(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのコイルに流れる電流を定電流制御するモータ駆動装置であって、
前記コイルに流れる電流を検出する検出部と、
前記検出部により検出された電流の値が目標値に達するまで前記コイルに給電し、前記検出部により検出された電流の値が前記目標値に達した後前記コイルに流れる電流を減衰させる制御を第一の周期ごとに行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記コイルに流れる電流を減衰させる際には、第一の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させるか、前記第一の減衰モードより減衰速度が遅い第二の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させるかを、前記第一の周期より短い第二の周期ごとに選択し、前記検出部により検出された電流の値が予め決められた閾値以上である場合には、前記第一の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させ、前記検出部により検出された電流の値が前記閾値未満である場合には、前記第二の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記閾値が、前記目標値よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記閾値が、前記目標値よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
電源から前記コイルに給電するためのＨブリッジ回路を有し、
前記制御部は、前記第一の減衰モードでは、前記コイルに生じる逆起電圧による電流がアースから前記電源へ流れるよう前記Ｈブリッジ回路を制御し、前記第二の減衰モードでは、前記コイルに生じる逆起電圧による電流が前記Ｈブリッジ回路内で循環するよう前記Ｈブリッジ回路を制御することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記Ｈブリッジ回路内で循環する電流を検出することを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記Ｈブリッジ回路は、前記コイルの一端と前記電源の間に設けられた第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列接続された第一のダイオードと、前記コイルの他端と前記電源の間に設けられた第二のスイッチング素子と、前記第二のスイッチング素子に逆並列接続された第二のダイオードと、前記コイルの一端と前記アースの間に設けられた第三のスイッチング素子と、前記第三のスイッチング素子に逆並列接続された第三のダイオードと、前記コイルの他端と前記アースの間に設けられた第四のスイッチング素子と、前記第四のスイッチング素子に逆並列接続された第四のダイオードを含むことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記モータはステッピングモータであり、
前記コイルに流すパルス電流の１つの期間に前記第一の周期が複数含まれることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置に関し、特により低騒音、低振動で駆動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機内の紙搬送装置等では、オープンループで高精度な速度制御、位置制御が可能なステッピングモータが用いられてきた。紙搬送機構では複数のステッピングモータにより紙搬送路に設置された搬送ローラを所定のタイミングで駆動することで、所定のタイミング及び速度で紙が所定の位置に到達するようコントロールしている。複写機内では同時に複数のステッピングモータが起動、停止を繰り返しており、モータ一つ当たりの騒音が大きいと機械全体の騒音となるため、モータの静音化、低振動化が望まれる。
【０００３】
図８（ａ）は２相ステッピングモータ３１０を駆動するステッピングモータ駆動装置の構成図である（例えば、特許文献１参照）。１０１から１０８まではそれぞれ第１から第８のスイッチング素子であり、３００、３０１はそれぞれステッピングモータ３１０のＡ相、Ｂ相のコイルを示す。
【０００４】
