(57)【要約】【課題】静電気アクチュエータ（１０）と、モーターを駆動するために十分なエネルギーでこのアクチュエータを作動させるためのパルス発生器（７、８）とを有する静電気モーターを提供すること。【解決手段】アクチュエータの静電気損失を減少させることを目的として、パルス発生器が、パルス電圧レベル（ＵD）を決定するように適合され、さらに、決定された電圧レベル（ＵD）とモーターを駆動させるのに必要となる静電エネルギーとの関数でありかつアクチュエータの寄生容量（ＣP）および最大容量（Ｃact_m）との関数である短縮されるパルス継続時間を決定するように適合される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された電極構造体（２４）および移動可能な電極構造体（２６）を備えるアクチュエータ（１０）を有する静電気モーター（５）であって、前記移動可能な電極構造体（２６）が、前記固定された電極構造体（２４）との間に作用する静電力の影響下で、休止位置と呼ばれる第１の位置から完全変位位置と呼ばれる第２の位置まで移動し、その後の前記静電力がない状態において前記休止位置に戻ると言う周期的動作をなすように構成されており、前記モーター（５）は、前記移動可能な電極構造体（２６）が前記完全変位位置に到達したときに前記静電力を除去するための、前記固定された電極構造体（２４）と前記移動可能な電極構造体（２６）との間に接続されてこれらの前記電極構造体からの周期的な放電を行う分路手段を有し、さらに、前記固定された電極構造体（２４）と前記移動可能な電極構造体（２６）との間に接続されており、前記移動可能な電極構造体（２６）が前記休止位置にあるときに充電を開始することにより前記電極構造体を周期的に充電するための電圧発生器（８）を有し、前記電極構造体が、前記休止位置から前記完全変位位置の方向へ前記移動可能な電極構造体（２６）が移動距離の増加関数として変化する静電容量（ＣComb）を有しており、
前記電圧発生器（８）が所定の電位差（ＵD）を発生させるための電圧発生器であること、且つ、前記電圧発生器（８）が、前記静電気モーター（５）を所定速度で駆動しながら１サイクルを完了するのに必要な静電エネルギーを前記アクチュエータに供給するとすぐに前記電極構造体（２４、２６）への充電をやめること、すなわち、前記移動可能な電極構造体（２６）が前記完全変位位置に到達する前に充電をやめること
を特徴とする、静電気モーター（５）。
【請求項２】
前記静電気モーター（５）が前記アクチュエータ（１０）への電力供給を制御するための調整手段（７）を有すること、ならびに、前記調整手段が、前記電極構造体の前記容量（ＣComb）が
【数１】
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に等しくなるような最適な位置に前記移動可能な電極構造体（２６）がほぼ位置されたときに前記電圧発生器（８）が前記電極構造体（２４、２６）へ電力供給するのを止めさせるために設けられることを特徴とする、請求項１に記載の静電気モーター。
【請求項３】
前記静電気モーター（５）が前記移動可能な電極構造体の変位を測定するための手段を有すること、前記電圧発生器（８）が複数の所定の出力電圧（ＵD）の間で選択的に切り替え可能なこと、ならびに、前記調整手段（７）が、１サイクルの終わりに前記移動可能な電極構造体（２６）が前記完全変位位置に到達していない場合により高い出力電圧を選択するように前記電圧発生器（８）を制御するために設けられることを特徴とする、請求項２に記載の静電気モーター。
【請求項４】
前記移動可能な電極構造体（２６）のための前記変位測定手段が前記移動可能な電極構造体の速度を測定するように設けられること、ならびに、前記調整手段（７）が、前記移動可能な電極構造体の測定された速度が遅すぎる場合に前記完全変位位置に到達するのに必要となる時間が長くなりすぎるのを防止するために、前記電圧発生器（８）に前記電極構造体（２４、２６）が充電されている状態を前記最適な位置を超えて延長させるように設けられることを特徴とする、請求項２または３に記載の静電気モーター。
【請求項５】
前記移動可能な電極構造体（２６）のための前記変位測定手段が前記移動可能な電極構造体の位置を測定するように設けられること、ならびに、前記調整手段（７）が、前記休止位置と前記移動可能な電極構造体（２６）の測定された位置との間の距離がしきい値より小さい場合に前記完全変位位置に到達するのに必要となる時間が長くなりすぎるのを防止するために、前記電圧発生器（８）に前記電極構造体（２４、２６）が充電されている状態を前記最適な位置を超えて延長させるように設けられることを特徴とする、請求項２または３に記載の静電気モーター。
