JP2014027783A - ステッピングモータ制御回路、ムーブメント及びアナログ電子時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動することにより、ステッピングモータを回転させることなく消磁する。
【解決手段】制御部は、回転検出回路107及び検出区間判定回路111が検出したステッピングモータ109の回転状況に応じて、主駆動パルス又は主駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスを選択してステッピングモータ109を駆動すると共に、補正駆動パルスによって駆動した直後に消磁パルスによって駆動する場合、消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したときは、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに変更する。
【選択図】図1
【解決手段】制御部は、回転検出回路107及び検出区間判定回路111が検出したステッピングモータ109の回転状況に応じて、主駆動パルス又は主駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスを選択してステッピングモータ109を駆動すると共に、補正駆動パルスによって駆動した直後に消磁パルスによって駆動する場合、消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したときは、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに変更する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ステッピングモータ制御回路、前記ステッピングモータ制御回路を備えたムーブメント及び前記ムーブメントを備えたアナログ電子時計に関する。
従来から、アナログ電子時計の時刻針駆動等の用途にステッピングモータが使用されている。前記ステッピングモータを駆動する場合、通常時はステッピングモータを主駆動パルスP1で駆動し、主駆動パルスP1では回転させることが出来なかった場合には、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させる方式によって駆動されている。
補正駆動パルスP2はエネルギが大きいため、補正駆動パルスP2での駆動後に残留磁束が残り、次回の主駆動パルスP1駆動時に影響を与えて正常な回転ができない恐れがある。
補正駆動パルスP2はエネルギが大きいため、補正駆動パルスP2での駆動後に残留磁束が残り、次回の主駆動パルスP1駆動時に影響を与えて正常な回転ができない恐れがある。
従来、補正駆動パルスP2による駆動直後の残留磁界を消磁するために、消磁パルスPEで駆動する方式が用いられている。この方式は、消磁パルスPEによる駆動を行わないと、主駆動パルスP1での駆動による有効磁界が減少してしまうために用いられているのであるが、この消磁パルスPEのエネルギが大きすぎると、消磁パルスPEによる駆動によってステッピングモータが回転してしまい、回転するタイミングが異なってしまうという問題が生じる。したがって、消磁パルスPEは、残留磁束を消磁可能な大きさでのエネルギを持つと共に回転しないような小さいエネルギを持つパルスにする必要がある。
しかしながら、電源にその電圧が大きく変動する電源(例えば2次電池)を使用した場合、消磁パルスPEを、低い電源電圧に合わせて最適化してしまうと、電源電圧が高い場合には、消磁パルスのエネルギが大きくなりすぎてロータが回転してしまうという問題がある。逆に、消磁パルスPEを、高い電源電圧に合わせて最適化してしまうと、電源電圧が低い場合には、消磁パルスPEのエネルギが小さくなりすぎて消磁できないという問題がある。
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動することにより、ステッピングモータを回転させることなく消磁することを課題としている。
本発明の第1の視点によれば、電源と、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部と、前記回転検出部が検出した回転状況に応じて、主駆動パルス又は前記主駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを駆動すると共に、前記補正駆動パルスによって駆動した直後に消磁パルスによって駆動する制御部とを備え、前記制御部は、前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに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。
本発明の第2の視点によれば、前記ステッピングモータ制御回路を備えて成ることを特徴とするムーブメントが提供される。
本発明の第3の視点によれば、前記ムーブメントを備えて成ることを特徴とするアナログ電子時計が提供される。
本発明に係るステッピングモータ制御回路によれば、消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動することができるため、ステッピングモータを回転することなく良好に消磁することが可能になる。
また本発明に係るムーブメントによれば、消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動するができるため、ステッピングモータを回転することなく良好に消磁することが可能になる。
また本発明に係るアナログ電子時計によれば、消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動することができるため、ステッピングモータを回転することなく良好に消磁することが可能になり、正確な運針が可能になる。
また本発明に係るムーブメントによれば、消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動するができるため、ステッピングモータを回転することなく良好に消磁することが可能になる。
また本発明に係るアナログ電子時計によれば、消磁パルスのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスで駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスで駆動することができるため、ステッピングモータを回転することなく良好に消磁することが可能になり、正確な運針が可能になる。
以下、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路、ムーブメント及びアナログ電子時計について、図面を用いて説明する。尚、各図において、同一部分には同一符号を付している。
図1は、本発明の第1、第2の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路、ムーブメント及びアナログ電子時計のブロック図で、アナログ電子腕時計の例を示している。
図1において、アナログ電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路101、発振回路101で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路102、電子時計を構成する各電子回路要素の制御や駆動パルスの変更制御等の制御を行う制御回路103、分周回路102からの時計信号を所定時間計時する毎に主駆動パルスP1をパルスダウンするためのパルスダウン制御信号を出力すると共に制御回路103からのリセット信号に応答して計数値をリセットした後に再び計時動作を開始するパルスダウンカウンタ回路(PCDカウンタ)105を備えている。
図1は、本発明の第1、第2の実施の形態に係るステッピングモータ制御回路、ムーブメント及びアナログ電子時計のブロック図で、アナログ電子腕時計の例を示している。
図1において、アナログ電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路101、発振回路101で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路102、電子時計を構成する各電子回路要素の制御や駆動パルスの変更制御等の制御を行う制御回路103、分周回路102からの時計信号を所定時間計時する毎に主駆動パルスP1をパルスダウンするためのパルスダウン制御信号を出力すると共に制御回路103からのリセット信号に応答して計数値をリセットした後に再び計時動作を開始するパルスダウンカウンタ回路(PCDカウンタ)105を備えている。
また、アナログ電子時計は、制御回路103からの主駆動パルス制御信号に基づいて相互にエネルギが異なる複数種類の主駆動パルスP1中のいずれかを選択し出力する主駆動パルス発生回路104、制御回路103からの補正駆動パルス制御信号に基づいて前記各主駆動パルスP1よりもエネルギが大きい補正駆動パルスP2を出力する補正駆動パルス発生回路108、制御回路103からの消磁パルス制御信号に基づいてステッピングモータ109を消磁するための消磁パルスを出力する消磁パルス発生回路114を備えている。