ステッピングモータの駆動法である２相励磁を例にとり説明する。入力相信号に従い定電流制御回路５００、５０１はそれぞれＡ相のコイル３００とＢ相のコイル３０１に互いに９０度位相のずれた矩形波状のパルス電流を流すようスイッチング素子（ＦＥＴ）１０１〜１０８を制御する。図示のように、ステッピングモータのコイル１相当たり一つのＨブリッジ回路によってコイル電流を流しており、ここではＡ相のＨブリッジ回路を例にとって駆動電流制御の様子を説明する。コイル３００に流れるパルス電流波形の例を図８（ｂ）に示す。コイル電流Ｉｃ１ｐは１パルス期間Ｔｐ毎に流れる方向が切り替わっており、設定電流値であるＩｔ１ｐと一致するように、パルス期間Ｔｐに対して十分短いチョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐ（図９）毎に後述する定電流チョッピングをしている。例えば、チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐは１パルス期間Ｔｐの２０分の１の周期である。なお、コイル電流Ｉｃ１ｐが負となる場合においても、Ｉｃ１ｐの絶対値が設定電流値Ｉｔ１ｐ近傍になるように制御する。
【０００５】
次に、定電流チョッピングについて図９（ａ）を用いて説明する。図９（ａ）は、図８（ｂ）に示されるコイル電流Ｉｃ１ｐの拡大図である。定電流チョッピングはチョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐで、コイル３００に流れる電流経路を切り替えるために定電流制御回路５００がスイッチング素子１０１〜１０４のスイッチ状態を切り替えている。定電流制御回路５００は、チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐ開始から、コイル電流Ｉｃ１ｐが設定電流値Ｉｔ１ｐに達するまでコイルに給電し、Ｉｔ１ｐに達すると、目標電流を超えないようにするために、コイル電流Ｉｃ１ｐを減衰させる減衰期間に入る。この減衰期間は給電開始からチョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐの時間が経過した後に終了し、再度給電を開始するとともに新たなチョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐを開始する。
【０００６】
コイル３００に電流を流す経路について説明する。ここでは簡単のため、コイルに流れる電流を一方向の場合に限定して述べるが、電流の向きが反対になる場合にはスイッチング素子１０１から１０４のオンオフの関係が線対称になるだけであり、本質的に同一である。定電流制御は、給電期間、低速減衰期間、高速減衰期間の３つの期間を含む。それぞれの期間に対応する電流経路があり、この電流経路を作るようスイッチング素子１０１〜１０４を制御する。各チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐが給電期間及び減衰期間を有するように制御することで定電流制御が行われる。給電期間によるコイルへの給電の結果、コイル電流Ｉｃ１ｐが設定電流値Ｉｔ１ｐを超えると減衰期間に切り替えられる。給電期間は、コイル電流Ｉｃ１ｐが設定電流値Ｉｔ１ｐを超えるまで継続される。このため、図９（ｂ）に示すように、チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐ内の給電期間の割合は、コイル電流Ｉｃ１ｐがいつ設定電流値Ｉｔ１ｐに達するかによって変化する。チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐ内の給電期間において、スイッチング素子１０１、１０４をオンし、スイッチング素子１０２、１０３をオフして、スイッチング素子１０１−コイル３００−スイッチング素子１０４を結ぶ経路に電流を流す。なお、給電期間中のコイル電流Ｉｃ１ｐは電流検出抵抗４１０を通るため、電流検出抵抗４１０の電圧を検出することによりコイル電流Ｉｃ１ｐを検出する。
【０００７】
次に、低速減衰経路について説明する。低速減衰経路はＨブリッジ回路内のみで電流が流れる経路であり、コイル３００−スイッチング素子１０３−スイッチング素子１０４−コイル３００を結ぶ経路である。低速減衰経路はスイッチング素子１０３のみオンすることにより形成される。給電経路から低速減衰経路に切り替わると、コイル３００に逆起電圧が生じてコイル３００に電流が給電期間中のＩｃ１ｐと逆方向に流れようとする。スイッチング素子１０４はオフしているが、スイッチング素子（ＦＥＴ）にはソース−ドレイン間に逆並列ダイオードが内蔵されており、スイッチング素子１０４の逆並列ダイオードを介して電流が流れ、低速減衰経路に電流が流れる。このように、低速減衰経路では、電流を減衰させるものはコイル３００とスイッチング素子１０３の抵抗分とスイッチング素子１０４の内蔵する逆並列ダイオードによる電圧降下分のみであるため、電流は緩やかに減衰する。
