(57)【要約】【課題】  駆動の初期設定時に、ステッピングモータを確実に回転させることが可能であると共に、消費電力を低減すること。【解決手段】  制御回路１０４は、電池１１２交換時等の駆動の初期設定時に、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによってステッピングモータ１０８を駆動するように主駆動パルス発生回路１０５を制御すると共に、パルスダウンカウンタ回路１０３が主駆動パルスＰ１をパルスダウンするためのパルスダウン信号の発生周期を第１周期に設定してステッピングモータ１０８を駆動し、所定エネルギの主駆動パルスＰ１にパルスダウンしたとき、パルスダウンカウンタ回路１０３のパルスダウン信号発生周期を第２周期に変更する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動パルスをパルスダウン制御するためのパルスダウン制御信号を、第１周期又は前記第１周期よりも長い第２周期で出力するパルスダウンカウンタ回路と、
パルス制御信号に対応する主駆動パルス又は補正駆動パルスを出力すると共に、前記パルスダウン制御信号に応答して主駆動パルスをパルスダウンして出力する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルス発生手段からの駆動パルスに応答して、ステッピングモータを回転駆動するモータ駆動手段と、
前記ステッピングモータの回転によって回転検出期間内に発生した検出信号が基準しきい電圧を超えたか否か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基づいて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスの中のいずれかの主駆動パルス又は、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するように前記駆動パルス発生手段を制御するための前記パルス制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、駆動の初期設定時に最大エネルギの主駆動パルスに設定すると共に、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン信号発生周期を前記第１周期に設定して前記ステッピングモータを駆動し、所定エネルギの主駆動パルスにパルスダウンしたとき、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン信号発生周期を前記第２周期に変更す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】
前記回転検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１検出区間、前記第１検出区間よりも後の第２検出区間及び前記第２検出区間よりも後の第３検出区間に区分し、
前記制御手段は、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える検出信号を検出した場合、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン周期を前記第２周期に変更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】
前記回転検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１検出区間、前記第１検出区間よりも後の第２検出区間及び前記第２検出区間よりも後の第３検出区間に区分し、
前記制御手段は、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える検出信号を前記第１検出区間及び前記第２検出区間のいずれにおいても検出しない場合、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン周期を前記第２周期に変更することを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項４】
各構成要素に駆動電力を供給する電池を有し、前記駆動の初期設定は前記電池の交換であ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】
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４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。
【請求項６】
竜頭を有し、前記駆動の初期設定は前記竜頭の引き操作であることを特徴とする請求項５記載のアナログ電子時計。
【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に使用されている。
【０００３】
特許文献１〜３に記載された発明のように、従来の最小エネルギで駆動させるステッピングモータ制御回路を搭載した電子時計は、複数の駆動パルスによりステッピングモータを駆動する。回転検出回路の検出結果を受け、ステッピングモータが回転していないと判断した場合、主駆動パルスをエネルギの大きい主駆動パルスにパルスアップ（ランクアップ）して、駆動出来る主駆動パルスに到達するまで繰り返す。また一定時間毎に主駆動パルスをエネルギの小さい主駆動パルスにパルスダウン（ランクダウン）し、過剰にパルスアップしていないかを確認する。所定の基準しきい電圧を超える誘起電圧（検出信号）を検出した時刻でステッピングモータの駆動余裕が判断出来るため、駆動余裕がないと判断した場合は、パルスダウンを禁止する。これにより、消費電力を低減させつつ、ステッピングモータの回転制御が可能になる。
【０００４】
しかしながら、電源投入時やリセット時等のような駆動の初期設定時に、エネルギの小さい主駆動パルスによる駆動を行うと、非回転となる恐れがある。
