(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用コイルを備えたステータ内で多極磁化されたロータを回転駆動可能なステッピングモータと、
前記駆動用コイルに対し前記ロータを駆動するための駆動パルスを供給可能な駆動制御手段と、
前記駆動パルスの電源となる電力供給手段と、
前記ロータの回転によって励起された逆誘起電力を検出可能な位置検出手段を有し、
前記駆動制御手段は、通常の駆動パルスに対し間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給する早送り制御部を備えており、
前記早送り制御部は、前記早送り用の駆動パルスの出力するタイミングを前記位置検出手段により検出された検出タイミングに基づき決めると共に、該検出タイミングが得られないときに、前記電源電圧が高いと早いタイミングで次の前記早送り用の駆動パルスを出力し、前記電源電圧が低いと遅いタイミングで前記早送り用の駆動パルスを出力することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１において、前記電力供給手段は、前記電源電圧を昇圧または降圧可能な電圧制御手段を備えている電子機器。
【請求項３】
駆動用コイルを備えたステータ内で多極磁化されたロータを回転駆動可能なステッピングモータを有する電子機器の制御方法であって、
前記駆動用コイルに対し前記ロータを駆動するための駆動パルスを供給する際に、駆動パルスの電源電圧に基づき該駆動パルスのタイミングを変更する駆動工程と、
前記ロータの回転によって励起された逆誘起電力を検出可能な位置検出工程を有し、
前記駆動工程は、通常の駆動パルスに対し間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給する早送り工程を備えており、
前記早送り工程では、前記早送り用の駆動パルスを出力するタイミングが前記位置検出工程で検出された検出タイミングに基づき決まり、該検出タイミングが得られないときに、前記電源電圧が高いと早いタイミングで次の前記早送り用の駆動パルスを出力し、前記電源電圧が低いと遅いタイミングで前記早送り用の駆動パルスを出力することを特徴とする電子機器の制御方法。
【請求項４】
請求項３において、前記駆動パルスの電源電圧を昇圧または降圧する電圧制御工程を有する電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計時装置などのステッピングモータを備えた電子機器およびその制御方法に関し、特に、ステッピングモータを早送り可能な電子機器およびその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピングモータは、パルスモータ、ステッピングモータ、階動モータあるいはデジタルモータなどとも称され、デジタル制御装置のアクチュエータとして多用されているパルス信号によって駆動されるモータである。近年、携帯に適した小型の電子機器が開発されており、これらのアクチュエータとして小型、軽量化されたステッピングモータが多く採用されている。このような電子装置の代表的なものが電子時計、時間スイッチ、クロノグラフといった計時装置である。
【０００３】
この計時装置などに用いられるステッピングモータ１０は、図７に示すように２極磁化された円盤状のロータ１３の外側がノッチ状に凹んだ磁気飽和部１７を介して連結された一体型のステータ１２の内部で回転するようになっている。そして、１Ｈｚなどの適当な周波数の駆動パルスによってロータ１３が順次回転し、その駆動力により運針できるようになっている。運針ミスをなくすためには、ロータ１３が駆動パルスによって正常に回転したか否かを確認することが重要であり、そのために図８に示すような駆動用コイルにロータ１３の回転によって逆誘起された電流あるいは電圧を検出している。
【０００４】
この図に示すように、ロータ１３の回転に起因して逆誘起された電流（逆誘起電流）は、安定位置から略９０度の位置を通過するときに駆動パルスＤＰと逆極側の第１のピークＰＭ１が表れる。さらに、ロータ１３が移動すると、逆誘起電流が０となる位置Ａを過ぎて、移動先（逆極側）である１８０度回転した逆極側の安定位置Ｂを通過するときに駆動パルスＤＰと同極側の大きな第１のピークＰＰ１が表れる。その後、ロータ１３が安定して停止するまでの揺れ（振動）に伴って第２のピークＰＭ２およびＰＰ２などが発生する。
【０００５】
