(57)【要約】【課題】ステッピングモータの逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保する。【解決手段】ステッピングモータ制御装置は、指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスの出力後にステッピングモータのロータの回転状態を検出する回転検出部と、駆動パルスとして少なくとも第１パルスと第１パルスと極性の異なる第２パルスとにより指針を逆転駆動するように制御する制御部であって、第１パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第１パルスを複数のテストパルスとして出力し、複数のテストパルスのそれぞれの出力後に回転検出部により当該テストパルスによるロータの回転状態を検出させ、検出された回転状態に応じたテストパルスを第１パルスとして設定し、設定された第１パルスと第２パルスとを少なくとも用いて指針を逆転駆動するように制御する制御部と、を備える。【選択図】図１
2019152650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスの出力後に前記ステッピングモータのロータの回転状態を検出する回転検出部と、
前記駆動パルスとして少なくとも第１パルスと前記第１パルスと極性の異なる第２パルスとにより前記指針を逆転駆動するように制御する制御部であって、前記第１パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第１パルスを複数のテストパルスとして出力し、前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に前記回転検出部により当該テストパルスによる前記ロータの回転状態を検出させ、検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第１パルスとして設定し、設定された前記第１パルスと前記第２パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するように制御する制御部と、
を備えるステッピングモータ制御装置。
【請求項２】
前記複数のテストパルスは、エネルギの小さいパルスから順にエネルギの大きいパルスになるよう連続して出力され、
前記制御部は、前記指針を正転させるのに必要なエネルギ未満の所定量のエネルギであって、前記所定量のエネルギに応じたテストパルスを前記第１パルスとして設定する
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記テストパルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きい場合に、前記ロータが前記所定量のエネルギと判定し、当該テストパルスを前記第１パルスと設定する、
請求項２に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記テストパルスの印加時点から基準しきい電圧より大きい誘起電圧が発生する時点までの所要時間が判定期間以上の場合に、前記ロータが前記所定量のエネルギと判定し、当該テストパルスを前記第１パルスと設定する、
請求項２または請求項３に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項５】
前記ロータとの間に磁路を形成可能なステータと、前記ステータに磁路を形成可能な駆動コイルと、を備え、
前記制御部は、前記複数のテストパルスの全てを前記磁路の片方の極性により発生させるように、前記複数のテストパルスを出力する
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のステッピングモータ制御装置と前記指針と備えた時計。
【請求項７】
指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスとして第１パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第１パルスを複数のテストパルスとして出力するステップと、
前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に当該テストパルスによるロータの回転状態を検出するステップと、
検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第１パルスとして設定するステップと、
設定された前記第１パルスと前記第１パルスと極性の異なる第２パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するステップと、
を備える時計用ステッピングモータ制御方法。
【請求項８】
ステッピングモータの逆転始動時に、
前記ステッピングモータが所定の正転をしない程度のパルス長を有する第１正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第１正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、
前記第１正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしなかった場合には、前記第１正転駆動パルスにパルスエネルギを加算することによって得られる第２正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第２正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、
前記第２正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をした場合には、前記第２正転駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長を決定し、
前記ステッピングモータが所定の正転をするまで、前記パルスエネルギの加算と、加算後の正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かの判定とを繰り返す、
時計用ステッピングモータ制御方法。
【請求項９】
前記ステッピングモータが所定の正転をするまで正転駆動パルスの印加が繰り返され、前記ステッピングモータが所定の正転をするまでの間に逆転駆動パルスの印加は行われない、
請求項８に記載の時計用ステッピングモータ制御方法。
【請求項１０】
前記第１正転駆動パルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きい場合に、前記所定の正転と判定する、
請求項８または請求項９に記載の時計用ステッピングモータ制御方法。
【請求項１１】
前記第１正転駆動パルスの印加時点から基準しきい電圧より大きい誘起電圧が発生する時点までの所要時間が判定期間以上の場合に、前記所定の正転と判定する、
請求項８または請求項９に記載の時計用ステッピングモータ制御方法。
【請求項１２】
連続して出力される複数の前記テストパルスの最初のテストパルスのエネルギは、前記最初のテストパルスが出力される直前のタイミングに前記ステッピングモータに出力された駆動パルスのエネルギに基づいて決められたエネルギである、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項１３】
連続して出力される複数の前記テストパルスのうち、少なくともひとつのテストパルスの極性は、他のテストパルスの極性と異なる、
請求項１から請求項４又は請求項１２のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間は、１５ｍｓ以上である、
請求項１から請求項４又は請求項１２から請求項１３のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項１５】
前記テストパルスのエネルギが所定の値以上であって前記テストパルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きくない場合に、前記第１パルスと、前記第２パルスと、エネルギが所定のエネルギであって極性が前記第１パルスと同じ極性である第３パルスとを前記ステッピングモータに印加する、
請求項１から請求項４又は請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項１６】
前記制御部が設定する前記第１パルスのパルス長が所定の範囲内の長さである場合には、前記第１パルス及び前記第２パルスによって駆動され、前記制御部が設定する前記第１パルスのパルス長が前記所定の範囲外の長さである場合には、前記第１パルスと、前記第２パルスと、エネルギが所定のエネルギであって極性が前記第１パルスと同じ極性である第３パルスとによって駆動される、
請求項１から請求項４又は請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。
【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装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
