JP2010164461A - ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】第１区間における回転状況を正確に検出することにより、ステッピングモータの回転状況を正確に判別できるようにすること。
【解決手段】回転検出回路１０７はステッピングモータ１０９の回転によって発生する誘起信号が検出期間内において基準しきい電圧を超えたか否かを検出する。検出区間判別回路１０５は、基準しきい電圧を超える誘起信号が、主駆動パルス駆動直後の少なくとも第２象限における誘起信号を検出する第１区間、第１区間よりも後の第３象限における誘起信号を検出する第２区間及び第２区間よりも後の第３区間に区分のいずれで検出されたかを判別する。制御回路１０３は、第１区間における検出感度を第２区間及び第３区間よりも高くし、第１区間〜第３区間における検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによってステッピングモータ１０９を駆動制御する。
【選択図】 図１

Description

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

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

ステッピングモータの制御方式として、ステッピングモータを主駆動パルスによって駆動した際に、前記ステッピングモータに生じる誘起電圧に対応する誘起信号を検出することによって回転したか否かを検出し、回転したか否かに応じて、パルス幅の異なる主駆動パルスに変更して駆動する、あるいは、主駆動パルスよりもパルス幅の大きい補正駆動パルスによって強制的に回転させる補正駆動方式が使用されている（例えば、特許文献１）。
また、特許文献２に記載された補正駆動方式は、特許文献１の誘起電圧の検出に加え、主駆動パルスによる駆動直後の検出期間を第１区間、第１区間よりも後ろの第２区間及び第２区間よりも後ろの第３区間に区分し、各々の区間で検出される誘起電圧信号の組み合わせにより、回転駆動を制御するようにしている。

特許文献１、２は回転検出手段として電流−電圧変換用検出抵抗Ｒｓを１種類のみ用い、誘起電圧を検出しているために、前記誘起電圧の出力特性がそのまま現れ、誤検出をしてしまうことがあった。
例えば、低温時において、ロータ回転軸受け部の油粘性が高くなり、ロータ回転振動速度が低下し、主駆動パルス印加後の誘起電圧測定において、実際には、ロータ回転しているにもかかわらず、回転速度が遅いため、誘起電圧が低くなり、検出できず、特許文献１の補正駆動方式では、非回転と判定され、主駆動パルスよりも幅の広い補正駆動パルスが印加されることにより、余分な電流を消費してしまうということになる。

また、低温時のロータ振動速度の低下は、主駆動パルス印加終了直後のロータ自由振動開始時に顕著に現れるため、特許文献２の補正駆動方式において、第１検出期間の検出結果に影響を及ぼす。特許文献２において、第１検出期間の検出結果が０（誘起電圧が低い）で、第２検出期間の検出結果が１（誘起電圧が高い）、第３検出期間の検出結果が１（誘起電圧が高い）あるいは０（誘起電圧が低い）と判定された場合は、ステッピングモータの駆動の余裕があると判断され、主駆動パルス幅を１ランクダウンさせることになり、その後の駆動において幅の短い主駆動パルスで駆動が行われ、非回転となり、主駆動パルスよりも幅の広い補正駆動パルスが印加されることにより、余分な電流を消費してしまうという問題がある。

特公昭６１−１５３８５号公報 ＷＯ２００５／１１９３７７号公報

本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、第１区間における回転状況を正確に検出することにより、ステッピングモータの回転状況を正確に判別できるようにすることを課題としている。

本発明によれば、ステッピングモータのロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、前記誘起信号が所定の検出期間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御する制御手段とを備えて成り、前記検出期間を主駆動パルスによる駆動直後の前記ロータ回転の少なくとも第２象限における前記誘起信号を検出する第１区間、前記第１区間よりも後の第３象限における前記誘起信号を検出するための第２区間及び前記第２区間よりも後の第３区間に区分すると共に、前記検出手段は前記第１区間では前記第２区間及び第３区間よりも高い検出感度で前記誘起信号を検出し、前記制御手段は、前記第１区間〜第３区間における前記検出手段の検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御することを特徴とするステッピングモータ制御回路が提供される。

