JPH03203596A - ステッピングモータの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、ステッピングモータの駆動方法および駆動
装置に関する。

（従来の技術） 既知のように、ステッピングモータはデジタル信号によ
る駆動が容易で、かつ、オーブンループ制御ながら高精
度な位置決めか可能であることから、ＯＡ機器の分野を
はじめ多くの分野で使用されている。

代表的なステッピングモータは、外周面に小歯を複数等
ピツチに有したロータを設け、このロータの外側にステ
ータコアを配置し、このステータコアの山面に相数に対
応した数のステータ突極を設け、これら突極のロータと
対向する面に小歯を複数等ピンチに設け、さらに各ステ
ータ突極の外周にそれぞれ磁性巻線を装着したものとな
っている。そして、マイクロステップ動作を行うには、
駆動装置で各励磁巻線を定められたシーケンスにしたが
って各々に所定の位相関係をもった正弦波状の電流を印
加することで励磁させ、これによってステータス側小歯
に対向するロータ側小歯に吸引力あるいは反発力を作用
させてマイクロステップ動作を行わせる構成となってい
る。

ところで、上記のように構成されるステッピングモータ
では、低速域ではロータが階動することによって速度変
動が生し、また高速域では周波数応答特性の低下から階
動はしないものの励磁相聞の出力トルクのばらつきが原
因して速度変動が生じる。この速度変動について、さら
に第１３図、第１４図、第１５図、第１６図を用いて説
明する。

すなわち、第１４図はハイブリッド形（同極形）の２相
ステツピングモータをマイクロステップ駆動したときの
トルク特性を示している。この例は励磁シーケンスが１
６ステツプの繰り返しになっている場合で、摩擦負荷や
励磁相間てのトルク特性にばらつきが存在していない場
合である。今、一定負荷トルクを加えている時、点Ｐて
停止している初期状態から励磁をスタートさせた場合、
停止点から次のステップの励磁を行うと、０のトルクカ
ーブから１のトルクカーブに切換わる。この瞬間、トル
クが発生し、ロータは１ステツプたけ進んで点Ｑで停止
する。さらに、駆動シーケンスにしたかって励磁を殉じ
切換えると、ロータか連続的に移動する。この図から判
るように、出力トルクは太線のように大きく変動する。

このため、ロータには励磁切換え周波数に一致した速度
変動が生ずる。

上述した例は、４つの励磁相聞に出力トルクのばらつき
か存在しない場合の例であるか、実際には各励磁相間に
出力トルクのばらつきが必す存在している。したがって
、第１３図に示すように、０〜１５のトルクカーブに変
動かある場合には、その周波数に等しい速度変動が重畳
され、更に、停止回転位置も負荷トルクか加えられてい
る場合は誤差か生じることになる。

一方、高速駆動したときには次のような現象が生じる。

すなわち、第１５図は上述したハイブリッド形２亭目ス
テッピングモータを１６ステンプて各励磁相の一周期と
したマイクロステップによる２４００Ｈｚで励磁切換し
たときの速度変動を示し、また第１６図はそのときのパ
ワースペクトルを示している。第１６図から明らかなよ
うに、顕著な速度変動のピークレーベルが１５０Ｈｚに
現れており、これは各励磁相の周波数に対してＩ／１Ｂ
に相当している。このような速度変動は、励磁相関の出
力トルクのばらつきに起因しているものである。

このように、ステッピングモータをマイクロステップ駆
動で動作させても低速で動作しているときには、１ステ
ツプ毎の速度変動と励磁相聞の出力トルクのばらつきに
起因したステップ数に相当する周期で、停止回転位置の
誤差が起こり、また高速領域でも励磁相聞の出力トルク
のばらつきに起因したステップ数に相当する周期の速度
変動か生じる。このような速度変動は、ステッピングモ
ータの大きな欠点となっており、特に、精密機器の駆動
源として使用した場合には、速度変動のために要求性能
を満たさないことが多々ある。

そこで、このような速度変動を低減するために、従来は
ロータ軸や負荷軸にダイナミックダンパを取付けたり、
トルク伝達機構の中間に減衰材を挿入して抑制したり、
あるいは大きなフライホイールを用いて回転を円滑化し
たりする手法が採用されている。また、機械的付加手段
により速度変動を低減できない場合には、１ステツプ移
動量を小さくするためにロータおよびステータの小歯の
ピッチを狭めたり、励磁相の数を増したりするなどして
、ステッピングモータの構造を変更することにより速度
変動を低減することが試みられている。

