ホーム > 特許ランキング > カシオ計算機株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-21
(45)【発行日】2023-08-29
(54)【発明の名称】駆動装置、時計、駆動方法および駆動プログラム
(51)【国際特許分類】
G04C 3/14 20060101AFI20230822BHJP
H02P 8/16 20060101ALI20230822BHJP
H02P 8/18 20060101ALI20230822BHJP
【ＦＩ】
G04C3/14 U
G04C3/14 Q
H02P8/16
H02P8/18
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021127023
(22)【出願日】2021-08-03
(62)【分割の表示】P 2017044510の分割
【原出願日】2017-03-09
(65)【公開番号】P2021175985
(43)【公開日】2021-11-04
【審査請求日】2021-08-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000001443
【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 幸佑
【審査官】榮永 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第９５／０２７９２６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－２２０７５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－１０４３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１６４３７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－１２３７９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１０７１７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０４Ｃ ３／１４
Ｈ０２Ｐ ８／００ － ８／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
指針を運針するためのステッピングモータと、動作保証電圧の下限が前記ステッピングモータよりも高い負荷と、
制御部と、
前記ステッピングモータを駆動させる駆動回路と、
を備え、
前記制御部は、
前記負荷を動作させない場合に、前記駆動回路に前記ステッピングモータを駆動させるための第１動作パルスを印加し、
前記負荷を動作させる場合に、前記駆動回路に前記第１動作パルスよりも消費電流が小さい、前記ステッピングモータを駆動させるための第２動作パルスを印加する、
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項2】
前記第１動作パルスおよび前記第２動作パルスは、デューティー比が５０％の第１パルスオン期間と、デューティー比が５０％ではない第２パルスオン期間とを含み、且つ、前記第１パルスオン期間と前記第２パルスオン期間の和が等しく、前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりも前記第１パルスオン期間が長い、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記第２動作パルスは前記第１動作パルスよりもオン期間が短い、請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記第２動作パルス及び前記第１動作パルスはＰＷＭ信号であり、前記第２動作パルスは前記第１動作パルスよりもオン・デューティが小さい、請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項5】
前記第２動作パルスは前記第１動作パルスよりも動作保証電圧の下限が高い、請求項１乃至４のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれかに記載の駆動装置と、前記ステッピングモータにより運針される指針と、
を備える時計。
【請求項7】
指針を運針するためのステッピングモータと、動作保証電圧の下限が前記ステッピングモータよりも高い負荷と、前記ステッピングモータを駆動させる駆動回路と、を備える駆動装置が実行する駆動方法であって、前記負荷を動作させない場合に、前記駆動回路に前記ステッピングモータを駆動させるための第１動作パルスを印加する第１動作パルス印加ステップと、
前記負荷を動作させる場合に、前記駆動回路に前記第１動作パルスよりも消費電流が小さい、前記ステッピングモータを駆動させるための第２動作パルスを印加する第２動作パルス印加ステップと、
を有することを特徴とする駆動装置の駆動方法。
【請求項8】
指針を運針するためのステッピングモータと、動作保証電圧の下限が前記ステッピングモータよりも高い負荷と、前記ステッピングモータを駆動させる駆動回路と、を備える駆動装置のコンピュータを、前記負荷を動作させない場合に、前記駆動回路に前記ステッピングモータを駆動させるための第１動作パルスを印加する第１動作パルス印加手段、
前記負荷を動作させる場合に、前記駆動回路に前記第１動作パルスよりも消費電流が小さい、前記ステッピングモータを駆動させるための第２動作パルスを印加する第２動作パルス印加手段、
として機能させることを特徴とする駆動装置の駆動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置、時計、駆動方法および駆動プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
