(57)【要約】【課題】モータに応じた適正な駆動パルスを生成できるようにすること。【解決手段】デューティ発生回路１０４〜１０７は相互に異なるデューティ比の信号を発生する。主駆動パルス発生回路１０８はデューティ発生回路１０４〜１０７の出力信号を用いて駆動パルスを発生し、モータドライバ回路１１０がステッピングモータ１１１を回転駆動する。ステッピングモータ１１１は表示部１１３の時刻針等を駆動する。回転検出回路１１２が、ステッピングモータ１１１が回転しなかったことを検出すると、補正駆動パルス発生回路１０９はデューティ発生回路１０７からの信号を用いて補正駆動パルスを出力し、モータドライバ回路１１０は補正駆動パルスによってモータ１１１を強制的に回転駆動する。【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回転駆動するステッピングモータ駆動回路において、
各々異なるデューティ比の信号を発生する複数のデューティ発生回路と、前記複数のデューティ発生回路の出力信号を用いて駆動パルスを発生し前記ステッピングモータを回転駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段による駆動によって前記ステッピングモータが回転したか否かを検出する回転検出手段とを備え、
前記モータ駆動手段は、前記回転検出手段の検出結果に応じた駆動パルスによって前記ステッピングモータを回転駆動することを特徴とするステッピングモータ駆動回路。
【請求項２】
前記各デューティ発生回路のデューティ比は独立に設定可能であることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ駆動回路。
【請求項３】
前記駆動パルスは、前記ステッピングモータを通常状態で回転駆動する主駆動パルスと、前記主駆動パルスよりもエネルギが大きく前記主駆動パルスによってステッピングモータを回転できなかったときに前記ステッピングモータを強制的に回転駆動する補正駆動パルスであり、
前記複数のデューティ発生回路のいずれかを前記主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用することを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ駆動回路。
【請求項４】
前記デューティ比が最大のデューティ発生回路を前記主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用することを特徴とする請求項３記載のステッピングモータ駆動回路。
【請求項５】
前記複数のデューティ発生回路の中のいずれか１つのみを動作可能にし、前記デューティ発生回路の出力信号を前記主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用することを特徴とする請求項３記載のステッピングモータ駆動回路。
【請求項６】
前記モータ駆動手段は、前記複数のデューティ発生回路の出力を組み合わせることにより前記駆駆動パルスを発生することを特徴とする１乃至４のいずれか一に記載のステッピングモータ駆動回路。
【請求項７】
前記回転検出手段の動作を禁止すると共に、前記モータ駆動手段は前記補正駆動パルスのみによって前記ステッピングモータを回転駆動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のステッピングモータ駆動回路。
【請求項８】
時刻針を回転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回転駆動するステッピングモータ駆動回路とを有するアナログ電子時計において、
前記ステッピングモータ駆動回路として、請求項１乃至７のいずれか一に記載のステッピングモータ駆動回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計。
【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回路及び前記ステッピングモータ駆動回路を用いたアナログ電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロータ収容孔及びロータの停止位置を決める位置決め部を有するステータと、前記ロータ収容孔内に配設されたロータと、コイルとを有し、前記コイルに交番信号を供給して前記ステータに磁束を発生させることによって前記ロータを回転させると共に、前記位置決め部に対応する位置に前記ロータを停止するようにしたステッピングモータがアナログ電子時計等に使用されている。
【０００３】
