JP2010154673A - ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 パルスダウンを適正に行うことにより、無駄な消費電力の発生を抑制すること。
【解決手段】 ステッピングモータの検出期間Ｔを、主駆動パルスＰ１による駆動直後のロータの回転によって、少なくとも第２象限ＩＩで生じる誘起信号ＶＲｓを検出する第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後に設けられ、第３象限ＩＩＩにおける誘起信号ＶＲｓ検出する第２区間Ｔ２及び第２区間Ｔ２よりも後に設けられた第３区間Ｔ３に区分し、制御回路は、最大エネルギの主駆動パルスＰ１MAXによる回転駆動時に、回転検出回路が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において検出しなかった場合、最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスＰ１Aに固定してステッピングモータを回転駆動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ステッピングモータ制御回路及び前記ステッピングモータ制御回路を用いたアナログ電子時計に関する。

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。

ステッピングモータの低消費駆動方式として、通常時エネルギの小さい主駆動パルスと、負荷変動時の駆動を担うエネルギの大きい補正駆動パルスとを備えたステッピングモータの補正駆動方式が実用化されている。
前記補正駆動方式では、ロータの回転／非回転に応じて、駆動に用いる主駆動パルスのエネルギを減少又は増加させ、できる限り少ないエネルギでステッピングモータを駆動するように主駆動パルスのランクを変更するように構成されている（特許文献１参照）。また、ステッピングモータの回転／非回転の判定方法としては、誘起信号電圧値での判断が一般的であるが、誘起信号電圧値と誘起信号出力時刻を組み合わせたものも提案されている（特許文献２参照）。

一般に、前記補正駆動方式は次のように構成されている。
（１）主駆動パルスＰ１をコイルの一方の極ＯＵＴ１に出力し、その直後のロータ振動によってコイルに発生する誘起信号電圧を検出する。
（２）前記誘起信号電圧が任意設定の基準しきい電圧を超えた場合は回転とし、そのエネルギを維持した主駆動パルスＰ１をコイルの他方の極ＯＵＴ２に出力してステッピングモータを回転駆動し、ステッピングモータが回転している限り一定回数連続して繰り返す。その回数が一定回数（ＰＣＤ）に達すると、更にエネルギを少なくした主駆動パルスＰ１を他方の極に出力し、再度この処理を繰り返す。
（３）誘起信号電圧が前記基準しきい電圧を超えなかった場合は非回転とし、直ちにエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を同極に出力して強制的にステッピングモータを回転させる。次に非回転であった主駆動パルスＰ１より少しエネルギが大きい主駆動パルスＰ１にランクアップし、該主駆動パルスＰ１を他極に出力して回転駆動する。以後、前記（１）〜（３）を繰り返すように構成されている。

基本的には、必要エネルギに応じた主駆動パルスＰ１で駆動するように構成されている。負荷の増加、電源電圧の低下など駆動力が低下した場合、主駆動パルスＰ１は上にランクアップしていき、エネルギが最大の主駆動パルスＰ１ｍａｘまでランクアップする。
ランクアップ法としては、主駆動パルスＰ１による駆動が非回転になったとき初めてランクアップする方法と、主駆動パルスＰ１による駆動が非回転になる前の回転状態が弱ってきた段階で事前にランクアップする方法が一般的である。前者は、主駆動パルスＰ１による駆動が非回転のとき直ちに補正駆動パルスＰ２を出力して回転させてから主駆動パルスＰ１をランクアップし、後者は、補正駆動パルスＰ２の出力をせずに事前に主駆動パルスＰ１をランクアップするように構成されている。

しかしながら、どちらの方式も次のような問題がある。即ち、時刻等を表示するための円盤や太棒針のようなモーメントが大きい負荷が設けられた場合、主駆動パルスＰ１は、最小エネルギの主駆動パルスＰ１０から最大エネルギのＰ１ｍａｘまでランクアップしても余裕の無いギリギリ回転状態になりやすい。
しかし、一時ザラ負荷（輪列のフリクションロス）等によって負荷大の状態が一定時間（所定駆動回数ＰＣＤ）安定してしまうと、エネルギの低い主駆動パルスＰ１にランクダウンしてしまい、駆動が不安定になることがある。特に、所定駆動回数ＰＣＤが短目の場合に起こりやすい。

