JP2012135098A - ステップモータ駆動装置及びステップモータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転状態を検出し、ステップモータを適切に駆動する。
【解決手段】制御回路５２は、駆動回路３２を制御して、励磁コイル１１４に間欠的に櫛歯パルスから構成された駆動パルスを印加する。第１ピークホールド回路４１３は、駆動パルス印加期間にわたって、各櫛歯パルス印加後に励磁コイル１１４に流れる還流電流のピーク値をホールドする。第２ピークホールド回路４１４は、各櫛歯パルス印加後に励磁コイル１１４に流れる還流電流のピーク値をホールドする。コンパレータ４１５は、第１と第２のピークホールド回路４１３と４１４の出力を比較し、比較結果を出力する。制御回路５２は、コンパレータ４１５の出力に基づいて、還流電流のピーク値に所定の凹部が発生していない場合には、ロータが正常に回転していないと判定し、励磁コイル１１４に補正パルスを印加して、ステップモータを適切に駆動する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、ステップモータ駆動装置及びステップモータ駆動方法に関する。

ステップモータにおいては、駆動パルスの駆動エネルギーが小さかったり、指針の重量が重かったり、指針を駆動する駆動装置の機械的な負荷が大きかったりすると、ロータが正常に回転できない場合がある。

特許文献１に開示されたステップモータ駆動装置等の従来の技術では、駆動パルス印加後のロータの回転挙動により発生する誘導電流を検出し、これに基づいてステップモータのロータが回転したか否かを判別する。そして、非回転と判別した場合に、主駆動パルスよりもパルス幅の大きい補正駆動パルスをコイルに供給し強制的にロータを回転させるとともに、次のパルスからは、ランクを上げた主駆動パルスをコイルに供給することで、適応制御を行っていた。

特許第４２３６９５６号公報

しかし、駆動パルス印加後に発生する誘導電流に基づいてロータの回転・非回転を判別するという従来の技術では、時計針の重心バランスの偏りが大きい場合や駆動電圧の変動が大きい場合等に、ロータが非回転であると誤って判別してしまうことがある。この場合、必要がない場合でも、補正駆動パルスや、ランクアップした主駆動パルスを供給してしまうため、消費電流が増大するという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ロータの回転状態をより正確に検出し、ステップモータを適切に駆動できるステップモータ駆動装置及びステップモータ駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るステップモータ駆動装置は、
ステップモータのコイルに駆動パルスを印加することにより、該ステップモータのロータを回転させる駆動制御手段と、
前記コイルに前記駆動パルスを印加している期間に、前記コイルに流れる電流値が、前記ロータの回転に伴って発生する誘起電圧に起因して、所定値よりも減少するか否かを判別する判別手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、
前記判別手段が、前記コイルに流れる電流値は前記所定値よりも減少していないと判別した場合に、前記ロータを回転させるための補正パルスを前記コイルに印加する。

また、上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るステップモータ駆動方法は、
ステップモータのコイルに駆動パルスを印加することにより、該ステップモータを駆動する駆動方法であって、
前記コイルに駆動パルスを印加している期間に、前記コイルに流れる電流値が、前記ロータの回転に伴って発生する誘起電圧に起因して、所定値よりも減少するか否かを判別し、
前記コイルに流れる電流値は前記所定値よりも減少していないと判別した場合に、前記ロータを回転させるための補正パルスを前記コイルに印加する。

本発明によれば、ロータの回転状態をより正確に検出し、適切にステップモータを駆動することができる。

（ａ）は、ロータが正常に回転している場合の励磁コイルに印加される電圧の波形を示し、（ｂ）は、ロータが正常に回転しなかった場合の印加電圧の波形を示すものである。 本発明の実施形態に係るステップモータの正面図の模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図２に示すステップモータの回転動作を説明するための図である。 第１実施形態に係るステップモータ駆動装置の回路図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図３の駆動回路を構成する各ＭＯＳトランジスタのオン／オフタイミングを示し、（ｅ）と（ｆ）は、第１駆動パルスと第２駆動パルスとを示すタイミングチャートである。 （ａ）は、駆動パルスの波形図、（ｂ）は放電制御信号Ｒ１の波形図、（ｃ）は、放電制御信号Ｒ２の波形図、（ｄ）は制御回路のサンプリングタイミングを示すタイミングチャートである。 ロータが正常に回転したか否かの判別手法を説明するための図である。 （ａ）は、第１駆動パルスを印加して、ロータが正しい方向に回転しなかったと判別されたときに順次供給する第２補正パルスと第１補正パルスを説明するタイミングチャートであり、（ｂ）は、第２駆動パルスを印加して、ロータが正しい方向に回転しなかったと判別されたときに、順次供給する第１補正パルスと第２補正パルスを説明するタイミングチャートである。 第１実施形態に係るステップモータ駆動制御処理のフローチャートである。 第２実施形態に係るステップモータ駆動方法を説明するためのタイミングチャートであり、（ａ）、（ｂ）は、櫛歯状の駆動パルスを励磁する図、（ｃ）はロータが回転した場合の、励磁コイルに流れる電流の変化を示すタイミングチャート、（ｄ）は、ロータが回転しなかった場合の、励磁コイルに流れる電流の変化を示すタイミングチャート、（ｅ）は、コンパレータの入力信号の例と、回転判別手法を説明するためのタイミングチャートである。 （ａ）〜（ｈ）は、第２実施形態に係るステップモータ駆動装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、第１極性の第１駆動パルスを印加する際の動作を説明するためのタイミングチャートである。 （ａ）〜（ｈ）は、第２実施形態に係るステップモータ駆動装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、第２極性の第２駆動パルスを印加する際の動作を説明するためのタイミングチャートである。 （ａ）と（ｂ）とは、補正パルスの構成例を示すタイミングチャートである。 第３実施形態に係るステップモータ駆動装置の回路図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１４の駆動回路を構成する各ＭＯＳトランジスタのオン／オフタイミングを示し、（ｅ）と（ｆ）は、放電制御信号のタイミングチャート、（ｇ）は、コンパレータの出力を示すタイミングチャートである。 （ａ）と（ｂ）は、励磁コイルに流れる電流のピーク値の変化を示すタイミングチャートである。 ロータの回転検出の具体例を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態に係るステップモータ駆動装置と駆動方法を説明する。
１．第１実施形態
本実施の形態に係るステップモータ駆動装置は、励磁コイルでの電圧降下が正常であるか否かを判別し、判別結果に応じてステップモータの駆動を制御する。より詳細に説明すると、ステップモータに駆動パルスを印加して、ロータが回転した場合に励磁コイルに流れる電流を、抵抗を介して電圧として検出すると、図１（ａ）に示すように大きな凹部１０１が現れる。この理由は、図２の状態（静的安定位置）にあるロータが回転して図３（ａ）の状態（動的安定位置）に到るまでの間に誘起される電圧によって励磁コイルに逆向きの誘導電流が流れることにより、実際に励磁コイルに流れる電流が、印加されている電流よりも減少するためである。
一方、回転しなかったロータに対して、次の駆動パルスとして逆極性の駆動パルスを印加した場合に発生する誘起電圧は、正常に回転した場合の誘起電圧よりも小さいため、図１（ｂ）に示すように、大きな凹部１０１に比べて小さい凹みが現れる。

本実施形態に係るステップモータ駆動装置は、かかる励磁コイルに流れる電流が誘起電圧に起因して減少しないと判別した場合、すなわち図１（ａ）に示すように大きな凹部１０１がないと判別した場合には、次回の駆動パルスを供給する前に、励磁コイルに補正パルスを供給し、ロータの回転状態を正常な状態に復帰させる。

