WO2000017716A1 - Piece d'horlogerie electronique et procede d'alimentation en puissance et de mise a l'heure de ladite piece - Google Patents

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WO2000017716A1
WO2000017716A1 PCT/JP1999/005171 JP9905171W WO0017716A1 WO 2000017716 A1 WO2000017716 A1 WO 2000017716A1 JP 9905171 W JP9905171 W JP 9905171W WO 0017716 A1 WO0017716 A1 WO 0017716A1
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WO
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electronically controlled
storage device
power storage
circuit
controlled timepiece
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Application number
PCT/JP1999/005171
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hidenori Nakamura
Kunio Koike
Eisaku Shimizu
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G19/00Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G19/00Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
    • G04G19/12Arrangements for reducing power consumption during storage
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    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G5/00Setting, i.e. correcting or changing, the time-indication

Definitions

  • the present invention relates to an electronically controlled timepiece that controls hands movement based on a signal from an oscillation circuit using a time standard source such as a quartz oscillator, a power supply control method of the electronically controlled timepiece, and an electronically controlled timepiece. Time correction method. Background art
  • the electrical energy from the generator is once supplied to the smoothing capacitor, and the rotation control device is driven by the power from this capacitor, but this capacitor generates an alternating current synchronized with the rotation cycle of the generator. Since power was input, there was no need to maintain power for a long period of time to enable operation of a rotation control device equipped with an IC and a crystal oscillator. For this reason, a capacitor having a relatively small capacitance, for example, a capacitor of about 10 ° F., capable of operating the IC and the crystal oscillator for about several seconds has been used.
  • This electronically controlled mechanical timepiece is characterized by the fact that it does not require a motor since the hand is driven by a mainspring, and has a small number of parts and is inexpensive. In addition, only a small amount of electrical energy was needed to operate the electronics, and the clock could operate with less input energy.
  • such an electronically controlled mechanical timepiece has the following problems. That is, when performing the time adjustment operation (hand setting operation), which is usually done by pulling out the crown, the hour, minute, and second hands are stopped so that the time can be accurately set. Since stopping the hands would stop the train, the generator was also stopped.
  • the current consumption decreases and the voltage drop of the capacitor also becomes very slow.
  • the voltage of the capacitor falls below the oscillation stop voltage due to the time adjustment operation, Usually, the voltage of the capacitor is about 0.3 to 0.4 V, which is slightly lower than the oscillation stop voltage. Also, if the time adjustment operation (hand setting time) becomes extremely long for several tens of minutes or more, the capacitor may be completely discharged and its voltage may drop to “0 j”.
  • the voltage of the power supply capacitor C 1 gradually decreases, but at time B 1 point (for example, within 3 minutes from time A), the hand adjustment is completed and the re-use is pushed in.
  • the generator is operated again, charging of the power supply capacitor C1 is restarted, and the potential of the power supply capacitor C1 is restored. Also rises.
  • the drive circuit can immediately control the rotation of the rotor (brake control) even after the needle adjustment is completed, The error can be reduced to zero.
  • the needle setting time is prolonged, e.g., three minutes or more, the voltage of the power supply capacitor C1 falls below the oscillation stop voltage (Vstop, e.g., 0.6 V) of the drive circuit, and the hand adjustment ends. Oscillation stops at time B 2 points. Therefore, even if the crown is shifted to the first stage at the point B2, the time obtained by adding the time T1 and the time T2 is not reached until the rotation control device operates and the rotation control is performed. Was required, causing an indication error.
  • Vstop oscillation stop voltage
  • the time 1 is the time during which the power supply capacitor C1 is charged to a voltage (Vstart) at which the drive circuit and the oscillation circuit in the rotation control device can operate normally.
  • Vstart has a higher voltage than Vstop, for example, 0.7 V.
  • time adjustment operations are performed to reduce power consumption and extend driving time.
  • the oscillation circuit or IC was stopped, but in this case, it may take several seconds to several tens of seconds until the oscillation circuit operates stably. There was a problem that errors occurred.
  • An object of the present invention is to provide an electronically controlled timepiece, a power supply control method for an electronically controlled timepiece, and a time adjustment method for an electronically controlled timepiece that can reduce the error of the time indication after a time adjustment operation. is there. Disclosure of the invention
  • An electronically controlled timepiece includes: a power supply; an analog circuit unit driven by the power supply; a power supply circuit for a logic circuit provided in a part of the analog circuit unit; An electronically controlled timepiece comprising: a logic circuit section driven by an output of a power supply circuit for a logic circuit; and an oscillation circuit driven by an output of the power supply circuit for a logic circuit; During operation, a power switch that cuts off the supply of electric energy from the power supply to the analog circuit section other than the logic circuit power supply circuit, and a clock input restriction that cuts off the clock input from the oscillation circuit to the logic circuit section Means.
  • the supply of electric energy from the power supply such as a capacitor and a battery to the analog circuit section other than the power supply circuit for the logic circuit is interrupted by the power switch, and
  • the clock input restricting means cuts off the clock input from the oscillation circuit to the magic circuit.
  • the time of hand setting only the oscillation circuit and the power supply circuit for the logic circuit necessary for driving the oscillation circuit are driven, and the operation of all other circuits is stopped.
  • the power consumption during needle adjustment can be reduced, and even if the capacity of the capacitor is small, the voltage drop of the power supply capacitor can be suppressed during the normal needle adjustment operation time (for example, about 3 to 5 minutes).
  • the driving of the oscillation circuit can be maintained. Also, since the oscillation circuit can be kept operating even when the hand is set, it is possible to quickly return to the normal control state when returning from the hand setting operation, and the time indication error when returning from the hand setting. Can also be eliminated. In addition, since power consumption can be reduced, it is not necessary to increase the size of the generator, and the present invention can be applied to a case where there is a restriction on the plane size and thickness as in a wristwatch.
  • a circuit composed of a constant voltage circuit can be used as the power supply circuit for the logic circuit.
  • the electronically controlled timepiece includes a mouthpiece circuit initializing means for initializing the internal state of the logic circuit unit at the time of the time adjustment operation (hand setting).
  • the time required for the speed adjustment control to start when the speed adjustment control is not started smoothly when returning from the needle adjustment operation is started. May occur as an error.
  • Initializing the internal state when shutting off the clock input of the mouthpiece circuit at the time of hand adjustment allows speed control to be performed smoothly when returning from hand adjustment, and eliminates time indication errors. be able to.
  • the electronically controlled timepiece has an external operation member that can be set in at least two stages, a normal state and a time adjustment operation (hand setting) state, and an external operation member detection that detects the state of the external operation member.
  • a first signal line connecting an output side of the first inverter and an input side of the second inverter, and a first signal line connecting the first and second inverters.
  • a second signal line connecting the output side of the second inverter and the input side of the first inverter, and the signal input line and the first signal line when the external operation member is in the needle adjustment state.
  • a switching switch for connecting one of the first and second signal lines and connecting the signal input line to the other of the first and second signal lines when in a state other than hand alignment. It is preferable to provide
  • a crown detection circuit 100 As shown in FIG. 28 is usually used.
  • the withdrawal stage of the crown of the electronically controlled mechanical timepiece is the normal stage 0 (when the crown is turned, the mainspring can be hoisted, and the hand is operating and generating electricity), and the first stage. (When the crown is rotated, the force render can be corrected.
  • the crown detection circuit 100 includes a switch 101 that is turned on and off in accordance with the stage of pulling out the crown, two pull-down resistors 102, 103, and an amplifier 104. Then, the gate of the pull-down resistor 102 is set to the potential V DD (H level), and the pull-down resistor 102 is always on. The gate of the pull-down resistor 103 is connected to the pull-down resistor 102 via the inverter 104. Switch 101 is turned off (OP EN) when the crown is at the 0th and 1st row, and turned on (CLOSE) when it is at the 2nd row.
  • OP EN OP EN
  • CLOSE turned on
  • the potential V DD that is, the H level signal is input to the amplifier 104, and the output signal of the amplifier 104 is set to L level. It becomes a level signal.
  • the output of the crown detection circuit 100 is switched to “H level” and “: L level” at the position where the crown is pulled out, so that the position of the crown can be detected.
  • the needle adjustment state may be set not only with the crown but also with a dedicated button or the like, but when adjusting the needle with these external operation members such as the crown and the button, the state of the external operation member is also changed.
  • the external operation member detection circuit to be detected has the same configuration as the crown detection circuit 100, and thus has the same problem.
  • An electronically controlled timepiece includes: a mechanical energy source; a generator driven by the mechanical energy source to generate induced power to supply electrical energy; and a generator driven by the electrical energy.
  • the electronic timepiece is an electronically controlled mechanical timepiece including a rotation control device for controlling a rotation cycle of the generator.
  • the electronically controlled mechanical timepiece has a small capacity of a capacitor serving as a power supply. Therefore, especially when the present invention is applied to reduce the power consumption at the time of hand setting, the time for the hand setting operation can be ensured and handling can be facilitated.
  • a power supply control method for an electronically controlled timepiece comprises: a power supply; An analog circuit part, a power supply circuit for a logic circuit provided in a part of the analog circuit part, a logic circuit part driven by an output of the power supply circuit for the logic circuit, and an output of the power supply circuit for the logic circuit
  • a power supply control method for an electronically controlled timepiece comprising: an oscillation circuit driven by the power supply circuit. It is characterized by shutting off the supply of electric energy and cutting off the clock input from the oscillation circuit to the logic circuit section.
  • the supply of electric energy from a power supply such as a capacitor or a battery to an analog circuit section other than the power supply circuit for a logic circuit is cut off, and the clock input from the oscillation circuit to the logic circuit section is cut off.
  • a power supply such as a capacitor or a battery
  • the clock input from the oscillation circuit to the logic circuit section is cut off.
  • An electronically controlled timepiece includes a mechanical energy source, a generator that outputs electrical energy by being driven by the mechanical energy source, and stores electrical energy output from the generator.
  • An electronically controlled timepiece comprising: a power storage device; and a rotation control device driven by electric energy supplied from the power storage device to control a rotation cycle of the generator.
  • a power supply control device that cuts off the supply of electrical energy from the power storage device to the rotation control device when the operation of the generator is stopped; and a power supply control device that operates when the generator operates.
  • the supply of electrical energy from the power storage device to the rotation control device is restarted, the error in the time indication until the rotation control device operates normally is corrected.
  • a pointing error correction device According to the present invention, when the operation of the generator is stopped at the time of time adjustment operation (hand setting), the supply of electric energy from the power storage device to the rotation control device is cut off by the power supply control device. As a result, the oscillation circuit of the rotation control device is stopped, but the power storage device is maintained in a charged state while the operation of the generator is stopped.
  • the electric energy can be supplied from the power storage device to the rotation control device to operate the rotation control device, and the rotation control device can be operated.
  • An error due to a time lag until the operation is performed can be eliminated, and an error in time control at the time of hand adjustment can be reduced.
  • the voltage of the power storage device is maintained at a relatively high state, the time until the oscillation circuit of the rotation control device oscillates can be shortened, and the rotation control device can be operated quickly.
  • the pointing error correction device since the pointing error correction device is provided, the pointing error of the hands until the rotation control device operates normally can be corrected, and the pointing deviation can be eliminated or extremely reduced.
  • the instruction error correction device may be configured to perform a quantitative correction for a preset value, or may be configured to set a correction amount according to the voltage of the power storage device. Is also good.
  • the pointing error correction device may be configured to detect a temperature and adjust a correction amount.
  • the instruction error correction device includes a temperature sensor, a voltage detector that measures a voltage of the power storage device, and a correction that sets a correction amount based on detection values of the temperature sensor and the voltage detector. It is preferred that the apparatus is provided with a quantity setting device.
  • the indication error can be sufficiently reduced. Can be smaller.
  • the correction value is adjusted by detecting the actual voltage of the power storage device, more accurate correction can be performed, and the indication error can be further reduced. I can do it.
  • the time until oscillation starts when a voltage is applied to the oscillator circuit varies depending on the temperature, as shown in Figure 16.
  • a thermometer is provided in an electronically controlled watch to measure the temperature near the oscillation circuit and the correction amount is adjusted according to the temperature, more accurate correction can be performed, especially in high-temperature conditions and low-temperature conditions.
  • the deviation of the pointing error in the state can be further reduced.
  • the power supply control device includes a switch that is connected to the power storage device in series, is connected when the generator is operating, and is disconnected when the generator is stopped. It is preferable that it is comprised.
  • This switch may be an electrical switch, but is preferably a mechanical switch.
  • an electrical switch When an electrical switch is used, power supply may not be completely cut off as in a mechanical switch, but even in such a case, the leakage current of the silicon diode that constitutes the electrical switch may be reduced. (Approximately 1 nA), the switching effect of the switch is almost the same as that of the mechanical switch. However, it is preferable to use a mechanical switch because the power supply can be completely cut off.
  • the switch is a mechanical switch that is cut when the crown is pulled out to set the time correction (hand setting) mode, and that is connected when the reuse is pushed in to a steady state. .
  • the switch can be intermittently interlocked with the needle adjusting operation without fail.
  • a second power storage device (second capacitor) is connected in parallel to the power storage device. If the second power storage device is provided, the power can be continuously supplied from the second power storage device even if the switch causes a chasing when a shock is applied to the timepiece, and the rotation control is performed. The device can be prevented from being stopped by the ring.
  • the time adjustment method for an electronically controlled timepiece outputs a mechanical energy source and electric energy when driven by the mechanical energy source.
  • a generator a power storage device for storing electrical energy output from the generator, and a rotation control device driven by the electrical energy supplied from the power storage device to control a rotation cycle of the generator.
  • a method for adjusting the time of an electronically controlled timepiece comprising: when adjusting the time of the electronically controlled timepiece, interrupting supply of electrical energy from the power storage device to the rotation control device, At the end, the supply of electric energy from the power storage device to the rotation control device is restarted, and the error of the time instruction until the rotation control device operates normally is corrected.
  • the pointing error may be quantitatively corrected by a preset value, or the pointing error may be corrected by a correction amount set according to the voltage of the power storage device. Further, at the end of the time adjustment operation, the temperature may be detected, and the correction amount may be adjusted according to the temperature.
  • the power supply control device cuts off the supply of electric energy from the power storage device to the rotation control device.
  • the power storage device is maintained in the charged state even during the stop. Therefore, immediately after returning from the time adjustment operation, the electric energy can be supplied from the power storage device to the rotation control device to operate the rotation control device, and the applied voltage can be relatively high. Can be operated quickly, and the pointing error after the time adjustment operation can be reduced.
  • the pointing error is corrected according to the voltage value, temperature, etc. of the power storage device, it is possible to correct the pointing error of the pointer until the rotation control device operates normally, and to eliminate the pointing error. it can.
  • the present invention relates to a mechanical energy source, a generator that outputs electrical energy by being driven by the mechanical energy source, and a rotation control device that is driven by the electrical energy and controls a rotation cycle of the generator.
  • a timepiece comprising: a main power storage device that stores electric energy supplied from a generator to drive the rotation control device; and a mechanical switch that is linked to a time adjustment operation on the main power storage device.
  • Auxiliary power storage device connected in parallel between the main power storage device and the auxiliary power storage device.
  • a charge control circuit that adjusts a charging current to the main power storage device and the auxiliary power storage device, a current direction between the main power storage device and the auxiliary power storage device, and a current amount.
  • the charging control circuit particularly controls the charging current (to the auxiliary power storage device) when the mechanical switch is connected and the main power storage device and the auxiliary power storage device are charged with the electric energy from the generator.
  • Charge amount is smaller than the charging current (charge amount) to the main power storage device, and when the voltage of the auxiliary power storage device is higher than that of the main power storage device, the auxiliary power storage device switches to the main power storage device.
  • the time adjustment operation (hand setting operation) is performed during normal hand operation.
  • the auxiliary power storage device can be maintained in a charged state even when the power supply stops. For this reason, even when the terminal voltage of the main power storage device drops below the voltage at which the rotation control device can be driven when returning from the needle adjusting operation, the auxiliary power storage device is connected by connecting the mechanical switch. A current can be supplied from the device to the main power storage device for charging. Therefore, the rotation control device can be quickly driven by increasing the voltage of the main power storage device, and errors due to a time lag until the rotation control device is driven can be eliminated. It is possible to reduce the error of the time indication after the time adjustment operation).
  • the charge control circuit that can adjust the direction and amount of the current, for example, makes the charging current of the main power storage device smaller than that of the auxiliary power storage device.
  • the main power storage device is quickly charged to a voltage that can drive the rotation control device. This makes it possible to drive the rotation control device quickly even after the watch has been left for a long period of time, reducing errors due to the time lag until the rotation control device is driven. It is possible to reduce the time control error at the time. Therefore, according to the present invention, it is possible to ensure both startability after needle alignment and needle alignment accuracy.
  • a charge control circuit including only passive elements as a device for controlling charging and discharging of the main power storage device and the auxiliary power storage device. If a charge control circuit composed of passive elements is used, power consumption can be reduced and the capacity of the generator can be reduced as compared with the case of using the active element Comparator.
  • the voltage of each capacitor is normally detected by a comparator, and the output of the comparator is used to generate a transient signal. It is common to control the charging and discharging of each capacitor by operating a switching circuit composed of. In such a timepiece, the comparator is an active element, and power must be supplied to the comparator for the voltage detection operation, resulting in a problem of increased power consumption.
  • the charging control circuit including the passive elements since the charging control circuit including the passive elements is used, the power consumption can be reduced as compared with the case where the comparator as the active element is used, and the capacity of the generator can be reduced. Can also be reduced.
  • the capacitance of the main power storage device is set to be equal to or smaller than the capacitance of the auxiliary power storage device. In this way, when the main power storage device is discharged, a current can flow from the auxiliary power storage device to quickly increase the voltage of the main power storage device. You. Therefore, the drive circuit driven by the main power storage device can also be driven quickly.
  • the above-mentioned mechanical switch is configured to be disconnected when the time is adjusted, and to be connected when the time adjustment operation is completed.
  • the auxiliary power storage device can be reliably shut off from the rotation control device side to maintain the charged state for a long time during the time correction operation (hand setting) at which the operation of the generator is stopped. Operation time can be secured for a long time.
  • the above-described charge control circuit includes a resistor and a diode connected in parallel to the resistor, and the diode has a reverse direction to a current direction for charging the auxiliary power storage device from the generator. It is desirable that the connection be made so that the current direction for charging the main power storage device from the auxiliary power storage device is forward.
  • the current hardly flows to the auxiliary power storage device, and more current flows to the main power storage device, and the main power storage device is charged quickly. . Therefore, by appropriately setting the resistance value, the amount of charge to the main power storage device can be controlled.
  • the charging from the auxiliary power storage device to the main power storage device is performed via a diode, so that the charging loss to the main power storage device is smaller than when charging via a resistor. It is possible to reduce it.
  • the above-described charging control circuit is configured so that the direction of the current from the generator to the auxiliary power storage device is reverse, and the direction of the current from the auxiliary power storage device to the main power storage device is forward. It may be composed only of a diode having a reverse leak current connected to the power supply.
  • charging from the auxiliary power storage device to the main power storage device becomes a forward current in the diode, so that a voltage drop is small and charging loss can be reduced.
  • the charge control circuit is composed of only diodes, it is possible to reduce the number of components of the charge control circuit, and eventually the timepiece, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the above-described charge control circuit includes a resistor and a one-way element connected in parallel to the resistor, and the one-way element has a current in a direction for charging the auxiliary power storage device from the generator. May be shut off and connected so that current flows from the auxiliary power storage device in the direction of charging the main power storage device.
  • a diode having no reverse leakage current can be used as the one-way element.
  • the auxiliary power storage device when charging each power storage device from the generator, the auxiliary power storage device is charged via the resistor, and the charge amount of the main power storage device is charged. It can be charged quickly by increasing the size.
  • the charging when charging the main power storage device from the auxiliary power storage device, the charging is performed via the one-way element, so that charging loss to the main power storage device can be reduced.
  • the charging current can be accurately controlled because there is no charge amount error due to reverse leakage current, etc. .
  • an error of a time instruction until the rotation control device operates normally is corrected. It is preferable to provide a pointing error correction device. If an instruction error correction device is provided, it is possible to correct the error of the time instruction until the rotation control device operates normally, and to eliminate or extremely reduce the deviation of the instruction.
  • the pointing error correction device may be configured to perform quantitative correction for a preset value, or to set the correction amount according to the voltage of the power storage device. It may be configured to do so. Further, the pointing error correction device may be configured to detect a temperature and adjust a correction amount. More specifically, the instruction error correction device sets a correction amount based on a temperature sensor, a voltage detector that measures a voltage of the power storage device, and a detection value of the temperature sensor and the voltage detector. And a correction amount setting device.
  • a power supply control method for an electronically controlled timepiece includes a mechanical energy source, a generator that outputs electrical energy by being driven by the mechanical energy source, and a generator that is driven by the electrical energy.
  • a power supply control method for an electronically controlled timepiece comprising: a rotation control device for controlling a rotation cycle of the generator by driving the rotation control device by storing electrical energy supplied from the generator.
  • an auxiliary power storage device is connected in parallel to this main power storage device via a mechanical switch, and when the time of an electronically controlled clock is adjusted, the mechanical switch is disconnected and the time is adjusted.
  • the charging current supplied from the generator to the main power storage device is larger than the charging current supplied from the generator to the auxiliary power storage device. It is characterized by doing.
  • the voltage of the main power storage device can be increased to quickly drive the rotation control device, and an error due to a time lag until the rotation control device is driven can be achieved. Can be eliminated, and the error of time control at the time of hand adjustment (the error of the time indication after the time adjustment operation) can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronically controlled timepiece according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of the control circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the rotation control device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an evening timing chart in the circuit of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a timing chart in the circuit of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a waveform diagram of an AC output signal of the generator in the circuit of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control method of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a power supply control method according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a crown position detection process in the power supply control method according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an electronically controlled timepiece according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration of a control circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a circuit configuration diagram illustrating a power supply control device according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the pointing error correction device of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an initial value setting table in the pointing error correction device.
  • FIG. 15 is a diagram showing changes in the voltage of the capacitor and the voltage applied to the drive circuit in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a graph showing the temperature characteristics of the voltage applied to the oscillation circuit and the oscillation start time.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between an input value and an output value of the A / D converter in the pointing error correction device.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of an electronically controlled timepiece according to the third embodiment. is there.
  • FIG. 19 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram showing changes in the voltage of the capacitor and the voltage applied to the drive circuit in the third embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating changes in the voltage of the capacitor and the voltage applied to the drive circuit in the third embodiment.
  • FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an electronically controlled timepiece according to the fifth embodiment.
  • FIG. 24 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply circuit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 25 is a circuit configuration diagram showing a modification of the second embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing changes in the voltage of the capacitor and the voltage applied to the drive circuit in the conventional example.
  • FIG. 27 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the oscillation circuit and the oscillation start time.
  • FIG. 28 is a circuit diagram showing a conventional crown detection circuit. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram showing an electronically controlled mechanical timepiece that is an electronically controlled timepiece according to a first embodiment of the present invention.
