JP6739438B2 - ２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計 - Google Patents

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Description

本発明は、回転検出機能を備えた２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いたアナログ表示方式の電子時計に関する。
従来、アナログ表示手段を備えた電子時計は、指針をステップモータによって駆動することが一般的である。このステップモータは、コイルによって磁化されるステータと、２極磁化された円盤状の回転体であるロータで構成され、たとえば１秒毎に駆動することで指針によって時刻を表示している。
また、近年の多機能化が進む電子時計は、正転及び逆転が可能な両回転ステップモータを用い、指針を両方向に回転させて様々な状況に応じた表示を実現している。このような背景の中で、正転及び逆転を容易に且つ高速に実現できる二つのコイルを備えた両回転ステップモータが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
この特許文献１の両回転ステップモータは、１ロータ２コイルのステップモータであり、二つのコイルに供給するそれぞれの駆動パルスを制御することによって、容易に右回転と左回転の両回転（正逆回転）が可能なステップモータを実現している。
特公平０２−１６６７９号公報（第１頁、図１）
しかしながら、特許文献１で提示されている両回転ステップモータは、環境変化等による負荷の変動に対応するため、負荷が軽い状態でも必要以上の駆動力で回転させる必要があり、ステップモータを駆動するための消費電力が常に大きいという課題があった。
すなわち、特に腕時計型電子時計は、使用者の移動等によって、外部磁界の変化、機械的な衝撃、温度変化、湿度変化、時計の姿勢、及び輪列の状態等によって、ステップモータに加わる負荷は大きく変動する。従って、きわめて小さな負荷の場合もあれば、大きな負荷が加わる場合も想定される。
そのため、電子時計を設計するにあたって、そのステップモータに対しての最大負荷を想定し、その負荷でもステップモータが回転できる駆動力を持たせる必要がある。しかし、ステップモータを最大負荷に対応した駆動力で常に駆動することは、必要以上の電力を消費し続けることになるので、電子時計の電池寿命が短くなり、また、電源が二次電池の場合は、大きな充電電力が必要になる等の問題が生じて好ましくない。
本発明の目的は上記課題を解決し、正逆の両回転を高速駆動できると共に、ステップモータの負荷変動に対応して低消費電力駆動を実現する２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計は下記記載の構成を採用する。
本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、前記第１検出信号と前記第２検出信号の各検出総数を計数し、前記第１検出信号の検出総数が、前記第２検出信号の検出総数以上の場合は非回転と判定し、前記第１検出信号の検出総数が、前記第２検出信号の検出総数よりも少ない場合は回転と判定することを特徴とする。
これにより、二つのコイルからの検出信号の検出総数の差でロータの回転の成否を判定するので、外部ノイズ等による影響を低減して、誤検出が少ない高精度な回転検出を実現できる。
また、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、前記第１検出信号の所定数の検出が、前記第２検出信号の所定数の検出より早い又は同じ場合に非回転と判定し、前記第１検出信号の所定数の検出が、前記第２検出信号の所定数の検出より遅い場合に回転と判定することを特徴とする。
これにより、二つのコイルからの検出信号のどちらが早く検出されるかによってロータの回転の成否を判定するので、短時間でロータの回転の成否を判定でき、ステップモータの高速駆動に対応した回転検出を実現できる。
また、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、第１検出パルスのパルス幅が、第２検出パルスのパルス幅より広いことを特徴とする。
これにより、第１検出パルスが出力される駆動コイルから発生する逆起電流に対する検出感度が高くなるので、非回転の誤判定の発生頻度を減らすことができる。すなわち、ロータが非回転であるときに、誤って回転したと判定すると、補正パルスが出力されないために、指針が狂うことになる。しかし、駆動コイル側の検出感度を高くすれば、非回転の誤判定の発生頻度を下げられるので、結果として、誤判定によって指針が狂う頻度を下げることが可能となり、指針による時刻表示の信頼性を高くすることができる。
また、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、少なくとも第１検出パルスと第２検出パルスが出力されるときに、第１のコイルと第２のコイルに接続される検出抵抗を有し、第１検出パルスが出力されるときの検出抵抗の抵抗値が、第２検出パルスが出力されるときの検出抵抗の抵抗値より大きいことを特徴とする。
これにより、第１検出パルスが出力される駆動コイルから発生する逆起電流に対する検出感度が高くなるので、非回転の誤判定の発生頻度を下げることが可能となり、指針による時刻表示の信頼性を高くすることができる。
また、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、第１検出信号の採否を決定するための閾値が、第２検出信号の採否を決定するための閾値より低いことを特徴とする。
これにより、第１検出信号に対する検出感度が高くなるので、非回転の誤判定の発生頻度を下げることが可能となり、指針による時刻表示の信頼性を高くすることができる。
また、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力されない前記コイルに出力される検出パルスを出力し、前記回転検出回路は、前記検出パルスにより発生する検出信号を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、前記回転検出回路は、前記駆動パルスが出力される期間において検出された前記検出信号に基づいて、前記ロータが回転したか否かを判定することを特徴とする。
これにより、迅速な回転検出が可能となり、ステップモータの早送り速度を向上させることができる。
また、前記回転検出回路は、検出された前記検出信号の数に基づいて、前記ロータが回転したか否かを判定することを特徴とする、あるいは、前記回転検出回路は、検出された前記検出信号の群の数に基づいて、前記ロータが回転したか否かを判定することを特徴とする。
これにより、単純なアルゴリズムで２コイルステップモータの回転検出ができる。
また、前記検出パルス発生回路は、前記ロータの駆動中に前記検出パルスを出力し、前記駆動パルス発生回路は、前記回転検出回路により前記ロータの回転が検出されることに起因して、前記駆動パルスの継続出力を終了することを特徴とする。さらに、前記駆動パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される期間において、前記検出信号が得られるまで前記駆動パルスのパルス幅を変更することを特徴としてよい。
これにより、補正パルスの出力頻度を下げ、消費電力を低減することができる。
また、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路は、径方向に２極以上着磁されたロータと、該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記検出パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、前記ロータが回転したか否かを判定する回転検出期間を、前側の第１回転検出期間とし、後側を第２回転検出期間とした際に、前記検出パルス発生回路は、第１回転検出期間において前記第２検出パルスを出力し、前記回転検出回路は、前記第２検出信号が所与の条件を満足するかを判定し、前記検出パルス発生回路は、前記所与の条件が満足される場合に、第２回転検出期間において前記第１検出パルスを出力し、前記回転検出回路は、前記第１検出信号に基づいて、前記ロータの回転を検出することを特徴とする。
これにより、所与の条件が満足されない場合に第２回転検出期間を設ける必要がなく、回転検出に要する時間を短縮できる。
また、本発明の電子時計は、本発明の２コイルステップモータと、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路を有することを特徴とする。
本発明の電子時計より、ステップモータの負荷変動に対応して通常の駆動では駆動力の小さい駆動パルスを用いることが可能となり、きわめて低消費電力で、且つ、ステップモータの誤回転が少なく、正逆の両回転を高速駆動できる高性能な電子時計を提供できる。
上記の如く本発明によれば、二つのコイルから発生する逆起電流を検出するための検出パルス発生回路と、ロータが回転したか否かを二つの検出信号で判定する回転検出回路とを有するので、ロータの回転の成否を高精度に判定することができる。その結果、ステップモータの負荷変動に対応して通常の駆動では駆動力の小さい駆動パルスを用いることが可能となり、きわめて低消費電力で、且つ、正逆の両回転を高速駆動できる２コイルステップモータ用駆動回路を提供できる。
本発明の第１、第２の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の概略構成を示す構成図である。 本発明の第１〜第３の実施形態に係わる２コイルステップモータの概略構成を示す平面図である。 本発明の第１〜第３の実施形態に係わる２コイルステップモータのロータの回転角度に対する磁束の変化と逆起電圧の変化の関係を示すグラフである。 本発明の第１、第２の実施形態に係わるドライバ回路の一例を示す回路図である。 本発明の第１〜第３の実施形態に係わる２コイルステップモータの正転駆動を説明する駆動波形図とロータの正回転の説明図である。 本発明の第１〜第３の実施形態に係わる２コイルステップモータの逆転駆動を説明する駆動波形図とロータの逆回転の説明図である。 本発明の第１、第２の実施形態に係わるドライバ回路の各トランジスタの動作表と逆起電流の検出動作原理を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係わるスリット角２０度のステップモータとスリット角１２０度のステップモータの一部を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係わる２コイルステップモータのスリット角２０度、９０度、１２０度におけるロータの回転角度に対する逆起電圧の変化を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係わるスリット角２０度の２コイルステップモータによる回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係わるスリット角２０度の２コイルステップモータによる非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係わるスリット角１２０度の２コイルステップモータによる回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係わるスリット角１２０度の２コイルステップモータによる非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係わるスリット角の違いによるロータの回転と非回転の逆起電流の波形長差からステップモータの最適スリット角範囲を説明するグラフである。 本発明の第４の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例１に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例３に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例３に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例３に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例４に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例４に係わるコイルに出力されるパルスの波形図である。 本発明の第４の実施形態の変形例４に係わるコイルに出力されるパルスの波形図の別の例である。 本発明の第４の実施形態の変形例４に係わるコイルに出力されるパルスの波形図のさらに別の例である。 本発明の第４の実施形態の変形例５に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例５に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態の変形例７に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第５の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第５の実施形態に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 駆動パルスＳＰの駆動力に対し、コイルＡ、コイルＢのそれぞれより検出できる検出信号ＣＳ１、ＣＳ２の数の変化を示す模式的なグラフである。 本発明の第５の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第５の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の非回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第５の実施形態の変形例２に係わる２コイルステップモータ用駆動回路の回転時の検出動作を説明するタイミングチャートである。
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
［各実施形態の特徴］
第１の実施形態の特徴は、二つのコイルからの検出信号の検出総数の差でロータの回転の成否を判定する２コイルステップモータ用駆動回路である。第２の実施形態の特徴は、二つのコイルからの検出信号のどちらが早く検出されるかによってロータの回転の成否を判定する２コイルステップモータ用駆動回路である。第３の実施形態の特徴は、二つのコイルから発生する逆起電流の波形形状が、ロータの回転の成否で大きく異なるように２コイルステップモータのスリット角範囲を最適に選定したステップモータである。さらに、第４の実施形態の特徴は、一つのコイルからの検出信号に基づいて、ロータの回転の成否を判定するとともに、該判定結果を利用して駆動力の調節をする２コイルステップモータ用駆動回路である。そして、第５の実施形態の特徴は、二つのコイルからの検出信号に基づいて、ロータの回転の成否を判定するとともに、該判定結果を利用して駆動力の調節をする２コイルステップモータ用駆動回路である。
［第１の実施形態］
［第１の実施形態の２コイルステップモータ用駆動回路の構成説明：図１］
第１の実施形態の２コイルステップモータ用駆動回路の概略構成について図１を用いて説明する。図１において、符号１は本発明のアナログ表示方式の電子時計である。電子時計１は、本発明の２コイルステップモータ用駆動回路１０（点線で大きく囲んだ電子回路要素）と、本発明の２コイルステップモータ５０（点線で小さく囲う）などで構成される。
なお、電子時計１は、指針等による表示部、輪列、電源、操作部材等を含むが、本発明には直接係わらないので図示は省略する。また、図１に示す電子時計１の構成は、後述する第２の実施形態においても同様である。
２コイルステップモータ用駆動回路１０（以下、駆動回路１０と略す）は、水晶振動子（図示せず）によって所定の基準信号Ｐ１を出力する発振回路１１、基準信号Ｐ１を入力して各回路を制御するための制御信号ＣＮ１〜ＣＮ３を出力する制御回路１２、駆動パルス発生回路１３、補正パルス発生回路１４、検出パルス発生回路１５、パルス選択回路１６、ドライバ回路２０、回転検出回路３０を有している。
２コイルステップモータ５０（以下、ステップモータ５０と略す）は、第１のコイルとしてコイルＡ、第２のコイルとしてコイルＢの二つのコイルを有している。なお、ステップモータ５０の詳細は後述する。
駆動パルス発生回路１３は、制御信号ＣＮ１を入力して、ステップモータ５０を駆動する駆動パルスＳＰを生成し、パルス選択回路１６に出力する。
補正パルス発生回路１４は、制御信号ＣＮ２を入力して、補正パルスＦＰを生成し、パルス選択回路１６に出力する。
検出パルス発生回路１５は、制御信号ＣＮ３を入力して、所定の周期の検出パルスＣＰを生成し、パルス選択回路１６に出力する。この検出パルスＣＰが、ドライバ回路２０からステップモータ５０のコイルＡ、コイルＢにそれぞれ出力されることで、二つのコイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流を同時に検出することができる。
パルス選択回路１６は、駆動パルスＳＰ、補正パルスＦＰ、検出パルスＣＰを入力し、動作モードに応じてパルスを選択して、ドライバ制御パルスＤＰとしてドライバ回路２０に出力する。
ドライバ回路２０は、ドライバ制御パルスＤＰを入力し、各パルス信号に基づいた駆動波形Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４をステップモータ５０のコイルＡ、コイルＢに供給し、ステップモータ５０を駆動する。なお、ドライバ回路２０の詳細な構成は後述する。
回転検出回路３０は、検出パルスＣＰによって発生する検出信号ＣＳを入力し、ステップモータ５０のロータが回転したか否かを判定して、その結果を判定信号ＣＫとして制御回路１２に出力する。制御回路１２は、判定信号ＣＫを入力し、ロータが非回転の場合、制御信号ＣＮ２を出力して補正パルス発生回路１４から補正パルスＦＰを出力し、パルス選択回路１６を制御して補正パルスＦＰをドライバ制御パルスＤＰとしてドライバ回路２０に出力する。
［ステップモータの構成説明：図２］
次に、ステップモータ５０の構成について図２を用いて説明する。図２において、ステップモータ５０は、ロータ５１、ステータ５２、二つのコイルＡ、コイルＢなどによって構成される。ロータ５１は２極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にＮ極、Ｓ極が着磁されている。
ここで、図２に示すロータ５１は静止状態であり、図面の下方を０度と規定し、そこから反時計回りに９０度（図示せず）、１８０度、２７０度（図示せず）と規定する。ロータ５１は、Ｎ極が０度に位置するときと１８０度に位置するときが、静止位置（静的安定点）である。よって、図２で示すロータ５１は、Ｎ極が０度の静止位置にある。また、ロータ５１は、反時計回りを正転、時計回りを逆転と規定する。なお、ここで示すロータ５１の規定は、後述するステップモータのすべてに適用される。
ステータ５２は、一例として軟磁性材によって成り、ロータ５１が挿入されるロータ穴５２ｄが設けられ、このロータ穴５２ｄにロータ５１が配置されている。ステータ５２は、ロータ５１を介して対向して設けられる第１のステータ磁極部５２ａ（以下、第１磁極部５２ａと略す）と第２のステータ磁極部５２ｂ（以下、第２磁極部５２ｂと略す）が設けられている。また、第１磁極部５２ａと第２磁極部５２ｂの間にあってロータ５１に向き合って第３のステータ磁極部５２ｃ（以下、第３磁極部５２ｃと略す）が設けられている。
また、ロータ穴５２ｄの内周の二箇所には、ロータ５１に向き合うように略凹形状のノッチ５３ａ、５３ｂが形成されている。すなわち、ノッチ５３ａは第１磁極部５２ａに形成され、ノッチ５３ｂは第２磁極部５２ｂに形成される。このノッチ５３ａ、５３ｂは、ステータ５２とロータ５１間の磁束の流れを変化させて、ロータ５１を静止位置に留めるための保持トルクを与える機能を有している。
ここで、ノッチ５３ａ、５３ｂの幅が大きいほど、保持トルクは大きくなり、ノッチ５３ａ、５３ｂの幅が小さいほど、保持トルクは小さくなる。保持トルクが小さいと、ロータ５１は回転しやすくなるので、低消電駆動や高速駆動等には有利であるが、反面、耐衝撃性には不利になるので、最適な保持トルクが得られるように、ノッチ５３ａ、５３ｂの幅が調整されることが好ましい。
また、第１磁極部５２ａと第３磁極部５２ｃとを磁気的に分離する狭い接続部分をスリット５４ａと称し（点線の小円で示す）、また、第２磁極部５２ｂと第３磁極部５２ｃとを磁気的に分離する狭い接続部分をスリット５４ｂと称する（点線の小円で示す）。ここで、ロータ５１の中心とスリット５４ａ、５４ｂを結ぶ線と、ロータ５１の中心を通る第３磁極部５２ｃの中心線が成す角度をスリット角と称し、このスリット角の違いによって、ステータ５２とロータ５１間の磁束の流れが変化し、ロータ５１が駆動パルスＳＰによって回転したか否かに応じて、コイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流の波形に差が生じる。ここで、スリットとは、部分的に磁気抵抗を高くして、磁極同士の間を磁気的に分離する構造を指しており、ここで示したような狭い接続部分（狭窄部）によりスリットを構成してもよいし、あるいは、ステータ５２に細幅の切れ目を入れ、物理的に切り離すことでスリットを構成してもよい（字義通りのスリット）。さらには、作成した細幅の切れ目を、非磁性体等、磁気抵抗の高い物質で埋めてスリットを構成してもよい。
本発明は、ロータ５１が回転したか否かをコイルＡ、コイルＢの逆起電流の波形の差によって判定することを特徴としており、従って、逆起電流の波形の差が大きくなるスリット角を選択したステップモータを用いることが好ましい。このスリット角の選択範囲については、後述する第３の実施形態で詳述するが、図２で示すステップモータ５０は、逆起電流の波形の差が大きくなるスリット角７５度を例として図示している。
すなわち、スリット５４ａは、静止位置０度（第３磁極部５２ｃの中心）から図面上左側に７５度の位置に配置し、スリット５４ｂは、静止位置０度から図面上右側に７５度の位置に配置している。以下で述べる第１及び第２の実施形態におけるステップモータの動作は、すべてスリット角７５度のステップモータ５０を例として示している。
また、第１磁極部５２ａと第３磁極部５２ｃに磁気的に結合するコイルＡと、第２磁極部５２ｂと第３磁極部５２ｃに磁気的に結合するコイルＢが設けられている。
コイルＡは絶縁基板５５ａ上にコイル端子Ｏ１、Ｏ２を有しており、コイルＡの巻線の両端が接続されている。また、コイルＢは絶縁基板５５ｂ上にコイル端子Ｏ３、Ｏ４を有しており、コイルＢの巻線の両端が接続されている。この各コイル端子Ｏ１〜Ｏ４に、前述したドライバ回路２０から出力される駆動波形Ｏ１〜Ｏ４が供給される。なお、説明をわかりやすくするために、各コイル端子と各駆動波形の符号を共通にしている。
［ステップモータの磁束の変化と逆起電圧の変化の説明：図３］
次に、回転検出に用いる逆起電流を生じさせるコイルＡ、コイルＢに発生する逆起電圧Ｅについて図３を用いて説明する。図３はステップモータ５０のロータ５１を回転させたときのステータ５２に発生する磁束Φの変化と、この磁束Φによって発生する逆起電圧Ｅの変化を示している。なお、ステップモータ５０は、前述したようにスリット角７５度である。
図３（ａ）は、ロータ５１の回転角度に応じてコイルＡ、コイルＢに加えられる磁束Φの変化を示すグラフであり、横軸は正転方向（反時計回り）に回転したロータ５１の回転角度０度〜３６０度であり、縦軸は磁束Φであり、磁束Φのピークを＋１．０〜−１．０として表している。
図３（ａ）において、ステップモータ５０のロータ５１が静止位置０度（図２参照）から正転方向に１回転すると、コイルＡが巻回されている第１磁極部５２ａに磁束Φａが発生し、コイルＢが巻回されている第２磁極部５２ｂに磁束Φｂが発生する。
ここで、磁束Φａは、図示するように、プラス側のピークがロータ５１の回転角度５０度付近にあり、マイナス側のピークが２３０度付近にある。また、磁束Φｂは、プラス側のピークがロータ５１の回転角度３１０度付近にあり、マイナス側のピークが１３０度付近にある。
次に図３（ｂ）は、ロータ５１の回転角度によってコイルＡ、コイルＢに発生する逆起電圧Ｅの変化を示すグラフであり、横軸は正転方向に回転したロータ５１の回転角度０度〜３６０度であり、縦軸は逆起電圧Ｅであり、逆起電圧Ｅのピークを＋１．０〜−１．０として表している。なお、逆起電圧Ｅは、磁束Φの微分値（Ｅ＝ｄΦ／ｄｔ）として表すことができる。
図３（ｂ）において、ステップモータ５０のロータ５１が静止位置０度から正転方向に１回転することで発生する磁束Φａ（図３（ａ））によって、コイルＡには逆起電圧Ｅａが発生し、また、磁束Φｂ（図３（ａ））によって、コイルＢには逆起電圧Ｅｂが発生する。ここで、逆起電圧Ｅａ、Ｅｂは、前述したように、磁束Φａ、Φｂの微分値であり、逆起電圧Ｅａのプラス側のピークは、ロータ５１の回転角度３２０度付近にあり、マイナス側のピークは１４０度付近にある。また、逆起電圧Ｅｂのプラス側のピークは、ロータ５１の回転角度２２０度付近にあり、マイナス側のピークは４０度付近にある。
本発明は、前述したように、コイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流の波形の差によってロータ５１の回転の成否を判定するので、図３（ｂ）に示す逆起電圧ＥａとＥｂの差が重要である。ここで、逆起電圧の差とは、逆起電圧ＥａとＥｂにおいて、近接するプラス側ピーク（山）もしくはマイナス側ピーク（谷）のピーク値の差ΔＥ（ロータ５１の回転角度の差）と規定し、このピーク値の差ΔＥが大きいスリット角を有するステップモータがロータの回転の成否を正しく判定しやすい。
