JP6778573B2

JP6778573B2 - 電子時計

Info

Publication number: JP6778573B2
Application number: JP2016194261A
Authority: JP
Inventors: 祐田京
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2020-11-04
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018054569A

Description

本発明は、電子時計に関する。

従来、アナログ表示手段を備えた電子時計は、指針をステップモータ（ステッピングモータ、パルスモータなどとも称される）によって駆動することが一般的である。このステップモータは、コイルによって磁化されるステータと、２極磁化された円盤状の回転体であるロータで構成される。このような電子時計においては、１秒毎に駆動する通常運針と共に、時刻修正のために指針を高速に動かす早送り動作が一般的に行われている。

複数の指針を有する電子時計においては、それら指針を運針するための複数のステップモータを備えている。例えば、特許文献１には、ステップモータに対する通常パルスの出力周波数を半減させて、２個のステッピングモータに交互に通常パルスを出力することにより、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制する技術が開示されている。

また、早送り動作においては、ステップモータへの通常パルスを短い周期で供給するが、その短い周期の早送り用通常パルスに対して、ステップモータのロータの回転ミスを生じないように動作する必要がある。このため、ステップモータの回転状態を検出し、回転状態に応じて適切な通常パルスを供給し、早送り動作を安定して実施する提案がなされている（たとえば、特許文献２参照）。

特開昭６０−１６２９８０号公報特許第３７５７４２１号公報

ステップモータが非回転と判定された場合、駆動力の大きい補正パルスを出力することにより、ステップモータの回転ミスを補正する技術が知られている。少なくとも何れかのステップモータにおいて、補正パルスが出力された場合、補正パルス出力前後で、各ステップモータにおける通常パルスの相対的な出力タイミングが変わってしまい、通常パルスが互いに重複したタイミングで出力され、バッテリに過大な負荷がかかってしまうおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制することにある。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。

（１）第１ステップモータと、第２ステップモータと、前記第１ステップモータを駆動するための第１通常パルスを単位区間内に割り当てられた第１区間内で出力する第１通常パルス出力回路と、前記第２ステップモータを駆動するための第２通常パルスを前記単位区間内に、前記第１区間と重複しないように割り当てられた第２区間内で出力する第２通常パルス出力回路と、前記第１ステップモータが回転したか否かを判定する第１回転検出回路と、前記第１ステップモータが非回転と判定された場合に、前記第１ステップモータを駆動するための第１補正パルスを、長さが前記単位区間の整数倍である第１補正パルス出力区間内で出力する第１補正パルス出力回路と、を有する電子時計。

（２）（１）において、前記第１補正パルスは、第１強パルスと、該第１強パルスよりも駆動力が小さく断続的に出力される第１弱パルスにより構成され、前記第１補正パルス出力回路は、前記第１補正パルス出力区間内の第１強パルス出力区間内に前記第１強パルスを出力し、前記第１補正パルス出力区間内の第１弱パルス出力区間内に前記第１弱パルスを出力し、前記第２通常パルスは、断続的に出力される単パルスにより構成され、前記第１弱パルスと、前記単パルスとは、互いの休止区間において出力される電子時計。

（３）（２）において、前記第２ステップモータが回転したか否かを判定する第２回転検出回路と、前記第２ステップモータが非回転と判定された場合に、前記第２ステップモータを駆動するための第２補正パルスを、長さが前記単位区間の整数倍である第２補正パルス出力区間内で出力する第２補正パルス出力回路と、を有し、前記第２補正パルスは、断続的に出力される第２強パルスと、該第２強パルスよりも駆動力が小さく断続的に出力される第２弱パルスにより構成され、前記第２補正パルス出力回路は、前記第２補正パルス出力区間内の第２強パルス出力区間内に前記第２強パルスを出力し、前記第２補正パルス出力区間内の第２弱パルス出力区間内に前記第２弱パルスを出力し、前記第２補正パルスの前記第２強パルスと、前記第１補正パルスの前記第１弱パルスとは、互いの休止区間において出力される電子時計。

（４）（１）〜（３）のいずれかにおいて、検出パルスを出力する検出パルス出力回路をさらに有し、前記第１回転検出回路は、前記検出パルスにより発生する検出信号に基づいて、前記第１ステップモータが回転したか否かを判定する電子時計。

（５）（４）において、前記第１補正パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定された長さの前記第１補正パルス出力区間内で前記第１補正パルスを出力する電子時計。

（６）（４）又は（５）において、前記第１補正パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定されたタイミングで前記第１補正パルスを出力する電子時計。

（７）（４）〜（６）のいずれかにおいて、前記第１通常パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定された駆動力で前記第１通常パルスを出力する電子時計。

（８）（４）〜（７）のいずれかにおいて、前記第１通常パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定された周波数で前記第１通常パルスを出力する電子時計。

（９）（１）〜（８）のいずれかにおいて、前記第２通常パルス出力回路が、前記第１補正パルスが出力される区間において、前記第２通常パルスの出力を停止する電子時計。

（１０）（３）において、前記第１補正パルス出力回路が、前記第２補正パルスと重複しないタイミングで前記第１補正パルスを出力する電子時計。

（１１）（１）〜（１０）のいずれかにおいて、第３ステップモータと、前記第３ステップモータを駆動するための第３通常パルスを前記単位区間内に、前記第１区間及び前記第２区間と重複しないように割り当てられた第３区間内で出力する第３通常パルス出力回路と、前記第３ステップモータが回転したか否かを判定する第３回路検出回路と、前記第３ステップモータが非回転と判定された場合に、前記第３ステップモータを駆動するための第３補正パルスを、長さが前記単位区間の整数倍である第３補正パルス出力区間内で出力する第３補正パルス出力回路と、を有する電子時計。

上記本発明の（１）又は（１１）の側面によれば、バッテリに過大は負荷がかかることを抑制する電子時計を提供できる。

上記本発明の（２）〜（６）の側面によれば、バッテリに過大な負荷がかかることをさらに抑制する電子時計を提供できる。

上記本発明の（７）の側面によれば、ステップモータの回転状態を安定させることができる電子時計を提供できる。

上記本発明の（８）の側面によれば、正常に回転判定できると共に異常動作になりづらいといったロバスト性の高い高速駆動が実現できる電子時計を提供できる。

上記本発明の（９）の側面によれば、高速運針の終了タイミングを各ステップモータで合わせることができる電子時計を提供できる。

上記本発明の（１０）の側面によれば、高度な精度が要求される制御を行わなくても、バッテリに過大な負荷がかかることを回避することができる電子時計を提供できる。

第１実施形態に係る電子時計の概略構成を示すシステム構成図である。ステップモータの構成を示す図である。通常パルスの波形と、コイルに流れる電流波形を示す波形図である。ステップモータの回転状態の検出動作について説明する図である。１のステップモータに対して出力される各パルスの出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。第１実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。単位区間における通常パルスの波形を示す波形図である。補正パルス出力区間を説明する図である。図５の拡大図であって、分針用補正パルス及び時針用通常パルスの波形の詳細を示す図である。第２実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。図９の拡大図であって、分針用補正パルス及び時針用補正パルスの波形の詳細を示す図である。第１実施形態及び第２実施形態における回転検出のフローを説明するフローチャートである。第１実施形態及び第２実施形態において、非回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。第１実施形態及び第２実施形態において、回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。ステップモータが回転判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。ステップモータが回転判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。ステップモータが回転判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。ステップモータが回転判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。ステップモータが回転判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。ステップモータが非回転と判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。ステップモータが非回転と判定された場合における、コイルに誘起される電流の波形、及び出力端子における電圧波形の一例を示す図である。第３実施形態における回転検出のフローを説明するフローチャートである。第３実施形態において、非回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。第３実施形態において、回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。第３実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。第４実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。第５実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。第６実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。第７実施形態に係る電子時計の概略構成を示すシステム構成図である。第７実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、秒針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、の相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。

［第１実施形態に係る電子時計の概略構成：図１］
図１を参照して、第１実施形態に係る電子時計１００の概略構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る電子時計の概略構成を示すシステム構成図である。電子時計１００は、指針２によって時刻を表示するアナログ表示式時計である。なお、以下の説明において、各構成の符号に添えた添え字ａは分針用の構成を示し、添え字ｂは時針用の構成を示す。なお、いずれ指針用であるかを区別して説明する必要がない場合は、添え字を省略して示す。

電子時計１００は、図１に示すように、電源（バッテリ）１０と、基準信号源２０と、駆動制御回路３０と、ドライバ回路９０と、ステップモータ１と、指針２とを備えている。指針としては一般的に、秒針、分針、時針があるが、第１実施形態においては、分針２ａと時針２ｂに関する駆動について説明をする。

電源１０としては、１次電池、または電圧変動のある２次電池とのいずれを用いてもよい。基準信号源２０は、不図示の水晶振動子によって所定の基準信号を出力する発信回路２１と、その基準信号を入力しタイミング信号を駆動制御回路３０に出力する分周回路２２とを備えている。このタイミング信号に基づいて駆動制御回路３０において各パルスが出力される。

駆動制御回路３０は、主な構成として、通常パルス出力回路４０と、補正パルス出力回路５０と、検出パルス出力回路６０と、パルス制御回路７０と、回転検出回路８０とを備えている。

通常パルス出力回路４０は、分針用通常パルス出力回路４０ａと、時針用通常パルス出力回路４０ｂとを備えている。分針用通常パルス出力回路４０ａは、分針用ステップモータ１ａを駆動するための分針用通常パルスＳＰａを生成し、分針用ステップモータ１ａに対して分針用通常パルスＳＰａを出力する。時針用通常パルス出力回路４０ｂは、時針用ステップモータ１ｂを駆動するための時針用通常パルスＳＰｂを生成し、時針用ステップモータ１ｂに対して時針用通常パルスＳＰｂを出力する。

補正パルス出力回路５０は、分針用補正パルス出力回路５０ａと、時針用補正パルス出力回路５０ｂとを備えている。分針用補正パルス出力回路５０ａは、分針用通常パルスＳＰａよりも駆動力の大きい分針用補正パルスＦＰａを生成し、分針用ステップモータ１ａに対して分針用補正パルスＦＰａを出力する。時針用補正パルス出力回路５０ｂは、時針用通常パルスＳＰｂよりも駆動力の大きい時針用補正パルスＦＰｂを生成し、時針用ステップモータ１ｂに対して時針用補正パルスＦＰｂを出力する。なお、第１実施形態においては、分針用ステップモータ１ａ及び時針用ステップモータ１ｂのいずれに対しても補正パルスＦＰを出力可能な構成について説明するが、少なくともいずれか一方のステップモータ１に補正パルスＦＰを出力可能な構成であってもよい。

