JPH0556692A - ステツピングモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ巻線に流れる電流値を指令するための
電流指令信号が急激に減少する場合でも、その電流指令
信号に対するモータ巻線電流の追従性を良好に保つ。 【構成】 電流方向信号Ａd のレベルに応じて、トラン
ジスタ６、９を能動化した状態とトランジスタ７、８を
能動化した状態が選択され、トランジスタ６、７はＰＷ
Ｍ信号発生回路１９からのＰＷＭ信号によりチョッパ駆
動されてモータ巻線２、３の通電位相を制御する。例え
ばトランジスタ６、９を能動化した状態において、モー
タ巻線２の断電時には巻線の蓄積電力に伴う循環電流が
トランジスタ９、電流検出用抵抗１０、環流ダイオード
１１を介して流れる。電流指令信号Ａi による指令値の
減少率が設定値を越えたときには、演算回路２４からの
演算信号Ｓ1 によって、トランジスタ９を非飽和領域で
動作させてそのインピーダンスが高める。これにより上
記循環電流がトランジスタ９を通じて流れる期間にはモ
ータ巻線２の電気的時定数が等価的に小さくなり、モー
タ巻線２に流れる電流の電流指令信号Ａi に対する追従
性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動が少ない安定した
回転と可変速運転とが要求される用途、例えば乾式複写
機やプリンタのキャリッジを駆動する場合などに好適す
るステッピングモータの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、乾式複写機における光学系スキ
ャナ部は、露光ランプ及び反射ミラーを搭載したキャリ
ッジを、モータによりベルト伝達機構を介して往復移動
させる構成となっている。この場合に利用されるモータ
には、キャリッジを往移動させ行う露光時のように低速
回転される領域において、複写画質の向上のために回転
振動並びに回転むらが極力少ないという安定した回転特
性が要求され、また、複写倍率を変えるために可変速運
転できるものが要求される。

【０００３】このような要求を満たすために、従来では
ステッピングモータが利用されている。つまり、ステッ
ピングモータにあっては、そのモータ巻線に対する通電
タイミングを一定周波数のクロック信号に基づいて制御
することによって定速回転させ得るものであり、そのク
ロック信号の周波数を変化させることにより可変速運転
を行い得るという性質がある。また、ステッピングモー
タは、各相モータ巻線に流れる電流の比を細かく調整す
るという所謂マイクロステップ駆動を行うことによっ
て、振動が少ない滑らかな回転を得ることができるもの
であり、これにより安定した回転特性を得ることができ
る。

【０００４】図５には斯様なステッピングモータをバイ
ポーラ駆動するための制御装置の一例が示されている。
この図５において、ステッピングモータ１の２相のモー
タ巻線２、３は、各々独立した制御回路装置４、５によ
り制御されるようになっているが、これらの装置４、５
は同一の構成であるから、一方の制御回路装置４につい
てのみ具体的に示している。

【０００５】即ち、主スイッチング素子としてのｐｎｐ
形トランジスタ６、７は、エミッタがプラス電位の制御
用電源端子Ｖccに接続され、各コレクタが夫々モータ巻
線２の両端に接続される。補助スイッチング素子として
のｎｐｎ形トランジスタ８、９は、各コレクタが夫々モ
ータ巻線２の両端に接続され、エミッタが電流検出手段
として設けられた抵抗１０を介してグランド端子に接続
される。また、トランジスタ８、９の各コレクタとグラ
ンド端子との間には、モータ巻線２の電流遮断時に発生
する巻線の蓄積電力を循環電流として流すための環流ダ
イオード１１、１２が接続されている。

