ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計
【課題】ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止する。
【解決手段】ステッピングモータ１０５の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓと基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１と、通常時駆動する主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ、負荷用駆動パルスＰｆよりエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、前記回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する。
【解決手段】ステッピングモータ１０５の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓと基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１と、通常時駆動する主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ、負荷用駆動パルスＰｆよりエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、前記回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、駆動コイルとを有し、前記駆動コイルの２つの端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に相互に極性の異なる交番駆動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。
【０００３】
また従来から、アナログ電子時計の負荷状態の検出において、ステッピングモータの駆動コイルに流れる励磁電流のピークを検出し、その大きさに応じて主駆動パルスのパルス幅（駆動エネルギに相当）を決定する方式がある（例えば特許文献１参照）。
また、アナログ電子時計の回転検出において、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電圧の検出時刻を基準時刻と比較判別する手段を設け、検出時刻が基準時刻より早い場合にカウントが進み、計数値が一定値になったとき、主駆動パルスのパルス幅を１ランク狭く（パルスダウン）することで、消費電流を低減する方式がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
アナログ電子時計においては、部分的に著しい輪列の摩耗が発生すると、周期的または継続的に急激な負荷変動が発生し、ロータの回転速度を低下させる。特許文献１、２記載のアナログ電子時計は、判定値が所定の値に到達しない場合、ステッピングモータが非回転と判定し、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回転駆動するように構成している。したがって、前記急激な負荷変動が発生した場合、ロータの回転速度が所定速度以上は得られないため、回転していても、誘起信号が所定の基準値に到達せず、不要に補正駆動パルスで回転駆動してしまうという問題がある。
【０００５】
特に特許文献２のように、複数の主駆動パルスを用意しておいて駆動エネルギ不足の場合にエネルギの大きい主駆動パルスにランクアップするシステムを有したアナログ電子時計の場合、急激な負荷増加が発生する都度、主駆動パルスのエネルギランクが上がってしまう。したがって、負荷発生周期が短い場合にはランクダウンする機会がなく、最大ランクの主駆動パルスに固定されてしまい、消費電力が大きくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５３−４２８６０号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／１１９３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止できるようにしたステッピングモータ制御回路を提供することを課題としている。
また本発明は、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止できるようにしたアナログ電子時計を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の視点によれば、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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、通常時に駆動する主駆動パルス、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい負荷用駆動パルス及び前記負荷用駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスを含む複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転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。
【０００９】
本発明の第２の視点によれば、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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、複数の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、前記基準しきい電圧として複数種類の電圧が用意され、前記回転検出手段は、前記電流検出手段が検出した前記励磁電流の大きさに応じて、前記基準しきい電圧を変更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。
【００１０】
また、本発明の第３の視点によれば、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止することができることである。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１、第３〜第６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。
【図２】本発明の第１、第２、第４、第５の実施の形態に係るアナログ電子時計に使用するステッピングモータの構成図である。
【図３】本発明の第１〜第６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。
【図４】本発明の第１、第４、第５の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図６】本発明の第１、第３〜第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図７】本発明の第１〜第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路の動作説明図である。
【図８】本発明の第２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。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のタイミング図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路の判定チャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１４】本発明の第３、第６の実施の形態に係るアナログ電子時計に使用するステッピングモータの構成図である。
【図１５】本発明の第３、第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１９】本発明の第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、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について説明する。尚、各図において同一構成部分や同一処理を行う部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の第１、第３〜第６の実施の形態に共通す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。
【００１４】
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、モータ回転駆動用の複数種類の駆動パルスの中から制御回路１０３からの制御信号に対応する駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１１０の３種類）やカレンダ表示部１０９を有するアナログ表示部１０６を備えている。
【００１５】
また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ１０５の回転状況を表す誘起信号ＶＲｓを検出し当該誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す回転検出信号を出力する回転検出回路１１１、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されたときその駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるか否かを表す電流検出信号を出力する電流検出回路１１２を備えている。
ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出し、ステッピングモータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出しないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
【００１６】
電流検出回路１１２は、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されるとき、その駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるか否か（換言すれば負荷が所定値を超えるか否かの負荷状況）を表す電流検出信号を出力する。前記励磁電流のピーク値の大きさは、ステッピングモータ１０５が回転駆動する負荷の大きさに対応しており、前記ピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える場合は負荷が所定値を超える大きさであることを表している。
制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出していないと判定した場合は、負荷が所定値を超えていないと判定する。また、制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピークを検出したと判定した場合は、負荷が所定値を超えて増加したと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆでステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路を１０４を制御する。
【００１７】
回転検出回路１１１は、予め設定された基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを用いて、ステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓが基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す（換言すればステッピングモータ１０５の回転状況を表す）回転検出信号を制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記回転検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定し、非回転と判定した場合には主駆動パルスＰ１や負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的にステッピングモータ１０５を回転させるように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
ここで、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段の一例を構成し、アナログ表示部１０６は表示手段の一例を構成している。回転検出回路１１１及び制御回路１０３は回転検出手段の一例を構成し、電流検出回路１１２は電流検出手段の一例を構成している。また、発振回路１０１、分周回路１０２、制御回路１０３及び駆動パルス選択回路１０４は制御手段の一例を構成している。
【００１８】
図２は、第１、第２、第４、第５の実施の形態における図１のステッピングモータ１０５の構成図で、アナログ電子時計で一般的に用いられている時計用ステッピングモータの例を示している。
図２において、ステッピングモータ１０５は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回された駆動コイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０５をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ又はカシメ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。駆動コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００１９】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９に励磁電流が流されて励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施の形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００２０】
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。駆動コイル２０９に励磁電流が供給されていない状態では、ロータ２０２は、図２に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交する安定静止位置（ステータ２０１に流れる磁束の方向Ｘと角度θ０をなす位置）に安定して停止している。
いま、駆動パルス選択回路１０４から一方の極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図２の矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図２の実線矢印方向に１８０度回転し、角度θ１位置の安定静止位置で安定的に停止する。
【００２１】
次に、駆動パルス選択回路１０４から、逆極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図２の反矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向に１８０度回転し、角度θ０の安定静止位置で安定的に停止する。
【００２２】
以後、このように、駆動コイル２０９に対して極性の異なる電流（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ実線矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。
尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、負荷を回転可能で通常時の駆動に使用する１種類の主駆動パルスＰ１、負荷が所定値よりも大きいときにステッピングモータ１０５を確実に回転するために用いる主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ及び負荷用駆動パルスＰｆよりも駆動エネルギが大きく、負荷が大きくてステッピングモータ１０５を回転できない場合に使用する補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスを用いている。
【００２３】
図３は、本発明の第１〜第６の実施の形態に共通する回路図で、図１における駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１１及び電流検出回路１１２の一部を詳細に示す回路図である。
図３において、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４及びスイッチ制御回路３０３は駆動パルス選択回路１０４の構成要素である。トランジスタＱ１及びトランジスタＱ３のソース接続点と、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ４のソース接続点との間には、ステッピングモータ１０５の駆動コイル２０９が接続されている。
【００２４】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６、トランジスタＱ５に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０１、トランジスタＱ６に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０２、スイッチ制御回路３０３及びコンパレータ３０４は回転検出回路１１１の構成要素である。検出用抵抗３０１、３０２は回転検出に使用する検出素子であり、回転検出時に誘起信号ＶＲｓを発生する。
また、トランジスタＱ３、Ｑ４は電流検出回路１１２の構成要素である。ステッピングモータ１０５の回転駆動時には駆動コイル２０９に励磁電流を流すが、前記励磁電流によってトランジスタＱ３又はＱ４のチャンネルインピーダンスに生じる電圧が前記励磁電流に対応する値となる。電流検出回路１１２は、前記チャンネルインピーダンスに生じる電圧を所定基準電圧と比較することにより、前記励磁電流のピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えるか否かを検出し、これを表す電流検出信号を出力する。
【００２５】
各トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートはスイッチ制御回路１０３に接続されている。検出用抵抗３０１と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ２、及び、検出用抵抗３０２と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ１は、コンパレータ３０４の入力部に接続されている。また、コンパレータ３０４の入力部には、ステッピングモータ１０５の回転検出時には基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐが入力される。
ステッピングモータ１０５を回転駆動する場合、スイッチ制御回路３０３は、制御回路１０３から供給される駆動パルスに対応する回転駆動用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ２、Ｑ３を同時にオン状態とする、あるいは、トランジスタＱ１、Ｑ４を同時にオン状態とすることによって駆動コイル２０９に対して正方向あるいは逆方向に励磁電流を供給し、これによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。
【００２６】
このとき、図７に示すように、駆動コイル２０９には負荷の大きさに応じた励磁電流が流れる。図７において、主駆動パルスＰ１（パルス幅が時点ｔ０〜時点ｔ２）によってステッピングモータ１０５を駆動すると、駆動コイル２０９には負荷の大きさに応じた波形の励磁電流が流れる。励磁電流の波形は、主駆動パルスＰ１駆動開始直後に山（極大値）が生じ、その後谷（極小値）が生じる。波形１は負荷が小さい場合、波形２は負荷が中程度の場合、波形３は負荷が所定値より大きい場合の励磁電流波形を示しており、谷（ピークＫ）の励磁電流値（ピーク値）は負荷の大きさに応じて変動する。
電流検出回路１１２は、駆動パルスＰ１による駆動開始から所定時間（例えば３ｍｓｅｃ）経過したピーク検出時点ｔ１、即ち、ピークＫにおける励磁電流値（ピーク値）を検出する。前記ピーク値は、駆動パルスで駆動開始した直後に生じる山を経過した後に現れる励磁電流の極小値である。
【００２７】
ステッピングモータ１０５の負荷が所定値以下の場合には、波形１、２に示すように、予め定めた時点ｔ１において、励磁電流のピーク値が所定の基準電流Ｐｃｏｍｐ以下になる。一方、負荷が大きくなって所定値を超えると、波形３に示すように励磁電流のピーク値が基準電流Ｐｃｏｍｐを超える。電流検出回路１１２は、励磁電流のピーク値がＰｃｏｍｐを超えるか否かを示す電流検出信号を出力する。具体的には電流検出回路１１２は、励磁電流がオン状態にあるトランジスタＱ３あるいはトランジスタＱ４に流れたとき当該トランジスタＱ３またはＱ４のチャネルインピーダンスに生じる電圧と所定の基準電圧とを比較することにより、前記励磁電流が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えたか否かを検出する。
【００２８】
制御回路１０３は、電流検出回路１１２の検出結果に基づいて駆動パルスを選択し、これに続く回転検出期間において回転検出を行う。
回転検出回路１１１が前記回転検出期間において、回転駆動後のステッピングモータ１０５の自由振動によって生じる誘起信号ＶＲｓを検出する場合、スイッチ制御回路３０３は制御回路１０３からの回転検出用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ３、Ｑ６をオンにした状態でトランジスタＱ４を所定周期でオン／オフ制御する、あるいは、トランジスタＱ４、Ｑ５をオンにした状態でトランジスタＱ３を所定周期でオン／オフ制御することにより、コンパレータ３０４で誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００２９】
コンパレータ３０４は、ステッピングモータ１０５（換言すれば駆動コイル２０９）に誘起する誘起信号ＶＲｓのうち、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出すると、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したことを表す検出信号Ｖｓを出力する。制御回路１０３は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず、次サイクルの駆動制御を行う。制御回路１０３は、前記検出信号Ｖｓに基づいてステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動を行って強制的にステッピングモータ１０５を回転させる。
【００３０】
図４は、本発明の第1、第４、第５の実施の形態に共通するステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
図５は、本発明の第1の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
図６は、本発明の第1、第３〜第６の実施の形態に共通するステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
以下、図１〜図７を参照して、本発明の第1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。
先ず、計時動作を行って時刻を表示する通常モードの動作を説明する。
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が発振回路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所定間隔で制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、駆動パルスを主駆動パルスＰ１に設定すると共に制御回路１０３内部の計数値ＰＮを０にリセットし（ステップＳ４０１）、前記時計信号を計数して計時動作を行う。ここで、計数値ＰＮは励磁電流を検出した回数を計数するための計数値である。
【００３２】
