JP3212232B2 - 脱調検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータ等
にかかる負荷の変化やステップの脱調を検出する脱調検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、４相励磁駆動のステッピングモ
ータ１には、図１４に示すように、その各励磁相を励磁
するためのＮＰＮ形の励磁用トランジスタ２及びダイオ
ード３から構成される並列回路４がそれぞれの励磁相に
接続されている。

【０００３】そして、この励磁用トランジスタ２のベー
スに、図１５に示すＣＰＵ（中央処理装置）１１からモ
ータ駆動回路１４を介して図１６（ａ）に示すような駆
動制御信号（駆動パルス）ＶA が供給することによって
各励磁相を励磁させてステッピングモータ１を駆動する
ようになっている。

【０００４】そして、ステッピングモータ１の脱調検出
装置は、励磁用トランジスタ２のエミッタを抵抗７を介
して接地し、この励磁用トランジスタ２と抵抗７との接
続点の脱調検出電圧ＶRSを監視し、この脱調検出電圧Ｖ
RSに基づいてモータの脱調判断を行うようになってい
た。

【０００５】図１５において、１２はＣＰＵ１１が脱調
検出制御を行うためのプログラムデータ等を格納したＲ
ＯＭ（リード・オンリー・メモリ）、１３はＩ／Ｏポー
トである。上記ＣＰＵ１１とＲＯＭ１２、Ｉ／Ｏポート
１３、モータ駆動回路１４とは、バスライン１５により
電気的に接続されている。

【０００６】前記モータ駆動回路１４は、Ｄ／Ａ変換回
路（図示しない）を有し、ＣＰＵ１１からの図１６
（ａ）に示すようなデジタル信号（駆動制御信号ＶA ）
をアナログ信号に変換し、この信号に基づいてステッピ
ングモータ１の各励磁相のトランジスタ２のベースに駆
動信号を供給するようになっている。

【０００７】上記Ｉ／Ｏポート１３には、コンパレータ
１６の出力端子が接続しており、この出力端子とＩ／Ｏ
ポート１３との接続点は抵抗１７を介して電源端子Ｖcc
（５Ｖ）に接続している。

【０００８】上記コンパレータ１６は、その反転端子
（−）は基準電圧電源１８に接続しており、非反転端子
（＋）は励磁用トランジスタ２と抵抗７との接続点に接
続している。このコンパレータ１６は脱調検出電圧ＶRS
を基準電圧と比較してその比較結果に応じて出力が変化
するようになっており、この出力をＩ／Ｏポート１３に
出力する。

【０００９】具体的には、脱調検出電圧ＶRSが基準電圧
より低いとき、Ｉ／Ｏポート１３からのポート出力Ｐ＝
０となり、脱調検出電圧ＶRSが基準電圧より高いとき、
Ｉ／Ｏポート１３からのポート出力Ｐ＝１となる。

【００１０】このような脱調検出装置においては、上記
ＣＰＵ１１から駆動制御信号を供給し、ステッピングモ
ータ１を駆動すると、通常駆動時、すなわちステッピン
グモータ１が脱調等していないときには、その駆動電流
（ＩA ）は、図１６（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１１か
らの駆動制御信号がオフからオンになる時から上昇し、
ＣＰＵ１１からの駆動制御信号がオンからオフに変わる
タイミングＡでピーク（１Ａ）に達する。その後、ゆっ
くりと降下する。

【００１１】脱調検出電圧（ＶRS）も同図（ｃ）に示す
ように、上記駆動電流（ＩA ）と同様な波形になり、タ
イミングＡにおけるピーク電圧ＶRSは、抵抗７の抵抗値
を１Ωとすると、１Ａ×１Ω＝１Ｖになる。

【００１２】ところが、ステッピングモータ１に脱調等
が生じると、上記駆動電流（ＩA ）は、図１６（ｄ）に
示すように、通常駆動時に比してタイミングＡにおける
立上りが急となり、ピーク電流も通常駆動時より大きい
１．２Ａとなる。この駆動電流（ＩA ）に応じて脱調検
出電圧（ＶRS）も、同図（ｅ）に示すように、通常駆動
時に比して立上りが急となり、ピーク電圧ＶRSは、１．
２Ａ×１Ω＝１．２Ｖとなり、通常駆動時より大きくな
る。

【００１３】このようなステッピングモータ１の通常駆
動時と脱調時との駆動電流ＩA のピーク時（タイミング
Ａ）の波形が相違することを利用して、この駆動電流Ｉ
A に応じて変化する脱調検出電圧ＶRSをタイミングＡか
ら所定時間経過後に、コンパレータ１６及びＩ／Ｏポー
ト１３を介して検出し、この検出結果からステッピング
モータ１の脱調判断を行っていた。

【００１４】すなわち、具体的には、Ｉ／Ｏポート１３
からのポート出力Ｐが０の場合、ステッピングモータ１
が脱調していると判断し、Ｉ／Ｏポート１３からのポー
ト出力Ｐが１の場合、ステッピングモータ１が脱調して
いないと判断していた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなス
テッピングモータにおいては、一般に、通常駆動時のピ
ーク電流（１Ａ）と脱調時のピーク電流（１．２Ａ）と
の差が０．２Ａ程度しかなく、従って、抵抗７の抵抗値
が１Ωであれば脱調検出電圧ＶRSの差も０．２Ｖ程度の
微小電圧となるため、上述したような脱調検出装置で
は、この微小な電圧の相違からモータ１が脱調したか否
かを正確に判断するのは困難であるという問題があっ
た。

