JPS5886479A

JPS5886479A - アナログ電子時計

Info

Publication number: JPS5886479A
Application number: JP18584881A
Authority: JP
Inventors: Jiro Ito; 治郎伊藤; Masuo Kitano; 北野　倍生; Kenji Sakamoto; 研二坂本
Original assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK; SHIMAUCHI SEIKI KK
Current assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK; SHIMAUCHI SEIKI KK
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1983-05-24
Also published as: JPH0232594B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は検出パルスによってロータの回転・非回転を検
出し、常に最適なパルス巾によってモータを駆動し、低
消費電力化を実現しようとするアナログ電子時計に関す
る。

従来、検出パルスによってステップモータのコイルに電
流を流し、ロータの回転・非回転を判定し、ステップモ
ータに供給する通常時の駆動パルスの巾？コントロール
する尾部方法が掃案されている。これは常にステップモ
ータの出力トルク状態と輪列の負荷状態に合致する最適
のパルス巾を供給し、アナログ電子時計の低消費電力化
を実現しようとするものである。

第１図は、従来使用され、また本発明でも使７用してい
る、検出パルスによってロータの回転・非回転の判定を
行ガおうとする場合の、コイルに印加するパルス波形を
示すものである。１は駆動パルスであり、その時のモー
タの出力トルク状態と輪列の負荷状態とから最も適する
であろうと予想されるパルス巾で出力される。２は検出
パルスであり、該パルスによりロータの回転・非回転が
判定される。３は検出パルスによってロータが非回転と
判定された場合、運針を正常に戻すために出力される捕
正パルスである。

ここで検出パルスによる回転判定の原理について簡単に
述べて訃〈。今、駆動パルス１が出力される前に、ロー
タの８椿の位置が第２図の如くの位置にあったとする。

駆動パルス１が出力されるとコイルが励磁され、これに
よる８束が８の如く現われ、ロータを回転させようとす
る。駆動パルス１がロータを回転するに十分なパルスで
あった場合には、ロータは回転し、第３図（ａ）の如く
の位置をとり、ま九不十分な場合には回転せず、第３図
（ｂ）の如くの位置をとる。まず回転した場合（第３図
（ａ）】を考えてみると、外ノツチ７−ａ、７−す近傍
の可飽和部においては、ロータ磁石による磁束９が左か
ら左へと通過している。検出パルス２によってコイル：
が励磁されると、これＫよる磁束１０が図の如くあられ
れ、まず過飽和部を通過しようとする。この時過飽和部
に於ては、検出パルスによる８束１０は、ロータ磁石に
よる磁束９を打消そうとする方向にあるため磁気抵抗は
／ｈさく、従ってコイルインダクタンスは大きくなる。

従って検出パルスによる電流は第５図ｒａ）の２５（２
５’）の如くなだらかな立上りを示す。

一方、第３図６）の如くロータが非回転であった場合に
は、ロータ磁石による８束は右から左へと通過している
ため、検出パルスによる磁束１２かまず可飽和部を通過
しようとするわけであるが、すでに飽和か、あるいはほ
とんど飽和に近い状態にあるため、８束は通過しＫ＜＜
磁気抵抗は高い。

従ってコイルのインダクタンスは小さく、検出パルスに
よる電流は第５′図（ａ）の２　ａ　（２ａ’）の如く
急激な立上りを示す。第５図（ａ）の電流の立上りの違
いを判定すれば、ロータの回転・非回転が判定されるわ
けである。

第４図はこの電流の立上りの違いを判定するための従来
の回路構成を示す図である。同図中、ｔ４．ｔｓはＰチ
ャンネルＭＯ８ＦＩ！ｉＴ（以下、Ｐゲートと略す）、
ｔ６，１７，２０＊２’はＮチャンネルＭＯ８ＦＫＴ（
以下、Ｎゲートと略す）１８．１９は検出抵抗を示す。

今、検出パルスによって、検出電流が２２のループで流
れたとする。

Ｐゲー）１４．Ｎゲート１７がＯＦＦすることによって
検出パルスが終了すると同時に、Ｎゲートｔ６．２ｔを
ＯＮし検出電流を検出抵抗１９に流すと、検出抵抗の両
端には流れる電流値に比例した電圧が発生する。第５図
（ｂ）はこの時の０２点の電圧（すなわち検出電圧）ｖ
ｆ−示したものであり、２６が非回転の場合、２７が回
転の場合の電圧波形である。検出電流のピーク値ｉｕ、
ｌｒと検出電圧のピーク値υ覧、υｒには、１８．１９
の検出抵抗の抵抗値をｐ、ｅとして、 υｕ＝ＲＢｆ＋ｕ　、υｙ−ｐ　Ｂ　ｌ　ｒ　　・・”
＝　Ｉｌ＋の関係が成立つ。従ってυＵ、υｒｖｆ−コ
ンパレータ等の電圧比較素子によって、基準電位ｖｔｈ
より高いか低いかを判定すれば、ロータの回転・非回転
を判定できる。

