(57)【要約】      （修正有）【課題】ステッピングモーターの負荷が変動してもモーターを駆動できるモーター駆動回路を提供する。【解決手段】モーター駆動回路２０は、入力された駆動信号に対応する駆動電流をステッピングモーターのコイルに供給するドライバー５１と、コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路６１と、ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段２４と、ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段２５と、第１の駆動手段および第２の駆動手段を制御する制御手段２１、２２と、を有し、第１の駆動手段２４は、電流検出回路６１で検出した電流値に基づいて第１の駆動信号を出力可能に構成され第２の駆動手段２５は、コイルに供給する駆動電流の供給時間が異なる複数種類の第２の駆動信号を出力可能に構成され、制御手段２１、２２は、第１の駆動手段２４による駆動の結果に基づいて、第２の駆動手段２５が出力する第２の駆動信号の種類を選択する。【選択図】図２
2020016531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路であって、
入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、
前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され
前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター駆動回路において、
前記第２の駆動信号は、第１固定パルスと、前記第１固定パルスに比べてパルス幅が小さい第２固定パルスとを含み、
前記制御手段は、
前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第１条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第１固定パルスを選択し、
前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第２条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第２固定パルスを選択する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項３】
請求項１に記載のモーター駆動回路において、
前記第２の駆動信号は、第１駆動パルスと、前記第１駆動パルスに比べて前記駆動電流の供給時間が短い第２駆動パルスとを含み、
前記第２の駆動手段は、前記ステッピングモーターのローターの回転を検出する回転検出回路を有し、
前記制御手段は、
前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第１条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第１駆動パルスを選択し、
前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第２条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第２駆動パルスを選択し、
前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号の出力後、前記回転検出回路によって前記ローターが回転していないことが検出された場合は、予め設定された補正駆動パルスを出力する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項４】
請求項３に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段は、
前記回転検出回路における回転検出条件を、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて設定する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項５】
請求項４に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段が前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて設定する回転検出条件は、検出マスク時間、検出パルス幅、検出パルス数のいずれかである
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段は、
前記回転検出回路で前記ローターが回転していないことが検出された場合は、前記補正駆動パルスを出力して前記ローターを回転した後、前記第１の駆動手段で前記ステッピングモーターを駆動する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段は、
定期的に前記第１の駆動手段で前記ステッピングモーターを駆動し、
前記第１の駆動手段で駆動した後、次に前記第１の駆動手段で駆動するまでは、前記第２の駆動手段で前記ステッピングモーターを駆動する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項８】
ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路であって、
入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、
前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、
前記ドライバーに第３の駆動信号を出力する第３の駆動手段と、
前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段および前記第３の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され
前記第２の駆動手段は、予め定められた波形の前記第２の駆動信号を出力可能に構成され、
前記第３の駆動手段は、前記ステッピングモーターのローターの回転を検出する回転検出回路を有し、前記第３の駆動信号の出力後、前記回転検出回路によって前記ローターが回転していないことが検出された場合は、予め設定された補正駆動パルスを出力し、
前記制御手段は、
前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段による駆動または前記第３の駆動手段による駆動を選択する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段は、
前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、異常状態であることを出力する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のモーター駆動回路において、
前記第１の駆動手段による駆動の結果は、前記第１の駆動手段によって前記ステッピングモーターの駆動を開始してから極性切替条件に該当するまでの駆動時間である
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項１１】
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段によって前記ステッピングモーターの駆動を開始してから極性切替条件に該当するまでの駆動時間が、予め設定された判定時間よりも長い場合に、前記第１条件に該当すると判定する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項１２】
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のモーター駆動回路において、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段によって前記ステッピングモーターの駆動を開始してから極性切替条件に該当するまでの駆動時間が、予め設定された判定時間以下の場合に、前記第２条件に該当すると判定する
ことを特徴とするモーター駆動回路。
【請求項１３】
ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路を有する半導体装置であって、
入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、
前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され
前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路を有するムーブメントであって、
入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、
前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され
前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択する
ことを特徴とするムーブメント。
【請求項１５】
ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路を有する電子時計であって、
入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、
前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、
前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され
前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、
前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項１６】
ステッピングモーターを駆動するモーター駆動制御方法であって、
前記ステッピングモーターのコイルに流れる電流値を検出し、その電流値に基づいて前記ステッピングモーターを駆動するドライバーに第１の駆動信号を出力し、前記ステッピングモーターを駆動する第１の駆動ステップと、
前記第１の駆動ステップによる駆動の結果に基づいて、第２の駆動信号の種類を選択し、前記ステッピングモーターを駆動するドライバーに選択した前記第２の駆動信号を出力し、前記ステッピングモーターを駆動する第２の駆動ステップと、を有し、
前記第１の駆動ステップを定期的に実行する
