JP5573615B2 - 指針式電子時計 - Google Patents

Description

この発明は、指針を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、例えば、秒針により秒数とは別の様々な情報を表示させる場合や、複数の指針を帰零（１２時位置に戻す動作）させる場合などに、指針を指定されたステップ数だけ連続的に早送り駆動することがある。

また、本願発明に関連する従来技術として、特許文献１には、１個のパルスモータを早送り駆動するときには速いパルスで駆動する一方、２個のパルスモータを同時に早送り駆動するときには遅いパルスで駆動して、電池電圧の大きな低下を回避する技術が開示されている。

また、特許文献２には、２群式のズーム装置を有するカメラにおいて、駆動電圧が低下した場合に、２個のステッピングモータを同時駆動せずに単独駆動に切り替える技術が開示されている。また、特許文献３には、電源電圧に基づいてステッピングモータの駆動周波数を切り替える技術や、複数のステッピングモータを同時駆動した場合に電源電圧が所定の電圧値以下になるか推定し、以下になると推定された場合に、同時駆動をやめて単独駆動に切り替える技術が開示されている。

特開昭６０−１６２９８０号公報 特開平０６−３２４２４５号公報 特開２００２−３２５３９４号公報

電子時計において、ステッピングモータを１ステップ駆動すると、電池電圧は、一旦降下した後、徐々に上昇してほぼ元の電圧に復帰して行くという性質がある。それゆえ、指針を早送り駆動するのに、速い速度（＝短い周期）でステッピングモータを駆動した場合、電池電圧が復帰する前に次の駆動が実行されていくため、早送り駆動の終了時の電池電圧が比較的に大きく低下する。一方、遅い速度（＝長い周期）でステッピングモータを駆動すると、電池電圧の復帰期間が長くなるため、早送り駆動の終了時の電池電圧は比較的に小さい低下に留まる。

電子時計においては、電池電圧が所定の電圧以下になると、例えば、一定時間、所定の操作を受け付けるのを停止したり、早送りを含む運針処理を停止したりして、電池電圧を回復させるリカバリー状態或いはチャージ状態に移行するものがある。また、このようなリカバリー機能やチャージ機能が無い電子時計では、電池電圧が大きく低下した場合に、正常な動作が得られなくなることが生じると考えられる。

従って、早送り駆動の終了時の電池電圧を考慮して、早送り駆動の速度を決定することで、効率の良い指針の早送り駆動を行うことができると考えられたが、従来の電子時計ではこのような制御は行われていなかった。

この発明の目的は、早送り駆動の終了時の電池電圧を考慮して効率の良い指針の早送り駆動を行うことのできる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、
指針と、
前記指針を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電力を供給する電源と、
前記電源のレベルを検出するレベル検出手段と、
前記ステッピングモータの駆動にかかる前記電源のレベル降下特性と前記電源のレベル復帰特性を表わす特性データを記憶した特性データ記憶手段と、
前記ステッピングモータに駆動信号を出力して前記指針の早送り駆動を実行させる早送り制御手段と、
前記レベル検出手段により検出された前記電源のレベルおよび前記特性データに基づき、前記早送り駆動による前記電源のレベル変化を計算して、前記早送り駆動の終了時における前記電源のレベルが所定条件を満たすように、当該早送り駆動の速度を求める速度決定手段と、
を備えていることを特徴とする指針式電子時計である。

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、
前記速度決定手段は、
前記ステッピングモータを１ステップ駆動してから次の駆動直前までに前記電源のレベルが前記特性データに従って降下および復帰するものとして、残りステップ数の早送り駆動を終了したときの前記電源のレベルが、所定のしきい値を下回らないように前記早送り駆動の速度を求め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又は２に記載の指針式電子時計において、
前記速度決定手段は、
前記早送り制御手段による早送り駆動の途中にも残りの早送り駆動についての速度を再度求め、
前記早送り制御手段は、
前記速度決定手段により、早送り駆動の途中に直前までの速度と別の速度が求められた場合に、当該別の速度に変更して続く早送り駆動を実行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１〜３の何れか一項に記載の指針式電子時計において、
前記速度決定手段は、予め設定された複数の指定速度の中から、条件を満たす前記早送り駆動の速度を求めるように構成され、
前記特性データには、前記複数の指定速度にそれぞれ対応する複数のレベル復帰特性のデータが含まれていることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の指針式電子時計において、
前記速度決定手段は、
前記複数の指定速度のうち、早送り駆動を終了したときの前記電源のレベルが所定のしきい値を下回らない範囲で、最も速い指定速度を前記早送り駆動の速度として決定することを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の指針式電子時計において、
前記指針および前記ステッピングモータをそれぞれ複数備え、
前記速度決定手段は、
前記複数のステッピングモータを共に同一速度で早送り駆動したときに条件を満たす早送り駆動の速度が求められない場合に、共に早送り駆動するステッピングモータの数を減らして条件を満たす早送り駆動の速度を求め、
前記早送り制御手段は、
前記速度決定手段により、共に早送り駆動するステッピングモータの数を減らして早送り駆動の速度が求められた場合に、当該求められた速度で、減数された１個又は複数のステッピングモータの早送り駆動を実行することを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の指針式電子時計において、
前記電源のレベルとは当該電源の電圧であることを特徴としている。

