JPH08126394A - ステッピングモータの駆動装置 - Google Patents
ステッピングモータの駆動装置Info
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- JPH08126394A JPH08126394A JP25401494A JP25401494A JPH08126394A JP H08126394 A JPH08126394 A JP H08126394A JP 25401494 A JP25401494 A JP 25401494A JP 25401494 A JP25401494 A JP 25401494A JP H08126394 A JPH08126394 A JP H08126394A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステッピングモータの低速駆動時の振動およ
びそれに伴う騒音を低減すること。 【構成】 例えば、Ａ相およびＢ相の二相励磁状態にお
いて、Ａ相とＢ相の励磁ベクトルの位相角θ6 を９０°
としたとき、位相角θ1 が４５°より小さいときは、位
相角θ1 を従来の位相角θ2 より小さくなるようにＡ相
およびＢ相の励磁電流の割合を設定し、位相角θ5 が４
５°より大きいときは、位相角θ5 を従来の位相角θ4
より大きくなるようにＡ相およびＢ相の励磁電流の割合
を設定する構成。
びそれに伴う騒音を低減すること。 【構成】 例えば、Ａ相およびＢ相の二相励磁状態にお
いて、Ａ相とＢ相の励磁ベクトルの位相角θ6 を９０°
としたとき、位相角θ1 が４５°より小さいときは、位
相角θ1 を従来の位相角θ2 より小さくなるようにＡ相
およびＢ相の励磁電流の割合を設定し、位相角θ5 が４
５°より大きいときは、位相角θ5 を従来の位相角θ4
より大きくなるようにＡ相およびＢ相の励磁電流の割合
を設定する構成。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータの駆
動装置に関し、特に、振動および騒音を低減するステッ
ピングモータの駆動装置に関する。
動装置に関し、特に、振動および騒音を低減するステッ
ピングモータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のステッピングモータの駆動装置と
して、例えば、特開昭６３−１７４５９２号公報に示さ
れたものがある。このステッピングモータの駆動装置
は、Ａ相、Ｂ相、Ａ（バー）相、およびＢ（バー）相の
励磁コイルを経時的に切り換えて、一相あるいは二相の
励磁コイルを選択する選択回路と、選択された相の励磁
コイルに供給する励磁電流の電流値を設定する電流設定
回路と、選択回路によって選択された一相あるいは二相
の励磁コイルに電流設定回路によって設定された電流値
の励磁電流を供給してステッピングモータを駆動する励
磁回路によって構成されている。電流設定回路は第１よ
り第５の抵抗を直列に接続した第１の直列抵抗回路と、
第６より第１０の抵抗を直列に接続した第２の直列抵抗
回路を備え、第１および第２の直列抵抗回路は一端が第
１１の抵抗を介して共通的に接地されるとともに他端が
固定電位の電源に接続されている。
して、例えば、特開昭６３−１７４５９２号公報に示さ
れたものがある。このステッピングモータの駆動装置
は、Ａ相、Ｂ相、Ａ（バー）相、およびＢ（バー）相の
励磁コイルを経時的に切り換えて、一相あるいは二相の
励磁コイルを選択する選択回路と、選択された相の励磁
コイルに供給する励磁電流の電流値を設定する電流設定
回路と、選択回路によって選択された一相あるいは二相
の励磁コイルに電流設定回路によって設定された電流値
の励磁電流を供給してステッピングモータを駆動する励
磁回路によって構成されている。電流設定回路は第１よ
り第５の抵抗を直列に接続した第１の直列抵抗回路と、
第６より第１０の抵抗を直列に接続した第２の直列抵抗
回路を備え、第１および第２の直列抵抗回路は一端が第
１１の抵抗を介して共通的に接地されるとともに他端が
固定電位の電源に接続されている。
【０００３】以上の構成において、選択回路がＡ相、Ａ
相およびＢ相、Ｂ相、Ｂ相およびＡ（バー）相、Ａ（バ
ー）相、Ａ（バー）相およびＢ（バー）相、Ｂ（バー）
相というように所定の回転順序で励磁コイルを選択す
る。同時に、電流設定回路は、Ａ相およびＡ（バー）相
の励磁コイルに対しては、第１の直列抵抗回路の抵抗間
節点を所定の順序でアース電位にすることにより第１の
基準点の変化する電圧分圧値を読み取り、この電圧分圧
値に応じた電流値を設定し、また、Ｂ相およびＢ（バ
ー）相の励磁コイルに対しては、第２の直列抵抗回路の
第２の基準点から同じようにして電圧分圧値を読み取
り、この電圧分圧値に応じた電流値を設定する。
相およびＢ相、Ｂ相、Ｂ相およびＡ（バー）相、Ａ（バ
ー）相、Ａ（バー）相およびＢ（バー）相、Ｂ（バー）
相というように所定の回転順序で励磁コイルを選択す
る。同時に、電流設定回路は、Ａ相およびＡ（バー）相
の励磁コイルに対しては、第１の直列抵抗回路の抵抗間
節点を所定の順序でアース電位にすることにより第１の
基準点の変化する電圧分圧値を読み取り、この電圧分圧
値に応じた電流値を設定し、また、Ｂ相およびＢ（バ
ー）相の励磁コイルに対しては、第２の直列抵抗回路の
