JP2001116862A - 電子時計およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力消費の少ない電子時計を提供する。 【解決手段】 駆動手段２０が時刻表示手段３０中の駆
動コイル３５に通電しステッピングモータ３２を駆動す
る。またその直後に駆動コイル３５へ発生する誘起電流
を回収手段４０が蓄電し、再度駆動手段２０に戻すこと
で電子時計全体の消費電力を低減する電子時計およびそ
の制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁式ステッピング
モータを有する電子時計であり、とくにステッピングモ
ータの駆動後に駆動コイルに誘起される電力を再利用す
ることで電子時計の消費電力を低減することを特徴とす
る電子時計の構成および制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、指針によって時刻を表示するアナ
ログ式の電子時計は、電池のもつ電気エネルギを指針の
回転という機械エネルギへ変換するため、電磁変換式の
ステッピングモータを用いるのが普通である。電子時計
用のステッピングモータは、図２に示すように、軟磁性
材料からなるステータ３３と、２極の永久磁石を有する
ロータ３４と、駆動コイル３５とで構成する。これにつ
いてはすでに実用化されているので詳細な説明はしない
が、駆動コイル３５に所定の電流が通電されると磁界が
発生し、ステータ３３を介してロータ３４に磁界が伝達
されることでロータ３４には磁気的反発による回転トル
クが発生する。また、図示はしないが、ロータ３４は歯
車を同軸に有しており、これにより回転トルクを輪列お
よび時刻表示指針へと伝達する。

【０００３】このようなステッピングモータにおいて
は、駆動コイル３５へ通電を行った後には、ロータ３４
がもつ運動エネルギや駆動コイル３５に蓄えられた誘導
エネルギなどが残ることが知られており、このエネルギ
を再び利用するという試みがなされていた。このような
電子時計の構成例は、たとえば特開昭５３−３２７６７
公報に開示されている。

【０００４】またこの従来の例は、図２にあるようなス
テッピングモータに加えて、図６に示すような充放電回
路を有している。この例においては、トランスミッショ
ンゲートであるスイッチ１１〜１４とダイオード１５と
コンデンサ１６〜１７とで充放電回路を構成している。
なお図６中にあるドライバ２３は駆動コイル３５へ通電
を行うスイッチング回路である。

【０００５】この充放電回路においては、ステッピング
モータの駆動後に駆動コイル３５に誘起電流が発生した
際、その誘起電流が第２のコイル端子Ｓ３２から第１の
コイル端子Ｓ３１へ流れる方向である間は、スイッチ１
１とスイッチ１３をオンすることでコンデンサ１７へ誘
起電流を蓄電し、それとは逆の誘起電流が流れる間はス
イッチ１１とスイッチ１２がオンすることでコンデンサ
１６へ蓄電を行うよう動作する。さらに前述の蓄電が終
了すれば、スイッチ１１をオフした後、スイッチ１４を
オンすることで、コンデンサ１６〜１７に蓄電した電荷
をダイオード１５を通じて電池等の電源（図示せず）へ
再び戻すというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この従来例では、誘起
電流の向きの計測やその計測結果を各スイッチの動作に
反映するための具体的な方法が開示されていないが、ス
テッピングモータの駆動後には、少なくともすでに電荷
の蓄えられたコンデンサが接続するため、ロータの回転
状態によっては逆にコンデンサ側から駆動コイル側へ電
流が放電されることとなる。したがって電気的な影響だ
けでなくロータの運動にも影響が現れるため、誘起電流
を効率良く発生させることや、誘起電流を蓄電すること
ができなかった。

【０００７】さらに現在のステッピングモータで実用化
されているロータの回転判定には、この誘起電流そのも
のを直接を利用しているものが大半である。これは所定
の波形パターンが得られたかどうかを計測することで回
転判定を行うというものである。このため、駆動コイル
にコンデンサ等を接続してしまうと従来とは異なった電
流波形になってしまう等の理由から、回転判定と誘起電
流の蓄電との両方を平行して行うことはできなかった。

【０００８】［発明の目的］そこで本発明は上記の問題
点を改善し、ステッピングモータの駆動後に得られる誘
起電流を確実に蓄電（回収）し再利用することで電子時
計全体の電力効率を向上しつつ、この回収動作とロータ
の回転判定を平行して行える電子時計を提供するもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電子時計は、駆
動コイルへ通電することでロータが回転運動するステッ
ピングモータおよび減速輪列と時刻表示指針と文字板と
からなり前記ロータの回転により時刻表示を行う時刻表
示手段と、前記ステッピングモータを駆動するための駆
動波形を生成し前記駆動コイルに通電する駆動手段と、
前記駆動手段へ電力を供給する電源手段と、前記駆動コ
イルに発生する電力を蓄電可能な回収手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明の電子時計には、ステッピングモー
タの他に、駆動コイルに発生する誘起電流を蓄える回収
手段を備えている。さらに駆動コイルに発生する誘起電
流の状態を計測する電流計測手段があるため、最も適切
なタイミングで回収手段の動作を制御することが可能と
なっている。また回収手段が誘起電流を蓄電するのに要
する時間を計測する時間計測手段もあり、この計測結果
をもとにロータの回転判定をすることが可能となってい
る。

【００１１】［作用］このため従来困難であった、ステ
ッピングモータの駆動後に存在するエネルギを確実かつ
最大効率で再利用し、そのうえロータの回転判定も平行
して行うことが可能となるため、電子時計の低消費電力
化と安定駆動とを同時に実現することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子時計を実施す
るための最適な形態の電子時計を図面を用いて説明す
る。図１は本実施の形態の電子時計の全体構成を説明す
るための回路ブロック図である。図２は時刻表示手段の
一部であるステッピングモータの構成を説明するための
平面図である。図３は回収手段とその周辺回路の構成を
説明するための回路図である。図４は駆動手段の一部で
ある波形生成手段の構成を説明するための回路図であ
る。図５は本実施の形態の動作説明をするための各部の
信号波形を示す波形図である。

【００１３】［本実施の形態の構成説明：図１、図２］
図１および図２を用いて、本発明の実施の形態における
電子時計の構成の全体構成について説明する。

【００１４】本発明の実施の形態の電子時計は、電源手
段１０と、駆動手段２０と、時刻表示手段３０と、回収
手段４０とで構成している。

【００１５】時刻表示手段３０は、図２に示すような、
駆動コイル３５とステータ３３とロータ３４とからなる
ステッピングモータ３２と、図示しない減速輪列と時刻
表示用の指針および文字板などで構成した、電子時計に
おいては一般的な時刻表示用機構部分である。ステッピ
ングモータ３２は前述の従来例と同じ構成のものであ
る。