本発明に従うと、早送り駆動の終了時の電源のレベルが考慮されて早送り駆動の速度が決定されるので、効率の良い指針の早送り駆動を行うことができるという効果がある。

本発明の実施形態の電子時計１の全体構成を示すブロック図である。 電源特性データの具体的な一例を示すデータチャートである。 １つのモータを単独で早送り駆動する単独駆動処理の制御手順を示すフローチャートである。 複数のモータを共に同一速度で早送り駆動する複数同時駆動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、本発明の実施形態の電子時計１の全体構成を示すブロック図である。

この実施形態の電子時計１は、複数の指針２〜４（秒針、分針、時針）と、指針（秒針）２を駆動する第１モータ１６と、指針（分針、時針）３，４を駆動する第２モータ１７と、第１モータ１６と第２モータ１７の回転運動をそれぞれ指針２〜４に伝達する輪列機構１８と、外光により発電を行うソーラーセル２１と、ソーラーセル２１の発電電流を入力して蓄電する二次電池を有し各部に電源電圧を供給する電源２２と、電源２２の出力レベルを検出するレベル検出部（レベル検出手段）２３と、時計の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０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るＲＯＭ（Read Only Memory）３６と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７と、アラーム音を出力するためのスピーカ４５およびブザー回路４６と、文字板を照らすための照明部４３および照明駆動回路４４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４８と、ＣＰＵ１０に計時用の所定周波数の信号を供給する発振回路３８および分周回路３９等を備えている。

第１モータ１６および第２モータ１７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。詳細は省略するが、第１モータ１６および第２モータ１７には、ＣＰＵ１０の駆動指令により駆動回路を介して所定電圧の駆動パルスが供給され、この駆動パルスによりロータが１ステップずつ回転する。駆動パルスの電圧は、電源電圧に基づいてレギュレータ回路により生成される。なお、電源電圧をそのまま使用する場合もある。

レベル検出部２３は、ＣＰＵ１０の指令によって、電源２２の出力電圧を測定して、その測定値をデジタル変換してＣＰＵ１０に送る。なお、このレベル検出部２３は、出力電流に拘らずに電源２２の出力電圧を測定して、これを電源レベルとする構成としているが、例えば、内部抵抗の影響のない出力電流がほぼゼロのときの電源電圧を電源レベルとして測定するように構成しても良いし、内部抵抗を考慮して一定の出力電流があるときの電源電圧を電源レベルとして測定するように構成しても良い。

ＲＯＭ３６には、時間の経過に伴って計時と運針とを行って指針２〜４により時刻を表示したり、操作部４８を介して入力される操作指令に基づいてアラーム設定を行ったり指針２〜４を帰零させたりするメイン制御処理のプログラムが格納されている。また、指針２〜４を指定されたステップ数早送り駆動させる早送り駆動処理のプログラム３６ａも格納されている。この早送り駆動処理には、第１および第２モータ１６，１７の何れか１個を単独で早送り駆動する単独駆動処理と、２個を共に早送り駆動する複数同時駆動処理とが含まれる。

また、ＲＯＭ３６は、特性データ記憶手段としても機能し、制御データの一つとして、電源２２のレベル降下特性やレベル復帰特性の表わされた電源特性データ（特性データ）３６ｂが格納されている。

図２には、ＲＯＭ３６に記憶されている電源特性データ３６ｂの一例を表わしたデータチャートを示す。

電源特性データ３６ｂには、レベル復帰特性として、複数の駆動速度にそれぞれ対応した複数の電圧復帰率のデータ（図２（ａ））と、レベル降下特性として、第１および第２モータ１６，１７の１ステップの駆動にかかる電源２２の電圧降下量のデータ（図２（ｂ））とが含まれる。