前記ステッピングモータの駆動方式として、ステッピングモータを主駆動パルスによって駆動した際に、前記ステッピングモータに生じる誘起電圧に基づいて回転したか否かを検出し、回転したか否かに応じて、パルス幅の異なる主駆動パルスに変更して駆動する、あるいは、主駆動パルスよりもパルス幅の大きい補正駆動パルスによって強制的に回転させることにより、最小エネルギでステッピングモータを回転駆動するようにしたものがある（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００４】
図５は、主駆動パルスと補正駆動パルスの波形を示すタイミング図である。同図（ａ）に示すように、櫛歯形の主駆動パルスＰ１によってステッピングモータを駆動した際、所定レベル以上の回転検出信号Ｖｒｓが検出された場合には回転したと判断する。同図（ｂ）に示すように、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータを回転駆動した際、所定レベル以上の回転検出信号Ｖｒｓが検出されなかった場合には非回転したと判断して、主駆動パルスＰ１よりも幅広で櫛歯形の補正駆動パルスＰ２によって回転駆動する。尚、同図（ｃ）は、一種類の補正駆動パルスＰ２のみを用いて回転駆動する例である。
【０００５】
前記最小エネルギで駆動させるステッピングモータ駆動回路を搭載した電子時計は、複数の駆動パルスによりモータを駆動する。その際、回転検出回路の検出結果を受け、駆動出来るパルスに到達するまで、順序回路により一定のエネルギーアップ幅でパルスアップしていき、又、また一定期間毎にパルスダウンし、過剰にパルスアップしていないかを確認するように構成されている。これにより、省電力化を可能にしている。
【０００６】
しかしながら、時計の仕様によって最適なパルスは異なるため、パルス列が必要以上に多くなる。最適なパルスに到達するまで時間がかかる。外乱により一時的にパルスがアップしてしまった場合、元のパルスに戻るのに時間がかかる。一定のエネルギーアップ幅でパルス発生回路が構成されているため、不規則なパルス可変に対応出来ない等の問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特公昭６３−０１８１４８号公報
【特許文献２】特公昭６３−０１８１４９号公報
【特許文献３】特公昭５７−０１８４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、モータに応じた適正な駆動パルスを生成できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、ステッピングモータを回転駆動するステッピングモータ駆動回路において、各々異なるデューティ比の信号を発生する複数のデューティ発生回路と、前記複数のデューティ発生回路の出力信号を用いて駆動パルスを発生し前記ステッピングモータを回転駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段による駆動によって前記ステッピングモータが回転したか否かを検出する回転検出手段とを備え、前記モータ駆動手段は、前記回転検出手段の検出結果に応じた駆動パルスによって前記ステッピングモータを回転駆動することを特徴とするステッピングモータ駆動回路が提供される。
【００１０】
複数のデューティ発生回路は各々異なるデューティ比の信号を発生する。モータ駆動手段は前記デューティ発生回路の出力信号を用いて駆動パルスを発生しステッピングモータを回転駆動する。回転検出手段は前記モータ駆動手段による駆動によって前記ステッピングモータが回転したか否かを検出し、前記回転検出手段の検出結果に応じた駆動パルスによって前記ステッピングモータを回転駆動する。
【００１１】
ここで、前記各デューティ発生回路のデューティ比は独立に設定可能であるように構成してもよい。
また、前記駆動パルスは、前記ステッピングモータを通常状態で回転駆動する主駆動パルスと、前記主駆動パルスよりもエネルギが大きく前記主駆動パルスによってステッピングモータを回転できなかったときに前記ステッピングモータを強制的に回転駆動する補正駆動パルスであり、前記複数のデューティ発生回路のいずれかを前記主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用するように構成してもよい。
【００１２】
また、前記デューティ比が最大のデューティ発生回路を前記主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用するように構成してもよい。
また、前記複数のデューティ発生回路の中のいずれか１つのみを動作可能にし、前記デューティ発生回路の出力信号を前記主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用するように構成してもよい。
