(57)【要約】【課題】速やかに負荷に応じた適切なエネルギの駆動パルスによって駆動できるようにすること。【解決手段】ステッピングモータ１０９の回転状況を検出する検出区間を、主駆動パルスＰ１による駆動直後の第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の第３区間Ｔ３に区分し、負荷量判別回路１０８は回転検出回路１０７及び検出区間判別回路１０５が検出した誘起信号ＶＲｓのパターンに基づいてステッピングモータ１０９の負荷を判別し、制御回路１０３は主駆動パルスＰ１を前記負荷に応じたエネルギ量変更してステッピングモータ１０９を駆動するように駆動パルス発生回路１０４を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータのロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、前記誘起信号が所定の検出区間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かによって、前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギが相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御する制御手段とを備え、
前記検出区間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１区間、前記第１区間よりも後の第２区間、前記第２区間よりも後の第３区間に区分し、
前記制御手段は、回転検出手段が前記第１区間乃至第３区間において検出した誘起信号のパターンに基づいて負荷を判定し、前記負荷に応じて主駆動パルスの変更量を変えることを特徴とするステッピングモータ制御回路。
【請求項２】
前記制御手段は、負荷が前記通常負荷の場合、次回駆動時に第１エネルギ量ダウンした主駆動パルスによって駆動することを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項３】
前記制御手段は、前記通常負荷の状態が所定回数連続した場合、前記第１エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項２記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項４】
前記制御手段は、負荷が前記通常負荷より所定量大きい第１負荷の場合、次回駆動時に前記第１エネルギ量よりも小さい第２エネルギ量ダウンした主駆動パルスによって駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１負荷の状態が所定回数連続した場合、前記第２エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項４記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項６】
前記制御手段は、前記通常負荷と前記第１負荷の状態が連続して発生した合計回数が所定回数の場合、ランクダウンした主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項７】
前記制御手段は、前記通常負荷の連続回数が前記第１負荷の連続回数よりも多い場合、第６エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項６記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項８】
前記制御手段は、前記通常負荷の連続回数が前記第１負荷の連続回数よりも少ない場合、前記第６エネルギ量よりも小さい第７エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項６又は７記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項９】
前記制御手段は、負荷が前記第１負荷より所定量大きい第２負荷の場合、次回駆動時に主駆動パルスを変更しないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項１０】
前記制御手段は、負荷が前記第２負荷量より所定量大きい第３負荷の場合、次回駆動時に第３エネルギ量アップした主駆動パルスによって駆動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項１１】
前記制御手段は、負荷が前記第３負荷量より所定量大きい第４負荷の場合、次回駆動時に前記第３エネルギ量よりも大きい第４エネルギ量アップした主駆動パルスによって駆動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記ステッピングモータが非回転のときは、補正駆動パルスによって駆動した後、次回駆動時に第５エネルギ量アップした主駆動パルスによって駆動することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項１３】
時刻針を回転駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御するステッピングモータ制御回路とを有するアナログ電子時計において、
前記ステッピングモータ制御回路として、請求項１乃至１２のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計。