第１のピークＰＭ１あるいはＰＰ１は、強度は高いが駆動パルスＤＰの過渡電流ＴＷなどの影響があるので、駆動パルスＤＰと第１のピークＰＭ１あるいはＰＰ１を時間的に分離することが難しい。このために、従来の通常運針時においては強度は低いが分離の容易な第２のピークＰＭ２あるいはＰＰ２が回転検出に用いられており、強度を上げるためにチョッパパルスによってチョッパ増幅するなどの方法が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、腕時計装置などの計時装置には様々な機能が盛り込まれるようになっており、その１つとしてステッピングモータを通常運針時よりも高速で動かして、自動的に、あるいはマニュアルで時刻合わせを行う機能がある。ステッピングモータを高速で動かす早送りを行う際は、通常の駆動パルスよりも間隔（周期）の短い早送り用の駆動パルスを供給する必要がある。さらに、時刻合わせを行うためには早送り中も運針ミス、すなわち、ロータの回転ミスはないように駆動する必要がある。このためには、できるだけ早いタイミングでロータ１３の回転を検出し、その検出タイミングによりロータの動きに合わせて早送り用の駆動パルスを供給する必要がある。したがって、第１のピークＰＭ１、ＰＰ１あるいはこれらに関連する現象、例えば、逆誘起電流の極性が反転する現象を捉えて検出タイミングを得ることが考えられている。
【０００７】
しかしながら、図８に示したように、早いタイミングでロータ１３が回転した現象を捉えようとするために、過渡電流あるいはサンプリングのタイミングのずれなどがあると回転した現象を捉えることができず、検出タイミングが得られないことがある。このような場合、早送りを継続するためには、適当なタイミングで極性の異なる早送り用の駆動パルスを続けて供給することが必要である。しかし、通常の運針時のように１Ｈｚといった決まったタイミングで駆動パルスが出力される場合と異なり、早送りされているロータ１３の回転に合致したタイミングを判断することができない。したがって、ロータの位置が検出されないと、適当なタイミングで早送り駆動パルスを供給できず、ロータの回転に対しブレーキになったり、さらには、次々と早送り用の駆動パルスのタイミングがずれてしまう可能性がある。さらに、いったん駆動パルスのタイミングがずれるとその後のタイミングもずれ易く、安定して早送りを行うことが難しくなる。
【０００８】
そこで、本発明においては、ロータの回転位置に基づき駆動パルスを出力して駆動する際にロータの位置が得られない場合があっても、ロータの回転に適したタイミングで早送り用の駆動パルスを供給することができる電子装置およびその制御方法を提供することを目的としている。そして、ステッピングモータを高速で安定して早送りできる電子機器およびその制御方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のステッピングモータを備えた電子機器においては、駆動パルスの電源電圧がロータの回転速度およびその加速度に与える影響に着目し、駆動パルスの電源電圧の高低を制御要素に加えるようにしている。すなわち、本発明の電子機器は、駆動用コイルを備えたステータ内で多極磁化されたロータを回転駆動可能なステッピングモータと、駆動用コイルに対し前記ロータを駆動可能な駆動パルスを供給する駆動制御手段と、駆動パルスの電源となる電力供給手段とを有し、駆動制御手段は、駆動パルスの電源電圧に基づき駆動パルスのタイミングを変更可能であることを前提としている。また、本発明の、駆動用コイルを備えたステータ内で多極磁化されたロータを回転駆動可能なステッピングモータを有する電子機器の制御方法においては、駆動用コイルに対しロータを駆動するための駆動パルスを供給する際に、駆動パルスの電源電圧に基づき駆動パルスのタイミングを変更する駆動工程を設けることを前提としている。
【００１０】
駆動パルスの電源電圧が高いと早送り用の駆動パルスのようにパルス幅が狭い駆動パルスであっても実効電力は大きくなる。したがって、ロータは高速で回転し、また、増速する傾向にある。一方、電源電圧が低いと駆動パルスの実効電力が減るので、ロータは低速で回転し、また、減速する傾向にある。したがって、電源電圧により駆動パルスのタイミングを制御することによりロータの回転に見合ったタイミングで駆動パルスを出力することが可能になる。
【００１１】
