JPH11215894A - ステッピングモータの制御装置 - Google Patents
ステッピングモータの制御装置Info
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- JPH11215894A JPH11215894A JP10011069A JP1106998A JPH11215894A JP H11215894 A JPH11215894 A JP H11215894A JP 10011069 A JP10011069 A JP 10011069A JP 1106998 A JP1106998 A JP 1106998A JP H11215894 A JPH11215894 A JP H11215894A
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- rotor
- angular position
- driving
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/22—Control of step size; Intermediate stepping, e.g. microstepping
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
- G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
- G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
- G11B5/5552—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks using fine positioning means for track acquisition separate from the coarse (e.g. track changing) positioning means
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
- G11B7/0857—Arrangements for mechanically moving the whole head
- G11B7/08582—Sled-type positioners
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンコーダを用いたステッピングモータの制
御方法において、起動に要する時間を短縮することを目
的とする。 【解決手段】 角度位置検出手段４を設け、また、強制
駆動手段５、駆動パタン発生手段３を、角度位置検出手
段４によって検知される起動前のロータ２９の角度位置
により、そのシーケンスが可変するように設けることに
より、任意の角度位置から、起動のための角度位置に事
前に移動することなく直接起動できるようにすることに
より、起動に要する時間を短縮する。
御方法において、起動に要する時間を短縮することを目
的とする。 【解決手段】 角度位置検出手段４を設け、また、強制
駆動手段５、駆動パタン発生手段３を、角度位置検出手
段４によって検知される起動前のロータ２９の角度位置
により、そのシーケンスが可変するように設けることに
より、任意の角度位置から、起動のための角度位置に事
前に移動することなく直接起動できるようにすることに
より、起動に要する時間を短縮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの制御方法およびステッピングモータに係わり、特に
エンコーダを用いたステッピングモータの制御方法およ
びエンコーダを用いたステッピングモータに関する。
タの制御方法およびステッピングモータに係わり、特に
エンコーダを用いたステッピングモータの制御方法およ
びエンコーダを用いたステッピングモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータは小型、高トルク、
高寿命といった特徴を有し、その簡易な制御性を利用し
た開ループ制御による駆動方法が一般的である。しかし
一方で、脱調、振動、高速回転性等に課題があり、この
改善のためにステッピングモータにエンコーダを付与し
て閉ループ制御を行う駆動方法が提案されている。
高寿命といった特徴を有し、その簡易な制御性を利用し
た開ループ制御による駆動方法が一般的である。しかし
一方で、脱調、振動、高速回転性等に課題があり、この
改善のためにステッピングモータにエンコーダを付与し
て閉ループ制御を行う駆動方法が提案されている。
【０００３】米国特許第４，９６３，８０８号には制御
部がステッピングモータの制御モードを切り替えて、２
相ステッピングモータとして用いる２相ステッピングモ
ードとＤＣモータとして用いる閉ループモードとの２種
類の動作モードで使用できる構成が記載されている。叉
同特許には、エンコーダの１周分の出力パルス数をステ
ッピングモータのロータ磁極数の整数倍とし、ステッピ
ングモータを１相励磁した状態を基準としてそこから所
定数のエンコーダパルスを検知するごとにステッピング
モータへの励磁電流を切り替えることにより、エンコー
ダの出力信号とステッピングモータの励磁電流との位相
精度を無調整で所定誤差以下に抑える構成があわせて記
載されている。
部がステッピングモータの制御モードを切り替えて、２
相ステッピングモータとして用いる２相ステッピングモ
ードとＤＣモータとして用いる閉ループモードとの２種
類の動作モードで使用できる構成が記載されている。叉
同特許には、エンコーダの１周分の出力パルス数をステ
ッピングモータのロータ磁極数の整数倍とし、ステッピ
ングモータを１相励磁した状態を基準としてそこから所
定数のエンコーダパルスを検知するごとにステッピング
モータへの励磁電流を切り替えることにより、エンコー
ダの出力信号とステッピングモータの励磁電流との位相
精度を無調整で所定誤差以下に抑える構成があわせて記
載されている。
【０００４】以下従来の技術について図を用いて説明す
る。図２は従来のステッピングモータの制御方法の一例
を示した構成図である。
る。図２は従来のステッピングモータの制御方法の一例
を示した構成図である。
【０００５】図２において、駆動手段２１はＡ相電流ド
ライバ２２、Ｂ相電流ドライバ２３の独立した２チャン
ネルの電流ドライバからなり、それぞれ制御手段２４か
ら出力される電流指令量を表すデジタルデータに基づ
き、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７に電流を供給
しステッピングモータ２５を駆動する。Ａ、Ｂ相電流ド
ライバ２２、２３は具体的には入力したデジタルデータ
をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換
器からのアナログ信号を増幅して出力する増幅器とから
構成されている。
ライバ２２、Ｂ相電流ドライバ２３の独立した２チャン
ネルの電流ドライバからなり、それぞれ制御手段２４か
ら出力される電流指令量を表すデジタルデータに基づ
き、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７に電流を供給
しステッピングモータ２５を駆動する。Ａ、Ｂ相電流ド
ライバ２２、２３は具体的には入力したデジタルデータ
をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換
器からのアナログ信号を増幅して出力する増幅器とから
構成されている。
【０００６】制御手段２４は、制御手段２４自身が発生
するタイミングで駆動手段２１に電流指令値を表すデジ
タルデータを出力してオープン制御でマイクロステップ
駆動を行う第１の動作モードと、エンコーダ２８の出力
信号に応じてクローズド制御により駆動手段２１に電流
指令値を表すデジタルデータを出力する第２の動作モー
ドとで、動作モードを切り換えられるように設けられ、
さらに加えて後述する構成を付加したものである。
するタイミングで駆動手段２１に電流指令値を表すデジ
タルデータを出力してオープン制御でマイクロステップ
駆動を行う第１の動作モードと、エンコーダ２８の出力
信号に応じてクローズド制御により駆動手段２１に電流
指令値を表すデジタルデータを出力する第２の動作モー
ドとで、動作モードを切り換えられるように設けられ、