図２（ａ）の電圧復帰率のデータには、早送り駆動の速度として予め定められた複数の指定速度（例えば９０、６４、３２、１６ｐｐｓ：パルス毎秒）と、これら複数の指定速度にそれぞれ対応して１ステップの駆動から次のステップの駆動直前までの電圧復帰率（９４、９６、９８、９９％）とが表わされている。

なお、図２（ａ）の複数の指定速度は、第１および第２モータ１６，１７の最高駆動速度以下の速度が設定されている。第１モータ１６と第２モータ１７の最高駆動速度が異なって、図２（ａ）の指定速度が一方のモータの最高駆動速度を上回るものになっている場合には、当該モータを早送り駆動する際にその指定速度のデータを無視して扱うように構成すれば良い。

図２（ｂ）の電圧降下量のデータには、第１および第２モータ１６，１７の何れか１個を単独で駆動した場合の電源電圧の降下量“ｂ１”と、複数を同時に駆動する場合（僅かにタイミングをずらして共に駆動する場合を含む）の電源電圧の降下量“ｂ２”とが表わされている。

上記の電源特性データ３６ｂによれば、例えば、第１モータ１６を単独で９０ｐｐｓで駆動した場合、１ステップの駆動により電源電圧が「ｂ１」低下した後、次の１ステップの駆動直前までに「ｂ１×９４％」の電圧が復帰するという電源電圧の変化を推測することができる。なお、電源２２の出力は第１および第２モータ１６，１７だけでなく、他の機能構成にも供給されており、また、外光の強度が高いときにはソーラーセル２１からの充電も行われる。それゆえ、早送り駆動中における実際の電源電圧には、上記のように電源特性データ３６ｂに従った変化のみが生じるとは限られず、これとは異なる変化が生じる場合もある。

次に、上記構成の電子時計１における指針２〜４の早送り駆動処理について説明する。

［単独駆動処理］
早送り駆動処理は、早送り駆動するモータと、早送り駆動するステップ数とが、他の制御処理により指定されて開始される。先ず、早送り駆動するモータが１つの場合の単独駆動処理について説明する。

図３には、第１および第２モータ１６，１７の何れか１個を単独で早送り駆動するための単独駆動処理のフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、各変数は次に示す内容を表わしている。

ｒ：早送り駆動の残りステップ数
Ａ：レベル検出部２３により測定された電源電圧
Ｐ：早送り駆動の終了時点での推定電源電圧
ａ：電子時計１の各機能の動作が保証される電源２２の動作保証電圧
Ｍ：実際の早送り駆動の速度
ｎ：複数の指定速度の何れかを表わす「０〜３」のインデックス番号
Ｍｎ：ｎ番目の指定速度
Ｍ０＝９０ｐｐｓ、Ｍ１＝６４ｐｐｓ、Ｍ１＝３２ｐｐｓ、Ｍ１＝１６ｐｐｓ
Ｂｎ：ｎ番目の電圧復帰率
Ｂ０＝０．９４、Ｂ１＝０．９６、Ｂ２＝０．９８、Ｂ３＝０．９９

［早送り駆動開始時の速度制御］
単独駆動処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１０は、その時点における電源２２の電圧を測定する。そして、この電源電圧の測定値“Ａ”、電源特性データ３６ｂの電圧降下量“ｂ１”および電圧復帰率“Ｂ０〜Ｂ３”、ならびに、早送り駆動する残りのステップ数“ｒ”に基づいて、指定速度の速い方から、早送り駆動の終了時点における推定電源電圧“Ｐ”を算出する。この推定電源電圧“Ｐ”は、電源２２の電圧が電源特性データ３６ｂに従って変化するものとして算出する。

具体的には、指定速度をＭｎとして電圧復帰率をＢｎとした場合、次式（１）により推定電源電圧“Ｐ”を算出する。
Ｐ ＝
（（（Ａ−ｂ１）＋ｂ１×Ｂｎ）−ｂ１＋ｂ１×Ｂｎ）−ｂ１＋ｂ１×Ｂｎ…ｒ回繰り返し
＝ Ａ−ｒ ×ｂ１ ×（１−Ｂｎ） ・・・ （１）

