(57)【要約】【課題】消費電力を抑制しつつ、直流磁界中でもステッピングモータを正常に回転駆動できるようにする。【解決手段】ステッピングモータ１０２の回転状況に応じて発生する誘起信号ＶＲｓを検出する回転検出回路１０９と、回転検出回路１０９による検出結果に応じて、エネルギが相互に異なる複数の駆動パルス中のいずれかの駆動パルスを選定し、相互に極性の異なる前記選択した駆動パルスによって交互にステッピングモータ１０２を駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、エネルギが同一で極性が異なる駆動パルスによって回転駆動した際に生じる誘起信号ＶＲｓの検出時点の差が所定時間以上の場合、前記駆動パルスよりもエネルギの大きい駆動パルスに変更して駆動する。【選択図】  図１
2011158434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータの回転状況に応じて発生する誘起信号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、エネルギが相互に異なる複数の駆動パルス中のいずれかの駆動パルスを選定し、前記選択した駆動パルスにより交互に異なる極性で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、
前記制御手段は、エネルギが同一で極性が異なる駆動パルスによって回転駆動した際に生じる前記誘起信号の検出時点の差が所定時間以上の場合、前記駆動パルスよりもエネルギの大きい駆動パルスに変更して駆動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】
前記制御手段は、変更前の前記駆動パルスが主駆動パルスの場合、前記主駆動パルスよりもエネルギが大きい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、変更前の前記駆動パルスが主駆動パルスの場合、最大エネルギの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又は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、変更前の前記駆動パルスが最大エネルギの主駆動パルスの場合、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい所定エネルギの固定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】
前記固定駆動パルスは補正駆動パルスであ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、変更前の前記駆動パルスが補正駆動パルスの場合、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、最大エネルギの主駆動パルスよりも大きい所定エネルギの固定駆動パルスで前記ステッピングモータを所定回数連続して回転した後、最大エネルギの主駆動パルス及び補正駆動パルスに変更して異なる極性で複数回駆動し、前記最大エネルギの主駆動パルスにより異なる極性で複数回駆動したときに検出した誘起信号の検出時点の差が所定時間以内の場合、前記固定駆動パルスを前記最大エネルギの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６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８】
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７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２極ＰＭ（Permanent Magnet）型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２極ＰＭ型ステッッピングモータの低消費駆動方式として、通常時の駆動を担う複数種類の主駆動パルスＰ１と、前記各主駆動パルスよりも駆動エネルギが大きく負荷変動時の駆動を担う補正駆動パルスＰ２とを備えたステッピングモータの補正駆動方式が実用化されている。主駆動パルスＰ１として相互に駆動エネルギが異なる複数種類の駆動パルスが予め用意されており、主駆動パルスＰ１は、ロータの回転／非回転に応じてエネルギを減少／増加させ、できる限り少ないエネルギで駆動するように駆動エネルギのランクがシフトするように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この補正駆動方式は、（１）主駆動パルスＰ１をステッピングモータの駆動コイルの一方の極Ｏ１に出力し、その直後のロータ振動によってコイルに発生する誘起電圧を検出する。（２）その誘起電圧が任意設定の基準しきい電圧を超えた場合は回転とし、そのエネルギを維持した主駆動パルスＰ１を駆動用コイルの他方の極Ｏ２に出力し、回転している限り一定回数繰り返す。その回数が一定回数（ＰＣＤ）に達すると、駆動エネルギを１ランク少なくした主駆動パルスＰ１を他方の極に出力し（ランクダウン）、再度この処理を繰り返す。（３）誘起電圧が基準しきい電圧を超えなかった場合は非回転とし、直ちに駆動エネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を同極に出力し、強制的に回転させる。次回駆動時に、非回転になった主駆動パルスＰ１より１ランクエネルギが大きい主駆動パルスＰ１を他極に出力し（ランクアップ）、前記（１）〜（３）を繰り返す。
【０００５】