【００１６】また、抵抗７の抵抗値を大きくすることに
より、脱調検出電圧ＶRSを大きくすることも考えられる
が、このようにした場合には、抵抗７のジュール熱の発
生等による電力の消費が大きくなり、従って、回路全体
の消費電力が大きくなってしまうため妥当でない。

【００１７】そこで本発明は、確実に脱調検出を行うこ
とができる脱調検出装置を提供しようとするものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、励磁用トランジスタのオン・オフ動作で複数の励磁
相を励磁することによって駆動するステッピングモータ
と、前記励磁相に生じる逆起電圧の波形をパルス波形に
する互いにカソードを接続した一対の定電圧ダイオード
と抵抗分圧回路との直列回路を電源端子に接続してなる
逆起電圧検出回路と、ステッピングモータの励磁相と励
磁用トランジスタとの接続点にアノードを接続し、逆起
電圧検出回路の各定電圧ダイオードのカソードの接続点
にカソードを接続した逆流防止用ダイオードと、逆起電
圧検出回路の抵抗分圧回路の分圧点に生じるパルス波形
状の脱調検出電圧を監視し、この脱調検出電圧の時間幅
が前記ステッピングモータの通常駆動時の時間幅よりも
短いときステッピングモータが脱調したと判断する脱調
検出判断手段とを設けたものである。

【００１９】

【００２０】請求項２記載の本発明は、励磁相と励磁用
トランジスタとの接続点のすべてに、それぞれ逆流防止
用ダイオードのアノードを別々に接続し、これらすべて
の逆流防止用ダイオードのカソードを接続した共通端子
を逆起電圧検出回路の各定電圧ダイオードのカソードに
接続し、ステッピングモータの通電駆動時に、ステッピ
ングモータの各励磁相に生じる逆起電圧の波形の頭部を
所定の定電圧値に制限する時間が連続するように各定電
圧ダイオードのツェナ電圧を設定した請求項１記載の脱
調検出装置である。

【００２１】請求項３記載の本発明は、励磁用トランジ
スタのオン・オフ動作で複数の励磁相を励磁することに
よって駆動するステッピングモータと、互いにカソード
を接続した一対の定電圧ダイオードと抵抗分圧回路との
直列回路を電源端子に接続してなる逆起電圧検出回路
と、励磁相と励磁用トランジスタとの接続点にアノード
を接続するとともに、逆起電圧検出回路の各定電圧ダイ
オードのカソードにカソードを接続した逆流防止用ダイ
オードと、逆起電圧検出回路の抵抗分圧回路の分圧点に
生じる脱調検出電圧と予め設定した基準電圧とを比較し
て、脱調検出電圧が基準電圧以上となる時間を検出する
比較回路と、ステッピングモータの通電駆動時の比較回
路からの検出時間を記憶しておく検出時間記憶手段と、
ステッピングモータの駆動時、比較回路からの検出時間
を監視し、この比較回路からの検出時間と、検出時間記
憶手段から取出した通常駆動時の検出時間とを比較し
て、検出回路からの検出時間が通常駆動時の検出時間よ
りも短いときにステッピングモータが脱調したと判断す
る脱調判断手段とを設けたものである。

【００２２】

【作用】このような構成の請求項１記載の本発明におけ
る原理を説明する。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】本発明における脱調検出電圧は、ステッピ
ングモータの各励磁相に生じる逆起電力に基づいて、励
磁用トランジスタをオンからオフにしたときに立上り、
そのピーク電圧は一方の定電圧ダイオード（アノードが
電源端子に接続した定電圧ダイオード）によって制限さ
れて所定電圧となり、その後は、他方の定電圧ダイオー
ド（カソードが一方の定電圧ダイオードに接続された定
電圧ダイオード）のツェナ電圧に基づいて急俊に降下す
る。この場合の脱調検出電圧は略パルス波形になる。

【００２８】脱調検出電圧は、ステッピングモータの脱
調時には、通常駆動時よりも各励磁相に生じる逆起電力
のピークが大きくなり、その後急に小さくなるため、脱
調検出電圧の制限時間も通常駆動時より短くなる。この
ため、脱調検出電圧は、その制限時間経過後は、脱調時
の方が速く降下する略パルス波形となる。従って、この
制限時間経過後の電圧を検出すれば、ステッピングモー
タが脱調しているか否かを判断することができる。

【００２９】本発明においては、このような原理を利用
することにより、脱調検出判断手段により、脱調検出電
圧を監視し、この脱調検出電圧に基づいて、ステッピン
グモータの脱調判断を行う。

【００３０】次に、請求項２記載の本発明における原理
を説明する。

【００３１】各励磁相における脱調検出電圧の一方の定
電圧ダイオード（アノードが電源端子に接続した定電圧
ダイオード）の制限時間が連続するように各定電圧ダイ
オードのツェナ電圧を設定することにより、ステッピン
グモータの通常駆動時の脱調検出電圧がほぼ一定の電圧
となる。

【００３２】これに対し、ステッピングモータの脱調時
には、通常駆動時よりも制限時間が短くなるため、脱調
検出電圧は略パルス波形となる。従って、この脱調検出
電圧のパルス波形を検出すれば、ステッピングモータが
脱調しているか否かを判断することができる。

【００３３】本発明においては、このような原理を利用
することにより、脱調検出判断手段により、脱調検出電
圧を監視し、この脱調検出電圧に基づいて、ステッピン
グモータの脱調判断を行う。

