JP5477817B2 - 遊技機用モータの制御装置 - Google Patents

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本発明は、遊技における図柄表示、及び図柄変動表示、等に用いられるモータを利用した遊技機に関する。
このような、モータを利用した遊技機の代表的なものとしては、例えば、モータによりリール部材を回転制御するものがある。このような遊技機は、複数の図柄が外周面に描かれたリールと、抽選により大当たり入賞を発生させるか否かの大当たり判定手段と、この大当たり判定の結果に基づいてリール部材の回転を制御して図柄の変動表示遊技を行う遊技処理制御手段とを備えている。これらの遊技機では、リール部材の回転制御による演出が遊技者の興味を高める上で重要な役割を持っていることから、リール部材を非常に低速で回転させたり、高速に回転させたり、あるいは正逆転駆動を頻繁に行う制御がなされている。リール部材の駆動制御を行うモータは一般に２相のステッピングモータが採用されている。
ここで、リール部材を回転制御するためには、ステッピングモータを使用し、低速回転をより円滑に行うための制御方法としてマイクロステップ制御が良く知られている。ステッピングモータの駆動方法は、各相の駆動電圧に位相差を与えることにより、２相、１−２相励磁、等の各種の駆動方法で設定されるステップ角分だけ回転制御する。マイクロステップ制御は、ステッピングモータの励磁信号を数段階のマイクロステップ振幅で変化させ、マイクロステップ振幅が変化する周期は、マイクロステップ周期として設定されたマイクロステップ周期毎に、ステッピングモータのステップ角よりも細かいステップ角度であるマイクロステップ角度で、２相、１−２相励磁、等の各種励磁方式で回転制御するよう制御することが可能となる。このようにステッピングモータをマイクロステップ制御するために、市販のマイクロステップコントロールＩＣを採用することがある。これらの市販のマイクロステップコントロールＩＣは、外部からの基準クロック入力により駆動方法として、２相、１−２相励磁、あるいは２Ｗ１−２相励磁、等の各種の駆動方法で設定されたステップ角分だけ、正転、逆転するように構成されており、基準クロックのパルス幅によりモータの速度が決定されるようになっている。（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。
特開平９−２６２３３９２号公報 特開２００９−８２３２８号公報
上記のような、マイクロステップ制御をハードウェア制御で実現することが可能である。このために、マイクロコントロールＩＣを用いて制御をすることも可能であり、マイクロコントロールＩＣを用いないでマイクロコントロールと同等機能を電気回路で構成して制御することも可能である。このようなハードウェア制御によるマイクロステップ制御は、高速駆動を行う場合に有利となるが、複数の回転制御速度を用意するとか、回転制御の速度を途中で変える等の制御をしようとするとハードウェア構成は複雑になり、経済的、実用的な回路規模で、マイクロステップ制御回路を実現できない。
一方、マイクロステップ制御をソフトウェア制御で実現することも可能である。例えば
、マイクロステップ周期、マイクロステップ振幅のいずれか、あるいは両方をＣＰＵに実装するソフトウェア機能により制御信号として、ステッピングモータの励磁駆動部に入力することでマイクロステップ制御を実現することも可能である。ソフトウェア制御によるマイクロステップ制御は、ソフトウェアによりマイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号を出力することから、ステッピングモータの回転制御の速度を途中で変える等の制御をすることがハードウェア制御の場合よりも容易となる。しかし、ＣＰＵに実装するソフトウェア機能によりマイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号、等の制御信号を出力することから、ステッピングモータを高速駆動しようとすると、ＣＰＵがこれらの制御信号を出力するための処理量は膨大であり、ＣＰＵには高負荷がかかることになり、実用的ではなくなる。
マイクロステップ制御をハードウェア制御する別の回路構成も可能である。マイクロステップ周期信号、またはマイクロステップ振幅信号をＲＯＭに記憶しておき、駆動しようとするステッピングモータの回転速度に合わせて、ＲＯＭに記憶されているマイクロステップ周期信号、あるいはマイクロステップ振幅信号のそれぞれ、あるいは両方を読み出し、読みだされた値に基づいて励磁駆動部からステッピングモータを駆動するような構成も可能となる。このような、ＲＯＭを用いたハードウェア制御によるマイクロステップ制御方式においても、ＲＯＭにさまざまなパターンのマイクロステップ制御のためのデータを記憶しておくことで、ステッピングモータの回転速度を途中で変えるというような制御をすることが可能となるが、ＲＯＭに予めさまざまな回転制御パターンを記憶しておくことには限界がある。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、高速回転と低速回転と複数の回転速度で駆動したり、回転速度を途中で変更する制御を、簡単な回路構成で、またソフトウェアの処理量に負担をかけない制御方法で提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置において、ステッピング周期信号受けて、前記ステッピング周期毎に１ステップ単位で励磁力が変化することで回転制御するステッピングモータ（例えば、実施形態におけるリールモータＲ９０）を備えて構成される遊技機において、ステッピングモータは、ステッピング周期信号から作成されるマイクロステップ周期信号(例えば、実施形態におけるマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の出力信号)毎に、１ステップをｍ（ｍは自然数）分割するマイクロステップ単位で階段状に変化するマイクロステップ励磁信号を出力するマイクロステップ制御回路（例えば、実施形態におけるリール制御部１６０）により制御され、マイクロステップ制御回路がマイクロステップ励磁信号（例えば、実施形態における励磁駆動部Ｒ７０の出力信号）を出力するハードウェア制御と、ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する信号によりマイクロステップ制御回路がマイクロステップ励磁信号を出力するソフトウェア制御と、を切り替える切り替え手段をマイクロステップ制御回路内に備える。
このように構成することで、ステッピングモータを回転制御する際にステッピングモータの回転速度をハードウェア制御と、ソフトウェア制御とで切り替え制御することが可能となり、回転速度を変更制御することが容易になる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置において、ＣＰＵのソフトウェア機能は、ステッピングモータを低速回転させる場合は、切り替え手段をソフトウェア制御に切り替え、ステッピングモータを高速回転させる場合は、切り替え手段をハードウェア制御に切り換えることが望ましい。
このように構成することで、ソフトウェア制御によりステッピングモータを回転制御す
ると、ＣＰＵにかかる処理量は膨大となり、ＣＰＵが他の処理をする処理時間がなくなる危険があるが、高速動作時はハードウェア制御とすることで、ＣＰＵの処理負荷を低減できる。低速動作時はソフトウェア制御とすることで、ステッピングモータの回転速度を細かなステップで変更することが可能となり、遊技者に幅広い演出を提供できる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置において、マイクロステップ制御回路は、記憶された複数の数値ｎ信号（ｎは自然数）を出力する数値ｎ記憶回路（例えば、実施形態における数値ｎ記憶回路Ｒ０５）と、数値ｎ記憶回路から出力される数値ｎ信号を受け、前記ステッピング周期信号をｎ倍または１／ｎ倍したマイクロステップ周期信号を出力するマイクロステップ周期信号回路（例えば実施形態におけるマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、周波数逓倍回路Ｒ１１または周波数分周回路Ｒ１２）と、記憶された複数の数値ｍ信号（ｍは自然数）を出力するマイクロステップ数回路（例えば、実施形態におけるマイクロステップ数回路Ｒ１５）と、マイクロステップ数回路から出力される数値ｍのマイクロステップ数信号を受け、マイクロステップ周期信号回路から出力される前記マイクロステップ周期信号毎に、０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を順次出力するマイクロステップ設定回路と、（例えば、実施形態におけるマイクロステップ設定回路Ｒ３０）と、マイクロステップ設定回路から出力されるマイクロステップ設定信号毎に、１ステップをｍ分割したマイクロステップに対応したマイクロステップ振幅信号を出力するマイクロステップ振幅信号回路（例えば、実施形態におけるマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０）と、マイクロステップ振幅信号回路から出力される前記マイクロステップ振幅信号に基づいて、所定の励磁力をｍ分割し、階段状に変化する励磁力を発生する励磁駆動部（例えば、実施形態における励磁駆動部Ｒ７０）と、を有することが好ましい。
このように構成することで、マイクロステップ制御回路の種々の回路部分の出力信号を変更することで、ステッピングモータの回転速度を変更することが可能となる。回転速度を変更する際に、きめ細かく回転速度を変更することが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置において、切り替え手段は、前記マイクロステップ周期信号回路の入力を、前記数値ｎ記憶回路と、前記ＣＰＵの入出力回路（例えば、実施形態の入出力回路４０）とのいずれかに接続するよう切り換える第１のスイッチ回路（例えば実施形態のスイッチＳ１）、マイクロステップ設定回路の入力を前記マイクロステップ数回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第２のスイッチ回路（例えば、実施形態のスイッチＳ２）、マイクロステップ設定回路の入力を前記マイクロステップ周期信号回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第３のスイッチ回路（例えば、実施形態のスイッチＳ３）、マイクロステップ振幅信号回路の入力を前記マイクロステッ設定回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第４のスイッチ回路（例えば、実施形態におけるスイッチＳ４）、および励磁駆動部の入力を前記マイクロステッ振幅信号回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第５のスイッチ回路（例えば、実施形態におけるスイッチＳ５）、の少なくともいずれか１つを有することが望まれる。
このように構成することで、マイクロステップ制御回路を構成するさまざまな回路部分において、ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する信号によりマイクロステップ動作を変更できるように制御することが可能となる。従って、遊技者に熱い演出を提供する上で、ソフトウェア制御によりきめ細かな演出をすることが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、マイクロステップ周期信号回路の出力信号がＣＰＵの入出力回路に入力されることでマイクロステップ
周期信号回路の動作状態を監視する第１モニター機能、マイクロステップ振幅信号回路の出力信号が前記ＣＰＵの入出力回路に入力されることでマイクロステップ振幅信号の動作状態を監視する第２モニター機能、および励磁駆動部の出力信号が前記ＣＰＵの入出力回路に入力されることで前記励磁駆動部の動作状態を監視する第３モニター機能、の少なくともいずれか１つが備えられていることが好ましい。
このように構成することで、マイクロステップ制御回路が出力する励磁信号によりステッピングモータは回転動作するが、回転制御されるリール部材において発生する摩擦力などにより脱調現象を生じることがある。マイクロステップ制御回路の各部をモニターすることで、マイクロステップ制御回路が所定の制御信号を生成しているか否かを監視可能となり、マイクロステップ制御回路が所定の制御信号を生成している場合にステッピングモータが脱調しているか否かを判定することが容易となる。また、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替える場合において、ハードウェア制御において出力していた制御信号と大きくことなるソフトウェア制御であると、ステッピングモータが不自然な回転動作をする可能性がある。モニターしていたハードウェア制御での各制御信号の値と大きく異ならない制御信号の値によりソフトウェア制御をすれば、ステッピングモータが不自然な回転速度変化をすることがなくなる。このようにして、ステッピングモータが不自然な回転動作をすることで、遊技店が遊技者にとって不利益な操作をしているのではないかという疑念を抱くことを防止できる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、数値ｎ記憶回路が出力する数値ｎ信号、またはＣＰＵのソフトウェア機能が出力する数値ｎ信号を変更することでステッピングモータの回転速度を変更することが望まれる。
このように構成することで、ハードウェア制御においても、ソフトウェア制御においても、数値ｎの値を変えることでステッピングモータの回転速度を変更することが可能となる。よりきめ細かく回転速度変更をすることが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、マイクロステップ数回路が出力するマイクロステップ数信号、またはＣＰＵのソフトウェア機能が出力するマイクロステップ数信号を変更することで、ステッピングモータの回転速度を変更することが好ましい。
このように構成することで、ハードウェア制御においても、ソフトウェア制御においても、マイクロステッピング数を変えることでステッピングモータの回転速度を変更することが可能となる。よりきめ細かく回転速度変更をすることが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、マイクロステップ周期信号回路が出力するマイクロステップ周期信号、またはＣＰＵのソフトウェア機能が出力するマイクロステップ周期信号を変更することで、ステッピングモータの回転速度を変更することが好ましい。
このように構成することで、ハードウェア制御においても、ソフトウェア制御においても、マイクロステッピング周期信号を変えることでステッピングモータの回転速度を変更することが可能となる。よりきめ細かく回転速度変更をすることが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、ＣＰＵのソフトウェア機能は第１モニター機能によるマイクロステップ周期信号回路の出力に基づいてマイクロステップ周期信号を変更することが望まれる。
このように構成することで、ハードウェア制御からソフトウェア制御に切り換える際にステッピング周期信号を大きく異なる値に設定し、ステッピングモータの回転速度が不自然に変化することで遊技者に不信感を与えることを防止できる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、マイクロステップ設定回路が出力するマイクロステップ設定信号、またはＣＰＵのソフトウェア機能が出力するマイクロステップ設定信号を変更することで、ステッピングモータの回転速度を変更することが好ましい。
このように構成することで、ハードウェア制御においても、ソフトウェア制御においても、マイクロステッピング設定を変えることでステッピングモータの回転速度を変更することが可能となる。よりきめ細かく回転速度変更をすることが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、マイクロステップ振幅信号回路が出力するマイクロステップ振幅信号、またはＣＰＵのソフトウェア機能が出力するマイクロステップ信号を変更することで、ステッピングモータの回転速度を変更することが望ましい。
このように構成することで、ハードウェア制御においても、ソフトウェア制御においても、マイクロステップ振幅信号を変えることでステッピングモータの回転速度を変更することが可能となる。よりきめ細かく回転速度変更をすることが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、ＣＰＵのソフトウェア機能は第２モニター機能によるマイクロステップ振幅信号回路の出力に基づいて前記マイクロステップ振幅信号を変更することが望まれる。
このように構成することで、ハードウェア制御からソフトウェア制御に切り換える際にステップ振幅信号を大きく異なる値に設定し、ステッピングモータの回転速度が不自然に変化することで遊技者に不信感を与えることを防止できる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、ＣＰＵのソフトウェア機能は第３モニター機能による励磁駆動部の出力に基づいて、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替えることが好ましい。
このように構成することで、リール部材の回転速度を変更制御において、ステッピングモータの回転速度が不自然に変化することで遊技者に不信感を与えることを防止できる。
上記目的を達成するために、本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、複数の図柄が外周面に描かれたリールをステッピングモータにより回転速度制御することが好ましい。
このように構成することで、リール部材の回転速度を変更制御することで、遊技者の興味を高めるために、従来より一層高度な演出をすることが可能となる。
本発明に係る遊技機用モータの制御装置は、ステッピングモータで駆動されるリールを、高速回転動作させる場合には、ハードウェア制御により回転速度制御し、低速回転動作させる場合にはソフトウら制御により回転速度制御することが可能となり、高速回転制御と低速回転制御と複数の回転速度で駆動したり、回転速度を途中で変更する制御を、簡単な回路構成で、またソフトウェアの処理量に負担をかけない制御方法で実現できる。
本発明に係る遊技機の一例として示すパチンコ機ＰＭの正面図である。 上記パチンコ機ＰＭの遊技盤を示す背面図である。 上記パチンコ機のリールユニットの斜視図である。 上記パチンコ機のリールユニットの正面図である。 上記リールユニットを構成するリールの内部構造を示す斜視図である。 リール部材の図柄表示面部に描かれた図柄を示す正面図である。 パチンコ機の制御機能を示したブロック図である。 ステッピングモータの２相励磁の場合の動作を示す動作説明図である。 第１実施形態のリール制御部の回路構成を示す回路図である。 第１実施形態のリール制御部を構成する周波数逓倍回路を示す回路図である。 第１実施形態のリール制御部を構成する周波数分周回路を示す回路図である。 第１実施形態のリール制御部を構成するマイクロステップ振幅信号回路を示す回路図である。 第１実施形態のリール制御部を構成する別のマイクロステップ振幅信号回路を示す回路図である。 第２実施形態のリール制御部を構成するマイクロ制御ＩＣの回路図である。 第２実施形態のリール制御部を構成するマイクロ制御ＩＣの端子配列図である。 第３実施形態のリール制御部を構成するマイクロステップ振幅信号回路を示す回路図である。 ＣＰＵとリール制御部間のスイッチ制御とモニター接続を示す回路図である。 ソフトウェア制御とハードウェア制御の切り替えを示すタイムチャートである。
