(57)【要約】【課題】ステップモーターを逆転方向に確実に駆動し、かつ、消費電力を低減できるモーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法を提供すること。【解決手段】モーター制御回路３７は、ステップモーター５０を駆動する駆動回路４０を制御して、ステップモーター５０のローター５２を正転方向に回転させる第１パルスと、第１パルスにより正転方向に回転したローター５２を逆転方向に回転させる第２パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部３４２と、逆転信号によりローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する回転判定回路３６と、回転判定回路３６の判定結果に基づいて、第１パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部３４３と、を備える。【選択図】図２
2016003877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第１パルスと、前記第１パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第２パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部と、
前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する回転判定部と、
前記回転判定部の判定結果に基づいて、前記第１パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部と、を備える
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター制御回路において、
前記第１パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、
前記パルス幅設定部は、
前記第１パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最小値に設定し、
前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を所定値長くし、
前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項３】
請求項１に記載のモーター制御回路において、
前記第１パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、
前記パルス幅設定部は、
前記第１パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最大値に設定し、
前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を所定値短くし、
前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を前記所定値長くし、当該パルス幅の設定を終了する
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモーター制御回路において、
前記回転判定部は、前記ステップモーターに発生する逆誘起電圧または逆誘起電流に基づいて、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項５】
請求項４に記載のモーター制御回路において、
前記回転判定部は、前記第２パルスが出力された後の所定期間に、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転しなかった場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したと判定し、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転した場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定する
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項６】
請求項４に記載のモーター制御回路において、
前記回転判定部は、前記第２パルスが出力された後の所定期間における前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値未満となる場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定する
ことを特徴とするモーター制御回路。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモーター制御回路と、
前記ステップモーターと、
前記ステップモーターで駆動される指針と、を備える
ことを特徴とする電子時計。
【請求項８】
ステップモーターを制御するモーター制御回路のモーター制御方法であって、
前記ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第１パルスと、前記第１パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第２パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力ステップと、
前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する回転判定ステップと、
前記回転判定ステップの判定結果に基づいて、前記第１パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定ステップと、を備える
