JP2010220408A - 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】ステッピングモータの回転状況を正確に判定し、確実で安定した補正駆動を行うこと。
【解決手段】ステッピングモータ１０２の回転状況を検出する検出区間を、主駆動パルスＰ１による駆動直後の第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の第３区間Ｔ３に区分し、制御回路１０６は、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０２を駆動した際、回転検出回路１０８及び検出時間比較判別回路１０９が第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合、第３区間Ｔ３において第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１よりも低い第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓを検出できないときは補正駆動パルスＰ２によって駆動すると共に主駆動パルスＰ１をパルスアップする。
【選択図】 図１

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２極ＰＭ（Permanent Magnet）型ステッピングモータがアナログ電子時計等の電子機器に使用されている。

前記２極ＰＭ型ステッ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Ｐ１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Ｐ２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。主駆動パルスＰ１は、ロータの回転／非回転に応じてエネルギを減少／増加させ、できる限り少ないエネルギで駆動するようにシフトするように構成されている（例えば特許文献１参照）。

この補正駆動方式は、（１）主駆動パルスＰ１をコイルの一方の極Ｏ１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電圧を検出する。（２）その誘起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を駆動用コイルの他方の極Ｏ２に出力し、回転している限り一定回数繰り返す。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Ｏ１に出力し、再度この処理を繰り返す。（３）誘起電圧が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、強制的に回転させる。次回駆動時に、非回転になった主駆動パルスＰ１より１ランクエネルギが大きい主駆動パルスＰ１を他極に出力し、前記（１）〜（３）を繰り返す。

また、特許文献２に記載された発明では、前記ステッピングモータの回転を検出する際に、誘起信号の検出に加え、検出時刻を基準時間と比較判別する手段を設け、主駆動パルスＰ１１でステッピングモータを回転駆動した後、検出信号が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを下回ると補正駆動パルスＰ２を出力し、次の主駆動パルスＰ１は前記主駆動パルスＰ１１よりエネルギの大きい主駆動パルスＰ１２に変更（パルスアップ）して駆動する。主駆動パルスＰ１２で回転したときの検出時刻が基準時間より早いと、主駆動パルスＰ１２から主駆動パルスＰ１１に変更（パルスダウン）することによって、駆動時の負荷に応じた主駆動パルスＰ１で回転し、消費電流を低減している。

ところで、前記ステッピングモータをアナログ電子時計に用いた場合、前述のとおり駆動パルスに応じて回転又は非回転の状態になるが、カレンダ送りや電源電圧変動など、ロータに働く力が大きく変わる場合、まれにロータの静止位置とは異なる中間位置にとどまる、いわゆる中間静止の状態に陥る場合があり、回転や非回転を誤判定するという問題が生じたり、運針遅れが生じ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、前記問題点に鑑み成されたもので、ステッピングモータの回転状況を正確に判定し、確実で安定した補正駆動を行う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区間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かによって、前記ステッピングモータの回転状況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、相互にエネルギが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制御手段とを備え、前記検出区間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１区間、前記第１区間よりも後の第２区間、前記第２区間よりも後の第３区間に区分し、前記制御手段は、主駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動した際、前記回転検出手段が前記第１区間及び第２区間において第１基準しきい電圧を超える誘起信号を検出した場合に、前記第３区間において前記第１基準しきい電圧よりも低い第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出できないときは補正駆動パルスによっ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。
制御手段は、主駆動パルスによってステッピングモータを駆動した際、回転検出手段が第１区間及び第２区間において第１基準しきい電圧を超える誘起信号を検出した場合に、第３区間において前記第１基準しきい電圧よりも低い第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出できないときは補正駆動パルスによって駆動する。

ここで、前記制御手段は、前記補正駆動パルスによって駆動した後、前記主駆動パルスをパルスアップするように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記回転検出手段が前記第３区間において前記第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出したときは補正駆動パルスによる駆動は行わないように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記回転検出手段が前記第３区間において前記第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出し補正駆動パルスによる駆動は行わない場合、前記主駆動パルスは変更しない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が提供される。

本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、ステッピングモータの回転状況を正確に判定し、確実で安定した補正駆動を行うことが可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、ステッピングモータの回転状況を正確に判定し、確実で安定した補正駆動を行うことが可能になり、正確な運針を行うことが可能になる。

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タイミング図である。 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。

