JP2006271190A - モータ駆動装置及びアナログ電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータの誘起信号の発生時期が変動した場合でも、モータ回転の有無をより正確に判定できるようにすること。
【解決手段】 制御回路１０６は、通常状態ではステッピングモータ駆動パルス回路１０７が通常駆動パルスによってステッピングモータ１０２を一方向に回転駆動すると共に、モータ駆動後に設けられた検出時間内に発生した誘起信号が所定のレベル基準値以下の場合に前記モータが回転しなかったと判定して、補正駆動パルスでモータを強制的に前記一方向に回転駆動するように駆動パルス回路１０７を制御する。制御回路１０６は、所定の時間基準値外において、所定のレベル基準値を超える誘起信号が検出回路１０８によって検出された場合、モータ１０２の回転が遅くなったと判定してマスク時間の長さを長くして、モータ１０２の回転を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ駆動装置及び前記モータ駆動装置によって表示針等を回転駆動するアナログ電子時計に関する。

従来から、モータ駆動装置により時針等の表示針やカレンダ等の表示部を回転駆動するアナログ電子時計が利用されている。前記モータ駆動装置は、表示部の回転駆動を行うステッピングモータを回転制御する制御手段を有している。前記ステッピングモータは、ロータ収容用貫通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、前記ロータ収容用貫通孔内に回転可能に配設されたロータと、前記ステータに巻回されたコイルとを有している。前記駆動回路から前記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により、前記ステータに極性の異なる磁束を交互に発生させ、これによってステッピングモータ（換言すればロータ）を１８０度ずつ所定の一方向（正方向）に回転させると共に、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構成されている。

ステッピングモータの回転駆動には省電力化とともに回転駆動の確実性が要求される。このために、モータが正常に回転する通常状態では、所定エネルギの駆動パルス（例えば所定幅の駆動パルス（通常駆動パルス））によってロータを回転駆動しておき、前記通常駆動パルスによる回転駆動では前記ロータが回転しない場合、前記通常駆動パルスよりも高エネルギの（例えばパルス幅の広い）駆動パルス（補正駆動パルス）を供給して強制的に回転するように駆動する（補正駆動方式）。

前記従来の補正駆動方式では、ステッピングモータのロータの回転によって生じる誘起電圧信号ＶＲｓが所定のレベル基準値以下の場合、モータは非回転であると判定し、前記補正駆動パルスを供給してモータを回転するようにしている。これにより、省電力化を可能にすると共に、前記ロータを確実に回転できるように構成している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、モータのロータは、回転の有無に拘わらず、回転直後に大きく振動する等して、モータの構造等によって定まる時間に大きな誘起信号ＶＲｓが発生する。前記誘起信号ＶＲｓは、非回転時でも、前記所定のレベル基準値を超える場合があり、前記レベル基準値を超えるような誘起信号ＶＲｓを検出すると、モータが非回転にも拘わらず回転したと誤判定してしまうという問題がある。

この問題を解決するために、前記従来の補正駆動方式においては、モータ回転の有無を検出するに際して、前記モータ駆動後に前記モータの回転を検出しない所定時間（マスク時間）を設けておき、前記マスク時間外に設けられた回転検出時間において、誘起信号ＶＲｓが前記レベル基準値を超えるか否かによって前記モータが回転したか否かを判定している。即ち、前記マスク時間経過後の回転検出時間において発生した前記誘起信号ＶＲｓが前記所定レベル基準値を超える場合には回転したと判定し、前記所定レベル基準値以下の場合には回転しなかったと判定している。これにより、モータによって発生する誘起信号ＶＲｓによって、モータ回転の誤判定を防止することが可能になる。

しかしながら、モータ負荷や電源電圧等が大幅に変動した場合、モータの回転速度が変動するため、誘起電圧信号ＶＲｓの発生時期が変動する。図７は、従来のモータ駆動装置において、誘起信号ＶＲｓの発生時期が変動する様子を示すタイミング図で、モータ負荷が変動した場合（同図（ａ）、（ｂ））及び駆動エネルギが変動した場合（同図（ｃ）、（ｄ））の変化を示す図である。

