(57)【要約】      （修正有）【課題】モーターを高速で駆動する場合にオーバーランを防止できる電子時計を提供する。【解決手段】電子時計は、モーターのコイルに駆動電流を供給するオン状態および駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバー５０と、コイルに流れる電流値に応じてドライバーをオン状態またはオフ状態に制御する制御部と、ドライバーのオン時間またはオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して駆動電流の極性を切り替える極性切替部７０と、駆動ステップ残数が残数判定値以下であるかを検出する駆動ステップ残数検出部８０と、駆動ステップ残数が残数判定値よりも大きければ、コイルに駆動電流を供給する端子を第１の状態に設定し、駆動ステップ残数が残数判定値以下であれば、端子を第１の状態に比べてローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部９０とを備える。【選択図】図５
2020159751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルおよびローターを有するモーターと、
前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、
前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、
前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記コイルに前記駆動電流を供給する前記端子を第１の状態に設定し、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記端子を前記第１の状態に比べて前記ローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部と、
を備える電子時計。
【請求項２】
コイルおよびローターを有するモーターと、
前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、
前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、
前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記所定条件に該当したことを検出してから第１所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替え、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記所定条件に該当したことを検出してから前記第１所定時間より長い第２所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替えるように前記極性切替部を調整する駆動周期調整部と、
を備える電子時計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子時計において、
前記モーターの駆動周期に基づいて、前記残数判定値を設定する残数判定値設定部を備える電子時計。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電子時計において、
前記モーターの駆動開始から前記モーターの駆動周期が収束するまでの駆動ステップ数または経過時間に基づいて、前記残数判定値を設定する残数判定値設定部を備える電子時計。
【請求項５】
請求項１に記載の電子時計において、
前記第１の状態は、前記端子をハイインピーダンス状態とすることであり、
前記第２の状態は、前記端子をショート状態とする
ことを特徴とする電子時計。
【請求項６】
請求項１に記載の電子時計において、
前記第１の状態は、前記端子をハイインピーダンス状態とすることであり、
前記第２の状態は、前記端子間を所定の抵抗を介してショート状態とする
ことを特徴とする電子時計。
【請求項７】
コイルおよびローターを有するモーターと、
前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、
前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、
前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記コイルに前記駆動電流を供給する前記端子を第１の状態に設定し、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記端子を前記第１の状態に比べて前記ローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部と、
を備えるムーブメント。
【請求項８】
コイルおよびローターを有するモーターと、
前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、
前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、
前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記所定条件に該当したことを検出してから第１所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替え、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記所定条件に該当したことを検出してから前記第１所定時間より長い第２所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替えるように前記極性切替部を調整する駆動周期調整部と、
を備えるムーブメント。
【請求項９】
モーターのコイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、
前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、
前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記コイルに前記駆動電流を供給する前記端子を第１の状態に設定し、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記端子を前記第１の状態に比べて前記モーターのローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部と、
を備えるモーター制御回路。
【請求項１０】
モーターのコイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、
前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、
前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、
前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、
前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記所定条件に該当したことを検出してから第１所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替え、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記所定条件に該当したことを検出してから前記第１所定時間より長い第２所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替えるように前記極性切替部を調整する駆動周期調整部と、
を備えるモーター制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計、ムーブメントおよびモーター制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モーターのコイルへの電流の供給を、コイルに流れる電流が上限の閾値を上回ったらオフし、下限の閾値を下回ったらオンして、電力供給を継続するオン時間または電力供給の停止を継続するオフ時間からモーターのローターの位置を推定してモーターの回転を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５４２１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記制御技術では、前記モーターを高速で駆動する場合、所望の位置でモーターが停止せずに、数ステップ余分に回転することがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の電子時計は、コイルおよびローターを有するモーターと、前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記コイルに前記駆動電流を供給する前記端子を第１の状態に設定し、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記端子を前記第１の状態に比べて前記ローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部と、を備える。
【０００６】
本開示の電子時計は、コイルおよびローターを有するモーターと、前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記所定条件に該当したことを検出してから第１所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替え、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記所定条件に該当したことを検出してから前記第１所定時間より長い第２所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替えるように前記極性切替部を調整する駆動周期調整部と、を備える。
【０００７】
本開示の電子時計において、前記モーターの駆動周期に基づいて、前記残数判定値を設定する残数判定値設定部を備えることが好ましい。
【０００８】