【００３４】次に、請求項３記載の本発明における原理
は、上述した請求項１記載の本発明における原理と同様
である。

【００３５】本発明では、この原理を利用して、ステッ
ピングモータの通常駆動時の脱調検出電圧の制限時間
（検出時間）を予め比較回路で検出して検出時間記憶手
段に記憶しておく。そして、ステッピングモータの駆動
時、比較回路からの制限時間（検出時間）を監視し、こ
の比較回路からの制限時間（検出時間）と、検出時間記
憶手段から取出した通常駆動時の制限時間（検出時間）
とを比較して、比較回路からの制限時間（検出時間）が
通常駆動時の制限時間（検出時間）よりも短いときにス
テッピングモータが脱調したと判断する。

【００３６】

【実施例】以下、本発明をユニポーラ型ステッピングモ
ータを備えた電子機器の脱調検出装置に適用した場合の
一実施例を図面を参照して説明する。

【００３７】図１は、本実施例の構成を示す回路図で、
２１は４相励磁のユニポーラ型ステッピングモータであ
る。このステッピングモータ２１の各励磁相（Ａ相，Ｂ
相，Ｃ相，Ｄ相）は、その一方の端子がコモン端子とな
っており、このコモン端子はモータ駆動電源Ｖc （例え
ば２６Ｖ）に接続している。

【００３８】また、ステッピングモータ２１の各励磁相
の他方の端子には、それぞれの励磁相を励磁するための
ＮＰＮ形トランジスタ２２及びダイオード２３から構成
される並列回路２４が接続している。

【００３９】具体的には、各並列回路２４のトランジス
タ２２のコレクタはステッピングモータ２１の各励磁相
に接続しており、トランジスタ２２のエミッタは接地し
ている。そして、コレクタ及びエミッタ間は、ダイオー
ド２３が図示極性で接続している。

【００４０】このステッピングモータ２１の各励磁相の
駆動電流ＩA は通常駆動時、すなわちステッピングモー
タ２１の脱調等がない時は、図３（ｂ）に示すように変
化し、脱調時、すなわちステッピングモータ２１にかか
る負荷の増加やステップの脱調が生じた時は、同図
（ｅ）に示すように変化する。

【００４１】上記ステッピングモータ２１の各励磁相の
他方の端子とトランジスタ２２との接続点には、逆流防
止用ダイオード２５のアノードが接続しており、この逆
流防止用ダイオード２５のカソードは逆起電圧検出回路
２６に接続している。

【００４２】具体的には、この逆起電圧検出回路２６は
定電圧ダイオード２７及び抵抗２８，２９を直列して構
成した抵抗分圧回路との直列回路で構成され、この定電
圧ダイオード２７のアノードは電源端子Ｖccに接続して
いる。また、定電圧ダイオード２７のカソードは上記逆
流防止用ダイオード２５のカソードに接続している。

【００４３】この定電圧ダイオード２７のカソード電圧
ＶR は、通常駆動時は、図３（ｃ）に示すように変化
し、脱調時は、同図（ｆ）に示すように変化する。

【００４４】本実施例における制御部の構成は、図１５
に示すものと同様の構成であるが、本実施例では、逆起
電圧検出回路２６の抵抗２８及び２９の分圧点にコンパ
レータ１６の非反転端子（＋）が接続している点が異な
っている。

【００４５】本実施例におけるＣＰＵ１１にはモータ駆
動パルスの出力タイミングをとるために時間をカウント
するカウンタと、脱調検出のタイミングをとるために時
間をカウントするカウンタが設けられている。

【００４６】また、このＣＰＵ１１は、図２に示すよう
な脱調検出制御を行うようになっている。すなわち、Ｃ
ＰＵ１１は、先ずＳＴ１にてモータ駆動回路１４を介し
て図３（ａ）に示すような駆動制御信号（駆動パルス）
をトランジスタ２２のベースに供給することによってス
テッピングモータ２１の各励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，
Ｄ相）を順に１ステップずつ駆動する。

【００４７】そして、各励磁相とも、それぞれ駆動制御
信号（駆動パルス）を供給した後、２．５ｍｓのカウン
トを開始する。

【００４８】このとき、例えばＡ相の定電圧ダイオード
２７のカソード電圧ＶR 及び脱調検出電圧ＶS の波形は
図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ＣＰＵ１１からの
駆動制御信号ＶA がオンからオフに変化したときに、逆
起電力が生じる。この逆起電力は、電源端子Ｖccの電圧
及び定電圧ダイオード２７のツェナ電圧により一定時間
Ｔn だけ制限され、その後、少しずつ降圧していく。

【００４９】次に、ＳＴ２にてカウンタが２．５ｍｓを
カウントすると、ＳＴ３にてさらにステッピングモータ
１１の各励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）を１ステッ
プ駆動する。

【００５０】そして、例えば各励磁相とも、それぞれ駆
動制御信号（駆動パルス）を供給した後、ＳＴ４にてカ
ウンタが０．６ｍｓをカウントすると（図３に示すタイ
ミングＢ）、ＳＴ５にてＩ／Ｏポート１３の出力を読込
み、このポート出力Ｐが０か否か、すなわち脱調検出電
圧ＶS が基準電圧より低いか否かを判断する。

【００５１】このような判断をするのは、ステッピング
モータ２１の脱調時には、各定電圧ダイオード２７のカ
ソード電圧ＶR 及び脱調検出電圧ＶS の波形は図３
（ｆ）及び（ｇ）に示すように、その制限時間Ｔm は通
常駆動時の制限時間Ｔn よりも短くなるため、制限時間
Ｔm −Ｔn 間では、脱調時の電圧の方が通常駆動時の電
圧よりも低くなるからである。

【００５２】ＳＴ５にて脱調検出電圧ＶS が基準電圧よ
り低いと判断した場合（ポート出力Ｐ＝０）、ステッピ
ングモータ１１に脱調が発生したと判断し、脱調検出制
御を終了する。

