(57)【要約】      （修正有）【課題】モーターを逆転駆動可能な電子時計を提供する。【解決手段】電子時計は、コイル１３０に流れる電流値を検出する電流検出部６０と、ローターが第１の静的安定位置に引き付けられている位置から、ローターを正転方向に且つ第２の静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、第１駆動信号を出力した後にローターを正転方向とは反対の逆転方向に且つ動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、第２駆動信号を出力した後にローターを逆転方向に回転させる第３駆動信号を電流検出部６０が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部４０と、第１駆動信号、第２駆動信号、および第３駆動信号に応じて、コイルに駆動電流を供給するオン状態およびコイルに駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバー５０と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、前記コイルにローターを駆動するための磁界が発生していない状態で第１静的安定位置または第２静的安定位置に引き付けられ、且つ、前記コイルに前記磁界が発生している状態で動的安定位置に引き付けられる前記ローターと、を有するステップモーターと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記ローターが前記第１静的安定位置に引き付けられている位置から、前記ローターを正転方向に且つ前記第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第１駆動信号を出力した後に前記ローターを前記正転方向とは反対の逆転方向に且つ前記動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第２駆動信号を出力した後に前記ローターを前記逆転方向に回転させる第３駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部と、
前記第１駆動信号、前記第２駆動信号、および前記第３駆動信号に応じて、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態および前記コイルに前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記第１駆動信号を出力して前記ドライバーの前記オン状態および前記オフ状態を制御し、かつ、前記第１駆動信号に対応する前記オン状態の継続時間である第１オン時間、または、前記第１駆動信号に対応する前記オフ状態の継続時間である第１オフ時間が所定条件に該当したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第１駆動信号から前記第２駆動信号に切り替える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項３】
請求項１に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記第１駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第１駆動信号から前記第２駆動信号に切り替える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記第２駆動信号を出力して前記ドライバーの前記オン状態および前記オフ状態を制御し、かつ、前記第２駆動信号に対応する前記オン状態の継続時間である第２オン時間、または、前記第２駆動信号に対応する前記オフ状態の継続時間である第２オフ時間が所定条件に該当したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第２駆動信号から前記第３駆動信号に切り替える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記第２駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第２駆動信号から前記第３駆動信号に切り替える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記第３駆動信号を出力して前記ドライバーの前記オン状態および前記オフ状態を制御し、かつ、前記第３駆動信号に対応する前記オン状態の継続時間である第３オン時間、または、前記第３駆動信号に対応する前記オフ状態の継続時間である第３オフ時間が所定条件に該当したら、前記第３駆動信号の出力を停止する
ことを特徴とする電子時計。
【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電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記ローターの目標回転量に応じた所定のステップ数の前記第３駆動信号を出力する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項８】
請求項７に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記所定のステップ数における最後の前記第３駆動信号が発生させる磁界の向きと同じ向きとなる磁界を発生させる修正駆動信号を、最後の前記第３駆動信号の後に出力する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項９】
請求項７に記載の電子時計において、
前記ドライバー制御部は、前記所定のステップ数よりも１ステップ分少ない前記第３駆動信号を出力した後、所定の時間が経過したら、前記第１駆動信号を出力し、その後、前記第２駆動信号を出力し、その後、１ステップ分の前記第３駆動信号を出力する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項１０】
コイルと、前記コイルにローターを駆動するための磁界が発生していない状態で第１静的安定位置または第２静的安定位置に引き付けられ、且つ、前記コイルに前記磁界が発生している状態で動的安定位置に引き付けられる前記ローターと、を有するステップモーターと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記ローターが前記第１静的安定位置に引き付けられている位置から、前記ローターを正転方向に且つ前記第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第１駆動信号を出力した後に前記ローターを前記正転方向とは反対の逆転方向に且つ前記動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第２駆動信号を出力した後に前記ローターを前記逆転方向に回転させる第３駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部と、
前記第１駆動信号、前記第２駆動信号、および前記第３駆動信号に応じて、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態および前記コイルに前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える
ことを特徴とするムーブメント。
【請求項１１】
コイルと、前記コイルにローターを駆動するための磁界が発生していない状態で第１静的安定位置または第２静的安定位置に引き付けられ、且つ、前記コイルに前記磁界が発生している状態で動的安定位置に引き付けられる前記ローターと、を有するステップモーターの前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記ローターが前記第１静的安定位置に引き付けられている位置から、前記ローターを正転方向に且つ前記第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第１駆動信号を出力した後に前記ローターを前記正転方向とは反対の逆転方向に且つ前記動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第２駆動信号を出力した後に前記ローターを前記逆転方向に回転させる第３駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部と、
前記第１駆動信号、前記第２駆動信号、および前記第３駆動信号に応じて、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態および前記コイルに前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える