（ステップモータの構成）
次に、本実施形態に係るステップモータ駆動装置で駆動されるステップモータ１１の構成について説明する。
ステップモータ１１は、電子時計の時針や分針等の時刻針を回転駆動する単相２極ステップモータであり、図２に示すように、ロータ１１１と、ステータ１１２と、コイル芯１１３と、励磁コイル１１４と、を備える。

ロータ１１１は、円筒状の永久磁石から構成され、径方向にＮ極、Ｓ極の２極に着磁されている。

ステータ１１２は、磁性材料から形成され、中央部にはロータ１１１を挿入するための円形孔１１２ａが形成されている。

ステータ１１２の上辺と下辺には、一対の半円状のノッチ１１２ｂと１１２ｃが形成されている。ノッチ１１２ｂと１１２ｃとは、磁路の中心軸Ｌ２に直交し且つ円形孔１１２ａの中心を通る直線Ｙ上に形成されている。ノッチ１１２ｂと１１２ｃにより、ステータ１１２の円形孔１１２ａを挟んだ上辺部と下辺部に狭幅部が形成される。ステータ１１２の磁路の断面積は、この狭幅部の部分で小さくなり、磁気抵抗が大きくなる。これにより、ステータ１１２を通過する磁束が円形孔１１２ａを通過しやすくなる。

円形孔１１２ａには、非励磁状態におけるロータ１１１の停止位置を定めるための一対の円弧状のノッチ１１２ｄと１１２ｅが形成されている。ノッチ１１２ｄ、１１２ｅは、磁路中心軸Ｌ２にほぼ４５°で交差し且つ円形孔１１２ａの中心を通るノッチ中心線Ｌ３上に形成されている。ロータ１１１は、非励磁状態では、Ｓ極とＮ極の境界がノッチ中心線Ｌ３上に位置した状態で停止する。

コイル芯１１３は、ステータ１１２の下端部に設けられ、磁路の一部を構成している。コイル芯１１３には、励磁コイル１１４が巻回されている。励磁コイル１１４の両端には、第１端子ＴＭ１と第２端子ＴＭ２とが設けられている。

所定極性の第１駆動パルスＰ１を励磁コイル１１４の端子との間に印加して、図２の矢印方向に励磁電流Ｉを流すと、ステータ１１２には、図３（ａ）に示すように、破線矢印Ｍ１の方向に磁束が発生する。発生した磁束は、狭幅部１１２ｂ、１１２ｃの磁気抵抗により、一部が円形孔１１２ａを通過し、ステータ１１２にＮとＳの磁極が形成される。ロータ１１１は、各磁極ＮとＳがステータ１１２に生成された磁極と吸引しあうように、ロータ１１１が反時計方向に回転する。

続いて、励磁電流Ｉを停止すると、ステータ１１２を流れる磁束が消失し、図３（ｂ）に示すように、ロータ１１１は静的安定位置Ｌ１まで反時計方向に回転する。

次に、第１駆動パルスＰ１とは逆極性の第２駆動パルスＰ２を、励磁コイル１１４の端子ＴＭ１とＴＭ２との間に印加して、図３（ａ）の励磁電流Ｉとは逆方向の励磁電流−Ｉを流すと、ステータ１１２には、図３（ｃ）の破線矢印Ｍ２の方向に磁束が発生する。この磁束により、ステータ１１２にＳとＮの磁極が形成され、ロータ１１１の各磁極ＮとＳがステータ１１２に形成された磁極と吸引し合うように、ロータ１１１が反時計方向に回転する。

続いて、励磁電流−Ｉを停止すると、ステータ１１２を流れる磁束が消失し、図３（ｄ）に示すように、ロータ１１１は静的安定位置Ｌ１まで反時計方向に回転する。

以後、励磁コイル１１４に第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２を所定のタイミングで交互に供給することによって、前述の動作が繰り返し行われ、ロータ１１１は反時計方向に回転する。
第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２を印加する時間間隔は、例えば時計の秒針の場合には、１秒間隔である。

（ステップモータ駆動装置）
次に、上記構成を有するステップモータ１１を駆動するステップモータ駆動装置２１について説明する。
ステップモータ駆動装置２１は、図４に示すように、ステップモータ１１の励磁コイル１１４を駆動する駆動回路３１と、ロータ１１１の回転を検出するための回転検出回路４１と、全体を制御する制御回路５１とから構成されている。

駆動回路３１は、ブリッジ接続されたＰＭＯＳトランジスタ３１１、３１３とＮＭＯＳトランジスタ３１２、３１４とから構成されている。ＰＭＯＳトランジスタ３１１とＮＭＯＳトランジスタ３１２の接続点に抵抗１２０を介して励磁コイル１１４の第１端子ＴＭ１が接続され、ＰＭＯＳトランジスタ３１３とＮＭＯＳトランジスタ３１４の接続点とに励磁コイル１１４の第２端子ＴＭ２が接続されている。

回転検出回路４１は、絶対値出力回路４１１と、バイアス回路４１２と、第１ピークホールド回路４１３と、第２ピークホールド回路４１４と、コンパレータ４１５と、から構成されている。

絶対値出力回路４１１は、励磁コイル１１４に直列に接続された抵抗１２０の両端に接続され、励磁コイル１１４に直列に接続された抵抗１２０両端の電位差の絶対値を出力し、増幅信号（検出電圧）をバイアス回路４１２と第１ピークホールド回路４１３とに供給する。

バイアス回路４１２は、絶対値出力回路１１からの検出電圧を１倍より大きい増幅率（図４では、１．１）で増幅する。これにより、第２ピークホールド回路４１４の入力電圧は、第１ピークホールド回路４１３の入力電圧にオフセットをもたせたものになる。

第１ピークホールド回路４１３は、増幅器ＯＰ１と、整流回路Ｄ１と、ホールドコンデンサＣ１と、ディスチャージャ４２１と、から構成されている。ディスチャージャ４２１を構成するＮＭＯＳトランジスタのゲートには、制御回路５１から放電制御信号Ｒ１が供給される。放電制御信号Ｒ１によりＮＭＯＳトランジスタがオフしているとき、ホールドコンデンサＣ１に電荷が蓄積され、放電制御信号Ｒ１によりＮＭＯＳトランジスタがオンすると、ホールドコンデンサＣ１に蓄積されている電荷が放電され、ピーク電圧値がリセットされる。

かかる構成の第１ピークホールド回路４１３は、励磁コイル１１４に１つの駆動パルスが印加されている期間Ｔにおける、励磁コイル１１４に直列に接続された抵抗１２０の両端電圧の最大電圧値Ｖｐ１を保持する。

一方、第２ピークホールド回路４１４は、増幅器ＯＰ２と、整流回路Ｄ２と、ホールドコンデンサＣ２と、ディスチャージャ４２２と、から構成されている。ディスチャージャ４２２を構成するＮＭＯＳトランジスタのゲートには、制御回路５１から放電制御信号Ｒ２が供給される。放電制御信号Ｒ２によりＮＭＯＳトランジスタがオフしているとき、ホールドコンデンサＣ２に電荷が蓄積され、放電制御信号Ｒ２によりＮＭＯＳトランジスタがオンすると、ホールドコンデンサＣ２に蓄積されている電荷が放電され、ピーク電圧値がリセットされる。

かかる構成からなる第２ピークホールド回路４１４は、放電制御パルスＲ２の出力周期（例えば、０．３ｍｓ）毎の、検出電圧の１．１倍の電圧（バイアス回路４１２により検出電圧にオフセットをもたせた電圧）の値Ｖｐ２を保持する。