さらに加えて後述する構成を付加したものである。
【０００７】ステッピングモータ２５は２相ＰＭ型で２
相励磁時のステップ角１８゜のものである。ステッピン
グモータ１は周方向に均等なピッチで角度７２゜周期で
ＮＳ極を各５極着磁した永久磁石からなるロータ２９
と、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７を構成する２
相の励磁コイルとを備えている。Ａ相ステータ２６、Ｂ
相ステータ２７にはそれぞれ励磁コイルに通電した時に
ロータ２９に対向する位置に７２゜周期でＮＳ極を各５
極発生するヨークによる磁極を設けている。Ａ相ステー
タ２６とＢ相ステータ２７のヨークによる磁極は互いに
１８゜ずれて配置されている。
相励磁時のステップ角１８゜のものである。ステッピン
グモータ１は周方向に均等なピッチで角度７２゜周期で
ＮＳ極を各５極着磁した永久磁石からなるロータ２９
と、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７を構成する２
相の励磁コイルとを備えている。Ａ相ステータ２６、Ｂ
相ステータ２７にはそれぞれ励磁コイルに通電した時に
ロータ２９に対向する位置に７２゜周期でＮＳ極を各５
極発生するヨークによる磁極を設けている。Ａ相ステー
タ２６とＢ相ステータ２７のヨークによる磁極は互いに
１８゜ずれて配置されている。
【０００８】ロータ軸３０には角度４．５゜周期でスリ
ットを設けた遮光板３１を固定する。遮光板３１のスリ
ット角度周期４．５゜の値は、ロータ２９のマグネット
の磁極形成の角度周期７２゜の整数分の１（ここでは１
／１６）となるように決められている。特にステッピン
グモータ１の相数が２相であるため、２の倍数分の１
（すなわち１／１６＝１／（２×８））の関係も満たす
ように選定されている。フォトセンサ３２は発光側にＬ
ＥＤ、受光側にフォトトランジスタを備えた透過型で、
遮光板３１のスリットの有無に応じた出力信号を出力す
る。フォトセンサ３２は遮光板３１と共にハウジング３
３内に収容され、取扱い中の破損やホコリ等の要因によ
る汚損を防いでいる。
ットを設けた遮光板３１を固定する。遮光板３１のスリ
ット角度周期４．５゜の値は、ロータ２９のマグネット
の磁極形成の角度周期７２゜の整数分の１（ここでは１
／１６）となるように決められている。特にステッピン
グモータ１の相数が２相であるため、２の倍数分の１
（すなわち１／１６＝１／（２×８））の関係も満たす
ように選定されている。フォトセンサ３２は発光側にＬ
ＥＤ、受光側にフォトトランジスタを備えた透過型で、
遮光板３１のスリットの有無に応じた出力信号を出力す
る。フォトセンサ３２は遮光板３１と共にハウジング３
３内に収容され、取扱い中の破損やホコリ等の要因によ
る汚損を防いでいる。
【０００９】フォトセンサ３２の出力は２値化回路３４
により２値化される。２値化回路３４は単にある基準値
とフォトセンサ３２の出力とを比較してＨｉｇｈ、Ｌｏ
ｗの信号を出力するのではなく、２つの基準値間をトラ
ンスファーしたときのみＨｉｇｈ、Ｌｏｗの出力を切り
替える構成としてチャタリングによる誤動作を防いでい
る。この２値化回路３４の出力は一方では制御手段２４
に入力され、また一方では１６進のカウンタ３５に入力
される。カウンタ３５は２値化回路から１パルスの信号
を入力する度にカウントアップし、０〜１５の循環する
値を４ビットの２進数として出力する。またカウンタ３
５は制御手段２４からクリア信号が出力されると値がク
リアされて０になる。カウンタ３５からの出力は４入力
４出力のコードコンバータ３６によりコード変換され
る。コードコンバータ３６の真理値を（表１）に示す。
コードコンバータ３６の４出力をそれぞれＰ、Ｑ、Ｐの
反転、Ｑの反転と呼ぶことにする。なお、入力値は実際
の４ビットの２進数ではなく１０進数で表示している。
により２値化される。２値化回路３４は単にある基準値
とフォトセンサ３２の出力とを比較してＨｉｇｈ、Ｌｏ
ｗの信号を出力するのではなく、２つの基準値間をトラ
ンスファーしたときのみＨｉｇｈ、Ｌｏｗの出力を切り
替える構成としてチャタリングによる誤動作を防いでい
る。この２値化回路３４の出力は一方では制御手段２４
に入力され、また一方では１６進のカウンタ３５に入力
される。カウンタ３５は２値化回路から１パルスの信号
を入力する度にカウントアップし、０〜１５の循環する
値を４ビットの２進数として出力する。またカウンタ３
５は制御手段２４からクリア信号が出力されると値がク
リアされて０になる。カウンタ３５からの出力は４入力
４出力のコードコンバータ３６によりコード変換され
る。コードコンバータ３６の真理値を（表１）に示す。
コードコンバータ３６の４出力をそれぞれＰ、Ｑ、Ｐの
反転、Ｑの反転と呼ぶことにする。なお、入力値は実際
の４ビットの２進数ではなく１０進数で表示している。
【００１０】
【表１】
【００１１】（表１）から判るように、コードコンバー
タ３６の各出力は２値化回路３４の出力を１／１６に分
周したものである。コードコンバータ３６のＰ出力とＱ
出力とは、２値化回路３４の出力周期にして４周期分だ
け位相が異なっている。コードコンバータ３６の残る２
つの出力はそれぞれＰ出力、Ｑ出力を反転したものであ
る。
タ３６の各出力は２値化回路３４の出力を１／１６に分
周したものである。コードコンバータ３６のＰ出力とＱ
出力とは、２値化回路３４の出力周期にして４周期分だ
け位相が異なっている。コードコンバータ３６の残る２
つの出力はそれぞれＰ出力、Ｑ出力を反転したものであ
る。
【００１２】データセレクタ３７は４つの入力Ｐ、Ｑ、
Ｐの反転、Ｑの反転の中から２つを選択して２出力Ａ、
Ｂとして取り出す。データセレクタ３７には制御手段２
４から３ビットの選択信号を入力し、この値に基づいた
選択を行う。選択信号３ビットの内訳は、回転方向デー
タＣＷ（１ビット）とモータ初期状態データＣＭ（２ビ
ット）である。回転方向データＣＷは、ステッピングモ
ータ２５を時計方向に回転させるときは１、反時計方向
に回転させるときは０を与える。モータ初期状態データ
ＣＭは、第２の動作モードの開始直前のステッピングモ
ータ２５の励磁状態を与える。ここではステッピングモ
ータ２５は１相励磁状態に保持した後、制御手段２４を
第２の動作モードにする構成を前提として説明する。１
相励磁状態はＡ相ステータ２６のみを正方向に励磁した
状態、Ｂ相ステータ２７のみを正方向に励磁した状態、
Ａ相ステータ２６のみを負方向に励磁した状態、Ｂ相ス
テータ２７のみを負方向に励磁した状態の４状態があ
り、どの状態から第２の動作モードに切替えて駆動を行
ったかにより、それぞれこの順にＣＭ＝１〜４の値を与
える。選択信号ＣＷ、ＣＭの値とデータセレクタ３７が
選択する入出力信号の対応関係を（表２）に示す。なお
以降、ＣＭの値は実際の２ビットの２進数ではなく１０
進数で表示する。
Ｐの反転、Ｑの反転の中から２つを選択して２出力Ａ、
Ｂとして取り出す。データセレクタ３７には制御手段２
４から３ビットの選択信号を入力し、この値に基づいた
選択を行う。選択信号３ビットの内訳は、回転方向デー
タＣＷ（１ビット）とモータ初期状態データＣＭ（２ビ
ット）である。回転方向データＣＷは、ステッピングモ
ータ２５を時計方向に回転させるときは１、反時計方向
に回転させるときは０を与える。モータ初期状態データ
ＣＭは、第２の動作モードの開始直前のステッピングモ
ータ２５の励磁状態を与える。ここではステッピングモ
ータ２５は１相励磁状態に保持した後、制御手段２４を
第２の動作モードにする構成を前提として説明する。１
相励磁状態はＡ相ステータ２６のみを正方向に励磁した
状態、Ｂ相ステータ２７のみを正方向に励磁した状態、
Ａ相ステータ２６のみを負方向に励磁した状態、Ｂ相ス
テータ２７のみを負方向に励磁した状態の４状態があ
り、どの状態から第２の動作モードに切替えて駆動を行
ったかにより、それぞれこの順にＣＭ＝１〜４の値を与
える。選択信号ＣＷ、ＣＭの値とデータセレクタ３７が
選択する入出力信号の対応関係を（表２）に示す。なお
以降、ＣＭの値は実際の２ビットの２進数ではなく１０
進数で表示する。
【００１３】
【表２】
【００１４】以上のように構成した光ディスクドライブ
装置におけるステッピングモータの制御動作を説明す
る。
装置におけるステッピングモータの制御動作を説明す
る。
【００１５】最初、制御手段２４はステッピングモータ
２５の回転方向を決定する。ここでは回転方向は時計方