しかしながら、外部的付加要素を設けて速度変動を低減
する方式では全体の大型化を招くばかりか、大きな速度
変動低減効果を期待できないという欠点がある。

（発明が解決しようとする課８） このように、従来の速度変動低減方法では、外部付加要
素を必要としたり、構造変更を必要としたりし、簡便に
、かつ効果的に速度変動を低減することが困難であった
。

そこでこの発明は、簡単な電気的手法で、速度変動を極
めて小さくできるステッピングモータのマイクロステッ
プ駆動方法および駆動装置を提供することを目的として
いる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、ステータ側に設けられた複数の励磁巻線に
所定の位相関係をもった正弦波状の電流を印加して励磁
するマイクロステップ駆動に当り、そのステッピングモ
ータ固有の速度変動で各励磁相一周期以内の周波数成分
を持つものに関してはこの速度変動に対応させて前記各
励磁巻線に印加する電流を各相同時にかつ比例させて各
励磁相一周期毎に繰り返し変動させるようにし、また前
記周波数成分以外のステッピングモータ固有の速度変動
に関してはステッピングモータからの駆動伝達軸上およ
び負荷による速度変動も含め、これらの速度変動に対応
させてステッピングモータの励磁を切換える時間間隔を
周期性を持たせて変動させるようにしている。

この場合、各励磁巻線に印加している電流および励磁の
切換えに供されるパルスのパルスレートをそれぞれが対
応している速度変動に対して逆位相に変動させると効果
的である。

（作用） マイクロステップ駆動において、ステッピングモータの
各励磁巻線に印加する正弦波状の電流および励磁切換タ
イミングの時間間隔を一定に保って駆動すると、各励磁
相てのトルク特性のばらつき等が原因して必ず固有の速
度変動が生じる。

この発明では、上記速度変動の内、各励磁相一周期以内
の周波数成分を持つものに関しては各励磁巻線に印加す
る電流を各励磁相に対して比例させて同時にまた負荷等
による原因のものも含めた上記周波数成分以外の速度変
動に関してはパルスのパルスレートをそれぞれか対応し
ている速度変動に対して同周期で、かつ逆位相となり、
適度な振幅をもつように変動させている。この結果、そ
れぞれの両変動による速度変動が互いに打消し合ってス
テッピングモータ固有の速度変動が低減される。

なお、ステッピングモータ固有の速度変動の周波数が比
較的高周波領域にある場合には、マイクロステップの分
割数を多くし、ステッピングモータの基準ステップ量を
分割するとともに各励磁巻線に印加する電流の増減量お
よび励磁切換タイミングの時間間隔をより滑らかに変動
させることによって効果的に速度変動を低減させること
ができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図にはこの発明を適用した駆動装置の概略構成が示
されている。

図中１はハイブリッド形（同極形）で２相のステッピン
グモータを示し、２は駆動装置を示している。

ステッピングモータ１は、ロータ１０と、ステータ２０
とで構成されている。ロータ１０は、第２図に示すよう
に、非磁性材で形成された軸１１と、この軸１１の外周
に装着されると共に軸方向に着磁された永久磁石１２と
、永久磁石１２の両端側からそれぞれキャップ状に装着
された磁性材製の歯切り鉄心１３ａ、１３ｂとで構成さ
れている。歯ぎり鉄心１３ａ、１３ｂには、この例では
それぞれ周方向に等ピッチに５０個の小歯１４が形成さ
れている。なお、歯切り鉄心１３ａ側の小歯１４と、歯
ぎりカップ１３ｂ側の小歯１４とは周方向に１／２ピツ
チの位相差を持って設けられている。一方、ステータ２
０は、第３図に示すように、ロータ１０を囲むように配
置されたステータスコア２１と、このステータコア２１
の内面に突設された８本のステータ突極２２と、これら
ステータ突極２２の先端部に等ピッチに設けられた小歯
２３と、ステータ突極２２に巻装された励磁巻線２４と
で構成されている。なお、各励磁巻線２４は、８つのス
テータ突極２２に装着された４極４相の同相同志が直列
あるいは並列に接続され、これによって４つの励磁相Ａ
ＳＢ、ＡＳＢに区分けされた４相構成となっている。

