、各期間における分周器１２による分周比の情報を示す情報をテーブル形式で記憶する。

ステッピングモータ２の駆動過程は、ステッピングモータ２の停止、加速、定常及び減速の各期間Ｓ，Ａ，Ｐ，Ｄに分割されている。また、前記加速期間Ａは、２つの期間（加速前半期間Ａ１及び加速後半期間Ａ２、減速前半期間Ｄ１、減速中間期間Ｄ２及び減速後半期間Ｄ３）に分割されており、減速期間Ｄは、３つの期間（減速前半期間Ｄ１、減速中間期間Ｄ２及び減速後半期間Ｄ３）に分割されている。

図４に示すように、各期間Ｓ，Ａ（Ａ１，Ａ２），Ｐ，Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）には、当該期間で採用する分周器１２の分周比が設定されている。例えば前記停止期間Ｓに対しては分周比が「∞」と設定されており、また、加速前半期間Ａ１に対しては分周比が「３００」と設定されている。このように期間ごとに予め設定された分周比が記憶部１５に予め記憶されている。

前記各期間Ｓ，Ａ（Ａ１，Ａ２），Ｐ，Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）の開始タイミング及び終了タイミングは、前記カウント部１４により検出される。すなわち、カウント部１４は、分周器１２から分周後のパルス信号（以下、分周信号という）が出力されるたびに、減算対象値を１ずつディクリメントする動作を各期間で実施する。また、カウント部１４は、各期間において、前記減算対象値が零になったときに、当該期間の終了タイミングであることを検出し、期間終了信号及び次の期間の開始信号を分周器１２に出力する。前記減算対象値の初期値は、期間ごとにそれぞれ予め定められている。例えば、前記加速後半期間Ａ２に対しては前記減算対象値の初期値が「２０」と設定されている。このような初期値（パルス数）が図４に示すように記憶部１５に記憶されている。

分周器１２及びカウント部１４は、前記テーブルに基づき次のような動作を実施する。

すなわち、前記停止期間Ｓにおいては、分周器１２は分周比「∞」で基準クロックを分周し、分周比∞の分周信号を生成する。このとき、励磁コイル８〜１１には、一定の磁界が発生するため、ロータ７には、各励磁コイル８〜１１で生成された磁界による一定の磁力が作用し、その結果、ロータ７は停止状態となる。

次に、この停止状態から加速させる際には、カウント部１４は、減算対象値の初期値を零と設定する。このように前記減算対象値の初期値が零であるから、カウント部１４は、直ぐに減算対象値の初期値を「２０」と設定する。また、分周器１２は、分周比を「３００」と設定し、この分周比「３００」で基準クロックを分周する。すなわち、分周器１２は、加速期間Ａ（加速前半期間Ａ１）の開始時点から分周比「３００」の分周信号を生成する。

分周器１２から分周比「３００」の分周信号が２０個出力されると、前記減算対象値が零となり加速後半期間Ａ２に移行する。このとき、カウント部１４は、減算対象値の初期値を「２０」と設定し、また、分周器１２は、分周比を「２００」と設定し、この分周比「２００」で基準クロックを分周し、分周比２００の分周信号を生成する。

その後、前記加速後半期間Ａ２に移行してから分周比「２００」の分周信号が分周器１２から２０個出力されると、前記減算対象値が零となり定常期間Ｐに移行する。このとき、カウント部１４は、減算対象値の初期値を「２０」と設定し、また、分周器１２は、分周比を「１００」と設定し、この分周比「１００」で基準クロックを分周し、分周比１００の分周信号を生成する。分周器１２は、定常期間Ｐでは、分周比「１００」の分周信号を生成する。

ステッピングモータ２を停止させるときには、定常期間Ｐから減速前半期間Ｄ１に移行し、カウント部１４は、減算対象値を「２」と設定する。そして、分周器１２から分周比「１００」の分周信号が２個出力されると、該減算対象値が零となり減速中間期間Ｄ２に移行する。このとき、カウント部１４は、減算対象値を「１」と設定し、また、分周器１２は、分周比「２００」で基準クロックを分周し、分周比２００の分周信号を生成する。そして、分周器１２から分周比「２００」の分周信号が１個出力されると、前記減算対象値が零となり加速後半期間Ｄ３に移行し、カウント部１４は、減算対象値を「１」と設定する。また、分周器１２は、分周比「４００」で基準クロックを分周し、分周比４００の分周信号を生成する。そして、分周器１２から分周比「４００」の分周信号が１個出力されると、前記減算対象値が零となり停止期間Ｓに移行する。