また、特許文献２に記載された発明では、前記ステッピングモータの回転を検出する際に、誘起信号レベルの検出に加え、誘起信号の検出時刻を基準時刻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、誘起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（ランクアップ）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（ランクダウン）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、消費電力を低減している。
【０００６】
また、従来の電子時計では、外部の交流（ＡＣ）磁界を検出すると、安定に回転させるために所定駆動エネルギの固定駆動パルスに設定して駆動するように構成したものがあるが、外部の直流（ＤＣ）磁界については対応されておらず、外部直流磁界が存在する場合にステッピングモータの回転異常が発生し、指針の運針異常等が生じるという問題がある。
【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
【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、消費電力を抑制しつつ、直流磁界中でもステッピングモータを正常に回転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】
本発明の第１の視点によれば、ステッピングモータの回転状況に応じて発生する誘起信号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、エネルギが相互に異なる複数の駆動パルス中のいずれかの駆動パルスを選定し、前記選択した駆動パルスにより交互に異なる極性で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、前記制御手段は、エネルギが同一で極性が異なる駆動パルスによって回転駆動した際に生じる前記誘起信号の検出時点の差が所定時間以上の場合、前記駆動パルスよりもエネルギの大きい駆動パルスに変更して駆動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。
【００１０】
また、本発明の第２の視点によれば、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】
【００１１】
本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、消費電力を抑制しつつ、直流磁界中でもステッピングモータを正常に回転駆動することが可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、消費電力を抑制しつつ、直流磁界中でもステッピングモータを正常に回転駆動することが可能になり、正確な運針を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】
【００１３】
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、ステッピングモータ制御回路１０１、ステッピングモータ制御回路１０１によって回転制御され時刻針やカレンダ機構（図示せず）等を回転駆動するステッピングモータ１０２、ステッピングモータ制御回路１０１やステッピングモータ１０２等の回路要素に駆動電力を供給する電池等の電源１０３を備えている。
【００１４】
ステッピングモータ制御回路１０１は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０４、発振回路１０４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１０５、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１０６、制御回路１０６からの制御信号に基づいてステッピングモータ１０２にモータ回転駆動用の駆動パルスを選択し出力するステッピングモータ駆動パルス回路１０７、ステッピングモータ１０２からその回転状況を表す誘起信号ＶＲｓを所定の検出期間において検出する回転検出回路１０９、回転検出回路１０９が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを最初に超える誘起信号ＶＲｓを検出した時刻を判別する検出時刻判別回路１１０、検出時刻判別回路１１０が判別した時刻の情報等を記憶する記憶回路１０８を備えている。
【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一原理のものであり、所定の検出期間において、ステッピングモータ１０２駆動直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を越えたか否かを検出し、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える誘起信号ＶＲｓを検出する毎に検出時刻判別回路１１０に通知する。
検出時刻判別回路１１０は、回転検出回路１０９が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを最初に超える誘起信号ＶＲｓを検出した時刻を判別する。制御回路１０６は、後述するように、検出時刻判別回路１１０が判別した結果得られる、所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを最初に超える誘起信号ＶＲｓの発生の有無や発生時刻に基づいて駆動パルスの切り替え制御（パルス制御）を行う。
【００１６】
