JPH04178198A - ステッピングモータの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ステッピングモータの駆動方法および駆動装
置に関する。

（従来の技術） 周知のように、ステッピングモータは、ディジタル信号
を用いたオープンループ制御で駆動される。ステッピン
グモータにおいては、オーブンループ制御でも十分な位
置決め精度が得られる。

このため、ステッピングモータは、ＯＡ機器の分野をは
じめ多くの分野で使用されている。

代表的なステッピングモータは、回転自在な口−夕と、
このロータの外側に配置されたステータコアとを備えて
いる。ロータの外周面には小歯が複数個等ピツチに設け
られている。ステータコアの内面には相数に対応した数
のステータ突極が設けられている。これらステータ突極
の先端部には小歯が複数個等ピツチに設けられている。

各ステータ突極の外周にはそれぞれ励磁巻線が装着され
ている。各励磁巻線は、駆動装置によって定められた順
序に順次、切換励磁される。励磁が行われると、ステー
タ側小歯と、ロータ側小歯との間に電磁的な吸引力ある
いは反発力が作用し、この結果としてロータのステップ
動作が開始される。

ところで、ステッピングモータを低速度回転させたとき
には、ステップ動作が強調されるのでロータの回転速度
が変動する。この回転速度の変動周期は、励磁切換え周
波数の周期に一致している。

一方、高速回転させたときには、周波数応答特性の低下
からステップ動作は強調されない。しかし、各励磁相聞
の出力トルクのばらつきが原因してロータの回転速度が
変動する。すなわち、ステッピングモータを製作する段
階で、各励磁相の条件を等しくすることは困難である。

この不揃いが原因してロータの回転速度が変動する。た
とえば、ハイブリッド形５相ステッピングモータを１５
００Ｈｚで順次切換え励磁（これをパルスレート１５０
０ｐ　ｐ　ｓと呼ぶ。）したときには、速度変動パワー
スペクトルのピークレベルが１５０Ｈｚの位置に現れる
。この周波数は、励磁切換周波数の１／１０に相当して
いる。このような速度変動は、各励磁相聞の出力トルク
のばらつきに起因している。

このように、ステッピングモータにおいては、低速回転
領域では１ステップ毎に速度変動が起こり、また高速回
転領域では数ステップに相当する周期の速度変動が起こ
る。このような速度変動は、ステッピングモータの大き
な欠点となっている。

特に、精密機器の駆動源として使用した場合には、上述
した速度変動のために要求性能を満さないことが多々あ
る。加えて、実系統に組み込んだ場合に、負荷に質量ア
ンバランスがあるときには、このアンバランスによって
起こる速度変動が重畳される。

そこで、上述した速度変動を低減するために、ロータの
軸や負荷軸にダイナミックダンパを取付けたり、トルク
伝達機構の中間に減衰材を挿入したり、あるいは大きな
フライホイールを取り付けたりする手法が採用されてい
る。また、このような機械的手段で速度変動を低減でき
ない場合には、ロータ側およびステータ側の小歯のピッ
チを狭めて１ステップの移動量を小さくしたり、励磁相
の数を増したりするなどの、ステッピングモータの構造
そのものを変更することが試みられている。

さらに、異なる励磁相への印加型流（印加電圧）を段階
的に増減して、ロータの停止点を段階的にずらす、いわ
ゆるマイクロステップ駆動方式で速度変動を低減させよ
うとする試みも行われている。

しかしながら、機械的な要素を設けて速度変動を低減す
る方式では全体の大型化を招くば力）りか、大きな速度
変動低減効果が期待できない。また、マイクロステップ
駆動方式を採用しても、異なる励磁相間でトルク特性に
ばらつきのある場合には、やはり大きな速度変動低減効
果が得られない。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く、従来の駆動方法および駆動装置では、異な
る励磁相聞でトルク特性にばらつきのある場合には大き
な速度変動低減効果が得られない問題があった。

そこで本発明は、簡単な電気的手法によって、ロータの
速度変動を極めて小さくできるステッピングモータの駆
動方法および駆動装置を提供することを目的としている
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の一実施例に係るに
駆動装置によれば、ステッピングモータが備えている複
数の励磁巻線の励磁を順次切換えるためのタイミングパ
ルスに使用されるパルス列を発生するパルス発生手段と
、このパルス発生手段で発生したパルス列を導入して複
数の励磁巻線を定められた順序に励磁する手段と、ステ
ッピングモータが備えている周期性の速度変動を緩和さ
せるために複数の励磁巻線に流れる電流を調整する手段
と、この調整する手段で複数の励磁巻線に流れる電流が
調整された条件下でステッピングモータがなおも備えて
いる周期性の速度変動データを予め記憶させておくため
の記憶手段と、この記憶手段に記憶されている速度変動
データを読出し、この速度変動データに対応させて前記
パルス発生手段で発生する前記タイミングパルスのパル
スレートを変動させる手段とを備えている。

（作　用） 本発明によれば、ステッピングモータが備えている固有
の速度変動が各励磁巻線に流れる電流の調整によって緩
和される。そして、励磁電流の調整では解消できないス
テッピングモータの速度変動分が、タイミングパルスの
パルスレートの変動に伴う速度変動で打消される。した
がって、ロータを滑らかに回転させることが可能となる
。

（実施例） 第１図には本発明を適用した駆動装置のブロック構成図
が示されている。

符号１は５相構造のステッピングモータを示している。

このステッピングモータ１は、駆動装置２によって駆動
される。

ステッピングモータ１は、ロータ１０と、ステータ２０
とを偏えている。ロータ１０は、質量バランスのとれた
図示しない回転負荷に連結されている。

ロータ１０は、第２図に示されるように、非磁性材で形
成された軸１１と、この軸１１の外周に装着されるとと
もに軸方向に着磁された永久磁石１２と、永久磁石１２
の両端側からそれぞれキャップ状に装着された磁性材製
の歯切り力・ツブ１３ａ、１３ｂとで構成されている。

歯切リカ、ツブ１３−ａ、１３ｂには、この例ではそれ
ぞれ周方向に等ピッチに５０個の小歯１４が形成されて
いる。なお、歯切りカップ１３ａ側の小歯１４と、歯切
りカップ１３ｂ側の小歯１４とは周方向に１７２ピツチ
の位相差を持って設けられている。

ステータ２０は、第３図に示されるように、ロータ１０
を囲むように配置されたステータコア２１と、このステ
ータコア２１の内面に突設された１０本のステータ突極
２２と、これらステータ突極２２の先端部に等ピッチに
設けられた小歯２３と、各ステータ突極２２に巻装され
た励磁巻線２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ，２４Ｄ、２４Ｅと
で構成されている。なお、各励磁巻線は、それぞれ２つ
に分割されて相対向するステータ突極２２に装着されて
いる。これによって５つの励磁相Ａ１Ｂ、Ｃ，ＤＳＥを
持つ５相構造のステッピングモータ１が構成されている
。