ことを特徴とするモーター制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステップモーターを制御するモーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アナログ電子時計では、多機能化が図られており、これに伴い、指針（時針、分針、秒針等）を反時計回りに回転させる場合がある。
例えば、ストップウォッチ機能を備える時計では、時間計測用の指針を、計測終了時の停止位置から基準位置（例えば１２時位置）に戻す際、時計回りよりも反時計回りの方が移動距離が短い場合、指針を反時計回りに回転させて時間短縮や省電力化を図る場合がある。また、複数機能を備え、選択中のモードを指示するモード針を備える時計では、モード針が往復駆動するように設計されているものがあり、このような時計では、モード針を反時計回りにも回転させる必要がある。
指針を反時計回りに回転させる場合、ステップモーターを逆転方向に駆動させる。しかしながら、時計用のステップモーターは、正転方向の回転が主であるため、通常、正転方向へは容易に駆動するが、逆転方向へは容易に駆動しないように設計されている。
このため、ステップモーターを逆転方向に駆動させる際、ステップモーターのローターを、一旦、回転が容易な正転方向に回転させて反動をつけ、その後、逆転方向に回転させる方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の時計は、ローターを逆転方向に回転させる際、正転パルスＰ１を与えた後、逆転パルスＰ２を与え、さらに逆転パルスＰ３を与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７１８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アナログ電子時計の指針は、時計のサイズやデザインによって、大きさや重さが異なる。このため、指針の慣性モーメントも異なる。しかしながら、特許文献１の時計では、ローターを逆転方向に回転させる逆転信号の各パルス（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のパルス幅は固定されており、指針の慣性モーメントに応じて変えることはしていない。
このため、慣性モーメントが大きな指針をつけた場合、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動できない場合があった。また、慣性モーメントが大きな指針をつけた場合でもステップモーターを逆転方向に確実に駆動させるため、例えば、慣性モーメントが最大の指針に合わせて逆転信号の各パルスのパルス幅を設定することも考えられる。しかしながら、この場合、慣性モーメントが小さい指針をつけた場合でも、慣性モーメントが最大の指針をつけた場合と同じパルス幅の逆転信号でステップモーターを駆動させることとなるため、消費電力が増大する可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動し、かつ、消費電力を低減できるモーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモーター制御回路は、ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第１パルスと、前記第１パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第２パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部と、前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する回転判定部と、前記回転判定部の判定結果に基づいて、前記第１パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のモーター制御回路は、電子時計を工場から出荷する際等に作動される。まず、逆転信号出力部は、駆動回路を制御して逆転信号を出力させる。逆転信号は、第１パルスと第２パルスとを有する。そして、回転判定部は、逆転信号によりローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定（回転判定）する。そして、パルス幅設定部は、回転判定部での判定結果に基づいて、第１パルスのパルス幅を設定する。
第１パルスは、ローターに反動をつけるパルスであり、ローターを正転方向に１ステップ分未満の範囲で回転させる。ここで、ローターは、正転方向に容易に回転するが、静的安定位置で静止しているローターを回転させるには、ローターに連動して回転する指針等の慣性モーメントに応じたエネルギーを有する第１パルスを入力する必要がある。一方、第１パルスはローターに反動をつけるためのパルスであるため、第１パルスで正転方向に回転したローターは第２パルスの入力によって、元の静的安定位置に戻る方向である逆転方向に回転する。この第２パルスは、第１パルスで反動をつけられたローターを逆転方向に回転するものであるため、前記指針等の慣性モーメントのばらつきの影響は軽減される。したがって、第２パルスは指針等の種類に関係なく同一のパルス幅の信号を用いることができる。
したがって、例えば、第１パルスのパルス幅を変えながら、前記回転判定を繰り返し行うことで、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、ローターを逆転方向に１ステップ分確実に回転させることができる第１パルスのパルス幅の最小の値を特定できる。したがって、第１パルスのパルス幅を特定した最小の値に設定することで、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できる。