まず、上記遊技機の一例として説明するパチンコ機ＰＭの概要構成を、図１を参照して説明する。図１に示すように、パチンコ機ＰＭは、外郭方形枠サイズに構成されて縦向きの固定保持枠をなす外枠１０１の開口前面に、これに合わせた方形枠サイズに構成されて開閉搭載用の前枠１０２が正面左側上下に配設されたヒンジ部材１０３ａ，１０３ｂにより横開き開閉および着脱が可能に取り付けられ、正面右側に設けられた施錠装置１０４を利用して通常は外枠１０１と係合された閉鎖状態に保持される。
前枠１０２の正面側には、前枠１０２の前面域に合わせた方形状をなし中央部に取り付けられたポリカーボネート板やガラス板等の透明板材を通して遊技盤１２０を透視可能なガラス扉１０５と、球皿に貯留された遊技球を整列させて１個ずつ打球発射装置１０９（不図示）に導く上球皿１０６とが、ともに左側縁に内蔵されたヒンジ機構により横開き開閉および着脱が可能に組付けられ、通常は施錠装置１０４および図示しないロック機構を利用して前枠１０２の前面を覆う閉止状態で保持される。上球皿１０６には賞球払出用の賞球払出口が設けられている。上球皿１０６の下部には、遊技の展開状況に応じた効果音を発生させる図示しないスピーカからの音声が外部に放出される放音部が設けられている。また、前枠１０２の下部には遊技球を貯留する下球皿１０７が設けられ、この下球皿１０７と並んで遊技球の発射操作を行う操作ハンドル１０８が取り付けられている。
遊技盤１２０は、板厚１９mm程度の積層合板を所定形状に切断等して、その表面に所定意匠のセルを貼り付けた化粧板（ベニヤとも称される）１２１を基板として構成される。化粧板１２１の前面内側に遊技領域ＰＡが区画される。遊技領域ＰＡには、第１始動入賞
具１２４、大入賞具１２６や一般入賞具、および遊技の進行状況に応じて所定の図柄を遊技者が視認可能に表示させる図柄表示装置２００などが取り付けられ、遊技領域ＰＡの下端には第１始動入賞口１２４、第２始動入賞口１２５、一般入賞口、大入賞口１２６、普通図柄作動ゲート１２８が設けられている。これらの入賞口に入賞せずに落下した遊技球を遊技盤１２０の裏面側に排出させるアウト口１２７が設けられている。図柄表示装置２００は、遊技盤１２０のほぼ中央に位置しており、３桁の絵柄の組合せからなる「特別図柄」を変動表示させるもので、この特別図柄のうち、３桁がいずれも同一種類の絵柄の組合せからなるものを「当たり図柄」と称する。
第１始動入賞口１２４または第２始動入賞口１２５への入賞があると、上球皿１０６の賞球払出口から所定数の賞球（例えば５球）が遊技者に払い出されるのに加え、図柄表示装置２００が作動し、図柄の変動が開始される。この変動の結果、停止表示される図柄が当たり図柄の場合には、遊技者にとって有利な「大当たり遊技」が発生する。
この大当たり遊技においては、普段は閉鎖している大入賞口１２６が開放される。大入賞口１２６への入賞があると、賞球払出口から所定数（例えば１５球）の賞球が遊技者に払い出される。この大入賞口１２６は、開放されてから所定時間（例えば３０秒）経過するか、又は所定数（例えば１０球）の入賞があるかのいずれかにより一旦閉鎖する。そして、この大入賞口１２６が開放されている間に、この大入賞口１２６の内部に設けられている図示しないＶゾーンへの入賞があると、大入賞口１２６は一旦閉鎖した後、再度開放することとなっている。これにより、大入賞口１２６の開放は、最大１６回連続することが可能となっている。また、大入賞口１２６が１６回開放し終えるか、又は大入賞口１２６の開放中に上記Ｖゾーンへの入賞がなかった場合には、この大当たり遊技は終了する。
図示しないがパチンコ機ＰＭの裏セット盤は図示には、賞球を払い出すための賞球経路が設けられる。すなわち、裏面側には、遊技球の貯留・供給を行うタンク部材、タンク部材から供給される遊技球を整列させて流下させる整列樋部材、整列樋部材から供給される遊技球を受けて所定数量の遊技球を待機保持させる賞球待機通路、賞球待機通路に待機された遊技球を所定の入賞条件等に基いて払い出す球払出装置、球払出装置から払い出された遊技球を上下の球皿１０６，１０７に導く賞球払出経路などの賞球経路が設けられている。また、基枠体の前面側には、窓口の下方に位置して遊技盤１２０の裏面側に排出されたアウト球およびセーフ球、球抜き機構によって賞球経路の途上から排出された抜き球等を集合させる図示しない集合経路が形成され、基枠体の裏面側には集合経路と繋がって集合された遊技球を遊技施設側の回収バケットに排出させる図示しない球排出経路が形成されている。
裏セット盤の裏面各部には、パチンコ機ＰＭの作動を統括的に制御する遊技制御装置１３０が主基板に取り付けられている。図７を用いて遊技制御装置１３０を説明する。主基板の払出制御装置コマンド送受信手段１３９は、払出装置１６０を経由して、払出装置１７４、発射装置１７５、発射ハンドル１７６の制御と監視を行う。また、ランプ制御部１５５、音声制御部１５６により、保留ランプ１７０、演出ランプ１７１、スピーカ１７２を制御して、効果照明や効果音の作動制御を行う。さらに、これらの制御基板や各種電子機器等に電力を供給する電源基板１２９が設けられている。主基板の遊技制御装置１３０は、電源基板１２９の電断処理手段１３６、電断復帰処理手段１３７により電源断の場合の処理を行う。
主基板には、さらに遊技ホールに設置された遊技機管理装置（管理コンピュータ）に対して各種の遊技情報を出力する外部接続装置としての外部端子板（不図示）などの回路基板が着脱交換可能に取り付けられ、各回路基板や電子機器がワイヤーハーネスで接続されてパチンコ機ＰＭが構成される。また、払出制御装置１６０の下方には、主基板を含むこ
れら回路基板に何らかの異常動作等が生じたときに、これを発光ダイオードによる画面にて報知するためのエラー表示装置（エラーＬＥＤ）が設けられている。
次に、図３〜６を用いて、本実施例に係るステッピングモータを適用したリールユニット２１０の構造を説明する。図２はパチンコ機ＰＭの遊技盤１２０を示す背面図であり、遊技盤１２０の略中央にリールユニット２１０が取り付けられている。図３はリールユニット２１０の斜視図（図中の右下は第３リールの背面斜視図）である。図４はリールユニット２１０をパチンコ機ＰＭの正面側から見た正面図である。図５は、リールユニット２１０を構成する第１リールモジュール２１１の主要部を分解した斜視図であり、（ａ）は基準片部材２１１ａ、（ｂ）はリール部材２１１ｂ、（ｃ）はモータユニット２１１ｃである。図６は第１〜第３リールモジュールのそれぞれのリール部材の図柄表示面部に描かれた図柄を示す正面図である。
図２に示すように、遊技盤１２０に、内カバーと称されるセーフ球を流下案内するカバー部材を介してリールユニット２１０が遊技盤１２０の背面側から取り付けられている。
図３〜５に示すように、リールユニット２１０は、第１リールモジュール２１１、第２リールモジュール２１２、第３リールモジュール２１３及びこの３つのリールモジュールを収容するリールモジュール収容部２１４を主体に構成されている。なお、第１リールモジュール２１１、第２リールモジュール２１２、第３リールモジュール２１３は、共通部材からなっており、本実施例では必要がない限りは第１リールモジュール２１１を例示してリールモジュール２１１として共通説明する。
図５に示すように、リールモジュール２１１は、基準片部材２１１ａ、リール部材２１１ｂ、モータユニット２１１ｃから構成されている。基準片部材２１１ａは、中央が略円形に形成されるとともに、中央から十字状に突出辺が形成されて構成される。ここで、突出辺の１辺が他の３辺より長く形成されるとともに、この辺には、後述する基準センサの光を遮光する遮光部２２６が形成されている。リール部材２１１ｂは、中心から放射状に伸びた４本のリム部と、リム部から水平状に形成された図柄表示面部２２２から構成される。なお、リール部材２１１ｂには、基準片部材２１１ａを取り付ける基準片部材取り付け部２２３、２２４、２２５が形成されており、リール部材２１１ｂに基準片部材２１１ａに形成されている取り付け部２２３、２２４、２２５と嵌合されている。モータユニット２１１ｃは、モータベース２３１、モータ２３０、バックライト部２４０から構成されている。バックライト部２４０は、リール部材２１１ｂの図柄表示面部２２２を内側から照射する構造となっている。モータ２３０の回転軸２２１はリール部材２１１ｂの中心部穴２２１、基準片部材２１１ａの中心部穴２２１に嵌合され、モータ２３０が回転することで、リール部材２１１ｂ、基準片部材２１１ａも回転するようになっている。また、モータユニット２１１ｃのモータ２３０の外縁部にはスリット部を有するフォトインタラプタ２２７が、リール部材２１１ｂの回転に伴い前述の基準片部材２１１ａの遮光部２２６がスリット部を通過する位置に取り付けられている。
ここで、リールユニットにおける図柄表示を図６を用いて説明する。ここで第１リールモジュールのリール部材を第１リール部材２１１ｂ、第２リールモジュールのリール部材を第２リール部材２１２ｂ、第３リールモジュールのリール部材を第３リール部材と称する。図６は第１リール部材２１１ｂ、第２リール部材２１２ｂ、第３リール部材２１３ｂのそれぞれの図柄表示面部に描かれる図柄の一例を示す正面図である。それぞれの図柄表示面部に描かれた図柄の上から３つの図柄は第１〜第３リール部材の３つの図柄表示面部の図柄を合わせて１つの図柄として表示している。上から４つ目より下の図柄はそれぞれのリール部材の図柄表示面部毎に異なる図柄を表示している。前述のようにリールユニット２１０にはバックライト部２４０があり、バックライト部２４０はＬＥＤを光源として図柄表示面部２２２を内部から照射し、図柄表示面部２２２を外側から見ると、図柄がバ
ックライト部２４０により内部から明るく照射され、図１に図柄表示装置２００として示したようにパチンコ機ＰＭの正面から視認できるようになっている。
次に、リール部材の回転のイニシャライズ位置の検出を説明する。図６において第１リール部材２１１ｂの図柄表示面部に描かれた上から3個目の図柄の右側に飛び出した突起物が図５（ａ）に示した基準片部材２１１ａに取り付けられた基準片部材の遮光部２２６であり、第２リール部材２１２ｂの図柄表示面部に描かれた上から２つ目の図柄の右側に飛び出した突起物は第２リール部材２１２ｂに取り付けられた基準片部材の遮光部となり、第３リール部材２１３ｂの図柄表示面部に描かれた一番上の図柄の右側に飛び出した突起物は第３リール部材２１３ｂの基準片部材の遮光部を模式したものである。
図５（ｃ）に示すフォトインタラプタ２２７は受光部と、発光部と、スリット部とを備えている。図５（ａ）に示された遮光部２２６はリール部材２１１の回転に従って回転し、図５（ｃ）のフォトインタラプタ２２７のスリット部を通過することで、フォトインタラプタ２２７の受光部と発光部の間を遮光・透光させる。このように、遮光部２２６がフォトインタラプタ２２７のスリット部を通過する際に、フォトインタラプタ２２７の発光部が発光した光が遮光部により遮光され、受光部で光が遮光されたことを検出する。このようにフォトインタラプタ２２７が遮光を検出した位置を、リール部材の回転のイニシャル位置とする。また、第１〜第３リール部材がそれぞれ何回転したかを検出することが可能となる。
このように構成されているリールユニットは、リール制御部からの励磁信号により第１〜第３リールモジュールのモータ２３０が回転駆動されることで、第１〜第３リール部材が回転する。ここで、モータ２３０はステッピングモータであり、以下に、主基板に取り付けられている遊技制御装置がステッピングモータを回転制御することでリール部材２１１の図柄表示面部に描かれた図柄を変動表示する。以下では、パチンコ機の制御機能について図７を用いて説明する。
図７はパチンコ機の制御機能を示したブロック図である。遊技制御装置１３０は、入賞判定手段１３１、特別図柄変動制御手段１３２、特別遊技実行手段１３３、確率変動遊技実行手段１３４、変動時間短縮遊技実行手段１３５、電源断処理手段１３６、電断復帰処理手段１３７、コマンド出力手段１３８、及び払出制御装置コマンド送受信手段１３９として機能する。
遊技制御装置１３０は、第１特別図柄始動口１２４、第２特別図柄始動口１２５、一般入賞口、大入賞口１２６、普通図柄作動ゲートとそれぞれ電気的に接続されて、各入賞口に入賞したことを検出する検出手段及び駆動手段により遊技全体を制御する。具体的には、遊技者により打球された遊技球の落下移動は第１特別図柄始動口１２４、第２特別図柄始動口１２５、一般入賞口、及び大入賞口１２６で入賞が検出される。第１特別図柄入賞口、第２特別図柄始動口は遊技盤の説明において、第１始動入賞口１２４、及び第２始動入賞口に相当する。それぞれの入賞口に設けたセンサが遊技球の入賞を検出する。また、普通図柄作動ゲート１２８に遊技球通過したことを検出すると、検出信号が遊技制御装置に入力されることで、遊技制御装置１３０内の入賞判定手段１３１、特別図柄変動制御手段１３２、特別遊技実行手段１３３、確率変動遊技実行手段１３４、及び変動時間短縮遊技実行手段１３５が、遊技者の遊技状態に従って、それぞれ所定の図柄変動制御の制御内容を決定する。
図柄変動制御の制御内容が決定されると、第１・第２特別図柄表示装置１４０、普通図柄表示装置１４１、及び遊技状態表示装置１４２を制御する。一方、第１、第２特別図柄の変動に応じた演出や遊技効果の演出として各種の表示装置を制御するためコマンドを、
コマンド出力手段１３８から、サブ制御基板１５０に実装されているコマンド受信部１５１に送信する。サブ制御基板のコマンド解析部１５２は受信したコマンドを解析しリール制御内容決定部１５３が大当たり中演出駆動をするのか、第１、第２特別図柄の変動に応じた通常変動演出駆動をするのか、などの演出内容を決定する。
このように、遊技機において図柄演出は遊技者の興味を高めるための重要な部分を占めることから、動作チェック駆動、エラー報知駆動、及びテストモード駆動、等の信頼性を高めるための機能がリール制御内容決定部１５３により制御される。さらに、停止図柄を決定する停止図柄決定部１５４がサブ制御装置に実装されている。
遊技制御装置１３０からのコマンドによりリール制御内容決定部１５３がリール制御内容を決定されると、サブ制御基板１５０に実装されているサブＣＰＵ１４は、リールユニット１６５に実装されているステッピングモータを回転速度制御するための制御信号をリール制御部から出力するように制御する。リール部材の回転速度の変更制御は、遊技者の遊技機への興味が高める上で重要である。このため、リール部材の図柄表示面部に描かれている図柄を表示する際に、高速で回転して表示、低速で回転して表示するなどのように回転速度を変化させて表示することが好ましい。このためリール制御部は、高速、低速と２段階の回転速度制御でなく、細かな速度制御、あるいは回転中に回転速度を変更可能に制御できる構成となっている。
図８を用いてステッピングモータの動作を説明する。図８（ａ）はステッピングモータの動作図であり、図８（ｂ）はステッピングモータのマイクロステップ動作を示す動作図である。ステッピングモータの駆動方法は色々な駆動方法があるが、２相励磁の場合を図８（ａ）に示す。図８（ａ）の右側に図示する１、２、３、４は回転子が回転する様子を示している。固定子はＡ相、Ｂ相、Ａ-相、Ｂ-相の順で９０°毎に駆動巻線が配置されている。図８（ａ）の左側は各相の１，２，３，４の４つのステップにおいて、それぞれの相の巻線の励磁信号を示している。各ステップにおいて各相に励磁電流である励磁信号が流れることにより、第１ステップではＡ相とＢ相の間にあった回転子が、ステップが１つずつ進むに従って、９０°単位で回転する様子を示している。
ステッピングモータのマイクロステップ動作を図８（ｂ）により説明する。ここでは、図８（ａ）に示したマイクロステップモータの２相励磁の場合と比較すると、図８（ａ）において１段階で変化した励磁信号が、図８（ｂ）では、４段階のマイクロステップで励磁信号が増加し、４段階のマイクロステップで励磁信号が減少する様子を示している。このように、図８（ｂ）の左側では、各相の巻線は図８（ａ）の２相励磁での各ステップの励磁信号値を１／４倍したマイクロステップで階段状に変化する。Ａ相を見ると第１マイクロステップにおいて０の励磁信号であったＡ相は第５マイクロステップにおいて、励磁信号の振幅が４マイクロステップ分増加している。４マイクロステップ分励磁信号の振幅が増加した状態が図８（ａ）におけるＡ相の励磁信号の大きさと同じである。Ａ相以外のＢ相、Ａ-相、Ｂ-相の各相の励磁信号はやはり図示されたように階段状に変化する。図８（ｂ）の右側にはＢ相の励磁信号が階段状に減少し、Ａ相の励磁信号が階段状に増加する左側の図における第１マイクロステップから第４マイクロステップまでの状態を示す図であり、Ｂ相の励磁信号が階段状に減少し、Ａ相の励磁信号が階段状に増加することで回転子が回転する様子を示している。図８（ａ）のステッピングモータでの動作においては、ステップが進む毎に回転しは９０°回転したが、図８（ｂ）のマイクロステプ動作では各マイクロステップ動作において、９０°を１／４倍した角度に相当する２２．５°回転し、４マイクロステップで９０°回転する様子を図示している。また、各相の励磁信号は２５％ずつ変化していることを図示している。
図８（ｂ）のマイクロステップモータは１マイクロステップ毎に回転子が２２．５°回
転する例を示しているが、図８（ｂ）のように４マイクロステップが図８（ａ）の１ステップに対応する例のように、マイクロステップ数は４に限定されるものではない。マイクロステップ数は種々の値に設定することができる。さらに、ステッピングモータの駆動方法として２相励磁の場合で説明したが、ステッピングモータの駆動方法には種々の方法があり、３相励磁、１−２相励磁、あるいは他の駆動方法もあり、２相励磁に限定されるものではない。
また、ステッピングモータの１ステップは９０°であり、ｍ=４であるマイクロステップ動作では１マイクロステップで２２．５°回転する場合を示した。これは図８においては、各相の巻線を９０°間隔で配置したためであり、各相の巻線をもっと小さな角度で配置することも可能である。例えば、各相の巻線を４５°間隔で配置し、全体で８個の巻線を配置してもよい。この場合には、既に説明した１ステップは４５°となり、１マイクロステップ各は１１．２５°となる。このように巻線の配置はさまざまな形が可能であり、図８の配置に限定されるものではない。
また、マイクロステップの周期を決定するパルス周期は種々のパルス周期に設定することが可能であり、マイクロステップ周期を変化させることで回転子の回転速度を変更することができる。このような仕組みになっていることから、マイクロステップモータの回転子の回転速度を変化させる方法には複数の方法がある。１つの方法はマイクロステップ周期がある所定のマイクロステップ周期に固定されている場合に、マイクロステップ数設定を変化させれば回転子の回転速度が変化する。例えば、マイクロステップ数を２倍にすれば回転子の回転速度は１／２となる。別の方法はマイクロステップ周期を変化させれば回転子の回転速度が変化する。例えば、マイクロステップ周期を倍の速度にすると、回転子の回転速度は１／２となる。マイクロステップモータの回転速度を変化させるために、マイクロステップ周期とマイクロステップ数の２つを変化させても良い。これ以外の方法によって回転速度を変更することも可能であり、他の方法は後述する。
本発明を実施した遊技機用モータの制御装置として、第１実施形態のリール制御部を示す。図９は第１〜第３リール制御部のそれぞれに適用さる回路構成を示す。また、第１〜第３リール制御部のそれぞれには２相励磁の場合にはＡ相、Ｂ相、Ａ-相、Ｂ-相のそれぞれの巻線に対応する回路が必要となるが、図９は１つの相に適用する回路構成を示す。ステッピングモータが２相励磁であるなら、Ａ相、Ｂ相、Ａ-相、Ｂ-相の４相分の回路が必要である。
