JPS63174592A

JPS63174592A - モ−タの電流制御装置

Info

Publication number: JPS63174592A
Application number: JP525787A
Authority: JP
Inventors: Kimito Omori; 公人大森; Yutaka Kadomori; 角守　裕
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1988-07-19

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】（産業上の利用分野）本発明はモータの電流制御装置に関し、特にステッピン
グモータを滑らかに回転させるような電流をモータコイ
ルに供給するためのモータの電流制御装置に関する。

（従来の技術）従来のステッピングモータの駆動方法として、一般に二
相励磁方式およびｍ：相励磁方式が多用されている。

いま、第１０図に示されているような４相のステッピン
グモータを考えると、二相励磁方式の場合には次の順序
で励磁が行われる。

ＡＢ→ＢＹ−＋ＡＢ→ＢＡ→ＡＢ→・・・・・・・・・
・・・一方、−二相励磁方式の場合には次の順序で励磁
が行われる。

Ａ−Ａ８４Ｂ＋Ｂ″′に→Ｘ→１丁→１→ＩＡ→Ａ→Ａ
Ｂ→・・・・・・・・・さて、該ステッピングモータは複写機の光学系の走査に
使用されている。すなわち、複写機の露光ランプの走査
に用いられており、原稿走査時にはｍ：相励磁方式、復
帰走査時には二相励磁方式が使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） −二相励磁方式は前記のように２つの相の同時励磁と１
つの相の励磁とが交互に行われるので、２つの相が同時
に励磁された場合には１つの相が励磁された場合に比べ
て、励磁ベクトルが長くなる。

すなわち、第１１図に示されているように、１つの相例
えばＡ相またはＢ相が励磁されている時には励磁ベクト
ルは図示のベクトルＡ、Ｂのようになり、一方Ａおよび
Ｂ相が同時に励磁されている時には励磁ベクトルは図示
のベクトルＡＢのようになり、後者は前者より長くなる
。

したがって、−二相励磁方式でステッピングモータを駆
動させると、滑らかな回転が得られないという問題があ
った。また、励磁ベクトルの移動角が２２．５＠で、ス
テップ角も０．　９’であるため、モー夕の回転が滑ら
かでなく、かつ騒音ψ振動を伴なうという問題があった
。特に、該ステッピングモータを複写機の露光ランプお
よび光学系の移動に用いると、露光ランプの移動速度に
むらが出て品質の良い原稿情報の読み取りが出来ないと
いう問題があった。

本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を除去し、
滑らかな回転をさせることができ、かつ低騒音、低振動
のモータの電流制御装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明は艮
数個のモータコイルに選択的に通電してロータを回転さ
せるようにしたモータにおいて、該モータをマイクロス
テップ励磁方式（Ｗｌ−２相励磁方式を含む）で駆動す
ることにより、モータを滑らかに回転させるようにした
点に特徴がある。

（実施例）以下に、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の概略の構成図を示す。図において、１
はモータを駆動するための制御プログラム、データ等が
格納されたＲＯＭ、２は該制御プログラムを実行するＣ
ＰＵ、３はモータコイルに流す電流の順序を指定する相
切換信号３ａ’ｂ後述の電流設定ディジタル信号３ｂ等
を出力する信号制御回路である。また、４は本発明の要
部である電流設定回路、５はモータ駆動回路、６はモー
タ、例えばステッピングモータである。

図において、信号制御回路３がモータ駆動回路５に相切
換信号３ａを送ると、モータ駆動回路５はモータ６のモ
ータコイルに流す電流を所定の順序で切換える。一方、
電流設定回路４は信号制御回路３から出力された電流設
定ディジタル信号３ｂにもとづき所定の電流設定アナロ
グ信号４ａをモータ駆動回路５に供給する。そうすると
、モータ駆動口゛路５は前記のようにして選択されたモ
ータコイルに該電流設定アナログ信号によって設定され
た大きさの電流を流す動作をする。

次に、前記電流設定回路４の一実施例について詳細に説
明する。該実施例はモータ駆動のための励磁方式として
マイクロステップ励磁方式を使用し、かつモータコイル
に流す電流（モータ巻線電流）がサインカーブのように
滑らかに変化するようにしたものである。第２図はマイ
クロステップ励磁方式の実施例のブロック図を示し、１
０ａは第１のＤ／Ａコンバータ、１０ｂは第２のＤ／Ａ
コンバータを示す。また、１１はＡ、Ｔ相電流設定用デ
ィジタル信号、１２はＢＳＢ相電流設定用ディジタル信
号を示す。さらに、１３はＡ、−λ−相電流設定用アナ
ログ信号、１４はＢ、Ｂ相電流設定用アナログ信号を示
す。

