(57)【要約】【課題】ステッピングモーターが停止されるときにステッピングモーターから発生する振動及び騒音を抑制できるステッピングモーター制御装置を提供する。【解決手段】ステッピングモーター制御装置１０は、パルス状の制御信号を生成する制御信号生成部１１と、制御信号が入力される毎に、ステッピングモーター１のローター２を所定のステップ角だけ回転させる駆動電流を生成する駆動電流生成部１２と、を備え、制御信号生成部１１は、ローター２の回転を停止させる場合において、最後の制御信号と、最後の制御信号より一つ前の制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしている。ここで、Ｔは、所定の駆動信号によってローター２が回転したときに発生するローター２の単振動の周期であり、所定の駆動信号は、駆動電流生成部１２に制御信号が一つ入力されたときに生成される駆動電流である。【選択図】図１４
2017163799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状の制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号が入力される毎に、ステッピングモーターのローターを所定のステップ角だけ回転させる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、
前記制御信号生成部は、前記ローターの回転を停止させる場合において、最後の前記制御信号と、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしているステッピングモーター制御装置。
（ここで、Ｔは、所定の前記駆動信号によって前記ローターが回転したときに発生する前記ローターの単振動の周期であり、所定の前記駆動信号は、前記駆動信号生成部に前記制御信号が一つ入力されたときに生成される前記駆動信号である。）
【請求項２】
前記制御信号生成部は、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号と、最後の前記制御信号より二つ前の前記制御信号との時間間隔を、下記式で示す時間間隔にしている請求項１に記載のステッピングモーター制御装置。
【数３】
2017163799.tif 000005
（ここで、Ｖは、前記ローターの単振動での前記ローターの回転速度の最大値を示し、φは、前記ステップ角を示す。）
【請求項３】
前記制御信号生成部は、前記ステッピングモーターのスローダウン制御において、最後の前記制御信号と、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしている請求項１に記載のステッピングモーター制御装置。
【請求項４】
前記制御信号生成部は、前記ステッピングモーターのスローダウン制御において、最後の前記制御信号と、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしており、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号と、最後の前記制御信号より二つ前の前記制御信号との時間間隔を、前記式で示す時間間隔にしている請求項２に記載のステッピングモーター制御装置。
【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ーを停止させる制御に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモーターの停止制御に関する技術として、特許文献１は、ステッピングモーターの巻線コイルを励磁する励磁信号と、ステッピングモーターの起動及び停止を指示する制御信号と、を制御部から供給し、制御信号を基にして定電流制御をするステッピングモーターの電流制御方法において、ステッピングモーターを停止するタイミングから予め定められた第２の基準時間が経過した後に、ステッピングモーターの励磁を切る制御を開示している。第２の基準時間は、ステッピングモーターにより駆動されるローラー（搬送ローラー等）が、所定期間中に回転しないようにするために、ステッピングモーターの停止状態を維持する時間である。これにより、ローラーの停止中に搬送されてきた記録材によってローラーが回転することを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５３１３９号公報（段落００１０，００４２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステッピングモーターは、安定点から、この安定点より一つ先の安定点に向けてローターを回転させる動作を繰り返すことにより、ローターを回転させる。ステッピングモーターは、ステップ角の単位でローターの回転角度を制御できる。
