JP2011220876A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 針位置検出の機構を備えた電子時計において、指針が異常停止した際に消費電力が非常に増大するといった事態を回避することのできる電子時計を提供する。
【解決手段】 時刻を指し示して表示する指針と、指針をステップ駆動するステッピングモータと、ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動制御手段と、指針が動いているか検査する運針検査手段（Ｓ１０〜Ｓ１５）と、運針検査手段により指針が停止していると判別された場合に駆動制御手段による駆動パルスの供給を一時的に中断させて待機状態にする待機制御手段（Ｓ１７〜Ｓ２２）とを備えた電子時計である。そして、待機制御手段による待機状態の解除後に、駆動制御手段による駆動パルスの供給と運針検査手段による指針が動いているか否かの検査とが再開されるようにする。
【選択図】 図６

Description

この発明は、指針により時刻を表示するとともに針位置検出機構を備えた電子時計に関する。

ステッピングモータによって指針を駆動する電子時計においては、例えば、電子時計に強い磁石が近づけられた場合に、駆動パルスが供給されているのにも拘わらずステッピングモータのロータが回転せずに、指針が駆動されないことがある。

従来、指針と連動して回転する歯車に透過孔を設けるとともに、指針が所定の位置にあるときに透過孔が検出位置に現れるように設定し、この透過孔をフォトインタラプタ等により検出することで指針の位置を検出する機能を備えた電子時計の提案がある（例えば特許文献１）。

特開２００９−０８５６７４号公報

強い磁石の近傍で電子時計を放置した場合など、外的要因による指針の停止が長期におよぶ場合がありえる。この場合、指針の停止が検出されてから、次に指針の回転が検出されるまで、ステッピングモータに駆動パルスを供給しながらずっと指針の位置検出を行っていたのでは、駆動パルスの出力と指針の位置検出とが無駄に多く実行されて消費電力が非常に増大するという課題が生じる。

この発明の目的は、針位置検出の機構を備えた電子時計において、指針の停止時に消費電力が非常に増大することを抑制できる電子時計を提供することにある。

請求項１記載の発明は、上記目的を達成するため、
時刻を指し示して表示する指針と、
該指針をステップ駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動制御手段と、
前記指針が動いているか検査する運針検査手段と、
該運針検査手段により前記指針が停止していると判別された場合に前記駆動制御手段による駆動パルスの供給を一時的に中断させて待機状態にする待機制御手段と、
を備え、
前記待機制御手段による待機状態の解除後に、前記駆動制御手段による駆動パルスの供給と前記運針検査手段による前記指針が動いているか否かの検査とが再開されることを特徴とする電子時計である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記指針には秒針が含まれ、
さらに、前記秒針が所定位置に有るか否かを検出する針位置検出手段を備え、
前記運針検査手段は、
通常の運針時に、前記秒針が前記所定位置を通過すると想定される複数のタイミングに前記針位置検出手段により前記秒針の検出を行わせて当該秒針が前記所定位置を通過したか検査する第１検査手段と、
前記秒針の位置が不明となった場合に、前記駆動制御手段により１ステップ分又は２ステップ分の駆動パルスが供給される毎に前記針位置検出手段により前記秒針の検出を行わせて当該秒針が前記所定位置を通過したか検査する第２検査手段とを有し、
前記第１検査手段による検査処理で前記複数のタイミングに前記秒針が前記所定位置で検出された場合と、
前記第２検査手段による検査処理で前記秒針の１周分の駆動パルスが供給されても前記秒針の検出が無かった場合と、
に前記秒針が停止しているとそれぞれ判別することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記待機制御手段は、
前記待機状態の解除後の前記運針検査手段による検査処理によって、再度、前記指針が停止していると判別された場合に、再度、前記駆動制御手段による駆動パルスの供給を一時的に中断させて待機状態にすることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の電子時計において、
前記待機制御手段は、
待機状態に再度移行する場合に、再度の待機状態の時間を前回の待機状態の時間より長い時間に設定することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の電子時計において、
前記針位置検出手段は、
前記秒針と連動して回転するとともに被検出部を有する歯車と、
所定の検出位置で前記歯車に光を照射して前記被検出部が前記検出位置に現れた状態と隠れた状態とを識別する光検出器と、
を有することを特徴としている。

本発明に従うと、待機制御手段によって、指針の停止が検出された場合に、ステッピングモータへの駆動パルスの供給が中断されて、一旦、待機状態となり、この待機状態の解除後に駆動パルスの供給が再開されて、再度、運針の検査が行われるようになっている。それゆえ、指針の停止が比較的に長い時間におよぶ場合でも、駆動パルスの出力と運針の検査とが無駄に行われてしまう回数を減らすことができて、消費電力の低減を図ることができる。