また、アナログ電子時計は、主駆動パルス発生回路104からの主駆動パルスP1、補正駆動パルス発生回路108からの補正駆動パルスP2、消磁パルス発生回路114からの消磁パルスPEに応答してステッピングモータ109を駆動するモータ駆動回路106、ステッピングモータ109を備えている。
また、アナログ電子時計は、時計ケース116、時計ケース116の外面側に配設され、ステッピングモータ109によって駆動される時刻針115を有するアナログ表示部110、時計ケース116内に配設されたムーブメント117を備えている。
また、アナログ電子時計は、時計ケース116、時計ケース116の外面側に配設され、ステッピングモータ109によって駆動される時刻針115を有するアナログ表示部110、時計ケース116内に配設されたムーブメント117を備えている。
また、アナログ電子時計は、ステッピングモータ109駆動後の自由振動によって発生し所定基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを所定の検出区間Tにおいて検出する回転検出回路107、回転検出回路107が基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを前記検出区間T内のどの区間において検出したかを判定する検出区間判定回路111を備えている。
後述するように、ステッピングモータ109の回転状況を検出する検出区間Tは、ステッピングモータ109の駆動停止直後に設けられると共に、複数の区間(本実施の形態では区間T1〜T3の3区間)に区分されている。
電池112はアナログ電子時計の電源であり、少なくともステッピングモータ109に電力を供給する電源として機能する。電池112は、1次電池、2次電池のいずれでもよい。
電池112はアナログ電子時計の電源であり、少なくともステッピングモータ109に電力を供給する電源として機能する。電池112は、1次電池、2次電池のいずれでもよい。
回転判別回路111は、回転検出回路107が検出した基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsが検出区間Tにおけるどの区間に属するかを判定し、基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsが検出された区間の組み合わせパターン(誘起信号VRsのパターン)によって、駆動するエネルギの余裕の程度や非回転等の回転状況を表す検出信号を制御回路103に出力する。
発振回路101、分周回路102、制御回路103、主駆動パルス発生回路104、補正駆動パルス発生回路105、消磁パルス発生回路114、モータ駆動回路106、ステッピングモータ109、回転検出回路107、回転判別回路111、電池112は、ムーブメント117の構成要素である。
一般に、時計の動力源、時間基準等の装置から成る時計の機械体をムーブメントと称する。電子式のものをモジュールと呼ぶことがある。時計としての完成状態では、ムーブメントには文字板、針が取り付けられ、時計ケースの中に収容される。
一般に、時計の動力源、時間基準等の装置から成る時計の機械体をムーブメントと称する。電子式のものをモジュールと呼ぶことがある。時計としての完成状態では、ムーブメントには文字板、針が取り付けられ、時計ケースの中に収容される。
制御回路103は、一定条件の下でパルスダウンカウンタ回路105をリセットしてカウント動作を初期値から再スタートさせるリセット機能や、前記各区間において誘起信号VRsが基準しきい電圧Vcompを超えるか否かの判定値のパターンによってステッピングモータ108の回転状況(回転したか否か、主駆動パルスP1のエネルギの余裕の程度等)を判定する機能等も有している。また、制御回路103は、基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出した区間のパターンに基づいて電池112電圧の高低を判定する機能を備えている。
回転検出回路107は前記特許文献1に記載された公知の回転検出回路であり、ステッピングモータ109回転駆動直後の自由振動によって発生する誘起信号VRsのレベルを判定し、所定の基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsの発生時点を検出する。ステッピングモータ109が回転した場合等のようにステッピングモータ109のロータが一定速度以上の動きをする場合には基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出し、ステッピングモータ109が回転しなかった場合等のようにステッピングモータ109のロータが一定速度以上の動きをしない場合には基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出しないように構成されている。前記基準しきい電圧Vcompは、基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsが検出された区間の組み合わせパターンによって、回転や非回転等の回転状況の判定や駆動パルスの変更(パルス制御)を行うことができるような値に設定されている。
ここで、発振回路101及び分周回路102は信号発生部を構成し、アナログ表示部110は表示部を構成している。回転検出回路107及び検出区間判定回路111は回転検出部を構成している。主駆動パルス発生回路104、補正駆動パルス発生回路108及び消磁パルス発生回路114は駆動パルス発生部を構成している。モータ駆動回路106はモータ駆動部を構成している。発振回路101、分周回路102、パルスダウンカウンタ回路105、制御回路103、主駆動パルス発生回路104、補正駆動パルス発生回路108、消磁パルス発生回路114及びモータ駆動回路106は制御部を構成している。また、発振回路101、分周回路102、パルスダウンカウンタ回路105、制御回路103、主駆動パルス発生回路104、補正駆動パルス発生回路108、消磁パルス発生回路114、モータ駆動回路106、回転検出回路107及び検出区間判定回路111はステッピングモータ制御回路を構成している。
図2は、本発明の各実施の形態で使用するステッピングモータ109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2において、ステッピングモータ109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に巻回されたコイル209を備えている。ステッピングモータ108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。コイル209は、第1端子OUT1、第2端子OUT2を有している。
図2において、ステッピングモータ109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に巻回されたコイル209を備えている。ステッピングモータ108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。コイル209は、第1端子OUT1、第2端子OUT2を有している。
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が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなる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。
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。コイル209が励磁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ような位置(角度θ0位置)に安定して停止している。
いま、モータ駆動回路106から一方の極性の矩形波の駆動パルスをコイル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の矢印方向に180度回転し、磁極軸Aが角度θ1位置で安定的に停止する。尚、ステッピングモータ109を回転駆動することによって通常動作(本実施の形態ではアナログ電子時計であるため運針動作)を行わせるための回転方向(図2では反時計回り方向)を正方向とし、その逆(時計回り方向)を逆方向としている。
次に、モータ駆動回路107から、逆極性の駆動パルスをコイル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の反矢印方向に電流を流すと、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、磁極軸Aが角度θ0位置で安定的に停止する。
以後、このように、コイル209に対して極性の異なる信号(交番信号)を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ202を180度ずつ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。