【００１６】なお、ステッピングモータ３２についての
詳細な説明は省略するが、本発明の実施の形態では駆動
コイル３５へｉの向き（図２参照）に電流が流れたとき
にはφの向きに磁束が発生するように構成してあるとす
る。また、ロータ３４は磁石のＮ極がθ１またはθ２の
位置に安定するように磁気的に構成され、ロータ３４が
θ１に安定しているときにφの向きに磁束を発生させる
とロータ３４がθ２の位置へ１ステップ分回転するよう
になっている。

【００１７】また図１にあるように、駆動手段２０は、
定電圧電源手段２１と波形生成手段２２とドライバ２３
とで構成している。駆動手段２０はＣＭＯＳ回路で構成
される電子回路である。

【００１８】定電圧電源手段２１は、入力電圧を所定の
定電圧に変換して出力するレギュレータ回路であり、電
源手段１０の端子電圧を０．８Ｖにして出力するとい
う、電子時計では一般的なものである。また、波形生成
手段２２も一般的な電子時計と同様の、水晶の発振周波
数を所定の周波数まで分周し、さらにその分周信号をス
テッピングモータ３２や後述の回収手段４０の駆動に必
要な波形に変形する回路である。ドライバ２３は、波形
生成手段２２が生成した波形に応じてステッピングモー
タ３２の駆動コイル３５に通電するためのスイッチング
回路である。駆動コイル３５の両端にはドライバ２３の
出力端子である第１のコイル端子Ｓ３１および第２のコ
イル端子Ｓ３２が接続している。

【００１９】波形生成手段２２は、ドライバ２３がスイ
ッチング動作可能なように、第１の駆動スイッチ信号Ｓ
４１〜第４の駆動スイッチ信号Ｓ４４をドライバ２３に
接続している。これらの信号波形の形状については後述
する。

【００２０】回収手段４０は、駆動コイル３５に誘起す
る電流を蓄電する役割をもつ。駆動手段２０には、回収
手段４０の蓄えた電力を出力可能なように回収出力Ｓ２
２が接続している。ただし、本発明の実施の形態では簡
略例として回収出力Ｓ２２には定電圧出力Ｓ２１が直接
接続しているとする。なお、回収手段４０内部の詳細構
成については後で詳細に説明する。

【００２１】電源手段１０は端子電圧が１．５Ｖの酸化
銀電池（１次電池）である。駆動手段２０および回収手
段４０は電源手段１０に並列に接続しており、それぞれ
の動作に必要な電力が得られるようになっている。

【００２２】また駆動手段２０は、リセット信号Ｓ０の
否定信号と駆動マスクＳ２の否定信号と第１の回収スイ
ッチ信号Ｓ４５と第２の回収スイッチ信号Ｓ４６とを回
収手段４０に出力している。逆に回収手段４０は、第１
の検流信号Ｓ６５と第２の検流信号Ｓ６６とを駆動手段
２０に出力している。なお、これらの信号波形の形状に
ついても後述する。

【００２３】［回収手段の構成説明：図３］つぎに図３
を用いて、本発明の実施の形態における回収手段とその
周辺の構成について説明する。

【００２４】駆動手段２０の中のドライバ２３は、第１
の駆動スイッチ４１と第２の駆動スイッチ４２と第３の
駆動スイッチ４３と第４の駆動スイッチ４４とで構成す
る。また、回収手段４０は、第１のコンデンサ５１と第
２のコンデンサ５２と第１の回収スイッチ４５と第２の
回収スイッチ４６と第３の回収スイッチ４７と第４の回
収スイッチ４８と第１の昇圧スイッチ５３と第２の昇圧
スイッチ５４と第３の昇圧スイッチ５５と第１の放電ス
イッチ５６と第２の放電スイッチ５７とで構成する。ま
た、回収手段４０の一部である電流計測手段は、第１の
検流スイッチ６１と第２の検流スイッチ６２と第１の検
流抵抗６３と第２の検流抵抗６４と、図３には図示しな
い第１の検流器６５と第２の検流器６６とで構成する。
なお、第１の検流器６５と第２の検流器６６とについて
は、後述する波形生成手段２２の構成説明の部分であわ
せて説明する。

【００２５】回収手段４０の中の回収スイッチと昇圧ス
イッチと放電スイッチのそれぞれはすべてＭＯＳＦＥＴ
で構成している。とくに第１の駆動スイッチ４１と第２
の駆動スイッチ４２と第１の検流スイッチ６１と第２の
検流スイッチ６２と第１の検流抵抗６３と第２の検流抵
抗６４と第１の昇圧スイッチ５３と第１の放電スイッチ
５６とはＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、第３の駆動
スイッチ４３と第４の駆動スイッチ４４と第２の昇圧ス
イッチ５４と第３の昇圧スイッチ５５と第２の放電スイ
ッチ５７とはＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。

【００２６】第１の駆動スイッチ４１と第３の駆動スイ
ッチ４３とは直列に接続してあり、この接続点が第１の
コイル端子Ｓ３１となっている。さらに第１の駆動スイ
ッチ４１の他端は接地し、第２の駆動スイッチ４２の他
端は電源手段１０の負極（図３ではＳ１０として表記）
に接続してある。同様に第２の駆動スイッチ４２と第４
の駆動スイッチ４４とは直列に接続してあり、この接続
点が第２のコイル端子Ｓ３２となっている。さらに同様
に第２の駆動スイッチ４２の他端は接地し、第４の駆動
スイッチ４４の他端は電源手段の負極に接続してある。
また各駆動スイッチのスイッチング動作のため、各駆動
スイッチのゲート端子には、第１の駆動スイッチ信号Ｓ
４１〜第４の駆動スイッチ信号Ｓ４４がそれぞれ接続し
ている。

【００２７】第１のコンデンサ５１および第２のコンデ
ンサ５２はともに０．１μＦの容量のコンデンサであ
る。第１のコンデンサ５１の正極は接地してあり、第２
のコンデンサ５２の正極は第１の昇圧スイッチ５３を介
して接地してある。さらに第１のコンデンサ５１の負極
と第２のコンデンサ５２の正極間には第２の昇圧スイッ
チ５４が挿入してある。また第３の昇圧スイッチ５５は
回収手段４０の出力である回収出力Ｓ２２と第２のコン
デンサ５２の負極との間に挿入してある。

【００２８】第１の昇圧スイッチ５３と第２の昇圧スイ
ッチ５４と第３の昇圧スイッチ５５のゲート端子には共
に駆動マスクＳ２の否定信号が接続している。

【００２９】そして第１のコンデンサ５１には第１の放
電スイッチ５６が並列に接続し、同様に第２のコンデン
サ５２の負極は第２の放電スイッチ５７を介して接地可
能なようになっている。第１の放電スイッチ５６および
第２の放電スイッチ５７のゲート端子にはリセット信号
Ｓ０の否定信号が接続している。