この第１実施形態のリール制御部は、サブＣＰＵ１４からの指令信号に基づいて、リール制御部に対してサブＣＰＵ１４がステッピングモータがマイクロステップ制御を行うように励磁信号を出力するソフトウェア制御機能と、制御部内にてステッピングモータのマイクロステップ制御を行う励磁信号を出力するハードウエア制御機能とを備えており、サブＣＰＵ１４のコントロール信号によってハードウェア制御機能とソフトウェア制御機能を切替可能に構成されている。以下において、図９〜１３を参照しながら、ハードウェア制御によるリール制御部の動作を説明する。
図９は第１実施形態のリール制御部の回路図である。図１０は図９に示すリール制御部１６０を構成するマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の１つの実現例である周波数逓倍回路Ｒ１１を示す回路図である。図１１はマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の別の実現例である周波数分周回路Ｒ１２を示す回路図である。図１２は図９に示すリール制御部を構成するマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の１つの実現例を示す回路図である。図１３は図９に示すマイクロステップ振幅信号回路の別の実現例を示す回路図である。
図９に示す第１実施形態のリール制御部１６０は、基準クロック発生回路Ｒ２０、数値
ｎ記憶回路Ｒ０５、マイクロステップ制御の基本クロックの出力周期を決定するマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、マイクロステップ数回路Ｒ１５、マイクロステップ設定回路Ｒ３０、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０、励磁駆動部Ｒ７０を有し、各回路部への信号入力部には、後述するソフトウェアによる制御信号入力部との切替手段スイッチＳ１〜Ｓ５が設けられている。
数値ｎ記憶回路Ｒ０５はＲＯＭなどの不揮発性メモリで構成され、基準周波数をｎ倍、または１／ｎ倍するための複数の数値ｎ（ｎは自然数）が回路内に記憶され、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に数値ｎを出力する。マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０は基準クロック源Ｒ２０から基準クロックｆｒｅｆが入力され、数値ｎ記憶回路Ｒ０５が出力する数値ｎ信号に基づいて、基準クロック源Ｒ２０の基準クロック周波数ｆｒｅｆをｎ倍、または１／ｎ倍したマイクロステップ周期信号をマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。マイクロステップ数回路Ｒ１５は複数の数値ｍをマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。マイクロステップ設定回路Ｒ３０は、マイクロステップ数回路からの数値ｍの入力に基づいて、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０から入力されるマイクロステップ周期信号毎に、０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号を順次マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０に出力する。マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０は、マイクロステップ設定回路Ｒ３０から０からｍまでの順次入力されるマイクロステップ設定信号に基づいて、ＰＷＭ信号形式、またはＰＡＭ信号形式のマイクロステップ振幅信号を励磁駆動部Ｒ７０に出力する。励磁駆動部Ｒ７０は、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０から入力されるマイクロステップ振幅信号に基づいて、リールモータＲ９０の各巻線を駆動するための励磁信号を出力する。ここで、リールモータＲ９０は、前述のリールユニットを構成するリールモジュールのモータ２３０に相当する。
さらに、リール制御部１６０はハードウェア制御と、ソフトウェア制御を切り替える切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５が設けられている。スイッチＳ１は数値ｎ記憶回路Ｒ０５の出力端子とマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の入力端子の間に、スイッチＳ２はマイクロステップ数回路Ｒ１５の出力端子とマイクロステップ設定回路Ｒ３０の入力端子の間に、スイッチＳ３はマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の出力端子とマイクロステップ設定回路Ｒ３０の入力端子の間に、スイッチＳ４はマイクロステップ設定回路Ｒ３０の出力端子とマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の入力端子との間に、スイッチＳ５はマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の出力端子と励磁駆動部Ｒ７０との間に、それぞれ設けられている。
このように構成されるリール制御部１６０の各機能の動作の詳細を以下で説明する。数値ｎ記憶回路Ｒ０５には複数の数値ｎ（ｎは自然数）がＲＯＭに記憶されている。マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０には数値ｎ記憶回路Ｒ０５（ｎは自然数）であるＲＯＭに記憶されている数値ｎか、サブＣＰＵ１４がＲＯＭ１５に実装されている制御機能に基づいて入出力回路４０を経由して数値ｎを入力するかを切り替えるスイッチＳ１を経由して、数値ｎ信号が入力される構成となっている。マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０には別に基準クロックｆｒｅｆが基準クロック供給源Ｒ２０から供給される。基準クロック供給源Ｒ２０はリール制御部用に設ける基準クロック回路から供給してもよいし、サブＣＰＵが動作するためのサブＣＰＵ１４用基準クロックと共用してもよい。後述するように、ハードウェア制御とソフトウェア制御とで切り替えてステッピングモータの回転速度を速度変更制御することを考慮すると、リール制御部を構成する回路はクロックに同期して動作することから、リール制御部が動作する基準クロック供給源Ｒ２０とサブＣＰＵ１４用基準クロックを同一の基準クロック供給源とした方が好ましい。
マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０は、周波数逓倍回路Ｒ１１であっても、周波数分周回路Ｒ１２であってもよい。図１０にマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０を周波数逓
倍回路Ｒ１１で構成する場合を示す。基準クロック供給源Ｒ２０からｆｒｅｆのクロック周期により基準クロックが供給され、位相比較回路の一入力端子に入力される。位相比較回路の出力はＬＰＦ（low path filter）に入力され、高調波成分が除去されて電圧制御発振器であるＶＣＯ回路に入力され、ＶＣＯ回路の出力が１／ｎ分周回路に入力される。1／ｎ分周回路は例えばカウンタ回路で構成できる。カウンタ回路の入力にクロックが入力され、カウンタ回路の出力は比較回路に入力される。比較回路の他の入力には数値ｎが入力されカウンタ回路の出力と数値ｎを比較し、数値ｎと一致した場合に比較回路から出てくる信号はカウンタ回路に入力されたクロック周期に対して１／ｎの周期に分周された周期のパルス信号となる。ＶＣＯ回路の出力がこのカウンタ回路に入力されることで、ＶＣＯ出力の発振周波数の１／ｎ倍の周波数のパルス信号が１／ｎ分周回路から出力されて、位相比較回路の他の入力端子に入力される。位相比較器は基準クロック供給源Ｒ２０から入力される基準クロックと１／ｎ分周回路の出力パルス信号の位相を比較することで、全体としてＰＬＬ回路（phase locked loop回路）を構成することで、基準クロック供給源Ｒ２０の出力ｆｒｅｆに対してｎ倍の周波数のクロックがＶＣＯ回路から出力される。
マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０を周波数分周回路Ｒ１２で構成する場合を図１１に示す。周波数分周回路Ｒ１１は図１０の周波数逓倍回路Ｒ１１において構成要素として含んでいる１／ｎ分周回路と同じ回路構成で実現できる。図１１において、基準クロック供給源Ｒ２０から基準クロックｆｒｅｆが１／ｎ分周回路を構成するカウンタ回路に入力される。比較回路にはカウンタ回路から出力されるカウント値と数値ｎとが比較されることから、カウンタ回路が数値ｎまでカウントアップされると、比較回路から出力信号が出力されることで、基準クロック供給源Ｒ２０の基準クロック周波数ｆｒｅｆに対して１／ｎの周波数のクロック信号が１／ｎ分周回路から出力されることになる。
マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の構成例として周波数逓倍回路Ｒ１１を用いて実現する場合と、周波数分周回路Ｒ１２を用いて実現する場合を示した。いずれの回路構成であっても数値ｎと比較することで、基準クロック供給源Ｒ２０から出力される基準クロック周波数に対してｎ倍、または１／ｎ倍の周波数のクロックパルスを出力することになる。数値ｎは図１０においても図１１においてもＲＯＭで実現される数値ｎ記憶回路Ｒ０５から入力するか、サブＣＰＵ１４から数値ｎを入力するかを切り替え制御するスイッチＳ１で選択制御することが好ましい。また、数値ｎの値は１つの値ではなく、複数の数値の中から遊技機の遊技状態により遊技状態にとって最適な数値ｎが入力されるように制御することが望ましい。リール部材が回転制御されている途中で速度変化させる場合には、基準クロック供給源Ｒ２０はサブＣＰＵ１４を動作させるための基準クロックと共用することが好ましいが、このような場合には、サブＣＰＵ１４の基準クロック周波数は数１００ＭＨｚと既に高周波数のクロックであることから、周波数逓倍回路Ｒ１１でなく、周波数分周回路Ｒ１２を用いることが考えられる。
マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０から出力されるパルス信号はステッピングモータをマイクロステップ周期で制御するためのマイクロステップ周期信号となる。マイクロステップ周期信号はマイクロステップ設定信号を出力するマイクロステップ設定回路Ｒ３０に入力される。ここで、マイクロステップ設定回路Ｒ３０の入力にはスイッチＳ２を設け、マイクロステップ数回路Ｒ１５から出力される数値ｍのマイクロステップ数信号が入力されるか、あるいはサブＣＰＵ１４からマイクロステップ数信号が入力されるかを選択するようにスイッチＳ２を動作させてもよい。
あるいは、マイクロステップ設定回路Ｒ３０の入力にはスイッチＳ３を設け、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０から出力されるマイクロステップ周期信号が出力するマイクロステップ周期信号が入力されるか、あるいはサブＣＰＵ１４からマイクロステップ周期信号が入力されるかを選択するようにスイッチＳ３を動作させてもよい。
マイクロステップ設定回路Ｒ３０は、マイクロステップ数回路Ｒ１５から出力される数値ｍのマイクロステップ数信号に基づいて、ステッピングモータのステップ数を１／ｍ倍（ｍは自然数）したマイクロステップを決定する回路となる。図８（ｂ）に一例として示したマイクロステップ動作では、ステッピングモータの１ステップを４分割したマイクロステップにより、所定のステッピングモータの励磁信号に対して１／４倍のマイクロステップで励磁信号を階段状に変化させることで、ステッピングモータの各相の回転子の回転角度を所定のステップでの回転角度９０°に対して、１／４倍した回転角度２２．５°で回転子を回転制御する動作を示した。図８（ｂ）において一例として示した例はｍを４とし、マイクロステップ設定回路Ｒ３０は入力されたマイクロステップ周期信号毎に０からｍ＝４までの数値を順次カウントアップして出力する。マイクロステップ設定回路Ｒ３０はこの場合、０，１，２，３，４までの数値を順次出力することになる。ここで、ステッピングモータをどのようなマイクロステップで動作させるかは、自由に設定することが可能であり、ｍ＝４に限定されるわけではない。
なお、マイクロステップ数をｍ＝４からｍ＝１６に増加した場合、ステッピングモータは１ステップを４倍の１６マイクロステップ分割したマイクロステップで回転することになる。この場合は、1ステップでの回転角度は９０°であることから、ｍ＝１６の場合の回転角度は５．６２５°となる。マイクロステップが変化するマイクロステップ周期が同じ周期であるなら、ステッピングモータの回転速度はｍ＝４のステッピングモータの回転速度に対して、４倍のマイクロステップ数で変化することから１／４倍の遅い回転速度となる。このように、マイクロステップ数ｍを変えることでステッピングモータの回転速度を変えることが可能となる。
マイクロステップ設定回路Ｒ３０は、カウンタ回路で構成することができる。マイクロステップ設定回路Ｒ３０の入力には、マイクロステップ数信号からの数値ｍのマイクロステップ数信号がスイッチＳ２により選択制御されて入力されるか、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０からのマイクロステップ周期信号がスイッチＳ３により選択制御されて入力される。入力された数値ｍのマイクロステップ数信号により、カウンタ回路の最大カウント数が設定され、マイクロステップ周期信号が入力される毎にマイクロステップ設定回路Ｒ３０を構成するカウンタ回路がカウントアップをして０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号を順次生成出力する。
マイクロステップ設定回路Ｒ３０の出力はマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０に入力される。ここで、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の入力端子にはスイッチＳ４が設けられる。スイッチＳ４はマイクロステップ設定回路Ｒ３０の出力端子に接続してマイクロステップ設定回路Ｒ３０からの０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号が入力されるか、サブＣＰＵ１４に接続してサブＣＰＵ１４からの０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号が入力されるようにするかが選択されるようにスイッチＳ４が制御される。
マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０は入力された０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号に従って、０からｍまでの数値に比例するマイクロステップ振幅信号を生成する回路となる。マイクロステップ振幅信号はＰＷＭ信号（pulse width modulation信号）を出力することも、ＰＡＭ信号（pulse amplitude modulation信号）を出力することも可能である。ＰＷＭ信号はステッピングモータに駆動する際に駆動したい時間の全てで出力信号が出るのではなく、駆動したいマイクロステップの段階に比例するパルス幅の出力パルスを出すことから、電源の使用効率が劣るが、低電圧で回路を構成するのに適している。ＰＡＭ信号はマイクロステップの段階に比例する励磁信号を流すことから電源の使用効率がよいが、ＰＷＭ信号よりも高電圧で回路を構成する必要がある。高効率、消費
電力低減を実現できるためＰＡＭ信号を使用する例が増加しているが、遊技機のリールの回転制御に適用する場合は、ＰＷＭ信号、ＰＡＭ信号のいずれかに限定されるわけではない。
図１２にＰＷＭ信号を生成するマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の回路を示す。スイッチＳ４により選択制御されて、マイクロステップ設定回路Ｒ３０またはＣＰＵからＤ／Ａ変換回路Ｒ５１に０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号が、マイクロステップ周期信号の周期毎に入力される。Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５１により、入力された数値０〜ｍに比例するアナログ電圧が作成される。Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５1により作成された０〜ｍの数値に比例するアナログ電圧値がコンパレータの＋入力端子に入力される。コンパレータの−入力端子には、高周波で発振するのこぎり波が入力されている。このように構成されていることから、コンパレータの出力端子には、マイクロステップ設定回路Ｒ３０から出力される値がｍに近い大きな数値である場合には、Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５１から高い電圧のアナログ電圧値が出力されて、のこごり波よりも高い電位になる時間が長いことから、コンパレータからは広い幅のパルス信号が出力される。マイクロステップ設定回路Ｒ３０から出力される値が０に近い小さい数値である場合は、Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５１から低い電圧のアナログ電圧値が出力されて、のこぎり波よりも高い電位となる時間が短いことから、コンパレータからは短い幅のパルス信号が出力される。このようにして、ＰＷＭ信号が出力される。
図１３にはＰＡＷ信号を生成するマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の回路を示す。スイッチＳ３により選択制御されて、マイクロステップ設定回路Ｒ３０またはサブＣＰＵ１４からＤ／Ａ変換回路Ｒ５１に０からｍまでの数値であるマイクロステップ設定信号がマイクロステップ周期信号の周期毎に入力される。Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５１により、入力された数値０〜ｍに比例するアナログ電圧が作成される。Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５1により作成された０〜ｍの数値に比例するアナログ電圧値がコンパレータの＋入力端子に入力される。コンパレータの−入力端子には、コンパレータの出力信号が負帰還されている。マイクロステップ設定回路Ｒ３０から出力される値がｍに近い大きな数値である場合には、Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５１から高い電圧のアナログ電圧値が出力され、コンパレータに入力されることからコンパレータの出力にはＤ／Ａ変換回路Ｒ５１の出力電圧に比例する出力電流が出力される。マイクロステップ設定回路Ｒ３０から出力される値が０に近い小さい数値である場合は、Ｄ／Ａ変換回路Ｒ５１から低い電圧のアナログ電圧値が出力されることからコンパレータの出力にはＤ／Ａ変換回路Ｒ５１の出力電圧に比例する出力電流が出力される。このようにして、マイクロステップ設定回路Ｒ３０から出力される０〜ｍまでの数値に比例するＰＡＭ信号が出力される。
マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０からの例えばＰＷＭ信号は励磁駆動部Ｒ７０に入力される。ここで、励磁駆動部Ｒ７０の入力端子にはスイッチＳ５が設けられ、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０に接続してマイクロステップ振幅信号を受信するか、サブＣＰＵ１４に接続してマイクロステップ振幅信号を受信するかを、選択制御するようにスイッチＳ５を制御する。
以上、ハードウェア制御におけるリール制御部１６０の動作を図９〜図１３参照しながら説明した。図９並びに前述のように、リール制御部１６０各回路入力段には切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５が設けられており、このスイッチを制御することによりソフトウェア制御が実現される。より具体的には、サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ１をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４は数値ｎ信号をマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する数値ｎを変更することで、マイクロステップ周期信号回路が出力するマイクロステップ周期信号の周期を変更することが可能となる。このように、マイク
ロステップ周期信号の周期が変更可能に制御されることで、ステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ２をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ数ｍをマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する数値ｍを変更することで、マイクロステップ設定回路Ｒ３０が出力する０〜ｍのマイクロステップ設定信号の値の範囲が変更される。前述のハードウェア制御の動作において、ステッピング数ｍを変化させた場合の動作を説明したように、マイクロステップ数ｍが変更されることでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ３をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ周期信号をマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。サブＣＰＵ１４がマイクロステップ設定信号を順次出力することで、マイクロステップ設定回路Ｒ３０は入力されたマイクロステップ周期信号毎に０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を出力する。サブＣＰＵ１４が出力するマイクロステップ周期信号の周期を変更することでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ４をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ設定信号をマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を順次出力することで、マイクロステップ振幅回路は入力されたマイクロステップ設定信号に応じたＰＷＭ信号形式またはＰＡＭ信号形式のマイクロステップ振幅信号を出力することになる。サブＣＰＵ１４は０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を出力する出力間隔を変更されることでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ５をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ振幅信号を励磁駆動部Ｒ７０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力するマイクロステップ振幅信号を順次出力することで、励磁駆動部Ｒ７０は入力されたマイクロステップ振幅信号に応じたステッピングモータの各巻線を駆動するための励磁信号を出力することになる。例えばＰＷＭ信号形式である場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ振幅信号の出力幅を変更されることでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
このように、第１実施形態のリール制御部１６０は、ハードウェア制御とソフトウェア制御のいずれの方法においても、ステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。これらの切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５の各スイッチはいずれか１つが実装されていても、２つ以上のいずれかのスイッチが実装されていてもよい。また、スイッチＳ１〜Ｓ５の各スイッチの制御はいずれか１つだけを制御してもよいし、２つ以上のいずれかのスイッチ回路を制御してもよい。
このように、スイッチＳ１〜Ｓ５によるハードウェア制御とソフトウェア制御の切り替え制御は、いずれのスイッチを切り替え制御しても可能であるが、スイッチＳ５による切り替え制御は、ステッピングモータへの励磁信号を出力する励磁駆動部Ｒ７０への入力信号であるマイクロステップ振幅信号をサブＣＰＵ１４が直接出力することから、最も細かな変化幅で回転速度を変更制御可能となる。以下、スイッチＳ４、スイッチＳ３、スイッチＳ２、そしてスイッチＳ１の順で回転速度の速度変更の幅が粗くなる。スイッチＳ１による切り替え制御は、サブＣＰＵ１４が出力する数値ｎ信号の大きさを変更することで回
転速度を変更制御するものであり、サブＣＰＵ１４が数値ｎ信号の大きさを変更するための処理量は少ない。以下、スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、スイッチＳ５の順で、サブＣＰＵ１４の処理負荷量が増加する。従って、スイッチＳ１〜Ｓ５のいずれの切り替え手段とするかという判断は、ステッピングモータの回転速度の変更制御をどの程度きめ細かく変更制御する必要があるかという点と、サブＣＰＵ１４の処理負荷にどれだけ余裕があるかを考慮して決定することになる。
このように構成されている第１実施形態のリール制御部において、ハードウェアにより実現されているリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成してもよい。ステッピングモータはリール部材を回転駆動することから、リール部材の回転に伴う摩擦力で生じるトルクによりリール制御部が出力する励磁信号通りにステッピングモータがマイクロステッピング動作しない脱調現象が生じることがある。また、スイッチＳ１〜Ｓ５の各スイッチの少なくともいずれか１つ以上を制御することで、ハードウェア回路で構成されているリール制御部のいずれかの機能を、サブＣＰＵ１４からのソフトウェアによる制御信号に切り換えるように制御する場合に、ハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御の段階に相当する信号と大きくずれたマイクロステップの制御の段階に相当する信号をサブＣＰＵ１４から出力すると、リール部材はハードウェアによる制御からソフトウェアによる制御に切り替えてリール部材の回転速度を変化させようとする場合に、滑らかにリール部材の回転速度が変更されずに、不自然に階段状に回転速度変化を生じることになる。
遊技機に使用されている図柄変動表示のためのリール部材の回転速度が不自然に階段状に回転速度が変化すれば、遊技者は遊技店が遊技店に一方的に有利になるようにリール部材の回転制御をしているのではないかと、疑念を持つ可能性があり、遊技者の興味を高めるようにリール部材の回転制御を何段階かで用意するという目的とは異なった結果を遊技者に与えてしまうことになる。従って、ハードウェアで構成されるリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成することが望ましい。
このために、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の出力端子からのマイクロステップ周期信号をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第１モニター機能を設けることで、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０が生成するマイクロステップ周期信号をモニターできるようにする。
また、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の出力端子からのマイクロステップ振幅信号をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第２モニター機能を設けることで、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０が生成するマイクロステップ振幅信号をモニターできるようにする。
さらには、励磁駆動部Ｒ７０の出力端子からのステッピングモータの各相の巻線の励磁信号をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第３モニター機能を設けることで、励磁駆動部Ｒ７０が生成する励磁信号をモニターできるようにする。
以上において説明したリール制御部の第１〜第３モニター機能は、全てをモニターすることも可能であるし、いずれか１つのみ、あるいは複数のモニターをしてもよい。
このようにリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成することで、ステッピングモータが脱調していないかを監視することができる。また、スイッチＳ１〜Ｓ５の少なくともいずれか１つを選択制御することで、ハードウェア回路によるリール制御部の各機能をソフトウェアによる制御に切り替える場合
に、サブＣＰＵ１４はハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御がどの段階で制御しているかをモニターできるため、ハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御の段階に相当する信号と大きくずれたマイクロステップの制御の段階に相当する信号をサブＣＰＵ１４が出力することで、リール部材が不自然に階段状に回転速度変化を生じ、遊技者に不興感を与えることがなく、遊技者に対して熱い演出を提供できる。
ここまでの説明において、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御可能であることを説明した。ソフトウェア制御はサブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能が数値ｎ信号、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、及びマイクロステップ振幅信号のいずれかを出力するものであるため、いずれの信号を出力するにしても、サブＣＰＵ１４の処理量が増加することから、ソフトウェア制御はステッピングモータが低速回転している場合に回転速度の変更制御に適している。高速回転制御する場合には、ハードウェア制御による回転速度の変更制御が適している。
なお、図９〜１３を用いてリール制御部１６０のハードウェア制御とソフトウェア制御を説明した。ハードウェア制御からソフトウェア制御への切り替える場合に、第１〜第３モニター機能のいずれかにより、切り替え制御をする前のマイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号、及び励磁信号のいずれかをモニターし、ソフトウェア制御をする場合には、それらの制御信号と大きくずれない制御信号をサブＣＰＵ１４から出力するようにすることが好ましいことを説明した。
さらに、スイッチＳ１〜Ｓ５のいずれかの切り替え手段において、ハードウェア制御からソフトウェア制御に切り換える切り替え制御信号を受信した場合には、図９〜図１３には図示していないが、マイクロステップ設定信号回路の出力信号が０であることを検出する回路を設け、マイクロステップ出力信号がゼロであることと、スイッチＳ１〜スイッチＳ５の切り替え制御信号が入力されたことのＡＮＤ条件で切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５のいずれかが制御されるような構成とすることが考えられる。あるいは、サブＣＰＵ１４がマイクロステップ設定信号の出力をモニターする機能を設け、マイクロステップ設定信号の出力が０である時に、切り替え制御するように制御することが考えられる。
具体的には、階段状に変化するマイクロステップ励磁信号が０である期間は、図８（ｂ）にも図示されているｍ＝４で全体として１６マイクロステップで変化する場合において、９マイクロステップの間、励磁信号が０である状態が継続する。ソフトウェア制御においては、サブＣＰＵ１４がマイクロステップ制御以外の他の処理をしているために、ハードウェア制御とソフトウェア制御とで、制御タイミングをうまく同期をとれないような場合であっても、マイクロステップ設定信号が０であることを検出した段階で、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、マイクロステップ設定信号が０であり励磁信号が０である期間は励磁信号が階段状に変化する期間より長いことから、マイクロステップ設定信号が０、従って励磁信号が０となる期間にハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、遊技者に違和感を与えずに切り替え可能になる。
前述のマイクロステップ設定信号が０であることを検出する方法以外に、第３モニター機能により励磁駆動部の励磁信号が０になったことを検出し、励磁信号が０を検出した時点でハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御してもよい。励磁信号が０である期間は励磁信号が階段状に変化する期間より長いことから、励磁信号が０となる期間にハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、遊技者に違和感を与えずに切り替え可能になる。
次に、本発明を実施した遊技機用モータの制御装置として、第２実施形態のリール制御
部を示す。ステッピングモータをマイクロステップ制御するための市販ＩＣを用いて構成することも可能である。例えば、東芝製ＩＣ（ＴＢ６２２０９ＦＧ）、あるいはサンケン電気製ＩＣ（ＳＩ−７３２１Ｍ）を用いてリール制御部を構成することも可能である。ここでは、東芝製ＩＣ（ＴＢ６２２０９ＦＧ）を用いてリール制御部を構成する例を示す。
第２実施形態のリール制御部は、数値ｎ記憶回路Ｒ０５、基準クロック供給源Ｒ２０、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、及びＴＢ６２２０９ＦＧを用いて構成される。ＴＢ６２２０９ＦＧ内では、第１実施形態のリール制御部を構成しているマイクロステップ数回路Ｒ１５のように複数の数値ｍをマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力するのではなく、固定の数値ｍで動作するマイクロステップ設定回路Ｒ３０、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０、駆動励磁回路Ｒ７０に相当する機能が内蔵されている。数値ｎ記憶回路Ｒ０５から複数の数値ｎである数値ｎ信号を出力し、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０は基準クロック供給源Ｒ２０が出力する基準クロックｆｒｅｆの周波数をｎ倍、または１／ｎ倍に分周したマイクロステップ周期信号を出力する。ＴＢ６２２０９ＦＧではマイクロステップ数は固定の数値ｍは、例えばｍ＝１６に固定されている。マイクロステップ設定回路Ｒ３０に相当するマイクロステップでコーダは０〜ｍの数値をＴＢ６２２０９ＦＧ内の階段電流値選択回路に出力し、電流帰還回路によりＰＷＭ信号形式のマイクロステップ振幅信号が出力制御回路で生成され、ステッピングモータを励磁駆動するための励磁信号は出力回路から出力される。
以下に、図１４を参照してＴＢ６２２０９ＦＧの詳細な構成を説明する。図１４はＴＢ６２２０９ＦＧの回路ブロック構成を示す。図１５は端子の機能説明を示す。図１４のＴＢ６２２０９ＦＧの回路ブロック構成において、入力端子として、ＲＥＳＥＴ端子、ＣＷ／ＣＣＷ端子、ＥＮＡＢＬＥ端子、ＳＴＡＮＤＢＹ端子、Ｄ ＭＯＤＥ１端子〜Ｄ ＭＯＤＥ３端子、ＣＬＫ端子、ＴＯＲＱＵＥ１端子、ＴＯＲＱＵＥ２端子、ＭＤＴ１端子、ＭＤＴ１端子等が設けられる一方、出力端子として、ＭＯ端子等が設けられている。入力端子及び出力端子について説明すると、図１５に示すように、Ｄ ＭＯＤＥ１端子〜Ｄ ＭＯＤＥ３端子は、モータ駆動モードを設定するための入力端子であり、ステッピングモータの駆動方法を、２相励磁、１−２相励磁（Ａ）、１−２相励磁（Ｂ）、Ｗ１―２相励磁、２Ｗ１−２相励磁等に設定することができるようになっている。ＣＷ／ＣＣＷは、モータの回転方向を設定するための入力端子であり、ステッピングモータの回転方向を設定することができるようになっている。ＳＴＡＮＤＢＹ端子は、全機能のイニシャライズ及び省電力モードを設定するための入力端子であり、ＴＢ６２２０９ＦＧの通常動作又は動作停止を設定することができるようになっている。
ＴＯＲＱＵＥ１端子及びＴＯＲＱＵＥ２端子は、モータトルクの切り替えを設定するための入力端子であり、モータのトルクを、１００％、８５％、７０％、５０％（％（割合）は、電流のピーク値の割合を示しており、％（割合）が大きいほど、トルクが大きくなる。）の４段階のうち、いずれかに切り替えることができるようになっている。ＴＢ６２２０９ＦＧは種々の用途でステッピングモータを用いることを前提としていることから、ステッピングモータで駆動される可動機構を動かすために必要なトルクの大きさはステッピングモータで駆動される可動機構により異なる。このため複数のトルクを設定できるようになっている。
ＭＤＴ１端子及びＭＤＴ２端子は、ＭＩＸＥＤ ＤＥＣＡＹを設定するための入力端子であり、定電流制御時の電流減衰速度のモード（「ＤＥＣＡＹモード」という。）を、１００％、７５％、３７．５％、１２．５％（％（割合）が大きいほど、電流の減衰力が大きくなる。）の４段階のうち、いずれかに設定することができるようになっている。トルクの場合と同様に、ＴＢ６２２０９ＦＧは種々の用途でステッピングモータを用いることを前提としていることから、ステッピングモータに所定の励磁信号値で制御しようとする
際に、どの程度の時間遅れで所定の励磁信号値に達するかを設定するためにＤＥＣＡＹモードで設定することになる。
ＲＥＳＥＴ端子は、電気角を強制的にイニシャライズする（０度とする）ための入力端子である。ＥＮＡＢＬＥ端子は、ステッピングモータの動作時に強制的に出力を停止させるための入力端子である。ＣＬＫ端子は、ステッピングモータのモータ回転数を決定するための入力端子であり、ＣＬＫ信号が入力されると、電気角が進み、アップエッジ（Ｕｐエッジ）で信号が反映されるようになっている。
