JP2628376B2

JP2628376B2 - 電子時計

Info

Publication number: JP2628376B2
Application number: JP1154020A
Authority: JP
Inventors: 昭彦丸山; 信宏小池; 茂青木; 裕鈴木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH0277680A; DE68928056D1; CN1025460C; EP0347251A2; EP0347251A3; DE68928056T2; KR970010632B1; SG97740A1; EP0347251B1; HK1007203A1; KR900000739A; CN1040274A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、クロノグラフ表示、タイマー表示等の多機
能表示手段を有するアナログ電子腕時計に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

近年においては、アナログ電子時計に対してもクロノ
グラフ、アラーム、タイマー等多機能付加の要求が強
く、メーカーサイドもこの要求に応えるべく様々な多機
能アナログ電子時計を商品化している。また、この様な
多機能を表示する際にも、通常の秒、時、分針の他にも
小秒針、アラーム時分針等を用い、文字盤上の任意の位
置、例えば６時位置や９時位置等に専用の小窓を設け
て、アラーム時刻等の機能を表示する等されている。

また、リューズ、巻真においても通常のもの以外にも
多機能モード切換用の副巻真やスイッチが用いられるな
どしている。

こうしたことは、多機能を装備するということのみな
らず、ウオッチデザインにおいても様々なバリエーショ
ン展開を可能とし、多様化する消費者のニーズ、好みに
対してのアピール性を高めている。

この様な多機能電子時計の開示例としては、特開昭61
-286783、特開昭61-294388、公開実用昭61-26191等があ
る。

また、クロノグラフ、タイマーといった機能を有する
場合、計測機能として、その指針位置は、通常時刻表示
指針によりさらに、精度が要求されるものである。そこ
で従来より、バックラッシュを低減し、その針位置精度
を向上させるため、秒かな押えばねを使用してきた。し
かし、多機能時計の場合、指針が数箇所にあるため、そ
れぞれの指針取付車にそれぞれ複数の秒かな押えばねを
使用してきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし従来の多機能電子時計は、付加される機能の組
合せにより個別のムーブメント構造、駆動のためのICが
必要である。即ち、機能表示部の配置を変えるとムーブ
メント構造、部品配置を変更しなければならず、また、
機能の追加、削減や動作仕様の変更の際にはそれに応じ
たICを新規に作製しなければならない。前述した様に、
消費者のニーズに応え、ウォッチデザイン、機能におけ
るバリエーションを豊富にするために、メーカー側は多
品種少量生産を迫られている。

こうした状況下において従来の多機能電子時計では、
部品変更に伴なう型代、加工コストやIC変更に伴なうマ
イク代、さらには設計変更のためのコスト等がかさみ、
結果として多機能電子時計の単価は高くなってしまう。
さらに、１機種の電子時計では様々の仕様に満足できる
様、部品配置やIC仕様に冗長性を持たせることは、ウォ
ッチサイズの大型化、コストアップにつながる。

以上の様に、従来の多機能電子時計においては、多様
化する要求に応えられないという欠点を有する。

そこで本発明はこうした欠点を除去するもので、その
目的とするところは、設計、製造上の負荷を減らし、コ
ストアップやサイズ拡大等の必要性も生じることなく、
多様化する市場要求を容易に満足でき、デザイン性にも
優れた多機能電子時計を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本願発明の電子時計は、複数のステップモータを有
し、通常の時刻表示及び該通常時刻表示以外の付加機能
表示を前記複数のステップモータにより駆動される複数
の指針により行う電子時計であって、マイクロコンピュータと、パルス周波数、クロック数、パルス幅を組み合わせ選
択することにより前記通常時刻表示及び前記付加機能表
示に応じた複数のステップモータ駆動パルスを形成する
複数の駆動パルス形成手段と、前記マイクロコンピュータの制御に基づき前記ステッ
プモータを選択し、該選択されたステップモータに前記
ステップモータ駆動パルスの内いずれの駆動パルスを出
力するかを選択する選択手段とを有することを特徴とす
る。

〔実施例〕

第１図は、本発明の多機能電子時計の一実施例を示す
平面図である。本実施例では４つのステップモータを用
い、多機能化を実現している。

１は樹脂成形により成る地板であり、２は電池であ
る。３は通常時刻を表示させるためのステップモータＡ
であり、高透磁材より成る磁心3a、磁心3aに巻かれたコ
イルとその両端を導通可能に端末処理したコイルリード
基板とコイル枠より成るコイルブロック3b、高透磁材よ
り成るステータ3c、ロータ磁石とかなより成るロータ４
により構成されている。また、５、６、７、８はそれぞ
れ、五番車、四番車、三番車、二番車であり、９は日の
裏車、10は筒車である。二番車及び筒車は時計体のセン
ター位置に配置されているこれらの輪列構成により、時
計体のセンター位置に通常時刻の分表示及び時表示を行
なっている。第２図は、この通常時刻時分表示のための
輪列の係合状態を示した断面図である。図に示した様
に、ロータかな4aは五番歯車5aとかみ合い、五番かな5b
は四番歯車6aとかみ合っている。また、四番かな6bは三
番歯車7aとかみ合い、三番かな7bは二番歯車8aとかみ合
っている。このロータかな4bから二番歯車8aまでの減速
比は1/1800となっており、ロータ４が１秒間に半回転す
ることにより、二番車は3600秒即ち60分に１回転し、通
常時刻の分表示が可能となる。11は、分表示のために二
番車８先端にかん合された分針である。また、二番かな
8bは日の裏歯車9aとかみ合い、日の裏かな9bは筒車10と
かみ合っている。二番かな8bから筒車10までの減速比は
1/12となっており、通常時刻の時表示が可能となってい
る。12は、時表示のために筒車10の先端にかん合された
時針である。また、第10図において、13は時計体の９時
方向の軸上に配置された小秒車であり、ロータ４、五番
車５、小秒車13による輪列構成により、時計体の９時方
向の軸上に通常時刻の秒表示を行なっている。第13図
は、この通常時刻秒表示のための輪列の係合状態を示し
た断面図である。図に示した様に、五番かな5bは小秒歯
車13aとかみ合っている。ロータかな4aから小秒歯車13
までの減速比は1/30となっており、ロータ４が１秒間に
180°回転することにより、小秒車13は60秒に１回転即
ち、１秒間に６°回転し、通常時刻の秒表示が可能とな
る。14は、秒表示のために小秒車13の先端にかん合され
た小秒針である。