【００３０】一方各回収スイッチはトランスミッション
ゲートで構成している。トランスミッションゲートは、
スイッチ本体をＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥ
Ｔを並列に接続することで構成した、一般的なスイッチ
ング回路である（内部構成についての詳細な説明は省
略）。第１の回収スイッチ４５は第１のコイル端子Ｓ３
１と第２のコンデンサ５２の負極間に挿入してあり、第
２の回収スイッチ４６は第２のコイル端子Ｓ３２と第２
のコンデンサ５２の負極間に挿入してあり、第３の回収
スイッチ４７は第１のコイル端子Ｓ３１と第１のコンデ
ンサ５１の負極間に挿入してあり、第４の回収スイッチ
４８は第２のコイル端子Ｓ３２と第１のコンデンサ５１
の負極間に挿入してある。なお各回収スイッチのスイッ
チング動作のため、第１の回収スイッチ４５と第３の回
収スイッチ４７には第１の回収スイッチ信号Ｓ４５が接
続し、第２の回収スイッチ４６と第４の回収スイッチに
は第２の回収スイッチ信号Ｓ４６とが接続している。

【００３１】第１の検流スイッチ６１と第２の検流スイ
ッチ６２と第１の検流抵抗６３と第２の検流抵抗６４は
すべてＰチャンネルＦＥＴである。第１の検流抵抗６３
と第１の検流スイッチ６１とは直列に接続しており、そ
の接続点を第１の検流端子Ｓ６３としてある。第１の検
流抵抗６３の他端は第１のコイル端子Ｓ３１と接続し、
第１の検流スイッチ６１の他端は接地している。同じよ
うに、第２の検流抵抗６４と第２の検流スイッチ６２も
直列に接続しており、その接続点を第２の検流端子Ｓ６
４としてある。第２の検流抵抗６４の他端は第２のコイ
ル端子Ｓ３２と接続し、第２の検流スイッチ６２の他端
は接地している。

【００３２】なお、それぞれ検流スイッチおよび検流抵
抗のスイッチング動作のため、第１の検流スイッチ６１
のゲート端子には第１の検流スイッチ信号Ｓ６１が接続
し、第２の検流スイッチ６２のゲート端子には第２の検
流スイッチ信号Ｓ６２が接続している。ここでは、ＦＥ
Ｔである各検流スイッチのオン抵抗は、１００Ω程度で
あるとする。

【００３３】また第１の検流抵抗６３のゲート端子にも
第１の検流スイッチ信号Ｓ６１が接続し、第２の検流抵
抗６４のゲート端子にも第２の検流スイッチ信号Ｓ６２
が接続している。ここではＦＥＴである各検流抵抗のオ
ン抵抗は、１００Ω程度であるとする。

【００３４】［波形生成手段の構成説明：図４］つぎに
図４を用いて、本発明の実施の形態における波形生成手
段２２とその周辺の構成について説明する。

【００３５】波形生成手段２２は、基本波形生成手段８
１と第１のフリップフロップ８２と第１のアンドゲート
８３と第２のアンドゲート８４と第３のアンドゲート８
５と第４のアンドゲート８６と第１のインバータ８５Ｂ
と第２のインバータ８６Ｂと第１のオアゲート８７と第
２のオアゲート８８と第３のインバータ８９と第１のナ
ンドゲート９０と第２のフリップフロップ９１と第５の
アンドゲート９２と第６のアンドゲート９３と第７のア
ンドゲート９５と第８のアンドゲート９６と第９のアン
ドゲート９７と第３のオアゲート９８と第３のフリップ
フロップ９９と第１０のアンドゲート１０１とカウンタ
１０２と第１のノアゲート１０３とで構成している。な
おフリップフロップとインバータを除く論理ゲートは、
とくに指定しない限り２入力である。

【００３６】さらに、説明の都合上、図３には回収手段
４０における電流計測手段の一部である、第１の検流器
６５と第２の検流器６６とが図示してある。第１の検流
器６５および第２の検流器６６はコンパレータ回路であ
り、第１の検流器６５の非反転入力端子には第１の検流
端子Ｓ６３が接続し、反転入力端子には第１のコイル端
子Ｓ３１が接続している。また第２の検流器６６の非反
転入力端子には第２の検流端子Ｓ６４が接続し、反転入
力端子には第２のコイル端子Ｓ３２が接続している。

【００３７】第１の検流器６５および第２の検流器６６
の出力は、それぞれ第１の検流信号Ｓ６５と第２の検流
信号Ｓ６６として駆動手段２０の中の波形生成手段２２
へ送られている。

【００３８】また各検流器はイネーブル端子を備えてお
り、後述する検流期間信号Ｓ７が接続している。各検流
器はイネーブル信号がハイレベルの時のみ動作し、ロウ
レベルのときは電源が投入されずに非動作状態となる。
なお、各検流器が非動作のときは出力はロウレベルにプ
ルダウンされるようになっている。

【００３９】さらに基本波形生成手段８１は、一般的な
電子時計と同様に水晶振動子の発振波形を分周した後、
ステッピングモータ３２の駆動や回収手段４０の動作に
必要な基本波形に変形する部分である。

【００４０】基本波形生成手段８１は、リセット信号Ｓ
０と駆動信号Ｓ１と駆動マスクＳ２と回収許可信号Ｓ３
とクロックＳ４とを出力する。またリセット信号Ｓ０と
駆動マスクＳ２の各否定信号も出力する。

【００４１】駆動信号Ｓ１は、全体の周期は１秒のパル
ス列であり、４ミリ秒間ハイレベルとなった後に２０ミ
リ秒間ロウレベルとなり再び８ミリ秒間ハイレベルとな
る波形である。

【００４２】リセット信号Ｓ０は、ハイレベルとなる時
間が０．５ミリ秒で周期が１秒の波形である。リセット
信号Ｓ０の立ち上がりは駆動信号Ｓ１の先頭のパルスの
立ち上がりに同期するようにしている。

【００４３】駆動マスクＳ２は、周期が１秒で、ハイレ
ベルの時間が３２ミリ秒の波形である。駆動マスクＳ２
の立ち上がりは駆動信号Ｓ１の先頭パルスの立ち上がり
と同時刻である。これは駆動信号Ｓ１の一組のパルス列
を覆う信号である。

【００４４】回収許可信号Ｓ３は、周期が１秒で、ハイ
レベルの時間１６ミリ秒の波形である。回収許可信号Ｓ
３は、駆動信号Ｓ１の先頭波形の立ち上がりから５ミリ
秒経過した後に回収許可信号Ｓ３が立ち上がるように設
定してある。

【００４５】クロックＳ４は周波数が１６ＫＨｚの矩形
波である。なお駆動信号Ｓ１の立ち上がりタイミング
は、クロックＳ４の立ち下がりタイミングに同期してい
る。

【００４６】第１のフリップフロップ８２は、トグルフ
リップフロップであり、駆動マスクＳ２の立ち下がりの
タイミングで出力データを反転させるように動作するよ
うになっている。第１のフリップフロップの出力は駆動
位相信号Ｓ５としている。なお、第１のフリップフロッ
プ８２は否定出力付きである。

