(57)【要約】      （修正有）【課題】利用者が指針の動きを視認しながら指針の動作を指示する場合において、指針の駆動に必要な電力を抑えつつも、利用者の意図通りに指針が動作可能となる、針位置制御装置、時計、および針位置制御方法を提供する。【解決手段】針位置制御装置１００は、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替え可能なモード切替部と、指針を回転させるモータのコイルへ出力される駆動パルスのパルス幅を設定する制御部であって、手動針位置設定モードにおける駆動パルスの手動パルス幅を、通常運針モードにおける駆動パルスの通常パルス幅より、大きく設定する制御部と、を備える。【選択図】図１
2019158645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替え可能なモード切替部と、
指針を回転させるモータのコイルへ出力される駆動パルスのパルス幅を設定する制御部であって、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスの手動パルス幅を、前記通常運針モードにおける前記駆動パルスの通常パルス幅より、大きく設定する制御部と、
を備える針位置制御装置。
【請求項２】
前記駆動パルスにより回転するロータと、
時刻を表示する指針と、
前記ロータの回転力を指針に伝達する輪列と、を備え、
前記制御部は、前記ロータが、前記手動パルス幅による駆動パルスによって磁気制動を受ける大きさの前記手動パルス幅を設定し、
前記指針と前記輪列は、設定された前記手動パルス幅によって磁気制動を受ける負荷となる構成である、請求項１の針位置制御装置。
【請求項３】
前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスの手動パルスは、前半パルスと後半パルスを備え、
前記前半パルスが、所定のデューティサイクルのパルスである、請求項１または請求項２に記載の針位置制御装置。
【請求項４】
前記モータのロータを逆転させる際、前記駆動パルスは、主駆動パルスと、補正駆動パルスと、前記ロータの回転に制動をかける制動パルスとを有し、
前記制御部は、前記ロータを逆転させる際、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスにおける前記制動パルスの手動パルス幅を、前記通常運針モードにおける前記駆動パルスにおける前記制動パルスの通常パルス幅より、大きく設定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の針位置制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の針位置制御装置を備える時計。
【請求項６】
操作部、を備え、
前記モード切替部は、利用者が前記操作部を操作した結果に基づいて、前記通常運針モードと前記手動針位置設定モードとを切り替える、請求項５に記載の時計。
【請求項７】
通信可能な機器からの情報を受信する受信部、を備え、
前記モード切替部は、利用者が前記通信可能な機器を操作した結果に基づいて前記通信可能な機器から送信された情報を前記受信部が受信した結果に基づいて、前記通常運針モードと前記手動針位置設定モードとを切り替える、請求項５または請求項６に記載の時計。
【請求項８】
指針を回転させるモータのコイルへ出力される駆動パルスのパルス幅を設定する制御部を有する針位置制御装置における針位置制御方法であって、
モード切替部が、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替えるステップと、
前記制御部が、前記手動針位置設定モードに際に、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスの手動パルス幅を、前記通常運針モードにおける前記駆動パルスの通常パルス幅より大きくなるように切り替えるステップと、
を含む針位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針位置制御装置、時計、および針位置制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ時計では、モータを駆動することで、輪列を介して指針を回転させている。このような時計では、例えば衝撃等によって指針の位置がズレることがある。このような場合、利用者は、時計の竜頭やプッシュボタン等を操作して、指針の位置を調整している。指針の位置合わせでは、利用者の操作に基づき、ＣＰＵ（中央演算装置）が指針を１ステップずつ移動させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、アナログ時計に用いられるモータは、例えばステッピングモータであり、ステータとロータとコイル等を有して構成されている。ロータには、かなが設けられている。かなには、歯車は噛み合っている。指針には、指針車が取り付けられている。歯車には、指針車が噛み合っている。ロータは、１ステップ分の１８０度回転するが、１８０度を超えてオーバーランした後に１８０度の位置に停止するように駆動される。また、歯車同士には、バックラッシュが存在している。このため、例えば指針が秒針の場合、秒針は１ステップで６度回転する。しかしながら、指針の１ステップの回転の際には、ロータのオーバーランや歯車同士のバックラッシュ等により６度ではなく８度等回転してしまう場合があった。このような指針の回転ズレは、指針のモーメントが大きいほど大きくなる。なお、このように１ステップの回転が大きすぎても、２ステップ目の駆動信号の極性が逆であるため、２ステップ目の駆動によって適正な位置で指針が停止する。一例として、１ステップ目の駆動で指針が９度回転した場合は、２ステップ目の駆動で指針が３度回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１９４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、指針の位置合わせにおいて、指針の運針ムラによってときには指針が回転しすぎているように視認されたり、指針が回転していないように視認される場合があった。