【００５３】これに対し、脱調検出電圧ＶS が基準電圧
以上であると判断した場合（ポート出力Ｐ＝１）は、ス
テッピングモータ２１は脱調していないと判断し（脱調
検出判断手段）、ＳＴ２の制御動作に戻る。

【００５４】このような構成の本実施例においては、ス
テッピングモータ２１の脱調検出を行う際、先ずステッ
ピングモータ２１の各励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ
相）が１ステップずつ駆動され、各励磁相につき２．５
ｍｓのカウントが終了すると、さらにステッピングモー
タ２１の各励磁相が１ステップずつ駆動される。

【００５５】その後、各励磁相につき０．６ｍｓのカウ
ントが終了すると、Ｉ／Ｏポート１３の出力が読込ま
れ、このポート出力Ｐが０か否か、すなわち脱調検出電
圧ＶSが基準電圧より低いか否かが判断される。

【００５６】このとき、ステッピングモータ２１が通常
駆動を行っている場合は、脱調検出電圧ＶS が基準電圧
以上となり、ポート出力Ｐが１となる。これにより、ス
テッピングモータ２１は脱調していないと判断される。
この場合には、以上の処理、すなわちステッピングモー
タ２１の駆動制御処理及びその脱調検出制御処理が繰返
される。

【００５７】上記ステッピングータ２１がこのような通
常駆動を行っている途中で、脱調等が発生すると、脱調
検出電圧ＶS が基準電圧より低くなり、ポート出力Ｐが
０となる。これにより、ステッピングモータ２１は脱調
したと判断され、ステッピングモータ２１の駆動制御及
びその脱調検出制御が終了する。

【００５８】このように、ステッピングモータ２１の脱
調時に、各励磁相に発生する逆起電力が通常駆動時に比
して異なる性質を利用して、脱調の検出を行うことによ
って、従来よりも大きな検出電圧でステッピングモータ
２１が脱調しているか否かの判断を行うことができるた
め、確実な脱調検出を行うことができる。

【００５９】次に、本発明をユニポーラ型ステッピング
モータを備えた電子機器の脱調検出装置に適用した場合
の他の実施例を図４ないし図６を参照して説明する。な
お、上記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な
説明を省略する。

【００６０】図４は、本実施例の構成を回路図で、図１
に示す回路と異なるのは、定電圧ダイオード２７と抵抗
２８との接続点に、定電圧ダイオード３１を図示極性で
接続し、この定電圧ダイオード３１のカソードに逆流防
止用ダイオード２５のカソードを接続した点である。

【００６１】図５は、図４に示すステッピングモータ２
１の制御部の構成を示すブロック図で、図１５に示す制
御部と異なる点は、脱調検出電圧ＶSSをコンパレータ１
６を介さずに直接Ｉ／Ｏポート１３に接続している点で
ある。

【００６２】これは、後述するように定電圧ダイオード
３１のツェナ電圧以上であるときの脱調検出電圧ＶSSが
ロジック電圧レベル５Ｖになるように抵抗２８，２９の
抵抗値を設定した場合には、コンパレータ１６が不要と
なるからである。

【００６３】本実施例におけるＩ／Ｏポート３１は、脱
調検出電圧ＶSSが５Ｖのときには、ポート出力Ｐが１、
脱調検出電圧ＶSSが０Ｖのときには、ポート出力Ｐが０
となるようになっている。

【００６４】この脱調検出電圧ＶSSは、ステッピングモ
ータ２１が通常駆動時には、図６（ｄ）に示すように変
化し、脱調時には、同図（ｇ）に示すように変化する。

【００６５】すなわち、ＣＰＵ１１からの駆動制御信号
ＶA がオンからオフに変化したとき、逆起電力が生じ
る。この逆起電力は、電源端子Ｖccの電圧及び定電圧ダ
イオード２７のツェナ電圧により一定時間Ｔn だけ制限
され、その後、少しずつ降圧していく。

【００６６】このとき、定電圧ダイオード２７のカソー
ド電圧ＶR が定電圧ダイオード３１のツェナ電圧以上で
あるときは、抵抗２８及び２９に定電圧ダイオード２７
のカソード電圧ＶR から定電圧ダイオード３１のツェナ
電圧を引いた電圧が供給される。

【００６７】そして、定電圧ダイオード２７のカソード
電圧ＶR が降圧して、定電圧ダイオード３１のツェナ電
圧より低くなると、定電圧ダイオード３１のツェナ特性
により、抵抗２８及び２９には電圧がかからなくなる。

【００６８】この抵抗２８及び２９に電圧が供給される
とき、すなわち定電圧ダイオード２７のカソード電圧Ｖ
R が定電圧ダイオード３１のツェナ電圧以上であるとき
の脱調検出電圧ＶSSが５Ｖになるように抵抗２８，２９
の抵抗値を設定すると、この脱調検出電圧ＶSSはロジッ
ク電圧レベル（０Ｖから５Ｖ）の略パルス波形となる。

【００６９】また、上述したように、脱調検出電圧ＶSS
の制限時間Ｔm は通常駆動時の制限時間Ｔn よりも短く
なるため、制限時間Ｔm −Ｔn 間では通常駆動時の電圧
が５Ｖとなるのに対し、脱調時の電圧は０Ｖとなる。

【００７０】本実施例では、このＴm −Ｔn 間の脱調検
出電圧ＶSSを検出して、脱調検出を行う。すなわち、本
実施例におけるＣＰＵ１１は図２に示す脱調検出制御と
同様の制御を行うようになっている。

【００７１】このような構成の本実施例においては、ス
テッピングモータ２１の脱調検出を行う際、上記実施例
と同様に、先ずステッピングモータ２１の各励磁相（Ａ
相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）が１ステップ駆動され、２．５
ｍｓのカウントが終了すると、さらにステッピングモー
タ２１の各励磁相が１ステップ駆動される。