以下、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、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やカレンダ機構（図示せず）等を回転駆動するステッピングモータ１０２、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池等の電源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の回転状況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。本実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとして電圧の異なる２種類の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ（第１所定電圧の第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１及び前記第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１よりも低い第２所定電圧である第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）を備えており、ステッピングモータの回転状況に応じて基準しきい電圧を選択して使用するように構成している。
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のロータの回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、前記誘起信号ＶＲｓが所定の検出区間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かによって、ステッピングモータ１０２の回転状況を検出することができる。
制御手段は、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０２を駆動した際、前記回転検出手段が検出期間の第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合に、第３区間Ｔ３において第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐよりも低い第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓを検出できないときは補正駆動パルスＰ２によって駆動することができる。

図２は、本発明の実施の形態に使用する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２極ＰＭ型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。

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の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（角度θ0位置）に安定して停止している。ロータ２０２の回転軸（回転中心）を中心とするＸＹ座標空間を４つの象限（第１象限〜第４象限）に区分している。

いま、駆動パルス選択回路１０４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、磁極軸が角度θ1位置で安定的に停止する。尚、ステッピングモータ１０２を回転駆動することによって通常動作（本実施の形態ではアナログ電子時計であるため運針動作）を行わせるための回転方向（図２では反時計回り方向）を正方向とし、その逆（時計回り方向）を逆方向としている。

次に、駆動パルス選択回路１０４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（正方向）に１８０度回転し、磁極軸が角度θ0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Ｐ１０〜Ｐ１ｎ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を駆動した場合のタイミング図で、回転状況を表す検出パターン（区間Ｔ１〜Ｔ３の誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えたか否かの判定値）、ロータ２０２の回転位置、主駆動パルスＰ１のランク変更や補正駆動パルスＰ２による駆動を行うパルス制御動作をあわせて示している。
図３において、Ｐ１は主駆動パルスＰ１を表すと共にロータ２０２が主駆動パルスＰ１によって回転駆動される区間を表している。ａ〜ｄは主駆動パルスＰ１の駆動停止後の自由振動によるロータ２０２の回転位置を表す領域である。

主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間を第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の所定時間を第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の所定時間を第３区間Ｔ３としている。このように、主駆動パルスＰ１による駆動直後から始まる検出区間Ｔ全体を複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ｔ１〜Ｔ３）に区分している。尚、本実施の形態では、誘起信号ＶＲｓを検出しない期間であるマスク区間は設けていない。

ロータ２０２を中心として、その回転によってロータ２０２の主磁極が位置するＸＹ座標空間を第１象限〜第４象限に区分した場合、第１区間Ｔ１〜第３区間Ｔ３は次のように表すことができる。
即ち、通常負荷の状態において、第１区間Ｔ１はロータ２０２を中心とする空間の第３象限においてロータ２０２の正方向回転状況を判定する区間及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、第２区間Ｔ２は第３象限においてロータ２０２の最初の逆方向回転状況を判定する区間、第３区間Ｔ３は第３象限においてロータ２０２の最初の逆方向回転後の回転状況を判定する区間である。ここで、通常負荷とは通常時に駆動される負荷を意味しており、本実施の形態では、時刻表時用の時刻針（時針、分針、秒針）を駆動する場合の負荷を通常負荷としている。

第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１はステッピングモータ１０２で発生する誘起信号ＶＲｓの電圧レベルを判定する基準しきい電圧であり、ステッピングモータ１０２が回転した場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行った場合には誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超え、回転しない場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行わない場合には誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超えないように第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１は設定されている。

また、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２は、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１よりも低い電圧に設定されており、第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２の誘起電圧ＶＲｓがともにＶｃｏｍｐ１を超えた場合に、ロータ２０２が中間静止したか否かを判定するため、第３区間Ｔ３において所定レベルを超えるＶＲｓが発生したか否かを判定する基準である。本実施の形態では、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１は例えば１．５Ｖに設定され、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２は例えば０．３Ｖに設定されている。

本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路では、通常負荷の状態において、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１において検出され、領域ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において検出され、領域ｄで生じた誘起信号ＶＲｓは第３区間Ｔ３において検出される。
尚、第１区間Ｔ１〜第３区間Ｔ３において、誘起信号ＶＲｓが比較の基準とする基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える場合を判定値「１」、超えない場合を判定値「０」、判定値が「１」でも「０」でもよい場合を「１／０」と表している。

図３において、例えば、パターン（第１区間Ｔ１の判定値，第２区間Ｔ２の判定値，第３区間Ｔ３の判定値）のパターンが（０，１，０）の場合、制御回路１０６は余裕のある回転と判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず又、主駆動パルスＰ１のランクは変更せずに維持する。パターン（０，１，０）が連続して所定回数発生した場合、制御回路１０６は駆動エネルギに余裕があると判定して、主駆動パルスＰ１を１ランクダウン（パルスダウン）する（図３（ａ））。

