(57)【要約】【課題】低消費電力で確実なステッピング動作を実現するステッピングモーターの駆動方法、その駆動装置、及びその駆動装置を用いた電子機器をもたらす。【解決手段】駆動パルスＰ１を含むパルスを出力しているパルス出力区間Ｘとパルスを出力していないパルス休止区間Ｙとを設け、パルス出力区間Ｘにおいて、最後に出力する最終駆動パルスＰｎの直後に当該最終駆動パルスＰｎと合体する継続パルスＰｘと、最初に出力する初回駆動パルスＰ１の直前に当該初回駆動パルスＰ１と合体する先導パルスＰｙとの少なくともいずれかをコイル１０３に出力する。【選択図】図６
2012147585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と駆動パルスが入力した際のコイルとの磁気作用によりローターがステップ駆動するステッピングモーターの駆動方法であって、
前記駆動パルスを含むパルスを継続的に出力するパルス出力区間と前記パルスを継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間とを設け、
前記パルス出力区間において、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスの直後に当該最終駆動パルスと実質的に合体する継続パルスと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスの直前に当該初回駆動パルスと実質的に合体する先導パルスと、の少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力することを
特徴とするステッピングモーターの駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたステッピングモーターの駆動方法であって、
前記パルス出力区間と前記パルス休止区間とは、所定時間が定められた１サイクル中に設けられている
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたステッピングモーターの駆動方法であって、
前記継続パルスと前記先導パルスとが出力され、前記継続パルスのパルス幅は前記先導パルスのパルス幅よりも長く設定されている
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれかに記載されたステッピングモーターの駆動方法であって、
前記駆動パルスは、パルス幅が一定であり、
前記継続パルスと先導パルスの少なくとも一方のパルス幅は、前記駆動パルスの前記パルス幅の整数倍に設定されている
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動方法。
【請求項５】
永久磁石と駆動パルスが入力した際のコイルとの磁気作用によりローターがステップ駆動するステッピングモーターの駆動装置であって、
前記駆動装置は、少なくとも前記駆動パルスを前記コイルに出力する駆動制御部を有し、
前記駆動制御部は、前記駆動パルスを含むパルスを継続的に出力するパルス出力区間と前記パルスを継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間とを設定し、前記パルス出力区間において、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスの直後に当該最終駆動パルスと実質的に合体する継続パルスと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスの直前に当該初回駆動パルスと実質的に合体する先導パルスと、の少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力する
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたステッピングモーターの駆動装置であって、
前記パルス出力区間と前記パルス休止区間は、所定時間が定められた１サイクル中に設けられている
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動装置。
【請求項７】
請求項５に記載されたステッピングモーターの駆動装置であって、
時間を設定可能な時間設定部をさらに備え、
前記時間設定部は、前記駆動パルス、前記パルス出力区間、前記パルス休止区間、前記継続パルス、前記先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを設定可能であり、
前記駆動制御部は、前記設定された時間間隔または出力タイミングに基づいた前記継続パルスと前記先導パルスとの少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力する
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動装置。
【請求項８】
請求項６に記載されたステッピングモーターの駆動装置であって、
時間を設定可能な時間設定部をさらに備え、
前記時間設定部は、前記１サイクルの前記所定時間、前記駆動パルス、前記パルス出力区間、前記パルス休止区間、前記継続パルス、前記先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを設定可能であり、
前記駆動制御部は、前記設定された時間間隔または出力タイミングに基づいて、前記１サイクル毎に前記継続パルスと前記先導パルスとの少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力する
ことを特徴とするステッピングモーターの駆動装置。
【請求項９】
請求項５から請求項８のうちいずれかに記載されたステッピングモーターの駆動装置を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【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ーの駆動方法、ステッピングモーターの駆動装置およびステッピングモーターの駆動装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモーターは、駆動パルスが入力されるコイルと永久磁石との磁気作用に基づいてローターがステップ駆動するものであり、多くの電子機器に搭載されている。またこのステッピングモーターを駆動する駆動装置は、少なくとも前記駆動パルスを含む駆動制御信号を前記コイルに出力する駆動制御部を有して構成されている。
【０００３】
上記ステッピングモーターは、多くの電子機器に使用されている。例えば、プリンター用給紙装置の搬送ローラーを駆動するため、あるいは時計や計測器の表示針をステップ駆動するために用いられる。
【０００４】
従来のステッピングモーターの駆動方法は、特許文献１に見られるようにステッピングモーターがステッピング動作を停止している期間は待機電流を流している。ステッピング動作を開始する段階になると、ステッピング動作を行わせる最初の駆動パルスの前段階から上記待機電流の値より大きなモーター電流を流し、ステッピングが可能な回転作動電流まで引き上げている。上記待機電流値から回転作動電流値まで引き上げる時に、段階的あるいは徐々にモーター電流を引き上げている。（特許文献１の要約、段落番号０００９を参照）
【０００５】
このため、ステッピングモーターの駆動開始時において、モーター電流を待機電流値から回転作動電流値まで引き上げるときに、段階的に或いは徐々にモーター電流を引き上げることにより、ステッピングモーター駆動開始時の振動を低減する。またステッピングモーターの停止時間が長いときの待機電流を低くして冷却ファンや放熱ファンなどを付加することなく消費電流を低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３３００４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、ステッピングモーターが停止しているときでも待機電流を流しており、しかも常時流しているため、常時発熱している。この発熱により周囲部材を徐々に高温にし、モーター駆動制御回路を誤動作させ、磁気回路の特性を悪化し、ローターのステッピング動作を不安定にしている。加えて電流を常時流しており、電力を浪費する。
【０００８】
本発明は、上記課題を解消するもので、低消費電力で確実なステッピング動作を実現するステッピングモーターの駆動方法、ステッピングモーターの駆動装置、及びステッピングモーターの駆動装置を用いた電子機器をもたらすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明のステッピングモーターの駆動方法は、永久磁石と駆動パルスが入力した際のコイルとの磁気作用によりローターがステップ駆動するステッピングモーターの駆動方法であって、前記駆動パルスを含むパルスを継続的に出力するパルス出力区間と前記パルスを継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間とを設け、前記パルス出力区間において、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスの直後に当該最終駆動パルスと実質的に合体する継続パルスと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスの直前に当該初回駆動パルスと実質的に合体する先導パルスと、の少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力することを前記コイルに出力することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ステッピングモーターが継続的に停止している間はパルス休止区間であり、待機電流が流れない。従って待機電流による発熱がなく、周囲部材を高温にすることがない。このため、ステッピングモーターの駆動制御回路を誤動作させ磁気回路の特性を悪化させることはない。よって安定したステッピングモーターの駆動を実現できる。さらにパルス休止区間は待機電流を流さないため節電できる。
【００１１】
本発明によれば、ステッピング動作を確実に行うことができる。
【００１２】
本発明によれば、最終駆動パルスの出力後に当該最終駆動パルスと実質的に合体する継続パルスを出力するので、継続パルスに助長された最終駆動パルスは、ローターを所定ステップ位置へ確実に回転することができる。さらに継続パルスはパルス休止区間もローターを所定停止位置に停止し続け易くするので、次の初回駆動パルスはローターの回転駆動を確実に行いやすい。
【００１３】
詳細に述べると、次の通りである。通常、駆動パルスが出力すると、ローターは所定停止位置から１ステップ先の所定ステップ位置まで回転する。しかし、場合によりローターが所定ステップ位置へ回転しないことがある。例えば、駆動パルスのパルス幅を極限まで狭くしたことによりローターのステップ駆動力が不十分の場合、ローターステップ回転中に衝撃等の突発的な外力を受けローターが所定ステップ位置まで回転できなかった場合、あるいは部品のバラツキによりローターが所定ステップ位置まで回転しなかった場合等である。これらの場合、通常の駆動パルスが出力されたにもかかわらず、ローターは所定ステップ位置へ回転せず、ステッピングモーターの負荷を正規に駆動できない。このためステッピングモーターの信頼性を損なう。
【００１４】