容量が小さいボタン電池で動作する電子時計は、様々なデバイスを動作させる場合の電力的な制約が大きい。電子時計が例えばセンサやＧＰＳ（Global Positioning System）受信ＩＣ（Integrated Circuit）を動作させながら針を動かすことは、消費電力の負荷が大きい。例えば特許文献１には、衛星信号の受信処理時の消費電力を低減できる電子時計に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－１９４１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電子時計において、もっとも重要なことは正確な時刻表示である。温度環境などによりバッテリ条件が悪くなった場合であっても、電子時計は、正確な時刻表示を保証しなければならない。その時刻表示に係る指針は、非常に厳しい条件下であっても運針できることを考慮する必要がある。しかし、このような厳しい条件下でも運針可能とするため、指針を駆動するステッピングモータに印加するパルスは、消費電流が大きくなり、よって電池寿命が短くなるおそれがある。
【0005】
そこで、本発明の一態様では、駆動装置において、駆動回路に印加する複数種類のパルスから、現在の条件にあったパルスを適切に選択することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記目的を達成するため、
指針を運針するためのステッピングモータと、
動作保証電圧の下限が前記ステッピングモータよりも高い負荷と、
制御部と、
前記ステッピングモータを駆動させる駆動回路と、
を備え、
前記制御部は、
前記負荷を動作させない場合に、前記駆動回路に前記ステッピングモータを駆動させるための第１動作パルスを印加し、
前記負荷を動作させる場合に、前記駆動回路に前記第１動作パルスよりも消費電流が小さい、前記ステッピングモータを駆動させるための第２動作パルスを印加する、
ことを特徴とする駆動装置である。
指針を運針するためのステッピングモータと、
動作保証電圧の下限が前記ステッピングモータよりも高い負荷と、
制御部と、
前記ステッピングモータを駆動させる駆動回路と、
を備え、
前記制御部は、
前記負荷を動作させない場合に、前記駆動回路に前記ステッピングモータを駆動させるための第１動作パルスを印加し、
前記負荷を動作させる場合に、前記駆動回路に前記第１動作パルスよりも消費電流が小さい、前記ステッピングモータを駆動させるための第２動作パルスを印加する、
ことを特徴とする駆動装置である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ステッピングモータに印加する複数種類のパルスから、現在の条件に合ったパルスを適切に選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態における電子時計の概略を示す構成図である。
【図2】電子時計の文字盤の外観を示す図である。
【図3】ステッピングモータの駆動回路を示す図である。
【図4】通常時にステッピングモータに印加するパルス波形である。
【図5】ＧＰＳ動作時にステッピングモータに印加するパルス波形である。
【図6】動作保証電圧範囲と消費電流を示す図である。
【図7】ステッピングモータを制御するフローチャートである。
【図8】変形例のステッピングモータの駆動回路を示す図である。
【図9】通常時にステッピングモータに印加するパルス波形である。
【図10】ＧＰＳ動作時にステッピングモータに印加するパルス波形である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態における電子時計１の概略を示す構成図である。
本実施形態の電子時計１は、回転部５１、指示部５２、時針・分針５３、秒針５４を独立のステッピングモータ４ａ～４ｄで各々駆動可能なものである。電子時計１は、例えば、腕に装着するためのバンドを備えた腕時計型の電子時計である。この電子時計１は、回転部５１、指示部５２、時針・分針５３、秒針５４を不図示の各輪列機構を介して回転駆動するステッピングモータ４ａ～４ｄと、駆動回路３と、マイクロコンピュータ２とを備えている。電子時計１は更に、操作受付部６１と、電源部６２と、振動子６３と、ＧＰＳ部７およびアンテナ７１を備えている。なお図では、ステッピングモータ４ａ～４ｄのことを単に“モータ”と省略して記載している。
以下、各ステッピングモータ４ａ～４ｄを特に区別しない場合には、単にステッピングモータ４と記載する。
図１は、本実施形態における電子時計１の概略を示す構成図である。
本実施形態の電子時計１は、回転部５１、指示部５２、時針・分針５３、秒針５４を独立のステッピングモータ４ａ～４ｄで各々駆動可能なものである。電子時計１は、例えば、腕に装着するためのバンドを備えた腕時計型の電子時計である。この電子時計１は、回転部５１、指示部５２、時針・分針５３、秒針５４を不図示の各輪列機構を介して回転駆動するステッピングモータ４ａ～４ｄと、駆動回路３と、マイクロコンピュータ２とを備えている。電子時計１は更に、操作受付部６１と、電源部６２と、振動子６３と、ＧＰＳ部７およびアンテナ７１を備えている。なお図では、ステッピングモータ４ａ～４ｄのことを単に“モータ”と省略して記載している。
以下、各ステッピングモータ４ａ～４ｄを特に区別しない場合には、単にステッピングモータ４と記載する。
【0010】
駆動回路３は、各ステッピングモータ４を駆動させるブリッジ回路であり、マイクロコンピュータ２との組合せによりモータ駆動装置を構成する。マイクロコンピュータ２は、メインとなる大規模集積回路（LSI:Large-Scale Integration）である。マイクロコンピュータ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、発振回路２２と、分周回路２３と、計時回路２４とを含んで構成される。
【0011】
ステッピングモータ４ａ～４ｄは、例えば、複数のコイルを備えた高トルクのモータである。ステッピングモータ４ａ～４ｄは、それぞれ不図示の輪列機構を介して回転部５１、指示部５２、時針・分針５３、秒針５４を運針させて、これら指針に所定方向を指し示させるものである。
【0012】
時針５３ａと分針５３ｂと秒針５４は、文字盤８（図２参照）の中央の回転軸に対して、回転自在に設けられている。回転部５１を構成するディスク針は、文字盤８の６時の方向に穿たれた扇型の窓を介して視認可能であり、自身の回転軸を中心に回転可能に設けられている。指示部５２は、文字盤８の９時の方向に設けられた指示針であり、自身の回転軸を中心に回転自在に設けられている。
【0013】