さて、この従来の方法に於ては、（ｌ）式の如く、検出
電圧のピーク値υＵ、υｒが検出抵抗Ｒｓに比例するた
め、検出抵抗値のばらつきは即検出電圧のばらつきとな
って現われる。従って検出抵抗は精度よく作り込む必要
がある。この検出抵抗は時計の小型化、薄型化、ローコ
ストという要請からＰ″″″拡散十拡散、イオン注入等
によってＩＣ内部に構成したいわけであるが、ＩＣ内部
に作り込む抵抗は製造条件によってばらつきが極めて激
しく、精度良く作り込むことは不可能−である。（例え
ば、Ｐ−拡散の場合±１００％、イオン注入の場合でも
＋２０チの抵抗値のばらつきを考慮しなくてはならない
）。従って、この方法を取るならば検出抵抗はＩＣの外
に設け々くてはならない。これは時計の小型化、薄型化
、ローコストという要請に対して極めズ不利である。

オたコイル仕様のばらつきやステータ、ロータ等の機械
的寸法のばらつき等の理由により、検出電流がばらつく
と、検出抵抗は固定であるため、（１）式で示される如
く、即検出電午のばらつきとなって現われる。この様子
を示したものが第６図である。第６図（、）の如く、何
らかの理由により検出電流のピーク値が１ｕ→ｊ−ｔ１
′、１ｒ→１ｒ′とシフトしてしまった場合を考えると
、検出電圧にやはりυＵ→υｕ′、υｒ→υｒ′　とシ
フトし、図ｒｂ）の如く、ｖｔｈによってυ誌′も回転
と判定される最悪のせ態も予想される。たとえここまで
極端な例に至らずとも、各々のステップモータの検出電
流のばらつきは即回転判定のマージンを狭くすることに
つながり、コイル仕様やロータ・ステータ等の機械的寸
法等のばらつきを考慮して、諸？Ｉ５１の設定をしてい
かなければならず、設計、実験上の負荷が大きい。

また男待ちの腕時計と女持ちの腕時計の様にムーブメン
ト仕様が全く異なる場合、当然のことながらコイル仕様
やステップモータの機械的寸法も異々るわけであるが、
このような場合、各々のステップモータの水準に合わせ
た検出抵抗の設足ヲしなければならず、時計ムーブメン
トの標準化、ＩＣの標準化を推進してゆく上で大きな妨
げとなっている。

本発明の目的は、かかる従来の欠点を除去し、工、Ｃの
外に外付は抵抗を必要としない回転検出回路を提供し、
時計の小型化、薄型化、ローコストを実現しようとする
ものである。本発明のさらに他の目的は、個々のステッ
プモータに最も合致する検出抵抗を設定することによっ
て、ステップモータの特性のばらつきを吸収することで
ある。本発明のさらに他の目的は、単一仕様のＩＣ？あ
らゆる固体型ステータタイプのステップモータのパルス
巾制御システムに適用可能ならしめ、ＩＣの標準化に寄
与することにある。

本発明では、ＩＣ内部に構成する抵抗値がＩＣ製造条件
によりばらつきを示すことを考慮しながら、との検出抵
抗の抵抗値がある範囲内で、論理的に可変できるよう構
成している。そして時計に電池が投入された時、又はリ
セットが解除された時に、ステップモータに合致する最
も適切な検出抵抗値を選択的に自動設定することによっ
て上記の目的を達している。

以下、実施例に従い、本発明を詳述する。第７図は本発
明を実現する駆動回路、検出回路の一実施例を示すもの
であり、５５．５６はＰゲート、５７．５Ｂ、３９，４
０はＮゲート、４９〜５６はＩＣ内部に構成された検出
抵抗素子である。

４１〜４８はトランスミッションゲートであり、日、〜
Ｓ番　は該トランスミッションゲートのコントロール端
子であり、０．〜ｏｔ’＊ｏｔ〜０！′間の抵抗（以後
、検出抵抗と呼ぶ）が選択的に設定できるよう構成され
ている。ｓｓ、ｓａは電流ループを示すもので、従来例
と同様、５３は検出パルスによる電流ループ、３４は検
出パルス終了後、検出抵抗を介して流れる電流ループを
示している。

トランスミッションケ−）のコントロール端子の信号Ｓ
□〜Ｂ、　　と、検出抵抗の抵抗値Ｒ−（すなわち０１
〜０１′間＊　ｏｘ””ｏｔ’間の抵抗値）との関係は
、第７図から容易に理解されようが、トランスミッショ
ンゲートのＯＮ抵抗を無視するとＲｓ＝日１ｒｌ＋８１
ｒｌ＋８１ｒ４＋８４ｒ４　　　−−＋２１となる。た
だしＳ、　＝Ｏ（論理レベルＬ）でトランスミッション
ゲートが０ＦＦＩ、ｒ１抵抗素子が選択され、５ｓ＝ｓ
ｔ論理レベルＨ）でトランスミツシヨンゲートがＯＮＩ
、ｒ１抵抗素子が非選択になる。

なお０１〜０１’ＩＯ１〜０，２間の検出抵抗値を、そ
れぞれ異なる検出抵抗値になるよう設定することも可能
であるが、コイルの方向性の違いによって特性の違いは
なく、異なる検出抵抗値を設定することはさほど意味を
持たない。従って今後はＯ，〜０１′０２〜０−′間の
抵抗値（すなわち検出抵抗］は同じ値を設定するものと
して説明してゆく。