この結果、利用者が指針の動きを視認しながら指針の動作を指示する場合に、指針の位置合わせを行いにくい場合があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、利用者が指針の動きを視認しながら指針の動作を指示する場合において、指針の駆動に必要な電力を抑えつつも、利用者の意図通りに指針が動作可能となる、針位置制御装置、時計、および針位置制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る針位置制御装置（１００、１００Ａ）は、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替え可能なモード切替部（１３、１３Ａ）と、指針を回転させるモータ（２０）のコイル（２０９）へ出力される駆動パルスのパルス幅を設定する制御部であって、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスの手動パルス幅を、前記通常運針モードにおける前記駆動パルスの通常パルス幅より、大きく設定する制御部（１４、１４Ａ）と、を備える。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る針位置制御装置は、前記駆動パルスにより回転するロータ（２０２）と、時刻を表示する指針（４０）と、前記ロータの回転力を指針に伝達する輪列（３０）と、を備え、前記制御部は、前記ロータが、前記手動パルス幅による駆動パルスによって磁気制動を受ける大きさの前記手動パルス幅を設定し、前記指針と前記輪列は、設定された前記手動パルス幅によって磁気制動を受ける負荷となる構成であるようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る針位置制御装置において、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスの手動パルスは、前半パルスと後半パルスを備え、前記前半パルスが、所定のデューティサイクルのパルスであるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る針位置制御装置において、前記モータのロータを逆転させる際、前記駆動パルスは、主駆動パルス（Ｐ１）と、補正駆動パルス（Ｐ２）と、前記ロータの回転に制動をかける制動パルス（Ｐ３）とを有し、前記制御部は、前記ロータを逆転させる際、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスにおける前記制動パルスの手動パルス幅を、前記通常運針モードにおける前記駆動パルスにおける前記制動パルスの通常パルス幅より、大きく設定するようにしてもよい。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る時計（１、１Ａ）は、上記のいずれか１つの針位置制御装置（１００、１００Ａ）を備える。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る時計は、操作部（６、竜頭６１）、を備え、前記モード切替部は、利用者が前記操作部を操作した結果に基づいて、前記通常運針モードと前記手動針位置設定モードとを切り替えるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る時計（１Ａ）は、通信可能な機器からの情報を受信する受信部（７）、を備え、前記モード切替部は、利用者が前記通信可能な機器を操作した結果に基づいて前記通信可能な機器から送信された情報を前記受信部が受信した結果に基づいて、前記通常運針モードと前記手動針位置設定モードとを切り替えるようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る針位置制御方法は、指針を回転させるモータのコイルへ出力される駆動パルスのパルス幅を設定する制御部（１４、１４Ａ）を有する針位置制御装置（１００、１００Ａ）における針位置制御方法であって、モード切替部（１３、１３Ａ）が、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替えるステップ（ステップＳ３、Ｓ６）と、前記制御部が、前記手動針位置設定モードに際に、前記手動針位置設定モードにおける前記駆動パルスの手動パルス幅を、前記通常運針モードにおける前記駆動パルスの通常パルス幅より大きくなるように切り替えるステップ（ステップＳ５）と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、利用者が指針の動きを視認しながら指針の動作を指示する場合において、指針の駆動に必要な電力を抑えつつも、利用者の意図通りに指針が動作可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る時計の構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る時計の外観例を示す図である。
【図３】本実施形態に係るモータの構成例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る輪列の構成例を示す平面図である。
【図５】本実施形態に係る正転時の駆動パルス波形の例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る通常運針モードの際の主駆動パルスとモータとの関係を説明するための図である。
【図７】本実施形態に係る通常運針モードの際の主駆動パルスと、モータの状態を示す図である。
【図８】本実施形態に係る手動針位置設定モードの際の主駆動パルスとモータとの関係を説明するための図である。
