JP5785718B2 - ステッピングモータの駆動回路、その集積回路およびそれを備える電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ステッピングモータの駆動回路、それを集積化した集積回路およびそれを備える電子機器、ならびに、ステッピングモータの駆動回路の制御方法に関し、より特定的には、駆動回路からステッピングモータへ励磁電流を伝達する経路の異常を検出する技術に関する。

近年、たとえば、プリンタ、ファックス、またはスキャナなどの電子機器において、ムラのない滑らかな回転を実現して低振動かつ低騒音を可能とするステッピングモータが多く使用されている。ステッピングモータは、一般的に、２相の励磁コイルに、互いに位相が９０°ずれた励磁電流を正弦波に近い波形（すなわち、擬似正弦波）で変化させて印加することによって駆動される。

特開２００８−０２９１４５号公報（特許文献１）には、励磁電流の上限値を示す参照電圧に基づいて励磁電流の目標値を示す目標電圧を生成する目標電圧生成部と、この目標電圧に基づいて励磁電流を制御するための電流制御部とを備えた、ステッピングモータの駆動回路の例が開示される。

特開２００８−０２９１４５号公報

このようなステッピングモータの駆動システムにおいては、駆動回路とステッピングモータとは互いに配線で接続される。この配線は、駆動回路およびステッピングモータにおいて、端子またはコネクタなどの接続部によって接続される。さらに、配線の中間部においても、配線同士がコネクタなどで接続される場合がある。

この配線の接続部が緩んだり、接触不良となったり、あるいは配線が断線してしまったりした場合には、駆動回路から励磁コイルに適切に励磁電流が供給できなくなるため、ステッピングモータを駆動することができなくなる。

しかしながら、特開２００８−０２９１４５号公報（特許文献１）に開示される駆動回路においては、このような配線異常を駆動回路側で検出する構成とはなっていなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステッピングモータへ励磁電流を供給するための配線の異常を検出可能な、ステッピングモータの駆動回路を提供することである。

本発明によるステッピングモータの駆動回路は、目標電圧生成部と、電流制御部と、異常検出部とを備える。目標電圧生成部は、ステッピングモータに流れる励磁電流の上限値を示す参照電圧に基づいて定められる励磁電流についての目標値を示す目標電圧を生成する。電流制御部は、目標電圧に基づいて、励磁電流の値が目標値に保たれるように励磁電流を制御する。また、電流制御部は、励磁電流に対応する電圧と目標電圧とを比較するための比較部を含む。そして、異常検出部は、比較部からの出力信号と励磁電流の極性を示す制御信号とに基づいて、駆動回路からステッピングモータへ励磁電流が供給される経路の異常を検出する。

好ましくは、ステッピングモータは、第１および第２の励磁コイルを含む。電流制御部は、第１および第２の励磁コイルのそれぞれに対応する励磁電流を出力するための第１のチャンネルおよび第２のチャンネルを含む。電流制御部は、第１および第２のチャンネルの一方のチャンネルについての制御信号が予め定められた状態となる所定タイミングにおいて、他方のチャンネルの出力信号の状態に基づいて、異常が発生していることを検出する。

好ましくは、電流制御部は、第１および第２のチャンネルの一方のチャンネルについての制御信号が所定タイミングとなった場合に、他方のチャンネルについての励磁電流に対応する電圧が当該チャンネルの目標値に到達していないことを、出力信号が示している場合に、異常が発生していることを検出する。

好ましくは、制御信号はパルス状の信号であり、所定タイミングは制御信号の立ち下がりのタイミングに基づいて定められる。

好ましくは、異常検出部は、予め定められた回数連続して異常が検出されたことに応答して異常を確定する。

好ましくは、異常検出部は、異常が確定したことに基づいて異常信号を出力する。
好ましくは、目標電圧生成部は、参照電圧を上限値に対する目標値の０から１まで段階的に変化する比率に従って分圧することによって目標電圧を生成する。