  • the electronically controlled mechanical timepiece includes a mainspring la as a mechanical energy source, a gear train 7 as a mechanical energy transmitting means for transmitting the torque of the spring 1a to the generator 20, and a gear train 7 as a transmission mechanism. And a pointer 13 which is a time display device for displaying time by being connected to the device.
  • the generator 20 is driven by the mainspring 1a via the speed increasing train 7 to generate induced power and supply electric energy.
  • the AC output from the generator 20 has at least one of boost rectification, full-wave rectification, half-wave rectification, transistor rectification, etc. Is rectified through a rectifier circuit 21, boosted as necessary, and supplied to a power supply circuit 22 which is a power supply composed of a capacitor or the like.
  • the brake circuit 120 is provided in the generator 20. Specifically, the first AC output terminal MG 1 from which the AC signal (AC current) generated by the generator 20 is output and the second AC output terminal MG 2 are closed-looped by a short circuit or the like.
  • a switch 12 1 for applying a short brake constitutes a brake circuit 120, and this brake circuit 120 is incorporated in a generator 20 which also serves as a governor shown in FIG.
  • the switch 122 is composed of an analog switch, a semiconductor switch (bilateral switch), etc., which are intermittently connected by a shoving signal (jowing pulse) CH3.
  • a booster rectifier circuit 21 (rectifier circuit 21 in FIG. 1) is provided with a booster capacitor 123 connected to the generator 20, diodes 124, 125, and a switch 121. Is configured. It should be noted that the diodes 124 and 125 may be any type of unidirectional element that allows current to flow in one direction, and the type thereof is not limited. In particular, in an electronically controlled mechanical clock, since the electromotive voltage of the generator 20 is small, it is preferable to use a short-circuit barrier diode having a small drop voltage V f as the diode 125. As the diode 124, it is preferable to use a silicon diode having a small reverse leakage current.
  • the DC signal rectified by the rectifier circuit 21 is charged in a capacitor (power supply circuit) 22.
  • the brake circuit 120 is controlled by a rotation control device 50 which is an electronic circuit driven by electric power supplied from the capacitor 22. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation control device 50 includes an oscillating circuit 51, a rotation detection circuit 53 for the mouth, and a brake control circuit 56.
  • the oscillation circuit 51 outputs an oscillation signal (327768 Hz) using a crystal oscillator 51 A as a time standard source, and this oscillation signal is divided into 12 stages of flip-flops.
  • the frequency is divided by the frequency dividing circuit 52 up to a certain period.
  • the output Q12 of the second stage of the frequency dividing circuit 52 is output as an 8 Hz reference signal.
  • the rotation detecting circuit 53 includes a waveform shaping circuit 61 connected to the generator 20 and a mono-multi vibrator 62.
  • the waveform shaping circuit 61 is composed of an amplifier and a comparator, and converts a sine wave into a square wave.
  • the mono multivibrator 62 functions as a bandpass filter that passes only pulses of a certain period or less, and outputs the rotation detection signal FG1 from which noise has been removed.
  • the control circuit 56 includes an up / down counter 54 that is a braking control means, a synchronization circuit 70, and a shoving signal generation unit 80.
  • the up-count input and down-count input of the up-down count 54 are supplied with the rotation detection signal FG 1 of the rotation detection circuit 53 and the reference signal fs from the frequency dividing circuit 52 via the synchronization circuit 70. Have been entered.
  • the synchronization circuit ⁇ 0 is composed of four flip-flops 71 and an AND gate 72, and outputs the fifth stage output (1024 Hz) and the sixth stage output (51) of the frequency divider 52. Using the signal of 2 Hz), the rotation detection signal FG 1 is synchronized with the reference signal fs (8 Hz), and adjustment is made so that these signal pulses are not output overlapping.
  • Up-down counts 54 consist of 4-bit counts.
  • a signal based on the rotation detection signal FG1 is input to the upcount input of the up / down count 54 from the synchronization circuit 70, and a signal based on the reference signal s is input to the downcount input. Input from 0.
  • the counting of the reference signal fs and the rotation detection signal FG1 and the calculation of the difference can be performed simultaneously.
  • the up / down counter 54 has four data input terminals (preset terminals) A to D, and the H level signal is input to terminals A, B, and D. , The initial value (preset value) of the up / down count value 54 is set to the count value “1 1”.
  • the L ⁇ ⁇ ⁇ AD input terminal of the up / down counter 54 is connected to the capacitor 22 and the initialization circuit that outputs the system reset signal SR when power is supplied to the capacitor 22 for the first time. 1 is connected.
  • the initialization circuit 91 is configured to output an H-level signal until the charging voltage of the capacitor 22 reaches a predetermined voltage, and output an L-level signal when the charging voltage exceeds the predetermined voltage.
  • the up / down count 54 Since the up / down count 54 does not accept the up / down input until the L0 AD input, that is, the system reset signal SR becomes L level, the count value of the up / down count 54 as shown in FIG. Is maintained at "1 1".
  • the up / down counter 54 has 4-bit outputs QA to QD. Therefore, if the count value is "1 2" or more, the outputs QC and QD of the 3rd and 4th bits both output H level signals, and if the power value is "1 1" or less. At least one of the 3rd and 4th bit outputs QC and QD always output an L level signal.
  • the output LBS of the AND gate 110 to which the outputs QC and QD are input, becomes an H level signal if the count value of the up-down power source 54 is “1 2” or more, and the count value becomes “H”. If it is "1 1" or less, it is an L level signal.
  • This output LBS is connected to a shoving signal generator 80.
  • the outputs of the NAND gate 111 and the OR gate 112 to which the outputs QA to QD are input are input to the NAND gate 113 to which the output from the synchronization circuit 70 is input, respectively. . Therefore, for example, if a plurality of up-count signals are input and the count value becomes “15”, an L-level signal is output from the NAND gate 1 11, and the up-count signal is output from the NAND gate 1. Even if it is input to 13, it is set so that the input is canceled and the up-count signal is not input any more at up-down count 54. Similarly, when the count value becomes “0”, an L-level signal is output from the OR gate 112, so that the input of the down-count signal is canceled. As a result, the counter value is set so that it does not exceed “15” and becomes “0”, and does not exceed “0” and becomes “1 5”.
  • the chubbing signal generator 80 is composed of three AND gates 82 to 84, and outputs the first chubbing signal CH1 using the outputs Q5 to Q8 of the frequency divider 52. 1 and 2 OR gates 86, 87 A second shoving signal generating means 85 for outputting a second shoving signal CH2 using the outputs Q5 to Q8 of the frequency dividing circuit 52, and an output LBS from the up-down counter 54.
  • AND gate 88 to which the output CH 2 of the second shoving signal generating means 85 is input, and the output of the AND gate 88 and the output CH 1 of the first shoving signal generating means 81 are connected.
  • NOR gate 89 to be input.
  • the output CH 3 from the NOR gate 89 of the sampling signal generator 80 is input to the gate of the switch 121 composed of a Pch transistor or the like. Therefore, when an L level signal is output from the output CH3, the switch 121 is maintained in the ON state, the generator 20 is short-circuited, and the brake is applied.
  • the generator 20 can be subjected to the chopping control by the chopping signal from the output CH3, and the switch 121, including the chopping signal generating section 80 for outputting the chopping signal, is provided.
  • the rotation control device 50 that performs intermittent jibbing is configured.o
  • the analog circuit 160 is a circuit driven by the power supply V SS, and specifically, a rotation detection circuit 53 that obtains information such as the rotation state of the mouth from the generator 20 and the rectification circuit 21. And a circuit for controlling the rectifier circuit 21. Note that information such as the rotation state of the rotor detected by the rotation detection circuit 53 and the like is transmitted to the logic circuit 170. Further, the analog circuit 160 also includes a constant voltage circuit 161 which is a power supply circuit for a logic circuit.
  • the constant voltage circuit 16 1 is driven by the power supply V SS and is a circuit that outputs a voltage Vreg that is lower than the power supply V SS and at a certain level.
  • the constant voltage circuit 161 serves as a drive power supply for all circuits (the oscillation circuit 51 and the logic circuit 170) except the rectifier circuit 21 and the analog circuit 160.
  • the mouthpiece circuit 170 includes a frequency divider circuit and various control circuits. And a control circuit 56 for controlling the speed of the generator 20 so that the rotor rotates at a constant speed by obtaining information such as the rotation status of the mouth from the switching circuit 16. That is, the rotation detection circuit 53 and the control circuit 56 include an analog circuit 160 and a mouthpiece circuit 170, respectively.
  • the electronically controlled timepiece includes a crown detecting circuit 180 which is an external operating member detecting circuit for detecting a pull-out position of the crown which is an external operating member for switching between a normal state and a hand setting state.
  • the crown is in a state in which it is possible to wind up the mainspring when the crown is rotated, and in the 0th stage, which is in a hand-operated and power-generating state, in which the calendar can be corrected by rotating the crown.
  • the first stage in the power generation state the time can be adjusted by rotating the crown, the rotation of Ryukyu stops, the hand can not be operated and power generation is not performed. .
  • the crown detection circuit 18 ⁇ is connected to the first and second inverters 18 1, 18 2, the output side of the first inverter 18 1, and the second inverter 18 18
  • the first signal line 18 3 connecting the input side of the second inverter and the second signal line connecting the output side of the second inverter 18 2 and the input side of the first inverter 18 1
  • a switching switch 186 is provided for connecting the signal input line 185 to the first line 183.
  • the first signal line 183 of the crown detection circuit 180 is connected to a power switch 162, which is a power switch for cutting off the supply of electric energy to the analog circuit 160, It is connected to a clock cut gate 171, which is a clock input restricting means for cutting off a clock input from the oscillation circuit 51 to the logic circuit 170. Further, the first signal line 183 is connected to the reset terminal of the logic circuit 170. The reset terminal is set to reset the inside of the logic circuit 170 to an initial state when the input signal is an L level signal.
  • the power supply switch 162 receives the H level signal from the crown detection circuit 180. In the case of a signal, it is configured to be kept on, and in the case of an L level signal, it is configured to be kept off.
  • the clock cut gate 111 is constituted by an AND gate.
  • the input from the crown detection circuit 180 is an H level signal
  • the clock signal from the oscillation circuit 51 is directly input to the logic circuit 110, In the case of the L level signal, the signal from the oscillation circuit 51 is cut off.
  • the up-count signal based on the rotation detection signal FG1 and the down-count signal based on the reference signal fs are counted at the up-down count 54 (S32). These signals are set so that they are not simultaneously input to the counter 54 by the synchronization circuit 70.
  • the output CH1 is output from the first tibbing signal generating means 81 by using the outputs Q5 to Q8 of the frequency dividing circuit 52, and the second jibbing signal is output.
  • Output CH2 from the signal generator 85.
  • the output from the AND gate 88 is also an L-level signal.
  • the output CH 3 from the NOR gate 89 is a duty cycle (switch 1 2 1) in which the output CH 1 is inverted, ie, the chubbing signal, that is, the H level signal (brake off time) is long and the L level signal (brake on time) is short. (A ratio at which is turned on). Therefore, the brake-on time in the reference cycle is shortened, and the generator 20 is hardly braked, that is, the weak brake control that gives priority to the generated power is performed (S33, S35) ).
  • the output from the AND gate 88 also becomes the H level signal.
  • the output CH3 from the R gate 89 is a shoving signal with the output CH2 inverted, that is, a large duty ratio chopping signal with a long L level signal (brake-on time) and a short H-level signal (brake-off time). Become. Therefore, the brake-on time in the reference cycle becomes longer, and the strong brake control is performed on the generator 20.However, since the brake is turned off at a fixed cycle, the jibbing control is performed to suppress the decrease in the generated power. The braking torque can be improved while increasing (S33, 34).
  • the electric charge generated by the generator 20 is charged in the capacitor 22 as follows. That is, when the polarity of the first AC output terminal MG 1 is “ ⁇ ” and the polarity of the second AC output terminal MG 2 is “10”, the electric charge of the induced voltage generated in the generator 20 is, for example, 0 ⁇ The 1 F capacitor 1 2 3 is charged.
  • the upcount signal becomes “1 2” by the upcount signal, and then the upcount signal is input.
  • the value is “13”, and the output LBS maintains the H level, so that the brake is applied while the brake is turned off at a fixed cycle by the chopping signal CH3, so that the strong brake control is performed.
  • the rotation speed of the generator 20 decreases, and the reference signal fs (down count signal) is input twice before the rotation detection signal FG1 is input.
  • the count value decreases to "1 2" and "1 1", and when it becomes “1 1", it is switched to the weak brake control.
  • the generator 20 becomes close to the set rotation speed, and as shown in FIG. 4, the up-count signal and the down-count signal are alternately input, and the count is performed.
  • the state shifts to a lip state where the evening value repeats “1 2” and “1 1”.
  • the strong brake control and the weak brake control are repeated according to the counter value.
  • a shoving signal having a large duty ratio and a shoving signal having a small duty ratio are applied to the switch 122 to perform the chopping control. .
  • the braking time is gradually shortened, and the rotation speed of the generator 20 is close to the reference speed even when the brake is not applied.
  • the strong braking control is performed by the shoving signal having a large duty ratio, and while the L level signal is output from the output LBS, the duty is low.
  • a weak braking control is performed by a shoving signal having a small ratio. That is, the up-down count 54, which is the braking control means, switches between the strong brake control and the weak brake control.
  • an AC waveform corresponding to a change in magnetic flux is output as shown in FIG.
  • a shoving signal CH3 having a constant frequency and a different duty ratio according to the signal of the output LBS is appropriately applied to the switch 121, and when the output LBS outputs the H level signal, that is, At the time of brake control, the generator 20 is decelerated by increasing the amount of braking as the short brake time in each shoving cycle becomes longer.
  • the amount of power generation decreases as the amount of braking increases, the energy stored during this short brake is output when the switch 121 is turned off by the shoving signal, and the shoving pressure can be increased. Therefore, it is possible to compensate for a decrease in the amount of power generated during short braking, and to increase the braking torque while suppressing a decrease in the amount of generated power.
  • the output LBS outputs the L level signal, that is, during the weak brake control
  • the short brake time in each tibbing cycle is shortened, the brake amount is reduced, and the speed of the generator 20 is increased.
  • the switch 121 is turned on from off by the shoving signal, the shoving pressure can be increased, so that the generated power is improved as compared to the case where the control is performed without applying any brake. be able to.
  • the AC output from the generator 20 is stepped up and regulated by the step-up rectifier circuit 21 and charged in the power supply circuit (capacitor) 22.
  • the power supply circuit 22 drives the rotation control device 50. You.
  • the output LBS of the up / down count 54 and the chopping signal CH 3 both use the outputs Q 5 to Q 8 and Q 12 of the frequency dividing circuit 52, that is, the chopping signal CH 3 Since the frequency is set to an integral multiple of the frequency of the output LBS, the output level of the output LBS changes.
  • the control switching timing is synchronized with the chubbing signal CH3. Further, the control at the time of the time correction operation (hand setting) in the present embodiment is performed as follows.
  • pre-RYZ which is the memory register of the last crown position data
  • S1 the control flow of FIG. 8
  • the value to be substituted at the time of initialization need only be a value other than the value set to represent the crown position. For example, if the position of the crown is represented by two values of “0” and “1”, “2” The value may be any value as long as it is equal to or more than “3”. In the case where the value is represented by three values “0”, “1”, and “2”, the value may be any value equal to or more than “3”.
  • the crown position is detected (S2).
  • the detection of the crown position is performed by the crown detection circuit 180 according to the control flow shown in FIG.
  • the switch 186 is connected to the first signal line 183 side.
  • the crown that is, the switch 186 is connected to the power supply VDD
  • an H-level signal is input to the first signal line 183.
  • This signal is converted to “H ⁇ L ⁇ H” by passing through the second inver and the first inver — 181.
  • the output of the crown detection circuit 180 is an H level signal.
  • S21 the state of the first signal line 183 is detected (S21), and it is determined whether the state is an H level signal (S22). Judge that it is in the first row or the first row, and substitute “1” into “now—RYZ”, which is the storage register of the current crown position data (S23).
  • the second signal line 184 is an L-level signal, so that the H-level signal and the L-level signal come into contact with each other and a short-circuit current flows for a moment, causing waste.
  • the resistance of each of the members 18 1 and 18 2 is increased to make it difficult for current to flow, and the amount of short-circuit current is reduced as much as possible. Have been.
  • pre_RYZ When the crown position is detected, it is determined whether pre_RYZ is greater than 1 (S3). Here, if pre- RYZ is 1 or less ("0" or "1" as described later), it is determined whether pre_RYZ is equal to now- RYZ, that is, whether the crown position is the same between the previous time and this time. Yes (S4). If they are the same, the process returns to the crown position detection process (S2) because there is no need to perform the power supply control process described later.
  • pre-RYZ is not equal to now_RYZ (S4)
  • pre-RYZ is greater than 1, that is, the crown is drawn from the steady hand operation state and initialized (value 3) In this case (S3), the current crown position data now_RYZ is overwritten on the previous crown position data pre_RYZ (S5).
  • the output of the crown detection circuit 180 changes to an H level signal, and the power cut switch 162 is connected and the analog cutout is connected.
  • the clock cut gate 17 1 also allows the clock signal from the oscillator circuit 51 to pass, and the speed control of the mouth is controlled by the initialized mouth circuit 170. Is performed.
  • the voltage drop of the power supply circuit (capacitor) 22 can be suppressed, and the oscillation circuit 51 can be continuously driven for a period during which the needle adjusting operation is performed (for example, for about 3 to 5 minutes). Therefore, when the crown is depressed and power generation is started after the needle adjustment, the oscillation circuit 51 continues to be driven without stopping, so the needle adjustment work is completed and the generator 20 is started to operate.
  • the rotation control device 50 can be activated immediately after the start, and there is no time lag until the oscillation circuit 51 is driven, unlike the conventional case. It is possible to perform accurate needle adjustment work. 2) Since the crown detection circuit 180, which is an external operation member detection circuit, is composed of a logic circuit using the members 181, 182, etc., energy consumption can be extremely reduced. Power consumption can be further reduced. For this reason, the time until the voltage of the power supply circuit (capacitor) 22 decreases can be further lengthened, and the time required for the needle adjusting operation can be further lengthened.
  • the power consumption of the crown detection circuit 180 can be further reduced because the short circuit current amount is suppressed by increasing the resistance values of the inverters 18 1 and 18 2.
  • the electronically controlled mechanical timepiece which is the electronically controlled timepiece of the present embodiment, has a mainspring la as a mechanical energy source, and a speed increasing wheel that transmits the torque of the mainspring la to the generator 20. It is provided with a train (numbering wheel) 7 and hands 13 which are time display devices connected to the speed increasing train 7 for displaying time.
  • the generator 20 is driven by the mainspring 1a via the speed increasing train 7 to generate induced power and supply electric energy.
  • the AC output from the generator 20 is rectified through a rectifier circuit 21 having at least one of step-up rectification, full-wave rectification, half-wave rectification, transistor rectification, etc.
  • Power storage The power is supplied to a power supply circuit 22 which is a power supply constituted by the device.
  • the speed of the generator 20 is controlled by the rotation control device 50.
  • the rotation control device 50 includes an oscillation circuit 51, a rotation detection circuit 53, and a control circuit 56, and the specific configuration thereof is as shown in FIG. Same as the form.
  • the oscillating circuit 51 outputs an oscillating signal (32768 Hz) using a quartz oscillator 51A as a time standard source, and this oscillating signal is divided into a fixed period by a frequency dividing circuit. And outputs it as the reference signal fs.
  • the rotation detection circuit 53 is composed of a waveform shaping circuit and the like connected to the generator 20, converts the AC output of the generator 20 into a square wave, removes noise, and outputs the rotation detection signal FG1 I do.
  • the control circuit 56 sets the brake amount of the generator 20 by comparing the rotation detection signal FG1 with the reference signal fs, and controls the speed by applying a brake to the generator 20.
  • the rotation control device 50 is provided with a drive circuit 57 composed of a drive IC for driving the oscillation circuit 51 and the like. More specifically, the drive circuit 57 drives the oscillation circuit 51 and the logic circuit like the constant voltage circuit 16 1 shown in FIG. 3 of the first embodiment, and is a power supply circuit. It is driven by the power (power supply V SS) from a certain power supply capacitor 22 and outputs a voltage Vreg that is lower than the power supply V SS and at a certain level. The power supply from the power supply capacitor 22 to the drive circuit 57 is controlled by a switch 261, which is a power supply control device.
  • the crown is in a state where the mainspring can be wound up by rotating the crown, and the crown can be corrected by rotating the crown at the 0th stage in the hand-operating and power-generating state.
  • the first stage is in a hand-operated and power-generating state.
  • the time can be adjusted by rotating the crown.
  • the switch 26 1 is configured to be connected when the crown is in the first or zero position and disconnected when the crown is in the second position. That is, it is constituted by a mechanical switch that operates in conjunction with the time adjustment operation.
  • a switch 262 is connected to the drive circuit 57.
  • the switch 262 is a mechanical switch linked to the switch 261, and is used to input a crown position signal to the drive circuit 57. That is, when the crown is at the 0th and 1st stages, the switch 261 is connected, and in conjunction therewith, the switch 262 is connected to the 0th and 1st stage circuits. Conversely, when the crown is in the second stage, switch 26 1 is disconnected, and switch 26 2 is connected to the circuit on the second stage.
  • the drive circuit 57 recognizes the crown position based on signals from these circuits, and performs timekeeping control, for example, normal hand movement control at the 0th and 1st stages of the crown, and setting / resetting of the counter at the 2nd stage of the crown. And processing such as system initialization.
  • a second capacitor 25 having a smaller capacity than the capacitor 22 and connected in parallel with the capacitor 22 is provided between the power supply capacitor 22 and the drive circuit 57.
  • the capacitor 22 usually has a capacitance of about 1 to 1, for example, about 10 ° F.
  • the second capacitor 25 has a capacitance of about 0.05 to 0.5 ° F., for example. It has a capacitance of about 0.1 F.
  • the mechanical switch 26 1 is instantaneously disconnected due to vibration or shock, and the first capacitor 22 is disconnected from the IC (drive circuit 57).
  • the brake control circuit 56 also has an indication error A correction device 200 is provided. As shown in Fig. 13, the pointing error correction device 200 detects the temperature of the temperature sensor 201, which consists of a crystal temperature sensor or infrared temperature sensor, and the voltage of the capacitor 22. A / D (analog-to-digital) converters 203, 20 that convert the measured values of the voltage detectors 202 and the temperature sensors 201 and the voltage detectors 202 into digital signals.
  • Value setting means 205 which is a correction amount setting device for setting an initial value of the counter 54, and a latch 207 for holding data output from the initial value setting means 205.
  • the initial value setting means 205 sets each output value of each temperature sensor 201 and voltage detector 202 (specifically, each A / D converter 203, 2 And an initial value setting table 206 in which the correspondence between the output value of the up / down counter 54 and the initial value of the up / down counter 54 is set.
  • Each of the A / D converters 203 and 204 has 5 bits, that is, an output value of 32 stages of 0 to 31.
  • the initial value setting table 206 divides the output of each A / D converter 203 and 204 into six stages, and sets the initial value of the up / down counter 54 corresponding to each output value. A value has been set.