ここで、図３（ｂ）の例、すなわち、ステップモータ５０のスリット角７５度においては、ピーク値の差ΔＥは、逆起電圧Ｅｂの山（約２２０度）−逆起電圧Ｅａの谷（約１４０度）＝約８０度であって大きな値である。このピーク値の差ΔＥについては、後述する第３の実施形態で詳述するが、ピーク値の差ΔＥが約８０度あるスリット角７５度のステップモータ５０は、ロータ５１の回転の成否を正しく判定しやすいと言える。なお、図３（ｂ）で示すＴ１、Ｔ２は後述する。
［ドライバ回路の回路構成の説明：図４］
次に、ステップモータ５０を駆動するためのドライバ回路２０の回路構成の一例について図４を用いて説明する。図４において、ドライバ回路２０は、ステップモータ５０のコイルＡ、コイルＢに駆動バルスＳＰを供給する４つのバッファ回路と、検出信号ＣＳを発生させる４つのトランジスタと４つの抵抗によって構成される。
ここで、低ＯＮ抵抗のＰチャンネルＭＯＳトランジスタであるトランジスタＰ１と、低ＯＮ抵抗のＮチャンネルＭＯＳトランジスタであるトランジスタＮ１と、のコンプリメンタリ接続でなるバッファ回路は、駆動波形Ｏ１を出力してコイルＡのコイル端子Ｏ１に接続される。
また同様に、それぞれ低ＯＮ抵抗のトランジスタＰ２とトランジスタＮ２とでなるバッファ回路は、駆動波形Ｏ２を出力してコイルＡのコイル端子Ｏ２に接続される。
また同様に、それぞれ低ＯＮ抵抗のトランジスタＰ３とトランジスタＮ３とでなるバッファ回路は、駆動波形Ｏ３を出力してコイルＢのコイル端子Ｏ３に接続される。
また同様に、それぞれ低ＯＮ抵抗のトランジスタＰ４とトランジスタＮ４とでなるバッファ回路は、駆動波形Ｏ４を出力してコイルＢのコイル端子Ｏ４に接続される。
各トランジスタＰ１〜Ｐ４、Ｎ１〜Ｎ４のゲート端子Ｇは、図示しないが、パルス選択回路１６からのドライバ制御パルスＤＰを入力し、各トランジスタは駆動パルスＳＰ、補正パルスＦＰ、検出パルスＣＰに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、コイルＡ、コイルＢに駆動波形Ｏ１〜Ｏ４を供給する。
また、４組のＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴＰ１〜ＴＰ４（以下、トランジスタＴＰ１〜ＴＰ４と略す）と検出抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、検出パルスＣＰによって検出信号ＣＳを発生させる機能を有している。
ここで、トランジスタＴＰ１のソース端子ＳはＶＤＤに接続され、トランジスタＴＰ１のドレイン端子Ｄは検出抵抗Ｒ１の一方の端子に接続され、検出抵抗Ｒ１の他方の端子は、コイルＡのコイル端子Ｏ１に接続される。
また、トランジスタＴＰ２のソース端子ＳはＶＤＤに接続され、トランジスタＴＰ２のドレイン端子Ｄは検出抵抗Ｒ２の一方の端子に接続され、検出抵抗Ｒ２の他方の端子は、コイルＡのコイル端子Ｏ２に接続される。
また、トランジスタＴＰ３のソース端子ＳはＶＤＤに接続され、トランジスタＴＰ３のドレイン端子Ｄは検出抵抗Ｒ３の一方の端子に接続され、検出抵抗Ｒ３の他方の端子は、コイルＢのコイル端子Ｏ３に接続される。
また、トランジスタＴＰ４のソース端子ＳはＶＤＤに接続され、トランジスタＴＰ４のドレイン端子Ｄは検出抵抗Ｒ４の一方の端子に接続され、検出抵抗Ｒ４の他方の端子は、コイルＢのコイル端子Ｏ４に接続される。
ここで、トランジスタＴＰ１〜ＴＰ４の各ゲート端子Ｇは、図示しないが、パルス選択回路１６からの検出パルスＣＰを入力し、その検出パルスＣＰがアクティブになることで、検出抵抗Ｒ１〜Ｒ４がコイルＡ、Ｂの各コイル端子Ｏ１〜Ｏ４に接続され、コイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流が検出パルスＣＰによって検出抵抗Ｒ１〜Ｒ４に流れてパルス状の検出信号ＣＳが発生する。
回転検出回路３０は、検出抵抗Ｒ１〜Ｒ４の他方の端子、すなわち、コイルＡのコイル端子Ｏ１、Ｏ２、コイルＢのコイル端子Ｏ３、Ｏ４に接続し、検出抵抗Ｒ１〜Ｒ４に発生する検出信号ＣＳを入力して内部に設定している閾値Ｖｔｈを超えたか否かを検出する。
この回転検出回路３０の入力回路には、たとえば、電源電圧の約１／２が閾値ＶｔｈとなるＣ−ＭＯＳのインバータ回路を用いることができる。また、この閾値Ｖｔｈを可変にして、検出信号ＣＳに対する検出感度を調節できる回路を用いてもよい。なお、閾値Ｖｔｈは、電源ＶＤＤ（ＯＶ）に対してマイナスの電圧である。
また、回転検出回路３０は、閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの有無とその数を計数する機能を有し、計数結果に基づいてロータの回転の成否を判定し、判定信号ＣＫとして出力する。なお、検出信号ＣＳが閾値Ｖｔｈを超えたか否かのみを検出し、その情報を判定信号ＣＫとして出力してもよい。この場合は、制御回路１２が判定信号ＣＫからロータの回転の成否を判定する。
制御回路１２は、判定信号ＣＫを入力してロータが非回転の場合、補正パルス発生回路１４とパルス選択回路１６を制御して補正パルスＦＰをドライバ制御パルスＤＰとしてドライバ回路２０に出力する。なお、ドライバ回路２０の動作の詳細は後述する。
［２コイルステップモータの駆動説明：図５、図６］
次に、二つのコイルを有する２コイルステップモータの駆動は公知であるが、本発明を理解する上で必要であるので、ステップモータ５０を駆動する駆動パルスの一例とステップモータ５０の回転動作の概要を図５と図６を用いて説明する。なお、ロータの回転を検出する検出パルスＣＰと、ロータが非回転と判定された場合に出力される補正パルスＦＰについても合わせて説明する。
まず、ロータ５１を静止位置０度（Ｎ極）から正転（反時計回り）させる場合の駆動パルスＳＰとロータ５１の回転動作について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、ステップモータ５０のロータ５１を静止位置０度（Ｎ極）から２ステップ正転（反時計回り）させるための駆動パルスＳＰと、検出パルスＣＰ及び補正パルスＦＰの駆動波形である。また、図５（ｂ）は第１ステップでの駆動パルスＳＰによるステータ５２の磁化と、ロータ５１のＮ極が静止位置０度からの回転方向を示し、図５（ｃ）は第２ステップでの駆動パルスＳＰによるステータ５２の磁化と、ロータ５１のＮ極が静止位置１８０度からの回転方向を示している。なお、図５（ｂ）、図５（ｃ）及び後述する図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すステップモータ５０は、ロータ５１付近のみを図示している。
図５（ａ）において、第１ステップでロータ５１を静止位置０度（Ｎ極）から正転させる場合は、駆動パルスＳＰは、コイル端子Ｏ４から出力される。駆動パルスＳＰのパルス幅は任意であるが、低消電駆動のために、短いパルス幅であることが好ましい。また、駆動パルスＳＰは、図示しないが連続する複数のパルス群によって構成してもよい。
駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力されると、コイルＢが駆動されて、図５（ｂ）に示すように、第２磁極部５２ｂがＳ極、第３磁極部５２ｃがＮ極に磁化され、また、コイルＡは駆動されないので、第１磁極部５２ａは第３磁極部５２ｃと同じＮ極となる。これにより、ロータ５１のＮ極と第２磁極部５２ｂのＳ極が引き合い、また、ロータ５１のＳ極と第１磁極部５２ａのＮ極が引き合い、ロータ５１は反時計回りに回転し、ロータ５１のＮ極は静止位置１８０度（Ｓ極は０度）まで回転して保持される（図５（ｃ）参照）。
次に、ロータ５１を静止位置１８０度（Ｎ極）から正転（反時計回り）させるときの第２ステップの駆動パルスＳＰとロータ５１の回転動作を説明する。図５（ａ）の図面上の右側において、ロータ５１を静止位置１８０度（Ｎ極）から正転させる場合は、駆動パルスＳＰは、コイル端子Ｏ３から出力される。
駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ３から出力されると、コイルＢが逆方向に駆動されるので、図５（ｃ）に示すように、第２磁極部５２ｂがＮ極、第３磁極部５２ｃがＳ極に磁化され、また、コイルＡは駆動されないので、第１磁極部５２ａは第３磁極部５２ｃと同じＳ極となる。これにより、ロータ５１のＳ極と第２磁極部５２ｂのＮ極が引き合い、また、ロータ５１のＮ極と第１磁極部５２ａのＳ極が引き合い、ロータ５１は反時計回りに回転し、ロータ５１のＮ極は静止位置０度（Ｓ極は１８０度）まで回転して保持される（図５（ｂ）参照）。
また、図５（ａ）において、第１ステップで駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力されたあとは回転検出期間であって、検出パルスＣＰが所定の周期でコイル端子Ｏ２、Ｏ３からコイルＡ、Ｂの両方に出力される。ここで、駆動コイルであるコイルＢのコイル端子Ｏ３に出力される検出パルスを第１検出パルスＣＰ１と称し、他方のコイルＡのコイル端子Ｏ２に出力される検出パルスを第２検出パルスＣＰ２と称する。
なお、後述する図６も含めて、第１検出パルスＣＰ１と第２検出パルスＣＰ２は、出力されるタイミング位置を示しており、実際の駆動波形には、検出パルスＣＰによって発生する検出信号ＣＳが現れる。また、回転検出期間の後、ロータ５１が非回転と判定された場合は、駆動力の大きい補正パルスＦＰが、補正パルス印加期間にコイル端子Ｏ４から出力される。
また同様に、第２ステップで駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ３から出力されたあとは回転検出期間であって、検出パルスＣＰが所定の周期でコイル端子Ｏ１、Ｏ４からコイルＡ、Ｂの両方に出力される。ここで、駆動コイルであるコイルＢのコイル端子Ｏ４に出力される検出パルスを第１検出パルスＣＰ１と称し、他方のコイルＡのコイル端子Ｏ１に出力される検出パルスを第２検出パルスＣＰ２と称する。また、回転検出期間の後、ロータ５１が非回転と判定された場合は、駆動力の大きい補正パルスＦＰが、補正パルス印加期間にコイル端子Ｏ３から出力される。
なお、上記パルス出力は一例であり、駆動パルスＳＰ、検出パルスＣＰ、補正パルスＦＰの各パルスの出力は、コイルＡ、コイルＢの巻回方向によって左右される。たとえば、仮にコイルＡの巻回方向を反転した場合、コイル端子Ｏ１とＯ２で各パルスの出力を反転する必要がある。コイルＢも同様であり、コイルＢの巻回方向を反転するとコイル端子Ｏ３とＯ４で各パルスの出力を反転する必要がある。
次に、ロータ５１を静止位置０度（Ｎ極）から逆転（時計回り）させる場合の駆動パルスＳＰとロータ５１の回転動作について図６を用いて説明する。図６（ａ）は、ステップモータ５０のロータ５１を静止位置０度（Ｎ極）から２ステップ逆転（時計回り）させるための駆動パルスＳＰと、検出パルスＣＰ及び補正パルスＦＰの駆動波形である。図６（ｂ）は、第１ステップでの駆動パルスＳＰによるステータ５２の磁化と、ロータ５１のＮ極が静止位置０度からの回転方向を示し、図６（ｃ）は、第２ステップでの駆動パルスＳＰによるステータ５２の磁化と、ロータ５１のＮ極が静止位置１８０度からの回転方向を示している。
図６（ａ）において、第１ステップでロータ５１を静止位置０度（Ｎ極）から逆転させる場合は、駆動パルスＳＰは、コイル端子Ｏ１から出力される。駆動パルスＳＰのパルス幅は任意であるが、低消電駆動のために、短いパルス幅であることが好ましい。
駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ１から出力されると、コイルＡが駆動されて、図６（ｂ）に示すように、第１磁極部５２ａがＳ極、第３磁極部５２ｃがＮ極に磁化され、また、コイルＢは駆動されないので、第２磁極部５２ｂは第３磁極部５２ｃと同じＮ極となる。これにより、ロータ５１のＮ極と第１磁極部５２ａのＳ極が引き合い、また、ロータ５１のＳ極と第２磁極部５２ｂのＮ極が引き合い、ロータ５１は時計回りに回転し、ロータ５１のＮ極は静止位置１８０度まで回転して保持される（図６（ｃ）参照）。
次に、ロータ５１を静止位置１８０度（Ｎ極）から逆転（時計回り）させるときの第２ステップの駆動パルスＳＰとロータ５１の回転動作を説明する。図６（ａ）の図面上の右側において、ロータ５１を静止位置１８０度（Ｎ極）から逆転させる場合は、駆動パルスＳＰは、コイル端子Ｏ２から出力される。
駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ２から出力されると、コイルＡが逆方向に駆動されるので、図６（ｃ）に示すように、第１磁極部５２ａがＮ極、第３磁極部５２ｃがＳ極に磁化され、また、コイルＢは駆動されないので、第２磁極部５２ｂは第３磁極部５２ｃと同じＳ極となる。これにより、ロータ５１のＳ極と第１磁極部５２ａのＮ極が引き合い、また、ロータ５１のＮ極と第２磁極部５２ｂのＳ極が引き合い、ロータ５１は時計回りに回転し、ロータ５１のＮ極は静止位置０度（Ｓ極は１８０度）まで回転して保持される（図６（ｂ）参照）。
また、図６（ａ）において、第１ステップで駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ１から出力されたあとは、回転検出期間であって、検出パルスＣＰが所定の周期でコイル端子Ｏ２、Ｏ３からコイルＡ、Ｂの両方に出力される。ここで、駆動コイルであるコイルＡのコイル端子Ｏ２に出力される検出パルスを第１検出パルスＣＰ１と称し、他方のコイルＢのコイル端子Ｏ３に出力される検出パルスを第２検出パルスＣＰ２と称する。また、回転検出期間の後、ロータ５１が非回転と判定された場合は、駆動力の大きい補正パルスＦＰが、コイル端子Ｏ１から出力される。
また同様に、第２ステップで駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ２から出力されたあとは回転検出期間であって、検出パルスＣＰが所定の周期でコイル端子Ｏ１、Ｏ４からコイルＡ、Ｂの両方に出力される。ここで、駆動コイルであるコイルＡのコイル端子Ｏ１に出力される検出パルスを第１検出パルスＣＰ１と称し、他方のコイルＢのコイル端子Ｏ４に出力される検出パルスを第２検出パルスＣＰ２と称する。また、回転検出期間の後、ロータ５１が非回転と判定された場合は、駆動力の大きい補正パルスＦＰが、コイル端子Ｏ２から出力される。なお、ロータ５１の回転検出の動作の詳細は後述する。
このように、２コイルステップモータは、同一仕様の駆動パルスＳＰをコイル端子Ｏ１〜Ｏ４のいずれかに出力することで、正転駆動と逆転駆動を実施できるので、正転と逆転の駆動スピードが等しくなり、且つ、高速で正逆両回転駆動を実現できる大きなメリットがある。また、駆動パルスＳＰの出力後に、検出パルスＣＰをコイルＡ、Ｂの両方に出力することによって、ロータ５１の回転の成否を高精度に判定できる。
［ドライバ回路によるステップモータの駆動と回転検出の動作説明：図７］
次に、図５、図６で示したステップモータの駆動とロータの回転検出をドライバ回路２０がどのように実施するかについて図７（ａ）の動作表を用いて説明する。また、ドライバ回路２０が、ロータの回転検出のために、逆起電流をどのようにして検出するかの動作原理を図７（ｂ）のタイミングチャートを用いて説明する。なお、ドライバ回路２０の回路構成は図４を参照し、駆動波形は図５、図６を参照する。
図７（ａ）は、ステップモータ５０を正転駆動または逆転駆動するための駆動パルスＳＰと回転検出のための検出パルスＣＰの出力に対応するドライバ回路２０の各トランジスタの動作（ＯＮ／ＯＦＦ）を示している。
図７（ａ）において、ステップモータ５０の駆動には、前述したように、正転駆動と逆転駆動がある。また、ロータ５１の静止位置には、Ｎ極が０度の場合と、１８０度の場合がある。そして、出力パルスとしては、ロータ５１を回転する駆動パルスＳＰ、補正パルスＦＰ、及びロータ５１の回転を検出する検出パルスＣＰがある。なお、補正パルスＦＰの動作は、駆動パルスＳＰと同一であるので説明は省略する。
ここで、正転駆動をロータ５１のＮ極の静止位置０度から実施する場合は、図５で前述したように、駆動パルスＳＰをコイル端子Ｏ４から出力するので、ドライバ回路２０のトランジスタＰ３とトランジスタＮ４をＯＮ、トランジスタＮ３とトランジスタＰ４をＯＦＦにする。また、コイルＡのＯ１、Ｏ２は、トランジスタＰ１、Ｐ２をＯＮ、トランジスタＮ１、Ｎ２をＯＦＦして両端子をＶＤＤに接続する。また、駆動パルスＳＰの出力中は、検出パルスＣＰは出力しないので、トランジスタＴＰ１〜ＴＰ４はＯＦＦとする。
また、駆動パルスＳＰの出力後は、回転検出期間となり、検出パルスＣＰがコイル端子Ｏ２、Ｏ３から出力される（図５参照）。この場合、ドライバ回路２０は、他方の端子であるコイルＡのＯ１とコイルＢのＯ４をＶＤＤに接続するために、トランジスタＰ１、Ｐ４をＯＮ、他のトランジスタＮ１、Ｐ２、Ｎ２、Ｐ３、Ｎ３、Ｎ４は共にＯＦＦとする。
一方、トランジスタＴＰ２、ＴＰ３は、検出パルスＣＰのアクティブによってＯＮとなり、また、トランジスタＴＰ１、ＴＰ４は、ＯＮまたはＯＦＦのどちらでもよい。これにより、コイルＡのＯ２は、ＶＤＤを介して検出抵抗Ｒ２に接続し、その結果、コイルＡに逆起電流が発生すると、検出抵抗Ｒ２に逆起電流に応じた電圧が発生する。
また、コイルＢのＯ３は、ＶＤＤを介して検出抵抗Ｒ３に接続し、その結果、コイルＢに逆起電流が発生すると、検出抵抗Ｒ３に逆起電流に応じた電圧が発生する。この検出抵抗Ｒ２、Ｒ３に発生する電圧が検出信号ＣＳとして、前述したように、回転検出回路３０に入力して、回転の成否が判定される。
次に図７（ａ）において、ロータ５１が１ステップ正転してＮ極の静止位置１８０度から更に正転させる場合は、図５で前述したように、駆動パルスＳＰをコイル端子Ｏ３から出力するので、ドライバ回路２０のトランジスタＰ４とトランジスタＮ３をＯＮ、トランジスタＮ４とトランジスタＰ３をＯＦＦにする。また、コイルＡのＯ１、Ｏ２は、トランジスタＰ１、Ｐ２をＯＮ、トランジスタＮ１、Ｎ２をＯＦＦして両端子をＶＤＤに接続する。また、駆動パルスＳＰの出力中は、検出パルスＣＰは出力しないので、トランジスタＴＰ１〜ＴＰ４はＯＦＦとする。
また、駆動パルスＳＰの出力後は、回転検出期間となり、検出パルスＣＰがコイル端子Ｏ１、Ｏ４から出力される（図５参照）。この場合、ドライバ回路２０は、他方の端子であるコイルＡのＯ２とコイルＢのＯ３をＶＤＤに接続するために、トランジスタＰ２、Ｐ３をＯＮ、他のトランジスタＰ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｐ４、Ｎ４は共にＯＦＦとする。
一方、トランジスタＴＰ１、ＴＰ４は、検出パルスＣＰのアクティブによってＯＮとなり、また、トランジスタＴＰ２、ＴＰ３は、ＯＮまたはＯＦＦのどちらでもよい。これにより、コイルＡのＯ１は、ＶＤＤを介して検出抵抗Ｒ１に接続し、その結果、コイルＡに逆起電流が発生すると、検出抵抗Ｒ１に逆起電流に応じた電圧が発生する。
また、コイルＢのＯ４は、ＶＤＤを介して検出抵抗Ｒ４に接続し、その結果、コイルＢに逆起電流が発生すると、検出抵抗Ｒ４に逆起電流に応じた電圧が発生する。この検出抵抗Ｒ１、Ｒ４に発生する電圧が検出信号ＣＳとして、前述したように、回転検出回路３０に入力して、回転の成否が判定される。
また、逆転駆動をロータ５１のＮ極の静止位置０度または１８０度から実施する場合は、図６で前述したように、駆動パルスＳＰをコイル端子Ｏ１またはＯ２から出力するが、ドライバ回路２０の各トランジスタの動作は、図７（ａ）の動作表に示す通りである。また、検出パルスＣＰによって動作するトランジスタＴＰ１〜ＴＰ４の動作は、正転も逆転も同一であり、図７（ａ）の動作表に示す通りである。
次に、ドライバ回路２０による逆起電流の検出動作原理を図７（ｂ）のタイミングチャートを用いて説明する。ここで説明の条件として、ロータを正転駆動するために、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力されたとする（図５（ａ）参照）。
図７（ｂ）において、検出パルスＣＰは、回転検出期間中に所定の周期で短いパルス幅の信号としてコイル端子Ｏ２、Ｏ３に出力される。この回転検出期間中に、ロータの回転に応じてコイルＢから逆起電流Ｉｂが図示するようにプラス方向に略凸状に発生したとする。すると、前述したように、コイルＢのコイル端子Ｏ３は、検出パルスＣＰによってＶＤＤを介して検出抵抗Ｒ３に接続され、その結果、コイル端子Ｏ３に検出パルスＣＰがアクティブになる毎に、逆起電流Ｉｂの大きさに応じた電圧がパルス状に発生する。
このパルス状の信号が、検出パルスＣＰによって発生する検出信号ＣＳである。すなわち、検出信号ＣＳは、検出パルスＣＰによるサンプリング動作により、逆起電流Ｉｂが検出抵抗Ｒ３に瞬時に流れることで発生するパルス状の信号であり、検出信号ＣＳの波高値（ＶＤＤを基準としたマイナス方向の高さ）は、図示するように検出パルスＣＰがアクティブになった瞬間の逆起電流Ｉｂの大きさを現す。
この検出信号ＣＳは、前述したように、回転検出回路３０に入力され、その閾値Ｖｔｈ（直線の点線）を超えた検出信号ＣＳが検出されて、ロータの回転の成否が判定される。図７（ｂ）では、一例として、３個の検出信号ＣＳが閾値Ｖｔｈを超えたことを示している。なお、図７（ｂ）は、コイルＢから発生する逆起電流についての検出動作を示したが、コイルＡから発生する逆起電流についての検出動作も同様である。
このように、ドライバ回路２０は、図７（ａ）の動作表に従って各トランジスタをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、駆動パルスＳＰ、補正パルスＦＰ、検出パルスＣＰをステップモータ５０に出力し、ステップモータ５０を正転逆転駆動すると共に、検出パルスＣＰによってコイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流を検出し、逆起電流に応じた検出信号ＣＳを出力する機能を有している。
［第１の実施形態の回転検出動作フローの説明：図８］
次に、第１の実施形態の回転検出動作フローを図８のフローチャートを用いて説明する。なお、駆動回路１０の構成は図１を参照し、ドライブ回路２０の回路構成は図４を参照する。
図８において、駆動回路１０の制御回路１２は、発振回路１１からの基準信号Ｐ１を入力して計時動作を実施し、一例として、１秒毎の運針タイミングが来たならば、制御信号ＣＮ１を出力し、駆動パルス発生回路１３を制御して駆動パルスＳＰをパルス選択回路１６に出力する。パルス選択回路１６は、入力した駆動パルスＳＰを選択してドライバ制御パルスＤＰとしてドライバ回路２０に出力する。
ドライバ回路２０は、ドライバ制御パルスＤＰを入力し、一例としてステップモータ５０を正転させるために、コイル端子Ｏ４に駆動パルスＳＰを出力する（ステップＳ１：ＳＰ出力）。
次に、制御回路１２は、駆動パルスＳＰの出力後、所定の時間が経過した後に、制御信号ＣＮ３を出力し、検出パルス発生回路１５を制御して、所定の周期の検出パルスＣＰをパルス選択回路１６に出力する。パルス選択回路１６は、入力した検出パルスＣＰを選択してドライバ制御パルスＤＰとしてドライバ回路２０に出力する。ドライバ回路２０は、入力した検出パルスＣＰによって、コイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流を検出する回転検出期間を開始する（ステップＳ２：回転検出開始）。
次に、制御回路１２は、制御信号ＣＮ３によって検出パルス発生回路１５を制御し、検出パルスＣＰの出力数が所定数になった時点で検出パルスＣＰの出力を停止して、回転検出期間を終了する（ステップＳ３：回転検出終了）。ここで、ステップＳ２からステップＳ３の間を回転検出期間ＴＣと称する。
すなわち、回転検出期間ＴＣは、駆動パルスＳＰの出力後に設けられ、検出パルスＣＰが所定の周期で所定の数だけ出力され、コイルＡ、コイルＢに発生するそれぞれの逆起電流をサンプリング動作によって同時に検出する。なお、回転検出期間ＴＣにおける検出パルスＣＰのパルス数、周期等は、任意に設定することができる。また、検出パルスＣＰの出力タイミングをＣＰ１側とＣＰ２側で同時としたが、本発明に逸脱しない範囲で、ＣＰ１側とＣＰ２側の出力タイミングを入れ子の状態にするなど、必ずしも出力タイミングを一致させる必要はない。
次に、ステップＳ３の回転検出終了後、回転検出回路３０は、検出パルスＣＰによって発生した検出信号ＣＳの数を計数し、検出総数として記憶する（ステップＳ４：検出個数計数）。ここで、駆動コイル側（たとえば、コイルＢ）で検出された検出信号を第１検出信号ＣＳ１と称し、他方のコイル（たとえば、コイルＡ）で検出された検出信号を第２検出信号ＣＳ２と称し、それぞれの第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２を個別に計数する。
次に、回転検出回路３０は、第１検出信号ＣＳ１（すなわち、駆動コイル側）の検出総数が、第２検出信号ＣＳ２の検出総数よりも多い又は同じか否かを判定する（ステップＳ５：ＣＳ１≧ＣＳ２？）。なお、ステップＳ５の判定は制御回路１２が実行してもよい。
ここで、第１検出信号ＣＳ１の検出総数が多い又は同じであれば（判定Ｙ）、ロータ５１は、非回転であると判定してステップＳ６へ進み、制御回路１２は、制御信号ＣＮ２を出力して補正パルス発生回路１４から補正パルスＦＰを出力し、パルス選択回路１６を制御して補正パルスＦＰをドライバ制御パルスＤＰとしてドライバ回路２０に出力する。ドライバ回路２０は、ステップモータ５０に補正パルスＦＰを出力し、大きな駆動力でロータ５１を回転させる（ステップＳ６：ＦＰ出力）。
