JP7232684B2 - ステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法に関する。

時計の指針駆動などに用いられるステッピングモータを駆動する場合において、落下の衝撃などの外力がステッピングモータのロータに加わる場合がある。この場合、外力によってロータの回転位置が変化することにより、ロータの回転位置が本来の制御位置からずれることがあった。これに関し、特許文献１には、ロータに外力が加わった場合に、ロータに制動力を与えて、ロータの回転を抑止する技術が開示されている。

特開２０１７－９６９５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような従来技術によると、制動力が十分に得られない場合があるという課題があった。
上述した課題に鑑み、本発明の実施形態は、ステッピングモータの回転制御において、ロータを回転させる外力を受けた場合のロータの回転位置の補正の精度を向上させることができるステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、指針を時計回りに回転させる正転方向及び前記指針を前記正転方向とは反対の方向である逆転方向に回転させるロータと、駆動電流が流されることにより磁束を発生させるコイルと、前記コイルが発生させる磁束を前記ロータに与えるステータと、を備えるステッピングモータを制御するためのステッピングモータ制御装置であって、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記磁束による力以外の外力が前記ロータに加わったことを検出する外力検出部と、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する回転方向検出部と、前記ロータに前記外力が加わったことを前記外力検出部が検出した場合に、前記正転方向に駆動する駆動電流と前記逆転方向に駆動する駆動電流とのうち、前記回転方向検出部が検出する回転方向に一致する方向に前記ロータを回転させる駆動電流を前記コイルに供給する駆動制御部と、を備える。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する回転方向検出部をさらに備え、前記駆動制御部は、前記正転方向に駆動する駆動電流と前記逆転方向に駆動する駆動電流とのうち、前記回転方向検出部が検出する回転方向に一致する方向に前記ロータを回転させる駆動電流を前記コイルに供給する。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置において、前記回転方向検出部は、前記コイルの両端のいずれかに誘起される電圧の出現順序に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置において、前記回転方向検出部は、前記コイルに誘起される電圧の出現時間幅に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置において、前記ロータは、少なくともＮ極とＳ極との２極に着磁され、前記ステータの基準方向と前記ロータの磁極の方向との相対位置関係にさらに基づいて、前記外力によって回転した前記ロータの磁極の方向を検出する回転位置検出部をさらに備え、前記駆動制御部は、前記回転位置検出部によって検出された前記ロータの磁極の方向に基づいて、前記コイルに供給する駆動電流の状態を制御する。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御装置は、前記駆動制御部が前記駆動電流を前記コイルに供給した後に、前記ロータを回転させる検査電流を前記コイルに供給する検査電流供給部をさらに備え、前記回転位置検出部は、前記検査電流供給部によって前記検査電流が前記コイルに供給された後に、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて前記ロータの磁極の回転位置を検出する。

本発明の一態様に係る時計は、上述のステッピングモータ制御装置と、前記ステッピングモータと、前記指針とを備える。

本発明の一態様に係るステッピングモータ制御方法は、指針を時計回りに回転させる正転方向及び前記指針を前記正転方向とは反対の方向である逆転方向に回転させるロータと、駆動電流が流されることにより磁束を発生させるコイルと、前記コイルが発生させる磁束を前記ロータに与えるステータと、を備えるステッピングモータの制御方法であって、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記磁束による力以外の外力が前記ロータに加わったことを検出する外力検出工程と、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する回転方向検出工程と、前記ロータに前記外力が加わったことが前記外力検出工程において検出された場合に、前記正転方向に駆動する駆動電流と前記逆転方向に駆動する駆動電流とのうち、前記回転方向検出工程において検出される回転方向に一致する方向に前記ロータを回転させる駆動電流を前記コイルに供給する駆動制御工程と、を有する。

本発明の実施形態によれば、ロータを回転させる外力を受けた場合のロータの回転位置の補正の精度を向上させることができるステッピングモータ制御装置、時計およびステッピングモータ制御方法を提供することができる。

実施形態に係る時計の構成の一例を示す図である。 実施形態に係るモータ駆動回路及びステッピングモータの一例を示す図である。 実施形態に係るロータを回転させる場合にコイルの二つの端子それぞれに発生する信号及びこれらの信号を発生させるためにトランジスタのゲートに入力されるゲート信号の一例を示す図である。 実施形態に係るロータが図２に示した状態から正転方向に１ステップ回転し、自由振動している状態の一例を示す図である。 図４に示した場合における駆動パルス、誘起電圧及び補正駆動パルスと、これら三つの信号を発生させるためにトランジスタのゲートに入力されるゲート信号の一例である。 図２に示した状態からロータを正転方向に１ステップ回転させた後、ロータを正転方向に１ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合の一例を示す図である。 図６に示した場合においてトランジスタのゲートに入力されるゲート信号及びコイルの二つの端子それぞれに発生する誘起電圧の一例を示す図である。 図２に示した状態からロータを正転方向に１ステップ回転させた後、ロータを逆転方向に１ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合の一例を示す図である。 図８に示した場合においてコイルの二つの端子それぞれに発生する誘起電圧の一例を示す図である。 本実施形態の針飛び回転方向検出回路による回転方向の検出パターンの一例を示す図である。 本実施形態における正転衝撃の場合のロータの挙動の一例を示す図である。 本実施形態における逆転衝撃の場合のロータの挙動の一例を示す図である。 本実施形態のステッピングモータ制御装置の動作の一例を示す図である。 本実施形態のロータに正転方向の外力が加わった状態の一例を示す図である。 本実施形態のロータに正転方向の外力が加わった場合の波形の一例を示す図である。 本実施形態のロータに逆転方向の外力が加わった状態の一例を示す図である。 本実施形態のロータに逆転方向の外力が加わった場合の波形の一例を示す図である。

図を参照しながら、実施形態に係る時計１の一例について説明する。
図１は、実施形態に係る時計の構成の一例を示す図である。

［時計１の機能構成］
時計１は、ステッピングモータ制御装置１００と、ステッピングモータ１５１と、時計ケース１５２と、アナログ表示部１５３と、ムーブメント１５４と、指針１５５とを備える。

時計ケース１５２は、ステッピングモータ制御装置１００と、ステッピングモータ１５１と、アナログ表示部１５３と、ムーブメント１５４と、指針１５５とを収納している筐体である。

アナログ表示部１５３は、目盛りが刻まれた文字盤である。ムーブメント１５４は、時計１の各部を駆動させるための機械式の機構である。指針１５５は、時針、分針、秒針その他の針を含む。

ステッピングモータ制御装置１００は、発振回路１０１と、分周回路１０２と、制御回路１０３と、主駆動パルス発生回路１０４と、補正駆動パルス発生回路１０５と、モータ駆動回路１０６と、回転検出回路１１３と、回転補正回路１１６と、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７と、針飛び抑制パルス発生回路１１８と、極性チェックパルス発生回路１１９と、極性検出回路１２０と、針飛び検出回路１２１と、針飛び回転方向検出回路１２２とを備える。

発振回路１０１は、所定の周波数を有する信号を発生させて分周回路１０２に送信する。分周回路１０２は、発振回路１０１から受信した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生させて制御回路１０３に送信する。制御回路１０３は、分周回路１０２から受信した時計信号等に基づいて、時計１の各部に制御信号を送信し、これらの動作を制御する。