好ましくは、駆動回路は、駆動回路外部からの情報に基づいて、比率を示す信号および制御信号を生成する指令生成部をさらに備える。

本発明による集積回路は、上記のうちのいずれかの駆動回路が集積化されたものである。

本発明による電子機器は、ステッピングモータと、上記いずれかの駆動回路とを備える。

本発明によるステッピングモータの駆動回路の制御方法は、ステッピングモータに流れる励磁電流の上限値を示す参照電圧に基づいて定められる励磁電流についての目標値を示す目標電圧を生成するステップと、目標電圧に基づいて励磁電流の値が目標値に保たれるように励磁電流を制御するステップと、励磁電流に対応する電圧と目標電圧とを比較するステップと、比較するステップによる出力信号と励磁電流の極性を示す制御信号とに基づいて、駆動回路からステッピングモータへ励磁電流が供給される経路の異常を検出するステップと備える。

本発明によれば、ステッピングモータの駆動回路において、ステッピングモータへ励磁電流を供給するための配線の異常を検出することが可能となる。

実施の形態１に従うステッピングモータの駆動回路を含む、モータ駆動システムの全体ブロック図である。 フルステップモードの場合の異常検出制御を説明するためのタイムチャートの例である。 ハーフステップモードの場合の異常検出制御を説明するためのタイムチャートの例である。 ハーフステップモードの場合の異常検出制御を説明するためのタイムチャートの他の例である。 実施の形態１において、異常検出部で実行される異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態１において、異常検出部で実行される異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従うステッピングモータの駆動回路を含む、モータ駆動システムの全体ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従うステッピングモータの駆動回路１００を含む、モータ駆動システム１０の全体ブロック図である。このモータ駆動システム１０は、たとえば、プリンタ、ファックス、スキャナ、またはカメラなどの電子機器の駆動部として使用される。

図１を参照して、ステッピングモータ２００は２相のステッピングモータである。ステッピングモータ２００は、２相にそれぞれ対応する励磁コイルＬ１，Ｌ２と、回転子２１０とを備える。

励磁コイルＬ１，Ｌ２には励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２がそれぞれ流れる。駆動回路１００はステッピングモータ２００を駆動する際に励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の値が設定値に保たれるよう励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２を制御する。

なお、本実施の形態では、駆動回路１００はステッピングモータをマイクロステップ駆動させるものとする。すなわち駆動回路１００は励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の比率を細かく変えていくことによって、基本ステップ角よりも細かいステップ角でステッピングモータの回転子２１０を回転させる。

駆動回路１００は、入力バッファ１１０と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１２０と、電流制御回路１３０と、異常検出部１７０と、ＰＷＭ制御部１８０と、発振回路１９０とを含む。

電流制御回路１３０は、比較器１３１，１３２と、論理回路１４１，１４２を有する論理制御部１４０と、プリドライバ１５１，１５２を有するプリドライバ部１５０と、Ｈブリッジ１６１，１６２とを含む。

比較器１３１と、論理回路１４１と、プリドライバ１５１と、Ｈブリッジ１６１とにより、励磁コイルＬ１に励磁電流ＩＯＵＴ１を供給するチャンネルＣＨ１に対応する回路が構成される。また、比較器１３２と、論理回路１４２と、プリドライバ１５２と、Ｈブリッジ１６２とにより、励磁コイルＬ２に励磁電流ＩＯＵＴ２を供給するチャンネルＣＨ２に対応する回路が構成される。なお、チャンネルＣＨ１，ＣＨ２に対応するそれぞれの回路の構成および機能は同様であるので、以下に示す回路の詳細な説明においては、チャンネルＣＨ１に関して説明を行ない、チャンネルＣＨ２に関しての同様の説明は繰り返さない。

入力バッファ１１０はいわゆるボルテージフォロワ回路であり、入力される参照電圧ＶＲＥＦをそのまま出力する。参照電圧ＶＲＥＦは励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の上限値を示す電圧である。

