(57)【要約】【課題】所定の位置まで回転したか否かを精度よく検出することが可能なステッピングモータ駆動装置、ステッピングモータの駆動方法、ステッピングモータ駆動プログラム、及び電子時計を提供する。【解決手段】ステッピングモータを駆動する駆動装置であって、前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させるための駆動パルスを生成し、前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを生成して出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータを駆動する駆動装置であって、
前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させるための駆動パルスを生成し、
前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを生成して出力する、
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステッピングモータ駆動装置は、
前記ステッピングモータのロータが前記所定位置まで回転したか否かを判定し、
前記ステッピングモータのロータが前記所定位置まで回転していないと判定された場合に、前記所定位置まで回転させるための補正パルスを出力する、
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステッピングモータ駆動装置は、さらに、温度センサを備え、
該温度センサによって検出された温度が所定温度以上であると判定した場合に、前記振り子パルスの出力を停止する、
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項４】
秒、分、時、日付、曜日のうちいずれかを表示する指針と、
前記指針に動力を伝達する輪列機構と、
前記輪列機構を駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータを、モータコイルを介して駆動する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータ駆動装置と、
を備えることを特徴とする電子時計。
【請求項５】
ステッピングモータを駆動する駆動方法であって、
前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させる駆動パルスを出力するステップと、
前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを出力するステップと、を含む、
ことを特徴とするステッピングモータの駆動方法。
【請求項６】
ステッピングモータを駆動する駆動装置であるプロセッサに、
前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させる駆動パルスを出力する手順、
前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを出力する手順、
を実行させるためのステッピングモータ駆動プログラム。
【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駆動装置、ステッピングモータの駆動方法、ステッピングモータ駆動プログラム、及び電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータにおいては、ロータが各ステップにおいて、確実に回転することが必要である。このため、ステッピングモータの駆動装置において、ロータを回転させるための駆動パルスを印加した後に、ロータが所定のステップ角で停止する際のダンピングにより生ずる逆起電力（逆起電圧）を検出することで、ロータが回転したか否かの判定（ロータの回転検出）を行っている。ロータが回転していないと判定された場合には、さらに補正パルスを印加してロータを回転させている。
【０００３】
この時計用のモータの回転検出技術としては、例えば特許文献１がある。特許文献１の要約書の解決手段には、「ステップモータに供給する駆動パルスをチョッパ制御し、駆動パルスの初期および終期のデューティー比を中期のデューティー比より低く設定する。これによって、駆動パルス内の実効電力の分布を初期および終期は低く、中期が高くなるように設定でき、ステップモータのコギングトルクにマッチしたトルクをステップモータに発生させられる。従って、駆動パルス初期および終期の無駄な電力消費を省け、ロータを低速で回転させられるので、ステップモータを駆動するために消費される電力を低減できる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６６６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、回転検出における温度特性が考慮されていない。後記するように、温度変化、例えば低温になると、直流抵抗値が下がるため、モータコイルに流れる電流量が増加する。するとモータコイルが発生する磁束も大きくなり、ロータの回転速度が速くなる。
