(57)【要約】【課題】装置の小型化・高精度化によるステッピングモータの小型化・高精度化により２０００分解は勿論、それ以上の高分解能が要求される５相ステッピングモータの低振動制御方法の開発。【解決手段】５相ステッピングモータ２の相巻線Ａ〜Ｅの接続点Ｐ１〜Ｐ５に各別にスイッチング手段Ｔｒを接続し、スイッチング制御にて前記接続点Ｐ１〜Ｐ５にステッピングモータ２の定格電圧より高い直流電圧を印加して各相巻線Ａ〜Ｅの励磁・非励磁を各シーケンス毎に繰り返す定電流制御駆動方法において、ステップ駆動における各基本角を４以上に分割すると共に基本角の分割数に応じた励磁パターンを選択し、各分割区分において、前記励磁パターンの中から励磁シーケンスにより順次選択された励磁パターンに従って各相巻線の励磁・非励磁を繰り返し、励磁時の励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる。【選択図】　　　　図１
2004023991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５相ステッピングモータの各相巻線の始端及び終端とを順次に接続して環状に結線し、これらの相巻線の接続点に各別にスイッチング手段を接続し、前記スイッチング手段をスイッチング制御して前記接続点にステッピングモータの定格電圧より高い直流電圧を印加することにより各相巻線の励磁・非励磁を繰り返し行って定電流制御を行う５相ステッピングモータの駆動方法において、
ステップ駆動における各基本角を４以上に分割すると共に基本角の分割数に応じた励磁パターンを選択し、各分割区分において、前記励磁パターンの中から励磁シーケンスにより順次選択された励磁パターンに従って各相巻線の励磁・非励磁を繰り返し、励磁時の励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる事を特徴とする５相ステッピングモータの駆動方法。
【請求項２】
各基本角が４又は１０或いは２０の分割区分に分割され、各分割区分における各相巻線の励磁・非励磁が４相励磁で４分割の場合は４回、１０分割の場合は１０回、２０分割の場合は２０回繰り返され、各分割区分における励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる事を特徴とする請求項１に記載の５相ステッピングモータの駆動方法。
【請求項３】
各基本角が４又は１０或いは２０の分割区分に分割され、各分割区分における各相巻線の励磁・非励磁が４分割の場合は２相励磁で４回、１０分割の場合は１０回、２０分割の場合は２０回繰り返され、各分割区分における励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる事を特徴とする請求項１に記載の５相ステッピングモータの駆動方法。
【請求項４】
ステッピングモータの各相巻線の非励磁時に各相巻線の接続点の全てを前記直流電圧の正極又は負極に接続する事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の５相ステッピングモータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は分解能を更に高めた５相ステッピングモータの新規な低振動駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
５相ステッピングモータの駆動方法として、定電流チョッパ駆動（図２（イ）に示す励磁パターンと非励磁パターンとを各アドレスにおいて制御指令に従って交互に切り替える駆動方式）は、駆動回路に入力される直流電圧を直接ステッピングモータに印加するため、ＤＶ（直流電圧をより低い駆動電圧に変換してこれをステッピングモータに印加する）方式の駆動回路に比べて印加電圧をＤＶ電圧に変換する回路が不要な分だけ簡素化する事が出来る。また、ＤＶ方式の場合と違って定格以上の高電圧をステッピングモータに印加する事により、電流の立ち上がりが早くなり、加速特性も改善される。このようなメリットの故に定電流チョッパ駆動方式は一般的に広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、加速特性が改善される反面、ステッピングモータの定格以上の高電圧を直接印加する事、非励磁パターンにおいて未接続点の電位が不安定になりやすい事から前のステップから次のステップに移った瞬間に非励磁相における電流のオーバーシュートが起こり、ダンピングが大きくなるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明者らは、特開平８−２７５５８７号公報記載の駆動方法を提案した。