【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制御回路及び前記ステッピングモータ制御回路を用いたアナログ電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロータ収容孔及びロータの停止位置を決める位置決め部を有するステータと、前記ロータ収容孔内に配設されたロータと、コイルとを有し、前記コイルに交番信号を供給して前記ステータに磁束を発生させることによって前記ロータを回転させると共に、前記位置決め部に対応する位置に前記ロータを停止するようにしたステッピングモータがアナログ電子時計等の電子機器に使用されている。
【０００３】
前記ステッピングモータの制御方式として、ステッピングモータを主駆動パルスＰ１によって駆動した際に、前記ステッピングモータに生じる誘起信号を検出することによって回転したか否かを検出し、回転したか否かに応じて、パルス幅の異なる主駆動パルスＰ１に変更して駆動する、あるいは、主駆動パルスＰ１よりもパルス幅の大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転させるようにした補正駆動方式が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２記載の発明では、前記ステッピングモータの回転を検出する際に、誘起信号の検出に加え、検出時刻を基準時間と比較判別する手段を設け、主駆動パルスＰ１１でステッピングモータを回転駆動した後、検出信号が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを下回ると補正駆動パルスＰ２を出力し、次の主駆動パルスＰ１は前記主駆動パルスＰ１１よりエネルギの大きい主駆動パルスＰ１２に変更（パルスアップ）して駆動する。主駆動パルスＰ１２で回転したときの検出時刻が基準時間より早いと、主駆動パルスＰ１２から主駆動パルスＰ１１に変更（パルスダウン）することによって、駆動時の負荷に応じた主駆動パルスＰ１で回転し、消費電流を低減している。
特許文献１、２記載の発明では、いずれも主駆動パルスで回転しない場合に主駆動パルスＰ１のランクを１ランクアップさせパルス幅を広げて駆動させ、逆に、パルスランクを下げる際は、その時点で印加している主駆動パルスＰ１での駆動回数や時間をカウントし、所定回数あるいは所定時間経過後に主駆動パルスＰ１のランクを１ランクダウンさせパルス幅を狭くしている。
【０００５】
また、特許文献３には、狭パルスと広パルスを持ち、狭パルスで駆動させ、負荷の状態により重負荷と判断した場合は、狭パルスから広パルスに変更するが、広パルスから狭パルスに変更する際は、狭パルスよりは広く、広パルスよりは狭い中間の幅を持ったパルスを１度印加した後に狭パルスに変更するようにした補正駆動方式の発明が開示されている。特許文献３記載の発明は、これは、広パルスを印加後に直接狭パルスを印加すると、広パルスによるステータの残留磁界により実効パルス幅が狭くなり、より狭パルスとなることを防ぐことを目的とするものである。
【０００６】
特許文献１〜３記載の発明は、ステッピングモータの回転状況に応じて主駆動パルスの駆動エネルギを変更制御するものであるが、負荷の大きさに拠らず主駆動パルス可変の幅が一定であるため、軽負荷にも拘わらず過大なエネルギの主駆動パルスに変更して駆動したり、重負荷にも拘わらず過小なエネルギの主駆動パルスに変更して駆動し、その結果回転できないためエネルギの最も大きな補正パルスによって駆動することになり、エネルギを浪費するという問題を有していた。また負荷に応じた適切な幅のパルスに即座に変更できないため、安定性の確保が困難という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−１５３８５号公報
【特許文献２】ＷＯ２００５／１１９３７７号公報
【特許文献３】特開昭５４−２１８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、速やかに負荷に応じた適切なエネルギの駆動パルスに変更して駆動できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、ステッピングモータのロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、前記誘起信号が所定の検出区間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かによって、前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギが相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御する制御手段とを備え、前記検出区間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１区間、前記第１区間よりも後の第２区間、前記第２区間よりも後の第３区間に区分し、前記制御手段は、回転検出手段が前記第１区間乃至第３区間において検出した誘起信号のパターンに基づいて負荷を判定し、前記負荷に応じて主駆動パルスの変更量を変えることを特徴とするステッピングモータ制御回路が提供される。
制御手段は、回転検出手段が第１区間乃至第３区間において検出した誘起信号のパターンに基づいて負荷を判定し、負荷に応じて主駆動パルスの変更量を変える。
【００１０】