【００７２】そして、０．６ｍｓのカウントが終了する
と、Ｉ／Ｏポート１３の出力が読込まれ、このポート出
力Ｐが０か否か、すなわち脱調検出電圧ＶSSが０Ｖか否
かが判断される。

【００７３】このとき、ステッピングモータ２１が通常
駆動を行っている場合は、脱調検出電圧ＶSSが５Ｖとな
り、Ｉ／Ｏポート１３のポート出力Ｐが１となる。これ
により、ステッピングモータ２１は脱調していないと判
断される。以上の処理、すなわちステッピングモータ２
１の駆動制御及びその脱調検出制御が繰返される。

【００７４】上記ステッピングータ２１がこのような通
常駆動を行っている途中で、脱調等が発生すると、脱調
検出電圧ＶSSが０Ｖとなり、Ｉ／Ｏポート１３のポート
出力Ｐが０となる。これにより、ステッピングモータ２
１は脱調したと判断され、ステッピングモータ２１の駆
動制御及びその脱調検出制御が終了する。

【００７５】このように、ステッピングモータ２１の脱
調時に、各励磁相に発生する逆起電力が通常駆動時に比
して異なる性質を利用して、脱調の検出を行うことによ
って、従来よりも大きな検出電圧で脱調判断を行うこと
ができるため、確実な脱調検出を行うことができる。

【００７６】また、定電圧ダイオード２７と抵抗２８と
の接続点に、定電圧ダイオード３１を図４に示す極性で
接続するとともに、この定電圧ダイオード３１のカソー
ドに逆流防止用ダイオード２５のカソードを接続するた
め、定電圧ダイオード２７のカソード電圧ＶR が定電圧
ダイオード３１のツェナ電圧より低くなると、抵抗２８
及び２９には電圧がかからなくなる。

【００７７】これにより、抵抗２８及び２９の抵抗値を
大きくしても、消費電力の増大を極力防止することがで
きる。また、脱調検出電圧ＶSSを従来に比して検出し易
い、ロジック電圧レベル（０Ｖから５Ｖ）に容易に設定
することができる。従って、より確実な脱調検出を行う
ことができる。

【００７８】また、脱調検出電圧ＶSSをロジック電圧レ
ベル（０Ｖから５Ｖ）のパルス波形で脱調検出を判断で
きるため、ステッピングモータ２１にそのコイル仕様の
個々のばらつきや、ステッピングモータ２１にかかる負
荷のばらつきに影響されずに、脱調検出を行うことがで
きる。これにより、確実な脱調検出を行うことができ
る。

【００７９】また、脱調検出電圧ＶSSを比較的大きな電
圧で脱調検出を判断できるため、脱調検出電圧ＶSSを増
幅するための高精度の増幅回路を別個に設ける必要がな
く、従って、コストの上昇を抑えることができる。

【００８０】次に、本発明をユニポーラ型ステッピング
モータを備えた電子機器の脱調検出装置に適用した場合
の他の実施例を図７ないし図１０を参照して説明する。
なお、上記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細
な説明を省略する。

【００８１】図７は、本実施例の構成を回路図で、図４
に示す回路と異なるのは、ステッピングモータの各励磁
相に逆流防止用ダイオード２５を設けるとともに、各励
磁相に共通の逆起電圧検出回路２６を１つだけ設け、こ
の逆起電圧検出回路２６の定電圧ダイオード２７及び３
１のカソードに各励磁相の逆流防止用ダイオード２５の
カソードをすべて接続する点である。

【００８２】この場合の脱調検出電圧ＶSSS は図１０
（ｅ）に示すように変化するようになっている。すなわ
ち、脱調検出電圧ＶSSS のピーク電圧時間が１ステップ
分の時間以上になるように、定電圧ダイオード２７及び
３１のツェナ電圧を設定すると、ステッピングモータ２
１が通常駆動しているとき、この脱調検出電圧ＶSSS
は、各励磁相の脱調検出電圧のピーク電圧が重なり合う
ため、ほぼ一定の電圧となる。

【００８３】また、ステッピングモータ２１に脱調が発
生すると、そのときの脱調検出電圧のピーク電圧は通常
駆動時より短くなるため、このときだけ、０Ｖの部分が
生じる。

【００８４】図８は、図７に示すステッピングモータ２
１の制御部の構成を示すブロック図で、図５に示す制御
部と異なる点は、Ｉ／Ｏポート１３の代わりにラッチ機
能を有するラッチポート４１を接続した点である。

【００８５】本実施例におけるＣＰＵ１１は、図９に示
すような脱調検出制御を行うようになっている。すなわ
ち、ＣＰＵ１１は、先ずＳＴ１１にてモータ駆動回路１
４を介して図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）
に示すような駆動制御信号（駆動パルス）をトランジス
タ２２のベースに供給することによってステッピングモ
ータ２１の各励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）を１ス
テップずつ駆動する。そして、各励磁相とも、それぞれ
駆動制御信号（駆動パルス）を供給した後、２．５ｍｓ
のカウントを開始する。

【００８６】このとき、各励磁相の定電圧ダイオード２
７のカソード電圧ＶR 及び脱調検出電圧ＶSSS の波形は
図１０（ｅ）に示すように、通常駆動時には脱調検出電
圧のピーク電圧が連続して、ほぼ一定の電圧となる。

【００８７】次に、ＳＴ１２にて各励磁相につきカウン
タが２．５ｍｓをカウントすると、ＳＴ１３にてさらに
ステッピングモータ２１の各励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ
相，Ｄ相）を１ステップ駆動する。