例えば、ステッピングモータの負荷として時刻針を設けない場合や規定の時刻針を設けた場合、主駆動パルスＰ１はエネルギ最小の主駆動パルスＰ１０によって正常に回転駆動することが可能（ステッピングモータの回転検出期間を駆動直後から順に３つの区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に区分した場合、誘起信号ＶＲｓの検出パターン（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）が（０，１，０）〜（１，１，０））となる場合が一般的である。
しかし円盤針をつけた場合は、ロータの回転が遅くなり、主駆動パルスＰ１が最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍａｘでも、誘起信号ＶＲｓの検出パターンは（０／１，１，１）〜（０／１，０，１）になってしまう。尚、「０／１」は不問である。

ここで、所定検出パターンの回転が偶然であっても所定回数（ＰＣＤ回数）継続すると、最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍａｘでさえ余裕のない回転にもかかわらず、更に余裕のないパルスランクへダウン（パルスダウン）してしまう。その状態での駆動では非回転となり、補正駆動パルスＰ２による駆動が行われ、無駄な電力消費が発生するという問題がある。

特公昭６１−１５３８５号公報 ＷＯ２００５／１１９３７７号公報

本発明は、パルスダウンを適正に行うことにより、無駄な消費電力の発生を抑制することを課題としている。

本発明によれば、ステッピングモータのロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、前記誘起信号が所定の検出期間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かを検出する回転検出手段と、前記回転検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御するパルス駆動制御を行う制御手段とを備えて成り、前記検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の前記ロータの回転によって、少なくとも第２象限で生じる前記誘起信号を検出する第１区間、前記第１区間よりも後に設けられ、第３象限における前記誘起信号を検出する第２区間及び前記第２区間よりも後に設けられた第３区間に区分し、前記制御手段は、最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動することを特徴とするステッピングモータ制御回路が提供される。

前記検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の前記ロータの回転によって、少なくとも第２象限で生じる前記誘起信号を検出する第１区間、前記第１区間よりも後に設けられ、第３象限における前記誘起信号を検出する第２区間及び前記第２区間よりも後に設けられた第３区間に区分し、制御手段は、最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、回転検出手段が基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動する。
ここで、前記制御手段は、前記最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に所定回数連続して、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動するように構成してもよい。

また、前記制御手段は、前記最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出せず、且つ、前記第３区間において検出した場合、補正駆動パルスによる駆動を行うことなく、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間及び前記第３区間において検出しなかった場合、補正駆動パルスによる駆動を行った後、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動するように構成してもよい。

また、前記所定の主駆動パルスは前記最大エネルギの主駆動パルスよりもエネルギが大きいように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記所定の主駆動パルスによる回転駆動時に所定回数連続して、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出した場合、所定の主駆動パルスに変更した後に前記パルス駆動制御を行うように構成してもよい。
また、前記制御手段は、主駆動パルスを前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動した際、前記第２区間の時間幅を狭くして回転検出を行う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制御するステッピングモータ制御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制御回路として、前記いずれかに記載のステッピングモータ制御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。

本発明に係るモータ制御回路によれば、パルスダウンを適正に行うことにより、無駄な消費電力の発生を抑制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、無駄な駆動エネルギの発生を抑制することが可能になり、消費電力の小さいアナログ電子時計を提供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制御回路及びこれを用いたアナログ電子時計について説明する。尚、各図において、同一部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ制御回路を用いた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のブロック図は後述する各実施の形態に共通するブロック図である。
図１において、アナログ電子時計は、ステッピングモータ制御回路１０１、ステッピングモータ制御回路１０１によって回転制御され時刻針（図示せず）等を回転駆動するステッピングモータ１０２、電池によって構成され、ステッピングモータ制御回路１０１やステッピングモータ１０２等の回路要素に駆動電力を供給する電源１０３を備えている。

