(57)【要約】【課題】  駆動力の向上及び高速化を図ったステッピングモータの駆動制御装置を提供する。【解決手段】  ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータ１０の駆動制御装置であって、前記駆動コイルに駆動信号を出力する駆動手段１１と、前記駆動手段の出力端に接続する前記複数の駆動コイルの接続状態を設定するためのスイッチを含む接続回路と、必要な駆動力に応じて必要な数の駆動コイルを並列接続するように前記接続回路を制御する制御手段１３とを有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御方法であって、
大きな駆動力を必要とする際に前記複数の駆動コイルのうち必要とする駆動力に応じた数の駆動コイルを並列接続して通電することを特徴とするステッピングモータの駆動制御方法。
【請求項２】
前記複数の駆動コイルのうち前記ロータの駆動に使用しないコイルを回転検出用として使用し、該回転検出用コイルにより検出された誘起電圧に基づいてロータの回転状態を検出し、該検出値に基づいてロータの回転状態を制御することを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータの駆動制御方法。
【請求項３】
ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御方法であって、
大きな駆動力を必要とする際に前記複数の駆動コイルのうち必要とする駆動力に応じた数の駆動コイルを直列接続して通電することを特徴とするステッピングモータの駆動制御方法。
【請求項４】
ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御装置であって、
前記駆動コイルに駆動信号を出力する駆動手段と、
前記駆動手段の出力端に接続する前記複数の駆動コイルの接続状態を設定するためのスイッチを含む接続回路と、
必要な駆動力に応じて必要な数の駆動コイルを並列接続するように前記接続回路を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記駆動コイルのうち、駆動に関与しない駆動コイルをロータの回転状態を検出する回転検出用コイルとするように接続状態を変更するように前記接続回路を制御し、
前記回転検出用コイルの検出出力に基づいて前記ロータの回転状態を検出する回転検出手段を有し、
前記制御手段は、前記回転検出手段の出力に基づいて前記ロータを駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項５に記載のステッピングモータの駆動制御装置。
【請求項６】
ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御装置であって、
前記駆動コイルに駆動信号を出力する駆動手段と、
前記駆動手段の出力端に接続する前記複数の駆動コイルの接続状態を設定するためのスイッチを含む接続回路と、
必要な駆動力に応じて必要な数の駆動コイルを直列接続するように前記接続回路を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの駆動制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータの高速化と回転検出の高精度化の両立及び低消費電力を図るために、駆動コイルとは別に回転検出用コイルを用いる工夫がなされてきた。例えば、電子時計、計時装置用として駆動コイルとは別に回転検出用のコイルを同軸状に巻線したステッピングモータが提案されている（特許文献１参照）。
また、複数設けられた駆動コイルのうちの一つを検出用コイルとして使用するようにしたステッピングモータが提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
さらに、駆動速度に応じて複数の駆動コイルの接続状態を並列または直列に可変できるように構成したステッピングモータが提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８９９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−３４４５６５号公報
【特許文献３】特開昭６０−２４３５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載されているステッピングモータにあっては、検出コイルは、回転検出の無駄時間削減や逆誘起電圧の検出など、あくまで検出用として利用されており、駆動用コイルとしては使用されておらず、駆動力のさらなる向上はなされていない。
特許文献３は、駆動力の小さな時計用モータが主対象であり、駆動周波数に応じて直列接続と並列接続を切り替えているが、高速駆動は高周波パルス印加されたときのみであり、通常は低周波パルスによる低速駆動である。動作としては時刻修正といった非定常的な使用時を想定している。また、直列または並列接続されるコイルは、あくまで接続された状態で1つのコイルとして機能するため、一方のコイルを開放状態とすることはできない。
近年計時用のステッピングモータは、超小型カメラモジュールのオートフォーカスやズーム用に応用されているが、通常使用状態においてさらなる駆動力アップや高速化が要求されつつある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、通常のモータ駆動における駆動力の向上及び高速化を目的とし、回転検出も可能なステッピングモータの駆動制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ロータと、複数の独立した駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御方法であって、大きな駆動力を必要とする際に前記複数の駆動コイルのうち必要とする駆動力に応じた数の駆動コイルを並列接続して通電することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のステッピングモータの駆動制御方法において、前記複数の駆動コイルのうち前記ロータの駆動に使用しないコイルを回転検出用として使用し、該回転検出用コイルにより検出された誘起電圧に基づいてロータの回転状態を検出し、該検出値に基づいてロータの回転状態を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御方法であって、大きな駆動力を必要とする際に必要とする駆動力に応じた数の前記複数の駆動コイルのうち必要とする駆動力に応じた数の駆動コイルを直列接続して通電することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御装置であって、前記駆動コイルに駆動信号を出力する駆動手段と、前記駆動手段の出力端に接続する前記複数の駆動コイルの接続状態を設定するためのスイッチを含む接続回路と、必要な駆動力に応じて必要な数の駆動コイルを並列接続するように前記接続回路を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のステッピングモータの駆動制御装置において、前記制御手段は、前記駆動コイルのうち、駆動に関与しない駆動コイルをロータの回転状態を検出する回転検出用コイルとするように接続状態を変更するように前記接続回路を制御し、前記回転検出用コイルの検出出力に基づいて前記ロータの回転状態を検出する回転検出手段を有し、前記制御手段は、前記回転検出手段の出力に基づいて前記ロータを駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、ロータと、複数の駆動コイルがヨークに巻回されてなるステータとを有するステッピングモータの駆動制御装置であって、前記駆動コイルに駆動信号を出力する駆動手段と、前記駆動手段の出力端に接続する前記複数の駆動コイルの接続状態を設定するためのスイッチを含む接続回路と、必要な駆動力に応じて必要な数の駆動コイルを直列接続するように前記接続回路を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、ロータの通常より大きい駆動力を必要とする所定角度回転時において複数の駆動コイルを並列接続または直列接続して通電することにより大きい駆動力を発生させることにより、１回転に要する時間を短縮でき、高速化を図ることができる。