本第1、第2の実施の形態では、駆動パルスとして、相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスP1n及び補正駆動パルスP2を用いている。主駆動パルスP1nのランクnはエネルギの大きさを表す正の整数で最小値1から最大値mまで複数のランクを持ち、nの値が大きいほど駆動パルスのエネルギが大きくなるように構成されている。補正駆動パルスP2は過大負荷を強制的に回転駆動できるような大エネルギパルスであり、そのエネルギは各主駆動パルスP1よりも大きいエネルギに設定されている。
本第1、第2の実施の形態では、駆動パルスとして、相互にエネルギの異なる複数種類の主駆動パルスP1n及び補正駆動パルスP2を用いている。主駆動パルスP1nのランクnはエネルギの大きさを表す正の整数で最小値1から最大値mまで複数のランクを持ち、nの値が大きいほど駆動パルスのエネルギが大きくなるように構成されている。補正駆動パルスP2は過大負荷を強制的に回転駆動できるような大エネルギパルスであり、そのエネルギは各主駆動パルスP1よりも大きいエネルギに設定されている。
図3は、本発明の第1の実施の形態に共通するタイミング図で、電池112の電圧状態、検出区間判定回路111が検出した誘起信号VRsが第1区間T1〜第3区間T3において基準しきい電圧Vcompを超えるか否かのパターン(第1区間T1,第2区間T2,第3区間T3)、ステッピングモータ109の回転状態、ロータ202の回転軌道、誘起信号VRsの発生タイミング、主駆動パルスP1を維持又は変更するか否か等のパルス制御動作をあわせて示している。
検出区間Tは第1区間T1、第2区間T2、第3区間T3に区分されている。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(本第1〜第3の実施の形態では3つの区間T1〜T3)に区分している。尚、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〜第4象限に区分した場合、第1区間T1〜第3区間T3は次のように表すことができる。
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〜第4象限に区分した場合、第1区間T1〜第3区間T3は次のように表すことができる。
即ち、負荷が通常負荷の状態であって電池112の電圧が所定電圧(ステッピングモータ109が「適度な余裕の回転」を示す電圧)の場合、第1区間T1はロータ202を中心とする空間の第2象限及び第3象限においてロータ202の最初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象限においてロータ202の最初の逆方向回転状況及び2回目の正方向回転状況を判定する区間、第3区間T3は第3象限においてロータ202の2回目の正方向回転状況及び2回目の逆方向回転状況を判定する区間である。ここで、通常負荷とは通常時に駆動される負荷を意味しており、本実施の形態では、アナログ表示部110の時刻針(時針、分針、秒針)を駆動する場合の負荷を通常負荷としている。
また、P1は主駆動パルスを表すと共に主駆動パルスP1によって駆動される期間も表している。ロータ202の回転中心を中心とするXY座標区間において、aは主駆動パルスP1での駆動によってロータ202が第2象限において最初に正方向に回転する領域、bは第3象限において最初に正方向に回転する領域、cは第3象限において最初に逆方向に回転する領域、dは第3象限において2回目に正方向に回転する領域である。eは第3象限において2回目に逆方向に回転する領域である。
例えば、図3において、各実施の形態に係るステッピングモータ制御回路では、電池112の電圧が「適度な余裕の回転」を示す電圧において、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dで生じた誘起信号VRsは第2区間T2及び第3区間T3において検出され、領域eで生じた誘起信号VRsは第3区間T3において検出される。
また、電池112が前記「適度な余裕の回転」を示す電圧よりも所定値低い電圧(ステッピングモータ109が「やや余裕の少ない回転」を示す電圧)では、領域a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b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で生じた誘起信号VRsは第2区間T2及び第3区間T3において検出され、領域dで生じた誘起信号VRsは第3区間T3において検出される。
以下同様に、「余裕のない回転」、ステッピングモータ109が回転しなかった「非回転」として示すように、負荷と2次電池112の電圧の関係に応じた誘起信号VRsのパターンが検出されることになる。
制御回路103は、誘起信号VRsのパターンに応じて、主駆動パルスP1のランクアップ、ランク維持、ランクダウン、補正駆動パルスP2による駆動等のパルス制御を行う。
各区間T1〜T3における誘起信号VRsの判定値は、誘起信号VRsが基準しきい電圧Vcompを超える区間を「1」、誘起信号VRsが基準しきい電圧Vcompを超えない区間を「0」と表している。また、判定値が「1」、「0」のいずれでも構わない区間を「1/0」と表している。
制御回路103は、誘起信号VRsのパターンに応じて、主駆動パルスP1のランクアップ、ランク維持、ランクダウン、補正駆動パルスP2による駆動等のパルス制御を行う。
各区間T1〜T3における誘起信号VRsの判定値は、誘起信号VRsが基準しきい電圧Vcompを超える区間を「1」、誘起信号VRsが基準しきい電圧Vcompを超えない区間を「0」と表している。また、判定値が「1」、「0」のいずれでも構わない区間を「1/0」と表している。
パターン(1/0,0,0)は図3の例中、電池112の電圧が最も低い状態を示し、今回の主駆動@パルスP1による駆動ではステッピングモータ109が回転しなかった状態(「非回転」)を示している。制御回路103は、ステッピングモータ109が回転しなかったため、補正駆動パルスP2で駆動することによって強制的にステッピングモータ109を回転させ、次回の主駆動パルスP1による駆動時には、主駆動パルスP1を1ランク大きいエネルギの主駆動パルスP1に変更(ランクアップ)して駆動するようにパルス制御する。
パターン(1/0,0,1)は、電池112の電圧がパターン(1/0,0,0)の次に低く、今回の主駆動パルスP1による駆動ではステッピングモータ109は回転したが、主駆動パルスP1のエネルギに余裕のない回転(「余裕のない回転」)であることを示している。制御回路103は、回転したが余裕のない回転であるため、補正駆動パルスP2による駆動は行わないで、次回の駆動時に主駆動パルスP1を1ランクアップして駆動するようにパルス制御する。
パターン(1,1,1/0)は、電池112の電圧がパターン(1/0,0,1)の次に低く、今回の主駆動パルスP1による駆動ではステッピングモータ109は回転したが、主駆動パルスP1のエネルギにやや余裕の少ない回転(「やや余裕の少ない回転」)であることを示している。制御回路103は、回転したがやや余裕の少ない回転であるため、ランクアップはせずに主駆動パルスP1のランクを維持する。
パターン(0,1,1/0)は、電池112の電圧が最も高く、今回の主駆動パルスP1による駆動でステッピングモータ109が回転し、主駆動パルスP1のエネルギが適度な余裕の回転(「適度な余裕の回転」)であることを示している。制御回路103は、適度な余裕の回転であるため、ランクアップはせずに、後述するように所定条件が発生するまでは主駆動パルスP1のランクを維持する。制御回路103は、同一エネルギの主駆動パルスP1での駆動によって所定回数連続して適度な余裕の回転が得られた場合、主駆動パルスを1ランク下の主駆動パルスP1に変更(ランクダウン)する。
図4は、本発明の各実施の形態の動作を説明するためのタイミング図である。
図4において、O1、O2は各々、ステッピングモータ109のコイル209の端子OUT1、OUT2である。主駆動パルスP11によってステッピングモータ109を駆動して回転させることができた場合(誘起信号VRsパターンが(1/0,0,0)以外の場合)、端子O1、O2に交互に前記主駆動パルスP1を供給してステッピングモータ109を回転駆動する。
図4において、O1、O2は各々、ステッピングモータ109のコイル209の端子OUT1、OUT2である。主駆動パルスP11によってステッピングモータ109を駆動して回転させることができた場合(誘起信号VRsパターンが(1/0,0,0)以外の場合)、端子O1、O2に交互に前記主駆動パルスP1を供給してステッピングモータ109を回転駆動する。
主駆動パルスP1によって駆動した結果、ステッピングモータ109が回転しなかった場合(誘起信号VRsパターン(1/0,0、0)の場合)、補正駆動パルスP2(図4の例では、ステッピングモータ109を強制的に回転させるための強制回転駆動パルスP21とステッピングモータ109に制動をかけるための制動パルスPrによって構成された補正駆動パルスP2)によってステッピングモータ109を駆動して、強制的に回転させる。尚、制動パルスPrは必ずしも必要ではない。
その後、前記補正駆動パルスP2とは極性の異なる消磁パルスPEによってステッピングモータ109を駆動することによりステッピングモータ109のステータ201及び磁心208を消磁する。次回の駆動は、エネルギを1ランクアップした主駆動パルスP12によって駆動する。
その後、前記補正駆動パルスP2とは極性の異なる消磁パルスPEによってステッピングモータ109を駆動することによりステッピングモータ109のステータ201及び磁心208を消磁する。次回の駆動は、エネルギを1ランクアップした主駆動パルスP12によって駆動する。