【０００６】尚、上記抵抗１０からは、モータ巻線２に
流れる電流Ｉａの絶対値｜Ｉａ｜のレベルに応じた電圧
値の検出信号Ｓｄが出力される。

【０００７】トランジスタ６、７の各ベースには、ＮＡ
ＮＤ回路１３、１４からの各出力が夫々ベース抵抗６
ａ、７ａを介して与えられ、トランジスタ８、９の各ベ
ースにはバッファ回路１５、１６の各出力が夫々ベース
抵抗８ａ、９ａを介して与えられる。ＮＡＮＤ回路１３
の一方の入力端子並びにバッファ回路１６の入力端子に
は、信号発生器１７から出力される電流方向信号Ａd が
直接的に与えられ、ＮＡＮＤ回路１４の一方の入力端子
並びにバッファ回路１５の入力端子には、上記電流方向
信号Ａd がインバータ１８を介して与えられる。また、
上記各ＮＡＮＤ回路１３、１４の他方の入力端子には、
信号発生手段たるＰＷＭ信号発生回路１９からのＰＷＭ
信号（パルス幅制御信号）Ｓｍが与えられるようになっ
ている。尚、電流方向信号Ａd は、「Ｈ」、「Ｌ」の二
値で表される論理信号である。

【０００８】前記信号発生器１７は、クロック発生器２
０からのクロックパルスに基づいて、前述した電流方向
信号Ａd を発生すると共に、モータ巻線２に流れる電流
値を指令するための電流指令信号Ａi を発生するように
なっており、この場合、上記電流指令信号Ａi は、電流
方向信号Ａd に同期して周期的に変化する電圧信号とし
て出力されるものであり、その波形に応じてモータ巻線
２に流れる電流の波形が決定される。

【０００９】前記ＰＷＭ信号発生回路１９は、信号発生
器１７から出力される電流指令信号Ａi と前記抵抗１０
からの検出信号Ｓｄとを比較し、Ａi ＞Ｓｄの状態時に
は、その差に従ってＰＷＭ信号Ｓｍのオン時間幅を増加
させ、Ａi ＜Ｓｄの状態時には、その差に従ってＰＷＭ
信号Ｓｍのオン時間幅を減少させるように制御する。
尚、ＰＷＭ信号Ｓｍは、「Ｈ」、「Ｌ」の二値間で変化
する論理信号として取り扱われるものであり、「Ｈ」レ
ベルの出力期間がオン時間幅に相当する。

【００１０】しかして、上記構成による作用は次に述べ
る通りである。即ち、モータ巻線２に正弦波電流を流す
場合には、信号発生器１７から図６（ａ）、（ｂ）に示
すような電流方向信号Ａd 及び電流指令信号Ａi が出力
される。

【００１１】上記電流方向信号Ａd が「Ｈ」レベルの状
態では、インバータ１８及びＮＡＮＤ回路１４の働きに
よりトランジスタ７、８がオフ状態に保持されると共
に、トランジスタ９がバッファ回路１６を通じてオン状
態に保持される。また、ＮＡＮＤ回路１３の働きによ
り、ＰＷＭ信号発生回路１９からのＰＷＭ信号Ｓｍが
「Ｈ」レベルにあるときのみトランジスタ６がオンされ
るようになる。

【００１２】このため、ＰＷＭ信号Ｓｍが「Ｈ」レベル
にある期間には、電源端子Ｖccからトランジスタ６、モ
ータ巻線２、トランジスタ９、抵抗１０を順に介してグ
ランド端子に至る通電路が形成されて、モータ巻線２に
図５中矢印方向の電流Ｉａが流れる。また、ＰＷＭ信号
Ｓｍが「Ｌ」レベルにある期間には、トランジスタ６の
オフに伴うモータ巻線２の電流遮断時に発生する逆起電
力により、モータ巻線２、トランジスタ９、抵抗１０、
環流ダイオード１１を循環する電流が流れる。このよう
にトランジスタ６がＰＷＭ信号Ｓｍによりチョッパ駆動
されることによって、モータ巻線２に流れる電流Ｉａが
制御されるものであり、その電流Ｉａの大小は、ＰＷＭ
信号Ｓｍによるトランジスタ６のオンデューティ比に応
じたものとなる。

