JP2011234604A - 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】コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、過充電による二次電池の劣化を抑制すること。
【解決手段】少なくともステッピングモータ１０８に電力を供給する電源としての二次電池１１１と、ステッピングモータ１０８の回転状況を検出する回転検出回路１０９と、複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０８の回転状況に応じたエネルギの駆動パルスを選択して駆動する制御手段と、二次電池１１１を充電する太陽電池１１２とを備え、前記制御手段は、所定エネルギの過充電指示駆動パルスＰｋｊによってステッピングモータ１０８を回転させることが可能と判定した場合、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりもエネルギの大きい過消費駆動パルスＰｋｓに変更して駆動する。
【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と電源として二次電池を用いたアナログ電子時計に関する。

従来から、アナログ電子時計の時刻針駆動等の用途にステッピングモータが使用されている。
また、電源として二次電池を使用し、前記二次電池を太陽電池等の発電手段によって蓄電するようにした電子時計が開発されている。
電源として二次電池を有する従来の電子時計は、前記二次電池への過充電を抑制するためにコンパレータ等の電圧検出回路を搭載し、前記二次電池の電圧が所定値を上回ったとき、モータ駆動パルスのエネルギを増加させる等の放電手段を動作させ、前記二次電池が過充電されるのを抑制していた（例えば特許文献１参照）。

前記の如くして前記二次電池の電圧を制御することにより前記二次電池が過充電されることを抑制することは可能であるが、前記二次電池の電圧を検出するためにコンパレータ等の電圧検出専用回路を用いているため、回路規模が大きくなり小型化が困難である、又、高価になるという問題がある。
また、二次電池が過放電した場合、自動的に充電される環境にない時には、早急に過放電である旨を知らせるようにしなければ誤動作が生じたり、機能停止に陥る恐れがある。

特開２００８−２５６４５３号公報

本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、二次電池が充電適正領域外になったことを検出できるようにすることを課題としている。
また本発明は、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、過充電による二次電池の劣化を抑制することを課題としている。

本発明によれば、少なくともステッピングモータに電力を供給する電源としての二次電池と、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、複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じたエネルギの駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記二次電池の電圧が充電適正領域外になったと判定したとき、前記二次電池の電圧に応じた所定の動作を行う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。
例えば、少なくともステッピングモータに電力を供給する電源としての二次電池と、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、複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じたエネルギの駆動パルスを選択して駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定エネルギの過充電指示駆動パルスによって前記ステッピングモータを回転させることが可能と判定した場合、前記過充電指示駆動パルスよりもエネルギの大きい過消費駆動パルスに変更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。
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制御手段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を制御する制御手段として、前記ステッピングモータ制御回路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。

本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、二次電池が充電適正領域外になったことを検出することが可能になる。
また、本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、過充電による二次電池の劣化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、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、過充電による二次電池の劣化を抑制することが可能になり、小型化が可能になる。

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。 本発明の第１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に係るフローチャートである。 本発明の第２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に係るフローチャートである。 本発明の第３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に係るフローチャートである。 本発明の第４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に係るフローチャートである。

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、後述する各実施の形態に共通するブロック図であり、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、前記時計信号の計時動作やアナログ電子時計を構成する各電子回路要素の制御あるいは駆動パルスの変更制御等の各種制御を行う制御回路１０４、前記時計信号を所定時間計時する毎に主駆動パルスＰ１をランクダウンするためのランクダウン信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力するランクダウンカウンタ回路１０３を備えている。

また、アナログ電子時計は、制御回路１０４からの主駆動パルス制御信号に基づいて相互にエネルギが異なる複数種類の主駆動パルスＰ１中から選択し出力すると共に前記ランクダウン信号に応答して主駆動パルスＰ１のランクを1ランク下げる（ランクダウンする）主駆動パルス発生回路１０５、制御回路１０４からの補正駆動パルス制御信号に基づいて前記各主駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きい補正駆動パルスＰ２を出力する補正駆動パルス発生回路１０６、主駆動パルス発生回路１０５からの主駆動パルスＰ１及び補正駆動パルス発生回路１０６からの補正駆動パルスＰ２に応答してステッピングモータ１０８を回転駆動するモータドライバ回路１０７を備えている。