Ｄ／Ａコンバータ１２０は本発明のステッピングモータの駆動回路における「目標電圧生成部」に対応する。Ｄ／Ａコンバータ１２０は参照電圧ＶＲＥＦと制御信号Ｉ０１，Ｉ１１とを受けて、チャンネルＣＨ１に対する目標電圧ＶＡ１を出力する。なお、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１は励磁電流ＩＯＵＴ１の上限値に対する励磁電流ＩＯＵＴ１の設定値の比を０から１まで変化させる信号である。

詳細に説明すると、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１の電位レベルはＨ（ハイ）レベルとＬ（ロー）レベルとの間で切換わる。よって制御信号Ｉ０１，Ｉ１１の電位レベルの組合せは４通りある。励磁電流ＩＯＵＴ１の上限値に対する励磁電流ＩＯＵＴ１の設定値の比率は、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１の電位レベルの組合せ（Ｈ，Ｈ），（Ｌ，Ｈ），（Ｈ，Ｌ），（Ｈ，Ｈ）に対して、たとえば、それぞれ０％，３３％，６７％，１００％の、４つの値の間で変化する。Ｄ／Ａコンバータ１２０は、上記の比率に従って参照電圧ＶＲＥＦを分圧することにより目標電圧ＶＡ１を生成する。

電流制御回路１３０は、目標電圧ＶＡ１を受けて励磁電流ＩＯＵＴ１の値が設定値に保たれるように励磁電流ＩＯＵＴ１を制御する。

比較器１３１は、駆動回路１００の外部に設けられた抵抗Ｒ１によって変換されたＨブリッジ１６１を流れる電流（励磁電流ＩＯＵＴ１）を示す電圧ＲＮＦ１と、目標電圧ＶＡ１とを比較し、比較結果を示す出力信号ＣＬＯＵＴ１を生成する。出力信号ＣＬＯＵＴ１は、たとえば、電圧ＲＮＦ１が目標電圧ＶＡ１に到達していない場合にはハイ（Ｈｉ）に設定され、電圧ＲＮＦ１が目標電圧ＶＡ１に到達した場合にはロー（Ｌｏ）に設定される。

なお、本実施の形態においては、抵抗Ｒ１が駆動回路１００の外部に設けられる構成の例を示すが、抵抗Ｒ１は駆動回路１００に含まれてもよい。

論理回路１４１は、励磁電流ＩＯＵＴ１の極性を示す制御信号ＰＨＡ１と比較器１３１の出力信号ＣＬＯＵＴ１とを受ける。そして、論理回路１４１は、これらの信号と、発振回路１９０からの発振信号ＯＳＣに基づいてＰＷＭ制御部によって設定された制御信号ＰＷＭとを用いて、駆動信号を生成する。

プリドライバ１５１は論理回路１４１から送られる駆動信号を増幅する。プリドライバ１５１からの信号はＨブリッジ１６１に与えられる。Ｈブリッジ１６１の動作に応じて、励磁コイルＬ１に供給される励磁電流ＩＯＵＴ１の大きさが変化する。

励磁電流ＩＯＵＴ１の大きさが上限値を超えた場合（すなわち比較器１３１の出力がＲＮＦ１＞ＶＡ１を示す場合）には論理回路１４１は励磁電流ＩＯＵＴ１を減少させる。励磁電流ＩＯＵＴ１を減少させる動作を開始してから所定時間の経過後に、論理回路１４１は励磁電流ＩＯＵＴ１を増加させる。この動作を繰り返すことによって、励磁電流ＩＯＵＴ１の値は設定値に保たれるように制御される。

Ｈブリッジ１６１は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２とＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１３，Ｑ１４とを含む。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱ１１とＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１３とはステッピングモータ２００の電源電位ＶＭが与えられる電源ノードと抵抗Ｒ１の一方端が接続される端子Ｔ１３との間に直列に接続される。同様にＰ型ＭＯＳトランジスタＱ１２とＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１４とは上記の電源ノードと抵抗Ｒ１の一方端が接続される端子Ｔ１３との間に直列に接続される。なお抵抗Ｒ１の他方端は接地ノードに接続される。

Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱ１１とＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１３とが接続されるノードＮ１１は端子Ｔ１１に接続される。同様にＰ型ＭＯＳトランジスタＱ１２とＮ型ＭＯＳトランジスタＱ１４とが接続されるノードＮ１２は端子Ｔ１２に接続される。励磁コイルＬ１の２つの端子は、配線を解して端子Ｔ１１，Ｔ１２にそれぞれ接続される。

なお、上記においては、Ｐ型ＭＯＳトランジスタおよびＮ型ＭＯＳトランジスタで形成されたＨブリッジを用いる構成の例として説明したが、Ｈブリッジを形成するトランジスタの構成は、全てＮ型ＭＯＳトランジスタを用いるようにしてもよい。このように、全てをＮ型ＭＯＳトランジスタを用いてＨブリッジを形成した場合には、上記のＰ型ＭＯＳトランジスタおよびＮ型ＭＯＳトランジスタを用いた場合と比べて、トランジスタを駆動するための昇圧回路が別途必要とはなるが、Ｎ型ＭＯＳトランジスタのほうがＰ型ＭＯＳトランジスタよりも回路面積が小さくできる傾向にあるので、たとえばＰ型ＭＯＳトランジスタの出力電流が大きい場合には、昇圧回路を含めたとしてもＮ型ＭＯＳトランジスタを全てに用いるほうが回路全体の面積を小さくできるという利点を有し得る。一方、上記の例のようにＰ型ＭＯＳトランジスタおよびＮ型ＭＯＳトランジスタを用いると、昇圧回路が不要になる。そのため、Ｈブリッジを形成するトランジスタの型式は、回路に流れる電流や回路面積等のファクタを勘案して適宜選択される。

異常検出部１７０は、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の極性をそれぞれ示す制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２と、比較器１３１，１３２の出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２と、発振回路１９０からの発振信号ＯＳＣとを受ける。異常検出部１７０は、これらの情報に基づいて、駆動回路１００からステッピングモータ２００へ励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２を供給する配線に異常が発生しているか否かを検出する異常検出制御を実行する。

次に、図２および図３を用いて、上記の異常検出部１７０にて実行される、異常検出制御の概要について説明する。図２は、フルステップモードの場合におけるタイムチャートの例を示し、図３はハーフステップモードの場合におけるタイムチャートの例を示す。図２および図３のいずれにおいても、横軸には時間が示され、縦軸には励磁電流の極性を示す制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の状態、目標電圧の分圧比を定める制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２の状態、および励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の状態が示される。

図１および図２を参照して、このフルステップモードの場合には、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２は常にローレベル（Ｌｏ）に設定され、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵ２は、それぞれ制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２に同期して、＋１００％の状態と−１００％の状態とで、方形波状に切換わる。

具体的には、励磁電流ＩＯＵＴ１については、時刻ｔ１において制御信号ＰＨＡ１がハイレベルからローレベルに立ち下がることに伴って、励磁電流ＩＯＵＴ１が＋１００％から−１００％へ切換わり、時刻ｔ３にて制御信号ＰＨＡ１がローレベルからハイレベルに立ち上がることに伴って、励磁電流ＩＯＵＴ１が−１００％から＋１００％へ切換わる。

励磁電流ＩＯＵＴ２については、上述のように、励磁電流ＩＯＵＴ２と９０°の位相差があるので、時刻ｔ２において励磁電流ＩＯＵＴ２が＋１００％から−１００％へ切換わり、時刻ｔ４において励磁電流ＩＯＵＴ２が−１００％から＋１００％へ切換わる。

図２からわかるように、チャンネルＣＨ１の励磁電流ＩＯＵＴ１の極性が切換わるタイミング（時刻ｔ１，ｔ３）においては、チャンネルＣＨ２の励磁電流ＩＯＵＴ２の極性が安定して維持された状態である。