また、第１検出信号ＣＳ１の検出総数が少なければ（判定Ｎ）、ロータ５１は回転したと判定して、補正パルスＦＰは出力せず、ステップモータ５０の運針動作は終了する。
［第１の実施形態のロータが回転するときの検出動作の説明：図９］
次に、図８で示したステップＳ１の駆動パルスＳＰの出力によって、ステップモータ５０のロータ５１が回転した場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図９のタイミングチャートを用いて説明する。なお、説明の条件として、コイルＢが駆動コイルであって、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力される場合とする。
また、図９及び後述する図１０のタイミングチャートは、コイルＡに発生する逆起電流Ｉａ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉｂ、検出パルスＣＰ、駆動波形Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、およびロータ５１の回転角度ＲＴを示し、横軸は経過時間（ｍＳ）である。また、駆動波形Ｏ２、Ｏ３に現れる検出信号ＣＳ１、ＣＳ２は、模式的に図示している。なお、駆動回路１０の構成は図１を参照し、ドライブ回路２０の回路構成は図４を参照する。
図９において、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力されると、ロータ５１が正転方向に回転する。ここで、ロータ５１の回転角度ＲＴ（図９の下部に記載）は、駆動パルスＳＰによって０度位置から、ほぼ直線的に増加して１８０度位置に達する（すなわち、１ステップ進む）。このロータ５１の回転によって、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、前述したように、ステップモータ５０はスリット角が７５度であって、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電圧Ｅａ、Ｅｂのピーク値の差ΔＥが大きいので（図３（ｂ）参照）、逆起電流ＩａとＩｂの波形は、時間軸に対して大きな差を持って発生する。
すなわち、図９に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、まずコイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、遅れてコイルＢの逆起電流Ｉｂがプラス方向に短い期間発生する（ハッチングで示す）。
ここで、逆起電流Ｉａはマイナス方向に略凸形状に発生するが、その凸部の立ち上がりから立ち下がりまで期間を波形長ＴＷａと称する。また、逆起電流Ｉｂはプラス方向に略凸形状に発生するが、その凸部の立ち上がりから立ち下がりまで時間を波形長ＴＷｂと称する。この波形長ＴＷａとＴＷｂの規定は、後述するすべての逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形に適用する。なお、波形長ＴＷａとＴＷｂは、ノイズ等の影響を排除するために、所定の電流値以下は無視して規定するとよい。
この逆起電流ＩａとＩｂの波形は、前述したロータ５１の回転角度に対する逆起電圧Ｅのグラフ（図３（ｂ））から説明することができる。ここで図９において、逆起電流ＩａとＩｂが発生する期間は、ロータ５１の回転角度ＲＴが１００度付近から１８０度を超える期間であり、この期間を逆起電流発生期間Ｔ１として図３（ｂ）のグラフに当て嵌めると、この逆起電流発生期間Ｔ１では、まず逆起電圧Ｅａがマイナス側でピークを迎え、遅れて逆起電圧Ｅｂがプラス方向に増加するが、ピークには達しないことがわかる（図３（ｂ）でＴ１として示す）。
従って、逆起電流Ｉａは逆起電圧Ｅａの極性と大きさによるので、逆起電圧Ｅａの変化に応じて、逆起電流Ｉａもロータ５１の回転角度ＲＴが１００度を通過する付近からマイナス方向に比較的長い期間、大きく発生するのである。
また、逆起電流Ｉｂは逆起電圧Ｅｂの極性と大きさによるので、逆起電圧Ｅｂの変化に応じて、逆起電流Ｉｂも遅れてプラス方向に増加するが、逆起電圧Ｅｂのピークは、ロータ５１の回転角度ＲＴの２２０度付近であり、ロータ５１はそこまで回転せず、回転角度ＲＴは１８０度で停止するので、逆起電流Ｉｂの発生は、比較的短い期間となる。
このように、駆動パルスＳＰによってロータ５１が回転した場合のコイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形は、図３（ｂ）の逆起電圧Ｅａ、Ｅｂから理解することができる。そして、前述したように、逆起電圧Ｅａ、Ｅｂはピーク値の差ΔＥが大きいので、逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形は、大きさ（波形長）と発生時間に大きな差が生じる。なお、逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差とは、波形の大きさ（波形長）の差、または、発生時間の差、または、その両方である。
一方、駆動パルスＳＰの出力後は回転検出期間ＴＣであり、この期間中にドライバ回路２０は、検出パルスＣＰによって、逆起電流Ｉａ、Ｉｂを所定の周期でサンプリングし、検出信号ＣＳとして出力する。回転検出回路３０は検出信号ＣＳを入力し、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳを計数し、ロータ５１の回転の成否を判定する。
ここで、駆動コイルであるコイルＢに出力した第１検出パルスＣＰ１によって発生する第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイルＢのコイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに出力した第２検出パルスＣＰ２によって発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイルＡのコイル端子Ｏ２）に現れる。
ここで、図９に示すように、回転検出回路３０のＶｔｈを超えた第１検出信号ＣＳ１の数は、前述したように、逆起電流Ｉｂの波形長ＴＷｂが短いので一例として３個であり、第２検出信号ＣＳ２の数は、逆起電流Ｉａの波形長ＴＷａが長いので一例として８個である。すなわち、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、駆動コイル側である逆起電流Ｉｂの波形長ＴＷｂを現し、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は逆起電流Ｉａの波形長ＴＷａを現すのである。
そして、前述した図８のステップＳ５で、第１検出信号ＣＳ１（駆動コイル側）の検出総数が、第２検出信号ＣＳ２の検出総数よりも多い又は同じか否かを判定すると、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は３個であり、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は８個であるので、判定Ｎとなって、ロータ５１は回転したと判定され、正しい回転検出動作が実施される。
［第１の実施形態のロータが非回転のときの検出動作の説明：図１０］
次に、図８で示したステップＳ１で駆動パルスＳＰが出力され、ステップモータ５０のロータ５１が負荷変動等の理由によって回転しなかった場合（非回転）の逆起電流の発生と回転検出動作について図１０のタイミングチャートを用いて説明する。なお、説明の条件として、コイルＢが駆動コイルであって、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力される場合とする。
図１０において、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力されると、ロータ５１は回転しようとするが負荷変動等の理由で非回転となる。ここで、ロータ５１の回転角度ＲＴ（図１０の下部に記載）は、正転方向に０度から６０付近まで達するが、それ以上回転できず、６０度付近から０度に向かって戻ることになる（すなわち逆転方向に回転して戻る）。
このようなロータ５１の回転によって、コイルＡ、コイルＢから逆起電流Ｉａ、Ｉｂが発生する。すなわち、図１０に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、まずコイルＢの逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、コイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に短い期間わずかに発生する（ハッチングで示す）。
ここで、ロータ５１が非回転であるときの逆起電流ＩａとＩｂの波形は、ロータ５１が回転した場合と同様に、逆起電圧Ｅのグラフ（図３（ｂ））から説明することができる。
図１０において、逆起電流ＩａとＩｂが発生する期間は、ロータ５１が５０度付近から逆転方向に回転して０度に戻る期間であり、この期間を逆起電流発生期間Ｔ２として図３（ｂ）のグラフに当て嵌める。
ここで、図３（ｂ）はロータ５１が正転方向に回転した場合の逆起電圧Ｅの波形であるが、非回転の場合は、前述したように、ロータ５１が逆転して０度に戻るために、ロータ５１が逆転した場合の逆起電圧Ｅａ、Ｅｂの値を適用するとよい。すなわち、図示しないが、ロータが逆転した場合は図３（ａ）で示す磁束Φａ、Φｂの向きが反転するので、図３（ｂ）で示す逆起電圧Ｅａ、Ｅｂの極性が反転した値となる。
従って、図３（ｂ）における逆起電流発生期間Ｔ２（５０度付近から０度に戻る期間）では、逆起電圧Ｅａは、ゼロからマイナス側に向かう期間であり、逆起電圧Ｅｂは、プラス側のピーク付近の期間である（図３（ｂ）でＴ２として示す）。
これにより、逆起電流Ｉａは逆起電圧Ｅａの極性と大きさによるので、ロータ５１が逆回転して回転角度ＲＴが０度に戻る頃にマイナス方向に短い期間だけわずかに発生する（すなわち、波形長ＴＷａが短い）。また、逆起電流Ｉｂは逆起電圧Ｅａの極性と大きさによるので、逆起電流Ｉａより早く、すなわち、ロータ５１が逆転して戻るタイミングに合わせて、プラス方向に比較的長い期間発生する（波形長ＴＷｂが長い）。
このように、ロータ５１が非回転であった場合においても、コイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形は、図３（ｂ）の逆起電圧Ｅａ、Ｅｂの極性を反転した値から理解することができる。そして、前述したように、逆起電圧Ｅａ、Ｅｂはピーク値の差ΔＥが大きいので、ロータ５１が非回転であっても、逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形は、大きさ（波形長ＴＷ）と発生時間に大きな差が生じる。
ここで、ロータ５１が回転した場合と同様に、回転検出期間ＴＣの期間中、ドライバ回路２０は、検出パルスＣＰによって、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂを所定の周期でサンプリングし、検出信号ＣＳとして出力する。回転検出回路３０は検出信号ＣＳを入力し、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳを計数し、ロータ５１の回転の成否を判定する。
ここで、図９と同様に、駆動コイルであるコイルＢに出力した第１検出パルスＣＰ１によって発生する第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイルＢのコイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに供給した第２検出パルスＣＰ２によって発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイルＡのコイル端子Ｏ２）に現れる。
ここで、図１０に示すように、回転検出回路３０のＶｔｈを超えた第１検出信号ＣＳ１の数は、波形長ＴＷｂが比較的長いので一例として４個であり、第２検出信号ＣＳ２の数は、波形長ＴＷａが短いので一例として１個である。
そして、前述した図８のステップＳ５で、第１検出信号ＣＳ１（すなわち、駆動コイル側）の検出総数が、第２検出信号ＣＳ２の検出総数よりも多い又は同じか否かを判定すると、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は４個であり、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は１個であるので、判定Ｙとなって、ロータ５１は非回転であると判定され、正しい回転検出動作が実施される。
なお、図９、図１０において、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）と駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）で、逆起電流Ｉａ、Ｉｂが発生していない期間（すなわち、逆起電流の直線期間）は、検出パルスＣＰに同期して、わずかにプラス側に延びるパルスを記載しているが、これは、検出パルスＣＰのタイミングを示すためであって、そのパルスの極性と大きさは意味を持たない。ただし、逆起電流Ｉａ、Ｉｂが発生していない期間であっても、電流ノイズ等の影響で、コイル端子Ｏ１〜Ｏ４には、検出パルスＣＰに同期してプラスまたはマイナスの小さなパルスが発生する場合がある。
このように、第１の実施形態では、ロータ５１の回転の成否の判定は、所定の長さの回転検出期間ＴＣの期間中の第１検出信号ＣＳ１の検出総数と第２検出信号ＣＳ２の検出総数の比較で実施するので、仮に、外部ノイズ等の影響で、第１検出信号ＣＳ１または第２検出信号ＣＳ２の計数に多少の計数ミスが生じても、回転の成否を誤判定する可能性はきわめて少ない。
たとえば、図９で示す第１検出信号ＣＳ１（コイル端子Ｏ３）に、ノイズによって２発の疑似検出信号ＣＳ１´（点線のパルスで示す）が加わったとしても、第１検出信号ＣＳ１は５個と計数され、第２検出信号ＣＳ２は８個と計数されるので、その判定は、ステップＳ５で判定Ｎ（回転した）となって、正しい判定が実施される。
以上のように、第１の実施形態によれば、ステップモータ５０の二つのコイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂを検出パルスＣＰ１、ＣＰ２によって同時に検出し、その検出パルスによって発生する二つの検出信号ＣＳ１、ＣＳ２の検出総数を比較することで、ロータ５１の回転の成否を高精度に検出できる２コイルステップモータ用駆動回路を提供できる。
また、所定の長さを有する回転検出期間ＴＣで発生する第１、第２検出信号ＣＳ１、ＣＳ２の検出総数の差でロータ５１の回転の成否を判定するので、外部ノイズ等による影響を低減して、耐ノイズ特性に優れた信頼性の高い回転検出機能を有する２コイルステップモータ用駆動回路を実現できる。
このように、ステップモータの回転の成否を高精度に検出できる２コイルステップモータ用駆動回路を用いることによって、駆動パルスＳＰの駆動力を通常ではぎりぎりまで下げて駆動し、負荷変動等によってロータ５１が非回転になった場合は、非回転を検出して駆動力の大きな補正パルスを出力し、ロータ５１の回転を正常に保つことができる。その結果、きわめて低消費電力で、且つ、ステップモータの誤回転が少なく、２コイルステップモータによる高速両回転駆動に対応した高性能な電子時計を提供できる。
［第１の実施形態の変形例１の回転検出動作の説明：図１１、図１２］
次に、第１の実施形態の変形例１の２コイルステップモータ用駆動回路の回転検出動作について図１１、図１２のタイミングチャートを用いて説明する。第１の実施形態の変形例１の特徴は、駆動コイル側の検出パルスのパルス幅を広くして、駆動コイルに発生する逆起電流に対する検出感度を高くし、非回転の誤検出の発生頻度を下げることである。
ここで、検出パルスＣＰがアクティブになる期間は、コイルＡ、コイルＢに検出抵抗が接続されてオープンに近い状態となるので、ロータに対して電磁ブレーキの効き目が小さくなり、逆起電流の発生が大きくなる。従って、検出パルスＣＰのパルス幅を広くする（すなわち、検出抵抗の接続期間を長くする）と、逆起電流の発生が大きくなり、その結果、逆起電流に対する検出感度を高くできるのである。
図１１はロータ５１が回転した場合のタイミングチャートの一例であり、図１２はロータ５１が非回転の場合のタイミングチャートの一例である。ここで、後述する図１３、図１４も含めて各タイミングチャートは、コイルＡに発生する逆起電流Ｉａ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉｂ、検出パルスＣＰ、および駆動波形Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を示している。なお、駆動回路１０の構成は図１を参照し、ドライブ回路２０の回路構成は図４を参照する。また、ステップモータ５０は、第１の実施形態と同様にスリット角が７５度である。
まず、ロータ５１が回転した場合の変形例１の回転検出動作を説明する。図１１において、コイル端子Ｏ４からの駆動パルスＳＰの出力によって、ロータ５１が回転すると、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、前述したように、ステップモータ５０のスリット角は７５度であるので、逆起電圧Ｅのピーク値の差ΔＥが大きく、逆起電流ＩａとＩｂは、時間軸に対して大きな差を持って発生する。
すなわち、駆動パルスＳＰの出力後、まず逆起電流Ｉａがマイナス方向に長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的短い期間発生する（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、ドライブ回路２０は、周期的に出力される検出パルスＣＰによって、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、検出信号ＣＳ１、ＣＳ２として出力する。回転検出回路３０は、検出信号ＣＳ１、ＣＳ２を入力し、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳ１、ＣＳ２を計数し、ロータ５１の回転の成否を判定する。
ここで、変形例１では、駆動コイルであるコイルＢに出力する第１検出パルスＣＰ１のパルス幅が、駆動コイルではないコイルＡに出力する第２検出パルスＣＰ２のパルス幅より広く設定される（第１検出パルスＣＰ１によって発生する第１検出信号ＣＳ１を太く図示）。これにより、駆動コイルであるコイルＢに発生する逆起電流Ｉｂが大きくなり、逆起電流Ｉｂに対する検出感度を高くすることができる。
そして、駆動コイルであるコイルＢに出力する第１検出パルスＣＰ１によって発生する第１検出信号ＣＳ１は、第１の実施形態と同様に駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに出力する第２検出パルスＣＰ２によって発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。回転検出回路３０は、閾値Ｖｔｈを超えた検出信号を計数し、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として４個であり、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は、一例として８個である。
ここで、第１の実施形態でロータ５１が回転した場合の第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として３個であったが（図９参照）、この変形例１では、コイルＢに発生する逆起電流Ｉｂに対する検出感度が高くなったので、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は一つ多い４個となった。
次に、ロータ５１が非回転の場合の回転検出動作を説明する。図１２において、コイル端子Ｏ４からの駆動パルスＳＰが出力され、ロータ５１が負荷変動等の理由で非回転となると、コイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの発生タイミングや大きさが回転するときと比較して大きく異なる。すなわち、駆動パルスＳＰの出力後、まずコイルＢの逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、コイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に短い期間わずかに発生する（ハッチングで示す）。
ここで、図１１の場合と同様に、回転検出期間ＴＣの期間中、ドライブ回路２０は、検出パルスＣＰによって、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、その結果、検出信号ＣＳ１、ＣＳ２が発生して回転検出回路３０に入力され、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳ１、ＣＳ２が計数されて、ロータ５１の回転の成否が判定される。
ここで、変形例１では、前述したように、駆動コイルであるコイルＢに供給する第１検出パルスＣＰ１のパルス幅が、駆動コイルではないコイルＡに供給する第２検出パルスＣＰ２のパルス幅より広く設定される（第１検出パルスＣＰ１によって発生した第１検出信号ＣＳ１を太く図示）。これにより、駆動コイルであるコイルＢに発生する逆起電流Ｉｂが大きくなり、逆起電流Ｉｂに対する検出感度を高くすることができる。
そして、図１１と同様に、第１検出信号ＣＳ１は駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、また、第２検出信号ＣＳ２は駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。回転検出回路３０は、閾値Ｖｔｈを超えた検出信号を計数し、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として６個であり、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は、一例として１個である。
ここで、第１の実施形態でロータ５１が非回転の場合の第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として４個であったが（図１０参照）、この変形例１では、コイルＢに発生する逆起電流Ｉｂに対する検出感度が高くなったので、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は二つ多い６個となった。
以上のように、第１の実施形態の変形例１によれば、駆動コイルに出力する第１検出パルスＣＰ１のパルス幅を広くして、駆動コイルに発生する逆起電流に対する検出感度を高くしている。これにより、駆動コイル側の第１検出信号ＣＳ１が回転検出回路３０のＶｔｈを超えやすくなり、第１検出信号ＣＳ１の検出総数が増える。その結果、第１の実施形態のフロー（図８参照）のステップＳ５が判定Ｙ（駆動コイル検出数大：非回転）になりやすくなり、回転か非回転かが紛らわしい場合には、非回転と判定されてステップＳ６が実行され補正パルスＦＰが出力される。
ここで、ロータ５１が非回転であるときに、誤って回転したと判定されると、補正パルスＦＰが出力されないために、指針が狂うことになる。しかし、変形例１のように、駆動コイル側の逆起電流に対する検出感度を高くすれば、非回転の誤検出の発生頻度を下げられるので、結果として、誤検出によって指針が狂う頻度を下げることが可能となり、時刻表示の信頼性が高い２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計を提供できる。
なお、コイルＡが駆動コイルである場合は、コイルＡに出力する第１検出パルスＣＰ１のパルス幅を広く設定し、コイルＡに発生する逆起電流Ｉａに対する検出感度を高くする。また、第１検出パルスＣＰ１のパルス幅を広くする割合は限定されない。
［第１の実施形態の変形例２の回転検出動作の説明：図１３、図１４］
次に、第１の実施形態の変形例２の２コイルステップモータ用駆動回路の回転検出動作について図１３、図１４のタイミングチャートを用いて説明する。第１の実施形態の変形例２の特徴は、駆動コイルに発生する検出信号の採否を決定する回転検出回路の閾値を低くして、駆動コイルに発生する逆起電流に対する検出感度を高くし、非回転の誤検出の発生頻度を下げることである。
図１３はロータ５１が回転した場合のタイミングチャートの一例であり、図１４はロータ５１が非回転の場合のタイミングチャートの一例である。なお、駆動回路１０の構成は図１を参照し、ドライブ回路２０の回路構成は図４を参照する。また、ステップモータ５０は、第１の実施形態と同様にスリット角が７５度である。
まず、ロータ５１が回転した場合の変形例２の回転検出動作を説明する。図１３において、コイル端子Ｏ４からの駆動パルスＳＰの出力によって、ロータ５１が回転すると、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、前述したように、ステップモータ５０のスリット角は７５度であるので、逆起電流ＩａとＩｂは、時間軸に対して大きな差を持って発生する。