本発明の実施形態の電子時計の全体を示すブロック図である。 ＲＡＭに形成されるカウンタおよびデータ格納部を示す図である。 図１のアナログブロックに含まれる輪列機構を示す正面図である。 第１検出車および第２検出車と光検出器の配置関係を示す断面図である。 ＣＰＵにより実行される針位置検査処理の制御手順を示すフローチャートの第１部である。 同、針位置検査処理のフローチャートの第２部である。 同、針位置検査処理のフローチャートの第３部である。 正常運針時における針位置検査の動作を表わした説明図の第１部である。 同、正常運針時における針位置検査の動作を表わした説明図の第２部である。 針位置検査で針ズレが検出されたときの状態を表わした説明図である。 指針が検出位置で異常停止したときの状態を表わした説明図である。 針位置検査で指針の異常停止が検出される際の状態を表わした説明図である。 針ズレの検出から針位置カウンタの値の修正までの動作を表わした説明図である。 指針の異常停止の検出から針位置カウンタの値を修正するまでの動作を表わした説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の電子時計の全体を表わしたブロック図、図２は、ＲＡＭに形成されるカウンタおよびデータ格納部を表わした図である。

この実施形態の電子時計１は、文字板上で秒針２、分針３および時針４（図８参照）を回転させて時刻を表示するもので、図１に示すように、時計の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１１と、複数の指針（秒針２、分針３、時針４）およびこれらを回転駆動する機構を含んだアナログブロック１９と、秒針２の位置検出を行う光検出器２０と、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＣＰＵ１１に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、各部に動作電圧を供給する電源部１６と、時刻修正用に標準電波を受信するアンテナ１７および検波回路１８と、ＣＰＵ１１に所定周波数の信号を供給するための発振回路１４および分周回路１５と、文字板上を照らすための照明部２３および照明駆動回路２２と、アラーム出力を行うスピーカ２５およびブザー回路２４等を備えている。

アナログブロック１９は、秒針２、分針３および時針４と、これらの指針をそれぞれ連動させてステップ駆動する１個のステッピングモータと、ステッピングモータのロータの回転運動をそれぞれ所定の回転比で秒針２、分針３および時針４に伝達する輪列機構３０（図３参照）等を備えている。

ステッピングモータは、ＣＰＵ（駆動制御手段）１１から駆動パルスが供給されることで、ロータを例えば１８０°のステップ単位で回転させる。このステッピングモータは、駆動パルスの極性によって、“０°〜１８０°”の回転と“１８０°〜３６０°”の回転とが、それぞれ発生するように構成されている。秒針２を奇数秒の位置へ移動させる“０°〜１８０°”の回転を奇数ステップ、秒針２を偶数秒の位置へ移動させる“１８０°〜３６０°”の回転を偶数ステップ、奇数ステップの回転を発生させる極性の駆動パルスを奇数パルス、偶数ステップの回転を発生させる極性の駆動パルスを偶数パルスと、それぞれ呼ぶ。

ＲＡＭ１３には、その所定領域に、分周回路１５からの分周信号に基づいてＣＰＵ１１によりカウントアップされて現在時刻を表わす時刻データを保持する計時カウンタ１３ａと、ステッピングモータの駆動回数に基づいてＣＰＵ１１によりカウントアップされて秒針２、分針３および時針４の現在位置を表わす針位置ステップ数を保持する針位置カウンタ１３ｂと、針位置カウンタ１３ｂの値（少なくとも時間換算で時分の値）を一時的に保持することが可能な針位置一時格納部１３ｃとが設けられる。

この実施形態の電子時計１では、秒針２、分針３および時針４からなる３個の指針を１個のステッピングモータにより連動させて回転させ、且つ、秒針２は１分６０ステップで一周、分針３は６０分で一周、時針４は１２時間で一周する構成である。従って、針位置カウンタ１３ｂには、秒針２、分針３および時針４の駆動ステップ数に応じて、“０”〜“（６０×６０×１２）−１ ＝４３１９９”のカウント値が格納されることになる。

図３には、図１のアナログブロック１９に含まれる輪列機構３０を表わした正面図を、図４には、第１検出車および第２検出車と光検出器の配置関係を表わした断面図を、それぞれ示す。

輪列機構３０は、複数の歯車として、秒針２が連結軸を介して固着される秒針車３１と、分針３が中空の連結軸を介して固着される分針車３２と、時針４が中空の連結軸を介して固着される時針車３３と、秒針車３１の回転を“６０：１”の回転比で分針車３２に伝達する三番車３４と、分針車３２の回転を“１２：１”の回転比で時針車３３に伝達する日の裏車３５と、ステッピングモータのロータに固着された駆動車３６と、駆動車３６の回転を“３０：１”の回転比で秒針車３１に伝達する五番車３７と、秒針車３１と同じ回転比で回転して秒針２の位置検出に利用される第１検出車３８と、第１検出車３８の透過孔４１を必要なステップ位置でのみ露出させるための第２検出車３９とを備えている。