【０００８】
本発明のモーター制御回路において、前記第１パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、前記パルス幅設定部は、前記第１パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最小値に設定し、前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を所定値長くし、前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了することが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、パルス幅設定部は、回転判定部で回転しなかったと判定される度に、第１パルスのパルス幅を最小値から所定値ずつ長くする。そして、回転判定部で回転したと判定されると、当該パルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する。
これによれば、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、第１パルスのパルス幅を、ローターが逆転方向に１ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的小さい場合には、回転に必要な第１パルスのパルス幅の最小の値は比較的短くなることが予想されるため、第１パルスのパルス幅を、最大値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
【００１０】
本発明のモーター制御回路において、前記第１パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、前記パルス幅設定部は、前記第１パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最大値に設定し、前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を所定値短くし、前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第１パルスのパルス幅を前記所定値長くし、当該パルス幅の設定を終了することが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、パルス幅設定部は、回転判定部で回転したと判定される度に、第１パルスのパルス幅を最大値から所定値ずつ短くする。そして、回転判定部で回転しなかったと判定されると、当該パルス幅を所定値長くする。すなわち、当該パルス幅を、１回前に設定した値に戻す。そして、当該パルス幅の設定を終了する。
これによれば、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、第１パルスのパルス幅を、ローターが逆転方向に１ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的大きい場合には、回転に必要な第１パルスのパルス幅の最小の値は比較的長くなることが予想されるため、第１パルスのパルス幅を、最小値から徐々に長くして調整を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
【００１２】
本発明のモーター制御回路において、前記回転判定部は、前記ステップモーターに発生する逆誘起電圧または逆誘起電流に基づいて、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定することが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、逆誘起電圧または逆誘起電流を検出することで回転を判定できるため、例えば、ローターの回転を検出するためのセンサーを別途設ける必要がなく、例えば、モーター制御回路が搭載された電子時計のコストを低減できる。
【００１４】
本発明のモーター制御回路において、前記回転判定部は、前記第２パルスが出力された後の所定期間に、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転しなかった場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したと判定し、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転した場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定することが好ましい。
【００１５】
ローターは、逆転信号によって逆転方向に１ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧または逆誘起電流は反転しない（０Ｖまたは０Ａを跨いで遷移しない）。一方、逆転信号によって１ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転する（０Ｖまたは０Ａを跨いで遷移する）。
したがって、回転判定部は、前記所定期間に、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転しなかった場合、ローターが１ステップ分回転したと判定し、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転した場合、ローターが１ステップ分回転しなかったと判定することで、ローターの回転、非回転を精度よく判定できる。
また、逆誘起電圧または逆誘起電流が０Ｖまたは０Ａを跨いで遷移したかを検出すればよいので、回転判定部の処理を簡略化できる。
【００１６】