駆動装置２は、大きく別けて、励磁回路３０と、分配回
路４０と、記憶回路５０と、演算回路Ｂ６０と、速度設
定器７０と、演算回路Ａ８０と、Ｄ／Ａ変換回路９０と
、速度変動検知回路１００と、負荷１１０と、駆動伝達
軸１２０とで構成されている。

励磁回路３０は、第４図に示すように、各励磁相を構成
する励磁巻線の両端をそれぞれパワートランジスタ３１
、抵抗３２を介して電源ライン３３．３４に接続し、但
しＡ相、Ｘ相およびＢ相、Ｂ相は抵抗３２に共通に接続
されており、パワートランジスタを順番にオン、オフす
ることにより、各相の励磁巻線に電流を流し、ステータ
２ｏとロータ１０との間に磁界を発生させるように構成
されている。

分配回路４０は、後述する演算回路Ａ８０の電流波形出
力信号を後述するＤ／Ａ変換回路９０により変換された
アナログ電圧信号、および演算回路Ａ８０の励磁相シー
ケンス出力パルスにしたがって第５図に代表的な正弦波
電流によるマイクロステップ駆動の各相電流波形と励磁
シーケンスを示すように、各相の励磁巻線に励磁電流を
流すべくパワートランジスタ３１をオン、オフ制御する
ベース信号を出力するように構成されている。

記憶回路５０は、駆動対象であるステッピングモータ１
の固有の速度変動の内、各励磁相一周期以内の周波数成
分を持つものに関しての補正データと、各励磁巻線に印
加する基準となる正弦波状の電流波形データを記憶して
いる。すなわち、この駆動装置では、ステッピングモー
タ１の製作後、使用最大速度までの範囲を複数段階に分
け、各段階における各相−周期内のマイクロステップ数
に対応した範囲の速度変動を調べておき、これら速度変
動データを速度変動振幅と位相を考慮にいれた複数の１
周期分の正弦波状の変動波を合成したものに模擬し、こ
の速度変動を補正するデータとして予め記憶回路５０に
記憶させている。なお、速度変動補正データはこの速度
変動に対してほぼ逆位相であり、各励磁巻線に印加する
電流変動に変換された時は、この速度変動に対して逆位
相になるようにしている。

演算回路Ａ８０は、後述する演算回路６０からマイクロ
ステップシーケンス信号が与えられると、マイクロステ
ップシーケンスに対応した速度変動補正データと電流波
形データを記憶回路５０から読出し、マイクロステップ
シーケンス信号と速度変動補正データおよび電流波形デ
ータとに基づいて分配回路４０に供給する励磁シーケン
ス出力パルスおよび後述するＤ／Ａ変換回路９０に供給
する電流波形出力信号を演算および合成して出力するよ
うに構成されている。

演算回路Ｂ６０は、速度設定器７０（パルス発生手段）
から速度設定信号が与えられると、設定速度と後述する
速度変動検知回路１００の速度変動信号とに基づいて演
算回路Ａ８０に供給する出力パルスの間隔（ステップ間
隔）を制御する。なお、このとき速度変動検知回路１０
０から供給される速度変動信号の位相を考慮にいれ、パ
ルス時間間隔の逆数で定義されるパルスレートの変動が
速度変動に対してはほぼ逆位相となるように上記パルス
間隔を制御し、結果として速度変動検知回路１００から
の速度変動信号をある一定の値に近づけるように制御し
ている。

Ｄ／Ａ変換回路９０は、演算回路Ａ８０の電流波形出力
信号に基づいて、各種変動補正成分を含み、各励磁相に
対して所定の位相関係を持った正弦波状のアナログ電圧
信号をＡ相、Ａ相用とＢ相、Ｂ相用に分けて分配回路４
０に供給するように構成されている。

速度変動検知回路１００は、ステッピングモータ１によ
り発生した出力トルクがシャフト１１より後述する駆動
伝達軸１２０を通して後述する負荷１１０に伝達され、
この伝達駆動トルクのばらつきおよび摩擦等を原因とす
る負荷変動による速度変動を検知し、速度変動信号とし
て演算回路Ｂ６０に供給するように構成されている。