非回転を防ぐため、駆動余裕のある主駆動パルスから開始すると回転は可能であるが、通常駆動できる主駆動パルスまでパルスダウンする間は消費電流が大きく、長時間にわたって無駄なエネルギが消費されるという問題がある。
また、この間、消費電流測定を行う場合には消費電流が高くなってしまう。したがって、正しい消費電流を測定するには、一定時間毎のパルスダウンを待ち、最適の駆動パルスになるまで待って測定する必要があった。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−０１８１４８号公報
【特許文献２】特公昭６３−０１８１４９号公報
【特許文献３】特公昭５７−０１８４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、駆動の初期設定時に、ステッピングモータを確実に回転させることが可能であると共に、消費電力を低減することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、主駆動パルスをパルスダウン制御するためのパルスダウン制御信号を、第１周期又は前記第１周期よりも長い第２周期で出力するパルスダウンカウンタ回路と、パルス制御信号に対応する主駆動パルス又は補正駆動パルスを出力すると共に、前記パルスダウン制御信号に応答して主駆動パルスをパルスダウンして出力する駆動パルス発生手段と、前記駆動パルス発生手段からの駆動パルスに応答して、前記ステッピングモータを回転駆動するモータ駆動手段と、前記ステッピングモータの回転によって回転検出期間内に発生した検出信号が基準しきい電圧を超えたか否か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基づいて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスの中のいずれかの主駆動パルス又は、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するように前記駆動パルス発生手段を制御するための前記パルス制御信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、駆動の初期設定時に最大エネルギの主駆動パルスに設定すると共に、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン信号発生周期を前記第１周期に設定して前記ステッピングモータを駆動し、所定エネルギの主駆動パルスにパルスダウンしたとき、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン信号発生周期を前記第２周期に変更す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、駆動の初期設定時に最大エネルギの主駆動パルスに設定すると共に、パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン信号発生周期を第１周期に設定してステッピングモータを駆動し、所定エネルギの主駆動パルスにパルスダウンしたとき、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン信号発生周期を第２周期に変更する。
【０００８】
ここで、前記回転検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１検出区間、前記第１検出区間よりも後の第２検出区間及び前記第２検出区間よりも後の第３検出区間に区分し、前記制御手段は、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える検出信号を検出した場合、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン周期を前記第２周期に変更するように構成してもよい。
また、前記回転検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１検出区間、前記第１検出区間よりも後の第２検出区間及び前記第２検出区間よりも後の第３検出区間に区分し、前記制御手段は、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える検出信号を前記第１検出区間及び前記第２検出区間のいずれにおいても検出しない場合、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン周期を前記第２周期に変更するように構成してもよい。
また、各構成要素に駆動電力を供給する電池を有し、前記駆動の初期設定は前記電池の交換であるように構成してもよい。
【０００９】
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。
ここで、竜頭を有し、前記駆動の初期設定は前記竜頭の引き操作であるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動の初期設定時に、ステッピングモータを確実に回転させることが可能であると共に、消費電力を低減することが可能になる。また、消費電流の測定が短時間で行えるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１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１０４、分周回路１０２からの時計信号を所定時間計時すると主駆動パルスをパルスダウンするためのパルスダウン制御信号を出力するパルスダウンカウンタ回路１０３、制御回路１０４からのパルス制御信号に基づいてモータ回転駆動用の主駆動パルスＰ１を選択し出力する主駆動パルス発生回路１０５を備えている。
【００１２】
