(57)【要約】【課題】ロータ停止判定を高精度に行うことができるステッピングモータ駆動装置を提供する。【解決手段】Ａ相出力部（１１）は、ハイインピーダンス制御信号を受けてＡ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けてＡ相コイルの通電状態を固定し、Ｂ相検知制御部（１４）から通電固定信号を受けてからＡ相コイルの駆動タイミングに同期してＢ相誘起電圧検知部（１６）に検知期間信号を出力する。Ｂ相出力部（１２）は、ハイインピーダンス制御信号を受けてＢ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けてＢ相コイルの通電状態を固定し、Ａ相検知制御部（１３）から通電固定信号を受けてからＢ相コイルの駆動タイミングに同期してＡ相誘起電圧検知部（１５）に検知期間信号を出力する。停止判定部（１７）は、検知部の検知結果に基づいて、ステッピングモータのロータが停止しているか否かを判定する。【選択図】図１
2012100371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルを有するステッピングモータの駆動装置であって、
Ａ相入力信号に従ってＡ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの通電状態を固定するＡ相出力部と、
Ｂ相入力信号に従ってＢ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの通電状態を固定するＢ相出力部と、
Ａ相検知制御信号を受けて前記Ａ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ｂ相出力部に前記通電固定信号を出力するＡ相検知制御部と、
Ｂ相検知制御信号を受けて前記Ｂ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ａ相出力部に前記通電固定信号を出力するＢ相検知制御部と、
検知期間信号を受けて前記Ａ相コイルの両端電圧を検知するＡ相誘起電圧検知部と、
検知期間信号を受けて前記Ｂ相コイルの両端電圧を検知するＢ相誘起電圧検知部と、
前記Ａ相誘起電圧検知部および前記Ｂ相誘起電圧検知部の検知結果に基づいて、前記ステッピングモータのロータが停止しているか否かを判定する停止判定部と、を備え、
前記Ａ相出力部は、前記Ｂ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから前記Ａ相コイルの駆動タイミングに同期して前記Ｂ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力するものであり、
前記Ｂ相出力部は、前記Ａ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから前記Ｂ相コイルの駆動タイミングに同期して前記Ａ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力するものである
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１のステッピングモータ駆動装置において、
前記Ａ相出力部は、前記Ｂ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから前記Ｂ相コイルの駆動タイミングと同期するまでの間、前記Ａ相入力信号に従って前記Ａ相コイルをＰＷＭ駆動し、前記Ｂ相コイルの駆動タイミングと同期してから、少なくとも前記検知期間信号の出力を終えるまでの間、前記Ａ相コイルの通電状態を固定するものであり、
前記Ｂ相出力部は、前記Ａ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから前記Ａ相コイルの駆動タイミングと同期するまでの間、前記Ｂ相入力信号に従って前記Ｂ相コイルをＰＷＭ駆動し、前記Ａ相コイルの駆動タイミングと同期してから、少なくとも前記検知期間信号の出力を終えるまでの間、前記Ｂ相コイルの通電状態を固定するものである
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項３】
複数相のコイルを有するステッピングモータの駆動装置であって、
Ａ相入力信号に従ってＡ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの通電状態を固定するＡ相出力部と、
Ｂ相入力信号に従ってＢ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの通電状態を固定するＢ相出力部と、
Ａ相検知制御信号を受けて前記Ａ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ｂ相出力部に前記通電固定信号を出力するＡ相検知制御部と、
Ｂ相検知制御信号を受けて前記Ｂ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ａ相出力部に前記通電固定信号を出力するＢ相検知制御部と、
検知期間信号を受けて前記Ａ相コイルの両端電圧を検知するＡ相誘起電圧検知部と、
検知期間信号を受けて前記Ｂ相コイルの両端電圧を検知するＢ相誘起電圧検知部と、
前記Ａ相検知制御部から前記通電固定信号を受けて前記Ａ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力するＡ相検知期間制御部と、
