JP2012065539A - 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】電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、正常に動作可能にする。
【解決手段】電源としての二次電池１１３と、ステッピングモータ１０５のロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、複数の区間を有する検出区間において誘起信号が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、前記複数の区間において前記回転検出手段によって検出された誘起信号が前記基準しきい電圧を超えるか否かを表すパターンに基づいて前記ステッピングモータの回転状況を判定し、前記判定結果に基づいて、相互にエネルギが相違する複数の駆動パルス中のいずれか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制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、二次電池１１３が所定電圧以上に高くなったと判定したとき、主駆動パルスよりもエネルギが大きい固定駆動パルスを選択して駆動する。
【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。

前記ステッピングモータの制御方式として、ステッピングモータを主駆動パルスＰ１によって駆動した際に、前記ステッピングモータに生じる誘起信号ＶＲｓを検出することによって回転したか否かを検出し、回転したか否かに応じて、パルス幅の異なる主駆動パルスＰ１に変更して駆動する、あるいは、主駆動パルスＰ１よりもパルス幅の大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転させるようにした補正駆動方式が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２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。このように、主駆動パルスで駆動した際のステッピングモータの回転状況を判定することによって、負荷に応じた主駆動パルスＰ１で回転駆動するようにパルス制御し、消費電流を低減している。

しかしながら、特許文献２記載の発明で用いる主駆動パルスＰ１には、回転検出を行うことやステッピングモータを回転させることが可能な電源電圧範囲が存在する。電源電圧が高すぎると、ロータは一旦回転するものの、振動が大き過ぎて初期位置に逆戻りしてしまい、その結果、ステッピングモータが回転できない可能性がある。
例えば、太陽電池等の電圧可変型電池を用いる場合、過充電によって急激に駆動電圧が上昇する可能性があり、その場合、電池電圧が回転検出可能な上限値よりも高くなるため誤った回転検出を行ったり、又、回転させることができなくなる恐れがある。

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、電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、正常に動作可能にすることを課題としている。

本発明によれば、電源としての電池と、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、複数の区間を有する検出区間において前記誘起信号が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、前記複数の区間において前記回転検出手段によって検出された誘起信号が前記基準しきい電圧を超えるか否かを表すパターンに基づいて前記ステッピングモータの回転状況を判定し、前記判定結果に基づいて、相互にエネルギが相違する複数の駆動パルス中のいずれか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制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記電池が所定電圧以上に高くなったと判定したとき、主駆動パルスよりもエネルギが大きい固定駆動パルスを選択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、電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、正常に動作可能である。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、正常に動作可能であるため、より正確な運針駆動が可能になる。

本発明の各実施の形態に共通す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。 本発明の各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の動作を説明するためのタイミング図である。 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の動作を説明する判定チャートである。 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の動作を説明するためのタイミング図である。 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の動作を説明する判定チャートである。 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の動作を説明するためのタイミング図である。 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の動作を説明するためのテーブルである。 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の動作を説明するためのタイミング図である。 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の動作を説明するためのテーブルである。

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、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には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、前記時計信号に基づく計時動作や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制御を行う制御回路１０３、制御回路１０３からの制御信号に基づいてモータ回転駆動用の駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示する時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１０９の３種類）を有するアナログ表示部１０６を備えている。

また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ１０５のロータの回転によって発生し所定の基準しきい電圧を超える誘起信号ＶＲｓを所定の検出区間Ｔにおいて検出する回転検出回路１１０、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した時点と検出した区間とを比較して、当該誘起信号ＶＲｓがどの区間において検出されたのかを判別する検出区間判別回路１１１を有している。尚、詳細は後述するが、検出区間Ｔは複数の区間（第１の実施の形態では３つの区間、第２の実施の形態では４つの区間）に区分されている。
また、アナログ電子時計の電源である二次電池１１３、二次電池１１３を充電する太陽光（ソーラー）発電素子１１２を備えている。

回転検出回路１１０は、前記特許文献１に記載された回転検出回路と同様の原理を利用して誘起信号ＶＲｓを検出する構成のものであり、ステッピングモータ１０５が回転した場合等のように回転動作が速い場合には所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える誘起信号ＶＲｓが発生し、モータ１０５が回転しなかった場合等のように回転動作が遅い場合には誘起信号ＶＲｓは基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐが設定されている。
尚、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１０６は時刻表示手段を構成している。回転検出回路１１０は回転検出手段を構成し、制御回路１０３、駆動パルス選択回路１０４及び検出区間判別回路１１１は駆動制御手段を構成している。

図２は、本発明の各実施の形態で使用するステッピングモータ１０５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１０５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１０５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（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Ｉ〜第４象限ＩＶ）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Ａ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１０５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Ａ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。

図３は、本発明の第１の実施の形態において主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を駆動した場合のタイミング図で、主駆動パルスＰ１での駆動エネルギの状態、ロータ２０２の回転位置を示す回転挙動、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミング、回転状況を表すパターン及び駆動パルスの切り換え等の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、又、ａ〜ｅ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検出時間Ｔ１（第１区間Ｔ１）、検出時間Ｔ１よりも後の所定時間を検出時間Ｔｖ（第２区間Ｔｖ）、検出時間Ｔｖよりも後の所定時間を検出時間Ｔ２（第３区間Ｔ２）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（検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２）に区分している。

各検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが発生したか否かを検出する区間である。
制御回路１０３は、回転検出回路１１０によって検出された基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが属する検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２のパターンによってステッピングモータ１０５の回転状況や二次電池１１３の電圧を判定する。
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Ａが位置するＸＹ座標空間を第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分した場合、検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２は次のように表すことができる。

即ち、通常駆動の状態において、検出時間Ｔ１はロータ２０２を中心とする空間の第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向（ロータ２０２が回転する方向）の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔｖは第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向回転状況及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、検出時間Ｔ２は第３象限ＩＩＩ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、通常駆動とは通常時の駆動状態を意味し、本実施の形態では、二次電池１１３が安定駆動可能な所定の電圧範囲内であり、主駆動パルスＰ１によって時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１０９）を駆動する状態を通常駆動としており、主駆動パルスＰ１のエネルギがステッピングモータ１０５を回転させるのに余裕のある回転（余裕回転）である。