本発明によれば、継続パルスは、最終駆動パルスの出力により所定ステップ位置近傍で回転中のローターを確実に上記所定ステップ位置に吸引する。このため最終駆動パルスだけではローターを所定ステップ位置へ回転できない前述の場合でも、継続パルスがローターを所定ステップ位置側に吸引し、このためローターを所定ステップ位置に回転させることができる。しかも継続パルスは、ローターを所定ステップ位置近傍の所定停止位置側に吸引する。このため、ローターは、パルス休止区間も所定停止位置に停止し続けることが容易となる。従って次のパルス出力区間になった際、初回駆動パルスがローターの回転駆動を確実に行うことができる。
【００１５】
本発明によれば、初回駆動パルスの出力前に当該初回駆動パルスと実質的に合体する先導パルスを出力するので、先導パルスに助長された初回駆動パルスは、ローターを所定ステップ位置へ確実に回転することができる。
【００１６】
ローターは、時にはパルス休止区間に本来の停止位置に停止していない（非所定停止位置に停止している）場合があり得る。例えば、パルス休止区間に停止しているローターが衝撃等の突発的な外力を受けて多少回転しそのまま停止した場合、あるいは部品のバラツキによりローターが本来の停止位置に停止していない場合である。また、パルス出力区間になり初回駆動パルスが出力されてもローターが所定ステップ位置に駆動されない場合があり得る。例えば、駆動パルスのパルス幅を極限まで狭くしたためローターのステップ駆動が不十分である場合等である。上記のようにローターが非所定停止位置に停止した場合及び初回駆動パルスが出力されてもローターが所定ステップ位置に駆動されない場合は、次の通常の駆動パルスが出力されても、ローターは所定ステップ位置へ回転されず、ステッピングモーターの負荷を正規に駆動できない。ステッピングモーターの信頼性を損なう。
【００１７】
本発明は、パルス休止区間にローターが停止している際に、上記のようにローターが非所定停止位置に停止していたとしても、先導パルスは、このローターを所定ステップ位置側に吸引し、初回駆動パルスの動作を助長する。このため、先導パルスに助長された初回駆動パルスは、ローターを所定ステップ位置へ確実に回転することができる。
【００１８】
本発明は、前記継続パルスと前記先導パルスのどちらか一方だけを出力してもよく、あるいは、両者を出力してもよい。継続パルスと先導パルスの双方が出力される場合には、前述した継続パルスの作用効果と先導パルスの作用効果を合わせ持つと共に、両者による相乗効果をもたらす。即ち、継続パルスは、ローターを所定停止位置側に吸引し所定停止位置側に確実に停止させるので、ローターを上記の非所定停止位置に停止させる機会を少なくし、かつ例え非所定停止位置に停止する場合でも所定停止位置の近傍とすることが出来る。この状態で先導パルスが出力する。先導パルスはローターを所定ステップ位置側により確実に吸引しやすくなる。従って、初回駆動パルスがローターをより確実に所定ステップ位置に回転することが出来る。
【００１９】
なお、継続パルスが最終駆動パルスと実質的に合体する、及び先導パルスが初回駆動パルスに実質的に合体するとは、両者間に時間差がない場合と、僅かに時間差がある場合とを含む。上記多少の時間差は、継続パルスが最終駆動パルスにより所定ステップ位置の近傍へ回転したローターを確実に上記所定ステップ位置側に吸引できる時間差である。また、上記多少の時間差は、ローターの停止している位置が所定停止位置から多少ずれていたとしても先導パルスがローターを所定停止位置側に吸引し初回駆動パルスによりローターを所定ステップ位置まで駆動できる時間差である。また上記合体は、継続パルスと最終駆動パルスはコイル内で同じ電流方向でほぼ同じ電圧であり、先導パルスと初回駆動パルスはコイル内で同じ電流方向でほぼ同じ電圧である状態になる。
【００２０】
（２）本発明のステッピングモーターの駆動方法は、（１）に記載されたステッピングモーターの駆動方法であって、前記パルス出力区間と前記パルス休止区間とは、所定時間が定められた１サイクル中に設けられていることが好ましい。
【００２１】
本発明によれば、前記パルス出力区間と前記パルス休止区間とは、所定時間が定められた１サイクル中に設けられているので、何サイクルでも同様の形態でステッピングモーターを継続して安定的に駆動することが出来る。さらに、ステッピングモーターの出力先の負荷の必要に応じて、各サイクル中でパルス出力区間を適宜変更することもできる。このため、負荷の必要性に柔軟に対応することが出来る。例えば、ステッピングモーターが時計針を３０秒間隔で駆動する場合、針が所定位置まで駆動されたか否かを針位置検出手段で検出し、所定位置まで駆動されなかった際には所定位置まで駆動パルスを出力する。この場合は、パルス出力区間を長くすることになる。このため、針を所定位置まで正確に駆動することが出来る。
【００２２】
（３）本発明のステッピングモーターの駆動方法は、（１）または（２）に記載されたステッピングモーターの駆動方法であって、前記継続パルスと前記先導パルスとが出力され、前記継続パルスのパルス幅は前記先導パルスのパルス幅よりも長く設定されていることが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、継続パルスと先導パルスの双方が出力される。従って、前述した継続パルスの作用効果と先導パルスの作用効果及び双方による相乗効果を有する。この場合、継続パルスのパルス幅（パルスの出力時間）を十分長くすることができるので、駆動直後のローターを所定停止位置側により確実に停止させることができる。従って、パルス休止区間中、ローターは磁気的安定位置である所定停止位置に停止することになる。この状態で外力が加わったとしても、もともとローターが磁気的安定位置に停止しているため、外力による位置ずれは起こりにくい。例え外力により多少の位置ずれが生じても、もとの磁気的安定位置に戻りやすい。以上のように停止中のローターは所定停止位置の近傍に停止することになるので、先導パルスが出力された際に、先導パルスはローターを所定ステップ位置に駆動し易くなる。このため先導パルスのパルス幅を狭くすることが出き、消費電力を節約できる。
【００２４】
（４）本発明のステッピングモーターの駆動方法は、（１）から（３）のうちいずれかに記載されたステッピングモーターの駆動方法であって、前記駆動パルスは、パルス幅が一定であり、前記継続パルスと先導パルスの少なくとも一方のパルス幅は、前記駆動パルスのパルス幅の整数倍に設定されていることが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、駆動パルスのパルス幅は一定であるので、ローターのステップ駆動が安定する。しかもパルスを形成し出力するパルス形成回路やその出力回路等の駆動制御部を単純化できる。また、先導パルスと継続パルスのパルス幅を、駆動パルスのパルス幅の整数倍で構成すると、上記パルス形成回路を用いて形成できる。従って、先導パルスと継続パルスの形成回路も容易に形成でき、回路動作が迅速で低消費電力化と低コスト化を実現する。
【００２６】
（５）本発明のステッピングモーターの駆動装置は、永久磁石と駆動パルスが入力した際のコイルとの磁気作用によりローターがステップ駆動するステッピングモーターの駆動装置であって、前記駆動装置は、少なくとも前記駆動パルスを前記コイルに出力する駆動制御部を有し、前記駆動制御部は、前記駆動パルスを含むパルスを継続的に出力するパルス出力区間と前記パルスを継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間とを設定し、前記パルス出力区間において、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスの直後に当該最終駆動パルスと実質的に合体する継続パルスと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスの直前に当該初回駆動パルスと実質的に合体する先導パルスとの少なくともいずれかと、前記駆動パルスとを前記コイルに出力することを特徴とする。
【００２７】
上記本発明によれば、ステッピングモーターが継続的に停止しているパルス休止区間は、待機電流が流れず、発熱がなく、周囲部材を高温にすることがない。このため、ステッピングモーターの駆動制御回路を含んだ駆動制御部を誤動作させ、また磁気回路の特性を悪化させることはない。よって安定したステッピングモーターの駆動を実現できる。加えてパルス休止区間は節電できる。さらに継続パルスと先導パルスとの少なくともいずれかにより、前述したように確実なローターのステッピング動作を実現する。
【００２８】
（６）本発明のステッピングモーターの駆動装置は、（５）に記載されたステッピングモーターの駆動装置であって、前記パルス出力区間と前記パルス休止区間は、所定時間が定められた１サイクル中に設けられていることが好ましい。
【００２９】
本発明によれば、前記パルス出力区間と前記パルス休止区間とは、所定時間が定められた１サイクル中に設けられているので、何サイクルでも同様の形態でステッピングモーターを継続して安定的に駆動することが出来る。さらに、ステッピングモーターの出力先の負荷の必要に応じて、各サイクルの中で前記パルス出力区間を適宜可変できる。このため、負荷の必要性に柔軟に対応することが出来る。
【００３０】
（７）本発明のステッピングモーターの駆動装置は、（５）に記載されたステッピングモーターの駆動装置であって、時間を設定可能な時間設定部をさらに備え、前記時間設定部は、前記駆動パルス、前記パルス出力区間、前記パルス休止区間、前記継続パルス、前記先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを設定可能であり、前記駆動制御部は、前記設定された時間間隔または出力タイミングに基づいた前記継続パルスと前記先導パルスとの少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力することが好ましい。
【００３１】
上記本発明によれば、上記時間設定部を用いて、前記駆動パルス、前記パルス出力区間、前記パルス休止区間、前記継続パルス、前記先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを、ステッピングモーターの使用状況により最適に設定することが出来る。
【００３２】
（８）本発明のステッピングモーターの駆動装置は、（６）に記載されたステッピングモーであって、時間を設定可能な時間設定部をさらに備え、前記時間設定部は、前記１サイクルの前記所定時間、前記駆動パルス、前記パルス出力区間、前記パルス休止区間、前記継続パルス、前記先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを設定可能であり、前記駆動制御部は、前記設定された時間間隔または出力タイミングに基づいて、前記１サイクル毎に前記継続パルスと前記先導パルスとの少なくともいずれかと前記駆動パルスとを前記コイルに出力することが好ましい。
【００３３】
上記本発明によれば、上記時間隔設定部を用いて、前記１サイクルの前記所定時間、前記駆動パルス、前記パルス出力区間、前記パルス休止区間、前記継続パルス、前記先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを、ステッピングモーターの使用状況により最適に設定することが出来る。
【００３４】
（９）本発明の電子機器は、（５）から(８)のうちいずれかに記載されたステッピングモーターの駆動装置を備えたことを特徴とする。
【００３５】