そして、この推定電源電圧“Ｐ”が、しきい値としての動作保証電圧“ａ”を下回ることのない指定速度のうち一番速いものを、実際の駆動速度“Ｍ”に設定して駆動を開始する。

［早送り駆動途中の速度制御］
この実施形態の早送り駆動処理では、さらに、上記決定された速度で処理中を通して早送り駆動を行うのではなく、早送り駆動の途中にも、最適な駆動速度（終了時点の推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”を下回ることのない指定速度のうち一番速い速度）が変化していないか確認を行い、変化していれば速度を変化させて残りの早送り駆動を継続する。このような処理は、電源２２の出力電圧が、他の機能構成の電力消費や、ソーラーセル２１の発電によって変化することを考慮して行うものである。

具体的には、１ステップの駆動ごとに、電源２２の電圧を測定するとともに、現在の指定速度で早送り駆動を継続した場合に、終了時点の推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”を下回らないか確認を行う。そして、下回っていれば、指定速度を遅い方に切り替えて推定電源電圧“Ｐ”を計算し直して、最適な駆動速度を決定する。

また、現在の指定速度で、終了時点の推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”を下回っていない場合には、さらに、指定速度を速い方に切り替えても、終了時の電源電圧の条件を満たすように変化していないか確認を行い、条件を満たすようになっていれば、指定速度を速い方に切り替える。

そして、最適な駆動速度が切り替っていれば、この駆動速度に切り替えて、続く早送り駆動を継続する。このような処理を早送り駆動の最終のステップまで繰り返す。

［制御手順］
上述した処理について、図３のフローチャートに従って詳細に説明する。単独駆動処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１０は、指定速度を決めるインデックス番号“ｎ”を最も速い指定速度の番号“０”に初期化する（ステップＳ１）。次に、残りステップ数“ｒ”がゼロになったか確認し（ステップＳ２）、残りステップ数“ｒ”がゼロでなければ、レベル検出部２３により電源２２の電圧を測定させる（ステップＳ３）。

続いて、現在選択されているインデックス番号“ｎ”の指定速度で早送り駆動を行った場合の推定電源電圧“Ｐ”を算出する（ステップＳ４）。そして、これが動作保証電圧“ａ”以上になっているか判別する（ステップＳ５）。その結果、動作保証電圧“ａ”以上となっていれば、現在、最も速い指定速度のインデックス番号“ｎ＝０”が選択されているので、ステップＳ９の判別処理で“ＹＥＳ”側に移行して、モータの実際の駆動速度“Ｍ”に指定速度“Ｍ０”を設定する（ステップＳ１５）。

一方、ステップＳ５の判別処理で、動作保証電圧“ａ”を下回っていると判別されたら、指定速度を決めるインデックス番号“ｎ”を次に遅い指定速度の番号“ｎ＋１”に繰り上げて（ステップＳ６）、推定電源電圧“Ｐ”を算出する（ステップＳ７）。そして、これが動作保証電圧“ａ”以上になっているか判別する（ステップＳ８）。動作保証電圧“ａ”よりまだ低ければ、ステップＳ６からの処理を繰り返して、推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”以上となるまで指定速度の番号“ｎ”を繰り上げる。これらの処理により、推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”以上となる最も速い指定速度の番号“ｎ”を選択することができる。

なお、最も遅い指定速度が選択されても、推定電源電圧“Ｐ”が動作保障電圧“ａ”より低くなる場合には、エラー処理に移行するようにしても良い。

そして、ステップＳ８で動作保証電圧“ａ”以上と判別されたら、“ＹＥＳ”側に移行して、モータの実際の駆動速度“Ｍ”に現在選択されているインデックス番号“ｎ”に対応する指定速度“Ｍｎ”を設定する（ステップＳ１５）。

上記一連の処理により、早送り駆動の開始時点における駆動速度が決定される。

実際の駆動速度“Ｍ”が設定されたら、ＣＰＵ１０は、この駆動速度“Ｍ”に対応するタイミングにモータに駆動パルスを出力して１ステップの駆動を行う（ステップＳ１６）。そして、残りのステップ数“ｒ”を１ステップ分減算して（ステップＳ１７）、再び、最適な駆動速度を選択するために、ステップＳ２に戻る。