また、アナログ電子時計は、モータドライバ回路１０７によって回転駆動されるステッピングモータ１０８、ステッピングモータ１０８によって回転駆動される時刻表示用の時刻針やカレンダ表示部等を有するアナログ表示部１１０、所定の回転検出区間においてステッピングモータ１０８が発生する誘起信号ＶＲｓを検出して回転状況を表す検出信号を出力する回転検出回路１０９、ステッピングモータ１０８をはじめとしてアナログ電子時計の各電子回路要素に電力を供給する電源としての二次電池１１１、二次電池１１１を充電する太陽電池１１２を備えている。

ステッピングモータ１０８が回転したか否かを検出する回転検出区間は主駆動パルスＰ１による回転駆動直後に設けられており、回転検出回路１０９は、ステッピングモータ１０８駆動直後の自由振動によって発生する誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを判定することによってステッピングモータ１０８が正常に回転したか否か（即ち、主駆動パルスＰ１の駆動エネルギが足りているか或いは不足しているか）を示す回転状況を検出する。

制御回路１０４は、回転検出回路１０９からの検出信号に基づいてステッピングモータ１０８の回転状況を判定し主駆動パルス発生回路１０５あるいは補正駆動パルス発生回路１０６に制御信号を出力して、主駆動パルスＰ１のランクアップやランクダウン、補正駆動パルスＰ２による駆動制御等のパルス制御を行う。駆動パルスは、主駆動パルスＰ１として相互にエネルギの異なる（即ち相互にパルス幅の異なる）複数種類の駆動パルスが用意されており又、前記各主駆動パルスＰ１よりもエネルギが大きく（即ちパルス幅が大きく）ステッピングモータ１０８を強制的に回転させることが可能な補正駆動パルスＰ２が用意されている。

また、主駆動パルスＰ１中の最もエネルギの小さい駆動パルスＰ１ｍｉｎは、二次電池１１１が過充電であること（即ち、二次電池１１１は所定電圧（例えば二次電池１１１の寿命が短くならないように規定された最高の定格充電電圧）以上に充電された状態であり、充電適正領域外であること）を示す主駆動パルス（過充電指示駆動パルスＰｋｊ）である。
過充電指示駆動パルスＰｋｊは、二次電池１１１の電圧が過充電ではなく前記所定電圧以下の状態ではエネルギが小さいためステッピングモータ１０８を回転させることはできないが、二次電池１１１が過充電となって電圧が前記所定電圧以上になった状態では、パルス幅が狭いにも拘わらず駆動パルスのエネルギが大きくなるためステッピングモータ１０８を回転させることができるようにパルス幅が設定されている。
制御回路１０４は、所定エネルギの過充電指示駆動パルスＰｋｊにランクダウンしたと判定した場合、二次電池１１１が充電適正領域外である過充電領域にあると判定して所定の制御を行う。

また、主駆動パルスＰ１中の最もエネルギの大きい駆動パルスＰ１ｍａｘは、二次電池１１１が過放電であること（即ち、二次電池１１１は所定電圧（例えばアナログ電子時計を駆動するのに必要な最低の定格電圧）以下に充電された状態であり、充電適正領域外であること）を示す主駆動パルス（過放電指示駆動パルスＰｋｈ）である。過放電指示駆動パルスＰｋｈは、二次電池１１１が過放電ではなく前記電圧以上の状態ではエネルギが大きいためステッピングモータ１０８を回転させることはできるが、二次電池１１１が過放電となって電圧が低くなった状態では、パルス幅が広いにも拘わらず駆動パルスのエネルギが小さくなるためステッピングモータ１０８を回転させることができないようにパルス幅が設定されている。
制御回路１０４は、所定エネルギの過放電指示駆動パルスＰｋｈにランクアップしたと判定した場合、二次電池１１１が充電適正領域外である過放電領域にあると判定して所定の制御を行う。

例えば、二次電池１１１の充電適正領域である前記所定電圧として、二次電池１１１に規定された定格充電電圧１．２Ｖ〜２．０Ｖに設定される。この場合、過充電指示駆動パルスＰｋｊは二次電池１１１が充電適正領域外の過充電領域である２．０Ｖ以上に充電されたことを示し又、過放電指示駆動パルスＰｋｈは二次電池１１１が充電適正領域外の過放電領域である１．２Ｖ以下に低下したことを示すように設定される。
尚、二次電池１１１は、ステッピングモータ１０８のみならずアナログ電子時計の全回路要素に電力を供給するように構成しているが、少なくともステッピングモータ１０８に電力を供給するように構成してもよい。