ことを特徴とする時計用モーター制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計、ムーブメントおよび時計用モーター制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モーターのコイルへの電流の供給を、コイルに流れる電流が上限の閾値を上回ったらオフし、下限の閾値を下回ったらオンして、電力供給を継続するオン時間または電力供給の停止を継続するオフ時間からモーターのローターの位置を推定してモーターの回転を制御する技術が開示されている。つまり、この特許文献１の制御技術には、モーターを電流で制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５４２１８６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、特許文献１には、モーターの駆動を逆転させる制御技術については、なんら開示されていない。電子時計では、モーターを逆転で駆動させて、指針等を所定の位置に移動させたい場合がある。そのため、モーターを電流で制御する場合に、モーターを逆転駆動可能な制御技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の電子時計は、コイルと、前記コイルにローターを駆動するための磁界が発生していない状態で第１静的安定位置または第２静的安定位置に引き付けられ、且つ、前記コイルに前記磁界が発生している状態で動的安定位置に引き付けられる前記ローターと、を有するステップモーターと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記ローターが前記第１静的安定位置に引き付けられている位置から、前記ローターを正転方向に且つ前記第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第１駆動信号を出力した後に前記ローターを前記正転方向とは反対の逆転方向に且つ前記動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第２駆動信号を出力した後に前記ローターを前記逆転方向に回転させる第３駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部と、前記第１駆動信号、前記第２駆動信号、および前記第３駆動信号に応じて、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態および前記コイルに前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える。
【０００６】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記第１駆動信号を出力して前記ドライバーの前記オン状態および前記オフ状態を制御し、かつ、前記第１駆動信号に対応する前記オン状態の継続時間である第１オン時間、または、前記第１駆動信号に対応する前記オフ状態の継続時間である第１オフ時間が所定条件に該当したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第１駆動信号から前記第２駆動信号に切り替えてもよい。
【０００７】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記第１駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第１駆動信号から前記第２駆動信号に切り替えてもよい。
【０００８】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記第２駆動信号を出力して前記ドライバーの前記オン状態および前記オフ状態を制御し、かつ、前記第２駆動信号に対応する前記オン状態の継続時間である第２オン時間、または、前記第２駆動信号に対応する前記オフ状態の継続時間である第２オフ時間が所定条件に該当したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第２駆動信号から前記第３駆動信号に切り替えてもよい。
【０００９】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記第２駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、前記ドライバーに出力する駆動信号を前記第２駆動信号から前記第３駆動信号に切り替えてもよい。
【００１０】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記第３駆動信号を出力して前記ドライバーの前記オン状態および前記オフ状態を制御し、かつ、前記第３駆動信号に対応する前記オン状態の継続時間である第３オン時間、または、前記第３駆動信号に対応する前記オフ状態の継続時間である第３オフ時間が所定条件に該当したら、前記第３駆動信号の出力を停止してもよい。
【００１１】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記ローターの目標回転量に応じた所定のステップ数の前記第３駆動信号を出力してもよい。
【００１２】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記所定のステップ数における最後の前記第３駆動信号が発生させる磁界の向きと同じ向きとなる磁界を発生させる修正駆動信号を、最後の前記第３駆動信号の後に出力してもよい。
【００１３】
本開示の電子時計において、前記ドライバー制御部は、前記所定のステップ数よりも１ステップ分少ない前記第３駆動信号を出力した後、所定の時間が経過したら、前記第１駆動信号を出力し、その後、前記第２駆動信号を出力し、その後、１ステップ分の前記第３駆動信号を出力してもよい。
【００１４】
本開示のムーブメントは、コイルと、前記コイルにローターを駆動するための磁界が発生していない状態で第１静的安定位置または第２静的安定位置に引き付けられ、且つ、前記コイルに前記磁界が発生している状態で動的安定位置に引き付けられる前記ローターと、を有するステップモーターと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記ローターが前記第１静的安定位置に引き付けられている位置から、前記ローターを正転方向に且つ前記第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第１駆動信号を出力した後に前記ローターを前記正転方向とは反対の逆転方向に且つ前記動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第２駆動信号を出力した後に前記ローターを前記逆転方向に回転させる第３駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部と、前記第１駆動信号、前記第２駆動信号、および前記第３駆動信号に応じて、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態および前記コイルに前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える。
【００１５】
本開示の時計用モーター制御回路は、コイルと、前記コイルにローターを駆動するための磁界が発生していない状態で第１静的安定位置または第２静的安定位置に引き付けられ、且つ、前記コイルに前記磁界が発生している状態で動的安定位置に引き付けられる前記ローターと、を有するステップモーターの前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記ローターが前記第１静的安定位置に引き付けられている位置から、前記ローターを正転方向に且つ前記第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第１駆動信号を出力した後に前記ローターを前記正転方向とは反対の逆転方向に且つ前記動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力し、前記第２駆動信号を出力した後に前記ローターを前記逆転方向に回転させる第３駆動信号を前記電流検出部が検出した電流値に応じて出力するドライバー制御部と、前記第１駆動信号、前記第２駆動信号、および前記第３駆動信号に応じて、前記コイルに駆動電流を供給するオン状態および前記コイルに前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の電子時計を示す正面図。
【図２】第１実施形態の電子時計の回路構成を示す回路図。
【図３】第１実施形態の電子時計の第１モーターの構成を示す図。
【図４】第１実施形態の電子時計のＩＣの構成を示す構成図。
【図５】第１実施形態の第１モーター制御回路の構成を示す回路図。
【図６】第１実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャート。
【図７】第１実施形態の第１駆動信号を出力する処理を説明するフローチャート。
【図８】第１実施形態の第２駆動信号を出力する処理を説明するフローチャート。
【図９】第１実施形態の第３駆動信号を出力する処理を説明するフローチャート。
【図１０】逆転制御処理における第１〜第３駆動信号の信号波形を示す図。
【図１１】第１駆動信号によりローターが回転する様子を示す図。
【図１２】第２駆動信号によりローターが回転する様子を示す図。
【図１３】第３駆動信号によりローターが回転する様子を示す図。