また、二次電池１１３が通常駆動時よりもやや電圧が低い状態で前記主駆動パルスＰ１によって駆動する状態（ややエネルギ低い状態）では、検出時間Ｔ１は第２象限ＩＩにおけるロータ２０２の最初の正方向の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔｖは第２象限ＩＩにおけるロータ２０２の最初の正方向の回転状況及び第３象限ＩＩＩにおける最初の正方向の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔ２は第３象限ＩＩＩにおけるロータ２０２の最初の正方向の回転状況及び最初の逆方向回転以後の回転状況を判定する区間である。

過剰エネルギの状態は、二次電池１１３の電圧が通常駆動時よりも高い状態で主駆動パルスＰ１によって駆動する状態である。
また、かなりエネルギの低い状態は、二次電池１１３の電圧が通常駆動時よりもかなり低い状態で主駆動パルスＰ１によって駆動する状態である。
また、非回転の状態は、二次電池１１３の電圧が通常駆動に対して極めて低下して、主駆動パルスＰ１のエネルギがステッピングモータ１０５を回転させるのに不足している状態での駆動であり、ステッピングモータ１０５を回転させることができない駆動状態である。

基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０５で発生する誘起信号ＶＲｓの電圧レベルを判定する基準電圧であり、ステッピングモータ１０５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が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ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が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
例えば、図３において通常駆動の状態では、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔ１、Ｔｖにおいて検出され、領域ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔｖ、Ｔ２において検出される。

回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」とすると、図３の通常駆動の例では、回転状況を表すパターン（検出時間Ｔ１の判定値，検出時間Ｔｖの判定値，検出時間Ｔ２の判定値）として（０，０，１）が得られている。制御回路１０３は前記パターンに基づいて通常駆動と判定し、主駆動パルスＰ１によって駆動すると共に、前記主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を回転させることができなかったと判定した場合には補正駆動パルスＰ２によって駆動するようにパルス制御を行う。

また、ややエネルギ低い状態においては、領域ａで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔ１において検出され、領域ａ、ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔｖにおいて検出され、領域ｂ、ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔ２において検出される。図３の例では、パターン（１，０，１）が得られており、制御回路１０３はややエネルギ低い状態と判定して、固定駆動パルスＰｋによる連続駆動回数を計数するカウンタの計数値（パルスカウント）を０にリセットする。なお、前記カウンタは図示していないが、制御回路１０３に内蔵されている。

図４は本実施の形態の動作をまとめた判定チャートである。図４において、前述したとおり、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」と表している。また、「０／１」は、判定値が「１」、「０」のどちらでもよいことを表している。

以下、図１〜図４を用いて、本発明の第１の実施の形態の動作を説明する。本第１の実施の形態では、駆動パルスとして、通常の駆動状態で使用する１種類の主駆動パルスＰ１、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、及び主駆動パルスＰ１と補正駆動パルスＰ２の間のエネルギを有し二次電池１１３が所定電圧以上のときに選択して使用する固定駆動パルスＰｋを用いている。各駆動パルスは、エネルギを異ならせるためにパルス幅が異なるように構成している。尚、固定駆動パルスＰｋとしては主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい駆動パルスを用いることができるが、駆動パルスの種類を減らすために、固定駆動パルスＰｋとして、補正駆動パルスＰ２を用いるように構成してもよい。

図１において、発振回路１０１は所定周波数の基準クロック信号を発生し、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を発生し、制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記時計信号を計数して計時動作を行い、主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する。

駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転駆動されて、時刻針１０７〜１０９を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０５が正常に回転した場合には、表示部１０６では、時刻針１０７〜１０９によって現在時刻が随時表示される。
回転検出回路１１０は検出区間Ｔにおいて、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓの有無を検出する。

制御回路１０３は、検出区間判別回路１１１が前記誘起信号ＶＲｓの検出時期を判定したパターンに基づいて、制御回路１０３内部に記憶した図４の判定チャートを参照して、主駆動パルスＰ１による駆動、補正駆動パルスＰ２による駆動、固定駆動パルスＰｋによる駆動等のパルス制御動作を行ってステッピングモータ１０５を回転制御する。
例えば、制御回路１０３は、パターン（０／１，０，０）の場合、ステッピングモータ１０５が回転していない（非回転）と判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。

制御回路１０３は、パターン（１，１，０／１）の場合、二次電池１１３はかなりエネルギが低い状態、即ち、二次電池１１３が所定電圧よりもかなり低い状態であると判定する。また、この場合に制御回路１０３は、ステッピングモータ１０５は回転したが、次回駆動時に非回転になる恐れがあると判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、非回転となる前に早めに固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動を行う。尚、固定駆動パルスＰｋはステッピングモータ１０５を確実に回転させることが可能な駆動パルスであるため、固定駆動パルスＰｋによる駆動時には回転検出は行わない。

前記カウンタは、固定駆動パルスＰｋによる連続駆動回数を計数し、制御回路１０３は前記計数値が所定値になったとき、主駆動パルスＰ１による駆動でも安定駆動が可能と判定して、第１パルス制御動作を行う。
前記第１パルス制御動作は、主駆動パルスＰ１としては１種類の主駆動パルスＰ１を使用し、前記主駆動パルスＰ１で駆動した後、前記主駆動パルスＰ１での駆動による回転状況を判定し、非回転（パターンが（０／１，０，０））と判定した場合は補正駆動パルスＰ２で駆動することによってステッピングモータ１０５を強制的に回転させ、回転（前記パターン以外のパターンの場合）と判定した場合は補正駆動パルスＰ２による駆動を行わないようにした制御動作である。このようにして、安定した駆動を実現する制御動作である。

ところで、通常駆動時はパターン（０，０，１）が得られるが、太陽光発電素子１１２によって二次電池１１３が過充電状態になると、二次電池１１３の電圧が急激に上昇する。この場合、ステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓは通常駆動時よりも早く出力され、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出時間Ｔｖで検出されることになる。
制御回路１０３は、パターン（０，１，０／１）の場合、二次電池１１３は過剰エネルギの状態であり、二次電池１３の電圧が適正な所定電圧よりもかなり高い状態であると判定する。