制御回路１０３は、時計信号を計数する毎に所定エネルギの主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０２）。駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの前記制御信号に応答して、前記主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転されて、アナログ表示部１０６の時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）の運針駆動やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う。
このようにして、主駆動パルスＰ１により所定の運針間隔（本実施の形態では１秒間隔）で時刻針１０７〜１０８、１１０を正転駆動する運針動作（通常運針）が行われ又、所定時刻になるとカレンダ表示部１０９の日送り駆動が行われる。これにより、アナログ表示部１０６の時刻針１０７、１０８、１１０によって現在時刻が表示され又、カレンダ表示部１０９によってその日の日付が表示される。
【００３３】
次に制御回路１０３は、周期的負荷検出期間が到来したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここで、周期的負荷検出期間とは、ステッピングモータ１０５の負荷が周期的に増加したか否かを検出するための負荷検出タイミングを示している。周期的負荷は、一定の周期で増減する負荷を意味しており、例えば、部分的に著しい輪列の摩耗が生じて周期的に所定値を超えて変動する負荷（周期的負荷）やカレンダ負荷等がある。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０３において、周期的負荷検出期間が到来したと判定すると、ステッピングモータ１０５の励磁電流を検出して駆動パルスを負荷用駆動パルスＰｆに変更するための検出モードに移行し、周期的負荷検出期間が到来していないと判定した場合、処理ステップＳ４０２に戻る。
【００３４】
検出モードでは図５に示すように、制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して、主駆動パルスＰ１でステッピングモータを駆動し（ステップＳ５０１）、計数値ＰＮに１加算する（ステップＳ５０２）。
次に制御回路１０３は、電流検出回路１１２にステッピングモータ１０５の励磁電流のピーク値を検出させた後（ステップＳ５０３）、回転検出回路１１１にステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓを検出させる（ステップＳ５０４）。電流検出回路１１２、回転検出回路１１１は、各々、前述したようにして励磁電流のピーク値、誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００３５】
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ５０５）、計数値ＰＮが所定回数になったか否か、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったか否かを判定する（ステップＳ５０６）。アナログ電子時計において、部分的に著しい輪列の摩耗が発生した場合等、周期（負荷増減周期）的に急激な負荷増加が発生し、ロータ２０２の回転速度を低下させる場合があるが、前記所定回数行う期間を（換言すれば、前記励磁電流のピーク値の検出周期と前記所定回数の積を）負荷増減周期よりも長くなるように設定することにより、確実に負荷変動を検出することが可能になる。
【００３６】
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において前記ピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０７において前記所定回数検出した励磁電流のピーク値のいずれもが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えないと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値を超えるような大きい負荷になっていない、即ち通常の負荷であると判定して、通常モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において計数値ＰＮが所定回数になってない、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行っていないと判定すると処理ステップＳ５０１に戻る。
【００３７】
また、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０５において誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定した場合、駆動パルス選択回路１０４を制御して、補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０５を回転駆動させる（ステップＳ５０９）。これにより、ステッピングモータ１０５を強制的に回転させる。次に制御回路１０３は、計数値ＰＮを０にリセットし（ステップＳ５１０）、処理ステップＳ５０１に戻る。
【００３８】
このように、通常の主駆動パルスＰ１での駆動を実施中に、予め設定された所定のタイミングで周期的負荷の検出モードに切り換わり、誘起信号ＶＲｓの検出と並行して、ＭＯＳトランジスタのチャンネルインピーダンスに生じる励磁電流に基づいた電圧降下を利用し、駆動コイル２０９に流れる励磁電流のピーク値を検出する。前記励磁電流のピーク値を所定回数（負荷発生周期以上の値を設定する。）検出し、少なくとも１つの励磁電流検出値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えた場合、周期的負荷が発生していると判断して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更するようにしている。これにより、大きな負荷が生じている場合でも正確に負荷状況を検出して、適切な駆動パルスに切り換えることができる。
【００３９】
所定値を超える負荷を回転駆動する負荷モードでは図６に示すように、制御回路１０３は、回転したことを検出した回数（計数値ＦＮ）を０にリセットする（ステップＳ６０１）。
次に制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して負荷用駆動パルスＰｆでステッピングモータ１０５を回転駆動させ（ステップＳ６０２）、計数値ＦＮに１加算する（ステップＳ６０３）。
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ６０４）、計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０５において計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転駆動したと判定した場合には通常モードに戻り、所定回数になっていないと判定した場合には処理ステップＳ６０２に戻る。
【００４０】
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０４において誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転していないと判定した場合には処理ステップＳ６０１に戻り、計数値ＦＮを０にリセットする。
このようにして、負荷用駆動パルスＰｆに切り換わった後、所定回数連続して回転したと判定した場合には主駆動パルスＰ１に戻すようにしている。したがって、所定回数安定して回転した場合に駆動パルスを通常モードにおける主駆動パルスＰ１に戻すため、電力浪費を低減するような変更動作が可能になる。
【００４１】
以上述べたように本発明の第１の実施の形態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１０５のロータ２０２の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、誘起信号ＶＲｓと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１と、通常時駆動する主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ及び負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、ステッピングモータ１０５の回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍを超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御することを特徴としている。
したがって、ステッピングモータ１０５の負荷状況を正確に検出して適切な駆動パルスを選択することができるため、エネルギの浪費を防止することが可能になる。
また、周期的負荷が永続的に発生してしまうような状態に陥った場合でも、補正駆動パルスＰ２による駆動が多発して過剰な電力消費増が生じることを抑制することができる。また、電源として電池を使用する場合、電池電力の低下を最低限に抑えることができる。
【００４２】
ここで、電流検出回路１１２は負荷変動周期よりも長い間継続して所定回数前記励磁電流を検出し、前記制御手段は、前記検出した励磁電流のピーク値中の少なくとも一つが前記所定値を超えると判定した場合に負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御するように構成することができる。
また、前記制御手段は、負荷用駆動パルスＰｆによって所定回数連続してステッピングモータ１０５を回転させることができた場合、主駆動パルスＰ１に戻して回転制御するように構成することができる。
また、電流検出回路１１２は、主駆動パルスによる駆動開始後所定時間経過した時点での励磁電流を検出するように構成することができる。
【００４３】
また本第１の実施の形態に係るアナログ電子時計は、時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）を回転駆動するステッピングモータ１０５と、ステッピングモータ１０５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、前記ステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴としている。
したがって、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して適切な駆動パルスを選択することができるため、エネルギの浪費を防止できるようにしたアナログ電子時計を提供することが可能になる等の効果を奏する。
【００４４】
次に本発明の第２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説明する。
図８は、本発明の第２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。
本第２の実施の形態においては、回転検出回路１１１がどの区間において基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したのかを検出する検出区間判別回路１１３を備えている。
【００４５】
また、本第２の実施の形態では駆動パルスとして、相互にエネルギが相違する複数種類の主駆動パルスＰ１、前記各主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ及び負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスを用いている。
尚、回転検出回路１１１、検出区間判別回路１１３及び制御回路１０３は回転検出手段の一例を構成している。
【００４６】
図９は、本発明の第２の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１０５を駆動した場合のタイミング図で、負荷に対する駆動パルスのエネルギの関係、ロータ２０２の回転位置、回転状況を表すパターンをあわせて示している。
図９において、Ｐ１は主駆動パルスＰ１を表すと共にロータ２０２が主駆動パルスＰ１によって回転駆動される領域を表し、又、ａ〜ｅは主駆動パルスＰ１の駆動停止後の自由振動によるロータ２０２の回転位置を表す領域である。
【００４７】
主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間を第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の所定時間を第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の所定時間を第３区間Ｔ３としている。このように、主駆動パルスＰ１による駆動直後から始まる検出区間Ｔ全体を複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ｔ１〜Ｔ３）に区分している。尚、本実施の形態では、誘起信号ＶＲｓを検出しない期間であるマスク区間は設けていない。
ロータ２０２を中心として、その回転によってロータ２０２の主磁極Ａが位置するＸＹ座標空間を第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分した場合、第１区間Ｔ１〜第３区間Ｔ３は次のように表すことができる。
【００４８】
即ち、通常駆動の状態において、第１区間Ｔ１はロータ２０２を中心とする空間の第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の正方向回転状況を判定する区間及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、第２区間Ｔ２は第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の逆方向回転状況を判定する区間、第３区間Ｔ３は第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の逆方向回転後の回転状況を判定する区間である。ここで、通常駆動とは通常時に駆動される負荷を主駆動パルスＰ１で正常に駆動できる状態であり、本実施の形態では、時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）を負荷として、主駆動パルスＰ１で正常に駆動できる状態を通常駆動としている。
【００４９】
また、通常駆動に対して僅かに駆動エネルギが小さい状態（ややエネルギ低い状態）では、第１区間Ｔ１は第２象限ＩＩにおいてロータ２０２の正方向回転状況及び第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向の回転状況を判定する区間、第２区間Ｔ２は第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向の回転状況及び最初の逆方向の回転状況を判定する区間、第３区間Ｔ３は第３象限ＩＩＩにおけるロータ２０２の最初の逆方向回転以後の回転状況を判定する区間である。
【００５０】
Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０５で発生する誘起信号ＶＲｓの電圧レベルを判定する基準しきい電圧であり、ステッピングモータ１０５が回転した場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行った場合には誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超え、回転しない場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行わない場合には誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
例えば、図９において、本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路では、通常駆動の状態において、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１において検出され、領域ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において検出され、領域ｃ後に生じた誘起信号ＶＲｓは第３区間Ｔ３において検出される。
【００５１】
回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」とすると、図９の通常駆動の例では、回転状況を表すパターン（第１区間の判定値，第２区間の判定値，第３区間の判定値）として（０，１，０）が得られている。この場合、制御回路１０３は駆動エネルギに余裕があると判定して、ステッピングモータ１０５を主駆動パルスＰ１によって所定回数連続して回転させることができた場合に駆動エネルギを１ランクダウン（パルスダウン）するようにパルス制御を行う。
【００５２】
図１０は本第２の実施の形態の動作をまとめた判定チャートである。図１０において、前述したとおり、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」と表している。また、「１／０」は、判定値が「１」、「０」のどちらでもよいことを表している。
図１０に示すように、回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓの有無を検出し、検出区間判別回路１１３が前記誘起信号ＶＲｓの検出時期を判定したパターンに基づいて、制御回路１０３内部に記憶した図１０の判定チャートを参照して、制御回路１０３及び駆動パルス選択回路１０４は主駆動パルスＰ１のパルスアップやパルスダウンあるいは補正駆動パルスＰ２による駆動等の後述する駆動パルス制御を行ってステッピングモータ１０５を回転制御する。
【００５３】
例えば、制御回路１０３は、パターン（１／０，０，０）の場合、ステッピングモータ１０５が回転していない（非回転）と判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御した後、次回駆動時に１ランクアップした主駆動パルスＰ１に変更して駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
制御回路１０３は、パターン（１／０，０，１）の場合、ステッピングモータ１０５は回転したが、負荷に対して駆動エネルギがかなり低い状態であり、次回駆動時に非回転になる恐れがあると判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、前もって次回駆動時に１ランクアップした主駆動パルスＰ１に変更して駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
【００５４】
制御回路１０３は、パターン（１，１，１／０）の場合、ステッピングモータ１０５は回転し、負荷に対して駆動エネルギはやや低いと判定して、次回駆動時に主駆動パルスＰ１を変更せずに駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
制御回路１０３は、パターン（０，１，１／０）の場合、ステッピングモータ１０５は回転し、負荷に対して駆動エネルギは適正と判定して、主駆動パルスＰ１の変更は取りあえず行わず、所定回数連続してステッピングモータ１０５を回転させることができた場合は１ランクダウンした主駆動パルスＰ１に変更して駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
【００５５】
図１１〜図１３は、本第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
以下、図２、図３、図７〜図１３を参照して、本第２の実施の形態について、前記第１の実施の形態と相違する部分について詳細に説明する。
先ず通常モードでは、制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１のランクｎを最低エネルギランクのランク１に設定すると共に、制御回路１０３の内部カウンタの計数値Ｎを０にリセットする（図１１のステップＳ１０１）。次に制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１を前記設定されたランクｎの主駆動パルスＰ１ｎ（ここではｎ＝１）に設定し（ステップＳ１０２）、当該主駆動パルスＰ１ｎでステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４に制御信号を出力する（ステップＳ１０３）。
【００５６】
駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの前記制御信号に応答して、前記主駆動パルスＰ１ｎでステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１ｎによって回転されて、アナログ表示部１０６の時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）の運針駆動やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う。
回転検出回路１１１は、主駆動パルスＰ１ｎによる駆動が行われる毎に、検出区間Ｔにおいて、ステッピングモータ１０５の回転駆動によって生じる、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出する。検出区間判別回路１１３は、回転検出回路１１１が検出した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓがどの区間Ｔ１〜Ｔ３に属するかを判別する。
【００５７】
制御回路１０３は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第１区間Ｔ１内で検出していないと判定した場合には（パターンが（０，ｘ，ｘ）の場合である。但し判定値「ｘ」は判定値が「１」か「０」かを問わないことを意味する。）（ステップＳ１０４）、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１１２において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出していないと判定した場合（パターンが（０，０，ｘ）の場合である。）、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第３区間Ｔ３内で検出したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００５８】
制御回路１０３は、処理ステップＳ１０８において、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第３区間Ｔ３内で検出していないと判定した場合（パターンが（ｘ，０，０）の場合である。）、非回転であるため、処理ステップＳ１０３の主駆動パルスＰ１ｎと同極性の補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を駆動した後（ステップＳ１１０）、当該主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを１ランクアップして主駆動パルスＰ１（ｎ＋１）に変更すると共に計数値Ｎを０にリセットする（ステップＳ１１１）。
次に制御回路１０３は、周期的負荷検出期間が到来したか否かを判定し（ステップＳ１０７）、周期的負荷検出期間が到来したと判定すると検出モードに移行し、周期的負荷検出期間が到来していないと判定すると処理ステップＳ１０３に戻る。
【００５９】
制御回路１０３は、処理ステップＳ１０８において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第３区間Ｔ３内で検出したと判定した場合（パターンが（ｘ，０，１）の場合である。）、回転しているがエネルギがかなり低い状態であり、主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを１ランクアップして主駆動パルスＰ１（ｎ＋１）に変更すると共に計数値Ｎを０にリセットして（ステップＳ１０９）、処理ステップＳ１０７に移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１１２において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出したと判定した場合（パターンが（０，１，ｘ）の場合である。）、計数値Ｎに１加算する（ステップＳ１１３）。
制御回路１０３は、計数値Ｎが所定値に到達したか否か（換言すれば、パターンが（０，１，ｘ）になる駆動を所定回数行ったか否か）を判定し（ステップＳ１１４）、所定値に到達していれば主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを１ランクダウンすると共に計数値Ｎを０にリセットして処理ステップ１０７に移行し、計数値Ｎが所定値に到達していない場合には直ちに処理ステップＳ１０７に移行する。