駆動回路３は、マイクロコンピュータ２から入力された制御信号に基づいて、ステッピングモータ４を駆動するためのパルスを、適切なタイミングで出力する。この駆動回路３は、マイクロコンピュータ２からの制御信号に基づき、ステッピングモータ４に印加するパルス幅を調整して出力可能である。駆動回路３は、ステッピングモータ４に対して正転方向または逆転方向に駆動電圧信号を出力可能となっている。これにより、駆動回路３は、ステッピングモータ４を駆動させて指針を運針させることができる。
【0014】
ＣＰＵ２１は、各種演算処理を行い、電子時計１の全体動作を統括制御する。ＣＰＵ２１は、不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）から制御プログラムを読み出して実行し、継続的に各部に時刻表示に係る動作を行わせる。ＣＰＵ２１は、操作受付部６１であるスイッチやリュウズによる入力操作に基づいてリアルタイムで、または、設定されたタイミングで要求された動作を行わせる。この動作とは、例えばＧＰＳ信号の受信や、センサ信号の受信などをいう。
【0015】
これらスイッチやリュウズによって動作を受け付けると、ＣＰＵ２１は、駆動回路３によりステッピングモータ４を駆動させ、回転部５１、指示部５２、時針５３ａおよび分針５３ｂ、秒針５４を運針させる。ＣＰＵ２１は、時針５３ａおよび分針５３ｂ、秒針５４、指示部５２、回転部５１が運針する目標位置を設定し、駆動回路３により、ステッピングモータ４の駆動を制御する制御部である。
【0016】
発振回路２２は、固有の周波数信号を生成して分周回路２３に出力する。発振回路２２としては、例えば、水晶などの振動子６３と組み合わせて発振する回路が用いられる。
分周回路２３は、発振回路２２から入力された信号をＣＰＵ２１や計時回路２４が利用する各種周波数の信号に分周して出力する。
分周回路２３は、発振回路２２から入力された信号をＣＰＵ２１や計時回路２４が利用する各種周波数の信号に分周して出力する。
【0017】
計時回路２４は、分周回路２３から入力された所定の周波数信号の回数を計数し、初期時刻に加算していくことで現在時刻を計数するカウンタ回路である。計時回路２４により計数される現在時刻は、ＣＰＵ２１により読み出されて時刻表示に用いられる。この時刻の計数は、ソフトウェア的に制御されてもよい。
【0018】
操作受付部６１は、例えばリュウズであり、ユーザの操作を受け付けてマイクロコンピュータ２に伝達する。
電源部６２は、電子時計１を長期間に亘って継続的、かつ安定的に動作させることが可能な構成となっており、例えば電池とＤＣ－ＤＣコンバータとの組合せである。これにより動作中の電源部６２の出力電圧は、所定値を保つ。
電源部６２は、電子時計１を長期間に亘って継続的、かつ安定的に動作させることが可能な構成となっており、例えば電池とＤＣ－ＤＣコンバータとの組合せである。これにより動作中の電源部６２の出力電圧は、所定値を保つ。
【0019】
振動子６３は、例えば水晶などであり、発振回路２２と組み合わされて固有の周波数信号を生成する。
ＧＰＳ部７は、ＧＰＳ受信ＩＣで構成されており、ＧＰＳ衛星から送信される極超短波の衛星信号をアンテナ７１によって受信し、現在位置や現在時刻を計測するものである。このＧＰＳ部７は、負荷（ｌｏａｄ）が大きく、動作保証電圧の下限が他の部位よりも高い。
ＧＰＳ部７は、ＧＰＳ受信ＩＣで構成されており、ＧＰＳ衛星から送信される極超短波の衛星信号をアンテナ７１によって受信し、現在位置や現在時刻を計測するものである。このＧＰＳ部７は、負荷（ｌｏａｄ）が大きく、動作保証電圧の下限が他の部位よりも高い。
【0020】
この電子時計１を構成する各部の動作保証電圧は、マイクロコンピュータ２の動作が１．０Ｖ以上、通常の運針が１．６５Ｖ、ＧＰＳ受信ＩＣの動作が１．８６Ｖである。
電子時計１の通常使用を考えると、運針の動作保障電圧の下限は１．６５Ｖまでカバーする必要がある。しかし、ＧＰＳ受信ＩＣなどのような高負荷を動作させている場合は、そこまでカバーする必要はない。また、このように運針条件を緩めることで、消費電流を抑えたパルスで針を動かすことや、短いパルスで、より早く運針させることもできる。
よって、マイクロコンピュータ２が高負荷を動作させている場合は、１．８Ｖを動作保証電圧の下限とした別のパルスをステッピングモータ４に印加する。これにより通常時のパルスよりも消費電流を抑えることができ、全体的な消費電力を下げることが可能になる。また、通常時よりも早く運針させることもできる。
電子時計１の通常使用を考えると、運針の動作保障電圧の下限は１．６５Ｖまでカバーする必要がある。しかし、ＧＰＳ受信ＩＣなどのような高負荷を動作させている場合は、そこまでカバーする必要はない。また、このように運針条件を緩めることで、消費電流を抑えたパルスで針を動かすことや、短いパルスで、より早く運針させることもできる。
よって、マイクロコンピュータ２が高負荷を動作させている場合は、１．８Ｖを動作保証電圧の下限とした別のパルスをステッピングモータ４に印加する。これにより通常時のパルスよりも消費電流を抑えることができ、全体的な消費電力を下げることが可能になる。また、通常時よりも早く運針させることもできる。
【0021】
図２は、電子時計１の文字盤８の外観を示す図である。
電子時計１は、円盤状の文字盤８を備えている。回転部５１は、ディスク針が自身の回転軸を中心に回転可能に設けられ、文字盤８の６時の方向に穿たれた扇型の窓を介して視認可能である。指示部５２は、文字盤８の９時の方向に設けられた指示針であり、自身の回転軸を中心に回転可能である。
電子時計１は、円盤状の文字盤８を備えている。回転部５１は、ディスク針が自身の回転軸を中心に回転可能に設けられ、文字盤８の６時の方向に穿たれた扇型の窓を介して視認可能である。指示部５２は、文字盤８の９時の方向に設けられた指示針であり、自身の回転軸を中心に回転可能である。
【0022】
この文字盤８の中央には、時針５３ａと分針５３ｂと秒針５４の回転軸が設けられている。回転部５１のディスク針、「０°」、「６０°」などが刻印されており、この刻印により、現在の経度を指し示す。
指示部５２は、左方向に「０°」、上方向に「Ｎ」、下方向に「Ｓ」が刻印されている。「０°」の刻印から「Ｎ」の刻印の間には、「３０°」と「６０°」が刻印されている。「０°」の刻印から「Ｓ」の刻印の間には、「３０°」と「６０°」が刻印されている。指示部５２は、これら刻印と指針により、現在の緯度を指し示す。
