JP2022032330A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】針を機械的に固定するスイッチの操作により針の動作に問題が生じることを防ぐ【解決手段】電子時計は、ロータおよびコイルを含みかつ針を駆動するステップモータと、操作に応じて、前記針を機械的に固定するとともにオン信号を出力するスイッチと、前記ロータを回転させるための駆動信号を所定の間隔で前記コイルに出力するドライバ回路と、前記スイッチからのオン信号の入力を受け、前記オン信号の入力から遅延期間経過後に検出信号を出力し、前記オン信号が出力されているオン期間に前記駆動信号が出力されたか否かを判定する入力処理回路と、前記検出信号に応じて次回以降の駆動信号の出力を中断させ、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記スイッチがオフされた後に出力される駆動信号を変更する駆動制御回路と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、電子時計に関する。

アナログ表示手段を備えた電子時計は、指針を駆動させるためにステップモータを備えている。一般的に、電子時計は、ステップモータのロータを回転させるため、そのステップモータに対してロータの位置に応じた種類の駆動信号を出力する。言い換えると、複数の種類の駆動信号が時系列で並ぶ信号列をステップモータに出力することでロータを継続的に回転させている。

また電子時計は例えばリューズのようにユーザーの操作等に応じて針を機械的に固定する部材を有し、さらに、そのような部材に接続され、針が機械的に固定された際に電子的な信号を出力するスイッチを有する。一般的に、スイッチがオンされた直後にそのスイッチの接点の接触が安定しない状態（チャタリング）が生じることが知られている。チャタリングの影響を除去するために、例えば、接点の接触が安定し電流が安定したことを、スイッチのオンとして検出する方法がある。

特開昭６０－２５６０８２号公報 特開平１１－１７４１６５号公報

チャタリングの影響を除去しようとすると、スイッチのオンが検出されるまでに遅れが生じる。その遅れの間にステップモータを駆動する駆動信号が出力された場合、実際には針が動作せずロータの位置が変化しないため、駆動信号の位相とロータの位置との対応が崩れてしまい、針の動作に問題が生じてしまう。

本発明の目的は上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、針を機械的に固定するスイッチの操作により針の動作に問題が生じることを防ぐ技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかる電子時計は下記記載の構成を採用する。

（１）着磁されたロータ、前記ロータへ磁力を伝達するステータ、および、前記ステータに向けて磁力を発生するコイルを含み、針を駆動するステップモータと、操作に応じて、前記針を機械的に固定するとともにオン信号を出力するスイッチと、前記ロータを回転させるための駆動信号を所定の間隔で前記コイルに出力するドライバ回路と、前記スイッチからのオン信号の入力を受け、前記オン信号の入力から遅延期間経過後に検出信号を出力し、前記オン信号が出力されているオン期間に前記駆動信号が出力されたか否かを判定する入力処理回路と、前記検出信号に応じて次回以降の駆動信号の出力を中断させ、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記スイッチがオフされた後に出力される駆動信号を変更する駆動制御回路と、を含む電子時計。

（２）（１）において、前記駆動制御回路は、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記ドライバ回路に対して、前記スイッチがオフされてから前記所定の間隔が経過する前に、前記駆動信号を出力するよう制御する、電子時計。

（３）（１）において、前記駆動制御回路は、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記ドライバ回路に対して、次に出力する駆動信号の位相を変更するよう制御する、電子時計。

（４）（１）から（３）のいずれかにおいて、前記入力処理回路は、複数の周期の異なるクロック信号のうち１つを選択するクロック選択回路をさらに含み、前記遅延期間は前記クロック信号に応じて定められる、電子時計。

（５）（４）において、前記駆動信号が出力される期間には、前記複数の周期の異なるクロック信号のうち最も短い周期のクロック信号が選択される、電子時計。

（６）（１）から（５）のいずれかにおいて、前記駆動信号は通常駆動信号と、前記通常駆動信号により前記ロータが回転しなかったと判定された場合に前記通常駆動信号の後に出力される補正駆動信号と、で構成される、電子時計。

本発明によれば、針を機械的に固定するスイッチの操作により針の動作に問題が生じることを防ぐことができる。

本発明の実施形態にかかる電子時計の一例を示す平面図である。 本発明の実施形態にかかる電子時計の回路構成を概略的に示すブロック図である。 竜頭に関連する部材を示す図である。 入力処理回路の構成の一例を示すブロック図である。 チャタリング防止回路の構成の一例を示す図である。 チャタリング防止回路の動作を示す波形図である。 竜頭の操作と駆動信号の出力とが重ならない場合の信号の一例を示す波形図である。 図７に示される場合のステップモータの動作を説明する図である。 竜頭の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の一例を示す波形図である。 図９に示される場合のステップモータの動作を説明する図である。 竜頭の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の他の一例を示す波形図である。 図１１に示される場合のステップモータの動作を説明する図である。 入力処理回路の他の一例を示す図である。 図１３に示される入力処理回路の動作を説明する波形図である。 図１３に示される入力処理回路の動作を説明する波形図である。 入力処理回路の他の一例を示す図である。 入力回路の一例を示す回路図である。 竜頭の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の一例を示す波形図である。

以下では、図面とともに本発明の実施の形態について詳述する。以下では、携帯型の電子時計１に本発明を適用した場合について説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる電子時計１の一例を示す平面図であり、図２は、電子時計１の回路構成を概略的に示す図である。電子時計１は、アナログ表示方式の電子時計である。電子時計１は、文字板５１と、時針５２ａと、分針５２ｂと、秒針５２ｃと、竜頭５６と、モータ制御部２と、電源３と、ステップモータ２０と、図示しない輪列と、電気スイッチ１７と、を含む。電源３は例えば二次電池を含む。