ことを特徴とするモーター駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター駆動回路、半導体装置、ムーブメント、電子時計およびモーター駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ電子時計では、ステッピングモーターを電池で駆動するため、ステッピングモーターを駆動する駆動パルスにおける信号波形のエネルギーを小さくし、モーター駆動時の消費電力を低減することが好ましい。但し、エネルギーが小さすぎるとモーターのローターが回転しない。このため、特許文献１のように、ローターの回転検出装置を組み込み、ローターが回転した場合には、駆動パルスのパルス幅を徐々に小さくして省エネルギー化を図り、ローターが回転しなかった場合には、前記駆動パルスよりパルス幅を大きくした補正駆動パルスを出力してローターを確実に回転させるアナログ電子時計が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、駆動パルスのパルス幅を小さくしてエネルギーを小さくした場合、駆動力も小さくなり、モーターの負荷が変動すると、その影響を受けやすい。特に、電子時計を使用する環境の温度変化や、電子時計を長期間放置して輪列の軸受部の油が劣化した場合、モーターの負荷が増大するため、当初設定したパルスではモーターを駆動できない可能性がある。また、モーターで駆動する針として、当初設定していた針に比べて太さや長さが大きい針や重い針を用いた場合もモーターの負荷が増大し、駆動パルスのエネルギーが足りず、モーターを駆動できない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路であって、入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択することを特徴とする。
【０００６】
本発明のモーター駆動回路において、前記第２の駆動信号は、第１固定パルスと、前記第１固定パルスに比べてパルス幅が小さい第２固定パルスとを含み、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第１条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第１固定パルスを選択し、前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第２条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第２固定パルスを選択してもよい。
【０００７】
本発明のモーター駆動回路において、前記第２の駆動信号は、第１駆動パルスと、前記第１駆動パルスに比べて前記駆動電流の供給時間が短い第２駆動パルスとを含み、前記第２の駆動手段は、前記ステッピングモーターのローターの回転を検出する回転検出回路を有し、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第１条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第１駆動パルスを選択し、前記第１の駆動手段による駆動の結果が予め設定した第２条件に該当する場合は、前記第２の駆動信号として前記第２駆動パルスを選択し、前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号の出力後、前記回転検出回路によって前記ローターが回転していないことが検出された場合は、予め設定された補正駆動パルスを出力してもよい。
【０００８】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段は、前記回転検出回路における回転検出条件を、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて設定してもよい。
【０００９】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段が前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて設定する回転検出条件は、検出マスク時間、検出パルス幅、検出パルス数のいずれかであることが好ましい。
【００１０】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段は、前記回転検出回路で前記ローターが回転していないことが検出された場合は、前記補正駆動パルスを出力して前記ローターを回転した後、前記第１の駆動手段で前記ステッピングモーターを駆動してもよい。
【００１１】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段は、定期的に前記第１の駆動手段で前記ステッピングモーターを駆動し、前記第１の駆動手段で駆動した後、次に前記第１の駆動手段で駆動するまでは、前記第２の駆動手段で前記ステッピングモーターを駆動してもよい。
【００１２】
本発明は、ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路であって、入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、前記ドライバーに第３の駆動信号を出力する第３の駆動手段と、前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段および前記第３の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され前記第２の駆動手段は、予め定められた波形の前記第２の駆動信号を出力可能に構成され、前記第３の駆動手段は、前記ステッピングモーターのローターの回転を検出する回転検出回路を有し、前記第３の駆動信号の出力後、前記回転検出回路によって前記ローターが回転していないことが検出された場合は、予め設定された補正駆動パルスを出力し、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段による駆動または前記第３の駆動手段による駆動を選択することを特徴とする。
【００１３】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、異常状態であることを出力してもよい。
【００１４】
本発明のモーター駆動回路において、前記第１の駆動手段による駆動の結果は、前記第１の駆動手段によって前記ステッピングモーターの駆動を開始してから極性切替条件に該当するまでの駆動時間であることが好ましい。
【００１５】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段は、前記第１の駆動手段によって前記ステッピングモーターの駆動を開始してから極性切替条件に該当するまでの駆動時間が、予め設定された判定時間よりも長い場合に、前記第１条件に該当すると判定してもよい。
【００１６】
本発明のモーター駆動回路において、前記制御手段は、前記第１の駆動手段によって前記ステッピングモーターの駆動を開始してから極性切替条件に該当するまでの駆動時間が、予め設定された判定時間以下の場合に、前記第２条件に該当すると判定してもよい。
【００１７】
本発明は、ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路を有する半導体装置であって、入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路を有するムーブメントであって、入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、ステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路を有する電子時計であって、入力された駆動信号に対応する駆動電流を前記ステッピングモーターのコイルに供給するドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出回路と、前記ドライバーに第１の駆動信号を出力する第１の駆動手段と、前記ドライバーに第２の駆動信号を出力する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記第１の駆動手段は、前記電流検出回路で検出した前記電流値に基づいて前記第１の駆動信号を出力可能に構成され前記第２の駆動手段は、前記第２の駆動信号として、前記コイルに供給する前記駆動電流の供給時間が異なる複数種類の駆動信号を出力可能に構成され、前記制御手段は、前記第１の駆動手段による駆動の結果に基づいて、前記第２の駆動手段が出力する前記第２の駆動信号の種類を選択することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、ステッピングモーターを駆動するモーター駆動制御方法であって、前記ステッピングモーターのコイルに流れる電流値を検出し、その電流値に基づいて前記ステッピングモーターを駆動するドライバーに第１の駆動信号を出力し、前記ステッピングモーターを駆動する第１の駆動ステップと、前記第１の駆動ステップによる駆動の結果に基づいて、第２の駆動信号の種類を選択し、前記ステッピングモーターを駆動するドライバーに選択した前記第２の駆動信号を出力し、前記ステッピングモーターを駆動する第２の駆動ステップと、を有し、前記第１の駆動ステップを定期的に実行することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の電子時計を示す正面図。
【図２】第１実施形態のモーター駆動回路を示すブロック図。
【図３】第１実施形態の電流制御駆動回路を示す回路図。
【図４】第１実施形態のドライバーを示す回路図。
【図５】第１実施形態のモーター駆動制御方法を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図７】第１実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図８】第２実施形態の電子時計を示す正面図。
【図９】第２実施形態のモーター駆動回路を示すブロック図。
【図１０】第２実施形態のドライバーを示す回路図。
【図１１】第２実施形態のモーター駆動制御方法を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図１３】第２実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図１４】第３実施形態のモーター駆動回路を示すブロック図。
【図１５】第３実施形態のモーター駆動制御方法を示すフローチャート。
【図１６】第３実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図１７】第３実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図１８】第３実施形態のモーター駆動制御処理の動作を示すタイミングチャート。
【図１９】第４実施形態のモーター駆動回路を示すブロック図。
【図２０】第４実施形態のモーター駆動制御方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態の電子時計１を図面に基づいて説明する。
電子時計１は、通常の時分秒の各指針による１２時間表示に加えて、２４時間表示、日付表示、秒クロノグラフ表示、分クロノグラフ表示の複数の表示機能を備えるクロノグラフ時計である。
電子時計１は、図１に示すように、時刻を１２時間表示する時針２、分針３、秒針４と、時刻を２４時間表示する２４時針５と、秒クロノグラフ表示を行う秒ＣＧ針６と、分クロノグラフ表示を行う分ＣＧ針７と、日付を表示する日車８とを備えている。電子時計１は、操作部材として、りゅうず９と、Ａボタン１０、Ｂボタン１１、Ｃボタン１２とを備えている。
【００２３】