上記本発明によれば、前述した（５）から(８) のうちいずれかの作用効果を有する電子機器を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態１のスッテッピングモーター１０１の平面図。
【図２】本発明の実施形態１のスッテッピングモーター１０１周辺の機能ブロック図。
【図３】本発明の実施形態１のスッテッピングモーター１０１に供給される駆動パルスの出力状態を表す図。
【図４】本発明の実施形態１のスッテッピングモーター１０１におけるローター１０５の動作図。
【図５】最終駆動パルスＰｎと継続パルスＰｘによるローター１０５の回転動作を示す図。
【図６】本発明の実施形態２のスッテッピングモーター１０１に供給される駆動パルスの出力状態を表す図。
【図７】本発明の実施形態２のスッテッピングモーター１０１におけるローター１０５の主な動作図。
【図８】本発明の実施形態４のスッテッピングモーター２０１の外観斜視図。
【図９】図８のスッテッピングモーター２０１の主要部断面図。
【図１０】図８のスッテッピングモーター２０１におけるステーターコア対２１４の斜視図。
【図１１】本発明の実施形態４のスッテッピングモーター２０１に供給される駆動パルスの出力状態を表す図。
【図１２】本発明の実施形態７のスッテッピングモーター１０１、２０１周辺の機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を具体的な実施形態に基づいて説明する。
【００３８】
実施形態１〜実施形態３のステッピングモーター１０１の駆動方法は、ローター磁石１０７と駆動パルスＰ１〜Ｐ５、Ｐｎ−１、Ｐｎが入力した際のコイル１０３との磁気作用によりローター１０５がステップ駆動するステッピングモーター１０１の駆動方法であって、前記駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎを含むパルスを継続的に出力するパルス出力区間Ｘと前記パルスを継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間Ｙとを設け、前記パルス出力区間Ｘにおいて、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスＰｎの直後に当該最終駆動パルスＰｎと実質的に合体する継続パルスＰｘと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスＰ１の直前に当該初回駆動パルスＰ１と実質的に合体する先導パルスＰｙと、の少なくともいずれかと前記駆動パルスＰ１〜Ｐ５、Ｐｎ−１、Ｐｎとを前記コイル１０３に出力して前記ローター１０５をステップ駆動するものである。
【００３９】
また実施形態１〜実施形態３のステッピングモーター１０１の駆動装置１０８は、ローター磁石１０７と駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎが入力した際のコイル１０３との磁気作用によりローター１０５がステップ駆動するステッピングモーター１０１の駆動装置１０８であって、前記駆動装置１０８は、少なくとも前記駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎを前記コイル１０３に出力する駆動制御部１１０を有し、前記駆動制御部１１０は、前記駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎを含むパスルを継続的に出力するパルス出力区間Ｘと前記パルスを継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間Ｙとを設定し、前記パルス出力区間Ｘにおいて、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスＰｎの直後に当該最終駆動パルスＰｎと実質的に合体する継続パルスＰｘと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスＰ１の直前に当該初回駆動パルスＰ１と実質的に合体する先導パルスＰｙとの少なくともいずれかと、前記駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎとを前記コイル１０３に出力させるものである。
【００４０】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１は、コイルと、該コイルに通電する駆動パルスにより励磁されるステーター及びローターを有し、ローターをステッピング駆動するステッピングモーターに関する。図１は実施形態１のステッピングモーター１０１の平面図、図２は実施形態１のスッテッピングモーター１０１周辺の機能ブロック図、図３は実施形態１のスッテッピングモーター１０１に供給される駆動パルスの出力状態を表す図及び図４は実施形態１のスッテッピングモーター１０１におけるローター１０５の動作図である。
【００４１】
[ステッピングモーターの構造]
図１において、１０１はステッピングモーターである。ステッピングモーター１０１は、ステーター１０２、コイル１０３、コイル１０３が外周に巻き付かれた磁心１０４及びステーター１０２のローター挿入孔１０２ａに回転可能に挿入されたローター１０５を備えている。
【００４２】
ステーター１０２は、磁性材からなり平面形状が略コ字状であり、上側の中央にはローター挿入孔１０２ａが形成され、下側の左右には連結ピン１０６により磁心１０４が固定されている。ステーター１０２は、ローター挿入孔１０２ａの近傍に２つのノッチ対を備えている。第1のノッチ対は、ローター挿入孔１０２ａより外縁に形成された外ノッチ１０２ｂ、１０２ｂである。第２のノッチ対は、ローター挿入孔１０２ａの内縁に形成された内ノッチ１０２ｃ、１０２ｃである。外ノッチ１０２ｂ、１０２ｂは、ローター挿入孔１０２ａの中心に対して図１紙面のほぼ上側と下側の対向位置に形成されている。外ノッチ１０２ｂ、１０２ｂは、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎがコイル１０３に入力すると、外ノッチ１０２ｂ、１０２ｂの各中心点を結んだ仮想線（以下、外ノッチ対中心線Ｌと称する。図４の（２）を参照）に対して左側部分と右側部分とにＮ極とＳ極又はＳ極とＮ極を励磁させる。
【００４３】
ステーター１０２の外ノッチ１０２ｂ、１０２ｂ及び内ノッチ１０２ｃ、１０２ｃは、ローター挿入孔１０２ａの中心を挟んだほぼ対向する平面位置、すなわち互いにほぼ１８０度回転した平面位置に形成されている。各外ノッチ１０２ｂ、１０２ｂの前記外ノッチ対中心線Ｌは、各内ノッチ１０２ｃ、１０２ｃの各中心位置を結んだ内ノッチ対中心線Ｍに対し角度θだけ傾斜している。内ノッチ対中心線Ｍは、外ノッチ対中心線Ｌに対してローター挿入孔１０２ａの中心を中心に前記角度θ（５〜２０度）だけ半時計回り寄りに形成されている。
【００４４】
コイル１０３は、磁心１０４に巻かれている。コイル１０３の一端１０３ａと他端１０３ｂは、後述する駆動回路としての駆動制御部１１０に接続している。駆動制御部１１０は、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎを形成し、前記駆動パルスをコイル１０３に出力する。駆動制御部１１０は、前記駆動パルスをコイル１０３の一端１０３ａから入力するか、他端１０３ｂから入力するかを制御している。その制御により、ローター挿入孔１０２ａ周囲のステーター１０２において、外ノッチ対中心線Ｌの左側部分と右側部分に励起される各々の磁極は異なる。
【００４５】
磁心４は、磁性材からなり平面形状が長方形で、外周にコイル１０３が巻かれており、両端は連結ピン１０６によりステーター１０２に結合している。前述のようにコイル１０３に駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎが入力すると磁心１０４に磁界が励起されるが、磁心１０４はステーター１０２と一体化しており、ステーター１０２も同様に励起する。磁心１０４がステーター１０２と別部品であるので、ステーター１０２に結合される前の磁心１０４単体にコイル１０３を巻くことができる。
【００４６】
ローター１０５は、ローター挿入孔１０２ａに挿入されて回転する。このためローター１０５の回転軸であるローター回転軸は、その両端が一対のローター受部材（図示せず）に回転可能に保持されている。またローター回転軸には、永久磁石からなる円柱状のローター磁石１０７が固定されている。ローター磁石１０７は、外周の１／２がＮ極に、他の１／２がＳ極に着磁され、ローター挿孔１０２ａ内に挿入されている。ローター１０５は、ローター磁石１０７の円外縁にＮ極とＳ極とが１つづつ配置された２極ローターである。ローター回転軸は、小歯車（図示せず）を同軸に固定している。この小歯車は、後述する負荷１１１を回転駆動する歯車列（図示せず）に噛合している。
【００４７】
[ステッピングモーター周辺の構成]
図２は、上記スッテッピングモーター１０１周辺の機能ブロック図である。図２において、１０８は駆動装置、１０９は電源、１１０は駆動制御部、１１１は負荷である。駆動装置１０８は、駆動制御部１１０を含む。
【００４８】
前記電源１０９は、電池、交流電源等の電力源に接続してステッピングモーター１０１を駆動可能な所定電圧に降圧または昇圧する電圧変換器を備え、前記電力源が交流の場合には直流に整流する整流器を備えている。
【００４９】
駆動制御部１１０は、電源１０９から供給される電力を用いてステッピングモーター１０１を駆動制御する。駆動制御部１１０は、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎ及び継続パルスＰｘを生成し、それらのパルスをステッピングモーター１０１に供給する。
駆動制御部１１０には、１サイクルの時間間隔、１サイクルの中のパルス出力区間Ｘ及びパルス休止区間Ｙの時間間隔、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎ及び継続パルスＰｘのパルス幅（パルスの出力時間）とその出力タイミングが予め設定されている。このため、駆動制御部１１０は、予め設定された時間間隔でパルス出力区間Ｘとパルス休止区間Ｙを制御しており、予め設定されたパルス幅とタイミングで駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎ及び継続パルスＰｘをコイル１０３に出力している。
【００５０】
負荷１１１は、ステッピングモーター１０１が駆動する駆動対象である。負荷１１１の具体例は、時計の時刻表示針としての分針と時針とそれらに回転駆動力を伝達する歯車列である。ステッピングモーター１０１は、この分針及び時針を例えば３０秒間隔で間欠駆動する。分針と時針は歯車で連動している。なお、秒針を備えている時計の場合は、上記ステッピングモーター１０１とは別の秒針駆動用ステッピングモーターと秒針駆動用歯車列を備える。
【００５１】
[駆動パルス関係]
図３はスッテッピングモーター１０１に供給される駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎの出力状態を表す図で、図３の（１）は駆動パルスのタイミングチャート、図３の（２）は電源電圧の印加状態を表す図である。
【００５２】
