(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ、ステータ、コイルより成るステップモータを有し、通常駆動パルス印加終了後の前記ロータの自由振動により前記コイルに誘起される駆動電流と同方向の電流値を基に前記ロータの回転状態の判定検出を行なう第１検出動作と、この第１検出動作後前記駆動電流と反対方向の電流値を基に前記ロータの回転状態の判定検出を行なう第２検出動作とを有するアナログ電子時計に於いて、前記第１検出動作の中で前記ロータの回転状態の検出が行われると、それ以降の前記第２検出動作時の検出感度を前記第１検出動作時の検出感度とは異ならせる検出感度切り替え手段を設けたことを特徴とするアナログ電子時計。
【請求項２】
前記ロータの回転状態の判定検出は、電流値を電圧値に変換し、この電圧値の大小を判定することにより行なうことを特徴とする請求項１に記載のアナログ電子時計。
【請求項３】
前記検出感度切り替え手段は、先ず前記コイルに低い抵抗値の検出抵抗を接続し、次に前記コイルに高い抵抗値の検出抵抗を切り替え接続することにより前記検出感度を異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載のアナログ電子時計。
【請求項４】
前記検出感度切り替え手段は、先ず前記コイルに高いＶｔｈの検出回路を接続し、次に前記コイルに低いＶｔｈの検出回路を切り替え接続することにより前記検出感度を異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載のアナログ電子時計。
【請求項５】
ロータ、ステータ、コイルより成るステップモータを有し、通常駆動パルス印加終了後の前記ロータの自由振動により前記コイルに誘起される駆動電流と同方向の電流値を基に前記ロータの回転状態の判定検出を行う第１検出動作と、この第１検出動作後前記駆動電流と反対方向の電流値を基に前記ロータの回転状態の判定検出を行う第２検出動作とを有するアナログ電子時計に於いて、前記第１検出動作の中で前記ロータの回転状態の検出が行われた場合には、前記第２検出動作に移行し、それ以降の前記第２検出動作時における検出感度を前記第１検出動作時の検出感度とは異ならせ、前記第１検出動作の中で前記ロータの回転状態の検出が行われない場合には、通常駆動パルス印加終了後から所定期間経過後に検出感度を切り替える検出感度切り替え手段を設けたことを特徴とするアナログ電子時計。
【請求項６】
前記ロータの回転状態の判定検出は、電流値を電圧値に変換し、この電圧値の大小を判定することにより行なうことを特徴とする請求項５に記載のアナログ電子時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステップモータを有するアナログ電子時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のステップモータを有するアナログ電子時計の電池寿命は従来に比し大幅に長くなっている。これは電池の高容量化、回路の低消費電流化に負う所も大であるがステップモータの負荷補償機能による低消費電流化に負う所がより大である。ここで言う負荷補償機能とは、通常は小駆動力でステップモータを駆動し、負荷が増大した時のみ大駆動力でステップモータを駆動する方式を指す。
【０００３】
上記の負荷補償機能は、通常駆動パルス印加終了後にステップモータのコイルを含むループを断続的に開閉し、この時のロータの自由振動によりコイルに発生する誘起電圧を検出し、この検出信号によりロータの回転、非回転検出を行い、非回転検出時には大駆動力の補正駆動パルスによりロータを正常回転させるようにしているのが一般的である。この技術を開示した適切な公知文献としては、例えば特公平１ー４２３９５号、特公平８ー３３４５７号等を挙げることができる。
【０００４】
ところで一般的なアナログ電子時計は図２６に示すように時針６０、分針６１、秒針６２の３本の指針で時刻を表示するが、図２７に示すように秒針６２の替わりに透明な円盤６３を取り付けた特殊デザインの時計もある。この円盤６３（以下秒円盤と記載する）は慣性モーメントが通常の秒針に比較してかなり大きく、上記に示した負荷補償機能を有する時計に使用するとロータの回転、非回転検出が正確に行われずに時計に遅れが生じてしまう。この理由としてはロータが正常に回転できなかったにもかかわらず慣性モーメントの大きな秒円盤があるために大きく跳ね返され、正常に回転した時と類似した誘起電圧が発生するためである。これは秒円盤に限らず慣性モーメントの大きな秒針でも同様な結果が生ずる。
【０００５】
本出願人は上記問題点をロータの回転、非回転検出の検出感度を検出動作途中で切り替えることで解決できることを見い出した。検出感度を切り替える技術を開示した文献例としては特開昭５６―４３５７５号、特開昭５８―８６４８０号等を挙げることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記特開昭５６―４３５７５号に開示された技術はリチューム電池のような電源電圧が変化する電子時計に於いて、電源電圧の変化に応じて検出感度を切り替える技術に関するものであり、また特開昭５８―８６４８０号に開示された技術は適切な検出感度となるように自動設定する技術に関するものであり、両者共に検出動作途中で検出感度を切り替える技術に関するものではない。従ってこれらの文献に開示された技術では上記の問題点は解決できない。
【０００７】