すなわち、駆動パルスＳＰの出力後、まず逆起電流Ｉａがマイナス方向に長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的短い期間発生する（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、ドライブ回路２０は、周期的に出力される検出パルスＣＰによって、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、検出信号ＣＳ１、ＣＳ２として出力する。回転検出回路３０は、検出信号ＣＳ１、ＣＳ２を入力し、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳ１、ＣＳ２を計数し、ロータ５１の回転の成否を判定する。
ここで、変形例２では、駆動コイルであるコイルＢに発生する第１検出信号ＣＳ１に対する回転検出回路３０の閾値Ｖｔｈ１が駆動コイルではないコイルＡに発生する第２検出信号ＣＳ２に対する閾値Ｖｔｈ２より低く設定される。これにより、駆動コイルであるコイルＢに発生する逆起電流Ｉｂに対する検出感度を高くすることができる。なお、閾値Ｖｔｈ１の変更は、回転検出回路３０に閾値変更機能を設けることで実現できる。
そして、駆動コイルであるコイルＢに発生する第１検出信号ＣＳ１は、第１の実施形態と同様に駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。回転検出回路３０は、閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２を超えた検出信号を計数し、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として４個であり、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は、一例として８個である。
ここで、第１の実施形態でロータ５１が回転した場合の第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として３個であったが（図９参照）、この変形例２では、第１検出信号ＣＳ１に対する閾値Ｖｔｈ１を低くしたので、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は一つ多い４個となった。
次に、ロータ５１が非回転の場合の回転検出動作を説明する。図１４において、コイル端子Ｏ４からの駆動パルスＳＰが出力され、ロータ５１が負荷変動等の理由で非回転となると、コイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの発生タイミングや大きさが回転するときと比較して大きく異なる。すなわち、駆動パルスＳＰの出力後、まずコイルＢの逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、コイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に短い期間わずかに発生する（ハッチングで示す）。
ここで、図１３の場合と同様に、回転検出期間ＴＣの期間中、ドライブ回路２０は、検出パルスＣＰによって、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、その結果、検出信号ＣＳ１、ＣＳ２が発生して回転検出回路３０に入力され、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳ１、ＣＳ２が計数され、ロータ５１の回転の成否が判定される。
ここで、変形例２では、前述したように、駆動コイルであるコイルＢに発生する第１検出信号ＣＳ１に対する回転検出回路３０の閾値Ｖｔｈ１が駆動コイルではないコイルＡに発生する第２検出信号ＣＳ２に対する閾値Ｖｔｈ２より低く設定される。これにより、駆動コイルであるコイルＢに発生する逆起電流Ｉｂに対する検出感度を高くすることができる。
そして、駆動コイルであるコイルＢに発生する第１検出信号ＣＳ１は、第１の実施形態と同様に駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。回転検出回路３０は、閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２を超えた検出信号を計数し、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として５個であり、第２検出信号ＣＳ２の検出総数は、一例として１個である。
ここで、第１の実施形態でロータ５１が非回転の場合の第１検出信号ＣＳ１の検出総数は、一例として４個であったが（図１０参照）、変形例２では、第１検出信号ＣＳ１に対する閾値Ｖｔｈ１を低くしたので、第１検出信号ＣＳ１の検出総数は一つ多い５個となった。
以上のように、第１の実施形態の変形例２によれば、駆動コイルに発生する第１検出信号ＣＳ１の採否を決定する閾値Ｖｔｈ１を低くして、駆動コイルに発生する逆起電流に対する検出感度を高くしている。これにより、駆動コイル側の第１検出信号ＣＳ１が回転検出回路３０の閾値Ｖｔｈ１を超えやすくなり、第１検出信号ＣＳ１の検出総数が増える。その結果、第１の実施形態のフロー（図８参照）のステップＳ５が判定Ｙ（駆動コイル検出数大：非回転）になりやすくなり、回転か非回転かが紛らわしい場合には、非回転と判定されてステップＳ６が実行され補正パルスＦＰが出力される。
このように、駆動コイル側の閾値Ｖｔｈ１を変更することで、非回転の誤検出の発生頻度を下げられるので、誤検出によって指針が狂う頻度を下げることが可能となり、時刻表示の信頼性が高い２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計を提供できる。なお、コイルＡが駆動コイルである場合は、コイルＡに発生する第１検出信号ＣＳ１に対する回転検出回路３０の閾値Ｖｔｈ１を低くして、コイルＡに発生する逆起電流Ｉａに対する検出感度を高くする。また、閾値Ｖｔｈ１の下げ幅は限定されない。
［第１の実施形態の変形例３の回転検出動作の説明：図４］
次に、第１の実施形態の変形例３の２コイルステップモータ用駆動回路の回転検出動作について図４を用いて説明する。第１の実施形態の変形例３の特徴は、第１検出信号ＣＳ１が発生する駆動コイルに接続される検出抵抗の抵抗値を大きくして、駆動コイルに発生する逆起電流に対する検出感度を高くし、非回転の誤検出の発生頻度を下げることである。
図４において、コイルＢを駆動コイルとして、たとえば、コイル端子Ｏ４から駆動パルスＳＰを出力する場合は、第１検出パルスＣＰ１が出力されるコイルＢのコイル端子Ｏ３に接続される検出抵抗Ｒ３の抵抗値を図示しない手段によって切り替え、第２検出パルスＣＰ２が出力されるコイルＡのコイル端子Ｏ２に接続される検出抵抗Ｒ２より、その抵抗値を大きくする。
また、コイルＢを駆動コイルとして、たとえば、コイル端子Ｏ３に駆動パルスＳＰを出力する場合は、第１検出パルスＣＰ１が出力されるコイルＢのコイル端子Ｏ４に接続される検出抵抗Ｒ４の抵抗値を図示しない手段によって切り替え、第２検出パルスＣＰ２が出力されるコイルＡのコイル端子Ｏ１に接続される検出抵抗Ｒ１より、その抵抗値を大きくする。
また同様に、コイルＡを駆動コイルとして、第１検出パルスＣＰ１がコイルＡのコイル端子Ｏ２に出力される場合は、検出抵抗Ｒ２の抵抗値を大きくし、また、コイルＡを駆動コイルとして、第１検出パルスＣＰ１がコイルＡのコイル端子Ｏ１に出力される場合は、検出抵抗Ｒ１の抵抗値を大きくする。
これにより、第１検出パルスＣＰ１が出力される駆動コイルのコイル端子に接続される検出抵抗の抵抗値を大きくすることで、その検出抵抗に流れる逆起電流の電圧降下によって発生する第１検出信号ＣＳ１の波高値を大きくできるので、結果として駆動コイルに発生する逆起電流に対する検出感度を高くすることができる。なお、検出抵抗の変更の割合は限定されない。
以上のように、第１の実施形態の変形例３によれば、第１検出パルスＣＰ１が出力される駆動コイルの端子に接続される検出抵抗の抵抗値を大きくすることで、駆動コイルに発生する逆起電流の検出感度を高くしている。それにより、駆動コイルで発生する第１検出信号ＣＳ１が回転検出回路３０のＶｔｈを超えやすくなり、第１検出信号ＣＳ１の検出数が増える。その結果、第１の実施形態のフロー（図８参照）のステップＳ５が判定Ｙ（駆動コイル検出数大：非回転）になりやすくなり、回転か非回転かが紛らわしい場合には、非回転と判定されてステップＳ６が実行され補正パルスＦＰが出力される。
このように、第１検出信号ＣＳ１が発生する検出抵抗の抵抗値を変更することで、非回転の誤検出の発生頻度を下げられるので、誤検出によって指針が狂う頻度を下げることが可能となり、時刻表示の信頼性が高い２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計を提供できる。なお、第１の実施形態の変形例１〜３は、個別に構成してもよいが、任意に組み合わせて構成してもよい。たとえば、第１の実施形態の変形例１と変形例２とを組み合わせて、さらに、駆動コイルの逆起電流に対する検出感度を高くする構成を採用してもよい。
［第２の実施形態］
［第２の実施形態の回転検出動作フローの説明：図１５］
次に、第２の実施形態の回転検出動作フローを図１５のフローチャートを用いて説明する。なお、第２の実施形態の特徴は、二つのコイルから検出信号が到来する早さによってロータの回転の成否を判定することである。なお、駆動回路１０の構成は第１の実施形態と同様であり（図１、図４参照）、使用するステップモータは、第１の実施形態と同様にステップ角７５度のステップモータ５０（図２参照）とする。
図１５において、駆動回路１０の制御回路１２は、一例として、１秒毎の運針タイミングによって駆動パルス発生回路１３を制御し、駆動パルスＳＰをパルス選択回路１６に出力する。
ドライバ回路２０は、パルス選択回路１６からのドライバ制御パルスＤＰを入力し、一例としてステップモータ５０を正転させるために、コイル端子Ｏ４に駆動パルスＳＰを出力する（ステップＳ１０：ＳＰ出力）。
次に、制御回路１２は、駆動パルスＳＰの出力後、所定の時間が経過した後に、検出パルス発生回路１５から検出パルスＣＰを出力し、パルス選択回路１６を経由してドライバ回路２０に出力し、ドライバ回路２０は、入力した検出パルスＣＰによってコイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流を検出する回転検出期間を開始する（ステップＳ１１：回転検出開始）。
次に、回転検出回路３０は、ドライバ回路２０からの検出信号ＣＳが、内部の閾値Ｖｔｈを超えたか否かを判定する（ステップＳ１２：検出信号有り？）。ここで、検出信号ＣＳが、回転検出回路３０のＶｔｈを超えたならば（判定Ｙ）、ステップＳ１３に進み、Ｖｔｈを超えなければ（判定Ｎ）、ステップＳ１５に進む。
次に、ステップＳ１２で判定Ｙであれば、回転検出回路３０は、検出信号ＣＳが駆動コイル側からか否かを判定する（ステップＳ１３：駆動コイル側か？）。ここで、検出信号ＣＳが駆動コイル側から発生したのであれば判定Ｙ（非回転）としてステップＳ１６に進み、駆動コイル側でなければ判定Ｎ（回転）としてステップＳ１４に進む。なお、二つの検出信号（すなわち、ＣＳ１、ＣＳ２）が同時に発生した場合は判定Ｙ（非回転）とする。
次に、ステップＳ１３で判定Ｎ（回転）であれば、制御回路１２は、回転検出期間を終了して検出パルスＣＰの出力を停止し、回転検出動作を終了する（ステップＳ１４）。
また、ステップＳ１３で判定Ｙ（非回転）であれば、制御回路１２は、回転検出期間を終了して検出パルスＣＰの出力を停止し（ステップＳ１６）、更に、補正パルス発生回路１４を制御して補正パルスＦＰを出力し、ドライバ回路２０から補正パルスＦＰを駆動コイル側に供給し、大きな駆動力でロータ５１を回転させて（ステップＳ１７：ＦＰ出力）、回転検出を終了する。
また、ステップＳ１２で判定Ｎであれば、制御回路１２は、回転検出期間が終了したか否かを判定する（ステップＳ１５：検出期間終了？）。ここで、回転検出期間が終了していなければ（判定Ｎ）、ステップＳ１２に戻り、検出パルスＣＰを周期的に出力する回転検出動作を継続する。また、所定の時間が経過して回転検出期間が終了したならば（判定Ｙ）、検出信号ＣＳが検出されないのでロータ５１は非回転であると判定し、前述したステップＳ１６、Ｓ１７に進み、補正パルスＦＰを出力して終了する。
［第２の実施形態における回転するときの検出動作の説明：図１６］
次に、図１５のステップＳ１０の駆動パルスＳＰの出力によって、ステップモータ５０のロータ５１が回転した場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図１６のタイミングチャートを用いて説明する。なお、説明の条件として、コイルＢが駆動コイルであって、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力される場合とする。また、図１６及び後述する図１７のタイミングチャートは、コイルＡに発生する逆起電流Ｉａ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉｂ、検出パルスＣＰ、および駆動波形Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を示している。なお、ロータ５１の回転角度ＲＴは、第１の実施形態（図９、図１０参照）と同様であるので、図示は省略する。
図１６において、駆動パルスＳＰの出力によってロータ５１が回転すると、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、前述したように、ステップモータ５０はスリット角が７５度であって、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電圧Ｅのピーク値の差ΔＥが大きいので（図３（ｂ）参照）、逆起電流ＩａとＩｂは、時間軸に対して大きな差を持って発生する。
すなわち、図１６に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、まずコイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、遅れてコイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的短い期間発生する（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、ドライバ回路２０は、検出パルスＣＰによって、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、検出信号ＣＳとして出力する。回転検出回路３０は、検出信号ＣＳを入力し、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの有無を検出し、ロータ５１の回転の成否を判定する。
ここで、駆動コイルであるコイルＢに出力した第１検出パルスＣＰ１によって発生する第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに出力した第２検出パルスＣＰ２によって発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。
そして、前述したように、駆動パルスＳＰの終了後、コイルＡの逆起電流Ｉａのほうが、早いタイミングで発生するので、駆動コイルではないコイルＡに出力した第２検出パルスＣＰ２による第２検出信号ＣＳ２が回転検出回路３０の閾値Ｖｔｈを超えて検出される。
この第２検出信号ＣＳ２が所定数（図１６では一例として２個）検出されたならば、図１５で示す動作フローのステップＳ１２が判定Ｙとなり、さらに、ステップＳ１３が判定Ｎとなって、ロータ５１は回転したと判定されるので、ステップＳ１４によって回転検出期間ＴＣが終了して検出パルスＣＰは停止する。なお、図１６において、第２検出信号ＣＳ２が閾値Ｖｔｈを２個超えた時点で、回転検出期間ＴＣが終了することを矢印Ｄ１によって示す。
このように、本実施形態では、駆動コイルではない側のコイルからの第２検出信号ＣＳ２が駆動コイル側からの第１検出信号ＣＳ１より早く検出されたならば、直ちにロータ５１は回転したと判定するので、回転検出の高速判定が可能である。
［第２の実施形態における非回転のときの回転検出動作の説明：図１７］
次に、図１５のステップＳ１の駆動パルスＳＰの出力によって、ステップモータ５０のロータ５１が負荷変動等の理由で非回転である場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図１７のタイミングチャートを用いて説明する。なお、説明の条件として、コイルＢが駆動コイルであって、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力される場合とする。
図１７において、駆動パルスＳＰの出力によってロータ５１が回転しようとするが、負荷変動等の理由で非回転となると、コイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの発生タイミングや大きさが回転するときと比較して大きく異なる。すなわち、駆動パルスＳＰの出力後、まずコイルＢの逆起電流Ｉｂがプラス方向に比較的長い期間発生したのちに（ハッチングで示す）、コイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に短い期間わずかに発生する（ハッチングで示す）。
一方、回転検出期間ＴＣの期間中のドライバ回路２０と回転検出回路３０の動作は、前述した回転するときの動作（図１６参照）と同様である。また、第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２が現れる駆動波形も図１６と同様である。
そして、前述したように、駆動パルスＳＰの終了後、コイルＢの逆起電流Ｉｂのほうが、早いタイミングで発生するので、駆動コイルのコイルＢに発生する第１検出信号ＣＳ１が回転検出回路３０のＶｔｈを超えて検出される。この第１検出信号ＣＳ１が所定数（図１７では一例として２個）検出されたならば、図１５で示す動作フローのステップＳ１２が判定Ｙとなり、さらにステップＳ１３が判定Ｙとなって、ロータ５１は非回転であると判定されるので、ステップＳ１６によって回転検出期間を終了する。
またさらに、図１７では図示しないが、ステップＳ１７によって補正パルスＦＰが出力し、ロータ５１は補正パルスＦＰの大きな駆動力によって回転し、指針の狂いを防ぐことができる。なお、図１７において、第１検出信号ＣＳ１が閾値Ｖｔｈを２個超えた時点で、回転検出期間ＴＣが終了することを矢印Ｄ２によって示す。
このように、本実施形態では、駆動コイル側からの第１検出信号ＣＳ１が駆動コイルではない側のコイルからの第２検出信号ＣＳ２より早く検出されたならば、直ちにロータ５１は非回転であると判定し、補正パルスＦＰを出力するので、回転検出の高速判定が可能である。なお、検出信号ＣＳの所定数は限定されず、１個の検出で回転／非回転を判定してもよく、また、ノイズ等の影響を考慮して所定数をさらに増やしてもよい。
以上のように、第２の実施形態によれば、駆動コイルから発生する第１検出信号ＣＳ１と、他方のコイルから発生する第２検出信号ＣＳ２とを比較し、どちらの検出信号が早く検出されるかによって、ロータ５１の回転と非回転を判定している。これにより、二つのコイルからの検出信号が到来する時間的な速さでロータの回転の成否を判定するので、短時間でロータの回転の成否を判定でき、ステップモータの高速駆動に対応した回転検出を実現する２コイルステップモータ用駆動回路及びそれを用いた電子時計を提供できる。
また、第２の実施形態と前述した第１の実施形態とを組み合わせてもよい。即ち、検出信号ＣＳが検出できたタイミングを回転検出回路３０で保持しておき（第２実施形態）、さらに検出を継続させて検出総数を計数することで（第１実施形態）、回転の成否の判定精度が向上する。なお、この組み合わせ方式を実施して、第２の実施形態と第１の実施形態の判定結果が異なる場合は、非回転判定とするとよい。
［第３の実施形態］
［第３の実施形態のステップモータのスリット角の説明：図２］
次に、第３の実施形態のステップモータのスリット角について、図２を用いて説明する。なお、第３の実施形態の特徴は、ステップモータの回転検出精度を高めるために、二つのコイルから発生する逆起電流の波形がロータの回転の成否で大きく異なるように、ステップモータのスリット角範囲を最適に選定したステップモータである。
図２において、前述したように、ステップモータ５０は、スリット角の違いによって、ステータ５２とロータ５１間の磁束の流れが変化し、ロータ５１が駆動パルスＳＰによって回転したか否かに応じて、コイルＡ、コイルＢに発生する逆起電流の波形に差が生じる。
ここで、図２に示すステップモータ５０は、この逆起電流の波形に大きな差が生じるスリット角７５度のステータ５２を備えたステップモータである。このステップモータ５０を用いて、コイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流を検出することで、第１、第２の実施形態で示したように、高精度な回転検出を実現する２コイルステップモータ用駆動回路とそれを用いた電子時計を提供できる。
［スリット角が異なるステップモータの説明：図１８］
次に、スリット角が異なるステップモータの構成について図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は、一例としてスリット角が２０度のステップモータ６０である。ステップモータ６０は、前述したステップモータ５０（図２参照）と基本構成は同じである２コイルステップモータであるが、ステータ６２の構造が異なる。
すなわち、第１磁極部６２ａと第３磁極部６２ｃとを磁気的に分離するスリット６４ａ（点線の小円で示す）と、第２磁極部６２ｂと第３磁極部６２ｃとを磁気的に分離するスリット６４ｂ（点線の小円で示す）は、ロータ６１の中心とスリット６４ａ、６４ｂを結ぶ線と、ロータ６１の中心を通る第３磁極部６２ｃの中心線が成すスリット角が２０度であり、スリット角が小さいステップモータの一例である。
次に図１８（ｂ）は、一例としてスリット角が１２０度のステップモータ７０である。ステップモータ７０は、前述したステップモータ５０（図２参照）と基本構成は同じである２コイルステップモータであるが、ステータ７２の構造が異なる。
すなわち、第１磁極部７２ａと第３磁極部７２ｃとを磁気的に分離するスリット７４ａ（点線の小円で示す）と、第２磁極部７２ｂと第３磁極部７２ｃとを磁気的に分離するスリット７４ｂ（点線の小円で示す）は、ロータ７１の中心とスリット７４ａ、７４ｂを結ぶ線と、ロータ７１の中心を通る第３磁極部７２ｃの中心線が成すスリット角が１２０度であり、スリット角が大きいステップモータの例である。
なお、スリット角が９０度以上のステータの作成は難しいために、このステップモータ７０においては、ノッチ７３ａ、７３ｂとスリット７４ａ、７４ｂが同じ角度位置になるように配置した。また、ステップモータ６０、７０は、ロータ６１、７１の保持トルクをスリット角７５度のステップモータ５０（図２参照）と同じにするために、ノッチ６３ａ、６３ｂと、ノッチ７３ａ、７３ｂのそれぞれの幅を変更している。これは、保持トルクの違いによって、後述する逆起電流の大きさが変化しないようにするためである。
［スリット角が異なるステップモータの逆起電圧の変化の説明：図１９］
次に、スリット角２０度、９０度、１２０度の各ステップモータにおいて、ロータを回転させることによってコイルＡ、コイルＢに発生する逆起電圧Ｅａ、Ｅｂの変化について図１９を用いて説明する。なお、スリット角２０度と１２０度のステップモータは、図１８で示したステップモータ６０、７０であり、スリット角９０度のステップモータは図示しないが、そのスリット位置は、図２で示したステップモータ５０と、図１８（ｂ）で示したステップモータ７０と、のほぼ中間に位置している。
また、前述した図３（ｂ）と同様に、図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の横軸は正転方向（反時計回り）に回転したロータの回転角度０度〜３６０度であり、縦軸は逆起電圧Ｅであり、逆起電圧Ｅのピークを＋１．０〜−１．０として表している。また、逆起電圧ＥａはコイルＡから発生し、逆起電圧ＥｂはコイルＢから発生する。そして、前述したように、逆起電圧Ｅａ、Ｅｂのピーク値の差ΔＥがロータの回転検出のために重要である。
図１９（ａ）は、スリット角２０度のステップモータ６０の逆起電圧Ｅの変化を示している。図１９（ａ）において、逆起電圧の差、すなわち、ピーク値の差ΔＥは、逆起電圧Ｅｂの山（約１９０度）−逆起電圧Ｅａの谷（約１７０度）＝約２０度であって、前述したスリット角７５度のステップモータ５０の約８０度と比較して、ピーク値の差ΔＥは、かなり小さいことが理解できる。
図１９（ｂ）は、スリット角９０度のステップモータの逆起電圧Ｅの変化を示している。図１９（ｂ）において、ピーク値の差ΔＥは、逆起電圧Ｅｂの山（約２２５度）−逆起電圧Ｅａの谷（約１３５度）＝約９０度であって、前述したスリット角７５度のステップモータ５０の約８０度より僅かではあるが更にピーク値の差ΔＥは大きい。
図１９（ｃ）は、スリット角１２０度のステップモータ７０の逆起電圧Ｅの変化を示している。図１９（ｃ）において、ピーク値の差ΔＥは、逆起電圧Ｅａの谷（約１２０度）−逆起電圧Ｅｂの谷（約６０度）＝約６０度であって、前述したスリット角７５度のステップモータ５０の８０度と比較して、ピーク値の差ΔＥは小さい。
このように、ステップモータのスリット角の違いにより、ロータの回転によってコイルＡ、コイルＢから発生する逆起電圧Ｅａ、Ｅｂの波形に差が生じ、このピーク値の差ΔＥが、逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差として現れるので、最適なスリット角を有するステップモータを用いることで、ロータの回転の成否を高精度で判定することができる。