また、アナログ電子時計は、制御回路１０４からのパルス制御信号に基づいて強制的なモータ回転駆動用の補正駆動パルスＰ２を出力する補正駆動パルス発生回路１０６、主駆動パルス発生回路１０５からの主駆動パルスＰ１及び補正駆動パルス発生回路１０６からの補正駆動パルスＰ２に応答してステッピングモータ１０８を回転駆動するモータドライバ回路１０７、ステッピングモータ１０８、ステッピングモータ１０８によって回転駆動されると共に時刻表示用の時刻針を有するアナログ表示部１１１、ステッピングモータ１０８の回転に応じた誘起電圧に対応する検出信号を所定の回転検出期間において検出する回転検出回路１０９、竜頭（図示せず）の操作に応答して初期設定信号を出力する入力回路１１０、前記各構成要素１０１〜１１１に駆動電力を供給する電源としての電池１１２を備えている。
【００１３】
パルスダウンカウンタ回路１０３は、所定の複数の周期のいずれかでパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力する機能を有しており、制御回路１０４によって前記パルスダウン制御信号の発生周期を前記複数の周期から選択して変更したり、パルスダウン制御信号の発生を中止するように制御される。前記複数の所定周期として、本実施の形態では、第１周期（例えば１０秒）と前記第１周期よりも長い第２周期（例えば８０秒）が設けられており、制御回路１０４の制御によって前記周期を切り換えて変更するように構成されている。
【００１４】
制御回路１０４は、駆動の初期設定時に、主駆動パルスやパルスダウン周期を変更制御する機能や、ステッピングモータ１０８の回転によって基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号を回転検出回路１０９が検出する時刻と当該検出信号を検出した検出区間とを比較して、前記検出信号がどの検出区間において検出されたのかを判別する検出区間判別回路としての機能等をも有している。尚、後述するように、ステッピングモータ１０８が回転したか否かを検出する回転検出期間は３つの検出区間に区分している。前記駆動の初期設定の例としては、電池１１２交換の場合や、竜頭の操作（例えば引き操作）に応答して入力回路１１０が初期設定信号を出力する場合がある。
【００１５】
回転検出回路１０９は、前記特許文献１に記載された回転検出回路と同様の構成のものであり、ステッピングモータ１０８が回転した場合には所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える誘起電圧に対応する検出信号を検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には検出信号は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
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１１１は時刻表示手段を構成している。回転検出回路１０９は回転検出手段を構成し、制御回路１０４は制御手段を構成している。主駆動パルス発生回路１０５及び補正駆動パルス発生回路１０６は駆動パルス発生手段を構成している。また、モータドライバ回路１０７はモータ駆動手段を構成し、入力回路１１０は入力手段を構成している。
【００１６】
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１０８の構成図で、アナログ電子時計で一般に用いられている時計用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１０８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１０８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）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。
【００１７】
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。
【００１８】
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の磁極軸が、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（磁気が流れる方向Ｘに対して所定角度位置θ0）に安定して停止している。
いま、モータドライバ回路１０７から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側を負極とする第１極性の信号による駆動）、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、磁極軸が角度位置θ1に安定的に停止する。
【００１９】
次に、モータドライバ回路１０７から、前記第１極性とは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（第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極とする第２極性の信号による駆動）、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は前記と同一方向に１８０度回転し、安定的に停止する。
【００２０】
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〜Ｐ１ｍ及び補正駆動パルスＰ２を用いている。
【００２１】
図３〜図６は、本実施の形態において、ステッピングモータ１０８の駆動タイミング、回転検出タイミング及び使用する駆動パルスの種類を示すタイミング図で、主駆動パルスＰ１及び補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０８を駆動した場合のタイミング図である。
主駆動パルスＰ１によって駆動する駆動期間の直後にステッピングモータ１０８が回転したか否かを検出する回転検出期間が設けられている。回転検出期間は複数の検出区間に区分けされている。
【００２２】