ステップモータ２０は、１つのコイル２１とロータ２２とステータ２３ａ，２３ｂとを有する。ロータ２２にはＮ極およびＳ極の二極が着磁されている。ロータ２２にはより多くの極が着磁されてもよい。ステータ２３ａ，２３ｂはロータ２２を挟んで対向している。コイル２１は端子Ｏ１，Ｏ２の間を流れる電流に応じた磁力を発生する。コイル２１の一端および他端から発生した磁力は、それぞれステータ２３ａ，２３ｂに伝達される。ステップモータ２０は輪列に機械的に接続されており、輪列を介して時針５２ａ、分針５２ｂおよび秒針５２ｃのような指針が駆動される。

モータ制御部２は、発振回路１１と、第１分周回路１２と、第２分周回路１３と、波形整形回路１４と、ドライバ回路１５と、入力処理回路１８と、駆動制御回路１９と、回転検出回路３９と、を含む。モータ制御部２は、例えばマイクロコントローラを含む集積回路として実装されている。

発振回路１１は、水晶振動子（図示せず）によって所定のクロック信号を出力する。クロック信号は第１分周回路１２に入力される。第１分周回路１２はクロック信号を分周し、第１分周回路１２により分周されたクロック信号は、第２分周回路１３に入力される。第２分周回路１３は分周されたクロック信号をさらに分周する。第２分周回路１３により分周されたクロック信号は、波形整形回路１４、入力処理回路１８に入力される。

波形整形回路１４は、ステップモータ２０を駆動するための駆動パルスを生成し、ドライバ回路１５へ出力する。また、波形整形回路１４はロータ２２が１ステップだけ回転したか否かを判定するための回転検出パルスを生成し、ドライバ回路１５へ出力する。なお、波形整形回路１４は、ロータ２２が１ステップ回転したと判定されなかった場合に、ロータ２２を強制的に回転させるための補正パルスを生成しドライバ回路１５へ出力する。

ドライバ回路１５は、波形整形回路１４から入力された駆動パルスに応じた駆動信号、または、補正パルスに応じた補正信号をステップモータ２０のコイル２１の端子Ｏ１，Ｏ２に供給し、ステップモータ２０を駆動する。ドライバ回路１５が出力する信号の波形の立ち上がり、立ち下がりのタイミングは、ドライバ回路１５へ入力されるパルスとほぼ同じである。ドライバ回路１５は、波形整形回路１４から順に入力される駆動パルスにより、駆動信号を順次出力する。以下では、順次出力される複数の駆動信号を駆動信号列と記載する。

またドライバ回路１５は、波形整形回路１４から回転検出パルスが入力されると、コイル２１と回転検出回路３９との間に設けられたスイッチ（図示せず）を制御することにより、コイル２１のＯ１端子、Ｏ２端子に生じた逆起電流を回転検出回路３９に入力させる。

回転検出回路３９は、回転検出パルスがドライバ回路１５に入力された際にコイル２１に生じた逆起電流を検出する回路である。回転検出回路３９は、例えばコンパレータを含み、検出抵抗に基づいて定まる閾値を超える逆起電流が生じているか否かを検出する。また、回転検出回路３９は、検出された逆起電流に基づいてロータ２２が次のステップへ回転したか否かを判定する。回転検出回路３９は、ロータ２２が回転していないと判断した場合に、駆動制御回路１９を制御し、波形整形回路１４を通して補正パルスをドライバ回路１５へ入力させる。

電気スイッチ１７は、竜頭５６の操作によりオンされる電気的なスイッチである。電気スイッチ１７は竜頭５６の動きに応じて開閉し、閉じると電気スイッチ１７のチャタリング防止回路３６側の端の電位もほぼＶＤＤとなり電流（オン信号）が流れる。

入力処理回路１８は、チャタリングを防止するため、オン信号の入力から所定期間経過後に電気スイッチ１７がオンされたことを検出し、その検出結果を駆動制御回路１９へ出力する。また、入力処理回路１８は、電気スイッチ１７がオンされているオン期間に、指針を駆動するステップモータ２０に向けて駆動信号が出力されたか否か判定し、判定結果を示す信号を駆動制御回路１９へ出力する。

駆動制御回路１９は、電気スイッチ１７がオンされたことを入力処理回路１８が検出した場合に、波形整形回路１４からドライバ回路１５への駆動パルスの出力を停止させ、ドライバ回路１５が駆動信号列を出力することを中断させる。

駆動制御回路１９は、入力処理回路１８から入力される判定結果を示す信号に基づいてオン期間に駆動信号が出力されたと判定された場合に、電気スイッチ１７がオフされた後に出力される駆動信号列を変更する。駆動制御回路１９は、より具体的には、内部時刻に応じて所定の間隔（例えば１秒間隔）で出力される駆動信号の極性（位相）を調整する。以下では、駆動信号のうち特に所定の間隔で出力される駆動信号を「正規駆動信号」と記載する。

駆動制御回路１９は、例えば、波形整形回路１４およびドライバ回路１５に、複数の正規駆動信号と異なるタイミングで１または複数の駆動信号を出力させることにより正規駆動信号の極性を調整してもよい。この異なるタイミングは、電気スイッチ１７がオフされた後かつ次の正規駆動信号が出力される前であってよい。