コンパレータ４１５は、第１ピークホールド回路４１３のホールド電圧Ｖｐ１と第２ピークホールド回路４１４のホールド電圧Ｖｐ２とを比較し、Ｖｐ１＞Ｖｐ２の場合はハイ（Ｈ）レベルの比較信号Ｃｍｐを、Ｖｐ１＜Ｖｐ２の場合はロー（Ｌ）レベルの比較信号Ｃｍｐを制御回路５１に供給する。

制御回路５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリ等からなる記憶部、タイマ回路、出力回路等とから構成される。

制御回路５１は、水晶発振器等を備え、適当なタイミングで所定の周期でゲート信号をＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４のゲートに印加する。
具体的には、制御回路５１はＰＭＯＳトランジスタ３１１のゲートにゲート信号０１Ｈ、ＮＭＯＳトランジスタ３１２のゲートにゲート信号０１Ｌ、ＰＭＯＳトランジスタ３１３のゲートにゲート信号０２Ｈ、ＮＭＯＳトランジスタ３１４のゲートにゲート信号０２Ｌを印加することにより、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、ＰＭＯＳトランジスタ３１１，ＮＭＯＳトランジスタ３１２，ＰＭＯＳトランジスタ３１３，ＮＭＯＳトランジスタ３１４をそれぞれオン・オフし、これにより、励磁コイル１１４に、図５（ｅ）に示す一方極性の第１駆動パルスＰ１と図５（ｆ）に示す反対極性の第２駆動パルスＰ２を印加する。
また、第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２の印加後、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４に蓄積したエネルギーを開放させる。

さらに、制御回路５１は、図６（ａ）〜（ｃ）に拡大して示すように、第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２を印加している間、放電用制御信号Ｒ１をローレベルにセットし、放電を抑制する。これにより、第１ピークホールド回路４１３は、励磁コイル１１４が励磁されている間の検出電圧のピーク電圧Ｖｐ１を求める。

また、制御回路５１は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１駆動パルスＰ１又は第２駆動パルスＰ２を印加している間、周期的に放電用制御信号Ｒ２をハイレベル及びローレベルとし、ホールドコンデンサＣ２への電荷の蓄積と放電を繰り返す。これにより、第２ピークホールド回路４１４は、励磁コイル１１４が励磁されている間、所定期間内の、バイアスされた検出電圧のピーク電圧Ｖｐ２を繰り返して求める。

制御回路５１は、図６（ｄ）に示す、放電制御信号Ｒ２をハイレベルとする直線のサンプリングタイミング（即ち、コンパレータ４１５の出力が最も安定しているタイミング）で、コンパレータ４１５の比較信号Ｃｍｐを取り込み、内部メモリに記録する。

制御回路５１は、コンパレータ４１５の比較信号Ｃｍｐから、今回印加した第１駆動パルスＰ１又は第２駆動パルスＰ２により、ロータ１１１が回転したか否かを判別する。具体的には、制御回路５１は、取り込んだ比較信号Ｃｍｐのレベルに基づいて、図７に示すように、比較信号Ｃｍｐが一旦Ｌレベルとなり、続いて、Ｈレベルになった場合に、ロータ１１１の回転に伴って発生した誘起電圧により、励磁コイル１１４に流れる電流がピークから低下したと判別し、ロータ１１１が正常に回転していると判定する。

制御回路５１は、この条件が満たされなかった場合には、十分な誘起電圧が発生していないため、励磁コイル１１４に流れる電流がピークから低下していないと判別し、ロータ１１１が正常に回転していないと判定する。

制御回路５１は、ロータ１１１が正常に回転していないと判定した場合には、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータ１１１を確実に回転させることができる駆動エネルギーを持つ補正パルスを励磁コイル１１４に印加する。
即ち、第１駆動パルスＰ１を励磁コイル１１４に印加して、ロータ１１１が正常に回転していないと判定した場合には、図８（ａ）に示すように、まず、第１駆動パルスＰ１と反対極性の第２補正パルスＣＰ２を励磁コイル１１４に印加し、続いて、第１駆動パルスＰ２と同一極性の第１補正パルスＣＰ１を励磁コイル１１４に印加する。
一方、第２駆動パルスＰ２を励磁コイル１１４に印加して、ロータ１１１が正常に回転していないと判定した場合には、図８（ｂ）に示すように、まず、第２駆動パルスＰ２と反対極性の第１補正パルスＣＰ１を励磁コイル１１４に印加し、続いて、第２駆動パルスＰ２と同一極性の第２補正パルスＣＰ２を励磁コイル１１４に印加する。

駆動パルスと反対極性の補正パルスを印加してから、駆動パルスと同一極性の補正パルスを印加する理由は、ロータ１１１が回転しない理由が、直前の駆動において、ロータ１１１が回転しておらず、それが今回の回転不良の原因となっているからである。

（バイアス回路の増幅率）
バイアス回路４１２が検出電圧を増幅する増幅率について説明する。
上述したように本実施形態に係るステップモータ駆動装置２１においては、ロータ１１１が回転することによる誘起電圧に起因して、回転検出回路４１からの比較信号Ｃｍｐが一旦Ｌレベルとなり、続いて、Ｈレベルとなることに基づいてロータ１１１が正常に回転していることを判定する。

しかしながら、誘起電圧はロータ１１１が回転すれば発生するため、正常に回転するのみならず、正常に回転しない場合でも誘起電圧が発生する場合がある。

例えば、駆動パルスの駆動エネルギーが小さかったり、指針の重量が重かったり、指針を駆動する駆動装置の機械的な負荷が大きかったりすると、ロータ１１１は、図２の状態から反時計方向に回転して図３（ａ）の状態に至ることができず、第１駆動パルスＰ１の印加が終了すると再び図２に示す状態に戻ってしまう場合がある。

この状態から次の駆動パルスである第２駆動パルスＰ２が出力されるが、第２駆動パルスＰ２は、ロータ１１１が回転する方向とは逆極性の駆動パルスであるため、ロータ１１１は、今回も正常に回転することはない。
しかし、発生した磁界の影響を受けたロータ１１１は、回転方向に（時計方向と反時計方向に）振動してしまう。

このようにロータ１１１が正常に回転せず、振動する場合も、誘起電圧が発生して図１（ｂ）に示すように、抵抗１２０の両端電圧を検出して得られる電圧値は一旦ピークから低下する。

正常に回転しなかった場合に発生する誘起電圧は、正常に回転した場合に発生する誘起電圧よりも小さいが、結果的に抵抗１２０の両端電圧を検出した電圧値が一旦ピークから低下する現象は、正常に回転した場合と同様に発生する。
従って、抵抗１２０の両端電圧を検出した電圧値が一旦ピークから低下することを検知するだけでは、制御回路５１は、ロータ１１１が正常に回転していると誤判定する可能性がある。

ここで、図１（ａ）における、励磁コイル１１４に駆動パルスが印加された際の、抵抗１２０の両端電圧の最大電圧値をＶｍａｘ（ａ）とし、一旦ピーク値を示してから低下した際の最小電圧値をＶｍｉｎ（ａ）とし、Ｖｍａｘ（ａ）とＶｍｉｎ（ａ）との差をＶｄｅｆ（ａ）とする。