【００４７】第１のアンドゲート８３は３入力のアンド
ゲートであり、駆動位相信号Ｓ５と駆動信号Ｓ１と後述
する駆動許可信号Ｓ９との論理積を第３の駆動スイッチ
信号Ｓ４３として出力する。また、第２のアンドゲート
８４も３入力のアンドゲートであり、駆動位相信号Ｓ５
の否定信号と駆動信号Ｓ１と後述するカウント信号Ｓ９
との論理積を第４の駆動スイッチ信号Ｓ４４として出力
する。

【００４８】第３のアンドゲート８５は、駆動位相信号
Ｓ５と後述する検流期間信号Ｓ７との論理積を出力す
る。さらにこの否定信号である第１の検流スイッチ信号
Ｓ６１は第１のインバータ８５Ｂに入力することで得て
いる。また、第４のアンドゲート８６は駆動位相信号Ｓ
５の否定信号と検流期間信号Ｓ７との論理積を出力す
る。さらにこの否定信号である第２の検流スイッチ信号
Ｓ６２は第２のインバータ８６Ｂに入力することで得て
いる。

【００４９】３入力を有する第１のオアゲート８７は、
第３のアンドゲート８５の出力と第３の駆動信号Ｓ４３
と第２の回収スイッチ信号Ｓ４６（後述）との論理和
を、第１の駆動スイッチ信号Ｓ４１として出力する。ま
た同様に３入力の第２のオアゲート８８は第４のアンド
ゲート８６の出力と第４の駆動信号Ｓ４４と第１の回収
スイッチ信号Ｓ４５（後述）との論理和を、第２の駆動
スイッチ信号Ｓ４２として出力する。

【００５０】第３のインバータ８９は、後述する回収期
間信号Ｓ６を入力することにより、回収期間信号Ｓ６の
否定信号を出力する。

【００５１】第１のナンドゲート９０は回収許可信号Ｓ
３と第３のインバータ８９の出力との論理積の否定信号
を出力し、第２のフリップフロップ９１へ入力してい
る。第２のフリップフロップ９１もトグルフリップフロ
ップであり、第１のナンドゲート９０の出力の立ち下が
りで出力データを反転する。第２のフリップフロップ９
１の出力が検流期間信号Ｓ７となっている。第２のフリ
ップフロップ９１はリセット端子を有しており、ここに
はリセット信号Ｓ０が接続している。

【００５２】第７のアンドゲート９５はクロックＳ４と
検流期間信号Ｓ７との論理積を出力し第３のフリップフ
ロップへ入力している。第３のフリップフロップ９９
は、リセット付きのデータタイプフリップフロップであ
る。

【００５３】第８のアンドゲート９６および第９のアン
ドゲート９７は、ともに３入力のアンドゲートであり、
第８のアンドゲート９６は駆動位相信号Ｓ５と回収許可
信号Ｓ３と後述する第１の検流信号Ｓ６５との論理積を
出力する。第９のアンドゲート９７は駆動位相信号Ｓ５
の否定信号と回収許可信号Ｓ３と後述する第２の検流信
号Ｓ６６との論理積を出力する。

【００５４】そして第３のオアゲート９８は、第８のア
ンドゲート９６と第９のアンドゲート９７との出力の論
理和を出力し、第３のフリップフロップ９９のデータ端
子へ入力する。第３のフリップフロップ９９のリセット
端子へは、リセット信号Ｓ０が接続している。なお、第
３のフリップフロップ９９の出力が回収期間信号Ｓ６と
なっている。

【００５５】第５のアンドゲート９２は、回収許可信号
Ｓ３と回収期間信号Ｓ６と駆動位相信号Ｓ５との論理積
を第２の回収スイッチ信号Ｓ４６として出力する。第６
のアンドゲート９３は、回収許可信号Ｓ３と回収期間信
号Ｓ６と駆動位相信号Ｓ５の否定信号との論理積を、第
１の回収スイッチ信号Ｓ４５として出力する。

【００５６】第１０のアンドゲート１０１はクロックＳ
４と回収期間信号Ｓ６と後述する時間計測許可信号Ｓ８
との論理積を出力し、カウンタ１０２に入力する。

【００５７】カウンタ１０２はリセット付きトグルフリ
ップフロップを６個直列に並べたカウンタ回路である。
ここでは、説明の都合上、カウンタ１０２の内部は初段
から順にカウンタ１段目１０２Ａ、カウンタ２段目１０
２Ｂ・・・カウンタ６段目１０２Ｆであるとしておく。
また最終段のカウンタ６段目１０２Ｆは否定出力があ
り、これを時間計測許可信号Ｓ８としている。またカウ
ンタ１０２の共通リセット端子にはリセット信号Ｓ０が
接続している。

【００５８】４入力のノアゲートである第１のノアゲー
ト１０３には、カウンタ１０２の１段目１０２Ａ〜５段
目１０２Ｅの出力信号が接続しており、この４つの信号
の論理和の否定信号を出力している。第１のノアゲート
１０３の出力は駆動許可信号Ｓ９となっている。なお第
１０のアンドゲート１０１とカウンタ１０２と第１のノ
アゲート１０３とが時間計測手段１００に相当してい
る。以上のようにして本発明の実施の形態の波形生成手
段２２およびその周辺を構成する。

【００５９】［本発明の実施の形態の動作説明：図１〜
図５］つぎに、図１から図５を用いて本発明の実施の形
態の電子時計の動作説明を行なう。図５には主に波形生
成手段２２における信号波形を示してあるが、説明の都
合上駆動コイル３５に流れる電流波形をｉとして示して
ある。なおここでは説明を簡単にするため、各信号にお
いてとくに動作に関係のあるタイミングでの説明だけ行
うこととする。

【００６０】電源手段１０から電源が投入されれば波形
生成手段２２は動作を開始し、各出力信号には所定の波
形が出力される。ここでは説明の都合上、第１のフリッ
プフロップ８２の保持データはセットされ、駆動位相信
号Ｓ５はハイレベルになっているものとする。

【００６１】はじめに、駆動手段２０が時刻表示手段３
０のステッピングモータ３２を駆動した結果、ロータ３
４が正しく回転する場合について説明する。

【００６２】（駆動動作）まず駆動信号Ｓ１のパルス列
が１秒周期で発生する。まず先頭のパルスが４ミリ秒間
ハイレベルとなり、同時にリセット信号Ｓ０および駆動
マスクＳ２もハイレベルとなる。とくに、この４ミリ秒
の間にはステッピングモータ３２に通電されるのでその
説明を行う。