このときに、チャンネルＣＨ２の配線が正常であれば、励磁電流ＩＯＵＴ２は目標電圧ＶＡ２に到達しているので、比較器１３２の出力信号ＣＬＯＵＴ２はＬｏの状態となる。一方、チャンネルＣＨ２の配線に断線等の異常が生じていて、適切に励磁電流ＩＯＵＴ２が流れていなかった場合には、比較器１３２の出力信号ＣＬＯＵＴ２はＨｉの状態となる。

したがって、一方のチャンネルにおける励磁電流の極性が切換わるタイミングにおいて、他方のチャンネルにおける比較器の出力信号の状態を検出することで、他方側の配線に異常が生じているか否かを判定することができる。

なお、比較器の出力信号の状態を検出するタイミングは、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の立ち上がり、または立ち下がりのいずれの場合としてもよい。あるいは、比較器の出力信号の状態を検出するタイミングは、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の立ち上がり、または立ち下がりから、所定の遅延時間経過後とするようにしてもよい。

次に、図３を用いてハーフステップモードの場合について説明する。ハーフステップモードにおいては、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の極性の組合せ状態が変化する１／４周期の半分（すなわち、１／８周期）の時間だけ、各制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２の状態が制御される。

具体的には、図３の場合には、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１は、図３中の時刻ｔ２２から時刻ｔ２３の間、および時刻ｔ２６から時刻ｔ２７の間だけＨｉの状態にされる。一方、制御信号Ｉ０２，Ｉ１２については、図３中の時刻ｔ２０から時刻ｔ２１の間、および時刻ｔ２４から時刻ｔ２５の間だけＨｉの状態にされる。このようにすることによって図３に示されるように、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２がＨｉの状態の場合には、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２は０％の状態となり、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２をより正弦波に近い波形にすることができる。

この場合においても、図２の場合と同様に、励磁電流の極性が切換わるタイミングにおいて（たとえば、時刻ｔ２２，ｔ２４）において、他方側のチャンネルの電流状態を検出することによって、他方側のチャンネルの配線に異常が生じているか否かを判定することができる。

なお、ハーフステップモードの場合は、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２の組合せによって、異なる励磁電流の波形とすることも可能である。たとえば、図４は、制御信号Ｉ０１，Ｉ０２は１／８周期だけＬｏとなるように設定し、制御信号Ｉ１１，Ｉ１２は１／８周期だけＨｉとなるように設定した場合の一例である。この場合には、図４中の時刻ｔ３１から時刻ｔ３２の間、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４の間、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６の間、時刻ｔ３７から時刻ｔ３８の間において、励磁電流のレベルとして＋６７％または−６７％の中間の状態とすることができ、励磁電流をさらにより正弦波に近づけることができる。

図４の場合、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の状態がちょうど切換わるタイミングにおいては、励磁電流のレベルが＋１００％（または−１００％へ）変化するタイミングでもある。そのため、励磁コイルへの充電中の状態を検出してしまい適切に異常を検出できない可能性がある。このような場合には、上述のように、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の状態が切換わるタイミングから所定の遅延時間後の状態を検知するようにすることが好ましい。

さらに、図には示さないが、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２の極性の組合せ状態が変化する１／４周期のさらに１／４（すなわち、１／１６周期）の間、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２の状態を制御するクオータステップモードの場合には、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２の組合せによって、さらに励磁電流のレベルを＋３３％または−３３％の状態とすることができる。これによって、励磁電流の波形をより一層正弦波に近づけることができ、より滑らかな回転を実現することができる。

このクオータステップモードの場合にも、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の状態が切換わるタイミングに基づいた適切なタイミングで他方側のチャンネルの電流状態を検出することによって、他方側のチャンネルの配線に異常が生じているか否かを判定することができる。