本開示の電子時計において、前記モーターの駆動開始から前記モーターの駆動周期が収束するまでの駆動ステップ数または経過時間に基づいて、前記残数判定値を設定する残数判定値設定部を備えることが好ましい。
【０００９】
本開示の電子時計において、前記第１の状態は、前記端子をハイインピーダンス状態とすることであり、前記第２の状態は、前記端子をショート状態とすることであることが好ましい。
【００１０】
本開示の電子時計において、前記第１の状態は、前記端子をハイインピーダンス状態とすることであり、前記第２の状態は、前記端子間を所定の抵抗を介してショート状態とするものでもよい。
【００１１】
本開示のムーブメントは、コイルおよびローターを有するモーターと、前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記コイルに前記駆動電流を供給する前記端子を第１の状態に設定し、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記端子を前記第１の状態に比べて前記ローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部と、を備える。
【００１２】
本開示のムーブメントは、コイルおよびローターを有するモーターと、前記コイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記所定条件に該当したことを検出してから第１所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替え、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記所定条件に該当したことを検出してから前記第１所定時間より長い第２所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替えるように前記極性切替部を調整する駆動周期調整部と、を備える。
【００１３】
本開示のモーター制御回路は、モーターのコイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記コイルに前記駆動電流を供給する前記端子を第１の状態に設定し、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記端子を前記第１の状態に比べて前記モーターのローターに加えるブレーキ力が大きい第２の状態に設定する駆動周期調整部と、を備える。
【００１４】
本開示のモーター制御回路は、モーターのコイルに駆動電流を供給する端子を有し、前記コイルに前記駆動電流を供給するオン状態、および、前記駆動電流を供給しないオフ状態に制御されるドライバーと、前記コイルに流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した前記電流値に応じて前記ドライバーを前記オン状態または前記オフ状態に制御する制御部と、前記ドライバーの前記オン状態の継続時間であるオン時間、または、前記ドライバーの前記オフ状態の継続時間であるオフ時間が所定条件に該当したことを検出した場合に、前記モーターの１ステップ分の駆動が終了したと判定して前記駆動電流の極性を切り替える極性切替部と、前記駆動電流の極性の切り替え毎に１ステップずつ減らされて前記モーターの駆動終了までの残りの駆動ステップ数を示す駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する駆動ステップ残数検出部と、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値よりも大きければ、前記所定条件に該当したことを検出してから第１所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替え、前記駆動ステップ残数が前記残数判定値以下であれば、前記所定条件に該当したことを検出してから前記第１所定時間より長い第２所定時間の経過後に前記駆動電流の極性を切り替えるように前記極性切替部を調整する駆動周期調整部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の電子時計を示す正面図である。
【図２】第１実施形態の電子時計の回路構成を示す回路図である。
【図３】第１実施形態の電子時計のモーターの構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の電子時計のＩＣの構成を示す構成図である。
【図５】第１実施形態の第３モーター制御回路の構成を示す回路図である。
【図６】第１実施形態のドライバーおよび検出回路の構成を示す回路図である。
【図７】第１実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャートである。
【図８】第１実施形態の減速制御処理を説明するフローチャートである。
【図９】第１実施形態のモーター制御処理の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】第２実施形態の第３モーター制御回路の構成を示す回路図である。
【図１１】第２実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャートである。
【図１２】第２実施形態の減速制御処理を説明するフローチャートである。
【図１３】第２実施形態のモーター制御処理の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】第３実施形態の第３モーター制御回路の構成を示す回路図である。
【図１５】第３実施形態のドライバーおよび検出回路の構成を示す回路図である。
【図１６】第３実施形態のモーター制御処理を説明するフローチャートである。
【図１７】第３実施形態の減速制御処理を説明するフローチャートである。
【図１８】第３実施形態のブレーキ力とゲート信号との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態の電子時計１を図面に基づいて説明する。
電子時計１は、図１に示すように、ワールドタイム機能を有するアナログ電子時計である。電子時計１は、センター針である時針２および分針３と、６時側に配置された小秒針４と、時針２および分針３と同軸に設けられてタイムゾーンを指示する都市針５と、りゅうず９と、ボタン１１、１２と、図示略のムーブメントを収容するケース８とを備える。
【００１７】
時針２、分針３、都市針５は、電子時計１の文字板１３の表面に直交する平面視で文字板１３の中央部に設けられた３つの指針軸にそれぞれ取り付けられている。
小秒針４は、平面視で文字板１３の中央部よりも６時側で他の指針とは独立した指針軸に取り付けられている。
【００１８】
［電子時計の回路構成］
電子時計１のムーブメントは、図２に示すように、信号源である水晶振動子１４と、電源である電池１５と、ボタン１１、１２の操作に連動してオン、オフされるプッシュスイッチＳ１、Ｓ２と、りゅうず９の引き出しに連動してオン、オフされるスライドスイッチＳ３、Ｓ４と、第１モーター４１、第２モーター４２、第３モーター４３と、時計用のＩＣ２０とを備える。
【００１９】
［モーターの構成］
図３に示すように、第３モーター４３は、ステーター１３１と、コイル１３０と、ローター１３３とを備える。コイル１３０の両端は、後述するドライバー５１の出力端子Ｏ５、Ｏ６に導通され、ローター１３３は、径方向に２極に着磁された磁石である。したがって、第３モーター４３は、電子時計用に用いられる２極単相ステッピングモーターであり、後述するように、ドライバー５１に入力される駆動信号によって駆動される。
第１モーター４１、第２モーター４２は、第３モーター４３と同様の２極単相ステッピングモーターであるため、説明を省略する。
【００２０】
図２に示すように、小秒針４は、第１モーター４１によって運針され、時刻の秒を指示する。都市針５は、第２モーター４２によって運針され、設定されたタイムゾーンの代表都市を指示する。分針３および時針２は、第３モーター４３によって連動して運針される。このため、分針３は１周１８０分割で分を表示し、時針２は１周２１６０分割で時を表示する。
【００２１】
図２に示すように、ＩＣ２０は、水晶振動子１４が接続される接続端子ＯＳＣ１、ＯＳＣ２と、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が接続される入力端子Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４と、電池１５が接続される電源端子ＶＤＤ、ＶＳＳと、第１モーター４１から第３モーター４３の各コイル１３０に接続される出力端子Ｏ１〜Ｏ６とを備える。
なお、本実施形態では、電池１５のプラス電極を、高電位側の電源端子ＶＤＤに接続し、マイナス電極を低電位側の電源端子ＶＳＳに接続し、低電位側の電源端子ＶＳＳをグランド（基準電位）に設定している。
【００２２】
水晶振動子１４は、後述する発振回路２１で駆動されて発振信号を発生する。
電池１５は、一次電池または二次電池で構成される。二次電池の場合は、図示略のソーラーセルなどによって充電される。
スイッチＳ１は、電子時計１の略２時位置にあるボタン１１に連動して入力されるプッシュスイッチであり、ボタン１１が押されている状態ではオン状態となり、ボタン１１が押されていない状態ではオフ状態となる。
スイッチＳ２は、電子時計１の略４時位置にあるボタン１２に連動して入力されるプッシュスイッチであり、ボタン１２が押されている状態ではオン状態となり、ボタン１２が押されていない状態ではオフ状態となる。
スイッチＳ３、Ｓ４は、りゅうず９の引き出しに連動したスライドスイッチである。本実施形態では、りゅうず９が１段目に引き出された状態でスイッチＳ３がオン状態、スイッチＳ４がオフ状態となり、２段目に引き出された状態でスイッチＳ４がオン状態、スイッチＳ３がオフ状態となり、０段目ではスイッチＳ３、Ｓ４が共にオフ状態となる。
【００２３】
［ＩＣの回路構成］
ＩＣ２０は、図４に示すように、発振回路２１と、分周回路２２と、電子時計１の制御用のＣＰＵ２３と、ＲＯＭ２４と、入力回路２６と、バス２７とを備える。なお、ＣＰＵは、Central Processing Unitの略語であり、ＲＯＭはRead Only Memoryの略語である。
さらに、ＩＣ２０は、第１モーター４１を駆動する第１モーター制御回路３１と、第２モーター４２を駆動する第２モーター制御回路３２と、第３モーター４３を駆動する第３モーター制御回路３３とを備える。
【００２４】
