(57)【要約】      （修正有）【課題】揺動型ステップモータにおいて、ロータの回転検出方法を安定させることにより、信頼性の高いモータ制御方法を提供する。【解決手段】１回のステップ駆動内に、駆動パルスを印加する第１の制御期間１１０、第２の制御期間１１１とロータの回転状況を検出する第１の検出期間２１０と第２の検出期間２１１を設け、第１の制御期間１１０、第１の検出期間２１０、第２の制御期間１１１、第２の検出期間２１１の順に実施期間を設け、第１の検出期間２１０、第２の検出期間２１１にてロータ回転有無を判断しロータの回転制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の角度範囲内で往復運動をするロータと、前記ロータへ交番磁界を供給するためのステータと、前記ステータに交番磁界を発生させるための電流が印加されるコイルと、で構成される揺動型ステップモータと、
該揺動型ステップモータを駆動制御するために、前記コイルに駆動パルスを印加する制御部と、前記駆動電圧の印加後に前記コイルに励起される励磁電流を検出する検出部を有し、
前記制御部から前記コイルへ印加される駆動パルスは、第１の制御期間と第２の制御期間とに分かれて、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスとして出力され、
前記検出部にて前記コイルへ励起される励起電流を検出する期間は、
前記第１の制御期間と前記第２の制御期間の間に存在する第１の検出期間と、
前記第２の制御期間の直後に存在する第２の検出期間と、に分かれており、
前記検出部は、前記第１の検出期間の励磁電流を検出する第１の検出部と、
前記第２の検出期間の励磁電流を検出する第２の検出部と、を有し、
前記制御部は、前記第１の検出部の検出結果と前記第２の検出部の検出結果とにより、前記ロータの回転の成否を判定し制御することを特徴とする電子時計。
【請求項２】
前記第１の検出部は、前記第１の駆動パルスと逆極性の電流を検出するように構成され、前記第２の検出部は、前記第２の駆動パルスと逆極性の電流を検出するように構成され、前記制御部は、
前記第１の検出部で前記第１の駆動パルスと逆極性の電流を検出するとともに、前記第２の検出部で前記第２の駆動パルスと逆極性の電流を検出しなかった場合、前記ロータが回転したと判断し、
それ以外の場合、非回転であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
【請求項３】
前記第１の検出部は、前記第１の駆動パルスと逆極性の電流を検出するように構成され、前記第２の検出部は、前記第２の駆動パルスと同極性の電流を検出するように構成され、前記制御部は、
前記第１の検出部で前記第１の駆動パルスと逆極性の電流を検出するとともに、前記第２の検出部で前記第２の駆動パルスと同極性の電流を検出した場合、前記ロータが回転したと判断し、
それ以外の場合、非回転であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
【請求項４】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は電流電圧変換により検出を行うように構成され、
前記第１の検出部の検出用の閾値を第１の閾値、前記第２の検出部の検出用の閾値を第２の閾値とした場合、
該第２の閾値が前記第１の閾値より大きく設定される
ことを特徴とする請求項３に記載の電子時計。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１の検出部で、前記第１の駆動パルスと逆極性の電流を検出しなかった場合、
前記ロータは非回転であると判断し、
前記第２の駆動パルスの出力と前記第２の検出部での検出を行わずに、前記補正駆動パルスを出力することを特徴とする請求項２から４のいずれか１つに記載の電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針式電子時計の電気−機械変換器として用いられる、ステップモータの構造に関する。更に詳しくは、ロータが所定の角度振幅で往復運動しながら出力歯車を一往復につき所定角度ずつ駆動するようにした揺動型ステップモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
指針式電子時計の中に、機械式時計のような、秒針が流れ動くように見える連続運針（スイープ運針ともいい、１秒間に数回から１０数回の小刻み間欠運針であっても良い。）の時計がある。
【０００３】
一般的なステップモータを用いて連続運針を達成するには、駆動の時間間隔を短くし、秒針までの減速比を大きくすれば、実現できるが、駆動の頻度が増すと共にエネルギーが大きくなり、電源電池の消耗を早めることになる。
【０００４】
このような連続運針を行う指針式電子時計の中で、特に腕時計は、十分な電池寿命を持たせるために大型の電池を搭載せねばならず、時計の小型化や薄型化を図るには大きな支障があった。
【０００５】
連続運針用に減速比を大きく設定した場合には、秒針軸段階での出力エネルギー及び出力トルクが必要以上に十分すぎることに着目し、入力エネルギー、具体的には入力ストロークを減らすことで、高頻度の運動であってもエネルギー的な難点を克服できると考え、ロータを同じ方向に回転させずに所定の角度での往復運動、すなわち揺動運動をさせることとした。
【０００６】
これに関する従来技術としては、下記特許文献１および特許文献２に記載されるようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５５−２０４６１号公報          （第３頁、図２）
【特許文献２】ＷＯ２０１２／０３２９９３号公報    （第１７頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および特許文献２に示した従来技術は、以下に示す問題点が存在する。
【０００９】
特許文献１記載の従来技術の揺動型ステップモータは回転検出を行っている記述がないため、回転検出を行っていないと考える。
【００１０】
また、特許文献２記載の従来技術の揺動型ステップモータは、回転検出方法として、ロータが静的安定位置に復帰する過程でロータを構成する永久磁石の運動によりステータのコイルに発生する励起電流を揺動型ステップモータの動作判定信号として利用するという特徴を持っているが、得られる励起電流波形によってロータが回転をしているか否かの判断は可能であるものの、ロータが十分な動作範囲の回転ができた否かの判断ができない為、回転検出方法として安定性に欠け、モータ制御方法の信頼性が低いという課題があった。
【００１１】
本願発明は、揺動型ステップモータにおいて、回転検出方法を安定させることにより、信頼性の高い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】
【００１２】
本発明のステップモータは、上記目的を達成するため、以下の構成を採用するものである。すなわち、所定の角度範囲内で往復運動をするロータと、前記ロータへ交番磁界を供給するためのステータと、前記ステータに交番磁界を発生させるための電流が印加されるコイルと、で構成される揺動型ステップモータと、
該揺動型ステップモータを駆動制御するために、前記コイルに駆動パルスを印加する制御部と、前記駆動電圧の印加後に前記コイルに励起される励磁電流を検出する検出部を有し、前記制御部から前記コイルへ印加される駆動パルスは、第１の制御期間と第２の制御期間とに分かれて、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスとして出力され、
前記検出部にて前記コイルへ励起される励起電流を検出する期間は、
前記第１の制御期間と前記第２の制御期間の間に存在する第１の検出期間と、
前記第２の制御期間の直後に存在する第２の検出期間と、に分かれており、
前記検出部は、前記第１の検出期間の励磁電流を検出する第１の検出部と、
前記第２の検出期間の励磁電流を検出する第２の検出部と、を有し、
前記制御部は、前記第１の検出部の検出結果と前記第２の検出部の検出結果とにより、前記ロータの回転の成否を判定し制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記発明の観点によれば、２回分の制御期間と、２回分の検出期間とが交互に現れるように揺動型ステップモータのロータ回転の勢いが十分か否か、および、ロータが往復動作に必要な角度範囲まで動き切ったか否かを正確に把握できるようになり、安定した回転検出を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の制御および検出方法を説明する波形図である。
【図２】実施例１の回転不足解消の制御方法を説明する波形図である。
【図３】本発明の揺動型ステップモータを搭載した時計の全体構成図である。
【図４】本発明の揺動型ステップモータの要部構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明の揺動型ステップモータの要部構成を説明する斜視図である。
【図６】実施例１の揺動型ステップモータの動作を説明する概略図である。
【図７】実施例１の揺動型ステップモータの動作を説明する概略図である。
【図８】実施例１の揺動型ステップモータで振れ量が不十分だった場合の動作を説明する概略図である。
【図９】実施例１の揺動型ステップモータの静的安定状態を説明する概略図である。
【図１０】実施例１の揺動型ステップモータのステータ内磁界発生時の状態を説明する概略図である。
【図１１】実施例１の揺動型ステップモータの駆動開始直後のロータカム姿勢を説明する概略図である。
【図１２】実施例１の揺動型ステップモータの駆動中のロータカム姿勢を説明する概略図である。