図３の（１）において、Ｐ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎは駆動パルスであり、その駆動パルスパルス幅は全て等しい。このため駆動制御部１１０によるパルス形成が容易であり、そのパルス生成回路の動作が単純になり消費電力が軽減される。Ｐｘは継続パルスである。駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎと継続パルスＰｘは、駆動制御部１１０により生成され、コイル１０３に出力される。駆動パルスＰ１、Ｐ３、Ｐ５・・・Ｐｎ−１は、駆動パルスＰ２、Ｐ４・・・Ｐｎの極性と反対の極性である。具体的には駆動制御部１１０により各駆動パルスが次のようにコイル１０３に出力される。駆動パルスＰ１、Ｐ３、Ｐ５・・・Ｐｎ−１は、コイル１０３の一端１０３ａに入力し他端１０３ｂから出力する。するとステーター１０２のローター挿入孔１０２ａ周辺には、図４の（２）のように外ノッチ対中心線Ｌに対して図面に向かって左側にＳ極、右側にＮ極が励磁される。また駆動パルスＰ２、Ｐ４・・・Ｐｎ、及び継続パルスＰｘは、コイル１０３の他端１０３ｂに入力し一端１０３ａから出力する。するとステーター１０２のローター挿入孔１０２ａ周辺には、図４の（４）のように外ノッチ対中心線Ｌの左側にＮ極、右側にＳ極が励磁される。すなわち図４の（２）とは逆の極が励磁される。なお、コイル１０３の巻き方を逆にすれば、上記Ｓ極とＮ極が逆側に励磁される。
【００５３】
図３において、各駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎが各々出力されると、ローター１０５が２極ローターであるから、ローター１０５は各々半回転する。また駆動パルスＰ１の始点ｔ１から駆動パルスＰ２の終点ｔ４までの期間でローター１０５がほぼ１回転するから、ローター１回転期間にほぼ相当する。
【００５４】
全てのパルス、すなわち駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎと継続パルスＰｘが出力されている区間は、パルス出力区間Ｘである。どのパルスも継続的に出力されていない区間は、パルス休止区間Ｙである。パルス出力区間Ｘは、初回駆動パルスＰ１の始点ｔ１〜継続パルスＰｘの終点ｔｘの区間である。パルス休止区間Ｙは、継続パルスＰｘの終点ｔｘ〜次の初回駆動パルスＰ１の始点ｔ１の区間である。初回駆動パルスＰ１の始点ｔ１〜次の初回駆動パルスＰ１の始点ｔ１の間は、便宜上１サイクルと称する。
【００５５】
電源電圧の印加状態は、図３の（２）のように、パルス出力区間Ｘでは電源電圧がＯＮ状態であり、パルス休止区間Ｙでは電源電圧はＯＦＦ（電圧ゼロ）状態である。パルス休止区間Ｙでは、電源電圧の待機電流は流れない。すなわち、電源１０９は、駆動制御部１１０により制御されて、前記パルス出力区間Ｘでは駆動パルスを出力できるよう電源電圧出力状態下にあるが、前記パルス休止区間Ｙでは電源電圧非出力状態下にある。
【００５６】
上記１サイクル中においてパルス出力区間Ｘとパルス休止区間Ｙを設けることは、ステッピングモーター１０１が負荷１１１である時計の指針（図示せず）を駆動する場合に好ましい。上記ステッピングモーター１０１は、そのローター１０５の回転で時計歯車列（図示せず）を回転し指針を回転駆動する。その場合、例えば指針である分針を分針駆動用のステッピングモーター１０１で回転するが、例えば３０秒毎に３０秒分を瞬間的に回転する表示タイプ（間欠表示タイプ）である。間欠表示タイプの方が、常時表示タイプよりも、ステッピングモーターの消費電力が少ない。
【００５７】
上記分針駆動用ステッピングモーター１０１の駆動において、３０秒を１サイクルとした１サイクルの中に、パルス出力区間Ｘとパルス休止区間Ｙとが設けられており、パルス出力区間Ｘの中で出力される駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎが分針を一気に３０秒分だけ回転する。上記１サイクルの中のパルス休止区間Ｙでは、上記駆動パルスは出力しない。さらに３０秒が経過すると、次の１サイクルが同様に行われる。
【００５８】
前述した１サイクル中において、ステッピングモーター１０１の負荷１１１の必要に応じて前記パルス出力区間Ｘを可変とすることができる。前述の可変の必要性は、次の場合である。上記分針は、３０秒経過するたびに分ステッピングモーター１０１は一気に３０秒分回転する。その場合、３０秒毎の所定位置に分針が到達したか否かをつど分針位置検出装置で検出し、その検出信号が出力するまで分針駆動用ステッピングモーターを駆動する。その際、駆動パルスのパルス数を所定パルス数に対して増減させる必要が生じる場合がある。所定パルス数が出力されても、突発的外乱が生じるなど何らかの原因によりローター１０５が所定位置まで回転しなかった場合があり、その場合には追加の駆動パルスを出力する。逆に所定パルス数が出力するとローター１０５が所定位置を越えて次の所定位置まで回転し過ぎる場合もあり、その場合が繰り返されると予め所定パルス数を減じる必要がある。本実施形態では、１サイクルの中にパルス休止区間Ｙが設けられているので、駆動パルス数の増減、つまりパルス出力区間Ｘの間隔を変更することが容易にでき、しかも３０秒１サイクルの間隔を変更させないようにすることが出来る。したがって、３０秒の所定間隔での間欠駆動を繰り返すことができ、分針による正確な時刻表示を継続することができる。
【００５９】
なお、継続パルスＰｘが最終駆動パルスＰｎと実質的に合体するとは、継続パルスＰｘが最終駆動パルスＰｎの後に時間を置かずに出力され、その際、継続パルスＰｘと最終駆動パルスＰｎは、コイル１０３内で同じ方向に電流が流れかつほぼ同じ電圧である状態をいう。
【００６０】
[ローターの回転動作]
駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎと継続パルスＰｘがコイル１０３に出力された際のローター５の回転動作を、図４の各図に沿って説明する。
【００６１】
まず図３の（１）の駆動パルスのタイミングチャートにおいて、図３の（１）の左側の最初の駆動パルスＰ１が出力される始点ｔ１以前（左側）の期間は、駆動パスルが何も出力されていない。その期間は、前のパルス休止区間Ｙである。前記の前のパルス休止区間Ｙではローター１０５は、図４の（１）に図示したローター位置に停止している。その際、ローター１０５は、図４の（１）図示のように内ノッチ１０２ｃ、１０２ｃを結ぶ内ノッチ対中心線Ｍに対してほぼ直交方向にＮ極とＳ極を向けて停止している。この停止状態のローター１０５は、ローター磁石１０７の右上側がＮ極に位置するよう予め組み立てられている。
【００６２】
その後、駆動制御部１１０により設定された始点ｔ１に至ると、最初の駆動パルス（初回駆動パルス）Ｐ１がコイル１０３に出力される。駆動パルスＰ１は、始点ｔ１から終点ｔ２まで電流が流れるパルスであり、駆動制御部１１０により当該パルス電流がコイル１０３の一端１０３ａに入力し他端１０３ｂから出力する。ステーター１０２は、コイル１０３により励磁され、図４の（２）のように外ノッチ対中心線Ｌに対して左側にＳ極、右側にＮ極が励磁される。するとローター磁石１０７の右上の実線矢印のＮ極が、ステーター１０２のＮ極に反発し、同時にステーター１０２のＳ極に吸引される。このためローター１０５は、図４の（２）の実線矢印が鎖線矢印まで反時計回りに回転する。駆動パルスＰ１の始点ｔ１〜終点ｔ２の期間は駆動パルスＰ１のパルス幅と称される。このパルス幅は、省エネルギー化のため、ローター１０５が実線矢印から鎖線矢印まで回転する期間より短くされている。こうしてローター１０５は、図４の（２）の鎖線矢印まで回転し停止する。次にｔ２〜ｔ３の期間は、駆動パルスが出力しない期間である。この時のローター１０５は、図４の（３）に図示されており、ローター磁石１０７のＮ極は、図４の（１）に対して１８０度回転した位置である。この時のローター１０５の停止位置は、図４の（２）の鎖線矢印位置に対して前記角度θだけ半時計回りに回転した磁気的安定位置である。
【００６３】
次に駆動制御部１１０により設定された始点ｔ３に至ると、２番目の駆動パルスＰ２がコイル１０３に出力する。駆動パルスＰ２は、始点ｔ３〜終点ｔ４まで電流が流れているパルスであり、駆動制御部１１０により当該電流がコイル１０３の他端１０３ｂに入力し一端１０３ａから出力する。ステーター１０２は、コイル１０３により励磁され、図４の（４）のようにステーター１０２の外ノッチ対中心線Ｌに対して左側にＮ極、右側にＳ極が励磁される。するとローター磁石１０７の左下の実線矢印のＮ極が、ステーター１０２のＮ極に反発し、同時にステーター１０２のＳ極に吸引される。このためローター１０５は、図４の（４）の実線矢印が鎖線矢印まで反時計回りに回転する。こうしてローター１０５は、図４の（４）の鎖線矢印位置まで回転し停止する。次にｔ４〜ｔ５の期間は、駆動パルスが出力しない期間である。このときのローター１０５位置は、図４の（５）に図示されており、ローター磁石１０７のＮ極は、図４の（１）と同じ位置の時期的安定位置であり、図４の（３）に対して１８０度回転した位置である。以上、駆動パルスＰ１とＰ２により、ローター１０５は１回転（３６０度）回転する。以下、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５・・・Ｐｎが順次出力されて、前述のようにローター１０５が回転及び停止を繰り返してゆく。なお、駆動パルスＰ３、Ｐ５・・・Ｐｎ−１によるローター１０５の回転は、駆動パルスＰ１の場合と同様である。また、駆動パルスＰ４・・・Ｐｎによるローター１０５の回転は、駆動パルスＰ２の場合と同様である。
【００６４】
各駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎが出力している出力期間（パルス幅）は、ローター１０５が当該駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎにより回転し始める回転開始時点から次の所定停止位置に至るまで（１８０度回転）のローター所定回転時間より短く設定されている。従って、ローター１０５は、上記駆動パルスにより回転開始された後、途中まで上記駆動パルスにより回転駆動力を受けるが、回転の途中で駆動パルスが停止するので、ローター自身の回転慣性で次の所定停止位置まで回転する。従ってローター１０５は前記次の所定停止位置を多少通過し、またもとに多少戻るという振動動作を行った後、前記所定停止位置に停止する。なお、上記パルス幅が上記ローター所定回転時間より短く設定されているのは、電力の省力化のためである。
【００６５】
前記駆動制御部１１０により定められた前記パルス出力区間Ｘにおいて最後の駆動パルスである最終駆動パルスＰｎが出力すると、前記駆動制御部１１０により継続パルスＰｘが出力する。継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＰｎとの間に時間を置かず同じ極性と同じ電圧で出力されるので、最終駆動パルスＰｎと一体となる。継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＰｎと同様にコイル１０３の他端１０３ｂに入力し一端１０３ａから出力する。従って、継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＰｎと同様で図４の（４）のように、ステーター１０２において外ノッチ中心線Ｌに対して左側にＮ極、右側にＳ極を励磁する。上記最終駆動パルスＰｎの出力により、ローター１０５は、図４の（４）の鎖線矢印位置に回転する。ここで継続パルスＰｘが出力されなかったとすると、ローター１０５は、内ノッチ対中心線Ｍに対して直交する方向にＮ極を向けた図４の（５）の位置に停止する。しかし前述のように継続パルスＰｘが出力されると、その出力期間ｔｎ〜ｔｘの間、ローター１０５は図４の（４）の鎖線矢印位置に留まり続ける。その状態が図４の（６）に図示されている。継続パルスＰｘの出力が停止すると、ローター１０５は、図４の（５）の磁気的安定位置に停止し続ける。この際、ローター１０５は、磁気的安定位置でローター磁石１０７がステーター１０２に最も強力に吸引していること、負荷１１１である時計歯車列及び指針が回転しようとする際には回転抵抗が存在することにより、磁気的安定位置に留まり続ける。ローター１０５は、次のパルス出力区間Ｘになって次の初回駆動パルスＰ１が出力されると、図４の（２）のように、正しく回転駆動できる。