仮に、バイアス回路４１２によって、検出したＶｍｉｎ（ａ）を増幅した結果、Ｖｍａｘ（ａ）以上の値になってしまうような増幅率が設定されていたとすると、保持されている検出電圧のピーク電圧Ｖｐ１が、バイアスされた検出電圧のピーク電圧Ｖｐ２よりも大きくなることがない。即ち、比較信号Ｃｍｐが一旦Ｌレベルとなり、続いて、Ｈレベルとなることがないので、励磁コイル１１４に流れる電流が一旦ピーク値を示してから低下したとしても、制御回路５１が正常にロータ１１１が回転したと判定することがない。

これに対して、Ｖｍｉｎ（ａ）を増幅した結果、Ｖｍａｘ（ａ）以上の値にならない程度の増幅率を設定すれば、比較信号Ｃｍｐが一旦Ｌレベルとなり、続いて、Ｈレベルを示すので、励磁コイル１１４に流れる電流が一旦ピーク値を示してから低下した場合に、制御回路５１は正常にロータ１１１が回転したと判定することができる。

上述したように、正常に回転していないロータ１１１を逆極性の駆動パルスで回転させようとした場合に発生する誘起電圧は、正常に回転した場合の誘起電圧よりも小さい。
ここで、図１（ｂ）に示すように、正常にロータ１１１が回転していない場合の抵抗１２０の両端電圧の最大電圧値をピーク値Ｖｍａｘ（ｂ）とし、一旦ピーク値を示してから低下した際の最小電圧値を最小値Ｖｍｉｎ（ｂ）とし、Ｖｍａｘ（ｂ）とＶｍｉｎ（ｂ）との差をＶｄｅｆ（ｂ）とすれば、Ｖｄｅｆ（ｂ）は、正常にロータ１１１が回転している場合のＶｄｅｆ（ａ）よりも小さい値となる。
このような関係を利用することで、本実施形態に係るステップモータ駆動装置５１は、ロータ１１１が正常に回転している場合と回転していない場合とを判別することができる。

即ち、ロータ１１１が正常に回転していない場合のＶｍｉｎ（ｂ）がＶｍａｘ（ｂ）を超えるような増幅率であって、かつ、正常にロータ１１１が回転した場合のＶｍｉｎ（ａ）がＶｍａｘ（ａ）を越えてしまうようなことがないような増幅率を設定すれば、正常に回転していない場合に検出電圧が一旦ピーク値を示してから低下したとしても、検出電圧のピーク電圧Ｖｐ１がバイアスされた検出電圧のピーク電圧Ｖｐ２よりも大きくなることがないので、誤判定を防止できる。
このように、バイアス回路４１２における増幅率は、正常に回転した場合と、正常に回転しなかった場合とを判定するための閾値として機能する。

増幅率の設定は例えば次のようにする。正常回転において誘起電圧が最も小さくなる駆動条件と、正常に回転しなかったロータ１１１に対して逆極性の駆動パルスを与えた場合に誘起電圧が最も大きくなる駆動条件においてＶｄｅｆを比較し、正常に回転しなかった場合には誤判定を防ぐことができるとともに、正常に回転した場合には正しく回転したと判定することができる増幅率を設定する。

ここで、ｉ）正常回転において誘起電圧が最も小さくなる駆動条件と、ｉｉ）正常にロータが回転しなかった場合に最も誘起電圧が大きくなる駆動条件、の具体例を述べる。例えば、時計を駆動する電圧が０．９Ｖであり、パルスの出力時間が２０ｍｓと４０ｍｓである場合で考えれば、
ｉ）０．９Ｖの駆動電圧でパルスの出力時間が２０ｍｓという駆動エネルギーが最も小さい駆動条件でロータ１１１が正常に回転することができた場合、この駆動条件が正常回転において誘起電圧が最も小さくなる駆動条件である。
ｉｉ）一方、０．９Ｖの駆動電圧でパルスの出力時間が４０ｍｓという最も駆動エネルギーが大きい駆動条件でロータ１１１が正常に回転しなかった場合、この駆動条件が、正常にロータが回転しなかった場合に最も誘起電圧が大きくなる駆動条件である。

ところで、上述のようにロータ１１１が正常に回転しなかった場合、ロータ１１１は、第１駆動パルスＰ１によって、いったん反時計方向に回転しようとして回転しきれずに元の位置に戻り、その後逆極性となる第２駆動パルスＰ２が出力された際には回転せずに振動するという動作をする。

ここで、第１駆動パルスＰ１によって正常に回転しない場合も、ロータ１１１は不完全ながらも反時計方向に回転するので、その際に発生する誘起電圧によって抵抗１２０の両端電圧の検出値は一旦ピークから低下する。

このときに発生する誘起電圧は、正常にロータ１１１が回転した場合に発生する誘起電圧との差異がそれほど大きくないので、上述したような方法では正常に回転していないと判定することができない。そのため制御回路５１はロータ１１１が正常に回転していると判定し、次の駆動パルスである第２駆動パルスＰ２を出力する。

しかしながら、次に出力される逆極性の第２駆動パルスＰ２を出力した際の、抵抗１２０の両端電圧の検出値は一旦ピーク値を示してから低下することがないので、制御回路５１はロータ１１１が正常に回転していないと判定することができる。

このように、本実施形態では、駆動パルスを印加した結果、ロータ１１１が正常に回転しなかったと判定した場合、実際にロータ１１１が回転しなかったのは、その直前に印加した駆動パルスによるものである。従って、補正パルスを出力する場合には、前回出力した極性と同一の極性の駆動パルスを印加した後に、逆極性である補正パルスを出力しないと正しく補正できない。

そこで、補正パルスを出力する場合には、前回出力した極性と同一の極性の補正パルスを印加した後に、逆極性である補正パルスを出力することでロータ１１１は正しく補正される。

このように、本実施形態に係るステップモータ駆動装置２１は、前回出力した駆動パルスによる、ロータ１１１の回転が正常であったか否かを、次に出力した駆動パルスによって励磁コイル１１４に流れる電流値を抵抗を介して電圧として検出し、検出した電圧に基づいて判定し、その後に前回出力した極性と同一の極性の補正パルスを出力し、その後、逆極性である補正パルスを出力してロータ１１１の状態を補正する。

（動作）
次に、上記構成を有するステップモータ駆動装置２１がステップモータ１１を駆動する動作を説明する。

ステップモータ駆動装置２１の制御回路５１は、図９に示すフローチャートに従って駆動制御処理を実行し、まず、運針のタイミングに達したか否かを判別する（ステップＳ１０１）。運針のタイミングに達していないと判別した場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）には、ステップＳ１０１を繰り返す。

一方、運針のタイミングに達したと判別すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、
制御回路５１は、第１駆動パルスＰ１を励磁コイル１１４に印加する（ステップＳ１０２）。
具体的には、制御回路５１は、ローレベルのゲート信号Ｏ１ＨとＯ１ＬをＭＯＳトランジスタ３１１と３１２に一定期間印加し、ハイレベルのゲート信号Ｏ２ＨとＯ２ＬをＭＯＳトランジスタ３１３と３１４に一定期間印加することで、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオンし、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオフする。これにより、図４に示す電流Ｉ１が励磁コイル１１４に流れる。

また、制御回路５１は、放電用制御信号Ｒ１をローレベルとして、ディスチャージャ４２１によるリセット動作をオフにして、検出信号のピークＶｐ１の検出を開始させる（ステップＳ１０２）。
また、制御回路５１は、放電用制御信号Ｒ２を周期的にハイレベル・ローレベルとして、ディスチャージャ４２２によるリセット動作をオン・オフすることにより、増幅器４１２の出力信号の、短時間内におけるピークＶｐ２を検出させる（ステップＳ１０２）。