【図１３】実施例１の揺動型ステップモータの駆動停止後のロータカム姿勢を説明する概略図である。
【図１４】実施例１の揺動型ステップモータのロータカムがロータストッパと接触維持しているタイミングにおけるロータカム姿勢を説明する概略図である。
【図１５】実施例１の揺動型ステップモータのロータカムが静的安定位置へ戻っている途中におけるロータカム姿勢を説明する概略図である。
【図１６】実施例１の揺動型ステップモータの制御の流れを説明するフローチャートである。
【図１７】実施例１の揺動型ステップモータの駆動制御および検出用の回路を説明する概略図である。
【図１８】実施例２の揺動型ステップモータの駆動停止後のロータカム姿勢と駆動波形と電流波形の関係を説明する概略図である。
【図１９】実施例２の揺動型ステップモータの駆動停止後のロータカム姿勢と駆動波形と電流波形の関係を説明する概略図である。
【図２０】実施例２の制御および検出方法を説明する波形図である。
【図２１】実施例２の揺動型ステップモータの制御の流れを説明するフローチャートである。
【図２２】実施例１の揺動型ステップモータの駆動波形と電流波形の関係を説明する概略図である。
【図２３】実施例１の回転不足解消の制御方法を説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態の構成について説明］
以下、本実施形態を、図面を用いて説明する。なお、本実施形態は時計に適用した場合を元にしているが、発明に関係のない構成、例えば、地板や受類、指針や駆動回路基板などの時計の構造部品については、説明や図示を省略している。
【００１６】
［実施例１の説明：図１〜図１７、図２３］
まず、揺動型ステップモータの構造に関して図３〜図５を用いて説明する。
【００１７】
［揺動型ステップモータを搭載した時計の全体構成：図３］
図３には、本発明の揺動型ステップモータを搭載した時計の全体構成を示してある。
【００１８】
図３において、１は制御部で、２は検出部で、３は駆動部で、４は時刻表示部である。時刻表示部４は時針、分針、秒針、時刻を示す植字、文字板より構成され、時刻表示部４の構成要素である時針、分針、秒針の各針は、駆動部３によって動力を供給される。
【００１９】
駆動部３は動力の供給元となる変換器およびその動力を減速しながら伝播させる輪列より構成され、制御部１によって動力を制御される。
【００２０】
また、駆動部３の動作は、検出部２によって監視され、検出部２で得られた検出結果は制御部１へ渡り、制御部１は受け取った検出結果を基にして、駆動部３が最良の動作となるように制御する。
【００２１】
検出部２は、駆動部３の揺動型ステップモータ内のコイルに、駆動によって発生する励起電流を検出する第１の検出部２ａ、第２の検出部２ｂを有し、第１の検出部２ａ、第２の検出部２ｂは検出できる励起電流の流れる方向が異なる。
【００２２】
図３の駆動部３のうち、揺動型ステップモータの要部となる部分の構成に関して図４、図５を用いて説明する。
【００２３】
［揺動型ステップモータの要部構成：図４、図５］
図４には、本発明の揺動型ステップモータの要部構成を示してある。
【００２４】
３００は、図３の駆動部３、すなわち揺動型ステップモータである。３０１はロータカムであり、図示していないロータ磁石３１１と一体になっており、図示していないカム部３０１ａと後端部３０１ｂを有する。３０２はステータであり、ロータカム３０１はステ
ータ３０２に設けられている図示していない穴部８０１に組み込まれている。３０３はコイルであり、コイル３０３の電線はＯＵＴ１端子１０１、ＯＵＴ２端子１０２を介して図３の制御部１と電気的に接続されている。
【００２５】
３０４はロータストッパであり、ロータカム３０１の回転角度範囲を規制する役割を果たす。
【００２６】
３０５は連動車Ｉであり、ロータカム３０１から動力が伝達される６番車Ｉ３０８の上に重なる形で存在している。なお、６番車Ｉ３０８については図５で詳述する。３０６は連動車ＩＩであり、連動車Ｉ３０５同様に、６番車ＩＩ３０９の上に重なる形で存在している。６番車ＩＩ３０９についても図５で詳述する。連動車Ｉ３０５と連動車ＩＩ３０６とは、減速比１：１で噛み合っており、６番車Ｉ３０８と６番車ＩＩ３０９とが連動できるような役割を果たす。
【００２７】
３０７は５番車であり、ロータカム３０１より伝達された動力を図３の時刻表示部４へ回転伝達させる役割を果たす。
【００２８】
図５は本発明の揺動型ステップモータの要部構成を示した図であり、図４の構成から、連動車Ｉ３０５、連動車ＩＩ３０６、５番車３０７を除去した構成を示した図である。
３０８は６番車Ｉであり、連動車Ｉ３０５と同軸に構成され、連動車Ｉ３０５と同期して駆動する。また、３０９は６番車ＩＩであり、連動車ＩＩ３０６と同軸に構成され、連動車ＩＩ３０６と同期して駆動する。
【００２９】
６番車Ｉ３０８と６番車ＩＩ３０９とは、歯の位置が互い違いになるように位相が調整されており、ロータカム３０１の往復動作で、ロータカム３０１から６番車Ｉ３０８と６番車ＩＩ３０９へ交互に動力を伝達している。
【００３０】
コイル３０３に図３の制御部１から駆動信号が印加されると、コイル３０３に磁界が発生し、その磁界がステータ３０２を周回するような状態が起き、ステータ３０２で発生した磁界の向きに応じて、ロータカム３０１は回転動作を起こすが、後端部３０１ｂがロータストッパ３０４に衝突するため、ロータカム３０１の回転角度範囲は規制される。
【００３１】
このため、駆動部１よりコイル３０３のＯＵＴ１端子１０１、ＯＵＴ２端子１０２へコイル３０３に発生する磁界の向きが交互に変化するように駆動信号を印加すると、ロータカム３０３は往復動作するようになる。
続いて、揺動型ステップモータの動作に関して図６〜図８を用いて説明する。
【００３２】
［揺動型ステップモータの動作：図６、図７、図８］
図６は実施例１の揺動型ステップモータの動作を説明する概略図であり、ロータカム３０１に時計回り方向の回転を与えた際の６番車の動きを示してある。
【００３３】
図６に示したとおりに制御部１よりロータカム３０１を時計回り方向（ＲＡ方向）の回転するように駆動信号が与えられると、ロータカム３０１のカム部３０１ａは６番車Ｉ３０８を反時計方向（ＲＢ方向）へ押し進める。
【００３４】
６番車Ｉ３０８の回転軸は図５の説明で前述したように連動車Ｉ３０５と同期して回転し、図４に示している連動車ＩＩ３０６と減速比１：１で噛み合っていることより、６番車ＩＩ３０９は時計回り方向（ＲＣ方向）へ回転するようになる。
【００３５】
即ち、ロータカム３０１がＲＡ方向に回転すると、６番車Ｉ３０８が押しまわされてＲ
Ｂ方向へ回転するとともに、６番車ＩＩ３０９も連動してＲＣ方向へ回転する。
【００３６】
ロータカム３０１がＲＡ方向に回転し続けると、後端部３０１ｂがロータストッパ３０４に接触してロータカム３０１の回転が止まる。
【００３７】
ロータカム３０１の回転が止まると、６番車Ｉ３０８、６番車ＩＩ３０９は回転が止まり、１ステップ分の駆動を終えることになる。
【００３８】
１ステップ分の駆動を終えた際、６番車ＩＩ３０９の停止位置は、ロータカム３０１が次のステップ駆動に入った際に、ロータカム３０１のカム部３０１ａが６番車ＩＩ３０９の歯を押し回すことが可能な位置となっている。
【００３９】
なお、図６における、ロータカム３０１がロータストッパ３０４に規制を受ける最大振れ角θａは３６°になっている。この最大振れ角θａの設定は、目的に応じて自由に設定して良く、この角度が本発明の範囲を制約するものではない。
【００４０】
図７は実施例１の揺動型ステップモータの動作を説明する概略図であり、ロータカム３０１に反時計回り方向の回転を与えた際の６番車の動きを示してある。
【００４１】
図７に示したとおりに制御部１よりロータカム３０１を反時計回り方向（ＲＤ方向）の回転するように駆動信号が与えられると、ロータカム３０１のカム部３０１ａは６番車ＩＩ３０９を時計方向（ＲＣ方向）へ押し進める。
【００４２】
６番車ＩＩ３０９の回転軸は図５の説明で前述したように連動車ＩＩ３０６と同期して回転し、図４に示している連動車Ｉ３０５と減速比１：１で噛み合っていることより、６番車Ｉ３０８は反時計回り方向（ＲＢ方向）へ回転するようになる。
【００４３】
即ち、ロータカム３０１がＲＤ方向に回転すると、カム部３０１ａが６番車ＩＩ３０９に接触し、６番車ＩＩ３０９が押しまわされてＲＣ方向へ回転するとともに、６番車Ｉ３０８も連動してＲＢ方向へ回転する。
【００４４】
ロータカム３０１がＲＤ方向に回転し続けると、後端部３０１ｂがロータストッパ３０４に接触してロータカム３０１の回転が止まる。
【００４５】
ロータカム３０１の回転が止まると、６番車ＩＩ３０９、６番車Ｉ３０８は回転が止まり、１ステップ分の駆動を終えることになる。
【００４６】
１ステップ分の駆動を終えた際、６番車Ｉ３０８の停止位置は、ロータカム３０１が次のステップ駆動に入った際に、ロータカム３０１のカム部３０１ａが６番車Ｉ３０８の歯を押し回すことが可能な位置となっている。
【００４７】
なお、図７における、ロータカム３０１がロータストッパ３０４に規制を受ける最大振れ角θｂは３６°になっている。この最大振れ角θｂの設定は、目的に応じて自由に設定して良く、この角度が本発明の範囲を制約するものではない。
【００４８】
図６、図７を用いて説明したとおり、ロータカム３０１の回転方向に関係なく、各ステップ駆動にて、６番車Ｉ３０８はＲＢ方向、６番車ＩＩ３０９はＲＣ方向に回転をする。
【００４９】
なお、ロータカム３０１はＲＡ方向へ回転した後、次のステップ駆動でＲＤ方向へ回転し、各ステップ駆動で回転方向を交互に切り替えるような動作をする。
【００５０】
また、６番車Ｉ３０８、６番車ＩＩ３０９は２ステップの駆動で各歯車ピッチ分の回転をする。即ち、６番車Ｉ３０８、６番車ＩＩ３０９ともに、１ステップの駆動で各歯車ピッチの半分の回転をする。
【００５１】