  • the initial value setting means 205 is connected to four data input terminals (preset terminals) A to D of an up / down counter 54 via a latch 207. Then, according to the initial value set in the initial value setting table 206, the H-level signal or the L-level signal is input to each terminal, thereby setting the initial value of the up-down counter 54.
  • the A / D converters 203, 204, the initial value setting means 205, and the latch 207 are used to change the position of the crown when the crown is pulled out or the crown is pushed in, respectively. In other words, it is configured to operate when the system reset signal (SR, trigger signal) changes.
  • SR system reset signal
  • the generator 20 is controlled by the rotation control device 50 at the time of steady hand operation, as in the first embodiment.
  • a steady hand operation state that is, in a state where the crown is at the 0th stage or the 1st stage, the current generated by the generator 20 is charged to the capacitor 22 via the rectifier circuit 21. Therefore, the voltage applied to the drive circuit 57 is the same as the voltage of the capacitor 22 as shown in FIG. 15, for example, about 1.0 V.
  • control during the time adjustment operation (hand setting) is performed as follows.
  • the voltage of the capacitor 22 is maintained at about 1.0 V.
  • a high voltage of 1.0 V can be applied to the oscillation circuit 51, so that the time T start (the time T 2 in the conventional example shown in FIG. 26) until the oscillation starts. ) Can be as short as about ⁇ .8 seconds (when the temperature is about 25 ° C). Furthermore, unlike the related art, the time T 1 required until the voltage of the capacitor 22 rises can be dispensed with, so that the time required for the oscillation circuit 51 to operate after the hand adjustment is greatly reduced.
  • the generator 20 is brake-controlled by the control circuit 56.
  • the initial value of the up / down count 54 of the control circuit 56 is set by the pointing error correction device 200.
  • the A / D converters 203 and 204 of the indicating error correction device 200 detect that the reuse is pushed in
  • the A / D converters 203 and 204 convert the measured values of the temperature sensor 201 and the voltage detector 202, respectively.
  • the corresponding value is output to the initial value setting means 205.
  • the A / D converter 203 outputs "10" when the temperature measured by the temperature sensor 201 is 0 ° C or more and less than 4 ° C.
  • the output value changes in the range of 4 ° C so that “1 1” is output. ing.
  • the A / D converter 204 outputs “10” when the voltage detected by the voltage detector 202 is 0.80 V or more and less than 0.82 V.
  • the output value is set to change in the range of every 0.02 V so that "1 1" is output when it is 0.82 V or more and less than 0.84 V.
  • the initial value setting table 206 as shown in FIG. 14, the initial value is set according to the oscillation start time T start, that is, the output value of each converter 203, 204.
  • T start the oscillation start time
  • the control circuit 56 is quickly driven after the time correction operation, so that the correction amount may be “0”, and the initial value of the up-down force input 54 is also the normal initial value. It should be a value ("1 1"). More specifically, as shown in Fig. 16, the higher the voltage of the capacitor 22 and the higher the temperature, the shorter the oscillation start time, so if the values of the converters 203 and 204 are large, The initial value is set to "1 1".
  • the oscillation start time when the oscillation start time is long, it takes time before the control circuit 56 is driven, and the time during which the generator 20 is not under the brake control becomes long.
  • a torque is applied from the mainspring 1 a so that the generator 20 can rotate at a speed equal to or higher than the reference cycle, and the speed is adjusted to the reference cycle by applying a brake to the generator 20. Therefore, as the time during which the brake control is not performed becomes longer, the rotation cycle of the generator 20 becomes shorter than the reference cycle. For this reason, the longer the time until the start of oscillation, the more it is necessary to apply a larger brake and reduce the rotation speed.
  • the strong brake control is performed when the output value of the up / down counter 54 is equal to or greater than “1 2”, and the weak brake control is performed when the output value is equal to or less than “1 1”.
  • the initial value of the downcounter 54 maximum "1 5"
  • the time of the strong brake control can be extended.
  • the lower the voltage of the capacitor 22 and the lower the temperature the longer the oscillation start time. Therefore, as the value of each of the converters 203 and 204 becomes smaller, the initial value becomes “11, 1”. It is set to gradually increase to "2, 13, 3, 14, 15".
  • the generator 20 starts up and enters a steady operation, the power from the generator 20 is supplied to the drive circuit 57 via the capacitor 22 and the rotation control of the generator 20 is continuously performed.
  • the capacitor 22 can be separated from the drive circuit 57 by the switch 261, the voltage of the capacitor 22 is maintained at a relatively high state (for example, about 1.0 V). it can. Therefore, when the switch 26 1 is connected, a high voltage can be applied to the drive circuit 57, so that the time until the oscillation circuit 51 of the rotation control device 50 oscillates (T start) is also reduced.
  • the rotation control device 50 can be operated more quickly to reduce the pointing error.
  • control circuit 56 having the pointing error correction device 200 since the control circuit 56 having the pointing error correction device 200 is provided, when the pointing error occurs, the error can be corrected, and the pointing error can be further reduced or almost reduced. Can be eliminated.
  • the instruction error correction device 200 detects the temperature and the voltage applied to the capacitor 22 that affects the oscillation start time of the oscillation circuit 51, that is, the voltage applied to the oscillation circuit 51, and Since the correction value (the initial value of the up / down count 54) is set by the value, Very high-precision correction can be performed, and the pointing error can be very small.
  • the indication error is adjusted not only by the voltage applied to the oscillation circuit 51 but also by detecting the temperature, so that the accuracy of the compensation amount can be improved and the indication error can be further reduced. can do. In this case, especially when the temperature of the oscillation circuit 51 is low when used in a cold region or the like, or when the temperature is high in the tropics or in direct sunlight, the pointing error amount can be extremely small.
  • the pointing error correction device 200 can correct the pointing error only by changing the setting of the initial value of the up / down counter 54, for example, the output value of the up / down counter 54 Compared to the case where a correction value is added to the correction value, the correction of the pointing error can be realized with a very simple configuration, and the cost can be reduced.
  • the switch 261 which is the power supply control device, is composed of a mechanical switch that is linked to the operation of pulling out the crown, so that the configuration of the switch 261 can be simplified.
  • Electronically controlled mechanical watches can be manufactured at low cost. Further, compared to the conventional case, it is only necessary to add the switch 261, and the production cost is hardly increased, and the device can be provided at a relatively low cost.
  • the second capacitor 25 with smaller capacitance is provided, so even if a mechanical switch 26 1 causes a ring, the capacitor 25 Can supply power to the drive circuit 57, and the drive circuit 57 can be prevented from being stopped by the chasing ring.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of an electronically controlled mechanical timepiece that is the electronically controlled timepiece of the present embodiment.
  • the electronically controlled mechanical timepiece is connected to a mainspring 1a as a mechanical energy source, a speed-up gear train (car wheel) 7 that transmits the torque of the spring 1a to the generator 20, and a speed-up gearwheel 7 And a pointer 13 which is a time display device for displaying time.
  • the generator 20 is driven by the mainspring 1a via the speed increasing train 7 to generate induced power and supply electric energy.
  • the AC output from the generator 20 is rectified through a rectifier circuit 21 having at least one of step-up rectification, full-wave rectification, half-wave rectification, transistor rectification, etc.
  • the power is supplied to a power supply circuit 30 which is a power supply constituted by the power storage device of FIG.
  • the speed of the generator 20 is controlled by the rotation control device 50.
  • the rotation control device 50 includes an oscillation circuit 51, a rotation detection circuit 53, and a control circuit 56, and the specific configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the oscillating circuit 51 outputs an oscillating signal (32768 Hz) using a quartz oscillator 51A as a time standard source, and this oscillating signal is divided into a fixed period by a frequency dividing circuit. And outputs it as the reference signal fs.
  • the rotation detection circuit 53 is composed of a waveform shaping circuit or the like connected to the generator 20, converts the AC output of the generator 20 into a rectangular wave or the like, removes noise, and outputs the rotation detection signal FG1 I do.
  • the control circuit 56 sets the brake amount of the generator 20 by comparing the rotation detection signal FG1 with the reference signal fs, and controls the speed by applying a brake to the generator 20.
  • the rotation control device 50 is provided with a drive circuit 57 including a drive IC for driving the oscillation circuit 51.
  • This drive circuit 57 is driven by power from a main capacitor (main power storage device) 31 constituting a power supply circuit 3 °.
  • the main capacitor 31 is composed of a ceramic capacitor or the like having a capacitance of about 0.05 to 0.5 zF, for example, about 0.2 / F, and smoothes the current from the generator 20.
  • Supply to rotation control device 50 It is configured to be able to.
  • the main capacitor 31 is provided with an auxiliary capacitor (auxiliary power storage device) 32 having a larger capacitance than the capacitor 31 and connected in parallel with the capacitor 31.
  • the auxiliary capacitor 32 usually has a capacitance of about 1 to 1, for example, about 10 F.
  • a mechanical switch 36 1 is provided between the capacitors 31 and 32.
  • the crown is capable of winding up the mainspring when the crown is rotated, and the calendar is rotated when the crown is rotated to the 0th stage in the hand-operated and power-generating state.
  • the first stage in which the hands are in operation and power is being generated the time can be adjusted by turning the crown, the rotation of the mouth stops, and both hands and power are not generated. It can be withdrawn in three stages.
  • the switch 36 1 is connected when the crown is in the first or zero position and disconnected when the crown is in the second position, that is, in conjunction with the time adjustment operation. It is configured to operate.
  • a switch 262 is connected to the drive circuit 57.
  • the switch 262 is a mechanical switch linked to the switch 361, and is used to input a crown position signal to the drive circuit 57. That is, when the crown is at the 0th and 1st stages, the switch 361 is connected, and in conjunction therewith, the switch 262 is connected to the 0th and 1st stage circuits. Conversely, if the crown is in the second stage, switch 36 1 is disconnected and switch 26 2 is connected to the circuit on the second stage.
  • the drive circuit 57 recognizes the crown position based on signals from these circuits, and performs timekeeping control, for example, normal hand operation control at the crown 0, first stage, and setting / counting of the counter at crown second stage. Performs processing such as reset and system initialization.
  • a charge control circuit 35 composed of a diode 36 and a resistor 37 connected in parallel with each other is connected between the capacitors 31 and 32.
  • the diode 36 a diode having a small forward voltage Vf (for example, 0.2 V) is preferable.
  • Vf for example, 0.2 V
  • a Schottky barrier diode can be used.
  • the diode 36 is connected to the switch 361, and is connected to the rectifier circuit 21 or the generator 20.
  • the resistor 37 preferably has a large resistance value.
  • a resistor of 100 M ⁇ is used.
  • the main capacitor 31, auxiliary capacitor 32, charge control circuit 35 (diode 36 and resistor 37), and switch 36 1 constitute a power circuit 30.
  • control is performed in the same manner as in the first embodiment. That is, in a steady hand operation state, that is, in a state where the reuse is at the 0th or 1st stage, the switch 361 is connected, so that the current generated by the generator 20 passes through the rectifier circuit 21. Thus, the capacitors 31 and 32 are charged. At this time, since the capacitance of the capacitor 31 is small, the voltage tends to fluctuate due to the fluctuation of the generator 20 or the load of the driving circuit 57, but the auxiliary capacitor 32 having a large capacitance is connected in parallel. Because it is connected and backed up, it is maintained at a constant voltage (approximately 1.0 V).
  • the voltage applied to the drive circuit 57 (the voltage of the main capacitor 31) is maintained the same as the voltage of the auxiliary capacitor 32, as shown in FIG.
  • the control during the time adjustment operation (hand setting) is performed as follows.
  • the switch 361 is disconnected in conjunction with the pulling out of the crown (point A in Fig. 20). At this time, since the switch 36 1 is disconnected, the power consumption of the auxiliary capacitor 32 almost disappears, so that the voltage of the auxiliary capacitor 32 is maintained at about 1.0 V.
  • the generator 20 is also stopped, so that the charging current does not flow into the main capacitor 31, and the voltage of the main capacitor 31 rapidly decreases due to the load of the drive circuit 57.
  • the drive circuit 57 also stops. I do.
  • switch 361 When the hands are set and the crown is pushed in to the first step, switch 361 is connected (point B in Fig. 20). As a result, a current flows from the auxiliary capacitor 32 held at the potential of about 1.0 V to the main capacitor 31 via the diode 36. At this time, since the capacity of the main capacitor 31 is small, it immediately rises to the same voltage (1.0 V) as the auxiliary capacitor 32, and electric energy is supplied from the main capacitor 31 to the drive circuit 57. As a result, the oscillation circuit 51 starts operating.
  • the time T stat (FIG. 26 In the conventional example shown in (1), the time T2) can be extremely short, about 0.8 seconds (when the temperature is about 20 degrees). Furthermore, since the time for the main capacitor 31 to rise to 1.0 V after the crown is pushed in (point ⁇ in Fig. 20) is very short, the time until the oscillation circuit 51 operates after the needle is set is very short.
  • the voltage of the auxiliary capacitor 32 will be near zero volts or near the open volt (see C in Fig. 21). Up to the point), the voltage of the main capacitor 31 is also maintained near zero volts.
  • switch 36 1 When the needle setting operation is completed, switch 36 1 is connected, and generator 20 is activated (point C in Fig. 21), most of the generated current does not flow to auxiliary capacitor 32, Flows through capacitor 31. That is, the diode 36 acts to cut off the current in the direction in which the charging current from the generator 20 is charged to the auxiliary capacitor 32, and the resistor 37 becomes 100 ⁇ and a high resistance value. Since it is set, the generated current hardly flows through the auxiliary capacitor 32, but flows through the main capacitor 31.
  • the generator 20 is configured such that when the voltage of each of the capacitors 3 1 and 3 2 is near zero volts, Equation 10 ⁇ ⁇ ⁇ to Equation 10 ⁇ ⁇ . It is set so that small currents can be ignored.
  • the voltage of the main capacitor 31 rises rapidly when most of the generated current flows in You. Thereby, the oscillation start voltage (V start) of the drive circuit 57 (IC) is reached in a short time (for example, about 1.5 seconds) after the needle adjustment, and the control is started. If there is no charge control circuit 35 and the current from the generator 20 flows through both the capacitors 31 and 32, the voltage of the capacitor 31 reaches the oscillation start voltage of the drive circuit 57. It takes about 15 seconds to complete, and in this embodiment, the oscillation start voltage can be reached in 1/10 of that time.
  • the auxiliary capacitor 32 plays a role of a backup of the voltage fluctuation of the main capacitor 31 and contributes to the stabilization of the power supply voltage and the stabilization of the system operation.
  • the control capacitor (brake control circuit) 56 holds the electric charge in the auxiliary capacitor 32
  • the voltage applied to the oscillation circuit 51 is substantially constant at about 1.0 V
  • the start time T start is also constant at about 0.8 seconds, so the brake control is performed with a fixed amount of correction for a preset value (for example, 0.8 seconds), thereby further reducing the indication error. are doing.
  • the control circuit 56 gradually increases the voltage applied to the oscillation circuit 51 from about 0.7 V.
  • the time required for the oscillation circuit 51 to start oscillating) is almost constant, and the brake control is performed by performing a quantitative correction of a preset value (for example, 21.5 seconds) to reduce the indication error. It is even smaller.
  • correction values can be distinguished by detecting the voltage value applied to the control circuit 56, the rotation cycle of the generator 20, and the like. Further, as a method of setting the correction value, for example, a method of counting the time by a timer or a method of setting an analog timer by a CR time constant can be adopted. Then, when the generator 20 starts up and operates in a steady state, the power from the generator 20 is supplied to the drive circuit 57 via the capacitor 31, and the rotation control of the generator 20 is continuously performed.
  • a charge control circuit 35 consisting of passive elements such as a diode 36 and a resistor 37 is used to control the charging and discharging of the main capacitor 31 and the auxiliary capacitor 32.
  • the power consumption can be reduced as compared with the case where a comparator as an active element is used.
  • the capacity of the generator 20 can be reduced because the comparator can be omitted. Therefore, the energy supplied from the mainspring 1a can be reduced, and the duration from the fully wound state can be increased. Also, since the size of the generator 20 can be reduced, parts can be easily arranged in a limited space such as a clock body, and as a result, the size of the clock itself can be reduced. Therefore, the present invention can be applied sufficiently even in a case where there is a restriction on the plane size / thickness as in a wristwatch.
  • the switch 361 which is turned on and off in response to the crown advance / retreat operation, is provided, so while the crown is pulled out and the generator 20 is stopped, rotation control is performed from the auxiliary condenser 32. No power is supplied to the device 50 side, and the terminal voltage of the auxiliary capacitor 32 can be maintained.
  • the current can flow to the main capacitor 31 or the rotation control device 50 by the auxiliary capacitor 32 as in the conventional case.
  • the voltage of the power supply of the drive circuit (drive IC) 57 rises to reach the voltage at which oscillation can start, so that the time during which rotation control cannot be performed can be shortened, and the pointer error Can be reduced. Therefore, it is possible to ensure both startability after needle adjustment and needle alignment accuracy.
  • the rotation control device 50 can be operated more quickly to reduce the pointing error.
  • the main capacitor 31 When a capacitor with small capacitance is used as the main capacitor 31 and no charge is stored in each of the capacitors 3 1 and 3 2 after leaving the watch for a long time, etc. Since the charge control circuit 35 that allows the charge current from the generator 20 to flow through the main capacitor 31 to the main capacitor 31 side is provided, the main capacitor 31 has a voltage that can drive the drive circuit 57 from zero voltage. The speed of rising can be reduced to about 1/10 of the case without the charge control circuit 35, and the clock can be controlled by driving the drive circuit 57 in a short time. Therefore, even after being left for a long time, it is possible to ensure both startability and needle alignment accuracy.
  • the drive circuit 57 is not driven after the hands are set, and the hands are not braked at all and the free-run state is reached, the second hand moves at a high speed and the user feels uneasy and untrustworthy.
  • the drive circuit 57 can be driven in a short time, there is almost no period during which the second hand moves at high speed, and the timepiece can maintain its reliability.
  • the time required for the drive circuit 57 Although it differs depending on whether or not the electric charge is held in the capacitor 32, each can be controlled in a substantially constant time, so that the indication error can be corrected by quantitative correction using a preset value, and the indication can be made.
  • the error can be made very small, and the needle alignment accuracy can be further improved.
  • the charge control circuit 35 can be composed of inexpensive elements such as a diode 36 and a resistor 37, it is possible to reduce the manufacturing cost and provide it at a lower cost than when using a comparator or the like. Can be.
  • the charge control circuit 35 controls the charge current to each of the capacitors 31 and 32.
  • the charge control circuit 35 is constituted only by the diode 38 having a reverse leak current.
  • the charging current to the auxiliary capacitor 32 is very small because only the reverse leakage current of the diode 38 is used. Most of the charging current flows to the main capacitor 31. Therefore, similarly to the above-described embodiment, the voltage of the main capacitor 31 can be quickly increased, and the drive circuit 57 can be shifted to the control state in a short time.
  • the current can be charged from the auxiliary capacitor 32 to the main capacitor 31 via the diode 38, so that the driving circuit 57 can be driven very quickly. And current loss can be reduced o
  • the brake control circuit 56 of the third embodiment is provided with the pointing error correction device 200 of the second embodiment.
  • the auxiliary capacitor 3 is connected via the diode 36 of the charge control circuit 35.
  • the current is charged from 2 to the main capacitor 31 and the drive circuit 57 can be driven very quickly.
  • the instruction error correction device 200 takes into account a correction value corresponding to the oscillation start time and temperature to control the brake of the generator 20. Therefore, the pointing error can be eliminated.
  • the power supply switch (the power supply switch 162) is provided on the power supply V SS side, but may be provided on the power supply V DD side.
  • the power switch may be provided for V DD.
  • the power switch can cut off the supply of electric energy from the power supply to the analog circuit 160 to reduce power consumption. What is necessary is just to be able to reduce, and the arrangement position and composition should just be set suitably.
  • the power switch (power switch 162) is not limited to the one operated by the signal from the crown detection circuit 180, but may be a mechanical switch intermittently interlocked with the operation of the crown. Alternatively, it may be intermittently interlocked with the stop and operation of the generator 20 or the train wheel. In short, anything that is intermittently linked to the needle setting operation may be used.
  • the clock input restricting means (clock cut gate 1711) is not limited to the AND gate as in the first embodiment, but is a switch for interrupting the signal line from the oscillation circuit 51 to the logic circuit 170.
  • a switch may be used as long as it can cut off the clock input to the logic circuit 170.
  • the switch 186 of the crown detection circuit 180 is connected to the second signal line 184 at the 0th and 1st stages, and the first signal at the 2nd stage, contrary to the first embodiment. It may be connected to line 18 3. In this case, since the output signal of the crown detection circuit 180 is reversed, the power cut switch 162 and the clock cut gate 1711 may be set according to the output signal.
  • the signal input line 185 of the crown is connected to the power supply VDD, but may be connected to the power supply VSS.
  • the crown detection circuit 180 may be set so that the position of the crown can be detected by contact of the switch 186 connected to the power supply VSS.
  • the switch 186 may be set so as to keep in contact with the signal lines 183 and 184 while the crown is at each position. As a result of having two members 18 1 and 18 2, the signal input from switch 1 86 can be maintained, so that when the crown position is changed, the switch is momentarily switched. 186 contact one of the signal lines 183 and 184, and then to an intermediate position that does not contact either signal line 183 or 184 until the crown position is switched. Switch 186 may be held.
  • the external operation member detection circuit (crown detection circuit 180) is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and for example, a conventional crown detection circuit as shown in FIG. No.
  • using the crown detection circuit 180 of the present embodiment has the advantage that power consumption can be further reduced.
  • the external operation member for switching between the needle adjustment state and the normal hand operation state is not limited to the crown, but may be other things such as a dedicated button or lever, or may be a mechanical or electrical one.
  • the specific configuration of the external operation member may be set as appropriate for implementation.
  • the external operation member detection circuit is not limited to the circuit for detecting a change in voltage as in the above-described embodiment, and may be, for example, a lever or a push button that moves in accordance with the position of the external operation member. The position of the member may be directly detected, and these may be appropriately set according to the type of the external operation member.
  • the power supply circuit for the logic circuit for driving the logic circuit is not limited to the constant voltage circuit 161, but may be any circuit capable of driving the mouthpiece circuit.
  • pre_RYZ previously crown position data
  • now_RYZ current crown position data
  • the invention described in the first embodiment may be applied to a self-winding power generation timepiece other than an electronically controlled mechanical timepiece, a solar rechargeable timepiece, a battery type timepiece, and the like.
  • the power consumption at the time of hand setting can be reduced, so that the drive time can be extended, and the time indication error can be eliminated because the oscillation circuit continues to operate.
  • the pointing error correction device 200 of the control circuit 56 detects the voltage and temperature of the capacitor 22 and corrects the pointing error with a correction amount based on the values.
  • the indication error is set to a preset value. May be used for quantitative correction.
  • the method of correcting the indication error may be performed based on only the voltage of the capacitor 22 or may be performed according to the rotation cycle of the generator 20 or the like. For example, when the voltage of the capacitor 22 is detected and the correction is performed with the correction amount corresponding to each voltage value, the correction is performed when the held voltage of the capacitor 22 is as high as about 1.2 V. When the amount is set to “0” and the voltage of the capacitor 22 is as low as about 0.8 V, the correction amount may be set to minus 1.0 second ( ⁇ 1.0 second).