【０００８】
次に、高速減衰経路について説明する。高速減衰経路はコイル電流Ｉｃ１ｐが電源１００を充電する方向に流れる経路であり、スイッチング素子１０４−コイル３００−スイッチング素子１０１を結ぶ経路である。高速減衰経路はスイッチング素子１０１〜１０４を全てオフすることにより形成される。給電経路から高速減衰経路に切り替わると、コイル３００に逆起電圧が生じてコイル３００に電流が給電期間中のコイル電流Ｉｃ１ｐと逆方向に流れようとする。スイッチング素子１０１〜１０４を全てオフしているが、スイッチング素子（ＦＥＴ）にはソース−ドレイン間に逆並列ダイオードが内蔵されており、スイッチング素子１０１、１０４の逆並列ダイオードを介して電流が流れ、高速減衰経路に電流が流れる。このように、高速減衰経路は、電源１００に電力を回生することができるとともに、コイル３００の起電圧を小さくする方向に電源電圧がかかることから、コイル３００のコイル電流Ｉｃ１ｐは低速減衰経路による減衰よりも高速に減衰する。
【０００９】
電流の減衰には、低速減衰経路と高速減衰経路のどちらか一つを用いる手法と、減衰期間開始時には高速減衰経路を用いて減衰し、減衰期間中の所定のタイミングで低速減衰経路に切り替える手法がある。
【００１０】
以上の動作をコイル３０１側にも同様に行い、コイル３００、３０１に流れる電流を、定電流制御回路５００、５０１に入力される相信号に応じて定電流制御することで、ステッピングモータ３１０の定電流制御を行う。
【００１１】
さらに、ステッピングモータをより静粛に動作させることを目的としたステッピングモータ駆動装置の例が特許文献２に提案されている。この提案では、定電流制御において、予め決められている所定の給電期間の後に、コイル電流値Ｉｃ１ｐＭが目標電流値Ｉｔ１ｐＭに達しているか否かにより減衰期間中の減衰経路を高速減衰経路か低速減衰経路のどちらか一方を選択し電流減衰を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０９−２１９９９５号公報
【特許文献２】特開２００７−１０４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、低速減衰経路のみを用いて電流減衰を行うと、回転子と固定子の位置関係からコイルに発生する逆起電圧により電流減衰期間中に電流を十分に減衰できなくなり、逆起電圧によるコイル電流の増大によりモータの銅損が大きくなる第一の問題があった。また、確実な電流減衰を行うために、電流減衰に高速減衰経路のみを用いる場合には、常時電流リプルが大きくなり、モータで発生する鉄損が大きくなる第二の問題があった。また、前述のようにコイル電流Ｉｃ１ｐが目標電流値Ｉｔ１ｐに達しているか否かにより減衰期間中の減衰経路を高速減衰経路又は低速減衰経路のいずれか一方を用いて電流減衰を行う場合、電流リプルが大きくなる場合があった。これは、減衰期間一回分の全てでいずれか一方の減衰経路を用いるためである。そして、モータトルクはモータの励磁方向に対するロータの角度とコイル電流によって決まるが、ロータの回転に対して非常に速い周期で発生する電流リプルは、トルクを高速に変化させ、トルク変動の結果が騒音、振動となって現れる第三の問題があった。
【００１４】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、モータ駆動装置において、モータのコイル電流を定電流目標値近傍に制御するとともに、トルク変動によって発生する騒音や振動、モータで発生する損失を軽減するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【００１６】
（１）モータのコイルに流れる電流を定電流制御するモータ駆動装置であって、前記コイルに流れる電流を検出する検出部と、前記検出部により検出された電流の値が目標値に達するまで前記コイルに給電し、前記検出部により検出された電流の値が前記目標値に達した後前記コイルに流れる電流を減衰させる制御を第一の周期ごとに行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記コイルに流れる電流を減衰させる際には、第一の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させるか、前記第一の減衰モードより減衰速度が遅い第二の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