更に、６番車Ｉ３０８と６番車ＩＩ３０９とは、互いに歯先と歯底とが向かい合うような形となるように各歯車の歯の位置が調整される。
【００５２】
図８は実施例１の揺動型ステップモータで振れ量が不十分だった場合の動作を説明する概略図であり、ロータカム３０１がカレンダー負荷の変動や時計の姿勢変化による駆動負荷の増加によって最大振れ角以下にしか回転しなかった際のロータカムと６番車Ｉ３０８、６番車ＩＩ３０９との位置関係を示してある。
【００５３】
図８に示す６番車Ｉ３０８、６番車ＩＩ３０９の位置はロータカム３０１のロータ振れ角θｃが２７°までしか振れなかった場合、即ち、ロータカム３０１が図８内点線で表示した状態まで回転した場合の停止位置である。
【００５４】
図８は、図６および図７と同様の構造で最大振れ角３６°に対応したものなので、ロータカム３０１の振れ量が不十分であった場合に該当する。
【００５５】
６番車Ｉ３０８、６番車ＩＩ３０９が図８の位置にある状態で制御部１より駆動信号が印加された場合、ロータカム３０１はロータ振れ角θｃ回転し、実線のロータカム３０１の位置で６番車ＩＩ３０９と接触する。この状態において、ロータカム３０１のカム部３０１ａと６番車ＩＩ３０９の歯先とが接触する状態なので、ロータカム３０１から６番車ＩＩ３０９への動力伝達は６番車ＩＩ３０９の周回方向以外に中心軸方向へも伝達されるため、接触状態は良好とは言えず、ロータカム３０１から６番車ＩＩ３０９へのトルク伝達率は４０％程度になってしまう。
【００５６】
発明者らの検討によると、トルク伝達率が４０％以下の場合、ロータカム３０１が６番車ＩＩ３０９と接触した以後、６番車ＩＩ３０９を押し回すのに十分な動力伝達が行えず、ロータカム３０１が６番車ＩＩ３０９と接触した状態で停止してしまう可能性が高い。
【００５７】
この状況を発生させない為に、本発明の揺動型ステップモータでは、３０°以上の振れ角を確保することが望ましい。
【００５８】
即ち、本発明の揺動型ステップモータ３００では、ロータストッパ３０４にて、ロータカム３０１の最大振れ角を３６°に規制をかけているものの、実質的には、３０°以上の振れ角でロータカム３０１を往復動作させることができれば、揺動型ステップモータとして十分な機能を果たす。
【００５９】
このように、ロータストッパ３０４は、必要なロータ振れ角を実現する為の構成要素になっている訳ではなく、ロータカム３０１が過剰に回り過ぎることを防止しているに過ぎない。
【００６０】
また、本実施例１では安定動作に必要なロータカム３０１の振れ角を３０°以上という形で説明をしたが、揺動型ステップモータの目的に応じて構成が変わった場合には、必要な振れ角の大きさも変わり得るものであり、振れ角の大きさが本発明の請求範囲を限定するものではない。
【００６１】
以上のように、本発明の揺動型ステップモータに対して、ロータカム３０１の最大振れ
角よりも駆動に必要な最低限の振れ角を検出し、制御することが好ましい。
【００６２】
次に図９および図１０を用いて揺動型ステップモータのステータ内磁界の発生状況とロータカム３０１の姿勢について説明する。
【００６３】
［揺動型ステップモータのステータ内磁界とロータカム姿勢の関係：図９、図１０］
図９は実施例１の揺動型ステップモータの静的安定状態を説明する概略図であり、ロータカム３０１とステータ３０２の要部を取り出して示した図である。
ロータカム３０１には回転軸を共通とする形で、円形のロータ磁石３１１が組み合わさって構成されており、ロータ磁石は直径方向に磁極（Ｎ極およびＳ極）が発生するように着磁されている。ステータ３０２には、ロータ磁石３１１が隙間を持って入り込めるように穴部８０１が開けられており、その穴部８０１にロータ磁石３１１が組み込まれている。
【００６４】
ロータ磁石３１１が組み込まれている穴部８０１には、広めに切りかかれた部分であるノッチ３１２ａ、ノッチ３１２ｂが回転軸を中心にして対称の位置に設けられており、図９では、ノッチ３１２ａ、ノッチ３１２ｂを、ステータ３０４の長手方向（図９の左右方向）に設けている。
【００６５】
ロータカム３０１は、点線で示したロータストッパ３０４で回転範囲が規制されており、その規制範囲は、図６、図７と同様に−３６°〜＋３６°範囲となっている。図９では、ステータ３０２内に磁界が発生していない場合を示しているが、ステータ３０２に磁界が発生した場合は、図９のステータ３０２の左右方向に沿って発生することになる。
【００６６】
なお、ロータカム３０１は図９で示しているようにロータ磁石３１１の磁極の向きと関連づけられて組み立てられており、ロータカム３０１がロータストッパ３０４で規制される往復動作範囲の中央に存在している場合に、ロータ磁石３１１のＮ極とＳ極が図９で示すように上下方向へ向くように対応付けられている。
【００６７】
図９のようにステータ３０２内に磁界が発生していない場合は、ノッチ３１２ａ、ノッチ３１２ｂとロータ磁石３１１の磁極との関係で静的に安定する位置が決定する。
【００６８】
図９の場合には、ロータ磁石３１１のＮ極、Ｓ極ができるだけステータ３０２との隙間を小さくするように落ち着こうとするので、図９の上下方向にロータ磁石のＮ極とＳ極とが配置されるような姿勢になる。このとき、ロータカム３０１は、ロータ磁石３１１の磁極の位置と予め関連付けられて組み立てられているので、ロータカム３０１は、ロータストッパ３０４で規制される往復動作範囲の中央で落ち着くような姿勢となる。
【００６９】
即ち、図９で示した状態が静的安定状態であり、制御部１より揺動型ステップモータ３００に駆動信号を印加していない場合は、図９の姿勢に落ち着こうとする。
【００７０】
図１０は実施例１の揺動型ステップモータのステータ内磁界発生時の状態を説明する概略図であり、図９の状態からステータ３０２に対して左から右方向（ＤＡ方向）へ向かう磁界が発生した場合を示している。ＤＡ方向の磁界が発生すると、ロータ磁石３１１のＮ極は図１０の右方向へ、同Ｓ極は図１０の左方向へ寄せられるような姿勢に落ち着こうと回転する。
【００７１】
ロータカム３０１が更に回転すると図１０で示したようにロータカム３０１の後端部３０１ｂはロータストッパ３０４にて規定される往復動作範囲の限界に達し、最終的にはロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４と接触した状態で安定状態となる。
【００７２】
図１０では、ステータ３０２内にＤＡ方向への磁界が印加された場合を例にして説明をしたが、ＤＡ方向とは逆の磁界が印加した場合は、ロータカム３０１の回転する向きが図１０とは逆になるだけであり、本質的な動作の様子としては同一なので説明を省略する。
【００７３】
以上のように本発明の揺動型ステップモータ３００の制御を行う場合、図９に示した静的安定状態と、図１０に示した磁界印加時の安定状態との間を遷移するような振る舞いをする。揺動型ステップモータ３００へ駆動信号を印加すると、磁界印加時の安定状態へ遷移していき、駆動信号の印加が終了し、暫く時間が経つと静的安定状態へと変化していく。
【００７４】
なお、本発明の揺動型ステップモータ３００では駆動信号印加時の安定状態から静的安定状態へ遷移する際にロータカム３０１へ作用する復帰トルクが、軸受周辺の摩擦トルクによって影響を受けるため、磁界印加時の安定状態から静的安定状態へ遷移するまでの時間は長く、５００ｍｓｅｃ程度になる。
従って、１０〜２０Ｈｚ程度の周波数にて、本発明の揺動型ステップモータを連続駆動する場合、各ステップ駆動の駆動開始時点では静的安定状態までは戻り切れないことが多くなる。
【００７５】
即ち、各ステップ駆動の駆動開始時点でのロータカム３０１の姿勢としては、図１０の状態から図９の状態へ遷移する途中の段階が多くなり、各ステップ駆動の駆動開始時のロータカム３０１の姿勢が定まりづらく、本発明の揺動型ステップモータの回転を最適に制御する際の技術課題になっている。
【００７６】
次に揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１の動作と電流波形の関係を図１１から図１５と図２２を用いて説明する。
【００７７】
［揺動型ステップモータのロータカム動作と電流波形の関係：図１１〜図１５、図２２］
図２２は実施例１の揺動型ステップモータの駆動波形と電流波形の関係を説明する概略図であり、制御部１よりコイル３０３へ通常時に駆動するための駆動信号（以降、駆動パルスと称する）を印加したときの図である。
【００７８】
図２２（ａ）は揺動型ステップモータ３００のステップ駆動時のステップ駆動時の電流波形を示した図であり、２０２、２０３はコイル３０３に発生した電流波形を示し、縦軸は電流、横軸は経過時間を示している。
【００７９】
図２２（ｂ）は揺動型ステップモータ３００のステップ駆動時、制御部１よりコイル３０３に駆動パルスを印加した時の駆動電圧波形を示した図であり、駆動電圧波形１０３はステップ駆動時の駆動電圧波形の一例であり、縦軸は電圧、横軸は経過時間を示している。駆動電圧波形１０３は、第一の制御期間の駆動パルス１０３ａと第二の制御期間の駆動パルス１０３ｂに分かれた駆動形態を取っている。
【００８０】
図２２（ａ）において点線で図示した電流波形２０２は駆動パルス１０３ａ、１０３ｂを印加した際にロータ磁石３１１の回転による励起電流が無かった場合の電流波形であり、揺動型ステップモータ３００のコイル３０３の抵抗とインダクタンスによって決まる電流波形（以下、ＬＲ回路過渡応答電流波形とする）を示している。
実線で示した電流波形２０３は、揺動型ステップモータ３００のロータ磁石回転による励起電流の影響まで含まれた電流波形（以下、コイル電流波形とする）である。
【００８１】
なお、図２２（ａ）において図示したコイル電流波形２０３は、図２２（ｂ）に示した