【図１４】第１〜第３駆動信号および修正駆動信号の信号波形を示す図。
【図１５】第２実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャート。
【図１６】第２実施形態の第２駆動信号を出力する処理を説明するフローチャート。
【図１７】第２実施形態の第３駆動信号を出力する処理を説明するフローチャート。
【図１８】第１〜第３駆動信号の信号波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態の電子時計１を図面に基づいて説明する。
図１は、電子時計１を示す正面図である。
電子時計１は、ストップウォッチ機能等を備えるクロノグラフ時計である。
図１に示すように、電子時計１は、円板状の文字板２と、秒針３と、分針４と、時針５と、りゅうず６と、Ａボタン７と、Ｂボタン８とを備える。
ここで、本実施形態では、通常、指針３〜５は時刻を表示するが、例えば、Ａボタン７が３秒以上押されてストップウォッチモードが選択されると、指針３〜５は０の位置に移動する。なお、０の位置とは、例えば、指針３〜５が０時０分０秒を示す位置が例示される。
そして、その状態で、例えば、Ａボタン７が３秒未満押されて時間計測を開始する操作が行われると、指針３〜５は、Ａボタン７が押されてからの経過時間を表示する。
【００１８】
［電子時計の回路構成］
図２は、電子時計１の回路構成を示す図である。
図２に示すように、電子時計１は、指針３〜５を駆動させるムーブメント１０を備える。
【００１９】
ムーブメント１０は、信号源である水晶振動子１１と、電源である電池１２と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、第１モーター１３と、第２モーター１４と、時計用のＩＣ２０と、図示略の輪列等を備えて構成される。
スイッチＳＷ１は、図１に示すりゅうず６の引き出し操作に連動してオン、オフされる。スイッチＳＷ２は、Ａボタン７の操作に連動してオン、オフされる。スイッチＳＷ３は、Ｂボタン８の操作に連動してオン、オフされる。
第１モーター１３は、秒針３を駆動するステップモーターであり、第２モーター１４は、分針４および時針５を駆動するステップモーターである。なお、第１モーター１３および第２モーター１４は、本開示のステップモーターの一例である。
なお、ＩＣは、Integrated Circuitの略語である。
【００２０】
ＩＣ２０は、水晶振動子１１が接続される接続端子ＯＳＣ１、ＯＳＣ２と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が接続される入出力端子Ｐ１〜Ｐ３と、電池１２が接続される電源端子ＶＤＤ、ＶＳＳと、第１モーター１３に接続される出力端子Ｏ１、Ｏ２と、第２モーター１４に接続される出力端子Ｏ３、Ｏ４と、を備える。
なお、本実施形態では、電池１２のプラス電極を、高電位側の電源端子ＶＤＤに接続し、マイナス電極を低電位側の電源端子ＶＳＳに接続し、低電位側の電源端子ＶＳＳを基準電位に設定している。
【００２１】
水晶振動子１１は、後述する発振回路２１で駆動されて発振信号を発生する。
電池１２は、一次電池または二次電池で構成される。二次電池の場合は、図示略のソーラーセルなどによって充電される。
【００２２】
［第１モーターの構成］
図３は、第１モーター１３の構成を示す図である。なお、第２モーター１４の構成は、第１モーター１３と同様であるため、説明を省略する。
図３に示すように、第１モーター１３は、ステーター１３１と、コイル１３０と、ローター１３３とを備える。コイル１３０の両端は、後述するドライバー５０の出力端子Ｏ１、Ｏ２に導通される。また、ローター１３３は、径方向に２極に着磁された磁石である。したがって、第１モーター１３は、電子時計用に用いられる２極単相ステッピングモーターであり、後述するように、ＩＣ２０の出力端子Ｏ１、Ｏ２から出力されるモーター駆動電流によって駆動される。
なお、本実施形態では、ローター１３３は、反時計回りに正転し、時計回りに逆転する。つまり、反時計回り方向が正転方向であり、時計回り方向が逆転方向である。
【００２３】
ここで、本実施形態では、ローター１３３と、秒針４が取り付けられる図示略の４番車とは、図示略の中間車を介して接続されている。電子時計１をカバーガラス側から平面視した場合、すなわち、図１に示すように平面視した場合、時計回りに秒針４が回る方向を正転方向という。また、秒針４を駆動させる各歯車においては、時計回りに秒針４を駆動させる方向を正転方向とする。
本実施形態では、電子時計１をカバーガラス側から平面視すると、秒針４が正転する場合、ローター１３３は時計回りに回転する。
ただし、本開示では、ローター１３３の動作については、電子時計１の裏蓋側から平面視した場合で説明する。すなわち、カバーガラス側からの平面視で秒針４が時計回りに回転する場合、ローター１３３は裏蓋側からの平面視で反時計回りに回転する。
なお、ローター１３３と秒針４とを接続する歯車は上記構成に限られるものではなく、例えば、ローター１３３と４番車とが２つ以上の歯車を介して接続されていてもよい。そして、ローター１３３と４番車とが２つの歯車を介して接続される場合、カバーガラス側からの平面視で秒針４が時計回りに回転する場合、ローター１３３が裏蓋側からの平面視で時計回りに回転する。
【００２４】
また、ステーター１３１のローター収容孔の内周には、一対の内ノッチ１３４Ａ，１３４Ｂが径方向に対向して設けられている。そして、ローター１３３は、Ｎ極およびＳ極を通る線分がこれらの内ノッチ１３４Ａ，１３４Ｂを通る線分Ａ−Ａに対して直交する、つまり、Ｂ−Ｂに沿うように、静的に安定した停止状態を維持しようとする。すなわち、コイル１３０にローター１３３を駆動するための磁界が発生していない状態において、ローター１３３は、ローター１３３のＮ極およびＳ極を通る線分がＡ−Ａ線に直交する静的安定位置に引き付けられる。本実施形態では、図３に示すローター１３３の位置が第１静的安定位置の一例であり、図３に示す状態からローター１３３が１８０°回転した位置が第２静的安定位置の一例である。
【００２５】
さらに、ステーター１３１には、ローター１３３を挟み込むように、一対の外ノッチ１３５Ａ，１３５Ｂが設けられている。コイル１３０に通電した場合、ローター１３３は、Ｎ極およびＳ極を通る線分がこれらの外ノッチ１３５Ａ，１３５Ｂを通る線分Ｃ−Ｃに対して直交する、つまり、Ｄ−Ｄに沿うように、ローター１３３は安定した停止状態を維持しようとする。すなわち、コイル１３０にローター１３３を駆動するための磁界を発生させた場合、ローター１３３は、Ｎ極およびＳ極を通る線分が線分Ｃ−Ｃに直交する動的安定位置に引き付けられる。
【００２６】
［ＩＣの回路構成］
図４は、ＩＣ２０の構成を示す構成図である。
図４に示すように、ＩＣ２０は、発振回路２１と、分周回路２２と、電子時計１の制御用のＣＰＵ２３と、ＲＯＭ２４と、入力回路２６と、ＢＵＳ２７と、第１モーター制御回路３０Ａと、第２モーター制御回路３０Ｂと、を備えている。なお、第１モーター制御回路３０Ａおよび第２モーター制御回路３０Ｂは、本開示の時計用モーター制御回路の一例である。なお、ＣＰＵは、Central Processing Unitの略語であり、ＲＯＭは、Read Only Memoryの略語である。
【００２７】
発振回路２１は、図２に示す基準信号源である水晶振動子１１を高周波発振させ、この高周波発振で発生する所定周波数（32768Hz）の発振信号を分周回路２２に出力する。
分周回路２２は、発振回路２１の出力を分周してＣＰＵ２３にタイミング信号を供給する。
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される各種プログラムを収納している。本実施形態では、ＲＯＭ２４は、基本時計機能などを実現するためのプログラムを収納している。
ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４に収納されたプログラムを実行し、前記各機能を実現する。
【００２８】
入力回路２６は、入出力端子Ｐ１〜Ｐ３の状態をＢＵＳ２７に出力する。ＢＵＳ２７は、ＣＰＵ２３、入力回路２６、第１モーター制御回路３０Ａ、第２モーター制御回路３０Ｂ間のデータ転送などに用いられる。
第１モーター制御回路３０Ａおよび第２モーター制御回路３０Ｂは、ＢＵＳ２７を通してＣＰＵ２３から入力される命令により、所定の駆動信号を出力する。
【００２９】
［第１モーター制御回路の構成］
図５は、第１モーター制御回路３０Ａの構成を示す回路図である。なお、第２モーター制御回路３０Ｂの構成は、第１モーター制御回路３０Ａと同様であるため、説明を省略する。
第１モーター制御回路３０Ａは、ドライバー制御部４０と、ドライバー５０と、電流検出回路６０とを備える。
【００３０】
ドライバー制御部４０は、図３に示すローター１３３を回転させる駆動信号をドライバー５０に出力する。本実施形態では、ドライバー制御部４０は、図示略のデコーダー、タイマー、微分回路、ＳＲラッチ回路、フリップフロップ、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路等を備え、ドライバー５０にゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4を出力するロジック回路として構成される。ただし、ドライバー制御部４０は、上記構成に限られるものではなく、例えば、ＣＰＵ等の制御装置によって構成され、ＢＵＳ２７を介して後述するドライバー５０の各トランジスター５２〜５７を直接制御可能に構成されていてもよい。