主駆動パルス発生回路１０４は、制御回路１０３から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１５１を駆動する駆動電流Ｉｄｒｖを発生させてモータ駆動回路１０６に出力する。以下の説明において、ステッピングモータ１５１を駆動する駆動電流Ｉｄｒｖを主駆動パルスとも記載する。主駆動パルスは、後述するステッピングモータ１５１のロータ２０２を１ステップ、すなわち１８０度正転方向に回転させるために出力される櫛歯状の電圧パルスである。
以下の説明において、指針１５５を時計周りに回転させる場合のロータ２０２の回転方向を正転方向ともいう。また、指針１５５を反時計周りに回転させる場合のロータ２０２の回転方向を逆転方向ともいう。

補正駆動パルス発生回路１０５は、制御回路１０３から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ１５１を駆動する補正駆動電流Ｉｃｒを発生させてモータ駆動回路１０６に出力する。以下の説明において、ステッピングモータ１５１を駆動する補正駆動電流Ｉｃｒを補正駆動パルスとも記載する。補正駆動パルスは、後述するステッピングモータ１５１のロータ２０２が主駆動パルスにより正転方向に回転しなかった場合に出力される電圧パルスであり、主駆動パルスよりもデューティ比が大きいため、主駆動パルスよりもエネルギーが大きい。補正駆動パルスは、主駆動パルスに比べて大きなトルクによってステッピングモータ１５１を駆動する。

［モータ駆動回路１０６及びステッピングモータ１５１の構成］
図２は、実施形態に係るモータ駆動回路及びステッピングモータの一例を示す図である。モータ駆動回路１０６は、トランジスタＴＰ１と、トランジスタＴＰ２と、トランジスタＴＰ３と、トランジスタＴＰ４と、トランジスタＴＮ１と、トランジスタＴＮ２と、検出抵抗Ｒｓ１と、検出抵抗Ｒｓ２と、端子ОＵＴ１と、端子ОＵＴ２とを備える。

トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４は、ＰチャネルのＭОＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であり、ローレベルのゲート信号を受信するとオンになり、ハイレベルのゲート信号を受信するとオフになる。また、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２は、ＮチャネルのＭОＳＦＥＴであり、ローレベルのゲート信号を受信するとオフになり、ハイレベルのゲート信号を受信するとオンになる。なお、ハイレベルの電位は、モータ駆動回路１０６の電源電圧であるＶＤＤと等しい電位である。また、ローレベルの電位は、０Ｖ又は基準電圧であるＶＳＳと等しい電位である。

トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４のソースは、互いに電気的に接続されており、モータ駆動回路１０６の電源電圧であるＶＤＤが供給される。トランジスタＴＰ３のドレインは、検出抵抗Ｒｓ１の一端に電気的に接続されている。また、トランジスタＴＰ１のドレイン、トランジスタＴＮ１のドレイン及び検出抵抗Ｒｓ１の他端は、端子ОＵＴ１に電気的に接続されている。トランジスタＴＰ４のドレインは、検出抵抗Ｒｓ２の一端に電気的に接続されている。また、トランジスタＴＰ２のドレイン、トランジスタＴＮ２のドレイン及び検出抵抗Ｒｓ２の他端は、端子ОＵＴ２に電気的に接続されている。トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２のソースは、互いに電気的に接続されており、０Ｖ又は基準電圧であるＶＳＳが供給される。また、端子ОＵＴ１及び端子ОＵＴ２は、図示されていないコンパレータの入力端子に接続されている。さらに、このコンパレータの基準入力端子には、後述する基準電圧Ｖｃｏｍｐが入力される。

［ステッピングモータ１５１の構成］
ステッピングモータ１５１は、ステータ２０１と、ロータ２０２と、ロータ収納用貫通孔２０３と、内ノッチ２０４と、内ノッチ２０５と、外ノッチ２０６と、外ノッチ２０７と、磁心２０８と、コイル２０９とを備える。

磁心２０８は、磁性材料で作製されている棒状の部材であり、ステータ２０１の両端と接合されている。

コイル２０９は、磁心２０８に巻き付けられており、端子ОＵＴ１に一端が接続されており、端子ОＵＴ２に他端が接続されている。コイル２０９は、駆動電流Ｉｄｒｖが流されることにより磁束を発生させる。

なお、コイル２０９の端子ОＵＴ１は、第１コンパレータ（不図示）の入力端子に接続されている。第１コンパレータの基準電圧入力端子には、基準電圧Ｖｃｏｍｐが供給される。第１コンパレータは、入力端子に印加される端子ОＵＴ１（又は端子ОＵＴ２）の電圧と、基準電圧Ｖｃｏｍｐとの比較結果を出力する。端子ОＵＴ２は、第２コンパレータ（不図示）の入力端子に接続されている。第２コンパレータの構成は、第１コンパレータと同様であるため、説明を省略する。

ステータ２０１は、Ｕ字状に湾曲しており、磁性材料で作製されている部材である。ステータ２０１は、コイル２０９が発生させる磁束をロータ２０２に与える。

ロータ２０２は、円柱状に形成されており、ステータ２０１に形成されたロータ収納用貫通孔２０３に対して回転可能な状態で挿入されている。また、ロータ２０２は、着磁されているため、Ｎ極及びＳ極を有する。以下の説明において、ロータ２０２のＳ極からＮ極に向かう軸を磁極軸Ａとも称し、磁極軸ＡのＳ極からＮ極へ向かう方向を磁極軸Ａの正の方向（又は単に磁極軸Ａの方向）とも称する。
ロータ２０２は、正転方向に回転することにより輪列を介して指針１５５を時計周りに回転させ、逆転方向に回転することにより輪列を介して指針１５５を反時計周りに回転させる。すなわち、ロータ２０２は、指針１５５を時計回りに回転させる正転方向及び指針１５５を正転方向とは反対の方向である逆転方向に回転させる。

内ノッチ２０４及び内ノッチ２０５は、ロータ収納用貫通孔２０３の壁面に形成された切り欠きであり、ステータ２０１に対するロータ２０２の停止位置を決定している。すなわち、例えば、図２に示すように、ロータ２０２は、コイル２０９が励磁されていない場合、磁極軸が内ノッチ２０４と内ノッチ２０５とを結ぶ線分と直交する位置で静止する。

外ノッチ２０６及び外ノッチ２０７は、それぞれ湾曲しているステータ２０１の内側及び外側に形成されている切り欠きであり、ロータ収納用貫通孔２０３との間に過飽和部を形成している。ここで、過飽和部は、ロータ２０２の磁束により磁気飽和せず、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部分である。

［ステッピングモータ１５１の駆動波形の一例］
図３は、実施形態に係るロータを回転させる場合にコイルの二つの端子それぞれに発生する信号及びこれらの信号を発生させるためにトランジスタのゲートに入力されるゲート信号の一例を示す図である。

モータ駆動回路１０６は、ロータ２０２の磁極軸Ａが内ノッチ２０４と内ノッチ２０５とを結ぶ線分と直交した状態で静止している場合において、例えば、トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３、トランジスタＴＰ４、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２に対してゲート信号を出力する。ここで、同図のＴＰ１は、トランジスタＴＰ１のゲート信号を、ＴＰ２は、トランジスタＴＰ２のゲート信号を、ＴＰ３は、トランジスタＴＰ３のゲート信号を、ＴＰ４は、トランジスタＴＰ４のゲート信号をそれぞれ示す。また、ＴＮ１は、トランジスタＴＮ１のゲート信号を、ＴＮ２は、トランジスタＴＮ２のゲート信号をそれぞれ示す。