この場合、制御回路１０３は、二次電池１１３の電圧上昇に伴う不安定な動作の発生を防止するために、固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。主駆動パルスＰ１よりも時間幅の長い固定駆動パルスＰｋによって駆動することにより、一定の制動をかけた状態でステッピングモータ１０５を回転駆動でき、確実に回転させることが可能になる。
前記カウンタは固定駆動パルスＰｋによる連続駆動回数を計数し、制御回路１０３は前記計数値が前記所定値になったとき、主駆動パルスＰ１による駆動でも安定駆動が可能と判定して、主駆動パルスＰ１に戻して、第１パルス制御動作により駆動する。このようにして、二次電池１１３の電圧上昇時でも安定した駆動を実現する。

制御回路１０３は、パターン（０，０，１）の場合は、二次電池１１３は通常駆動可能なエネルギの状態であり、電圧が適正な所定電圧の状態であると判定する。また、制御回路１０３は、パターン（１，０，１）の場合は、二次電池１１３はややエネルギが低い状態であり、電圧が前記適正な所定電圧よりもやや低い状態であると判定する。これらの場合、制御回路１０３は、第１パルス制御動作を行うことによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。

以上述べたように本第１の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、二次電池１１３の電池電圧が所定電圧以上に高くなったときに、主駆動パルスＰ１より大きい所定の駆動パルスに切り換えて駆動するようにしているため、二次電池１１３の電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、正常に動作可能である。
また、太陽光発電素子１１２によって二次電池１１３が過充電状態となり、電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、固定駆動パルスＰｋによって駆動することにより、高電圧の動作域を拡大することが可能になる。

また、電圧検出回路を使用せずに、誘起信号ＶＲｓのパターンによって二次電池１１３が所定電圧以上か否かを判定しているため、回路構成が簡単である。
また、第２区間Ｔｖの判定値が「１」のとき、電池電圧が所定電圧以上に高くなったと判定し、主駆動パルスＰ１による駆動では回転しない可能性があると判定して、固定駆動パルスＰｋで駆動するようにしているため、正常に回転させることができる。また、第２区間Ｔｖの判定値が「１」のとき、電池電圧がかなり低くなったと判定し、主駆動パルスＰ１による駆動では回転しない可能性があると判定して、固定駆動パルスＰｋで駆動するようにしているため、正常に回転させることができる。即ち、制御回路１０３は、第２区間Ｔｖの判定値が「１」のとき、少なくとも電池電圧が所定電圧以上に高くなったと判定し、主駆動パルスＰ１による駆動では回転しない可能性があると判定して、固定駆動パルスＰｋで駆動するようにしているため、正常に回転させることができる。

また、固定駆動パルスＰｋによって所定回数連続して適正に駆動できたとき、固定駆動パルスＰｋによる駆動から主駆動パルスＰ１に戻すようにしているため、主駆動パルスＰ１に戻した後も安定した駆動が可能になる。
また、主駆動パルスＰ１よりもパルス幅の長い固定駆動パルスＰｋで駆動することにより、適正な制動をかけながら回転駆動することができ、ロータ２０２の戻りや回り過ぎを防止することができる。

また、本第１の実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、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、ステッピングモータ制御回路として前記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しているため、電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも正常に動作可能であり、より正確な運針駆動が可能になる。誘起信号ＶＲｓのパターンによって二次電池１１３が所定電圧以上か否かを判定しているため、回路構成が簡単である等の効果を奏する。

図５は、本発明の第２の実施の形態において主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を駆動した場合のタイミング図で、主駆動パルスＰ１での駆動エネルギの状態、ロータ２０２の回転位置を示す回転挙動、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミング、回転状況を表すパターン及び駆動パルスの切り換え等のパルス制御動作をあわせて示している。
本第２の実施の形態においても検出区間Ｔを複数の区間に区分するように構成している。前記第１の実施の形態では、検出区間Ｔを３つの区間に区分したが、本第２の実施の形態では検出区間Ｔを４つの区間に区分している。
図５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、又、ａ〜ｅ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検出時間Ｔ１（第１区間Ｔ１）、検出時間Ｔ１よりも後の所定時間を検出時間Ｔｖ（第２区間Ｔｖ）、検出時間Ｔｖよりも後の所定時間を検出時間Ｔ２（第３区間Ｔ２）、検出時間Ｔ２よりも後の所定時間を検出時間Ｔ３（第４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４つの区間（検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３）に区分している。

各検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが発生したか否かを検出する検出領域である。
制御回路１０３は、回転検出回路１１０によって検出された基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが属する検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３のパターンによってステッピングモータ１０５の回転状況や二次電池１１３の電圧を判定する。

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Ａが位置するＸＹ座標空間を第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分した場合、検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３は次のように表すことができる。
即ち、通常駆動の状態において、検出時間Ｔ１はロータ２０２を中心とする空間の第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向（ロータ２０２が回転する方向）の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔｖは第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向回転状況及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、検出時間Ｔ２は第３象限ＩＩＩ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、検出区間Ｔ３は検出時間Ｔ２以後の回転状況を判定する区間である。
ここで、通常駆動の意味は前記第１の実施の形態と同じである。

また、二次電池１１３が通常駆動時よりもやや電圧が低い状態で主駆動パルスＰ１によって駆動する状態（ややエネルギ低い状態）では、検出時間Ｔ１は第２象限ＩＩにおけるロータ２０２の最初の正方向の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔｖは第２象限ＩＩにおけるロータ２０２の最初の正方向の回転状況及び第３象限ＩＩＩにおける最初の正方向の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔ２は第３象限ＩＩＩにおけるロータ２０２の最初の正方向の回転状況及び最初の逆方向回転以後の回転状況を判定する区間、検出時間Ｔ３は検出時間Ｔ２以後の回転状況を検出する区間である。

過剰エネルギの状態は、二次電池１１３の電圧が通常駆動時よりも高い状態で主駆動パルスＰ１によって駆動する状態である。
また、かなりエネルギの低い状態は、二次電池１１３の電圧が通常駆動時よりもかなり低い状態で主駆動パルスＰ１によって駆動する状態である。
また、非回転の状態では、二次電池１１３の電圧が通常駆動時に対して極めて低下して、主駆動パルスＰ１のエネルギがステッピングモータ１０５を回転させるのに不足している状態の駆動であり、ステッピングモータ１０５を回転させることができない駆動状態である。

