JP5523667B2 - ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計 - Google Patents

Description

本発明は、ステッピングモータ制御回路及び前記ステッピングモータ制御回路を有するアナログ電子時計に関する。

従来から、ロータ収容孔及びロータの停止位置を決める位置決め部を有するステータと、前記ロータ収容孔内に配設されたロータと、コイルとを有し、前記コイルに交番信号を供給して前記ステータに磁束を発生させることによって前記ロータを回転させると共に、前記位置決め部に対応する位置に前記ロータを停止するようにしたステッピングモータがアナログ電子時計等に使用されている。

図４は、従来からアナログ電子時計等に使用されているステッピングモータ１０５の構成図である。
図４において、ステッピングモータ１０５は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回されたコイル２０９を備えている。

ステッピングモータ１０５をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に２つの切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。

可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に２つの半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図４に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸が、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（θ０方向）に安定して停止している。

いま、駆動パルス選択回路から矩形波の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図４の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は反時計方向に１８０度回転し、安定的に停止する。

次に、駆動パルス選択回路から、逆極性の矩形波の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図４の反矢印方向に電流を流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向に１８０度回転し、安定的に停止する。
以後、このように、コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。

一方、ステッピングモータ１０５の駆動方式として、ステッピングモータ１０５を主駆動パルスによって駆動した際に、回転検出回路によりステッピングモータ１０５に生じる誘起電圧（回転検出信号）を検出して回転したか否かを判定し、回転したか否かに応じて、パルス幅の異なる主駆動パルスに変更して駆動する、あるいは、各主駆動パルスよりもパルス幅の大きい補正駆動パルスによって強制的に回転させる補正駆動方式が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
前記回転検出回路では、回転検出信号を検出しない所定のマスク時間の後に所定の検出時間を設け、前記検出時間内において、所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号を検出した場合にステッピングモータ１０５が回転したと判定するように構成されている。

ところで、ロータ２０２の偏心、電源電池の電圧低下、慣性モーメントの大きい秒針や分針の使用等によって、回転検出信号の検出時期が変化する。
図４においてロータ２０２の挙動に応じて誘起電圧が発生する様子を説明すると、（ｉ）ロータ２０２が回転して可飽和部２１０を通過すると（矢印ａ部）、ロータ２０２から磁心２０８を通るＸ軸上矢印方向の磁束が増え、これを妨げる方向（主駆動パルスＰ１生成用の電流ｉとは逆方向）に誘起電圧が発生する。

（ｉｉ）ロータ２０２が内ノッチ２０５を超えて水平磁路（Ｘ軸）方向を過ぎると（矢印ｂ部）、ロータ２０２から磁心２０８を通る磁束が減るため、これを妨げる方向（電流ｉと同方向）に誘起電圧が発生する。つまり、（ｉ）とは逆方向に誘起電圧が発生する。（ｉｉｉ）ロータ２０２が初期角θｏから１８０度進んだ次の安定静止角θ１を過ぎて回転した後、θ１に戻ってくると（矢印ｃ部）、ロータ２０２から磁心２０８を通る磁束が増え、（ｉ）と同方向に誘起電圧が発生する。

前記（ｉ）の誘起電圧も、（ｉｉｉ）と同様に基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐの方向に出力されるため、ロータ２０２が回転していないにも拘わらず、（ｉ）の誘起電圧が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えて発生すると、回転したと誤判定してしまう。
そこで、前述したように、主駆動パルスＰ１出力後、回転検出信号を検出しないマスク時間ＩＴを設け、（ｉ）の回転検出信号がマスクされるようにマスクＩＴの値を設定して、（ｉ）の回転検出信号が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超え、回転と誤判別してしまうのを防いでいる。

しかしながら、ロータ２０２の偏心等の影響により、ロータ２０２の挙動に応じて誘起電圧の発生時期が変化する、換言すれば、ロータ２０２の偏心、電源電池の電圧低下、慣性モーメントの大きい秒針や分針の使用等によって、ロータ２０２が回転したことを示す回転検出信号の発生時期が変化してしまう。
例えば、ロータの偏心等によってロータ２０２の回転が遅くなった場合、本来ならばマスク時間ＩＴ内で発生する誘起電圧が検出時間内にシフトして発生し、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号として検出される。