また、本発明によれば、ステータに巻回された複数の駆動コイルのうち駆動に関与しない駆動コイルを回転検出用コイルとして使用することで、回転精度の向上を図ることも可能である。
さらに、ロータの駆動に使用しない駆動コイルの両端を電源に短絡することにより、電磁ブレーキとして作用させることができ、ロータの制動する時間が短縮され、回転時間をさらに短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る２相ステッピングモータの装置について説明するに先立ち、本発明が適用される２相ステッピングモータについて説明する。
図１に本発明の適用対象である２相ステッピングモータの従来の構成を示す。同図において、２相ステッピングモータは、２極に着磁されたロータ１と、ロータ１を嵌装するステータ２とを有している。ステータ２には、コイルを巻回するためのスペースとなる長孔３、４が設けられており、該長孔３、４からステータ２の一側面に至る領域にヨーク５（Ａ）、ヨーク６（Ｂ）が形成されている。ヨーク５、６には、コイル７（Ａ）、コイル８（Ｂ）が巻回されている。また、９はノッチ、２０、２１、２２は極間部である。
【００１４】
図２及び図３は、２相ステッピングモータの回転原理を示しており、図２は時計方向（ＣＷ）に回転する際の動作を示し、図３は反時計方向（ＣＣＷ）に回転する際の動作を示している。図２、図３において、コイル７（以下、コイルＡと記す。）、コイル８（以下、コイルＢと記す。）には、図示した極性で駆動パルス電圧が印加されるものとする。ロータ１の１回転の動作は、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の６ステップに分けることができる。
図２（Ａ）はロータ１の回転角が０°の状態であり、図示した極性の駆動パルス電圧がコイルＡ，Ｂに印加されることにより、ステータ２には図示するように、図上、上部左方にＮ極、上部右方にＳ極となるような磁界が発生する（ＳＴＥＰ１）。
【００１５】
この結果、ロータ１は時計方向に回転し（図２（Ｂ））、ロータ１が約９０°回転した時点で、コイルＢに印加する駆動パルス電圧の極性を反転させる（ＳＴＥＰ２）。この結果、ステータ２には、ヨークＡ，Ｂの中間部がＳ極、ステータ２の上部左右がＮ極となる磁界が発生し、ロータ１が初期位置から１８０°回転した時点で、停止する（ＳＴＥＰ３）（図２（Ｃ））。
【００１６】
次いで、コイルＡに印加される駆動パルス電圧を反転させる（図２（Ｄ））。この結果、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＮ極となるような磁界が発生する（ＳＴＥＰ４）。このため、ロータ１のＳ極、Ｎ極が、それぞれ、ステータ２側のＳ極、Ｎ極より反発力を受けるので時計方向に初期位置から約２７０度、回転し、次いでコイルＢに印加される駆動パルス電圧を反転させる（ＳＴＥＰ５）（図２（Ｅ））。このとき、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＳ極、ヨークＡ，Ｂの中間部がＮ極となるような磁界が発生する。したがって、ロータ１は、さらに回転を継続し、初期位置より３６０°回転した時点で、停止する（ＳＴＥＰ６）（図２（Ｆ））。このようにして、ロータ１は時計方向に回転する。
【００１７】
反時計方向に回転させる場合も同様である。図３（Ａ）はロータ１の回転角が０°の状態であり、図示した極性の駆動パルス電圧がコイルＡ，Ｂに印加されることにより、ステータ２には図示するように、図上、上部左方にＳ極、上部右方にＮ極となるような磁界が発生する（ＳＴＥＰ１）。この結果、ロータ１のＳ極、Ｎ極がステータ２に発生した磁界のＳ極、Ｎ極により反発力を受けてロータ１は反時計方向に回転し（図３（Ｂ））、ロータ１が約９０°回転した時点で、コイルＡに印加する駆動パルス電圧の極性を反転させる（ＳＴＥＰ２）。この結果、ステータ２には、ヨークＡ，Ｂの中間部がＳ極、ステータ２の上部左右がＮ極となる磁界が発生し、ロータ１が初期位置から１８０°回転した時点で、停止する（ＳＴＥＰ３）（図３（Ｃ））。
【００１８】
次いで、コイルＢに印加される駆動パルス電圧を反転させる（図３（Ｄ））。この結果、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＳ極となるような磁界が発生する（ＳＴＥＰ４）。このため、ロータ１のＳ極、Ｎ極が、それぞれ、ステータ２側のＳ極、Ｎ極より反発力を受けるので反時計方向に初期位置から約２７０度、回転し、次いでコイルＡに印加される駆動パルス電圧を反転させる（ＳＴＥＰ５）（図３（Ｅ））。このとき、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＳ極、ヨークＡ，Ｂの中間部がＮ極となるような磁界が発生する。したがって、ロータ１は、さらに回転を継続し、初期位置より３６０°回転した時点で、停止する（ＳＴＥＰ６）（図３（Ｆ））。このようにして、ロータ１は反時計方向に回転する。
このように２相ステッピングモータは、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の各動作によりロータが１回転することとなる。
【００１９】
次に本発明が適用される２相ステッピングモータの構成を図４に示す。図４に示した２相ステッピングモータが図１に示した２相ステッピングモータと構成上、異なるのは、ヨーク５、６にそれぞれ、複数（本実施形態では２つ）の駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２を巻回し、ヨーク５において、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、ヨーク６において駆動コイル２−１に駆動コイル２−２を並列接続可能に構成されている点であり、他の構成は同一であるので、重複する説明は省略する。
【００２０】
駆動コイル１−１の一端は端子１−１Ａに、他端は端子１−１Ｂに接続されている。駆動コイル１−２の一端は端子１−２Ａに、他端は端子１−２Ｂに接続されている。また、駆動コイル２−１の一端は端子２−１Ａに、他端は端子２−１Ｂに接続されている。駆動コイル２−２の一端は端子２−２Ａに、他端は端子２−２Ｂに接続されている。
【００２１】
次に、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の構成を図５に示す。
同図において、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置は、２相ステッピングモータ１０を駆動するモータドライバ１１と、ロータ１の回転状態を検出する回転検出部１２と、モータドライバを制御する制御部１３とを有している。
【００２２】
モータドライバ１１は、ヨーク５に巻回された駆動コイル１−１、１−２、ヨーク６に巻回された駆動コイル２−１、２−２をそれぞれ、並列接続するか、または、並列接続した状態を解除する機能と、各駆動コイルに所定のタイミングで、かつ所定の極性の駆動パルス電圧を供給する機能とを有している。
回転検出部１２は、駆動コイルのうち、ロータ１の駆動に関与していない駆動コイルをロータ１の回転検出用コイルとして使用し、該当駆動コイルの検出出力に基づいてロータ１の回転状態を検出する。すなわち、ロータ１の回転、非回転の状態を上記回転検出用コイルに誘起される電圧（検出電圧）により検出する。
【００２３】
制御部１３は、モータドライバ１１が所定のタイミングで、所定の極性の駆動パルスを各駆動コイルに供給し、かつ複数の駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２のうちの所定の駆動コイルを、必要とする駆動力に応じて並列接続し、または並列接続した状態を解除するように制御する。
また、制御部１３は、回転検出部１２によりロータ１が非回転状態にあることが検出された場合には、駆動パルス電圧のデューティを変更し、通常より大電力でロータ１を強制的に駆動するようにモータドライバ１１を制御する。
【００２４】
モータドライバ１１の具体的構成を図６に示す。同図において、モータドライバ１１は、駆動制御部１１０と、駆動コイル１−１、１−２を並列接続し、またはその並列接続された状態を解除するための接続回路１１２と、駆動コイル２−１、２−２を並列接続し、またはその並列接続された状態を解除するための接続回路１１４とを有している。