この方法は、従来回路をそのまま利用し、回路の複雑化やコストアップを招く事なく、ダンピングの低減及び低速時の低振動を可能とする駆動方法の提供を目的とするもので、『５相ステッピングモータの各相巻線の始端及び終端とを順次に接続して環状に結線し、これらの相巻線の接続点に各別にスイッチング手段を接続し、前記スイッチング手段をスイッチング制御して前記接続点にステッピングモータの定格電圧より高い直流電圧を印加することにより各相巻線の励磁・非励磁を各シーケンス毎に繰り返し行って定電流制御を行う』と言う駆動方法であって、ステッピングモータの各相巻線の非励磁時に各相巻線の接続点すべてを前記直流電圧の正極又は負極に接続するというものであり、前記問題点は解決された。
【０００５】
しかし、この方法ではその分解能は１０００分解（ハーフステップ）であり、更なる高精度のダンピングの低減及び低速時の低振動が要求される分野では不十分であり、より一層の性能向上が要求されていた。そこで、特開平１１−１５０９９０号に示すように「ステップ駆動における各基本角を４以上に分割し、各分割区分において、各相巻線の励磁・非励磁を繰り返し、各分割区分における励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる」という方法を採用することによって２０００分解まで達成することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら最近では、装置の小型化・高精度化によるステッピングモータの小型化並びに高精度化により２０００分解は勿論、それ以上の高分解精度が要求されるようになってきた。本発明はこのような分野に対応できる５相ステッピングモータの低振動制御方法を開発する事にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の駆動方法は、
５相ステッピングモータ（２）の各相巻線（Ａ）〜（Ｅ）をその始端及び終端とを順次に接続して環状に結線し、これらの相巻線（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）に各別にスイッチング手段（Ｔｒ）を接続し、前記スイッチング手段（Ｔｒ）をスイッチング制御して前記接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）にステッピングモータ（２）の定格電圧より高い直流電圧を印加することにより各相巻線（Ａ）〜（Ｅ）の励磁・非励磁を各シーケンス毎に繰り返し行って定電流制御を行う駆動方法において、
ステップ駆動における各基本角を４以上に分割すると共に基本角の分割数に応じた励磁パターンを選択し、各分割区分において、前記励磁パターンの中から励磁シーケンスにより順次選択された励磁パターンに従って各相巻線の励磁・非励磁を繰り返し、励磁時の励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる事を特徴とするものである。その結果、歩進の分解能が向上しそれだけステップ駆動時の振動が小さくなり、滑らかな回転が可能となる。
【０００８】
請求項２は、請求項１を限定したもので『各基本角が４又は１０或いは２０の分割区分に分割され、各分割区分における各相巻線の励磁・非励磁が４相励磁で４分割の場合は４回、１０分割の場合は１０回、２０分割の場合は２０回繰り返され、各分割区分における励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる』事を特徴とする。これによれば、４アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するとすれば、ステップ駆動の分解能を２０００に高める事ができ、１０アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するとすれば、ステップ駆動の分解能を５０００に高める事ができ、２０アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するとすれば、ステップ駆動の分解能を１００００に高める事ができ、従来のステップ駆動に増して振動が小さくなり、滑らかな回転が可能となる。
【０００９】
