JPH045956B2 - - Google Patents

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JPH045956B2
JPH045956B2 JP61080723A JP8072386A JPH045956B2 JP H045956 B2 JPH045956 B2 JP H045956B2 JP 61080723 A JP61080723 A JP 61080723A JP 8072386 A JP8072386 A JP 8072386A JP H045956 B2 JPH045956 B2 JP H045956B2
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drive
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Hiroyuki Odagiri
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Seiko Instruments Inc
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C1/00Winding mechanical clocks electrically
    • G04C1/04Winding mechanical clocks electrically by electric motors with rotating or with reciprocating movement
    • G04C1/06Winding mechanical clocks electrically by electric motors with rotating or with reciprocating movement winding-up springs
    • G04C1/067Winding mechanical clocks electrically by electric motors with rotating or with reciprocating movement winding-up springs by stepping rotating movement
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/02Arrangements of electric power supplies in time pieces the power supply being a radioactive or photovoltaic source

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は電気エネルギーの発生手段を持ち、
その発生エネルギーをコンデンサに蓄えて電源と
するタイプの充電機能付き電子時計における、電
源電圧の検出タイミングに関する。
≪発明の概要≫ この発明は充電機能付きアナログ電子時計の、
ステツプモータの駆動方式に、主駆動パルスと補
正駆動パルスの2種類以上のパルスで駆動する補
正駆動方式を採用した場合の電圧検出タイミング
に関する。本発明は、電圧検出タイミングを主駆
動パルスと補正駆動パルスの間で行なう様にして
駆動のミスを防止したものである。また、電池寿
命表示を行つている場合の駆動のミスを防止した
ものである。
≪従来の技術≫ 従来から使用されている充電機能付き電子時計
の充電回路部分の接続図の一例を第2図に示す。
本発明は充電の立ち上がり時に関する内容であ
る為に、第2図で充電初期状態の動作をまず説明
する。
充電の一番最初の状態においては、スイツチ
a、スイツチb、スイツチcは全てオープンであ
る。(一例としてスイツチa、スイツチb、スイ
ツチcはそれぞれMOSトランジスタで構成され
る)したがつて太陽電池1で発電された電気エネ
ルギーは、容量の小さいコンデンサ2を充電す
る。コンデンサ2の端子電圧が上昇すると、集積
回路3が動作を開始する。この状態を状態(1)とす
る。集積回路が動作を開始したのち、コンデンサ
2の端子Vc2の電位がある一定値を越えると、ス
イツチaが閉じ今度は大容量コンデンサ4の充電
を開始する。この状態を状態(2)とする。
この間、集積回路3はステツプモータ(図示せ
ず)を駆動して時計動作を行なつている。
したがつて状態1、2においては、コンデンサ
2に蓄えられた電荷で集積回路3とステツプモー
タが駆動される関係にある。
コンデンサ2の容量は、動作開始の時間を短く
する目的で非常に小さい容量、例えば6.8μF程度
の容量が使用される。
