JP3299756B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、ステップモータの回転検出について、主
駆動パルス遮断後に複数の検出補助パルスをステップモ
ータに出力し、安定した検出を行う電子時計及び電子時
計のステップモータの駆動方法に関する。

背景技術 近年の電子時計用ステップモータは、低消費電流化の
ために、実効電力の小さな主駆動パルスをステップモー
タに出力する。その後、ロータの回転状態を何らかの手
段で検出し、その検出結果に応じて補正駆動パルスをス
テップモータに出力する、ステップモータの駆動手段が
実用化されている。例えば、特公昭61−8392号公報、特
公昭63−18148号公報などにこのような実用化例が開示
されている。

特公昭61−8392号公報で知られている実用化例は、図
２に補正駆動方式の駆動電圧波形図の一例を示し、図３
に図２の駆動方式で得られた主駆動パルス遮断後の電圧
波形の一例を示す。

図２で示した駆動電圧波形図の概要は、１秒毎にステ
ップモータに出力する主駆動パルスP1（以後P1と呼ぶ）
と、P1遮断後にステップモータの回転を検出する区間DT
と、P1でステップモータが非回転だったときに出力する
補正駆動パルスP2（以後P2と呼ぶ）から構成されてい
る。P1は、ステップモータに加わる負荷状態に応じて、
自動的にそのパルス幅を変更する。P2は、P1でロータが
正常なステップ駆動を実行できなかったときに出力する
ため、充分なトルクが出力できる実効電力の大きいパル
ス幅となっている。

図３は、ステップモータ駆動用MOSゲートなどを制御
して、パルス遮断後にコイルに閉ループを形成し、検出
抵抗に誘起する電圧波形を示したものである。ロータの
回転検出手段は、図３で示すように、区間DT内の誘起電
圧が、回転（図３の実線）、非回転（図３の点線）で異
なることを利用して、この誘起電圧がある一定電圧に達
したかを電気的に検出する識別方法を用いている。

この検出手段の特徴は、主駆動パルスで回転したロー
タが、主駆動パルス遮断後にロータが有する磁気ポテン
シャルエネルギーにより回転自由減衰運動を行い、その
減衰運動中にコイルに発生する誘起電圧の変化を、回転
検出手段に用いたことである。

特公昭63−18148号公報で知られている実用化例で
は、図４に補正駆動方式の駆動電圧波形図の一例を示
し、図５に検出パルスでロータを駆動したときに発生す
る電流波形の一例を示す。

図４で示した駆動電圧波形図の概要は、１秒毎にステ
ップモータに出力する主駆動パルスP1と、P1遮断後にス
テップモータの回転を検出するための検出パルスPx、Py
と、P1でステップモータが非回転だったときに出力する
補正駆動パルスP2から構成されている。なお、P1とP2に
ついては、図２で説明したP1とP2の概要と同様である。
検出パルスPx、Pyのパルス幅は、ステップモータが回転
できない程度の短いパルス幅である。

図５は、検出パルスでロータを駆動したときの電流波
形であり、ロータの磁極の向きに応じて、電流波形は図
５のａ線またはｂ線となる。このように電流波形が違う
理由は、検出パルスによりステータに形成される磁極
が、ロータ磁石の磁極の向きに対して反発状態にあるか
吸引状態にあるかで決定されるからである。そして、ロ
ータの回転検出手段は、図５の曲線で示す通り、検出パ
ルスでロータを駆動し、その時コイルに流れる電流波形
の形状差でロータの磁極の向きを識別し、ロータの回転
を検出するものである。

この検出手段の特徴は、電流消費を伴う実効電力とな
る検出パルスを用いて、電流波形の立上り電圧（電圧波
形の立上り形状）を検出して、ロータ磁石の磁極の位置
を検出することにより、ロータの回転を判定することで
ある。

しかし、従来の回転検出方法は、ロータの回転判定を
正確に行うには、下記の課題をもっていた。

ある所定時間（例えばパルス印加開始から８〜16msec
の間）内でロータの回転自由減衰運動により発生する誘
起電圧には、図６に示す様な誘起電圧と主駆動パルスの
パルス幅、及び誘起電圧とロータの慣性モーメントの関
係が存在する。

主駆動パルスのパルス幅と誘起電圧の関係を図６の実
線で示す誘起電圧波形により説明する。ステップモータ
に主駆動パルスを印加したとき、正常なステップ駆動を
可能とする最短パルス幅T1からある程度長いパルス幅T2
までは、誘起電圧は充分高い電圧である。しかし、パル
ス幅がT2より長くなると、急激に誘起電圧は低くなる。
この現象は、パルス幅の長いパルスを遮断した後にロー
タが保有する磁気ポテンシャルエネルギーが低く、ロー
タ減衰運動の振幅が小さくなるため、誘起電圧がロータ
の減衰運動の振幅に比例して低くなることによる。

また、誘起電圧とロータの慣性モーメントの関係を図
６の点線で示す誘起電圧波形により説明する。慣性モー
メントが小さなロータから成るステップモータは、低消
費電力化に加えて回転と停止を容易に実現できる。つま
り、慣性モーッメントが小さなロータは、少量の実効電
力で回転でき、かつ振幅の小さい減衰運動で、パルス遮
断後に短時間で停止するのである。この様に振幅が小さ
い場合、コイルに鎖交する磁束の絶対数が少なく、ロー
タの減衰運動による誘起電圧も低くなる。さらに、ロー
タの回転減衰運動が急速に低下してしまうため、ある所
定の時間で誘起電圧を検出する方法だと、ロータは既に
停止状態に近いため、単位時間当りの磁束の変化で発生
する誘起電圧も少なく、ロータの回転を非回転と判定し
てしまうことになる。

従って、主駆動パルス印加後に発生する誘起電圧を利
用したロータの回転検出方法においては、駆動トルクを
高めるために主駆動パルスのパルス幅を長くする必要か
ら消費電力が増加したり、また低消費電力化のためにロ
ータの慣性モーメントを小さくすると、パルス遮断後の
ロータ回転自由減衰運動の振幅が小さくなり、その結果
誘起電圧が低くなりロータの回転判定を誤る。

又、検出パルスを利用した検出方法においては、ロー
タ磁極の判別を正確に行うために、検出パルスのパルス
幅をある程度長くする必要があり、ステップモータの消
費電流が増大してしまうという課題があった。さらに、
ロータの静止状態から検出パルスを出力しないとロータ
の回転判定を誤るため、検出パルスの出力タイミングを
遅くしなければならず、ロータが非回転のときに出力す
る補正駆動パルスの出力タイミングが遅くなり、その結
果、指針の動きが遅れるために不自然に見える。

そこで、この発明の目的は、従来のこの様な課題を解
決するため、ロータの回転検出の精度を高めて、小型で
低消費電力化を実現できる電子時計を得ることにある。

発明の開示 上記課題を解決するために、この発明はステップモー
タと輪列を有する電子時計において、図１に示す様に、
ステップモータ７が１ステップ回転しない程度の実効電
力パルスとなる検出補助パルス信号を、分周回路８から
入力したクロック信号を元に少なくとも１つ以上生成し
て、駆動パルス選択回路４に出力する検出補助パルス生
成回路１と、分周回路８から入力したクロック信号を元
に、少なくとも１種類以上の主駆動パルス信号を生成し
て、駆動パルス選択回路４に出力する主駆動パルス生成
回路３と、分周回路８から入力したクロック信号を元に
生成して、主駆動パルスより長い補正駆動パルス信号
を、駆動パルス選択回路４に出力する補正駆動パルス生
成回路２と、主駆動パルス信号と検出補助パルス信号、
及び検出回路６からの検出信号に対応して補正駆動パル
ス信号の出力の有無を選択して、主駆動パルス信号と検
出補助パルス信号と補正駆動パルス信号を駆動回路５に
出力する駆動パルス選択回路４と、駆動パルス選択回路
４から入力した主駆動パルス信号と検出補助パルス信号
と補正駆動パルス信号を実効電力パルスに変換してステ
ップモータ７に出力する駆動回路５と、分周回路８から
入力したクロック信号を元に、回路のスイッチ切り換え
をすることでステップモータ７の回転検出を行い、回転
検出結果に応じた検出信号を生成して、駆動パルス選択
回路４に出力する検出回路６を有する回路構成として、
検出補助パルスをステップモータ７に印加する事で、ス
テップモータ７の回転検出を確実にして、検出精度の向
上を実現する構成とした。