秒針車３１、分針車３２および時針車３３は、各々の回転軸が同一軸線上に重なるように配置されている。そして、時針４の中空の連結軸の中に分針３の中空の連結軸が通され、分針３の中空の連結軸の中に秒針２の連結軸が通されて、これら３つの連結軸が同一軸線上でそれぞれ回転し、これらの回転を秒針２、分針３および時針４に伝達するようになっている。

第１検出車３８には、被検出部としての透過孔４０が設けられている。透過孔４０は光を透過する例えば貫通孔であり、第１検出車３８の他の箇所は光を遮る構成である。第２検出車３９には、第１検出車３８の透過孔４０と重なる半径位置に透過孔４１が設けられている。透過孔４１は光を透過する例えば貫通孔であり、第２検出車３９の他の箇所は光を遮る構成である。第２検出車３９は、第１検出車３８が１ステップ（６°）回転した場合に、例えば３６°など比較的大きな回転角で回転する。それにより、秒針２が検出位置（例えば“００” 秒位置）に来たときには、２個の透過孔４０，４１が検出位置Ｐで重なる一方（図９（ｉ−３）参照）、秒針２が検出位置の前後のステップ位置にあるときには、第２検出車３９の透過孔４１が大きくずれて第１検出車３８の透過孔４０が検出位置Ｐで露出しない状態となる（図９（ｈ−３），（Ｊ−３）参照）。それゆえ、第１検出車３８は小さい回転角（６°）ずつしか回転しないのに、所定ステップでだけ検出位置Ｐに透過孔４０を露出させ、その前後で透過孔４０が検出位置Ｐで隠れるようになっている。

光検出器２０は、発光ダイオードなどの発光部２０ａと、フォトトランジスタなどの受光部２０ｂとから構成される。これら発光部２０ａと受光部２０ｂとは、第１検出車３８および第２検出車３９を挟んで電子時計１の軸受け板にそれぞれ固定され、図４に示すように、検出位置Ｐで透過孔４０，４１が重なったときに、発光部２０ａから出射された光が透過孔４０，４１を通過して受光部２０ｂで受光されるようになっている。上記の第１と第２検出車３８，３９および光検出器２０により針位置検出手段が構成される。

ＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムとして、分周回路１５からの信号に基づいて計時カウンタ１３ａをカウントアップして時刻データを更新する計時処理のプログラム、計時カウンタ１３ａの時刻データに同期させて１秒の繰り上がり時にステッピングモータを駆動させることで複数の指針により時刻を表示させる時刻表示処理のプログラム、ステッピングモータの駆動に伴って針位置カウンタ１３ｂをカウントアップして針位置データを更新する針位置計数処理のプログラム、計時カウンタ１３ａの時刻データに同期させて１分の繰り上がり時に指針に遅れや異常停止が生じていないか検査する針位置検査処理のプログラムなどが格納されている。

次に、上記構成の電子時計１において実行される針位置検査処理についてフローチャートと説明図とを参照しながら説明する。

図５〜図７は、ＣＰＵ１１により実行される針位置検査処理の制御手順を示すフローチャートである。図８〜図１４は針位置検査処理時における電子時計１の動作内容を表わした説明図である。

図８〜図１３において、（ａ−１）〜（ｊ−１）は針位置カウンタ１３ｂの値を時刻換算して表わしたもの、（ａ−２）〜（ｊ−２）は文字板上の各指針の位置、（ａ−３）〜（ｊ−３）は透過孔４０，４１の状態を、それぞれ示している。また、図１４において、（ａ−１）〜（ｅ−１）は計時カウンタ１３ａの値、（ａ−２）〜（ｅ−２）は針位置カウンタ１３ｂの値を時刻換算して表わしたもの、（ａ−３）〜（ｅ−３）は文字板上の各指針の位置、（ａ−４）〜（ｅ−４）は透過孔４０，４１の状態を、それぞれ示している。

［針ズレチェック］
この実施形態の電子時計１においては、時刻を表示する通常運針の際、１分毎に１度の「針ズレチェック」の処理を行って、秒針２に遅れ又は異常停止が生じていないか確認を行う。この「針ズレチェック」の処理により運針検査手段の一部（第１検査手段）が構成される。「針ズレチェック」の処理では、６０秒間中の２つのタイミングに２回の針位置検出を行う。すなわち、正常運針中であれば透過孔４０，４１が検出位置Ｐで重なる“００” 秒のタイミングと、正常運針中であれば透過孔４０，４１の重なりが無くなる“０１” 秒のタイミングとに、光検出器２０を動作させて検出位置Ｐで透過孔４０，４１が重なった状態にあるか否かを検出する。

フローチャートと説明図に基づいて説明する。この針位置検査処理（図５〜図７）は、正常運針中において計時カウンタ１３ａの分キャリ（分桁の繰り上がり）に基づいて開始される。この針位置検査処理が開始されると、先ず、「針ズレチェック」の処理に移行し、それにより１分毎に１度の針ズレチェックが実行される。