時針２、分針３および秒針４は、電子時計１の文字板１３の略中央に同軸上でかつ回動可能に設けられている。
２４時針５は、文字板１３の中央よりも３時側で時針２、分針３および秒針４とは独立した軸上に回動可能に設けられている。
秒ＣＧ針６は、文字板１３の中央よりも６時側で時針２、分針３および秒針４とは独立した軸上に回動可能に設けられている。
分ＣＧ針７は、文字板１３の中央よりも９時側で時針２、分針３および秒針４と、秒ＣＧ針６とは独立した軸上に回動可能に設けられている。
【００２４】
電子時計１は、図示は省略するが、時刻表示用のステッピングモーターと、クロノグラフ用のステッピングモーターと、輪列とを有するムーブメントを備える。ステッピングモーターは、２極単相ステッピングモーターである。
時刻表示用のステッピングモーターは、１つでもよいし、複数設けてもよい。第１実施形態の電子時計１においては、時刻表示用のステッピングモーターのモーター駆動回路は、一般的な時計と同じであるため、説明を省略する。
秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７は、クロノグラフ用のステッピングモーターで駆動され、このステッピングモーター用に、本発明のモーター駆動回路２０が用いられている。
【００２５】
以下、クロノグラフ用のステッピングモーターを駆動するモーター駆動回路２０について、詳細に説明する。
図２に示すように、モーター駆動回路２０は、集積回路（Integrated Circuit）等の半導体装置で構成され、クロノグラフ運針制御回路２１と、選択回路２２と、電流制御駆動回路２３と、第１固定パルス駆動回路２４と、第２固定パルス駆動回路２５と、ドライバー５１と、電流検出回路６１とを備える。モーター駆動回路２０では、電流制御駆動回路２３が第１の駆動手段であり、第１固定パルス駆動回路２４および第２固定パルス駆動回路２５が第２の駆動手段であり、クロノグラフ運針制御回路２１および選択回路２２が制御手段である。
モーター駆動回路２０は、電子時計１の動作モードを設定するＡボタン１０によってクロノグラフモードが選択された場合に動作する。
クロノグラフ運針制御回路２１には、スイッチＳ１およびスイッチＳ２の入力信号が入力される。スイッチＳ１は、Ｂボタン１１を押すと入力されるスイッチであり、スイッチＳ２はＣボタン１２を押すと入力されるスイッチである。クロノグラフ運針制御回路２１は、クロノグラフ表示に必要な動作を実現するための制御信号を選択回路２２に送る。
選択回路２２は、クロノグラフ運針制御回路２１からの制御信号に基づいて、ドライバー５１に信号を出力する。具体的には、時間計測のスタート、ストップ、リセットを行うための信号を出力する。また、選択回路２２は、電流制御駆動回路２３、第１固定パルス駆動回路２４、第２固定パルス駆動回路２５から選択した駆動回路からの信号を読み出して、ドライバー５１に出力し、ステッピングモーターを、電流制御駆動回路２３、第１固定パルス駆動回路２４、第２固定パルス駆動回路２５から選択した駆動回路に基づいて制御する。
【００２６】
電流制御駆動回路２３は、ステッピングモーターのコイル１３０に流れる電流値に基づいて駆動信号を制御する回路であり、詳細は後述する。
第１固定パルス駆動回路２４は、パルス幅が固定された第１固定パルス７１を第２の駆動信号として出力する回路である。第２固定パルス駆動回路２５は、パルス幅が固定された第２固定パルス７２を第２の駆動信号として出力する回路である。ここで、第１固定パルス７１は、図６に示すように、パルス幅がＡとされた矩形パルスであり、第２固定パルス７２は、図７に示すように、パルス幅がＢとされた矩形パルスである。第１固定パルス７１のパルス幅Ａは、図７に示す第２固定パルス７２のパルス幅Ｂよりも長く設定され、第１固定パルス７１は第２固定パルス７２に比べて、コイル１３０に供給する駆動電流の供給時間が長くなるパルスである。つまり、第１固定パルス７１は、第２固定パルス７２に比べてステッピングモーターのトルクを高くできる。
第１固定パルス７１および第２固定パルス７２の各パルス幅Ａ，Ｂは、秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７を動かすために必要なトルク値などに基づいて設定される。すなわち、第２固定パルス７２のパルス幅Ｂは、常温で使用されている電子時計１の秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７を駆動できるパルス幅に設定されている。第１固定パルス７１のパルス幅Ａは、氷点下（０度以下）で使用されている電子時計１や、５年以上など長期間放置されていた電子時計１のように、負荷が増大した状態の電子時計１の秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７を駆動できるパルス幅に設定されている。例えば、第１固定パルス７１のパルス幅Ａは、第２固定パルス７２のパルス幅Ｂの１．２〜１．５倍程度に設定される。
【００２７】
［電流制御回路の構成］
電流制御駆動回路２３は、図３に示すように、第１タイマー３１、第２タイマー３２、第３タイマー３３、ステップ数制御回路３６、微分回路３７１、デコーダー３８、ＳＲラッチ回路３９、フリップフロップ４０、ＡＮＤ回路４１、４２、ＯＲ回路４４、４５とを備える。
電流制御駆動回路２３は、選択回路２２を介して、ドライバー及び検出回路５０に第１の駆動信号を出力する。ドライバー及び検出回路５０は、図４に示すように、モーターのコイル１３０に電流を供給するともに、コイル１３０に流れる電流値が所定範囲内であるか否かを判定する回路である。ドライバー及び検出回路５０の詳細は、図４を参照して後述する。
【００２８】
第１タイマー３１は、モーターのコイル１３０への電流を供給する時間、後述するドライバー５１のオン時間の最小時間t1を計測するタイマーである。第１タイマー３１の出力TM1は、第１タイマー３１のリセット端子ＲがＬレベルになってリセット状態が解除されてから、時間t1後にＨレベルになる。
第２タイマー３２は、モーターのコイル１３０に流す電流の極性つまり電流が流れる方向を切り替えるための条件となる判定時間t2を計測するタイマーである。第２タイマー３２の出力TM2は、第２タイマー３２のリセット端子ＲがＬレベルになってリセット状態が解除されてから、判定時間t2後にＨレベルになる。
第３タイマー３３は、モーターの電流制御を開始してから、極性切替条件に該当するまでの駆動時間Tcに基づいて、モーターの負荷を判定する閾値である判定時間t3を計測するタイマーである。第３タイマー３３の出力TM3は、ステップ数制御回路３６の出力DONがＨレベルとなってモーターの１ステップの駆動制御が開始されてから、判定時間t3後にＨレベルとなる。そして、モーターの１ステップの駆動が完了し、微分回路３７１の出力CLがＨレベルとなると、第３タイマー３３がリセットされる。したがって、図７に示すように、判定時間t3の経過前に出力CLが入力されると、第３タイマー３３の出力TM3はＬレベルのままに維持される。第３タイマー３３の出力TM3は、図２、３に示すように、クロノグラフ運針制御回路２１に入力される。クロノグラフ運針制御回路２１は、第３タイマー３３の出力TM3がＬレベルのままであれば、駆動時間Tcが判定時間t3以下であったと判定し、出力TM3がＨレベルに変化すれば、駆動時間Tcが判定時間t3よりも長いと判定できる。
【００２９】
ステップ数制御回路３６は、プリセッタブルダウンカウンターを含み、駆動期間信号DONを出力する。ステップ数制御回路３６は、設定信号により設定されたプリセッタブルダウンカウンターのプリセット値が、クロック信号CLでダウンカウントされて０になるまで、駆動期間信号DONをＨレベルとし、プリセッタブルダウンカウンターが０になると駆動期間信号DONをＬレベルとする。
なお、ステップ数制御回路３６に入力する設定信号は、例えばクロノグラフ運針制御回路２１から選択回路２２を介して入力される。
【００３０】
デコーダー３８は、後述する駆動信号出力のON/OFFを切り替える信号TON、駆動信号の極性を切り替える駆動極性信号PL、ドライバー５１の作動および停止を制御する駆動期間信号DONが入力され、こられの信号の状態に応じて、ドライバー及び検出回路５０に、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4を出力する。このデコーダー３８から出力されるゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4は、選択回路２２が電流制御駆動回路２３からの信号をドライバー５１に出力する選択を行っている場合に、ドライバー５１に入力される。
微分回路３７１は、駆動極性信号PLの立ち上がり、及び立下り毎に微分パルスを出力する。
【００３１】
ＡＮＤ回路４１は、ドライバー及び検出回路５０の出力DT2と、第１タイマー３１の出力TM1とが入力される。ＡＮＤ回路４２は、ドライバー及び検出回路５０の出力DT1と、第２タイマー３２の出力TM2とが入力される。ＯＲ回路４４は、ドライバー及び検出回路５０の出力DT1が反転された信号と、ステップ数制御回路３６の出力DONが反転された信号とが入力される。
【００３２】
ＳＲラッチ回路３９は、ＯＲ回路４４の出力が入力されるセット端子Ｓと、ＡＮＤ回路４１の出力が入力されるリセット端子Ｒとを備える。ＳＲラッチ回路３９は、出力端子ＱからON/OFF切り替え信号TONを出力する。ＳＲラッチ回路３９の出力TONは、デコーダー３８、ＯＲ回路４５および第２タイマー３２のリセット端子Ｒに入力される。
フリップフロップ４０は、クロック端子ＣにＡＮＤ回路４２の出力が入力される。フリップフロップ４０は、出力端子Ｑから駆動極性信号PLを出力する。
【００３３】
ＯＲ回路４５は、ステップ数制御回路３６の出力DONの反転信号と、ＳＲラッチ回路３９から出力される信号TONの反転信号とが入力される。ＯＲ回路４５の出力は、第１タイマー３１のリセット端子Ｒに入力される。
【００３４】
［ドライバー及び検出回路の構成］
ドライバー及び検出回路５０は、図４に示すように、ドライバー５１と、電流検出回路６１とを備える。
ドライバー５１は、２つのPchトランジスター５２、５３と、４つのNchトランジスター５４、５５、５６、５７と、２つの検出抵抗５８，５９とを備える。各トランジスター５２〜５７は、デコーダー３８から出力されるゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によって制御され、モーターのコイル１３０に正逆両方向の電流を供給する。
【００３５】
電流検出回路６１は、コイル１３０に流れる電流値を検出するものであり、本実施形態では、抵抗値Ｒ１、Ｒ２の検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧と、第１基準電圧、第２基準電圧とを比較することで、コイル１３０に流れる電流値が下限電流値である第１電流値、および、上限電流値である第２電流値の範囲内であるか否かを検出する。電流検出回路６１は、例えば、基準電圧発生源とコンパレーター等を備えたもので構成できる。
電流検出回路６１は、検出結果として出力DT1、DT2を出力する。出力DT1は、コイル１３０を流れる電流値が第１電流値以上の場合に、Ｈレベルとなり、第１電流値未満の場合にＬレベルとなる。出力DT2は、コイル１３０を流れる電流値が第２電流値以上の場合に、Ｈレベルとなり、第２電流値未満の場合にＬレベルとなる。
