(57)【要約】【課題】  構成を簡単にすると共に、モータの回転をスムーズにできるようにすること。【解決手段】  制御回路１０３は、回転検出回路１０６によって検出される検出信号Ｓｒが、通常駆動パルスＰ１によるモータ１０５の回転駆動後の第１基準時間内では第１基準レベルＶｃｏｍｐ１よりも小さく、前記第１基準時間よりも後の第２基準時間内では第１基準レベルＶｃｏｍｐ１よりも小さく且つ第２基準レベルＶｃｏｍｐ２よりも大きいレベルの場合に、振動によるモータ１０５の回転方向が正方向であると判断して、通常駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きく補正駆動パルスＰ２１よりもエネルギが小さい中間駆動パルスＰ２２を用いて、補正駆動パルスＰ２１による駆動タイミングと同一のタイミングでモータ１０５を回転駆動する。【選択図】  図１
2006230090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転に応じたレベルで発生する検出信号を検出する検出手段と、モータを回転駆動する駆動手段と、通常状態では前記駆動手段が通常駆動パルスによって前記モータを一方向に回転駆動するように制御すると共に、前記検出信号が第１基準レベルよりも小さい場合に前記モータが回転しなかったと判断して、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスで前記モータを強制的に前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段とを有するモータ駆動装置において、
前記制御手段は、前記通常駆動パルスによる回転駆動後に検出された前記検出信号が前記第１基準レベルよりも小さい場合、振動による前記モータの回転方向が前記一方向にあるときに、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きく前記補正駆動パルスよりもエネルギが小さい中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと所定関係にあるタイミングで前記モータを前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出信号が、前記通常駆動パルスによる回転駆動後の第１基準時間内では前記第１基準レベルよりも小さく、前記第１基準時間よりも後の第２基準時間内では前記第１基準レベルよりも小さく第２基準レベルよりも大きいレベルの場合に、振動によるモータの回転が前記一方向にあると判断して、前記中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと所定関係にあるタイミングで前記モータを回転駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと同一のタイミングで前記モータを回転駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検出信号が前記第１基準時間及び第２基準時間内で前記第２基準レベルよりも小さい場合、前記補正駆動パルスを用いて前記モータを回転駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項２又は３記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
表示針を回転駆動するためのステップモータと、時間の基準となる時間信号に基づいて計時動作を行い、前記ステップモータの回転を制御するモータ駆動装置とを有し、前記モータ駆動装置によって前記ステップモータを回転駆動することにより、前記表示針で時刻表示を行うようにしたアナログ電子時計において、
前記モータ駆動装置として、請求項１乃至４のいずれか一に記載のモータ駆動装置を用いて成る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、モータ駆動装置及び前記モータ駆動装置によって表示針を回転駆動するアナログ電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータ駆動装置により時針や分針等の表示針を回転駆動するアナログ電子時計が利用されている。モータ駆動装置は、表示針を回転駆動するステップモータ及び該ステップモータを回転駆動するための制御手段を有している。
前記ステップモータは、ロータ収容用貫通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、前記ロータ収容用貫通孔内に回転可能に配設されたロータと、前記ステータに巻回されたコイルとを有している。前記駆動回路から前記コイルに極性の異なる駆動パルスを交互に供給することにより、前記ステータに極性の異なる磁束を交互に発生させ、これによってステップモータ（換言すればロータ）を１８０度ずつ所定の一方向（正方向）に回転させると共に、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構成されている。
【０００３】