「針ズレチェック」の処理に移行すると、先ず、ＣＰＵ１１は、ステッピングモータに駆動パルスを出力して分キャリ時の運針処理を実行し（ステップＳ１）、続いて、光検出器２０を動作させて透過孔４０，４１を通過した光が検出されるか判別する（ステップＳ２）。

その結果、光が検出されれば、計時カウンタ１３ａの秒キャリ（秒桁の繰り上がり）が生じるのを待機して（ステップＳ３）、秒キャリがあればステッピングモータに駆動パルスを出力して０１秒の運針処理を実行する（ステップＳ４）。続いて、光検出器２０を動作させて透過孔４０，４１を通過した光が検出されるか判別する（ステップＳ５）。“０１” 秒では、透過孔４０，４１の重なりが無くなるのが正常なので、ここで、光が検出されなければ、異常なしとして針位置検査処理を終了する。

図８と図９には、正常運針時における動作を示しており、図８（ａ−１，２，３）に示す“００”秒のタイミングに針位置検査処理が開始され、このタイミングと、図８（ｂ−１，２，３）に示す“０１”秒のタイミングとに光検出器２０による透過孔４０，４１の検出が行われている。そして、“００”秒のタイミングには透過孔４０，４１が検出位置Ｐで重なって検出結果が検出、“０１”秒のタイミングには透過孔４０，４１の重なりがなくなって検出結果が非検出となり、この検出パターンにより秒針２の正常運針が確認されて１回の針位置検査処理が終了している。

その後、図８（ｃ−１，２，３）〜図９（ｈ−１，２，３）の“０２”〜“５９”秒の期間には針位置検査処理は実行されず、図９（ｉ−１，２，３），（ｊ−１，２，３）の“００”秒と“０１”秒のタイミングで同様に針位置検査処理が実行されている。

一方、上記の「針ズレチェック」の処理において、“００”秒のタイミングの光検出処理（ステップＳ２）で、光が検出されなかった場合には、秒針２に遅れが生じていると判断することができる。例えば、図１０に秒針２に遅れが生じている場合を示す。この場合、針位置カウンタ１３ｂの値が“００”秒のときに、検出位置Ｐで透過孔４０，４１の重なりがないので、“００”秒の光検出処理の結果が非検出となり、運針の遅れを判別できる。

そのため、この場合には、次に、秒針２を早送りさせて“００”秒の位置まで移動させる処理、すなわち、ステップＳ８からの「偶数秒位置早送りチェック」の処理へ移行する。

また、上記の「針ズレチェック」の処理において、“００”秒のタイミングで光が検出された後、“０１”秒のタイミングの光検出処理（ステップＳ５）で、光が検出された場合には、秒針２が“００”秒の位置で異常停止していると判断することができる。例えば、図１１に、秒針２が“００”秒の位置にあるときに、磁石５１の近接によりステッピングモータの駆動が停止した場合を示す。この場合、針位置カウンタ１３ｂの値が“００”秒のタイミングと“０１”秒のタイミングの両方で、検出位置Ｐで透過孔４０，４１が重なった状態となる。そのため、“０１”秒の光検出処理でも、その結果が光検出となって、運針が異常停止していると判別することができる。

そのため、この場合には、現在の秒針２の位置に対応させるため、次の駆動パルスの極性を偶数パルスに設定し（ステップＳ６）、指針の正常運針が次に確認された際に針位置カウンタ１３ｂの値を容易に修正できるように、現時点の針位置カウンタ１３ｂの値を針位置一時格納部１３ｃに格納する（ステップＳ７）。

続いて、運針の異常停止により無駄な運針処理や無駄な針位置検出処理が繰り返し行われないように、ステップＳ１７からの「運針処理停止＆待機」の処理へ移行する。

［偶数秒位置早送りチェック］
次に、運針の遅れが検出された場合に移行される「偶数秒位置早送りチェック」の処理について説明する。この処理は、駆動パルスをステッピングモータに最大６０個出力するとともに、偶数パルスを出力する毎に針位置検出を行って、秒針２が“００”秒の位置に来るか否かを判別する処理である。この「偶数秒位置早送りチェック」の処理により運針検査手段の一部（第２検査手段）が構成される。

運針の遅れが検出された場合、運針が一時的に停止して遅れているだけであれば、指針を最大６０ステップ駆動することで、その何れかの偶数パルスの出力後に秒針２が“００”秒の位置に来る。従って、偶数パルスの出力後に光検出器２０を動作させて針位置検出を行うことで、秒針２が“００”秒の位置にある状態を見つけ出すことができる。例えば、図１３（ａ−１，２，３）〜（ｄ−１，２，３）は、このときの一例を示している。図１３においては、針位置カウンタ１３ｂの値が“１０：０８：００”のタイミングで運針の遅れが検出されて「偶数秒位置早送りチェック」の処理へ移行し、その後、奇数パルスの出力と偶数パルスの出力とが繰り返されて指針が進みつつ、偶数パルスの出力ごとに針位置検出が行われて、針位置カウンタ１３ｂの値が“１０：０８：１０”のタイミングで秒針２が“００”秒の位置に来たと判別されている。