駆動制御回路１９は、例えば、波形整形回路１４に記憶されている、次の駆動信号の極性を示す情報を変更することにより、正規駆動信号の極性を調整してもよい。

次に、竜頭５６と、電気スイッチ１７と、指針の機械的な固定との関係について説明する。図３は竜頭５６に関連する部材を説明する図である。電子時計１は、巻真５９と、リセットレバー６１と、切替レバー４１と、指針軸８０と、５番歯車８２と、５番カナ８３と、４番歯車８４と、４番カナ８５と、３番歯車８６と、３番カナ８７と、２番歯車８８と、２番カナ８９と、日の裏歯車９１と、日の裏カナ９２と、を含む。接点６７は電気スイッチ１７を構成する。

指針軸８０と、５番歯車８２と、５番カナ８３と、４番歯車８４と、４番カナ８５と、３番歯車８６と、３番カナ８７と、２番歯車８８と、２番カナ８９と、日の裏歯車９１と、日の裏カナ９２とは、輪列を構成している。

竜頭５６は巻真５９の一端に設けられている。リセットレバー６１は回転軸６０を中心として回転する。リセットレバー６１は接続部６２、リセットバネ部６３、切替バネ部６４を含む。巻真５９のもう一つの端である先端部５９ｂはリセットレバー６１の接続部６２に接触している。竜頭５６を引く操作により巻真５９およびその先端部５９ｂが図３上方へ移動すると、接続部６２も先端部５９ｂの移動に応じて移動し、リセットレバー６１が回転する。その回転によりリセットバネ部６３の端部が接点６７に接触し、接点６７を介して入力処理回路１８に電流が流れる。リセットバネ部６３は弾性があるため、リセットレバー６１の回転により電気スイッチ１７を閉じた直後に、接点６７とリセットバネ部６３との接触が一時的に失われるチャタリングが生じやすい。

また、リセットレバー６１の回転により切替バネ部６４も移動し、切替バネ部６４と一部が係合されている切替レバー４１が回転軸４０を中心として回転する。切替レバー４１の回転により３番カナ８７の下軸受４７が移動し、４番歯車８４との噛み合いが外れることで指針の動作にブレーキがかかりその指針は巻真５９が移動する直前の状態に固定される。そのため、ステップモータ２０の動作があったとしても指針が動かなくなる。なお、図３に示す例においては指針を駆動させるための輪列の噛み合いを外すことで指針の動作にブレーキをかけているが、指針を駆動させるための輪列に対して所定の部品を接触させて輪列の回転を抑制することにより指針の動作にブレーキをかけることもできる。そして、そのような方法でブレーキがかかっている場合は、ステップモータに駆動信号が出力されたとしてもロータは回転しない。

図３に示される巻真５９、リセットレバー６１、切替レバー４１、接点６７、下軸受４７は、竜頭５６の操作により機能する機械的および電気的なスイッチを構成している。

図４は、入力処理回路１８の構成の一例を示すブロック図である。入力処理回路１８は、クロック選択回路３５と、チャタリング防止回路３６と、重複判定回路３７とを含む。入力処理回路１８には第２分周回路１３から互いに周期の異なる２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力され、波形整形回路１４から駆動信号を出力する期間である駆動期間に電位がＨとなる期間信号ＤＰが入力される。

チャタリング防止回路３６には、クロック信号ＣＬＫＳと電気スイッチ１７からの信号とが入力される。電気スイッチ１７のチャタリング防止回路３６側の端はプルダウン抵抗を介して接地配線（ＧＮＤ）に接続されている。チャタリング防止回路３６は、クロック選択回路３５で、互いに周期の異なる２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２（検出同期信号）のどちらがクロック信号ＣＬＫＳとして選択されたとしても、電気スイッチ１７からオン信号（電流または電位）が入力される場合に、電気スイッチ１７がオンされたことを検出し、検出されてからオン信号が入力されなくなるまで検出信号ＳＳを出力する。

図５はチャタリング防止回路３６の構成の一例を示す図であり、図６はチャタリング防止回路３６の動作を示す波形図である。

チャタリング防止回路３６は、例えば図５に示されるように、２つのＤフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２、２つのＮＯＴ回路、２つのＮＯＲ回路を含む。電気スイッチ１７の一端に電気的に接続されるスイッチ入力ＢはＤフリップフロップ回路ＦＦ１の端子Ｄに接続される。またクロック信号ＣＬＫＳの線はＤフリップフロップ回路ＦＦ１の端子ＯおよびＤフリップフロップ回路ＦＦ２の端子ＯＢに接続され、またクロック信号ＣＬＫＳの線は２つめのＮＯＴ回路を経てＤフリップフロップ回路ＦＦ１の端子ＯＢおよびＤフリップフロップ回路ＦＦ２の端子Ｏに接続される。Ｄフリップフロップ回路ＦＦ１の出力ＱＢは１つめのＮＯＲ回路の第１入力端子に接続され、またスイッチ入力Ｂは１つめのＮＯＴ回路を経て１つめのＮＯＲ回路の第２入力端子に接続される。１つめのＮＯＲ回路の出力はＤフリップフロップ回路ＦＦ２の端子Ｄに接続される。２つめのＮＯＲ回路の第１入力端子は１つめのＮＯＴ回路の出力と接続され、２つめのＮＯＲ回路の第２入力端子はリセット入力ＲＳＴに接続される。２つめのＮＯＲ回路の出力はＤフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２の端子ＲＢに接続される。Ｄフリップフロップ回路ＦＦ２の出力Ｑは検出信号ＳＳとして取り出される。