駆動パルス１０３ａ、１０３ｂのステップ駆動を停止後に、ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４へ接触した後、静的安定状態へ復帰するように回転の向きを変えた場合のコイル電流波形を示している。
【００８２】
図１１は揺動型ステップモータ３００のステップ駆動開始前（図２２のタイミングＴ０）のロータカム３０１の状態を示している。
【００８３】
前述の説明のとおり、揺動型ステップモータを連続駆動している際は、ロータカム３０１が静的安定状態まで戻り切れていない場合が多く、図１１で示すように、静的安定状態におけるロータカム３０１の姿勢から角度θｓの位相ズレを持つことになる。この位相ズレθｓは揺動型ステップモータ３００の駆動ステップ毎にバラツキを持つ。なお、位相ズレθｓはタイミングＴ０で正確に把握することは難しく、この位相ズレθｓを把握して、揺動型ステップモータの制御に利用するのは極めて困難である。
【００８４】
次に駆動状態におけるロータカム３０１とコイル電流波形２０３の関係について説明する。
【００８５】
なお、以下の図１２〜図１５で付番された各要素は同一の要素であり、以後の繰り返し説明は省略する。
【００８６】
図１２は実施例１の揺動型ステップモータの駆動中のロータカム姿勢を説明する概略図であり、図１１の状態からのステップ駆動中における、ロータカム３０１の動作を示しており、ロータカム３０１はロータストッパ３０４で規制される往復運動範囲の限界点まで到達していない。
【００８７】
図１２のタイミングとしては、図２２（ａ）の電流波形で示したＴ１のタイミングである。ステータ３０２には、図１２の左から右へ向かう方向（ＤＡ方向）に磁界が作用しており、ロータカム３０１は時計回り方向（ＲＥ方向）へ回転をしている。
【００８８】
ロータカム３０１が回転をすることで、揺動型ステップモータ３００のコイル３０３に励起電流が発生し、ロータカム３０１の回転が速くなってくるほど発生する励起電流量が多くなる為、図２２のコイル電流波形２０３に示すようにＬＲ回路過渡応答電流波形２０２に対して励起電流分減じられたような波形となる。このため、コイル電流波形２０３とＬＲ回路過渡応答波形２０２との間の乖離は、ロータカム３０１の回転速度が速くなるほど大きくなってくるので、一般的には、駆動パルス印加開始直後よりも駆動パルス１０３ａ印加停止直前の方が大きくなる。
【００８９】
ＬＲ回路過渡応答波形２０２を予め把握できていれば、実際のコイル電流波形２０３とＬＲ回路過渡応答波形２０２の差異を検出することで、ロータカム３０１の回転状態を予想することは、理屈の上では可能であるが、ＬＲ回路過渡応答波形２０２自体が、周囲温度等や外部磁界の影響を受けやすい為、どの程度の悪影響分が上乗せになっているのかを把握することはかなり難しく、本来あるべきＬＲ回路過渡応答波形２０２とコイル電流波形２０３との乖離を検出してロータカム３０１の回転状態を判断することは事実上困難である。
【００９０】
図１３は実施例１の揺動型ステップモータへの駆動パルス１０３ａ印加停止後のロータカム３０１の姿勢を説明する概略図であり、駆動パルス停止以後におけるロータカム３０１の動作を示しており、ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４で規制される往復運動範囲の限界点までと到達していない。図１３のタイミングとしては、図２２（ａ）の電流波形で示したＴ２のタイミングである。
【００９１】
揺動型ステップモータ３００のコイル３０３に駆動パルス１０３ａ、１０３ｂがかかっていない状態なのでステータ３０２には全く磁界は作用していない。
【００９２】
ロータカム３０１は駆動パルス１０３ａ印加時のロータカム３０１の慣性が影響しているため、駆動電圧停止後であっても時計回り方向（ＲＥ方向）へ回転を維持している。
【００９３】
図２２のタイミングＴ２において、ＬＲ回路過渡応答波形２０２の電流量はほぼゼロレベルであるが、コイル電流波形２０３はロータカム３０１の回転運動による励起電流の影響を受ける為、駆動中の電流とは逆極性の電流６００（以下、逆極性電流とする）になる。
【００９４】
この逆極性電流６００は揺動型ステップモータ３００の駆動パルスを停止し、ロータカム３０１が回転を維持している状態でのみ取得されるものである。
【００９５】
また、駆動パルスを印加してロータカム３０１を駆動させようとした際に、ロータカム３０１の負荷が駆動パルスに比べて大きい場合は、コイル電流波形２０３はロータカム３０１の回転運動による励起電流の影響を受けない為、図２２（ｂ）のＬＲ回路過渡応答電流波形２０２のようにＴ２のタイミングで電流量はほぼゼロレベルであり、逆極性電流６００は発生しない。
【００９６】
よってＴ２タイミングにおいて逆極性電流６００が発生している場合はロータカム３０１の回転動作は良好に行なわれており、逆極性電流６００が発生していない場合はロータカム３０１の回転動作が行われていないと判断することが出来る。
【００９７】
このように、逆極性電流６００は、ロータカナ３０１がステップ駆動にて回転させたい方向へ回転していることを確実に示す目印になる。
【００９８】
よって、ステップ駆動後に一旦駆動を中止して逆極性電流６００が検出できれば、ロータカム３０１がここまでは確実に回転していると判断することができ、引き続き駆動パルス１０３ｂを印加してロータカム３０１の回転動作を継続させることが有意義になる。  また、駆動パルス印加後に一旦、ステップ駆動を中止して逆極性電流６００が検出できなかった場合は駆動中止前の駆動が不十分だと判断して、駆動中止前の駆動パルスよりも強力なエネルギーの駆動信号（特に、確実にロータカム３０１が回転可能な駆動信号）を供給するようにすれば、回転失敗を補正することが出来るため、確実な駆動制御が行え、駆動パルス１０３ｂ分の無駄な消費電流を削減できる。
【００９９】
図１４は駆動パルス１０３ｂ印加後、実施例１の揺動型ステップモータのロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４と接触維持しているタイミングにおけるロータカム３０１の姿勢を説明する概略図であり、駆動パルス１０３ｂ印加終了後におけるロータカム３０１の動作を示しており、ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４で規制される往復運動範囲の限界点に到達した状態となっている。
【０１００】
図１４のタイミングとしては、図２２（ａ）の電流波形で示したＴ３のタイミングであり、  揺動型ステップモータ３００のコイル３０３に駆動パルス１０３ａ、１０３ｂが印加されていない状態なので、ステータ３０２には、全く磁界は作用していない。
【０１０１】
また、ロータカム３０１もロータストッパ３０４に接触したまま回転をしていない状態なので励起電流の発生もない。
【０１０２】
Ｔ３のタイミングにおいては、ＬＲ回路過渡応答波形２０２の電流量はほぼゼロレベルであり、コイル電流波形２０３も、ロータカム３０１の回転運動による励起電流の影響が現れない為、ゼロレベルになる。
【０１０３】
図１５は実施例１の揺動型ステップモータのロータカム３０１が図１４の状態から静的安定位置へ戻っている途中におけるロータカム姿勢を説明する概略図であり、駆動パルス１０３ａ、１０３ｂの印加終了以後、静的安定状態に戻る過程におけるロータカム３０１の動作を示しており、ロータカム３０１がロータストッパ３０４で規制される往復運動範囲の限界点に到達した後に図９で示した静的安定状態へ戻っている状態である。
図１５のタイミングとしては、図２２（ａ）の電流波形で示したＴ４のタイミングである。  揺動型ステップモータ３００のコイル３０３に駆動パルスが印加されていない状態なのでステータ３０２には、全く磁界は作用していない。
【０１０４】
また、ロータカム３０１はロータストッパ３０４に接触した状態から静的安定状態へ戻ろうとして、反時計回り方向（ＲＦ方向）の非常にゆっくりとした回転をしている。
【０１０５】
Ｔ４のタイミングにおいては、ＬＲ回路過渡応答波形２０２の電流量はほぼゼロレベルであるが、コイル電流波形２０４には、ロータカム３０１がステップ制御しようとしているのとは逆向きの回転運動をしている為、コイル電流波形２０３には逆向き回転による励起電流の影響が現れ、駆動中の電流とは同極性の電流６０１（以降、同極性電流とする。）が流れる。
【０１０６】
このようにロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４に到達した以降のタイミングでは図１４や図１５に示したように、コイル電流波形２０３あるいは２０４はゼロレベルかややプラスに振れたレベルになるので、図２２のタイミングＴ３もしくはタイミングＴ４において、図２２（ａ）で示したような逆極性電流６００が現れることは無い。
【０１０７】
従って、ロータカム３０１の往復運動範囲の限界範囲近傍に達したか否かを判断するには第二の制御期間の駆動パルス１０３ｂ印加後、所定の時間範囲において逆極性電流６００が現れないことを検出すれば良いと考えられる。
【０１０８】
また、図２２（ａ）の同極性電流６０１が現れない場合は、油などの粘性によって図１４の状態のようにロータカム３０１がロータストッパ３０４に接触した状態で維持されている状態となるが、この状態は次の駆動ステップにおいて逆極性の駆動パルスがコイル３０３に印加されることによってロータカム３０１が図１５のＲＦ方向に移動するため、駆動上の問題とはならない。
【０１０９】
以上の説明のとおり、本発明の揺動型ステップモータ３００について、各ステップ駆動にて十分な回転ができているか否かを判断するには、ステップ駆動の前半で逆極性電流６００が現れるようにモータの十分な回転速度を確認し、ステップ駆動の後半で逆極性電流６００が現れないようにモータの回転範囲を調整することにより、信頼性の高い揺動型ステップモータの駆動制御が可能になる。また、ステップ駆動の前半で逆極性電流６００が現れないようなモータの回転速度が不十分な場合はステップ駆動の後半を中止することによって消費電流の削減も可能となる。