【００１３】一方、電流方向信号Ａd が「Ｌ」の状態で
は、トランジスタ８がインバータ１８、バッファ回路１
５を通じてオン状態に保持されると共に、トランジスタ
７がＰＷＭ信号発生回路１９からのＰＷＭ信号Ｓｍによ
りＮＡＮＤ回路１４を通じてオンオフされるようにな
り、そのオンに応じてモータ巻線２に前述の場合と逆方
向の電流Ｉａが流れる。また、トランジスタ７のオフに
伴うモータ巻線２の電流遮断時の逆起電力に応じた循環
電流は、モータ巻線２、トランジスタ８、抵抗１０、環
流ダイオード１２を介して流れる。勿論、この場合にお
いても、モータ巻線２に流れる電流Ｉａの大小は、ＰＷ
Ｍ信号Ｓｍによるトランジスタ７のオンデューティ比に
応じたものとなる。

【００１４】以上のような通電時において、抵抗１０の
一端側からは、モータ巻線２に流れる電流Ｉａの絶対値
｜Ｉａ｜のレベルに応じた電圧値の検出信号Ｓｄが出力
されるものであり、ＰＷＭ信号発生回路１９は、斯かる
検出信号Ｓｄと電流指令信号Ａi との差に基づいて、Ｐ
ＷＭ信号Ｓｍのオン時間幅を連続的に制御し、｜Ｉａ｜
＝Ａi となる状態を作り出す。これにより、モータ巻線
２に正弦波の電流Ｉａ（図６（ｃ）参照）が供給される
ものである。尚、図６（ｄ）には検出信号Ｓｄの波形を
示した。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】近年、乾式複写機やプ
リンタなどにおいては、その画質を一層向上させること
が課題となっており、この課題解決のためには、キャリ
ッジ駆動用のステッピングモータにおける回転むらを低
減することが重要になってくる。ところが、上述したよ
うな従来構成のステッピングモータの制御装置では、電
流指令信号Ａi による指令値が減少方向にあってその時
間変化が大きくなった場合には、モータ巻線２（或は
３）に流れる電流が上記指令値に追従しなくなることが
あり、これがステッピングモータ１の回転むらの原因に
なる虞があった。

【００１６】具体的には、このような回転むらは、以下
に説明するような現象によって発生する。即ち、図７に
は、タイミングｔ0 にて電流指令信号Ａi がレベルＩ1
から零レベルへ変化した状態を想定し、このときにモー
タ巻線２に流れる電流Ｉａの追従波形を示している。こ
の場合、電流指令信号Ａi が零レベルに変化したタイミ
ングｔ0 でＰＷＭ信号Ｓｍも「Ｌ」レベルとなりトラン
ジスタ６はオフ状態になる。しかし、このときには、図
５の一部を抽出した図８中に点線で示すように、モータ
巻線２の電流遮断時に発生する巻線の蓄積電力による循
環電流が暫くの期間流れる。このときの循環電流Ｉao
は、トランジスタ９、ダイオード１１、抵抗１０による
影響を無視すると、タイミングｔ0 以降の経過時間ｔと
の関係において次式で示される。但し、次式において、
Ｌ及びＲは夫々モータ巻線２のインダクタンス及び抵抗
値である。

【００１７】Ｉao＝Ｉ1 ・ｅｘｐ（−Ｒｔ／Ｌ） 従って、循環電流Ｉaoの傾きは、次式で示される。

【００１８】 ｄ（Ｉao）／ｄｔ＝−（Ｒ／Ｌ）・Ｉ1 ・ｅｘｐ（−Ｒｔ／Ｌ） これにより、タイミングｔ0 （ｔ＝０）での循環電流Ｉ
aoの傾きは、次式で示される。

【００１９】ｄ（Ｉao）／ｄｔ＝−Ｒ・Ｉi ／Ｌ つまり、電流指令信号Ａｉが減少方向へ変化する場合、
図５に示したような従来構成の制御装置では、モータ巻
線２に流れる電流Ｉａを電流指令信号Ａi に追従させ得
る範囲に限界があり、その限界点はモータ巻線２の電気
的時定数τ（＝Ｌ／Ｒ）に依存していることを示してい
る。