チャタリング防止回路３６は、図６に示されるように、電気スイッチ１７がオンすることによりスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなり、クロック信号ＣＬＫＳの電位（波形ＣＬＫＳ）がＨからＬに変わると、Ｄフリップフロップ回路ＦＦ１の出力ＱＢの電位（波形ＱＢ（ＦＦ１））がＨからＬに変わる。そしてクロック信号ＣＬＫＳの電位（波形ＣＬＫＳ）がＬからＨに変わり、かつスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨのままであると、Ｄフリップフロップ回路ＦＦ２の出力Ｑの検出信号の電位（波形ＳＳ）がＬからＨに変化する。図６からわかるように、電気スイッチ１７がオン（波形ＢがＬからＨ）されてから、そのオンが検出される（波形ＳＳがＬからＨ）までにクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の半周期から１．５周期の所定期間となる遅延ＤＬ（図６の矢印ＤＬ）が生じる。なお、クロック信号ＣＬＫＳの電位（波形ＣＬＫＳ）がＨからＬに変わる際にスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨであっても、クロック信号ＣＬＫＳの電位（波形ＣＬＫＳ）がＬからＨに変わる際にスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＬである場合は、検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）は、Ｈにならず、Ｌのままである。つまり、クロック信号ＣＬＫＳの電位（波形ＣＬＫＳ）がＨからＬに変わるとき、クロック信号ＣＬＫＳの電位（波形ＣＬＫＳ）がＬからＨに変わるときの両方のタイミングで、スイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨである場合に、検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）がＨとなる。なお、所定期間の遅延ＤＬは、複数のクロック信号が用いられる場合は、クロック信号に応じて定められる。

図４に図示するようにクロック選択回路３５にはクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２と期間信号ＤＰが入力される。クロック選択回路３５は駆動信号が出力される期間に出力されるクロック信号ＣＬＫＳの周期を短くする。より具体的には、クロック選択回路３５は、チャタリング防止回路３６へ入力するクロック信号ＣＬＫＳとして、クロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２のうち１つを選択的に出力する。クロック信号ＣＬＫ２の周期はクロック信号ＣＬＫ１の周期より短い。つまり、クロック選択回路３５は、駆動信号が出力される期間（例えば期間信号ＤＰの電位がＨの期間）にクロック信号ＣＬＫ２を出力し、駆動信号が出力されない期間（例えば期間信号ＤＰの電位がＬの期間）にクロック信号ＣＬＫ１を出力する。つまり、複数の周期の異なるクロック信号が選択される場合には、駆動信号が出力される期間に出力されるクロック信号は、最も短い周期のクロック信号が選択される。このようにクロック選択回路３５が選択することにより、駆動信号が出力される期間における電気スイッチ１７のオンの検出についての遅延ＤＬを減少させることができる。

重複判定回路３７は、チャタリング防止回路３６から出力される検出信号ＳＳに基づいて、電気スイッチ１７がオンされているオン期間に、駆動信号が出力されたか否か判定する。オン期間に駆動信号が出力されたと判定された場合には、重複判定回路３７は重複信号Ｆとして電位をＨとなる信号を出力する。

次に本発明の実施形態にかかる電子時計１の動作についてさらに説明する。

図７は竜頭５６の操作と駆動信号の出力とが重ならない場合の信号の一例を示す波形図であり、図８は図７に示される場合のステップモータ２０の動作を説明する図である。図７，８の例では、時刻Ｔ２からＴ３と時刻Ｔ７からＴ８に正規駆動信号が出力され、ステップモータ２０にブレーキ２６がかかる期間およびスイッチ入力ＢがＨとなる期間（時刻Ｔ５からＴ６）と正規駆動信号が出力される期間とは重複していない。図８に示されるブレーキ２６は、竜頭５６の操作に起因して図３に示される輪列の回転が制限されることによりロータ２２の回転を制限することを観念的に示すものである。

時刻Ｔ１では正規駆動信号が入力されておらず、クロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期は長い。またロータ２２のＮ極はステータ２３ａに近い。時刻Ｔ２には正規駆動信号がコイル２１の端子Ｏ１に印加され、ステータ２３ａがＮ極、ステータ２３ｂがＳ極となり、ロータ２２が正方向に１ステップ回転（半回転）し、時刻Ｔ３にはＮ極がステータ２３ｂに近くなる。正規駆動信号の印加が終わった時刻Ｔ４にはＮ極がステータ２３ｂの近くで安定状態となる。時刻Ｔ２からＴ３にはクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期が短い。時刻Ｔ５には竜頭５６の操作により電気スイッチ１７からのスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなり、ロータ２２にブレーキ２６がかかっている（波形ブレーキがＨ）。時刻Ｔ５からＴ６ではクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期が長いため、図７の例では検出信号ＳＳ（波形ＳＳ）がＨとなるのはスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなってから、クロック信号ＣＬＫＳの半周期分以上（図７では、１周期分）遅れている。時刻Ｔ６にはスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＬとなり、ブレーキ２６が解除済になっている（波形ブレーキがＬ）。