【請求項６】
前記電圧発生器（８）が、前記アクチュエータ（１０）の充電状態を中断するために前記調整手段（７）によって接続を解除されるチャージ・ポンプであることを特徴とする、請求項３に記載の静電気モーター。
【請求項７】
前記電圧発生器（８）によって供給される電圧（ＵD）が少なくとも４つの電圧レベルの間で切り替え可能なことを特徴とする、請求項３または６に記載の静電気モーター。
【請求項８】
前記アクチュエータ（１０）が相互入り込み状対向配置コームのアクチュエータであることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の静電気モーター。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の静電気モーターを有する腕時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、特に時計の中に組み込まれて時計のムーブメントを駆動させるための静電気モーターに関する。より具体的には、本発明は、例えば相互入り込み状の対向配置した態様のコーム（インターデジタル型コーム）を備えるタイプである静電気アクチュエータを有する静電気モーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００４／０８１６９５号より特に、シリコン・ウエハ内に作られるマイクロ・モーターが従来技術において知られている。この文献では、モーターは、シリコン層をエッチングすることによって作られる。このモーターは、歯つき駆動車と、この駆動車の歯と協働して駆動車を回転させる作動用つめとを有する。各作動用つめは、動作中、電圧Ｖと相関関係を有する固定コームに対して相対的に動く可動コームに固定される。
【０００３】
このタイプの相互入り込み状対向配置コームのアクチュエータは、光学式スイッチなどのような低電力の機械的動作に使用されることが多いが、通常、最大効率を得るために作動されることはなく、最小の作動時間を得るために最適化される。この場合、アクチュエータには大量のエネルギーが供給され、余分なエネルギーは作動段階の最後に除去される。これは省エネルギーの観点からみると最適とは程遠い。
【０００４】
このタイプのアクチュエータが、容量が比較的制限されている電池によって一般に電力供給される時計内に組み込まれる場合、時計のムーブメント・モーターの電力消費が危険な状態になることから、電力消費はできるだけ削減されなければならない。
【０００５】
欧州特許第１，７９３，２０８号が、第１の固定された電極構造体および第１の位置と第２の位置との間で移動可能である第２の電極構造体を含む静電気アクチュエータを有するサーボ機構を開示している。これらの電極構造体は、移動可能な電極構造体の位置に応じて変化する静電容量を有する。このサーボ機構はまた、低電圧供給源と、例えば電池と、電池によって電力供給される電圧ブースター回路とを有する。電圧ブースター回路は２つの電極構造体の間に電圧を発生させるように接続され、それにより、固定された電極構造体と移動可能な電極構造体との間に静電力が発生する。
【０００６】
この従来技術文献は、「適切な電圧」を用いて「適切な継続時間」だけ電極構造体間にパルスを適用することによりサーボ機構の電力消費を最適化することが可能であることを教示している。これを行うために、サーボ機構はさらに、継続時間が変化する制御パルスを電圧ブースター回路に適用するための調整手段を有する。この調整手段は、移動可能な電極構造体の変位振幅がしきい値より小さい場合は長い制御パルスを適用し、移動可能な電極構造体の変位振幅が上記のしきい値より大きい場合は短い制御パルスを適用する。
【０００７】
この文献によると、電圧ブースター回路はステップアップ・チャージャー（ｓｔｅｐ−ｕｐ  ｃｈａｒｇｅｒ）タイプの誘導回路である。したがって、所定の電位差を発生させるための電圧発生器は存在しない。このタイプの回路では、制御パルスの継続時間が、電圧ブースター回路によって適用されるパルスの継続時間および電圧の挙動の両方に影響を与える。具体的には、出力パルスの継続時間とは無関係に出力電圧を変化させることは不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００４／０８１６９５号