発振回路２１は、基準信号源である水晶振動子１４を高周波発振させ、この高周波発振で発生する所定周波数（32768Hz）の発振信号を分周回路２２に出力する。
分周回路２２は、発振回路２１の出力を分周してＣＰＵ２３にタイミング信号（クロック信号）を供給する。
ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２３で実行される各種プログラムを収納している。本実施形態では、ＲＯＭ２４は、基本時計機能などを実現するためのプログラムを収納している。
ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２４に収納されたプログラムを実行し、各機能を実現する。
【００２５】
入力回路２６は、入力端子Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４の状態をバス２７に出力する。バス２７は、ＣＰＵ２３、入力回路２６、第１モーター制御回路３１、第２モーター制御回路３２、第３モーター制御回路３３間のデータ転送などに用いられる。
第１モーター制御回路３１から第３モーター制御回路３３は、バス２７を通してＣＰＵ２３から入力される命令により、第１モーター４１から第３モーター４３の駆動を制御する。
【００２６】
［モーター制御回路の構成］
第１モーター制御回路３１は、１秒毎に小秒針４用の第１モーター４１を駆動するため、腕時計等で採用されている低消費電力化が可能なモーター制御回路とされている。すなわち、第１モーター制御回路３１は、パルス幅が小さい主駆動パルスを出力後、第１モーター４１のコイル１３０の誘起電圧を測定してローター１３３が回転したか否かを検出し、非回転の場合には、主駆動パルスに比べて大きなパルス幅で固定された補正駆動パルスを出力してローター１３３を確実に回転させるように制御する。なお、第１モーター制御回路３１は、固定パルスで第１モーター４１を駆動してもよい。
【００２７】
第２モーター制御回路３２は、都市針５を正逆両方向、つまり時計回りおよび反時計回りの両方向に移動できるように、第２モーター４２を制御する。したがって、第２モーター制御回路３２は、第２モーター４２を正逆両方向に駆動制御できるものであればよい。
【００２８】
第３モーター制御回路３３は、都市針５による時差修正時に、時針２および分針３を高速で運針可能な制御回路であり、図５に示すように、ドライバー及び検出回路５０と、極性切替部７０と、駆動ステップ残数検出部８０と、駆動周期調整部９０とを備える。
【００２９】
ドライバー及び検出回路５０は、図６に示すように、第３モーター４３のコイル１３０に電流を供給するドライバー５１と、コイル１３０に流れる電流値が所定値を超えているか否かを判定する電流検出回路６１とを備える。電流検出回路６１は、コイル１３０に流れる電流値を検出する電流検出部である。ドライバー５１および電流検出回路６１の詳細は後述する。
【００３０】
［極性切替部］
極性切替部７０は、第３モーター４３の１ステップ分の駆動が終了したことを判定してコイル１３０に流す駆動電流の極性を切り替える制御を行う回路であり、第１タイマー７１と、ＡＮＤ回路７２と、ＯＲ回路７３と、ＳＲラッチ回路７４と、フリップフロップ７５と、第１デコーダー７６と、微分回路７７を備える。
第１タイマー７１は、第３モーター４３のコイル１３０に流す電流の極性を切り替えるための所定条件となる判定時間t1を計測するタイマーである。第１タイマー７１の出力TM1は、第１タイマー７１のリセット端子ＲがＬレベルになってリセット状態が解除されてから、判定時間t1の経過前にリセット端子ＲがＨレベルになった場合はＬレベルを維持し、リセット端子ＲがＬレベルのままで判定時間t1が経過した場合はその時点でＨレベルになる。
【００３１】
ＡＮＤ回路７２は、ドライバー及び検出回路５０から出力された検出信号DT1と、第１タイマー７１の出力TM1とが入力される。
ＯＲ回路７３は、ドライバー及び検出回路５０から出力された検出信号DT1が反転された信号と、駆動制御回路８２から出力された駆動制御信号DONが反転された信号とが入力される。
【００３２】
ＳＲラッチ回路７４は、セット端子ＳにＯＲ回路７３の出力が入力され、リセット端子Ｒにドライバー及び検出回路５０の検出信号DT2が入力される。ＳＲラッチ回路７４は、出力端子Ｑからドライバー５１のオン、オフ状態を切り替える切替信号TONを出力する。切替信号TONは、第１デコーダー７６および第１タイマー７１のリセット端子Ｒに入力される。
フリップフロップ７５は、クロック端子ＣにＡＮＤ回路７２の出力が入力される。フリップフロップ７５は、出力端子Ｑから駆動信号の極性を切り替える駆動極性信号PLを出力する。
【００３３】
第１デコーダー７６には、ＳＲラッチ回路７４から出力される切替信号TONと、フリップフロップ７５から出力される駆動極性信号PLと、後述する駆動制御回路８２から出力される駆動制御信号DONと、後述する選択回路９３から出力される非駆動期間信号THZとが入力される。第１デコーダー７６は、こられの信号の状態に応じて、後述する図９のタイミングチャートに示すように、駆動信号としてゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4をドライバー５１に出力する。
微分回路７７は、駆動極性信号PLの立ち上がり、および、立下り毎に微分信号PCLKを出力する。
【００３４】
駆動ステップ残数検出部８０は、第３モーター４３の駆動終了までの残りの駆動ステップ残数が残数判定値以下になったか否かを検出する回路であり、ダウンカウンター８１と、駆動制御回路８２と、ＡＮＤ回路８３と、第２タイマー８４と、ラッチ回路８５と、第２デコーダー８６と、比較器８７とを備える。
ダウンカウンター８１は、ＣＰＵ２３からバス２７を介して入力される設定信号により駆動ステップ数の初期値が設定される。第３モーター４３は、時針２および分針３を連動して駆動し、本実施形態では、分針３は３６０ステップで１周し、時針２は３６０×１２＝４３２０ステップで１周するように設定されている。
このため、後述するようにボタン１１を押して都市針５を１時間分進めた場合のように、時針２および分針３を１時間分早送りする場合には、ＣＰＵ２３はダウンカウンター８１に設定信号を出力し、３６０ステップを設定する。
また、ダウンカウンター８１は、微分回路７７から出力される微分信号PCLKが入力されるとダウンカウント、つまりカウント値を「１」減算して、第３モーター４３の駆動終了までの残りのステップ数をカウントする。すなわち、ダウンカウンター８１は、駆動ステップ残数ｎをカウントする。
【００３５】
駆動制御回路８２は、ダウンカウンター８１のカウント値である駆動ステップ残数ｎを検出し、駆動ステップ残数ｎに応じて、第３モーター４３を駆動制御中であるか否かを示す駆動制御信号DONを出力する。本実施形態では、駆動制御回路８２は、駆動ステップ残数ｎが「１」以上の場合は、駆動制御信号DONをＨレベルにする。また、駆動制御回路８２は、駆動ステップ残数ｎが「０」の場合は、駆動制御信号DONをＬレベルにする。
ＡＮＤ回路８３は、選択信号SELが反転された信号と、微分信号PCLKとが入力され、選択信号SELがＬレベルの際に、微分信号PCLKが入力されるとラッチ回路８５のクロック端子ＣにＨレベル信号を出力する。
【００３６】
第２タイマー８４は、微分信号PCLKの立下りでリセットされる。微分信号PCLKは、極性の切り替え毎に出力されるため、第２タイマー８４は１ステップの駆動時間t2をカウントする。駆動時間t2は、図９に示すように、微分信号PCLKの立ち下がりタイミングから次の立ち上がりタイミングまでの時間である。
ラッチ回路８５は、微分信号PCLKの立ち上がりで第２タイマー８４がカウントする駆動時間t2を時間t2Aとしてラッチする。
第２デコーダー８６は、ラッチ回路８５でラッチした時間t2Aの値に応じて最終パルスの何発前から減速を開始するかを示す数値ｍつまり残数判定値ｍを出力する。したがって、第２デコーダー８６は残数判定値設定部である。
比較器８７は、微分信号PCLKが出力したタイミングで、残数判定値ｍと駆動ステップ残数ｎとを比較し、ｎがｍ以下であれば選択信号SELとしてＨレベル信号を出力し、ｎがｍよりも大きい場合は選択信号SELとしてＬレベル信号を出力する。
【００３７】
［駆動周期調整部］
駆動周期調整部９０は、第３モーター４３の駆動周期を調整する回路であり、第３タイマー９１と、第４タイマー９２と、選択回路９３とを備える。
第３タイマー９１は、極性切替の後、次のステップの駆動信号を出力するまでの一つの期間t3をカウントする。このため、第３タイマー９１は、微分信号PCLKが入力されるとリセットされ、時間t3の経過後にＨレベル信号を出力する。
第４タイマー９２は、極性切替の後、次のステップの駆動信号を出力するまでの一つの期間t4をカウントする。期間t4は、期間t3よりも長い期間である。第４タイマー９２は、微分信号PCLKが入力されるとリセットされ、時間t4の経過後にＨレベル信号を出力する。
選択回路９３は、比較器８７から出力される選択信号SELに応じて、第３タイマー９１および第４タイマー９２の出力を選択し、非駆動期間信号THZを第１デコーダー７６に出力する。
非駆動期間信号THZは、図９に示すように、期間t3が選択されている場合は、微分信号PCLKの立ち上がりでＨレベルに変化し、期間t3経過時にＬレベルに変化する。すなわち、極性の切替時に期間t3だけＨレベルとなる。同様に、期間t4が選択されている場合、非駆動期間信号THZは、極性の切替時に期間t4だけＨレベルとなる。
そして、第１デコーダー７６は、非駆動期間信号THZで設定された期間の経過後に、コイル１３０に極性が切り替えられた駆動電流が供給されるようにドライバー５１を制御する。したがって、本実施形態では、期間t3が第１所定時間であり、期間t4が第２所定時間であり、これらの期間、駆動電流を供給せずにハイインピーダンス状態に維持することで、コイル１３０に駆動電流を供給しない期間、つまりローター１３３を非駆動状態とする非駆動期間を変更できる。非駆動期間である期間t3および期間t4を比較すると、期間t4のほうが期間t3よりも長くされている。このため、期間t4が選択された場合は、期間t3が選択された場合に比べて、駆動電流が供給されるタイミングが遅くなり、その分、ローター１３３は減速される。
【００３８】
［ドライバー及び検出回路の構成］
ドライバー及び検出回路５０は、図６に示すように、ドライバー５１と、電流検出回路６１とを備える。