（２）式より理解されるように、検出抵抗素子ｒｌ。

ｒｌＩｒ１９ｒ４　の各々の抵抗値の設定方法は種々考
えられるが、本実施例に於ては、抵抗値を等間隔で設定
できるようにｒ４．２ｒｓ＝４ｒ鵞＝８ｒ１　　　………（３）と設
定した場合を考える。このように設定すれば検出抵抗Ｒ
ｓ、はＯから（ｒ１＋ｒ、＋ｒｌ＋ｒ４）までｒｌとυ
−に等間隔に抵抗値の設定が可能である。次に最適検出
抵抗の選び方であるが、回転時の検出電圧のピーク値υ
ｒと非（ロ）私的のυＵの差が最４大きくなるように設
定するのが理想的である。従ってυＵがほぼ電源電圧（
ＶＤＤ　）に等しくなるよう検出抵抗設定区間すればよ
い。

以上のことを前提として、いまυｕ　＝　ＶＤＤとする
最適検出抵抗値が１５ＫＧであったと仮定する。

ＩＣ内部に作り込む抵抗値は、ＩＣ製造のばらつき紮考
慮して、（ｒｌ＋ｒｌ＋ｎｌ＋ｒ４）が１５にΩ以上に
なるよう構成すればよい。今、ＩＣの製造工程の能力が
、３０Ｋｆ１〜１５Ｋｆｌの範囲内で作り込むことが可
能であるとしよう。この値は現在の工程能力からして十
分実績のある値である。（例えばイオン注入抵抗の抵抗
値のばらつきは±２０チ以内である。）ここで最悪の場
合、すなわちｒ□＋ｒ。

＋ｒｌ＋ｒ４　＝　Ｓ　ＯＵｌ　　となった場合、どう
検出抵抗がｅ足されるかについて考えてみる。各々の抵
抗値が１３）式を満たすように設定されたとすると、ｒ
ｌ　＝　２　ＫＱｇ　ｒ＝　＝　４　Ｆｊｌ　＠　ｒ３
　＝　８　ＫΩ＠　ｒ　４　＝＋　６　’Ｋｆｌとなる
。この場合第７図におけるトランスミッションゲートの
コントロール端子８１　＊　８２　＊　Ｊ　＠　”’４
の信号と検出抵抗の抵抗値の関係は第１表の如くなジ、
０鎗から５０にΩまで２ＫＯごとに段階的にＩｉ！１２
足可能となる。

〔第１表〕理想的な抵抗値が１５頑であるので、第１表の場合、１
４にΩ又は１６にΩが理想値に近く、論理的にいずれか
の値が設定される。例えば１６にΩが設定される場合に
は、トランスミッションゲートのコントロール端子ｓ、
、ｓ、、ｓ、、ｓ、はそれぞれり。

）！、Ｈ，Ｈとなっている。

次に検出抵抗の抵抗値設定時の動作について説明する。

第８図は本発明の一実施例を示すタイミングチャートで
あり、第７図におけるゲート端子６　、ｂ。

ｃ、ｄ、ｅ、ｆとトランスミッションゲートのコントロ
ール端子日１ｓ８ヨ＊　ｓ、　Ｉ　８４　の信号波形を
示している。同図中、区間Ａは検出抵抗の設定区間であ
ジ、区間Ａの中で個々のステップモータに合った検出抵
抗の抵抗値Ｒ８が設定される。区間Ａ以降は、通常の動
作区間であり、回転・非回転の判足管しながら、モータ
の出力トルク状態と輪列の負荷状態に合った最適のパル
ス巾でステップモータが駆動されてゆく。本発明に於て
は、この通常動作区間について、規定するものではない
のでここで詳述するのは避ける。また検出抵抗の設定区
間Ａは、例えば電池が投入された直後又は、リセットが
解除された直後などに、設けられている。

第８図の検出抵抗設定区間Ａに於て、Ｐｉｔ　ｅ　ｐｌ
。

ロータの位置を確実に所望の位置においておくための大
出力パルス（以後、初期化）（ルスと呼ぶ風Ｐｅは初期
化パルスＰｉ１による６気的ヒステリシス状態をコント
ロールするための消ｓ）（ルス、Ｒ日。

２日１　、　Ｐｅｇ　、　Ｐｓ３−・−ｐａｎ−、、Ｐ
ＩＩｎは検出抵抗設足の゛ための検出パルスである。実
験的に使用したパルス巾を示すとＦｉｌ　＝ｐｌ、　＝
６．８ｍ５ｅｃ　、　Ｐｅ＝ｌ　７ｍ５ｅｅ＊　Ｐｓ。

Ｐｓｌ　ｌ　Ｐｓ、　＋＋　ｐｓｎ　＝　０．３６　ｒ
ｎ式である。

ここで初期化パルスＰｉ、　、　Ｐｉ、　、油出パルス
Ｐｅ。

検出パルスＰｓ　、　Ｐｓ１〜ｐａｎのけたす役割につ
いてステータ可飽和部の磁気ヒステリシス曲線で説明し
ておく。第９図は、ステータの可飽和部のヒステリシス
曲線金示すものである。図中、馬および−Ｔ（０はロー
タが静的な安定位置にある時、ロー２８石によって可飽
和部に加わる磁界の強さを示している。今、初期化パル
スＰｉ、　９印加する前に１０−タの磁極の位置が第１
０図の如くの位置を示していたとする。第１０図に於い
て、矢印６６を磁界の正方向と足義すると、この状態は
可飽和部に一■。の磁界が加わっている状態であるので
、この状態は第９図の磁気ヒステリシス曲線の！’７’
線上にあることになる。Ｘ’　７’線上めどこの点をと
るかは、８気的な履歴に依存する。今、初期化パルスＰ
ｉｘヲ印加する前に、ｘ′の位置にあったとする。