【００６０】
一方、制御回路１０３は、処理ステップＳ１０４において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第１区間Ｔ１内で検出したと判定した場合、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出していないときは処理ステップＳ１０８に移行する（ステップＳ１０５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１０５において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出したと判定した場合（パターンが（１，１，ｘ）の場合である。）、計数値Ｎを０にリセットして処理ステップＳ１０７へ移行する（ステップＳ１０６）。
【００６１】
検出モードでは図１２に示すように、制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して、主駆動パルスＰ１ｎでステッピングモータを駆動し（ステップＳ２０１）、計数値ＰＮに１加算する（ステップＳ５０２）。
以後、制御回路１０３は、図５と同様の処理を行い、所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定した場合には（ステップＳ５０７）、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きいと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１ｎから負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
【００６２】
また制御回路１０３は、処理ステップＳ５０７において前記複数の励磁電流のピーク値がいずれも基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えないと判定した場合には、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値以下と判定して通常モードに移行する。これにより、大きな負荷が生じている場合でも正確に負荷状況を検出して、適切な駆動パルスに切り換えることができる。
所定値を超える負荷を回転駆動する負荷モードでは図１３に示すように、制御回路１０３は、回転したことを検出した回数（計数値ＦＮ）を０にリセットし（ステップＳ６０１）、駆動パルス選択回路１０４を制御して負荷用駆動パルスＰｆでステッピングモータ１０５を回転駆動させる（ステップＳ６０２）。
【００６３】
制御回路１０３は、回転検出回路１１１が第１検出区間Ｔ１内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないと判定した場合（パターン（０，ｘ，ｘ）の場合である。）（ステップＳ３０１）、第２検出区間Ｔ２内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否か判定する（ステップＳ３０２）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ３０２において第２検出区間Ｔ２内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えると判定した場合（パターン（０，１，ｘ）の場合である。）、正常に回転しておりエネルギが通常駆動状態であるため計数値ＦＮに１加算する（ステップＳ６０３）。
【００６４】
次に制御回路１０３は、計数値ＦＮが所定値に達していると判定した場合、負荷用駆動パルスＰｆによって所定回数連続して正常に回転できたと判定して通常モードに移行する（ステップＳ６０５）。これにより、負荷モードでの駆動状態が安定した後に通常モードに移行するため、安定したモード遷移が可能である。
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０５において計数値ＦＮが所定値に達していないと判定した場合、未だ負荷駆動パルスＰｆによって所定回数連続して正常に回転できていないと判定して処理ステップＳ３０１に戻って前記処理を繰り返す。
制御回路１０３は、処理ステップＳ３０２において第２検出区間Ｔ２内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えていないと判定した場合や、処理ステップＳ３０１において第１検出区間Ｔ１内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えたと判定した場合には、処理ステップＳ６０１に戻って前記処理を繰り返す。
【００６５】
以上述べたように本発明の第２の実施の形態によれば、ステッピングモータ１０５のロータ２０２の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、誘起信号ＶＲｓと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１及び検出区間判別回路１１３と、通常時駆動する複数種類の主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ、負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、ステッピングモータ１０５の回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御することを特徴としている。
したがって、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、周期的な負荷変動が永続的に発生した場合でも、主駆動パルスＰ１の不要なランクアップによる過剰な電力消費を抑制することが可能になるという効果を奏する。
【００６６】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態におけるブロック図は図１と同じである。
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複数の駆動パルスの中から駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１１０の３種類）やカレンダ表示部１０９を有するアナログ表示部１０６を備えている。
【００６７】
また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ１０５の回転状況を表す誘起信号ＶＲｓを検出し当該誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す回転検出信号を出力する回転検出回路１１１、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されたときその駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるか否かを表す電流検出信号を出力する電流検出回路１１２を備えている。
前記基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとして、複数種類の電圧が用意されている。本実施の形態では、基準しきい電圧として、所定電圧の第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１（第１電圧）と、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１よりも所定電圧小さい（例えば第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１の１／２の電圧）第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２（第２電圧）が用意されている。
【００６８】
第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１は通常の駆動状態での駆動（通常モード；例えば、時刻針を駆動する状態）に使用する基準しきい電圧であり、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２は負荷が一定値を超える状態の駆動（負荷モード；例えば輪列の負荷が増加した場合やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う場合）に使用する基準しきい電圧である。
通常の駆動状態において、ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓを検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓを検出しないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１は設定されている。
また、負荷状態において、ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓを検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓを検出しないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２は設定されている。
【００６９】
電流検出回路１１２は、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されるときその駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるかを表す電流検出信号を出力する。前記励磁電流のピーク値の大きさは、ステッピングモータ１０５が回転駆動する負荷の大きさに対応して変化する。前記ピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える場合は、負荷が所定値を超える大きさであることを表している。
尚、本実施の形態では、負荷の例として、部分的に著しい輪列の摩耗が生じて周期的に所定値を超える負荷（周期的負荷）が発生する例で説明しているが、これに限定されるものではない。
【００７０】
制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出しないと判定した場合は、負荷が所定値を超えていないと判定して、回転検出回路１１１用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１に設定する。また、制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピークを検出したと判定した場合は、負荷が所定値を超えて増加したと判定して、回転検出回路１１１用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に設定する。
【００７１】
回転検出回路１１１は、制御回路１０３によって設定された基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを用いて、ステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓが前記基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す（換言すればステッピングモータ１０５の回転状況を表す）回転検出信号を制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記回転検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定し、非回転と判定した場合には主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。尚、負荷が増加して第２基準しきい値Ｖｃｏｍｐ２に設定した場合、負荷が大きいため、主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい主駆動パルス（負荷用駆動パルス）Ｐｎで駆動するように構成してもよい。
【００７２】
ここで、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段の一例を構成し、アナログ表示部１０６は表示手段の一例を構成している。回転検出回路１１１及び制御回路１０３は回転検出手段の一例を構成し、電流検出回路１１２は電流検出手段の一例を構成している。また、発振回路１０１、分周回路１０２、制御回路１０３及び駆動パルス選択回路１０４は制御手段の一例を構成している。
【００７３】
図１４は、本発明の第３、第６の実施の形態に共通するステッピングモータ１０５の構成図で、アナログ電子時計で一般に用いられている時計用ステッピングモータの例を示している。
図１４において、ステッピングモータ１０５は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回された駆動コイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０５をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ又はカシメ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。駆動コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００７４】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９に励磁電流が流されて励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施の形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００７５】
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。駆動コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図１４に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交する安定静止位置（ステータ２０１に流れる磁束の方向Ｘと角度θ０をなす位置）に安定して停止している。
いま、駆動パルス選択回路１０４から一方の極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図１４の矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図１４の実線矢印方向に１８０度回転し、角度θ１位置の安定静止位置で安定的に停止する。
【００７６】
次に、駆動パルス選択回路１０４から、逆極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図１４の反矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向に１８０度回転し、角度θ０の安定静止位置で安定的に停止する。
【００７７】
以後、このように、駆動コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ実線矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。
尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、負荷を正常に動作可能な通常時の駆動に使用する主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギが大きく、負荷が大きくモータ１０５を回転できない場合の駆動に使用する補正駆動パルスＰ２は、負荷が大きいときにステッピングモータ１０５を確実に回転するために主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｎを用いている。主駆動パルスＰ１、Ｐｎ、Ｐ２は相互にエネルギの異なる駆動パルスである。負荷用駆動パルスＰｎは必ずしも必要ではなく、ステッピングモータ１０５の負荷が大きい場合でも回転させることができる場合には主駆動パルスＰ１を用いてもよい。
【００７８】
本第３の実施の形態においても、図３に示したように、駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１１及び電流検出回路１１２を備えている。
図３に関して説明したように、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４及びスイッチ制御回路３０３は駆動パルス選択回路１０４の構成要素である。トランジスタＱ１及びトランジスタＱ３のソース接続点と、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ４のソース接続点との間には、ステッピングモータ１０５の駆動コイル２０９が接続されている。
【００７９】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６、トランジスタＱ５に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０１、トランジスタＱ６に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０２、スイッチ制御回路３０３及びコンパレータ３０４は回転検出回路１１１の構成要素である。検出用抵抗３０１、３０２は回転検出に使用する検出素子であり、回転検出時に誘起信号ＶＲｓを発生する。
また、トランジスタＱ３、Ｑ４は電流検出回路１１２の構成要素である。ステッピングモータ１０５の回転駆動時には駆動コイル２０９に励磁電流を流すが、前記励磁電流によってトランジスタＱ３又はＱ４のチャンネルインピーダンスに生じる電圧が前記励磁電流に対応する値となる。電流検出回路１１２は、前記チャンネルインピーダンスに生じる電圧を所定基準電圧と比較することにより、前記励磁電流のピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えるか否かを検出し、これを表す電流検出信号を出力する。
【００８０】
各トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートはスイッチ制御回路１０３に接続されている。検出用抵抗３０１と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ２、及び、検出用抵抗３０２と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ１は、コンパレータ３０４の入力部に接続されている。また、コンパレータ３０４の入力部には、ステッピングモータ１０５の回転検出時には第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１又は第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２が入力される。
ステッピングモータ１０５を回転駆動する場合、スイッチ制御回路３０３は、制御回路１０３から供給される駆動パルスに対応する回転駆動用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ２、Ｑ３を同時にオン状態とする、あるいは、トランジスタＱ１、Ｑ４を同時にオン状態とすることによって駆動コイル２０９に対して正方向あるいは逆方向に励磁電流を供給し、これによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。
【００８１】
このとき、図７に示すように、駆動コイル２０９には負荷の大きさに応じた電流が流れる。図７において、主駆動パルスＰ１（パルス幅が時点ｔ０〜時点ｔ２）によって駆動すると、負荷の大きさに応じた波形の励磁電流が流れる。励磁電流の波形は、主駆動パルスＰ１駆動開始直後に山（極大値）が生じ、その後谷（極小値）が生じる。波形１は負荷が小さい場合、波形２は負荷が中程度の場合、波形３は負荷が所定値より大きい場合の励磁電流波形を示しており、谷（ピークＫ）の励磁電流値（ピーク値）は負荷の大きさに応じて変動する。
電流検出回路１１２は、駆動パルスＰ１による駆動開始から所定時間（例えば３ｍｓｅｃ）経過したピーク検出時点ｔ１、即ち、ピークＫにおける励磁電流値（ピーク値）を検出する。前記ピーク値は、駆動パルスで駆動開始した直後に生じる山を経過した後に現れる励磁電流の極小値であり、前記所定期間における最低の電流値である。
【００８２】
ステッピングモータ１０５の負荷が所定値以下の場合には、波形１、２に示すように、予め定めた時刻ｔ１において、励磁電流のピーク値が所定の基準電流Ｐｃｏｍｐ以下になる。一方、負荷が大きくなって所定値を超える場合には、波形３に示すように励磁電流のピーク値が基準電流Ｐｃｏｍｐを超える。電流検出回路１１２は、励磁電流のピーク値がＰｃｏｍｐを超えるか否かを示す電流検出信号を出力する。具体的には電流検出回路１１２は、励磁電流がオン状態にあるトランジスタＱ３あるいはトランジスタＱ４に流れたとき当該トランジスタＱ３またはＱ４のチャネルインピーダンスに生じる電圧と所定の基準電圧とを比較することにより、前記励磁電流が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えたか否かを検出する。
【００８３】
電流検出回路１１２の検出結果に基づいて回転検出回路１１１の基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１または第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に設定し、これに続いて、回転検出期間において回転検出を行う。
前記回転検出期間において、回転駆動後のステッピングモータ１０５の自由振動によって生じる誘起信号ＶＲｓを検出する場合、スイッチ制御回路３０３は制御回路１０３からの回転検出用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ３、Ｑ６をオンにした状態でトランジスタＱ４を所定周期でオン／オフ制御する、あるいは、トランジスタＱ４、Ｑ５をオンにした状態でトランジスタＱ３を所定周期でオン／オフ制御することにより、コンパレータ３０４で誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００８４】
コンパレータ３０４は、ステッピングモータ１０５（換言すれば駆動コイル２０９）に誘起する誘起信号ＶＲｓのうち、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出すると、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したことを表す検出信号Ｖｓを出力する。制御回路１０３は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず、次の駆動制御を行う。制御回路１０３は、前記検出信号Ｖｓに基づいてステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動を行って強制的にステッピングモータ１０５を回転させる。
図１５は、本発明の第３、第６の実施の形態に共通するステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【００８５】
以下、図１、図３、図６、図７、図１４〜図１６を用いて、本第３の実施の形態の動作を詳細に説明する。
先ず、計時動作を行って時刻を表示する通常モードの動作を説明する。
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が発振回路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所定間隔で制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを通常（前述した第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１）に設定すると共に、制御回路１０３内部の計数値ＰＮを０にリセットし（図１５のステップＳ１５０１）、前記時計信号を計数して計時動作を行う。ここで、計数値ＰＮは励磁電流を検出した回数を計数するための計数値である。
【００８６】