【００３６】
［モーター駆動制御方法］
次に、本実施形態のモーター駆動回路２０によるモーター駆動制御方法について、図５のフローチャートと、図６、７のタイミングチャートを用いて説明する。
モーター駆動回路２０のクロノグラフ運針制御回路２１は、クロノグラフモードに設定された状態で、Ｂボタン１１が押されてスイッチＳ１が入力されると、図５のステップＳ１を実行し、クロノグラフ用のモーター駆動制御をスタートする。
クロノグラフ運針制御回路２１は、まず、選択回路２２に対して、電流制御駆動回路２３を用いた秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７の運針開始を指示する。このため、選択回路２２は、クロノグラフの運針制御の開始直後は、電流制御駆動回路２３を用いたモーター駆動制御を実行し、電流制御駆動回路２３から出力される駆動信号がドライバー５１に入力されるように制御する。この際、電流制御駆動回路２３を用いたモーター駆動制御は、モーターの１ステップ分のみ行うため、選択回路２２は、ステップ数を設定するステップ数制御回路３６に設定信号を出力して「１」を設定する。
なお、選択回路２２が設定信号を出力してステップ数制御回路３６の設定値ｎを設定した後は、電流制御駆動回路２３内の各回路によって、以下のＳ２〜Ｓ８の制御が実行される。
【００３７】
設定信号により、設定値ｎ＝１がステップ数制御回路３６に設定されると、ステップ数制御回路３６の出力DONがＨレベルになり、デコーダー３８は、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4を出力する。これにより、ドライバー５１をオンするステップＳ２が実行され、コイル１３０に正方向の電流が流れる。なお、フローチャートおよび以下の説明において、ドライバー５１をオンするとは、コイル１３０に駆動電流を供給することができるオン状態にドライバー５１を制御することを意味し、ドライバー５１をオフするとは、コイル１３０に駆動電流を流すことができないオフ状態にドライバー５１を制御することを意味する。
本実施形態では、図６のタイミングチャートで出力DONがＨレベルとなった直後は、デコーダー３８は、例えば、P1をＬレベル、P2をＨレベルとし、Pchトランジスター５２をオン、Pchトランジスター５３をオフとする。また、N1〜N3をＬレベル、N4をＨレベルとし、Nchトランジスター５４、５５、５６をオフ、Nchトランジスター５７をオンする。このため、電流は、Pchトランジスター５２、端子Ｏ１、コイル１３０、端子Ｏ２、検出抵抗５９、Nchトランジスター５７を流れる。本実施形態では、端子Ｏ１から端子Ｏ２に向かってコイル１３０を流れる電流を、正方向の電流としている。また、本実施形態では、コイル１３０に供給される駆動電流は、第１の極性および第２の極性に切り替えられ、第１の極性の場合に、コイル１３０に正方向の電流が流れ、第２の極性の場合に、コイル１３０に逆方向の電流が流れるものとしている。したがって、コイル１３０に正方向の電流が流れる状態は、第１の極性の駆動電流を供給するようにドライバー５１がオン状態に制御された状態であり、コイル１３０に逆方向の電流が流れる状態は、第２の極性の駆動電流を供給するようにドライバー５１がオン状態に制御された状態である。
【００３８】
次に、電流制御駆動回路２３は、ステップＳ３を実行し、第１タイマー３１の出力TM1のレベルにより、第１タイマー３１の作動後、所定時間t1が経過したか否かを判定する。第１タイマー３１は、後述するように、ドライバー５１がオンとなった時点で作動を開始するため、ステップＳ３ではドライバー５１がオンとなってから所定時間t1が経過したか否かを判定する。電流制御駆動回路２３は、ステップＳ３でＮＯと判定された場合は、Ｓ３の処理を繰り返して実行する。
電流制御駆動回路２３は、ステップＳ３でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ４を実行し、電流検出回路６１によって、コイル１３０を流れる電流Ｉが、上限電流値Imaxを超えたか否かを判定する。電流制御駆動回路２３は、電流Ｉが、上限電流値Imaxを超えるまでは、ステップＳ４でＮＯと判定し、ステップＳ４の判定処理を継続する。
一方、電流制御駆動回路２３がステップＳ４でＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ２でドライバー５１をオンしてからの経過時間がt1以上であり、かつ、電流Ｉが上限電流値Imaxを超えたことになる。すなわち、ＳＲラッチ回路３９の出力TONがＨレベルに変化すると、ＯＲ回路４５の出力がＨレベルからＬレベルに変化し、第１タイマー３１のリセット状態が解除される。
このため、第１タイマー３１は、時間t1の経過計測を開始し、時間t1が経過する迄はＬレベルの信号を出力し続け、時間t1の経過時、つまりステップＳ３でＹＥＳと判定した場合にＨレベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路４１の出力は、出力TM1および電流検出回路６１の出力DT2の両方がＨレベルとなった時点でＨレベルに変化する。
【００３９】
ＡＮＤ回路４１の出力がＨレベルに変化すると、ＳＲラッチ回路３９はリセットされ、出力TONがＬレベルに変化する。このため、デコーダー３８は、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によってドライバー５１をオフするステップＳ５を実行する。具体的には、P1がＨレベル、P2がＨレベル、N1がＨレベル、N2がＬレベル、N3がＨレベル、N4がＨレベルとなる。このため、コイル１３０の両端が電源端子ＶＳＳに接続されて短絡され、ドライバー５１からコイル１３０への電流Ｉの供給も停止する。したがって、コイル１３０に電流が流れていない状態は、ドライバー５１がオフ状態に制御された状態である。本実施形態では、Pchトランジスター５２、５３およびNchトランジスター５５をオフ、Nchトランジスター５４、５６、５７をオンにした状態を、ドライバー５１の第１の極性でのオフ状態としている。
この際、信号TONがＬレベルに変化すると、第２タイマー３２のリセットを解除し、第２タイマー３２のタイマー計測が開始する。また、ドライバー５１がオンされて信号TONがＨレベルに変化すると、第２タイマー３２がリセットされて時間t2の計測が停止する。
【００４０】
次に、電流制御駆動回路２３は、コイル１３０を流れる電流Ｉが下限電流値Iminを下回ったか否かを判定するステップＳ６を実行する。そして、電流制御駆動回路２３は、ステップＳ６でＹＥＳと判定すると、ドライバー５１のオフ時間が判定時間t2を超えているか否かを判定するステップＳ７を実行する。すなわち、電流制御駆動回路２３は、ドライバー５１をオフしてから、電流ＩがIminを下回るまでの経過時間（ＯＦＦ時間）が時間t2以下であればＳ７でＮＯと判定し、時間t2を超えていればステップＳ７でＹＥＳと判定する。具体的には、電流Ｉが下限電流値Iminを下回り、ステップＳ６でＹＥＳと判定したタイミングで、出力TM2がＨレベルであれば、ドライバー５１のオフ時間が判定時間t2を超えていると判定でき、出力TM2がＬレベルであれば、時間t2を超えていないと判定できる。
【００４１】
電流制御駆動回路２３は、ステップＳ７でＮＯと判定した場合は、ステッピングモーターを１ステップ分駆動できていないため、極性の切り替えは行われず、ステップＳ２に戻り、ドライバー５１をオンしてモーターを駆動する。
すなわち、第２タイマー３２は、出力TONがＬレベルになると、リセットが解除されて時間t2の計測を開始し、時間t2が経過した時点で、第２タイマー３２の出力TM2はＨレベルになる。
電流Ｉが下限電流値Iminを下回ると、検出信号DT1がＬレベルに変化する。この際、第２タイマー３２で計測するオフ時間が時間t2未満であれば、第２タイマー３２の出力TM2はＬレベルに維持されているため、検出信号DT1のレベルが変化しても、ＡＮＤ回路４２の出力はＬレベルに維持され、フリップフロップ４０から出力される駆動極性信号PLも同じレベルに維持される。したがって、極性の切り替えは実行されず、検出信号DT1がＬレベルに変化してＳＲラッチ回路３９の出力TONがＨレベルに変化することによるドライバー５１のオンが実行される。
【００４２】
ドライバー５１のオフ時間が判定時間t2を超えて、ステップＳ７でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ８が実行され、フリップフロップ４０は駆動極性信号PLの信号レベルを切り替えて極性の切り替えを行う。以上のＳ２〜Ｓ８によって電流制御駆動回路２３による電流制御駆動処理ＳＡが実行される。
第２タイマー３２の出力TM2は、ドライバー５１がオフされてから判定時間t2を超えるまではＬレベルであり、判定時間t2を超えた時点でＨレベルとなる。また、検出信号DT1はドライバー５１がオフされた時点ではＨレベルであり、電流Ｉが低下して下限電流値Imin未満に低下した時点でＬレベルとなる。したがって、ＡＮＤ回路４２の出力は、出力TM2がＬレベルの間は、Ｌレベルに維持され、出力TM2がＨレベルに変化した時点でＨレベルに変化する。さらに、電流Ｉが下限電流値Iminを下回って検出信号DT1がＬレベルに変化すると、ＡＮＤ回路４２の出力はＨレベルからＬレベルに変化する。フリップフロップ４０は、ＡＮＤ回路４２のＨレベルからＬレベルの立ち下がりのクロック信号が入力されると、駆動極性信号PLの状態が反転し、デコーダー３８は駆動信号の極性を切り替えるようにドライバー５１を制御する。なお、ドライバー５１のオフ時間とローターの回転角には相関があるため、時間t2はローターが約１８０°回転したときに発生する値に基づいて設定すればよい。
【００４３】
駆動極性信号PLの状態が反転して極性が切り替えられると、駆動極性信号PLが入力されている微分回路３７１から信号が出力され、この信号がステップ数制御回路３６のクロック信号CLとして入力され、残りステップ数を１減らし、ステップ数が０となるため、電流制御駆動回路２３によるモーターの駆動制御が終了する。また、クロック信号CLは、第３タイマー３３に入力され、クロック信号CLが入力されると第３タイマー３３はリセットされる。第３タイマー３３は、時間計測の開始後、リセットされる前に、予め設定されている判定時間t3が経過すると、出力TM3としてHレベルの信号を出力し、判定時間t3が経過する前にリセットされると、第３タイマー３３の出力TM3はLレベル信号を出力しない。このため、クロノグラフ運針制御回路２１は、第３タイマー３３の出力TM3によって、電流制御駆動回路２３によるモーターの駆動時間Tcが判定時間t3よりも長いか、短いかを判定するステップＳ９を実行する。クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ９でＹＥＳの場合はモーターの負荷が大きいと判定し、ステップＳ９でＮＯの場合はモーターの負荷が小さいと判定する。すなわち、第１の駆動手段である電流制御駆動回路２３による駆動の結果は、駆動時間Tcを判定時間t3と比較した結果で表される。クロノグラフ運針制御回路２１は、駆動時間Tcが判定時間t3より長い場合は、駆動の結果が第１条件に該当すると判定し、駆動時間Tcが判定時間t3以下の場合は、駆動の結果が第２条件に該当すると判定する。従って、電流制御駆動回路２３による電流制御駆動処理Ｓ２〜Ｓ８と、駆動時間Tcを判定時間t3と比較する処理Ｓ９とで、モーターの負荷を判定する状態判定処理ＳＢが実行される。