  • the charging voltage to the capacitor 22 and the torque of the mainspring 1a applied to the generator 20 are usually proportional, and the hand movement speed of the hands is set by the torque. Therefore, the voltage value of the capacitor 22 and the advance / delay position of the pointer at the time point when the oscillation circuit 51 is driven to start the brake control at the voltage value are checked in advance.
  • the comparison table between the pointer error amount and the pointer error amount may be stored in the control circuit 56 or the like and used.
  • the pointer has moved (moved) for 9 seconds by the time the brake starts (the time until the start of the oscillation, about 8 seconds later). By correcting the 1 second by the brake control, the indication error can be almost eliminated.
  • the pointing error correction device 200 is not limited to a device which performs correction by setting an initial value of the up / down count 54 as in the second embodiment.
  • the correction may be performed by directly adjusting the output value LBS or the like from the controller, or by providing a correction brake circuit or the like different from the normally used brake circuit 120. In short, any configuration that can correct the pointing error of the watch is sufficient.
  • the invention is not limited to a mechanical switch, but may be an electrical switch. However, it is preferable to use a mechanical switch because the power supply can be completely shut off. Even when an electrical switch is used, only the leakage current (about 1 nA) of the silicon diode constituting the electrical switch is discharged. Therefore, the switching effect of the switch is smaller than that of the mechanical switch. It is almost the same, and does not matter in practical use.
  • the switch 26 1 is not limited to one that is interlocked with the operation of the crown (time adjustment operation), but is intermittently interlocked with the stop and operation of the generator 20 or the train wheel. It may be something. However, there is an advantage that the structure is simple and it can be manufactured at low cost if it is configured to be linked to the operation of the crown.
  • the second capacitor 25 is not necessarily provided, and as shown in FIG. 25, the second capacitor 25 may be omitted and only the capacitor 22 may be provided.
  • the charge control circuit 35 is not limited to those of the third and fourth embodiments.
  • the charge control circuit 35 may be composed of a one-way element and a resistor.
  • the one-way element a diode having no reverse leak current can be used.
  • the one-way element operates in the same manner as the diode 36 of the third embodiment, and the resistance operates in the same manner as the resistor 37. The same operation and effect as (3-9) can be obtained.
  • the charge control circuit 35 an active element such as a comparator may be used.
  • the charge control circuit 35 allows the charge current from the generator 20 to flow more to the main capacitor 31 and less to the auxiliary capacitor 32, and the voltage of the auxiliary capacitor 32 to If it is higher, the charging current to the main power storage device and the auxiliary power storage device, the direction of the current between the main power storage device and the auxiliary power storage device, Any device that can adjust the amount of current may be used, and it is particularly preferable that the device be configured only with passive elements in that power consumption can be reduced.
  • the indication error is set in advance.
  • an instruction error correction device 200 similar to the second embodiment was provided, and the correction was appropriately performed according to the voltage value, the temperature, the rotation cycle of the generator 20, and the like. You may.
  • the time is slightly longer. However, the error is eliminated in about one to several minutes, so that there is almost no practical problem. Further, usually, if the voltage of the auxiliary capacitor 32 is secured and the temperature is not extremely low, the time until the oscillation circuit is driven is short, so that the pointing error correction device 200 is not provided. In addition, the pointing error can be eliminated in a short time.
  • the specific configuration of the switch 361 may be set as appropriate for implementation.
  • the switch 36 1 is not limited to one that is intermittently interlocked with the operation of the crown, but may be one that is intermittently interlocked with the stop and operation of the generator 20 or the train wheel.
  • the structure can be simplified and manufactured at low cost if it is configured to be linked to the operation of the crown.
  • the types of the diodes 36 and 38 and the resistor 37, the reverse leakage current value, the resistance value, and the like may be appropriately set in the implementation.
  • the resistance value of the resistor 37 and the reverse leakage current value of the diode 38 affect the magnitude of the charging current of the auxiliary capacitor 32, they may be appropriately set in practice.
  • the pointing error correction device 200 as in the second embodiment may be incorporated in the control circuit 56.
  • the power supply circuit 30 of the third and fourth embodiments may be used as the power supply circuit of the first embodiment.
  • the first embodiment even if the generator 20 stops due to the time adjustment operation, the power from the capacitor 22 continues to operate the oscillation circuit 51. The error can be eliminated, but if the time adjustment operation is prolonged or the clock 22 is left for a long time and the capacitor 22 is discharged, the oscillation circuit 51 is also stopped, and an indication error occurs. Even if such a capacitor 22 is discharged, if the power supply circuit 30 is provided, when the generator 20 starts to operate, the oscillation circuit 51 can be driven quickly and the indication error is reduced. it can. Furthermore, if the pointing error correction device 200 is provided, the pointing error when the oscillation circuit 51 is driven again can be further reduced.
  • two types of shoving signals CH 3 having different duty ratios are input to the switch 121 to perform the brake control.
  • the signal LBS is inverted and the signal LBS is inverted to the switch 121.
  • the brake control may be performed by inputting the signal without using the shoving signal.
  • the brakes are controlled by applying a short brake by closing the terminals MG 1 and MG 2 of the generator 20 by a closed loop.
  • a variable resistor or the like is connected to the generator 20 to generate power.
  • Brake control may be performed by changing the value of the current flowing through the coil of the machine 20.
  • the specific configuration of the brake control circuit 56 is not limited to that shown in FIG. 2 and may be set as appropriate according to the braking method.
  • the mechanical energy source for driving the generator 20 is not limited to the mainspring 1a, but may be a fluid such as rubber, a spring, a weight, or compressed air, depending on the target to which the present invention is applied. May be set appropriately. Further, as a means for inputting mechanical energy to these mechanical energy sources, manual winding, rotating weight, position energy, pressure change, wind power, wave power, hydraulic power, temperature difference, etc. may be used.
  • the mechanical energy transmission means for transmitting mechanical energy from a mechanical energy source such as a mainspring to the generator is not limited to the train wheel 7 (gear) as in the above embodiment, but may be a friction wheel, a belt (a A belt, a pulley, a chain, a sprocket wheel, a rack, a pinion, a cam, etc., and may be set as appropriate according to the type of electronically controlled watch to which the present invention is applied. No.
  • a generator a power generator that rotates the mouth and generates electricity by electromagnetic conversion
  • the generator is not limited to a generator, and another type of generator, such as a piezo generator that generates power by applying stress to a piezoelectric element (piezo element), may be used.
  • time display device is not limited to the hands 13 and may be a disk, a ring, or an arc. Further, a digital display type time display device using a liquid crystal panel or the like may be used. Industrial applicability
  • the error of the time indication after the time adjustment operation is reduced. be able to.
  • the electronically controlled timepiece and the power supply control method of the first invention by providing the power switch and the clock input regulating means, it is possible to reduce the power consumption at the time of time adjustment operation (hand setting operation), In addition, the oscillation circuit continues to operate even during the time adjustment operation, so it is possible to eliminate errors in the time indication when returning from the time adjustment operation
  • the electronically controlled timepiece and the time adjustment method of the second invention it is not necessary to increase the size of the mechanical energy source such as the capacity of the capacitor and the mainspring, so that the electronically controlled timepiece can be downsized.
  • the cost can be reduced, and even if the time adjustment operation (hand adjustment operation) takes a long time, the time until the oscillation circuit starts to oscillate can be shortened, and the indication error can be corrected by the indication error correction device.
  • the pointing error of the pointer after the correction operation can be minimized.
  • the rotation control device when the generator starts operating, the rotation control device can be quickly driven to reduce the time control error. Furthermore, when a passive element such as a diode resistor is used as a charge control circuit, power consumption can be reduced and the capacity of the generator can be reduced as compared with a case where an active element such as a comparator is used.

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Description

明 細 電子制御式時計、電子制御式時計の電力供給制御方法および電子制御式時計の 時刻修正方法 技術分野
本発明は、水晶振動子等の時間標準源を用いた発振回路からの信号等を基準 に運針を制御する電子制御式時計、 電子制御式時計の電力供給制御方法、 およ び電子制御式時計の時刻修正方法に関する。 背景技術
I Cや水晶振動子を利用して制御される電子制御式時計の一つとして、 ゼン マイが開放するときの機械的エネルギを発電機で電気的エネルギに変換し、 こ の電気的エネルギによ り回転制御装置を作動させて発電機のコィルに流れる 電流値等を制御することにより、 ゼンマイからの機械的エネルギを発電機に伝 達する輪列に固定される指針を正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制 御式機械時計が知られている。
この際、 発電機による電気的エネルギを一旦、 平滑用コンデンサに供給し、 このコンデンサからの電力で回転制御装置を駆動しているが、 このコンデンサ には発電機の回転周期と同期した交流の起電力が入力されるため、 I Cや水晶 振動子を備える回転制御装置の動作を可能とするための電力を長期間保持す る必要がなかった。 このため、 従来は、 I Cや水晶振動子を数秒程度動作可能 な静電容量の比較的小さなコンデンサ、例えば 1 0〃 F程度のコンデンサが用 いられていた。
この電子制御式機械時計は、指針の駆動をゼンマイを動力源とするためにモ 一夕が不要であり、 部品点数が少なく安価であるという特徴がある。 その上、 電子回路を作動させるのに必要な僅かな電気工ネルギを発電するだけでよく、 少ない入力エネルギで時計を作動することもできた。 しかしながら、 このような電子制御式機械時計は、 以下の課題を有している 。 すなわち、 .通常はリューズを引き出して行う時刻修正操作 (針合わせ操作) を行う場合、 正確に時刻を合わせられるように、 時、 分、 秒の各指針を停止さ せていた。 指針を停止することは、 輪列を停止させることになるため、 発電機 も停止されていた。
このため、発電機から平滑用コンデンザへの起電力の入力が停止する一方で 、 I Cは駆動し続けるため、 コンデンサに蓄えられた電荷は I C側に放電され て端子電圧が徐々に低下し、 その結果、 I Cに加わる電圧が発振停止電圧 (V stop, 例えば 0 . 6 V ) を下回ってしまい、 回転制御装置も停止していた。
なお、 I Cの発振が停止した場合には、 消費電流は少なくなり、 コンデンサ の電圧低下も非常に遅くなるため、時刻修正操作に手間取ってコンデンサの電 圧が発振停止電圧を下回った場合には、 通常、 コンデンサは、 発振停止電圧よ りもやや低下した 0 . 3〜 0 . 4 V程度の電圧になることが多い。 また、 時刻 修正操作 (針合わせ時間) が数十分以上ど非常に長くなると、 コンデンサが完 全に放電してその電圧が 「 0 j まで低下することもある。