駆動装置２は、第１図に示されるように、スイッチング
回路３０と、分配回路４０と、記憶装置５０と、演算装
置６０と、速度設定器７５と、振幅設定器８０と、位相
設定器８５と、直流電源９０とで構成されている。

スイッチング回路３０は、第４図に示されるように、各
励磁色線２４Ａ〜２４Ｈに独立に正−または負の電流を
流すために、パワートランジスタ３１ａ、３１ｂ、３２
ａ、３２ｂで構成されたブリッジ回路３５Ａ〜３５Ｅを
備えている。各ブリッジ回路３５Ａ〜３５Ｅの一方の入
力端は、それぞれパワートランジスタ３６Ａ〜３６Ｅを
介して直流電源９０の一方の出力ライン３３に接続され
ている。また、各ブリッジ回路３５Ａ〜３５Ｅの他方の
入力端は、それぞれシャント抵抗３７Ａ〜３７Ｅを介し
て直流電源９０の他方の出力ライン３４に接続されてい
る。

各励磁巻線２４Ａ〜２４Ｅに流れる電流ＩＡ〜ＩＥは、
対応するシャント抵抗３７Ａ〜３７Ｈによってそれぞれ
電圧Ｖ　　〜Ｖ　　に変換される。

ＣＡ　　　　　ＣＥ この電圧ｖ　　−■　　は、対応する比較器３８ＣＡ　
　　　　ＣＥ Ａ〜３８Ｈの一方の入力端に導入される。基準電圧ｖ　
　　−ｖ　　　が各比較器３８Ａ〜３８Ｅの他ＲＡ　　
　　　ＲＥ 方の入力端に導入される。差電圧ｖＥＡ　　　ＥＥ〜Ｖ が各比較器３８Ａ〜３８Ｅから出力される。これら差電
圧Ｖ　　〜Ｖ　　は、対応するパルス幅利ＥＡ　　　　
　ＥＥ 御回路３９Ａ〜３９　Ｅ　ｌ千導入される。各パルス幅
制御回路３９Ａ〜３９Ｅは、入力された差電圧に対応し
た信号を出力する。各パルス幅制御回路３９Ａ〜３９Ｅ
の出力信号によって、対応するパワートランジスタ３６
Ａ〜３６Ｅがオン、オフ制御される。この例では、可変
抵抗４２Ａ〜４２Ｅて各基準電圧Ｖ　　　−Ｖ ＲＡ　　　ＲＥの値が微調整される。

すなわち、各励磁巻線２４Ａ〜２４Ｈに流れる電流■８
ツ、は、各基準電圧ＶＲＡ　　　ＲＥ〜Ｖ　　によ って決まる値に保持される。この電流調整によって各励
磁巻線の巻線抵抗のばらつきなどによって起こる出力ト
ルクのばらつきが補正される。

分配回路４０は、公知のものと同様に構成されている。

すなわち、分配回路４ｏは、後述する演算装置６０から
与えられるタイミングパルスＰに応動して各ブリッジ回
路３５Ａ〜３５Ｅに組み込まれたパワートランジスタ３
１ａ、３１ｂおよび３２ａ、３２ｂをオン、オう制御す
る。すなわち、分配回路４０は、第５図に代表的な動作
シーケンスを示すように、各相の励磁巻線２４Ａ、２４
Ｂ。

２４Ｃ，２４，Ｄ、２４Ｈに定められ順序に励磁電流Ｉ
　　Ｉ　　Ｉ　　Ｉ え、　　Ｂ、　　。’Ｄ”Ｅを順次切換え通流させるべ
く、パワートランジスタ３１ａ。

３１ｂおよび３２　ａ、−’３’２　ｂ　ヲオン、オフ
制御するためのベース信号を出力する。この例では１０
ステップの繰り返しになっている。

記憶装置５０は、後述する演算装置６０を動作させるた
めのプログラムと、駆動対象であるステッピングモータ
１の固有の速度変動を低減させるに必要なタイミングパ
ルスＰのパルスレートデータとを記憶している。

この駆動装置２を使用するに当たっては、次のような運
用が採られる。すなわち、ステッピングモータ１の製作
後、使用最大速度までの範囲を複数段階に分け、各段階
における１０ステップ範囲の速度変動が調べられる。そ
して、各段階において、速度変動を最も低減できる基準
電圧ＶＲＡ〜Ｖ　　の値、換言すると各励磁巻線２４Ａ
〜Ｅ ２４Ｈの最適電流値が求められる。通常、励磁電流の調
整だけでは速度変動を十分に少くすることできない。そ
こで、求められた最適電流値で各励磁巻線２４Ａ〜２４
Ｅを励磁した状態で各段階の速度変動を十分に低減でき
る最適なタイミングパスルＰの周波数、すなわちパルス
レートデータを求め、このパルスレートデータを予め記
憶装置５０に記憶させている。

演算装置６０は、速度設定器７５で指定された速度に対
応するパルスレートデータを記憶装置５０から読出し、
この読み出されたパルスレートデータに基いて分配回路
４ｏに供給するタイミングパルスＰの時間間隔（ステッ
プ間隔）を制御する。

第６図には、記憶装置５ｏ１演算装置６ｏの具体的な構
成が示されている。記憶装置５ｏは、演算装置６０を動
作させるためのプログラムを記憶したリードオンリーメ
モリ　（ＲＯＭ）５１と、パルスレートデータを記憶す
るためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５２とで構
成されている。

一方、演算装置６０は、中央演算装置（ＣＰＵ）６１と
、カウンタ・タイマ（ＣＴｃ）６２と、２つのペリフェ
ラルインターフェース（ＰｊＯ）６３．６４と、基準ク
ロック発生回路（ＣＬＫ）６５とで構成されている。な
お、第６図において、太い矢印ラインはデータラインを
示し、実線矢印ラインはアドレスラインを示し、破線矢
印ラインは制御ラインを示している。

ＰＩＯ６３は、ＣＴＣ６２の制御に供される。

また、ＰＩ０６４は、速度設定器７５、振幅設定器８０
、位相設定器８５の出方を取り込むのに供される。なお
、速度設定器７５、振幅設定器８０゜位相設定器８５は
、第７図に示されるように、８ビツトのスイッチ７６．
７７．７８によってそれぞれ構成されている。

ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ５１に格納されているプログラム
にしたがって動作する。速度設定器７５によって速度が
指定されると、ＣＰＵ６１は指定速度に対応したパルス
レートデータをＲＡＭ５２から呼び出す。この読み出さ
れるパルスレートデータは、タイミングパルスＰの時間
間隔を決定するための１０個の時間データより成り立っ
ている。

ＣＰＵ６１は、まず１季目の時間データを読み出し、こ
の時間データをＣＴＣ６２にセットする。

ＣＴＣ６２は、１番目の時間データがセットされた時点
からＣＬＫ６５の発生する基準クロックバルスの計数を
開始する。そして、ＣＴＣ６２は、１番目の時間データ
によって決まる個数だけクロックパルスを計数した時点
で、分配回路４０ヘタイミングパルスＰを１個与える。