周期的にロータを回転する場合は、駆動パルスのタイミングを調整する必要がないために、電源電圧が低下したり、あるいは、ロータを駆動する実効電力を制御するために電源電圧を変えることがあっても、電源電圧により駆動パルスのタイミングを制御することはなかった。しかしながら、通常の駆動パルスに対し間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給する早送り制御部を備えた駆動制御手段を有する電子機器、あるいはそのような早送り用の駆動パルスを供給する早送り工程を備えた駆動工程を有する電子機器の制御方法においては、非常に有効である。
【００１２】
したがって、ロータの回転によって励起された逆誘起電力を検出可能な位置検出手段あるいは位置検出工程を用いて、早送りするときは早送り用の駆動パルスの出力するタイミングを位置検出した検出タイミングに基づき決める電子機器あるいはその制御方法においては、検出タイミングが得られないときに、電源電圧が高いと早いタイミングで次の早送り用の駆動パルスを出力し、電源電圧が低いと遅いタイミングで早送り用の駆動パルスを出力することが可能であり、検出タイミングが得られなくてもロータの回転に合致したタイミングで駆動パルスを供給できる。
【００１４】
このため、電池を電源として利用しているために電圧の変動が起こりやすい携帯型の電子機器、あるいは、電力供給手段に駆動パルスの電力を制御するために電源電圧を昇圧または降圧可能な電圧制御手段を備えている電子機器においてもロータを安定して早送りすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。図１にステッピングモータを用いた腕時計装置などの計時装置の一例を示してある。この計時装置１は、ステッピングモータ１０と、このステッピングモータ１０を駆動する制御装置２０と、ステッピングモータ１０の動きを伝達する輪列５０、および輪列５０によって運針される秒針６１、分針６２および時針６３を備えている。ステッピングモータ１０は、制御装置２０から供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動用コイル１１と、この駆動用コイル１１によって励磁されるステータ１２と、さらに、ステータ１２の内部において励磁される磁界により回転するロータ１３を備えており、ロータ１３がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）のステッピングモータ１０となっている。ステータ１２には、駆動用コイル１１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ１３の回りのそれぞれの相（極）１５および１６に発生するように磁気飽和部１７が設けられている。また、ロータ１３の回転方向を規定するために、ステータ１２の内周の適当な位置には内ノッチ１８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ１３が適当な位置に停止するようにしている。
【００１６】
ステッピングモータ１０のロータ１３の回転は、かなを介してロータ１３に噛合された五番車５１、四番車５２、三番車５３、二番車５４、日の裏車５５および筒車５６からなる輪列５０によって各針に伝達される。四番車５２の軸には秒針６１が接続され、二番車５４には分針６２が接続され、さらに、筒車５６には時針６３が接続されており、ロータ１３の回転に連動してこれらの各針によって時刻が表示される。輪列５０には、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系など（不図示）を接続することももちろん可能である。
【００１７】
この計時装置１では、ステッピングモータ１０の回転によって時刻を表示するために、ステッピングモータ１０に基準となる周波数の信号をカウント（計時）して１Ｈｚの周期で通常運針用の駆動パルスが供給される。このため、ステッピングモータ１０を制御する本例の制御装置２０は、水晶振動子などの基準発振源２１を用いて基準周波数の基準パルスやパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を発生するパルス合成回路２２と、パルス合成回路２２から供給された種々のパルス信号に基づきステッピングモータ１０を制御する駆動制御回路２５と、回転検出などを行う検出回路７５を備えている。
【００１８】