状態(1)から状態(2)に変化する際の条件を、たと
えばコンデンサ2の端子電圧Vc2が−2.0v以下と
して、今、たとえば、Vc2が−2.0.V以下となつて
状態(2)になつた瞬間に太陽電池1に数秒間のあい
だ光が当らなくなり発電電池が無くなつたとす
る。
そうすると、コンデンサ2の端子電圧Vc2は、
ステツプモータを3回程度駆動すると約−0.9v
度に上がつてしまう。
このまま放置しておくと、Vc2がステツプモー
タの最低動作電圧以下になつてしまい、止り、ミ
スリが発生する。
その後、太陽電池1に光が当る様になつても、
太陽電池1の負荷には、大容量コンデンサ4が接
続されているので、コンデンサ2の端子電圧Vc2
はなかなか上昇せず、時計の止りの状態が長く続
いてしまう。
大容量コンデンサ4の容量は、たとえば0.3F程
度のものが使用される。
したがつて、大容量コンデンサ4の電圧をたと
えば−0.9vから動作可能な−1.3vまで下げる為に
は、発電電池が200μAとして約10分程度の時間が
かかる。この間、時計は再スタート出来ない。
これを防止する為に状態(2)においては、Vc2
電位を検出し、Vc2がある一定値以下になつた場
合、スイツチaを開き状態(1)に戻すようにしてい
る。
この結果、太陽電池1の負荷としては、小容量
コンデンサ2だけになる為、短時間の内にコンデ
ンサ2の端子電圧Vc2を下げることができる。
したがつて充電の初期状態においては、発電量
と消費量のバランスで状態(1)と(2)の間をくり返し
て動作する様に構成されている。
ここで問題になるのが、Vc2の検出タイミング
である。特に状態(2)におけるタイミングが問題に
なる。従来の検出タイミングを第3図に示す。
主駆動パルスP1でステツプモータが非回転の
場合、補正駆動パルスP2が出力される補正駆動
方式の駆動パルスのタイミングである。
充電機能付き電子時計においてもローパワー化
するために、この様な補正駆動方式は必須であ
る。
従来の電圧検出のタイミングは、第3図の電圧
検出パルス12に示す様にステツプモータの駆動
が終つてから行なわれていた(波形12の極性は
特に意味を持たない)。ダイオード6,7は、集
積回路3を経由せずに流れる無効な電池を防止す
る逆流防止ダイオードである。
スイツイbとスイツチcは、充電が進んだ状態
で使用されるスイツチである。スイツチbとスイ
ツチcについての説明は、本発明の説明に直接関
係が無いのでここでは省略する。
≪発明が解決しようとする課題≫ 電圧検出が第3図に示したように、補正駆動パ
ルスP211の後で行われると、補正パルスP2
1での駆動を補償できなくなる場合がある。
たとえば、状態(2)から状態(1)に変化する条件を
Vc2−1.3vとする。
この条件においてVc2=−1、31vであるとし、
主駆動パルスP1のパルス幅が4msとすると、
主駆動パルスP1の出力によつてVc2は、−1.05V
度まで上がる。ここで、非回転であつて、ステツ
プモータの最低駆動電圧が1.2vと仮定すると補正
駆動パルスP211でステツプモータは回転しな
い。
そのあと、電圧検出パルス12でVc2−1.3V
を検出して状態(2)から状態(1)に変化するのでVc2
の電位は急速に上昇して次回の駆動のためのエネ
ルギーは確保できる。しかし、前回の駆動を失敗
しているので次の駆動も失敗し、2秒遅れになつ
てしまう。すなわち、太陽電池などの電気エネル
ギー発生手段によつて充電される常時駆動用の容
量大の第1コンデンサと、急速充電用の容量小の
第2コンデンサとを備えた電荷保持回路によつて
動作するアナログ電子時計においては、電荷保持
回路の保持する電気エネルギーが減少し、主駆動
パルスP1の駆動でステツプモータ駆動の為のエ
ネルギーを使いはたしてしまうことがある。
このような状態においては、主駆動パルスP1
でモータが非回転の場合、補正駆動パルスP2
エネルギー不足の為、出力されなくなる。また、
電池寿命表示を行う場合において、電圧検出のタ
イミングが、次の駆動パルスの出力するために第
2コンデンサを充電するのに充分でないと、駆動
のミスが発生することになる。
そこで本発明ではこの様な場合においても正確
なステツプモータの駆動を行なうことを目的とし
ている。
≪課題を解決するための手段≫ 本発明は上記の課題を解決するために、主駆動
パルスP1と補正駆動パルスP2との間で、コンデ
ンサを電圧検出を行うようにし、補正駆動パルス
P2の駆動を保証するようにした。また、電池寿
命表示を行つているときには、第1の駆動パルス
出力後であつて第2の駆動パルス出力前の所定の
タイミングで、コンデンサの電圧検出を行うよう
にして、電池寿命表示が正確に行えるようにし
た。