基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える回転検出信号の検出時点が早いか遅いかによって主駆動パルスＰ１のエネルギを変更するようにした方式の場合、前記回転検出信号が早い時点で検出されるため、実際には主駆動パルスのエネルギに余裕がないにも拘わらず、余裕があって速く回転したと誤判定して、主駆動パルスのランクを下げるように誤って制御してしまう。
この場合、ランクダウンした主駆動パルスではステッピングモータを回転させることができなくなり、一旦、補正駆動パルスＰ２によって駆動した後、主駆動パルスをランクアップすることになる。したがって、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことになり、消費電力が大きくなるという問題がある。

特公昭６１−１５３８５号公報

本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、適正な主駆動パルスによって駆動することにより、補正駆動パルスによる駆動を低減して省電力化を図ることを課題としている。

本発明によれば、所定のマスク時間経過後の検出時間においてステッピングモータの回転によって発生する回転検出信号を検出し、前記回転検出信号が前記検出時間内において所定の基準しきい電圧を超えた場合に前記ステッピングモータが回転したと判定する回転検出手段と、前記回転検出手段による判定結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動する制御手段とを備えて成り、前記検出時間を、第一区間、前記第一区間よりも後の第二区間及び前記第二区間よりも後の第三区間に区分し、前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動した場合において、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第一区間において検出したときは、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とするステッピングモータ制御回路が提供される。
制御手段は、いずれかの主駆動パルスによって駆動した場合において、所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を第一区間において検出したときは、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更して駆動する。

ここで、前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動した場合において、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第三区間において検出したときも、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動したとき前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第一区間又は第三区間において検出した場合において、前記主駆動パルスが最大のエネルギの場合には前記主駆動パルスを変更しないように構成してもよい。

また、前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動した場合において、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第二区間において検出したときは、前記主駆動パルスを変更しないように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第二区間において所定回数連続して検出したときは、前記主駆動パルスをエネルギの小さい主駆動パルスに変更して駆動するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記主駆動パルスをエネルギの小さい主駆動パルスに変更する場合、前記主駆動パルスが最低エネルギの主駆動パルスの場合には変更しないように構成してもよい。

また、前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによる駆動によってステッピングモータが回転しなかったと前記回転検出手段が判定した場合に、前記補正駆動パルスによって駆動した後、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによる駆動によってステッピングモータが回転しなかったと前記回転検出手段が判定した場合に、前記主駆動パルスが最大のエネルギのときには、前記補正駆動パルスによって駆動した後、前記最大エネルギの主駆動パルスよりもエネルギの小さい主駆動パルスに変更するように構成してもよい。

また、本発明によれば、ステッピングモータをステッピングモータ制御回路によって回転制御するアナログ電子時計において、前記ステッピングモータ制御回路として、前記いずれか一に記載のステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計が提供される。

本発明に係るモータ制御回路によれば、適正な主駆動パルスによって駆動することにより、補正駆動パルスによる駆動を低減して省電力化を図ることが可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、適正な主駆動パルスによって駆動することにより、補正駆動パルスによる駆動を低減して省電力化を図ることが可能になる。

図１は、本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計のブロック図で、アナログ電子腕時計の例を示している。
図１において、アナログ電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０１、発振回路１０１で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路１０２、電子時計を構成する各電子回路要素の制御や駆動パルスの変更制御等の制御を行う制御回路１０３、制御回路１０３からの制御信号に基づいてモータ回転駆動用の駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４を有している。

また、アナログ電子回路は、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１０９の３種類）を有するアナログ表示部１０６、ステッピングモータ１０５から回転状況を表す回転検出信号Ｖｍａｘを所定の検出時間において検出する回転検出回路１１０、ステッピングモータ１０５が回転したことを示す回転検出信号Ｖｍａｘを回転検出回路１１０が検出した場合、前記検出時間内に設けられた複数の区間の中のどの区間において前記回転検出信号Ｖｍａｘが発生したのかを判別する検出区間判別回路１１１を有している。

回転検出回路１１０は、前記特許文献１に記載された回転検出回路と同様の構成のものであり、ステッピングモータ１０５が回転した場合には所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える回転検出信号Ｖｍａｘを検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には回転検出信号Ｖｍａｘは基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。

ステッピングモータ１０５は図４に示した構成のステッピングモータである。本実施の形態では、ステッピングモータ１０５を回転駆動する駆動パルスとして、後述するように、相互にエネルギの異なる複数の主駆動パルスＰ１０〜Ｐ１ｍ及び各主駆動パルスＰ１０〜Ｐ１ｍよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を用いている。
尚、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段を構成し、アナログ表示部１０６は時刻表示手段を構成し、回転検出回路１１０は回転検出手段を構成している。制御回路１０３、駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１０及び検出区間判別回路１１１は制御手段を構成している。