駆動制御回路２５は、後述する駆動回路３０を介して駆動用コイル１１に対しステッピングモータ１０の駆動用ロータ１３を通常運針用に駆動するために１Ｈｚの周波数の通常の駆動パルスを供給する機能２６、ロータ１３が回転しなかったときに駆動パルスより実効電力の大きな補助パルスを出力する補助機能２７などを備えている。さらに、本例の駆動制御回路２５は、ロータ１３を通常運針用の駆動パルスよりも間隔の短い早送り用の駆動パルスＰＷを供給する早送り機能２８を備えている。したがって、本例の駆動制御回路２５は、この駆動パルスＰＷを用いて通常運針と同じ方向あるいは逆方向にステッピングモータを高速で駆動することができる。
【００１９】
この駆動制御回路２５からの制御信号φｏ１およびφｏ２の基にステッピングモータ１０に様々な駆動パルスを供給する駆動回路３０は、直列に接続されたｐチャンネルＭＯＳ３２ａとｎチャンネルＭＯＳ３３ａ、およびｐチャンネルＭＯＳ３２ｂとｐチャンネルＭＯＳ３３ｂによって構成されたブリッジ回路を備えており、これらによって電源４１からステッピングモータ１０の駆動用コイル１１に供給される電力を制御できるようになっている。
【００２０】
本例のステッピングモータ１０のコイル部１９には、駆動用コイル１１と共に検出用コイル７１が巻かれており、この検出用コイル７１は接続回路７２と接続されている。接続回路７２は、ｐチャンネルＭＯＳ７２ａおよび７２ｂが並列に接続された回路であり、検出制御回路７５から供給された制御信号φｔ１およびφｔ２により制御される。この接続回路７２により、駆動パルスが供給された後に検出用コイル７１が短絡され、さらにチョッピングされ、検出用コイル７１に発生した逆誘起電力を増幅して、増幅された検出電圧φｋ１およびφｋ２が検出制御回路７５にフィードバックされるようになっている。そして、この検出信号φｋ１およびφｋ２に基づきロータ１３が回転したか否かが検出される。
【００２１】
また、本例の計時装置１は、電源４１を充電可能な発電装置４０と、電源４１から出力された電力を昇降圧して制御装置２０の駆動回路３０に供給する昇降圧回路４９を備えている。本例の昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ４９ａ、４９ｂおよび４９ｃを用いて多段階の昇圧および降圧ができるようになっており、制御装置２０の駆動制御回路２５から制御信号φ１１によって駆動回路３０に供給する電圧を調整することができる。また、昇降圧回路４９の出力電圧はモニタ回路φ１２によって駆動制御回路２５にも供給されており、これによって電源電圧をモニタすることができる。従って、通常運針時の駆動パルスはもちろん、早送り用の駆動パルスＰＷの電圧を制御し、パルス幅と電圧によって駆動パルスの実効電力を制御できる。このため、きめの細かい駆動電力の制御が可能であり、ロータ１３を回転するのに適した電力の駆動パルスを供給して省電力化を図ると共に、高速で早送りができるようになっている。
【００２２】
図２に、駆動用コイル１１に早送り用の駆動パルスＰＷを供給し早送りする様子をタイミングチャートにより示してある。本図に示すように、本例の早送りは所定の周期で早送り用の駆動パルスＰＷを供給する定期駆動ではなく、検出用コイル７１に生じた逆誘導電圧φｋ１を捉えてロータ１３の回転を検出し、そのロータ１３が回転した現象を検出したタイミング（検出タイミングＤＴ、例えば時刻ｔ４）の直後あるいは一定の遅延時間ｄ０が経過した後に次の早送り用の駆動パルスＰＷを供給する自励駆動を採用している。したがって、ステッピングモータの実状にあった高速で早送りできる。特に、ロータ１３の位置検出をしているので、ロータ１３が適当な位置に達したときに次の駆動パルスを供給でき、ロータ１３の動きに次の駆動パルスがブレーキを掛けたり、あるいはロータ１３の位置と同期が取れずに駆動パルスの実効電力がロータの動きに相殺されて実効電力が不足することがなく、少ないエネルギーで早送りを確実に行うことができる。
【００２３】
検出タイミングＤＴは、ロータ１３の回転による逆誘起電力の同極性の第１ピークＰＰ１を検出したり、逆誘起電圧の極性を判断し逆誘起電圧が０になった点を検出（ゼロクロス）するなどの方法がある。本例では、第１ピーク（図８に示したピークＰＰ１）による逆誘起電圧をチョッパ増幅し、そのレベルが所定の値Ｌに到達した時点を検出タイミングＤＴとして採用しているが、このような方法に限定されないことはもちろんであり、第１ピークＰＰ１以外の逆誘起電圧の現象を捉えてもロータ１３の位置を検出でき、それに基づいて駆動パルスを適当なタイミングで供給することも可能である。
【００２４】