同時に、ＣＴＣ６２はＣＰＵ６１に割り込み信号（ＩＮ
Ｔ）を与える。ＣＰＵ６１は割り込み信号をアクセスし
たタイミングでＲＡＭ５２から２番目の時間データを読
み出し、この２番目の時間データをＣＴＣ６２にセット
する。以下、同様の動作を順次行う。

したがって、演算装置６０から、１０個分のタイミング
パルスＰで１周期を形成し、かつこの１周期内でパルス
レートが定められた通りに変動するタイミングパルス列
が出力されることになる。このタイミングパルス列は分
配回路４０に供給される。

この駆動装置２を使ってステッピングモータ１を駆動制
御するには、実際に運転を行なう前にパルスレートデー
タがＲＡＭ５２に格納されていなければならない。ＲＡ
Ｍ５２へのパルスレートデータの格納は、次のようにし
て行われる。

タイミングパルスのパルスレートを疑似正弦波状に変動
させたとすると、そのときのパルスレートＰｒの基本式
は（１）式のようになる。

・ｓｉｎ　　（２π（ｆ　ｌ−ｔ−φｉ））・・・（１
） ここで、Ｐｒ：パルスレート（ｐｐｓ）Ｐｃ：中心パル
スレート（ｐｐｓ） αｉ二変動振幅 φｉ：変動位相　（０≦φｌ≦１８０）ｆｉ：ターゲッ
ト周波数 ｎ　：ターゲット周波数の数 であ名。

この実施例では、（１）式を使っている。たとえば、ｎ
−１、ｆｉ−Ｐｃ／１０の例をとる。まず、速度設定器
７５で駆動速度を設定すると、ＣＰＵ６１がそのデータ
から中心パルスレートＰｃを決定する。次に、Ｐｃから
ターゲット周波数ｆ１を決定する。次に、振幅設定器８
０および位相設定器８５を介して入力されたデータから
α１およびφ１を決定する。次に、ＣＰＵ６１は、（１
）式に基づいてターゲット周波数ｆ、の１周期分のパル
スレートを計算し、その逆数である１周期分の時間デー
タをパルスレートデータとして一旦、ＲＡＭ５２に格納
する。

ＲＡＭ５２に一旦格納されたパルスレートデータは次の
ようにして最終的なパルスレートデータに修正される。

すなわち、ステッピングモータ１の回転軸１１に回転検
出器を取り付けた状態で、駆動装置２を動作させてステ
ッピングモータ１を試験回転させる。このときの制御は
、ＲＡＭ５２に一旦格納されているパルスレートデータ
を使って行われる。そして、速度変動が最少になるよう
に振幅設定器８０および位相設定器８５のデータを順次
変更し、最少速度変動が得られたパルスレートデータを
最終データとしてＲＡ　Ｍ　５２１．−記憶させる。こ
の最終データが実運転時に用いられる。

すなわち、この実施例ではＲＡＭ５２にステッピングモ
ータ１の備えている周期性の速度変動データが格納され
ている。

このような構成であると、速度設定器７５である速度が
指定されると、この指定された速度に対応するパルスレ
ートデータがＲＡＭ５２から呼び出され、このパルスレ
ートデータに基づいて時間間隔の変化するタイミングパ
ルスＰが演算装置６０から出力される。このタイミング
パルスＰのパルスレートは、ステッピングモータ１のそ
の速度における速度変動を打ち消すことができる周期、
振幅および位相で変動している。すなわち、パルスレー
トの変動位相は、速度変動とは逆位相となる。このタイ
ミングパルスＰは分配回路４０に与えられる。分配回路
４０は、スイッチング回路３０のパワートランジスタ３
１　ａ、　３　ｌ　ｂおよび３２ａ、３２ｂを第５図に
示すように、予め定められた順序にオン、オフさせるた
めのベース信号を出力する。したがって、ステッピング
モータ１のロータ１０は指定された速度で滑らかな回転
を開始する。この場合、まず、速度変動をある値まで低
減できる値の電流が各励磁巻線２４Ａ〜２４Ｅに流れる
ように設定しておき、この状態でタイミングパルスＰの
パルスレートを前記関係に変動させているので、ロータ
１０を十分滑らかに回転させることができる。

第８図（ａ）には第１図に示される駆動装置２てステッ
ピングモータ１を定速回転動駆動させているときに演算
装置６０から出力されるタイミングパルスＰの時間間隔
が示されている。このタイミングパルスＰに同期して各
励磁巻線２４Ａ〜２４Ｅが第５図に示されるように切換
励磁される。

この例では、励磁切換タイミングの時間間隔が、Δｔを
基準としてΔｔ　ｍｉｎ〜Δｔ　ｗａｘの間で変動して
いる。この時間間隔の逆数がパルスレートであり、この
パルスレートは第８図（ｂ）に示すように周期Ｔで正弦
波状に変動している。

もし、ステッピングモータ１に固有の速度変動がない場
合に、演算装置６０から第８図（ａ）に示される時間間
隔のタイミングパルスＰを出力させてステッピングモー
タ１を駆動すると、ステ・ソピングモータ１は第８図（
ｂ）に示す周期Ｔで速度変動しながら回転する。しかし
、通常のステ、ノピングモータには必ず固有の速度変動
が存在している。したがって、演算装置６０から出力さ
れるタイミングパルスＰのパルスレートをステッピング
モータ固有の速度変動周期と一致させ、かつほぼ逆位相
で、しかも所定の振幅で変動させることによってステッ
ピングモータ固有の速度変動を打消すことができ、ロー
タ１０を滑かに回転させることができる。

第９図には第１図に示される駆動装置２を使ってハイブ
リッド形５相ステッピングモータの速度変動を低減させ
た例が示されている。これは中心パルスレートＰｃを１
５００ｐｐｓに、ターゲット周波数ｆｉを１５０　Ｈｚ
に設定したときの結果である。また、第１０図にはその
ときのノくワースペクトルカ（示されている。そして、
第９図および第１０図には同じステッピングモータを従
来の駆動装置で駆動したときのデータが破線で示されて
いる。これらの図からも判るように、第１図に示される
駆動装置２を使用することによって、速度変動を十分低
減することが可能となる。

第１１図には本発明を適用して２相のステッピングモー
タ１ａを駆動するようにしたの駆動装置２ｂが示されて
いる。なお、第１１図では第１図と同一部分が同一符号
で示されている。

前述した実施例では、励磁切換タイミングの時間間隔を
比較的滑らかに変動させることのできるステッピングモ
ータが対象になっている。しかし、２相ステツピングモ
ータでは、励磁相のばらつきによる出力トルクの変動が
４ステップ周期で起こることがある。このような場合、
励磁切換タイミングの時間間隔を正弦波状に変動させよ
うとしても滑らかに変動させることができない。