また、前記モータ駆動手段は、前記複数のデューティ発生回路の出力を組み合わせることにより前記駆駆動パルスを発生するように構成してもよい。
【００１３】
また、前記回転検出手段の動作を禁止すると共に、前記モータ駆動手段は前記補正駆動パルスのみによって前記ステッピングモータを回転駆動するように構成してもよい。
また、本発明によれば、時刻針を回転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回転駆動するステッピングモータ駆動回路とを有するアナログ電子時計において、前記ステッピングモータ駆動回路として、前記いずれか一に記載のステッピングモータ駆動回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るモータ駆動回路によれば、モータに応じた適正な駆動パルスによってモータを駆動することが可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、時計に応じた適正な駆動パルスによってステッピングモータを駆動することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計のブロック図で、アナログ電子腕時計の例を示している。
図１において、アナログ電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０１、発振回路１０１で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路１０２、電子時計を構成する各電子回路要素の制御や駆動パルスの変更制御等の制御を行う制御回路１０３、相互にデューティ比が異なる信号を発生する複数のデューティ発生回路１０４〜１０７、デューティ発生回路１０４〜１０７からの信号を所定時間通過させて櫛歯形の主駆動パルスとして出力する主駆動パルス発生回路１０８、デューティ発生回路１０７からの信号を所定時間通過させて櫛歯形の補正駆動パルスとして出力する補正駆動パルス発生回路１０９、主駆動パルス発生回路１０８からの主駆動パルスと補正駆動パルス発生回路１０９からの補正駆動パルスを用いてモータ駆動信号を出力するモータドライバ回路１１０、ステッピングモータ１１１を備えている。また、電子時計は、ステッピングモータ１１１の誘起電圧信号に基づいてステッピングモータ１１１が回転したか否かを検出する回転検出回路１１２、ステッピングモータ１１１によって回転駆動され時刻を表示する時刻針を有するアナログ表示部１１３を備えている。
【００１６】
制御回路１０１は分周回路１０２からの時計信号に基づいて現在時刻の計時動作を行い、アナログ表示部１１３が現在時刻を表示するように各構成要素を制御する。
各デューティ発生回路１０４〜１０７は、相互にデューティ比が異なる櫛歯状信号を連続して発生する。デューティ比は、デューティ発生回路１０４、１０５、１０６、１０７の順で大きくなるように構成されている。デューティ比の最も大きいデューティ発生回路１０７は、主駆動パルス発生用と補正駆動パルス発生用に兼用される。
【００１７】
また、各デューティ発生回路１０４〜１０７のデューティ比は、時計の種類に応じて適切な駆動パルスを設定するために、製造段階において、ステッピングモータ１１１の特性やその負荷に応じて独自に設定される。
主駆動パルス１０８は、制御回路１０３によって選択されたデューティ発生回路１０４〜１０７からの櫛歯状信号を所定時間通過させて、主駆動パルスとしてモータドライバ回路１１０に出力する。また、補正駆動パルス発生回路１０９は、補正駆動パルスを出力する場合、デューティ発生回路１０７からの櫛歯状信号を所定時間通過させて、補正駆動パルスとしてモータドライバ回路１１０に出力する。
【００１８】
モータドライバ回路１１０は、主駆動パルス発生回路１０８からの主駆動パルス、補正駆動パルス発生回路１０９からの補正駆動パルスに基づいて、ステッピングモータ１１１を回転駆動する。ステッピングモータ１１１はアナログ表示部１１３の時刻針などを回転駆動する。
回転検出回路１１２は、従来から使用されている公知の回転検出回路と同様の構成のものであり、ステッピングモータ１１１が回転した場合には所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える回転検出信号Ｖｒｓを検出し、ステッピングモータ１１１が回転しなかった場合には基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｒｓを検出しないように構成されている。
【００１９】
制御回路１０３は、回転検出回路１１２が検出したステッピングモータ１１１の回転、非回転に応じて、必要なエネルギの主駆動パルス、あるいは、補正駆動パルスを出力するように、デューティ発生回路１０４〜１０７を選択し、主駆動パルス発生回路１０８から主駆動パルスを出力させ、補正駆動パルス発生回路１０９から補正駆動パルスを出力させる。