第１図において15は、クロノグラフ秒針表示のための
ステップモータＢであり、高透磁材より成る磁心15a、
磁心15aに巻かれたコイルとその両端を導通可能に端末
処理したコイルリード基板とコイル枠より成るコイルブ
ロック15b、高透磁材より成るステータ15c、ロータ磁石
とロータかなより成るロータ16により構成されている。
また、17、18、19はそれぞれ1/5秒CG第一中間車、1/5秒
CG第二中間車、1/5秒CG車であり、1/5秒CG車は時計体の
センター位置に配置されている。これらの輪列構成によ
り、時計体のセンター位置にクロノグラフの秒表示を行
なっている。第４図は、このクロノグラフ秒表示のため
の輪列の係合状態を示した断面図である。図に示した様
に、ロータかな16aは1/5秒CG第一中間歯車17aとかみ合
い、1/5秒CG第一中間かな17bは1/5秒CG第二中間歯車18a
とかみ合っている。また、1/5秒第二中間かな18bは1/5
秒CG歯車19aとかみ合っている。このロータかな16aから
1/5秒CG歯車19aまでの減速比は1/150となっている。

CMOS-IC20からの電気信号により、ロータ16は1/5秒間
に180°回転する。このため1/5秒CG車19は1/5秒間に1.2
°即ち、１秒間に1.2°×５ステップ回転し、1/5秒きざ
みのクロノグラフ秒表示が可能となる。21は、クロノグ
ラフ秒表示のために1/5秒CG車先端にかん合された1/5秒
CG針である。また、1/5秒CG針21は、タイマー時刻セッ
トのためのタイマーセット針としての機能も兼用してい
る。このタイマー動作については後に述べる。

27は、クロノグラフの分表示及びタイマー経過時刻秒
表示のためのステップモータＣであり、高透磁材より成
る磁心27a、磁心27aに巻かれたコイルとその両端を導通
可能に端末処理したコイルリード基板とコイル枠より成
るコイルブロック27b、高透磁材より成るステータ27c、
ロータ磁石とロータかなよりなるロータ28により構成さ
れている。また、29、30はそれぞれ、分CG中間車及び分
CG車であり、分CG車30は時計体の12時方向の軸上に配置
されている。これらの輪列構成により、時計体の12時方
向の軸上にクロノグラフの分表示、及びタイマー経過時
刻の秒表示を行なっている。第５図はこのクロノグラフ
分表示及びタイマー経過時刻秒表示のための輪列の係合
状態を示した断面図である。図に示した様に、ロータか
な28aは分CG中間歯車29aとかみ合い、分CG中間かな29b
は分CG歯車30aとかみ合っている。このロータかな28aか
ら分CG歯車30aまでの減速比は1/30となっている。クロ
ノグラフモードの場合、CMOS-IC20からの電気信号によ
り、ロータ28は１分間に360°の割合即ち、30秒ごとに1
80°×２ステップで回転する。従って、分CG車は１分間
で12°即ち30分間で360°（12°×30ステップ）回転
し、30分間のクロノグラフ分表示が可能となる。31は、
クロノグラフ分表示のために分CG車先端にかん合された
分CG針である。この分CG針31と前述した1/5秒CG針21と
の組み合わせにより、最小読み取り単位1/5秒、最大計
測30分のクロノグラフ表示が可能である。次にタイマー
モードの場合であるが、CMOS-IC20からの電気信号によ
り、ロータ28はクロノグラフモード時とは逆方向に回転
する。この回転は１秒間に180°×１ステップであり、
分CG針31は反時計方向に１秒刻みで回転し、１周60秒の
タイマー経過時間秒表示を行なう。また、この時、ロー
タ16は、CMOS-IC20からの電気信号により、クロノグラ
フモード時とは逆方向に１分間に180°×５ステップ回
転する。従って1/5秒CG針21は、反時計方向に１分間６
°の割合で回転し、タイマー経過時間分表示を行なう。
また、タイマー時刻の設定であるが、第１図の第２巻真
23が１段目の状態において、Ｂスイッチ25を１回押すご
とにロータ16は180°×５ステップ回転し、1/5秒CG針21
は６°単位（目盛上１分単位）で回転し、最大60分まで
のタイマー設定時刻を表示する。

第１図32は、アラーム設定時刻表示のためのステップ
モータＤであり、高透磁材より成る磁心32a、磁心32aに
巻かれたコイルとその両端を導通可能に端末処理したコ
イルリード基板とコイル枠より成るコイルブロック32
b、高透磁材より成るステータ32c、ロータ磁石とロータ
からより成るロータ33により構成されている。また、3
4、35、36、37はそれぞれAL中間車、AL分車、AL日の裏
車、AL筒車であり、AL分車35及びAL筒車37は時計体の６
時方向の軸上に配置されている。これらの輪列構成によ
り、時計体の６時方向の軸上にアラーム設定時刻表示を
行なっている。第６図は、このアラーム設定時刻表示の
ための輪列の係合状態を示した断面である。図に示した
様に、ロータかな33aはAL中間歯車34aとかみ合い、AL中
間かな34bはAL分歯車35aとかみ合っている。また、AL分
かな35bはAL日の裏歯車36aとかみ合い、AL日の裏かな36
bはAL筒車37とかみ合っている。ロータかな33aからAL分
歯車35aまでの減速比は1/30であり、AL分かな35bからAL
筒車37までの減速比は1/12となっている。また、38はAL
分車35先端にかん合されたAL分針であり、39はAL筒車37
先端にかん合されたAL時針である。