本実施の形態では、回転検出期間は、３つの検出区間（主駆動パルスによる駆動直後の第１検出区間、前記第１検出区間よりも後の第２検出区間及び前記第２検出区間よりも後の第３検出区間）に区分けされており、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号に対応する検出信号がどの検出区間Ｔ１〜Ｔ３で検出されたかによってステッピングモータの駆動制御を変えるようにしている。また、パルスダウンカウンタ回路１０３のパルスダウン制御信号発生周期の変更制御にも検出区間Ｔ１〜Ｔ３を利用している。
【００２３】
図３において、制御回路１０４の制御によって主駆動パルス発生回路１０５から主駆動パルスＰ１を出力し、モータドライバ回路１０７によりモータ１０８を回転駆動する。本例では、検出区間Ｔ１〜Ｔ３中の検出区間Ｔ２においてのみ所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号が回転検出回路１０９によって検出されており、制御回路１０４はステッピングモータ１０８は回転しているが主駆動パルスＰ１の駆動エネルギが過剰（余裕回転）と判定する。
【００２４】
この場合、制御回路１０４は、所定時間後の駆動時に１ランクランク駆動エネルギをランクダウン（パルスダウン）した主駆動パルスＰ１によって駆動するため、パルスダウンカウンタ回路１０３の制御は行わない。したがって、パルスダウンカウンタ回路１０３は所定周期が到来すると、駆動エネルギを１ランクパルスダウンするためのパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力する。主駆動パルス発生回路１０５は、前記パルスダウン制御信号に応答して主駆動パルスＰ１を１ランクパルスダウンし、当該主駆動パルスＰ１により、モータドライバ回路１０７を介してモータ１０８を回転制御する。
【００２５】
図４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１０８を駆動した場合、第１検出区間Ｔ１及び第２検出区間Ｔ２において、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号が回転検出回路１０９によって検出された場合の例である。
この場合、制御回路１０４は、ステッピングモータ１０８は回転しており主駆動パルスＰ１の駆動エネルギは最適（余裕ない回転）と判定し、次回の駆動も同じ主駆動パルスＰ１によって行うように主駆動パルス発生回路１０５を制御する。同時に、制御回路１０４は、パルスダウンカウンタ回路１０３が所定周期を計時した場合でもパルスダウン制御信号を出力しないように制御する。これにより、パルスダウンカウンタ回路１０３はパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力しないため、主駆動パルスＰ１のパルスダウンは行われない。
【００２６】
図５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１０８を駆動した場合、第３検出区間Ｔ３においてのみ、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号が回転検出回路１０９によって検出された場合の例である。
この場合、制御回路１０４は、ステッピングモータ１０８は回転しているが、主駆動パルスＰ１の駆動エネルギが不足しており（ぎりぎり回転）、同じ主駆動パルスＰ１による次回駆動時に非回転となる可能性があると判定し、補正駆動パルスＰ２によって駆動することなく次回駆動時に１ランク駆動エネルギをランクアップ（パルスアップ）した主駆動パルスＰ１によって駆動するように主駆動パルス発生回路１０５を制御する。
同時に、制御回路１０４は、パルスダウンカウンタ回路１０３が所定周期を計時した場合でもパルスダウン制御信号を出力しないように制御する。これにより、パルスダウンカウンタ回路１０３はパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力しないため、主駆動パルスＰ１のパルスダウンが禁止される。
【００２７】
図６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１０８を駆動した場合、第１検出区間Ｔ１〜第３検出区間Ｔ３のいずれにおいても、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号が回転検出回路１０９によって検出されなかった場合の例である。
この場合、制御回路１０４は、ステッピングモータ１０８は回転しておらず、主駆動パルスＰ１の駆動エネルギが不足している（非回転）と判定し、補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動するように補正駆動パルス発生回路１０６を制御した後、次回駆動時に１ランクアップした主駆動パルスＰ１によって駆動するように主駆動パルス発生回路１０５を制御する。これにより、補正駆動パルス発生回路１０６は補正駆動パルスＰ２によって駆動し、次回の駆動時に、主駆動パルス発生回路１０５は１ランクアップした主駆動パルスＰ１によって駆動する。
同時に、制御回路１０４は、パルスダウンカウンタ回路１０３が所定周期を計時してもパルスダウン制御信号を出力しないように制御する。これにより、パルスダウンカウンタ回路１０３はパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力しないため、主駆動パルスＰ１のパルスダウンが行われない。
【００２８】
回転駆動期間や回転検出期間とモータ１０８の回転動作との関係を図２に沿って説明すると、駆動パルスによって駆動する領域をａ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検出区間Ｔ１において検出され、領域ｃで発生した検出信号は検出区間Ｔ２、Ｔ３において検出され（検出区間Ｔ３よりも検出区間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で発生した検出信号は検出区間Ｔ１、Ｔ２にまたがって逆極性で検出される。