時計の指針駆動に用いられるステッピングモータを１コイルにより駆動する場合、正転駆動においては消費電流を低くできるという優位性があるが、逆転駆動においては、一旦正方向に回転させ、その反動で１つないし２つ以上の逆転パルスを用いて回転させる必要がある。このような反動を利用した逆転では、ロータを反対方向に急激に振ることとなるため、製造ばらつきや電圧により動作の安定性に影響が生じやすい。その対策として、逆転後に制動パルスを用いることが知られているが、この制動パルスによりパルスの全長が長くなってしまうという事情もある。パルスの全長が長くなってしまうことで逆転時の周波数が制限されてしまうため、針の運針による表現の幅が制限されうる。
【０００３】
特許文献１には、逆転駆動において、電源電圧に応じて第１パルス長さを変化させる旨が記載されている。ところで、特許文献１に記載された技術では、電圧以外の要因に対する対策が考慮されていない。
特許文献２には、逆転駆動パルスの第１パルス〜第３パルスの前に反転方向に引っ張る逆振りパルスを備える旨が記載されている。ところで、特許文献２に記載された技術では、高い周波数の高速駆動が制限されうる。
特許文献３には、正転の回転状態を検出することにより、その後の逆転パルスのランクを決定する旨が記載されている。ところで、特許文献３の第２実施形態の技術では、逆転パルスを決定するにあたり、事前に正転の回転状態の検出のため、ロータを必ず１ステップ正転させる必要がある。そのため、特許文献３の第２実施形態の技術では、逆転パルスを開始させるにあたり即時性や指示に対する応答性という点において十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−５９３７５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１７０２８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１９６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した問題点に鑑み、本発明は、ステッピングモータの逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保することができるステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスの出力後に前記ステッピングモータのロータの回転状態を検出する回転検出部と、前記駆動パルスとして少なくとも第１パルスと前記第１パルスと極性の異なる第２パルスとにより前記指針を逆転駆動するように制御する制御部であって、前記第１パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第１パルスを複数のテストパルスとして出力し、前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に前記回転検出部により当該テストパルスによる前記ロータの回転状態を検出させ、検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第１パルスとして設定し、設定された前記第１パルスと前記第２パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するように制御する制御部と、を備える。
【０００７】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記複数のテストパルスは、エネルギの小さいパルスから順にエネルギの大きいパルスになるよう連続して出力され、前記制御部は、前記指針を正転させるのに必要なエネルギ未満の所定量のエネルギであって、前記ロータが前記所定量のエネルギに応じたテストパルスを前記第１パルスとして設定してもよい。
【０００８】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記制御部は、前記テストパルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きい場合に、前記ロータが前記所定量のエネルギと判定し、当該テストパルスを前記第１パルスと設定してもよい。
【０００９】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記制御部は、前記テストパルスの印加時点から基準しきい電圧より大きい誘起電圧が発生する時点までの所要時間が判定期間以上の場合に、前記ロータが前記所定量のエネルギと判定し、当該テストパルスを前記第１パルスと設定してもよい。
【００１０】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、前記ロータとの間に磁路を形成可能なステータと、前記ステータに磁路を形成可能な駆動コイルと、を備え、前記制御部は、前記複数のテストパルスの全てを前記磁路の片方の極性により発生させるように、前記複数のテストパルスを出力してもよい。
【００１１】
本発明の一態様に係る時計は、前記ステッピングモータ制御装置と前記指針と備えてもよい。
【００１２】
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法は、指針を回転させるステッピングモータへの駆動パルスとして第１パルスを出力する前に、互いにエネルギの異なる複数の第１パルスを複数のテストパルスとして出力するステップと、前記複数のテストパルスのそれぞれの出力後に当該テストパルスによるロータの回転状態を検出するステップと、検出された回転状態に応じたテストパルスを前記第１パルスとして設定するステップと、設定された前記第１パルスと前記第１パルスと極性の異なる第２パルスとを少なくとも用いて前記指針を逆転駆動するステップと、を備える。
【００１３】
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法は、ステッピングモータの逆転始動時に、前記ステッピングモータが所定の正転をしない程度のパルス長を有する第１正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第１正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、前記第１正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしなかった場合には、前記第１正転駆動パルスにパルスエネルギを加算することによって得られる第２正転駆動パルスを前記ステッピングモータに印加すると共に、前記第２正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かを判定し、前記第２正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をした場合には、前記第２正転駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長を決定し、前記ステッピングモータが所定の正転をするまで、前記パルスエネルギの加算と、加算後の正転駆動パルスの印加によって前記ステッピングモータが所定の正転をしたか否かの判定を繰り返す。
【００１４】
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法では、前記ステッピングモータが所定の正転をするまで正転駆動パルスの印加が繰り返され、前記ステッピングモータが所定の正転をするまでの間に逆転駆動パルスの印加は行われなくてもよい。
【００１５】
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法では、前記第１正転駆動パルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きい場合に、前記所定の正転と判定してもよい。
【００１６】
本発明の一態様に係る時計用ステッピングモータ制御方法では、前記第１正転駆動パルスの印加時点から基準しきい電圧より大きい誘起電圧が発生する時点までの所要時間が判定期間以上の場合に、前記所定の正転と判定してもよい。
【００１７】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、連続して出力される複数の前記テストパルスの最初のテストパルスのエネルギは、前記最初のテストパルスが出力される直前のタイミングに前記ステッピングモータに出力された駆動パルスのエネルギである。
【００１８】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、連続して出力される複数の前記テストパルスのうち、少なくともひとつのテストパルスの極性は、他のテストパルスの極性と異なる。
【００１９】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間は、１５ｍｓ以上である。
【００２０】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記テストパルスのエネルギが所定の値以上であって前記テストパルスの印加に伴って発生する誘起電圧が基準しきい電圧より大きくない場合に、前記第１パルスと、前記第２パルスと、エネルギが所定のエネルギであって極性が前記第１パルスと同じ極性である第３パルスとを前記ステッピングモータに印加する。
【００２１】