図5は、本発明の第1、第3の実施の形態の動作を説明するためのタイミング図である。
図5において、消磁パルスPEとして、相互に駆動時間幅が異なる3種類の矩形波の消磁パルスPE1〜PE3(駆動時間幅の大小関係は消磁パルスPE1<消磁パルスPE2<消磁パルスPE3)が用意されている。強制回転駆動パルスP21及び制動パルスPrにより構成された補正駆動パルスP2によって駆動した直後、前記補正駆動パルスP2とは極性の異なる消磁パルスPEによって駆動する。ここで、駆動時間幅は消磁パルスPEが実質的に駆動する時間幅であり、矩形波の場合には矩形波の幅が駆動間幅に相当し、後述する櫛歯波形の場合には、櫛歯波形を構成する複数の要素パルスが実質的に駆動に寄与する時間の和(各要素パルスにおける低レベル時間の和)が駆動時間幅に相当する。
図5において、消磁パルスPEとして、相互に駆動時間幅が異なる3種類の矩形波の消磁パルスPE1〜PE3(駆動時間幅の大小関係は消磁パルスPE1<消磁パルスPE2<消磁パルスPE3)が用意されている。強制回転駆動パルスP21及び制動パルスPrにより構成された補正駆動パルスP2によって駆動した直後、前記補正駆動パルスP2とは極性の異なる消磁パルスPEによって駆動する。ここで、駆動時間幅は消磁パルスPEが実質的に駆動する時間幅であり、矩形波の場合には矩形波の幅が駆動間幅に相当し、後述する櫛歯波形の場合には、櫛歯波形を構成する複数の要素パルスが実質的に駆動に寄与する時間の和(各要素パルスにおける低レベル時間の和)が駆動時間幅に相当する。
電池112の電圧が所定の第2電圧の範囲内では、第2幅の駆動時間幅を有する第2消磁パルスPE2で駆動しておき、電池112の電圧が前記第2電圧を超える第1電圧の範囲の場合には前記第2駆動時間幅よりも狭い(図5の例ではパルス幅が狭い)第1時間幅の第1消磁パルスPE1によって駆動し、電池112の電圧が前記第2電圧未満の第3電圧の範囲の場合には前記第2駆動時間幅よりも広い(図5の例ではパルス幅が広い)第3時間幅の第3消磁パルスPE3によって駆動する。
即ち、電池112の電圧が第2電圧の範囲内では、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲内になるため、第2駆動時間幅の第2消磁パルスPE2(所定範囲内のエネルギの消磁パルスPE)で駆動しておく。電池112の電圧が前記第2電圧範囲外の第1電圧の場合(換言すれば、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外の場合)には、前記所定範囲内である第1時間幅の第1消磁パルスPE1に変更して駆動する。また、電池112の電圧が前記第2電圧範囲外の第3電圧の場合(換言すれば、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外の場合)には、前記所定範囲内である第3時間幅の第3消磁パルスPE3に変更して駆動する。
このように、第1電圧、第2電圧、第3電圧に、各々、第1消磁パルス、第2消磁パルス、第3消磁パルスが対応付けられている。また、主駆動パルスP1によって前回駆動したときに得られた誘起信号VRsのパターンが、(1/0,0,1)には第3消磁パルスPE3が対応付けられ、(1,1,1/0)には第2消磁パルスPE2が対応付けられ、(0,1,1/0)には第1消磁パルスPE1が対応付けられている。このように、電池112の電圧と消磁パルスの種類との関係を対応付けて、あるいは、誘起信号VRsのパターンと消磁パルスPEの種類との関係を対応付けて制御回路103内の記憶部(図示せず)に記憶しておき、これを用いて消磁パルスの変更制御を行うように構成することができる。
以下、図1〜図5を参照して、本発明の第1の実施の形態の動作を詳細に説明する。
図1において、発振回路101は所定周波数の信号を発生し、分周回路102は発振回路101で発生した前記信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生し、パルスダウンカウンタ回路105及び制御回路103に出力する。
制御回路103は、前記時計信号を計数して計時動作を行い、所定時間計時する毎にステッピングモータ109を回転駆動するように主駆動パルス発生回路104に主駆動パルス制御信号を出力する。
図1において、発振回路101は所定周波数の信号を発生し、分周回路102は発振回路101で発生した前記信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生し、パルスダウンカウンタ回路105及び制御回路103に出力する。
制御回路103は、前記時計信号を計数して計時動作を行い、所定時間計時する毎にステッピングモータ109を回転駆動するように主駆動パルス発生回路104に主駆動パルス制御信号を出力する。
主駆動パルス発生回路104は、エネルギが異なる複数種類の主駆動パルスP1の中から前記主駆動パルス制御信号に対応するエネルギの主駆動パルスをモータ駆動回路106に出力する。モータ駆動回路106は、主駆動パルス発生回路回路104からの主駆動パルスP1によってステッピングモータ109を回転駆動する。ステッピングモータ109はアナログ表示部110の時刻針115を回転駆動する。これにより、ステッピングモータ109が正常に回転した場合には時刻針115が運針駆動され、随時アナログ表示部110によって現在時刻が表示される。
回転検出回路107は、ステッピングモータ109が主駆動パルスP1によって駆動された直後の検出区間Tにおいて、基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出する。検出区間判定回路111は、回転検出回路107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に属するのかを判定して、誘起信号VRsのパターンを表す検出信号を制御回路103に出力する。
制御回路103は、検出区間判定回路111からの誘起信号VRsのパターンに基づいて、図3に示したパルス制御を行う。
制御回路103は、検出区間判定回路111からの誘起信号VRsのパターンに基づいて、図3に示したパルス制御を行う。
制御回路103は、図4に示したように、誘起信号VRsのパターンが非回転を表す(1/0,0,0)の場合、補正駆動パルスP2によってステッピングモータ109を強制的に回転させる。その後、前回(非回転となる前の回)主駆動パルスP1によって駆動したときに得られた誘起信号VRsのパターンに応じたエネルギの消磁パルスPEを用いて駆動する。
本実施の形態では図5に示したように、主駆動パルスP1によって前回駆動したときに得られた誘起信号VRsのパターンが、(1/0,0,1)のときは電源電圧が低いと判定して駆動時間幅が最も広い消磁パルスPE3を用いて駆動し、(1,1,1/0)のときは電源電圧が中程度と判定して駆動時間幅が中間の消磁パルスPE2を用いて駆動し、(0,1,1/0)のときは電源電圧が高いと判定して駆動時間幅が最も狭い消磁パルスPE1を用いて駆動する。これにより、ステッピングモータ109は回転することなく消磁される。
一方、制御回路103は、同一エネルギの主駆動パルスP1で駆動した際に適度な余裕の回転を示すパターン(0,1,1/0)が検出区間判定回路111から入力されている間は、パルスダウンカウンタ回路105にはリセット信号を出力しない。したがって、パルスダウンカウンタ回路105は、同一エネルギの主駆動パルスP1で駆動した際に適度な余裕の回転を示すパターン(0,1,1/0)が連続して所定回数(PCD回数)検出された場合、リセットされることなく前記所定回数を計数する。
パルスダウンカウンタ回路105は、前記所定回数計数すると、主駆動パルスP1をパルスダウンするためのパルスダウン信号を主駆動パルス発生回路104に出力すると共に自身の計数値をリセットする。主駆動パルス発生回路104は、パルスダウン信号に応答して、1ランクパルスダウンした主駆動パルスP1に変更してモータ駆動回路106に出力する。モータ駆動回路106は、主駆動パルス発生回路104からの主駆動パルスP1によってステッピングモータ109を回転駆動する。これにより省電力化が図られる。
本第1の実施の形態では、図5に示したように矩形波状の消磁パルスPEを用いたが、図6に示すように、櫛歯状の消磁パルスPEを用いてもよい。図6において、櫛歯状の消磁パルスPEは、幅狭の要素パルスによって構成されている。図6の例においても、消磁パルスPEとして、駆動時間幅(各要素パルスの低レベル時間幅の合計である。)が異なる3種類の櫛歯状の消磁パルスPE1〜PE3が用意されている。
消磁パルスPE1は1つの要素パルスによって構成され、消磁パルスPE2、PE3は複数(消磁パルスPE2は2つ、消磁パルスPE3は3つ)の要素パルスによって構成されている。各消磁パルスPE1〜PE3の駆動時間幅の大小関係は、消磁パルスPE1<消磁パルスPE2<消磁パルスPE3である。消磁パルスPEの駆動時間幅は、要素パルスの数又は要素パルスのデューティ比の少なくとも一方を変えることによって行われる。櫛歯状の消磁パルスPE1〜PE3を用いて、図5の場合と同様の駆動が行われる。