【図９】本実施形態に係る手動針位置設定モードの際の主駆動パルスと、モータの状態を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る逆転時の駆動パルスの例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る時計が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１２】本実施形態の変形例に係る時計の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本実施形態に係る携帯端末の表示部上に表示される画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る時計１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように時計１は、電池２、発振回路３、分周回路４、記憶部５、操作部６、および針位置制御装置１００を備える。針位置制御装置１００は、制御装置１０、モータ２０、輪列３０、および指針４０を備える。制御装置１０は、パルス制御部１１、指針駆動部１２、モード切替部１３、および制御部１４を備える。モータ２０は、ステータ２０１、ロータ２０２、およびコイル２０９を含んで構成されている。
【００１９】
なお、図１に示す時計１は、計時した時刻を指針４０によって表示するアナログ時計である。図１に示した例では、説明を簡単にするため１本の指針４０を備える例であるが、指針４０の数は、２本以上であってもよい。その場合、時計１は、指針駆動部１２、モータ２０、および輪列３０を、指針４０毎に備えている。
【００２０】
電池２は、例えばリチウム電池、または酸化銀電池であり、いわゆるボタン電池である。なお、電池２は、太陽電池と、太陽電池によって発電された電力を蓄電する蓄電池であってもよい。電池２は、電力を制御装置１０に供給する。
【００２１】
発振回路３は、例えば水晶の圧電現象を利用し、その機械的共振から所定の周波数を発振するために用いられる受動素子である。ここで、所定の周波数は、例えば３２［ｋＨｚ］である。
分周回路４は、発振回路３が出力した所定の周波数の信号を所望の周波数に分周し、分周した信号を制御装置１０に出力する。
【００２２】
記憶部５は、通常運針モードの際に用いる駆動パルスを記憶する。記憶部５は、手動針位置設定モードの際に用いる駆動パルスを記憶する。なお、通常運針モードとは、例えば、時刻を表示する動作モードである。手動針位置設定モードとは、利用者の指示に応じて、指針を１ステップずる回転させる動作モードである。なお、本実施形態では、手動針位置設定モードをゼロマッチともいう。このようなゼロマッチは、例えば時計１に衝撃が加わった影響で指針４０の初期位置がズレてしまい、時計１が有する指針４０の位置を基準位置（例えば１２時の位置）に合わせる機能が適切に動作しなかった場合に行われる。なお、指針４０の位置を基準位置（例えば１２時の位置）に合わせる機能は、例えば電池２が交換されたとき、リセットされたとき、利用者が操作部６を操作してこの処理を選択したとき等に行われる。
【００２３】
操作部６は、例えば竜頭、プッシュボタン、タッチパネル等である。操作部６は、利用者が操作した結果を検出し、検出した操作結果をモード切替部１３と制御部１４に出力する。
【００２４】
制御装置１０は、通常運針モードの際、記憶部５が記憶する通常運針モードの駆動パルスを用いて、モータ２０を駆動することで、輪列３０を介して指針４０を運針させる。制御装置１０は、手動針位置設定モードの際、記憶部５が記憶する手動針位置設定モードの駆動パルスを用いて、モータ２０を駆動することで、輪列３０を介して指針４０を運針させる。
【００２５】
パルス制御部１１は、通常運針モードの際、分周回路４が分周した所望の周波数の信号を用いて計時を行い、計時した結果に応じて通常運針モードの駆動パルスを用いて指針４０を運針するようにパルス信号を生成し、生成したパルス信号を指針駆動部１２に出力する。パルス制御部１１は、手動針位置設定モードの際、分周回路４が分周した所望の周波数の信号と手動針位置設定モードの駆動パルスを用いて指針４０を運針するようにパルス信号を生成し、生成したパルス信号を指針駆動部１２に出力する。
【００２６】
指針駆動部１２は、パルス制御部１１の制御に応じて、モータ２０を正転または逆転させるためのパルス信号を生成する。指針駆動部１２は、通常運針モードの際、生成したパルス信号（駆動パルス）によってモータ２０を所定の周期毎に駆動する。また、指針駆動部１２は、手動針位置設定モードの際、生成したパルス信号（駆動パルス）によってモータ２０を操作部６が出力する操作結果毎に駆動する。
【００２７】
モード切替部１３は、操作部６が出力した操作結果に基づいて、通常運針モードから手動針位置設定モードに切り替え、または、手動針位置設定モードから通常運針モードに切り替え、切り替えたモードを示すモード情報を制御部１４に出力する。なお、モード情報は、通常運針モードを示す情報、または手動針位置設定モードを示す情報が含まれている。
【００２８】
制御部１４は、モード切替部１３が出力したモード情報が通常運針モードを示す情報の場合、指針４０を通常運針モードの駆動パルスで駆動するようにパルス制御部１１に指示を出力する。制御部１４は、モード切替部１３が出力したモード情報が手動針位置設定モードを示す情報の場合、指針４０を手動針位置設定モードの駆動パルスで駆動するようにパルス制御部１１に指示を出力する。なお、手動針位置設定モードの駆動パルスは、通常運針モードの駆動パルスより励磁区間が長い。なお、駆動パルスについては後述する。なお、制御部１４は、操作部６が出力する操作結果に応じて、１ステップずつ正転または逆転させるようにモータ２０を駆動する。
【００２９】
モータ２０は、例えばステッピングモータである。モータ２０は、指針駆動部１２が出力したパルス信号によって、輪列３０を介して指針４０を駆動する。
【００３０】
輪列３０は、少なくとも１つの歯車を含んで構成される。