記憶回路１０８には、予め当該ステッピングモータ制御回路１０１に備えられた相互にエネルギが異なる複数種類のパルスランクの主駆動パルス、補正駆動パルス、固定パルスの情報が予め記憶されており、又、検出時刻判別回路１１０が判別した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓの発生時刻の情報が記憶される。
尚、発振回路１０４及び分周回路１０５は信号発生手段を構成している。記憶回路１０８は記憶手段を構成している。回転検出回路１０９及び検出時刻判別回路１１０は回転検出手段を構成している。また、発振回路１０４、分周回路１０５、制御回路１０６、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７、記憶回路１０８は制御手段を構成している。
【００１７】
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１０２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１０２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に巻回された駆動コイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０２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はネジ又はカシメ（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。駆動コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００１８】
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。
【００１９】
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、駆動コイル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。
【００２０】
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。駆動コイル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。
【００２１】
いま、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７から矩形波の第１極性（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２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１０２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。
【００２２】
次に、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７から、前記第１極性とは異なる第２極性（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）の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して、図２の反矢印ｉ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。
以後、このように、駆動コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を交互に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。
【００２３】
尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、相互に駆動エネルギの異なる複数種類の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１ｎｍａｘ、最大駆動エネルギの主駆動パルスＰ１ｎｍａｘよりも駆動エネルギが大きい固定駆動パルスＰ３を用いている。ここでは、固定駆動パルスＰ３として、主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０２を回転させることができない場合にステッピングモータ１０２を強制的に回転させるための駆動パルスである補正駆動パルスＰ２を使用している。補正駆動パルスＰ２を固定駆動パルスＰ３として使用することにより、駆動パルスの種類を少なくすることができる。主駆動パルスＰ１の駆動エネルギの大きさ（パルスランク）は、Ｐ１１が最小でＰ１ｎｍａｘが最大である。
【００２４】
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１０２を駆動した際の直流磁界Ｈの影響を説明するタイミング図で、直流磁界Ｈの状況、ロータ２０２の回転軌道、主駆動パルスＰ１で駆動した際の誘起信号ＶＲｓ出力タイミング、主駆動パルスＰ１で駆動した直後の補正区駆動パルスＰ２による駆動の有無、主駆動パルスＰ１による駆動以降の駆動パルスの変更制御（パルス制御）、同一エネルギの主駆動パルスによって所定回数（ＰＣＤ回数）連続して駆動できたときに主駆動パルスＰ１のエネルギを小さいエネルギランクの主駆動パルスに変更（ランクダウン）するパルス制御をあわせて示している。
【００２５】
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期間を表している。ａ〜ｄ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。