第２の基準点から同じようにして電圧分圧値を読み取
り、この電圧分圧値に応じた電流値を設定する。
【０００４】励磁回路は電流設定回路で経時的に設定さ
れる電流値の励磁電流を選択回路で選択された一相ある
いは二相の励磁コイルに供給してステッピングモータを
駆動する。このとき、電流設定回路は、前述した各抵抗
の抵抗値の設定によって一相の励磁コイルで駆動された
ときの励磁ベクトルと二相の励磁コイルで駆動されたと
きの励磁ベクトルが等しくなるように励磁電流の電流値
を設定する。これによってステッピングモータの回転を
滑らかにし、振動および騒音を低減している。
れる電流値の励磁電流を選択回路で選択された一相ある
いは二相の励磁コイルに供給してステッピングモータを
駆動する。このとき、電流設定回路は、前述した各抵抗
の抵抗値の設定によって一相の励磁コイルで駆動された
ときの励磁ベクトルと二相の励磁コイルで駆動されたと
きの励磁ベクトルが等しくなるように励磁電流の電流値
を設定する。これによってステッピングモータの回転を
滑らかにし、振動および騒音を低減している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のステッ
ピングモータの駆動装置によると、低速駆動時におい
て、例えば、Ａ相およびＢ相の二相励磁状態のとき、ロ
ータが励磁電流によって定まる位相角に応じたステップ
角から位置的にずれ、そのステップ角の近傍で微小な振
動を繰り返した後、次のステップ角へ回転移行してい
く。このため、低速駆動時の振動およびそれに伴う騒音
の低減は不十分である。
ピングモータの駆動装置によると、低速駆動時におい
て、例えば、Ａ相およびＢ相の二相励磁状態のとき、ロ
ータが励磁電流によって定まる位相角に応じたステップ
角から位置的にずれ、そのステップ角の近傍で微小な振
動を繰り返した後、次のステップ角へ回転移行してい
く。このため、低速駆動時の振動およびそれに伴う騒音
の低減は不十分である。
【０００６】従って、本発明の目的は低速駆動時の二相
励磁状態のとき励磁電流によって定まる位相角に対応し
たステップ角の位置へ的確にロータをステップ移行させ
ることにより振動および騒音を低減するステッピングモ
ータの駆動装置を提供することである。
励磁状態のとき励磁電流によって定まる位相角に対応し
たステップ角の位置へ的確にロータをステップ移行させ
ることにより振動および騒音を低減するステッピングモ
ータの駆動装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、複数の相の励磁コイルから一相および二相
の励磁コイルを所定の順序で周期的に選択し、選択され
た励磁コイルに所定の電流値の励磁電流を供給してステ
ッピングモータを駆動するステッピングモータの駆動装
置において、前記所定の順序で周期的に前記一相および
二相の励磁コイルを選択する選択手段と、前記所定の電
流値を設定する電流設定手段と、前記選択手段によって
選択された前記一相および二相の励磁コイルに前記電流
設定手段によって設定された前記所定の電流値の前記励
磁電流を供給する励磁手段とを備え、前記電流設定手段
は、前記二相の励磁コイルに供給される励磁電流によっ
て定まる第１の励磁ベクトルの第１の位相角が、前記二
相の励磁コイルのそれぞれの一相励磁時の励磁電流によ
って定まる第２および第３の励磁ベクトルの第２および
第３の位相角の位相差の１／２の位相差に対応した第４
の位相角より小さいとき、前記第１の位相角を、前記第
２の位相角と前記第４の位相角の位相差の１／２の位相
差に対応した第５の位相角より小さくなるように前記二
相の励磁コイルに供給される励磁電流を設定し、前記第
１の位相角が前記第４の位相角より大きいとき、前記第
１の位相角を、前記第４の位相角と前記第３の位相角の
位相差の１／２の位相差に対応した第６の位相角より大
きくなるように前記二相の励磁コイルに供給される励磁
電流を設定する構成を有することを特徴とするステッピ
ングモータの駆動装置を提供する。
現するため、複数の相の励磁コイルから一相および二相
の励磁コイルを所定の順序で周期的に選択し、選択され
た励磁コイルに所定の電流値の励磁電流を供給してステ
ッピングモータを駆動するステッピングモータの駆動装
置において、前記所定の順序で周期的に前記一相および
二相の励磁コイルを選択する選択手段と、前記所定の電
流値を設定する電流設定手段と、前記選択手段によって
選択された前記一相および二相の励磁コイルに前記電流
設定手段によって設定された前記所定の電流値の前記励
磁電流を供給する励磁手段とを備え、前記電流設定手段
は、前記二相の励磁コイルに供給される励磁電流によっ
て定まる第１の励磁ベクトルの第１の位相角が、前記二
相の励磁コイルのそれぞれの一相励磁時の励磁電流によ
って定まる第２および第３の励磁ベクトルの第２および
第３の位相角の位相差の１／２の位相差に対応した第４
の位相角より小さいとき、前記第１の位相角を、前記第
２の位相角と前記第４の位相角の位相差の１／２の位相
差に対応した第５の位相角より小さくなるように前記二
相の励磁コイルに供給される励磁電流を設定し、前記第
１の位相角が前記第４の位相角より大きいとき、前記第
１の位相角を、前記第４の位相角と前記第３の位相角の
位相差の１／２の位相差に対応した第６の位相角より大