モータ駆動回路１０６は、ロータ２０２の停止位置における磁極軸Ａの方向に応じて、コイル２０９に供給する駆動電流Ｉｄｒｖの方向を反転させることにより、ロータ２０２を一定の方向（例えば、正転方向）に回転させる。

一例として正転方向の駆動について説明する。モータ駆動回路１０６が駆動パルスをコイル２０９の第１端子ＯＵＴ１と第２端子ＯＵＴ２との間に供給すると、ステータ２０１には、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に生じる磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は、図２の反時計回りに１８０度回転し、安定的に停止する。この約１８０度の回転により、時計１の指針１５５は規定量のひと目盛り分を移動することができる。当該規定量の動作を１ステップと称する場合もある。当該規定量の動作となるように、ロータ２０２と指針１５５との間には適当な減速比を備える輪列が適宜配置されている。本実施形態の一例では、１ステップの動作によって指針１５５が１秒分移動する。

ロータ２０２が図２の状態にある場合に、モータ駆動回路１０６が図３の時刻ｔ１～時刻ｔ２に示す駆動パルスをコイル２０９の第１端子ＯＵＴ１と第２端子ＯＵＴ２との間に供給すると、ステータ２０１には磁束が発生する。この磁束によりロータ２０２は、図２の反時計回りに１８０度回転し、安定的に停止する。
また、ロータ２０２が図２の状態から略１８０度回転した状態にある場合に、モータ駆動回路１０６が図３の時刻ｔ３～時刻ｔ４に示す駆動パルス（つまり、時刻ｔ１～時刻ｔ２の駆動パルスとは逆極性の駆動パルス）をコイル２０９の第１端子ＯＵＴ１と第２端子ＯＵＴ２との間に供給すると、ステータ２０１には、時刻ｔ１～時刻ｔ２において発生した磁束とは逆向きの磁束が発生する。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に生じる磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は、図２の反時計回りに１８０度回転し、安定的に停止する。
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、ロータ２０２は、図２の反時計回りに略１８０度ずつ連続的に回転する。

［ロータ回転検出とロータ停止時の補正駆動パルス出力］
次に、回転検出回路１１３によるロータ２０２の回転検出の仕組みについて図４及び図５を参照して説明する。
図４は、実施形態に係るロータが図２に示した状態から正転方向に１ステップ回転し、自由振動している状態の一例を示す図である。
図５は、図４に示した場合における駆動パルス、誘起電圧及び補正駆動パルスと、これら三つの信号を発生させるためにトランジスタのゲートに入力されるゲート信号の一例である。以下の説明では、図４に示したＸ方向とＹ方向により区切られた第Ｉ象限、第ＩＩ象限、第ＩＩＩ象限及び第ＩＶ象限を使用する。また、図４に示すように、第Ｉ象限及び第ＩＩ象限によって構成される領域と第ＩＩＩ象限及び第ＩＶ象限によって構成される領域との境界（図中のＸ軸）には、水平磁極が位置している。

モータ駆動回路１０６は、図３の時刻ｔ１～時刻ｔ２に示したゲート信号と同様のゲート信号を出力することにより、端子ОＵＴ２に図５に示した駆動パルスＰ１を出力する。これにより、ＶＤＤ、トランジスタＴＰ１、端子ОＵＴ１、コイル２０９、端子ОＵＴ２、トランジスタＴＮ２、ＶＳＳの経路で駆動電流が流れ、コイル２０９に磁束が発生する。ロータ２０２のＮ極及びＳ極が当該磁束によりステータ２０１に発生したＮ極及びＳ極それぞれと反発することにより、ロータ２０２は、図４に示した軌跡ｒ１、軌跡ｒ２及び軌跡ｒ３で示すように、θ_０方向からθ_１方向に回転する。

軌跡ｒ１は、ロータ２０２がＮ極をθ_０の方向に向けている状態から内ノッチ２０５により形成されている磁気的ポテンシャルの最大点を超え、第ＩＩ象限と第ＩＩＩ象限との境界に到達する様子を表している。また、駆動パルスＰ１は、ロータ２０２が軌跡ｒ１で表される回転を続けている間、出力される。軌跡ｒ２は、ロータ２０２のＮ極が第ＩＩ象限と第ＩＩＩ象限との境界に位置している状態からロータ２０２がＮ極をθ_１の方向に向けている状態を経て、時計周りの角速度がゼロになるまで回転する様子を表している。軌跡ｒ３は、時計周りの角速度がゼロになった後、ロータ２０２が反時計周りに回転する様子を表している。ロータ２０２は、この後も運動エネルギーが尽きるまで時計周り方向への回転と反時計周り方向への回転とを繰り返す。

モータ駆動回路１０６は、ロータ２０２が軌跡ｒ２又は軌跡ｒ３上で表される回転を続けている間、例えば、トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３、トランジスタＴＰ４、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２に対して図５に示したゲート信号を出力する。

これにより、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ４は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタＴＰ３は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。そして、トランジスタＴＰ２は、櫛歯状のゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。また、この櫛歯状のゲート信号は、チョッパ信号と呼ばれる。

この場合、図５に示すように、端子ОＵＴ１の電圧がハイレベルとなり、ロータ２０２が軌跡ｒ２で表される回転を続けている間、端子ОＵＴ２にハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答が出力される。このスパイク状の電圧応答は、図５に示されており、駆動電流と同一の方向に流れる誘起電流Ｉｒｓ１をチョッパ信号により増幅して検出することにより得られた応答であり、電圧の大きさがトランジスタＴＰ２の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。なお、チョッパ信号により信号を増幅する処理は、チョッパ増幅と呼ばれる。

また、図５に示すように、ロータ２０２が軌跡ｒ３で表される回転を続けている間、端子ОＵＴ２にハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答が出力される。これらのスパイク状の電圧応答は、図５に示されており、駆動電流と反対の方向に流れる誘起電流Ｉｒｓ２をチョッパ信号により増幅して検出することにより得られた応答である。回転検出回路１１３は、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている場合（不図示）、ロータ２０２が１ステップ回転したと判定する。つまり、ロータ２０２が落下等の衝撃により正転方向又は逆転方向に回転することなく、正転方向へ正常に回転した場合、駆動パルスが一回出力される度に絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えるスパイク状の電圧応答が一回検出される。一方、回転検出回路１１３は、図５に示すように、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合、ロータ２０２が回転していないと判定する。
なお、ここで言う基準電圧Ｖｃｏｍｐは、例えば、図５に示すように、０Ｖ又は基準電圧であるＶＳＳと等しい電位である。

ロータ２０２が回転していると判定された場合、制御回路１０３は、通常通りの制御を続ける。一方、ロータ２０２が回転していないと判定された場合、制御回路１０３は、補正駆動パルス発生回路１０５及びモータ駆動回路１０６を制御し、例えば、図５に示した補正駆動パルスＰ２又は補正駆動パルスＰｒを端子ОＵＴ２に出力させる。