検出期間を主駆動パルスによる駆動直後のロータ回転の少なくとも第２象限における誘起信号を検出する第１区間、前記第１区間よりも後の第３象限における前記誘起信号を検出するための第２区間及び前記第２区間よりも後の第３区間に区分すると共に、検出手段は前記第１区間では前記第２区間及び第３区間よりも高い検出感度で前記誘起信号を検出し、制御手段は、前記第１区間〜第３区間における前記検出手段の検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御する。

また、前記検出手段は、前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間よりも高くするスイッチ制御手段と、前記誘起信号が前記基準しきい電圧を超えたか否かを判別する比較手段とを有するように構成してもよい。

ここで、前記制御手段は、直列接続した第１、第２スイッチ素子と、直列接続した第３、第４スイッチ素子とを有し、回転駆動期間において駆動パルスに応答して前記第１乃至第４スイッチを制御することにより、前記第１、第２スイッチ素子の接続点と前記第３、第４スイッチ素子の接続点との間に接続される前記ステッピングモータのコイルに駆動電流を供給して前記ステッピングモータを回転駆動し、前記検出手段は、前記第１、第３スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子に並列接続された第５スイッチ素子及び第１検出用抵抗から成る第１直列回路と、前記第３スイッチ素子に並列接続された第６スイッチ素子及び前記第１検出用抵抗と抵抗値が等しい第２検出用抵抗から成る第２直列回路と、前記第１直列回路に並列接続された第７スイッチ素子及び前記第１検出用抵抗よりも抵抗値が大きい第３検出用抵抗から成る第３直列回路と、前記第２直列回路に並列接続された第８スイッチ素子及び前記第３検出用抵抗と抵抗値が等しい第４検出用抵抗から成る第４直列回路と、前記検出期間の第１区間において前記第１、第３、第７スイッチ素子を制御して前記第３検出用抵抗に又は前記第１、第３、第８スイッチ素子を制御して前記第４検出用抵抗に誘起信号を発生させると共に、前記第２、第３区間において前記第１、第３、第５、第６スイッチ素子を制御して前記第１、第２検出用抵抗に誘起信号を発生させることにより、前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間よりも高くするスイッチ制御手段と、前記第１〜第４検出用抵抗に生じた誘起信号が前記基準しきい電圧を超えたか否かを判別する比較手段とを有するように構成してもよい。

また、前記検出手段は、前記第１区間における前記基準しきい電圧を前記第２区間及び第３区間における基準しきい電圧よりも低くすることによって前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間における検出感度よりも高くするように構成してもよい。
また、前記制御手段は、直列接続した第１、第２スイッチ素子と、直列接続した第３、第４スイッチ素子とを有し、回転駆動期間において駆動パルスに応答して前記第１乃至第４スイッチを制御することにより、前記第１、第２スイッチ素子の接続点と前記第３、第４スイッチ素子の接続点との間に接続されるステッピングモータのコイルに駆動電流を供給して前記ステッピングモータを回転駆動し、前記検出手段は、前記第１、第３スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子に並列接続された第５スイッチ素子及び第１検出用素子から成る第１直列回路と、前記第３スイッチ素子に並列接続された第６スイッチ素子及び第２検出用素子から成る第２直列回路と、前記検出期間において前記第３、第５スイッチ素子をオンにして前記第１スイッチ素子を所定周期でスイッチング又は、前記第１、第６スイッチ素子をオンにして前記第３スイッチ素子を所定周期でスイッチングすることにより前記第１、第２検出用素子に誘起信号を発生させるスイッチ制御手段とを有し、前記スイッチ制御手段は、前記第１区間は前記第２区間及び第３区間よりも短い周期で前記第１スイッチ素子又は第３スイッチ素子をスイッチングすることにより、前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間における検出感度よりも高くするように構成してもよい。

また、本発明によれば、時刻針を回転駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御するステッピングモータ制御回路とを有するアナログ電子時計において、前記ステッピングモータ制御回路として、前記いずれか一に記載のステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計が提供される。