【００８８】そして、ＳＴ１４にてラッチポート４１の
出力を読込み、このポート出力Ｐが０か否か、すなわち
脱調検出電圧ＶSSS が０Ｖか否かを判断する。このと
き、脱調検出電圧ＶSSS が０Ｖであると判断した場合
（ポート出力Ｐ＝０）、ステッピングモータ２１に脱調
が発生したと判断し、脱調検出制御を終了する。

【００８９】これに対し、脱調検出電圧ＶSSS が５Ｖで
あると判断した場合（ポート出力Ｐ＝１）は、ステッピ
ングモータ２１は脱調していないと判断し、ＳＴ１２の
制御動作に戻る。

【００９０】このような構成の本実施例においては、ス
テッピングモータ２１の脱調検出を行う際、先ずステッ
ピングモータ２１の各励磁相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ
相）が１ステップ駆動され、それぞれ２．５ｍｓのカウ
ントが終了すると、さらにステッピングモータ２１の各
励磁相が１ステップ駆動される。

【００９１】そして、ラッチポート４１の出力が読込ま
れ、このポート出力Ｐが０か否か、すなわち脱調検出電
圧ＶSSS が０Ｖか否かが判断される。

【００９２】このとき、ステッピングモータ２１が通常
駆動を行っている場合は、脱調検出電圧ＶSSS が５Ｖと
なり、ポート出力Ｐが１となる。これにより、ステッピ
ングモータ２１は脱調していないと判断される。以上の
処理、すなわちステッピングモータ２１の駆動制御及び
その脱調検出制御が繰返される。

【００９３】上記ステッピングータ２１が、このような
通常駆動を行っている途中で、脱調等が発生すると、脱
調検出電圧ＶSSS が０Ｖとなり、ポート出力Ｐが０とな
る。これにより、ステッピングモータ２１は脱調したと
判断され、ステッピングモータ２１の駆動制御及びその
脱調検出制御が終了する。

【００９４】このように、ステッピングモータ２１の脱
調時に、各励磁相に発生する逆起電力が通常駆動時に比
して異なる性質を利用して、脱調の検出を行うことによ
って、従来よりも大きな検出電圧で脱調判断を行うこと
ができるため、確実な脱調検出を行うことができる。

【００９５】また、定電圧ダイオード２７と抵抗２８と
の接続点に、定電圧ダイオード３１を図４に示す極性で
接続するとともに、この定電圧ダイオード３１のカソー
ドに逆流防止用ダイオード２５のカソードを接続するた
め、定電圧ダイオード２７のカソード電圧ＶR が定電圧
ダイオード３１のツェナ電圧より低くなると、抵抗２８
及び２９には電圧がかからなくなる。

【００９６】これにより、上記実施例と同様に抵抗２８
及び２９の抵抗値を大きくしても、消費電力の増大を極
力防止することができる。また、脱調検出電圧ＶSSSを
従来に比して検出し易いロジック電圧レベル（０Ｖから
５Ｖ）に容易に設定することができる。従って、より確
実な脱調検出を行うことができる。

【００９７】また、脱調検出電圧ＶSSSをロジック電圧
レベル（０Ｖから５Ｖ）のパルス波形で脱調検出を判断
できるため、ステッピングモータ２１にそのコイル仕様
の個々のばらつきや、ステッピングモータ２１にかかる
負荷のばらつきに影響されずに、脱調検出を行うことが
できる。これにより、確実な脱調検出を行うことができ
る。

【００９８】また、脱調検出電圧ＶSSS のピーク電圧時
間が１ステップ分の時間以上になるように、定電圧ダイ
オード２７及び３１のツェナ電圧を設定することによ
り、ステッピングモータ２１の通常駆動時の脱調検出電
圧ＶSSS をほぼ一定の電圧とすることができる。これに
より、脱調が生じた場合のみ脱調検出電圧ＶSSS が略パ
ルス信号となるようにすることができ、従って確実な脱
調検出を行うことができる。

【００９９】また、上述したように脱調が生じた場合の
み脱調検出電圧ＶSSS がパルス信号となるようにし、こ
の脱調検出電圧ＶSSS をラッチ機能を有するラッチポー
ト４１から入力するため、ＣＰＵ１１は、常時出力ポー
トからの検出出力を監視することができる。これによ
り、上記実施例のように脱調検出電圧ＶSSS の検出時間
の細かい設定を不要にすることができる。

【０１００】また、脱調検出電圧ＶSSS を比較的大きな
電圧で脱調検出を判断できるため、脱調検出電圧ＶSSS
を増幅するための高精度の増幅回路を別個に設ける必要
がなく、従って、コストの上昇を抑えることができる。

【０１０１】なお、本実施例においては、４相に共通の
逆起電圧検出回路２６を１つだけ設けたものについて述
べたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、Ａ相
とＣ相、Ｂ相とＤ相の２組に分け、１組に１つの共通の
逆起電圧検出回路を設けたものでもよい。この場合に
は、脱調検出電圧ＶSSS のピーク電圧時間が各励磁相が
オンしている時間以上になるように、定電圧ダイオード
２７及び３１のツェナ電圧を設定してもよい。

【０１０２】また、本実施例においては、２相励磁のス
テッピングモータに適用した場合について述べたが、必
ずしもこれに限定されるものではなく、１相励磁又は１
−２相励磁のステッピングモータに適用してもよい。こ
の場合には、各励磁相がオフしたときから一定時間経過
後、脱調検出電圧の検出を行ってもよい。

