JP2503423Y2 - 指針式電子時計のステップモ―タ駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、指針式電子時計におけるステップモータの
駆動回路に関するものである。

［従来技術とその問題点］ 従来の指針式電子時計のステップモータ駆動回路は、
駆動パルスを送出しても、何らかの原因で、それらに対
応してスッテップモータが回転しないときは、その直後
に、パルス幅が十分に大きい（すなわち駆動トルクを十
分に大きくする。）補正用駆動パルスを、再度、送出す
るものであった。

ところで、ステップモータの回転阻止要因に対して、
上記補正用駆動パルスよりもパルス幅が狭いものでも十
分に対応できるものも多数あり、ステップモータが回転
しなかった度に、毎回、上記の如き補正用パルスを送出
することは電力消費の面で無駄であった。

［考案の目的］ 本考案は、上述の如き事情に鑑みてなされたものであ
り、ステップモータが回転しなかった度に、一律に、極
めてパルス幅の大きい補正用駆動パルス、送出すること
からくる電力の無駄をなくした指針式電子時計のステッ
プモータ駆動回路の提供を目的とする。

［考案の要点］ この考案は、上記目的を達成するために、パルス幅が
除々に大となる駆動パルス群のうちのパルス選択指定手
段で選択指定されている１つの駆動パルスを一定周期
で、ステップモータに供給すると共に、パルス選択指定
手段で選択指定されている駆動パルスを供給した際に、
非回転が検出された場合には、非回転回数計数手段を歩
進すると共に、パルス選択指定手段を今まで選択指定さ
れていた駆動パルスの次にパルス幅が大きい駆動パルス
を選択指定するように制御し、一方、回転が検出された
場合には、非回転回数計数手段に非回転の数が記憶され
ていた場合、パルス選択指定手段で指定されている駆動
パルスを補正パルスとして１パルスづつ非回転の数だけ
早送り供給し、かつ、補正パルスを１パルス供給する毎
にステップモータが回転したか否かを検出し、回転のと
きに非回転回数計数手段を逆歩進して補正パルスの供給
を継続させ、非回転のときに補正パルスの供給を停止さ
せると供にパルス選択指定手段を次にパルス幅が大きい
駆動パルスを選択指定するように制御する点を要旨とす
る。

［実施例］ 以下、図面に示す一実施例に基づいて本考案を具体的
に説明する。

構成 第１図は、本実施例の回路構成を示すものであり、CP
U1を中心にし、他の各回路がこれに接続する構成となっ
ている。すなわち、マイクロプログラム記憶用ROM2は、
CPU1をコントロールするマイクロプログラムを記憶して
いる固定メモリで、1Hz信号発生部３は計時信号となる1
Hz信号をCPU1に与える回路部で、発振回路3aとこれから
の信号を1Hzまで分周する分周回路3bとからなる。ま
た、回転検出回路４は、後述の駆動コイル11に駆動パル
スが印加されたときに、それにより、ロータが回転した
か否かを検出し、回転がなされなかったときに非回転検
出信号ｌをCPU1に送出する回路である。駆動パルス送出
部５は、CPU1からの選択信号S₀〜S₅をそれぞれ受けて駆
動パルスP₀〜S₅を送出する駆動パルス発生回路5a〜5f
と、上記駆動パルスP₀〜S₅を受けて、それらを後述のア
ンドゲート８、９に送出するオアゲート5xとからなる。
RAM6は、CPU1との間でデータの授受を行なうメモリであ
り、各種レジスタを備えている。ここでレジスタＩは、
１秒毎の駆動パルスが、既に送出されているのにも拘ら
ず何らかの理由によりそれに対応するロータの回転が未
だ行なわれていないときに（すなわち運針が行なわれず
指針が実際の時間より遅れた時間を指しているとき
に）、その回転しなかった回数（以下、未回転回数とい
う）がセットされるレジスタである。レジスタＮは、一
旦、ロータの非回転が発生し、それに対応すべく高トル
ク用のパルス幅の大きい駆動パルスを送出した後、元の
駆動パルスに戻す処理において用いられるワーキングレ
ジスタである。レジスタｎは駆動コイル11に印加する駆
動パルスのパルス幅を選択すべく送出する選択信号S₀〜
S₅のいずれかを指定するレジスタである。極性指定フラ
グＭは駆動コイル11に印加する上記駆動パルスの極性を
選択すべくCPU1から送出される極性信号ｍをＨレベルと
するかＬレベルとするかを指定するフラグであり、この
極性指定フラグＭが立てられているときに極性信号ｍは
Ｈレベル、降ろされているときはＬレベルとなる。アン
ドゲート８は上記極性信号ｍによって開成され、アンド
ゲート９は上記極性信号ｍをインバター10で反転した信
号により開成され、それぞれ駆動パルス送出部５から送
られてくる駆動パルスを印加パルスφ_１又はφ_２として
駆動コイル11のコイル端11a又は11bに与える（すなわち
極性指定フラグＭが立てられているときは印加パルスφ
_１がコイル端11aに、降ろされているときは印加パルス
φ_２がコイル端11bにそれぞれ印加される）。