向とする。次に、第１の動作モードのマイクロステップ
駆動により、１相励磁状態に至る位置までステッピング
モータ２５を回転させる。
２５の回転方向を決定する。ここでは回転方向は時計方
向とする。次に、第１の動作モードのマイクロステップ
駆動により、１相励磁状態に至る位置までステッピング
モータ２５を回転させる。
【００１６】１相励磁の状態には前述のように４種類が
あるが、通常は静止位置から、決定された回転方向にマ
イクロステップで回転させた際、最初に到達する位置で
ある。ここではＡ相ステータ２６のみを正方向に励磁し
た状態とする。
あるが、通常は静止位置から、決定された回転方向にマ
イクロステップで回転させた際、最初に到達する位置で
ある。ここではＡ相ステータ２６のみを正方向に励磁し
た状態とする。
【００１７】この１相励磁の状態で１〜２ｍｓ保持した
後、制御手段２４はカウンタ３５にクリア信号を出力し
て出力値を０にする。また、制御手段２４はデータセレ
クタ３７に回転方向データＣＷ、モータ初期状態データ
ＣＭを出力する。ここでは時計方向回転であるためＣＷ
＝１、Ａ相ステータ２６のみを正方向に励磁した状態か
ら起動する場合ＣＭ＝１の値がセットされる。この値は
後に第２の動作モードが第１の動作モードに切替わるま
で常に保持される。
後、制御手段２４はカウンタ３５にクリア信号を出力し
て出力値を０にする。また、制御手段２４はデータセレ
クタ３７に回転方向データＣＷ、モータ初期状態データ
ＣＭを出力する。ここでは時計方向回転であるためＣＷ
＝１、Ａ相ステータ２６のみを正方向に励磁した状態か
ら起動する場合ＣＭ＝１の値がセットされる。この値は
後に第２の動作モードが第１の動作モードに切替わるま
で常に保持される。
【００１８】データセレクタ３７の出力信号Ａ、Ｂは、
上記のようにＣＷ＝１、ＣＭ＝１の値がセットされた場
合には（表２）の対応関係から判るようにコードコンバ
ータ３６のそれぞれＰ、Ｑの出力と一致している。そし
て（表１）の真理値表に従い、カウンタ３５がクリアさ
れた時点でどちらも０（Ｌｏｗ）の状態にある。この位
相状態を起点として、出力信号Ａは２値化回路３５の２
周期目のパルスで１（Ｈｉｇｈ）の状態に変化し、以降
２値化回路３４のパルス８周期毎に状態を変化させる。
同様に、出力信号Ｂは２値化回路３４の６周期目のパル
スで１の状態に変化し、以降２値化回路３４のパルス８
周期毎に状態を変化させる。すなわち、カウンタ３５、
コードコンバータ３６、データセレクタ３７によって、
２値化回路３４の出力が１／１６に分周されて出力信号
Ａ、Ｂが生成される。出力信号Ａ、Ｂはカウンタ３５が
制御手段２４によりクリアされたときの出力状態を起点
とし、互いに２値化回路３４の出力にして４周期に相当
する角度分ずつ位相がずれた状態にあることが判る。
上記のようにＣＷ＝１、ＣＭ＝１の値がセットされた場
合には（表２）の対応関係から判るようにコードコンバ
ータ３６のそれぞれＰ、Ｑの出力と一致している。そし
て（表１）の真理値表に従い、カウンタ３５がクリアさ
れた時点でどちらも０（Ｌｏｗ）の状態にある。この位
相状態を起点として、出力信号Ａは２値化回路３５の２
周期目のパルスで１（Ｈｉｇｈ）の状態に変化し、以降
２値化回路３４のパルス８周期毎に状態を変化させる。
同様に、出力信号Ｂは２値化回路３４の６周期目のパル
スで１の状態に変化し、以降２値化回路３４のパルス８
周期毎に状態を変化させる。すなわち、カウンタ３５、
コードコンバータ３６、データセレクタ３７によって、
２値化回路３４の出力が１／１６に分周されて出力信号
Ａ、Ｂが生成される。出力信号Ａ、Ｂはカウンタ３５が
制御手段２４によりクリアされたときの出力状態を起点
とし、互いに２値化回路３４の出力にして４周期に相当
する角度分ずつ位相がずれた状態にあることが判る。
【００１９】ここで制御手段２４は第２の動作モードを
とり、データセレクタ３７の２つの出力信号Ａ、Ｂの値
に応じて駆動手段２１に指令値を与える。データセレク
タ３７の出力信号Ａ、Ｂはそれぞれ、加速時には出力信
号Ａの値１、０に対応してＡ相ステータ２６を正、負方
向に励磁し、出力信号Ｂの値１、０に対応してＢ相ステ
ータ２７を正、負方向に励磁するように指令値を与え
る。
とり、データセレクタ３７の２つの出力信号Ａ、Ｂの値
に応じて駆動手段２１に指令値を与える。データセレク
タ３７の出力信号Ａ、Ｂはそれぞれ、加速時には出力信
号Ａの値１、０に対応してＡ相ステータ２６を正、負方
向に励磁し、出力信号Ｂの値１、０に対応してＢ相ステ
ータ２７を正、負方向に励磁するように指令値を与え
る。
【００２０】これにより、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステ
ータ２７はそれぞれ常にロータの角度位置と一定の関係
で励磁されるため、急激な負荷の増大等に対しても脱調
することなく回転する。
ータ２７はそれぞれ常にロータの角度位置と一定の関係
で励磁されるため、急激な負荷の増大等に対しても脱調
することなく回転する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うなステッピングモータの制御方法においては、以下の
ような課題があった。
うなステッピングモータの制御方法においては、以下の
ような課題があった。
【００２２】まず第１に起動の開始時にマイクロステッ
プ駆動により１相励磁に該当する角度状態に至るまで回
転させなければならない。この回転に余分な時間を要す
る。
プ駆動により１相励磁に該当する角度状態に至るまで回
転させなければならない。この回転に余分な時間を要す
る。
【００２３】第２に回転後１相励磁の状態で一定時間保
持しなければならない。これは回転後ロータの角度位置
が安定するのを待つためであるが、この種の系ではロー
タを一定位置に保持しようとする電磁力が一種のばね力
として作用し、これとロータ及び被可動物の持つ質量に
より構成される等価慣性モーメントにより一種の共振系
が構成され、これにこのような回転後保持という動作を
行わせると、目標値を行き過ぎ、一定時間減衰振動をし
た後、目標値に静止するという挙動をする。エンコーダ
の出力が１相の場合回転方向の判別はできないため、こ
のようにロータが逆転を含む運動をしている場合は、エ
ンコーダの出力をカウントしてもロータの実際の角度位
置とは大きな誤差を生じる。そのためこの減衰振動が完
全に収まるまでクリア信号の出力を待つ必要がある。こ
の時間は、一般的なＣＤ−ＲＯＭ装置等の光ヘッドのデ
ィスク半径方向への移送に応用する場合、１０から２０
ｍｓ程度になり、無視できない。
持しなければならない。これは回転後ロータの角度位置
が安定するのを待つためであるが、この種の系ではロー
タを一定位置に保持しようとする電磁力が一種のばね力
として作用し、これとロータ及び被可動物の持つ質量に
より構成される等価慣性モーメントにより一種の共振系
が構成され、これにこのような回転後保持という動作を
行わせると、目標値を行き過ぎ、一定時間減衰振動をし
た後、目標値に静止するという挙動をする。エンコーダ
の出力が１相の場合回転方向の判別はできないため、こ
のようにロータが逆転を含む運動をしている場合は、エ
ンコーダの出力をカウントしてもロータの実際の角度位
置とは大きな誤差を生じる。そのためこの減衰振動が完
全に収まるまでクリア信号の出力を待つ必要がある。こ
の時間は、一般的なＣＤ−ＲＯＭ装置等の光ヘッドのデ
ィスク半径方向への移送に応用する場合、１０から２０
ｍｓ程度になり、無視できない。
【００２４】第３に光ディスク装置等に応用しようとす
る場合この減衰振動は光ヘッドのフォーカスサーボに悪
影響を与える。
る場合この減衰振動は光ヘッドのフォーカスサーボに悪
影響を与える。
【００２５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項１のステッピングモータの制御装置
は、ステッピングモータの静止時には第１の動作モード
でマイクロステップ動作により所望の角度位置に前記ロ
ータを保持し、前記ステッピングモータを所定量以上回
転させる場合に、第２の動作モードで制御手段自身が発
生するタイミングで前記ステッピングモータを動作をさ
せた後に第３のモードに切り換えて回転角度検出手段の
パルスに応じたタイミングで前記ステッピングモータを
駆動するものである。
に、本発明の請求項１のステッピングモータの制御装置
は、ステッピングモータの静止時には第１の動作モード
でマイクロステップ動作により所望の角度位置に前記ロ