図３に、本例の駆動制御部２５の早送り機能２８における制御方法の概略をフローチャートを用いて示してある。まず、ステップＳＴ１で早送り用の駆動パルスＰＷを出力する。次に、ステップＳＴ２で駆動パルスに伴って検出用コイルに発生するスパイクＳなどを避けるためにマスク期間τ０を開け、ステップＳＴ３で検出用コイル７１を接続回路７２で短絡し、発生する逆誘起電圧をチョッパ増幅する。ステップＳＴ４でチョッパ増幅された電圧が所定のレベルＬに達すると、ステップＳＴ５でその検出タイミングＤＴから所定の遅延時間ｄｏを開け、ステップＳＴ１に戻って逆極の駆動パルスＰＷを出力する。これによって、駆動パルスＰＷの実効電力とステッピングモータ１０の条件の合致した速度でロータ１３を早送りすることができる。
【００２５】
一方、ステップＳＴ３の回転検出においてロータの回転が検出されず、検出タイミングＤＴが得られないことがある。このため、本例では、ステップＳＴ６で一定の期間Ｉが経過するとステップＳＴ１に強制的に移行し、逆極の駆動パルスＰＷを供給することにより早送りが継続して行われるようにしている。そして、このステップＳＴ６で判断する期間Ｉを駆動パルスＰＷの電源電圧Ｖに基づき変えることにより、検出タイミングＤＴが得られないときでも、できるだけロータ１３の動きに合致したタイミングで次の駆動パルスＰＷを供給できるようにしている。このため、検出タイミングＤＴが得られないことがあっても安定して早送りすることができる。
【００２６】
図４に、本例の早送り機能２８で電源電圧Ｖによって設定されている期間Ｉをグラフにより示してある。電源電圧Ｖが高いと駆動パルスＰＷの実効電力は大きい。したがって、ロータ１３は高速で回転しており、また、加速傾向にあることが多い。また、電源電圧Ｖが低いときは駆動パルスＰＷの実効電力が小さいのでロータ１３は低速で回転しており、また、減速傾向にあることが多い。このため、本例の早送り機能２８では、電源電圧Ｖが低いときは期間Ｉを長く設定し、検出タイミングＤＴが得られないときに、次に供給される駆動パルスＰＷのタイミングを遅くしている。また、電源電圧Ｖが高いときは期間Ｉを短く設定し、検出タイミングＤＴが得られないときに、次に供給される駆動パルスＰＷのタイミングを早くしている。
【００２７】
図２に示したタイミングチャートに基づき、本例の計時装置１において駆動制御部２５の制御により駆動パルスＰＷが供給される例をさらに詳しく説明する。ステップＳＴ１において時刻ｔ１に早送り用の駆動パルスＰＷが供給され、時刻ｔ２に駆動パルスＰＷが低レベルになると、ステップＳＴ２において時刻ｔ１からマスク期間τ０を開けた後、ステップＳＴ３で時刻ｔ３に検出用コイル７１を短絡して逆誘起電圧を検出する。マスク期間τ０を設けることにより、駆動パルスＰＷによって発生するスパイクｓなどのノイズをチョッパ増幅することがなくなるので、信頼性の高い検出タイミングＤＴを得ることができる。ステップＳＴ４で時刻ｔ４に検出タイミングＤＴが得られると、ステップＳＴ５において遅延時間ｄ０を開けた時刻ｔ５に次の極性の異なる駆動パルスＰＷが供給され、早送りが継続して行われる。
【００２８】
この駆動パルスが供給された後、上記と同様に時刻ｔ６から逆誘起電圧が検出されたときに、何らかの要因により、チョッパ増幅された逆誘起電圧がレベルＬに到達しないことがある。この場合、本例の早送り機能２８ではステップＳＴ６において、駆動パルスＰＷが出力された時刻ｔ５からの経過時間Ｉを計測しており、駆動パルスＰＷの電源電圧Ｖに対応する経過期間Ｉが経過すると、回転検出を中止する。そして、強制的に次の逆極の駆動パルスＰＷを経過期間Ｉが経過した時刻ｔ７に出力する。このステップＳＴ６において、駆動制御回路２５は電源電圧を信号φ１２により監視しているので、図４のグラフに基づき電源電圧Ｖに対応する期間Ｉをテーブルあるいは関数Ｉ（Ｖ）などにより設定できる。このため、強制的に極性の異なる次の駆動パルスＰＷが補助的に出力されるタイミングは駆動パルスの電源電圧によって異なり、電源電圧Ｖが高いときは早く、電源電圧Ｖが低いときは遅く出力される。上述したように、電源電圧Ｖとロータ１３の回転速度は関連があるので、このような制御を行うことにより、検出タイミングＤＴが得られたときほど適切なタイミングではないかもしれないが、ロータ１３の回転位置に合致するタイミングで次の駆動パルスＰＷを供給することができる。このため、時刻ｔ８に次の駆動パルスＰＷの回転検出をしたときに時刻ｔ９に検出タイミングＤＴが得られ、その後も同様に時刻ｔ１２に検出タイミングＤＴが得られるなど、順調に早送りを継続して行うことができる。
【００２９】