制御回路１０３は、時計信号を計数する毎に所定エネルギの主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０２）。駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの前記制御信号に応答して、前記主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転されて、アナログ表示部１０６の時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）の運針駆動やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う。
このようにして、主駆動パルスＰ１により所定の運針間隔（本実施の形態では１秒間隔）で時刻針１０７〜１０８、１１０を正転駆動する運針動作（通常運針）が行われ又、所定時刻になるとカレンダ表示部１０９の日送り駆動が行われる。これにより、アナログ表示部１０６の時刻針１０７、１０８、１１０によって現在時刻が表示され又、カレンダ表示部１０９によってその日の日付が表示される。
【００８７】
次に制御回路１０３は、周期的負荷検出期間が到来したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。周期的負荷検出期間とは、ステッピングモータ１０５の負荷が周期的に増加したか否かを検出するタイミングを示している。周期的負荷は、一定の周期で増減する負荷を意味しており、例えば、輪列の摩耗によって増加した負荷やカレンダ負荷などがある。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０３において、周期的負荷検出期間が到来したと判定すると、ステッピングモータ１０５の励磁電流を検出して基準しきい値Ｖｃｏｍｐを新たに設定するための検出モードに移行し、周期的負荷検出期間が到来していないと判定した場合、処理ステップＳ４０２に戻る。
【００８８】
検出モードでは図１６に示すように、制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して、主駆動パルスＰ１でステッピングモータを駆動し（ステップＳ５０１）、計数値ＰＮに１加算する（ステップＳ５０２）。
次に制御回路１０３は、電流検出回路１１２にステッピングモータ１０５の励磁電流のピーク値を検出させた後（ステップＳ５０３）、回転検出回路１１１にステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓを検出させる（ステップＳ５０４）。電流検出回路１１２、回転検出回路１１１は、各々、前述したようにして励磁電流のピーク値、誘起信号Ｖｒｓを検出する。
【００８９】
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ５０５）、計数値ＰＮが所定回数になったか否か、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったか否かを判定する（ステップＳ５０６）。アナログ電子時計において、部分的に著しい輪列の摩耗が発生した場合等、周期（負荷増減周期）的に急激な負荷が発生し、ロータの回転速度を低下させる場合があるが、前記所定回数を（換言すれば、前記励磁電流のピーク値の検出周期と前記所定回数の積を）負荷増減周期よりも長くなるように設定することにより、確実に負荷変動を検出することが可能になる。
【００９０】
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において前記ピーク値の検出を所定回数行ったと判定すると、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定した場合（ステップＳ５０７）、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きいと判定し、回転検出回路１１１は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１から第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に変更し（ステップＳ１６０１）、負荷モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０７において前記所定回数検出した励磁電流のピーク値のいずれもが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えないと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値を超えるような大きい負荷ではない、即ち通常の負荷であると判定して、通常モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において計数値ＰＮが所定回数になってない、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行っていないと判定すると処理ステップＳ５０１に戻る。
【００９１】
また、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０５において誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定した場合、駆動パルス選択回路１０４を制御して、補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０５を回転駆動させる（ステップＳ５０９）。これにより、ステッピングモータ１０５を確実に回転させる。次に制御回路１０３は、計数値ＰＮを０にリセットし（ステップＳ５１０）、処理ステップＳ５０１に戻る。
【００９２】
このように、通常の主駆動パルスＰ１での駆動を実施中に、予め設定された所定のタイミングで周期的負荷の検出モードに切り換わり、誘起信号ＶＲｓの検出と並行して、ＭＯＳトランジスタのチャンネルインピーダンスに生じる励磁電流に基づいた電圧降下を利用し、駆動コイル２０９に流れる励磁電流のピーク値を検出する。前記励磁電流のピーク値を所定回数（負荷発生周期以上の値を設定する。）検出し、少なくとも１つの励磁電流検出値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えた場合、周期的負荷が発生していると判断して、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１から第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に変更するようにしている。これにより、大きな負荷が生じている場合でも正確に回転状況を検出することができる。
尚、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを下げると、非回転時の誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えて誤検出される恐れあるが、所定値を超える大きな負荷が発生している場合はロータ２０２の回転速度が落ちているため、誤検出する可能性は低い。
【００９３】
所定値を超える負荷を回転駆動する負荷モードでは図６に示すように、制御回路１０３は、第２しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を用いて回転検出した回数（計数値ＦＮ）を０にリセットする（ステップＳ６０１）。
次に制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して負荷用駆動パルスＰｎでステッピングモータ１０５を回転駆動させ（ステップＳ６０２）、計数値ＦＮに１加算する（ステップＳ６０３）。
【００９４】
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ６０４）、計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０５において計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転駆動したと判定した場合には通常モードに戻り、所定回数になっていないと判定した場合には処理ステップＳ６０２に戻る。
【００９５】
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０４において誘起信号ＶＲｓが第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転していないと判定した場合には処理ステップＳ６０１に戻り、計数値ＦＮを０にリセットする。
このようにして、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に切り換わった後、所定回数連続して回転したと判定した場合には第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１に戻すようにしている。したがって、所定回数安定して回転した場合に基準しきい値Ｖｃｏｍｐを通常モードにおける基準しきい電圧に戻すため、基準しきい電圧の安定した変更動作が可能になる。
【００９６】
以上述べたように本第３の実施の形態によれば、ステッピングモータ１０５のロータ２０２の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、誘起信号ＶＲｓと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１と、複数の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、ステッピングモータ１０５の回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとして複数種類の電圧（本実施の形態では第1基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）が用意され、回転検出回路１１１は、電流検出回路１１２が検出した前記励磁電流の大きさに応じて、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを変更することを特徴としている。
【００９７】
したがって、負荷が増加した場合でもステッピングモータ１０５の回転を正確に検出できるため、不要に補正駆動パルスＰ２で駆動することを防止でき、エネルギの浪費を防止することが可能になる。
また、周期的負荷が永続的に発生してしまうような状態に陥った場合でも、誘起信号ＶＲｓのレベルが低くなったり発生が遅れて検出されない事態が発生することにより、補正駆動パルスＰ２による駆動が多発して過剰な電力消費増が生じることを抑制することができる。また、電源として電池を使用する場合、電池電力の低下を最低限に抑えることができる。
【００９８】
ここで、前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧（第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１）と、前記第１電圧より所定電圧低い第２電圧（第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）とが用意されて成り、回転検出回路１１１は、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を検出したとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更するように構成することができる。
また、前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧（第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１）と、前記第１基準電圧より所定電圧低い第２電圧（第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）とが用意されて成り、回転検出回路１１１は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更した後、誘起信号ＶＲｓが前記第２電圧を超えるとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第１電圧に変更するように構成することができる。
また、回転検出回路１１１は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更した後、誘起信号ＶＲｓが所定回数連続して前記第２電圧を超えるとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第１電圧に変更するように構成することができる。
【００９９】
また本第３の実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）を回転駆動するステッピングモータ１０５と、ステッピングモータ１０５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、前記ステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴としている。
したがって、負荷が増加した場合でもステッピングモータ１０５の回転を正確に検出できるため、時刻針を不要に補正駆動パルスで駆動することを防止でき、エネルギの浪費を防止することができるという効果を奏する。
【０１００】
尚、本第３の実施の形態では、ステッピングモータ１０５の回転状況を、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かによって判定するように構成したが、検出区間を複数の区間に区分して、前記各区間において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える（「１」）か否（「０」）かを検出し、前記各区間における検出結果「１」、「０」を組み合わせたパターンが所定のパターンになるか否かによって回転状況を判定するように構成してもよい。
【０１０１】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図１７は、本発明の第４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検出モードの処理を示すフローチャートである。本第４の実施の形態の構成や他の処理等は前記第１の実施の形態と同じである。
前記第１の実施の形態では、所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更して負荷モードに移行したが（（図５のステップＳ５０７、Ｓ５０８）、本第４の実施の形態では、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更して負荷モードに移行するように構成している。
【０１０２】
即ち、図１７において、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
【０１０３】
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出していないと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなっていないと判定して通常モードに戻る。
本第４の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に負荷モードに移行するようにしているため、ごく希に発生する突発的負荷のために負荷モードへ切り替わることを防止でき、総消費電流を抑制することが可能になる。
【０１０４】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。
図１８は、本発明の第５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検出モードの処理を示すフローチャートである。本第５の実施の形態の構成や他の処理等は前記第２の実施の形態と同じである。
本第５の実施の形態においても、前記第４の実施の形態と同様に、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更して負荷モードに移行するように構成している。
【０１０５】
即ち、図１８において、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
【０１０６】
本第５の実施の形態によれば、前記第２の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に負荷モードに移行するようにしているため、ごく希に発生する突発的負荷のために負荷モードへ切り替わることを防止でき、総消費電流を抑制することが可能になる。
【０１０７】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。
図１９は、本発明の第６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検出モードの処理を示すフローチャートである。本第６の実施の形態の構成や他の処理等は前記第３の実施の形態と同じである。
本第６の実施の形態においては、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更するようにしている。
【０１０８】
即ち、図１９において、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定し、回転検出回路１１１は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１から第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に変更して（ステップＳ１６０１）、負荷モードに移行する。
【０１０９】
本第６の実施の形態によれば、前記第３の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に負荷モードに移行するようにしているため、ごく希に発生する突発的負荷のために負荷モードへ切り替わることを防止でき、総消費電流を抑制することが可能になる。
【０１１０】
尚、前記各実施の形態では、各駆動パルスＰ１、Ｐｆ、Ｐ２のエネルギを変えるために、パルス幅が異なるように構成したが、駆動パルスを複数の櫛歯状パルスによって構成し前記櫛歯状パルスの数やデューティを変える、あるいは、パルス電圧を変える等によっても、駆動パルスのエネルギを変えることが可能である。
また、カレンダ機能を有しないアナログ電子時計にも適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例として単一モータの電子時計の例で説明したが、クロノグラフ時計等のような複数モータの電子時計や、モータを使用する各種電子機器にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
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、クロノグラフ時計をはじめ、カレンダ機能を有しないアナログ電子時計等の各種のアナログ電子時計に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス選択回路
１０５・・・ステッピングモータ
１０６・・・アナログ表示部
１０７・・・時針
１０８・・・分針
１０９・・・カレンダ表示部
１１０・・・秒針
１１１・・・回転検出回路
１１２・・・電流検出回路
１１３・・・検出区間判別回路
２０１・・・ステータ
２０２・・・ロータ
２０３・・・ロータ収容用貫通孔
２０４、２０５・・・切り欠き部（内ノッチ）
２０６、２０７・・・切り欠き部（外ノッチ）
２０８・・・磁心
２０９・・・駆動コイル
２１０、２１１・・・可飽和部
ＯＵＴ１・・・第１端子
ＯＵＴ２・・・第２端子
Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジスタ
３０１、３０２・・・検出用抵抗
３０３・・・スイッチ制御回路
３０４・・・コンパレータ
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、駆動コイルとを有し、前記駆動コイルの２つの端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に相互に極性の異なる交番駆動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。
【０００３】
また従来から、アナログ電子時計の負荷状態の検出において、ステッピングモータの駆動コイルに流れる励磁電流のピークを検出し、その大きさに応じて主駆動パルスのパルス幅（駆動エネルギに相当）を決定する方式がある（例えば特許文献１参照）。
また、アナログ電子時計の回転検出において、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電圧の検出時刻を基準時刻と比較判別する手段を設け、検出時刻が基準時刻より早い場合にカウントが進み、計数値が一定値になったとき、主駆動パルスのパルス幅を１ランク狭く（パルスダウン）することで、消費電流を低減する方式がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
アナログ電子時計においては、部分的に著しい輪列の摩耗が発生すると、周期的または継続的に急激な負荷変動が発生し、ロータの回転速度を低下させる。特許文献１、２記載のアナログ電子時計は、判定値が所定の値に到達しない場合、ステッピングモータが非回転と判定し、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回転駆動するように構成している。したがって、前記急激な負荷変動が発生した場合、ロータの回転速度が所定速度以上は得られないため、回転していても、誘起信号が所定の基準値に到達せず、不要に補正駆動パルスで回転駆動してしまうという問題がある。
【０００５】
特に特許文献２のように、複数の主駆動パルスを用意しておいて駆動エネルギ不足の場合にエネルギの大きい主駆動パルスにランクアップするシステムを有したアナログ電子時計の場合、急激な負荷増加が発生する都度、主駆動パルスのエネルギランクが上がってしまう。したがって、負荷発生周期が短い場合にはランクダウンする機会がなく、最大ランクの主駆動パルスに固定されてしまい、消費電力が大きくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５３−４２８６０号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／１１９３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止できるようにしたステッピングモータ制御回路を提供することを課題としている。
また本発明は、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止できるようにしたアナログ電子時計を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の視点によれば、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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、通常時に駆動する主駆動パルス、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい負荷用駆動パルス及び前記負荷用駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスを含む複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転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。
【０００９】
本発明の第２の視点によれば、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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、複数の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、前記基準しきい電圧として複数種類の電圧が用意され、前記回転検出手段は、前記電流検出手段が検出した前記励磁電流の大きさに応じて、前記基準しきい電圧を変更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。
【００１０】
また、本発明の第３の視点によれば、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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止することができることである。