【００３１】
ドライバー５０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、ドライバー制御部４０から出力される駆動信号によって制御され、第１モーター１３のコイル１３０に正逆両方向の電流Iを供給する。
【００３２】
電流検出回路６０は、第１基準電圧発生回路６２と、第２基準電圧発生回路６３と、コンパレーター６４１、６４２、６５１、６５２と、複合ゲート６８、６９とを備えている。複合ゲート６８は、ＡＮＤ回路６６１、６６２およびＯＲ回路６８０を組み合わせたものと同等の機能を備える一つの素子である。複合ゲート６９は、ＡＮＤ回路６７１、６７２およびＯＲ回路６９０を組み合わせたものと同等の機能を備える一つの素子である。
なお、電流検出回路６０は、本開示の電流検出部の一例である。
【００３３】
コンパレーター６４１、６４２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基準電圧発生回路６２の電圧とをそれぞれ比較する。
ＡＮＤ回路６６１には駆動極性信号PLが反転入力され、ＡＮＤ回路６６２には駆動極性信号PLがそのまま入力されているため、駆動極性信号PLによって選択されたコンパレーター６４１、６４２の一方の出力が出力DT1として出力される。
コンパレーター６５１、６５２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２基準電圧発生回路６３の電圧とをそれぞれ比較する。
ＡＮＤ回路６７１には駆動極性信号PLが反転入力され、ＡＮＤ回路６７２には駆動極性信号PLがそのまま入力されているため、駆動極性信号PLによって選択されたコンパレーター６５１、６５２の一方の出力が出力DT2として出力される。
【００３４】
第１基準電圧発生回路６２は、コイル１３０に流れる電流Iが下限電流値Iminの場合に、検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧に相当する電位を出力するように設定されている。
したがって、コイル１３０に流れる電流Iが下限電流値Imin以上の場合は、検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧が第１基準電圧発生回路６２の出力電圧を上回るため、検出信号DT1がＨレベルとなる。一方、電流Iが下限電流値Iminを下回っている場合は、検出信号DT1がＬレベルとなる。したがって、電流検出回路６０の第１基準電圧発生回路６２、コンパレーター６４１、６４２、複合ゲート６８は、コイル１３０に流れる電流Iが下限電流値Iminより小さいことを検出可能に構成されている。
第２基準電圧発生回路６３は、上限電流値Imaxに相当する電圧を発生する。したがって、電流検出回路６０の出力DT2は、コイル１３０に流れる電流Iが上限電流値Imaxを超えた場合にＨレベルとなり、上限電流値Imax以下の場合にＬレベルとなる。このため、電流検出回路６０の第２基準電圧発生回路６３、コンパレーター６５１、６５２、複合ゲート６９は、コイル１３０に流れる電流Iが上限電流値Imaxを超えたことを検出可能に構成されている。
【００３５】
［モーター制御回路の制御処理］
次に、本実施形態の第１モーター制御回路３０Ａによる制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。
なお、以下では、例えば、Ａボタン７が３秒以上押されてストップウォッチモードが選択された場合に、秒針３を０秒の位置に早送り駆動させる、つまり、高速で移動させる際の制御方法について説明する。
【００３６】
［モーター制御回路の動作］
ＩＣ２０のＣＰＵ２３は、ストップウォッチモードが設定されると、ステップＳ１として、秒針３を０秒位置まで正転方向、つまり、時計回りに移動させた場合に、必要なステップ数Ｍ１を計算する。
ここで、本実施形態では、秒針３は、１周６０分割で秒を表示している。つまり、秒針３を１周させるのに必要なステップ数Ｍ０は６０ステップである。そして、ＣＰＵ２３は、秒針３が０秒位置にあるときに、カウンターのカウント値Ｃを「０」とし、秒針３を１ステップ進める毎に当該カウント値Ｃを「１」増やしている。つまり、ＣＰＵ２３は、秒針３の運針に合わせて、カウント値Ｃを１〜５９まで増やしている。そのため、ＣＰＵ２３は、上記ステップ数Ｍ１を、６０からカウント値Ｃを差し引くことにより求める。
そして、ＣＰＵ２３は、計算したＭ１がＭ０／２よりも大きいか否か、つまり、ステップ数Ｍ１が、６０／２である３０ステップよりも大きいか否かを判定する。言い換えれば、ＣＰＵ２３は、秒針３が０〜２９秒までの位置にあるか否かを判定する。
なお、この場合、ＣＰＵ２３は、上記に限らず、例えば、上記カウント値Ｃが３０よりも小さいか否かを判定することによって、秒針３の位置を判定してもよい。
【００３７】
ステップＳ１でＮｏと判定された場合、つまり、Ｍ１が３０ステップ以下であると判定された場合、秒針３は３０〜５９秒までの位置にあるので、秒針３を時計回りに移動させた方が、０秒位置まで少ないステップ数で移動させることができると判断できる。そのため、ＣＰＵ２３は、ステップＳ２として、ドライバー制御部４０に、ローター１３３を正転方向に回転させるステップ数としてＭ１を設定する信号を出力する。
【００３８】
設定信号により、ステップ数＝Ｍ１が設定されると、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３として、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によって第１モーター１３のドライバー５０をオンする。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５０をオンするとは、コイル１３０に駆動電流を流すことができるオン状態にドライバー５０を制御することを意味し、ドライバー５０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５０を制御することを意味する。
【００３９】
次に、ステップＳ４として、ドライバー制御部４０による正転駆動制御が実行される。なお、正転駆動制御については詳細な説明は割愛するが、正転駆動制御では、ドライバー制御部４０は早送り駆動で秒針３を移動させる。
そして、ステップＳ５において、１ステップ毎に残りステップ数が１減らされ、ドライバー制御部４０は、ステップＳ６として、残りステップ数が０であるか否かを判定する。
ステップＳ６でＮｏと判定された場合、ステップＳ４に戻る。
ステップＳ６でＹｅｓと判定された場合、ローター１３３をステップＳ２で設定されたステップ数Ｍ１回転させたと判断できるため、処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ１に戻って、ステップＳ１でＹｅｓと判定された場合、つまり、Ｍ１が３０ステップよりも大きいと判定された場合、秒針３は０〜２９秒までの位置にあるので、秒針３を反時計回りに移動させた方が、０秒位置まで少ないステップ数で移動させることができると判断できる。そのため、ＣＰＵ２３は、ステップＳ７として、ドライバー制御部４０に、ローター１３３を逆転方向に回転させるステップ数としてＭ２を設定する信号を出力する。なお、本実施形態では、Ｍ２は６０−Ｍ１である。そして、ＣＰＵ２３は、ドライバー制御部４０に、ステップＳ１００〜Ｓ３００として、ローター１３３を正転方向とは反対の逆転方向に回転させる逆転駆動制御を実行させる信号を出力する。
【００４１】
［逆転駆動制御］
図７は、本実施形態の逆転駆動制御処理における、第１駆動信号出力制御を説明するフローチャートであり、図８は、第２駆動信号出力制御を説明するフローチャートであり、図９は、第３駆動信号出力制御を説明するフローチャートである。また、図１０は、逆転駆動制御処理における第１〜第３駆動信号の信号波形を示す図である。本実施形態では、ドライバー制御部４０は、秒針３を早送り駆動で逆転させる。
また、図１１は、第１駆動信号によりローター１３３が回転する様子を示す図であり、図１２は、第２駆動信号によりローター１３３が回転する様子を示す図であり、図１３は、第３駆動信号によりローター１３３が回転する様子を示す図である。
【００４２】
図７に示すように、第１駆動信号出力制御Ｓ１００が実行されると、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０１として、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によって第１モーター１３のドライバー５０をオンする。すなわち、第１駆動信号の出力が開始される。
本実施形態では、ドライバー５０がオンされると、P1がＬレベル、P2がＨレベルとなり、Pchトランジスター５２がオン、Pchトランジスター５３がオフされる。また、N1〜N3がＬレベル、N4がＨレベルとなり、Nchトランジスター５４、５５、５６がオフ、Nchトランジスター５７がオンされる。このため、駆動電流が、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。