【００６３】リセット信号Ｓ０は０．５ミリ秒間ハイレ
ベルとなるので、これに同期して第２のフリップフロッ
プ９１と第３のフリップフロップ９９の各保持データは
すべてリセットされ、同様にカウンタ１０２のデータも
リセットされる。カウンタ１０２のデータがリセットさ
れると、第１のノアゲート１０３の入力はすべてロウレ
ベルとなるため駆動許可信号Ｓ９はハイレベルとなる。

【００６４】このときは駆動マスクＳ２がハイレベルで
あるため、第１の昇圧スイッチ５３もオン状態となる。
また第１の放電スイッチ５６および第２の放電スイッチ
５７はリセット信号Ｓ０がハイレベルの期間だけオン状
態となるので、第１のコンデンサ５１と第２のコンデン
サ５２は両端が短絡した状態となり、両コンデンサは空
の状態に初期化される。

【００６５】一方、駆動位相信号Ｓ５はハイレベルであ
り、駆動許可信号Ｓ９とはハイレベルとなるので第１の
アンドゲート８３は駆動信号Ｓ１をそのまま第３の駆動
スイッチ信号Ｓ４３として出力する。同様に第１のオア
ゲート８７も駆動信号Ｓ１をそのまま第１の駆動スイッ
チ信号Ｓ４１として出力する。逆にこの間は第２のアン
ドゲート８４はロウレベル出力であり、また第３のフリ
ップフロップ９９の出力である回収期間信号Ｓ６はロウ
レベルであるため、第１の回収スイッチ信号Ｓ４５およ
び第２の回収スイッチ信号Ｓ４６はロウレベルとなる。
このため第２の駆動スイッチ信号Ｓ４２および第４の駆
動スイッチ信号Ｓ４４はロウレベルのままとなる。

【００６６】すると第１の駆動スイッチ信号Ｓ４１〜第
４の駆動スイッチＳ４４を受け、ドライバ２３中の第１
の駆動スイッチ４１はオフとなり、かつ第３の駆動スイ
ッチ４３はオンとなる。また、第２の駆動スイッチ４２
はオンのままであるため、駆動コイル３５は電源手段１
０に接続され、第２のコイル端子Ｓ３２から第１のコイ
ル端子Ｓ３１の方向に電流が流れる。これによりステッ
ピングモータ３２のステータ３３内にはφの方向に磁束
が発生しロータ３４に回転トルクが発生する。

【００６７】そしてこの後、駆動信号Ｓ１がロウレベル
へと変化すると、第１のアンドゲート８３の出力はロウ
レベルとなるため第１の駆動スイッチ４１はオンとな
り、第３の駆動スイッチ４３はオフとなる。第２の駆動
スイッチ４２はオンのままである。よって駆動コイル３
５の両端は接地され、電源手段１０から駆動コイル３５
への通電は停止する。

【００６８】（検出動作）しかしこの１ミリ秒後に回収
許可信号Ｓ３がハイレベルとなる。すると回収期間信号
Ｓ６はロウレベルのままであるので第１のナンドゲート
９０の入力はともにハイレベルとなり検流期間信号Ｓ７
はロウレベルへ変化する。すると、第３のアンドゲート
８５はハイレベルを出力するので、第１の駆動信号Ｓ４
１は再びハイレベルとなり、かつ第１の検流スイッチ信
号Ｓ６１はロウレベルへ変化する。この結果、第１の検
流スイッチ６１はオンとなり、第１の駆動スイッチ４１
はオフとなる。ただし回収期間信号Ｓ６はロウレベルの
ままなので第２の回収スイッチ信号Ｓ４６はロウレベル
のままである。

【００６９】また検流期間信号Ｓ７を受け、第１の検流
器６５および第２の検流器６６はアクティブとなり、第
１の検流器６５の計測動作が開始する（ここでは第２の
検流器６６の出力は動作に影響しない）。なお、各検流
器が非アクティブの間は各検流器の出力信号はプルダウ
ンされロウレベルとなるようにしてあるが図５にはそれ
を破線で示した。さらに、第７のアンドゲート９５はク
ロックＳ４をそのまま第３のフリップフロップ９９へ出
力する。このとき駆動位相信号Ｓ５はハイレベルである
ので、第３のフリップフロップ９９には第８のアンドゲ
ート９６を介して第１の検流信号Ｓ６５がデータとして
入力される。クロックＳ４は１６ＫＨｚであるので、第
３のフリップフロップは６１マイクロ秒毎に第１の検流
信号Ｓ６５を取り込み回収期間信号Ｓ６に反映させるよ
うに動作する。

【００７０】さて、ステッピングモータ３２への駆動後
は、駆動電流によって、駆動コイル３５に蓄えられた磁
気的エネルギとロータ３４の回転により発電がおき、駆
動コイル３５には電源手段１０から通電されなくとも誘
起起電力が発生する。

【００７１】図５で図示しているように、回収許可信号
Ｓ３がハイレベルとなった直後は、駆動コイル３５に発
生している誘起電流の向きは、電源手段１０がステッピ
ングモータ３２へ駆動電流を通電した向きに対して逆方
向となっている。このときは第１の検流抵抗６３での電
圧降下により第１のコイル端子Ｓ３１の端子電位は接地
電位すなわち第１の検流端子Ｓ６３よりも低いので、そ
の間第１の検流信号Ｓ６５はロウレベルである。

【００７２】（回収動作）駆動コイル３５に発生する誘
起電圧は振動的であるために、やがて駆動コイル３５に
発生する誘起電流が上記とは逆向き、すなわち電源手段
１０がステッピングモータ３２へ駆動電流を通電した向
きと同じ方向へ変化しようとする。誘起電流の極性が変
化すると第１の検流端子Ｓ６３と第１のコイル端子Ｓ３
１の電位の大小関係は反転するので第１の検流信号Ｓ６
５はハイレベルへと変化する。

【００７３】すると第３のフリップフロップ９９は第８
のアンドゲート９６および第３のオアゲート９８により
伝達された第１の検流信号Ｓ６５を取り込み、回収期間
信号Ｓ６はハイレベルへと変化する。この取り込み動作
はクロックＳ４の立ち下がりに同期して行われるため、
ここでの遅れは最大でも６１マイクロ秒である。

【００７４】回収期間信号Ｓ６がハイレベルである間は
回収手段４０により駆動コイル３５に生じた誘起電流の
回収動作が行われる。駆動位相信号Ｓ５はハイレベルで
あるので、第２の回収スイッチ信号Ｓ４６が第５のアン
ドゲート９２によりハイレベルへ変化し第２の回収スイ
ッチ４６および第４の回収スイッチ４８はオンとなる。
また第２の駆動スイッチ信号Ｓ４２は、第２のオアゲー
ト８８によりハイレベルとなり第２の駆動スイッチ４２
はオフとなる。