このような構成であると、速度設定器７０である速度を
設定すると、この速度設定器７０の出力は一定の傾斜で
設定速度に対応するレベルまで増加する。速度設定器７
０の出力が立ち上がると、演算回路Ｂ６０は、上記出力
と速度変動検知回路１００の速度変動信号とに基づいて
出力パルスの時間間隔を制御したマイクロステップシー
ケンス信号を出力する。このパルス間隔のパルスレート
の変動は、速度変動検知回路１００から供給される速度
変動信号に対してほぼ逆位相となっている。

演算回路Ｂ６０のマイクロステップシーケンス信号が演
算回路Ａ８０に与えられると演算回路Ａ８０はマイクロ
ステップシーケンスに対応した速度変動補正データと電
流波形データを記憶回路５０から読み出し、上記出力信
号と読み出された速度変動補正データおよび電流波形デ
ータとに基づいて励磁シーケンス出力パルスおよび電流
波形出力信号を演算および合成して出力する。

なお、電流波形出力信号に含まれる変動成分は、各励磁
相−周期内の周波数をもつステッピングモータ固有の速
度変動に対してはほぼ逆位相となっている。演算回路Ａ
８０の電流波形出力信号はＤ／Ａ変換回路９０に与えら
れ、Ａ相、Ａ相用とＢ相、Ｂ相用の電流波形となるアナ
ログ電圧信号に分けて変換される。そして演算回路Ａ８
０の励磁シーケンス出力パルスと具に回路４０に与えら
れ、この分配回路４０から励磁回路３０のパワートラン
ジスタ３１を第５図に示すように予め定められた順序に
シーケンスし、さらに各励磁相に流す電流波形を作るべ
くオン、オフさせるためのベース信号が出力される。し
たがって、ステッピングモータ１のロータ１０が回転を
開始する。

この場合、ステッピングモータ１固有の速度変動および
駆動伝達軸上１２０と負荷１１０による速度変動を考慮
にいれ、各励磁相ＡＳＡ、Ｂ、Ｂの励磁タイミングと電
流波形を制御しているので、固有の速度変動分を打ち消
すことができ、滑らかな回転を行わせることができる。

第６図（ａ）はステッピングモータ１を定速回転駆動し
ているときのマイクロステップシーケンス信号である励
磁切換タイミングを示している。

この切換タイミングにしたがって各相を構成する励磁巻
線の励磁がマイクロステップ状に切換えられる。この駆
動装置では、励磁切換タイミングの時間間隔をΔｔを基
準としてΔｔ　　ｓｉｎ〜Δｔ　　ａ＋ａｘの間で変動
させている。この時間間隔の逆数がノくルスレートであ
り、このパルスレートは第６図（ｂ）に示すように周期
Ｔで正弦波状に変動している。もし、ステッピングモー
タ１に固有の速度変動および駆動伝達軸上と負荷による
速度変動がなければ、ステッピングモータ１は第６図（
ｂ）に示すような周期Ｔて逆に速度変動しながら回転す
る。

しかし、通常のステッピングモータには必ず固有の速度
変動および駆動伝達軸上と負荷による速度変動が存在し
ている。この駆動装置では周期Ｔを上記速度変動周期と
一致させ、かつ、はぼ逆位相となるように励磁切換タイ
ミングの時間間隔を変動させている。したがって、今、
振幅が適当に設定されているものとすると、パルスレー
トの変動に伴う速度変動でステッピングモータ固有の速
度変動および駆動伝達軸上と負荷による速度変動を打ち
消すことができ、ロータ１０を滑らかに回転させること
ができる。ただし、ステ・ソピングモータ固有の速度変
動で各励磁相一周期以内の周波数成分を持つものに関し
ては、ステッピングモータの各励磁巻線に印加する電流
により打ち消すものとし、次に述べる。

第７図はステッピングモータ１を定速回転駆動している
ときの各相切換タイミングと各相電流波形を示しており
、これにしたがってマイクロステップの励磁が切換えら
れる。この駆動装置では、Ｂ相を基準として他の相の電
流値を変動させており、各相電充波形は第７図に示すよ
うに各相−周期内で変動している。もし、第５図に示す
ような理想的なマイクロステップ駆動の各相タイミング
と電流波形を加えた時、固有の速度変動がなければ、ス
テッピングモータ１は第７図に示すような各相タイミン
グと電流波形を加えると、第１３図のようなトルク変動
成分により、逆に速度変動しなから同転する。