接続回路１１２は、スイッチング素子として機能するＰＮＰトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６及びＮＰＮトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ７、Ｑ８とを含んで構成されている。ＰＮＰトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６のエミッタは共通接続され、電源電圧ＶDDの電源ラインに接続されている。
【００２５】
また、ＰＮＰトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６のコレクタは、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ７、Ｑ８のコレクタに接続されている。
ＮＰＮトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ７、Ｑ８のエミッタは共通接続され、接地されている。ＰＮＰトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタ間には駆動コイル１−１が接続され、ＰＮＰトランジスタＱ５、Ｑ６のコレクタ間には駆動コイル１−２が接続されている。
駆動コイル１−１の一端ｘ1は端子１−１Ａに、駆動コイル１−１の他端ｘ2は端子１−１Ｂに、それぞれ接続されている。また、駆動コイル１−２の一端ｘ3は端子１−２Ａに、駆動コイル１−２の他端ｘ4は端子１−２Ｂに、それぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６及びＮＰＮトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ７、Ｑ８のベースには、駆動制御部１１０より各トランジスタをオン、オフ制御するための制御信号が出力されるようになっている。
【００２６】
接続回路１１４は、接続回路１１２と同様にスイッチング素子として機能するＰＮＰトランジスタＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１５、Ｑ１６及びＮＰＮトランジスタＱ１３、Ｑ１４、Ｑ１７、Ｑ１８とを含んで構成されている。ＰＮＰトランジスタＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１５、Ｑ１６のエミッタは共通接続され、電源電圧ＶDDの電源ラインに接続されている。
【００２７】
また、ＰＮＰトランジスタＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１５、Ｑ１６のコレクタは、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ１３、Ｑ１４、Ｑ１７、Ｑ１８のコレクタに接続されている。
ＮＰＮトランジスタＱ１３、Ｑ１４、Ｑ１７、Ｑ１８のエミッタは共通接続され、接地されている。ＰＮＰトランジスタＱ１１、Ｑ１２のコレクタ間には駆動コイル２−１が接続され、ＰＮＰトランジスタＱ１５、Ｑ１６のコレクタ間には駆動コイル２−２が接続されている。
【００２８】
駆動コイル２−１の一端ｘ5は端子２−１Ａに、駆動コイル２−１の他端ｘ6は端子２−１Ｂに、それぞれ接続されている。また、駆動コイル２−２の一端ｘ7は端子２−２Ａに、駆動コイル２−２の他端ｘ8は端子２−２Ｂに、それぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１５、Ｑ１６及びＮＰＮトランジスタＱ１３、Ｑ１４、Ｑ１７、Ｑ１８のベースには、駆動制御部１１０より各トランジスタをオン、オフ制御するための制御信号が出力されるようになっている。
【００２９】
上記構成からなる本発明の第1実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の動作を、図７〜図１４を参照して説明する。図７はステッピングモータが時計方向（ＣＷ）に回転する動作を示し、図８は、そのときのＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の各期間で出力される駆動パルス電圧及び、各駆動コイルに流れる電流波形を示している。また、図９〜図１４は、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の各期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示している。
【００３０】
図７において、ＳＴＥＰ１で駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−１に駆動コイル２−２をそれぞれ、並列接続し、駆動パルス電圧Ｐ１を駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２に印加する。（ステップ２００）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ１、Ｑ５、Ｑ４、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１５、Ｑ１４、Ｑ１８のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力され、トランジスタＱ１、Ｑ５、Ｑ４、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１５、Ｑ１４、Ｑ１８がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１に駆動コイル２−２がそれぞれ、並列接続された状態となる。
【００３１】
したがって、ＳＴＥＰ１では、駆動コイル１（１−１、１−２）に駆動電圧パルスＰ１（電圧値：Ｖ１＝ＶDD）が、駆動コイル２（２−１、２−２）に駆動電圧パルスＰ１（電圧値：Ｖ２＝Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図９（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＳ極となるような磁界が発生する。この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、より大きな磁気吸引力が発生している。そのため、ロータに対して従来に比して大きな駆動力が２極に着磁したロータ１に作用する。この結果、ロータ１は時計方向に回転する。
【００３２】
ロータ１が約９０°回転した時点（ＳＴＥＰ２）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ３の期間、駆動コイル１−２、２−２をそれぞれ、並列接続された状態から開放し、駆動コイル１−１、２−１に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加する（ステップ２０１）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ５、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１８のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ１２、Ｑ１３をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ１、Ｑ４は継続してオン状態である。この結果、トランジスタＱ５、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１５、Ｑ１４、Ｑ１８がオフ状態、トランジスタＱ１２、Ｑ１３がオン状態となり、駆動コイル１−１から駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１から駆動コイル２−２がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−１、２−１に駆動パルス電圧Ｐ２が印加される。
【００３３】
したがって、ＳＴＥＰ２、３では、駆動コイル１（１−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：Ｖ１）が、駆動コイル２（２−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：−Ｖ２）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図１０（Ａ）、図１１（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＮ極、ヨーク５、６の中間部がＳ極となるような磁界が発生し、ロータ１は、更に時計方向に回転し、１８０°回転した時点で停止する。