本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置では、前記制御部が設定する前記第１パルスのパルス長が所定の範囲内の長さである場合には、前記第１パルス及び前記第２パルスによって駆動され、前記制御部が設定する前記第１パルスのパルス長が前記所定の範囲外の長さである場合には、前記第１パルスと、前記第２パルスと、エネルギが所定のエネルギであって極性が前記第１パルスと同じ極性である第３パルスとによって駆動される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ステッピングモータの逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保することができるステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の時計の概略構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すステッピングモータの構成の一例を示す図である。
【図３】ステッピングモータを逆転駆動する一般的な手法を説明するための図である。
【図４】図３（Ａ）に示す例の問題点を説明するための図である。
【図５】第１実施形態の時計によって実行される駆動パルスＰ１の長さの最適化などの処理（逆転準備処理）の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１実施形態の時計によって図５に示す処理が実行される一例を説明するためのタイムチャートである。
【図７】第１実施形態の時計によって図５に示す処理が実行される他の例を説明するためのタイムチャートである。
【図８】第２実施形態の時計によって実行される駆動パルスＰ１の長さの最適化などの処理（逆転準備処理）の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態の時計によって図８に示す処理が実行される一例を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】第２実施形態の時計によって図８に示す処理が実行される他の例を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のステッピングモータ制御装置、時計および時計用ステッピングモータ制御方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の時計１の概略構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、時計１が、電池１０１と、ステッピングモータ制御装置１０２と、ステッピングモータ１０３と、時計ケース１１２と、アナログ表示部１１３と、ムーブメント１１４と、指針１１５と、カレンダ表示部１１６とを備えている。
電池１０１は、ステッピングモータ制御装置１０２などに電力を供給する。ステッピングモータ制御装置１０２は、ステッピングモータ１０３の制御を行う。ステッピングモータ制御装置１０２は、発振回路１０４と、分周回路１０５と、制御回路１０６と、正転駆動パルス発生回路１０７と、逆転駆動パルス発生回路１０８と、モータ駆動回路１０９と、正転駆動回転検出回路１１０と、逆転駆動制御回路１１１とを備えている。
発振回路１０４は、所定周波数の信号を発生する。分周回路１０５は、発振回路１０４が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。制御回路１０６は、分周回路１０５が発生した時計信号などに基づいて、電子時計を構成する各電子回路要素の制御、駆動パルスの変更制御などを行う。
【００２６】
正転駆動パルス発生回路１０７は、制御回路１０６が生成した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１０３を正転駆動するための正転駆動パルスを発生させる。詳細には、正転駆動パルス発生回路１０７は、制御回路１０６が生成した制御信号に基づいて、主駆動パルスと、主駆動パルスよりも駆動力が大きい補助駆動パルスとを発生させることができる。
逆転駆動パルス発生回路１０８は、制御回路１０６が生成した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１０３を逆転駆動するための逆転駆動パルスを発生させる。
モータ駆動回路１０９は、正転駆動パルス発生回路１０７が発生した正転駆動パルス、または、逆転駆動パルス発生回路１０８が発生した逆転駆動パルスを印加することによって、ステッピングモータ１０３を駆動する。
正転駆動回転検出回路１１０は、ステッピングモータ１０３が駆動パルスによる磁力をロータ２０２に作用させた後におけるステッピングモータ１０３のロータ２０２（図２参照）の自由振動によって発生する誘起電圧ＶＲｓを検出することにより、ステッピングモータ１０３の回転状況を検出する。詳細には、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下の場合、それらの場合が生じる時点に応じて、ステッピングモータ１０３の回転状態を判定することができる。また、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合に、回転検出信号Ｖｓを制御回路１０６に出力する。
逆転駆動制御回路１１１は、逆転駆動の余裕の程度を表す逆転駆動制御信号を制御回路１０６に出力する。
【００２７】
図２は図１に示すステッピングモータ１０３の構成の一例を示す図である。
図２に示す例では、ステッピングモータ１０３が、ステータ２０１と、ロータ２０２と、ロータ収容用貫通孔２０３と、切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５と、切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７と、磁心２０８と、駆動コイル２０９と、可飽和部２１０、２１１とを備えている。
ステータ２０１は、磁性材料によって形成されている。ステータ２０１には、ロータ２０２を収容するロータ収容用貫通孔２０３が形成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を備えている。
また、ステータ２０１には、切り欠き部２０６、２０７が形成されている。ロータ収容用貫通孔２０３と切り欠き部２０６との間には、可飽和部２１０が設けられている。ロータ収容用貫通孔２０３と切り欠き部２０７との間には、可飽和部２１１が設けられている。
ロータ２０２は、２極（詳細には、Ｓ極およびＮ極）に着磁されている。また、ロータ２０２は、ステータ２０１に対して回転可能にロータ収容用貫通孔２０３内に配置されている。切り欠き部２０４、２０５は、ステータ２０１に対するロータ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。
磁心２０８は、ステータ２０１に接合されている。磁心２０８およびステータ２０１は、地板（図示せず）に固定されている。駆動コイル２０９は、磁心２０８に巻回されている。第１端子ＯＵＴ１は、駆動コイル２０９の一方の端子であり、第２端子ＯＵＴ２は、駆動コイル２０９の他方の端子である。
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、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。  つまり、磁路は、ステータ２０１とロータ２０２との間に形成可能である。また、磁路は、駆動コイル２０９によってステータ２０１に形成可能である。
【００２８】
例えば、駆動コイル２０９が励磁されていない状態では、図２に示すように、切り欠き部２０４と切り欠き部２０５を結ぶ線分と、ロータ２０２の磁極軸Ａとが直交するように、ロータ２０２は、ステータ２０１に対して安定的に停止する。
例えば、モータ駆動回路１０９が駆動パルスを駆動コイル２０９の第１端子ＯＵＴ１と第２端子ＯＵＴ２との間に供給し、図２に実線矢印で示す電流ｉが流れる場合、ステータ２０１には、図２に破線矢印で示す磁束が発生する。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に生じる磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は、図２の反時計回りに１８０度回転し、安定的に停止する。この約１８０度の回転により、時計１の指針１１５は規定量のひと目盛り分を移動することができる。当該規定量の動作を１ステップと称する場合もある。当該規定量の動作となるように、ロータ２０２と指針１１５との間には適当な減速比を備える輪列が適宜配置されている。
ロータ２０２が図２の状態から略１８０度回転した状態で、モータ駆動回路１０９が逆極性の駆動パルスを駆動コイル２０９の第１端子ＯＵＴ１と第２端子ＯＵＴ２との間に供給し、電流ｉとは逆向きの電流が流れる場合、ステータ２０１には、破線矢印とは逆向きの磁束が発生する。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に生じる磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は、図２の反時計回りに１８０度回転し、安定的に停止する。
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、ロータ２０２は、図２の反時計回りに略１８０度ずつ連続的に回転する。
【００２９】
図１の説明に戻り、時計ケース１１２は、電池１０１と、ステッピングモータ制御装置１０２と、ステッピングモータ１０３と、アナログ表示部１１３と、ムーブメント１１４と、指針１１５と、カレンダ表示部１１６とを収容する。ムーブメント１１４は、時計１の駆動部分を含む機械体である。指針１１５およびカレンダ表示部１１６は、ステッピングモータ１０３によって駆動される。アナログ表示部１１３および指針１１５は、時刻を表示する。
【００３０】