基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０５で発生する誘起信号ＶＲｓの電圧レベルを判定する基準電圧であり、第１の実施の形態と同様に、ステッピングモータ１０５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が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ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が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。

例えば、図５において通常駆動の状態では、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔ１、Ｔｖにおいて検出され、領域ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔｖ、Ｔ２において検出される。
回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」とすると、図５の通常駆動の例では、回転状況を表すパターン（検出時間Ｔ１の判定値，検出時間Ｔｖの判定値，検出時間Ｔ２の判定値，検出時間Ｔ３の判定値）として（０，０，１，０）が得られている。制御回路１０３は前記パターンに基づいて通常駆動と判定して、主駆動パルスＰ１によって駆動すると共に、前記主駆動パルスＰ１によって第１所定回数連続してステッピングモータ１０５を回転させることができたと判定した場合にはエネルギが１ランク低い主駆動パルスＰ１に切り換えて駆動するようにパルス制御動作を行う。

また、ややエネルギ低い状態においては、領域ａで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔ１において検出され、領域ａ、ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔｖにおいて検出され、領域ｂ、ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは検出時間Ｔ２において検出される。図５の例では、パターン（１，０，１，０）が得られており、制御回路１０３はややエネルギ低い状態と判定して、主駆動パルスＰ１によって通常駆動を行うと共に、同一エネルギの主駆動パルスＰ１による連続駆動回数を計数するカウンタの計数値（パルスカウント）を０にリセットする。尚、前記カウンタは制御回路１０３に内蔵されている。
図６は本第２の実施の形態の動作をまとめた判定チャートである。図６において、判定値「１」、「０」、「０／１」の意味は前記第１の実施の形態と同じである。

以下、図１、図２、図５、図６を用いて、本発明の第２の実施の形態の動作を説明する。本第２の実施の形態では、駆動パルスとして、通常の駆動状態で使用し相互にエネルギの異なる複数の主駆動パルスＰ１０〜Ｐ１ｍ、各主駆動パルスＰ１０〜Ｐ１ｍよりもエネルギが大きい補正駆動パルスＰ２、及び、主駆動パルスＰ１と補正駆動パルスＰ２の間のエネルギを有し二次電池１１３が所定電圧以上のときに選択して使用する固定駆動パルスＰｋを用いている。各駆動パルスは、エネルギを異ならせるためにパルス幅が異なるように構成している。尚、固定駆動パルスＰｋとしては主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい駆動パルスを用いることができるが、駆動パルスの種類を減らすために、固定駆動パルスＰｋとして、補正駆動パルスＰ２を用いるように構成してもよい。

図１において、発振回路１０１は所定周波数の基準クロック信号を発生し、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を発生し、制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記時計信号を計数して計時動作を行い、主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する。

駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転駆動されて、時刻針１０７〜１０９を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０５が正常に回転した場合には、表示部１０６では、時刻針１０７〜１０９によって現在時刻が随時表示される。
回転検出回路１１０は検出区間Ｔにおいて、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓの有無を検出する。

制御回路１０３は、検出区間判別回路１１１が前記誘起信号ＶＲｓの検出時期を判定したパターンに基づいて、制御回路１０３内部に記憶した図６の判定チャートを参照して、主駆動パルスＰ１による駆動、補正駆動パルスＰ２による駆動、固定駆動パルスＰｋによる駆動等の駆動パルス制御を行ってステッピングモータ１０５を回転制御する。
例えば、制御回路１０３は、パターン（０／１，０，０，０）の場合、ステッピングモータ１０５が回転していない（非回転）と判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。

パターン（１，１，０／１，０／１）の場合、二次電池１１３はかなりエネルギが低い状態、即ち、二次電池１１３が所定電圧よりもかなり低い状態である。この場合、制御回路１０３は、ステッピングモータ１０５は回転したが、次回駆動時に非回転になる恐れがあるため、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、非回転となる前に早めに固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動を行う。
尚、固定駆動パルスＰｋはステッピングモータ１０５を確実に回転させることが可能な駆動パルスであるため、固定駆動パルスＰｋによる駆動時には回転検出は行わない。

前記カウンタは固定駆動パルスＰｋによる連続駆動回数を計数し、制御回路１０３は前記計数値が所定値になったとき、主駆動パルスＰ１による駆動でも安定駆動が可能と判定して、主駆動パルスＰ１に切り換えて第２パルス制御動作を行う。
前記第２パルス制御動作は、相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスＰ１を使用し、主駆動パルスＰ１で駆動した後、誘起信号ＶＲｓのパターンによってステッピングモータ１０５の回転状況を判定し、駆動エネルギ不足の場合には駆動エネルギを１ランクアップした主駆動パルスＰ１に変更して駆動する、駆動エネルギが過大の場合には駆動エネルギを１ランクダウンした主駆動パルスＰ１に変更して駆動する等、省電力化を図ると共にステッピングモータ１０５が正常に回転駆動できるように駆動パルスの変更制御を行う制御動作である。

制御回路１０３は、前記主駆動パルスＰ１による駆動ではステッピングモータ１０５が回転しないと判定したとき（パターンが（０／１，０，０，０）のとき）は補正駆動パルスＰ２で駆動する。このようにして、安定した駆動を実現する。
通常駆動時はパターン（０，０，１，０／１）が得られるが、太陽光発電素子１１２によって二次電池１１３が過充電状態になると、二次電池１１３の電圧が急激に上昇する。この場合、ステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓは通常駆動時よりも早く出力され、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが検出時間Ｔｖで検出されることになる。
制御回路１０３は、パターン（０，１，０／１，０／１）の場合、二次電池１１３は過剰エネルギの状態であり、電圧が適正な所定電圧よりもかなり高い状態であり、電池電圧が所定電圧以上に高くなった可能性があると判定する。

この場合、制御回路１０３は、二次電池１１３の電圧上昇に伴う不安定な動作の発生を防止するために、固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。主駆動パルスＰ１よりも時間幅の長い固定駆動パルスＰｋによって駆動することにより、一定の制動をかけた状態でステッピングモータ１０５を回転駆動でき、確実に回転させることが可能になる。