図２は、本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計の動作を示すタイミング図で、ステッピングモータ１０５を駆動した場合のタイミング図である。
図２において、主駆動パルスＰ１ｎのランクｎは最小値０から最大値ｍまで複数のランクを持ち、ｎの値が大きいほど駆動パルスのエネルギが大きく（本実施の形態では矩形波のパルス幅が長く）構成されている。

また、補正駆動パルスＰ２は最大のエネルギを持つ主駆動パルスＰ１ｍよりもエネルギが大きく（パルス幅が長く）構成されている。即ち、各駆動パルスＰ１０、Ｐ１ｍ、Ｐ２は、各パルス幅がＰ１０＜Ｐ１ｍ＜Ｐ２となるように構成されている。なお、主駆動パルスＰ１ｎを櫛歯形状のチョッピング波形とし、チョッピングの本数やデューティ比を増やすことで、ｎの値が大きいほどパルスのエネルギが大きくなるように構成してもよい。

図２において、Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０５で発生する誘起電圧に基づいた回転検出信号Ｖｍａｘと比較することによって回転したか否かを検出する電圧基準である基準しきい電圧である。ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出信号Ｖｍａｘが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超え、回転しない場合には回転検出信号Ｖｍａｘが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。

駆動パルスによるステッピングモータ駆動後の時間を、回転検出信号Ｖｍａｘを検出しない駆動直後の時間であるマスク時間ＩＴと、マスク時間ＩＴ経過後の回転検出信号Ｖｍａｘを検出する時間である検出時間とに区分している。
また、前記検出時間を、マスク時間ＩＴ経過直後の所定時間を第一区間Ｔ１、第一区間Ｔ１より後の所定時間を第二区間Ｔ２、第二区間Ｔ２より後の所定時間を第三区間Ｔ３として、検出時間を第一区間Ｔ１〜第三区間Ｔ３の３つに区分している。

尚、検出区間Ｔ１〜Ｔ３の設定方法としては、検出時間内に第１基準時刻と前記第１時刻よりも後の第２基準時刻とを所定の基準によって設定することにより、マスク時間ＩＴ経過直後から第１基準時刻までを第一区間Ｔ１、第１基準時刻から第２基準時刻までを第二区間Ｔ２、第２基準時刻から所定時間を第三区間Ｔ３として設定するようにしてもよい。
詳細は後述するが、本発明の実施の形態の基本動作を概略説明すると、モータ１０５の負荷の大きさに比べて主駆動パルスＰ１のエネルギが小さい場合には、ステッピングモータ１０５が遅く回転するため、ステッピングモータ１０５が回転したことを表す回転検出信号Ｖｍａｘ、即ち、本来ならばマスク時間ＩＴ内で発生すべき基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘが早い時刻（第一区間Ｔ１）において発生する。

また、モータ１０５の負荷の大きさに比べて主駆動パルスＰ１のエネルギが小さいとき、前記のように回転検出信号Ｖｍａｘが第一区間Ｔ１で発生しない場合には、ステッピングモータ１０５が遅く回転するため、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘが第三区間Ｔ３において発生する。
また、モータ１０５の負荷の大きさに比べて主駆動パルスＰ１のエネルギに余裕がある場合、ステッピングモータ１０５が速く回転するため、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘが、第三区間Ｔ３よりも前の第二区間Ｔ２において発生する。

本実施の形態は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘの発生タイミングと、モータ１０５の負荷に対する主駆動パルスＰ１のエネルギの関係とが前記のようになることに着目して、補正駆動パルスＰ２による駆動が極力少なくなるように、主駆動パルスＰ１を制御するようにしている。

本実施の形態では、モータ１０５が回転したことを示す回転検出信号Ｖｍａｘが、第一区間Ｔ１又は第三区間Ｔ３において検出された場合には主駆動パルスＰ１をエネルギの大きい主駆動パルスＰ１に変更する（ランクアップ）。
前記回転検出信号Ｖｍａｘが第二区間Ｔ２において検出された場合、原則として、主駆動パルスＰ１は変更しないが、同一エネルギの主駆動パルスＰ１による駆動によって所定回数連続して、前記回転検出信号Ｖｍａｘが第二区間Ｔ２において検出された場合には、駆動エネルギが大きすぎると判断して前記主駆動パルスＰ１をエネルギの小さい主駆動パルスに変更する（ランクダウン）。
但し、ランクダウンする場合、主駆動パルスが最低エネルギの主駆動パルスＰ１０の場合にはランクダウンできないため、主駆動パルスＰ１は変更せずに次回も同じ主駆動パルスＰ１０によって駆動する。