本発明の目的は上記従来の欠点を除去し、大きな慣性モーメントの秒針または秒円盤を取り付けても負荷補償システムを正常に動作させ、これによって消費電流を低減できるアナログ電子時計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるアナログ電子時計は、ロータ、ステータ、コイルより成るステップモータを有し、通常駆動パルス印加終了後の前記ロータの自由振動により前記コイルに誘起される駆動電流と同方向の電流値を基に前記ロータの回転状態の判定検出を行なう第１検出動作と、この第１検出動作後前記駆動電流と反対方向の電流値を基に前記ロータの回転状態の判定検出を行なう第２検出動作とを有するアナログ電子時計に於いて、前記第１検出動作の中で前記ロータの回転状態の検出が行われると、それ以降の前記第２検出動作時の検出感度を前記第１検出動作時の検出感度とは異ならせる検出感度切り替え手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
前記ロータの回転状態の判定検出は、電流値を電圧値に変換し、この電圧値の大小を判定することにより行なうものであり、又、前記検出感度切り替え手段は、検出抵抗の抵抗値を切り替え接続したり、前記コイルに高低のＶｔｈの検出回路を切り替え接続することにより行うものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面に沿って本発明を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態の一例におけるブロック図、図２はその要部の出力波形図である。図１において、１は発振回路、２は分周回路で、この分周回路２の種々の出力段の出力を組み合わせて時計駆動に必要な信号が作成される。
【００１１】
３は通常駆動パルス発生回路で、図２（ａ）に示す如き通常駆動パルスを１秒毎に出力している。この通常駆動パルスにはパルス幅６ｍｓで１ｍｓ毎に分割されたｄｕｔｙ１８／３２〜ｄｕｔｙ２５／３２のチョッパパルスが用意されており、この内の一つのパルスが適宜出力する。尚、図２（ａ）に示したチョッパパルスは図面の関係上文章通りに正確に分割されてはおらず、以下に記載する他のチョッパパルスも同様である。
【００１２】
４は補正駆動パルス発生回路で、図２（ｃ）に示す如き後半がチョッパパルスのパルス幅１３ｍｓの補正駆動パルスを発生している。この補正駆動パルスは通常駆動パルスでステップモータのロータ１４を正常に駆動できなかった場合にのみ通常駆動パルスの３２ｍｓ後に後記する駆動回路８に印加される。
【００１３】
５は検出パルス発生回路で、図２（ｂ）に示す如き３２μｓ幅の１連の検出パルスを１ｍｓ毎に発生している。この検出パルスは通常駆動パルス印加時を基点として７ｍｓから２５ｍｓ迄発生し、通常駆動パルス印加終了後にステップモータのコイル１３の両端の接続状態を断続的に開閉し、ロータ１４の回転、非回転情報を出させる役目をする。６はカウンタ回路で、検出パルス発生回路５のパルス数をカウントし、６個カウントするとカウント終了後に出力線ＤからＬＯＷ信号（以下Ｌ信号と記載する）に替わってＨＩＧＨ信号（以下Ｈ信号と記載する）を出力する。
【００１４】
７は駆動制御回路で、後記する検出回路２３からの情報を基にどのｄｕｔｙの通常駆動パルスを後記する駆動回路８に印加するかや、補正駆動パルスを通過させて駆動回路８に印加するかどうか等を制御する。駆動回路８は公知の２個のＰチャンネルＭＯＳトランジスタ（以下トランジスタと記載する）９、１０と２個のＮチャンネルＭＯＳトランジスタ（以下トランジスタと記載する）１１、１２とにより構成され、共通ドレイン間の出力端子Ｏ１、Ｏ２にはコイル１３が接続されている。ロータ１４はコイル１３に実線矢印方向と点線矢印方向の交互電流が流れる度に１ステップ（１８０°）ずつ回転する。
【００１５】
１５は第１検出抵抗で、一端は端子Ｏ１に接続され、他端は第１制御トランジスタ１９を介して接地されている。１６は第２検出抵抗で、一端は端子Ｏ２に接続され、他端は第２制御トランジスタ２０を介して接地されている。これらの第１検出抵抗１５、第２検出抵抗１６は１０ＫΩと比較的小さい値である。１７は第３検出抵抗で、一端は端子Ｏ１に接続され、他端は第３制御トランジスタ２１を介して接地されている。１８は第４検出抵抗で、一端は端子Ｏ２に接続され、他端は第４制御トランジスタ２２を介して接地されている。これらの第３検出抵抗１７、第４検出抵抗１８は６０ＫΩと比較的大きい値である。尚、検出パルス発生回路５、カウンタ回路６、第１検出抵抗１５、第２検出抵抗１６、第３検出抵抗１７、第４検出抵抗１８、第１制御トランジスタ１９、第２制御トランジスタ２０、第３制御トランジスタ２１、第４制御トランジスタ２２及び後記する検出制御回路２４等により検出感度切り替え手段は構成されている。
【００１６】
２３は検出回路で、駆動パルス印加終了後にコイル１３に流れる電流を基にロータ１４の回転、非回転を検出し、その情報を駆動制御回路７及び後記する検出制御回路２４に送っている。２４は検出制御回路で、駆動制御回路７の信号線Ａの出力信号と検出回路２３の信号線Ｂの出力信号及びカウンタ回路６の信号線Ｄの出力信号等により制御されて信号線Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈのいずれかを選択して検出パルス発生回路５からの検出パルスを出力する。ここで信号線ＡがＨ信号で信号線Ｂ及び信号線ＤがＬ信号のときは信号線Ｆが選択され、信号線ＡがＨ信号で信号線Ｂまたは信号線ＤがＨ信号のときは信号線Ｇが選択され、信号線ＡがＬ信号で信号線Ｂ及び信号線ＤがＬ信号のときは信号線Ｅが選択され、信号線ＡがＬ信号で信号線Ｂまたは信号線ＤがＨ信号のときは信号線Ｈが選択される。
【００１７】
次に動作について説明するが、本発明の理解を早めるために先ず検出動作の要点を図３を使用して簡単に説明し、その後詳細に説明することにする。
【００１８】
検出動作は先ず図３に示した駆動電流３０と同方向電流である斜線部電流３１を電圧として検出する第１検出動作から始められる。この時の検出回路２３の検出感度は低い状態、即ち検出信号が検出回路２３のＶｔｈを比較的越え難い状態となっている。但し通常駆動パルス印加時から１２ｍｓが経過しても第１検出動作で回転検出信号が得られない場合には通常駆動パルス印加時より１３ｍｓ経過時点から検出感度は高い状態に切り替わる。
【００１９】