検出パルス出力回路６０は、分針用検出パルス出力回路６０ａと、時針用検出パルス出力回路６０ｂとを備えている。分針用検出パルス出力回路６０ａ及び時針用検出パルス出力回路６０ｂは、それぞれ第１検出パルスＤＰ１及び第２検出パルスＤＰ２の２種類の検出パルスを生成、出力する。

具体的には、分針用検出パルス出力回路６０ａは、分針用通常パルスＳＰａで分針用ステップモータ１ａを駆動したときに後述するコイル１３に発生する逆起電力で、分針用通常パルスＳＰａと異なる側（逆極性）に発生する逆起電流を検出する分針用第１検出パルスＤＰ１ａを出力する。また、分針用検出パルス出力回路６０ａは、分針用通常パルスＳＰａと同じ側（同極性）で逆起電流を検出する分針用第２検出パルスＤＰ２ａを出力する。

同様に、時針用検出パルス出力回路６０ｂは、時針用通常パルスＳＰｂで時針用ステップモータ１ｂを駆動したときに後述するコイル１３に発生する逆起電力で、時針用通常パルスＳＰｂと異なる側（逆極性）に発生する逆起電流を検出する時針用第１検出パルスＤＰ１ｂを出力する。また、時針用検出パルス出力回路６０ｂは、時針用通常パルスＳＰｂと同じ側（同極性）で逆起電流を検出する時針用第２検出パルスＤＰ２ｂを出力する。

なお、第１実施形態においては、より高精度に回転検出を行うため、検出パルス出力回路６０が第１検出パルスＤＰ１及び第２検出パルスＤＰ２という２種類の検出パルスを出力可能な構成について説明するが、ステップモータ１の回転、非回転を判定可能な構成であればこれに限られるものではなく、１種類の検出パルスＤＰのみを出力可能な構成であっても構わない。

回転検出回路８０は、分針用回転検出回路８０ａと、時針用回転検出回路８０ｂとを備えている。

分針用回転検出回路８０ａは、分針用第１検出パルスＤＰ１ａにより発生する分針用第１検出信号ＤＳ１ａの検出発数を検出する分針用第１検出カウンタ８０ａ１と、分針用第２検出パルスＤＰ２ａにより発生する分針用第２検出信号ＤＳ２ａの検出発数を検出する分針用第２検出カウンタ８０ａ２とを備えている。時針用回転検出回路８０ｂは、時針用第１検出パルスＤＰ１ｂにより発生する時針用第１検出信号ＤＳ１ｂの検出発数を検出する時針用第１検出カウンタ８０ｂ１と、時針用第２検出パルスＤＰ２ｂにより発生する時針用第２検出信号ＤＳ２ｂの検出発数を検出する時針用第２検出カウンタ８０ｂ２とを備えている。なお、これら複数の検出カウンタは、検出パルスＤＰの検出発数をカウントすると共に、検出された各検出パルスＤＰの検出位置も検出する。

回転検出回路８０は、上述の複数のカウンタにより検出した検出信号ＤＳの検出発数に応じて、ステップモータ１が回転したか否かを判定する。その判定結果に基づいて、パルス制御回路７０が特定の周波数や駆動力を選択し、その選択された周波数及び駆動力を駆動制御回路３０に対して出力する。回転検出回路８０によりステップモータ１が非回転であると判定された場合、補正パルス出力回路５０が、非回転と判定されたステップモータ１に対して補正パルスＦＰを出力する。

ドライバ回路９０は、図示しないがバッファ回路を内蔵し、出力端子Ｏ１、Ｏ２から通常パルスＳＰ、または補正パルスＦＰを出力し、ステップモータ１を駆動する。また、ドライバ回路９０は、第１検出パルスＤＰ１及び第２検出パルスＤＰ２に対しては、その短いパルス幅の期間だけ二つの出力端子Ｏ１、Ｏ２を共にオープン（高インピーダンス）とするように動作する。これにより、ステップモータ１のコイルの両端が、第１検出パルスＤＰ１及び第２検出パルスＤＰ２によって短期間オープン状態となるので、そのオープン期間にコイルに発生する逆起電力が現れ、そのパルス状の逆起電力を第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２として回転検出回路８０に入力する。すなわち、第１検出信号ＤＳ１及び第２検出信号ＤＳ２は、第１検出パルスＤＰ１及び第２検出パルスＤＰ２によって同一タイミングに発生するパルス状の信号である。

［ステップモータの構成と基本動作の説明：図２Ａ、図２Ｂ］
次に、ステップモータ１の構成と基本動作を図２Ａ、図２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、ステップモータの構成を示す図である。図２Ｂは、通常パルスの波形と、コイルに流れる電流波形を示す波形図である。なお、第１実施形態においては、各ステップモータ１がロータ１１やコイル１３等をそれぞれ備える構成について説明するが、これに限られるものではなく、各ステップモータ１においてそれら部品を共通にしても構わない。それにより、各ステップモータ１に対して出力される通常パルスＳＰや補正パルスＦＰも共通に出力でき、回路規模を小さくすることが可能となる。

図２Ａに示すように、ステップモータ１は、ロータ１１、ステータ１２、コイル１３などによって構成される。ロータ１１は２極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にＮ極、Ｓ極に着磁されている。ステータ１２は、軟磁性材により成り、ロータ１１を囲む半円部１２ａ、１２ｂがスリットで分割されている。また、半円部１２ａ、１２ｂが結合している基部１２ｅに単相のコイル１３が巻装されている。単相とはコイルが１個であり、通常パルスＳＰを入力する入力端子Ｃ１、Ｃ２が２個であることを意味している。

また、ステータ１２の半円部１２ａ、１２ｂの内周面の対向する所定の位置に、凹状のノッチ１２ｈ、１２ｉが形成されている。このノッチ１２ｈ、１２ｉによって、ステータ１２の電磁的安定点（直線Ａで示す）に対してロータ１１の静的安定点（制止時の磁極の位置：斜線Ｂで示す）がずれることになる。このずれによる角度差を初期位相角θｉと称し、この初期位相角θｉによって、ロータ１１が所定の方向に回転しやすいように癖付けされることになる。

次に、ステップモータ１の基本動作を図２Ａ、図２Ｂを用いて説明する。図２Ｂにおいて、横軸は時間であり、通常パルスＳＰは図示するように、断続的に出力される複数の単パルスによって構成され、この単パルスのパルス幅（すなわち、デューティ）が可変される。この通常パルスＳＰがステップモータ１の入力端子Ｃ１、Ｃ２へ交互に供給されることで、ステータ１２が交互に反転磁化されてロータ１１が回転する。そして、通常パルスＳＰの繰り返し周期を可変することで、ロータ１１の回転速度を増減でき、また、通常パルスＳＰの駆動力（デューティ比）を可変することで、ステップモータ１の駆動力（回転力）を調整することができる。

ここで、図２Ａにおいて、ステップモータ１のコイル１３に通常パルスＳＰが供給されると、ステータ１２は磁化され、ロータ１１は静的安定点Ｂから１８０度回転（図面上左回転）するが、その位置で直ちに停止することはなく、実際には１８０度の位置をオーバーランして振動し、しだいに振幅が小さくなり停止する（曲線矢印Ｃで軌跡を示す）。このときのロータ１１の減衰振動はコイル１３への磁束変化となり、電磁誘導による逆起電力が発生してコイル１３に誘起電流が流れる。

図２Ｂの電流波形ｉ１は、ロータ１１が通常パルスＳＰによって正常に１８０度回転したときのコイル１３に流れる誘起電流の一例である。ここで、通常パルスＳＰが供給されている駆動期間Ｔ１での電流波形ｉ１は、複数の単パルス群による駆動電流と誘起電流が重なった電流波形となり、通常パルスＳＰ終了後の減衰期間Ｔ２では、ロータ１１の減衰振動による誘起電流が発生する。

また、図２Ａの曲線矢印Ｄは、ステップモータ１が外部磁場等の何らかの影響によって、通常パルスＳＰが供給されたのにもかかわらず、ロータ１１が回転できずに元の位置に戻ってしまう場合の軌跡を示している。そして、図２Ｂの電流波形ｉ２は、ロータ１１が正常に回転できなかったときのコイル１３に流れる誘起電流の一例である。ロータ１１が回転できなかった場合の減衰期間Ｔ２における電流波形ｉ２は、ロータ１１が回転しないために、前述した電流波形ｉ１と比較して振幅が小さく周期も異なる。

［ステップモータ（ロータ）の回転検出の基本動作の説明：図３］
次に図３のタイミングチャートを用いて、前述した図２Ａの正常回転した場合の電流波形ｉ１を例として、ステップモータ１（ロータ１１）の回転状態の検出の基本動作を説明する。図３は、ステップモータの回転状態の検出動作について説明する図である。

図３において、通常パルスＳＰがステップモータ１に供給されると、ロータ１１が矢印Ｃのように１８０度回転して、その後、減衰振動する（図２Ａ、図２Ｂ参照）。この通常パルスＳＰ終了後の減衰期間Ｔ２における電流波形ｉ１を詳細に説明すると、駆動期間Ｔ１の終了後、ロータ１１の減衰振動によって、通常パルスＳＰと反対側（ＧＮＤに対してプラス側）に誘起電流が流れ、この電流の山形状を「裏の山」と称する。

また、ロータ１１の減衰振動によって、通常パルスＳＰと同じ側（ＧＮＤに対してマイナス側）に誘起電流が流れ、この電流の山形状を「表の山」と称する。第１実施形態においては、この裏の山と表の山の位置や期間を、複数の検出区間でなる第１検出パルスＤＰ１及び第２検出パルスＤＰ２によってサンプリングし、詳細に検出することでロータ１１の回転状態を高精度に把握できる。

ここで一例として、裏の山を検出する第１検出パルスＤＰ１による回転検出を説明する。図３の第１検出パルスＤＰ１は、一つの検出区間の中で３発のパルス（ＤＰ１１〜ＤＰ１３）が出力されたことを示している。この第１検出パルスＤＰ１が出力される区間を第１検出区間Ｇ１と称する。

ここで、前述したように、第１検出パルスＤＰ１によってコイル１３が短期間オープンとなり、入力端子Ｃ１、Ｃ２から第１検出信号ＤＳ１が発生するが、１発目の第１検出パルスＤＰ１１によって発生する第１検出信号ＤＳ１１は、ＧＮＤよりマイナス側となって、裏の山は検出されない。