【０００５】
ローターに作用する磁界の向きの変化が止まると、ローターを回転させる力がなくなるので、ローターの回転が停止（すなわち、ステッピングモーターが停止）する。ステッピングモーター制御装置は、ローターの回転を停止させる場合、ローターの回転を停止させたい回転角度でローターの回転が停止するように、磁界の向きの変化を止める制御をする。これにより、複数の安定点のうち、ローターの回転を停止させたい回転角度に対応する安定点で、ローターの回転が停止する。
【０００６】
ローターが回転している状態で磁界の向きの変化が止まるとき、ローターの回転を停止させたい回転角度に対応する安定点で、ローターの回転が直ちに停止するのではなく、ローターは、その安定点を中心に減衰振動をする。詳しく説明すると、ローターは、その安定点を中心に正方向の回転と逆方向の回転とを繰り返す運動をし、その運動は機械損失によって小さくなり、やがて、ローターはその安定点で回転が停止する。言い換えれば、ローターが回転している状態で磁界の向きの変化が止まると、ローターは、磁界の向きの変化が止まったときの回転速度を最大の回転速度として、単振動をし、機械損失により振動が減衰し、ローターの回転が停止する。
【０００７】
磁界の向きの変化が止まったときのローターの回転速度が大きければ、ローターには、大きな減衰振動が発生する。これにより、ステッピングモーターから大きな騒音及び振動が発生する。また、ローターの回転を停止させたい回転角度に対応する安定点を超えて、この安定点より一つ又は二つ以上先の安定点で、ローターの回転が停止する。従って、ローターの回転を停止させたい回転角度でローターの回転が停止できないことになる。
【０００８】
そこで、ステッピングモーターの運転条件がスルー領域にあるときのように、ステッピングモーターが高速運転されているとき、ステッピングモーター制御装置は、ローターの回転速度を徐々に下げる制御（スローダウン）をして、ローターの回転を停止させる。これにより、ローターの単振動の振幅が小さくなるので、ステッピングモーターから大きな騒音及び振動が発生することを防止でき、かつ、ローターの回転を停止させたい回転角度でローターの回転を停止させることができる。
【０００９】
しかし、ステッピングモーターは、ローターの回転速度が低くなるに従って、ステッピングモーターから発生する騒音及び振動が大きくなる特性を有する。従って、スローダウンによっても、ステッピングモーターが停止されるときにステッピングモーターから発生する騒音及び振動の問題は、完全に解決できない。
【００１０】
本発明は、ステッピングモーターが停止されるときにステッピングモーターから発生する振動及び騒音を抑制できるステッピングモーター制御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】
上記目的を達成する本発明に係るステッピングモーター制御装置は、パルス状の制御信号を生成する制御信号生成部と、前記制御信号が入力される毎に、ステッピングモーターのローターを所定のステップ角だけ回転させる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、前記制御信号生成部は、前記ローターの回転を停止させる場合において、最後の前記制御信号と、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしている。ここで、Ｔは、所定の前記駆動信号によって前記ローターが回転したときに発生する前記ローターの単振動の周期であり、所定の前記駆動信号は、前記駆動信号生成部に前記制御信号が一つ入力されたときに生成される前記駆動信号である。
【００１２】
本発明に係るステッピングモーター制御装置において、最後の制御信号と、最後の制御信号より一つ前の制御信号との時間間隔が、Ｔ／３にされている。これにより、最後の制御信号が発生した時点において、ローターの回転角度は、最終の目標回転角度（最終の目標回転角度に対応する安定点）と一致する。よって、本発明に係るステッピングモーター制御装置によれば、ステッピングモーターが停止されるときにモーターから発生する振動及び騒音を抑制できる。
【００１３】
上記構成において、前記制御信号生成部は、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号と、最後の前記制御信号より二つ前の前記制御信号との時間間隔を、下記式で示す時間間隔にしている。
【００１４】
【数１】
2017163799.tif 000003
【００１５】
ここで、Ｖは、前記ローターの単振動での前記ローターの回転速度の最大値を示し、φは、前記ステップ角を示す。