パターンが（１，１，０）のときに、第３区間Ｔ３において第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓが発生した場合（第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２による判定値が「１」の場合）には、やや余裕のない回転と判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、主駆動パルスＰ１は変更せずにランクを維持するようにパルス制御を行う（図３（ｂ））。第３区間Ｔ３において第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓが発生しなかった場合（第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２による判定値が「０」の場合）には、負荷の大きい中間静止状態と判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行った後に主駆動パルスＰ１を１ランクアップ（パルスアップ）するパルス制御を行う（図３（ｅ））。

パターンが（１／０，０，１）の場合、まったく余裕のない回転と判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、主駆動パルスＰ１を１ランクアップ（パルスアップ）する（図３（ｃ））。
パターンが（１，０，０）の場合、ロータ２０２が中間位置に静止したと判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行った後、主駆動パルスＰ１を１ランクアップする（図３（ｄ））。
パターンが（１/０，０，０）の場合、ステッピングモータ１０２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、主駆動パルスＰ１を１ランクアップする（図３（ｆ））。

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。
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及び繰り返し回数Ｎを０にして（図４のステップＳ４０１）、最小パルス幅の主駆動パルス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Ｓ４０２、Ｓ４０３）。

ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は、制御回路１０６からの前記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。

回転検出回路１０８は、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超えるステッピングモータ１０２の誘起信号ＶＲｓを検出する毎に検出時間比較判別回路１０９へ検出信号を出力する。検出時間比較判別回路１０９は、回転検出回路１０８からの検出信号に基づいて、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓが検出された区間Ｔ１〜Ｔ３を判定して、各区間Ｔ１〜Ｔ３における判定値「１」又は「０」を制御回路１０６に通知する。
制御回路１０６は、検出時間比較判別回路１０９からの前記判定値に基づいて回転状況を表すパターン（第１区間Ｔ１における判定値，第２区間Ｔ２における判定値，第３区間Ｔ３における判定値）（ＶＲｓパターン）を判定する。

制御回路１０６は、主駆動パルスＰ１０によって駆動した結果のＶＲｓパターンの第１区間Ｔ１及び第２区間が判定値「１」の場合、即ち、ＶＲｓパターンが（１，１，１／０）の場合（ステップＳ４０４、Ｓ４０５）、第３区間Ｔ３における誘起信号ＶＲｓの最大値Ｖｍａｘが第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超えるときは（ステップＳ４０６）、中間静止状態ではなくやや余裕のない回転と判定して、主駆動パルスＰ１のランクは変更せずに維持すると共に回数Ｎを０にリセットした後、処理ステップＳ４０２に戻る（ステップＳ４０７）。

制御回路１０６は、処理ステップＳ４０６において、第３区間Ｔ３における誘起信号ＶＲｓが第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超えないと判定した場合（パターンが（１，１，０）の負荷の大きい中間静止状態（図３（ｅ））、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０２を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（ステップＳ４１６）。ステッピングモータ駆動パルス回路１０７は制御回路１０６の制御にに応答して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０２を回転駆動する。

次に制御回路１０６は、主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎmaxの場合には、回数Ｎを０にリセットした後に処理ステップＳ４０２に戻り（ステップＳ４１４、Ｓ４１５）、主駆動パルスＰ１のランクｎが最大ランクｎmaxでない場合には、回数Ｎを０にリセットすると共に主駆動パルスＰ１のランクｎを１ランクアップした後に処理ステップＳ４０２に戻る（ステップＳ４１４、Ｓ４１７）。

制御回路１０６は、処理ステップＳ４０５において第２区間Ｔ２における誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超えないと判定した場合（区間Ｔ１、Ｔ２の判定値が（１，０）の場合）、第３区間Ｔ３の判定値が「１」と判定したとき、即ち、ＶＲｓパターンが（１，０，１）のときは処理ステップＳ４１４へ移行して、以降のパルスアップ制御を行う（ステップＳ４１３）（図３（ｃ））。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４１３において第３区間Ｔ３の判定値が「０」と判定したとき、即ち、ＶＲｓパターンが（１，０，０）のときは処理ステップＳ４１６へ移行して、以降の補正駆動パルスＰ２による駆動及びパルスアップ制御を行う（図３（ｄ））。