また、２発目と３発目の第１検出パルスＤＰ１２、ＤＰ１３は、電流波形ｉ１の裏の山の領域で出力されるので、この第１検出パルスＤＰ１２、ＤＰ１３によって発生する第１検出信号ＤＳ１２、ＤＳ１３は、ＧＮＤよりプラス側となってＶｔｈを超えるので、裏の山が検出されたと判定される。すなわち、図３に示す例では、第１検出区間Ｇ１の第１検出信号ＤＳ１の２発目と３発目で裏の山が検出されたことになる。

このように、裏の山を検出する第１検出区間Ｇ１は、裏の山が発生する可能性のある期間（すなわち、第１検出信号ＤＳ１が検出可能な期間）に設定される。なお、ステップモータ１から発生する逆起電力による電流波形ｉ１の検出は、実際には回転検出回路８０の内部で電流波形ｉ１を電圧波形に変換し、その電圧波形が予め設定したＶｔｈ（図３参照）を超えたか否かで判定される。

また、ここでは図示せず詳細は後述するが、表の山が発生する可能性のある期間に第２検出区間を設定して所定の第２検出パルスＤＰ２を出力し、表の山を検出する。

このように、第１検出パルスＤＰ１や第２検出パルスＤＰ２を所定の検出区間に分けて出力し、その検出区間での検出結果に応じて通常パルスＳＰの駆動間隔（周波数）やデューティ比を選択し、ステップモータ１の可能な限りの高速早送り動作を実現できる。

なお、各検出区間は、さらに細かい区間に分けてもよい。たとえば図示しないが、裏の山を検出する第１検出区間Ｇ１を前半と後半に分け、その分けられた検出区間での検出結果に応じて、通常パルスＳＰの駆動間隔等を選択してもよい。これにより、ロータ１１の回転状態に応じたきめ細かい駆動制御を実現できる。

また、各検出区間での検出パルスＤＰの繰り返し周期ｔ１（図３参照）は、検出する電流波形に応じて任意に選択してよく、周期ｔ１が短ければ電流波形のサンプリングを細かくでき、周期ｔ１を長くすれば電流波形のサンプリングが粗くなる。また、検出パルスＤＰのパルス幅も限定されないが、検出信号ＤＳが発生するために必要なパルス幅を設定する。

なお、以上説明した回転検出動作については一例であり、これに限られるものではなく、第１実施形態においては、少なくともステップモータ１が回転したか否かが判定できるものであればよい。

［駆動制御回路の基本動作の説明：図４］
図４を参照して、駆動制御回路３０により生成、出力される各パルスの概要について説明する。図４は、１のステップモータに対して出力される各パルスの出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

通常運針時において、通常パルス出力回路４０は、周波数を１Ｈｚとして通常パルスＳＰを出力する。一方、時刻修正のために指針１を高速に動かす高速運針時においては、通常パルス出力回路４０は、例えば、周波数を１２８Ｈｚとして通常パルスＳＰを出力する。なお、第１実施形態においては、通常運針時と高速運針時とで通常パルスＳＰや検出パルスＤＰを同じ構成としたが、異なる構成としても構わない。なお、ここで、周波数とは、単位時間当たりに通常パルスＳＰが出力される回数であり、例えば、周波数１２８Ｈｚの通常パルスＳＰは、約８．０ｍｓ毎に出力され、周波数１６Ｈｚの通常パルスＳＰは約６４ｍｓ毎に出力される。また、通常パルスＳＰのデューティ比は任意に設定してよく、例えば、１６／３２、１８／３２、２０／３２、２２／３２とするとよい。なお、ここで、デューティ比とは、所定の期間内で通常パルスＳＰ等が出力される割合を示す。

通常パルスＳＰが出力された後、検出パルス出力回路６０が検出パルスＤＰを出力する。そして、回転検出回路８０が、検出パルスＤＰによって発生した検出信号ＤＳの検出発数に基づいて、ステップモータ１が回転したか否かを判定する。

ステップモータ１が非回転と判定された場合、非回転と判定されたステップモータ１が確実に回転できるように、補正パルス出力回路５０が駆動力の大きい補正パルスＦＰを出力する。なお、補正パルスＦＰが出力された後、再び通常パルスＳＰが出力されることとなる。

［各パルスの波形についての詳細な説明：図５〜図８］
次に、図５を参照して、第１実施形態における駆動制御回路３０により生成、出力される各パルスの波形の詳細について説明する。図５は、第１実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。図６は、単位区間における通常パルスの波形を示す波形図である。図７は、補正パルス出力区間を説明する図である。図８は、図５の拡大図であって、分針用補正パルス及び時針用通常パルスの波形の詳細を示す図である。

なお、第１実施形態において、単位区間Ｕとは、通常パルスＳＰの周波数に対応する区間である。また、補正パルス出力区間Ｈとは、補正パルスＦＰを出力するために通常パルスＳＰの周波数を下げた際の、通常パルスＳＰの周波数に対応する区間である。後述するが、第１実施形態においては、高速運針時の通常パルスＳＰの周波数は１２８Ｈｚ（８．０ｍｓ）とするが、ステップモータ１が非回転と判定された場合、通常パルスＳＰの周波数、すなわち補正パルス出力区間Ｈは１６Ｈｚ（６４ｍｓ）とする。

分針用通常パルス出力回路４０ａは、分針用通常パルスＳＰａを単位区間Ｕ内に割り当てられた第１区間ｕ１内で出力する。第１実施形態においては、図５に示すように、第１区間ｕ１の開始時点が単位区間Ｕの開始時点から始まるように、第１区間ｕ１を単位区間Ｕ内に割り当てた。そして、分針用通常パルス出力回路４０ａが、分針用通常パルスＳＰａを第１区間ｕ１の開始時点より出力することとした。第１実施形態においては、図５に示すように、単位区間Ｕの長さを８．０ｍｓ、第１区間ｕの長さを４．０ｍｓとし、分針用通常パルスＳＰａのパルス幅を２．０ｍｓとした。

一方、時針用通常パルス出力回路４０ｂは、時針用通常パルスＳＰｂを単位区間Ｕ内に第１区間ｕ１と重複しないように割り当てられた第２区間ｕ２内で出力する。第１実施形態においては、第２区間ｕ２の終点が単位区間Ｕの終点となるように、第２区間ｕ２を単位区間Ｕ内に割り当てた。そして、時針用通常パルス出力回路４０ｂが、時針用通常パルスＳＰｂを、分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅れて出力することとした。第１実施形態においては、図５に示すように、第２区間ｕ２の長さを４．０ｍｓとし、時針用通常パルスＳＰｂのパルス幅を２．０ｍｓとした。

上述したように、第１区間ｕ１と第２区間ｕ２とは重複しないため、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂは互いに重複しないタイミングで出力される。そのため、バッテリに過大な負荷がかかることが抑制される。

なお、分針用通常パルスＳＰａ及び時針用通常パルスＳＰｂの周波数やパルス幅は図５に示す波形に限られるものではない。例えば、分針用通常パルスＳＰａは、第１区間ｕ１内の一部の区間で出力されるものに限らず、第１区間ｕ１と同じ長さのパルス幅を有するものであっても構わない。すなわち、図６に示すように、分針用通常パルスＳＰａ及び時針用通常パルスＳＰｂは、単位区間Ｕ内に割り当てられ、かつ互いに重複しない第１区間ｕ１内及び第２区間ｕ２内で出力される波形であれば、その開始時点や終了点はどこであっても構わない。

ここで、いずれかのステップモータ１が非回転と判定されて、補正パルスＦＰが出力された場合、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂの相対的な出力タイミングが、補正パルスＦＰ出力前後で変わってしまう可能性がある。その場合、補正パルスＦＰ出力後、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂとが互いに重複するタイミングで出力され、その結果、バッテリに過大な負荷がかかってしまうおそれがある。

図５は、分針用ステップモータ１ａが非回転と判定され、分針用補正パルス出力回路５０ａが分針用補正パルスＦＰａを出力した場合の波形を示す。分針用補正パルスＦＰａは分針用補正パルス出力区間Ｈａ内において出力される。分針用補正パルスＦＰａが出力された後、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂの出力タイミングが重複することを回避するため、第１実施形態においては、分針用補正パルス出力区間Ｈａを単位区間Ｕの終点から開始し、かつ、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを単位区間Ｕの長さの整数倍とした。

具体的には、図５に示すように、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを、単位区間Ｕの長さ８ｍｓの８倍である６４ｍｓとした。このように、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを、単位区間Ｕの長さの整数倍とすることにより、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂの相対的な出力タイミングは、分針用補正パルスＦＰａ出力前後において変わらない。すなわち、分針用補正パルスＦＰａが出力された後であっても、時針用通常パルスＳＰｂは、分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅れたタイミングで出力され、それら通常パルスが互いに重複されるタイミングで出力されることはない。以上説明したような波形の通常パルスＳＰ及び補正パルスＦＰを採用することにより、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制することができる。

なお、図５に示した波形は一例であり、分針用補正パルスＦＰａの分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さは、図７に示すように、単位区間Ｕのｎ倍（整数倍）の長さであればよく、図５に示す長さに限られるわけではない。

ここで、高速運針時において、時針用通常パルスＳＰｂは短い周期（高い周波数）で出力されるため、分針用補正パルスＦＰａのパルス幅（分針用補正パルスＦＰの開始時点から終了時点までの長さ）は、時針用通常パルスＳＰｂの周期よりも長くなる。具体的には、第１実施形態においては、図５に示すように、時針用通常パルスＳＰｂを８．０ｍｓ（１２８Ｈｚ）の周期で出力し、分針用補正パルスＦＰａの開始時点から終了時点までの長さを１６ｍｓとした。そのため、分針用ステップモータ１ａが非回転と判定され、分針用補正パルスＦＰａが出力される場合、この分針用補正パルスＦＰａと時針用通常パルスＳＰｂの出力タイミングは重複してしまう。そこで、第１実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａ及び時針用通常パルスＳＰｂの波形を図８に示すような構成とした。

具体的には、分針用補正パルスＦＰａを、連続的に出力され駆動力が強い強パルスｆｐａ１と、強パルスｆｐａ１よりも駆動力が小さく、断続的に出力される弱パルスｆｐａ２により構成した。分針用補正パルス出力回路５０ａは、分針用補正パルス出力区間Ｈａ内の分針用強パルス出力区間ｈａ１内に、デューティ比３２／３２の強パルスｆｐａ１を出力し、分針用補正パルス出力区間Ｈａ内の分針用弱パルス出力区間ｈａ２内に、デューティ比８／３２の弱パルスｆｐａ２を出力する。このように、分針用補正パルスＦＰａが断続的に出力される弱パルスｆｐａ２を含む構成とすることにより、分針用ステップモータ１ａの回り過ぎを抑制し、運針動作を安定させることができる。