【００６６】
ここで、最終駆動パルスＰｎと継続パルスＰｘがローター１０５を回転する状態を図５に沿って詳述する。図５は、最終駆動パルスＰｎと継続パルスＰｘによるローター１０５の回転動作を示す図である。図５において、最終駆動パルスＰｎによりローター１０５が回転を開始するローター回転開始位置イ（図４の（４）の実線矢印位置、図３のｔｎ−１時点の位置）から次のローター所定ステップ位置ロ（図４の（４）の鎖線矢印位置）までをローター１ステップ回転区間γとする。図５のハは、最終駆動パルスＰｎが出力を終了する最終駆動パルス終了位置である。最終駆動パルスＰｎは、ローター１０５をローター１ステップ回転区間γの途中のハ位置まで回転させる。ローター回転開始位置イ〜最終駆動パルス終了位置ハは、最終駆動パルスＰｎがローター１０５を回転駆動するパルス駆動区間αである。継続パルスＰｘは、上記ハ位置以降（ロ位置に向かう方向）において出力される。βは、継続パルスＰｘが出力している区間の継続パルス駆動区間である。
【００６７】
ここで、最終駆動パルスＰｎのパルス駆動区間αはローター１ステップ回転区間γより短く設定されている。そこで、前記継続パルス出力区間βは、図５のように、最終駆動パルス出力終了位置ハから次の所定ステップ位置ロ付近までローター１０５を回転させる区間である。継続パルスＰｘは、図５の様に最終駆動パルスＰｎと同様にステーター１０２の右側に鎖線矢印のＮ極を吸引するＳ極を励起するので、その出力時間（パルス幅）は相当長くてもよい、好ましい継続パルスＰｘのパルス幅は、最終駆動パルスＰｎのパルス幅の整数倍であり、好ましくは１〜２０倍、より好ましくは５〜１５倍である。このように整数倍とすると、前記継続パルスＰｘを形成する形成回路が簡便で消費電力が節約でき、その設計も容易でコストダウンが可能である。
【００６８】
仮に継続パルスＰｘが出力しない場合には、最終駆動パルスＰｎの出力直後に、負荷１１１側に突発的な負荷変動があった場合、あるいは急激な外部衝撃が働いた場合もしくは最終駆動パルスＰｎの出力が不十分である場合等の異常時が発生すると、ローター１０５の次のステップ駆動を正確に行うことができなくなる。これに対して、本実施形態１では、そのような異常事態が発生しても、継続パルスＰｘがローター１０５を所定停止位置に引き付けているので、ローター１０５の次のステップ駆動を正確に行うことができる。
【００６９】
なお、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅は、ほぼ一定である。また上記駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅は、ローター１０５の上記ローター１ステップ回転時間に対し長くても２分の１以下、多くは３分の１〜１０分の１程度に設定している。このため、低消費電力化を実現し、ローター１０５が駆動し始めてから１ステップ先の更に１ステップ先の２ステップ先まで回転し過ぎる（過回転）ことを防止している。
【００７０】
以上の実施形態１のステッピングモーター１０１の駆動方法及びその駆動装置１０８によれば、次の作用効果を有する。
【００７１】
（イ）.ステッピングモーター１０１が継続的に停止している間はパルス休止区間Ｙであり、待機電流が流れない。従って待機電流による発熱がなく、周囲部材を高温にすることがない。このため、ステッピングモーター１０１の駆動制御部１０４を誤動作させ、磁気回路の特性を悪化させることはない。よって安定したステッピングモーター１０１の駆動を実現できる。さらにパルス休止区間Ｙは電流を流さないため節電できる。
【００７２】
（ロ）.ステッピング動作を確実に行うことができる。実施形態１によれば、最終駆動パルスＰｎの出力後に当該最終駆動パルスＰｎと実質的に合体する継続パルスＰｘを出力するので、継続パルスＰｘに助長された最終駆動パルスＰｎは、ローター１０５を所定ステップ位置まで確実に回転する。さらに継続パルスＰｘはパルス休止区間Ｙもローター１０５を所定停止位置で停止し続け易くするので、次の初回駆動パルスＰ１はローター１０５の回転駆動を確実に行いやすい。
【００７３】
通常、駆動パルスが出力するとローターは停止位置から所定ステップ位置まで回転するが、場合によりローターが所定ステップ位置へ回転しないことがある。例えば、駆動パルスのパルス幅を極限まで狭くしたことによりローターのステップ駆動力が不十分である場合、逆に駆動パルス幅が広すぎてローターが次の所定ステップ位置まで回転しすぎた場合、ローターのステップ回転中に衝撃等の突発的な外力を受けローターが所定ステップ位置まで回転しなかった場合、あるいは部品のバラツキによりローターが所定ステップ位置まで回転しなかった場合等である。これらの場合、通常の駆動パルスが出力されたにもかかわらず、ローターは所定ステップ位置へ回転せず、ステッピングモーターの信頼性を損なう。
【００７４】
実施形態１によれば、継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＰｎにより所定ステップ位置近傍で回転中のローター１０５を確実に上記所定ステップ位置に吸引する。このため最終駆動パルスＰｎだけではローター１０５を所定ステップ位置へ回転できない前述のような場合でも、継続パルスＰｘはローターを所定ステップ位置側に吸引するので上記所定ステップ位置への回転を確実に行うことができる。しかも継続パルスＰｘは、ローター１０５を所定ステップ位置側に吸引しほぼ停止させる。このため、ローター１０５は、パルス休止区間Ｙも所定停止位置に停止し続けることが容易となる。従って次のパルス出力区間Ｘに至った際、初回駆動パルスＰ１はローター１０５の回転駆動を確実に行うことが可能になる。
【００７５】
（ハ）パルス出力区間Ｘとパルス休止区間Ｙとは所定時間が定められた１サイクル中に設けられているので、何サイクルでも同様にステッピングモーター１０１を駆動することが出来る。すなわちパルス出力区間Ｘではステッピングモーター１０１を駆動しパルス休止区間Ｙではステッピングモーター１０１を停止するので、ステッピングモーター１０１の出力を間欠駆動する場合に適用できる。しかも１サイクル中において、ステッピングモーター１０１の出力先の負荷の必要に応じてパルス出力区間Ｘを可変可能である。従って、ステッピングモーター１０１の負荷の必要性に柔軟に対応することが出来る。特に、ステッピングモーター１０１が時計針を３０秒間隔で駆動する場合、針が所定位置まで駆動されたか否かを針位置検出し、所定位置まで駆動されなかった際には、前記所定位置まで駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎを出力する。この場合は、パルス出力区間Ｘが長くなる。このため、針を所定位置まで正確に駆動することが出来る。
【００７６】
（ニ）駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅は一定であるので、ローター１０５のステップ駆動が安定する。しかもパルスを形成し出力するパルス形成回路やその出力回路等を備えた駆動制御部１１０を単純化できる。また、継続パルスＰｘのパルス幅を、この駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅の整数倍で構成すると、駆動制御部１１０を用いて容易に形成できる。従って、継続パルスＰｘの駆動制御部１１０単純化し、回路動作が迅速で低消費電力化と低コスト化を実現する。
【００７７】
〔実施形態２〕
実施形態２は、実施形態１の継続パルスＰｘを出力するとともに、初回駆動パルスＰ１の前に当該初回駆動パルスＰ１と合体する先導パルスＰｙをコイル１０３に出力するものであり、それ以外は実施形態１と同様である。スッテッピングモーター１０１周辺の機能ブロック図は、基本的には実施形態１と同様である。
【００７８】
図６は実施形態２のスッテッピングモーター１０１に供給される駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎの出力状態を表す図である。図６の（１）は駆動パルスのタイミングチャート、図６の（２）は電源電圧の印加状態を表す図である。図７は実施形態２のスッテッピングモーター１０１におけるローター１０５の主な動作図である。なお、スッテッピングモーター１０１周辺の機能ブロック図は、実施形態１と同様で図２の通りである。駆動制御部１１０は、先導パルスＰｙを生成出力するとともに、そのパルス幅を決定し、その出力タイミングも決定している。
【００７９】
図６の（１）は、初回駆動パルスＰ１の前に先導パルスＰｙを出力している点が図３とは異なる。先導パルスＰｙは、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎと同様にコイル１０３に出力される。全てのパルス、すなわち駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎと継続パルスＰｘ及び先導パルスＰｙが出力されている区間は、パルス出力区間Ｘである。どのパルスも出力されていない区間は、パルス休止区間Ｙである。パルス出力区間Ｘは、先導パルスＰｙの始点（ｔｙ）〜継続パルスＰｘの終点（ｔｘ）の区間である。パルス休止区間Ｙは、継続パルスＰｘの終点ｔｘ〜次の先導パルスＰｙの始点（ｔｙ）の区間である。初回駆動パルスＰ１の始点ｔ１〜次の初回駆動パルスＰ１の始点ｔ１の間は、便宜上１サイクルと称する。
【００８０】
先導パルスＰｙは、初回駆動パルスＰ１と一体に出力され、同じ極性と同じ電圧で出力される。先導パルスＰｙが出力する前段階（ｔｙ以前）のローター１０５は、図７の（１）図示の磁気的安定位置に停止している。この停止状態は、図４の（１）と同様である。先導パルスＰｙが出力する（ｔｙ時点を過ぎる）と、ローター１０５は図７の（２）の実線矢印位置から鎖線矢印位置まで回転駆動される（図４の（２）と同様である）。上記鎖線矢印位置まで回転駆動されたローター１０５は、先導パルスＰｙ及び初回駆動パルスＰ１により吸引され続け、図７の（３）の位置に留まり続ける。初回駆動パルスＰ１の出力が停止する（ｔ２〜ｔ３）と、ローター１０５は、磁気的安定位置の図４の（３）位置で停止し続ける。
【００８１】
上記のように先導パルスＰｙは、それまでのローター１０５の停止位置が所定停止位置（図７の（１）の実線矢印位置）から多少ずれていても、ローター１０５を回転駆動し始める。このため先導パルスＰｙに続いて出力する初回駆動パルスＰ１は、ローター１０５を確実に所定ステップ位置（図７の（２）の鎖線矢印位置）まで回転することが出来る。すなわち先導パルスＰｙは、初回駆動パルスＰ１の動作を先導助長するものである。
【００８２】
先導パルスＰｙのパルス幅は、初回駆動パルスＰ１の動作を助長できればどのような長さでも良い。但し、先導パルスＰｙのパルス幅は、初回駆動パルスＰ１を含めた他の駆動パルスのパルス幅の整数倍で構成することが好ましい。その整数倍にすると、上記駆動制御部１１０を用いて容易に形成できる。従って、前記先導パルスＰｙを形成する上記駆動制御部１１０も単純化し、回路動作が迅速で低消費電力と低コストを実現する。