ＭＯ端子は、電気角が０度である旨を伝える出力端子であり、４Ｗ１−２、２Ｗ１−２、Ｗ１−２、１−２相励磁で電気角が０度（Ａ相：１００％、Ａ相０％）でＭＯ１信号を出力する一方、２相励磁では、電気角が０度（Ｂ相：１００％、Ａ相：１００％）でＭＯ１信号を出力するようになっている。このＭＯ１信号を出力するタイミングで、その入力端子である、ＣＷ／ＣＣＷ端子、ＥＮＡＢＬＥ端子、ＳＴＡＮＤＢＹ端子、Ｄ ＭＯＤＥ１端子〜Ｄ ＭＯＤＥ３端子、ＴＯＲＱＵＥ１端子、ＴＯＲＱＵＥ２端子等に印加されている電圧に基づいて、後述するマイクロステップデコーダのレジスタにその入力端子に入力されている制御信号を取り込み、この取り込んだ制御信号に基づいて、ステッピングモータの駆動モードを設定したり、トルクを切り替えたりするのが好ましい。
またＴＢ６２２０９ＦＧはさらに、図１４に示すように、マイクロステップデコーダ、電流設定回路、チョッピング基準作成回路、電流帰還回路、出力制御回路、出力回路を備えて構成されている。
マイクロステップデコーダは、ステッピングモータの駆動方法を設定するとともに、ステッピングモータの巻線に流す定電流値を０〜１５の範囲でマイクロステップ設定するための回路である。第１実施形態においてマイクロステップ設定回路Ｒ３０として示した機能と同等の機能になる。マイクロステップデコーダは、図示しないレジスタを備えており、このレジスタは、前述したように、ＭＯ１信号を出力するタイミングとなると、入力端子である、ＣＷ／ＣＣＷ端子、ＥＮＡＢＬＥ端子、ＳＴＡＮＤＢＹ端子、Ｄ ＭＯＤＥ１端子〜Ｄ ＭＯＤＥ３端子、ＴＯＲＱＵＥ１端子、ＴＯＲＱＵＥ２端子等に印加されている電圧に基づいて、その入力端子に入力されている制御信号を取り込む。そしてマイクロステップデコーダは、レジスタに取り込んだ各種制御信号と、ＣＬＫ端子から入力されたＣＬＫ１信号と、に基づいて、ステッピングモータの駆動方法を設定するとともに、ステッピングモータの巻線に流す定電流値を設定する。
またマイクロステップデコーダは、レジスタに取り込んだ、ＴＯＲＱＵＥ１端子及びＴＯＲＱＵＥ２端子に入力された制御信号に基づいてトルクを４段階のうち、いずれかに切り替えるため、２ビットのＴＯＲＱＵＥデータを電流設定回路に出力する。更にマイクロステップデコーダは、ＣＬＫ端子から入力されたＣＬＫ１信号のアップエッジによってカウントアップする値０〜値１５の範囲の値をレジスタに記憶しており、このレジスタに記憶された値を４ビットの階段電流データとして電流設定回路に出力する。更にまたマイクロステップデコーダは、レジスタに取り込んだ、ＭＤＴ１端子及びＭＤＴ２端子に入力された制御信号に基づいてＤＥＣＡＹモードを４段階のうち、いずれかに設定するため、２ビットのＤＥＣＡＹデータを出力制御回路に出力する。
電流設定回路は、マイクロステップデコーダから出力される、ＴＯＲＱＵＥデータ及び階段電流データに基づいてステッピングモータの巻線に出力する出力電流値の基準電圧を設定する回路であり、図１４に示すように、トルク制御回路、階段電流値選択回路を備えて構成されている。
トルク制御回路は、マイクロステップデコーダからのＴＯＲＱＵＥデータに基づいて、ステッピングモータのトルクを４段階のうち、いずれかに切り替える回路である。このトルクの切り替えは、ステッピングモータの巻線に流す電流のピーク値を切り替えることによって可変させることができるようになっている。トルク制御回路は、外部から供給される基準電圧Ｖｒｅｆの電圧値をＴＯＲＱＵＥデータに基づいて４段階のうち、いずれかに切り替え、この切り替えた基準電圧の電圧値を階段電流値選択回路に出力する。
階段電流値選択回路は、マイクロステップデコーダからの階段電流データの値０〜値１５と対応する階段状の出力電流値（階段電流値）の基準電圧を電流帰還回路に出力する回路である。例えば、駆動モードがＷ１−２相励磁の場合には、階段電流データの値０、値４、値８、値１２、値１５と対応する基準電圧の最大値の０％、３８％、７１％、９２％、１００％に段階的に切り替えて電流帰還回路に出力したり、駆動モードが２Ｗ１−２相励磁の場合には、階段電流データの値０、値２、値４、値６、値８、値１１、値１３、値１４、値１５と対応する基準電圧を最大値の０％、２０％、３８％、５６％、７１％、８８％、９６％、９８％、１００％に段階的に切り替えて電流帰還回路に出力したり、駆動モードが４Ｗ１−２相励磁の場合には、階段電流データの値０、値１、値２、値３、値４、値５、値６、値７、値８、値９、値１０、値１１、値１２、値１３、値１４、値１５と対応する基準電圧を最大値の０％、１０％、２０％、２９％、３８％、４７％、５６％、６３％、７１％、７７％、８３％、８８％、９２％、９６％、９８％、１００％に段階的に切り替えて電流帰還回路に出力したりする。この基準電圧の最大値は、トルク制御回路によって４段階に設定された値である。なお、ステッピングモータは、電気角が０度から９０度に進むと、１ステップ回転するようになっているため、駆動モードがＷ１−２相励磁の場合では、例えば基準電圧を最大値の０％→３８％→７１％→９２％→１００％に４段階に切り替えて電気角が０度から９０度に進むと、ステッピングモータが１ステップ回転するために必要なマイクロステップ数が値４となり、駆動モードが２Ｗ１−２相励磁の場合では、例えば基準電圧を最大値の０％→２０％→３８％→５６％→７１％→８８％→９６％→９８％→１００％に８段階に切り替えて電気角が０度から９０度に進むと、ステッピングモータが１ステップ回転するために必要なマイクロステップ数が値８となり、駆動モードが４Ｗ１−２相励磁の場合では、例えば基準電圧を最大値の０％→１０％→２０％→２９％→３８％→４７％→５６％→６３％→７１％→７７％→８３％→８８％→９２％→９６％→９８％→１００％に１６段階に切り替えて電気角が０度から９０度に進むと、ステッピングモータが１ステップ回転するために必要なマイクロステップ数が値１６となる。
電流帰還回路は、階段電流値選択回路からの基準電圧の電圧値と対応する設定電流の電流値と、出力制御回路に出力する出力電流の電流値と、を比較してその差がなくなるように出力電流の電流値を変化させる回路である。
チョッピング基準作成回路は、出力制御回路で駆動電流のチョッピングを行うときのチョッピング周波数の基準になる内部基準（チョッピングクロック信号）を作成する回路である。チョッピング基準作成回路は、図示しないチョッピング基準波形発生回路が発生した所定周波数のノコギリ波を、図示しない波形整形回路でクロック信号に整形し、この整形したクロック信号をチョッピングクロック信号として出力制御回路に出力する。
出力制御回路は、チョッピング基準作成回路からのチョッピングクロック信号に基づいて、電流帰還回路からの階段状に変化する設定電流の電流値の信号をチョッピングすることによって定電流チョッパ駆動を行う回路である。出力制御回路は、図１４に示すように、チョッピング時の電流の減衰比率を負荷の特性に合わせて４段階に切り替えるＭＩＸＥＤ ＤＥＣＡＹ ＴＩＭＭＩＮＧ回路を内蔵している。
このＭＩＸＥＤ ＤＥＣＡＹ ＴＩＭＭＩＮＧ回路は、図示しない、カウンタ及びセレクタを備えて構成されており、カウンタは、チョッピング基準作成回路からのチョッピングクロック信号をカウントし、所定のパルス数がカウントされると、セレクタがＣＨＡＲＧＥ ＭＯＤＥに切り替えて電流のチャージを開始して電流値を上昇させる。この電流値が設定電流の電流値までに上昇すると、ＣＨＡＲＧＥ ＭＯＤＥから電流の減衰が遅いＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥに移行する。このＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥでは、電流値はゆっくりと下降する。セレクタは、所定の切り替えタイミングとなると、ＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥから電流の減衰が速いＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥに切り替える。このＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥでは、電流値は、急激に下降する。そしてカウンタが、チョッピング基準作成回路からのチョッピングクロック信号をカウントし、所定のパルス数がカウントされると、セレクタがＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥからＣＨＡＲＧＥ ＭＯＤＥに切り替えて電流のチャージを開始して電流値を上昇させる。
ＭＩＸＥＤ ＤＥＣＡＹ ＴＩＭＭＩＮＧ回路は、ＣＨＡＲＧＥ ＭＯＤＥからＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥへ移行し、このＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥからＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥへ移行し、このＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥからＣＨＡＲ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥへ移行することによって、電流帰還回路からの階段状に変化する設定電流の電流値の信号をチョッピングし、定電流チョッパ駆動を行う。なお、ＣＨＡＲＧＥ ＭＯＤＥに移行してから次のＣＨＡＲＧＥ ＭＯＤＥに移行するまでの時間がチョッピング周期となる。このチョッピング周期では、ＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥと、ＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥと、をミックスさせるＤＥＣＡＹモードを、「ＭＩＸＥＤ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥ」といい、ＦＡＳＴ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥと、ＳＬＯＷ ＤＥＣＡＹ ＭＯＤＥと、を切り替えるタイミングを、「ＭＩＸＥＤ ＤＥＣＡＹ ＴＩＭＭＩＮＧ」という。
出力制御回路は、階段状に変化する設定電流の電流値の信号をチョッピングし、このチョッピングした信号を出力回路に出力する。この出力回路は、出力制御回路からの信号のレベルに基づいて、ステッピングモータの駆動コイルに流れる電流の方向を切り替えながら駆動電流を出力する回路である。
このように構成された東芝製ＴＢ６２２０９ＦＧは第１の実施形態のリール制御部１６０において、マイクロステップ設定回路Ｒ３０、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０、及び励磁駆動回路Ｒ７０に相当する機能を内蔵している。さらに、ＴＢ６２２０９ＦＧはマイクロステップ数回路Ｒ１５を具備せず、一定のマイクロステップ数で動作する。このような東芝製ＴＢ６２２０９ＦＧ用いた第２実施形態のリール制御部を以下に説明する。
第２実施形態のリール制御部は、数値ｎ記憶回路Ｒ０５、基準クロック源Ｒ２０、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０を設け、数値ｎ記憶回路Ｒ０５の出力信号か、サブＣＰＵ１４からの出力信号かを切り替えるスイッチＳ１、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の出力信号か、サブＣＰＵ１４からの出力信号かを切り替えるスイッチＳ３のいずれかの切り替え手段をさらに設ける。マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０かサブＣＰＵ１４からのマイクロステップ周期信号はＴＢ６２２０９ＦＧのＣＬＫ端子に入力する構成となる。
第１実施形態のリール制御部と同様に、数値ｎ記憶回路Ｒ０５は基準クロック供給源Ｒ２０が供給する基準クロックｆｒｅｆの周波数をｎ倍、あるいは１／ｎ倍するための数値ｎを指定する記憶回路となる。スイッチＳ１は、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に数値ｎ記憶回路Ｒ０５であるＲＯＭに記憶されている数値ｎか、サブＣＰＵ１４が入出力回路４０を経由して数値ｎを入力するかを切り替える。基準クロックｆｒｅｆを供給する基準クロック供給源Ｒ２０はリール制御部用に設ける基準クロック回路から供給してもよいし、サブＣＰＵ１４が動作するためのサブＣＰＵ１４用基準クロックと共用してもよい
。ステッピングモータをマイクロステップの途中の段階で回転速度変更するためには、リール制御部が動作する基準クロック供給源Ｒ２０とサブＣＰＵ１４用基準クロックを同一の基準クロック供給源とした方がマイクロステップの途中の段階で回転速度変更の制御が容易になることから、好ましい。
第２実施形態でのマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０は、第１実施形態のマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の実現例として示した図１０に示す周波数逓倍回路Ｒ１１であっても、図１１に示す周波数分周回路Ｒ１２で実現してもよい。図１０は周波数逓倍回路Ｒ１１であり、基準クロック供給源Ｒ２０から供給する基準クロックｆｒｅｆをｎ倍した周波数を作成する。図１１は周波数分周回路であり、基準クロック供給源Ｒ２０から供給する基準クロックｆｒｅｆを１／ｎ倍した周波数を作成する。
数値ｎは図１０においても図１１においてもＲＯＭで実現される数値ｎ記憶回路Ｒ０５から入力するか、サブＣＰＵ１４から数値ｎを入力するかを切り替え制御するスイッチＳ１で選択制御することが好ましい。また、数値ｎの値は１つの値ではなく、複数の数値の中から遊技機の遊技状態により遊技状態にとって最適な数値ｎが入力されるように制御することが望ましい。リール部材が回転制御されている途中で速度変化させる場合には、基準クロック供給源Ｒ２０はサブＣＰＵ１４を動作させるための基準クロックと共用することが好ましいが、このような場合には、サブＣＰＵ１４の基準クロック周波数は数１００ＭＨｚと既に高周波数のクロックであることから、周波数逓倍回路Ｒ１１でなく、周波数分周回路Ｒ１２を用いることが考えられる。
ここで、第２実施形態のリール制御部１６０ではスイッチＳ２を設けない。ＴＢ６２２０９ＦＧでは、マイクロステップ数は２相励磁、１−２相励磁、Ｗ１−２相励磁、２Ｗ１−２相励磁、及び４Ｗ１-２相励磁などの励磁方式によりｍの値が異なるが、４Ｗ１−２相励磁ではｍ＝１６に固定となっている。第１実施形態でのリール制御部１６０のようにマイクロステップ数を制御信号として指定しない。従って、マイクロステップ数回路Ｒ１５からマイクロステップ数信号を出力するか、サブＣＰＵ１４からマイクロステップ数ｍを出力するかを切り替えるスイッチＳ２は設けない。
第２実施形態のリール制御部１６０ではスイッチＳ３は以下のように設ける。マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０から出力されるパルス信号はステッピングモータをマイクロステップ周期で制御するためのマイクロステップ周期信号となる。マイクロステップ周期信号はＴＢ６２２０９ＦＧのＣＬＫ端子に入力される。ここで、ＴＢ６２２０９ＦＧのＣＬＫ端子の入力側にスイッチＳ３を設け、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０から出力されるマイクロステップ周期信号が入力されるか、あるいはサブＣＰＵ１４からマイクロステップ周期信号が入力されるかを選択するようにスイッチＳ３を動作させてもよい。
ＴＢ６２２０９ＦＧのＣＬＫ端子のＣＬＫ端子に、スイッチＳ３を経由してマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０またはサブＣＰＵ１４から、マイクロステップ周期信号が入力されると、図１４に示したＴＢ６２２０９ＦＧ内のマイクロステップデコーダが、ステッピングモータの巻線に流す定電流値を０〜１５の範囲でマイクロステップ設定する。マイクロステップデコーダは、第１実施形態のリール制御部におけるマイクロステップ設定回路Ｒ３０と同じ動作をする。
第２実施形態のリール制御部では、スイッチＳ４は設けない。ＴＢ６２２０９ＦＧではマイクロステップ設定信号は０〜１５の範囲の数値を階段電流値選択回路に出力するが、階段電流値選択回路の入力にＴＢ６２２０９ＦＧの外部端子から、０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を入力する構成とはなっていないことから、第２実施形態のリール制御部では、スイッチＳ４を設けない。
第２実施形態のリール制御部１６０では、スイッチＳ５を設けない。第１実施形態のリール制御部では図１２あるいは図１３に示すようにマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０はＤ／Ａ変換回路Ｒ５１とＰＷＭ回路Ｒ５２あるいはＰＡＭＲ５５とで構成され、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０から出力されるＰＷＭ信号あるいはＰＡＭ信号の出力信号を励磁駆動部Ｒ７０に入力するか、サブＣＰＵ１４から入力されるＰＷＭ信号あるいはＰＡＭ信号を励磁駆動部Ｒ７０に入力するかを選択制御するためｎスイッチＳ５を設ける構成としている。ＴＢ６２２０９ＦＧでは階段電流選択回路がＤ／Ａ変換回路Ｒ５１と同等の機能を持ち、電流帰還回路とチョッピング基準作成回路と、出力制御回路によりＰＷＭ作成回路Ｒ５３として示した回路と同等機能を実現し、第１実施形態のリール制御部において励磁回路Ｒ７０として示した回路がＴＢ６２２０９ＦＧにおいては出力回路として構成されている。ＴＢ６２２０９ＦＧの外部からマイクロステップ振幅信号を入力して出力回路を制御するような構成にはなっていない。
このため、第１実施形態のリール制御部において、マイクロステップ周期信号回路Ｒ５０の出力端子と励磁駆動部Ｒ７０を接続するかサブＣＰＵ１４と接続するかを選択制御するためのスイッチＳ５は、第２実施形態のリール制御部においては設けない。
以上、第２実施形態でのハードウェア制御におけるリール制御部の動作を説明した。前述のように、第２実施形態でのリール制御部の各回路入力段には切り替え手段であるスイッチＳ１、Ｓ３が設けられており、このスイッチを制御することによりソフトウェア制御が実現される。より具体的には、サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ１をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４は数値ｎ信号をマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する数値ｎ信号を変更することで、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０が出力するマイクロステップ周期信号の周期を変更することが可能となる。このように、マイクロステップ周期信号の周期が変更可能に制御されることで、ステッピングモータの回転速度が変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ３をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ周期信号をＴＢ６２２０９ＦＧのＣＬＫ端子に出力する。サブＣＰＵ１４がマイクロステップ周期信号を順次出力することで、ＴＢ６２２０９ＦＧ内のマイクロステップデコーダは入力されたマイクロステップ周期信号毎に０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を出力する。サブＣＰＵ１４が出力するマイクロステップ周期信号の周期を変更することでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