【特許文献２】欧州特許第１，７９３，２０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、静電気アクチュエータを有しておりかつ低減した電力消費でモーターが駆動されるような静電気モーターを提供することにより上述の欠点を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明は、固定された電極構造体および移動可能な電極構造体を有するアクチュエータを有する静電気モーターに関し、移動可能な電極構造体が、上記電極構造体の間に作用する静電力の影響下では休止位置と呼ばれる第１の位置から完全変位位置（ｃｏｍｐｌｅｔｅ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれる第２の位置まで周期的に移動してその後上記の静電力がない状態においては上記休止位置に戻ることを意図しており、上記モーターがさらに、移動可能な電極構造体が上記完全変位位置に到達したときに上記静電力を除去するための、固定された電極構造体と移動可能な電極構造体との間に接続されてこれらの電極構造体からの周期的な放電をさせる分路手段を有し、さらに、固定された電極構造体と移動可能な電極構造体との間に接続されており、移動可能な電極構造体が休止位置にあるときに充電を開始することにより上記電極構造体を周期的に充電するための電圧発生器を有し、上記電極構造体が、休止位置から完全変位位置の方向へ移動可能な電極構造体が移動距離の厳密な増加関数として変化する静電容量を有する。このモーターは、上記電圧発生器が所定の電圧を発生させるために用意された電圧発生器であること、ならびに、この電圧発生器が、モーターを十分な速度で駆動させながら１サイクルを完了するのに必要な静電エネルギーをアクチュエータに供給するとすぐに電極構造体を充電するのをやめる、すなわち、上記の移動可能な電極構造体が完全変位位置に到達する前に充電をやめることを特徴とする。
【００１１】
この静電気モーターは従来の解決策のモーターより高効率である。というのは、発生するパルスの継続時間が、電圧発生器から供給される電圧を考慮して、モーターを駆動させるのに必要となる電力の関数として調節されるからである。
【００１２】
有利な変形形態によると、電圧発生器は、パルス電圧レベルを少なくとも２つのレベルから、好適には４つの所定の電圧レベルから選択するための手段と、選択された電圧レベルに関連させてパルス継続時間を所定の時間範囲内に調整するための手段とを有する。電圧レベルを選択することにより、この電圧発生器が、静電気モーターが中に実装されている腕時計の例えば磨耗状態といったような外部の状態に適応することができる。
【００１３】
有利な実施形態によると、静電気モーターはまた、上記の移動可能な電極構造体の変位を測定するための手段と、休止位置に対しての電極構造体の容量の増加が
【００１４】
【数１】
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に等しくなるような最適な位置に移動可能な電極構造体の位置が接近したときに電圧発生器が電極構造体を充電するのを停止させるための調整手段とを有する。
【００１５】
この解決策は、高電圧を用いた非常に短いパルス継続時間と低電圧を用いた非常に長いパルス継続時間との間で折り合いをつけることができるという大きな利点を有する。実際には、一方で、電圧発生器により供給されたエネルギーが寄生容量に充満している場合、電圧が低いと、エネルギーの損失は少なくなる。他方で、パルス継続時間が長いと、アクチュエータの電極構造体の電荷量は増す。したがって、アクチュエータの電極内における静電気の損失を最小にまで減少させるためにパルス継続時間をできるだけ短く維持することも重要となる。本発明の解決策は、寄生容量とアクティブ容量（ａｃｔｉｖｅ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）との間で所与の比を得るために適用される最適化されたパルス継続時間のために可能性のある最も低い電圧を使用することによって折り合いをつけることである。
【００１６】
有利な実施形態によると、アクチュエータの電極構造体は、アクチュエータの供給端末に接続されたチャージ・ポンプによって充電される。このチャージ・ポンプは、最適な瞬間容量に達したときに接続を解除される。この解決策により、モーターの作動段階以外におけるエネルギー損失が確実に最小となる。
【００１７】
有利な実施形態によると、静電気アクチュエータは、相互入り込み状に対向配置したコームを備えるアクチュエータである。
【００１８】
非限定的な例として与えられており、添付図面を用いて説明されている本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の他の特徴および利点がより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による静電気モーターを有する時計のブロック図である。