させるかを、前記第一の周期より短い第二の周期ごとに選択し、前記検出部により検出された電流の値が予め決められた閾値以上である場合には、前記第一の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させ、前記検出部により検出された電流の値が前記閾値未満である場合には、前記第二の減衰モードで前記コイルに流れる電流を減衰させることを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータ駆動装置において、モータのコイル電流を定電流目標値近傍に制御するとともに、トルク変動によって発生する騒音や振動、モータで発生する損失を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の構成を示す回路図と相信号の一例を示す図
【図２】実施例１の給電経路、低速減衰経路、高速減衰経路を示す図
【図３】電流波形の一例を示す図
【図４】ステッピングモータの励磁方向とロータの向きの例を示す図
【図５】実施例１の動作を示すフローチャート
【図６】実施例１の電流波形の例を示す図
【図７】実施例２の電流波形の例を示す図
【図８】関連技術の構成を示す回路図とコイル電流を示す図
【図９】関連技術のコイルの電流波形の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を、ステッピングモータ駆動装置の実施例により詳しく説明する。尚、本発明の更なる特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための最良の形態における記載によって更に明らかになるものである。
【実施例１】
【００２０】
［ステッピングモータ駆動装置について］
実施例１のステッピングモータ駆動装置について説明する。図１（ａ）は本実施例のステッピングモータ駆動装置の構成を示す図である。本実施例は、モータのコイルを定電流駆動する例である。ステッピングモータ３１０の駆動手法として、２相励磁を例にとって説明する。図示のように、本実施例も従来例と同様に、ステッピングモータのコイル１相当たり一つのＨブリッジ回路によってコイル電流を流す。ステッピングモータ３１０の駆動信号は、相信号として特に図示しないが外部のコントローラから入力される。これにより、定電流制御回路５０５、５０６がＨブリッジ回路のスイッチング素子（ＦＥＴ）１０１〜１０８をオン／オフすることによって、コイル３００、３０１には相信号に応じた所定の電流が流れる。１５０，１５１はモータ駆動回路である。２相励磁の相信号の波形例を図１（ｂ）に示す。定電流制御回路５０５には図中のＡ相信号８３０が入力され、定電流制御回路５０６にはＢ相信号８３１が入力される。２相励磁においては、コイル３００、３０１には予め決められた所定の定電流目標値Ｉｔ１があり、相の励磁方向がハイの時には＋Ｉｔ１、ローの時には−Ｉｔ１の電流が流れるように制御される。
【００２１】
［定電流制御について］
ここで、定電流制御について説明する。Ａ相とＢ相の動作は同じなので、以下、Ａ相で動作を説明する。定電流制御を行うときの電流経路として、前述した給電経路（図２（ａ））と低速減衰経路（図２（ｂ））と高速減衰経路（図２（ｃ））の３つがある。以下説明の便宜上、給電経路での動作状態を給電モード、給電経路での動作期間を給電期間という。また、低速減衰経路での動作状態を低速減衰モード（第二の減衰モード）、高速減衰経路での動作状態を高速減衰モード（第一の減衰モード）、低速減衰経路及び高速減衰経路での動作期間を減衰期間という。なお、前述の３つの経路（給電経路、低速減衰経路、高速減衰経路）及びスイッチング素子の制御については、基本的には前述の従来例に示したとおりであるが、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、電流検出器４００が追加されている点が異なる。これは以下の理由による。コイル電流Ｉｃ１を検出しようとした場合、電流検出抵抗４１０のみでは低速減衰モードを用いて電流減衰を行う際に、電流検出抵抗４１０に電流が流れずコイル電流Ｉｃ１を検知できない。そこで、低速減衰モードを用いて電流減衰を行っている最中にコイル電流Ｉｃ１を検知するための電流検出器４００を設けている。
【００２２】