時刻Ｔ７には極性が時刻Ｔ２と反対（逆相）になるようにコイル２１の端子Ｏ２に正規駆動信号が印加され、ステータ２３ａがＳ極、ステータ２３ｂがＮ極となり、ロータ２２が正方向に１ステップ回転（半回転）し、時刻Ｔ８にはＮ極がステータ２３ａに近くなる。時刻Ｔ９にはＮ極がステータ２３ａの近くで安定状態となる。なお、本実施例においては、正規駆動信号は所定の間隔（１秒間隔）で出力されるとしているため、時刻Ｔ６にブレーキ２６が解除されてから１秒後の時刻Ｔ７に正規駆動信号が出力されている（波形ＤＰがＨ）。

このように、ステップモータ２０にブレーキ２６がかかる期間と正規駆動信号が出力される期間とが重複しない場合には、特段の対応を行わなくてもブレーキ２６解除後の正規駆動信号によりステップモータ２０は正常に回転する。

図９は竜頭５６の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の一例を示す波形図であり、図１０は図９に示される場合のステップモータ２０の動作を説明する図である。図９，１０の例では、時刻Ｔ１１からＴ１３の間にロータ２２にブレーキ２６がかかっており、時刻Ｔ１２から正規駆動信号が出力され、ブレーキ２６と駆動信号とが重複している。図１０のブレーキ２６は、図３に示される輪列の回転の制限を観念的に示したものである。

時刻Ｔ１１では竜頭５６の操作によりロータ２２にブレーキ２６がかかっており（波形ブレーキがＨ）、時刻Ｔ１２の前に電気スイッチ１７からのスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなる。また、Ｔ１２から正規駆動信号が出力されるため、期間信号ＤＰの電位（波形ＤＰ）がＨとなり、チャタリング防止回路３６に入力されるクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期は短くなる。これにより、チャタリング防止回路３６はより短い遅延ＤＬで電気スイッチ１７のオンを検出し検出信号ＳＳ（波形ＳＳ）を出力する。

時刻Ｔ１２において、正規駆動信号がコイル２１に印加され、ステータ２３ａがＮ極、ステータ２３ｂがＳ極となるが、ブレーキ２６によりロータ２２が回転できず時刻Ｔ１３になってもロータ２２は回転しない。これにより波形整形回路１４またはドライバ回路１５の内部に記憶される次の駆動信号の極性（種類）を示す情報と、ロータ２２の状態との対応が崩れ、そのまま正規駆動信号が出力されるとロータ２２が回転しないという現象が生じる。

一方、時刻Ｔ１２からＴ１３において、期間信号ＤＰの電位（波形ＤＰ）がＨとなる期間（駆動信号が出力される期間）と、検出信号ＳＳ（波形ＳＳ）の電位がＨとなる期間とが重複するため、時刻Ｔ１２からＴ１３の間には重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなる期間が存在する。

ここで、駆動信号が出力される期間にチャタリング防止回路３６に入力されるクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期は、駆動信号が出力される期間の２／３以下である。チャタリング防止回路３６による検出の遅延ＤＬが最大でクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期の１．５倍である。駆動信号が出力される期間の最小値に１．５の逆数をかけた期間よりクロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期が短くすると遅延ＤＬに起因する重複の判定もれを防ぐことができる。

駆動制御回路１９は、重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなる期間があった場合に、以後の駆動信号列を変更する（駆動信号の位相を調整する）ために、波形整形回路１４およびドライバ回路１５が正規駆動信号と異なるタイミングで駆動信号を出力するよう制御する。

図９，１０をみると、時刻Ｔ１３においてブレーキ２６が解除され、電気スイッチ１７のオフが検出される（波形ＢのＬ）。通常、電気スイッチ１７のオフが検出され（波形ＢのＬ）てから所定の間隔として１秒（１ｓ）後の時刻Ｔ１６には、コイル２２の端子Ｏ２に正規駆動信号が印加されるが、ここでは、正規駆動信号が出力されるタイミング（時刻Ｔ１６）より前（時刻Ｔ１４）にコイル２１の端子Ｏ２に駆動信号が出力される。つまり駆動信号の種類とロータ２２の状態との対応が崩れているため、ロータ２２の極とステータ２３ａ，２３ｂとで反発が起きず、ロータ２２は回転しない（時刻Ｔ１５）が、時刻Ｔ１４にコイル２１の端子Ｏ２に駆動信号が出力されることにより波形整形回路１４またはドライバ回路１５の内部に記憶される次の駆動信号の極性（種類）を示す情報が更新され、この情報とロータ２２の状態とが適切に対応するようになる。もしこの駆動信号が印加されないと正規駆動信号が印加されてもロータ２２が回転せず、指針の移動の開始が遅れてしまう。

電気スイッチ１７のオフが検出され（波形ＢのＬ）てから所定の期間となる１秒（１ｓ）後の時刻Ｔ１６には、コイル２１の端子Ｏ１に正規駆動信号が印加され、ステータ２３ａがＮ極、ステータ２３ｂがＳ極となり、ロータ２２が正方向に１ステップ回転（半回転）し、時刻Ｔ１７にはＮ極がステータ２３ｂに近くなる。時刻Ｔ１８にはＮ極がステータ２３ｂの近くで安定状態となる。