図３はステッピングモータ１０３を逆転駆動する一般的な手法を説明するための図である。詳細には、図３（Ａ）は３つの駆動パルスを印加することによってステッピングモータ１０３を逆転させる一般的な手法の一例を示している。図３（Ｂ）は２つの駆動パルスを印加することによってステッピングモータ１０３を逆転させる一般的な手法の一例を示している。
図３（Ａ）に示す例では、まず、ステッピングモータ１０３のロータ２０２を正転方向に回転させる駆動パルス（反発パルス）Ｐ１が、ステッピングモータ１０３に印加される。次いで、ステッピングモータ１０３のロータ２０２を逆転させる駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２が、ステッピングモータ１０３に印加される。次いで、駆動パルスＰ３が、ステッピングモータ１０３に印加される。その結果、ステッピングモータ１０３のロータ２０２が、逆転させられる。
つまり、図３（Ａ）に示す例では、ステッピングモータ１０３のロータ２０２が、駆動パルスＰ１によって一旦正転方向に回転させられる。次いで、正転方向の回転の反動を利用して、駆動パルスＰ２および駆動パルスＰ３によって逆転させられる。
【００３１】
図３（Ｂ）に示す例では、まず、ステッピングモータ１０３のロータ２０２を正転させる駆動パルス（反発パルス）Ｐ１が、ステッピングモータ１０３に印加される。次いで、ステッピングモータ１０３のロータ２０２を逆転させる駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２が、ステッピングモータ１０３に印加される。その結果、ステッピングモータ１０３のロータ２０２が、逆転させられる。
つまり、図３（Ｂ）に示す例では、ステッピングモータ１０３のロータ２０２が、駆動パルスＰ１によって一旦正転方向に回転させられる。次いで、正転方向の回転の反動を利用して、駆動パルスＰ２によって逆転させられる。
図３（Ｂ）に示すように、反発パルスＰ１および吸引パルスＰ２の２つの駆動パルスのみによっても、ステッピングモータ１０３のロータ２０２の逆転は成立する。一方で、製造ばらつきや磁場による脱調への対策として、図３（Ａ）に示すように、駆動パルスＰ３を付加することが一般的である。駆動パルスＰ３は、反発⇒吸引として作用する。
このような駆動パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３の組を以下では逆転パルスまたは逆転駆動パルスと称する。また、駆動パルスＰ１、Ｐ２のみでも当該逆転パルスまたは当該逆転駆動パルスを構成することができる。
【００３２】
図４は図３（Ａ）に示す例の問題点を説明するための図である。
図４において、縦軸はステッピングモータ１０３の消費電流を示している。横軸は、時間を示している。「ＩＰ１」は、駆動パルスＰ１の印加に伴うステッピングモータ１０３の消費電流の瞬時値を示している。「ＩＰ２」は、駆動パルスＰ２の印加に伴うステッピングモータ１０３の消費電流の瞬時値を示している。「ＩＰ３」は、駆動パルスＰ３の印加に伴うステッピングモータ１０３の消費電流の瞬時値を示している。
図４に示す例では、駆動パルスＰ１および駆動パルスＰ２の印加に伴うステッピングモータ１０３の消費電流（積分値）は、全体の消費電流の１８％を占める。駆動パルスＰ３の印加に伴うステッピングモータ１０３の消費電流（積分値）は、全体の消費電流の８２％を占める。
駆動パルスＰ１および駆動パルスＰ２の印加に伴うステッピングモータ１０３のロータ２０２の回転所要時間は、全体の回転所要時間の１９％を占める。駆動パルスＰ３の印加に伴うステッピングモータ１０３のロータ２０２の回転所要時間は、全体の回転所要時間の８１％を占める。
図４に示すように、駆動パルスＰ３を印加する場合には、ステッピングモータ１０３のロータ２０２の全体の回転所要時間が長くなってしまう。つまり、ステッピングモータ１０３のロータ２０２の逆転を高速化することが難しい場合が生じうる。
また、駆動パルスＰ３を印加する場合には、ステッピングモータ１０３の全体の消費電流が大きくなってしまう。つまり、ステッピングモータ１０３のロータ２０２の逆転を省消費電力化することが難しくなりうる。
【００３３】
上述した問題点に鑑み、第１実施形態の時計１では、駆動パルスＰ３（図３（Ａ）参照）の印加が行われない。また、第１実施形態の時計１では、駆動パルスＰ１の長さの最適化が行われる。
【００３４】
図５は第１実施形態の時計１によって実行される駆動パルスＰ１の長さの最適化などの処理（逆転準備処理）の一例を説明するためのフローチャートである。
図５に示す例では、第１実施形態の時計１が逆転準備処理を開始すると（つまり、ステッピングモータ１０３の逆転始動時に）、まずステップＳ１１Ａにおいて、モータ駆動回路１０９は、ステッピングモータ１０３が所定の正転（１８０度の回転未満の正転）をしない程度のパルス長を有する第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。
なお、ここで、所定の正転と正転との関係について説明する。所定の正転とは、ロータの磁極の向き（図２の矢印Ａ）が切り欠き２０５（逆極性の駆動パルスの場合は切り欠き２０４）の位置をぎりぎり超えない程度の回転状態を指す。ロータの磁極が切り欠き２０５を超えてしまえば、磁気的なポテンシャルエネルギーが最大の位置を超えたことになり、ロータはそのまま略１８０度まで回転することができる。このような、ポテンシャルエネルギー最大点を超えた回転のことを正転と称する。これにより、ロータが略１８０度回転できる状態となり、指針が１ステップ運針することができるようになる。なお、ロータの磁極が切り欠き２０５を超えることができなければ、ポテンシャルエネルギー最大点を超えられないことになり、駆動パルスが印加される前の開始位置である０度の位置に戻ろうとする。
次いで、ステップＳ１１Ｂにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓを検出する。
次いで、ステップＳ１１Ｃにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいか否かを判定する。
誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合には、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定し、ステップＳ１１Ｄに進む。上述したように、第１正転駆動パルスＰＦ１ａのパルス長は、ステッピングモータ１０３が所定の正転をしない程度のパルス長に設定されている。そのため、ステップＳ１１Ｃにおいて、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと、正転駆動回転検出回路１１０が判定することはない。
誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合には、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定し、ステップＳ１２Ａに進む。
ステップＳ１１Ｄにおいて、モータ駆動回路１０９は、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。次いで、ステップＳ２０に進む。
【００３５】
ステップＳ１２Ａにおいて、モータ駆動回路１０９は、第１正転駆動パルスＰＦ１ａにパルスエネルギを加算することによって得られる第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。この制御をランクアップと称することもある。
次いで、ステップＳ１２Ｂにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓを検出する。
次いで、ステップＳ１２Ｃにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいか否かを判定する。
誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合には、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定し、ステップＳ１２Ｄに進む。
誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合には、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定し、ステップＳ１３Ａに進む。
ステップＳ１２Ｄにおいて、モータ駆動回路１０９は、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。次いで、ステップＳ２０に進む。
【００３６】
ステップＳ１３Ａにおいて、モータ駆動回路１０９は、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂにパルスエネルギを加算することによって得られる第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する（ランクアップ）。
次いで、ステップＳ１３Ｂにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓを検出する。
次いで、ステップＳ１３Ｃにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいか否かを判定する。
誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合には、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定し、ステップＳ１３Ｄに進む。
誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合には、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定し、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３Ｄにおいて、モータ駆動回路１０９は、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。次いで、ステップＳ２０に進む。
【００３７】
ステップＳ１４では、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるまで、パルスエネルギの加算と、パルスエネルギの加算後の正転駆動パルスの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたか否かの判定とが繰り返され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったときの正転駆動パルスが、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、ステッピングモータ１０３に印加される。
【００３８】
ステップＳ２０では、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったときの駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
具体的には、ステップＳ１２Ｃにおいて誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判定された場合に、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
例えば、ステップＳ１３Ｃにおいて誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判定された場合には、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。ここで決定されるパルス長は、指針を正転させるのに必要なエネルギ未満の所定量のエネルギである。
また、ステップＳ２０では、モータ駆動回路１０９が、上述した駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２としての逆転駆動パルスをステッピングモータ１０３に印加する。その結果、図３（Ｂ）に示すように、ステッピングモータ１０３のロータ２０２が、逆転させられる。
【００３９】
詳細には、図５に示す例では、例えばステップＳ１３Ｃにおいて誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判定される場合に、ステッピングモータ１０３が、ステップＳ１３Ａにおけるパルスエネルギにより正転方向に所定量回転したと判定され、当該パルスエネルギと同等のエネルギによりステップＳ１３Ｄにおいて正転方向に駆動する。なお、所定量というのは、ロータの磁極の向き（図２の矢印A）が切り欠き２０５（逆極性の駆動パルスの場合は切り欠き２０４）の位置をぎりぎり超えない程度の状態を指す。当該所定量というのは、前述の所定の正転に対応するエネルギやそのエネルギを有する駆動パルスによりロータが回転するときの回転量となる。
当該パルスのエネルギを駆動パルスＰ１として、ステップＳ２０において、少なくとも駆動パルスＰ２が設定され、これらの駆動パルスの組により逆転パルスが設定され、ステッピングモータ１０３が逆転させられる。
【００４０】
図５に示す例によれば、ステッピングモータ１０３が所定の正転するパルス長を有する正転駆動パルスを用いて、ステッピングモータ１０３を逆転させることができる。その結果、ステッピングモータ１０３の逆転の高速化および省消費電力化を実現することができる。
【００４１】
図６は第１実施形態の時計１によって図５に示す処理が実行される一例を説明するためのタイムチャートである。
図６に示す例では、時刻ｔ１に、図５のステップＳ１１Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ２以前に、図５のステップＳ１１ＢおよびステップＳ１１Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下であり、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００４２】
次いで、時刻ｔ２に、図５のステップＳ１２Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ３以前に、図５のステップＳ１２ＢおよびステップＳ１２Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下であり、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００４３】
次いで、時刻ｔ３に、図５のステップＳ１３Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ３Ａに、図５のステップＳ１３ＢおよびステップＳ１３Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きく、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定される。
【００４４】
次いで、時刻ｔ４に、図５のステップＳ１３Ｄが実行され、モータ駆動回路１０９が、駆動パルス（反発パルス）Ｐ１（図３（Ｂ）参照）として、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ５以降に、図５のステップＳ２０が実行され、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路１０９によって、駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２、Ｐ３として、ステッピングモータ１０３に印加される。その結果、ステッピングモータ１０３が、逆転させられる。
【００４５】
図７は第１実施形態の時計１によって図５に示す処理が実行される他の例を説明するためのタイムチャートである。
図７に示す例では、時刻ｔ１１に、図５のステップＳ１１Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ１２以前に、図５のステップＳ１１ＢおよびステップＳ１１Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下であり、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００４６】
次いで、時刻ｔ１２に、図５のステップＳ１２Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ１３以前に、図５のステップＳ１２ＢおよびステップＳ１２Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ以下であり、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００４７】
次いで、時刻ｔ１３に、図５のステップＳ１３Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ１３Ａに、図５のステップＳ１３ＢおよびステップＳ１３Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きく、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定される。
【００４８】
次いで、時刻ｔ１４に、図５のステップＳ１３Ｄが実行され、モータ駆動回路１０９が、駆動パルス（反発パルス）Ｐ１（図３（Ｂ）参照）として、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ１５以降に、図５のステップＳ２０が実行され、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路１０９によって、駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２として、ステッピングモータ１０３に印加される。その結果、ステッピングモータ１０３が、逆転させられる。
図６に示す例と図７に示す例との違いは駆動パルスＰ３の有無である。本発明は、駆動パルスＰ３を不要とし、駆動パルスＰ１、Ｐ２のみによる逆転も可能とする。これにより、逆転に必要なパルス長を短くできるので逆転の駆動周波数をさらに高くすることが可能となる。
【００４９】
［第１実施形態のまとめ］
上述したように、第１実施形態の時計１では、例えば図５のステップＳ１１Ａ、Ｓ１２Ａ、Ｓ１３Ａ等において、指針１１５を回転させるステッピングモータ１０３への駆動パルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃ等が出力される。また、駆動パルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃ等の出力後には、ステップＳ１１Ｂ、Ｓ１２Ｂ、Ｓ１３Ｂ等において、ステッピングモータ１０３のロータ２０２の回転状態が検出される。