ータを保持し、前記ステッピングモータを所定量以上回
転させる場合に、第２の動作モードで制御手段自身が発
生するタイミングで前記ステッピングモータを動作をさ
せた後に第３のモードに切り換えて回転角度検出手段の
パルスに応じたタイミングで前記ステッピングモータを
駆動するものである。
【００２６】また本発明の請求項２のステッピングモー
タの制御装置は、前記ステッピングモータを前記所定量
以上変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロ
ステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電
流から前記ロータの角度位置を検出する検出手段により
検出したロータ角度位置情報に応じて前記第２の動作モ
ードでの前記指令値を変えて前記ステッピングモータを
駆動するものである。
タの制御装置は、前記ステッピングモータを前記所定量
以上変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロ
ステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電
流から前記ロータの角度位置を検出する検出手段により
検出したロータ角度位置情報に応じて前記第２の動作モ
ードでの前記指令値を変えて前記ステッピングモータを
駆動するものである。
【００２７】また本発明の請求項３のステッピングモー
タの制御装置は、前記ステッピングモータを前記所定量
以上変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロ
ステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電
流から前記ロータの角度位置を検出する検出手段により
検出したロータ角度位置情報に応じて前記第３の動作モ
ードでの前記指令値列を変更して前記ステッピングモー
タを駆動するものである。
タの制御装置は、前記ステッピングモータを前記所定量
以上変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロ
ステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電
流から前記ロータの角度位置を検出する検出手段により
検出したロータ角度位置情報に応じて前記第３の動作モ
ードでの前記指令値列を変更して前記ステッピングモー
タを駆動するものである。
【００２８】また本発明の請求項４のステッピングモー
タの制御装置は前記ロータの磁極形成の角度周期のＫ倍
に細かくしたエンコーダの出力信号を、分周手段により
前記ステッピングモータを所定の励磁状態にしたときを
基準として１／Ｋに分周して前記検知信号を生成し、前
記分周手段は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相
の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位
置を検出する検出手段により検出したロータ角度位置情
報にもとづき、最初にその出力を変化させるまでの前記
エンコーダの出力のカウント数を変化させるものであ
る。
タの制御装置は前記ロータの磁極形成の角度周期のＫ倍
に細かくしたエンコーダの出力信号を、分周手段により
前記ステッピングモータを所定の励磁状態にしたときを
基準として１／Ｋに分周して前記検知信号を生成し、前
記分周手段は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相
の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位
置を検出する検出手段により検出したロータ角度位置情
報にもとづき、最初にその出力を変化させるまでの前記
エンコーダの出力のカウント数を変化させるものであ
る。
【００２９】また本発明の請求項５のステッピングモー
タの制御装置は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ
相の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度
位置を検出する検出手段が、前記Ｎ相の励磁コイルに流
れる駆動電流とロータの角度位置の関係を示すデータを
備えるものである。
タの制御装置は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ
相の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度
位置を検出する検出手段が、前記Ｎ相の励磁コイルに流
れる駆動電流とロータの角度位置の関係を示すデータを
備えるものである。
【００３０】また本発明の請求項６のステッピングモー
タの制御装置は、前記分周手段が任意のタイミングで、
通常の分周周期１／Ｋをこれ以外の値に変更し再び通常
の分周周期１／Ｋに戻すことができるものである。
タの制御装置は、前記分周手段が任意のタイミングで、
通常の分周周期１／Ｋをこれ以外の値に変更し再び通常
の分周周期１／Ｋに戻すことができるものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
によるステッピングモータの制御方法の実施の形態を説
明する。
によるステッピングモータの制御方法の実施の形態を説
明する。
【００３２】図１において、駆動手段２１はＡ相電流ド
ライバ２２、Ｂ相電流ドライバ２３の独立した２チャン
ネルの電流ドライバからなり、それぞれ指令値セレクタ
２から出力される電流指令量を表すデジタルデータに基
づき、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７に電流を供
給しステッピングモータ２５を駆動する。Ａ、Ｂ相電流
ドライバ２２、２３は具体的には入力したデジタルデー
タをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変
換器からのアナログ信号を増幅して出力する増幅器とか
ら構成されている。
ライバ２２、Ｂ相電流ドライバ２３の独立した２チャン
ネルの電流ドライバからなり、それぞれ指令値セレクタ
２から出力される電流指令量を表すデジタルデータに基
づき、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７に電流を供
給しステッピングモータ２５を駆動する。Ａ、Ｂ相電流
ドライバ２２、２３は具体的には入力したデジタルデー
タをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変
換器からのアナログ信号を増幅して出力する増幅器とか
ら構成されている。
【００３３】ステッピングモータ２５は２相ＰＭ型で２
相励磁時のステップ角１８゜のものである。ステッピン
グモータ２５は周方向に均等なピッチで角度７２゜周期
でＮＳ極を各５極着磁した永久磁石からなるロータ２９
と、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７を構成する２
相の励磁コイルとを備えている。Ａ相ステータ２６、Ｂ
相ステータ２７にはそれぞれ励磁コイルに通電した時に
ロータ２９に対向する位置に７２゜周期でＮＳ極を各５
極発生するヨークによる磁極を設けている。Ａ相ステー
タ２６とＢ相ステータ２７のヨークによる磁極は互いに
１８゜ずれて配置されている。
相励磁時のステップ角１８゜のものである。ステッピン
グモータ２５は周方向に均等なピッチで角度７２゜周期
でＮＳ極を各５極着磁した永久磁石からなるロータ２９
と、Ａ相ステータ２６、Ｂ相ステータ２７を構成する２
相の励磁コイルとを備えている。Ａ相ステータ２６、Ｂ
相ステータ２７にはそれぞれ励磁コイルに通電した時に
ロータ２９に対向する位置に７２゜周期でＮＳ極を各５
極発生するヨークによる磁極を設けている。Ａ相ステー
タ２６とＢ相ステータ２７のヨークによる磁極は互いに
１８゜ずれて配置されている。
【００３４】ロータ軸３０には角度４．５゜周期でスリ
ットを設けた遮光板３１を固定する。遮光板３１のスリ
ット角度周期４．５゜の値は、ロータ２９のマグネット
の磁極形成の角度周期７２゜の整数分の１（ここでは１
／１６）となるように決められている。特にステッピン
グモータ２５の相数が２相であるため、２の倍数分の１