主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間をマスク期間Ｔ１、マスク期間Ｔ１よりも後に続く所定時間を検出期間Ｔ２としている。マスク期間Ｔ１は回転検出回路１０９が誘起信号ＶＲｓを検出しない期間であり、又、検出期間Ｔ２は回転検出回路１０９が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出する期間である。マスク期間Ｔ１は、ステッピングモータ１０２の回転によって生じるノイズが誘起信号ＶＲｓの検出に悪影響を与えないようにして、正確に誘起信号ＶＲｓを検出できるようにするための期間である。
【００２６】
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、ステッピングモータ１０２の回転自由振動領域である領域ａ〜ｄは次のように表すことができる。即ち、領域ａは第２象限においてロータ２０２が正方向に回転する領域、領域ｂは第３象限においてロータ２０２が正方向に最初に回転する領域、領域ｃは第３象限においてロータ２０２が逆方向に回転する領域、領域ｄは第３象限においてロータ２０２が正方向に２回目に回転する領域である。
【００２７】
基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは、ステッピングモータ１０２の回転状況を判定するためにステッピングモータ１０２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１０２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。
【００２８】
以下の説明では、検出期間Ｔ２における誘起信号ＶＲｓｍａｘが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える場合を「１」、検出期間Ｔ２における誘起信号ＶＲｓｍａｘが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えない場合を「０」と表している。また、マスク期間Ｔ１は回転状況の判別には用いない期間であるため、マスク期間Ｔ１内で発生する誘起信号ＶＲｓｍａｘが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えたか否かは回転状況とは無関係であり「１」でも「０」でも構わないので、これを「１／０」と表している。
【００２９】
尚、最大駆動エネルギの主駆動パルスＰ１ｎｍａｘによる駆動では駆動エネルギに余裕がない場合、主駆動パルスＰ１ｎｍａｘを超える駆動エネルギを有する固定駆動パルスＰ３に切り替えて駆動するが、図３の例では前述したように、前記固定駆動パルスＰ３として、駆動パルスの種類を増やさないために補正駆動パルスＰ２を使用している。固定駆動パルスとして、駆動エネルギが主駆動パルスＰ１ｎｍａｘよりも大きく且つ補正駆動パルスＰ２よりも小さい固定駆動パルスＰ３を用いれば省電力化が可能になる。
【００３０】
図３には、上から順に、（１）直流磁界Ｈが存在せず余裕のある駆動エネルギで回転している場合（無磁界）、（２）第１端子ＯＵＴ１（Ｏ１）及び第２端子ＯＵＴ２（Ｏ２）間に駆動パルスを供給することによって発生する駆動磁界とは逆方向に外部直流磁界Ｈが存在する場合（直流磁界、逆方向）、（３）第１端子ＯＵＴ１（Ｏ１）及び第２端子ＯＵＴ２（Ｏ２）間に駆動パルスを供給することによって発生する駆動磁界と同方向に外部直流磁界Ｈが存在する場合（直流磁界、同方向）を示している。
【００３１】
直流磁界Ｈは、誘起信号ＶＲｓのレベルを小さく（かげり）したり、その発生時刻をずらすように影響を与える。例えば図３に示すように、直流磁界Ｈと駆動磁界が同方向の場合、誘起信号ＶＲｓは直流磁界Ｈがない場合に比べて早く発生するように位置ずれする。また、直流磁界Ｈが駆動磁界と逆方向の場合には、誘起信号ＶＲｓは直流磁界Ｈがない場合に比べて遅れて発生するように位置ずれする。本実施の形態では、直流磁界Ｈと駆動磁界の方向に応じて誘起信号ＶＲｓの発生時刻が変化することを利用して直流磁界Ｈの存在を検出し、パルス制御を行うようにしている。
【００３２】
検出時刻判別回路１１０は検出期間Ｔ２において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを最初に超える誘起信号ＶＲｓの検出時刻を判別する。
制御回路１０６は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に第１極性の駆動パルスを供給して駆動した際の前記誘起信号ＶＲｓの検出時刻と、これに続いて端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に前記第１極性とは逆極性である第２極性の駆動パルスを供給して駆動した際の前記誘起信号ＶＲｓの検出時刻との差が所定値を超える場合には、ステッピングモータ１０２の駆動に影響を与えるような所定レベル以上の直流磁界Ｈが存在すると判定して、駆動パルスのパルス制御を行う。
【００３３】
例えば、制御回路１０６は、前記検出時刻の差が所定値を超えると判定した場合、そのときの駆動パルスが最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｎｍａｘ以外の主駆動パルスＰ１のときは、主駆動パルスＰ１ｎｍａｘに変更してステッピングモータ１０２を回転駆動する。また、制御回路１０６は、前記発生時刻の差が所定値を超えると判定した場合、そのときの駆動パルスが主駆動パルスＰ１ｎｍａｘのときは、固定駆動パルスＰ３（本実施の形態では補正駆動パルスＰ２）に変更してステッピングモータ１０２を回転駆動する。
【００３４】
図４及び図５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る。