【００２０】図９は、点線で示す正弦波状の電流指令信
号Ａi が与えられた場合に、モータ巻線２に流れる電流
Ｉａの絶対値｜Ｉａ｜（検出信号Ｓｄの波形に相当）の
変化を実線で表わしている。同図（ａ）に示すように、
電流指令信号Ａi の周波数が低い場合（ステッピングモ
ータ１の回転数が低い場合）には、電流Ｉａの電流指令
信号Ａi に対する追従応答が適正に行われる。しかし、
同図（ｂ）に示すように、電流指令信号Ａi の周波数が
高い場合（ステッピングモータ１の回転数が高い場合）
には、電流Ｉａが電流指令信号Ａi に追従できなくなる
ため、これに起因してステッピングモータ１の回転むら
の増大を来たすようになる。また、ステッピングモータ
１の電流−トルク特性に合わせて図１０に示すような急
峻な変化を示す電流指令信号Ａi が与えられたときに
は、その電流指令信号Ａi の周波数が低い場合でも同様
の現象が引き起こされる。

【００２１】このような現象を抑止するためには、モー
タ巻線２或はダイオード１１、１２と直列に抵抗を挿入
してモータ巻線２の抵抗値Ｒを等価的に増加させること
により、その電気的時定数τ（＝Ｌ／Ｒ）を減少させる
ことが考えられるが、このような手段を採用した場合に
は、その挿入抵抗での損失が常時生ずることになるた
め、モータ駆動効率の低下を招いてしまう。しかも、こ
のような挿入抵抗を設ける場合には、図５に示す制御回
路装置４、５の集積化が困難になるため、装置全体の小
形化が実現不可能になる。

【００２２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、モータ巻線に流れる電流値を指令す
るための電流指令信号が急激に減少する場合でも、その
電流指令信号に対するモータ巻線電流の追従性を常時に
おいて良好に保つことができて、回転むらの少ない安定
した回転特性が得られると共に、モータ駆動効率の低下
を伴う虞がなくなるなどの効果を奏するステッピングモ
ータの制御装置を提供するにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、複数相のモータ巻線の通電率を主スイッチ
ング素子により制御すると共に、モータ巻線の蓄積電力
を補助スイッチング素子及び環流ダイオードを通じた循
環電流として流すように構成されたステッピングモータ
の制御装置において、前記モータ巻線に流れる電流レベ
ルに応じた検出信号を発生する電流検出手段、この電流
検出手段からの検出信号と前記モータ巻線に流れる電流
値を指令するための電流指令信号との差に基づいて前記
主スイッチング素子をチョッパ駆動するためのＰＷＭ信
号を出力する信号発生手段を設けた上で、前記電流指令
信号による指令値の減少率を演算する演算手段、及びそ
の演算減少率が設定値を越えた状態で前記補助スイッチ
ング素子を非飽和領域で動作させる動作制御手段を設け
る構成としたものである。

【００２４】

【作用】信号発生手段は、モータ巻線に流れる電流レベ
ルを示す検出信号とモータ巻線に流れる電流値を指令す
るための電流指令信号との差に基づいてＰＷＭ信号を出
力するようになり、主スイッチング素子は、このＰＷＭ
信号によりチョッパ駆動されてモータ巻線の通電位相を
制御する。主スイッチング素子のオフに伴うモータ巻線
の断電時には、そのモータ巻線の蓄積電力が補助スイッ
チング素子及び環流ダイオードを通じた循環電流として
流れる。このような循環電流が流れる時間は、モータ巻
線のインダクタンスＬ及び抵抗値Ｒに依存した電気的時
定数（Ｒ／Ｌ）により決定される。この時定数はモータ
巻線に固有の値であるから、電流指令信号による指令値
が急激に減少する場合には、上記循環電流の影響によっ
て、モータ巻線電流が電流指令信号に追従できなくなる
ことがあり、このような場合にはステッピングモータの
回転むらが増大する。