例えば図５および図６に示す例では、ステップＳ１３Ｄにおいて第３正転駆動パルスＰＦ１ｃが駆動パルス（反発パルス）Ｐ１（図３（Ｂ）参照）として出力される前に、ステップＳ１１Ａと、ステップＳ１２Ａと、ステップＳ１３Ａとにおいて、互いにエネルギの異なる複数の正転駆動パルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃが、複数のテストパルスとして出力される。
テストパルスＰＦ１ａの出力後には、ステップＳ１１Ｂにおいて、当該テストパルスＰＦ１ａによるロータ２０２の回転状態が検出される。また、テストパルスＰＦ１ｂの出力後には、ステップＳ１２Ｂにおいて、当該テストパルスＰＦ１ｂによるロータ２０２の回転状態が検出される。また、テストパルスＰＦ１ｃの出力後には、ステップＳ１３Ｂにおいて、当該テストパルスＰＦ１ｃによるロータ２０２の回転状態が検出される。
ステップＳ１３ＢおよびステップＳ１３ＣにおいてテストパルスＰＦ１ｃによるロータ２０２の回転が検出されると、ステップＳ１３Ｄにおいて、ロータ２０２の所定の正転をさせたテストパルスＰＦ１ｃが、正転駆動パルスＰＦ１ｃとして設定され、その正転駆動パルスＰＦ１ｃが、駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として出力される。
また、ステップＳ２０では、正転駆動パルスＰＦ１ｃとは極性の異なる逆転駆動パルスが、駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２（図６および図７参照）、Ｐ３（図６参照）として出力される。
つまり、図５、図６および図７に示す例では、ステップＳ１３Ｄにおいて出力される正転駆動パルスＰＦ１ｃと、ステップＳ２０において出力される逆転駆動パルスとによって、指針１１５が逆転駆動される。
そのため、第１実施形態の時計１によれば、ステッピングモータ１０３の逆転制御において、回転状態に応じたエネルギにより逆転したいときの応答性を確保することができる。詳細には、逆転に必要な駆動パルスの最適エネルギを選定するにあたり、ロータ２０２を回転させずに選定することができる。よって、逆転開始時の応答性を確保することができる。
【００５０】
例えば図５、図６および図７に示す例では、複数のテストパルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃが、エネルギの小さいパルスＰＦ１ａから順にエネルギの大きいパルスＰＦ１ｃになるよう連続して出力される。また、指針１１５を正転させるのに必要なエネルギ未満のエネルギであって、ロータ２０２が前記規定量に対応する回転角度に至る直前の回転パルスのエネルギに応じたテストパルスＰＦ１ｃが、正転駆動パルスＰＦ１ｃとして設定され、ステップＳ１３Ｄにおいて出力される。
詳細には、テストパルスＰＦ１ｃの印加に伴って発生する誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい場合に、ロータ２０２が前記規定量に対応する回転角度に至る直前の回転パルスのエネルギと判定され、当該テストパルスＰＦ１ｃが正転駆動パルスＰＦ１ｃと設定される。
そのため、第１実施形態の時計１によれば、テストパルスＰＦ１ｃよりも大きいエネルギ（つまり、必要以上に大きいエネルギ）を有するパルスが、正転駆動パルスとして設定され、出力されてしまうおそれを抑制することができる。
また、例えば図６に示す例では、制御回路１０６は、複数のテストパルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃの全てを磁路の片方の極性（詳細には、図６の上側の極性）により発生させるように、複数のテストパルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃを出力する。
【００５１】
例えば図６に示す例では、ステッピングモータ１０３が逆転パルスを構成するのに最小限のエネルギであることが検出される時刻ｔ３Ａ以前に、正転駆動パルスＰＦ１ａ、ＰＦ１ｂ、ＰＦ１ｃのようなテストパルスの印加が繰り返される。詳細には、時刻ｔ１に正転駆動パルスＰＦ１ａが印加され、時刻ｔ２に正転駆動パルスＰＦ１ｂが印加され、時刻ｔ３に正転駆動パルスＰＦ１ｃが印加される。なお、これは一例であり、これらテストパルスの数は、時刻ｔ３Ａのような誘起電圧が検出されるまで継続されるものである。
ステッピングモータ１０３が所定の正転をする時刻ｔ３Ａ以前に、逆転駆動パルスの印加は行われない。逆転駆動パルスの印加は、時刻ｔ４に行われる。
そのため、第１実施形態の時計１によれば、正転方向の回転の反動が不十分な時刻ｔ３以前に逆転駆動パルスが無駄に印加されてしまうおそれを抑制することができる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
以下、本発明のステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法の第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
第２実施形態の時計１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の時計１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の時計１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の時計１と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
図８は第２実施形態の時計１によって実行される駆動パルスＰ１の長さの最適化などの処理（逆転準備処理）の一例を説明するためのフローチャートである。
図８に示す例では、第２実施形態の時計１が逆転準備処理を開始すると（つまり、ステッピングモータ１０３の逆転始動時に）、まずステップＳ３１Ａにおいて、モータ駆動回路１０９は、ステッピングモータ１０３が所定の正転をしない程度のパルス長を有する第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、ステップＳ３１Ｂでは、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加時点から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する時点である第１判定期間経過時点以降に、正転駆動回転検出回路１１０が、誘起電圧ＶＲｓを検出する。
次いで、ステップＳ３１Ｃにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、第１判定期間経過時点以降に、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったか否かを判定する。
第１判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなった場合には、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定し、ステップＳ３１Ｄに進む。上述したように、第１正転駆動パルスＰＦ１ａのパルス長は、ステッピングモータ１０３が所定の正転をしない程度のパルス長に設定されている。そのため、ステップＳ３１Ｃにおいて、第１判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったと、正転駆動回転検出回路１１０が判定することはない。
第１判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかった場合には、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定し、ステップＳ３２Ａに進む。
ステップＳ３１Ｄにおいて、モータ駆動回路１０９は、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。次いで、ステップＳ４０に進む。
【００５４】
ステップＳ３２Ａにおいて、モータ駆動回路１０９は、第１正転駆動パルスＰＦ１ａにパルスエネルギを加算することによって得られる第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、ステップＳ３２Ｂでは、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加時点から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する時点である第２判定期間経過時点以降に、正転駆動回転検出回路１１０が、誘起電圧ＶＲｓを検出する。
次いで、ステップＳ３２Ｃにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、第２判定期間経過時点以降に、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったか否かを判定する。
第２判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなった場合には、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定し、ステップＳ３２Ｄに進む。
第２判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかった場合には、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定し、ステップＳ３３Ａに進む。
