(57)【要約】【課題】消費電力の低減を図るとともに、電源電圧が低下した場合でも、所定の回転運動を得ることのできる駆動装置および時計用駆動装置を提供する。【解決手段】モータ２の一方の端子に接続された容量素子Ｃ１によって、モータ２に流れる余分な駆動電流が容量素子Ｃ１にチャージされて再利用されるので、モータ２の消費電力を削減することができる。また、容量素子Ｃ１へのチャージとスイッチＳＷ１〜ＳＷ４による電源端子ＴＡ，ＴＢの接続の切り換えにより、チャージポンプ形式で電源電圧Ｖｅよりも容量素子Ｃ１の電圧Ｖｃ分押し上げた電圧をモータ２に印加することができる。このために、電源電圧が低下した場合でも、モータ２を回転駆動し続けることができ、モータ２が停止するまでの電池寿命を延ばすことが出来る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性の異なる駆動パルスが交互に供給されることで回転駆動するモータと、
直流電源が供給される第１電源端子および第２電源端子と、
前記モータの第１端子側に直列に接続された容量素子と、
前記モータの第２端子側の接続および前記容量素子の前記モータと逆側の端子側の接続を前記第１電源端子と前記第２電源端子とに交互に切り換え可能なスイッチ手段と、
前記直流電源により前記モータに極性の異なる駆動パルスが交互に印加されるように前記スイッチ手段の動作制御を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記スイッチ手段は、
前記容量素子の前記モータと逆側の端子と前記第１電源端子とを接続／切断する第１スイッチと、
前記容量素子の前記モータと逆側の端子と前記第２電源端子とを接続／切断する第２スイッチと、
前記モータの第２端子と前記第１電源端子とを接続／切断する第３スイッチと、
前記モータの第２端子と前記第２電源端子とを接続／切断する第４スイッチと、
から構成されることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記電圧検出手段の検出に基づき前記直流電源の電圧が低下した場合に前記モータに駆動パルスを供給する期間が長くなるように前記スイッチ手段を動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第２電源端子に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記電流検出手段の検出に基づき前記第２電源端子に流れる電流量が低下した場合に前記モータに駆動パルスを供給する期間が長くなるように前記スイッチ手段を動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第１電源端子および第２電源端子には電池の陽極と陰極が接続されて前記直流電源が供給されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の駆動装置を備え、
前記モータの回転駆動によって時計の針が運動するように構成されていることを特徴とする時計用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを有する駆動装置、ならびに、モータにより時計の針を駆動する時計用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、時計の針を駆動するのに時計用のステッピングモータが用いられている。時計用のステッピングモータは、例えば、２極に磁化された永久磁石がロータに用いられるとともに、２極に磁化可能なステータがこのロータの四方を囲むように配置され、このステータの駆動コイルに極性の異なる駆動パルスを交互に供給することで、ロータを１８０度ずつ同一方向に回転させるように構成したものである。このような構成により単純な構造で消費電力の小さなモータを実現できる。
【０００３】
また、本発明に関連する従来技術として、次のような技術の開示があった。例えば、特許文献１には、モータの回生電力をコンデンサで回収して再利用する技術が開示され、また、特許文献２には、電源回路の力率改善のために電流遮断時の磁気エネルギーを一旦回生して誘導性負荷へ供給する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２３００６８号公報
【特許文献２】特許第３７３５６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなステッピングモータにおいては、なんら工夫なく一律の電源供給を行って回転駆動をさせていたのでは、無駄な消費電力が発生し、電池駆動させる場合などに電池寿命が短くなるという課題が生じる。
【０００５】
また、上記のようなステッピングモータでは、駆動電圧が低下すると１ステップ分の駆動力が得られなくなるといった性質を有するため、特許文献１の技術のように、単にモータの回生電力を再利用するというだけでは、電池電圧が低下した場合に回転運動を続けることが出来ないという課題が生じる。
【０００６】
この発明の目的は、消費電力の低減を図るとともに、電源電圧が低下した場合でも、所定の回転運動を得ることのできる駆動装置および時計用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
極性の異なる駆動パルスが交互に供給されることで回転駆動するモータと、
直流電源が供給される第１電源端子および第２電源端子と、
前記モータの第１端子側に直列に接続された容量素子と、
前記モータの第２端子側の接続および前記容量素子の前記モータと逆側の端子側の接続を前記第１電源端子と前記第２電源端子とに交互に切り換え可能なスイッチ手段と、
前記直流電源により前記モータに極性の異なる駆動パルスが交互に印加されるように前記スイッチ手段の動作制御を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とする駆動装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の駆動装置において、
前記スイッチ手段は、
前記容量素子の前記モータと逆側の端子と前記第１電源端子とを接続／切断する第１スイッチと、
前記容量素子の前記モータと逆側の端子と前記第２電源端子とを接続／切断する第２スイッチと、
前記モータの第２端子と前記第１電源端子とを接続／切断する第３スイッチと、
前記モータの第２端子と前記第２電源端子とを接続／切断する第４スイッチと、
から構成されることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動装置において、
前記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記電圧検出手段の検出に基づき前記直流電源の電圧が低下した場合に前記モータに駆動パルスを供給する期間が長くなるように前記スイッチ手段を動作させることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動装置において、
前記第２電源端子に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記電流検出手段の検出に基づき前記第２電源端子に流れる電流量が低下した場合に前記モータに駆動パルスを供給する期間が長くなるように前記スイッチ手段を動作させることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の駆動装置において、
前記第１電源端子および第２電源端子には電池の陽極と陰極が接続されて前記直流電源が供給されることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の発明は、
請求項１〜５の何れか１項に記載の駆動装置を備え、
前記モータの回転駆動によって時計の針が運動するように構成されていることを特徴とする時計用駆動装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に従うと、容量素子により駆動電流をチャージするので、モータで発生する余分な消費電力を削減できるという効果が得られる。また、容量素子へのチャージとスイッチ手段による電源端子の接続切り換えにより、チャージポンプの形式でモータに印加される駆動パルスの電圧を押し上げることが出来る。それにより電源電圧が低下した場合でも、モータの回転駆動を続けさせることが出来るという効果が得られる。また、これらにより、例えば、モータを電池駆動するような場合に、電池寿命を延ばすことが出来るという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の時計用駆動装置を示す構成図である。
【００１６】
この実施の形態の時計用駆動装置１は、時計の針を駆動させるための駆動装置であり、駆動軸が針を動かすギヤ等に接続されたモータ２と、直流電源を供給する電池５と、電源電圧の平滑やノイズの除去を行う平滑コンデンサＣ２と、モータ２の第１端子側に直列接続された容量素子であるコンデンサＣ１と、これらモータ２およびコンデンサＣ１の回路部分と電源端子ＴＡ，ＴＢとの接続を交互に切換え可能な複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切換制御を行う制御部１０等を備えている。
【００１７】
制御部１０は、内部に、制御プログラムを実行するＣＰＵ（中央演算処理回路）１１、ＣＰＵ１１に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１２、アナログの電圧値をデジタル化して取り込むＡＤコンバータ１３、制御データや制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１４等が設けられている。上記の制御プログラムには、例えば、電池電圧Ｖｅの低下に基づきモータ２への駆動パルスのパルス幅を変化させるパルス幅補整処理のプログラムが含まれている。
【００１８】
上記のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチにより構成されるが、その他、種々のスイッチを適用しても良い。これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、電池５の陽極が接続される第１電源端子ＴＡ、および、電池５の陰極が接続される第２電源端子ＴＢと、モータ２の一方の端子（コンデンサＣ１が接続されていない側の端子）、およびコンデンサＣ１の一端側（モータの接続側と反対の側）の端子との接続を交互に切り替え可能なものである。具体的には、第１スイッチＳＷ１は第１電源端子ＴＡとコンデンサＣ１の一端側（モータの接続側と反対の側）の端子との接続をオン・オフするもの、第２スイッチＳＷ２は第２電源端子ＴＢとコンデンサＣ１の一端側の端子との接続をオン・オフするもの、第３スイッチＳＷ３は第１電源端子ＴＡとモータ２の一方の端子ＴＤとの接続をオン・オフするもの、第４スイッチＳＷ４は第２電源端子ＴＢとモータ２の一方の端子ＴＤとの接続をオン・オフするものである。このようなスイッチ構成により、単純な制御で確実な切換を行うことが出来る。
【００１９】
コンデンサＣ１は、例えば、セラミックコンデンサや種々の固体コンデンサなどであり、モータ２の１ステップ分の駆動電流をチャージしてその両端電圧Ｖｃを電池電圧Ｖｅと比較しえる程度に上昇させる容量を有するものである。なお、このような容量を実現できれば、ＭＯＳＦＥＴのゲート容量を利用したり、種々の容量素子を適用しても良い。
【００２０】
図２には、モータ２の具体的な構造を表わした平面図を示す。
【００２１】
モータ２は、第１端子ＴＣと第２端子ＴＤとの間に極性の異なる駆動パルスを交互に供給することで、ロータ２１が１ステップ分ずつ回転するステッピングモータである。特に制限されるものではないが、ロータ２１には２極に磁化された永久磁石が使用され、ステータ２２ａ，２２ｂがこのロータ２１の周囲を囲むように設けられている。ステータ２２ａ，２２ｂはロータ２１を挟んで左右に分割され、コイル２３に電流が流されることでロータ２１に対向する２つの面がＮ極とＳ極とに磁化されるようになっている。このような構成により、コイル２３に正極性の駆動パルスが印加されて順方向に所定量以上の電流が流れることでロータ２１が１８０度回転して停止し、次に、負極正の駆動パルスが印加されて逆方向に所定量以上の電流が流れることでロータ２１が同一方向に１８０度回転して停止するようになっている。そして、このような動作が繰り返されることでロータ２１が１８０度ずつ同一方向に回転していく。
【００２２】
図３には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作を説明するタイムチャートを、図４と図５にはモータが回転する際の電流の流れを説明する図を示す。
【００２３】
この実施の形態では、モータ２を１秒ごとに半回転ずつ回転させる制御例を示す。この場合、図３に示すように、１秒ごとに異なる極性の駆動パルスがモータ２に供給されるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作制御が行われる。