このため、 針合わせを終えてリューズを押し込み、 発電機が回転を開始して も、 放電されて電圧が発振停止電圧以下のコンデンサを、 回転制御装置の駆動 開始電圧 ( I Cを駆動可能な電圧) に達する電圧まで充電するのには時間がか かり、 その間は I C (発振回路) が動作せず、 正確な時間制御を行えないとい う問題があった。
すなわち、 図 2 6に示すように、 時間 A点でリユーズを 0段目 (通常運針モ —ド) 又は、 1段目 (カレンダー修正モード) から 2段目 (針合わせモード) に引き出すと、 発電機の口一夕の回転が停止し、 コンデンサ C 1への充電が停 止する。 一方で、 コンデンサ C 1は、 回転制御装置 (時間標準源である水晶振 動子を駆動する駆動回路 「駆動用 I C」 を含む) へ電気的エネルギを供給し続 け、 水晶振動子の発振も継続する。
その後、 電源コンデンサ C 1の電圧は次第に低下していくが、 時間 B 1点 ( 例えば時間 Aから 3分以内) で針合わせが終了してリユーズが押し込まれ、 リ ュ一ズ位置が 2段目から 1段目あるいは 0段目 (通常使用時) に移行すると、 再び発電機が作動されて電源コンデンサ C 1への充電も再開され、電源コンデ ンサ C 1の電位も上昇する。 この場合、 水晶振動子の発振は継続しているため 、 針合わせ終了後も駆動回路 (回転制御装置) は速やかにロー夕の回転制御 ( ブレーキ制御) を行うことができ、 針合わせ後の指示誤差もゼロにすることが できる。
一方で、 針合わせ時間が長引き、 例えば 3分以上経過した場合には、 電源コ ンデンサ C 1の電圧が駆動回路の発振停止電圧 (Vstop、 例えば 0 . 6 V ) を 下回り、 針合わせが終了した時間 B 2点では発振が停止してしまう。 従って、 B 2点でリュ一ズを 1段目に移行させても、 回転制御装置が作動してロー夕の 回転制御が行われるまでには、 時間 T 1 と時間 T 2とを足した時間が必要にな り、 指示誤差が生じていた。
なお、 時間で 1は、 回転制御装置内の駆動回路や発振回路が正常に動作でき る電圧 (Vstart) までに電源コンデンサ C 1が充電される時間である。 通常、 Vstartは Vstop よりも電圧が高く、 例えば 0 . 7 Vである。
また、 時間 T 2は、 発振回路に発振開始電圧 (Vstart) が印加されてから、 発振が開始するまでの時間である。 この T 2は、 図 2 7に例示するように、 電 源コンデンサ C 1の電圧が低いほど長くなり、 数秒から数十秒掛かっていた。 例えば、 電源コンデンサ C 1を徐々に充電して発振開始電圧 (Vstart= 0 . 7 V ) に達した際に、 その電圧 ( 0 . 7 V ) を印加した場合には、 約 2 0秒程度 掛かっていた。
このため、 針合わせ操作に時間が掛かった場合には、 電源コンデンサ C 1の 電圧が低下して発振が停止するため、 針合わせを終了しても、 発振開始までに 上記 T 1 + T 2の時間を要し、 特に、 発振回路に印加される電圧が低いために T 2だけでも数秒から数十秒掛かってしまう。 そして、 発振が開始されるまで は、 ロー夕の回転が制御されることはないため、 指針は著しい進みあるいは遅 れの指示誤差を示すという問題があつた。
また、 電源コンデンサ C 1の容量を大きく して、 より長時間針合わせ時間を 確保することで、 3分以上針合わせ操作をしても発振が停止しないように構成 することも考.えられる。
しかしながら、 コンデンサの容量を大きくすることは、 そのまま電源電圧の 上昇スピードを遅らせることになるため、例えばゼンマイが開放されて停止し ている場合のように、電源コンデンザに電荷が蓄積されていない状態から電圧 を上昇させるのに長時間を要することになる。 つまり、 ゼンマイを卷きはじめ てから電源電圧が上昇するまで、長時間に渡って指針が正確な時刻を刻むこと ができなくなってしまうという問題点を生じる。 この場合、 状態によっては時 計が故障していると利用者が間違える可能性もあり、 コンデンサの容量を大き くすることは難しかった。
さらに、発電機の発電能力を大きく して短時間での充電を可能にすることが 考えられるが、 発電機サイズが大きくなることや、 この発電機に機械的ェネル ギを供給するゼンマイの伝達トルクのアップに伴い、ゼンマイのサイズアップ が必要になり、腕時計のように平面サイズや厚みに制約がある場合には採用で きなかった。
また、 電子制御式機械時計以外の自動卷発電式時計や、 ソーラー充電式時計 、 電池式時計等の各種電子制御式時計においても、 消費電力を減少させて駆動 時間を延ばすために、 時刻修正操作時に発振回路や I C等を停止させているも のもあったが、 この場合も発振回路が安定して作動されるまでには、 数秒〜数 十秒程度かかる場合もあり、 その場合には時刻誤差が生じてしまうという問題 があつた。
本発明の目的は、 時刻修正操作後の時刻指示の誤差を小さくすることができ る電子制御式時計、電子制御式時計の電力供給制御方法および電子制御式時計 の時刻修正方法を提供することにある。 発明の開示
本発明の電子制御式時計は、 電源と、 この電源で駆動されるアナログ回路部 と、 アナログ回路部の一部に設けられたロジック回路用電源回路と、 このロジ ック回路用電源回路の出力によって駆動される口ジック回路部と、前記ロジッ ク回路用電源回路の出力によって駆動される発振回路とを備える電子制御式 時計において、 前記電子制御式時計の時刻修正操作時に、 前記電源からロジッ ク回路用電源回路以外のアナログ回路部への電気工ネルギの供給を遮断する 電源スィ ッチと、発振回路からロジック回路部へのクロック入力を遮断するク ロック入力規制手段とを備えることを特徴とするものである。
本発明では、 時刻修正操作 (針合わせ) 時には、 電源スィ ッチによってコン デンサや電池等の電源からロジック回路用電源回路以外のアナ口グ回路部へ の電気工ネルギの供給が遮断され、 かつクロック入力規制手段によって発振回 路から口ジック回路部へのク口ック入力が遮断される。 つまり、 針合わせ時に は、 発振回路と、 この発振回路の駆動に必要なロジック回路用電源回路のみを 駆動し、 その他の回路の動作をすベて停止させている。 これにより、 針合わせ 時の消費電力を低減でき、 コンデンサの容量が小さい場合でも、 通常の針合わ せ操作時間程度 (例えば 3〜 5分程度) では電源コンデンサの電圧低下を抑制 することができ、 発振回路の駆動を維持することができる。 そして、 針合わせ 時も発振回路を作動させ続けることができるため、針合わせ操作からの復帰時 に、 迅速に通常の制御状態に戻すことができ、 針合わせからの復帰時の時間指 示の誤差も無くすことができる。 また、 消費電力を低減できるので、 発電機サ ィズを大きくする必要が無く、腕時計のように平面サイズゃ厚みに制約がある 場合にも適用できる。
前記ロジック回路用電源回路としては、定電圧回路で構成されているものな どが利用できる。
この電子制御式時計は、 前記時刻修正操作 (針合わせ) 時に、 前記ロジック 回路部の内部状態を初期化する口ジック回路初期化手段を備えることが好ま しい。
口ジック回路部に針合わせ操作前の制御情報が残っていると、針合わせ操作 からの復帰時にロー夕の調速制御がスムーズに開始されず、調速制御が開始さ れるまでに要した時間が誤差として生じてしまうおそれがある。 これに対し、 針合わせ時に口ジック回路部のクロック入力を遮断する際に、 内部状態も初期 化すれば、 針合わせからの復帰時にロー夕の調速制御もスムーズに行われ、 時 刻指示誤差も確実に無くすことができる。
また、 電子制御式時計は、 少なく とも通常状態および時刻修正操作 (針合わ せ) 状態の 2段階の状態を設定可能な外部操作部材と、 この外部操作部材の状 態を検出する外部操作部材検出回路とを備え、 前記外部操作部材検出回路は、 第 1および第 2のインバー夕と、第 1のインバー夕の出力側と第 2のィンバー 夕の入力側とを連結する第 1の信号ラインと、第 2のインバー夕の出力側と第 1のィ ンバ一夕の入力側とを連結する第 2の信号ライ ンと、外部操作部材が針 合わせ状態にある時には信号入力ライ ンと前記第 1および第 2の信号ライ ン との一方とを接続し、針合わせ以外の状態にある時には信号入力ライ ンと前記 第 1および第 2の信号ライ ンとの他方とを接続する切替スイ ッチとを備える ことが好ましい。
竜頭やボタン等の外部操作部材の引き出し状態を検出する場合、通常は図 2 8に示すような竜頭検出回路 1 0 0を用いていた。 例えば、 電子制御式機械時 計の竜頭の引き出し段階は、 通常の 0段目 (竜頭を回転させるとゼンマイを巻 き上げ可能な状態であり、 運針かつ発電状態にある場合) と、 1段目 (竜頭を 回転させると力レンダを修正可能な状態であり、運針かつ発電状態にある場合
) と、 2段目 (竜頭を回転させると時刻を修正可能な状態であり、 口一夕の回 転が停止し、 運針も発電も行われない場合) との 3段階ある。
竜頭検出回路 1 0 0は、 竜頭の引き出し段階に応じてオン、 オフされるスィ ヅチ 1 0 1 と、 2つのプルダウン抵抗 1 0 2, 1 0 3と、 ィンバ一夕 1 0 4と を備える。 そして、 プルダウン抵抗 1 0 2のゲートは電位 V DD ( Hレベル) とされ、 プルダウン抵抗 1 0 2は常時オン状態とされる。 また、 プルダウン抵 抗 1 0 3のゲートはイ ンバー夕 1 0 4を介してプルダウン抵抗 1 0 2に接続 されている。 スイ ッチ 1 0 1は、 竜頭が 0, 1段目にある場合にはオフ (OP EN) され、 2段目にある場合にはオン (CLOSE ) される。
竜頭が 0, 1段目でスィ ッチ 1 0 1がオフされると、 プルダウン抵抗 1 0 2 はオン状態とされ、 電位 V SSつまり Lレベル信号がィ ンバ一夕 1 0 4に入力 され、 イ ンバー夕 1 0 4の出力信号は Hレベル信号となる。 従って、 プルダウ ン抵抗 1 0 3のゲ一トには Hレベル信号が入力され、 プルダウン抵抗 1 0 3も オン状態とされる。
また、 竜頭が 2段目でスィ ッチ 1 0 1がオンされると、 電位 V DDつまり H レベル信号がィ ンバ一夕 1 0 4に入力され、 ィンバ一夕 1 0 4の出力信号は L レベル信号となる。 以上のように、 竜頭の引き出し位置で竜頭検出回路 1 0 0 の出力が 「Hレベル」 および 「: Lレベル」 に切り替わり、 竜頭の位置を検出で きるようにしていた。
このような従来の竜頭検出回路 1 0 0は、針合わせ時で竜頭が 2段目の時に もプルダゥン抵抗 1 0 2がオンしているので、 このプルダゥン抵抗 1 0 2によ りエネルギーが消費されてしまうという問題があった。 さらに、 竜頭に限らず 専用のボタン等で針合わせ状態を設定する場合もあったが、 これらの竜頭ゃボ 夕ン等の外部操作部材で針合わせする際にも、 その外部操作部材の状態を検出 する外部操作部材検出回路は竜頭検出回路 1 0 0 と同様の構成であったため、 同様の問題があった。
これに対し、 前述したような、 論理回路を用いた外部操作部材検出回路を用 いた電子制御式時計であれば、外部操作部材検出回路によるエネルギーの消費 を殆ど無くすことができ、針合わせ時の消費電力をより一層低減することがで さる。
本発明の電子制御式時計は、 機械的エネルギ源と、 前記機械的エネルギ源に よって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネルギを供給する発電機と、前 記電気的エネルギによ り駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制 御装置とを備える電子制御式機械時計であることが好ましい。
電子制御式機械時計は、 電源であるコンデンサの容量が小さいため、 特に本 発明を適用して針合わせ時の消費電力を小さくすれば、針合わせ操作時間を確 保できて取り扱いを容易にできる。
本発明の電子制御式時計の電力供給制御方法は、 電源と、 この電源で駆動さ れるアナログ回路部と、 アナログ回路部の一部に設けられたロジック回路用電 源回路と、 このロジック回路用電源回路の出力によって駆動されるロジック回 路部と、前記ロジック回路用電源回路の出力によって駆動される発振回路とを 備える電子制御式時計の電力供給制御方法であって、前記電子制御式時計の時 刻修正操作時に、 前記電源から口ジック回路用電源回路以外のアナログ回路部 への電気工ネルギの供給を遮断し、 かつ、 発振回路からロジック回路部へのク ロック入力を遮断することを特徴とするものである。
本発明では、 針合わせ時に、 コンデンサや電池等の電源からロジック回路用 電源回路以外のアナログ回路部への電気工ネルギの供給を遮断し、 かつ発振回 路からロジック回路部へのクロック入力を遮断しているので、針合わせ時の消 費電力を低減でき、 コンデンサの容量が小さい場合でも、 通常の針合わせ操作 時間程度 (例えば 3〜 5分程度) では電源コンデンサの電圧低下を抑制するこ とができ、 発振回路の駆動を維持することができる。 このため、 針合わせ操作 からの復帰時に、 迅速に通常の制御状態に戻すことができ、 針合わせからの復 帰時の時間指示の誤差も無くすことができる。
この際、 前記電子制御式時計の針合わせ時に、 前記ロジック回路部の内部状 態を初期化することが好ましい。針合わせ時にロジック回路部のクロック入力 を遮断する際に、 内部状態も初期化すれば、 針合わせからの復帰時にロー夕の 調速制御もスムーズに行われ、 時刻指示誤差も確実に無くすことができる。 本発明の電子制御式時計は、 機械的エネルギ源と、 この機械的エネルギ源に より駆動されることにより電気的エネルギを出力する発電機と、 当該発電機か ら出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、 この蓄電装置から供給され た電気的エネルギによ り駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制 御装置とを備える電子制御式時計であって、時刻修正操作に基づいて前記発電 機の作動が停止している際に、前記蓄電装置から前記回転制御装置への電気的 エネルギの供給を遮断する電力供給制御装置と、前記発電機が作動して電力供 給制御装置によって蓄電装置から回転制御装置への電気的エネルギの供給が 再開された際に、 回転制御装置が正常動作するまでの時刻指示の誤差を補正す る指示誤差補正装置とを備えていることを特徴とするものである。 このような本発明によれば、 時刻修正操作 (針合わせ) 時等に発電機の作動 が停止した場合に、電力供給制御装置によって蓄電装置から回転制御装置への 電気的エネルギの供給を遮断しているので、 回転制御装置の発振回路は停止さ れるが、 発電機の作動が停止している間も蓄電装置は充電状態に維持される。 従って、 針合わせ操作からの復帰時に、 発電機が十分に立ち上がる前であつ ても、 蓄電装置から回転制御装置に電気的エネルギを供給して回転制御装置を 作動させることができ、 回転制御装置が作動されるまでのタイムラグによる誤 差を無くすことができ、針合わせ時の時間制御の誤差を小さくすることができ る。 特に、 蓄電装置の電圧は比較的高い状態に維持されているため、 回転制御 装置の発振回路が発振するまでの時間も短縮することができ、 回転制御装置を 迅速に作動させることができる。
その上、 指示誤差補正装置を備えているので、 回転制御装置が正常動作する までの指針の指示誤差を補正することができ、指示ずれを無くすあるいは非常 に小さくすることができる。
この際、 前記指示誤差補正装置は、 予め設定された値分の定量補正を行うよ うに構成されていてもよいし、 前記蓄電装置の電圧に応じて補正量を設定する ように構成されていてもよい。
さらに、 前記指示誤差補正装置は、 温度を検出して補正量を調整するように 構成されていてもよい。
より具体的には、 前記指示誤差補正装置は、 温度センサと、 前記蓄電装置の 電圧を測定する電圧検出器と、前記温度センサおよび電圧検出器の検出値に基 づいて補正量を設定する補正量設定装置とを備えて構成されていることが好 ましい。
蓄電装置の電圧がある大きさに維持されるため、 その電圧を発振回路に印加 した際の発振までの時間も常時ほぼ一定となるため、 ある値の定量補正を行う ことでも指示誤差を十分に小さくできる。 また、 実際の蓄電装置の電圧を検出 して補正値を調整すれば、 より精度の高い補正を行えて指示誤差をより一層小 さくできる。
さらに、 発振回路に電圧を加えた際の発振開始までの時間は、 図 1 6に示す ように、 温度によっても変化する。 このため、 電子制御式時計に温度計を設け て発振回路近辺の温度を測定し、 その温度に応じて補正量を調整すれば、 より 精度の高い補正を行うことができ、特に高温状態や低温状態での指示誤差のず れをより一層小さくすることができる。
また、 前記電力供給制御装置は、 前記蓄電装置に直列に接続されるとともに 、 前記発電機が作動している際は接続され、 発電機が停止している際には切断 されるスィ ツチを備えて構成されていることが好ましい。
このスィ ッチとしては、 電気的なスィ ツチでもよいが、 機械式スィ ツチであ ることが好ましい。 電気的なスィ ツチを用いた場合には、 機械式スィ ツチのよ うに完全に電力の供給を遮断できないことがあるが、 その場合でも、 電気的ス ィ ツチを構成するシリコンダイォ一ドのリーク電流 ( 1 n A程度) しか放電し ないため、 スィ ツチの遮断効果は機械式スィ ツチの場合とほとんど同じである 。 但し、 機械式スィ ツチを用いれば、 電力の供給を完全に遮断できる点で好ま しい。
さらに、 前記スィ ツチはリュ一ズを引き出して時刻修正 (針合わせ) モ一ド にしたときに切断され、 リユーズを押し込んで定常状態にしたときに接続され る機械式スィ ツチであることが好ましい。このようなリュ一ズの操作に応じて 断続するスィ ツチを用いれば、針合わせ操作に確実に連動してスィ ツチを断続 することができる。
また、 前記蓄電装置には、 第 2蓄電装置 (第 2コンデンサ) が並列に接続さ れていることが好ましい。 第 2蓄電装置が設けられていれば、 時計に衝撃が加 わった場合などに、 前記スィ ツチがチヤ夕リングを起こしても、 第 2蓄電装置 から電力を供給し続けることができ、 回転制御装置がチヤ夕 リングで停止され ることを防止できる。
また、 本発明の電子制御式時計の時刻修正方法は、 機械的エネルギ源と、 こ の機械的エネルギ源により駆動されることにより電気的エネルギを出力する 発電機と、 当該発電機から出力された電気的エネルギを蓄える蓄電装置と、 こ の蓄電装置から供給された電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回 転周期を制御する回転制御装置とを有する電子制御式時計の時刻修正方法で あって、 前記電子制御式時計の時刻修正をする際に、 前記蓄電装置から前記回 転制御装置への電気的エネルギの供給を遮断し、 時刻修正操作の終了時に、 蓄 電装置から回転制御装置への電気的エネルギの供給を再開するとともに、 回転 制御装置が正常動作するまでの時刻指示の誤差を補正することを特徴とする ものである。
この際、 時刻修正操作の終了時に、 予め設定された値で指示誤差を定量補正 してもよいし、 蓄電装置の電圧に応じて設定される補正量で指示誤差を補正し てもよい。 さらに、 時刻修正操作の終了時に、 温度を検出し、 その温度に応じ て前記補正量を調整してもよい。
このような本発明によっても、時刻修正操作時等に発電機が停止した場合に 、電力供給制御装置によって蓄電装置から回転制御装置への電気的エネルギの 供給を遮断しているので、発電機が停止している間も蓄電装置は充電状態に維 持される。 従って、 時刻修正操作からの復帰直後に、 蓄電装置から回転制御装 置に電気的エネルギを供給して回転制御装置を作動させることができ、 さらに その印加電圧も比較的高くできるため、 回転制御装置を迅速に作動させること ができ、 時刻修正操作後の指示誤差を小さくすることができる。
その上、 蓄電装置の電圧値や温度等に応じて指示誤差を補正しているので、 回転制御装置が正常動作するまでの指針の指示誤差を補正することができ、指 示ずれを無くすことができる。
本発明は、 機械的エネルギ源と、 この機械的エネルギ源により駆動されるこ とにより電気的エネルギを出力する発電機と、電気的エネルギにより駆動され て発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える時計において、発電機 から供給される電気的エネルギを蓄えて前記回転制御装置を駆動する主蓄電 装置と、 この主蓄電装置に対して時刻修正操作に連動する機械式スィ ツチを介 して並列に接続される補助蓄電装置と、主蓄電装置と補助蓄電装置との間に配 置され、 かつ、 主蓄電装置と補助蓄電装置とへの充電電流や、 主蓄電装置と補 助蓄電装置間の電流の方向、 電流量を調整する充電制御回路と、 を備えている ことを特徴とする。
この際、 充電制御回路は、 特に、 機械式スィ ッチが接続されて主蓄電装置お よび補助蓄電装置が発電機からの電気的エネルギで充電される際に、補助蓄電 装置への充電電流 (充電量) を、 主蓄電装置への充電電流 (充電量) に比べて 小さく し、 かつ、 主蓄電装置に比べて補助蓄電装置の電圧が高い場合には、 補 助蓄電装置から主蓄電装置への充電を許容するように構成されていることが 好ましい。
このような本発明によれば、機械式スィ ツチによって主蓄電装置および発電 機側と遮断される補助蓄電装置を備えているので、通常の運針時に時刻修正操 作 (針合わせ操作) によって発電機が停止した場合でも、 補助蓄電装置を充電 状態に維持できる。 このため、 針合わせ操作からの復帰時に、 主蓄電装置の端 子電圧が回転制御装置を駆動可能な電圧以下に低下していても、前記機械式ス ィ ツチが接続されることで、補助蓄電装置から主蓄電装置に電流を供給して充 電することができる。 従って、 主蓄電装置の電圧を高めて回転制御装置を迅速 に駆動させることが可能となり、 回転制御装置が駆動されるまでのタイムラグ による誤差をなくすことができ、 針合わせ時の時間制御の誤差 (時刻修正操作 後の時刻指示の誤差) を小さくすることが可能となる。
また、 針合わせ操作に時間が掛かったり、 時計を長期間放置して発電機が停 止していたために、補助蓄電装置の端子電圧も自己放電等で低下していた際に 、機械式スィ ツチが接続されて発電機から各蓄電装置に電流が供給された場合 には、 電流の方向や電流量を調整可能な充電制御回路によって、 例えば、 主蓄 電装置の充電電流が補助蓄電装置に比べて大きくなるように制御されるため、 主蓄電装置は迅速に回転制御装置を駆動可能な電圧まで充電される。 これによ り、 時計を長期間放置した後でも、 回転制御装置を迅速に駆動させることが可 能となり、 回転制御装置が駆動されるまでのタイムラグによる誤差を小さくす ることができ、 針合わせ時の時間制御の誤差を小さくすることが可能となる。 従って、 本発明によれば、 針合わせ後の起動性の確保および針合わせ精度の 確保を両立させることができる。
さらに、 主蓄電装置と補助蓄電装置との充放電を制御するものとして、 受動 素子のみからなる充電制御回路を用いることが好ましい。受動素子で構成され た充電制御回路を用いれば、能動素子であるコンパレ一夕を用いる場合に比べ て、 消費電力を軽減することができ、 発電機の能力も小さくできる。
すなわち、 主蓄電装置と補助蓄電装置との 2つの蓄電装置 (コンデンサ等) の充放電を制御する場合、 通常は、 各コンデンサの電圧をコンパレー夕で検出 し、 このコンパレー夕の出力によって トランジス夕などで構成される切替回路 を作動させて各コンデンサの充放電を制御するのが一般的である。このような 時計では、 コンパレータは能動素子であり、 その電圧検出動作のために、 当該 コンパレ一夕に電力を供給しなければならず、消費電力が大きくなるという問 題がある。
特に、 当該時計のように発電電力が極めて小さいシステムでは、 コンパレー 夕に電力を供給するために、現在よりも発電機の能力を大きくする必要がある 。 発電機の能力を大きくするためには、 供給トルクを大きくする手段と、 発電 機そのものの大きさを大きくすることが考えられる。
しかし、 前者の場合、 ゼンマイからの供給エネルギーを大きくすることは、 ゼンマイが早く解けることになるため、 フル卷き状態からの持続時間が短くな つてしまうという問題がある。 さらに、 後者の場合、 発電機が大きくなること によって、 時計体という限られたスペースでの部品配置が困難となり、 結果的 に時計自体の大きさが大きくなるという問題もある。
これに対し、 本発明によれば、 受動素子からなる充電制御回路を用いている ので、 能動素子であるコンパレー夕を用いる場合に比べて、 消費電力を軽減す ることができ、 発電機の能力も小さくできる。
また、 前記主蓄電装置の静電容量は、 補助蓄電装置の静電容量以下に設定さ れていることが好ましい。 このようにすれば、 主蓄電装置が放電された際に、 補助蓄電装置から電流を流して迅速に主蓄電装置の電圧を高めることができ る。 従って、 主蓄電装置によって駆動される駆動回路も迅速に駆動することが できる。
以上において、 前述の機械式スィ ッチは、 時刻修正をする際には切断され、 時刻修正操作終了時には接続されるように構成されていることが好ましい。
このようにすれば、 発電機の作動が停止する時刻修正操作 (針合わせ) 時に 、補助蓄電装置を回転制御装置側から確実に遮断して充電状態を長時間維持す ることができ、 針合わせ操作時間も長時間確保することができる。