ところで、前記ステッピングモータ２においては、図５に示すように、励磁パルスを出力する対象の励磁コイルの切替によるロータ７のステップ的な角度指示がなされることにより、ロータ７の回転位置は、時間に対して一様に変化していくのではなく、図６に示すように該ロータ７の回転速度に周期的な変動が生じ、その変動の周波数（以下、変動周波数という）は、ステッピングモータ２に出力する励磁パルスの周波数に向かって変化していく。

ここで、ステッピングモータ２の一連の駆動過程のうち或る過程において、前記変動周波数が、ステッピングモータ２（主に該モータ２の図略の筐体）に固有の共振周波数と一致する状況が一時的に発生する。このような状況が発生したとき、ステッピングモータ２が共振し、この共振に伴う音（騒音）が発生する。

本実施形態では、ステッピングモータ２に一時的な共振が発生するのを回避するべく、前記複数の期間のうち予め定められた期間について、該モータ２への励磁パルスの出力をオフするようにしている。前記予め定められた期間は、仮に当該期間で励磁パルスをステッピングモータ２に出力した場合に、ステッピングモータ２に一時的な共振が発生する期間、換言すると、前記変動周波数がステッピングモータ２に固有の共振周波数と一時的に一致する期間であり、ステッピングモータ２（主に筐体）に固有の共振周波数を予め調べておくことで、どの期間に前記共振が発生するのかを予め知ることができる。

すなわち、加速時には、ステッピングモータ２の共振周波数より大きい励磁パルスの周波数であってその中で最も小さい周波数の励磁パルスをステッピングモータ２に出力する期間、減速時には、前記共振周波数より小さい励磁パルスの周波数であってその中で最も大きい周波数の励磁パルスをステッピングモータ２に出力する期間が、モータ２への励磁パルスの出力をオフする前記予め定められた期間として設定される。

本実施形態では、モータ２に励磁パルスを出力させるか否か（分周器１２で生成された分周信号を該分周器１２から出力させるか否か）の指令情報をオンオフ情報として各期間Ｓ，Ａ（Ａ１，Ａ２），Ｐ，Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）に対応付けた形で記憶部１５に格納されている。例えば図４に示すテーブルにおいては、加速前半期間「Ａ１」と減速中間期間「Ｄ２」とに、前記変動周波数がステッピングモータ２に固有の共振周波数と一時的に一致する状況が発生することが予め調べられ、これらの期間「Ａ１」，「Ｄ２」に対し、分周信号の出力（励磁パルスの出力）をオフすることを示すオフ情報（出力禁止情報）が対応付けられたことを示している。分周器１２は、このオフ情報によって、加速前半期間Ａ１及び減速期間Ｄ２においては、当該期間に設定された分周比で分周信号を生成するものの、該分周信号をパルス信号生成部１３に出力しない。よって、加速前半期間「Ａ１」及び減速期間「Ｄ２」においては、ステッピングモータ２の各励磁コイル８〜１１には励磁パルスが印加されない。

これにより、前記加速前半期間「Ａ１」及び減速期間「Ｄ２」の間、ロータ７は慣性力で回転することとなる。つまり、磁力によるロータ７のステップ移動、ひいては回転速度の周期的な変動が発生しなくなる。その結果、前記加速前半期間「Ａ１」及び減速期間「Ｄ２」におけるステッピングモータ２の共振の発生を回避することができ、該共振に伴う音の発生を防止することができる。

また、前記音の発生回避のための手段として、本実施形態では、前記出力禁止情報、該出力禁止情報を記憶する記憶領域及び該記憶領域から前記出力禁止情報を読み出す機能を搭載するだけであるため、従来のように回路素子を用いて音の低減を図る構成に比して、コストの増大を抑制することができる。なお、前記オフ情報が対応付けられた期間を出力禁止期間という。