【００３４】
一方、制御部１１３は、ロータ１の駆動に関与してない駆動コイル２−２を回転検出用コイルとして使用するために回転検出部１２に接続し、該回転検出部１２により検出された駆動コイル２−２に誘起される電圧値からロータ１が初期位置から１８０°回転したか否かを判定する。
制御部１３は、回転検出部１２の検出出力に基づいてロータ１が初期位置から１８０°回転したと判定した際、回転検出部１２への駆動コイル２−２の接続を開放する（図１１（Ａ））（ステップ２０２）。
【００３５】
次いで、ＳＴＥＰ４の期間では、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−１に駆動コイル２−２をそれぞれ、並列接続し、駆動パルス電圧Ｐ３を駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２に印加する。（ステップ２０３）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ１、Ｑ４、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１６、Ｑ１７のベースにトランジスタＱ１、Ｑ４をオフ状態にし、かつトランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１６、Ｑ１７をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ１２、Ｑ１３は継続してオン状態である。この結果、トランジスタＱ１、Ｑ４がオフ状態に、トランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１６、Ｑ１７がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１に駆動コイル２−２がそれぞれ、並列接続された状態となる。
【００３６】
したがって、ＳＴＥＰ４では、駆動コイル１（１−１、１−２）に駆動電圧パルスＰ３（電圧値：−Ｖ１＝ＶDD）が、駆動コイル２（２−１、２−２）に駆動電圧パルスＰ３（電圧値：−Ｖ２＝−Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図１２（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＮ極となるような磁界が発生する。この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力が２極に着磁したロータ１に作用する。この結果、ロータ１はさらに時計方向に回転する。
【００３７】
ロータ１が約２７０°回転した時点（ＳＴＥＰ５）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ６の期間、駆動コイル１−２、２−２をそれぞれ、並列接続された状態から開放し、駆動コイル１−１、２−１に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で駆動パルスＰ４を印加する（ステップ２０４）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ６、Ｑ７、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１６、Ｑ１７のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ１１、Ｑ１４のベースにトランジスタＱ１１、Ｑ１４をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ２、Ｑ３は継続してオン状態である。
【００３８】
この結果、トランジスタＱ６、Ｑ７、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１６、Ｑ１７がオフ状態、トランジスタＱ１、Ｑ１４がオン状態となり、駆動コイル１−１から駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１から駆動コイル２−２がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−１、２−１に駆動パルス電圧Ｐ４が印加される。
【００３９】
次いで、制御部１１３は、ロータ１の駆動に関与してない駆動コイル１−２を回転検出用コイルとして使用するために回転検出部１２に接続し、該回転検出部１２により検出された駆動コイル２−２に誘起される電圧値からロータ１が初期位置から３６０°回転したか否かを判定する。
制御部１３は、回転検出部１２の検出出力に基づいてロータ１が初期位置から３６０°回転したと判定した際、回転検出部１２への駆動コイル１−２の接続を開放する（図１４（Ａ））（ステップ２０５）。
図１５に第１実施形態に係るステッピングモータにおける駆動パルス電圧の出力期間であるＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６のタイミングを従来例と比較して示す。駆動力をアップさせたＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ４の各期間は、従来例よりもモータを所定角度回転させるのに要する時間が短くて済む。その結果、ロータの１回転に要する時間が短縮され、モータ回転の高速化を図ることができる。
【００４０】
次に、反時計方向（ＣＣＷ）に回転する場合の動作について図１６のフローチャートを参照して説明する。同図において、ＳＴＥＰ１で駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−１に駆動コイル２−２をそれぞれ、並列接続し、時計方向（ＣＷ）のときと逆の極性の駆動パルス電圧Ｐ１'を駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２に印加する。（ステップ３００）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１６、Ｑ１７のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力され、トランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１６、Ｑ１７がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１に駆動コイル２−２がそれぞれ、並列接続された状態となる。
【００４１】
したがって、ＳＴＥＰ１では、駆動コイル１（１−１、１−２）に駆動電圧パルスＰ１'（電圧値：−Ｖ１＝−ＶDD）が、また駆動コイル２（２−１、２−２）に駆動電圧パルスＰ１'（電圧値：−Ｖ２＝−Ｖ１）が印加され、図９（Ａ）に示したのとは反対に、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＮ極となるような磁界が発生する。この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力が２極に着磁したロータ１に作用する。この結果、ロータ１は反時計方向に回転する。
【００４２】
次いで、ロータ１が約９０°回転した時点（ＳＴＥＰ２）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ３の期間、駆動コイル１−２、２−２をそれぞれ、並列接続された状態から開放し、駆動コイル１−１、２−１に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加する（ステップ３０１）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１６、Ｑ１７のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ１、Ｑ４をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ１２、Ｑ１３は継続してオン状態である。この結果、トランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ１６、Ｑ１７がオフ状態となり、次いで、トランジスタＱ１、Ｑ４がオン状態となり、駆動コイル１−１から駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１から駆動コイル２−２がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−１、２−１に駆動パルス電圧Ｐ２が印加される。