以上のように、本発明の第1の実施の形態によれば、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動することができるため、ステッピングモータ109を消磁パルスPEで回転することなく良好に消磁することが可能になる。
また、本第1の実施の形態においては、主駆動パルスP1によって駆動した際にステッピングモータ109の自由振動によって発生する誘起信号VRsのパターンに基づいて電源電圧の大きさを判定し、前記誘起信号VRsのパターンに応じた消磁パルスPEによって駆動して消磁するように構成しているため、電圧検出用の専用回路等を設ける必要がなく、構成が簡単である。
尚、本第1の実施の形態では、主駆動パルスP1として、相互にエネルギが異なる複数種類の主駆動パルスP1を用いるようにしたが、主駆動パルスP1は必ずしも複数種類必要ではなく、1種類でもよい。即ち、1種類の主駆動パルスP1と、補正駆動パルスP2を用いるようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本第2の実施の形態は、図1〜図4に関しては前記第1の実施の形態と同じである。本第2の実施の形態では前記第1の実施の形態と同様に、回転状況を誘起信号VRsのパターンで判定するように構成しているが、回転したか否かの2つの回転状況を判定するように構成してもよい。
図7は、本発明の第2の実施の形態の処理を示すフローチャートであり、主として制御回路103の処理を示している。
図7は、本発明の第2の実施の形態の処理を示すフローチャートであり、主として制御回路103の処理を示している。
図8は、本発明の第2の実施の形態の動作を説明するためのタイミング図である。図8において、前記第1の実施の形態と同様に消磁パルスPEとして、相互に駆動時間幅が異なる3種類の矩形波の消磁パルスPE1〜PE3(駆動時間幅の大小関係は消磁パルスPE1<消磁パルスPE2<消磁パルスPE3)が用意されている。強制回転駆動パルスP21及び制動パルスPrにより構成された補正駆動パルスP2によって駆動した直後、前記補正駆動パルスP2とは極性の異なる消磁パルスPEによって駆動する。
本第2の実施の形態では、補正駆動パルスP2の他に、前記補正駆動パルスP2よりもエネルギが小さく相互にエネルギの異なる複数種類(本実施の形態では4種類)の主駆動パルスP1が用意されている。
主駆動パルスP1による駆動ではステッピングモータが回転しない場合には、補正駆動パルスP2によって駆動した後消磁パルスPEによる駆動が行われて消磁されることになるが、今回駆動して非回転となった主駆動パルスP1(換言すれば、補正駆動パルスP2駆動直前に駆動した主駆動パルスP1)のランクに応じて消磁パルスPEを変更するようにしている。
主駆動パルスP1による駆動ではステッピングモータが回転しない場合には、補正駆動パルスP2によって駆動した後消磁パルスPEによる駆動が行われて消磁されることになるが、今回駆動して非回転となった主駆動パルスP1(換言すれば、補正駆動パルスP2駆動直前に駆動した主駆動パルスP1)のランクに応じて消磁パルスPEを変更するようにしている。
主駆動パルスP1として、パルス幅が最も狭い第1主駆動パルスP11、第1主駆動パルスP11よりもパルス幅が広い第2主駆動パルスP12、第2主駆動パルスP12よりもパルス幅が広い第3主駆動パルスP13、第3主駆動パルスP13よりもパルス幅が広い第4主駆動パルスP14を用意している。
第1主駆動パルスP11及び第2主駆動パルスP12には第1消磁パルスPE1を対応付け、第3主駆動パルスP13には第2消磁パルスPE2を対応付け、第4主駆動パルスP14には第3消磁パルスPE3を対応付けており、今回駆動して非回転となった主駆動パルスP1のエネルギランクnに対応する消磁パルスPEを選択して駆動するようにしている。主駆動パルスP1と消磁パルスPEの種類の対応関係は制御部103の記憶部(図示せず)に予め記憶しておき、これを用いて消磁パルスPEを変更制御するように構成することができる。
第1主駆動パルスP11及び第2主駆動パルスP12には第1消磁パルスPE1を対応付け、第3主駆動パルスP13には第2消磁パルスPE2を対応付け、第4主駆動パルスP14には第3消磁パルスPE3を対応付けており、今回駆動して非回転となった主駆動パルスP1のエネルギランクnに対応する消磁パルスPEを選択して駆動するようにしている。主駆動パルスP1と消磁パルスPEの種類の対応関係は制御部103の記憶部(図示せず)に予め記憶しておき、これを用いて消磁パルスPEを変更制御するように構成することができる。
例えば、今回駆動した主駆動パルスP1が第3主駆動パルスP13の場合には、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲内になるため、第2駆動時間幅の第2消磁パルスPE2(所定範囲内のエネルギの消磁パルスPE)で駆動する。今回駆動した主駆動パルスP1が第1主駆動パルスP11及び第2主駆動パルスP12の場合には、消磁パルスPE2、PE3ではエネルギが所定範囲外になるため、エネルギが所定範囲内である第1駆動時間幅の第1消磁パルスPE1で駆動する。また、今回駆動した主駆動パルスP1が第4主駆動パルスP14の場合には、消磁パルスPE2、PE1ではエネルギが所定範囲外になるため、エネルギが所定範囲内である第3駆動時間幅の第3消磁パルスPE1で駆動するようにしている。
以下、図1〜図4、図7、図8を用いて、本発明の第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説明する。
制御回路103は、所定の駆動周期(例えば1秒周期)が到来したと判定すると(図7のステップS900)、その時点のランクnの主駆動パルスP1nによってステッピングモータ109を駆動するように主駆動パルス発生回路104に主駆動パルス制御信号を出力する(ステップS901)。主駆動パルス発生回路104は、モータ駆動回路106を介して、前記主駆動パルス制御信号に応じたエネルギランクの主駆動パルスP1nによって駆動する。
制御回路103は、所定の駆動周期(例えば1秒周期)が到来したと判定すると(図7のステップS900)、その時点のランクnの主駆動パルスP1nによってステッピングモータ109を駆動するように主駆動パルス発生回路104に主駆動パルス制御信号を出力する(ステップS901)。主駆動パルス発生回路104は、モータ駆動回路106を介して、前記主駆動パルス制御信号に応じたエネルギランクの主駆動パルスP1nによって駆動する。
回転検出回路107は、ステッピングモータ109駆動直後の検出区間Tにおいてステッピングモータ109が発生した基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出する。検出区間判定回路111は、回転検出回路107が検出した基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsに基づいて、ステッピングモータ109の回転状況を表す誘起信号VRsのパターンを検出信号として制御回路103に出力する。
制御回路103は、図3と同様に、検出区間判定回路111からの検出信号に基づいてステッピングモータ109の回転状況を判定する(ステップS902)。
制御回路103は、図3と同様に、検出区間判定回路111からの検出信号に基づいてステッピングモータ109の回転状況を判定する(ステップS902)。
制御回路103は、処理ステップS902においてステッピングモータ109が回転していない(パターンが(1/0,0、0)の場合)と判定すると、補正駆動パルスP2によって駆動するように補正駆動パルス制御信号を補正駆動パルス発生回路108に出力する(ステップS903)。補正駆動パルス発生回路108は、前記補正駆動パルス制御信号に応答して、モータ駆動回路106を介して補正駆動パルスP2によって強制的に回転する。
次に制御回路103は、今回駆動した主駆動パルスP1のランクnに対応する消磁パルスPEを選択する(ステップS904)。本実施の形態では、今回駆動して非回転となった主駆動パルスP1のエネルギランクが、第1主駆動パルスP11及び第2主駆動パルスP12の場合には第1消磁パルスPE1を用いて駆動し、第3主駆動パルスP13の場合には第2消磁パルスPE2を用いて駆動し、第4主駆動パルスP14の場合には第3消磁パルスPE3を用いて駆動する。
次に制御回路103は、主駆動パルスP1のランクが最大ランクmax(本実施の形態では第4主駆動パルスP14)でない場合には、主駆動パルスP1を1ランクアップした後(ステップS906)、前記決定した消磁パルスPEを用いてステッピングモータ109を駆動するように消磁パルス制御信号を消磁パルス発生回路114に出力して処理ステップS900に戻る(ステップS907)。
消磁パルス発生回路114は、前記消磁パルス制御信号に応答して、モータ駆動回路106を介して、対応する消磁パルスPEによって駆動する。これにより、ステッピングモータ109は回転することなく良好に消磁される。また、次回の処理ステップS901では、ここでランクアップした主駆動パルスP1によって駆動が行われる。
制御回路103は、処理ステップS905において主駆動パルスP1のランクが最大ランクmax(本実施の形態では第4主駆動パルスP14)の場合には、直ちに処理ステップS907に移行する。
制御回路103は、処理ステップS905において主駆動パルスP1のランクが最大ランクmax(本実施の形態では第4主駆動パルスP14)の場合には、直ちに処理ステップS907に移行する。