このような場合には、ヤイクロスチップ駆動方式の併用
が好ましい。マイクロステップ駆動方式では、通常、同
時に励磁されている異なる励磁巻線への印加電工が段階
的に増減され、これに＝よってロータ停止位置が細かく
段階的に変えられる。

第１１図に示される駆動装置２ｂは、マイクロステップ
駆動方式を併用している。

ステッピングモータ１ａは、ロータ１０ａとステータ２
０ａとを備えている。ロータ１０ａおよびステータ２０
ａは、５相ステツピングモータとほぼ同様の構成である
。しかし、２つの励磁巻線２４Ｘ、２４Ｙｔか備えてい
ない。

駆動装置２ｂは、スイッチング回路３０ｂと、分配回路
４０ａと、記憶装置５０と、演算装置６０ａと、速度設
定器７５と、振幅設定器８０と、位相設定器８５と、直
流電源９０とで構成されている。

スイッチング回路３０ｂは、第１２図に示されるように
、基本的には第４図に示されているものと同様に構成さ
れている。すなわち、この例においても、比較器３８Ｘ
、３８Ｙおよび）くルス幅制御回路３９Ｘ、３９Ｙを使
ってパワートランジスタ３６Ｘ、３６Ｙをオン、オフ制
御するチラツビング駆動方式が採用さ−れている。ただ
し、この、■　　がそれぞれ端子 例では、基準電圧■Ｒｘ　　ＲＹ ４３Ｘ、４３Ｙを介して後述する演算装置６０ｍから与
えられる。

分配回路４０ａは、ブリッジ回路３５Ｘ１３５Ｙを構成
しているパワートランジスタ３１ａ。

３１ｂおよび３２ａ、３２ｂをオン、オフ制御するため
のベース信号を出力する。これらベース信号は、励磁巻
線２４Ｘ、２４Ｙに流れる電流の位相を９０度異ならせ
、かつ演算装置６０ａがらタイミングパルスＰが８個入
力される毎に励磁巻線２４Ｘ、２４Ｙに流れる電流の方
向を切換える関係に出力される。

演算装置６０ａは、第１３図に示されているように、速
度設定器７５で指定された速度に対応するパルスレート
データを記憶装置５ｏから読出し、この読み出されたパ
ルスレートデータに基いて分配回路４０ａに供給するタ
イミングパルスＰの時間間隔（ステップ間隔）を制御す
る。ただし、この実施例では、タイミングパルスＰに同
期してそれぞれ定められた変化量で階段状に増加および
減少するとともに、互いの間に９０度の位相差を持つデ
ィジタル信号ＤＸ％ＤｙがＰＩ０６３がら出力される。

このディジタル信号ＤＤ　　は、試Ｘ′　　　Ｙ 験運転時に得られ、記憶装置５０に記憶されているデー
タに基づいてＣＰＵ６１によって形成される。そして、
ディジタル信号ＤＸはＤ／Ａ変換器６６ａによってアナ
ログ信号に変換され、このアナログ信号が基準電圧Ｖ　
　として比較器３８ＸＸ に与えられる。同様にディジタル信号Ｄ　　はＤ／Ａ変
換器６６ｂによってアナログ信号に変換され、このアナ
ログ信号か基準信号Ｖ　　としてＲＹ 比較器３８Ｙに与えられる。

第１４図にはこの実施例に係る駆動装置２ｂでステッピ
ングモーターａを駆動しているときに各励磁巻線２４Ｘ
、２４Ｙに流れる電流ＩＩＸ′Ｙ および演算装置６０ａから出力されるタイミングパルス
Ｐが示されている。また、同図には、このときのパルス
レートの変化も示されている。

この実施例では、タイミングパルスＰに同期させて基準
電圧ｖＲＸ”ＲＹを増減させることによってマイクロス
テップ駆動が実現される。また、基準電π■　　、■　
　の各変化量の調整によっＲＸ　　　　　ＲＹ て各励磁巻線２４Ｘ、２４Ｙに流れる電流が調整され、
これによって巻線抵抗の不揃いに伴う出力トルクの変動
が補正される。これらに加えて、タイミングパルスＰの
パルスレートが８ステップ周期で、かつステッピングモ
ータ１ａが持つ周期性の速度変動とは逆位相に変動され
て、これによって上記速度変動が打ち消される。したが
って、２相のステッピングモータの場合でも速度変動を
十分少なくすることができる。

第１５図には本発明を適用して５相のステッピングモー
タ１を駆動するようにした駆動装置２ｃが示されている
。なお、第１５図では、第１図と同一部分が同一符号で
示されている。

この駆動装！２ｃでは、第１１図に示される駆動装置２
ｂが採用している駆動手法と同じ手法で５相のステッピ
ングモータ１の駆動が行われる。

駆動装置２ｃは、スイッチング回路３０ｃと、分配回路
４０塾と、記憶装置５ｏと、演算−装置６０ｂと、速度
設定器７５と、振幅設定器８ｏと、位相設定器８５と、
直流電源９０とで構成されている。

スイッチング回路３０ｃは、第１６図に示されるように
、基本的には第１２図に示されているスイッチング回路
と同様に構成されている。すなわち、この例においても
、比較器３８Ａ〜３８Ｅおよびパルス幅制御回路３９Ａ
〜３９Ｅを使ってパワートランジスタ３６Ａ〜３６Ｅを
オン、オフ制御するチョッピング駆動方式が採用されて
いる。

また、各比較器３８Ａ〜３８Ｅの基準電圧ｖＲＡ〜■Ｒ
Ｅはそれぞれ端子４３Ａ〜４３Ｅを介して後述する演算
装置６０ｂから与えられる。

分配回路４０ｂから各ブリッジ回路３５Ａ〜３５Ｅを構
成しているパワートランジスタ３１ａ。

３１ｂおよび３２ａ、３２ｂをオン、オフ制御するため
のベース信号が出力される。これらベース信号は、第１
８図に示されるように、各励磁巻線２４Ａ〜２４Ｈに流
れる電流に、演算装置６０ｂから出力されるタイミング
パルスＰの４個分相当の位相差が形成される関係に出力
される。

演算装置６０ｂは、第１７図に示されているように、基
本的には第１３図に示されているものと同様に構成され
ている。すなわち、演算装置６０ｂは、速度設定器７５
で指定された速度に対応するパルスレートデータを記憶
装置５０から読出し、この読み出されたパルスレートデ
ータに基いて分配回路４０ｂに供給するタイミングパル
スＰの時間間隔（ステップ間隔）を制御する。ただし、
この実施例においては、もう１つのＰＩＯ６７が設けら
れている。そして、ＰＩ０６３およびＰＩＯ６７からタ
イミングパルスＰに同期してそれぞれ予め設定された変
化量で階段状に増加および減少するディジタル信号Ｄ　
　−Ｄ、が出力される。これらディジタル信号Ｄ　　−
Ｄ　Ｅは、試験運転時に得られ、記憶装置５０に記憶さ
れている“データに基いてＣＰＵ６１によって形成され
る。