【０１０３】次に、本発明をユニポーラ型ステッピング
モータを備えた電子機器の脱調検出装置に適用した場合
の他の実施例を図１１ないし図１３を参照して説明す
る。なお、上記実施例と同一部分には同一符号を付して
詳細な説明を省略する。

【０１０４】図１１は、本実施例の構成を回路図で、図
４に示す回路と異なるのは、逆起電圧検出回路２６の定
電圧ダイオード２７のアノードはモータ駆動電源Ｖc
（例えば３２Ｖ）に接続している点、及び抵抗分圧回路
（抵抗２８，２９）の分圧点である脱調検出電圧ＶDDの
電圧を予め設定された基準電圧と比較して脱調検出電圧
ＶDDの制限時間を検出してＣＰＵ１１に出力する比較回
路５１を設けた点である。

【０１０５】この比較回路５１は、具体的には脱調検出
電圧ＶDDの電圧を反転端子（−）から入力するコンパレ
ータ５２を備える。このコンパレータ５２の非反転端子
（＋）は電源端子Ｖcc（５Ｖ）と接地間に接続された抵
抗分圧回路（抵抗５３，５４）の分圧点に接続してお
り、コンパレータ５２の出力端子と非反転端子（＋）と
の間には抵抗５５が接続している。

【０１０６】また、コンパレータ５２の出力端子は電源
端子Ｖccに接続しており、この出力端子からの出力はＩ
／Ｏポート１３を介してＣＰＵ１１に供給されるように
なっている。このＣＰＵ１１には上記コンパレータ５２
からの出力結果、すなわち図１３（ｅ）に示すような脱
調検出電圧ＶDDの制限時間を予め記憶しておく検出時間
記憶手段としてのメモリ５６がバスラインを介して接続
している。

【０１０７】上記脱調検出電圧ＶDDは、ステッピングモ
ータ２１が通常駆動時には、図１３（ｄ）に示すように
変化し、脱調時には、同図（ｇ）に示すように変化す
る。

【０１０８】すなわち、ＣＰＵ１１からの駆動制御信号
ＶA がオンからオフに変化したとき、逆起電力が生じ
る。この逆起電力は、電源端子ＶDDの電圧及び定電圧ダ
イオード２７のツェナ電圧により一定時間だけ制限さ
れ、その後、少しずつ降圧していく。

【０１０９】このとき、定電圧ダイオード２７のカソー
ド電圧ＶR が定電圧ダイオード３１のツェナ電圧以上で
あるときは、抵抗２８及び２９に定電圧ダイオード２７
のカソード電圧ＶR から定電圧ダイオード３１のツェナ
電圧を引いた電圧が供給される。

【０１１０】そして、定電圧ダイオード２７のカソード
電圧ＶR が降圧して、定電圧ダイオード３１のツェナ電
圧より低くなると、定電圧ダイオード３１のツェナ特性
により、抵抗２８及び２９には電圧がかからなくなる。

【０１１１】この抵抗２８及び２９に電圧が供給される
とき、すなわち定電圧ダイオード２７のカソード電圧Ｖ
R が定電圧ダイオード３１のツェナ電圧以上であるとき
の脱調検出電圧ＶDDが５Ｖになるように抵抗２８，２９
の抵抗値を設定すると、この脱調検出電圧ＶDDはロジッ
ク電圧レベル（０Ｖから５Ｖ）の略パルス波形となる。

【０１１２】本実施例における比較回路５１では、基準
電圧ａＶ以上の時間を検出することにより、この検出時
間を上述した脱調検出電圧ＶDDの制限時間として図１３
（ｅ）に示すようなコンパレータ出力電圧ＶOPをＣＰＵ
１１に供給するようになっている。

【０１１３】また、図１３（ｉ）に示すような脱調時の
制限時間ＴP は、図１３（ｅ）に示すような通常駆動時
のクランプ時間ＴO よりも短くなる。本実施例では、こ
の制 限時間Ｔを通常駆動時の制限時間ＴO と比較するこ
とにより脱調検出を行う。

【０１１４】すなわち、本実施例におけるＣＰＵ１１
は、図１２に示すような脱調検出制御を行うようになっ
ている。先ずＣＰＵ１１はＳＴ２１にてモータ駆動回路
２４を介して図１３（ａ）に示すような駆動制御信号
（駆動パルス）をトランジスタ２２のベースに供給する
ことによってステッピングモータ２１の各励磁相（Ａ
相，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相）を順に１ステップずつ駆動す
る。

【０１１５】そして、ＳＴ２２にて脱調検出電圧ＶDDか
らの制限時間Ｔとメモリ５６に記憶された通常駆動時の
制限時間ＴO とを比較して、現在の制限時間Ｔが通常駆
動時の制限時間ＴO よりも小さいか否かを判断する（脱
調判断手段）。この制限時間Ｔの大きさの判断は、例え
ば脱調検出電圧ＶDDの制限部分ごとに行う。

【０１１６】このとき、現在の制限時間Ｔが通常駆動時
の制限時間ＴO よりも小さいと判断した場合、ステッピ
ングモータ２１に脱調が生じたと判断し、ＳＴ２３にて
ステッピングモータ２１の各励磁相を制御してモータの
駆動を停止する。

【０１１７】このような構成の本実施例においては、上
記メモリ５６にステッピングモータ２１の通電駆動時の
脱調検出電圧ＶDDの制限時間ＴO を記憶させる場合、ス
テッピングモータを駆動すると、比較回路５１によって
脱調検出電圧ＶDDの制限時間を検出し、その結果はメモ
リ５６に記憶される。

【０１１８】これにより、ステッピングモータ２１の通
電駆動時の脱調検出電圧ＶDDの制限時間を自動的にメモ
リ５６に記憶することができる。このため、ステッピン
グモータ２１の通常駆動時の制限時間Ｔの測定を正確に
行うことができる。