そのため、回転検出時における逆起電力の大きさが変化する。例えば逆起電力が小さくなると、所定の位置まで回転したか否かを精度よく検出することが難しくなり、誤検出してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、所定の位置まで回転したか否かを精度よく検出することが可能なステッピングモータ駆動装置、ステッピングモータの駆動方法、ステッピングモータ駆動プログラム、及び電子時計を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、以下のように構成した。
すなわち、本発明のステッピングモータ駆動装置は、ステッピングモータを駆動する駆動装置であって、前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させるための駆動パルスを生成し、前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを生成して出力する、ことを特徴とする
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定の位置まで回転したか否かを精度よく検出することが可能なステッピングモータ駆動装置、ステッピングモータの駆動方法、ステッピングモータ駆動プログラム、及び電子時計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ駆動装置が備えるマイクロコンピュータの回路ブロックの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ駆動装置を構成するマイクロコンピュータと、駆動回路、およびステッピングモータとの接続構成の一例を示す図である。
【図３】ステッピングモータのモータコイルに印加される常温時の駆動波形（起電力、逆起電力を含む）とロータの回転位置の関係を模式的に示す図である。
【図４】ステッピングモータのモータコイルに印加される低温時の駆動波形（起電力、逆起電力を含む）とロータの回転位置の関係を模式的に示す図である。
【図５】低温時に振り子パルスを挿入した際のステッピングモータのモータコイルに印加される常温時の駆動波形（起電力、逆起電力を含む）とロータの回転位置の関係を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電子時計の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下においては「実施形態」と称する）を、図面を参照して説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、適宜、省略する。
【００１１】
≪第１実施形態：ステッピングモータ駆動装置≫
本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ駆動装置について説明をする。
なお、以下において、主として「ステッピングモータ駆動装置」として説明するが、「ステッピングモータの駆動方法」としての説明も兼ねる。
【００１２】
＜ステッピングモータ駆動装置＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ駆動装置が備えるマイクロコンピュータ１０の回路ブロックの構成の一例を示す図である。また、ステッピングモータ３０とそれを駆動する駆動回路（駆動部）２０も表記している。
なお、ステッピングモータ駆動装置は、第一義的には、マイクロコンピュータ１０のことであるが、マイクロコンピュータ１０と駆動回路２０とを併せて、ステッピングモータ駆動装置と捉えることもできる。
【００１３】
図１において、マイクロコンピュータ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、プロセッサ）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３、ＯＳＣ（oscillator：発振回路、クロック供給部）１４、ペリフェラル（周辺回路、周辺回路部）１５を備えて構成されている。
そして、マイクロコンピュータ１０は、記憶装置（記憶部）であるＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３と、演算装置（演算部）であるプロセッサとしてのＣＰＵ１１を用いてＲＯＭ１３に格納されたプログラムを実行し、ペリフェラル１５に組み込まれた所定の機能動作を行う。なお、ＯＳＣ１４は、ＣＰＵ１１やペリフェラル１５に、動作を同期的に制御するクロックや、そのクロックに基づいて生成した信号等を供給する。
【００１４】
ペリフェラル１５は、モータ制御部１００と、図示していないモータ制御部以外の他の回路（例えば時計の操作機能やカレンダー機能等）を備えている。
モータ制御部１００は、フェーズ制御回路（フェーズ制御部）１０１、駆動パルス生成回路（駆動パルス生成部）１０２、振り子パルス生成回路（振り子パルス生成部）１０３、回転検出パルス生成回路（回転検出パルス生成部）１０４、回転検出判定回路（回転検出判定部）１０５を備えている。なお、これらのフェーズ制御回路（フェーズ制御部）１０１、駆動パルス生成回路（駆動パルス生成部）１０２、振り子パルス生成回路（振り子パルス生成部）１０３、回転検出パルス生成回路（回転検出パルス生成部）１０４、回転検出判定回路（回転検出判定部）１０５は、単一のマイクロコンピュータ内のモータ制御部であっても良いし、各々別個にモータ制御部が設けられて、単一のマイクロコンピュータ又は複数のマイクロコンピュータで各動作が行われても良い。
【００１５】
モータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０は、駆動回路２０を介してステッピングモータ３０を駆動、制御する各種パルス（駆動パルス、振り子パルス、回転検出パルス）を生成する。
また、モータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０は、ステッピングモータ３０の回転状況を回転検出判定回路１０５によって検出、判定する。
【００１６】
フェーズ制御回路１０１としてのモータ制御部１００又はマイクロコンピュータ１０は、ステッピングモータ３０へ、例えば１８０度毎に供給する駆動パルスの正負の極性を反転させる制御や、駆動パルス生成回路１０２、振り子パルス生成回路１０３、回転検出パルス生成回路１０４から生成される駆動パルス、振り子パルス、回転検出パルスの出力する時系列やタイミングを制御する。
駆動パルス生成回路１０２としてのモータ制御部１００又はマイクロコンピュータ１０は、ステッピングモータ３０のロータ３２を所定位置（角度）まで移動（回転）させるための駆動パルスを生成する。
振り子パルス生成回路１０３としてのモータ制御部１００又はマイクロコンピュータ１０は、回転途中に減速したロータの回転速度を再び加速させ、所定速度で回転させるための振り子パルスを生成する。
回転検出パルス生成回路１０４としてのモータ制御部１００又はマイクロコンピュータ１０は、ステッピングモータ３０のロータ３２が所定の位置まで回転したか否かを検出、判定するタイミングを指示するパルスを生成する。
【００１７】
＜ステッピングモータと駆動回路、およびマイクロコンピュータの接続構成＞
図２は、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ駆動装置を構成するマイクロコンピュータ１０と、駆動回路２０、およびステッピングモータ３０との接続構成の一例を示す図である。
なお、前記したように、ステッピングモータ駆動装置をマイクロコンピュータ１０と駆動回路２０を併せた構成とした場合には、図２におけるステッピングモータ駆動装置２となる。
【００１８】
図２において、ステッピングモータ３０は、ステータ（固定子）３１とロータ（回転子、ロータマグネット）３２とモータコイル（コイル）３３とを備えて構成されている。
モータ制御部１００（図１）としてのプロセッサ１１（マイクロコンピュータ１０）は、駆動回路２０にステッピングモータ３０を駆動、制御する各種パルス（駆動パルス、振り子パルス、回転検出パルス）を供給する。
駆動回路２０は、ステッピングモータ３０を駆動、制御するとともに、ステッピングモータ３０のロータ（ロータマグネット）３２の回転状況を回転検出判定回路１０５（図１）としてのモータ制御部１００又はマイクロコンピュータ１０に信号を送る。
【００１９】
＜駆動波形とロータ３２の回転位置の関係＞
次に、図３〜図５を参照して、温度や印加するパルスの各場合における駆動波形とロータ３２の回転位置の関係について説明する。
【００２０】
《常温時の駆動波形とロータ３２の回転位置の関係》
図３は、ステッピングモータ３０のモータコイル３３に印加される常温時の駆動波形（起電力、逆起電力を含む）とロータ３２の回転位置の関係を模式的に示す図である。
なお、駆動波形と記したが、波形（１０００、１００１、１０００Ａ、１００４Ａ、１００５Ａ）は、モータコイル３３を駆動する波形とモータコイル３３に発生する起電力（逆起電力）が併せて記載されている。
また、ロータ（ロータマグネット）３２の回転時の状態１Ａ〜状態６Ａの各状態が記載されている。
【００２１】
図３において、駆動波形１０００は、駆動波形が０電圧であって、駆動する電圧が印加されていないときの駆動波形である。このとき、ステッピングモータ３０のロータ３２の回転位置は、状態１Ａで示した状態であり、第１の安定状態である。
【００２２】
次に、駆動パルスによって繰り返しのパルス状の駆動波形１００１が所定の時間、モータコイル３３に印加される。なお、マイクロコンピュータ１０は、駆動パルスの駆動波形１００１のパルス状の正負の幅や、駆動波形１００１の始点から終点の間のパルス幅を制御することによって、駆動力を調整、制御することもできる。
【００２３】
マイクロコンピュータ１０が駆動波形１００１を印加することによって、ロータ３２の状態２Ａにまで左回転（反時計回り、紙面における左回転）し、さらにロータ３２の状態３Ａにまで左回転する。
ロータ３２の状態３Ａにおいては、駆動波形１０００Ａとして、駆動波形が０電圧の状態に戻るが、ロータ３２は慣性力によって、さらに左回転を続け状態４Ａに達する。
なお、状態４Ａは、慣性力が残り第２の安定点からやや行き過ぎた状態である。
【００２４】
この状態４Ａにおいて、ロータ（ロータマグネット）３２のＮ極とモータコイル３３との位置関係により、モータコイル３３には、波形１００４Ａで示した起電力（逆起電力、起電圧、逆起電圧）が発生する。
【００２５】
状態４Ａにおいても、ロータ３２は慣性力によって、さらに左回転を続けて、状態５Ａに達する。
状態５Ａは、もっとも行き過ぎた状態を示している。この状態５Ａに達すると、揺り戻しによって、右回転（時計回り）をするようになる。
【００２６】
ロータ３２は、状態５Ａを過ぎると右回転と左回転との間で揺り戻しが起こり、次第に、この揺り戻しは小さくなって、安定点（第２の安定状態）である状態６Ａに収束して停止する。
この揺り戻しが生じる区間（状態５Ａと状態６Ａとの間）において起電力（逆起電力）１００５Ａがモータコイル３３に発生する。
【００２７】