図８に示すように、分針用強パルス出力区間ｈａ１を、分針用補正パルス出力区間Ｈａ内であって、分針用補正パルス出力区間Ｈａの開始時点から３２ｍｓ後に開始し、３６ｍｓ後に終了するよう割り当てた。すなわち、強パルスｆｐａ１のパルス幅を４．０ｍｓとした。また、弱パルス出力区間ｈａ２を、分針用補正パルス出力区間Ｈａ内であって、分針用強パルス出力区間ｈａ１の直後に連続するように割り当てた。

一方、時針用通常パルスＳＰｂのそれぞれを、断続的に出力される複数の単パルスｓｐｂにより構成し、単パルスｓｐｂのデューティ比を１６／３２とした。

そして、分針用補正パルス出力回路５０ａが、時針用通常パルスＳＰｂの出力タイミングと、強パルスｆｐａ１の出力タイミングが重複しないよう、強パルスｆｐａ１を出力するようにした。

さらに、時針用通常パルスＳＰｂの単パルスｓｐｂと、分針用補正パルスＦＰａの弱パルスｆｐａ２とが、互いの休止区間において出力されるよう構成した。なお、デューティ比については、図６に示すものに限られず、単パルスｓｐｂと弱パルスｆｐａ２とが互いにに休止区間に出力可能であればよい。例えば、弱パルスｆｐａ２のデューティ比を８／３２と設定した場合、単パルスｓｐｂのデューティ比を、最大で２４／３２と設定することができる。

以上説明したように、第１実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａと、時針用通常パルスＳＰｂとの出力タイミングが重複する場合であっても、分針用補正パルスＦＰａの強パルスｆｐａ１及び弱パルスｆｐａ２が出力されるタイミングにおいて、時針用通常パルスＳＰｂの単パルスｓｐｂは出力されないため、バッテリに過大な負荷がかかることが抑制される。

なお、図５〜図８においては、分針用補正パルスＦＰａが出力された場合の例について示したが、これに限られるものではない。すなわち、時針用補正パルスＦＰｂが出力され、時針用補正パルスＦＰｂの弱パルスｆｐｂ２と分針用通常パルスＳＰａの単パルスｓｐａとが互いの休止区間に出力される構成であってもよい。

［第２実施形態：図９、図１０］
次に、図９及び図１０を参照して、第２実施形態に係る電子時計について説明する。図９は、第２実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。図１０は、図９の拡大図であって、分針用補正パルス及び時針用補正パルスの波形の詳細を示す図である。第２実施形態に係る電子時計の基本的な構成、動作は、図１〜図４等を参照して説明した第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

分針用回転検出回路８０ａにより、分針用ステップモータ１ａが非回転と判定された場合、分針用補正パルス出力回路５０ａが分針用補正パルスＦＰａを出力する。一方で、時針用回転検出回路８０ｂにより、時針用ステップモータ１ｂが非回転とされた場合、時針用補正パルス出力回路５０ｂが時針用補正パルスＦＰｂを出力する。各ステップモータ１の非回転判定が近いタイミングでなされると、分針用補正パルスＦＰａと時針用補正パルスＦＰｂとが重複したタイミングで出力され、バッテリに過大な負荷がかかってしまうおそれがある。そこで、第２実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａ及び時針用補正パルスＦＰｂの波形を以下で説明する形状とすることにより、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制するものである。

図９に示すように、第１実施形態と同様に、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを６４ｍｓとし、分針用補正パルスＦＰａの出力開始から出力終了までの長さを８．０ｍｓとした。同様に、時針用補正パルス出力区間Ｈｂの長さを６４ｍｓとし、時針用補正パルスＦＰｂの出力開始から出力終了までの長さを８．０ｍｓとした。図９においては、分針用ステップモータ１ａの非回転判定から４．０ｍｓ遅れて、時針用ステップモータ１ｂが非回転判定された場合の例について示す。すなわち、分針用補正パルスＦＰａの後半の４．０ｍｓと、時針用補正パルスＦＰｂの前半の４．０ｍｓが重複した場合の例について示す。

図１０に示すように、分針用補正パルスＦＰａを、断続的に出力されるデューティ比が２４／３２の強パルスｆｐａ１と、断続的に出力されるデューティ比が８／３２の弱パルスｆｐａ２とで構成した。図１０に示すように、分針用強パルス出力区間ｈａ１を、分針用補正パルスＦＰａの出力開始時点から４．０ｍｓ連続するよう割り当て、その直後に、分針用弱パルス出力区間ｈａ２を４．０ｍｓ連続するように割り当てた。

同様に、時針用補正パルスＦＰｂを、断続的に出力されるデューティ比が２４／３２の強パルスｆｐｂ１と、断続的に出力されるデューティ比が８／３２の弱パルスｆｐｂ２とで構成した。図１０に示すように、時針用強パルス出力区間ｈｂ１を、時針用補正パルスＦＰｂの出力開始時点から４．０ｍｓ連続するよう割り当て、その直後に、時針用弱パルス出力区間ｈｂ２を４．０ｍｓ連続するように割り当てた。

すなわち、分針用補正パルス出力回路５０ａ及び時針用補正パルス出力回路５０ｂが、分針用補正パルスＦＰａの弱パルス出力区間ｈａ２と、時針用補正パルスＨＰｂの強パルス出力区間ｈｂ１とが重複するよう、分針用補正パルスＦＰａ及び時針用補正パルスＦＰｂを出力する。そして、分針用補正パルスＦＰａの弱パルスｆｐａ２と、時針用補正パルスＦＰｂの強パルスｆｐｂ１とが互いの休止区間において出力されるよう構成した。

以上のような構成を採用することにより、分針用補正パルスＦＰａと時針用補正パルスＦＰｂの出力タイミングが重複する場合であっても、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制することができる。

なお、分針用補正パルスＦＰａと時針用補正パルスＦＰｂの波形は、分針用補正パルスＦＰａの弱パルスｆｐａ２と時針用補正パルスＦＰｂの強パルスｆｐｂ１とが互いの休止区間に出力されるものであればよく、図１０に示すものに限られるものではない。すなわち、図１０では、分針用補正パルスＦＰａと時針用補正パルスＦＰｂとが４．０ｍｓの区間、重複する例について示したが、これに限られるものではない。例えば、それら補正パルスＦＰの出力タイミングが１．０ｍｓ重複する場合は、その重複区間において、互いの強パルスｆｐ１と弱パルスｆｐ２とが互いの休止区間において出力されればよい。

また、強パルスｆｐ１及び弱パルスｆｐ２のデューティ比は図１０に示すものに限られない。例えば、図１０に示すように弱パルスｆｐａ２のデューティ比を８／３２に設定した場合、強パルスｆｐｂ１のデューティ比は、例えば、１６／３２、１８／３２、２０／３２、２２／３２等であっても構わない。

［検出信号に基づく駆動力の変更フロー：図１１〜図１３］
第１実施形態及び第２実施形態で説明した電子時計においては、検出信号ＤＳの検出発数及び検出タイミングに基づいて、ステップモータ１の回転判定に加えて、通常パルスＳＰの駆動力を変更可能としてもよい。以下、図１１〜図１３を参照して、その詳細について説明する。図１１は、第１実施形態及び第２実施形態における回転検出のフローを説明するフローチャートである。図１２は、第１実施形態及び第２実施形態において、非回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。図１３は、第１実施形態及び第２実施形態において、回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。

まず、通常パルスＳＰの駆動ランクの変更フローの概要について説明する。高速運針時においては、通常パルスＳＰを高い周波数（例えば、１２８Ｈｚ）で出力する必要があり、通常パルスＳＰ間に補正パルスＦＰを出力する時間的余裕がない。そこで、ステップモータ１が非回転と判定された場合は、通常パルスＳＰの出力を一時中断、すなわち、通常パルスＳＰの周波数を下げる必要がある。例えば、通常パルスＳＰの周波数を１２８Ｈｚから１６Ｈｚに下げることにより、補正パルスＦＰを出力するのに十分な時間を確保することができる。

また、ステップモータ１が非回転であると判定された場合、通常パルスＳＰの駆動力が足りていない可能性があるため、次に出力される通常パルスＳＰの駆動ランクを上げるとよい。また、第２検出信号ＤＳ２の検出終了位置が早ければ、通常パルスＳＰの駆動力が必要以上に大きい可能性があるため、次に出力される通常パルスＳＰの駆動ランクを下げるとよい。また、第２検出信号ＤＳ２の検出終了位置が遅ければ、ステップモータ１が回転はしているものの、通常パルスＳＰの駆動力が十分でない可能性があるため、次に出力される通常パルスＳＰの駆動ランクを上げるとよい。

なお、通常パルスＳＰの駆動ランクは、適宜複数準備しておくとよく、例えば、通常パルスＳＰの最大ランクをデューティ比２２／３２とし、最小ランクをデューティ比１６／３２とするとよい。

このように通常パルスＳＰの駆動力を調整することにより、ステップモータ１が非回転とならず、かつ、必要以上の駆動力が出力されていない状態とし、バッテリに余分な負荷がかからないようにする。以上を踏まえて、以下、図１１〜図１３に示すフローチャートについて説明する。

図１１に示すように、分針用通常パルス出力回路４０ａが分針用通常パルスＳＰａを出力する（ステップＳＴ１１０ａ）。分針用通常パルスＳＰａは８．０ｍｓ周期（周波数１２８Ｈｚ）で出力される。その後、分針用検出パルス出力回路６０ａが分針用第１検出パルスＤＰ１ａの出力を開始する（ステップＳＴ１１１ａ）。分針用回転検出回路８０ａにおいて、分針用第１検出信号ＤＳ１ａが３回以上検出された場合（ステップＳＴ１１２ａのＹｅｓ）、続けて分針用検出パルス出力回路６０ａが分針用第２検出パルスＤＰ２ａを出力する（ステップＳＴ１１３ａ）。分針用回転検出回路８０ａにおいて、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが２回以上検出された場合（ステップＳＴ１１４ａのＹＥＳ）、分針用通常パルスＳＰａの周波数を１２８Ｈｚに維持し（ステップＳＴ１１５ａ）、分針用通常パルスＳＰａの駆動ランクを変更する（ステップＳＴ１１６ａ、図１３のフローチャート）。