【０１１０】
具体的には、制御部１から駆動部３に駆動パルス１０３ａが供給された後の、コイル３０３に発生する逆極性電流６００の有無を第１の検出部２ａで検出し、その後、制御部１から駆動部３に駆動パルス１０３ｂが供給された後の、コイル３０３に発生する逆極性電流６００の有無を第２の検出部２ｂで検出し、制御部１は、第１の検出部２ａと第２の検
出部２ｂで検出結果に基づき、ロータ３０１の回転の成否を判定し、その後の制御を行うように構成されている。
【０１１１】
次に揺動型ステップモータ３００の実施例１の回転検出および制御方法とその実施例を、図１６、図１７、図１、図２、図２３を用いて説明する。
【０１１２】
［揺動型ステップモータの実施例１の回転検出および制御方法とその実施例：図１６、図１７、図１、図２、図２３］
図１６は、実施例１の揺動型ステップモータの制御の流れを説明するフローチャートであり、図１、図２、図２３は図１６のフローチャート内容に従って駆動制御および回転検出を実施した駆動波形および電流波形の取得例である。
【０１１３】
図１６のフローチャートについて説明する。
【０１１４】
揺動型ステップモータ３００の駆動のタイミングになるとＳＴＥＰ０よりＳＴＥＰ１へ移行し、第１の駆動制御を実施し、揺動型ステップモータ３００のコイル３０３に対して所定の駆動パルスを印加する。
【０１１５】
電流の印加方法は、対象となる駆動期間全体に一定の電圧を印加するフルパルス方式でも、対象となる駆動期間全体に対して一定の間隔で一定のデューティー比で電圧を印加するチョッパパルス方式でも構わず、トルクアップや低消費電力化といった目的に合わせて自由に選択することができる。
【０１１６】
第１の駆動制御が終了するとＳＴＥＰ１よりＳＴＥＰ２へ移行し、第１の検出判定を実施し、コイル電流を監視して逆極性電流の有無を第１の検出部２ａで検出する。
【０１１７】
この第１の検出判定で逆極性電流が検出できなかった場合、ロータカム３０１の回転が不十分であると判断し、ステップ駆動を失敗したと判断し、ＳＴＥＰ２よりＳＴＥＰ６へ移行する。
【０１１８】
この第１の検出期間で逆極性電流が検出できた場合は、第１の駆動制御でのロータカム３０１の回転が十分であったと判断し、ＳＴＥＰ２よりＳＴＥＰ３へ移行し、第２の駆動制御を実施し、揺動型ステップモータ３００のコイル３０３に所定の駆動パルスを印加する。
【０１１９】
印加する駆動パルスは第１の駆動制御と同様に、印加するパルスはフルパルス方式であってもチョッパパルス方式であっても構わない。
【０１２０】
更に、第２の駆動制御の内容は、第１の駆動制御と同一制御内容である必要は無く、目的に応じて異なる駆動信に号しても構わない。
第２の駆動制御が終了するとＳＴＥＰ３よりＳＴＥＰ４へ移行し、第２の検出判定を実施し、逆極性電流の有無を第２の検出部２ｂで検出する。
この第２の検出期間で逆極性電流を検出できた場合は、ロータカム３０１がロータストッパで規制される往復動作範囲の限界範囲まで到達しきれていない可能性があると判断し、ＳＴＥＰ４よりＳＴＥＰ６へ移行する。
【０１２１】
また、第２の検出期間で逆極性電流が検出できい場合は、第２の駆動制御でのロータカム３０１の到達位置がロータストッパ３０４で規制される往復動作範囲の限界範囲近くに達していたと判断し、ＳＴＥＰ４よりＳＴＥＰ５へ移行し、一連のステップ駆動を終える。
【０１２２】
ＳＴＥＰ６は第１の検出期間もしくは第２の検出期間にて、ステップ駆動を失敗したという判断に至った場合であり、ステップ駆動中に、ロータカム３０１が十分な回転をし切れなかった可能性が高いため、確実にロータカム３０１を回し切ることが可能な補正パルスを揺動型ステップモータ３００のコイル３０３へ印加し、ロータカム３０１の回転不足解消の為の制御を実施する。
【０１２３】
この補正パルスは第１の駆動期間もしくは第２の駆動期間と同様に、チョッパパルス方式であってもフルパルス方式であっても構わない。
この回転不足解消の為の制御が終了した後はＳＴＥＰ６よりＳＴＥＰ５へ移行し、一連のステップ駆動を終える。
【０１２４】
また、揺動型ステップモータ３００の負荷に応じて駆動パルスを切り替えたい場合は、補正パルスを印加した段階、もしくは所定回数連続して補正パルスを印加しなかったステップが続いた段階で、次ステップ以後の第１の駆動制御と第２の駆動制御の少なくとも何れか一方の制御内容を変更して揺動型ステップモータ３００の負荷に応じた駆動パルスに設定しても構わない。
【０１２５】
なお、第１の検出期間および第２の検出期間で逆極性電流６００を検出する方法については、図１７を用いて後述する。
【０１２６】
次に図１を用いて揺動型ステップモータ３００が正常に回転動作した場合について説明を行う。
【０１２７】
図１は実施例１の制御および検出方法を説明する波形図であり、本発明の実施例１による駆動方法によって得られた揺動型ステップモータ３００の１ステップ分の駆動における駆動波形、電流波形を示している。
【０１２８】
図１（ａ）はＯＵＴ１端子１０１の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１２９】
図１（ｂ）はＯＵＴ２端子１０２の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１３０】
図１（ｃ）はＯＵＴ１端子１０１に流れる電流波形２０１を示し、ＯＵＴ２端子１０２（＋）からＯＵＴ１端子１０１（−）へ流れる方向を同極性方向としている。
【０１３１】
図１（ｄ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ１端子１０１に発生するＯＵＴ１ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１３２】
図１（ｅ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ２端子１０２に発生するＯＵＴ２ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１３３】
Ｖｔｈ９０１はストローブパルス印加時、コイル３０３に発生する電流量の極性判断を行なう閾値であり、電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳの中間電位よりＶＤＤ側に設定されている。
【０１３４】
なお、本実施例１の接地電位はＶＤＤ電位であり、閾値Ｖｔｈ９０１の検出電位をＶＤＤ側に設定することによって、より少ない電流量を検出でき、閾値Ｖｔｈ９０１の検出電位をＶＳＳ側に設定することによって、より大きい電流量を検出できる。ストローブパルスについては、後述の図１７を用いて後述する。
【０１３５】
駆動のタイミングになると第１の制御期間１１０において図１６のＳＴＥＰ１の第１の駆動制御を実施する。
【０１３６】
ＳＴＥＰ１の第１の駆動制御では、第１の制御期間１１０に駆動パルス１０１ａとして４発分のチョッパパルスを印加する。
【０１３７】
第１の制御期間１１０が終わると、第１の検出期間２１０へ移り、図１６のＳＴＥＰ２の第１の検出判定を実施する。
【０１３８】
第１の検出判定では第１の検出期間２１０に電流波形２０１の極性を判断するストローブパルス１０１ｂを３回出力する。
【０１３９】
第１の検出期間２１０における電流波形２０１の最初（２０１ｂ）では、コイル３０３の抵抗とインダクタンスの組み合わせによるＬＲ回路の過渡応答の影響を受けて、電流波形２０１は緩やかに減少傾向を続ける。
【０１４０】
また、第１の検出期間２１０に突入して以後、駆動パルスの印加は停止しているものの、揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１は回転を継続しているので、第１の検出期間２１０に突入後、電流波形２０１ｃのように逆極性電流が現れ始める。
【０１４１】
この際、ＯＵＴ１端子１０１に発生する電圧波形は図１（ｄ）のようになり、第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きい電圧を「逆極性電流を検出した」と判断を入れる形態を採用するため、ストローブパルス１０１ｂは最初の１回は逆極性電流を検出できないが、後の２回は検出できる。
【０１４２】
よって、第１の検出期間２１０としては、図１６のフローチャートの第１の検出判定にて「逆極性電流あり」と認定し、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３の第２の制御へ移行する。
【０１４３】
ＳＴＥＰ３の第２の駆動制御では第２の制御期間１１１に駆動パルス１０１ｃとして４発分のチョッパパルスを印加する。
【０１４４】
本発明の実施例１では第１の制御期間１１０と第２の制御期間１１１とで制御内容が同一であるが、同一である必要はない。
また、図１では、第２の制御期間１１１に使用したパルスとしてチョッパパルスを例示しているが、フルパルスであっても構わない。
【０１４５】
第２の制御期間１１１が終わると、第２の検出期間２１１へ移り、図１６  ＳＴＥＰ４の第２の検出判定を実施する。
【０１４６】
第２の検出判定では第２の検出期間２１１に電流波形２０１の極性を判断するストローブパルス１０１ｄを７回出力する。
第２の検出期間２１１における電流波形２０１の最初（２０１ｅ）では、揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１の駆動方向は図９の静的安定状態に戻る方向に移動するため、電流波形２０１は同極性方向になる。
【０１４７】
この際、ＯＵＴ１端子１０１に発生する電圧波形は図１（ｄ）のようになり、第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きい検出電圧７０１ａを「逆極性電流を検出した」と判断する形態を採用するため、ストローブパルス１０１ｃは逆極性電流を検出できない。