ステップＳ３２Ｄにおいて、モータ駆動回路１０９は、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。次いで、ステップＳ４０に進む。
【００５５】
ステップＳ３３Ａにおいて、モータ駆動回路１０９は、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂにパルスエネルギを加算することによって得られる第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、ステップＳ３３Ｂでは、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加時点から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する時点である第３判定期間経過時点以降に、正転駆動回転検出回路１１０が、誘起電圧ＶＲｓを検出する。
次いで、ステップＳ３３Ｃにおいて、正転駆動回転検出回路１１０は、第３判定期間経過時点以降に、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったか否かを判定する。
第３判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなった場合には、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定し、ステップＳ３３Ｄに進む。
第３判定期間経過時点以降に誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかった場合には、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定し、ステップＳ３４に進む。
ステップＳ３３Ｄにおいて、モータ駆動回路１０９は、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。次いで、ステップＳ４０に進む。
【００５６】
ステップＳ３４では、正転駆動パルスの印加時点から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する時点以降に、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなるまで、パルスエネルギの加算と、パルスエネルギの加算後の正転駆動パルスの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたか否かの判定とが繰り返され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったときの正転駆動パルスが、上述した駆動パルス（反発パルス）Ｐ１として、ステッピングモータ１０３に印加される。
【００５７】
ステップＳ４０では、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったときの駆動パルスのパルス長に基づいて逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
具体的には、ステップＳ３２Ｃにおいて誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったと判定された場合に、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
例えば、ステップＳ３３Ｃにおいて誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったと判定された場合には、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃのパルス長に基づいて、逆転駆動パルスのパルス長が決定される。
また、ステップＳ４０では、モータ駆動回路１０９が、上述した駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２としての逆転駆動パルスをステッピングモータ１０３に印加する。その結果、図３（Ｂ）に示すように、ステッピングモータ１０３のロータ２０２が、逆転させられる。
【００５８】
詳細には、図８に示す例では、例えばステップＳ３３Ｃにおいて誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判定される場合に、ステッピングモータ１０３が、ステップＳ３３Ａにおけるパルスエネルギにより所定の正転をしたと判定され、当該パルスエネルギと同等のエネルギによりステップＳ３３Ｄにおいて正転方向に駆動する。なお、所定の正転というのは、第１実施形態と同様に、ロータの磁極の向き（図２の矢印Ａ）が切り欠き２０５（逆極性の駆動パルスの場合は切り欠き２０４）の位置をぎりぎり超えない程度の状態を指す。ロータの磁極が切り欠き２０５を超えてしまえば、磁場的なポテンシャルエネルギー最大の位置を超えたことになり、ロータはそのまま略１８０度まで正転することができる。
当該パルスのエネルギを駆動パルスＰ１として、ステップＳ４０において、少なくとも駆動パルスＰ２が設定され、これらの駆動パルスの組により逆転パルスが設定され、ステッピングモータ１０３が逆転させられる。
【００５９】
図８に示す例では、テストパルスの印加時点から基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい誘起電圧ＶＲｓが発生する時点までの所要時間が判定期間Ｔｃｏｍｐ以上の場合に、ロータ２０２が所定の正転に対応するエネルギと判定され、当該テストパルスが駆動パルスＰ１として設定される。
図８に示す例によれば、図５に示す例と同様に、ステッピングモータ１０３が所定の正転をするパルス長を有する正転駆動パルスによって、ステッピングモータ１０３を回転させることができる。その結果、ステッピングモータ１０３の逆転の高速化および省消費電力化を実現することができる。
【００６０】
図９は第２実施形態の時計１によって図８に示す処理が実行される一例を説明するためのタイムチャートである。
図９に示す例では、時刻ｔ２１に、図８のステップＳ３１Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加時刻ｔ２１から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する第１判定期間経過時刻ｔ２１Ａ以降（詳細には、時刻ｔ２１Ａから時刻ｔ２２までの期間）に、図８のステップＳ３１ＢおよびステップＳ３１Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかったため、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００６１】
次いで、時刻ｔ２２に、図８のステップＳ３２Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加時刻ｔ２２から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する第２判定期間経過時刻ｔ２２Ａ以降（詳細には、時刻ｔ２２Ａから時刻ｔ２３までの期間）に、図８のステップＳ３２ＢおよびステップＳ３２Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかったため、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００６２】
次いで、時刻ｔ２３に、図８のステップＳ３３Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加時刻ｔ２３から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する第３判定期間経過時刻ｔ２３Ａ以降（詳細には、時刻ｔ２３Ａ）に、図８のステップＳ３３ＢおよびステップＳ３３Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったため、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定される。
【００６３】
次いで、時刻ｔ２４に、図８のステップＳ３３Ｄが実行され、モータ駆動回路１０９が、駆動パルス（反発パルス）Ｐ１（図３（Ｂ）参照）として、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ２５以降に、図８のステップＳ４０が実行され、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路１０９によって、駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２、Ｐ３として、ステッピングモータ１０３に印加される。その結果、ステッピングモータ１０３が、逆転させられる。
【００６４】
図１０は第２実施形態の時計１によって図８に示す処理が実行される他の例を説明するためのタイムチャートである。