ここで、前記制御手段は、負荷が前記通常負荷の場合、次回駆動時に第１エネルギ量ダウンした主駆動パルスによって駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記通常負荷の状態が所定回数連続した場合、前記第１エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、負荷が前記通常負荷より所定量大きい第１負荷の場合、次回駆動時に前記第１エネルギ量よりも小さい第２エネルギ量ダウンした主駆動パルスによって駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記第１負荷の状態が所定回数連続した場合、前記第２エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記通常負荷と前記第１負荷の状態が連続して発生した合計回数が所定回数の場合、ランクダウンした主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記通常負荷の連続回数が前記第１負荷の連続回数よりも多い場合、第６エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記通常負荷の連続回数が前記第１負荷の連続回数よりも少ない場合、前記第６エネルギ量よりも小さい第７エネルギ量ダウンした主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、負荷が前記第１負荷より所定量大きい第２負荷の場合、次回駆動時に主駆動パルスを変更しないように構成してもよい。
また、前記制御手段は、負荷が前記第２負荷量より所定量大きい第３負荷の場合、次回駆動時に第３エネルギ量アップした主駆動パルスによって駆動するように構成してもよい。
【００１３】
また、前記制御手段は、負荷が前記第３負荷量より所定量大きい第４負荷の場合、次回駆動時に前記第３エネルギ量よりも大きい第４エネルギ量アップした主駆動パルスによって駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記ステッピングモータが非回転のときは、補正駆動パルスによって駆動した後、次回駆動時に第５エネルギ量アップした主駆動パルスによって駆動するように構成してもよい。
【００１４】
また、本発明によれば、時刻針を回転駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御するステッピングモータ制御回路とを有するアナログ電子時計において、前記ステッピングモータ制御回路として、前記いずれか一に記載のステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、速やかに負荷に応じた適切なエネルギの駆動パルスに変更して駆動することが可能になる。したがって、省電力化が可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、速やかに負荷に応じた適切なエネルギの駆動パルスに変更して駆動することが可能になり、省電力化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計に使用するステッピングモータの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ制御回路を用いたアナログ電子時計のブロック図で、アナログ電子腕時計の例を示している。
図１において、アナログ電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０１、発振回路１０１で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路１０２、電子時計を構成する各電子回路要素の制御や駆動パルスの変更制御等の制御を行う制御回路１０３、制御回路１０３からの制御信号に基づいてモータ回転駆動用の駆動パルスを選択し出力する駆動パルス発生回路１０４、駆動パルス発生回路１０４からの駆動パルスによってステッピングモータ１０９を回転駆動するモータ駆動回路１０６、ステッピングモータ１０９、ステッピングモータ１０９によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針を有するアナログ表示部１１０を備えている。
【００１８】
また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ１０９の回転状況を表す誘起信号を所定の検出区間において検出する回転検出回路１０７、回転検出回路１０７が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した時刻と検出区間とを比較して、前記各区間における誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧を超えたか否かの判定値を出力する検出区間判別回路１０５、検出区間判別回路１０５からの各区間の判定値の組（パターン）に基づいて負荷の大きさを判別する負荷量判別回路１０８を有している。尚、後述するように、ステッピングモータ１０９が回転したか否かを検出する検出区間は３つの区間に区分している。
【００１９】
回転検出回路１０７は、前記特許文献１に記載された回転検出回路と同様の原理を利用して誘起信号を検出する構成のものであり、ステッピングモータ１０９を駆動した後の自由振動によって発生する誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越えるか否かの検出を行うように構成されている。
尚、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段を構成し、アナログ表示部１１０は時刻表示手段を構成している。回転検出回路１０７は回転検出手段を構成し、負荷量判別回路１０８は負荷量判別手段を構成している。また、制御回路１０３、駆動パルス発生回路１０４、モータ駆動回路１０６、検出区間判別回路１０５及び負荷量判別回路１０８は制御手段を構成している。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態に使用するステッピングモータ１０９の構成図で、アナログ電子時計で一般に用いられている２極ＰＭ（Permanent Magnet）型ステッピングモータの例を示している。