よって、第２の検出期間２１１としては、図１６のフローチャートの第２の検出判定にて
「逆極性電流なし」との認定をする。
【０１４８】
以上の検出動作により揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１は駆動方向には殆ど回転せず、逆に、同期間の後半ではロータカム３０１が静的安定状態に戻るような動きをしているものと予想され、第２の検出期間２１１が終了した時点でＳＴＥＰ５のステップ駆動終了に移行し、ステップ駆動を停止する。
【０１４９】
次に図２を用いて駆動負荷が大きいために揺動型ステップモータ３００が正常に回転動作しない場合について説明を行う。
【０１５０】
図２は、実施例１の回転不足解消の制御方法を説明する波形図であり、揺動型ステップモータ３００が正常に回転動作しない場合の１ステップ分の駆動における駆動波形、電流波形を示している。
【０１５１】
図２（ａ）はＯＵＴ１端子１０１の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１５２】
図２（ｂ）はＯＵＴ２端子１０２の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１５３】
図２（ｃ）はＯＵＴ１端子１０１に流れる電流波形５０１を示し、ＯＵＴ２端子１０２（＋）からＯＵＴ１端子１０１（−）へ流れる方向を同極性方向としている。
【０１５４】
図２（ｄ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ１端子１０１に発生するＯＵＴ１ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１５５】
図２（ｅ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ２端子１０２に発生するＯＵＴ２ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１５６】
Ｖｔｈ９０１はストローブパルス印加時にコイル３０３に発生する電流量の極性判断を行なう閾値であり、電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳの中間電位よりＶＤＤ側に設定されている。
【０１５７】
駆動負荷が大きいために揺動型ステップモータ３００が正常に回転動作しないため、揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１は駆動パルス１０１ａ、駆動パルス１０１ｃを行なってもロータストッパ３０４に接触できる付近まで行き着いていない。
このため、図２（ｃ）に示すように、第１の検出期間２１０、第２の検出期間２１1ともに、電流波形５０1（５０１ｃ、５０１ｅ）は逆極性電流が発生し、図１６ＳＥＴＰ２の第１の検出判定では検出電圧７０２ａが第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きいため、「逆極性電流あり」と判断され、ＳＴＥＰ３にて第２の駆動制御が実施され、ＳＴＥＰ４で移行する。ＳＴＥＰ４の第２の検出判定でも検出電圧７０２ｂが第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きいため、「逆極性電流あり」と判断され、ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４に接触できる付近まで行き着いていない可能性が高いという判断になり、「回転不足」という認定になる。
【０１５８】
よって、第２の検出判定でも「逆極性電流あり」と判断され、ＳＴＥＰ６へ移行し、「回転不足解消の為の制御」が実施され、図２の補正制御期間１１２で示したように、回転不足解消の為の補正パルス１０２が印加される。
なお、補正パルス１０２は駆動パルス１１０ａと駆動パルス１０１ｃよりも大きな駆動エネルギーであり、どのような状態においてもロータカム３０１の後端部３０１ｂをロータストッパ３０４に接触できる付近まで移動させることができる。
【０１５９】
次に図２３を用いて図２の場合よりも大きな駆動負荷が揺動型ステップモータ３００にかかり、正常に回転動作しない場合について説明を行う。
【０１６０】
図２は、実施形態１実施例１の回転不足解消の制御方法を説明する波形図であり、揺動型ステップモータ３００が正常に回転動作しない場合の１ステップ分の駆動における駆動波形、電流波形を示している。
【０１６１】
図２３（ａ）はＯＵＴ１端子１０１の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１６２】
図２３（ｂ）はＯＵＴ２端子１０２の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１６３】
図２３（ｃ）はＯＵＴ１端子１０１に流れる電流波形５０１を示し、ＯＵＴ２端子１０２（＋）からＯＵＴ１端子１０１（−）へ流れる方向を同極性方向としている。
【０１６４】
図２３（ｄ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ１端子１０１に発生するＯＵＴ１ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１６５】
図２３（ｅ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ２端子１０２に発生するＯＵＴ２ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０１６６】
Ｖｔｈ９０１はストローブパルス印加時にコイル３０３に発生する電流量の極性判断を行なう閾値であり、電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳの中間電位よりＶＤＤ側に設定されている。
【０１６７】
駆動負荷が大きいために揺動型ステップモータ３００が正常に回転動作しないため、揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１は駆動パルス１０１ａを行なっても全く回転動作を行なっていない。
【０１６８】
このため、図２３（ｃ）に示すように、第１の検出期間２１０では、電流波形５０1（５１１ｂ）は図２２（ｂ）のＬＲ回路過渡応答電流波形２０２のように逆極性電流が発生せず、図１６ＳＥＴＰ２の第１の検出判定では第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きな検出電圧が発生しないため、「逆極性電流なし」と判断され、「回転不足」という認定になる。
【０１６９】
よって、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ６へ移行し、「回転不足解消の為の制御」が実施され、図２３の補正制御期間１１２で示したように、回転不足解消の為の補正パルス１０２が印加される。
【０１７０】
なお、補正パルス１０２は駆動パルス１１０ａと駆動パルス１０１ｃよりも大きな駆動エネルギーであり、どのような状態においてもロータカム３０１の後端部３０１ｂをロータストッパ３０４に接触できる付近まで移動させることができる。
【０１７１】
以上のように第１の制御期間１１０、第２の制御期間１１１の間に第１の検出期間２１０を設けることによってロータカム３０１が全く回転動作を行なっていない状態を早期に検出することによって第２の制御期間１１１での第２の駆動パルス１０１ｃを出力せず、補正パルス１０２によってロータカム３０１の回転不足を解消できるため、揺動型ステップモータ３００の駆動消費電流を削減することが可能となる。
【０１７２】
また、第２の制御期間１１１後の第２の検出期間２１１によってロータカム３０１の後
端部３０１ｂをロータストッパ３０４に接触できる付近まで移動しているか検出を行なうことによって揺動型ステップモータ３００の駆動状態を検出できるため、信頼性の高いモータ制御方法を実現することが出来る。
【０１７３】
次に図１７を用いて、揺動型ステップモータ３００の駆動制御、回転検出に用いられる駆動部３について説明を行う。
【０１７４】
図１７（ａ）は実施例１の揺動型ステップモータの駆動制御および検出用の回路を説明する概略図であり、電子時計用のステップモータの駆動回路として広く一般的に使用されているものである。
【０１７５】
この駆動回路にはスイッチ手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｎ１、Ｎ２の６個を用い、これらのスイッチ手段を適宜切り替えることで、コイル両端にかかる電位を容易に制御可能となり、コイルへ交番パルスを印加することができる。
【０１７６】
なお、図中のＶＤＤ、ＶＳＳは電源の電位レベルを示し、ＶＤＤ電位はＶＳＳ電位よりも高い電位レベルにある。
【０１７７】
図１７（ｂ）は図１７（ａ）の駆動回路に示してあるスイッチ手段（図１７（ａ）のＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｎ１、Ｎ２）の切り替え状態とコイル両端の端子電位レベルを示表している。
【０１７８】
「駆動パターン１」はスイッチ手段Ｎ１、Ｐ１を導通状態、Ｎ２、Ｐ２を非導通状態とし、ＯＵＴ１端子１０１をＶＳＳ、ＯＵＴ２端子１０２をＶＤＤの電位にする。
【０１７９】
「駆動パターン２」はスイッチ手段Ｎ２、Ｐ２を導通状態、Ｎ１、Ｐ１を非導通状態とし、ＯＵＴ２端子１０２をＶＳＳ、ＯＵＴ１端子１０１をＶＤＤの電位にする。
【０１８０】
「駆動なし／検出なし」はすべてのスイッチ手段を非導通状態としＯＵＴ２端子１０２、ＯＵＴ１端子１０１には電力供給がされていない状態である。
【０１８１】