ここで、スリット角９０度のステップモータのピーク値の差ΔＥは、他のスリット角のステップモータと比較して最も大きい約９０度であるので、このスリット角９０度のステップモータが、逆起電流の波形の差が最も大きく現れ、回転検出しやすいステップモータであると言える。
しかし実際には、逆起電流Ｉａ、Ｉｂは、駆動パルスＳＰによる駆動力、ロータの保持トルク、回転に対する負荷変動、スリット部分が磁束飽和に達する時間等の影響を受けるために、図１９で示す逆起電圧Ｅａ、Ｅｂと実際の逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形とには違いが発生し、逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形は様々な要因で変化するので、回転検出に最適なスリット角にはある程度の幅が存在する。
［スリット角が異なるステップモータの回転検出動作の説明：図２０〜図２３］
次に、スリット角が異なるステップモータの回転検出動作について図２０〜図２３のタイミングチャートを用いて説明する。なお、説明の条件として、コイルＢが駆動コイルであって、駆動パルスＳＰがコイル端子Ｏ４から出力される場合とする。また、図２０〜図２３のタイミングチャートは、コイルＡに発生する逆起電流Ｉａ、コイルＢに発生する逆起電流Ｉｂ、検出パルスＣＰ、および駆動波形Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を示し、また、回転検出動作は、第１の実施形態のアルゴリズム（検出総数による判定）で実施するものとする。
まず、スリット角２０度のステップモータ６０（図１８（ａ）参照）に駆動パルスＳＰを供給し、ステップモータ６０のロータ６１が回転した場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図２０を用いて説明する。
図２０において、駆動パルスＳＰの出力によって、ロータ６１が正転方向に回転すると、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、ステップモータ６０はスリット角が２０度であって、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電圧Ｅａ、Ｅｂは、前述したように、ピーク値の差ΔＥがかなり小さいので（図１９（ａ）参照）、逆起電流ＩａとＩｂは、発生するタイミングがかなり近く、波形長ＴＷａ、ＴＷｂも近似していることが理解できる。
すなわち、図２０に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、コイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に発生し（ハッチングで示す）、コイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂがプラス方向に逆起電流Ｉａに近いタイミングと近似した波形長で発生している（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、検出パルスＣＰが所定の周期で出力され、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、回転検出回路３０は、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳを計数する。
ここで、駆動コイルであるコイルＢに発生する第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、また、駆動コイルではないコイルＡに発生する第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。
そして、コイルＡの逆起電流ＩａとコイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂは、前述したように、発生するタイミングが近く、また、波形長ＴＷａ、ＴＷｂが近似しているので、回転検出回路３０のＶｔｈを超える第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２の検出総数は近似した数となり、図２０の例では、共に２個である。
ここで、回転の成否の判定を第１の実施形態のアルゴリズム（図８参照）で行うならば、第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２の検出総数が同じなので、ステップＳ５で判定Ｙとなり、ロータ６１は回転したにもかかわらず非回転と判定される。また、波形長ＴＷａ、ＴＷｂの差が小さいので、逆起電流Ｉａ、Ｉｂのわずかな変化で回転検出の判定は変動し信頼できない。
次に、スリット角２０度のステップモータ６０（図１８（ａ）参照）に駆動パルスＳＰを供給し、ステップモータ６０のロータ６１が負荷変動等の理由で非回転となった場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図２１を用いて説明する。
図２１において、駆動パルスＳＰの出力によって、ロータ６１が正転方向に駆動されたが非回転となった場合、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、ステップモータ６０はスリット角が２０度であって、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電圧Ｅａ、Ｅｂのピーク値の差ΔＥは、前述したように、かなり小さいので、逆起電流ＩａとＩｂは、発生するタイミングが近く、波形長ＴＷａ、ＴＷｂも大差がないことが理解できる。
すなわち、図２１に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、コイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂがプラス方向に発生し（ハッチングで示す）、少しあとからコイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に発生している（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、検出パルスＣＰが所定の周期で出力され、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、回転検出回路３０は、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳを計数する。
ここで、図２０と同様に、第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。
そして、コイルＡの逆起電流ＩａとコイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂは、前述したように、発生するタイミングが比較的近く、また、波形長ＴＷａ、ＴＷｂも大差がないので、回転検出回路３０のＶｔｈを超える第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２の総数には大きな差が無く、図２１の例では、第１検出信号ＣＳ１が３個であり、第２検出信号ＣＳ２が１個である。
ここで、回転の成否の判定を前述した第１の実施形態のアルゴリズム（図８参照）で行うならば、駆動コイル側の第１検出信号ＣＳ１の検出総数の方が多いので、ステップＳ５で判定Ｙとなり、正しく非回転と判定される。しかし、波形長ＴＷａ、ＴＷｂの差はそれほど大きくないので、逆起電流のわずかな変化で回転検出の判定は変動し、回転検出の判定精度は低いと言える。
このように、スリット角２０度のステップモータ６０は、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差が小さいので、ロータの回転検出の成否を高精度に判定することはむずかしいことが理解できる。
また、前述した第２の実施形態のアルゴリズム（図１５参照）で回転の成否を判定したとしても、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの発生タイミングが近く発生時期が重なっているので、コイルＡとコイルＢのどちらの検出信号ＣＳが早く発生するかを判定することは困難であり、第２の実施形態のアルゴリズムであっても、ロータの回転検出の成否を高精度に判定することはむずかしい。
次に、スリット角１２０度のステップモータ７０（図１８（ｂ）参照）に駆動パルスＳＰを供給し、ステップモータ７０のロータ７１が回転した場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図２２を用いて説明する。
図２２において、駆動パルスＳＰの出力によって、ロータ７１が正転方向に回転すると、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、ステップモータ７０はスリット角が１２０度であって、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電圧Ｅのピーク値の差ΔＥは、それほど大きくないので（図１９（ｃ）参照）、逆起電流ＩａとＩｂは、発生するタイミングは多少離れてはいるが、スリット角が７５度のステップモータ５０（図９参照）ほどではなく、また、波形長ＴＷａ、ＴＷｂは近似していることが理解できる。
すなわち、図２２に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、コイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に発生し（ハッチングで示す）、コイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂがプラス方向に逆起電流Ｉａから多少離れたタイミングで、且つ、近似した波形長で発生している（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、検出パルスＣＰが所定の周期で出力され、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、回転検出回路３０は、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳを計数する。
ここで、前述の図２０と同様に、第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。
そして、コイルＡの逆起電流ＩａとコイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂは、前述したように、タイミングは多少離れているが、波形長は近似しているので、回転検出回路３０のＶｔｈを超える第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２の検出総数は近似した数となり、図２２の例では、第１検出信号ＣＳ１が６個であり、第２検出信号ＣＳ２が５個である。
ここで、回転の成否の判定を前述した第１の実施形態のアルゴリズム（図８参照）で行うならば、第１検出信号ＣＳ１の検出総数方が多いので、ステップＳ５で判定Ｙとなり、回転したにもかかわらず、非回転と判定され、回転検出の判定は信頼できない。
次に、スリット角１２０度のステップモータ７０（図１８（ｂ）参照）に駆動パルスＳＰを供給し、ステップモータ７０のロータ７１が負荷変動等の理由で非回転となった場合の逆起電流の発生と回転検出動作について図２３を用いて説明する。
図２３において、駆動パルスＳＰの出力によって、ロータ７１が正転方向に駆動されたが非回転となった場合、コイルＡから逆起電流Ｉａが発生し、コイルＢ（駆動コイル）から逆起電流Ｉｂが発生する。ここで、ステップモータ６０はスリット角が１２０度であって、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電圧Ｅａ、Ｅｂのピーク値の差ΔＥは、前述したように、それほど大きくないので、逆起電流ＩａとＩｂは、発生するタイミングは比較的近く、波形長ＴＷａ、ＴＷｂも大差がないことが理解できる。
すなわち、図２３に示すように、駆動パルスＳＰの出力後、コイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂがプラス方向に発生し（ハッチングで示す）、少しあとからコイルＡの逆起電流Ｉａがマイナス方向に発生している（ハッチングで示す）。
回転検出期間ＴＣの期間中、検出パルスＣＰが所定の周期で出力され、この逆起電流Ｉａ、Ｉｂをサンプリングし、回転検出回路３０は、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳを計数する。
ここで、前述の図２２と同様に、第１検出信号ＣＳ１は、駆動波形Ｏ３（コイル端子Ｏ３）に現れ、第２検出信号ＣＳ２は、駆動波形Ｏ２（コイル端子Ｏ２）に現れる。
そして、コイルＡの逆起電流ＩａとコイルＢ（駆動コイル）の逆起電流Ｉｂは、前述したように、タイミングが比較的近く、また波形長ＴＷａ、ＴＷｂも大差が無いので、回転検出回路３０のＶｔｈを超える第１検出信号ＣＳ１と第２検出信号ＣＳ２の検出総数には大きな差が無く、図２３の例では、第１検出信号ＣＳ１が５個であり、第２検出信号ＣＳ２が３個である。
ここで、回転の成否の判定を前述した第１の実施形態のアルゴリズムで行うならば、駆動コイル側の第１検出信号ＣＳ１の検出総数の方が多いので、ステップＳ５で判定Ｙとなり、正しく非回転と判定される。しかし、波形長ＴＷａ、ＴＷｂの差はそれほど大きくないので、逆起電流のわずかな変化で回転検出の判定は変動し、回転検出の判定精度は低いと言える。
このように、スリット角１２０度のステップモータ７０においても、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差が比較的小さいので、ロータの回転検出の成否を高精度に判定することはむずかしいことが理解できる。
また、前述した第２の実施形態のアルゴリズム（図１５参照）で回転の成否を判定したとしても、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電流の発生タイミングが比較的近いので、第２の実施形態のアルゴリズムであっても、ロータの回転検出の成否を高精度に判定することはむずかしい。
以上のように、逆起電圧Ｅのピーク値の差ΔＥが小さいスリット角２０度及び１２０度のステップモータ６０、７０は、前述したスリット角７５度のステップモータ５０と比較すると、コイルＡとコイルＢに発生する逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差が小さいので、ロータの回転検出の成否を高精度に判定することはむずかしく、スリット角７５度、またはそれに近いスリット角を有するステップモータが、逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差が大きく、ロータの回転検出の成否を高精度に判定できると言える。
［ステップモータの最適なスリット角の説明：図２４］
次に、ロータの回転の成否を高精度に判定するためのステップモータの最適なスリット角範囲について図２４を用いて説明する。ここで、図２４の説明の条件として、逆起電流Ｉａ、Ｉｂのそれぞれの波形長ＴＷａ、ＴＷｂを規定するために、一例として絶対値で０．１５ｍＡ以下の逆起電流を無視した。
すなわち、逆起電流Ｉａでは絶対値で０．１５ｍＡを超える凸部の立ち上がりから立ち下がりまでの時間を波形長ＴＷａと規定し、逆起電流Ｉｂでは、同様に絶対値で０．１５ｍＡを超える凸部の立ち上がりから立ち下がりまでの時間を波形長ＴＷｂと規定する。なお、一例として０．１５ｍＡ以下を無視する理由は、逆起電流に乗るノイズ等の影響を排除するためである。
図２４（ａ）は、駆動パルスＳＰの出力によってステップモータのロータが回転した場合における波形長ＴＷａと波形長ＴＷｂ及びその波形長差ＴＷ１（ＴＷａ−ＴＷｂ）をステップモータの所定のスリット角毎に取得してプロットしたグラフであり、横軸がスリット角、縦軸が波形長（ｍＳ）である。
なお、スリット角は２０度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１００度、１２０度でプロットした。ここで、図２４（ａ）で明らかなように、ロータが回転した場合の波形長ＴＷａと波形長ＴＷｂの波形長差ＴＷ１（▲で示す）は、スリット角が約５０度以下、及び約１００度以上では、短くなる傾向である。
また、図２４（ｂ）は、駆動パルスＳＰを出力したがステップモータのロータが負荷変動等の理由によって非回転となった場合における波形長ＴＷａと波形長ＴＷｂ及びその波形長差ＴＷ２（ＴＷａ−ＴＷｂ）をステップモータの所定のスリット角毎に取得してプロットしたグラフである。なお、スリット角は、図２４（ａ）と同じである。ここで、図２４（ｂ）で明らかなように、ロータが非回転の場合の波形長ＴＷａと波形長ＴＷｂの波形長差ＴＷ２（▲で示す）は、スリット角が約５０度以下、及び約１００度以上では、絶対値で短くなる傾向である。
なお、波形長ＴＷａが、すべてのスリット角において０．０ｍＳである理由は、絶対値で０．１５ｍＡ以下を無視することで、逆起電流Ｉａの波形長ＴＷａが存在しなかったことによる。
次に、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）でプロットした波形長差ＴＷ１と図２４（ｂ）でプロットした波形長差ＴＷ２の差、すなわち、ロータが回転した場合の波形長差ＴＷ１と、ロータが非回転であった場合の波形長差ＴＷ２と、の差である波形長差ＴＷ１２をステップモータのスリット角毎に算出してプロットしたグラフである。なお、波形長差ＴＷ２は、図２４（ｂ）に示すように符号がマイナスであるので、波形長差ＴＷ１と波形長差ＴＷ２の差は、絶対値の加算となる。
この図２４（ｃ）から、波形長差ＴＷ１２が最も大きくなる点はスリット角７５度付近であり、スリット角が約５０度以下、及び約１００度以上では、急速に小さくなることが理解できる。
なお、前述の逆起電圧Ｅａ、Ｅｂのグラフ（図３、図１９）からは、スリット角９０度のステップモータが、逆起電流の波形の差が最も大きくなると想定できたが、逆起電流Ｉａ、Ｉｂは、前述したように、様々な要因によって影響を受けるために、実際の逆起電流Ｉａ、Ｉｂの波形の差（すなわち、波形長差ＴＷ１２）が最も大きくなるは、この図２４（ｃ）からスリット角が７５度付近のステップモータであることが理解できる。
ここで、逆起電流の波形長ＴＷａと波形長ＴＷｂは、たとえば前述の図９によって明らかなように、検出信号ＣＳの検出総数に対応する値である。すなわち、図９において、波形長ＴＷａが長い逆起電流Ｉａの第２検出信号ＣＳ２の検出総数は８個であり、波形長ＴＷｂが短い逆起電流Ｉｂの第１検出信号ＣＳ１の検出総数は３個であった。このことから、波形長ＴＷａと波形長ＴＷｂの差である波形長差ＴＷ１、及びＴＷ２は、ロータの回転検出のしやすさ（検出精度）に対応する値であり、波形長差ＴＷ１２は、ロータの回転と非回転が明確になるファクターと言える。
従って、波形長差ＴＷ１２が大きいことは、ロータが回転した場合の逆起電流ＩａとＩｂの波形の差が大きく、且つ、ロータが非回転である場合の逆起電流ＩａとＩｂの波形の差も大きいので、波形長差ＴＷ１２が大きいほど、ロータの回転の成否を明確に検出し判定できるのである。
以上のことから、図２４（ｃ）で明らかなように、波形長差ＴＷ１２が最も大きくなるスリット角７５度付近を中心にして、スリット角が５０度以上、且つ、１００度以下の範囲を備えたステップモータを構成することで、ロータの回転の成否を高精度に判定するステップモータを実現できる。このスリット角７５度付近を中心として、スリット角５０度以上、１００度以下の範囲を備えたステップモータが第３の実施形態のステップモータである。
以上のように、第３の実施形態のステップモータによれば、ロータが回転した場合の逆起電流ＩａとＩｂの波形の差（波形長差ＴＷ１）が大きく、且つ、ロータが非回転である場合の逆起電流ＩａとＩｂの波形の差（波形長差ＴＷ２）も大きいので、逆起電流ＩａとＩｂを検出することでロータの回転の成否を高精度に判定するステップモータを提供できる。その結果、第１または第２の実施形態の２コイルステップモータ用駆動回路と、第３の実施形態のステップモータを用いることにより、ロータの回転検出を高精度に実現し、負荷変動に対応して低消費電力で、誤回転が少なく、指針による時刻表示の信頼性に優れた高性能な電子時計を提供できる。
［第４の実施形態］
［第４の実施形態の回転検出のフロー説明：図２５］
次に、第４の実施形態の回転検出のフローを図２５のフローチャートを用いて説明する。なお、第４の実施形態の特徴は、二つのコイルの内、片側のコイルからの検出信号によりロータ５１の回転の成否を判定すること、及び、ロータ５１が確実に回転していると判定されるように、駆動パルスＳＰのランク（駆動パルスの強さ）を適正なものに調節することである。なお、駆動回路１０の構成や使用するステップモータは、これまでの実施形態同様に第１の実施形態と同様（図１、図２、図４参照）とする。
ここで、駆動パルスＳＰのランクは、駆動パルスＳＰの出力期間として割り当てられた時間期間に対する、実際に駆動パルスＳＰが出力される時間の割合でとして示され、例えば、１８／２４等のように示される。この表示は、駆動パルスＳＰの出力期間である２４単位の時間中、実際に駆動パルスＳＰが出力される時間が１８単位であることを意味している。駆動パルスＳＰのランク１８／２４に対し、１段階上のランクは１９／２４であり、１段階下のランクは１７／２４となる。駆動パルスＳＰのランクが高いほど、ロータ５１の回転力は強くなり、正常に回転しやすくなるが、消費電力も大きくなる。一方、駆動パルスＳＰのランクが低いほど、消費電力は小さくなるが、ロータ５１の回転力は弱くなり、回転に失敗する可能性が高くなる。
図２５において、駆動回路１０の制御回路１２は、運針タイミングにおいて駆動パルス発生回路１３を制御し、駆動パルスＳＰを出力させる（ステップＳ２０：ＳＰ出力）。この駆動パルスＳＰは、パルス選択回路１６を経てドライバ回路２０に入力され、適宜のコイル端子、例えば、コイル端子Ｏ４に出力される。
次に、制御回路１２は、検出パルス発生回路１５から検出パルスＣＰを出力させ、パルス選択回路１６を経由してドライバ回路２０に出力させる。ドライバ回路２０は、入力した検出パルスＣＰによってコイルＡ、コイルＢから発生する逆起電流を検出する回転検出期間を開始する（ステップＳ２１：回転検出開始）。この時、本実施形態では、検出パルスＣＰは駆動パルスＳＰが出力されるコイルとは異なるコイルに対し出力される。また、検出パルスＣＰが出力されるタイミングについては後述する。
ドライバ回路２０からの検出信号ＣＳは、回転検出回路３０により判定され、ステップモータ５０のロータ５１の回転の有無を判定する（ステップＳ２２：止り判定？）。この判定は、検出結果が、止判定であるか否かによりなされる。ここで、止判定の逆の判定は、回転判定であり、これはロータ５１が確実に回転したことを示す判定である。これに対し、止判定は、ロータ５１が回転失敗している可能性があることを示す判定であり、ロータが回転失敗している場合には確実に止判定がなされるが、ロータが回転している場合にも止判定がなされる場合があり得る。この止判定の詳細についても後述する。
ここで、止判定がなされた場合（判定Ｙ）、ロータ５１が回転失敗している可能性があるため、補正パルスＦＰを出力して確実にロータ５１を回転させるとともに、次回運針時にロータが回転するよう、駆動パルスＳＰのランクを上げる処理（ステップＳ２３：ＦＰ・ランクＵＰ）を実行する。これに対し、止判定がなされなかった場合（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰはロータ５１を回転させるに十分な駆動力を持っていることを意味しているから、駆動パルスＳＰのランクを下げる処理（ステップＳ２４：ランクＤＯＷＮ）を実行する。
駆動パルスＳＰのランクを上げる処理では、まず、制御回路１２は、所定のタイミングで補正パルスＦＰを補正パルス発生回路１４に出力させ（ステップＳ３０：ＦＰ出力）、パルス選択回路１６を経由してドライバ回路２０に入力する。補正パルスＦＰは駆動パルスＳＰが出力された端子と同じコイル端子に出力され、ステップモータ５０のロータ５１は確実に回転させられる。
そして、制御回路１２は、駆動パルスＳＰの現在のランクが最大ランクであるか否かを判定する（ステップＳ３１：ｍａｘランク？）。ここで、最大ランクである場合（判定Ｎ）には、駆動パルスＳＰのランクを１ランク上げる（ステップＳ３２：１ランクアップ）。これに対し、すでに駆動パルスＳＰが最大ランクである場合（判定Ｙ）には、駆動パルスＳＰのランクを最小ランクに設定する（ステップＳ３３：最小ランク）。これは、駆動パルスＳＰのランクが何らかの原因で高すぎることに起因して、上述の止判定がなされている場合に、駆動パルスのランクを適切な値に下げることができなくなる不具合を避けるための制御である。
一方、駆動パルスＳＰのランクを下げる処理では、まず、制御回路１２は、駆動パルスＳＰの現在のランクにおいて、回転判定がなされた回数をカウントし、その回数である動判定回数が所定の回数、例えば、２５６回に達したか否かを判定する（ステップＳ４０）。回転判定は、前述の通り、止判定がなされなかった場合を指しており、具体的にはステップＳ２２で判定Ｙとなった場合である。そして、動判定回数が２５６回に達した場合（判定Ｙ）には、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げる（ステップＳ４１）。動判定回数が２５６回に満たない場合（判定Ｎ）には、駆動パルスＳＰのランクは下げられることなく、現在のランクが維持される。