具体的には、モータ駆動回路１０６は、例えば、トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３、トランジスタＴＰ４、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２に対して図５に示したゲート信号を出力する。これにより、トランジスタＴＰ１は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタＴＮ１は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタＴＮ２は、ハイレベルのゲート信号を受信してオンになる。この場合、図５に示すように、端子ОＵＴ１の電圧がハイレベルとなり、端子ОＵＴ２に補正駆動パルスＰ２が出力される。

或いは、モータ駆動回路１０６は、例えば、トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３、トランジスタＴＰ４、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２に対して図５に示したゲート信号を出力する。これにより、トランジスタＴＰ１は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタＴＮ１は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタＴＰ２及びトランジスタＴＮ２は、櫛歯状のゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。この場合、図５に示すように、端子ОＵＴ１の電圧がハイレベルとなり、端子ОＵＴ２に櫛歯状の補正駆動パルスＰｒが出力される。

［被衝撃時の針飛び検出］
図６は、図２に示した状態からロータを正転方向に１ステップ回転させた後、ロータを正転方向に１ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合の一例を示す図である。
図７は、図６に示した場合においてトランジスタのゲートに入力されるゲート信号及びコイルの二つの端子それぞれに発生する誘起電圧の一例を示す図である。
以下の説明において、時計１に加えられた外力（例えば、落下による衝撃力）によってロータ２０２が回転することを、針飛びとも称する。針飛び検出回路１２１は、時計１に加えられた外力によるロータ２０２の回転を検出する。

モータ駆動回路１０６は、例えば、トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３、トランジスタＴＰ４、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２に対して図７に示したゲート信号を出力する。

これにより、トランジスタＴＰ３及びトランジスタＴＰ４は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。また、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。さらに、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２は、周期的なゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。この周期的なゲート信号は、チョッパ信号と呼ばれる。また、例えば、図７に示すように、この周期的なゲート信号は、周期が２４４マイクロ秒であり、１周期当たりでハイレベルとなっている時間が３０．５マイクロ秒である。

トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２がオンとなっている間、図７に示した第１誘起電流Ｉｒｓ３及び第２誘起電流Ｉｒｓ４は、トランジスタＴＰ１、端子ОＵＴ１、コイル２０９、端子ОＵＴ２、トランジスタＴＰ２を通る第１経路を流れる。一方、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２がオフとなっている間、図７に示した第１誘起電流Ｉｒｓ３及び第２誘起電流Ｉｒｓ４は、トランジスタＴＰ３、検出抵抗Ｒｓ１、端子ОＵＴ１、コイル２０９、端子ОＵＴ２、検出抵抗Ｒｓ２、トランジスタＴＰ４を通る第２経路を流れる。

トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２がオンからオフに切り替わる瞬間、すなわち第１誘起電流Ｉｒｓ３又は第２誘起電流Ｉｒｓ４が流れる経路が第１経路から第２経路に切り替わる瞬間に経路内のインピーダンスが大きくなる。これにより、図７に示すように、端子ОＵＴ１及び端子ОＵＴ２にスパイク状の電圧応答が出力される。

針飛び検出回路１２１は、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている場合、時計１に加えられた落下等の衝撃によりロータ２０２が回転したと判定し、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐ以下である場合、当該衝撃によりロータ２０２が回転していないと判定する。なお、ここで言う基準電圧Ｖｃｏｍｐは、例えば、図７に示すように、０Ｖ又は基準電圧であるＶＳＳとモータ駆動回路１０６の電源電圧であるＶＤＤとの間の任意の電圧である。

すなわち、針飛び検出回路１２１（外力検出部）は、コイル２０９に誘起される電圧の状態に基づいて、磁束による力以外の外力がロータ２０２に加わったことを検出する。

針飛び回転方向検出回路１２２は、ロータ２０２が回転した方向を判定する。具体的には、針飛び回転方向検出回路１２２は、第１誘起電圧の絶対値が第２誘起電圧の絶対値よりも先に所定の閾値を超えた場合、ロータ２０２が衝撃で正転方向に回転したと判定する。また、針飛び回転方向検出回路１２２は、第２誘起電圧の絶対値が第１誘起電圧の絶対値よりも先に所定の閾値を超えた場合、ロータ２０２が衝撃で逆転方向に回転したと判定する。ここで、第１誘起電圧は、図６に示した第１誘起電流Ｉｒｓ３をコイル２０９に流す電圧である。第２誘起電圧は、図６に示した第２誘起電流Ｉｒｓ４をコイル２０９に流す電圧である。また、第１誘起電流Ｉｒｓ３は、駆動電流と同一の方向に流れる電流である。第２誘起電流Ｉｒｓ４は、駆動電流と反対の方向に流れる電流である。

すなわち、針飛び回転方向検出回路１２２（回転方向検出部）は、コイル２０９に誘起される電圧の状態に基づいて、外力によるロータ２０２の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかを検出する。

図６の軌跡ｒ４は、ロータ２０２がＮ極をθ_１の方向に向けている状態から第ＩＶ象限と第Ｉ象限との境界まで正転方向に回転する様子を表している。この場合、図２に示した駆動電流Ｉｄｒｖと同一の方向に第１誘起電流Ｉｒｓ３が流れる。第１誘起電流Ｉｒｓ３に対応している第１誘起電圧は、図７に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ１に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ２に出力される。また、端子ОＵＴ１に出力された第１誘起電圧は、図７に示すように、一部が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている。なお、端子ОＵＴ２に出力された第１誘起電圧は、トランジスタＴＰ２の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。

図６の軌跡ｒ５は、ロータ２０２がＮ極を第ＩＶ象限と第Ｉ象限との境界の方向に向けている状態からロータ２０２がＮ極をθ_０の方向に向けている状態を経て、外ノッチ２０６の手前まで回転する様子を表している。この場合、図２に示した駆動電流Ｉｄｒｖと反対の方向に第２誘起電流Ｉｒｓ４が流れる。第２誘起電流Ｉｒｓ４に対応している第２誘起電圧は、図７に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ２に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ１に出力される。また、端子ОＵＴ２に出力された第２誘起電圧は、図７に示すように、一部が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている。なお、端子ОＵＴ１に出力された第２誘起電圧は、トランジスタＴＰ１の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。

図６の軌跡ｒ６は、反時計周りの角速度がゼロになった後、ロータ２０２が時計周りに回転する様子を表している。この場合、ロータ２０２が図６に示した軌跡ｒ４で表される回転状態にある場合と同様に、図２に示した駆動電流Ｉｄｒｖと同一の方向に第１誘起電流Ｉｒｓ３が流れる。第１誘起電流Ｉｒｓ３に対応している第１誘起電圧は、図７に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ１に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ２に出力される。また、端子ОＵＴ１に出力された第１誘起電圧は、図７に示すように、一部が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている。なお、端子ОＵＴ２に出力された第１誘起電圧は、トランジスタＴＰ２の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。

このように、図２に示した状態からロータを正転方向に１ステップ回転させた後、ロータを正転方向に１ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合、初めに絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第１誘起電圧が端子ОＵＴ１に出力され、次に絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第２誘起電圧が端子ОＵＴ２に出力され、再度絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第１誘起電圧が端子ОＵＴ１に出力される。針飛び回転方向検出回路１２２は、基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第１誘起電圧が端子ОＵＴ１に出力された場合に、正転方向への針飛びの衝撃を受けたと判定する。なお、針飛び回転方向検出回路１２２は、基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第１誘起電圧が端子ОＵＴ１に出力されたことに基づいて、正転方向への針飛びの衝撃を受けたと判定してもよいし、上記のような一連の出力全てに基づいて、正転方向への針飛びの衝撃を受けたと判定してもよい。