この駆動装置では各相−周期内でステッピングモータ固
有の速度変動周期と一致させ、かつ、はぼ逆位相となる
ように各相の電流の波形、振幅等を変動させている。し
たがって、今、振幅が適当に設定されているものとする
と、各相電流波線の変動に伴う速度変動でステッピング
モータ固有の各相−周期以内の周波数成分を持つものに
関して速度変動を打ち消すことができ、第１４図のよう
なトルク変動成分となり、ロータ１ｏを滑らかに回転さ
せることができる。

第８図、第９図には、この駆動装置を使い各相の電流波
形によりハイブリッド形２相ステッピングモータの各相
−周期以内の周波数成分をもつものに関しての速度変動
を低減した例が示されている。これは先に第１５図、第
１６図を用いて説明したモータを使い、同じ駆動条件で
、かつ速度変動周波数を１５０Ｈｚとし、ステッピング
モータ固有の速度変動と逆位相となるように制御した例
である。このときのパワースペクトルは第８図に示す結
果となった。この図から、速度変動低減のターゲットと
している１　５０Ｈｚでのピークレベルが第１５図、第
１６図の場合に比べて激減し、速度波形が滑らかになっ
ていることが判る。

上述した実施例は、低減すべき速度変動が１６ステツプ
分に相当し、比較的滑らかに変動させることができる例
である。しかし、各励磁相のばらつきによる出力トルク
の変動が数ステップに相当するようなことかある。この
ような場合、第６図、第１３図のように正弦波状に変動
させようとしても滑らかな変動カーブにはならず、充分
な速度変動低減効果が得られないことがある。

このように、充分に滑らかな変動カーブが得られない場
合には、マイクロステップによるステップ分割数を多く
すればよい。

なお、２相ステツピングモータにおいてのマイクロステ
ップ駆動の場合について説明したが、５相あるいは４相
ステツピングモータでも全く同様てあり、マイクロステ
ップ駆動を併用して、より速度変動低減効果を増すこと
ができる。

さらに、この発明はステッピングモータであれば、形、
相数に限定されるものではない。また、上述した実施例
ではステッピングモータ固有の速度変動か、単一の周波
数成分を持つ場合への適用について述べているが、複数
の周波数成分を持つていでも、その周波数がステッピン
グモータ駆動周波数より低い範囲にあればこの発明の適
用が可能である。また、この発明のステッピングモータ
をレーザプリンタ、シリアルプリンタ、熱転写プリンタ
、インクジェットプリンタ、イメージスキャナあるいは
ＣＴスキャナの寝台の駆動などに用いることができる。

たとえば、イメージスキャナに上述したステッピングモ
ータを用いた場合について、第１０図から第１２図を用
いて説明する。

第１０図および第１１図はこの発明の駆動装置２を搭載
する原稿読取装置として、原稿を読取り、コンピュータ
等の外部機器にその読取った画像信号を出力するスキャ
ナを示すものである。

すなわち、１０１はスキャナ本体で、この本体１０１の
上部前部には操作パネル（図示しない）が設けられてい
る。この本体１０１の上面には、透明ガラスによって構
成される原稿載置台（プラテンガラス）１０２が固定さ
れている。この原稿台１０２の近傍には開閉自在の原稿
カバー１０１ａが設けられている。そして、上記原稿台
１０２に載置された原稿Ｏは、露光ランプ１０４、ミラ
ー１０５．１０６．１０７からなる光学系１０３が原稿
台１０２の下面に沿って矢印ａ方向に往復動することに
より、その往復時に露光走査されるようになっている。

この場合、ミラー１０６．１０７は光露長を保持するよ
うにミラ１０５の１／２の速度にて移動する。上記光学
系３の走査による原稿からの反射光、つまり露光ランプ
１０４の光照射による原稿Ｏからの反射光は上記ミラー
１０５．１０６．１０７によって反射されたのち変倍用
レンズブロック１０８を通り、列状に配列された複数の
受光素子（ＣＯＤ）を有したラインセンサ１０９に導か
れ、原稿Ｏの像がラインセンサ１０９の表面に結像され
るようになっている。