このように、入力処理回路１８は、電気スイッチ１７からのスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなってオン信号の入力を受けると、クロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の半周期から１．５周期の所定期間経過後に検出信号ＳＳを出力し（波形ＳＳがＨ）、オン信号が出力されているオン期間（スイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨである期間）に期間信号ＤＰの電位（波形ＤＰ）がＨとなる期間（駆動信号が出力ている期間）が重複しているかどうかの判定をしている。また、駆動制御回路１９は、検出信号ＳＳが出力される（波形ＳＳがＨ）と、次回以降の駆動信号が出力される（波形ＤＰがＨとなる）のを中断し、かつオン期間に駆動信号が出力された（波形ＤＰがＨ）と判定された場合、つまり重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなる期間があった場合に、電気スイッチ１７がオフされた後に出力される駆動信号をロータ２２の位置を修正するために変更する。また、駆動制御回路１９は、スイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨである期間（オン期間）に駆動信号が出力されたと判定された場合（重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなった場合）に、ドライバ回路１５に対して、電気スイッチ１７がオフされてから所定の間隔（１秒後）以前に、駆動信号を出力するよう制御する。つまり、電気スイッチ１７のオン状態と駆動信号出力との重複を検知することで、ブレーキ２６により駆動信号を印加してもロータ２２が回転しないことに起因する問題の発生を防ぐことができる。

駆動制御回路１９による駆動信号の位相の調整は、他の手法により行われてもよい。

図１１は竜頭５６の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の他の一例を示す波形図であり、図１２は図１１に示される場合のステップモータ２０の動作を説明する図である。図１１，１２の例では、時刻Ｔ２１からＴ２３の間にロータ２２にブレーキ２６がかかっているものとする。また時刻Ｔ２２から正規駆動信号が出力され、ブレーキ２６と駆動信号とが重複している。図１２のブレーキ２６は、図３に示される輪列の回転の制限を観念的に示したものである。

時刻Ｔ２１の時点では竜頭５６の操作によりロータ２２にブレーキ２６がかかり、電気スイッチ１７からのスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなる。時刻Ｔ２２において、正規駆動信号がコイル２１に印加され、ステータ２３ａがＮ極、ステータ２３ｂがＳ極となるが、ブレーキ２６によりロータ２２が回転できず時刻Ｔ２３になってもロータ２３は回転しない。これにより波形整形回路１４またはドライバ回路１５の内部に記憶される次の駆動信号の極性（種類）を示す情報と、ロータ２２の状態との対応が崩れ、仮にそのまま正規駆動信号が出力されるとロータ２２が回転しない。

一方、時刻Ｔ２２からＴ２３において、期間信号ＤＰの電位（波形ＤＰ）がＨとなる期間（駆動信号が出力される期間）と、検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）がＨとなる期間とが重複するため、時刻Ｔ１２からＴ１３の間には重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなる期間が存在する。ここまでは図９、１０の例と同様である。

駆動制御回路１９は、重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなる期間があった場合（スイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨであるオン期間に駆動信号が出力されたと判定された場合）に、次に出力される正規駆動信号の種類が、ブレーキ２６がかかっている期間に出力された正規駆動信号と同じになるように、波形整形回路１４またはドライバ回路１５の内部に記憶される次に出力する駆動信号の極性（種類）を示す情報、つまり位相を変更する。これにより、図１１，１２の例では時刻Ｔ２４からＴ２５に出力される正規駆動信号の位相が時刻Ｔ２２に出力される駆動信号と同じとなり、ロータ２２は１ステップ正回転する。なお、図１１の端子Ｏ２における時刻Ｔ２４からＴ２５の破線は、仮に情報が変更されていなかった場合に出力される正規駆動信号を示している。

このように、次に出力する駆動信号の位相の情報を更新することによっても同様の効果を得ることができる。

１ステップの駆動信号が、はじめに出力される通常駆動信号と、通常駆動パルスでロータ２２が回転しない場合に出力される補正駆動信号とを含む場合であっても同様の効果を得ることは可能である。以下では、駆動信号として通常駆動信号と補正駆動信号とが出力され、かつ重複の判定などに用いられる駆動信号が出力される期間として、補正駆動信号が出力されるか否かが反映されない期間を用いる場合について説明する。

図１３は、入力処理回路１８の他の一例を示す図である。入力処理回路１８は、クロック選択回路３５と、チャタリング防止回路３６と、重複判定回路３７とを含む。図４との大きな違いは、入力処理回路１８に、期間信号ＤＰの代わりに、通常駆動信号が出力される期間信号ＳＰ及び補正駆動信号が出力される期間信号ＦＰが入力される点である。期間信号ＳＰと期間信号ＦＰとはＯＲ回路に入力され、ＯＲ回路の出力である期間信号ＣＰは図４における期間信号ＤＰの代わりに駆動信号としてクロック選択回路３５および重複判定回路３７に出力される。

図１４Ａは図１３の回路における竜頭５６の操作と駆動信号の出力とが重ならない場合の信号の一例を示す波形図である。図１４Ｂは図１３の回路における竜頭５６の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の一例を示す波形図である。通常駆動信号が出力される期間（通常駆動期間）には期間信号ＳＰの電位（波形ＳＰ）がＨとなり、期間信号ＣＰの電位（波形ＣＰ）もＨとなる。補正駆動信号が出力される期間（補正駆動期間）には、補正駆動信号が出力された場合は期間信号ＦＰの電位（波形ＦＰ）がＨとなり、期間信号ＣＰの電位（波形ＣＰ）もＨとなる。なお、駆動期間を除く期間は出力信号の電位はＬである。期間信号ＣＰの電位（波形ＣＰ）がＨとなる期間は、駆動信号によりステップモータ２０が駆動される期間に対応する。また、図１４Ａにおいて破線で示される波形は、図１４Ａに示す例では実際には補正駆動信号は出力されないが、仮に補正駆動信号が出力された場合の波形を示している。

