JP2019158355A - モーター駆動回路、半導体装置、ムーブメントおよび電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのコイルブロックを備えるステップモーターの早送り駆動を高速化できるモーター駆動回路、ムーブメントおよび電子時計を提供する。【解決手段】第１ヨーク６１１、第２ヨーク６１２および第３ヨーク６１３を有するステーター６１と、ローター６２と、第１コイルブロック６３および第２コイルブロック６４と、を備えるステップモーター１３を駆動するモーター駆動回路であって、第１コイルブロックは、第１ヨークおよび第２ヨークを磁気的に接続し、第２コイルブロックは、第１ヨークおよび第３ヨークを磁気的に接続し、モーター駆動回路は、ローターの回転方向および回転量に応じた所定数の駆動パルスを第１コイルまたは第２コイルの一方のコイルに出力し、所定数の駆動パルスにおける最後の駆動パルスを一方のコイルに出力した後、他方のコイルに最後の駆動パルスと第１ヨークにおいて同じ向きとなる磁界を発生させる修正パルスを出力する。【選択図】図４

Description

本発明は、モーター駆動回路、半導体装置、ムーブメントおよび電子時計に関する。

正転および逆転が可能な可逆ステップモーターとして、２極以上着磁されたローターと、３つのステーター磁極部を有するステーターと、２つのコイルと、各コイルに駆動パルスを出力する駆動手段とを有する可逆ステップモーターが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記可逆ステップモーターを高速駆動させると、バラツキや外乱等によりローターが１ステップ多く回転することがある。このようなバラツキや外乱の影響を受けにくくするためには、高速駆動時の駆動パルスのパルス幅を長くする必要があった。

特開２００６−１０１６１８号公報

しかしながら、駆動パルスのパルス幅を長くすると、駆動パルスの周波数を高くすることが制限されて早送り駆動の高速化が難しいといった課題がある。

本発明の目的は、２つのコイルブロックを備えるステップモーターの早送り駆動を高速化できるモーター駆動回路、半導体装置、ムーブメントおよび電子時計を提供することにある。

本発明のモーター駆動回路は、第１ヨーク、第２ヨークおよび第３ヨークを有するステーターと、ローターと、第１コイルブロックおよび第２コイルブロックと、を備えるステップモーターを駆動するモーター駆動回路であって、前記第１コイルブロックは、第１コイルを備え、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを磁気的に接続し、前記第２コイルブロックは、第２コイルを備え、前記第１ヨークおよび前記第３ヨークを磁気的に接続し、前記モーター駆動回路は、前記ローターの回転方向および回転量に応じた所定数の駆動パルスを前記第１コイルまたは前記第２コイルに出力し、前記所定数の駆動パルスにおける最後の駆動パルスを前記第１コイルまたは前記第２コイルの一方のコイルに出力した後、前記最後の駆動パルスが発生させる磁界の向きと前記第１ヨークにおいて同じ向きとなる磁界を発生させる修正パルスを他方のコイルに出力することを特徴とする。

本発明では、モーター駆動回路は、ローターの回転方向および回転量に応じた所定数の駆動パルスを第１コイルまたは第２コイルに出力するよう構成される。例えば、２極のローターを第１方向に３０回転する場合、モーター駆動回路は、６０個の駆動パルスを第１コイルの２つの端子に交互に出力する。２つの端子に駆動パルスを出力する毎に、第１ヨークの磁極は、Ｎ極およびＳ極に交互に変化する。また、第２ヨークは、第１コイルブロックによって第１ヨークと磁気的に接続されているため、第１コイルで発生する磁界により、第１ヨークと異なる磁極に交互に変化する。一方、第３ヨークは、駆動パルスが入力されていない第２コイルを有する第２コイルブロックで第１ヨークと磁気的に接続されているため、第２ヨークと異なる磁極、つまり第１ヨークと同じ磁極に交互に変化する。したがって、駆動パルスを出力する毎に、ローターは１８０度回転し、最後の駆動パルス（６０個目の駆動パルス）の出力後のローターは、正常に動作した場合、最後の駆動パルスによって第１ヨークに発生する磁極にローターの一方の磁極が引き寄せされた状態で停止する。
一方、ローターが１ステップ多く回転した場合、ローターは、正常動作時に対して、さらに１８０度回転するため、最後の駆動パルス（６０個目の駆動パルス）の出力後のローターは、第１ヨークに対向するローターの磁極が、最後の駆動パルスによって第１ヨークに発生する磁極と同じ磁極となった状態で停止する。
そして、モーター駆動回路は、第１コイルまたは第２コイルの一方のコイルに最後の駆動パルスを出力した後、他方のコイルに修正パルスを出力する。修正パルスは、修正パルスによって第１ヨークに発生する磁界の向き（第１ヨークの磁極）が、最後の駆動パルスによって第１ヨークに発生する磁界の向き（第１ヨークの磁極）と同じ向きとなるパルスである。このため、第１コイルに駆動パルスを出力していた場合、修正パルスは第２コイルに出力され、第３ヨークは、第１ヨークと異なる磁極となり、第２ヨークは第１ヨークと同じ磁極となる。
したがって、ローターが正常に動作した場合、ローターは、一方の磁極が最後の駆動パルスで第１ヨークに発生する磁極に引き寄せられた状態で停止しているため、修正パルスで第１ヨークに同じ磁極が発生しても回転せずに停止状態を維持する。
一方、ローターが１ステップ多く回転した場合、ローターは、一方の磁極が最後の駆動パルスで第１ヨークに発生する磁極と反発する状態で停止しているため、修正パルスで第１ヨークに同じ磁極が発生し、第２，３ヨークに、最後の駆動パルスと異なる磁極が発生するため、ローターは１ステップ分だけ逆回転し、正常動作の終了時と同じ状態に戻る。
このように、本発明のモーター駆動回路によれば、ローターが１ステップ分多く回転した場合にのみ、ローターの停止位置を修正することができる。そのため、バラツキや外乱の影響を受けにくくするために駆動パルスの幅を長くする必要がなく、ステップモーターの早送り駆動を高速化することができる。