コンパレータ４１５は、ピークＶｐ１とＶｐ２とを比較し、Ｖｐ１＞Ｖｐ２の場合にはハイレベル、Ｖｐ２＞Ｖｐ１の場合には、ローレベルの比較信号Ｃｍｐを出力する。

制御回路５１は、さらに、放電制御信号Ｒ２がローレベルからハイレベルに立ち上がる直前のタイミング（比較信号Ｃｍｐの最も安定したタイミング）で、比較信号Ｃｍｐを取り込み、内部メモリに蓄積する（ステップＳ１０２）。

制御回路５１は、第１駆動パルスＰ１を励磁コイル１１４に一定期間印加すると、ＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４のゲート信号Ｏ１Ｈ〜Ｏ２Ｌを所定期間全てハイレベルとすることにより、ＰＭＯＳトランジスタ３１１と３１３をオフし、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４への第１駆動パルスＰ１の印加を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積されているエネルギーを開放させる。これにより、図４に示す還流電流Ｉ３が流れる。

制御回路５１は、さらに、蓄積した比較信号Ｃｍｐのレベルの変化をチェックし、ローレベルからハイレベルに変化したか否かを判別する（ステップＳ１０３）。即ち、制御回路５１は、記憶部から比較信号Ｃｍｐを読み出し、Ｌ→Ｈを示す時系列データがあるか否かを判別する。

Ｌ→Ｈを示す時系列データを検出した場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、図７に示すように、励磁コイル１１４で電圧降下に大きな凹部１０１が生じており、ロータ１１１が正常に回転している。

一方、Ｌ→Ｈを示す時系列データを検出できない場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、図１（ｂ）に示すように、励磁コイル１１４で電圧降下に大きな凹部１０１が生じておらず、ロータ１１１が正常に回転していない。
そこで、制御回路５１は、第２補正パルスＣＰ２を励磁コイル１１４に印加する（ステップＳ１０４）。
具体的には、制御回路５１は、ハイレベルのゲート信号Ｏ１ＨとＯ１ＬをＭＯＳトランジスタ３１１と３１２に一定期間印加し、ローレベルのゲート信号Ｏ２ＨとＯ２ＬをＭＯＳトランジスタ３１３と３１４に一定期間印加することで、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオンし、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオフする。これにより、図４に示す電流Ｉ２が励磁コイル１１４に流れる。

制御回路５１は、第２補正パルスＣＰ２の印加が終了すると、ＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４のゲート信号Ｏ１Ｈ〜０２Ｌを一定期間全てハイレベルとすることにより、ＰＭＯＳトランジスタ３１１と３１３をオフし、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４への第２補正パルスＣＰ２の印加を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積されているエネルギーを開放させる。これにより、図４に示す還流電流Ｉ４が流れる。

続いて、制御回路５１は、第１補正パルスＣＰ１を励磁コイル１１４に印加する（ステップＳ１０５）。
具体的には、制御回路５１は、ローレベルのゲート信号Ｏ１ＨとＯ１ＬをＭＯＳトランジスタ３１１と３１２に一定期間印加し、ハイレベルのゲート信号Ｏ２ＨとＯ２ＬをＭＯＳトランジスタ３１３と３１４に一定期間印加することで、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオンし、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオフする。これにより、図４に示す電流Ｉ１が励磁コイル１１４に流れる。

制御回路５１は、第１補正パルスＣＰ１の印加が終了すると、ＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４のゲート信号Ｏ１Ｈ〜０２Ｌを一定期間全てハイレベルとすることにより、ＰＭＯＳトランジスタ３１１と３１３をオフし、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４への第１補正パルスＣＰ１の印加を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積されているエネルギーを開放させる。

このように、第２補正パルスＣＰ２と第１補正パルスＣＰ１を励磁コイル１１４に印加することにより、ロータ１１１を適切に回転させることができる。
ステップＳ１０４とＳ１０５において、補正パルスを出力した場合（即ち、ステップＳ１０３；ＮＯであった場合）、制御回路５１は、予め決定されている複数の駆動パルスの中から、ロータ１１１を回転させることができなかった駆動パルスの次に駆動エネルギーが大きい駆動パルスを新たな駆動パルスとして選択する（ステップＳ１０６）。これにより、次の運針タイミングからは、新たに選択された駆動パルスが出力されることになる。

続いて、制御回路５１は、次の運針のタイミングに達したか否かを判別する（ステップＳ１０７）。運針のタイミングに達していないと判別した場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）には、ステップＳ１０７を繰り返す。

一方、運針のタイミングに達したと判別すると（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、制御回路５１は、第２駆動パルスＰ２を励磁コイル１１４に印加する（ステップＳ１０８）。
具体的には、制御回路５１は、ハイレベルのゲート信号Ｏ１ＨとＯ１ＬをＭＯＳトランジスタ３１１と３１２に一定期間印加し、ハイレベルのゲート信号Ｏ２ＨとＯ２ＬをＭＯＳトランジスタ３１３と３１４に一定期間印加することで、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオフし、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオンする。これにより、図４に示す電流Ｉ２が励磁コイル１１４に流れる。
なお、上述したように、ステップＳ１０４とＳ１０５において補正パルスを出力した場合（即ち、ステップＳ１０３；ＮＯであった場合）、このとき印加される第２駆動パルスＰ２の駆動エネルギーは、ロータ１１１を回転させることができなかった駆動パルスよりも大きい駆動パルスが選択されている。

また、制御回路５１は、放電用制御信号Ｒ１をディスチャージャ４２１に供給し、放電用制御信号Ｒ２をディスチャージャ４２２に供給する（ステップＳ１０８）。

制御回路５１は、さらに、放電制御信号Ｒ２がローレベルからハイレベルに立ち上がる直前のタイミングで、比較信号Ｃｍｐを取り込み、内部メモリに蓄積する（ステップＳ１０８）。

制御回路５１は、第２駆動パルスＰ２を励磁コイル１１４に一定期間印加すると、ＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４のゲート信号Ｏ１Ｈ〜０２Ｌを所定期間全てハイレベルとすることにより、ＰＭＯＳトランジスタ３１１と３１３をオフし、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４への第２駆動パルスＰ２の印加を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積されているエネルギーを開放させる。

制御回路５１は、さらに、蓄積した比較信号Ｃｍｐのレベルの変化をチェックし、比較信号ＣｍｐがＬ→Ｈと変化したことを示す時系列データがあるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。

Ｌ→Ｈを示す時系列データを検出した場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、ロータ１１１が正常に回転しているため、ステップＳ１０１に制御を戻す。

一方、Ｌ→Ｈを示す時系列データを検出できない場合（ステップＳ１０９；ＮＯ）、ロータ１１１が正常に回転していないため、制御回路５１は、第１補正パルスＣＰ１を励磁コイル１１４に印加し（ステップＳ１１０）、続いて、第２補正パルスＣＰ２を励磁コイル１１４に印加する（ステップＳ１１１）。第１補正パルスＣＰ１と第２補正パルスＣＰ２を印加する制御自体は、ステップＳ１０５，ステップＳ１０４の制御と同一である。

ステップＳ１１０とＳ１１１において、補正パルスを出力した場合（即ち、ステップＳ１０９；ＮＯであった場合）、制御回路５１は、ロータ１１１を回転させることができなかった駆動パルスよりも駆動エネルギーが大きい駆動パルスを、予め決定されている複数の駆動パルスの中から選択する（ステップＳ１１２）。これにより、次の運針タイミングからは、新たに選択された駆動パルスが出力されることになる。