前記Ｂ相検知制御部から前記通電固定信号を受けて前記Ｂ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力するＢ相検知期間制御部と、
前記Ａ相誘起電圧検知部および前記Ｂ相誘起電圧検知部の検知結果に基づいて、前記ステッピングモータのロータが停止しているか否かを判定する停止判定部と、を備えている
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３のステッピングモータ駆動装置において、
前記Ａ相検知期間制御部は、前記Ａ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから所定時間経過後に前記検知期間信号を出力するものであり、
前記Ｂ相検知期間制御部は、前記Ｂ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから所定時間経過後に前記検知期間信号を出力するものである
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１および３のいずれか一つのステッピングモータ駆動装置において、
前記Ａ相検知制御部および前記Ｂ相検知制御部は、いずれも、前記ハイインピーダンス制御信号を出力してから所定時間経過後に前記通電固定信号を出力する
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１および３のいずれか一つのステッピングモータ駆動装置において、
前記Ａ相検知制御部は、前記Ａ相検知制御信号を１回受けたとき、前記通電固定信号を複数回に分けて出力するものであり、
前記Ｂ相検知制御部は、前記Ｂ相検知制御信号を１回受けたとき、前記通電固定信号を複数回に分けて出力するものであり、
前記停止判定部は、前記Ａ相誘起電圧検知部および前記Ｂ相誘起電圧検知部による前記複数回の検知結果に基づいて、前記ステッピングモータのロータが停止しているか否かを判定するものである
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項６のステッピングモータ駆動装置において、
前記Ａ相検知制御部は、前記Ａ相検知制御信号を１回受けたとき、前記Ｂ相コイルの通電状態を上側オン固定および下側オン固定のいずれにも状態にもなるように前記通電固定信号を複数回に分けて出力するものであり、
前記Ｂ相検知制御部は、前記Ｂ相検知制御信号を１回受けたとき、前記Ａ相コイルの通電状態を上側オン固定および下側オン固定のいずれにも状態にもなるように前記通電固定信号を複数回に分けて出力するものである
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項８】
複数相のコイルを有するステッピングモータのいずれか一相のコイルの両端をハイインピーダンスにして当該コイルの誘起電圧を検知し、当該検知結果に基づいて前記ステッピングモータの回転／停止状態を判定する機能を有するステッピングモータ駆動装置であって、
前記いずれか一相のコイルの両端をハイインピーダンスにしている間、それ以外の少なくとも一相のコイルについて一時的にＰＷＭ駆動を停止して通電状態を固定する機能を有する
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【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駆動装置に関し、特にロータ停止判定機能を有するステッピングモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置では、電源の立ち上げ後、データの読み込みや書き込み動作をする前に、光ディスクの最内周にあるディスク情報を読み込む必要がある。しかし、起動時に光ピックアップが所定の位置にあるとは限らないため、光ピックアップを光ディスクの最内周または最外周に移動させて基準位置を調整してから読み込みシーケンスが開始される。また、青色レーザを含む３波長レーザを用いた光ディスク装置でも同様に、起動時に球面収差補正用レンズを移動させて基準位置を調整する必要がある。
【０００３】
光ピックアップや球面収差補正用レンズが目的地に到達したことは、光学センサや接触スイッチなどの検知手段を用いて検知することができる。しかし、そのような検知手段は、光ピックアップや球面収差補正用レンズの駆動モータ（ステッピングモータ）のドライバＩＣと比較してコストが割高である。そこで、モータドライバＩＣにロータ停止判定機能を内蔵することで、光学センサや接触スイッチなどの部品を削減して光ディスク装置全体のコストダウンを図っている。
【０００４】
一般に、ロータが回転するとモータコイルに誘起電圧が発生し、ロータが停止すると誘起電圧は発生しなくなる。したがって、光ピックアップや球面収差補正用レンズが移動しているときは駆動モータのコイルに誘起電圧が発生する。特に、誘起電圧はコイル電流のゼロクロス付近でピーク値となる。一方、光ピックアップや球面収差補正用レンズが停止部材に行き当たって可動不能となると誘起電圧は発生しなくなる。この点に着目して、コイル電流のゼロクロスを検知して一定期間当該コイルの両端をハイインピーダンスにして当該コイルに発生する誘起電圧を検知することでロータが停止しているか否かを判定するステッピングモータ駆動装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図９は、従来のステッピングモータ駆動装置の構成を示す。