この起電力１００５Ａを回転検出信号１００６Ａとして、駆動回路２０（図１、図２）を介して、回転検出判定回路１０５（図１）としてのプロセッサ１１（マイクロコンピュータ１０）が、正常にロータ３２（ステッピングモータ３０）が１８０度回転したか否かを検出、判定する。
なお、回転検出パルス生成回路１０４の生成する回転検出パルスによって、駆動回路２０と回転検出判定回路１０５は、回転検出のタイミングをとる。
【００２８】
また、ロータ３２の回転スピードは、モータコイル（コイル）３３に与えられる電流によって発生する磁束の大きさで変化する。電流が大きければ磁束も大きくなり、ロータ３２の回転速度は速くなる。逆に電流が小さければ磁束も少なくなり、ロータ３２の回転速度は遅くなる。
常温時で、通常使用時（例えば、現在時刻表示時）においては、モータコイル３３に流れる電流量は、ほぼ一定であり、発生する磁束の量もほぼ一定であるため、ロータ３２の回転速度も一定に保たれている。
しかし、外部温度に変化が起こり、モータコイル３３の直流抵抗値にも変化が生じた場合には状況が変わる。次に、低温時の場合について説明する。
【００２９】
《低温時の駆動波形とロータ３２の回転位置の関係》
低温時（低温下）においては、直流抵抗値が下がる（小さくなる）ため、モータコイル３３に流れる電流量が増加する。すると、発生する磁束も大きくなるため、ロータ３２の回転速度が速くなる。この状況における回転検出動作を、図４を参照して説明する。
図４は、ステッピングモータ３０のモータコイル３３に印加される低温時の駆動波形（起電力、逆起電力を含む）とロータ３２の回転位置の関係を模式的に示す図である。
なお、駆動波形と記したが、波形（１０００、１００１、１０００Ｂ、１００４Ｂ、１００５Ｂ）は、モータコイル３３を駆動する波形とモータコイル３３に発生する起電力（逆起電力）が併せて記載されている。
また、ロータ（ロータマグネット）３２の回転時の状態１Ｂ〜状態６Ｂの各状態が記載されている。
【００３０】
図４において、駆動波形１０００は、駆動波形が０電圧であって、駆動する電圧が印加されていないときの駆動波形である。このとき、ステッピングモータ３０のロータ３２の回転位置は状態１Ｂで示した状態である。
【００３１】
次に、駆動パルスによって繰り返しのパルス状の駆動波形１００１が所定の時間、モータコイル３３に印加される。なお、図４の駆動波形１００１は、図３の駆動波形１００１と同じである。また、図４のステッピングモータ３０のロータ３２の回転位置を示す状態１Ｂは、図３における状態１Ａと同じである。
【００３２】
マイクロコンピュータ１０が駆動波形１００１を印加することによって、ロータ３２の状態２Ｂにまで左回転し、さらにロータ３２の状態３Ｂにまで左回転する。
ロータ３２の状態３Ｂにおいては、駆動波形１０００Ｂとして、駆動波形が０電圧の状態に戻るが、ロータ３２は慣性力によって、さらに左回転を続け状態４Ｂに達する。
なお、前記したように、低温時においては、直流抵抗値が下がるため、モータコイル３３に流れる電流量が増加し、発生する磁束も大きくなり、ロータ３２の回転速度が速くなるので、図４の状態２Ｂと図３の状態２Ａとでは、ロータ（ロータマグネット）３２の回転位置が異なっている。
すなわち、図４の状態２Ｂの方が図３の状態２Ａよりもロータ（ロータマグネット）３２の回転が進んだ状態となっている。
また、同様に図４の状態３Ｂと図３の状態３Ａとでは、ロータ（ロータマグネット）３２の回転位置が異なっている。
【００３３】
図４の状態４Ｂにおいて、ロータ（ロータマグネット）３２のＮ極（主としてＮ極）とモータコイル３３との位置関係により、モータコイル３３には、波形１００４Ｂで示した起電力（逆起電力）が発生する。
なお、図４の波形１００４Ｂが発生する状態４Ｂにおけるロータ（ロータマグネット）３２の位置は、図３の波形１００４Ａが発生する状態４Ａにおけるロータ（ロータマグネット）３２の位置と概ね同じである。
【００３４】
図４の状態４Ｂにおいても、ロータ３２は慣性力によって、さらに左回転を続け状態５Ｂに達し、揺り戻しによって、右回転をするようになる。この状態が５Ｂである。
前記したように、低温時においては、直流抵抗値が下がるため、モータコイル３３に流れる電流量が増加し、発生する磁束も大きくなって、ロータ３２の回転速度が速くなるので、図４の状態５Ｂと図３の状態５Ａとでは、ロータ３２の回転位置が異なっている。
なお、図４の状態３Ｂにおいて、駆動パルス１００１の終了タイミングとロータ３２の回転位置状態とが接近するために、ステータ３１の磁気（残留磁気を含む）にロータ３２が引っ張られて、ロータ３２の回転にブレーキが掛かることになる。
【００３５】
ロータ３２は、状態５Ｂを過ぎると右回転と左回転の間で揺り戻しが起こり、次第にこの揺り戻しは小さくなって、第２の安定点である状態６Ｂに収束して停止する。
この揺り戻しの区間（状態５Ｂと状態６Ｂとの間）において起電力（起電力の電圧波形）１００５Ｂがモータコイル３３に発生する。
図４の状態５Ｂにおけるロータ３２の回転位置と回転速度は、図３の状態５Ａにおけるロータ３２の回転位置と回転速度と異なっているため、状態５Ｂと状態６Ｂとの間における右回転と左回転の間で揺り戻しの現象が異なる。
前記したように、ステータ３１の磁気（残留磁気を含む）にロータ３２が引っ張られて、ロータ３２の回転にブレーキが掛かると、ロータ回転の振り戻しが小さくなり、起電力（起電力の電圧波形）１００５Ｂは、起電力（起電力の電圧波形）１００５Ａに比較して、波形が小さくなることがある。
【００３６】
