JPH08182391A - ステッピングモータの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンタや複写機などに用いられる２相励磁
のステッピングモーターをマイクロステップ駆動する駆
動回路の改善を目的とする。 【解決手段】 ２相励磁のステッピングモータＭの励磁
モードを規定するモード設定信号M1,M2 と、ステッピン
グモータの回転数を規定する回転数指定クロックCKと、
その立ち上がりのみの検出あるいは立ち上がり及び立ち
下がりの両方の検出のうち一方を選択するモード設定補
助信号M3とに基づいてステッピングモータＭの駆動制御
をする回路であって、モード設定補助信号M3に基づい
て、回転数指定クロックCKの立ち上がりのみもしくは立
ち上がりと立ち下がりの両方を検出し、当該検出結果と
モード設定信号M1,M2 とに基づいて駆動部12の制御をす
る励磁モード設定部11と、ステッピングモータの駆動制
御をする駆動部12とを有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
ーの駆動回路に関し、更に詳しく言えば、プリンタや複
写機などに用いられる２相励磁のステッピングモーター
をマイクロステップ駆動する駆動回路の改善を目的とす
る。

【０００２】

【従来の技術】以下で、従来例に係るステッピングモー
タの駆動回路について図面を参照しながら説明する。当
該回路は、図７に示すように励磁モード設定部（１）、
駆動部（２）とからなり、不図示のＣＰＵから出力され
るモード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）と、回転数指定クロッ
ク（ＣＫ）とに基づいて、マイクロステップのステッピ
ングモータ（Ｍ）を駆動する回路である。

【０００３】当該回路によれば、図７に示すように励磁
モード設定部（１）に、モード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）
と、回転数指定クロック（ＣＫ）とが入力され、これに
よって当該駆動回路の駆動するモータ（Ｍ）の相励磁モ
ードが決定される。すると、モード設定信号（Ｍ１，Ｍ
２）によって、２相，１−２相，Ｗ１−２相，２Ｗ１−
２相励磁のうちいずれかの励磁モードが選択される。

【０００４】励磁モード設定部（１）には、同時にその
立ち上がりエッジの間隔がステッピングモータ（Ｍ）の
回転角（この場合は１．８度としている）に対応してい
る回転数指定クロック（ＣＫ）が入力されている。励磁
モード設定部（１）は、選択された励磁モードに対応す
る回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上がり時点のみを
検出して、その都度駆動部（２）に、「立ち上がり時点
が検出された時点でマイクロステップを刻むようにモー
タを回転させよ」という制御命令を出力する。

【０００５】駆動部（２）は励磁モード設定部（１）か
らの命令に基づいて、ステッピングモータ（Ｍ）を回転
させて、ステッピングモータ（Ｍ）の駆動を行う。例え
ば、図８に示すように回転数指定クロック（ＣＫ）の立
ち上がり時である時刻（ｔＡ）と時刻（ｔＢ）を励磁モ
ード設定部（１）が検出すると、図９に示すようにモー
タ（Ｍ）がＡ点とＢ点とでマイクロステップを刻んでＡ
点からＢ点に回転する。

【０００６】上述の回路のように、１ステップ角が１．
８度の２相励磁のステッピングモータの場合には、モー
タを１回転させるのに必要な回転数指定クロック（Ｃ
Ｋ）は、励磁モードによってそれぞれ次のようになる。 ２相励磁 ２００パルス／秒 １−２相励磁 ４００パルス／秒 Ｗ１−２相励磁 ８００パルス／秒 ２Ｗ１−２相励磁１６００パルス／秒 ４Ｗ１−２相励磁３２００パルス／秒 よって、かりにＷ１−２相から２Ｗ１−２相に励磁モー
ドを切り替えたときに、その前後で回転数が変わらない
ように駆動するには、切替前に４００パルス／秒、切替
後に８００パルス／秒の回転数指定クロック（ＣＫ）が
必要になるので、切替後には切替前の２倍のクロックが
必要になることになる。