図５は、実施の形態１において、異常検出部１７０で実行される異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。図５の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、異常検出部１７０によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図１および図５を参照して、異常検出部１７０は、電流リミット検知部１７１と、判定部１７２と、誤動作防止部１７３とを含む。

電流リミット検知部１７１は、発振回路１９０からの発振信号ＯＳＣと、比較器１３１，１３２からの出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２とを受ける。電流リミット検知部１７１は、出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２の各々について、発振信号ＯＳＣから定まる所定の期間（Ｔ１）の間に、出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２がＬｏになったか否か、すなわち、出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２がそれぞれ目標電圧ＶＡ１，ＶＡ２に到達して、励磁電流ＩＯＵＴ１，ＩＯＵＴ２が目標電圧ＶＡ１，ＶＡ２に対応する電流リミット値に達したか否かを判定する。

電流リミット検知部１７１は、上記の所定の期間に出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２がＬｏになった場合には、対応する検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２をオフに設定する。一方、上記の所定の期間に出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２がＨｉのままの場合には、検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２をオンに設定する。そして、電流リミット検知部１７１は、検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２を判定部１７２に出力する。

判定部１７２は、電流リミット検知部１７１からの検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２と、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２とを受ける。判定部１７２は、図２〜図４で説明したように、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の立ち上がりまたは立ち下がりに基づいて定められる所定のタイミングにおいて、他方のチャンネルの検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２がオンに設定されているか否かを判定する。

判定部１７２は、上記の所定のタイミングにおいて、他方のチャンネルの検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２がオンに設定されている場合には、その他方側のチャンネルの配線に異常が発生している可能性があるとして、対応するチャンネルの異常フラグＤＥＴ１，ＤＥＴ２をオンに設定する。検知信号ＣＬＤ１，ＣＬＤ２がオフの場合には、異常フラグＤＥＴ１，ＤＥＴ２はオフに設定される。

そして、判定部１７２は、異常フラグＤＥＴ１，ＤＥＴ２を誤動作防止部１７３へ出力する。

誤動作防止部１７３は、たとえば、ステッピングモータ２００の動作状態による励磁電流の立ち上がり遅れやノイズの影響などにより、本来は配線の異常がないにもかかわらず、判定部１７２において一時的に異常と判定されてしまった場合の誤検出の影響を防止する機能である。

誤動作防止部１７３は、判定部１７２からの異常フラグＤＥＴ１，ＤＥＴ２と、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２とを受ける。誤動作防止部１７３は、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２の連続した所定回数（たとえば、３回）の周期で、判定部１７２において連続して異常フラグＤＥＴ１，ＤＥＴ２がオンに設定されたか否かを判定する。そして、誤動作防止部１７３は、所定回数連続して異常フラグＤＥＴ１，ＤＥＴ２がオンに設定されたことを検出した場合に、配線の異常が発生していることを確定し、それに応答して異常信号ＡＬＭを出力する。この異常信号ＡＬＭは、駆動回路１００の外部または内部に設けられる異常通知部（図示せず）において受信され、ユーザに対して異常の発生が通知される。

図６は、実施の形態１において、異常検出部１７０で実行される異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６に示されるフローチャートは、異常検出部１７０内に設けられたプログラム可能なＣＰＵ（図示せず）によって実行される場合には、ＣＰＵに予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部またはすべてのステップについて、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。

図１および図６を参照して、異常検出部１７０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、比較器１３１，１３２からの出力信号ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２（以下、ＣＬＯＵＴ１，ＣＬＯＵＴ２を総称して「ＣＬＯＵＴ」とも称する。）を取得する。そして、Ｓ１１０にて、異常検出部１７０は、これらの出力信号が所定期間Ｔ１の間、Ｈｉの状態が継続しているか否かを判定する。

出力信号ＣＬＯＵＴが所定期間Ｔ１の間、Ｈｉの状態が継続している場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、異常検出部１７０は、Ｓ１２０にて、対応するチャンネルの検知信号ＣＬＤ（以下、ＣＬＤ１，ＣＬＤ２を総称して「ＣＬＤ」とも称する。）をオンに設定する。その後、処理がＳ１３０に進められる。