初期化パルスＰｉ、が印加され、第１１図の如くロータ
を回転させる方向に出来６８が発生したとする。ｐｉ、
け大出力パルスであるためロータは必らず回転し、第１
２図の如くの位ａをとる。この時第９図の磁気ヒステリ
シス曲線上に於ては、矢印６９の如くの履歴をたどりｘ
　−７線上の点に至る。

！　−７線上のどの位置を取るかについては、ロータが
回転した時に発生する過渡振動の大／Ｊ％に依存する。

例えば第１９図はＰｉ１パルスを加えた時のコイルに流
れる電流波形を示したものであるが、（ａ）の如（Ｐｉ
パルスが短く、過渡振動による誘起電流が大きい時は、
磁気ヒステリシス曲線上のｙ点に近い点を取り、反対に
（ｂ）の如＜　Ｐ１パルスが広く、過渡撮動による誘起
電流が小さい時は、Ｘ点に近い点を取る。初期化パルス
は、ロータの位置が確実に所望の位置になるように大出
力パルス金印加しているので、Ｘ点に近い位置を取って
いるはずである。

ここまでの説明においては、初期化パルスＰｉ。

を出力する前のロータの位置と、初期化パルスＰ１１に
よる磁束の方向が、第１１図の如くの位置関係になって
いて、Ｐｌ、によってロータが回転する方向にあるとい
うむとで説明してきた。しかしリセット解除時の最初の
１秒間は運針しないようにし々くてはならないので、検
出抵抗の設足区間をリセット解除直後にとったなら、初
期化ノくルスＰｉ、による電流の方向は、リセットされ
る直前の電流の方向と同じ方向でなくてはならない。従
ってこの場合には、Ｐｌｌはロータを（ロ）転させる方
向ではなく、ロータ管引き付けておく方向に表る。

従って第９図の磁気ヒステリシス曲線上においては、Ｐ
ｌに出力の前にＸＡの位置にあり、Ｐ１１出力後もやは
り同様にＸ点に位置することになる。

いずれの場合においても、ｐｉ、出力後は、磁気ヒステ
リシス曲線上のｘｄに位置することになる。

次に消磁パルスＰａの役割りについて説明する。

消磁パルスＰθは第８図に示す如く初期化ノくルスＰｉ
、とは反対方向に出される。第１３図はこの状態を示し
たものであり、７０は消磁ノくルスＰｇによる磁束を示
し、方向は正方向（十方同］である。

この消磁パルスＰａはパルス巾が小さく（例えば１７ｇ
５ｅｃ　　）、ロータを回転させるには不十分であるた
め、ロータは回転せず第１４図の如くの位置ケとること
になる。この時、第９図の磁気ヒステリシス曲線におい
てはｘＡから矢印７１の如くのループをたどりｙ点に至
る。

次に検出パルスｐｓ、　、　ｐす・・・ｐｓｎの動作に
ついて説明する。検出パルスｐ＠、　、　Ｐ＠１・・ｐ
ａｎは第８図に示す如く清缶パルスＰｅと同方向に出さ
れる。第１５向はこの時のロータの状態と、検出ノ（ル
スによる磁束７２の方向を示すもので、方向は正方向（
＋方向〕である。この時、第９図の磁気ヒステリシス曲
線に於ては、ｙ点から矢印７３の如くのループをたどり
、再びｙ点に戻ってくる。この時検出パルスによる電流
の立上りは、可飽和部における透出率μ＝　ｄＢ／ｄＨ
がｌトさく磁気抵抗が大きいので、従ってコイルのイン
ダクタンスは小さくなり、急激な立上りを示す。

、次に区間Ａ・における第２の初期化・ζルスＰｉ、の
動作について説明する。第１６図は、初期化ノ々ルスＰ
ｉ、が出された時のロータの位置と、Ｐ１！に！る磁束
７４を示したものである。初期パルスＰ１゜は大出力パ
ルス（例えばパルス巾は４８ｒｎｓｅｅ）であるため、
ロータは必らず一転し、第１７図の如くロータ位置が変
わる。この時、第９図の硼気ヒステリシス上では、矢印
７５の如くのループを通りＸ′点に至る。

次に区間Ａ＃の検出パルスＰｓの動作について説明する
。第１８図は、検出パルスＰ８が出された時のロータの
位置と、検出パルスによる＄束７７を示したものである
。この時、第１０図のＳ気ヒステリシス曲線上では、矢
印７６の如くのマイナーループを通りＸ′点に戻ってく
る。この時の検出電流の立上りは、透出率μが大きく、
６磁気抵抗は小さくなっているので、従ってコイルイン
ダクタンスは大きく、表だらかな立上Ｖを示す。