【０００７】ここで、図１０に示すように、時刻（ｔ
Ａ）から（ｔＢ）まではＷ１−２相で駆動し、時刻（ｔ
Ｂ）で励磁モードを２Ｗ１−２相に切り替えて駆動する
ような場合を考える。このときには、励磁モード設定部
（１）は、図１０に示すように、切替前には回転数指定
クロック（ＣＫ）の立ち上がり時である時刻（ｔＡ）と
時刻（ｔＢ）とを検出し、切替後には、切り替わること
で２倍高速になった回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち
上がり時である（ｔＣ１，ｔＣ２）を検出する。

【０００８】こうすることで、駆動部（２）は図１１に
示すように、Ａ点→Ｂ点→Ｃ１点→Ｃ２点というマイク
ロステップを刻むようにモータ（Ｍ）を駆動する。２Ｗ
１−２相のときには、回転角１．８度の中間であるＣ１
点でステップを刻むように駆動しているので、刻むステ
ップがＷ１−２相の２倍になっている。刻むステップが
多くなると回転時の振動は低減される。

【０００９】最近のマイクロステップ駆動のステッピン
グモータについては、細かいステップでのマイクロステ
ップ駆動で、かつある程度高速な回転数を確保したいと
いう要求がでてきており、駆動の途中で倍速のステップ
の励磁モードに切り替えるような場合はしばしばある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す上記従来の駆動回路によると、以下に示すような問
題が生じる。すなわち、振動低減の目的などで上述のよ
うに動作の途中で励磁モードを切り替えてなおかつ回転
数を変えないように駆動するような場合には、励磁モー
ドを規定するモード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）を切り替え
るほかに、回転数指定クロック（ＣＫ）を高速にする必
要がある。

【００１１】例えば励磁モードをＷ１−２相から２Ｗ１
−２相に切り替えてなおかつ速度を変えないように駆動
する場合には、切り替え後には刻むステップが２倍にな
るので、回転数を変えないためにはモータの速度を倍に
する必要があり、従って切り替え前の２倍高速な回転数
指定クロック（ＣＫ）が要求される。一例として回転角
が１．８°の場合には、１６００パルス／秒という高速
な回転数指定クロック（ＣＫ）が必要になる。

【００１２】これにより、特に倍速に切り替えるような
場合に高速な回転数指定クロック（ＣＫ）を発生させな
ければならないＣＰＵに、過重な負担がかかってしまう
という問題が生じていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑みて成されたもので、図１に示すように、２相励磁
のステッピングモータの励磁モードを規定するモード設
定信号と、ステッピングモータの回転数を規定する回転
数指定クロックと、前記回転数指定クロックの立ち上が
りのみの検出あるいは前記回転数指定クロックの立ち上
がり及び立ち下がりの両方の検出のうち一方を選択する
モード設定補助信号とに基づいて前記ステッピングモー
タの駆動制御をする回路であって、前記モード設定補助
信号に基づいて、前記回転数指定クロックの立ち上がり
のみもしくは前記回転数指定クロックの立ち上がりと立
ち下がりの両方を検出し、当該検出結果と前記モード設
定信号とに基づいて駆動部の制御をする励磁モード設定
部と、前記励磁モード設定部の制御下でステッピングモ
ータの駆動制御をする駆動部とを有することを特徴とす
るステッピングモータの駆動回路や、前記励磁モード設
定部は、前記回転数指定クロックの立上がりと立ち下が
りの両方を検出する際に、前記回転数指定クロックの立
上がりのみを検出している場合に比して２倍のステップ
を刻む励磁モードを選択することを特徴とする本発明に
係るステッピングモータの駆動回路や、前記励磁モード
設定部は、前記回転数指定クロックの立上がりと立ち下
がりの両方を検出する際に、同じモードで前記回転数指
定クロックの立上がりのみを検出している場合に比し
て、２倍の速度で前記ステッピングモータを回転させる
ことを特徴とする本発明に係るステッピングモータの駆
動回路により、ＣＰＵに高速クロックを発生させること
で過重な負担をかけることなく、かつ高速なマイクロス
テップ駆動が可能になるステッピングモータの駆動回路
の提供を目的とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下で、本発明の実施形態に係る
ステッピングモータの駆動回路について図面を参照しな
がら説明する。当該回路は、図１に示すように励磁モー
ド設定部（１１）、駆動部（１２）とからなり、不図示
のＣＰＵから出力されるモード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）
と、回転数指定クロック（ＣＫ）とに基づいて、２相励
磁のステッピングモータ（Ｍ）を駆動する回路である。
なお、本実施形態では、回転角が１．８°で２相励磁の
ステッピングモータを駆動する回路について説明する。