きくなるように前記二相の励磁コイルに供給される励磁
電流を設定する構成を有することを特徴とするステッピ
ングモータの駆動装置を提供する。
【０００８】
【作用】例えば、Ａ相の一相励磁とＢ相の一相励磁の間
に二相励磁に基づく３つの位相角を設け、励磁電流によ
って発生する磁界によりこの３つの位相角に対応した３
つのステップ角へロータを回転させる。このとき、第１
の位相角は通常であれば、９０°×１／４＝２２．５°
であるが、これをＡ相の励磁電流のＢ相の励磁電流に対
する割合を大にして、例えば、１７．０°（２２．５°
−５．５°）とする。第２の位相角は通常のように、９
０°×２／４＝４５°とする。一方、第３の位相角は、
通常であれば、９０°×３／４＝６７．５°であるが、
これをＢ相の励磁電流のＡ相の励磁電流に対する割合を
大にして、例えば、７３．０°（６７．５°＋５．５
°）とする。この駆動条件でステッピングモータを駆動
したところ、ロータの位相角に応じたステップ角からの
位置ずれが減少し、それによってステップ角の近傍で発
生した微小な振動の振幅が小さくなり、騒音も低減し
た。
に二相励磁に基づく３つの位相角を設け、励磁電流によ
って発生する磁界によりこの３つの位相角に対応した３
つのステップ角へロータを回転させる。このとき、第１
の位相角は通常であれば、９０°×１／４＝２２．５°
であるが、これをＡ相の励磁電流のＢ相の励磁電流に対
する割合を大にして、例えば、１７．０°（２２．５°
−５．５°）とする。第２の位相角は通常のように、９
０°×２／４＝４５°とする。一方、第３の位相角は、
通常であれば、９０°×３／４＝６７．５°であるが、
これをＢ相の励磁電流のＡ相の励磁電流に対する割合を
大にして、例えば、７３．０°（６７．５°＋５．５
°）とする。この駆動条件でステッピングモータを駆動
したところ、ロータの位相角に応じたステップ角からの
位置ずれが減少し、それによってステップ角の近傍で発
生した微小な振動の振幅が小さくなり、騒音も低減し
た。
【０００９】
【実施例】図１は本発明のステッピングモータの駆動装
置の一実施例を示し、励磁コイル５Ａおよびロータ５Ｂ
よりなるモータ５の低速駆動時の振動および騒音を低減
する回路構成を有する。電流設定回路１はＡ相およびＡ
（バー）相の基準信号Ｖｒｅｆ1 とＢ相およびＢ（バ
ー）相の基準信号Ｖｒｅｆ2 を入力してＡ相、Ｂ相、Ａ
（バー）相およびＢ（バー）相の電流値信号を出力する
ものであり、選択回路２は内部に有するクロック信号発
生回路のクロック信号に基づいてＡ相、Ａ相およびＢ
相、Ｂ相、Ｂ相およびＡ（バー）相、Ａ（バー）相、Ａ
（バー）相およびＢ（バー）相、Ｂ（バー）相、Ｂ（バ
ー）相およびＡ相、Ａ相という順序で一相励磁および二
相励磁のために励磁コイルの相選択を行うものであり、
励磁回路３は選択回路２によって選択された一相、ある
いは二相の励磁コイル５Ａに電流設定回路１によって設
定された電流値の励磁電流を供給するものであり、制御
部４は起動信号ＳＴＡＲＴを入力して電流設定回路１、
選択回路２、および励磁回路３を制御するものである。
電流設定回路１は前述したクロック信号に同期して
「１」のアース電位信号を出力する出力端子Ｃ１、Ｃ２
およびＣ３と、前述した電流値信号を出力する出力端子
Ａ、Ｂ、Ａ（バー）およびＢ（バー）と、前述した基準
信号Ｖｒｅｆ1 およびＶｒｅｆ2 を入力する入力端子Ｖ
ｒｅｆ1 およびＶｒｅｆ2 を有する。入力端子Ｖｒｅｆ
1 およびＶｒｅｆ2 はコンデンサＣA およびＣB と直列
抵抗群Ｒ１〜Ｒ５およびＲ７〜Ｒ１０の接続点ＮA およ
びＮB に接続され、出力端子Ｃ１〜Ｃ３は直列抵抗群の
抵抗間の節点Ａ1 〜Ａ3 およびＢ1 〜Ｂ3 に出力端子が
接続されたインバータＩ3 およびＩ4 、Ｉ2 および
Ｉ5 、およびＩ1 およびＩ6 の入力端子に接続され、出
力端子Ａ、Ｂ、Ａ（バー）、Ｂ（バー）は励磁回路３つ
の入力端子Ａ、Ｂ、Ａ（バー）、Ｂ（バー）にそれぞれ
接続されている。直列抵抗群Ｒ１〜Ｒ５およびＲ７〜Ｒ
１０は節点ＮC およびＮD において共通に接続され、節
点ＮC はインバータＩ7 を介して電源Ｖｃｃ（固定電
位、例えば、＋５Ｖ）に接続されることにより常時アー
ス電位に設定されており、節点ＮD は抵抗Ｒ11を介して
電源Ｖｃｃに接続されている。以上の構成において、以
下動作を説明する。図２において、クロック信号ｔ0 が
出力されると、選択回路２はＢ（バー）相の励磁コイル
（以下、単にＢ（バー）相という）を選択し、電流設定
回路１はＣ１〜Ｃ３からともに「０」のアース電位信号
を出力する。そのために節点ＮB の電位は抵抗の和（Ｒ
７＋Ｒ８＋Ｒ９＋Ｒ１０）に比例して定まる第１の電位
となり、基準信号Ｖｒｅｆ2 として電流設定回路１に入
力する。その結果、Ｂ（バー）相に第１の電位に応じた
第１の電流値の励磁電流が励磁回路３から供給される。
第１の電流値は図２で示した階段状電流波形の最大値レ
ベルである。クロック信号ｔ1 が出力されると、選択回
路２はＡ相の励磁コイル（以下、単にＡ相という）を選
択し、電流設定回路１は出力端子Ｃ１およびＣ２から
「０」のアース電位信号を、出力端子Ｃ３から「１」の
アース電位信号を出力する。その結果、基準信号Ｖｒｅ
ｆ1 は抵抗Ｒ２に比例した第４の電位となり、Ｖｒｅｆ