また、本発明に係るアナログ電子時計によれば、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して、エネルギの浪費を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１、第３〜第６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。
【図２】本発明の第１、第２、第４、第５の実施の形態に係るアナログ電子時計に使用するステッピングモータの構成図である。
【図３】本発明の第１〜第６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。
【図４】本発明の第１、第４、第５の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図６】本発明の第１、第３〜第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図７】本発明の第１〜第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路の動作説明図である。
【図８】本発明の第２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。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のタイミング図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路の判定チャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１４】本発明の第３、第６の実施の形態に係るアナログ電子時計に使用するステッピングモータの構成図である。
【図１５】本発明の第３、第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【図１９】本発明の第６の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、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について説明する。尚、各図において同一構成部分や同一処理を行う部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の第１、第３〜第６の実施の形態に共通す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。
【００１４】
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、モータ回転駆動用の複数種類の駆動パルスの中から制御回路１０３からの制御信号に対応する駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１１０の３種類）やカレンダ表示部１０９を有するアナログ表示部１０６を備えている。
【００１５】
また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ１０５の回転状況を表す誘起信号ＶＲｓを検出し当該誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す回転検出信号を出力する回転検出回路１１１、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されたときその駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるか否かを表す電流検出信号を出力する電流検出回路１１２を備えている。
ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出し、ステッピングモータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出しないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
【００１６】
電流検出回路１１２は、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されるとき、その駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるか否か（換言すれば負荷が所定値を超えるか否かの負荷状況）を表す電流検出信号を出力する。前記励磁電流のピーク値の大きさは、ステッピングモータ１０５が回転駆動する負荷の大きさに対応しており、前記ピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える場合は負荷が所定値を超える大きさであることを表している。
制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出していないと判定した場合は、負荷が所定値を超えていないと判定する。また、制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピークを検出したと判定した場合は、負荷が所定値を超えて増加したと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆでステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路を１０４を制御する。
【００１７】
回転検出回路１１１は、予め設定された基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを用いて、ステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓが基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す（換言すればステッピングモータ１０５の回転状況を表す）回転検出信号を制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記回転検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定し、非回転と判定した場合には主駆動パルスＰ１や負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的にステッピングモータ１０５を回転させるように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
ここで、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段の一例を構成し、アナログ表示部１０６は表示手段の一例を構成している。回転検出回路１１１及び制御回路１０３は回転検出手段の一例を構成し、電流検出回路１１２は電流検出手段の一例を構成している。また、発振回路１０１、分周回路１０２、制御回路１０３及び駆動パルス選択回路１０４は制御手段の一例を構成している。
【００１８】
図２は、第１、第２、第４、第５の実施の形態における図１のステッピングモータ１０５の構成図で、アナログ電子時計で一般的に用いられている時計用ステッピングモータの例を示している。
図２において、ステッピングモータ１０５は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回された駆動コイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０５をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ又はカシメ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。駆動コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００１９】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９に励磁電流が流されて励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施の形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００２０】
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。駆動コイル２０９に励磁電流が供給されていない状態では、ロータ２０２は、図２に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交する安定静止位置（ステータ２０１に流れる磁束の方向Ｘと角度θ０をなす位置）に安定して停止している。
いま、駆動パルス選択回路１０４から一方の極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図２の矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図２の実線矢印方向に１８０度回転し、角度θ１位置の安定静止位置で安定的に停止する。
【００２１】
次に、駆動パルス選択回路１０４から、逆極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図２の反矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向に１８０度回転し、角度θ０の安定静止位置で安定的に停止する。
【００２２】
以後、このように、駆動コイル２０９に対して極性の異なる電流（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ実線矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。
尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、負荷を回転可能で通常時の駆動に使用する１種類の主駆動パルスＰ１、負荷が所定値よりも大きいときにステッピングモータ１０５を確実に回転するために用いる主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ及び負荷用駆動パルスＰｆよりも駆動エネルギが大きく、負荷が大きくてステッピングモータ１０５を回転できない場合に使用する補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスを用いている。
【００２３】
図３は、本発明の第１〜第６の実施の形態に共通する回路図で、図１における駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１１及び電流検出回路１１２の一部を詳細に示す回路図である。
図３において、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４及びスイッチ制御回路３０３は駆動パルス選択回路１０４の構成要素である。トランジスタＱ１及びトランジスタＱ３のソース接続点と、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ４のソース接続点との間には、ステッピングモータ１０５の駆動コイル２０９が接続されている。
【００２４】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６、トランジスタＱ５に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０１、トランジスタＱ６に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０２、スイッチ制御回路３０３及びコンパレータ３０４は回転検出回路１１１の構成要素である。検出用抵抗３０１、３０２は回転検出に使用する検出素子であり、回転検出時に誘起信号ＶＲｓを発生する。
また、トランジスタＱ３、Ｑ４は電流検出回路１１２の構成要素である。ステッピングモータ１０５の回転駆動時には駆動コイル２０９に励磁電流を流すが、前記励磁電流によってトランジスタＱ３又はＱ４のチャンネルインピーダンスに生じる電圧が前記励磁電流に対応する値となる。電流検出回路１１２は、前記チャンネルインピーダンスに生じる電圧を所定基準電圧と比較することにより、前記励磁電流のピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えるか否かを検出し、これを表す電流検出信号を出力する。
【００２５】
各トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートはスイッチ制御回路１０３に接続されている。検出用抵抗３０１と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ２、及び、検出用抵抗３０２と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ１は、コンパレータ３０４の入力部に接続されている。また、コンパレータ３０４の入力部には、ステッピングモータ１０５の回転検出時には基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐが入力される。
ステッピングモータ１０５を回転駆動する場合、スイッチ制御回路３０３は、制御回路１０３から供給される駆動パルスに対応する回転駆動用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ２、Ｑ３を同時にオン状態とする、あるいは、トランジスタＱ１、Ｑ４を同時にオン状態とすることによって駆動コイル２０９に対して正方向あるいは逆方向に励磁電流を供給し、これによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。
【００２６】
このとき、図７に示すように、駆動コイル２０９には負荷の大きさに応じた励磁電流が流れる。図７において、主駆動パルスＰ１（パルス幅が時点ｔ０〜時点ｔ２）によってステッピングモータ１０５を駆動すると、駆動コイル２０９には負荷の大きさに応じた波形の励磁電流が流れる。励磁電流の波形は、主駆動パルスＰ１駆動開始直後に山（極大値）が生じ、その後谷（極小値）が生じる。波形１は負荷が小さい場合、波形２は負荷が中程度の場合、波形３は負荷が所定値より大きい場合の励磁電流波形を示しており、谷（ピークＫ）の励磁電流値（ピーク値）は負荷の大きさに応じて変動する。
電流検出回路１１２は、駆動パルスＰ１による駆動開始から所定時間（例えば３ｍｓｅｃ）経過したピーク検出時点ｔ１、即ち、ピークＫにおける励磁電流値（ピーク値）を検出する。前記ピーク値は、駆動パルスで駆動開始した直後に生じる山を経過した後に現れる励磁電流の極小値である。
【００２７】
ステッピングモータ１０５の負荷が所定値以下の場合には、波形１、２に示すように、予め定めた時点ｔ１において、励磁電流のピーク値が所定の基準電流Ｐｃｏｍｐ以下になる。一方、負荷が大きくなって所定値を超えると、波形３に示すように励磁電流のピーク値が基準電流Ｐｃｏｍｐを超える。電流検出回路１１２は、励磁電流のピーク値がＰｃｏｍｐを超えるか否かを示す電流検出信号を出力する。具体的には電流検出回路１１２は、励磁電流がオン状態にあるトランジスタＱ３あるいはトランジスタＱ４に流れたとき当該トランジスタＱ３またはＱ４のチャネルインピーダンスに生じる電圧と所定の基準電圧とを比較することにより、前記励磁電流が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えたか否かを検出する。
【００２８】
制御回路１０３は、電流検出回路１１２の検出結果に基づいて駆動パルスを選択し、これに続く回転検出期間において回転検出を行う。
回転検出回路１１１が前記回転検出期間において、回転駆動後のステッピングモータ１０５の自由振動によって生じる誘起信号ＶＲｓを検出する場合、スイッチ制御回路３０３は制御回路１０３からの回転検出用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ３、Ｑ６をオンにした状態でトランジスタＱ４を所定周期でオン／オフ制御する、あるいは、トランジスタＱ４、Ｑ５をオンにした状態でトランジスタＱ３を所定周期でオン／オフ制御することにより、コンパレータ３０４で誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００２９】
コンパレータ３０４は、ステッピングモータ１０５（換言すれば駆動コイル２０９）に誘起する誘起信号ＶＲｓのうち、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出すると、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したことを表す検出信号Ｖｓを出力する。制御回路１０３は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず、次サイクルの駆動制御を行う。制御回路１０３は、前記検出信号Ｖｓに基づいてステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動を行って強制的にステッピングモータ１０５を回転させる。
【００３０】
図４は、本発明の第1、第４、第５の実施の形態に共通するステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
図５は、本発明の第1の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
図６は、本発明の第1、第３〜第６の実施の形態に共通するステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
以下、図１〜図７を参照して、本発明の第1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。
先ず、計時動作を行って時刻を表示する通常モードの動作を説明する。
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が発振回路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所定間隔で制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、駆動パルスを主駆動パルスＰ１に設定すると共に制御回路１０３内部の計数値ＰＮを０にリセットし（ステップＳ４０１）、前記時計信号を計数して計時動作を行う。ここで、計数値ＰＮは励磁電流を検出した回数を計数するための計数値である。
【００３２】
制御回路１０３は、時計信号を計数する毎に所定エネルギの主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０２）。駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの前記制御信号に応答して、前記主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転されて、アナログ表示部１０６の時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）の運針駆動やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う。
このようにして、主駆動パルスＰ１により所定の運針間隔（本実施の形態では１秒間隔）で時刻針１０７〜１０８、１１０を正転駆動する運針動作（通常運針）が行われ又、所定時刻になるとカレンダ表示部１０９の日送り駆動が行われる。これにより、アナログ表示部１０６の時刻針１０７、１０８、１１０によって現在時刻が表示され又、カレンダ表示部１０９によってその日の日付が表示される。
【００３３】
次に制御回路１０３は、周期的負荷検出期間が到来したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここで、周期的負荷検出期間とは、ステッピングモータ１０５の負荷が周期的に増加したか否かを検出するための負荷検出タイミングを示している。周期的負荷は、一定の周期で増減する負荷を意味しており、例えば、部分的に著しい輪列の摩耗が生じて周期的に所定値を超えて変動する負荷（周期的負荷）やカレンダ負荷等がある。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０３において、周期的負荷検出期間が到来したと判定すると、ステッピングモータ１０５の励磁電流を検出して駆動パルスを負荷用駆動パルスＰｆに変更するための検出モードに移行し、周期的負荷検出期間が到来していないと判定した場合、処理ステップＳ４０２に戻る。
【００３４】
検出モードでは図５に示すように、制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して、主駆動パルスＰ１でステッピングモータを駆動し（ステップＳ５０１）、計数値ＰＮに１加算する（ステップＳ５０２）。
次に制御回路１０３は、電流検出回路１１２にステッピングモータ１０５の励磁電流のピーク値を検出させた後（ステップＳ５０３）、回転検出回路１１１にステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓを検出させる（ステップＳ５０４）。電流検出回路１１２、回転検出回路１１１は、各々、前述したようにして励磁電流のピーク値、誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００３５】
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ５０５）、計数値ＰＮが所定回数になったか否か、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったか否かを判定する（ステップＳ５０６）。アナログ電子時計において、部分的に著しい輪列の摩耗が発生した場合等、周期（負荷増減周期）的に急激な負荷増加が発生し、ロータ２０２の回転速度を低下させる場合があるが、前記所定回数行う期間を（換言すれば、前記励磁電流のピーク値の検出周期と前記所定回数の積を）負荷増減周期よりも長くなるように設定することにより、確実に負荷変動を検出することが可能になる。
【００３６】
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において前記ピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０７において前記所定回数検出した励磁電流のピーク値のいずれもが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えないと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値を超えるような大きい負荷になっていない、即ち通常の負荷であると判定して、通常モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において計数値ＰＮが所定回数になってない、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行っていないと判定すると処理ステップＳ５０１に戻る。
【００３７】
また、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０５において誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定した場合、駆動パルス選択回路１０４を制御して、補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０５を回転駆動させる（ステップＳ５０９）。これにより、ステッピングモータ１０５を強制的に回転させる。次に制御回路１０３は、計数値ＰＮを０にリセットし（ステップＳ５１０）、処理ステップＳ５０１に戻る。
【００３８】
このように、通常の主駆動パルスＰ１での駆動を実施中に、予め設定された所定のタイミングで周期的負荷の検出モードに切り換わり、誘起信号ＶＲｓの検出と並行して、ＭＯＳトランジスタのチャンネルインピーダンスに生じる励磁電流に基づいた電圧降下を利用し、駆動コイル２０９に流れる励磁電流のピーク値を検出する。前記励磁電流のピーク値を所定回数（負荷発生周期以上の値を設定する。）検出し、少なくとも１つの励磁電流検出値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えた場合、周期的負荷が発生していると判断して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更するようにしている。これにより、大きな負荷が生じている場合でも正確に負荷状況を検出して、適切な駆動パルスに切り換えることができる。
【００３９】
所定値を超える負荷を回転駆動する負荷モードでは図６に示すように、制御回路１０３は、回転したことを検出した回数（計数値ＦＮ）を０にリセットする（ステップＳ６０１）。