【００１５】励磁モード設定部（１１）は図１に示すよ
うに、前段モード設定部（１３）、ＡＮＤゲート（１４
Ａ〜１４Ｈ）、インバータ（１４Ｉ）、ＯＲ回路（１５
Ａ〜１５Ｃ）、後段モード設定部（１６）及び波形検出
回路（１７）からなり、モード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）
とモード設定補助信号（Ｍ３）とに基づいて、当該回路
の相励磁モードを規定し、同時に入力される回転数指定
クロック（ＣＫ）の立ち上がりを検出するか、立ち上が
りと立ち下がりの両方を検出して、駆動部（１２）にモ
ータ（Ｍ）の駆動に係る制御命令を出力する回路であ
る。

【００１６】前段モード設定部（１３）は、モード設定
信号（Ｍ１，Ｍ２）に基づいて２相〜２Ｗ１−２相のう
ち何れかの相励磁モードを選択して、そのモードに合わ
せて当該駆動回路が駆動されるように設定する回路であ
る。ＡＮＤゲート（１４Ａ〜１４Ｈ），インバータ（１
４Ｉ），ＯＲ回路（１５Ａ〜１５Ｃ）は、インバータ
（１４Ｉ）から入力されるモード設定補助信号（Ｍ３）
に基づいて、前段モード設定部（１３）から出力される
信号を後段モード設定部（１６）に切り替えて出力する
ものである。

【００１７】後段モード設定部（１６）は、ＡＮＤゲー
ト（１４Ａ）から信号が入力されたときには４Ｗ１−２
相を選択し、ＯＲ回路（１５Ａ）から信号が入力された
ときには２Ｗ１−２相を選択し、ＯＲ回路（１５Ｂ）か
ら信号が入力されたときにはＷ１−２相を選択し、ＯＲ
回路（１５Ｃ）から信号が入力されたときには１−２相
を選択し、ＡＮＤゲート（１４Ｈ）から信号が入力され
たときには２相を選択して、そのモードに合わせて当該
駆動回路が駆動されるように設定する回路である。

【００１８】波形検出回路（１７）は、モード設定補助
信号（Ｍ３）が“０”のときには回転数指定クロック
（ＣＫ）の立ち上がりと立ち下がりとの両方を検出し、
“１”のときにはその立ち上がりのみを検出して、駆動
部（１２）に制御命令を出力する回路である。駆動部
（１２）は、励磁モード設定部（１１）からの制御命令
に基づいて、回転角１．８°，２相励磁のステッピング
モータ（Ｍ）を駆動する回路である。

【００１９】上記回路の動作を以下で説明する。以下で
は当該回路において、初期条件でモード設定補助信号
（Ｍ３）は“１”であるとし、モード設定信号（Ｍ１，
Ｍ２）はそれぞれ“１”，“１”であって、２Ｗ１−２
相で駆動するものであるとする。まず、不図示のＣＰＵ
から、前段モード設定部（１３）に、２Ｗ１−２相の駆
動に対応し、それぞれ“１”，“１”のモード設定信号
（Ｍ１，Ｍ２）が入力され、前段モード設定部（１３）
の４つある出力端子のうち、２Ｗ１−２相に対応する端
子から“１”の信号がＡＮＤゲート（１４Ａ，１４Ｂ）
に出力され、他の相に対応する端子からは“０”が出力
される。

【００２０】当該回路には同時に、やはり不図示のＣＰ
Ｕから“１”のモード設定補助信号（Ｍ３）が入力され
ている。これはインバータ（１４Ｉ）によって反転さ
れ、“０”として各ＡＮＤゲート（１４Ａ〜１４Ｈ）に
入力される。またＡＮＤゲート（１４Ａ）の一方の入力
には前段モード設定部（１３）からの“１”が出力さ
れ、他方の入力にはインバータ（１４Ｉ）を介して
“０”に反転されたモード設定補助信号（Ｍ３）が入力
される。よってＡＮＤゲート（１４Ａ）の出力は“０”
となる。