図４及び図５中の各記号の意味は次の通りである。即ち、Ｐ１は通常の駆動動作時（通常補正駆動時）にステッピングモータ１０２を駆動する主駆動パルスである。
通常補正駆動時の主駆動パルスＰ１は、後述する駆動パルス選択処理によって複数種類の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１ｎｍａｘ中から選択した主駆動パルスである。ｎは通常補正駆動時の主駆動パルスＰ１のパルスランクであり、最小駆動エネルギのランク１から最大駆動エネルギのランクｎｍａｘまで複数種類ある。
【００３５】
Ｐ２は通常補正駆動時の補正駆動パルスであり、最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｎｍａｘより大きい駆動エネルギを有している。本実施の形態では、補正駆動パルスＰ２を固定駆動パルスＰ３に兼用している。
主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１ｎｍａｘ、補正駆動パルスＰ２及び固定駆動パルスＰ３の情報は、記憶回路１０８に記憶される。
Ｎは同一エネルギの駆動パルスで連続して駆動した繰り返し回数であり、最小値１から所定値（ＰＣＤ）までの値をとる。
【００３６】
以下、図１〜図５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。
発振回路１０４は所定周波数の基準クロック信号を発生し、分周回路１０５は、発振回路１０４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制御回路１０６に出力する。
【００３７】
制御回路１０６は、前記時計信号を計数して計時動作を行うと共に、パルスランクの小さい主駆動パルスＰ１順にパルス選択処理を行うべく、先ず主駆動パルスＰ１のランクｎを最小ランクの１に設定すると共に駆動パルスの繰り返し回数Ｎを１に設定し（図４のステップＳ４０１）、最小エネルギの主駆動パルスＰ１１でステッピングモータ１０２を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０２、Ｓ４０３）。
【００３８】
ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの前記制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１１によってステッピングモータ１０２を回転駆動する。ステッピングモータ１０２は主駆動パルスＰ１１によって回転駆動されて、図示しない時刻針等を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０２が正常に回転した場合には、前記時刻針による現在時刻表示等が行われる。
【００３９】
回転検出回路１０９は、駆動パルスによる駆動直後の検出期間Ｔ２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１０２の誘起信号ＶＲｓを検出する毎に検出時刻判別回路１１０へ検出信号を出力する。検出時刻判別回路１１０は、回転検出回路１０９からの検出信号に基づいて、検出期間Ｔ２において最初に基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓｍａｘの検出時刻を判別して、検出期間Ｔ２における判定値「１」又は「０」及び前記検出時刻を制御回路１０６に通知する。
【００４０】
制御回路１０６は、検出時刻判別回路１１０からの前記判定値に基づいてステッピングモータが回転したか否かの回転状況を判定する（ステップＳ４０４）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４０４において検出期間Ｔ２の判定値が「１」の場合、即ち、誘起信号ＶＲｓパターン（Ｔ１，Ｔ２）が（１／０，１）の場合、ステッピングモータ１０２が回転したと判定する。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４０４において検出期間Ｔ２の判定値が「１」の場合には、当該誘起信号ＶＲｓの検出時刻ＴＮを記憶回路１０８に記憶する（図５のステップＳ４０５）。
【００４１】
次に制御回路１０６は、このときの繰り返し回数Ｎが２以上の場合（ステップＳ４０６）、駆動エネルギが同一で極異性の異なる駆動パルスによって交互に駆動したときの前記検出時刻が少なくとも２つ以上記憶回路１０８に記憶されているため、今回得られた検出時刻ＴＮと前回得られた検出時刻ＴＮ−１を記憶回路１０８から読み出して、検出時刻ＴＮと検出時刻ＴＮ−１の差（ＴＮ−ＴＮ―１）を算出する。
【００４２】
制御回路１０６は、前記検出時刻の差（ＴＮ−ＴＮ―１）が所定時間ΔＴ（例えば３ｍｓ）以下の場合（ステップＳ４０７）、繰り返し回数Ｎが所定回数（ＰＣＤ回数）のときは（ステップＳ４０８）、繰り返し回数Ｎを１にリセットした後（ステップＳ４０９）、主駆動パルスＰ１のランクｎが１のときは主駆動パルスＰ１をランクダウンすることができないため主駆動パルスＰ１を変更することなく処理ステップＳ４０２に戻る（ステップＳ４１０）。
【００４３】
制御回路１０６は、処理ステップＳ４１０において主駆動パルスＰ１のランクｎが１でないときは、主駆動パルスＰ１を１ランクダウンした後、処理ステップＳ４０２に戻る（ステップＳ４１１）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４０８において繰り返し回数Ｎが所定回数（ＰＣＤ回数）ではないときは、繰り返し回数Ｎに１加算した後、処理ステップＳ４０２に戻る（ステップＳ４１２）。
【００４４】