本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、第１区間における回転状況を正確に検出することができるため、ステッピングモータの回転状況を正確に判別することが可能になる。したがって、消費電力を抑制することが可能になる。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、第１区間における回転状況を正確に検出することによってステッピングモータの回転状況を正確に判別することが可能になり、低消費電力で正確な計時動作を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計のブロック図である。 本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路の部分詳細回路図である。 本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を説明するためのタイミング図である。 本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作説明図である。 本発明の他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を説明するためのタイミング図である。 本発明の更に他の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を説明するためのタイミング図である。

以下、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計について図面を用いて説明する。尚、各図において同一部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路を用いたアナログ電子時計のブロック図で、アナログ電子腕時計の例を示している。
図１において、アナログ電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０１、発振回路１０１で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路１０２、電子時計を構成する各電子回路要素の制御や駆動パルスの変更制御等の制御を行う制御回路１０３、制御回路１０３からの制御信号に基づいてモータ回転駆動用の駆動パルスを選択し出力する駆動パルス発生回路１０４、駆動パルス発生回路１０４からの駆動パルスに基づいてステッピングモータ１０９を駆動するモータ駆動回路１０６、ステッピングモータ１０９、ステッピングモータ１０９によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針を有するアナログ表示部１１０、ステッピングモータ１０９の回転によって生じる誘起電圧に対応する誘起信号を所定の検出期間において検出する回転検出回路１０７、回転検出回路１０７が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号を検出期間中のどの区間において検出したのかを判別する検出区間判別回路１０５、回転検出回路１０７の検出感度を切り替える検出感度切り替え回路１０８を有している。後述するように、ステッピングモータ１０９の回転状況を検出する検出期間は３つの区間に区分けしている。

ステッピングモータ１０９は、アナログ電子時計で一般に用いられている周知の時計用ステッピングモータであり、ロータ収容孔及びロータの停止位置を決める位置決め部を有するステータと、前記ロータ収容孔内に配設されたロータと、コイルとを有し、前記コイルに交番信号を供給して前記ステータに磁束を発生させることによって前記ロータを回転させると共に、前記位置決め部に対応する位置に前記ロータを停止するようにしたステッピングモータである。

回転検出回路１０７は、詳細構成は後述するが、所定の検出期間において、ステッピングモータ１０９駆動直後の自由振動によって発生する誘起信号が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越えたか否かを検出し、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを越える誘起信号ＶＲｓを検出する毎に検出区間判別回路１０５に通知する。
尚、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段を構成し、アナログ表示部１１０は時刻表示手段を構成している。回転検出回路１０７は検出手段を構成している。また、制御回路１０３、駆動パルス発生回路１０４、検出区間判別回路１０５及び検出感度切り替え回路１０８は制御手段を構成している。

図２は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路の一部構成を詳細に示すブロック図である。
図２において、ステッピングモータ制御回路は、ステッピングモータの回転によって生じる誘起電圧に対応する誘起信号の検出感度を制御する検出感度制御回路２０１、モータ駆動制御回路２０２、所定の基準しきい電圧を発生する比較電圧生成回路２０４、ステッピングモータ１０９が発生する誘起信号と比較電圧生成回路２０４が発生する所定の基準しきい電圧とを比較して前記誘起信号が前記基準しきい電圧を超えたか否かを検出するコンパレータ２０３を備えている。

また、ステッピングモータ制御回路は、直列接続した第１トランジスタＱ１及び第２トランジスタＱ２と、直列接続した第３トランジスタＱ３及び第４トランジスタＱ４、第１トランジスタＱ１に並列接続された第５トランジスタＱ５及び第１検出用抵抗Ｒ５から成る第１直列回路と、第３トランジスタＱ３に並列接続された第６トランジスタＱ６及び第１検出用抵抗Ｒ５と抵抗値が等しい第２検出用抵抗Ｒ６から成る第２直列回路と、第１直列回路に並列接続された第７トランジスタＱ７及び第１検出用抵抗Ｒ５よりも抵抗値が大きい第３検出用抵抗Ｒ７から成る第３直列回路と、第２直列回路に並列接続された第８トランジスタＱ８及び第３検出用抵抗Ｒ７と抵抗値が等しい第４検出用抵抗Ｒ８から成る第４直列回路とを備えている。