出力信号ＣＬＯＵＴが所定期間Ｔ１の間にＬｏの状態になった場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、Ｓ１２０がスキップされた、処理がＳ１３０に進められる。

Ｓ１３０においては、異常検出部１７０は、制御信号ＰＨＡ（以下、ＰＨＡ１，ＰＨＡ２を総称して「ＰＨＡ」とも称する。）に基づく所定の検出タイミングが否かを判定する。

所定の検出タイミングでない場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、異常検出部１７０は、当該処理を終了する。

所定の検出タイミングである場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４０に進められて、次に異常検出部１７０は、他方のチャンネルの検知信号ＣＬＤがオンに設定されているか否かを判定する。

検知信号ＣＬＤがオンに設定されていない場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、異常検出部１７０は、励磁電流が目標値通りとなっており配線の異常が発生していないと判断し、処理を終了する。

一方、検知信号ＣＬＤがオンに設定されている場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に進められ、異常検出部１７０は、配線異常が発生している可能性があるとして、該当するチャンネルの異常フラグＤＥＴ（以下、ＤＥＴ１，ＤＥＴ２を総称して「ＤＥＴ」とも称する。）をオンにセットする。

そして、異常検出部１７０は、Ｓ１６０にて、この異常フラグＤＥＴが、制御信号ＰＨＡの所定の回数（ｎ回：ｎは自然数）の周期連続して検出されたか否かを判定する。

制御信号ＰＨＡがｎ回連続して検出されなかった場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、異常検出部１７０は、異常状態の誤検出であるとして処理を終了する。

制御信号ＰＨＡがｎ回連続して検出された場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１７０に進められて、異常検出部１７０は、配線異常が発生していることを確定する。そして、異常検出部１７０は、Ｓ１８０にて、異常信号ＡＬＭを出力する。

このような処理に従って制御を行なうことによって、ステッピングモータの駆動回路において、ステッピングモータへ励磁電流が供給される配線の異常を検出することが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１におけるステッピングモータの駆動回路１００においては、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２および制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２が駆動回路１００の外部から与えられる構成について説明したが、これらの制御信号は駆動回路内部で生成されてもよい。

実施の形態２においては、外部から与えられる制御モード等の情報に基づいて、上述の制御信号を内部で生成する機能を有するステッピングモータの駆動回路について説明する。

図７は、実施の形態２に従うステッピングモータの駆動回路１００Ａを含む、モータ駆動システム１０Ａの全体ブロック図である。図７は、実施の形態１の図１で説明した駆動回路１００に、指令生成部１１５が追加された構成となっている。図７において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。

図７を参照して、駆動回路１００Ａは、図１に示した駆動回路１００の構成に加えて、指令生成部１１５をさらに備える。

指令生成部１１５は、回路外部から、基準クロック信号ＣＬＫと、制御モード信号ＭＯＤと、回転方向を示す信号ＣＷ＿ＣＣＷと、イネーブル信号ＥＮＢとを受ける。制御モード信号ＭＯＤは、実施の形態１の図２〜図４で説明したフルステップモード，ハーフステップモード，クオータステップモードのいずれを選択するかを定める信号である。

指令生成部１１５は、これらの情報に基づいて、制御信号ＰＨＡ１，ＰＨＡ２を生成して、論理制御部１４０および異常検出部１７０へ出力する。さらに、指令生成部１１５は、制御信号Ｉ０１，Ｉ１１，Ｉ０２，Ｉ１２を生成して、Ｄ／Ａコンバータ１２０へ出力する。

これらの制御信号を当該駆動回路でのみ使用するような場合には、図７に示したように駆動回路内部に指令生成部を設ける構成とすることによって、これに相当する機能を有する回路を駆動回路外部に余分に設ける必要がなくなるので、より多くの用途に適用することができるという利点を有する。