以上の点に加え、本実施形態では、単に分周信号の出力（励磁パルスの出力）をオフするのではなく、前記テーブルに基づく分周信号の生成については実施するようにしている。

すなわち、分周信号の生成も行わないと、分周器１２が分周信号を再び出力するときに、分周器１２はどのような分周信号を出力すべきか、つまり、どの励磁コイルに最初に励磁パルスを出力すべきかが不明となる。これにより、出力禁止期間の終了直後に励磁パルスを出力すべき励磁コイルを、仮に出力禁止期間に励磁パルスを出力する場合に該期間の終了直前に励磁パルスを出力する励磁コイルと関連付けて選択する、例えば、出力禁止期間の終了直後に励磁パルスが出力される励磁コイルとして、仮に出力禁止期間に励磁パルスを出力する場合に該期間の終了直前に励磁パルスを出力する励磁コイルの次順の励磁コイルを選択することができなくなる。

これにより、最初に励磁パルスが印加される励磁コイルとして、その時点におけるロータ７の回転位置から比較的大きく離間した励磁コイルが選択される可能性がある。すなわち、例えばロータ７が図７に示す位置に位置する場合に、前記出力禁止期間終了後に最初に励磁パルスが印加される励磁コイルとして、励磁コイル８又は励磁コイル９が選択されれば、励磁コイル８又は９によってロータ７が引き寄せられる量は比較的少ないため、このロータ７の移動に伴う音はほとんど発生しない。

ところが、最初に励磁パルスが印加される励磁コイルとして、励磁コイル１０が選択された場合は、ロータ７が、その励磁コイル１０に急激に大きく引き付けられることとなる。このロータ７の急激で大きな移動によって音が発生する。

これに対し、本実施形態では、出力禁止期間であっても前記テーブルに基づく分周信号の生成については実施することで、出力禁止期間の終了直後に励磁パルスを出力すべき励磁コイルを、仮に出力禁止期間に励磁パルスを出力する場合に該期間の終了直前に励磁パルスを出力する励磁コイルと関連付けて選択することができる。つまり、例えば、出力禁止期間の終了直後に励磁パルスが出力される励磁コイルとして、仮に出力禁止期間に励磁パルスを出力する場合に該期間の終了直前に励磁パルスを出力する励磁コイルの次順の励磁コイルを選択するというように、出力禁止期間終了後の励磁パルスの出力動作を、仮に出力禁止期間にも励磁パルスの出力を行う場合の該出力動作に継続した形で行うことができる。これにより、出力禁止期間終了後における音の発生を回避又は低減することができる。

このように、本実施形態では、出力禁止情報が対応付けられた期間にも励磁パルスの生成については実行することで、前記出力禁止期間の終了後における励磁パルスの出力形態が不適切なものとなるのを回避することができる。

また、本実施形態では、前記と同様の観点から、ロータ７の停止直前の期間（図４では減速後半期間Ｄ３）には、励磁パルスをステッピングモータ２に出力するようにしている。

すなわち、仮に、前記減速後半期間Ｄ３に、励磁パルスをステッピングモータ２に出力しない場合には、ステッピングモータ２は自然停止することとなる。この場合、コントローラ５は、ロータ７がどの位置で停止したのかを把握することができない。したがって、ステッピングモータ２の駆動を再開する際に、ロータ７との離間距離が短い励磁コイルが他に存在するにも拘らず、最初に励磁パルスを出力する励磁コイルとして、ロータ７と比較的大きく離間した励磁コイルが選択される可能性がある。このような励磁コイルが選択された場合、該励磁コイルに励磁パルスが出力されたときにロータ７が急激に大きく引き付けられることとなり、このとき音が生じる可能性がある。

これに対し、本実施形態では、ステッピングモータ２の停止直前の期間に、励磁パルスをステッピングモータ２に出力するため、コントローラ５は、前記記憶部１５に記憶されているテーブルに基づいてロータ７を停止させることとなる。そのため、コントローラ５は、ロータ７の停止位置を把握することができる。

よって、コントローラ５は、ステッピングモータ２を停止状態から加速しようとする際、そのロータ７の停止位置に基づき、最初に励磁パルスを出力すべき励磁コイルを適切に予測（設定）することができる。