請求項３は、請求項１の他の限定で『各基本角が４又は１０或いは２０の分割区分に分割され、各分割区分における各相巻線の励磁・非励磁が４分割の場合は２相励磁で４回、１０分割の場合は１０回、２０分割の場合は２０回繰り返され、各分割区分における励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる』事を特徴とするもので、この場合も４アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するとすれば、ステップ駆動の分解能を２０００迄高める事ができ、１０アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するとすれば、ステップ駆動の分解能を５０００に高める事ができ、２０アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するとすれば、ステップ駆動の分解能を１００００に高める事ができ、従来のステップ駆動に増して振動が小さくなり、滑らかな回転が可能となる。
【００１０】
請求項４は、非励磁時の結線方法であり、『ステッピングモータ（２）の各相巻線（Ａ）〜（Ｅ）の非励磁時に各相巻線（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）すべてを前記直流電圧の正極（＋）又は負極（−）に接続する』事を特徴とする。このようにすることで、非励磁時には各相巻線（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）全てを安定したほぼ同一の電位に保つことが出来、従来、非励磁時に発生していた急激な電位の変化を起こすことがない。従って、前分割区分から次分割区分に切り替えた場合でも各接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）において急激な電位の変化が生じないため、電流のオーバーシュートが発生したとしても非常に小さくしかも収斂しやすくなり円滑な相電流を流すことが出来、前記の分解能の向上と相俟ってダンピングの低減と低速時の低振動を可能となし得る。
【００１１】
【実施の態様】
以下、本発明方法を図面に従って説明する。図１は本発明方法が実施される回路構成である。ここで、スイッチング手段を総称する場合は（Ｔｒ）と数字を付さずに示す事とする。相巻線（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）の接続点も同様で（Ｐ）で総称する。
本実施例に使用されるモータは５相ステッピングモータ（２）で、その駆動巻線は、５相の相巻線（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）をその始端及び終端とを順次に接続して形成された環状結線である。環状結線の巻線相は図１の（Ｏ）で示すように１つ置きに左周りにて（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）とする場合と、（Ｍ）で示すように右回りにて（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）とする場合とがある。
【００１２】
図１のスイッチング手段（Ｔｒ１）〜（Ｔｒ１０）『スイッチング手段（Ｔｒ）としては、例えばトランジスタやＦＥＴが使用される。』は、２個１組のスイッチング手段（Ｔｒｎ−１）、（Ｔｒｎ）を直列に接続し、該直列に接続されたスイッチング手段（Ｔｒｎ−１）、（Ｔｒｎ）の接続点（Ｑ１）（Ｑ２）（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）と環状結線の接続点（Ｐ１）（Ｐ２）（Ｐ３）（Ｐ４）（Ｐ５）とが接続されており、これらをスイッチング制御する事により、前述の環状結線の励磁相（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）を正極（＋）又は負極（−）に接続するようになっている。本実施例では１０個のスイッチング手段（Ｔｒ１）〜（Ｔｒ１０）が使用されており、制御回路（Ｓ）を構成している。
【００１３】
制御回路（Ｓ）の出力側には小さい値のセンス抵抗（Ｒ）が接続され、環状結線に流れる総励磁電流（２ｉｏ）がこれを通過する事によって、その両端にセンシング電圧が発現するようになっている。このセンス電圧を定電流制御回路（１）に入力することにより、総励磁電流量（２ｉｏ）のフィードバック制御が可能となる。
【００１４】