【００８３】
実施形態２では、継続パルスＰｘを出力するとともに先導パルスＰｙも出力している。この場合、先導パルスＰｙのパルス幅と継続パルスＰｘのパルス幅との関係は、両者とも同じでも良く、どちらか一方が他方より長くしてもよい。特に、継続パルスＰｘのパルス幅が、先導パルスＰｙのパルス幅よりも長くすることが実用的に好ましい。
【００８４】
なお、先導パルスＰｙが初回駆動パルスＰ１と実質的に合体するとは、先導パルスＰｙが初回駆動パルスＰ１の前に時間を置かずに出力され、その際、先導パルスＰｙと初回駆動パルスＰ１は、コイル１０３内で同じ方向に電流が流れかつほぼ同じ電圧である状態をいう。
【００８５】
電源電圧の印加状態は、図６の（２）のように、パルス出力区間Ｘでは電源電圧がＯＮ状態であり、パルス休止区間Ｙでは電源電圧はＯＦＦ（電圧ゼロ）状態（電源電圧の待機電流は流れない状態）である。
【００８６】
以上の実施形態２のステッピングモーター１０１及びその駆動装置１０８によれば、実施形態１の（イ）〜（ハ）の作用効果を有するとともに、さらに次の作用効果を有する。
【００８７】
（ホ）初回駆動パルスＰ１の出力前に当該初回駆動パルスＰ１と実質的に合体する先導パルスＰｙを出力するので、先導パルスＰｙに助長された初回駆動パルスＰ１は、ローター１０５を所定ステップ位置まで確実に回転できる。
【００８８】
ローター１０５は、場合によりパルス休止区間Ｙに本来の停止位置に停止していない（非所定停止位置に停止している）ことがある。例えば、パルス休止区間Ｙに停止しているローター１０５が衝撃等の突発的な外力を受けて多少回転しそのまま停止した場合、あるいは部品のバラツキによりローターが本来の停止位置に停止しない場合である。またパルス出力区間になり初回駆動パルスが出力されてもローターが所定ステップ位置に駆動されない場合がある。例えば、駆動パルスのパルス幅を極限まで狭くしたことによりローターのステップ駆動が不十分である場合等である。上記のようにローターが非所定停止位置に停止している場合及び初回駆動パルスが出力されてもローターが所定ステップ位置に駆動されない場合は、通常の駆動パルスが出力されても、ローターは次の所定ステップ位置まで回転することはできず、ステッピングモーターの信頼性を損なう。
【００８９】
これに対し、実施形態２は、パルス休止区間Ｙにローター１０５が停止している際に、上記のようにローター１０５が本来の停止位置に停止していなかったとしても、先導パルスＰｙは、このローター１０５を次の所定ステップ位置側に吸引し、初回駆動パルスＰ１の動作を助長する。このため、先導パルスＰｙに助長された初回駆動パルスＰ１は、ローター１０５を所定ステップ位置まで確実に回転することができる。こうしてパルス出力区間Ｘ中のローター１０５の回転動作が確実に行われる。
【００９０】
（ヘ）継続パルスＰｘとパルス先導パルスＰｙの双方が出力されるから、前述した継続パルスＰｘの作用効果と先導パルスＰｙの作用効果を合わせ持つ。特に、最終駆動パルスＰｎの後に継続パルスＰｘが出力されるので、ローター１０５は図４の（６）のように所定停止位置に留まり続けるので、その後の突発的な外力や部品のバラツキが生じても、ローター１０５が所定停止位置の少なくとも近傍には留まることになる。従って、前記継続パルスＰｘと先導パルスＰｙは、より確実な回転駆動をローター１０５に行わせることができる。
【００９１】
（ト）継続パルスＰｘと先導パルスＰｙの双方が出力される際に、前記継続パルスＰｘのパルス幅は前記先導パルスＰｙのパルス幅よりも長く設定している。継続パルスＰｘのパルス幅を十分長く設定するので、駆動直後のローター１０５を所定位置により確実に停止させることができる。このためパルス休止区間Ｙ中のローター１０５の停止位置をより安定化する。例えパルス休止区間Ｙ中に外力が加わったとしても、もともとローター１０５の停止位置が正確で磁気的安定位置に停止するので、外力による位置ずれは起こりにくい。例え外力により多少の位置ずれが生じても、もとの磁気的安定位置に戻りやすい。しかも、停止中のローター１０５は所定停止位置の近傍に停止しているので、先導パルスＰｙはパルス幅を狭くすることが出来る。このため、先導パルスＰｙの出力電力はその分だけ節約できる。
【００９２】
（チ）さらに、前記駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅は一定であるので、ローター１０５のステップ駆動が安定する。しかもパルスを形成し出力するパルス形成回路やその出力回路等を備えた駆動制御部１１０を単純化できる。また、先導パルスＰｙと継続パルスＰｘのパルス幅を、この駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅の整数倍で構成すると、先導パルスＰｙと継続パルスＰｘを駆動制御部１１０を用いて容易に形成できる。従って、駆動制御部１１０を単純化し、回路動作が迅速で低消費電力化と低コスト化を実現する。
【００９３】
〔実施形態３〕
実施形態２は、実施形態１（図３）のように継続パルスＰｘを出力するとともに、初回駆動パルスの前に当該初回駆動パルスと合体する先導パルスＰｙをコイル１０３に出力するものであった。実施形態３は、実施形態２に対し、継続パルスＰｘを出力せず、初回駆動パルスの前に当該初回駆動パルスと合体する先導パルスＰｙのみをコイル１０３に出力するもので、それ以外は実施形態２と同様である。なお、スッテッピングモーター１０１周辺の機能ブロック図は、実施形態１及び実施形態２と同様であり図２の通りである。駆動制御部１１０は、継続パルスを出力せず、先導パルスＰｙを生成出力し、そのパルス幅を決定しその出力タイミングも決定している。
【００９４】
実施形態３のスッテッピングモーターに供給される駆動パルスの出力状態の図は、図６において継続パルスＰｘが削除された状態である。すなわち図６において、ｔｎ〜ｔｘの継続パルスＰｘが削除され、最終パルスＰｎが鎖線のように出力された状態である。その場合、パルス出力区間Ｘは、先導パルスＰｙの始点ｔｙ〜最終パルスＰｎの終点ｔｎの期間である。パルス休止区間Ｙは、最終パルスＰｎの終点ｔｎ〜次回の先導パルスＰｙの始点ｔｙの期間である。最初の駆動パルスＰ１の始点ｔ１〜次の駆動パルスＰ１の始点ｔ１の間は、便宜上１サイクルと称する。
【００９５】
実施形態３のスッテッピングモーターの駆動方法及びその駆動装置によれば、実施形態１の（イ）〜（ハ）及び実施形態２の先導パルスＰｙで得られる同様の作用効果（ホ）を有する。
【００９６】
（チ）先導パルスＰｙのパルス幅を、この駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎのパルス幅の整数倍で構成するので、駆動制御部１１０を用いて容易に形成できる。従って、先導パルスＰｙの駆動制御部１１０単純化し、回路動作が迅速で低消費電力化と低コスト化を実現する。
【００９７】
実施形態４〜実施形態６のステッピングモーター２０１の駆動方法は、ローターマグネット２１５と駆動パルスＳ１〜Ｓ８が入力した際の励磁コイル２１１との磁気作用により回転子２０６がステップ駆動するステッピングモーター２０１の駆動方法であって、前記駆動パルスＳ１〜Ｓ８を含むパルスを継続的に出力するパルス出力区間Ｘと前記パルスＳ１〜Ｓ８を継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間Ｙとを設け、前記パルス出力区間Ｘにおいて、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスＳ８の直後に当該最終駆動パルスＳ８と実質的に合体する継続パルスＰｘと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスＳ１の直前に当該初回駆動パルスＳ１と実質的に合体する先導パルスＰｙとの少なくともいずれかと、前記駆動パルスＳ１〜Ｓ８とを前記励磁コイル２１１に出力して前記回転子２０６をステップ駆動するものである。
【００９８】
また実施形態４〜実施形態６のステッピングモーター２０１の駆動装置１０８は、ローターマグネット２１５と駆動パルスＳ１〜Ｓ８が入力した際の励磁コイル２１１との磁気作用により回転子２０６がステップ駆動するステッピングモーター２０１の駆動装置１０８であって、前記駆動装置１０８は、少なくとも前記駆動パルスＳ１〜Ｓ８を前記励磁コイル２１１に出力する駆動制御部１１０を有し、前記駆動制御部１１０は、前記駆動パルスＳ１〜Ｓ８を含むパスルを継続的に出力するパルス出力区間Ｘと前記パルスＳ１〜Ｓ８を継続的に出力せずかつ待機電流を流さないパルス休止区間Ｙとを設定し、前記パルス出力区間Ｘにおいて、最後に出力する駆動パルスである最終駆動パルスＳ８の直後に当該最終駆動パルスＳ８と実質的に合体する継続パルスＰｘと、最初に出力する駆動パルスである初回駆動パルスＳ１の直前に当該初回駆動パルスＳ１と実質的に合体する先導パルスＰｙとの少なくともいずれかと、前記駆動パルスＳ１〜Ｓ８とを前記励磁コイル２１１に出力させるものである。
【００９９】
〔実施形態４〕
実施形態４は、ステッピングモーターの構造と動作が実施形態１〜実施形態３と異なり、それに伴って駆動パルスの出力状態も異なる。実施形態４は、最終駆動パルスと合体した継続パルスを出力するものである。
【０１００】
図８は実施形態４のスッテッピングモーター２０１の外観斜視図であり、図９は図８のスッテッピングモーターの主要部断面図であり、図１０は図９のステーター対２１４の斜視図であり、図１１は実施形態４のスッテッピングモーター２０１に供給される駆動パルスの出力状態を表す図である。なお、スッテッピングモーター２０１周辺の機能ブロック図は、基本的には実施形態１〜実施形態３と同様であり図２の通りである。但し図２において、ステッピングモーター１０１はステッピングモーター２０１に置き換わる。また駆動制御部１１０は、駆動パルスＳ１〜Ｓ８と継続パルスＰｘを生成し出力し、駆動パルスＳ１〜Ｓ８と継続パルスＰｘのパルス幅を決定しその出力タイミングも決定している。
【０１０１】
ステッピングモーター２０１の構造を、図８〜図１０に沿って説明する。ステッピングモーター２０１は、マグネットを備えた回転子２０６を、固定子２０５が励磁コイル２１１が誘起する電磁力で吸引して回転させるものである。
【０１０２】
２０２は、ステッピングモーター２０１のケーシングである。ケーシング２０２は、共に強磁性材の金属材料からなるハウジング２０３と蓋部材２０４を備えている。ハウジング２０３は、有底中空筒状に形成され、開口部に蓋部材２０４を固着している。２０５は固定子で、ケーシング２０２の内部に固定されている。２０６は回転子である。回転子２０６は、その中心側に長手方向に軸線を持つ回転軸２０７を固定している。回転子２０６は、さらに固定子２０５の内方かつケーシング２０２の内部に配置されている。回転軸２０７は、ハウジング２０３と蓋部材２０４にそれぞれ固着された軸受部材２０８、２０８に回転可能に支持されている。
【０１０３】
固定子２０５は、第１ブロック２０９と第２ブロック２１０とを備えて構成されている。第１ブロック２０９と第２ブロック２１０は、ハウジング２０３と蓋部材２０４の内面に固定されると共に、図９のように回転軸２０７の軸線方向に沿って並設されている。第１ブロック２０９と第２ブロック２１０は、同じ構造である。
【０１０４】