（すなわち１／１６＝１／（２×８））の関係も満たす
ように選定されている。フォトセンサ３２は発光側にＬ
ＥＤ、受光側にフォトトランジスタを備えた透過型で、
遮光板３１のスリットの有無に応じた出力信号を出力す
る。フォトセンサ３２は遮光板３１と共にハウジング３
３内に収容され、取扱い中の破損やホコリ等の要因によ
る汚損を防いでいる。
ットを設けた遮光板３１を固定する。遮光板３１のスリ
ット角度周期４．５゜の値は、ロータ２９のマグネット
の磁極形成の角度周期７２゜の整数分の１（ここでは１
／１６）となるように決められている。特にステッピン
グモータ２５の相数が２相であるため、２の倍数分の１
（すなわち１／１６＝１／（２×８））の関係も満たす
ように選定されている。フォトセンサ３２は発光側にＬ
ＥＤ、受光側にフォトトランジスタを備えた透過型で、
遮光板３１のスリットの有無に応じた出力信号を出力す
る。フォトセンサ３２は遮光板３１と共にハウジング３
３内に収容され、取扱い中の破損やホコリ等の要因によ
る汚損を防いでいる。
【００３５】フォトセンサ３２の出力は２値化回路３４
により２値化される。２値化回路３４は単にある基準値
とフォトセンサ３２の出力とを比較してＨｉｇｈ、Ｌｏ
ｗの信号を出力するのではなく、２つの基準値間をトラ
ンスファーしたときのみＨｉｇｈ、Ｌｏｗの出力を切り
替える構成としてチャタリングによる誤動作を防いでい
る。
により２値化される。２値化回路３４は単にある基準値
とフォトセンサ３２の出力とを比較してＨｉｇｈ、Ｌｏ
ｗの信号を出力するのではなく、２つの基準値間をトラ
ンスファーしたときのみＨｉｇｈ、Ｌｏｗの出力を切り
替える構成としてチャタリングによる誤動作を防いでい
る。
【００３６】この２値化回路３４の出力は一方では制御
手段１に入力され、叉一方では駆動パタン発生手段３に
入力される。
手段１に入力され、叉一方では駆動パタン発生手段３に
入力される。
【００３７】駆動パタン発生手段３はプログラマブルカ
ウンタ等により構成され、２値化回路３４の出力を分周
することにより駆動手段２４への指令値を生成する。こ
の際、制御手段１からの信号により、分周のしかたのパ
タンを（表３）のように８通りの中から選択することが
できる。
ウンタ等により構成され、２値化回路３４の出力を分周
することにより駆動手段２４への指令値を生成する。こ
の際、制御手段１からの信号により、分周のしかたのパ
タンを（表３）のように８通りの中から選択することが
できる。
【００３８】
【表３】
【００３９】（表３）中、回転方向はステッピングモー
タ２５のロータ２９を回転させようとする方向、角度位
置は角度位置検出手段４により検出されたステッピング
モータ２５の起動前のロータ２９の角度位置で、Ａ相ス
テータ２６のみを正方向に励磁したときの角度位置を０
°とし時計回方向を正とする電気角で表示されている。
（表４、表５も同様）電気角Θと実際の角度Θ１の関係
は本実施例のステッピングモータでは Θ１＝Θ／５＋
７２Ｎ 但しＮは０〜４の任意の整数 となる。
タ２５のロータ２９を回転させようとする方向、角度位
置は角度位置検出手段４により検出されたステッピング
モータ２５の起動前のロータ２９の角度位置で、Ａ相ス
テータ２６のみを正方向に励磁したときの角度位置を０
°とし時計回方向を正とする電気角で表示されている。
（表４、表５も同様）電気角Θと実際の角度Θ１の関係
は本実施例のステッピングモータでは Θ１＝Θ／５＋
７２Ｎ 但しＮは０〜４の任意の整数 となる。
【００４０】これによりステッピングモータ２５を第３
の動作モードで駆動する。強制駆動手段５は角度位置検
出手段４により検出されたステッピングモータ２５の起
動前のロータ２９の角度位置により表４のように８通り
の強制駆動の指令値を生成する。これによりステッピン
グモータ２５を第２の動作モードで駆動する。
の動作モードで駆動する。強制駆動手段５は角度位置検
出手段４により検出されたステッピングモータ２５の起
動前のロータ２９の角度位置により表４のように８通り
の強制駆動の指令値を生成する。これによりステッピン
グモータ２５を第２の動作モードで駆動する。
【００４１】
【表４】
【００４２】マイクロステップ駆動手段６は制御手段１
からの信号により電流指令値を変化させ、ステッピング
モータ２５のＡ相、Ｂ相ステータ２６、２７に流す電流
比を変えてロータ２９の静止角度を高分解能に制御する
マイクロステップ駆動を行う。ロータ２９の静止角度と
電流比との関係はステッピングモータ２５の磁気回路お
よび負荷の状態に依存するため、あらかじめ等間隔のロ
ータ静止角度を与える電流指令値を関数あるいはテーブ
ルとして求めておく。例えばステップ角１８゜を１６分
割して１．２゜のマイクロステップ駆動を行う場合に１
６段階（４ビット）のステップ角度指令を表すデータに
対し８ビットの電流指令値を表すデータを発生するよう
にテーブルを構成しておき、ステップ角度指令を表すデ
ータをインクリメントまたはデクリメントすることによ
り任意の回転方向にステッピングモータ２５をマイクロ
ステップ駆動即ち第１の動作モードで駆動する。
からの信号により電流指令値を変化させ、ステッピング
モータ２５のＡ相、Ｂ相ステータ２６、２７に流す電流
比を変えてロータ２９の静止角度を高分解能に制御する
マイクロステップ駆動を行う。ロータ２９の静止角度と
電流比との関係はステッピングモータ２５の磁気回路お
よび負荷の状態に依存するため、あらかじめ等間隔のロ
ータ静止角度を与える電流指令値を関数あるいはテーブ
ルとして求めておく。例えばステップ角１８゜を１６分
割して１．２゜のマイクロステップ駆動を行う場合に１
６段階（４ビット）のステップ角度指令を表すデータに
対し８ビットの電流指令値を表すデータを発生するよう
にテーブルを構成しておき、ステップ角度指令を表すデ
ータをインクリメントまたはデクリメントすることによ
り任意の回転方向にステッピングモータ２５をマイクロ
ステップ駆動即ち第１の動作モードで駆動する。
【００４３】指令値セレクタ２は制御手段１からの信号
により駆動パタン発生手段３の出力、強制駆動手段５の
出力、マイクロステップ駆動手段６の出力の中から１つ
を選択する。
により駆動パタン発生手段３の出力、強制駆動手段５の
出力、マイクロステップ駆動手段６の出力の中から１つ
を選択する。
【００４４】制御手段１は回転方向、角度位置検出手段
４の出力、２値化回路３４の出力により、駆動パタン発
生手段３、強制駆動手段５、マイクロステップ駆動手段
６、指令値セレクタ２を制御する。
４の出力、２値化回路３４の出力により、駆動パタン発
生手段３、強制駆動手段５、マイクロステップ駆動手段
６、指令値セレクタ２を制御する。
【００４５】指令値セレクタ２への、強制駆動手段５の
出力から駆動パタン発生手段３の出力への切替信号は第
２の動作モードに入った後２値化回路３４より出力され
るパルスを（表５）の個数カウントした時点で出力さ
れ、これは角度位置検出手段４により検出されたステッ
ピングモータ２５の起動前のロータ２９の角度位置によ
り変化する。
出力から駆動パタン発生手段３の出力への切替信号は第
２の動作モードに入った後２値化回路３４より出力され
るパルスを（表５）の個数カウントした時点で出力さ
れ、これは角度位置検出手段４により検出されたステッ
ピングモータ２５の起動前のロータ２９の角度位置によ
り変化する。
【００４６】
【表５】
【００４７】角度位置検出手段４は。ステッピングモー
タ２５のＡ相ステータ２６とＢ相ステータ２７に流れる
電流からステッピングモータ２５のロータ２９の角度位
置を検出する。
タ２５のＡ相ステータ２６とＢ相ステータ２７に流れる
電流からステッピングモータ２５のロータ２９の角度位
置を検出する。
【００４８】以上のように構成したステッピングモータ
の制御装置の動作を説明する。ステッピングモータをあ
る角度以上回転させようとする場合、最初、制御手段１
はステッピングモータ２５の回転方向を決定する。ここ
では回転方向は時計方向とする。この時点ではステッピ
ングモータ２５は第１の動作モードにより駆動され、通
常は静止状態である。次に、角度位置検出手段４により
求められた、第１の動作モードにおける角度位置から、
（表４）に従い第２の動作モードにおける強制駆動の指
令値を決定し、強制駆動手段５は制御手段１からの信号
により４通りの強制駆動の指令値の中の１つを生成す
る。
の制御装置の動作を説明する。ステッピングモータをあ
る角度以上回転させようとする場合、最初、制御手段１