第２実施形態のリール制御部において、ハードウェアにより実現されているリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成してもよい。ステッピングモータはリール部材を回転駆動することから、リール部材の回転に伴う摩擦力で生じるトルクによりリール制御部が出力する励磁信号通りにステッピングモータがマイクロステッピング動作しない脱調現象が生じることがある。また、スイッチＳ１、またはＳ３のスイッチの少なくともいずれか１つ以上を制御することで、ハードウェア回路で構成されているリール制御部のいずれかの機能を、サブＣＰＵ１４からのソフトウェアによる制御信号に切り換えるように制御する場合に、ハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御段階と大きくずれたマイクロステップの制御段階に相当する信号をサブＣＰＵ１４から出力すると、滑らかにリール部材の回転速度が変更されずに、不自然に階段状に回転速度変化を生じることになる。
遊技機に使用されている図柄変動表示のためのリール部材の回転速度が不自然に階段状
に回転速度が変化すれば、遊技者は遊技店が遊技店に一方的に有利になるようにリール部材の回転制御をしているのではないかと、疑念を持つ可能性があり、遊技者の興味を高めるようにリール部材の回転制御を何段階かで用意するという目的とは異なった結果を遊技者に与えてしまうことになる。従って、ハードウェアで構成されるリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成することが望ましい。
このために、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の出力端子からのマイクロステップ周期信号（ＴＢ６２２０９ＦＧのＣＬＫ信号）をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第１モニター機能を設けることで、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０が生成するマイクロステップ周期信号をモニターできるようにする。
第２実施形態のリール制御部は、第１実施形態のリール制御部がマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の出力端子に設けた第２モニター機能はＴＢ６２２０９ＦＧに該当機能がないことから設けることはできない。
第２実施形態のリール制御部においては、ＴＢ６２２０９ＦＧの出力回路の出力端子からステッピングモータに接続されている巻線の駆動線をモニターする第３モニター機能を設けることで、ステッピングモータの励磁信号をモニターできるようにする。
以上において説明したリール制御部の第１、第３モニター機能は、全てをモニターすることも可能であるし、いずれか１つのみをモニターしてもよい。
このようにリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成することで、ステッピングモータが脱調していないかを監視することができる。また、スイッチＳ１、Ｓ３の少なくともいずれか１つを選択制御することで、ハードウェアによりリール制御部の各機能をソフトウェアによる制御に切り換える場合に、サブＣＰＵ１４はハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御がどの段階で制御しているかをモニターできるため、ハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御の段階に相当する信号と大きくずれたマイクロステップの制御の段階に相当する信号をサブＣＰＵ１４が出力することで、リールが不自然に階段状に回転速度変化を生じ、遊技者に不興感を与えることがなく、遊技者に対して熱い演出を提供できる。
ここまでの説明において、第２実施形態のリール制御部において、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御可能であることを説明した。ソフトウェア制御はサブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能が数値ｎ信号、マイクロステップ周期信号のいずれかを出力するものであるため、いずれの信号を出力するにしても、サブＣＰＵ１４の処理量が増加することから、ソフトウェア制御はステッピングモータが低速回転している場合に回転速度の変更制御に適している。高速回転制御する場合には、ハードウェア制御による回転速度の変更制御が適している。
なお、ハードウェア制御からソフトウェア制御への切り替える場合に、第１、第３モニター機能のいずれかにより、切り替え制御をする前のマイクロステップ周期信号、励磁信号のいずれかをモニターし、ソフトウェア制御をする場合には、それらの制御信号と大きくずれない制御信号をサブＣＰＵ１４から出力するようにすることが好ましいことを説明した。
さらに、スイッチＳ１、Ｓ３のいずれかの切り替え手段において、ハードウェア制御からソフトウェア制御に切り換える切り替え制御信号を受信した場合には、サブＣＰＵ１４
がＴＢ６２２０９ＦＧのＭＯ端子をモニターする機能を設ける。ＭＯ端子はマイクロステップの電気角がゼロ、すなわち第１実施形態のリール制御部１６０におけるマイクロステップ設定信号の出力が０であることを示す信号と同等であり、ＭＯ端子が電気角ゼロを示す場合に、切り替え制御するように制御することが考えられる。ＭＯ端子に電気角が０である信号が出力される期間はマイクロステップの階段状に励磁している期間より長い。従って、このように制御することで、ＴＢ６２２０９ＦＧ内のマイクロステップ設定信号がハードウェア制御とソフトウェア制御とで大きく異なる値となり、遊技者に違和感を与える可能性は大幅に低減可能となる。
前述のＭＯ端子により電気角が０であることを検出する方法以外に、第３モニター機能により励磁駆動部の励磁信号が０であることを検出し、励磁信号が０であることを検出した時点でハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御してもよい。励磁信号が０である期間は励磁信号が階段状に変化する期間より長いことから、励磁信号が０となる期間にハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、遊技者に違和感を与えずに切り替え可能になる。
本発明を実施した遊技機用モータの制御装置として、第３実施形態のリール制御部を示す。第３実施形態のリール制御部では、図９に示した第１実施形態のリール制御部と同等の回路で構成される。即ち、数値ｎ記憶回路Ｒ０５、基準クロック供給源Ｒ２０，マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、マイクロステップ数回路Ｒ１５、マイクロステップ設定回路Ｒ３０、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０、及び励磁駆動部Ｒ７０で構成される。また、ハードウェア制御とソフトウェア制御とを切り替える切り替え手段Ｓ１〜Ｓ５が設けられる。ここで、第３実施形態のリール制御部部１６０では、第１実施形態のリール制御部１６０とは異なり、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０、は図１６に示すように、ＲＯＭである記憶回路Ｒ５６を用いて構成する。
ここで、第３実施形態のリール制御部１６０で用いられるＲＯＭで構成するマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の動作を説明する。０〜ｍの数値が順次出力されるマイクロステップ設定回路Ｒ３０の出力であるマイクロステップ設定信号は、記憶回路Ｒ５６のアドレス情報として用いる。記憶回路Ｒ５６では、それぞれのアドレスに対応するデータとして、ステッピングモータの巻線Ａを駆動するためのパルス幅、巻線Ｂを駆動するためのパルス幅、巻線Ａ-を駆動するためのパルス幅、巻線Ｂ-を駆動するためのパルス幅に相当する数値が記憶されている。このように構成することにより、マイクロステップ周期信号が入力される毎に、マイクロステップ設定回路Ｒ３０からは０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号が順次出力され、マイクロステップ設定回路Ｒ３０から出力される０〜ｍの数値に従って、４つの巻線を駆動するためのパルス幅に相当する数値が記憶回路Ｒ５６から出力されることで、ＰＷＭ信号が出力されることになる。
ＲＯＭである記憶回路Ｒ５６で構成されるマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の出力回路から先の構成は前述したように、第1実施形態のリール制御部と同様に、スイッチＳ５を設け、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０のＰＷＭ信号が励磁駆動部Ｒ７０に入力されるように接続するか、サブＣＰＵ１４からＰＷＭ信号が入力されるように接続するかを接続制御するようにスイッチＳ５は接続制御動作をする。励磁駆動部Ｒ７０は入力されたＰＷＭ信号に従って、各巻線を励磁する。
以上、第３実施形態のリール制御部をハードウェア制御した場合の動作を説明した。前述のように、リール制御部１６０各回路入力段には切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５が設けられており、これらのスイッチを制御することによりソフトウェアによるマイクロステップ制御が実現される。より具体的には、サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ１をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合
には、サブＣＰＵ１４は数値ｎ信号をマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する数値ｎを変更することで、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０が出力するマイクロステップ周期信号の周期を変更することが可能となる。このように、マイクロステップ周期信号の周期が変更可能に制御されることで、ステッピングモータの回転速度が変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ２をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ数ｍをマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する数値ｍを変更することで、マイクロステップ設定回路Ｒ３０が出力する０〜ｍのマイクロステップ設定信号の値の範囲が変更される。前述のハードウェア制御の動作において、ステッピング数ｍを変化させた場合の動作を説明したように、マイクロステップ数ｍが変更されることでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ３をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ周期信号をマイクロステップ設定回路Ｒ３０に出力する。サブＣＰＵ１４がマイクロステップ設定信号を順次出力することで、マイクロステップ設定回路Ｒ３０は入力されたマイクロステップ周期信号毎に０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を出力する。サブＣＰＵ１４が出力するマイクロステップ周期信号の周期を変更することでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ４をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ設定信号をマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力する０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を順次出力することで、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０は入力されたマイクロステップ設定信号に応じたＰＷＭ信号形式のマイクロステップ振幅信号を出力することになる。サブＣＰＵ１４は０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号の出力時間間隔を変更することでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
サブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能がスイッチＳ５をサブＣＰＵ１４の入出力回路に接続するよう切り替え制御した場合には、サブＣＰＵ１４はマイクロステップ振幅信号を励磁駆動部Ｒ７０に出力する。サブＣＰＵ１４が出力するマイクロステップ振幅信号を順次出力することで、励磁駆動部Ｒ７０は入力されたマイクロステップ振幅信号に応じたステッピングモータの各巻線を駆動するための励磁信号を出力することになる。サブＣＰＵ１４はマイクロステップ振幅信号のパルス幅を変更することでステッピングモータの回転速度を変更制御することが可能となる。
第３実施形態のリール制御部は、以上説明したように、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０を記憶回路Ｒ５６で構成する以外の構成は第１実施形態のリール制御部と同じであり、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５がリール制御部内の各回路に設けられている。これらのＳ１〜Ｓ５の各スイッチはいずれか１つが実装されていても、２つ以上のいずれかのスイッチが実装されていてもよい。また、スイッチＳ１〜Ｓ５はいずれか１つだけを制御してもよいし、２つ以上のいずれかのスイッチを制御してもよい。
このように構成されている第３実施形態のリール制御部において、ハードウェアにより実現されているリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成してもよい。ステッピングモータはリール部材を回転駆動することか
ら、リール部材の回転に伴う摩擦力で生じるトルクによりリール制御部が出力する励磁信号通りにステッピングモータがマイクロステッピング動作しない脱調現象が生じることがある。また、スイッチＳ１〜Ｓ５の各スイッチの少なくともいずれか１つ以上を制御することで、ハードウェア回路で構成されているリール制御部のいずれかの機能を、サブＣＰＵ１４からのソフトウェアによる制御信号に切り換えるように制御する場合に、ハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御段階と大きくずれたマイクロステップの制御段階に相当する信号をサブＣＰＵ１４から出力すると、滑らかにリール部材の回転速度が変更されずに、不自然に階段状に回転速度変化を生じることになる。
遊技機に使用されている図柄変動表示のためのリール部材の回転速度が不自然に階段状に回転速度が変化すれば、遊技者は遊技店が遊技店に一方的に有利になるようにリール部材の回転制御をしているのではないかと、疑念を持つ可能性があり、遊技者の興味を高めるようにリール部材の回転制御を何段階かで用意するという目的とは異なった結果を遊技者に与えてしまうことになる。従って、ハードウェアで構成されるリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成することが望ましい。
このために、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０の出力端子からのマイクロステップ周期信号をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第１モニター機能を設けることで、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０が生成するマイクロステップ周期信号をモニターできるようにする。
また、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の出力端子からの駆動パルス信号をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第２モニター機能を設けることで、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０が生成するマイクロステップ周期信号をモニターできるようにする。
さらには、励磁駆動部Ｒ７０の出力端子からのステッピングモータの各相の巻線の励磁信号をサブＣＰＵ１４の入出力回路に入力するように接続する第３モニター機能を設けることで、励磁駆動部Ｒ７０が生成する励磁信号をモニターできるようにする。
以上において説明したリール制御部の第１〜第３モニター機能は、全てをモニターすることも可能であるし、いずれか１つのみ、あるいは複数のモニターをしてもよい。
このようにリール制御部の各機能をサブＣＰＵ１４に実装するモニター機能がモニターできるように構成することで、ステッピングモータが脱調していないかを監視することができる。また、スイッチＳ１〜Ｓ５の少なくともいずれか１つを選択制御することで、ハードウェアによりリール制御部の各機能をソフトウェアによる制御に切り換える場合に、サブＣＰＵ１４はハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御がどの段階で制御しているかをモニターできるため、ハードウェア回路で構成されているリール制御部が出力しているマイクロステップの制御段階と大きくずれたマイクロステップの制御段階に相当する信号をサブＣＰＵ１４が出力することで、リール部材が不自然に階段状に回転速度変化を生じ、遊技者に不興感を与えることがなく、遊技者に対して熱い演出を提供できる。
ここまでの説明において、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御可能であることを説明した。ソフトウェア制御はサブＣＰＵ１４に実装するソフトウェア機能が数値ｎ信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ設定信号、マイクロステップ周期信号のいずれかを出力するものであるため、いずれの信号
を出力するにしても、サブＣＰＵ１４の処理量が増加することから、ソフトウェア制御はステッピングモータが低速回転している場合に回転速度の変更制御に適している。高速回転制御する場合には、ハードウェア制御による回転速度の変更制御が適している。
なお、ハードウェア制御からソフトウェア制御への切り替える場合に、第１〜第３モニター機能のいずれかにより、切り替え制御をする前のマイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号、励磁信号のいずれかをモニターし、ソフトウェア制御をする場合には、それらの制御信号と大きくずれない制御信号をサブＣＰＵ１４から出力するようにすることが好ましいことを説明した。