当該ステッピングモータ駆動装置は、例えば２相（Ａ相およびＢ相）バイポーラ方式のステッピングモータ１００を駆動する。Ａ相出力部１１０およびＢ相出力部１２０は、それぞれ、Ａ相入力信号およびＢ相入力信号に従ってステッピングモータ１００のＡ相コイル１０１およびＢ相コイル１０２をＰＷＭ駆動する。Ａ相入力信号およびＢ相入力信号は、各コイルに通電すべき略正弦波の電流波形を表すアナログ信号またはデジタル信号であり、互いに電気角９０度位相がずれている。Ａ相出力部１１０およびＢ相出力部１２０は、それぞれ、ハイインピーダンス制御信号ＨｉＺを受けたときはＡ相入力信号およびＢ相入力信号にかかわらずＡ相コイル１０１およびＢ相入力コイル１０２の両端をハイインピーダンスにする。検知制御部１３０は、Ａ相検知制御信号を受けてＡ相出力部１１０にＨｉＺを出力するとともにＡ相誘起電圧検知部１４０に検知期間信号Ｄｅｔを出力し、Ｂ相検知制御信号を受けてＢ相出力部１２０にＨｉＺを出力するとともにＢ相誘起電圧検知部１５０に検知期間信号Ｄｅｔを出力する。Ａ相検知制御信号およびＢ相検知制御信号は、それぞれ、Ａ相コイル１０１およびＢ相コイル１０２に流れる電流のゼロクロスの検知結果を表す信号であり、図示しない各相ゼロクロス検知部から出力される。Ａ相誘起電圧検知部１４０およびＢ相誘起電圧検知部１５０は、それぞれ、Ｄｅｔを受けてＡ相コイル１０１およびＢ相コイル１０２の両端電圧を検知する。そして、停止判定部１６０は、Ａ相誘起電圧検知部１４０およびＢ相誘起電圧検知部１５０の検知結果に基づいて、ステッピングモータ１００のロータ１０３が停止しているか否かを判定する。
【０００６】
２相バイポーラ型ステッピングモータの駆動方式は１相励磁駆動、２相励磁駆動、１−２相励磁駆動、マイクロステップ駆動などさまざまであるが、いずれの駆動方式でもロータ停止判定を行う際、誘起電圧を検知すべき相のコイルの両端はハイインピーダンスにし、他相のコイルは通電状態にする必要がある。以下、マイクロステップ駆動を例に説明する。
【０００７】
図１０は、図９のステッピングモータ駆動装置に係る各種信号の波形を示す。図１１は、図１０のハイインピーダンス期間を拡大した波形を示す。マイクロステップ駆動ではロータ１０３は一定スピードで円滑に回転するため、誘起電圧は回転角に対して正弦波状の特性を持ち、負荷電流のゼロクロス付近でピークに達する。Ａ相コイル１０１およびＢ相コイル１０２の両端は、それぞれ、Ａ相検知制御信号およびＢ相検知制御信号のエッジから一定期間ハイインピーダンスにされて誘起電圧が検知される（図１０中の丸印）。ハイインピーダンスにされたときにコイルに残留する電流は回生用のホイールダイオードやＣＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードによって放電される。したがって、ハイインピーダンスにされた直後のコイルの両端電圧は電源電圧＋ダイオードクランプ分の値になるが残留電流が放電されると徐々に誘起電圧の値に収束する（図１１参照）。そして、コイルの両端電圧がある程度収束した時点で検知した正値誘起電圧が正値判定電圧よりも高い、あるいは負値誘起電圧が負値判定電圧よりも低ければ、ロータ１０３は停止していない、すなわち、回転していると判定される。一方、検知された誘起電圧がほぼゼロであれば、ロータ１０３は停止していると判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−６５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方の相のコイルがハイインピーダンスにされているとき、他方の相のコイルはロータ１０３に回転力を与えるために通電状態にある。他方のコイルへの通電は、スイッチング素子の発熱を抑えるためＰＷＭ駆動されることが多い。ＰＷＭ駆動ではコイル電流はコイルの持つ時定数による傾斜で常に増減を繰り返すが、近似値あるいは平均値として一定である。その際に誘起電圧を検出する側のコイルと他方のＰＷＭ駆動されるコイルは構造的な理由とお互いの距離が近いため、相互インダクタンスの影響による発生電圧が誘起電圧に重畳される。図１１において、Ｂ相コイルの差電圧は破線で示した波形とはならずに相互インダクタンスの影響によって実線で示したような波形となる。ロータの停止判定は、検出された誘起電圧が一定以上になるか否かを判断するものだが、相互インダクタンスの影響により他方のコイルの電流方向が切り替わるたびに誘起電圧が変動すると正確な停止判定が難しくなる。その他の駆動方法においても、通電相あるいは通電方向の切り換わり時に誘起電圧を検出する。検出されない側のコイルは同様にＰＷＭ駆動による相互インダクタンスの影響を受け、正確な停止判定が難しくなる。
【００１０】
光ディスク装置の小型化が進むにつれモータも小型のものが用いられるようになりつつある。このため、モータコイルの小型化によりコイルに発生する誘起電圧はより低くなる一方、異相コイルが互いに近接配置されることにより相互インダクタンスの影響はより大きくなる傾向にある。この結果、例えばＡ相コイルに発生する誘起電圧を観測するために当該コイルの両端をハイインピーダンスにしているときにＢ相コイルがＰＷＭ駆動されていると、Ａ相コイルに発生する誘起電圧にＢ相コイルのＰＷＭ駆動に起因する大きなノイズが重畳され、Ａ相コイルの誘起電圧を正しく観測できずにロータの停止判定を誤るおそれがある。かかる問題に鑑み、本発明は、ロータ停止判定を高精度に行うことができるステッピングモータ駆動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】