ＧＰＳ部７による測位の結果、現在の緯度と経度が決定されたならば、回転部５１によって経度が指し示され、指示部５２によって緯度が指し示される。
指示部５２は、左方向に「０°」、上方向に「Ｎ」、下方向に「Ｓ」が刻印されている。「０°」の刻印から「Ｎ」の刻印の間には、「３０°」と「６０°」が刻印されている。「０°」の刻印から「Ｓ」の刻印の間には、「３０°」と「６０°」が刻印されている。指示部５２は、これら刻印と指針により、現在の緯度を指し示す。
ＧＰＳ部７による測位の結果、現在の緯度と経度が決定されたならば、回転部５１によって経度が指し示され、指示部５２によって緯度が指し示される。
【0023】
【0024】
図３は、ステッピングモータ４ａと、その駆動回路３を示す図である。
図３において、電圧入力端３１と接地端３２との間には、電源部６２によって電源電圧Ｖｃｃが印加される。電圧入力端３１と接地端３２との間には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がノードＮ１を介して直列に接続されている。同様に、電圧入力端３１と接地端３２との間には、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４がノードＮ２を介して直列に接続され、スイッチ素子Ｑ５，Ｑ６がノードＮ３を介して直列に接続されている。また、ノードＮ１，Ｎ２の間にはステッピングモータ４ａのコイルＬ１が接続され、ノードＮ２，Ｎ３の間にはコイルＬ２が接続されている。これらコイルＬ１，Ｌ２は、ステッピングモータ４ａを駆動するコイルである。スイッチ素子Ｑ１～Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。
図３において、電圧入力端３１と接地端３２との間には、電源部６２によって電源電圧Ｖｃｃが印加される。電圧入力端３１と接地端３２との間には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がノードＮ１を介して直列に接続されている。同様に、電圧入力端３１と接地端３２との間には、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４がノードＮ２を介して直列に接続され、スイッチ素子Ｑ５，Ｑ６がノードＮ３を介して直列に接続されている。また、ノードＮ１，Ｎ２の間にはステッピングモータ４ａのコイルＬ１が接続され、ノードＮ２，Ｎ３の間にはコイルＬ２が接続されている。これらコイルＬ１，Ｌ２は、ステッピングモータ４ａを駆動するコイルである。スイッチ素子Ｑ１～Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。
【0025】
パルスＰ１は、コイルＬ１を介してノードＮ２からノードＮ１の方向に印加される電圧パルスである。スイッチ素子Ｑ３，Ｑ２がオン状態にされ、他のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ４～Ｑ６はオフ状態にされる。これにより、コイルＬ１の右端から左端に向けて電源電圧Ｖｃｃが印加され、ノードＮ２からノードＮ１に向かう方向に電流が流れる。この場合、パルスＰ１は正のパルスとなる。
【0026】
パルスＰ２は、コイルＬ２を介してノードＮ３からノードＮ２の方向に印加される電圧パルスである。スイッチ素子Ｑ３，Ｑ６がオン状態にされ、他のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４，Ｑ５はオフ状態にされる。これにより、コイルＬ２の左端から右端に向けて電源電圧Ｖｃｃが印加され、ノードＮ３からノードＮ２に向かう方向に電流が流れる。この場合、パルスＰ２は負のパルスとなる。
【0027】
また、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ２，Ｑ６がオン状態にされ、他のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ４，Ｑ５はオフ状態にされる。この場合、パルスＰ１が正のパルスとなると共に、パルスＰ２が負のパルスとなる。
【0028】
図４は、通常時にステッピングモータ４に印加する第１動作パルスの波形である。
ここで、通常時とは、ＧＰＳ部７やセンサ（不図示）などの高負荷が動作していない場合をいう。
期間ＤＰ１において、駆動回路３は、コイルＬ１に正のパルスＰ１を印加する。その次の期間ＤＰ２において、駆動回路３は、コイルＬ２に負のパルスＰ２を印加する。更に期間ＤＰ３において、駆動回路３は、コイルＬ１に正のパルスＰ１を印加し、同時にコイルＬ２に負のパルスＰ２を印加する。
ここで、通常時とは、ＧＰＳ部７やセンサ（不図示）などの高負荷が動作していない場合をいう。
期間ＤＰ１において、駆動回路３は、コイルＬ１に正のパルスＰ１を印加する。その次の期間ＤＰ２において、駆動回路３は、コイルＬ２に負のパルスＰ２を印加する。更に期間ＤＰ３において、駆動回路３は、コイルＬ１に正のパルスＰ１を印加し、同時にコイルＬ２に負のパルスＰ２を印加する。
【0029】
第１動作パルスは、期間ＤＰ１～ＤＰ３においてコイルＬ１，Ｌ２に印加するパルスのことをいう。ＣＰＵ２１は、駆動回路３により、この第１動作パルスをステッピングモータ４ａに印加して１ステップ分の駆動を行わせ、よってディスク針を運針する。
このように、第１動作パルスには２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれている。
このように、第１動作パルスには２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれている。
【0030】
図５は、ＧＰＳ動作時にステッピングモータ４ａに印加する第２動作パルスの波形である。
ここでＧＰＳ動作時とは、高負荷であるＧＰＳ部７が正常に動作している場合をいう。
期間ＤＰ１ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ１に正のパルスＰ１を印加する。その次の期間ＤＰ２ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ２に負のパルスＰ２を印加する。
第２動作パルスは、期間ＤＰ１ａ，ＤＰ２ａにおいてコイルＬ１，Ｌ２に印加するパルスのことをいう。ＣＰＵ２１は、駆動回路３により、この第２動作パルスをステッピングモータ４ａに印加して１ステップ分の駆動を行わせ、よってディスク針を運針する。
