JP2012083273A - 指針式電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステッピングモータの駆動命令を出力する側と、駆動命令を受けて実際に駆動パルスを出力する側とで個別の制御が行われる構成において、複数のステッピングモータを早送り駆動する場合に、早送り駆動を速やかに完了できるようにする。
【解決手段】
早送り駆動の速度を決定する際に、複数のステッピングモータの駆動信号（Ｄ１，Ｄ２）が重ならないよう後方の駆動信号（Ｄ２）の出力タイミングがずらされることで、ステッピングモータの最大速度を超えるような時間間隔（Ｔ１）で駆動命令（Ｃ２）が入力されて、この駆動命令（Ｃ２）が破棄されるような状況を条件に含めて、指定されたステップ数の早送り駆動をより短時間で遂行できる駆動命令の出力速度（Ｘ）を決定する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複数の指針を複数のステッピングモータで駆動する指針式電子時計に関する。

以前より、指針式の電子時計において、指針による表示内容を変更する際などに、複数の指針を各々に指定されたステップ数だけ早送りで駆動することがある。

また、特許文献１には、１つのモータのみを早送りする場合と、２つのモータを同時に早送りする場合とで、モータの駆動速度を変更するようにした指針式電子時計が開示されている。

特開昭６０−１６２９８０号公報

電子時計においてステッピングモータを駆動する際には、適宜設計された波形の駆動パルスを各ステッピングモータへ出力しなければならなかったり、複数の駆動パルスが重なって同時に出力されないよう出力タイミングを調整したり、ステッピングモータに設定された最大速度を超えないよう過度な駆動パルスの出力を禁止したりする制御が必要となる。

そのため、複数のステッピングモータを駆動する場合には、駆動処理の全てを１系統の制御（例えばソフトウェア制御）により実現するのではなく、ソフトウェア制御では大まかにステッピングモータの駆動命令を出力する処理まで行い、駆動パルスの実際の出力やその他の必要な調整は別系統（例えばハードウェア処理）で処理させるように構成することがある。

このような構成とした場合、駆動パルスが実際に出力されている期間をソフトウェア側が直接的に監視することができない。そのため、何ら工夫がないと、複数のステッピングモータを早送りで駆動する場合に、別系統の処理によって駆動パルスの出力タイミングが調整されて、次のような課題が生じることがある。

すなわち、他の駆動パルスと出力期間が重ならないように、或る駆動パルスの出力タイミングが後ろに大きくずらされる調整が行われたとする。その結果、次に、このステッピングモータに対する駆動命令が入力されたときに、前回の駆動パルスの出力からこの駆動命令の入力までの時間長が非常に短くったとする。そして、この時間長がステッピングモータの最大速度を超過しないように設定された間隔より短くなった場合に、過度な駆動パルスの出力を行わないために、この駆動命令が破棄される。この場合、ソフトウェア側が想定したステッピングモータの駆動速度よりも実際の駆動速度が遅くなるという課題が生じる。

この発明の目的は、ステッピングモータの駆動命令を出力する側と、駆動命令を受けて実際に駆動パルスを出力する側とで個別の制御が行われる構成において、複数のステッピングモータを早送り駆動する場合に、早送り駆動を速やかに完了することのできる指針式電子時計を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
複数の指針と、
前記複数の指針を駆動する複数のステッピングモータと、
前記複数のステッピングモータの駆動命令を出力する制御部と、
前記制御部から前記駆動命令を受けて当該駆動命令により指定されたステッピングモータに駆動信号を出力する駆動処理部と、
を備え、
前記駆動処理部は、
異なるステッピングモータに対する複数の駆動命令を受けた場合に、各ステッピングモータの駆動信号が重ならないようにタイミングをずらして駆動信号を出力する逐次出力手段と、
１つのステッピングモータに対して前回の駆動信号の出力から次の駆動命令を受け付けるまでの時間長を制限して、当該ステッピングモータに設定された最大速度を超えた駆動が行われないようにする速度保障手段と、
を有し、
前記制御部は、
前記複数のステッピングモータのうち駆動対象の２個以上のステッピングモータを指定されたステップ数だけ早送り駆動する場合に、当該駆動対象の２個以上のステッピングモータの駆動命令の出力速度を決定する速度決定手段と、
前記速度決定手段により決定された出力速度に従って駆動命令を出力する実行手段と、
を有し、
前記制御部の前記速度決定手段は、
前記逐次出力手段により駆動信号の出力タイミングがずらされることで前記速度保障手段により次の駆動命令が正常に受け付けられない状況を条件に含めて、前記指定されたステップ数の早送り駆動をより短時間で遂行できる前記駆動命令の出力速度を決定することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の指針式電子時計において、
前記制御部の前記速度決定手段は、
前記駆動対象の２個以上のステッピングモータの駆動命令を共に第１の速度で出力した場合に、前記速度保障手段により次の駆動命令が正常に受け付けられない場合が生じるか判別する判別手段と、
前記駆動対象の２個以上のステッピングモータの駆動命令が共に同一速度の出力で常に受け付けられる前記第１の速度より遅い第２の速度を算出する候補速度算出手段と、
前記駆動対象の２個以上のステッピングモータを共に駆動する期間に、前記第１の速度で駆動命令を出力する場合と、前記第２の速度で駆動命令を出力する場合のどちらが前記指定されたステップ数の早送り駆動を早く終えるか比較する比較手段と、
を備え、
前記判別手段の判別結果または前記比較手段の比較結果に基づいて前記駆動命令を共に出力する周期を前記第１の速度または前記第２の速度に決定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２記載の指針式電子時計において、
前記第１の速度は、前記駆動対象の２個以上のステッピングモータにそれぞれ設定されている最大速度のうち最も遅い最大速度であり、
前記第２の速度は、当該第２の速度に対応する周期が、前記第１の速度に対応する周期に前記駆動対象の２個以上のステッピングモータに出力される各駆動信号の出力幅をそれぞれ加えた時間長となる速度である
ことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の指針式電子時計において、
前記比較手段は、
前記駆動対象の２個以上のステッピングモータのうち１つのステッピングモータのみが早送り駆動を完了していない期間については、当該１つのステッピングモータを当該ステッピングモータに設定された最大速度で駆動した場合の時間を計算して比較を行うことを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項２〜４の何れか一項に記載の指針式電子時計において、
前記比較手段は、
前記駆動対象の２個以上のステッピングモータのうち、前記次の駆動命令が正常に受け付けられない場合が生じるステッピングモータについては、前記第１の速度の半分の速度で駆動されるものとして、早送り駆動にかかる時間を計算することを特徴としている。