はステッピングモータ２５の回転方向を決定する。ここ
では回転方向は時計方向とする。この時点ではステッピ
ングモータ２５は第１の動作モードにより駆動され、通
常は静止状態である。次に、角度位置検出手段４により
求められた、第１の動作モードにおける角度位置から、
（表４）に従い第２の動作モードにおける強制駆動の指
令値を決定し、強制駆動手段５は制御手段１からの信号
により４通りの強制駆動の指令値の中の１つを生成す
る。
【００４９】次に、同様に（表３）に従い第３の動作モ
ードにおける分周パタンを決定し、駆動パタン発生手段
３に準備する。次に、同様に（表５）に従い、指令値セ
レクタ２への、強制駆動手段５の出力から駆動パタン発
生手段３の出力への切替信号のタイミングを決定する。
ードにおける分周パタンを決定し、駆動パタン発生手段
３に準備する。次に、同様に（表５）に従い、指令値セ
レクタ２への、強制駆動手段５の出力から駆動パタン発
生手段３の出力への切替信号のタイミングを決定する。
【００５０】次に指令値セレクタ２に切替信号を送り、
マイクロステップ駆動手段６の出力から強制駆動手段５
の出力に切り替え、すでに決定された強制駆動の指令値
を出力することにより、第２の動作モードに入る。
マイクロステップ駆動手段６の出力から強制駆動手段５
の出力に切り替え、すでに決定された強制駆動の指令値
を出力することにより、第２の動作モードに入る。
【００５１】第２の動作モードにおける強制駆動の指令
値は角度位置検出手段４により求められた、第１の動作
モードにおける角度位置から、（表４）に従い決定され
るが、これは第１の動作モードにおける角度位置に対
し、常に、回転させようとする方向に電気角的に４５°
〜１３５°進んだ位置にステッピングモータ２５のロー
タ２９を位置させようとするものである。従って回転開
始前のロータ２９の角度位置にかかわらず、死点を避
け、ほぼ最大のトルクで起動することができる。
値は角度位置検出手段４により求められた、第１の動作
モードにおける角度位置から、（表４）に従い決定され
るが、これは第１の動作モードにおける角度位置に対
し、常に、回転させようとする方向に電気角的に４５°
〜１３５°進んだ位置にステッピングモータ２５のロー
タ２９を位置させようとするものである。従って回転開
始前のロータ２９の角度位置にかかわらず、死点を避
け、ほぼ最大のトルクで起動することができる。
【００５２】第２の動作モードに入ると、ステッピング
モータ２９は回転をはじめ、フォトセンサ３２より信号
が出力され、２値化回路３４で２値化され駆動パタン発
生手段３と制御手段１に入力される。
モータ２９は回転をはじめ、フォトセンサ３２より信号
が出力され、２値化回路３４で２値化され駆動パタン発
生手段３と制御手段１に入力される。
【００５３】制御手段１はあらかじめ決定されたタイミ
ングに従い強制駆動手段５の出力から駆動パタン発生手
段３の出力への切替信号を指令値セレクタ２へ送ること
により第３の動作モードに入る。
ングに従い強制駆動手段５の出力から駆動パタン発生手
段３の出力への切替信号を指令値セレクタ２へ送ること
により第３の動作モードに入る。
【００５４】駆動パタン発生手段３はあらかじめ決定さ
れた分周パタンに従い２値化回路３４の出力を分周しこ
の出力により、ステッピングモータ２５を駆動する。
れた分周パタンに従い２値化回路３４の出力を分周しこ
の出力により、ステッピングモータ２５を駆動する。
【００５５】ステッピングモータ２５の回転開始前のロ
ータの角度位置は角度位置検出手段４により知ることが
できる。また、回転開始後の角度位置は回転開始後に２
値化回路３４より出力されたパルスをカウントすること
により、本実施例の場合４．５°（電気角２２．５°）
の分解能で知る事ができる。そこで第２の動作モードに
続いて出力される第３の動作モードの最初の指令値であ
るところの駆動パタン発生手段３の初期出力指令値を、
例えばステッピングモータの一般的な２相励磁パタンに
従い第２の動作モードの出力指令値に対し回転方向に電
気角的に９０°進んだ角度位置とし、前述の方法で知ら
れたステッピングモータ２５のロータ２９の角度位置が
この角度位置の手前のある角度Ψに達したタイミングで
第２の動作モードから第３の動作モードへの切替が行わ
れ、かつ第３の動作モードにおいては前述の方法で知ら
れたステップングモータ２５のロータ２９の角度位置が
電気角的に９０°回転する毎に（本実施例では２値化回
路３５より出力されるパルスが４パルス出力されるごと
に）出力指令値を電気角的に９０°ずつ進めるように
（表３）と（表５）を定めることにより常にほぼ一定の
進み各Ψで駆動することができる。
ータの角度位置は角度位置検出手段４により知ることが
できる。また、回転開始後の角度位置は回転開始後に２
値化回路３４より出力されたパルスをカウントすること
により、本実施例の場合４．５°（電気角２２．５°）
の分解能で知る事ができる。そこで第２の動作モードに
続いて出力される第３の動作モードの最初の指令値であ
るところの駆動パタン発生手段３の初期出力指令値を、
例えばステッピングモータの一般的な２相励磁パタンに
従い第２の動作モードの出力指令値に対し回転方向に電
気角的に９０°進んだ角度位置とし、前述の方法で知ら
れたステッピングモータ２５のロータ２９の角度位置が
この角度位置の手前のある角度Ψに達したタイミングで
第２の動作モードから第３の動作モードへの切替が行わ
れ、かつ第３の動作モードにおいては前述の方法で知ら
れたステップングモータ２５のロータ２９の角度位置が
電気角的に９０°回転する毎に（本実施例では２値化回
路３５より出力されるパルスが４パルス出力されるごと
に）出力指令値を電気角的に９０°ずつ進めるように
（表３）と（表５）を定めることにより常にほぼ一定の
進み各Ψで駆動することができる。
【００５６】更に、本実施例のような場合低速時のトル
クと回転の安定性からΨの値は１３５°とするのが一般
的であるが、回転数が高くなるとコイルのインダクタン
ス成分による電流の遅れの影響が目立ってくるので、回
転数が上がればΨをより大きな値にするのが望ましい。
これは（表３）の分周パタンを常に一定周期での分周で
はなくすることにより容易に実現できる。本実施例では
最初のみ２値化回路３４より出力されるパルスが３パル
スで出力指令値を９０°進め、後は４パルス出力される
ごとに９０°進めるようにすることにより、第３の動作
モードに切り替わった直後のみ進み角Ψを１３５°と
し、それ以降は１５７．５°としている。
クと回転の安定性からΨの値は１３５°とするのが一般
的であるが、回転数が高くなるとコイルのインダクタン
ス成分による電流の遅れの影響が目立ってくるので、回
転数が上がればΨをより大きな値にするのが望ましい。
これは（表３）の分周パタンを常に一定周期での分周で
はなくすることにより容易に実現できる。本実施例では
最初のみ２値化回路３４より出力されるパルスが３パル
スで出力指令値を９０°進め、後は４パルス出力される
ごとに９０°進めるようにすることにより、第３の動作
モードに切り替わった直後のみ進み角Ψを１３５°と
し、それ以降は１５７．５°としている。
【００５７】以上説明したように本実施の形態によれば
以下の効果を得ることができる。第１に起動の開始時に
マイクロステップ駆動により１相励磁に該当する角度状
態に至るまで回転させる必要が無く、この回転のための
余分な時間を要しない。
以下の効果を得ることができる。第１に起動の開始時に
マイクロステップ駆動により１相励磁に該当する角度状
態に至るまで回転させる必要が無く、この回転のための
余分な時間を要しない。
【００５８】第２に回転後１相励磁の状態で一定時間保
持する必要が無く、一般的なＣＤ−ＲＯＭ装置等の光ヘ
ッドのディスク半径方向への移送に応用する場合、１０
から２０ｍｓ程度のシーク時間の短縮になる。
持する必要が無く、一般的なＣＤ−ＲＯＭ装置等の光ヘ
ッドのディスク半径方向への移送に応用する場合、１０
から２０ｍｓ程度のシーク時間の短縮になる。
【００５９】第３に光ディスク装置等に応用する場合こ
の駆動、保持に伴う減衰振動が発生せず光ヘッドのフォ
ーカスサーボに悪影響を与えない。
の駆動、保持に伴う減衰振動が発生せず光ヘッドのフォ
ーカスサーボに悪影響を与えない。
【００６０】第４に進み角Ψを容易に回転数に最適な値
に変更することができ、光ディスク装置等に応用する場
合結果的にシーク時間を短縮することができる。
に変更することができ、光ディスク装置等に応用する場