第１検出動作で検出回路２３のＶｔｈを越えた回転検出信号が得られた場合には次に駆動電流３０と反方向電流である斜線部電流３２を電圧として検出する第２検出動作が行われる。この第２検出動作時の検出回路２３の検出感度は常に高い状態、即ち検出信号が検出回路２３のＶｔｈを比較的越え易い状態となっている。この第２検出動作で回転検出信号が得られた場合に初めてロータ１４が正常に回転したとの最終判定が行われる。第２検出動作で回転検出信号が得られなければ最終的にロータ１４は正常に回転しなかった非回転と判定される。
【００２０】
この様に検出感度が切り替わるのは第１検出動作で回転検出信号が得られた場合と通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ経過時点である。
【００２１】
次に動作について詳細に説明する。通常の秒針（約５５ミリグラム平方ミリメータの慣性モーメント）が取り付けられ、駆動回路８に印加されている通常駆動パルスのｄｕｔｙは１９／３２であったとし、コイル１３には実線矢印方向に電流が流れ、その時の電流の波形は図３に示す如き波形であったとする。尚、コイル１３に実線矢印方向に電流が流れる時は駆動制御回路７からの信号線ＡにはＨ信号が出力し、点線矢印方向に電流が流れる時は信号線ＡにはＬ信号が出力する。
【００２２】
通常駆動パルス印加時から７ｍｓ経過すると、図２（ｂ）に示す如き１連の検出パルスが駆動制御回路７を通過して駆動回路８に印加され、ロータ１４が正常に回転したか否かが検出回路２３で判定される。この判定動作は前記したように先ず図３に示した駆動電流３０と同方向電流である斜線部電流３１を電圧として検出する第１検出動作から始められる。
【００２３】
通常駆動パルス印加終了直後は駆動回路８の２個のトランジスタ９、１０がオン状態となっているが、通常駆動パルス印加時から７ｍｓ経過すると検出パルス発生回路５からの検出パルスが駆動制御回路７を通過して駆動回路８のトランジスタ１０に印加され、また同時に検出制御回路２４からの信号線Ｆを通過した検出パルスが第２制御トランジスタ２０に印加され第２検出抵抗１６を介して端子Ｏ２が接地される。そのため端子Ｏ２には過渡現象により増幅された電圧が発生する。図４はこの時の端子Ｏ２に発生した電圧波形を示す。Ｖ１信号は検出回路２３のＶｔｈ（閾値）を越えていないのでさらに同方向の電圧検出が行われる。Ｖ２信号もＶｔｈを越えておらずさらに同方向の電圧検出が行われる。
【００２４】
Ｖ３信号で初めてＶｔｈを越えたので、今度は図３に示した駆動電流３０とは反方向電流である斜線部電流３２を電圧として検出する第２検出動作が行われる。検出回路２３から図４で示した回転検出信号となるＶ３信号に基づくＨ信号が信号線Ｂを通って駆動制御回路７に印加されると、駆動制御回路７を通過した検出パルスは駆動回路８のトランジスタ１０からトランジスタ９に切り替えて印加される。また同時に検出制御回路２４は信号線Ａと信号線ＢのＨ信号により制御され、信号線Ｇから検出パルスを出力して第３制御トランジスタ２１に印加する。
【００２５】
今度は抵抗値の比較的高い第３検出抵抗１７を介して端子Ｏ１が接地されるため検出感度は高くなる。図５はこの時の端子Ｏ１に発生した電圧波形である。Ｖ４信号、Ｖ５信号ではＶｔｈを越えておらずＶ６信号で初めてＶｔｈを越える。検出回路２３はこの時点でロータ１４が正常に回転したと判定して信号線ＣからＨ信号を出力して駆動制御回路７に印加する。駆動制御回路７はこの結果を受け取るとそれ以降の検出パルス及び補正駆動パルスの通過を禁止するため補正駆動パルスによるステップモータの駆動は行われない。また次のステップ迄にクロックパルス（図示せず）によりカウンタ回路６、検出回路２３等はリセットされる。尚、上記の検出動作では第１検出抵抗１５、第４検出抵抗１８は関与していない。
【００２６】
次のステップ（１秒後）でも同様の動作が行われるが、この場合には図１に示したコイル１３には点線矢印方向に電流が流れ、通常駆動パルス印加終了後に検出パルスが先ず駆動制御回路７からトランジスタ９に印加されると共に信号線ＡがＬ信号で信号線Ｂ、ＤがＬ信号のため検出制御回路２４からは信号線Ｅが選択されて検出パルスが第１制御トランジスタ１９に印加される。検出回路２３のＶｔｈを越えた回転検出信号が検出されると信号線ＢがＨ信号となるため検出パルスは切り替わってトランジスタ１０及び第４制御トランジスタ２２に印加される。一定時間（例えば４分間）連続してロータ１４が正常に回転したとの最終判定結果が駆動制御回路７に送られると、駆動制御回路７は通常駆動パルス発生回路３に次のステップから１ランクだけ駆動エネルギを下げたｄｕｔｙ１８／３２のパルスを出力させる指令を送る。従って次のステップではｄｕｔｙ１８／３２の通常駆動パルスでステップモータは駆動されることになる。
【００２７】
図６はｄｕｔｙ１８／３２で駆動された時の電流波形である。前記と同様に通常駆動パルス印加から７ｍｓ経過すると、図２（ｂ）に示す如き１連の検出パルスが検出制御回路２４及び駆動制御回路７を通過して駆動回路８に印加され、ロータ１４が正常に回転したか否かが検出回路２３で判定される。前記したと同様に判定動作は先ず図６に示した駆動電流と同方向電流を電圧として検出する第１検出動作から始められる。図７はこの時の端子Ｏ２に発生した電圧波形であるが、Ｖ１信号は検出回路２３のＶｔｈを越えていないのでさらに同方向の電圧検出が行われる。Ｖ２信号、Ｖ３信号でもＶｔｈを越えておらずさらに同方向の電圧検出が行われる。
【００２８】
Ｖ４信号で初めてＶｔｈを越えたので、今度は図６に示した駆動電流とは反方向電流を電圧として検出する第２検出動作が行われる。図８はこの時の端子Ｏ１に発生した電圧波形であるがＶ５信号〜Ｖ１４信号でＶｔｈを越えていない。ここで図７の回転検出信号となるＶ４信号を検出した時点から１０ｍｓ経過、即ち図８のＶ１４信号を検出した時点で検出動作は停止するようになっているため端子Ｏ１ではＶｔｈを越えた回転検出信号は検出されなかったことになる。検出回路２３ではこれはロータ１４が正常に回転しなかった、即ち非回転と判定して信号線ＣはＬ信号のままである。尚、Ｖ５信号以降の検出動作では検出パルスはトランジスタ９及び第３制御トランジスタ２１に印加されている。そのため検出感度はＶ５信号検出時以降はそれ以前よりも高くなっている。