本発明に従うと、駆動処理部による実際の駆動信号の出力タイミングを制御部が直接に監視できなくても、駆動処理部により駆動命令が正常に受け付けられなくなる状況を考慮して複数のステッピングモータを共に早送り駆動する周期が決定される。それゆえ、この周期で駆動命令が出力されることで、指定されたステップ数の早送りを速やかに遂行することができる。

本発明の実施形態の指針式電子時計の全体構成を示すブロック図である。 最大速度で２つのモータに駆動命令を出力した場合の動作を説明するタイムチャートである。 速度を落として２つのモータに駆動命令を出力した場合の動作を説明するタイムチャートである。 ＣＰＵにより実行される針早送り速度決定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、針早送り速度決定処理のフローチャートの第２部である。 同、針早送り速度決定処理のフローチャートの第３部である。 ＣＰＵにより実行される針早送り処理の制御手順を示すフローチャートである。

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、本発明の指針式電子時計１の全体構成を示すブロック図である。

この実施形態の指針式電子時計１は、複数の指針（秒針２、分針３、時針４）を回転させて時刻を表示する電子時計である。この指針式電子時計１は、上記複数の指針（２〜４）と、秒針２を駆動する第１モータ７と、分針３と時針４を連動させて駆動する第２モータ８と、第１モータ７と第２モータ８の回転運動を各指針（２〜４）に伝達する輪列機構９と、第１モータ７と第２モータ８に駆動パルスをそれぞれ出力するモータドライバ５，６と、時計全体の制御を行う制御部としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１１と、ＣＰＵ１０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、複数の操作ボタンを有し外部から操作指令を入力する操作部１３と、現在時刻の計数を行う計時回路１４と、計時用のクロック信号や動作クロック信号を生成する発振回路１６および分周回路１５と、ＣＰＵ１０からモータの駆動命令を受けてモータドライバ５，６に駆動信号を出力する駆動信号処理部（駆動処理部）２０等を備えている。

第１モータ７と第２モータ８は、駆動パルスを受けて１ステップずつ回転するステッピングモータである。第１モータ７と第２モータ８には、それぞれ安定した回転が得られる範囲で最も速い回転速度となる最大速度がそれぞれ設定されている。最大速度は、モータの構造や輪列機構９の駆動に必要なトルク等によって決定される。この実施形態では、第１と第２モータ７，８の最大速度が、次のように設定されている。
第１モータ７ ・・・ 最大速度ｘ１（例えば６０ｐｐｓ（パルス／秒））
第２モータ８ ・・・ 最大速度ｘ２（例えば７０ｐｐｓ）

モータドライバ５，６は、駆動信号処理部２０からの駆動信号を所定の電圧レベルに変換して第１と第２のモータ７，８に出力する。

駆動信号処理部２０は、ＣＰＵ１０から第１および第２モータ７，８の駆動命令をそれぞれ受けて、駆動命令に応じて第１モータ７又は第２モータ８の駆動信号をモータドライバ５又は６に出力する回路である。ハードウェア処理によりこれらの処理を実行する回路である。

駆動信号処理部２０には、駆動パルス波形データ２１の記憶部と、逐次出力制御部（逐次出力手段）２２と、モータ最大速度保障部（速度保障手段）２３とが設けられている。

駆動パルス波形データ２１は、第１および第２モータ７，８に出力される駆動パルスの信号波形を規定するデータである。駆動信号処理部２０は、第１モータ７の駆動命令が入力したときには、第１モータ７に対応する波形データに基づいて駆動信号を生成および出力し、第２モータ８の駆動命令が入力したときには、第２モータ８に対応する波形データに基づいて駆動信号を生成および出力する。駆動パルス波形データ２１の各波形データは、対応する第１又は第２モータ７，８を低い消費電流で且つ安定的に駆動できるようにそれぞれ最適設計されたものである。また、指針式電子時計１の状態変化等に応じて常に最適な駆動パルスが出力されるように、指針式電子時計１の状態変化等に応じた複数種類の波形データが含まれている。

第１および第２モータ７，８の各々の駆動信号のパルス幅（始端から終端までの時間長）を、次のように記す。パルス幅は、使用されるパルス波形の種類によって変化する場合もある。
第１モータ７の駆動パルス ・・・ パルス幅ａ（例えば４〜６ｍｓｅｃ）
第２モータ８の駆動パルス ・・・ パルス幅ｂ（例えば３〜５ｍｓｅｃ）