ディジタル信号Ｄ　−ＤＥはそれぞれＤ／Ａ変換器６６
ａ〜６６ｅでアナログ信号に変換される。

これらアナログ信号は基準電圧Ｖ　　−ｖ　　とＲＡ　
　　ＲＥ して比較器３８Ａ〜３８Ｅに与えられる。

第１８図には、この実施例に係る駆動装置２Ｃでステッ
ピングモーターを駆動しているときに各励磁巻線２４Ａ
〜２４Ｈに流れる電流ＩＡ〜■６および演算装置６０ｂ
から出力されるタイミングパルスＰが示されている。ま
た、同図には、このときのパルスレートの変化も示され
ている。

この実施例においても、タイミング、＜ルスＰに同期し
て増減する基準電圧ＶＲＡ−ｖＲＥを使ってマイクロス
テップ駆動が実現されている。また、基準電圧Ｖ　　〜
■　　の各変化量の調整よってＲＡ　　　ＲＥ 各励磁巻線２４Ａ〜２４Ｈに流れる電流が調整され、こ
れによって巻線抵抗の不揃いに伴う出力トルクの変動が
補正されている。これらに加えて、タイミングパルスＰ
のパルスレートが８ノずルス分周期で、かつステッピン
グモータ１が持つ速度変動とは逆位相に変動され、これ
によって上記速度変動が打ち消されている。

第１９図には本発明に係るステッピングモータの駆動装
置を実際に組み込んだメカトロニクス応用機器、ここに
はレーザページプリンタが示されている。

まず、この図を用いてレーザページプリンタの印字プロ
セスを簡単に説明する。

図中１０１は感光ドラムである。この感光ドラム１０１
の表面部には、光の照射を受けたとき、その部分の比抵
抗が変化する有機光導電体等の光導電体層が形成されて
いる。感光ドラム１０１は一定速度で回転駆動される。

この状態で感光ドラム１０１の表面が帯電チャージャ１
０２で一様に帯電される。帯電された感光ドラム１０１
の表面にポリゴンミラー１０３で偏向されたレーザ光が
画像情報に応じた点滅を伴いながら照射される。

感光ドラム１０１の表面でレーザ光の照射された部分の
比抵抗が低下し、その部分に帯電していた電荷が感光ド
ラム１０１に接続されているグランドラインを介して除
電される。この結果、感光ドラム１０１の表面に静電潜
像が形成される。

静電潜像の形成された感光ドラム１０１の表面に帯電術
と同格性のトナーが現像器１０４に−よって供給される
。この結果、静電潜像部分にトナーが付着してトナー像
が形成される。一方、用紙カセット１０５に収納されて
いる用紙（図示せず）が取り出され、この用紙がローラ
１０６で搬送されて感光ドラム１０１の下部へ送り込ま
れる。同時に転写チャージャ１０７が駆動されてトナー
像が用紙に転写される。用紙はさらに搬送され、ヒート
ローラからなる定着器１０８に送り込まれる。

この結果、用紙上に付着しているトナーが溶融、圧着さ
れて画像が定着される。定着の終了した用紙は用紙スタ
ッカ１０９へ排出される。また転写の終了した感光ドラ
ム１０１の表面はクリーナ１１０でクリーニングされる
。このクリーニングによって残存しているトナーが除去
され、次の画像形成プロセスへの待機状態となる。

このような印字プロセスを経るレーザページプリンタに
あって、感光ドラム１０１の回転速度が変動すると、形
成される画像に乱れが生じる。したがって、画質向上の
ためには感光ドラム１０１の回転速度変動を極力迎える
必要がある。

そこで、この実施例では次のようにして感光ドラム１０
１の駆動が行われる。すなわち、第２０図に示されるよ
うに、ステッピングモータ１１１の回転出力が小径のプ
ーリ１１２、タイミングベルト１１３、大径のプーリ１
１４を介して感光ドラム１０１の軸１１５に伝えられる
。

ステッピングモータ１１１は駆動装置２ｄで駆動される
。駆動装置２ｄは、第１図に示されたものと同様に構成
されている。すなわち、この駆動装置２ｄでは、ステピ
ッピングモータ１１１の励磁切換えタイミングを決定す
るタイミングパルスのパルスレートをステッピングモー
タ１１１およびこれによって駆動される感光ドラム１０
１を含む系の固有の速度変動周期に一致させ、かつほぼ
逆位相となる関係に変動させている。そして、パルスレ
ートの変動振幅も最適に設定している。したがって、駆
動装置２ｄに内蔵されている記憶装置５０（第１図参照
）にはステッピングモータ１１１およびこれによって駆
動される感光ドラム１０１を含む系の固有の速度変動を
打ち消すことができるパルスレートデータが記憶されて
いる。

また、この実施例の場合には、感光ドラム１０１の交換
によって起こる固有の速度変動の変化に対処するために
、使用場所においてタイミングパルスのパルスレートを
一定にして測定された感光ドラム１０１の速度変動デー
タをカード１１６に記録し、このカード１１６を使って
記憶装置５０のデータを書き換え可能としている。なお
、第２０図中、１１７は画像情報を光の点滅信号に変換
する半導体レーザ素子を示し、１１８は反射ミラーを示
し、またＳは駆動装置２ｄに与えられる駆動開始および
停止信号を示している。

このような構成であると、感光ドラム振動系が持つ固有
の回転変動をタイミングパルスのパルスレートの変動に
伴う回転変動で打ち消すことかできるので、感光ドラム
１０１をほぼ一定速度で回転させることができる。した
がって、極めて良好・な画像を形成させることができる
。特に形成される画像が中間調を含むビクトリアルな画
像である場合、感光ドラム１０１の僅かな回転変動によ
り中間調の画像部分にむらが生じるが、このような問題
を確実に解消することができる。

なお、上記例では、本発明に係る駆動装置をレーザベー
ジプリンタに組み込んでいるが、たとえばＬＥＤを多数
配置したＬＥＤアレイヘッドを光源としたプリンタに組
み込んでも同様の効果を得ることができる。また、本発
明に係る駆動装置を、たとえばイオン流による静電記録
方式や磁気ヘッド記録方式のプリンタに組み込むことも
できる。

第２１図には本発明に係るステッピングモータの駆動装
置を組み込んだイメージスキャナの要部が示されいる。

また、第２２図および第２３図にはその光学系が示され
ている。　　□ まず、図を参照しながらイメージスキャナによる画像の
読取り原理について説明する。

第２１図に示すように、読取るべき画像原稿２０１がス
キャナユニット２０２の上部に配置された透明ガラスか
らなる原稿載置板２０３上に置かれる。スキャナユニッ
ト２０２は、光源ランプ２０４を備えている。光源ラン
プ２０４から一放射された光は原稿載置板２０３上の画
像原稿２０１を照らす。照らされた原稿画像はミラー２
０５゜２０６．２０７．　　レンズ２０８を順次介して
画像読取素子、この例ではＣＣＤラインセンサ２０９上
に結像する。