次に、上記したような構成ををする本実施例の動作を第
３図を参照して説明する。

ＣＰＵ２から信号制御回路３を経て電流設定のためのデ
ィジタル信号が例えば８ビツトで送られて来る。このデ
ィジタル信号は信号制御回路３からモータ駆動回路５へ
送られる相切換信号３ａ（第３図（２）　、（３）　、
（４）　、（５乃に対応しており、例えば第３図（２）
に示されているＡ相の切換信号に対応しては同図（６）
に示されているようなサインカーブの正のカーブを形成
するためのデータ構成になされている。また、同図（４
）に示されているτ相の切換信号に対応しては図示され
ているようなサインカーブの負のカーブを形成するため
のデータ構成になされている。一方、同図（３）に示さ
れているＢ相の切換信号に対応しては同図（７）に示さ
れているように、上記サインカーブとは位相の異なるサ
インカーブの正のカーブを形成するためのデータ構成に
なされている。また、同図（５）に示されている１相の
切換信号に対応しては同図（７）に示されているような
サインカーブの負のカーブを形成するためのデータ構成
になされている。

このような電流設定用のディジタル信号１１および１２
がＤ／Ａコンバータ１０ａおよび１０ｂに入力してくる
と、該Ｄ／Ａコンバータはこれを第３図（１）に記され
た入力パルスに同期して電流設定用アナログ信号に変換
する。該電流設定用アナログ信号１３．１４はモータ駆
動回路５に送られると、該モータ駆動回路５は前記相切
換信号によって選択されたモータコイルに該電流設定用
アナログ信号１３．１４に応じた大きさの電流を流す。

例えば、第３図において、時刻ｔＯ〜ｔ１においてはＴ
、Ａ相のモータコイルが選択されており、τ相にはサイ
ンカーブの約２７００〜３６０°に相当する大きさのモ
ータコイル電流が流され、一方人相にはサインカーブの
約０″〜９０″のモータコイル電流が流される。この結
果、励磁ベクトルは第４図の１相〜Ａ相に示されている
ように該Ｂ相からＡ相に移る間はぼ等しくなる。時刻ｔ
１〜ｔ２においてはＡ相のモータコイルのみにサインカ
ーブの９０″に相当する大きさの電流が流され、時刻ｔ
２〜ｔ３においてはＡＳＢ相のモータコイルにそれぞれ
サインカーブの約９０°〜１８０”、約０＠〜９０″に
相当する大きさのモータコイル電流が流される。この結
果、励磁ベクトルは第４図のＡ相〜Ｂ相に示されている
ように該Ａ相からＢ相に移る間はぼ等しくなる。以下上
記各相のモータコイルに第３図に示された大きさの電流
が流され、励磁ベクトルは常にほぼ等しくなる。

本実施例は８ビツトの信号により電流を制御しているの
で、各相の電流を２５６段階に設定している。このため
、前記サインカーブは完璧には滑らかにならないがほぼ
それに近い曲線になり、励磁ベクトルの移動が滑らかに
変化するようになるので、モ：りの回転はほぼ滑らかに
なる。なお、本実施例のサインカーブに代えて、三角形
又は等脚台形の形状を形成する電流設定ディジタル信号
１１．１２を用いるようにしてもよい。

次に、前記電流設定回路４の他の実施例について第５図
を参照して説明する。本実施例はＷｌ−２相励磁方式の
実施例を示し、抵抗Ｒ１〜ＲＩＯはＷｌ−２柑励磁方式
時に用いられる抵抗、Ｒ１１は２相励磁方式時に用いら
れる抵抗を示す。

ここに、該抵抗Ｒ１−Ｒ５はＡ相電流設定電圧のための
ブリーダ抵抗、抵抗Ｒ６〜ＲＩＯはＢ相電流設定電圧の
ためのブリーダ抵抗である。また、０１〜Ｃ３は信号制
御回路３から出力される制御信号を示し、ＶＡ　、ＶＢ
はそれぞれモータ駆動回路５へ出力されるＡ相電流設定
電圧、Ｂ相電流設定電圧を示す。