一方、制御回路103は、処理ステップS902においてステッピングモータ109の回転によって発生する誘起信号VRsのパターンが「適度な余裕のある回転」である(0,1,1/0)と判定すると、パルスダウンカウンタ回路105が所定値(例えば60回)を計数したか否かを判定する(ステップS908)。
制御回路103は、パルスダウンカウンタ回路105が前記所定値を計数していない場合には、パルスダウンカウンタ回路105の計数値に1加算させた後、処理ステップS900に戻る(ステップS909)。
制御回路103は、パルスダウンカウンタ回路105が前記所定値を計数していない場合には、パルスダウンカウンタ回路105の計数値に1加算させた後、処理ステップS900に戻る(ステップS909)。
制御回路103は、処理ステップS908において、パルスダウンカウンタ105が所定値を計数していると判定すると、即ち、同一エネルギの主駆動パルスP1による駆動によって所定回数連続してパターン(0,1,1/0)が得られていると判定すると、パルスダウンカウンタ回路105をリセットしてその計数値を0にクリアする(ステップS910)。
次に制御回路103は、現在の主駆動パルスP1のランクが最小値minでないと判定した場合(ステップS911)、主駆動パルスP1のランクを1ランク下げて処理ステップS900に戻る(ステップS912)。制御回路103は、処理ステップS911において現在の主駆動パルスP1のランクが最小値であると判定した場合には、主駆動パルスP1のランクを下げることなく処理ステップS900に戻る。
本第2の実施の形態では、図8に示したように矩形波状の消磁パルスPEを用いたが、図9に示すように、櫛歯状の消磁パルスPEを用いてもよい。図9において、櫛歯状の消磁パルスPEは、幅狭の要素パルスによって構成されている。図9の例においても、消磁パルスPEとして、駆動時間幅(各要素パルスの低レベル時間幅の合計である。)が異なる3種類の櫛歯状の消磁パルスPE1〜PE3が用意されている。
消磁パルスPE1は1つの要素パルスによって構成され、消磁パルスPE2、PE3は複数(消磁パルスPE2は2つ、消磁パルスPE3は3つ)の要素パルスによって構成されている。各消磁パルスPE1〜PE3の駆動時間幅の大小関係は、消磁パルスPE1<消磁パルスPE2<消磁パルスPE3である。消磁パルスPEの駆動時間幅は、要素パルスの数又は要素パルスのデューティ比の少なくとも一方を変えることによって行われる。
第1主駆動パルスP11及び第2主駆動パルスP12には第1消磁パルスPE1を対応付け、第3主駆動パルスP13には第2消磁パルスPE2を対応付け、第4主駆動パルスP14には第3消磁パルスPE3を対応付けており、今回駆動して非回転となった主駆動パルスP1のランクnに対応する消磁パルスPEを選択して駆動するようにしている。櫛歯状の消磁パルスPE1〜PE3を用いて、図8に関して説明したと同様の駆動が行われる。
以上のように、本発明の第2の実施の形態によれば、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動することができるため、ステッピングモータ109を回転することなく良好に消磁することが可能になる。
また、本第2の実施の形態においては、今回駆動した主駆動パルスP1のランクに基づいて電源電圧の大きさを判定し、前記主駆動パルスP1のランクに応じた消磁パルスPEによって駆動して消磁するように構成しているため、電圧検出用の専用回路等を設ける必要がなく、構成が簡単である。
また、本第2の実施の形態においては、今回駆動した主駆動パルスP1のランクに基づいて電源電圧の大きさを判定し、前記主駆動パルスP1のランクに応じた消磁パルスPEによって駆動して消磁するように構成しているため、電圧検出用の専用回路等を設ける必要がなく、構成が簡単である。
尚、本第2の実施の形態では前記第1の実施の形態と同様に、ステッピングモータの回転状況を誘起信号VRsのパターンによって判定するように構成したが、検出区間T内に基準しきい電圧Vompを超える誘起信号Vrsが発生したか否かを検出し、回転、非回転の2種類で判定するように構成してもよい。
図10は、本発明の第3の実施の形態のブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付している。本第3の実施の形態では、適正なエネルギの消磁パルスを決定するために、電源である電池112の電圧を検出し該電圧に対応する電圧検出信号を出力する電圧検出回路113を備えている。
図11、図12は、本発明の第3の実施の形態の処理を示すフローチャートであり、主として制御回路103の処理を示している。
また、図2〜図6は、本第3の実施の形態にも適用される。
図11、図12は、本発明の第3の実施の形態の処理を示すフローチャートであり、主として制御回路103の処理を示している。
また、図2〜図6は、本第3の実施の形態にも適用される。
以下、図2〜図6、図10〜図12を用いて、本発明の第3の実施の形態について、前記第1、第2の実施の形態と相違する部分について動作を説明する。
尚、本第3の実施の形態においても、前記第2の実施の形態と同様に、ステッピングモータ109の回転状況は、前記第1、第2の実施の形態と同様に、ステッピングモータの回転状況を誘起信号VRsのパターンによって判定するように構成したが、検出区間T内に基準しきい電圧Vompを超える誘起信号Vrsが発生したか否かを検出し、回転、非回転の2種類で判定するように構成してもよい。
尚、本第3の実施の形態においても、前記第2の実施の形態と同様に、ステッピングモータ109の回転状況は、前記第1、第2の実施の形態と同様に、ステッピングモータの回転状況を誘起信号VRsのパターンによって判定するように構成したが、検出区間T内に基準しきい電圧Vompを超える誘起信号Vrsが発生したか否かを検出し、回転、非回転の2種類で判定するように構成してもよい。
制御回路103は、所定の電圧測定周期が到来する毎に、図11の消磁パルス決定処理を行う。
図11において、制御回路103は、所定の電圧測定周期が到来したと判定すると(ステップS500)、電圧検出回路113に電圧測定制御信号を出力して、電源である電池112の電圧を測定させる(ステップS501)。
電圧検出回路113は、前記電圧測定制御信号に応答して電池112の電圧を測定し、測定した電圧を電圧検出信号として制御回路103に出力する。
次に制御回路103は、電圧検出回路113が測定した電圧に応じた消磁パルスPEを決定する(ステップS502)。
図11において、制御回路103は、所定の電圧測定周期が到来したと判定すると(ステップS500)、電圧検出回路113に電圧測定制御信号を出力して、電源である電池112の電圧を測定させる(ステップS501)。
電圧検出回路113は、前記電圧測定制御信号に応答して電池112の電圧を測定し、測定した電圧を電圧検出信号として制御回路103に出力する。
次に制御回路103は、電圧検出回路113が測定した電圧に応じた消磁パルスPEを決定する(ステップS502)。
本第3の実施の形態では、図5に示すように、電池112の電圧が第2電圧の範囲内では、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲内になるため、第2駆動時間幅の消磁パルスPE(所定範囲内のエネルギの消磁パルスPE)で駆動する。電池112の電圧が前記第2電圧範囲外の第1電圧の場合(換言すれば、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外の場合)には、前記所定範囲内である第1時間幅の消磁パルスPE1に変更して駆動する。また、電池112の電圧が前記第2電圧範囲外の第3電圧の場合(換言すれば、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外の場合)には、前記所定範囲内である第3時間幅の消磁パルスPE3に変更して駆動する。
このように、電池112の電圧である第1電圧、第2電圧、第3電圧に、各々、第1消磁パルス、第2消磁パルス、第3消磁パルスが対応付けられている。電池112の電圧と消磁パルスの種類との関係を対応付けて制御回路103内の記憶部(図示せず)に記憶しておき、これを用いて消磁パルスの変更制御を行うように構成することができる。
一方、制御回路103は図7と同様にして、所定の駆動周期(例えば1秒周期)が到来したと判定すると、その時点のランクnの主駆動パルスP1nによってステッピングモータ109を駆動するように制御し、誘起信号VRsのパターンに基づいてステッピングモータ109の回転状況を判定する(ステップS900〜S902)。
制御回路103は、処理ステップS902においてステッピングモータ109が回転していない(パターンが(1/0,0、0)の場合)と判定すると、補正駆動パルスP2によって駆動するように制御した後、処理ステップS905以降の処理を行う。
制御回路103は、処理ステップS902においてステッピングモータ109が回転していない(パターンが(1/0,0、0)の場合)と判定すると、補正駆動パルスP2によって駆動するように制御した後、処理ステップS905以降の処理を行う。
また、制御回路103は、処理ステップS902においてステッピングモータ109の回転によって発生する誘起信号VRsのパターンが「適度な余裕のある回転」である(0,1,1/0)と判定すると、処理ステップS908以降の処理を行う。上記処理を所定周期で繰り返す。