【００２４】
すなわち、先ず、モータ２が半回転される第１の位相期間ｔ１においては、第４スイッチＳＷ４がオンされて、陰極側の電源端子ＴＢがモータ２の第２端子ＴＤ側に接続される。また、この第１位相期間ｔ１を通して第２と第３のスイッチＳＷ２，ＳＷ３はオフのままとされる。さらに、この第１の位相期間の開始から所定期間だけ第１スイッチＳＷ１がオンされて、これがモータ２に供給される駆動パルスＰＬＳ１となる。すなわち、図４（Ａ）に示すように、第１スイッチＳＷ１がオンされると、陽極側の電源端子ＴＡからコンデンサＣ１を介してモータ２に電流が供給され、これによりモータ２が半回転する。
【００２５】
また、この電流によってコンデンサＣ１がチャージされ、図４（Ｂ）に示すように、この状態で第１スイッチＳＷ１がオフされることで、コンデンサＣ１の両端子間にチャージ電圧Ｖｃが保持される。このチャージ電圧Ｖｃは、コンデンサＣ１の容量と駆動パルスのパルス幅とを適宜設定することで、電池電圧Ｖｅと同程度の電圧となる。
【００２６】
次に、第２の位相期間ｔ２においては、第２スイッチＳＷ２がオンされて、陰極側の電源端子ＴＢがコンデンサＣ１を介してモータ２の第１端子ＴＣ側に接続される。また、この第２位相期間ｔ２を通して第１と第４のスイッチＳＷ１，ＳＷ４はオフのままとされる。さらに、この第２の位相期間の開始から所定期間だけ第３スイッチＳＷ３がオンされて、これがモータ２に供給される駆動パルスＰＬＳ２となる。図４（Ｃ）に示すように、第３スイッチＳＷ３がオンされると、陽極側の電源端子ＴＡがモータ２の第２端子ＴＤに接続されるが、このとき、コンデンサＣ１の両端子間にはチャージ電圧Ｖｃが発生しているため、駆動パルスＰＬＳ２の開始時において、モータ２の両端子ＴＤ，ＴＣ間には、電池電圧ＶｅとコンデンサＣ１のチャージ電圧Ｖｃが加算された電圧（Ｖｅ＋Ｖｃ）が印加される。そして、これらによってモータ２に電流が流されてモータ２が半回転する。
【００２７】
さらに、図４（Ｄ）や図５（Ａ）に示すように、このときの電流によりコンデンサＣ１が逆向きにチャージされ、図５（Ｂ）に示すように、この状態で第３スイッチＳＷ３がオフされることで、コンデンサＣ１の両端子間に逆向きのチャージ電圧Ｖｃが保持された状態となる。そして、次の位相期間で、上述した第１位相期間ｔ１と同様の動作がなされて、コンデンサＣ１の充放電とモータ２の回転が遂行される。なお、図４（Ａ）の説明では省略したが、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、第１スイッチＳＷ１がオンされる直前には、コンデンサＣ１の両端子間にはチャージ電圧Ｖｃが発生しているので、駆動パルスＰＬＳ１の開始時において、モータ２の両端子ＴＣ，ＴＤ間には、電池電圧ＶｅとコンデンサＣ１のチャージ電圧Ｖｃが加算された電圧（Ｖｅ＋Ｖｃ）が印加されて電流が流れるようになっている。
【００２８】
次に、コンデンサＣ１の作用について説明する。
【００２９】
図６には、コンデンサＣ１を接続した場合と接続しない場合とのモータ２に流れる駆動電流を表わした波形図を示す。
【００３０】
図６の実線の電流波形に示すように、モータ２にコンデンサＣ１を接続せずに駆動パルスを供給した場合、モータ２が１ステップ分回転する間に駆動電流が一旦上昇した後、モータ２（ロータ２１）の回転に伴う逆起電力により電流は下降する。しかし、その後、少し余分に駆動パルスがハイレベルに維持されるので、この間にモータ２のコイル２３に流れる電流が再び上昇した後、駆動パルスの終端でこの電流が停止する。
【００３１】
一方、図６の一点鎖線の電流波形に示すように、モータ２に適宜容量のコンデンサＣ１を直列接続することで、モータ２の１ステップ分回転時に上記と同様の駆動電流が流れた後、駆動パルスがハイレベルに維持されても、コンデンサＣ１のチャージ電圧が高くなることで、モータ２に余分に流れる電流を低減することが出来る。そのため、図６の斜線部分に示されるような余分な消費電力を削減することが出来る。
【００３２】
なお、コンデンサＣ１の容量が大きくなればなるほど、このような消費電力の削減効果は低減され、逆に、コンデンサＣ１の容量が小さくすぎると、モータ２を回転させるための駆動電流を流せなくなる。従って、この消費電力を削減するという観点からすれば、コンデンサＣ１の容量は、モータ２の１ステップ分の回転駆動を生起できる範囲で小さめの値に選定すると良い。
【００３３】
図７には、モータ２の駆動電圧と駆動電流の関係を単純化して表わした波形図を示す。
【００３４】
また、コンデンサＣ１は、先に説明したように、駆動パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ２の開始時点でモータ２に印加する電圧を、チャージポンプの形式で電池電圧Ｖｅの２倍程度まで押し上げる作用をおよぼす。
【００３５】
図７に示すように、単純なモデルでモータ２の内部回路を表わした場合、モータ２に駆動電圧Ｖｍが印加されると、その電圧値に応じた勾配でモータ２に流れる駆動電流Ｉｍが増加していく。従って、図７（ａ−１），（ｂ−１）に示すように、モータ２に印加される電圧Ｖｍが低い場合には、モータ２を回転させるのに必要な電流Ｉ０を得るのに駆動パルスは長くする必要がある。一方、図７（ｂ−１），（ｂ−２）に示すように、モータ２に印加される電圧Ｖｍが高い場合、モータ２を回転させるのに必要な電流Ｉ０を得るのに駆動パルスを短くすることが出来る。
【００３６】
このような特性から、コンデンサＣ１によりモータ２に印加される駆動電圧が押し上げられることで、モータ２を１ステップ分駆動させるのに必要な駆動パルスのパルス幅を短くすることができる。なお、実際には、モータ２には抵抗成分があったり、ロータ２１の回転に伴う逆起電力が発生したり、また、駆動電圧はコンデンサＣ１の放電が進むことで低下することになるため、駆動電圧や駆動電流は図７のように単純な波形にはならないが、特にロータ２１の回転運動を生起する初期の段階に駆動電圧が高くなることで、ロータ２１の回転運動をスムーズに開始させることができ、モータ２の半回転の駆動を得るのに駆動パルスのパルス幅を短くすることが可能となる。
【００３７】
他方、電池電圧Ｖｅが低下した場合に、駆動パルスを長くしてもモータ２の抵抗成分が勝って回転に必要な駆動電流が得られなくなるという事態が発生しうる。しかしながら、この実施形態の駆動装置１では、コンデンサＣ１が駆動電圧を押し上げるので、電池電圧Ｖｅが通常時の１／２まで低下してもモータ２には通常時の電圧を供給することが可能となる。それにより、コンデンサＣ１を接続しない場合と比べて、電池電圧Ｖｅが低下した場合でもモータ２の回転駆動を続けることが可能となる。
【００３８】
なお、電池電圧Ｖｅが低下した場合、コンデンサＣ１へ電荷が蓄積される速度が低下するため、駆動パルスを長くして、コンデンサＣ１への充電時間を確保する必要がある。このような電池電圧Ｖｅの低下を補う作用は、コンデンサＣ１の容量が小さいと電圧を押し上げる期間が短くなるため低減し、コンデンサＣ１の容量が大きくなると電圧を押し上げる期間が長くなるため増大する。しかしながら、容量を大きくしすぎると、上記図６の説明で示した消費電力の削減作用を低減させることになるため、コンデンサＣ１の容量は、両者の兼ね合いで適切な値を選定すると良い。
【００３９】
図８には、ＣＰＵ１１により実行されるパルス幅補整処理のフローチャートを示す。
【００４０】
このパルス幅補整処理は、例えば所定周期ごとに制御部１０のＣＰＵ１１により繰り返し実行される処理である。この処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１１は、ＡＤコンバータ１３を介して電池電圧Ｖｅを検出し（ステップＪ１）、次いで、この電池電圧Ｖｅに応じた分岐処理を行う（ステップＪ２）。すなわち、実際の電池電圧Ｖｅと、やや低く設定された第１閾値電圧Ｖｔｈ１、および、さらに低く設定された第２閾値電圧Ｖｔｈ２との比較を行って、電池電圧Ｖｅが第１閾値電圧Ｖｔｈ１より大きければ通常のパルス幅に、電池電圧Ｖｅが第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下になったら２倍のパルス幅に、電池電圧Ｖｅがさらに第２閾値電圧Ｖｔｈ２より小さくなったら４倍のパルス幅に、それぞれ設定する（ステップＪ３〜Ｊ５）。そして、１回の補整処理を終了する。
【００４１】
このような補整処理により、図３の第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３のタイムチャートに点線で示すように、電池電圧Ｖｅによって第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３のオン期間（駆動パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス幅）が変更されて、電池電圧Ｖｅが低下した場合にコンデンサＣ１への充電時間が長くなる。それにより、従来の駆動装置ではモータ２の回転が停止されるような低い電池電圧Ｖｅとなった場合でも、コンデンサＣ１により駆動電圧を上昇させてモータ２の回転を続けることが可能とされる。
【００４２】
このような作用は、電池を電源として時計の針を駆動するような小型のステッピングモータを用いた駆動装置にとって特に効果的である。
【００４３】
なお、電池電圧Ｖｅに応じた駆動パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス幅の変更は、上記のように複数段階の変更に限られず、例えば、電池電圧Ｖｅに応じて駆動パルスのパルス幅が連続的に変化するような制御としても良い。それによりももっと細かな消費電力の削減作用を得ることが出来る。
【００４４】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態の時計用駆動装置を示す構成図である。
【００４５】
この実施形態の時計用駆動装置１Ｂは、電池電圧Ｖｅの低下を検出したり、駆動パルスを最適なパルス幅に設定するのに、モータ２に流れる電流量をモニタするように構成したものであり、モータ２やスイッチＳＷ１〜ＳＷ４などその他の構成は第１実施形態のものと同様である。
【００４６】
この実施形態の時計用駆動装置１Ｂは、モータ２の駆動電流を検出するために、電流検出用の抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１により発生された検出電圧を増幅するアンプ７とが設けられている。電流検出用の抵抗Ｒ１は第２スイッチＳＷ２，ＳＷ４の接続ノードｎ１と電源端子ＴＢとの間に接続されて、モータ２に流れた電流を電圧変換するようになっている。また、アンプ７は上記接続ノードｎ１に入力端子が接続されて検出電圧をＡＤコンバータ１３へ出力するようになっている。
【００４７】
図１０には、第２実施形態において実行されるパルス幅補整処理のフローチャートを示す。
【００４８】
制御部１０では、例えば所定周期ごとに図１０のパルス幅補整処理が開始されるようにされている。この処理が開始されると、ＣＰＵ１１はＡＤコンバータ１３の入力に基づきモータ２に流れる駆動電流のピーク値Ｉｐを検出する（ステップＪ１１）。そして、このピーク値Ｉｐが、モータ２の回転に必要な電流量を下回ったり、或いは、不必要に大きな電流量とならないように、モータ２を回転させるのに余裕を持って設定された第１閾値を下回ったら駆動パルスのパルス幅を広げたり、不必要に大きな電流量として設定された第２閾値を上回ったら駆動パルスのパルス幅を狭めたりするように制御する（ステップＪ１２）。
【００４９】
このような制御によれば、図３の第１スイッチＳＷ１および第３スイッチＳＷ３のタイムチャートに示すように、第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３のオン期間（駆動パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス幅）が適宜変更される。そして、電池電圧Ｖｅが高い場合には駆動パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス幅が狭められて消費電力の低減が図られ、電池電圧Ｖｅが低下した場合には駆動パルスＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス幅が広げられてコンデンサＣ１による駆動電圧の昇圧作用が大きくなる。これらによって、消費電力の削減作用と電池電圧Ｖｅが低下した場合の駆動電圧の昇圧作用とが得られ、電池寿命を大幅に延ばすことが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記の電流の監視により、モータ２の１ステップ分の回転運動が得られなかったことが検出された場合に、欠損した回転をその後に補うような補整処理（例えば１秒間に半回転を２回行う等の補整処理）を行うようにしても良い。