一方、第一区間Ｔ１〜第三区間Ｔ３のいずれにおいてもモータ１０５が回転したことを表す回転検出信号Ｖｍａｘが検出されない場合、即ち、検出時間内において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘが検出されない場合には、非回転と判断して補正駆動パルスＰ２によって駆動した後、主駆動パルスＰ１をエネルギの大きい主駆動パルスＰ１に変更するようにしている（ランクアップ）。

但し、非回転のときの主駆動パルスＰ１が最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍであった場合には、もはや主駆動パルスＰ１ｍでは回転させることができず補正駆動パルスＰ２駆動後も最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍによって駆動することはエネルギの無駄になると判断して、補正駆動パルスＰ２による駆動後に主駆動パルスＰ１ｍよりもエネルギの小さい主駆動パルスＰ１（ｍ−ａ）（ａ：ランクダウン数、１≦ａ≦ｍの任意の整数）に変更して駆動する。

以後、主駆動パルスＰ１（ｍ−ａ）による駆動では回転できないため、補正駆動パルスＰ２による駆動が行われることになるが、主駆動パルスはエネルギの小さい主駆動パルスＰ１（ｍ−ａ）であるため、エネルギ損失を小さく抑制することが可能になる。尚、エネルギ損失をより小さくするという観点からは、最低エネルギ（ａ＝ｍ即ちｎ＝０）の主駆動パルスＰ１０がより好ましい。

図３は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートである。
以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を詳細に説明する。
図１において、発振回路１０１は所定周波数の基準クロック信号を発生し、分周回路１０２は発振回路１０１で発生した前記信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生し、制御回路１０３に出力する。

制御回路１０３は、前記時間信号を計数して計時動作を行い、先ず主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを０にして（図３のステップＳ３０１、Ｓ３０２）、最小パルス幅の主駆動パルスＰ１０でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ３０３）。

駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの制御信号に応答して、主駆動パルスＰ１０によってステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１０によって回転駆動されて、時刻針１０７〜１０９を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０５が正常に回転した場合には、表示部１０６では、時刻針１０７〜１０９によって現在時刻が随時表示される。

回転検出回路１１０は、ステッピングモータ１０５で発生する誘起電圧に基づいた回転検出信号Ｖｍａｘと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較して、前記回転検出信号Ｖｍａｘが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えていると判断すると、即ち、ステッピングモータ１０５が回転していると判断すると、検出区間判別回路１１１は、前記回転検出信号Ｖｍａｘの検出時刻ｔが検出時間内のどの検出区間Ｔ１〜Ｔ３に入るのかを判別する。

検出区間判別回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第一区間Ｔ１において検出したときは（ステップＳ３０４）、このときの主駆動パルスＰ１が最大のエネルギでない場合には、図２（ｂ１）、（ｂ２）のランクアップとして示すように、制御回路１０３は前記主駆動パルスＰ１を１ランクアップする（ステップＳ３１１、ＳＳ３１０）。
即ち、本実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘがマスク時間ＩＴ経過後の第一区間Ｔ１において検出された場合、負荷に比べて駆動エネルギが小さいと判断して主駆動パルスＰ１をランクアップする。これによって補正駆動パルスＰ２によって駆動する事態の発生を防止している。

制御回路１０３は、処理ステップＳ３１１において、前記主駆動パルスＰ１が最大エネルギの主駆動パルスの場合には、主駆動パルスＰ１のランクは変更しない（ステップＳ３１２）。
尚、図２（ｂ１）では、第一区間及び第三区間の双方で回転検出信号Ｖｍａｘが発生しているが、本実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを先に超えた回転検出信号Ｖｍａｘを検出した時点がどの区間Ｔ１〜Ｔ３に入るかによって判断しているため、図２（ｂ１）の場合には第三区間で発生した回転検出信号Ｖｍａｘは無視される。

検出区間判別回路１１１は、処理ステップＳ３０４において、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第一区間Ｔ１において検出していないと判断したときは、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第二区間Ｔ２において検出したか否かを判断する（ステップＳ３０５）。

処理ステップＳ３０５において、区間判別回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第二区間Ｔ２において検出したと判断した場合、制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１が最低エネルギの主駆動パルスＰ１０のときには主駆動パルスＰ１を変更することなく当該主駆動パルスＰ１０を維持して（図２（ａ）のランク変更なし）、処理ステップＳ３０２に戻る（ステップＳ３１３、Ｓ３１４）。