次に制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して負荷用駆動パルスＰｆでステッピングモータ１０５を回転駆動させ（ステップＳ６０２）、計数値ＦＮに１加算する（ステップＳ６０３）。
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ６０４）、計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０５において計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転駆動したと判定した場合には通常モードに戻り、所定回数になっていないと判定した場合には処理ステップＳ６０２に戻る。
【００４０】
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０４において誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転していないと判定した場合には処理ステップＳ６０１に戻り、計数値ＦＮを０にリセットする。
このようにして、負荷用駆動パルスＰｆに切り換わった後、所定回数連続して回転したと判定した場合には主駆動パルスＰ１に戻すようにしている。したがって、所定回数安定して回転した場合に駆動パルスを通常モードにおける主駆動パルスＰ１に戻すため、電力浪費を低減するような変更動作が可能になる。
【００４１】
以上述べたように本発明の第１の実施の形態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１０５のロータ２０２の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、誘起信号ＶＲｓと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１と、通常時駆動する主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ及び負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、ステッピングモータ１０５の回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍを超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御することを特徴としている。
したがって、ステッピングモータ１０５の負荷状況を正確に検出して適切な駆動パルスを選択することができるため、エネルギの浪費を防止することが可能になる。
また、周期的負荷が永続的に発生してしまうような状態に陥った場合でも、補正駆動パルスＰ２による駆動が多発して過剰な電力消費増が生じることを抑制することができる。また、電源として電池を使用する場合、電池電力の低下を最低限に抑えることができる。
【００４２】
ここで、電流検出回路１１２は負荷変動周期よりも長い間継続して所定回数前記励磁電流を検出し、前記制御手段は、前記検出した励磁電流のピーク値中の少なくとも一つが前記所定値を超えると判定した場合に負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御するように構成することができる。
また、前記制御手段は、負荷用駆動パルスＰｆによって所定回数連続してステッピングモータ１０５を回転させることができた場合、主駆動パルスＰ１に戻して回転制御するように構成することができる。
また、電流検出回路１１２は、主駆動パルスによる駆動開始後所定時間経過した時点での励磁電流を検出するように構成することができる。
【００４３】
また本第１の実施の形態に係るアナログ電子時計は、時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）を回転駆動するステッピングモータ１０５と、ステッピングモータ１０５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、前記ステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴としている。
したがって、ステッピングモータの負荷状況を正確に検出して適切な駆動パルスを選択することができるため、エネルギの浪費を防止できるようにしたアナログ電子時計を提供することが可能になる等の効果を奏する。
【００４４】
次に本発明の第２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説明する。
図８は、本発明の第２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。
本第２の実施の形態においては、回転検出回路１１１がどの区間において基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したのかを検出する検出区間判別回路１１３を備えている。
【００４５】
また、本第２の実施の形態では駆動パルスとして、相互にエネルギが相違する複数種類の主駆動パルスＰ１、前記各主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ及び負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスを用いている。
尚、回転検出回路１１１、検出区間判別回路１１３及び制御回路１０３は回転検出手段の一例を構成している。
【００４６】
図９は、本発明の第２の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１０５を駆動した場合のタイミング図で、負荷に対する駆動パルスのエネルギの関係、ロータ２０２の回転位置、回転状況を表すパターンをあわせて示している。
図９において、Ｐ１は主駆動パルスＰ１を表すと共にロータ２０２が主駆動パルスＰ１によって回転駆動される領域を表し、又、ａ〜ｅは主駆動パルスＰ１の駆動停止後の自由振動によるロータ２０２の回転位置を表す領域である。
【００４７】
主駆動パルスＰ１による駆動直後の所定時間を第１区間Ｔ１、第１区間Ｔ１よりも後の所定時間を第２区間Ｔ２、第２区間よりも後の所定時間を第３区間Ｔ３としている。このように、主駆動パルスＰ１による駆動直後から始まる検出区間Ｔ全体を複数の区間（本実施の形態では３つの区間Ｔ１〜Ｔ３）に区分している。尚、本実施の形態では、誘起信号ＶＲｓを検出しない期間であるマスク区間は設けていない。
ロータ２０２を中心として、その回転によってロータ２０２の主磁極Ａが位置するＸＹ座標空間を第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶに区分した場合、第１区間Ｔ１〜第３区間Ｔ３は次のように表すことができる。
【００４８】
即ち、通常駆動の状態において、第１区間Ｔ１はロータ２０２を中心とする空間の第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の正方向回転状況を判定する区間及び最初の逆方向回転状況を判定する区間、第２区間Ｔ２は第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の逆方向回転状況を判定する区間、第３区間Ｔ３は第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の逆方向回転後の回転状況を判定する区間である。ここで、通常駆動とは通常時に駆動される負荷を主駆動パルスＰ１で正常に駆動できる状態であり、本実施の形態では、時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）を負荷として、主駆動パルスＰ１で正常に駆動できる状態を通常駆動としている。
【００４９】
また、通常駆動に対して僅かに駆動エネルギが小さい状態（ややエネルギ低い状態）では、第１区間Ｔ１は第２象限ＩＩにおいてロータ２０２の正方向回転状況及び第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向の回転状況を判定する区間、第２区間Ｔ２は第３象限ＩＩＩにおいてロータ２０２の最初の正方向の回転状況及び最初の逆方向の回転状況を判定する区間、第３区間Ｔ３は第３象限ＩＩＩにおけるロータ２０２の最初の逆方向回転以後の回転状況を判定する区間である。
【００５０】
Ｖｃｏｍｐはステッピングモータ１０５で発生する誘起信号ＶＲｓの電圧レベルを判定する基準しきい電圧であり、ステッピングモータ１０５が回転した場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行った場合には誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超え、回転しない場合等のようにロータ２０２が一定の速い動作を行わない場合には誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐは設定されている。
例えば、図９において、本実施の形態に係るステッピングモータ制御回路では、通常駆動の状態において、領域ｂで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１において検出され、領域ｃで生じた誘起信号ＶＲｓは第１区間Ｔ１及び第２区間Ｔ２において検出され、領域ｃ後に生じた誘起信号ＶＲｓは第３区間Ｔ３において検出される。
【００５１】
回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、回転検出回路１１０が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」とすると、図９の通常駆動の例では、回転状況を表すパターン（第１区間の判定値，第２区間の判定値，第３区間の判定値）として（０，１，０）が得られている。この場合、制御回路１０３は駆動エネルギに余裕があると判定して、ステッピングモータ１０５を主駆動パルスＰ１によって所定回数連続して回転させることができた場合に駆動エネルギを１ランクダウン（パルスダウン）するようにパルス制御を行う。
【００５２】
図１０は本第２の実施の形態の動作をまとめた判定チャートである。図１０において、前述したとおり、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出した場合を判定値「１」、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出できなかった場合を判定値「０」と表している。また、「１／０」は、判定値が「１」、「０」のどちらでもよいことを表している。
図１０に示すように、回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓの有無を検出し、検出区間判別回路１１３が前記誘起信号ＶＲｓの検出時期を判定したパターンに基づいて、制御回路１０３内部に記憶した図１０の判定チャートを参照して、制御回路１０３及び駆動パルス選択回路１０４は主駆動パルスＰ１のパルスアップやパルスダウンあるいは補正駆動パルスＰ２による駆動等の後述する駆動パルス制御を行ってステッピングモータ１０５を回転制御する。
【００５３】
例えば、制御回路１０３は、パターン（１／０，０，０）の場合、ステッピングモータ１０５が回転していない（非回転）と判定して、補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御した後、次回駆動時に１ランクアップした主駆動パルスＰ１に変更して駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
制御回路１０３は、パターン（１／０，０，１）の場合、ステッピングモータ１０５は回転したが、負荷に対して駆動エネルギがかなり低い状態であり、次回駆動時に非回転になる恐れがあると判定して、補正駆動パルスＰ２による駆動を行うことなく、前もって次回駆動時に１ランクアップした主駆動パルスＰ１に変更して駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
【００５４】
制御回路１０３は、パターン（１，１，１／０）の場合、ステッピングモータ１０５は回転し、負荷に対して駆動エネルギはやや低いと判定して、次回駆動時に主駆動パルスＰ１を変更せずに駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
制御回路１０３は、パターン（０，１，１／０）の場合、ステッピングモータ１０５は回転し、負荷に対して駆動エネルギは適正と判定して、主駆動パルスＰ１の変更は取りあえず行わず、所定回数連続してステッピングモータ１０５を回転させることができた場合は１ランクダウンした主駆動パルスＰ１に変更して駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。
【００５５】
図１１〜図１３は、本第２の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計の動作を示すフローチャートであり、主として制御回路１０３の処理を示すフローチャートである。
以下、図２、図３、図７〜図１３を参照して、本第２の実施の形態について、前記第１の実施の形態と相違する部分について詳細に説明する。
先ず通常モードでは、制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１のランクｎを最低エネルギランクのランク１に設定すると共に、制御回路１０３の内部カウンタの計数値Ｎを０にリセットする（図１１のステップＳ１０１）。次に制御回路１０３は、主駆動パルスＰ１を前記設定されたランクｎの主駆動パルスＰ１ｎ（ここではｎ＝１）に設定し（ステップＳ１０２）、当該主駆動パルスＰ１ｎでステッピングモータ１０５を回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４に制御信号を出力する（ステップＳ１０３）。
【００５６】
駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの前記制御信号に応答して、前記主駆動パルスＰ１ｎでステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１ｎによって回転されて、アナログ表示部１０６の時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）の運針駆動やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う。
回転検出回路１１１は、主駆動パルスＰ１ｎによる駆動が行われる毎に、検出区間Ｔにおいて、ステッピングモータ１０５の回転駆動によって生じる、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出する。検出区間判別回路１１３は、回転検出回路１１１が検出した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓがどの区間Ｔ１〜Ｔ３に属するかを判別する。
【００５７】
制御回路１０３は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第１区間Ｔ１内で検出していないと判定した場合には（パターンが（０，ｘ，ｘ）の場合である。但し判定値「ｘ」は判定値が「１」か「０」かを問わないことを意味する。）（ステップＳ１０４）、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１１２において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出していないと判定した場合（パターンが（０，０，ｘ）の場合である。）、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第３区間Ｔ３内で検出したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００５８】
制御回路１０３は、処理ステップＳ１０８において、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第３区間Ｔ３内で検出していないと判定した場合（パターンが（ｘ，０，０）の場合である。）、非回転であるため、処理ステップＳ１０３の主駆動パルスＰ１ｎと同極性の補正駆動パルスＰ２によってステッピングモータ１０５を駆動した後（ステップＳ１１０）、当該主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを１ランクアップして主駆動パルスＰ１（ｎ＋１）に変更すると共に計数値Ｎを０にリセットする（ステップＳ１１１）。
次に制御回路１０３は、周期的負荷検出期間が到来したか否かを判定し（ステップＳ１０７）、周期的負荷検出期間が到来したと判定すると検出モードに移行し、周期的負荷検出期間が到来していないと判定すると処理ステップＳ１０３に戻る。
【００５９】
制御回路１０３は、処理ステップＳ１０８において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第３区間Ｔ３内で検出したと判定した場合（パターンが（ｘ，０，１）の場合である。）、回転しているがエネルギがかなり低い状態であり、主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを１ランクアップして主駆動パルスＰ１（ｎ＋１）に変更すると共に計数値Ｎを０にリセットして（ステップＳ１０９）、処理ステップＳ１０７に移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１１２において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出したと判定した場合（パターンが（０，１，ｘ）の場合である。）、計数値Ｎに１加算する（ステップＳ１１３）。
制御回路１０３は、計数値Ｎが所定値に到達したか否か（換言すれば、パターンが（０，１，ｘ）になる駆動を所定回数行ったか否か）を判定し（ステップＳ１１４）、所定値に到達していれば主駆動パルスＰ１ｎのランクｎを１ランクダウンすると共に計数値Ｎを０にリセットして処理ステップ１０７に移行し、計数値Ｎが所定値に到達していない場合には直ちに処理ステップＳ１０７に移行する。
【００６０】
一方、制御回路１０３は、処理ステップＳ１０４において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第１区間Ｔ１内で検出したと判定した場合、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出していないときは処理ステップＳ１０８に移行する（ステップＳ１０５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１０５において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを第２区間Ｔ２内で検出したと判定した場合（パターンが（１，１，ｘ）の場合である。）、計数値Ｎを０にリセットして処理ステップＳ１０７へ移行する（ステップＳ１０６）。
【００６１】
検出モードでは図１２に示すように、制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して、主駆動パルスＰ１ｎでステッピングモータを駆動し（ステップＳ２０１）、計数値ＰＮに１加算する（ステップＳ５０２）。
以後、制御回路１０３は、図５と同様の処理を行い、所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定した場合には（ステップＳ５０７）、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きいと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１ｎから負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
【００６２】
また制御回路１０３は、処理ステップＳ５０７において前記複数の励磁電流のピーク値がいずれも基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えないと判定した場合には、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値以下と判定して通常モードに移行する。これにより、大きな負荷が生じている場合でも正確に負荷状況を検出して、適切な駆動パルスに切り換えることができる。
所定値を超える負荷を回転駆動する負荷モードでは図１３に示すように、制御回路１０３は、回転したことを検出した回数（計数値ＦＮ）を０にリセットし（ステップＳ６０１）、駆動パルス選択回路１０４を制御して負荷用駆動パルスＰｆでステッピングモータ１０５を回転駆動させる（ステップＳ６０２）。
【００６３】
制御回路１０３は、回転検出回路１１１が第１検出区間Ｔ１内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えないと判定した場合（パターン（０，ｘ，ｘ）の場合である。）（ステップＳ３０１）、第２検出区間Ｔ２内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否か判定する（ステップＳ３０２）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ３０２において第２検出区間Ｔ２内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えると判定した場合（パターン（０，１，ｘ）の場合である。）、正常に回転しておりエネルギが通常駆動状態であるため計数値ＦＮに１加算する（ステップＳ６０３）。
【００６４】
次に制御回路１０３は、計数値ＦＮが所定値に達していると判定した場合、負荷用駆動パルスＰｆによって所定回数連続して正常に回転できたと判定して通常モードに移行する（ステップＳ６０５）。これにより、負荷モードでの駆動状態が安定した後に通常モードに移行するため、安定したモード遷移が可能である。
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０５において計数値ＦＮが所定値に達していないと判定した場合、未だ負荷駆動パルスＰｆによって所定回数連続して正常に回転できていないと判定して処理ステップＳ３０１に戻って前記処理を繰り返す。
制御回路１０３は、処理ステップＳ３０２において第２検出区間Ｔ２内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えていないと判定した場合や、処理ステップＳ３０１において第１検出区間Ｔ１内で検出した誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えたと判定した場合には、処理ステップＳ６０１に戻って前記処理を繰り返す。
【００６５】
以上述べたように本発明の第２の実施の形態によれば、ステッピングモータ１０５のロータ２０２の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、誘起信号ＶＲｓと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１及び検出区間判別回路１１３と、通常時駆動する複数種類の主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｆ、負荷用駆動パルスＰｆよりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２を含む複数種類の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、ステッピングモータ１０５の回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスＰｆを選択してステッピングモータ１０５を回転制御することを特徴としている。
したがって、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、周期的な負荷変動が永続的に発生した場合でも、主駆動パルスＰ１の不要なランクアップによる過剰な電力消費を抑制することが可能になるという効果を奏する。
【００６６】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態におけるブロック図は図１と同じである。
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複数の駆動パルスの中から駆動パルスを選択し出力する駆動パルス選択回路１０４、駆動パルス選択回路１０４からの駆動パルスによって回転駆動されるステッピングモータ１０５、ステッピングモータ１０５によって回転駆動され時刻を表示するための時刻針（図１の例では時針１０７、分針１０８、秒針１１０の３種類）やカレンダ表示部１０９を有するアナログ表示部１０６を備えている。