【００２５】しかし、電流指令信号による指令値の減少
率は演算手段により演算されており、電流指令信号によ
る指令値が急激に減少してその減少率が設定値を越えた
状態となったときには、動作制御手段が、上記演算手段
の演算内容に基づいて補助スイッチング素子を非飽和領
域で動作させるようになるため、その補助スイッチング
素子のインピーダンスが高くなり、これにより上述した
循環電流が補助スイッチング素子を通じて流れる期間に
はモータ巻線の電気的時定数が等価的に小さくなる。こ
の結果、モータ巻線電流の電流指令信号に対する追従性
が向上するようになり、ステッピングモータの回転むら
が抑制されることになる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１、図
２を参照しながら説明するに、特に図１に関しては前記
図５と同一部分に同一符号を付すことによりその説明を
省略することにする。

【００２７】即ち、図１において、トランジスタ８のベ
ースは、ベース抵抗８ａを介して動作制御手段たるオペ
アンプ２１の出力端子に接続されると共に、ｎｐｎ形ト
ランジスタ２２のコレクタ・エミッタ間を介してグラン
ド端子に接続されている。上記トランジスタ２２のベー
スには、信号発生器１７からの電流方向信号Ａd が、イ
ンバータ１８、２３、ベース抵抗２２ａを介して与えら
れるようになっている。この場合、オペアンプ２１にあ
っては、その非反転入力端子（＋）がトランジスタ８の
コレクタに接続され、反転入力端子（−）が後述する演
算手段としての演算回路２４の出力端子に接続されてい
る。

【００２８】トランジスタ９のベースは、ベース抵抗９
ａを介して動作制御手段たるオペアンプ２５の出力端子
に接続されると共に、ｎｐｎ形トランジスタ２６のコレ
クタ・エミッタ間を介してグランド端子に接続されてい
る。上記トランジスタ２６のベースには、信号発生器１
７からの電流方向信号Ａd が、インバータ２７、ベース
抵抗２６ａを介して与えられるようになっている。この
場合、オペアンプ２５にあっては、その非反転入力端子
（＋）がトランジスタ９のコレクタに接続され、反転入
力端子（−）が演算回路２４の出力端子に接続されてい
る。

【００２９】さて、演算回路２４は、信号発生器１７か
らの電流指令信号Ａiを入力とする微分回路２８及び積
算回路２９と、これら微分回路２８、積算回路２９の各
出力を受ける増幅率Ｋの差動増幅回路３０とを含んで構
成されており、その差動増幅出力電圧に対応した演算信
号Ｓ1 を前記オペアンプ２１、２５の各反転入力端子
（−）に与えるようになっている。尚、上記増幅率Ｋ
は、電源電圧及びモータ巻線２の抵抗値に応じて適宜な
値に調整されるものである。

【００３０】次に、上記構成の本実施例の作用のうち、
本発明の要旨に関係した部分について説明する。

【００３１】オペアンプ２１の各入力端子（＋）及び
（−）に対しては、トランジスタ８のコレクタ電圧Ｖc1
及び演算回路２４からの演算信号Ｓ1 が夫々与えられ
る。このとき、Ｓ1 ＞Ｖc1の状態にある場合には、オペ
アンプ２１の出力電圧Ｖ21が下降するためトランジスタ
８のコレクタ電圧Ｖc1が上昇し、Ｓ1 ＜Ｖc1の状態にあ
る場合には、オペアンプ２１の出力電圧Ｖ21が上昇する
ためトランジスタ８のコレクタ電圧Ｖc1が下降するもの
であり、このようなオペアンプ２１の動作が行われるこ
とにより、Ｓ1 ＝Ｖc1となるように制御される。つま
り、演算信号Ｓ1 のレベルに応じてトランジスタ８のベ
ースバイアス量を連続的に変化させ、以てそのトランジ
スタ８を飽和領域及び非飽和領域で動作させることが可
能になるものである。

【００３２】尚、トランジスタ２２は、信号発生器１７
からの電流方向信号Ａd が「Ｈ」レベルであった場合に
オンするものであり、そのオンによりオペアンプ２１の
出力を無効化してトランジスタ８を強制的にオフさせ
る。