以上の制御により、止判定、すなわち、ステップモータ５０のロータ５１が回転失敗した可能性がある場合には、補正パルスＦＰが出力されてロータ５１が確実に回転させられるとともに、駆動パルスＳＰのランクが上げられ、駆動パルスＳＰのランクが、ロータ５１を確実に回転させられる程度となるよう調整される。これにより、運針に失敗して時刻ずれが生じることが防止される。一方で、回転判定、すなわち、ステップモータ５０のロータ５１が回転したことが確実である場合には、動判定回数が所定の回数に達し、駆動パルスＳＰのランクがロータ５１を回転させるに十分高いと考えられる場合に、駆動パルスＳＰのランクを下げ、駆動パルスＳＰのランクが不必要に高くならないように調整される。この結果、駆動パルスＳＰのランクは、ロータ５１を確実に回転させられ、かつ、不必要に高くならない程度に維持されるから、ステップモータ５０の確実な動作と、省電力とが両立される。
続いて、図２６〜２８のタイミングチャートを参照して、本実施形態における回転検出方法を説明する。
［第４の実施形態の回転検出動作の説明：図２６〜２８］
図２６のタイミングチャートは、経過時間（ｍＳ）を横軸に取り、コイルＡ、コイルＢにそれぞれ発生する逆起電力Ｉａ及びＩｂと、検出パルスＣＰ、各端子Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３及びＯ４における駆動波形を示しており、駆動パルスＳＰのランクが不足しており、ステップモータ５０のロータ５１が非回転であった場合を示す図である。
図２６において、駆動パルスがコイル端子Ｏ４から出力されると、ロータ５１が正転方向に回転する。この時、駆動パルスＳＰが出力されたコイルＢだけでなく、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイルＡ側にも、逆起電力Ｉａが発生する。
この時、コイルＡ側の逆起電力Ｉａは、駆動パルスＳＰの出力期間中は、プラス方向に発生し、その後速やかにマイナス方向に転じる（ハッチングで示す）。このマイナス方向の逆起電力Ｉａは、ここで示した例では、ロータ５１が非回転であるため、さほど大きくなく、また、駆動パルスＳＰの出力期間が終わってからのタイミングで発生する。また、マイナス方向の逆起電力Ｉａが発生する期間も短い。
これに対し、図２７のタイミングチャートは、駆動パルスＳＰのランクが高くなり、ステップモータ５０のロータ５１が回転した場合を示す図である。
図２７に示すように、ここで示す例では、ロータ５１が回転するため、コイルＡ側について、駆動パルスＳＰの出力に伴い発生するプラス方向の逆起電力Ｉａに続けて発生するマイナス方向の逆起電力Ｉａの強さは、図２６で示した非回転の場合に比べて若干強くなり、またその期間も長くなる。しかしながら、この駆動パルスＳＰのランクでは、マイナス方向の逆起電力Ｉが発生するタイミングは、依然として駆動パルスＳＰの出力期間が終わってからである。
さらに駆動パルスＳＰのランクが高くなると、図２８のタイミングチャートに示すような波形となる。図２８のタイミングチャートは、駆動パルスＳＰのランクがさらに高くなり、ステップモータ５０のロータ５１が回転した場合を示す図である。
図２８に示すように、ここで示す例では、ロータ５１が回転して、コイルＡ側について、駆動パルスＳＰの出力に伴い発生するプラス方向の逆起電力Ｉａに続けて発生するマイナス方向の逆起電力Ｉａの強さは、図２７で示した場合よりさらに強くなる。また、それに伴い、マイナス方向の逆起電力Ｉａが発生するタイミングが早くなり、駆動パルスＳＰの出力期間が終わる前に現れるようになる。
本実施形態での回転検出動作は、駆動パルスＳＰが出力されたコイルＢとは異なるコイルＡにおける、このような逆起電力Ｉａの変化を利用してなされるものであり、駆動パルスＳＰの出力期間を、回転検出期間ＴＣとしている。そして、回転検出期間ＴＣの間、検出パルスＣＰをコイルＡの端子Ｏ２に０．５ｍＳ間隔で出力する。その結果得られる、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの数を計数することにより、回転検出動作、すなわち、止判定を行っている。
そして、本実施形態の回転検出動作における止判定は、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの数が所定の数に満たないことによりなされる。ここでの例では、所定の数は１としているため、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが１つも得られない場合に止判定がなされ、そうでない場合は回転判定となる。
先の図２６〜２８の例に即して説明すると、まず、図２６に示した場合では、回転検出期間ＴＣ中に、端子Ｏ２から得られる所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号は存在しないため、止判定がなされる。同図に示した場合は、ロータ５１が非回転の場合であるため、この場合には、止判定はロータ５１の非回転を正しく判定できていることになる。
次に、図２７に示した場合では、やはり同様に回転検出期間ＴＣ中に、端子Ｏ２から得られる所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号は存在しないため、止判定がなされる。しかしながら、同図に示した場合は、ロータ５１が回転の場合である。したがって、この場合には、ロータ５１が回転できているにもかかわらず止判定がなされていることになる。
さらに、図２８に示した場合では、回転検出期間ＴＣの終わりに、端子Ｏ２から得られる所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが現れる。したがって、この検出信号ＣＳが検出されることにより、止判定はなされず、この場合には、回転判定がなされる。すなわち、この場合には、ロータ５１が回転していることを正しく判定できていることになる。
以上の説明にて示すように、第４の実施形態によれば、片側のコイルに対して検出パルスＣＰを出力し、回転検出を行うことによっても、ステップモータ５０の回転検出が可能となる。また、非回転の可能性がある場合を止判定として検出し、補正パルスＦＰの出力を行うことで、運針ミスによる時刻ずれを防止するとともに、駆動パルスＳＰのランクを適切な値に調整して省電力を図ることができる。
なお、本実施形態においては、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが検出できたタイミングによって、次の駆動パルスＳＰを出力するタイミングを定めるようにしてもよい。例えば、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが検出され、回転検出がなされた時点から所定時間後に次の駆動パルスＳＰを出力するようにしてもよい。このようにすることで、例えば、指針を早送りする場合などに、より高速な駆動が可能となる。
あるいは、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが検出できた個数によって、次の駆動パルスＳＰを出力するタイミングを定めるようにしてもよい。例えば、検出できた個数が１個の場合は、駆動パルスＳＰの出力から次の駆動パするＳＰの出力までの間隔を４．５ｍｓとし、２個の場合は４ｍｓ、３個の場合は３．５ｍｓとするなどである。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例１：図２９〜３３］
第４の実施形態の回転検出動作は、種々の変形を加えてよい。先の例では、止判定は、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの数が所定の数に満たないことによりなされたが、ここで説明する変形例１では、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが最初に検出されたタイミングが駆動パルス出力期間でないことにより止判定がなされる。
図２９は、図２６と同様、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合のタイミングチャートである。ここで示すように、回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間の初期から、駆動パルス出力期間経過後の相当程度経過した時点までに設定されている。そして、同図に示した場合では、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳは、ＣＳ１及びＣＳ２の２群が検出されるが、最初に検出された検出信号ＣＳ、すなわち、検出信号ＣＳ１のうち最も早く検出された信号は、駆動パルス発生期間の終了後の信号であるため、本変形例の回転検出動作では、止判定がなされる。すなわち、ロータ５１の非回転が正しく検出される。
図３０は、図２７と同様、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合のタイミングチャートである。この場合には、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳは一群のものとして検出されるが、しかし、検出信号ＣＳの内、最も早く検出された信号は、やはり駆動パルス発生期間の終了後の信号であるため、本変形例の回転検出動作では、止判定がなされる。したがって、本変形例でも、先の例と同じく、ロータ５１が回転できているにもかかわらず止判定がなされていることになる。
さらに図３１は、図２８と同様、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合のタイミングチャートである。この場合にもコイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳは一群のものとして検出される。そして、検出信号ＣＳの内、最も早く検出された信号は、やはり駆動パルス発生期間の終了前の信号であるため、この場合には回転判定がなされる。したがって、この場合には、ロータ５１が回転していることを正しく判定できていることになる。
なお、この判定は、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが２回以上連続で検出できた期間のうち、その検出回数が最も多い期間が駆動パルス出力期間と重複しない場合を止判定として行うようにしてもよい。
また、本変形例における制御回路１２の動作は、図２５で示したものと同じでもよいが、これをさらに変形してもよい。例えば、図３２に示すフローチャートでは、ステップＳ２０〜２３は、図２５で示したものと同じである。そして、ステップＳ２２で止判定がなされなかった場合（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰのランクを変化させる処理（ステップＳ２５：ランクＵＰＤＯＷＮ）を実行ようにしてもよい。
駆動パルスＳＰのランクを変化させる処理は、まず駆動パルスＳＰの検出期間内に検出された検出信号ＣＳの個数が１個であるかを判定する（ステップＳ５０：検出個数が１個？）。１個である場合（判定Ｙ）、ロータ５１は回転しているものの、駆動力が十分であるとは言えず、不安定である可能性があるため、駆動パルスＳＰのランクを１ランク上げる（ステップＳ５１：１ランクアップ）。検出信号ＣＳの個数が１個でない場合（判定Ｎ）、さらに検出信号ＣＳの個数が２個であるかを判定する（ステップＳ５２：検出個数が２個？）。２個の場合（判定Ｙ）、駆動力は適正と判断し、駆動パルスＳＰのランクは維持される。２個でない場合（判定Ｎ）、すなわち、駆動パルスＳＰの検出期間内に検出された検出信号ＣＳの数が３以上である場合には、駆動パルスＳＰのランクが高すぎると考えられるため、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げる（ステップＳ５３：１ランクダウン）ようにする。
あるいは、別の変形として、図２５で示したフローチャートにおいて、駆動パルスＳＰのランクを下げる処理（ステップＳ２４：ランクＤＯＷＮ）を図３３に示すものとしてもよい。
この変形における駆動パルスＳＰのランクを下げる処理は、まず駆動パルスＳＰの出力期間内に検出された検出信号ＣＳの個数が１個であるかを判定する（ステップＳ６０：検出個数が１個？）。１個である場合（判定Ｙ）、ロータ５１は回転していることから、駆動力に余裕があるか否かをさらに判定するため、さらに、検出信号ＣＳの個数が１個である場合の動判定回数をカウントし、その数が２５６回に達したか否かを判定する（ステップＳ６１：検出個数１個を継続しつつ動判定回数２５６回？）。この数が２５６回に達していれば（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げ（ステップＳ６２：１ランクダウン）、２５６回に達していなければ（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰのランクはそのまま維持する。
また、駆動パルスＳＰの検出期間内に検出された検出信号ＣＳの個数が１個でない場合（ステップＳ６０：判定Ｎ）、さらに、検出信号ＣＳの個数が２個以上である場合の動判定回数をカウントし、その数が１２８回に達したかないかを判定する（ステップＳ６３：検出個数２個以上を継続しつつ動判定回数１２８回？）。この数が１２８回に達していれば（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げ（ステップＳ６４：１ランクダウン）、１２８回に達していなければ（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰのランクはそのまま維持する。
この制御は、現在の駆動パルスＳＰのランクによるステップモータ５０の回転安定性を考慮したもので、現在の駆動パルスＳＰのランクがおおむね適正であると考えられる場合には、ロータ５１が十分な回数連続して回転成功した場合に限り、駆動力に余裕があるものとしてランクを下げる。また、現在の駆動パルスＳＰのランクが高く、駆動力に余裕があると考えられる場合には、ロータ５１がより少ない回数連続して回転成功した場合にランクを下げることにより、速やかに消費電力の削減を図ろうとするものである。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例２：図３４〜３８］
さらなる第４の実施形態の回転検出動作の変形例として、駆動パルス出力期間の終了直後において、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが連続して検出された個数により止判定をしてもよい。すなわち、ここで説明する変形例２では、駆動パルス出力期間の終了直後から、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが連続して（すなわち、検出に失敗することなく）所定の回数以上検出されないことにより止判定がなされる。
図３４は、図２６と同様、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合のタイミングチャートである。ここで示すように、回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間の終了直後から、相当程度の時間が経過した時点までに設定されている。そして、同図に示した場合では、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳは、ＣＳ１及びＣＳ２の２群が検出されるが、駆動パルス出力期間の終了直後から検出される検出信号ＣＳ１が連続して検出される個数は３個である。すなわち、先に説明したように、ロータ５１が非回転である場合には、駆動パルスＳＰの出力後、コイルＡに生じるマイナス方向の逆起電力Ｉａは、その強さが弱く、また、その期間も短いため、これ以上検出信号ＣＳ１が連続して検出されることはない。
そして、本変形例では、駆動パルス出力期間の終了直後から検出される検出信号ＣＳが、連続して４回検出されなければ止り判定がなされるようになっている。したがって、この例では、止判定がなされ、ロータ５１の非回転が正しく検出される。
図３５は、図２７と同様、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合のタイミングチャートである。この場合には、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳは長期間連続して検出され、図示の例では１５個である。すなわち、駆動パルス出力期間の終了直後から検出される検出信号ＣＳが、連続して４回以上連続して検出されることから、この場合は止判定はなされず、回転判定となる。すなわち、本変形例では、ロータ５１が回転できていることを正しく判定できていることになる。
さらに図３６は、図２８と同様、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合のタイミングチャートである。この場合にもコイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳはある程度の期間連続して検出され、図示の例では５個である。したがって、この場合にもやはり回転判定がなされ、ロータ５１が回転していることを正しく判定できていることになる。
なお、この判定は、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが２回以上連続で検出できた期間のうち、その検出回数が最も多い期間が駆動パルス出力期間と重複しない場合には止判定をするようにしてもよい。その場合には、回転検出期間ＴＣは、少なくとも、駆動パルス出力期間の末尾と重複するように設定する必要がある。
また、本変形例における制御回路１２の動作は、図２５で示したものと同じでもよいが、これをさらに変形してもよい。例えば、図３７に示すフローチャートでは、ステップＳ２０〜２３は、図２５で示したものと同じである。そして、ステップＳ２２で止判定がなされなかった場合（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰのランクを変化させる処理（ステップＳ２５：ランクＵＰＤＯＷＮ）を実行ようにしてもよい。なお、このステップＳ２５は第４の実施形態の変形例１で説明した図３２で示したものと同じである。
本変形例の駆動パルスＳＰのランクを変化させる処理は、まず駆動パルス出力期間の終了直後から、連続して検出された検出信号ＣＳの個数をカウントし、その個数が８個以上であるかを判定する（ステップＳ７０：検出個数が８個以上？）。８個以上の場合（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰのランクは、ロータ５１を回転させることはできるが、安定してロータ５１を回転させるに足る駆動力の余力がない状態にあると考えられる。すなわち、コイルＢに駆動パルスＳＰを正転方向に出力した場合を考えると、駆動パルス出力直後からコイルＡに生じる逆起電力Ｉａの強さはさほど強くなく、またその継続期間が長い、図３５に示した状態にあることになる。したがって、この場合は、駆動パルスＳＰのランクを１ランク上げる（ステップＳ７１：１ランクアップ）。
一方、連続して検出された検出信号ＣＳの個数をカウントし、その個数が８個以上でない場合（ステップＳ７０：判定Ｎ）、さらに連続して検出された検出信号ＣＳの個数が５個以上であるかを判定する（ステップＳ７２：検出個数が５個以上？）。５個以上の場合（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰのランクは適正な状態にあると考えられるから、そのままのランクが維持される。一方、５個以上でない場合（判定Ｎ）、すなわち、４個である場合には、駆動パルスＳＰのランクが高すぎ、駆動力が強すぎるための誤判定が生じうると考えられるため、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げる（ステップＳ７３：１ランクダウン）。
あるいは、別の変形として、図２５で示したフローチャートにおいて、駆動パルスＳＰのランクを下げる処理（ステップＳ２４：ランクＤＯＷＮ）を図３８に示すものとしてもよい。
この変形における駆動パルスＳＰのランクを下げる処理は、まず駆動パルス出力期間の終了直後から、連続して検出された検出信号ＣＳの個数をカウントし、その個数が５個以上であるかを判定する（ステップＳ８０：検出個数が５個以上？）。５個以上である場合（判定Ｙ）、ロータ５１は回転していることから、駆動力に余裕があるか否かをさらに判定するため、さらに、連続して検出された検出信号ＣＳの個数が５個以上である場合の動判定回数をカウントし、その数が２５６回に達したか否かを判定する（ステップＳ８１：検出個数５個以上を継続しつつ動判定回数２５６回？）。この数が２５６回に達していれば（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げ（ステップＳ８２：１ランクダウン）、２５６回に達していなければ（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰのランクはそのまま維持する。
また、駆動パルス出力期間の終了直後から、連続して検出された検出信号ＣＳの個数が５個以上でない場合（ステップＳ８０：判定Ｎ）、すなわち、４個である場合、さらに、連続して検出された検出信号ＣＳの個数が５個未満である場合の動判定回数をカウントし、その数が１２８回に達したかないかを判定する（ステップＳ８３：検出個数５個未満を継続しつつ動判定回数１２８回？）。この数が１２８回に達していれば（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げ（ステップＳ８４：１ランクダウン）、１２８回に達していなければ（判定Ｎ）、駆動パルスＳＰのランクはそのまま維持する。
この制御もまた、現在の駆動パルスＳＰのランクによるステップモータ５０の回転安定性を考慮したもので、現在の駆動パルスＳＰのランクがおおむね適正であると考えられる場合には、ロータ５１が十分な回数連続して回転成功した場合に限り、駆動力に余裕があるものとしてランクを下げる。また、現在の駆動パルスＳＰのランクが高く、駆動力に余裕があると考えられる場合には、ロータ５１がより少ない回数連続して回転成功した場合にランクを下げることにより、速やかに消費電力の削減を図ろうとするものである。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例３：図３９〜４１］
さらなる第４の実施形態の回転検出動作の変形例は、図２６〜２８を参照して説明したように、コイルＡに生じるマイナス方向の起電力Ｉａを検出する回転検出動作に変えて、コイルＡに生じるプラス方向の起電力Ｉａを検出する動作である（コイルＢに正転方向に駆動パルスＳＰを出力する場合）。
この時、図３９〜４１に示すように、駆動パルス出力期間においてコイルＡに生じるプラス方向の起電力Ｉａ（ハッチングで示した）は、コイルＡの端子Ｏ１では負方向に検出される。したがって、本変形例では、端子Ｏ１に検出パルスＣＰを出力し、負方向の検出信号ＣＳを検出するものとする。また、回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間と同等の期間とする。
本変形例での回転検出動作は、回転検出期間ＴＣ中に、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが検出された数を計数し、その数に応じて止判定をする点は本実施形態の最初の例と同じであるが、その判定は、検出信号ＣＳが検出された数が所定の数以上である場合に止判定がなされる点が異なっている。この例では、所定の数は５であり、また、回転検出期間ＴＣ中に含まれる検出パルスＣＰの数も５であるから、結局、回転検出期間ＴＣ中の検出パルスＣＰの全てに対して検出信号ＣＳが検出された場合に止判定がなされ、検出信号ＣＳが検出された個数が検出パルスＣＰの個数に満たない場合に回転判定がなされることに成る。なお、所定の数は必ずしも検出パルスＣＰの数に一致している必要はなく、１以上少ない数であってもよい。例えば、所定の数を４とすると、この場合には、検出信号ＣＳが４個または５個検出されると止判定がなされ、３個以下の場合には回転判定がなされることになる。
図３９のタイミングチャートに示すように、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転である場合には、端子Ｏ１から検出される検出信号ＣＳの数は検出パルスＣＰの数に等しく、５個である。すなわち、この場合には、正しく止判定かなされる。
図４０のタイミングチャートに示すように、駆動パルスＳＰのランクが高くなりロータ５１が回転した場合、端子Ｏ１から検出される検出信号ＣＳの数は依然として検出パルスＣＰの数に等しく、５個である。すなわち、この場合には、ロータ５１が回転しているにもかかわらず、止判定がなされることに成る。
図４１のタイミングチャートに示すように、駆動パルスＳＰのランクがさらに高くなり、ロータ５１が回転している場合、端子Ｏ１から検出される検出信号ＣＳの数は減少し、４個となる。したがって、この場合には、止判定はなされず、正しく回転判定がなされることになる。
なお、第４の実施形態の変形例１にて説明した回転検出動作に準じて、本変形例でも、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳが最初に検出されなくなったタイミングが、駆動パルス出力期間終了後である場合に止判定をし、検出信号ＣＳが最初に検出されなくなったタイミングが、駆動パルス出力期間内である場合に回転判定としてもよい。また、この時の制御回路１２の動作は、図２５で示したものと同じでもよく、あるいは、図３２又は３３に示したものと同様のものであってもよい。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例４：図４２］