【００５１】
また、上記第１と第２の実施形態では、電池５から直に直流電源をモータ２に供給する形態を示したが、レギュレータ回路などの電源回路を介して直流電源が供給される形態としても良い。また、モータは１ステップで半回転する形態に限られないし、また、制御内容も１秒ごとに１ステップ回転させる制御に限られるものではない。また、駆動装置として時計の針を駆動するものを示したが、それに限られず、種々のものを駆動する駆動装置に本発明を適用しても良い。
【００５２】
その他、上記第１と第２の実施形態で具体的に示した細部等は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５３】
［第３実施形態］
図１１は、本発明を適用した第３実施形態のモータ駆動装置１００の概略構成を示すブロック図である。
図１１において、第３実施形態のモータ駆動装置１００は、コンデンサＣ１１に電荷を蓄積して、蓄積された電荷を電源１０２から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるものである。
また、モータ駆動装置１００は、腕時計等の電子機器に搭載され、時針、分針、秒針等を回転させるステッピングモータ等の直流モータＭを駆動させるものである。具体的には、図１１に示すように、モータ駆動装置１００は、モータ駆動回路１０１と、電源１０２と、制御部１０３等を備えている。
【００５４】
モータ駆動回路１０１は、モータＭと、第１及び第２のコンデンサＣ１１、Ｃ１２と、第１〜第８のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８と、第１及び第２のダイオードＤ１１、Ｄ１２等を備えている。
【００５５】
モータＭは、パルスの印加に基づいてロータを所定の角度（例えば、１８０°）ずつステップ駆動させるものである。また、モータＭは、第４のスイッチＳＷ１４、第６のスイッチＳＷ１６、第２のダイオードＤ１２と接続される第１の端子ｍ１１と、第３のスイッチＳＷ１３、第５のスイッチＳＷ１５、第１のダイオードＤ１１と接続される第２の端子ｍ１２とを備えている。
【００５６】
電源１０２は、所定の大きさの電圧を発生して、当該モータ駆動装置１００を駆動させる電源電圧として供給する。
【００５７】
第１及び第２のコンデンサＣ１１、Ｃ１２は、電源１０２とモータＭとの間に設けられている。
第１のコンデンサＣ１１は、蓄電手段として、電源１０２から供給される電荷を蓄積するものである。また、第１のコンデンサＣ１１は、モータＭのコイルのインダクタンスと共振回路を構成しており、モータＭの回転動作に寄与しない電力を減少させることができる（図１５及び図１６参照）。
【００５８】
第１〜第８のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８は、電界効果型トランジスタ等から構成されている。また、第１〜第８のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８は、制御部１０３と信号線を介して接続され、制御部１０３の制御下にて、ＯＮ状態或いはＯＦＦ状態とされることにより回路配線の接続状態を切り替えるようになっている。
具体的には、制御部１０３の制御下にて、第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５がＯＮ状態となるとともに第２のスイッチＳＷ１２、第３のスイッチＳＷ１３及び第６のスイッチＳＷ１６がＯＦＦ状態となることにより、一点鎖線の矢印で表されたような向きに電流が流れる一方で、第２のスイッチＳＷ１２、第３のスイッチＳＷ１３及び第６のスイッチＳＷ１６がＯＮ状態となるとともに第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５がＯＦＦ状態となることにより、二点鎖線の矢印で表されたような向きに電流が流れる。
【００５９】
第１のダイオードＤ１１は、第１のコンデンサＣ１１とモータＭとの間に第３のスイッチＳＷ１３と並列に接続されている。第２のダイオードＤ１２は、第１のコンデンサＣ１１とモータＭとの間に第４のスイッチＳＷ１４と並列に接続されている。
そして、第１及び第２のダイオードＤ１１、Ｄ１２は、回生手段として、モータＭの回転により生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１１に回生するものである。
【００６０】
第７のスイッチＳＷ１７は、第１のダイオードＤ１１と第１のコンデンサＣ１１との間に接続されている。第８のスイッチＳＷ１８は、第２のダイオードＤ１２と第１のコンデンサＣ１１との間に接続されている。
そして、第７及び第８のスイッチＳＷ１７、ＳＷ１８は、回生接続切替手段として、逆起電力の回生の際に、第１及び第２のダイオードＤ１１、Ｄ１２と第１のコンデンサＣ１１との接続をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるものである。即ち、第７のスイッチＳＷ１７は、第３のスイッチＳＷ１３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間にＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられることにより、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１１を通して第１のコンデンサＣ１１に回生する。また、第８のスイッチＳＷ１８は、第４のスイッチＳＷ１４がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間にＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられることにより、モータＭから生じる負の逆起電力を第２のダイオードＤ１２を通して第１のコンデンサＣ１１に回生する。
【００６１】
制御部１０３は、ＣＰＵ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３等を備えて構成され、当該モータ駆動装置１００の各部の駆動を制御する。
【００６２】
また、制御部１０３は、第１〜第６のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１６とともに、第１の切替制御手段を構成している。即ち、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３３に格納された第１の切替制御プログラム１３３ａの実行に基づいて、第１のコンデンサＣ１１とモータＭの２つの端子のうちの何れか一方の第１の端子（右側の端子）ｍ１１とを接続して、モータＭの駆動と第１のコンデンサＣ１１に電荷の蓄積とを行った後、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第２の端子（左側の端子）ｍ１２に切り替える第１の切替制御ステップを行うものである。
具体的には、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、第１の切替制御プログラム１３３ａの実行に基づいて、第１のスイッチＳＷ１１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＦＦ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ１４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＦＦ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態としてモータＭを略１８０°回転駆動させた後、第１のスイッチＳＷ１１をＯＦＦ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＮ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ１４をＯＦＦ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＮ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ１５をＯＦＦ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＮ状態とする切替制御を行う。
【００６３】
また、制御部１０３は、第１〜第６のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１６とともに、第２の切替制御手段を構成している。即ち、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３３に格納された第２の切替制御プログラム１３３ｂの実行に基づいて、第１の切替制御ステップの後に、第１のコンデンサＣ１１に蓄電された電荷を電源１０２から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるとともに、第１のコンデンサＣ１１に電荷を蓄積した後、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第１の端子に切り替える第１の動作と、この第１の動作により第１のコンデンサＣ１１に蓄電された電荷を電源１０２から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるとともに、第１のコンデンサＣ１１に電荷を蓄積した後、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第２の端子に切り替える第２の動作とを、モータＭの略１８０°（予め定められている角度）の回転毎に交互に切替制御する第２の切替制御ステップを行うものである。
具体的には、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、第１の切替制御ステップの後、第２の切替制御プログラム１３３ｂの実行に基づいて、第１のスイッチＳＷ１１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＦＦ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ１４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＦＦ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態として、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第１の端子に切り替える第１の動作と、第１のスイッチＳＷ１１をＯＦＦ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＮ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ１４をＯＦＦ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＮ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ１５をＯＦＦ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＮ状態として、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第２の端子に切り替える第２の動作とを、モータＭの略１８０°の回転毎に交互に切替制御する。
【００６４】
次に、上述した構成を備えているモータ駆動装置のモータ駆動制御処理について説明する。
図１２及び図１３は、モータ駆動装置１００を構成するスイッチの切替状態を模式的に示す図である。図１４は、モータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【００６５】
電源投入後に、先ず、モータＭを所定の角度（１８０°）回転させる場合には、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３３から第１の切替制御プログラム１３３ａを読み出して実行して、第１の切替制御ステップを行う。
【００６６】
即ち、ＣＰＵ１３１は、図１４に示す時刻ｔ１１にて、図１２（a）に示すように、第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２及び第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態として、第１のコンデンサＣ１１とモータＭの第１の端子ｍ１１とを接続してモータＭに電源１０２からの電力を供給する。これにより、電源１０２からの電流が第１のスイッチＳＷ１１、第１のコンデンサＣ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第１の端子ｍ１１を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動と第１のコンデンサＣ１１への電荷の蓄電とが行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第５のスイッチＳＷ１５を介してグラウンド（電源１０２の陰極）へと流れ落ちる。