スキャナユニット２０２と、ミラー２０６゜２０７から
なるミラーユニット２１０とは、第２１図に示すように
、ステッピングモータ２１１とタイミングベルト２１２
．２１３とによって図中矢印ＨＳＨ’で示す方向に移動
制御される。Ｈで示す方向は画像原稿を読取るときの方
向を示し、Ｈ′で示す方向は復帰するときの方向を示し
ている。スキャナユニット２０２とミラーユニット２１
０とは、タイミングベルトとタイミングプーリとによっ
て２＝１の速度比で移動するように制御される。これに
よって原稿面をスキャンしている間中、第２３図に示す
ように、レンズ２０８と原稿面との間の距離ｆ１が常に
一定に保たれ、ＣＣＤラインセンサ２０９上の結像の大
きさも一定に保たれる。

上記構成のイメージスキャナでは、スキャナユニット２
０２およびミラーユニット２１０が定速度でＨ方向に移
動している間に一定読取り周波数でＣＣＤラインセンサ
２０９から画像データが読出される。

このイメージスキャナの移動方向の読取り分解能は、Ｃ
ＣＤラインセンサ２０９の読取り周期内におけるスキャ
ナユニット２０２の移動量で決定される。また、移動方
向と直行する方向の分解能は、ＣＣＤラインセンサ２０
９のビット数によって決定される。この例では、ＣＣＤ
ラインセンサ２０９の読取り周波数を常に一定としてい
るので、もしスキャナユニット２０２の速度が一定でな
いときには、本来読取るべき原稿位置からずれた部分を
読取ることになる。この結果、ＣＣＤラインセンサ２０
９が読み取った画像データをプリンタやデイスプレィに
表示すると画像むらとなって再現されてしまうことにな
る。

そこで、この例ではスキャナユニット２０２とミラーユ
ニット２１０とを駆動するステッピングモータ２１１を
駆動装置２ｅで駆動するようにしている。この駆動装置
２ｅは、基本的には第１図に示したものと同様に構成さ
れている。すなわち、この駆動装置２ｅでは、ステッピ
ングモータ２１１の励磁切換えのタイミングを決定する
タイミングパルスのパルスレートを、ステッピングモー
タ２１１およびこれによって駆動される要素を含む系の
固有の速度変動の周期と一致させ、かつほぼ逆位相とな
るように変動させている。そして、パルスレートの変動
振幅も最適に設定している。

なお、第２１図中、Ｓｌは正転制御指令を示し、Ｓ２は
逆転制御指令を示し、Ｓ３は拡大、縮小を選択するため
の速度切換制御指令を示している。

したがって、駆動装置２ｅ内の記憶装置５０（第１図参
照）には、各種速度において、ステッピングモータ２１
１の速度変動を打ち消すことかできるパルスレートデー
タが格納されている。

このような構成であると、スキャナユニット振動系の固
有の速度変動をタイミングパルスのパルスレートの変動
による速度変動で打ち消すことかでき、この結果、ステ
ッピングモータ２１１の速度変動を十分少なくすること
ができる。したかって、読取った画像データの再現性を
向上させることができる。また、この例ではＣＣＤライ
ンセンサ２０９の読取り周波数を一定にしたまま、スキ
ャナユニット２０２の移動速度を変更することにより画
像を拡大あるいは縮小して読取ることができるが、特に
拡大して画像を読取るときにその効果が大きい。すなわ
ち、画像を拡大して読取るとき、スキャナユニット２０
２の移動速度は等倍時より低速になる。低速時にはステ
ッピングモータ２１１の速度変動が大となる傾向がある
。さらにスキャナユニット２０２の移動方向の読取りピ
ッチが小となるため、速度変動の影響が読取り画像に現
れ易くなる。しかし、この実施例では、どのような倍率
に設定した場合でも、スキャナユニット２０２の速度変
動を抑制できるので上記のような問題を解消することが
できる。

第２４図には本発明に係るステッピングモータの駆動装
置を組み込んワイヤドツトシリア少プリンタの要部が示
されいる。

このプリンタの画像形成原理は以下の通りである。すな
わち、印字ヘッド３０１内に設けらた印字ワイヤ（図示
せず）は磁気力により印字ヘッド先端から所定時間たけ
突出するように制御される。

印字ヘッド３０１と用紙３０２との間には繊維にインク
を染み込ませたインクリボン（図示せず）か介在させで
ある。印字ワイヤがインクリボンを用紙３０２に押し付
で用紙３０２上にドツトを印字する。この例では、印字
ヘッド３０１中に印字ワイヤが２４本設けられている。

各ワイヤが選択的に突出制御され、この突出によって印
字されたドツトが組み合わせるられることにより文字な
どの画像が形成される。

印字ヘッド３０１はキャリッジ３０３に固定されている
。キャリッジ３０３は含油軸受３０４を介してガイドシ
ャフト３０５ａ、３０５ｂに支持されている。キャリッ
ジ３０３は、ステッピングモータ３０６とタイミングベ
ルト３０７とによって図中矢印にで示す方向に往復移動
制御される。

このとき、印字ヘッド３０１の印字ワイヤが駆動されて
キャリッジ３０３の１往復分の画像が印字される。１往
復分の印字が終了した時点で、用紙３０２を保持してい
るプラテンローラ３０８が一定量だけ回転制御され、続
いて次の１往復分の画像印字が開始される。

プラテンローラ３０８は、第２５図に示すように、ステ
ッピングモータ３０９によって駆動される。すなわち、
ステッピングモータ３０９の回転出力がギア３１０，３
１１，３１２を介してプラテンローラ３０８に伝えられ
る。なお、用紙３０２はプレッシャーローラ３１３によ
ってプラテンローラ３０８に密着状態に保持される。

この例では、印字ヘッド３０１の駆動周波数が一定に保
たれている。したがって、印字ヘッド３０１を搭載した
キャリッジ３０３の移動速度が変動すると、印字位置が
ずれて画像が乱れることになる。このため、キャリッジ
３０３の速度は常に一定であることが望まれる。

そこで、この例においては、キャリッジ３０３を駆動す
るステッピングモータ３０６を駆動装置２ｆで駆動する
ようにしている。駆動装置２ｆは、基本的には第１図に
示したものと同様に構成されている。すなわち、この駆
動装置２ｆでは、ステッピングモータ３０６の励磁切換
えタイミングを決定するタイミングパルスのバルスレー
トヲステッピングモータ３０６およびこれによって駆動
される要素を含む系の固有の速度変動周期と一致させ、
かつ、はぼ逆位相となるように変動させている。そして
、パルスレートの変動振幅も最適に設定している。なお
、第２４図中、Ｓｌは正転制御指令を示し、Ｓ２は逆転
制御指令を示している。

この例では、キャリッジ３０３か往復動して１回の印字
が行われるので、駆動装置２ｆ内の記憶装置５０（第１
図参照）には、往動時におけるパルスレートデータと復
動時におけるパルスレートデータとが格納されている。