【００１１】
本発明の一例として、複数相のコイルを有するステッピングモータの駆動装置は、Ａ相入力信号に従ってＡ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの通電状態を固定するＡ相出力部と、Ｂ相入力信号に従ってＢ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの通電状態を固定するＢ相出力部と、Ａ相検知制御信号を受けて前記Ａ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ｂ相出力部に前記通電固定信号を出力するＡ相検知制御部と、Ｂ相検知制御信号を受けて前記Ｂ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ａ相出力部に前記通電固定信号を出力するＢ相検知制御部と、検知期間信号を受けて前記Ａ相コイルの両端電圧を検知するＡ相誘起電圧検知部と、検知期間信号を受けて前記Ｂ相コイルの両端電圧を検知するＢ相誘起電圧検知部と、前記Ａ相誘起電圧検知部および前記Ｂ相誘起電圧検知部の検知結果に基づいて、前記ステッピングモータのロータが停止しているか否かを判定する停止判定部と、を備えている。そして、前記Ａ相出力部は、前記Ｂ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから前記Ａ相コイルの駆動タイミングに同期して前記Ｂ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力する。また、前記Ｂ相出力部は、前記Ａ相検知制御部から前記通電固定信号を受けてから前記Ｂ相コイルの駆動タイミングに同期して前記Ａ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力する。
【００１２】
本発明の別例として、複数相のコイルを有するステッピングモータの駆動装置は、Ａ相入力信号に従ってＡ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ａ相入力信号にかかわらず前記Ａ相コイルの通電状態を固定するＡ相出力部と、Ｂ相入力信号に従ってＢ相コイルをＰＷＭ駆動し、ハイインピーダンス制御信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの両端をハイインピーダンスにし、通電固定信号を受けたときは前記Ｂ相入力信号にかかわらず前記Ｂ相コイルの通電状態を固定するＢ相出力部と、Ａ相検知制御信号を受けて前記Ａ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ｂ相出力部に前記通電固定信号を出力するＡ相検知制御部と、Ｂ相検知制御信号を受けて前記Ｂ相出力部に前記ハイインピーダンス制御信号を出力するとともに前記Ａ相出力部に前記通電固定信号を出力するＢ相検知制御部と、検知期間信号を受けて前記Ａ相コイルの両端電圧を検知するＡ相誘起電圧検知部と、検知期間信号を受けて前記Ｂ相コイルの両端電圧を検知するＢ相誘起電圧検知部と、前記Ａ相検知制御部から前記通電固定信号を受けて前記Ａ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力するＡ相検知期間制御部と、前記Ｂ相検知制御部から前記通電固定信号を受けて前記Ｂ相誘起電圧検知部に前記検知期間信号を出力するＢ相検知期間制御部と、前記Ａ相誘起電圧検知部および前記Ｂ相誘起電圧検知部の検知結果に基づいて、前記ステッピングモータのロータが停止しているか否かを判定する停止判定部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、誘起電圧を検出する際にハイインピーダンスにされていない相のコイルのＰＷＭ駆動が一時的に停止され通電固定状態にされるため、相互インダクタンスによるノイズを抑制することができる。これにより、ステッピングモータ駆動装置自体でロータ停止判定を高精度に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示したＡ相出力部およびＢ相出力部の構成図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置に係る各種信号のタイミングチャートである。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の動作タイミングチャートである。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の構成図である。
【図６】図６は、図５に示したＡ相出力部およびＢ相出力部の構成図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置に係る各種信号のタイミングチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の動作タイミングチャートである。
【図９】図９は、従来のステッピングモータ駆動装置の構成図である。
【図１０】図１０は、図９のステッピングモータ駆動装置に係る各種信号の波形図である。