図８は、図２に示した状態からロータを正転方向に１ステップ回転させた後、ロータを逆転方向に１ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合の一例を示す図である。
図９は、図８に示した場合においてコイルの二つの端子それぞれに発生する誘起電圧の一例を示す図である。

モータ駆動回路１０６は、例えば、トランジスタＴＰ１、トランジスタＴＰ２、トランジスタＴＰ３、トランジスタＴＰ４、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２に対して図７に示したゲート信号と同様のゲート信号を出力する。これにより、これら六つのトランジスタは、図６及び図７を参照しながら説明した場合と同様に動作する。また、針飛び検出回路１２１は、図６及び図７を参照しながら説明した場合と同様の方法で時計１に加えられた落下等の衝撃によりロータ２０２が回転したか否かを判定する。

針飛び回転方向検出回路１２２は、ロータ２０２が回転した方向を判定する。図８の軌跡ｒ７は、ロータ２０２がＮ極をθ_１の方向に向けている状態から第ＩＩＩ象限と第ＩＩ象限との境界まで逆転方向に回転する様子を表している。この場合、図２に示した駆動電流Ｉｄｒｖと反対の方向に第２誘起電流Ｉｒｓ４が流れる。第２誘起電流Ｉｒｓ４に対応している第２誘起電圧は、図９に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ２に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ１に出力される。また、端子ОＵＴ２に出力された第２誘起電圧は、図９に示すように、一部が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えているが、軌跡ｒ７の角度範囲が狭いため、基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている範囲が狭くなっている。なお、端子ОＵＴ１に出力された第２誘起電圧は、トランジスタＴＰ１の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。

図８の軌跡ｒ８は、ロータ２０２がＮ極を第ＩＩＩ象限と第ＩＩ象限との境界の方向に向けている状態からロータ２０２がＮ極をθ_０の方向に向けている状態を経て、時計周りの角速度がゼロになるまで回転する様子を表している。この場合、図２に示した駆動電流Ｉｄｒｖと同一の方向に第１誘起電流Ｉｒｓ３が流れる。第１誘起電流Ｉｒｓ３に対応している第１誘起電圧は、図９に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ１に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ２に出力される。また、端子ОＵＴ１に出力された第１誘起電圧は、図９に示すように、一部が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えている。なお、端子ОＵＴ２に出力された第１誘起電圧は、トランジスタＴＰ２の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。

図８の軌跡ｒ９は、時計周りの角速度がゼロになった後、ロータ２０２が反時計周りに回転する様子を表している。この場合、ロータ２０２が図８に示した軌跡ｒ７で表される回転状態にある場合と同様に、図２に示した駆動電流Ｉｄｒｖと反対の方向に第２誘起電流Ｉｒｓ４が流れる。第２誘起電流Ｉｒｓ４に対応している第２誘起電圧は、図９に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ２に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОＵＴ１に出力される。また、図９に示すように、第２端子ＯＵＴ２の第２誘起電圧はＶｃｏｍｐを超えず、第１端子ＯＵＴ１に出力された第２誘起電圧は、トランジスタＴＰ１の寄生ダイオードにより一定以下に制限される。

このように、図２に示した状態からロータを正転方向に１ステップ回転させた後、ロータを逆転方向に１ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合、初めに絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第２誘起電圧が端子ОＵＴ２に出力され、次に絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第１誘起電圧が端子ОＵＴ１に出力され、その後には第２誘起電圧の絶対値が基準電圧Ｖｃｏｍｐを超えない。針飛び回転方向検出回路１２２は、基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第２誘起電圧が端子ОＵＴ２に出力された場合に、逆転方向への針飛びの衝撃を受けたと判定する。なお、針飛び回転方向検出回路１２２は、基準電圧Ｖｃｏｍｐを超える第２誘起電圧が端子ОＵＴ２に出力されたことに基づいて、逆転方向への針飛びの衝撃を受けたと判定してもよいし、上記のような一連の出力全てに基づいて、逆転方向への針飛びの衝撃を受けたと判定してもよい。

図１０は、本実施形態の針飛び回転方向検出回路１２２による回転方向の検出パターンの一例を示す図である。針飛び回転方向検出回路１２２は、端子ОＵＴ１に生じる誘起電圧及び端子ОＵＴ２に生じる誘起電圧のそれぞれの出現パターンに基づいて、ロータ２０２の回転方向を検出する。
誘起電圧の出現パターンは、ロータ２０２の回転位置（つまり、磁極軸Ａの方向）と、外力によるロータ２０２の回転方向との相対関係により変化する。図１０（Ａ）～（Ｄ）に誘起電圧の出現パターンの一例を示す。
図１０（Ａ）には、磁極軸Ａが第Ｉ象限から第ＩＩＩ象限の方向である場合に、外力により正転方向にロータ２０２が回転した場合の誘起電圧の出現パターンを示す。
図１０（Ｂ）には、磁極軸Ａが第Ｉ象限から第ＩＩＩ象限の方向である場合に、外力により逆転方向にロータ２０２が回転した場合の誘起電圧の出現パターンを示す。
図１０（Ｃ）には、磁極軸Ａが第ＩＩＩ象限から第Ｉ象限の方向である場合に、外力により正転方向にロータ２０２が回転した場合の誘起電圧の出現パターンを示す。
図１０（Ｄ）には、磁極軸Ａが第ＩＩＩ象限から第Ｉ象限の方向である場合に、外力により逆転方向にロータ２０２が回転した場合の誘起電圧の出現パターンを示す。

針飛び回転方向検出回路１２２は、誘起電圧の出現順序に基づいて、又は誘起電圧の出現時間幅に基づいて、ロータ２０２の回転方向を検出する。針飛び回転方向検出回路１２２による回転方向の検出の具体例について説明する。

［針飛び回転方向の検出（その１：誘起電圧の出現順序に基づく検出）］
針飛び回転方向検出回路１２２（回転方向検出部）は、コイル２０９の両端のいずれかに誘起される電圧の出現順序に基づいて、外力によるロータ２０２の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかを検出する。
図１０（Ａ）に示す一例の場合、範囲ｒ２１において、端子ОＵＴ１に負の大きな誘起電圧が生じ、端子ОＵＴ２に正の誘起電圧が生じる。範囲ｒ２２において、端子ОＵＴ１に正の誘起電圧が生じ、端子ОＵＴ２に負の大きな誘起電圧が生じる。範囲ｒ２３において、端子ОＵＴ１に負の大きな誘起電圧が生じ、端子ОＵＴ２に正の誘起電圧が生じる。
針飛び回転方向検出回路１２２は、図１０（Ａ）に示す誘起電圧の出現順序を検出した場合には、ロータ２０２の回転方向が正転方向であると検出する。
また、図１０（Ｂ）に示す一例の場合、範囲ｒ２１において、端子ОＵＴ１に正の誘起電圧が生じ、端子ОＵＴ２に負の大きな誘起電圧が生じる。範囲ｒ２２において、端子ОＵＴ１に負の大きな誘起電圧が生じ、端子ОＵＴ２に正の誘起電圧が生じる。
針飛び回転方向検出回路１２２は、図１０（Ｂ）に示す誘起電圧の出現順序を検出した場合には、ロータ２０２の回転方向が逆転方向であると検出する。