これに対し、検出タイミングＤＴが得られないときに、電源電圧に関わりになく一定のタイミングで次の極性の異なる駆動パルスを強制的に供給することも可能である。しかしながら、ロータ１３の回転速度に関連した制御ができないので、次の駆動パルスのタイミングがロータ１３の回転位置に対して早すぎたり、あるいは遅すぎる可能性がある。このため、ロータ１３を回転できなかったり、あるいは回転できても、次の逆誘起電圧を検出するタイミングが不確実となり、再び検出タイミングが得られないなど、ロータを駆動する一連の制御が早送りを不安定にする方向に進行する可能性が高い。しかしながら、本例では、上述したように、検出タイミングが得られないときでもロータ１３の回転速度に関連したファクターに基づき駆動パルスのタイミングを制御できる。このため、より安定した早送り制御ができる。
【００３０】
図５および図６に、上記と異なった方法で早送り用の駆動パルスＰＷを供給する場合を示してある。本例においては、早送り用の駆動パルスＰＷを立上げた後にロータ１３の回転を検出し、検出タイミングＤＴが得られた時点で駆動パルスＰＷを立ち下げ、検出タイミングＤＴで駆動パルスＰＷのパルス幅が決定できるようにしている。したがって、駆動パルスＰＷを出力するタイミングと共に駆動パルスＰＷの実効電力も検出タイミングＤＴ、すなわち、ロータ１３の位置により制御することができる。
【００３１】
本例では早送り制御機能２８によってステッピングモータ１０は次のように制御される。まず、ステップＳＴ１１において時刻ｔ２１に早送り用の駆動パルスＰＷを立ち上げると、ステップＳＴ１２でマスク時間τ１が経過した後、ステップＳＴ１３において時刻ｔ２２に接続回路７２により検出用コイル７１を短絡し回転検出を行う。そして、ステップＳＴ１４で時刻ｔ２３に検出タイミングＤＴが得られると、ステップＳＴ１６においてそのタイミングで早送り用の駆動パルスＰＷを立ち下げる。そして、ステップＳＴ１７で遅延時間ｄ１を開けた後に、ステップＳＴ１１に戻り、時刻ｔ２４に逆極の次の駆動パルスＰＷを立ち上げる。したがって、ロータ１３の回転が検出されるまで駆動パルスＰＷが継続して供給され、回転が検出されると駆動パルスＰＷが停止すると共に、遅延時間ｄ１後に次の駆動パルスＰＷが供給される。このため、ステッピングモータ１０のロータの回転状況に合わせたタイミングおよび実効電力の駆動パルスＰＷが供給され、安定してステッピングモータを早送りすることができる。
【００３２】
このように早送り用の駆動パルスを供給する制御方式において、何らかの原因によりロータ１３の検出タイミングが得られないと、駆動パルスＰＷが出力されつづけるので、ロータ１３が拘束されロータ１３が停止してしまう。また、駆動パルスＰＷを立ち下げるタイミングがずれると、駆動パルスＰＷの実効電力がロータの回転速度に合致しないと共に、次の駆動パルスが供給されるタイミングがずれてしまう。
【００３３】
このため、本例では、ステップＳＴ１４で検出タイミングが得られないときは、ステップＳＴ１５で所定の期間Ｉを設定し、その期間Ｉが経過すると駆動パルスＰＷを強制的に立ち下げると共に、遅延時間が経過した後に次の逆極の駆動パルスを立ち上げるようにしている。そして、その期間Ｉを上述した制御方式と同様に駆動パルスの電源電圧Ｖにより変更できるようにして検出タイミングが得られないときでも、ロータの回転速度に関連するファクタを制御に取り込めるようにしている。例えば、図５において、時刻ｔ２５に駆動パルスＰＷが立ち上がった後、時刻ｔ２６から位置検出を開始したにもかかわらず検出タイミングが得られないときは、時刻ｔ２５から期間Ｉが経過した時刻ｔ２７に駆動パルスＰＷを強制的に立ち下げて駆動パルスＰＷのパルス幅を確定する。そして、遅延時間ｄ１後の時刻ｔ２８に次の逆極の駆動パルスＰＷを立ち上げて早送りを安定して継続できるようにしている。
【００３４】
したがって、本例の制御では、駆動パルスの電源電圧Ｖが高いときはパルス幅の狭い駆動パルスが短い間隔で供給され、電源電圧が低いときはパルス幅のより広い駆動パルスが広い間隔で供給される。電源電圧が高いときはロータが高速で回転しているので、早いタイミングで供給することによりロータの速度に合致した駆動パルスを供給できる。一方、電源電圧が低いときはロータが比較的低速で回転しているので、遅いタイミングで供給することによりロータの速度に合致したタイミングで供給できる。さらに、駆動パルスのパルス幅は電源電圧が高いときは狭く、また、電源電圧が低いとき広くなるので、略一定の実効電力が供給されることとなり、急激な速度変化を与えずに早送り速度を安定して維持することができる。
【００３５】