ここでＧＰＳ動作時とは、高負荷であるＧＰＳ部７が正常に動作している場合をいう。
期間ＤＰ１ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ１に正のパルスＰ１を印加する。その次の期間ＤＰ２ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ２に負のパルスＰ２を印加する。
第２動作パルスは、期間ＤＰ１ａ，ＤＰ２ａにおいてコイルＬ１，Ｌ２に印加するパルスのことをいう。ＣＰＵ２１は、駆動回路３により、この第２動作パルスをステッピングモータ４ａに印加して１ステップ分の駆動を行わせ、よってディスク針を運針する。
【0031】
このように、第２動作パルスには、２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれない。更に、図５と図４とで示したように、第２動作パルスは、第１動作パルスよりも短い。よって、ＣＰＵ２１は、第２動作パルスによって、通常動作時よりも早く運針させることもできる。
【0032】
図６は、動作保証電圧範囲と消費電流を示す図である。
図４に示した通常時の第１動作パルスの動作保証電圧範囲は１．６５～２．１０［Ｖ］であり、消費電流は８．４μＡ／ＳＴＥＰである。
図５に示したＧＰＳ動作時のパルスは、第２動作パルスであり、動作保証電圧範囲は１．８０～２．１０［Ｖ］であり、消費電流は５．０μＡ／ＳＴＥＰである。
ＧＰＳ部７（図１参照）の動作保証電圧の下限は、１．８６［Ｖ］である。
図４に示した通常時の第１動作パルスの動作保証電圧範囲は１．６５～２．１０［Ｖ］であり、消費電流は８．４μＡ／ＳＴＥＰである。
図５に示したＧＰＳ動作時のパルスは、第２動作パルスであり、動作保証電圧範囲は１．８０～２．１０［Ｖ］であり、消費電流は５．０μＡ／ＳＴＥＰである。
ＧＰＳ部７（図１参照）の動作保証電圧の下限は、１．８６［Ｖ］である。
【0033】
このように、通常時の第１動作パルスの動作保障電圧の下限が、高負荷（ＧＰＳ受信用ＩＣ）の動作保障電圧の下限より低い。更に高負荷動作時の第２動作パルスの動作保障電圧の下限が、高負荷の動作保障電圧の下限と同等レベルに設定されている。高負荷動作時の第２動作パルスの消費電流は、通常時の第１動作パルスの消費電流よりも低い。ＣＰＵ２１は、高負荷を動作させない場合には、駆動回路３に第１動作パルスをステッピングモータ４ａに印加させ、高負荷を動作させる場合（高負荷動作時）には、駆動回路３に第２動作パルスをステッピングモータ４ａに印加させることができる。これにより消費電力を削減可能である。
【0034】
なお、第２動作パルスの動作保証電圧の下限は、ＧＰＳ部７が動作しなくなる電圧よりも低く設定することが望ましい。これにより、電源電圧ＶｃｃがＧＰＳ部７の動作保証電圧の下限よりも低く、かつＧＰＳ部７が動作している場合であっても、第２動作パルスによるステッピングモータ４の駆動動作を保証することができる。
【0035】
図７は、ステッピングモータ４を制御するフローチャートである。
ＣＰＵ２１は、ステッピングモータ４ａをステップ駆動させる毎に、このフローチャートを実行する。
ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、高負荷であるＧＰＳ部７が動作中か否かを判定する。ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ部７が動作中ならば（ステップＳ１０→Ｙｅｓ）、第２動作パルスを出力する（ステップＳ１１）。第２動作パルスは、後記する第１動作パルスと比べて、動作保証電圧の下限がより高い１．８０［Ｖ］であり、消費電流がより小さい。これにより、消費電力を削減することができ、電源電圧Ｖｃｃの低下を抑制することができる。これにより、ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ部７を好適に動作させることができる。
また、ＧＰＳ部７が動作中なので、現在の電源電圧Ｖｃｃは、ＧＰＳ部７の動作保証電圧の下限よりも高く、よって第２動作パルスの動作保証電圧の下限よりも高い。よって、第２動作パルスによって、ステッピングモータ４ａを確実に駆動し、確実に運針させることができる。
ＣＰＵ２１は、ステッピングモータ４ａをステップ駆動させる毎に、このフローチャートを実行する。
ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、高負荷であるＧＰＳ部７が動作中か否かを判定する。ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ部７が動作中ならば（ステップＳ１０→Ｙｅｓ）、第２動作パルスを出力する（ステップＳ１１）。第２動作パルスは、後記する第１動作パルスと比べて、動作保証電圧の下限がより高い１．８０［Ｖ］であり、消費電流がより小さい。これにより、消費電力を削減することができ、電源電圧Ｖｃｃの低下を抑制することができる。これにより、ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ部７を好適に動作させることができる。
また、ＧＰＳ部７が動作中なので、現在の電源電圧Ｖｃｃは、ＧＰＳ部７の動作保証電圧の下限よりも高く、よって第２動作パルスの動作保証電圧の下限よりも高い。よって、第２動作パルスによって、ステッピングモータ４ａを確実に駆動し、確実に運針させることができる。
【0036】
ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ部７が動作中でないならば（ステップＳ１０→Ｎｏ）、第１動作パルスを出力する（ステップＳ１２）。ここでＧＰＳ部７が動作中でない場合とは、ＣＰＵ２１がＧＰＳ部７を動作していない場合と、ＧＰＳ部７の動作を試みたにも関わらず動作しない場合とが含まれる。第１動作パルスは、第２動作パルスと比べて、消費電流がより大きいが、動作保証電圧の下限がより低い１．６５［Ｖ］である。これにより、電池が消耗した状態であっても、確実に運針させることができる。
【0037】
以下、図８から図１０を参照しつつ、変形例を説明する。変形例のステッピングモータ４ａは、単一のコイルを備えている。この単一コイルにパルスを印加することで、ステップ駆動を行わせることができる。