【００６７】
ＣＰＵ１３１は、図１４における次の時刻ｔ１２にて、第４のスイッチＳＷ１４をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第４のスイッチＳＷ１４をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第８のスイッチＳＷ１８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第２のダイオードＤ１２を通して第１のコンデンサＣ１１に回生する。その後、ＣＰＵ１３１は、図１４における時刻ｔ１３にて、第８のスイッチＳＷ１８をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１による負の逆起電力の回生を終了する。
その後、図１４における時刻ｔ１４（時刻ｔ１１から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ１３１は、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第１の端子ｍ１１から第２の端子ｍ１２に切り替える動作を行う。即ち、ＣＰＵ１３１は、図１２（ｂ）に示すように、第１のスイッチＳＷ１１及び第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとともに第２のスイッチＳＷ１２、第３のスイッチＳＷ１３及び第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１とモータＭの第２の端子ｍ１２とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源１０２からの電流が第２のスイッチＳＷ１２、第１のコンデンサＣ１１、第３のスイッチＳＷ１３及び第２の端子ｍ１２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源１０２から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１１に蓄電された電荷が上乗せされた状態、即ち、モータＭの駆動電圧が実質的に上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。従って、モータＭは回転し易くなるため、印加される駆動パルスの幅を狭くすることができる。
そして、モータＭを流れた電流は、第６のスイッチＳＷ１６を介してグラウンド（電源１０２の陰極）へと流れ落ちる。
【００６８】
また、上記のようにしてモータＭが略１８０°回転駆動する際には、図１２（ｃ）に示すように、第１のコンデンサＣ１１に第２の端子ｍ１２側から電荷の蓄電が行われる。
【００６９】
そして、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、第１の切替制御ステップの後に、ＲＯＭ１３３から第２の切替制御プログラム１３３ｂを読み出して実行して、第２の切替制御ステップを行う。
即ち、ＣＰＵ１３１は、図１４における時刻ｔ１５にて、第３のスイッチＳＷ１３をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第３のスイッチＳＷ１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第７のスイッチＳＷ１７をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１１を通して第１のコンデンサＣ１１に回生する。その後、ＣＰＵ１３１は、図１４における時刻ｔ１６にて、第７のスイッチＳＷ１７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１による負の逆起電力の回生を終了する。
【００７０】
その後、図１４における時刻ｔ１７（時刻ｔ１４から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ１３１は、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第２の端子ｍ１２から第１の端子ｍ１１に切り替える第１の動作を行う。即ち、ＣＰＵ１３１は、図１３（ａ）に示すように、第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるとともに第２のスイッチＳＷ１２及び第６のスイッチＳＷ１６をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１とモータＭの第１の端子ｍ１１とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源１０２からの電流が第１のスイッチＳＷ１１、第１のコンデンサＣ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第１の端子ｍ１１を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源１０２から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１１に蓄電された電荷が上乗せされた状態、即ち、モータＭの駆動電圧が実質的に上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。
そして、モータＭを流れた電流は、第５のスイッチＳＷ１５を介してグラウンド（電源１０２の陰極）へと流れ落ちる。
【００７１】
また、上記のようにしてモータＭが略１８０°回転駆動する際には、図１３（ｂ）に示すように、第１のコンデンサＣ１１に第１の端子ｍ１１側から電荷の蓄電が行われる。
【００７２】
その後、ＣＰＵ１３１は、図１４における時刻ｔ１８にて、第４のスイッチＳＷ１４をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第４のスイッチＳＷ１４をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第８のスイッチＳＷ１８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１１を通して第１のコンデンサＣ１１に回生する。その後、ＣＰＵ１３１は、図１４における時刻ｔ１９にて、第７のスイッチＳＷ１７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１による負の逆起電力の回生を終了する。
【００７３】
その後、図１４における時刻ｔ２０（時刻ｔ１７から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ１３１は、モータＭの第１のコンデンサＣ１１と接続される端子を第１の端子ｍ１１から第２の端子ｍ１２に切り替える第２の動作を行う。即ち、ＣＰＵ１３１は、第１のスイッチＳＷ１１及び第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとともに第２のスイッチＳＷ１２、第３のスイッチＳＷ１３及び第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１とモータＭの第２の端子ｍ１２とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源１０２からの電流が第２のスイッチＳＷ１２、第１のコンデンサＣ１１、第３のスイッチＳＷ１３及び第２の端子ｍ１２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源１０２から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１１に蓄電された電荷が上乗せされた状態で、即ち、モータＭの駆動電圧が実質的に上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。
そして、ＣＰＵ１３１は、図１４における時刻ｔ２１にて、第３のスイッチＳＷ１３をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第３のスイッチＳＷ１３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第７のスイッチＳＷ１７をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１１を通して第１のコンデンサＣ１１に回生する。その後、ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ２２にて、第７のスイッチＳＷ１７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１１による負の逆起電力の回生を終了する。
【００７４】
上記の第１の動作及び第２の動作をモータＭの略１８０°の回転毎に交互に切り替えていくことにより、モータＭを回転駆動させる。
【００７５】
以上のように、第３実施形態のモータ駆動装置１００によれば、モータＭと電源１０２との間に第１のコンデンサＣ１１が配設されて共振回路を構成しているので、従来、無駄となっていた直流抵抗成分で流れつづける電流を削減することができ、駆動電力を減少させることができる。
また、モータＭの略１８０°の回転毎にモータＭの第１のコンデンサＣ１１に接続される端子を入れ替えて、当該第１のコンデンサＣ１１に蓄積された電荷を電源電圧に上乗せした状態、つまり、駆動電圧よりも高電圧化した状態で電流を流してモータＭを回転駆動させることができる。具体的には、第１の切替制御ステップにあっては、ＣＰＵ１３１の制御下にて、電源１０２と第１のコンデンサＣ１１との間に接続された第１及び第２のスイッチＳＷ１１、ＳＷ１２のうちの第１のスイッチＳＷ１１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＦＦ状態とし、かつ、第１のコンデンサＣ１１及びモータＭとの間に接続された第３及び第４のスイッチＳＷ１３、ＳＷ１４のうちの第４のスイッチＳＷ１４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＦＦ状態とし、かつ、モータＭの接地側に設けられた第５及び第６のスイッチＳＷ１５、ＳＷ１６のうちの第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態とする。さらに、第２の切替制御ステップにあっては、ＣＰＵ１３１の制御下にて、第１の動作にて、第１のスイッチＳＷ１１をＯＦＦ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＮ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ１４をＯＦＦ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＮ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ１５をＯＦＦ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＮ状態とする一方で、第２の動作にて、第１のスイッチＳＷ１１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ１２をＯＦＦ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ１４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ１３をＯＦＦ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ１６をＯＦＦ状態とする。
これにより、モータＭを回転し易くすることができ、印加される駆動パルスの幅を狭くすることができることとなって、省電力化を実現することができる。
従って、腕時計等に搭載される小型電池での駆動の長寿命化に寄与することができる。
【００７６】