指針４０は、例えば時針、分針、秒針等である。指針４０は、不図示の支持体に回転可能に支持されている。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る時計１の外観例を示す図である。
図２に示すように、時計１は、さらにケースＣＡ、文字盤９、およびバンドＢＡを備えている。また、図２に示す例では、操作部６として、竜頭６１、プッシュボタン６２、およびプッシュボタン６３を備えている。
【００３２】
利用者は、ゼロマッチの操作を行うとき、例えば竜頭６１を操作して通常運針モードから手動針位置設定モードに切り替える操作を行う。その後、利用者は、プッシュボタン６２を押して指針４０を１ステップずつ進めるように操作する。または、利用者は、プッシュボタン６３を押して指針４０を１ステップずつ戻すように操作する。この操作を受け、時計１は、矢印に示すように１０時の位置から１２時の位置まで、１ステップずつ指針４０を正転させる。なお、図２に示す例では、利用者は、指針を進めるように、プッシュボタン６２を１０回押す。そして、時計１は、合計１０ステップ分、指針４０を正転させる。
【００３３】
［モータ２０の構成例、動作例］
次に、モータ２０の構成例と動作例を説明する。
図３は、本実施形態に係るモータ２０の構成例を示す図である。
なお、モータ２０をアナログ電子時計に用いる場合には、ステータ２０１及び磁心２０８はネジ（図示せず）によって地板（図示せず）に固定され、互いに接合されている。また、コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【００３４】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。ロータ２０２には、かな２０２ａ（図４参照）が設けられている。磁性材料によって形成されたステータ２０１の外端部には、ロータ収容用貫通孔２０３を挟んで対向する位置に複数（本実施形態では２個）の切り欠き部（外ノッチ）２０６、２０７が設けられている。各外ノッチ２０６、２０７とロータ収容用貫通孔２０３間には可飽和部２１０、２１１が設けられている。
【００３５】
可飽和部２１０、２１１は、ロータ２０２の磁束によっては磁気飽和せず、コイル２０９が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなるように構成されている。ロータ収容用貫通孔２０３は、輪郭が円形の貫通孔の対向部分に複数（本実施形態では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。
【００３６】
切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置を決めるための位置決め部を構成している。コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図３に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（角度θ０位置）に安定して停止している。ロータ２０２の回転軸（回転中心）を中心とするＸＹ座標空間を４つの象限（第１象限Ｉ〜第４象限ＩＶ）に区分している。
また、図３において、符号ａ、ｂ、ｃそれぞれは、ロータ２０２の回転領域である。
【００３７】
ここで、指針駆動部１２から矩形波の主駆動パルスを第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図３の矢印方向に駆動電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が飽和して磁気抵抗が大きくなり、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図３の矢印方向に１８０度回転し、磁極軸が角度θ１位置で安定的に停止する。なお、ステッピングモータ１０７を回転駆動することによって通常動作（本実施形態ではアナログ電子時計であるため運針動作）を行わせるための回転方向（図３では反時計回り方向）を正方向とし、その逆（時計回り方向）を逆方向としている。
【００３８】
指針駆動部１２から、逆極性の矩形波の主駆動パルスをコイル２０９の第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２に供給して（前記駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図３の反矢印方向に駆動電流ｉを流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。これにより、可飽和部２１０、２１１が先ず飽和し、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向（正方向）に１８０度回転し、磁極軸が角度θ０位置で安定的に停止する。
【００３９】
以後、このように、指針駆動部１２が、コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給する。これにより、モータ２０は、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができるように構成されている。
指針駆動部１２（図１）は、相互に極性の異なる駆動パルスＰ１で交互に駆動することによってモータ２０を回転駆動し、主駆動パルスＰ１で回転できなかった場合には、主駆動パルスＰ１と同極性の補正駆動パルスＰ２を用いて回転駆動する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る輪列３０の構成例を示す平面図である。
図４に示すように、輪列３０は、第１中間車３１と、第２中間車３２と、指針車３３と、を備える。第１中間車３１は、第１中間歯車３１ａと第１中間かな（不図示）とを有する。第１中間歯車３１ａは、モータ２０のロータ２０２のかな２０２ａに噛み合っている。第２中間車３２は、第２中間歯車３２ａと第２中間かな３２ｂ（第２歯車）とを有する。第２中間歯車３２ａは、第１中間車３１の第１中間かなに噛み合っている。指針車３３は、第２中間車３２の第２中間かな３２ｂに噛み合う指針歯車３３ａ（第１歯車）を有する。指針車３３には、指針４０が取り付けられる。