前記カウンタは固定駆動パルスＰｋによる連続駆動回数を計数し、制御回路１０３は前記計数値が前記所定値になったとき、主駆動パルスＰ１による駆動でも安定駆動が可能と判定して、所定の主駆動パルスＰ１に戻して、第２パルス制御動作により駆動する。このようにして、二次電池１１３の電圧上昇時でも安定した駆動を実現する。
即ち、制御回路１０３は、第２区間Ｔｖの判定値が「１」（パターン（１，１，０／１，０／１）、（０，１，０／１，０／１））のとき、少なくとも電池電圧が所定電圧以上に高くなった可能性があると判定し、したがって主駆動パルスＰ１による駆動では回転しない可能性があると判定して、固定駆動パルスＰｋで駆動するようにしているため、正常に回転させることができる。

制御回路１０３は、パターン（０，０，１，０／１）の場合は、二次電池１１３は通常駆動可能なエネルギの状態であり、電圧が適正な所定電圧の状態であると判定する。この場合、制御回路１０３は第２パルス制御動作を行い、同一エネルギの主駆動パルスＰ１で所定回数（ＰＣＤ回数）連続して駆動できた場合は、エネルギが１ランク下の主駆動パルスに変更（ランクダウン）して駆動する。

また、制御回路１０３は、パターン（１，０，１，０／１）の場合は、二次電池１１３はややエネルギが低い状態であり、電圧が適正な所定電圧よりもやや低い状態であると判定する。これらの場合、制御回路１０３は第２パルス制御動作を行うが、前記所定回数（ＰＣＤ回数）を計数しているカウンタの計数値を０にリセットする。
また、制御回路１０３は、パターン（０／１，０，０，１）の場合は、二次電池１１３はエネルギが低い状態であり、電圧が適正な所定電圧よりも一定値低い状態であると判定する。この場合、制御回路１０３は第２パルス制御動作を行うことによりステッピングモータ１０５を回転駆動する。

また、制御回路１０３は、パターン（１，１，０／１，０／１）の場合は、二次電池１１３はエネルギがかなり低い状態であり、電圧が適正な所定電圧よりもかなり低い状態であると判定する。この場合、制御回路１０３は駆動パルスを固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動する。制御回路１０３は、固定駆動パルスＰｋによって所定回数連続して回転させることができた場合、第２パルス制御動作に移行して所定の主駆動パルスによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。

以上述べたように本第２の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、前記第１の実施の形態と同様に、二次電池１１３の電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも、正常に動作可能である。また、電圧検出回路を使用せずに、誘起信号ＶＲｓのパターンによって二次電池１１３が所定電圧以上か否かを判定しているため、回路構成が簡単である。また、主駆動パルスＰ１よりもパルス幅の長い固定駆動パルスＰｋで駆動することにより、適正な制動をかけながら回転駆動することができ、ロータ２０２の戻りや回り過ぎを防止することができる等の効果を奏する。

また、本第２の実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、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、ステッピングモータ制御回路として、前記ステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴としているので、電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合でも正常に回転駆動可能になり、より正確な運針駆動が可能になる。また、誘起信号ＶＲｓのパターンによって二次電池１１３が所定電圧以上か否かを判定しているため、回路構成が簡単である等効果を奏する。

次に、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ついて説明する。
前記第１、第２の実施の形態ではかなりエネルギが低いことを検出した場合には直ちに主駆動パルスＰ１を固定駆動パルスＰｋに切り替えて駆動するようにしたが、本第３の実施の形態では、主駆動パルスＰ１がかなりエネルギが低くなった場合でも直ちに固定駆動パルスＰｋに切り替えるのではなく、極力、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を駆動するように構成している。

また、前記第１、第２の実施の形態では検出区間Ｔを複数の区間で構成すると共に各区間の時間幅を一定に固定したが、本第３の実施の形態では主駆動パルスの種類に応じて区間の領域（区間の開始位置や時間幅）を変えるように構成している。
これにより、電池電圧が所定電圧以上に高くなった場合には前記第２の実施の形態と同様に固定駆動パルスＰｋによる駆動に切り替えることによって正常に動作可能である。また、電池電圧が所定電圧以下に低下した状態で主駆動パルスＰ１のランクが大きくなった場合でも、できるだけ固定駆動パルスＰｋに切り替えずに所定エネルギの主駆動パルスＰ１（エネルギは固定駆動パルスＰｋよりも小さい。）で駆動するように構成して、電力消費を抑制するようにしている。

電池電圧が更に低下した状態になったときに初めて、前記第２の実施の形態と同様に、固定駆動パルスＰｋによる駆動に切り替えるようにしている。このようにして補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、非回転となる前に早めに固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動を行うことにより、補正駆動パルスＰ２による駆動回数を低減して電力消費を抑制することができるようにしている。

図７は、本発明の第３の実施の形態において複数種類の主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を駆動した場合のタイミング図で、駆動エネルギの状態、ロータ２０２の回転位置を示す回転挙動、そのとき駆動した主駆動パルスＰ１の種類、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミング、回転状況を表すパターン及び駆動パルスの切り換え等のパルス制御動作をあわせて示している。
また、図８は、本第３の実施の形態で使用する主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４と検出区間Ｔの各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３の領域の関係を示すテーブルである。図８には、主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４に対応付けられた各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３の領域の一例を示している。

本第３の実施の形態では、主駆動パルスとして４種類の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４を使用している。主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４は相互にエネルギが異なっており、主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４、固定駆動パルスＰｋ及び補正駆動パルスＰ２のエネルギの大小関係は、主駆動パルスＰ１１＜主駆動パルスＰ１２＜主駆動パルスＰ１３＜主駆動パルスＰ１４＜固定駆動パルスＰｋ＜補正駆動パルスＰ２となっている。

また、本第３の実施の形態においても前記各実施の形態と同様に検出区間Ｔを複数の区間に区分している。即ち、本第３の実施の形態の形態において、主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間を検出時間Ｔ１（第１区間Ｔ１）、検出時間Ｔ１よりも後の所定時間を検出時間Ｔｖ（第２区間Ｔｖ）、検出時間Ｔｖよりも後の所定時間を検出時間Ｔ２（第３区間Ｔ２）、検出時間Ｔ２よりも後の所定時間を検出時間Ｔ３（第４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（本第３の実施の形態では前記第２の実施の形態と同様に４つの区間（検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３））に区分している。