また、モータＭと第１のコンデンサＣ１１との間に設けられた第１及び第２のダイオードＤ１１、Ｄ１２により、モータＭの回転により生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１１に回生することができる。即ち、逆起電力の回生の際に、第７及び第８のスイッチＳＷ１７、ＳＷ１８によって、第１及び第２のダイオードＤ１１、Ｄ１２と第１のコンデンサＣ１１との接続をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えることにより、逆起電力を回収することができる適当な期間だけ第１及び第２のダイオードＤ１１、Ｄ１２を働かせてモータＭの回転により生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１１に回生することができることとなって、より省電力化を実現することができる。
【００７７】
ここで、上記第３実施形態のモータ駆動装置１００のモータＭの回転時と未回転時の電流量について図１５及び図１６を参照して説明する。
図１５は、モータＭの回転時と未回転時の電流量を模式的に示す図である。図１６は、モータ駆動装置１００を構成する共振回路を模式的に示す図である。
なお、図１５にあっては、従来のモータ駆動装置のモータ回転時における電流量を一点鎖線Ｓ１で、モータ未回転時における電流量を二点鎖線Ｓ２で表し、また、第３実施形態のモータ駆動装置１００のモータ回転時における電流量を実線Ｓ３で、モータ未回転時における電流量を破線Ｓ４で表すものとする。また、図１５において、Ｌ１０はモータＭのコイルのインダクタンスを表し、Ｒ１１及びＲ１２はコイルの直流抵抗を表している。
【００７８】
図１５に示すように、モータＭはコイルのインダクタンスによる磁束の発生で回転子に作用して回転トルクを出すことになるが、電圧印加時から徐々に電流が流れ始める。そして、モータＭが回転し始める。電流量Ｓ１が極大点Ｐ１に到達したあと、鎖交磁束を切り出すに従って逆起電力により電流量Ｓ１が減少していく。ここで、従来のモータ駆動装置の場合、少なくともモータ回転時における電流変化の極小点Ｐ２の以降の部分（図１５における斜線部分ＳＨ）は、モータＭの回転に寄与しておらずモータＭは慣性で回転している。
【００７９】
しかしながら、第３実施形態の場合、電源１０２とモータＭの間に第１のコンデンサＣ１１を入れているので、この第１のコンデンサＣ１１とモータＭのコイルのインダクタンスとにより共振回路が構成される（図１６参照）。
そして、所定のタイミングで第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５に電圧を印加すると、第１のコンデンサＣ１１を通過してモータＭに電流が流れ（電荷が移動し）、モータＭに電力が供給されて回転し始める。このとき、共振回路により電流は所定の周波数で振動を繰り返して減衰していき無駄な電流は削減されるため（図１５参照）、モータＭのインダクタンスと第１のコンデンサＣ１１による共振周波数を考慮して、第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５をＯＮ状態とする時間を設定すれば、モータＭの回転動作に寄与しない電力を減少させることができる。
また、モータＭが１８０°回転すると、このモータＭに流れる電流は減少するため、第１のスイッチＳＷ１１、第４のスイッチＳＷ１４及び第５のスイッチＳＷ１５をＯＦＦ状態とする。ここで、第１のコンデンサＣ１１には電荷が蓄積されているため、当該第１のコンデンサＣ１１とモータＭの接続端子を反対側の端子に切り替えて、即ち、第２のスイッチＳＷ１２、第３のスイッチＳＷ１３及び第６のスイッチＳＷ１６をＯＮ状態として、第１のコンデンサＣ１１に蓄電された電荷をモータＭの次の１８０°回転に利用することができるので、電力を有効に利用できる。
【００８０】
＜変形例１＞
変形例１のモータ駆動装置２００は、図１７に示すように、第７のスイッチＳＷ１７及び第８のスイッチＳＷ１８を備えずに、第２のコンデンサＣ１２とモータＭとの間に接続された第３のダイオードＤ１３及び第４のダイオードＤ１４等を備えている。
即ち、第３のダイオードＤ１３は、第３のスイッチＳＷ１３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間に、モータＭから生じる逆起電力を第２のコンデンサＣ１２に回生する。
また、第４のダイオードＤ１４は、第４のスイッチＳＷ１４がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間に、モータＭから生じる逆起電力を第２のコンデンサＣ１２に回生する。
【００８１】
このように、変形例１のモータ駆動装置２００によれば、上記第３実施形態における第７のスイッチＳＷ１７及び第８のスイッチＳＷ１８を備える必要はなくなり、モータ駆動回路の構成をより簡略化することができる。
【００８２】
なお、上記変形例１にあっては、第３のダイオードＤ１３及び第４のダイオードＤ１４の代わりに所定のスイッチ（第７のスイッチＳＷ１７及び第８のスイッチＳＷ１８）を設けるようにしても良い。
【００８３】
［第４実施形態］
図１８は、本発明を適用した第４実施形態のモータ駆動装置３００の回路構成を模式的に示す図である。
なお、第４実施形態のモータ駆動装置３００は、モータ駆動回路３０１の回路構成以外の点では上記第３実施形態と略同様であるので、同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
第４実施形態のモータ駆動装置３００に備わるモータ駆動回路３０１は、図１８に示すように、モータＭと、第３及び第４のコンデンサＣ１３、Ｃ１４と、第２１〜第２９のスイッチＳＷ２１〜ＳＷ２９と、第５及び第６のダイオードＤ１５、Ｄ１６等を備えている。
【００８５】
第３のコンデンサＣ１３は、モータＭと電源１０２との間に設けられ、第４のコンデンサＣ１４は、モータＭの接地側に設けられている。
【００８６】
第２１のスイッチＳＷ２１及び第２２のスイッチＳＷ２２は、モータＭの第２の端子ｍ１２に接続され、第２３のスイッチＳＷ２３及び第２４のスイッチＳＷ２４は、モータＭの第１の端子ｍ１１に接続されている。
また、第２５のスイッチＳＷ２５は、第５のダイオードＤ１５及び第６のダイオードＤ１６と電源１０２との間に接続されている。
また、第２６のスイッチＳＷ２６及び第２７のスイッチＳＷ２７は、第３のコンデンサＣ１３の左側に接続され、第２８のスイッチＳＷ２８及び第２９のスイッチＳＷ２９は、第３のコンデンサＣ１３の右側に接続されている。
【００８７】
第５のダイオードＤ１５は、モータＭと第４のコンデンサＣ１４との間に設けられ、モータＭの第２の端子ｍ１２に接続されている。また、第６のダイオードＤ１６は、モータＭと第４のコンデンサＣ１４との間に設けられ、モータＭの第１の端子ｍ１１に接続されている。
【００８８】
次に、図１９を参照してモータ駆動制御処理について説明する。
ここで、図１９は、モータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【００８９】
電源投入後に、先ず、モータＭを所定の角度（１８０°）回転させる場合には、制御部１０３のＣＰＵ１３１は、時刻ｔ３１にて、第２１のスイッチＳＷ２１、第２４のスイッチＳＷ２４、第２６のスイッチＳＷ２６及び第２８のスイッチＳＷ２８をＯＮ状態とするとともに第２３のスイッチＳＷ２３、第２７のスイッチＳＷ２７及び第２９のスイッチＳＷ２９をＯＦＦ状態として、モータＭの第２の端子ｍ１２と電源１０２を接続して第３のコンデンサＣ１３に蓄電しながらモータＭに電力を供給する。
【００９０】
そして、ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ３２にて、第２４のスイッチＳＷ２４をＯＦＦ状態として、その瞬間にモータＭから生じる逆起電力を第６のダイオードＤ１６により第４のコンデンサＣ１４に回収する。
また、ＣＰＵ１３１は、第２４のスイッチＳＷ２４をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第２５のスイッチＳＷ２５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第４のコンデンサＣ１４に蓄積された逆起電力を電源１０２に回生する。
その後、ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ３３にて、第２５のスイッチＳＷ２５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、逆起電力の回生を終了する。
【００９１】
そして、時刻ｔ３４（時刻ｔ３１から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ１３１は、モータＭの電源１０２と接続される端子を第２の端子ｍ１２から第１の端子ｍ１１に切り替える動作を行う。即ち、ＣＰＵ１３１は、第２１のスイッチＳＷ２１、第２６のスイッチＳＷ２６及び第２８のスイッチＳＷ２８をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとともに第２２のスイッチＳＷ２２、第２３のスイッチＳＷ２３、第２７のスイッチＳＷ２７及び第２９のスイッチＳＷ２９をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭに電力を供給する。このとき、電源１０２から供給された電源電圧に第３のコンデンサＣ１３に蓄電された電荷が上乗せされた状態で、モータＭに電力が供給される。
そして、ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ３５にて、第２２のスイッチＳＷ２２をＯＦＦ状態として、その瞬間にモータＭから生じる逆起電力を第５のダイオードＤ１５により第４のコンデンサＣ１４に回収する。
また、ＣＰＵ１３１は、第２２のスイッチＳＷ２２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第２５のスイッチＳＷ２５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第４のコンデンサＣ１４に蓄積された逆起電力を電源１０２に回生する。
その後、ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ３６にて、第２５のスイッチＳＷ２５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、逆起電力の回生を終了する。
【００９２】
そして、上記と同様の動作をモータＭの略１８０°の回転毎に交互に切り替えていくことにより、モータＭを回転駆動させる。
【００９３】
以上のように、第４実施形態のモータ駆動装置３００によれば、モータＭと第３のコンデンサＣ１３により共振回路を構成しているので、従来、無駄となっていた直流抵抗成分で流れつづける電流を削減することができ、駆動電力を減少させることができる。
また、モータＭの略１８０°の回転毎にモータＭの第３のコンデンサＣ１３に接続される端子を入れ替えて、当該第３のコンデンサＣ１３に蓄積された電荷を電源電圧に上乗せした状態、つまり、駆動電圧よりも高電圧化した状態で電流を流してモータＭを回転駆動させることができる。これにより、モータＭを回転し易くすることができ、印加される駆動パルスの幅を狭くすることができることとなって、省電力化を実現することができる。
従って、腕時計等に搭載される小型電池での駆動の長寿命化に寄与することができる。
【００９４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
上記実施形態にあっては、モータＭから生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１１や第２のコンデンサＣ１２に回生するようにしたが、電源１０２に回生するようにしても良い。
【００９５】
また、上記第３実施形態及び第４実施形態に例示したモータ駆動回路の構成は、一例であってこれに限られるものではなく、モータＭを所定角度回転させる際にコンデンサに電荷を蓄積して、次のモータの所定角度の回転動作の際に、コンデンサに蓄積されている電荷を電源から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるような構成であれば如何なる構成であっても良い。
【００９６】
加えて、上記実施形態では、第１の切替制御手段、第２の切替制御手段としての機能を、制御部１０３のＣＰＵ１３１によって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、各種機能を実現するためのロジック回路等から構成しても良い。
【００９７】
［第５実施形態］
図２０は、本発明を適用した第５実施形態のモータ駆動装置４００の概略構成を示すブロック図である。
【００９８】
図２０において、第５実施形態のモータ駆動装置４００は、コンデンサＣ３０にモータＭのコイルに生じた逆起電力や電荷を蓄積して、蓄積された逆起電力や電荷を電源４０３から供給された電源電圧に重畳してモータＭを駆動させるものである。
また、モータ駆動装置４００は、腕時計等の電子機器に搭載され、時針、分針、秒針等を回転させるステッピングモータ等の直流モータを駆動させるものである。具体的には、図２０に示すように、モータ駆動装置４００は、モータ駆動回路４０１と、電圧モニター用のアンプ４０２と、電源４０３と、制御部４０４等を備えている。