【００４３】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０２として、第１駆動信号に対応してドライバー５０がオンとなってからの継続時間である第１オン時間Ton1が、所定時間t11を超えたか否かを判定する。ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０２の処理を繰り返して実行する。
なお、所定時間t11としては、ドライバー５０が頻繁にオンとオフとを繰り返して、その際に生じる貫通電流や充放電電流で消費電流が増大することを抑制するために、ドライバー５０を最低限オンにする時間が設定されている。
【００４４】
ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ１０３として、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。
ステップＳ１０３でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが上限電流値Imaxを超えるまで、つまり、検出抵抗５８、５９に発生する電圧が、第１基準電圧発生回路６２の基準電圧を超えるまで、ステップＳ１０３の判定処理を継続する。
一方、ステップＳ１０３でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０４として、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によってドライバー５０をオフする。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５０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Iが流れていない状態は、ドライバー５０がオフ状態に制御された状態である。
【００４５】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０５として、第１オン時間Ton1が所定時間t13を超えたか否かを判定する。
ステップＳ１０５でＮｏと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０６として、第１駆動信号に対応してドライバー５０がオフとなってからの継続時間である第１オフ時間Toff1が、所定時間t12を超えたか否かを判定する。ステップＳ１０６でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０６の処理を繰り返して実行する。
なお、所定時間t12としては、所定時間t11と同様に、ドライバー５０が頻繁にオンとオフとを繰り返すことを抑制するために、ドライバー５０を最低限オフにする時間が設定されている。
【００４６】
ステップＳ１０６でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ１０７として、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。
【００４７】
ステップＳ１０７でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが下限電流値Iminを下回るまで、つまり、検出抵抗５８、５９に発生する電圧が、第２基準電圧発生回路６３の基準電圧を下回るまで、ステップＳ１０７の判定処理を継続する。
ステップＳ１０７でＹｅｓと判定された場合、ステップＳ１０１に戻って、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７までの処理を繰り返す。
【００４８】
一方、ステップＳ１０５でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０８として、極性の切り替えを実行する。
上記ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８までの処理により、図１０に示す波形の第１駆動信号が出力される。
このように、本実施形態では、ドライバー制御部４０は、電流検出回路６０が検出した電流値に応じて第１駆動信号を出力する。すなわち、ドライバー制御部４０は、電流Iに応じてドライバー５０をオン・オフさせ、かつ、電流Iに基づく第１オン時間Ton1により極性を切り替える、つまり、第１駆動信号から第２駆動信号に切り替える。
【００４９】
図１１に示すように、第１駆動信号が出力されている状態において、ドライバー制御部４０は、ステーター１３１に反時計回りの磁界が発生するように電流を流す。そのため、ローター１３３は、第１静的安定位置から反時計回り方向、つまり、正転方向に回転する。
この際、前述した所定時間t13は、ローター１３３のＮ極およびＳ極を通る線分が、図１１におけるＡ−Ａ線、つまり、第１静的安定位置と第２静的安定位置との中間地点を超えてローター１３３が回転しないように設定されている。言い換えれば、第１駆動信号は、ローター１３３が第１静的安定位置に引き付けられている位置から、ローター１３３を正転方向に且つ第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる駆動信号である。そのため、ステップＳ１０８で極性が切り替えられると、ローター１３３には時計回り方向、つまり、逆転方向に回転する慣性力が作用する。
ここで、本実施形態では、前述したように、ドライバー制御部４０は、電流検出回路６０で検出した電流Iに応じたTon1時間に基づいて、第１駆動信号から第２駆動信号に切り替える。つまり、ドライバー制御部４０は、第１オン時間Ton1により、ローター１３３の位置を推定して第１駆動信号から第２駆動信号に切り替えるので、ローター１３３を正転方向に且つ第２静的安定位置に引き付けられない位置まで確実に回転させることができる。
【００５０】
次に、図８に示すように、第２駆動信号出力制御Ｓ２００が実行されると、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０１として、ドライバー５０をオンする。すなわち、第２駆動信号の出力が開始される。
ここで、ステップＳ１０８において極性を切り替えているので、ドライバー５０がオンされると、P1がＨレベル、P2がＬレベル、N1,N2,N4がＬレベル、N3がＨレベルとなる。これにより、Pchトランジスター５２がオフ、Pchトランジスター５３がオンされる。また、Nchトランジスター５４、５５、５７がオフ、Nchトランジスター５６がオンされる。このため、電流Iは、Pchトランジスター５３、端子Ｏ２、コイル１３０、端子Ｏ１、検出抵抗５８、Nchトランジスター５６を流れる。この際、第２駆動信号では、前述した第１駆動信号とは反対方向に電流Iが流れる。
【００５１】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０２として、第２駆動信号に対応してドライバー５０がオンとなってからの継続時間である第２オン時間Ton2が、所定時間t21を超えたか否かを判定する。
なお、所定時間t21としては、所定時間t11と同様に、ドライバー５０を最低限オンにする時間が設定されている。
【００５２】
ステップＳ２０２でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０２の処理を繰り返して実行する。
ステップＳ２０２でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ２０３として、前述したステップＳ１０３と同様の処理を実行する。
ステップＳ２０３でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが上限電流値Imaxを超えるまでステップＳ２０３の判定処理を継続する。
一方、ステップＳ２０３でＹｅｓと判定されると、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０４として、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によってドライバー５０をオフする。具体的には、ドライバー５０がオフされると、P1がＨレベル、P2がＨレベル、N1がＬレベル、N2がＨレベル、N3がＨレベル、N4がＨレベルとなる。すなわち、Pchトランジスター５２、５３およびNchトランジスター５４をオフ、Nchトランジスター５５、５６、５７をオンされる。そのため、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５０からコイル１３０への電流Iの供給が停止する。
【００５３】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０５として、第２駆動信号に対応してドライバー５０がオフとなってからの継続時間である第２オフ時間Toff2が、所定時間t22を超えたか否かを判定する。
なお、所定時間t22としては、所定時間t12と同様に、ドライバー５０を最低限オフにする時間が設定されている。
【００５４】
ステップＳ２０５でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０５の処理を繰り返して実行する。