ドライバー５１は、２つのPchトランジスター５２、５３と、４つのNchトランジスター５４、５５、５６、５７と、２つの検出抵抗５８、５９とを備える。各トランジスター５２〜５７は、第１デコーダー７６から出力されるゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によって制御され、第３モーター４３のコイル１３０に正逆両方向の電流を供給する。
【００３９】
電流検出回路６１は、第１基準電圧発生回路６２と、第２基準電圧発生回路６３と、コンパレーター６４１、６４２、６５１、６５２と、複合ゲート６８、６９とを備えている。複合ゲート６８は、図６に示すＡＮＤ回路６６１、６６２およびＯＲ回路６８０を組み合わせたものと同等の機能を備える一つの素子である。複合ゲート６９は、ＡＮＤ回路６７１、６７２およびＯＲ回路６９０を組み合わせたものと同等の機能を備える一つの素子である。
コンパレーター６４１、６４２は、抵抗値Ｒ１、Ｒ２の検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧と、第１基準電圧発生回路６２の電圧とをそれぞれ比較する。
ＡＮＤ回路６６１には駆動極性信号PLが反転入力され、ＡＮＤ回路６６２には駆動極性信号PLがそのまま入力されているため、駆動極性信号PLによって選択されたコンパレーター６４１、６４２の一方の出力が検出信号DT1として出力される。
コンパレーター６５１、６５２は、抵抗値Ｒ１、Ｒ２の検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧と、第２基準電圧発生回路６３の電圧とをそれぞれ比較する。
ＡＮＤ回路６７１には駆動極性信号PLが反転入力され、ＡＮＤ回路６７２には駆動極性信号PLがそのまま入力されているため、駆動極性信号PLによって選択されたコンパレーター６５１、６５２の一方の出力が検出信号DT2として出力される。
【００４０】
第１基準電圧発生回路６２は、コイル１３０に流れる電流が下限電流値Iminの場合に、検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧に相当する電位を出力するように設定されている。
したがって、コイル１３０に流れる電流Ｉが下限電流値Imin以上の場合は、検出抵抗５８、５９の両端に発生する電圧が第１基準電圧発生回路６２の出力電圧を上回るため、検出信号DT1がＨレベルとなる。一方、電流Ｉが下限電流値Iminを下回っている場合は、検出信号DT1がＬレベルとなる。このため、電流検出回路６１の第１基準電圧発生回路６２、コンパレーター６４１、６４２、複合ゲート６８は、コイル１３０に流れる電流Ｉが下限電流値Iminより小さいことを検出する下限検出部である。
第２基準電圧発生回路６３は、上限電流値Imaxに相当する電圧を発生する。したがって、電流検出回路６１の検出信号DT2は、コイル１３０に流れる電流Ｉが上限電流値Imaxを超えた場合にＨレベルとなり、上限電流値Imax以下の場合にＬレベルとなる。このため、電流検出回路６１の第２基準電圧発生回路６３、コンパレーター６５１、６５２、複合ゲート６９は、コイル１３０に流れる電流Ｉが上限電流値Imaxを超えたことを検出する上限検出部である。
【００４１】
ここで、電流検出部である電流検出回路６１が検出した電流値、つまり電流値の検出結果である検出信号DT1、DT2に応じてドライバー５１をオン状態、オフ状態に制御する制御部は、ＯＲ回路７３、ＳＲラッチ回路７４、第１デコーダー７６を備えて構成される。
また、極性切替部７０は、ドライバー５１のオフ状態の継続時間であるオフ時間Toffが、所定条件である判定時間t1を超えたことを検出した場合に、駆動極性信号PLを反転して第１デコーダー７６、微分回路７７に出力し、第１デコーダー７６は駆動電流の極性を切り替える。
【００４２】
［モーター制御回路の制御処理］
次に、図７および図８のフローチャートに基づいて本実施形態における動作を説明する。本実施形態では、ボタン１１を押してスイッチＳ１が入力される毎に、都市針５が１時間時差のある次の都市の表示位置に移動し、都市針５の移動に連動して、時針２および分針３が＋６０分、早送りで移動される仕様になっている。
このため、ＩＣ２０のＣＰＵ２３は、ボタン１１によってスイッチＳ１の入力があると、まず、第２モーター制御回路３２から出力される駆動パルスにより、都市針５を１ステップ正転、つまり右回転する。都市針５の運針方法は、従来から行われている制御方法を利用できるので説明を省略する。
【００４３】
次に、都市針５が＋６０分、つまり１時間早送りで進められる場合の時針２、分針３の動作、つまり第３モーター制御回路３３による制御について、図７、８のフローチャートと、図９のタイミングチャートを用いて説明する。
スイッチＳ１の入力により、都市針５が＋６０分移動されると、ＣＰＵ２３は、バス２７を介して設定信号を出力し、分針３を１時間分運針するステップ数に相当する３６０をダウンカウンター８１にセットするステップＳＡ１を実行する。
なお、ＣＰＵ２３が設定信号を出力してダウンカウンター８１のステップ数を設定した後は、第３モーター制御回路３３内の各回路によって、以下の制御が実行される。すなわち、ＣＰＵ２３は、第３モーター４３を駆動するタイミングで、その駆動量を設定する設定信号を第３モーター制御回路３３に出力するだけでよい。
【００４４】
ダウンカウンター８１にステップ数３６０が設定されると、駆動制御回路８２はダウンカウンター８１が「０」ではないため、駆動制御信号DONをＨレベルとし、第１デコーダー７６は、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によって第３モーター４３のドライバー５１をオンするステップＳＡ２を実行する。ドライバー５１がオンされることで、第３モーター４３が作動し、時針２および分針３の駆動が開始する。
なお、フローチャートおよび以下の説明において、ドライバー５１をオンするとは、コイル１３０に駆動電流を流すことができるオン状態にドライバー５１を制御することを意味し、ドライバー５１をオフするとは、コイル１３０に駆動電流を流すことができないオフ状態にドライバー５１を制御することを意味する。
【００４５】
本実施形態では、図９のタイミングチャートで駆動制御信号DONがＨレベルとなった直後は、P1がＬレベル、P2がＨレベルのため、Pchトランジスター５２がオン、Pchトランジスター５３がオフされる。また、N1〜N3がＬレベル、N4がＨレベルのため、Nchトランジスター５４、５５、５６がオフ、Nchトランジスター５７がオンされる。このため、電流は、Pchトランジスター５２、端子Ｏ５、コイル１３０、端子Ｏ６、検出抵抗５９、Nchトランジスター５７を流れる。本実施形態では、端子Ｏ５から端子Ｏ６に向かってコイル１３０を流れる電流を、正方向の電流としている。また、本実施形態では、コイル１３０に供給する駆動電流は、第１の極性および第２の極性に切り替えられ、第１の極性の場合に、コイル１３０に正方向の電流が流れるものとしている。したがって、コイル１３０に正方向の電流が流れる状態は、第１の極性の駆動信号によってドライバー５１がオン状態に制御された状態である。
【００４６】
次に、第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ３を実行し、コイル１３０を流れる電流Ｉが、上限電流値Imaxを超えたか否かを判定する。第３モーター制御回路３３は、検出抵抗５８、５９に発生する電圧が、第２基準電圧発生回路６３の基準電圧を超えるまでは、ステップＳＡ３でＮＯと判定し、ステップＳＡ３の判定処理を継続する。
一方、第３モーター制御回路３３は、電流Ｉが上限電流値Imaxを超えた場合、ステップＳＡ３でＹＥＳと判定し、検出信号DT2をＨレベルにする。検出信号DT2がＨレベルになると、ＳＲラッチ回路７４のリセット端子ＲがＨレベルとなり、切替信号TONはＬレベルに変化する。このため、ステップＳＡ４が実行され、第１デコーダー７６は、ゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4によってドライバー５１をオフする。具体的には、P1がＨレベル、P2がＨレベル、N1がＨレベル、N2がＬレベル、N3がＨレベル、N4がＨレベルとなる。このため、コイル１３０の両端が電源端子ＶＳＳに接続されて短絡され、ドライバー５１からコイル１３０への電流Ｉの供給も停止する。したがって、コイル１３０に電流が供給されていない状態は、ドライバー５１がオフ状態に制御された状態である。本実施形態では、Pchトランジスター５２、５３およびNchトランジスター５５をオフ、Nchトランジスター５４、５６、５７をオンにした状態を、ドライバー５１の第１の極性でのオフ状態としている。
また、切替信号TONがＬレベルに変化すると、第１タイマー７１のリセットが解除され、第１タイマー７１のタイマー計測が開始する。また、ドライバー５１がオンされて切替信号TONがＨレベルに変化すると、第１タイマー７１がリセットされて判定時間t1の計測が停止する。
【００４７】
次に、第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ５を実行し、コイル１３０を流れる電流Ｉが下限電流値Iminを下回ったか否かを判定する。第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ５でＹＥＳと判定すると、ステップＳＡ６を実行し、ドライバー５１のオフ時間が判定時間t1を超えているか否かを判定する。すなわち、ドライバー５１をオフしてから、電流ＩがIminを下回るまでの経過時間つまりＯＦＦ時間が判定時間t1以下であれば、第３モーター制御回路３３はステップＳＡ６でＮＯと判定し、判定時間t1を超えていればＳＡ６でＹＥＳと判定する。具体的には、電流Ｉが下限電流値Iminを下回り、ステップＳＡ６でＹＥＳと判定したタイミングで、出力TM1がＨレベルであれば、ドライバー５１のオフ時間が判定時間t1を超えていると判定でき、出力TM1がＬレベルであれば、判定時間t1を超えていないと判定できる。
第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ６でＮＯと判定した場合は、極性の切り替えを行わず、ステップＳＡ２に戻り、ドライバー５１をオンして第３モーター４３を駆動する。
【００４８】
ドライバー５１をオンしている期間であるオン時間Tonと、オフしている期間であるオフ時間Toffと、誘起電圧Ｖ、駆動電圧Ｅ、駆動電流ｉ、コイル抵抗Ｒの間には、下記の式（１）の関係があり、誘起電圧Ｖから駆動の極性を切り替える最適なタイミングを推定できる。