第１１図は前記光学系１０３を往復移動させるための駆
動機構を示すものである。即ち、ミラ１０５および露光
ランプ１０４は第１キヤリツジ１１１ａに、ミラー１０
６．１０７は第２キヤリツジ１１１ｂにそれぞれ支持さ
れており、これら第１、第２キャリッジ１ｌｌａ、１ｌ
ｌｂは国示しない案内レールに案内されて矢印ａ方向に
下行移動自在となっている。即ち、この発明の駆動装置
２にしたがって駆動するステッピングモータ１は伝達機
構１１３を介してプーリ１１４．１１４の固定軸１１５
を駆動する。このプーリ１１４．１１４の回転はそれぞ
れ伝達ベルト１１６．１１６を介して上記キャリッジ１
１１　ａ。

１１１ｂに伝達されるようになっている。伝達ベルト１
１６．１１６は、それぞれ一端１１６Ａがスキャナ本体
１０１に固定され、この一端１１６Ａから第２キヤリツ
ジ１１１ｂに回転自在に設けられたプーリ１１７、プー
リ１１４、アイドルプーリ１１８、および第２キヤリツ
ジ１１１ｂに回転自在に設けられたプーリ１１９を介し
て掛は渡されており、他端１１６Ｂは一定の張力が付与
されているばね１２０を介して本体１０１に固定されて
いる。上記伝達ベルト１１６の中途部１１６ａつまりプ
ーリ１１７とプーリ１１４との間にミラー１０５を支持
する第１キヤリツジ１１１ａの一端が固定されている。

したがって、ステッピングモータ１が回転することによ
り、その回転が伝達機構１１３、固定軸１１５、プーリ
１１４を介して伝達ベルト１１６に伝達され、伝達ベル
ト１１６が移動して第１キヤリツジ１１１ａか移動し、
それにともなって第２キヤリツジ１１１ｂも移動する。

このとき、プーリ１１７．１１９が動滑車の役目をする
ため、第１キヤリツジ１１１ａに対して第２キヤリツジ
１１１ｂか１７２の速度にて同一方向へ移動する。

尚、第１、第２キヤリツジ１１１ａ１１１１ｂの移動方
向は、ステッピングモータ１の回転方向を切換えること
により制御する。

また、第１キヤリツジ１１１ａは原稿Ｏのサイズおよび
読取り倍率に応じてステッピングモータ１が駆動される
ことにより、所定の位置（倍率に応じたホームポジショ
ン）へ移動するようになっている。そして、読取り開始
が指示されると、第１キヤリツジ１１１ａは、先ず、第
２キヤリツジ１１１ｂの方向へ移動され、その後露光ラ
ンプ１０４が点灯されて第２キヤリツジ１ｌｌｂから離
れる方向に移動される。原稿Ｏの走査が完了すると、露
光ランプ１０４が消灯され、第１キヤリツジ１１１ａは
前記ホームポジションに復帰される。

また、上記第１キヤリツジ１１１ａのホームポジション
への移動を検知する検知器１２１、上記第１キヤリツジ
１１１ａのリミットポジションへの移動を検知する検知
器１２２．１２２が設けられている。

第１２図は全体的な制御系統を概略的に示すものである
。すなわち、全体を制御する制御部としてのＣＰ　Ｕ　
１３０は、内部バス１３１および各人出力部１３２ａ、
１３２ｂ、１３２Ｃ１１３２ｄ。

１３２ｅ、１３２ｆを介してインターフェース回路１３
３、画像処理回路１３４、調光付インバータ回路１３５
、モータ駆動回路１３６、上記検知器群１２１．１２２
．１２２、および表示部を有する操作パネル１３７にそ
れぞれ接続されている。

画像処理回路１３４は、上述した速度変動検知回路１０
０に相当し、上記ラインセンサ１（１９からＡ／Ｄ変換
回路１３８を介して供給される読取信号に対する画像処
理を行うものである。この画像処理かなされた両像信号
はインターフェース回路１３３を介して外部機器１４０
へ読取結果として出力されるようになっている。調光付
インバータ回路１３５は、上記露光ランプ１０４の光量
を検知器１３５ａの検知出力によって諷光するものであ
る。モータ駆動回路１３６は、読取倍率に対応した複数
の速度で上記ステッピングモータ１を回転駆動するもの
である。操作パネル１３７は複数の指示を人力したり、
あるいは複数の状態を表示するものである。上記ライン
センサ１０９は、ＣＣＤドライバ１３９によって駆動制
御されている。