制御回路１０３は、処理ステップＳ３１３において、主駆動パルスＰ１が最低エネルギの主駆動パルスＰ１０ではないと判断したときには、同一主駆動パルスＰ１による連続駆動回数を計数する連続回数カウンタ（図示せず）の計数値Ｎに１加算した後、前記連続回数カウンタの計数値Ｎを参照して当該主駆動パルスＰ１による駆動が連続して所定回数（本実施の形態では１６０回）行われたか否かを判断する（ステップＳ３１６）。

制御回路１０３は、処理ステップＳ３１６において、当該主駆動パルスＰ１による駆動が連続して前記所定回数（前述したように本実施の形態では１６０回）行われた（即ち、前記連続回数カウンタの計数値Ｎが１６０）と判断した場合には、当該主駆動パルスＰ１を１ランクダウンして１ランクエネルギの小さい主駆動パルスＰ１に変更する（図２（ｃ）のランクダウン）と共に前記連続回数カウンタの計数値Ｎを０にリセットする（ステップＳ３１７）。

制御回路１０３は、処理ステップＳ３１６において、当該主駆動パルスＰ１による駆動が連続して前記所定回数（１６０回）行われていないと判断した場合には、当該主駆動パルスＰ１を変更せずに処理ステップＳ３０２に戻る（Ｓ３１４）。
即ち、本実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘが第二区間Ｔ２において検出された場合、原則として、主駆動パルスＰ１は負荷を駆動可能なエネルギであり補正駆動パルスＰ２による駆動が生じる恐れはないと判断して主駆動パルスＰ１の変更は行わない。

しかしながら、同一の主駆動パルスＰ１によって連続して所定回数駆動できたときには、負荷に比べて駆動エネルギに余裕がありすぎてエネルギを過剰に消費していると判断して、当該主駆動パルスＰ１をランクダウンすることによって消費電力を低減している。但し、主駆動パルスＰ１が最低エネルギの主駆動パルスＰ１０の場合にはランクダウンできないため、変更せずに現状の主駆動パルスＰ１０を維持するようにしている。

検出区間判別回路１１１は、処理ステップＳ３０５において、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第二区間Ｔ２において検出していないと判断したときは、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第三区間Ｔ３において検出したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

処理ステップＳ３０６において、検出区間判別回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第三区間Ｔ３において検出したと判断した場合、処理ステップＳ３１１に移行して、前述した処理を行う（ステップＳ３１０、Ｓ３１２）。尚、この場合、処理ステップＳ３１０では、図２（ｂ）のランクアップとして示すように、制御回路１０３は前記主駆動パルスＰ１を１ランクアップする。
即ち、本実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘが第三区間Ｔ３において検出された場合、回転速度が遅く負荷に比べて駆動エネルギが小さいと判断して、主駆動パルスＰ１をランクアップする。これによって補正駆動パルスＰ２によって駆動する事態の発生を防止している。

処理ステップＳ３０６において、検出区間判別回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを第三区間Ｔ３において検出していないと判断した場合、即ち、検出時間内において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える回転検出信号Ｖｍａｘを検出してない場合、このときの主駆動パルスＰ１が最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍでないときには、図２（ｂ３）のランクアップとして示すように、制御回路１０３は補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動した後に、主駆動パルスＰ１を１ランクアップして処理ステップＳ３０２へ戻る（ステップＳ３０８、３１０）。

制御回路１０３は、処理ステップＳ３０８において、前記主駆動パルスＰ１が最大エネルギの主駆動パルスＰ１ｍと判断したときには、所定ランク数ａだけランクダウンした主駆動パルスＰ１に変更して処理ステップＳ３０２へ戻る（ステップＳ３１０）。これにより、最大エネルギＰ１ｍによっても回転駆動できなかった場合の消費電力を抑止するようにしている。
以後前記処理を繰り返すことにより、適正な主駆動パルスＰ１による駆動が行われるようになり、補正駆動パルスＰ２による駆動が少なく抑制される。

以上述べたように、本実施の形態に係るモータ制御回路によれば、適正な主駆動パルスＰ１によって駆動することにより、補正駆動パルスＰ２による駆動を低減して省電力化を図ることが可能になる。
また、本実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、適正な主駆動パルスＰ１によって駆動することにより、補正駆動パルスＰ２による駆動を低減して省電力化を図ることが可能になる。