而して、駆動コイル11には駆動電流が流れ、これによ
る磁気力によりロータ（図示せず）が180°ずつ回転し
ていくが、回転検出回路４は、このロータの回転時に駆
動コイル11に誘起する電圧を調べ、それからロータの回
転・非回転を検出し、非回転の場合は非回転検出信号ｌ
をCPU1に送出する。

第２図は上記駆動パルス送出部５の駆動パルス発生回
路5a〜5fが、それぞれ送出する駆動パルスP₀〜P₅のパル
ス幅を示すものである。同図から分かるように、これら
は、駆動パルスP₀、P₁、P₂、……と順次、パルス幅は大
きくなっていき駆動パルスP₅のパルス幅は4.4msecとな
る。

動作 次に、上記の如く構成された本実施例の動作を、第３
図のフローチャートと第４図に示す前記印加パルス
φ_１、φ_２、非回転検出信号ｌのタイムチャートを参照
しながら説明する。

第３図に示す如く、電源投入と共に、先ず初期設定処
理が行なわれ、レジスタＩ、レジスタｎ、レジスタＮ、
極性指定フラグＭがクリアされる（ステップS1）。そし
て、1Hz信号発生部３からの1Hz信号を待機し（ステップ
S2）、この1Hz信号があったときは、ステップS3に進
む。このステップS3では、レジスタｎで指定される選択
信号すなわち選択信号S₀を駆動パルス発生回路5aに送出
して、この駆動パルス発生回路5aに駆動パルスP₀を送出
せしめる。この場合、駆動パルスP₀はオアゲート5xを介
してアンドゲート８、９に与えられるが、いま、極性指
定フラグＭが０となっており、極性信号ｍがＬレベルで
あるから、これを開閉制御信号とするアンドゲート８は
閉成し極性信号をインバータ10で反転した信号を開閉制
御信号とするアンドゲート９は開成しているので、上記
駆動パルスP₀はこのアンドゲート９を介して印加パルス
φ_２として送出されて駆動コイル11のコイル端11b側に
印加される。而して駆動コイル11にはコイル端11b側か
らコイル端11a側に駆動電流が流れ、それに対応するト
ルクが発生する。次いでステップS4では、上記トルクに
より、ロータが回転したか否かが検出され、回転した場
合は、ステップS5に進み極性指定フラグＭを反転してそ
の値を１とした上で、ステップS2に戻る。そして先の回
と同様にしてステップS2、S3、S4の処理が行なわれる
が、ステップS4でロータの回転が検出された場合は、ス
テップS5に進むが、この場合、先の回と異なり、極性指
定フラグＭが１となっているので極性信号ｍがＨレベル
となり、そのため、先の回と反対にアンドゲート８が開
成しアンドゲート９が閉成しているので、オアゲート5x
を介して送られてくる駆動パルスP₀は、アンドゲート８
を介して駆動コイル11のコイル端11a側に印加パルスφ
_１として印加される。而して、駆動コイル11にはコイル
端11a側からコイル端11b側に駆動電流が流れ、それに対
応するトルクが発生する。

以下、同様にして、ステップS4でロータの非回転が検
出されない限り、駆動パルスP₀が印加パルスφ_１または
φ_２として１秒毎に交互にコイル端11aまたはコイル端1
1bに与えられ（第４図（ａ）参照）、これに基づく電流
によりトルクが発生しロータは180°ずつ回転してい
く。

一方、ステップS3での駆動パルスの印加があり、ロー
タにトルクが加えられても、何らかの理由により、ロー
タが回転せずステップS4でロータの非回転が検出され、
回転検出回路４から非回転検出信号ｌが送出されてきた
場合には、ステップS4からステップS6に進み、レジスタ
Ｉに＋１するインクリメント処理を実行してこのレジス
タＩの値を１とする。すなわち、前記未回転回数が１で
あることをレジスタＩに記憶する。そして、レジスタｎ
に＋１するインクリメント処理を実行して、このレジス
タｎの値を１とし、レジスタＮに０を設定する（ステッ
プS7）。然る後、1Hz信号を待機し（ステップS8）、該
信号が送られてきたときは、レコスタｎにより指定され
る選択信号すなわち選択信号S₁を駆動パルス発生回路5b
に送り、駆動パルスP₁すなわち、上記駆動パルスP₀より
１ランクだけパルス幅が大きい駆動パルスをオアゲート
5xを介して送出せしめる（ステップS9）。このとき極性
指定フラグＭは、先の未回転駆動の時から反転されてい
ないので極性信号ｍにも変化がなく、アンドゲート８、
９の開閉状態にも変化がない。従って駆動コイル11のコ
イル端11aと11bのうち、上記未回転駆動のときと同一の
コイル端側に上記駆動パルスP₁が印加されることになる
（第４図（ｂ）参照）。すなわち、未回転駆動があった
ときは、次の通常駆動タイミングを待って１ランクだけ
パルス幅が大きい駆動パルスて駆動しなおすことにな
る。