【００３３】一方、オペアンプ２５の各入力端子（＋）
及び（−）に対しては、トランジスタ９のコレクタ電圧
Ｖc2及び演算回路２４からの演算信号Ｓ1 が夫々与えら
れ、上述と同様の作用によりＳ1 ＝Ｖc2となるように制
御されるものであり、演算信号Ｓ1 のレベルに応じてト
ランジスタ９を飽和領域及び非飽和領域で動作させるこ
とが可能になる。また、トランジスタ２６は、信号発生
器１７からの電流方向信号Ａd が「Ｌ」レベルであった
場合にオンし、そのオンによりオペアンプ２５の出力を
無効化してトランジスタ９を強制的にオフさせる。

【００３４】演算回路２４から出力される演算信号Ｓ1
は、電流指令信号Ａi に基づいて次式のような演算によ
り得られるものである。但し、次式において、Ｌ及びＲ
は夫々モータ巻線２のインダクタンス及び抵抗値であ
り、これらの定数は、予め測定して演算回路２４に設定
しておく値である。

【００３５】 Ｓ1 ＝Ｋ（−ｄ（Ａi ）／ｄｔ−Ｒ（Ａi ）／Ｌ） ここで、演算信号Ｓ1 は、電流指令信号Ａ1 による指令
値の減少方向の傾き（つまり、その減少率）が、予め設
定された追従可能な傾きを示す値を越えたときに、その
越えた量に比例した信号として出力されるものである。

【００３６】しかして、図２には、電流方向信号Ａd 、
正弦波状の電流指令信号Ａi 、この電流指令信号Ａi を
受けたときの微分回路２９の出力信号（−ｄＡi ／ｄ
ｔ）及び演算回路２４からの演算信号Ｓ1 、この演算信
号Ｓi に応じたトランジスタ９のコレクタ電圧Ｖc2及び
モータ巻線２に流れる電流Ｉａの各波形の一例が示され
ている。

【００３７】この例のように、電流方向信号Ａd が
「Ｈ」レベルにある場合には、トランジスタ６、９が能
動化された状態となる。ここで、演算信号Ｓ1 は、負の
状態時に零レベルの信号として出力されるようになって
おり、図２に示す範囲ｗで、電流指令信号Ａi に対する
追従限界を越えて正レベルに立ち上がった信号となって
いる。このため、この演算信号Ｓ1 を受けるオペアンプ
２５が、前述したように、トランジスタ９のコレクタ電
圧Ｖc2を演算信号Ｓ1 と等しくなるレベルまで高めるよ
うに機能し、そのトランジスタ９が非飽和領域で動作さ
れるようになる。

【００３８】これにより、トランジスタ９のオン状態に
おけるインピーダンスが高くなり、トランジスタ６のオ
フに伴いトランジスタ９、抵抗１０、ダイオード１１を
通じて循環電流が流れる期間には、モータ巻線２の電気
的時定数が等価的に小さくなって、モータ巻線２に流れ
る電流Ｉａの電流指令信号Ａi に対する追従性が向上す
るようになる。勿論、トランジスタ７、８が能動化され
た状態においても、モータ巻線２に流れる電流Ｉａの電
流指令信号Ａi に対する追従性が上述同様に向上するよ
うになる。

【００３９】以上要するに、上記した本実施例の構成に
よれば、電流指令信号Ａi による指令値が急激に減少し
た場合には、トランジスタ８或は９が非飽和領域で動作
させるようになって、モータ巻線２に流れる電流Ｉａの
上記指令値に対する追従性が大幅に向上するものであ
り、これによりステッピングモータ１の回転むらが効果
的に抑制されて、振動が少ない安定した回転特性が得ら
れるようになる。

【００４０】従って、本実施例の構成を例えば複写機に
おける光学系スキャナ部のキャリッジ駆動用モータに適
用した場合には、鮮明な複写画像を得ることが可能とな
り、拡大複写を行うときの画質向上も期待できる。ま
た、本実施例の構成を、被複写画面のスキャニングを複
数回行う構成のカラー複写機に適用した場合には色ずれ
防止効果を高めることができ、プリンタのキャリッジ駆
動用モータに適用した場合にも正確な印字出力を期待で
きるようになる。