【図１１】図１１は、図１０のハイインピーダンス期間を拡大した波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の構成を示す。当該ステッピングモータ駆動装置は、例えば２相（Ａ相およびＢ相）バイポーラ方式のステッピングモータ１００を駆動する。Ａ相出力部１１は、Ａ相入力信号に従ってステッピングモータ１００のＡ相コイル１０１をＰＷＭ駆動する。Ｂ相出力部１２は、Ｂ相入力信号に従ってステッピングモータ１００のＢ相コイル１０２をＰＷＭ駆動する。Ａ相入力信号およびＢ相入力信号は、各コイルに通電すべき略正弦波の電流波形を表すアナログ信号またはデジタル信号であり、互いに電気角９０度位相がずれている。
【００１６】
Ａ相出力部１１は、ハイインピーダンス制御信号ＨｉＺを受けたときはＡ相入力信号にかかわらずＡ相コイル１０１の両端をハイインピーダンスし、通電固定信号Ｆｉｘを受けたときはＡ相入力信号にかかわらずＡ相コイル１０１の通電状態を固定する。さらに、Ａ相出力部１１は、Ｆｉｘを受けてからＡ相コイル１０１の駆動タイミングに同期してＡ相誘起電圧検知部１５に検知期間信号Ｄｅｔを出力する。Ｂ相出力部１２は、ハイインピーダンス制御信号ＨｉＺを受けたときはＢ相入力信号にかかわらずＢ相入力コイル１０２の両端をハイインピーダンスし、通電固定信号Ｆｉｘを受けたときはＢ相入力信号にかかわらずＢ相入力コイル１０２の通電状態を固定する。さらに、Ｂ相出力部１２は、Ｆｉｘを受けてからＢ相コイル１０２の駆動タイミングに同期してＢ相誘起電圧検知部１６に検知期間信号Ｄｅｔを出力する。
【００１７】
Ａ相検知制御部１３は、Ａ相検知制御信号を受けてＡ相出力部１１にＨｉＺを出力するとともにＢ相出力検知部１２にＦｉｘを出力する。Ｂ相検知制御部１４は、Ｂ相検知制御信号を受けてＢ相出力部１２にＨｉＺを出力するとともにＡ相出力検知部１１にＦｉｘを出力する。
【００１８】
Ａ相誘起電圧検知部１５は、Ｄｅｔを受けてＡ相コイル１０１の両端電圧を検知する。Ｂ相誘起電圧検知部１６は、Ｄｅｔを受けてＢ相コイル１０２の両端電圧を検知する。停止判定部１７は、Ａ相誘起電圧検知部１５およびＢ相誘起電圧検知部１６の検知結果に基づいて、ステッピングモータ１００のロータ１０３が停止しているか否かを判定する。
【００１９】
図２は、Ａ相出力部１１およびＢ相出力部１２の具体的構成例を示す。Ａ相出力部１１およびＢ相出力部１２は、Ａ相コイル１０１およびＢ相コイル１０２を駆動するＨブリッジ回路１１１と、Ｈブリッジ回路１１１を制御する２つのプリドライブ１１２と、入力信号をＰＷＭ信号と方向信号に変換するＰＷＭ信号変換部１１３と、ＰＷＭ信号とＦｉｘを受けてプリドライブを制御するための制御信号を出力するとともにＤｅｔを出力する制御回路１１４とを備えている。
【００２０】
Ｈブリッジ回路１１１はＭＯＳトランジスタで構成された４つのパワートランジスタ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、および１１１ｄを備えている。２つのプリドライブ１１２は、ＰＷＭ信号変換部１１３から出力される方向信号および制御回路１１３から出力される制御信号に従ってこれらトランジスタを駆動する。なお、トランジスタ１１１ａおよび１１１ｂの組、およびトランジスタ１１１ｃおよび１１１ｄの組は、それぞれ、電流貫通状態とならないように駆動タイミングが調整されることは言うまでもない。また、方向信号によって、Ａ相出力部１１およびＢ相出力部１２のいずれか一方の出力がチョッピング動作をしている場合、他方の出力は下側オンまたは上側オンに固定された状態でコイルをＰＷＭ駆動するように通電方向を決める。
【００２１】
２つのプリドライブ１１２は、ＨｉＺを受けるとトランジスタ１１１ａ〜１１１ｄをすべてオフ制御する。出力がハイインピーダンスになった場合、モータコイルに残留する電流はコイルのインダクタンスにより急激にコイル間電圧を増大させ、トランジスタ１１１ａ〜１１１ｄの寄生ダイオード１１１ｅ、１１１ｆ、１１１ｇ、１１１ｈによって電源とグランドに回生され、モータコイルから消失する。なお、トランジスタ１１１ａ〜１１１ｄは、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなどのスイッチング素子とダイオードやショットキーなどの整流素子の組み合わせに置き換えてもよい。
【００２２】
図１に戻り、Ａ相検知制御部１３およびＢ相検知制御部１４は、それぞれ、Ａ相検出制御信号またはＢ相検出制御信号を受けて、Ａ相コイル１０１およびＢ相コイルに発生する誘起電圧を検出するためのシーケンスを開始する。Ａ相検出制御信号を受けた場合、Ａ相検知制御部１３はＡ相出力部１１をハイインピーダンスにする制御を行う。駆動に必要であったＡ相コイル１０１内の残留電流を前述の整流素子によって消失させ、ロータ１０３の回転によって発生する誘起電圧が安定的に検出できる時間が経過した後、あるいは同時のタイミングで、Ａ相検知制御部１３はＢ相出力部１２に対して出力状態を上側オン固定または下側オン固定のいずれかにするための通電固定信号Ｆｉｘを与える。
【００２３】
Ｂ相出力部１２は、Ｆｉｘを受けた後、ＰＷＭ信号変換部１１３で生成されるＰＷＭ信号がＬからＨまたはＨからＬに遷移するタイミングを検出する。ＰＷＭ信号がＨの場合、チョッピング動作している上側のトランジスタがオン固定され、ＰＷＭ信号がＬの場合、下側のトランジスタがオン固定される。ＰＷＭ信号がＨまたはＬから遷移すると、そこから指定時間、上側オン状態、または下側オン状態に固定される。固定されている間はＰＷＭ信号は無視される。そして、ＰＷＭ信号がＬからＨまたはＨからＬに遷移すると前述のオン状態に固定されている時間内にＤｅｔが出力される。
【００２４】