２ステップ目からは、上述したステップＳ３〜Ｓ５の処理により、現在の駆動速度を継続した場合に終了時の推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”を下回らないか確認を行い、下回っていると判別された場合には、上述したステップＳ６〜Ｓ８の処理により、指定速度の番号“ｎ”を上げて最適な駆動速度となる指定速度“Ｍｎ”を選択する。そして、続くステップＳ１５の処理により、この指定速度“Ｍｎ”を次のステップの実際の駆動速度“Ｍ”に設定する。

一方、現在の駆動速度を継続した場合に、終了時の推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”以上となると判別された場合（ステップＳ５の“ＹＥＳ”）には、現在選択されている指定速度の番号“ｎ”が最も速い指定速度に対応した番号“０”であるか判別する（ステップＳ９）。その結果、番号“０”であれば、それより高速の指定速度はないので、続くステップＳ１５の処理により、次のステップの実際の駆動速度“Ｍ”に現在の指定速度“Ｍｎ”を設定する。

一方、ステップＳ９の判別処理で、現在選択されている指定速度の番号“ｎ”が“０”でなければ、ステップＳ１０〜Ｓ１４の処理により、電源電圧の条件を満たすもっと速い指定速度が選択できないか確認し、できれば指定速度の番号“ｎ”を切り替える処理を行う。

すなわち、先ず、指定速度の番号“ｎ”を、次に速い指定速度の番号“ｎ−１”に繰り下げて（ステップＳ１０）、終了時の推定電源電圧“Ｐ”を算出し（ステップＳ１１）、これが動作保証電圧“ａ”以上であるか判別する（ステップＳ１２）。その結果、動作保証電圧“ａ”を下回っていれば、一段速い指定速度だと電源電圧の条件を満たさなくなり、これより一段遅い指定速度が最適な駆動速度であると判断できるため、指定速度の番号“ｎ”を１つ繰り上げる（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１５の処理により、この指定速度“Ｍｎ”を次のステップの実際の駆動速度“Ｍ”に設定する。

一方、ステップＳ１２の判別処理で、動作保証電圧“ａ”以上であると判別されたら、現在選択されている指定速度の番号“ｎ”が最も速い指定速度“Ｍ０”に対応した番号“０”であるか判別する（ステップＳ１３）。その結果、番号“０”だと判別されれば、この最も速い指定速度“Ｍ０”が最適な駆動速度であると判断できるため、そのままステップＳ１５に移行して、この指定速度“Ｍｎ”を次のステップの実際の駆動速度“Ｍ”に設定する。

一方、ステップＳ１３の判別処理で、番号“０”でないと判別されれば、ステップＳ１０に戻って、さらに、電源電圧の条件を満たす速い指定速度が選択できないか確認処理を繰り返す。この繰り返しの中で、電源電圧の条件を満たす最適な指定速度が選択されて、その後のステップＳ１５の処理により、最適な指定速度“Ｍｎ”が次のステップの実際の駆動速度“Ｍ”に設定される。

ステップＳ１５で駆動速度“Ｍ”が最適な指定速度“Ｍｎ”に設定されたら、続くステップＳ１６，Ｓ１７で、この駆動速度に対応するタイミング、すなわち、前回のステップの駆動タイミングから駆動速度に対応する周期を開けたタイミングにモータを１ステップ駆動し、残りのステップ数“ｒ”を１ステップ分減算して、ステップＳ２に戻る。

そして、残りのステップ数“ｒ”がゼロになれば、ステップＳ２の判別処理で“ＹＥＳ”側に分岐して、この単独駆動処理を終了する。

上記のステップＳ１、Ｓ３〜Ｓ１５の処理により速度決定手段が構成され、ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ２の処理により早送り制御手段が構成される。

［複数同時駆動処理］
次に、早送り駆動するモータが複数の場合の複数同時駆動処理について説明する。

図４には、複数のモータを共に同一速度で早送り駆動する複数同時駆動処理のフローチャートを示す。同図において、図３の単独駆動処理と同様のステップについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。

複数同時駆動処理は、２個のモータ（第１および第２モータ１６，１７）を同一の速度で同一のステップ数だけ早送り駆動する処理である。通常の早送り駆動処理では、第１モータ１６が２０ステップ、第２モータ１７が２５ステップなどと、モータごとに異なる早送り駆動のステップ数が指定されることがあるが、ここでは、先ず、２個のモータに対して同一の早送り駆動のステップ数が指定されている場合を説明する。