ステップモータの回転駆動には省電力化とともに回転駆動の確実性が要求される。このために、モータが正常に回転する通常状態では、所定エネルギの駆動パルス（例えば所定幅の駆動パルス（通常駆動パルス））によってロータを回転駆動しておき、前記通常駆動パルスによる回転駆動では前記ロータが回転しない場合、前記通常駆動パルスよりも高エネルギの（例えばパルス幅の広い）駆動パルス（補正駆動パルス）を供給して強制的に回転するように駆動する（補正駆動方式）。
前記従来の補正駆動方式では、ステップモータのロータの回転によって生じる検出信号（誘起電圧）が所定レベルの閾値電圧よりも小さい場合、モータは非回転であると判断し、補正駆動パルスを供給してモータを回転するようにしている。これにより、省電力化を可能にすると共に、前記ロータを確実に回転できるように構成している（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ロータが１８０度回転せず、検出信号が閾値電圧を下回って補正駆動パルスで駆動する場合で、且つ、補正駆動パルスが供給される直前までロータが初期静止位置付近で振動している場合に、ロータが前記一方向に振動しているときに補正駆動パルスが供給されてしまうと、ロータの回転エネルギが過多になってロータが１８０度を超えて回転し、３６０度回転して次の静止位置まで回転してしまう場合がある。この場合、次のサイクルの通常駆動パルスあるいは補正駆動パルスでの駆動によって、ロータを吸引してしまって回転させることができず、運針遅れが生じたり、あるいは、運針動作にムラが生じたりして運針動作が一定せず、表示針がスムーズに動かないという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、振動によるロータの回転方向が所定の一方向であることを検出して、補正駆動パルスよりも幅狭の補正駆動パルスを用いてロータを回転駆動するようにしたモータ駆動装置が開発されている（特許文献２参照）。特許文献２記載の発明によれば、少ないエネルギの補正駆動パルスを用いてロータを回転するため、駆動エネルギが過多になることを防止できるので、ロータが３６０度回転するような事態の発生を防止することができる。また、省電力化を図ることが可能になる。
【０００６】
しかしながら、前記モータ駆動装置では、ロータが前記一方向に回転していることを検出できた時点で幅狭の補正駆動パルスを供給しているため、検出信号の発生時期に応じて補正駆動パルスの供給時期が変動し、ロータの回転時期がその都度変動してしまう。したがって、表示針の運針時期が一定しないため、表示針の運針がスムーズではなく、運針ムラが生じるという問題がある。また、駆動タイミングが変動するような構成であるため、回路構成が複雑になり、したがって小型化も困難という問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−１５３８５号公報
【特許文献２】特開２００４−４５０８２号公報の段落［００１４］〜［００２４］、図１、図３、図４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、構成を簡単にすると共に、モータの回転をスムーズにすることが可能なモータ駆動装置を提供することを課題としている。
また、本発明は、構成を簡単にすると共に、表示針の運針をスムーズにすることが可能なアナログ電子時計を提供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、モータの回転に応じたレベルで発生する検出信号を検出する検出手段と、モータを回転駆動する駆動手段と、通常状態では前記駆動手段が通常駆動パルスによって前記モータを一方向に回転駆動するように制御すると共に、前記検出信号が第１基準レベルよりも小さい場合に前記モータが回転しなかったと判断して、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスで前記モータを強制的に前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段とを有するモータ駆動装置において、前記制御手段は、前記通常駆動パルスによる回転駆動後に検出された前記検出信号が前記第１基準レベルよりも小さい場合、振動による前記モータの回転方向が前記一方向にあるときに、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きく前記補正駆動パルスよりもエネルギが小さい中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと所定関係にあるタイミングで前記モータを前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴とするモータ駆動装置が提供される。
【００１０】
制御手段は、通常駆動パルスによる回転駆動後に検出された検出信号が第１基準レベルよりも小さい場合、振動によるモータの回転方向が一方向にあるときに、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きく補正駆動パルスよりもエネルギが小さい中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと所定関係にあるタイミングで前記モータを前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御する。