前記モーター駆動回路は、前記最後の駆動パルスの出力後、前記ローターが停止した後に前記修正パルスを出力することが好ましい。
本発明では、モーター駆動回路は、最後の駆動パルスを出力した後、ローターが停止してから修正パルスを出力する。そのため、ローターの位置が安定した後で修正パルスを出力することで、ローターが誤った位置に回転することを防止できる。

前記モーター駆動回路は、前記ローターの停止を検出する停止検出手段を有し、前記停止検出手段の検出結果に基づいて前記修正パルスを出力することが好ましい。
本発明では、モーター駆動回路は、ローターの停止を検出する停止検出手段を有するので、ローターの回転が停止したことを確実に検出することができる。そのため、確実にローターの位置が安定した後に修正パルスを出力でき、ローターが誤った位置に回転することを確実に防止できる。

前記停止検出手段は、前記最後の駆動パルスの出力後、前記第１コイルまたは前記第２コイルに検出パルスを出力する検出パルス出力回路と、前記検出パルスにより発生する検出信号に基づいて前記ローターが停止したことを検出する検出回路とを有し、前記モーター駆動回路は、前記検出回路で検出された前記検出信号の電圧が閾値以下であることを検出した時に、前記修正パルスを出力することが好ましい。
本発明では、停止検出手段は、第１コイルまたは第２コイルに検出パルスを出力する検出パルス出力回路と、検出パルスにより発生する検出信号の電圧が閾値以下であることを検出する検出回路とを有する。すなわち、停止検出手段は、第１コイルまたは第２コイルのいずれか一方、もしくは、第１コイルおよび第２コイルの両方に検出パルスを出力する検出パルス出力回路を有する。ローターの停止を検出する停止検出手段としては、回転検出センサー等を用いたものでも実現できるが、本発明の停止検出手段は簡易な構成で実現できる。すなわち、検出パルス出力回路は、モーター駆動回路を利用できるため、検出回路を追加するだけで停止検出手段を構成でき、回路構成も簡易にでき、コストも低減できる。

前記モーター駆動回路は、前記最後の駆動パルスを出力した後、第１時間経過後、第２時間経過前に前記修正パルスを出力することが好ましい。
本発明では、モーター駆動回路は、最後の駆動パルスを出力した後、第１時間経過後に修正パルスを出力する。この第１時間を、最後の駆動パルスが出力された後、ローターが停止するまでの時間としておくことで、ローターの位置が安定した後に修正パルスを出力でき、ローターが誤った位置に回転することを防止できる。また、第２時間以内に修正パルスを出力することで、ローターが停止してから修正パルスが出力されるまでの時間も所定時間以内に設定できる。これにより、ローターの早送り動作が終了し、ローターが逆回転して修正されるまでの動作を一連の動作とすることができ、ローターの回転に連動する指針の移動も目立たなくすることができる。

本発明の半導体装置は、上記モーター駆動回路を有することを特徴とする。
この半導体装置によれば、ローターが１ステップ多く回転した場合にのみ、ローターの停止位置を修正できる。そのため、バラツキや外乱の影響を受けにくくするために駆動パルスの幅を長くする必要がなく、ステップモーターの早送り駆動を高速化することができる。

本発明のムーブメントは、上記モーター駆動回路と、前記ステップモーターと、前記ステップモーターにより駆動される輪列と、を有することを特徴とする。
このムーブメントによれば、ローターが１ステップ多く回転した場合にのみ、ローターの停止位置を修正できるので、バラツキや外乱の影響を受けにくくするために駆動パルスの幅を長くする必要がなく、ステップモーターの早送り駆動を高速化することができる。さらに、ステップモーターの早送り時の駆動パルスの幅を長くする必要がないため、早送り駆動時の消費電力も低減できる。

本発明の電子時計は、上記ムーブメントと、前記ムーブメントで駆動される指針と、を有することを特徴とする。
この電子時計によれば、前記ムーブメントで駆動される指針を早送りでき、かつ、早送り終了時に指針が１ステップ分ずれていても、修正パルスによって正しい位置に修正できる。したがって、消費電力の低減と、指針の早送り時のバラツキや外乱の影響を軽減でき、使い勝手のよい電子時計を提供できる。