複数同時駆動処理は、図３の単独駆動処理とほぼ同様の処理により、１ステップの駆動ごとに最適な指定速度を選択して、選択された指定速度で１ステップずつ早送り駆動を行っていく。すなわち、先ず、ステップＳ１で、指定速度の番号“ｎ”を最も速い速度の番号“０”に初期設定する。そして、ステップＳ２〜Ｓ１７のループ処理に移行する。

ステップＳ２〜Ｓ１７のループ処理に移行すると、先ず、残りステップがあるか確認した後（ステップＳ２）、ステップＳ３〜Ｓ５の処理により、現在選択されている指定速度“Ｍｎ”で早送り駆動を最後まで行った場合に、終了時の推定電源電圧“Ｐ”が動作保証電圧“ａ”以上になっているか確認する。

ステップＳ４ａと後述のステップＳ７ａ，Ｓ１１ａの推定電源電圧“Ｐ”の算出処理においては、１ステップの駆動にかかる電圧降下量として、複数同時駆動処理に対応した値“ｂ２”を用いる。

そして、電源電圧の条件が満たされていれば、ステップＳ９〜Ｓ１４の処理により、もっと速い速度に変更しても電源電圧の条件を満たす指定速度がないか確認し、あればその指定速度の選択に切り替える処理を行う。

また、ステップＳ５の判別処理で電源電圧の条件が満たされていないと判別されれば、ステップＳ６，Ｓ２１，Ｓ７ａ，Ｓ８のループ処理により、指定速度の選択を一段ずつ遅い方に切り替えながら電源電圧の条件が満たされるか確認し、条件を満たす範囲で最も速い指定速度を探す。

このステップＳ６，Ｓ２１，Ｓ７ａ，Ｓ８のループ処理中、最も遅い指定速度“Ｍ３”が選択されても電源電圧の条件が満たされない場合には、次のループで指定速度の番号“ｎ”が上限値を超えて、ステップＳ２１で“ＹＥＳ”と判別される。

指定速度の番号“ｎ”が上限値を超えた場合には、電源電圧の条件を満たす早送り駆動を複数同時駆動により行うことができないと判断できる。従って、この場合、複数同時駆動の設定を破棄して残りの早送り駆動を単独駆動により実行するように再設定する（ステップＳ２２）。具体的には、残りの早送り駆動で第１モータ１６が１０ステップ、第２モータ１７が１０ステップの駆動が必要な場合には、１０ステップ＋１０ステップで２０ステップの早送り駆動を個別駆動により実行するように再設定する。そして、単独駆動処理に移行する。その後の単独駆動処理により、同時に駆動するモータの数が減らされた場合の最適な指定速度が求められて、第１モータ１６の１０ステップの早送り駆動と第２モータ１７の１０ステップの早送り駆動とが順に連続的に実行されることになる。

一方、複数同時駆動処理で最適な指定処理が選択された場合には、その指定速度“Ｍｎ”を実際の駆動速度“Ｍ”として設定し（ステップＳ１５）、この駆動速度“Ｍ”に対応するタイミング、すなわち前回の駆動タイミングから駆動速度“Ｍ”に対応する周期を開けたタイミングに２個のモータ（第１および第２モータ１６，１７）をほぼ同時に１ステップずつ駆動する（ステップＳ１６ａ）。そして、残りのステップ数“ｒ”を１ステップ分減算して（ステップＳ１７）、再び、最適な駆動速度を選択するために、ステップＳ２に戻る。

そして、残りのステップ数“ｒ”がゼロになれば、ステップＳ２の判別処理で“ＹＥＳ”側に分岐して、この複数同時駆動処理を終了する。

上記のステップＳ１、Ｓ３，Ｓ４ａ，Ｓ５〜Ｓ７ａ〜Ｓ１１ａ〜Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２２の処理により速度決定手段が構成され、ステップＳ１６ａ，Ｓ１７，Ｓ２の処理により早送り制御手段が構成される。

なお、２個のモータに対して異なる早送り駆動のステップ数が指定されている場合には、次のように処理ステップを変更することで対応することができる。

すなわち、ステップＳ４ａ，Ｓ７ａ，Ｓ１１ａの早送り終了時の推定電源電圧“Ｐ”を算出するステップにおいて、２個のモータを同時に駆動するステップ数ｒ２と１個のモータのみを駆動するステップ数ｒ１とに分離し、これらの早送り駆動を指定速度で連続して行った場合における、早送り駆動終了時の推定電源電圧“Ｐ”を次式（２）のように算出する。
Ｐ ＝ Ａ− ｒ２×ｂ２×（１−Ｂｎ） − ｒ１×ｂ１×（１−Ｂｎ） ・・・ （２）