2 は抵抗の和（Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ９）に比例した第２の電
位となる。それによってＡ相には第４の電流値（階段状
電流波形の第４位の電流レベル）の励磁電流が供給さ
れ、Ｂ（バー）相には第２の電流値（階段状電流波形第
２位の電流レベル）の励磁電流が供給される。以下、ク
ロック信号ｔ2 およびｔ3 が出力されると、Ａ相の励磁
電流は階段状に増加し、Ｂ（バー）相の励磁電流は階段
状に低下する。次に、クロック信号ｔ4 が出力される
と、選択回路２はＡ相を選択し、電流設定回路１は出力
端子Ｃ１〜Ｃ３より「０」のアース電位信号を出力す
る。従って、基準信号Ｖｒｅｆ1 は抵抗の和（Ｒ２＋Ｒ
３＋Ｒ４＋Ｒ５）に比例した第１の電位となり、Ａ相に
は第１の電流値の電流レベルが流れる。図３においてＡ
相の励磁ベクトルをＡで示した。次に、クロック信号ｔ
5 が出力されると、Ａ相とＢ相が選択され、出力端子Ｃ
１から「１」のアース電位信号が、出力端子Ｃ２および
Ｃ３から「０」のアース電位信号が出力される。従っ
て、基準信号Ｖｒｅｆ1は抵抗の和（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ
４）に比例した第２の電位となり、基準信号Ｖｒｅｆ2
は抵抗Ｒ７に比例した第４の電位になる。その結果、図
２に示すように、Ａ相には’で示した第２の電流値の
励磁電流が供給され、Ｂ相には’で示した第４の電流
値の励磁電流が供給される。このときの励磁ベクトルの
位相角θ1 は、図３に示すように、’となる。励磁ベ
クトル’の位相角を前述した直列抵抗群Ｒ１〜Ｒ５お
よびＲ６〜Ｒ１０の抵抗値の設定により１７．０°（＝
２２．５°−５．５°）に設定している。一方、従来の
ステッピングモータの駆動装置によると、Ａ相およびＢ
相の励磁電流を図２のの破線で示すように設定し、こ
のときの励磁ベクトルの位相角θ2 を図３ので示すよ
うに、２２．５°（＝９０°×１／４）に設定してい
る。次に、クロック信号ｔ6 が出力されると、Ａ相およ
びＢ相の選択をそのまま継続し、また、出力端子Ｃ１お
よびＣ３は「０」のアース電位信号を出力し、出力端子
Ｃ２は「１」のアース電位を出力する。従って、基準信
号Ｖｒｅｆ1 は抵抗の和（Ｒ２＋Ｒ３）に比例した第３
の電位となり、基準信号Ｖｒｅｆ2 は抵抗の和（Ｒ７＋
Ｒ８）に比例した第３の電位となる。その結果、Ａ相お
よびＢ相の励磁電流は、図２でによって示すように、
ともに第３の電流値となり、励磁ベクトルは、図３で
によって示すように、４５°（＝９０°×２／４）の位
相角θ3 を有する。次に、クロック信号ｔ7 が出力され
ると、同じように、Ａ相およびＢ相の選択をそのまま継
続し、また、出力端子Ｃ１およびＣ２は「０」のアース
電位信号を出力し、出力端子Ｃ３は「１」のアース電位
信号を出力する。従って、基準信号Ｖｒｅｆ1 は抵抗Ｒ
２に比例した第４の電位となり、基準信号Ｖｒｅｆ2 は
抵抗の和（Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ９）に比例した第２の電位と
なる。その結果、Ａ相の励磁電流は、図２で’によっ
て示すように、第４の電流値となり、Ｂ相の励磁電流
は、図２で’によって示すように、第２の電流値とな
る。このときの励磁ベクトルの位相角をθ5 、前述した
直列抵抗群Ｒ１〜Ｒ５およびＲ６〜Ｒ１０の抵抗値の設
定により、図３で’によって示すように、７３．０°
（＝６７．５°＋５．５°）に設定している。一方、従
来のステッピングモータの駆動装置によると、Ａ相およ
びＢ相の励磁電流を図２のの破線で示すように設定
し、このときの励磁ベクトルを、図３ので示すよう
に、６７．５°（＝９０°×３／４）の位相角θ4 に設
定している。次に、クロック信号ｔ8 が出力されると、
Ｂ相のみの選択となり、出力端子Ｃ１〜Ｃ３のアース電
位信号は「０」となり、Ｂ相の励磁電流は、図２のＢで
示すように、第１の電流値となり、励磁ベクトルは図３
のＢで示すように、Ａ相のそれに対して９０°となる。
この動作がクロック信号ｔ9 、ｔ10、ｔ11──の出力に
応じて周期的に繰り返され、ステッピングモータ５はこ
のクロック信号ｔ0 、ｔ1 、ｔ2──の周波数に応じた
速度で駆動される。以上の実施例において、クロック信
号ｔ5 の出力時のＡ相の励磁電流’は、 Ｉa ｃｏｓ１７° となり、Ｂ相の励磁電流’は、 Ｉb ｓｉｎ１７° となる。ここで、Ｉa およびＩb はＡ相およびＢ相の第
１の電流値の励磁電流である。同じように、クロック信
号ｔ7 の出力時のＡ相の励磁電流’は、 Ｉa ｃｏｓ７３° となり、Ｂ相の励磁電流’は、 Ｉb ｓｉｎ７３° となる。図２において、実施例のように、実線の階段状
波形の励磁電流でステッピングモータ５を駆動したとき
は、騒音レベルは７２．５ｄＢＡであった。一方、一部
破線で示した階段状波形の励磁電流でステッピングモー
タ５を駆動したときは、騒音レベルは７７．４ｄＢＡで
あった。これによって、本発明の振動およびそれに伴う
騒音の低減効果が確認された。図４および図５は時間
（ミリ秒）に対するロータ５Ｂの回転時のステップ角を
示し、波形はロータ５Ｂの振動を示している。回転方向
は時計方向とし、１ステップ角は０．４５°であり、ク
ロック信号は２０ｐｐｓ（パルス／秒）とした。図４は