上記のように構成された電子時計は、１秒毎にステッ
プモータに印加する主駆動パルスの遮断後、一定時間が
経過した後に、検出補助パルスをステップモータに印加
する。主駆動パルス遮断後に回転自由減衰運動するロー
タの回転角速度は、検出補助パルスにより回転速度が増
幅され、検出補助パルス印加前よりも速くなる。そし
て、コイルに発生する誘起電圧の電位は、ロータの回転
角速度に比例して高くなる。

上記のような検出補助パルスの印加により、ロータの
回転速度が増して回転減衰運動の振幅が大きくなる点に
ついて、図７（ａ）〜（ｅ）と図８を用いて説明する。

図７（ａ）は、ロータ70が磁気的に安定した角度αで
静止していることを示す図である。これは、ステータ71
に設けられたノッチ72、73とロータ70が有する磁石との
間に、磁気的なポテンシャルエネルギー差が生じて、エ
ネルギー差の最も少ない角度αにロータが静止するため
である。

まず、図７（ａ）に示すロータの静止状態より、図８
に示す主駆動パルスP1をステップモータに印加すると、
コイル74に磁束75が発生する。するとステータ71に図７
（ｂ）に示すように磁極が発生し、ロータ70は磁気の反
発を利用して矢印の方向に回転を始める。

図８に示す様にロータ磁極Ｎが角度βを越えた後に、
主駆動パルスP1を遮断すると、ロータ70は磁気的に安定
した角度α１で静止するために回転自由減衰運動を開始
する。このとき、ロータ70には磁気ポテンシャルエネル
ギーと主駆動パルスによる慣性力による回転エネルギー
が保有されている。

図７（ｃ）に示す角度γにロータ磁極Ｎが到達した時
に、図８に示す検出補助パルスPaを駆動回路５に入力す
ると、コイル74に磁束が発生し、図７（ｃ）示した磁極
がステータ71に発生する。ロータ70は、再度磁気の反発
による回転エネルギーが供給され、図８に示す実線波形
のように回転自由減衰運動の振幅が大きくなる。

ロータの回転自由減衰運動の振幅が大きくなると、図
７（ｄ）に示すように、コイル74に鎖交する磁束75の変
化量も増加し、コイル74に誘起する電流も多くなる。図
８に示す点線波形は、検出補助パルスをステップモータ
に印加しない場合のロータの回転状態を示したもので、
ロータの振幅が小さくコイル74に鎖交する磁束75の変化
量も少ないため、誘起する電流も少なくなる。

そして、検出補助パルス遮断後のロータ70は、図８の
実線波形に示すような回転自由減衰運動を行い、図７
（ｅ）に示す磁気的に安定した角度α１に停止する。以
上の様に、主駆動パルスP1遮断後のロータの回転自由減
衰運動中に、ロータの回転運動を誘発する検出補助パル
スPaをステップモータに印加することは、前記減衰運動
の振幅も大きくなり、ロータの回転検出に必要なコイル
に鎖交する磁束の変化量を多くし、誘起電圧を高くする
作用がある。従って、前記誘起電圧と一定の基準電圧を
電気的に比較する検出方式を用いた本発明においては、
検出補助パルスで前記誘起電圧の電位を高くすることに
より、ステップモータの回転検出を容易でかつ正確にす
る。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の第一実施例のブロック図を示した説
明図である。

図２は、従来の補正駆動方式の一例を示した駆動電圧
波形図である。

図３は、主駆動パルス遮断後のステップモータの回転
自由減衰運動による電圧波形の一例を示した図である。

図４は、従来の補正駆動方式の他の一例を示した駆動
電圧波形図である。

図５は、検出パルス駆動中の駆動電流波形の一例を示
した図である。

図６は、パルス幅と誘起電圧の関係を示した説明図で
ある。

図７の（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例のロータの
動作原理を示した説明図である。

図８は、本発明の実施例の駆動パルスとロータの回転
角度の関係を示した図である。

図９は、本発明における第一実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図10は、本発明における主駆動パルス生成回路３の一
例を示す回路図である。

図11は、本発明における補正駆動パルス生成回路２の
一例を示す回路図である。

図12は、本発明における検出補助パルス生成回路１の
一例を示す回路図である。

図13は、本発明における駆動パルス選択回路４の一例
を示す回路図である。

図14は、本発明における駆動パルス選択回路４の入出
力信号を示したタイミングチャートである。

図15は、本発明における駆動回路５の一例を示す回路
図である。

図16は、本発明の実施例のコイルに流れる電流の経路
について示した図である。

図17は、本発明における検出回路６の一例を示す回路
図である。

図18は、本発明における駆動回路５と検出回路６の電
気的動作を示したタイミングチャートである。

図19は、本発明における第一実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図20は、本発明の第二実施例のブロック図を示した説
明図である。

図21は、本発明における第二実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図22は、本発明における第二実施例で示した検出補助
パルス出力選択回路10の一例を示す回路図である。

図23は、本発明における第二実施例で示した検出補助
パルス出力選択回路10の電気的動作を示したタイミング
チャートである。

図24は、本発明における第二実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図25は、本発明の第三実施例のブロック図を示した説
明図である。

図26は、本発明における第三実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図27は、本発明における第三実施例で示した検出補助
パルス幅可変回路11の一例を示す回路図である。

図28は、本発明における第三実施例で示した検出補助
パルス幅可変回路11の電気的動作を示したタイミングチ
ャートである。

図29は、本発明における第三実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図30は、本発明の第四実施例のブロック図を示した説
明図である。図31は、本発明における第四実施例で示し
た検出補助パルス出力カウンタ回路12の一例を示す回路
図である。

図32は、本発明における第四実施例で示した検出補助
パルス出力カウンタ回路12及び検出補助パルス出力選択
回路10の電気的動作を示したタイミングチャートであ
る。

図33は、本発明における第四実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図34は、本発明の第五実施例のブロック図を示した説
明図である。

図35は、本発明における第五実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図36は、本発明における第五実施例で示した検出補助
パルス出力タイミング生成回路13の一例を示す回路図で
ある。

図37は、本発明における第五実施例で示した検出補助
パルス出力タイミング生成回路13の電気的動作を示した
タイミングチャートである。

図38は、本発明における第五実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図39は、本発明の第六実施例のブロック図を示した説
明図である。

図40は、本発明における第六実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図41は、本発明における第六実施例で示した検出補助
パルス出力選択回路10の一例を示す回路図である。

図42は、本発明における第六実施例で示した検出補助
パルス出力選択回路10の電気的動作を示したタイミング
チャートである。

図43は、本発明における第六実施例で示した主駆動パ
ルス生成回路の一例を示す回路図である。

図44は、本発明における第六実施例で示した主駆動パ
ルス生成回路の一例を示す回路図である。

図45は、本発明における第六実施例で示した主駆動パ
ルス生成回路の電気的動作を示したタイミングチャート
である。

図46は、本発明における第六実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図47は、本発明の第七実施例のブロック図を示した説
明図である。

図48は、本発明における第七実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図49は、本発明における第七実施例で示した検出補助
パルス幅可変回路11の一例を示す回路図である。

図50は、本発明における第七実施例で示した検出補助
パルス幅可変回路11の電気的動作を示したタイミングチ
ャートである。

図51は、本発明における第七実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図52は、本発明の第八実施例のブロック図を示した説
明図である。

図53は、本発明における第八実施例の駆動電圧波形を
示した図である。

図54は、本発明における第八実施例で示した検出補助
パルス出力タイミング生成回路13の一例を示す回路図で
ある。

図55は、本発明における第八実施例で示した検出補助
パルス出力タイミング生成回路13の電気的動作を示した
タイミングチャートである。

図56は、本発明における第八実施例で構成した回路の
動作を示したフローチャートである。

図57の、（ａ）〜（ｄ）は、本発明における第九実施
例で示した交番パルスの構成例を示した駆動電圧波形で
ある。

発明を実施するための最良の形態 （１）第一実施例 第一実施例は、回転検出動作を伴うステップモータに
おいて、検出補助パルスPaをステップモータに印加する
ことを特徴としている（図９参照）。以下に、この発明
の第一実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明における第一実施例のブロック図であ
る。発振回路（OSC）９には、通常水晶振動子が含ま
れ、32768Hzの信号を発振し、この信号は分周回路８に
出力する。分周回路８では、15段のフリップフロップで
1Hzまでのクロック信号に分周し、主駆動パルス生成回
路３、補正駆動パルス生成回路２、検出補助パルス生成
回路１、検出回路６に各周波数のクロック信号を出力す
る。