本発明の一実施形態に係る電子時計を示す図。 ムーブメントの回路構成を示す図。 前記電子時計のモーター駆動回路の概略を示す構成図。 前記電子時計のステップモーターの概略を示す図。 ローターが左回りに回転する際の駆動パルスの信号波形を示す図。 ローターが左回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが左回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが左回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが左回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが右回りに回転する際の駆動パルスの信号波形を示す図。 ローターが右回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが右回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが右回りに回転する様子を示す模式図。 ローターが右回りに回転する様子を示す模式図。 前記電子時計の運針処理を説明するフローチャート。 駆動パルスおよび修正パルスの信号波形を示す図。 ローターが修正パルスにより回転しない様子を示す模式図。 ローターが修正パルスにより回転する様子を示す模式図。

以下、本発明の一実施形態の電子時計１を図面に基づいて説明する。
電子時計１は、標準電波を受信して時刻情報を取得し、表示時刻を修正可能な電波修正時計である。この電子時計１は、図１に示すように、ユーザーの手首に装着される腕時計であり、外装ケース２と、円板状の文字板３と、ムーブメント１０（図２参照）と、ムーブメント１０内に設けられたモーター１３（図２参照）で駆動される指針である秒針５、分針６、時針７と、操作部材であるりゅうず８およびボタン９とを備える。

［ムーブメントの回路構成］
図２はムーブメント１０の回路構成を示す図である。
ムーブメント１０は、図２に示すように、信号源である水晶振動子１１と、電源である電池１２と、ボタン９の操作に連動してオン、オフされるスイッチＳ１と、りゅうず８の引き出しに連動してオン、オフされるスライドスイッチＳ２と、モーター１３と、各指針５〜７を移動させる輪列１４と、受信ＩＣ１７と、時計用のＩＣ２０とを備えている。
ＩＣ２０は、水晶振動子１１が接続される接続端子ＯＳＣ１、ＯＳＣ２と、スイッチＳ１、Ｓ２が接続される入出力端子Ｐ１、Ｐ２と、受信ＩＣ１７が接続される入出力端子Ｐ３〜Ｐ６と、電池１２が接続される電源端子ＶＤＤ、ＶＳＳと、モーター１３の入力端子に接続される出力端子Ｏ１〜Ｏ４とを備える。
なお、本実施形態では、電池１２のプラス電極を、高電位側の電源端子ＶＤＤに接続し、マイナス電極を低電位側の電源端子ＶＳＳに接続し、高電位側の電源端子ＶＤＤをグランド（基準電位）に設定している。

水晶振動子１１は、後述する発振回路２１で駆動されて所定周波数（32768Hz）の発振信号を発生する。
電池１２は、一次電池または二次電池で構成される。二次電池の場合は、図示略のソーラーセルなどによって充電される。
モーター１３は、ステップモーターであり、ＩＣ２０から出力される駆動パルスによって駆動される。モーター１３の詳細については後述する。
秒針５、分針６、時針７は、輪列１４で連動しており、モーター１３により駆動され、秒、分、時を表示する。なお、本実施形態では、１つのモーター１３で、秒針５、分針６、時針７を駆動しているが、例えば、秒針５を駆動するモーター、および、分針６および時針７を駆動するモーターのように複数のモーターを設けてもよい。
スイッチＳ１は、電子時計１の２時位置にあるボタン９に連動して入力され、例えば、ボタン９が押されている状態ではオン状態となり、ボタン９が押されていない状態ではオフ状態となる。
スイッチＳ２は、りゅうず８の引き出しに連動したスライドスイッチである。本実施形態では、りゅうず８が１段目に引き出された状態でオン状態となり、０段目ではオフ状態となる。
なお、本実施形態では、りゅうず８を１段目に引き出した状態（スイッチＳ２がオン）では、手動時刻合わせ等の機能が実行され、ボタン９を押してスイッチＳ１をオンすることで、モーター１３が駆動されて秒針５、分針６、時針７の針位置を修正できる。

受信ＩＣ１７およびアンテナ１８は、ＪＪＹやＷＷＶＢ等の所定の標準電波を受信して時刻情報を取得する電波修正時計において一般的なものであるため、説明を省略する。

［ＩＣの回路構成］
ＩＣ２０は、図３に示すように、発振回路２１と、分周回路２２と、電子時計１の制御用のＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）２３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５と、入出力回路２６と、バス（ＢＵＳ）２７と、モーター駆動回路３０と、検出回路４０とを備えている。なお、ＩＣ２０は本発明の半導体装置の一例である。

発振回路２１は、基準信号源である水晶振動子１１を高周波発振させ、この高周波発振で発生する32768Hzの発振信号を分周回路２２に出力する。
分周回路２２は、発振回路２１の出力を分周してＣＰＵ２３にタイミング信号（クロック信号）を供給する。
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される各種プログラムを収納している。
ＲＡＭ２５は、ＣＰＵ２３でプログラムを実行する際に必要な情報を記憶する。
ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４に収納されたプログラムを実行し、前記各機能を実現する。

入出力回路２６は、入出力端子Ｐ１〜Ｐ６の状態をバス２７に出力する。
バス２７は、ＣＰＵ２３と、ＲＡＭ２５、入出力回路２６、モーター駆動回路３０、検出回路４０とのデータ転送などに用いられる。