【００４１】また、本実施例では、電流指令信号Ａi に
よる指令値が急激に減少した場合のみトランジスタ８或
は９が非飽和領域で動作される構成となっているから、
トランジスタ８、９での損失は、モータ巻線２或はダイ
オード１１、１２と直列に抵抗を挿入する従来構成に比
べて大幅に少なくなり、モータ駆動効率の低下を来す虞
がなくなる。しかも、本実施例では、従来のような挿入
抵抗が不要になるから制御回路装置４、５の集積化でき
るようになり、以て装置全体の小形化が可能になるもの
である。

【００４２】尚、上記実施例では、トランジスタ８、９
のベースバイアス量を電流指令信号Ａi の変化量に応じ
て連続的に変化させる構成としたが、図３に示す本発明
の第２実施例のような簡略な構成を採用することもでき
るものであり、以下においては、この第２実施例につい
て第１実施例と異なる部分のみ説明する。

【００４３】即ち、図３において、演算手段たる演算回
路３１は、電流指令信号Ａi を入力とする微分回路３
２、所定の比較値Ｎ33を記憶して成る定数記憶部３３、
微分回路３２及び定数記憶部３３の各出力を比較するコ
ンパレータ３４を含んで構成されている。上記比較値Ｎ
33は、モータ巻線２の電気的時定数、電源電圧、電流指
令信号Ａi の波形などに応じて予め設定される値であ
り、コンパレータ３４は、微分回路３２の出力信号（つ
まり電流指令値Ａi の傾きを示す信号）が比較値Ｎ33を
越えたときに「Ｈ」レベルの信号Ｓ2 を出力する。

【００４４】トランジスタ８のベースは、ベース抵抗８
ｂ、８ｃ及びｐｎｐ形トランジスタ３５のエミッタ・コ
レクタ間を介して電源端子Ｖccに接続されている。この
場合、トランジスタ８のベース抵抗８ｂ、８ｃの各抵抗
値は、ベース抵抗８ｂのみを通じてベース電流が流れた
ときにトランジスタ８を飽和領域で動作させ、ベース抵
抗８ｂ、８ｃを通じてベース電流が流れたときにトラン
ジスタ８を非飽和領域で動作させるような値に設定され
ている。尚、上記トランジスタ３５は、信号発生器１７
からの電流方向信号Ａd が「Ｌ」レベルのときにベース
抵抗３５ａを通じてオンされる構成となっている。

【００４５】上記ベース抵抗８ｃには、動作制御手段た
るｐｎｐ形トランジスタ３６のエミッタ・コレクタ間が
並列に接続されており、このトランジスタ３６のオンオ
フ状態に応じて前記トランジスタ８のベース電流の切換
が行われる。尚、上記トランジスタ３６は、演算回路３
１から信号Ｓ2 （「Ｈ」レベル）が出力されていない状
態ではベース抵抗３６ａを通じてオンされ、信号Ｓ2 が
出力されたときにオフされる。

【００４６】このような構成によれば、トランジスタ３
５が電流方向信号Ａdによりオンされた状態において、
演算回路３１から信号Ｓ2 が出力されていない場合に
は、トランジスタ３６がオンされているから、トランジ
スタ８のベース電流がベース抵抗８ｂのみを通じて供給
され、そのトランジスタ８は飽和領域でオンされる。ま
た、トランジスタ３５のオン状態において、演算回路３
１から信号Ｓ2 が出力された場合、つまり電流指令信号
Ａi の傾きが比較値Ｎ33を越えた場合には、トランジス
タ３６がオフされるから、トランジスタ８のベース電流
がベース抵抗８ｂ、８ｃを通じて供給され、そのトラン
ジスタ８は非飽和領域で動作されるようになる。従っ
て、本実施例によっても前記第１実施例と同様の効果を
奏することができる。