そして、ステップＳ１６ａの駆動処理で、２個のモータを同時に駆動するステップ数のときには２個のモータを指定速度に対応するタイミングでほぼ同時に駆動し、１個のモータのみを駆動するステップ数のときには駆動対象の１個のモータのみを指定速度に対応するタイミングで駆動する。

このように変更することで、２個のモータに対して異なる早送り駆動のステップ数が指定されている場合にも対応することができる。

以上のように、この実施形態の電子時計１によれば、指針２〜４を早送り駆動する際、電源特性データ３６ｂに従って早送り駆動による電源２２の電圧変化量が算出され、終了時の電圧が所定条件を満たすように早送り駆動の速度が決定される。従って、例えば、終了時の電圧がさほど低くならないのであれば、速い速度で早送り駆動を行い、終了時の電圧が低くなるのであれば、遅い速度で早送り駆動を行うなど、効率の良い早送り駆動を実現することができる。

具体的には、１ステップの駆動により電源特性データ３６ｂの電圧降下量ｂ１，ｂ２だけ電源電圧が降下し、その後、次の駆動直前までに、電源特性データ３６ｂの電圧復帰率に従って電圧が復帰するものとして、早送り駆動終了時の推定電源電圧“Ｐ”が算出される。さらに、この終了時の電圧が動作保証電圧“ａ”以上となるように早送り駆動の速度が求められるので、早送り駆動によって電源２２の電圧が動作保証電圧を下回って、各種機能が正常に動作しなくなったり、リカバリー状態やチャージ状態となったりするのを回避できる。

また、この実施形態の電子時計１によれば、早送り駆動の開始時だけでなく、その途中においても、残りの早送り駆動で電源電圧の条件が満たされるか確認が行われ、最適な駆動速度が変更していれば、駆動速度を変更して残りの早送り駆動を実行するようになっている。従って、早送り駆動の途中に他の機能構成の電力消費やソーラーセル２１の発電などの他の要因によって、電源２２の電圧が変化することにも対応して効率の良い早送り駆動を実現することができる。

さらに、この実施形態の電子時計１によれば、予め定められた複数の指定速度“Ｍ０〜Ｍ３”の中から条件を満たす最適な駆動速度を求めるようになっており、さらに、電源２２の電圧復帰率のデータには複数の指定速度“Ｍ０〜Ｍ３”にそれぞれ対応する複数のデータ値“Ｂ０〜Ｂ３”が示されている。従って、予め適切な指定速度を設定しておくことで、適切な指定速度の中から最適な駆動速度を選択することができる。また、各指定速度での早送り駆動終了時の推定電源電圧“Ｐ”も容易に算出することができる。

また、最適な駆動速度としては、電源電圧の条件を満たす範囲で最も速い指定速度が選択されるようになっているので、速やかに早送り駆動を終了することのできる駆動速度を選択することができる。

また、上記実施形態の電子時計１によれば、複数の指針２〜４を所定位置まで早送り駆動する場合に、開始時の電源２２の電圧が低かったり、駆動するステップ数が多かったりして、２個のモータをほぼ同時に早送り駆動する複数同時駆動処理において、電源電圧の条件を満たす最適な駆動速度が求められない場合に、単独駆動処理に移行して早送り駆動が行われるようになっている。従って、このような場合にも対応して、２個のモータを個別に早送り駆動して複数の指針２〜４を所定位置まで早送り駆動することができる。

また、上記実施形態の電子時計１では、電源２２の出力レベルとして出力電圧を計測し、出力レベルの変化として電源電圧の降下量および復帰率に基づき電源電圧の変化が算出されるようになっているので、電源２２のレベル検出やレベル変化の算出を容易に行うことができる。そして、電子時計１において各種の機能が正常に動作しなくなったりリカバリー状態やチャージ状態に移行したりしない早送り駆動の速度制御を容易に実現できる。

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、予め定められた複数の指定速度の中から条件を満たすものを最適な駆動速度として選択するように構成しているが、例えばモータの最高駆動速度を超えない範囲で、電源電圧の条件を満たす駆動速度を電源特性データと計測された電源電圧とから算出して、この駆動速度で早送り駆動を行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、早送り駆動の終了時点の電源電圧が動作保証電圧を下回らないように駆動速度を決定しているが、動作保証電圧に余裕分の電圧を加えたしきい値電圧を予め設定しておき、このしきい値電圧を下回らないように駆動速度を決定するようにしても良い。