本発明のモーター制御回路において、前記回転判定部は、前記第２パルスが出力された後の所定期間における前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値未満となる場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定することが好ましい。
【００１７】
ここで、逆誘起電圧または逆誘起電流の最大値とは、プラス方向の大きさが最大となる値であり、最小値とは、プラス方向の大きさが最小となる値である。すなわち、逆誘起電圧または逆誘起電流がマイナスの場合には、マイナス方向の大きさが最大となる値が前記最小値となる。
ローターは、逆転信号によって逆転方向に１ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧または逆誘起電流の最大値と最小値との差は比較的小さくなる。一方、逆転信号によって１ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、逆誘起電圧または逆誘起電流の前記差は比較的大きくなる。
したがって、回転判定部は、前記所定期間における逆誘起電圧または逆誘起電流の前記差が、前記所定の閾値未満となる場合、ローターが１ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、ローターが１ステップ分回転しなかったと判定することで、ローターの回転、非回転を精度よく判定できる。
【００１８】
本発明の電子時計は、上記モーター制御回路と、前記ステップモーターと、前記ステップモーターで駆動される指針と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
上記モーター制御回路によれば、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できるため、当該モーター制御回路を備えた電子時計の信頼性を向上し、かつ、消費電力を低減できる。
【００２０】
本発明は、ステップモーターを制御するモーター制御回路のモーター制御方法であって、前記ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第１パルスと、前記第１パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第２パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力ステップと、前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する回転判定ステップと、前記回転判定ステップの判定結果に基づいて、前記第１パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記モーター制御回路と同様に、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子時計を示す図である。
【図２】前記電子時計の構成を示す図である。
【図３】前記実施形態における逆転信号の信号波形を示す図である。
【図４】前記実施形態におけるローターが逆転方向へ回転する様子を示す模式図である。
【図５】前記実施形態におけるローターが逆転方向へ回転する様子を示す模式図である。
【図６】前記実施形態におけるローターが回転しなかった場合の逆誘起電圧の特性を示す図である。
【図７】前記実施形態におけるローターが回転した場合の逆誘起電圧の特性を示す図である。
【図８】前記実施形態におけるパルス幅設定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るパルス幅設定処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるローターが回転しなかった場合の逆誘起電圧の特性を示す図である。
【図１１】前記実施形態におけるローターが回転した場合の逆誘起電圧の特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の電子時計を図面に基づいて説明する。
［電子時計の構成］
図１は、第１実施形態の電子時計１を示す図である。
図１に示すように、電子時計１は、指針（時針１１、分針１２、秒針１３）と、文字板１４とを備える。さらに、電子時計１は、文字板１４に形成された日窓１５からカレンダー情報としての日付を表示するカレンダー車としての日車２１を備える。
この電子時計１は、外装ケース１６と、外装ケース１６内に収容された図示しないムーブメントとで概略構成され、ユーザーが腕に装着して使用する腕時計タイプとされている。
図２は、ムーブメントに含まれる駆動制御装置３０、駆動回路４０、ステップモーター５０を示す図である。
【００２３】
［ステップモーター］
ステップモーター５０は、図示しない歯車を介して指針１１〜１３を駆動する。
ステップモーター５０は、図２に示すように、ローター収容用穴５１１を有するステーター５１と、ローター収容用穴５１１に回転可能に配設されたローター５２と、ステーター５１と接合された磁心（図示せず）と、磁心に巻回されたコイル５３を備えている。コイル５３は、両端に端子out1,out2を有している。この各端子は駆動回路４０に接続されている。ローター５２は、２極（Ｓ極およびＮ極）に着磁され（図４、図５参照）、ステーター５１は磁性材料によって形成されている。
【００２４】
駆動信号がコイル５３の両端の端子間に供給されて電流が流れると、ステーター５１に磁束が発生する。これにより、ステーター５１に生じた磁極とローター５２の磁極との相互作用によって、ローター５２は正転方向または逆転方向に１ステップ分（１８０度）回転する。そして、ローター５２に連動して指針１１〜１３が回転する。なお、本実施形態では、ローター５２が回転することで、指針１１〜１３が時計回りに回転する方向を、正転方向とし、その反対方向を逆転方向としている。ここで、ローター５２は、逆転方向よりも正転方向に回転しやすく構成されている。