本発明のものであり、図５は従来のものである。図６は
図４および図５を同一時間軸上で重ね合せたものであ
り、本発明は従来に比較して振動波形の振幅が小さく、
かつ、１ステップ角が０．４５°に近くなってそれぞれ
均等であることを示している。図７および図８は４０の
サンプルのステップ角（横軸）に対する理想位置からの
ずれである誤差角（縦軸）を示し、図７は本発明のもの
であり、図８は従来のものである。本発明では、２５番
目のサンプルで０．０５°の最大誤差が観察された。一
方、従来では、１５番目のサンプルで０．１４°の最大
誤差が観察された。図９および図１０は時間（ミリ秒）
に対するロータ５Ｂの回転時のステップ角を示し、クロ
ック信号を５００ｐｐｓとし、ステップ角のレンジを１
８．０°〜２２．５°とした以外は、図４および図５と
共通する。図９は本発明であり、図１０の従来のものに
比較してうねり（リップル）が小さい。図１１より図１
４は図４、図５、図９および図１０と時間およびステッ
プ角においてレンジが相違するものの、ロータ５Ｂの振
動を観察した点で共通する。 （１）図１１（本発明） ステップ角 ０．４５° クロック信号 １０００ｐｐｓ （２）図１２（従来） ステップ角 図１１と同じ クロック信号 図１１と同じ （３）図１３（本発明） ステップ角 ０．４５° クロック信号 ２０００ｐｐｓ （４）図１４（従来） ステップ角 図１３と同じ クロック信号 図１３と同じ 図１１より図１４の結果から明らかなように、１０００
ｐｐｓ以上の回転速度では、本発明と従来との間に振動
に関する差異は見られなかった。
置の一実施例を示し、励磁コイル５Ａおよびロータ５Ｂ
よりなるモータ５の低速駆動時の振動および騒音を低減
する回路構成を有する。電流設定回路１はＡ相およびＡ
（バー）相の基準信号Ｖｒｅｆ1 とＢ相およびＢ（バ
ー）相の基準信号Ｖｒｅｆ2 を入力してＡ相、Ｂ相、Ａ
（バー）相およびＢ（バー）相の電流値信号を出力する
ものであり、選択回路２は内部に有するクロック信号発
生回路のクロック信号に基づいてＡ相、Ａ相およびＢ
相、Ｂ相、Ｂ相およびＡ（バー）相、Ａ（バー）相、Ａ
（バー）相およびＢ（バー）相、Ｂ（バー）相、Ｂ（バ
ー）相およびＡ相、Ａ相という順序で一相励磁および二
相励磁のために励磁コイルの相選択を行うものであり、
励磁回路３は選択回路２によって選択された一相、ある
いは二相の励磁コイル５Ａに電流設定回路１によって設
定された電流値の励磁電流を供給するものであり、制御
部４は起動信号ＳＴＡＲＴを入力して電流設定回路１、
選択回路２、および励磁回路３を制御するものである。
電流設定回路１は前述したクロック信号に同期して
「１」のアース電位信号を出力する出力端子Ｃ１、Ｃ２
およびＣ３と、前述した電流値信号を出力する出力端子
Ａ、Ｂ、Ａ（バー）およびＢ（バー）と、前述した基準
信号Ｖｒｅｆ1 およびＶｒｅｆ2 を入力する入力端子Ｖ
ｒｅｆ1 およびＶｒｅｆ2 を有する。入力端子Ｖｒｅｆ
1 およびＶｒｅｆ2 はコンデンサＣA およびＣB と直列
抵抗群Ｒ１〜Ｒ５およびＲ７〜Ｒ１０の接続点ＮA およ
びＮB に接続され、出力端子Ｃ１〜Ｃ３は直列抵抗群の
抵抗間の節点Ａ1 〜Ａ3 およびＢ1 〜Ｂ3 に出力端子が
接続されたインバータＩ3 およびＩ4 、Ｉ2 および
Ｉ5 、およびＩ1 およびＩ6 の入力端子に接続され、出
力端子Ａ、Ｂ、Ａ（バー）、Ｂ（バー）は励磁回路３つ
の入力端子Ａ、Ｂ、Ａ（バー）、Ｂ（バー）にそれぞれ
接続されている。直列抵抗群Ｒ１〜Ｒ５およびＲ７〜Ｒ
１０は節点ＮC およびＮD において共通に接続され、節
点ＮC はインバータＩ7 を介して電源Ｖｃｃ（固定電
位、例えば、＋５Ｖ）に接続されることにより常時アー
ス電位に設定されており、節点ＮD は抵抗Ｒ11を介して
電源Ｖｃｃに接続されている。以上の構成において、以
下動作を説明する。図２において、クロック信号ｔ0 が
出力されると、選択回路２はＢ（バー）相の励磁コイル
（以下、単にＢ（バー）相という）を選択し、電流設定
回路１はＣ１〜Ｃ３からともに「０」のアース電位信号
を出力する。そのために節点ＮB の電位は抵抗の和（Ｒ
７＋Ｒ８＋Ｒ９＋Ｒ１０）に比例して定まる第１の電位
となり、基準信号Ｖｒｅｆ2 として電流設定回路１に入
力する。その結果、Ｂ（バー）相に第１の電位に応じた
第１の電流値の励磁電流が励磁回路３から供給される。
第１の電流値は図２で示した階段状電流波形の最大値レ
ベルである。クロック信号ｔ1 が出力されると、選択回
路２はＡ相の励磁コイル（以下、単にＡ相という）を選
択し、電流設定回路１は出力端子Ｃ１およびＣ２から
「０」のアース電位信号を、出力端子Ｃ３から「１」の
アース電位信号を出力する。その結果、基準信号Ｖｒｅ
ｆ1 は抵抗Ｒ２に比例した第４の電位となり、Ｖｒｅｆ
2 は抵抗の和（Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ９）に比例した第２の電
位となる。それによってＡ相には第４の電流値（階段状
電流波形の第４位の電流レベル）の励磁電流が供給さ
れ、Ｂ（バー）相には第２の電流値（階段状電流波形第
２位の電流レベル）の励磁電流が供給される。以下、ク
ロック信号ｔ2 およびｔ3 が出力されると、Ａ相の励磁
電流は階段状に増加し、Ｂ（バー）相の励磁電流は階段
状に低下する。次に、クロック信号ｔ4 が出力される