【００２９】
駆動制御回路７は非回転情報を受け取ると速やかに補正駆動パルスの通過を許可し、ロータ１４は補正駆動パルスにより駆動されて正常に回転し、通常駆動パルス駆動で回転できなかった分の時間遅れは直ちに解消される。また次のステップ（１秒後）では駆動制御回路７からの制御信号により制御され、通常駆動パルス発生回路３からは駆動エネルギが１ランク上のｄｕｔｙ１９／３２の通常駆動パルスが発生してこのパルスによりステップモータは駆動されることになる。このｄｕｔｙ１９／３２の通常駆動パルスによる駆動中に負荷が重くロータ１４が正常に回転できなかった場合には速やかに補正駆動パルスによりロータ１４を正常に回転させ、次のステップでは駆動エネルギが１ランク上のｄｕｔｙ２０／３２の通常駆動パルスでステップモータを駆動する。さらに負荷が重ければ次々と駆動ランクを上げた通常駆動パルスで駆動されることになる。尚、駆動エネルギが最大のｄｕｔｙ２５／３２の通常駆動パルスによる駆動でも非回転検出が行われた場合には、次のステップでは駆動エネルギが最小のｄｕｔｙ１８／３２の通常駆動パルスによる駆動が行われるように構成されている。
【００３０】
次に前記した通常の秒針が取り付けられ、ｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスにより駆動された場合の動作について説明する。
【００３１】
図９はこの時の電流波形を示す。図３に示したｄｕｔｙ１９／３２の通常駆動パルスにより駆動された場合の電流波形に比し、通常駆動パルス印加終了後の電流波形の位相が早くなり駆動電流寄りになっている。この現象はロータの慣性モーメントが小さい場合、秒針が取り付けられていない場合にも現れる。そのため駆動電流と反方向の電流の大部分が通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ以内に入っている。この通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ経過時点は第１検出動作で回転検出が行われなかった場合に検出感度を切り替える位置である。また図３に示した電流波形と同様に通常駆動パルス印加終了後の交互電流波形のピーク値は徐々に小さくなっており、第１検出動作時に比し第２検出動作での回転検出はし難くなっている。
【００３２】
図１０、図１１は検出動作時の電圧波形を示し、図１０のＶ３信号で第１検出動作による回転検出が行われ、図１１のＶ５信号で第２検出動作による回転検出が行われ、最終的にはロータ１４が正常に回転したと判定される。本発明ではＶ４信号検出時点から検出感度が切り替えられているため、電流のピーク値が小さくても回転検出が比較的行われ易くなっている。尚、上記の例では通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ経過以降の検出感度切り替えは必要としていない。
【００３３】
ここで本発明とは異なり、第１検出動作で回転検出が行われても検出抵抗を１０ＫΩのまま変更せず、即ち検出感度切り替えない場合について説明する。図９に示したｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスにより駆動された電流波形を電圧として検出する場合にロータ１４が正常に回転しているにもかかわらず、検出抵抗値のバラツキ、その他の部品のバラツキによっては第２検出動作で非回転検出を行ってしまう。特にロータ１４の慣性モーメントが小さい方にバラツキがあるとｄｕｔｙ２１／３２の通常駆動パルスによる駆動でも非回転検出を行ってしまう場合がある。ｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスによる駆動で非回転検出を行うと次のステップでのｄｕｔｙ２３／３２、さらにｄｕｔｙ２４／３２、さらにｄｕｔｙ２５／３２の通常駆動パルスによる駆動でも同様に非回転検出を行ってしまう。前記したようにｄｕｔｙ２５／３２の通常駆動パルスによる駆動で非回転検出が行われると、次のステップではｄｕｔｙ１８／３２の通常駆動パルスによる駆動が行われる（図６、図７、図８参照）。この場合には駆動エネルギ不足で非回転検出が行われ、次のステップのｄｕｔｙ１９／３２の通常駆動パルスによる駆動で回転検出が行われる（図３、図４、図５参照）。
【００３４】
従ってこの場合でも最終的にはなんら問題はないが、ロータ１４が正常に回転した場合には回転検出を行うのが好ましい。例えば、生産ラインでは秒針を取り付けずに消費電流の検査が短時間で行われるが、ロータ駆動に余裕のあるｄｕｔｙ２１／３２の通常駆動パルスによる駆動で行うようになっている。この場合に非回転検出が行われると補正駆動パルスの発生により消費電流が大幅に増加し、不良品と判定されてしまうので好ましくない。本発明では第１検出動作後に検出感度を切り替えるため、多少の部品バラツキがあっても第２検出動作で回転検出を行い易くなっている。
【００３５】
次に図２７に示すような慣性モーメントの大きな秒円盤を取り付けた場合の動作について説明する。
【００３６】
図１２は直径１７ｍｍ、厚み約０．１ｍｍ、比重１．４の秒円盤（約１１５０ミリグラム平方ミリメータの慣性モーメント）を取り付けてｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスで駆動し、ロータ１４が正常に回転した場合の電流波形である。
【００３７】