【００４３】
したがって、ＳＴＥＰ２、３では、駆動コイル１（１−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：Ｖ１）が、駆動コイル２（２−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：−Ｖ２）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図１０（Ａ）、図１１（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＮ極、ヨーク５、６の中間部がＳ極となるような磁界が発生し、ロータ１は、更に反時計方向に回転し、１８０°回転した時点で停止する。
【００４４】
一方、制御部１１３は、ロータ１の駆動に関与してない駆動コイル１−２を回転検出用コイルとして使用するために回転検出部１２に接続し、該回転検出部１２により検出された駆動コイル２−２に誘起される電圧値からロータ１が初期位置から１８０°回転したか否かを判定する。
制御部１３は、回転検出部１２の検出出力に基づいてロータ１が初期位置から１８０°回転したと判定した際、回転検出部１２への駆動コイル１−２の接続を開放する（図１１（Ａ））（ステップ３０２）。
【００４５】
次いで、ＳＴＥＰ４の期間では、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−１に駆動コイル２−２をそれぞれ、並列接続し、時計方向（ＣＷ）のときと逆の極性の駆動パルス電圧Ｐ３'を駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２に印加する。（ステップ３０３）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりトランジスタＱ５、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１８のベースにトランジスタＱ１２、Ｑ１３をオフ状態にし、かつトランジスタＱ５、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１８をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ１、Ｑ４は継続してオン状態である。この結果、トランジスタＱ１２、Ｑ１３がオフ状態に、トランジスタＱ５、Ｑ８、Ｑ１１、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１８がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１に駆動コイル２−２がそれぞれ、並列接続された状態となる。
【００４６】
したがって、ＳＴＥＰ４では、駆動コイル１（１−１、１−２）に駆動電圧パルスＰ３'（電圧値：Ｖ１＝ＶDD）が、駆動コイル２（２−１、２−２）に駆動電圧パルスＰ３'（電圧値：Ｖ２＝Ｖ１）が印加され、図１２（Ａ）に示すのとは逆に、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＳ極となるような磁界が発生する。
この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力が２極に着磁したロータ１に作用する。この結果、ロータ１はさらに反時計方向に回転する。
【００４７】
ロータ１が約２７０°回転した時点（ＳＴＥＰ５）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ６の期間、駆動コイル１−２、２−２をそれぞれ、並列接続された状態から開放し、駆動コイル１−１、２−１に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で駆動パルスＰ４を印加する（ステップ３０４）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０よりランジスタＱ１、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ８、Ｑ１５、Ｑ１８のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ２、Ｑ３のベースにトランジスタＱ２、Ｑ３をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ１１、Ｑ１４は継続してオン状態である。
【００４８】
この結果、トランジスタＱ１、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ８、Ｑ１５、Ｑ１８がオフ状態となり、次いで、トランジスタＱ２、Ｑ３がオン状態となり、駆動コイル１−１から駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１から駆動コイル２−２がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−１、２−１に駆動パルス電圧Ｐ４が印加される。
【００４９】
次いで、制御部１１３は、ロータ１の駆動に関与してない駆動コイル１−２を回転検出用コイルとして使用するために回転検出部１２に接続し、該回転検出部１２により検出された駆動コイル２−２に誘起される電圧値からロータ１が初期位置から３６０°回転したか否かを判定する。
制御部１３は、回転検出部１２の検出出力に基づいてロータ１が初期位置から３６０°回転したと判定した際、回転検出部１２への駆動コイル２−２の接続を開放する（図１４（Ａ））（ステップ３０５）。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の構成を図１７に示す。同図において、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置は、２相ステッピングモータ１０を駆動するモータドライバ１１と、モータドライバを制御する制御部１３とを有している。
本実施形態に適用されるステッピングモータは、ヨーク５、６にそれぞれ、複数（本実施形態では２つ）の駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２を巻回し、直列接続可能に構成されている。
【００５１】
モータドライバ１１は、ヨーク５に巻回された駆動コイル１−１、１−２、ヨーク６に巻回された駆動コイル２−１、２−２をそれぞれ、直列接続するか、または、直列接続した状態を解除する機能と、各駆動コイルに所定のタイミングで、かつ所定の極性の駆動パルス電圧を供給する機能とを有している。
【００５２】
制御部１３は、モータドライバ１１が所定のタイミングで、所定の極性の駆動パルスを各駆動コイルに供給し、かつ複数の駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２のうちの所定の駆動コイルを、必要とする駆動力に応じて直列接続し、または直列接続した状態を解除するように制御する。
【００５３】
モータドライバ１１の具体的構成を図１８に示す。同図において、モータドライバ１１は、駆動制御部１１０Ａと、駆動コイル１−１、１−２を直列接続し、またはその直列接続された状態を解除するための接続回路１１６と、駆動コイル２−１、２−２を直列接続し、またはその直列接続された状態を解除するための接続回路１１８とを有している。図１８に示した駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２の各コイルの直流抵抗値は、第１実施形態における駆動コイル１−１、１−２、２−１、２−２（図６）の各コイルの直流抵抗値をＲとすると、Ｒ／２のものが使用される。
接続回路１１６は、スイッチング素子として機能するＰＮＰトランジスタＱ２０、Ｑ２１、Ｑ２４及びＮＰＮトランジスタＱ２２、Ｑ２３、Ｑ２５とを含んで構成されている。ＰＮＰトランジスタＱ２０、Ｑ２１、Ｑ２４のエミッタは共通接続され、電源電圧ＶDDの電源ラインに接続されている。