【００１６】
この構成において、最後の制御信号より一つ前の制御信号と、最後の制御信号より二つ前の制御信号との時間間隔が、上記式で示す値の時間間隔にしている。これにより、最後の制御信号が発生した時点において、ローターの回転速度がゼロになるので、ステッピングモーターが停止されるときにステッピングモーターから発生する振動及び騒音をさらに抑制できる。
【００１７】
上記構成において、前記制御信号生成部は、前記ステッピングモーターのスローダウン制御において、最後の前記制御信号と、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしている。
【００１８】
この構成は、スローダウン制御により、ステッピングモーターの停止をする場合に、本発明を適用する。
【００１９】
上記構成において、前記制御信号生成部は、前記ステッピングモーターのスローダウン制御において、最後の前記制御信号と、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしており、最後の前記制御信号より一つ前の前記制御信号と、最後の前記制御信号より二つ前の前記制御信号との時間間隔を、前記式で示す時間間隔にしている。
【００２０】
この構成は、スローダウン制御により、ステッピングモーターの停止をする場合に、本発明を適用する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ステッピングモーターが停止されるときにステッピングモーターから発生する振動及び騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に適用されるステッピングモーターの一例の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係るステッピングモーター制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】駆動電流生成部に１番目の制御信号が入力する前のステッピングモーターの状態を示す模式図である。
【図４】駆動電流生成部に１番目の制御信号が入力したときのステッピングモーターの状態を示す模式図である。
【図５】駆動電流生成部に２番目の制御信号が入力したときのステッピングモーターの状態を示す模式図である。
【図６】比較例が実行するステッピングモーターの停止制御において、ローターの回転角度の推移を示すグラフである。
【図７】比較例が実行するステッピングモーターの停止制御において、ローターの回転速度の推移を示すグラフである。
【図８】図６の時刻ｔ４より前の時刻ｔ１付近において、ローターの回転角度の推移を示すグラフである。
【図９】駆動信号生成部に制御信号が一つ入力されたときに生成される駆動信号（所定の駆動信号）によって、ローターが回転される制御において、ローターの回転速度の推移を示すグラフである。
【図１０】図９の時刻ｔ１０付近でのローターの回転速度の推移を示すグラフである。
【図１１】図９の時刻ｔ１０付近でのローターの回転角度の推移を示すグラフである。
【図１２】本実施形態に係るステッピングモーター制御装置の第１態様が実行するステッピングモーターの停止制御において、ローターの回転角度の推移を示すグラフである。
【図１３】本実施形態に係るステッピングモーター制御装置の第１態様が実行するステッピングモーターの停止制御において、ローターの回転速度の推移を示すグラフである。
【図１４】図１２に示す時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４付近において、ローターの回転角度の推移を示すグラフである。
【図１５】本実施形態に係るステッピングモーター制御装置の第２態様が実行するステッピングモーターの停止制御において、ローターの回転角度の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に適用されるステッピングモーター１の一例の構成を示す模式図である。ローター２は、Ｎ極とＳ極とを有する永久磁石である。ステーター３は、Ａ相磁極４と、Ａ相磁極４の位置からローター２が９０度回転した位置にあるＢ相磁極５と、Ｂ相磁極５の位置からローター２が９０度回転した位置にある／Ａ相磁極６と、／Ａ相磁極６の位置からローター２が９０度回転した位置にある／Ｂ相磁極７と、を備える。
【００２４】
図２は、本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０の構成を示すブロック図である。ステッピングモーター制御装置１０は、制御信号生成部１１及び駆動電流生成部１２を備える。
【００２５】