【００２０】
尚、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段を構成し、アナログ表示部１１３は時刻表示手段を構成している。回転検出回路１１２は回転検出手段を構成し、制御回路１０３、主駆動パルス発生回路１０８、補正駆動パルス発生回路１０９、モータドライバ回路１１０はモータ駆動手段を構成している。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動回路のタイミングである。
図２において、Ｄｕｔｙ１〜Ｄｕｔｙ４は、各々、デューティ発生回路１０４〜１０７から出力される信号である。また、Ｐ１１〜Ｐ１４は、主駆動パルス発生回路１０８から出力される主駆動パルスである。尚、本実施の形態では、主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４は、図５と同様に、４つのパルスによって構成された櫛歯状の駆動パルスの例を示している。
【００２２】
図１及び図２において、制御回路１０３は、必要な駆動エネルギに応じたデューティ発生回路１０４〜１０７のいずれか１つの出力を主駆動パルス発生回路１０８から出力するようにデューティ発生回路１０４〜１０７及び主駆動パルス発生回路１０８を制御する。この場合、選択した１つのデューティ発生回路から信号を出力し、主駆動パルス発生回路１０８は入力された信号を所定時間連続して出力するように構成してもよい。また、全てのデューティ発生回路１０４〜１０７から信号が出力するように制御すると共に、主駆動パルス発生回路１０８がいずれかの信号を選択して主駆動パルスとして出力するように構成してもよい。
【００２３】
４つのパルスによって櫛歯状の主駆動パルスが形成される。主駆動パルスがＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４の場合、各々、デューティ発生回路１０４、１０５、１０６、１０７の出力信号Ｄｕｔｙ１、Ｄｕｔｙ２、Ｄｕｔｙ３、Ｄｕｔｙ４が主駆動パルス発生回路１０８によって選択され、これにより、主駆動パルス発生回路１０８からは選択された１つの主駆動パルスがモータドライバ回路１１０に入力される。モータドライバ回路１１０は、前記主駆動パルスによってステッピングモータ１１１を回転駆動する。
【００２４】
図３は、デューティ発生回路１０７の出力信号を用いて、補正駆動パルスＰ２を発生させる例である。
図３において、制御回路１０３は、ステッピングモータ１１１を主駆動パルスによって回転駆動した結果、回転検出回路１１２が、ステッピングモータ１１１が非回転であることを検出した場合、デューティ発生回路１０７の出力信号Ｄｕｔｙ４を用いて、補正駆動パルス発生回路１０９が補正駆動パルスＰ２を発生するように制御する。補正駆動パルスＰ２は、主駆動パルスＰ１４よりエネルギの大きい（本実施の形態では時間幅が長い）駆動パルスである。モータドライバ回路１１０は、補正駆動パルスＰ２によってモータ１１１を回転駆動し、その後は、予め定めた処理手順に従って、いずれかの主駆動パルスによって回転駆動する。
【００２５】
例えば、デューティ発生回路１０４で設定されたデューティ比の信号Ｄｕｔｙ１で主駆動パルスＰ１を出力し、回転検出回路１１２の検出結果が非回転の場合は補正駆動パルスＰ２を出力し、次回の駆動時はデューティ発生回路１０５で設定されたデューティ比の信号Ｄｕｔｙ２で主駆動パルスＰ１２パルスを出力して回転駆動するようにする。
このように、主駆動パルスを発生するためのデューティ発生回路の１つを、補正駆動パルスＰ２を発生するためのデューティ発生回路として兼用することにより構成を簡略化することが可能になる。
【００２６】
図４は、本発明の他の実施の形態のタイミング図であり、図２と同一部分には同一符号を付している。回路構成は基本的に図１と同様であるが、デューティ発生回路１０６は不要な構成である。
図４の例では、複数のデューティ発生回路を用いて、各デューティ発生回路に主駆動パルスを発生させるようにすると共に、複数のデューティ発生回路の出力を組み合わせることによっても主駆動パルスを発生するように構成している。これにより、少ないデューティ発生回路を用いて多くの種類の主駆動パルスを発生するようにしている。
図４において、２つのデューティ発生回路１０４、１０５の出力信号Ｄｕｔｙ１、Ｄｕｔｙ２から各々、主駆動パルスＰ１１、Ｐ１３が発生する。
【００２７】