【００５４】
また、ＰＮＰトランジスタＱ２０、Ｑ２１、Ｑ２４のコレクタは、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ２２、Ｑ２３、Ｑ２５のコレクタに接続されている。
ＮＰＮトランジスタＱ２２、Ｑ２５のエミッタは共通接続され、接地されている。Ｑ２３のエミッタは抵抗値Ｒ／２の抵抗値Ｒ１−１を介して設置されている。
ＰＮＰトランジスタＱ２０、Ｑ２１のコレクタ間には駆動コイル１−１が接続され、ＰＮＰトランジスタＱ２１、Ｑ２４のコレクタ間には駆動コイル１−２が接続されている。
【００５５】
駆動コイル１−１の一端ｘ11は端子１−１Ａに、駆動コイル１−１の他端及び駆動コイル１−２の一端ｘ12は端子１−１Ｂ（１−２Ａ）に、それぞれ接続されている。また、駆動コイル１−２の他端ｘ13は端子１−２Ｂに接続されている。  ＰＮＰトランジスタＱ２０、Ｑ２１、Ｑ２４及びＮＰＮトランジスタＱ２２、Ｑ２３、Ｑ２５のベースには、駆動制御部１１０Ａより各トランジスタをオン、オフ制御するための制御信号が出力されるようになっている。
【００５６】
接続回路１１８は、接続回路１１６と同様にスイッチング素子として機能するＰＮＰトランジスタ及びＮＰＮトランジスタＱ３２、Ｑ３３、Ｑ３５とを含んで構成されている。ＰＮＰトランジスタＱ３０、Ｑ３１、Ｑ３４のエミッタは共通接続され、電源電圧ＶDDの電源ラインに接続されている。
【００５７】
また、ＰＮＰトランジスタＱ３０、Ｑ３１、Ｑ３４のコレクタは、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ３２、Ｑ３３、Ｑ３５のコレクタに接続されている。
ＮＰＮトランジスタＱ３２、Ｑ３５のエミッタは共通接続され、接地されている。Ｑ３３のエミッタは抵抗値Ｒ／２の抵抗Ｒ２−１を介して接地されている。
ＰＮＰトランジスタＱ３０、Ｑ３１のコレクタ間には駆動コイル２−１が接続され、ＰＮＰトランジスタＱ３１、Ｑ３４のコレクタ間には駆動コイル２−２が接続されている。
【００５８】
駆動コイル２−１の一端ｘ14は端子２−１Ａに、駆動コイル２−１の他端であり、かつ駆動コイル２−２の一端ｘ15は端子２−１Ｂに、それぞれ接続されている。また、駆動コイル２−２の他端ｘ16は端子２−２Ｂに、それぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタＱ３０、Ｑ３１、Ｑ３４及びＮＰＮトランジスタＱ３２、Ｑ３３、Ｑ３５のベースには、駆動制御部１１０Ａより各トランジスタをオン、オフ制御するための制御信号が出力されるようになっている。
【００５９】
上記構成からなる本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の動作を図８、図１９〜図２５を参照して説明する。図１９はステッピングモータが時計方向（ＣＷ）に回転する動作を示し、図８は、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の各期間で出力される駆動パルス電圧及び、各駆動コイルに流れる電流波形を示しており、これは第１実施形態と同様である。また、図２０〜図２５は、ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の各期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示している。
【００６０】
図１９において、ＳＴＥＰ１で駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−１に駆動コイル２−２をそれぞれ、直列接続し、駆動パルス電圧Ｐ１を駆動コイル１−１、１−２の直列回路、及び駆動コイル２−１、２−２の直列回路にそれぞれ、印加する。（ステップ４００）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２０、Ｑ２５、Ｑ３０、Ｑ３５のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力され、トランジスタＱ２０、Ｑ２５、Ｑ３０、Ｑ３５がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１に駆動コイル２−２がそれぞれ、電源電圧ＶDDと接地電位との間に直列接続された状態となる。
【００６１】
したがって、ＳＴＥＰ１では、駆動コイル１（１−１、１−２）の各駆動コイルに駆動電圧パルスＰ１（電圧値：Ｖ１＝ＶDD／２）が、駆動コイル２（２−１、２−２）に駆動電圧パルスＰ１（電圧値：Ｖ２＝Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図２０（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＳ極となるような磁界が発生する。この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力が２極に磁化したロータ１に作用する。この結果、ロータ１は時計方向に回転する。
【００６２】
ロータ１が約９０°回転した時点（ＳＴＥＰ２）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ３の期間、駆動コイル１−２、２−１をそれぞれ、直列接続された状態から開放し、駆動コイル１−１、２−２に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加する（ステップ４０１）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２５、Ｑ３０、Ｑ３５ベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ２３，Ｑ３３、Ｑ３４をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ２０は継続してオン状態である。この結果、トランジスタＱ２５、Ｑ３０、Ｑ３５がオフ状態、トランジスタＱ２０のほかにＱ２３、Ｑ３３、Ｑ３４がオン状態となり、駆動コイル１−１から駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−２から駆動コイル２−１がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−１、２−２に駆動パルス電圧Ｐ２が印加される。コイル１−１，コイル２−２は、それぞれコイルと等しい抵抗値を持つＲ１−１、Ｒ２−１と直列接続されるため、コイルの直列接続時と同じ直流電流が流れている。
【００６３】
したがって、ＳＴＥＰ２、３では、駆動コイル１（１−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：Ｖ１＝ＶＤＤ／２）が、駆動コイル２（２−２）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：−Ｖ２＝−Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図２１（Ａ）、図２２（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＮ極、ヨーク５、６の中間部がＳ極となるような磁界が発生し、ロータ１は、更に時計方向に回転し、１８０°回転した時点で停止する。
【００６４】
次いで、ＳＴＥＰ４の期間では、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−２に駆動コイル２−１をそれぞれ直列接続し、駆動パルス電圧Ｐ３を駆動コイル１−１、１−２の直列回路、及び駆動コイル２−１、２−２の直列回路に、それぞれ印加する。（ステップ４０２）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡによりトランジスタＱ２０、Ｑ２３、Ｑ３３のベースにこれらのトランジスタをオフ状態にし、かつトランジスタＱ２２、Ｑ２４、Ｑ３２をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ３４は継続してオン状態である。