【００２５】
［駆動制御装置］
次に、ステップモーター５０を駆動する駆動制御装置３０について説明する。
駆動制御装置３０は、図２に示すように、水晶振動子などの基準発振源３１を用いて所定周波数の基準パルスを出力する発振回路３２と、この発振回路３２から入力されるパルスを分周する分周回路３３と、ステップモーター５０の駆動を制御する駆動制御回路３４と、ローター５２の回転状態を判定する回転判定回路３６とを備える。
ここで、回転判定回路３６は、本発明の回転判定部を構成する。また、駆動制御回路３４および回転判定回路３６は、モーター制御回路３７を構成する。
【００２６】
［駆動制御回路］
駆動制御回路３４は、ステップモーター５０を駆動する駆動回路４０を制御して、ステップモーター５０のローター５２を正転方向に１ステップ分回転させる正転信号を出力させる正転信号出力部３４１と、駆動回路４０を制御して、ローター５２を逆転方向に１ステップ分回転させる逆転信号を出力させる逆転信号出力部３４２と、正転信号および逆転信号のパルス幅を設定するパルス幅設定部３４３とを備える。
【００２７】
［駆動回路］
ここで、駆動回路４０は、４つの電界効果型トランジスター４１，４２，４３，４４を備えている。トランジスター４１，４３はＰチャネルであり、トランジスター４２，４４はＮチャネルである。これらの電界効果型トランジスター４１〜４４のオンオフを制御することで、トランジスター４１および４２間と、トランジスター４３および４４間にそれぞれ接続されたステップモーター５０のコイル５３に電流を流すことができ、ローター５２を正転方向または逆転方向に回転させることができる。
【００２８】
［正転信号出力部］
正転信号出力部３４１は、分周回路３３から入力される各種周波数のパルスを用いて制御信号を生成し、当該制御信号によって駆動回路４０を制御して、ローター５２を正転方向に１ステップ分回転させる正転信号をステップモーター５０のコイル５３に出力させる。正転信号は、１つの矩形パルスを含む信号である。
【００２９】
［逆転信号出力部］
逆転信号出力部３４２は、分周回路３３から入力される各種周波数のパルスを用いて制御信号を生成し、当該制御信号によって駆動回路４０を制御して、ローター５２を逆転方向に１ステップ分回転させる逆転信号をステップモーター５０のコイル５３に出力させる。
図３は、逆転信号の信号波形を示す図である。
図３に示すように、逆転信号は、コイル５３の端子out1,out2に入力され、反発パルスＧ１、吸引パルスＧ２、反発パルスＧ３、減衰パルスＧｒを含む。
反発パルスＧ１は、ローター５２を正転方向に回転（１ステップ分未満、１８０度未満）させて反動をつけるパルスである。すなわち、反発パルスＧ１は、本発明の第１パルスを構成する。
吸引パルスＧ２は、正転方向に回転したローター５２を逆転方向に回転させて引き戻すパルスである。すなわち、吸引パルスＧ２は、本発明の第２パルスを構成する。
反発パルスＧ３は、ローター５２を逆転方向に回転させて、引き戻し時の慣性で逆転方向に回転しているローター５２の回転を後押しするパルスである。
減衰パルスＧｒは、ローター５２の回転を減衰させるパルスである。
【００３０】
図４、図５は、ローター５２が逆転方向へ回転する様子を示す模式図である。
図４、図５に示すように、本実施形態で使用されるローター５２は、Ｎ極とＳ極とが一極ずつ着磁された２極ローターである。ステーター５１のローター収容穴５１１内周には、一対の内ノッチ５１２が径方向に対向して設けられている。これらの内ノッチ５１２を通る線分に対し、ローター５２のＮ極およびＳ極の磁極の対向方向（一対の磁極方向）に沿った線分が直交する位置において、ローター５２は静的に安定した停止状態を維持しようとする（静的安定位置）。
さらに、ステーター５１の外周部分には、ローター５２を挟むように一対の外ノッチ５１３が設けられている。コイル５３（図２）に通電した場合に、ローター５２の磁極方向に沿った線分は、これらの外ノッチ５１３を通る線分に対して直交するようになり、この位置で安定した停止状態を維持するようになる（動的安定位置）。
【００３１】
図４（Ａ）に示すように、ローター５２が静的安定位置にある状態から、反発パルスＧ１が入力されると、図４（Ｂ）に示すように、ローター５２のＮ極がステーター５１に生じるＮ極と反発して、ローター５２は正転方向に回転する。ここで、ローター５２は、１ステップ分未満（１８０度未満）の範囲で回転する。
次に、吸引パルスＧ２が入力されると、図５（Ａ）に示すように、ローター５２のＮ極がステーター５１に生じるＳ極に引き寄せられ、ローター５２は逆転方向に回転する。
次に、反発パルスＧ３が入力されると、図５（Ｂ）に示すように、ローター５２のＮ極がステーター５１に生じるＮ極と反発して、ローター５２は逆転方向に回転する。そして、減衰パルスＧｒが入力されると、ローター５２の回転が減衰し、ローター５２は静的安定位置で停止する。これにより、ローター５２は、図４（Ａ）に示す状態から逆転方向に１８０度回転する。
ここで、ここで、ローター５２は、正転方向に容易に回転するが、静的安定位置で静止しているローター５２を回転させるには、ローター５２に連動して回転する指針等の慣性モーメントに応じたエネルギーを有する反発パルスＧ１を入力する必要がある。一方、反発パルスＧ１はローター５２に反動をつけるためのパルスであるため、反発パルスＧ１で正転方向に回転したローター５２は吸引パルスＧ２の入力によって、元の静的安定位置に戻る方向である逆転方向に回転する。この吸引パルスＧ２は、反発パルスＧ１で反動をつけられたローター５２を逆転方向に回転するものであるため、前記指針等の慣性モーメントのばらつきの影響は軽減される。したがって、吸引パルスＧ２は指針等の種類に関係なく同一のパルス幅の信号を用いることができる。