このような構成であると、キャリッジ振動系の固有の速
度変動とパルスレートの変動による速度変動とを逆位相
にできるので、ステッピングモータ３０６の速度変動を
十分少なくてき、キャリッジ３０３をほぼ一定速度で移
動させることができる。したかって、印字画像の画質を
高めることができる。

なお、上記例は本発明に係る駆動装置でワイヤドツトシ
リアルプリンタのキャリッジ駆動用ステッピングモータ
を制御しているが、印字ヘッドがインクジェットヘッド
や感熱ヘッドなどの他のシリアルプリンタに適用しても
同様の効果が得られる。

第２６図は本発明に係るステッピングモータの駆動装置
を組み込んだ昇華型熱転写ラインプリンタの要部が示さ
れいる。

まず、このプリンタの原理を説明する。第２６図におい
て、４０１はサーマルヘッドを示し、４０２はサーマル
ヘッド４０１に対向して配置されたプラテンローラを示
し、４０３はプラテンローラ４０２に案内されてサーマ
ルヘッド４０１の前面を移動する用紙を示している。サ
ーマルヘッド４０１には多−数の抵抗素子４０４が用紙
４−０３の送り方向と直交する方向に配設されている。

なお、抵抗素子４０４の配設されている領域の長さは、
画像が記録される用紙４’０３の幅とほぼ同じ長さに設
定されている。プラテンローラ４０２によって案内され
る用紙４０３と抵抗素子４０４との間には用紙４０３と
同一速度で同一方向に案内されるインクフィルム４０５
か配置されている。

このインクフィルム４０５は、ベースフィルム４０６と
昇華性インクからなる色材層４０７とで構成されている
。

サーマルヘッド４０１の抵抗素子４０４に通電すると、
抵抗素子４０４が発熱する。この発熱でインクフィルム
４０５における色材層４０７のインクが昇華して用紙４
０３の受容層４０８に付着し、この付着によって用紙４
０３上にドツトが印字される。これらドツトの組み合わ
せによって用紙４０３上に画像が形成される。

用紙４０３は、第２７図に示すように、プレッシャーロ
ーラ４０９によってプラテンローラ４０２に密着状態に
保持されている。プラテンローラ４０２はタイミングベ
ルト４１０を介してステッピングモータ４１１によって
駆動される。この例では、画像形成時間を短縮するため
にサーマルヘッド４０１が駆動されている期間中もプラ
テンローラ４０２が駆動されるようにしている。

このように構成される昇華型熱転写ラインプリンタにあ
っては、サーマルヘッド４０１の駆動周波数が一定であ
るため、プラテンローラ４０２の回転速度に変動がある
と印字位置にずれが生じ画質が劣化してしまうことにな
る。

そこで、この実施例では、ステッピングモータ４１１を
駆動装置２ｇで駆動するようにしている。

駆動装置２ｇは、基本的には第１図に示されたものと同
様に構成されている。すなわち、この駆動装置２ｇは、
ステッピングモータ４１１の励磁切換えタイミングを決
定するタイミングパルスのパルスレートをステッピング
モータ４１１およびこれによって駆動される要素を含む
系の固有の速度変動周期と一致させ、がっ、はぼ逆位相
となるように変動させている。そして、パルスレートの
変動振幅も最適に設定している。

このような構成であると、プラテンローラ振動系の固有
の速度変動とパルスレートの変動にょる速度変動とを逆
位相にでき、両変動を互いに打消し合わせることができ
るので、ステッピングモータ４１１の速度変動を十分少
なくでき、プラテンローラ４０２をほぼ一定速度で回転
させることができる。したかって、印字画像の画質を向
上させることかできる。

なお、上記例は昇華型ラインプリンタに適用した例であ
るが、熱溶融型ラインプリンタや通電型ラインプリンタ
などの他の方式の熱転写ラインプリンタに適用しても同
様の効果を得ることかできる。

さらに、この本発明はステッピングモータであれば、形
、相数に限定されるものではない。また、上述した実施
例ではステッピングモータ固有の速度変動が、単一の周
波数成分を持つ場合への適用について述べているが、複
数の周波数成分を持っていても、その周波数がステッピ
ングモータ駆動周波数より小さい範囲にあれば本発明の
適用が可能である。また、本発明はステッピングモータ
てＣＴスキャナの楼台を駆動する場合などを含めてステ
ッピングモータを組み込んだメカトロニクス応用機器全
般に適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明によれば、構成の複雑化や
大型化を招くことなく、電気的な手法だけで速度変動を
十分に緩和させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステッピングモータの駆動装置の
一実施例を示すブロック構成図、第２図は第１図に示さ
れる駆動装置によって駆動されるステッピングモータの
ロータを示す縦断面図、第３図は第２図に示されるロー
タを組み込んだステータの平面図、第４図は第１図に示
される駆動装置に組み込まれたスイッチング回路の構成
図、第５図は第１図に示される駆動装置に組み込まれた
分配回路の動作シーケンスを示す図、第６図は第１図に
示される一駆動装置に組み込まれた演算−装置のブロッ
ク構成図、第７図は第１図に示される駆動装置に組み込
まれた速度設定器、振幅設定器および位相設定器の構成
図、第８図（ａ）は第１図に示される駆動装置に組み込
まれた演算装置から出力されるパスル列の一例を示す図
、第８図（ｂ）は第８図（ａ）に示されるパルス列をパ
ルスレートに変換して示す図、第９図は第１図に示され
る駆動装置で高速回転域を制御したときの速度変動結果
を示す図、第１０図は第９図に示す条件における速度変
動パワースペクトルを示す図、第１１図は本発明に係る
ステッピングモータの駆動装置の別の実施例を示すブロ
ック構成図、第１２図は第１１図示される駆動装置に組
み込まれたスイッチング回路の構成図、第１３図は第１
１図に示される駆動装置に組み込まれたブロック構成図
、第１４図は第１１図に示される駆動装置によって駆動
されるステッピングモータの各励磁巻線に流れる電流レ
ベルの一例およびその条件下におけるパルスレートの変
化を示す図、第１５図は本発明に係るステッピングモー
タの駆動装置のさらに異なる実施例を示すブロック構成
図、第１６図は第１５図に示される駆動装置に組み込ま
れたスイッチング回路の構成図、第１７図は第１５図に
示される駆動装置に組み込まれた演算装置のブロック構
成図、第１８図は第１５図に示される駆動装置によって
駆動されるステッピングモータの各励磁巻線に流れる電
流波形の一例およびその条件下におけるパルスレートの
変化を示す図、第１９図は本発明に係る駆動装置を組み
込んだレーザページプリンタの模式的構成図、第２０図
は第１９図に示されるプリンタの感光ドラム駆動系だけ
を取り出して示す斜視図、第２１図は本発明に係る駆動
装置を組み込んだイメージスキャナの要部構成図、第２
２図は第２１図に示されるイメージスキャナの光学系を
示す図、第２３図は第２２図に示される光学系の等価図
、第２４図は本発明に係る駆動装置を組み込んだワイヤ
ドツトシリアルプリンタの要部斜視図、第２５図は第２
４図に示されるプリンタのプラテンローラ駆動系を示す
図、第２６図は本発明に係る駆動装置を組み込んだ熱転
写ラインプリンタの要部側面図、第２７図は第２６図に
示されるプリンタのプラテンローラ駆動系を示す図であ
る。 １、　　ｌａ、　　１１１．　２１１．　３０６．　３
０９゜４１１・・・ステッピングモータ、２．２ｂ、２
ｃ。 ２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ−駆動装置、２４Ａ〜２４Ｄ、
２４Ｘ、２４Ｙ・・・励磁巻線、３０゜３０ｂ、３０ｃ
・・・スイッチング回路、４０゜４０ａ、４０ｂ・・・
分配回路、５０・・・記憶装置、６０．６０ａ、６０ｂ
・＝演算装置、７５・・速度設定器、８０・・・振幅設
定器、８５・・・位相設定器、９０・・・直流電源。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第５図 第８図 時間　ｔｓｅｃ） 第９１Ａ 周波数　ｆＫＨ２ｌ 第１０図 時間 第１４図 第１９図 第２０図 第２４１Ａ 第２５図 ／ 第２６図 手続補正盲動式） 平成４年７月３θ日 特許庁長官　　深　沢　　亘　　殿 １、事件の表示 特願平２−１７４５０８号 ２、発明の名称 ステッピングモータの駆動方法 および駆動装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）株式会社　東　　芝 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 鈴榮内外國特許事務所内 平成４年１月２８日 ６、補正の対象 図面