【００４４】
クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ９の判定結果に基づいて選択回路２２に信号を出力し、選択回路２２は、ドライバー５１に出力する駆動信号を、第１固定パルス駆動回路２４から出力される第１固定パルス７１、および、第２固定パルス駆動回路２５から出力される第２固定パルス７２から選択する。本実施形態では、第１固定パルス７１は第２固定パルス７２よりもパルス幅が大きい。
選択回路２２は、電流制御駆動回路２３によるモーターの駆動時間Ｔｃが判定時間t3を超えてステップＳ９でＹＥＳと判定された場合つまりモーターの負荷が大きい場合は、ステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０では、選択回路２２は、第１固定パルス駆動回路２４から出力される第１固定パルス７１に基づいて、ドライバー５１に入力されるP1、P2、N1〜N4の信号を制御する。すなわち、選択回路２２は、図６に示すように、第２の極性では、第１固定パルス７１のパルス幅Ａの間、端子Ｏ２から端子Ｏ１に電流が流れるようにドライバー５１を制御し、第１の極性では、端子Ｏ１から端子Ｏ２に電流が流れるようにドライバー５１を制御する。例えば、秒ＣＧ針６を駆動する場合は、周期Ｔ＝１秒毎に第１固定パルス７１を入力し、秒ＣＧ針６を駆動する。
一方、選択回路２２は、電流制御駆動回路２３によるモーターの駆動時間Ｔｃが判定時間t3未満であり、ステップＳ９でＮＯと判定された場合つまりモーターの負荷が小さい場合は、ステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、選択回路２２は、第２固定パルス駆動回路２５から出力される第２固定パルス７２に基づいて、ドライバー５１に入力されるP1、P2、N1〜N4の信号を制御する。選択回路２２は、図７に示すように、第２固定パルス７２のパルス幅Ｂの間、第２の極性では端子Ｏ２から端子Ｏ１、第１の極性では端子Ｏ１から端子Ｏ２に、それぞれ電流が流れるようにドライバー５１を制御する。
【００４５】
クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１０の第１固定パルス７１での運針中、または、ステップＳ１１の第２固定パルス７２での運針中、運針を停止するストップ用のＢボタン１１が押されてスイッチＳ１が入力された否かを判定するステップＳ１２、Ｓ１３を実行する。
クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１２、Ｓ１３でＮＯと判定した場合、第１固定パルス７１、第２固定パルス７２での運針開始から１０分経過したか否かを判定するステップＳ１４、Ｓ１５を実行する。クロノグラフ運針制御回路２１は、第１固定パルス７１、第２固定パルス７２での運針開始から１０分経過しておらず、ステップＳ１４、Ｓ１５でＮＯと判定した場合、ステップＳ１０、Ｓ１１の運針処理を継続する。
一方、クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１４、Ｓ１５でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２の処理に戻り、電流制御駆動処理ＳＡを実行する。このため、クロノグラフ運針制御回路２１は、時間計測の開始後は１０分経過毎に電流制御駆動回路２３によりモーターの駆動を１ステップ分だけ行い、その際の駆動時間Tcによって選択した第１固定パルス７１および第２固定パルス７２の一方のパルスでモーターの駆動を継続する。
クロノグラフ運針制御回路２１は、時間計測中にストップ用のＢボタン１１が押されてスイッチＳ１が入力された場合、ステップＳ１２、Ｓ１３でＹＥＳと判定し、Ｃボタン１２によるスイッチＳ２の入力があったか否か、つまり時間計測をリセットする入力があったかを判定するステップＳ１６を実行する。
【００４６】
クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１６でＮＯと判定した場合、ステップＳ１７を実行し、Ｂボタン１１によるスイッチＳ１の入力、つまり時間計測を再開するスタート入力があったか否かを判定する。クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１７でＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ２に戻って時間計測の処理を継続する。
一方、クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１７でＮＯと判定した場合は、スイッチＳ１で時間計測をストップしてから６０分経過したか否かを判定するステップＳ１８を実行する。クロノグラフ運針制御回路２１は、ステップＳ１８でＮＯと判定している間は、ステップＳ１７でスイッチＳ１の入力があるか否かの判定を継続する。
クロノグラフ運針制御回路２１は、スイッチＳ２によるリセット入力があってステップＳ１６でＹＥＳと判定した場合と、スイッチＳ１で時間計測を停止した後に６０分経過してステップＳ１８でＹＥＳと判定した場合は、秒ＣＧ針６および分ＣＧ針７を０位置に帰零するための電流制御駆動Ｓ１９を実行し、時間計測を終了する。
【００４７】
［第１実施形態の効果］
本実施形態のモーター駆動回路２０によれば、クロノグラフ運針制御を行う際に、最初に電流制御駆動回路２３で駆動し、この電流制御駆動処理時の駆動の結果、具体的には駆動時間Tcを判定時間t3と比較してステッピングモーターの負荷の大きさを判定しているので、その後のモーター駆動用の固定パルスを適切に選択できる。このため、電子時計１の秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７として用いられる指針の長さや太さ、重さによってモーターの負荷が変化した場合や、電子時計１が使用される環境温度の変動や長期間放置したことによって負荷が変化した場合でも、確実にモーターを駆動できるパルスを選ぶことができる。
さらに、一定時間毎、本実施形態では１０分毎に、電流制御駆動回路２３で駆動し、それ以外の期間は第１固定パルス駆動回路２４、第２固定パルス駆動回路２５で駆動しているので、クロノグラフ運針制御中にモーターの負荷が変動しても、第１固定パルス７１および第２固定パルス７２を切り替えて制御でき、確実にモーターを駆動できる。
電流制御駆動回路２３による駆動制御は、モーターを高速で早送り駆動できるが、１Hz等の固定の駆動周波数では駆動しにくい。一方、第１固定パルス駆動回路２４や第２固定パルス駆動回路２５による駆動制御は、固定の駆動周波数で駆動する場合に制御が容易となる。本実施形態では、１０分間で１ステップのみを電流制御駆動回路２３で駆動し、それ以外の時間は第１固定パルス駆動回路２４や第２固定パルス駆動回路２５で駆動するため、１秒間隔などの一定の周期でモーターを駆動する必要があるクロノグラフ運針制御を容易に実行できる。
秒ＣＧ針６、分ＣＧ針７を０位置に復帰させる場合は電流制御駆動回路２３で運針するため、早送り周波数を高速にでき、短時間で帰零できる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図８〜１３を参照して説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
［構成の説明］
第２実施形態の電子時計１Ｂは、時刻表示機能に加えて、各種情報の表示機能を有するスマートウォッチである。このため、電子時計１Ｂは、時針２、分針３、秒針４、りゅうず９、ボタン１１Ｂを備え、さらに、活動量の表示、スマートフォンなどの外部機器との連携状態の表示、メールやＳＮＳ（Social Networking Service）等の通知の表示、時針２、分針３で表示する時刻のタイムゾーン切替などの各種機能を実行できる。図８に示す電子時計１Ｂでは、文字板１３の８時位置には、外部機器との連携中に秒針４が指示するマーク１５が表示され、文字板１３の１０時位置には、通知があった場合に秒針４が指示するマーク１６が表示されている。
電子時計１Ｂは、時針２、分針３、秒針４をそれぞれ駆動する３つのモーターが設けられている。各モーターは、図９に示すモーター駆動回路２０Ｂによって制御され、各々の機能に合わせて通常駆動と早送り駆動とを切り替えて制御する。
【００４９】
電子時計１Ｂにおけるモーター駆動回路２０Ｂの構成について、図９に示す。モーター駆動回路２０Ｂにおいて、第１実施形態のモーター駆動回路２０と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略または簡略する。
モーター駆動回路２０Ｂは、駆動制御回路２１Ｂと、選択回路２２と、電流制御駆動回路２３と、ドライバー５１Ｂと、第１回転検出駆動回路２６と、第２回転検出駆動回路２７と、電流検出回路６１と、回転検出回路６５とを備える。第２実施形態のモーター駆動回路２０Ｂでは、電流制御駆動回路２３が第１の駆動手段であり、第１回転検出駆動回路２６および第２回転検出駆動回路２７が第２の駆動手段であり、駆動制御回路２１Ｂおよび選択回路２２が制御手段である。
【００５０】
駆動制御回路２１Ｂは、通常駆動時は、時針２、分針３、秒針４を駆動する各モーターを各指針の運針周期で駆動する。また、ボタン１１Ｂが押されてモード切替のスイッチＳ１が入力された場合、もしくは連携するスマートフォンなどからの通知など何らかのイベントがあって信号Ｓ１が入力された場合、駆動制御回路２１Ｂは、選択回路２２に電流制御駆動回路２３によって所定の指針、例えば秒針４を所定の位置まで移動する制御を行う。例えば、メール受信の有無、タイムゾーン切替、外部機器との通信状態の表示などを秒針４で指示する。
【００５１】
第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７は、第２の駆動信号であるモーター駆動パルスをドライバー５１Ｂに出力した後、検出パルスを出力し、所定のマスク時間の経過後に出力された検出パルスによる誘起電圧の大きさを回転検出回路６５によって検出し、誘起電圧が所定の閾値Ｖを超えた検出パルスの数によって、ローターが回転したか否かを検出する。そして、ローターが回転していない場合、第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７は、ローターを確実に回転できる補正駆動パルスを出力する。
第１回転検出駆動回路２６は、第１の駆動手段である電流制御駆動回路２３による駆動時間Tcが判定時間t3よりも長いという駆動の結果が得られ、第１条件に該当する場合つまりモーターの負荷が大きい場合、図１２に示すように、第２の駆動信号として第１駆動パルス７３を出力する。また、第１回転検出駆動回路２６は、第１駆動パルス７３の出力後、第１検出パルス７４を出力する。ただし、第１駆動パルス７３の出力直後の第１検出パルス７４による検出では、ローターが回転していない場合でも回転していると誤検出する可能性がある。このため、第１駆動パルス７３の出力後、第１検出マスク時間Tm1 を設定し、回転検出回路６５は、第１検出マスク時間Tm1 の経過後に、第１検出パルス７４による回転検出を判定する。