即ち、検出信号は、駆動パルスが切れた後のロータ振動によって発生するため、第１検出区間Ｔ１に誘起される検出信号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（図２の領域ａ’がそれにあたる）。
【００２９】
駆動余力の十分ある場合は、領域ｂで駆動パルスが切れるため誘起電圧は逆位相に出力される。また、ロータの運動により第１検出区間Ｔ１における検出信号の高さは駆動余力の減少に反比例する。このようにして駆動余裕の程度を判別することができる。
本実施の形態ではこのような特徴を捉え、第１検出区間Ｔ１に基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えた検出信号が発生した場合、回転余力が減少してきたと判別し、パルスダウンカウンタ回路１０３はパルスダウンせずに維持することで、エネルギの小さな駆動パルスに変更しないようにしている。
【００３０】
図７は、回転検出結果と駆動パルスのランク操作との関係を、前記した関係も含めてまとめた判定チャートである。
図７において、回転を表す検出信号が検出区間Ｔ２のみ、又は、Ｔ２及びＴ３のみにおいて検出された場合、駆動エネルギに余裕がある回転と判定し、主駆動パルスＰ１を１ランクダウンする。
回転を表す検出信号が検出区間Ｔ１〜Ｔ３の全て、又は、検出区間Ｔ１及びＴ２のみ（少なくとも検出区間Ｔ１及びＴ２）において検出された場合、駆動エネルギをランクダウンする余裕がない回転と判定し、主駆動パルスＰ１を変更せずに現状を維持する。
回転を表す検出信号が検出区間Ｔ１及びＴ３のみ、又は、検出区間Ｔ３のみにおいて検出された場合、駆動エネルギがぎりぎりの回転と判定し、主駆動パルスＰ１を１ランクアップする。
【００３１】
また、回転を表す検出信号が検出区間Ｔ１のみにおいて検出された場合、又は、いずれの検出区間Ｔ１〜Ｔ３においても検出されなかった場合、非回転と判定し、補正駆動パルスＰ２によって駆動した後、主駆動パルスＰ１を１ランクアップするようにしている。
以上のように、少なくとも検出区間Ｔ１において回転を表す検出信号を検出した場合にはランクダウンしないように、制御回路１０４がパルスダウンカウンタ回路１０３を制御する。
【００３２】
図８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、パルスダウンカウンタ回路１０３の制御に関する部分のフローチャートである。本実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐがどの検出区間Ｔ１〜Ｔ３で検出されたのかとは無関係に単に回転したか否かに応じて、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を変更するようにしている。
【００３３】
以下、図１〜図８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。
図１において、電池を新しい電池１１２に交換されると、本アナログ電子時計全体の電源が投入されたことになって、各構成要素１０１〜１１１が動作開始する。
発振回路１０１は所定周波数の信号を発生し、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、パルスダウンカウンタ回路１０３及び制御回路１０４に出力する。
【００３４】
制御回路１０４は、電池交換による電源が投入されると、即ち、駆動の初期設定が行われると（ステップ８０１）、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を第１周期（例えば１０秒）に設定する（ステップＳ８０２）。パルスダウンカウンタ回路１０３は、分周回路１０２からの時計信号を計数して計時動作を行い、前記第１周期が経過する毎にパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力するように動作開始する。
【００３５】
また、制御回路１０４は、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を第１周期に設定すると同時に、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxでステッピングモータ１０８を回転駆動するように主駆動パルス発生回路１０５に主駆動パルス制御信号を出力する（ステップＳ８０３）。主駆動パルス発生回路１０５は、主駆動パルス制御信号に応答して、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxをモータドライバ回路１０７に出力する。モータドライバ回路１０７は主駆動パルスＰ１maxによってステッピングモータ１０８を回転駆動する。ステッピングモータ１０８は主駆動パルスＰ１０によって回転駆動されて、表示部１１１を駆動する。これにより、ステッピングモータ１０８は、正常に機能している場合、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによって確実に回転するように構成されているため、表示部１１１では時刻針による現在時刻表示等が正常に行われる。
【００３６】
回転検出回路１０９は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号を検出した時点で制御回路１０４に該検出信号を出力する。
制御回路１０４は、回転検出回路１０９から受信した検出信号が第１検出区間Ｔ１、第２検出区間Ｔ２、第３検出区間Ｔ３のいずれの検出区間でも検出されていないと判定、即ち回転していないと判定すると（ステップＳ８０４）、補正駆動パルスＰ２を出力するように補正駆動パルス発生回路１０６に補正駆動パルス制御信号を出力して制御する（ステップS８０５）。
【００３７】
補正駆動パルス発生回路１０６は前記制御信号に応答して補正駆動パルスＰ２をモータドライバ回路１０７に出力する。