図２において、ステッピングモータ１０９は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回されたコイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０９をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ（図示せず）又はかしめによって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。コイル２０１は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００２１】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施の形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００２２】
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図２に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（角度θ0位置）に安定して停止している。ロータ２０２の回転軸（回転中心）を中心とするＸＹ座標空間を４つの象限（第１象限〜第４象限）に区分している。
【００２３】
いま、モータ駆動回路１０６が駆動パルス発生回路１０４からの主駆動パルスＰ１に対応する矩形波の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極とする。）、図２の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図２の矢印方向に１８０度回転し、磁極軸Ａが角度θ1位置で安定的に停止する。尚、ステッピングモータ１０９を回転駆動することによって通常動作（本実施の形態ではアナログ電子時計であるため運針動作）を行わせるための回転方向（図２では反時計回り方向）を正方向とし、その逆（時計回り方向）を逆方向としている。
【００２４】
次に、モータ駆動回路１０６が駆動パルス発生回路１０４からの主駆動パルスＰ１に対応する逆極性の矩形波の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極とする。）、図２の反矢印方向に電流を流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向（正方向）に１８０度回転し、磁極軸Ａが角度θ0位置で安定的に停止する。
【００２５】
以後、このように、コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、相互にエネルギの異なる複数の主駆動パルスＰ１０〜Ｐ１ｎ及び補正駆動パルスＰ２を用いている。
【００２６】
図３は、本実施の形態において、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を駆動した場合のタイミング図で、負荷の大きさ、ロータ２０２の回転位置、回転状況を表すパターン及びパルス制御動作をあわせて示している。
図３において、Ｐ１は主駆動パルスＰ１を表すと共にロータ２０２が主駆動パルスＰ１によって回転駆動される区間を表し、又、ａ〜ｅは主駆動パルスＰ１の駆動停止後の自由振動によるロータ２０２の回転位置を表す領域である。
【００２７】
主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間を第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の所定時間を第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の所定時間を第３区間Ｔ３としている。このように、主駆動パルスＰ１による駆動直後から始まる検出区間Ｔ全体を複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ｔ１〜Ｔ３）に区分している。尚、本実施の形態では、誘起信号ＶＲｓを検出しない期間であるマスク区間は設けていない。
ロータ２０２を中心として、その回転によってロータ２０２の主磁極Ａが位置するＸＹ座標空間を第１象限〜第４象限に区分した場合、第１区間Ｔ１〜第３区間Ｔ３は次のように表すことができる。
【００２８】
即ち、通常負荷の状態において、第１区間Ｔ１はロータ２０２を中心とする空間の第３象限においてロータ２０２の正方向回転状況を判定する区間及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、第２区間Ｔ２は第３象限においてロータ２０２の最初の逆方向回転状況を判定する区間、第３区間Ｔ３は第３象限においてロータ２０２の最初の逆方向回転後の回転状況を判定する区間である。ここで、通常負荷とは通常時に駆動される負荷を意味しており、本実施の形態では、時刻針を駆動する場合の負荷を通常負荷としている。
【００２９】
Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０９で発生する誘起信号ＶＲｓの電圧レベルを判定する基準しきい電圧であり、ステッピングモータ１０９が回転した場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行った場合には誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超え、回転しない場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行わない場合には誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
【００３０】
詳細は後述するが、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路は、図３において、駆動パルスによって駆動する領域をＰ１とすると、領域ａで生じた誘起電圧に対応する検出信号は区間Ｔ１において検出され、領域ｃで発生した誘起信号ＶＲｓは負荷状態に応じて区間Ｔ１〜Ｔ３のいずれかにおいて検出され（区間Ｔ３よりも区間Ｔ２において検出された方が駆動エネルギの余裕が大きい。）、領域ｂで発生した誘起信号ＶＲｓは負荷状態に応じて区間Ｔ１又は区間Ｔ２で逆極性で検出される。また、誘起信号ＶＲｓは、駆動パルスが切れた後のロータの自由振動によって発生するため、第１区間Ｔ１に誘起される誘起信号ＶＲｓの発生するタイミングは、余力のない回転駆動（ほとんど停止）からある程度の駆動余裕のある領域に限られ、十分に回転力がある場合には発生しない特徴がある。本実施の形態ではこのような特徴を捉え、第１区間Ｔ１〜第３区間で検出した誘起信号のパターンに基づいて、負荷を判定し、駆動パルス制御を行うようにしている。
【００３１】
例えば、図３において、本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路では、通常負荷の状態において、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１において検出され、領域ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において検出され、領域ｃ後に生じた誘起信号ＶＲｓは第３区間Ｔ３において検出される。
回転検出回路１０７が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」とすると、図３の通常負荷駆動の例では、検出区間判別回路１０５からは回転状況を表すパターン（第１区間の判定値，第２区間の判定値，第３区間の判定値）として（０，１，０）が得られている。負荷量判別回路１０８は、パターン（０，１，０）は通常負荷を表すと判別する。制御回路１０３は通常負荷の場合には駆動エネルギが過大（余裕回転）と判定して、主駆動パルスＰ１の駆動エネルギランクをダウン（パルスダウン）するようにパルス制御を行う。
【００３２】
また、通常負荷の状態から極小の負荷が増加した状態（負荷増分極小の状態；第１負荷状態）においては、領域ａで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１において検出され、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において検出され、領域ｃで生じた誘起信号は第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３において検出される。図３の例では、パターン（０，１，１）が検出されており、制御回路１０３は前記同様に余裕回転と判定して、主駆動パルスＰ１の駆動エネルギをパルスダウンするようにパルス制御を行う。
【００３３】
図３には、パターンが（１，１，０）で主駆動パルスのランクを維持する負荷増分小（第２負荷状態；余裕ない回転）、パターンが（１，１，１）で主駆動パルスＰ１のランクを維持する負荷増分中（第２負荷状態；余裕ない回転）、パターンが（１，０，１）で主駆動パルスＰ１の駆動エネルギランクをアップ（パルスアップ）する負荷増分大（第３負荷状態；ぎりぎり回転）、パターンが（０，０，１）で主駆動パルスＰ１をパルスアップする負荷増分極大（第４負荷状態；ぎりぎり回転）、パターンが（１，０，０）で主駆動パルスＰ１による駆動では回転せずに補正駆動パルスＰ２による駆動及び主駆動パルスＰ１のパルスアップを行う第１の非回転状態、パターンが（０，０，０）で主駆動パルスＰ１による駆動では回転せずに補正駆動パルスＰ２による駆動及び主駆動パルスＰ１のパルスアップを行う第２の非回転状態を示している。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を詳細に説明する。
【００３５】
図１において、発振回路１０１は所定周波数の基準クロック信号を発生し、分周回路１０２は発振回路１０１で発生した前記信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生し、制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記時間信号を計数して計時動作を行い、先ず主駆動パルスＰ１ｎのランクｎ及び繰り返し回数Ｎを０にして（図４のステップＳ４００）、最小パルス幅の主駆動パルスＰ１０でステッピングモータ１０９を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０１）。
【００３６】
駆動パルス発生回路１０４は、制御回路１０３からの制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１０をモータ駆動回路１０６に出力し、モータ駆動回路１０６は最小エネルギの主駆動パルスＰ１０によってステッピングモータ１０９を回転駆動する。ステッピングモータ１０９は主駆動パルスＰ１０によって回転駆動されて、アナログ表示部１１０を駆動する。これにより、ステッピングモータ１０９が正常に回転した場合には、表示部１１０では、時刻針によって現在時刻が随時表示される。
