(57)【要約】【課題】外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるステッピングモータ制御回路を提供すること。【解決手段】複数の駆動パルスの中から選択した駆動パルスによってステッピングモータ１０５を駆動する制御手段を備えたステッピングモータ制御回路において、制御手段は、駆動パルスによって駆動する毎に、ステッピングモータ１０５の駆動前に磁界を検出する直流磁界検出回路１１１を備え、直流磁界検出回路１１１が第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１を超える磁界を検出したとき、通常駆動時用の主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい固定駆動パルスＰｗによってステッピングモータ１０５を駆動する。【選択図】  図１
2011050164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動パルスの中から選択した駆動パルスによってステッピングモータを駆動する制御手段を備えたステッピングモータ制御回路において、
前記制御手段は、前記ステッピングモータの駆動前に磁界を検出する磁界検出手段を備え、前記磁界検出手段が第１レベルを超える磁界を検出したとき、前記通常駆動時用の主駆動パルスよりもエネルギの大きい固定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、前記磁界検出手段が前記第１レベルより小さい第２レベル以下の磁界を検出したとき、複数の主駆動パルスの中から負荷に応じた主駆動パルスを選択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、前記磁界検出手段が前記第１レベル以下で前記第１レベルより小さい第２レベルを超える磁界を検出したとき、複数の主駆動パルスの中の最大エネルギの主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４】
前記制御手段は通常駆動時に相互に極性の異なる主駆動パルスによって交互に前記ステッピングモータを駆動すると共に、前記磁界検出手段は磁界検出時に前記ステッピングモータの駆動コイルに流れる電流を検出する検出素子を有して成り、
前記磁界検出手段は、前記検出素子に生じる信号に基づいて、前記第１レベル、前記第１レベルより小さい第２レベルを超える磁界か否かを検出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】
前記制御手段は、前記ステッピングモータが回転したか否かを検出する回転検出手段を有し、前記回転検出手段は前記検出素子に生じる信号に基づいて前記ステッピングモータが回転したか否かを検出す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】
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５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、駆動コイルとを有し、前記駆動コイルの２つの端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に相互に極性の異なる交番駆動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】
前記ステッピングモータの制御方式として、ステッピングモータを主駆動パルスによって駆動した際に、前記ステッピングモータに生じる誘起電圧である検出信号に基づいた検出信号を検出することによって回転したか否かを検出し、回転したか否かに応じて、パルス幅の異なる主駆動パルスに変更（エネルギの大きい主駆動パルスに変更するランクアップやエネルギの小さい主駆動パルスに変更するランクダウン）して駆動する、あるいは、主駆動パルスよりもパルス幅の大きい補正駆動パルスによって強制的に回転させ、負荷に応じた駆動パルスに変更して駆動する補正駆動方式が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、特許文献２の直流磁場検出の構成は、駆動パルス遮断後のロータ自由振動による誘起電圧を検知する検出抵抗により、外部磁界の影響による誘起電圧の変化を複数回記憶し、基準電圧とを複数回比較判断し、異なっていた場合に磁界中と判断する結果を出力する。
前記従来の駆動システムでは直流磁界中に時計がさらされた状態で、駆動パルスがランクダウンした場合、回転しない場合でも回転したのと同等レベルの高レベルの誘起信号ＶＲｓが生じ、非回転にも拘わらず回転したと誤判定してしまう可能性がある。
【０００５】
また、直流磁界によって双方の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の誘起電圧が発生する時刻や電圧値が大きく変化するため、正常な回転検出ができなくなり、補正駆動パルスを出し続ける可能性もある。また、非回転にも拘わらず回転したと誤判定をしてしまうと、補正駆動パルスによる駆動が行われないため、ステッピングモータが回転されず、時計においては実測遅れの機能不良となるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６１−１５３８５号公報
【特許文献２】特公平４−１５９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるステッピングモータ制御回路を提供することを課題としている。
また、本発明は、外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるようにして、正確な運針動作を行うアナログ電子時計を提供することを他の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の視点によれば、複数の駆動パルスの中から選択した駆動パルスによってステッピングモータを駆動する制御手段を備えたステッピングモータ制御回路において、前記制御手段は、前記ステッピングモータの駆動前に磁界を検出する磁界検出手段を備え、前記磁界検出手段が第１レベルを超える磁界を検出したとき、前記通常駆動時用の主駆動パルスよりもエネルギの大きい固定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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるステッピングモータ制御回路を提供することができる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるようにして、正確な運針動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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の部分詳細回路図である。
【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のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて、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について説明する。尚、各図において同一部分には同一符号を付している。