［針飛び回転方向の検出（その２：誘起電圧の出現時間幅に基づく検出）］
針飛び回転方向検出回路１２２（回転方向検出部）は、コイル２０９に誘起される電圧の出現時間幅に基づいて、外力によるロータ２０２の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかを検出する。
例えば、針飛び回転方向検出回路１２２は、範囲ｒ２１（つまり、端子ОＵＴ１に負の大きな誘起電圧が生じ、端子ОＵＴ２に正の誘起電圧が生じる範囲）の時間幅が比較的長時間であるか又は比較的短時間であるかによって、ロータ２０２の回転方向を算出する。
図１０（Ａ）に示す一例の場合、範囲ｒ２１の時間幅が比較的長時間である。この場合、針飛び回転方向検出回路１２２は、ロータ２０２の回転方向が正転方向であると検出する。
図１０（Ｂ）に示す一例の場合、範囲ｒ２１の時間幅が比較的短時間である。この場合、針飛び回転方向検出回路１２２は、ロータ２０２の回転方向が逆転方向であると検出する。

［外力を受けた場合の針飛び補正駆動パルスの出力］
針飛び補正駆動パルス発生回路１１７（駆動制御部）は、ロータ２０２に外力が加わったことを針飛び検出回路１２１（外力検出部）が検出した場合に、ロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給する。
ロータ２０２が外力によって正転方向に回転した場合を一例にして説明する。この一例の場合、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、ロータ２０２を正転方向に回転させる駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給する。つまり、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、外力によるロータ２０２の回転方向と一致する方向にロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖを供給する。

また、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、針飛び回転方向検出回路１２２がロータ２０２の回転方向を検出する場合には、検出された回転方向と一致する方向にロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給してもよい。すなわち、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７（駆動制御部）は、正転方向に駆動する駆動電流Ｉｄｒｖと逆転方向に駆動する駆動電流Ｉｄｒｖとのうち、針飛び回転方向検出回路１２２（回転方向検出部）が検出する回転方向に一致する方向にロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給する。
このように構成された針飛び補正駆動パルス発生回路１１７によれば、外力によるロータ２０２の回転方向が正転方向と逆転方向とのいずれであっても、ロータ２０２の回転方向に一致する方向にロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖを供給することができる。

［外力を受けた場合の針飛び抑制パルスの出力］
なお、上述では針飛びが検出された場合、外力によるロータ２０２の回転方向と同一方向にロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給するとして説明したが、これに限られない。
例えば、針飛び抑制パルス発生回路１１８は、針飛びが検出された場合、外力によるロータ２０２の回転方向に一致しない方向（つまり、逆方向）にロータ２０２を回転させる制動電流Ｉｂｒｋをコイル２０９に供給してもよい。

［外力による針飛び発生後の補正制御］
以下では、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、針飛び回転方向検出回路１２２が検出したロータ２０２の回転方向と一致する方向にロータ２０２を回転させる駆動電流Ｉｄｒｖを供給するものとして説明する。
また、以下の説明では、針飛び回転方向検出回路１２２が検出したロータ２０２の回転方向（すなわち、外力によるロータ２０２の回転方向）が正転方向である場合を「正転衝撃」と、逆転方向である場合を「逆転衝撃」とも記載する。

図１１は、本実施形態における正転衝撃の場合のロータ２０２の挙動の一例を示す図である。針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７が正転衝撃を検出した場合、正転方向の駆動電流Ｉｄｒｖを供給する（図１１（Ａ））。
正転方向の駆動電流Ｉｄｒｖが供給されると、ロータ２０２は、外力による回転力と、駆動電流Ｉｄｒｖによる回転力との相対関係により、１ステップぶん正転方向に回転する（図１１（Ｂ１））か、反動によってロータ２０２が駆動電流Ｉｄｒｖの供給前の位置に戻り、ロータ２０２の回転位置が駆動電流Ｉｄｒｖの供給前の位置から変化しない（図１１（Ｂ２））かのいずれかの状態となる。

図１２は、本実施形態における逆転衝撃の場合のロータ２０２の挙動の一例を示す図である。針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７が逆転衝撃を検出した場合、逆転方向の駆動電流Ｉｄｒｖを供給する（図１２（Ａ））。なお、ロータ２０２を逆転させる場合には、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、ロータ２０２の磁極軸Ａの方向と、水平磁極との相対位置関係により、コイル２０９に供給される駆動電流Ｉｄｒｖの方向を変化させる。
逆転方向の駆動電流Ｉｄｒｖが供給されると、ロータ２０２は、外力による回転力と、駆動電流Ｉｄｒｖによる回転力との相対関係により、１ステップぶん逆転方向に回転する（図１２（Ｂ１））か、反動によってロータ２０２が駆動電流Ｉｄｒｖの供給前の位置に戻り、ロータ２０２の回転位置が駆動電流Ｉｄｒｖの供給前の位置から変化しない（図１２（Ｂ２））か、のいずれかの状態となる。

［針飛び発生後の極性検出］
図１１に戻り、駆動電流Ｉｄｒｖによってロータ２０２が１ステップぶん正転方向に回転した（図１１（Ｂ１））か、ロータ２０２の回転位置が変化しなかった（図１１（Ｂ２））かの検出について説明する。針飛び回転方向検出回路１２２は、針飛び発生後のロータ２０２の磁極軸Ａの方向を検出する。

針飛び回転方向検出回路１２２は、ステータ２０１の基準方向とロータ２０２の磁極の回転位置との相対位置関係にさらに基づいて、外力によるロータ２０２の回転方向が正転方向であるか逆転方向であるかを検出する。

また、極性チェックパルス発生回路１１９（検査電流供給部）は、針飛び補正駆動パルス発生回路１１７（駆動制御部）が駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給した後に、ロータ２０２を回転させる極性チェックパルス（検査電流Ｉｃｈｋ）をコイル２０９に供給する。

具体的には、極性検出回路１２０（回転位置検出部）は、極性チェックパルス発生回路１１９（検査電流供給部）によって検査電流Ｉｃｈｋがコイル２０９に供給された後に、コイル２０９に生じる誘起電圧の発生パターンに基づいてロータ２０２の磁極の回転位置を検出する。
例えば、極性検出回路１２０は、正転衝撃の場合において、図１１（Ｄ１）に示す誘起電圧を検出した場合には、ロータ２０２が１ステップぶん正転方向に回転したと検出する。また、極性検出回路１２０は、正転衝撃の場合において、図１１（Ｄ２）に示す誘起電圧を検出した場合には、ロータ２０２の回転位置が変化しなかったと検出する。
また、極性検出回路１２０は、逆転衝撃の場合において、図１２（Ｄ１）に示す誘起電圧を検出した場合には、ロータ２０２が１ステップぶん逆転方向に回転したと検出する。また、極性検出回路１２０は、逆転衝撃の場合において、図１２（Ｄ２）に示す誘起電圧を検出した場合には、ロータ２０２の回転位置が変化しなかったと検出する。