Ｖ＝Ｅ*Ton/(Ton+Toff)−Ｒ*ｉ…（１）
そのため、オフ時間Toffが判定時間t1を超えない場合には、第３モーター制御回路３３はステップＳＡ６でＮＯと判定し、再びドライバー５１をオンしてコイル１３０への駆動電流の供給を再開するステップＳＡ２を実行する。
一方、オフ時間Toffが判定時間t1を超えたら、第３モーター制御回路３３は、ローター１３３が１８０度回転したものと判断して極性を切り替えるステップＳＡ７を実行し、ダウンカウンター８１でカウントしている駆動ステップ残数ｎをダウンカウントするステップＳＡ８を実行する。
【００４９】
次に、第３モーター制御回路３３は、駆動ステップ残数ｎが「０」であるか否かを判定するステップＳＡ９を実行し、ステップＳＡ９でＹＥＳと判定した場合は、時針２および分針３の１時間分の早送りが終了していると判断して、第３モーター４３の駆動を終了する。具体的には、ダウンカウンター８１でカウントする駆動ステップ残数ｎが「０」になると、駆動制御回路８２は駆動制御信号DONをＬレベルとし、第３モーター４３の駆動制御を終了する。
【００５０】
第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ９でＮＯと判定した場合は、減速制御処理ＳＡ１０を実行する。
第３モーター制御回路３３は、減速制御処理ＳＡ１０を開始すると、図８に示すように、比較器８７から出力される選択信号SELがＨレベルとなり、非駆動期間信号THZに期間t4が設定されているか否かを判定するステップＳＡ１１を実行する。
第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ１１でＮＯと判定した場合は、第２タイマー８４で計測される駆動時間t2を、ラッチ回路８５で時間t2AとしてラッチするステップＳＡ１２を実行する。
一方、第３モーター制御回路３３は、ステップＳＡ１１でＹＥＳと判定した場合は、ステップＳＡ１２は実行しない。なお、比較器８７は、図９にも示すように、ダウンカウンター８１にステップ数３６０が設定されて第３モーター４３の駆動が開始された際には、Ｌレベルの選択信号SELを出力する。このため、選択回路９３が出力する非駆動期間信号THZは、第３タイマー９１がカウントする期間t3が選択され、ステップＳＡ１１でＮＯと判定される。したがって、非駆動期間信号THZに時間t4が設定されるまでは、極性の切り替えが行われる毎に、ステップＳＡ１２が実行される。
【００５１】
第３モーター制御回路３３の第２デコーダー８６は、ラッチ回路８５にラッチされた時間t2Aの値に基づいて残りステップ数の残数判定値ｍを設定する。具体的には、第２デコーダー８６は、時間t2Aが下限判定時間t5よりも小さいか否かを判定するステップＳＡ１３を実行し、ステップＳＡ１３でＹＥＳと判定した場合つまりt2A＜t5の場合は、残数判定値ｍを「３」に設定するステップＳＡ１４を実行する。
第２デコーダー８６は、ステップＳＡ１３でＮＯと判定した場合は、時間t2Aが上限判定時間t6よりも小さいか否かを判定するステップＳＡ１５を実行し、ステップＳＡ１５でＹＥＳと判定した場合つまりt5≦t2A＜t6の場合は、残数判定値ｍを「２」に設定するステップＳＡ１６を実行する。
第２デコーダー８６は、ステップＳＡ１５でＮＯと判定した場合、つまりt2A≧t6の場合は、残数判定値ｍを「１」に設定するステップＳＡ１７を実行する。
【００５２】
次に、比較器８７は、ダウンカウンター８１でカウントされる駆動ステップ残数ｎが、第２デコーダー８６で設定された残数判定値ｍ以下の場合、つまりｎ≦ｍであるか否かを判定するステップＳＡ１８を実行する。
比較器８７は、ステップＳＡ１８でＮＯと判定した場合は、選択信号SELをＬレベルとし、非駆動期間信号THZを第３タイマー９１で計測する期間t3に設定するステップＳＡ１９を実行する。
比較器８７は、ステップＳＡ１８でＹＥＳと判定した場合は、選択信号SELをＨレベルとし、非駆動期間信号THZを第４タイマー９２で計測する期間t4に設定するステップＳＡ２０を実行する。
【００５３】
次に、第１デコーダー７６は、極性切替のタイミングで、ドライバー５１を非駆動期間信号THZだけハイインピーダンス状態にするステップＳＡ２１を実行した後、非駆動期間信号THZ以上経過したか否かを判定するステップＳＡ２２を実行する。第１デコーダー７６は、ステップＳＡ２２で「ＮＯ」と判定している間は、ドライバー５１のハイインピーダンス状態を維持する。また、第１デコーダー７６は、非駆動期間信号THZが経過してステップＳＡ２２でＹＥＳと判定すると、減速制御処理ＳＡ１０を終了し、ステップＳＡ２に戻って次のステップの駆動パルスの出力を開始する。
【００５４】
これにより、駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍ以下になると、ハイインピーダンス状態の期間がt4と長くなり、ローター１３３の回転軸などの摩擦抵抗などにより、ハイインピーダンス状態の期間がt3の場合に比べて、ローター１３３に加わる駆動力は低下してローター１３３が減速され、ローター１３３のオーバーランが防止される。すなわち、減速制御処理ＳＡ１０では、駆動電流を供給しない非駆動期間を変更することで、ローター１３３の減速制御量を変更できる。
例えば、図９のタイミングチャートでは、時間t2Aが下限判定時間t5以上、上限判定時間t6未満であるため、ｍ＝２が選択され、ｎ＝２になると、つまり最終ステップの１ステップ前から非駆動期間信号THZを期間t3よりも長い期間t4に変更される。
なお、t1、t3、t4、t5、t6の具体的な数値は、駆動対象となる指針の種類や早送り時のスピード、第３モーター４３の性能などに応じて適宜設定すればよい。また、コイル１３０の両端をハイインピーダンス状態として駆動電流を供給しない非駆動期間である期間t3および期間t4の割合は、適宜設定できるが、例えば、期間t4を期間t3の２〜５倍程度の範囲で設定すればよい。
【００５５】
［第１実施形態の効果］
本実施形態の第３モーター制御回路３３によれば、駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍ以下になると、非駆動期間信号THZが期間t3よりも長い期間t4に切り替えることで駆動電流を供給しない非駆動期間が長くなり、駆動電流を供給するタイミングも遅くなるため、ローター１３３をより減速でき、ローター１３３のオーバーランを防止できる。
また、残数判定値ｍを、駆動時間t2をラッチした時間t2Aつまり第３モーター４３の回転速度に基づいて設定しているので、より確実にローター１３３のオーバーランを防止できる。すなわち、時間t2Aが下限判定時間t5未満の場合は第３モーター４３の回転速度が大きくてオーバーランする可能性が高まるため、ｍ＝３として、非駆動期間が長い、つまりローター１３３をより減速できる制御に早めに切り替えることで、オーバーランを確実に防止できる。一方、時間t2Aが上限判定時間t6以上の場合は第３モーター４３の回転速度が小さくてオーバーランの可能性も低くなるため、ｍ＝１として、非駆動期間を長くする制御は、停止直前に切り替えている。また、時間t2Aが下限判定時間t5以上、上限判定時間t6未満の場合は、第３モーター４３の回転速度が中程度であるため、ｍ＝２として、非駆動期間を長くするタイミングを、回転速度が大きい場合と小さい場合の間に設定することで、ローター１３３を適度に減速でき、オーバーランを防止している。
したがって、第３モーター制御回路３３は、第３モーター４３を早送りする駆動制御を行いながら、ローター１３３のオーバーランを防止でき、時針２および分針３を所定の位置で停止することができる。
【００５６】
第３モーター制御回路３３は、論理素子を用いた専用の回路で構成しているので、ＣＰＵ２３で実現する場合に比べて、低電圧駆動および低消費電力化を実現でき、特に腕時計のような携帯型の電子時計１に適したものにできる。
【００５７】
［第１変形例］
第３タイマー９１を省略して期間t3＝０としてもよい。すなわち、駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍ以下になるまでは、ハイインピーダンス期間を設けずに、直ちに次のステップの駆動を実行してもよい。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の電子時計について、図１０〜１３を参照して説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
第２実施形態の電子時計は、第３モーター４３の駆動周期が安定するまでのステップ数によって第３モーター４３の負荷を判断し、減速制御を切り替えるタイミングを調整するものである。また、第１実施形態では、極性を切り替えた駆動電流を供給するまでの非駆動期間を第１所定時間である期間t3と、第２所定時間である期間t4とに切り替えてローター１３３の減速の程度を切り替えていたが、第２実施形態では、第１の状態であるハイインピーダンス状態と、第２の状態であるショート状態とを切り替えることで減速制御量を切り替えている。すなわち、第１の状態であるハイインピーダンス状態は、コイル１３０に駆動電流を供給しないため、ローター１３３を回転させる力が働かず、その結果、ローター１３３の回転軸の摩擦等の影響が大きくなってローター１３３を減速することができる。一方、第２の状態であるショート状態とするとローター１３３にショートブレーキが加わるため、第１の状態に比べてローター１３３の減速制御量を増大することができ、ローター１３３はより大きく減速する。
【００５９】
［構成の説明］
第２実施形態の電子時計は、第１実施形態の第３モーター制御回路３３の代わりに、図１０に示す第３モーター制御回路３３Ｂを用いている。第３モーター制御回路３３Ｂは、ドライバー及び検出回路５０、極性切替部７０Ｂ、駆動ステップ残数検出部８０Ｂ、駆動周期調整部９０Ｂを備える。ドライバー及び検出回路５０は、第１実施形態と同じ構成であるため、説明を省略する。
【００６０】
極性切替部７０Ｂは、前記第１実施形態と同じ構成である第１タイマー７１、ＡＮＤ回路７２、ＯＲ回路７３、ＳＲラッチ回路７４、フリップフロップ７５、微分回路７７と、前記第１実施形態と相違する第１デコーダー７６Ｂとを備える。
第１デコーダー７６Ｂは、後述するように、切替信号TON、駆動極性信号PL、駆動制御信号DONに加えて、選択信号SELおよび第３タイマー９１の出力TM3が入力され、これらの信号に基づいてゲート信号P1、P2、N1、N2、N３、N4を出力する点が第１実施形態の第１デコーダー７６と相違する。