その結果、最初に励磁パルスを出力する励磁コイルとして、ロータ７の停止位置から比較的大きく離間した励磁コイルが選択されるようなことがなくなるため、ステッピングモータ２を停止状態から加速しようとする際に、前述のような音が発生するのを回避することができる。

本件は、前記実施形態に代えて、或いは前記実施形態に加えて次のような変形形態も採用可能である。

［１］本件の対象のモータは、ステッピングモータに限定されず、駆動パルス（励磁パルスを含む）による可動体のステップ移動を駆動原理とするモータ全体が適用範囲となる。

［２］周波数情報と分周比情報とオンオフ情報とはテーブル形式で記憶されている必要はないし、また、それらの情報が同一の記憶部に記憶されている必要もない。

［３］前記実施形態では、前記オンオフ情報が分周器１２からの分周信号の出力を許可するか禁止するかを示す情報であったが、これに限らず、パルス信号生成部１３からのパルス信号の出力を許可するか禁止するかを示す情報とし、パルス信号生成部１３が、このオンオフ情報に基づいてパルス信号の出力動作を行うようにしてもよい。

本発明に係る駆動装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 ステッピングモータの内部構成の一例を示す図である。 ステッピングモータの動作説明図である。 記憶部に格納されているテーブルである。 モータへの角度指示及びロータの実際の位置の変化を示すグラフである。 ロータの速度変化を示すグラフである。 或るタイミングにおけるロータの位置を示す図である。

符号の説明

１ 駆動装置
２ ステッピングモータ
３ モータドライバ
４ 基準発振器
５ コントローラ
７ ロータ
８〜１１ 励磁コイル
１２ 分周器
１３ パルス信号生成部
１４ カウント部
１５ 記憶部

Claims (7)

1. 駆動パルスを出力するたびに、該駆動パルスにより生じる力によって可動体を所定量ずつ移動させるステップ移動を駆動原理として、前記可動体を備えるモータに電気エネルギーから機械エネルギーを生成させるモータ駆動装置であって、
   前記モータの駆動過程における複数の期間においてそれぞれ生成すべき駆動パルスの周波数情報を予め記憶する第１の記憶部と、
   前記複数の期間それぞれにおいて、前記周波数情報に応じた分周後の信号である分周信号を生成する分周信号生成部と、
   前記分周信号に基づき前記駆動パルスを生成し、前記モータに出力する駆動パルス生成部と、
   前記可動体のステップ移動による速度変動の変動周波数が前記モータに固有の共振周波数と一致する状態が前記モータの駆動過程において発生すると想定される、前記複数の期間のうち予め定められた期間に、駆動パルスの出力を前記駆動パルス生成部に対して禁止することを示す出力禁止情報と、前記予め定められた期間以外の期間における駆動パルスの出力を前記駆動パルス生成部に許可することを示す出力許可情報とを予め記憶する第２の記憶部とを備え、
   前記分周信号生成部は、前記第２の記憶部において前記出力許可情報が対応付けられた期間では、生成した分周信号を前記駆動パルス生成部に出力し、前記出力禁止情報が対応付けられた期間では、生成した分周信号を前記駆動パルス生成部に出力しないモータ駆動装置。
2. 前記モータの駆動過程は、該モータの減速過程である請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記第２の記憶部において、前記複数の期間のうち前記モータの停止直前の期間に対し前記出力許可情報が対応付けられており、
   前記分周信号生成部は、前記モータの停止直前の期間、前記出力許可情報に基づき、前記生成した分周信号を前記駆動パルス生成部に出力する請求項２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記予め定められた期間が複数設けられており、
   これらの期間に対して前記出力禁止情報が設定されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
5. 前記第１の記憶部及び第２の記憶部は、同一の記憶部であり、
   前記記憶部に、前記周波数情報と前記出力禁止情報又は前記出力許可情報とが前記期間ごとにテーブル形式で記憶されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
6. 前記モータは、ステッピングモータであり、
   前記可動体は、前記ステッピングモータのロータである請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
7. モータと、
   前記モータに前記駆動パルスを出力することにより電気エネルギーから機械エネルギーを生成させる請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と
   を備えた駆動装置。
   

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