［針飛び発生後の指針位置の補正制御］
回転補正回路１１６は、針飛びの発生状況に応じて、コイル２０９に供給する駆動電流Ｉｄｒｖの状態を制御することにより、針飛び発生後の指針１５５の回転位置を補正する。回転補正回路１１６による指針１５５の回転位置の補正方式の一例を次に示す。

（１）回転補正回路１１６は、コイル２０９に逆転方向の駆動電流Ｉｄｒｖを供給して、指針１５５の回転位置を逆転方向に移動させる。
（２）回転補正回路１１６は、コイル２０９に正転方向の駆動電流Ｉｄｒｖを供給する処理を停止させて、指針１５５の回転位置を保持する。
（３）回転補正回路１１６は、コイル２０９に正転方向の駆動電流Ｉｄｒｖを供給する処理を停止させない。つまり、回転補正回路１１６は、針飛びが生じなかった場合と同様の制御により、駆動電流Ｉｄｒｖを供給する。

［針飛び発生後の補正制御（その１：正転方向に１ステップの針飛びが発生した場合）］
図１１（Ｃ１）に示すように、正転方向に１ステップの針飛びが発生した場合、指針１５５の位置には１ステップぶんの進みが生じる。この場合、回転補正回路１１６は、上述の（１）～（３）のいずれかの補正方式によって、指針１５５の回転位置を補正する。
なお、正転方向に１ステップの針飛びが発生した場合には、針飛びが発生していないことを前提にした駆動電流Ｉｄｒｖがコイル２０９に供給されたとしても、ロータ２０２の磁極軸Ａと、コイル２０９の磁束による磁界の方向とが略一致しているため、ロータ２０２が回転しない。したがって、回転補正回路１１６が、コイル２０９に駆動電流Ｉｄｒｖを供給する処理を停止させずに、駆動電流Ｉｄｒｖを供給したとしても、ロータ２０２が回転しない。この結果として、指針１５５の針飛びが解消される。

［針飛び発生後の補正制御（その２：逆転方向に１ステップの針飛びが発生した場合）］
図１２（Ｃ１）に示すように、逆転方向に１ステップの針飛びが発生した場合、指針１５５の位置には１ステップぶんの遅れが生じる。この場合、回転補正回路１１６は、正転方向の駆動電流Ｉｄｒｖを供給して、指針１５５の回転位置を補正する。

［針飛び発生後の補正制御（その３：針飛びが生じなかった場合）］
図１１（Ｃ２）又は図１２（Ｃ２）に示すように、ロータ２０２の回転位置が駆動電流Ｉｄｒｖの供給前の位置に戻り、結果として針飛びが発生しなかった場合には、指針１５５の位置は外力によって変化していない。この場合、回転補正回路１１６は、上述の（３）の補正方式によって、指針１５５の回転位置を補正する。

なお、図１２（Ｂ１）または図１２（Ｂ２）に示すように、逆転方向の針飛びが検出された場合、極性チェックパルスの出力に代えて、外力によるロータ２０２の回転方向と逆方向にロータ２０２を回転させる制動電流Ｉｂｒｋをコイル２０９に供給してもよい。図１２（Ｂ１）において制動電流Ｉｂｒｋをコイル２０９に供給すると、ロータ２０２が回転移動して図１２（Ａ）の状態に戻る。図１２（Ｂ２）において制動電流Ｉｂｒｋをコイル２０９に供給すると、図１２（Ｂ２）はもともと図１２（Ａ）の状態と同じ状態なので、ロータ２０２は回転移動しない。すなわち、図１２（Ｂ１）の状態において制動電流Ｉｂｒｋをコイル２０９に供給しても、図１２（Ｂ２）の状態において制動電流Ｉｂｒｋをコイル２０９に供給しても、その結果としては同じ状態（図１２（Ａ））となる。なお、このような制動電流Ｉｂｒｋの供給は、補正制御も兼ねる。

［ステッピングモータ制御装置１００の動作の一例］
図１３は、本実施形態のステッピングモータ制御装置１００の動作の一例を示す図である。
（ステップＳ１０）針飛び検出回路１２１は、ロータ２０２に外力が加わったこと（例えば、落下による衝撃）を検出する。
（ステップＳ２０）制御回路１０３は、針飛び検出回路１２１がロータ２０２に外力が加わったことを検出していない場合（ステップＳ２０；ＮＯ）には、処理をステップＳ３０に進める。制御回路１０３は、針飛び検出回路１２１がロータ２０２に外力が加わったことを検出した場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ４０に進める。
（ステップＳ３０）ステッピングモータ制御装置１００は、衝撃がない場合の通常制御を行う。

（ステップＳ４０）針飛び回転方向検出回路１２２は、外力による針飛びの回転方向（衝撃方向）を検出する。

［正転衝撃の場合］
図１４は、本実施形態のロータ２０２に正転方向の外力が加わった状態の一例を示す図である。図１５は、本実施形態のロータ２０２に正転方向の外力が加わった場合の波形の一例を示す図である。ロータ２０２に外力が加わり正転方向に回転する（図１４の軌跡ｒ１０）と、第１端子ＯＵＴ１には正転衝撃を示す誘起電圧が生じる（図１５の電圧Ｖ１０）。

（ステップＳ５０）制御回路１０３は、針飛び回転方向検出回路１２２が針飛びの回転方向が正転方向（つまり、正転衝撃）であると検出した場合（ステップＳ５０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ６０に進める。制御回路１０３は、針飛び回転方向検出回路１２２が針飛びの回転方向が逆転方向（つまり、逆転衝撃）であると検出した場合（ステップＳ５０；ＮＯ）には、処理をステップＳ１１０に進める。

（ステップＳ６０）針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、正転方向の駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給する（図１５の駆動電流Ｉｄｒｖ）。
（ステップＳ７０）極性チェックパルス発生回路１１９は、極性チェックパルスを供給する（図１５の検査電流Ｉｃｈｋ）。極性検出回路１２０は、コイル２０９に生じる誘起電圧の発生パターンに基づいてロータ２０２の磁極の回転位置を検出する。
（ステップＳ８０）制御回路１０３は、極性検出回路１２０が１ステップの正転をしたと検出した場合（ステップＳ８０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１００に進める。制御回路１０３は、極性検出回路１２０が１ステップの正転をしていない（つまり、ロータ２０２の回転位置が変化していない）と検出した場合（ステップＳ８０；ＮＯ）には、処理をステップＳ９０に進める。
（ステップＳ９０）回転補正回路１１６は、ロータ２０２の回転位置が変化していない場合の制御を行う。
（ステップＳ１００）回転補正回路１１６は、１ステップ正転時の制御を行う。

［逆転衝撃の場合］
図１６は、本実施形態のロータ２０２に逆転方向の外力が加わった状態の一例を示す図である。図１７は、本実施形態のロータ２０２に逆転方向の外力が加わった場合の波形の一例を示す図である。ロータ２０２に外力が加わり逆転方向に回転した場合（図１６の軌跡ｒ１１）、第２端子ＯＵＴ２には逆転衝撃を示す誘起電圧が生じる（図１７の電圧Ｖ１１）。
（ステップＳ１１０）針飛び補正駆動パルス発生回路１１７は、逆転方向の駆動電流Ｉｄｒｖをコイル２０９に供給する（図１７の駆動電流Ｉｄｒｖ）。
（ステップＳ１２０）極性チェックパルス発生回路１１９は、極性チェックパルスを供給する（図１７の検査電流Ｉｃｈｋ）。極性検出回路１２０は、コイル２０９に生じる誘起電圧の発生パターンに基づいてロータ２０２の磁極の回転位置を検出する。
（ステップＳ１３０）制御回路１０３は、極性検出回路１２０が１ステップの逆転をしたと検出した場合（ステップＳ１３０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１４０に進める。制御回路１０３は、極性検出回路１２０が１ステップの逆転をしていない（つまり、ロータ２０２の回転位置が変化していない）と検出した場合（ステップＳ１３０；ＮＯ）には、処理を上述したステップＳ９０に進める。
（ステップＳ１４０）回転補正回路１１６は、１ステップ逆転時の制御を行う。