以上が、検出抵抗設定区間Ａにおける初期化／（ルスＰ
ｉｌ　＊　Ｐｊ−＊　？　消磁パルスＰｅ、検出パルス
ｐｓ。

ｐｓ、　、・・・ｐａｎの動作説明である。

次に第８図のタイミングチャートに従って検出抵抗設定
区間Ａにおける検出抵抗設定動作の説明をする。まず区
間Ａ′における検出パルスＰｓｌ　ｇＰ’ｔｖ・・・ｐ
ｓｎの動作から説明する。

検出パルスＰｖｓ　１が出力されると、同時にトランス
ミッションケートのコントロールｎ／４子Ｓ＋　ｅ　Ｓ
ｔ　＊ｓ、　、　ｓ、はそれぞれＩ、、Ｈ，Ｅ（、Ｈを
出方し、抵抗素子ｒ１だけが選択され検出抵抗はｐＢ＝
ｒ、となる。検出パルスによる検出電流は第７図の３３
の如くのループで流れ、検出パルス終了後は３４の如く
のループで検出抵抗を流れるのでコイルの一端であるＯ
２端子に、検出電流に比例した重圧が発生する。これが
第８図の０．端子の電圧の５７である。検出電圧５７の
ピーク・直υＢ、はυＢ□＝ｉｕＸｒｌとなる。ただし
１ｕは検出電流のピーク値である。

次に２番目の検出パルスＰ８オが出力されると、８１、
Ｂア、　ｓ、　、　ｓ番はそれぞれＨ，Ｌ、Ｈ，Ｈを出
力し、検出抵抗の抵抗値はＲｓ＝ｒｌ（＝２　ｒｊ　）
　　となる。

この時の検出電圧５８のピーク値はｏｓ　２　＝ｉ　ｕ
　Ｘ　ｒ　１となる。以下は同様にして検出パルスを出
す毎に、検出抵抗を段階的に増加してゆくので、検出電
圧も、５９．６０・・・６１，６２．６５の如く検出抵
抗の増加に比例して大きくなってゆく。検出抵抗を大き
くしてゆくと、６３の如くやがて検出電圧は基準電位ｖ
ｔｈ’は電源電圧ｖＤＤか、あるいは電源電圧になるべ
く近い値に設定しておけば、以後の通常動作時の回転・
非回転時の検出電圧Ｖ　ｕ　、　Ｖ　ｒの差を大きくで
き、従って回転・非回転の判定のマージンを大きくとれ
る。よって基準電位ｖｔｈ’（；７ＤＤ　）を初めて超
える検出電圧を与える検出抵抗値が、そのステップモー
タの特性に最も適合する検出抵抗値となる。検出抵抗値
が段階的に増大した時の０．端子の電位、すなわち検出
電圧の増大していく様子を示したものが、第２０図であ
る。

同図においてはυｌｌｌ１ｌが初めて基準電位（７ｔｈ
’　＝ＶＤＤ）を超える電圧となり、υ１ｎＹｒ：与え
る検出抵抗値が最適検出抵抗として設定される。

次に第８図のタイミングチャートに従って検出抵抗区間
Ａの中の区！ｈｊＡ’の動作について説明する。

この区間Ａ′は、区間Ａ′で設定された検出抵抗が、）
　適当なものであるか否かを確認する区間である。

前−の説明の如く、第二の初期化パルスＰｉ、は大出力
パルスであるのでロータは必らず回転している。従って
検出パルスＰｇ　による検出電流はなだらかな立上りを
示している。従って区間Ａ′で設？された検′出抵抗Ｒ
ｓ　ｆ：介して検出電流を流すと、検出電圧は第８図の
６４の如くピーク値が／トさい波形で表われる。第２１
図の６４はこの電圧波形の拡大図を示すものである。同
図の如く、検出重圧６４のピーク値υｒが基準電位ｖｔ
ｈより小さいことが！４認されれば、区間Ａ′で設定し
た検出抵抗の値が適当であったことが確認される。（同
図中のＡｍの電圧波形へ３は区間Ａ′の検出パル２２日
ｎＫよって発生した検出電圧波形である。］検出抵抗の
自動設定を実際の回路とタイミングチャートにより詳し
く述べると次のようになる。

第２２図は検出抵抗設定区間のマスク信号を形成する回
路、第２３は検出信号を形成する回路、第２４図は検出
抵抗を設定する回路、第２５図はｏｓ　ｅ　Ｏｔの検出
電圧波形と基準電圧を比較する回路、第２６図は第２２
図のタイミングチャート、第２７図は第２３図のタイミ
ングチャートである。

第２２図において、８８はＮ０７回路、８９と９０はリ
セット付のハーフ・ラッチ回路、（この回路はクロック
が論理レベルＨでデータ通過、論理レベルＬでデータホ
ールドである。以下、ハーフ・ラッチ（ロ）路はすべて
同じ仕様である。ま九論理レバルはＨ９論理レベルＬは
Ｌと示す。）９１はＮＡＮＤＩｇ路、９２はＯＲ（ロ）
路、９３はＡＮＤ回路である。各信号は第２６向のタイ
ミングチャートの記号と一致している。８丁は電源投入
時とリセット時にＨになる信号、ｓＩＩは。ｌまたは。