Ｗｌ−２相励磁方式において、４相ステツピングモータ
を最も滑かに回転させるためには、励磁ベクトルを均等
にし、励磁方向を１１．２５″ずつ一定方向に変化させ
ていく必要があるので、前記抵抗Ｒ１〜Ｒ１１の大きさ
は次の関係になるように決められている。

Ｒ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ７／　（Ｒ６＋Ｒ７）−０
，２８Ｋ（ここに、Ｋは後記（１）式で決まる値である
。）（Ｒ２＋Ｒ３）／　（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）−（Ｒ７＋Ｒ
８）／　（Ｒ６＋Ｒ７＋Ｒ８）−０，５４Ｋ（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）／　（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）
−（Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ９）／　（Ｒ６＋Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ９
）−０，７８Ｋ（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ１１）／　（Ｒ１十Ｒ２
＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ１１）−（Ｒ７十Ｒ８＋Ｒ９＋
Ｒ１０＋Ｒ１１）／　（Ｒ６＋Ｒ７十Ｒ８＋Ｒ９＋Ｒ１
０＋Ｒ１１）−Ｋ・・・・・・（１）第６図のタイミン
グチャートを参照して本実施例の動作を゛説明する。図
示されているように、Ａ相のモータコイルは時刻〜ｔＬ
ｔ６〜の期間励起されるように選択され、Ｂ相のモータ
コイルは時刻ｔＯ−ｔ３の期間励起されるように選択さ
れ、Ａ相のモータコイルは時刻ｔ２〜ｔ５の期間励起さ
れるように選択され、さらにπ相のモータコイルは時刻
ｔ４〜の期間励起されるように選択されていると仮定す
る。また、制御信号Ｃ１〜Ｃ３は第６図の（５）〜（７
）に示されている波形であるとする。

Ｔ１の期間では制御信号Ｃ１がＨレベルになるので、第
５図から明らかなようにＡ相に関しては抵抗Ｒ４がアー
スされ、Ｂ相に関しては抵抗Ｒ７がアースされる。この
ためＡ相の電流設定電圧ＶＡは０，７８Ｉ（ＶＯになり
、Ｂ相の電流設定電圧ＶＢは０．２８ＫＶＯになる。こ
こで、話を簡単にするためにＶＯ−１、Ｋ−１とおくこ
とにする。また、モータ巻線電流は該電流設定電圧に比
例するので、Ａ相のモータ巻線電流はＡ相の電流設定電
圧ＶＡが０．７８ＫＶＯの時これを単に０．７８Ａと表
し、またＢ相のモータ巻線電流はＢ相の電流設定電圧Ｖ
Ｂが０．２８ＫＶＯの時これを０．２８Ｂと表すことに
する。

Ｔ２の期間では制御電圧Ｃ２がＨレベルであるので、Ａ
相、Ｂ相のモータ巻線電流はそれぞれ０．５４Ａ、０．
５４Ｂになる。Ｔ３の期間では制御電圧Ｃ３がＨレベル
になるので、０．２８Ａ。

０．７８Ｂになる。Ｔ４の期間では全ての制御信号がＬ
レベルであるので、Ｂになる。以下同様の動作が行われ
る。これをまとめると、次のようになる。

０．７８Ａ・０．２８Ｂ→０．５４Ａ・０．５４Ｂ→０
．２８Ａ−０，７８８−Ｂ→０．７８Ｂ・０．２８Ａ−
０，５４Ｂ・０．５４Ａ−＋０．２８Ｂ−０，７８Ｘ→
τ→０．７８Ａ・０．２８Ｂ−０，５４Ａ・ｏ、ｓ４’
ｆ−０，２８Ａ・０．７８Ｂ−４−０、　５４Ａ→０，
２８Ｂ　φ　０．７８Ａ→Ａ→上記のようにモータコイ
ルに流れる電流を制御すると、その励磁ベクトルは第７
図に示されているように表すことができる。この図から
、従来の１−２相励磁の時に比べて励磁ベクトルの方向
の変化が１　／　２　（１１，２５°）になり、モータ
のステップ角が１／２　（４相ステツピングモータでは
、０．４５°）になることが分る。また、励磁ベクトル
が均一になり、モータが滑らかに回転することが分る。