なお、図４に示した輪列３０の構成は一例であり、構成および歯車の歯の数はこれに限らない。
【００４１】
［正転時の駆動パルスの例］
次に、正転時の駆動パルス波形の例を説明する。
図５は、本実施形態に係る正転時の駆動パルス波形の例を示す図である。
図５において、横軸は時刻、縦軸は信号がＨ（ハイ）レベルであるかＬ（ロー）レベルであるかを表している。波形ｇ１は、例えばモータ２０の第１端子ＯＵＴ１に印加される第１の駆動パルスの波形である。波形ｇ２は、例えばモータ２０の第２端子ＯＵＴ２に印加される第２の駆動パルスの波形である。
【００４２】
時刻ｔ１〜ｔ６の期間は、モータ２０を正転させる期間である。時刻ｔ１〜ｔ２の期間、パルス制御部１１は、第１の駆動パルスを生成する。時刻ｔ３〜ｔ４の期間、パルス制御部１１は、第２の駆動パルスを生成する。なお、時刻ｔ１〜ｔ２または時刻ｔ３〜ｔ４の期間の駆動信号は、符号ｇ３１が示す領域のように、複数のパルス信号により構成され、パルス制御部１１がパルスのデューティを調整する。この場合、時刻ｔ１〜ｔ２の期間または時刻ｔ３〜ｔ４の期間は、パルスのデューティに応じて変化する。以下、本実施形態では、符号ｇ３１が示す領域の信号波を「くし歯波」という。または、時刻ｔ１〜ｔ２または時刻ｔ３〜ｔ４の期間の駆動信号は、符号ｇ３２が示す領域のように、１つのパルス信号により構成され、パルス制御部１１がパルスの幅を調整する。この場合、時刻ｔ１〜ｔ２の期間または時刻ｔ３〜ｔ４の期間は、パルスの幅に応じて変化する。以下、本実施形態では、符号ｇ３２が示す領域の信号波を「矩形波」という。
【００４３】
なお、本実施形態では、時刻ｔ１〜ｔ２または時刻ｔ３〜ｔ４の期間のパルスを主駆動パルスＰ１という。
なお、時刻ｔ５〜ｔ６の期間の補正駆動パルスＰ２は、主駆動パルスＰ１によってロータが回転しなかったことが検出されたときのみに出力される駆動パルスである。
【００４４】
［通常運針モード］
まず、通常運針モードの際の駆動パルスとモータ２０の挙動を説明する。
図６は、本実施形態に係る通常運針モードの際の主駆動パルスＰ１とモータ２０との関係を説明するための図である。
通常運針モードの際、主駆動パルスＰ１は、切り欠き部２０５までロータ２０２が回転するように駆動エネルギーを与えれば、その後、ロータ２０２がオーバーランして、さらに自由振動して吸引力によって所望の停止位置（１８０度）に停止する。
【００４５】
図７は、本実施形態に係る通常運針モードの際の主駆動パルスＰ１と、モータ２０の状態を示す図である。図７において、符号ｇ１１は、駆動パルスを示す。符号ｇ１２〜ｇ１４は、モータ２０の状態を表す。また、符号ｇ１１において、横軸は時刻［ｍｓｅｃ］、縦軸は電圧［Ｖ］である。なお、図７では、駆動パルスを「矩形波」で示しているが、駆動パルスは、「くし歯波」であってもよい。
【００４６】
時刻ｔ１１までの区間が無励磁区間（１）である。この区間、モータ２０には、駆動パルスが印加されていない。このため、符号ｇ１２に示すように、ロータ２０２は停止している。
【００４７】
時刻ｔ１１〜ｔ１２の区間が励磁区間である。この区間、モータ２０には、主駆動パルスＰ１が印加される。これにより、符号ｇ１３に示すように、ロータ２０２は、切り欠き部２０５を超えて回転する。なお、通常運針モードの際の時刻ｔ１１〜ｔ１２の主駆動パルスＰ１の印加区間は、例えば３〜４［ｍｓｅｃ］である。
時刻ｔ１２以降の区間が無励磁区間（２）である。ここの区間、モータ２０には、駆動パルスが印加されていない。ロータ２０２は、励磁区間で加速した運動エネルギーによって、符号ｇ１４に示しようにオーバーランして自由振動した後、所望の停止位置で停止する。このように、無励磁区間（２）におけるロータ２０２の振動が大きい場合、指針４０を１ステップずつ回転させるように駆動させると、前述したように輪列３０が回転しすぎる場合があった。
【００４８】
［手動針位置設定モード］
次に、手動針位置設定モードの際の駆動パルスとモータ２０の挙動を説明する。
図８は、本実施形態に係る手動針位置設定モードの際の主駆動パルスＰ１とモータ２０との関係を説明するための図である。
手動針位置設定モードの際、主駆動パルスＰ１は、切り欠き部２０５を超えてロータ２０２が回転するように駆動エネルギーを与える。この場合、ロータ２０２には、水平磁極に達した後の領域でも駆動エネルギーが与え続けられることになる。
【００４９】
図９は、本実施形態に係る手動針位置設定モードの際の主駆動パルスＰ１と、モータ２０の状態を示す図である。図９において、符号ｇ２１は、駆動パルスを示す。符号ｇ２２〜ｇ２５は、モータ２０の状態を表す。また、符号ｇ２１において、横軸は時刻［ｍｓｅｃ］、縦軸は電圧［Ｖ］である。
【００５０】
時刻ｔ２１までの区間が無励磁区間（１）である。この区間、モータ２０には、駆動パルスが印加されていない。このため、符号ｇ２２に示すように、ロータ２０２は停止している。
【００５１】
時刻ｔ２１〜ｔ２３の区間が励磁区間である。この区間、モータ２０には、主駆動パルスＰ１が印加される。なお、図９に示すように、手動針位置設定モードの際の主駆動パルスＰ１は、励磁区間（前半）と励磁区間（後半）とに分けられる。ここで、励磁区間（前半）における駆動パルスを前半パルスという。また、励磁区間（後半）における駆動パルスを後半パルスという。
【００５２】
時刻ｔ２１〜ｔ２２の区間を励磁区間（前半）とし、時刻ｔ２２〜ｔ２３の区間を励磁区間（後半）とする。なお、手動針位置設定モードの際の時刻ｔ２１〜ｔ２３の主駆動パルスＰ１の印加区間は、例えば８［ｍｓｅｃ］である。また、図９に示す例では、励磁区間（前半）が、例えばデューティ５０％の「くし歯波」であり、励磁区間（後半）が、「矩形歯」の例である。このように、励磁区間（前半）の駆動エネルギーを励磁区間（後半）より小さくすることで、ロータ２０２が回転しすぎることを防ぐことができる。