低エネルギ（幅狭）の通常駆動パルスを用いて低負荷を回転駆動する場合には図７（ａ）に示すように、モータ回転時には所定のマスク時間ＩＴ経過後の検出時間ＤＴにおいて、所定の検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが発生するが、図７（ｂ）に示すように負荷が増加すると、モータの回転速度が遅くなるため、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを含めて、誘起信号ＶＲｓの発生時期が全体的に遅くなって右側にシフトする。

また、高エネルギ（幅広）の通常駆動パルスを用いて低負荷を回転駆動する場合にも図７（ｃ）に示すように、モータ回転時には所定のマスク時間ＩＴ経過後の検出時間ＤＴにおいて、所定の検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが発生するが、図７（ｄ）に示すように負荷が増加すると、モータの回転速度が遅くなるため、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを含めて、誘起信号ＶＲｓの発生時期が全体的に遅くなって右側にシフトする。

したがって、モータ負荷や駆動パルスエネルギ等が大幅に変動した場合、通常時はマスク時間ＩＴ内に発生していた大きな誘起信号ＶＲｓが前記マスク時間ＩＴ外に出てしまう場合がある。例えば、モータ負荷が増加した場合、駆動パルス幅が狭くなった場合あるいは電源電圧が低下した場合等には、モータの回転が遅くなるため、誘起信号ＶＲｓの発生時期が遅くなり、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓがマスク時間ＩＴ外の検出時間ＤＴ内に発生してしまう場合がある。したがって、前記誘起信号ＶＲｓの発生時期の変動によってモータ回転の有無が誤判定され、表示針やカレンダといったアナログ表示部の回転駆動ミスを起こす可能性があるという問題があった。

特公昭５７−１８４４０号公報の第２頁左欄第３４行目〜第４頁左欄第１行目、図５〜図１０

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、モータの誘起信号の発生時期が変動した場合でも、モータ回転の有無をより正確に判定することが可能なモータ駆動装置を提供することを課題としている。また、本発明は、モータの誘起信号ＶＲｓの発生時期が変動した場合でも、表示部の回転駆動をより正確に行うことが可能なアナログ電子時計を提供することを課題としている。

本発明によれば、モータの回転によって誘起される誘起信号を検出する検出手段と、モータを回転駆動する駆動手段と、通常状態では前記駆動手段が通常駆動パルスによって前記モータを一方向に回転駆動すると共に、前記モータ駆動後に設けられたマスク時間外の検出時間に発生した前記誘起信号が所定の第１レベル基準値以下の場合に前記モータが回転しなかったと判定して、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスで前記モータを強制的に前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段とを有するモータ駆動装置において、前記制御手段は、所定の基準時間外において所定の第２レベル基準値を超える誘起信号が検出されたか否かに応じてマスク時間を選択し、該マスク時間外の検出時間において発生した誘起信号に基づいて前記モータの回転の有無を判定することを特徴とするモータ駆動装置が提供される。制御手段は、所定の基準時間外において所定の第２レベル基準値を超える誘起信号が検出されたか否かに応じてマスク時間を選択し、該マスク時間外の検出時間において発生した誘起信号に基づいて前記モータの回転の有無を判定する。

ここで、前記制御手段は、前記基準時間外において前記第２レベル基準値を超える誘起信号が検出され場合、そのときのマスク時間よりも長いマスク時間に変更して前記モータの回転の有無を判定するように構成してもよい。また、前記第２レベル基準値は前記第１レベル基準値と等しいように構成してもよい。

また、本発明によれば、アナログ表示部を回転駆動するためのステッピングモータと、時間の基準となる時間信号に基づいて計時動作を行い、前記ステッピングモータの回転を制御するモータ駆動装置とを有し、前記モータ駆動装置によって前記ステッピングモータを回転駆動することにより、前記アナログ表示部で時刻表示を行うようにしたアナログ電子時計において、前記モータ駆動装置として、前記いずれか一に記載のモータ駆動装置を用いて成ることを特徴とするアナログ電子時計が提供される。モータ駆動装置はモータを回転駆動することによって時針等のアナログ表示部を回転駆動する。