さらなる第４の実施形態の回転検出動作の変形例は、駆動パルスＳＰによる駆動力の調整を、ランクの調節によるのではなく、駆動パルスＳＰの出力時間、すなわち、駆動パルス出力期間自体を変化させることにより行う例である。この場合の駆動パルスＳＰのランクは、２０／２４など、適当な値に固定してもよいし、適宜調整するようにしてもよい。また、駆動パルス出力期間は、駆動パルス発生回路１３が駆動パルスＳＰを出力する時点では定まっておらず、駆動パルスＳＰは継続的に出力される。
図４２は、本変形例での回転検出のフローを示すフローチャートである。図４２のステップＳ２０、２１は、すでに説明した図２５におけるものと同じである。また、本変形例での回転検出動作は、第４の実施形態で示した例か、またはその変形例３のものであってよい。すなわち、回転検出期間ＴＣは駆動パルス出力期間ＳＰと同等であり、回転検出期間ＴＣ中に所定の回数以上の検出信号ＣＳが検出された場合に回転判定をするか（第４の実施形態で示した例）、回転検出期間ＴＣ中に検出された検出信号ＣＳの個数が所定の数に満たない場合に回転判定をする（変形例３で示した例）。
このとき、検出信号ＣＳ、すなわち、回転判定を得るのに必要な検出信号ＣＳが得られるタイミングを判定する。まず、図４２に示すように、回転検出を開始してから（ステップＳ２１）、２．５ｍｓまでに必要な検出信号ＣＳが得られたか否かを判定する（ステップＳ９０：２．５ｍｓまでに検出信号有？）。検出信号ＣＳが得られ、回転判定ができる場合（判定Ｙ）、駆動パルスＳＰの駆動力は十分であり、その出力期間は短くてよいと考えられるから、駆動パルスＳＰの幅、すなわち、駆動パルス出力期間を３ｍｓにセットする（ステップＳ９１：ＳＰ幅３ｍｓ）。これにより、駆動パルスＳＰは３ｍｓの間出力が継続され、その後出力は終了することになる。また、検出信号ＣＳが得られて回転判定がなされた後は、回転検出動作を行う必要はないので、検出パルス発生回路１５による検出パルスＣＰの出力も停止してよい。
２．５ｍｓまでに必要な検出信号ＣＳが得られなかった場合（ステップＳ９０：判定Ｎ）、今度は３．５ｍｓまでに必要な検出信号ＣＳが得られたか否かを判定する（ステップＳ９２：３．５ｍｓまでに検出信号有？）。検出信号ＣＳが得られ、回転判定ができる場合（判定Ｙ）、次回の駆動パルスＳＰの幅、すなわち、駆動パルス出力期間は４ｍｓにセットする（ステップＳ９３：ＳＰ幅４ｍｓ）。これにより、駆動パルスＳＰは４ｍｓの間出力が継続され、その後出力は終了することになる。また、回転判定がなされた後は、同様に検出パルスＣＰの出力も停止してよい。
さらに、３．５ｍｓまでに必要な検出信号ＣＳが得られなかった場合（ステップＳ９２：判定Ｎ）、今度は４．５ｍｓまでに必要な検出信号ＣＳが得られたか否かを判定する（ステップＳ９４：４．５ｍｓまでに検出信号有？）。検出信号ＣＳが得られ、回転判定ができる場合（判定Ｙ）、次回の駆動パルスＳＰの幅、すなわち、駆動パルス出力期間は５ｍｓにセットする（ステップＳ９５：ＳＰ幅５ｍｓ）。これにより、駆動パルスＳＰは５ｍｓの間出力が継続され、その後出力は終了することになる。また、回転判定がなされた後は、同様に検出パルスＣＰの出力も停止してよい。
４．５ｍｓまでに必要な検出信号ＣＳが得られなかった場合（ステップＳ９６：判定Ｎ）、電源電圧が低いなど、駆動パルスＳＰによる駆動力が小さく、その期間を所定の上限値まで伸ばしたとしてもロータ５１を十分に回転できない条件であると考えられる。この場合、駆動パルス出力期間は所定の上限値（この例では、５ｍｓ）にセットされ、その後適宜のタイミングで、補正パルスＦＰを出力する（ステップＳ９６：ＳＰ幅５ｍｓ、ＦＰ出力）。こうすることによりロータ５１を確実に回転させる。
本変形例では、ロータ５１の回転判定が得られるまで駆動パルスＳＰの幅、すなわち、駆動パルス出力期間を長くして駆動力を高くするものである。したがって、補正パルスＦＰは、駆動パルス出力期間を、所定の上限値としてもなお回転判定が得られない（すなわち、止判定がなされる）といった場合においてのみ出力され、通常の運針時にはほとんど出力されない。従って、補正パルスＦＰが不必要に出力されることによる消費電力増を抑えることができる。
図４３は、本変形例における、コイルに出力されるパルスの波形図である。同図に示す（１）〜（４）の波形は、駆動パルスＳＰが出力される側のコイルに出力されるパルスのパターンを示しており、ＣＰは、検出パルスＣＰの出力タイミングを示している。
（１）に示す波形は、２．５ｍｓまでに検出信号ＣＳが得られ、回転判断がなされた場合（図４２：ステップＳ９０〜９１）を示している。
ここで、駆動パルスＳＰの詳細な構造について説明する。駆動パルスＳＰは、さらに短い期間に出力されるチョッパーパルスを多数連続した構造となっている。そして、チョッパーパルスは、所定の期間幅内において、信号が出力されている状態から停止している状態に切りかわる（又はその逆）１つの矩形波である。本例では、チョッパーパルスの幅は０．２５ｍｓである。また、この期間幅内において、信号が出力されている時間の割合が駆動パルスＳＰのランクに他ならない。図４３に示した駆動パルスＳＰでは、ランクは１４／１６であるから、１つのチョッパーパルス中において、信号が出力されている期間は０．２１８７５ｍｓ、信号が停止している期間は０．０３１２５ｍｓということになる。
そして、駆動パルスＳＰの幅、すなわち、駆動パルス出力期間中はこのチョッパーパルスが連続して出力される。この（１）の波形では、３．０ｍｓの間継続して駆動パルスＳＰが出力され、その後停止される。
（２）に示す波形は、３．５ｍｓまでに検出信号ＣＳが得られ、回転判断がなされた場合（図４２：ステップＳ９２〜９３）を示している。この波形では、４．０ｍｓの間継続して駆動パルスＳＰが出力され、その後停止される。
（３）に示す波形は、３．５ｍｓまでに検出信号ＣＳが得られ、回転判断がなされた場合（図４２：ステップＳ９４〜９５）を示している。この波形では、５．０ｍｓの間継続して駆動パルスＳＰが出力され、その後停止される。
（４）に示す波形は、３．５ｍｓまでに検出信号ＣＳが得らず、止判断がなされた場合（図４２：ステップＳ９６）を示している。この波形では、上限値となる５．０ｍｓの間継続して駆動パルスＳＰが出力され、その後停止される。そして、さらに駆動パルスＳＰの出力開始から３２ｍｓ後に、補正パルスＦＰが出力される。この補正パルスＦＰは、５．０ｍｓ幅の連続信号が出力された後、ランク８／１６のチョッパーパルスが４．０ｍｓの間連続して出力されるというものであるが、補正パルスＦＰの具体的な構造は特に限定されない。
検出パルスＣＰは、駆動パルス出力期間の上限値である、出力開始から５．０ｍｓの時点までの検出パルスＣＰの出力タイミングを示すものである。図示の例では、０．５ｍｓごとに検出パルスＣＰが出力されるから、最大で９個の検出パルスが出力されることになる。
図４４は、本変形にて出力される駆動パルスＳＰの別の例を示す図である。この別の例では、駆動パルスＳＰの出力期間が長くなるほど、駆動パルスＳＰとして使用されるチョッパーパルスのランクが下がるように変化する。すなわち、駆動パルスＳＰを構成するチョッパーパルスのランクが、時間経過と共に変化し、具体的には時間経過によりランクが下がるというものである。
（１）に示す３．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰでは、チョッパーパルスのランクに変化はなく、駆動パルスＳＰを構成するチョッパーパルスのランクは全期間を通して８／１６である。
（２）に示す４．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰでは、３．０ｍｓを超えた時点以降で出力されるチョッパーパルスのランクは６／１６に下げられている。したがって、この駆動パルスＳＰは、０〜３．０ｍｓまではランク８／１６、３．０ｍｓ〜４．０ｍｓまではランク６／１６となり、時間経過によりランクが低下している。
（３）に示す５．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰでは、３．０ｍｓを超えた時点以降で出力されるチョッパーパルスのランクは６／１６、さらに、４．０ｍｓを超えた時点以降で出力されるチョッパーパルスのランクは４／１６に下げられている。この場合、駆動パルスＳＰは、０〜３．０ｍｓまではランク８／１６、３．０ｍｓ〜４．０ｍｓまではランク６／１６、そして４．０ｍｓ〜５．０ｍｓはランク４／１６となる。
（４）に示す５．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰは、（３）のものと同じであり、また、駆動パルスＳＰの出力開始から３２ｍｓ後に出力される補正パルスＦＰも先の例と同じである。
このように、時間経過に応じて、駆動パルスＳＰを構成するチョッパーパルスのランクが下がるように変化させることにより、駆動パルスＳＰの出力期間が長くなった場合の消費電力の急激な変化を緩和できる。また、駆動パルスＳＰの出力期間が変わることによるステップモータ５０のトルク変化量を小さくできるため、運針時の指針の挙動の変化を小さくできる。
図４５は、本変形にて出力される駆動パルスＳＰのさらに別の例を示す図である。この例では、駆動パルスＳＰの出力期間が長くなるほど、駆動パルスＳＰとして使用されるチョッパーパルスのランクが上がるように変化する。すなわち、駆動パルスＳＰを構成するチョッパーパルスのランクが、時間経過と共に変化し、具体的には時間経過によりランクが上がるというものである。
（１）に示す３．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰでは、駆動パルスＳＰを構成するチョッパーパルスのランクは全幅を通して８／１６である。
（２）に示す４．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰでは、３．０ｍｓを超えた時点以降で出力されるチョッパーパルスのランクは１０／１６に上げられている。したがって、この駆動パルスＳＰは、０〜３．０ｍｓまではランク８／１６、３．０ｍｓ〜４．０ｍｓまではランク１０／１６となり、時間経過によりランクが上昇している。
（３）に示す５．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰでは、３．０ｍｓを超えた時点以降で出力されるチョッパーパルスのランクは１０／１６、さらに、４．０ｍｓを超えた時点以降で出力されるチョッパーパルスのランクは１２／１６に上げられている。この場合、駆動パルスＳＰは、０〜３．０ｍｓまではランク８／１６、３．０ｍｓ〜４．０ｍｓまではランク１０／１６、そして４．０ｍｓ〜５．０ｍｓはランク１２／１６となる。
（４）に示す５．０ｍｓ幅の駆動パルスＳＰは、（３）のものと同じであり、また、駆動パルスＳＰの出力開始から３２ｍｓ後に出力される補正パルスＦＰも先の例と同じである。
このように、時間経過に応じて、駆動パルスＳＰを構成するチョッパーパルスのランクが上がるように変化させることにより、駆動パルスＳＰの出力期間が長くなった場合のステップモータ５０のトルク変化量を大きくできるため、補正パルスＦＰを必要とすることなく、通常の駆動パルスＳＰによってロータ５１を回転させやすい。そのため、駆動パルスＳＰの出力開始から短い時間経過で回転判定が得られやすく、指針の早送りなど、ロータ５１の高速回転に適している。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例５：図２９〜３１、４６、４７］
さらなる第４の実施形態の回転検出動作の変形例として、駆動パルスＳＰの出力後、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが１以上連続して検出される領域の数に基づいて止判定をしてもよい。ここで説明する変形例５では、駆動パルスＳＰの出力後、継続的に検出パルスＣＰを出力し、連続して検出される所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの群の数が０または２以上である場合には止判定をし、１である場合には回転判定をするというものである。
本変形例におけるタイミングチャートは、第４の実施形態の変形例１のものと同様であるから、図２９〜３１を援用する。すなわち、回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間の初期から、駆動パルス出力期間経過後の相当程度経過した時点までに設定される。
このとき、図２９に示すように、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳは、ＣＳ１及びＣＳ２の２群が検出される。検出信号ＣＳ１、ＣＳ２はそれぞれ、少なくとも１以上の検出信号ＣＳを含み、なおかつ、連続して検出される信号からなる群である。検出信号の群は単一の検出信号ＣＳからなるものであってもよい。そして、検出信号ＣＳの群が０（まったく検出されない）か、２以上検出される場合には止判定がなされるから、この場合は、ロータ５１の非回転が正しく検出されていることになる。
図３０に示す、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合では、図２９の場合に分離して生じていた逆起電力Ｉａの波形が接近してつながるため、検出信号ＣＳの群は１つのみ検出される。すなわち、この場合は止判定はなされず、回転判定となるから、ロータ５１の回転が正しく検出されていることになる。
図３１に示す、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合には、図２９の場合に分離して生じていた逆起電力Ｉａの波形はさらに接近しあたかも一つの山のようになるため、この場合にも検出信号ＣＳの群は１つのみ検出される。したがって、この場合にも止判定はなされず、回転判定となるから、ロータ５１の回転が正しく検出されていることになる。
また、本変形例における制御回路１２の動作は、図２５で示したものと同じでもよいし、第４の実施形態の変形例２にて示した、図３７に示したもの又は図３８に示したものであってもよい。
さらに、本変形例において回転判定をする条件として、さらに、１つの検出信号の群に含まれる検出信号ＣＳの数が所定の個数以上であることを追加してもよい。また、回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間の開始時点からではなく、駆動パルス出力期間の終了後から開始するようにしてもよい。
あるいは、図３７に示すフローチャートにおいて、駆動パルスＳＰのランクを変化させる処理（ステップＳ２５：ランクＵＰＤＯＷＮ）を図４６に示すフローとしてもよい。このフローでは、図２９〜３１に示すように、回転検出期間ＴＣを、複数の個別期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に分割している。この例では回転検出期間ＴＣを３つの期間に分割しているが、この数は任意であり、また、各々の個別期間の長さは、互いに異なっていてもよい。ここでは、駆動パルス発生期間の終了時手から順に、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順に、個別期間が配置されているものとする。
図４６に戻り、止判定でない、すなわち、回転判定の場合に、１群の検出信号が、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の全てにまたがって検出されているか否かを判定する（ステップ１００：Ｔ１〜Ｔ３で検出あり？）。１群の検出信号がＴ１〜Ｔ３の全ての期間にまたがっている場合（判定Ｙ）、これは図３０に示されるように、駆動パルスＳＰのランクが、ロータ５１を回転させることはできるが弱く不安定な状態であると考えられるから、駆動パルスＳＰのランクを１ランク上げる（ステップ７１）。
１群の検出信号がＴ１〜Ｔ３の全ての期間にまたがっていない場合（判定Ｎ）、最後の期間であるＴ３を除き、１群の検出信号が、期間Ｔ１〜Ｔ２にまたがって検出されているか否かを判定する（ステップ１００：Ｔ１〜Ｔ２で検出あり？）。１群の検出信号が期間Ｔ１〜Ｔ２にまたがり、期間Ｔ３では検出されない場合（判定Ｙ）、これは、駆動パルスＳＰのランクが、ロータ５１を安定して回転させ、なおかつ、不必要な駆動力を用いていないと考えられるから、駆動パルスＳＰのランクはそのまま維持される。一方、１群の検出信号が期間Ｔ１〜Ｔ２にまたがらない場合（判定Ｎ）、すなわち、期間Ｔ１のみにて検出される場合には、これは、図３１に示されるような状態であり、駆動パルスＳＰのランクはロータ５１を回転させるに十分であるが、不要な電力消費をしていると考えられるから、駆動パルスＳＰのランクを１ランク下げる（ステップＳ７３）。このような制御をすることによっても、片側のコイルに対して検出パルスＣＰを出力し、回転検出を行うことができ、また、駆動パルスＳＰのランクを適切な値に調整して省電力を図ることができる。
また、本変形例の回転検出動作は、さらに変形してよい。すなわち、図４７のタイミングチャートに示すように、回転検出期間ＴＣ中において、所定の閾値Ｖｔｈを超える最初の検出信号ＣＳが検出された時点で、検出パルスＣＰの出力周期を短くしてもよい。図４７に示した例では、検出信号ＣＳ１の最初の信号が検出された時点で、検出パルスＣＰの出力周期を１／２に変更している。
このようにすることで、回転検出の感度を高め、誤検出の可能性を低減できる。すなわち、２以上の検出信号群が存在する場合、本変形例では止判定がなされなければならないが、条件によっては２以上の検出信号群が近接し、検出パルスＣＰの出力周期によっては、あたかも一群の検出信号群であるかのように見える場合がある。検出パルスＣＰの出力周期を短くすることで、このような誤検出を防止できる。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例６：図２９〜３１］
さらに、第４の実施形態の回転検出動作の変形例として、駆動パルスＳＰの出力後、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが検出される個数に基づいて止判定をしてもよい。すなわち、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが検出された個数が所定の数に満たなければ止判定をし、所定の数以上である場合には回転判定をするというものである。ここでは、所定の数として８個を設定するものとする。
本変形例におけるタイミングチャートは、第４の実施形態の変形例１のものと同様であるから、図２９〜３１を援用する。すなわち、回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間の初期から、駆動パルス出力期間経過後の相当程度経過した時点までに設定される。
このとき、図２９に示すように、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数は７個である。したがって、所定の数である８個に満たず、止判定がなされるから、この場合は、ロータ５１の非回転が正しく検出されていることになる。
図３０に示す、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合では、マイナス方向の逆起電力Ｉａの波形が長期間にわたって現れるため、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数は増加し、図示の例では１５個である。すなわち、この場合は止判定はなされず、回転判定となるから、ロータ５１の回転が正しく検出されていることになる。
さらに図３１に示すように、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合には、マイナス方向の逆起電力Ｉａの波形の強度は強くなるものの、波形が出現する期間自体は短くなる。そのため、図示の例では、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数は７個となり、ロータ５１が回転しているにもかかわらず止判定がなされることになる。
また、本変形例における制御回路１２の動作は、図２５で示したものと同じでよいし、また、第４の実施形態の変形例２にて示した、図３７に示したもの又は図３８に示したものであってもよい。この場合、駆動パルスＳＰのランクが高いことに起因して止判定がなされている場合、駆動パルスＳＰのランクは図２５に示すステップＳ３２が繰返し実行されるためさらに上昇するが、ランクが最高ランクに達すると、ステップＳ３１からステップＳ３３が実行されて最小ランクとなる。その後、再び最小ランクから少しずつランクが上昇していくことによって、適切なランクが選択されることになる。
なお、本変形例では、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数が所定の個数検出できた時点で、回転検出を終了してもよい。すなわち、検出パルスＣＰの出力を停止し、回転判定をする。
また、第４の実施形態の変形例５のように、図３７に示すフローチャートにおいて、駆動パルスＳＰのランクを変化させる処理（ステップＳ２５：ランクＵＰＤＯＷＮ）を図４６に示すフローとし、先に説明したように、回転検出期間を複数の個別期間に分割して、各期間における検出信号ＣＳの有無に基づいて、駆動パルスＳＰのランクを変化させるようにしてもよい。
［第４の実施形態の回転検出動作の変形例７：図２５、２９〜３１、３７、３８、４８］
さらに、第４の実施形態の変形例として、すでに説明した第４の実施形態の変形例６と、第４の実施形態の変形例１とを組み合わせた変形例７を説明する。すなわち、この変形例では、まず第４の実施形態の変形例６に倣って、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳが検出された個数が所定の数以上である場合には回転判定をする。一方で、検出信号ＣＳが検出された個数が所定の数に満たなければ、直ちに止判定はせず、第４の実施形態の変形例１に倣って、最初に検出された検出信号ＣＳが駆動パルス発生期間内であれば回転判定をし、そうでない場合に初めて止判定をするというものである。ここでは、所定の数は先の変形例６同様に８個を設定するものとする。
また、本変形例におけるタイミングチャートは、第４の実施形態の変形例１のものと同様であるから、図２９〜３１を援用する。回転検出期間ＴＣは、駆動パルス出力期間の初期から、駆動パルス出力期間経過後の相当程度経過した時点までに設定される。
さらに、本変形例における制御回路１２の動作は、図２５で示したものと同じでよいし、また、第４の実施形態の変形例２にて示した、図３７に示したもの又は図３８に示したものであってもよい。このとき、図２５又は図３７にステップ２２として示された、止判定を行うフローは、本変形例では、図４８に示したフローチャートの通りとなる。
すなわち、止判定を開始した後、まず、所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの個数が８個以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０：検出個数８個以上？）。検出信号ＣＳの個数が８個以上である場合には（判定Ｙ）、変形例６にて説明した場合と同様に、直ちに回転判定をする（ステップＳ１１１：回転判定）。
検出信号ＣＳの個数が８個に満たない場合は（ステップＳ１１０：判定Ｎ）、最初に所定の閾値Ｖｔｈを超えた検出信号ＣＳの位置が、駆動パルス出力期間内であるか否かを判定する（ステップＳ１１２：最初の検出位置はＳＰ出力期間内？）。最初の検出信号ＣＳの位置が駆動パルス出力期間内である場合は（判定Ｙ）、変形例１で説明した場合と同様に、回転判定をするステップＳ１１１）。
なおも、最初の検出信号ＣＳの位置が駆動パルス出力期間内でない場合には（ステップＳ１１２：判定Ｎ）、止判定をする（ステップＳ１１３：止判定）。
この変形例によれば、図２９に示すように、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合、コイルＡの端子Ｏ２から検出され、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数は７個であるから、回転判定はなされない。さらに、最初に検出される検出信号ＣＳの位置は、駆動パルス出力期間の終了後であるから、やはり回転判定はなされず、止判定がなされるから、この場合は、ロータ５１の非回転が正しく検出されていることになる。
図３０に示す、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合では、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数が１５個と所定の数である８個以上となる。そのため、この場合は直ちに回転判定となるから、ロータ５１の回転が正しく検出されていることになる。
さらに図３１に示すように、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合には、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳの個数は７個となり、この時点で回転判定はなされない。しかしながら、最初に検出される検出信号ＣＳの位置は、駆動パルス出力期間内であるから、結局回転判定がなされ、この場合は、ロータ５１の回転が正しく検出されていることになる。
以上説明したように、本変形例では、変形例１と変形例６において、誤判定となっていた条件（ロータ５１が回転しているにもかかわらず止判定をしていた条件）においても、正しく回転判定をすることができ、回転検出の精度が向上する。