ステッピングモータ制御回路１０１は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０４、発振回路１０４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１０５、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１０６、制御回路１０６からの制御信号に基づいてステッピングモータ１０２にモータ回転駆動用の駆動パルスを選択し出力する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から回転状況を表す誘起信号を所定の検出期間において検出する回転検出回路１０８、所定の基準しきい電圧を超える誘起信号を回転検出回路１０８が検出した時刻と区間とを比較して、前記誘起信号がどの区間において検出されたのかを判別する検出時間比較判別回路１０９を備えている。尚、後述するように、ステッピングモータ１０２が回転したか否かを検出する検出期間は３つの区間に区分けしている。

回転検出回路１０８は、前記特許文献１に記載された回転検出回路と同様の構成のものであり、所定の検出期間において、ステッピングモータ１０２駆動直後の自由振動によって発生する誘起信号が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越えたか否かを検出し、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える誘起信号ＶＲｓを検出する毎に検出時間比較判別回路１０９に通知する。
尚、発振回路１０４及び分周回路１０５は信号発生手段を構成している。回転検出回路１０８及び検出時間比較判別回路１０９は回転検出手段を構成している。また、発振回路１０４、分周回路１０５、制御回路１０６、ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は制御手段を構成している。

回転検出手段は、ステッピングモータ１０２の回転によって発生する誘起信号が所定の検出期間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かを検出することができる。
制御手段は、回転検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによってステッピングモータ１０２を駆動制御することができる。また、制御手段は、最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、回転検出手段が基準しきい電圧を超える誘起信号を検出期間の第２区間において検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動することができる。

図２は、図１のステッピングモータ１０２の構成図で、アナログ電子時計で一般に用いられている時計用ステッピングモータの例を示している。
図２において、ステッピングモータ１０２は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回されたコイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０２をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ等（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。コイル２０１は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
ステッピングモータ１０２のロータ２０２が回転する空間領域をロータ２０２の回転軸を中心として第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分している。

ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施の形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。

切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図２に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極方向Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置に安定して停止している。即ち、磁束が流れる方向Ｘに対して角度θ0の位置で安定し停止している。
いま、駆動パルス選択回路１０７から矩形波の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図２の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図２の矢印方向に１８０度回転し、角度θ1の位置で安定的に停止する。

次に、駆動パルス選択回路１０７から、逆極性の矩形波の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図２の反矢印方向に電流を流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向に１８０度回転し、角度θ0の位置で安定的に停止する。
以後、このように、コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、相互にエネルギの異なる複数の主駆動パルスＰ１及び補正駆動パルスＰ２を用いている。

図３は、本実施の形態において、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０２を回転駆動したときのロータ２０２の回転状況、誘起信号ＶＲｓの発生タイミング及び駆動パルス制御態様を示す説明図である。
図３において、Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０２が発生する誘起信号と比較する電圧基準である基準しきい電圧である。

ステッピングモータ１０２のロータ２０２が回転する空間領域をロータ２０２の回転軸を中心として第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分し（図２参照）、ステッピングモータ１０２の回転状況を検出するための回転検出期間Ｔを、主駆動パルスによる駆動直後のロータ２０２の回転によって、少なくとも第２象限ＩＩで生じる誘起信号ＶＲｓを検出する第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後に設けられ、第３象限ＩＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する第２区間Ｔ２及び第２区間Ｔ２よりも後に設けられた第３区間Ｔ３に区分している。このように、回転検出期間Ｔ全体を複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ｔ１〜Ｔ３）に区分けしている。尚、本実施の形態では、検出信号を検出しない区間であるマスク区間は設けていない。

図３において、主駆動パルスＰ１によって駆動する領域を領域Ｐ１とすると、第１区間Ｔ１は主駆動パルスＰ１による駆動直後の少なくとも第２象限ＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する区間である。第２区間及び第３区間は第３象限ＩＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する区間である。誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える場合を「１」、超えない場合を「０」とする。
最大エネルギではない主駆動パルスＰ１0〜Ｐ１max-1によって駆動した場合、検出結果として得られる検出期間（区間Ｔ１，区間Ｔ２，区間Ｔ３）の検出パターンが（０／１，１，０／１）（「０／１」は不問）のときには適正な回転が行われたと判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず又、次回駆動時に主駆動パルスＰ１は変更せずに維持する。