図１３はこの時の端子Ｏ２に発生した電圧波形である。Ｖ１信号〜Ｖ４信号ではＶｔｈを越えておらず、Ｖ５信号で初めてＶｔｈを越えた回転検出信号が得られて検出端子の切り替えが行われる。図１４は端子Ｏ１に発生した電圧波形であり、Ｖ６信号〜Ｖ８信号ではＶｔｈを越えずＶ９信号で初めてＶｔｈを越えている。尚、Ｖ６信号以降の検出では６０ＫΩの第３検出抵抗１７が関与し、検出感度はそれ以前よりも高い。この時点でロータ１４が正常に回転したとの回転検出信号であるＨ信号が信号線Ｃを通って検出回路２３から駆動制御回路７に印加され、駆動制御回路７はそれ以降の検出パルスの通過を禁止してそのステップでの検出動作は停止すると共に補正駆動パルスの通過も禁止する。
【００３８】
それ以降も同様な動作が行われ、一定時間（例えば４分間）連続して正常に回転したとの判定結果が駆動制御回路７に送られると、駆動制御回路７は通常駆動パルス発生回路３に次のステップから１ランクだけ駆動エネルギを下げたｄｕｔｙ２１／３２の通常駆動パルスを出力させる指令を送る。従って次のステップではｄｕｔｙ２１／３２の通常駆動パルスでステップモータは駆動されることになる。尚、上記の例では通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ経過以降に検出感度を切り替える必要はない
【００３９】
ここで本発明とは異なり、第２検出動作でも検出抵抗を１０ＫΩとしたまま切り替えず、即ち検出感度を切り替えない場合について説明する。この場合には図１４で示したＶ９信号はＶｔｈを超えることができず、またそれ以降もＶｔｈを越えた信号は検出されず、ロータ１４が正常に回転しているにもかかわらず非回転と判定されて補正駆動パルスが発生し、次のステップでは駆動ランクが上がり、無駄な電流を消費してしまうことになる。
【００４０】
図１５は前記の秒円盤を取り付けてｄｕｔｙ２１／３２の通常駆動パルスで駆動し、ロータ１４が正常に回転できなかった場合の電流波形である。
【００４１】
図１６はこの時の端子Ｏ２に発生した電圧波形である。Ｖ１信号〜Ｖ８信号迄はＶｔｈを越えておらず、Ｖ９信号で初めてＶｔｈを越えた回転検出信号が得られて検出端子Ｏ２、Ｏ１の切り替えが行われる。図１７は端子Ｏ１に発生した電圧波形であり、Ｖ１０信号〜Ｖ１９信号でＶｔｈを越えていない。前記したようにＶ７信号以降の検出では６０ＫΩの第３検出抵抗１７及び第４検出抵抗１８が関与するため検出感度はそれ以前よりも高い。通常駆動パルス印加時から２５ｍｓ経過した時点で検出パルスは打ち切られるため、この時点で検出動作は停止しロータ１４が正常に回転しなかった非回転検出信号であるＬ信号が信号線Ｃを介して検出回路２３から駆動制御回路７に印加される。そのため速やかに補正駆動パルスが駆動制御回路７を通過して駆動回路８に印加され、ロータ１４はこの補正駆動パルスにより駆動されて正常に回転することになる。また次のステップ（１秒後）では駆動制御回路７からの制御信号により制御され、通常駆動パルス発生回路３からは駆動エネルギが１ランク上のｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスが発生してこの通常駆動パルスによりステップモータは駆動されることになる。
【００４２】
ここで検出抵抗として１０ＫΩを使用せずに６０ＫΩのみを使用し、従来のように検出動作の途中で検出抵抗を切り替えない場合、即ち検出感度を切り替えない場合にについて説明する。この場合には図１５で示した駆動電流と同方向電流及び反方向電流の電圧変換信号が検出感度が高いために両者共にＶｔｈを超えてしまい、ロータ１４が正常に回転していないにもかかわらず回転と判定されて補正駆動パルスが発生せず、時計としては致命的欠陥である時間遅れが発生してしまう。
【００４３】
次に慣性モーメントのさらに大きな秒円盤を取り付けた場合の動作について説明する。
【００４４】
図１８は直径２０ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、比重１．４の秒円盤（約２２００ミリグラム平方ミリメータの慣性モーメント）を取り付けてｄｕｔｙ２３／３２の通常駆動パルスで駆動し、ロータ１４が正常に回転した場合の電流波形である。
【００４５】
図１９はこの時の端子Ｏ２に発生した電圧波形である。Ｖ１信号〜Ｖ８信号迄はＶｔｈを越えておらず、Ｖ９信号で初めてＶｔｈを越えた回転検出信号が得られて検出端子の切り替えが行われる。前記したようにＶ７信号以降の検出ではカウンタ回路６の出力がＨ信号に切り替わっているため６０ＫΩの第３検出抵抗１７及び第４検出抵抗１８が関与し、検出感度はそれ以前よりも高い。そのためほぼ同じピーク電流を電圧変換した１０ＫΩが関与したＶ５信号と６０ＫΩが関与したＶ９信号では電圧の高さは異なり、Ｖ５信号ではＶｔｈを越えずＶ９信号ではＶｔｈを越えている。図２０は端子Ｏ１に発生した電圧波形であり、Ｖ１０信号、Ｖ１１信号ではＶｔｈを越えずＶ１２信号で初めてＶｔｈを越えている。この時点でロータ１４が正常に回転したと最終的に判定される。ここでは通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ後に検出感度を切り替える効果が現れている。
【００４６】
それ以降も同様な動作が行われ、一定時間（例えば４分間）連続して正常に回転したとの判定結果が駆動制御回路７に送られると、駆動制御回路７は通常駆動パルス発生回路３に次のステップから１ランクだけ駆動エネルギを下げたｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスを出力させる指令を送る。従って次のステップではｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスでステップモータは駆動されることになる。
【００４７】
ここで本発明とは異なり、検出動作の途中で検出抵抗を１０ＫΩとしたまま切り替えず、即ち検出感度を切り替えない場合について説明する。この場合には図１９で示したＶ９信号はＶ５信号と同様にＶｔｈを超えることができず、またそれ以降もＶｔｈを越えた信号は検出されず、ロータ１４が正常に回転しているにもかかわらず非回転と判定されて補正駆動パルスが発生し、次のステップでは駆動ランクが上がり、無駄な電流を消費してしまうことになる。