主駆動パルス生成回路３では、１秒毎に実効電力パル
スである主駆動パルスP1をステップモータ７に供給する
ため、分周回路８からのクロック信号をもとに主駆動パ
ルス信号を生成し、駆動パルス選択回路４に主駆動パル
ス信号を出力する。

補正駆動パルス生成回路２は、ステップモータが確実
に回転して、正常なステップ動作を完結することが出来
る補正駆動パルスをステップモータ７に供給するため、
分周回路８からのクロック信号をもとに補正駆動パルス
信号を生成し、決められたタイミングで補正駆動パルス
信号を駆動パルス選択回路４に出力する。検出補助パル
ス生成回路１は、分周回路８から入力したクロック信号
をもとに、ステップモータが回転しない程度のパルス幅
である検出補助パルス信号を生成し、決められたタイミ
ングで検出補助パルス信号を駆動パルス選択回路４に出
力する。駆動パルス選択回路４は、主駆動パルス信号と
検出補助パルス信号、及び検出回路６から出力した検出
信号に応じて出力の有無を選択する補正駆動パルス信号
を、任意のタイミングに従って駆動回路５に出力する。
なお、補正駆動パルス信号については、検出回路６でロ
ータ70の回転検出結果が非回転と判定したときのみ、駆
動回路５に出力する。

駆動回路５は、前記駆動パルス選択回路４から入力し
た主駆動パルス信号と検出補助パルス信号と補正駆動パ
ルス信号を、ステップモータ７に実効電力パルスとして
供給する。

検出回路６では、分周回路８から入力された信号をも
とに、ロータの回転検出を所定時間のみ行うための検出
区間の信号を生成し、前記信号に従ってステップモータ
７の回転検出動作を実行し、回転もしくは非回転の情報
を検出信号として駆動パルス選択回路４に出力する。

ステップモータ７の出力つまり回転運動は、輪列、指
針等に伝達される。

次に図１の回路ブロック図に示す各々の回路の一実施
例について説明する。

まず、主駆動パルス生成回路３について図10を用いて
説明する。主駆動パルス生成回路３は、ラッチ回路301
とNORゲート302で構成し、分周回路８からのクロック信
号1Q及び64Mの立ち上がり信号に同期して、１秒毎に主
駆動パルス信号S302を生成する。

補正駆動パルス生成回路２についての一実施例は、図
11に示す通りで、ラッチ回路とNORゲート、NOTゲート、
ANDゲート等で構成している。この補正駆動パルス生成
回路２が動作して、1Qの立ち下がりから31.25msec後に
出力する補正駆動パルス信号S202について、図14のタイ
ミングチャートに示してある。本実施例では、補正駆動
パルスP2の効果を最大限引き出すため連続パルスと間欠
パルスを組み合せたパルスとしている。

検出補助パルス生成回路１についての一実施例は、図
12に示す通りで、ラッチ回路102、103とNORゲート101、
104等で構成した。検出補助パルス生成回路１は、1Qの
立ち下がりから4.9msec後に検出補助パルス信号S101の
出力を開始して、ラッチ回路103へのクロック信号512Mb
arに従って検出補助パルス信号S101の出力を遮断する。
この検出補助パルス信号S101の出力タイミングについて
は、図14のタイミングチャートに示した。

駆動パルス選択回路４は、図13に示す通りであり、OR
ゲート401、402とANDゲート403とフリップフロップ404
（今後TFFと呼ぶ）とゲート回路405とNANDゲート回路40
6とNOTゲート407等から構成した回路である。ORゲート4
01は、各パルス生成回路から入力したパルス信号を、駆
動回路５に出力選択するために設けた。その入力端子に
は、信号S101、S302、S403が入力されている。ORゲート
402は、パルスの印加電圧極性を制御するTFF404への極
性反転信号S402を合成するために設けた。その入力端子
には、信号S101、S302及びS407が入力されている。AND
ゲート403は、補正駆動パルスの出力の有無を制御する
ために設けた。ORゲート401の出力信号である駆動パル
ス信号S401は、ゲート回路405に入力されている。一
方、ORゲート402の出力信号である極性反転信号S402
は、TFF404のＴ端子に入力されている。そして、極性反
転信号S402の立ち下がり信号に応じて、TFF404の出力信
号S404QとS404QXを、“High（今後“H"と呼ぶ）”また
は“Low（今後“L"と呼ぶ）”に反転する。TFF出力信号
S404QとS404QXは、ゲート回路405及びNANDゲート406に
入力される。

ゲート回路405とNAMDゲート回路406は、駆動パルス信
号S401とTFF出力信号S404Q及び404QX及び、検出回路６
から入力したMOSFET制御信号S601及びS602に応じて、ス
テップモータ駆動用MOSFETのON/OFFを制御する駆動用MO
SFET制御信号S405A〜Ｄを図15（ａ），（ｂ）に示すMOS
FET501〜504のゲート端子に出力する。また検出用MOSFE
TのON/OFFを制御する検出用MOSFET制御信号S406A、S406
Bを図15（ａ），（ｂ）に示す、MOSFET505、506のゲー
ト端子に出力する。

駆動回路５についての一実施例は、図15（ａ），
（ｂ）に示す通りである。駆動回路５は、モータ駆動用
のMOSFET501〜504と検出用のMOSFET505,506及び抵抗素
子507、508で構成している。そして、各MOSFETのゲート
端子への入力信号に応じて、MOSFET501〜506はON/OFF動
作を行う。そして、コイル74と接続している出力端子51
1、512より、駆動パルスP511、P512をステップモータ７
に印加することで、ステップモータ７の回転を実現す
る。

なお、各MOSFETのスイッチングによる電流経路につい
て、表１と図14と図16に示した。

図14は駆動回路５に入力した各MOSFETの制御信号S405
A〜S405D及びS406A、S406Bについて示したタイミングチ
ャートである。図16はコイルに流れる電流経路を示した
図である。

経路とは逆方向の電流をコイルに印加する駆動パ
ルスの電流経路である。経路、は検出抵抗507又は5
08（数百ＫΩの抵抗素子）を含む高インピーダンスの閉
ループである。経路はコイル74の両端をショートした
状態であり、MOSFET505又は506がONの時、電流が流れる
経路が２つあるが、検出抵抗の影響により経路はのみ
となる。

検出回路６についての一実施例は、図17に示す通りで
ある。検出回路６は、ANDゲート601とゲート回路602とO
Rゲート603コンパレータ605ラッチ回路606及び、基準電
圧生成用抵抗素子604等から構成する。検出回路６の検
出動作については、以下の通りである。

まずコンパレータ605への入力信号S507、S508及びS60
4について説明する。信号S604は回転判定の基準電圧VTH
（今後VTHと呼ぶ）であり、抵抗素子604により生じる電
位である。信号S507、S508は、コイルに発生した誘起電
圧を検出抵抗507、508により増幅した検出電圧VRS（今
後VRSと呼ぶ）であり、VRSは図16の経路又はと、
の多周期に渡るスイッチ切換えにより生じる過渡電圧で
もある。コンパレータ605は、“VTH≦VRS"の状態で“L"
を、“VTH＞VRS"の状態で“H"となる。コンパレータ出
力信号S605を、ラッチ回路606のSET端子に出力してい
る。以上の検出動作をタイミングチャートに示したのが
図18である。

図18には、駆動回路５よりステップモータ７に出力さ
れるモータ駆動パルスP511、P512と、ステップモータ７
から検出回路６に入力される回転検出電圧S507、S508
と、検出回路６でVTHと回転検出電圧を電気的に比較し
て出力した信号S605と、検出回路６の出力信号である検
出信号S606が示してある。

まず最初の１秒間では、図18の511端子側よりステッ
プモータに主駆動パルスが印加され、512端子側より検
出補助パルスが印加された。しかしロータは非回転であ
り、コンパレータ出力信号S605及び検出信号S606は“L"
のままとなり、補正駆動パルスがステップモータに印加
された。

次の１秒間では、図18の512端子側よりステップモー
タに主駆動パルスが印加され、511端子側より検出補助
パルスが印加された。そしてロータが回転したため、信
号S605が１ショットの“H"となり、検出信号S606も“H"
となる。検出信号S606が“H"のとき、補正駆動パルスは
ステップモータに印加されないため、駆動パルスP512に
補正駆動パルスの電圧波形はない。そして1Hzのマスタ
信号が“H"の時、ラッチ回路606はリセット状態とな
り、検出信号S606も“L"となる。