第２巻真23が１段目の場合、タイマーセットモードと
なり、Ｃスイッチ26を１回押すごとにCMOS-IC20からの
電気信号によりロータ33は180°回転する。従って、AL
分針は６°（目盛上１分）、AL時計は0.5°回転する。
これにより、アラーム時刻を１分単位で最大12時間まで
設定できる。また、この時、Ｃスイッチ26を押し続ける
とAL分針38及びAL時針39は加速的に連続自走し、短時間
でのアラーム時刻設定が可能となる。設定されたアラー
ム時刻と通常時刻が一致するとアラーム音が鳴鐘する。
また、第２巻真23が０段目の場合、アラームオフモード
となり、AL分針38及びAL時針39は通常時刻を表示する。
この場合、ロータ33はCMOS-IC20からの電気信号により
１分毎に180°ステップで回転する。従って、AL分針38
は１分運針を行なう。

第29図は、本発明の基枠であるところの地板の平面図
を示す。地板１は、合成樹脂よりなり、各々の番車の下受部を形成している。1aは、通常時刻表示輪列のうち、
五番車５の軸受部である。第２図で示すとおり、五番車
５下は、地板１に形成された軸受部1aの穴とわずかなすきま
をもってピポット状に軸支されている。1bは、通常時刻
表示輪列のうち、日の裏車９を軸支するための穴であ
る。日の裏車９は、前記地板１の穴1bとわずかなすきま
をもって案内されている。

地板１の1c及び1dは、クロノグラフ秒針表示用輪列で
あるところの、1/5秒CG第一中間車17、1/5秒CG第二中間
車18をそれぞれ軸支するための軸受部である。第４図に
示すとおり、1/5秒CG第一中間車17、1/5秒CG第二中間車
18ともに、下部は、地板の軸受部1c及び、1dの穴とわずかなすきまを
もって五番車同様に、ピポット状に軸支されている。

地板１の1eは、クロノグラフ分表示及び、タイマー経
過時刻秒表示のための輪列のうち、分CG中間車29の軸受
部である。また、1fは、アラーム設定時刻表示輪列のう
ち、AL中間車34の軸受部である。これら２つ軸受部も前
記五番車５同様に、それぞれ第５図、第６図に示すとお
り、わずかなすきまをもって、ピポット状に軸支されて
いる。クロノグラフ分表示（タイマー経過時刻秒表示）
輪列と、アラーム設定時刻表示輪列は、前記のとおり、
減速比は、まったく同様であるため、分CG中間車とAL中
間車は共通に使用している。

地板１の1gは、AL日の裏車36の軸受部であり、日の裏
車９同様にわずかなすきまをもって案内されている。

第30図から第35図は、それぞれ五番車５、日の裏車
９、1/5秒CG第一中間車17、1/5秒CG第二中間車18、分CG
中間車29（AL中間車34）、AL日の裏車36の斜視図であ
る。これらのすべての番車は、合成樹脂の射出成形によ
り形成されている。また、各々の番車には、射出成形用
金型に加工された数字が形成されており、五番車及び、
日の裏車には、が、また、1/5秒CG第一中間車、1/5秒
CG第二中間車には、が、分CG中間車（AL中間車）に
は、及びが、AL日の裏車には、が刻印されてい
る。また、これらの番車に刻印された文字と同様の文字
が、地板１に、射出成形用金型に加工された文字で、そ
れぞれの位置に刻印されている。第29図に示すとおり、
通常時刻表示用輪列組込み位置の近傍に◎の刻印1hが、
また、クロノグラフ秒表示用輪列組込み位置の近傍に
の刻印liが、クロノグラフ分表示用輪列組込み位置近傍
には、の刻印1jが、アラーム設定時刻用輪列組込み位
置近傍には、の刻印1kがマーキングされている。

これらの番車及び、地板へのマーキングにより、番車
同志の識別はもとより、その組込み位置が容易に判断で
きる。たとえば、五番車５は、刻印されたマークと同
一のマーキングがある地板１のマーキング1hの近傍に組
込むことが、推測できる。その他番車も同様に、歯車に
刻印されたマーキングと同一のマーキングのある地板の
軸受部に組み込むことができるものである。（分CG中間
車とAL中間車は、前記のとおり共通に使用するが、及
びの刻印がされているため、地板1kと、1jのマーキン
グ近傍の両方に組込むことが可能となる。）以上のように、地板及び、番車に同一マーキングをす
ることにより、その組込み位置を容易に判断でき、組み
込み違いによる歯形及び、の破損を未然に防止することが可能である。

マーキングが、前記のように金型に加工した文字で行
なう他に、成形時の離形用エジェクタの形状や、本数に
より行なう方法や、番車の色をすべて異なった色とし、
また、その組込み部の地板の色を同一色に多色成形する
などの方法も考えられる。

第１図の65は、秒かな押えバネであり、第３図及び、
第４図、第５図、第６図で示すとおり、それぞれ小秒車
13、1/5秒CG車19、分CG車30、AL分車35の輪列受53よ
り、突出した上部をわずかなばね力で押圧している。前記秒かな押えバ
ネ65の、それぞれの番車に与えられたバネ力により、歯
車の噛み合いのバックラッシュを一定方向に詰めること
により、針のフラツキを低減するものである。また、前
記のとおり、４ヵ所の押圧するばねが、一体で形成され
ており、輪列受53に形成されたダボ及び、オーバーハン
グ部により、案内されている。

次に本発明の多機能電子時計の回路構成について説明
する。

第14図に、CMOS-IC20と他の電気素子との回路結線図
を示す。第14図に於いて、２は酸化銀電池（SR927W）、
3bはステップモータＡのコイルブロック、15bはステッ
プモータＢのコイルブロック、24はＡスイッチ、25はＢ
スイッチ、26はＣスイッチ、27bはステップモータＣの
コイルブロック、32bはステップモータＤのコイルブロ
ック、55及び56はブザー駆動用の素子であり、55は昇圧
コイル、56は保護ダイオード付ミニモールドトランジス
タ、57はCMOS-IC20に内蔵されている定電圧回路の電圧
変動を抑えるための0.1μＦのチップコンデンサ、58はC
MOS-IC20に内蔵されている発振回路の源振となる超小型
音叉型水晶振動子、46aはかんぬき46の一部分に形成さ
れたスイッチ、59aは第二オシドリ59の一部分に形成さ
れたスイッチ、64は第１図には図示されてないが時計ケ
ースの裏ブタに貼り付けられた圧電ブザーである。尚、
スイッチ24、25、26はプッシュボタンタイプのスイッチ
であり、プッシュ時にのみ入力できる。またスイッチ46
aは第１巻真22に連動するスイッチであり、第１巻真22
の１段目でRA1端子と閉じ、２段目でRA2端子と閉じ、通
常位置では開くように構成されている。また、スイッチ
59aは第２巻真23に連動するスイッチであり、第２巻真2
3の１段目でRB1端子と閉じ、２段目でRB2端子と閉じ、
通常位置では開くように構成されている。