この結果、トランジスタＱ２０、Ｑ２３、Ｑ３３がオフ状態に、トランジスタＱ３４のほかにトランジスタＱ２２、Ｑ２４、Ｑ３２がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−２に駆動コイル２−１がそれぞれ、直列接続された状態となる。
【００６５】
したがって、ＳＴＥＰ４では、駆動コイル１（１−１、１−２）の各駆動コイルに駆動電圧パルスＰ３（電圧値：−Ｖ１＝−ＶＤＤ／２）が、駆動コイル２（２−１、２−２）の各駆動コイルに駆動電圧パルスＰ３（電圧値：−Ｖ２＝−Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図２３（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＮ極となるような磁界が発生する。この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力が２極に磁化したロータ１に作用する。この結果、ロータ１はさらに時計方向に回転する。
【００６６】
ロータ１が約２７０°回転した時点（ＳＴＥＰ５）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ６の期間、駆動コイル１−１、２−２をそれぞれ、直列接続された状態から開放し、駆動コイル１−２、２−１に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で駆動パルスＰ４を印加する（ステップ４０３）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２２、Ｑ３２、Ｑ３４のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ２３、Ｑ３０、Ｑ３３のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ２４は継続してオン状態である。
【００６７】
この結果、トランジスＱ２２、Ｑ３２、Ｑ３４がオフ状態、トランジスタＱ２４のほかにＱ２３、Ｑ３０、Ｑ３３がオン状態となり、駆動コイル１−２から駆動コイル１−１が、また駆動コイル２−１から駆動コイル２−２がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−２、２−１に駆動パルス電圧Ｐ４が印加される。コイル１−２，コイル２−１は、それぞれコイルと等しい抵抗値を持つＲ１−１、Ｒ２−１と直列接続されるため、コイルの直列接続時と同じ直流電流が流れている。
【００６８】
したがって、ＳＴＥＰ５、６では、駆動コイル１（１−２）には駆動電圧パルスＰ４（電圧値：−Ｖ１＝−ＶＤＤ／２）が、駆動コイル２（２−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：Ｖ２＝Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図２４（Ａ）、図２５（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＳ極、ヨーク５、６の中間部がＮ極となるような磁界が発生し、ロータ１は、更に時計方向に回転し、３６０°回転した時点で停止する。
【００６９】
次に、反時計方向（ＣＣＷ）に回転する場合の動作について図２６のフローチャートを参照して説明する。同図において、ＳＴＥＰ１で駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−１に駆動コイル２−２をそれぞれ、直列接続し、時計方向（ＣＷ）のときと逆の極性の駆動パルス電圧Ｐ１'を駆動コイル１−１、１−２の直列回路、駆動コイル２−１、２−２の直列回路に印加する（ステップ５００）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２２、Ｑ２４、Ｑ３２、Ｑ３４のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力され、トランジスタＱ２２、Ｑ２４、Ｑ３２、Ｑ３４がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−１に駆動コイル２−２がそれぞれ、直列接続された状態となる。
【００７０】
したがって、ＳＴＥＰ１では、駆動コイル１（１−１、１−２）の各駆動コイルに駆動電圧パルスＰ１'（電圧値：−Ｖ１＝−ＶＤＤ／２）が、また駆動コイル２（２−１、２−２）の各駆動コイルに駆動電圧パルスＰ１'（電圧値：−Ｖ２＝−Ｖ１）が印加され、図９（Ａ）に示したのとは反対に、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＮ極となるような磁界が発生する。この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力がロータ１に作用する。この結果、ロータ１は反時計方向に回転する。
【００７１】
次いで、ロータ１が約９０°回転した時点（ＳＴＥＰ２）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ３の期間、駆動コイル１−２、２−１をそれぞれ、直列接続された状態から開放し、駆動コイル１−１、２−２に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加する（ステップ５０１）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２２、Ｑ２４、Ｑ３２のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ２０、Ｑ２３、Ｑ３３をオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ３４は継続してオン状態である。
この結果、トランジスタＱ２２、Ｑ２４、Ｑ３２がオフ状態となり、次いで、トランジスタＱ３４のほかにＱ２０、Ｑ２３、Ｑ３３がオン状態となり、駆動コイル１−１から駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−２から駆動コイル２−１がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−１、２−２に駆動パルス電圧Ｐ２が印加される。コイル１−１，コイル２−２は、それぞれコイルと等しい抵抗値を持つＲ１−１、Ｒ２−１と直列接続されるため、コイルの直列接続時と同じ直流電流が流れている。
【００７２】
したがって、ＳＴＥＰ２、３では、駆動コイル１（１−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：Ｖ１＝ＶＤＤ／２）が、駆動コイル２（２−２）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：−Ｖ２＝−Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図２１（Ａ）、図２２（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＮ極、ヨーク５、６の中間部がＳ極となるような磁界が発生し、ロータ１は、更に反時計方向に回転し、１８０°回転した時点で停止する。
【００７３】
次いで、ＳＴＥＰ４の期間では、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２を、駆動コイル２−２に駆動コイル２−１をそれぞれ、直列接続し、時計方向（ＣＷ）のときと逆の極性の駆動パルス電圧Ｐ３'を駆動コイル１−１、１−２の直列回路、及び駆動コイル２−１、２−２の直列回路に、それぞれ印加する。（ステップ５０２）。
すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２３、Ｑ３３、Ｑ３４のベースにこれらのトランジスタをオフ状態にし、かつトランジスタＱ２５、Ｑ３０、Ｑ３５のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ２０は継続してオン状態である。この結果、トランジスタＱ２３、Ｑ３３、Ｑ３４がオフ状態に、トランジスタＱ２０のほかにＱ２５、Ｑ３０、Ｑ３５がオン状態となり、駆動コイル１−１に駆動コイル１−２が、また駆動コイル２−２に駆動コイル２−１がそれぞれ、直列接続された状態となる。
【００７４】