モーター駆動回路３０は、バス２７を通してＣＰＵ２３から入力される命令により、所定の駆動パルスをモーター１３に出力する。
検出回路４０は、モーター１３の回転状態を検出し、モーター１３の回転が終了（回転が停止）したことを検出する。

［ステップモーター］
モーター１３は、図４に示すように、ステーター６１と、ローター６２と、第１コイルブロック６３と、第２コイルブロック６４とを有するステップモーターであり、本発明のステップモーターの一例である。
ローター６２は、２極（Ｓ極およびＮ極）に着磁されており、後述するステーター本体６１０のローター収容穴６１４に回転可能に配置されている。ローター６２は、後述する入力端子Ｍ１〜Ｍ４に入力される駆動パルスによって、左回りおよび右回りのいずれの方向にも回転可能になっている。

ステーター６１は、磁性材料によって形成されており、第１ヨーク６１１と、第２ヨーク６１２と、第３ヨーク６１３とを有する。また、これら第１ヨーク６１１、第２ヨーク６１２、第３ヨーク６１３の交点には、円形の孔部であるローター収容穴６１４が形成されている。なお、第２ヨーク６１２および第３ヨーク６１３は、ローター収容穴６１４を挟んでほぼ直線状に配置され、第１ヨーク６１１は、第２ヨーク６１２および第３ヨーク６１３に対してほぼ直交する方向に配置されている。また、ローター収容穴６１４の周囲において、第１ヨーク６１１、第２ヨーク６１２、第３ヨーク６１３が結合する部分は、各ヨーク６１１〜６１３に比べて幅寸法が小さくされ、磁気飽和が起きやすく磁気抵抗が大きな飽和部とされている。また、ローター収容穴６１４には、各ヨーク６１１〜６１３の位置に合わせて、ノッチが形成されている。

第１コイルブロック６３は、磁性材料によって形成された第１コア６３１と、第１コア６３１に巻かれた第１コイル６３２とを有しており、第１ヨーク６１１および第２ヨーク６１２を磁気的に接続する。第１コイル６３２には、モーター駆動回路３０の出力端子Ｏ１、Ｏ２にそれぞれ接続される入力端子Ｍ１およびＭ２が設けられている。本実施形態では、入力端子Ｍ１に駆動パルスが入力された際に、第１コイルブロック６３に右回りの磁界が発生し、入力端子Ｍ２に駆動パルスが入力された場合、第１コイルブロック６３に左回りの磁界が発生するように、第１コイル６３２が巻かれている。
第２コイルブロック６４は、磁性材料によって形成された第２コア６４１と、第２コア６４１に巻かれた第２コイル６４２とを有しており、第１ヨーク６１１および第３ヨーク６１３を磁気的に接続する。第２コイル６４２には、モーター駆動回路３０の出力端子Ｏ３、Ｏ４にそれぞれ接続される入力端子Ｍ３およびＭ４が設けられている。本実施形態では、入力端子Ｍ３に駆動パルスが入力された際に、第２コイルブロック６４に右回りの磁界が発生し、入力端子Ｍ４に駆動パルスが入力された場合、第２コイルブロック６４に左回りの磁界が発生するように、第２コイル６４２が巻かれている。
また、本実施形態では、第１コア６３１および第２コア６４１は一体に形成されている。なお、第１コア６３１および第２コア６４１は一体に形成されるものに限るものではなく、例えば、それぞれ独立した２つのコアに分離されていてもよい。
また、本実施形態では、第２ヨーク６１２および第３ヨーク６１３は、ローター収容穴６１４を挟んでほぼ直線状に配置され、第１ヨーク６１１は、第２ヨーク６１２および第３ヨーク６１３に対してほぼ直交する方向に配置されているものとしたが、これに限るものではない。第１コイルブロック６３が第１ヨーク６１１および第２ヨーク６１２を磁気的に接続可能で、第２コイルブロック６４が第１ヨーク６１１および第３ヨーク６１３を磁気的に接続可能な形状であればよい。また、第１ヨーク６１１は、第２ヨーク６１２および第３ヨーク６１３は、一体に形成されているものでもよいし、それぞれ別体で形成されていても良い。