以上の如くして駆動パルスP₁による駆動を試みた後、
該駆動によりロータが回転したか否かを検出し、（ステ
ップS10）、回転がなされなかった場合は、ステップS6
に戻る。そして、このステップでは未回転回数が更に１
回すなわち合計２回になったことを記憶するためレジス
タＩに＋１するインクリメント処理を行ないレジスタＩ
の値を２とする。そしてレジスタｎに＋１するインクリ
メント処理を実行し、その値を２とし（ステップS7）、
1Hz信号を待ち（ステップS8）、レジスタｎによって指
定される選択信号すなわち選択信号S₂を送出して駆動パ
ルス発生回路5cに駆動パルスP₂を送出せしめ、前記同様
にして駆動コイル11のコイル幅11aに印加パルスφ_１を
印加せしめる（ステップS9）。然る後、再度、回転検出
を行ない（ステップS10）、回転がなされていないとき
は、ステップS6に戻る。以下同様にして、ステップS10
で回転が検出されるまで未回転回数をレジスタＩに記憶
しながら、その都度、駆動パルスのパルス幅を１ランク
大きいものとしていく。

一方、ステップS10でロータの回転が検出された場
合、例えば第４図（ｃ）に示す如く、駆動パルスP₂での
駆動でロータが回転した場合（非回転検出信号ｌが送ら
れていない場合）には、次回の駆動に備えて極性指定フ
ラグＭを反転しておき（ステップS11）、未だレジスタ
Ｉが０となっておらず、未回転回数が残っていることを
確認する（ステップS12）。そしてステップS13では、レ
ジスタｎに基づく駆動パルスすなわち今回の駆動で用い
られロータを回転することができた駆動パルスP₂で、も
う一度、駆動する（第４図（ｄ）参照）。次いでロータ
の回転を確認し（ステップS14）、極性指定フラグＭを
反転しておき（ステップS15）、更にステップS16ではレ
ジスタＩに−１するデクレメント処理を実行して、この
値を１とし（すなわち未回転分の回転回数が１回に減少
したとし）、未だレジスタＩが０となっていないことを
確認し（ステップS17）、ステップS13に戻る。以下、同
様にして駆動パルスP₂により、更に１回だけ駆動し（第
４図（ｅ）参照）、レジスタＩを０とする（ステップS1
3〜S17）。すなわち、駆動パルスを送出したにも拘わら
ずロータが回転しなかった場合は、逐次駆動パルスの幅
を大きくしながら通常の駆動タイミングで回転を試み
て、ロータを回転できる最小パルス幅の駆動パルス（以
下、最小幅駆動パルスという）を捜し、その間の未回転
回数をレジスタＩに記憶していく。そして上記最小幅駆
動パルスを見付けたときはレジスタＩに記憶されている
未回転回数だけ早送りでロータを回転せしめる。

なお、一旦、ロータを回転できる駆動パルスを見つ
け、それによって未回転を取り戻す駆動を行なっている
最中に非回転が検出されたときは、ステップS14からス
テップS7に戻り、再度、駆動パルスのパルス幅を大きく
しながら最小幅駆動パルスを捜し（ステップS7〜S1
0）、それによって未回転分回転を取り戻す（ステップS
11〜S17）。

以上の如くして、全ての未回転分の回転を取り戻した
後には、ステップS17からステップS8に戻る。そしてこ
のステップでは1Hz信号を待機し、該信号があったとき
は、第４図（ｆ）に示す如く、前記処理で見付けた最小
幅駆動パルス（上記例では駆動パルスP₂）で駆動し（ス
テップS9）、回転を確認し（ステップS10）、極性指定
フラグＭを反転して（ステップS11）、すでにレジスタ
Ｉが０になっていることを確認し（ステップS12）、そ
の上でステップS18、S19へと進む。ステップS18ではレ
ジスタＮに＋１するインクリメント処理を実行して、ス
テップS19ではレジスタＮが未だ60に到っていないこと
を確認し、ステップS8に戻る。以下、上記最小幅駆動パ
ルスで上述同様の駆動を行ないその都度、レジスタＮに
＋１するインクリメント処理を行ない、レジスタＮの値
が60になるまですなわち１分間続ける（第４図（ｇ）参
照）。そして１分間経過後は、それをステップS19で検
出し、レジスタＮをクリアし（ステップS20）、ステッ
プS21を経てステップS22に進む。そしてステップS22で
はレジスタｎの値を１だけ減じて、その後ステップ８に
戻る。而して次回の駆動は、このレジスタｎによって指
定される駆動パルスすなわち上記駆動パルスより１ラン
ク下の駆動パルスにより行なわれる（第４図（ｈ）参
照）。以下同様にして１分毎に１ランクだけ下の駆動パ
ルスでの駆動に戻り（ステップS18〜S22）、最終的には
通常の駆動に用いられる駆動パルスP₀による駆動に戻
る。