ここで、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１１０は表示手段を構成し、回転検出回路１０９は回転検出手段を構成している。太陽電池１１２は電力を発電する発電手段、二次電池１１１を充電する充電手段を構成している。主駆動パルス発生回路１０５及び補正駆動パルス発生回路１０６は駆動パルス発生手段を構成している。また、発振回路１０１、分周回路１０２、ランクダウンカウンタ回路１０３、制御回路１０４、主駆動パルス発生回路１０５、補正駆動パルス発生回路１０６、モータドライバ回路１０７は制御手段を構成している。
図２は、本発明の第1の実施の形態の動作を示すフローチャートである。

以下、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態の動作を詳細に説明する。
太陽電池１１２は、制御回路１０４の制御の下で発電を行って二次電池１１１の充電を行う。電源である二次電池１１１から、ステッピングモータ１０８をはじめとするアナログ電子時計の回路要素に対して電力が供給され、アナログ電子時計は動作する。
先ず、通常時の時刻表示動作の概要を説明すると、図１において、発振回路１０１は所定周波数の信号を発生し、分周回路１０２は発振回路１０１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（例えば１秒周期の信号）を発生し、ランクダウンカウンタ回路１０３及び制御回路１０４に出力する。
制御回路１０４は、前記時計信号に応答して所定周期でステッピングモータ１０８を回転駆動するように主駆動パルス発生回路１０５に主駆動パルス制御信号を出力する。

主駆動パルス発生回路１０５は、制御回路１０４からの主駆動パルス制御信号に対応するエネルギランクの主駆動パルスＰ１をモータドライバ回路１０７に出力する。モータドライバ回路１０７は前記主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０８を回転駆動する。ステッピングモータ１０８は前記主駆動パルスＰ１によって回転駆動されて、アナログ表示部１１０の時刻針を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０８が正常に回転した場合には、アナログ表示部１１０では、時刻針による現在時刻表示等が行われる。

ランクダウンカウンタ回路１０３は分周回路１０２からの時計信号を計数して計時動作を行い所定周期（例えば８０秒周期）で、主駆動パルスＰ１をランクダウンするためのランクダウン信号を主駆動パルス発生回路１０５に出力する。
主駆動パルス発生回路１０５は、ランクダウン信号に応答して、エネルギランクを１ランクダウンした主駆動パルスＰ１に変更してモータドライバ回路１０７に出力する。モータドライバ回路１０７は、１ランクダウンした主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０８を駆動する。

回転検出回路１０９は、ステッピングモータ１０８を主駆動パルスＰ１で駆動完了した直後の回転検出区間において、ステッピングモータ１０８の自由振動によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出することによりステッピングモータ１０８の回転状況を検出する。回転検出回路１０９は、誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えたときはステッピングモータ１０８が回転したこと（換言すれば主駆動パルスＰ１のエネルギが足りていること）を表す第１検出信号を出力し、誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えなかったときはステッピングモータ１０８が回転しなかったこと（換言すれば主駆動パルスＰ１のエネルギが不足していること）を表す第２検出信号を出力する。

制御回路１０４は、回転検出回路１０９がステッピングモータ１０８は非回転であったことを検出すると、即ち、回転検出回路１０９から前記第２検出信号を受信すると、補正駆動パルス発生回路１０６に補正駆動パルス制御信号を出力する。補正駆動パルス発生回路１０６は前記補正駆動パルス制御信号に応答して、モータドライバ１０７を介して補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０８を強制的に回転させる。

また、制御回路１０４は、前記第２検出信号を受信した場合には次回駆動時に、主駆動パルス発生回路１０５に主駆動パルス制御信号を出力して主駆動パルスＰ１のランクを１ランクアップするように制御する。
主駆動パルス発生回路１０５は次回駆動時に、前記制御信号に応答して、エネルギのランクを１ランクアップした主駆動パルスＰ１によりステッピングモータ１０８を駆動する。これにより、ステッピングモータ１０８は、エネルギが１ランク大きな主駆動パルスＰ１によって駆動されることになる。

次に、二次電池１１１が過充電された場合の過電力消費動作を含む動作を図２に沿って説明する。
ランクダウンカウンタ回路１０３が分周回路１０２からの時計信号を１カウントすると（ステップＳ２０１）、制御回路１０４は、所定時間（本実施の形態では８０秒）経過したか否か、即ち、ランクダウンカウンタ回路１０３が所定時間である８０秒計数したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