定電流制御の減衰モードとして高速減衰モードより減衰速度の遅い低速減衰モードだけを用いた場合、モータが回転することにより発生する逆起電圧の影響で、コイル電流Ｉｃ１が定電流目標値Ｉｔ１を超えているにもかかわらず減衰できない場合がある。この定電流目標値は定電流制御回路５０５で設定される定電流設定値である。電流Ｉｃ１が目標値（定電流設定値）Ｉｔ１を超えてしまう期間を拡大した図３を用いて説明する。図３において、チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１ｐの周期中に低速減衰モード中にも関わらずコイル電流Ｉｃ１が増加していることが分かる。これは、モータの逆起電圧によってコイル３００に電流が流れ、逆起電圧はモータの回転に伴って増加していくため、コイル電流Ｉｃ１も増加していくことによる。
【００２３】
図４（ａ）、図４（ｂ）はステッピングモータ回転中の励磁方向とロータの向きを示したものである。図４（ａ）に示した回転状態は、ロータが励磁方向に向かって回転していく途中の状態であり、この時のモータに発生するトルクはロータを回転させる方向に発生している。なお、図４中の励磁方向は、Ａ相、Ｂ相両方のコイルによる吸引力の和によって成り立っており、ロータの向きが励磁方向と一致するようにトルクが発生している。ここで、Ａ相のみのコイルに注目した場合、図４（ｂ）の状態では、ロータがＡ相の磁極位置を通りすぎており、Ａ相だけが発生するトルクはロータを減速させる向きのトルクとなる。この時、Ａ相のコイルだけに着目すると、Ａ相の磁極位置と対向する位置より回転が進むとＡ相のコイルを切る磁束は減少していくため、Ａ相のコイル３００に生じる逆起電圧は図４（ａ）の状態の時と逆向きに発生する。この逆起電圧は電源１００と同方向の電圧であり、この逆起電圧によって電源電圧が印加されない状態になってもコイル電流Ｉｃ１を流し続けることとなる。
【００２４】
以上のように、回転子と固定子の状態によっては低速減衰モードを用いて電流減衰を行ったときに、コイル電流Ｉｃ１が設定電流値Ｉｔ１を超えて流れる期間のある図３に示した波形となる場合がある。このようなときにコイル電流Ｉｃ１を設定電流値Ｉｔ１近傍に制御するためには、電流減衰モードに高速減衰モードを用いる手法がある。高速減衰モードを用いる場合、減衰期間中にはモータのコイル３００には給電期間中にコイル３００に印加されていた電圧と逆方向に電源電圧がかかる。この時、モータの発生する逆起電圧は電源側に電流を返す方向に働くため、コイル電流Ｉｃ１を電源に回生する動作となる。低速減衰モードでは、コイル３００に発生する逆起電圧を打ち消すのは、コイル３００とスイッチング素子１０３の抵抗分及びスイッチング素子１０４に内蔵される逆並列ダイオードの順方向電圧により発生する電圧降下だけである。これに対して、高速減衰モードを用いる場合には電源電圧によりコイル電流Ｉｃ１を速やかに減衰することができる。
【００２５】
［電流検出について］
次に電流検出の手法について説明する、図２（ａ）と図２（ｃ）に示すとおり、給電モード及び高速減衰モードにはコイル電流Ｉｃ１は必ず電流検出抵抗４１０を通るため、電流検出抵抗４１０の電圧からコイル電流Ｉｃ１を求めることができる。一方、図２（ｂ）中の低速減衰モードで流れるコイル電流Ｉｃ１は、Ｈブリッジ回路内で還流し電流検出抵抗４１０を通らない。このため、電流検出抵抗４１０では低速減衰モード中のコイル電流Ｉｃ１を検知できないため、Ｈブリッジ回路に内蔵している電流検出器４００（Ｂ相用では電流検出器４０１）を用いてコイル電流Ｉｃ１を検知する。
【００２６】
定電流制御回路５０５には減衰モード決定部５１０が、定電流制御回路５０６には減衰モード決定部５１１が内蔵されている。減衰モード決定部５１０及び５１１は同じ機能を有している。減衰モード決定部５１０は電流検出器４００と電流検出抵抗４１０の出力信号からコイル電流Ｉｃ１を検知する。減衰モード決定部５１０は、減衰モードを選択するための電流閾値である減衰モード決定用閾値Ｉｔ２とコイル電流Ｉｃ１を比較することにより、定電流制御中に用いる減衰モードを決定する。定電流制御回路５０５は定電流制御中に給電モードと減衰モードの切り替えや、モードに応じたスイッチング素子１０１〜１０４のオン／オフを行う。ここで、定電流目標値Ｉｔ１と減衰モード決定用閾値Ｉｔ２は動作中に外部から変更可能な構成であってもよく、例えば、定電流目標値Ｉｔ１、減衰モード決定用閾値Ｉｔ２を外部から電圧信号で設定するための入力端子を定電流制御回路５０５に備えてもよい。
【００２７】
本実施例では、１チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１内の減衰期間中に複数回減衰モードの切り替えを行う。これにより、低速減衰モードのみを用いた時の電流減衰不足の問題と、高速減衰モードのみを用いた時の電流リプル増大の問題を解消することができ、コイル電流Ｉｃ１を定電流目標値Ｉｔ１近傍に制御させることができる。
【００２８】
［減衰モードの切り替え処理について］