第15図に、本実施例で用いたCMOS-IC20のブロック図
を示す。第15図に示した様に、CMOS-IC20は、コアCPUを
中心にしてワンチップ上にプログラムメモリ、データメ
モリ、４個のモータドライバ、モータ運針制御回路、サ
ウンドジェネレータ、インタラプト制御回路等を集積し
たアナログ電子時計用のワンチップマイクロコンピュー
タである。以下、第15図について説明する。

201はコアCPUであり、ALU、演算用レジスタ、アドレ
ス制御レジスタ、スタックポインタ、インストラクショ
ンレジスタ、インストラクションデコーダ等で構成され
ており、周辺回路とはメモリマップドI/O方式によりア
ドレスバス（adbus）及びデータバス（dbus）で接続さ
れている。

202は2048word×12bit構成のマスクROMよりなるプロ
グラムメモリであり、ICを動作させるためのソフトウエ
アを格納している。

203はプログラムメモリ202のアドレスデコーダであ
る。

204は112word×4bit構成のRAMからなるデータメモリ
であり、各種計時のためのタイマや各指針の針位置を記
憶するためのカウンタ等に用いられる。

205はデータメモリ204のアドレスデコーダである。

206は発振回路であり、in及びout端子に接続される音
叉型水晶振動子を源振に32768Hzで発振する。

207は発振停止検出回路であり、発振回路206の発振が
停止するとそれを検出し、システムにリセットをかけ
る。

208は第１分周回路であり、発振回路206より出力され
る32768Hz信号φ_32Kを順次分周して、16Hz信号φ₁₆を出
力する。

209は第２分周回路であり、第１分周回路208より出力
される16Hz信号φ₁₆を1Hz信号φ₁まで分周する。尚、8H
zから1Hzまでの各分周段の状態はソフトウエアによりコ
アCPU201内に読み込むことができる。

また、本実施例のICに於いては、時計計時等の処理の
ためのタイムインタラプトTintとして、16Hz信号φ₁₆、
8Hz信号φ₈、1Hz信号φ₁を用いている。タイムインタラ
プトTintは各信号の立下りで発生し、各インタラプト要
因の読み込みとリセット及びマスクはすべてソフトウエ
アにより行なわれ、リセットとマスクについては各要因
ごとに個別に行なえるように構成されている。

210はサウンドジェネレータであり、ブザー駆動信号
を形成しAL端子に出力する。ブザー駆動信号の駆動周波
数、ON/OFF、鳴鐘パターンはソフトウエアにより制御す
ることができる。

211はクロノグラフ回路であり、具体的には第16図の
様に構成されており、1/100秒計クロノグラフを構成す
る際に、1/100秒針の運針制御をハードウエアで行ない
ソフトウエアの負荷を著しく軽減することが可能であ
る。

第16図に於いて、2111はクロック形成回路であり、51
2Hz信号φ₅₁₂からクロノグラフ計測の基準クロックとな
る100Hz信号φ₁₀₀と、1/100秒針駆動パルスPfを形成す
るための100Hzでパルス幅3.91msのクロックパルスPfcを
形成する。2112は50進のクロノグラフカウンタであり、
ANDゲート2119を通過するφ₁₀₀をカウントし、制御信号
形成回路2118より出力されるクロノグラフリセット信号
Rcgによりリセットされる。2113はレジスタであり、制
御信号形成回路2118よりスプリット表示指令信号Spが出
力された時にクロノグラフカウンタ2112の内容をホール
ドする。2114は50進の針位置カウンタであり、1/100秒
針駆動パルスPfをカウントすることにより、1/100秒針
の表示位置を記憶し、制御信号形成回路2118から1/100
秒針の０位置を記憶させるための信号Rhndによりリセッ
トされる。2115は一致検出回路であり、レジスタ2113と
針位置カウンタ2114の内容を比較し一致している時には
一致信号Dtyを出力する。2116は０位置検出回路であ
り、針位置カウンタ2114の０を検出すると０検出回路Dt
oを出力する。2117は1/100秒針運針制御回路であり、1/
100秒針動作状態かつクロノグラフ計測期間中はクロノ
グラフカウンタ2112と針位置カウンタ2114の内容が一致
している時にクロックパルスPfcを通し、スプリット表
示時及び計測停止時にはレジスタ2113と針位置カウンタ
2114が一致していない時にクロックパルスPfcを通し、1
/100秒針非動作状態でクロノグラフの計測中には針位置
カウンタ2125の内容が０以外の時にクロックパルスPfc
を通すように構成されている。2118は制御信号形成回路
であり、ソフトウエアの指令により、クロノグラフ計測
のスタート／ストップを指令するスタート信号St、スプ
リット表示／スプリット表示解除を指令するスプリット
信号Sp、クロノグラフ計測のリセットを指令するクロノ
グラフリセット信号Rcg、1/100秒針の０位置を記憶させ
るための０位置信号Rhnd、及び1/100秒針の動作／非動
作を指令するDrvを形成し出力する。尚、1/100秒針駆動
はステップモータＣのみで可能である。また、クロノグ
ラフカウンタ2112から出力される5Hzのキャリー信号φ₅
によりクロノグラフインタラプトCGintが発生し、ソフ
トウエアにより1/5秒以降のクロノグラフ計測処理が可
能である。

212はモータ運針制御回路であり、具体的には第17図
の様に構成されており、ソフトウエアからの指令に基づ
いて各モータドライバにモータ駆動パルスを出力する。
以下、第17図について説明する。