制御回路１０６は、処理ステップＳ４０４において検出期間Ｔ２の判定値が「１」でない場合、ステッピングモータ１０２を回転させることができなかったと判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０２を強制的に回転させるようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する（ステップＳ４３１）。ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６の制御に応答して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０２を駆動し、これにより、ステッピングモータ１０２が回転する。
【００４５】
次に制御回路１０６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のときは（ステップＳ４３２）、繰り返し回数Ｎを１にリセットする（ステップＳ４３３）と共に主駆動パルスＰ１は変更せずに処理ステップＳＳ４０２に戻る。制御回路１０６は、処理ステップＳ４３２において主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎｍａｘでないときは、主駆動パルスＰ１のランクを１ランクアップした後、処理ステップＳＳ４３３に移行する（ステップＳ４３４）。以上のようにして、所定強度以上の直流磁界Ｈが存在しない場合のパルス制御が行われる。
【００４６】
一方、制御回路１０６は、処理ステップＳ４０７において検出時刻の差（ＴＮ−ＴＮ―１）が所定時間ΔＴ以下ではない場合には所定強度以上の外部直流磁界Ｈが存在すると判定して、主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎｍａｘのときは（ステップＳ４１３）、繰り返し回数Ｎを１にリセットし（ステップＳ４１４）、駆動パルスを固定駆動パルスである補正駆動パルスＰ２に変更して駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する（ステップＳ４１５、Ｓ４１６）。
このようにして、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２にエネルギ同一で極性が異なる駆動パルスを供給して駆動した際の誘起信号ＶＲｓの検出時刻差（ＴＮ−ＴＮ―１）が所定時間ΔＴを超える場合には大きいエネルギの駆動パルスに変更して駆動する。ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６の制御に応答して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０２を駆動し、これにより、ステッピングモータ１０２が回転する。
【００４７】
制御回路１０６は、繰り返し回数Ｎが所定回数（ＰＣＤ回数）のときは（ステップＳ４１７）、繰り返し回数Ｎを１にリセットした後（ステップＳ４１８）、最大ランクの主駆動パルスＰ１ｎｍａｘ及び前記主駆動パルスＰ１ｎｍａｘと同極性の補正駆動パルスＰ２によって連続して駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する（ステップＳ４１９、Ｓ４２０）。ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６の制御に応答して、主駆動パルスＰ１ｎｍａｘによってステッピングモータ１０２を駆動した後これに続けて、前記主駆動パルスＰ１ｎｍａｘと同極性の補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０２を駆動する。これにより、固定駆動パルスから主駆動パルスＰ１ｎｍａｘに変更した際にステッピングモータ１０２を回転できない場合でも、補正駆動パルスＰ２によって回転させることができるため、エネルギの小さい駆動パルスに変更した場合でも非回転となることを防止できる。
【００４８】
回転検出回路１０９は、処理ステップＳ４２０において主駆動パルスＰ１ｎｍａｘによって駆動されたステッピングモータ１０２が発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、検出時刻判別回路１１０は前記誘起信号ＶＲｓの検出時刻を判別する。
制御回路１０６は、回転検出回路１０９が検出期間Ｔ２において判定値「１」の誘起信号ＶＲｓ（即ち、パターンが（１／０，１））を検出したと判定した場合（ステップＳ４２１）、前記最初の誘起信号ＶＲｓの検出時刻ＴＮを記憶回路１０８に記憶する（ステップＳ４２２）。
【００４９】
制御回路１０６は、繰り返し数Ｎが２の場合（ステップＳ４２３）には繰り返し数Ｎを１にリセットした後ステップＳ４２４）、記憶回路１０８に記憶した今回の検出時刻ＴＮと前回の検出時刻ＴＮ−１との差が所定時間ΔＴ以下のときは、ランクダウンした後もステッピングモータ１０２を安定的に回転駆動できると判定して、処理ステップＳ４０２に戻って通常補正駆動を行う（ステップＳ４２５）。このように、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に第１極性の駆動パルスを供給して駆動した際の前記誘起信号ＶＲｓの検出時刻と、これに続いて端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に前記第１極性とは逆極性である第２極性の駆動パルスを供給して駆動した際の前記誘起信号ＶＲｓの検出時刻との差が所定値ΔＴ以下の場合には、安定した駆動が可能と判定して、通常の補正駆動に戻す。
【００５０】