制御回路１０４は処理ステップＳ２０２において、前記所定時間経過していないと判定すると、今回駆動する主駆動パルスＰ１が、二次電池１１１の電圧が過充電の領域にあることを表すエネルギランクの駆動パルス（最小エネルギランクの主駆動パルスＰ１である過充電指示駆動パルスＰｋｊ）ではない場合（ステップＳ２０３）、当該主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０８を回転駆動するように主駆動パルス発生回路１０５に主駆動パルス制御信号を出力する（ステップＳ２０４）。主駆動パルス発生回路１０５は、前記主駆動パルス制御信号に応答して、モータドライバ回路１０７を介して前記主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０８を回転駆動する。
回転検出回路１０９は、前記主駆動パルスＰ１による駆動によってステッピングモータ１０８の回転状況を検出し、対応する検出信号を制御回路１０４に出力する。制御回路１０４は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０８が回転したと判定した場合は処理を終了する（ステップＳ２０５）。制御回路１０４は、次回駆動時に、当該主駆動パルスＰ１を用いてステッピングモータ１０８を回転駆動するように制御する。

制御回路１０４は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０８が回転しなかったと判定した場合には（ステップＳ２０５）、補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０８を回転駆動するように補正駆動パルス制御信号を補正駆動パルス発生回路１０６に出力した後（ステップＳ２０９）、主駆動パルスＰ１のランクを１ランクアップして処理を終了する（ステップＳ２１０）。補正駆動パルス発生回路１０６は、前記補正駆動パルス制御信号に応答して、モータドライバ回路１０７を介して御正駆動パルスＰ２によりステッピングモータ１０８を強制的に回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０８は回転する。次回の駆動は、前記主駆動パルスＰ１よりも１ランク上の主駆動パルスＰ１によって駆動されることになる。

制御回路１０４は、処理ステップＳ２０３において今回駆動する主駆動パルスＰ１が、過充電指示駆動パルスＰｋｊの場合、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりもエネルギの大きい所定エネルギの過消費駆動パルスＰｋｓ（本第１の実施の形態では最大エネルギの主駆動パルスＰ１である主駆動パルスＰ１ｍａｘ）でステッピングモータ１０８を回転駆動するように主駆動パルス発生回路１０５に主駆動パルス制御信号を出力する（ステップＳ２０８）。

主駆動パルス発生回路１０５は、前記主駆動パルス制御信号に応答して、モータドライバ回路１０７を介して、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりもエネルギの大きい所定エネルギの過消費駆動パルスＰｋｓでステッピングモータ１０８を回転駆動する。これにより、大きなエネルギが消費されるため、二次電池１１１の蓄電量を速やかに減少させて過充電領域から適正な充電領域へ移行させることが可能になる。

制御回路１０４は、処理ステップＳ２０８において過消費駆動パルスＰｋｓでステッピングモータ１０８を回転駆動するように制御した後、次回は過充電指示駆動パルスＰｋｊで駆動するように状態を維持して処理を終了する。制御回路１０４は、次回駆動時にステップ２０３の処理に移行した場合、前回の処理において過充電指示駆動パルスＰｋｊで駆動するように状態を維持しているため、今回の処理ステップＳ２０３では今回駆動する主駆動パルスＰ１が過充電指示駆動パルスＰｋｊと判定して、前回同様に、過消費駆動パルスＰｋｓでステッピングモータ１０８を回転駆動するように制御する。以後、前記処理を繰り返す。

制御回路１０４は、処理ステップＳ２０２において前記所定時間経過したと判定すると、今回駆動する主駆動パルスＰ１が過充電領域にあることを表すエネルギランクの駆動パルス（過充電指示駆動パルスＰｋｊ）の場合には処理ステップＳ２０４へ移行して過充電指示駆動パルスＰｋｊでステッピングモータ１０８を駆動するように主駆動パルス発生回路１０５に制御信号を出力する（ステップＳ２０６）。