【００１１】
ここで、前記制御手段は、前記検出信号が、前記通常駆動パルスによる回転駆動後の第１基準時間内では前記第１基準レベルよりも小さく、前記第１基準時間よりも後の第２基準時間内では前記第１基準レベルよりも小さく第２基準レベルよりも大きいレベルの場合に、振動によるモータの回転が前記一方向にあると判断して、前記中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと所定関係にあるタイミングで前記モータを回転駆動するように前記駆動手段を制御するように構成してもよい。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記中間駆動パルスを用いて、前記補正駆動パルスによる駆動タイミングと同一のタイミングで前記モータを回転駆動するように前記駆動手段を制御するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記検出信号が前記第１基準時間及び第２基準時間内で前記第２基準レベルよりも小さい場合、前記補正駆動パルスを用いて前記モータを回転駆動するように前記駆動手段を制御するように構成してもよい。
【００１３】
また、本発明によれば、表示針を回転駆動するためのステップモータと、時間の基準となる時間信号に基づいて計時動作を行い、前記ステップモータの回転を制御するモータ駆動装置とを有し、前記モータ駆動装置によって前記ステップモータを回転駆動することにより、前記表示針で時刻表示を行うようにしたアナログ電子時計において、前記モータ駆動装置として、前記いずれかのモータ駆動装置を用いて成ることを特徴とするアナログ電子時計が提供される。
モータ駆動装置はモータを回転駆動することによって時針等の表示針を回転駆動する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るモータ駆動装置によれば、モータの回転をスムーズにすることが可能になる。また、構成を簡単にすることが可能になるため集積回路化した場合の回路規模を小さくすることが可能になる。また、省電力化が可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、表示針の運針をスムーズにすることが可能になる。また、構成を簡単にすることが可能になるため集積回路化した場合の回路規模を小さくすることが可能になる。また、省電力化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置及びアナログ電子時計について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置及び前記モータ駆動装置を用いたアナログ電子時計を示すブロック図である。アナログ電子時計として、アナログ電子腕時計の例を示している。
【００１６】
図１において、電子時計は、所定周波数の基準クロック信号を出力する発振回路１０１、発振回路１０１の出力信号を分周して計時動作の基準となる時間信号を出力する分周回路１０２、制御回路１０３、制御回路１０３からの駆動制御信号に応答してステップモータ１０５を回転駆動する駆動手段としての駆動回路１０４、ステップモータ１０５、ステップモータ１０５が発生する検出信号を検出する検出手段としての回転検出回路１０６、ステップモータ１０５によって回転駆動される輪列１０７、輪列１０７によって回転駆動される時分秒等の表示針１０８を備えている。制御回路１０３、駆動回路１０４及び回転検出回路１０６はモータ駆動装置を構成している。
【００１７】
制御回路１０３は、ＩＣのロジック回路（図示せず）によって、後述するような処理をはじめとして各種制御を行うように構成されている。あるいは、制御回路１０３は中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリ（いずれも図示せず）によって構成され、前記メモリに予め記憶したプログラムを前記ＣＰＵで実行することにより、後述するような処理をはじめとして各種制御を行うように構成されている。尚、制御回路１０３は、分周回路１０２からの時間信号を用いて計時する計時手段や電子時計の各構成要素や全体を制御する制御手段を構成し又、駆動回路１０４とともにステップモータ１０５の回転駆動を制御する回転制御手段を構成している。
【００１８】
図２は、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プモータ１０５の正面図であり、その構成自体は公知のステップモータである。
図２において、ステップモータ１０５は、磁性材料によって構成されたステータ２０１、ステータ２０１に巻回されたコイル２０２、ステータ２０１に設けられた貫通孔２０４内に回転可能に配設された２極のロータ２０３を備えている。ステータ２０１には、可飽和部２０５、２０６、ロータ２０３の停止位置を決めるための内ノッチ２０７、２０８が形成されている。
【００１９】