ステップＳＴ１１２ａにおいて、分針用第１検出信号ＤＳ１ａが３回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ１１２ａのＮＯ）、又は、ステップＳＴ１１４ａにおいて、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが２回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ１１４ａのＮＯ）、分針用ステップモータ１ａは非回転であると判定される（ステップＳＴ１１７ａ）。その場合、分針用補正パルスＦＰａを出力するための分針用補正パルス出力区間Ｈａを設ける。すなわち、分針用通常パルスＳＰａの周波数を１６Ｈｚに下げる（ステップＳＴ１１８ａ）。その後、分針用通常パルスＳＰａの駆動ランクを変更する（ステップＳＴ１１９ａ、図１２のフローチャート）。

一方、時針用通常パルス出力回路４０ｂが、分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅延して、時針用通常パルスＳＰｂを出力する（ステップＳＴ１１０ｂ）。時針用通常パルスＳＰｂは８．０ｍｓ周期（周波数１２８Ｈｚ）で出力される。その後、時針用検出パルス出力回路６０ｂが時針用第１検出パルスＤＰ１ｂを出力する（ステップＳＴ１１１ｂ）。時針用回転検出回路８０ｂにおいて、時針用第１検出信号ＤＳ１ｂが３回以上検出された場合（ステップＳＴ１１２ｂのＹｅｓ）、続けて時針用検出パルス出力回路６０ｂが時針用検出パルスＤＰ２ｂを出力する（ステップＳＴ１１３ｂ）。時針用回転検出回路８０ｂにおいて、時針用第２検出信号ＤＳ２ｂが２回以上検出された場合（ステップＳＴ１１４ｂのＹＥＳ）、時針用通常パルスＳＰｂの周波数を１２８Ｈｚに維持し（ステップＳＴ１１５ｂ）、時針用通常パルスＳＰｂの駆動ランクを変更する（ステップＳＴ１１６ｂ、図１３のフローチャート）。

ステップＳＴ１１２ｂにおいて、時針用第１検出信号ＤＳ１ｂが３回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ１１２ｂのＮＯ）、又は、ステップＳＴ１１４ｂにおいて、時針用第２検出信号ＤＳ２ｂが２回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ１１４ｂのＮＯ）、時針用ステップモータ１ｂは非回転であると判定される（ステップＳＴ１１７ｂ）。その場合、時針用補正パルスＦＰｂを出力するための時針用補正パルス出力区間Ｈｂを設ける。すなわち、時針用通常パルスＳＰｂの周波数を１６Ｈｚに下げる（ステップＳＴ１１８ｂ）。その後、時針用通常パルスＳＰｂの駆動ランクを変更する（ステップＳＴ１１９ｂ、図１２のフローチャート）。

続けて、図１２を参照して、ステップモータ１が非回転と判定された場合の動作のフローについて説明する（図１１のステップＳＴ１１９ａ及びステップＳＴ１１９ｂ）。図１２は、ステップモータ１が非回転と判定された場合のフローチャートを示す。なお、このフローは、時針用、分針用とで共通であるため、それらを区別せずに説明する。後述する図１３についても同様とする。

まず、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大である場合（ステップＳＴ１２１のＹＥＳ）、駆動ランクを最小のものに変更する（ステップＳＴ１２２）。これは、過剰な駆動力で非回転判定が継続することを回避するためである（後述する図２０参照）。その後、補正パルス出力回路５０が、確実にステップモータ１を回転させるべく、補正パルス出力区間Ｈ内で補正パルスＦＰを出力する（ステップＳＴ１２３）。

一方、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大ではない場合（ステップＳＴ１２１のＮＯ）、駆動ランクを１ランク上げる（ステップＳＴ１２４）。通常パルスＳＰの駆動力が足りていないと考えられるためである。その後、補正パルス出力回路５０が補正パルスＦＰを出力する（ステップＳＴ１２３）。

次に、図１３を参照して、ステップモータ１が回転判定された場合の動作のフローについて説明する（図１１のステップＳＴ１１６ａ及びステップＳＴ１１６ｂ）。ステップモータ１が回転判定された場合は、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置（回転検出終了位置）に基づいて、通常パルスＳＰの駆動ランクの変更を行う。ただし、これは１例であり、例えば、第１検出信号ＤＳが最後に検出された位置や、第１検出信号ＤＳ１が最後に検出された位置から第２検出信号ＤＳ２が最初に検出されるまでの期間の長さや、第１検出パルスＤＰ１が出力された数や、第２検出パルスＤＰ２が出力された数など、またはそれらの組み合わせに基づいて、通常パルスＳＰの駆動ランクを変更する構成であっても構わない。後述する他の実施形態において、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置に基づいて、通常パルスＳＰの周波数や補正パルスＦＰの出力タイミング等を変更する場合についても同様である。

回転検出終了位置、すなわち第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から３．３７５ｍｓ後である場合（ステップＳＴ１３１のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの駆動ランクが最小であれば駆動ランクを変更しない（ステップＳＴ１３２のＹＥＳ）。通常パルスＳＰの駆動ランクが最小でなければ（ステップＳＴ１３２のＮＯ）、駆動ランクを１ランク下げる（ステップＳＴ１３３）。回転検出終了が早いため、通常パルスＳＰの駆動力が大きすぎる考えられるためである。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始から３．６２５ｍｓ〜４．１２５ｍｓである場合（ステップＳＴ１３４のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの駆動ランクを変更しない。第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始から４．３７５ｍｓ以降である場合（ステップＳＴ１３５のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大であれば駆動ランクを変更しない（ステップＳＴ１３６のＹＥＳ）。通常パルスＳＰの駆動ランクが最大でなければ（ステップＳＴ１３６のＮＯ）、駆動力を１ランク上げる（ステップＳＴ１３７）。回転検出終了が遅いため、通常パルスＳＰの駆動力が不足していると考えられるためである。

その後、分針用ステップモータ１ａに対しては、図１１のステップＳＴ１１０ａに戻り、第１通常パルス出力回路４０ａが、駆動ランクが変更された分針用通常パルスＳＰａを出力する。時針用ステップモータ１ｂに対しては、図１１のステップＳＴ１１０ｂに戻り、時針用通常パルス出力回路４０ｂが、駆動ランクが変更された時針用通常パルスＳＰｂを、分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅れて出力することとなる。

［ステップモータが回転判定された場合の波形の例：図１４〜図１８］
図１４〜図１８は、ステップモータ１が回転判定された場合における、コイル１３に誘起される電流の波形、及び出力端子Ｏ１、Ｏ２における電圧波形の一例を示す図である。

なお、図１４〜図１８及び後述する図１９、図２０において、例えば、Ｖ３．１２５は、単位区間Ｕの開始時点から３．１２５ｍｓ後の位置において出力される検出パルスＤＰを示す。また、検出パルスＤＰの長さは電圧の大きさを示し、通常パルスＳＰの同極性側で所定の閾値Ｖｔｈ以上の大きさの電圧が発生している位置において、検出信号ＤＳが検出されることとなる。また、図１４〜図１８及び後述する図１９、図２０のｃ１は、図３で示した駆動期間Ｔ１での電流波形ｉ１を示し、ｃ２、ｃ４は図３で示した表の山を示し、ｃ３、ｃ５は図３で示した裏の山を示す。出力端子Ｏ１側の波形と出力端子Ｏ２側の波形が交互に切り替わり、それに応じて、コイル１３に誘起される電流の値の正負が反転する。なお、図１４〜図１８で示す波形においては、第１検出信号ＤＳ１が３回検出された場合に、第２検出信号ＤＳ２の検出を開始することとしたが、これは一例であり、第２検出信号ＤＳ２の検出を開始するまでの第１検出信号ＤＳ１の検出回数については適宜変更しても構わない。

図１４においては、第１検出パルスＤＰ１が３回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が３回出力されて第２検出信号ＤＳ２が２回検出され、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から３．６２５ｍｓ後の場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＹＥＳであり、図１３のステップＳＴ１３４がＹＥＳの場合の波形を示す。このような波形が得られた場合は、ステップモータ１は回転であると判定され、通常パルスＳＰの駆動ランクを変更しない。このように、図１４に示す電流波形を得られるような駆動力の通常パルスＳＰが出力されることが望ましい状態といえる。

図１５においては、第１検出パルスＤＰ１が３回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が２回出力されて第２検出信号ＤＳが２回検出され、第２検出信号ＤＳが最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から３．３７５ｍｓ後の場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＹＥＳであり、図１３のステップＳＴ１３１がＹＥＳの場合の波形を示す。このような波形が得られた場合は、ステップモータ１は回転であると判定され、通常パルスＳＰの駆動ランクが最小でない場合は駆動力を１ランク下げる。第２検出信号ＤＳ２が最後に検出される位置が早く、通常パルスＳＰの駆動力が必要以上に大きいと判断されるためである。

図１６においては、第１検出パルスＤＰ１が４回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が４回出力されて第２検出信号ＤＳ２が２回検出され、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から４．１２５ｍｓ後の場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＹＥＳであり、図１３のステップＳＴ１３４がＹＥＳの場合の波形を示す。このような波形が得られた場合は、ステップモータ１は回転であると判定され、通常パルスＳＰの駆動ランクを変更しない。このように、図１６に示す電流波形が得られるような駆動力の通常パルスＳＰが出力される状態は、図１４と同様に望ましい状態といえる。

図１７においては、第１検出パルスＤＰ１が７回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が４回出力されて第２検出信号ＤＳ２が２回検出され、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から４．８７５ｍｓ後の場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＹＥＳであり、図１３のステップＳＴ１３５がＹＥＳの場合の波形を示す。このような波形が得られた場合は、ステップモータ１は回転であると判定され、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大でない場合は駆動力を１ランク上げる。第２検出信号ＤＳ２が最後に検出される位置が遅く、通常パルスＳＰの駆動力が不足していると判断されるためである。

図１８においては、第１検出パルスＤＰ１が１０回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が４回出力されて第２検出信号ＤＳ２が２回検出され、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から５．６２５ｍｓ後の場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＹＥＳであり、図１３のステップＳＴ１３５がＹＥＳの場合の波形を示す。このような波形が得られた場合は、ステップモータ１は回転であると判定され、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大でない場合は駆動力を１ランク上げる。図１７で示した波形と同様に、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出される位置が遅く、通常パルスＳＰの駆動力が不足していると判断されるためである。

［ステップモータが非回転判定された場合の波形の例：図１９、図２０］
図１９、図２０は、ステップモータ１が非回転と判定された場合における、コイル１３に誘起される電流の波形、及び出力端子Ｏ１、Ｏ２における電圧波形の一例を示す図である。