図８は、変形例のステッピングモータ４ａの駆動回路３を示す図である。
図８において、電圧入力端３１と接地端３２との間には、電源部６２によって電源電圧Ｖｃｃが印加される。そして、電圧入力端３１と接地端３２との間には、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ７，Ｑ８がノードＮ４を介して直列に接続されている。同様に、電圧入力端３１と接地端３２との間には、スイッチ素子Ｑ９，Ｑ１０がノードＮ５を介して直列に接続されている。また、ノードＮ４，Ｎ５の間にはステッピングモータ４ａのコイルＬ３が接続されている。
図８は、変形例のステッピングモータ４ａの駆動回路３を示す図である。
図８において、電圧入力端３１と接地端３２との間には、電源部６２によって電源電圧Ｖｃｃが印加される。そして、電圧入力端３１と接地端３２との間には、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ７，Ｑ８がノードＮ４を介して直列に接続されている。同様に、電圧入力端３１と接地端３２との間には、スイッチ素子Ｑ９，Ｑ１０がノードＮ５を介して直列に接続されている。また、ノードＮ４，Ｎ５の間にはステッピングモータ４ａのコイルＬ３が接続されている。
【0038】
パルスＰ３は、コイルＬ３を介してノードＮ５からノードＮ４の方向に印加される電圧パルスである。スイッチ素子Ｑ９，Ｑ８がオン状態にされ、他のスイッチ素子Ｑ７，Ｑ１０はオフ状態にされる。これにより、コイルＬ３の右端から左端に向けて電源電圧Ｖｃｃが印加され、ノードＮ５からノードＮ４に向かう方向に電流が流れる。この場合、パルスＰ３は正のパルスとなる。
【0039】
図９は、通常時にステッピングモータ４ａに印加する第１動作パルスの波形である。
期間ＤＰ４において、駆動回路３は、コイルＬ３に正のパルスＰ３を印加する。その次の期間ＤＰ５において、駆動回路３は、コイルＬ３にデューティ５０％のパルスを印加する。このように、通常時のパルスは、オン期間とパルス期間との組合せである。
変形例において通常時パルスは、期間ＤＰ４，ＤＰ５においてコイルＬ３に印加するパルスのことをいう。駆動回路３は、この通常時パルスにより、ステッピングモータ４ａに１ステップ分の駆動を行わせ、よってディスク針を運針する。
期間ＤＰ４において、駆動回路３は、コイルＬ３に正のパルスＰ３を印加する。その次の期間ＤＰ５において、駆動回路３は、コイルＬ３にデューティ５０％のパルスを印加する。このように、通常時のパルスは、オン期間とパルス期間との組合せである。
変形例において通常時パルスは、期間ＤＰ４，ＤＰ５においてコイルＬ３に印加するパルスのことをいう。駆動回路３は、この通常時パルスにより、ステッピングモータ４ａに１ステップ分の駆動を行わせ、よってディスク針を運針する。
【0040】
図１０は、ＧＰＳ動作時にステッピングモータ４ａに印加する第２動作パルスの波形である。
期間ＤＰ４ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ３に正のパルスＰ３を印加する。期間ＤＰ４ａは、通常時における期間ＤＰ４よりも短い。その次の期間ＤＰ５ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ３にデューティ５０％のパルスを印加する。このように、ＧＰＳ動作時のパルスは、オン期間とパルス期間との組合せである。
期間ＤＰ５ａは、通常時における期間ＤＰ５よりも長い。かつ期間ＤＰ４と期間ＤＰ５の和は、期間ＤＰ４ａと期間ＤＰ５ａの和と同等である。
期間ＤＰ４ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ３に正のパルスＰ３を印加する。期間ＤＰ４ａは、通常時における期間ＤＰ４よりも短い。その次の期間ＤＰ５ａにおいて、駆動回路３は、コイルＬ３にデューティ５０％のパルスを印加する。このように、ＧＰＳ動作時のパルスは、オン期間とパルス期間との組合せである。
期間ＤＰ５ａは、通常時における期間ＤＰ５よりも長い。かつ期間ＤＰ４と期間ＤＰ５の和は、期間ＤＰ４ａと期間ＤＰ５ａの和と同等である。
【0041】
変形例において通常時の第１動作パルスは、期間ＤＰ４ａ，ＤＰ５ａにおいてコイルＬ３に印加するパルスのことをいう。駆動回路３は、この第１動作パルスにより、ステッピングモータ４ａに１ステップ分の駆動を行わせ、よってディスク針を運針する。
変形例においても、電子時計１は、１つの針に対して、動作保障条件が異なる２以上の動作パルスを持つ。第１動作パルスは、前述した通常の時計計時などで使用する通常時のパルスである。第２動作パルスは、高負荷と同時に使用する高負荷動作時のパルスである。
変形例においても、電子時計１は、１つの針に対して、動作保障条件が異なる２以上の動作パルスを持つ。第１動作パルスは、前述した通常の時計計時などで使用する通常時のパルスである。第２動作パルスは、高負荷と同時に使用する高負荷動作時のパルスである。
【0042】
ただし、通常時の第１動作パルスの動作保障電圧下限は、高負荷（ＧＰＳ受信ＩＣ）の動作保障電圧の下限よりも小さく、高負荷動作時の第２動作パルスの動作保障電圧の下限は、高負荷の動作保障電圧の下限と同等レベルである。更に高負荷動作時の第２動作パルスの消費電流は、通常時の第１動作パルスの消費電流よりも小さい。
このように設定することで、高負荷動作時と通常時など、現在の条件に合ったパルスを適切に選択することができる。これにより、消費電力を削減することができる。
このように設定することで、高負荷動作時と通常時など、現在の条件に合ったパルスを適切に選択することができる。これにより、消費電力を削減することができる。
【0043】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の（ａ）～（ｇ）のようなものがある。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の（ａ）～（ｇ）のようなものがある。
【0044】
（ａ） 高負荷は、ＧＰＳ受信ＩＣに限定されず、センサや通信部など他の機能を実現する部位であり、かつ、これらが正常に動作しているか否かがマイクロコンピュータ２から判定できるものであればよい。
（ｂ） 高負荷動作時の第２動作パルスは、通常時の第１動作パルスよりもオン期間が短いものであってもよい。