【図２】本発明の特定の実施形態による静電気モーターの構成部品の１つを形成する相互入り込み状対向配置コームのアクチュエータの簡略上面図である。
【図３】図２の相互入り込み状対向配置コームのアクチュエータの概略断面図である。
【図４】移動可能な電極構造体の位置と相関関係を有する、図２および図３のアクチュエータの電極構造体内に収容されている静電エネルギーを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１から図４を参照しながら非限定的な例のみを用いて本発明を以下に説明する。
【００２１】
図１では、特に本発明に関連する要素を示したブロック図の形態で時計が示されている。この時計は、時間情報を示す針２が取り付けられている文字板１を有する。針は、静電気モーター５の機械的インターフェース４に噛合している歯車のセット３によって駆動される。モーターは静電気アクチュエータ１０を介して作動される。このアクチュエータは、この例では、電子手段７によって制御されるチャージ・ポンプ８によって得られる電気パルスによって電力供給される。有利には、図１に示した要素４、５、７、８および１０は一体化される。
【００２２】
図２および３は、図１の静電気モーター５の駆動源となる、相互入り込み状対向配置コーム１２を備える静電気アクチュエータ１０について、その特定の実施形態を例示している。アクチュエータ１０は、シリコン・ウエハなどの結晶材料または非晶質材料のプレートにエッチングされる。このアクチュエータ１０は、好適には、長手方向Ａ１に沿って往復動可能であるこはぜ（つめ）１６を用いて歯つきローター（図示せず）を回転動作させるためのものであり、その結果、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ（マイクロ・エレクトロメカニカル・システム））タイプのマイクロ・モーターが形成される。
【００２３】
この例では、ウエハ１４はシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）タイプのウエハであり、厚いシリコン基板２０と、絶縁性酸化ケイ素の中間層２２と、基板２０より薄いシリコン上部層１８とを有する。
【００２４】
アクチュエータ１０は、ここでは、ウエハ１４上の概略長方形の表面を占めている。アクチュエータ１０は、上部層１８および中間層２２の中の中空部をなす概略長方形のハウジング２３内に延在している。アクチュエータ１０は、上部層１８の中に、固定された電極構造体２４と呼ばれる第１のフレームと、（基板２０の平面に平行に長手方向Ａ１に沿って）移動可能な電極構造体２６と呼ばれる第２のフレームとを有する。移動可能な電極構造体２６は、基板２０上にある固定された定着部３１に移動可能な電極構造体２６を接続する可撓性ビームによって形成される前方にある２つの弾性戻し要素２８ならびに後方にある２つの弾性戻し要素３０によって休止位置まで戻される。これらの固定された定着部３１は上部層１８内に作られており、ハウジング２３の周りに配置された上部層１８の一部分に電気的に接続される。
【００２５】
移動可能な電極構造体２６の変位は、固定された電極構造体２４と移動可能な電極構造体２６との間に印加される電圧によって引き起こされる。示した例によると、固定された電極構造体２４は電位Ｖのところに位置され、一方移動可能な電極構造体２６は、接地電位のところに位置されるウエハ１４の残りの部分に接続される。
【００２６】
また、固定された電極構造体２４が、アクチュエータ１０の中央を長手方向に延在している中央ビーム３２と、中央ビーム３２の両側上で横断方向に延在している横断方向枝部３４とを有していることが分かるであろう。横断方向枝部３４は、当業者により「横断方向コーム」と称されることもある。移動可能な電極構造体２６は、中央ビーム３２の両側上に配置される長手方向に延びている２つの側部ビーム３６、３８と、固定された電極構造体２４の横枝部３４の間を中央ビーム３２に向かって延在している横断方向枝部４０とを有する。これら２つの側部ビーム３６、３８は、前方にこはぜ（つめ）１６を担持している断方向材４２により、前方で、すなわち図２の左側で結合されている。
【００２７】
相互入り込み状対向配置コーム１２は、それぞれ、横断方向枝部３４、４０上に配置される。
【００２８】
固定された電極構造体と移動可能な電極構造体との間に所定の電圧ＵDを発生させるために、チャージ・ポンプ８（図１）は、ＣComb・ＵD（ＣCombはアクチュエータの容量）に等しい電荷をアクチュエータ１０に供給する必要がある。この場合、充電されたアクチュエータ内に収容される静電エネルギーは
【００２９】