最大エネルギではない主駆動パルスＰ１0〜Ｐ１max-1によって駆動した場合、検出パターンが（０／１，０，１）のときには、回転はしたが主駆動パルスＰ１の駆動エネルギがぎりぎり（ぎりぎり回転）であるため次回駆動時に非回転となる可能性があると判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わずに、次回駆動時に主駆動パルスＰ１を１ランクアップ（パルスアップ）して駆動する。
また、最大エネルギではない主駆動パルスＰ１0〜Ｐ１max-1によって駆動した場合、検出パターンが（０／１，０，０）のときには、回転しなかった（非回転）と判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行った後、次回駆動時には主駆動パルスＰ１をパルスアップして駆動する。

一方、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによって駆動した場合、検出パターンが（０／１，１，０／１）のときには余裕のある回転が行われたと判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず又、次回駆動時に主駆動パルスＰ１は変更せずに維持する。
最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによって駆動した場合、検出パターンが（０／１，０，１）のときには、ぎりぎり回転であるため次回駆動時に非回転となる可能性があると判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わずに、次回駆動時に主駆動パルスＰ１を最大エネルギの主駆動パルスＰ１max以上のエネルギの主駆動パルスＰ１Aにパルスアップし、次回以降は主駆動パルスＰ１Aに固定して駆動する。尚、主駆動パルスＰ１Aは、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxと同じエネルギ又はそれよりも大きいエネルギの主駆動パルスであり、補正駆動パルスＰ２よりも小さいエネルギの駆動パルスである。
また、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによって駆動した場合、検出パターンが（０／１，０，０）のときには、非回転と判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行った後、次回駆動時に主駆動パルスＰ１を最大エネルギの主駆動パルスＰ１max以上のエネルギの主駆動パルスＰ１Aにパルスアップし、次回以降は主駆動パルスＰ１Aに固定して駆動する。

図４は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０６の処理を示すフローチャートである。
図４において、Ｌは同じ主駆動パルスＰ１による駆動の連続繰り返し回数（最低値「０」から最大値「ＰＣＤL」までの正の整数）、Ｎは同じ主駆動パルスＰ１による駆動の連続繰り返し回数（最低値「０」から最大値「ＰＣＤN」までの正の整数）、ｎは主駆動パルスＰ１のランク数（主駆動パルスＰ１のエネルギランクに相当する数で、最小値「０」から最大値「ｎmax」までの正の整数）、Ｖｃｏｍｐは誘起信号ＶＲｓの大きさを判定する基準しきい電圧、Ｖmaxは誘起信号ＶＲｓの最大値、ΔＰ１はパルス減少幅、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は各々、誘起信号ＶＲｓを検出する検出期間における第１区間、第２区間、第３区間である。尚、本実施の形態では、Ｌの最大数ＰＣＤLは６００、Ｎの最大数ＰＣＤNは６０に設定している。

以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を詳細に説明する。
図１において、発振回路１０４は所定周波数の基準クロック信号を発生し、分周回路１０５は発振回路１０４で発生した前記信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生し、制御回路１０６に出力する。
制御回路１０６は、前記時間信号を計数して計時動作を行い、先ず主駆動パルスＰ１ｎのランクｎ及び回数Ｎを０にして（図５のステップＳ５０１）、最小パルス幅（エネルギ）の主駆動パルスＰ１０でステッピングモータ１０２を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ５０２、Ｓ５０３）。

ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１０によってステッピングモータ１０２を回転駆動する。ステッピングモータ１０２は主駆動パルスＰ１０によって回転駆動されて、図示しない時刻針等を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０２が正常に回転した場合には、前記時刻針による現在時刻表示等が行われる。

制御回路１０６は、回転検出回路１０８が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるステッピングモータ１０２の誘起信号Ｖｍａｘを検出したと判定し（ステップＳ５０４）、且つ、主駆動パルスＰ１のエネルギランクｎが最大エネルギランクｎmaxよりも小さいと判定すると（ステップＳ５０５）、繰り返し数Ｎに１加算する（ステップＳ５０６）。繰り返し数Ｎが最大繰り返し数ＰＣＤNになった場合、主駆動パルスＰ１のエネルギが大きすぎると判定して、繰り返し数Ｎを０にリセットすると共に主駆動パルスＰ１のエネルギランクｎを１ランクダウン（パルスダウン）した後、処理ステップＳ５０２に戻る（ステップＳ５０７、Ｓ５０８）。