一方、磁石５１などの外的要因によって指針が異常停止している場合には、ステッピングモータに６０ステップ分の駆動パルスを出力しても、秒針２は停止したままで“００”秒の位置に戻らない。従って、６０ステップ分の駆動パルスの出力期間を通して偶数パルスごとの針位置検出を行って、全て非検出の結果であれば、指針が異常停止されていると判別することができる。例えば、図１２は、このときの一例を示している。図１２においては、針位置カウンタ１３ｂの値が“１０：０８：００”のタイミングで運針の遅れが検出されて「偶数秒位置早送りチェック」の処理へ移行し、その後、駆動パルスの出力とともに偶数パルスの出力ごとに針位置検出を行って、針位置カウンタ１３ｂの値が“１０：０９：００”になっても光検出の結果が得られず、指針が異常停止したと判別されている。

図６のフローチャートに基づいて説明する。「偶数秒位置早送りチェック」の処理に移行すると、先ず、ＣＰＵ１１は、次の駆動パルスの極性を奇数パルスに設定する（ステップＳ８）。次いで、指針の正常運針が次に確認された際に針位置カウンタ１３ｂの値を容易に修正できるように針位置カウンタ１３ｂの値を針位置一時格納部１３ｃに格納する（ステップＳ９）。

続いて、ＣＰＵ１１は、駆動パルスの出力回数をカウントするための変数Ｈａｎｄ＿Ｃｔをゼロに初期化し（ステップＳ１０）、ステッピングモータに１ステップ分の駆動パルスを早送り周期で供給し（ステップＳ１１）、変数Ｈａｎｄ＿Ｃｔを「１」加算する（ステップＳ１２）。続いて、ステッピング１１で出力した駆動パルスが偶数パルスか否かを判別し（ステップＳ１３）、奇数パルスであればステップＳ１１に戻る。一方、偶数パルスであれば、光検出器２０を動作させて透過孔４０，４１の検出を行う（ステップＳ１４）。その結果、検出されれば、ステップＳ２３からの「奇数秒位置チェック＆針位置カウンタ補正」の処理へ移行する。一方、検出されなければ、変数Ｈａｎｄ＿Ｃｔが「６０」になったか確認し（ステップＳ１５）、「６０」になっていなければステップＳ１１に戻る。

また、ステップＳ１５の判別処理で、「６０」になったと判別されたら、指針の異常停止と判断できるので、ステップＳ１７からの「運針処理停止＆待機」の処理へ移行する。このような処理により、上述した「偶数秒位置早送りチェック」の処理動作が実現される。

［奇数秒位置チェック＆針位置カウンタ補正］
続いて、「偶数秒位置早送りチェック」の処理で針位置が検出された場合に移行される「奇数秒位置チェック＆針位置カウンタ補正」の処理について説明する。この処理は、図１３（ｄ−１，２，３）〜（ｅ−１，２，３）に示すように、秒針２が“００”秒の位置に来たことが検出された後、さらに、次の駆動パルスの出力と針位置検出とを行って、秒針２が正しく運針されているか確認し、運針されていれば針位置カウンタ１３ｂのデータ値を修正する処理である。

ここで、針位置カウンタ１３ｂのデータ値の修正は次の理屈に基づいて行われる。すなわち、この電子時計１では、指針が進む方向にずれることは想定されず、磁石などの外的要因によって指針が一旦停止し、それにより指針が遅れる方向にずれることが想定される。

そのため、図１３（ａ−１，２，３）に示したように、「針ズレチェック」の処理で秒針２に位置ズレが検出された際には、指針はその時点の針位置カウンタ１３ｂの値から１分以内の遅れのある位置にあると判断できる。１分ごとに「針ズレチェック」の処理を行っているからである。そして、この時点の針位置カウンタ１３ｂの値は、ステップＳ７，Ｓ９の処理により針位置一時格納部１３ｃに格納される。

さらに、「針ズレチェック」の処理で位置ズレが検出された後は、図１３（ｂ−１，２，３）〜（ｄ−１，２，３）に示したように、「偶数秒位置早送りチェック」の処理にてステッピングモータに偶数パルスを出力するたびに針位置検出を行っている。それゆえ、これらの針位置検出で光検出の結果が得られなければ、指針は先のズレの状態から秒針２が“００”秒を跨いで移動していないと判断できる。また、図１３（ｄ−１，２，３）に示したように、次に、秒針２が“００”秒の位置で検出された場合には、指針は先の位置ズレが検出されたときの針位置カウンタ１３ｂの値、すなわち針位置一時格納部１３ｃの値により示される位置にあると判断できる。