【００７５】この状態では第２のコンデンサ５２の正極
は接地されるとともに、第２のコイル端子Ｓ３２は２つ
のコンデンサの負極に接続される。この結果、第１のコ
ンデンサ５１と第２のコンデンサ５２と駆動コイル３５
は並列接続され、かつ駆動コイル３５に誘起した電流は
コンデンサの両方へ蓄電される。

【００７６】またその直前までカウンタ１０２はリセッ
トされた状態であるため、時間計測許可信号Ｓ８はハイ
レベルを出力しているが、回収期間信号Ｓ６がハイレベ
ルとなると第１０のアンドゲート１０１はクロックＳ４
をそのまま出力するため、カウンタ１０２はカウントア
ップ動作を開始する。

【００７７】やがて第１および第２のコンデンサへの蓄
電量が最大となると蓄電電流は零となるが、今度はコン
デンサへ蓄えた電荷が再び駆動コイル３５へ逆流しよう
とする。すると、第１の検流端子Ｓ６１と第１のコイル
端子Ｓ３１間の電位差は再度逆転するので、第１の検流
信号Ｓ６５はハイレベルからロウレベルと変化する。

【００７８】このときは前述と同じように、第３のフリ
ップフロップ９９は第１の検流信号Ｓ６５をクロック４
の立ち下がりに同期して取り込むので、回収期間信号Ｓ
６もロウレベルへと変化する。ここでの応答遅れも最大
で６１マイクロ秒である。

【００７９】回収期間信号Ｓ６がロウレベルとなると第
１の回収スイッチ５７や第１の昇圧スイッチはオフとな
る。また回収期間信号Ｓ６がロウレベルとなると、第１
のナンドゲート９０の出力はロウレベルとなるため検流
期間信号Ｓ７はハイレベルからロウレベルに変化する。
すなわち検流期間信号Ｓ７は、回収許可信号Ｓ３の立ち
上がりから回収期間信号Ｓ６の立ち下がりまでの間ハイ
レベルとなる。検流期間信号Ｓ７がロウレベルとなる
と、第１の検流スイッチ６１と第１の検流抵抗６３と第
３の駆動スイッチ４３はオフし、第１の駆動スイッチ４
１はオンとなる。さらに第１の検流器６５も非動作とな
り、駆動コイル３５に発生する電流を計測する動作はす
べて終了する。

【００８０】なお前述のように、誘起電流の蓄電におい
てステッピングモータ３２を駆動するときと同方向の誘
起電流をコンデンサへ蓄電する設定にすれば、ロータ３
４の回転速度と回転角との関係が駆動コイル３５に最も
誘起起電力（電圧）をもたらすことができ、その結果と
してコンデンサには最も大きなエネルギを得ることが可
能となっている（駆動コイル３５に発生する誘起起電力
の位相は、駆動コイル３５のインダクタンス成分の影響
があるため、誘起電流の位相とは異なる）。

【００８１】（回転判定動作）一方、回収期間信号Ｓ６
がロウレベルになると、第１０のアンドゲート１０１に
よってカウンタ１０２に送られるクロックＳ４も停止す
る。

【００８２】ここで時間計測手段１００に関する説明を
付け加えると、仮にあるクロック信号がカウンタ１０２
に連続して入力したとすると、そのクロック信号の立ち
下がり波形が３２回入力されるまでの間は、カウンタの
１段目から５段目の出力のうち少なくとも１つはハイレ
ベルとなる。クロックＳ４は１６ＫＨｚであるので、カ
ウンタ１０２に立ち下がり波形が最初に入力してから２
ミリ秒（＝３２／１６ＫＨｚ）未満の間は第１のオアゲ
ート１０３の出力である駆動許可信号Ｓ９はロウレベル
を維持するように動作する。

【００８３】さてロータ３４が正しく回転した場合、コ
ンデンサで誘起電流を蓄電するのに要する時間は短く、
ほぼ１ミリ〜１．５ミリ秒程度で終了してしまうため、
回収期間信号Ｓ６がハイレベルとなる時間幅もそれと同
等となる。なお、この時間は時刻表示手段３０内の機構
部分（ロータ３４を含む）のイナーシャや回収手段４０
のコンデンサの容量や駆動コイル３５のインダクタンス
および内部抵抗などに依存することが分かっている。

【００８４】したがって、前述のようにロータ３４が正
しく回転したときは、回収期間信号Ｓ６には２ミリ秒よ
りも短いハイレベル幅のパルスが現れるため、駆動許可
信号Ｓ９はロウレベルの状態となる。駆動許可信号Ｓ９
がロウレベルであればロータ３４は正しく回転したこと
となり、そののちは、第１のアンドゲート８３や第１の
オアゲート８７はその後の駆動信号Ｓ１によらず常に出
力はロウレベルとなるので、ドライバ２３は駆動コイル
３５の両端が接地した状態を維持する。

【００８５】（出力動作）駆動信号Ｓ１の先頭パルスが
ハイレベルとなってから３２ミリ秒経過すると、駆動マ
スクＳ２はロウレベルに変化する。すると回収手段４０
の第２の昇圧スイッチ５４および第３の昇圧スイッチ５
５はオンし、逆に第１の昇圧スイッチ５３はオフとなる
ため、第１のコンデンサ５１と第２のコンデンサ５２は
並列接続から直列接続の状態となる。

【００８６】すると、第１のコンデンサ５１および第２
のコンデンサ５２の端子電圧は２倍に昇圧され、蓄えら
れた電荷は定電圧電源手段２１へ供給される。前述のと
おり、定電圧電源手段２１の定電圧出力Ｓ２１には波形
生成手段２２が直接接続しており、第１のコンデンサ５
１および第２のコンデンサ５２に蓄えられた電荷は波形
生成手段２２の動作用電力として消費される。

【００８７】なお、定電圧電源手段２１の出力から波形
生成手段２２に送られる電力は、通常時は電源手段１０
が供給しているのであるが、このように定電圧出力端子
に電荷の蓄えられたコンデンサが接続された場合は、コ
ンデンサから電力供給が行われるので電源手段１０が供
給する分はなくなるため、その分だけ電源手段１０が消
費する電力が低減することとなる。

【００８８】また駆動マスクＳ２の波形が立ち下がると
第１のフリップフロップ８２は出力を反転させるので、
駆動位相信号Ｓ５はロウレベルとなる。したがって、こ
のつぎに駆動信号Ｓ１にパルス列が現れるときには、第
１の駆動スイッチ信号Ｓ４１と第２の駆動スイッチ信号
Ｓ４２とは役割が入れ替わる。同様に第３の駆動スイッ
チ信号Ｓ４３と第４の駆動スイッチ信号Ｓ４４、そして
第１の検流スイッチ信号Ｓ６１と第２の検流スイッチ信
号Ｓ６２とがそれぞれ役割が入れ替わる。これによっ
て、上記までに説明した駆動コイル３５への通電方向
は、駆動信号Ｓ１にパルス列が現れる１秒周期で交互に
反転する。このため、ステッピングモータ３２が正しい
ステップ駆動が可能となるような方向の駆動電流を与え
ることができる。