≪作用≫ 電圧検出パルス13のタイミングを第4図に示
すように、主駆動パルスP110と補正駆動パル
スP211の間にする。
この結果、前述した同じ条件においてVc2の電
位は、一度ステツプモータの最低動作電圧以下に
下げるが、補正駆動パルスP211の前で電圧検
出を行なつているので状態は状態(1)になる。
電圧検出のタイミングから補正駆動パルスP2
までの時間をたとえば10msとし発電電流が
200μA流れていたとすれば、補正駆動パルスP2
1が立上るまでにVc2は、−1.05vから−1.31v程度
まで回復することが出来る。
したがつて補正駆動パルスP211でステツプ
モータは、正常に駆動されるようになる。また、
電池寿命表示を行つている場合では、主駆動パル
スの駆動周期よりも長い周期で出力される第1の
駆動パルスを出力し、その後に所定の短い時間遅
れて第2の駆動パルスを出力する。そして、第1
の駆動パルス出力後であつて第2の駆動パルスの
出力前に、第2コンデンサを充電できる所定のタ
イミングでコンデンサの端子電圧を検出する。こ
のとき、VC2の電位が下がつていれば、VC2を充
電して次の駆動パルスを出力できるようにするの
で、電池寿命表示は正常に行われる。
≪実施例≫ 以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。
第5図は本発明の集積回路の概略の構成を示す
ブロツク図である。
発振回路14で発振した計時のための基準信号
は、分周回路15で分周される。分周回路15の
出力信号は、電圧検出タイミング発生回路16と
駆動パルス発生回路18へ供給される。
電圧検出回路17は、電圧検出タイミング発生
回路16の出力タイミングでVc2,Vc1を検出す
る。
駆動パルス発生回路18は、ステツプモータ駆
動回路19へ駆動パルスを出力する。ステツプモ
ータ駆動回路19は、ステツプモータを駆動する
とともに回転非回転を検出して非回転の場合、駆
動パルス発生回路18に補正駆動パルスP2を要
求する。
電圧検出タイミング発生回路16の出力信号の
タイミングと、駆動パルス発生回路18の出力タ
イミングの関係を第1図に示す。
たとえば電圧検出タイミング発生回路16の出
力である電圧検出回路17の検出パルスのタイミ
ングを主駆動パルスP110の立上りから7.8ms
とし、状態の切り替えのタイミングを電圧検出開
始から0.48ms後とする。こうすると状態が変わ
つてから補正駆動パルスP2の出力までには22.97
msの時間が有る。
この間に、コンデンサ2に蓄えられる電荷は、
充電電流が200μAのとき4.59μCである。
4.59μCの電荷はコンデンサ2の容量を6.8μFと
するとコンデンサ2の端子電圧Vc2を約0.67v上昇
させることが出来る。
したがつて、主駆動パルスP1の駆動によつて
コンデンサ2の端子電圧Vc2が急激に下がつても
光が当つてさえいれば、次の補正駆動パルスP2
の出力までにVc2の電位を下げることができる。
本発明は、補正駆動方式の場合だけでなく電池
寿命表示などの駆動を行なつている際でも有効で
ある。
第6図に電池寿命表示を行なつている場合の駆
動波形を示す。この場合でも最初の駆動波形(2)と
次の駆動波形(1)までの1.875s間で、電圧検出を行
なうと、場合によつては2秒周期の2発目の駆動
が補償できなくなることがある。
そこで、電池寿命表示を行つているときには、
第2の電圧検出回路により、第6図の125msの
間でコンデンサの端子電圧の検出を行う。
以上述べて来たように、補正駆動方式や電池寿
命表示などのように比較的駆動間隔が広い駆動と
狭い駆動を持つ充電機能付きアナログ電子時計の
場合、電圧検出のタイミングを狭い駆動間隔の間
に持つてくることが時計の品質を高める上で必要
である。
なお、駆動パルス発生回路18の出力タイミン
グから電圧検出のタイミングを決定するのは、電
圧検出タイミング発生回路16の論理回路の構成
を変更することで極めて容易に出来るので詳細な
実施例は示さなかつた。
≪発明の効果≫ この発明は、以上説明したように第1コンデン
サ、及び第2コンデンサの端子電圧の検出を、主
駆動パルスP1の出力後から補正駆動パルスP2
出力されるまでに行うようにしているので、電気
エネルギーが減少し、補正駆動パルスP2が出力
不能状態になつたとしても、電気エネルギー発生
手段に接続される容量大の第1コンデンサを切り
離し、急速充電状態にすることが可能になる。こ
の結果、電気エネルギー発生手段がエネルギーを
発生しさえしていれば、第2コンデンサの端子電
圧は急速に回復して、補正駆動パルスP2の出力
が可能になる。
このように、本発明においては、充電初期の止
り、ミスリの確率を減らすことが出来、そして、