「検出パターン１」はスイッチ手段Ｐ１、Ｐ３を導通状態、Ｎ１、Ｎ２、Ｐ２、Ｐ４を非導通状態とし、ＯＵＴ２端子１０２をＶＤＤ電位とし、ＯＵＴ１端子１０１には電力供給がされていない状態である。
【０１８２】
「検出パターン２」はスイッチ手段Ｐ２、Ｐ４を導通状態、Ｎ１、Ｎ２、Ｐ１、Ｐ３を非導通状態とし、ＯＵＴ１端子１０１をＶＤＤ電位とし、ＯＵＴ２端子１０２には電力供給がされていない状態である。
【０１８３】
前述の第１の制御期間１１０、第２の制御期間１１１においては、表中の「駆動パターン１」、「駆動パターン２」、「駆動なし／検出なし」の何れかのパターンを選んで組み合わせる形を取る。
【０１８４】
「駆動パターン１」と「駆動パターン２」とは、揺動型ステップモータへの電流通電方向が互いに逆向きとなっている。「駆動なし／検出なし」は、揺動型ステップモータ両端の電位が等しい状態なので、無通電状態である。
【０１８５】
各ステップで、交互に「駆動パターン１」と「駆動パターン２」を切り替えて使うことで、交番パルス的に電流を印加することが可能となる。
【０１８６】
次に図１を例に図１７（ｂ）の表との対応を説明する。
【０１８７】
図１の揺動型ステップモータ３００の１ステップ分の駆動における駆動パルス１０１ａでは表中の「駆動パターン１」と「駆動なし／検出なし」を交互に４回繰り返している。
【０１８８】
第１の検出期間２１０、第２の検出期間２１１のストローブパルス１１０ｂ、１１０ｄでは、表中の「検出パターン１」、「駆動なし／検出なし」を交互に繰り返し、第１の検出期間２１０のストローブパルス１１０ｂでは３回、第２の検出期間２１１のストローブパルス１１０ｂ、１１０ｄでは７回繰り返している。
【０１８９】
「検出パターン１」は、揺動型ステップモータのＯＵＴ１端子１０１を、高抵抗Ｒ１を介してＶＤＤへ接続し、ＯＵＴ２端子１０２をＶＤＤ接続し、図１（ｃ）の電流波形２０１ｃのように逆極性方向の電流が発生した場合はＯＵＴ１端子１０１にＶＳＳ方向の電位が発生する。こうすることで、第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きい検出電圧７０１ａを確認し、逆極性方向の電流を検出することが可能となる。
【０１９０】
また、図１（ｃ）の電流波形２０１ｂのように同極性方向の電流が発生した場合はＯＵＴ１端子１０１に正極電源電位ＶＤＤよりも高い電位が発生するため、同極性方向の電流を検出することは出来ない。
【０１９１】
同極性方向の電流を検出するには「検出パターン１」を「検出パターン２」に変更すれば、ＯＵＴ２端子１０２にＶＳＳ方向の電位が発生するため、第１の閾値Ｖｔｈ９０１より大きい検出電圧を確認することで、同極性方向の電流を検出することが可能となる。
【０１９２】
図１ではＯＵＴ１端子１０１に駆動パルスを印加する場合を例に挙げているが、ＯＵＴ２端子１０２に駆動パルスを印加する場合はＯＵＴ１端子１０１、ＯＵＴ２端子１０２が入れ替わるので「駆動パターン１」が「駆動パターン２」になり、「検出パターン１」を「検出パターン２」に変えれば、同様に実現できる。
【０１９３】
また、ストローブパルスの実行時間（「検出パターン１」、「検出パターン２」になっている時間）は検出パターン実行中、揺動型ステップモータのロータカムが回転をしている際に、長時間電流が流れる状態にしてしまうと、ロータカム回転による励起電流により電磁ブレーキがかかってしまう。
【０１９４】
そのため、前述の「検出パターン１」、「検出パターン２」の状態を作る場合は、できる限り短い時間で検出するようにする必要がある。
【０１９５】
上記のようにストローブパルスは駆動パルスをＯＵＴ１端子１０１、ＯＵＴ２端子１０２に印加した時にコイル３０３へ流れる電流方向を同極性とした場合、「検出パターン１」、「検出パターン２」を切り変えることによって同極性方向の電流、逆極性方向の電流をストローブパルスによって検出できる。
【０１９６】
また、このストローブパルスのうち同極性電流を検出するストローブパルスを同極ストローブパルス、逆極性電流を検出するストローブパルスを逆極ストローブパルスと呼ぶこととし、表１に駆動パターン、検出パターン、駆動パルス印加時にコイル３０３へ流れる電流方向を同極性とした電流方向、ストローブパルス名称の関係を示す。
【０１９７】
【表１】
2015184097.tif 000003
【０１９８】
以上のように図１７（ａ）に示した回路を用いて、図１７（ｂ）に示すようにスイッチ手段を適宜切り替えてＯＵＴ１端子１０１、ＯＵＴ２端子１０２の電位を計測する、即ち、ストローブパルスを取得することで、揺動型ステップモータのコイルに流れている電流の状態を把握することができる。
【０１９９】
通常、時計用のＩＣはＶＳＳとして逆極性の電位を利用することが多いので、ストローブパルスの検出に当たっては、逆極ストローブパルスに対して検出処理をする回路を構成する方が容易である。
【０２００】
従って、揺動型ステップモータのコイルに流れる励起電流を検出するには、「駆動パターン１」で駆動した場合は、「駆動パターン１」で駆動した後に「検出パターン１」の状態を作り、ＯＵＴ１側端子１０１で逆極ストローブパルスの有無を監視するやり方をするのが好ましい。
【０２０１】
また、「駆動パターン２」で駆動した場合は、「駆動パターン２」で駆動した後に「検出パターン２」の状態を作り、ＯＵＴ２側端子１０２で逆極ストローブパルスの有無を監視するやり方をするのが好ましい。
【０２０２】
［実施例２]
揺動型ステップモータの実施例２の回転検出および制御方法とその実施例を、図１８、図１９、図２０、図２１を用いて説明する。
【０２０３】
図９、図１０の説明で前述したように本発明の揺動型ステップモータ３００は磁界印加時の安定状態から静的安定状態へ遷移するまでの時間が長く、駆動間隔の短い連続駆動する場合、各ステップの駆動開始時点では静的安定状態までは戻り切れずないことが多くなる。
【０２０４】
このため、ステップ毎の駆動開始時のロータカム３０１の姿勢が異なるため、駆動時のロータカム３０１の回転速度にばらつきが起こり、コイル３０３に発生する電流量の経時変化に差異を生じる。
この状況について図１８、図１９を用いて説明を行う。
【０２０５】
［揺動型ステップモータの実施例２の回転検出および制御方法とその実施例：図１８、図１９、図２０、図２１］
図１８は、実施例２の揺動型ステップモータの駆動停止後のロータカム姿勢と駆動波形と電流波形の関係を説明する概略図であり、前回のステップ駆動終了後にローターカム３０１が静的安定状態付近へ戻る前に次のステップ駆動した場合を示している。
【０２０６】
図１８（ａ）は本発明の揺動型ステップモータ３００で、前回のステップ駆動終了後にロータカム３０１が静的安定位置へ復帰していない状態にて次の駆動パルスを印加した直後のタイミングにおけるロータカム３０１位置を示し、図１８（ｂ）は図１８（ａ）のロ
ータカム３０１を駆動したときの電流波形２０５、図１８（ｃ）は図１８（ａ）を駆動したときの電圧波形を示している。
【０２０７】
図１８（ａ）に示したロータカム３０１は駆動パルス１０３ａ印加後、慣性の影響を受けて、時計回り方向に回転（ＲＥ方向）へ回転を続ける。
ロータカム３０１は、図９に示した静的安定状態を経由してＲＥ方向へ回転していく。
【０２０８】
図１８（ａ）に示したロータカム３０１には、駆動パルスによってＲＥ方向へ回転駆動された後の慣性トルクが作用し、ロータカム３０１は引き続きＲＥ方向へ回転を続ける。一方で、ロータカムには静的安定状態付近へ戻ろうとするトルクが作用し、ＲＥ方向への回転力が付勢されるため、ＲＥ方向に回転する速度は静的安定状態で駆動パルスの印加が停止した場合と比較して速くなる。
【０２０９】
従って、コイル３０３から発生する電流も大きくなり、モータ回転時の電流波形２０５も逆極性方向に変化するまでの時間が短く、逆極性電流量も大きく、その発生時間も長くなる。この際、駆動パルス１０３ｂ直後でもロータカム３０１の後端部３０１ｂの位置がロータストッパ３０４と接触する位置に達しておらず、逆極性方向の電流が発生しており、確実にロータカム３０１を回し切ることが可能な補正パルスを揺動型ステップモータ３００のコイル３０３へ印加し、ロータカム３０１の回転不足解消の為の制御を実施する必要がある。
【０２１０】
図１９も実施例２の揺動型ステップモータの駆動停止後のロータカム姿勢と駆動波形と電流波形の関係を説明する概略図であり、前回のステップ駆動が終了後に静的安定状態付近へ戻ろうとしているロータカム３０１の位置が、今回のステップ駆動で静的安定状態を通り過ぎた状態を示している。
【０２１１】
図１９（ａ）は本発明の揺動型ステップモータ３００で、前回のステップパルス駆動終了後にロータカム３０１が静的安定位置付近まで戻ってきた状態にて今回駆動パルスが印加され、その今回駆動パルスの印加直後のタイミングにおけるロータカム３０１位置を示し、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のロータカム３０１を駆動したときの電流波形２０６、図１９（ｃ）は図１９（ａ）を駆動したときの電圧波形を示している。
【０２１２】
図１９（ａ）に示したロータカム３０１は駆動パルス印加後、慣性の影響を受けて、時計回り方向に回転（ＲＥ方向）へ回転を続ける。
【０２１３】
図１９（ａ）に示したロータカム３０１には、駆動パルスによってＲＦ方向へ回転駆動された後の慣性トルクが作用し、ロータカム３０１は引き続きＲＦ方向へ回転を続ける。一方で、ロータカムには静的安定状態付近へ戻ろうとするトルクが作用し、ＲＦ方向とは逆方向への回転力が付勢されるため、ＲＦ方向に回転する速度は静的安定状態で駆動パルスの印加が停止した場合と比較して遅くなる。従って、コイル３０３から発生する電流は小さくなり、モータ回転時の電流波形２０６も逆極性方向に変化するまでの時間が長く、逆極性電流量も小さく、その発生時間も短くなる。