［ローターが左回りに回転する際の駆動パルス］
次に、モーター１３において、ローター６２を第１方向（左回り）に回転する際の動作について、図５〜図９に基づいて説明する。なお、説明を分かりやすくするために、各動作のタイミングをＡ１〜Ｆ１の６段階に分けて説明する。
図５は、ローター６２が左回りに回転する際に、モーター駆動回路３０が出力する駆動パルスの信号波形を示す図であり、図６〜図９は、ローター６２が左回りに回転する際の様子を示す模式図である。
モーター駆動回路３０は、図５に示すように、タイミングＡ１において、第１コイル６３２の入力端子Ｍ２に駆動パルスに出力する。ここで、本実施形態では、図２に示すように、高電位側の電源端子ＶＤＤをグランド（基準電位）に設定しているので、通常、入力端子Ｍ１〜Ｍ４はＨレベルになっている。そこで、図５に示すように、入力端子Ｍ１の電圧を降下させてＬレベルにして、入力端子Ｍ１および入力端子Ｍ２の間に電位差を生じさせることにより、入力端子Ｍ２に駆動パルスを入力するようにしている。
タイミングＡ１において、入力端子Ｍ２に駆動パルス（主駆動パルス）が入力されると、図６に示すように、第１コイルブロック６３および第２ヨーク６１２、第１ヨーク６１１で構成される磁路には、図６において左回り方向に磁束が流れ、第２ヨーク６１２のローター収容穴６１４側の端部の磁極はＮ極となり、第１ヨーク６１１の端部の磁極はＳ極となる。また、第１コイルブロック６３、第２ヨーク６１２、第３ヨーク６１３、第２コイルブロック６４で構成される磁路にも、図６において左回りに磁束が流れ、第３ヨーク６１３の端部の磁極はＳ極となる。この際、第３ヨーク６１３、第２コイルブロック６４を通る磁束密度は、第１コイルブロック６３、第２ヨーク６１２、第１ヨーク６１１を通る磁束密度よりも低くなっている。
上記のように、第１コイルブロック６３および第２コイルブロック６４に左回りの磁束が流れると、図６に示す状態のローター６２のＮ極は、第２ヨーク６１２のＮ極と反発し、第３ヨーク６１３のＳ極に吸引される。また、ローター６２のＳ極は、第１ヨーク６１１、第３ヨーク６１３のＳ極と反発し、第２ヨーク６１２のＮ極に吸引される。これにより、ローター６２は左回りに回転する。

次に、モーター駆動回路３０は、図５のタイミングＢ１において、入力端子Ｍ２に駆動パルスを出力しながら、第２コイル６４２の入力端子Ｍ３にパルス幅の短い補助パルスを出力する。この補助パルスは、ローター６２の揺らぎを抑制し、ローター６２を１８０度回転した位置に安定して停止させるための補助的なパルスである。入力端子Ｍ３に補助パルスが入力されると、図７に示すように、第３ヨーク６１３にＮ極が発生する。このため、第１ヨーク６１１がＳ極、第２ヨーク６１２、第３ヨーク６１３が共にＮ極となるため、ローター６２は、そのＮ極が第１ヨーク６１１に対向する位置、つまり図６の位置から１８０度回転した位置に移動して停止する。すなわち、ローター６２は、入力端子Ｍ２に入力された１ステップ分の駆動パルスにより、図６に示す状態から左回り方向に１８０度回転し、入力端子Ｍ３に入力された補助パルスにより、１８０度回転した位置で停止し、揺らぎを抑制できる。

次に、モーター駆動回路３０は、図５のタイミングＣ１において、入力端子Ｍ１〜Ｍ４の全てをＨレベルとし、第１コイル６３２、第２コイル６４２を無励磁状態とする。
次に、モーター駆動回路３０は、図５のタイミングＤ１において、第１コイル６３２の入力端子Ｍ１に駆動パルスを出力する。そうすると、図８に示すように、第１コイルブロック６３、第１ヨーク６１１、第２ヨーク６１２で構成される磁路には、図６において右回りの磁束が流れ、第１ヨーク６１１にＮ極、第２ヨーク６１２にＳ極が発生する。また、第１コイルブロック６３、第２コイルブロック６４、第３ヨーク６１３、第２ヨーク６１２で構成される磁路にも右回りの磁束が流れ、第３ヨーク６１３にＮ極が発生する。そのため、図８の状態から、ローター６２のＳ極は、第２ヨーク６１２に発生するＳ極と反発し、第３ヨーク６１３のＮ極に吸引され、ローター６２のＮ極は、第３ヨーク６１３、第１ヨーク６１１のＮ極に反発し、第２ヨーク６１２のＳ極に吸引される。これにより、ローター６２は左回りに回転する。

次に、モーター駆動回路３０は、図５のタイミングＥ１において、入力端子Ｍ１に駆動パルスを出力しながら、第２コイル６４２の入力端子Ｍ４に補助パルスを出力する。すると、第３ヨーク６１３は、Ｎ極からＳ極に切り替わる。このため、第１ヨーク６１１がＮ極、第２ヨーク６１２、第３ヨーク６１３が共にＳ極となるため、ローター６２は、そのＳ極が第１ヨーク６１１に対向する位置、つまり図８の位置から１８０度回転した位置に移動して停止する。すなわち、ローター６２は、入力端子Ｍ１に入力された１ステップ分の駆動パルスにより、図８に示す状態から左回り方向に１８０度回転し、入力端子Ｍ４に入力された補助パルスにより、１８０度回転した位置で停止する。
次に、モーター駆動回路３０は、図５のタイミングＦ１において、入力端子Ｍ１〜Ｍ４の全てをＨレベルとし、第１コイル６３２、第２コイル６４２を無励磁状態とする。
このように、本実施形態では、第１コイル６３２の入力端子Ｍ１，Ｍ２に交互に駆動パルスを入力することにより、ローター６２は左回り方向に１回転する。また、第２コイル６４２の入力端子Ｍ３、Ｍ４に補助パルスを入力することにより、ローター６２を１８０度毎の位置に安定して停止できる。
モーター駆動回路３０は、図５に示すＡ１〜Ｆ１のタイミングの動作を繰り返すことで、ローター６２を左回り方向に所定回数回転することができる。