【００６７】
また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ１０５の回転状況を表す誘起信号ＶＲｓを検出し当該誘起信号ＶＲｓが所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す回転検出信号を出力する回転検出回路１１１、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されたときその駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるか否かを表す電流検出信号を出力する電流検出回路１１２を備えている。
前記基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとして、複数種類の電圧が用意されている。本実施の形態では、基準しきい電圧として、所定電圧の第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１（第１電圧）と、第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１よりも所定電圧小さい（例えば第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１の１／２の電圧）第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２（第２電圧）が用意されている。
【００６８】
第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１は通常の駆動状態での駆動（通常モード；例えば、時刻針を駆動する状態）に使用する基準しきい電圧であり、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２は負荷が一定値を超える状態の駆動（負荷モード；例えば輪列の負荷が増加した場合やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う場合）に使用する基準しきい電圧である。
通常の駆動状態において、ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓを検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える誘起信号ＶＲｓを検出しないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１は設定されている。
また、負荷状態において、ステッピングモータ１０５が回転した場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓを検出し、モータ１０５が回転しなかった場合には回転検出回路１１１が基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える誘起信号ＶＲｓを検出しないように基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２は設定されている。
【００６９】
電流検出回路１１２は、ステッピングモータ１０５が駆動パルスによって回転駆動されるときその駆動コイルに流れる励磁電流を検出し、当該励磁電流のピーク値が所定の基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えるかを表す電流検出信号を出力する。前記励磁電流のピーク値の大きさは、ステッピングモータ１０５が回転駆動する負荷の大きさに対応して変化する。前記ピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える場合は、負荷が所定値を超える大きさであることを表している。
尚、本実施の形態では、負荷の例として、部分的に著しい輪列の摩耗が生じて周期的に所定値を超える負荷（周期的負荷）が発生する例で説明しているが、これに限定されるものではない。
【００７０】
制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピーク値を検出しないと判定した場合は、負荷が所定値を超えていないと判定して、回転検出回路１１１用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１に設定する。また、制御回路１０３は、前記電流検出信号に基づいて、電流検出回路１１２が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流のピークを検出したと判定した場合は、負荷が所定値を超えて増加したと判定して、回転検出回路１１１用の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に設定する。
【００７１】
回転検出回路１１１は、制御回路１０３によって設定された基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを用いて、ステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓが前記基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かを表す（換言すればステッピングモータ１０５の回転状況を表す）回転検出信号を制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、前記回転検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したか否かを判定し、非回転と判定した場合には主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい補正駆動パルスＰ２によって強制的に回転駆動するように駆動パルス選択回路１０４を制御する。尚、負荷が増加して第２基準しきい値Ｖｃｏｍｐ２に設定した場合、負荷が大きいため、主駆動パルスＰ１よりもエネルギの大きい主駆動パルス（負荷用駆動パルス）Ｐｎで駆動するように構成してもよい。
【００７２】
ここで、発振回路１０１及び分周回路１０２は信号発生手段の一例を構成し、アナログ表示部１０６は表示手段の一例を構成している。回転検出回路１１１及び制御回路１０３は回転検出手段の一例を構成し、電流検出回路１１２は電流検出手段の一例を構成している。また、発振回路１０１、分周回路１０２、制御回路１０３及び駆動パルス選択回路１０４は制御手段の一例を構成している。
【００７３】
図１４は、本発明の第３、第６の実施の形態に共通するステッピングモータ１０５の構成図で、アナログ電子時計で一般に用いられている時計用ステッピングモータの例を示している。
図１４において、ステッピングモータ１０５は、ロータ収容用貫通孔２０３を有するステータ２０１、ロータ収容用貫通孔２０３に回転可能に配設されたロータ２０２、ステータ２０１と接合された磁心２０８、磁心２０８に巻回された駆動コイル２０９を備えている。ステッピングモータ１０５をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ又はカシメ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合される。駆動コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００７４】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施の形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９に励磁電流が流されて励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施の形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００７５】
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。駆動コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図１４に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交する安定静止位置（ステータ２０１に流れる磁束の方向Ｘと角度θ０をなす位置）に安定して停止している。
いま、駆動パルス選択回路１０４から一方の極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図１４の矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図１４の実線矢印方向に１８０度回転し、角度θ１位置の安定静止位置で安定的に停止する。
【００７６】
次に、駆動パルス選択回路１０４から、逆極性の矩形波の駆動パルスを駆動コイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図１４の反矢印方向に励磁電流ｉを流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向に１８０度回転し、角度θ０の安定静止位置で安定的に停止する。
【００７７】
以後、このように、駆動コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ実線矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。
尚、本実施の形態では、駆動パルスとして、後述するように、負荷を正常に動作可能な通常時の駆動に使用する主駆動パルスＰ１、主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギが大きく、負荷が大きくモータ１０５を回転できない場合の駆動に使用する補正駆動パルスＰ２は、負荷が大きいときにステッピングモータ１０５を確実に回転するために主駆動パルスＰ１よりも駆動エネルギの大きい負荷用駆動パルスＰｎを用いている。主駆動パルスＰ１、Ｐｎ、Ｐ２は相互にエネルギの異なる駆動パルスである。負荷用駆動パルスＰｎは必ずしも必要ではなく、ステッピングモータ１０５の負荷が大きい場合でも回転させることができる場合には主駆動パルスＰ１を用いてもよい。
【００７８】
本第３の実施の形態においても、図３に示したように、駆動パルス選択回路１０４、回転検出回路１１１及び電流検出回路１１２を備えている。
図３に関して説明したように、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３、Ｑ４及びスイッチ制御回路３０３は駆動パルス選択回路１０４の構成要素である。トランジスタＱ１及びトランジスタＱ３のソース接続点と、トランジスタＱ２及びトランジスタＱ４のソース接続点との間には、ステッピングモータ１０５の駆動コイル２０９が接続されている。
【００７９】
ＰチャネルＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６、トランジスタＱ５に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０１、トランジスタＱ６に直列接続された検出素子の一例である検出用抵抗３０２、スイッチ制御回路３０３及びコンパレータ３０４は回転検出回路１１１の構成要素である。検出用抵抗３０１、３０２は回転検出に使用する検出素子であり、回転検出時に誘起信号ＶＲｓを発生する。
また、トランジスタＱ３、Ｑ４は電流検出回路１１２の構成要素である。ステッピングモータ１０５の回転駆動時には駆動コイル２０９に励磁電流を流すが、前記励磁電流によってトランジスタＱ３又はＱ４のチャンネルインピーダンスに生じる電圧が前記励磁電流に対応する値となる。電流検出回路１１２は、前記チャンネルインピーダンスに生じる電圧を所定基準電圧と比較することにより、前記励磁電流のピーク値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えるか否かを検出し、これを表す電流検出信号を出力する。
【００８０】
各トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートはスイッチ制御回路１０３に接続されている。検出用抵抗３０１と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ２、及び、検出用抵抗３０２と駆動コイル２０９の接続点ＯＵＴ１は、コンパレータ３０４の入力部に接続されている。また、コンパレータ３０４の入力部には、ステッピングモータ１０５の回転検出時には第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１又は第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２が入力される。
ステッピングモータ１０５を回転駆動する場合、スイッチ制御回路３０３は、制御回路１０３から供給される駆動パルスに対応する回転駆動用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ２、Ｑ３を同時にオン状態とする、あるいは、トランジスタＱ１、Ｑ４を同時にオン状態とすることによって駆動コイル２０９に対して正方向あるいは逆方向に励磁電流を供給し、これによってステッピングモータ１０５を回転駆動する。
【００８１】
このとき、図７に示すように、駆動コイル２０９には負荷の大きさに応じた電流が流れる。図７において、主駆動パルスＰ１（パルス幅が時点ｔ０〜時点ｔ２）によって駆動すると、負荷の大きさに応じた波形の励磁電流が流れる。励磁電流の波形は、主駆動パルスＰ１駆動開始直後に山（極大値）が生じ、その後谷（極小値）が生じる。波形１は負荷が小さい場合、波形２は負荷が中程度の場合、波形３は負荷が所定値より大きい場合の励磁電流波形を示しており、谷（ピークＫ）の励磁電流値（ピーク値）は負荷の大きさに応じて変動する。
電流検出回路１１２は、駆動パルスＰ１による駆動開始から所定時間（例えば３ｍｓｅｃ）経過したピーク検出時点ｔ１、即ち、ピークＫにおける励磁電流値（ピーク値）を検出する。前記ピーク値は、駆動パルスで駆動開始した直後に生じる山を経過した後に現れる励磁電流の極小値であり、前記所定期間における最低の電流値である。
【００８２】
ステッピングモータ１０５の負荷が所定値以下の場合には、波形１、２に示すように、予め定めた時刻ｔ１において、励磁電流のピーク値が所定の基準電流Ｐｃｏｍｐ以下になる。一方、負荷が大きくなって所定値を超える場合には、波形３に示すように励磁電流のピーク値が基準電流Ｐｃｏｍｐを超える。電流検出回路１１２は、励磁電流のピーク値がＰｃｏｍｐを超えるか否かを示す電流検出信号を出力する。具体的には電流検出回路１１２は、励磁電流がオン状態にあるトランジスタＱ３あるいはトランジスタＱ４に流れたとき当該トランジスタＱ３またはＱ４のチャネルインピーダンスに生じる電圧と所定の基準電圧とを比較することにより、前記励磁電流が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えたか否かを検出する。
【００８３】
電流検出回路１１２の検出結果に基づいて回転検出回路１１１の基準しきい値電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１または第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に設定し、これに続いて、回転検出期間において回転検出を行う。
前記回転検出期間において、回転駆動後のステッピングモータ１０５の自由振動によって生じる誘起信号ＶＲｓを検出する場合、スイッチ制御回路３０３は制御回路１０３からの回転検出用制御パルスＶｉに応答して、トランジスタＱ３、Ｑ６をオンにした状態でトランジスタＱ４を所定周期でオン／オフ制御する、あるいは、トランジスタＱ４、Ｑ５をオンにした状態でトランジスタＱ３を所定周期でオン／オフ制御することにより、コンパレータ３０４で誘起信号ＶＲｓを検出する。
【００８４】
コンパレータ３０４は、ステッピングモータ１０５（換言すれば駆動コイル２０９）に誘起する誘起信号ＶＲｓのうち、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出すると、設定した基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える誘起信号ＶＲｓを検出したことを表す検出信号Ｖｓを出力する。制御回路１０３は、前記検出信号に基づいてステッピングモータ１０５が回転したと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動は行わず、次の駆動制御を行う。制御回路１０３は、前記検出信号Ｖｓに基づいてステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定すると、補正駆動パルスＰ２による駆動を行って強制的にステッピングモータ１０５を回転させる。
図１５は、本発明の第３、第６の実施の形態に共通するステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路のフローチャートである。
【００８５】
以下、図１、図３、図６、図７、図１４〜図１６を用いて、本第３の実施の形態の動作を詳細に説明する。
先ず、計時動作を行って時刻を表示する通常モードの動作を説明する。
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が発振回路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所定間隔で制御回路１０３に出力する。
制御回路１０３は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを通常（前述した第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１）に設定すると共に、制御回路１０３内部の計数値ＰＮを０にリセットし（図１５のステップＳ１５０１）、前記時計信号を計数して計時動作を行う。ここで、計数値ＰＮは励磁電流を検出した回数を計数するための計数値である。
【００８６】
制御回路１０３は、時計信号を計数する毎に所定エネルギの主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動するように制御信号を出力する（ステップＳ４０２）。駆動パルス選択回路１０４は、制御回路１０３からの前記制御信号に応答して、前記主駆動パルスＰ１でステッピングモータ１０５を回転駆動する。ステッピングモータ１０５は主駆動パルスＰ１によって回転されて、アナログ表示部１０６の時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）の運針駆動やカレンダ表示部１０９の日送り駆動を行う。
このようにして、主駆動パルスＰ１により所定の運針間隔（本実施の形態では１秒間隔）で時刻針１０７〜１０８、１１０を正転駆動する運針動作（通常運針）が行われ又、所定時刻になるとカレンダ表示部１０９の日送り駆動が行われる。これにより、アナログ表示部１０６の時刻針１０７、１０８、１１０によって現在時刻が表示され又、カレンダ表示部１０９によってその日の日付が表示される。
【００８７】
次に制御回路１０３は、周期的負荷検出期間が到来したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。周期的負荷検出期間とは、ステッピングモータ１０５の負荷が周期的に増加したか否かを検出するタイミングを示している。周期的負荷は、一定の周期で増減する負荷を意味しており、例えば、輪列の摩耗によって増加した負荷やカレンダ負荷などがある。
制御回路１０３は、処理ステップＳ４０３において、周期的負荷検出期間が到来したと判定すると、ステッピングモータ１０５の励磁電流を検出して基準しきい値Ｖｃｏｍｐを新たに設定するための検出モードに移行し、周期的負荷検出期間が到来していないと判定した場合、処理ステップＳ４０２に戻る。
【００８８】
検出モードでは図１６に示すように、制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して、主駆動パルスＰ１でステッピングモータを駆動し（ステップＳ５０１）、計数値ＰＮに１加算する（ステップＳ５０２）。
次に制御回路１０３は、電流検出回路１１２にステッピングモータ１０５の励磁電流のピーク値を検出させた後（ステップＳ５０３）、回転検出回路１１１にステッピングモータ１０５の誘起信号ＶＲｓを検出させる（ステップＳ５０４）。電流検出回路１１２、回転検出回路１１１は、各々、前述したようにして励磁電流のピーク値、誘起信号Ｖｒｓを検出する。
【００８９】
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ５０５）、計数値ＰＮが所定回数になったか否か、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったか否かを判定する（ステップＳ５０６）。アナログ電子時計において、部分的に著しい輪列の摩耗が発生した場合等、周期（負荷増減周期）的に急激な負荷が発生し、ロータの回転速度を低下させる場合があるが、前記所定回数を（換言すれば、前記励磁電流のピーク値の検出周期と前記所定回数の積を）負荷増減周期よりも長くなるように設定することにより、確実に負荷変動を検出することが可能になる。
【００９０】
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において前記ピーク値の検出を所定回数行ったと判定すると、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定した場合（ステップＳ５０７）、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きいと判定し、回転検出回路１１１は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１から第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に変更し（ステップＳ１６０１）、負荷モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０７において前記所定回数検出した励磁電流のピーク値のいずれもが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えないと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値を超えるような大きい負荷ではない、即ち通常の負荷であると判定して、通常モードに移行する。
制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において計数値ＰＮが所定回数になってない、即ち、前記励磁電流のピーク値の検出を所定回数行っていないと判定すると処理ステップＳ５０１に戻る。
【００９１】
また、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０５において誘起信号ＶＲｓが第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１を超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転しなかったと判定した場合、駆動パルス選択回路１０４を制御して、補正駆動パルスＰ２でステッピングモータ１０５を回転駆動させる（ステップＳ５０９）。これにより、ステッピングモータ１０５を確実に回転させる。次に制御回路１０３は、計数値ＰＮを０にリセットし（ステップＳ５１０）、処理ステップＳ５０１に戻る。
【００９２】
このように、通常の主駆動パルスＰ１での駆動を実施中に、予め設定された所定のタイミングで周期的負荷の検出モードに切り換わり、誘起信号ＶＲｓの検出と並行して、ＭＯＳトランジスタのチャンネルインピーダンスに生じる励磁電流に基づいた電圧降下を利用し、駆動コイル２０９に流れる励磁電流のピーク値を検出する。前記励磁電流のピーク値を所定回数（負荷発生周期以上の値を設定する。）検出し、少なくとも１つの励磁電流検出値が基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを越えた場合、周期的負荷が発生していると判断して、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１から第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に変更するようにしている。これにより、大きな負荷が生じている場合でも正確に回転状況を検出することができる。