尚、本実施の形態では、各主駆動パルスＰ１のエネルギを変えるために、パルス幅が異なるようにしたが、パルス電圧を変える等によっても、駆動エネルギを変えることが可能である。
また、時刻針以外にも、カレンダ等を駆動するためのステッピングモータに適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例として電子時計の例で説明したが、モータを使用する電子機器に適用可能である。

本発明に係るステッピングモータ制御回路は、ステッピングモータを使用する各種電子機器に適用可能である。
また、本発明に係る電子時計は、カレンダ機能付きアナログ電子腕時計、カレンダ機能付きアナログ電子置時計等の各種カレンダ機能付きアナログ電子時計をはじめ、各種のアナログ電子時計に適用可能である。

本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計のブロック図である。 本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を説明するためのタイミング図である。 本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の処理を示すフローチャートである。 アナログ電子時計に使用する一般的なステッピングモータの構成図である。

符号の説明

１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス選択回路
１０５・・・ステッピングモータ
１０６・・・アナログ表示部
１０７・・・時針
１０８・・・分針
１０９・・・秒針
１１０・・・回転検出回路
１１１・・・検出区間判別回路
２０１・・・ステータ
２０２・・・ロータ
２０３・・・ロータ収容用貫通孔
２０４、２０５・・・切り欠き部（内ノッチ）
２０６、２０７・・・切り欠き部（外ノッチ）
２０８・・・磁心
２０９・・・コイル
２１０、２１１・・・可飽和部
ＯＵＴ１・・・第１端子
ＯＵＴ２・・・第２端子

Claims (8)

1. 所定のマスク時間経過後の検出時間においてステッピングモータの回転によって発生する回転検出信号を検出し、前記回転検出信号が前記検出時間内において所定の基準しきい電圧を超えた場合に前記ステッピングモータが回転したと判定する回転検出手段と、前記回転検出手段による判定結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動する制御手段とを備えて成り、
   前記検出時間を、第一区間、前記第一区間よりも後の第二区間及び前記第二区間よりも後の第三区間に区分し、
   前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動した場合において、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第一区間において検出したときは、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更して駆動し、前記第一区間において検出せず前記第二区間において検出したときは、前記主駆動パルスを変更しないことを特徴とするステッピングモータ制御回路。
2. 前記制御手段は、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第二区間において所定回数連続して検出したときは、前記主駆動パルスをエネルギの小さい主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制御回路。
3. 前記制御手段は、前記主駆動パルスをエネルギの小さい主駆動パルスに変更する場合、前記主駆動パルスが最低エネルギの主駆動パルスの場合には前記主駆動パルスを変更しないことを特徴とする請求項２記載のステッピングモータ制御回路。
4. 所定のマスク時間経過後の検出時間においてステッピングモータの回転によって発生する回転検出信号を検出し、前記回転検出信号が前記検出時間内において所定の基準しきい電圧を超えた場合に前記ステッピングモータが回転したと判定する回転検出手段と、前記回転検出手段による判定結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動する制御手段とを備えて成り、
   前記検出時間を、第一区間、前記第一区間よりも後の第二区間及び前記第二区間よりも後の第三区間に区分し、
   前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動した場合において、前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第一区間において検出したときは、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更して駆動し、前記第一区間において検出せず前記第二区間において検出せず前記第三区間において検出したときは、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更して駆動することを特徴とするステッピングモータ制御回路。
5. 前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによって駆動したとき前記所定の基準しきい電圧を超える回転検出信号を前記第三区間において検出した場合において、前記主駆動パルスが最大のエネルギの場合には前記主駆動パルスを変更しないことを特徴とする請求項４記載のステッピングモータ制御回路。
6. 前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによる駆動によってステッピングモータが回転しなかったと前記回転検出手段が判定した場合に、前記補正駆動パルスによって駆動した後、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい主駆動パルスに変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
7. 前記制御手段は、前記いずれかの主駆動パルスによる駆動によってステッピングモータが回転しなかったと前記回転検出手段が判定した場合に、前記主駆動パルスが最大のエネルギのときには、前記補正駆動パルスによって駆動した後、前記最大エネルギの主駆動パルスよりもエネルギの小さい主駆動パルスに変更することを特徴とする請求項６記載のステッピングモータ制御回路。
8. ステッピングモータをステッピングモータ制御回路によって回転制御するアナログ電子時計において、
   前記ステッピングモータ制御回路として、請求項１乃至７のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計。

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