【００２１】さらに、ＡＮＤゲート（１４Ｂ）の一方の
入力には前段モード設定部（１３）からの“１”が出力
され、他方の入力には“１”のモード設定補助信号（Ｍ
３）が直接入力される。よってＡＮＤゲート（１４Ａ）
の出力は“１”となる。これがＯＲ回路（１５Ａ）に入
力されることで、このＯＲ回路（１５Ａ）の出力は
“１”になり、これが後段モード設定部（１６）に出力
される。他のＡＮＤゲート（１４Ｃ〜１４Ｈ）にはまっ
たく信号が入力されないので、その出力はすべて“０”
になり、結果的に後段モード設定部（１６）に入力され
る信号は、２Ｗ１−２相に対応する入力端子にしか入力
されないことになる。

【００２２】こうして後段モード設定部（１６）は、２
Ｗ１−２相でモータ（Ｍ）を駆動するということに決定
し、それに応じた制御命令を駆動部（１２）に出力す
る。また、同時に当該回路の波形検出回路（１７）に
は、モータの回転数を規定する回転数指定クロック（Ｃ
Ｋ）が入力される。この場合は２Ｗ１−２相励磁に対応
するので、上述のように１６００パルス／秒のクロック
が入力されることになる。

【００２３】これが入力されると、波形検出回路（１
７）によって回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上がり
が検出され、この検出結果に基づいて駆動部（１２）
は、モータ（Ｍ）を１．８度ずつ回転させる。以下で、
本発明の特徴的な動作である、駆動の途中で励磁モード
を切り替える際の動作について説明する。

【００２４】ここでは、図２，図３に示すように、時刻
（ｔＡ）から（ｔＢ）まではＷ１−２相で駆動し、時刻
（ｔＢ）で励磁モードを２Ｗ１−２相に切り替え、なお
かつ回転数を変えないように駆動する場合を考える。こ
の場合には、励磁モード設定部（１）は、図２に示すよ
うに、相励磁モードの切替前には回転数指定クロック
（ＣＫ）の立ち上がり時である時刻（ｔＡ）と時刻（ｔ
Ｂ）とを検出する。

【００２５】（Ａ）励磁モード切替前の動作 まず、それぞれ“０”，“１”のモード設定信号（Ｍ
１，Ｍ２）が不図示のＣＰＵから前段モード設定部（１
３）に入力され、“１”のモード設定補助信号（Ｍ３）
がやはり不図示のＣＰＵから入力される。すると、前段
モード設定部（１３）の４つある出力端子のうち、Ｗ１
−２相に対応する端子から“１”の信号がＡＮＤゲート
（１４Ｃ，１４Ｄ）に出力され、他の相に対応する端子
からは“０”が出力される。

【００２６】同時に当該回路の各ＡＮＤゲート（１４Ａ
〜１４Ｈ）に、本来“１”であるが、インバータ（１４
Ｉ）によって“０”に反転されたモード設定補助信号
（Ｍ３）が入力される。またＡＮＤゲート（１４Ａ〜１
４Ｈ）のうち，ＡＮＤゲート（１４Ｃ）とＡＮＤゲート
（１４Ｄ）において、ＡＮＤゲート（１４Ｃ）の一方の
入力には前段モード設定部（１３）からの“１”が出力
され、他方の入力にはインバータ（１４Ｉ）を介して
“０”に反転されたモード設定補助信号（Ｍ３）が入力
される。よってＡＮＤゲート（１４Ｃ）の出力は“０”
となる。

【００２７】さらに、ＡＮＤゲート（１４Ｄ）の一方の
入力には前段モード設定部（１３）からの“１”が出力
され、他方の入力には“１”のモード設定補助信号（Ｍ
３）が直接入力される。よってＡＮＤゲート（１４Ｄ）
の出力は“１”となる。これがＯＲ回路（１５Ｂ）に入
力されることで、このＯＲ回路（１５Ｂ）の出力は
“１”になり、これが後段モード設定部（１６）に出力
される。他のＡＮＤゲート（１４Ｃ〜１４Ｈ）にはまっ
たく信号が入力されないので、その出力はすべて“０”
になり、結果的に後段モード設定部（１６）に入力され
る信号は、Ｗ１−２相に対応する入力端子にしか入力さ
れないことになる。