次に本発明の実施例の回路の動作について、図19に示
したフローチャートにて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、ゲート回路などを
初期化（2002）する。そして、主駆動パルスP1をステッ
プモータに出力（2003）して、主駆動パルス遮断後に検
出補助パルスPaをステップモータに出力（2004）する。
更に、検出補助パルス遮断後に次の回転検出動作に移
る。

回転検出（2005）では、ロータの回転もしくは非回転を
判定する。検出方法は、VTHとVRSを比較するものであ
る。|VRS|≦|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステップ
モータに出力（2006）する。一方、|VRS|＞|VTH|なら
ば、補正駆動パルスを出力しない。そして、ロータを１
ステップ回転させるための動作を終了する。

以上までで第１実施例について述べてきたが、本実施
例の回路は、検出補助パルスをモータに印加する事を特
徴として、検出補助パルスの印加により回転検出の精度
が高くなることを目的としたものである。

（２）第二実施例 本発明の第二実施例における回路構成は、前節で述べ
た第一実施例の回路構成に検出補助パルス出力選択回路
10を追加し（図20に示すブロック図参照）、検出回路６
から入力する検出信号に応じて検出補助パルス信号の出
力選択をする事を特徴としている（図21参照）。

検出補助パルス出力選択回路10についての一実施例
は、図22に示す通りで、RSラッチ回路1001とORゲート10
02とANDゲート1003、1005とNORゲート1004から構成し
た。また、検出補助パルス出力選択回路10の一連の動作
を、タイミングチャートに示したのが図23である。

検出補助パルス出力選択回路10に入力する信号は、検
出補助パルス信号S101と検出回路６からの検出信号S606
と補正駆動パルス生成回路からの出力信号S201とリセッ
ト信号である。

NORゲート1004は、RSラッチ回路1001のSET端子と接続
しており、信号S606が“L"のままで補正駆動パルス信号
S201が“L"に立ち下がると、出力信号S1004は“H"をRS
ラッチ回路1001に出力して、RSラッチ回路1001はSET状
態（出力端子Ｑから“H"を出力する）となる。

ANDゲート1003は、ロータが回転して、更にRSラッチ
回路1001がSET状態の時に出力信号S1003が“H"となり、
ORゲート1002に入力する。

ORゲート1002は、RSラッチ回路1001のRESET端子と接
続しており、リセット信号または信号S1003が“H"に立
ち上がると、RSラッチ回路1001はRESET状態（出力端子
Ｑから“Ｌを出力する）となる。

RSラッチ回路1001は、ロータが非回転と検出された時
にSET状態となり、信号S1001が“H"（SET状態）のとき
にロータが回転と検出された時にRESET状態となる。RES
ET状態（信号S1001が“L"）でロータが検出されても、
信号S1001は変わらない。

ANDゲート1005は、RSラッチ信号1001がSET状態の時
に、検出補助パルス信号S1005を駆動パルス選択回路４
のORゲート401に出力する。

次に本発明の実施例の回路の動作について、図24に示
したフローチャートにて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、回路の初期化（20
07）にて、制御信号m1を“m1＝0"とする。そして、主駆
動パルスP1をステップモータに出力（2003）した後、次
に、検出補助パルスをステップモータに出力するか否か
を、制御信号m1を用いて選択する（2008）。仮に、制御
信号m1が“m1＝1"ならば主駆動パルス遮断後に次の検出
補助パルスPaをステップモータに出力（2004）する。一
方、制御信号m1が“m1＝0"ならば検出補助パルスPaは、
ステップモータに出力しない。

更に、検出補助パルス遮断後に次の回転検出動作に移
る。

回転検出（2005）では、ロータの回転もしくは非回転を
判定する。 検出方法は、VTHとVRSを比較するもので、
|VRS|≦|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステップモー
タに出力する（2006）する。その後、制御信号m1を判定
（2009）して、“m1＝0"ならば、制御信号m1を“m1＝1"
に書き換える（2011）。

一方、|VRS|＞|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステッ
プモータに出力せず、制御信号m1を“m1＝0"に書き換え
る（2010）。そして、ロータを１ステップ回転させるた
めの動作を終了する。

以上の動作を繰り返すことにより、ロータの回転検出
結果に応じて、検出補助パルスの出力の有無を制御で
き、必要以上の検出補助パルスの出力を防止することが
出来るため、検出精度の向上と消費電力の浪費を防止で
きるようになる。

（３）第三実施例 本発明の第三実施例における回路構成は、前節で述べ
た第一実施例の回路構成に検出補助パルス幅可変回路11
を追加し（図25に示すブロック図参照）、検出回路６か
ら入力する検出信号に応じて検出補助パルス信号のパル
ス幅を可変する事を特徴としている（図26参照）。

本発明における検出補助パルス出力選択回路11につい
ての一実施例は、図27に示す通りであり、検出回路６の
検出信号S606に応じて、分周回路８から入力した複数の
クロック信号を１つのクロック信号S1101に選択して検
出補助パルス生成回路１に出力する。そして、これらの
信号の出力タイミングについてのタイミングチャートを
図28に示してある。

まず、本発明の第三実施例における検出補助パルス幅
可変回路11についての一実施例である回路の構成とその
動作について説明する。

検出補助パルス幅可変回路11は、NANDゲート1101、ゲ
ート回路1102と、ラッチ回路1103と、ゲート回路1104
と、ORゲート1105等で構成した。

ゲート回路1104の入力信号はS201とS606であり、ロー
タの回転、非回転に従って出力信号S1104a、S1104bを、
S201と同期した立上り信号に合成して、出力信号S1104a
はラッチ回路1103のSET端子に出力して、出力信号S1104
bは、ORゲート1105の入力端子に出力する。

ORゲート1105の入力信号は、前記のS1104bとRESET信
号であり、出力端子はラッチ回路1103のRESET端子と接
続している。

ラッチ回路1103は、SET状態（入力信号S1104aが“H"
となった以後の電気的状態）で出力端子Ｑの出力信号S1
103aを“H"として、RESET状態（入力信号S1105が“H"と
なった以後の電気的状態）で出力端子QXの出力信号S110
3bを“H"とする。

ゲート回路1102の入力信号は、前記信号1103a、1103b
と2KHzのマスター信号を反転した信号（2KMbar信号）と
1KHzのマスター信号（1KM信号）である。入力信号S1103
aが“H"のとき、出力信号S1102aは2KMbar信号と同期し
た立ち下がりクロック信号となる（信号S1102bは、“H"
のままである）。入力信号S1103bが“H"のとき、出力信
号S1102bは1KM信号と同期したクロック信号となる（信
号S1102aは、“H"のままである）。

NANDゲート1101は、入力信号S1102a、S1102bを一つの
クロック信号として出力するために設けたゲート素子で
あり、その出力信号S1101は2KMbar信号または1KM信号の
どちらかの立上りクロック信号となる。出力端子は、ラ
ッチ回路103のゲート端子と接続している。

検出補助パルス信号S101のパルス幅とクロック信号S1
101の関係は、表２に示す通りである。

第三実施例での検出補助パルス幅可変回路11における
クロック信号の選択は、２種類のクロック信号の選択と
しており、検出回路６が“回転”と判定した場合に回路
をSET状態とし、“非回転”と判定した場合に回路をRES
ET状態とした。なお、検出補助パルス幅可変回路11でク
ロック信号を複数選択したい場合には、カウンタなどを
用いて、入力信号を制御すればよい。

次に本発明の第三実施例の回路の動作について、図29
に示したフローチャートにて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、回路の初期化（20
12）にて制御信号m2（例えば図27に示す信号S1003a）を
m2＝０とする。そして、主駆動パルスP1をステップモー
タに出力（2003）した後、次の検出補助パルスPaのパル
ス幅を選択する（2013）。検出補助パルスPaの出力選択
には、制御信号m2が用いられ、m2＝０ならば検出補助パ
ルスPaをPa＝Pa0（例えばPa0＝0.122msec）に設定して
（2014）、ステップモータに出力（2016）する。一方、
m2＝１ならば検出補助パルスPaをPa＝Pa1（例えばPa1＝
0.244msec）に設定して（2015）、ステップモータに出
力（2016）する。

更に、検出補助パルス遮断後に次の回転検出動作に移
る。

回転検出（2005）では、ロータの回転もしくは非回転を
判定する。検出方法は、VTHとVRSを比較するもので、|V
RS|≦|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステップモータ
に出力（2006）する。その後、制御信号m2を“m2＝1"に
信号を書き換える（2017）。

一方、|VRS|＞|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステ
ップモータに出力せず、制御信号m2を“m2＝0"に書き換
える（2018）。そして、ロータを１ステップ回転させる
ための動作を終了する。