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステッピングモータのロータを回転させるために
   上記ステッピングモータが備えている複数の励磁巻線を
   定められた順序で順次切換え励磁するに当って、少なく
   とも前記ステッピングモータが備えている周期性の速度
   変動特性を求める第１ステップと、この第１ステップで
   求められた前記周期性の速度変動を緩和させる前記各励
   磁巻線の電流値を求める第２ステップと、この第２ステ
   ップで求められた前記電流値で前記各励磁巻線を順次切
   換え励磁した条件下で、前記ステッピングモータがなお
   も備えている周期性の速度変動特性を求める第３ステッ
   プと、前記各励磁巻線を順次切換え励磁する時間間隔を
   前記第３ステップで求められた前記周期性の速度変動特
   性に対応させて変動させながら前記第２ステップで求め
   られた前記電流値で前記各励磁巻線の励磁を行う第４ス
   テップとを具備してなることを特徴とするステッピング
   モータの駆動方法。
2. （２）前記第４ステップでは、前記各励磁巻線の励磁切
   換えタイミングをパルス列で決定するとともに、上記パ
   ルス列のパルスレートを前記第３ステップで求められた
   前記周期性の速度変動とは逆位相に変動させていること
   を特徴とする請求項１に記載のステッピングモータの駆
   動方法。
3. （３）前記第４ステップでは、前記パルスレートの変動
   振幅を前記第３ステップで求められた前記周期性の速度
   変動の変動振幅に対応させて決定していることを特徴と
   する請求項２に記載のステッピングモータの駆動方法。
4. （４）前記第４ステップでは、前記各励磁巻線への印加
   電圧を階段状に増減させるマイクロステップ励磁法を併
   用していることを特徴とする請求項１に記載のステッピ
   ングモータの駆動方法。
5. （５）ステッピングモータが備えている複数の励磁巻線
   を定められた順序で切換え励磁するための駆動装置にお
   いて、前記複数の励磁巻線に励磁電流を供給する直流電
   源と、この直流電源と前記複数の励磁巻線との間に設け
   られるとともに複数のスイッチング素子を備えてなるス
   イッチング手段と、前記複数の励磁巻線の励磁を切換え
   るためのタイミングパルスに使用されるパルス列を発生
   するパルス発生手段と、このパルス発生手段で発生した
   パルス列を導入して前記スイッチング手段の前記スイッ
   チング素子を定められた順序にオン、オフ制御する手段
   と、少なくとも前記ステッピングモータが備えている周
   期性の速度変動を緩和させるために前記複数の励磁巻線
   に流れる電流を調整する手段と、この手段で前記複数の
   励磁巻線に流れる電流が調整された条件下で、少なくと
   も前記ステッピングモータが備えている周期性の速度変
   動データを予め記憶させておくための記憶手段と、この
   記憶手段に記憶されている前記速度変動データを読出し
   、この速度変動データに対応させて前記パルス発生手段
   で発生する前記タイミングパルスのパルスレートを変動
   させる手段とを具備してなることを特徴とするステッピ
   ングモータの駆動装置。
6. （６）ステッピングモータが備えている複数の励磁巻線
   を定められた順序で切換え励磁するための駆動装置にお
   いて、前記複数の励磁巻線に励磁電流を供給する直流電
   源と、この直流電源と前記複数の励磁巻線との間に設け
   られるとともに複数のスイッチング素子を備えてなるス
   イッチング手段と、前記複数の励磁巻線への励磁の切換
   えおよび上記複数の励磁巻線の励磁電流を階段状に増減
   変化させるためのタイミングパルスに使用されるパルス
   列を発生するパルス発生手段と、このパルス発生手段で
   発生したパルス列を導入し、前記スイッチング手段の前
   記スイッチング素子を定められた順序にオン、オフ制御
   して前記複数の励磁巻線を切換え励磁する手段と、前記
   パルス発生手段で発生したパルス列を導入して前記複数
   の励磁巻線に流れる励磁電流を階段状に増減変化させる
   手段と、少なくとも前記ステッピングモータが備えてい
   る周期性の速度変動を緩和させるために前記複数の励磁
   巻線に流れる階段状に増減する電流を調整する手段と、
   この電流を調整する手段で電流が調整された条件下で、
   少なくとも前記ステッピングモータが備えている周期性
   の速度変動データを予め記憶させておくための記憶手段
   と、この記憶手段に記憶されている前記速度変動データ
   を読出し、この速度変動データに対応させて前記パルス
   発生手段で発生する前記タイミングパルスのパルスレー
   トを変動させる手段とを具備してなることを特徴とする
   ステッピングモータの駆動装置。
7. （７）前記記憶手段は、前記ステッピングモータおよび
   上記ステッピングモータに接続された負荷を含む系が備
   えている周期性の速度変動データを記憶していることを
   特徴とする請求項５または６に記載のステッピングモー
   タの駆動装置。
8. （８）前記パルスレートを変動させる手段は、前記記憶
   手段に記憶されている速度変動データから得られる速度
   変動とは逆位相に前記タイミングパルスのパルスレート
   を変動させていることを特徴とする請求項５または６に
   記載のステッピングモータの駆動装置。
9. （９）前記パルスレートを変動させる手段は、前記記憶
   手段に記憶されている速度変動データから得られる速度
   変動の振幅に対応させて前記タイミングパルスのパルス
   レートを変動させていることを特徴とする請求項８に記
   載のステッピングモータの駆動装置。