【００９９】
モータ駆動回路４０１は、コンデンサＣ３０と、第１〜第９のスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３９等を備えている。
【０１００】
このモータ駆動回路４０１は、モータＭをパルスの印加に基づいて所定の角度（例えば、半回転の１８０°）ずつステップ駆動させるものである。
モータＭは、第３のスイッチＳＷ３３、第４のスイッチＳＷ３４及び第６のスイッチＳＷ３６と接続される第１の端子（一方の端子）ｍ１と、第１のスイッチＳＷ３１、第２のスイッチＳＷ３２及び第５のスイッチＳＷ３５と接続される第２の端子（他方の端子）ｍ２とを備えている。
【０１０１】
コンデンサＣ３０は、モータＭと電源４０３との間に第５のスイッチＳＷ３５〜第９のスイッチＳＷ３９を介して配設されている。そして、コンデンサＣ３０は、蓄電手段を構成し、モータＭの回転によりコイルに生じる逆起電力を回生して、回生電力として蓄積するものである。
【０１０２】
第１〜第９のスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３９は、電界効果型トランジスタ等から構成されている。また、第１〜第９のスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３９は、制御部４０４と信号線を介して接続され、制御部４０４の制御下にて、ＯＮ状態或いはＯＦＦ状態とされることにより回路配線の接続状態を切り替えるようになっている。
【０１０３】
アンプ４０２は、第６のスイッチＳＷ３６及びコンデンサＣ３０と接続され、コンデンサＣ３０に蓄電される逆起電力を検出するものである。アンプ４０２の出力が制御部４０４の図示略のＡＤコンバータに入力されて電圧がモニターされる。そして、制御部４０４は、モータ回転判定手段として、モータＭの回転の有無を判定する処理を行う。
具体的には、アンプ４０２の出力に基づき制御部４０４は、モータＭのコイルに生じ、コンデンサＣ３０に蓄電された逆起電力量を検出して、当該検出された逆起電力量が予め定められている所定値以上となっているか否かに応じてモータＭの回転の有無を判定する。
【０１０４】
電源４０３は、所定の大きさの電圧を発生して、当該モータ駆動装置４００を駆動させる電源電圧として供給する。
【０１０５】
制御部４０４は、ＣＰＵ４４１、ＲＡＭ４４２、ＲＯＭ４４３等を備えて構成され、当該モータ駆動装置４００の各部の駆動を制御する。
【０１０６】
また、制御部４０４は、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９とともに、電荷蓄積制御手段を構成している。
即ち、制御部４０４のＣＰＵ４４１は、ＲＯＭ４４３に格納された電荷蓄積制御プログラム４４３ａの実行に基づいて、アンプ４０２の出力によりモータＭが回転していないと判定された場合に、電源４０３から供給された電荷をコンデンサＣ３０に蓄積させる第１の制御ステップを行う。
具体的には、制御部４０４のＣＰＵ４４１は、図２２（ａ）に示すように、第１のスイッチＳＷ３１及び第４のスイッチＳＷ３４をＯＮ状態としてモータＭに電力を供給した後、モータＭが回転していないとアンプ４０２の出力により判定された場合に、電荷蓄積制御プログラム４４３ａの実行に基づいて、図２２（ｂ）に示すように、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＮ状態として、電源４０３から供給された電荷をコンデンサＣ３０に蓄積させる。
【０１０７】
また、制御部４０４は、第２のスイッチＳＷ３２、第４のスイッチＳＷ３４〜第６のスイッチＳＷ３６及び第８のスイッチＳＷ３８とともに、モータ駆動制御手段を構成している。
即ち、制御部４０４のＣＰＵ４４１は、ＲＯＭ４４３に格納された第一モータ駆動制御プログラム４４３ｂの実行に基づいて、コンデンサＣ３０に蓄電された電荷を電源４０３から供給された電源電圧に重畳してモータＭを駆動させる第２の制御ステップを行う。
具体的には、制御部４０４のＣＰＵ４４１は、第一モータ駆動制御プログラム４４３ｂの実行に基づいて、図２２（ｃ）に示すように、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第４のスイッチＳＷ３４、第５のスイッチＳＷ３５及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態としてコンデンサＣ３０に蓄電されていた電荷を電源４０３から供給された電源電圧に重畳してモータＭを半回転、回転駆動させる。
或いは、ＣＰＵ４４１は、第一モータ駆動制御プログラム４４３ｂの実行に基づいて、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第２のスイッチＳＷ３２、第６のスイッチＳＷ３６及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態としてコンデンサＣ３０に蓄電されていた電荷を電源４０３から供給された電源電圧に重畳してモータＭを半回転、回転駆動させる。
【０１０８】
また、制御部４０４は、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９とともに、電源回生制御手段を構成している。
即ち、制御部４０４のＣＰＵ４４１は、ＲＯＭ４４３に格納された電源回生制御プログラム４４３ｃの実行に基づいて、コンデンサＣ３０に蓄電された回生電力を電源４０３に回生する制御を行う。
具体的には、制御部４０４のＣＰＵ４４１は、電源回生制御プログラム４４３ｃの実行に基づいて、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＮ状態としてコンデンサＣ３０に蓄電された回生電力を電源４０３に回生させる。
【０１０９】
次に、上述した構成を備えているモータ駆動装置４００のモータ駆動制御処理について説明する。
図２１は、モータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。また、図２２は、モータ駆動装置４００を構成する第１スイッチＳＷ３１〜第９のスイッチＳＷ３９の切替状態を模式的に示す図である。
なお、通常状態にあっては、第８のスイッチＳＷ３８はＯＦＦ状態であり、第９のスイッチＳＷ３９はＯＮ状態となっている。
【０１１０】
モータ駆動装置４００への電源投入後に、先ず、モータＭを所定の角度（半回転の１８０°）回転させる場合には、ＣＰＵ４４１は、図２１に示す時刻ｔ４１にて、図２２（ａ）に示すように、第１のスイッチＳＷ３１及び第４のスイッチＳＷ３４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３３をＯＦＦ状態として、電源４０３とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電源４０３からの電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第１のスイッチＳＷ３１及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第４のスイッチＳＷ３４を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
【０１１１】
ＣＰＵ４４１は、図２１における次の時刻ｔ４２にて、第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第５のスイッチＳＷ３５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭのコイルに生じる逆起電力を回生してコンデンサＣ３０に蓄積する。その後、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ４３にて、即ち、逆起電力がなくなったタイミングにて、第５のスイッチＳＷ３５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０による回生電力（逆起電力）の蓄積を終了する。
【０１１２】
そして、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ４４にて、ＲＯＭ４４３から電源回生制御プログラム４４３ｃを読み出して実行して、第７のスイッチＳＷ３７をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力（逆起電力）を電源４０３に回生する。
これにより、モータＭから回生したエネルギーを電源４０３に戻して有効に活用することができ、省電力化を図ることができる。
【０１１３】
その後、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ４５にて、即ち、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力（逆起電力）がなくなったタイミングにて、第７のスイッチＳＷ３７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて回生電力の回生を終了する。
【０１１４】
次に、モータＭをさらに所定の角度（半回転の１８０°）回転させる場合には、ＣＰＵ４４１は、図２１に示す時刻ｔ４６（時刻ｔ４１から略１秒経過後）にて、第２のスイッチＳＷ３２及び第３のスイッチＳＷ３３をＯＮ状態とするとともに第４のスイッチＳＷ３４をＯＦＦ状態として、電源４０３とモータＭの第１の端子ｍ１とを接続してモータＭに電源４０３からの電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第３のスイッチＳＷ３３及び第１の端子ｍ１を介してモータＭへ流れて、モータＭの次の略１８０°の回転駆動が行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第２のスイッチＳＷ３２を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
【０１１５】
ＣＰＵ４４１は、図２１における次の時刻ｔ４７にて、第３のスイッチＳＷ３３をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第３のスイッチＳＷ３３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第６のスイッチＳＷ３６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭのコイルに生じる逆起電力を回生してコンデンサＣ３０に蓄積する。その後、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ４８、即ち、逆起電力がなくなったタイミングにて、第６のスイッチＳＷ３６をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０による回生電力（逆起電力）の蓄積を終了する。
【０１１６】
そして、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ４９にて、ＲＯＭ４４３から電源回生制御プログラム４４３ｃを読み出して実行して、第７のスイッチＳＷ３７をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力（逆起電力）を電源４０３に回生する。
その後、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ５０、即ち、コンデンサＣ３０に蓄積された逆起電力がなくなったタイミングにて、第７のスイッチＳＷ３７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて回生電力の回生を終了する。
【０１１７】
そして、上記の動作をモータＭの略１８０°の回転毎に交互に切り替えていくことにより、モータＭを回転駆動させる。
【０１１８】
このモータＭの回転駆動において、第５のスイッチＳＷ３５又は第６のスイッチＳＷ３６がＯＮ状態とされた状態で、制御部４０４はアンプ４０２の出力に基づき、モータＭの回転の有無を判定する。
ここで、モータＭが回転していないと判定されると、ＣＰＵ４４１は、電源４０３から供給される電荷をコンデンサＣ３０に蓄積させる第１の制御ステップを行う。
【０１１９】
以下に、この第１の制御ステップについて詳細に説明する。
ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ５１にて、第１のスイッチＳＷ３１及び第４のスイッチＳＷ３４をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ３２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて電源４０３とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電源４０３からの電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第１のスイッチＳＷ３１及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第４のスイッチＳＷ３４を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
【０１２０】
そして、ＣＰＵ４４１は、図２１における次の時刻ｔ５２にて、第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、この第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第５のスイッチＳＷ３５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる逆起電力をコンデンサＣ３０に回生する。
このとき、制御部４０４は、モータＭのコイルに生じた逆起電力量が所定値以上となっているか否かに応じてモータＭの回転の有無を判定する。そして、制御部４０４によりモータＭが回転していないと判定されると、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ５３にて、ＲＯＭ４４３から電荷蓄積制御プログラム４４３ａを読み出して実行して、第５のスイッチＳＷ３５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた後、図２１における時刻ｔ５４にて、第７のスイッチＳＷ３７を所定時間ＯＮ状態として電源４０３から供給された電荷をコンデンサＣ３０に蓄積させる。
その後、ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ５５、即ち、コンデンサＣ３０に対する電荷の蓄積が十分に行われたタイミングにて、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第５のスイッチＳＷ３５及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０に対する電荷の蓄積を終了する。
【０１２１】
そして、適当なタイミングで、ＣＰＵ４４１は、コンデンサＣ３０に蓄電された電荷を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させる第２の制御ステップを行う。
【０１２２】
以下に、この第２の制御ステップについて詳細に説明する。
ＣＰＵ４４１は、図２１における時刻ｔ５５にて、ＲＯＭ４４３から第一モータ駆動制御プログラム４４３ｂを読み出して実行して、図２２（ｃ）に示すように、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第５のスイッチＳＷ３５及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第８のスイッチＳＷ３８、コンデンサＣ３０、第５のスイッチＳＷ３５及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源４０３から供給された電源電圧にコンデンサＣ３０に蓄電された電荷が重畳された状態で、即ち、モータＭの駆動電圧が上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。
そして、モータＭを流れた電流は、第４のスイッチＳＷ３４を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
その後、ＣＰＵ４４１は、図２１における次の時刻ｔ５６にて、第５のスイッチＳＷ３５及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態からＯＦＦ状態とし、且つ、第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えて、モータＭに対する電力の供給を停止する。
【０１２３】
そして、図２１に示す時刻ｔ５７（時刻ｔ５１から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ４４１は、モータＭをさらに所定の角度（１８０°）回転させるために、図２１に示す時刻ｔ４６〜ｔ５０にて行われた制御と略同様の制御を時刻ｔ５７〜ｔ６１にて行う。
【０１２４】
以上のように、第５実施形態のモータ駆動装置４００によれば、モータＭのコイルに生じた逆起電力を制御部４０４により検出して、モータＭの回転の有無を判定することができ、モータＭが回転していないと判定された場合に、第１の制御ステップを行って、電源から供給される電荷をコンデンサＣ３０に蓄積させることができる。そして、第１の制御ステップ後に、コンデンサＣ３０に蓄電された電荷を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させることができる。
従って、モータＭが回転しない場合に、コンデンサＣ３０に蓄電された電荷を電源電圧に重畳することにより、最大で略２倍の電圧をモータＭにかけて初期エネルギー量としては略４倍の大きな力でモータＭを回転し易くすることができ、モータＭをより確実に回転させることができる。
【０１２５】
なお、上記第５実施形態にあっては、第５のスイッチＳＷ３５をＯＮ状態としてモータＭからの逆起電力を回生する際に、当該モータＭの回転の有無を判定するようにしたが、モータＭの回転の有無の判定タイミングはこれに限られるものではない。即ち、第６のスイッチＳＷ３６をＯＮ状態としてモータＭからの逆起電力を回生する際に、当該モータＭの回転の有無を判定しても良く、この場合には、第２の制御ステップにて、ＣＰＵ４４１は、第一モータ駆動制御プログラム４４３ｂの実行に基づいて、第７のスイッチＳＷ３７及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とした後、第２のスイッチＳＷ３２、第６のスイッチＳＷ３６及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態として、モータＭの第１の端子ｍ１とコンデンサＣ３０とを接続して、このコンデンサＣ３０に蓄電された電荷を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させる。
【０１２６】
また、上記第５実施形態にあっては、コンデンサＣ３０による逆起電力の回生の終了タイミング（例えば、図２１における時刻ｔ４３）とコンデンサＣ３０に蓄積された逆起電力の電源４０３への回生の開始タイミング（例えば、図２１における時刻ｔ４４）とが所定時間ずれているが、略同じタイミングとなるように同期させても良い。
【０１２７】
さらに、上記第５実施形態に例示したモータ駆動装置４００の構成は、一例であってこれに限られるものではなく、モータＭのコイルに生じる逆起電力をアンプ４０２の出力に基づき検出して、モータＭの回転の有無を判定して、モータＭが回転していないと判定された場合に、電源４０３から供給される電荷をコンデンサＣ３０に蓄積させるような構成であれば如何なる構成であっても良い。
【０１２８】
［第６実施形態］
図２３は、本発明を適用した第６実施形態のモータ駆動装置５００の回路構成を模式的に示す図である。
なお、第６実施形態のモータ駆動装置５００は、制御部５０４の構成以外の点では上記第５実施形態と略同様であるので、同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２９】
第６実施形態のモータ駆動装置５００は、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させる。
制御部５０４のＣＰＵ４４１が、第２のスイッチＳＷ３２、第４のスイッチＳＷ３４〜第６のスイッチＳＷ３６、第８のスイッチＳＷ３８及び第９のスイッチＳＷ３９とともに、モータ駆動制御手段を構成している。
即ち、制御部５０４のＣＰＵ４４１は、図２５（ｂ）に示すように、第４のスイッチＳＷ３４、第５のスイッチＳＷ３５及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＮ状態として、モータＭの回転によりコイルに生じる逆起電力を回生して、回生電力としてコンデンサＣ３０に蓄積させた後、アンプ４０２の出力によりモータＭが回転していないと判定された場合に、第二モータ駆動制御プログラム４４３ｄの実行に基づいて、図２５（ｃ）に示すように、第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態としてコンデンサＣ３０に蓄電されていた回生電力を電源４０３から供給された電源電圧に重畳してモータＭを半回転、回転駆動させる。
或いは、ＣＰＵ４４１は、第２のスイッチＳＷ３２、第６のスイッチＳＷ３６及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＮ状態として、モータＭの回転によりコイルに生じる逆起電力を回生して、回生電力としてコンデンサＣ３０に蓄積させた後、アンプ４０２の出力によりモータＭが回転していないと判定された場合に、第二モータ駆動制御プログラム４４３ｄの実行に基づいて、第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態としてコンデンサＣ３０に蓄電されていた回生電力を電源４０３から供給された電源電圧に重畳してモータＭを半回転、回転駆動させる。
【０１３０】
次に、上述した構成を備えているモータ駆動装置５００のモータ駆動制御処理について説明する。
図２４は、モータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。また、図２５は、モータ駆動装置５００を構成する第１スイッチＳＷ３１〜第９のスイッチＳＷ３９の切替状態を模式的に示す図である。
【０１３１】
モータ駆動装置５００への電源投入後に、先ず、モータＭを所定の角度（半回転の１８０°）回転させる場合には、ＣＰＵ４４１は、図２４に示す時刻ｔ７１にて、図２５（ａ）に示すように、第１のスイッチＳＷ３１及び第４のスイッチＳＷ３４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３３をＯＦＦ状態として、電源４０３とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電源４０３からの電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第１のスイッチＳＷ３１及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第４のスイッチＳＷ３４を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
【０１３２】
ＣＰＵ４４１は、図２４における次の時刻ｔ７２にて、第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第５のスイッチＳＷ３５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭのコイルに生じる逆起電力を回生してコンデンサＣ３０に蓄積する。その後、ＣＰＵ４４１は、図２４における時刻ｔ７３にて、即ち、逆起電力がなくなったタイミングにて、第５のスイッチＳＷ３５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０による回生電力（逆起電力）の蓄積を終了する。
【０１３３】
次に、モータＭをさらに所定の角度（半回転の１８０°）回転させる場合には、ＣＰＵ４４１は、図２４に示す時刻ｔ７４（時刻ｔ７１から略１秒経過後）にて、第２のスイッチＳＷ３２及び第３のスイッチＳＷ３３をＯＮ状態とするとともに第４のスイッチＳＷ３４をＯＦＦ状態として、電源４０３とモータＭの第１の端子ｍ１とを接続してモータＭに電源４０３からの電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第３のスイッチＳＷ３３及び第１の端子ｍ１を介してモータＭへ流れて、モータＭの次の略１８０°の回転駆動が行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第２のスイッチＳＷ３２を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
【０１３４】