なお、第２実施形態において、電流検出部である電流検出回路６１が検出した電流値、つまり電流値の検出結果である検出信号DT1、DT2に応じてドライバー５１をオン状態、オフ状態に制御する制御部は、第１実施形態と同様に、ＯＲ回路７３、ＳＲラッチ回路７４、第１デコーダー７６Ｂを備えて構成される。
【００６１】
駆動ステップ残数検出部８０Ｂは、第１実施形態と同じ構成であるダウンカウンター８１、駆動制御回路８２、ＡＮＤ回路８３、第２タイマー８４と、第１実施形態と相違する第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、第１比較器８８Ｂ、第２比較器８７Ｂ、カウンター８９Ｂ、第３比較器８９１、ＡＮＤ回路８９２とを備える。
【００６２】
ＡＮＤ回路８３は、ＡＮＤ回路８９２から出力される信号XCEが反転された信号と、微分信号PCLKとが入力され、信号XCEがＬレベルの際に、微分信号PCLKが入力されると第１ラッチ回路８５ＢにＨレベル信号を出力し、第１ラッチ回路８５Ｂをラッチする。
第２タイマー８４は、微分信号PCLKの立下りでリセットされる。微分信号PCLKは、極性の切り替え毎に出力されるため、第２タイマー８４は１ステップの駆動時間t2をカウントする。
第１ラッチ回路８５Ｂは、微分信号PCLKの立ち上がりで第２タイマー８４がカウントする駆動時間t2を時間t2Aとしてラッチする。
第２ラッチ回路８６Ｂは、微分信号PCLKの立ち上がりで第１ラッチ回路８５Ｂがラッチしている時間t2Aを時間t2Bとしてラッチする。
すなわち、微分信号PCLKが立ち上がって極性切替が行われたタイミングで、直前つまり１つの前のステップの駆動時間t2が時間t2Aとして記憶され、２つ前のステップの駆動時間が時間t2Bとして記憶される。
【００６３】
第１比較器８８Ｂは、時間t2Aと時間t2Bとの差が、所定値tminよりも小さいかを比較し、小さい場合はＡＮＤ回路８９２に出力される信号をＨレベルに維持する。第３比較器８９１は、カウンター８９Ｂでカウントされる残数判定値ｍが１以上の場合にＨレベルとなり、１未満の場合にＬレベルとなる回路である。したがって、ＡＮＤ回路８３から出力される信号XCEは、時間t2Aと時間t2Bとの差が所定値tminより小さく、かつ、ｍが１以上の場合に、Ｌレベルに維持し、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、カウンター８９Ｂに入力されるクロック信号の出力を禁止する。
つまり、駆動周期が安定して、前回の駆動時間との差異が所定値tmin未満になると、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂでラッチする値の更新や、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍの更新を停止する。
【００６４】
カウンター８９Ｂは、信号XCEがＬレベルの期間、つまり駆動周期が安定してＨレベルになるまで微分信号PCLKをカウントして残数判定値ｍを出力する。したがって、カウンター８９Ｂは、残数判定値設定部である。第２実施形態では、最終パルスのｍパルス前からローター１３３にショートブレーキを加えて、ローター１３３の減速制御量を大きくするように設定されている。
また、カウンター８９Ｂは、駆動制御信号DONが反転して入力され、駆動制御信号DONがＬレベルからＨレベルに変換すると、カウンター８９Ｂがリセットされて初期値−１に設定される。
【００６５】
第２比較器８７Ｂは、カウンター８９Ｂでカウントする残数判定値ｍと、ダウンカウンター８１でカウントする駆動ステップ残数ｎとを比較し、ｎがｍ以下であれば選択信号SELとしてＨレベル信号を出力し、ｎがｍよりも大きい場合は選択信号SELとしてＬレベル信号を出力する。
【００６６】
駆動周期調整部９０Ｂは、第３タイマー９１を備える。
第３タイマー９１は、極性切替の後、次のステップの駆動信号を出力するまでの期間t3をカウントする。第３タイマー９１は、微分信号PCLKが入力されるとリセットされ、期間t3の経過後にＨレベルとなる出力TM3を出力する。
【００６７】
［第２実施形態の動作］
次に、第２実施形態の第３モーター制御回路３３Ｂによる制御について、図１１および図１２のフローチャートと、図１３のタイミングチャートを用いて説明する。なお、第２実施形態も、都市針５が＋１時間移動し、それに伴い時針２、分針３を＋６０分早送りする場合の制御である。このため、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳＢ１〜ＳＢ９の各処理は、前記第１実施形態の図７のフローチャートにおけるステップＳＡ１〜ＳＡ９の各処理と同じ処理であるため、説明を省略または簡略し、第１実施形態と相違する処理について以下に説明する。
【００６８】
第３モーター制御回路３３Ｂは、駆動を開始すると、第１実施形態と同じくステップＳＢ１〜ＳＢ９の処理を実行する。
そして、第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ９でＹＥＳと判定すると、１時間の早送りが終了していると判断し、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍを初期値−１に設定するステップＳＢ１０を実行する。具体的には、ダウンカウンター８１の駆動ステップ残数ｎが「０」になると、駆動制御回路８２から出力される駆動制御信号DONがＬレベルに変化し、カウンター８９Ｂのリセット端子に駆動制御信号DONが反転して入力されることで、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍは初期値−１に設定される。また、駆動終了時にｍが−１に初期化されるため、第２比較器８７Ｂの選択信号SELと、第３比較器８９１の出力、ＡＮＤ回路８９２から出力される信号XCEは、Ｌレベルとなる。
【００６９】
一方、第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ９でＮＯと判定すると、減速制御処理ＳＢ２０を実行する。
減速制御処理ＳＢ２０は、図１２に示すように、信号XCEがＬレベルであるか否かを判定するステップＳＢ２１を実行する。前述したように、前回の駆動終了時に信号XCEはＬレベルに初期化されるため、最初の１ステップの駆動が終了して極性が切り替わった時点、つまり図１３のタイミングチャートにおいて、駆動ステップ残数ｎが「３５９」にダウンカウントされた時点では、信号XCEはＬレベルに維持されており、ステップＳＢ２１はＹＥＳと判定される。
第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ２１でＹＥＳと判定するとステップＳＢ２２〜ＳＢ２４の処理を実行する。すなわち、微分信号PCLKの立上りに連動してＡＮＤ回路８３から出力される信号が、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、カウンター８９Ｂのクロック入力に入力し、カウンター８９Ｂは残数判定値ｍを＋１加算する。
このため、駆動開始後に最初の減速制御処理ＳＢ２０が実行された場合、ステップＳＢ２２で、ｍ＝−１＋１＝０となる。また、ステップＳ２４では第１ラッチ回路８５Ｂには時間t2Aがラッチされるが、ステップＳ２３では第２ラッチ回路８６Ｂには時間t2Bはラッチされない、つまり時間t2Bは０である。そして、ステップＳＢ２５では、ｍ＝０であるため、ＮＯと判定される。このため、ステップＳＢ２６、ＳＢ２７は実行されず、ステップＳＢ２８が実行される。ステップＳＢ２８では、ｎ＝３５９、ｍ＝０であるため、ＮＯと判定され、ステップＳＢ２９が実行され、期間t3の間、ドライバー５１がハイインピーダンス状態に維持される。したがって、ローター１３３の減速制御量は小さい状態に維持される。
第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ３１でＹＥＳと判定すると、減速制御処理ＳＢ２０を終了し、図１１のステップＳＢ２に戻り、ステップＳＢ２〜ＳＢ９を実行し、ステップＳＢ９でＮＯと判断すれば、再度、減速制御処理ＳＢ２０を実行する。
【００７０】
減速制御処理ＳＢ２０の実行が２回目の場合、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍは「０」であり、第３比較器８９１はＬレベルに維持され、ＡＮＤ回路８９２の出力である信号XCEはＬレベルを維持する。したがって、第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ２１で再度ＹＥＳと判定する。
【００７１】
第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ２１でＹＥＳと判定するとステップＳＢ２２〜ＳＢ２４の処理を実行する。すなわち、微分信号PCLKの立上りに連動してＡＮＤ回路８３から出力される信号が、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、カウンター８９Ｂのクロック入力に入力し、カウンター８９Ｂは残数判定値ｍに「＋１」を加算して残数判定値ｍを「１」とする。また、第２ラッチ回路８６Ｂは、第１ラッチ回路８５Ｂでラッチしていた前回の第２タイマー８４のカウント値t2Aを時間t2Bとしてラッチする。第１ラッチ回路８５Ｂは、今回の第２タイマー８４のカウント値t2を時間t2Aとしてラッチする。
【００７２】
第３モーター制御回路３３Ｂは、ステップＳＢ２２でｍ＝１となっているので、ステップＳＢ２５でＹＥＳと判定し、ステップＳＢ２６を実行する。ステップＳ２６では、第１比較器８８Ｂは、時間t2Aおよび時間t2Bの差と、所定値tminとを比較し、t2A−t2B＜tminが成立するか否かを判定する。第１比較器８８Ｂは、ステップＳＢ２６でＮＯと判定した場合は、信号XCEをＬレベルに維持し、ＹＥＳと判定した場合は、ステップＳＢ２７を実行し、信号XCEをＨレベルに設定する。
信号XCEがＨレベルに設定されると、ステップＳＢ２１でＮＯと判定され、ステップＳＢ２２〜ＳＢ２７は実行されない。このため、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍも固定される。すなわち、信号XCEがＨレベルになると、ＡＮＤ回路８３の出力はＬレベルに維持されるため、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、カウンター８９Ｂのクロック端子への信号入力も無くなる。このため、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、カウンター８９Ｂは現在の値を維持する。したがって、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍは、駆動周期が安定するまでのステップ数に設定される。