、の検出波形が基準電圧になったときＨになる信号、日
・は分周段からのマスター信号、８□。は分周段からの
別のマスター信号、Ｂ□ｄＢｖ　　をディレィした信号
である、ｓ、４けＳａｔをクロック日２．にょシディレ
イした信号である。８■は検出抵抗自動設定区間信号で
Ｌのとき自動股足モードとなる、Ｒ８は検出電圧のレベ
ル判定信号で、ＨＫなεと。１．またａＯｔの電圧が基
準電圧より高くなっ九ことを示す。

８１１は８２．の信号と８８の信号を合成したもので、
８８がＨになると８１１もＨとなり検出抵抗が設定され
る。第２３図において、９４と９６はＮ０７回路、９５
はＡＮＤ回路、９７と９８けＮＡＮＤＡＮＤ回路はＮ０
Ｒｒｆ！Ｊ路、１０１と１０２はＯＲ回路、１００はハ
ーフ・ラッチ回路である。各信号は第２７因のタイミン
グチャートの記号と一致している。Ｓ、は検出抵抗設定
用カウンターのカウントアツプ信号、Ｒ６け抵抗設定検
出サンプリング信号、８１．は抵抗設定検出電流出力信
号、ｓｌ、け検出区間信号、８１ｍは抵抗設定検出電流
設定信号、５１１１は抵抗設定検出周期設定信号、Ｒ１
４は抵抗設定噴出区間設定信号である。第２４図におい
て、１０５はＮ０ＴＥｉｌ！回路、ｔｏ、ａ、ｔｏｓ、
＋０６と１０７はクロックの立ち下がりで出力。か変化
する分局回路、ｓ、、ｓ、、ｓｌと８４は検出抵抗のト
ランスミッション用コントロール信号テある。第２２図
において、１０８はＰチャンネルＭＯＳトランジスタ、
１ｏ９とＩＩＱは基準電圧形成用抵抗、１０はＰチャン
ネルトランジスタ、＋１２と１１３はＮ０７回路、１１
４はＯＲ回路、１１５と１２０はＡＮＤＩＰＪ路、１１
６，１１７．ｔｔ８と１１９はＮＯＲ回路で二組のＲ８
ラッチを形成している、１２１と１２２はコンパレータ
ー回路。

８重りは回転検出のリセット信号、８１１１は回転検出
信号、Ｒ８，は回転検出区間信号、８１６は０．端子か
らの信号、Ｓ□は０．端子からの信号である。

電源投入ま九はアナログの運針のり七ツｌ”ｒかけると
ＢｙがＨになる。このとき検出抵抗設定用カウンターは
リセットされ、”、１　＝　’　＊　Ｓ＊　＝’　＊　
Ｅ３Ｈ：”ｌ　、　Ｂ＋−１となる。次に発振が開始ま
たはリセットを解除すると８．はもになる。これと同時
に第７図のす、ｄの信号がＬになり、０．から０１へ電
流が流れ、ローターの極性を強制的に決める。これは第
８図のＰ１□パルスである。この電流の方向については
、電源投入時は０．からＯｌと０．からＯ□のいずれの
方向でも良いが、リセット解除時はリセット解除直前の
電流の方向と同じ方向に電流を流す。これはリセット解
除直後には運針をしないようにするためである。次にス
テーターを消磁するため消磁パルスｐｅを、尾部パルス
Ｐ１の電流の方向とは逆に流す。次にＳ１□がＬになり
検出抵抗自動設定モードとなる。Ｒ６がＬにな夕検出抵
抗設定用カウンターの出力はＳｌ　”　Ｏ＊　８１　＝
　１　、　Ｅｌ、　＝　１゜５４＝１となる。このとき
は最も低い検出抵抗１１択する。ｓｒｓがＨになＣ１ｐ
チヤンネルトランジスタ１１１がＯＮし、コンパレータ
ーの基準電圧’ｆｒ　ＶＤＤとする。同時にＲ６がＬと
なシ、Ｐθパルスと同じ方向の３３のような電流が流れ
る。これは第８崗のＰｓ、パルスである。Ｒ６がＨにな
ると同時に８１１１がＬになる。８１がＬのとき、第７
図のｄはＬとなり、Ｎチャンネルトランジスタ５８はＯ
ＦＦし、検出電圧波形（第９図のＶｅ、）がｏ、かう出
力され、コンパレーター１２２に入力する。

このとき検出抵抗は最も低い値であるため検出電圧波形
も最も低い値となる。Ｖｓｌは基準電圧ｖｔｈ’（＝７
ｎｎ）以下であるため、コンパレーター１２２の出力は
Ｌである。次にＳ、がＨになり検出抵抗自動設定の第１
ステツプを終了する。ＢｒｓはＨになり、次にＬになる
とき、以上述べたとと七同様な、検出抵抗のチェックを
行う。このとき、検出電圧波形がｖｔｈ’より小さいと
きは、また次の検出抵抗ステップのチェックを行い、検
出電圧波形がｖｔｈ’よシ大きくなるまで、抵抗をステ
ップ的に変化させる。もし検出電圧波形がｖｔｈ’より
大きいこトラコンパレーターが検出したう、コンパレー
ター１２２の出力は■とな夕、ＮＯＲ回路１盲７へ入力
し、８ｓｔＨにセットする。ＮＯＲ回路１１６゜１１７
で構成されるＲ８ラッチ回路は、電源投入時またはアナ
ログのリセット時にあらかじめＳ、＝Ｈによってリセッ
トされている。８ｓがＨになると８１１がＨになシ検出
抵抗が設定される。Ｂ、□がＨになることによジ、８１
がＨになり、検出抵抗設定用カウンターのカウントアツ
プパルスを禁止する。