【００３７】
回転検出回路１０７は検出期間内において所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるステッピングモータ１０９の誘起信号ＶＲｓを検出する毎に検出信号を検出区間判別回路１０５に出力する。検出区間判別回路１０５は回転検出回路１０７からの検出信号に基づいて誘起信号ＶＲｓの判定値のパターンを生成して負荷量判別回路１０８に出力する。負荷量判別回路１０８は、検出区間判別回路１０５からの前記パターンに基づいて負荷量を判別し、前記パターン及び負荷量を制御回路１０３に通知する。
制御回路１０３は、前記パターンに基づいてステッピングモータ１０９が回転したか否かの判定を行い（ステップＳ４０２、Ｓ４０３）、回転したと判定した場合には、前記負荷量に基づいて負荷増分量を判定する（ステップＳ４０４）。
【００３８】
制御回路１０３は、負荷増分極大（第４負荷状態）、負荷増分大（第３負荷状態）、負荷増分中（第２負荷状態）、負荷増分小（第２負荷状態）のいずれでもないと判断した場合（ステップＳ４０５、Ｓ４０６、Ｓ４０７）、繰り返し回数Ｎに１加算する（ステップＳ４０８）。
制御回路１０３は、回数Ｎが所定回数（本実施の形態では１６０回）になったと判断した場合（ステップＳ４０９）、負荷増分極小（第１負荷状態）のときは主駆動パルスＰ１のランクｎを所定の第２エネルギ量（本実施の形態では１ランク）ダウンする（ステップＳ４１０、Ｓ４１１）。
【００３９】
制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１のランクｎが負になったと判断した場合にはランクｎを最小値０に設定した後処理ステップＳ４０１に戻り、負ではないと判断した場合には直ちに処理ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４１４、Ｓ４１５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４１０において負荷増分極小ではないと判断した場合、通常負荷と判断した場合には主駆動パルスＰ１のランクｎを前記第２エネルギ量よりも大きい第１エネルギ量（本実施の形態では２ランク）ダウンし駆動エネルギを大きく減衰させて処理ステップＳ４１４に移行し、通常負荷でないと判断した場合には直ちに処理ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４１２、Ｓ４１３）。
【００４０】
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０９において回数Ｎが前記所定回数になっていないと判断した場合、処理ステップＳ４０１に戻る。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０７において負荷増分中又は負荷増分小と判断した場合、主駆動パルスＰ１のランクｎは変更せずに現状を維持した状態で処理ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４１８）。
【００４１】
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０６において負荷増分大と判断した場合、主駆動パルスＰ１のランクｎを所定の第３エネルギ量（本実施の形態では１ランク）アップする（ステップＳ４１７）。このとき、制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎmaxを超えるようになる場合には、主駆動パルスＰ１のランクｎを最大ランクｎmaxに設定して処理ステップＳ４０１に戻り、超えない場合には直ちに処理ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４１９、Ｓ４２０）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０５において、負荷増分極大と判断した場合、主駆動パルスＰ１のランクｎを前記第３エネルギ量よりも大きい第４エネルギ量（本実施の形態では２ランク）アップして処理ステップＳ４１９に移行する（ステップＳ４１６）。
【００４２】
一方、制御回路１０３は、処理ステップＳ４０３において負荷量判別回路１０８からの判定値パターンに基づいてステッピングモータ１０９が回転していないと判断した場合、補正駆動パルスＰ２を出力して（ステップＳ４２１）駆動するように駆動パルス発生回路１０４を制御し、これによってモータ駆動回路１０６は補正駆動パルスＰ２によって強制的にステッピングモータ１０９を回転させる。
【００４３】
制御回路１０３は、このときの主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎmaxでない場合、次回駆動する主駆動パルスＰ１のランクｎを第５エネルギ量（本実施の形態では１ランク）アップした後に処理ステップＳ４０１に戻り（ステップＳ４２２、Ｓ４２３）、このときの主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎmaxの場合には、次回駆動時に最大ランクｎmaxの主駆動パルスＰ１maxによって駆動しても回転する可能性は乏しいと判断して主駆動パルスＰ１のランクｎを最小ランク０に設定して省電力化を図った後に処理ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４２４）。
【００４４】