【００５３】
時刻ｔ２１〜ｔ２２の励磁区間（前半）、符号ｇ２３に示すように、印加された主駆動パルスＰ１の前半によって、ロータ２０２が水平磁極を超える。時刻ｔ２１〜ｔ２２の区間は、例えば３〜４［ｍｓｅｃ］である。また、Ｈレベルの期間とＬレベルの期間それぞれは、例えば１［ｍｓｅｃ］である。
【００５４】
時刻ｔ２２〜ｔ２３の励磁区間（後半）、符号ｇ２４に示すように、印加された主駆動パルスＰ１の後半によって、ロータ２０２が水平磁極を超えた後、駆動エネルギーによって信号する。このロータ２０２の振動によって、運動エネルギーが消耗される。時刻ｔ２２〜ｔ２３の区間は、例えば４〜５［ｍｓｅｃ］（＝８−（３〜４）［ｍｓｅｃ］）である。
【００５５】
この結果、時刻ｔ２３以降、符号ｇ２５に示すように、無励磁区間（２）におけるロータ２０２の振動が通常運針モードの無励磁区間（２）（図７、符号ｇ１４参照）より小さくなる。
このように、手動針位置設定モードの際、無励磁区間（２）におけるロータ２０２の振動を通常運針モードより小さくしたため、指針４０を１ステップずつ回転させるように駆動させたとき、輪列３０の回転しすぎを防ぐことができる。
【００５６】
なお、図９に示した駆動パルスの波形は一例であり、これに限らない。駆動パルスのデューティは、モータ２０の特性、輪列３０や指針４０の負荷等に応じて設定されるようにしてもよい。このため、励磁区間（後半）も「くし歯波」であってもよい。逆に、負荷に応じて励磁区間（前半）が「矩形歯」であってもよい。
【００５７】
なお、本実施形態では、上述した通常運針モードの駆動パルスにおいて、図７の時刻ｔ１１〜ｔ１２をパルス幅といい、手動針位置設定モードの駆動パルスにおいて、図９の時刻ｔ２１〜ｔ２３をパルス幅という。すなわち、本実施形態では、正転の際、手動針位置設定モードにおける駆動パルスの手動パルス幅が、通常運針モードにおける駆動パルスの通常パルス幅より大きい。
【００５８】
［逆転時の駆動パルス］
次に、逆転時の駆動パルス例を、図３を参照しつつ説明する。
図１０は、本実施形態に係る逆転時の駆動パルスの例を示す図である。なお、図１０において、波形ｇ１１１と波形ｇ１１２は、一体型ステータを有するモータ２０において逆転させる場合の駆動パルス波形である。図１０において、横軸は時刻［ｍｓｅｃ］、縦軸は電圧［Ｖ］である。また、Ｖｄｄは、例えばモータ２０を駆動する駆動回路の電源電圧であり、Ｖｓｓは０Ｖまたは基準電圧である。
【００５９】
一体型ステータを有するステッピングモータの駆動パルスは、波形ｇ１１１とｇ１１２のように、まず時刻ｔ１０１〜ｔ１０２の期間、前回の駆動時にステータ２０１の幅狭部に残っている残留磁束を打ち消すために、幅Ｐｅの駆動パルスをコイル２０９の第１端子ＯＵＴ１に入力する。時刻ｔ１０２から所定の期間Ｐｓ後の時刻ｔ１０３〜ｔ１０４の期間、幅Ｐ１の駆動パルスを第１端子ＯＵＴ１に入力することによって、ロータ２０２を正方向に少し動かすように駆動する。なお、期間Ｐｓは、期間Ｐｅの駆動パルスを入力後、ロータ２０２が元の位置に戻る待機期間である。その後、時刻ｔ１０４〜ｔ１０５の期間、幅Ｐ２の駆動パルスをコイル２０９の第２端子ＯＵＴ２に入力することによって、ロータ２０２を逆方向に少し動かすように駆動する。
【００６０】
その後、例えば早送り等における逆転の場合、符号ｇ１１０に示すように、時刻ｔ１０５〜ｔ１０６の期間、幅Ｐ３の駆動パルス（制動パルス）を第１端子ＯＵＴ１に入力することによって、ロータ２０２を逆方向に動かすように駆動する。
一方、本実施形態では、手動針位置設定モードにおける逆転の場合、時刻ｔ１０５〜ｔ１０７の期間、幅Ｐ３の駆動パルスを第１端子ＯＵＴ１に入力することによって、ロータ２０２を逆方向に動かすように駆動する。このように、手動針位置設定モードにおける逆転時の駆動パルスでは、駆動パルスＰ３の長さを、早送り等の際より長くする。
すなわち、本実施形態において、逆転の際、手動針位置設定モードでは、駆動パルスＰ３の長さを通常運針モードより大きくする。
【００６１】
仮に、幅Ｐｅの駆動パルスを第１端子ＯＵＴ１に入力せずに、時刻ｔ１０３のとき幅Ｐ１の駆動パルスの入力から開始した場合、残留磁束が残っているため、ロータ２０２の動作が不安定になる。このように、一般的な一体型ステータを有するステッピングモータでは、逆回転時に、残留磁束を打ち消すための幅Ｐｅの駆動パルスの期間と待機期間である期間Ｐｓとが、１ステップ分の指針を運針するための期間であるフレームｆ（時刻ｔ１０１〜ｔ１０８）中で必要である。但し、ステータが二体型である場合、或いはロータ挙動に対して十分な静止期間を備えている場合、Ｐｅの駆動パルスは割愛できる。
【００６２】
なお、本実施形態では、上述した通常運針モードの駆動パルスにおいて、図１０の時刻ｔ１０５〜ｔ１０６をパルス幅といい、手動針位置設定モードの駆動パルスにおいて、図１０の時刻ｔ１０５〜ｔ１０７をパルス幅という。すなわち、本実施形態では、逆転の際も、手動針位置設定モードにおける駆動パルスの手動パルス幅が、通常運針モードにおける駆動パルスの通常パルス幅より大きい。
【００６３】
次に、時計１が行う処理例を説明する。
図１１は、本実施形態に係る時計１が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【００６４】
（ステップＳ１）操作部６は、利用者によって操作されたか否かを検出する。操作部６は、操作されたことを検出した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ステップＳ２の処理に進む。操作部６は、操作されたことを検出できない場合（ステップＳ１；ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１における操作部６は、例えば竜頭６１（図２）である。
【００６５】