制御信号生成部１１は、所定のパルスレートを有するパルス状の制御信号を生成する。パルスレートは、制御信号の周波数と言い換えることができる。
【００２６】
駆動電流生成部１２は、駆動信号生成部の具体例であり、制御信号生成部１１で生成された制御信号を基にして、Ａ相コイル４ａ、Ｂ相コイル５ａ、／Ａ相コイル６ａ、及び、／Ｂ相コイル７ａに流れる駆動電流を生成する。
【００２７】
Ａ相コイル４ａを流れる駆動電流によって、Ａ相磁極４が励磁される。Ｂ相コイル５ａを流れる駆動電流によって、Ｂ相磁極５が励磁される。／Ａ相コイル６ａを流れる駆動電流によって、／Ａ相磁極６が励磁される。／Ｂ相コイル７ａを流れる駆動電流によって、／Ｂ相磁極７が励磁される。
【００２８】
Ａ相コイル４ａと、／Ａ相コイル６ａとは、Ａ相コイル４ａに流れる駆動電流と、／Ａ相コイル６ａに流れる駆動電流とが逆向きになるように接続されている。Ａ相と、／Ａ相とを一つの相とする。
【００２９】
Ｂ相コイル５ａと、／Ｂ相コイル７ａとは、Ｂ相コイル５ａに流れる駆動電流と、／Ｂ相コイル７ａに流れる駆動電流とが逆向きになるように接続されている。Ｂ相と、／Ｂ相とを一つの相とする。
【００３０】
駆動電流生成部１２は、駆動電流生成部１２が２相励磁モードに設定されたとき、制御信号が入力される毎に、所定のステップ角だけ回転させる駆動電流を生成する。なお、「ステップ角だけ回転させる」とは、ステッピングモーター１のローター２をステップ角だけ回転させることを意味している。
【００３１】
１−２相励磁方式のステップ角は、２相励磁方式のステップ角の二分の一であり、Ｗ１−２相励磁方式のステップ角は、２相励磁方式のステップ角の四分の一である。
【００３２】
ステッピングモーター１の動作を、２相励磁方式を例にして、図２〜図５を用いて説明する。
【００３３】
図３は、駆動電流生成部１２に１番目（最初）の制御信号が入力する前のステッピングモーター１の状態を示す模式図である。ステッピングモーター１のローター２は、回転が停止した状態である。図２及び図３を参照して、Ａ相磁極４がＳ極になり、Ｂ相磁極５がＳ極になり、／Ａ相磁極６がＮ極になり、／Ｂ相磁極７がＮ極になるように、駆動電流生成部１２で生成された駆動電流が、Ａ相コイル４ａ、Ｂ相コイル５ａ、／Ａ相コイル６ａ、及び、／Ｂ相コイル７ａに流れている。
【００３４】
図４は、駆動電流生成部１２に１番目の制御信号が入力したときのステッピングモーター１の状態を示す模式図である。図２及び図４を参照して、制御信号生成部１１で生成された１番目の制御信号が、駆動電流生成部１２に入力したとする。これにより、Ａ相磁極４がＮ極になり、Ｂ相磁極５がＳ極になり、／Ａ相磁極６がＳ極になり、／Ｂ相磁極７がＮ極になるように、駆動電流生成部１２で生成された駆動電流がＡ相コイル４ａ、Ｂ相コイル５ａ、／Ａ相コイル６ａ、及び、／Ｂ相コイル７ａに流れる。従って、ローター２は、図３に示す位置からステップ角９０度だけ回転する。
【００３５】
図５は、駆動電流生成部１２に２番目の制御信号が入力したときのステッピングモーター１の状態を示す模式図である。図２及び図５を参照して、制御信号生成部１１で生成された２番目の制御信号が、駆動電流生成部１２に入力したとする。これにより、Ａ相磁極４がＮ極になり、Ｂ相磁極５がＮ極になり、／Ａ相磁極６がＳ極になり、／Ｂ相磁極７がＳ極になるように、駆動電流生成部１２で生成された駆動電流がＡ相コイル４ａ、Ｂ相コイル５ａ、／Ａ相コイル６ａ、及び、／Ｂ相コイル７ａに流れる。従って、ローター２は、図４に示す位置からステップ角９０度だけ回転する。
【００３６】
このように、制御信号生成部１１で生成された制御信号が駆動電流生成部１２に入力する毎に、ステッピングモーター１の位相が切り替えられ、ローター２が、１ステップ角ずつ回転する。制御信号は、ローター２を現在の回転角度から次の回転角度（すなわち、１ステップ角回転後の回転角度）に回転する命令を示す信号である。
【００３７】
以上の通り、２相励磁方式は、２相励磁を繰り返してステッピングモーター１を駆動する方式であり、フルステップ駆動とも称される。２相のうち、一方の相は、Ａ相及び／Ａ相であり、他方の相は、Ｂ相及び／Ｂ相である。
【００３８】
図２に示すステッピングモーター制御装置１０は、ステッピングモーター１に対して、スローアップ、定速運転、及び、スローダウンの一連の制御をする。スローアップとは、制御信号の周波数を徐々に高くすることにより、ローター２の回転速度を徐々に大きくして回転速度を目標値に到達させる制御である。定速運転とは、ローター２の回転速度を目標値に維持する制御である。スローダウンとは、制御信号の周波数を徐々に低くすることにより、ローター２の回転速度を徐々に小さくしてローター２の回転を停止させる制御である。
【００３９】