219はモータ運針方式制御回路であり、各モータの運
針方式をソフトウエアからの指令に従って記憶するとと
もに、正転駆動Ｉを選択するSa、正転駆動IIを選択する
Sb、逆転駆動Ｉを選択するSc、逆転駆動IIを選択するS
d、正転補正駆動を選択するSeの各制御信号を形成し出
力する。

220は運針基準信号形成回路であり、具体的には第23
図の様に構成され、ソフトウエアからの指令により運針
用基準クロックCdrvを形成し出力する。

第23図に於いて、2201は3bitのレジスタであり、ソフ
トウエアからの指令（アドレスデコーダ2202の出力信
号）によって、運針用基準クロックCdrvの周波数を決定
するためのデータを記憶する。2303は3bitのレジスタで
あり、プログラマブル分周期2205から出力される運針基
準用クロックCdrvの立下りで、レジスタ2201が記憶して
いるデータをとり込み記憶する。2204はデコーダであ
り、レジスタ2203が記憶するデータに対応して、２、
３、４、５、６、８、10、16の数を２進数の形で出力す
る。2205はプログラマブル分周器であり、第１分周回路
208から出力される256Hz信号φ₂₅₆を、デコーダ2204か
ら出力される数値をｎとすると、1/nに分周し出力す
る。従って、運針基準信号形成回路220は、ソフトウエ
アからの指令によって、運針用基準クロックCdrvの周波
数を128Hz、85.3Hz、64Hz、51.2Hz、42.7Hz、32Hz、25.
6Hz、16Hzの８種類から選択することができる。また、
運針用基準クロックCdrvの周波数変更は、レジスタ2203
にデータがとりこまれた時点でおこなわれ、レジスタ22
03へのデータとりこみは運針基準用クロックCdrvに同期
しておこなわれるため、前の周波数faから次の周波数fb
に切り替わる際には、必ず1/faの間隔が確保される。

尚、正転駆動Ｉ及び逆転駆動を連結して行なう場合に
は、運針基準用クロックCdrvの周波数は64Hz以下に限定
される。

221は、第１駆動パルス形成回路であり、第18図に示
した正転駆動Ｉ用の駆動パルスPaを形成し出力する。

222は、第２駆動パルス形成回路であり、第19図に示
した正転駆動II用の駆動パルスPbを形成し出力する。

223は、第３駆動パルス形成回路であり、第20図に示
した逆転駆動Ｉ用の駆動パルスPcを形成し出力する。

224は、第４駆動パルス形成回路であり、第21図に示
した逆転駆動II用の駆動パルスPdを形成し出力する。

225は、第５駆動パルス形成回路であり、補正駆動用
のパルス群Pe（特開昭60-260883に開示されている通常
駆動パルスP₁、補正駆動パルスP₂、交流磁界検出時パル
スP₃，交流磁界検出パルスSP₁、回転検出パルスSP₂）を
形成し出力する。

226、227、228、229は、モータクロック制御回路であ
り、具体的には第22図の様に構成されており、それぞれ
ステップモータＡ、ステップモータＢ、ステップモータ
Ｃ、ステップモータＤの運針パルス数をソフトウエアか
らの指令により制御する。

第22図に於いて、2261は4bitのレジスタであり、ソフ
トウエアにより指令された運針パルス数を記憶する。22
62は4bitのアップカウンタであり、ANDゲート2274を通
過する運針用基準クロックCdrvをカウントし、制御信号
Sresetによりリセットされる。2263は一致検出回路であ
り、レジスタ2261とアップカウンタ2262の内容を比較し
一致した時に一致信号Dyを出力する。2264はオール１検
出回路であり、レジスタ2261の内容がオール１の時にオ
ール１検出信号D₁₅を出力する。2265はモータ駆動パル
ス形成用トリガー信号発生回路であり、NOTゲート2266
及び2267、３入力アンドゲート2268、２入力ANDゲート2
269、２入力ORゲート2270から成り、レジスタ2261にオ
ール１（15）がセットされた時にはそれ以外のデータが
セットされるまで繰り返しモータパルスを出力し続け、
オール１以外のデータがセットされた時にはそのデータ
分だけモータパルスを出力し、次のデータがセットされ
るまでモータパルス出力が停止するように構成されてい
る。2271は双方向スイッチであり、制御信号Sreadが出
力されたときにONし、アップカウンタ2262のデータをデ
ータバスに乗せる。2272は制御信号形成回路であり、ソ
フトウエアからの指令によりレジスタ2261に運針パルス
数をセットするための信号Sset、アップカウンタ2262の
データを読み込むための信号Sread、レジスタ2261及び
アップカウンタ2262をリセットするための信号Sresetを
形成し出力する。尚、信号Sreadが出力された場合にはN
OTゲート2273とAMDゲート2274により運針基準用クロッ
クCdrvの通過が禁止される。この場合、読み込み後には
信号Sresetを発生させてレジスタ2261とアップカウンタ
2262をリセットする必要がある。また、一致検出回路22
63が一致を検出した時（セットされたパルス数を出力し
終えた時）各モータはモータコントロールインタラプト
（Mint）を発生する。モータコントロールインタラプト
が発生した場合には、ソフトでどのインタラプトが発生
したかを読み込むことができ、読み込み後にはリセット
することができる。

230、231、232、233はトリガー形成回路であり、モー
タ運針方式制御回路219から出力される運針方式制御信
号Sa、Sb、Sc、Sd、Seに対応して、モータクロック制御
回路から出力されるトリガー信号Trを221、222、223、2
24、225の各駆動パルス制御回路がモータ駆動パルスP
a、Pb、Pc、Pd、Peを形成するためのトリガー信号Sat、
Sbt、Sct、Sdt、Setとして通過させる234、235、236、2
37はモータ駆動パルス選択回路であり、運針方式制御信
号Sa、Sb、Sc、Sd、Seに対応して、各駆動パルス形成回
路から出力されるモータ駆動パルスPa、Pb、Pc、Pd、Pe
の中から各ステップモータに必要な駆動パルスを選択し
出力する。以上で第17図の説明を終る。