と、選択回路２はＡ相を選択し、電流設定回路１は出力
端子Ｃ１〜Ｃ３より「０」のアース電位信号を出力す
る。従って、基準信号Ｖｒｅｆ1 は抵抗の和（Ｒ２＋Ｒ
３＋Ｒ４＋Ｒ５）に比例した第１の電位となり、Ａ相に
は第１の電流値の電流レベルが流れる。図３においてＡ
相の励磁ベクトルをＡで示した。次に、クロック信号ｔ
5 が出力されると、Ａ相とＢ相が選択され、出力端子Ｃ
１から「１」のアース電位信号が、出力端子Ｃ２および
Ｃ３から「０」のアース電位信号が出力される。従っ
て、基準信号Ｖｒｅｆ1は抵抗の和（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ
４）に比例した第２の電位となり、基準信号Ｖｒｅｆ2
は抵抗Ｒ７に比例した第４の電位になる。その結果、図
２に示すように、Ａ相には’で示した第２の電流値の
励磁電流が供給され、Ｂ相には’で示した第４の電流
値の励磁電流が供給される。このときの励磁ベクトルの
位相角θ1 は、図３に示すように、’となる。励磁ベ
クトル’の位相角を前述した直列抵抗群Ｒ１〜Ｒ５お
よびＲ６〜Ｒ１０の抵抗値の設定により１７．０°（＝
２２．５°−５．５°）に設定している。一方、従来の
ステッピングモータの駆動装置によると、Ａ相およびＢ
相の励磁電流を図２のの破線で示すように設定し、こ
のときの励磁ベクトルの位相角θ2 を図３ので示すよ
うに、２２．５°（＝９０°×１／４）に設定してい
る。次に、クロック信号ｔ6 が出力されると、Ａ相およ
びＢ相の選択をそのまま継続し、また、出力端子Ｃ１お
よびＣ３は「０」のアース電位信号を出力し、出力端子
Ｃ２は「１」のアース電位を出力する。従って、基準信
号Ｖｒｅｆ1 は抵抗の和（Ｒ２＋Ｒ３）に比例した第３
の電位となり、基準信号Ｖｒｅｆ2 は抵抗の和（Ｒ７＋
Ｒ８）に比例した第３の電位となる。その結果、Ａ相お
よびＢ相の励磁電流は、図２でによって示すように、
ともに第３の電流値となり、励磁ベクトルは、図３で
によって示すように、４５°（＝９０°×２／４）の位
相角θ3 を有する。次に、クロック信号ｔ7 が出力され
ると、同じように、Ａ相およびＢ相の選択をそのまま継
続し、また、出力端子Ｃ１およびＣ２は「０」のアース
電位信号を出力し、出力端子Ｃ３は「１」のアース電位
信号を出力する。従って、基準信号Ｖｒｅｆ1 は抵抗Ｒ
２に比例した第４の電位となり、基準信号Ｖｒｅｆ2 は
抵抗の和（Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ９）に比例した第２の電位と
なる。その結果、Ａ相の励磁電流は、図２で’によっ
て示すように、第４の電流値となり、Ｂ相の励磁電流
は、図２で’によって示すように、第２の電流値とな
る。このときの励磁ベクトルの位相角をθ5 、前述した
直列抵抗群Ｒ１〜Ｒ５およびＲ６〜Ｒ１０の抵抗値の設
定により、図３で’によって示すように、７３．０°
（＝６７．５°＋５．５°）に設定している。一方、従
来のステッピングモータの駆動装置によると、Ａ相およ
びＢ相の励磁電流を図２のの破線で示すように設定
し、このときの励磁ベクトルを、図３ので示すよう
に、６７．５°（＝９０°×３／４）の位相角θ4 に設
定している。次に、クロック信号ｔ8 が出力されると、
Ｂ相のみの選択となり、出力端子Ｃ１〜Ｃ３のアース電
位信号は「０」となり、Ｂ相の励磁電流は、図２のＢで
示すように、第１の電流値となり、励磁ベクトルは図３
のＢで示すように、Ａ相のそれに対して９０°となる。
この動作がクロック信号ｔ9 、ｔ10、ｔ11──の出力に
応じて周期的に繰り返され、ステッピングモータ５はこ
のクロック信号ｔ0 、ｔ1 、ｔ2──の周波数に応じた
速度で駆動される。以上の実施例において、クロック信
号ｔ5 の出力時のＡ相の励磁電流’は、 Ｉa ｃｏｓ１７° となり、Ｂ相の励磁電流’は、 Ｉb ｓｉｎ１７° となる。ここで、Ｉa およびＩb はＡ相およびＢ相の第
１の電流値の励磁電流である。同じように、クロック信
号ｔ7 の出力時のＡ相の励磁電流’は、 Ｉa ｃｏｓ７３° となり、Ｂ相の励磁電流’は、 Ｉb ｓｉｎ７３° となる。図２において、実施例のように、実線の階段状
波形の励磁電流でステッピングモータ５を駆動したとき
は、騒音レベルは７２．５ｄＢＡであった。一方、一部
破線で示した階段状波形の励磁電流でステッピングモー
タ５を駆動したときは、騒音レベルは７７．４ｄＢＡで
あった。これによって、本発明の振動およびそれに伴う
騒音の低減効果が確認された。図４および図５は時間
（ミリ秒）に対するロータ５Ｂの回転時のステップ角を
示し、波形はロータ５Ｂの振動を示している。回転方向
は時計方向とし、１ステップ角は０．４５°であり、ク
ロック信号は２０ｐｐｓ（パルス／秒）とした。図４は
本発明のものであり、図５は従来のものである。図６は
図４および図５を同一時間軸上で重ね合せたものであ
り、本発明は従来に比較して振動波形の振幅が小さく、
かつ、１ステップ角が０．４５°に近くなってそれぞれ
均等であることを示している。図７および図８は４０の
サンプルのステップ角（横軸）に対する理想位置からの
ずれである誤差角（縦軸）を示し、図７は本発明のもの
であり、図８は従来のものである。本発明では、２５番
目のサンプルで０．０５°の最大誤差が観察された。一