逐次出力制御部２２は、二つのモータの駆動信号をほぼ同時に入力した場合、或いは、一つのモータの駆動信号の出力中に他のモータの駆動命令を入力した場合に、２つの駆動信号が同一期間に重なって出力されないように、駆動信号の出力タイミングを調整する回路である。例えば、複数のモータの駆動命令を同時期に入力した場合には、後に入力した駆動命令を待機させ、先に入力した駆動命令に基づく駆動信号の出力が完了したタイミングで、後に入力した駆動命令に基づく駆動信号の出力処理を開始させる。

モータ最大速度保障部２３は、第１および第２モータ７，８にそれぞれ設定された最大速度を超えるような駆動が行われないように、ＣＰＵ１０からの過度の駆動命令の入力を禁止する制御を行う。具体的には、一つのモータに駆動信号を出力したタイミングから同一のモータに対する次の駆動命令の入力までの時間をカウントし、この時間がモータの最大速度に対応する周期より短くなっていた場合に、この駆動命令を受け付けずに破棄する。駆動命令が破棄されたときには、ＣＰＵ１０に駆動命令の入力不可の情報が通知されて、ＣＰＵ１０側でこれを認識することができる。

次に、上記構成の指針式電子時計１の動作について説明する。

［時刻表示処理］
時刻表示中は、第１モータ７および第２モータ８の駆動速度は、各々に設定された最大速度に比べて非常に遅い。ＣＰＵ１０から所定周期で第１モータ７の駆動命令および第２モータ８の駆動命令が出力され、この駆動命令に基づいて駆動信号処理部２０からモータドライバ５，６に駆動信号がそれぞれ出力される。そして、例えば第１モータ７は１ｓｅｃの周期で１ステップずつ駆動され、第２モータ８は１０ｓｅｃの周期で１ステップずつ駆動される。

第１モータ７の駆動命令と第２モータ８の駆動命令がほぼ同時に出力された場合には、駆動信号処理部２０の逐次出力制御部２２の制御によって第２モータ８の駆動信号の出力タイミングがずらされて、第１モータ７の駆動信号の出力が完了してから第２モータ８の駆動信号が出力される。この制御により、２個のモータドライバ５，６から同時に駆動電流が出力されて一時的に負荷が過大になることが回避される。

［針早送り処理の概要］
図２には、最大速度で２つのモータに駆動命令を出力した場合の動作を説明するタイムチャートを、図３には、速度を落として２つのモータに駆動命令を出力した場合の動作を説明するタイムチャートを、それぞれ示す。図２と図３において、Ｃ１，Ｃ２がＣＰＵ１０から出力される駆動命令、Ｄ１，Ｄ２が駆動信号処理部２０から出力される駆動信号である。

例えば、指針（２〜４）を０時０分０秒の位置まで帰零させたり、帰零状態から現在時刻の位置まで移動させる場合などに、第１モータ７と第２モータ８を指定されたステップ数だけ早送りする針早送り処理が実行される。

第１モータ７と第２モータ８を早送り駆動する場合、第１モータ７と第２モータ８の駆動命令は、駆動制御を容易にするため共に同一速度（すなわち同一周期）で出力されるように制御される。

ここで、図２に示すように、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度Ｘを、第１および第２モータ７，８の最大速度ｘ１，ｘ２のうち遅い方にしたとする。例えば、第１モータ７の最大速度ｘ１が６０ｐｐｓ、第２モータ８の最大速度ｘ２が７０ｐｐｓとすれば、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を“Ｘ＝ｘ１＝６０ｐｐｓ”、その周期を“１／Ｘ＝（１／６０）ｓｅｃ”とする。

この場合、第１モータ７側では、駆動命令Ｃ１の直後に駆動信号Ｄ１が出力されるので、駆動信号Ｄ１の出力から次の駆動命令Ｃ１が入力されるまでの時間長は“１／Ｘ”となり、速度Ｘでの駆動が実現される。

一方、第２モータ８側では、駆動命令Ｃ２の入力時に第１モータ７の駆動信号Ｄ１が出力されているため、逐次出力制御部２２の制御によって、駆動信号Ｄ２の出力タイミングか後方にずらされる。そのため、この駆動信号Ｄ２の出力から次の駆動命令Ｃ２が入力されるまでの時間長Ｔ１は少し短くなって、時間長“１／Ｘ−ａ＋ε”となる。ここで、ａは、第１モータ７の駆動信号Ｄ１のパルス幅、εは駆動命令Ｃ１と駆動命令Ｃ２の出力タイミングの差である。

そして、この時間長“１／Ｘ−ａ＋ε”が、パルス幅の大きなパルス波形が選択されている場合などに、第２モータ８の最大速度の周期“１／ｘ２＝（１／７０）ｓｅｃ”より短くなることがある。また、実際の制御動作では、ＣＰＵ１０の制御に比較的に大きな頻度でタイムラグが発生するため、その影響によっても短くなることがある。この場合、モータ最大速度保障部２３の制御によって、次の駆動命令Ｃ２の入力が禁止されて破棄される。そのため、この駆動命令Ｃ２に応じた駆動信号Ｄ２ａは出力されず、第２モータ８は二倍の周期“２／Ｘ”で１ステップずつ駆動されることになる。

次に、図３に示すように、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を、駆動命令Ｃ２の破棄が回避される遅い速度Ｙにしたとする。この出力速度Ｙは、その周期“１／Ｙ”が第１および第２モータ７，８のうち最も遅い最大速度の周期“１／Ｘ”に第１および第２モータ７，８の各駆動信号のパルス幅ａ，ｂをそれぞれ加えた周期“１／Ｘ ＋ａ ＋ｂ”となる速度である。このような出力速度Ｙとした場合、駆動命令Ｃ１，Ｃ２がどのように出力されても、また、ＣＰＵ１０の制御にパルス幅ｂ程度のタイムラグが発生しても、モータ最大速度保障部２３により駆動命令Ｃ１，Ｃ２が破棄されることがほぼ生じなくなる。