［ローターが右回りに回転する際の駆動パルス］
次に、ローター６２が右回りに回転する際の動作について、図１０〜図１４に基づき、タイミングをＡ２〜Ｆ２の６段階に分けて説明する。
図１０は、ローター６２が右回りに回転する際に、モーター駆動回路３０が出力する駆動パルスの信号波形を示す図であり、図１１〜図１４は、ローター６２が右回りに回転する際の様子を示す模式図である。
図１０〜図１２に示すように、前述した左回りの際とは逆に、第２コイル６４２の入力端子Ｍ３、Ｍ４に駆動パルスが入力される。具体的には、タイミングＡ２およびＢ２において、第２コイル６４２の入力端子Ｍ３に駆動パルスが入力され、ローター６２は右回り方向に１８０度回転する。この際、タイミングＢ２において、補助パルスが第１コイル６３２の入力端子Ｍ２に入力される。
次に、タイミングＣ２において無励磁状態になった後、図１３および図１４に示すように、タイミングＤ２およびＥ２において、第２コイルブロック６４の入力端子Ｍ４に駆動パルスが入力され、ローター６２は右回り方向に１８０度回転する。この際、タイミングＥ２において、補助パルスが第１コイル６３２の入力端子Ｍ１に入力される。そして、タイミングＦ２において、無励磁状態になる。
このように、本実施形態では、第２コイルブロック６４に入力された２ステップ分の駆動パルスにより、ローター６２は右回り方向に１回転する。すなわち、モーター駆動回路３０は、図１０に示すＡ２〜Ｆ２のタイミングの動作を繰り返すことで、ローター６２を右回り方向に所定回数回転することができる。

［電子時計の動作］
次に、本実施形態における早送り運針時の動作を図１５のフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、受信ＩＣ１７で受信した所定の標準電波に基づいて時刻を修正する際に、ローター６２を高速回転させることで、各指針５〜７の位置を早送りで修正する際の動作として説明する。
なお、図１５で示される運針時の動作は、標準電波に基づいて各指針５〜７の位置を修正する場合の動作に限るものではなく、例えば、時間計測用（クロノグラフ用）の指針を計測終了時の停止位置から基準位置（例えば１２時位置）に戻す際の動作等に用いることができる。また、ローター６２の回転方向は左右いずれでもよく、通常は、各指針５〜７の位置を修正する際に移動距離が短くなる回転方向に、ローター６２を回転させればよい。このようにローター６２を回転させれば、各指針５〜７の修正時間の短縮や省電力化を図ることができる。

図１５および図１６に示すように、ＣＰＵ２３は、各指針５〜７の位置を修正するために、モーター駆動回路３０を動作させて、ローター６２の回転方向および回転量に応じた所定数の駆動パルスを出力させる。具体的には、モーター駆動回路３０は、所定数の駆動パルスとしてのｎステップ分の早送りパルスを、第１コイル６３２の入力端子Ｍ１および入力端子Ｍ２に交互に出力する（Ｓ１）。そうすると、ローター６２は、ｎステップ分の駆動パルスにより左回りにｎ／２回転し、各指針５〜７の位置が修正される。したがって、図１６では、ｎ回目の駆動パルスが最後の駆動パルスとなる。
なお、ローター６２を右回りに回転させる場合、ｎステップ分の駆動パルスは、第２コイル６４２の入力端子Ｍ３および入力端子Ｍ４に交互に出力される。

所定数の早送りパルスが出力された後、ＣＰＵ２３は、モーター駆動回路３０により検出パルスを出力する（Ｓ２）。すなわち、本実施形態では、モーター駆動回路３０は本発明の検出パルス出力回路としても機能するように構成されている。なお、モーター駆動回路３０が検出パルス出力回路として機能するように構成されることに限らず、モーター駆動回路と検出パルス出力回路とは別々に設けられていてもよい。
ここで、本実施形態では、モーター駆動回路３０は、第１コイル６３２または第２コイル６４２に検出パルスを出力する。すなわち、モーター駆動回路３０は、第１コイル６３２または第２コイル６４２のいずれか一方に検出パルスを出力してもよく、第１コイル６３２および第２コイル６４２の両方に検出パルスを出力してもよい。この際、モーター駆動回路３０は、第１コイル６３２および第２コイル６４２に、独立かつ同時に検出パルスを出力してもよいし、独立かつ異なるタイミングで検出パルスを出力してもよい。

次に、検出回路４０は、検出パルスにより発生する検出信号の電圧を検出する。そして、ＣＰＵ２３は、検出回路４０で検出される電圧が、ＲＯＭ２４やＲＡＭ２５に記憶されている所定の閾値以下になったら、ローター６２の回転が停止したと判断する（Ｓ３）。つまり、本実施形態では、モーター駆動回路３０および検出回路４０は、本発明の停止検出手段の一例である。
ＣＰＵ２３は、Ｓ３でＮＯと判定した場合は、Ｓ２、Ｓ３の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ２３は、Ｓ３でＹＥＳと判定した場合は、モーター駆動回路３０により修正パルスを出力させる（Ｓ４）。このように、本実施形態では、モーター駆動回路３０は、最後の駆動パルスであるｎ回目の駆動パルスが出力された後、停止検出手段であるモーター駆動回路３０および検出回路４０の検出結果に基づいて修正パルスを出力する。