【００２８】こうして後段モード設定部（１６）は、Ｗ
１−２相で当該回路を駆動するということに決めそれに
応じた制御命令を駆動部（１２）に出力する。また、同
時に当該回路の波形検出回路（１７）には、モータの回
転数を規定する回転数指定クロック（ＣＫ）が入力され
る。この場合はＷ１−２相励磁に対応するので、上述の
ように８００パルス／秒のクロックが入力されることに
なる。

【００２９】入力されると、波形検出回路（１７）によ
ってモード設定補助信号（Ｍ３）が“１”であるために
回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上がりのみが検出さ
れ、この検出結果に基づき、この検出点（ｔＡ，ｔＢ）
でモータのマイクロステップを刻むように、駆動部（１
２）がモータ（Ｍ）を回転させる。 （Ｂ）励磁モード切替後の動作 その後、励磁モードが時刻（ｔＢ）で切替わると、まず
Ｗ１−２相に対応した“０”，“１”のモード設定信号
（Ｍ１，Ｍ２）が切り替わらずにそのまま不図示のＣＰ
Ｕから前段モード設定部（１３）に入力され、同時に
“１”から“０”に切り替わったモード設定補助信号
（Ｍ３）がやはり不図示のＣＰＵから入力される。

【００３０】すると、前段モード設定部（１３）の４つ
ある出力端子のうち、Ｗ１−２相に対応する端子から
“１”の信号がＡＮＤゲート（１４Ｃ，１４Ｄ）に出力
され、他の相に対応する端子からは“０”が出力され
る。同時に、当該回路の各ＡＮＤゲート（１４Ａ〜１４
Ｈ）に、インバータ（１４Ｉ）によって“１”に反転さ
れたモード設定補助信号（Ｍ３）が入力される。

【００３１】またＡＮＤゲート（１４Ａ〜１４Ｈ）のう
ち，ＡＮＤゲート（１４Ｃ）とＡＮＤゲート（１４Ｄ）
において、ＡＮＤゲート（１４Ｃ）の一方の入力には前
段モード設定部（１３）からの“１”が出力され、他方
の入力にはインバータ（１４Ｉ）を介して“１”に反転
されたモード設定補助信号（Ｍ３）が入力される。よっ
てＡＮＤゲート（１４Ｃ）の出力は“１”となり、ＯＲ
回路（１５Ａ）の出力もまた“１”となる。

【００３２】さらに、ＡＮＤゲート（１４Ｄ）の一方の
入力には前段モード設定部（１３）からの“１”が出力
され、他方の入力には“０”のモード設定補助信号（Ｍ
３）が直接入力される。よってＡＮＤゲート（１４Ｄ）
の出力は“０”となる。これがＯＲ回路（１５Ｂ）に入
力されることで、このＯＲ回路（１５Ｂ）の出力は
“０”になり、これが後段モード設定部（１６）に出力
される。他のＡＮＤゲート（１４Ｃ〜１４Ｈ）にはまっ
たく信号が入力されないので、その出力はすべて“０”
になり、結果的に後段モード設定部（１６）に入力され
る信号は、ＯＲ回路（１５Ａ）の出力である２Ｗ１−２
相に対応する入力端子にしか入力されないことになる。

【００３３】こうして後段モード設定部（１６）は、２
Ｗ１−２相でモータ（Ｍ）を駆動するということに決
め、それに応じた制御命令を駆動部（１２）に出力す
る。また、同時に当該回路の波形検出回路（１７）に
は、モータの回転数を規定する回転数指定クロック（Ｃ
Ｋ）が入力される。この場合は従来と異なり、Ｗ１−２
相励磁に対応するので、上述のように８００パルス／秒
のクロックが倍速に切り替わらずにそのまま入力される
ことになる。

【００３４】入力されると、モード設定補助信号（Ｍ
３）が“１”から“０”に切り替わるため、波形検出回
路（１７）によって回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち
上がりと立ち下がりとの両方である（ｔＣ，ｔＤ）が図
２に示すように検出され、この検出点（ｔＣ，ｔＤ）で
モータのマイクロステップを刻むように、駆動部（１
２）がモータ（Ｍ）を回転させる。