定電流制御回路（１）は励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）のアドレスライン（３ａ）に接続される。定電流駆動（１）は、センス抵抗（Ｒ）に流れる電流の電圧（センス電圧）を検出し、後述のように励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）を介して供給電流が一定となるように制御するものである。
【００１５】
励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）は、制御回路（Ｓ）の各スイッチング手段（Ｔｒ）のベースに接続され、スイッチング手段（Ｔｒ）の開閉制御を行うものである。励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）には５相ステッピングモータ（２）を駆動するシーケンスに対応した励磁パターンのデータと電流制御を行うための非励磁パターンのデータが格納されている。また、電流制御を行うための非励磁パターンとして、環状結線の励磁相（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）を全て正極（＋）または負極（−）に接続するパターンを前記ＲＯＭ（３）に格納している（図３、５（ハ）参照）。
【００１６】
次に、励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）に格納されている励磁パターンについて説明する。励磁パターンは環状結線の巻線相（Ｏ）と巻線相（Ｍ）とで相違する。まず、巻線相（Ｏ）の場合について説明する。巻線相（Ｏ）の場合、基本角ベクトルを示す４相励磁を「２種類の２相励磁の合成」で構成することになる（表１参照）。
【００１７】
【表１】
2004023991.tif 000003
【００１８】
ここで（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）と大文字で記載されている場合は、図１（Ｏ）に示す矢印方向に励磁電流が流れる場合であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）と小文字で記載されている場合は、図１（Ｏ）に示す矢印方向の逆方向に励磁電流が流れる場合である。図１（Ｍ）も同様である。図３（イ）（ロ）は図１（Ｏ）に於ける励磁電流の方向と励磁ベクトルとの関係を示し、図３（ハ）は図１（Ｏ）に於ける非励磁時の出力状態を示す。
【００１９】
図４は、２０種類の２相励磁パターンで、基本角ベクトルが［ＡＢＣＤ］の場合、表１に示すように、２種類の２相励磁パターン［ＢＣ＋ＡＤ］の合成により前記基本角ベクトルが構成されることになる。以下、同様。
【００２０】
次に、基本角の分割数「換言すれば、ステップ（ｎ）から次のステップ（ｎ＋１）に移動する基本角（０．７２°）の分割数」に応じた励磁パターンで合成ベクトルを構成する場合について説明すると下表の通りである。
【００２１】
【表２】
2004023991.tif 000004
【００２２】
即ち、２０００分解能の場合、３６０°÷０．７２°（基本角）＝５００
２０００÷５００＝４となり、２０００分解能とするためには、０．７２°（基本角）を４分割しなければならないことになる。同様に、２５００分解能では０７２°（基本角）を５分割することになり、５０００分解能では１０分割することになり、１００００分解能では２０分割することになる。したがって、２０００分解能では励磁パターン数は４、５０００分解能では励磁パターン数は１０、１００００分解能では励磁パターン数は２０ということになる。そして、前記２０の励磁パターンから分割数に応じて励磁パターンが選定される。
【００２３】
表３は、各分解能におけるステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］から次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わる間のマイクロステップ状態を示すもので、２０００分解能の場合、前述のように励磁パターンは４であり（右端欄）、ステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］の場合、選択される励磁パターンは［ＢＣ］［ＡＤ］が２組であり、励磁パターンは合計４となる。そしてこの励磁パターンに従って巻線に通電して巻線を励磁し、４励磁パターンのトルクベクトルが合成される。
【００２４】
【表３】
2004023991.tif 000005
【００２５】