この図４の起電力１００５Ｂを回転検出信号１００６Ｂとして、駆動回路２０（図１、図２）を介して、回転検出判定回路１０５（図１）としてのプロセッサ１１（マイクロコンピュータ１０）が、正常にロータ３２（ステッピングモータ３０）が１８０度回転したか否かを検出、判定するが、前記したように起電力１００５Ｂの波形が小さくなると、回転検出に必要な起電力が得られないか、得られたとしても安定した回転検出、判定ができなくなることがある。
この対策について次に説明する。
【００３７】
《低温時に振り子パルスを挿入した際の駆動波形とロータ３２の回転位置の関係》
ロータ３２の回転速度が速くなることで回転検出信号が得られなくなることを回避するための方法を、図を参照して説明する。
図５は、低温時に振り子パルスを挿入した際のステッピングモータ３０のモータコイル３３に印加される常温時の駆動波形（起電力、逆起電力を含む）とロータ３２の回転位置の関係を模式的に示す図である。
なお、駆動波形と記したが、波形（１０００、１００１、１０００Ｃ、１００３、１００４Ｃ、１００５Ｃ）は、モータコイル３３を駆動する波形とモータコイル３３に発生する起電力（逆起電力）が併せて記載されている。
また、ロータ（ロータマグネット）３２の回転時の状態１Ｃ〜状態３Ｃ、状態３Ｃ＃、状態４Ｃ〜状態６Ｃの各状態が記載されている。
図５において、駆動波形１０００、１００１、１０００Ｃ、およびロータ３２の状態１Ｃ〜状態３Ｃは、図４における駆動波形１０００、１００１、１０００Ｂ、およびロータ３２の状態１Ｂ〜状態３Ｂと、それぞれ対応し、同じである。
【００３８】
図５の駆動波形が図４と異なるのは、ロータ３２の状態３Ｃ＃で、振り子パルス１００３を更に印加することである。
図５の状態３Ｃは、図４の状態３Ｂと概ね同じである。前記したように、図４の状態３Ｂにおいては、駆動パルス１００１の終了タイミングとロータ３２の回転位置状態とが接近するために、ステータ３１の磁気（残留磁気を含む）にロータ３２が引っ張られて、ロータ３２の回転にブレーキが掛かると説明した。
それと同様に、図５の状態３Ｃでは、ステータ３１の磁気（残留磁気を含む）にロータ３２が引っ張られて、ロータ３２の回転にブレーキが掛かり、回転速度が低下する。
【００３９】
図５の状態３Ｃにおいて、遅くなったロータ３２の回転速度を再び増加させるために、状態３Ｃ＃で、図５に示す振り子パルス１００３を印加する。すなわち、駆動波形１００１の出力後であって、駆動波形１００１によるロータ３２が回転することによって発生する波形１００４Ｃで示した起電力の発生前に、ロータ３２を所定速度（前記の遅くなったロータ３２の回転速度よりも速い速度）で回転させるための振り子パルス１００３を更に印加する。
この振り子パルス１００３を加えることによって、ロータ３２の回転が再び加速され、図５におけるロータ３２の回転位置を示す状態４Ｃ、状態５Ｃ、状態６Ｃは、図３のそれぞれのロータ３２の回転位置を示す状態４Ａ、状態５Ａ、状態６Ａと概ね同じようになる。
その結果、図５において、起電力１００５Ｃが、図３における起電力１００５Ａと概ね同じように発生する。
そして、図５における回転検出信号１００６Ｃによって、回転検出判定回路１０５（図１）としてのプロセッサ１１（マイクロコンピュータ１０）が、正常にロータ３２（ステッピングモータ３０）が１８０度回転したか否かを検出、判定する。
【００４０】
なお、振り子パルス１００３が、駆動パルス１００１と印加する電圧の正負の極性が逆なのは、駆動パルス１００１を印加するときのロータ３２がモータコイル３３と対面する極がＳ極（状態１Ｃ）であったのに対し、振り子パルス１００３を印加するときのロータ３２がモータコイル３３と対面する極がＮ極（状態３Ｃ＃）と、対面する極の状態が異なっているからである。
また、振り子パルス１００３は低温時のみでなく、常温時においても印加しておく。振り子パルス１００３を常温時においても印加しておいても誤動作の生じない波形を選択する。
【００４１】
《補足》
なお、図３、図４、図５においては、ロータ３２が０度〜１８０度の回転時の波形を示したが、次の回転の１８０度〜３６０度においては、駆動波形１０００で示す電圧０を基準として、負電圧側の駆動波形１００１は正電圧側の波形となる。つまり正負が逆になる。
また、図３における振り子パルス１００３は、正電圧側の波形であるが、次の回転の１８０度〜３６０度においては、負電圧側の波形として印加する。
また、回転検出信号（１００６Ａ，１００６Ｂ，１００６Ｃ）が小さくなるのは、低温時であると説明したが、重負荷時でも同様に回転検出信号が小さくなることがある。
【００４２】
＜ステッピングモータ３０を駆動するフローチャート＞
次に、プロセッサ１１によって、ステッピングモータ３０を駆動する際の各種パルス（駆動パルス、振り子パルス、補正パルス、回転検出パルス）を印加するときのフローチャートを示す。
図６は、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータ３０の駆動方法を示すフローチャートである。
ステッピングモータ３０の駆動方法のフローチャートにおける各ステップについて説明する。
【００４３】
《ステップＳ７１》
モータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０は、動作開始から、まずステップ（工程）Ｓ７１において、駆動パルス生成回路１０２（図１）で生成するパルス状の駆動波形の駆動パルス（１０００：図５）を出力して、ステッピングモータ３０のモータコイル３３に印加する。
この駆動パルスによって、ステッピングモータ３０のロータ３２を所定位置まで回転させる。
【００４４】
《ステップＳ７２》