第２回転検出駆動回路２７は、第１の駆動手段による駆動の結果として、駆動時間Tcが判定時間t3以下であり第２条件に該当する場合、つまりモーターの負荷が小さい場合、図１３に示すように、第２の駆動信号として第２駆動パルス７５を出力する。また、第２回転検出駆動回路２７は、第２駆動パルス７５の出力後、第２検出パルス７６を出力し、回転検出回路６５は、第２検出マスク時間Tm2 の経過後に、第２検出パルス７６による回転検出を判定する。
なお、第１駆動パルス７３および第２駆動パルス７５は、それぞれくし歯形状のチョッピングパルスであり、第１駆動パルス７３は第２駆動パルス７５よりもチョッピングパルスの数が多い。例えば、図１２、１３の例では、第１駆動パルス７３の歯数は８であり、第２駆動パルス７５の歯数は６である。なお、第１駆動パルス７３および第２駆動パルス７５は、歯数を異ならせたものに限定されず、ｄｕｔｙを異ならせたものでもよい。要するに、第１駆動パルス７３は、第２駆動パルス７５に比べて、ステッピングモーターのトルクを大きくできる、つまりモーターの負荷が大きい場合でも駆動できるものであればよい。
また、本実施形態では、前述したように、回転検出回路６５における回転検出条件として、第１の駆動手段の駆動の結果、つまり駆動時間Tcを判定時間t3と比較した結果に基づいて、第１検出マスク時間Tm1、第２検出マスク時間Tm2を選択して設定している。モーターの負荷が大きい場合に選択される第１検出マスク時間Tm1は、第２検出マスク時間Tm2よりも長い時間に設定されている。
【００５２】
ドライバー５１Ｂは、図１０に示すように、抵抗値Ｒ３の検出抵抗６３または抵抗値Ｒ４の検出抵抗６４を備える点を除き、第１実施形態のドライバー５１と同じ構成である。
回転検出回路６５は、図１０に示すように、抵抗値Ｒ３の検出抵抗６３または抵抗値Ｒ４の検出抵抗６４の検出電圧を基準電圧Ｖと対比することで、ローターの回転を検出するものである。
選択回路２２、電流制御駆動回路２３、電流検出回路６１は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００５３】
次に、本実施形態のモーター駆動回路２０Ｂによる制御について、図１１のフローチャートと、図１２、１３のタイミングチャートを用いて説明する。
モーター駆動回路２０Ｂの駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ２０のシステムリセットが行われると、最初に電流制御駆動回路２３による電流制御駆動処理Ｓ２１を実行する。電流制御駆動処理Ｓ２１は、第１実施形態の図５に示すステップＳ２〜Ｓ８の電流制御駆動処理ＳＡと同じであるため、説明を略す。次に、電流制御駆動回路２３は、第１実施形態のステップＳ９と同じく、駆動時間Tcが判定時間t3より長いか否かを判定する判定処理Ｓ２２を実行する。
したがって、電流制御駆動処理Ｓ２１および判定処理Ｓ２２によってモーターの状態、具体的には負荷の大きさを判定する状態判定処理が実行される。
駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ２２の判定結果に基づいて選択回路２２に信号を出力し、選択回路２２は、ドライバー５１Ｂに入力する駆動信号を、第１回転検出駆動回路２６から出力される第１駆動パルス７３、および、第２回転検出駆動回路２７から出力される第２駆動パルス７５から選択する。
【００５４】
選択回路２２は、ステップＳ２２でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ２３を実行し、第１回転検出駆動回路２６から出力される第１駆動パルス７３でモーターの運針制御を行う。すなわち、選択回路２２は、図１２に示すように、第１駆動パルス７３を、第２の極性および第１の極性に交互に入力する。例えば、秒針４を駆動する場合は、周期Ｔ＝１秒毎に第１駆動パルス７３を入力する。時針２、分針３を駆動する場合も、各運針周期毎に第１駆動パルス７３を入力する。また、前述したように、選択回路２２は、第１駆動パルス７３の出力後、第１回転検出駆動回路２６から出力される第１検出パルス７４を、第１駆動パルス７３と同じ極性に入力し、第１検出マスク時間Tm1の経過後に第１検出パルス７４による回転検出を行う。そして、ローターの非回転を検出した場合、第１回転検出駆動回路２６は補正駆動パルスを出力し、選択回路２２は、第１駆動パルス７３と同じ極性に補正駆動パルスを入力し、ローターを確実に回転させる。
【００５５】
一方、選択回路２２は、ステップＳ２２でＮＯと判定された場合は、ステップＳ２４を実行し、第２回転検出駆動回路２７から出力される第２駆動パルス７５でモーターの運針制御を行う。選択回路２２は、図１３に示すように、第２駆動パルス７５を、第２の極性および第１の極性に交互に入力して時針２、分針３、秒針４を駆動する。また、選択回路２２は、第２駆動パルス７５の入力後、第２回転検出駆動回路２７から出力される第２検出パルス７６を入力し、第２検出マスク時間Tm2の経過後に第２検出パルス７６による回転検出を行う。そして、ローターの非回転を検出した場合、第２回転検出駆動回路２７は補正駆動パルスを出力するため、選択回路２２は、第２駆動パルス７５と同じ極性に補正駆動パルスを入力し、ローターを確実に回転させる。
【００５６】
駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ２３の第１駆動パルス７３での運針中、または、ステップＳ２４の第２駆動パルス７５での運針中、モード切替を指示するボタン１１Ｂが押されてスイッチＳ１が入力された否かを判定するステップＳ２５、Ｓ２６を実行する。
駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ２５、Ｓ２６でＮＯと判定した場合、電流制御駆動処理Ｓ２１の開始から６０分経過したか否かを判定するステップＳ２７、Ｓ２８を実行する。駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ２７、Ｓ２８でＮＯと判定した場合、ステップＳ２３、Ｓ２４の運針処理を継続する。
一方、駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ２７、Ｓ２８でＹＥＳと判定した場合、電流制御駆動処理Ｓ２１を再度実行する。このため、駆動制御回路２１Ｂは、システムリセット後は６０分経過毎に電流制御駆動回路２３によりモーターの駆動を１ステップ分だけ行い、その際の駆動時間Tcによって選択した第１駆動パルス７３または第２駆動パルス７５でモーターの駆動を継続する。
【００５７】
駆動制御回路２１Ｂは、時針２、分針３、秒針４の運針中にボタン１１Ｂが押されてスイッチＳ１が入力された場合、ステップＳ２５、Ｓ２６でＹＥＳと判定し、秒針４をマーク１５、１６を指示する位置まで移動するために必要なパルス数ｎを計算する処理Ｓ２９を実行する。
次に、駆動制御回路２１Ｂは、電流制御駆動回路２３のステップ数制御回路３６にステップＳ２９で計算したパルス数ｎを設定し、ｎステップの電流制御駆動処理Ｓ３０を実行する。電流制御駆動回路２３は、ステッピングモーターを連続して早送りする場合の周波数を早くでき、秒針４も高速で移動できる。秒針４は、外部機器との連携中の場合はマーク１５を指示する位置まで早送りで移動し、メールの通知があった場合はマーク１６を指示する位置まで早送りで移動する。
次に、駆動制御回路２１Ｂは、モード表示終了であるか否かを判定するステップＳ３１を実行する。例えば、秒針４で一定時間モード表示を行った後、モード表示終了としてもよいし、再度ボタン１１Ｂを押した場合に、モード表示終了としてもよい。駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ３１でＮＯと判定した場合は、モード表示を継続する。
駆動制御回路２１Ｂは、ステップＳ３１でＹＥＳと判定した場合、電流制御駆動回路２３によって、モード表示を行っていた秒針４を現時刻表示に復帰する電流制御駆動処理Ｓ３２を実行する。
【００５８】
［第２実施形態の効果］
第２実施形態によれば、駆動制御回路２１Ｂは、時針２、分針３、秒針４の通常の運針制御を行う際に、最初に電流制御駆動回路２３で駆動し、この電流制御時の駆動時間Ｔｃが判定時間t3より大きいか否かの駆動の結果でモーターの負荷の大きさを判定しているので、その後のモーター駆動用の駆動パルスを適切に選択できる。このため、モーターの負荷が大きいと判断した場合は、チョッピング駆動パルスのパルス数が多い第１駆動パルス７３でモーターを駆動制御でき、逆に負荷が小さいと判断した場合は、チョッピング駆動パルスのパルス数が少ない第２駆動パルス７５でモーターを駆動制御できる。
したがって、通常の運針駆動時は、モーターを確実に駆動できて消費電力も低減できる。すなわち、電流制御駆動回路２３によるモーター駆動制御は、モーターを単発で駆動する場合は消費電流が多く、各指針２〜３の運針間隔毎にモーターを駆動する通常運針時の駆動制御に用いると低消費電流化が難しい。一方、本実施形態では、電流制御駆動回路２３によるモーター駆動制御は、モーターの負荷を検出するために６０分間毎に１回行い、その他の時間は、モーターの負荷に応じて、第１回転検出駆動回路２６または第２回転検出駆動回路２７によるモーター駆動制御を行うため、モーターを確実に駆動できて消費電力も低減できる。特に、回転検出駆動では、ローターの非回転時には補正駆動パルスで確実に駆動できるため、突発的な負荷上昇を前提に第１駆動パルス７３、第２駆動パルス７５を設定する必要が無く、通常の運針時にローターを回転できる最小限の第１駆動パルス７３、第２駆動パルス７５を設定すれば良く、通常運針時の低消費電力化を容易に実現できる。
さらに、第１の駆動手段の駆動結果つまりモーターの負荷に応じて、第１検出マスク時間Tm1、第２検出マスク時間Tm2を選択している。このため、回転検出回路６５は、負荷や温度の変動があっても、ローターの回転を確実に検出できる。
モード表示等の切替等で秒針４等を移動させる場合に、電流制御駆動回路２３によるモーター駆動制御を用いているので、秒針４等の早送りを高速で行え、短時間で表示を切り替えることができる。
【００５９】
［第２実施形態の変形例］
第２実施形態では、電流制御駆動回路２３によるモーター駆動制御時の駆動時間Tcの判定結果により、検出マスク時間を、第１検出マスク時間Tm1、または、第２検出マスク時間Tm2から選択して設定していたが、前記判定結果によって第１検出パルス７４、第２検出パルス７６のパルス幅を設定してもよい。例えば、ステッピングモーターの負荷が大きいと判定した場合は、負荷が小さいと判定した場合に比べて検出パルス幅を細くすることが好ましい。この場合、ブレーキはかかりにくいが、検出精度を向上できる。一方、モーターの負荷が小さいと判定した場合は、負荷が大きいと判定した場合に比べて検出パルス幅を太くすることが好ましい。この場合、ブレーキがかかりやすく、ローターの動きが安定する。
また、前記判定結果によって、第１検出パルス７４、第２検出パルス７６の入力時に検出される誘起電圧が所定電圧Ｖを超えたパルス数を、所定の閾値と比較してローターの回転・非回転を判断する場合に、回転判定用の閾値つまりパルス数を、前記判定結果によって設定してもよい。例えば、ステッピングモーターの負荷が大きいと判定した場合、負荷が小さいと判定した場合に比べて前記閾値を小さくすれば、検出性を向上できる。一方、モーターの負荷が小さいと判定した場合、負荷が大きいと判定した場合に比べて前記閾値を大きくすれば、誤判定を少なくできて制御が安定する。