【数２】
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に等しくなる。
【００３０】
２つの電極構造体間の電圧Ｕは、移動可能な電極構造体を休止位置から完全変位位置に向かう方向へ移動させる効果を有する静電力に関連している。また、電極構造体の容量が、移動可能な電極構造体が移動距離の厳密な増加関数として振る舞うことが理解されるであろう。したがって、容量は休止位置にあるときに最小となり、完全変位位置にあるときに最大となる。最小の容量は寄生容量（ＣP）と呼ばれる。移動可能な電極構造体が休止位置から完全変位位置まで移動するときの容量の増加量は最大アクティブ容量（Ｃact_m）と呼ばれる。したがって、完全変位位置にあるときのアクチュエータの合計の容量がＣP＋Ｃact_mに等しくなることが分かるであろう。
【００３１】
図４は、１サイクルの間に電圧発生器からアクチュエータへと供給される全エネルギーのグラフである。太い点線で描かれた曲線は、従来技術の制御方法に従って供給されたエネルギーである。この方法によると、電圧発生器は、移動可能な電極構造体が休止位置にあるときにアクチュエータに接続される。アクチュエータに供給された電荷により、移動可能な電極構造体がその完全変位位置の方向へ移動する。移動可能な電極構造体が完全変位位置に到達すると、電圧発生器アクチュエータの接続が解除され、同時に、分路手段が、アクチュエータから放電をさせて固定された電極構造体と移動可能な電極構造体との間の電圧を再びゼロまで降下させるために接続される。
【００３２】
上記では、アクチュエータの容量が、移動可能な電極構造体の休止位置からの変位の厳密な増加関数のように振る舞うことが分かる。したがって、図４のグラフでは、移動可能な電極構造体の位置をわざわざ使用することなく、横座標にアクチュエータの容量ＣCombを使用している。グラフの軸が、移動可能な電極構造体が休止位置にあるときのアクチュエータの容量であるＣPのところに横座標がくるポイントで交差していることに留意されたい。完全変位位置は、容量ＣP＋Ｃact_mに相当する横座標のポイントで示される。また、図４に示した例では、容量の比ＣP／Ｃact_mが１に等しく、さらには電圧発生器によって供給される電圧Ｕ1の値が２５ボルトになると想定されることを特に明記しなければならない。
【００３３】
太い点線の曲線の下を延びている細い点線で描かれた曲線は、アクチュエータのコンデンサ内に貯まった静電エネルギーに相当する。移動可能な電極構造体が休止位置にあるとき、アクチュエータ内に貯まった静電エネルギーが電圧発生器によって供給されたエネルギーに一致していることが分かるであろう。これはすなわち、休止位置では、供給されたすべてのエネルギーが寄生容量を充電するのに使用されるということである。逆に、移動可能な電極構造体が完全変位位置にあるとき、アクチュエータのコンデンサの値は寄生容量の値の２倍であり、貯まった静電エネルギーの値も２倍となる。しかし、電圧発生器によって供給される全エネルギーに相当する太い点線は細い点線のかなり上方を通過していることに留意されたい。太い点線と細い点線との間の斜線領域は、電圧発生器によって供給されたエネルギーのうちの機械的エネルギーに変換された部分を示していることが分かるであろう。このグラフは、この例では、１サイクルの終わりに、供給されたエネルギーのちょうど３分の１が機械的にエネルギーに変換されたことを示している。残りの３分の２は、２つの電極構造体間の電圧が分路手段によってゼロに戻されるときに失われる。
【００３４】
太い実線は、本発明の一実施形態に従って供給されたエネルギーに相当する。この実施形態によると、上述したように、電圧発生器は、移動可能な電極構造体がその休止位置にあるときにアクチュエータに接続される。しかし、本発明によると、アクチュエータは、移動可能な電極構造体が完全変位位置に到達するかなり前に電圧発生器との接続が解除される。アクチュエータが電圧発生器との接続を解除されると、アクチュエータの電荷は、移動可能な電極構造体が完全変位位置に到達するまで一定に維持される。完全変位位置に一度到達するだけで、電極構造体間の電圧は分路手段によってゼロに戻される。示した例では、電圧発生器によって供給される電圧Ｕ2は３２ボルトであったと推定される。
【００３５】