以上のように、本発明の第3の実施の形態によれば、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動することができるため、ステッピングモータ109を回転することなく良好に消磁することが可能になる。
以上のように、本発明の第3の実施の形態によれば、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動することができるため、ステッピングモータ109を回転することなく良好に消磁することが可能になる。
また、本第3の実施の形態においては、電圧検出回路113を用いて電源電圧を検出し、前記電圧に応じた消磁パルスPEを用いて駆動するように構成しているため、必ずしも誘起尊号VRsのパターンに基づいてパルス制御する必要はない。また、主駆動パルスP1は必ずしも複数種類必要ではなく、1種類でもよい。即ち、1種類の主駆動パルスP1と、補正駆動パルスPEとを用いて、補正駆動パルス駆動後に、電池112の電圧に応じた消磁パルスPEによって駆動するように構成してもよい。
以上述べたように、本発明の各実施の形態に係るステッピングモータ制御回路は、電源としての電池112と、ステッピングモータ109の回転状況を検出する回転検出部と、前記回転検出部が検出した回転状況に応じて、主駆動パルスP1又は前記主駆動パルスP1よりもエネルギが大きい補正駆動パルスP2を選択してステッピングモータ109を駆動すると共に、補正駆動パルスP2によって駆動した直後に消磁パルスPEによって駆動する制御部とを備え、前記制御部は、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスPEに変更することを特徴としている。
ここで、前記制御部は、前記回転検出部が検出したステッピングモータ109の回転状況に基づいて消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定し、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスPEに変更するように構成することができる。
また、前記回転検出部は、複数の区間T1〜T3に区分された検出区間Tにおいて、ステッピングモータ109の回転によって発生し所定の基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出し、前記制御部は、前記各区間T1〜T3における誘起信号VRsのパターンに基づいて消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定するように構成することができる。
また、前記回転検出部は、複数の区間T1〜T3に区分された検出区間Tにおいて、ステッピングモータ109の回転によって発生し所定の基準しきい電圧Vcompを超える誘起信号VRsを検出し、前記制御部は、前記各区間T1〜T3における誘起信号VRsのパターンに基づいて消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定するように構成することができる。
また、前記制御部は、負荷に対する駆動パルスのエネルギが所定値を超える場合には前記所定値を超えない場合よりも、駆動時間幅が狭い消磁パルスPEを用いるように構成することができる。
また、前記消磁パルスPEとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスPEが用意されルと共に、前記誘起信号VRsのパターンと前記消磁パルスPEの種類とが対応付けられて成り、前記制御部は、前記回転検出部が検出した誘起信号VRsのパターンに基づいて前記消磁パルスPEを決定するように構成することができる。
また、前記消磁パルスPEとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスPEが用意されルと共に、前記誘起信号VRsのパターンと前記消磁パルスPEの種類とが対応付けられて成り、前記制御部は、前記回転検出部が検出した誘起信号VRsのパターンに基づいて前記消磁パルスPEを決定するように構成することができる。
また、主駆動パルスP1として、相互にエネルギが異なる複数種類の主駆動パルスP1が用意され、前記制御部は、前記回転検出部が検出した回転状況に応じて相互にエネルギが異なる複数の主駆動パルスP1のいずれか又は前記各主駆動パルスP1よりもエネルギが大きい補正駆動パルスP2を選択してステッピングモータ109を駆動すると共に、補正駆動パルスP2によって駆動した直後に消磁パルスPEによって駆動して成り、前記制御部は、選択した主駆動パルスP1のランクnに基づいて消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定し、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスPEに変更するように構成することができる。
また、前記制御部は、選択した主駆動パルスP1のランクnが所定ランクを超えない場合には前記所定ランクを超える場合よりも、駆動時間幅が狭い消磁パルスを用いるように構成することができる。
また、前記消磁パルスPEとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスPEが用意されルと共に、前記主駆動パルスP1のランクnと前記消磁パルスPEの種類とが対応付けられて成り、前記制御部は、今回駆動した主駆動パルスP1のランクnに基づいて前記消磁パルスPEを決定するように構成することができる。
また、前記消磁パルスPEとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスPEが用意されルと共に、前記主駆動パルスP1のランクnと前記消磁パルスPEの種類とが対応付けられて成り、前記制御部は、今回駆動した主駆動パルスP1のランクnに基づいて前記消磁パルスPEを決定するように構成することができる。
また、前記電源としての電池112の電圧を検出する電圧検出部を備えて成り、前記制御部は、前記電圧出部が検出した電池112の電圧に基づいて消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定し、消磁パルスPEのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスPEに変更するように構成することができる。
また、前記制御部は、前記電圧検出部が検出した電池112の電圧が所定電圧を超える場合には前記所定電圧を超えない場合よりも、駆動時間幅が狭い消磁パルスを用いるように構成することができる。
また、前記消磁パルスPEとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスPEが用意されルと共に、電池112の電圧と前記消磁パルスPEの種類とが対応付けられて成り、前記制御部は、電池112の電圧に基づいて前記消磁パルスPEを決定するように構成することができる。
また、前記消磁パルスPEとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスPEが用意されルと共に、電池112の電圧と前記消磁パルスPEの種類とが対応付けられて成り、前記制御部は、電池112の電圧に基づいて前記消磁パルスPEを決定するように構成することができる。
また、消磁パルスPEは複数の要素パルスによって構成されて成り、前記制御部は、消磁パルスPEの駆動時間幅を変える場合、前記要素パルスの数又はデューティ比の少なくとも一方を変えるように構成することができる。
したがって、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動するが可能になり、ステッピングモータを回転させることなく良好に消磁することが可能になる。
したがって、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動するが可能になり、ステッピングモータを回転させることなく良好に消磁することが可能になる。
また、本発明のムーブメントは、前記ステッピングモータ制御回路を備えて成ることを特徴としているので、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動することが可能になり、ステッピングモータ109を回転させることなく良好に消磁することが可能なアナログ電子時計を構築することが可能になる。
また、本発明の実施の形態に係るアナログ電子時計は、前記ムーブメントを備えて成ることを特徴としているので、消磁パルスPEのエネルギが大きく変動するような事態が生じた場合でも、補正駆動パルスP2で駆動した後に適切なエネルギの消磁パルスPEで駆動することが可能になるため、ステッピングモータ109を回転させることなく良好に消磁することが可能になり、正確な運針が可能になる。
尚、本発明の各実施の形態は、時刻針以外にも、カレンダ等を駆動するためのステッピングモータに適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例として電子時計の例で説明したが、モータを使用する電子機器に適用可能である。
また、ステッピングモータの応用例として電子時計の例で説明したが、モータを使用する電子機器に適用可能である。