例えば、図３に示すように、駆動命令Ｃ１，Ｃ２が周期“１／Ｙ”で出力されると、逐次出力制御部２２の制御により第２モータ８の駆動信号Ｄ２の出力タイミングか後方にずらされても、第２モータ８の前回の駆動信号Ｄ２の出力から次の駆動命令Ｃ２の入力までの時間長Ｔ２は“１／Ｘ ＋ｂ ＋ε”となる。この時間長Ｔ２は、第２モータ８の最大速度の周期“１／ｘ２”より短くならない。また、前回の駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力が、ＣＰＵ１０の制御のタイムラグによりパルス幅ｂ程度遅れた場合でも、前回の駆動信号Ｄ２の出力から次の駆動命令Ｃ２の入力までの時間長は“１／Ｘ ＋ε”となって、第２モータ８の最大速度の周期“１／ｘ２”より短くならない。

従って、この場合、第１モータ７と第２モータ８は、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力周期“１／Ｙ”でそれぞれ１ステップずつ駆動されることになる。

［針早送り速度決定処理］
図４〜図６には、ＣＰＵ１０により実行される針早送り速度決定処理のフローチャートを示す。この針早送り速度決定処理のソフトウェアにより速度決定手段が構成される。また、ステップＳ１の処理により速度決定手段の判別手段が、ステップＳ９，Ｓ２３，Ｓ３４の処理により速度決定手段の候補速度算出手段が、ステップＳ５，Ｓ１０，Ｓ１９，Ｓ２４，Ｓ３０，Ｓ３５，Ｓ１４の処理により速度決定手段の比較手段が、それぞれ構成される。

針早送り処理の開始時には、別の制御処理によって、第１および第２モータ７，８を早送り駆動するステップ数が指定されている。
第１モータ７ ・・・ 指定された早送り駆動のステップ数α
第２モータ８ ・・・ 指定された早送り駆動のステップ数β
ＣＰＵ１０は、この指定されたステップ数α，βの早送りをより速やかに遂行できるように、針早送り処理の開始時に、第１および第２モータ７，８の両方を早送り駆動する際の速度を決定する針早送り速度決定処理を実行する。

上記速度の決定は、指定された早送り駆動のステップ数α，βと、上述した第１および第２モータ７，８の最大速度ならびに駆動信号のパルス幅ａ，ｂを考慮した駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度（速度Ｘ又は速度Ｙ）とから、何れの出力速度を選択した方が早送り駆動が速やかに完了するか比較することで行う。

この実施形態の針早送り速度決定処理では、次のようなＡ〜Ｇの場合分けを行って、早送り駆動を速やかに完了することのできる駆動命令の出力速度を決定する。図４〜図６のフローチャートを参照しながら説明する。

なお、この実施形態の針早送り処理では、第１および第２モータ７，８の両方を駆動する期間には、共に同一速度で駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力を行う一方、第１および第２モータ７，８のうち一方のみが早送り駆動のステップ数が残っている期間には、一方のモータの最大速度“ｘ１又はｘ２”で駆動命令の出力が行われるようになっている。また、第１モータ７と第２モータ８の両方を駆動する場合の駆動信号の出力優先順序は、第１モータ７、第２モータ８の順に固定されている。従って、このような駆動パターンで早送り駆動が行われるものとして、何れの場合に速やかに早送り駆動が完了するか比較を行う。

Ａ．速い方の駆動命令の出力速度Ｘに対応する周期１／Ｘから、第１および第２モータ７，８の各駆動信号のパルス幅ａ，ｂを差し引いた長さ“１／Ｘ−（ａ＋ｂ）”が、駆動信号の出力優先順序が低い方の第２モータ８の最大速度の周期“１／ｘ２”以上である場合（図４のステップＳ１で“ＹＥＳ”判定の場合）

Ａの場合、第１および第２モータ７，８の駆動命令が速い速度Ｘ（周期１／Ｘ）で出力されても、駆動命令Ｃ２の破棄が図２（ｂ）のように行われることがない。従って、Ａの場合には、第１および第２モータ７，８の両方を速い速度Ｘで１ステップずつ駆動することができ、指定された早送り駆動のステップ数α，βがどのような値であっても、最も速やかに早送り駆動を完了することができる。それ故、Ａの場合には、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度は速い速度Ｘに決定する（図４のステップＳ２）。

一方、Ａの条件を満たさない場合（パルス幅ａ，ｂの大きな波形データが選択されている場合など）には、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を速い速度Ｘ（周期１／Ｘ）とすると、図２（ｂ）に示したように、第２モータ８は２倍の周期で１ステップずつ駆動されることになる。従って、この場合（図４のステップＳ１で“ＮＯ”判定の場合）には、指定された早送り駆動のステップ数α，βに応じて、次のＢ〜Ｇの場合分けを行って、早送り駆動が完了するまでの時間を計算して比較する。

Ｂ．第１モータ７の早送り駆動のステップ数αよりも第２モータ８の早送り駆動のステップ数βの方が大きい“α ＜β”場合（図４のステップＳ３で“ＹＥＳ”判定の場合）で、且つ、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を速い速度Ｘと仮定した場合（ステップＳ４）