（ステップＳ２）モード切替部１３は、現在の動作モードが通常運針モードであるか手動針位置設定モードであるかを判別する。モード切替部１３は、現在の動作モードが通常運針モードであると判別した場合（ステップＳ２；通常）、ステップＳ３の処理に進める。モード切替部１３は、現在の動作モードが手動針位置設定モードであると判別した場合（ステップＳ２；手動）、ステップＳ６の処理に進める。
【００６６】
（ステップＳ３）モード切替部１３は、現在の動作モードを通常運針モードから手動針位置設定モードに切り替える。処理後、モード切替部１３は、ステップＳ４の処理に進める。
【００６７】
（ステップＳ４）操作部６は、利用者によって操作されたか否かを検出する。操作部６は、操作されたことを検出した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進む。操作部６は、操作されたことを検出できない場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ４の処理を繰り返す。なお、ステップＳ４における操作部６は、例えばプッシュボタン６２またはプッシュボタン６３（図２）である。
【００６８】
（ステップＳ５）制御部１４は、手動針位置設定モードの駆動パルスでモータ２０を１ステップずつ駆動する。すなわち、制御部１４は、記憶部５が記憶する情報に基づいて、手動針位置設定モードに際に、手動針位置設定モードにおける駆動パルスの手動パルス幅を、通常運針モードにおける駆動パルスの通常パルス幅より大きくなるように切り替える。
なお、制御部１４は、利用者によって、再び操作部６（竜頭６１）が操作されて、動作モードが手動針位置設定モードから通常運針モードに切り替えられるまで、ステップＳ４とＳ５の処理を繰り返す。
【００６９】
（ステップＳ６）モード切替部１３は、現在の動作モードを手動針位置設定モードから通常運針モードに切り替える。処理後、モード切替部１３は、ステップＳ７の処理に進める。
【００７０】
（ステップＳ７）制御部１４は、通常運針モードの駆動パルスでモータ２０を駆動する。
以上で、時計１が行う処理を終了する。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替えるようにした。そして、本実施形態では、モードの切り替えに伴って、手動針位置設定モードの際、モータ２０を駆動する駆動パルスを通常運針モードより大きい（駆動期間が長い）駆動パルスに切り替えるようにした。
【００７２】
この結果、本実施形態によれば、利用者により針位置を操作される場合、操作に応じた駆動制御ステップにより制御される指針の動作を、利用者が当該駆動制御ステップと同期した動作として把握することが可能となる。これにより、本実施形態によれば、利用者が指針の動きを視認しながら指針の動作を指示する場合において、利用者の意図通りに指針が動作可能となる。
【００７３】
また、本実施形態では、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替え、手動針位置設定モードにときに駆動エネルギーをゼロマッチの際に通常エネルギーより大きくなる駆動パルスとした。この結果、本実施形態によれば、通常運針モードの際に手動針位置設定モードの駆動パルスを用いないため通常運針モードの際の消費される電量を抑えることができる。
【００７４】
なお、上述した例では、時計１が、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替え、通常運針モードの駆動パルスと手動針位置設定モードの駆動パルスとを切り替える例を説明したが、これに限らない。時計１は、さらに早送りモードを有し、記憶部５が早送りモードの駆動パルスも記憶するようにしてもよい。早送りモードは、例えば時刻合わせ時に用いられる。この場合、利用者が操作部６を操作して早送りモードを選択する。そして、モード切替部１３が、利用者の操作を検出して早送りモードに切り替える。これにより、制御部１４が、早送りモードの駆動パルスを用いて、モータ２０を駆動する。なお、早送りモードの駆動パルスは、手動針位置設定モードの駆動パルスより小さく、通常運針モードの駆動パルスより大きい。
【００７５】
なお、利用者が操作部６を所定時間内に複数回操作した場合、制御部１４は、所定時間（１フレーム）の最初の操作を受け付け、他の操作を受け付けないようにしてもよい。ここで、所定時間とは、指針４０の１ステップ回転に要する時間であり、正転の場合が例えば６４Ｈｚで駆動させる場合１５．６［ｍｓｅｃ］であり、逆転の場合が例えば３２Ｈｚで駆動させる場合３１．２５［ｍｓｅｃ］である。または、所定時間内に複数回行われた操作を、所定時間（１フレーム）毎に順次実行するようにしてもよい。
【００７６】
［変形例］
上述した例では、利用者が時計１の操作部６を操作した結果に基づいて、通常運針モードと手動針位置設定モードとを切り替える例を説明したが、切り替えをスマートフォン等の携帯端末からの指示に基づいて行うようにしてもよい。
【００７７】
図１２は、本実施形態の変形例に係る時計１Ａの構成例を示すブロック図である。図１２に示すように時計１Ａは、電池２、発振回路３、分周回路４、記憶部５、操作部６、針位置制御装置１００Ａを備える。針位置制御装置１００Ａは、制御装置１０Ａ、モータ２０、輪列３０、指針４０、および受信部７を備える。制御装置１０Ａは、パルス制御部１１、指針駆動部１２、モード切替部１３Ａ、および制御部１４Ａを備える。なお、時計１と同じ機能を有する機能部には同じ符号を用いて説明を省略する。
また、時計１Ａは、携帯端末３０１からの情報を受信する。なお、時計１Ａと携帯端末３０１との通信は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  ＬＥ（Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）（以下、ＢＬＥという）規格の通信方式、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）の技術を用いた通信等で行う。
【００７８】