従って、図１３（ｅ−１，２，３）に示すように、この「奇数秒位置チェック＆針位置カウンタ補正」の処理で、次に奇数パルスを出力して秒針２が“０１”秒の位置へ進んだと判別されたら、ＣＰＵ１１は、針位置一時格納部１３ｃの値（図１３では“１０：０８：００”）を読み出して、その秒桁の値を“０１”に変更した上で、この値を針位置カウンタ１３ｂに上書きすることで修正する。

図７のフローチャートに基づいて説明する。「奇数秒位置チェック＆針位置カウンタ補正」の処理に移行すると、先ず、ＣＰＵ１１は、ステッピングモータに１ステップ分の駆動パルスを出力し（ステップＳ２３）、次いで、光検出器２０を動作させて針位置検出を行う（ステップＳ２４）。その結果、秒針２が“０１”秒の位置へ移動して非検出の結果となれば、正常運針していると判断できるので、上述したように、針位置カウンタ１３ｂの値を針位置一時格納部１３ｃの値に基づいて補正する（ステップＳ２５）。そして、次の「早送り針位置戻し」の処理へ移行する。

一方、ステップＳ２４の針位置検出で、秒針２が“０１”秒の位置へ移動してなく光検出の結果となれば、秒針２が“００”秒の位置で異常停止していると判断できるので、ステップＳ６に戻って、その後、ステップＳ１７からの「運針処理停止＆待機」の処理へ移行する。

［運針処理停止＆待機］
次に、指針が異常停止していると判別された場合に移行される「運針処理停止＆待機」の処理について説明する。この「運針処理停止＆待機」の処理により待機制御手段が構成される。この処理は、指針が外的要因により異常停止していることに対処して、無駄な電力消費が生じないように、暫くの時間、運針処理や針位置検出の処理を自発的に停止させ、次に針位置検出の処理を実行するまで待機する処理である。

この「運針処理停止＆待機」の処理によって所定時間待機したら、再び、「偶数秒位置早送りチェック」の処理を行って、指針の異常停止が解消しているか確認が行われる。そして、異常停止が解消していないと判別されれば、この「運針処理停止＆待機」の処理が繰り返し実行されることになる。

この「運針処理停止＆待機」の処理では、指針の異常停止が解消せずに、この「運針処理停止＆待機」の処理が繰り返し実行される場合に、その待機時間が次第に長くなるように設定されている。例えば、１回目の「運針処理停止＆待機」の処理では待機時間が５分、２回目では１０分、３回目では３０分、４回目では６０分、５回目以降では１２０分等に設定される。

図６のフローチャートに基づいて説明する。この「運針処理停止＆待機」の処理に移行すると、先ず、ＣＰＵ１１は、運針を一時停止させるための状態フラグの設定等を行い（ステップＳ１７）、待機時間を計数するための変数Ｗａｉｔ＿Ｃｔをゼロに初期化する（ステップＳ１８）。続いて、計時カウンタ１３ａの分キャリ（分桁の繰り上がり）があるか判別し（ステップＳ１９）、無ければ分キャリがあるまでこの判別処理を繰り返す一方、分キャリがあれば変数Ｗａｉｔ＿Ｃｔをカウントアップし（ステップＳ２０）、変数Ｗａｉｔ＿Ｃｔが設定値Ｘになったか判別する（ステップＳ２１）。この設定値Ｘは、初回目は５分に設定され、「運針処理停止＆待機」の処理が繰り返し実行される場合には、その繰り返し回数に応じて２回目なら１０分、３回目なら３０分、４回目なら６０分、それ以上であれば１２０分にそれぞれ設定される。針ズレの解消が確認されたら繰り返し回数はリセットされる。

ステップＳ２１の判別処理の結果、変数Ｗａｉｔ＿Ｃｔが設定値ＸになっていなければステップＳ１９に戻る一方、設定値Ｘになっていれば、待機時間の経過が示されるので、運針や針位置検出の処理を再開させるための状態フラグの設定等を行う（ステップＳ２２）。そして、次の駆動パルスの極性を偶数パルスに設定して（ステップＳ１６）、ステップＳ１０からの「偶数秒位置早送りチェック」へ移行する。

図１４は、磁石５１により指針が異常停止して「運針処理停止＆待機」の処理を経て針位置カウンタ１３ｂの値が修正されるまでの動作の一例を示している。図１４では、（ａ−１〜４），（ｂ−１〜４）の「針ズレチェック」で指針の異常停止が検出された後、５分間の「運針処理停止＆待機」の処理に移行して、この待機処理中（図１４（ｃ−１〜４））に磁石５１が除去されている。そして、図１４（ｄ−１〜４）で待機処理が終了して、「偶数秒位置早送りチェック」の処理へ移行すると、偶数パルスの出力と針位置検出とが行われて秒針２が“００”秒位置にあることが検出されている。

図１４（ｄ−１〜４）のタイミングにおいて、秒針２は元々“００”秒位置にあるので、偶数パルスの出力では、ステッピングモータや第１検出車３８、第２検出車３９および秒針２は回転せず、それによりこの時点で秒針２が“００”秒位置にあることが検出されている。