本実施形態では、反発パルスＧ１のパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、吸引パルスＧ２および反発パルスＧ３のパルス幅は固定値とされている。
【００３２】
［パルス幅設定部］
パルス幅設定部３４３は、正転信号および逆転信号のパルス幅を設定する。
本実施形態では、パルス幅設定部３４３は、逆転信号のうち、反発パルスＧ１のパルス幅を、後述する回転判定回路３６の判定結果に基づいて、予め設定された範囲内で設定する。また、パルス幅設定部３４３は、吸引パルスＧ２および反発パルスＧ３のパルス幅を固定値に設定する。なお、本実施形態では、反発パルスＧ１のパルス幅は、吸引パルスＧ２のパルス幅以下に設定される。
【００３３】
［回転判定回路］
回転判定回路３６は、逆転信号出力部３４２による制御によって出力された逆転信号によりローター５２が逆転方向に１ステップ分（１８０度）回転したか否かを判定する。
具体的には、回転判定回路３６は、逆転信号が出力された後にステップモーター５０のコイル５３に発生する逆誘起電圧に基づいて、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する。
【００３４】
図６、図７は、逆転信号が出力された場合に、ステップモーター５０のコイル５３に発生する逆誘起電圧の特性を示す図である。図６は、逆転信号によりローター５２が回転しなかった場合の特性を示し、図７は、逆転信号によりローター５２が回転した場合の特性を示す。
【００３５】
ローター５２は、逆転信号（特に反発パルスＧ１および吸引パルスＧ２）によって逆転方向に１ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、図６に示すように、逆誘起電圧が反転する。すなわち、逆誘起電圧が、プラス側からマイナス側、または、マイナス側からプラス側に０Ｖのラインを跨いで遷移する。
このため、回転判定回路３６は、吸引パルスＧ２が出力された後の所定期間を検出区間とし、当該検出区間において逆誘起電圧が反転した場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定する。
また、ローター５２は、逆転信号（特に反発パルスＧ１および吸引パルスＧ２）によって逆転方向に１ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、図７に示すように、逆誘起電圧の向きは反転しない。
このため、回転判定回路３６は、前記検出区間において逆誘起電圧が反転しなかった場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定する。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流を検出し、前記検出区間において逆誘起電流が反転した場合（０Ａのラインを跨いで遷移した場合）、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定し、前記検出区間において逆誘起電流が反転しなかった場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定してもよい。
【００３６】
［パルス幅設定処理］
次に、逆転信号のパルス幅を設定するパルス幅設定処理について説明する。
図８は、パルス幅設定処理を示すフローチャートである。
パルス幅設定処理は、本実施形態では、電子時計１を工場から出荷する前に実行される。ここで、パルス幅設定処理が実行される際、逆転信号の反発パルスＧ１のパルス幅の初期値は、変更可能な範囲の最小値に設定されている。
パルス幅設定処理が開始されると、逆転信号出力部３４２は、駆動回路４０を制御して逆転信号を出力させる（逆転信号出力ステップ：Ｓ１１）。
次に、回転判定回路３６は、ステップモーター５０のコイル５３に発生する逆誘起電圧の向きが検出区間において反転したか否かを判定して、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する（回転判定ステップ：Ｓ１２）。
【００３７】
Ｓ１２でＮＯと判定された場合、ローター５２を逆転方向に１ステップ分回転できていないため、逆転方向への回転力を強くするべく、パルス幅設定部３４３は、逆転信号に含まれる反発パルスＧ１のパルス幅を、所定値（例えば、０．２４ｍｓ）長く設定する（パルス幅設定ステップ：Ｓ１３）。そして、駆動制御回路３４は処理をＳ１１に戻す。すなわち、Ｓ１２で、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定されるまで、Ｓ１１〜Ｓ１３の処理が繰り返し実行される。
【００３８】
そして、回転判定回路３６でローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定されると（Ｓ１２のＹＥＳ）、パルス幅設定部３４３は、逆転信号に含まれる反発パルスＧ１のパルス幅を、設定されている値で確定する（Ｓ１４）。
これにより、反発パルスＧ１のパルス幅を、ローター５２が逆転方向に１ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。この反発パルスＧ１のパルス幅の設定値は、モーター制御回路３７の記憶部（図示略）に記憶される。
なお、Ｓ１２でＹＥＳと判定された場合、指針が工場出荷時の針位置として決められている当初の位置から逆転方向に１ステップ分回転している。このため、正転信号出力部３４１は、駆動回路４０を制御して正転信号を出力させて（Ｓ１５）、指針を当初の位置に戻す。そして、駆動制御回路３４は、パルス幅設定処理を終了する。
そして、ユーザーが電子時計１を使用する際に、指針１１〜１３の逆転駆動が必要となった場合は、逆転信号出力部３４２は、パルス幅設定処理によりパルス幅が設定された反発パルスＧ１を含む逆転信号を出力させ、ステップモーター５０を逆転方向に駆動させる。