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１０３、制御回路１０３からの制御信号に基づいてモータ回転駆動用の複数の駆動パルスの中から駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１０９の３種類）を有するアナログ表示部１０６、ステッピングモータ１０５の回転状況を表す誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出し誘起信号ＶＲｓ_Ｋが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超えるか否かを表す回転検出信号を出力する回転検出回路１１０、ステッピングモータ１０５からの信号に基づいてアナログ電子時計外部の直流磁界を検出する直流磁界検出回路１１１を備えている。
【００１３】
ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１０が基準しきい値Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出しないように基準しきい値Ｖｃｏｍｐ_Ｋは設定されている。
直流磁界検出回路１１１は、所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２によって、アナログ電子時計外部の直流磁界の状況を検出する。本実施の形態では、前記基準しきい電圧として複数の基準しきい電圧を有しており、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１を超える磁界の場合には強磁界が存在することを表す磁界検出信号、前記第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１よりも小さい第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２以下の場合には磁界が無いことを表す磁界検出信号、前記第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１以下で前記第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２を超える場合には弱磁界が存在することを表す磁界検出信号を出力する。
【００１４】
制御回路１０３は、各主駆動パルスＰ１による駆動を行った後、回転検出回路１１０からの回転検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定し、これにより負荷状況に応じて、複数の主駆動パルスＰ１のいずれかに主駆動パルスを変更したり、あるいは各主駆動パルスよりも駆動エネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
また、詳細は後述するが、制御回路１０３は、直流磁界検出回路１１１が検出した外部直流磁界の状況に応じて、適切な駆動パルスに変更してステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
【００１５】
尚、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段の一例を構成し、アナログ表示部１０６は時刻表示手段の一例を構成している。回転検出回路１１０は回転検出手段の一例を構成し、直流磁界検出回路１１１は磁界検出手段の一例を構成している。また、制御回路１０３、駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１０及び直流磁界検出回路１１１は制御手段の一例を構成している。
【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１０５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１０５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１０５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。
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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（ステータ２０１に流れる磁束の方向Ｘと角度θ０をなす位置）に安定して停止している。
【００２０】
いま、駆動パルス選択回路１０４から一方の極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル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）、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の実線矢印方向に１８０度回転し、角度θ１位置で安定的に停止する。
【００２１】
次に、駆動パルス選択回路１０４から、逆極性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（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）、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、角度θ０位置で安定的に停止する。
【００２２】
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度ずつ実線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、負荷を正常に動作可能な通常時の駆動に使用する主駆動パルスＰ１、全主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギが大きく、負荷が大きくモータ１０５を回転できない場合の駆動に使用する補正駆動パルスＰ２、直流磁界が存在するときにステッピングモータ１０５を確実に回転するために全主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギの大きい固定駆動パルスＰｗを用いている。各主駆動パルスＰ１は相互にエネルギの異なる駆動パルスである。固定駆動パルスＰｗは、主駆動パルスＰ１の中のいずれか、あるいは、補正駆動パルスＰ２を兼用してもよい。
【００２３】
図３は、駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１０及び直流磁界検出回路１１１の一部を詳細に示す回路図である。
図３において、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４及びスイッチ制御回路３０３は駆動パルス選択回路１０４の構成要素である。トランジスタＱ１及びトランジスタＱ３のドレイン接続点と、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ４のドレイン接続点との間には、ステッピングモータ１０５の駆動コイル２０９が接続されている。
【００２４】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６、トランジスタＱ５に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０１、トランジスタＱ６に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０２、スイッチ制御回路３０３及びコンパレータ３０４は回転検出回路１１０の構成要素である。検出用抵抗３０１、３０２は回転検出及び磁気検出に兼用する検出素子である。