以後、同様の動作を繰り返して、ステップモータ１１を制御する。

本実施形態に係るステップモータ駆動装置２１によれば、ロータ１１１の回転に伴って発生する誘起電圧の有無を検出しているので、ロータ１１１の回転の有無を確実に検出することができる。
しかも、ロータ１１１が回転していないと判別された場合に、一方極性と他方極性の一対の補正パルスを印加するので、回転しない原因が、前回の駆動での回転不良であった場合にも対応できる。
また、バイアス回路４１２を配置したので、ロータ１１１の回転による、励磁コイル１１４での電圧降下がある程度大きくなるまで、コンパレータ４１５の非反転入力端子の入力電圧の方が反転入力端子への入力電圧よりも高くなり、コンパレータ４１５は、ローレベルの比較信号Ｃｍｐを安定して出力する。よって、ロータ１１１の回転による、励磁コイル１１４での電圧降下の確実な低下を、ノイズ等の影響を受けずに安定して検出することができる。

２．第２実施形態
上記第１実施形態においては、駆動パルスを１つのパルスから構成したが、ステッピングモータ１１をより確実に回転させるため、１つの駆動パルスを櫛歯状のパルス（複数のパルスの列）で構成することが行われている。

このような駆動方法に関しても、第１実施形態と同様に、ロータ１１１の回転の検出、回転を検出できなかった場合に、補正パルスを印加して、ロータ１１１を正常に回転させることが可能である。

以下、具体的に説明する。
本実施形態において、制御回路５１は、ステップモータ１１をステップ回転させる場合、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、一方極性の複数のパルスの列から構成される第１駆動パルスＰ２１と他方極性の複数のパルスの列から構成される第２駆動パルスＰ２２とを交互に励磁コイル１１４に印加する。パルス数、個々のパルスのエネルギー等は、予め定められている。なお、駆動パルスを構成する複数のパルスのそれぞれを櫛歯パルスと呼ぶ、

このような構成においては、各励磁コイル１１４の両端ＴＭ１とＴＭ２間の電圧を検出すると、図１０（ｃ）に示すように、ピーク値を示した後、誘起電圧によりピークから小さくなる。
一方、回転しなかったロータ１１１に対して、次の駆動パルスとして逆極性の駆動パルスを印加した場合に発生する誘起電圧は、正常に回転した場合の誘起電圧よりも小さいため、誘起電圧に起因して各励磁コイル１１４の両端ＴＭ１とＴＭ２との間の電圧が減少する割合は、図１０（ｄ）に示すように、図１０（ｃ）よりも小さくなる。

そこで、第２実施形態では、制御回路５１は、ゲート信号０１Ｈ〜０２Ｌを制御して、励磁コイル１１４に第１駆動パルスＰ２１と第２駆動パルスＰ２２を印加する。

制御回路５１は、第１駆動パルスＰ２１を印加するタイミングになると、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオン、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオフすることにより、図１１（ｅ）に示すように、Ｔ１時間だけ、一方極性の櫛歯パルスを励磁コイル１１４に印加する。

また、制御回路５１は、図１１（ｆ）、（ｇ）に示すように、放電制御信号Ｒ１をローレベルとして、第１ピークホールド回路４１３にサンプリングを開始させる。また、放電制御信号Ｒ２をローレベルとして、第２ピークホールド回路４１４にサンプリングを開始させる。

続いて、ＰＭＯＳトランジスタ３１１と３１３をオフし、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４の励磁を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積されているエネルギーを開放させる。また、放電制御信号Ｒ２をハイレベルとし、第２ピーク検出回路４１４をリセットする。
続いて、ＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４を全てオフする。

以後、櫛歯パルスをｎ回、間欠的に励磁コイル１１４に印加するまで、同様の動作を繰り返す。

コンパレータ４１５は、第１ピークホールド回路４１３がホールドしているピーク値と、第２ピークホールド回路４１４がホールドしているピーク値とを比較し、比較信号Ｃｍｐを出力する。制御回路５１は、図１１（ｈ）に示すサンプリングタイミングで、コンパレータ４１５の出力する比較信号Ｃｍｐを取り込み、比較信号の時系列を求める。

一方、制御回路５１は、第２駆動パルスＰ２２を印加するタイミングになると、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオフ、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオンすることにより、図１２（ｅ）に示すように、Ｔ１時間だけ、櫛歯に相当する反対極性の励磁電圧を励磁コイル１１４に印加する。

また、制御回路５１は、図１２（ｆ）、（ｇ）に示すように、放電制御信号Ｒ１をローレベルとして、第１ピークホールド回路４１３にサンプリングを開始させる。また、放電制御信号Ｒ２をローレベルとして、第２ピークホールド回路４１４にサンプリングを開始させる。

続いて、ＰＭＯＳトランジスタ３１１と３１３をオフし、ＮＭＯＳトランジスタ３１２と３１４をオンし、励磁コイル１１４の励磁を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積されているエネルギーを開放させる。また、放電制御信号Ｒ２をハイレベルとし、第２ピーク検出回路４１４をリセットする。
続いて、ＭＯＳトランジスタ３１１〜３１４を全てオフする。

以後、櫛歯状のパルスをｎ回、励磁コイル１１４に印加するまで、同様の動作を繰り返す。

コンパレータ４１５は、第１ピークホールド回路４１３がホールドしているピーク値と、第２ピークホールド回路４１４がホールドしているピーク値とを比較し、比較信号Ｃｍｐを出力する。制御回路５１は、図１２（ｈ）に示すサンプリングタイミングで、コンパレータ４１５の出力する比較信号Ｃｍｐを取り込み、比較信号の時系列を求める。

コンパレータ４１５の２つの入力Ｖｐ１とＶｐ２とは、ロータ１１１の回転に伴って、図１０（ｅ）に示すように変化し、コンパレータ４１５の出力する比較信号Ｃｍｐは、図示するような時系列となる。

制御回路５１は、取り込んだ比較信号Ｃｍｐ中に、Ｌ→Ｈのパターンが存在するか否かを判別し、存在する場合には、ロータ１１１が正常に回転している、存在しない場合には、ロータ１１１が正常に回転していないと判定する。

制御回路５１は、回転していないと判定した場合には、図１３（ａ）、（ｂ）に例示するように、補正パルスを励磁コイル１１４に印加する。なお、図１３（ａ）、（ｂ）では、補正パルスＣＰ１、ＣＰ２として単一パルスを印加しているが、補正パルスＣＰ１，ＣＰ２も櫛歯状のパルスであってもよい。

３．第３実施形態
前記第１実施形態及び第２実施形態においては、励磁コイル１１４に流れる電流を抵抗を介して電圧として測定し、その変化により、ロータの回転に伴う誘起電圧の有無を判別し、誘起電圧の有無に基づいて、ロータの回転・非回転を判定したが、誘起電圧の有無を検出する手法は任意である。

以下、還流電流の変化から、誘起電圧の有無を判別する実施例を説明する。
第３実施形態に係るステップモータ制御装置２２は、図１４に示すように、
駆動回路と回転検出回路の構成が第１実施形態と異なる。

本実施形態の駆動回路３２は、ＰＭＯＳトランジスタ３１１、３１３と、ＮＭＯＳトランジスタ３１２、３１３と、第１検出抵抗Ｒｄ１と、第２検出抵抗Ｒｄ２と、流路切り替え用のＮＭＯＳトランジスタ３１５，３１６を備える。

ＰＭＯＳトランジスタ３１１、３１３と、ＮＭＯＳトランジスタ３１２、３１３とはフルブリッジ接続されており、ＰＭＯＳトランジスタ３１１とＮＭＯＳトランジスタ３１２の接続ノードに励磁コイル１１４の一方の端子ＴＭ１が接続され、ＰＭＯＳトランジスタ３１３とＮＭＯＳトランジスタ３１４の接続ノードに励磁コイル１１４の他方の端子ＴＭ２が接続されている。