合結果的にシーク時間を短縮することができる。
【００６１】尚、本実施例では第２の動作モードをつか
さどる強制駆動手段５と第３の動作モードをつかさどる
駆動パタン発生手段３は独立して設けられているが、い
ずれも２値化回路３４と角度位置検出手段４の出力に基
き指令値を出力するという点では同一なので、同一の装
置として設けることもできる。叉角度位置検出手段４は
独立して設けられているが、シスコン等から出力される
ステッピングモータの角度位置の指令値で代用すること
もできる。
さどる強制駆動手段５と第３の動作モードをつかさどる
駆動パタン発生手段３は独立して設けられているが、い
ずれも２値化回路３４と角度位置検出手段４の出力に基
き指令値を出力するという点では同一なので、同一の装
置として設けることもできる。叉角度位置検出手段４は
独立して設けられているが、シスコン等から出力される
ステッピングモータの角度位置の指令値で代用すること
もできる。
【００６２】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１のステッ
ピングモータの制御装置によれば、ステッピングモータ
の静止時には第１の動作モードでマイクロステップ動作
により所望の角度位置に前記ロータを保持し、前記ステ
ッピングモータを所定量以上回転させる場合に、第２の
動作モードで制御手段自身が発生するタイミングで前記
ステッピングモータを動作をさせた後に第３のモードに
切り換えて回転角度検出手段のパルスに応じたタイミン
グで前記ステッピングモータを駆動することにより、マ
イクロステップによりステッピングモータの極数以上の
分解能が得られると同時に高速回転を実現することがで
きる。
ピングモータの制御装置によれば、ステッピングモータ
の静止時には第１の動作モードでマイクロステップ動作
により所望の角度位置に前記ロータを保持し、前記ステ
ッピングモータを所定量以上回転させる場合に、第２の
動作モードで制御手段自身が発生するタイミングで前記
ステッピングモータを動作をさせた後に第３のモードに
切り換えて回転角度検出手段のパルスに応じたタイミン
グで前記ステッピングモータを駆動することにより、マ
イクロステップによりステッピングモータの極数以上の
分解能が得られると同時に高速回転を実現することがで
きる。
【００６３】また本発明の請求項２のステッピングモー
タの制御装置は、前記ステッピングモータを前記所定量
以上変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロ
ステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電
流から前記ロータの角度位置を検出する検出手段により
検出したロータ角度位置情報に応じて前記第２の動作モ
ードでの前記指令値を変えて前記ステッピングモータを
駆動するため、所定の角度位置に回転させてから起動す
るという手間をかけることなく、ステッピングモータを
確実に起動でき、高い起動トルクを得ることができる。
タの制御装置は、前記ステッピングモータを前記所定量
以上変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロ
ステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電
流から前記ロータの角度位置を検出する検出手段により
検出したロータ角度位置情報に応じて前記第２の動作モ
ードでの前記指令値を変えて前記ステッピングモータを
駆動するため、所定の角度位置に回転させてから起動す
るという手間をかけることなく、ステッピングモータを
確実に起動でき、高い起動トルクを得ることができる。
【００６４】また本発明の請求項４のステッピングモー
タの制御装置は前記ロータの磁極形成の角度周期のＫ倍
に細かくしたエンコーダの出力信号を、分周手段により
前記ステッピングモータを所定の励磁状態にしたときを
基準として１／Ｋに分周して前記検知信号を生成し、前
記分周手段は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相
の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位
置を検出する検出手段により検出したロータ角度位置情
報にもとづき、最初にその出力を変化させるまでの前記
エンコーダの出力のカウント数を変化させ、本発明の請
求項３のステッピングモータの制御装置は、前記ステッ
ピングモータを前記所定量以上変位させる場合に、前記
制御手段が、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相の
励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位置
を検出する検出手段により検出したロータ角度位置情報
に応じて前記第３の動作モードでの前記指令値列を変更
して前記ステッピングモータを駆動するため、所定の角
度位置に回転させてから起動するという手間をかけるこ
となく、かつ回転角検出手段と、ロータの位置合わせを
することなく、ステッピングモータを脱調の不安なく駆
動することができる。
タの制御装置は前記ロータの磁極形成の角度周期のＫ倍
に細かくしたエンコーダの出力信号を、分周手段により
前記ステッピングモータを所定の励磁状態にしたときを
基準として１／Ｋに分周して前記検知信号を生成し、前
記分周手段は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相
の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位
置を検出する検出手段により検出したロータ角度位置情
報にもとづき、最初にその出力を変化させるまでの前記
エンコーダの出力のカウント数を変化させ、本発明の請
求項３のステッピングモータの制御装置は、前記ステッ
ピングモータを前記所定量以上変位させる場合に、前記
制御手段が、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相の
励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位置
を検出する検出手段により検出したロータ角度位置情報
に応じて前記第３の動作モードでの前記指令値列を変更
して前記ステッピングモータを駆動するため、所定の角
度位置に回転させてから起動するという手間をかけるこ
となく、かつ回転角検出手段と、ロータの位置合わせを
することなく、ステッピングモータを脱調の不安なく駆
動することができる。
【００６５】また本発明の請求項５のステッピングモー
タの制御装置は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ
相の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度
位置を検出する検出手段が、前記Ｎ相の励磁コイルに流
れる駆動電流とロータの角度位置の関係を示すデータを
備えることにより、駆動電流から精度の高い、ロータ角
度位置情報が得られる。
タの制御装置は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ
相の励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度
位置を検出する検出手段が、前記Ｎ相の励磁コイルに流
れる駆動電流とロータの角度位置の関係を示すデータを
備えることにより、駆動電流から精度の高い、ロータ角
度位置情報が得られる。
【００６６】また本発明の請求項６のステッピングモー
タの制御装置は、前記分周手段が任意のタイミングで、
通常の分周周期１／Ｋをこれ以外の値に変更し再び通常
の分周周期１／Ｋに戻すことにより、進み角Ψを容易に
回転数に最適な値に変更することができ、光ディスク装
置等に応用する場合結果的にシーク時間を短縮すること
ができるものである。
タの制御装置は、前記分周手段が任意のタイミングで、
通常の分周周期１／Ｋをこれ以外の値に変更し再び通常
の分周周期１／Ｋに戻すことにより、進み角Ψを容易に
回転数に最適な値に変更することができ、光ディスク装
置等に応用する場合結果的にシーク時間を短縮すること
ができるものである。
【図１】本発明の実施の形態を用いたステッピングモー
タの制御装置の構成例を示す概略構成図