なお、この考案は上記実施例に限定されず、この考案
を逸脱しない範囲内において種々変形応用可能である。

［考案の効果］ この考案は以上詳述したように、パルス幅が除々に大
となる駆動パルス群のうちのパルス選択指定手段で選択
指定されている１つの駆動パルスを一定周期で、ステッ
プモータに供給すると共に、パルス選択指定手段で選択
指定されている駆動パルスを供給した際に、非回転が検
出された場合には、非回転回数計数手段を歩進すると共
に、パルス選択指定手段を今まで選択指定されていた駆
動パルスの次にパルス幅が大きい駆動パルスを選択指定
するように制御し、一方、回転が検出された場合には、
非回転回数計数手段に非回転の数が記憶されていた場
合、パルス選択指定手段で指定されている駆動パルスを
補正パルスとして１パルスづつ非回転の数だけ早送り供
給し、かつ、補正パルスを１パルス供給する毎にステッ
プモータが回転したか否かを検出し、回転のときに非回
転回数計数手段を逆歩進して補正パルスの供給を継続さ
せ、非回転のときに補正パルスの供給を停止させると共
にパルス選択指定手段を次にパルス幅が大きい駆動パル
スを選択指定するように制御するものであるから、補正
パルスのパルス幅を必要最小限の幅にできて、消費電流
を少なくできる。また、補正パルスの早送り供給中に、
補正パルスを１パルス供給する毎にステップモータが回
転したか否かを検出し、非回転のときに補正パルスの供
給を停止させると共に、駆動パルスとして次にパルス幅
が大きい駆動パルスを選択指定するようにしたものであ
るから、回転ミスを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路構成を示す図、第２図
は第１図に示す各駆動パルス発生回路から送出される駆
動パルスのパルス幅を示す図、第３図は上記実施例の動
作を示すフローチャート、第４図は第１図に示す駆動コ
イルに印加されるパルスおよび同図の回転検出回路から
の非回転検出信号のタイムチャートである。 １……CPU、２……マイクロプログラム記憶用ROM、３…
…1Hz信号発生部、3a……発振回路、3b……分周回路、
４……回転検出回路、５……駆動パルス送出部、5a、5
b、5c、5d、5e、5f……駆動パルス発生回路、5x……オ
アゲート、６……RAM、11……駆動コイル、Ｉ、Ｎ、ｎ
……レジスタ、Ｍ……極性指定フラグ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パルス幅が除々に大となる駆動パルス群の
   うちの１つの駆動パルスを選択指定するパルス選択指定
   手段と、 一定周期で前記パルス選択指定手段で選択指定されてい
   る駆動パルスをステップモータに供給する駆動パルス供
   給手段と、 この駆動パルス供給手段が駆動パルスを供給した際に前
   記ステップモータが回転したか否かを検出する検出手段
   と、 この検出手段で非回転が検出される毎に歩進され非回転
   の数を計数する非回転回数計数手段と、 前記検出手段で非回転が検出された際に前記パルス選択
   指定手段を今まで選択指定されていた駆動パルスの次に
   パルス幅が大きい駆動パルスを選択指定するように制御
   するパルス幅制御手段と、 前記検出手段で回転が検出された際に前記非回転回数計
   数手段に非回転の数が記憶されていた場合、前記パルス
   選択指定手段で指定されている駆動パルスを１パルスづ
   つ前記非回転の数だけ前記一定周期より短い周期で早送
   り供給する補正パルス供給制御手段と、 この補正パルス供給制御手段で前記駆動パルスを１パル
   ス供給する毎に前記ステップモータが回転したか否かを
   検出し、回転のときに前記非回転回数計数手段を逆歩進
   して前記補正パルス供給制御手段による非回転の数分の
   駆動パルスの供給を継続させ、非回転のときに前記補正
   パルス供給制御手段による駆動パルスの供給を停止させ
   ると共に前記パルス選択指定手段を今まで選択指定され
   ていた駆動パルスの次にパルス幅が大きい駆動パルスを
   選択指定するように制御する継続停止制御手段と、 を備えることを特徴とする指針式電子時計のステップモ
   ータ駆動回路。