励磁コイル１１４の一方の端子ＴＭ１に流路切り替え用ＮＭＯＳトランジスタ３１５のドレインが接続され、励磁コイル１１４の他方の端子ＴＭ２に流路切り替え用ＮＭＯＳトランジスタ３１６のドレインが接続され、ＮＭＯＳトランジスタ３１５と３１６のソースは、第２検出抵抗Ｒｄ２の一端に共通に接続されている。第２検出抵抗Ｒｄ２の他端には、第１検出抵抗Ｒｄ１の一端が接続され、第１検出抵抗Ｒｄ１の他端は接地されている。

本実施形態の回転検出回路４２は、第１ピークホールド回路４１３と、第２ピークホールド回路４１４と、コンパレータ４１５とから構成されている。
第１検出抵抗Ｒｄ１と第２検出抵抗Ｒｄ２との接続点の電圧が第１ピークホールド回路１０１に供給され、第２検出抵抗Ｒｄ２とＮＭＯＳトランジスタ３１５及び３１６との接続点の電圧が第２ピークホールド回路１０２に供給される。

第１検出抵抗Ｒｄ１と第２検出抵抗Ｒｄ２とは直列接続されているため、第２ピークホールド回路４１４に供給される電圧は、第１ピークホールド回路４１３に供給される電圧を（Ｒｄ１＋Ｒｄ２）／Ｒｄ１倍した電圧に相当する。

ロータ１１１を１ステップぶん回転させるために励磁コイル１１４に印加するパルス列を駆動パルスと呼ぶとすると、第１ピークホールド回路４１３は、１つの駆動パルスを印加している期間における検出電圧の最大値Ｖｐ１を検出して保持する。

一方、第２ピークホールド回路４１４は、１つの駆動パルスを構成するｎ本の櫛歯パルスのそれぞれを印加している期間におけるバイアスされた検出電圧の最大値Ｖｐ２を検出して保持する。

制御回路５１は、ステップモータ１１を駆動する場合、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、まず、ＭＯＳトランジスタ３１１と３１４をオン、ＭＯＳトランジスタ３１２と３１３をオフすることにより、期間Ｔ３１だけ、一方極性の櫛歯パルスを励磁コイル１１４に印加する。このとき、図１５（ｄ）に示すように、流路切り替え用のＮＭＯＳトランジスタ３１５と３１６はオフ状態を維持する。これにより、駆動回路３２及び励磁コイル１１４には、図１４に示す電流Ｉ３１が流れる。

また、制御回路５１は、図１５（ｆ）に示すように、放電制御信号Ｒ１をローレベルとして、第１ピークホールド回路４１３に最大電圧のサンプリングとホールドを開始させる。

期間Ｔ３１が経過すると、制御回路５１は、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、トランジスタ３１１をオフ、トランジスタ３１２をオン、トランジスタ３１３をオフ、トランジスタ３１４をオフし、トランジスタ３１５をオフ、トランジスタ３１６をオンすることにより、励磁コイル１１４の励磁を停止すると共に励磁コイル１１４に蓄積された電磁エネルギーを放出させる。これにより、励磁コイル１１４に蓄積された電磁エネルギーが消費されるまでの間、図１４に示す還流電流Ｉ３３が流れる。

この間、制御回路５１は、図１５（ｅ）、（ｆ）に示すように、放電制御信号Ｒ１をローレベルに維持しつつ、放電制御信号Ｒ２をローレベルとし、第１ピークホールド回路４１３により、第１駆動パルスＰ２１を印加してからの検出電圧のピーク値をホールドさせると共に、第２ピークホールド回路４１４により、櫛歯パルスの印加を停止した後の検出電圧のピーク値を検出及びホールドさせる。換言すれば、１つの櫛歯パルスによって励磁コイル１１４により蓄積された磁気エネルギーにより生成された還流電流の最大値を検出及びホールドさせる。

期間Ｔ３２が経過すると、制御回路５１は、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、トランジスタ３１１をオフ、トランジスタ３１２をオン、トランジスタ３１３をオフ、トランジスタ３１４をオン、トランジスタ３１５をオフ、トランジスタ３１６をオフすることにより、励磁コイル１１４に蓄積された磁気エネルギーを消費させる。

その後、制御回路５１は、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、再び、トランジスタ３１１をオン、トランジスタ３１２をオフ、トランジスタ３１３をオフ、トランジスタ３１４をオン、トランジスタ３１５と３１６をオフすることにより、期間Ｔ３１時間だけ、一方極性の櫛歯パルスを励磁コイル１１４に印加する。

また、制御回路５１は、図１５（ｆ）に示すように、放電制御信号Ｒ１をローレベルの状態を維持し、第１ピークホールド回路４１３にサンプリングを継続させる。放電制御信号Ｒ２に関しては、図１５（ｅ）に示すように、励磁コイル１１４の励磁を再開後、所定期間が経過すると、ハイレベルとして、ホールドコンデンサＣ２に蓄積した電荷を放電し、第２のピークホールド回路４１４をリセットする。

以後、櫛歯パルスをｎ回、励磁コイル１１４に印加するまで、同様の動作を繰り返す。

検出抵抗Ｒｄ１とＲｄ２の直列回路を流れる電流は、励磁コイル１１４の励磁を停止した後の期間Ｔ３２に、励磁コイル１１４に蓄積されていた電磁エネルギーによって流れる還流電流Ｉ３３のみである。
従って、第１ピークホールド回路４１３は、第１駆動パルスＰ３１の印加を開始した後の、還流電流の最大値に対応する値をホールドすることになる。一方、第２ピークホールド回路４１４は、励磁パルスを構成する個々の櫛歯パルスを印加した後の各還流電流の最大値に対応する値をホールドすることになる。しかもこの値は、第１ピークホールド回路４１３に供給される電圧に対し一定量バイアスされた値となる。

コンパレータ４１５は、第１ピークホールド回路４１３がホールドしているピーク値と、第２ピークホールド回路４１４がホールドしているピーク値とを比較し、比較信号Ｃｍｐを出力する。
制御回路５１は、放電制御信号Ｒ２をハイレベルとする直前の、コンパレータ４１５の出力する比較信号を読み込み、比較信号の時系列を求める。

還流電流Ｉ３３のピーク値は、ロータ１１１が回転した場合には、誘起電圧により、図１６（ａ）に示すように、駆動パルスの印加開始後、一端低下する。一方、回転しなかったロータ１１１に対して、次の駆動パルスとして逆極性の駆動パルスを印加した場合に発生する誘起電圧は、正常に回転した場合の誘起電圧よりも小さいため、図１６（ｂ）に示すように、還流電流Ｉ３３のピーク値が低下する量は、ロータ１１１が正常に回転した場合に比較して小さくなる。

このため、第１実施形態、第２実施形態と同様に、例えば、図１７に例示するように、コンパレータ４１５の出力する比較信号Ｃｍｐが、Ｌ→Ｈと時系列的に変化したことにより、ロータ１１１が正常に回転していると判定することができる。また、Ｌ→Ｈという時系列変化が検出できない場合には、ロータ１１１が正常に回転していないと判定することができる。

判定後の処理は、基本的に第２実施形態と同一であり、制御回路５１は、ロータ１１１が回転したと判別したときは、特に何もせず、ロータ１１１が回転していないと判定したときには、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、補正パルスＣＰ１とＣＰ２を印加する。