矩形波の駆動パルスをコイル２０２の端子ａ、ｂ間に供給して、図２の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２０５、２０６が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０３の磁極との相互作用によって、ロータ２０３は所定の一方向（図２における矢印方向（正方向））に１８０度回転する。以後、コイル２０２の両端子ａ、ｂに極性の異なる駆動パルスを交互に供給することによって、前記同様の動作が行われて、ロータ５０２が所定角度（１８０度）ずつ前記所定の一方向に回転する。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置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。また、図４は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置及びアナログ電子時計の処理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る。
以下、図１〜図４を用いて、本実施の形態に係るモータ駆動装置及び前記モータ駆動装置を用いた電子時計の動作を詳細に説明する。
【００２１】
先ず、制御回路１０３は、分周回路１０２からの時間信号を用いて計時動作を行い、通常駆動パルスＰ１によってモータ１０５を回転駆動するように制御するための駆動制御信号を駆動回路１０４に出力する（図４のステップＳ４０１）。ここで、通常駆動パルスとは、非常時の駆動に用いる駆動パルス（例えば、補正駆動パルスや消磁パルス）ではなく、モータ１０５が正常な回転動作を行う通常時に、モータ１０５を回転駆動するために用いる所定パルス幅の駆動パルスである。
【００２２】
駆動回路１０４は、制御回路１０３からの前記駆動制御信号に応答して、モータ１０５に対して、図３（Ａ）に示す通常駆動パルスＰ１を出力して、モータ１０５を回転駆動する。モータ１０５のロータ２０３は通常駆動パルスＰ１によって、所定角度（本実施の形態では１８０度）だけ所定の一方向（図２の矢印方向である正方向）に回転する。モータ１０５は、輪列１０７を介して表示針１０８を回転駆動する。これにより、随時、前記時間信号に応じた時刻が表示針１０８によって表示される。
【００２３】
一方、通常駆動パルスＰ１による駆動後の時刻ｔ１から時刻ｔ２に至る第１基準時間ＤＴにおいて、回転検出回路１０６はモータ１０５の回転に応じた信号レベルの検出信号Ｓｒを検出し、制御回路１０３は前記検出信号Ｓｒと第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１とを比較することによって、モータ１０５が回転したか否かを判断する（ステップＳ４０２）。
ステップＳ４０２において、制御回路１０３は、検出信号Ｓｒの検出レベルが第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１以上の場合、モータ１０５が回転したと判断して、通常駆動パルスＰ１による次のサイクルの駆動を行う。
【００２４】
ステップＳ４０２において、制御回路１０３は、検出信号Ｓｒの検出レベルが第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１に至らない場合、モータ１０５が回転しなかったと判断する。
この場合、制御回路１０３は、第１基準時間ＤＴ経過後の時刻ｔ２から時刻ｔ３に至る第２基準時間ＤＴ２において、検出信号Ｓｒと第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１及び第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１よりも信号レベルの小さい第２基準レベルＶｃｏｍｐ２とを比較することによって、振動によるモータ１０５の回転方向を判断する（ステップＳ４０３）。
【００２５】
先ず、ステップＳ４０３において、制御回路１０３は、第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１以上の検出信号Ｓｒが発生した場合には、モータ１０５が回転したと判断して、通常駆動パルスＰ１による次のサイクルの駆動を行う。
また、ステップＳ４０３において、制御回路１０３は、検出信号Ｓｒの信号レベルが第１基準信号レベルＶｃｏｍｐ１に至らず且つ第２基準信号レベルＶｃｏｍｐ２以上の場合、振動によるモータ１０５の回転方向が前記一方向（正方向）であり、補正駆動パルスＰ２１による回転駆動では駆動エネルギが過多になると判断して、通常駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きく補正駆動パルスＰ２１よりもエネルギが小さい（本実施の形態ではパルス幅が通常駆動パルスＰ１よりも広く補正駆動パルスＰ２１よりも狭い）中間駆動パルスＰ２２を用いて、補正駆動パルスＰ２１による駆動タイミング（パルス発生時刻を時刻ｔ３に固定したタイミング）と所定関係にあるタイミング（本実施の形態では同一タイミング）でモータ１０５を前記一方向に回転駆動する（ステップＳ４０４）。これにより、モータ１０５は、中間駆動パルスＰ２２によって、回転しすぎることなく、前記一方向（正方向）に所定角度（１８０度）回転する。
【００２６】