ステッピングモーター制御装置１０は、ローター２の回転を停止（すなわち、ステッピングモーター１を停止）させる場合、目標回転角度を最終の目標回転角度に徐々に近づけて、最終の目標回転角度でローター２の回転を停止させる。最終の目標回転角度は、ローター２の回転を停止させたい回転角度である。
【００４０】
本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０が実行するステッピングモーター１の停止制御について説明する前に、比較例について説明する。図６は、比較例が実行するステッピングモーター１の停止制御において、ローター２の回転角度の推移を示すグラフである。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転角度を示す。線Ｌ１は、目標回転角度の推移を示す。目標回転角度は、ステッピングモーター制御装置１０が設定する回転角度である。線Ｌ２は、ローター２の回転角度（すなわち、ローター２の実際の回転角度）の推移を示す。
【００４１】
φは、ステップ角を示し、θ１は、最終の目標回転角度を示す。ローター２の回転の停止制御における最後の制御信号は、時刻ｔ４で発生している。最後の制御信号が発生した後、制御信号は発生しない。
【００４２】
図７は、比較例が実行するステッピングモーター１の停止制御において、ローター２の回転速度の推移を示すグラフである。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転速度を示す。線Ｌ３は、目標回転速度の推移を示す。線Ｌ４は、ローター２の回転速度（すなわち、ローター２の実際の回転速度）の推移を示す。
【００４３】
図６及び図７を参照して、時刻ｔ４で発生した最後の制御信号により、線Ｌ１で示す目標回転角度は、最終の目標回転角度θ１になる（言い換えれば、線Ｌ３で示す目標回転速度は、０になる）。
【００４４】
しかし、最終の目標回転角度θ１で、ローター２の回転が直ちに停止されず、最終の目標回転角度θ１（最終の目標回転角度θ１に対応する安定点）を中心に、ローター２が減衰振動をし、やがてローター２の回転が停止する。この減衰振動により、ステッピングモーター１から騒音及び振動が発生する。また、この減衰振動により、線Ｌ２で示すローター２の回転角度が最終の目標回転角度θ１で停止するのは、時刻ｔ４でなく、時刻ｔ４より後の時刻である。比較例では、ローター２の回転が停止するのを、機械損失に委ねるので、時刻ｔ４からローター２の回転が停止するまでに要する時間が比較的長くなる。
【００４５】
図８は、図６の時刻ｔ４より前の時刻ｔ１付近において、ローター２の回転角度の推移を示すグラフである。ローター２は、等速円運動をしているので、線Ｌ２で示すローター２の回転角度の変化は、直線で示される。
【００４６】
時刻ｔ１で発生した制御信号により、線Ｌ１で示すように、ローター２の目標回転角度は、θ０−φからθ０になる。ローター２に過剰な負荷がかかっていたり、又は、ローター２が過剰に振動したりしていなければ、時刻ｔ１において、ローター２の回転角度は、θ０−φ／２を中心にして、θ０−φからθ０までの間で変動している。このため、時刻ｔ１で発生した制御信号により、ローター２は、点線Ｌ６で示すような周期Ｔの回転をし、これにより、ローター２の回転角度は、３φ／２だけ変化し、目標回転角度θ０を超えて、次の目標回転角度θ０＋φに到達して、減少する。
【００４７】
このように、一つの制御信号が発生したとき、ローター２の回転角度は、まず、３φ／２だけ増加し、そして、減少する。
【００４８】
次に、ローター２の単振動について説明する。図９は、駆動信号生成部に制御信号が一つ入力されたときに生成される駆動信号（所定の駆動信号）によって、ローター２が回転される制御において、ローター２の回転速度の推移を示すグラフである。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転速度を示す。線Ｌ４は、図７で説明したように、ローター２の回転速度の推移を示す。ｔ１０は、制御信号生成部１１が、上記一つの制御信号を生成した時刻を示す。ローター２は、時刻ｔ１０の直後の時刻での回転速度を最大の回転速度として、単振動をし、振動が徐々に減衰し、回転速度が０に向かう。
【００４９】
図１０は、図９の時刻ｔ１０付近でのローター２の回転速度の推移を示すグラフである。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転速度を示す。Ｖは、最大の回転速度を示す。点線Ｌ５は、本実施形態の第２態様で説明する。
【００５０】