【０２１４】
この場合、駆動パルス１０３ｂ直後でロータカム３０１の後端部３０１ｂの位置がロータストッパ３０４と接触する位置に達しており、同極性方向の電流が発生するため、補正パルスを印加する必要はない。
【０２１５】
以上のように駆動パルス印加後から逆極性電流が発生する迄の時間、もしくは、電流波形２０５、２０６の積分した量は、揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１の回転速度の影響を受ける。
【０２１６】
よって、ロータカム３０１の回転速度は、ロータカム３０１の後端部３０１ｂの駆動停止位置がロータストッパ３０４と接触する位置に近づくほど遅くなる傾向があるので、駆動パルス印加後から逆極性電流が発生する迄のコイル３０３に流れる電流の積分量を監視することで、ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４にどの程度近づいているかを判断することが可能となる。
【０２１７】
また、駆動パルス印加後から逆極性電流が発生する迄のコイル３０３に流れる電流の積分量は、図１８ではＳ０、図１９ではＳ１である。
ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４に近くなっている図１９のＳ１の方が、図１８のＳ０よりも明らかに大きくなるので、駆動パルス印加後から逆極性電流が発生する迄のコイル３０３に流れる電流の積分量を取得できれば、揺動型ステップモータ３００のロータカム３０１の回転力を把握でき、同時に、ロータカム３０１の後端部３０１ｂの到達位置を推定することもできる。
【０２１８】
以後、駆動パルス印加後から逆極性電流が発生する迄のコイル３０３に流れる電流の積分量を「過渡応答優勢目印」と呼ぶことにする。
【０２１９】
図２０は実施例２の制御および検出方法を説明する波形図であり、図１９（ａ）に示すロータカム３０１の状態から駆動パルスを印加した場合の駆動波形と電流波形の様子を示している。
【０２２０】
図２０（ａ）はＯＵＴ１端子１０１の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０２２１】
図２０（ｂ）はＯＵＴ２端子１０２の電位を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０２２２】
図２０（ｃ）はＯＵＴ１端子１０１に流れる電流波形２０１を示し、ＯＵＴ２端子１０２（＋）からＯＵＴ１端子１０１（−）へ流れる方向を同極性方向としている。
【０２２３】
ＯＵＴ１端子１０１に流れる電流波形２０１を示し、ＯＵＴ２端子１０２（＋）からＯＵＴ１端子１０１（−）へ流れる方向を同極性方向としている。
【０２２４】
図２０（ｄ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ１端子１０１に発生するＯＵＴ１ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０２２５】
図２０（ｅ）はストローブパルス印加時のＯＵＴ２端子１０２に発生するＯＵＴ２ストローブ波形を示し、縦軸が電圧、横軸が経過時間を示している。
【０２２６】
Ｖｔｈ９０１はストローブパルス印加時にコイル３０３に発生する電流量の極性判断を行なう閾値であり、電源電位ＶＤＤ、ＶＳＳの中間電位よりＶＤＤ側に設定されている。
【０２２７】
第２の閾値Ｖｔｈ９０２はストローブパルス印加時にコイル３０３に発生する電流量の極性判断を行なう閾値であり、第１の閾値Ｖｔｈ９０１よりもＶＳＳ側に設定される。
【０２２８】
なお、本実施例２の接地電位はＶＤＤ電位であり、閾値の検出電位をＶＤＤ側に設定することによって、より少ない電流量を検出でき、閾値の検出電位をＶＳＳ側に設定することによって、より大きい電流量を検出できる。
【０２２９】
よって、第２の閾値Ｖｔｈ９０２は第１の閾値Ｖｔｈ９０１よりも大きい電流量を検出することになり、駆動パルス印加後から逆極性電流が発生する迄のコイル３０３に流れる電流の積分量（図１８ではＳ０、図１９ではＳ１）を検出することが可能となる。また、図２０に記載されている第１の制御期間１１０、第２の制御期間１１１、第１の検出期間２１０の制御内容については、本発明の実施例１（図１）で示した内容と等しいので、説明を省略する。
【０２３０】
図２０にて図１で示した駆動波形および電流波形と大きく異なるのは、第２の検出期間２１１の検出内容である。
【０２３１】
図２０の第２の検出期間２１１では、前述の「過渡応答優勢目印」の検出を行うため、図１７の表における「検出パターン２」の状態にしてＯＵＴ２端子１０２の同極ストローブパルスを監視するようにしている。
【０２３２】
この同極ストローブパルスの大きさと存在本数は、「過渡応答優勢目印」の大きさそのものを表すことになる。図２０では、第２の検出期間２１１で、第２の閾値Ｖｔｈ９０２を超える大きさの逆極ストローブパルス７０３ｂを２本以上連続して検出できた場合に、ロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４近傍まで到達したものと判断するようにしている。前述したように第２の閾値Ｖｔｈ９０２は第１の閾値Ｖｔｈ９０１よりもＶＳＳ側に閾値を有しているため、第２の閾値Ｖｔｈ９０２は第１の閾値Ｖｔｈ９０１よりも大きな電流量しか検出が出来ない。
【０２３３】
図２１には、実施例２の揺動型ステップモータの制御の流れを説明するフローチャートを示す。図２１のフローチャートについて説明する。
【０２３４】
ＳＴＥＰ０の「ステップ動作開始」からＳＴＥＰ３の「第２の駆動制御」を終えるまでの処理の流れは図１６で示したフローチャートと共通なので、説明を省略する。
ＳＴＥＰ３の「第２の駆動制御」の後は、ＳＴＥＰ１５の「第２の検出判定」へ進む。
ＳＴＥＰ１５では駆動停止直後から駆動パルス１０１ｃ印加後からコイル３０３に流れる電流の積分量、すなわち、図１９のＳ１に該当する「過渡応答優勢目印」を監視する。
【０２３５】
「過渡応答優勢目印」については、予め、ロータカム３０１がミスなく６番車３０８を押し回せる為の必要量に相当する電位の閾値および検出されたストローブパルス数を設定し、回転不足の有無を判断する。
【０２３６】
本発明の実施例２では、「過渡応答優勢目印」を、コイル３０３から発生する電流が大きいことも検出できる第２の閾値Ｖｔｈ９０２が、複数回検出することによって判断している。「過渡応答優勢目印」が確認できた場合は、到達位置が十分であると認定し、ＳＴＥＰ１６に移行してステップ駆動を終了して次のステップ駆動のタイミングまで待機する。
【０２３７】
また、「過渡応答優勢目印」が確認できなかった場合は回転が不十分であると認定し、ＳＴＥＰ１７に移行して確実にロータカムを回し切ることができると判っている駆動電流を、揺動型ステップモータ３００のコイル３０３へ印加し、ロータカム３０１の回転不足解消の為の制御を実施し、ＳＴＥＰ１６に移行してステップ駆動を終了して次のステップ駆動のタイミングまで待機する。
【０２３８】
以上のように駆動パルス１０１ｃ印加後の第２の検出期間２１１において第２の閾値Ｖｔｈ９０２によってコイル３０３に発生する電流量を検出することによってロータカム３０１の後端部３０１ｂがロータストッパ３０４にどの程度近づいているかを判断すること
が可能となり、より信頼性の高い検出を行うことが出来るようになる。
【０２３９】
また、揺動型ステップモータ３００の負荷に応じて駆動パルスを切り替えたい場合は、補正パルスを印加した段階、もしくは所定回数連続して補正パルスを印加しなかったステップが続いた段階で、次ステップ以後の第１の駆動制御と第２の駆動制御の少なくとも何れか一方の制御内容を変更して揺動型ステップモータ３００の負荷に応じた駆動パルスに設定しても構わない。
【符号の説明】
【０２４０】
１  制御部
２  検出部
３  駆動部
４  時刻表示部
１１０  第１の制御期間
１１１  第２の制御期間
１１２  回転不足解消の制御期間
２０１  電流波形
２１０  第１の検出期間
２１１  第２の検出期間
３０１  ロータカム
３０２  ステータ
３０３  コイル
３０４  ロータストッパ
３０８  ６番車Ｉ
３０９  ６番車ＩＩ
３１１  ロータ
【図１】
2015184097.tif 000004
【図２】
2015184097.tif 000005
【図３】
2015184097.tif 000006
【図４】
2015184097.tif 000007
【図５】
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【図６】
2015184097.tif 000009
【図７】
2015184097.tif 000010
【図８】
2015184097.tif 000011
【図９】
2015184097.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
2015184097.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2015184097.tif 000016
【図１４】
2015184097.tif 000017
【図１５】
2015184097.tif 000018
【図１６】
2015184097.tif 000019
【図１７】
2015184097.tif 000020
【図１８】
2015184097.tif 000021
【図１９】
2015184097.tif 000022
【図２０】
2015184097.tif 000023
【図２１】
2015184097.tif 000024
【図２２】
2015184097.tif 000025
【図２３】
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