本発明に係るモータ駆動装置によれば、負荷変動等によってモータの誘起信号の発生時期が変動した場合でも、モータ回転の有無をより正確に判定することが可能になる。また、モータ回転の検出精度が向上するため、負荷変動や電圧変動等に強いモータの補正駆動を実現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、負荷変動等によってモータの誘起信号の発生時期が変動した場合でも、モータ回転の有無をより正確に判定することが可能になるため、表示部を正確に回転駆動することが可能になる。また、表示針や電源等が異なる場合でも、一仕様で対応することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置及びアナログ電子時計について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を用いたアナログ電子時計を示すブロック図である。アナログ電子時計として、アナログ電子腕時計の例を示している。図１において、電子時計は、モータ駆動装置１０１、時刻針等の表示針やカレンダを有するアナログ表示部（図示せず）を回転駆動するためのステッピングモータ１０２、電池によって構成され、モータ駆動装置１０１やステッピングモータ１０２等の電子時計の各構成要素に電力を供給する電源１０３を備えている。

モータ駆動装置１０１は、所定周波数の基準クロック信号を出力する発振回路１０４、発振回路１０４の出力信号を分周して計時動作の基準となる時間信号を出力する分周回路１０５、制御回路１０６、制御回路１０６からの駆動制御信号に応答してステッピングモータ１０２を回転駆動する駆動手段としてのステッピングモータ駆動パルス回路１０７、ステッピングモータ１０２が発生する誘起電圧信号ＶＲｓを検出する検出手段としての回転検出回路１０８及び所定のレベル基準値を超える誘起電圧信号ＶＲｓの発生時点を判別するための時間判別手段としての検出時間判別回路１０９を備えている。

制御回路１０６をはじめとして、モータ駆動装置１０１の構成要素はハードウェアによって構成するようにしてもよく又、いずれかの構成要素を中央処理装置（ＣＰＵ）によって構成するようにしてもよい。例えば、制御回路１０６をＣＰＵ及びメモリ（図示せず）によって構成した場合、前記メモリに予め記憶したプログラムを前記ＣＰＵで実行することにより、後述するような処理をはじめとして各種制御を行うように構成することができる。尚、制御回路１０６は、分周回路１０５からの時間信号を用いて計時する計時手段を構成し、検出時間判別回路とともに電子時計の各構成要素や全体を制御する制御手段を構成し又、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７とともにステッピングモータ１０２の回転駆動を制御する回転制御手段を構成している。

図２は、本発明の実施の形態に係るアナログ電子計に使用するステッピングモータ１０２の正面図であり、その構成自体は公知のステッピングモータである。図２において、ステッピングモータ１０２は、磁性材料によって構成されたステータ２０１、ステータ２０１に巻回されたコイル２０２、ステータ２０１に設けられた貫通孔２０４内に回転可能に配設された２極のロータ２０３を備えている。ステータ２０１には、可飽和部２０５、２０６、ロータ２０３の停止位置を決めるための内ノッチ２０７、２０８が形成されている。

矩形波の駆動パルスをコイル２０２の端子Ｏ１、Ｏ２間に供給して、図２の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２０５、２０６が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０３の磁極との相互作用によって、ロータ２０３は所定の一方向（図２における矢印方向（正方向））に１８０度回転する。以後、コイル２０２の両端子Ｏ１、Ｏ２に極性の異なる駆動パルスを交互に供給することによって、前記同様の動作が行われて、ロータ２０３が所定角度（１８０度）ずつ前記所定の一方向に回転する。

図３は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を用いた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り、電源１０３からモータ駆動装置１０１等に供給される電源電圧が変動する場合の例である。図３（ａ）は前記電源電圧が所定の定格電圧の場合のタイミング図、図３（ｂ）は前記電源電圧が前記定格電圧よりも低下した場合にマスク時間を変更する際の動作を説明するためのタイミング図である。

図３において、Ｐ１はステッピングモータ１０２を回転駆動するための通常駆動パルス、ＩＴ１及びＩＴ２はモータ１０２の回転検出を行わない時間であるマスク時間、ＤＴ１及びＤＴ２は回転検出を行う時間である検出時間、ＶＲｓはモータ１０２の回転や振動によって誘起する誘起電圧信号、Ｖｃｏｍｐはマスク時間を変更するか否かを判定するための判定基準レベルである検出電圧しきい値（第２レベル基準値）、ｔｃｏｍｐは検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起電圧信号ＶＲｓの発生時点を判定する基準時間としての検出時間しきい値である。尚、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミングはモータ１０２の構造等によってほぼ定まるものであり、誘起信号ＶＲｓが発生する発生タイミングの概略は予め既知である。