そして、図１４（ｅ−１〜４）で「奇数秒位置チェック＆針位置カウンタ補正」の処理が行われて、透過孔４０，４１の重なりが無くなって秒針２が“０１”秒の位置に移動したと判別されたら、指針の異常停止の検出時に針位置一時格納部１３ｃに格納していたデータ値に基づいて針位置カウンタ１３ｂのデータ値が修正される。このデータ値の修正方法は上述したものと同様である。

［早送り針位置戻し］
次に、針位置カウンタ１３ｂのデータ値が修正された場合に移行される「早送り針位置戻し」の処理について説明する。この処理は、指針を早送り運針して、針位置カウンタ１３ｂに示される指針の位置データと、計時カウンタ１３ａに示される時刻データとを整合させる処理である。この処理により、現在時刻に対する指針の位置ズレが解消されて、計時カウンタ１３ａに示された現在時刻が複数の指針により表示されることになる。

「早送り針位置戻し」の処理で指針を早送り運針する際には、「針ズレチェック」の処理と同様に、秒針２が“００”秒位置に来たタイミングと“０１”秒位置に来たタイミングとに針位置検出を行って、運針が正常に行われているか確認を行うようにもなっている。

図７のフローチャートに基づいて説明する。この「早送り針位置戻し」の処理に移行すると、ＣＰＵ１１は、計時カウンタ１３ａと針位置カウンタ１３ｂの値を比較して、現在の指針の位置が時刻に一致しているか判別する（ステップＳ２６）。その結果、一致していれば、指針が現在時刻位置まで移動して修正完了と判断できるので、この針位置検査処理を終了する。

一方、不一致であれば、ＣＰＵ１１は、早送りの周期でステッピングモータへ駆動パルスを供給する（ステップＳ２７）。次いで、針位置カウンタ１３ｂのデータ値に基づき秒針２が“００”秒の位置にあると想定されるタイミングであるか判別する（ステップＳ２８）。

その結果、“００”秒のタイミングでなければステップＳ２６に戻る一方、“００”秒のタイミングであれば、光検出器２０を動作させて透過孔４０，４１の重なりが検出されるか針位置検出を行う（ステップＳ２９）。そして、その結果が非検出であれば、再び、針ズレが生じていると判断できるので、再び、ステップＳ８からの「偶数秒位置早送りチェック」の処理へジャンプする。

また、ステップＳ２９の検出結果が光検出となれば、現在の指針の位置が現在時刻に一致したか判別し（ステップＳ３０）、一致していればこのまま針位置検査処理を終了する。一方、不一致であれば、先ず、早送り周期で１ステップの運針処理を行って秒針２を“０１”秒の位置まで進める（ステップＳ３１）。次いで、秒針２が“０１”秒の位置へ進んでいるか確認するため針位置検出を行い（ステップＳ３２）、検出結果が非検出であれば正常に運針されたと判断してステップＳ２６へ戻る。一方、検出結果が光検出であれば秒針２が“００”秒の位置で異常停止していると判断し、ステップＳ６，Ｓ７の処理を行った後に「運針処理停止＆待機」の処理へ移行する。

上記のステップＳ２６〜Ｓ２８又はステップＳ２６〜Ｓ３２のループ処理により、正常運針がなされていれば、複数の指針が現在時刻を指し示す位置まで早送りされて針位置検査処理が終了となる。

以上のように、この実施形態の電子時計１によれば、秒針２の異常停止が検出された場合に、「運針処理停止＆待機」の処理に移行して、所定時間だけ待機状態となり、ステッピングモータへの駆動パルスの出力および針位置検出の処理が中断される。それゆえ、例えば強い磁石が電子時計１に近接して、比較的に長い時間、指針が異常停止に陥るような場合に、駆動パルスの出力や針位置検出の動作が無駄に多く実行されて、消費電力が非常に増大してしまうといった事態が回避される。

また、この実施形態の電子時計１によれば、「針ズレチェック」の処理で“００”秒と“０１”秒の両方のタイミングで光検出となった場合、ならびに、「偶数秒位置早送りチェック」の処理で６０個の駆動パルスを出力したのに秒針２が検出できなかった場合に、指針が異常停止していると判別して「運針処理停止＆待機」の処理へ移行するようになっている。それゆえ、指針が異常停止した場合に、この異常停止を速やかに検出して、無駄な駆動パルスの出力や針位置検出の処理を速やかに停止させることができる。

また、「運針処理停止＆待機」の処理で待機状態が解除された後には、「偶数秒位置早送りチェック」の処理に移行して、再度、秒針２が運針するか検査が行われ、この検査で再び秒針２が停止していると判別されたら、再度、「運針処理停止＆待機」の処理へ移行して待機状態になるようになっている。従って、指針の異常停止が長期におよぶ場合には、待機状態が繰り返されて、消費電力の増大を回避できるし、指針が短い時間だけ異常停止となる場合には、待機状態の繰り返しの間に秒針２が運針可能になっていないか確認がなされて、運針可能になっていれば速やかに通常運針に戻すことが可能になっている。