213、214、215、216はモータドライバであり、モータ
駆動パルス選択回路から出力されるモータ駆動パルスを
各々のモータ駆動回路が有する２個の出力端子に交互に
出力し、各ステップモータを駆動する。

217は入力制御及びリセット回路であり、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、RA1、RA2、RB1、RB2の各スイッチ入力の処理及
びＫ、Ｔ、Ｒの入力端子の処理を行なう。前記Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄのうちいずれか１つまたはRA1、RA2、RB1、RB2の
うちいずれか１つのスイッチが入力するとスイッチイン
タラプトSWintを発生する。この時のインタラプト要因
の読み込み及びリセットはソフトウエアにより行なわれ
る。尚、各入力端子はV_SSにプルダウンされており、オ
ープン状態ではデータφ、V_DDに接続された状態でデー
タ１となる。

Ｋ端子は仕様切替端子であり、Ｋ端子のデータによっ
て２種類の仕様を選択することができる。尚、Ｋ端子の
データの読み込みはソフトウエアにより行なう。

Ｒ端子はシステムリセット端子であり、Ｒ端子がV_DD
に接続されるとハードウエアにより、コアCPU、分周回
路、及びその他周辺回路が強制的に初期状態に設定され
る。

Ｔ端子はテストモード変換端子であり、RA2端子をV_DD
に接続した状態でＴ端子にクロックを入力することによ
り、周辺回路をテストするための16のテストモードを切
替えることができる。主なテストモードとして、正転Ｉ
確認モード、正転II確認モード、逆転Ｉ確認モード、逆
転II確認モード、補正駆動確認モード、クロノグラフ1/
100秒確認モード等を有しており、これらの確認モード
に於いては各モータ駆動パルス出力端子に自動的にモー
タ駆動パルスが出力される。

システムリセットは、Ｒ端子をV_DDに接続する方法の
他に、スイッチの同時入力でも行なうことができ、本IC
に於いては、ＡかＣのいずれか１つとＢ及びRA2の同時
入力があった時と、Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか１つとRA2、R
B2の同時入力があった時にハードウエアにより強制的に
システムリセットがかかる様に構成されている。

また、ソフトウエアで処理できるリセット機能とし
て、分周回路リセットと周辺回路リセットがあり、周辺
回路リセットを行なった場合には分周回路もリセットさ
れる。

236はインタラプト制御回路であり、スイッチインタ
ラプト、クロノグラフインタラプト、モータコントロー
ルインタラプトに関して、各々のインタラプトの優先順
位づけ、読み込みが行なわれるまでの記憶、読み込み後
のリセット処理を行なう。

200は定電圧回路であり、V_DD‐V_SS間に印加される電
池電圧（約1.58V）から約1.2Vの低定電圧を形成しVS1端
子に出力する。

以上で第15図についての説明を終わる。

以上詳細に説明してきた様に、CMOS-IC20はステップ
モータの駆動に関して以下の特徴を備えており、多針タ
イプの多機能アナログ電子時計用ICとして非常に優れて
いる。

モータドライバ213、214、215、216を有しており、４
個のステップモータを同時に駆動できる。

運針制御方式制御回路219と駆動パルス形成回路221〜
225とモータ駆動パルス選択回路234〜237を有してお
り、ソフトウエアによって４個のステップモータそれぞ
れに３種類の正転駆動と２種類の逆転駆動をさせること
ができる。

運針基準信号形成回路220を有しており、ソフトウエ
アによって、各ステップモータの運針速度を自在に変更
することができる。

４個のステップモータそれぞれに対応するモータクロ
ック形成回路226〜229を有しており、ソフトウエアによ
って、各ステップモータの運針パルス数を自在に設定す
ることができる。

第７図は本実施例の多機能電子時計の完成体の外観図
である。第７図及び第24図〜第28図のフローチャートを
もとに、本実施例の仕様及び操作方法について簡単に説
明する。

第７図に於いて、40は外装ケース、41は文字板であ
る。また文字板上において42は通常秒時刻表示部、43は
クロノグラフ分表示及びタイマー経過時間秒表示部、44
はアラーム設定時刻表示部である。

まず、通常時刻であるが、前述した様に毎秒運針する
小秒針14、分針11、時針12により表示される。時刻合わ
せは第１巻真22を２段目に引き出すことにより可能とな
る。この時、第１図に示したおしどり45、かんぬき46に
係合する規正レバー47により四番車６が規正され、ロー
タ４が停止し、小秒針の運針が停止する。この状態で第
１巻真22を回転させれば、つづみ車48、小鉄車50を通し
て日の裏車９に回転力が伝わる。ここで、二番歯車8aは
一定のすべりトルクを有して二番かな8bと結合されてい
るため、四番車６が規正されていても小鉄車50、日の裏
車９、二番かな8b、筒車10は回転する。従って分針11、
及び時針12は回転し、任意の時刻に設定することができ
る。

第24図に通常時刻を表示するためのフローチャートを
示す。第24図に示される様に、1Hzインタラプトが入力
すると、スイッチRA2がオフしているか否かを読み込
み、RA2がオフしている場合には、モータ運針方式制御
回路219にステップモータＡの正転補正駆動をセット
し、モータクロック制御回路A226に運針数１をセットす
る。スイッチRA2がオン（時刻修正状態）の場合にはモ
ータ駆動を停止し、RA2がオフされた時点で１秒後にモ
ータが駆動されるように分周回路208及び209を瞬時リセ
ットする。