Ｂの場合、第１および第２モータ７，８の両方で早送り駆動が開始された後、先に、第１モータ７の早送り駆動が完了し、その後、第２モータ８の早送り駆動が完了する。第１モータ７の早送り駆動が完了するまでは、第１モータ７は周期１／Ｘで１ステップずつ駆動され、第２モータ８は周期１／Ｘの２倍の周期で１ステップずつ駆動される。第１モータ７の早送り駆動の完了後は、第２モータ８は周期１／ｘ２で１ステップずつ駆動される。

従って、第１モータ７の早送り駆動が完了する時間をｔ１（Ｘ）、第２モータ８の早送り駆動が完了する時間をｔ２（Ｘ）として、これらの時間ｔ１（Ｘ），ｔ２（Ｘ）を上記の運針パターンに応じた計算式により演算する（図４のステップＳ５）。ステップＳ５の式において、“（β−α／２）”は、第１モータ７の早送り駆動完了時に残された第２モータ８の駆動ステップ数である。そして、両者を比較して（ステップＳ６）、長いほうをＢの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｘ）とする（ステップＳ７，Ｓ８）。

なお、Ｂの場合には、第１モータ７の駆動完了時間ｔ１（Ｘ）が、第２モータ８の駆動完了時間ｔ２（Ｘ）より長くなることはない。それゆえ、後者のみを計算して、これをＢの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｘ）としても良い。

Ｃ．第１モータ７の早送り駆動のステップ数αよりも第２モータ８の早送り駆動のステップ数βの方が大きい“α ＜β”場合（図４のステップＳ３で“ＹＥＳ”判定の場合）で、且つ、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を遅い速度Ｙと仮定した場合（ステップＳ９）

Ｃの場合、第１および第２モータ７，８の両方で早送り駆動が開始された後、先に、第１モータ７の早送り駆動が完了し、その後、第２モータ８の早送り駆動が完了する。第１モータ７の早送り駆動が完了するまで、第１および第２モータ７，８は周期１／Ｙで１ステップずつ駆動され、第１モータ７の早送り駆動の完了後は、第２モータ８は最大速度の周期１／ｘ２で１ステップずつ駆動される。

従って、第１モータ７の早送り駆動が完了する時間をｔ１（Ｙ）、第２モータ８の早送り駆動が完了する時間をｔ２（Ｙ）として、これらの２つの時間ｔ１（Ｙ），ｔ２（Ｙ）を上記の運針パターンに応じた計算式により演算する（図４のステップＳ１０）。そして、両者を比較して（ステップＳ１１）、長いほうをＣの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）とする（ステップＳ１２，Ｓ１３）。

なお、Ｃの場合には、第１モータ７の駆動完了時間ｔ１（Ｙ）が、第２モータ８の駆動完了時間ｔ２（Ｙ）より長くなることはない。それゆえ、後者のみを計算して、これをＣの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）としても良い。

Ｄ．第１モータ７の早送り駆動の半分のステップ数α／２が、第２モータ８の早送り駆動のステップ数β以上“α／２ ≧β”となる場合（図５のステップＳ１７で“ＹＥＳ”判定の場合）で、且つ、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を速い速度Ｘと仮定した場合（ステップＳ１８）

Ｄの場合、第１および第２モータ７，８の両方で早送り駆動が開始された後、同時に早送り駆動が完了するか、或いは、先に第２モータ８の早送り駆動が完了する。両方が早送り駆動されている期間には、第１モータ７は周期１／Ｘで１ステップずつ駆動され、第２モータ８はその２倍の周期２／Ｘで１ステップずつ駆動される。第１モータ７のみが早送り駆動される期間には、第１モータ７は最大速度の周期１／ｘ１で１ステップずつ駆動される。

従って、第１モータ７の早送り駆動が完了する時間ｔ１（Ｘ）と、第２モータ８の早送り駆動が完了する時間ｔ２（Ｘ）とを、上記の運針パターンに応じた計算式により演算する（図５のステップＳ１９）。そして、両者を比較して（ステップＳ２０）、長いほうをＢの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｘ）とする（ステップＳ２１，Ｓ２２）。

Ｅ．第１モータ７の早送り駆動のステップ数αの半分が、第２モータ８の早送り駆動のステップ数β以上“α／２ ≧β”となる場合（図５のステップＳ１７で“ＹＥＳ”判定の場合）で、且つ、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を遅い速度Ｙと仮定した場合（ステップＳ２３）

Ｅの場合、第１および第２モータ７，８の両方で早送り駆動が開始された後、先に、第２モータ８の早送り駆動が完了し、その後、第１モータ７の早送り駆動が完了する。第２モータ８の早送り駆動が完了するまで、第１および第２モータ７，８は周期１／Ｙで１ステップずつ駆動され、第２モータ８の早送り駆動の完了後は、第１モータ７は最大速度の周期１／ｘ１で１ステップずつ駆動される。

従って、第１モータ７の早送り駆動が完了する時間ｔ１（Ｙ）と、第２モータ８の早送り駆動が完了する時間ｔ２（Ｙ）とを、上記の運針パターン応じた計算式により演算する（図５のステップＳ２４）。そして、両者を比較して（ステップＳ２５）、長いほうをＥの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）とする（ステップＳ２６，Ｓ２７）。

なお、Ｅの場合には、第２モータ８の駆動完了時間ｔ２（Ｙ）が、第１モータ７の駆動完了時間ｔ１（Ｙ）より長くなることはない。それゆえ、後者のみを計算して、これをＥの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）としても良い。