各トランジスタＱ１〜Ｑ８はスイッチ素子を構成しており又、各検出用抵抗Ｒ５〜Ｒ８は検出用素子を構成している。検出感度制御回路２０１は検出感度切り替え回路１０８を構成している。モータ駆動制御回路２０２は駆動パルス発生回路１０４を構成している。トランジスタＱ１〜Ｑ４はモータ駆動回路１０６を構成している。トランジスタＱ５〜Ｑ８、検出用抵抗Ｒ５〜Ｒ８、コンパレータ２０３、比較電圧生成回路２０４は回転検出回路１０７を構成している。尚、コイル２０５は、ステッピングモータ１０９の駆動コイルである。

図３は、本実施の形態において、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０９を駆動したときのタイミング図である。
また、図４は、本実施の形態において、主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０９を回転駆動したときのロータ４０１の回転状況、誘起信号ＶＲｓの発生タイミング及び駆動パルス制御態様を示す説明図である。
図３及び図４において、Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０９が発生する誘起信号と比較する電圧基準である基準しきい電圧である。

ステッピングモータ１０９のロータ４０１が回転する空間領域をロータ４０１の回転軸を中心として第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分し、ステッピングモータ１０９の回転状況を検出するための回転検出期間Ｔを、主駆動パルスＰ１による駆動直後の少なくとも第２象限における誘起信号を検出する第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の第３象限における誘起信号を検出する第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の所定時間である第３区間Ｔ３に区分している。このように、回転検出期間Ｔ全体を複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ｔ１〜Ｔ３）に区分けしている。尚、本実施の形態では、検出信号を検出しない区間であるマスク区間は設けていない。

図４において、主駆動パルスＰ１によって駆動する領域を領域Ｐ１とすると、第１区間Ｔ１は主駆動パルスＰ１による駆動直後の少なくとも第２象限ＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する区間である。第２区間及び第３区間は第３象限ＩＩＩにおける誘起信号ＶＲｓを検出する区間である。誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える場合を「１」、超えない場合を「０」とする。
負荷が小さい（負荷小）場合には、（区間Ｔ１，区間Ｔ２，区間Ｔ３）の検出結果が（０，１，１／０）（１／０は不問）となり、ステッピングモータ１０９は回転しているが、負荷に比べて主駆動パルスＰ１のエネルギが大きすぎるため、主駆動パルスＰ１を１ランクエネルギの小さい主駆動パルスＰ１にランクダウン（パルスダウン）して省エネルギ化を図る。

負荷が中程度（負荷中）の場合には、検出結果が（１，１，１／０）となり、ステッピングモータは回転しており、負荷に対する主駆動パルスＰ１のエネルギが適正のため、主駆動パルスＰ１のランクを変更せずに維持する。
負荷が大きい（負荷大）場合には、検出結果が（１，０，１）となり、ステッピングモータは回転しているが、負荷に比べて主駆動パルスＰ１のエネルギが小さいため、次回の回転駆動時に非回転とならないように主駆動パルスＰ１を１ランクアップ（パルスアップ）する。この場合、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、主駆動パルスＰ１を１ランクエネルギの大きい主駆動パルスＰ１にパルスアップし、次回は該主駆動パルスＰ１によって駆動する。

負荷が大きすぎる（負荷過大）場合には、検出結果が（１，０，０）又は（０，０，０）となり、負荷に比べて主駆動パルスＰ１のエネルギが小さすぎるためステッピングモータ１０９は回転しておらず、補正駆動パルスＰ２によって駆動した後、主駆動パルスＰ１を１ランクエネルギの大きい主駆動パルスＰ１にパルスアップし、次回は該主駆動パルスＰ１によって駆動する。

以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を詳細に説明する。
図１において、発振回路１０１は所定周波数の基準クロック信号を発生し、分周回路１０２は発振回路１０１で発生した前記信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生し、制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記時間信号を計数して計時動作を行い、あるエネルギの主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０９を回転駆動するように制御信号を出力する。