なお、この組み合わせの順番は入れ替えてもよい。例えば、図４８のフローチャートで、ステップＳ１１０とステップＳ１１２の順番を入れ替え、最初に検出された検出信号ＣＳの位置が駆動パルス出力期間内である場合には、直ちに回転判定をし、そうでない場合に検出信号ＣＳの個数を判定するようにしてもよい。
以上のように、第４の実施形態によれば、駆動コイルとは異なる他方のコイルから発生する検出信号ＣＳの検出結果に基づいて、ロータ５１の回転検出が行え、あわせて、ロータ５１を確実に回転させるとともに、消費電力を低く抑えることができる。
［第５の実施形態］
［第５の実施形態の回転検出動作の説明：図４９〜５２］
次に、第５の実施形態における回転検出動作を図４９〜５１のタイミングチャートを用いて説明する。第５の実施形態は、先に説明した第４の実施形態と異なり、コイルＡ及びコイルＢの両方に対し検出パルスＣＰを出力し、それぞれのコイルにより得られた検出信号ＣＳに基づいてステップモータ５０のロータ５１の回転検出を行うものである。まず第５の実施形態として説明する例は、それぞれのコイルごとに得られる検出信号ＣＳの総数の差に基づいて回転検出を行うものであり、先に説明した第１の実施形態と類似している。なお、駆動回路１０の構成や使用するステップモータは、これまでの実施形態同様に第１の実施形態と同様（図１、図２、図４参照）とする。
まず、ロータ５１を正転させるべく、コイルＢの端子Ｏ４に駆動パルスＳＰを出力する場合を考える。このとき、検出パルスＣＰは、コイルＡに対しては端子Ｏ２に、コイルＢに対しては端子Ｏ３に出力するものとする。また、回転検出期間ＴＣは、駆動パルスＳＰの出力終了後、５ｍｓ後に始まるように設定されており、駆動パルスＳＰの出力直後の逆起電力Ｉａ及びＩｂは検出しない。
図４９は、先に説明した図２６同様に、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合のタイミングチャートである。この時、コイルＡの端子Ｏ２より検出される、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳ１は４個、駆動パルスＳＰが出力されたコイルＢの端子Ｏ３より検出される検出信号ＣＳ２は１３個と、個数を比較するとＣＳ１＜ＣＳ２となっている。またその差は９個である。
図５０は、先に説明した図２７同様に、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合のタイミングチャートである。この時、コイルＡの端子Ｏ２より検出される、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳ１は１０個、駆動パルスＳＰが出力されたコイルＢの端子Ｏ３より検出される検出信号ＣＳ２は４個と、個数を比較するとＣＳ１＞ＣＳ２となっている。またその差は６個である。
図５１は、先に説明した図２８と同様、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合のタイミングチャートである。この時、コイルＡの端子Ｏ２より検出される、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳ１及び、駆動パルスＳＰが出力されたコイルＢの端子Ｏ３より検出される検出信号ＣＳ２は、いずれも回転検出期間ＴＣの先頭で検出できるのみであり、その数もそれぞれ１個ずつと等しい。
図５２は、駆動パルスＳＰの駆動力に対し、コイルＡ、コイルＢのそれぞれより検出できる検出信号ＣＳ１、ＣＳ２の数の変化を示す模式的なグラフである。グラフより明らかなように、駆動力が小さい領域Ａでは、コイルＡで検出される検出信号ＣＳ１の個数よりも、コイルＢで検出される検出信号ＣＳ２の個数の方が大きい。また、この領域Ａでは、ロータ５１は駆動力不足により回転に失敗しており、非回転である。この領域Ａは、図４９に示したタイミングチャートに対応している。
駆動力が増加し、領域Ｂに入ると、コイルＡで検出される検出信号ＣＳ１の個数が急増するとともに、コイルＢで検出される検出信号ＣＳ２の数が急減し、検出信号ＣＳ１の個数が検出信号ＣＳ２の個数を上回る。この領域Ｂでは、ロータ５１は回転している。この領域Ｂは、図５０に示したタイミングチャートに対応している。
さらに駆動力が増加し、領域Ｃに入ると、コイルＡ、コイルＢで検出される検出信号ＣＳ１、ＣＳ２の個数はいずれも減少し、その差はなくなる。この領域Ｃは、ロータ５１は回転しているが、不必要な駆動力が加わっていると考えられ、図５１に示したタイミングチャートに対応している。
第５の実施形態では、この検出信号ＣＳ１と検出信号ＣＳ２の個数の差を回転検出に利用しており、ＣＳ１＞ＣＳ２、すなわち、駆動パルスＳＰが出力されたコイルで検出された検出信号ＣＳ２の個数を、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイルで検出された検出信号ＣＳ１の個数が上回る場合に回転判定をし、それ以外の場合を止判定としている。すなわち、図５２の領域Ａ及びＣでは止判定がなされ、領域Ｂでは回転判定がなされる。
第５の実施形態では、この止判定に基づいて、駆動パルスＳＰのランクが調整される。具体的には、制御回路１２は、第４の実施形態における図２５で示したものと同じ制御を行ってよいし、また、第４の実施形態の変形例２にて示した、図３７に示したもの又は図３８に示したものであってもよい。本実施形態では、駆動パルスＳＰの駆動力が図５２の領域Ｃにある場合には、駆動パルスＳＰのランクが高いことに起因して止判定がなされていることとなり、駆動パルスＳＰのランクがさらに上昇するが、第４の実施形態の変形例６で説明した場合と同様に、ランクが最高ランクに達すると、駆動パルスＳＰのランクが最小ランクとなることから、最終的には適切なランクが選択されることとなる。
なお、本実施形態で、回転判定をする際にマージンを設け、例えば、駆動パルスＳＰが出力されたコイルで検出された検出信号ＣＳ２の個数を、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイルで検出された検出信号ＣＳ１の個数が所定の数以上上回った場合に回転判定をするものとしてもよい。この所定の数は、例えば、１〜３個である。
また、第４の実施形態の変形例５、図４６のフローチャートに示したように、回転検出期間ＴＣを、複数の個別期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に分割し、各期間における検出信号ＣＳの有無に基づいて、駆動パルスＳＰのランクを変化させるようにしてもよい。
［第５の実施形態の回転検出動作の変形例１：図４９〜５２］
第５の実施形態の回転検出動作は、種々の変形を加えてよい。ここで説明する変形例１は、第２の実施形態で説明したものと類似しており、それぞれのコイルごとに検出信号ＣＳが最初に得られるタイミングに基づいて回転検出を行うものである。このときのタイミングチャートは、先に説明した第５の実施形態のものと同一であるから、図４９〜５１を援用する。
図４９に示すように、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合、検出信号ＣＳ１が最初に得られるタイミングは駆動パルスＳＰの出力開始から１０ｍｓ後、検出信号ＣＳ２が最初に得られるタイミングは駆動パルスＳＰの出力開始から６．５ｍｓ後であり、駆動パルスＳＰが出力されたコイルＢ側の検出信号ＣＳ２が先に検出される。
図５０に示すように、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合だと、両者の関係は逆転し、検出信号ＣＳ１は駆動パルスＳＰの出力開始から６ｍｓ後に検出され、検出信号ＣＳ２は駆動パルスＳＰの出力開始から９．５ｍｓ後に検出されるから、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイルＡ側の検出信号ＣＳ１が先に検出される。
図５１に示す駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合では、検出信号ＣＳ１及びＣＳ２は回転検出期間ＴＣの開始と同時に検出されており、両者の検出タイミングに差はない。
第５の実施形態の変形例１では、この検出信号ＣＳ１と検出信号ＣＳ２の検出タイミングの差を回転検出に利用しており、ＣＳ１＞ＣＳ２、すなわち、駆動パルスＳＰが出力されたコイルで検出信号ＣＳ２が最初に検出されるタイミングよりも早く、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイルで検出信号ＣＳ１が最初に検出されるタイミングのほうが早い場合に回転判定をし、それ以外の場合を止判定としている。本変形例においても、第５の実施形態と同様に、図５２の領域Ａ及びＣでは止判定がなされ、領域Ｂでは回転判定がなされる。
本変形例でも、この止判定に基づいて、駆動パルスＳＰのランクが調整される。すなわち、制御回路１２は、第４の実施形態における図２５で示したものと同じ制御を行ってよいし、また、第４の実施形態の変形例２にて示した、図３７に示したもの又は図３８に示したものであってもよい。本変形例でも、駆動パルスＳＰの駆動力が図５２の領域Ｃにある場合には、駆動パルスＳＰのランクが高いことに起因して止判定がなされていることとなり、駆動パルスＳＰのランクがさらに上昇するが、第４の実施形態の変形例６で説明した場合と同様に、ランクが最高ランクに達すると、駆動パルスＳＰのランクが最小ランクとなることから、最終的には適切なランクが選択されることとなる。
なお、本変形例でも、タイミング判定をする際にマージンを設け、例えば、駆動パルスＳＰが出力されたコイルで検出信号ＣＳが最初に検出されるタイミングに対し、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイルで検出信号ＣＳ１が最初に検出されるタイミングが所定の時間以上早い場合に回転判定をするものとしてもよい。この所定の時間は、例えば、１〜３ｍｓである。
また、第４の実施形態の変形例５、図４６のフローチャートに示したように、回転検出期間ＴＣを、複数の個別期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に分割し、各期間における検出信号ＣＳの有無に基づいて、駆動パルスＳＰのランクを変化させるようにしてもよい点も同様である。
［第５の実施形態の回転検出動作の変形例２：図５３〜５５］
さらに、第５の実施形態の回転検出動作の変形例を説明する。ここで説明する変形例２は、回転検出期間ＴＣを、第１回転検出期間ＴＣ１と第２回転検出期間ＴＣ２とに分け、異なる回転検出期間ごとに、異なるコイルに対して検出パルスを出力して回転検出をするものである。
ここでの第１回転検出期間ＴＣ１は、回転検出期間ＴＣの前側に割り当てられており、回転検出期間ＴＣが、駆動パルスＳＰの出力後６ｍｓから開始されるものとすると、第１回転検出期間ＴＣ１もまた駆動パルスＳＰの出力後６ｍｓから開始される。
そして、第１回転検出期間ＴＣ１において、所与の条件が満たされた場合、第２回転検出期間ＴＣ２へと移行する。第１回転検出期間ＴＣ１における所与の条件とは、駆動パルスＳＰが出力されなかったコイル（ここでは、コイルＡ）において、所定の期間内に、所定の回数の検出信号ＣＳ１を検出することである。一例として、所定の期間として、５ｍｓ、検出パルスの出力周期を０．５ｍｓ、所定の回数を７回とすると、第１回転期間ＴＣ１の開始後、１０回の検出パルスが出力されるまでに７回の検出信号ＣＳ１を検出すること、となる。
係る条件が満たされなければ止判定をし、かかる条件が満たされれば直ちに第２回転検出期間ＴＣ２へと移行する。
第２回転検出期間ＴＣ２においても同様に、所与の条件が満たされるか否かを判定し、満たされなければ止り判定を、満たされれば回転判定をする。第２回転検出期間ＴＣ２における所与の条件とは、駆動パルスＳＰが出力されたコイル（ここでは、コイルＢ）において、所定の期間内に、指定の回数の検出信号ＣＳ２を検出することである。一例として、所定の期間を３ｍｓ、所定の回数を３回とすると、第２回転検出期間ＴＣ２の開始後、６回の検出パルスが出力されるまでに３回の検出信号ＣＳ２を検出すること、が条件となる。
この条件を用いた回転検出動作を図５３に示すタイミングチャートで説明する。図５３は、先の変形例の図５０に対応し、駆動パルスＳＰのランクが上がり、ロータ５１が回転した場合をしめしている。また、これは、図５２でいえば領域Ｂにある状態である。
この時、駆動パルスＳＰの出力後６ｍｓ後に第１回転検出期間ＴＣ１が開始され、コイルＡの端子Ｏ２に検出パルスＣＰが出力される。その結果、連続して所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳ１が７個検出され、第１回転検出期間ＴＣ１における所与の条件が満足される。
直ちに第２回転期間ＴＣ２が開始され、コイルＢの端子Ｏ３に検出パルスＣＰが出力される。この結果、連続して所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳ２が３個検出され、第２回転検出期間ＴＣ２における所与の条件も満足されるから、この時点で回転検出期間ＴＣは終了となり、回転判定が正しくなされる。
これに対し、図５４に示すタイミングチャートでの回転検出動作を説明する。図５４は、先の図４９に対応し、駆動パルスＳＰのランクが低く、ロータ５１が非回転の場合である。また、これは、図５２でいえば領域Ａにある状態である。
この時、駆動パルスＳＰの出力後６ｍｓ後に第１回転検出期間ＴＣ１が開始され、コイルＡの端子Ｏ２に検出パルスＣＰが出力される。図示の例では、７回の検出パルスＣＰに対して、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号は得られず、駆動パルスＳＰ出力後９．５ｍｓ後からようやく検出信号ＣＳ１が４個連続して検出される。
しかしながら、この時点で第１回転検出期間ＴＣ１の所定の期間である５ｍｓが経過してしまうため、所与の条件は満たされず、第１回転検出期間ＴＣ１は終了する。また、条件が満足されなかったため、第２回転検出期間ＴＣ２への移行はなされず、回転検出期間ＴＣそのものが終了する。そして、回転検出結果として、止判定がなされ、回転判定が正しくなされる。
さらに、図５５に示すタイミングチャートでの回転検出動作を説明する。図５２は、先の図５１に対応し、駆動パルスＳＰのランクがさらに上がり、ロータ５１が回転している場合である。また、これは、図５２でいえば領域Ｃにある状態である。
この時、駆動パルスＳＰの出力後６ｍｓ後に第１回転検出期間ＴＣ１が開始され、コイルＡの端子Ｏ２に検出パルスＣＰが出力される。図示の例では、初回の検出パルスＣＰに対して、所定の閾値Ｖｔｈを超える検出信号ＣＳ１が得られるものの、以降は検出信号を得ることはできず、結局、検出信号ＣＳ１は１個のみ検出された状態で第１回転検出期間ＴＣ１の所定の期間である５ｍｓが経過してしまう。したがって、所与の条件は満たされず、第１回転検出期間ＴＣ１は終了し、第２回転検出期間ＴＣ２への移行はなされず、回転検出期間ＴＣそのものが終了する。そして、回転検出結果として、止判定がなされる。
すなわち、このケースでは、ロータ５１が回転しているにもかかわらず、止判定がなされることになる。すなわち、本変形例においても、第５の実施形態と、その変形例１と同様に、図５２の領域Ａ及びＣでは止判定がなされ、領域Ｂでは回転判定がなされる。
本変形例でも、この止判定に基づいて、駆動パルスＳＰのランクが調整される。すなわち、制御回路１２は、第４の実施形態における図２５で示したものと同じ制御を行ってよいし、また、第４の実施形態の変形例２にて示した、図３７に示したもの又は図３８に示したものであってもよい。本変形例でも、駆動パルスＳＰの駆動力が図５２の領域Ｃにある場合には、駆動パルスＳＰのランクが高いことに起因して止判定がなされていることとなり、駆動パルスＳＰのランクがさらに上昇するが、第４の実施形態の変形例６で説明した場合と同様に、ランクが最高ランクに達すると、駆動パルスＳＰのランクが最小ランクとなることから、最終的には適切なランクが選択されることとなる。
なお、第５の実施形態の各変形例においては、駆動パルスＳＰのランクの選択を、回転判定がなされた場合の、検出信号ＣＳの検出終了タイミングに基づいて行ってもよい。例えば、検出信号ＣＳの検出終了タイミングが早い場合には駆動力が過大であると判定して、駆動パルスＳＰのランクを下げ、検出信号ＣＳの検出終了タイミングが遅い場合には駆動力が不足していると判定して、駆動パルスＳＰのランクを上げるようにしてもよい。
なお、本発明の各実施形態で示した駆動回路の構成図、ステップモータの構成図、フローチャート、タイミングチャート等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更することができる。

Claims (12)

  1. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、
    他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、
    前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    前記第１検出信号と前記第２検出信号の各検出総数を計数し、
    前記第１検出信号の検出総数が、前記第２検出信号の検出総数以上の場合は非回転と判定し、
    前記第１検出信号の検出総数が、前記第２検出信号の検出総数よりも少ない場合は回転と判定する
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  2. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、
    他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、
    前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    前記第１検出信号の所定数の検出が、前記第２検出信号の所定数の検出より早い又は同じ場合に非回転と判定し、
    前記第１検出信号の所定数の検出が、前記第２検出信号の所定数の検出より遅い場合に回転と判定する
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  3. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、
    他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、
    前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    前記第１検出パルスのパルス幅が、前記第２検出パルスのパルス幅より広い
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  4. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、
    他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、
    前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    少なくとも前記第１検出パルスと前記第２検出パルスが出力されるときに、前記第１のコイルと前記第２のコイルに接続される検出抵抗を有し、
    前記第１検出パルスが出力されるときの前記検出抵抗の抵抗値が、
    前記第２検出パルスが出力されるときの前記検出抵抗の抵抗値より大きい
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  5. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、
    他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、
    前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    前記第１検出信号の採否を決定するための閾値が、
    前記第２検出信号の採否を決定するための閾値より低い
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  6. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力されない前記コイルに出力される検出パルスを出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記検出パルスにより発生する検出信号を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    前記回転検出回路は、
    前記駆動パルスが出力される期間において検出された前記検出信号に基づいて、前記ロータが回転したか否かを判定する
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  7. 前記回転検出回路は、
    検出された前記検出信号の数に基づいて、前記ロータが回転したか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項６に記載の２コイルステップモータ用駆動回路。
  8. 前記回転検出回路は、
    検出された前記検出信号の群の数に基づいて、前記ロータが回転したか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項６に記載の２コイルステップモータ用駆動回路。
  9. 前記検出パルス発生回路は、前記ロータの駆動中に前記検出パルスを出力し、
    前記駆動パルス発生回路は、前記回転検出回路により前記ロータの回転が検出されることに起因して、前記駆動パルスの継続出力を終了する
    ことを特徴とする請求項６に記載の２コイルステップモータ用駆動回路。
  10. 前記駆動パルス発生回路は、前記駆動パルスが出力される期間において、前記検出信号が得られるまで前記駆動パルスのパルス幅を変更する
    ことを特徴とする請求項９に記載の２コイルステップモータ用駆動回路。
  11. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータ用の駆動回路であって、
    前記第１のコイル又は前記第２のコイルに、前記ロータを駆動するための駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路と、
    前記駆動パルスによる前記ロータの駆動中又は駆動後に、前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに発生する逆起電流を検出するための検出パルスを前記第１のコイルと前記第２のコイルの少なくともいずれかに出力する検出パルス発生回路と、
    前記検出パルスにより発生した検出信号を入力し、前記ロータが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、
    前記検出パルス発生回路は、
    前記駆動パルスが出力される前記コイルに出力される第１検出パルスと、
    他方の前記コイルに出力される第２検出パルスと、を出力し、
    前記回転検出回路は、
    前記第１検出パルスにより発生する第１検出信号と、
    前記第２検出パルスにより発生する第２検出信号と、を用いて、前記ロータが回転したか否かを判定し、
    前記ロータが回転したか否かを判定する回転検出期間を、前側の第１回転検出期間とし、後側を第２回転検出期間とした際に、
    前記検出パルス発生回路は、第１回転検出期間において前記第２検出パルスを出力し、
    前記回転検出回路は、前記第２検出信号が所与の条件を満足するかを判定し、
    前記検出パルス発生回路は、前記所与の条件が満足される場合に、第２回転検出期間において前記第１検出パルスを出力し、
    前記回転検出回路は、前記第１検出信号に基づいて、前記ロータの回転を検出する
    ことを特徴とする２コイルステップモータ用駆動回路。
  12. 径方向に２極以上着磁されたロータと、
    該ロータを介して対向して設けられる第１のステータ磁極部及び第２のステータ磁極部と、
    該第１のステータ磁極部と該第２のステータ磁極部の間にあって、前記ロータに向き合って設けられる第３のステータ磁極部と、を有するステータと、
    前記第１のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第１のコイルと、
    前記第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部に磁気的に結合する第２のコイルと、
    を有する２コイルステップモータであって、
    前記ステータは、前記第１及び第２のステータ磁極部と前記第３のステータ磁極部を磁気的に分離するスリットを有し、
    前記ロータの中心と前記スリットを結ぶ線と、
    前記ロータ中心を通る前記第３のステータ磁極部の中心線が成す角度が、７５°±２０°となる２コイルステップモータと、
    該２コイルステップモータを駆動するための請求項１から１１のいずれか１項に記載の２コイルステップモータ用駆動回路を有する
    ことを特徴とする電子時計。
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