ステップＳ２０５でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ２０６として、前述したステップＳ１０７と同様の処理を実行する。
ステップＳ２０６でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが下限電流値Iminを下回るまでステップＳ２０６の判定処理を継続する。
【００５５】
一方、ステップＳ２０６でＹｅｓと判定されたら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０７として、第２オフ時間Toff2が所定時間t23を超えたか否かを判定する。
ステップＳ２０７でＮｏと判定された場合、ステップＳ２０１に戻って、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７までの処理を繰り返す。
【００５６】
一方、ステップＳ２０７でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ２０８として、極性の切り替えを実行する。
上記ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８までの処理により、図１０に示す波形の第２駆動信号が出力される。
このように、本実施形態では、ドライバー制御部４０は、電流検出回路６０が検出した電流値に応じて第２駆動信号を出力する。すなわち、ドライバー制御部４０は、電流Iに応じてドライバー５０をオン・オフさせ、かつ、電流Iに基づく第２オフ時間Toff2により極性を切り替える、つまり、第２駆動信号から第３駆動信号に切り替える。
【００５７】
図１２に示すように、第２駆動信号が出力されている状態において、ステーター１３１には時計回りの磁界が発生する。そのため、ローター１３３は時計回り方向、つまり、逆転方向に回転する。
この際、前述した所定時間t23は、ローター１３３のＮ極およびＳ極を通る線分が、図１２におけるＤ−Ｄ線、つまり、動的安定位置を超えてローター１３３が回転するように設定されている。言い換えれば、第２駆動信号は、ローター１３３を逆転方向に且つ動的安定位置を超えるように回転させる駆動信号である。
ここで、ローター１３３が第１静的安定位置、つまり、ローター１３３のＮ極およびＳ極を通る線分が図１１に示すＢ−Ｂ線に沿って延びる位置にある状態で第２駆動信号が出力された場合、当該第１静的安定位置から図１２に示す動的安定位置までの距離が短い。そのため、ローター１３３は、第１静的安定位置から動的安定位置まで回転した際の慣性力が小さく、動的安定位置を超えて回転することが難しい。
これに対し、本実施形態では、前述したように、ローター１３３は、第１駆動信号によって中立点を超えない位置まで正転方向に回転した後、逆転方向に回転する慣性力が作用した状態で第２駆動信号が出力されて逆転方向に引き付けられる。そのため、ローター１３３は、逆転方向に回転する慣性力が大きく作用するので、動的安定位置を超えて回転することができる。
また、本実施形態では、前述したように、ドライバー制御部４０は、電流Iに基づく第２オフ時間Toff2により、第２駆動信号から第３駆動信号に切り替える。つまり、ドライバー制御部４０は、第２オフ時間Toff2により、ローター１３３の位置を推定して、第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるので、動的安定位置を確実に超えるようにローター１３３を回転させることができる。
【００５８】
次に、図９に示すように、第３駆動信号出力制御Ｓ３００が実行されると、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０１として、ドライバー５０をオンする。すなわち、第３駆動信号の出力が開始される。
ここで、ステップＳ２０８において極性を切り替えているので、ドライバー５０は前述したステップＳ１０１と同様の状態になる。
【００５９】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０２として、第３駆動信号に対応してドライバー５０がオンとなってからの継続時間である第３オン時間Ton3が、所定時間t31を超えたか否かを判定する。
なお、所定時間t31としては、所定時間t11と同様に、ドライバー５０を最低限オンにする時間が設定されている。
【００６０】
ステップＳ３０２でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０２の処理を繰り返して実行する。
ステップＳ３０２でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ３０３として、前述したステップＳ１０３，Ｓ２０３と同様の処理を実行する。
ステップＳ３０３でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが上限電流値Imaxを超えるまでステップＳ１０３の判定処理を継続する。
一方、ステップＳ３０３でＹｅｓと判定されたら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０４として、前述したステップＳ１０４と同様に、ドライバー５０をオフする。
【００６１】
次に、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０５として、第３駆動信号に対応してドライバー５０がオフとなってからの継続時間である第３オフ時間Toff3が、所定時間t32を超えたか否かを判定する。
なお、所定時間t32としては、所定時間t12と同様に、ドライバー５０を最低限オフにする時間が設定されている。
【００６２】
ステップＳ３０５でＮｏと判定された場合は、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０５の処理を繰り返して実行する。
ステップＳ３０５でＹｅｓと判定された場合、電流検出回路６０は、ステップＳ３０６として、前述したステップＳ１０７，Ｓ２０６と同様の処理を実行する。
ステップＳ３０６でＮｏと判定された場合、電流検出回路６０は、電流Iが下限電流値Iminを下回るまでステップＳ３０６の判定処理を継続する。
【００６３】
一方、ステップＳ３０６でＹｅｓと判定されたら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０７として、第３オフ時間Toff3が所定時間t33を超えたか否かを判定する。
ステップＳ３０７でＮｏと判定された場合、ステップＳ３０１に戻って、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７までの処理を繰り返す。
【００６４】
一方、ステップＳ３０７でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ３０８として、極性の切り替えを実行する。
このように、本実施形態では、ドライバー制御部４０は、電流検出回路６０が検出した電流値に応じて第３駆動信号を出力する。すなわち、ドライバー制御部４０は、電流Iに応じてドライバー５０をオン・オフさせ、かつ、電流Iに基づく第３オフ時間Toff3により極性を切り替える、つまり、第３駆動信号の出力を停止する。
【００６５】
ここで、図１３に示すように、第３駆動信号が出力されている状態において、ステーター１３１には反時計回りの磁界が発生する。これにより、ローター１３３は時計回り方向、つまり、逆転方向に回転する。
ここで、本実施形態では、前述したように、ドライバー制御部４０は、電流Iに基づく第３オフ時間Toff3により、第３駆動信号の出力を停止する。つまり、ドライバー制御部４０は、第３オフ時間Toff3により、ローター１３３の位置を推定して、第３駆動信号の極性を切り替えるので、ローター１３３を逆転方向に確実に回転させることができる。
なお、図１３に示す状態から、極性を切り替えて第３駆動信号を出力した場合、ステーター１３１には時計回り方向の磁界が発生する。
【００６６】
図６に戻って、第３駆動信号出力制御Ｓ３００が終了したら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ８として、残りステップ数を１減らす。
そして、ドライバー制御部４０は、ステップＳ９として、残りステップ数が０か否かを判定する。
ステップＳ９でＮｏと判定された場合、ステップＳ３００の処理を繰り返す。つまり、ドライバー制御部４０は、ローター１３３の目標回転量に応じた所定のステップ数Ｍ２の第３駆動信号を出力する。
ステップＳ９でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０として、所定のステップ数Ｍ２における最後の第３駆動信号の出力が停止してからの経過時間Ｔ４が所定時間t4を超えたか否かを判定する。
なお、所定時間t4としては、ローター１３３が確実に制止する程度の時間が設定されており、例えば、10msec程度の時間が設定されている。
ステップＳ１０でＮｏと判定されたら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０でＹｅｓと判定されるまで処理を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ１０でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１１として、極性を切り替える。