Ｆ．第２モータの早送り駆動のステップ数βが、第１モータ７の早送り駆動のステップ数αの半分より大きく、且つ、第１モータ７の早送り駆動のステップ数α以下“α／２ ＜β ≦α”となる場合（図６のステップＳ２８で“ＹＥＳ”判定の場合）で、且つ、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を速い速度Ｘと仮定した場合（ステップＳ２９）

Ｆの場合、第１および第２モータ７，８の両方で早送り駆動が開始された後、先に、第１モータ７の早送り駆動が完了し、その後、第２モータ８の早送り駆動が完了する。第１モータ７の早送り駆動が完了するまで、第１モータ７は周期１／Ｘで１ステップずつ駆動され、第２モータ８はその２倍の周期２／Ｘで１ステップずつ駆動される。第１モータ７の早送り駆動の完了後は、第２モータ８は最大速度の周期１／ｘ２で１ステップずつ駆動される。

従って、第１モータ７の早送り駆動が完了する時間ｔ１（Ｘ）と、第２モータ８の早送り駆動が完了する時間ｔ２（Ｘ）とを、上記の運針パターンに応じた計算式により演算する（図６のステップＳ３０）。そして、両者を比較して（ステップＳ３１）、長いほうをＦの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｘ）とする（ステップＳ３２，Ｓ３３）。

なお、Ｆの場合には、第１モータ７の駆動完了時間ｔ１（Ｙ）が、第２モータ８の駆動完了時間ｔ２（Ｙ）より長くなることはない。それゆえ、後者のみを計算して、これをＦの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）としても良い。

Ｇ．第２モータの早送り駆動のステップ数βが、第１モータ７の早送り駆動のステップ数αの半分より大きく、且つ、第１モータ７の早送り駆動のステップ数α以下“α／２ ＜β ≦α”となる場合（図６のステップＳ２８で“ＹＥＳ”判定の場合）で、且つ、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度を遅い速度Ｙと仮定した場合（ステップＳ３４）

Ｇの場合、第１および第２モータ７，８の両方で早送り駆動が開始されて、同時に早送り駆動が完了するか、或いは、先に第２モータ８の早送り駆動が完了する。両方が早送り駆動されている期間において、第１および第２モータ７，８は周期１／Ｙで１ステップずつ駆動される。第１モータ７のみが早送り駆動される期間は、第１モータ７の最大速度の周期１／ｘ１で１ステップずつ駆動される。

従って、第１モータ７の早送り駆動が完了する時間ｔ１（Ｙ）と、第２モータ８の早送り駆動が完了する時間ｔ２（Ｙ）とを、上記の運針パターンに応じた計算式により演算する（図６のステップＳ３５）。そして、両者を比較して（ステップＳ３６）、長いほうをＥの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）とする（ステップＳ３７，Ｓ３８）。

なお、Ｇの場合には、第２モータ８の駆動完了時間ｔ２（Ｙ）が、第１モータ７の駆動完了時間ｔ１（Ｙ）より長くなることはない。それゆえ、後者のみを計算して、これをＧの場合の早送り駆動の総合時間Ｔ（Ｙ）としても良い。

上述のように、指定された第１および第２モータ７，８の早送り駆動のステップ数α，βの関係に応じて、ＢとＣの場合、ＤとＥの場合、或いは、ＦとＧの場合の早送り駆動にかかる総合時間Ｔ（Ｘ），Ｔ（Ｙ）を計算したら、次に、これら２つを比較して（図４のステップＳ１４）、総合時間が短くなるほうで採用された速度Ｘ又は速度Ｙを、駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度として決定する（ステップＳ１５，Ｓ１６）。

そして、この早送り速度決定処理を終了して、実際に指針を早送り駆動する針早送り処理に移行する。

［針早送り処理］
図７には、ＣＰＵ１０が実行する針早送り処理のフローチャートを示す。この針早送り処理のソフトウェアにより実行手段が構成される。

針早送り処理は、第１モータ７を早送り駆動するステップ数α、第２モータ８を早送り駆動するステップ数β、第１および第２モータ７，８の両方を駆動する期間における駆動命令Ｃ１，Ｃ２の出力速度（針早送り速度決定処理で決定された速度Ｘ又は速度Ｙ）が、それぞれ指定された状態で開始される。

この針早送り処理では、ステップＳ４１，Ｓ４９，Ｓ５４の判別処理において、早送り駆動するステップ数α，βが両方とも残っているか、一方のステップ数αだけ残っているか、もう一方のステップ数βだけ残っているかＣＰＵ１０が判別し、この判別結果に応じた駆動処理を実行する。

すなわち、両方のステップ数α，βが残っている期間には、ステップＳ４１の判別処理で“ＮＯ”の判定となって、ステップＳ４１〜Ｓ４８のループ処理が繰り返し実行される。すなわち、このループ処理に移行すると、ＣＰＵ１０は、指定速度（速度Ｘ又は速度Ｙ）の周期の経過を待って（ステップＳ４２）、第１モータ７の駆動命令Ｃ１を駆動信号処理部２０に出力し（ステップＳ４３）、命令が正常に受け付けられたか応答を確認する（ステップＳ４４）。そして、正常であれば第１モータ７の残りのステップ数αを１ステップ分減じ（ステップＳ４５）、正常でなければ残りのステップ数αをそのままとする。

さらに、第２モータ８の駆動命令Ｃ２を駆動信号処理部２０に出力し（ステップＳ４６）、応答を確認する（ステップＳ４７）。そして、正常であれば第２モータ８の残りのステップ数βを１ステップ分減じ（ステップＳ４８）、正常でなければ残りのステップ数βをそのままとする。そして、ステップＳ４１に戻る。