さらに、スイッチＳ１〜Ｓ５のいずれかの切り替え手段において、ハードウェア制御からソフトウェア制御に切り換える切り替え制御信号を受信した場合には、図９〜図１３には図示していないが、マイクロステップ設定信号回路の出力信号が０であることを検出する回路を設け、マイクロステップ出力信号がゼロであることと、スイッチＳ１〜スイッチＳ５の切り替え制御信号が入力されたことのＡＮＤ条件で切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５のいずれかが制御されるような構成とすることが考えられる。あるいは、サブＣＰＵ１４がマイクロステップ設定信号の出力をモニターする機能を設け、マイクロステップ設定信号の出力が０である時に、切り替え制御するように制御することが考えられる。
具体的には、階段状に変化するマイクロステップ励磁信号が０である期間は図８（ｂ）にも図示されているｍ＝４で全体として１６マイクロステップで変化する場合において、９マイクロステップの間、励磁信号が０である状態が継続する。ソフトウェア制御においては、サブＣＰＵ１４がマイクロステップ制御以外の他の処理をしているために、ハードウェア制御とソフトウェア制御とで、制御タイミングをうまく同期をとれないような場合であっても、マイクロステップ設定信号が０であることを検出した段階で、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、マイクロステップ設定信号が０であり励磁信号が０である期間は励磁信号が階段状に変化する期間より長いことから、マイクロステップ設定信号が０、従って励磁信号が０となる期間にハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、遊技者に違和感を与えずに切り替え可能になる。
前述のマイクロステップ設定信号が０であることを検出する方法以外に、第３モニター機能により励磁駆動部の励磁信号が０になったことを検出し、励磁信号が０を検出した時点でハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御してもよい。励磁信号が０である期間は励磁信号が階段状に変化する期間より長いことから、励磁信号が０となる期間にハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、遊技者に違和感を与えずに切り替え可能になる。
以上において、第１〜第３実施形態でのリール制御部の構成を説明した。このように構成されているリール制御部を適用する遊技機においては、前述のように図柄表示装置は第１〜第３の３つのリールモジュールが設けられている。従って、リール制御部全体の構成は図１７に示すように、第１〜第３リール制御部の３つのリール制御部で構成されている。第１〜第３リール制御部のそれぞれにはスイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、及びスイッチＳ５のいずれか少なくとも１つ以上が設けられ、それぞれのスイッチは、数値ｎ記憶回路Ｒ０５、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、マイクロステップ数回路Ｒ１５、マイクロステップ設定回路Ｒ３０、及びマイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０の出力端子と接続するかサブＣＰＵ１４に接続するかを選択制御し、それぞれ数値ｎ、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、及びマイクロステップ振幅信号が、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、マイクロステップ設定回路Ｒ３０、マイクロステップ振幅信号回路Ｒ５０、及び励磁駆動部Ｒ７０に入力されるようにする。また、マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０、マイクロステッ
プ振幅信号回路Ｒ５０、及び励磁駆動部Ｒ７０の出力端子には、それぞれ第１モニター機能、第２モニター機能、及び第３モニター機能の少なくとも１つが設けられ、サブＣＰＵ１４が読み取り可能なように構成されている。サブＣＰＵ１４は第１〜第３モニター機能のいずれか少なくとも１つを読み取る。
このように構成することにより、図柄変動制御において、高速動作領域ではハードウェアで構成されたリール制御部によりステッピングモータが使用されている第１リールモジュール〜第３リールモジュールのそれぞれのモータを駆動させて第１〜第３リール部材のそれぞれを高速回転動作させる。低速動作領域においてはサブＣＰＵ１４から指定する信号に基づいて第１〜第３リール部材のそれぞれを低速回転動作させる。
第１〜第３リール部材をそれぞれ高速回転動作させる場合にサブＣＰＵ１４から指定する信号に基づいて制御しようとすると、サブＣＰＵ１４にかかる処理負荷が重くなり、サブＣＰＵ１４がリール部材の回転制御以外の処理をできなくなる可能性があり、好ましくない。このことをもう少し説明すると、第１〜第３リール部材のそれぞれを高速回転動作させるためには、例えば数値ｎを指定する、あるいはマイクロステップ周期信号を指定する、またはマイクロステップ振幅信号を指定することで可能になる。サブＣＰＵ１４からこれらの信号を指定するソフトウェアによる制御では、例えばマイクロステップ周期信号をサブＣＰＵ１４が生成し、各マイクロステップ周期信号を生成しようとするとサブＣＰＵ１４はこのマイクロステップ周期信号を生成するために、サブＣＰＵ１４の処理時間の大半をマイクロステップ周期信号生成のために費やし、他の処理ができなくなる可能性がある。同様に、マイクロステップ数信号、あるいはマイクロステップ振幅信号をサブＣＰＵ１４から指定しようとすると、サブＣＰＵ１４の処理時間の大半をマイクロステップ振幅信号生成のための処理で費やし、他の処理ができなくなる可能性がある。
ここで、数値ｎをサブＣＰＵ１４で生成して数値ｎ信号をマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に送出するためのサブＣＰＵ１４で必要な処理量は、数値ｎの値を一度設定することで可能になることから、サブＣＰＵ１４にかかる処理負荷は他の処理ができなくなるほど大きくはならないが、リール部材の回転速度制御を途中で変更しながら制御しようとすると、数値ｎの値をその都度変更しながらサブＣＰＵ１４から出力してマイクロステップ周期信号回路Ｒ１０に出力することになり、サブＣＰＵ１４にかかる処理負荷が重くなる。このようにリール部材を高速回転させる場合にソフトウェアにより数値ｎ信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、マイクロステップ周期信号、及びマイクロステップ振幅信号のそれぞれ、あるいはいずれか少なくとも１つ以上を生成することは、サブＣＰＵ１４にかかる処理負荷の点で好ましくない。
従って、リール部材を高速回転させる場合には、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、及びスイッチＳ５の少なくともいずれか１つが実装されるが、それらのスイッチはハードウェア回路を選択するように選択制御することで、ハードウェア回路で構成されたリール制御部により第１〜第３リールモジュールのモータを駆動するのが好ましい。
第１〜第３リール部材を低速動作領域で回転制御する場合には、サブサブＣＰＵ１４が出力するステッピングモータを制御するための信号に基づいて制御することが好ましい。特に遊技機のリール部材の図柄表示面部に描かれた図柄を回転させながら表示することを考えると、低速動作の状態では図柄が回転する速度をすこしずつ変更するとか、回転速度の変更を一定の変更速度で変更するのではなく、回転速度の変更が速度により微妙に変化するように制御することで、遊技者の興味を一層高める演出をすることも可能となる。
このような回転速度を変更しながら行う制御をハードウェアによるリール制御部で行う
ことは難しい。マイクロステップ回転速度を変更するためには、数値ｎ信号、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、及びマイクロステップ振幅信号の少なくともいずれか１つを変更しながら制御することになるが、ハードウェアによるリール制御部により、これらの制御信号を変更しながら制御することは難しい。
従って、低速動作領域においては、サブＣＰＵ１４から数値ｎ、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、及びマイクロステップ振幅信号の少なくともいずれか１つを変更する信号を出力しながら制御するソフトウェアによるマイクロステッピング動作制御が好ましい。
ここで、図１８を用いてソフトウェア制御からハードウェア制御に切り替え制御する場合のステッピングモータの動作を説明する。図１８では、上から順に基準クロック、マイクロステップ周期信号、Ａ相励磁信号、Ａ-相励磁信号、Ｂ相励磁信号、Ｂ-相励磁信号、及びスイッチＳ１の動作を示すタイムチャートである。
図１８において、基準クロックは基準クロック供給源Ｒ２０が供給する基準クロックｆｒｅｆとなる。マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０は周波数逓倍回路Ｒ１１で構成する場合と、周波数分周回路Ｒ１２で構成する場合とがあるが、周波数逓倍回路Ｒ１１で構成する場合には数値ｎを大きくなるように変更すれば、マイクロステップ周期信号は基準クロックｆｒｅｆのｎ倍の周波数となることから、マイクロステップ周期信号の周期は短くなる。マイクロステップ周期信号の周期が短くなれば、ステッピングモータのマイクロステッピングは短い周期で変化するようになり、より高速で回転することになる。数値ｎをより小さな数値に変更する場合は、逆にマイクロステップ周期信号の周期は長くなり、マイクロステッピングは長い周期で変化するようになり、より低速で回転することになる。
マイクロステップ周期信号回路Ｒ１０を周波数分周回路Ｒ１２で構成する場合には、数値ｎを大きくなるように変更すれば、マイクロステップ周期信号は基準クロックｆｒｅｆの１／ｎ倍の周波数となることから、マイクロステップ周期信号の周期は長くなる。マイクロステップ周期信号の周期が長くなれば、ステッピングモータのマイクロステッピングは長い周期で変化するようになり、より低速で回転することになる。数値ｎをより大きな数値に変更する場合は、逆にマイクロステップ周期信号の周期は短くなり、マイクロステッピングは短い周期で変化するようになり、より高速で回転することになる。
図１８のマイクロステップ周期信号は基準クロック供給源Ｒ２０が供給する基準クロックの周期より長い周期であり、周波数分周回路Ｒ１２により作成されたマイクロステップ周期信号を示す。リール制御部はステッピングモータであるモータを駆動するが、ステッピングモータは２相励磁の場合であれば、Ａ相、Ｂ相、Ａ-相、Ｂ-相の各巻線の励磁信号により駆動されることを、図８を用いて説明している。図９のリール制御部の回路図はそれぞれの相の巻線に対応する回路を図示していないが、リール制御部にはＡ相、Ｂ相、Ａ-相、Ｂ-相の各巻線に対応する回路があり、図１８に示すように各巻線に対応して、Ａ相励磁信号、Ｂ相励磁信号、Ａ-相励磁信号、Ｂ-相励磁信号が生成される。各マイクロステップ振幅信号により、励磁駆動部Ｒ７０が駆動され、モータの各巻線に励磁電流である励磁信号が流れることでマイクロステップ動作をする。
図１８は、マイクロステップ数ｍ＝４の場合を示す。Ａ相マイクロステップ振幅信号はマイクロステップ周期信号毎に階段状に励磁信号が増加する様子を示している。Ａ-相信号は図１８で示す範囲では発生しない。Ｂ相励磁信号はＡ相励磁信号が最大の励磁信号の状態から階段状に減少をする段階で、階段状に増加する。Ｂ-相励磁信号はＡ相励磁信号が階段状に増加するのと逆に階段状に減少するように変化する。このように変化すること
で、モータはマイクロステップ動作をする。
図１８に示すようにタイムチャートの左側は低速動作領域でありスイッチＳ１が駆動されている状態であるため、サブＣＰＵが数値ｎを指定するソフトウェアで制御の領域であり、例えば周波数分周回路Ｒ１２を用いる場合は、ソフトウェアにより指定された数値ｎに基づいてマイクロステップ周期信号を作成している。タイムチャートの途中の段階においてスイッチＳ１をリール制御部の数値ｎ記憶回路Ｒ０５に接続されるように制御することで、ハードウェアで制御する高速動作領域に移行していることを示している。
図１８において、リール部材の回転速度をソフトウェア制御とハードウェア制御を切り替える方法を、数値ｎを変更してマイクロステップ周期信号を変更することで回転速度を変更制御する方法を説明した。
図１８における、マイクロステップ周期信号を変更する方法は、サブＣＰＵ１４からマイクロステップ周期信号を変更しながらリール部材の回転速度を変更することでも可能である。サブＣＰＵ１４が生成するマイクロステップ周期信号を長い周期信号に変更すれば、マイクロステッッピングは長い周期で変化することになり、リール部材はより低速で回転することになる。逆に、サブＣＰＵ１４が生成するマイクロステップ周期信号を短い周期信号に変更すれば、マイクロステッピングは短い周期で変化するようになり、リール部材はより高速で回転する。
図１８における、各相の励磁信号の発生周期を変化させる方法は、サブＣＰＵ１４からマイクロステップ数を変更しながら各相の励磁信号の発生周期を変更することでも可能である。サブＣＰＵ１４が生成するマイクロステップ数を大きな数値に変更すれば、ステッピングモータをマイクロステッッピング動作させるための、マイクロステップ数は増加することになる。マイクロステップ数はステッピングモータのそれぞれのステップ内をマイクロステップ数に相当する数で分割して駆動することから、マイクロステップ周期が一定のままで、マイクロステップ数を増加させた場合には、ステッピングモータが１つのステップに相当する角度だけ変化するためのマイクロステップ数が増加することから、リール部材はより低速の回転速度で回転することになる。逆にサブＣＰＵ１４が生成するマイクロステップ数を小さな数値に変更すれば、マイクロステップ数が減少することになり、リール部材はより高速の回転速度で回転することになる。
図１８における、各相の励磁信号の発生周期を変化させる方法は、サブＣＰＵ１４からマイクロステップ設定信号の発生周期を変更しながら各相の励磁信号の発生周期を変更することでも可能である。サブＣＰＵ１４が生成する０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を長い周期で出力するように変更すれば、マイクロステッッピングは長い周期で変化することになり、リール部材はより低速で回転することになる。逆に、サブＣＰＵ１４が生成する０〜ｍの数値であるマイクロステップ設定信号を短い周期で出力するように変更すれば、マイクロステッピングは短い周期で変化するようになり、リール部材はより高速で回転する。
図１８における、各相の励磁信号の発生周期を変化させる方法は、サブＣＰＵ１４からマイクロステップ振幅信号を変更しながら各相の励磁信号の発生周期を変更することでも可能である。サブＣＰＵ１４からマイクロステップ振幅信号を変更しながらリール部材の回転速度を変更する動作を説明する。ＰＷＭ信号を生成する場合を考えると、サブＣＰＵ１４が生成するマイクロステップ振幅信号を長いパルス幅の振幅信号に変更すれば、マイクロステップが変化する時間が長くなることから、リール部材はより低速の回転速度で回転することになる。サブＣＰＵ１４が生成するマイクロステップ振幅信号を短いパルス幅の振幅信号に変更すれば、マイクロステップが変化する時間が短くなることから、リール
部材はより高速の回転速度で回転することになる。
このように、図１８の各相の励磁信号を変化させる方法は、サブＣＰＵ１４から数値ｎ信号、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、及びマイクロステップ振幅信号の少なくともいずれか１つを変更する信号を出力することで可能であり、ステッピングモータの回転速度を変更することができる。高速動作領域においてサブＣＰＵ１４が生成するこれらの制御信号を変更することでリール部材の回転速度を変更することはサブＣＰＵ１４に大きな処理負荷がかかるが、低速動作領域においては、数値ｎ信号、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、及びマイクロステップ振幅信号の少なくともいずれか１つを変更する信号を出力することで、リール部材の回転速度の変化を微妙に変更しながら制御することが可能となり、遊技者が図柄変動表示を見ながら遊技機で遊技する場合において、遊技者に熱い演出を提供することが可能となる。
このように、低速動作領域においてはリール制御部にスイッチＳ１〜Ｓ５の少なくともいずれか１つが実装されているが、これらのスイッチＳ１〜Ｓ５の少なくともいずれかを選択制御することにより、サブＣＰＵ１４が生成する制御信号により、言い換えればソフトウェアによるリール部材の回転速度制御により図柄を変動表示する。高速動作領域においては、リール制御部にスイッチＳ１〜Ｓ５の少なくともいずれか１つが実装されているが、実装されているスイッチＳ１〜Ｓ５の全てをハードウェア回路が動作するように選択制御することでハードウェア回路によるリール制御を行うことで、サブＣＰＵ１４に制御信号を生成することによる処理負荷をかけることなく、リール部材の高速回転制御を実現できる。
なお、第１、第２モニター機能により、マイクロステップ周期信号、またはマイクロステップ振幅信号をモニターする構成としている。低速動作領域から高速動作領域に切り換える段階において、ソフトウェア制御によるリール部材の回転速度制御からハードウェア回路で構成されたリール制御部によるリール部材の回転速度制御に切り替えたり、低速動作領域において、ソフトウェア制御により、回転速度が変化する割合を変更するように制御する場合において、それまでの回転速度制御を行うためのマイクロステップ周期信号、マイクロステップ数信号、マイクロステップ設定信号、またはマイクロステップ振幅信号のそれぞれを飛び離れた数値で指定すると、遊技者が、リール部材が回転制御された図柄変動表示を視認する場合において、回転速度が不自然に変動することになり、遊技者は遊技店が遊技者にとって不利益になるような制御を行っているのではないかという疑念を抱く可能性があることから、前述の回転速度変更においては、第１、第２モニター機能により検出されたマイクロステップ周期信号、あるいはマイクロステップ振幅信号の値から少し変更する値で回転速度を変更するように制御することが望ましい。あるいは第３モニター機能により励磁信号が０である時間にソフトウェア制御とハードウェア制御を切り替えることが好ましい。
また、第１〜第３モニター機能はリール制御部あるいはサブＣＰＵ１４が制御しようとしているマイクロステップ動作でステッピングモータが動作しているか否かという脱調を監視するためにも有効となる。
図１８に図示したハードウェア制御からソフトウェア制御に切り替えるタイミングは、励磁信号が階段状に変化するマイクロステップの段階において、０の段階ではないタイミングで切り替えている。ソフトウェア制御とハードウェア制御の切り替えタイミングは、励磁信号がゼロの段階で切り替えるのが好ましい。このために、マイクロステップ設定信号回路の出力信号が０であることを検出する回路を設け、マイクロステップ設定信号の出力信号がゼロであることと、スイッチＳ１〜スイッチＳ５の切り替え制御信号が入力され
たことのＡＮＤ条件で切り替え手段であるスイッチＳ１〜Ｓ５のいずれかが制御されるような構成とすることが考えられる。このために、サブＣＰＵ１４がマイクロステップ設定信号の出力をモニターする機能を設け、マイクロステップ設定信号の出力が０である時に、切り替え制御するように制御することが考えられる。