方、従来では、１５番目のサンプルで０．１４°の最大
誤差が観察された。図９および図１０は時間（ミリ秒）
に対するロータ５Ｂの回転時のステップ角を示し、クロ
ック信号を５００ｐｐｓとし、ステップ角のレンジを１
８．０°〜２２．５°とした以外は、図４および図５と
共通する。図９は本発明であり、図１０の従来のものに
比較してうねり（リップル）が小さい。図１１より図１
４は図４、図５、図９および図１０と時間およびステッ
プ角においてレンジが相違するものの、ロータ５Ｂの振
動を観察した点で共通する。 （１）図１１（本発明） ステップ角 ０．４５° クロック信号 １０００ｐｐｓ （２）図１２（従来） ステップ角 図１１と同じ クロック信号 図１１と同じ （３）図１３（本発明） ステップ角 ０．４５° クロック信号 ２０００ｐｐｓ （４）図１４（従来） ステップ角 図１３と同じ クロック信号 図１３と同じ 図１１より図１４の結果から明らかなように、１０００
ｐｐｓ以上の回転速度では、本発明と従来との間に振動
に関する差異は見られなかった。
【００１０】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のステッピン
グモータの駆動装置によると、低速駆動時の二相励磁状
態のとき励磁電流によって定まる位相角を、例えば、位
相角が４５°以下のとき従来より一般的に設定されてい
る位相角より小さくし、位相角が４５°以上のとき従来
より一般的に設定されている位相角より大きくしたの
で、ステッピングモータの振動および騒音を低減するこ
とができる。
グモータの駆動装置によると、低速駆動時の二相励磁状
態のとき励磁電流によって定まる位相角を、例えば、位
相角が４５°以下のとき従来より一般的に設定されてい
る位相角より小さくし、位相角が４５°以上のとき従来
より一般的に設定されている位相角より大きくしたの
で、ステッピングモータの振動および騒音を低減するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例の動作における電流波形を示
すタイミングチャート図。
すタイミングチャート図。
【図３】本発明の励磁電流による励磁ベクトルの位相を
示すベクトル図。
示すベクトル図。
【図４】本発明のロータのステップ角を示すグラフ。
【図５】従来のステッピングモータの駆動装置のロータ
のステップ角を示すグラフ。
のステップ角を示すグラフ。
【図６】本発明と従来のステッピングモータの駆動装置
のロータのステップ角を示すグラフ。
のロータのステップ角を示すグラフ。
【図７】本発明のロータのステップ角の誤差を示すグラ
フ。
フ。
【図８】従来のステッピングモータの駆動装置のロータ
のステップ角の誤差を示すグラフ。
のステップ角の誤差を示すグラフ。
【図９】本発明のロータのステップ角を示すグラフ。
【図１０】従来のステッピングモータの駆動装置のロー
タのステップ角を示すグラフ。
タのステップ角を示すグラフ。
【図１１】本発明のロータのステップ角を示すグラフ。
【図１２】従来のステッピングモータの駆動装置のロー
タのステップ角を示すグラフ。
タのステップ角を示すグラフ。
【図１３】本発明のロータのステップ角を示すグラフ。
【図１４】従来のステッピングモータの駆動装置のロー
タのステップ角を示すグラフ。
タのステップ角を示すグラフ。
１ 電流設定回路 ２ 選択回路 ３ 励磁回路 ４ 制御部 ５ モータ ５Ａ 励磁コイル ５Ｂ ロータ Ｒ１〜Ｒ１１ 抵抗 Ｉ1 〜Ｉ7 インバータ ＣA 、ＣB コンデンサ Ｖｃｃ 電源
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の相の励磁コイルから一相および二
相の励磁コイルを所定の順序で周期的に選択し、選択さ
れた励磁コイルに所定の電流値の励磁電流を供給してス
テッピングモータを駆動するステッピングモータの駆動
装置において、 前記所定の順序で周期的に前記一相および二相の励磁コ
イルを選択する選択手段と、 前記所定の電流値を設定する電流設定手段と、 前記選択手段によって選択された前記一相および二相の
励磁コイルに前記電流設定手段によって設定された前記
所定の電流値の前記励磁電流を供給する励磁手段とを備
え、 前記電流設定手段は、前記二相の励磁コイルに供給され
る励磁電流によって定まる第１の励磁ベクトルの第１の
位相角が、前記二相の励磁コイルのそれぞれの一相励磁
時の励磁電流によって定まる第２および第３の励磁ベク
トルの第２および第３の位相角の位相差の１／２の位相
差に対応した第４の位相角より小さいとき、前記第１の
位相角を、前記第２の位相角と前記第４の位相角の位相
差の１／２の位相差に対応した第５の位相角より小さく
なるように前記二相の励磁コイルに供給される励磁電流
を設定し、前記第１の位相角が前記第４の位相角より大
きいとき、前記第１の位相角を、前記第４の位相角と前
記第３の位相角の位相差の１／２の位相差に対応した第
６の位相角より大きくなるように前記二相の励磁コイル
に供給される励磁電流を設定する構成を有することを特
徴とするステッピングモータの駆動装置。 - 【請求項２】 前記電流設定手段は、前記第２の位相角
が０°に、前記第３の位相角が９０°に、前記第４の位
相角が４５°に、前記第５の位相角が２２．５°に、前
記第６の位相角が６７．５°に、それぞれなるように前