図１９においては、第１検出パルスＤＰ１が５回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が６回出力されて、第２検出信号ＤＳ２が検出されなかった場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＮＯの場合の波形を示す。このような波形が得られた場合は、ステップモータ１は非回転であると判定され、通常パルスＳＰの周波数が下げられ、補正パルスＦＰが出力される。通常パルスＳＰの駆動ランクが最大でなければ（図１２のステップＳＴ１２１のＮＯ）、駆動ランクを１ランク上げた上で、補正パルスＦＰを出力する。なお、このように、通常パルスＳＰの駆動ランクを１ランク上げても、なおもステップモータ１が非回転判定された場合は、ステップモータ１が適切に回転される駆動力となるように図１１〜図１２で説明したフローを繰り返す。

図２０においては、第１検出パルスＤＰが８回出力されて第１検出信号ＤＳ１が３回検出された後、第２検出パルスＤＰ２が６回出力されて、第２検出信号ＤＳ２が検出されなかった場合の波形を示す。すなわち、図１１のステップＳＴ１１２ａがＹＥＳであり、図１１のステップＳＴ１１４ａがＮＯの場合の波形を示す。この波形は、実際には、ステップモータ１は回転しているが、過剰な駆動力が出力されているため、回転検出が電流波形に追従できず、非回転と判定されてしまった場合の例である。通常パルスＳＰの駆動ランクが最大である場合に、このような波形が得られる可能性が高い。このような波形が得られた場合は、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大であれば、一旦駆動ランクを最小にした上で（図１２のステップＳＴ１２２）、補正パルスＦＰが出力される。これは、過剰な駆動力で非回転判定が継続することを回避するためである。

なお、本発明に逸脱しない範囲で通常パルスＳＰや補正パルスＦＰの形状、回転判定や駆動ランク変更に基づく検出信号ＤＳの検出位置や検出個数の設定等を、各ステップモータで別々に設定してもよい。後述する他の実施形態においても同様である。

［第３実施形態：図２１〜図２４］
次に、図２１〜図２４を参照して、第３実施形態について説明する。図２１は、第３実施形態における回転検出のフローを説明するフローチャートである。図２２は、第３実施形態において、非回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。図２３は、第３実施形態において、回転判定された場合のフローを説明するフローチャートである。

第３実施形態においては、補正パルス出力区間Ｈの長さ、及び補正パルスＦＰの出力タイミングを複数パターン有し、いずれを選択するかを第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置に基づいて決定する。

図２１に示すように、分針用通常パルス出力回路４０ａが分針用通常パルスＳＰａを出力する（ステップＳＴ２１０ａ）。分針用通常パルスＳＰａは８．０ｍｓ周期（周波数１２８Ｈｚ）で出力される。その後、分針用検出パルス出力回路６０ａが分針用第１検出パルスＤＰ１ａの出力を開始する（ステップＳＴ２１１ａ）。分針用回転検出回路８０ａにおいて、分針用第１検出信号ＤＳ１ａが３回以上検出された場合（ステップＳＴ２１２ａのＹｅｓ）、続けて分針用検出パルス出力回路６０ａが分針用第２検出パルスＤＰ２ａを出力する（ステップＳＴ２１３ａ）。分針用回転検出回路８０ａにおいて、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが２回以上検出された場合（ステップＳＴ２１４ａのＹＥＳ）、分針用通常パルスＳＰａの周波数や駆動ランクを変更する（ステップＳＴ２１５ａ、図２３のフローチャート）。

ステップＳＴ２１２ａにおいて、分針用第１検出信号ＤＳ１ａが３回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ２１２ａのＮＯ）、又は、ステップＳＴ２１４ａにおいて、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが２回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ２１４ａのＮＯ）、分針用ステップモータ１ａは非回転であると判定される（ステップＳＴ２１６ａ）。その場合、分針用通常パルスＳＰａの周波数を変更した上で、分針用補正パルスＦＰａを出力する（ステップＳＴ２１７ａ、図２２のフローチャート）。

一方、時針用通常パルス出力回路４０ｂが、分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅延して、時針用通常パルスＳＰｂを出力する（ステップＳＴ２１０ｂ）。時針用通常パルスＳＰｂは８．０ｍｓ周期（周波数１２８Ｈｚ）で出力される。その後、時針用検出パルス出力回路６０ｂが時針用第１検出パルスＤＰ１ｂを出力する（ステップＳＴ２１１ｂ）。時針用回転検出回路８０ｂにおいて、時針用第１検出信号ＤＳ１ｂが３回以上検出された場合（ステップＳＴ２１２ｂのＹｅｓ）、続けて時針用検出パルス出力回路６０ｂが時針用検出パルスＤＰ２ｂを出力する（ステップＳＴ２１３ｂ）。時針用回転検出回路８０ｂにおいて、時針用第２検出信号ＤＳ２ｂが２回以上検出された場合（ステップＳＴ２１４ｂのＹＥＳ）、時針用通常パルスＳＰｂの周波数や駆動ランクを変更する（ステップＳＴ２１５ｂ、図２３のフローチャート）。

ステップＳＴ２１２ｂにおいて、時針用第１検出信号ＤＳ１ｂが３回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ２１２ｂのＮＯ）、又は、ステップＳＴ２１４ｂにおいて、時針用第２検出信号ＤＳ２ｂが２回以上検出されなかった場合（ステップＳＴ２１４ｂのＮＯ）、時針用ステップモータ１ｂは非回転であると判定される（ステップＳＴ２１６ｂ）。その場合、時針用通常パルスＳＰｂの周波数を変更した上で、時針用補正パルスＦＰｂを出力する（ステップＳＴ２１７ｂ、図２２のフローチャート）。

続けて、図２２を参照して、ステップモータ１が非回転と判定された場合の動作のフローについて説明する（図２１のステップＳＴ２１７ａ及びステップＳＴ２１７ｂ）。図２２は、ステップモータ１が非回転と判定された場合のフローチャートを示す。なお、このフローは、時針用、分針用とで共通であるため、それらを区別せずに説明する。後述する図２３についても同様とする。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から４．３７５ｍｓ後である場合（ステップＳＴ２２０のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの周波数を３２Ｈｚ（３２ｍｓ）に変更する（ステップＳＴ２２１）。さらに、補正パルスＦＰの出力タイミングを、補正パルス出力区間Ｈの開始時点から８．０ｍｓ後に設定する（ステップＳＴ２２２）。そして、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大である場合（ステップＳＴ２２３のＹＥＳ）、駆動ランクを最小に下げる（ステップＳＴ２２４）。その後、補正パルスＦＰを出力する。通常パルスＳＰの駆動ランクが最大でない場合（ステップＳＴ２２３のＮＯ）、駆動ランクを１ランク上げた上で、補正パルスＦＰを出力する（ステップＳＴ２２５）。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から４．６２５ｍｓ〜６．３７５ｍｓ後である場合（ステップＳＴ２２７のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの周波数を１６Ｈｚ（６４ｍｓ）に変更する（ステップＳＴ２２８）。さらに、補正パルスＦＰの出力タイミングを、補正パルス出力区間Ｈの開始時点から３２ｍｓ後に設定する（ステップＳＴ２２９）。そして、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大である場合（ステップＳＴ２２３のＹＥＳ）、駆動ランクを最小に下げる（ステップＳＴ２２４）。その後、補正パルスＦＰを出力する。通常パルスＳＰの駆動ランクが最大でない場合（ステップＳＴ２２３のＮＯ）、駆動ランクを１ランク上げた上で、補正パルスＦＰを出力する（ステップＳＴ２２５）。

次に、図２３を参照して、ステップモータ１が回転判定された場合の動作のフローについて説明する（図２１のステップＳＴ２１５ａ及びステップＳＴ２１５ｂのＹＥＳ）。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から３．３７５ｍｓ後である場合（ステップＳＴ２３１のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの周波数を１２８Ｈｚに維持する（ステップＳＴ２３２）。そして、通常パルスＳＰの駆動ランクが最小であれば、駆動ランクを変更せず（ステップＳＴ２３３のＹＥＳ）、最小でなければ、駆動ランクを１ランク下げる（ステップＳＴ２３４）。回転検出終了が早いため、通常パルスＳＰの駆動力が大きすぎる考えられるためである。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から３．６２５ｍｓ〜４．１２５ｍｓである場合（ステップＳＴ２３５のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの周波数を１２８Ｈｚに維持して（ステップＳＴ２３６）、駆動ランクも変更しない。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から４．３７５ｍｓ〜５．３７５ｍｓである場合（ステップＳＴ２３７のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの周波数を１２８Ｈｚに維持する（ステップＳＴ２３８）。そして、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大であれば、駆動ランクを変更せず（ステップＳＴ２３９のＹＥＳの場合）、最大でなければ、駆動ランクを１ランク上げる（ステップＳＴ２４０）。回転検出終了が遅いため、通常パルスＳＰの駆動力が不足していると考えられるためである。

第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が、単位区間Ｕの開始時点から５．６２５ｍｓ〜６．３７５ｍｓである場合（ステップＳＴ２４１のＹＥＳ）、通常パルスＳＰの周波数を６４Ｈｚに下げる（ステップＳＴ２４２）。そして、通常パルスＳＰの駆動ランクが最大であれば、駆動ランクを変更せず（ステップＳＴ２３９のＹＥＳの場合）、最大でなければ、駆動ランクを１ランク上げる（ステップＳＴ２４０）。回転検出終了が遅いため、通常パルスＳＰの駆動力が不足していると考えられるためである。

以上フローチャートを参照して説明したように、第３実施形態においては、回転判定された場合においても、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置に応じて、通常パルスＳＰの周波数を変更するステップを採用した。回転判定する場合でもステップモータ１の駆動力が低くなると図１６〜図１８に示すように電流波形ｃ３、ｃ４が後退する。これは駆動力が低くなるとステップモータ１の回転がなかなか収束しないことを意味する。このように、ステップモータ１の回転の収束が遅くなると、次ステップの通常パルスＳＰの出力タイミングにこのステップモータ１の減衰振動が重なってしまう可能性がある。このような場合、ステップモータ１（ロータ１１）の回転が逆転してしまうといった異常動作を起こしかねない。しかし、第３実施形態においては、検出信号ＤＳが検出された位置に応じて通常パルスＳＰの周波数を変更するため、正常に回転判定できると共に異常動作になりづらいといったロバスト性の高い高速駆動が実現できる。また変更される通常パルスＳＰの周波数は単位区間Ｕの長さの整数倍であるため、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂが重複して出力されることが回避され、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制することができる。

また、第３実施形態においては、非回転判定となった場合においても、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置に応じて、通常パルスＳＰの周波数を３２Ｈｚと１６Ｈｚのいずれかに設定するステップを採用した。すなわち、補正パルス出力区間Ｈの長さが３２ｍｓと６４ｍｓのいずれかに設定されるようにした。また、設定された通常パルスＳＰの周波数に応じて、補正パルスＦＰの出力タイミングを設定する構成とした。回転検出が早く終了した場合、補正パルスＦＰの出力タイミングを早くし、かつ次の通常パルスＳＰの発生タイミングを早くすることで（図２２のステップＳＴ２２１及びステップＳＴ２２２）、高速運針を早く終了させることが可能となる。