【００４８】
図２１は前記の秒円盤を取り付けてｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスで駆動し、ロータ１４が正常に回転できなかった場合の電流波形である。
【００４９】
図２２はこの時の端子Ｏ２に発生した電圧波形である。Ｖ１信号〜Ｖ１０信号迄はＶｔｈを越えておらず、Ｖ１１信号で初めてＶｔｈを越えた回転検出信号が得られて検出端子Ｏ２、Ｏ１の切り替えが行われる。図２３は端子Ｏ１に発生した電圧波形であり、Ｖ１２信号〜Ｖ１９信号でＶｔｈを越えていない。前記したようにＶ７信号以降の検出では６０ＫΩの第３検出抵抗１７及び第４検出抵抗１８が関与するため検出感度はそれ以前よりも高い。通常駆動パルス印加時から２５ｍｓが経過した時点で検出パルスは打ち切られるため、この時点で検出動作は停止しロータ１４が正常に回転しなかった非回転検出信号であるＬ信号が信号線Ｃを介して検出回路２３から駆動制御回路７に印加される。そのため速やかに補正駆動パルスが駆動制御回路７を通過して駆動回路８に印加され、ロータ１４はこの補正駆動パルスにより駆動されて正常に回転することになる。また次のステップ（１秒後）では駆動制御回路７からの制御信号により制御され、通常駆動パルス発生回路３からは駆動エネルギが１ランク上のｄｕｔｙ２３／３２の通常駆動パルスが発生してこの通常駆動パルスによりステップモータは駆動されることになる。
【００５０】
ここで検出抵抗として１０ＫΩを使用せずに６０ＫΩのみを使用し、従来のように回転検出動作の途中で検出抵抗を切り替えない場合、即ち検出感度を切り替えない場合について説明する。この場合には図２１で示した駆動電流と同方向電流及び反方向電流の電圧変換信号が検出感度が高いために両者共にＶｔｈを超えてしまい、ロータ１４が正常に回転していないにもかかわらず回転と判定されて補正駆動パルスが発生せず、時計としては致命的欠陥である時間遅れが発生してしまう。
【００５１】
次に本発明の他の実施例を図２４に沿って説明する。図２４では図１と同じ働きをするものは図１で示した番号と同じ番号を付してある。また図２４で示した発振回路１からロータ１４までは図１で示したものとほとんど同一なので説明を省略し、本発明の骨子となる検出感度切り替え手段について詳細に説明する。
【００５２】
先ず図２４でコイル１３に実線矢印方向に駆動電流が流れた場合について説明すると、通常駆動パルス印加時から７ｍｓが経過すると駆動回路８のトランジスタ１０に検出パルスが印加される。そのため端子Ｏ２での電圧検出が行われる。それと同時に検出制御回路２４からは信号線ＡがＨ信号、信号線ＢがＬ信号のため信号線Ｆを通った検出パルスが第２制御トランジスタ２０に印加されるため、検出信号は第２検出抵抗１６により調整された適切な高さの電圧となって検出回路２３の端子ＩＮ２に印加される。信号線Ｆを通った検出パルスは検出回路２３にも印加される。
【００５３】
図２５は図２４に示した検出回路２３の詳細図である。図２４でコイル１３に実線矢印方向に駆動電流が流れた状態では信号線ＡがＨ信号、信号線DがＬ信号であり、初期化されているフリップフロップ４７のＱ出力がＬ信号、Ｑバー出力がＨ信号である。そのため信号線Ａとフリップフロップ４７のＱ出力が印加されているイクスクルーシブオアゲート５１の出力はＨ信号、信号線Ａとフリップフロップ４７のＱバー出力が印加されているイクスクルーシブオアゲート５２の出力はＬ信号、信号線Ｄとフリップフロップ４７のＱ出力が印加されているオアゲート４９の出力はＬ信号、オアゲート４９の出力が印加されているインバータ５０の出力はＨ信号となっている。従ってこれらの信号がそれぞれ印加されているアンドゲート５４、５５、５６、５７の内アンドゲート５５のみがオン状態となっている。
【００５４】
端子ＩＮ２に印加された検出電圧は第２コンパレータ４１のプラス入力端子に入力され、信号線Ｆを通った検出パルスはオアゲート５３及びアンドゲート５５を介して第７制御トランジスタ４９及びオアゲート４３に印加される。第２コンパレータ４１のマイナス入力端子には抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の分圧電圧が印加され、プラス入力端子に印加された検出電圧とのレベルを比較して第２コンパレータ４１からは回転検出信号のＨ信号または非回転検出信号のＬ信号が出力する。この検出信号はオアゲート４３を通過した検出パルスのタイミングでアンドゲート４５を介してオアゲート４６から出力される。
【００５５】
オアゲート４６から回転検出信号であるＨ信号が出力したとすると図２５のフリップフロップ４７のＱ出力がＨ信号、Ｑバー出力がＬ信号に切り替わり、今度はイクスクルーシブオアゲート５２の出力がＨ信号となり、アンドゲート５４、５５、５６、５７の内アンドゲート５６のみがオン状態となる。また信号線Ｂを通ったＨ信号は図２４の駆動制御回路７及び検出制御回路２４に印加され第１検出動作が終了する。これにより検出パルスは駆動回路８のトランジスタ９に切り替えて印加され、端子Ｏ１での電圧検出が行われる。それと同時に検出パルスは検出制御回路２４の信号線Ｅに切り替わって出力され、第１制御トランジスタ１９及び検出回路２３に印加される。端子Ｏ１に発生する検出信号は第１検出抵抗１５により調整された適切な高さの電圧となって検出回路２３の端子ＩＮ１に印加される。端子ＩＮ１に印加された検出信号は図２５の第１コンパレータ４０のプラス入力端子に入力される。
【００５６】
他方信号線Eを通って検出回路２３のオアゲート５３に印加された検出パルスはアンドゲート５６を介して第６制御トランジスタ４８及びオアゲート４２に印加される。検出パルスが第６制御トランジスタ４８に印加されると、第１コンパレータ４０のマイナス入力端子には抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３の分圧電圧が印加され、プラス入力端子に印加された検出電圧とのレベルを比較して第１コンパレータ４０からは回転検出信号のＨ信号または非回転検出信号のＬ信号が出力する。この検出信号はオアゲート４２を通過した検出パルスと共にアンドゲート４４に印加され、さらにオアゲート４６を介してフリップフロップ４７に印加される。