第８図はこの実施例においてモータコイルに流れる電流
の大きさを示すものであり、横軸は時間、縦軸は電流を
示す。また、図中のＡ、Ｂ、７．、ＴはそれぞれＡ相、
Ｂ相、τ相、τ相のコイルに流れる電流を表し、Ａ相に
ついては左下がりの斜線で表されており、Ｂ相について
は右下がりの斜線で表されている。この図から、モータ
コイルに流れる電流の総量は常に一定であることが分る
。したがって、モータは常に滑らかに回転すると言うこ
とができる。

上記した二つの実施例のモータを複写機の露光ランプの
駆動用モータとして用いるとその効果は顕著である。す
なわち、原稿走査時に該駆動用モータを前記マイクロス
テップ方式またはＷｌ−２相励磁方式で駆動させ、復帰
走査時に従来通り２相励磁方式で駆動させると、原稿情
報を均一に読み取ることができる。また、露光ランプお
よび光学係の復帰を従来通り短時間に行うことができる
。

また、露光ランプの駆動を低震動、低騒音で行うことが
できる。　なお、前記第５図のブリーダ抵抗の抵抗比あ
るいは個数は前記実施例に限定されず、抵抗比は前記し
た値にちかい大きさであればよく、また個数は多くても
少なくてもよい。該ブリーダ抵抗の数に応じて制御信号
の波形を変える必要のあることは当然である。

また、本発明は該ブリーダ抵抗を用いた１ｆＳ’ｔｔｔ
設定回路に限定されず、第９図に示されているように、
定格の異なる定電流ダイオードを慢数個並列に接続し、
これを制御電圧０１〜Ｃ３で選択するようにしてもよい
。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、モータの回転を滑らか
に行わせることができるという大きな効果がある。また
、これを複写機の露光ランプの駆動に用いると、原稿を
均一に読み取れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略の構成を示すブロック図、第２図
は本発明の一実施例のブロック図、第３図はモータコイ
ル選択信号とモータコイル電流のタイミングチャート、
第４図はかい実施例の励磁ベクトル図、第５図は本発明
の他の実施例の回路図、第６図は該回路図の動作を説明
するためのタイムチャート、第７図は該第２実施例の励
磁ベクトル図、第８図はモータコイル電流を示す図、第
９図は該第２実施例の変形例を示す回路図、第１０図は
従来の４相４極のモータコイルの概念図、第１１図はそ
の励磁ベクトル図を示す。３・・・信号制御回路、４・・・電流設定回路、５・・
・モータ駆動回路、１０　ａ、　　１０　ｂ−Ｄ／Ａコ
＞ｔ＜−タ、１１．１２・・・電流設定ディジタル信号
、１３．１４・・・電流設定アナログ信号Ｒ１〜Ｒ１１
・・・ブリーダ抵抗、Ｃ１〜Ｃ３・・・制御信号代理人
　弁理士　平木通人　外１名第　　１　　図第　　４　　ｒＭＡ相人相ｔＪ７Ｂ第　８　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数個のモータコイルに選択的に通電してロータ
を回転させるようにしたモータにおいて、該モータをマ
イクロステップ励磁方式で駆動するようにしたことを特
徴とするモータの電流制御装置。
（２）前記マイクロステップ励磁方式はＷ１−２相励磁
方式を含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
記載のモータの電流制御装置。
（３）前記マイクロステップ励磁方式は位相の異なるサ
インまたはコサインカーブに相当する電流設定ディジタ
ル信号を出力する手段と、これをアナログ信号に変換し
てモータ駆動回路に出力するＤ／Ａコンバータからなる
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のモー
タの電流制御装置。
（４）前記Ｗ１−２相励磁方式はモータコイルの相に対
応したブリーダ抵抗を有し、該ブリーダ抵抗のアース点
を切換えることにより、励磁ベクトルが均一に変化する
ようにしたことを特徴とする前記特許請求の範囲第２項
記載のモータの電流制御装置。
（５）複写機の原稿走査時に前記マイクロステップ励磁
方式を使用し、復帰走査時に２相励磁方式を使用したこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のモータ
の電流制御装置。
（６）復写機の原稿走査時に前記Ｗ１−２相励磁方式を
使用し、復帰走査時に２相励磁方式を使用したことを特
徴とする前記特許請求の範囲第２項記載のモータの電流
制御装置。