この場合、ステッピングモータ１０８は過充電指示駆動パルスＰｋｊによって回転駆動され（ステップＳ２０４）、回転状況に応じて補正駆動パルスＰ２による駆動やランクアップが行われることになる（ステップＳ２０５、Ｓ２０９、Ｓ２１０）。これにより、主駆動パルスが過充電指示駆動パルスＰｋｊになった場合、所定時間（本第1の実施の形態では８０秒）経過する前までは過消費駆動パルスＰｋｓによって駆動が行われ（ステップＳ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０８）、前記所定時間経過すると過充電指示駆動パルスＰｋｊによって駆動が行われることになる（ステップＳ２０２、Ｓ２０６、Ｓ２０４）。
制御回路１０４は、処理ステップＳ２０６において今回駆動する主駆動パルスＰ１が過充電指示駆動パルスＰｋｊではない場合には主駆動パルスのランクを１ランクダウンした後（ステップＳ２０７）、処理ステップＳ２０４へ移行する。

制御回路１０４は、ステッピングモータ１０８が回転しなかったと判定した場合には（ステップＳ２０５）、補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０８を回転駆動するように補正駆動パルス制御信号を補正駆動パルス発生回路１０６に出力した後（ステップＳ２０９）、主駆動パルスＰ１のランクを１ランクアップして処理を終了する（ステップＳ２１０）。次回の駆動は、前記主駆動パルスＰ１よりも１ランク上の主駆動パルスＰ１によって駆動されることになる。今回の駆動が過充電指示駆動パルスＰｋｊであった場合には、次回の駆動は、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりも１ランク上の主駆動パルスＰ１によって駆動されることになる。

したがって、過消費駆動パルスＰｋｓによって所定時間（換言すれば所定回数）駆動される毎に過充電指示駆動パルスＰｋｊによる駆動が行われ、前記過充電指示駆動パルスＰｋｊではステッピングモータ１０８を回転させることができなかった場合には、主駆動パルスＰ１のランクを上げ、過消費駆動パルスＰｋｊ以外の主駆動パルスＰ１に変更して駆動することになる。

以上述べたように本第１の実施の形態によれば、少なくともステッピングモータ１０８に電力を供給する電源としての二次電池１１１と、ステッピングモータ１０８の回転状況を検出する回転検出回路１０９と、複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０８の回転状況に応じたエネルギの駆動パルスを選択してステッピングモータ１０８を駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、二次電池１１１の電圧が充電適正領域外になったと判定したとき、二次電池１１１の電圧に応じた所定の動作を行うことを特徴としている。

また本第１の実施の形態によれば、少なくともステッピングモータ１０８に電力を供給する電源としての二次電池１１１と、ステッピングモータ１０８の回転状況を検出する回転検出回路１０９と、複数種類の駆動パルスＰ１、Ｐ２の中からステッピングモータ１０８の回転状況に応じたエネルギの駆動パルスＰ１、Ｐ２を選択して駆動する制御手段と、二次電池１１１を充電する充電手段とを備え、前記制御手段は、前記複数種類の駆動パルスＰ１、Ｐ２中の所定エネルギの過充電指示駆動パルスＰｋｊによってステッピングモータ１０８を回転させることが可能と判定した場合、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりもエネルギの大きい所定エネルギの過消費駆動パルスＰｋｓに変更して駆動することを特徴としている。

したがって、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、二次電池１１１が充電適正領域外になったことを検出することが可能になり、検出結果に応じた動作が可能になる。
また、このように、ステッピングモータ１０８を過充電指示駆動パルスＰｋｊで駆動できる場合には二次電池１１１が過充電と判定し、ステッピングモータ１０８の回転に必要なエネルギよりも大きいエネルギの駆動パルスで駆動することによって過大に消費させ、二次電池１１１の蓄電量を速やかに減少させて過充電にならないようにしているため、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく、二次電池１１１の過充電を抑制して二次電池１１１の劣化を抑えることが可能になる。

また、過充電指示駆動パルスＰｋｊや過消費駆動パルスＰｋｓとして、ステッピングモータ１０８を通常駆動するための駆動パルスを用いることにより、駆動パルスの種類を増加させる必要がないという効果を奏するが、過充電判定専用の過充電指示駆動パルスＰｋｊや過消費専用の過消費駆動パルスＰｋｓを用いるようにしてもよい。
また、過消費駆動パルスＰｋｓによってステッピングモータ１０８を回転させつつ大きな電力を消費させることが可能になる。