このステップＳ４１〜Ｓ４８のループ処理により、第１および第２モータ７，８の両方を早送り駆動する期間において、指定された速度（速度Ｘ又は速度Ｙ）で駆動命令Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ出力されて第１および第２モータ７，８の早送り駆動が実現される。条件によって第２モータ８の駆動命令Ｃ２が２回に１回破棄される場合も生じる。

また、一方のステップ数αだけ残っている期間には、ステップＳ４９の判別処理で“ＮＯ”の判定となって、ステップＳ４９〜Ｓ５３のループ処理が繰り返し実行される。すなわち、このループ処理に移行すると、ＣＰＵ１０は、第１モータ７の最大速度の周期１／ｘ１の経過を待って（ステップＳ５０）、第１モータ７の駆動命令Ｃ１を駆動信号処理部２０に出力する（ステップＳ５１）。その後、命令が正常に受け付けられたか応答を確認し（ステップＳ５２）、正常であれば第１モータ７の残りのステップ数αを１ステップ分減じる（ステップＳ５３）。そして、ステップＳ４９に戻る。

また、もう一方のステップ数βだけ残っている期間には、ステップＳ５４の判別処理で“ＮＯ”の判定となって、ステップＳ５４〜Ｓ５８のループ処理が繰り返し実行される。すなわち、このループ処理に移行すると、ＣＰＵ１０は、第２モータ８の最大速度の周期１／ｘ２の経過を待って（ステップＳ５５）、第２モータ８の駆動命令Ｃ２を駆動信号処理部２０に出力する（ステップＳ５６）。その後、命令が正常に受け付けられたか応答を確認し（ステップＳ５７）、正常であれば第２モータ８の残りのステップ数βを１ステップ分減じる（ステップＳ５８）。そして、ステップＳ５４に戻る。

上記のステップＳ４９〜Ｓ５３のループ処理、或いは、ステップＳ５４〜Ｓ５８のループ処理により、第１および第２モータ７，８の何れか一方のみを早送り駆動する期間に、一方のモータの最大速度で対応する駆動命令が出力されて、一方のモータのみ早送り駆動が実現される。

そして、第１および第２モータ７，８の早送り駆動が全て完了したら、この早送り処理を終了する。

以上のように、この実施形態の指針式電子時計１によれば、大まかに駆動命令を出力する制御（例えばＣＰＵ１０のソフトウェア制御）と、細かな駆動信号の出力制御（例えば駆動信号処理部２０の制御）とが、別系統で行われる。従って、細かな駆動信号の出力制御の処理のために、大まかな制御処理が滞ったりすることがなく、スムーズな指針の駆動制御を実現できる。

一方で、上記のように大まかな制御と細かな制御とが別系統になっていると、ＣＰＵ１０側で直接に駆動信号の出力タイミングを監視することができないため、第１および第２モータ７，８の両方を早送り駆動する場合に、一部の駆動命令が破棄されてモータの駆動速度が遅くなってしまうことがある。しかしながら、この実施形態の指針式電子時計１では、上述の針早送り速度決定処理によって、駆動命令が破棄される場合も考慮して、何れの速度で駆動命令を出力した場合に、より速やかに指定された早送り駆動が完了するか比較されて、駆動命令の出力速度が決定されるようになっている。それゆえ、このような場合でも、速やかな早送り駆動を実現することができる。

また、この実施形態の指針式電子時計１によれば、駆動命令が破棄されることのある速い速度Ｘと、駆動命令が破棄される可能性がほぼない遅い速度Ｙとで、何れの速度とした場合に、指定されたステップ数α，βの早送り駆動がより速やかに完了するか比較を行って、駆動命令の出力速度を決定するようになっている。従って、容易な演算処理で駆動命令の出力速度を決定することができる。

また、この実施形態の指針式電子時計１によれば、速い速度Ｘとして、早送り駆動する複数のモータ７，８の各最大速度のうち最も遅い最大速度を採用している。また、遅い速度Ｙとして、速い速度の周期１／Ｘに各モータ７，８の駆動信号のパルス幅ａ，ｂをそれぞれ加えた周期“１／Ｘ ＋ａ ＋ｂ”に対応する速度を採用している。従って、速い速度Ｘで駆動命令が出力されると仮定して計算を行った場合には、一方のモータの早送り駆動のステップ数が少なくて、このモータの駆動命令が半分破棄されても速やかに早送り駆動を完了できるような場合を見いだすことができる。また、上記の遅い速度Ｙで駆動命令が出力されると仮定して計算を行った場合には、駆動命令の破棄が生じないことで速やかに早送り駆動を完了できるような場合を見いだすことができる。

また、この実施形態の指針式電子時計１によれば、早送り駆動の総合時間を計算して比較する際に、一方のモータのステップ数のみが残っている期間はそのモータを最大速度で駆動した場合の時間を計算するようにしている。従って、このような駆動パターンで針早送り処理が実行される構成に即した時間の比較が行え、速やかに早送り駆動を完了できる速度を正しく決定することができる。

また、この実施形態の指針式電子時計１によれば、駆動命令の破棄が生じる場合には、２回の駆動命令の出力で１ステップの駆動が行われるものとして、早送り駆動にかかる時間が計算されるようになっている。従って、実際の駆動パターンに即した時間の比較を容易な演算で行うことができ、速やかに完了できる速度を正しく且つ容易に決定することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、運針命令の破棄が生じない出力速度Ｙとして、ソフトウェア制御のタイムラグを考慮して少し余裕のある長さに設定した例を示しているが、ソフトウェア制御のタイムラグが全く生じないのであれば、この出力速度Ｙとして、ギリギリで運針命令の破棄が生じない速度を採用することもできる。具体的には、その周期１／Ｙが、第２モータ８の最大速度の周期１／ｘ２に第１モータ７の駆動信号のパルス幅ａを加えた時間長“１／ｘ２ ＋ａ”となるような速度を採用できる。