【００３９】
［第１実施形態の作用効果］
パルス幅設定部３４３は、回転判定回路３６でローター５２が回転しなかったと判定される度に、反発パルスＧ１のパルス幅を最小値から所定値ずつ長くし、ローター５２が回転したと判定されると、当該パルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する。このため、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、当該パルス幅を、ローター５２が逆転方向に１ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。したがって、ステップモーター５０を逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーター５０の駆動にかかる消費電力を低減できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的小さい場合には、第１パルスのパルス幅を最大値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
【００４０】
回転判定回路３６は、ステップモーター５０に発生する逆誘起電圧に基づいて、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定するため、例えば、ローター５２の回転を検出するためのセンサーを別途設ける必要がなく、電子時計１のコストを低減できる。
【００４１】
回転判定回路３６は、逆誘起電圧の検出区間において、逆誘起電圧が反転しなかった場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定し、逆誘起電圧が反転した場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定するため、ローター５２の回転、非回転を精度よく判定できる。また、逆誘起電圧が０Ｖを跨いで遷移したかを検出すればよいので、回転判定回路３６の処理を簡略化できる。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流に基づいて判定を行う場合も、同様の効果を得ることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
第２実施形態の電子時計は、パルス幅設定処理が第１実施形態とは異なる。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
図９は、第２実施形態のパルス幅設定処理を示すフローチャートである。
パルス幅設定処理が実行される際、逆転信号の反発パルスＧ１（第１パルス）のパルス幅の初期値は、変更可能な範囲の最大値に設定されている。
パルス幅設定処理が開始されると、逆転信号出力部３４２は、駆動回路４０を制御して逆転信号を出力させる（Ｓ２１）。
次に、回転判定回路３６は、ステップモーター５０のコイル５３に発生する逆誘起電圧が検出区間において反転したか否かを判定して、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したか否かを判定する（Ｓ２２）。
【００４３】
Ｓ２２でＹＥＳと判定された場合、指針が工場出荷時の針位置として決められている当初の位置から逆転方向に１ステップ分回転している。このため、正転信号出力部３４１は、駆動回路４０を制御して正転信号を出力させて（Ｓ２３）、指針を当初の位置に戻す。
次に、ローター５２の逆転方向への回転力を弱くするべく、パルス幅設定部３４３は、逆転信号に含まれる反発パルスＧ１のパルス幅を、所定値（例えば、０．２４ｍｓ）短く設定する（Ｓ２４）。そして、駆動制御回路３４は処理をＳ２１に戻す。すなわち、Ｓ２２で、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定されるまで、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理が繰り返し実行される。
【００４４】
そして、回転判定回路３６でローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定されると（Ｓ２２のＮＯ）、パルス幅設定部３４３は、逆転信号に含まれる反発パルスＧ１のパルス幅を、所定値長く設定して確定する。すなわち、パルス幅設定部３４３は、反発パルスＧ１のパルス幅を、１回前に設定した値に戻して確定する（Ｓ２５）。これにより、反発パルスＧ１のパルス幅を、ローター５２が逆転方向に１ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。この反発パルスＧ１のパルス幅の設定値は、モーター制御回路３７の記憶部（図示略）に記憶される。そして、駆動制御回路３４は、パルス幅設定処理を終了する。
【００４５】
［第２実施形態の作用効果］
パルス幅設定部３４３は、回転判定回路３６でローター５２が回転したと判定される度に、反発パルスＧ１のパルス幅を最大値から所定値ずつ短くし、ローター５２が回転しなかったと判定されると、当該パルス幅を所定値長くして、当該パルス幅の設定を終了する。このため、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、当該パルス幅を、ローター５２が逆転方向に１ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。したがって、ステップモーター５０を逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーター５０の駆動にかかる消費電力を低減できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的大きい場合には、第１パルスのパルス幅を最小値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