マスク時間ＩＴ２はマスク時間ＩＴ１よりも長く、検出時間ＤＴ１と検出時間ＤＴ２は異なるように設定されている、本実施例では、検出時間ＤＴ２は検出時間ＤＴ１よりも短くなるように設定されており、又、（ＩＴ１＋ＤＴ１）＝（ＩＴ２＋ＤＴ２）に設定されている。尚、本実施の形態では構成を簡略化するために、マスク時間の変更が必要か否かを判定するために用いる検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐは、モータ１０２が回転したか否かを判定するためのしきい値電圧（第１レベル基準値）と同一に設定しているが、異なる値に設定してもよい。

以下、図１〜図３を用いて、本実施の形態に係るモータ駆動装置及び前記モータ駆動装置を用いた電子時計の動作を詳細に説明する。先ず、制御回路１０６は、分周回路１０５からの時間信号を用いて計時動作を行い、通常駆動パルスＰ１によってモータ１０２を回転駆動するように制御するための駆動制御信号をステッピングモータ駆動パルス回路１０７に出力する。ここで、通常駆動パルスとは、非常時の駆動に用いる駆動パルス（例えば、補正駆動パルスや消磁パルス）ではなく、モータ１０２が正常な回転動作を行う通常時に、モータ１０２を回転駆動するために用いる所定パルス幅の駆動パルスである。

電源１０３から供給される電源電圧が所定の定格電圧の場合、図３（ａ）に示すような動作が行われる。即ち、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの駆動制御信号に応答して、モータ１０２に対して、図３（ａ）に示す通常駆動パルスＰ１を出力して、モータ１０２を回転駆動する。モータ１０２のロータ２０３は通常駆動パルスＰ１によって、所定角度（本実施の形態では１８０度）だけ所定の一方向（図２の矢印方向である正方向）に回転する。モータ１０２は、時刻針等の表示針を含むアナログ表示部を回転駆動する。これにより、随時、前記時間信号に応じた時刻が前記アナログ表示部によって表示され又、日付が変わる際にはカレンダの日にち表示が切り換えられる。

一方、回転検出回路１０８は、ステッピングモータ１０２の誘起電圧信号ＶＲｓを検出し、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したときに、前記誘起信号ＶＲｓを検出した旨を示す検出信号を出力する。検出時間判別回路１０９は、回転検出回路１０８からの検出信号が検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ外で発生したか否か、マスク時間ＩＴ１内で発生したか否か、検出時間ＤＴ１内で発生したか否かを判定して、各判定結果を制御回路１０６に出力する。

図３（ａ）では、マスク時間ＩＴ１外の検出時間ＤＴ１において、モータ１０２の回転を判定する基準となる検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが発生しているため、制御回路１０６はモータ１０２が回転したと判定し、次のサイクルも通常駆動パルスＰ１を用いてモータ１０２を回転駆動する。また、マスク時間ＩＴ１内において、マスク時間を変更するか否かを判定するための検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐよりも大きな誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ内で発生しているため、マスク時間は変更せずに、現在の短いマスク時間ＩＴ１を用いてモータ１０２の回転の有無を判定する。

尚、制御回路１０６は、検出時間ＤＴ１において、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出回路１０８によって検出されなかったと判定したときは、通常駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい（例えば通常駆動パルスＰ１よりもパルス幅の広い）補正駆動パルスによってモータ１０２を強制的に前記一方向に回転駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する。ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は補正駆動パルスによってモータ１０２を回転駆動し、モータ１０２は強制的に前記一方向に１８０度回転する。これにより、前記アナログ表示部が回転駆動される。

一方、電源１０３から供給される電源電圧が定格電圧よりも低下した場合、図３（ｂ）に示すような動作が行われる。この場合、モータ１０２の回転駆動は前記同様にして行われるが、マスク時間の変更動作が行われる。即ち、回転検出回路１０８はモータ回転駆動直後に、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える最初の誘起信号ＶＲｓを検出して検出信号を出力する。検出時間判別回路１０９は、前記検出信号に基づいて、前記最初の誘起信号ＶＲｓが検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ外で発生したと判定して、外判定結果を制御回路１０６に出力する。制御回路１０６は、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える最初の誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ外で発生しているためモータ１０２の回転が遅くなったと判定して、マスク時間をマスク時間ＩＴ１から、マスク時間ＩＴ１よりも長いマスク時間ＩＴ２に変更する。また、マスク時間と検出時間の和を一定にした場合、マスク時間の変更にともない、検出時間を検出時間ＤＴ１よりも短い検出時間ＤＴ２に変更して、マスク時間と検出時間の合計が一定（（ＩＴ１＋ＤＴ１）＝（ＩＴ２＋ＤＴ２））となるように変更する。