制御回路１０６は、処理ステップＳ５０５において主駆動パルスＰ１のエネルギランクｎが最大エネルギランクｎmaxであると判定すると、検出期間（区間Ｔ１，区間Ｔ２，区間Ｔ３）の検出パターンにおいて区間Ｔ２が「１」のときには、エネルギに余裕のある主駆動パルスＰ１による回転駆動が行われたと判定して処理ステップＳ５０６に移行する（処理ステップＳ５１２）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ５０４において、回転検出期間において回転検出回路１０８が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるステッピングモータ１０２の誘起信号Ｖｍａｘを検出していないと判定した場合、補正駆動パルスＰ２によって駆動した後（ステップＳ５０９）、繰り返し数Ｎを０にリセットすると共に主駆動パルスＰ１にエネルギランクｎを１ランクアップ（パルスアップ）した後、処理ステップＳ５０７に移行する（ステップＳ５１０）。

一方、制御回路１０６は、処理ステップＳ５１２において区間Ｔ２が「１」でない場合、主駆動パルスＰ１の繰り返し回数Ｌを０にリセットすると共に（ステップＳ５１６）、主駆動パルスＰ１を最大エネルギの主駆動パルスＰ１max以上のエネルギを持つ主駆動パルスP１Aに変更し（ステップＳ５１７）、前記主駆動パルスＰ１Aに固定してステッピングモータ１０２を駆動する（ステップS５１８）。
制御回路１０６は、回転検出回路１０８が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号Ｖmaxを検出したと判定した場合（ステップＳ５１９）、少なくとも検出パターンの区間Ｔ２が「１」のときは（ステップＳ５２０）、繰り返し回数Ｌに１加算する（ステップＳ５２１）。

制御回路１０６は、繰り返し回数Ｌが所定回数（最大繰り返し回数ＰＣＤL）になった場合には、繰り返し回数Ｌを０にリセットして処理ステップＳ５０２に戻る（ステップＳ５２２、Ｓ５２３）。制御回路１０６は、処理ステップＳ５２２において、繰り返し回数Ｌが所定回数ＰＣＤLに至っていない場合には処理ステップＳ５１８に戻る。
制御回路１０６は、処理ステップＳ５１９において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号Ｖmaxを検出していないと判定した場合、補正駆動パルスＰ２による駆動を行い（ステップＳ５２４）、繰り返し回数Lを０にリセットした後、処理ステップＳ５２２に移行する（ステップＳ５２５）。また、制御回路１０６は、処理ステップＳ５２０において区間Ｔ２が「０」の場合は処理ステップＳ５２５に移行する。

以上述べたように、本実施の形態では、検出期間Ｔを、主駆動パルスＰ１による駆動直後のロータ２０２の回転によって、少なくとも第２象限ＩＩで生じる誘起信号ＶＲｓを検出する第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後に設けられ、第３象限ＩＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する第２区間Ｔ２及び第２区間Ｔ２よりも後に設けられた第３区間Ｔ３に区分し、制御回路１０６は、最大エネルギ（エネルギランクｎmax）の主駆動パルスＰ１maxによる回転駆動時に、回転検出回路１０８が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において１度でも検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスP１Aに固定して駆動するようにしている（ステップＳ５０５、Ｓ５１２、Ｓ５１６、Ｓ５１７）。