次に、ステップＳ７２において、モータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０は、振り子パルス生成回路１０３（図１）で生成した振り子パルス１００３（図５）を出力して、ステッピングモータのモータコイル３３（図５）に印加する。
なお、振り子パルス１００３は、駆動パルス１００１の出力後であってによるステッピングモータ３０のロータ３２の回転によって発生する起電力１００４Ｃの発生前にモータコイル３３に印加する。
この振り子パルスによって、減速したロータ３２の回転速度を再び加速させ、所定速度で回転させる。
【００４５】
《ステップＳ７３》
次に、ステップＳ７３において、モータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０は、回転検出を行う。
なお、回転検出パルス生成回路１０４（図１）で生成した回転検出パルスのタイミングで、駆動回路２０（図１）は、ステッピングモータ３０（図２）のモータコイル３３（図５）からの回転検出信号１００６Ｂをモータ制御部１００（図１）の回転検出判定回路１０５に送る。
【００４６】
《ステップＳ７４》
次に、ステップＳ７４において、モータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０は、回転検出判定回路１０５（図１）に送られた回転検出信号１００６Ｂによって、正常にステッピングモータ３０のロータ３２が１８０度回転したか否かを検出、判定する。
正常にロータ３２（ステッピングモータ３０）が１８０度回転したと判定（ＹＥＳ）した場合には、このフローを一旦、終了し、ステップＳ７１に戻り、次のサイクルを行う。
また、正常にロータ３２（ステッピングモータ３０）が１８０度回転していないと判定（ＮＯ）した場合には、ステップＳ７５に行く。
【００４７】
《ステップＳ７５》
ステップＳ７５に来たことは、前記のようにステッピングモータ３０のロータ３２が所定位置まで回転していないと判定された場合であるので、確実にロータ３２（ステッピングモータ３０）が所定位置（１８０度回転）まで回転させるための補正パルスを出力する。
そして、このフローを一旦、終了し、ステップＳ７１に戻り、次のサイクルを行う。
【００４８】
《補足》
図６のフローを一旦、終了し、ステップＳ７１に戻り、次のサイクルを行うとき、ステップＳ７１〜ステップＳ７５のフローチャートは同一である。
ただし、次のサイクルにおける、ステップＳ７１の駆動パルス出力やステップＳ７２の振り子パルス出力においては、パルスの電圧の正負は逆になる。
また、ステップＳ７５における補正パルスは、駆動パルス生成回路１０２（図１）で所定の補正パルスを生成するか、もしくはモータ制御部１００（図１）の中に補正パルス生成回路（不図示）を備えて、そこで補正パルスを生成、出力する。
【００４９】
＜ステッピングモータ３０を駆動するプログラム＞
ステッピングモータ３０を駆動するフローチャートにおいては、ステップＳ７１〜ステップＳ７５において、各ステップを踏んだステッピングモータ３０の駆動方法について説明したが、各ステップをマイクロコンピュータ１０（図１）のプログラミングによる各手順として捉えることもできる。
すなわち、ステップＳ７１を「ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させる駆動パルスを生成して出力する手順」、ステップＳ７２を「駆動パルスの出力後であって駆動パルスによるステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを出力する手順」、ステップＳ７３を「ステッピングモータのロータが所定位置まで回転したか否かを検出する手順」、ステップＳ７４を「ステッピングモータのロータが所定位置まで回転したか否かを判定する手順」、ステップＳ７５「確実にロータ３２が所定位置まで回転する補正パルスを出力する手順」と捉えることもできる。
【００５０】
≪第２実施形態：電子時計１≫
本発明の第２実施形態に係る電子時計１（時刻表示装置）について説明をする。
図７は、本発明の第２実施形態に係る電子時計１の構成の一例を示す図である。
電子時計１は、マイクロコンピュータ１０、駆動回路２０、ステッピングモータ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、輪列機構４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、指針（表示部）５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、電源部６０などを備える。
図７において、ステッピングモータ駆動装置２、マイクロコンピュータ１０、駆動回路２０については、前記したとおりである。
【００５１】
ステッピングモータ３０Ａは、駆動回路２０によって駆動、制御される。ステッピングモータ３０Ａのロータ（３２、図２）によって生ずる回転駆動力は、輪列機構４０Ａに伝達される。輪列機構４０Ａによって、指針５０Ａは、時刻（表示事項）を表示する。
なお、ステッピングモータ３０Ａ、輪列機構４０Ａ、指針５０Ａは、例えば「秒」を表示する系列の機構、構成である。
また、以上の「秒」を表示する系列以外に、例えば「分」を表示する系列のステッピングモータ３０Ｂ、輪列機構４０Ｂ、指針５０Ｂと、例えば「時」を表示する系列のステッピングモータ３０Ｃ、輪列機構４０Ｃ、指針５０Ｃとがある。
また、電源部６０は、マイクロコンピュータ１０と駆動回路２０とに電力を供給する。