この他、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
［第３実施形態］
第３実施形態の電子時計は、回転判定回路３６による判定方法が第１実施形態とは異なる。その他の構成は第１実施形態と同じである。
図１０は、図６と同じ特性を示す図であり、図１１は、図７と同じ特性を示す図である。
ローター５２は、逆転信号（特に第１パルスである反発パルスＧ１および第２パルスである吸引パルスＧ２）によって逆転方向に１ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、図１０に示すように、逆誘起電圧の最大値と最小値との差Ｄ１は比較的大きくなる。
ここで、逆誘起電圧の最大値とは、プラス方向の大きさが最大となる値であり、最小値とは、プラス方向の大きさが最小となる値である。すなわち、逆誘起電圧がマイナスの場合には、マイナス方向の大きさが最大となる値が最小値となる。
このため、回転判定回路３６は、吸引パルスＧ２が出力された後の所定期間を検出区間とし、当該検出区間における差Ｄ１が、所定の閾値以上となる場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定する。
また、ローター５２は、逆転信号（特に反発パルスＧ１および吸引パルスＧ２）によって１ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧の差Ｄ１は比較的小さくなる。
このため、回転判定回路３６は、前記検出区間における差Ｄ１が、所定の閾値未満となる場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定する。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流を検出し、前記検出区間における逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値以上となる場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定し、前記差が、所定の閾値未満となる場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定してもよい。
【００４７】
［第３実施形態の作用効果］
回転判定回路３６は、逆誘起電圧の検出区間における逆誘起電圧の差Ｄ１が所定の閾値以上となる場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転しなかったと判定し、差Ｄ１が所定の閾値未満となる場合、ローター５２が逆転方向に１ステップ分回転したと判定するため、ローター５２の回転、非回転を精度よく判定できる。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流に基づいて判定を行う場合も、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
［他の実施形態］
なお、本発明は前記各実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、前記各実施形態では、逆転信号は、反発パルスＧ１、吸引パルスＧ２、反発パルスＧ３、減衰パルスＧｒを含んでいるが、本発明はこれに限定されない。例えば、反発パルスＧ３および減衰パルスＧｒはなくてもよい。
【００４９】
前記各実施形態では、パルス幅設定処理は、工場出荷時に行われているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ユーザーが電子時計１を使用している際に行ってもよい。
【００５０】
前記各実施形態では、回転判定回路３６は、ステップモーター５０のコイル５３に発生する逆誘起電圧または逆誘起電流に基づいて、ローター５２の回転を判定しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ローター５２が所定の位置まで回転したか否かを検出できる光センサー等を用いて、ローター５２の回転を判定するようにしてもよい。
【００５１】
前記各実施形態では、回転判定回路３６は、吸引パルスＧ２が出力された直後の所定期間を検出区間にしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、反発パルスＧ３が出力された直後の所定期間を検出区間としてもよい。
【００５２】
前記各実施形態では、電子時計１は、腕時計タイプのものであるが、例えば、置時計であってもよい。また、駆動制御装置３０は、時計以外の電子機器に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…電子時計、３０…駆動制御装置、３４…駆動制御回路、３４１…正転信号出力部、３４２…逆転信号出力部、３４３…パルス幅設定部、３６…回転判定回路、３７…制御回路、４０…駆動回路、５０…ステップモーター、５１…ステーター、５２…ローター、５３…コイル。
【図１】
2016003877.tif 000003
【図２】
2016003877.tif 000004
【図３】
2016003877.tif 000005
【図４】
2016003877.tif 000006
【図５】
2016003877.tif 000007
【図６】
2016003877.tif 000008
【図７】
2016003877.tif 000009
【図８】
2016003877.tif 000010
【図９】
2016003877.tif 000011
【図１０】
2016003877.tif 000012
【図１１】
2016003877.tif 000013