以上の動作を繰り返すことにより、ロータの回転検出
結果に応じて、検出補助パルスのパルス幅の可変制御が
可能となる。この検出補助パルスのパルス幅可変動作を
実行することで回転検出の精度が高くなる。

ところで、Pa0、Pa1は、電気的回路上で容易に決定出
来るため、上記の各パルス幅に特定する必要はない。

（４）第四実施例 本発明の第四実施例における回路構成は、前節で述べ
た第二実施例の回路構成に検出補助パルス出力カウンタ
12を追加し（図30に示すブロック図参照）、検出補助パ
ルス信号の出力回数を計時するとともに、検出回路６か
ら入力する検出信号と計時結果に応じて、検出補助パル
ス信号の出力の有無を選択する事を特徴としている。

本発明の実施例の検出補助パルス出力選択回路10と検
出補助パルス出力カウンタ12についての一実施例は、図
31に示す回路であり、図32はタイミングチャート図であ
る。この図31と図32を用いて、以下で本発明の第四実施
例における一実施例である回路の構成とその動作につい
て説明する。

検出補助パルス出力カウンタ12は、NORゲート1201とN
ANDゲート1202とカウンタ1203とORゲート1204から構成
した回路である。

カウンタ1203は、２ビットのバイナリカウンタであ
り、信号S1005の立ち下がりに同期して、カウンタ1203
の出力信号S1203a、S1203bを“H"又は“L"に切り換え、
４種類の組み合せ信号（例えば、S1203aは“H"、S1203b
は“L"）をNANDゲート1202に出力する。

NANDゲート1202は、信号S1203aとS1203bが“H"の時の
み、信号S1202を“L"とする。信号S1203aとS1203bが
“H"になるのは、リセット後のカウンタ1203に信号が３
回入力されたときのみである。

NORゲート1201は、1Hzのマスター信号に同期してい
る。そして、入力信号がすべて“L"のときに、出力信号
S1201を“H"とする。

ORゲート1204は、RESET信号と信号S1004が入力され、
出力信号S1204は、カウンタ1203のリセット端子に出力
されている。

検出補助パルス出力選択回路10は、ラッチ回路1001と
ANDゲート1003、1005とORゲート1002とNORゲート1004か
ら構成した回路である。

ラッチ回路1001は、入力信号の立ち上がりに同期して
出力信号S1001のデータを反転する。従って、SET端子へ
の入力信号S1004が立ち上がった時に出力信号S1001を
“H"とし、RESET端子への入力信号S1002が立ち上がった
時に出力信号S1001を“L"とする。

ANDゲート1005は、その出力端子が駆動パルス出力選
択回路４と検出補助パルス出力カウンタ12のそれぞれの
ORゲート401、TFF1203のＴ端子と接続している。入力信
号は、検出補助パルス信号S101と信号S1001であり、信
号S1001が“H"の時のみ、入力信号S101を出力信号S1005
として出力する。

ANDゲート1003の入力信号は、検出回路６からの検出
信号S606と検出補助パルス出力カウンタ12の出力信号S1
201と信号S1001である。出力端子はORゲート1002と接続
し、入力信号がすべて“H"のときに信号S1003が“H"と
なる。

ORゲート1002の出力端子は、ラッチ回路のRESET端子
に接続している。入力信号は、RESET信号と信号S1003で
あり、どちらかの信号が“H"になった時に信号S1002は
“H"となる。

NORゲート1004の出力端子は、ラッチ回路のSET端子及
びORゲート1204に接続している。入力信号は、信号S606
の反転信号と信号S201である。出力信号S1002は、ロー
タが回転の場合に“L"であり、ロータが非回転の場合に
“H"となる。

以上が、本発明における第四実施例の回路の構成とそ
の動作についての説明である。

次に本発明の第四実施例の回路の動作について、図33
に示したフローチャートにて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、回路の初期化（20
19）にてカウンタ変数ＭをＭ＝０として、制御信号m1
（図31に示す信号S1001）をm1＝０とする。そして、主
駆動パルスP1をステップモータに出力（2003）した後、
次の検出補助パルスをステップモータに出力するか否か
を、制御信号m1を用いて選択する（2008）。仮に、“m1
＝1"ならば主駆動パルス遮断後に次の検出補助パルスPa
をステップモータに出力（2004）する。一方、“m1＝0"
ならば検出補助パルスPaは、ステップモータに出力しな
い。

更に、検出補助パルス遮断後に次の回転検出動作に移
る。

回転検出（2005）では、ロータの回転もしくは非回転を
判定する。検出方法は、VTHとVRSを比較するもので、|V
RS|≦|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステップモータ
に出力（2006）する。その後、制御信号m1を判定（202
0）する。“m1＝1"ならば、“Ｍ＝0"にカウンタ変数Ｍ
を書き換え（2021）、“m1＝0"ならば“Ｍ＝0"と“ｍ＝
1"にカウンタ変数Ｍと制御信号m1を書き換る（2022）。

一方、回転検出（2005）が|VRS|＞|VTH|ならば、まず
制御信号m1を判定（2023）して、“m1＝1"の場合、カウ
ンタ変数Ｍのカウント数を判定（2024）する。“Ｍ＝3"
ならば、制御信号m1とカウンタ変数Ｍを、“m1＝0"、
“Ｍ＝0"にデータをリセットする（2025）。“Ｍ≠3"な
らばカウンタ変数Ｍを“Ｍ＝Ｍ＋1"のように加算（202
6）する。“m1≠1"の場合、制御信号m1とカウンタ変数
Ｍのデータ書換を行わない。そして、ロータを回転させ
るための動作を終了する。

以上の動作を繰り返すことにより、ロータの回転検出
結果に応じて、検出補助パルスの出力の有無を制御でき
る。また、ある程度長時間ステップモータに負荷が加わ
っているカレンダによる負荷トルクの変動を考慮にいれ
て、一度検出補助パルスを出力したら、数ステップ動作
間で検出補助パルスを出力し続けるため、回転検出の精
度が高くなる。

（５）第五実施例 本発明の第五実施例における回路構成は、前節で述べ
た第一実施例の回路構成に検出補助パルス出力タイミン
グ生成回路13を追加し（図34に示すブロック図参照）、
検出回路６から入力する検出信号に応じて、検出補助パ
ルス信号の出力開始タイミングを可変する事を特徴とし
ている（図35参照）。

本発明の実施例の検出補助パルス出力タイミング生成
回路13についての一実施例は、図36に示す回路であり、
図37はタイミングチャート図である。この図36と図37を
用いて、以下で本発明の第五実施例における一実施例で
ある回路の構成とその動作について説明する。

検出補助パレス出力タイミング生成回路13は、ORゲー
ト1301、1305、1306とNORゲート回路1302とRSラッチ回
路1303とゲート回路1304から構成した。

ゲート回路1304は、検出回路６からの検出信号S606と
補正駆動パルスからの出力信号S201の２種類の信号に応
じて、信号S1304aをラッチ回路1303のSET端子に出力
し、信号S1304bをORゲート1305に出力する。ちなみに、
検出信号が“Ｌ（非回転）”のときには、S1304aが“H"
信号となり、検出信号が“Ｈ（回転）”のときは、S130
4bが“H"信号となる。

ORゲート1305は、RESET信号と信号S1304bのどちらか
が“H"になっと時にラッチ回路1303のRESET端子に“H"
信号を出力する。ラッチ回路1303は、RESET状態で信号S
1303aを“L"として、SET状態で信号S1303bを“L"とす
る。

NORゲート回路1302は、分周回路８からの反転したマ
スター信号（64Mbarと256Mbar）をORゲート1306にて合
成した信号S1306と1024Mbarのマスター信号と信号S1303
aとS1303bを入力信号とする。これらの入力信号の中、
入力信号が“L"となる組み合わせのタイミングにて“H"
を出力する。出力信号は２通りあり、それぞれの出力信
号S1302aとS1302bは、ORゲート1301に入力されている。
ちなみに、出力信号S1302aは、1Q信号の立ち下がり4.88
msec後に立ち上がり、出力信号S1302bは、1Q信号の立ち
下がりから5.13msec後に立ち上がる。

ORゲート1301は、２つの出力信号S1302aとS1302bを、
１つの検出補助パルス出力タイミングで可変信号S1301
とするために設けた。

以上までで説明した図36に示す検出補助パルス出力タ
イミング可変回路13は、検出信号S606に応じて動作する
ことで、検出補助パルス信号の出力タイミングを可変す
る事が可能となるのである。