以上述べたように本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路は、ステッピングモータ１０９の回転状況を検出する検出区間Ｔを、主駆動パルスＰ１による駆動直後の第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の第３区間Ｔ３に区分し、負荷量判別回路１０８は回転検出回路１０７及び検出区間判別回路１０５が検出した誘起信号ＶＲｓのパターンに基づいてステッピングモータ１０９の負荷を判別し、制御回路１０３は主駆動パルスＰ１を前記負荷に応じたエネルギ量変更してステッピングモータ１０９を駆動するように駆動パルス発生回路１０４を制御するようにしている。
したがって、速やかに負荷に応じた適切なエネルギの駆動パルスによって駆動することが可能になる。また、省電力化が可能になる。
また、本発実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、速やかに負荷に応じた適切なエネルギの駆動パルスによって駆動することが可能になり、省電力化が可能になる。
【００４５】
図５は、本発明の他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートで、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートであり、図４と同一処理を行う部分には同一符号を付している。本他の実施の形態においてもブロック図及びステッピングモータの構成は図１、図２と同一である。
以下、図１〜図３、図５を参照して、前記実施の形態と異なる部分について動作を説明する。
制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１ｎのランクｎ、負荷増分極小状態の繰り返し回数Ｎ及び通常負荷状態の繰り返し回数Ｍを０にして（図５のステップＳ５００）、最小パルス幅の主駆動パルスＰ１０でステッピングモータ１０９を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０１）。
【００４６】
制御回路１０３は、負荷増分極大（第４負荷状態）、負荷増分大（第３負荷状態）、負荷増分中（第２負荷状態）、負荷増分小（第２負荷状態）のいずれでもないと判断した後（ステップＳ４０５、Ｓ４０６、Ｓ４０７）、負荷増分極小（第１負荷状態）ではないと判断した場合（ステップＳ５０１）、通常負荷状態と判断したときは（ステップＳ５０２）、通常負荷の繰り返し回数Ｍに１加算する（ステップＳ５０３）。
【００４７】
制御回路１０３は、回数Ｎと回数Ｍの和（Ｎ＋Ｍ）が所定回数（本実施の形態では１６０回）になったと判断した場合（ステップＳ５０４）、回数Ｎが回数Ｍよりも多いときには（ステップＳ５０５）、主駆動パルスＰ１のランクを第７エネルギ量（本実施の形態では１ランク）ダウンした後、処理ステップＳ４１４へ移行する（ステップＳ５０６）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０５において回数Ｎは回数Ｍよりも多くないと判断したときには、主駆動パルスＰ１のランクを第７エネルギ量より大きい第６エネルギ量（本実施の形態では２ランク）ダウンした後、処理ステップＳ４１４へ移行する（ステップＳ５０８）。
【００４８】
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０４において回数Ｎと回数Ｍの和（Ｎ＋Ｍ）が前記所定回数になっていないと判断した場合、及び、処理ステップＳ５０２において通常負荷状態ではないと判断したときは直ちに処理ステップＳ４０１に戻る。
また、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０１において負荷増分極小と判断した場合には、負荷増分極小の繰り返し回数Ｎに１加算した後、処理ステップＳ５０４に移行する（ステップＳ５０７）。
本他の実施の形態によれば、前記実施の形態と同様の効果を奏するのみならず、主駆動パルスをランクダウンする負荷状態が複数存在する場合、ランクダウンする負荷状態が混在して連続的に発生したときでも、各負荷状態の発生回数の大小に応じた適切なエネルギ量のダウンが可能になる。
【００４９】
尚、前記各実施の形態では、各主駆動パルスＰ１のエネルギを変えるために、パルス幅が異なるようにしたが、パルス電圧を変える等によっても、駆動エネルギを変えることが可能である。
また、ステッピングモータの応用例として電子時計の例で説明したが、モータを使用する電子機器に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係るステッピングモータ制御回路は、ステッピングモータを使用する各種電子機器に適用可能である。
また、本発明に係る電子時計は、カレンダ機能付きアナログ電子腕時計、カレンダ機能付きアナログ電子置時計等の各種カレンダ機能付きアナログ電子時計をはじめ、各種のアナログ電子時計に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス発生回路
１０５・・・検出区間判別回路
１０６・・・モータ駆動回路
１０７・・・回転検出回路
１０８・・・負荷量判別回路
１０９・・・ステッピングモータ
１１０・・・アナログ表示部
２０１・・・ステータ
２０２・・・ロータ
２０３・・・ロータ収容用貫通孔
２０４、２０５・・・切り欠き部（内ノッチ）
２０６、２０７・・・切り欠き部（外ノッチ）
２０８・・・磁心
２０９・・・コイル
２１０、２１１・・・可飽和部
ＯＵＴ１・・・第１端子
ＯＵＴ２・・・第２端子
【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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