このような電源電圧Ｖの相違は、電池の電圧が上下したときに発生する。例えば、本例では発電装置４０による充電量によってスーパーキャパシタの電源４１の電圧が上下する。さらに、本例の計時装置１においては、ロータを加速したいとき、あるいは減速したいとき、また、ロータを確実に早送りしたいときなどの条件に合わせて昇降圧回路４９により電源電圧を制御できるようになっており、これによっても駆動パルスの電源電圧が変動する。しかしながら、いずれの場合でも、本例においては、検出タイミングが得られないときに電源電圧を考慮したタイミングで駆動パルスを供給することができるので早送りを安定して状態で継続して行うことができる。
【００３６】
なお、上記において説明したそれぞれの駆動パルスＰＷ、チョッパパルスなどの波形は例示であり、計時装置に採用されたステッピングモータ１０の特性などに合わせて設定できることはもちろんである。また、上記の例では、計時装置に好適な２相のステッピングモータを例に本発明を説明しているが、３相以上のステッピングモータに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。また、各相に共通した制御を行う代わりに、各相毎の適したパルス幅およびタイミングで駆動パルスを供給することも可能である。また、ステッピングモータの駆動方式は、１相励磁に限らず、２相励磁あるいは１−２相励磁であっても良いことはもちろんである。さらに、本発明は腕時計装置などの計時装置に限らず、クロノグラフなどの多機能時計やその他のステッピングモータを内蔵した電子機器においても本発明を適用できることはもちろんである。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明においては、駆動パルスの電源電圧を駆動パルスのタイミングを制御する要因の１つに加えており、ロータが定期的な回転をしていないとき、例えば、駆動パルスを供給した後にロータの位置を検出し、そのタイミングに基づいて次の駆動パルスを供給する自励駆動により早送りされているときにロータの位置が判断できなくなった場合でも、ロータの速度を考慮して駆動パルスのタイミングを決めることができる。したがって、従って、ステッピングモータの早送りを高速で安定して行うことができ、時刻合わせをステッピングモータを用いて自動的に行う機能を備えた計時装置などに適した電子機器およびその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るステッピングモータを備えた計時装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す制御駆動回路の早送り機能の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】図２に示す早送り機能の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】駆動パルスの電源電圧により設定される期間を示すグラフである。
【図５】早送り機能の異なる動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図５に示す早送り機能の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】ステータ内でロータが回転する様子を模式的に示す図である。
【図８】図７に示すようにロータが回転したときの駆動用コイルの電流変化と、それに伴って発生する逆誘起電流の変化を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１・・計時装置
１０・・ステッピングモータ
１１・・駆動用コイル
１２・・ステータ
１３・・ロータ
１７・・磁気飽和部
１９・・コイル部
２０・・制御装置
２１・・水晶振動子
２２・・パルス合成回路
２５・・駆動制御回路
２６・・通常運針機能
２８・・早送り機能
３０・・駆動回路
４０・・発電装置
４１・・電源
４９・・昇降圧回路
５０・・輪列
５１・・五番車
５２・・四番車
５３・・三番車
５４・・二番車
５５・・日の裏車
５６・・筒車
６１・・秒針
６２・・分針
６３・・時針
７１・・検出用コイル
７２・・接続回路
７５・・検出回路
【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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