図４のグラフは、１サイクルの終わりにおいて、電圧発生器によって供給された全エネルギーが、電圧Ｕ2のときと電圧Ｕ1のときで実質的に等しいことを示している。これらの値はこの例のために選択されたものである。しかし、２つの曲線の形状は非常に異なる。実際、実線の曲線は、急激に増加して、電圧発生器の接続が解除されるときの水平域に到達するが、一方点線の曲線の勾配はサイクルの終わりまで一定を維持している。実線の曲線は、アクチュエータの容量に蓄積された静電エネルギーに相当する。上述したように、移動可能な電極構造体が休止位置にある場合、アクチュエータ内に蓄積される静電エネルギーは電圧発生器によって供給されるエネルギーに一致していることが分かる。電圧発生器の接続が解除される位置Ｃrefまで移動可能な電極構造体が移動するとき、アクチュエータ内に貯まる静電エネルギーはアクチュエータの容量に比例して増加する。しかし、同一距離では、電圧発生器によって供給される全エネルギーはより急激に増加しており、太い実線と細い実線との間の斜線領域は、電圧発生器によって供給されたエネルギーのうちの機械的エネルギーに変換された部分に対応している。
【００３６】
図４のグラフに示すように、アクチュエータおよび電圧発生器の接続が解除されると、アクチュエータ内に収容されている静電エネルギーは徐々に減少する。この減少は、電荷が一定に維持されるのに対してアクチュエータの容量が規則的に増加することの直接の結果である。したがって、アクチュエータによって失われる静電エネルギーが機械的エネルギーに変換されていることは明白であろう。このグラフは、この例では、電圧発生器によって供給されたエネルギーの実質４５％が機械的エネルギーに変換されることを示している。残りの５５パーセントは、２つの電極構造体間の電圧が分路手段によってゼロに戻されるときに浪費される。
【００３７】
図４のグラフは、本発明による静電気モーターのエネルギー収率が従来技術の静電気モーターのエネルギー収率より優れている理由を説明している。出願人は、収率の観点からみて、チャージ・ポンプの接続が解除されるところの、移動可能な電極構造体の最適な位置が、休止位置からのアクチュエータの容量の増加量が
【００３８】
【数３】
2010075042.tif 000005
となる位置であることを、計算を用いておよび経験に則っての両方で確認した。もちろん、チャージ・ポンプの電圧が、チャージ・ポンプの短縮された接続時間において必要とされるすべての静電気エネルギーを供給するのに十分である場合は、上記の位置は単に最適な位置にすぎないことは明らかであろう。
【００３９】
本発明の特に単純な実施形態によると、静電気モーターは、チャージ・ポンプをアクチュエータに周期的に接続して各サイクルにおいて同様のパルスを供給するために設けられる制御手段を有する。所定のパルス継続時間は、移動可能な電極構造体が休止位置から最適な位置まで移動するのにかかる推定時間にもとづく。また、チャージ・ポンプによって供給される一定の電圧の決定は、十分な速度で１サイクルを完了するためにアクチュエータが必要とする静電エネルギーを各パルスが供給することができるように行われる。モーターの動作に抵抗する抵抗トルク(resistant torque)のいかなる変動にも対応できるようにするためにわずかな量の追加のエネルギーを使用できるように、電圧は一定のマージンを有するように決定されるのが好ましいことを明記しなければならない。
【００４０】
明らかにしたように、この例では、本発明の静電気モーターは、アナログの腕時計の表示部材を駆動させるためのものである。本出願の１つの特徴は、静電気モーターの応力が、腕時計の磨耗状態に大きく依存して変動できることである。また、一般に、腕時計が古くなるにつれて、アクチュエータを表示部材に連結させる機械システムの効率が徐々に低下していくことは予期できるであろう。このような変化のために腕時計の適切な動作に欠陥が生じることを防止するために、本発明の有利な実施形態は、チャージ・ポンプによって供給される電圧およびパルスの継続時間を少なくとも１回の調整ループで決定することを可能にする。この調整ループは、移動可能な電極構造体の変位を測定するための手段を含む。この例では、この変位測定手段はさらに２部に分かれる。実際には、モーターは、所与の瞬間のアクチュエータの容量、言い換えると移動可能な電極構造体の位置を測定するための位置測定手段を有し、さらには、移動可能な電極構造体の瞬時速度を測定するための手段として使用される、チャージ・ポンプによって供給される電流を測定するための手段も有する。
【００４１】
この例では、位置測定手段は、２つの電極構造体によって形成される容量ＣCombに直列に接続される既知の容量ＣAを有するコンデンサと、容量ＣAを有するコンデンサの２つの端子間の電圧ＵAを評価するための手段とを有する。電極構造体のコンデンサＣCombは、所与の瞬間に、チャージ・ポンプによって供給される所定の電圧ＵDとコンデンサの端子のところの電圧ＵAとの間の比で以下の関係式によって結び付けられる。
【００４２】
【数４】