（ｃ） 高負荷動作時の第２動作パルスと通常時の第１動作パルスはＰＷＭ信号であり、高負荷動作時の第２動作パルスは、通常時の第１動作パルスよりもオン・デューティが小さいものであってもよい。
（ｄ） 高負荷動作時の第２動作パルスと通常時の第１動作パルスの電圧値が異なり、高負荷動作時の第２動作パルスは、通常時の第１動作パルスよりも電圧が高いものであってもよい。
（ｅ） 複数のパルスを切り替える対象は、回転部５１を運針させるステッピングモータに限定されず、時針・分針・秒針など、任意の針を運針させるステッピングモータであってもよい。
（ｆ） 電子時計１は、高負荷動作時の第２動作パルスにより、通常時よりも速く運針させるようにしてもよい。これにより、指針の動きに表現力をつけることができる。
（ｇ） 電子時計１は、高負荷動作時の第２動作パルスにより、並行して運針させる指針を通常時よりも多くしてもよい。これにより、指針の動きに表現力をつけることができる。
（ｂ） 高負荷動作時の第２動作パルスは、通常時の第１動作パルスよりもオン期間が短いものであってもよい。
（ｃ） 高負荷動作時の第２動作パルスと通常時の第１動作パルスはＰＷＭ信号であり、高負荷動作時の第２動作パルスは、通常時の第１動作パルスよりもオン・デューティが小さいものであってもよい。
（ｄ） 高負荷動作時の第２動作パルスと通常時の第１動作パルスの電圧値が異なり、高負荷動作時の第２動作パルスは、通常時の第１動作パルスよりも電圧が高いものであってもよい。
（ｅ） 複数のパルスを切り替える対象は、回転部５１を運針させるステッピングモータに限定されず、時針・分針・秒針など、任意の針を運針させるステッピングモータであってもよい。
（ｆ） 電子時計１は、高負荷動作時の第２動作パルスにより、通常時よりも速く運針させるようにしてもよい。これにより、指針の動きに表現力をつけることができる。
（ｇ） 電子時計１は、高負荷動作時の第２動作パルスにより、並行して運針させる指針を通常時よりも多くしてもよい。これにより、指針の動きに表現力をつけることができる。
【0045】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
〔付記〕
【0046】
《請求項１》
負荷と、
ステッピングモータに所定の動作パルスを印加することで前記ステッピングモータを駆動して指針を運針させる駆動回路と、
前記負荷を動作させない場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、第１動作パルスを前記ステッピングモータに印加させ、前記負荷を動作させる場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、前記第１動作パルスよりも消費電流の小さい第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加させる制御部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
《請求項２》
所定の動作保証電圧以上で動作が保証される負荷と、
ステッピングモータに所定の動作パルスを印加することで前記ステッピングモータを駆動して指針を運針させる駆動回路と、
前記負荷を動作させない場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、第１動作パルスを前記ステッピングモータに印加させ、前記負荷を動作させる場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、前記第１動作パルスの動作保証電圧の下限と前記負荷の動作保証電圧の下限との間のいずれかを動作保証電圧の下限とする第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加させる制御部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
《請求項３》
前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりもパルス幅が短い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項４》
前記第１動作パルスおよび前記第２動作パルスは、オン期間とパルス期間との組合せであり、前記第１動作パルスのオン期間は、前記第２動作パルスのオン期間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項５》
前記第１動作パルスおよび前記第２動作パルスは、ＰＷＭ信号であり、前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりもオン・デューティが小さい、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項６》
前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりも電圧が低い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項７》
前記ステッピングモータは、２つのコイルを備えており、
前記第１動作パルスには前記２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれており、前記第２動作パルスには前記２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれない、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項８》
請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の駆動装置を備える、
ことを特徴とする電子時計。
《請求項９》
負荷を動作させない場合に、第１動作パルスをステッピングモータに印加する第１動作パルス駆動ステップと、
前記負荷を動作させる場合には、前記第１動作パルスよりも消費電流の小さい第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加する第２動作パルス駆動ステップと、
を含むことを特徴とする駆動方法。
《請求項１０》