【０１１９】また、ステッピングモータ２１を駆動する
場合、脱調検出電圧ＶDDの制限時間Ｔとメモリ５６に記
憶された通常駆動時の制限時間ＴO とを比較して、現在
の制限時間Ｔが通常駆動時の制限時間ＴO よりも小さい
ときにステッピングモータ２１に脱調が生じたと判断
し、ステッピングモータ２１を停止する。

【０１２０】このように、モータ駆動時に脱調検出電圧
ＶDDの制限時間Ｔを検出し、この制限時間Ｔを通常駆動
時の制限時間ＴO とを直接比較して脱調判断を行うた
め、上記実施例の効果に加え、さらに確実に脱調判断を
行うことができるという効果がある。

【０１２１】なお、本実施例においては、逆起電圧検出
回路２６の定電圧ダイオード２７のアノードはモータ駆
動電源Ｖc に接続したものについて述べたが、必ずしも
これに限定されることはなく、上記実施例と同様に逆起
電圧検出回路２６の定電圧ダイオード２７のアノードは
電源電圧Ｖcc（例えば５Ｖ）に接続したものであっても
よい。

【０１２２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、確
実に脱調検出を行うことができ、しかも安価な脱調検出
装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成を示す図。

【図２】同実施例における脱調検出制御動作を示す流れ
図。

【図３】同実施例における脱調検出制御のタイミングを
示す図。

【図４】本発明の他の実施例の回路構成を示す図。

【図５】同実施例における制御部の構成を示すブロック
図。

【図６】同実施例における脱調検出制御のタイミングを
示す図。

【図７】本発明の他の実施例の回路構成を示す図。

【図８】同実施例における制御部の構成を示すブロック
図。

【図９】同実施例における脱調検出制御動作を示す流れ
図。

【図１０】同実施例における脱調検出制御のタイミング
を示す図。

【図１１】本発明の他の実施例の回路構成を示す図。

【図１２】同実施例における脱調検出制御動作を示す流
れ図。

【図１３】同実施例における脱調検出制御のタイミング
を示す図。

【図１４】従来の脱調検出装置の回路構成を示す図。

【図１５】従来の脱調検出装置の制御部の構成を示す
図。

【図１６】従来の脱調検出装置の脱調検出制御のタイミ
ングを示す図。

【符号の説明】

１１…ＣＰＵ ２１…ステッピングモータ ２２…励磁用トランジスタ ２５…逆流防止用ダイオード ２７，３１…定電圧ダイオード ２８，２９…抵抗 ５１…比較回路 ５２…コンパレータ ５６…メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 8/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁用トランジスタのオン・オフ動作で
   複数の励磁相を励磁することによって駆動するステッピ
   ングモータと、前記励磁相に生じる逆起電圧の波形をパ
   ルス波形にする互いにカソードを接続した一対の定電圧
   ダイオードと抵抗分圧回路との直列回路を電源端子に接
   続してなる逆起電圧検出回路と、前記ステッピングモー
   タの励磁相と前記励磁用トランジスタとの接続点にアノ
   ードを接続し、前記逆起電圧検出回路の各定電圧ダイオ
   ードのカソードの接続点にカソードを接続した逆流防止
   用ダイオードと、前記逆起電圧検出回路の抵抗分圧回路
   の分圧点に生じるパルス波形状の脱調検出電圧を監視
   し、この脱調検出電圧の時間幅が前記ステッピングモー
   タの通常駆動時の時間幅よりも短いとき前記ステッピン
   グモータが脱調したと判断する脱調検出判断手段とを設
   けたことを特徴とする脱調検出装置。
2. 【請求項２】 前記励磁相と前記励磁用トランジスタと
   の接続点のすべてに、それぞれ逆流防止用ダイオードの
   アノードを別々に接続し、これらすべての逆流防止用ダ
   イオードのカソードを接続した共通端子を前記逆起電圧
   検出回路の各定電圧ダイオードのカソードに接続し、前
   記ステッピングモータの通電駆動時に、前記ステッピン
   グモータの各励磁相に生じる逆起電圧の波形の頭部を所
   定の定電圧値に制限する時間が連続するように各定電圧
   ダイオードのツェナ電圧を設定したことを特徴とする請
   求項１記載の脱調検出装置。
3. 【請求項３】 励磁用トランジスタのオン・オフ動作で
   複数の励磁相を励磁することによって駆動するステッピ
   ングモータと、互いにカソードを接続した一対の定電圧
   ダイオードと抵抗分圧回路との直列回路を電源端子に接
   続してなる逆起電圧検出回路と、前記励磁相と前記励磁
   用トランジスタとの接続点にアノードを接続するととも
   に、前記逆起電圧検出回路の各定電圧ダイオードのカソ
   ードにカソードを接続した逆流防止用ダイオードと、前
   記逆起電圧検出回路の抵抗分圧回路の分圧点に生じる脱
   調検出電圧と予め設定した基準電圧とを比較して、脱調
   検出電圧が基準電圧以上となる時間を検出する比較回路
   と、前記ステッピングモータの通電駆動時の前記比較回
   路からの検出時間を記憶しておく検出時間記憶手段と、
   前記ステッピングモータの駆動時、前記比較回路からの
   検出時間を監視し 、この比較回路からの検出時間と、前
   記検出時間記憶手段から取出した通常駆動時の検出時間
   とを比較して、前記比較回路からの検出時間が通常駆動
   時の検出時間よりも短いときに前記ステッピングモータ
   が脱調したと判断する脱調判断手段とを設けたことを特
   徴とする脱調検出装置。