したがって、本実施の形態に係るモータ制御回路によれば、パルスダウンを適正に行うことにより、無駄な消費電力の発生を抑制することが可能になる。また、ステッピングモータ１０２を、確実且つ安定に補正駆動制御することが可能になる。
また、本実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、無駄な駆動エネルギの発生を抑制することが可能になり、消費電力の小さいアナログ電子時計を提供することが可能になる。また、電子時計の同一ムーブメントで、集積回路（ＩＣ）やモータ仕様を変更せずに多様な針に対応できるようになる等の効果を奏する。
また、制御回路１０６は、主駆動パルスＰ１Aによる回転駆動時に所定回数（本実施の形態では繰り返し回数Ｌ）連続して、回転検出回路１０８が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において検出した場合、所定の主駆動パルス（本実施の形態ではＰ１max）に変更した後、再び通常のパルス制御駆動動作を行うようにしている。これにより、省電力化を図ることが可能になる。

図５は、本発明の他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０６の処理を示すフローチャートである。
図５において、Ｌは同じ主駆動パルスＰ１による駆動の連続繰り返し回数（最低値「０」から最大値「ＰＣＤL」までの正の整数）、Ｍ、Ｎは各々同じ主駆動パルスＰ１による駆動の連続繰り返し回数（最低値「０」から最大値「ＰＣＤM」、最大値「ＰＣＤN」までの正の整数）、ｎは主駆動パルスＰ１のランク数（主駆動パルスＰ１のエネルギランクに相当する数で、最小値「０」から最大値「ｎmax」までの正の整数）、Ｖｃｏｍｐは誘起信号ＶＲｓの大きさを判定する基準しきい電圧、Ｖmaxは誘起信号ＶＲｓの最大値、ΔＰ１はパルス減少幅、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は誘起信号ＶＲｓを検出する検出期間における第１区間、第２区間、第３区間である。尚、本実施の形態では、Ｌの最大数ＰＣＤLは６００、Ｍ及びＮの最大数ＰＣＤM、ＰＣＤNは各々６０に設定している。

図４の実施の形態では、最大エネルギの主駆動パルスＰ１maxによる回転駆動時に、回転検出回路１０８が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において１度でも検出しなかった場合には直ちに、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスP１Aに固定して駆動するように構成したが、本他の実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において連続して複数回検出しなかった場合に、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスP１Aに固定して駆動するように構成している。

以下、図１〜図３及び図５を参照して、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を、前記実施の形態と相違する部分について説明する。
図５において、制御回路１０６は、先ず主駆動パルスＰ１ｎのランクｎ、回数Ｍ、Ｎを各々０にする（ステップＳ５０１）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ５１２において、区間Ｔ２が「１」の場合、繰り返し回数Ｍを０にリセットした後、処理ステップＳ５０６に移行する（ステップＳ５１３）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ５１２において区間Ｔ２が「０」の場合、主駆動パルスＰ１の繰り返し回数Ｍに１加算し（ステップＳ５１４）、繰り返し回数Ｍが最大繰り返し数ＰＣＤMになったか否かを判定する（ステップＳ５１５）。

制御回路１０６は、処理ステップＳ５１５において、繰り返し回数Ｍが最大繰り返し数ＰＣＤMになっていない場合には処理ステップＳ５０３に戻り、繰り返し回数Ｍが最大繰り返し数ＰＣＤMになった場合には、主駆動パルスＰ１の繰り返し回数Ｍ、Ｌを各々０にリセットすると共に（ステップＳ５１６）、主駆動パルスＰ１を最大エネルギの主駆動パルスＰ１max以上のエネルギを持つ主駆動パルスP１Aに変更し（ステップＳ５１７）、前記主駆動パルスＰ１Aによってステッピングモータ１０２を駆動する（ステップS５１８）。以下、前記実施の形態と同様の処理を行う。

以上述べたように、本他の実施の形態では、検出期間Ｔを、主駆動パルスＰ１による駆動直後のロータ２０２の回転によって、少なくとも第２象限ＩＩで生じる誘起信号ＶＲｓを検出する第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後に設けられ、第３象限ＩＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する第２区間Ｔ２及び第２区間Ｔ２よりも後に設けられた第３区間Ｔ３に区分し、制御回路１０６は、最大エネルギ（エネルギランクｎmax）の主駆動パルスＰ１maxによる回転駆動時に、回転検出回路１０８が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において所定回数（本実施の形態では複数回Ｍ）連続して検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスP１Aに固定して駆動するようにしている（ステップＳ５０５、Ｓ５１２、Ｓ５１４〜Ｓ５１７）。