【００５７】
この第２検出動作は第１検出動作でオアゲート４６からＨ信号が発生した時点から１０ｍｓ経過以内で且つオアゲート４６からＨ信号が出力するまで続けられ、Ｈ信号が出力した時点で検出動作は終了する。即ち第２検出動作でオアゲート４６からＨ信号が出力するとその信号がフリップフロップ４８にも印加され、信号線ＣにＨ信号が発生する。このＨ信号が駆動制御回路７に印加され、前記したようにその後の検出動作は停止する。そして次の通常駆動パルスが発生する迄にクロックパルス（図示せず）によりフリップフロップ４７、４８等がリセットされ初期状態となる。
【００５８】
ここで抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４の抵抗値は２ＫΩ、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ５の抵抗値は１ＫΩ、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ６の抵抗値は４ＫΩとなっているため、第２検出動作時の検出感度は第１検出動作時の検出感度よりも高くなっている。尚、前記した抵抗Ｒ１〜Ｒ６の抵抗値は一つの例であり、実際には誤検出しないように適切に設定される。
【００５９】
次に図２４に示したコイル１３に実線矢印方向に電流が流れた時の第１検出動作時で且つ通常駆動パルス印加時から１２ｍｓが経過する迄に信号線Ｂに１度もＨ信号が出力しなかった場合について説明する。通常駆動パルス印加時から１２ｍｓが経過する迄は図２５に示したアンドゲート５４、５５、５６、５７の内アンドゲート５５のみがオン状態となっている。そのため検出パルスは第７制御トランジスタ４９に印加され、第２コンパレータ４１のマイナス入力端子には抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の分圧電圧が印加されている。
【００６０】
通常駆動パルス印加時から１３ｍｓが経過すると図２４に示したカウンタ回路６から信号線ＤにＨ信号が出力する。このＨ信号は検出回路２３のオアゲート４９に印加され、今度はアンドゲート５４、５５、５６、５７の内アンドゲート５４のみがオン状態となる。そのため検出パルスは第８制御トランジスタ５０に印加され、第２コンパレータ４１のマイナス入力端子に抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ６の分圧電圧が印加されることになる。そしてプラス入力端子に印加された検出電圧とのレベルを比較して第２コンパレータ４１からは回転検出信号のＨ信号または非回転検出信号のＬ信号が出力する。この検出信号はアンドゲート４５、オアゲート４６を介してフリップフロップ４７に印加される。この検出動作は一定時間内でオアゲート４６からＨ信号が出力するまで続けられる。
【００６１】
オアゲート４６からＨ信号が出力するとフリップフロップ４７のＱ出力がＨ信号、Ｑバー出力がＬ信号となる。信号線ＤにはＨ信号が印加されているため、今度はアンドゲート５６がオン状態となる。また信号線ＢにはＨ信号が出力するため駆動制御回路７を通過した検出パルスはトランジスタ９に印加されると共に検出制御回路２４を通過した検出パルスは信号線Ｅを通って第１制御トランジスタ９及び検出回路２３に印加される。これより端子Ｏ１に発生した検出電圧は第１コンパレータ４０に印加される。他方検出回路２３のオアゲート５３を通過した検出パルスはアンドゲート５６を介して第６制御トランジスタ４８に印加される。
【００６２】
検出パルスが第６制御トランジスタ４８に印加されると、第１コンパレータ４０のマイナス入力端子には抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３の分圧電圧が印加され、プラス入力端子に印加された検出電圧とのレベルを比較して第１コンパレータ４０からは回転検出信号のＨ信号または非回転検出信号のＬ信号が出力し、アンドゲート４４、オアゲート４６を介してフリップフロップ４７、４８に印加される。第１検出動作でフリップフロップ４７のＱ出力はすでにＨ信号を出力しているため、第２検出動作でオアゲート４６からＨ信号が出力されるとフリップフロップ４８のＱ出力はＨ信号となる。そのためこのＨ信号は信号線Ｃを通って駆動制御回路７に印可され、その後の検出動作は停止する。
【００６３】
前記したように抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４の抵抗値は２ＫΩ、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ５の抵抗値は１ＫΩ、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ６の抵抗値は４ＫΩとなっているため、１３ｍｓ以降の第１コンパレータ４０及び第２コンパレータ４１のＶｔｈはそれ以前よりも低く、検出感度は高くなっている。
【００６４】
次に通常駆動パルス印加時から１３ｍｓ経過後に第１検出動作による回転検出が行われ、第２検出動作で非回転検出が行なわれた場合について説明するわけであるが、この動作についてはこれまでの説明で容易に理解できると考えられるので省略する。また、コイル１３に点線矢印方向に駆動電流が流れた場合の動作についてもこれまでの説明で容易に理解できると考えられるので省略する。
【００６５】
以上本発明につき説明したが、本発明の精神を逸脱することなく種々の変更が可能であり、例えば検出パルスを１ｍｓ毎ではなく０．５ｍｓ毎に発生させること、検出回路２３のＶｔｈを越えた信号を１個ではなく２個以上で回転検出信号とすること等も本発明に含まれる。又、本発明は電流値を基に検出するようになっているが、電圧値を基にしても同様であることはもちろんである。