駆動パルス発生回路１０４は、制御回路１０３からの制御信号に対応する主駆動パルスＰ１を選択して出力し、モータ駆動回路１０６は、前記主駆動パルスＰ１によってステッピングモータ１０９を回転駆動する。ステッピングモータ１０９は主駆動パルスＰ１によって回転駆動されて、表示部１１０を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ１０９が正常に回転した場合には、表示部１１０では、その時刻針によって現在時刻が随時表示される。

制御回路１０３は、ステッピングモータ１０９を回転駆動した後、ステッピングモータ１０９が回転したか否かを検出する。この場合、制御回路１０３は、回転検出回路１０７の検出感度を、回転検出期間の第１区間Ｔ１における検出感度が第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における検出感度をよりも高くなるように、検出感度切り替え回路１０８を制御する。検出感度切り替え回路１０８は、制御回路１０３の制御に対応する検出感度に回転検出回路１０７の検出感度を切り替える。回転検出回路１０７は、検出感度切り替え回路１０８によって切り替えられた検出感度で回転状況の検出を行う。検出区間判別回路１０５は、回転検出回路１０７が、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号を検出した区間を判別する。

制御回路１０３は、このようにして回転検出回路１０７の検出感度を切り替えながら、検出区間判別回路１０５の判別結果に基づいて、回転検出回路１０７が所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるステッピングモータ１０９の誘起信号ＶＲｓをどの区間Ｔ１〜Ｔ３で検出したかの判定を行う。制御回路１０３は、第１区間Ｔ１〜第３区間Ｔ３における前記検出結果に基づいて、図４に示したようにして、主駆動パルスＰ１の変更や維持、補正駆動パルスＰ２による駆動等の駆動パルス制御を行う。

次に、前述したステッピングモータ回転制御動作、回転検出動作及び検出感度切り替え動作を図２及び図３を用いて詳細に説明する。
回転駆動期間Ｐ１において、ステッピングモータ１０９を回転させるために主駆動パルスＰ１をステッピングモータ１０９の一方の駆動端子ＯＵＴ１（図示せず）に供給する場合、モータ駆動制御回路２０２の制御信号に応じて、トランジスタＱ１、Ｑ４を同時にオン状態とすることにより、コイル２０５に対して順方向（図２で左から右）に駆動電流を供給し、これによりステッピングモータ１０９を回転駆動する。

回転駆動期間Ｐ１に続く回転検出期間Ｔにおいて、まず、第１区間Ｔ１においては、トランジスタＱ１、Ｑ８を同時にオン状態とし、トランジスタＱ３を所定周期でスイッチング駆動する。
トランジスタＱ３の所定周期でのスイッチング駆動により、ロータ４０１の自由振動に起因する誘起電圧は増幅され、トランジスタＱ８に直列接続された抵抗Ｒ８により電流−電圧変換され、回転検出回路１０７のコンパレータ２０３により、比較電圧生成回路２０４からの基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ（図２ではＶｓｓ）と比較される。

続いて、第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３においては、トランジスタＱ１、Ｑ６をオン状態とし、トランジスタＱ３を前記所定周期でスイッチング駆動する。
トランジスタＱ３の前記所定周期でのスイッチング駆動により、ロータ４０１の自由振動に起因する誘起電圧は増幅され、トランジスタＱ６に直列接続された抵抗Ｒ６により電流−電圧変換され、回転検出回路１０７のコンパレータ２０３により、比較電圧生成回路２０４からの基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐと比較される。

ここで、本実施の形態では抵抗Ｒ８、Ｒ６の抵抗値Ｒ８、Ｒ６が、Ｒ８＞Ｒ６となるように（例えば、Ｒ８＝２００ＫΩ、Ｒ６＝１５０ＫΩ）設定されており、これによって、第１区間Ｔ１における回転検出感度が第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における回転検出感度よりも大きくなるように設定されている。第１区間Ｔ１の回転検出感度を第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３の回転検出感度よりも高くすることにより、第１区間Ｔ１の回転状況を適切に検出することが可能になり、低温時の誘起電圧誤判定が無くなり、適切な駆動パルス制御が可能となる。