また、前記判定結果によって、駆動パルスのパルス数を、第１駆動パルス７３、第２駆動パルス７５から選択して設定していたが、駆動パルスのパルス幅や、ｄｕｔｙを設定してもよい。例えば、ステッピングモーターの負荷が大きいと判定した場合に、駆動パルスのパルス幅を大きくしたり、ｄｕｔｙを大きくすれば、コイル１３０に流れる電流が増加し、ローターの回転起動性を向上できる。一方、モーターの負荷が小さいと判定した場合に、駆動パルスのパルス幅を小さくしたり、ｄｕｔｙを小さくすれば、低消費電力化を実現できる。
【００６０】
前記第２実施形態では、駆動時間Tcによってモーターの負荷を２段階で判定し、第１回転検出駆動回路２６および第２回転検出駆動回路２７を選択していたが、判定用の閾値を複数設けてモーターの負荷を３段階以上で判定してもよい。これにより、駆動パルスや回転検出のマスク時間を３種類以上に細かく設定でき、モーターの負荷に応じて駆動パルスを細かく選択して駆動できる。このため、従来の回転検出制御に比べて、短時間で、最も消費電流の低いパルスで駆動することができる。
【００６１】
前記第２実施形態では、電流制御駆動回路２３によるモーターの負荷の判定は、所定時間毎、例えば６０分毎に実施しているが、さらに、検出パルスによるローターの回転検出において、回転していないと判定された場合に、電流制御駆動回路２３によるモーターの負荷の判定を行ってもよい。これにより、選択されている駆動パルスでローターを回転できない場合に、モーターの負荷を再度確認し、適切な駆動パルスに切り替えてモーターを駆動でき、ローターを回転できない場合に補正駆動パルスを出力する制御を少なくでき、その分、省電力化を実現できる。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１４〜１８を参照して説明する。第３実施形態は、図示略の電子時計の時針、分針、秒針の各指針を駆動するモーターを制御するモーター駆動回路２０Ｃである。
モーター駆動回路２０Ｃは、第２実施形態のモーター駆動回路２０Ｂと同様の構成を備えるものであり、モーター駆動回路２０Ｂと同じ構成には同一符号を付して説明を簡略する。モーター駆動回路２０Ｃは、駆動制御回路２１Ｃと、選択回路２２、電流制御駆動回路２３、第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７と、固定パルス駆動回路２８と、ドライバー５１Ｂと、電流検出回路６１と、回転検出回路６５とを備える。第３実施形態のモーター駆動回路２０Ｃでは、電流制御駆動回路２３が第１の駆動手段であり、固定パルス駆動回路２８が第２の駆動手段であり、第１回転検出駆動回路２６および第２回転検出駆動回路２７が第３の駆動手段であり、駆動制御回路２１Ｃおよび選択回路２２が制御手段である。
【００６３】
次に、本実施形態のモーター駆動回路２０Ｃによる制御について、図１５のフローチャートおよび図１６〜１８のタイミングチャートを用いて説明する。
モーター駆動回路２０Ｃの駆動制御回路２１Ｃは、定期的に、例えば６０分毎に、図１５の運針パルス選択処理Ｓ４０を実行する。そして、次の運針パルス選択処理Ｓ４０が実行されるまでは、運針パルス選択処理Ｓ４０で選択されたパルスで運針を継続する。
駆動制御回路２１Ｃは、運針パルス選択処理Ｓ４０を開始すると、電流制御駆動回路２３による電流制御駆動処理Ｓ４１を実行する。この電流制御駆動処理Ｓ４１は、第１実施形態の電流制御駆動処理ＳＡや、第２実施形態の電流制御駆動処理Ｓ２１と同じ処理であるため、説明を省略する。
駆動制御回路２１Ｃは、電流制御駆動処理Ｓ４１の処理によって検出されるモーターの１ステップ目の駆動時間Tcが、判定時間t3よりも長いか否かを判定する処理Ｓ４２を実行する。この判定処理Ｓ４２も、第１実施形態の判定処理Ｓ９や第２実施形態の判定処理Ｓ２２と同じであるため、説明を省略する。
【００６４】
駆動制御回路２１Ｃは、ステップＳ４２でＹＥＳと判定された場合は、モーターの負荷が高レベルと判断し、選択回路２２に対して固定パルス駆動での運針を指示し、選択回路２２は固定パルス駆動での運針処理Ｓ４３を実行する。ステップＳ４３では、選択回路２２は、固定パルス駆動回路２８から出力される第２の駆動信号として固定パルスをドライバー５１Ｂに出力してモーターの運針制御を行う。固定パルス駆動回路２８は、第１実施形態の第１固定パルス駆動回路２４と同じ第１固定パルス７１を第２の駆動信号として出力する。このため、選択回路２２は、図１６に示すように、固定パルス駆動回路２８から出力された第１固定パルス７１を、第２の極性および第１の極性に交互に入力する。例えば、秒針４を駆動するモーターに対しては、周期Ｔ＝１秒毎に第１固定パルス７１を入力し、秒針４を駆動する。
一方、駆動制御回路２１Ｃは、Ｓ４２でＮＯと判定された場合は、駆動時間Tcが判定時間t4より長いか否かを判定する処理Ｓ４４を実行する。判定時間t4は、図１７，１８に示すように、判定時間t3よりも短い時間であり、予め設定された時間である。すなわち、本実施形態では、モーターの負荷を、駆動時間Tcによって３段階に判定しており、その閾値として、判定時間t3と判定時間t4を、t3＞t4となるように設定したものである。
駆動制御回路２１Ｃは、Ｓ４４でＹＥＳと判定した場合、すなわち、駆動時間Tcが、t3＞tc＞t4の場合には、モーターの負荷が中レベルと判断し、選択回路２２に対して第１駆動パルス７３での運針を指示する。選択回路２２は、図１７に示すように、第１回転検出駆動回路２６から第１駆動パルス７３と第１検出パルス７４とをドライバー５１Ｂに出力し、第３の駆動信号である第１駆動パルス７３での運針処理Ｓ４５を実行する。
駆動制御回路２１Ｃは、Ｓ４４でＮＯと判定した場合、すなわち、駆動時間Tcがt4未満の場合には、モーターの負荷が低レベルと判断し、選択回路２２に対して第２駆動パルス７５での運針を指示する。選択回路２２は、図１８に示すように、第２回転検出駆動回路２７から第２駆動パルス７５と第２検出パルス７６とをドライバー５１Ｂに出力し、第３の駆動信号である第２駆動パルス７５での運針処理Ｓ４６を実行する。
選択回路２２は、図１５の運針パルス選択処理Ｓ４０が再度実行されるまでは、選択された運針制御を継続する。駆動制御回路２１Ｃは、所定時間、例えば６０分が経過した場合は、運針パルス選択処理Ｓ４０を再度実行し、ステップＳ４３、Ｓ４５、Ｓ４６のいずれかの運針制御を選択して実行する。
【００６５】
［第３実施形態の効果］
第３実施形態によれば、前記第２実施形態と同様の効果が得られる。
特に、モーター駆動回路２０Ｃは、モーターの負荷を電流制御駆動回路２３による駆動制御によって検出される駆動時間Tcで３段階のレベルに判定し、各レベルに応じて、第１固定パルス７１、第１駆動パルス７３、第２駆動パルス７５を選択しているので、消費電力を抑制しつつ、モーターを確実に駆動できる。このため、モーター駆動回路２０Ｃは、太い針から細い針まで様々な指針を駆動できる。したがって、外販するムーブメントにモーター駆動回路２０Ｃを組み込むことで、外販先で様々な指針を組み込むことができ、各種の針用に別々の制御回路を設計する必要が無いため、コストを低減できる。
針が細い場合は、モーターの負荷も小さいため、第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７による回転検出制御によってモーターを制御できる。このため、低消費電力化が図れ、電池寿命を延ばすことができる。
針が太い場合は、モーターの負荷も大きくなる。このため、第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７で駆動すると、第１駆動パルス７３や第２駆動パルス７５でローターを回転させることができない場合があり、ローターを確実に回転できるパルス幅の大きな補正駆動パルスを出力する必要があり、消費電流が増大する。したがって、モーターの負荷が大きい場合は、固定パルス駆動の方が消費電流が減少し、ある程度、電池寿命を長くできる。
また、電子時計１を使用する環境の温度変化があった場合や、電子時計１を長期に使用して負荷が増加した場合も、負荷に応じてモーター駆動パルスを選択するため、モーターを確実に動かすことができる。
【００６６】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図１９、図２０を参照して説明する。
第４実施形態は、図１９に示すように、電流制御駆動回路２３による駆動時間Tcに基づいてモーターの負荷レベルを判定し、負荷レベルが高い状態が継続した場合に異常と判定してユーザーに告知するものである。
【００６７】
第４実施形態は、第２、３実施形態と同様に、図示略の電子時計の時針、分針、秒針の各指針を駆動するモーターを制御する通常運針制御を行うモーター駆動回路２０Ｄである。
モーター駆動回路２０Ｄは、モーター駆動回路２０Ｂ、２０Ｃと同様の構成を備えるものであり、モーター駆動回路２０Ｂ、２０Ｃと同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。モーター駆動回路２０Ｄは、駆動制御回路２１Ｄと、選択回路２２、電流制御駆動回路２３、回転検出駆動回路２９と、ドライバー５１Ｂと、電流検出回路６１と、回転検出回路６５とを備える。第４実施形態のモーター駆動回路２０Ｄでは、電流制御駆動回路２３が第１の駆動手段であり、回転検出駆動回路２９が第２の駆動手段であり、駆動制御回路２１Ｄおよび選択回路２２が制御手段である。
回転検出駆動回路２９は、第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７と同様に、駆動パルスを出力後、検出パルスを出力し、所定の検出マスク時間の経過後に、ローターの回転・非回転を検出し、ローターの非回転を検出した時には、補正駆動パルスを出力してローターを確実に回転させる。また、回転検出駆動回路２９は、次回以降に出力する、くし歯である駆動パルスのパルス数を増やしたり、ｄｕｔｙを大きくして、ローターを回転させるためにモーターのコイル１３０に流す電流を増加させるように制御する。
一方、ローターの回転を検出した時は、回転検出駆動回路２９は、駆動パルスのパルス数を減らしたり、ｄｕｔｙを小さくし、ローターを回転させるためにコイル１３０に流す電流を減少させ、モーター駆動時の消費電流を低減する。
【００６８】
本実施形態のモーター駆動回路２０Ｄによる制御について、図２０のフローチャートを用いて説明する。
モーター駆動回路２０Ｄの駆動制御回路２１Ｄは、まず、ステップＳ５１において、異常判定回数を示すカウント値Ｔｎを初期値０に設定する。次に、駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５２において、電流駆動制御を実行する。電流駆動制御では、前記各実施形態と同じく、駆動制御回路２１Ｄは、選択回路２２に制御信号を出力し、選択回路２２は電流制御駆動回路２３から出力される電流制御用の信号をドライバー５１Ｂに送る。
【００６９】
次に、ステップＳ５３において、駆動制御回路２１Ｄは、電流制御駆動回路２３から出力される第３タイマー３３の出力TM3に基づいて、駆動時間Tcが判定時間t3より長いか否かを判定する。
駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５３でＮＯと判定した場合、ステップＳ５４で、カウント値Ｔｎを０に初期化する。そして、駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５５において、モーターの通常運針を実行する。ステップＳ５５では、駆動制御回路２１Ｄは、選択回路２２に回転検出駆動回路２９による運針制御を指示する。選択回路２２は、回転検出駆動回路２９から出力される駆動パルスおよび検出パルスをドライバー５１Ｂに出力し、モーターの回転検出駆動制御を実行する。駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５５で１ステップ分の制御を行う毎に、ステップＳ５６において、ステップＳ５５の通常運針が開始されてから２４時間経過したかを判定する。駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５６でＮＯと判定した場合、ステップＳ５５の通常運針制御を継続し、ステップＳ５６でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ５２の電流制御駆動を実行する。このため、駆動制御回路２１Ｄは、モーターの負荷が小さく、ステップＳ５３でＮＯと判定した場合は、２４時間毎にステップＳ５２の電流制御駆動でモーターの負荷のレベルを判定し、負荷のレベルが小さい場合は、ステップＳ５５により回転検出駆動回路２９による通常運針を継続する。
【００７０】
駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５３でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ５７で、カウント値Ｔｎに１を加算する。そして、駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５８において、カウント値Ｔｎが判定回数Ｎ以上であるか否かを判定する。
駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５８でＮＯと判定した場合、ステップＳ５９、Ｓ６０を実行する。ステップＳ５９の通常運針制御は、ステップＳ５５と同じであるため、説明を省略する。駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５９で１ステップ分の制御を行う毎に、ステップＳ６０において、ステップＳ５９の通常運針が開始されてから４時間経過したかを判定する。駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ６０でＮＯと判定した場合、ステップＳ５９の通常運針制御を継続し、ステップＳ６０でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ５２の電流制御駆動を実行する。このため、駆動制御回路２１Ｄは、モーターの負荷が中レベルで、ステップＳ５３でＹＥＳと判定し、カウント値Ｔｎが判定回数Ｎ未満の場合は、４時間毎にステップＳ５２の電流制御駆動を実行し、ステップＳ５３で駆動時間Tcが判定時間t3よりも長い時間と判定した場合、カウント値Ｔｎが判定回数Ｎ以上となるまで、ステップＳ５９により回転検出駆動回路２９による通常運針を継続する。
ここで、判定回数Ｎは、異常を告知するタイミングなどに応じて適宜設定でき、例えば、Ｎ＝４に設定される。この場合、最初にステップＳ５７でＴｎ＝１となってから、４時間毎にステップＳ５７で１を加算するため、１２時間経過した時点でＴｎ＝４となり、駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５８でＹＥＳと判定する。
【００７１】
駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ５８でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ６１の電流制御駆動による５秒運針 を実行する。５秒運針とは、秒針４を５秒毎に５秒分だけ運針させるものである。ステップＳ６１では、駆動制御回路２１Ｄは、選択回路２２に、電流制御駆動による５秒運針を指示する制御信号を出力する。選択回路２２は、電流制御駆動回路２３から出力される駆動パルスをドライバー５１Ｂに出力し、５秒毎に秒針４を５秒分だけ早送り駆動して５秒運針を実行する。
駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ６１で５秒運針の制御を行う毎に、ステップＳ６２の１時間経過判定を行う。ステップＳ６２では、ステップＳ６１の５秒運針制御が開始されてから１時間経過したかを判定する。駆動制御回路２１Ｄは、ステップＳ６２でＮＯと判定した場合、ステップＳ６１の５秒運針制御を継続し、ステップＳ６２でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ５２の電流制御駆動を実行する。
【００７２】
［第４実施形態の効果］
第４実施形態によれば、前記第２、３実施形態と同様の効果が得られる。
また、駆動制御回路２１Ｄは、モーターの高負荷状態が所定時間、例えば１２時間以上継続した場合は、５秒運針制御を行ってユーザーに異常状態であることを告知する。このため、ユーザーは、異常発生を確認でき、電子時計のメンテナンスが必要であることを理解できる。
【００７３】
［第４実施形態の変形例］
第４実施形態では、ステップＳ５６、Ｓ６０、Ｓ６２における経過時間を、それぞれ２４時間、４時間、１時間に設定し、電流制御駆動処理Ｓ５２を実行する間隔を設定していたが、ステップＳ５２の実行間隔は前記の例に限定されない。例えば、ステップＳ５６、Ｓ６０、Ｓ６２において同じ時間に設定しても良く、ステップＳ５３、Ｓ５８の判定条件などを考慮して適宜設定すれば良い。
また、異常判定を行う条件も前記実施形態の例に限定されず、例えば、ステップＳ５３でＹＥＳと判定した場合に、直ちにステップＳ６１の５秒運針を行って異常を告知してもよい。
さらに、異常を告知する方法は、秒針４の５秒運針に限定されず、異常を示す指針を設けたり、特別な運針を行っても良く、ユーザーに対して通常と異なる状態であることを告知できるものであればよい。
【００７４】
［他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、各実施形態では、ステッピングモーターの負荷を検出する電流制御駆動回路２３による電流制御駆動処理ＳＡ、Ｓ２１、Ｓ４１、Ｓ５２は、１ステップ分のみ、すなわち第１の極性および第２の極性の一方のみ行っていたが、第１の極性および第２の極性の２ステップ分を行って負荷を判定してもよい。さらに、第１の極性および第２の極性において、負荷の判定が異なる場合、その後に第１の極性に入力するパルスと、第２の極性に入力するパルスとをそれぞれの判定結果に基づいて設定してもよい。例えば、第１実施形態において、第１の極性での電流制御駆動処理ＳＡでは駆動時間Tcが判定時間t3より大きく、第２の極性での電流制御駆動処理ＳＡでは駆動時間Tcが判定時間t3以下の場合、第１の極性では第１固定パルス７１で運針し、第２の極性では第２固定パルス７２で運針してもよい。すなわち、第１固定パルス７１および第２固定パルス７２を交互に入力して運針制御を行ってもよい。
【００７５】
前記実施形態では、クロノグラフ運針制御回路２１、駆動制御回路２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄは、第３タイマー３３の出力TM3によって、第１の駆動手段である電流制御駆動回路２３の駆動の結果を判定していたが、電流制御駆動回路２３で駆動時間Tcを計測し、この駆動時間Tcに基づいて駆動の結果を判定してもよい。すなわち、クロノグラフ運針制御回路２１、駆動制御回路２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄは、電流制御駆動回路２３から駆動時間Tcの値を読み込み、図示しない記憶部に記憶された判定時間t3と比較して駆動の結果を判定してもよい。
【００７６】
前記第２、３実施形態の第１回転検出駆動回路２６、第２回転検出駆動回路２７は、第４実施形態の回転検出駆動回路２９と同様に、ローターの非回転を検出した場合には、その後に出力する駆動パルスのパルス数やパルス幅、ｄｕｔｙ等を調整し、非回転を検出する毎に、ステッピングモーターのトルクが段階的に大きくなるように制御してもよい。また、ローターが回転したことを検出できた場合は、その後に出力する駆動パルスのパルス数やパルス幅、ｄｕｔｙ等を調整し、ステッピングモーターのトルクが段階的に小さくなるように制御してもよい。
【００７７】
電流制御駆動回路２３による電流制御駆動処理は、前記各実施形態のものに限定されない。すなわち、電流制御駆動回路２３は、コイル１３０に流れる電流値に基づいてドライバー５１、５１Ｂを制御するものであればよい。
例えば、コイル１３０を流れる電流値が、第１の電流値（下限電流値）より小さいことを検出する第１の検出手段と、第１の電流値よりも大きな第２の電流値（上限電流値）よりも大きいことを検出する第２の検出手段とを備え、コイル１３０を流れる電流値が第１の電流値よりも小さくなった場合にドライバー５１、５１Ｂをオンし、コイル１３０を流れる電流値が第２の電流値よりも大きくなった場合にドライバー５１、５１Ｂをオフして制御してもよい。
また、第２の検出手段の検出によってコイル１３０を流れる電流値が第２の電流値よりも大きくなった場合にドライバー５１、５１Ｂをオフし、ドライバー５１、５１Ｂをオフした後、所定時間経過後に、第１の検出手段によってコイル１３０を流れる電流値が、第１の電流値よりも小さいことを検出した場合にドライバー５１、５１Ｂをオンしてもよい。
さらに、第１の駆動手段である電流制御駆動回路２３による駆動の結果は、駆動時間Tcに限らず、電流制御駆動回路２３によるドライバー５１、５１Ｂのオン時間やオフ時間、さらに、駆動時間Tc、オン時間、オフ時間の組み合わせで判定してもよい。
【００７８】
前記各実施形態では、電子時計１は、腕時計タイプのものであるが、例えば、置時計であってもよい。また、本発明のモーター駆動回路は、時計の指針を駆動するモーターを制御するものに限定されず、各種計器で計測値を指示する指針用のモーター駆動回路等にも適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１、１Ｂ…電子時計、２…時針、３…分針、４…秒針、６…秒ＣＧ針、７…分ＣＧ針、１３…文字板、１５、１６…マーク、２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ…モーター駆動回路、２１…クロノグラフ運針制御回路、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ…駆動制御回路、２２…選択回路、２３…電流制御駆動回路、２４…第１固定パルス駆動回路、２５…第２固定パルス駆動回路、２６…第１回転検出駆動回路、２７…第２回転検出駆動回路、２８…固定パルス駆動回路、２９…回転検出駆動回路、３３…第３タイマー、３８…デコーダー、５０…検出回路、５１、５１Ｂ…ドライバー、６１…電流検出回路、６５…回転検出回路、７１…第１固定パルス、７２…第２固定パルス、７３…第１駆動パルス、７４…第１検出パルス、７５…第２駆動パルス、７６…第２検出パルス、１３０…コイル。
【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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