次に、減衰モードを１チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１内で複数回切り替える手法について図５のフローチャートと図６を用いて説明する。なお、図５のフローチャートは、特に図示しないが、減衰モード決定部５１０が内蔵するＣＰＵによって行われる。しかし、このフローチャートの処理と同様の処理はＡＳＩＣ等のハードウェアで行われてもよい。
【００２９】
Ｔｃｈｏｐ１はチョッピング周期を示しており、この周期は１パルス期間Ｔに対して十分短いことが要求される。Ｔｃｈｏｐ１が短いほどコイル電流Ｉｃ１の電流リプルは小さくなるが、Ｔｃｈｏｐ１が短すぎると単位時間あたりのスイッチング回数が増え、スイッチング損失が増加することとなるため、適切な値を設定する必要がある。Ｔｃｈｏｐ２は、Ｔｃｈｏｐ１中の給電期間終了後の減衰期間において、減衰モードを複数回切り替えるための周期である。このため、Ｔｃｈｏｐ１が給電期間と複数の減衰期間Ｔｃｈｏｐ２を含むようにＴｃｈｏｐ２が決められる。Ｔｃｈｏｐ２は、Ｔｃｈｏｐ１に対して例えば１／１０〜１／５程度であることが望ましい。本実施例では、Ｔｃｈｏｐ２はＴｃｈｏｐ１の約１／５としている。ここで、Ｔｃｈｏｐ１期間は、ステッピングモータのコイルに流すパルス電流の１パルス期間を複数の期間に分割した第一の期間（第一の周期）である。Ｔｃｈｏｐ１期間は、給電期間と減衰期間を含む。Ｔｃｈｏｐ２期間は、減衰期間をさらに複数に分割した第二の期間（第二の周期）である。給電期間は、第一の期間内の期間であって、第一の期間の開始と同時にコイルの給電を開始してからコイルの電流値が定電流設定値を超えるまでの期間であり、減衰期間は、給電期間後のコイルの電流を減衰させる期間である。また、Ｔｃｈｏｐ１期間内の給電期間の長さは、コイル電流Ｉｃ１が定電流目標値Ｉｔ１に達するまでの時間で決まるため、例えば給電中にコイル電流Ｉｃ１が定電流目標値Ｉｔ１に達しないような場合には、減衰が行われないことがある。
【００３０】
ステップ１０００（以降、Ｓ１０００等とする）で定電流制御回路５０５は給電を開始し、Ｓ１００１において給電モードで給電を行う。Ｓ１００２で定電流制御回路５０５は給電開始からＴｃｈｏｐ１経過したか否かを判断し、Ｔｃｈｏｐ１経過したと判断したら処理を終了する。Ｓ１００２で定電流制御回路５０５の判断がＹＥＳとなるのは給電開始からＴｃｈｏｐ１の期間内に一度もコイル電流Ｉｃ１が定電流目標値Ｉｔ１に達しなかったときである。Ｓ１００２で定電流制御回路５０５がＴｃｈｏｐ１経過していないと判断したら、Ｓ１００３でコイル電流Ｉｃ１が定電流目標値Ｉｔ１に達したか否かを判断する。ここで、定電流制御回路５０５が、コイル電流Ｉｃ１が定電流目標値Ｉｔ１に達したと判断したときに、Ｓ１００４で減衰期間に移行する、すなわち、減衰期間一回目の減衰モードを決定するためにＳ１００９の処理へ進む。
【００３１】
Ｓ１００９で減衰モード決定部５１０は、コイル電流Ｉｃ１が減衰モード決定用閾値以上であると判断すると、必要な減衰量を得るためＳ１０１０で図２（ｃ）に示す高速減衰モードを選択する。Ｓ１００９で減衰モード決定部５１０は、コイル電流Ｉｃ１が減衰モード決定用閾値未満であると判断すると、減衰を緩やかにするためにＳ１０１１で図２（ｂ）に示す低速減衰モードを選択する。なお、給電期間終了直後にＳ１００９が実行された場合は、コイル電流Ｉｃ１は減衰モード決定用閾値Ｉｔ２以上であるため必ずＳ１０１０に移行する。Ｓ１００８で定電流制御回路５０５は、減衰モード決定部５１０がＳ１０１０又はＳ１０１１で選択した減衰モードで減衰を実行する。定電流制御回路５０５は、高速減衰モードを選択したとき、スイッチング素子１０１〜１０４を全てオフにし、コイル３００に生じた逆起電圧による電流をアースから電源１００に流れさせる。定電流制御回路５０５は、低速減衰モードを選択したとき、スイッチング素子１０３のみオンに、スイッチング素子１０１、１０２、１０４をオフにし、コイル３００に生じた逆起電圧による電流をＨブリッジ回路内で循環させる。
【００３２】
次にＳ１００６で定電流制御回路５０５は給電開始からＴｃｈｏｐ１経過したか否かを判断し、Ｔｃｈｏｐ１経過したと判断したら減衰モード中に処理を終了し、再度Ｓ１０００を実行することで次の給電期間を開始する。Ｓ１００６で定電流制御回路５０５はＴｃｈｏｐ１経過していないと判断すると、Ｓ１００７で現在の減衰モードでの電流減衰開始からＴｃｈｏｐ２経過したか否かを判断する。これは、Ｔｃｈｏｐ２経過するごとに減衰モードを切り替えるための判断である。Ｓ１００７で定電流制御回路５０５はＴｃｈｏｐ２経過していないと判断するとＳ１００８で現在の減衰動作を継続し、Ｔｃｈｏｐ２経過したと判断したらＳ１００９で減衰モード決定部５１０が次に使用する減衰モードの決定を行う。