所定の動作保証電圧以上で動作が保証される負荷を動作させない場合に、第１動作パルスをステッピングモータに印加する第１動作パルス駆動ステップと、
前記負荷を動作させる場合には、前記第１動作パルスの動作保証電圧の下限と前記負荷の動作保証電圧の下限との間のいずれかを動作保証電圧の下限とする第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加する第２動作パルス駆動ステップと、
を含むことを特徴とする駆動方法。
負荷と、
ステッピングモータに所定の動作パルスを印加することで前記ステッピングモータを駆動して指針を運針させる駆動回路と、
前記負荷を動作させない場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、第１動作パルスを前記ステッピングモータに印加させ、前記負荷を動作させる場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、前記第１動作パルスよりも消費電流の小さい第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加させる制御部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
《請求項２》
所定の動作保証電圧以上で動作が保証される負荷と、
ステッピングモータに所定の動作パルスを印加することで前記ステッピングモータを駆動して指針を運針させる駆動回路と、
前記負荷を動作させない場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、第１動作パルスを前記ステッピングモータに印加させ、前記負荷を動作させる場合には前記駆動回路に、前記所定の動作パルスとして、前記第１動作パルスの動作保証電圧の下限と前記負荷の動作保証電圧の下限との間のいずれかを動作保証電圧の下限とする第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加させる制御部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
《請求項３》
前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりもパルス幅が短い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項４》
前記第１動作パルスおよび前記第２動作パルスは、オン期間とパルス期間との組合せであり、前記第１動作パルスのオン期間は、前記第２動作パルスのオン期間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項５》
前記第１動作パルスおよび前記第２動作パルスは、ＰＷＭ信号であり、前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりもオン・デューティが小さい、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項６》
前記第２動作パルスは、前記第１動作パルスよりも電圧が低い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項７》
前記ステッピングモータは、２つのコイルを備えており、
前記第１動作パルスには前記２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれており、前記第２動作パルスには前記２つのコイルを同時に駆動する期間が含まれない、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
《請求項８》
請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の駆動装置を備える、
ことを特徴とする電子時計。
《請求項９》
負荷を動作させない場合に、第１動作パルスをステッピングモータに印加する第１動作パルス駆動ステップと、
前記負荷を動作させる場合には、前記第１動作パルスよりも消費電流の小さい第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加する第２動作パルス駆動ステップと、
を含むことを特徴とする駆動方法。
《請求項１０》
所定の動作保証電圧以上で動作が保証される負荷を動作させない場合に、第１動作パルスをステッピングモータに印加する第１動作パルス駆動ステップと、
前記負荷を動作させる場合には、前記第１動作パルスの動作保証電圧の下限と前記負荷の動作保証電圧の下限との間のいずれかを動作保証電圧の下限とする第２動作パルスを前記ステッピングモータに印加する第２動作パルス駆動ステップと、
を含むことを特徴とする駆動方法。
【符号の説明】
【0047】
１ 電子時計
２ マイクロコンピュータ
２１ ＣＰＵ （制御部）
２２ 発振回路
２３ 分周回路
２４ 計時回路
３ 駆動回路
３１ 電圧入力端
３２ 接地端
４，４ａ～４ｄ ステッピングモータ
５１ 回転部
５２ 指示部
５３ 時針・分針
５３ａ 時針
５３ｂ 分針
５４ 秒針
６１ 操作受付部
６２ 電源部
６３ 振動子
７ ＧＰＳ部 （負荷）
７１ アンテナ
８ 文字盤
Ｑ１～Ｑ１０ スイッチ素子
Ｌ１～Ｌ３ コイル
Ｎ１～Ｎ５ ノード
Ｐ１～Ｐ３ パルス
ＤＰ１～ＤＰ３ 期間 （第１駆動パルス）
ＤＰ４，ＤＰ５ 期間 （第１駆動パルス）
ＤＰ１ａ，ＤＰ２ａ 期間 （第２駆動パルス）
ＤＰ４ａ，ＤＰ５ａ 期間 （第２駆動パルス）
２ マイクロコンピュータ
２１ ＣＰＵ （制御部）
２２ 発振回路
２３ 分周回路
２４ 計時回路
３ 駆動回路
３１ 電圧入力端
３２ 接地端
４，４ａ～４ｄ ステッピングモータ
５１ 回転部
５２ 指示部
５３ 時針・分針
５３ａ 時針
５３ｂ 分針
５４ 秒針
６１ 操作受付部
６２ 電源部
６３ 振動子
７ ＧＰＳ部 （負荷）
７１ アンテナ
８ 文字盤
Ｑ１～Ｑ１０ スイッチ素子
Ｌ１～Ｌ３ コイル
Ｎ１～Ｎ５ ノード
Ｐ１～Ｐ３ パルス
ＤＰ１～ＤＰ３ 期間 （第１駆動パルス）
ＤＰ４，ＤＰ５ 期間 （第１駆動パルス）
ＤＰ１ａ，ＤＰ２ａ 期間 （第２駆動パルス）
ＤＰ４ａ，ＤＰ５ａ 期間 （第２駆動パルス）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