携帯端末３０１は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯ゲーム機器等である。携帯端末３０１は、不図示のＣＰＵ（中央演算装置）、記憶部、通信部、表示部、操作部、電池等を含んで構成されている。
【００７９】
受信部７は、携帯端末３０１が送信した情報を受信し、受信した情報からモード切替情報を抽出し、抽出したモード切替情報をモード切替部１３Ａに出力する。なお、モード切替情報は、通常運針モードを示す情報、手動針位置設定モードを示す情報、モードを切り替える情報のいずれか１つである。また、受信部７は、携帯端末３０１が送信した情報を受信し、受信した情報から指針４０を１ステップ進める情報または指針４０を１ステップ戻す情報を抽出し、抽出した情報を制御部１４Ａに出力する。
【００８０】
モード切替部１３Ａは、操作部６が出力した操作結果に基づいて、通常運針モードから手動針位置設定モードに切り替え、または、手動針位置設定モードから通常運針モードに切り替え、切り替えたモードを示すモード情報を制御部１４Ａに出力する。または、モード切替部１３Ａは、受信部７が出力したモード切替情報に基づいて、通常運針モードから手動針位置設定モードに切り替え、または、手動針位置設定モードから通常運針モードに切り替え、切り替えたモードを示すモード情報を制御部１４Ａに出力する。
【００８１】
制御部１４Ａは、モード切替部１３Ａが出力したモード情報が通常運針モードを示す情報の場合、指針４０を通常運針モードの駆動パルスで駆動するようにパルス制御部１１に指示を出力する。制御部１４Ａは、モード切替部１３Ａが出力したモード情報が手動針位置設定モードを示す情報の場合、指針４０を手動針位置設定モードの駆動パルスで駆動するようにパルス制御部１１に指示を出力する。なお、制御部１４Ａは、受信部７が出力する指針４０を１ステップ進める情報または指針４０を１ステップ戻す情報に応じて、１ステップずつ正転または逆転させるようにモータ２０を駆動する。
【００８２】
図１３は、本実施形態に係る携帯端末３０１の表示部３１０上に表示される画像の一例を示す図である。図１３に示す例では、表示部３１０上に、動作モードを切り替える「モード切り替え」ボタン画像３１１、指針４０を１ステップ進める「針を進める」ボタン画像３１２、指針４０を１ステップ戻す「針を戻す」ボタン画像３１３、および操作を終了する「終了」ボタン画像３１４が表示されている。
【００８３】
利用者は、ゼロマッチの操作を行いたいとき、まず「モード切り替え」ボタン画像３１１をタッチする。モード切替部１３Ａは、携帯端末３０１から受信した情報に基づいて、通常運針モードから手動針位置設定モードに切り替える。その後、利用者は、時計１Ａの指針４０の動きを視認しながら、例えば指針４０を１ステップずつ進めるように「針を進める」ボタン画像３１２をタッチする。制御部１４Ａは、携帯端末３０１から受信した情報に基づいて、手動針位置設定モードの駆動パルスを用いて、指針４０を１ステップずつ進めるようにモータ２０を駆動する。
【００８４】
なお、時計１Ａが携帯端末３０１から通信によって情報を受け取るため、利用者が携帯端末３０１を操作してから時計１Ａの指針４０が回転するまでに時間差が生じる場合がある。このように通信等による時間差が生じた場合、利用者は、操作が受け付けられていないと認識して、さらに表示部３１０上のボタン画像を操作してしまう場合があり得る。このため、携帯端末３０１の制御部は、表示部３１０上のボタン画像の表示を、一度タッチされた後、所定時間、タッチできないことを示す画像（例えばボタンが押された画像）を表示させるようにしてもよい。また、時計１Ａの制御部１４Ａは、所定時間（１フレーム）の最初の操作を受け付け、他の操作を受け付けないようにしてもよい。ここで、所定時間は、指針４０の正転または逆転にかかる時間である。
【００８５】
以上のように、変形例によれば、スマートフォン等の利用者が携帯端末３０１を操作することで、時計１Ａの指針に対するゼロマッチを行うことができる。この場合、この操作に応じた駆動制御ステップにより制御される指針の動作を、利用者が当該駆動制御ステップと同期した動作として把握することが可能となる。これにより、変形例においても、利用者が指針の動きを視認しながら指針の動作を指示する場合において、利用者の意図通りに指針が動作可能となる。
【００８６】
なお、上述した変形例における時計１Ａは、スマートウォッチであってもよい。時計１Ａがスマートウォッチの場合、指針４０は計時した結果の表示に限らず、電池の残量、携帯端末３０１がメールを受信したことや着信があったことを示す情報等を表示するようにしてもよい。時計１Ａがスマートウォッチの場合、基準位置は、１２時の位置に限らず、用途に応じた位置であってもよい。
【００８７】
なお、本発明における針位置制御装置１００（または１００Ａ）の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりおける針位置制御装置１００（または１００Ａ）が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００８８】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００８９】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ…時計、２…電池、３…発振回路、４…分周回路、５…記憶部、１００，１００Ａ…針位置制御装置、６，６１，６２，６３…操作部、７…受信部、１０，１０Ａ…制御装置、２０…モータ、３０…輪列、４０…指針、１１…パルス制御部、１２…指針駆動部、１３，１３Ａ…モード切替部、１４，１４Ａ…制御部、２０１…ステータ、２０２…ロータ、２０９…コイル、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…駆動パルス
【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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