【００７３】
次に、第２比較器８７Ｂは、ステップＳＢ２８を実行し、ダウンカウンター８１の駆動ステップ残数ｎが、カウンター８９Ｂの残数判定値ｍ以下であるかを判定する。
第１デコーダー７６Ｂは、ステップＳＢ２８でＮＯと判定すると、ドライバー５１の端子Ｏ５、Ｏ６を第１の状態であるハイインピーダンス状態とするステップＳＢ２９を実行し、ステップＳＢ２８でＹＥＳと判定すると、ドライバー５１の端子Ｏ５、Ｏ６間を第２の状態であるショート状態とするステップＳＢ３０を実行する。
次に、第１デコーダー７６Ｂは、ステップＳＢ３１を実行して、微分信号PCLKの立上りから期間t3が経過したかを判定し、ステップＳＢ３１でＹＥＳと判定するまではステップＳＢ３１を継続する。このため、ドライバー５１は極性切替後、期間t3が経過するまでは、ドライバー５１をハイインピーダンス状態またはショート状態に制御する。
ドライバー５１の端子Ｏ５、Ｏ６間をショート状態にすると、ショートブレーキが掛けられて、ハイインピーダンス状態に比べて減速制御量が増大し、ローター１３３がより減速する。
一方、ドライバー５１の端子Ｏ５、Ｏ６をハイインピーダンス状態にすると、ブレーキが加わるのではなく、駆動電流が供給されない非駆動期間によって減速されるため、ショート状態に比べて減速制御量は小さくなる。
【００７４】
第１デコーダー７６は、ステップＳＢ３１でＹＥＳと判定すると、減速制御処理ＳＢ２０を終了し、図１１のステップＳＢ２に戻り、以下、ステップＳＢ９でＹＥＳと判定されるまで、ステップＳＢ２〜減速制御処理ＳＢ２０を繰り返し実行する。
【００７５】
これにより、駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍ以下になると、ローター１３３にショートブレーキが加わるために減速制御量が増加してローター１３３が大きく減速され、ローター１３３のオーバーランが防止される。
例えば、図１３のタイミングチャートでは、駆動開始から３ステップ目で前回との駆動周期の差がtmin未満になるので、残数判定値ｍのカウントアップは「２」で終了する。その結果、最終ステップの１ステップ前以降つまり駆動ステップ残数ｎが２以下のステップでは、期間t3の間はショート状態となり、ローター１３３が減速され、オーバーランが防止される。
また、ｎ＝０になれば、前述したように、ｍは−１に初期化され、選択信号SEL、信号XCEはそれぞれＬレベルになる。
【００７６】
［第２実施形態の作用効果］
第２実施形態では、駆動ステップ残数検出部８０Ｂにおいて、第２タイマー８４、第１ラッチ回路８５Ｂ、第２ラッチ回路８６Ｂ、第１比較器８８Ｂ、カウンター８９Ｂ、第３比較器８９１を設けることで、駆動を開始してから駆動周期が安定して前回の駆動ステップとの駆動周期の差が所定値tmin未満に安定したことを検出できる。その結果、例えば、モーターに輪列を介して接続された針の慣性モーメントが大きい時には、駆動速度の立ち上がりが遅くなるので、残数判定値ｍが大きくなる。
針の慣性モーメントが大きいと、停止時にはオーバーランしやすくなるので、駆動終了前には、より早くからの減速が必要になる。本実施形態では、駆動速度の立ち上がりが遅いほど、ショートブレーキによる減速の開始は早くなるので、針の慣性モーメントの差異に応じた最適な制御が自動的に実行されオーバーランが防止される。
【００７７】
［第２実施形態の変形例］
第２実施形態では、駆動周期が安定するまでのステップ数を、そのまま、ショートブレーキによる減速を開始する残数判定値ｍに設定しているが、駆動周期が安定するまでのステップ数に定数を掛けたり、オフセット値を加えて、減速を開始する残数判定値ｍを設定してもよい。それらは、乗算回路や、残数判定値ｍの初期値の設定により容易に実現できる。また、実験結果等に基づいて設定したテーブルや計算式によって、駆動周期が安定するまでのステップ数と、減速を開始する残りステップ数との関係を設定してもよい。
また、第２実施形態では、前回のステップとの周期の差が所定値tmin未満になるまでの駆動ステップ数をカウントしたが、駆動ステップ数ではなく、駆動開始からの時間を計測して、計算式やテーブルにより減速を始めるステップ数を判定する残数判定値ｍを決定してもよい。
【００７８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の電子時計について、図１４〜１８を参照して説明する。なお、第３実施形態において、第１、２実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００７９】
［構成の説明］
第３実施形態の電子時計は、第１実施形態の第３モーター制御回路３３の代わりに、図１４に示す第３モーター制御回路３３Ｃを用いている。第３モーター制御回路３３Ｃは、ドライバー及び検出回路５０Ｃ、極性切替部７０Ｃ、駆動ステップ残数検出部８０Ｃ、駆動周期調整部９０Ｃを備える。
【００８０】
ドライバー及び検出回路５０Ｃは、図１５に示すように、ドライバー５１Ｃおよび電流検出回路６１を備える。電流検出回路６１は、第１実施形態と同じ構成であるため、説明を省略する。
ドライバー５１Ｃは、第１実施形態のドライバー５１に対し、Nchトランジスター５６Ｃおよび抵抗５８Ｃと、Nchトランジスター５７Ｃおよび抵抗５９Ｃとが追加された点が相違する。
抵抗５８Ｃは、抵抗値Ｒ１に比べて小さい抵抗値Ｒ３の抵抗であり、Nchトランジスター５６Ｃを介して、端子Ｏ５に対して、抵抗５８と並列に接続されている。
抵抗５９Ｃは、抵抗値Ｒ２に比べて小さい抵抗値Ｒ４の抵抗であり、Nchトランジスター５７Ｃを介して、端子Ｏ６に対して、抵抗５９と並列に接続されている。
【００８１】
ドライバー５１Ｃは、端子Ｏ５または端子Ｏ６に接続されるトランジスターをオフする第１の状態であるハイインピーダンス状態と、端子Ｏ５、Ｏ６を抵抗無しでショートさせた第３の状態であるショート状態と、Nchトランジスター５６Ｃまたは５７Ｃをオン状態にし、端子Ｏ５、Ｏ６間を抵抗５８Ｃまたは抵抗５９Ｃを介してショートさせたハイインピーダンス状態およびショート状態の中間のブレーキ力が得られる第２の状態とを設定できる。
すなわち、第３の状態では、端子Ｏ５、Ｏ６間をショート状態とするため、ローター１３３に対してショートブレーキが加わり、大きなブレーキ力でローター１３３を減速させることができる。
第２の状態では、端子Ｏ５、Ｏ６間を抵抗５８Ｃまたは抵抗５９Ｃを介してショート状態とするため、コイル１３０に流れる電流が第３の状態に比べて小さくなり、ローター１３３に加わるショートブレーキ力も低くなる。このため、第２の状態は、第３の状態に比べてブレーキ力が小さくなり、ローター１３３の減速調整量も低くなる。
第１の状態では、端子Ｏ５または端子Ｏ６をハイインピーダンス状態として駆動電流が流れない状態にするため、ローター１３３にはショートブレーキは加わらず、ローター１３３の軸の摩擦抵抗などによるブレーキ力が加わるだけである。このため、第１の状態は、第２の状態に比べてブレーキ力が小さくなり、ローター１３３の減速調整量もさらに低下する。
これにより、ドライバー５１Ｃは、ローター１３３に加わるブレーキ力を３段階に切り替えて制御することができる。
【００８２】
図１４に示すように、第３モーター制御回路３３Ｃの極性切替部７０Ｃは、前記第１実施形態と同じ構成である第１タイマー７１、ＡＮＤ回路７２、ＯＲ回路７３、ＳＲラッチ回路７４、フリップフロップ７５、微分回路７７と、前記第１実施形態と相違するドライバー及び検出回路５０Ｃ、第３デコーダー７６Ｃとを備える。
第３モーター制御回路３３Ｃの駆動ステップ残数検出部８０Ｃは、第１実施形態と同じ構成であるダウンカウンター８１、駆動制御回路８２、ＡＮＤ回路８３、第２タイマー８４、ラッチ回路８５、残数判定値設定部である第２デコーダー８６、比較器８７と、新たに追加されたｎ＝１を検出する検出回路８９Ｃとを備える。
検出回路８９Ｃは、ダウンカウンター８１の駆動ステップ残数ｎが１になったことを検出する検出回路である。
【００８３】
駆動周期調整部９０Ｃは、第１実施形態と同じ第３タイマー９１、第４タイマー９２と、第１実施形態とは異なる選択回路９３Ｃおよび第５タイマー９４を備える。
第５タイマー９４は、第３タイマー９１が計測する期間t3および第４タイマー９２が計測する期間t4よりも長い期間t7を計測する。
選択回路９３Ｃは、比較器８７から出力される選択信号SELおよび検出回路８９Ｃから出力される検出信号に基づいて、ローター１３３に対して駆動電流の供給開始タイミングを設定する、つまり駆動電流を供給しない非駆動期間を設定する非駆動期間信号THZを選択する。
第３デコーダー７６Ｃは、切替信号TON、駆動極性信号PL、駆動制御信号DON、非駆動期間信号THZ、選択信号SEL、検出回路８９Ｃから出力される検出信号に基づいてゲート信号P1、P2、N1、N2、N3、N4、N5、N6を制御する。
【００８４】
［第３実施形態の動作］
次に、第３実施形態の第３モーター制御回路３３Ｃによる制御について、図１６および図１７のフローチャートと、図１８の表を用いて説明する。なお、第３実施形態も、都市針５が＋１時間移動し、それに伴い時針２、分針３を＋６０分早送りする場合の制御である。このため、図１６のフローチャートにおいて、ステップＳＣ１〜ＳＣ９の各処理は、第１実施形態の図７のフローチャートにおけるステップＳＡ１〜ＳＡ９の各処理と同じ処理であるため、説明を省略する。
【００８５】
第３モーター制御回路３３Ｃは、ステップＳＣ９でＹＥＳと判定すると第３モーター４３の駆動制御を終了し、ＮＯと判定すると図１７に示す減速制御処理ＳＣ１０を実行する。
図１７のフローチャートにおけるステップＳＣ１１〜ＳＣ１７の各処理は、第１実施形態の図８のフローチャートにおけるステップＳＡ１１〜ＳＡ１７の各処理と同じ処理であるため、説明を省略する。
第３モーター制御回路３３Ｃは、ＳＣ１４〜ＳＣ１７で残数判定値ｍを設定した後、検出回路８９Ｃの出力によって、駆動ステップ残数ｎ＝１であるか否かを判定するステップＳＣ１８を実行する。
第３モーター制御回路３３Ｃの選択回路９３Ｃは、ステップＳＣ１８でＹＥＳと判定した場合は、非駆動期間信号THZとして第５タイマー９４で計測する時間t7を選択するステップＳＣ１９を実行する。また、第３デコーダー７６Ｃは、ブレーキ力を小、中、大の３段階のうち、大となるようにゲート信号を制御するステップＳＣ２０を実行する。