ＣＰＵ４４１は、図２４における次の時刻ｔ７５にて、第３のスイッチＳＷ３３をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第３のスイッチＳＷ３３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第６のスイッチＳＷ３６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭのコイルに生じる逆起電力を回生してコンデンサＣ３０に蓄積する。その後、ＣＰＵ４４１は、図２４における時刻ｔ７６、即ち、逆起電力がなくなったタイミングにて、第６のスイッチＳＷ３６をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０による回生電力（逆起電力）の蓄積を終了する。
【０１３５】
そして、上記の動作をモータＭの略１８０°の回転毎に交互に切り替えていくことにより、モータＭを回転駆動させる。
【０１３６】
このモータＭの回転駆動において、第５のスイッチＳＷ３５又は第６のスイッチＳＷ３６がＯＮ状態とされた状態で、アンプ４０２の出力に基づき制御部５０４は、モータＭの回転の有無を判定する。
ここで、モータＭが回転していないと判定されると、ＣＰＵ４４１は、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させる制御を行う。
【０１３７】
ＣＰＵ４４１は、図２４における時刻ｔ７７にて、第１のスイッチＳＷ３１及び第４のスイッチＳＷ３４をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ３２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて電源４０３とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電源４０３からの電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第１のスイッチＳＷ３１及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第４のスイッチＳＷ３４を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
【０１３８】
そして、ＣＰＵ４４１は、図２４における次の時刻ｔ７８にて、第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、この第１のスイッチＳＷ３１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第５のスイッチＳＷ３５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる逆起電力をコンデンサＣ３０に回生する。
このとき、制御部５０４は、モータＭのコイルに生じた逆起電力量が所定値以上となっているか否かに応じてモータＭの回転の有無を判定する。そして、アンプ４０２の出力によりモータＭが回転していないと判定されると、ＣＰＵ４４１は、図２４における時刻ｔ７９にて、ＲＯＭ４４３から第二モータ駆動制御プログラム４４３ｄを読み出して実行して、図２５（ｃ）に示すように、第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第８のスイッチＳＷ３８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、コンデンサＣ３０とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源４０３からの電流が第８のスイッチＳＷ３８、コンデンサＣ３０、第５のスイッチＳＷ３５及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源４０３から供給された電源電圧にコンデンサＣ３０に蓄電された回生電力が重畳された状態で、即ち、モータＭの駆動電圧が上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。
そして、モータＭを流れた電流は、第４のスイッチＳＷ３４を介してグラウンド（電源４０３の陰極）へと流れ落ちる。
その後、ＣＰＵ４４１は、図２４における次の時刻ｔ８０にて、第５のスイッチＳＷ３５及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態からＯＦＦ状態とし、且つ、第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えて、モータＭに対する電力の供給を停止する。
【０１３９】
そして、図２４に示す時刻ｔ８１（時刻ｔ７７から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ４４１は、モータＭをさらに所定の角度（１８０°）回転させるために、図２４に示す時刻ｔ７４〜ｔ７６にて行われた制御と略同様の制御を時刻ｔ８１〜ｔ８３にて行う。
【０１４０】
以上のように、第６実施形態のモータ駆動装置４００によれば、モータＭのコイルに生じた逆起電力を回生電力としてコンデンサＣ３０に蓄積することができ、逆起電力をアンプ４０２の出力により検出して、モータＭの回転の有無を判定することができ、モータＭが回転していないと判定された場合に、コンデンサＣ３０に蓄電された回生電力を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させることができる。
従って、モータＭが回転しない場合に、コンデンサＣ３０に蓄電された回生電力を電源電圧に重畳することにより、最大で略２倍の電圧をモータＭにかけて初期エネルギー量としては略４倍の大きな力でモータＭを回転し易くすることができ、モータＭをより確実に回転させることができる。
【０１４１】
なお、上記第６実施形態にあっては、第５のスイッチＳＷ３５をＯＮ状態としてモータＭからの逆起電力を回生する際に、当該モータＭの回転の有無を判定するようにしたが、モータＭの回転の有無の判定タイミングはこれに限られるものではない。即ち、第６のスイッチＳＷ３６をＯＮ状態としてモータＭからの逆起電力を回生する際に、当該モータＭの回転の有無を判定しても良く、この場合には、ＣＰＵ４４１は、第二モータ駆動制御プログラム４４３ｄの実行に基づいて、第９のスイッチＳＷ３９をＯＦＦ状態とし、且つ、第２のスイッチＳＷ３２、第６のスイッチＳＷ３６及び第８のスイッチＳＷ３８をＯＮ状態として、コンデンサＣ３０とモータＭの第１の端子ｍ１とを接続してコンデンサＣ３０に蓄電された回生電力を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させる。
【０１４２】
また、第６実施形態にあっては、アンプ４０２によりコンデンサＣ３０に蓄積された回生電力量をモニターして、電源電圧を超えたと判定された場合に、第４のスイッチＳＷ３４、第５のスイッチＳＷ３５及び第９のスイッチＳＷ３９、或いは、第２のスイッチＳＷ３２、第６のスイッチＳＷ３６及び第９のスイッチＳＷ３９をＯＮ状態として、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力のみを用いてモータＭを回転させるようにしても良い。
【０１４３】
加えて、第６実施形態にあっては、第７のスイッチＳＷ３７を所定のタイミングでＯＮ状態として、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力を電源等に回生するようにしても良い。
【０１４４】
さらに、上記第６実施形態に例示したモータ駆動装置５００の構成は、一例であってこれに限られるものではなく、モータＭのコイルに生じる逆起電力を回生して、その回生電力をコンデンサＣ３０に蓄積し、逆起電力をアンプ４０２の出力に基づき検出して、モータＭの回転の有無を判定して、モータＭが回転していないと判定された場合に、コンデンサＣ３０に蓄積された回生電力を電源４０３から供給される電源電圧に重畳してモータＭを駆動させるような構成であれば如何なる構成であっても良い。
【０１４５】
なお、本発明は、上記第５実施形態及び第６実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
また、上記実施形態にあっては、モータＭが回転しない時に、コンデンサＣ３０に蓄電された電荷と電源４０３からの電源電圧を加えるようにしているが、この電圧をダイオード、分割抵抗、コンデンサの容量、トランジスタのＯＮ時間などで調節するようにしても良い。
【０１４６】
さらに、上記実施形態にあっては、第１のスイッチＳＷ３１〜第９のスイッチＳＷ３９の代わりに所定のダイオード等を設けるようにしても良い。
【０１４７】
加えて、上記実施形態では、電荷蓄積制御手段、モータ駆動制御手段、電源回生制御手段としての機能を、制御部４０４（５０４）のＣＰＵ４４１によって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、各種機能を実現するためのロジック回路等から構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の第１実施形態の時計用駆動装置を示す構成図である。
【図２】図１のモータの具体的な構造例を示す平面図である。
【図３】スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作を説明するタイムチャートである。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はモータが１ステップ分回転する際の電流の流れを示す説明図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はモータがもう１ステップ分回転する際の電流の流れを示す説明図である。
【図６】モータの消費電流がコンデンサにより削減される作用を説明する波形図である。
【図７】モータの駆動電圧と駆動電流の関係を単純化して表わした波形図である。
【図８】制御部のＣＰＵにより実行されるパルス幅補整処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態の時計用駆動装置を示す構成図である。
【図１０】第２実施形態の制御部のＣＰＵにより実行されるパルス幅補整処理のフローチャートである。
【図１１】本発明を適用した第３実施形態のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１のモータ駆動装置を構成するスイッチの切替状態を模式的に示す図である。
【図１３】図１１のモータ駆動装置を構成するスイッチの切替状態を模式的に示す図である。
【図１４】図１１のモータ駆動装置によるモータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１５】図１１のモータ駆動装置を構成する共振回路を模式的に示す図である。
【図１６】モータの回転時と未回転時の電流量を模式的に示す図である。
【図１７】変形例１のモータ駆動装置の回路構成を模式的に示す図である。
【図１８】本発明を適用した第４実施形態のモータ駆動装置の回路構成を模式的に示す図である。
【図１９】図１８のモータ駆動装置によるモータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【図２０】本発明を適用した第５実施形態のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０のモータ駆動装置によるモータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【図２２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は図２０のモータ駆動装置を構成するスイッチの切替状態の変化を模式的に示す図である。
【図２３】本発明を適用した第６実施形態のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２４】図２３のモータ駆動装置によるモータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【図２５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は図２３のモータ駆動装置を構成するスイッチの切替状態の変化を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１，１Ｂ  駆動装置
２        モータ
５        電池
７        アンプ
１０      制御部
１１      ＣＰＵ
１２      ＲＡＭ
１３      ＡＤＣ
１４      ＲＯＭ
Ｃ１      コンデンサ
ＰＬＳ１，ＰＬＳ２  駆動パルス
Ｒ１      電流検出用抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
ＴＡ，ＴＢ  電源端子
【図１】
2009011137.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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