次に本発明の第五実施例の回路の動作について、図38
に示したフローチャートにて説明する。

まず、ゲート（2001）と同時に、回路の初期化（202
7）にて制御信号m3（例えば図36に示す信号S1303a）を
“m3＝0"とする。そして、主駆動パルスP1をステップモ
ータに出力（2003）した後、次の検出補助パルスPaの出
力タイミングを選択する（2028）。検出補助パルスPaの
出力タイミング選択には、制御信号m3が用いられ、“m3
＝0"ならば検出補助パルス出力タイミングITPaを“ITPa
＝ITPa0（例えばITPa0＝4.88msec）”に設定して（202
9）、ステップモータに出力（2031）する。

一方、“m3＝1"ならば検出補助パルス出力タイミング
ITPaを“ITPa＝ITPa1（例えばITPa1＝5.13msec）”に設
定して（2030）、ステップモータに出力（2031）する。

更に、検出補助パルス遮断後に次の回転検出動作に移
る。

回転検出（2005）では、ロータの回転もしくは非回転を
判定する。検出方法は、VTHとVRSを比較するもので、|V
RS|≦|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステップモータ
に出力（2006）する。その後、制御信号m3を“m3＝1"に
信号を書き換える（2032）。

一方、|VRS|＞|VTH|ならば、補正駆動パルスP2をステ
ップモータに出力せず、制御信号m3を“m3＝0"に書き換
える（2033）。そして、ロータを１ステップ回転させる
ための動作を終了する。

以上の動作を繰り返すことにより、ロータの回転検出
結果に応じて、検出補助パルスの出力タイミング開始時
間の可変制御が可能となる。この検出補助パルスの出力
タイミング開始時間の可変動作を実行することで、回転
検出の精度が高くなる。

（６）第六実施例 本発明の第六実施例における回路構成は、前節で述べ
た第一実施例の回路構成に検出補助パルス出力選択回路
10を追加するとともに（図39に示すブロック図参照）、
主駆動パルス生成回路３のゲート出力信号に応じて、検
出補助パルス信号の出力の有無を選択する事を特徴とし
ている（図40参照）。

まず、主駆動パルス生成回路３について、図43及び図
44を用いて説明する。主駆動パルス生成回路３は、TF
F、NANDゲート等から構成するアップカウンタ303と、ア
ップカウンタ303の出力信号（S303〜S308）を８種類の
ゲート出力信号（S309〜S316）に分割するゲート回路30
4と、ゲート回路304のゲート出力信号S309〜S316を分周
回路８からのマスター信号と同期し、主駆動パルスの遮
断タイミング信号S317を生成するゲート回路305と、１
秒毎に主駆動パルス信号S318を生成するラッチ回路を用
いたゲート回路306等で構成している。

アップカウンタ303の入力ゲートには、検出回路６の
出力信号S606と補正駆動パルス生成回路からの出力信号
S201が入力されている。

図45に示したタイミングチャートは、アップカウンタ
303の入力信号S319及び出力信号S303〜S308と、ゲート
回路304のゲート出力信号S309〜S316と、主駆動パルス
信号S318を示してある。なお、主駆動パルス 生成回路３の動作を明確にするため、図45は常にロータ
が非回転のときの動作となっている。

本発明の実施例の検出補助パルス出力選択回路10につ
いての一実施例は、図41に示す回路であり、図42はタイ
ミングチャート図である。この図41と図42を用いて、以
下で本発明の第六実施例における一実施例である回路の
構成とその動作について説明する。

検出補助パルス出力選択回路10についての一実施例も
図41に示す通りで、ANDゲート1006とORゲート1007とNOR
ゲート1008等の構成した。

ORゲート1007は、ゲート出力信号S315、S316のどちら
かが“H"のときに、“H"信号をANDゲート1006に出力す
る。

NORゲート1008は、ゲート出力信号S309〜S314のすべ
てが“L"の時に、“H"信号をANDゲート1006に出力す
る。

ANDゲート1006は、入力信号S1007,S1008が“H"の時の
み、検出補助パルス信号S101を信号S1006としてORゲー
ト401に出力する。

上記の回路動作をタイミングチャート図に示したの
が、図42であり、主駆動パルス生成回路３からの入力信
号S318及びS314〜S316と、検出補助パルス信号S101と、
駆動パルス選択回路４の信号S401とS403を示してある。

ゲート出力信号S315又はS316が“H"のときのみ、検出
補助パルス信号S1006を駆動パルス選択回路４のORゲー
ト401に出力する。一方、主駆動パルス選択信号S309〜S
314のどれかが“L"の時、回転検出結果に関係なく、信
号S1006は“L"のままであり、信号S1006は、ORゲート40
1に入力されない。

次に本発明の第六実施例の回路の動作について、図46
に示したフローチャートにて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、初期設定（2034）
にてカウンタ変数ｎを“ｎ＝0"とする。主駆動パルスP1
は、P1＝P0＋ｎΔP1で設定（2035）する。このとき、P0
は最短パルス幅（例えばP0＝1.95msec）であり、ｎは０
〜７とし、ΔP1は0.244msecとした。

主駆動パルスP1設定後、主駆動パルスP1をモータに出
力（2036）して、次の検出補助パルスPaの出力の有無を
判別（2037）する。出力の有無の判別には、カウンタ変
数ｎが用いられ、“ｎ≧6"ならば検出補助パルスPaを出
力（2004）し、“ｎ＜5"ならば検出補助パルスPaをモー
タに出力しない。

そして次の動作である回転検出（2005）では、ロータ
の回転もしくは非回転を判定する。検出方法は、VTHとV
RSを比較するもので、|VRS|≦|VTH|ならば、補正駆動パ
ルスP2を出力（2006）して、カウンタ変数ｎを“ｎ＝ｎ
＋1"のように加算（2038）して、ロータを回転させるた
めの動作を終了する。

以上が、動作フローチャートの説明である。ところ
で、P0、ΔP1、Pa0、ΔPa、は、電気的回路上で容易に
決定出来るため、上記の各パルス幅に特定する必要はな
い。

（７）第七実施例 本発明の第七実施例における回路構成は、前節で述べ
た第一実施例の回路構成に検出補助パルス幅可変回路11
を追加するとともに（図47に示すブロック図参照）、主
駆動パルス生成回路３のゲート出力信号に応じて、検出
補助パルス信号の出力の有無を選択する事を特徴として
いる（図48参照）。

本発明の実施例の検出補助パルス幅可変回路11につい
ての一実施例は、図49に示す回路であり、図50はタイミ
ングチャート図である。この図49と図50を用いて、以下
で本発明の第七実施例における一実施例である回路の構
成とその動作について説明する。

検出補助パルス幅可変回路11は、ORゲート1108とゲー
ト回路1106及び1107等で構成している。

ゲート回路1106は、主駆動パルス生成回路１のゲート
出力信号S315からS316のどちらかが“H"の時に、信号S1
106aかS1106bをORゲート1108に出力する。

ゲート回路1107は、主駆動パルス生成回路１のゲート
出力信号S309〜S314の中、いずれかが“H"の時に、出力
信号S1107として分周回路８からのマスター信号2048Mを
ORゲート1108に出力する。

ORゲート1108は、入力信号S1106a、S1106bとS1107の
いずれかの信号を、検出補助パルス生成回路１における
ラッチ回路103のゲート端子に出力信号S1108として出力
する。

そして、出力信号S1108に応じて、検出補助パルス生
成回路１における信号S103が合成され、検出補助パルス
信号S101の遮断するタイミングを制御する事で、検出補
助パルス信号S101のパルス幅を可変する事を実現した。
次に本実施例の回路の動作について、図51に示したフロ
ーチャートを用いて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、初期設定（2034）
にてカウンタ変数ｎを“ｎ＝0"とする。主駆動パルスP1
は、P1＝P0＋ｎΔP1で設定（2035）する。このとき、P0
は最短パルス幅（例えばP0＝1.95msec）であり、ｎは０
〜７とし、ΔP1は0.244msecとした。

主駆動パルスP1設定後、主駆動パルスP1をモータに出
力（2036）して、次の検出補助パルスPaのパルス幅を選
択する（2039）。パルス幅の選択には、カウンタ変数ｎ
が用いられ、“ｎ＜5"ならば検出補助パルスPaのパルス
幅を“Pa＝Pa0"に設定して（2040）、検出補助パルスPa
を出力（2042）する。一方、“ｎ≧5"ならば検出補助パ
ルスPaのパルス幅を“Pa＝Pa0＋（ｎ−５）ΔPa"に設定
して（2041）、検出補助パルスPaを出力（2042）する。