次の分割区分（１／４）に切り替わると、励磁パターンの組み合わせは［ＢＣ］が１、［ＡＤ］が２、［ＣＤ］が１の合計４となり、前述のようにこれら４励磁パターンのトルクベクトルが合成されてステッピングモータが歩進する。以下同様にして（１／４）ずつ歩進して次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わり、２０００分解を達成する。
【００２６】
表３の中央の欄は１０分割の場合で、ステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］の場合、選択される励磁パターンは［ＢＣ］［ＡＤ］が５組であり、励磁パターンは合計１０となる。そしてこの励磁パターンに従って巻線に通電して巻線を励磁し、１０励磁パターンのトルクベクトルが合成される。
【００２７】
次の分割区分（１／１０）に切り替わると、励磁パターンの組み合わせは［ＢＣ］が４、［ＡＤ］が５、［ＣＤ］が１の合計１０となり、前述同様これら１０励磁パターンのトルクベクトルが合成されてステッピングモータが歩進する。以下同様にして（１／１０）ずつ歩進して次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わり、５０００分解を達成する。
【００２８】
表３の左端の欄は２０分割の場合で、ステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］の場合、選択される励磁パターンは［ＢＣ］［ＡＤ］が１０組であり、励磁パターンは合計２０となる。そしてこの励磁パターンに従って巻線に通電して巻線を励磁し、２０励磁パターンのトルクベクトルが合成される。
【００２９】
次の分割区分（１／２０）に切り替わると、励磁パターンの組み合わせは［ＢＣ］が９、［ＡＤ］が１０、［ＣＤ］が１の合計２０となり、前述同様これら２０励磁パターンのトルクベクトルが合成されてステッピングモータが歩進する。以下同様にして（１／２０）ずつ歩進して次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わり、１００００分解を達成する。
【００３０】
次に、巻線相（Ｍ）の場合について説明する。巻線相の場合、基本角ベクトルを示す４相励磁をそのまま励磁パターンとして用いる事になる。（表４参照）。
【００３１】
【表４】
2004023991.tif 000006
【００３２】
ここで（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）と大文字で記載されている場合は、前述のように図１（Ｍ）に示す矢印方向に励磁電流が流れる場合であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）と小文字で記載されている場合は、図１（Ｍ）に示す矢印方向の逆方向に励磁電流が流れる場合である。図５（イ）（ロ）は図１（Ｍ）に於ける励磁電流の方向と励磁ベクトルとの関係を示し、図５（ハ）は図１（Ｍ）に於ける非励磁時の出力状態を示す。
【００３３】
図６は、１０種類の４相励磁パターンで、基本角ベクトルが［ＡＢＣＤ］の場合、表４に示すように、４相励磁をそのまま励磁パターンとして用いることになる。
【００３４】
次に、基本角の分割数「換言すれば、ステップ（ｎ）から次のステップ（ｎ＋１）に移動する基本角（０．７２°）の分割数」に応じた励磁パターンで合成ベクトルを構成する場合について説明すると下表の通りである。
【００３５】
【表５】
2004023991.tif 000007
【００３６】
即ち、２０００分解能の場合、３６０°÷０．７２°（基本角）＝５００
２０００÷５００＝４となり、２０００分解能とするためには、０．７２°（基本角）を４分割しなければならないことになる。同様に、５０００分解能では、０．７２°（基本角）を１０分割することになり、１００００分解能では２０分割することになる。したがって、２０００分解能では励磁パターン数は４、５０００分解能では励磁パターン数は１０、１００００分解能では励磁パターン数は２０ということになる。そして、前記１０の励磁パターンから分割数に応じて励磁パターンが選定される。
【００３７】
表６は、各分解能におけるステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］から次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わる間のマイクロステップ状態を示すもので、２０００分解能の場合、前述のように励磁パターンは４であり（右端欄）、ステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］の場合、選択される励磁パターンは［ＡＢＣＤ］が４である。そしてこの励磁パターンに従って巻線に通電して巻線を励磁し、４励磁パターンのトルクベクトルが合成される。