そして、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１２として、修正駆動信号を出力する。
【００６８】
図１４は、第１〜第３駆動信号および修正駆動信号の信号波形を示す図である。
図１４に示すように、ドライバー制御部４０は、所定のステップ数Ｍ２における最後の第３駆動信号と同じ極性の修正駆動信号を出力する。すなわち、修正駆動信号は、最後の第３駆動信号が発生させる磁界の向きと同じ向きとなる磁界を発生させる。
そして、ステップＳ１２で修正駆動信号が出力されたら、秒針３の駆動制御を終了する。
【００６９】
［第１実施形態の作用効果］
このような第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、電子時計１は、電流検出回路６０が検出した電流値に応じて、ドライバー５０に第１〜第３駆動信号を出力するドライバー制御部４０を備える。つまり、ドライバー制御部４０は、電流検出回路６０で検出した電流Iに応じて、ドライバー５０をオン・オフさせるとともに、ドライバー５０のオン状態またはオフ状態の継続時間に基づいて極性を切り替える。そして、ドライバー制御部４０は、ローター１３３が第１静的安定位置に引き付けられている位置から、ローター１３３を正転方向に且つ第２静的安定位置に引き付けられない位置まで回転させる第１駆動信号を出力する。その後、ドライバー制御部４０は、ローター１３３を正転方向とは反対の逆転方向に且つ動的安定位置を超えるように回転させる第２駆動信号を出力する。そして、ドライバー制御部４０は、ローター１３３を逆転方向に回転させる第３駆動信号を出力する。
これにより、第１駆動信号により、正転方向、かつ、第１静的安定位置と第２静的安定位置との中間地点を超えないようにローター１３３を回転させて、ローター１３３に逆転方向の慣性力が作用している状態で、ローター１３３を逆転方向に回転させる第２駆動信号を出力する。そのため、当該第２駆動信号によって、動的安定位置を超えるようにローター１３３を回転させることができる。さらに、その後、動的安定位置を超えた状態で、ローター１３３を逆転方向に回転させる第３駆動信号を出力するので、ローター１３３を逆転させることができる。そのため、第１モーター１３を電流で制御する場合において、第１モーター１３を逆転駆動することができる。
また、ドライバー制御部４０は、電流Iに基づいて、ローター１３３の位置を推定して第１駆動信号から第２駆動信号に切り替えるので、ローター１３３を正転方向に且つ第２静的安定位置に引き付けられない位置まで確実に回転させることができる。
さらに、ドライバー制御部４０は、電流Iに基づいて、ローター１３３の位置を推定して第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるので、動的安定位置を確実に超えるようにローター１３３を回転させることができる。
さらに、ドライバー制御部４０は、電流Iに基づいて、ローター１３３の位置を推定して第３駆動信号の極性を切り替えるので、ローター１３３を逆転方向に確実に回転させることができる。
【００７０】
本実施形態では、ドライバー制御部４０は、第２駆動信号に対応するオフ状態の継続時間である第２オフ時間Toff2が所定時間t23を超えたら、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替える。
また、ドライバー制御部４０は、第３駆動信号に対応するオフ状態の継続時間である第３オフ時間Toff3が所定時間T33を超えたら、第３駆動信号の出力を停止する。
つまり、第２オフ時間Toff2および第３オフ時間Toff3に基づいて、ローター１３３の位置を推定して、駆動信号の切り替えを実行する。そのため、駆動信号を予め設定された時間出力する場合、つまり、固定パルスを出力する場合に比べて、ローター１３３に負荷がかかったり、外乱が生じたりした場合でも、ローター１３３を安定して逆転させることができる。
【００７１】
本実施形態では、ドライバー制御部４０は、ローター１３３の目標回転量に応じた所定のステップ数Ｍ２の第３駆動信号を出力する。これにより、ローター１３３を所望の回転量だけ逆転させることができる。そのため、例えば、第１モーター１３を逆転駆動させるように制御して、秒針３を所望の位置に移動させることができる。
また、２ステップ目以降において、ドライバー制御部４０は、第１，２駆動信号は出力せず、所定のステップ数Ｍ２の第３駆動信号だけを出力するので、ステップ毎に第１〜第３駆動信号を出力する場合に比べて、消費電流を低減することができる。
【００７２】
本実施形態では、ドライバー制御部４０は、所定のステップ数Ｍ２における最後の第３駆動信号が発生させる磁界の向きと同じ向きとなる磁界を発生させる修正駆動信号を、最後の第３駆動信号の後に出力する。
これにより、ローター１３３が正常に動作した場合は、ローター１３３は、最後の第３駆動信号で発生する磁界の向きに引き寄せられた状態で停止しているため、修正駆動信号と同じ向きの磁界を発生させても回転せずに停止状態を維持する。
一方、ローター１３３がオーバーランした場合、つまり、１ステップ多く逆転した場合、ローター１３３は、最後の第３駆動信号で発生する磁界の向きと反発する状態で停止している。このため、修正駆動信号によって、最後の第３駆動信号と同じ向きに磁界を発生させることにより、ローター１３３を１ステップ分だけ正転させ、正常動作の終了時と同じ状態に戻すことができる。
この際、本実施形態では、所定ステップ数Ｍ２における最後の第３駆動信号の出力が停止してから、所定時間t4を経過した後、つまり、ローター１３３が確実に停止した後に、修正駆動信号を出力する。そのため、修正駆動信号によってローター１３３の回転が所定のステップ数Ｍ２よりも多くなることを防ぐことができる。
【００７３】
［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について、図１５〜１８に基づいて説明する。第２実施形態では、第２オン時間Ton2に基づいて第２駆動信号から第３駆動信号に切り替え、第３オン時間Ton3に基づいて、第３駆動信号の出力を停止する点で、前述した第１実施形態と異なる。また、第２実施形態では、残りステップ数が１になった後、所定時間t4が経過したら、第１〜第３駆動信号を１ステップ分出力する点で、前述した第１実施形態と異なる。
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。
【００７４】
［モーター制御回路の制御処理］
図１５は、第２実施形態のモーター制御処理を示すフローチャートである。なお、図１５において、ステップＳ１〜Ｓ８、Ｓ１０は、前述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７５】
図１５に示すように、ステップＳ１でＹｅｓと判定された場合、ＣＰＵ２３は、ステップＳ７として、ドライバー制御部４０に、ローター１３３を逆転方向に回転させるステップ数としてＭ２を設定する信号を出力する。そして、ＣＰＵ２３は、ドライバー制御部４０に、ステップＳ１００、Ｓ４００、Ｓ５００として、第１〜第３駆動信号出力制御を実行させる信号を出力する。
【００７６】
［逆転駆動制御］
図１６は、本実施形態の逆転駆動制御処理における、第２駆動信号出力制御Ｓ４００を説明するフローチャートであり、図１７は、第３駆動信号出力制御Ｓ５００を説明するフローチャートである。なお、本実施形態において、第１駆動信号出力制御Ｓ１００は、前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。また、図１６において、ステップＳ４０１〜Ｓ４０４、Ｓ４０６〜Ｓ４０８は、前述した第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同様であるため、説明を省略する。さらに、図１７において、ステップＳ５０１〜Ｓ５０４、Ｓ５０６〜Ｓ５０８は、前述した第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
図１６に示すように、本実施形態では、ドライバー制御部４０は、ステップＳ４０４でドライバー５０をオフした後、ステップＳ４０５として、第２オン時間Ton2が所定時間t24を超えたか否かを判定する。つまり、ドライバー５０のオン状態の継続時間である第２オン時間Ton2が所定条件としての所定時間t24を超えたら、電流Iが下限電流値Iminを下回るまで待つことなく、第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるようにドライバー制御部４０は構成されている。
【００７８】
また、図１７に示すように、ドライバー制御部４０は、ステップＳ５０４でドライバー５０をオフした後、ステップＳ５０５として、第３オン時間Ton3が所定時間t34を超えたか否かを判定する。つまり、ドライバー５０のオン状態の継続時間である第３オン時間Ton3が所定条件としての所定時間t34を超えたら、電流Iが下限電流値Iminを下回るまで待つことなく、第３駆動信号の出力を停止するようにドライバー制御部４０は構成されている。