そして次の動作である回転検出（2005）では、ロータ
の回転もしくは非回転を判定する。検出方法は、VTHとV
RSを比較するもので、|VRS|≦|VTH|ならば、補正駆動パ
ルスP2を出力（2006）して、カウンタ変数ｎを“ｎ＝ｎ
＋1"のように加算（2038）して、ロータを回転させるた
めの動作を終了する。

以上が、動作フローチャートの説明である。ところ
で、P0、ΔP1、Pa0、ΔPa、は、電気的回路上で容易に
決定出来るため、上記の各パルス幅に特定する必要はな
い。

（８）第八実施例 本発明の第八実施例における回路構成は、前節で述べ
た第一実施例の回路構成に検出補助パルス出力タイミン
グ生成回路13を追加するとともに（図52に示すブロック
図参照）、主駆動パルス生成回路３のゲート出力信号に
応じて、検出補助パルス信号の出力開始タイミングを可
変する事を特徴としている（図53参照）。

本発明の実施例の検出補助パルス出力タイミング生成
回路13についての一実施例は、図54に示す回路であり、
図55はタイミングチャート図である。この図54と図55を
用いて、以下で本発明の第八実施例における一実施例で
ある回路の構成とその動作について説明する。

検出補助パルス出力タイミング生成回路13は、ORゲー
ト1307、1311とゲート回路1308とNORゲート1309とNOTゲ
ート1310等で構成した回路である。

NORゲート1309は、主駆動パルス生成回路のゲート出
力信号S309〜S315のいずれかが“H"の時に、出力信号S1
309が“L"となり、ゲート回路1308に出力する。

NOTゲート1310は、駆動パルス生成回路のゲート出力
信号S316を反転して、信号S1310をゲート回路1308に出
力する。ORゲート1311は、分周回路８の反転マスター信
号64Mbarと256Mbarによる合成信号S1311をゲート回路13
08に出力する。

ゲート回路1308は、信号S1309、S1310、S1311と分周
回路８の反転マスター信号1024Mbarを入力信号として、
ゲート出力信号S316が“H"となった時のみ、信号S1311
に基づいた出力信号S1308aをORゲート1307に出力す
る。。また、ゲート出力信号S309〜S315のいずれかが
“H"の時には、反転マスター信号1024Mbarを出力信号S1
308bとしてORゲート1307に出力する。

ORゲート1307は、入力信号S1308aまたはS1308bのいず
れかが“H"の時に、検出補助パルス生成回路１における
ラッチ回路102のゲート端子に、立ち上がり信号S1307を
出力する。そして、検出補助パルス信号の出力開始時間
を信号S1307により決定するとともに、S1307を可変する
事で、検出補助パルス信号の出力開始時間も可変する事
を実現した。

次に本実施例の回路の動作について、図56に示したフ
ローチャートを用いて説明する。

まず、スタート（2001）と同時に、初期設定（2034）
にてカウンタ変数ｎを“ｎ＝0"とする。主駆動パルスP1
は、P1＝P0＋ｎΔP1で設定し（2023）する。このとき、
P0は最短パルス幅（例えばP0＝1.95msec）であり、ｎは
０〜７とし、ΔP1は0.244msecとした。

主駆動パルスP1設定後、主駆動パルスP1をモータに出
力（2036）して、次の検出補助パルスPaのパルス幅を選
択する（2043）。パルス幅の選択には、カウンタ変数ｎ
が用いられ、“ｎ＜6"ならば検出補助パルスPaの出力開
始タイミングITPaを“ITPa＝ITPa0"に設定して（204
4）、検出補助パルスPaを出力（2046）する。一方、
“ｎ≧6"ならば出力開始タイミングITPaを“ITPa＝ITPa
1"に設定して（2045）、検出補助パルスPaを出力（204
6）する。

そして次の動作である回転検出（2005）では、ロータ
の回転もしくは非回転を判定する。検出方法は、VTHとV
RSを比較するもので、|VRS|≦|VTH|ならば、補正駆動パ
ルスP2を出力（2006）して、カウンタ変数ｎを“ｎ＝ｎ
＋1"のように加算（2038）して、ロータを回転させるた
めの動作を終了する。

以上が、動作フローチャートの説明である。ところ
で、P0、ΔP1、ITPa0、ITPa1は、電気的回路上で容易に
決定出来るため、上記の各パルス幅に特定する必要はな
い。

（９）第九実施例 本発明の第九実施例は、検出補助パルスを交番パルス
にして、モータに出力する実施例である。図57（ａ）〜
（ｄ）は、第九実施例の駆動電圧波形図である。

これらの交番パルスを生成する方法は多種多様である
が、第八実施例までで述べてきたパルス生成回路でも、
交番パルスを生成することは可能であるため、本実施例
では割愛する。

図57（ａ）に示す交番パルスは、主駆動パルスと逆方
向に印加する検出補助パルスPaXと、主駆動パルスと同
方向に印加する検出補助パルスPaYとで形成した交番パ
ルスの一実施例である。

図57（ｂ）に示す交番パルスは、検出補助パルスPaX
とPaYを間欠的に印加する交番パルスの一実施例であ
る。

図57（ｃ）に示す交番パルスは、検出補助パルスPaX
とPaYの印加順序を、（ａ）に示す交番パルスと逆にし
た交番パルスの一実施例である。

図57（ｄ）に示す交番パルスは、複数の検出補助パル
スPaX例えばPaX1とPaX2をステップモータに印加した
後、検出補助パルスPaYをステップモータに印加する交
番パルスの一実施例である。また、検出補助パルスPaY
側を複数としても同一の効果が得られる。

ちなみに、図57（ａ）〜（ｄ）に示す交番パルスを繰
り返しステップモータに印加することも、容易に実現で
きる。

以下、各実施例ごとに発明が発揮する効果を記載す
る。

（実施例１） この発明は、以上説明してきた様に、主駆動パルス遮
断後にステップモータ７のコイルに誘起する電圧を、検
出回路６にて過渡電圧に変換してステップモータの回転
を電気的な検出判定で行うステップモータの回転検出方
式において、検出補助パルス信号を生成する検出補助パ
ルス生成回路１を回路上に設け、駆動回路５より実効電
力パルスとして、主駆動パルス遮断後で回転検出前に、
検出補助パルスをステップモータ７に印加するというス
テップモータの駆動手段である。

この様なロータの回転検出を行う前に検出補助パルス
を有するような構成により、以下の効果が得られる。

（１）突発的な外部負荷トルクの増加に対して、モータ
の駆動トルクを増加して確実なステップ動作を実現する
ために、パルス幅の長く実効電力の大きな主駆動パルス
をステップモータに印加した時に、誘起電圧の低下に伴
う検出回路の誤判定動作による補正駆動パルスの出力を
回避でき、必要最低限の実効電力をステップモータに供
給することが可能となる。

（２）時計サイズの小型、薄型化や、低消費電流化を実
現するためのロータの小型化、つまり慣性モーメントの
小さなロータを使用した場合でも、主駆動パルス遮断後
のロータ回転減衰運動の停止による検出回路の誤判定動
作を回避でき、回転検出の精度を高めるのに多大なる効
果を発揮する。

（３）量産におけるステップッモータ部品の形状バラツ
キに無関係で、高い回転検出精度を維持できる。

（実施例２） 実施例１の回路上に、前回のステップ動作で得た検出
回路６の出力結果に応じて、検出補助パルスを出力する
か否かを選択する検出補助パルス出力選択回路10を設け
た。この様なロータの回転検出を行う前に検出補助パル
スを出力し、更にその出力の有無を制御するような構成
とした電子時計は、以下の効果を発揮する。

（４）ロータの回転検出結果に応じて、検出補助パルス
の出力の有無を制御することは、比較的回転検出が安定
しているステップ動作時に検出補助パルスの出力を停止
するため、検出補助パルスによる実効電力の浪費を防止
できる。

（実施例３） 実施例１の回路上に、前回のステップ動作で得た検出
回路６の出力結果に応じて、検出補助パルスのパルス幅
を可変する検出補助パルス幅可変回路11を設けた。この
様なロータの回転検出を行う前に検出補助パルスを出力
し、更にそのパルス幅を可変するような構成とした電子
時計は、以下の効果を発揮する。