あるいは第３モニター機能により励磁信号が０であることを検出して切り替え制御することが考えられる。階段状に変化するマイクロステップ励磁信号が０である期間は、図１８では各相の励磁信号が段階状に変化する全ての期間を示していないが、各相の励磁信号が０である状態は、励磁信号が１〜ｍのマイクロステップに励磁されている状態の期間より長い。ソフトウェア制御においては、サブＣＰＵ１４がマイクロステップ制御以外の他の処理をしているために、ハードウェア制御とソフトウェア制御とで、制御タイミングをうまく同期をとれないような場合であっても、励磁信号が０である期間は励磁信号が階段状に変化する期間より長いことから、励磁信号が０となる期間にハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替え制御すれば、遊技者に違和感を与えずに切り替え可能になる。
第１〜第３モニター機能は、それぞれマイクロステップ周期信号回路、マイクロステップ振幅信号回路、及び励磁駆動部の出力信号をモニターするが、マイクロステップ周期信号回路の出力は短い周期で変化する。またマイクロステップ振幅信号回路の出力は短い周期で変化し、かつパルス幅も変化する。サブＣＰＵ１４が、マイクロステップ周期信号が正常な信号であるか否か動作状態を監視するためには、それぞれマイクロステップ周期信号のパルス幅より短い時間で監視することでマイクロステップ周期信号が正常なパルス信号であるかどうかが監視可能となる。サブＣＰＵ１４が、マイクロステップ振幅信号が正常な信号であるか否か動作状態を監視するためには、それぞれマイクロステップ振幅信号のパルス幅より短い時間で監視することでマイクロステップ振幅信号が正常なパルス信号であるかどうかが監視可能となる。
また、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号は、ステッピングモータを２相励磁する場合にはＡ相用巻線、Ｂ相用巻線、Ａ-相用巻線、及びＢ-相用巻線用にそれぞれ必要であり、また第１リールモジュールのモータ駆動のための第１リール制御部、第２リールモジュールのモータ駆動のための第２リール制御部、及び第３リールモジュールのモータ駆動のための第３リール制御部のそれぞれで別々の回路が必要となる。従って、リールユニット全体でのマイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号の本数は１本ずつではなく、１２本ずつとなる。これらの信号の正常性を短い周期でサブＣＰＵ１４が監視する場合のサブＣＰＵ１４の処理負荷は非常に大きな処理負荷となる。
このように、マイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号が正常に動作しているかを監視するためには、サブＣＰＵ１４にかかる高負荷を低減するために、マイクロステップ周期信号、マイクロ振幅信号のそれぞれを論理演算した結果を、サブＣＰＵ１４がモニターする構成が考えられる。マイクロステップ周期信号は周期的に発生するパルス信号であることからマイクロステップ周期信号をカウンタ回路の入力端子に入力し、カウンタ回路の出力端子をカウンタ回路がオーバフローする周期より短い周期で監視し、監視周期毎にカウンタ回路から出力されるカウンタ値が変化していることでマイクロステップ周期信号が正常に変化していると判断する構成が考えられる。このように構成することでサブＣＰＵ１４にかかる処理負荷を低減することができる。
マイクロステップ振幅信号も、マイクロステップ周期信号と同様にカウンタ回路の入力端子に入力し、カウンタ回路の出力端子をカウンタ回路がオーバフローする周期より短い周期で監視し、監視周期毎にカウンタ回路から出力されるカウンタ値が変化していることでマイクロステップ振幅信号が正常に変化していると判断する構成が考えられる。このように構成することでサブＣＰＵ１４にかかる処理負荷を低減することができる。
あるいは、マイクロステップ周期信号は、Ａ相、Ａ-相は逆位相であるが、Ａ相とＢ相とは位相が９０°ずれた位相であり、Ａ-相とＢ-相とは位相が９０°ずれた位相であることから、Ａ相とＢ相の論理積、Ａ-相とＢ-相の論理積をサブＣＰＵ１４に入力するような構成とすることも考えられる。Ａ相とＢ相の論理積、Ａ-相とＢ-相の論理積を監視するようにすれば、各相毎のマイクロステップ周期信号を個別に監視するよりもサブＣＰＵ１４の処理負荷は低減可能となる。さらには、第１リール制御部〜第３リール制御部の３本のマイクロステップ周期信号を論理積し、論理積した結果をサブＣＰＵ１４が監視する構成も考えられる。こうすることでサブＣＰＵ１４の処理負荷はさらに低減することが可能となる。サブＣＰＵ１４にかかる処理負荷を低減するためにマイクロステップ周期信号、マイクロステップ振幅信号を論理演算し、論理演算した結果を監視する方法は、前述したようなカウンタ回路を用いる方法、論理積による方法に限定されない。カウンタ回路、論理積以外の論理演算をした結果であってもよい。
このように、第１実施形態のリール制御部、第２実施形態のリール制御部、及び第３実施形態のリール制御部により、低速動作領域ではソフトウェア制御によりリール部材の回転速度を変更し、高速動作領域においてはハードウェア回路によりリール部材の回転速度を変更する方法を説明したが、遊技機用モータの制御装置を構成する方法は例えばサンケン製のＳＩ−７３２１Ｍを用いても実現できる。それ以外の市販のステッピングモータ用のマイクロコントロールＩＣを用いる場合にも本発明の遊技機用モータの制御装置が適用される。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成する数値ｎ記憶回路を示したが、ＲＯＭを用いて数値ｎを記憶する回路に限定されない。さまざまなタイプの記憶装置に数値ｎを記憶することが可能であり、本発明はそれらのさまざまなタイプの記憶装置に数値ｎを記憶すする場合を含む。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成するマイクロステップ周期信号回路を構成する要素として、周波数逓倍回路、周波数分周回路を示したが、図１０、図１１に示した周波数逓倍回路、周波数分周回路に限定されるものではない。周波数逓倍回路、周波数分周回路は図１０、図１１に示した回路以外でも構成可能であり、本発明の遊技機用モータの制御装置に用いる周波数逓倍回路、周波数分周回路は図１０、あるいは図１１に示した以外の周波数逓倍回路、周波数分周回路にも適用される。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成するマイクロステップ周期信号を生成する方法は、周波数逓倍回路、あるいは周波数分周回路を用いることに限定されない。周期的なパルス信号を生成する方法は、周波数逓倍回路、周波数分周回路を用いない方法でも実現可能であり、本願発明を構成するマイクロステップ周期信号回路は、周期的なパルス信号を生成する全ての回路を用いる場合にも適用される。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成するマイクロステップ数回路Ｒ１５は、ＲＯＭのような記憶回路に複数の数値ｍを記憶する方法を説明したが、ＲＯＭのような記憶回路でなく、別の回路手段によっても構成可能であり、本願発明を構成するマイクロステップ数回路は、複数の数値ｍを設定できる全ての回路方式に適用される。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成するマイクロステップ設定回路Ｒ３０は、カウンタ回路を用いる場合を説明したが、ステッピングモータを制御する各ステップをｍ個のマイクロステップで制御するために、０からｍの数値を生成する方法はカウンタ回路に限定されない。ＲＯＭなどの記憶回路に記憶されている数値０〜ｍをマイクロステップ周期信号に従って順次読み出す構成の回路であってもよい。本願発明を構成するマイクロス
テップ設定回路Ｒ３０は、数値０〜ｍを順次読み出すことのできる全ての回路方式に適用される。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成するマイクロステップ振幅信号は、Ｄ／Ａ変換回路、ＰＷＭ回路、ＰＡＭ回路を用いる場合、あるいはマイクロステップ振幅信号に相当する数値をＲＯＭなどの記憶回路に記憶しておく方法を説明したが、マイクロステップ振幅信号を生成する方法はこれらの回路、方法に限定されない。Ｄ／Ａ回路の構成は図１２、図１３に示す回路以外にさまざまな回路構成が可能であり、それらのＤ／Ａ回路を用いる場合も本発明の適用対象となる。ＰＷＭ信号、ＰＡＭ信号を生成する回路は図１２、図１３に示す回路に限定されない。あるいは図１６に示すＲＯＭを用いる回路構成に限定されない。さまざまな回路によりＰＷＭ信号、ＰＡＭ信号が生成されるが本発明のマイクロステップ周期信号はそれらのさまざまな回路構成で実現されるマイクロステップ周期信号回路に適用される。
本発明の遊技機用モータの制御装置を構成するスイッチＳ１〜Ｓ５を実現する方法はさまざまな回路で実現可能である。例えばトランジスタ回路をスイッチ回路として用いることも可能であり、それ以外の物理的な接点を持つスイッチ回路で実現することも可能である。本発明を構成するスイッチ回路は、色々な方法で実現されるスイッチ回路に適用される。
なお、本発明に係る遊技機用モータの制御装置の適用対象として、パチンコ機ＰＭ等の遊技機に搭載されるステッピングモーターを利用したリールユニットを説明したが、リールユニットに限らず、役物用のステッピングモータに好適に適用でき、これにより役物の高速移動制御と低速移動制御の両方を幅広く実行することができる。また、パチンコ機ＰＭに限定されない。すなわち、ステッピングモータを用いてリール部材を回転制御する遊技機としてスロットマシンやその演出駆動装置にも適用可能である。
ＰＭ パチンコ機
１１ サブ制御基板
１４ サブＣＰＵ
１５ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
４０ 入出力回路
１０１ 外枠
１０２ 前枠
１０３ａ ヒンジ部材
１０３ｂ ヒンジ部材
１０４ 施錠装置
１０５ ガラス扉
１０６ 上球皿
１０７ 下球皿
１０８ 操作ハンドル
１２０ 遊技盤
１２１ 化粧板
１２４ 第１始動入賞口、第１特別図柄始動口
１２５ 第２始動入賞口、第２特別図柄始動口
１２６ 大入賞口
１２７ アウト口
１２８ 普通図柄作動ゲート
１２９ 電源基板
１３０ 遊技制御装置（主基板）
１３１ 入賞判定手段
１３２ 特別図柄変動制御手段
１３３ 特別遊技実行手段
１３４ 確率変動実行手段
１３５ 変動時間短縮遊技実行手段
１３６ 電断処理手段
１３７ 電断復帰処理手順
１３８ コマンド出力手段
１３９ 払出制御装置コマンド送受信手段
１４０ 第１・第２特別図柄表示装置
１４１ 普通図柄表示装置
１４２ 遊技状態表示装置
１５０ サブ制御装置
１５１ コマンド受信部
１５２ コマンド解析部
１５３ リール制御内容決定部
１５４ 停止図柄決定部
１６０ リール制御部
１６５ リールユニット
１７０ 保留ランプ
１７１ 演出ランプ
１７３ 球送り装置
１７４ 払出装置
１７５ 発射装置
１７６ 発射ハンドル
１８０ ランプ制御部
１８１ 音声制御部
１８２ 払出制御装置
２１０ リールユニット
２１１ 第１リールモジュール
２１１ａ 基準片部材
２１１ｂ リール部材、第１リール部材
２１１ｃ モータユニット
２１２ 第２リールモジュール
２１２ｂ 第２リール部材
２１３ 第３リールモジュール
２１３ｂ 第３リール部材
２１４ リールモジュール収容部
２２１ 回転軸、中心穴
２２２ 図柄表示部
２２３ 取り付け部
２２４ 取り付け部
２２５ 取り付け部
２２６ 遮光部
２２７ フォトインタラプタ
２３０ リールモータ（ステッピングモータ）
２４０ バックライト部
Ｒ０５ 数値ｎ記憶回路
Ｒ１０ マイクロステップ周期信号回路
Ｒ１１ 周波数逓倍回路
Ｒ１２ 周波数分周回路
Ｒ１５ マイクロステップ数回路
Ｒ２０ 基準クロック供給源
Ｒ３０ マイクロステップ設定回路
Ｒ５０ マイクロステップ振幅信号回路
Ｒ５１ Ｄ／Ａ変換回路
Ｒ５２ ＰＷＭ回路
Ｒ５３ 基準のこごり波
Ｒ５５ ＰＡＭ回路
Ｒ５６ 記憶回路
Ｒ７０ 励磁駆動部
Ｒ９０ リールモータ（ステッピングモータ）
Ｓ１ スイッチＳ１
Ｓ２ スイッチＳ２
Ｓ３ スイッチＳ３
Ｓ４ スイッチＳ４
Ｓ５ スイッチＳ５

Claims (14)

  1. ステッピング周期信号受けて、前記ステッピング周期毎に１ステップ単位で励磁力が変化することで回転制御するステッピングモータを備えて構成される遊技機において、
    前記ステッピングモータは、前記ステッピング周期信号から作成されるマイクロステップ周期信号毎に、１ステップをｍ（ｍは自然数）分割するマイクロステップ単位で階段状に変化するマイクロステップ励磁信号を出力するマイクロステップ制御回路により制御され、
    前記マイクロステップ制御回路が前記マイクロステップ励磁信号を出力するハードウェア制御と、ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する信号により前記マイクロステップ制御回路が前記マイクロステップ励磁信号を出力するソフトウェア制御と、を切り替える切り替え手段を前記マイクロステップ制御回路内に備えることを特徴とする遊技機用モータの制御装置。
  2. 前記ＣＰＵのソフトウェア機能は、前記ステッピングモータを低速回転させる場合は、前記切り替え手段をソフトウェア制御に切り替え、前記ステッピングモータを高速回転させる場合は、前記切り替え手段をハードウェア制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の遊技機用モータの制御装置。
  3. 前記マイクロステップ制御回路は、
    記憶された複数の数値ｎ信号（ｎは自然数）を出力する数値ｎ記憶回路と、
    前記数値ｎ記憶回路から出力される数値ｎ信号を受け、前記ステッピング周期信号をｎ倍または１／ｎ倍したマイクロステップ周期信号を出力するマイクロステップ周期信号回路と、
    記憶された複数の数値ｍ信号（ｍは自然数）を出力するマイクロステップ数回路と、
    前記マイクロステップ数回路から出力される数値ｍのマイクロステップ数信号を受け、前記マイクロステップ周期信号回路から出力される前記マイクロステップ周期信号毎に、０〜ｍのマイクロステップ設定信号を順次出力するマイクロステップ数設定回路と、
    前記マイクロステップ設定回路から出力される前記マイクロステップ設定信号毎に、１ステップをｍ分割したマイクロステップに対応したマイクロステップ振幅信号を出力するマイクロステップ振幅信号回路と、
    前記マイクロステップ振幅信号回路から出力される前記マイクロステップ振幅信号に基づいて、所定の励磁力をｍ分割し、階段状に変化する励磁力を発生する励磁駆動部と、を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の遊技機用モータの制御装置。
  4. 前記切り替え手段は、前記マイクロステップ周期信号回路の入力を、前記数値ｎ記憶回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第１のスイッチ回路、
    前記マイクロステップ設定回路の入力を前記マイクロステップ数回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第２のスイッチ回路、
    前記マイクロステップ設定回路の入力を前記マイクロステップ周期信号回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第３のスイッチ回路、
    前記マイクロステップ振幅信号回路の入力を前記マイクロステッ設定回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第４のスイッチ回路、および
    前記励磁駆動部の入力を前記マイクロステッ振幅信号回路と、前記ＣＰＵの入出力回路とのいずれかに接続するよう切り換える第５のスイッチ回路、の少なくともいずれか１つを有することを特徴とする請求項３に記載の遊技機用モータの制御装置。
  5. 前記マイクロステップ周期信号回路の出力信号が前記ＣＰＵの入出力回路に入力されることで前記マイクロステップ周期信号回路の動作状態を監視する第１モニター機能、前記
    マイクロステップ振幅信号回路の出力信号が前記ＣＰＵの入出力回路に入力されることで前記マイクロステップ振幅信号の動作状態を監視する第２モニター機能、および前記励磁駆動部の出力信号が前記ＣＰＵの入出力回路に入力されることで前記励磁駆動部の動作状態を監視する第３モニター機能、の少なくともいずれか１つが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の遊技機用モータの制御装置。
  6. 前記数値ｎ記憶回路が出力する前記数値ｎ信号、または前記ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する数値ｎ信号を変更することで前記ステッピングモータの回転速度を変更することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の遊技機用モータの制御装置。
  7. 前記マイクロステップ数回路、または前記ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する前記マイクロステップ数を変更することで、前記ステッピングモータの回転速度を変更することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の遊技機用モータの制御装置。
  8. 前記マイクロステップ周期信号回路が出力する前記マイクロステップ周期信号、または前記ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する前記マイクロステップ周期信号を変更することで、前記ステッピングモータの回転速度を変更することを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の遊技機用モータの制御装置。
  9. 前記ＣＰＵのソフトウェア機能は前記第１モニター機能による前記マイクロステップ周期信号回路の出力に基づいて前記マイクロステップ周期信号を変更することを特徴とする請求項７または８に記載の遊技機用モータの制御装置。
  10. 前記マイクロステップ設定回路が出力する前記マイクロステップ設定信号、または前記ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する前記マイクロステップ設定信号を変更することで、前記ステッピングモータの回転速度を変更することを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載の遊技機用モータの制御装置。
  11. 前記マイクロステップ振幅信号回路が出力する前記マイクロステップ振幅信号、または前記ＣＰＵのソフトウェア機能が出力する前記マイクロステップ振幅信号を変更することで、前記ステッピングモータの回転速度を変更することを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載の遊技機用モータの制御装置。
  12. 前記ＣＰＵのソフトウェア機能は前記第２モニター機能による前記マイクロステップ振幅信号回路の出力に基づいて前記マイクロステップ振幅信号を変更することを特徴とする請求項１１に記載の遊技機用モータの制御装置。
  13. 前記ＣＰＵのソフトウェア機能は前記第３モニター機能による前記励磁駆動部の出力に基づいて、ハードウェア制御とソフトウェア制御を切り替えることを特徴とする請求項３〜１２に記載の遊技機用モータの制御装置。
  14. 複数の図柄が外周面に描かれたリールを前記ステッピングモータにより回転速度制御することを特徴とする請求項1〜１３のいずれか一項に記載の遊技機用モータの制御装置。
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