【００３５】このとき、モータ（Ｍ）は図３に示すよう
に、Ａ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点というようなマイクロステ
ップを刻みながら回転移動する。２Ｗ１−２相のときに
は、回転角１．８度の中間であるＣ点に移動するように
駆動しているので、刻むステップがＷ１−２相の２倍に
細かくなっている。したがって、モータの回転数はモー
ド切り替え前の２倍になり、なおかつＷ１−２相から２
Ｗ１−２相に切り替わって刻むマイクロステップの数が
２倍になるので、回転数は変わらないまま、１つ上の励
磁モードに切り替わることになる。

【００３６】以下でこの切り替えの際の状態について、
図４、図５を参照しながら補足説明する。なお、図４は
Ｗ１−２相においてモード設定補助信号（Ｍ３）が
“１”の場合の回転数指定クロック（ＣＫ）、相電流を
規定する基準電圧（ＶrefA，ＶrefB）の関係を示すタイ
ミングチャートであって、図５は２Ｗ１−２相において
モード設定補助信号（Ｍ３）が“０”の場合の回転数指
定クロック（ＣＫ）、相電流を規定する基準電圧（Ｖre
fA，ＶrefB）の関係を示すタイミングチャートである。

【００３７】励磁モードの切替えによって回転数指定ク
ロック（ＣＫ）の周波数は変わらないが、励磁モード切
替前は図４に示すような基準電圧（ＶrefA，ＶrefB）が
生成され、切替後は図５に示すような基準電圧（Ｖref
A，ＶrefB）が生成されることになる。これらの基準電
圧（ＶrefA，ＶrefB）は周期は変わらないので回転数は
変わらないが、図５に示す切替後の基準電圧（ＶrefA，
ＶrefB）の方がステップが細かくなり、より正弦波形に
近くなっているため、より一層なめらかな駆動が実現さ
れている。

【００３８】従って、従来２倍高速な回転数指定クロッ
ク（ＣＫ）が必要であったような場合には、モード切り
替え信号（Ｍ１，Ｍ２）とモード設定補助信号（Ｍ３）
を切り替えるだけで、回転数指定クロック（ＣＫ）を倍
速にすることなく相励磁モードを切り替え、かつ切替前
と同じ速度で駆動することができるので、このような場
合に相励磁モードを切り替えるごとに倍速の回転数指定
クロック（ＣＫ）を生成していた従来と異なり、高速な
回転数指定クロック（ＣＫ）を生成することでＣＰＵの
過重な負担がかかることを抑止することが可能になる。

【００３９】さらに、本実施形態によれば、入力クロッ
クの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方を検出
することにより、ＣＰＵの割り込み動作などの機能にお
いて、クロック発生手段での占有率が減少し、ＣＰＵの
内部ＲＯＭを有効に使えるため、ＣＰＵの原価低減に寄
与するという効果もある。なお、本実施形態ではＷ１−
２相から２Ｗ１−２相に励磁モードが切り替わるような
例について説明しているが、本発明はこれに限らず、２
相→１−２相、１−２相→Ｗ１−２相、２Ｗ１−２相→
４Ｗ１−２相というように、従来回転数クロック（Ｃ
Ｋ）を２倍に切り替えることによって励磁モードを切り
替えるような場合についても、同様の効果を奏する。簡
単のために、モード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）、モード設
定補助信号（Ｍ３）と、それに対応する励磁モードの表
を以下の表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】さらに、本実施形態では当初モード設定補
助信号（Ｍ３）を“１”にして、その後“０”に切り替
えることで、倍速のモードに対応させているが、当初の
モード設定補助信号（Ｍ３）を“０”にして、切替後に
“０”にすれば、例えば２Ｗ１−２相→Ｗ１−２相、４
Ｗ１−２相→２Ｗ１−２相というように、切替前の１／
２の速度に切り替わったような場合の励磁モード切り替
えについても、モード設定補助信号（Ｍ３）の切り替え
のみで対応できるので、同様の効果を奏する。

【００４２】また、本実施形態では、モード設定信号
（Ｍ１，Ｍ２）で励磁モードを切り替えて、モード設定
補助信号（Ｍ３）を切替えて倍速で駆動することによ
り、励磁モードを１つ上の相にしてしかも回転数を不変
にするような動作について説明しているが、本発明はこ
れに限らず、モード設定補助信号（Ｍ３）を切替えて同
じ励磁モードでなおかつ回転数が２倍になるようなモー
ドに切替えることも可能である。以下でこのことについ
て図４，図６を参照しながら説明する。