さらに、「運針処理停止＆待機」の処理が繰り返される場合には、１回目から５回目へと待機時間が次第に長くなるように設計されているので、指針の異常停止が短期に解除される場合には、待機処理間の秒針２の運針確認が比較的に早期に行われて、速やかに運針処理を再開させることができる。また、指針の異常停止が長期におよぶ場合には、待機処理間の秒針２の運針確認の実行頻度が少なくなって、さらなる消費電力の低減が図られるようになっている。

また、この実施形態の電子時計１によれば、第１および第２検出車３８，３９に透過孔４０，４１を設け、これらの透過孔４０，４１を光検出器２０により検出することで、秒針２が検出位置（例えば“００”秒位置）に有るか否かを判別する構成なので、外界の影響を受け難く確実な秒針２の位置検出を行えるようになっている。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々に変更可能である。例えば、上記実施形態では、秒針２、分針３および時針４が連動されて１つのステッピングモータにより駆動される形式の電子時計１を示したが、例えば、秒針２、分針３、時針４を３つのステッピングモータにより独立的に駆動される形式の電子時計１にも本発明を適用することができる。この場合、秒針２、分針３、時針４の全て又は何れかについて正常に運針されているか検査する機構を設け、何れかの指針の異常停止が検出された場合に、３つのステッピングモータへの駆動パルスの供給を中断して待機状態にさせるように構成すれば良い。

また、上記実施形態では、被検出部として歯車に透過孔を設け、フォトインタラプタ形式の光検出器を用いてこの透過孔を検出することで秒針２の位置検出を行っているが、被検出部を反射部としフォトリフレクタ形式の光検出器を用いて反射部を検出することで秒針２の位置検出を行うように構成することもできる。

その他、指針が停止していることの検出方法、待機状態とする設定時間の具体例など、実施形態で示した細部は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 電子時計
２ 秒針
３ 分針
４ 時針
１１ ＣＰＵ
１３ ＲＡＭ
１３ａ 計時カウンタ
１３ｂ 針位置カウンタ
１３ｃ 針位置一時格納部
１９ アナログブロック
２０ 光検出器
２０ａ 発光部
２０ｂ 受光部
３０ 輪列機構
３１ 秒針車
３２ 分針車
３３ 時針車
３６ 駆動車
３７ 五番車
３８ 第１検出車
３９ 第２検出車
４０，４１ 透過孔

Claims (5)

1. 時刻を指し示して表示する指針と、
   該指針をステップ駆動するステッピングモータと、
   前記ステッピングモータに駆動パルスを供給する駆動制御手段と、
   前記指針が動いているか検査する運針検査手段と、
   該運針検査手段により前記指針が停止していると判別された場合に前記駆動制御手段による駆動パルスの供給を一時的に中断させて待機状態にする待機制御手段と、
   を備え、
   前記待機制御手段による待機状態の解除後に、前記駆動制御手段による駆動パルスの供給と前記運針検査手段による前記指針が動いているか否かの検査とが再開されることを特徴とする電子時計。
2. 前記指針には秒針が含まれ、
   さらに、前記秒針が所定位置に有るか否かを検出する針位置検出手段を備え、
   前記運針検査手段は、
   通常の運針時に、前記秒針が前記所定位置を通過すると想定される複数のタイミングに前記針位置検出手段により前記秒針の検出を行わせて当該秒針が前記所定位置を通過したか検査する第１検査手段と、
   前記秒針の位置が不明となった場合に、前記駆動制御手段により１ステップ分又は２ステップ分の駆動パルスが供給される毎に前記針位置検出手段により前記秒針の検出を行わせて当該秒針が前記所定位置を通過したか検査する第２検査手段とを有し、
   前記第１検査手段による検査処理で前記複数のタイミングに前記秒針が前記所定位置で検出された場合と、
   前記第２検査手段による検査処理で前記秒針の１周分の駆動パルスが供給されても前記秒針の検出が無かった場合と、
   に前記秒針が停止しているとそれぞれ判別することを特徴とする請求項１記載の電子時計。
3. 前記待機制御手段は、
   前記待機状態の解除後の前記運針検査手段による検査処理によって、再度、前記指針が停止していると判別された場合に、再度、前記駆動制御手段による駆動パルスの供給を一時的に中断させて待機状態にすることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
4. 前記待機制御手段は、
   待機状態に再度移行する場合に、再度の待機状態の時間を前回の待機状態の時間より長い時間に設定することを特徴とする請求項３記載の電子時計。
5. 前記針位置検出手段は、
   前記秒針と連動して回転するとともに被検出部を有する歯車と、
   所定の検出位置で前記歯車に光を照射して前記被検出部が前記検出位置に現れた状態と隠れた状態とを識別する光検出器と、
   を有することを特徴とする請求項２記載の電子時計。

Images