第１ブロック２０９は、励磁コイル２１１、コイルボビン２１３、ステーターコア対２１４を備えている。励磁コイル２１１は、外周部が開放された断面Ｕ字状（又は逆Ｕ字状）部が環状に形成されたコイルボビン２１３に巻回されている。
【０１０５】
ステーターコア対２１４は、共に強磁性体の金属からなる一方ステーターコア２１４Ａと他方ステーターコア２１４Ｂから構成されている。一方ステーターコア２１４Ａと他方ステーターコア２１４Ｂは、図１０に図示されているように、環状の円板部２１４ａ、２１４ａと、円板部２１４ａ，２１４ａの内周縁２１４ｂ、２１４ｂから中心軸線２１４ｄに平行に一方方向に突出するとともに内周縁２１４ｂ、２１４ｂの周りに均一間隔で配設された複数個の櫛歯形状の櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃとを備えている。櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃは、内周縁２１４ｂ、２１４ｂの幅が広く、先端側の幅が狭く形成されている。ステーターコア対２１４は、一方のステーターコアＡと他方のステーターコアＢが対向配置されて構成されている。一方ステーターコア２１４Ａと他方ステーターコア２１４Ｂは、各々の中心軸２１４ｄが一致するとともに、その中心軸２１４ｄは回転軸２０７の軸線とも一致した状態でかつ中心軸２１４ｄの軸線に沿った方向で対向配置されている。この対向配置とは、各々の櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃが所定の空隙をもって相互に噛合うように配置している状態であり、各円板部２１４ａ、２１４ａ及び対向している各櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃによりコイルボビン２１３及び励磁コイル２１１を配置できる凹部空間２１４ｅを構成する状態を指す。励磁コイル２１１が外方に巻回されたコイルボビン２１３は、この凹部空間２１４ｅに配置される。このようにして第１ブロック２０９が構成される。
【０１０６】
第２ブロック２１０は、第１ブロック２０９と同様の構成である。第２ブロック２１０は、第１ブロック２０９に対し回転軸２０７の軸線方向に隣接配置されてケーシング２０２に収納配置されている。その場合、回転軸２０７の軸線方向から見た平面配置において、第１ブロック２０９と第２ブロック２１０は、同一である。即ち、第１ブロック２０９の各櫛歯状磁板２１４ｃの平面位置は、第２ブロック２１０の各櫛歯状磁板２１４ｃの平面位置と同様の位置関係となっている。なお、第１ブロック２０９の各櫛歯状磁板２１４ｃの平面位置は、多少ずらせておいてもよい。
【０１０７】
第１ブロック２０９の励磁コイル２１１及び第２ブロック２１０の励磁コイル２１１は、外部の駆動制御部１１０からパルス電流が供給されるために各端子を備えている。各端子は、第１ブロック２０９の励磁コイル２１１では一方端子２１１ａ及び他方端子２１１ｂであり、第２ブロック２１０の励磁コイル２１１では一方端子２１１ｃ及び他方端子２１１ｄである。その場合、第１ブロック２０９の励磁コイル２１１及び第２ブロック２１０の励磁コイル２１１の各巻き方向は同一である。従って、第１ブロック２０９と第２ブロック２１０は、構造、平面配置、励磁コイルの巻き方向、各端子の引き出し位置は、全て同じであり、前記軸線方向に沿って隣接配置されている。但し、第１ブロック２０９と第２ブロック２１０は、前述以外の隣接的配置にしてもよい。
【０１０８】
第１ブロック２０９において、ハウジング２０３と、ステーターコア対２１４の円板部２１４ａ、２１４ａ及び櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃとによって、第１ブロック２０９の励磁コイル２１１が生成する磁束を通す第１の磁気回路が構成される。一方、第２ブロック２１０においても、ハウジング２０３と、ステーターコア対２１４の円板部２１４ａ、２１４ａ及び櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃとによって、第２ブロック２１０の励磁コイル２１１が生成する磁束を通す第２の磁気回路が構成される。従って、第１ブロック２０９及び第２ブロック２１０の各励磁コイル２１１、２１１に互いに位相のずれた駆動パルス等を供給すれば、第１の磁気回路及び第２の磁気回路に交互に磁力が発生する。
【０１０９】
回転子２０６は、ローターマグネット２１５を固定した状態で、ステーターコア対２１４の半径方向内方に配設されている。ローターマグネット２１５は、回転軸２０７の軸線と平行な方向に延びる磁極を円周方向に複数個配列してなる永久磁石で構成された円筒状の永久磁石である。即ち、ローターマグネット２１５は、円筒状外周面にＮ極とＳ極を交互に配列した８極磁石である。
【０１１０】
上記構成のステッピングモーター２０１において、第１ブロック２０９及び第２ブロック２１０の各励磁コイル２１１、２１１に互いに位相のずれた駆動パルスを流すと、各励磁コイル２１１、２１１によりそれぞれ励磁される各櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃ、２１４ｃ、２１４ｃの励磁位置は、所定のステップ角だけずれる。すると、櫛歯状磁極２１４ｃ、２１４ｃ、２１４ｃ、２１４ｃにより回転子２０６のローターマグネット２１５が吸引されて回転子２０６が所定のステップ角だけ回転する。このようにして回転する回転子２０６の回転軸２０７は、外部の電子機器等を駆動することになる。
【０１１１】
上記ステッピングモーター２０１を駆動する駆動パルスと動作について、図１１に基づいて説明する。
【０１１２】
図１１の駆動パルスの出力チャートにおいて、駆動パルスＳ１〜Ｓ８と継続パルスＰｘを出力しているパルス出力区間Ｘと、いずれのパルスも出力していないパルス休止区間Ｙとが設定されている。パルス出力区間Ｘとパルス休止区間Ｙとが設定されている理由は、実施形態１で説明した通りである。パルス出力区間Ｘは、初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１〜継続パルスＰｘの終点ｔｘの区間である。パルス休止区間Ｙは、継続パルスＰｘの終点ｔｘ〜次の初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１の区間である。初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１〜次の初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１の間は、便宜上１サイクルと称する。
【０１１３】
回転子２０６は、外周にＮ極とＳ極を交互に配置して合計８極を有するローターマグネット２１５を備えているので、８ステップで１回転する。即ち、回転子２０６は、駆動パルスが８ステップ単位で出力されて１回転する。図１１の「回転子１回転」と表示されている「Ｓ１〜Ｓ８」は、上記８ステップのステップ順番を表す。図１１の（１）は上記第１ブロック２０９において、励磁コイル２１１に供給される駆動パルスの波形を示しており、図１１の（２）は上記第２ブロック２１０において、励磁コイル２１１に供給される駆動パルスの波形を示している。図１１の（１）において、Ｓ１及びＳ２の駆動パルスは、励磁コイル２１１の一方端子２１１ａに入り他方端子２１１ｂから出て行く際のパルス波形であり、Ｓ４〜Ｓ６の駆動パルスは上記とは逆に他方端子２１１ｂに入り一方端子２１１ａから出て行く際のパルス波形である。Ｓ３、Ｓ７、Ｓ８は駆動パルスが出力されていない状態での波形である。図１１の（２）において、Ｓ２〜Ｓ４の駆動パルスは励磁コイル２１１の一方端子２１１ｃに入り他方端子２１１ｄから出て行く際の波形であり、Ｓ６〜Ｓ８の駆動パルスは上記と逆に他方端子２１１ｄに入り一方端子２１１ｃから出て行く際の波形である。Ｓ１、Ｓ５では、駆動パルスが出力されていない状態での波形である。
【０１１４】
上記図１１の（１）の各駆動パルスにより第１ブロック２０９の励磁コイル２１１が第１ブロック２０９のステーター対２１４を励磁し、ローターマグネット２１５の各磁極と吸引または反発して回転子２０６を回転する。同時に、図１１の（２）の各駆動パルスにより第２ブロック２１０の励磁コイル２１１が第２ブロック２１０のステーター対２１４を励磁し、ローターマグネット２１５の各磁極を吸引または反発して回転子２０６を回転する。
【０１１５】
ここで、図１１の（２）のように、最終駆動パルスＳ８の直後に最終駆動パルスＳ８に合体する継続パルスＰｘが出力する。この継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＳ８と同じ向きに電流が流れ電圧も同一である。なお継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＳ８の整数倍の長さを有し、好ましくは５〜１５倍である。図１１の（３）は、電源電圧の印加状態を表す図である。電源電圧は、実施形態１と同様に、パルス出力区間Ｘでは印加され、パルス休止区間Ｙでは印加されていない。このためパルス休止区間Ｙでは、電源電圧の待機電流が流れない。
【０１１６】
なお、ローターマグネット２１５は、外周にＮ極とＳ極を交互に配置し合計８極を有し、回転子２０６は８ステップ（Ｓ１〜Ｓ８）で１回転するものであったが、その極数に限定されない。上記極数は偶数極であればどのようでも適用できる。例えば、ｎ極とした場合、駆動パルスは図１１において、Ｓ１〜Ｓｎが出力される。前述の継続パルスＰｘは、最終駆動パルスＳｎに継続して出力する。
【０１１７】
上記の継続パルスＰｘが最終駆動パルスＳ８と実質的に合体するとは、継続パルスＰｘが最終駆動パルスＳ８の後に時間を置かずに出力され、その際、継続パルスＰｘと最終駆動パルスＳ８は、励磁コイル２１１、２１１内で同じ方向に電流が流れかつほぼ同じ電圧である状態をいう。
【０１１８】
実施形態４のステッピングモーター２０１の駆動方法及びその駆動装置によれば、基本的には実施形態１と同様の作用効果を有する。但し、次の点が異なっている。即ち、実施形態１のステッピングモーター１０１は実施形態４のステッピングモーター２０１に読み替える。以下同様にステーター１０２は固定子２０５に、コイル１０３は各励磁コイル２１１、２１１に、ローター１０５は回転子２０６に、ローター磁石１０７はローターマグネット２１５に、駆動パルスＰ１〜Ｐ５、Ｐｎ−１及びＰｎはＳ１〜Ｓ８に、初回駆動パルスＰ１はＳ１に、最終駆動パルスＰｎはＳ８に、読み替える。但し、（ロ）に関しては、実施形態４では、実施形態１の「駆動パルス幅が広すぎてローターが次の所定ステップ位置まで回転しすぎた場合」は生じないので、その言及は除外する。
【０１１９】
〔実施形態５〕
実施形態５は、実施形態４のように継続パルスＰｘを出力するが、さらに初回駆動パルスＳ１の前に当該初回駆動パルスＳ１と合体する先導パルスＰｙを各励磁コイル２１１，２１１に出力するものである。それ以外は実施形態４と同様である。スッテッピングモーター２０１周辺の機能ブロック図は、基本的には実施形態４と同様である。但し実施形態４の駆動制御部１１０は、駆動パルスＳ１〜Ｓ８と継続パルスＰｘを生成出力し駆動パルスＳ１〜Ｓ８と継続パルスＰｘのパルス幅を決定しその出力タイミングを決定していたが、実施形態５の駆動制御部１１０は、さらに加えて先導パルスＰｙを生成出力しその出力タイミングも決定している。
【０１２０】