８１−がＬになることにより、コンパレーターの基準電
圧の供給を停止し、検出電流、検出サンプリングも停止
する。このようにして検出抵抗を自動設定する。１度自
動設定がされると、電流の再投入、アナログのリセット
がない限り、検出抵抗は変化しない。電源投入時の発振
開始後またはりセット解除後１秒以内に検出抵抗の自動
設定を終了する。次の１秒間は検出抵抗の設？値の確認
をする。電源投入時の発振開始後またけリセット解除後
１秒でＯｌから０．へ向って電流を流し、ロータ１に回
転させる。（Ｐｉ、パルスが０□から０．に電流を流し
た場合はＯｆから０１に電流を流す。）このパルスｔ　
Ｐｉｔ　パルスという。（第８図参照）このＰｉ、パル
スはローターが完全に回転するものである。次にＰｉ、
パルスと同じ電流の方向に回転検出電流を流し回転検出
を行なう。８１がＨになりＰチャンネルトランジスタ１
０８ｔ？ＯＮｌ、、抵抗１０９と１１０に電流を流す。

二つの抵抗により［＃１１１圧は分圧され第１０図のｖ
ｔｈがコンパレーター１２１と１２２に供給される。こ
れと同時に第７図のａとＣがＬになり検出電流が流れる
。次にａとＣがＨになると同時にｄがＬになり検出電圧
波形がＯ３より出力され、コンパレーター１２２に入力
する。このときは回転時、であるため通常は検出電圧波
形のピーク電圧はｖｔｈより低い。ＮＯＲ回路８９．９
０によって構成されるＲＳラッチ回路はあらかじめ８５
マ＝Ｈによってリセットされている。したがって、８１
ｓは乙のまま変化しない。

この場合、検出抵抗の自動設定は正常であると判断され
て、次の運針から通常動作状態に入る。しかし、回転時
において、検出電圧波形のピーク電圧がｖｔｈよす高い
場合はコンパレーター１２２の出力は■にな！７　Ｅｆ
ｔｓの出力も■となる。この場合検出抵抗の自動設定に
不具合があったと判断され、時計の運針を停止させる。

したがって、時計の使用者は検出抵抗の自動設定に不具
合のあったことを知ることができる。この場合、時計の
使用者は再度アナログ時計のリセットをすることにより
検出抵抗の自動設定を確実にすることができる。

以上の如くの手法により、検出抵抗の設定区間Ａにおい
て、個々のステップモータの特性に最も合致する最適な
検出抵抗が設定される。検出抵抗の設電区間Ａ以降の通
常動作時に於ては、この検出抵抗値は固定される。第２
８図は通常動作時における検出電圧を示すもので、１２
３は非回転時の検出電圧でピーク値υＵは検出抵抗設足
時の検出電圧υ−ｎに等しくなる。また１２４は回転し
た時の検出電圧波形でυｒはピーク値を示す。υＵとυ
τを基準電位ｖｔｈとの比較で判定してゆくわけである
が、通常動作時の動作については、本発明で規定する所
ではないので詳述するのは避ける。

以上の説明に於ては、検出抵抗を小さい方から段階的に
増大してゆきながら最適な検出抵抗を探す手法で説明し
たが、逆に検出抵抗を大きい方から段階的に減少してゆ
く手法をとっても、本発明の目的を達する上で何ら変わ
る所はない。第２９図は該手法を取った場合の検出電圧
の変化を示したものである。同一において、検出電圧波
形は検出電圧を段階的に減少してゆくにつれ１２５→１
２６→１２７→・・・・・牽→１３０→１３１と変わっ
てゆく。ｖｃＦｉｐゲートのダイオード特性によりフリ
ップされる電位であり、検出電圧のピーク値はＶｃで規
制される。検出電圧のピーク値が基準電位Ｖｔｈ′（＝
ＶＤＤ　）　　’ｉ初めて下まわる時が、波形％３１で
ある。この時の検出抵抗値を検出抵抗として設定しても
よいし、また一つ直前の検出′−圧１、！Ｓｏ（ビーク
睡υｆＩｎ−１）を与える検出抵抗に設定して奄よい。

また以上の説明に於ては、第７図の如く検出抵抗素子を
ｒｌ　＊　ｒ、　＠　ｒ３　＊　ｒ４　　と４個厘列に
構成する例を示したが、４個に規定されるわけでなく、
一般＋ｃｌＪ数個構成すれば、本発明の目的上達するこ
とができる。（個敬を多くすれば、分割精度が向上する
。）また検出抵抗素子とトランスミッションゲートを並
列に配置して、検出抵抗を変化させる構成例で説明して
きたが、本発明ではこの構成例に規定されず、検出抵抗
を論理的に設定できる他の回路構成によってもよい。