また、 前述の充電制御回路は、 抵抗と、 この抵抗に対して並列に接続された ダイオードとを備えて構成され、 ダイオードは、 発電機から補助蓄電装置を充 電する電流方向に対しては逆方向となり、補助蓄電装置から主蓄電装置を充電 する電流方向に対しては順方向となるように接続されていることが望ましい。 このようにすれば、 発電機から各蓄電装置を充電する際には、 補助蓄電装置 には、 ダイオードに並列に接続された抵抗を介して電流が流れる。 このため、 抵抗の抵抗値によって主蓄電装置および補助蓄電装置への充電量を制御する ことが可能となる。 つまり、 1 0 0 M Ωなどの抵抗値が大きな抵抗を用いるこ とで、 補助蓄電装置には電流が流れ難くなり、 主蓄電装置の方に多く流れて主 蓄電装置の充電が迅速に行われる。 従って、 抵抗値を適宜設定することで、 主 蓄電装置への充電量が制御可能となっている。
一方で、 針合わせ操作からの復帰時に、 補助蓄電装置から主蓄電装置への充 電は、 ダイオードを介して行われるので、 抵抗を介して充電する場合に比べて 主蓄電装置への充電ロスを少なくすることが可能となる。
さらに、 前述の充電制御回路は、 発電機から補助蓄電装置を充電する電流方 向に対しては逆方向となり、補助蓄電装置から主蓄電装置を充電する電流方向 に対しては順方向となるように接続された逆リーク電流を有するダイオー ド のみで構成されていてもよい。
このようにすれば、 発電機から各蓄電装置を充電する際には、 補助蓄電装置 には、 ダイオードの逆リーク電流によって小さい電流が供給される。 このため 、 補助蓄電装置には電流が流れ難くなり、 主蓄電装置の方に多く流れて主蓄電 装置の充電が迅速に行われる。
また、 針合わせ操作からの復帰時に、 補助蓄電装置から主蓄電装置への充電 は、 ダイォードの順方向の電流となるので、 電圧降下も小さく充電ロスを少な くすることが可能となる。
その上、 充電制御回路をダイオードのみで構成すれば、 充電制御回路、 ひい ては時計の部品点数を少なくすることが可能となり、 これにより、 製造コス ト を低減することが可能となる。
また、 前述の充電制御回路は、 抵抗と、 この抵抗に対して並列に接続された 一方向素子とを備えて構成され、 一方向素子は、 発電機から補助蓄電装置を充 電する方向の電流は遮断し、補助蓄電装置から主蓄電装置を充電する方向の電 流を流すように接続されていてもよい。 この際、 一方向素子としては、 逆リ一 ク電流のないダイォードなどが利用できる。
このようにすれば、 ダイオードおよび抵抗を並列に接続した場合と同様に、 発電機から各蓄電装置に充電する際には、補助蓄電装置へは抵抗を介して充電 され、 主蓄電装置の充電量を大きく して迅速に充電することができる。 また、 補助蓄電装置から主蓄電装置に充電する場合は、 一方向素子を介して行われる ので、 主蓄電装置への充電ロスを少なくすることが可能となる。
さらに、逆リーク電流のないダイオードのように一方向のみに電流が流れる 一方向素子を用いれば、逆リーク電流などによる充電量の誤差が発生しないた め、 充電電流を正確に制御することができる。
この際、前記機械式スィ ツチが接続されて蓄電装置から回転制御装置への電 気的エネルギの供給が再開された際に、 回転制御装置が正常動作するまでの時 刻指示の誤差を補正する指示誤差補正装置を備えていることが好ましい。 指示誤差補正装置を備えていれば、 回転制御装置が正常動作するまでの時刻 指示の誤差を補正することができ、指示ずれを無くすあるいは非常に小さくす ることができる。
この際も、 指示誤差補正装置としては、 予め設定された値分の定量補正を行 うように構成されていてもよいし、前記蓄電装置の電圧に応じて補正量を設定 するように構成されていてもよい。 さらに、 前記指示誤差補正装置は、 温度を 検出して補正量を調整するように構成されていてもよい。 より具体的には、 前 記指示誤差補正装置は、 温度センサと、 前記蓄電装置の電圧を測定する電圧検 出器と、前記温度センサおよび電圧検出器の検出値に基づいて補正量を設定す る補正量設定装置とを備えて構成されていることが好ましい。
本発明の電子制御式時計の電力供給制御方法は、 機械的エネルギ源と、 この 機械的エネルギ源によ り駆動されることにより電気的エネルギを出力する発 電機と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御す る回転制御装置とを備える電子制御式時計の電力供給制御方法において、前記 発電機から供給される電気的エネルギを蓄えて前記回転制御装置を駆動する 主蓄電装置を設けるとともに、 この主蓄電装置に機械式スィ ツチを介して補助 蓄電装置を並列に接続し、電子制御式時計の時刻修正をする際には前記機械式 スィ ッチを切断し、 時刻修正操作終了時に前記機械式スィ ツチを接続した際に 、 補助蓄電装置の電圧が主蓄電装置の電圧に比べて高い場合には、 補助蓄電装 置から主蓄電装置に電流を流して充電し、補助蓄電装置の電圧が主蓄電装置の 電圧以下の場合には、 発電機から主蓄電装置に供給される充電電流を、 発電機 から補助蓄電装置に供給される充電電流よ りも大きくすることを特徴とする ものである。
このような本発明においても、 針合わせ操作からの復帰時に、 主蓄電装置の 電圧を高めて回転制御装置を迅速に駆動させることが可能となり、 回転制御装 置が駆動されるまでのタイムラグによる誤差をなくすことができ、針合わせ時 の時間制御の誤差 (時刻修正操作後の時刻指示の誤差) を小さくすることが可 能となる。
また、 時計を長期間放置した後でも、 回転制御装置を迅速に駆動させること が可能となり、 回転制御装置が駆動されるまでのタイムラグによる誤差を小さ くすることができ、針合わせ時の時間制御の誤差を小さくすることが可能とな る。 従って、 本発明によれば、 針合わせ後の起動性の確保および針合わせ精度 の確保を両立させることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明の第 1実施形態における電子制御式時計の構成を示すプロッ ク図である。
図 2は、 第 1実施形態の制御回路の構成を示す回路図である。
図 3は、 第 1実施形態の回転制御装置の構成を示す回路図である。
図 4は、 第 1実施形態の回路における夕イ ミングチャートである。
図 5は、 第 1実施形態の回路におけるタイ ミングチヤ一卜である。
図 6は、第 1実施形態の回路における発電機の交流出力信号の波形図である 図 7は、 第 1実施形態の制御方法を示すフローチヤ一トである。
図 8は、第 1実施形態の前記実施形態の電力供給制御方法を示すフローチヤ — トである。
図 9は、第 1実施形態の電力供給制御方法における竜頭位置検出処理を示す フローチャー トである。
図 1 0は、第 2実施形態における電子制御式時計の構成を示すプロック図で ある。
図 1 1は、 第 2実施形態の制御回路の構成を示す回路図である。
図 1 2は、 第 2実施形態の電力供給制御装置を示す回路構成図である。 図 1 3は、 第 2実施形態の指示誤差補正装置を示すブロ ック図である。 図 1 4は、 指示誤差補正装置における初期値設定テーブルを示す図である。 図 1 5は、第 2実施形態におけるコンデンサの電圧および駆動回路への印加 電圧の変化を示す図である。
図 1 6は、発振回路への印加電圧と発振開始時間との温度特性を示すグラフ である。
図 1 7は、指示誤差補正装置における A / Dコンバータの入力値と出力値と の関係を示す図である。
図 1 8は、第 3実施形態における電子制御式時計の構成を示すプロック図で ある。
図 1 9は、 第 3実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。
図 2 0は、第 3実施形態におけるコンデンザの電圧および駆動回路への印加 電圧の変化を示す図である。
図 2 1は、第 3実施形態におけるコンデンサの電圧および駆動回路への印加 電圧の変化を示す図である。
図 2 2は、 第 4実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。
図 2 3は、第 5実施形態における電子制御式時計の構成を示すプロック図で ある。
図 2 4は、 第 5実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。
図 2 5は、 第 2実施形態の変形例を示す回路構成図である。
図 2 6は、従来例におけるコンデンザの電圧および駆動回路への印加電圧の 変化を示す図である。
図 2 7は、発振回路への印加電圧と発振開始時間との関係を示すグラフであ る。
図 2 8は、 従来の竜頭検出回路を示す回路図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図 1には、 本発明の第 1実施形態の電子制御式時計である電子制御式機械時 計を示すブロック図が示されている。
電子制御式機械時計は、 機械的エネルギ源としてのゼンマイ l aと、 ゼンマ ィ 1 aの トルクを発電機 2 0に伝達する機械工ネルギ伝達手段としての増速 輪列 7 と、増速輪列 7に連結されて時刻表示を行う時刻表示装置である指針 1 3 とを備えている。
発電機 2 0は、 増速輪列 7を介してゼンマイ 1 aによって駆動され、 誘起電 力を発生して電気的エネルギを供給する。 この発電機 2 0からの交流出力は、 昇圧整流、 全波整流、 半波整流、 トランジスタ整流等の少なく とも一つを有す る整流回路 2 1を通して整流され、必要に応じて昇圧されコンデンサ等で構成 された電源である電源回路 2 2に充電供給される。
本実施形態では、 図 2にも示すように、 ブレーキ回路 1 2 0を発電機 2 0に 設けている。 具体的には、 発電機 2 0で発電された交流信号 (交流電流) が出 力される第 1の交流出力端子 M G 1 と、第 2の交流出力端子 M G 2とを短絡等 によって閉ループさせてショー トブレーキを掛けるスィ ッチ 1 2 1によりブ レーキ回路 1 2 0が構成され、 このブレーキ回路 1 2 0は図 1に示す調速機を 兼用した発電機 2 0に組み込まれている。 スィ ツチ 1 2 1は、 チヨッビング信 号 (チヨッビングパルス) C H 3によって断続されるアナログスィ ツチや半導 体スイ ッチ (バイラテラルスイ ッチ) 等で構成されている。
そして、 発電機 2 0に接続された昇圧用のコンデンサ 1 2 3、 ダイオード 1 2 4 , 1 2 5、 スィ ッチ 1 2 1 を備えて昇圧整流回路 2 1 (図 1では整流回路 2 1 ) が構成されている。 なお、 ダイオード 1 2 4, 1 2 5 としては、 一方向 に電流を流す一方向性素子であればよく、 その種類は問わない。 特に、 電子制 御式機械時計では、 発電機 2 0の起電圧が小さいため、 ダイオード 1 2 5 とし ては降下電圧 V f が小さいショ ッ 卜キ一バリァダイォー ドを用いることが好 ましい。 また、 ダイオード 1 2 4 としては、 逆リーク電流が小さいシリコンダ ィォードを用いることが好ましい。
そして、 この整流回路 2 1で整流された直流信号は、 コンデンサ (電源回路 ) 2 2に充電される。
前記ブレーキ回路 1 2 0は、 コンデンサ 2 2から供給される電力によって駆 動される電子回路である回転制御装置 5 0により制御されている。この回転制 御装置 5 0は、 図 1, 2に示すように、 発振回路 5 1、 口一夕の回転検出回路 5 3、 ブレーキの制御回路 5 6を備えて構成されている。
発振回路 5 1は時間標準源である水晶振動子 5 1 Aを用いて発振信号( 3 2 7 6 8 H z ) を出力し、 この発振信号は 1 2段のフリ ヅプフ口ヅプからなる分 周回路 5 2によってある一定周期まで分周される。分周回路 5 2の 1 2段目の 出力 Q 1 2は、 8 H zの基準信号として出力されている。 回転検出回路 5 3は、発電機 2 0に接続された波形整形回路 6 1 とモノマル チバイブレー夕 6 2 とで構成されている。 波形整形回路 6 1は、 アンプ、 コン パレ一夕で構成され、 正弦波を矩形波に変換する。 モノマルチバイブレー夕 6 2は、 ある周期以下のパルスだけを通過させるバン ドパス · フィル夕一として 機能し、 ノイズを除去した回転検出信号 F G 1 を出力する。
制御回路 5 6は、 制動制御手段であるアップダウンカウンタ 5 4と、 同期回 路 7 0 と、 チヨッビング信号発生部 8 0 とを備えている。
アップダウンカウン夕 5 4のアップカウン 卜入力およびダウンカウン ト入 力には、 回転検出回路 5 3の回転検出信号 F G 1および分周回路 5 2からの基 準信号 f sが同期回路 7 0を介してそれぞれ入力されている。
同期回路 Ί 0は、 4つのフリ ップフロップ 7 1や A N Dゲ一ト 7 2からなり 、 分周回路 5 2の 5段目の出力 ( 1 0 2 4 H z ) や 6段目の出力 ( 5 1 2 H z ) の信号を利用して、 回転検出信号 F G 1を基準信号 f s ( 8 H z ) に同期さ せるとともに、 これらの各信号パルスが重なって出力されないように調整して いる。
アップダウンカウン夕 5 4は、 4ビッ 卜のカウン夕で構成されている。 アツ プダウンカウン夕 5 4のアップカウン ト入力には、前記回転検出信号 F G 1に 基づく信号が同期回路 7 0から入力され、 ダウンカウン ト入力には、 前記基準 信号 sに基づく信号が同期回路 7 0から入力される。 これにより、 基準信号 f sおよび回転検出信号 F G 1の計数と、 その差の算出とが同時に行えるよう になっている。
なお、 このアップダウンカウン夕 5 4には、 4つのデータ入力端子 (プリセ ッ ト端子) A〜Dが設けられており、 端子 A, B , Dに Hレベル信号が入力さ れていることで、 アップダウンカウン夕 5 4の初期値 (プリセヅ ト値) がカウ ン夕値 「 1 1」 に設定されている。
また、 アップダウンカウン夕 5 4の L〇 A D入力端子には、 コンデンサ 2 2 に接続されてコンデンサ 2 2に最初に電力が供給された際に、 システムリセッ ト信号 S Rを出力する初期化回路 9 1が接続されている。 なお、 本実施形態で は、 初期化回路 9 1は、 コンデンサ 22の充電電圧が所定電圧になるまでは H レベルの信号を出力し、所定電圧以上になれば Lレベルの信号を出力するよう に構成されている。
ァヅプダウンカウン夕 54は、 L 0 AD入力つまりシステムリセヅ ト信号 S Rが Lレベルになるまでは、 アップダウン入力を受け付けないため、 図 4に示 すように、 ァップダウンカウン夕 54のカウン夕値は 「 1 1」 に維持される。 アップダウンカウン夕 54は、 4ビッ 卜の出力 QA〜QDを有している。 従 つて、 カウン夕値が 「 1 2」 以上であれば、 3 , 4ビッ ト目の出力 Q C, QD は共に Hレベル信号を出力し、 力ゥン夕値が 「 1 1」 以下であれば、 3, 4ビ ッ ト目の出力 QC, QDの少なく とも一方は必ず Lレベル信号を出力する。 従って、 出力 Q C, QDが入力される ANDゲート 1 1 0の出力 LB Sは、 ァップダウン力ゥン夕 54のカウン夕値が「 1 2」 以上であれば Hレベル信号 となり、 カウン夕値が 「 1 1」 以下であれば Lレベル信号となる。 この出力 L B Sは、 チヨッビング信号発生部 80に接続されている。
なお、 出力 Q A〜QDが入力された N ANDゲ一ト 1 1 1および ORゲート 1 1 2の各出力は、 同期回路 70からの出力が入力される NANDゲート 1 1 3にそれぞれ入力されている。 従って、 例えばアップカウン ト信号の入力が複 数個続いてカウン夕値が 「 1 5」 になると、 NANDゲート 1 1 1からは Lレ ベル信号が出力され、 さらにアップカウン ト信号が NANDゲート 1 13に入 力されても、 その入力はキャンセルされてアップダウンカウン夕 54にアップ カウン ト信号がそれ以上入力されないように設定されている。 同様に、 カウン 夕値が 「0」 になると、 ORゲート 1 12からは Lレベル信号が出力されるた め、 ダウンカウン ト信号の入力はキャンセルされる。 これにより、 カウン夕値 が 「 1 5」 を越えて 「0」 になったり、 「0」 を越えて 「 1 5」 になったり し ないように設定されている。
チヨッビング信号発生部 80は、 3つの ANDゲート 82〜 84で構成され 、分周回路 52の出力 Q 5〜Q 8を利用して第 1のチヨヅビング信号 C H 1を 出力する第 1チヨヅビング信号発生手段 8 1と、 2つの ORゲート 86, 87 で構成され、分周回路 5 2の出力 Q 5〜Q 8を利用して第 2のチヨッビング信 号 C H 2を出力する第 2チヨッビング信号発生手段 8 5と、前記アツプダウン カウン夕 54からの出力 L B Sと、第 2チヨッビング信号発生手段 8 5の出力 C H 2とが入力される ANDゲート 8 8と、 この ANDゲート 8 8の出力と前 記第 1チヨ ッビング信号発生手段 8 1の出力 C H 1 とが入力される N ORゲ ート 8 9とを備えている。
このチヨ ヅピング信号発生部 8 0の NO Rゲ一卜 8 9からの出力 C H 3は、 P c h トランジスタ等からなるスィ ツチ 1 2 1のゲ一ト等に入力されている。 従って、 出力 C H 3から Lレベル信号が出力されると、 スィ ッチ 1 2 1はオン 状態に維持され、 発電機 2 0がショートされてブレーキが掛かる。
一方、 出力 C H 3から Hレベル信号が出力されると、 スィ ッチ 1 2 1はオフ 状態に維持され、 発電機 2 0にはブレーキが加わらない。 従って、 出力 C H 3 からのチヨ ッピング信号によつて発電機 2 0をチヨ ッピング制御することが でき、 このチヨ ッビング信号を出力するチヨッビング信号発生部 8 0を含んで 、 スイ ッチ 1 2 1を断続してチヨッビングする回転制御装置 5 0が構成されて いる o
この回転制御装置 5 0の各回路を回路の種類毎に分けると、 図 3に示すよう に、 アナログ回路 1 6 0と、 ロジック回路 1 7 0とになる。 アナログ回路 1 6 0は、 電源 V SSにより駆動される回路であり、 具体的には、 発電機 2 0や整 流回路 2 1から口一夕の回転状況等の情報を得る回転検出回路 5 3の一部や、 整流回路 2 1の制御を行う回路等が含まれる。 なお、 回転検出回路 5 3等で検 出されたロー夕の回転状況等の情報は、 ロジック回路 1 7 0に伝達される。 さらに、 アナログ回路 1 6 0には、 ロジック回路用電源回路である定電圧回 路 1 6 1も含まれている。 定電圧回路 1 6 1は、 電源 V SSにより駆動され、 電源 V SSよりも低く、 かつ一定のレベルの電圧 Vregを出力する回路である。 この定電圧回路 1 6 1は、整流回路 2 1やアナログ回路 1 6 0を除くすべての 回路 (発振回路 5 1やロジック回路 1 7 0 ) の駆動用電源となっている。
口ジック回路 1 7 0には、 分周回路や各種の制御回路が含まれ、 主にアナ口 グ回路 1 6 0から口一夕の回転状況等の情報を得て、 ロータが一定の速度で回 転するように発電機 2 0を調速制御する制御回路 5 6等が含まれている。 すなわち、 回転検出回路 5 3や制御回路 5 6には、 アナログ回路 1 6 0 と口 ジック回路 1 7 0 とがそれぞれ含まれている。
さらに、 電子制御式時計は、 通常状態と針合わせ状態とを切り替える外部操 作部材である竜頭の引き出し位置を検出する外部操作部材検出回路である竜 頭検出回路 1 8 0を備えている。 電子制御式時計では、 竜頭は、 竜頭を回転さ せるとゼンマイを巻き上げ可能な状態であり、運針かつ発電状態にある 0段目 、 竜頭を回転させるとカレンダを修正可能な状態であり、 運針かつ発電状態に ある 1段目、 竜頭を回転させると時刻を修正可能な状態であり、 ロー夕の回転 が停止し、運針も発電も行われない 2段目の 3段階に引き出し可能にされてい る。
竜頭検出回路 1 8 ◦は、 第 1および第 2のインバ一夕 1 8 1 , 1 8 2 と、 第 1のィ ンバ一夕 1 8 1の出力側と第 2のィ ンバ一夕 1 8 2の入力側とを連結 する第 1の信号ライン 1 8 3 と、第 2のインバ一夕 1 8 2の出力側と第 1のィ ンバ一夕 1 8 1の入力側とを連結する第 2の信号ライン 1 8 4と、竜頭が針合 わせ状態 ( 2段目) にある時には電源 V DDにつながった竜頭の信号入力ライ ン 1 8 5 と前記第 2の信号ライン 1 8 4とを接続し、 針合わせ以外の状態 ( 0 、 1段目) にある時には信号入力ライン 1 8 5と前記第 1のライン 1 8 3 とを 接続する切替スィ ツチ 1 8 6 とを備える。
また、 竜頭検出回路 1 8 0の第 1の信号ライン 1 8 3は、 アナログ回路 1 6 0への電気工ネルギの供給を遮断する電源スィ ツチである電源力ッ トスイ ツ チ 1 6 2と、 発振回路 5 1からロジック回路 1 7 0へのクロック入力を遮断す るクロック入力規制手段であるクロックカッ トゲート 1 7 1 とに接続されて いる。 さらに、 第 1の信号ライン 1 8 3は、 ロジック回路 1 7 0のリセッ ト端 子に接続されている。 このリセッ ト端子は、 入力信号が Lレベル信号の場合に ロジック回路 1 7 0内部を初期状態にリセッ 卜するように設定されている。 電源力ヅ トスィ ッチ 1 6 2は、竜頭検出回路 1 8 0からの入力が Hレベル信 号の場合、 オン状態に維持され、 Lレベル信号の場合、 オフ状態に維持される ように構成されている。 また、 クロックカヅ トゲート 1 1 1は ANDゲートで 構成され、 竜頭検出回路 180からの入力が Hレベル信号の場合には、 発振回 路 5 1からのクロック信号がそのままロジック回路 1 Ί 0に入力され、 Lレべ ル信号の場合には発振回路 5 1からの信号が遮断されるようになっている。 次に、本実施形態における運針状態での動作を図 4〜6のタイ ミングチヤ一 トおよび出力波形図と、 図 7のフローチャートとを参照して説明する。
発電機 20が作動し始めて、初期化回路 9 1から Lレベルのシステムリセッ ト信号 S Rがアップダウンカウン夕 54の L 0 AD入力に入力されると(ステ ヅプ 3 1、 以下ステップを Sと略す)、 図 4に示すように、 回転検出信号 FG 1に基づくアップカウン ト信号と、基準信号 f sに基づくダウンカウン ト信号 とがアップダウンカウン夕 54でカウン トされる (S 32)。 これらの各信号 は、 同期回路 70によって同時にカウンタ 54に入力されないように設定され ている。
このため、 初期カウン ト値が 「 1 1」 に設定されている状態から、 ァヅプ力 ゥン ト信号が入力されるとカウン夕値は 「 12」 となり、 出力 L B Sが Hレべ ル信号となり、 チヨッビング信号発生部 80の ANDゲート 88に出力される 一方、 ダウンカウン ト信号が入力されてカウン夕値が 「 1 1」 に戻れば、 出 力 LB Sは Lレベル信号となる。
チヨッビング信号発生部 80では、 図 5に示すように、 分周回路 52の出力 Q 5〜Q 8を利用し、第 1チヨッビング信号発生手段 8 1から出力 C H 1を出 力し、 第 2チヨ ッビング信号発生手段 85から出力 CH 2を出力する。
そして、 ァヅプダウンカウン夕 54の出力 LB Sから Lレベル信号が出力さ れている場合 (カウン ト値 「 1 1」 以下) には、 ANDゲート 88からの出力 も Lレベル信号となるため、 NORゲート 89からの出力 CH 3は出力 CH 1 が反転したチヨッビング信号、 つまり Hレベル信号 (ブレーキオフ時間) が長 く、 Lレベル信号 (ブレーキオン時間) が短いデューティ比 (スィ ヅチ 1 2 1 をオンしている比率) の小さなチヨッピング信号となる。 従って、 基準周期に おけるブレーキオン時間が短くなり、 発電機 2 0に対しては、 ほとんどブレー キが掛けられない、 つまり発電電力を優先した弱ブレーキ制御が行われる ( S 3 3 , S 3 5 )。
一方、 ァップダウンカウン夕 5 4の出力 L B Sから Hレベル信号が出力され ている場合 (カウン ト値 「 1 2」 以上) には、 A N Dゲート 8 8からの出力も Hレベル信号となるため、 N〇 Rゲート 8 9からの出力 C H 3は出力 C H 2が 反転したチヨッビング信号、 つまり Lレベル信号 (ブレーキオン時間) が長く 、 Hレベル信号 (ブレーキオフ時間) が短いデューティ比の大きなチヨッピン グ信号となる。 従って、 基準周期におけるブレーキオン時間が長くなり、 発電 機 2 0に対しては強ブレーキ制御が行われるが、 一定周期でブレーキがオフさ れるためにチヨッビング制御が行われ、発電電力の低下を抑えつつ制動トルク を向上することができる ( S 3 3 , 3 4 )。
なお、 昇圧整流回路 2 1では、 次のようにして発電機 2 0で発電した電荷を コンデンサ 2 2に充電している。 すなわち、 第 1の交流出力端子 M G 1の極性 が 「―」 で第 2の交流出力端子 M G 2の極性が 「十」 の時には、 発電機 2 0で 発生した誘起電圧の電荷は、 例えば 0 · 1 Fのコンデンサ 1 2 3に充電され る。
一方、 第 1の交流出力端子 M G 1の極性が 「十」 で第 2の交流出力端子 M G 2の極性が 「―」 に切り替わると、 発電機 2 0で発生した誘起電圧と、 コンデ ンサ 1 2 3の充電電圧とが加えられた電圧でコンデンサ 2 2が充電される。 なお、 各々の状態で、 チヨッビングパルスにより発電機 2 0の両端が短絡し 、 開放されると、 図 6に示すように、 コイルの両端に高電圧が誘起され、 この 高い充電電圧によって電源回路 (コンデンサ) 2 2を充電することで充電効率 が向上する。