また、本第１の実施の形態によれば、コンパレータ回路等の電圧検出専用回路を設けることなく二次電池１１１の過充電を抑制することが可能になるため、回路構成が小型化可能となり、小型なアナログ電子時計を構成することが可能になる。
また、一定時間毎に駆動パルスを過充電指示駆動パルスＰｋｊに戻し、過充電指示駆動パルスＰｋｊによる駆動ではステッピングモータ１０８が回転しないと判定した場合には過充電領域ではないと判定するように構成しているため、二次電池１１１が過充電領域にあるか否かを確実に判定することが可能になる。

図３は、本発明の第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。本第２の実施の形態のブロック図は図１と同じである。
前記第１の実施の形態では、ステッピングモータ１０８を過充電指示駆動パルスＰｋｊで回転させることができる場合には二次電池１１１が過充電と判定し、ステッピングモータ１０８を過消費駆動パルスＰｋｓである最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍａｘで駆動することによって過充電にならないように構成したが、本第２の実施の形態では、前記の如くして二次電池１１１が過充電と判定した場合に、過消費駆動パルスＰｋｓとして補正駆動パルスＰ２を用いて駆動するように構成している。

即ち、制御回路１０４は、図３の処理ステップＳ２０３において今回駆動する主駆動パルスＰ１が過充電指示駆動パルスＰｋｊの場合、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりもエネルギの大きい所定エネルギの過消費駆動パルスＰｋｓ（本第２の実施の形態では補正駆動パルスＰ２）でステッピングモータ１０８を回転駆動するように補正駆動パルス発生回路１０６に補正駆動パルス制御信号を出力する（ステップＳ３０１）。

補正駆動パルス発生回路１０６は、前記補正駆動パルス制御信号に応答して、モータドライバ回路１０７を介して、過充電指示駆動パルスＰｋｊよりもエネルギの大きい所定エネルギの過消費駆動パルスＰｋｓ（本第２の実施の形態では補正駆動パルスＰ２）でステッピングモータ１０８を回転駆動する。これにより、大きなエネルギが消費されるため、二次電池１１１の蓄電量を速やかに減少させて過充電領域から適正な充電領域へ移行させることが可能になる。また、前記第１の実施の形態よりも大きなエネルギの過消費駆動パルスＰｋｓを用いるため、過充電抑制効果が大である。

図４は、本発明の第３の実施の形態の動作を示すフローチャートである。本第３の実施の形態のブロック図は図１と同じである。
前記第１、第２の実施の形態では前記の如くして二次電池１１１が過充電と判定した場合、過消費駆動パルスＰｋｓとして単一の主駆動パルスＰ１ｍａｘ又は補正駆動パルスＰ２を用いて駆動するように構成したが、本実施の形態では、複数種類の駆動パルスの組により駆動することで大きな電力を消費させて過充電を抑制するように構成している。

即ち、制御回路１０４は、図４の処理ステップＳ２０４において主駆動パルスＰ１で駆動した後、ステッピングモータ１０８が回転し且つ、そのときの主駆動パルスＰ１が過充電指示駆動パルスＰｋｊの場合には、これと同極性の補正駆動パルスＰ２で駆動するようにしている（ステップＳ２０５、Ｓ４０１、Ｓ４０２）。このように、主駆動パルスＰ１が過充電を表す過充電指示駆動パルスＰｋｊの場合には、当該過充電指示駆動パルスＰｋｊの駆動に加えて補正駆動パルスＰ２でも駆動するようにしている（ステップＳ２０４、Ｓ４０２）。

このように、複数種類の駆動パルスの組（本第３の実施の形態では、過充電指示駆動パルスＰｋｊ及び補正駆動パルスＰ２）によって過消費駆動パルスＰｋｓを構成するようにしているため、前記第１、第２実施の形態と同様に、大きなエネルギが消費され、二次電池１１１の蓄電量を速やかに減少させて過充電領域から適正な充電領域へ移行させることが可能になる。また、最初に駆動した過充電指示駆動パルスＰｋｊによってステッピングモータ１０８を回転させ、これに続く同極性の補正駆動パルスＰ２ではステッピングモータ１０８を回転させることなく単に大きな電力を消費するように構成しているため、各駆動パルスの役割分担が明確になり、制御を容易にすることが可能になる。