【００４７】尚、上記した各実施例では、ステッピング
モータ１をバイポーラ駆動する例について述べたが、ユ
ニポーラ駆動されるステッピングモータを同様に制御す
ることも可能であり、この場合には図４のように構成す
れば良い。

【００４８】即ち、本発明の第３実施例を示す図４にお
いて、ステッピングモータが有する４相のモータ巻線３
７〜４０は、各一端が主スイッチング素子たるｐｎｐ形
トランジスタ４１を共通に介して電源４２のプラス側に
接続され、各他端が補助スイッチング素子たるｎｐｎ形
トランジスタ４３〜４６を個別に介して電流検出手段た
る抵抗４７の一端に接続されており、この抵抗４７の他
端は電源４２のマイナス側に接続されている。また、前
記トランジスタ４１のコレクタと電源４２のマイナス側
との間には図示極性の環流ダイオード４８が接続され、
各モータ巻線３７〜４０と並列にスナバ回路３７ａ〜４
０ａが接続されている。

【００４９】以上のように、本発明は、ステッピングモ
ータの駆動方法及び相数の如何に拘らず適用可能となる
ものである。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、モータ巻線に流れる電流値を電流指令信号
により指令するようにしたステッピングモータの制御装
置において、上記電流指令信号による指令値の減少率が
設定値を越えた状態では、モータ巻線で発生する逆起電
力を環流ダイオードを通じて循環させるための補助スイ
ッチング素子を非飽和領域で動作させる構成としたか
ら、電流指令信号に対するモータ巻線電流の追従性を常
時において良好に保つことができて、回転むらの少ない
安定した回転特性が得られるようになるものであり、ま
た、上記補助スイッチング素子での損失を低く押さえる
ことができてモータ駆動効率の低下を抑制できると共
に、全体の小形化が可能になるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成図

【図２】作用説明用の波形図

【図３】本発明の第２実施例を示す要部の電気的構成図

【図４】本発明の第３実施例を示す概略電気的構成図

【図５】従来例を示す電気的構成図

【図６】作用説明用の波形図その１

【図７】作用説明用の波形図その２

【図８】作用説明用に図５から一部抽出した電気的構成
図

【図９】作用説明用の波形図その３

【図１０】作用説明用の波形図その４

【符号の説明】

図中、１はステッピングモータ、２、３はモータ巻線、
４、５は制御回路装置、６、７はトランジスタ（主スイ
ッチング素子）、８、９はトランジスタ（補助スイッチ
ング素子）、１０は抵抗（電流検出手段）、１１、１２
は環流ダイオード、１７は信号発生器、１９はＰＷＭ信
号発生回路（信号発生手段）、２１、２５はオペアンプ
（動作制御手段）、２４は演算回路（演算手段）、２８
は微分回路、２９は積算回路、３０は差動増幅器、３１
は演算回路（演算制御手段）、３２は微分回路、３３は
定数記憶部、３４はコンパレータ、３６はトランジスタ
（動作制御手段）、３７〜４０はモータ巻線、４１はト
ランジスタ（主スイッチング素子）、４３〜４６はトラ
ンジスタ（補助スイッチング素子）、４７は抵抗（電流
検出手段）、４８は環流ダイオードを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相のモータ巻線の通電率を制御する
   ための主スイッチング素子と、前記モータ巻線の蓄積電
   力を環流ダイオードを通じた循環電流として流すための
   補助スイッチング素子と、前記モータ巻線に流れる電流
   レベルに応じた検出信号を発生する電流検出手段と、こ
   の電流検出手段からの検出信号と前記モータ巻線に流れ
   る電流値を指令するための電流指令信号との差に基づい
   て前記主スイッチング素子をチョッパ駆動するためのＰ
   ＷＭ信号を出力する信号発生手段とを備えたステッピン
   グモータの制御装置において、前記電流指令信号による
   指令値の減少率を演算する演算手段と、この演算手段に
   より得られる前記指令値の減少率が設定値を越えた状態
   で前記補助スイッチング素子を非飽和領域で動作させる
   動作制御手段を設けたことを特徴とするステッピングモ
   ータの制御装置。