モータドライバ回路１０７は補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０８を回転駆動する。ステッピングモータ１０８は補正駆動パルスＰ２によって回転駆動されて、表示部１１１を駆動する。これにより、ステッピングモータ１０８が回転し、表示部１１１では、時刻針による現在時刻表示等が行われる。
【００３８】
同時に制御回路１０４は、主駆動パルス発生回路１０５にパルスアップ制御信号を出力して、主駆動パルスＰ１を１ランクアップするように制御する（ステップＳ８０６）。但し、ここでは、主駆動パルスＰ１は最大エネルギのＰ１maxに設定されているため、パルスアップは行われない。正常な状態では、最大エネルギのＰ１maxによって駆動した場合には必ず回転するように設定されているため、通常は処理ステップＳ８０４において回転と判定される。
【００３９】
次に、制御回路１０４は、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を前記第１周期よりも長い第２周期（例えば８０秒）に変更する（ステップＳ８０７）。これにより、パルスダウンカウンタ回路１０３は、第２周期計時する毎に主駆動パルス発生回路１０５にパルスダウン制御信号を出力し、主駆動パルス発生回路１０５はランクダウンした主駆動パルスＰ１によって駆動するようになる。
【００４０】
処理ステップＳ８０７において、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を８０秒に設定した後、パルスダウンカウンタ回路１０３の計数値が設定値である８０秒になれば、パルスダウンカウンタ回路１０３はパルスダウン制御信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力して、１ランクダウンさせる（ステップＳ８０８、Ｓ８０９）。制御回路１０４は、処理ステップＳ８０８において、パルスダウンカウンタ回路１０３の計数値が前記設定値でない場合にはパルスダウンは行わない。
制御回路１０４は、処理ステップＳ８０４において、回転した（図７の例では、前記検出信号が第２検出区間Ｔ２又は第３検出区間Ｔ３のいずれかで検出された）と判定した場合には処理ステップＳ８０８に移行する。
また、制御回路１０４は、処理ステップＳ８０１において、駆動の初期設定が行われていないと判定すると、処理ステップＳ８０３に移行した後、前記処理を行う。
【００４１】
以上述べたように、本実施の形態では、制御回路１０４は、駆動の初期設定時に、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによってステッピングモータ１０８を駆動するように主駆動パルス発生回路１０５を制御すると共に、パルスダウンカウンタ回路１０３がパルスダウン制御信号を出力する周期を通常駆動時の第２周期よりも短い第１周期に設定し、回転検出回路１０９の検出結果が回転の場合には所定エネルギ（ステッピングモータ１０８を安定して回転駆動可能なエネルギ）の主駆動パルスＰ１にパルスダウンするまでは第２周期よりも短い第１周期でパルスダウンするように構成しているため、駆動の初期設定時に、確実に回転する主駆動パルスから開始することができると共に、エネルギの少ない主駆動パルスＰ１に短時間で変更することができるため消費電力を低減することが可能になる。また、消費電流の測定が短時間で行えるという効果を奏する。
【００４２】
尚、本実施の形態では、初期設定時の例として電源投入時の例を挙げたが、時刻合わせ等の竜頭を引き操作した時を初期設定時としても良い。この場合、竜頭の引き操作に応答して入力回路１１０が引き操作を表す引き操作信号を制御回路１０４に出力し、制御回路１０４は前記引き操作信号に応答してパルスダウンカウンタ回路１０３の周期を前記第１周期に変更するように構成する。
【００４３】
図９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、パルスダウンカウンタ回路１０３の制御に関する部分のフローチャートである。本他の実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐをどの検出区間Ｔ１〜Ｔ３で検出したかを考慮して、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を変更するようにしている。
本他の実施の形態と前記実施の形態とは図８と図９の処理フローが相違するのみで、他の構成は同じである。以下、図１〜図７及び図９を用いて本他の実施の形態の動作を説明する。
【００４４】
図９において、電池を新しい電池１１２に交換して初期設定を行うと、本アナログ電子時計全体の電源が投入されたことになって、各構成要素１０１〜１１１が動作開始する。これにより、前記実施の形態と同様に処理ステップＳ８０１〜Ｓ８０３を実行し、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を第１周期（例えば１０秒）に設定すると共に、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによってステッピングモータ１０８を回転駆動する。
【００４５】
回転検出回路１０９は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号を検出した時点で制御回路１０４に該検出信号を出力する。
制御回路１０４は、回転検出回路１０９から受信した前記検出信号が第１検出区間Ｔ１内で検出されていないと判定すると（ステップＳ９０１）、第２検出区間Ｔ２内で検出されたか否かを判定する（ステップＳ９０２）。