一方、主駆動パルスＰ１２を発生する場合には、デューティ発生回路１０４、１０５の出力を交互に組み合わせることにより得られる。即ち、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４の内、期間Ｔ１、Ｔ３においてはデューティ発生回路１０４の出力信号Ｄｕｔｙ１、期間Ｔ２、Ｔ４においてはデューティ発生回路１０５の出力信号Ｄｕｔｙ２を用いて、これらを組み合わせることによって主駆動パルスＰ１１とＰ１３の中間幅の主駆動パルスＰ１２が得られる。これにより、簡単な回路数で多様な駆動パルスを発生させることができる。
このように、デューティ発生回路１０４とデューティ発生回路１０５をチョッピング波形の１本毎に交互に出力する事で、主駆動パルスの種類を増加させることができ、駆動エネルギをアップさせる際の分解能を上げることが可能になる。
【００２８】
尚、その他の変形例として、予め複数のデューティ発生回路を備えた回路を用意しておき、モータ特性等に応じて選択した１つのデューティ発生回路のみを動作可能にし、他のデューティ発生回路の動作を禁止するように構成してもよい。
また、主駆動パルスを出力しないようにすると共に回転検出回路１１２の動作を禁止して、補正駆動パルスＰ２のみを出力してステッピングモータを回転駆動するように構成してもよい。
【００２９】
以上述べたように、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動回路によれば、デューティ発生回路１０４〜１０７は相互に異なるデューティ比の信号を発生する。主駆動パルス発生回路１０８はデューティ発生回路１０４〜１０７の出力信号を用いて駆動パルスを発生し、モータドライバ回路１１０がステッピングモータ１１１を回転駆動する。ステッピングモータ１１１は表示部１１３の時刻針等を駆動する。回転検出回路１１２が、ステッピングモータ１１１が回転しなかったことを検出すると、補正駆動パルス発生回路１０９はデューティ発生回路１０７からの信号を用いて補正駆動パルスを出力し、モータドライバ回路１１０は補正駆動パルスによってステッピングモータ１１１を強制的に回転駆動する。
【００３０】
このように、デューティ比を独立に設定可能な複数のデューティ発生回路１０４〜１０７を有するように構成することにより、ステッピングモータに応じた適正な駆動パルスによって駆動することが可能になり又、時計の種類に合わせたパルス列の組合せによる可変が可能となる。
【００３１】
また、各時計の仕様に合わせた最適なパルス列の組合せが可能となる。必要なパルス列を組み合わせているため短時間で最適パルスに安定することができる。デューティ発生回路のみを複数持っているため不規則なパルス可変を実現する回路規模としては小さくて済む。デューティ発生回路を補正駆動パルスと兼用する事で回路規模が小さくて済む。デューティ発生回路の可変や主駆動パルスの出力を禁止する事で同一回路で様々な駆動方式に対応する事が出来る。また、デューティ発生回路を組み合わせる事で新たな回路を追加する事なくエネルギーアップの分解能を上げる事が出来る等の効果を奏する。
【００３２】
尚、時刻針以外にも、カレンダ等を駆動するためのステッピングモータに適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例として電子時計の例で説明したが、モータを使用する電子機器に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るステッピングモータ駆動回路は、ステッピングモータを使用する各種電子機器に適用可能である。
また、本発明に係る電子時計は、カレンダ機能付きアナログ電子腕時計、カレンダ機能付きアナログ電子置時計等の各種カレンダ機能付きアナログ電子時計をはじめ、各種のアナログ電子時計に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動回路及びアナログ電子時計の動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ駆動回路及びアナログ電子時計の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るステッピングモータ駆動回路及びアナログ電子時計の処理を示すフローチャートである。
【図５】従来のステッピングモータ駆動回路のタイミング図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４〜１０７・・・デューティ発生回路
１０８・・・主駆動パルス発生回路
１０９・・・補正駆動パルス発生回路
１１０・・・モータドライバ回路
１１１・・・ステッピングモータ
１１２・・・回転検出回路
１１３・・・アナログ表示部
【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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