実施形態５のパルス出力状態は、図１１の（２）のように最終駆動パルスＳ８の直後に最終駆動パルスＳ８に合体する継続パルスＰｘが出力するとともに、図１１の（１）において初回駆動パルスＳ１の前に初回駆動パルスＳ１と合体する先導パルスＰｙ（鎖線表示）を出力している。先導パルスＰｙは、各駆動パルスＳ１〜Ｓ８と同様に各励磁コイル２１１，２１１に出力される。全てのパルス、すなわち各駆動パルスＳ１〜Ｓ８と継続パルスＰｘ及び先導パルスＰｙが出力されている区間は、パルス出力区間Ｘである。どのパルスも出力されていない区間は、パルス休止区間Ｙである。パルス出力区間Ｘは、先導パルスＰｙの始点ｔｙ〜継続パルスＰｘの終点ｔｘの区間である。パルス休止区間Ｙは、継続パルスＰｘの終点ｔｘ〜次の先導パルスＰｙの始点ｔｙの区間である。初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１〜次の初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１の間は、便宜上１サイクルと称する。
【０１２１】
先導パルスＰｙは、初回駆動パルスＳ１と一体に出力され、同じ極性と同じ電圧で出力される。先導パルスＰｙのパルス幅は、初回駆動パルスＳ１の整数倍が好ましい。先導パルスＰｙのパルス幅を、初回駆動パルスＳ１を含めた他の駆動パルスＳ２〜Ｓ８のパルス幅の整数倍で構成すると、上記駆動制御部１１０を用いて容易に形成することができる。従って、先導パルスＰｙを形成する駆動制御部１１０も単純化し、回路動作が迅速で低消費電力と低コストを実現する。
【０１２２】
先導パルスＰｙが初回駆動パルスＳ１と実質的に合体するとは、先導パルスＰｙが初回駆動パルスＳ１の後に時間を置かずに出力され、その際、先導パルスＰｙと初回駆動パルスＳ１は、励磁コイル２１１、２１１内で同じ方向に電流が流れかつほぼ同じ電圧である状態である。
【０１２３】
先導パルスＰｙのパルス幅と継続パルスＰｘのパルス幅との関係は、両者とも同じでも良く、どちらか一方が他方よりも長くてもよい。特に、継続パルスＰｘのパルス幅が、先導パルスＰｙのパルス幅よりも長くすることが実用的に好ましい。
【０１２４】
以上の実施形態５によれば、実施形態２と同様の作用効果を有する。但し、実施形態４で読み替えたと同様に読み替える。即ち、実施形態２のステッピングモーター１０１は実施形態５のステッピングモーター２０１に、以下同様にステーター１０２は固定子２０５に、コイル１０３は各励磁コイル２１１、２１１に、ローター１０５は回転子２０６に、ローター磁石１０７はローターマグネット２１５に、駆動パルスＰ１〜Ｐ５、Ｐｎ−１及びＰｎはＳ１〜Ｓ８に、初回駆動パルスＰ１はＳ１に、最終駆動パルスＰｎはＳ８に、読み替える。但し、（ロ）に関しては、実施形態５では、実施形態１の「駆動パルス幅が広すぎてローターが次の所定ステップ位置まで回転しすぎた場合」は生じないので、その言及は当てはまらない。
【０１２５】
〔実施形態６〕
実施形態５は、実施形態４（図１１）のように継続パルスＰｘを出力するとともに、先導パルスＰｙを出力するものであった。実施形態６は、実施形態５に対し、継続パルスＰｘを出力させないものであり、それ以外は実施形態４と同様である。なお、スッテッピングモーター２０１周辺の機能ブロック図は、実施形態４と基本的に同様である。駆動制御部１１０は、先導パルスＰｙのパルス幅を決定し、その出力タイミングも決定している。
【０１２６】
実施形態６のスッテッピングモーター２０１に供給される駆動パルスの出力状態は、図１１において継続パルスＰｘが削除された状態である。すなわち図１１の（２）において、継続パルスＰｘが削除され最終パルスＳ８が鎖線のように出力される。その場合、パルス出力区間Ｘは、先導パルスＰｙの始点ｔｙ〜最終パルスＳ８の終点ｔ８の区間である。パルス休止期間Ｙは、最終パルスＳ８の終時点ｔ８〜次回の先導パルスＰｙの始点ｔｙの区間である。初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１〜次の初回駆動パルスＳ１の始点ｔ１の間は、便宜上１サイクルと称する。
【０１２７】
実施形態６の作用効果は、実施形態３の先導パルスＰｙの作用効果と同様である。但し、実施形態４で読み替えたと同様に読み替える。即ち、実施形態３のステッピングモーター１０１は実施形態６のステッピングモーター２０１に、以下同様にステーター１０２は固定子２０５に、コイル１０３は各励磁コイル２１１、２１１に、ローター１０５は回転子２０６に、ローター磁石１０７はローターマグネット２１５に、駆動パルスＰ１〜Ｐ５、Ｐｎ−１及びＰｎはＳ１〜Ｓ８に、初回駆動パルスＰ１はＳ１に、最終駆動パルスＰｎはＳ８に、読み替える。但し、（ロ）に関しては、実施形態５では、実施形態１の「駆動パルス幅が広すぎてローターが次の所定ステップ位置まで回転しすぎた場合」は生じないので、その言及は当てはまらない。
【０１２８】
〔実施形態７〕
実施形態１〜６の駆動制御部１１０は、１サイクル、駆動パルス、パルス出力区間Ｘ、パルス休止区間Ｙ、継続パルスＰｘ、先導パルスＰｙの各所定時間を予め設定していた。実施形態７は、前記１サイクル、駆動パルス、パルス出力区間、パルス休止区間、継続パルス、先導パルスの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを随意に設定可能である。さらに駆動制御部１１０は、設定された時間間隔または出力タイミングに基づいて、１サイクル毎に継続パルスＰｘと先導パルスＰｙとの少なくともいずれかと駆動パルスとをコイル１０３、２１１、２１１に出力するものである。
【０１２９】
図１２は、実施形態７のスッテッピングモーター周辺の機能ブロック図である。図１２は、図２に対して時間設定部３２０を付加している点が異なる。時間設定部３２０は、駆動制御部１１０に時間設定信号を送付する。このため時間設定部３２０は、駆動制御部１１０がステッピングモーター１０１、２０１を駆動する際、前記１サイクル、駆動パルス、パルス出力区間Ｘ、パルス休止区間Ｙ、継続パルスＰｘ、先導パルスＰｙの少なくともいずれかの時間間隔または出力タイミングを変更できる。即ち時間設定部３２０は、１サイクルの間隔、駆動パルスと継続パルスＰｘ及び先導パルスＰｙのパルス幅、駆動パルスと継続パルスＰｘ及び先導パルスＰｙの出力タイミング、パルス出力区間Ｘ及びパルス休止区間Ｙの間隔を変更できる。このため、種々の要求に対応できる駆動方法及び駆動装置を実現できる。なお、駆動パルスのパルス幅を変更する場合、全ての駆動パルスのパルス幅を変更してもよく、あるいは一部の駆動パルスのパルス幅を変更しても良い。
【０１３０】
〔変形例１〕
上記各実施形態の負荷１１１は、ステッピングモーター１０１、２０１が駆動する時計の分針と時針とそれらに回転駆動力を伝達する歯車列であった。本発明の負荷は、それに限定されるものではなく、本発明の趣旨にかなうならば上記以外の負荷にも適用される。例えば、流体を供給する小型ポンプの駆動源に本発明のステッピングモーターの駆動方法及びその駆動装置を用いることができる。上記小型ポンプの駆動源に本発明のステッピングモーターの駆動方法や駆動装置を用いると、小型ポンプの出力流量を増減制御することが容易である。即ち、ステッピングモーターの一連の動作を、所定時間に設定された１サイクルとして設定する。この１サイクル内に、パルス出力期間Ｘとパルス休止区間とを設けておく。小型ポンプの出力流量を増加させたい場合はパルス出力期間Ｘを長く設定する。その場合は、出力される駆動パルス数が多くなりステッピングモーターの駆動ステップ数も増加するので、その分、ステッピングモーターが小型ポンプを長く駆動する。従って小型ポンプの出力流量を増加することができる。その場合、当然ながらパルス休止区間の間隔は短くなる。２サイクル以降も同様に動作し、以降、繰り返される。
【０１３１】
〔変形例２〕
上記各実施形態では、継続パルスは最終駆動パルスに合体しており、先導パルスは初回駆動パルスに合体して出力されていた。変形例２は、継続パルスが最終駆動パルスの多少の時間経過後に出力され、或いは先導パルスが初回駆動パルスの多少の時間経過後に出力される。
【０１３２】
変形例２は、図５において、継続パルスが最終駆動パルスの出力終了位置である最終駆動パルス終了位置ハから多少の時間を経過してから出力される。この多少の時間は、上記最終駆動パルス終了位置ハから次のローター所定ステップ位置ロまでの時間以内である。ローター１０５及び回転子２０６は、上記終駆動パルス終了位置ハでは回転中であり、その後も慣性によって上記ロ位置付近まで回転する。この際に、ローター１０５及び回転子２０６が、外乱が生じて上記ロ位置を越えて更に次の所定位置まで回転しないため、或いはもとのローター回転位置イに戻ってしまわないために、上記ロ位置に到達する前に継続パルスを出力させることが好ましい。なお、上記多少の時間は、最終駆動パルスのパルス幅以内に留める方がより好ましい。先導パルスにおいても、上記多少の時間は、初回駆動パルスのパスル幅以内に留めることが好ましい。
【０１３３】
〔変形例３〕
各実施形態において、駆動パルスＰ１〜Ｐ５・・・Ｐｎ−１、Ｐｎ、Ｓ１〜Ｓ８のパルス幅は一定であったが、各パルス幅を異ならせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明のステッピングモーターの駆動方法及びその駆動装置は、時計や計測器の表示針及びその他の電子機器の被駆動体を駆動するために用いる。本発明は、上記ステッピングモーターの駆動装置で時刻表示針を駆動する時計、電圧や電流等の電気計測結果を指示する表示針を駆動する計測器及びその他の電子機器に適用することが出来る。なお、本発明は、本発明の趣旨を損ねないならば、記述していないステッピングモーターの駆動方法、その駆動装置及びその駆動装置を用いた電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１０１，２０１・・・ステッピングモーター、１０２・・・ステーター、１０２ａ・・・ローター挿入孔、１０２ｂ・・・外ノッチ、１０２ｃ・・・内ノッチ、１０３・・・コイル、１０３ａ・・・コイルの一端、１０３ｂ・・・コイルの他端、１０４・・・磁心、１０５・・・ローター、１０６・・・連結ピン、１０７・・・ローター磁石、１０８・・・駆動装置、１０９・・・電源、１１０・・・駆動制御部、１１１・・・負荷、２０２・・・ケーシング、２０３・・・ハウジング、２０４・・・蓋部材、２０５・・・固定子、２０６・・・回転子、２０７・・・回転軸、２０８・・・軸受部材、２０９・・・第１ブロック、２１０・・・第２ブロック、２１１・・・励磁コイル、２１１ａ、２１１ｃ・・・一方端子、２１１ｂ、２１１ｄ・・・他方端子、２１３・・・コイルボビン、２１４・・・ステーターコア対、２１４Ａ・・・一方ステーターコア、２１４Ｂ・・・他方ステーターコア、２１４ａ・・・円板部、２１４ｂ・・・内周縁、２１４ｃ・・・櫛歯状磁極、２１４ｄ・・・中心軸線、２１４ｅ・・・凹部空間、２１５・・・ローターマグネット、３２０・・・時間設定部、θ・・・内ノッチ中心線と外ノッチ中心線の角度、Ｐ１〜Ｐ５、Ｐｎ−１、Ｐｎ，Ｓ１〜Ｓ８・・・駆動パルス、Ｐ１、Ｓ１・・・初回駆動パルス、Ｐｎ、Ｓ８・・・最終駆動パルス、Ｐｘ・・・継続パルス、Ｐｙ・・・先導パルス、Ｘ・・・パルス出力区間、Ｙ・・・パルス休止区間、Ｌ・・・外ノッチ対中心線、Ｍ・・・内ノッチ対中心線、α・・・パルス駆動区間、β・・・継続パルス駆動区間、γ・・・ローター１ステップ回転区間、イ・・・ローター回転開始位置、ロ・・・次のローター所定ステップ位置、ハ・・・最終駆動パルス出力終了位置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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