制御回路１０４は、処理ステップＳ９０２において、前記検出信号が第２検出区間Ｔ２内で検出されなかったと判定したときは、補正駆動パルスＰ２によって駆動するように補正駆動パルス発生回路１０６を制御した後（ステップＳ９０３）、主駆動パルスＰ１を１ランクパルスアップするように主駆動パルス発生回路１０５を制御する（ステップＳ９０４）。但し、ここでは、主駆動パルスＰ１は最大エネルギのＰ１maxに設定されているため、パルスアップは行われない。補正駆動パルス発生回路１０６は、制御回路１０４の制御に応答して、モータドライバ回路１０７を介して補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０８を駆動する。
【００４６】
次に、制御回路１０４は、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を前記第１周期よりも長い、通常状態で使用する第２周期（例えば８０秒）に設定する（ステップＳ９０５）。
次に、パルスダウンカウンタ回路１０３の計数値が設定値である８０秒になれば、パルスダウンカウンタ１０３は主駆動パルス発生回路１０５にパルスダウン制御信号を出力して、１ランクダウンさせる（ステップＳ９０６、Ｓ９０７）。主駆動パルス発生回路１０５は、次回駆動時に、前記パルスダウン制御信号に応答して１ランクダウンした主駆動パルスＰ１を出力し、モータドライバ回路１０７を介して、当該主駆動パルスＰ１によってモータ１０８を駆動する。
【００４７】
制御回路１０４は、処理ステップＳ９０２において、前記検出信号が第２検出区間Ｔ２内で検出されたと判定した場合、処理ステップＳ９０６に移行する。
また、制御回路１０４は、処理ステップＳ９０１において、前記検出信号が第１検出区間Ｔ１内で検出されたと判定した場合、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を第２周期（例えば８０秒）に設定した後（ステップＳ９０８）、処理ステップＳ９０２に移行する。
【００４８】
以上述べたように、本他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路によれば、回転検出期間を主駆動パルスＰ１による駆動直後の第１検出区間、前記第１検出区間よりも後の第２検出区間及び前記第２検出区間よりも後の第３検出区間に区分し、駆動の初期設定時に、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える検出信号をどの検出区間Ｔ１〜Ｔ３で検出したのかを考慮して、パルスダウンカウンタ回路１０３の周期を変更するようにしている。
例えば、第１検出区間の検出結果が「１」のとき、前記パルスダウンカウンタ回路のパルスダウン周期を第１周期から第２周期に変更する。また、第１検出区間及び第２検出区間の検出結果がともに「０」のとき、パルスダウンカウンタ回路１０３のパルスダウン周期を第１周期から第２周期に変更するようにしている。
【００４９】
したがって、駆動の初期設定時に、確実にステッピングモータ１０８を回転させることが可能であると共に、エネルギの少ない主駆動パルスに早く変更することができるため消費電力を低減することが可能になる。また、消費電流の測定が短時間で行えるという効果を奏する。
尚、本他の実施の形態においても、時刻合わせ等の竜頭を引き操作した時を初期設定時としても良い。
また、前記各実施の形態によれば、駆動の初期設定時に、確実にステッピングモータ１０８を回転させることが可能であると共に、エネルギの少ない主駆動パルスに早く変更することができるため消費電力を低減することが可能なアナログ電子時計を構築することが可能になる。また、消費電流の測定が短時間で行えるという効果を奏する。
【００５０】
また、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構成したが、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、時刻針以外にも、カレンダ等を駆動するためのステッピングモータに適用可能である。
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】
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る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説明するためのタイミング図である。
【図５】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６】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７】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判定チャートである。
【図８】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９】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。
【符号の説明】
【００５３】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・パルスダウンカウンタ回路
１０４・・・制御回路
１０５・・・主駆動パルス発生回路
１０６・・・補正駆動パルス発生回路
１０７・・・モータドライバ回路
１０８・・・ステッピングモータ
１０９・・・回転検出回路
１１０・・・入力回路
１１１・・・アナログ表示部
１１２・・・電池
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】
2010145106.tif 000003
【図２】
2010145106.tif 000004
【図３】
2010145106.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010145106.tif 000008
【図７】
2010145106.tif 000009
【図８】
2010145106.tif 000010
【図９】
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