タの制御装置の構成例を示す概略構成図
【図２】従来のステッピングモータの制御装置の構成例
を示す概略構成図
を示す概略構成図
１ 制御手段 ２ 指令値セレクタ ３ 駆動パタン発生手段 ４ 角度位置検出手段 ５ 強制駆動手段 ６ マイクロステップ駆動手段 ２１ 駆動手段 ２２ Ａ相電流ドライバ ２３ Ｂ相電流ドライバ ２４ 制御手段 ２５ ステッピングモータ ２６ Ａ相ステータ ２７ Ｂ相ステータ ２８ エンコーダ ２９ ロータ ３０ ロータ軸 ３１ 遮光板 ３２ フォトセンサ ３３ ハウジング ３４ ２値化回路 ３５ １６進カウンタ ３６ コードコンバータ ３７ データセレクタ
Claims (6)
- 【請求項１】円周方向に均等なピッチで角度θ゜周期で
磁極を形成したロータとＮ相（Ｎは２以上の整数。反転
相を含まず）の励磁コイルとを備えたステッピングモー
タと、 各前記励磁コイルにそれぞれ指令値に応じて複数段階の
駆動電流を与えてマイクロステップ駆動を可能とする駆
動手段と、 前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに
流れる駆動電流から前記ロータの角度位置を検出する検
出手段と、 前記ロータの回転角度を検出しロータ１回転につきｎ個
のパルスを発生する回転角検出手段と、 前記駆動部に与える前記指令値を変化させて前記ステッ
ピングモータを制御する制御部を備えたステッピングモ
ータ制御装置であって、 前記制御部は第１の動作モードと第２の動作モードと第
３の動作モードとに切替え可能に設けられ、前記第１の
動作モードにおいては前記マイクロステップ駆動を可能
とする駆動手段によりマイクロステップ駆動を行い、前
記第２のモードにおいては制御手段自身が発生するタイ
ミングで前記駆動手段に与える前記指令値を変化させ、
前記第３の動作モードにおいては前記回転角度検出手段
の前記パルスに応じたタイミングで前記駆動手段に与え
る前記指令値列を変化させて前記Ｎ相の各励磁コイルに
駆動電流を与えて前記ステッピングモータの制御を行う
制御手段とを備え、前記ステッピングモータの静止時に
は前記第１の動作モードで、所望の角度位置に前記ロー
タを保持し、前記ステッピングモータを所定量以上回転
させる場合に、前記制御手段が前記第２の動作モードで
前記ステッピングモータを動作をさせた後に前記第３の
モードに切り換えて駆動を行うことを特徴とするステッ
ピングモータの制御装置。 - 【請求項２】前記ステッピングモータを前記所定量以上
変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロステ
ップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電流か
ら前記ロータの角度位置を検出する検出手段により検出
したロータ角度位置情報に応じて前記第２の動作モード
での前記指令値を変え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制御装置。 - 【請求項３】前記ステッピングモータを前記所定量以上
変位させる場合に、前記制御手段が、前記マイクロステ
ップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイルに流れる駆動電流か
ら前記ロータの角度位置を検出する検出手段により検出
した前記書定量以上の変化直前のロータ角度位置情報に
応じて前記駆動手段に出力すべき前記第３の動作モード
での前記指令値列を変更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制御装置。 - 【請求項４】前記ロータの回転角度を検出しロータ１回
転につきｎ個のパルスを発生する回転角検出手段が、前
記ロータのθ／Ｋ゜（Ｋは２以上の整数）の回転角度を
周期とする信号を出力し、前記第３の動作モードでの前
記指令値の発生手段として前記エンコーダの出力を実質
的に１／Ｋに分周する分周手段とを備え、前記分周手段
は、前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相の励磁コイ
ルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位置を検出す
る検出手段により検出したロータ角度位置情報にもとづ
き、最初にその出力を変化させるまでの前記エンコーダ
の出力のカウント数を変化させることを特徴とする請求
項３記載のステッピングモータの制御装置。 - 【請求項５】前記マイクロステップ駆動時の前記Ｎ相の
励磁コイルに流れる駆動電流から前記ロータの角度位置
を検出する検出手段は、前記Ｎ相の励磁コイルに流れる
駆動電流とロータの角度位置の関係を示すデータを備え
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
の制御装置。 - 【請求項６】前記分周手段は任意のタイミングで、通常
の分周周期１／Ｋをこれ以外の値に変更し再び通常の分
周周期１／Ｋに戻すことができることを特徴とする請求
項４記載のステッピングモータの制御装置。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP10011069A JPH11215894A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | ステッピングモータの制御装置 |
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| JP53816299A JP4014655B2 (ja) | 1998-01-23 | 1999-01-21 | ステッピングモータの制御装置及び光ヘッドの駆動装置 |
| CNB99800331XA CN1175555C (zh) | 1998-01-23 | 1999-01-21 | 用于步进电动机的控制设备以及用于光头的驱动设备 |
| KR1019997008717A KR100354200B1 (ko) | 1998-01-23 | 1999-01-21 | 스테핑 모터의 제어장치 및 광 헤드의 구동장치 |
| US09/381,483 US6222340B1 (en) | 1998-01-23 | 1999-01-21 | Stepping motor control device and optical head drive device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011069A JPH11215894A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | ステッピングモータの制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10011069A Pending JPH11215894A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | ステッピングモータの制御装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53816299A Expired - Fee Related JP4014655B2 (ja) | 1998-01-23 | 1999-01-21 | ステッピングモータの制御装置及び光ヘッドの駆動装置 |
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|---|---|
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| JP (2) | JPH11215894A (ja) |
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| CN (1) | CN1175555C (ja) |
| TW (1) | TW423207B (ja) |
| WO (1) | WO1999038250A1 (ja) |
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-
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1999
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