制御回路１０６は、処理ステップＳ４０４において、第１区間Ｔ１の判定値が「０」の場合、第２区間Ｔ２の判定値が「１」のときは（ステップＳ４０８）、主駆動パルスＰ１のランクｎが最低値０のときは処理ステップＳ４０７に移行し（ステップＳ４０９）、最低値０でないときは、回数Ｎに１を加算する（ステップＳ４１０）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４１０において回数Ｎが所定回数（ＰＣＤ）になったときには、回数Ｎを０にリセットすると共に主駆動パルスＰ１のランクｎを１ランクダウンした後、処理ステップＳ４０２に戻り、回数Ｎが前記所定回数になっていないときには直ちに処理ステップＳ４０２に戻る（ステップ４１１、Ｓ４１２）。
制御回路１０６は、処理ステップＳ４０８において、第２区間Ｔ２の判定値が「０」のときは処理ステップＳ４１３に移行して前記処理を行う。

以上のように、本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では、誘起信号ＶＲｓの発生時刻を複数区間（本実施の形態では（第１区間Ｔ１，第２区間Ｔ２，第３区間Ｔ３））に区分し、各区間毎に誘起信号ＶＲｓと第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１との比較を行い、判定値のパターンによってロータの回転状況を判定し、駆動パルスを制御するようにしている。例えばパターンが（１／０，１，１／０）と（１／０，０，１）は回転状態、（１／０，０，０）は非回転状態と判定する。

前記２極ＰＭ型ステップモータは、前述のとおり駆動パルスに応じて回転、非回転の状態になるが、カレンダ送り、電源電圧変動など、ロータに働く力が大きく変わる場合、まれにロータ２０２の静止位置とは異なる中間位置にとどまる、いわゆる中間静止の状態に陥る場合がある。この状態は、ＶＲｓパターン判定では通常（１，０，０）であり、非回転の状態と同じＶＲｓパターンであるが、負荷の状態によっては（１，１，０）の場合もあり、回転の状態と同じＶＲｓパターンを示す。つまり、正常回転できなかったにもかかわらず、回転したと誤判定をする場合がある。

しかしながら、本実施の形態では、ロータ２０２の振動により生じる誘起信号ＶＲｓの電圧値と出力時刻を、ＶＲｓパターンとして記憶し、比較する検出時間比較判別回路１０９を備えている。回転、非回転状態とは別に、ロータ負荷変動が激しい場合、まれに発生する中間静止状態を判断するためにＶＲｓパターンの第３区間Ｔ３のみに第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を設け、特定のＶＲｓパターンと第３区間Ｔ３のＶＲｓ電圧値に応じて駆動パルスのエネルギを制御するように構成している。

即ち、中間静止の場合、第３区間Ｔ３でロータ２０２がまったく振動しないという点に着目して、第３区間Ｔ３のみ第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１よりもレベルの低い第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を設定し、第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２の判定値がともに「１」の場合のみ、第３区間Ｔ３で検出した誘起信号ＶＲｓを第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２で判定する。判定結果が、第３区間Ｔ３の誘起信号ＶＲｓ≧第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２の場合には、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わない。判定結果が、第３区間Ｔ３の誘起信号ＶＲｓ＜第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２の場合には、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うようにしている。

したがって、本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路によれば、ステッピングモータ１０２の回転状況を正確に判定し、確実で安定した補正駆動を行うことが可能になる。
また、本実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、ステッピングモータの回転状況を正確に判定し、確実で安定した補正駆動を行うことが可能になり、正確な運針を行うことが可能になる。
また、ステッピングモータ制御回路１０１を構成する集積回路（ＩＣ）やモータ仕様を変更せずに、負荷の少ないストレート系からカレンダ負荷のある機能系、更に電圧の変化する電池搭載等、多様なムーブメントに対応できるようになる等の効果を奏する。

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、大きく変化する負荷の例としてカレンダ機能の例を挙げたが、所定時刻を報知するために表示部に設けたキャラクタに所定動作を行わせるような負荷を用いる等、種々の負荷に利用可能である。
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。

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 (5)

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区間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かによって、前記ステッピングモータの回転状況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、相互にエネルギが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制御手段とを備え、
   前記検出区間を、主駆動パルスによる駆動直後の第１区間、前記第１区間よりも後の第２区間、前記第２区間よりも後の第３区間に区分し、
   前記制御手段は、主駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動した際、前記回転検出手段が前記第１区間及び第２区間において第１基準しきい電圧を超える誘起信号を検出した場合に、前記第３区間において前記第１基準しきい電圧よりも低い第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出できないときは補正駆動パルスによっ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、前記補正駆動パルスによって駆動した後、前記主駆動パルスをパルスアップ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、前記回転検出手段が前記第３区間において前記第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出したときは補正駆動パルスによる駆動は行わない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、前記回転検出手段が前記第３区間において前記第２基準しきい電圧を超える誘起信号を検出し補正駆動パルスによる駆動は行わない場合、前記主駆動パルスは変更しないことを特徴とする請求項３記載のステッピングモータ制御回路。
5. 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４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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