第３０図は本発明を実現する他の（ロ）路構成例を示し
たものであるが、同図の様に検出抵抗素子ｒ重ｅｒｔ＊
ｒｍ＊ｒ４ｔ’Ｐゲート１５２，１３！ｉと直列に配し
ｑＤＤ側と接続しても、論理的には全く同機であり、本
発明の効果に何ら変わる所はない。

以上説明してきた如く、本発明によれば検出抵抗はＩＣ
内部で論理的に設定するため、外付は抵抗を必要とせず
、時計の小型化、薄型化、ローコストという要請に応え
ることができる。

またステップモータのばらつきによって、検出電流にば
らつきが生ずる場合でも、回転時の検出電流波形と非回
転時の検出電流で相対的な差がありさえすれば、回転利
足が可能である。従って量産時でのばらつきを吸収する
という意味で、量産上での効果は極めて大である。

さらにまた、ひとつのＩＣであらゆる仕様の固体型ステ
ータタイプのステップモータに適用できＩＣの標準化の
実現に寄与する。

本発明は以上の様に１わずかなデジタル回路を付加する
だけで、他にコストアップの要因となりうるものは何も
なく、その効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はコイルに印加するパルス波形を示す図。第２．３図はステップモータの動作説明図。第４図は従
来の駆動（ロ）路と検出回路。第５．６図は（ａ）が検
出電流波形、（ｂ）が検出電圧波形を示す図。第７図は
、本発明の一実施例を示す回路構成を示す甲。第８図は
、本発明の一実施例を示す第゛５′図の回路のタイミン
グチャー）ｔＭす図。第９図は、磁気ヒステリシス曲線
を示す図。第１０．１１゜１２．１３，１４，１５，１
／ｉ、１７．１８図はステップモータの動作説明図。第
１９図は、Ｐ１パルスによるコイルに流れる電流波形を
示す図。第２０図は、検出パルスＰｓｌ　＠　Ｐｅ、　Ｈ＋　Ｐ
ｓ！ｌによって発生する検出電圧波形を示す因。第２１
図は、区間Ａ′の検出パルスＰｓＫよって発生する検出
電圧波形を示す図。第２２因は、検出抵抗設定区間のマ
スク信号を形成する回路、第２３図は構出信号を形成す
る回路、第２４図は検出抵抗を設定する回路。第２５（
９）は、ｏｌｌｏｌの検出電圧波形と基準電圧を比較す
る回路。第２６図は、第２２図のタイミングチャート。第２７図は、第２３図のタイミングチャート。第２８図
は、通常動作時における検出電圧波形を示す囚。第２９
図は、検出抵抗設定時に、検出パルスによって発生する
検出電圧波形を示す図。第３０図は本発明を実現する他
の回路構成例。４・・・ロータ５・・・ステータ６・・・内ノツチ２６．５０・・・非回転時の検出電圧波形２７　、　Ｓ
　１・・・回転時の検出電流波形以　　　上出願人　島内精器株式会社株式会社諏訪精工舎代理人　最上　務隼ｌ凪（α）　　　蓼ろい　　　（１７）室外〕（ｃＬ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｑ＞）憐Ｇい４６２− 悟９図リ○ 糖）９１２豫１ｑ昂儂ンタ図１１溝ΣｑｔＢ矩３０凪昭和５７年４月５０日特許庁長官殿昭和５６年特許願第１８５８４８号２、発明の名称アナログ電子時計３、補正をする者事件との関係　出願人長野県諏訪市大和３丁目５誉５号島内精ＩＩｔｌｌＲ式会社４、　Ｒユカ　代＊＊締役宮７１喜（４４！！１１図；
面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも発振回路、分ＷＪ回路、パルス巾合成
回路、回転検出回路、ステップモータから構成され、該
回転検出回路は、検出電流によって発生する検出抵抗の
両端の電位差の大小によって、前記ステップモータのロ
ータの回転判定を行うよう構成されたアナログ電子時１
ＪｆＫ於て、前記検出抵抗の抵抗値は、前記ステップモ
ータに合わせ選択的に設定されるよう構成されたことｔ
−ｗｅとするアナログ電子時計。
（２）　前記検出抵抗の抵抗値は、検出電流によって発
生する検出抵抗の両端の電位によって、選択的に設定さ
れること七ｆＦ拳とする特許請求の範囲第１項記載のア
ナログ電子時計。（３：　　前記検出電流は、ロータを正方向に回転させ
ようとする方向であること？特命とする特許請求の範囲
第・・１項、第２項記載のアナログ１子時刺。＋４１　　ｆｌｌＪ配検出低検出抵抗値は、前記検出抵
抗の両端の電位が、基準電位にほぼ等しくなるよう設定
されることを４１Ｈ１とする等許請求の範囲第１項。第２項、第５項記載のアナログ電子時計。１５１　　前記基準電位は電源電圧にほぼ等しいこと全
特命とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
４項記載のアナログ電子時計。（６１前記検出抵抗の抵抗値設定動作時に於て、前記検
出抵抗の抵抗値が、検出パルス毎に、段階的に増加する
よう構成された特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
、第４項、第５項記載のアナログ電子時計。（］）　　前記検出抵抗の抵抗値設定動作時に於て、前
記検出抵抗の抵抗値が、検出パルス毎に、段階的に減少
するよう構成された特許請求の範囲第１項、第２項、第
６項、第４項、第５項記載のアナログ電子Ｆｋ８！ｉ。