（５）時間経過に伴う輪列負荷の変動や、突発的な外部
負荷トルクの増加により、ロータの回転運動が鈍化し
て、検出に必要な誘起電圧も確保できなくなる場合にお
いても、２種類以上の実効電力となる検出補助パルス
を、検出結果に対応して選択し、ステップモータに印加
することで、ロータの回転減衰運動の調整が可能とな
り、検出精度を高めるのに効果を発揮する。

（６）必要最小限の実効電力を持つ検出補助パルスを選
択してステップモータに出力することで、回転検出の安
定化を図ることが可能となり、検出補助パルスによる電
力の消費を防止することが出来る。

（実施例４） 実施例２の回路上に、検出補助パルスの出力を計数す
る検出補助パルス出力カウンタ12を設けた。この様な構
成とした電子時計は、周期的にモータへの負荷トルクを
生ずる輪列機構、例えば日付表示板である日車の歯先に
弾性的に躍制規正する躍制ばねを有するカレンダ付時計
などに効果がある。

（７）「日送り時に発生する負荷トルクのためにロータ
の回転運動が鈍化する度合いが時間的に変化する」様
な、周期的で長時間モータに負荷トルクが加わる時計に
おいても、負荷トルクが低下するまで検出補助パルスを
出力するような検出補助パルスの出力回数の管理によ
り、誤判定による補正駆動パルスの出力を回避でき、消
費電流の浪費を防止できる。

（実施例５） 実施例１の回路上に、前回のステップ動作で得た検出
回路６の出力結果に応じて、検出補助パルスの出力開始
タイミングを可変する検出補助パルス出力タイミング生
成回路13を設けた。この様なロータの回転検出を行う前
に検出補助パルスを出力し、更にそのパルス幅を可変す
るような構成とした電子時計は、 （８）ロータの回転運動を増幅しやすいタイミングに検
出補助パルスの出力を合わせることができ、常に安定し
た回転検出結果を維持することに効果的である。

（実施例６、実施例７、実施例８） 実施例１の回路上に、複数の主駆動パルス信号を生成
する主駆動パルス生成回路３を設け、（ａ）検出補助パ
ルスを出力するか否かを選択する検出補助パルス出力選
択回路10や、（ｂ）検出補助パルスのパルス幅を可変す
る検出補助パルス幅可変回路11や、（ｃ）検出補助パル
スの出力開始タイミングを可変する検出補助パルス出力
タイミング生成回路13を制御する方法として、主駆動パ
ルス生成回路３の信号に対応させることで、 （９）回路に付加する素子の数を少なくすることがで
き、回路のサイズをコンパクトにできる。

（実施例９） 交番パルスは、ロータの回転検出に必要な誘起電圧を
高くする効果（パルスPaXによる）と、ロータの乱調
（正規の静止角度をオーバーラップして次の静止角度ま
でロータが回転してしまう現象）を防止するための制動
に効果（パルスPaY）を発揮する。ロータの乱調は、モ
ータの駆動電圧が高いとき（リチウム電池等の高い電圧
を保持する電源）に発生する。

産業上の利用可能性 以上のように小型化や薄型化が進む現在のステップモ
ータ部品において低消費電流化や高い検出精度を要求す
るステップモータに対して、本発明の検出補助パルス
は、多大なる効果を発揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−44182 (32)優先日 平成５年３月４日(1993．3．4) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−51111 (32)優先日 平成５年３月11日(1993．3．11) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−67127 (32)優先日 平成５年３月25日(1993．3．25) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−87660 (32)優先日 平成５年４月14日(1993．4．14) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−248204 (32)優先日 平成５年10月４日(1993．10．4) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (56)参考文献 特開 昭58−66089（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−22098（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−26355（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−28317（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G04C 3/14

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発振回路（９）からの信号を受ける分周回
   路（８）と、輪列に回転力を伝えるステップモータ
   （７）を有する電子時計において、 ステップモータ（７）が１ステップ回転しない程度の実
   効電力パルスとなる検出補助パルス信号を、分周回路
   （８）から入力したクロック信号を元に少なくとも１つ
   以上生成して、主駆動パルス出力遮断後から回転検出開
   始前までの区間のロータ（70）の回転減衰振動時に駆動
   パルス選択回路（４）に出力することで、ロータ（70）
   の回転速度を増幅し、ステップモータ（７）のコイルに
   発生する誘起電圧を高める検出補助パルス生成回路
   （１）と、 分周回路（８）から入力したクロック信号を元に、少な
   くとも１種類以上の主駆動パルス信号を生成して、駆動
   パルス選択回路（４）に出力する主駆動パルス生成回路
   （３）と、 分周回路（８）から入力したクロック信号を元に生成し
   て、主駆動パルスより長い補正駆動パルス信号を、駆動
   パルス選択回路（４）に出力する補正駆動パルス生成回
   路（２）と、 主駆動パルス信号と検出補助パルス信号、及び検出回路
   （６）からの検出信号に対応して補正駆動パルス信号の
   出力の有無を選択して、主駆動パルス信号と検出補助パ
   ルス信号と補正駆動パルス信号を駆動回路（５）に出力
   する駆動パルス選択回路（４）と、 駆動パルス選択回路（４）から入力した主駆動パルス信
   号と検出補助パルス信号と補正駆動パルス信号を実効電
   力パルスに変換してステップモータ（７）に出力する駆
   動回路（５）と、 分周回路（８）から入力したクロック信号を元に、回路
   のスイッチ切り換えをすることでステップモータ（７）
   の回転検出を行い、回転検出結果に応じた検出信号を生
   成して、駆動パルス選択回路（４）に出力する検出回路
   （６）を設けたことを特徴とする電子時計。
2. 【請求項２】前回のステップ動作でロータの回転結果に
   応じて生成した検出回路（６）の検出信号と、補正駆動
   パルス信号に基づいた信号に対応して、検出補助パルス
   生成回路（１）から入力した検出補助パルス信号を駆動
   パルス選択回路（４）に出力するか否かを選択する検出
   補助パルス出力選択回路（10）と、を設けた事を特徴と
   する請求項１記載の電子時計。
3. 【請求項３】検出補助パルスのパルス幅を可変するため
   に、検出回路（６）の検出信号と補正駆動パルス信号を
   合成した信号に応じて、分周回路（８）から入力する少
   なくとも２種類以上のクロック信号を元に１つのクロッ
   ク信号に選択して、検出補助パルス生成回路（１）にク
   ロック信号を出力する検出補助パルス幅可変回路（11）
   と、 検出補助パルス幅可変回路（11）と分周回路（８）から
   の入力するクロック信号を元に検出補助パルス信号を生
   成する検出補助パルス生成回路（１）と、 を設けた事を特徴とする請求項１記載の電子時計。
4. 【請求項４】検出補助パルス出力選択回路（10）から駆
   動パルス選択回路（４）に出力する検出補助パルス信号
   の出力回数を計時して、出力回数に応じて、検出補助パ
   ルス出力選択回路（10）の出力を制御するカウンタ信号
   を検出補助パルス出力選択回路（10）に出力する検出補
   助パルス出力カウンタ（12）を設けた事を特徴とする請
   求項２記載の電子時計。
5. 【請求項５】分周回路（８）からの入力するクロック信
   号を元に、前回のステップ動作でロータの回転検出結果
   に応じて生成した検出回路（６）の検出信号と、 補正駆動パルス信号を合成した信号に応じて、検出補助
   パルスの出力開始タイミングを可変するクロック信号を
   選択する検出補助パルス出力タイミング可変回路（13）
   と、 を設けた事を特徴とする請求項１記載の電子時計。
6. 【請求項６】主駆動パルス生成回路（３）から入力した
   少なくとも１種類以上の信号に応じて、駆動パルス選択
   回路（４）に検出補助パルス信号を出力するか否かを選
   択する検出補助パルス出力選択回路（10）を設けた事を
   特徴とした請求項１記載の電子時計。
7. 【請求項７】主駆動パルス生成回路（３）から入力した
   少なくとも１種類以上の信号に応じて、検出補助パルス
   生成回路（１）に出力するクロック信号を選択する検出
   補助パルス幅可変回路（11）を設けた事を特徴とした請
   求項１記載の電子時計。
8. 【請求項８】分周回路（８）から入力するクロック信号
   を元に、主駆動パルス生成回路（３）から入力した少な
   くとも１種類以上の信号に応じて、検出補助パルスの出
   力開始タイミングを可変するクロック信号を選択する検
   出補助パルス出力タイミング可変回路（13）を設けた事
   を特徴とする請求項１記載の電子時計。
9. 【請求項９】ステップモータ（７）に印加する検出補助
   パルスは、少なくとも１つ以上の交番パルスとした請求
   項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の電子時計。