以上、実施形態に係るステッピングモータ制御装置１００について説明した。ステッピングモータ制御装置１００は、外力がロータ２０２を回転させようとした場合、ロータ２０２が外力によって回転される方向（例えば、正転衝撃であれば正転方向、逆転衝撃であれば逆転方向）にロータ２０２を駆動する。つまり、ステッピングモータ制御装置１００は、外力がロータ２０２を回転させようとした場合に、ロータ２０２に駆動電流による磁界を与える。このように構成されることにより、ステッピングモータ制御装置１００は、外力がロータ２０２に加わる際にロータ２０２を駆動しない場合に比べ、ロータ２０２の回転を安定化させることができる。したがって、本実施形態のステッピングモータ制御装置１００によれば、外力を受けた場合の時刻の補正の精度を向上させることができる。

ここで、従来技術によると、外力によってロータが回転される場合、ロータが外力によって回転される方向とは逆方向（例えば、正転衝撃であれば逆転方向、逆転衝撃であれば正転方向）にロータを駆動するものがある。このように外力によってロータが回転する方向とは逆方向に駆動（制動）する場合、例えば、ロータによって回転される指針の質量が比較的大きい場合などには、逆方向の駆動による制動力が不足することがあり、ロータが外力によって回転してしまうことを抑止することが困難であるという課題があった。

また、上述のような従来技術によると、外力によるロータの回転を制動しきれずにロータが１ステップ回転してしまった場合には、次の駆動タイミングにおいてロータの磁極の方向と、駆動電流による磁束の方向とに不整合が生じ、ロータを回転させることができない場合が生じる。例えば、外力によってロータが逆方向に１ステップ回転した場合には、次の駆動タイミングでロータが正方向に回転せず、２ステップぶんのずれが生じてしまうという課題があった。

本実施形態のステッピングモータ制御装置１００は、ロータ２０２の回転方向と、回転停止時の回転位置（磁極軸Ａの方向）とに基づいて、ロータ２０２に回転補正を与えるため、ステップのずれを抑止することができる。
すなわち、本実施形態の時計１は、ロータ２０２が衝撃で回転してしまった方向及び当該方向へ回転したステップの数を精度よく把握し、衝撃で正転方向に回転してしまった場合及び衝撃で逆転方向に回転してしまった場合のいずれについても高い精度で適切な時刻の補正を実行することができる。

なお、上述した時計１が備える機能の全部又は一部は、プログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、このプログラムがコンピュータシステムにより実行されてもよい。コンピュータシステムは、ＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置、インターネット等のネットワーク上のサーバ等が備える揮発性メモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）である。なお、揮発性メモリは、一定時間プログラムを保持する記録媒体の一例である。

また、上述したプログラムは、伝送媒体、例えば、インターネット等のネットワーク、電話回線等の通信回線により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。

また、上記プログラムは、上述した機能の全部又は一部を実現するプログラムであってもよい。なお、上述した機能の一部を実現するプログラムは、上述した機能をコンピュータシステムに予め記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるプログラム、いわゆる差分プログラムであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、具体的な構成が上述した実施形態に限られるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等も含まれる。

１…時計、１００…ステッピングモータ制御装置、１０１…発振回路、１０２…分周回路、１０３…制御回路、１０４…主駆動パルス発生回路、１０５…補正駆動パルス発生回路、１０６…モータ駆動回路、１１３…回転検出回路、１１６…回転補正回路、１１７…針飛び補正駆動パルス発生回路、１１８…針飛び抑制パルス発生回路、１１９…極性チェックパルス発生回路、１２０…極性検出回路、１２１…針飛び検出回路

Claims (7)

1. 指針を時計回りに回転させる正転方向及び前記指針を前記正転方向とは反対の方向である逆転方向に回転させるロータと、駆動電流が流されることにより磁束を発生させるコイルと、前記コイルが発生させる磁束を前記ロータに与えるステータと、を備えるステッピングモータを制御するためのステッピングモータ制御装置であって、
   前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記磁束による力以外の外力が前記ロータに加わったことを検出する外力検出部と、
   前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する回転方向検出部と、
   前記ロータに前記外力が加わったことを前記外力検出部が検出した場合に、前記正転方向に駆動する駆動電流と前記逆転方向に駆動する駆動電流とのうち、前記回転方向検出部が検出する回転方向に一致する方向に前記ロータを回転させる駆動電流を前記コイルに供給する駆動制御部と、
   を備えるステッピングモータ制御装置。
2. 前記回転方向検出部は、
   前記コイルの両端のいずれかに誘起される電圧の出現順序に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する
   請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
3. 前記回転方向検出部は、
   前記コイルに誘起される電圧の出現時間幅に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する
   請求項２に記載のステッピングモータ制御装置。
4. 前記ロータは、少なくともＮ極とＳ極との２極に着磁され、
   前記ステータの基準方向と前記ロータの磁極の方向との相対位置関係にさらに基づいて、前記外力によって回転した前記ロータの磁極の方向を検出する回転位置検出部
   をさらに備え、
   前記駆動制御部は、
   前記回転位置検出部によって検出された前記ロータの磁極の方向に基づいて、前記コイルに供給する駆動電流の状態を制御する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置。
5. 前記駆動制御部が前記駆動電流を前記コイルに供給した後に、前記ロータを回転させる検査電流を前記コイルに供給する検査電流供給部
   をさらに備え、
   前記回転位置検出部は、前記検査電流供給部によって前記検査電流が前記コイルに供給された後に、前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて前記ロータの磁極の回転位置検出する
   を備える請求項４に記載のステッピングモータ制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ制御装置と、
   前記ステッピングモータと、
   前記指針と
   を備える時計。
7. 指針を時計回りに回転させる正転方向及び前記指針を前記正転方向とは反対の方向である逆転方向に回転させるロータと、駆動電流が流されることにより磁束を発生させるコイルと、前記コイルが発生させる磁束を前記ロータに与えるステータと、を備えるステッピングモータの制御方法であって、
   前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記磁束による力以外の外力が前記ロータに加わったことを検出する外力検出工程と、
   前記コイルに誘起される電圧の状態に基づいて、前記外力による前記ロータの回転方向が前記正転方向であるか前記逆転方向であるかを検出する回転方向検出工程と、
   前記ロータに前記外力が加わったことが前記外力検出工程において検出された場合に、前記正転方向に駆動する駆動電流と前記逆転方向に駆動する駆動電流とのうち、前記回転方向検出工程において検出される回転方向に一致する方向に前記ロータを回転させる駆動電流を前記コイルに供給する駆動制御工程と、
   を有するステッピングモータ制御方法。

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