記二相の励磁コイルに供給される励磁電流を設定する構
成の請求項１項記載のステッピングモータの駆動装置。 - 【請求項３】 前記電流設定手段は、ステッピングモー
タを駆動するクロック信号が５００ＰＰＳ（パルス／
秒）以下のとき前記第１の位相角が前記第４の位相角よ
り小さいとき前記第１の位相角を前記第５の位相角より
小さくし、前記第４の位相角より大きいとき前記第１の
位相角を前記第６の位相角より大きくなるように前記二
相の励磁コイルに供給される励磁電流を設定する構成の
請求項１記載のステッピングモータの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25401494A JP3365089B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | ステッピングモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25401494A JP3365089B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | ステッピングモータの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126394A true JPH08126394A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3365089B2 JP3365089B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17259064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25401494A Expired - Fee Related JP3365089B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | ステッピングモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365089B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7560892B2 (en) | 2006-04-03 | 2009-07-14 | Seiko Epson Corporation | Method of controlling stepping motor, apparatus for controlling stepping motor, and printer |
| US7570007B2 (en) | 2006-04-03 | 2009-08-04 | Seiko Epson Corporation | Method of controlling stepping motor, apparatus for controlling stepping motor, and printer |
| CN103762915A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-30 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种步进电机控制方法 |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP25401494A patent/JP3365089B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7560892B2 (en) | 2006-04-03 | 2009-07-14 | Seiko Epson Corporation | Method of controlling stepping motor, apparatus for controlling stepping motor, and printer |
| US7570007B2 (en) | 2006-04-03 | 2009-08-04 | Seiko Epson Corporation | Method of controlling stepping motor, apparatus for controlling stepping motor, and printer |
| CN103762915A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-30 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种步进电机控制方法 |
| CN103762915B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-08-17 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种步进电机控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3365089B2 (ja) | 2003-01-08 |
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