このように、マスク時間を変更して回転判定を行うことにより、電源電圧変動時に、モータ１０２の回転や振動によって発生する初期の誘起信号ＶＲｓをマスク時間ＩＴ２内に納めることができるため、モータ回転の誤判定を防止することが可能になる。特に、電源１０３として二次電池を用いた場合には電源電圧の変動が大きいため著しい効果が得られる。

図４は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を用いた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り、カレンダ送り等の場合のようにモータ負荷が変動する場合の例である。図４（ａ）は負荷が小さい場合のタイミング図、図４（ｂ）は負荷が大きくなった場合にマスク時間を変更する際の動作を説明するためのタイミング図である。尚、図４において、図３と同一部分には同一符号を付している。また、負荷変動の場合も、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミングはモータ１０２の構造等によってほぼ定まるものであり、概略の発生タイミングは予め既知である。

以下、図１、図２及び図４を用いて、本実施の形態に係るモータ駆動装置及び前記モータ駆動装置を用いた電子時計の動作を詳細に説明する。尚、モータ１０２を回転駆動する動作は図３に関して説明したのと同様であるため詳細は省略し、主としてマスク時間の変更設定動作について詳細に説明する。

時刻針のみを回転駆動する場合等のように、モータ１０２の負荷が所定値よりも小さい場合には、図４（ａ）に示すような動作が行われる。即ち、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの駆動制御信号に応答して、モータ１０２に対して、図４（ａ）に示す通常駆動パルスＰ１を出力して、モータ１０２を回転駆動する。モータ１０２のロータ２０３は通常駆動パルスＰ１によって回転し、アナログ表示部を回転駆動する。

ステッピングモータ１０２の誘起電圧信号ＶＲｓが回転検出回路１０８によって、マスク時間ＩＴ１外の検出時間ＤＴ１において検出された場合には、制御回路１０６はモータ１０２が回転したと判定し、次のサイクルも通常駆動パルスＰ１を用いてモータ１０２を回転駆動する。また、制御回路１０６は、検出時間ＤＴ１において、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出回路１０８によって検出されなかったと判定したときは、補正駆動パルスによってモータ１０２を強制的に回転駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する。また、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐよりも大きな誘起信号ＶＲｓが検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ内で発生していることが検出時間判別回路１０９によって検出されるため、マスク時間は変更せずに、短いマスク時間ＩＴ１を用いて回転検出を行う。

一方、カレンダ送り等を行うことによって負荷が大きくなった場合、図４（ｂ）に示すような動作が行われる。この場合、モータ１０２の回転駆動は前記同様にして行われるが、マスク時間の変更設定動作が行われる。即ち、制御回路１０６は、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える後ろの誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ外で発生しているためモータ１０２の回転が遅くなったと判定して、マスク時間をマスク時間ＩＴ１から、マスク時間ＩＴ１よりも長いマスク時間ＩＴ２に変更する。また、マスク時間と検出時間の和を一定にしているため、マスク時間の変更にともない、検出時間を検出時間ＤＴ１よりも短い検出時間ＤＴ２に変更して、マスク時間と検出時間の合計が一定（（ＩＴ１＋ＤＴ１）＝（ＩＴ２＋ＤＴ２））となるように変更する。

このように、制御回路１０６はマスク時間を変更して回転判定を行うことにより、負荷が大きくなってモータ１０２の回転が遅くなった場合でも、モータ１０２の回転や振動によって生じる初期の誘起信号ＶＲｓをマスク時間ＩＴ２内に納めることができるため、回転の誤判定を行うことを防止することが可能になる。

図５は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を用いた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り、駆動パルスのエネルギ（本実施の形態では駆動パルスのパルス幅）が変動する場合の例である。図５（ａ）は駆動パルス幅が広い場合のタイミング図、図５（ｂ）は駆動パルス幅が狭くなった場合にマスク時間を変更する際の動作を説明するためのタイミング図である。尚、図５において、図３と同一部分には同一符号を付している。尚、駆動パルスのエネルギが変動する場合も、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミングはモータ１０２の構造等によってほぼ定まるものであり、概略の発生タイミングは予め既知である。