第25図にクロノグラフ機能のフローチャートを示す。
尚、第25図中で用いている“CG"はクロノグラフの略語
である。また“CGスタート”はクロノグラフ計測中かつ
スプリット表示解除状態を表わす。第２巻真23が通常位
置にある時（RB1とRB2がともにオフの時）はクロノグラ
フモードとなり、Ａスイッチが入力するたびにクロノグ
ラフ計測のスタートとストップを繰り返す。クロノグラ
フ計測が開始されると、CGインタラプトによりデータメ
モリ204の一部に形成されるCG1/5秒カウンタが＋１さ
れ、1/5秒CG秒21が1/5秒刻みで運針されるとともに、1/
5秒カウンタが１分をカウントすると、やはりデータメ
モリ204の一部に形成されるCG分カウンタが＋１され分C
G針31が１分刻みで運針される。また“CGスタート”時
にＢスイッチが入力するとスプリット表示状態となり、
スプリット表示状態でＢスイッチが入力すると“CGスタ
ート”となり、1/5秒CG針21と分CG針31は計測時間を表
示するまで早送りされる。またクロノグラフ計測停止状
態でＢスイッチが入力すると、クロノグラフ計測がリセ
ットされ各CG針は０位置を表示するまで早送りされる。
尚、早送り運針の方法について、第28図のフローチャー
トに示す。

第26図にタイマー機能のフローチャートを示す。タイ
マー設定時間は1/5秒CG針21により表示される。第２巻
真23が１段目にある時（RB1がオンの時）にはタイマー
モードとなり、タイマーセット状態時にＢスイッチが入
力するとタイマーセット時間が１分増加し、1/5秒CG針2
1が１分単位（５ステップ）ずつ運針する。この1/5秒CG
針21が示す文字盤41上の目盛がタイマー設定時間を示
し、最大60分までの設定が可能である。タイマーのスタ
ートストップはＡスイッチ24で行う。タイマー動作がス
タートすると、分CG針31が反時計方向に１秒毎、1/5秒C
G針21が反時計方向に１分毎運針し、タイマー経過時間
を表示する。また、タイマー１分セット時及び最終１分
時は、分CG針31は停止し、1/5秒CG針21が１秒毎の減算
を行ない、最終の３秒前から予告音が鳴鐘し、０秒に達
した時にタイムアップ音が鳴鐘し、タイマー動作を終了
する。

第27図にアラーム機能のフローチャートを示す。アラ
ーム設定時刻は文字盤上の44部に表示される。第２巻真
23を１段目にした状態でＣスイッチ26を押すごとにAL分
針38、AL時針39が１分単位で運針し、最大12時間のアラ
ーム時刻設定ができる。この時Ｃスイッチ26を押し続け
るとAL分針38及びAL時針39は加速的に連続自走し、短時
間でのアラーム時刻設定が可能となる。設定されたアラ
ーム時刻と通常時刻が一致するとアラーム音が鳴鐘す
る。また、第２巻真23が０段目にある場合、アラーム及
び前述のタイマー共に非動作モードとなり、AL分針38及
びAL時針39は通常時刻を表示する。なお、この通常時刻
の修正は、第２巻真を２段目の状態で回転することによ
り、第10図に示したALつづみ車49、AL小鉄車51を介して
行なわれる。

第28図に各モータの運針方法のフローチャートを示
す。第28図（ａ）は運針数が14発以下の場合のモータの
運針方法であり、第28図（ｂ）及び（ｃ）は15発以上の
早送り（128Hz）の運針方法である。尚、図中に用いら
れている“モータパルスレジスタ”は第22図のレジスタ
2261のことである。

第８図は、本発明の多機能電子時計の第２の実施例を
示す平面図である。本実施例では３つのステップモータ
を用い、多機能化を実現している。即ち、第１の実施例
よりモータD32を除去し、アラーム機能及びタイマー機
能を減らしたものである。これに伴ない、AL中間車34、
AL分車35、AL日の裏車36、AL筒車37、第２巻真23、ALつ
づみ車49、AL小鉄車51、Ｃスイッチ26、ALおしどり59等
が不要になる。また、第１の実施例では、小秒車13を時
計体の９時方向の軸上に配置し、通常時刻の秒表示を行
なっていたが、第２の実施例では小秒車13を時計体の６
時方向の軸上に配置し、６時方向軸上で通常時刻の秒表
示を行なっている。60は、ロータ４の回転を伝えるた
め、四番車６と小秒車13の間に配置された小秒中間車で
ある。

第９図は四番車６、小秒中間車60、小秒車13の係合状
態を示した断面図である。図に示した様に、四番歯車6a
は小秒中間歯車60aとかみ合い、小秒中間歯車60aは小秒
歯車13aとかみ合い、小秒中間歯車60aは小秒歯車13aと
かみ合っている。また、四番車６からロータ４までの係
合は第２図と同様である。ロータ４から小秒車13までの
減速比は1/30になっており、小秒車13先端にかん合され
た小秒針14は１秒運針し、通常時刻の秒表示が可能とな
る。また、ステップモータB15によるクロノグラフ秒表
示、及びステップモータC27によるクロノグラフ分表示
の方法は第１の実施例と同じであるため説明を省略す
る。

第10図は、第２の実施例の多機能電子時計の完成体の
外観図である。通常時刻の秒表示のための小秒針14が文
字盤41上の６時位置に配置されている（図中42）。ま
た、アラーム、タイマー機能がないため、巻真は第１巻
真22のみであり、スイッチは、Ａスイッチ24とＢスイッ
チ25の２つとなっている。また、通常時刻の時分表示、
クロノグラフ表示及びその操作方法は第１の実施例と同
じである。

第11図は、本発明の多機能電子時計の第３の実施例を
示す平面図である。本実施例では２つのステップモータ
を用い、通常時刻表示とアラーム機能を備えた多機能電
子時計を実現している。即ち、第１の実施例よりステッ
プモータＢ及びステップモータＣを除去し、クロノグラ
フ機能及びタイマー機能を削除している。これに伴い、
1/5CG第一中間車17、1/5秒CG第二中間車18、1/5秒CG車1
9、分CG中間車29、分CG車30が不要になる。

また、第１の実施例では小秒車13を時計体の６時方向
の軸上に配置して通常時刻秒表示を行なっていたが、本
実施例では小秒車13を廃止し、センター中間車61及びセ
ンター秒車62を配置することにより、時計体のセンター
位置で通常時刻の秒表示を行なう。