尚、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを下げると、非回転時の誘起信号ＶＲｓが基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えて誤検出される恐れあるが、所定値を超える大きな負荷が発生している場合はロータ２０２の回転速度が落ちているため、誤検出する可能性は低い。
【００９３】
所定値を超える負荷を回転駆動する負荷モードでは図６に示すように、制御回路１０３は、第２しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を用いて回転検出した回数（計数値ＦＮ）を０にリセットする（ステップＳ６０１）。
次に制御回路１０３は、駆動パルス選択回路１０４を制御して負荷用駆動パルスＰｎでステッピングモータ１０５を回転駆動させ（ステップＳ６０２）、計数値ＦＮに１加算する（ステップＳ６０３）。
【００９４】
制御回路１０３は、検出した誘起信号ＶＲｓが第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超える場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転したと判定した場合（ステップＳ６０４）、計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０５において計数値ＦＮが所定回数になったか否か、即ち、負荷モードで非回転となることなく所定回数連続して回転駆動したと判定した場合には通常モードに戻り、所定回数になっていないと判定した場合には処理ステップＳ６０２に戻る。
【００９５】
制御回路１０３は、処理ステップＳ６０４において誘起信号ＶＲｓが第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２を超えない場合、即ち、ステッピングモータ１０５が回転していないと判定した場合には処理ステップＳ６０１に戻り、計数値ＦＮを０にリセットする。
このようにして、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に切り換わった後、所定回数連続して回転したと判定した場合には第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１に戻すようにしている。したがって、所定回数安定して回転した場合に基準しきい値Ｖｃｏｍｐを通常モードにおける基準しきい電圧に戻すため、基準しきい電圧の安定した変更動作が可能になる。
【００９６】
以上述べたように本第３の実施の形態によれば、ステッピングモータ１０５のロータ２０２の回転によって発生する誘起信号ＶＲｓを検出し、誘起信号ＶＲｓと所定の基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとを比較してステッピングモータ１０５の回転状況を検出する回転検出回路１１１と、複数の駆動パルスの中からステッピングモータ１０５の回転状況に応じた駆動パルスを選択してステッピングモータ１０５を回転制御する制御手段と、ステッピングモータ１０５の回転制御によってステッピングモータ１０５に流れる励磁電流を検出する電流検出回路１１２とを有し、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐとして複数種類の電圧（本実施の形態では第1基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１、第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）が用意され、回転検出回路１１１は、電流検出回路１１２が検出した前記励磁電流の大きさに応じて、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを変更することを特徴としている。
【００９７】
したがって、負荷が増加した場合でもステッピングモータ１０５の回転を正確に検出できるため、不要に補正駆動パルスＰ２で駆動することを防止でき、エネルギの浪費を防止することが可能になる。
また、周期的負荷が永続的に発生してしまうような状態に陥った場合でも、誘起信号ＶＲｓのレベルが低くなったり発生が遅れて検出されない事態が発生することにより、補正駆動パルスＰ２による駆動が多発して過剰な電力消費増が生じることを抑制することができる。また、電源として電池を使用する場合、電池電力の低下を最低限に抑えることができる。
【００９８】
ここで、前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧（第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１）と、前記第１電圧より所定電圧低い第２電圧（第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）とが用意されて成り、回転検出回路１１１は、電流検出回路１１２が所定値Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を検出したとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更するように構成することができる。
また、前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧（第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１）と、前記第１基準電圧より所定電圧低い第２電圧（第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２）とが用意されて成り、回転検出回路１１１は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更した後、誘起信号ＶＲｓが前記第２電圧を超えるとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第１電圧に変更するように構成することができる。
また、回転検出回路１１１は、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更した後、誘起信号ＶＲｓが所定回数連続して前記第２電圧を超えるとき、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第１電圧に変更するように構成することができる。
【００９９】
また本第３の実施の形態に係るアナログ電子時計によれば、時刻針（時針１０７、分針１０８、秒針１１０）を回転駆動するステッピングモータ１０５と、ステッピングモータ１０５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、前記ステッピングモータ制御回路を用いたことを特徴としている。
したがって、負荷が増加した場合でもステッピングモータ１０５の回転を正確に検出できるため、時刻針を不要に補正駆動パルスで駆動することを防止でき、エネルギの浪費を防止することができるという効果を奏する。
【０１００】
尚、本第３の実施の形態では、ステッピングモータ１０５の回転状況を、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超えるか否かによって判定するように構成したが、検出区間を複数の区間に区分して、前記各区間において基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを超える（「１」）か否（「０」）かを検出し、前記各区間における検出結果「１」、「０」を組み合わせたパターンが所定のパターンになるか否かによって回転状況を判定するように構成してもよい。
【０１０１】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図１７は、本発明の第４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検出モードの処理を示すフローチャートである。本第４の実施の形態の構成や他の処理等は前記第１の実施の形態と同じである。
前記第１の実施の形態では、所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更して負荷モードに移行したが（（図５のステップＳ５０７、Ｓ５０８）、本第４の実施の形態では、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更して負荷モードに移行するように構成している。
【０１０２】
即ち、図１７において、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
【０１０３】
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出していないと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなっていないと判定して通常モードに戻る。
本第４の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に負荷モードに移行するようにしているため、ごく希に発生する突発的負荷のために負荷モードへ切り替わることを防止でき、総消費電流を抑制することが可能になる。
【０１０４】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。
図１８は、本発明の第５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検出モードの処理を示すフローチャートである。本第５の実施の形態の構成や他の処理等は前記第２の実施の形態と同じである。
本第５の実施の形態においても、前記第４の実施の形態と同様に、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更して負荷モードに移行するように構成している。
【０１０５】
即ち、図１８において、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定して、駆動パルスを主駆動パルスＰ１から負荷用駆動パルスＰｆに変更し（ステップＳ５０８）、負荷モードに移行する。
【０１０６】
本第５の実施の形態によれば、前記第２の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に負荷モードに移行するようにしているため、ごく希に発生する突発的負荷のために負荷モードへ切り替わることを防止でき、総消費電流を抑制することが可能になる。
【０１０７】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。
図１９は、本発明の第６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検出モードの処理を示すフローチャートである。本第６の実施の形態の構成や他の処理等は前記第３の実施の形態と同じである。
本第６の実施の形態においては、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを前記第２電圧に変更するようにしている。
【０１０８】
即ち、図１９において、制御回路１０３は、処理ステップＳ５０６において励磁電流のピーク値の検出を所定回数行ったと判定した場合、前記所定回数検出した励磁電流のピーク値の少なくとも一つが基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超えると判定すると（ステップＳ５０７）、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。
制御回路１０３は、処理ステップＳ１７０１において基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合、ステッピングモータ１０５の負荷が所定値よりも大きくなったと判定し、回転検出回路１１１は基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐを第１基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ１から第２基準しきい電圧Ｖｃｏｍｐ２に変更して（ステップＳ１６０１）、負荷モードに移行する。
【０１０９】
本第６の実施の形態によれば、前記第３の実施の形態と同様の効果を奏するばかりでなく、基準しきい電流Ｐｃｏｍｐを超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に負荷モードに移行するようにしているため、ごく希に発生する突発的負荷のために負荷モードへ切り替わることを防止でき、総消費電流を抑制することが可能になる。
【０１１０】
尚、前記各実施の形態では、各駆動パルスＰ１、Ｐｆ、Ｐ２のエネルギを変えるために、パルス幅が異なるように構成したが、駆動パルスを複数の櫛歯状パルスによって構成し前記櫛歯状パルスの数やデューティを変える、あるいは、パルス電圧を変える等によっても、駆動パルスのエネルギを変えることが可能である。
また、カレンダ機能を有しないアナログ電子時計にも適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例として単一モータの電子時計の例で説明したが、クロノグラフ時計等のような複数モータの電子時計や、モータを使用する各種電子機器にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
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、クロノグラフ時計をはじめ、カレンダ機能を有しないアナログ電子時計等の各種のアナログ電子時計に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０１・・・発振回路
１０２・・・分周回路
１０３・・・制御回路
１０４・・・駆動パルス選択回路
１０５・・・ステッピングモータ
１０６・・・アナログ表示部
１０７・・・時針
１０８・・・分針
１０９・・・カレンダ表示部
１１０・・・秒針
１１１・・・回転検出回路
１１２・・・電流検出回路
１１３・・・検出区間判別回路
２０１・・・ステータ
２０２・・・ロータ
２０３・・・ロータ収容用貫通孔
２０４、２０５・・・切り欠き部（内ノッチ）
２０６、２０７・・・切り欠き部（外ノッチ）
２０８・・・磁心
２０９・・・駆動コイル
２１０、２１１・・・可飽和部
ＯＵＴ１・・・第１端子
ＯＵＴ２・・・第２端子
Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジスタ
３０１、３０２・・・検出用抵抗
３０３・・・スイッチ制御回路
３０４・・・コンパレータ
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、通常時駆動する主駆動パルス、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい負荷用駆動パルス及び前記負荷用駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスを含む複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、
前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転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。
【請求項２】
前記電流検出手段は負荷変動周期よりも長い間継続して所定回数前記励磁電流のピーク値を検出し、
前記制御手段は、前記検出した励磁電流のピーク値中の少なくとも一つが前記所定値を超えると判定した場合に前記負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御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。
【請求項３】
前記電流検出手段は負荷変動周期よりも長い間継続して所定回数前記励磁電流のピーク値を検出し、
前記制御手段は、前記所定値を超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に前記負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記負荷用駆動パルスによって所定回数連続して前記ステッピングモータを回転させることができた場合、前記主駆動パルスに戻して回転制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項５】
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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、複数の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、
前記基準しきい電圧として複数種類の電圧が用意され、
前記回転検出手段は、前記電流検出手段が検出した前記励磁電流の大きさに応じて、前記基準しきい電圧を変更することを特徴とするステッピングモータ制御回路。
【請求項６】
前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧と、前記第１電圧より所定電圧低い第２電圧とが用意されて成り、
前記回転検出手段は、前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流を検出したとき、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項５記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項７】
前記回転検出手段は、前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したとき、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項６記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項８】
前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧と、前記第１電圧より所定電圧低い第２電圧とが用意されて成り、
前記回転検出手段は、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更した後、前記誘起信号が前記第２電圧を超えるとき、前記基準しきい電圧を前記第１電圧に変更することを特徴とする請求項６又は７記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項９】
前記回転検出手段は、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更した後、前記誘起信号が所定回数連続して前記第２電圧を超えるとき、前記基準しきい電圧を前記第１電圧に変更することを特徴とする請求項８記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項１０】
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９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。
【請求項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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、通常時駆動する主駆動パルス、前記主駆動パルスよりもエネルギの大きい負荷用駆動パルス及び前記負荷用駆動パルスよりもエネルギの大きい補正駆動パルスを含む複数種類の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、
前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流のピーク値を検出した場合、前記制御手段は負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転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。
【請求項２】
前記電流検出手段は負荷変動周期よりも長い間継続して所定回数前記励磁電流のピーク値を検出し、
前記制御手段は、前記検出した励磁電流のピーク値中の少なくとも一つが前記所定値を超えると判定した場合に前記負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御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。
【請求項３】
前記電流検出手段は負荷変動周期よりも長い間継続して所定回数前記励磁電流のピーク値を検出し、
前記制御手段は、前記所定値を超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したと判定した場合に前記負荷用駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記負荷用駆動パルスによって所定回数連続して前記ステッピングモータを回転させることができた場合、前記主駆動パルスに戻して回転制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項５】
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、前記誘起信号と所定の基準しきい電圧とを比較して前記ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出手段と、複数の駆動パルスの中から前記ステッピングモータの回転状況に応じた駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを回転制御する制御手段と、前記ステッピングモータの回転制御によって前記ステッピングモータに流れる励磁電流を検出する電流検出手段とを有し、
前記基準しきい電圧として複数種類の電圧が用意され、
前記回転検出手段は、前記電流検出手段が検出した前記励磁電流の大きさに応じて、前記基準しきい電圧を変更することを特徴とするステッピングモータ制御回路。
【請求項６】
前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧と、前記第１電圧より所定電圧低い第２電圧とが用意されて成り、
前記回転検出手段は、前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流を検出したとき、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項５記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項７】
前記回転検出手段は、前記電流検出手段が所定値を超える励磁電流を、所定回数を超えて検出したとき、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項６記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項８】
前記複数種類の基準しきい電圧として、所定の第１電圧と、前記第１電圧より所定電圧低い第２電圧とが用意されて成り、
前記回転検出手段は、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更した後、前記誘起信号が前記第２電圧を超えるとき、前記基準しきい電圧を前記第１電圧に変更することを特徴とする請求項６又は７記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項９】
前記回転検出手段は、前記基準しきい電圧を前記第２電圧に変更した後、前記誘起信号が所定回数連続して前記第２電圧を超えるとき、前記基準しきい電圧を前記第１電圧に変更することを特徴とする請求項８記載のステッピングモータ制御回路。
【請求項１０】
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９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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２１７３２７（Ｐ２０１２−２１７３２７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６２５１８（Ｐ２０１２−６２５１８）
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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