充電機能付電子時計の品質を向上させることが出
来るという効果がある。
また、電池寿命表示を行つている場合でも、第
1の駆動パルス出力後であつて第2の駆動パルス
出力前に、第2コンデンサを充電できる所定のタ
イミングでコンデンサの端子電圧を検出し、電気
エネルギーが減少していれば、第2コンデンサを
急速充電する。したがつて、本発明によれば、電
池寿命表示が正確に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による駆動パルスと電圧検出の
タイミングの関係を示す図、第2図は充電機能付
き電子時計の充電回路の接続図、第3図は従来の
電圧検出のタイミングを示す図、第4図は本発明
の電圧検出のタイミングを示す図、第5図は集積
回路の概略の機能を示すブロツク図、第6図は電
池寿命表示時の駆動波形と電圧検出のタイミング
を示す図である。 1……太陽電池、2……コンデンサ、3……集
積回路、4……コンデンサ、5……スイツチb、
6……スイツチa、7……逆流防止ダイオード、
8……逆流防止ダイオード、9……スイツチc、
10……主駆動パルスP1、11……補正駆動パ
ルスP2、12……電圧検出パルス、13……電
圧検出パルス、14……発振回路、15……分周
回路、16……電圧検出タイミング発生回路、1
7……電圧検出回路、18……駆動パルス発生回
路、19……ステツプモータ駆動回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ステツプモータを駆動する主駆動パルスを出
    力し、前記主駆動パルスの出力の後に、ステツプ
    モータの回転又は非回転を検出し、非回転の場
    合、強制的にステツプモータを駆動する補正駆動
    パルスを出力する補正駆動回路と、 電気エネルギー発生手段と、 前記電気エネルギー発生手段によつて充電され
    る常時駆動用の容量大の第1コンデンサ、及び、
    急速充電用の容量小の第2コンデンサを有する電
    荷保持回路と、 前記第1コンデンサ及び前記第2コンデンサの
    端子電圧を、前記主駆動パルス出力後で前記補正
    駆動パルス出力前に、前記第2コンデンサを充電
    出来る所定のタイミングで検出する電圧検出回路
    と、 前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記
    電荷保持回路の前記第1コンデンサ及び前記第2
    コンデンサと前記電気エネルギー発生手段との接
    続状態を制御するスイツチ回路と、 を有することを特徴とする充電機能付きアナログ
    電子時計。 2 ステツプモータを駆動する主駆動パルスを出
    力し、前記主駆動パルスの出力の後に、ステツプ
    モータの回転又は非回転を検出し、非回転の場
    合、強制的にステツプモータを駆動する補正駆動
    パルスを出力する補正駆動回路と、 電気エネルギー発生手段と、 前記電気エネルギー発生手段によつて充電され
    る常時駆動用の容量大の第1コンデンサ、及び、
    急速充電用の容量小の第2コンデンサを有する電
    荷保持回路と、 前記第1コンデンサ及び前記第2コンデンサの
    端子電圧を、前記主駆動パルス出力後で前記補正
    駆動パルス出力前に、前記第2コンデンサを充電
    出来る所定のタイミングで検出する第1の電圧検
    出回路と、 前記第1の電圧検出回路の検出電圧が所定の電
    圧以下になつた場合に、前記主駆動パルスでの駆
    動周期よりも長い周期で出力される第1の駆動パ
    ルスを出力し、かつ、前記第1の駆動パルス出力
    後に所定の短い時間遅れて出力される第2の駆動
    パルスを出力する電池寿命表示駆動回路と、 前記第1の駆動パルス出力後であつて前記第2
    の駆動パルス出力前に、前記第2コンデンサを充
    電出来る所定のタイミングで、前記第1コンデン
    サ及び前記第2コンデンサの端子電圧を検出する
    第2の電圧検出回路と、 前記第1の電圧検出回路及び第2の電圧検出回
    路の検出結果に基づいて、前記電荷保持回路の前
    記第1コンデンサ及び前記第2コンデンサと前記
    電気エネルギー発生手段との接続状態を制御する
    スイツチ回路と、 を有することを特徴とする充電機能付アナログ電
    子時計。
JP61080723A 1986-04-08 1986-04-08 充電機能付きアナログ電子時計 Granted JPS62237384A (ja)

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