そして、 ゼンマイ 1 aのトルクが大きくて発電機 2 0の回転速度が大きい場 合などでは、 アップカウン ト信号によりカウン夕値が 「 1 2」 になった後に、 さらにアップカウン ト信号が入力されることがある。 この場合には、 カウン夕 値は 「 1 3」 となり、 前記出力 L B Sは Hレベルを維持するため、 チヨ ヅピン グ信号 C H 3により一定周期でブレーキがオフされながらブレーキが掛けら れる強ブレーキ制御が行われる。 そして、 強ブレーキ制御が行われたことによ り、 発電機 2 0の回転速度が低下し、 回転検出信号 F G 1が入力される前に基 準信号 f s (ダウンカウン ト信号) が 2回入力されると、 カウン夕値は 「 1 2 」、 「 1 1」 と低下し、 「 1 1」 になった際に弱ブレーキ制御に切り替えられる。
このような制御を行うと、発電機 2 0が設定された回転スピ一ド近くになり 、 図 4に示すように、 アップカウン ト信号と、 ダウンカウン ト信号とが交互に 入力されて、 カウン夕値が 「 1 2」 と 「 1 1」 とを繰り返す口ック状態に移行 する。 この際は、 カウンタ値に応じて強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御が繰り 返される。 つまり、 口一夕が 1回転する基準周期の 1周期の期間にデューティ 比が大きいチヨッビング信号と、 デュ一ティ比が小さいチヨッビング信号とが スイ ッチ 1 2 1に印加されてチヨッピング制御が行われる。
さらに、 ゼンマイ 1 aがほどけてそのトルクが小さくなると、 徐々にブレー キを掛ける時間が短くなり、発電機 2 0の回転速度はブレーキを掛けない状態 でも基準速度に近い状態になる。
そして、 まったくブレーキを掛けなくてもダウンカウン ト値が多く入力され るようになり、 カウン ト値が 「 1 0」 以下の小さな値になると、 ゼンマイ 1 a のトルクが低下したと判断し、 運針を停止したり、 非常に低速にしたり、 さら にはブザー、 ランプ等を鳴らしたり、 点灯させることで、 利用者にゼンマイ 1 aを再度巻き上げるように促す。
従って、 アップダウンカウン夕 5 4の出力 L B Sから Hレベル信号が出てい る間は、 デューティ比の大きなチヨヅビング信号による強ブレーキ制御が行わ れ、 出力 L B Sから Lレベル信号が出ている間は、 デューティ比の小さなチヨ ッビング信号による弱ブレーキ制御が行われる。 つまり、 制動制御手段である アップダウンカウン夕 5 4によって強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御とが切 り替えられる。
なお、 本実施形態では、 出力 L B Sが Lレベル信号の場合、 チヨッビング信 号 C H 3は Hレベル期間 : Lレベル期間が 1 5 : 1つまりデューティ比が 1 / 1 6 = 0.0625のチヨヅビング信号となり、 出力 L B Sが Hレベル信号の場合、 チヨヅビング信号 C H 3は Hレベル期間: Lレベル期間が 1 : 1 5つまりデュ —ティ比が 1 5 / 1 6 = 0.9375のチヨヅビング信号となる。
そして、 発電機 2 0の端子 M G 1, M G 2からは、 図 6に示すように、 磁束 の変化に応じた交流波形が出力される。 この際、 出力 L B Sの信号に応じて周 波数は一定でかつデューティ比の異なるチヨ ッビング信号 C H 3がスイ ッチ 1 2 1に適宜印加され、 出力 L B Sが Hレベル信号を出力した時、 つまり強ブ レーキ制御時には、各チヨッビングサイクル内におけるショートブレーキ時間 が長くなつてブレーキ量が増えて発電機 2 0は減速される。 そして、 ブレーキ 量が増える分、 発電量も低下するが、 このショートブレーキ時に蓄えられたェ ネルギ一を、 チヨヅビング信号によりスィ ッチ 1 2 1をオフした際に出力して チヨヅビング昇圧することができるため、 ショートブレーキ時の発電量低下を 補うことができ、 発電電力の低下を抑えながら、 制動トルクを増加することが できる。
逆に、 出力 L B Sが Lレベル信号を出力した際、 つまり弱ブレーキ制御時に は、各チヨッビングサイクル内におけるショートブレーキ時間が短くなつてブ レーキ量が減って発電機 2 0は増速される。 この際も、 チヨッビング信号によ りスィ ッチ 1 2 1をオンからオフ した際にチヨ ヅビング昇圧することができ るので、 まったくブレーキを掛けずに制御した場合に比べても発電電力を向上 させることができる。
そして、 発電機 2 0からの交流出力は、 昇圧整流回路 2 1によって昇圧、 整 流されて電源回路 (コンデンサ) 2 2に充電され、 この電源回路 2 2により回 転制御装置 5 0が駆動される。
なお、 アップダウンカウン夕 5 4の出力 L B Sと、 チヨッビング信号 C H 3 とは共に分周回路 5 2の出力 Q 5〜Q 8 , Q 1 2を利用しているため、 つまり チヨ ッピング信号 C H 3の周波数が出力 L B Sの周波数の整数倍とされてい るため、 出力 L B Sの出力レベルの変化つまり強ブレーキ制御と弱ブレーキ制 御の切替タイ ミングと、 チヨヅビング信号 C H 3 とは同期して発生している。 また、 このような本実施形態における時刻修正操作 (針合わせ) 時の制御は 以下のように行われる。
定常運針状態から針合わせ操作のために竜頭が引き出されると、 図 8の制御 フローが実行される。 具体的には、 まず、 前回竜頭位置デ一夕の記憶レジス夕 である 「pre— RYZ 」 を初期化 (値 3を代入) する ( S 1 )。 初期化時に代入す る値は、 竜頭位置を表すために設定された値以外であればよく、 例えば竜頭の 位置を 「 0」、 「 1」 の 2つの値で表している場合には 「 2」 以上の値であれば よいし、 「 0」、 「 1」、 「 2」 の 3つの値で表している場合には 「 3」 以上の値 であればよい。
続いて、 竜頭位置を検出する ( S 2 )。 この竜頭位置の検出は、 竜頭検出回 路 1 8 0によって図 9に示す制御フローで行われる。
すなわち、 竜頭が 0段目あるいは 1段目にある場合には、 スィ ッチ 1 8 6は 第 1の信号ライン 1 8 3側に接続されている。 ここで、 竜頭つまりスイ ッチ 1 8 6は、 電源 V DDに接続されているため、 第 1の信号ライン 1 8 3には Hレ ベル信号が入力される。 この信号は、 第 2のインバー夕 1 8 2、 第 1のインバ —夕 1 8 1を通ることで 「H→L→H」 と変換され、 竜頭検出回路 1 8 0の出 力は Hレベル信号を維持する。 従って、 第 1の信号ライ ン 1 8 3の状態を検出 し ( S 2 1 )、 その状態が Hレベル信号であるかを判定し ( S 2 2 )、 Hレベル 信号であれば、 竜頭が 0段目あるいは 1段目にあると判断し、 現在の竜頭位置 データの記憶レジス夕である 「now— RYZ 」 に 「 1」 を代入する ( S 2 3 )。 一方、 竜頭が 2段目にある場合には、 スィ ッチ 1 8 6は第 2の信号ライ ン 1 8 4側に接続される。 このため、 電源 V DDからの Hレベル信号は、 第 1のィ ンバ一夕 1 8 1 を通って Lレベル信号とされて竜頭検出回路 1 8 0の出力と されるとともに、第 2のィンバ一夕 1 8 2を通して Hレベル信号に変換される ため、 竜頭検出回路 1 8 0の出力は Lレベル信号を維持する。 従って、 第 1の 信号ライン 1 8 3の状態を検出し ( S 2 1 )、 その状態が Hレベル信号である かを判定し ( S 2 2 )、 Hレベル信号でなければ、 つまり Lレベル信号であれ ば、 竜頭が 2段目にあると判断し、 現在の竜頭位置データの記憶レジス夕であ る 「now— RYZ 」 に 「 0」 を代入する ( S 24 )。
なお、 スィ ッチ 1 8 6が切り替わる際には、 第 2の信号ライン 1 84は Lレ ベル信号であったため、 Hレベル信号と Lレベル信号とが接触し、 一瞬ショー 卜電流が流れて無駄にエネルギーを消費してしまうが、 本実施形態では、 各ィ ンバ一夕 1 8 1 , 1 8 2の抵抗値を大きく して電流を流れにく く し、 ショート 電流量もできるだけ少なくなるようにされている。
竜頭位置を検出したら、 pre_RYZ が 1より大きいかを判定する ( S 3 )。 こ こで、 pre— RYZ が 1以下の場合 (後述するように 「0」 または 「 1」) には、 pre_RYZ が now— RYZ と等しいか、 つまり前回と今回とで竜頭位置が同じか を判定する ( S 4 )。 そして、 同じであれば、 後述する電力供給制御処理を行 う必要がないために、 竜頭位置の検出処理 ( S 2 ) に戻る。
一方、 pre— RYZ が now_RYZ と等しくない場合 ( S 4 ) と、 pre— RYZ が 1 よりも大きい、 つまり定常運針状態から竜頭が引き出されて初期化 (値 3 ) さ れた状態のままであれば ( S 3 )、 今回の竜頭位置デ一夕 now_RYZ を前回竜 頭位置データ pre_RYZ に上書きする ( S 5 )。
そして、 now— RYZ が 「 0」 よりも大きいかを判定し ( S 6 )、 現在の竜頭 位置を判断する。
ここで、 now— RYZ が 「 0」 よりも大きく、 つまり 「 1」 であり、 竜頭位置 が 0あるいは 1段目であれば、 電源カッ トスィ ッチ 1 6 2はオン状態とされ、 電源 V SS からの電力がアナログ回路 1 6 0に供給される ( S 7 )。 また、 発 振回路 5 1からのクロ ック信号もそのままロジック回路 1 7 0に入力される ( S 8 )。 このため、 通常の運針制御が行われるとともに、 発電状態も維持さ れる。 なお、 ロジック回路 1 7 0が初期化された状態であったならば、 その状 態は解除される ( S 9 )。
一方、 now_RYZ が 「 0」 であれば、 つまり竜頭位置が 2段目であれば、 電 源カッ トスィ ッチ 1 6 2はオフ状態とされ、 電源 V SSからアナログ回路 1 6 0への電力供給が遮断される ( S 1 0 )。 また、 発振回路 5 1からロジック回 路 1 7 0へのクロック信号の入力も遮断される ( S 1 1 )。 同時に、 竜頭検出 回路 1 8 0の出力が Lレベル信号となると、 ロジック回路 1 7 0の内部状態は リセッ トされ、 ロジック回路 1 7 0は初期化される ( S 1 2 )。
但し、 定電圧回路 1 6 1への電源供給は維持され、 この定電圧回路 1 6 1に より駆動される発振回路 5 1も駆動状態に維持される。
そして、 再度、 竜頭位置検出処理 ( S 2 ) に戻り、 以上に説明した処理 ( S 2〜 S 1 2 ) を繰り返す。
なお、 針合わせ時には、 機械式機構により口一夕の回転も停止されるため、 運針も行われず、 かつ発電も行われない。
そして、 針合わせ操作が終了して竜頭を 0 , 1段目に押し込むと、 竜頭検出 回路 1 8 0の出力が Hレベル信号に変化し、 電源カツ トスィ ツチ 1 6 2が接続 されてアナ口グ回路 1 6 0が駆動されるとともに、 クロックカッ トゲート 1 7 1 も発振回路 5 1からのクロック信号を通過させるようになり、初期化された 口ジヅク回路 1 7 0によって口一夕の調速制御が行われる。
このような本実施形態によれば、 次のような効果がある。
1 ) ロー夕が停止して発電が停止する針合わせ時に、 電源スィ ツチである電 源カッ トスィ ッチ 1 6 2でアナログ回路 1 6 0への電源供給を停止するとと もに、 クロヅク入力規制手段であるクロックカツ トゲート 1 7 1でロジック回 路 1 7 0へのクロック入力を遮断して動作を完全に停止させているので、消費 電流を低減できる。
これにより、 電源回路 (コンデンサ) 2 2の電圧低下を抑制でき、 針合わせ 操作が行われる期間程度 (例えば約 3〜 5分間程度) は、 発振回路 5 1を駆動 させ続けることができる。 従って、 針合わせ後に、 竜頭を押し込んで発電を開 始した場合には、 発振回路 5 1が停止せずに駆動し続けているため、 針合わせ 作業を終了して発電機 2 0を作動させ始めた直後から、 回転制御装置 5 0を作 動させることができ、 従来のように、 発振回路 5 1が駆動するまでのタイムラ グが生じないため、 針合わせ操作からの復帰時に時刻指示の誤差が無くなり、 正確な針合わせ作業を行うことができる。 2 )外部操作部材検出回路である竜頭検出回路 1 8 0を各ィ ンバ一夕 1 8 1 , 1 8 2等を用いた論理回路で構成したので、 消費エネルギーを非常に小さく することができ、 消費電力をより一層低減することができる。 このため、 電源 回路 (コンデンサ) 2 2の電圧が低下するまでの時間をより一層長くすること ができ、 針合わせ操作に確保できる時間もより長くすることができる。
3 ) 各イ ンバー夕 1 8 1 , 1 8 2の抵抗値を大きく してショート電流量を小 さく抑えているので、竜頭検出回路 1 8 0の消費電力をより一層低減すること ができる。
4 ) 針合わせ時に、 ロジック回路 1 7 0をリセッ トして初期化しているので 、 針合わせ操作が終了して再度発電機 2 0を作動させた際に、 常に初期状態か らの制御に戻すことができる。 このため、 口一夕の調速制御もスムーズに行え て正常な制御状態に迅速に移行できるため、時刻指示誤差の発生を確実に防止 することができる。
5 ) 整流回路 2 1では、 コンデンサ 1 2 3を用いた昇圧に加えて、 チヨヅピ ングによる昇圧を行っているので、整流回路 2 1の直流出力電圧つまりコンデ ンサ 2 2への充電電圧を高めることができる。 次に、 本発明の第 2実施形態を、 図 1 0〜 1 7に基づいて説明する。 なお、 本実施形態において、 前述の実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、 同 —符号を付し、 説明を省略あるいは簡略する。
本実施形態の電子制御式時計である電子制御式機械時計は、 図 1 0に示すよ うに、 機械的ェネルギ源としてのゼンマイ l aと、 ゼンマイ l aのトルクを発 電機 2 0に伝達する増速輪列 (番車) 7と、 増速輪列 7に連結されて時刻表示 を行う時刻表示装置である指針 1 3 とを備えている。
発電機 2 0は、 増速輪列 7を介してゼンマイ 1 aによって駆動され、 誘起電 力を発生して電気的エネルギを供給する。 この発電機 2 0からの交流出力は、 昇圧整流、 全波整流、 半波整流、 トランジスタ整流等の少なく とも一つを有す る整流回路 2 1を通して整流され、必要に応じて昇圧されコンデンサ等の蓄電 装置で構成された電源である電源回路 2 2に充電供給される。
発電機 2 0は、 回転制御装置 5 0によって調速制御されている。 回転制御装 置 5 0は、 発振回路 5 1、 回転検出回路 5 3、 制御回路 5 6を備えて構成され ており、 その具体的な構成は、 図 1 1に示すように、 前記第 1実施形態と同じ である。
すなわち、 発振回路 5 1は、 時間標準源である水晶振動子 5 1 Aを用いて発 振信号 ( 3 2 7 6 8 H z ) を出力し、 この発振信号を分周回路によってある一 定周期まで分周して基準信号 f s として出力している。
回転検出回路 5 3は、 発電機 2 0に接続された波形整形回路等で構成され、 発電機 2 0の交流出力を矩形波等に変換し、 ノイズを除去して回転検出信号 F G 1を出力する。
制御回路 5 6は、 回転検出信号 F G 1を基準信号 f s と比較して発電機 2 0 のブレーキ量を設定し、 発電機 2 0にブレーキを掛けて調速している。
より具体的には、 図 1 2に示すように、 回転制御装置 5 0には、 発振回路 5 1を駆動するための駆動用 I Cなどで構成された駆動回路 5 7が設けられて いる。 この駆動回路 5 7は、 より具体的には、 前記第 1実施形態の図 3に示す 定電圧回路 1 6 1のように発振回路 5 1やロジック回路を駆動するものであ り、 電源回路である電源コンデンサ 2 2からの電力 (電源 V SS) により駆動 され、 電源 V SSよりも低く、 かつ一定のレベルの電圧 Vregを出力している。 そして、電源コンデンサ 2 2から駆動回路 5 7への電力の供給は電力供給制御 装置であるスィ ツチ 2 6 1で制御されている。
なお、 本実施形態の電子制御式時計では、 リューズは、 リューズを回転させ るとゼンマイを巻き上げ可能な状態であり、 運針かつ発電状態にある 0段目、 リューズを回転させるとカレンダを修正可能な状態であり、運針かつ発電状態 にある 1段目、 リューズを回転させると時刻を修正可能な状態であり、 口一夕 の回転が停止し、運針も発電も行われない 2段目の 3段階に引き出し可能にさ れている。 このため、 スィ ッチ 2 6 1は、 リューズを 1段目あるいは 0段目に しているときには接続され、 2段目にしたときに切断されるように構成された 、つまり時刻修正操作に連動して作動する機械的スィ ツチによって構成されて いる。
また、 駆動回路 5 7には、 スィ ッチ 2 6 2が接続されている。 スイ ッチ 2 6 2は、 前記スィ ツチ 2 6 1に連動する機械的スィ ツチであり、 駆動回路 5 7に リューズ位置信号を入力するためのものである。 すなわち、 リューズが 0, 1 段目にあると、 前記スイ ッチ 2 6 1は接続され、 それに連動してスイ ッチ 2 6 2は 0 , 1段目側の回路に接続する。 逆に、 リューズが 2段目にあると、 スィ ツチ 2 6 1は切断され、 スィ ツチ 2 6 2は 2段目側の回路に接続する。 駆動回 路 5 7は、 これらの回路からの信号により リューズ位置を認識し、 計時制御、 例えばリューズ 0 , 1段目での通常運針制御や、 リューズ 2段目でのカウン夕 のセッ 卜/リセッ ト、 システムの初期化等の処理を行う。
また、 電源コンデンサ 2 2と駆動回路 5 7との間には、 前記コンデンサ 2 2 よりも容量が小さく、 かつコンデンサ 2 2に対して並列に接続された第 2コン デンサ 2 5が設けられている。 なお、 コンデンサ 2 2は、 通常、 1〜 1 程度、 例えば 1 0〃 F程度の静電容量を有しており、 第 2コンデンサ 2 5は、 0 . 0 5〜0 . 5〃 F程度、 例えば 0 . 1 F程度の静電容量を有している。 また、 第 2コンデンサ 2 5が設けられていることで、 振動 '衝撃等により機械 式スイ ッチ 2 6 1がー瞬外れて、 第 1のコンデンサ 2 2が I C (駆動回路 5 7 ) から切り離されてしまっても、 一瞬であれば第 2のコンデンサ 2 5により I Cへの電源供給が行え、 I Cがシステムダウンしてしまうことを防止している また、 ブレーキ制御回路 5 6には、 指示誤差補正装置 2 0 0が設けられてい る。 指示誤差補正装置 2 0 0は、 図 1 3に示すように、 時計内の温度を測定す る水晶温度センサや赤外線温度センサ等からなる温度センサ 2 0 1 と、 コンデ ンサ 2 2の電圧を検出するコンパレー夕等の電圧検出器 2 0 2と、各温度セン サ 2 0 1および電圧検出器 2 0 2の測定値をデジタル信号に変換する A / D (アナログデジタル) コンバータ 2 0 3, 2 0 4と、 各コンパ一夕 2 0 3, 2 0 4の出力値に基づいて補正値を求めてその補正値分を加味したアツプダウ ンカウンタ 5 4の初期値を設定する補正量設定装置である初期値設定手段 2 0 5 と、初期値設定手段 2 0 5から出力されたデータを保持するラッチ 2 0 7 とを備えて構成されている。
初期値設定手段 2 0 5は、 図 1 4に示すように、 各温度センサ 2 0 1および 電圧検出器 2 0 2の各出力値 (具体的には、 各 A / Dコンバータ 2 0 3 , 2 0 4の出力値) と、 アップダウンカウンタ 5 4の初期値との対応関係が設定され た初期値設定テーブル 2 0 6を備えている。 なお、 各 A / Dコンバータ 2 0 3 , 2 0 4は、 それぞれ 5ビッ トつまり出力値が 0〜 3 1の 3 2段階とされたも のである。 そして、 初期値設定テーブル 2 0 6は、 各 A / Dコンバ一夕 2 0 3 , 2 0 4の出力を 6段階に区分けし、 各々の出力値に応じたアップダウンカウ ン夕 5 4の初期値が設定されている。
初期値設定手段 2 0 5は、 ラッチ 2 0 7を介してアツプダウンカウン夕 5 4 の 4つのデータ入力端子 (プリセッ ト端子) A〜 Dに接続されている。 そして 、 初期値設定テーブル 2 0 6で設定された初期値に応じて、 各端子に Hレベル 信号または Lレベル信号を入力することで、 アップダウンカウン夕 5 4の初期 値を設定している。
なお、 A / Dコンバータ 2 0 3 , 2 0 4、 初期値設定手段 2 0 5、 ラッチ 2 0 7は、 それぞれリユーズが引き出された際、 あるいはリユーズが押し込まれ た際のリュ一ズの位置変化つまりシステムリセッ ト信号 ( S R、 ト リガ信号) の変化が起きた際に作動するように構成されている。
このような本実施形態においては、 定常運針時は、 前記第 1実施形態と同様 に、 回転制御装置 5 0によって発電機 2 0が制御される。 また、 定常運針状態 つまり リュ一ズが 0段目あるいは 1段目にある状態では、発電機 2 0で発電さ れた電流は、 整流回路 2 1を介してコンデンサ 2 2に充電される。 従って、 駆 動回路 5 7に印加される電圧は、 図 1 5に示すように、 コンデンサ 2 2の電圧 と同一、 例えば約 1 . 0 V程度とされる。
一方、 時刻修正操作 (針合わせ) 時の制御は以下のように行われる。
定常運針状態から針合わせ操作のためにリューズが 2段目まで引き出され ると、 スィ ツチ 2 6 1がリューズの引き出し操作に連動して切断される (図 1 5の A点)。 同時に、 発電機 2 0も停止する。 この際、 本実施形態では、 第 2 コンデンサ 2 5が存在するため、 発電機 2 0が停止した直後は、 第 2コンデン サ 2 5から電力が供給されるが、第 2コンデンサ 2 5は静電容量が小さいため に、 その電圧は、 駆動回路 5 7の負荷により急速に低下する。 そして、 第 2コ ンデンサ 2 5の電圧つまり駆動回路 5 7への印加電圧が Vstop 電圧 (約 0 . 6 V ) 以下になると、 駆動回路 5 7つまり発振回路 5 1が停止する。
但し、 スィ ッチ 2 6 1が切断されることで、 コンデンサ 2 2の消費電力が殆 どなくなるため、 コンデンサ 2 2の電圧は 1 . 0 V程度に保持される。
そして、 針合わせ操作が終わり、 リューズを 1段目に押し込むと、 スィ ッチ
2 6 1が接続される (図 1 5の B点)。 これにより、 約 1 . 0 Vの電位に保持 されていたコンデンサ 2 2から駆動回路 5 7に電気的エネルギが供給され、発 振回路 5 1も作動し始める。
この際、 図 1 6に示すように、 発振回路 5 1に 1 . 0 Vという高い電圧を印 加できるため、 発振を開始するまでの時間 T start (図 2 6に示す従来例では 時間 T 2 ) を約◦ . 8秒程度と非常に短くすることができる (温度約 2 5 °Cの 場合)。 さらに、 従来のように、 コンデンサ 2 2の電圧が上昇するまでの時間 T 1 も不要にできることから、針合わせ後に発振回路 5 1が作動するまでの時 間が非常に短縮される。
発振回路 5 1が作動すると、制御回路 5 6によって発電機 2 0はブレーキ制 御される。 この際、 制御回路 5 6のアップダウンカウン夕 5 4の初期値は、 指 示誤差補正装置 2 0 0によって設定される。
指示誤差補正装置 2 0 0の各 A / Dコンバータ 2 0 3 , 2 0 4は、 例えばリ ユーズが押し込まれたことを検知すると、 温度センサ 2 0 1、 電圧検出器 2 0 2の測定値に応じた値を初期値設定手段 2 0 5に出力する。 例えば、 A / Dコ ンバ一夕 2 0 3は、 図 1 7に示すように、 温度センサ 2 0 1で測定した温度が 0 °C以上 4 °C未満の場合には 「 1 0」 を出力し、 4 °C以上 8 °C未満の場合には 「 1 1」 を出力するように、 4 °C毎の範囲で出力値が変化するように設定され ている。 同様に、 A/Dコンパ一夕 2 0 4は、 電圧検出器 2 0 2で検出した電 圧が、 0. 8 0 V以上 0. 8 2 V未満の場合には 「 1 0」 を出力し、 0. 8 2 V以上 0. 8 4 V未満の場合には 「 1 1」 を出力するように、 0. 0 2 V毎の 範囲で出力値が変化するように設定されている。
そして、 初期値設定テーブル 2 0 6では、 図 1 4に示すように、 発振開始時 間 T startつまりは各コンバータ 2 0 3, 2 04の出力値に応じて初期値が設 定されている。 すなわち、 発振開始時間が短い場合には、 時刻修正操作後に制 御回路 5 6が迅速に駆動されるため、 補正量も 「 0」 でよく、 アツプダウン力 ゥン夕 54の初期値も通常の初期値 (「 1 1」) にすればよい。 具体的には、 図 1 6に示すように、 コンデンサ 2 2の電圧が高いほど、 また温度が高いほど、 発振開始時間は短いため、 各コンバータ 2 0 3 , 2 04の値が大きい場合には 初期値は 「 1 1」 に設定されている。
一方、 発振開始時間が長い場合には、 制御回路 5 6が駆動するまでに時間が かかり、 発電機 2 0がブレーキ制御されていない時間が長くなる。 本実施形態 では、 ゼンマイ 1 aからは発電機 2 0が基準周期以上の速度で回転できるよう な トルクを与えており、発電機 2 0にブレーキを加えることで基準周期に調速 している。 従って、 ブレーキ制御されていない時間が長くなると、 発電機 2 0 の回転周期は基準周期よりも短くなる。 このため、 発振開始までの時間が長い ほど、 より大きなブレーキを掛けて回転速度を落とす必要がある。