【００３８】
【表６】
2004023991.tif 000008
【００３９】
次の分割区分（１／４）に切り替わると、励磁パターンの組み合わせは［ＡＢＣＤ］が３、［ＢＣＤＥ］が１の合計４となり、前述のようにこれら４励磁パターンのトルクベクトルが合成されてステッピングモータが歩進する。以下同様にして（１／４）ずつ歩進して次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わり、２０００分解を達成する。
【００４０】
表６の中央の欄は１０分割の場合で、ステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］の場合、選択される励磁パターンは［ＡＢＣＤ］が１０組である。そしてこの励磁パターンに従って巻線に通電して巻線を励磁し、１０励磁パターンのトルクベクトルが合成される。
【００４１】
次の分割区分（１／１０）に切り替わると、励磁パターンの組み合わせは［ＡＢＣＤ］が９、［ＢＣＤＥ］が１の合計１０となり、前述同様これら１０励磁パターンのトルクベクトルが合成されてステッピングモータが歩進する。以下同様にして（１／１０）ずつ歩進して次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わり、５０００分解を達成する。
【００４２】
表６の左端の欄は２０分割の場合で、ステップ（ｎ）の４相励磁状態［（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）］の場合、選択される励磁パターンは［ＡＢＣＤ］が２０組である。そしてこの励磁パターンに従って巻線に通電して巻線を励磁し、２０励磁パターンのトルクベクトルが合成される。
【００４３】
次の分割区分（１／２０）に切り替わると、励磁パターンの組み合わせは［ＡＢＣＤ］が１９、［ＢＣＤＥ］が１の合計２０となり、前述同様これら２０励磁パターンのトルクベクトルが合成されてステッピングモータが歩進する。以下同様にして（１／２０）ずつ歩進して次のステップ（ｎ＋１）の４相励磁状態［（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）］に切り替わり、１００００分解を達成する。なお、前記以外の分割例として分割区分（１／５）の場合を、括弧書きにて示す。
【００４４】
Ｎ進カウンタ（４）は、所望の分解能（勿論これに限定されることはないが、本実施例では、分解能が２０００分解（分割）の場合シーケンスは４×１０＝４０周期（進）であり、２５００分解（分割）の場合は５×１０＝５０周期（進）であり、５０００分解（分割）の場合は１０×１０＝１００周期（進）であり、１００００分解（分割）の場合は２０×１０＝２００周期（進）である。）に応じたシーケンス周期を励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）に出力するもので、Ｎ進カウンタ（４）は正転（ＣＷ）でカウント・アップし、逆転（ＣＣＷ）でカウント・ダウンするようになっている。
【００４５】
励磁パターンセレクト用カウンタ（６）は定電流制御回路（１）のＰＷＭ周期に同調して作動し、励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）に格納されている励磁パターンから前述のように分割数に応じて励磁パターンをセレクトして制御回路（Ｓ）に出力させる働きを有する。
【００４６】
励磁パターン格納用ＲＯＭ（３）は、Ｎ進カウンタ（４）の指令するシーケンスに対応した励磁パターンの出力と、定電流制御回路（１）の信号出力によっての非励磁パターンの出力を各基本角の４以上に分割された各分割区分において交互に行うものである。本発明の要部はこの点にある。
【００４７】
即ち、本発明方法ではこの１基本角を４以上（この場合は４、５、１０又は２０）の複数に区分し、その分割された各区分の（網掛部分）に於いて４相励磁が行われ、残部は非励磁とした。非励磁時、接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）は正極或いは負極に接続される。《図２（ロ）参照》そして、各分割区分における励磁パターンの一部を前述のように順序に従って徐々に変化させて行く事により、各アドレス（＝各分割区分に割り当てられたアドレス）における合成ベクトルの方向と大きさとが、徐々に変化しつつ１／４、１／５、１／１０又は１／２０毎のアドレスにおいて、従来例の同じシーケンスのベクトルと同じ方向と大きさを持つように制御している。その結果、分解能が大幅に上がりステップ駆動に起因する振動は大幅に減少する。