【００７９】
図１５に戻って、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１３として、残りステップ数が１か否かを判定する。
ステップＳ１３でＮｏと判定された場合、ステップＳ５００に戻って、第３駆動信号出力制御を繰り返す。つまり、ドライバー制御部４０は、ローター１３３の目標回転量に応じた所定のステップ数Ｍ２よりも１回少ないステップ数の第３駆動信号を出力する。
【００８０】
ステップＳ１３でＹｅｓと判定されたら、ドライバー制御部４０は、前述した第１実施形態と同様に、ステップＳ１０として、最後の第３駆動信号の出力が停止してからの経過時間Ｔ４が所定時間t4を超えたか否かを判定する。
【００８１】
ステップＳ１０でＮｏと判定されたら、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１０でＹｅｓと判定されるまで処理を繰り返す。
ステップＳ１０でＹｅｓと判定された場合、ドライバー制御部４０は、ステップＳ１００として、第１駆動信号出力制御を実行する。その後、ドライバー制御部４０は、ステップＳ４００として、第２駆動信号出力制御を実行する。さらにその後、ドライバー制御部４０は、ステップＳ５００として、第３駆動信号出力制御を実行する。
【００８２】
図１８は、本実施形態における第１〜第３駆動信号の信号波形を示す図である。
図１８に示すように、ドライバー制御部４０は、Ｍ２−１ステップ目の第３駆動信号の出力が停止した後、所定時間t4が経過したら、１ステップ分の第１〜第３駆動信号を出力する。
そして、ステップＳ５００で第３駆動信号が出力されたら、秒針３の駆動制御が終了する。
【００８３】
［第２実施形態の作用効果］
このような第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、ドライバー制御部４０は、第１駆動信号に対応するオン状態の継続時間である第１オン時間Ton1が所定時間t13を超えたら、ドライバー５０に出力する駆動信号を第１駆動信号から第２駆動信号に切り替える。
また、ドライバー制御部４０は、第２駆動信号に対応するオン状態の継続時間である第２オン時間Ton2が所定時間t24を超えたら、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替える。
さらに、ドライバー制御部４０は、第３駆動信号に対応するオン状態の継続時間である第３オン時間Ton3が所定時間t34を超えたら、第３駆動信号の出力を停止する。
つまり、本実施形態では、ドライバー制御部４０は、第１オン時間Ton1、第２オン時間Ton2、第３オン時間Ton3に基づいて、ローター１３３の位置を推定して、駆動信号の切り替えを実行する。これにより、ドライバー制御部４０は、ドライバー５０をオフした後、電流Iが下限電流値Iminを下回るまで待つことなく極性を切り替えるので、各駆動信号のオフ状態の継続時間であるオフ時間に基づいて駆動信号の切り替えを実行する場合に比べて、各駆動信号が出力されている時間を短くすることができる。そのため、消費電流を抑制することができる。
【００８４】
本実施形態では、ドライバー制御部４０は、所定のステップ数Ｍ２よりも１ステップ分少ない第３駆動信号を出力した後、所定時間t4が経過したら、第１駆動信号を出力し、その後、第２駆動信号を出力し、その後、１ステップ分の第３駆動信号を出力する。
そのため、ローター１３３がオーバーラン、つまり、１ステップ多く逆転してしまうことを抑制できる。
【００８５】
［変形例］
なお、本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。
【００８６】
前記各実施形態では、ドライバー制御部４０は、第１オン時間Ton1に基づいて、ドライバー５０に出力する駆動信号を第１駆動信号から第２駆動信号に切り替えていたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０は、第１オフ時間Toff1に基づいて、ドライバー５０に出力する駆動信号を第１駆動信号から第２駆動信号に切り替えるように構成されていてもよい。また、ドライバー制御部４０は、第１駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、ドライバー５０に出力する駆動信号を第１駆動信号から第２駆動信号に切り替えるように構成されていてもよい。
【００８７】
前記第１実施形態では、ドライバー制御部４０は、第２オフ時間Toff2に基づいて、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えていたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０は、第２オン時間Ton2に基づいて、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるように構成されていてもよい。また、ドライバー制御部４０は、第２駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるように構成されていてもよい。
【００８８】
前記第２実施形態では、ドライバー制御部４０は、第２オン時間Ton2に基づいて、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えていたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０は、第２オフ時間Toff2に基づいて、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるように構成されていてもよい。また、ドライバー制御部４０は、第２駆動信号の出力を開始してから予め設定された時間が経過したら、ドライバー５０に出力する駆動信号を第２駆動信号から第３駆動信号に切り替えるように構成されていてもよい。
【００８９】
前記第１実施形態では、ドライバー制御部４０は、第３オフ時間Toff3に基づいて、ドライバー５０に出力する第３駆動信号を停止させていたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０は、第３オン時間Ton3に基づいて、ドライバー５０に出力する第３駆動信号を停止するように構成されていてもよい。
【００９０】
前記第２実施形態では、ドライバー制御部４０は、第３オン時間Ton3に基づいて、ドライバー５０に出力する第３駆動信号を停止させていたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０は、第３オフ時間Toff3に基づいて、ドライバー５０に出力する第３駆動信号を停止するように構成されていてもよい。
【００９１】
前記第１実施形態では、ドライバー制御部４０は、最後の第３駆動信号を出力した後に、修正駆動信号を出力していたが、これに限定されない。例えば、ドライバー制御部４０が修正駆動信号を出力しない場合も、本開示に含まれる。
また、前記第２実施形態と同様に、ドライバー制御部４０は、ローター１３３の目標回転量に応じた所定のステップ数Ｍ２よりも１回少ないステップ数の第３駆動信号を出力し、その後、第１〜第３駆動信号を出力するように構成されていてもよい。
【００９２】
前記第２実施形態では、ドライバー制御部４０は、ローター１３３の目標回転量に応じた所定のステップ数Ｍ２よりも１回少ないステップ数の第３駆動信号を出力し、第１〜第３駆動信号を出力した後、さらに修正駆動信号を出力するように構成されていてもよい。
また、ドライバー制御部４０は、ローター１３３の目標回転量に応じた所定のステップ数Ｍ２の第３駆動信号を出力するよう構成されていてもよく、さらに、最後の第３駆動信号が出力した後に、修正駆動信号を出力するよう構成されていてもよい。
【００９３】
前記各実施形態では、ドライバー５０を最低限オンにする時間として、所定時間t11，t21，t31が設定されていたが、これに限定されず、これらの所定時間が設定されない場合も、本開示に含まれる。
同様に、前記各実施形態では、ドライバー５０を最低限オフにする時間として、所定時間t12，t22，t32が設定されていたが、これに限定されず、これらの所定時間が設定されない場合も、本開示に含まれる。
【００９４】
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、本開示の時計用モーター制御回路は、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、例えば、日車用のモーター制御回路等にも適用できる。
【符号の説明】
【００９５】
１…電子時計、１０…ムーブメント、１１…水晶振動子、１２…電池、１３…第１モーター（ステップモーター）、２１…発振回路、２２…分周回路、２３…ＣＰＵ、２４…ＲＯＭ、２６…入力回路、２７…ＢＵＳ、３０Ａ…第１モーター制御回路（時計用モーター制御回路）、４０…ドライバー制御部、５０…ドライバー、６０…電流検出回路（電流検出部）、１３０…コイル、１３１…ステーター、１３３…ローター。
【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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