主駆動パルスＰ１のランクが最大エネルギランクではない主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合には、図７、図８に示すように、各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３の領域は図５と同じ領域に固定されている。図７、図８に示した例では、主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合、主駆動パルスＰ１の駆動開始時点を基準（０ｍｓ）として、第１区間Ｔ１は４〜６ｍｓの範囲の区間、第２区間Ｔｖは７〜８ｍｓの範囲の区間、第３区間Ｔ２は９〜１３ｍｓの範囲の区間、第４区間Ｔ３は１４〜２２ｍｓの範囲の区間である。

一方、主駆動パルスＰ１のランクが最大エネルギランクの主駆動パルスＰ１４の場合には、第１区間Ｔ１の時間幅を広くして第２区間Ｔｖの開始タイミングを遅らせ、又、第３区間Ｔ２の開始タイミングを遅らせることによって第３区間Ｔ２の時間幅を狭くしている。即ち、図７、図８の例では、主駆動パルスＰ１４の場合、主駆動パルスＰ１の駆動開始時点を基準（０ｍｓ）として、第１区間Ｔ１は４〜７ｍｓの範囲の区間、第２区間Ｔｖは８〜９ｍｓの範囲の区間、第３区間Ｔ２は１０〜１３ｍｓの範囲の区間、第４区間Ｔ３は変更せずに１４〜２２ｍｓの範囲の区間となるように、各区間Ｔ１〜Ｔ３の領域を設定している。

このように、主駆動パルスＰ１が所定ランクの主駆動パルス（本第３の実施の形態では最大エネルギランクＰ１４）の場合、他の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合に比べて、少なくとも第２区間Ｔｖの開始時点を遅らせるように領域を設定している。また、主駆動パルスＰ１が所定ランクの主駆動パルス（本第３の実施の形態では最大エネルギランクＰ１４）の場合、他の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合に比べて、少なくとも第２区間Ｔｖの開始時点を遅らせることによって少なくとも第２区間Ｔｖの時間幅を狭くするように領域を設定している。
係る構成により、電池電圧の低下に伴って主駆動パルスＰ１のエネルギが最大ランクの主駆動パルスＰ１４になった場合でも、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが第２区間Ｔｖで発生し難くくなるため、固定駆動パルスＰｋに切り替わることを極力抑制して主駆動パルスＰ１によって駆動することができるようにしている。

以下、図１、図２、図７、図８を用いて、本第３の実施の形態の動作を、前記第２の実施の形態と相違する部分について詳細に説明する。
図１において、発振回路１０１は所定周波数の基準クロック信号を発生し、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を発生し、制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記時計信号を計数して計時動作を行い、主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する。

駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転駆動されて、時刻針１０７〜１０９を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０５が正常に回転した場合には、表示部１０６では、時刻針１０７〜１０９によって現在時刻が随時表示される。
回転検出回路１１０は検出区間Ｔにおいて、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓの有無を検出する。

制御回路１０３は、検出区間判別回路１１１が前記誘起信号ＶＲｓの検出時期を判定したパターンに基づいて、主駆動パルスＰ１による駆動、補正駆動パルスＰ２による駆動、固定駆動パルスＰｋによる駆動等の駆動パルス制御を行ってステッピングモータ１０５を回転制御する。
先ず、駆動する主駆動パルスＰ１が最大エネルギランクの主駆動パルスＰ１４以外の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合を説明すると、制御回路１０３は、少なくとも第２区間Ｔｖの判定値が「１」（パターン（０／１，１，０／１，０／１））のとき、二次電池１１３が所定電圧以上に高くなった過剰エネルギの状態であり、電圧が適正な所定電圧よりもかなり高い状態であり、主駆動パルスＰ１による駆動では回転しない可能性があると判定する。

この場合、制御回路１０３は、二次電池１１３の電圧上昇に伴う不安定な動作の発生を防止するために、固定駆動パルスＰｋに切り換えて駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。各主駆動パルスＰ１よりも時間幅の長い固定駆動パルスＰｋによって駆動することにより、一定の制動をかけた状態でステッピングモータ１０５を回転駆動でき、確実に回転させることが可能になる。

前記カウンタは固定駆動パルスＰｋによる連続駆動回数を計数し、制御回路１０３は前記計数値が所定値になったとき、主駆動パルスＰ１による駆動でも安定駆動が可能と判定して、所定の主駆動パルスＰ１（例えば固定駆動パルスＰｋに切り替える直前の主駆動パルスＰ１）に戻して、第２パルス制御動作により駆動する。このようにして、二次電池１１３の電圧上昇時でも安定した駆動を実現する。
制御回路１０３は、パターン（０，０，１，０）の場合は、二次電池１１３は通常駆動可能なエネルギの状態であり、電圧が適正な所定電圧の状態であると判定する。この場合、制御回路１０３は第２パルス制御動作を行い、同一エネルギの主駆動パルスＰ１で所定回数（ＰＣＤ回数）連続して駆動できた場合は、エネルギが１ランク下の主駆動パルスに変更（ランクダウン）して駆動する。

また、制御回路１０３は、パターン（０／１，０，０，１）の場合は、二次電池１１３はエネルギが低い状態であり、電圧が適正な所定電圧よりも一定範囲低い状態であると判定する。この場合、制御回路１０３は第２パルス制御動作を行うことにより、主駆動パルスＰ１を１ランクアップしてステッピングモータ１０５を回転駆動する。
このときの主駆動パルスＰ１が主駆動パルスＰ１３の場合、主駆動パルスＰ１４にランクアップすることになる。

次に、主駆動パルスＰ１が最大エネルギランクの主駆動パルスＰ１４の場合を説明する。
制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１４で駆動する場合、検出区間Ｔの各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３を図８に示すように切り替えて区間判定を行うように検出区間判別回路１１１を制御する。検出区間判別回路１１１は、制御回路１０３の前記区間制御に応答して、少なくとも第２区間Ｔｖの時間幅を狭くするように領域を変更して区間判定を行う。
この場合、制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１４によって駆動したとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが第３区間Ｔ２のみで所定回数連続して検出された場合、主駆動パルスＰ１のエネルギが大きいと判定して、主駆動パルスＰ１４を１ランク下の主駆動パルスＰ１３にランクダウンする。