なお、第３実施形態においては、駆動ランクを１ランク上げる又は１ランク下げる場合のみについて説明したが、これに限られるものではない。例えば、第２検出信号ＤＳ２が最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から４．６２５ｍｓ〜６．３７５ｍｓの場合、駆動力が弱く、非回転となる可能性が高いと考えられるため、駆動ランクを２ランク上げることとしてもよい。

さらに、図２４を参照して、第３実施形態における波形図の一例について説明する。図２４は、第３実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。

図２４において、分針用通常パルスＳＰａ、時針用通常パルスＳＰｂの出力タイミング等は、図５を参照して説明した第１実施形態と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図２４は、分針用補正パルスＦＰａが２回出力された場合の波形を示す。１回目に出力された分針用補正パルスＦＰａは、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から４．６２５ｍｓ〜６．３７５ｍｓである場合に（図２２のステップＳＴ２２７のＹＥＳ）、出力されたものである。すなわち、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さが６４ｍｓ（言い換えると、分針用通常パルスＳＰａの周波数が１６Ｈｚ）に設定され、分針用補正パルス出力区間Ｈａの開始時点から３２ｍｓ後に、分針用補正パルスＦＰａの出力が開始される。

２回目に出力された分針用補正パルスＦＰａは、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが最後に検出された位置が単位区間Ｕの開始時点から４．３７５ｍｓである場合に（図２２のステップＳＴ２２０のＹＥＳ）、出力されたものである。すなわち、分針用補正パルス出力区間Ｈａが３２ｍｓ（言い換えると、分針用通常パルスＳＰａの周波数が３２Ｈｚ）に設定され、分針用補正パルス出力区間Ｈａの開始時点から８．０ｍｓ後に、分針用補正パルスＦＰａの出力が開始される。

以上説明したように、第３実施形態においては、分針用第２検出信号ＤＳ２ａが最後に検出された位置に応じて、分針用補正パルス出力区間Ｈａを設定可能な構成とした。分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さはいずれも単位区間Ｕの長さの整数倍とした。具体的には、第３実施形態においては、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さとして、単位区間Ｕの長さ８．０ｍｓの８倍の長さである６４ｍｓ、単位区間Ｕの長さ８．０ｍｓの４倍である３２ｍｓを採用した。このように分針用補正パルス出力区間Ｈａを設定することにより、分針用補正パルスＦＰａの出力前後において、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂの相対的な出力タイミングが変わることはない。そのため、分針用通常パルスＳＰａと時針用通常パルスＳＰｂが重複して出力されることを回避し、バッテリに過大な負荷がかかることを抑制することができる。

［第４実施形態：図２５］
次に、図２５を参照して、第４実施形態について説明する。図２５は、第４実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。

第１実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａの出力タイミングと、時針用通常パルスＳＰｂの出力タイミングとが重複した場合であっても、分針用補正パルスＦＰａの弱パルスｆｐａ２と、時針用通常パルスＳＰｂの単パルスｓｐｂとが互いの休止区間に出力される構成について説明した（図５、図８等参照）。それに対して、第４実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａが出力されている区間において、時針用通常パルスＳＰｂが出力されない構成とした。

図２５においては、分針用補正パルスＦＰａが出力されている区間と重複するように、時針用通常パルスＳＰｂの出力を停止する区間を２８ｍｓ設けた。このような構成とすることにより、分針用補正パルスＦＰａの弱パルスｆｐａ２と、時針用通常パルスＳＰｂの単パルスｓｐｂとが互いの休止区間に出力されるような高い精度が要求される制御を行わなくても、バッテリに過大な負荷がかかることを回避することができる。また、分針用通常パルスＳＰａが出力されない分針用補正パルス出力区間Ｈａにおいて、時針用通常パルスＳＰｂも出力されないこととなるため（図２５においては１回のみ出力）、高速運針の終了タイミングを分針２ａと時針２ｂとで合わせることができるという効果が期待できる。

［第５実施形態：図２６］
次に、図２６を参照して、第５実施形態について説明する。図２６は、第５実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。

第５実施形態においては、第４実施形態で示した波形よりも、時針用通常パルスＳＰｂの出力を停止する区間を短くした。具体的には、分針用補正パルスＦＰａが出力されている区間と一致する区間である１６ｍｓの間のみ、時針用通常パルスＳＰｂの出力を停止する構成とした。第４実施形態と比較して、時針用通常パルスＳＰｂを出力する区間を長く確保できるため、時針用ステップモータ２ｂにおける高速運針を早期に終了することが可能となる。

［第６実施形態：図２７］
次に、図２７を参照して、第６実施形態について説明する。図２７は、第６実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスの相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。

第２実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａの出力タイミングと、時針用補正パルスＦＰｂの出力タイミングとが重複した場合であっても、分針用補正パルスＦＰａの分針用弱パルスｆｐａ２と、時針用補正パルスＦＰｂの時針用強パルスｆｐｂ１とが互いの休止区間に出力される構成について説明した（図９、図１０等参照）。それに対して、第６実施形態においては、分針用補正パルスＦＰａが出力されている区間において、時針用補正パルスＦＰｂが出力されない構成とした。

図２７においては、パルス幅１６ｍｓの分針用補正パルスＦＰａを、分針用補正パルス出力区間Ｈａの開始時点から３２ｍｓ後に出力し、パルス幅１６ｍｓの時針用補正パルスＦＰｂを、時針用補正パルス出力区間Ｈｂの開始時点から１２ｍｓ後という早いタイミングで出力した場合の波形を示す。このような構成とすることにより、分針用補正パルスＦＰａの分針用弱パルスｆｐａ２と、時針用補正パルスＦＰｂの時針用強パルスｆｐｂ１とが互いの休止区間に出力されるような高度な精度が要求される制御を行わなくても、バッテリに過大な負荷がかかることを回避することができる。

［第７実施形態：図２８、図２９］
次に、第７実施形態に係る電子時計について説明する。第１〜第６実施形態においては、分針２ａ及び時針２ｂを同時に運針する電子時計について説明したが、第７実施形態においては、さらに指針として秒針２ｃを備え、分針２ａ、時針２ｂ、及び秒針２ｃを同時に運針する構成について説明する。なお、通常パルスＳＰの周波数やデューティ比等は適宜変更する必要はあるが、第７実施形態で説明する３つの指針を同時に運針する構成は、第１〜第６実施形態のいずれにも適用することが可能である。

図２８を参照して、第７実施形態に係る電子時計２００の概略構成について説明する。図２８は、第７実施形態に係る電子時計の概略構成を示すシステム構成図である。電子時計２００は、指針によって時刻を表示するアナログ表示式時計である。なお、以下の説明において、各構成の符号に添えた添え字ａは分針用の構成を示し、添え字ｂは時針用の構成を示し、添え字ｃは秒針用の構成を示す。なお、いずれ指針用であるかを区別して説明する必要がない場合は、添え字を省略して示す。また、図１等を参照して説明した第１実施形態の構成と同様の構成についての説明は省略する。

電子時計２００は、図２８に示すように、通常パルス出力回路４０、補正パルス出力回路５０、検出パルス出力回路６０、回転検出回路８０を有している。

通常パルス出力回路４０は、秒針用通常パルス出力回路４０ｃを含む。秒針用通常パルス出力回路４０ｃは、秒針用ステップモータ１ｃを駆動するための秒針用通常パルスＳＰｃを生成し、秒針用ステップモータ１ｃに対して秒針用通常パルスＳＰｃを出力する。

補正パルス出力回路５０は、秒針用補正パルス出力回路５０ｃを含む。秒針用補正パルス出力回路５０ｃは、秒針用通常パルスＳＰｃよりも駆動力の大きい秒針用補正パルスＦＰｃを生成し、秒針用ステップモータ１ｃに対して秒針用補正パルスＦＰｃを出力する。

検出パルス出力回路６０は、秒針用検出パルス出力回路６０ｃを含む。秒針用検出パルス出力回路６０ｃは、秒針用第１検出パルスＤＰ１ｃ及び秒針用第２検出パルスＤＰ２ｃの２種類の検出パルスを生成、出力する。具体的には、秒針用検出パルス出力回路６０ｃは、秒針用通常パルスＳＰｃで分針用ステップモータ１ｃを駆動したときに発生する逆起電力で、秒針用通常パルスＳＰｃと異なる側（逆極性）に発生する裏の山を検出する秒針用第１検出パルスＤＰ１ｃを出力する。また、秒針用検出パルス出力回路６０ｃは、秒針用通常パルスＳＰｃと同じ側（同極性）で裏の山を検出する秒針用第２検出パルスＤＰ２ｃを出力する。

回転検出回路８０は、秒針用回転検出回路８０ｃを含む。秒針用回転検出回路８０ｃは、秒針用第１検出パルスＤＰ１ｃにより発生する秒針用第１検出信号ＤＳ１ｃの検出発数を検出する秒針用第１検出カウンタ８０ｃ１と、秒針用第２検出パルスＤＰ２ｃにより発生する秒針用第２検出信号ＤＳ２ｃの検出発数を検出する秒針用第２検出カウンタ８０ｃ２とを備えている。

秒針用回転検出回路８０ｃは、前述の複数のカウンタにより検出した検出信号ＤＳの検出発数に応じて、秒針用ステップモータ１ｃが回転したか否かを判定する。その判定結果に基づいて、パルス制御回路７０が特定の周波数や駆動力を選択し、その選択された周波数及び駆動力を駆動制御回路３０に対して出力する。秒針用回転検出回路８０ｃにより秒針用ステップモータ１ｃが非回転であると判定された場合、秒針用補正パルス出力回路５０ｃが、非回転と判定された秒針用ステップモータ１ｃに対して秒針用補正パルスＦＰｃを出力する。

図２９は、第７実施形態における、分針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、時針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、秒針を運針するステップモータに対して出力されるパルスと、の相対的なタイミングを示すタイミングチャートである。

分針用通常パルス出力回路４０ａは、分針用通常パルスＳＰａを単位区間Ｕ内に割り当てられた第１区間ｕ１内で出力する。第７実施形態においては、図２９に示すように、第１区間ｕ１の開始時点が単位区間Ｕの開始時点から始まるように、第１区間ｕ１を単位区間Ｕ内に割り当てた。そして、分子用通常パルス出力回路４０ａが、分針用通常パルスＳＰａを第１区間ｕ１の開始時点より出力することとした。第７実施形態においては、図２９に示すように、単位区間Ｕの長さを１６ｍｓ、第１区間ｕの長さを４．０ｍｓとし、分針用通常パルスＳＰａのパルス幅を２．０ｍｓとした。