【００２５】
各トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートはスイッチ制御回路１０３に接続されている。検出用抵抗３０１と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ２、及び、検出用抵抗３０２と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ１は、コンパレータ３０４の入力部に接続されている。また、コンパレータ３０４の入力部には、ステッピングモータ１０５の回転検出時には所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋが入力され、外部直流磁界検出時には所定の第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２（Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１＞Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２）が入力される。コンパレータ３０４の代わりにインバータを使用することも可能である。
【００２６】
制御回路１０３は、直流磁界検出回路１１１が検出した信号が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１を超える場合には強磁界（第１レベルを超える磁界）が存在し、直流磁界検出回路１１１が検出した信号が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１以下でＶｃｏｍｐ_Ｊ２を超える場合には弱磁界（第２レベルを超える磁界）が存在し、直流磁界検出回路１１１が検出した信号が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２以下の場合には磁界が無いと判定するように、各基準しきい電圧はＶｃｏｍｐは設定されている。
【００２７】
尚、本実施の形態では、外部直流磁界検出時には複数の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２を用いているが、１種類の基準しきい電圧を用いてもよい。また、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２のいずれかと同一値に設定してもよい。また、磁界検出用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、ｃｏｍｐ_Ｊ２は、回転検出用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋと同じでも異なってもよいが、回転検出用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋよりも低くするのが好ましい。
【００２８】
トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６、検出用抵抗３０１、３０２及び制御回路３０３は直流磁界検出回路１１１の構成要素である。
制御回路１０３は、各主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を駆動する前の磁界検出期間において、トランジスタＱ１、Ｑ６をオンにして検出用抵抗３０２（換言すれば端子ＯＵＴ１）に生じる電圧の検出と、トランジスタＱ２、Ｑ５をオンにして検出用抵抗３０１（換言すれば端子ＯＵＴ２）に生じる電圧の検出とを交互に複数回行い、外部直流磁界が存在するか否かを判定する。このとき、トランジスタＱ１とＱ２、トランジスタＱ２とＱ５を交互にオンにする期間はステッピングモータ１０５が回転しない小さなエネルギとなるようにする。
【００２９】
詳細は後述するが、無磁界の場合は端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に生じる電圧はほぼ同じ値を示すが、外部直流磁界が存在する場合、検出される誘起信号ＶＲｓは直流磁界の方向に応じて、駆動（トランジスタＱ１とＱ６、又はＱ２とＱ５がオン）による誘起電圧と外部直流磁界による誘起電圧の和又は差となる。磁界が存在する場合には、どちらか一方の端子ＯＵＴ１又はＯＵＴ２に（コイル誘起電圧＋外部直流磁界による誘起電圧）となる高い誘起信号ＶＲＳ_Ｊが発生し、他方の端子ＯＵＴ２又はＯＵＴ１に低い誘起信号ＶＲｓ_Ｋが生じる。コンパレータ３０４によって基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、Ｊ２と比較することによって直流磁界が存在するか否かを判断し、磁界が存在するか否かに応じて、所定の固定駆動パルスＰｗ、複数の主駆動パルスＰ１の中のいずれかの主駆動パルスによって駆動するようにパルス制御する。
【００３０】
前記磁界検出期間に続く回転駆動期間においてステッピングモータ１０５を回転駆動する場合、スイッチ制御回路３０３は、制御回路１０３から供給される駆動パルスに対応する回転駆動用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ２、Ｑ３を同時にオン状態とする、あるいは、トランジスタＱ１、Ｑ４を同時にオン状態とすることによって駆動コイル２０９に対して正方向あるいは逆方向に電流を供給し、これによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。
【００３１】
前記回転駆動期間に続く回転検出期間において、回転駆動後のステッピングモータ１０５の自由振動によって生じる誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出する場合、スイッチ制御回路３０３は制御回路１０３からの回転検出用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ３、Ｑ６をオンにした状態でトランジスタＱ４を所定周期でオン／オフ制御する、あるいは、トランジスタＱ４、Ｑ５をオンにした状態でトランジスタＱ３を所定周期でオン／オフ制御することにより、コンパレータ３０４で誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００３２】
コンパレータ３０４は、ステッピングモータ１０５（換言すれば駆動コイル２０９）に誘起する誘起信号ＶＲｓ_Ｋのうち、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出すると、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出したことを表す検出信号を出力する。制御回路１０３は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したと判定すると、主駆動パルスＰ１のランクダウン制御等のパルス制御を行って、次の駆動制御を行う。
磁界検出期間、回転駆動期間、回転検出期間の順で繰り返しながら、ステッピングモータ１０５の回転駆動制御を行う。
【００３３】
図４は、本実施の形態の動作を説明するタイミング図で、同図（ａ）は外部直流磁界が存在しない場合、同図（ｂ）は強い外部直流磁界（直流強磁界）が存在する場合、同図（ｃ）は弱い外部直流磁界（直流弱磁界）が存在する場合のタイミング図である。