このように、固定駆動パルスの一種である補正駆動パルスＰ２から主駆動パルスＰ１にランクダウンする場合、第１極性の駆動パルスによる１回の駆動と、前記第１極性の駆動に続く第２極性の駆動パルスによる１回の駆動は、各々、最大の主駆動パルスＰ１ｎｍａｘ及びこれと同極性の補正駆動パルスＰ２によって駆動し、前記第１極性の主駆動パルスＰ１ｎｍａｘでの駆動と第２極性の主駆動パルスＰ１ｎｍａｘによる駆動によって検出される基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える最初の誘起信号ＶＲｓの検出時点の差が所定時間ΔＴ内に戻っていれば、駆動パルスを固定駆動パルスである補正駆動パルスＰ２から主駆動パルスＰ１ｎｍａｘに戻すように構成している。これにより、駆動パルスの変更によってステッピングモータ１０２が非回転となる事態の発生を防止しながら、駆動パルスを変更することが可能になる。
【００５１】
制御回路１０６は、処理ステップＳ４２５において今回の検出時刻ＴＮと前回の検出時刻ＴＮ−１との差が所定時間ΔＴ以下ではない場合、ランクダウンするとステッピングモータ１０２を安定的に回転駆動できないと判定して、処理ステップＳ４１５に戻る。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４２３において繰り返し数Ｎが２以上ではない場合には、繰り返し数Ｎに１加算した後、処理ステップＳ４２０に戻るステップＳ４２６）。
【００５２】
制御回路１０６は、処理ステップＳ４２１において検出期間Ｔ２における判定値が「１」ではないと判定した場合には処理ステップＳ４１５に戻る。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４１７において繰り返し回数Ｎが所定回数（ＰＣＤ回数）に至っていないと判定したときは、繰り返し回数Ｎに１加算した後（ステップＳ４２７）、処理ステップＳ４１５に戻る。このようにして、主駆動パルスＰ１が主駆動パルスＰ１ｎｍａｘの場合には、所定回数（ＰＣＤ回数）の間、固定駆動パルスによって駆動する。
【００５３】
また、制御回路１０６は、処理ステップＳ４１３において主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎｍａｘではない場合、ランクｎを最大ランクｎｍａｘに設定し（ステップＳ４２８）、繰り返し回数Ｎを１にリセットした後（ステップＳ４２９）、処理ステップＳ４０２へ戻る。このように、主駆動パルスＰ１が最大ランクの主駆動パルスＰ１ｎｍａｘでない場合には、一気に主駆動パルスＰ１ｎｍａｘへランクアップすることにより、直流時間Ｈが存在する場合でも安定した駆動を行うことが可能になる。
また、制御回路１０６は、処理ステップＳ４０６において繰り返し回数Ｎが２以上ではない場合、繰り返し回数Ｎに１加算した後（ステップＳ４３０）、処理ステップＳ４０２へ戻る。
【００５４】
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１０２の回転状況に応じて発生する誘起信号ＶＲｓを検出する回転検出回路１０９と、回転検出回路１０９による検出結果に応じて、エネルギが相互に異なる複数の駆動パルス中のいずれかの駆動パルスを選定し、相互に極性の異なる前記選択した駆動パルスによって交互にステッピングモータ１０２を駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、エネルギが同一で極性が異なる駆動パルスによって回転駆動した際に生じる誘起信号ＶＲｓの検出時点の差が所定時間以上の場合、前記駆動パルスよりもエネルギの大きい駆動パルスに変更して駆動するように構成している。
【００５５】
したがって、消費電力を抑制しつつ、所定レベル以上の直流磁界Ｈ中でもステッピングモータ１０２を正常且つ安定に回転駆動することが可能になる。また、複雑な検出回路を設ける必要はなく、構成が簡単になる等の効果を奏する。
また、本実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、消費電力を抑制しつつ、直流磁界中でもステッピングモータを正常に回転駆動することが可能になり、正確な運針を行うことが可能になる。
【００５６】
尚、前記実施の形態では検出期間として１つの区間Ｔ２を用いるように構成したが、検出期間を複数の区間に区分し、前記複数区間で検出した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓのパターンに基づいて、パルス制御を行うように構成してもよい。
また、前記実施の形態では各主駆動パルスのエネルギを変えるために、矩形波のパルス幅が異なるように構成したが、パルス自体を櫛歯波にし、そのＯＮ／ＯＦＦデューティを変えたり、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】
【００５７】
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時計、クロノグラフ時計をはじめとして各種のアナログ電子時計に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１・・・ステッピングモータ制御回路
１０２・・・ステッピングモータ
１０３・・・電源
１０４・・・発振回路
１０５・・・分周回路
１０６・・・制御回路
１０７・・・ステッピングモータ駆動パルス回路
１０８・・・記憶回路
１０９・・・回転検出回路
１１０・・・検出時刻判別回路
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・・・駆動コイル
２１０、２１１・・・可飽和部
ＯＵＴ１・・・第１端子
ＯＵＴ２・・・第２端子
【図１】
2011158434.tif 000003
【図２】
2011158434.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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