図１０に示す例では、時刻ｔ３１に、図８のステップＳ３１Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第１正転駆動パルスＰＦ１ａをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加時刻ｔ３１から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する第１判定期間経過時刻ｔ３１Ａ以降（詳細には、時刻ｔ３１Ａから時刻ｔ３２までの期間）に、図８のステップＳ３１ＢおよびステップＳ３１Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかったため、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００６５】
次いで、時刻ｔ３２に、図８のステップＳ３２Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第２正転駆動パルスＰＦ１ｂをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加時刻ｔ３２から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する第２判定期間経過時刻ｔ３２Ａ以降（詳細には、時刻ｔ３２Ａから時刻ｔ３３までの期間）に、図８のステップＳ３２ＢおよびステップＳ３２Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくならなかったため、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしなかったと判定される。
【００６６】
次いで、時刻ｔ３３に、図８のステップＳ３３Ａが実行され、モータ駆動回路１０９が第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加時刻ｔ３３から判定期間Ｔｃｏｍｐが経過する第３判定期間経過時刻ｔ３３Ａ以降（詳細には、時刻ｔ３３Ａ）に、図８のステップＳ３３ＢおよびステップＳ３３Ｃが実行され、誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きくなったため、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加によってステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定される。
【００６７】
次いで、時刻ｔ３４に、図８のステップＳ３３Ｄが実行され、モータ駆動回路１０９が、駆動パルス（反発パルス）Ｐ１（図３（Ｂ）参照）として、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃをステッピングモータ１０３に印加する。
次いで、時刻ｔ３５以降に、図８のステップＳ４０が実行され、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃのパルス長に基づいてパルス長が決定された逆転駆動パルスが、モータ駆動回路１０９によって、駆動パルス（吸引パルス）Ｐ２として、ステッピングモータ１０３に印加される。その結果、ステッピングモータ１０３が、逆転させられる。
図９に示す例と図１０に示す例との違いは駆動パルスＰ３の有無である。本発明は、駆動パルスＰ３を不要とし、駆動パルスＰ１、Ｐ２のみによる逆転も可能とする。これにより、逆転に必要なパルス長を短くできるので逆転の駆動周波数をさらに高くすることが可能となる。
【００６８】
上述したように、第２実施形態の時計１では、第１正転駆動パルスＰＦ１ａの印加時点ｔ２１、ｔ３１から基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい誘起電圧ＶＲｓが発生する時点ｔ２１Ｂ、ｔ３１Ｂまでの所要時間が判定期間Ｔｃｏｍｐより短い場合に、ステッピングモータ１０３が所定の正転をしていないと判定する。
また、第２正転駆動パルスＰＦ１ｂの印加時点ｔ２２、ｔ３２から基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい誘起電圧ＶＲｓが発生する時点ｔ２２Ｂ、ｔ３２Ｂまでの所要時間が判定期間Ｔｃｏｍｐより短い場合に、ステッピングモータ１０３が所定の正転をしていないと判定する。
一方、第３正転駆動パルスＰＦ１ｃの印加時点ｔ２３、ｔ３３から基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きい誘起電圧ＶＲｓが発生する時点ｔ２３Ａ、ｔ３３Ａまでの所要時間が判定期間Ｔｃｏｍｐ以上の場合に、ステッピングモータ１０３が所定の正転をしたと判定する。
【００６９】
（変形例）
なお、逆転準備処理における第１正転駆動パルスＰＦ１ａのパルスエネルギは、逆転準備処理の実行開始の直前のタイミングにステッピングモータ１０３に印加されたパルスエネルギに基づいて制御回路１０６によって決められたエネルギであってもよい。
このように構成された時計１は、第１正転駆動パルスＰＦ１ａのパルスエネルギを予め定められた所定のエネルギよりも大きなエネルギでステッピングモータ１０３に印加することができる。そのため、逆転準備処理の実行開始から誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判定されるまでの期間を短縮することができる。
【００７０】
なお、逆転準備処理において、駆動パルスＰ１を決定するまでにステッピングモータ１０３に印加されるテストパルスは、必ずしも全てが同じ極性である必要は無い。テストパルスのうち、少なくともひとつのテストパルスの極性は、他のテストパルスの極性と異なってもよい。具体的には、逆転準備処理において駆動パルスＰ１を決定するまでには、第１の極性のテストパルスが印加される処理と、第１の極性と異なる極性である第２の極性のテストパルスが印加される処理とが実行されてもよい。第１の極性が、例えば正の極性である場合、第２の極性は負の極性である。第１の極性が、例えば負の極性である場合、第２の極性は正の極性である。
このように構成された時計１は、ステッピングモータ１０３に正と負との極性のテストパルスを印加して駆動パルスＰ１を決定する。そのため、磁場の影響や磁石の偏極等の磁気的な外乱によるステッピングモータ１０３の回転に要するエネルギの過不足の量を抑制することができる。
【００７１】
なお、テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間は、１５ｍｓ以上であることが望ましい。テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでの時間が１５ｍｓ以上であれば、テストパルスが印加されてから次のテストパルスが印加されるまでにロータ２０２の回転が静止するため、テストパルスによるエネルギーの決定の精度の低下が抑制される。
【００７２】
なお、テストパルスのパルスエネルギが所定の値以上であっても誘起電圧ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐより大きいと判定されない場合には、モータ駆動回路１０９はステッピングモータ１０３に、駆動パルスＰ１と、駆動パルスＰ２と、エネルギが所定のエネルギであって極性が第１パルスと同じ極性である駆動パルスＰ３とを印加してもよい。所定のパルスエネルギは、例えば、所定の逆転が生じない程度のパルスエネルギであってもよい。
このように構成された時計１は、正転駆動回転検出回路１１０による誘起電圧の検出不良が生じた場合であっても、時計１の指針を逆転駆動することができる。
【００７３】
なお、ロータ２０２は、制御回路１０６によってパルス長が所定の範囲内の長さに決定された場合には、駆動パルスＰ１及び駆動パルスＰ２によって駆動され、制御回路１０６によってパルス長が所定の範囲外の長さに決定された場合には、駆動パルスＰ１、駆動パルスＰ２及び駆動パルスＰ３によって駆動されてもよい。
【００７４】
なお、第１正転駆動パルスＰＦ１ａは、連続して出力される複数の前記テストパルスの最初のテストパルスの一例である。なお、駆動パルスＰ３は、第３パルスの一例である。
【００７５】
本発明の時計１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
【００７６】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００７７】
以上、本発明のステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１…時計、１０１…電池、１０２…ステッピングモータ制御装置、１０３…ステッピングモータ、１０４…発振回路、１０５…分周回路、１０６…制御回路、１０７…正転駆動パルス発生回路、１０８…逆転駆動パルス発生回路、１０９…モータ駆動回路、１１０…正転駆動回転検出回路、１１１…逆転駆動制御回路、１１２…時計ケース、１１３…アナログ表示部、１１４…ムーブメント、１１５…指針、１１６…カレンダ表示部、２０１…ステータ、２０２…ロータ、Ａ…磁極軸、２０３…ロータ収容用貫通孔、２０４…切り欠き部（内ノッチ）、２０５…切り欠き部（内ノッチ）、２０６…切り欠き部（外ノッチ）、２０７…切り欠き部（外ノッチ）、２０８…磁心、２０９…駆動コイル、２１０…可飽和部、２１１…可飽和部、ＯＵＴ１…第１端子、ＯＵＴ２…第２端子、ＶＲｓ…誘起電圧、Ｖｓ…回転検出信号、Ｖｃｏｍｐ…基準しきい電圧
【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】
2019152650.tif 000009
【図８】
2019152650.tif 000010
【図９】
2019152650.tif 000011
【図１０】
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