したがって、ＳＴＥＰ４では、駆動コイル１（１−１、１−２）に駆動電圧パルスＰ３'（電圧値：Ｖ１＝ＶＤＤ／２）が、駆動コイル２（２−１、２−２）に駆動電圧パルスＰ３'（電圧値：Ｖ２＝Ｖ１）が印加され、図１２（Ａ）に示すのとは逆に、ステータ２の上部左方がＮ極、上部右方がＳ極となるような磁界が発生する。
この磁界は、ヨーク５、６にそれぞれ巻回された２つの駆動コイルにより発生する磁界が加算されることになるため、従来に比して大きい駆動力が２極に磁化したロータ１に作用する。この結果、ロータ１はさらに反時計方向に回転する。
【００７５】
ロータ１が約２７０°回転した時点（ＳＴＥＰ５）では、大きな駆動力を必要としないので、ＳＴＥＰ６の期間、駆動コイル１−１、２−２をそれぞれ、直列接続された状態から開放し、駆動コイル１−２、２−１に図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で駆動パルスＰ４を印加する（ステップ５０３）。すなわち、制御部１３の制御下にモータドライバ１１における駆動制御部１１０ＡよりトランジスタＱ２０、Ｑ２５、Ｑ３５のベースにこれらのトランジスタをオフ状態とする制御信号が出力され、かつトランジスタＱ２３、Ｑ２４、Ｑ３３のベースにこれらのトランジスタをオン状態とする制御信号が出力される。トランジスタＱ３０は継続してオン状態である。
【００７６】
この結果、トランジスタＱ２０、Ｑ２５、Ｑ３５がオフ状態、トランジスタＱ３０のほかにＱ２３、Ｑ２４、Ｑ３３がオン状態となり、駆動コイル１−２から駆動コイル１−１が、また駆動コイル２−１から駆動コイル２−２がそれぞれ、分離された状態となるとともに、駆動コイル１−２、２−１に駆動パルス電圧Ｐ４が印加される。コイル１−２，コイル２−１は、それぞれコイルと等しい抵抗値を持つＲ１−１、Ｒ２−１と直列接続されるため、コイルの直列接続時と同じ直流電流が流れている。
【００７７】
したがって、ＳＴＥＰ５、６では、駆動コイル１（１−２）には駆動電圧パルスＰ４（電圧値：−Ｖ１＝−ＶＤＤ／２）が、駆動コイル２（２−１）には駆動電圧パルスＰ２（電圧値：Ｖ２＝Ｖ１）が図８（Ｂ）（ａ），（ｂ）に示す極性で印加され、図２４（Ａ）、図２５（Ａ）に示すように、ステータ２の上部左方がＳ極、上部右方がＳ極、ヨーク５、６の中間部がＮ極となるような磁界が発生し、ロータ１は、更に反時計方向に回転し、３６０°回転した時点で停止する。
【００７８】
以上、本発明の第１、第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置及び制御方法によれば、ロータの通常より大きい駆動力を必要とする所定角度回転時において複数の駆動コイルを並列接続または直列接続して通電することにより大きい駆動力を発生させることが可能となり、その結果、１回転に要する時間を短縮でき、高速化を図ることができる。
また、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置及び制御方法によれば、ステータに巻回された複数の駆動コイルのうち駆動に関与しない駆動コイルを回転検出用コイルとして使用することで、回転精度の向上を図ることも可能である。
さらに、本発明の第１、第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置及び制御方法によれば、ロータの駆動に使用しない駆動コイルを短絡することにより、電磁ブレーキとして作用させることができ、回転時間をさらに短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の適用対象である２相ステップモータの従来装置の概略構成を示す図。
【図２】図１に示した２相ステップモータの時計方向の回転動作を示す説明図。
【図３】図１に示した２相ステップモータの反時計方向の回転動作を示す説明図。
【図４】本発明が適用される２相ステッピングモータの構成図。
【図５】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】図５に示した本発明の第１実施形態に係るステッピングモータにおけるモータドライバの具体的構成を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置によりステッピングモータが時計方向（ＣＷ）に回転駆動する際の制御内容を示すフローチャート。
【図８】ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の各期間で出力される駆動パルス電圧及び、各駆動コイルに流れる電流波形を示す図。
【図９】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ１の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ２の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ３の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ４の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ５の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ６の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の効果を示す説明図。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置によりステッピングモータが反時計方向（ＣＣＷ）に回転駆動する際の制御内容を示すフローチャート。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置の構成を示すブロック図。
【図１８】図１７に示した本発明の第１実施形態に係るステッピングモータにおけるモータドライバの具体的構成を示す図。
【図１９】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置によりステッピングモータが時計方向（ＣＷ）に回転駆動する際の制御内容を示すフローチャート。
【図２０】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ１の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図２１】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ２の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図２２】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ３の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図２３】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ４の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図２４】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ５の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図２５】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置においてＳＴＥＰ６の期間におけるロータの回転位置と、各駆動コイルに印加される駆動パルス電圧の極性及び各駆動コイルに流れる電流の方向を示す説明図。
【図２６】本発明の第２実施形態に係るステッピングモータの駆動制御装置によりステッピングモータが反時計方向（ＣＣＷ）に回転駆動する際の制御内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８０】
１…ロータ、２…ステータ、１−１、１−２、２−１、２−２…駆動コイル、５、６…ヨーク、１０…ステッピングモータ、１１…モータドライバ（駆動手段）、１２…回転検出部、１３…制御部（制御手段）、１１０、１１０Ａ…駆動制御部、１１２、１１４…接続回路
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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