【００６６】
【発明の効果】
上記の説明で明らかなように、本発明では検出動作の途中で検出感度を切り替えるように構成したため、本発明によれば通常の秒針はもちろん、慣性モーメントの大きな秒針または慣性モーメントの大きな秒円盤を取り付けても誤動作することがない、消費電流の少ないアナログ電子時計を得ることができ、その効果大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の要部の出力波形図である。
【図３】通常の秒針を取り付けてｄｕｔｙ１９／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図４】図３に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である。
【図５】図３に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図６】通常の秒針を取り付けてｄｕｔｙ１８／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図７】図６に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である。
【図８】図６に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図９】通常の秒針を取り付けてｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図１０】図９に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である。
【図１１】図９に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図１２】直径１７ｍｍの秒円盤を取り付けてｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図１３】図１２に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である
【図１４】図１２に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図１５】直径１７ｍｍの秒円盤を取り付けてｄｕｔｙ２１／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図１６】図１５に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である
【図１７】図１５に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図１８】直径２０ｍｍの秒円盤を取り付けてｄｕｔｙ２３／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図１９】図１８に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である。
【図２０】図１８に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図２１】直径２０ｍｍの秒円盤を取り付けてｄｕｔｙ２２／３２の通常駆動パルスにより駆動された時の電流波形図である。
【図２２】図２１に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ２に発生した電圧波形図である。
【図２３】図２１に示した電流波形を電圧変換した時の端子Ｏ１に発生した電圧波形図である。
【図２４】本発明の実施の形態の他の例のブロック図である。
【図２５】図２４に示した検出回路２３の詳細回路図である。
【図２６】従来及び本発明に係わる通常の秒針を取り付けたアナログ電子時計の外観平面図である。
【図２７】本発明に係わる大きな慣性モーメントの秒円盤を取り付けたアナログ電子時計の外観平面図である。
【符号の説明】
３  通常駆動パルス発生回路
４  補正駆動パルス発生回路
５  検出パルス発生回路
６  カウンタ回路
７  駆動制御回路
８  駆動回路
１３  ステップモータのコイル
１４  ステップモータのロータ
１５  第１検出抵抗
１６  第２検出抵抗
１７  第３検出抵抗
１８  第４検出抵抗
１９  第１制御トランジスタ
２０  第２制御トランジスタ
２１  第３制御トランジスタ
２２  第４制御トランジスタ
２３  検出回路
２４  検出制御回路
４０  第１コンパレータ
４１  第２コンパレータ
４７  第５制御トランジスタ
４８  第６制御トランジスタ
４９  第７制御トランジスタ
５０  第８制御トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004173584.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004173584.tif 000007
【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】
0004173584.tif 000016
【図１６】
0004173584.tif 000017
【図１７】
0004173584.tif 000018
【図１８】
0004173584.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0004173584.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
0004173584.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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