また、上記実施の形態では、第１および第２モータ７，８のうち一方のモータのみを早送り駆動する期間には、その駆動速度をそのモータの最大速度に変更するようにしている。そのため、早送り駆動の速度を決定する際にも、このような駆動パターンに対応した時間の計算を行っている。しかしながら、針早送り処理において、最初から最後まで駆動命令の出力速度を変更しない駆動処理が行われる場合には、早送り駆動の速度を決定する際に、その駆動パターンに対応した時間の計算を行って、その時間の比較を行うようにすれば良い。

また、上記実施の形態では、２個のモータを早送り駆動する構成を示したが、３個以上のモータを早送り駆動する場合にも本発明を同様に適用することができる。例えば、３個のモータを共に早送り駆動する場合には、１個または２個のモータの駆動命令が２回に１回破棄される速い速度の候補と、３個のモータとも駆動命令の破棄がほぼ生じない遅い速度の候補とを設定し、指定された早送り駆動のステップ数に応じて両方の速度をそれぞれ採用した場合の早送り駆動の総合時間をそれぞれ計算および比較して、より速やかに早送り駆動を完了できる速度を決定するようにすれば良い。

その他、早送り駆動する指針の種類や数など、実施の形態で示した細部等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 指針式電子時計
２ 秒針
３ 分針
４ 時針
５，６ モータドライバ
７ 第１モータ
８ 第２モータ
９ 輪列機構
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
２０ 駆動信号処理部
２１ 駆動パルス波形データ
２２ 逐次出力制御部
２３ モータ最大速度保障部
Ｃ１，Ｃ２ 駆動命令
Ｄ１，Ｄ２ 駆動信号
ｘ１，ｘ２ 最大速度
Ｘ 速い速度（第１の速度）
Ｙ 遅い速度（第２の速度）

Claims (5)

1. 複数の指針と、
   前記複数の指針を駆動する複数のステッピングモータと、
   前記複数のステッピングモータの駆動命令を出力する制御部と、
   前記制御部から前記駆動命令を受けて当該駆動命令により指定されたステッピングモータに駆動信号を出力する駆動処理部と、
   を備え、
   前記駆動処理部は、
   異なるステッピングモータに対する複数の駆動命令を受けた場合に、各ステッピングモータの駆動信号が重ならないようにタイミングをずらして駆動信号を出力する逐次出力手段と、
   １つのステッピングモータに対して前回の駆動信号の出力から次の駆動命令を受け付けるまでの時間長を制限して、当該ステッピングモータに設定された最大速度を超えた駆動が行われないようにする速度保障手段と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記複数のステッピングモータのうち駆動対象の２個以上のステッピングモータを指定されたステップ数だけ早送り駆動する場合に、当該駆動対象の２個以上のステッピングモータの駆動命令の出力速度を決定する速度決定手段と、
   前記速度決定手段により決定された出力速度に従って駆動命令を出力する実行手段と、
   を有し、
   前記制御部の前記速度決定手段は、
   前記逐次出力手段により駆動信号の出力タイミングがずらされることで前記速度保障手段により次の駆動命令が正常に受け付けられない状況を条件に含めて、前記指定されたステップ数の早送り駆動をより短時間で遂行できる前記駆動命令の出力速度を決定することを特徴とする指針式電子時計。
2. 前記制御部の前記速度決定手段は、
   前記駆動対象の２個以上のステッピングモータの駆動命令を共に第１の速度で出力した場合に、前記速度保障手段により次の駆動命令が正常に受け付けられない場合が生じるか判別する判別手段と、
   前記駆動対象の２個以上のステッピングモータの駆動命令が共に同一速度の出力で常に受け付けられる前記第１の速度より遅い第２の速度を算出する候補速度算出手段と、
   前記駆動対象の２個以上のステッピングモータを共に駆動する期間に、前記第１の速度で駆動命令を出力する場合と、前記第２の速度で駆動命令を出力する場合のどちらが前記指定されたステップ数の早送り駆動を早く終えるか比較する比較手段と、
   を備え、
   前記判別手段の判別結果または前記比較手段の比較結果に基づいて前記駆動命令を共に出力する周期を前記第１の速度または前記第２の速度に決定することを特徴とする請求項１記載の指針式電子時計。
3. 前記第１の速度は、前記駆動対象の２個以上のステッピングモータにそれぞれ設定されている最大速度のうち最も遅い最大速度であり、
   前記第２の速度は、当該第２の速度に対応する周期が、前記第１の速度に対応する周期に前記駆動対象の２個以上のステッピングモータに出力される各駆動信号の出力幅をそれぞれ加えた時間長となる速度である
   ことを特徴とする請求項２記載の指針式電子時計。
4. 前記比較手段は、
   前記駆動対象の２個以上のステッピングモータのうち１つのステッピングモータのみが早送り駆動を完了していない期間については、当該１つのステッピングモータを当該ステッピングモータに設定された最大速度で駆動した場合の時間を計算して比較を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の指針式電子時計。
5. 前記比較手段は、
   前記駆動対象の２個以上のステッピングモータのうち、前記次の駆動命令が正常に受け付けられない場合が生じるステッピングモータについては、前記第１の速度の半分の速度で駆動されるものとして、早送り駆動にかかる時間を計算することを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の指針式電子時計。

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