図５は、本発明の第４の実施の形態の動作を示すフローチャートであり、図２〜図４と同一処理を行う部分には同一符号を付している。本第４の実施の形態のブロック図は図１と同じである。
前記第１〜第３の実施の形態は二次電池１１１が過充電領域に入った場合の例であるが、本第４の実施の形態は二次電池１１１が過放電領域に入った場合の例である。本第４の実施の形態を前記各第１〜第３の実施の形態と組み合わせるように構成することができる。

図１及び図５において、制御回路１０４は、処理ステップＳ２０２において、所定時間経過していないと判定すると、今回駆動する主駆動パルスＰ１が、二次電池１１１の電圧が過放電の領域にあることを表す所定エネルギランクの駆動パルス（過放電指示駆動パルスＰｋｈ（本第４の実施の形態では最大エネルギランクの主駆動パルスＰ１ｍａｘ））ではない場合（ステップＳ２０３）、当該主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０８を回転駆動するように主駆動パルス発生回路１０５に主駆動パルス制御信号を出力する（ステップＳ２０４）。主駆動パルス発生回路１０５は、前記主駆動パルス制御信号に応答して、モータドライバ回路１０７を介して前記主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０８を回転駆動する。

制御回路１０４は、処理ステップＳ２０３において今回駆動する主駆動パルスＰ１が所定エネルギの過放電指示駆動パルスＰｋｈであると判定すると、二次電池１１１は過放電領域にあると判定し、最大エネルギランクの主駆動パルスＰ１ｍａｘを用いて、時刻針が通常運針（この場合のステッピングモータ１０８の駆動を通常駆動と称す。）とは異なる変則運針（この場合のステッピングモータ１０８の駆動を変則駆動と称す。）を行うようにステッピングモータ１０８を回転駆動するように制御する（ステップＳ５０１）。

処理ステップＳ５０１において用いる駆動パルスは、ステッピングモータをより確実に回転させ得るように、過放電指示駆動パルスＰｋｈ以上の駆動パルスを用いるが、過放電指示駆動パルスＰｋｈ以上の駆動パルスであれば、最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍａｘ、補正駆動パルスＰ２、あるいは特定の駆動パルスを用いるように構成することができる。

ここで、通常駆動とは、所定時間経過する毎に前記ステッピングモータ１０８を１回駆動する動作であり、例えば、時刻表示のために時刻針である秒針を１秒毎に１回運針するためにステッピングモータ１０８を回転駆動する動作である。また、変則駆動とは、前記通常駆動とは異なる態様でステッピングモータ１０８を回転駆動する動作であり、例えば、所定時間経過する毎に、前記所定時間分纏めて前記ステッピングモータを複数回駆動する動作である。例えば、通常駆動が、秒針を１秒毎に１回運針する動作の場合、変則駆動として、２秒毎に纏めて２回分運針駆動するように構成する。

制御回路１０４は、処理ステップＳ５０１において変則駆動を行うように制御した後、次回は、過放電指示駆動パルスＰｋｈで駆動するように状態を維持して処理を終了する。制御回路１０４は、次回駆動時にステップ２０３の処理に移行した場合、前回の処理において過放電指示駆動パルスＰｋｊで駆動するように状態を維持しているため、今回の処理ステップＳ２０３では今回駆動する主駆動パルスＰ１が過放電指示駆動パルスＰｋｈと判定して、前回同様に、ステッピングモータ１０８を変則駆動するように制御する（ステップＳ５０１）。以後、前記処理を繰り返す。

制御回路１０４は、所定時間（本実施の形態では８０秒）毎に主駆動パルスＰ１から過放電指示駆動パルスＰｋｈよりも所定ランク（本実施の形態では１ランク）小さい主駆動パルスＰ１に変更して駆動する（ステップＳ２０２、Ｓ２０７、Ｓ２０４）。制御回路１０４は、該主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０８を回転させることができた場合には、二次電池１１１は過放電領域にないと判定して、次回の駆動は当該主駆動パルスＰ１で行うように状態を保持して処理を終了する（ステップＳ２０５）。これにより、次回の変則駆動は停止される。

このように、本第４の実施の形態によれば、制御回路１０４は、所定エネルギの過放電指示駆動パルスＰｋｈにランクアップしたと判定した場合、二次電池１１１は過放電領域にあると判定して、通常駆動とは異なる変則駆動によってステッピングモータ１０８を回転駆動するようにしているため、二次電池１１１の電圧を検出する専用回路等を設けることなく、使用者に充電を促すことが可能になる。