次にステッピングモータ１０９の他方の駆動端子ＯＵＴ２（図示せず）に主駆動パルスＰ１を印加して回転駆動する場合には、モータ駆動制御回路２０２の制御信号に応じ、トランジスタＱ２、Ｑ３を同時にオン状態とすることにより、コイル２０５に対して逆方向（図で右から左）に電流を供給し、これによりモータ１０９を回転駆動する。
主駆動パルスＰ１印加後の回転検出期間において、先ず、第１区間Ｔ１においては、トランジスタＱ３、Ｑ７を同時にオン状態とし、トランジスタＱ１を前記所定周期でスイッチング駆動する。
トランジスタＱ１の前記所定周期でのスイッチング駆動により、ロータ４０１の自由振動に起因する誘起電圧は増幅され、トランジスタＱ７に直列接続される抵抗Ｒ７により電流−電圧変換され、回転検出回路１０７のコンパレータ２０３により基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐと比較される。

続いて、第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３においては、トランジスタＱ３、Ｑ５をオン状態とし、トランジスタＱ１を前記所定周期でスイッチング駆動する。
トランジスタＱ１の前記所定周期でのスイッチング駆動により、ロータ４０１の自由振動に起因する誘起電圧は増幅され、トランジスタＱ５に直列接続された抵抗Ｒ５により電流−電圧変換され、回転検出回路１０７のコンパレータ２０３により基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐと比較される。

ここで、本実施の形態では抵抗Ｒ７、Ｒ５の抵抗値Ｒ７、Ｒ５が、Ｒ７＞Ｒ５となるように（例えば、Ｒ７＝２００ＫΩ、Ｒ５＝１５０ＫΩ）設定されている。抵抗Ｒ７、Ｒ５の抵抗値Ｒ７、Ｒ５は、各々、抵抗値Ｒ８、Ｒ６と等しい値に設定されている。
このようにして、第１区間Ｔ１における回転検出感度は第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における回転検出感度よりも大きくなるように設定されている。第１区間Ｔ１の回転検出感度を第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３の回転検出感度よりも高くすることにより、第１区間Ｔ１の回転状況を適切に検出することが可能になり、低温時の誘起電圧誤判定が無くなり、適切な駆動パルス制御が可能となる。
上記動作を交互に繰り返すことにより、ステッピングモータ１０９の回転駆動及び回転検出動作が行われる。

以上述べたように、本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路によれば、第１区間Ｔ１における回転状況を正確に検出することができるため、ステッピングモータ１０９の回転状況を正確に判別することが可能になる。したがって、消費電力を抑制することが可能になる。また、トランジスタＱ７、Ｑ８、抵抗Ｒ７、Ｒ８を付加するという簡単な構成で実現できるため、小型化が可能である。
また、本実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、第１区間における回転状況を正確に検出することによってステッピングモータの回転状況を正確に判別することが可能になり、低消費電力で正確な計時動作を行うことが可能になる。また、小型化可能なアナログ電子時計が提供される。

図５は、本発明の他の実施の形態のタイミング図である。前記実施の形態では、第１区間Ｔ１の回転検出感度を高めるために、検出用素子である検出用抵抗を大きくするように構成したが、本他の実施の形態では、第１区間Ｔ１における基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐよりも低くすることによって第１区間Ｔ１の回転検出感度を高くしている。
ステッピングモータ制御回路の構成は、図２の構成からトランジスタＱ７、Ｑ８、抵抗Ｒ７、Ｒ８を削除した構成であり、その他の構成や駆動パルス切り替え制御動作等は前述した実施の形態と同じである。

図５において、回転駆動期間Ｐ１においてステッピングモータ１０９を回転駆動した後、第１区間においては、比較電圧生成回路２０４が低い基準しきい電圧である第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を発生する。回転検出回路１０７は第１区間Ｔ１において、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１に基づいてロータ４０１の回転状況を検出する。続いて第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３においては、比較電圧生成回路２０４は高い基準しきい電圧である第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を発生する。回転検出回路１０７は第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３においては、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に基づいてロータ４０１の回転状況を検出する。図５では、（１，１，１）が検出されている。