一方、制御回路１０３は、本来であれば第１区間Ｔ１で検出されるべき誘起信号Ｖｒｓが遅れて発生して第２区間Ｔｖで検出されるような場合、即ち、主駆動パルスＰ１４によって駆動したときに得られパターンが（１，１，０，１）のときは、かなりエネルギが低く主駆動パルスＰ１４で駆動を続けると非回転になる可能性があると判定して、固定駆動パルスＰｋに切り替えて駆動する。即ち、制御回路１０３は第２区間Ｔｖの判定値が「１」のとき、少なくとも電池電圧が所定電圧以上に高くなったと判定し、主駆動パルスＰ１４による駆動では回転しない可能性があると判定して、固定駆動パルスＰｋで駆動するようにしているため、正常に回転させることができる。

制御回路１０３は、固定駆動パルスＰｋで所定回数連続して回転できたときは所定エネルギランクの主駆動パルスＰ１（例えば主駆動パルスＰ１４）に切り替えて第２パルス制御動作を行う。
尚、制御回路１０３は、ＶＲｓパターン（１／０，０，０，０）が得られた場合には非回転と判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を回転駆動し、前記非回転時の主駆動パルスＰ１が主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合には、主駆動パルスＰ１４にランクアップする。

このように、本第３の実施の形態では、前記第２の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、主駆動パルスＰ１が所定ランクの主駆動パルスＰ１の場合には、他の主駆動パルスＰ１の場合に比べて少なくとも第２区間Ｔｖの開始時点を遅らせるように領域を変えているため、電池電圧が低下した場合でも、主駆動パルスＰ１が固定駆動パルスＰｋに切り替わることを極力抑制することが可能になり、電力消費を抑制することができる。
また、電池電圧が更に低下した場合には固定駆動パルスＰｋによる駆動に切り替わるため、低い電池電圧でもより確実にステッピングモータ１０５を回転駆動することが可能になる。

次に、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ついて説明する。
図９は、本発明の第４の実施の形態において複数種類の主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０５を駆動した場合のタイミング図で、駆動エネルギの状態、ロータ２０２の回転位置を示す回転挙動、そのとき駆動した主駆動パルスの種類、誘起信号ＶＲｓが発生するタイミング、回転状況を表すパターン及び駆動パルスの切り換え等のパルス制御動作をあわせて示している。
また、図１０は、本第４の実施の形態で使用する主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４と検出区間Ｔの各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３の領域の関係を示すテーブルである。図１０には、主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４に対応付けられた各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３の領域の一例を示している。

本第４の実施の形態では、前記第３の実施の形態と同様に、主駆動パルスとして４種類の主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４を使用している。主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４は相互にエネルギが異なっており、主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１４、固定駆動パルスＰｋ及び補正駆動パルスＰ２のエネルギの大小関係は、主駆動パルスＰ１１＜主駆動パルスＰ１２＜主駆動パルスＰ１３＜主駆動パルスＰ１４＜固定駆動パルスＰｋ＜補正駆動パルスＰ２となっている。

また、本第４の実施の形態においても前記各実施の形態と同様に検出区間Ｔを複数の区間に区分している。即ち、本第４の実施の形態の形態において、主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間を検出時間Ｔ１（第１区間Ｔ１）、検出時間Ｔ１よりも後の所定時間を検出時間Ｔｖ（第２区間Ｔｖ）、検出時間Ｔｖよりも後の所定時間を検出時間Ｔ２（第３区間Ｔ２）、検出時間Ｔ２よりも後の所定時間を検出時間Ｔ３（第４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（本第４の実施の形態では前記第２、第３の実施の形態と同様に４つの区間（検出時間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３））に区分している。
主駆動パルスＰ１のランクが最大エネルギランクではない主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合には、図９、図１０に示すように、各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３の領域は図５、図７、図８と同じ領域に固定されている。

一方、主駆動パルスＰ１のランクが最大エネルギランクの主駆動パルスＰ１４の場合には、第２区間Ｔｖの時間幅を０にすると共に第３区間Ｔ２の開始時点を第１区間Ｔ１の終了時点に一致させることによって第３区間Ｔ２の時間幅を広くするように領域を設定している。即ち、図９、図１０の例では、主駆動パルスＰ１４の場合、主駆動パルスＰ１の駆動開始時点を基準（０ｍｓ）として、第１区間Ｔ１は４〜６ｍｓの範囲の区間、第２区間Ｔｖの区間幅は０、第３区間Ｔ２は７〜１３ｍｓの範囲の区間、第４区間Ｔ３は変更せずに１４〜２２ｍｓの範囲の区間となるように領域を設定している。

このように、主駆動パルスＰ１が所定ランクの主駆動パルス（本第４の実施の形態では最大エネルギランクＰ１４）の場合、第２区間Ｔｖの時間幅を０にするように領域を変えている。
係る構成により、電池電圧の低下に伴って主駆動パルスＰ１のエネルギが最大ランクの主駆動パルスＰ１４になった場合、固定駆動パルスＰｋに切り替えないようにして、消費電力を極力抑制するようにしている。

以下、図１、図２、図９、図１０を用いて、本第４の実施の形態の動作を、前記第３の実施の形態と相違する部分について詳細に説明する。尚、主駆動パルスＰ１が主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合の動作は、前記第３の実施の形態と同じである。
制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１３でステッピングモータ１０５を駆動したとき、得られたパターンが（０／１，０，０，１）の場合は、二次電池１１３はエネルギが低い状態であり、電圧が適正な所定電圧よりも低い状態であると判定する。この場合、制御回路１０３は次回駆動時に、第２パルス制御動作を行うことにより、主駆動パルスＰ１３を主駆動パルス１４へ１ランクアップしてステッピングモータ１０５を回転駆動する。