以下、図１、図２及び図５を用いて、本実施の形態に係るモータ駆動装置及び前記モータ駆動装置を用いた電子時計の動作を詳細に説明する。尚、モータ１０２を回転駆動する動作は図３に関して説明したのと同様であるため詳細は省略し、主としてマスク時間の変更処理動作について詳細に説明する。

モータ１０２の駆動パルス幅が広い場合には、図５（ａ）に示すような動作が行われる。即ち、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの駆動制御信号に応答して、モータ１０２に対して、図５（ａ）に示す通常駆動パルスＰ１を出力して、モータ１０２を回転駆動する。モータ１０２のロータ２０３は通常駆動パルスＰ１によって、アナログ表示部を回転駆動する。

ステッピングモータ１０２の誘起電圧信号ＶＲｓが回転検出回路１０８によって、マスク時間ＩＴ１外の検出時間ＤＴ１において検出された場合には、制御回路１０６はモータ１０２が回転したと判定し、次のサイクルも通常駆動パルスＰ１を用いてモータ１０２を回転駆動する。また、制御回路１０６は、検出時間ＤＴ１において、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出回路１０８によって検出されなかったと判定したときは、補正駆動パルスによってモータ１０２を強制的に回転駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する。また、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐよりも大きな誘起信号ＶＲｓが検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ内で発生していることが検出時間判別回路１０９によって検出されるため、マスク時間は変更せずに、短いマスク時間ＩＴ１を用いて回転検出を行う。

一方、駆動パルス幅が前記幅よりも狭くなった場合、図５（ｂ）に示すような動作が行われる。この場合、モータ１０２の回転駆動は前記同様にして行われるが、マスク時間の変更動作が行われる。即ち、制御回路１０６は、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える後ろの誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ外で発生しているため、モータ１０２の回転が遅くなったと判定して、マスク時間をマスク時間ＩＴ１から、マスク時間ＩＴ１よりも長いマスク時間ＩＴ２に変更する。また、マスク時間と検出時間の和を一定にしているため、マスク時間の変更にともない、検出時間を検出時間ＤＴ１よりも短い検出時間ＤＴ２に変更して、マスク時間と検出時間の合計が一定（（ＩＴ１＋ＤＴ１）＝（ＩＴ２＋ＤＴ２））となるように変更する。

このように、マスク時間を変更して回転判定を行うことにより、駆動パルスエネルギが変動した場合でも、モータ１０２の回転や振動によって生じる初期の誘起信号ＶＲｓをマスク時間ＩＴ２内に納めることができるため、回転の誤判定を行うことを防止することが可能になる。

図６は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を用いた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り、モータ駆動装置が外部磁界の影響を受けた場合の例である。外部磁界は、前記の図３、図４及び図５の実施例とは異なり、交互にコイル２０２のＯ１、Ｏ２端子に供給される駆動パルスの発生する磁界の向きに対して影響が順方向の場合と逆方向の場合があるので、Ｏ１、Ｏ２別にタイミング図を示す。図６（ａ）は磁界の影響がほとんどない場合のコイル端子Ｏ１のタイミング図、図６（ｂ）は磁界の影響がほとんどない場合のコイル端子Ｏ２のタイミング図、図６（ｃ）は磁界の影響が大きくなった場合のコイル端子Ｏ１のタイミング図、図６（ｄ）は磁界の影響が大きくなった場合のコイル端子Ｏ２のタイミング図であり、マスク時間を変更する際の動作を説明するものである。尚、図６において、図３と同一部分には同一符号を付している。また、負荷変動の場合も、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミングはモータ１０２の構造等によってほぼ定まるものであり、概略の発生タイミングは予め既知である。

以下、図１、図２及び図６を用いて、本実施の形態に係るモータ駆動装置及び前記モータ駆動装置を用いた電子時計の動作を詳細に説明する。尚、モータ１０２を回転駆動する動作は図３に関して説明したのと同様であるため詳細は省略し、主としてマスク時間の変更処理動作について詳細に説明する。