なお、実施の形態１および実施の形態２で示した駆動回路は、それに含まれる回路，機能の一部または全部を個別の電子機器を用いて構築する構成としてもよいし、これらの回路全体を集積化した集積回路として構築する構成としてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１０Ａ モータ駆動システム、１００，１００Ａ 駆動回路、１１０ 入力バッファ、１１５ 指令生成部、１２０ Ｄ／Ａコンバータ、１３０ 電流制御回路、１３１，１３２ 比較器、１４０ 論理制御部、１４１，１４２ 論理回路、１５０ プリドライバ部、１５１，１５２ プリドライバ、１６１，１６２ Ｈブリッジ、１７０ 異常検出部、１７１ 電流リミット検知部、１７２ 判定部、１７３ 誤動作防止部、１８０ ＰＷＭ制御部、１９０ 発振回路、２００ ステッピングモータ、２１０ 回転子、ＣＨ１，ＣＨ２ チャンネル、Ｌ１，Ｌ２ 励磁コイル、Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ２１，Ｎ２２ ノード、Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ２１〜Ｑ２４ トランジスタ、Ｒ１，Ｒ２ 抵抗、Ｔ１１〜Ｔ１３，Ｔ２１〜Ｔ２３ 端子。

Claims (9)

1. 第１および第２の励磁コイルを含むステッピングモータの駆動回路であって、
   前記ステッピングモータに流れる励磁電流の上限値を示す参照電圧に基づいて定められる前記励磁電流についての目標値を示す目標電圧を生成するための目標電圧生成部と、
   前記目標電圧に基づいて、前記励磁電流の値が前記目標値に保たれるように前記励磁電流を制御する電流制御部とを備え、
   前記電流制御部は、
   前記第１および第２の励磁コイルのそれぞれに対応する励磁電流を出力するための第１のチャンネルおよび第２のチャンネルと、
   前記励磁電流に対応する電圧と前記目標電圧とを比較するための比較部とを含み、
   前記駆動回路は、
   前記比較部からの出力信号と前記励磁電流の極性を示す制御信号とに基づいて、前記駆動回路から前記ステッピングモータへ前記励磁電流が供給される経路の異常を検出するための異常検出部をさらに備え、
   前記異常検出部は、前記第１および第２のチャンネルの一方のチャンネルについての前記制御信号が予め定められた状態となる所定タイミングにおいて、他方のチャンネルの前記出力信号の状態に基づいて、前記異常が発生していることを検出する、ステッピングモータの駆動回路。
2. 前記異常検出部は、前記第１および第２のチャンネルの一方のチャンネルについての前記制御信号が前記所定タイミングとなった場合に、他方のチャンネルについての前記励磁電流に対応する電圧が当該チャンネルの前記目標値に到達していないことを、前記出力信号が示している場合に、前記異常が発生していることを検出する、請求項１に記載のステッピングモータの駆動回路。
3. 前記制御信号は、パルス状の信号であり、
   前記所定タイミングは、前記制御信号の立ち下がりのタイミングに基づいて定められる、請求項１または２に記載のステッピングモータの駆動回路。
4. 前記異常検出部は、予め定められた回数連続して前記異常が検出されたことに応答して前記異常を確定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステッピングモータの駆動回路。
5. 前記異常検出部は、前記異常が確定したことに基づいて異常信号を出力する、請求項４に記載のステッピングモータの駆動回路。
6. 前記目標電圧生成部は、前記参照電圧を前記上限値に対する前記目標値の０から１まで段階的に変化する比率に従って分圧することによって前記目標電圧を生成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステッピングモータの駆動回路。
7. 前記駆動回路外部からの情報に基づいて、前記比率を示す信号および前記制御信号を生成する指令生成部をさらに備える、請求項６に記載のステッピングモータの駆動回路。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動回路が集積化された、集積回路。
9. 前記ステッピングモータと、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動回路とを備える、電子機器。

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