前述のように、通常駆動期間には通常駆動信号が出力される。さらに、その通常駆動信号によりステップモータ２０のロータ２２が回転しなかったと回転検出回路３９が判定した場合には、補正駆動期間に補正駆動信号が出力される。図１４Ａでは通常駆動信号のみで回転できた場合の波形が記載されており、補正駆動信号は出力されていない。

まず、図１４Ａに示す例について説明する。図１４Ａでは時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２が通常駆動期間である。また、時刻Ｔ３３からＴ３５は、実際には補正駆動信号は出力されないが、仮に補正駆動信号が出力された場合の補正駆動期間に対応する。また、補正駆動期間の中にある時刻Ｔ３４においてスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなるが、クロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期が長いため時刻Ｔ３６に検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）がＨとなるため、検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）と期間信号ＣＰの電位（波形ＣＰ）との両方がＨとなる期間が重ならず重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなることはない。そのため、スイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＬとなってから１秒（１ｓ）後、時刻Ｔ３８からＴ３９に極性が時刻Ｔ３１からＴ３２における波形Ｏ１と反対（逆相）になるようにコイル２１の端子Ｏ２に正規駆動信号に含まれる通常駆動信号として波形Ｏ２が出力される。

一方、図１４Ｂの例では、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２が通常駆動信号の出力期間であり、時刻Ｔ３３からＴ３５が補正駆動信号の出力期間（波形ＦＰがＨ）である。補正期間の中にある時刻Ｔ３４においてスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなり、クロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期が短いため時刻Ｔ３６に検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）がＨとなるので、検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）と期間信号ＣＰの電位（波形ＣＰ）との両方が、Ｈとなる期間が重なり、重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなる。そのため、スイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＬとなってから１秒（１ｓ）後、時刻Ｔ３８からＴ３９に位相が変更され、極性が時刻Ｔ３１からＴ３２と同じ（同相）になるようにコイル２１の端子Ｏ１に正規駆動信号に含まれる通常駆動信号として波形Ｏ１が出力される。

以上のように、入力処理回路１８を図１３に示す構成とすることで、通常駆動信号でロータが回転できた場合には通常駆動信号が出力される期間のみを、通常駆動信号でロータが回転できず補正駆動信号が出力される場合には、通常駆動信号と補正駆動信号を合わせた正規駆動信号の出力される期間を重複の判定に用いることができ、指針の動作に問題が生じることをより確実に防ぐことが可能になる。

これまでの説明では、電気スイッチ１７とチャタリング防止回路３６とが直接的に接続されているが、電気スイッチ１７に流す電流による消費電力が問題となりうる。以下では、この消費電力を削減するための構成について説明する。

図１５は、入力処理回路１８の他の一例を示す図である。入力処理回路１８は、入力回路３４と、クロック選択回路３５と、チャタリング防止回路３６と、重複判定回路３７とを含む。図４との大きな違いは、入力処理回路１８が入力回路３４を含み、入力回路３４と電気スイッチ１７とが電気的に接続され、入力回路３４の出力がスイッチ入力Ｂとしてチャタリング防止回路３６に入力されている点である。入力回路３４には、クロック信号ＣＬＫ３も入力されている。

図１６は入力回路３４の一例を示す回路図である。入力回路３４は第１および第２のＮＯＴ回路と、ＮＯＲ回路とを含む。ＮＯＲ回路には、第１のＮＯＴ回路の出力と、クロック信号ＣＬＫ３とが入力され、第１のＮＯＴ回路の入力は、電気スイッチ１７の一端であるスイッチ入力ＧおよびＮＯＲ回路の出力と電気的に接続されている。またスイッチ入力ＧとＧＮＤ（ＶＤＤ）の間にプルダウン抵抗は配置されていない。

第１のＮＯＴ回路の出力は第２のＮＯＴ回路に入力され、第２のＮＯＴ回路の出力はチャタリング防止回路３６のスイッチ入力Ｂに接続される。図１６の例では、入力回路３４は、第１のＮＯＴ回路とＮＯＲ回路のＮＯＴ回路部分との２つのＮＯＴ回路がリング状に配列される。リング状に配列されるＮＯＴ回路の数は偶数であればよく、リング状に配列されるＮＯＴ回路のうちいずれかの出力がチャタリング防止回路３６のスイッチ入力Ｂに接続されてよいし、ＮＯＴ回路のうちいずれかの出力がチャタリング防止回路３６のスイッチ入力Ｂの間に必要に応じてＮＯＴ回路が設けられてよい。

電気スイッチ１７が閉じてスイッチ入力ＧにＨの電位が入力されると、入力回路３４はスイッチ入力ＢにＨの電位を出力する。電気スイッチ１７が開いて電気スイッチ１７からの電位の供給が途絶えても、入力回路３４はクロック信号ＣＬＫ３の電位が次にＨとなるタイミングからスイッチ入力ＢにＬの電位を出力する。入力回路３４によりプルダウン抵抗が不要となる。これにより、電気スイッチ１７が閉じた際に流れる電流を大幅に減少させ、電子時計１の消費電力を低減することができる。なお入力回路３４はインバータリングとも呼ばれている。

図１７は、竜頭５６の操作と駆動信号の出力とが重なる場合の信号の一例を示す波形図であり、図１５，１６に示される入力処理回路１８を用いた場合の例である。図１７の状態ＳＷは、電気スイッチ１７の状態を示すものであり、波形においてＨとなっている期間には電気スイッチ１７がオンであり、Ｌとなっている期間では電気スイッチ１７がオフである。