【００４３】このように、モード設定補助信号（Ｍ３）
を、同じ励磁モードで倍速に切替える際の信号として用
いる際には、図１に示す励磁モード設定部（１１）の論
理を、例えば前段モード設定部（１３）でＷ１−２相が
選択されたら、モード設定補助信号（Ｍ３）の如何を問
わずに後段モード設定部（１６）ではＷ１−２相を選択
するというように、常に同じ励磁モードが選択されるよ
うに論理変更しておけばよい。

【００４４】このような回路において、例えば励磁モー
ドをＷ１−２相にして、途中で回転数を２倍に切り替え
るような場合には、切り替え前にモード設定信号（Ｍ
１，Ｍ２）を“０”，“１”にしてＷ１−２相を選択
し、かつモード設定補助信号（Ｍ３）を“１”にしてお
く。すると、モード設定補助信号（Ｍ３）が“１”なの
で回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上がりだけが検出
され、この検出点でマイクロステップを刻むようにモー
タ（Ｍ）が駆動されるので、相電流を規定する基準電圧
（ＶrefA，ＶrefB）は図４に示すような波形を描き、Ｗ
１−２相の通常の回転数で駆動される。

【００４５】その後、モード設定信号（Ｍ１，Ｍ２）は
“０”，“１”のままにしておいてＷ１−２相を選択
し、かつモード設定補助信号（Ｍ３）を“０”に切り替
える。すると励磁モードはＷ１−２相のままであって、
かつモード設定補助信号（Ｍ３）が“０”なので回転数
指定クロック（ＣＫ）の立ち上がりと立ち下がりの両方
が検出され、この検出時にマイクロステップを刻むよう
にモータ（Ｍ）が駆動されるので、検出されるマイクロ
ステップが２倍になり、図６に示すように相電流を規定
する基準電圧（ＶrefA，ＶrefB）の周期は図４のそれに
比して１／２になり、モータ（Ｍ）の回転数は同じモー
ドで２倍になる。従って、同じ励磁モードで倍速の駆動
をすることが可能になる。

【００４６】ここではＷ１−２相で倍速にした場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限らない。各相におけ
るモード設定補助信号（Ｍ３）を切替えた際のモータの
回転数を示す表を下記の表２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】なお、この表２でＮｏはモード設定信号
（Ｍ１，Ｍ２）がそれぞれ“０”，“０”であって、モ
ード設定補助信号（Ｍ３）が“１”の際の回転数であ
る。上記の表２に示すように、２相から２Ｗ１−２相の
どの相においても、モード設定補助信号（Ｍ３）を
“１”から“０”に切替えることにより、同じ相で回転
数を２倍にすることが可能になるわけである。

【００４９】以上により、モード設定補助信号（Ｍ３）
を切り替えることにより、高速な回転数指定クロック
（ＣＫ）を生成しなくとも、同じ励磁モードで倍速の駆
動をすることができるので、高速な回転数指定クロック
（ＣＫ）を生成することでＣＰＵの過重な負担がかかる
ことを抑止することが可能になる。なお、本実施形態で
は、２相ステッピングモータにおいて、１クロックによ
って基本回転角θｓが１．８°回転する場合について述
べたが、この基本回転角θｓは θｓ＝１８０／（Φ・Nr） （Φ：相数，Nr：モー
タの固定子の小歯数） なる式で決定されるものであり、モータの固定子の小歯
数Nrを変えることで変化させることが可能であるので、
特に１．８°に限定されたものではない。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係る２相励磁のステッピングモ
ーターの駆動回路によれば、モード設定補助信号に基づ
いて回転数指定クロックの立ち上がりのみと回転数指定
クロックの立ち上がりと立ち下がりの両方との何れかが
励磁モード設定部によって検出され、回転数指定クロッ
クの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際には、回
転数指定クロックの立上がりのみを検出している場合に
比して２倍のステップを刻む励磁モードを選択してい
る。