このような構成において、上述したステッピングモータ
１を用いているため、ステッピングモータ１によって駆
動される原稿走査部を含めた系の固Ｈの速度変動を簡便
に低減でき、結果としてイメージスキャナの読取り精度
を向上させることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、外部的付加要素を必
要とすることなく、ステッピングモータ固有の速度変動
を簡便に低減できるので、従来、困難であった精密機械
への適用に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した駆動装置の概略構成図、第
２図は同装置によって駆動されるステッピングモータに
おけるロータの縦断１Ｉ２ｉ図、第３図は同ロータを組
み込んだステータの平面図、第４図は同駆動装置におけ
る励磁回路の構成図、第５図は従来の駆動装置に置ける
各相電流波形と各相シーケンスを示す図、第６図（ａ）
は同駆動装置における演算回路Ｂのパルス出力であるマ
イクロステップシーケンス信号の一例を示す図、第６図
（ｂ）は同パルス出力であるマイクロステップシーケン
ス信号をパルスレートに変換した例を示す図、第７図は
この発明を適用した駆動装置に於ける各相電流波形と各
相シーケンスの例を示す図、第８図は同駆動装置で各励
磁相の電流値により制御した例の速度変動結果を示す図
、第９図は第８図に示す条件におけるパワースペクトル
を示す図、第１０図はこの実施例の駆動装置を搭載する
画像読取装置の概略構成を示す断面図、第１１図は第１
図で示す駆動伝達軸に相当する画像読取装置の走査駆動
系を示した斜視図、第１２図は画像読取装置の概略構成
を示すブロック図、第１３図はハイブリッド形２相ステ
ッピングモータにおいて各励磁相聞にトルク出力のばら
つきが存在している場合のトルク出力特性を示す図、第
１４図はハイブリッド形２相ステッピングモータにおい
て、各励磁相聞にトルク出力のばらつきがない場合のト
ルク出力特性を示す図、第１５図はハイブリッド形２相
ステッピングモータをマイクロステップ駆動する場合に
おいて各励磁相聞にトルク出力のばらつきが存在してい
るときの速度変動を示す図、第１６図は第１５図に示し
た条件でのパワースペクトルを示す図である。 １・・・ステッピングモータ、２・・・駆動装置、１０
・・・ロータ、２０・・・ステータ、３ｏ・・・励磁回
路、４０・・・分配回路、５０・・・記憶回路、６ｏ・
・・演算回路Ｂ１７０・・・速度設定器、８０・・・演
算回路、９０・・・Ｄ／Ａ変換回路、１００・・・速度
変動検知回路、１１０・・・負荷、１２０・・・駆動伝
達回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステッピングモータを駆動するために、ステータ
   側に設けられた複数の励磁巻線に所定の位相関係をもっ
   た正弦波状の電流を印加して励磁するマイクロステップ
   駆動に当り、そのステッピングモータ固有の速度変動で
   各励磁相一周期以内の周波数成分を持つものに関しては
   この速度変動に対応させて前記各励磁巻線に印加する電
   流を各相同時に且つ比例させて各励磁相一周期毎に繰り
   返し変動させるようにし、また前記周波数成分以外のス
   テッピングモータ固有の速度変動に関してはステッピン
   グモータからの駆動伝達軸上および負荷による速度変動
   も含め、これらの速度変動に対応させてステッピングモ
   ータの励磁を切換える時間間隔を周期性を持たせて変動
   させるようにしたことを特徴とするステッピングモータ
   の駆動方法。
2. （２）ステッピングモータを駆動するために、ステッピ
   ングモータ固有の速度変動で各励磁相一周期以内の周波
   数成分を持つ速度変動データを予め記憶する記憶手段と
   、励磁を切換えるためのパルスを発生するパルス発生手
   段と、励磁をマイクロステップ状に切換えるための複数
   の正弦波状の電流波形を同時に発生増幅する電流波形発
   生手段と、前記記憶手段に記憶されている速度変動デー
   タを読出し、この速度変動データに対応させて前記電流
   波形発生手段の増幅度を速度変動とは逆位相に変動させ
   る手段と、前記記憶手段に記憶された速度変動周波数成
   分以外のステッピングモータ固有の速度変動と駆動伝達
   軸上および負荷による速度変動を含めて検知する速度変
   動検知手段と、前記速度変動検知手段からの出力をある
   一定の値に近づけるように前記パルス発生手段のパルス
   レートを変動させる手段とを具備してなることを特徴と
   するステッピングモータの駆動装置。