また、ステップＳ４０３において、制御回路１０３は、検出信号Ｓｒの信号レベルが第２基準信号レベルＶｃｏｍｐ２に至らない場合、モータ１０５の振動が小さいため補正駆動パルスＰ２１による駆動でもエネルギ過多にならないと判断して、時刻ｔ３において補正駆動パルスＰ２１によりモータ１０５を回転駆動する（ステップＳ４０５）。これにより、モータ１０５は補正駆動パルスＰ２１によって、回転しすぎることなく、前記一方向（正方向）に所定角度（１８０度）回転する。
【００２７】
前記実施の形態では、各駆動パルスＰ１、Ｐ２１、Ｐ２２は、各々同一電圧でパルス幅が相互に異なるように構成したが、駆動エネルギが相互に異なればよいため、パルス幅は同一にし、電圧値等を変えることによってエネルギを異ならせる等、種々の変更が可能である。即ち、各駆動パルスのエネルギの大きさが、通常駆動パルスＰ１＜中間駆動パルスＰ２２＜補正駆動パルスＰ２１となる関係にあればよい。
【００２８】
以上述べたように本実施の形態に係るモータ駆動装置は、モータ１０５の回転に応じたレベルで発生する検出信号Ｓｒを検出する回転検出回路１０６と、モータ１０５を回転駆動する駆動回路１０４と、通常状態では駆動回路１０４が通常駆動パルスＰ１によってモータ１０５を一方向に回転駆動するように制御すると共に、検出信号Ｓｒが第１基準レベルＶｃｏｍｐ１よりも小さい場合にモータ１０５が回転しなかったと判断して、通常駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きい補正駆動パルスＰ２１でモータ１０５を強制的に前記一方向に回転駆動するように駆動回路１０４を制御する制御回路１０３とを有するモータ駆動装置において、制御回路１０３は、通常駆動パルスＰ１による回転駆動後に検出された検出信号Ｓｒが第１基準レベルＶｃｏｍｐ１よりも小さい場合、振動によるモータ１０５の回転方向が前記一方向にあるときに、通常駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きく補正駆動パルスＰ２１よりもエネルギが小さい中間駆動パルスＰ２２を用いて、補正駆動パルスＰ２１による駆動タイミングｔ３と所定関係にあるタイミングでモータ１０５を前記一方向に回転駆動するように駆動回路１０４を制御するように構成している。
【００２９】
ここで、制御回路１０３は、検出信号Ｓｒが、通常駆動パルスＰ１による回転駆動後の第１基準時間（時刻ｔ１≦ｔ＜時刻ｔ２）内では第１基準レベルＶｃｏｍｐ１よりも小さく、第１基準時間よりも後の第２基準時間（時刻ｔ２≦ｔ＜時刻ｔ３）内では第１基準レベルＶｃｏｍｐ１に至らず且つ第２基準レベルＶｃｏｍｐ２よりも大きいレベルの場合に、振動によるモータ１０５の回転が前記一方向にあると判断して、中間駆動パルスＰ２２を用いて、補正駆動パルスＰ２１による駆動タイミングｔ３と所定関係にあるタイミングでモータ１０５を回転駆動するように駆動回路１０４を制御するようにしている。
【００３０】
したがって、駆動エネルギが過多になることがないため、モータ１０５をスムーズにすることが可能になる。また、中間駆動パルスＰ２２は補正駆動パルスＰ２１と所定関係にある固定したタイミングで供給するため、構成を簡単にすることが可能になり、集積回路化した場合の回路規模を小さくすることが可能になる。また、省電力化が可能になるという効果を奏する。
【００３１】
また、本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計は、表示針１０８を回転駆動するためのステップモータ１０５と、時間の基準となる時間信号に基づいて計時動作を行い、ステップモータ１０５の回転を制御するモータ駆動装置とを有し、前記モータ駆動装置によってステップモータ１０５を回転駆動することにより、表示針１０８で時刻表示を行うようにしたアナログ電子時計において、前記モータ駆動装置として、前述したモータ駆動装置を用いて成ることを特徴としている。
【００３２】
したがって、表示針１０８の運針をスムーズにすることが可能になる。また、構成を簡単にすることが可能になるため、集積回路化した場合の回路規模を小さくすることが可能になり、小型化が可能になる。また、省電力化が可能になるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
ステータ、前記ステータに巻回されたコイル及び前記ステータ内で回転可能に保持されたロータとを有する構成の各種モータの駆動装置に適用可能である。また、電子腕時計のみならず電子置き時計等の各種アナログ電子時計に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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で使用するステップモータの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計のタイミング図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御手段を構成する制御回路
１０４・・・駆動手段を構成する駆動回路
１０５・・・ステップモータ
１０６・・・検出手段を構成する回転検出回路
１０７・・・輪列
１０８・・・表示針
【図１】
2006230090.tif 000003
【図２】
2006230090.tif 000004
【図３】
2006230090.tif 000005
【図４】
2006230090.tif 000006