【００５２】
＜第２実施形態の効果＞
以上の構成において、電子時計１は、モータの回転／非回転を検出するためにモータの回転を補助する補助パルス（振り子パルス）を出力するモータ制御部１００としてのマイクロコンピュータ１０を搭載したので、回転検出の温度特性が向上するとともに、時計としての精度が向上するという効果を有する。
【００５３】
≪その他の実施形態、変形例≫
以上、本発明は、前記した実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、さらに説明する。
【００５４】
《ステッピングモータ駆動装置》
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るステッピングモータの駆動装置を説明したときには、ステッピングモータ駆動装置がマイクロコンピュータ１０である。もしくは、ステッピングモータ駆動装置２をマイクロコンピュータ１０と別の部品としての駆動回路２０とを併せたものとして説明したが、その構成には限定されない。
例えば、駆動回路２０の機能をマイクロコンピュータ１０に併せて搭載し、ひとつのハードウェア（１チップ）としたものをステッピングモータ駆動装置としてもよい。
【００５５】
《非回転が検出された後の駆動パルス》
非回転が検出されて、補正パルスが出力された場合、次の周期においての駆動パルスの波形を変えてもよい。例えば、駆動パルスのパルス状の波形においてオン、オフに変動するパルスの波形のデューティーを変えてもよい。また、すべてオン波形である矩形波に変えてもよい。あるいは、パルス幅を大きくしてもよい。
【００５６】
《振り子パルスと温度センサ》
第１実施形態において、振り子パルスは必ずいれるとして説明したが、この方式に限定されない。例えば、温度センサを搭載して、この温度センサで検出された温度が所定の温度以上であり、ステッピングモータが確実に運針動作をする所定の温度範囲である場合においては、振り子パルスを出力しない（停止する）方法もある。
この場合には、振り子パルスを削減することによって、余分な電力消費を低減することができる。
また、第１実施形態において、駆動波形１００１の出力後であって波形１００４Ｃで示した起電力の発生前に、振り子パルス１００３を更に印加することとして説明したが、これに限定されない。回転検出判定回路１０５が、正常にロータ３２が１８０度回転したか否かを検出、判定することが可能な回転検出信号１００６Ｃが得られるのであれば、波形１００４Ｃで示した起電力の発生後に振り子パルス１００３を更に印加することとしてもよい。
【００５７】
《振り子パルスと補正パルス》
第１実施形態の説明において、振り子パルスは必ずいれるとして説明したが、この方式に限定されない。低温時や重負荷において、回転検出判定回路１０５（図１）による回転検出の結果、補正パルスが必要であるとして補正パルスが所定のパルス数、継続して出力された場合、補正パルスが出力され、確実に回転が担保されるとして、振り子パルスの出力を所定期間、停止する方法もある。このとき、振り子パルスを出力するための消費電力（電流）が低減される効果がある。
なお、補正パルスが継続して出力されたと判定するときの所定のパルス数や、振り子パルスの出力を停止する所定期間は、温度や負荷が変化する場合として、適宜、設定できる。例えば、所定期間は１分単位でも、１時間単位でも、１日単位でもよい。また、所定のパルス数は、例えば、１０発でも、６０発でも、１０００発単位でもよい。
【００５８】
《回転角の方式》
本発明の第１実施形態では、１回の駆動パルスにより、１８０度毎（０度−１８０度、１８０度−３６０度）に移動する方式であったが、１パルス毎に６０度を進める方式（０度−６０度、６０度−１２０度、・・・、３００度−３６０度）でも、振り子パルスを挿入する方法は回転検出に有効である。
また、１パルス毎に進める角度は、任意にとれて、例えば９０度毎（０度−９０度、９０度−１８０度、１８０度−２７０度、２７０−３６０）の方式でも、振り子パルスを挿入する方法は回転検出に有効である。
【００５９】
《電子時計１》
第２実施形態の電子時計１においては、秒、分、時を示す３針の構成を３個のステッピングモータの構成について、説明したが、ステッピングモータは３個とは限らない。例えば、ストップウオッチや、海外の計時を示すために４個以上のステッピングモータを備えた電子時計においても、本願の方法を適用することが可能である。
あるいは、１個または２個のステッピングモータを有する電子時計においても、本願の方法を適用することが可能である。
また、日付や曜日を表示する場合には、指針の表示とは限らない。面に日付や曜日を表示して、前記の面が回転や移動する方式でもよい。
また、表示部は、時刻を示す指針以外の情報があってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１０のペリフェラル１５に別の回路を備え、液晶表示による別の情報を掲載してもよい。
また、電子時計は複数のマイクロコンピュータ１０や複数のＣＰＵ（プロセッサ）１１を搭載していてもよい。
【００６０】
《ステッピングモータ駆動装置を搭載する機器》
第２実施形態では、電子時計（時刻表示装置）１にステッピングモータ駆動装置を搭載する場合について説明したが、電子時計に限定されない。
電子時計（時刻表示装置）に限らず、例えば、対象物の個数のカウント（計測）を、ステッピングモータを用いて行う等のステッピングモータを搭載する機器に、図１で示したステッピングモータ駆動装置を搭載してもよい。