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容量ＣAが、電極構造体の容量ＣCombと比較して十分に大きくなるように選択された場合、２つの電極構造体の間の電圧は、チャージ・ポンプによって供給される電圧ＵDに実質的に等しくなる。このような条件では、以下のようになる。
【００４３】
【数５】
2010075042.tif 000007
【００４４】
別法として、位置測定手段は３つのコンデンサを有してもよく、この場合は、欧州特許第１，７９３，２０８号に記載された手段に一致する。
【００４５】
速度測定手段に関しては、この例では、この手段は、アクチュエータの電荷の増加速度を測定するために、チャージ・ポンプとアクチュエータの２つの電極構造体のうちの一方との間に接続される電流検出器を有する。アクチュエータの電荷は容量に比例することから、電流の強度が容量の増加速度に比例する。すなわち、より正確に以下のようになる。
【００４６】
【数６】
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【００４７】
この例の主題をなしている実施形態では、チャージ・ポンプによって供給される所定の電圧ＵDは、例えば２８ボルト、４０ボルト、５５ボルトおよび８０ボルトといったような異なる４つの値の間で切り替え可能でよい。この特徴により、アクチュエータが１サイクルを完了するのに十分なエネルギーを有していないことを位置測定手段が示している場合は、チャージ・ポンプによって供給される電圧をより高い値に切り替えることができる。例としては、位置測定手段は、変位サイクルの終わりに、移動可能な電極構造体が完全変位位置に実際に到達したかどうかを確認することができる。この確認は、例えば、電極構造体がこれらの電極構造体の間に接続された分路手段によって放電される直前に、アクチュエータの容量ＣCombが実際に値ＣP＋Ｃact_mに達したかどうかを確認することによって実施されてよい。
【００４８】
明らかにしたように、この例では、変位測定手段は、位置測定手段だけではなく、移動可能な電極構造体の速度を測定するための手段も有する。したがって、この例によると、この変位測定手段は、リアルタイムで、アクチュエータに供給されるエネルギーがアクチュエータがモーターを十分な速度で駆動させるのに十分であるかどうかを確認するための手段でもある。また、この例では、速度測定手段は、チャージ・ポンプがアクチュエータに接続されている間において移動可能な電極構造体の速度を測定するように構成される。速度測定手段によって測定される電流が第１のしきい値より低い速度に相当する場合、調整手段が、チャージ・ポンプがアクチュエータに接続される時間を移動可能な電極構造体が最適な位置に到達するのに通常必要となる時間を超えて延長させる。
【００４９】
また、速度測定手段は、出力におけるこの静電気モーターによって与えられるトルクを鑑みて、アクチュエータに供給されるエネルギーの量が不必要に高い場合にはこの量を減少させるように設定される。したがって、速度測定手段によって測定された電流が第２のしきい値より高い速度である場合、チャージ・ポンプによって供給される電圧を低い値に切り替えることによって調整手段が反応する。
【００５０】
変位測定手段が必ずしも２部に分かれている必要がないことを当業者は理解するであろう。実際、第１の変形形態によると、これらの手段は位置測定手段に限定されてよく、一方第２の変形形態では、これらの手段は逆に速度測定手段に限定されてよい。また、当業者にとって明白である種々の変更および／または改良が、添付の特許請求によって定義された本発明の範囲から逸脱することなく、ここで記載した本発明の種々の実施形態になされてよいことは明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１  文字板；  ２  針；  ３  歯車のセット；  ４  機械的インターフェース；
５  静電気モーター；  ７  電子手段；  ８  チャージ・ポンプ；
１０  静電気アクチュエータ；  １２  相互入り込み状対向配置のコーム；  
１４  ウエハ；  １６  こはぜ；  １８  シリコン上部層；  
２０  厚いシリコン基板；  ２２  中間層；  ２３  ハウジング；  
２４  固定された電極構造体；  ２６  移動可能な電極構造体；  
２８、３０  弾性戻し要素；  ３１  定着部；  ３２  中央ビーム；  
３４、４０  横断方向枝部；  ３６、３８  側部ビーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2010075042000001.pdf