時針用通常パルス出力回路４０ｂは、時針用通常パルスＳＰｂを単位区間Ｕ内に第１区間ｕ１と重複しないように割り当てられた第２区間ｕ２内で出力する。第７実施形態においては、第２区間ｕ２の開始時点を第１区間ｕ１の終了時点から開始するように、第２区間ｕ２を単位区間Ｕ内に割り当てた。そして、時針用通常パルス出力回路４０ｂが、時針用通常パルスＳＰｂを、分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅れて出力することとした。第７実施形態においては、図２９に示すように、第２区間ｕ２の長さを４．０ｍｓとし、時針用通常パルスＳＰｂのパルス幅を２．０ｍｓとした。

秒針用通常パルス出力回路４０ｃは、秒針用通常パルスＳＰｃを単位区間Ｕ内に第１区間ｕ１及び第２区間ｕ２と重複しないように割り当てられた第３区間ｕ３内で出力する。第７実施形態においては、第３区間ｕ３の開始時点が第２区間ｕ２の終了時点から始まるように、第３区間ｕ３を単位区間Ｕ内に割り当てた。そして、秒針用通常パルス出力回路４０ｃが、秒針用通常パルスＳＰｃを、時針用通常パルスＳＰｂから４．０ｍｓ遅れて出力することとした。第７実施形態においては、図２９に示すように、第３区間ｕ３の長さを８．０ｍｓとし、秒針用通常パルスＳＰｃのパルス幅を２．０ｍｓとした。

上述したように、第１区間ｕ１、第２区間ｕ２、及び第３区間ｕ３は互いに重複しないため、分針用通常パルスＳＰａ、時針用通常パルスＳＰｂ、及び秒針用通常パルスＳＰｃは互いに重複しないタイミングで出力される。そのため、バッテリに過大な負荷がかかることが抑制される。

図２９は、分針用ステップモータ１ａが非回転と判定され、分針用補正パルス出力回路５０ａが分針用補正パルスＦＰａを出力した場合の波形を示す。分針用補正パルスＦＰａは分針用補正パルス出力区間Ｈａ内において出力される。分針用補正パルスＦＰａが出力された後、分針用通常パルスＳＰａと、時針用通常パルスＳＰｂ及び秒針用通常パルスＳＰｃの出力タイミングが重複することを回避するため、第７実施形態においては、分針用補正パルス出力区間Ｈａを単位区間Ｕの終了時点から開始し、かつ、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを単位区間Ｕの長さの整数倍とした。

具体的には、図２９に示すように、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを、単位区間Ｕの長さ１６ｍｓの４倍である６４ｍｓとした。このように、分針用補正パルス出力区間Ｈａの長さを、単位区間Ｕの長さの整数倍とすることにより、分針用通常パルスＳＰａ、時針用通常パルスＳＰｂ、秒針用通常パルスＳＰｃの相対的な出力タイミングは、分針用補正パルスＦＰａ出力前後において変わらない。すなわち、分針用補正パルスＦＰａが出力された後であっても、時針用通常パルスＳＰｂは分針用通常パルスＳＰａから４．０ｍｓ遅れたタイミングで出力され、秒針用通常パルスＳＰｃは時針用通常パルスＳＰｂから４．０ｍｓ遅れたタイミングで出力される。そのため、それら通常パルスが互いに重複されるタイミングで出力されることはない。

なお、図２９に示すように、分針用補正パルスＦＰａが出力されている間に、時針用通常パルスＳＰｂ及び秒針用通常パルスＳＰｃが出力されることとなる。そのため、第１実施形態において図８を参照して説明したのと同様に、分針用補正パルスＦＰａを強パルスｆｐａ１と弱パルスｆｐａ２とで構成し、時針用通常パルスＳＰｂを単パルスｓｐｂで構成し、それらが互いの休止区間に出力される構成とするとよい。さらに、図示は省略するが、秒針用通常パルスＳＰｃを断続的に出力される単パルスで構成し、その単パルスと、分針用補正パルスＦＰａの弱パルスｆｐａ２とが互いの休止区間に出力されるよう構成するとよい。

なお、第１実施形態〜第７実施形態の分針用ステップモータ１ａが本発明の第１ステップモータに対応する構成であり、時針用ステップモータ１ｂが第２ステップモータに対応する構成である。また、分針用通常パルスＳＰａが第１通常パルスに対応する構成であり、時針用通常パルスが第２通常パルスに対応する構成であり、分針用補正パルスＦＰａが第１補正パルスに対応する構成であり、時針用補正パルスＦＰｂが第２補正パルスに対応する構成である。また、第７実施形態の秒針用ステップモータ１ｃが本発明の第３ステップモータに対応する構成であり、秒針用通常パルスＳＰｃが第３通常パルスに対応する構成であり、秒針用補正パルスＦＰｃが第３補正パルスに対応する構成である。

なお、本実施形態で示したように、単位区間Ｕの長さを長くすることにより複数のステップモータ１の同時運針が可能である。もちろんいずれかのステップモータ１の運針が早めに終了し、同時運針するステップモータ数が減少すれば単位期間Ｕの長さを短く変更してもよい。例えば、第７実施形態では同時運針するステップモータ１は３つであり単位区間Ｕの長さを１６ｍｓとしたが、途中で同時運針するステップモータが２つになれば、第１実施形態のように単位区間Ｕの長さを８ｍｓと途中で切り替えてもよい。さらに単独でのステップモータ１の運針となった場合は単位区間Ｕを可能な範囲で短くしてもよい。このように単位区間Ｕの長さを同時運針するステップモータに応じて切り替えることで、電子時計の高速運針を早期に終了することが可能となる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

１ステップモータ、２指針、１０電源、１１ロータ、１２ステータ、１３コイル、２０基準信号源、２１発振回路、２２分周回路、３０駆動制御回路、４０通常パルス出力回路、５０補正パルス出力回路、６０検出パルス出力回路、７０パルス制御回路、８０回転検出回路、９０ドライバ、１００，２００電子時計、ＳＰ通常パルス、ＦＰ補正パルス、ＤＰ検出パルス、ＤＳ検出信号、Ｕ単位区間、ｕ１第１区間、ｕ２第２区間、Ｈ補正パルス出力区間、ｈａ強パルス出力区間、ｈｂ弱パルス出力区間。

Claims

第１ステップモータと、
第２ステップモータと、
前記第１ステップモータを駆動するための第１通常パルスを単位区間内に割り当てられた第１区間内で出力する第１通常パルス出力回路と、
前記第２ステップモータを駆動するための第２通常パルスを前記単位区間内に、前記第１区間と重複しないように割り当てられた第２区間内で出力する第２通常パルス出力回路と、
前記第１ステップモータが回転したか否かを判定する第１回転検出回路と、
前記第１ステップモータが非回転と判定された場合に、前記第１ステップモータを駆動するための第１補正パルスを、長さが前記単位区間の整数倍である第１補正パルス出力区間内で出力する第１補正パルス出力回路と、
を有し、
前記単位区間の長さは、前記第１通常パルスの出力間隔及び第２通常パルスの出力間隔と等しく、
前記第１補正パルスの出力前後において、前記第２通常パルスに対する前記第１通常パルスの相対的な出力タイミングを維持する、
電子時計。
前記第１補正パルス出力区間の長さは、前記第１補正パルスが出力される直前に出力される前記第１通常パルスの開始時点から前記第１補正パルスが出力された直後に出力される前記第１通常パルスの開始時点までの長さと等しい、
請求項１に記載の電子時計。
前記第１補正パルスは、第１強パルスと、該第１強パルスよりも駆動力が小さく断続的に出力される第１弱パルスにより構成され、
前記第１補正パルス出力回路は、前記第１補正パルス出力区間内の第１強パルス出力区間内に前記第１強パルスを出力し、前記第１補正パルス出力区間内の第１弱パルス出力区間内に前記第１弱パルスを出力し、
前記第２通常パルスは、断続的に出力される単パルスにより構成され、
前記第１弱パルスと、前記単パルスとは、互いの休止区間において出力される請求項１又は２に記載の電子時計。
前記第２ステップモータが回転したか否かを判定する第２回転検出回路と、
前記第２ステップモータが非回転と判定された場合に、前記第２ステップモータを駆動するための第２補正パルスを、長さが前記単位区間の整数倍である第２補正パルス出力区間内で出力する第２補正パルス出力回路と、
を有し、
前記第２補正パルスは、断続的に出力される第２強パルスと、該第２強パルスよりも駆動力が小さく断続的に出力される第２弱パルスにより構成され、
前記第２補正パルス出力回路は、前記第２補正パルス出力区間内の第２強パルス出力区間内に前記第２強パルスを出力し、前記第２補正パルス出力区間内の第２弱パルス出力区間内に前記第２弱パルスを出力し、
前記第２補正パルスの前記第２強パルスと、前記第１補正パルスの前記第１弱パルスとは、互いの休止区間において出力される請求項２又は３に記載の電子時計。
検出パルスを出力する検出パルス出力回路をさらに有し、
前記第１回転検出回路は、前記検出パルスにより発生する検出信号に基づいて、前記第１ステップモータが回転したか否かを判定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第１補正パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定された長さの前記第１補正パルス出力区間内で前記第１補正パルスを出力する請求項４に記載の電子時計。
前記第１補正パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定されたタイミングで前記第１補正パルスを出力する請求項５又は６に記載の電子時計。
前記第１通常パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定された駆動力で前記第１通常パルスを出力する請求項５〜７のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第１通常パルス出力回路が、前記検出信号に基づいて設定された周波数で前記第１通常パルスを出力する請求項５〜８のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第２通常パルス出力回路が、前記第１補正パルスが出力される区間において、前記第２通常パルスの出力を停止する請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第１補正パルス出力回路が、前記第２補正パルスと重複しないタイミングで前記第１補正パルスを出力する請求項４に記載の電子時計。
第３ステップモータと、
前記第３ステップモータを駆動するための第３通常パルスを前記単位区間内に、前記第１区間及び前記第２区間と重複しないように割り当てられた第３区間内で出力する第３通常パルス出力回路と、
前記第３ステップモータが回転したか否かを判定する第３回路検出回路と、
前記第３ステップモータが非回転と判定された場合に、前記第３ステップモータを駆動するための第３補正パルスを、長さが前記単位区間の整数倍である第３補正パルス出力区間内で出力する第３補正パルス出力回路と、
を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子時計。