図４（ａ）に示すように外部直流磁界が存在しない場合、磁界検出期間において直流磁界検出回路１１１は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２のいずれからも基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１、Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２を超える誘起信号ＶＲｓ_Ｊを検出できない。
【００３４】
この場合、制御回路１０３は、磁界検出期間に続く回転駆動期間において、通常駆動動作時に用いる複数の主駆動パルスＰ１中の前回駆動した主駆動パルスＰ１ｎによってステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。駆動パルス選択回路１０４は制御回路１０３の制御に応答して、端子ＯＵＴ１から駆動パルスＰ１ｎを出力してステッピングモータ１０５を駆動する。
回転駆動期間に続く回転検出期間において、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出すると、制御回路１０３はステッピングモータ１０５が回転したと判定して、主駆動パルスＰ１の維持、ランクダウン等のパルス制御を行う。
【００３５】
次のサイクルでは、磁界検出期間において磁界検出し、これに続く回転駆動期間においては端子ＯＵＴ２から逆極性の主駆動パルスＰ１ｎを出力してステッピングモータを駆動し、これに続く回転検出期間においてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定して、パルス制御動作を行う。
以後、直流磁界が存在しない場合には前記動作が繰り返され、ステッピングモータ１０５は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から供給される交互に極性の異なる主駆動パルスＰ１によって駆動される。尚、負荷変動等によってステッピングモータ１０５が回転しない事態が発生した場合、制御回路１０３は各主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動する。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように直流強磁界が存在する場合、磁界検出期間において直流磁界検出回路１１１は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２のいずれかから基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１を超える誘起信号ＶＲｓ_Ｊを検出する。
この場合、制御回路１０３は、磁界検出期間に続く回転駆動期間において、主駆動パルスＰ１に代えて、全主駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きく補正駆動パルスＰ２よりもエネルギが小さい固定駆動パルスＰｗによってステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。駆動パルス選択回路１０４は制御回路１０３の制御に応答して、端子ＯＵＴ１から固定駆動パルスＰｗを出力してステッピングモータ１０５を駆動する。
【００３７】
固定駆動パルスＰｗは強磁界中でも確実にステッピングモータ１０５を回転駆動可能な所定エネルギの駆動パルスに設定されているため、直流強磁界が存在することによって実質的に負荷が増えた状態になっても、確実にステッピングモータ１０５を回転駆動することができる。また、固定駆動パルスＰｗによって回転駆動した場合、確実にステッピングモータ１０５を回転駆動できるため回転検出は行わない。
以後、直流強磁界が存在する場合には前記動作が繰り返され、ステッピングモータ１０５は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から供給される交互に極性の異なる固定駆動パルスＰｗによって駆動される。
【００３８】
図４（ｃ）に示すように直流弱磁界が存在する場合、磁界検出期間において直流磁界検出回路１１１は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２のいずれかから、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１以下で基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_J２を超える誘起信号ＶＲｓ_Ｊを検出する。
この場合、制御回路１０３は、磁界検出期間に続く回転駆動期間において、主駆動パルスＰ１に代えて、全主駆動パルスＰ１中の最もエネルギが大きい主駆動パルスＰ１ｍａｘによってステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。駆動パルス選択回路１０４は制御回路１０３の制御に応答して、端子ＯＵＴ１から最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍａｘを出力してステッピングモータ１０５を駆動する。
【００３９】
回転駆動期間に続く回転検出期間において、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出すると、制御回路１０３はステッピングモータ１０５が回転したと判定して、主駆動パルスＰ１の維持、ランクダウン等のパルス制御を行う。
次のサイクルでは、磁界検出期間において磁界検出し、これに続く回転駆動期間においては端子ＯＵＴ２から逆極性の主駆動パルスＰ１ｎを出力してステッピングモータを駆動し、これに続く回転検出期間においてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定して、パルス制御動作を行う。
【００４０】
以後、直流弱磁界が存在する場合には前記動作が繰り返され、ステッピングモータ１０５は、端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から供給される交互に極性の異なる主駆動パルスＰ１によって駆動される。尚、負荷変動等によってステッピングモータ１０５が回転しない事態が発生した場合、制御回路１０３は主駆動パルスＰ１ｍａｘよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動する。
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のフローチャートである。
【００４１】
以下、図１〜図５を用いて、本実施の形態の動作を詳細に説明する。
制御回路１０３が磁界検出期間において、トランジスタＱ１及びＱ６の組と、トランジスタＱ２及びＱ５の組とを所定周期で交互にオン／オフ制御し、直流磁界検出回路１１１が、そのときに端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に発生する誘起信号ＶＲｓ_Ｊを検出する。
制御回路１０３は、前記磁気検出期間において、誘起信号ＶＲｓ_Ｊが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１と基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２のいずれも超えなかったと判定した場合（ステップＳ５０１、Ｓ５０２）、即ち、外部直流磁界が存在しないと判定した場合、主駆動パルスＰ１ｎを最低エネルギの主駆動パルスＰ１０に設定して（ステップＳ５０３、Ｓ５０４）、当該主駆動パルスＰ１０によってステッピングモータ１０５を駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する（ステップＳ５０５）。駆動パルス選択回路１０４は主駆動パルスＰ１０によってステッピングモータ１０５を回転駆動する。