このように、本他の実施の形態では、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを変えることによって、第１区間Ｔ１における回転検出感度が第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における回転検出感度よりも高くなるように設定している。これにより、前記実施の形態と同様に、第１区間Ｔ１の回転状況を適切に検出することが可能になり、低温時の誘起電圧誤判定が無くなり、適切な駆動パルス制御が可能となる等、前記実施の形態と同様の効果を奏する。また、特別な付加回路は不要なため、小型化可能である。

図６は、本発明の更に他の実施の形態のタイミング図である。本他の実施の形態では、スイッチ素子のスイッチング周期を変えることによって、第１区間Ｔ１における回転検出感度を第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における回転検出感度よりも高く設定している。ステッピングモータ制御回路の構成は、図２の構成からトランジスタＱ７、Ｑ８、抵抗Ｒ７、Ｒ８を削除した構成であり、その他の構成や駆動パルス切り替え制御動作等は前述した実施の形態と同じである。

図６において、回転駆動期間Ｐ１にステッピングモータ１０９を回転駆動した後、モータ駆動制御回路２０２は、回転検出期間Ｔの第１区間Ｔ１において、所定の短い周期（第１周期）である第１のスイッチング周期でトランジスタＱ３をスイッチング駆動して回転検出を行う。続いて、モータ駆動制御回路２０２は、第２区間及び第３区間において、所定の長い周期（第２周期）である第２のスイッチング周期でトランジスタＱ３をスイッチング駆動して回転検出を行う。尚、前記回転検出時の他のトランジスタのオン駆動動作は前記実施の形態と同じである。

また同様に、回転駆動期間Ｐ１にステッピングモータ１０９を回転駆動した後、モータ駆動制御回路２０２は、回転検出期間Ｔの第１区間Ｔ１において、所定の短い周期（第１周期）である第１のスイッチング周期でトランジスタＱ１をスイッチング駆動して回転検出を行う。続いて、モータ駆動制御回路２０２は、第２区間及び第３区間において、所定の長い周期（第２周期）である第２のスイッチング周期でトランジスタＱ１をスイッチング駆動して回転検出を行う。尚、前記回転検出時の他のトランジスタのオン駆動動作は前記実施の形態と同じである。

これにより、第１区間Ｔ１における誘起信号の増幅率を第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における誘起信号の増幅率よりも高くして、第１区間Ｔ１における回転検出感度を第２区間Ｔ２及び第３区間Ｔ３における回転検出感度よりも高くしている。したがって、前記各実施の形態と同様に、第１区間の回転状況を適切に検出することが可能になり、低温時の誘起電圧誤判定が無くなり、適切な駆動パルス制御が可能となる等、前記実施の形態と同様の効果を奏する。また、特別な付加回路は不要なため、小型化可能である。

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

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

１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス発生回路
１０５・・・検出区間判別回路
１０６・・・モータ駆動回路
１０７・・・回転検出回路
１０８・・・検出感度切り替え回路
１０９・・・ステッピングモータ
１１０・・・アナログ表示部
２０１・・・検出感度制御回路
２０２・・・モータ駆動制御回路
２０３・・・コンパレータ
２０４・・・比較電圧発生回路
２０５・・・コイル
４０１・・・ロータ
Ｑ１〜Ｑ８・・・トランジスタ
Ｒ５〜Ｒ８・・・検出用抵抗

Claims (6)