ここで、修正パルスは、最後の駆動パルスが入力された第１コイル６３２を一方のコイルとした場合、他方のコイルである第２コイル６４２に出力される。具体的には、図１６に示すように、第２コイル６４２の入力端子Ｍ３に出力される。そして、図１７に示すように、修正パルスにより、第１ヨーク６１１にはＮ極が発生する。つまり、修正パルスは、最後の駆動パルスであるｎ回目の駆動パルスと第１ヨーク６１１において同じ向きとなる磁界を発生させる。

この際、図１７に示すように、ｎ回目の駆動パルス、つまり、最後の駆動パルスによって、第１ヨーク６１１にはＮ極が発生するので、通常、ローター６２はＳ極が第１ヨーク６１１に発生したＮ極に引き寄せられた状態で停止している。そのため、第２コイル６４２に修正パルスが出力されても、ローター６２は回転しない。

一方、モーター１３を高速駆動させると、バラツキや外乱等によりローター６２が１ステップ分多く回転することがある。つまり、図１８に示すように、ｎ回目の駆動パルスが出力された後、ローター６２はＮ極が第１ヨーク６１１側に向いて停止することがある。
この場合、第２コイル６４２に修正パルスを出力すると、図１８に示すように、ローター６２のＳ極は第２ヨーク６１２のＮ極に引き寄せられる。また、ローター６２のＮ極は第１ヨーク６１１のＮ極と反発し、第３ヨーク６１３のＳ極に引き寄せられるので、最後の駆動パルスによって回転した方向と反対方向である右回りに１８０度回転し、図１８の修正パルス後の状態、つまり、ローター６２のＳ極が第１ヨーク６１１に対向する位置で停止する。つまり、ローター６２は、修正パルスによって停止位置が修正される。
このように、本実施形態では、一方のコイルに最後の駆動パルスを出力後、他方のコイルに修正パルスを出力することで、ローター６２が正しく回転している場合はその停止状態を維持し、ローター６２が１ステップ分多く回転した場合にのみ、ローター６２の停止位置を修正することができ、各指針５〜７を正確な位置に修正することができる。
なお、ローター６２を右回りに回転させた場合、つまり、最後の駆動パルスが第２コイル６４２に出力された場合、修正パルスは第１コイル６３２に出力される。

［実施形態の作用効果］
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、モーター駆動回路３０は、ローター６２の回転方向および回転量に応じた所定数の駆動パルスを第１コイル６３２または第２コイル６４２に出力し、第１コイル６３２または第２コイル６４２の一方のコイルに最後の駆動パルスを出力した後、他方のコイルに修正パルスを出力する。修正パルスは、修正パルスによって第１ヨーク６１１に発生する磁界の向き（第１ヨーク６１１の磁極）が、最後の駆動パルスによって第１ヨーク６１１に発生する磁界の向き（第１ヨーク６１１の磁極）と同じ向きとなるパルスである。
したがって、ローター６２が正常に動作した場合、ローター６２は、一方の磁極が最後の駆動パルスで第１ヨーク６１１に発生する磁極に引き寄せられた状態で停止しているため、修正パルスで第１ヨーク６１１に同じ磁極が発生しても回転せずに停止状態を維持できる。
一方、ローター６２が１ステップ多く回転した場合、ローター６２は、一方の磁極が最後の駆動パルスで第１ヨーク６１１に発生する磁極と反発する状態で停止している。このため、修正パルスによって、第１ヨーク６１１に同じ磁極を発生させ、第２，３ヨーク６１２，６１３に、最後の駆動パルスと異なる磁極を発生させることで、ローター６２を１ステップ分だけ逆回転させ、正常動作の終了時と同じ状態に戻すことができる。
このように、本実施形態のモーター駆動回路３０によれば、ローター６２が１ステップ分多く回転した場合にのみ、ローター６２の停止位置を修正することができる。そのため、バラツキや外乱の影響を受けにくくするために駆動パルスの幅を長くする必要がなく、モーター１３の早送り駆動を高速化することができる。

本実施形態では、モーター駆動回路３０は、最後の駆動パルスを出力した後、ローター６２が停止してから修正パルスを出力する。そのため、ローター６２の位置が安定した後で修正パルスを出力することで、ローター６２が誤った方向に回転することを抑制できる。