一方、Ｂ相検出制御信号を受けた場合、Ｂ相検知制御部１４はＢ相出力部１２をハイインピーダンスにする制御を行う。駆動に必要であったＢ相コイル１０２内の残留電流を前述の整流素子によって消失させ、ロータ１０３の回転によって発生する誘起電圧が安定的に検出できる時間が経過した後、あるいは同時のタイミングで、Ｂ相検知制御部１４はＡ相出力部１１に対して出力状態を上側オン固定または下側オン固定のいずれかにするための通電固定信号Ｆｉｘを与える。
【００２５】
Ａ相出力部１１は、Ｆｉｘを受けた後、ＰＷＭ信号変換部１１３で生成されるＰＷＭ信号がＬからＨまたはＨからＬに遷移するタイミングを検出する。ＰＷＭ信号がＨの場合、チョッピング動作している上側のトランジスタがオン固定され、ＰＷＭ信号がＬの場合、下側のトランジスタがオン固定される。ＰＷＭ信号がＨまたはＬから遷移すると、そこから指定時間、上側オン状態、または下側オン状態に固定される。固定されている間はＰＷＭ信号は無視される。そして、ＰＷＭ信号がＬからＨまたはＨからＬに遷移すると前述のオン状態に固定されている時間内にＤｅｔが出力される。
【００２６】
次に、本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置におけるＰＷＭ信号、Ｆｉｘ、Ｄｅｔとの関係を説明する。図３は、本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置に係る各種信号のタイミングチャートである。ＰＷＭ信号と出力信号がＬのときはチョッピング動作側のトランジスタの下側がオン動作、Ｈのときは上側がオン動作であることを示す。なお、Ａ相検知制御信号が入力された場合を例に説明するが、Ｂ相検知制御信号が入力された場合も同じことが当てはまる。
【００２７】
Ｆｉｘがアクティブ時に上側オン固定にする場合の動作は図３（ａ）、（ｂ）に示したようになる。上側オン固定の信号が入力されてからＰＷＭ信号が下側オンから上側オンに変化するまで何も変化はなく、ＰＷＭ信号が上側オン状態の信号に変化したときから指定された時間上側オン状態に固定される。この固定状態のときにＰＷＭ信号が下側オンに変わってしまった場合に出力信号は上側オンを保持する。また、ＰＷＭ信号が上側オン状態のまま、指定時間が経過した場合はＰＷＭ信号と出力信号は同じ信号となる。指定時間が終了した場合、出力信号はＰＷＭ信号をスルーする。
【００２８】
ＰＷＭ信号が下側オンから上側オンに変化すると指定時間Ｔ１だけ出力が固定され、その間にＢ相出力部１２はＡ相誘起電圧検知部１５に検知タイミング（信号Ｄｅｔ）を送る。Ａ相誘起電圧検知部１５は、Ｄｅｔを受けている期間、Ａ相コイル１０１の両端の差電圧を検知する。そして、検知した電圧信号が指定の電圧極性、電圧値であるか検知し、停止判定部１７に検知結果を送る。
【００２９】
上側オン固定の信号であるＦｉｘがＨになった後、ＰＷＭ信号がＬからＨに遷移したタイミングから指定された時間、出力が上側オン状態に固定され、この指定時間より短いＴ１だけ遅延した後に検知タイミングであるＤｅｔを出力して検知を行う。ＤｅｔのＨ区間はＴ３であるが、このパルスが出力されている間も、Ｆｉｘは解除されない。つまり、Ｔ１≧Ｔ２+Ｔ３の関係になる。
【００３０】
Ｆｉｘがアクティブ時に下側オン固定にする場合の動作は図３（ｃ）、（ｄ）に示したようになる。下側オン固定の信号が入力されてからＰＷＭ信号が上側オンから下側オンに変化するまで何も変化はなく、ＰＷＭ信号が下側オン状態の信号に変化したときから指定された時間下側オン状態に固定される。この固定状態のときにＰＷＭ信号が上側オンに変わってしまっても出力信号は下側オンを保持する。また、ＰＷＭ信号が下側オン状態のまま、指定時間が経過した場合はＰＷＭ信号と出力信号は同じ信号となる。指定時間が終了した場合、出力信号はＰＷＭ信号をスルーする。
【００３１】
ＰＷＭ信号が上側オンから下側オンに変化すると指定時間Ｔ１だけ出力が固定され、その間にＢ相出力部１２はＡ相誘起電圧検知部１５に検知タイミング（信号Ｄｅｔ）を送る。Ａ相誘起電圧検知部１５は、Ｄｅｔを受けている期間、Ａ相コイル１０１の両端の差電圧を検知する。そして、検知した電圧信号が指定の電圧極性、電圧値であるか検知し、停止判定部１７に検知結果を送る。
【００３２】
下側オン固定の信号であるＦｉｘがＨになった後、ＰＷＭ信号がＨからＬに遷移したタイミングから指定された時間、出力が下側オン状態に固定され、この指定時間より短いＴ１だけ遅延した後に検知タイミングであるＤｅｔを出力して検知を行う。ＤｅｔのＨ区間はＴ３であるが、このパルスが出力されている間も、Ｆｉｘは解除されない。つまり、Ｔ１≧Ｔ２+Ｔ３の関係になる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の動作について図４を参照してＢ相コイル１０２の誘起電圧の検出を例に説明する。検出を行う直前はＡ相出力部１１およびＢ相出力部１２は共にＰＷＭ駆動を行い、それぞれのコイルに通電を行っている。Ｂ相検知制御信号が入力されるとＢ相出力部１２に接続されたＢ相コイル１０２の両端はハイインピーダンスとなる。一旦Ｂ相コイル１０２の残留電流がダイオード回生するため差電圧は電源電圧以上の大きさに達するが、放電を終えると、ロータ１０３の回転によって発生する誘起電圧の値に収束し始める。このときＡ相コイル１０１はＰＷＭ駆動されているため、Ｂ相コイル１０１に発生する誘起電圧には相互インダクタンスによる電圧が重畳される。その後、ＦｉｘがＡ相出力部１１に入力されるため、ＰＷＭ駆動の立ち上りから一定時間、出力が固定され、通電が少なくともＴ１だけ継続される。コイルはインダクタンスと抵抗値による時定数を持っているため、通電が継続すると徐々に電流の増加量が減少していく。相互インダクタンスは電流の微分値に比例するため電流の増加量が小さくなると影響も少なくなる。相互インダクタンスの影響が誘起電圧に対して十分小さくなる時間Ｔ２が経過した後にＤｅｔが出力される。これにより、Ｂ相コイル１０２に発生する誘起電圧の検知を行うため相互インダクタンスの影響を小さく抑えることができる。また、通電固定状態は電流が減少する方向にしても、徐々に変化量が減少していくため、同様の効果が得られることは言うまでもない。検知を終えるとＡ相出力部１１はＡ相コイル１０１のＰＷＭ駆動を再開する。