【００８９】つぎに、駆動手段２０が時刻表示手段３０
のステッピングモータ３２を駆動したが、外部磁界等の
影響によりロータ３４の回転が１度失敗し、再度（補
償）駆動する動作について説明する。

【００９０】（駆動〜回収動作）まず駆動信号Ｓ１にパ
ルス列が現れる。４ミリ秒の先頭パルスが出力されてい
る間は、前述と同様に駆動コイル３５に駆動電流が通電
される。なお図５では、駆動位相信号Ｓ５がロウレベル
となっているが、これも上記の通り駆動コイル３５へ通
電する方向が逆になるだけであるので詳しい説明は省略
する。

【００９１】駆動信号Ｓ１の先頭パルスが出力が終了し
たのち、さらにその１ミリ秒後には回収許可信号Ｓ３は
ハイレベルとなり、前述同様に駆動コイル３５に発生す
る誘起電流の極性計測を開始する。ただし、駆動位相信
号Ｓ５がロウレベルの間は第９のアンドゲート９７がア
クティブであるので、検流器の出力のうち利用されるの
は第２の検流信号Ｓ６６となる。

【００９２】やがて駆動コイル３５に発生する電流が、
駆動中と同じ方向になると回収期間信号Ｓ６がハイレベ
ルとなり、回収手段４０による誘起電流の蓄電動作が開
始する。同時に時間計測手段１００にもクロックＳ４と
同じ信号が入力され回収手段４０が蓄電動作に要する時
間を計測し始める。

【００９３】（非回転判定動作）前述の仮定によりロー
タ３４は正しい回転に失敗しているが、その場合はコン
デンサで誘起電流を蓄電するのに要する時間は少なくと
も２ミリ秒以上と長くなる性質があることが分かってい
る。したがって、回収期間信号Ｓ６がハイレベルとなる
時間幅もそれと同等となる。ここでは図５に示すように
３ミリ秒要したとする。

【００９４】さて、時間計測手段１００は、前述と同じ
ように、カウンタ１０２は回収期間信号Ｓ６がハイレベ
ルである期間はクロックＳ４と同じ信号を受け取るが、
回収期間信号Ｓ６が比較的長くなって、カウンタ１０２
に立ち下がり波形が３３回入力されると、カウンタ１０
２の１段目から５段目の出力はすべてロウレベルとな
り、かつ６段目の否定出力である時間計測許可信号Ｓ８
はハイレベルからロウレベルへと変化するため駆動許可
信号Ｓ９はハイレベルへと変化する。

【００９５】このため、コンデンサが誘起電流を蓄電す
るのに３ミリ秒要すると、駆動許可信号Ｓ９はハイレベ
ルに戻り、さらに時間計測許可信号Ｓ９はロウレベルと
なるためクロックＳ４はカウンタ１０２へ伝わらなくな
り、時間計測手段１００の時間計測動作は停止する。カ
ウンタ１０２はカウントアップを停止するので駆動許可
信号Ｓ９はハイレベルのままとなる。

【００９６】各コンデンサには引き続き誘起電流が蓄電
されるが、やがてコンデンサへの蓄電は終了し駆動コイ
ル３５に現れる電流は零点を通過しようとする。する
と、第２の検流信号Ｓ６６はロウレベルとなるので回収
期間信号Ｓ６は、ロウレベルへ変化し回収手段４０の回
収動作は終了する。

【００９７】（再駆動動作）この後、すなわち駆動信号
Ｓ１には１つ目のパルスの立ち上がりから２４ミリ秒後
に２つ目のパルスが現れる。この場合では駆動許可信号
Ｓ９はハイレベルとなっているため、２つ目のパルスが
ハイレベルとなる間も、第２の駆動スイッチ４２はオフ
となり、かつ第４の駆動スイッチはオンとなり駆動コイ
ル３５に駆動電流が通電される。駆動信号Ｓ１の２つ目
のパルスは、１つ目のパルスの２倍である８ミリ秒のハ
イレベル幅があるため、ステッピングモータ３２はロー
タ３４が外乱にうち勝って回転するのに必要な電流を充
分に得ることが可能となる。この動作によりステッピン
グモータは外乱により一旦は非回転となっても再駆動が
行われるため、電子時計の時刻表示には遅れが生じない
ことが保証される。

【００９８】上記までの説明のように本発明の実施の形
態は、ステッピングモータ３２の駆動を行った後に駆動
コイル３５に発生する誘起電流が駆動時と同方向となっ
ている間だけ回収手段４０が蓄電動作を行い、かつ回収
した電力を駆動手段２０に戻すように動作する。また、
この動作はロータ３４の回転あるいは非回転によらず毎
ステップ確実に行われるため、平均的には電子時計の消
費電力が低減したのと同じとなる。またロータ３４が正
しく回転しない場合であってもその判定を行い、駆動直
後に再駆動を行うことが可能であるので、表示時刻の信
頼性についてもまったく問題とならない。

【００９９】なお本発明の実施の形態では、第１の検流
器６５と第２の検流器６６とは片方の出力しか利用しな
いにもかかわらず両方共に電力が供給されるようになっ
ていたが、さらなる消費電力の低減のために利用する一
方にのみ給電することは容易である。

【０１００】また信号処理の都合から本発明の実施の形
態では、回収期間信号Ｓ６の立ち上がりおよび立ち下が
りのタイミングは、基準信号であるクロックＳ４の立ち
下がりに同期するように第３のフリップフロップ９９を
用いて構成したが、非同期となるようにしても処理でき
る。

【０１０１】また本発明の実施の形態では、回収手段４
０の回収動作は単にコンデンサを接続した状態で誘起電
流を蓄電するようにしたが、これに限らず回収動作中で
あってもコンデンサの接続状態を変化させるようにして
も良い。

【０１０２】たとえば回収手段４０中のコンデンサの蓄
電量に応じてコンデンサの接続状態の切り替えて降圧動
作をさせても良い。この場合、コンデンサの蓄電量はコ
ンデンサの端子電圧を計測すれば良く、例えばコンデン
サの端子電圧を所定の値と比較して、その値を上回った
ときに各コンデンサの接続関係が切り替わるようにすれ
ば良い。

【０１０３】一方、回転判定については、回収手段４０
が蓄電に要する時間を時間計測手段１００が計測し、そ
の時間が所定の時間を越えるか否かでロータ３４の回転
判定を行ったが、ステッピングモータ３２の各構成要素
によっては、その前後の誘起電流の状態を利用して回転
判定しても良い。