本実施形態では、ローター６２の回転停止を検出する停止検出手段は、モーター駆動回路３０および検出回路４０で構成したので、回転検出センサー等を用いる場合に比べて、簡易な構成で実現できる。すなわち、検出パルス出力回路としてモーター駆動回路３０を利用するため、検出回路４０を追加するだけで停止検出手段を構成でき、回路構成も簡易にでき、コストも低減できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、モーター駆動回路３０は、検出回路４０で検出された誘起電圧が閾値以下になった後、修正パルスを出力していたが、例えば、モーター駆動回路は、最後の駆動パルスを出力した後、第１時間経過後、第２時間経過前に修正パルスを出力するようにしてもよい。第１時間は、最後の駆動パルスが出力された後、ローターが停止するまでの平均時間等とすることができ、例えば、３０msec程度の時間が例示される。これにより、ローターの位置が安定した後に修正パルスを出力でき、ローターが誤った位置に回転することを防止できる。また、第２時間としては、例えば、１００msec程度の時間が例示される。第２時間以内に修正パルスを出力することで、ローターが停止してから修正パルスが出力されるまでの時間も所定時間以内に設定できる。ローターが停止してから、修正パルスで逆回転するまでの時間が長いと、指針の逆回転にユーザーが気がつく可能性が高まる。これに対し、最後の駆動パルス出力時から１００msec以内程度で修正パルスを出力すれば、ローターの停止時間が短いため、指針の逆回転を目立ちにくくでき、ユーザーが気がつく可能性も低減できる。これにより、ローターの早送り動作が終了し、ローターが逆回転して修正されるまでの動作を一連の動作とすることができ、ローターの回転に連動する指針の移動も目立たなくすることができる。
また、前記実施形態では、ローター６２が停止した後に、モーター駆動回路３０は修正パルスを出力していたが、モーター駆動回路は、最後の駆動パルスを出力後、ローター６２が停止する前に修正パルスを出力するようにしてもよい。ローター６２が停止していなくても、停止直前などのタイミングであれば、停止位置にほぼ近い位置で修正パルスを入力でき、ローター６２を正しい位置に修正することが可能なためである。

前記実施形態では、モーター駆動回路３０は、駆動パルスを出力した後、駆動パルスを出力したコイルブロックとは反対側のコイルブロックに補助パルスを出力していたが、例えば、駆動パルスのパルス幅をある程度確保できる場合等では、補助パルスは必ずしも出力しなくてもよい。ただし、補助パルスを出力するほうが、駆動パルスのパルス幅を短くでき、その分、駆動パルスの周波数を高めることができて、より高速な駆動が可能となる利点がある。

１…電子時計、５…秒針（指針）、６…分針（指針）、７…時針（指針）、１０…ムーブメント、１３…モーター（ステップモーター）、１４…輪列、２０…ＩＣ（半導体装置）、３０…モーター駆動回路、４０…検出回路、６１…ステーター、６１１…第１ヨーク、６１２…第２ヨーク、６１３…第３ヨーク、６２…ローター、６３…第１コイルブロック、６３１…第１コア、６３２…第１コイル、６４…第２コイルブロック、６４１…第２コア、６４２…第２コイル。

Claims (8)

1. 第１ヨーク、第２ヨークおよび第３ヨークを有するステーターと、ローターと、第１コイルブロックおよび第２コイルブロックと、を備えるステップモーターを駆動するモーター駆動回路であって、
   前記第１コイルブロックは、第１コイルを備え、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを磁気的に接続し、
   前記第２コイルブロックは、第２コイルを備え、前記第１ヨークおよび前記第３ヨークを磁気的に接続し、
   前記ローターの回転方向および回転量に応じた所定数の駆動パルスを前記第１コイルまたは前記第２コイルに出力し、
   前記所定数の駆動パルスにおける最後の駆動パルスを前記第１コイルまたは前記第２コイルの一方のコイルに出力した後、前記最後の駆動パルスが発生させる磁界の向きと前記第１ヨークにおいて同じ向きとなる磁界を発生させる修正パルスを他方のコイルに出力する
   ことを特徴とするモーター駆動回路。
2. 請求項１に記載のモーター駆動回路において、
   前記モーター駆動回路は、前記最後の駆動パルスの出力後、前記ローターが停止した後に前記修正パルスを出力する
   ことを特徴とするモーター駆動回路。
3. 請求項２に記載のモーター駆動回路において、
   前記ローターの停止を検出する停止検出手段を有し、
   前記モーター駆動回路は、前記停止検出手段の検出結果に基づいて前記修正パルスを出力する
   ことを特徴とするモーター駆動回路。
4. 請求項３に記載のモーター駆動回路において、
   前記停止検出手段は、
   前記最後の駆動パルスの出力後、前記第１コイルまたは前記第２コイルに検出パルスを出力する検出パルス出力回路と、
   前記検出パルスにより発生する検出信号に基づいて前記ローターが停止したことを検出する検出回路とを有し、
   前記モーター駆動回路は、前記検出回路で検出された前記検出信号の電圧が閾値以下であることを検出した時に、前記修正パルスを出力する
   ことを特徴とするモーター駆動回路。
5. 請求項１に記載のモーター駆動回路において、
   前記モーター駆動回路は、前記最後の駆動パルスを出力した後、第１時間経過後、第２時間経過前に前記修正パルスを出力する
   ことを特徴とするモーター駆動回路。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモーター駆動回路を有する
   ことを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモーター駆動回路と、
   前記ステップモーターと、
   前記ステップモーターにより駆動される輪列と、を有する
   ことを特徴とするムーブメント。
8. 請求項７に記載のムーブメントと、
   前記ムーブメントで駆動される指針と、を有する
   ことを特徴とする電子時計。

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