【００４８】
なお、図中、（＋）は接続点（Ｐ）が正極に接続され、（−）は負極に接続されていることを示す。→は相電流の方向を示す。そして、非励磁状態をつくる非励磁パターンの出力時に全ての励磁相（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）が正極（＋）《或いは負極（−）》に接続される。このため非励磁状態においては全ての励磁相（Ａ）〜（Ｅ）の接続点（Ｐ１）〜（Ｐ５）が（＋）電極《或いは負極（−）》に接続されて（＋）電極《或いは負極（−）》と同じ電位を保つ事になり（換言すれば、電位が不安定にならず）、その結果安定した電位となり、前の分割区分から次の分割区分に移った瞬間に非励磁相における電流のオーバーシュート現象が起こるというようなことがなく、その結果ダンピングの低減や低速回転における低振動駆動が可能となった。
【００４９】
本発明回路における作用を簡単に説明すると、励磁パターンセレクト用カウンタ（６）は、電流制御回路（１）と同期して作動し、アドレスに合わせて励磁パターンをＲＯＭ（３）に格納されている前記２０の２相励磁パターンあるいは１０の４相励磁パターンの中から選択し、当該選択された励磁パターンに合わせて制御回路（Ｓ）のスイッチング手段（Ｔｒ）がオン・オフするようにＲＯＭ（３）に指令信号を出力する。Ｎ進カウンタ（４）はＣＷＰあるいはＣＣＷＰの指令パルスの入力を受けて、前記励磁パターンの切り替えタイミングを指令する指令信号を出力する。定電流制御回路（１）はセンシング抵抗（Ｒ）からのフィードバック信号を受け、常に総電流が一定となるように制御する。これにより、ステッピングモータはシーケンスに従って所定のマイクロステップ駆動行う。
【００５０】
図７は２０００分割時の分割区分（４の励磁パターンで１分割区分の合成ベクトルが構成される。）、図８は５０００分割時の分割区分（１０の励磁パターンで１分割区分の合成ベクトルが構成される。）、および図９は１００００分割時の分割区分（２０の励磁パターンで１分割区分の合成ベクトルが構成される。）である。
【００５１】
ここで図から分かるように、励磁パターンセレクト用カウンタ（６）の周期が同じであれば、分割数が増加すればするほど基本角（ｎ）から次の基本角（ｎ＋１）に歩進する周期が長くなる。この周期が過長になればモーターインダクタンスとの関係で前述のベクトル合成が困難になるが、ステッピングモータの小型化に伴いモーターインダクタンスが小さくなり、励磁パターンセレクト用カウンタ（６）の周期を短くすることができ（従来は２０μｓｅｃであったが本発明では１０μｓｅｃとした。）、その結果１００００分割能としても１分割区分におけるベクトル合成が可能となった。
【００５２】
《実施例１》
図１において巻き線の例として、前述のように（Ｍ）及び（Ｏ）の場合があるが、まず、右側（Ｏ）における１００００分解能の場合を代表例として説明する。この場合、『各分割区分における各相巻線（Ａ）〜（Ｅ）の励磁・非励磁が４相励磁（２相＋２相）で２０回繰り返され（図９）、各分割区分における２０の２相励磁パターンの励磁ベクトルの合成出力によってロータを各分割区分に割り当てられたアドレス毎（即ち、アドレス０→アドレス１→アドレス２→…というように）に歩進させる。
【００５３】
図１０は励磁ベクトル［ＡＢＣＤ］の基本位置（アドレス０）から励磁ベクトル［ＢＣＤＥ］の基本位置（アドレス２０）までの各アドレスにおける励磁パタ―ンの組み合わせと励磁パターンの出力順を示したものである。基本位置（アドレス０）の励磁ベクトル［ＡＢＣＤ］は２種の励磁パターン［ＡＤ］と［ＢＣ］とによって合成される。また、基本位置（アドレス２０）の励磁ベクトル［ＢＣＤＥ］は２種の励磁パターン［ＣＤ］と［ＢＥ］とによって合成される。アドレス１からアドレス１９の励磁ベクトルは［ＡＢＣＤ］を構成する［ＡＤ］と［ＢＣ］と、［ＢＣＤＥ］を構成する［ＣＤ］と［ＢＥ］によって合成される。なお、図１０の［ＣＤ］と［ＢＥ］の波線アンダラインは、各アドレスにおける２０の励磁パターンに占める［ＡＤ及びＢＣ］と［ＣＤ及びＢＥ］の比率と２０の励磁パターンの出力順を分かりやすくするために記したものである。Ｎ進カウンタ（４）からの入力信号に従ってアドレスが順次切り替わり、１つの基本角度（０．７２°）を２０分割し、１００００分解能を達成する。
【００５４】