第12図は、四番車６、センター中間車61、センター秒
車62の係合状態を示す断面図である。図に示した様に四
番歯車6aはセンター中間歯車61aとかみ合い、センター
中間歯車61aはセンター秒歯車62aとかみ合っている。ま
た、四番車６からロータ４までの係合は第２図と同様で
ある。ロータ４からセンター秒車62までの減速比は1/30
になっており、センター秒車62先端にかん号されたセン
ター秒針63は１秒運針し、通常時刻の秒表示が可能とな
る。

また、通常時刻の時分表示ならびに、ステップモータ
D32によるアラーム時刻表示の方法は第１の実施例と同
じであるため説明を省略する。

第13図は、第３の実施例の多機能電子時計の完成体の
外観図である。通常時刻表示はセンター位置に配置され
たセンター秒針63及び分針11、時針12により行なわれ
る。また、時刻修正の方法は、第１の実施例の場合と同
様である。

また、クロノグラフ、タイマー機能がないためスイッ
チはＣスイッチ26のみである。

また、アラーム設定時刻表示方法ならびにその操作方
法は第１の実施例と同じである。

また、これまでに示した実施例の外にも、様々な仕
様、例えば１モータ仕様、12時位置小時計仕様等が考え
られるが、本発明によれば、部品のわずかな増減や組換
えにより容易に実現できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は、マイクロコンピュータ
と、通常時刻表示及び付加機能に応じた複数のステップ
モータ駆動パルスを形成する複数の駆動パルス形成手段
と、マイクロコンピュータの制御に基づきステップモー
タを選択し、選択されたステップモータにステップモー
タ駆動パルスの内いずれの駆動パルスを出力するかを選
択する選択手段とを有することにより、複数のモータの
制御を容易として、たとえば、同一のステップモータの
駆動により表示させたい付加機能表示が２種以上ある場
合でも、マイクロコンピュータの制御により同一のステ
ップモータに、選択的に異なる駆動パルスを与え、個々
の付加機能専用のステップモータを増加させずとも、電
子時計の多機能化を図ることができるものである。

また、ステップモータと駆動パルスの組み合わせの変
更も、マイクロコンピュータを動作させるソフトウェア
を変更することにより容易に行うことができ、異なる仕
様の別製品も安価に提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多機能電子時計の実施例を示す平面
図。第２図は通常時刻時分表示用輪列の断面図。第３図は通常時刻秒表示用輪列の断面図。第４図はクロノグラフ秒表示用輪列の断面図。第５図はクロノグラフ分表示及びタイマー秒表示用輪列
の断面図。第６図はアラーム設定時刻表示用輪列の断面図。第７図は本実施例の多機能電子時計の完成体の外観図。第８図は本発明の多機能電子時計の第２の実施例を示す
平面図。第９図は通常時刻秒表示用輪列の断面図。第10図は第２の実施例の多機能電子時計の完成体の外観
図。第11図は本発明多の多機能電子時計の第３の実施例を示
す平面図。第12図は通常時刻秒表示用輪列の断面図。第13図は第３の実施例の多機能電子時計の完成体の外観
図。第14図は第１図の実施例の回路結線図。第15図は第１図のCMOS-IC20のブロック図。第16図は第15図のクロノグラフ回路211の具体的構成例
を示すブロック図。第17図は第15図のモータ運針制御回路212の具体的構成
例を示すブロック図。第18図、第19図、第20図、第21図はそれぞれ第17図の第
１駆動パルス形成回路221、第２駆動パルス形成回路22
2、第３駆動パルス形成回路223、第４駆動パルス形成回
路224から出力されるモータ駆動パルスPa、Pb、Pc、Pd
のタイミングチャート。第22図は第17図のモータクロック制御回路226、227、22
8、及び229の具体的構成例を示すブロック図。第23図は第17図の運針基準信号形成回路220の具体的構
成例を示すブロック図。第24図（ａ），（ｂ）は通常時刻を表示するためのフロ
ーチャート。第25図（ａ），（ｂ）はクロノグラフ機能のフローチャ
ート。第26図（ａ），（ｂ）はタイマー機能のフローチャー
ト。第27図（ａ）〜（ｃ）はアラーム機能のフローチャー
ト。第28図（ａ）〜（ｃ）はモータの運針方法のフローチャ
ート。第29図は、本実施例の地板平面図。第30図は、本実施例の五番車の斜視図。第31図は、本実施例の日の裏車の斜視図。第32図は、本実施例の1/5秒CG第一中間車の斜視図。第33図は、本実施例の1/5秒CG第二中間車の斜視図。第34図は、本実施例の分CG中間車及び、AL中間車の斜視
図。第35図は、本実施例のAL日の裏車の斜視図。３……ステップモータＡ４……ロータ５……五番車６……四番車７……三番車８……二番車９……日の裏車 10……筒車 15……ステップモータＢ 16……ロータ 17……1/5秒CG第一中間車 18……1/5秒CG第二中間車 19……1/5秒CG車 20……CMOS-IC 27……ステップモータＣ 28……ロータ 29……分CG中間車 30……分CG車 32……ステップモータＤ 33……ロータ 34……AL中間車 35……AL分車 36……AL日の裏車 37……AL筒車 65……秒かな押えバネ 201……コアCPU 202……プログラムメモリ 204……データメモリ 211……クロノグラフ回路 212……モータ運針制御回路 213〜216……モータドライバ 217……入力制御及びリセット信号形成回路 218……インタラプト制御回路

フロントページの続き (72)発明者青木茂長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者鈴木裕長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (56)参考文献特開昭60−220890（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−50681（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−171478（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−193393（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のステップモータを有し、通常の時刻
表示及び該通常時刻表示以外の付加機能表示を前記複数
のステップモータにより駆動される複数の指針により行
う電子時計であって、マイクロコンピュータと、パルス周波数、クロック数、パルス幅を組み合わせ選択
することにより前記通常時刻表示及び前記付加機能表示
に応じた複数のステップモータ駆動パルスを形成する複
数の駆動パルス形成手段と、前記マイクロコンピュータの制御に基づき前記ステップ
モータを選択し、該選択されたステップモータに前記ス
テップモータ駆動パルスの内いずれの駆動パルスを出力
するかを選択する選択手段とを有することを特徴とする
電子時計。