【０１０４】たとえば、実際にコンデンサへの蓄電を開
始する前や蓄電を終了した後の電流波形を計測し、それ
らの周期や極性を計測することで付加的な情報を得て、
ロータ３４の回転判定に利用するといったことも可能で
ある。

【０１０５】さらに本発明の実施の形態では、通常のス
テッピングモータ３２の駆動は４ミリ秒の固定パルスに
よって行うようにしてあるが、もちろんこれには限定さ
れない。たとえば現在実用化されている、電源電圧や負
荷の程度に応じて駆動パルスの幅を変化させる駆動方法
や、１ステップ分の駆動を短い幅のパルス列で行う駆動
方法や、そのパルス列の各パルスのデューティ（通電、
非通電の時間比）を変化させる駆動方法などでも問題な
く本発明を適用できる。

【０１０６】また本発明の実施の形態では、回収したエ
ネルギは駆動手段２０中の波形生成手段２２によって消
費させるように構成したが、これについても、たとえば
電源手段１０の電池に戻したり、ステッピングモータ３
２の駆動に直接利用したりすることも同様に可能であ
る。

【０１０７】

【発明の効果】上記までの説明で明らかであるが、本発
明によればステッピングモータの駆動後に発生する誘起
電流を回収し、さらにこの回収電力を駆動手段において
再利用することが可能になる。また上記の回収動作を行
いつつステッピングモータの回転判定を確実に行うこと
が可能となり、従来困難であった電力の回収再利用とス
テッピングモータの安定駆動との両立を実現することが
可能となる。

【０１０８】なおステッピングモータそのものの構成や
駆動時の条件は、従来と同じで良いので、本発明の効果
の実現のために、ステッピングモータの負荷駆動能力や
安定性などの諸性能が犠牲になることはなく、本発明の
電子時計は広い範囲での適用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における電子時計の全体の
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態における電子時計のステッ
ピングモータを示す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態における電子時計の回収手
段の回路構成例を示す回路図である。

【図４】本発明の実施の形態における電子時計の波形生
成手段の回路例を示す回路図である。

【図５】本発明の実施の形態における電子時計の要部電
圧波形を示す波形図である。

【図６】従来技術における電子時計の構成を示す回路図
である。

【符号の説明】

１０：電源手段 ２０：駆動手段 ３０：時刻表示手段 ４０：回収手段

フロントページの続き (72)発明者 高橋 重之 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 鈴木 一男 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 島内 岳明 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 村上 淳 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F002 AA07 AA12 AE00 AE01 ED02 GA04 2F084 AA06 AA07 BB03 BB09 GG02 GG03 GG04 JJ05 JJ07 LL01 LL02 LL03

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動コイルへ通電することでロータが回
   転運動するステッピングモータおよび減速輪列と時刻表
   示指針とからなり前記ロータの回転により時刻表示を行
   う時刻表示手段と、 前記ステッピングモータを駆動するための駆動波形を生
   成し前記駆動コイルに通電する駆動手段と、 前記駆動手段へ電力を供給する電源手段と、 前記駆動コイルに発生する電力を蓄電可能な回収手段と
   を有することを特徴とする電子時計。
2. 【請求項２】 駆動コイルへ通電することでロータが回
   転運動するステッピングモータおよび減速輪列と時刻表
   示指針とからなり前記ロータの回転により時刻表示を行
   う時刻表示手段と、 前記ステッピングモータを駆動するための駆動波形を生
   成し前記駆動コイルに通電する駆動手段と、 前記駆動手段へ電力を供給する電源手段と、 前記駆動コイルに発生する電流を計測する電流計測手段
   と、 前記駆動コイルに発生する電力を蓄電可能な回収手段と
   を有することを特徴とする電子時計。
3. 【請求項３】 駆動コイルへ通電することでロータが回
   転運動するステッピングモータおよび減速輪列と時刻表
   示指針とからなり前記ロータの回転により時刻表示を行
   う時刻表示手段と、 前記ステッピングモータを駆動するための駆動波形を生
   成し前記駆動コイルに通電する駆動手段と、 前記駆動手段へ電力を供給する電源手段と、 前記駆動コイルに発生する電力を蓄電可能な回収手段
   と、 前記回収手段の回収動作時間を計測する時間計測手段と
   を有することを特徴とする電子時計。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の電子
   時計であり、 前記回収手段は、 前記ステッピングモータの駆動直後に前記駆動コイルに
   誘起した電力を蓄電する回収動作と、 前記回収手段が蓄電した電力を前記駆動手段へ出力する
   再利用動作とを行うことを特徴とする電子時計の制御方
   法。
5. 【請求項５】 前記回収手段は、 所定の時間で回収動作を強制終了する請求項４に記載の
   電子時計の制御方法。
6. 【請求項６】 前記電流計測手段は、 前記駆動コイルに発生した電流の極性を計測する請求項
   ４に記載の電子時計。
7. 【請求項７】 前記回収手段は、 前記駆動手段が駆動コイルへの通電を終了してから所定
   の時間経過時に前記駆動コイルに流れる電流の極性に応
   じて回収動作を開始する請求項６に記載の電子時計の制
   御方法。
8. 【請求項８】 前記回収手段は、 前記駆動コイルに流れる電流が前記ステッピングモータ
   の駆動時と同じ向きとなるタイミングで回収動作を開始
   する請求項７に記載の電子時計の制御方法。
9. 【請求項９】 前記回収手段は、 前記回収手段に蓄電する電流が正から負となるタイミン
   グで回収動作を終了する請求項４に記載の電子時計の制
   御方法。
10. 【請求項１０】 前記回収手段は、 複数のコンデンサと複数のスイッチとからなる昇降圧回
    路を有する請求項１に記載の電子時計。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の電子時計であり、 前記回収手段は蓄電電圧が所定の値以上となるタイミン
    グで降圧動作することを特徴とする電子時計の制御方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の電子時計であり、 前記回収手段は出力時に昇圧動作することを特徴とする
    電子時計の制御方法。
13. 【請求項１３】 前記回収手段は、 回収動作を開始する前に蓄電エネルギを放電する請求項
    ４に記載の電子時計の制御方法。
14. 【請求項１４】 前記回収手段の回収動作中およびその
    前後に前記変換コイルに流れる誘起電流に応じて前記ロ
    ータの回転および非回転を判定する請求項４に記載の電
    子時計の制御方法。
15. 【請求項１５】 前記回収手段が回収動作に要した時間
    に応じて前記ロータの回転および非回転を判定する請求
    項４に記載の電子時計の制御方法。
16. 【請求項１６】 前記ロータが非回転であると判定した
    ときは、 前記ロータが回転するのに充分大きい電流を前記駆動コ
    イルに再度通電して前記ステッピングモータを駆動する
    請求項１４に記載の電子時計の制御方法。