したがって、本実施の形態に係るモータ制御回路によれば、パルスダウンを適正に行うことにより、無駄な消費電力の発生を抑制することが可能になる。また、本実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、無駄な駆動エネルギの発生を抑制することが可能になり、消費電力の小さいアナログ電子時計を提供することが可能になる。
また、前記実施の形態と同様に、制御回路１０６は、主駆動パルスＰ１Aによる回転駆動時に所定回数（本実施の形態では繰り返し回数Ｌ）連続して、回転検出回路１０８が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２において検出した場合、所定の主駆動パルス（本実施の形態ではＰ１max）に変更してパルス制御を行うようにしている。これにより、省電力化を図ることが可能になる。

尚、前記各実施の形態では、各主駆動パルスＰ１のエネルギを変えるために、パルス幅が異なるようにしたが、パルス電圧を変える等によっても、駆動エネルギを変えることが可能である。
また、制御回路１０６は、主駆動パルスＰ１をＰ１Aに固定した際、第２区間Ｔ２の時間幅を第１区間と第３区間よりも狭くし、この条件でも安定駆動した場合（検出パターンが（０／１，１，０／１）の場合）、主駆動パルスＰ１の変更制御（ＰＣＤ制御）するように構成してもよい。このように、第２区間Ｔ２を狭くすることによって安定駆動に入る条件を厳しくし、この厳しい条件でも安定駆動できた場合に主駆動パルスＰ１の変更制御に戻すようにするようにして、補正駆動パルスによる駆動が不要に行われないようにして省電力化を図ることができるようにする。
また、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。

本発明に係るステッピングモータ制御回路は、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。

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に係るアナログ電子時計に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ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１・・・ステッピングモータ制御回路
１０２・・・ステッピングモータ
１０３・・・電源
１０４・・・発振回路
１０５・・・分周回路
１０６・・・制御回路
１０７・・・ステッピングモータ駆動パルス回路
１０８・・・回転検出回路
１０９・・・検出時間比較判別回路
２０１・・・ステータ
２０２・・・ロータ
２０３・・・ロータ収容用貫通孔
２０４、２０５・・・切り欠き部（内ノッチ）
２０６、２０７・・・切り欠き部（外ノッチ）
２０８・・・磁心
２０９・・・コイル
２１０、２１１・・・可飽和部
ＯＵＴ１・・・第１端子
ＯＵＴ２・・・第２端子

Claims (8)

1. ステッピングモータのロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、前記誘起信号が所定の検出期間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かを検出する回転検出手段と、前記回転検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御するパルス駆動制御を行う制御手段とを備えて成り、
   前記検出期間を、主駆動パルスによる駆動直後の前記ロータの回転によって、少なくとも第２象限で生じる前記誘起信号を検出する第１区間、前記第１区間よりも後に設けられ、第３象限における前記誘起信号を検出する第２区間及び前記第２区間よりも後に設けられた第３区間に区分し、
   前記制御手段は、最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動することを特徴とするステッピングモータ制御回路。
2. 前記制御手段は、前記最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に所定回数連続して、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出しなかった場合、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動す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制御回路。
3. 前記制御手段は、前記最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出せず、且つ、前記第３区間において検出した場合、補正駆動パルスによる駆動を行うことなく、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動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制御回路。
4. 前記制御手段は、前記最大エネルギの主駆動パルスによる回転駆動時に、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間及び前記第３区間において検出しなかった場合、補正駆動パルスによる駆動を行った後、前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
5. 前記所定の主駆動パルスは前記最大エネルギの主駆動パルスよりもエネルギが大きい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制御回路。
6. 前記制御手段は、前記所定の主駆動パルスによる回転駆動時に所定回数連続して、前記回転検出手段が前記基準しきい電圧を超える誘起信号を前記第２区間において検出した場合、所定の主駆動パルスに変更した後に前記パルス駆動制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
7. 前記制御手段は、主駆動パルスを前記最大エネルギ以上の所定の主駆動パルスに固定して駆動した際、前記第２区間の時間幅を狭くして回転検出を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
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制御するステッピングモータ制御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制御回路として、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制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計。

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