制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１４で駆動する場合、検出区間Ｔの各区間Ｔ１、Ｔｖ、Ｔ２、Ｔ３を図１０に示すように切り替えて区間判定を行うように検出区間判別回路１１１を制御する。検出区間判別回路１１１は、制御回路１０３の前記区間制御に応答して、第２区間Ｔｖの時間幅を０にするように領域を設定して区間判定を行う。このとき検出区間判別回路１１１は、第２区間Ｔｖの時間幅を０にするように領域を設定すると同時に、第３区間Ｔ２を第１区間Ｔ１に続くように領域変更し、これにより第３区間Ｔ２の時間幅を長くするように領域変更して区間判定を行う。

制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１４によって駆動したとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓが第３区間Ｔ２のみで所定回数連続して検出された場合、主駆動パルスＰ１のエネルギが大きいと判定して、主駆動パルスＰ１４を１ランク下の主駆動パルスＰ１３にランクダウンする。制御回路１０３は、誘起信号ＶＲｓのパターンがそれ以外の回転状況を表すパターンの場合には、固定駆動パルスＰｋに切り替えて駆動することなく、主駆動パルスＰ１４による駆動を継続して行う。
尚、制御回路１０３は、ＶＲｓパターン（１／０，０，０，０）が得られた場合には非回転と判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を回転駆動し、前記非回転時の主駆動パルスＰ１が主駆動パルスＰ１１〜Ｐ１３の場合には主駆動パルスＰ１４にランクアップする。

このように、本第４の実施の形態では、前記第３の実施の形態と同様に、電池電圧が上昇した場合でも安定して回転駆動することが可能になる。また、本第４の実施の形態では、主駆動パルスＰ１が所定エネルギの主駆動パルスＰ１（本第４の実施の形態では主駆動パルスＰ４）の場合には、第２区間Ｔｖの時間幅を０にするように領域を変更しているため、電池電圧が低下した場合でも、主駆動パルスＰ１を固定駆動パルスＰｋに切り替えずに前記所定エネルギの主駆動パルスＰ１による駆動を継続するようにしているため、電力消費を抑制することができる。

尚、前記各実施の形態では検出区間Ｔは３つ又は４つの区間を有するように構成したが、少なくとも２つ以上の区間を有するように構成することができる。
また、前記各実施の形態では電源を二次電池と二次電池を充電する太陽光（ソーラー）発電素子を用いたものとして構成したが、リチウム系電池の様に放電とともに電圧が変動する一次電池でも適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例としてアナログ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、本発明に係るアナログ電子時計は、アナログ電子腕時計、アナログ電子置時計等の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・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス選択回路
１０５・・・ステッピングモータ
１０６・・・アナログ表示部
１０７・・・時針
１０８・・・分針
１０９・・・秒針
１１０・・・回転検出回路
１１１・・・検出区間判別回路
１１２・・・太陽光発電素子
１１３・・・二次電池
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 (15)

1. 電源としての電池と、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、複数の区間を有する検出区間において前記誘起信号が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、前記複数の区間において前記回転検出手段によって検出された誘起信号が前記基準しきい電圧を超えるか否かを表すパターンに基づいて前記ステッピングモータの回転状況を判定し、前記判定結果に基づいて、相互にエネルギが相違する複数の駆動パルス中のいずれか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制御する駆動制御手段とを備え、
   前記駆動制御手段は、前記電池が所定電圧以上に高くなったと判定したとき、主駆動パルスよりもエネルギが大きい固定駆動パルスを選択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. 前記駆動制御手段は、前記誘起信号のパターンに基づいて前記電池が所定電圧以上に高くなったか否かを判定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. 相互にエネルギが異なる複数種類の主駆動パルスが用意され、
   前記各主駆動パルスには前記検出区間における区間の領域が対応付けられており、
   所定の主駆動パルスに対応付けられた区間の領域は、他の主駆動パルスに対応付けられた区間の領域とは異な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. 前記検出区間は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区間及び前記第２区間よりも後の第３区間に区分され、
   前記駆動制御手段は、前記第２区間において前記基準しきい電圧を超える誘起信号を検出したとき、少なくとも前記電池が所定電圧以上に高くなったと判定して、主駆動パルスよりもエネルギが大きい固定駆動パルスを選択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. 通常駆動の状態において、前記第１区間は前記ロータを中心とする空間の第３象限において前記ロータの最初の正方向回転状況を判定する区間、前記第２区間は前記第３象限において前記ロータの最初の正方向回転状況及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、前記第３区間は前記第３象限において前記ロータ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とを特徴とする請求項４記載のステッピングモータ制御回路。
6. 前記検出区間は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区間及び前記第３区間よりも後の第４区間に区分され、
   前記駆動制御手段は、前記第２区間において前記基準しきい電圧を超える誘起信号を検出したとき、少なくとも前記電池が所定電圧以上に高くなったと判定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。
7. 通常駆動の状態において、前記第１区間は前記ロータを中心とする空間の第３象限において前記ロータの最初の正方向回転状況を判定する区間、前記第２区間は前記第３象限において前記ロータの最初の正方向回転状況及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、前記第３区間は前記第３象限において前記ロータの最初の逆方向回転後の回転状況を判定する区間、前記第４区間は前記第３区間以後の回転状況を判定する区間であることを特徴とする請求項６記載のステッピングモータ制御回路。
8. 所定エネルギの主駆動パルスには、前記第２区間の開始位置が遅くなるように設定されて成ることを特徴とする請求項４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. 前記駆動制御手段は、所定エネルギの主駆動パルスで前記ステッピングモータを駆動制御する場合、前記パターンに基づいてエネルギがかなり小さいことを検出したとき、前記固定駆動パルスを選択して駆動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
10. 所定エネルギの主駆動パルスには、前記第２区間の時間幅が０に設定されて成ることを特徴とする請求項４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。
11. 前記所定エネルギの主駆動パルスは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. 前記駆動制御手段は、前記固定駆動パルスによって連続して所定回数適正に回転できたとき、前記固定駆動パルスから主駆動パルスに戻して駆動制御す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. 前記固定駆動パルスは、前記主駆動パルスと補正駆動パルスの間のエネルギの駆動パルス、又は補正駆動パルスであることを特徴とする請求項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。
14. 前記電池は二次電池であり、前記二次電池を充電する太陽光発電素子を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
15. 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１４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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