なお、第２駆動パルスＰ２２を印加するときの動作は、櫛歯パルスの極性が反転する以外は、第１駆動パルスＰ２１の櫛歯パルスが印加されたときと、実質的に同一である。

このような構成によれば、櫛歯パルスにより励磁コイル１１４に蓄積された電磁エネルギーにより流れる還流電流の最大値の変化を求め、最大値に所定の凹部が生じているときに、ロータ１１１が正常に回転していると判定し、所定の凹部が生じていないときに、ロータ１１１が回転していないと判定する。これにより、ノイズの影響等を受けづらく、ロータが正常に回転したか否かをより正確に判定することができる。

４．変形例
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ロータ１１１の回転に伴う誘起電圧の発生の有無を検出するために、励磁コイル１１４に流れる電流を抵抗を介して電圧値として検出した値、又は還流電流のピーク値における凹部の有無を検出したが、他のパラメータを測定することにより、回転に伴う誘起電圧を測定してもよい。
また、凹部を測定する手法も、ピーク値を測定する手法に限定されず、種々変形可能である。また、ピーク値を測定する回路、ピーク値の時間変化を求める回路も、例示したものに限定されず、任意の構成が可能である。
さらに、上記実施形態においては、制御回路５１，５２は、経時順にＬ→Ｈを示すデータがあるか否かによって、ロータの回転が正常であるか否かを判定したが、これに限られない。Ｌ→Ｈ→Ｈを示すデータの有無によって判別してもよいし、Ｌの後にＨが３以上あったかによって判別してもよい。これらは、ステップモータ１１や回路の特性や、オン／オフ制御のタイミングによって、適宜、変更することができる。

２極モータを例示したが、３極以上のモータにも同様に適用可能である。さらに、時計の運針用のモータに限らず、任意のステップモータに適用可能である。また、インナーロータ型に限定されず、アウターロータ型でも可である。さらに、ステータを励磁する構成に限らず、ロータを励磁する構成にも適用可能である。

１０１…凹部
１１…ステップモータ
１１１…ロータ
１１２…ステータ
１１２ａ…円形孔
１１２ｂ〜ｅ…ノッチ
Ｌ１…静的安定位置、Ｌ２…磁路中心線、Ｌ３…ノッチ中心線
１１３…コイル芯
１１４…励磁コイル
ＴＭ１…第１端子、ＴＭ２…第２端子
２１…ステップモータ駆動装置
３１…駆動回路
１２０…抵抗
３１１、３１３…ＰＭＯＳトランジスタ
３１２、３１４…ＮＭＯＳトランジスタ
４１…回転検出回路
４１１…絶対値出力回路
４１２…バイアス回路
４１３…第１ピークホールド回路
（ＯＰ１…増幅器、Ｄ１…整流回路、Ｃ１…ホールドコンデンサ、４２１…ディスチャージャ）
４１４…第２ピークホールド回路
（ＯＰ２…増幅器、Ｄ２…整流回路、Ｃ２…ホールドコンデンサ、４２２…ディスチャージャ）
４１５…コンパレータ
５１…制御回路
Ｐ１…第１駆動パルス、Ｐ２…第２駆動パルス
ＣＰ１…第１補正パルス、ＣＰ２…第２補正パルス
Ｐ２１…複数のパルス列から構成される第１駆動パルス
Ｐ２２…複数のパルス列から構成される第２駆動パルス
２２…ステップモータ駆動装置
３２…駆動回路
３１５、３１６…流路切り替え用のＮＭＯＳトランジスタ
４２…回転検出回路
Ｒｄ１…第１検出抵抗、Ｒｄ２…第２検出抵抗
５２…制御回路

Claims (9)

1. ステップモータのコイルに駆動パルスを印加することにより、該ステップモータのロータを回転させる駆動制御手段と、
   前記コイルに前記駆動パルスを印加している期間に、前記コイルに流れる電流値が、前記ロータの回転に伴って発生する誘起電圧に起因して、所定値よりも減少するか否かを判別する判別手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、
   前記判別手段が、前記コイルに流れる電流値は前記所定値よりも減少していないと判別した場合に、前記ロータを回転させるための補正パルスを前記コイルに印加する、
   ことを特徴とするステップモータ駆動装置。
2. 前記判別手段は、前記コイルに流れる電流値が、前記ロータの回転に伴って発生する誘起電圧に起因して、前記所定値よりも減少するか否かを、前記コイルに流れる電流の最大値を第１の電流値とし、前記コイルに流れる電流値を所定の増幅率で増幅した電流値を第２の電流値としたときに、前記第２の電流値が前記第１の電流値よりも小さいか否かに基づいて判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のステップモータ駆動装置。
3. 前記駆動パルスは、一方極性の第１の駆動パルスと反対極性の第２の駆動パルスとを含み、
   前記駆動制御手段は、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスとを前記コイルに所定のタイミングで交互に供給し、
   前記駆動制御手段は、
   前記第１の駆動パルスを前記コイルに印加したときに、前記判別手段が前記コイルに流れる電流値は前記所定値よりも減少していないと判別した場合には、前記第１の駆動パルスと反対極性の補正パルスを前記コイルに印加し、続いて、前記第１の駆動パルスと同一極性の補正パルスを前記コイルに印加し、
   前記第２の駆動パルスを前記コイルに印加したときに、前記判別手段が前記コイルに流れる電流値は前記所定値よりも減少していないと判別した場合には、前記第２の駆動パルスと反対極性の補正パルスを前記コイルに印加し、続いて、前記第２の駆動パルスと同一極性の補正パルスを前記コイルに印加する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のステップモータ駆動装置。
4. 前記判別手段は、前記コイルに流れた電流波形に、前記ロータが正常に回転した場合に現れる所定の凹部があったか否かを判別する手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステップモータ駆動装置。
5. 前記駆動パルスは、間欠的に配列された複数の櫛歯パルスから構成され、
   前記判別手段は、前記櫛歯パルス印加後に前記コイルに流れる還流電流のピーク値の列に凹部があるか否かを判別する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のステップモータ駆動装置。
6. 前記判別手段は、
   前記駆動パルス印加中の還流電流のピーク値を保持する第１のピークホールド手段と、
   各櫛歯パルス印加後の還流電流のピーク値を保持する第２のピークホールド手段と、
   前記第１のピークホールド手段が保持したピーク値と前記第２のピークホールド手段が保持したピーク値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果の時系列に基づいて、ピーク値の列に凹部があるか否かを判別する手段と、から構成される、
   ことを特徴とする請求項５に記載のステップモータ駆動装置。
7. 前記補正パルスの出力後、次に出力する前記駆動パルスからは、前記補正パルスの出力前に出力していた前記駆動パルスよりも大きな駆動エネルギーを持つ前記駆動パルスを出力する、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載のステップモータ駆動装置。
8. ステップモータのコイルに駆動パルスを印加することにより、該ステップモータを駆動する駆動方法であって、
   前記コイルに駆動パルスを印加している期間に、前記コイルに流れる電流値が、前記ロータの回転に伴って発生する誘起電圧に起因して、所定値よりも減少するか否かを判別し、
   前記コイルに流れる電流値は前記所定値よりも減少していないと判別した場合に、前記ロータを回転させるための補正パルスを前記コイルに印加する、
   ことを特徴とするステップモータ駆動方法。
9. 前記補正パルスの出力後、次に出力する前記駆動パルスからは、前記補正パルスの出力前に出力していた前記駆動パルスよりも大きな駆動エネルギーを持つ前記駆動パルスを出力する、
   請求項８に記載のステップモータ駆動方法。

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