なお、低速駆動から高速駆動までの範囲でモータインピーダンスの変化による励磁・非励磁の割合が変わっても（即ち、低速駆動時で、励磁時間が短く、高速駆動時で、励磁時間が長くなる。）１シーケンス中の各々の励磁パターンの出力割合はこれに応じて変化するため、各シーケンスにおいて作られる合成ベクトルはこれに影響されない。
【００５５】
その結果、２０アドレスで基本角（０．７２°）だけ移動するので、ステップ駆動の分解能を１００００に高める事ができ、従来のステップ駆動に増して振動が小さくなり、滑らかな回転が可能となる。
【００５６】
《実施例２》
この場合も『各シーケンスが２０の分割区分に分割され、各分割区分における各相巻線の励磁・非励磁が２０回繰り返され、各分割区分における励磁ベクトルの合成出力によって各アドレス毎に歩進させる』場合（図９）で、励磁パターンが実施例１の場合と相違する。図１１にそのシーケンスにおける励磁ベクトル［ＡＢＣＤ］の基本位置から励磁ベクトル［ＢＣＤＥ］の基本位置での２０ステップにおける励磁相の組み合わせを示す。（Ｐ０）は励磁パターン［ＡＢＣＤ］であり、（Ｐ１）は励磁パターン［ＢＣＤＥ］である。（Ｐ１）に波線アンダラインを引いたのは、各アドレス毎に出力する２０の励磁パターンの順番を分かりやすくするためである。２０の励磁パターンの中の（Ｐ０）と（Ｐ１）の出力が偏らないような順番で出力する。そして、図１１に示すようにＮ進カウンタ（４）からの入力信号に従ってアドレスが順次切り替わり、１つの基本角度（０．７２°）を２０分割し、１００００分解能を達成する。
【００５７】
図１２、１３は本発明方法の励磁パターンによって得た振動実験データである。図において横軸が時間、縦軸が速度である。図１２，１３によれば、従来例のデータに比べて本発明のデータではステップ駆動時の振動が抑制されている事がよくわかる。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明駆動方式によれば、回路構成を変更する事なく分解能を高める事ができたので、前記効果に加えて更なる低振動を実現し得た。これに加えて、非励磁時の各相巻線の全ての接続点が正極又は負極に接続され、非励磁時に安定したほぼ同一の電位に保つことが出来るため、前ステップから次ステップに切り替えた場合でも各接続点において急激な電位が十分に抑制され、たとえ電流のオーバーシュートが発生したとしても非常に小さくしかも収斂しやすくなり円滑な相電流を流すことが出来、ダンピングの低減と低速時の低振動を可能となし得た。
また、回路構成も従来と全く同一であるためコストアップとならないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法が適用される５相ステッピングモータの回路構成図
【図２】従来例と本発明方法の励磁パターンと非励磁パターンの組み合わせ並びに相電流の方向との関係を示すシーケンス比較図
【図３】本発明方法の第１実施例における励磁電流の方向とベクトルの関係及び非励磁時の出力状態を示す図面
【図４】本発明方法の第１実施例における２相励磁パターンを示す図面
【図５】本発明方法の第２実施例における励磁電流の方向とベクトルの関係及び非励磁時の出力状態を示す図面
【図６】本発明方法の第２実施例における４相励磁パターンを示す図面
【図７】本発明方法における２０００分割時の分割区分と定電流制御ＰＷＭランプ波及び励磁パターン出力の関係を示す図面
【図８】本発明方法における５０００分割時の分割区分と定電流制御ＰＷＭランプ波及び励磁パターン出力の関係を示す図面
【図９】本発明方法における１００００分割時の分割区分と定電流制御ＰＷＭランプ波及び励磁パターン出力の関係を示す図面
【図１０】本発明方法の第１実施例における２相励磁パターンの組み合わせを示す図面
【図１１】本発明方法の第２実施例における４相励磁パターンの組み合わせを示す図面
【図１２】本発明方法の実施例１の１００００分割、５０００分割及び２０００分割時の振動試験の結果を表すグラフ
【図１３】本発明方法の実施例２の１００００分割、５０００分割及び２０００分割時の振動試験の結果を表すグラフ
【符号の説明】
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）…５相ステッピングモータの各相巻線
（Ｐ１）〜（Ｐ５）…各相巻線の接続点
（Ｔｒ）…スイッチング手段
（＋）…正極
（−）…負極
（２）…５相ステッピングモータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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