【００４２】
制御回路１０３は、前記回転駆動期間に続く回転検出期間において、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出しなかったと判定した場合（ステップＳ５０６）、即ち、ステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定した場合、補正駆動パルスＰ２によって駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する（ステップＳ５０７）。駆動パルス選択回路１０４は補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を回転駆動し、ステッピングモータ１０５が強制的に回転するようにパルス制御が行われる。
【００４３】
次に、制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１のランクｎが最大値ｍ（エネルギ最大の主駆動パルスＰ１ｍａｘ）でない場合には（ステップＳ５０８）、主駆動パルスＰ１のランクを１ランクランクアップするようにパルス制御した後、処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ５０９）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０８において、主駆動パルスＰ１のランクｎが最大値ｍと判定した場合には、主駆動パルスＰ１のランクは変更しないようにパルス制御した後、処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ５１４）。
【００４４】
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｋを超える誘起信号ＶＲｓ_Ｋを検出したと判定した場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合、主駆動パルスＰ１のランクが最低エネルギ（ｎ＝０）のときは（ステップＳ５１２）、主駆動パルスＰ１のランクは変更しないようにパルス制御した後、処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ５１４）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５１２において主駆動パルスＰ１のランクが最低エネルギ（ｎ＝０）ではないと判定したときは、主駆動パルスＰ１のランクを１ランク下げるようにパルス制御した後、処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ５１３）。
【００４５】
制御回路１０３は、前記磁気検出期間において誘起信号ＶＲｓ_Ｊが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１以下であるが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ２を超えたと判定した場合（ステップＳ５０１、Ｓ５０２）、即ち、直流弱磁界が存在すると判定した場合、主駆動パルスＰ１を最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍａｘに設定して（ステップＳ５１１）、処理ステップＳ５０４に移行し、主駆動パルスＰ１ｍａｘによって駆動する。これにより、直流弱磁界が存在する場合でも、ステッピングモータ１０５を回転させることが可能になる。
【００４６】
制御回路１０３は、前記磁気検出期間において誘起信号ＶＲｓ_Ｊが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１を超えたと判定した場合（ステップＳ５０１）、即ち、直流強磁界が存在すると判定した場合、主駆動パルスＰ１を固定駆動パルスＰｗに設定して駆動し（ステップＳ５１０）、処理ステップＳ５０１に戻る。これにより、直流強磁界の影響で実質的に負荷が大きく増加した場合でもステッピングモータ１０５を回転させることが可能になる。
【００４７】
以上述べたように本実施の形態によれば、複数の駆動パルスの中から選択した駆動パルスによってステッピングモータ１０５を駆動する制御手段を備えたステッピングモータ制御回路において、制御手段は、駆動パルスによって駆動する毎に、ステッピングモータ１０５の駆動前に磁界を検出する直流磁界検出回路１１１を備え、直流磁界検出回路１１１が第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ_Ｊ１を超える磁界を検出したとき、通常駆動時用の主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい固定駆動パルスＰｗによってステッピングモータ１０５を駆動するようにしている。
【００４８】
したがって、外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるステッピングモータ制御回路を提供することが可能になる。また、外部磁界の影響を受けることなく、ステッピングモータを正確に駆動できるようにして、正確な運針動作を行うアナログ電子時計を提供することが可能になる。
また、直流磁界のレベルに応じて、所定エネルギの固定駆動パルスＰｗによって駆動したり、エネルギ最大の主駆動パルスＰ１ｍａｘによって駆動することにより、安定した回転制御を行うことができる。
【００４９】
また、複雑な検出パルス発生回路や、特別な磁場検出素子を用いることなく構成することが可能になる。
また、磁界中では、回転検出動作を禁止することができ誤判定を防ぐことが可能となる。
また、電子時計の場合、磁界に強い固定駆動パルスに切り替えられ、確実な運針を提供することが可能になる。
【００５０】
尚、前記実施の形態では、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単一モータの電子時計の例で説明したが、クロノグラフ時計等のような複数モータの電子時計や、モータを使用する各種電子機器にも適用可能である。
【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、クロノグラフ時計をはじめ、各種のアナログ電子時計に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス選択回路
１０５・・・ステッピングモータ
１０６・・・アナログ表示部
１０７・・・時針
１０８・・・分針
１０９・・・秒針
１１０・・・回転検出回路
１１１・・・直流磁界検出回路
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
Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジスタ
３０１、３０２・・・検出用抵抗
３０３・・・スイッチ制御回路
３０４・・・コンパレータ
【図１】
2011050164.tif 000003
【図２】
2011050164.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011050164.tif 000006
【図５】
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