【００３３】
このように、チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１の範囲内で複数回の減衰モード切り替えを行い、モータの回転状態に関わらず電流リプルを軽減することにより微小なトルク変動を抑え、電流リプルに起因する騒音、振動の軽減が可能となる。コイル電流Ｉｃ１を設定電流値Ｉｔ１近傍に制御することで、モータの逆起電圧によるコイル電流Ｉｃ１の増大による銅損の増加を防ぐことができる。
【００３４】
図６（ａ）に示す波形例では、給電期間後に減衰モード決定部５１０による減衰モード決定を３回行っているが、図６（ｂ）では、二回目の給電期間後の減衰期間で、減衰モード決定を４回行っている。このように、チョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１に対する給電期間の長さの変化により、Ｔｃｈｏｐ１中の減衰モード決定回数は変動し、コイル電流Ｉｃ１の大きさによって適切な減衰モードを選択することができる。なお、本実施例では励磁方式として２相励磁を用いて説明したが、励磁方式は２相励磁に限定されない。
【００３５】
また、上記実施例では電流検出器４００はスイッチング素子１０４に直列接続されていたが、コイル３００に直列接続されるよう構成されてもよい。この場合、コイル３００に直列接続された電流検出器が、上記実施例の電流検出器４００及び４１０と同等の機能を果たす。また、上記実施例では、低速減衰モードのときＨブリッジ回路のスイッチング素子１０３及び１０４側を電流が循環するよう制御したが、スイッチング素子１０２のみオンし、Ｈブリッジ回路のスイッチング素子１０１及び１０２側を電流が循環するよう制御してもよい。この場合、電流検出器４００はスイッチング素子１０２に直列接続されるか、コイル３００に直列接続される。
【００３６】
以上説明したように、本実施例によれば、ステッピングモータのコイル電流を定電流目標値近傍に制御することができる。また、定電流制御で発生するコイル電流の電流リプルを小さくすることにより、トルク変動によって発生する騒音や振動、モータで発生する損失を軽減することができる。
【実施例２】
【００３７】
実施例２のステッピングモータ駆動装置について説明する。実施例１と同一の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。本実施例では、図７に示すように、減衰モード決定用閾値Ｉｔ２が電流設定値（定電流設定値）Ｉｔ１よりも高く設定され、給電期間直後に低速減衰期間を選択する点が実施例１と異なる。
【００３８】
図７（ａ）の波形では、給電期間直後の減衰期間中に低速減衰モードで電流減衰を行ったときに、コイル電流Ｉｃ１は適切に減衰されている。ちなみに、減衰モード決定用閾値Ｉｔ２が電流設定値Ｉｔ１よりも小さく設定されている場合、図６（ａ）に示すように、電流減衰期間一回目の電流減衰は高速減衰モードで行われるため、電流リプルは本実施例の場合よりも大きくなる。また、低速減衰モードで十分な電流減衰が得られない状況においても、図７（ｂ）に示すように、給電期間直後の低速減衰モードでの減速の後、高速減衰モードでの減衰を行うため、電流リプルを小さく保ち良好な定電流制御が可能である。
【００３９】
また図５を見るとＳ１０００で定電流制御回路５０５が給電を開始し、Ｓ１００４の処理を実行するまでに給電モードでの処理があるため、厳密にはチョッピング周期Ｔｃｈｏｐ１の期間内には給電期間が必ず存在する。前述の給電期間が短い例を示すと、図７（ｂ）のＣＰ１の部分のようになり、給電期間が非常に短いことが分かる。但し、実施例１においては減衰期間開始後の電流減衰に高速減衰モードを用いるため、高速減衰モードでの減衰中に電力が回生されるのに対し、本実施例ではそのようになっていないので、実施例１に比べて電力効率は若干低下する傾向がある。
【００４０】
以上説明したように、本実施例によれば、実施例１より電流リップルを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００４１】
３００、３０１    コイル
３１０            ステッピングモータ
５０５、５０６    定電流制御回路
５１０、５１１    減衰モード決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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