また、電源特性データの電圧復帰率を、単独駆動の場合と複数同時駆動の場合とで同じ値のデータとして説明しているが、両者で電圧復帰率が異なってくる場合には、電源特性データに単独駆動と複数同時駆動の各場合の電圧復帰率のデータを含めるようにして良い。また、モータごとに電圧降下特性や電圧復帰特性が異なる場合には、電源特性データにモータごとの電圧降下特性や電圧復帰特性のデータを含めるようにして良い。そして、早送り駆動の各条件に対応したデータをそれぞれ用いて、早送り駆動の終了時の電源電圧を算出して最適な駆動速度を求めるようにしても良い。

また、上記実施形態では、１ステップの駆動ごとに、最適な駆動速度の再確認を行うようにしているが、複数ステップの駆動ごとに再確認を行うようにしても良い。また、上記実施形態では、電源特性データ３６ｂが個別にまとめられた制御データとしてＲＯＭ３６に記憶されている例を示したが、例えば、早送り駆動処理プログラム内の定数値として電源特性データが記憶されていても良い。その他、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（指針式電子時計）
２〜４ 指針
１０ ＣＰＵ
１６ 第１モータ
１７ 第２モータ
１８ 輪列機構
２１ ソーラーセル
２２ 電源
２３ レベル検出部
３６ ＲＯＭ
３６ｂ 電源特性データ
３７ ＲＡＭ
３８ 発振回路
３９ 分周回路
４３ 照明部
４４ 照明駆動回路
４５ スピーカ
４６ ブザー回路

Claims (7)

1. 指針と、
   前記指針を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電力を供給する電源と、
   前記電源のレベルを検出するレベル検出手段と、
   前記ステッピングモータの駆動にかかる前記電源のレベル降下特性と前記電源のレベル復帰特性を表わす特性データを記憶した特性データ記憶手段と、
   前記ステッピングモータに駆動信号を出力して前記指針の早送り駆動を実行させる早送り制御手段と、
   前記レベル検出手段により検出された前記電源のレベルおよび前記特性データに基づき、前記早送り駆動による前記電源のレベル変化を計算して、前記早送り駆動の終了時における前記電源のレベルが所定条件を満たすように、当該早送り駆動の速度を求める速度決定手段と、
   を備えていることを特徴とする指針式電子時計。
2. 前記速度決定手段は、
   前記ステッピングモータを１ステップ駆動してから次の駆動直前までに前記電源のレベルが前記特性データに従って降下および復帰するものとして、残りステップ数の早送り駆動を終了したときの前記電源のレベルが、所定のしきい値を下回らないように前記早送り駆動の速度を求めることを特徴とする請求項１記載の指針式電子時計。
3. 前記速度決定手段は、
   前記早送り制御手段による早送り駆動の途中にも残りの早送り駆動についての速度を再度求め、
   前記早送り制御手段は、
   前記速度決定手段により、早送り駆動の途中に直前までの速度と別の速度が求められた場合に、当該別の速度に変更して続く早送り駆動を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式電子時計。
4. 前記速度決定手段は、予め設定された複数の指定速度の中から、条件を満たす前記早送り駆動の速度を求めるように構成され、
   前記特性データには、前記複数の指定速度にそれぞれ対応する複数のレベル復帰特性のデータが含まれていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の指針式電子時計。
5. 前記速度決定手段は、
   前記複数の指定速度のうち、早送り駆動を終了したときの前記電源のレベルが所定のしきい値を下回らない範囲で、最も速い指定速度を前記早送り駆動の速度として決定することを特徴とする請求項４記載の指針式電子時計。
6. 前記指針および前記ステッピングモータをそれぞれ複数備え、
   前記速度決定手段は、
   前記複数のステッピングモータを共に同一速度で早送り駆動したときに条件を満たす早送り駆動の速度が求められない場合に、共に早送り駆動するステッピングモータの数を減らして条件を満たす早送り駆動の速度を求め、
   前記早送り制御手段は、
   前記速度決定手段により、共に早送り駆動するステッピングモータの数を減らして早送り駆動の速度が求められた場合に、当該求められた速度で、減数された１個又は複数のステッピングモータの早送り駆動を実行することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の指針式電子時計。
7. 前記電源のレベルとは当該電源の電圧であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の指針式電子時計。

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