モータ１０２が外部磁界の影響をほとんど受けていない場合は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すような動作が行われる。即ち、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの駆動制御信号に応答して、モータ１０２におけるコイル２０２のＯ１端子に、図６（ａ）に示す通常駆動パルスＰ１を出力して、モータ１０２を回転駆動する。続いてコイル２０２のＯ２端子に、図６（ｂ）に示す通常駆動パルスＰ１を出力して、モータ１０２を回転駆動する。モータ１０２のロータ２０３は通常駆動パルスＰ１をコイルＯ１、Ｏ２端子に交互に出力することによって、アナログ表示部を回転駆動する。

ステッピングモータ１０２の誘起電圧信号ＶＲｓが回転検出回路１０８によって、マスク時間ＩＴ１外の検出時間ＤＴ１において検出された場合には、制御回路１０６はモータ１０２が回転したと判定し、次のサイクルも通常駆動パルスＰ１を用いてモータ１０２を回転駆動する。また、制御回路１０６は、検出時間ＤＴ１において、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出回路１０８によって検出されなかったと判定したときは、補正駆動パルスによってモータ１０２を強制的に回転駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する。また、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐよりも大きな誘起信号ＶＲｓが検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ内で発生していることが検出時間判別回路１０９によって検出されるため、マスク時間は変更せずに、短いマスク時間ＩＴ１を用いて回転検出を行う。

一方、外部磁界の影響が強くなった場合、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すような動作が行われる。この場合、モータ１０２の回転駆動は前記同様にして行われるが、コイル端子Ｏ１、Ｏ２ごとにマスク時間の変更動作が行われる。即ち、検出回路１０６は、外部磁界がコイル２０２のＯ１端子に駆動パルスが供給されて発生する磁界の向きと順方向で、Ｏ２端子に駆動パルスが供給されて発生する磁界の向きと逆方向の場合を仮定すると、まず図６（ｃ）に示すＯ１端子の駆動パルスでは、磁界の影響を受けていない場合に比べて発生する誘起信号ＶＲｓは早く、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える後ろの誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ内で発生するため、マスク時間はＩＴ１のままで変更しない。次に図６（ｄ）に示すＯ２端子の駆動パルスでは、磁界の影響を受けていない場合に比べて発生する誘起信号ＶＲｓは遅く、検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える後ろの誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ外で発生するため、マスク時間はＩＴ１より長いＩＴ２に変更する。更に次サイクルの図６（ｃ）に示すＯ１端子の駆動パルスでは、前述のとおり検出電圧しきい値Ｖｃｏｍｐを超える後ろの誘起信号ＶＲｓは検出時間しきい値ｔｃｏｍｐ内で発生するため、マスク時間はＩＴ２より短いＩＴ１に変更する。また、マスク時間と検出時間の和を一定にしているため、マスク時間の変更にともない、検出時間を検出時間ＤＴ１よりも短い検出時間ＤＴ２に変更して、マスク時間と検出時間の合計が一定（（ＩＴ１＋ＤＴ１）＝（ＩＴ２＋ＤＴ２））となるように変更する。

このように、マスク時間を変更して回転判定を行うことにより、外部磁界の影響が変動した場合でも、モータ１０２の回転や振動によって生じる初期の誘起信号ＶＲｓをマスク時間ＩＴ２内に納めることができるため、回転の誤判定を行うことを防止することが可能になる。

以上述べたように本実施の形態に係るモータ駆動装置は、モータ１０２の回転によって誘起される誘起信号ＶＲｓを検出する回転検出回路１０８と、モータ１０２を回転駆動するステッピングモータ駆動パルス回路１０７と、通常状態ではステッピングモータ駆動パルス回路１０７が通常駆動パルスＰ１によってモータ１０２を一方向に回転駆動すると共に、モータ１０２駆動後に設けられたマスク時間外の検出時間に発生した誘起信号ＶＲｓが所定の第１レベル基準値以下の場合にモータ１０２が回転しなかったと判定して、通常駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きい補正駆動パルスでモータ１０２を強制的に前記一方向に回転駆動するようにステッピングモータ駆動パルス回路１０７を制御する制御手段とを有するモータ駆動装置１０１において、前記制御手段は、所定の基準時間ｔｃｏｍｐ外において所定の第２レベル基準値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出されたか否かに応じてマスク時間を選択し、該マスク時間外の検出時間において発生した誘起信号に基づいて前記モータの回転の有無を判定する。
また、前記制御手段は、時間基準値ｔｃｏｍｐ外で第２レベル基準値Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出され場合、そのときのマスク時間ＩＴ１よりも長いマスク時間ＩＴ２に変更するようにしている。