本発明に係るステッピングモータ制御回路は、ステッピングモータを使用する各種電子機器に適用可能である。
また、本発明に係るムーブメント及びアナログ電子時計は、カレンダ機能付きアナログ電子腕時計、カレンダ機能付きアナログ電子置時計等の各種カレンダ機能付きアナログ電子時計をはじめ、各種のアナログ電子時計に適用可能である。
また、本発明に係るムーブメント及びアナログ電子時計は、カレンダ機能付きアナログ電子腕時計、カレンダ機能付きアナログ電子置時計等の各種カレンダ機能付きアナログ電子時計をはじめ、各種のアナログ電子時計に適用可能である。
101・・・発振回路
102・・・分周回路
103・・・制御回路
104・・・主駆動パルス発生回路
105・・・パルスダウンカウンタ回路
106・・・モータ駆動回路
107・・・回転検出回路
108・・・補正駆動パルス発生回路
109・・・ステッピングモータ
110・・・アナログ表示部
111・・・検出区間判定回路
112・・・電池
113・・・電圧検出回路
114・・・消磁パルス発生回路
115・・・時刻針
116・・・時計ケース
117・・・ムーブメント
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・・・コイル
210、211・・・可飽和部
OUT1・・・第1端子
OUT2・・・第2端子
102・・・分周回路
103・・・制御回路
104・・・主駆動パルス発生回路
105・・・パルスダウンカウンタ回路
106・・・モータ駆動回路
107・・・回転検出回路
108・・・補正駆動パルス発生回路
109・・・ステッピングモータ
110・・・アナログ表示部
111・・・検出区間判定回路
112・・・電池
113・・・電圧検出回路
114・・・消磁パルス発生回路
115・・・時刻針
116・・・時計ケース
117・・・ムーブメント
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・・・コイル
210、211・・・可飽和部
OUT1・・・第1端子
OUT2・・・第2端子
Claims (11)
- 電源と、
ステッピングモータの回転状況を検出する回転検出部と、
前記回転検出部が検出した回転状況に応じて、主駆動パルス又は前記主駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを駆動すると共に、前記補正駆動パルスによって駆動した直後に消磁パルスによって駆動する制御部とを備え、
前記制御部は、前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに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。 - 前記制御部は、前記回転検出部が検出した前記ステッピングモータの回転状況に基づいて前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定し、前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに変更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。
- 前記回転検出部は、複数の区間に区分された検出区間において前記ステッピングモータの回転によって発生し所定の基準しきい電圧を超える誘起信号を検出し、
前記制御部は、前記各区間において検出された誘起信号のパターンに基づいて前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定することを特徴とする請求項2記載のステッピングモータ制御回路。 - 前記消磁パルスとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスが用意されると共に、前記誘起信号のパターンと前記消磁パルスの種類とが対応付けられて成り、
前記制御部は、前記回転検出部が検出した誘起信号のパターンに基づいて前記消磁パルスを決定することを特徴とする請求項3記載のステッピングモータ制御回路。 - 前記主駆動パルスとして、相互にエネルギが異なる複数種類の主駆動パルスが用意され、
前記制御部は、前記回転検出部が検出した回転状況に応じて相互にエネルギが異なる複数の主駆動パルスのいずれか又は前記各主駆動パルスよりもエネルギが大きい補正駆動パルスを選択して前記ステッピングモータを駆動すると共に、前記補正駆動パルスによって駆動した直後に消磁パルスによって駆動して成り、
前記制御部は、選択した前記主駆動パルスのランクに基づいて前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定し、前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに変更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。 - 前記消磁パルスとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスが用意されると共に、前記主駆動パルスのランクと前記消磁パルスの種類とが対応付けられて成り、
前記制御部は、今回駆動した主駆動パルスのランクに対応する消磁パルス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。 - 前記電源の電圧を検出する電圧検出部を備えて成り、
前記制御部は、前記電圧出部が検出した前記電源の電圧に基づいて前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になるか否かを判定し、前記消磁パルスのエネルギが所定範囲外になると判定したとき、前記所定範囲内のエネルギの消磁パルスに変更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。 - 前記消磁パルスとして駆動時間幅が異なる複数種類の消磁パルスが用意されると共に、前記電源の電圧と前記消磁パルスの種類とが対応付けられて成り、
前記制御部は、前記電源の電圧に対応する消磁パルスに変更することを特徴とする請求項7記載のステッピングモータ制御回路。 - 前記消磁パルスは複数の要素パルスによって構成されて成り、
前記制御部は、前記消磁パルスの駆動時間幅を変える場合、前記要素パルスの数又はデューティ比の少なくとも一方を変えることを特徴とする請求項1乃至8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備えて成ることを特徴とするムーブメント。
- 請求項10記載のムーブメントを備えて成ることを特徴とするアナログ電子時計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012166153A JP2014027783A (ja) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | ステッピングモータ制御回路、ムーブメント及びアナログ電子時計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014027783A true JP2014027783A (ja) | 2014-02-06 |
Family
ID=50200940
Family Applications (1)
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JP2012166153A Pending JP2014027783A (ja) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | ステッピングモータ制御回路、ムーブメント及びアナログ電子時計 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014027783A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019056643A (ja) * | 2017-09-21 | 2019-04-11 | セイコーインスツル株式会社 | 時計、電子機器、および時計の制御方法 |
JP2021050965A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | セイコーインスツル株式会社 | ステッピングモータ制御装置、時計及びステッピングモータ制御方法 |
-
2012
- 2012-07-26 JP JP2012166153A patent/JP2014027783A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP7290527B2 (ja) | 2019-09-24 | 2023-06-13 | セイコーインスツル株式会社 | ステッピングモータ制御装置、時計及びステッピングモータ制御方法 |
CN112636646B (zh) * | 2019-09-24 | 2024-04-02 | 精工电子有限公司 | 步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法 |
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