【００６１】
《専用ＩＣ》
第１実施形態では、マイクロコンピュータ１０を用いてステッピングモータ駆動装置を構成したが、これに限定されない。
ステッピングモータ駆動装置を搭載する電子時計が、時計のモータ制御機能としての機能以外にも様々な機能を実現する場合には、第１実施形態のようにマイクロコンピュータ１０を用いる方法が効率的であるが、機能が時計のモータ制御機能に限定されるような簡単な機器の場合には、マイクロコンピュータを用いずに、機能を限定した専用ＩＣ（専用ハードウェア）で構成してもよい。
専用ＩＣ（専用ハードウェア）を用いた場合には、プロセッサ（マイクロコンピュータ）を用いないことにより、一般的に、各動作の工程が簡略化され、高周波で動作する回路規模も減少するので、低消費電力となる。またハードウェアとして一般的に小型化できるので、大量に生産する場合には、低コストになる効果がある。
【００６２】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
［付記］
＜請求項１＞
ステッピングモータを駆動する駆動装置であって、
前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させるための駆動パルスを生成し、
前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを生成して出力する、
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
＜請求項２＞
請求項１に記載のステッピングモータ駆動装置は、
前記ステッピングモータのロータが前記所定位置まで回転したか否かを判定し、
前記ステッピングモータのロータが前記所定位置まで回転していないと判定された場合に、前記所定位置まで回転させるための補正パルスを出力する、
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
＜請求項３＞
請求項１に記載のステッピングモータ駆動装置は、さらに、温度センサを備え、
該温度センサによって検出された温度が所定温度以上であると判定した場合に、前記振り子パルスの出力を停止する、
ことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
＜請求項４＞
秒、分、時、日付、曜日のうちいずれかを表示する指針と、
前記指針に動力を伝達する輪列機構と、
前記輪列機構を駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータを、モータコイルを介して駆動する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータ駆動装置と、
を備えることを特徴とする電子時計。
＜請求項５＞
ステッピングモータを駆動する駆動方法であって、
前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させる駆動パルスを出力するステップと、
前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを出力するステップと、を含む、
ことを特徴とするステッピングモータの駆動方法。
＜請求項６＞
ステッピングモータを駆動する駆動装置であるプロセッサに、
前記ステッピングモータのロータを所定位置まで回転させる駆動パルスを出力する手順、
前記駆動パルスの出力後であって前記駆動パルスによる前記ステッピングモータのロータの回転によって発生する起電力の発生前に、前記ステッピングモータのロータを所定速度で回転させるための振り子パルスを出力する手順、
を実行させるためのステッピングモータ駆動プログラム。
【符号の説明】
【００６３】
１    電子時計
２    ステッピングモータ駆動装置
１０    マイクロコンピュータ（ステッピングモータ駆動装置）
１１    ＣＰＵ（プロセッサ）
１２    ＲＡＭ（記憶部、記憶装置）
１３    ＲＯＭ（記憶部、記憶装置）
１４    ＯＳＣ（発振回路、クロック供給部）
１５    ペリフェラル（周辺回路、周辺回路部）
２０    駆動回路（駆動部）
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ    ステッピングモータ
３１    ステータ（固定子）
３２    ロータ（回転子、ロータマグネット）
３３    モータコイル（コイル）
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ    輪列機構
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ    指針（表示部）
６０    電源部
１０１    フェーズ制御回路（フェーズ制御部）
１０２    駆動パルス生成回路（駆動パルス生成部）
１０３    振り子パルス生成回路（振り子パルス生成部）
１０４    回転検出パルス生成回路（回転検出パルス生成部）
１０５    回転検出判定回路（回転検出判定部）
【図１】
2017163766.tif 000003
【図２】
2017163766.tif 000004
【図３】
2017163766.tif 000005
【図４】
2017163766.tif 000006
【図５】
2017163766.tif 000007
【図６】
2017163766.tif 000008
【図７】
2017163766.tif 000009