【００３４】
以上、本実施形態によると、相互インダクタンスの影響が小さいタイミングで誘起電圧を検知できるようになる。これにより、ロータ停止判定を高精度に行うことができる。また、相互インダクタンスの影響を小さくするために比較的高い回転数で停止判定する必要があったモータにおいては、より低回転での判定が可能になる。しかも、ＰＷＭ駆動のタイミングに同期して通電固定状態にすることができるため、円滑なモータ駆動を保ちつつロータ停止判定を行うことができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の構成を示す。本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置は、第１の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置におけるＡ相出力部１１およびＢ相出力部１２をＡ相出力部１１’およびＢ相出力部１２’に置き換え、Ａ相検知期間制御部１８およびＢ相検知期間制御部１９を追加したものである。以下、第１の実施形態との相違点を詳しく説明する。
【００３６】
Ａ相検知期間制御部１８は、Ａ相検知制御部１３から通電固定信号Ｆｉｘを受けてＡ相誘起電圧検知部１５に検知期間信号Ｄｅｔを出力する。Ｂ相検知期間制御部１９は、Ｂ相検知制御部１４から通電固定信号Ｆｉｘを受けてＢ相誘起電圧検知部１６に検知期間信号Ｄｅｔを出力する。なお、Ａ相検知期間制御部１８およびＢ相検知期間制御部１９は、それぞれ、Ａ相検知制御部１３およびＢ相検知制御部１４からＦｉｘを受けてから所定時間経過後にＤｅｔを出力することが望ましい。
【００３７】
Ａ相出力部１１’およびＢ相出力部１２’は、第１の実施形態に係るステッピングモータ駆動装置におけるＡ相出力部１１およびＢ相出力部１２とは異なり、検知期間信号Ｄｅｔの出力は行わない。図６は、Ａ相出力部１１’およびＢ相出力部１２’の具体的構成例を示す。制御回路１１４’は、２つのプリドライブ１１２の制御信号を生成するのみで、Ｄｅｔは生成しない。
【００３８】
次に、本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置におけるＰＷＭ信号、Ｆｉｘ、Ｄｅｔとの関係を説明する。図７は、本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置に係る各種信号のタイミングチャートである。ＰＷＭ信号と出力信号がＬのときはチョッピング動作側のトランジスタの下側がオン動作、Ｈのときは上側がオン動作であることを示す。なお、Ａ相検知制御信号が入力された場合を例に説明するが、Ｂ相検知制御信号が入力された場合も同じことが当てはまる。
【００３９】
Ｆｉｘがアクティブ時に上側オン固定をする場合の動作は図７（ａ）、（ｂ）に示したようになる。上側オン固定の信号が入力された瞬間に、チョッピング動作側出力が下側オン出力されている場合は、出力信号は上側オンの状態に変化する。また、上側オン固定の信号が入力された瞬間に、チョッピング動作側出力が上側オン出力されている場合は、出力信号は上側オンの状態をそのまま保持する。
【００４０】
Ａ相検知期間制御部１８は、上側オン固定の信号を受けて指定時間の遅延の後にＡ相誘起電圧検知部１５に検知タイミング（信号Ｄｅｔ）を送る。Ａ相誘起電圧検知部１５は、Ｄｅｔを受けている期間、Ａ相コイル１０１の両端の差電圧を検知する。そして、検知した電圧信号が指定の電圧極性、電圧値であるかを検知し、停止判定部１７に検知結果を送る。検知が完了したところでＡ相出力部１１’はハイインピーダンスを解除し、通常のＰＷＭ駆動を再開する。
【００４１】
ＦｉｘがＨであった場合はＰＷＭ信号の論理と関係なく出力信号にＨが出力される。ＦｉｘがＬの場合はＰＷＭ信号をスルーする。Ｆｉｘは時間Ｔ１の期間、出力を上側オンに固定する。Ｆｉｘの立ち上りから指定された時間Ｔ２だけ遅延した後にＤｅｔを出力して検知を行う。ＤｅｔのＨ区間はＴ３であるが、このパルスが出力されている間も、Ｆｉｘは解除されない。つまり、Ｔ１≧Ｔ２＋Ｔ３の関係になる。
【００４２】
Ｆｉｘがアクティブ時に下側オン固定をする場合の動作は図７（ｃ）、（ｄ）に示したようになる。下側オン固定の信号が入力された瞬間に、チョッピング動作側出力が下側オン出力されている場合は、出力信号は下側オンの状態をそのまま保持する。また、下側オン固定の信号が入力された瞬間に、チョッピング動作側出力が上側オン出力されている場合は、出力信号は下側オンの状態に変化する。
【００４３】
Ａ相検知期間制御部１８は、下側オン固定の信号を受けて指定時間の遅延の後にＡ相誘起電圧検知部１５に検知タイミング（信号Ｄｅｔ）を送る。Ａ相誘起電圧検知部１５は、Ｄｅｔを受けている期間、Ａ相コイル１０１の両端の差電圧を検知する。そして、検知した電圧信号が指定の電圧極性、電圧値であるかを検知し、停止判定部１７に検知結果を送る。検知が完了したところでＡ相出力部１１’はハイインピーダンスを解除し、通常のＰＷＭ駆動を再開する。