したがって、負荷変動等によってモータ１０２の誘起信号ＶＲｓの発生時期が変動した場合でも、モータ１０２回転の有無をより正確に判定することが可能になる。また、モータ１０２回転の検出精度が向上するため、負荷変動や電圧変動等に強いモータの補正駆動を実現することが可能になる。

また、本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、アナログ表示部を回転駆動するためのステッピングモータ１０２と、時間の基準となる時間信号に基づいて計時動作を行い、ステッピングモータ１０２の回転を制御するモータ駆動装置１０１とを有し、モータ駆動装置１０１によってステッピングモータ１０２を回転駆動することにより、前記アナログ表示部で時刻表示を行うようにしたアナログ電子時計において、モータ駆動装置として、前記モータ駆動装置を用いている。したがって、負荷変動等によってモータの誘起信号の発生時期が変動した場合でも、モータ回転の有無をより正確に判定することが可能になるため、荷変動や電圧変動等に強いモータの補正駆動を実現することが可能になり、アナログ表示部を正確に回転駆動することが可能になる。また、表示針や電源等が異なる場合でも、一仕様で対応することが可能になる等の効果を奏する。

ステータ、前記ステータに巻回されたコイル及び前記ステータ内で回転可能に保持されたロータとを有する構成の各種モータの駆動装置に適用可能である。また、電子腕時計のみならず電子置き時計等の各種アナログ電子時計に適用可能である。

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。 本発明の実施の形態で使用するステッピングモータの構成図である。 本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計において電源電圧が変動した場合の動作を示すタイミング図である。 本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計において負荷が変動した場合の動作を示すタイミング図である。 本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計において駆動パルスが変動した場合の動作を示すタイミング図である。 本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計において外部磁界の影響を受けた場合の動作を示すタイミング図である。 従来のアナログ電子時計において負荷が変動した場合の動作を示すタイミング図である。

符号の説明

１０１・・・モータ駆動装置
１０２・・・ステッピングモータ
１０３・・・電源
１０４・・・発振回路
１０５・・・分周回路
１０６・・・制御手段を構成する制御回路
１０７・・・駆動手段を構成するステッピングモータ駆動パルス回路
１０８・・・検出手段を構成する回転検出回路
１０９・・・制御手段を構成する検出時間判別回路

Claims (5)

1. モータの回転によって誘起される誘起信号を検出する検出手段と、モータを回転駆動する駆動手段と、通常状態では前記駆動手段が通常駆動パルスによって前記モータを一方向に回転駆動すると共に、前記モータ駆動後に設けられたマスク時間外の検出時間に発生した前記誘起信号が所定の第１レベル基準値以下の場合に前記モータが回転しなかったと判定して、前記通常駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスで前記モータを強制的に前記一方向に回転駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段とを有するモータ駆動装置において、前記制御手段は、所定の基準時間外において所定の第２レベル基準値を超える誘起信号が検出されたか否かに応じてマスク時間を選択し、該マスク時間外の検出時間において発生した誘起信号に基づいて前記モータの回転の有無を判定することを特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記基準時間外において前記第２レベル基準値を超える誘起信号が検出された場合、そのときのマスク時間よりも長いマスク時間に変更して前記モータの回転の有無を判定することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記モータを回転駆動するために励磁されるコイルに交互に供給される極性の異なる駆動パルスによるモータの回転駆動のうち、いずれか一方の回転駆動において、前記基準時間外に前記第２レベル基準値を超える誘起信号が検出された場合、検出された極性のマスク時間のみ、そのときのマスク時間よりも長いマスク時間に変更して前記モータの回転の有無を判定することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
4. 前記第２レベル基準値は前記第１レベル基準値と等しいことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載のモータ駆動装置。
5. アナログ表示部を回転駆動するためのステッピングモータと、時間の基準となる時間信号に基づいて計時動作を行い、前記ステッピングモータの回転を制御するモータ駆動装置とを有し、前記モータ駆動装置によって前記ステッピングモータを回転駆動することにより、前記アナログ表示部で時刻表示を行うようにしたアナログ電子時計において、前記モータ駆動装置として、請求項１乃至４のいずれか一に記載のモータ駆動装置を用いて成ることを特徴とするアナログ電子時計。

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