尚、前記各実施の形態では、主駆動パルスＰ１として矩形波の主駆動パルスを使用しパルス幅を変えることによってエネルギランクを変えるように構成したが、櫛歯状の主駆動パルスを使用しパルス幅は一定にしてデューティ比を変えることにより駆動エネルギを変えるように構成してもよく又、デューティ比は一定にして櫛歯数を変えることによって駆動エネルギを変える（この場合はパルス幅が変化する）、パルス電圧を変える等によって駆動エネルギを変えるようにしてもよい。

また、二次電池１１１の充電手段として太陽電池１１２を内蔵する構成としたが、自動巻きや手巻きの充電手段等、太陽電池１１２以外の充電手段を用いるように構成してもよく又、充電手段をアナログ電子時計とは別体に構成してもよい。
また、時刻針やカレンダ以外を駆動するためのステッピングモータにも適用可能である。
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。

１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・ランクダウンカウンタ回路
１０４・・・制御回路
１０５・・・主駆動パルス発生回路
１０６・・・補正駆動パルス発生回路
１０７・・・モータドライバ回路
１０８・・・ステッピングモータ
１０９・・・回転検出回路
１１０・・・アナログ表示部
１１１・・・二次電池
１１２・・・太陽電池

Claims (13)

1. 少なくともステッピングモータに電力を供給する電源としての二次電池と、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、複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じたエネルギの駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを駆動する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記二次電池の電圧が充電適正領域外になったと判定したとき、前記二次電池の電圧に応じた所定の動作を行う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、所定エネルギの過充電指示駆動パルスによって前記ステッピングモータを回転させることが可能と判定した場合、前記二次電池は過充電領域にあると判定して、前記過充電指示駆動パルスよりもエネルギの大きい過消費駆動パルスに変更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. 前記複数種類の駆動パルスとして相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスと前記各駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスが用意されて成り、
   前記過充電指示駆動パルスは前記複数種類の主駆動パルスの中の最低エネルギの主駆動パルスであることを特徴とする請求項２記載のステッピングモータ制御回路。
4. 前記複数種類の駆動パルスとして相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスと前記各駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスが用意されて成り、
   前記過消費駆動パルスは前記複数種類の主駆動パルスの中の最大エネルギの主駆動パルスであることを特徴とする請求項２又は３記載のステッピングモータ制御回路。
5. 前記複数種類の駆動パルスとして相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスと前記各駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスが用意されて成り、
   前記過消費駆動パルスは前記補正駆動パルスであることを特徴とする請求項２又は３記載のステッピングモータ制御回路。
6. 前記複数種類の駆動パルスとして相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスと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が用意されて成り、
   前記過消費駆動パルスは過充電指示駆動パルスと補正駆動パルスとを組合せた駆動パルスであることを特徴とする請求項２又は３記載のステッピングモータ制御回路。
7. 前記制御手段は、所定時間毎に主駆動パルスから前記過充電指示駆動パルスに変更して駆動し、前記過充電指示駆動パルスでは前記ステッピングモータを回転させることができなかった場合には、前記過消費駆動パルス以外の主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項２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. 前記制御手段は、所定エネルギの過放電指示駆動パルスにランクアップしたと判定した場合、前記二次電池は過放電領域にあると判定して、通常駆動とは異なる変則駆動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７のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
9. 前記複数種類の駆動パルスとして相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスと前記各駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスが用意されて成り、
   前記過放電指示駆動パルスは前記複数種類の主駆動パルスの中の最大エネルギの主駆動パルスであることを特徴とする請求項８記載のステッピングモータ制御回路。
10. 前記制御手段は、前記通常駆動では所定時間経過する毎に前記ステッピングモータを１回駆動し、前記変則駆動では所定時間経過する毎に前記ステッピングモータを複数回駆動することを特徴とする請求項８又は９記載のステッピングモータ制御回路。
11. 前記制御手段は、所定時間毎に主駆動パルスから前記過放電指示駆動パルスよりも所定ランク小さい主駆動パルスに変更して駆動し、該主駆動パルスで前記ステッピングモータが回転させることができた場合には、前記二次電池は過放電領域にないと判定して、前記変則駆動を停止することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
12. 前記二次電池を充電する充電手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
13. 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制御手段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を制御する制御手段として、請求項１乃至１２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て成ることを特徴とするアナログ電子時計。

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