図１１は、図９の時刻ｔ１０付近でのローター２の回転角度の推移を示すグラフである。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転角度を示す。図６で説明したように、線Ｌ１は、目標回転角度の推移を示し、線Ｌ２は、ローター２の回転角度の推移を示し、φは、ステップ角を示す。Ｔは、上記所定の駆動信号によってローター２が駆動されたときに発生するローター２の単振動の周期を示す。
【００５１】
図１１を参照して、時刻ｔ１０で回転角度が０とし、回転角度が３φ／２となる時刻をｔ１１とする。回転角度が３φ／２だけ変化するのに要する時間は、Ｔ／３であることが分かる。
【００５２】
以上説明したように、一つの制御信号が発生したとき、ローター２の回転角度は、まず、３φ／２だけ増加し、そして、減少する（図８）。回転角度が３φ／２だけ変化するのに要する時間は、Ｔ／３である（図１１）。本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０は、これらを基にして、ステッピングモーター１の回転の停止制御をする。
【００５３】
本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０には、第１態様及び第２態様がある。第１態様に係る制御信号生成部１１は、ローター２の回転を停止させる場合において、最後の制御信号と、最後の制御信号より一つ前の制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしている。
【００５４】
図１２は、本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０の第１態様が実行するステッピングモーター１の停止制御において、ローター２の回転角度の推移を示すグラフであり、図６と対応する。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転角度を示す。図６で説明したように、線Ｌ１は、目標回転角度の推移を示し、線Ｌ２は、ローター２の回転角度（実際の回転角度）の推移を示し、φは、ステップ角を示し、θ１は、最終の目標回転角度を示す。ローター２の回転の停止制御における最後の制御信号は、時刻ｔ４で発生している。
【００５５】
ローター２の回転の停止制御における最後の制御信号より一つ前の制御信号は、時刻ｔ４より前の時刻ｔ３で発生している。ローター２の回転の停止制御における最後の制御信号より二つ前の制御信号は、時刻ｔ３より前の時刻ｔ２で発生している。
【００５６】
図１３は、本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０の第１態様が実行するステッピングモーター１の停止制御において、ローター２の回転速度の推移を示すグラフであり、図７と対応する。グラフの横軸は、時刻を示し、グラフの縦軸は、ローター２の回転速度を示す。図７で説明したように、線Ｌ３は、目標回転速度の推移を示し、線Ｌ４は、ローター２の回転速度（実際の回転速度）の推移を示す。
【００５７】
図１４は、図１２に示す時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４付近において、ローター２の回転角度の推移を示すグラフである。時刻ｔ３において、最後の制御信号より一つ前の制御信号が発生したときに、ローター２が位置すると見なされる回転角度は、θ１−（３φ／２）である。時刻ｔ３において、ローター２の回転角度は、θ１−３φ／２を中心にして、θ１−２φからθ１−φまでの間で変動するからである。このことは、図８で説明した。
【００５８】
最後の制御信号より一つ前の制御信号と最後の制御信号との時間間隔が、Ｔ／３であるとき、回転角度θ１−（３φ／２）と最終の目標回転角度θ１との差が、３φ／２となる。このことは、図１１で説明した。
【００５９】
よって、図１４に示すように、最後の制御信号と、最後の制御信号より一つ前の制御信号との時間間隔が、Ｔ／３のとき、線Ｌ２で示すローター２の回転角度が、時刻ｔ４において、最終の目標回転角度θ１（最終の目標回転角度θ１に対応する安定点）と一致する。これにより、ローター２は、最終の目標回転角度θ１での減衰振動が抑制されることになる。従って、第１態様によれば、ステッピングモーター１が停止されるときにステッピングモーター１から発生する振動及び騒音を抑制でき、かつ、時刻ｔ４からローター２か停止するまでの時間を短くすることができる。
【００６０】
図１５は、本実施形態に係るステッピングモーター制御装置１０の第２態様が実行するステッピングモーター１の停止制御において、ローター２の回転角度の推移を示すグラフであり、図１４と対応する。第２態様に係る制御信号生成部１１は、第１態様に係る制御信号生成部１１と同様に、ローター２の回転を停止させる場合において、最後の制御信号と、最後の制御信号より一つ前の制御信号との時間間隔を、Ｔ／３にしている。さらに、第２態様に係る制御信号生成部１１は、最後の制御信号より一つ前の制御信号と、最後の制御信号より二つ前の制御信号との時間間隔を、下記式で示す時間間隔にしている。