【００５１】このため、例えばＷ１−２相から２Ｗ１−
２相に切り替わってかつ回転数を変えないような場合に
は、従来２倍高速な回転数指定クロックが必要であった
が、モード設定補助信号を切り替えて回転数指定クロッ
クの立ち上がりと立ち下がりとの両方を検出することに
より、立ち上がり時の中間にあり、従来検出していなか
った立ち下がり時を検出することにより、切替後に２倍
高速な回転数指定クロックを入力しなくても相励磁モー
ドを切り替え、かつ切替前と同じ速度で駆動することが
可能になる。

【００５２】また、本発明に係るステッピングモータの
駆動回路において、励磁モード設定部は、前記回転数指
定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
に、同じモードで前記回転数指定クロックの立上がりの
みを検出している場合に比して、２倍の速度で前記ステ
ッピングモータを回転させている。このため、モード設
定信号は不変で励磁モードを切替えることなく、モード
設定補助信号を切替えて回転数指定クロックの立上がり
と立ち下がりの両方を検出することにより、切替後に２
倍高速な回転数指定クロックを入力しなくとも、同じ励
磁モードで切替前と２倍の速度で駆動することが可能に
なる。

【００５３】以上により、相励磁モードや回転数を切り
替えるごとに倍速の回転数指定クロックを生成していた
従来と異なり、過度に高速な回転数指定クロックを生成
する必要がないので、このような高速なクロックを生成
することでＣＰＵに過重な負担がかかることを抑止する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の回路図である。

【図２】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第１の図である。

【図３】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第２の図である。

【図４】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第１のタイミングチャ
ートである。

【図５】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第２のタイミングチャ
ートである。

【図６】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第３のタイミングチャ
ートである。

【図７】従来例に係るステッピングモーターの駆動回路
の回路図である。

【図８】従来例に係るステッピングモーターの駆動回路
の一般的な動作を説明する第１の図である。

【図９】従来例に係るステッピングモーターの駆動回路
の一般的な動作を説明する第２の図である。

【図１０】従来例に係るステッピングモーターの駆動回
路の相励磁モード切替時の動作を説明する第１の図であ
る。

【図１１】従来例に係るステッピングモーターの駆動回
路の相励磁モード切替時の動作を説明する第２の図であ
る。

【符号の説明】

（１１） 励磁モード設定部 （１２） 駆動部 （１３） 前段モード設定部 （１４Ａ〜１４Ｈ） ＡＮＤゲート （１４Ｉ） インバータ （１５Ａ〜１５Ｃ） ＯＲ回路 （１６） 後段モード設定部 （１７） 波形検出回路 （Ｍ） ステッピングモーター （Ｍ１，Ｍ２） モード設定信号 （Ｍ３） モード設定補助信号 （ＣＫ） 回転数指定クロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２相励磁のステッピングモータの励磁モ
   ードを規定するモード設定信号と、ステッピングモータ
   の回転数を規定する回転数指定クロックと、前記回転数
   指定クロックの立ち上がりのみの検出あるいは前記回転
   数指定クロックの立ち上がり及び立ち下がりの両方の検
   出のうち一方を選択するモード設定補助信号とに基づい
   て前記ステッピングモータの駆動制御をする回路であっ
   て、 前記モード設定補助信号に基づいて、前記回転数指定ク
   ロックの立ち上がりのみもしくは前記回転数指定クロッ
   クの立ち上がりと立ち下がりの両方を検出し、当該検出
   結果と前記モード設定信号とに基づいて駆動部の制御を
   する励磁モード設定部と、 前記励磁モード設定部の制御下でステッピングモータの
   駆動制御をする駆動部とを有することを特徴とするステ
   ッピングモータの駆動回路。
2. 【請求項２】 前記励磁モード設定部は、前記回転数指
   定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
   に、前記回転数指定クロックの立上がりのみを検出して
   いる場合に比して２倍のステップを刻む励磁モードを選
   択することを特徴とする請求項１記載のステッピングモ
   ータの駆動回路。
3. 【請求項３】 前記励磁モード設定部は、前記回転数指
   定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
   に、同じモードで前記回転数指定クロックの立上がりの
   みを検出している場合に比して、２倍の速度で前記ステ
   ッピングモータを回転させることを特徴とする請求項１
   記載のステッピングモータの駆動回路。