【００８６】
ステップＳＣ１８でＮＯと判定した場合、第３モーター制御回路３３Ｃの比較器８７は、ダウンカウンター８１の駆動ステップ残数ｎが第２デコーダー８６で設定された残数判定値ｍ以下であるか否かを判定するステップＳＡ２１を実行する。
比較器８７は、ステップＳＣ２１でＮＯと判定した場合は、選択信号SELをＬレベルとし、非駆動期間信号THZを第３タイマー９１で計測する時間t3に設定するステップＳＣ２２を実行する。また、第３デコーダー７６Ｃは、ブレーキ力を小、中、大の３段階のうち、小となるようにゲート信号を制御するステップＳＣ２３を実行する。
【００８７】
比較器８７は、ステップＳＣ２１でＹＥＳと判定した場合は、選択信号SELをＨレベルとし、非駆動期間信号THZを第４タイマー９２で計測する時間t4に設定するステップＳＣ２４を実行する。また、第３デコーダー７６Ｃは、ブレーキ力を小、中、大の３段階のうち、中となるようにゲート信号を制御するステップＳＣ２５を実行する。
【００８８】
ここで、図１８を参照し、駆動極性毎にブレーキ力を小、中、大に設定するゲート信号の設定について説明する。
図１８において、駆動極性信号PLが「０」は、端子Ｏ５から端子Ｏ６に向かってコイル１３０に電流が流れる第１の極性の場合であり、「１」は端子Ｏ６から端子Ｏ５に向かってコイル１３０に電流が流れる第２の極性の場合である。図１８の設定例では、ゲート信号P1、P2をＨレベルとすることでPchトランジスター５２、５３はオフ状態に維持される。また、ゲート信号N1、N2、N3、N4、N5、N6をＨレベルまたはＬレベルに設定することで、Nchトランジスター５４、５５、５６、５７、５６Ｃ、５７Ｃのオン状態およびオフ状態を制御してブレーキ力を設定している。したがって、以下の説明では、Nchトランジスター５４、５５、５６、５７、５６Ｃ、５７Ｃの状態のみを説明する。
【００８９】
駆動極性信号PLが「０」において、ブレーキ力を小に設定するには、端子Ｏ６に接続されるNchトランジスター５５、５７、５７Ｃをオン状態とし、端子Ｏ５に接続されるNchトランジスター５４、５６、５６Ｃはオフ状態としている。このため、コイル１３０の端子Ｏ５は第１の状態であるハイインピーダンス状態となり、ローター１３３に加わるブレーキ力は、ローター１３３の回転軸と軸受間の摩擦等による小さなブレーキ力となる。
駆動極性信号PLが「０」において、ブレーキ力を中に設定するには、端子Ｏ６に接続されるNchトランジスター５５、５７、５７Ｃをオン状態とし、端子Ｏ５に抵抗５８Ｃを介して接続されるNchトランジスター５６Ｃをオン状態とし、端子Ｏ５に接続されるNchトランジスター５４、５６はオフ状態としている。このため、コイル１３０の端子Ｏ５、Ｏ６間は抵抗値Ｒ３の抵抗５８Ｃを通してショートされた第２の状態となり、ローター１３３に加わるブレーキ力は、端子Ｏ５がハイインピーダンス状態の場合と、端子Ｏ５、Ｏ６間が抵抗無しでショート状態とされた場合の中間のブレーキ力となる。
駆動極性信号PLが「０」において、ブレーキ力を大に設定するには、端子Ｏ６に接続されるNchトランジスター５５、５７、５７Ｃをオン状態とし、端子Ｏ５に接続されるNchトランジスター５４、５６、５６Ｃをオン状態としている。このため、コイル１３０の端子Ｏ５、Ｏ６間は第３の状態である抵抗無しでショート状態とされ、ローター１３３に加わるブレーキ力も最大となる。
【００９０】
駆動極性信号PLが「１」の場合も「０」の場合と同様であり、ブレーキ力を小に設定するには、端子Ｏ５に接続されるNchトランジスター５４、５６、５６Ｃをオン状態とし、端子Ｏ６に接続されるNchトランジスター５５、５７、５７Ｃはオフ状態とし、コイル１３０の端子Ｏ６をハイインピーダンス状態にして、ローター１３３に加わるブレーキ力を小さなブレーキ力としている。
駆動極性信号PLが「１」において、ブレーキ力を中に設定するには、端子Ｏ５に接続されるNchトランジスター５４、５６、５６Ｃをオン状態とし、端子Ｏ６に抵抗５９Ｃを介して接続されるNchトランジスター５７Ｃをオン状態とし、端子Ｏ６に接続されるNchトランジスター５５、５７はオフ状態としている。このため、コイル１３０の端子Ｏ５、Ｏ６間は抵抗値Ｒ４の抵抗５９Ｃを通してショートされた状態となり、ローター１３３に加わるブレーキ力は、端子Ｏ６がハイインピーダンス状態の場合と、端子Ｏ５、Ｏ６間が抵抗無しでショート状態とされた場合の中間のブレーキ力となる。
駆動極性信号PLが「１」において、ブレーキ力を大に設定するには、端子Ｏ５に接続されるNchトランジスター５４、５６、５６Ｃをオン状態とし、端子Ｏ６に接続されるNchトランジスター５５、５７、５７Ｃをオン状態としている。このため、コイル１３０の端子Ｏ５、Ｏ６間は抵抗無しでショート状態とされ、ローター１３３に加わるブレーキ力も最大となる。
【００９１】
第３モーター制御回路３３Ｃの第３デコーダー７６Ｃは、ステップＳＣ１９、ＳＣ２２、ＳＣ２４で非駆動期間信号THZを設定し、ステップＳＣ２０、ＳＣ２３、ＳＣ２５でブレーキ力を設定した後、非駆動期間信号THZつまり設定された期間t3、t4、t7以上が経過したか否かを判定するステップＳＣ２６を実行する。
第３デコーダー７６Ｃは、ステップＳＣ２６で「ＮＯ」と判定している間は、設定されたブレーキ力に応じた各ゲート信号の出力を維持する。また、第３デコーダー７６Ｃ、非駆動期間信号THZに設定された時間が経過してステップＳＣ２６でＹＥＳと判定すると、減速制御処理ＳＣ１０を終了し、図１６のステップＳＣ２に戻って次のステップの駆動パルスの出力を開始する。したがって、非駆動期間信号THZに設定された期間t3、t4、t7は、小、中、大から選択されたブレーキ力によってローター１３３が減速される減速期間である。
【００９２】
以上の処理により、駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍより大きい時には、極性切替時に次のステップの駆動までの期間t3の間、ドライバー５１の状態はハイインピーダンスになり、ブレーキ力は小さなものになる。
駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍ以下になると、次のステップの駆動までの時間は期間t3より長い期間t4となり、ドライバー５１の状態は抵抗５８Ｃまたは抵抗５９Ｃを通してとおしてショートされた状態になり、ブレーキ力は、ハイインピーダンス状態と抵抗無しでショート状態された状態の中間になる。
駆動ステップ残数ｎが「１」、すなわち最終パルス出力前は、最終ステップの駆動までの時間を期間t4より大きい期間t7に設定するとともに、ドライバー５１をショート状態にしてブレーキ力を最大にする。
【００９３】
［第３実施形態の効果］
本実施形態の第３モーター制御回路３３Ｃによれば、駆動ステップ残数ｎが残数判定値ｍより大きい場合と、ｎがｍ以下の場合と、ｎ＝１の場合とで、ブレーキ力および非駆動期間つまりローター１３３の減速期間をそれぞれ３段階で切り替えているので、ローター１３３がオーバーランすることをより確実に防止できる。特に、最終ステップの駆動前に、最も長い期間t7の間、最もブレーキ力が大きくなるように設定したので、ローター１３３を大きく減速でき、ローター１３３のオーバーランを確実に防止できる。
【００９４】
また、本実施形態では、ブレーキ力を３段階に切り替えるだけでなく、減速期間も３段階に切り替えているので、ローター１３３の減速制御量を細かく調整できる。
【００９５】
［他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１、２実施形態においても、第３実施形態と同様に、負荷に応じて、駆動パルスの終了から次のステップにおける駆動パルスの出力までの非駆動期間つまり減速期間の長さと、ドライバー５１の状態つまりブレーキ力の大きさの両方を切り替えて、２段階の減速調整量を細かく制御してもよい。
また、第３実施形態においても、３種類の減速期間と３種類のブレーキ力とを順列に組み合わせて、減速調整量を９段階で調整してもよい。
【００９６】
ローター１３３のオーバーラン防止効果を高めるために、最終パルスの極性反転の検出後に、ブレーキングのための吸引パルスを出力してもよい。
前記実施形態では、第３モーター制御回路３３〜３３Ｃをロジック回路で構成していたが、バス２７を介してドライバー５１の各トランジスターを直接制御するＣＰＵ２３を用いて構成してもよい。
【００９７】
前記各実施形態では、電子時計１は、腕時計タイプのものであるが、例えば、置時計であってもよい。また、本発明のモーター制御回路は、時針２および分針３を運針する第３モーター制御回路３３〜３３Ｃに限定されず、第１モーター制御回路３１や第２モーター制御回路３２に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１…電子時計、２…時針、３…分針、４…秒針、５…都市針、９…りゅうず、１１、１２…ボタン、２３…ＣＰＵ、２７…バス、３１…第１モーター制御回路、３２…第２モーター制御回路、３３、３３Ｂ、３３Ｃ…第３モーター制御回路、４１…第１モーター、４２…第２モーター、４３…第３モーター、５０、５０Ｂ、５０Ｃ…検出回路、５１、５１Ｃ…ドライバー、５２、５３…Pchトランジスター、５３、５４、５５、５６、５６Ｃ、５７、５７Ｃ…Nchトランジスター、５８、５８Ｃ、５９、５９Ｃ…抵抗、６１…電流検出回路、６２…第１基準電圧発生回路、６３…第２基準電圧発生回路、７０、７０Ｂ、７０Ｃ…極性切替部、７１…第１タイマー、７２…ＡＮＤ回路、７３…ＯＲ回路、７４…ＳＲラッチ回路、７５…フリップフロップ、７６…第１デコーダー、７６Ｂ…第１デコーダー、７６Ｃ…第３デコーダー、７７…微分回路、８０、８０Ｂ、８０Ｃ…駆動ステップ残数検出部、８１…ダウンカウンター、８２…駆動制御回路、８３…ＡＮＤ回路、８４…第２タイマー、８５…ラッチ回路、８５Ｂ…第１ラッチ回路、８６…第２デコーダー、８６Ｂ…第２ラッチ回路、８７…比較器、８７Ｂ…第２比較器、８８Ｂ…第１比較器、８９Ｂ…カウンター、８９Ｃ…検出回路、８９１…第３比較器、８９２…ＡＮＤ回路、９０、９０Ｂ、９０Ｃ…駆動周期調整部、９１…第３タイマー、９２…第４タイマー、９３、９３Ｃ…選択回路、９４…第５タイマー、９６…選択回路、１３０…コイル、１３１…ステーター、１３３…ローター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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