図１７の例では、時刻Ｔ４１から時刻Ｔ４５まで電気スイッチ１７がオンとなる（波形ＳＷがＨ）。時刻Ｔ４１においては電気スイッチ１７がオンとなり（波形ＳＷがＨ）、チャタリング防止回路３６のスイッチ入力Ｂの電位（波形Ｂ）がＨとなる。また時刻Ｔ４２から時刻Ｔ４４には駆動信号が出力され期間信号ＤＰ（波形ＤＰ）の電位がＨとなる。時刻Ｔ４２の後、クロック信号ＣＬＫＳ（波形ＣＬＫＳ）の周期が短くなり、時刻Ｔ４３にチャタリング防止回路３６からの検出信号ＳＳ（波形ＳＳ）の電位がＨになる。これにより時刻Ｔ４３からＴ４４に重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）はＨとなる。

時刻Ｔ４５において電気スイッチ１７がオフとなるが（波形ＳＷがＬ）、クロック信号ＣＬＫＳの周期（波形ＣＬＫＳ）が長くなっており、その後、時刻Ｔ４６にチャタリング防止回路３６からの検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）がＬとなり、時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４６の間の検出信号ＳＳの電位（波形ＳＳ）がＨの期間において重複信号Ｆの電位（波形Ｆ）がＨとなっていたため駆動制御回路１９は駆動信号の位相の調整を行う。その結果、時刻Ｔ４７から時刻Ｔ４８に、時刻Ｔ４２からＴ４４と同じ位相を有する正規駆動信号がコイル２１の端子Ｏ１に出力される。

このように、入力回路３４、チャタリング防止回路３６および重複判定回路３７を組み合わせることにより、消費電力の削減をしつつ、指針の動作に問題が生じることを防ぐことができる。

なお、本発明の各実施形態で示した構成図、回路図、波形図等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更することができる。

１ 電子時計、２ モータ制御部、３ 電源、５１ 文字板、５２ａ 時針、５２ｂ 分針、５２ｃ 秒針、５６ 竜頭、１１ 発振回路、１２ 第１分周回路、１３ 第２分周回路、１４ 波形整形回路、１５ ドライバ回路、１７ 電気スイッチ、１８ 入力処理回路、１９ 駆動制御回路、２０ ステップモータ、２１ コイル、２２ ロータ、２３ａ，２３ｂ ステータ、２６ ブレーキ、３４ 入力回路、３５ クロック選択回路、３６ チャタリング防止回路、３７ 重複判定回路、３９ 回転検出回路、４０，６０ 回転軸、４１ 切替レバー、４７ 下軸受、５９ 巻真、５９ｂ 先端部、６１ リセットレバー、６２ 接続部、６３ リセットバネ部、６４ 切替バネ部、６７ 接点、８０ 指針軸、８２ ５番歯車、８３ ５番カナ、８４ ４番歯車、８５ ４番カナ、８６ ３番歯車、８７ ３番カナ、８８ ２番歯車、８９ ２番カナ、９１ 日の裏歯車、９２ 日の裏カナ、ＦＦ１，ＦＦ２ Ｄフリップフロップ回路、Ｂ，Ｇ スイッチ入力、ＣＬＫ１，ＣＬＫ２，ＣＬＫ３，ＣＬＫＳ クロック信号、ＣＰ，ＤＰ，ＦＰ 期間信号、ＤＬ 遅延、Ｆ 重複信号、ＲＳＴ リセット入力、ＳＳ 検出信号。

Claims (6)

1. 着磁されたロータ、前記ロータへ磁力を伝達するステータ、および、前記ステータに向けて磁力を発生するコイルを含み、針を駆動するステップモータと、
   操作に応じて、前記針を機械的に固定するとともにオン信号を出力するスイッチと、
   前記ロータを回転させるための駆動信号を所定の間隔で前記コイルに出力するドライバ回路と、
   前記スイッチからのオン信号の入力を受け、前記オン信号の入力から遅延期間経過後に検出信号を出力し、前記オン信号が出力されているオン期間に前記駆動信号が出力されたか否かを判定する入力処理回路と、
   前記検出信号に応じて次回以降の駆動信号の出力を中断させ、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記スイッチがオフされた後に出力される駆動信号を変更する駆動制御回路と、
   を含む電子時計。
2. 請求項１に記載の電子時計において、
   前記駆動制御回路は、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記ドライバ回路に対して、前記スイッチがオフされてから前記所定の間隔が経過する前に、前記駆動信号を出力するよう制御する、
   電子時計。
3. 請求項１に記載の電子時計において、
   前記駆動制御回路は、前記オン期間に前記駆動信号が出力されたと判定された場合に、前記ドライバ回路に対して、次に出力する駆動信号の位相を変更するよう制御する、
   電子時計。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の電子時計において、
   前記入力処理回路は、複数の周期の異なるクロック信号のうち１つを選択するクロック選択回路をさらに含み、
   前記遅延期間は前記クロック信号に応じて定められる、
   電子時計。
5. 請求項４に記載の電子時計において、
   前記駆動信号が出力される期間には、前記複数の周期の異なるクロック信号のうち最も短い周期のクロック信号が選択される、
   電子時計。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の電子時計において、
   前記駆動信号は通常駆動信号と、前記通常駆動信号により前記ロータが回転しなかったと判定された場合に前記通常駆動信号の後に出力される補正駆動信号と、で構成される、
   電子時計。

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