1. ステッピングモータのロータの回転によって発生する誘起信号を検出し、前記誘起信号が所定の検出期間内において所定の基準しきい電圧を超えたか否かを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御する制御手段とを備えて成り、
   前記検出期間を主駆動パルスによる駆動直後の前記ロータ回転の少なくとも第２象限における前記誘起信号を検出する第１区間、前記第１区間よりも後の第３象限における前記誘起信号を検出するための第２区間及び前記第２区間よりも後の第３区間に区分すると共に、
   前記検出手段は前記第１区間では前記第２区間及び第３区間よりも高い検出感度で前記誘起信号を検出し、前記制御手段は、前記第１区間〜第３区間における前記検出手段の検出結果に応じて、相互にエネルギの相違する複数の主駆動パルスのいずれか又は、前記各主駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスによって前記ステッピングモータを駆動制御することを特徴とするステッピングモータ制御回路。
2. 前記検出手段は、前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間よりも高くするスイッチ制御手段と、前記誘起信号が前記基準しきい電圧を超えたか否かを判別する比較手段とを有することを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制御回路。
3. 前記制御手段は、直列接続した第１、第２スイッチ素子と、直列接続した第３、第４スイッチ素子とを有し、回転駆動期間において駆動パルスに応答して前記第１乃至第４スイッチを制御することにより、前記第１、第２スイッチ素子の接続点と前記第３、第４スイッチ素子の接続点との間に接続される前記ステッピングモータのコイルに駆動電流を供給して前記ステッピングモータを回転駆動し、
   前記検出手段は、前記第１、第３スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子に並列接続された第５スイッチ素子及び第１検出用抵抗から成る第１直列回路と、前記第３スイッチ素子に並列接続された第６スイッチ素子及び前記第１検出用抵抗と抵抗値が等しい第２検出用抵抗から成る第２直列回路と、前記第１直列回路に並列接続された第７スイッチ素子及び前記第１検出用抵抗よりも抵抗値が大きい第３検出用抵抗から成る第３直列回路と、前記第２直列回路に並列接続された第８スイッチ素子及び前記第３検出用抵抗と抵抗値が等しい第４検出用抵抗から成る第４直列回路と、前記検出期間の第１区間において前記第１、第３、第７スイッチ素子を制御して前記第３検出用抵抗に又は前記第１、第３、第８スイッチ素子を制御して前記第４検出用抵抗に誘起信号を発生させると共に、前記第２、第３区間において前記第１、第３、第５、第６スイッチ素子を制御して前記第１、第２検出用抵抗に誘起信号を発生させることにより、前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間よりも高くするスイッチ制御手段と、前記第１〜第４検出用抵抗に生じた誘起信号が前記基準しきい電圧を超えたか否かを判別する比較手段とを有することを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制御回路。
4. 前記検出手段は、前記第１区間における前記基準しきい電圧を前記第２区間及び第３区間における基準しきい電圧よりも低くすることによって前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間における検出感度よりも高くすることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制御回路。
5. 前記制御手段は、直列接続した第１、第２スイッチ素子と、直列接続した第３、第４スイッチ素子とを有し、回転駆動期間において駆動パルスに応答して前記第１乃至第４スイッチを制御することにより、前記第１、第２スイッチ素子の接続点と前記第３、第４スイッチ素子の接続点との間に接続されるステッピングモータのコイルに駆動電流を供給して前記ステッピングモータを回転駆動し、
   前記検出手段は、前記第１、第３スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子に並列接続された第５スイッチ素子及び第１検出用素子から成る第１直列回路と、前記第３スイッチ素子に並列接続された第６スイッチ素子及び第２検出用素子から成る第２直列回路と、前記検出期間において前記第３、第５スイッチ素子をオンにして前記第１スイッチ素子を所定周期でスイッチング又は、前記第１、第６スイッチ素子をオンにして前記第３スイッチ素子を所定周期でスイッチングすることにより前記第１、第２検出用素子に誘起信号を発生させるスイッチ制御手段とを有し、
   前記スイッチ制御手段は、前記第１区間は前記第２区間及び第３区間よりも短い周期で前記第１スイッチ素子又は第３スイッチ素子をスイッチングすることにより、前記第１区間における検出感度を前記第２区間及び第３区間における検出感度よりも高くすることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ制御回路。
6. 時刻針を回転駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御するステッピングモータ制御回路とを有するアナログ電子時計において、
   前記ステッピングモータ制御回路として、請求項１乃至５のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴とするアナログ電子時計。

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