【００６１】
【数２】
2017163799.tif 000004
【００６２】
Ｖは、図１０に示すように、ローター２の単振動でのローター２の回転速度の最大値を示す。φは、ステッピングモーター１のステップ角を示す。
【００６３】
時刻ｔ４において、ローター２の回転速度が０であり、線Ｌ２で示すローター２の回転角度が最終の目標回転角度θ１であれば、理論上、時刻ｔ４において、ローター２が最終の目標回転角度θ１で停止する。
【００６４】
第１態様で説明したように、最後の制御信号と、最後の制御信号より一つ前の制御信号との時間間隔が、Ｔ／３にすることにより、時刻ｔ４において、線Ｌ２で示すローター２の回転角度が、最終の目標回転角度θ１に一致する。
【００６５】
時刻ｔ４において、ローター２の回転速度が０になるには、最後の制御信号より一つ前の制御信号と、最後の制御信号より二つ前の制御信号との時間間隔が、上記式で示される値にすればよい。これについて説明する。
【００６６】
図１０を参照して、一つの制御信号が発生した時刻ｔ１０で、ローター２は、単振動を開始し、時刻ｔ１０からＴ／３が経過した時刻ｔ１１のときに、線Ｌ４で示すように、ローター２の回転速度がＶｓｉｎ（２π／３）となる。これは、Ｖｓｉｎωｔに、角速度ω＝２π／Ｔ、時間ｔ＝Ｔ／３が代入された値である。
【００６７】
時刻ｔ１０において、ローター２の回転速度が、Ｖｓｉｎ（２π／３）であれば、点線Ｌ５で示すように、時刻ｔ１０からＴ／３が経過した時刻ｔ１１のときに、ローター２の回転速度が０になることが分かる。これを、図１５で説明すると、時刻ｔ３において、ローター２の回転速度が、Ｖｓｉｎ（２π／３）のとき、時刻ｔ３からＴ／３が経過した時刻ｔ４において、ローター２の回転速度が０になる。
【００６８】
時刻ｔ３において、ローター２の回転速度が、Ｖｓｉｎ（２π／３）になるには、最後の制御信号より一つ前の制御信号と、最後の制御信号より二つ前の制御信号との時間間隔を、上記式で示す値にすればよい（ステップ角φ÷上記式で示す値＝Ｖｓｉｎ（２π／３））。
【００６９】
よって、時刻ｔ４において、ローター２の回転速度が０であり、線Ｌ２で示すローター２の回転角度が最終の目標回転角度θ１となる。これにより、ローター２は、最終の目標回転角度θ１での減衰振動がさらに抑制されることになる（理論上は減衰振動がゼロとなり、時刻ｔ４でローター２の回転が停止する）。従って、第２態様によれば、第１態様よりも、ステッピングモーター１が停止されるときにステッピングモーター１から発生する振動及び騒音をさらに抑制でき、かつ、時刻ｔ４からローター２が停止するまでの時間を短くすることができる。
【００７０】
図６及び図７で説明した比較例によれば、ステッピングモーター１が停止されるときに、ステッピングモーター１から発生する振動及び騒音が比較的大きい。このため、ステッピングモーター１が適用されることになる装置（例えば、画像形成装置）に、ステッピングモーター１が組み込まれた状態で、ステッピングモーター１からの振動及び騒音が小さくなるように、各種の調整が必要となる。これに対して、本実施形態の第１態様及び第２態様によれば、ステッピングモーター１が停止されるときにステッピングモーター１から発生する振動及び騒音を抑制できるので、そのような調整が不要となる。
【００７１】
ステッピングモーター１の運転条件には、スルー領域及び自起動領域がある。スルー領域は、ステッピングモーター１が高速運転される領域である。ステッピングモーター制御装置１０は、スルー領域の状態からステッピングモーター１を停止させる場合、スローダウン制御をする。このスローダウン制御において、本実施形態の第１態様や第２態様が適用される。自起動領域は、ステッピングモーター１が制御信号に同期して、瞬時に停止できる領域である。ステッピングモーター制御装置１０は、自起動領域の状態からステッピングモーター１を停止させる場合、スローダウン制御をしない。自起動領域の状態からステッピングモーター１を停止させる場合にも、本実施形態の第１態様や第２態様が適用される。
【符号の説明】
【００７２】
１  ステッピングモーター
２  ローター
３  ステーター
４  Ａ相磁極
５  Ｂ相磁極
６  ／Ａ相磁極
７  ／Ｂ相磁極
１０  ステッピングモーター制御装置
１１  制御信号生成部
１２  駆動電流生成部（駆動信号生成部の具体例）
【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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