【００４４】
ＦｉｘがＨであった場合はＰＷＭ信号の論理と関係なく出力信号にＬが出力される。ＦｉｘがＬの場合はＰＷＭ信号をスルーする。Ｆｉｘは時間Ｔ１の期間、出力を下側オンに固定する。Ｆｉｘの立ち上りから指定された時間Ｔ２だけ遅延した後にＤｅｔを出力して検知を行う。ＤｅｔのＨ区間はＴ３であるが、このパルスが出力されている間も、Ｆｉｘは解除されない。つまり、Ｔ１≧Ｔ２＋Ｔ３の関係になる。
【００４５】
次に、本実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の動作について図８を参照してＢ相コイル１０２の誘起電圧の検出を例に説明する。検出を行う直前はＡ相出力部１１’およびＢ相出力部１２’は共にＰＷＭ駆動を行い、それぞれのコイルに通電を行っている。Ｂ相検知制御信号が入力されるとＢ相出力部１２’に接続されたＢ相コイル１０２の両端はハイインピーダンスとなる。一旦Ｂ相コイル１０２の残留電流がダイオード回生するため差電圧は電源電圧以上の大きさに達するが、放電を終えると、ロータ１０３の回転によって発生する誘起電圧の値に収束し始める。このときＡ相コイル１０１はＰＷＭ駆動されているため、Ｂ相コイル１０１に発生する誘起電圧には相互インダクタンスによる電圧が重畳される。その後、ＦｉｘがＡ相出力部１１’に入力されるため、ＰＷＭ駆動が固定され、Ａ相コイル１０１への通電が少なくともＴ１だけ継続される。コイルはインダクタンスと抵抗値による時定数を持っているため、通電が継続すると徐々に電流の増加量が減少していく。相互インダクタンスは電流の微分値に比例するため電流の増加量が小さくなると影響も少なくなる。相互インダクタンスの影響が誘起電圧に対して十分小さくなる時間Ｔ２が経過した後にＤｅｔが出力される。これにより、Ｂ相コイル１０２に発生する誘起電圧の検知を行うため相互インダクタンスの影響を小さく抑えることができる。また、通電固定状態は電流が減少する方向にしても、徐々に変化量が減少していくため、同様の効果が得られることは言うまでもない。検知を終えるとＡ相出力部１１’はＡ相コイル１０１のＰＷＭ駆動を再開する。
【００４６】
以上、本実施形態によると、相互インダクタンスの影響が小さいタイミングで誘起電圧を検知できるようになる。これにより、ロータ停止判定を高精度に行うことができる。また、相互インダクタンスの影響を小さくするために比較的高い回転数で停止判定する必要があったモータにおいては、より低回転での判定が可能になる。
【００４７】
なお、上記各実施形態において、Ａ相検知制御部１３およびＢ相検知制御部１４は、それぞれ、Ａ相検知制御信号およびＢ相検知制御信号を１回受けたとき、Ｆｉｘを複数回に分けて出力するようにしてもよい。さらに、Ａ相検知制御部１３およびＢ相検知制御部１４は、それぞれ、Ａ相検知制御信号およびＢ相検知制御信号を１回受けたとき、Ｂ相コイル１０２およびＡ相コイル１０１の通電状態を上側オン固定および下側オン固定のいずれの状態にもなるようにＦｉｘを複数回に分けて出力するようにしてもよい。すなわち、Ａ相検知制御信号およびＢ相検知制御信号を１回受けたとき、図３または図７に示したようにＦｉｘを複数回に分けて出力してもよい。Ａ相入力信号およびＢ相入力信号の位相は互いに９０度ずれているため、モータが回転していくと停止判定部１７はＡ相誘起電圧検知部１５とＢ相誘起電圧検知部１６の検知結果を交互に受ける。そして、検知が行われるたびに最新の検知結果を保持して停止判定出力として出力することができる。そして、複数回の検知結果を基に、より高精度なロータ停止判定を行うことができる。
【００４８】
また、上記各実施形態に係るステッピングモータ駆動装置の駆動対象は２相バイポーラ式ステッピングモータに限定されない。複数相を有するステッピングモータであっても上記効果が奏される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係るステッピングモータ駆動装置は、ロータ停止判定を高精度に行うことができるため、小型化が求められる光ディスク装置における光ピックアップや球面収差補正用レンズの駆動モータを駆動する装置として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１１    Ａ相出力部
１１’  Ａ相出力部
１２    Ｂ相出力部
１２’  Ｂ相出力部
１３    Ａ相検知制御部
１４    Ｂ相検知制御部
１５    Ａ相誘起電圧検知部
１６    Ｂ相誘起電圧検知部
１７    停止判定部
１８    Ａ相検知期間制御部
１９    Ｂ相検知期間制御部
【図１】
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【図２】
2012100371.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012100371.tif 000006
【図５】
2012100371.tif 000007
【図６】
2012100371.tif 000008
【図７】
2012100371.tif 000009
【図８】
2012100371.tif 000010
【図９】
2012100371.tif 000011
【図１０】
2012100371.tif 000012
【図１１】
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