本実施形態では、 前記第 1実施形態と同様に、 アップダウンカウンタ 54の 出力値が 「 1 2」 以上で強ブレーキ制御が行われ、 「 1 1」 以下で弱ブレーキ 制御が行われるため、 アップダウンカウン夕 54の初期値を大きく (最大 「 1 5」) することによって、 強ブレーキ制御の時間を長くできる。 ここで、 コン デンサ 2 2の電圧が低いほど、 また温度が低いほど、 発振開始時間は長くなる ため、 各コンバータ 2 0 3 , 2 04の値が小さくなるに従って、 初期値は 「 1 1 , 1 2 , 1 3, 1 4, 1 5」 と徐々に大きくなるように設定されている。 これにより、 制御回路 5 6によるブレーキ制御時に、 発振回路 5 1が発振を 開始するまでの時間に応じた補正が加えられるため、結果的に指針位置は進み /遅れがない (指示誤差ゼロ) 状態に補正され、 指示誤差を殆ど無くすことが できる。
そして、 発電機 2 0が立ち上がって定常運転になれば、 発電機 2 0からの電 力がコンデンサ 2 2を介して駆動回路 5 7に供給され、 引き続き発電機 2 0の 回転制御が行われる。
このような本実施形態によれば、 次のような効果がある。
(2- 1)リュ一ズの進退操作つま り時刻修正操作に応じて断続されるスィ ツチ 2 6 1からなる電力供給制御装置を設けたので、 リューズを引き出して発電機 2 0を停止させている間は、 コンデンサ (電源回路) 2 2から回転制御装置 5 0側に電力が供給されることがなく、 コンデンサ 2 2の端子電圧を維持するこ とができる。
このため、 時刻修正操作を終了して発電機 2 0を作動させ始めた直後から、 コンデンサ 2 2によって回転制御装置 5 0に電源を供給することができ、従来 のように、 駆動回路 (駆動用 I C ) 5 7の電源の電圧が上昇して、 発振が開始 できる電圧に到達するまでのタイムラグ (時間 T 1 ) が生じないため、 口一夕 の回転制御ができない時間を短くでき、 指針誤差を小さくすることができる。
(2-2)その上、スィ ツチ 2 6 1によって駆動回路 5 7側からコンデンサ 2 2を 切り離すことができるため、 コンデンサ 2 2の電圧を比較的高い状態 (例えば 1 . 0 V程度) に維持できる。 このため、 スィ ッチ 2 6 1が接続された際に、 駆動回路 5 7に高い電圧を印加できるため、 回転制御装置 5 0の発振回路 5 1 が発振するまでの時間 ( T start) も短縮することができ、 回転制御装置 5 0 をより一層迅速に作動させて指示誤差を小さくすることができる。
(2-3)さらに、指示誤差補正装置 2 0 0を有する制御回路 5 6を備えているの で、 指示誤差が生じた際にその誤差を補正でき、 指示誤差をより一層小さくあ るいは殆ど無くすことができる。
(2-4)指示誤差補正装置 2 0 0は、発振回路 5 1の発振開始時間に影響を与え るコンデンサ 2 2つまり発振回路 5 1への印加電圧と、 温度とを検出し、 それ らの値で補正値 (アップダウンカウン夕 5 4の初期値) を設定しているので、 非常に高精度の補正が行えて、 指示誤差も非常に小さくすることができる。 特 に、 指示誤差を発振回路 5 1への印加電圧値だけでなく、 更に温度を検出して 補正量を調整しているため、 補正量の精度をより向上でき、 指示誤差をより一 層低減することができる。 この場合、 特に寒冷地などで使用していて発振回路 5 1部分の温度が低い場合や、熱帯あるいは直射日光に当たって温度が高い場 合に指示誤差量を非常に小さくできる。
(2-5)指示誤差補正装置 2 0 0は、アップダウンカウン夕 5 4の初期値の設定 を変えるだけで指示誤差の補正を行うことができるため、 例えば、 アップダウ ンカウンタ 5 4の出力値に補正値を加えて補正するような場合に比べて、指示 誤差の補正を非常に簡単な構成で実現でき、 コス トも低減できる。
(2-6)電力供給制御装置であるスィ ツチ 2 6 1は、リュ一ズの引き出し操作に 連動する機械的スィ ツチで構成されているので、 スィ ッチ 2 6 1の構成を簡単 にでき、 電子制御式機械時計を安価に製造することができる。 さらに、 従来に 比べて、 スィ ッチ 2 6 1のみを追加するだけでよく、 製造コス 卜の増加も殆ど なく、 比較的安価に提供することができる。
(2-7)コンデンサ 2 2のほかに、より静電容量の小さな第 2コンデンサ 2 5を 設けたので、 機械的なスィ ヅチ 2 6 1でチヤ夕リングが生じた場合でも、 コン デンサ 2 5から駆動回路 5 7に電力を供給でき、駆動回路 5 7がチヤ夕 リ ング で停止されることを防止できる。
(2-8)コンデンサ 2 2の容量を必要以上に大きくする必要がないため、コンデ ンサ 2 2に電荷が蓄積されていない状態から電圧を上昇させる場合も短時間 で充電することができる。
さらに、 発電機 2 0の発電能力を必要以上に大きくする必要がないため、 発 電機 2 0のサイズゃゼンマイ 1 aを小型化でき、腕時計のように平面サイズや 厚みに制約がある場合にも十分に適用することができる。 次に、 本発明の第 3実施形態を、 図 1 8〜 2 1に基づいて説明する。 なお、 本実施形態において、 前述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、 同一符号を付し、 説明を省略あるいは簡略する。
図 1 8は、本実施形態の電子制御式時計である電子制御式機械時計の構成を 示すブロック図である。
電子制御式機械時計は、 機械的エネルギ源としてのゼンマイ 1 aと、 ゼンマ ィ 1 aのトルクを発電機 2 0に伝達する増速輪列 (番車) 7と、 増速輪列 7に 連結されて時刻表示を行う時刻表示装置である指針 1 3 とを備えている。
発電機 2 0は、 増速輪列 7を介してゼンマイ 1 aによって駆動され、 誘起電 力を発生して電気的エネルギを供給する。 この発電機 2 0からの交流出力は、 昇圧整流、 全波整流、 半波整流、 トランジスタ整流等の少なく とも一つを有す る整流回路 2 1を通して整流され、必要に応じて昇圧されコンデンサ等の蓄電 装置で構成された電源である電源回路 3 0に充電供給される。
発電機 2 0は、 回転制御装置 5 0によって調速制御されている。 回転制御装 置 5 0は、 発振回路 5 1、 回転検出回路 5 3、 制御回路 5 6を備えて構成され ており、 その具体的な構成は、 前記第 1実施形態と同じである。
すなわち、 発振回路 5 1は、 時間標準源である水晶振動子 5 1 Aを用いて発 振信号 ( 3 2 7 6 8 H z ) を出力し、 この発振信号を分周回路によってある一 定周期まで分周して基準信号 f s として出力している。
回転検出回路 5 3は、 発電機 2 0に接続された波形整形回路等で構成され、 発電機 2 0の交流出力を矩形波等に変換し、 ノィズを除去して回転検出信号 F G 1を出力する。
制御回路 5 6は、 回転検出信号 F G 1を基準信号 f s と比較して発電機 2 0 のブレーキ量を設定し、 発電機 2 0にブレーキを掛けて調速している。
より具体的には、 図 1 9に示すように、 回転制御装置 5 0には、 発振回路 5 1 を駆動するための駆動用 I Cなどで構成された駆動回路 5 7が設けられて いる。 この駆動回路 5 7は、 電源回路 3 ◦を構成する主コンデンサ (主蓄電装 置) 3 1からの電力で駆動されている。 この主コンデンサ 3 1は、 0 . 0 5〜 0 . 5 z F程度、 例えば 0 . 2 / F程度の静電容量を有するセラミ ックコンデ ンサ等で構成され、発電機 2 0からの電流を平滑して回転制御装置 5 0に供給 できるように構成されている。
また、 主コンデンサ 3 1には、 前記コンデンサ 3 1 よりも静電容量が大きく 、 かつコンデンサ 3 1に対して並列に接続された補助コンデンサ (補助蓄電装 置) 3 2が設けられている。 このなお、 補助コンデンサ 3 2は、 通常、 1〜 1 程度、 例えば 1 0 F程度の静電容量を有している。
さらに、 各コンデンサ 3 1 , 3 2間には、 機械式スィ ツチ 3 6 1が設けられ ている。 本実施形態の電子制御式機械時計では、 リューズ (竜頭) は、 リュー ズを回転させるとゼンマイを巻き上げ可能な状態であり、運針かつ発電状態に ある 0段目、 リュ一ズを回転させるとカレンダを修正可能な状態であり、 運針 かつ発電状態にある 1段目、 リューズを回転させると時刻を修正可能な状態で あり、 口一夕の回転が停止し、 運針も発電も行われない 2段目の 3段階に引き 出し可能にされている。 このため、 スィ ッチ 3 6 1は、 リューズを 1段目ある いは 0段目にしているときには接続され、 2段目にしたときに切断されるよう に、 つまり時刻修正操作に連動して作動するように構成されている。
また、 駆動回路 5 7には、 スィ ッチ 2 6 2が接続されている。 スイ ッチ 2 6 2は、 前記スィ ツチ 3 6 1に連動する機械式スィ ツチであり、 駆動回路 5 7に リューズ位置信号を入力するためのものである。 すなわち、 リューズが 0, 1 段目にあると、 前記スィ ツチ 3 6 1は接続され、 それに連動してスィ ッチ 2 6 2は 0, 1段目側の回路に接続する。 逆に、 リューズが 2段目にあると、 スィ ツチ 3 6 1は切断され、 スイ ッチ 2 6 2は 2段目側の回路に接続する。 駆動回 路 5 7は、 これらの回路からの信号により リューズ位置を認識し、 計時制御、 例えばリューズ 0 , 1段目での通常運針制御や、 リューズ 2段目でのカウン夕 のセヅ ト /リセヅ ト、 システムの初期化等の処理を行う。
さらに、 各コンデンサ 3 1, 3 2間には、 互いに並列に接続されたダイォ一 ド 3 6および抵抗 3 7からなる充電制御回路 3 5が接続されている。ダイォ一 ド 3 6としては、 順方向電圧 V f が小さい (例えば 0 . 2 V ) ダイォ一ドが好 ましく、 例えばシヨッ トキーバリアダイォード等が利用できる。 そして、 ダイ オード 3 6は、 スイ ッチ 3 6 1が接続されて整流回路 2 1つまり発電機 2 0か ら各コンデンサ 3 1 , 3 2に充電される際に、 その充電電流方向 (V D Dから V S S ) とは逆方向となり、 補助コンデンサ 3 2から主コンデンサ 3 1に電流 が流れる場合には順方向となるように接続されている。
また、 抵抗 3 7は、 抵抗値の大きなものが好ましく、 本実施形態では、 1 0 0 M Ωの抵抗が用いられている。
そして、 これらの主コンデンサ 3 1、 補助コンデンサ 3 2、 充電制御回路 3 5 (ダイオード 3 6および抵抗 3 7 )、 スィ ッチ 3 6 1により、 電源回路 3 0 が構成されている。
このような本実施形態においては、 定常運針時は、 前記第 1実施形態と同様 に制御される。 すなわち、 定常運針状態つまり リユーズが 0段目あるいは 1段 目にある状態では、 スィ ッチ 3 6 1が接続されているため、 発電機 2 0で発電 された電流は、 整流回路 2 1を介して各コンデンサ 3 1 , 3 2に充電される。 この際、 コンデンサ 3 1は静電容量が小さいため、 発電機 2 0の変動や駆動回 路 5 7の負荷変動によって電圧が変動し易いが、静電容量の大きな補助コンデ ンサ 3 2が並列に接続してバヅクアップしているため、 一定電圧 (約 1 . 0 V ) に維持される。
従って、 駆動回路 5 7に印加される電圧 (主コンデンサ 3 1の電圧) は、 図 2 0に示すように、 補助コンデンサ 3 2の電圧と同一に維持される。
また、 時刻修正操作 (針合わせ) 時の制御は以下のように行われる。
定常運針状態から針合わせ操作のためにリユーズが 2段目まで引き出され ると、 スィ ッチ 3 6 1がリューズの引き出し操作に連動して切断される (図 2 0の A点)。 この際、 スィ ッチ 3 6 1が切断されることで、 補助コンデンサ 3 2の消費電力が殆どなくなるため、 補助コンデンサ 3 2の電圧は約 1 . 0 V程 度に保持される。
一方、 針合わせ操作時には、 発電機 2 0も停止するため、 主コンデンサ 3 1 には充電電流が流れ込まなくなり、主コンデンサ 3 1の電圧は駆動回路 5 7の 負荷により急速に低下する。 そして、 主コンデンサ 3 1の電圧が駆動回路 5 7 が停止してしまう電圧 V stop (約 0 . 6 V ) 以下になると駆動回路 5 7も停止 する。
そして、 針合わせ操作が終わり、 リューズを 1段目に押し込むと、 スィ ッチ 3 6 1が接続される (図 2 0の B点)。 これにより、 約 1 . 0 Vの電位に保持 されていた補助コンデンサ 3 2からダイオード 3 6を介して主コンデンサ 3 1に電流が流れる。 この際、 主コンデンサ 3 1は容量が小さいこともあって、 即座に補助コンデンサ 3 2 と同じ電圧 ( 1 . 0 V ) まで上昇し、 主コンデンサ 3 1から駆動回路 5 7に電気的エネルギが供給され、発振回路 5 1も作動し始 める。
この際、 前記第 2実施形態と同じく、 図 1 6に示すように、 発振回路 5 1に 1 . 0 Vという高い電圧を印加できるため、 発振を開始するまでの時間 T sta rt (図 2 6に示す従来例では時間 T 2 ) を約 0 . 8秒程度と非常に短くする ことができる (温度約 2 0度の場合)。 さらに、 リューズを押し込んでから ( 図 2 0の Β点)、 主コンデンサ 3 1が 1 . 0 Vまで上昇する時間も非常に短い ため、 針合わせ後に発振回路 5 1が作動するまでの時間が非常に短縮される。 また、 針合わせ操作に例えば 1 0分以上と時間が掛かった場合や、 時計を長 期間放置していたために、補助コンデンサ 3 2の電圧がゼロボルトあるいはゼ 口ボルト近傍の場合 (図 2 1の C点まで) には、 主コンデンサ 3 1の電圧もゼ 口ボルト近くで維持される。
そして、 針合わせ操作を終了してスィ ツチ 3 6 1を接続し、 発電機 2 0を作 動させると (図 2 1の C点)、 発電電流の大半は補助コンデンサ 3 2に流れず、 主コンデンサ 3 1に流れる。 すなわち、 ダイオード 3 6は、 発電機 2 0からの 充電電流を補助コンデンサ 3 2に充電する方向に対しては電流を遮断するよ うに働き、 抵抗 3 7は 1 0 0 Μ Ωと高抵抗値に設定されているため、 発電電流 は殆ど補助コンデンサ 3 2には流れず、 主コンデンサ 3 1に流れる。 なお、 発 電機 2 0は、 各コンデンサ 3 1 , 3 2の電圧がゼロボルト近傍のときに、 数 1 0 Ο η Α〜数 1 0〃 Αになるように構成され、抵抗 3 7に流れる非常に小さな 電流を無視できるように設定されている。
主コンデンサ 3 1の電圧は、発電電流の大半が流れ込むことで急速に上昇す る。 これにより、 針合わせ後に短時間 (例えば約 1 . 5秒) で駆動回路 5 7 ( I C ) の発振開始電圧 (V start) に達し、 制御が開始する。 なお、 仮に充電 制御回路 3 5が無く、 発電機 2 0からの電流がコンデンサ 3 1 , 3 2の両方に 流れた場合には、 コンデンサ 3 1の電圧が駆動回路 5 7の発振開始電圧に達す るまでに約 1 5秒程度掛かり、本実施形態ではその 1 / 1 0の時間で発振開始 電圧に達することができる。
駆動回路 5 7が駆動した後も、補助コンデンサ 3 2には抵抗 3 7を介して徐 々に充電電流が流れ込み、 十分時間が経過した後には、 主コンデンサ 3 1 と同 電位 (約 1 . 0 V ) になる。
そして、 通常運針状態では、 前述のように、 補助コンデンサ 3 2は主コンデ ンサ 3 1の電圧変動のバックアツプの役割を果たし、電源電圧の安定化とシス テム動作の安定化に寄与する。
また、 制御回路 (ブレーキ制御回路) 5 6は、 補助コンデンサ 3 2に電荷が 保持されている場合には、 発振回路 5 1に印加される電圧が約 1 . 0 Vとほぼ 一定であり、 発振するまでの時間 T startも約 0 . 8秒と一定であるため、 予 め設定された値 (例えば 0 . 8秒) 分の定量補正をしてブレーキ制御すること で、 指示誤差をより一層小さく している。
同様に、 制御回路 5 6は、 補助コンデンサ 3 2に電荷が保持されていない場 合には、 発振回路 5 1に印加される電圧が約 0 . 7 Vから徐々に上昇するため 、 発振するまでの時間 T start も約 1 . 5秒 (主コンデンサ 3 1の電圧が V s tart = 0 . 7 Vに上昇するまでの時間) + 2 0秒 (◦ . 7 Vの電圧が印加さ れた際に発振回路 5 1が発振を開始するまでの時間) とほぼ一定であるため、 予め設定された値 (例えば 2 1 . 5秒) 分の定量補正をしてブレーキ制御する ことで、 指示誤差をより一層小さく している。
なお、 これらの補正値の区別は、 制御回路 5 6に加わる電圧値や、 発電機 2 0の回転周期等を検出することで判断すればよい。 さらに、 補正値を設定する 方法としては、 例えば、 夕イマ一で時間をカウン トする方法や、 C R時定数に よってアナログ的なタイマ一を設定する方法等が採用できる。 そして、 発電機 2 0が立ち上がって定常運転になれば、 発電機 2 0からの電 力がコンデンサ 3 1を介して駆動回路 5 7に供給され、 引き続き発電機 2 0の 回転制御が行われる。
このような本実施形態によれば、 次のような効果がある。
(3- 1)主コンデンサ 3 1 と補助コンデンサ 3 2 との充放電を制御するものと して、 ダイォード 3 6および抵抗 3 7といった受動素子からなる充電制御回路 3 5を用いているので、 従来のように、 能動素子であるコンパレー夕を用いる 場合に比べて、 消費電力を軽減することができる。
このため、 コンパレータを不要にできる分、 発電機 2 0の能力も小さくでき る。 従って、 ゼンマイ 1 aからの供給エネルギーを小さくできてフル卷き状態 からの持続時間も長くすることができる。 また、 発電機 2 0の大きさを小さく することもできるので、時計体という限られたスペースでの部品配置も容易に でき、 結果的に時計自体の大きさも小さくできる。 このため、 特に、 腕時計の ように平面サイズゃ厚みに制約がある場合にも十分に適用することができる。
(3-2)リュ一ズの進退操作に応じて断続されるスィ ツチ 3 6 1を設けたので、 リューズを引き出して発電機 2 0を停止させている間は、補助コンデンサ 3 2 から回転制御装置 5 0側に電力が供給されることがなく、補助コンデンサ 3 2 の端子電圧を維持することができる。
このため、 針合わせ作業を終了して発電機 2 0を作動させ始めた直後から、 補助コンデンサ 3 2によって主コンデンサ 3 1つま りは回転制御装置 5 0に 電流を流すことができ、 従来のように、 駆動回路 (駆動用 I C ) 5 7の電源の 電圧が上昇して、 発振が開始できる電圧に到達するまでのタイムラグが生じな いため、 ロー夕の回転制御ができない時間を短くでき、 指針誤差を小さくする ことができる。 従って、 針合わせ後の起動性の確保および針合わせ精度の確保 を両立させることができる。
その上、 補助コンデンサ 3 2から主コンデンサ 3 1を充電する際には、 ダイ オード 3 6を介して充電電流が流れるため、充電ロスも少なくすることができ o (3-3)さらに、スィ ッチ 3 6 1によって駆動回路 5 7側から補助コンデンサ 3 2を切り離すことができるため、補助コンデンサ 3 2の電圧を比較的高い状態 (例えば 1 . 0 V程度) に維持できる。 このため、 スィ ッチ 3 6 1が接続され た際に、 駆動回路 5 7に高い電圧を印加できるため、 回転制御装置 5 0の発振 回路 5 1が発振するまでの時間 (Tstart) も短縮することができ、 回転制御装 置 5 0をより一層迅速に作動させて指示誤差を小さくすることができる。
(3-4)主コンデンサ 3 1 として静電容量の小さなコンデンサを用いていると ともに、 時計を長期間放置した後などの、 各コンデンサ 3 1, 3 2に電荷が蓄 積されていない場合に、発電機 2 0からの充電電流を主コンデンサ 3 1側に多 く流す充電制御回路 3 5を設けているので、 主コンデンサ 3 1は電圧がゼロボ ルト状態から駆動回路 5 7を駆動可能な電圧まで上昇するスピー ドを充電制 御回路 3 5が無い場合の約 1 / 1 0に短縮でき、駆動回路 5 7を短時間で駆動 して時計を制御状態にすることができる。 従って、 長時間放置した後でも、 起 動性の確保および針合わせ精度の確保を両立させることができる。
また、 針合わせ後に駆動回路 5 7が駆動せず、 運針にまったくブレーキが掛 からないでフリ一ラン状態になってしまう と、 秒針が高速に運針してしまい、 使用者に不安感ゃ不信感を抱かせるおそれがあるが、 本実施形態では、 駆動回 路 5 7を短時間で駆動できるため、 秒針が高速で運針する期間も殆どなく、 時 計への信頼感を保つことができる。
(3-5)主コンデンサ 3 1は、機械式スィ ツチ 3 6 1を介さずに直接駆動回路 5 7に接続されているため、機械式スィ ツチ 3 6 1でチヤタ リングが生じた場合 でも、 主コンデンサ 3 1から駆動回路 5 7に電力を供給し続けることができ、 駆動回路 5 7がチヤ夕 リングで停止されることを防止できる。
(3-6)主コンデンサ 3 1 よりも静電容量の大きな補助コンデンサ 3 2を主コ ンデンサ 3 1に並列に接続しているので、補助コンデンサ 3 2で主コンデンサ 3 1の電圧変動をバックアツプすることができ、電源電圧の安定化とシステム 動作の安定化をはかることができる。
(3-7)さらに、 針合わせ後に駆動回路 5 7が駆動するまでの時間は、 補助コン デンサ 3 2に電荷が保持されているか否かで異なるが、 それぞれほぼ一定の時 間に制御できるため、指示誤差の補正を予め設定された値を用いた定量補正に より行うことができ、指示誤差を非常に小さくすることができて針合わせ精度 をより一層向上することができる。
(3-8)充電制御回路 3 5は、 ダイォード 3 6、 抵抗 3 7といった安価な素子で 構成できるため、 コンパレー夕などを用いる場合に比べて、 製造コス トを低減 でき、 安価に提供することができる。
(3-9)充電制御回路 3 5による各コンデンサ 3 1 , 3 2への充電電流の制御は
、 抵抗 3 7の抵抗値によって適宜設定できるため、 時計の種類などに応じて適 切な値に容易に調整することができる。
(3- 10) 指示誤差の補正を予め設定された値を用いた定量補正により行って いるため、 指示誤差補正装置 (制御回路) 5 6の構成を簡易にできてコス トも 低減できる。 次に、 本発明の第 4実施形態について図 2 2を参照して説明する。
本実施形態では、 充電制御回路 3 5を逆リーク電流を有するダイオード 3 8 のみで構成している。 この場合、 発電機 2 0から各コンデンサ 3 1, 3 2に電 流を充電する場合には、 補助コンデンサ 3 2への充電電流は、 ダイオード 3 8 の逆リーク電流分のみになるため非常に小さくなり、 充電電流の大半は、 主コ ンデンサ 3 1に流れる。 このため、 前記実施形態と同様に、 主コンデンサ 3 1 の電圧を迅速に上昇させることができ、駆動回路 5 7を短時間で制御状態に移 行することができる。
また、 補助コンデンサ 3 2に電荷が保持されている場合も、 ダイオード 3 8 を介して補助コンデンサ 3 2から主コンデンサ 3 1に電流を充電できるため、 駆動回路 5 7を非常に迅速に駆動できるとともに、電流のロスも少なくできる o
さらに、 前記第 3実施形態の(3- 1)〜(3-9)と同様の作用効果が得られる他、 充電制御回路 3 5としてダイオード 3 8のみを設ければよいため、 コス トも低 減できる。 次に、 本発明の第 5実施形態について図 2 3, 2 4を参照して説明する。 本 実施形態は、 前記第 3実施形態におけるブレーキ制御回路 5 6に、 前記第 2実 施形態の指示誤差補正装置 2 0 0を設けたものである。
このため、 補助コンデンサ 3 2に電荷が保持されている場合に、 時刻修正操 作を終了してスィ ッチ 3 6 1を接続すると、 充電制御回路 3 5のダイオード 3 6を介して補助コンデンサ 3 2から主コンデンサ 3 1に電流が充電され、駆動 回路 5 7を非常に迅速に駆動できる。 そして、 駆動回路 5 7が作動すると、 前 記第 2実施形態と同様に、指示誤差補正装置 2 0 0は発振開始時間や温度に応 じた補正値を加味して発電機 2 0のブレーキ制御を行うため、指示誤差を無く すことができる。
また、 補助コンデンサ 3 2に電荷が保持されていない場合でも、 スィ ッチ 3 6 1を接続すると、 充電制御回路 3 5により充電電流の大半は、 主コンデンサ 3 1に流れるため、 前記実施形態と同様に、 主コンデンサ 3 1の電圧を迅速に 上昇させることができ、駆動回路 5 7を短時間で制御状態に移行することがで きる。 そして、 この場合も、 指示誤差補正装置 2 0 0によって発電機 2 0のブ レーキ制御を補正できるため、 指示誤差を無くすことができる。
このような本実施形態によれば、前記第 2実施形態の指示誤差補正装置 2 0 0を設けたことによる効果 (2-3) 〜(2-5)や、 前記第 3実施形態の(3-:!)〜(3-9 )と同様の作用効果を奏することができる。 なお、 本発明は前述の各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。
例えば、 前記第 1実施形態では、 電源スィ ツチ (電源力ッ トスィ ヅチ 1 6 2 ) を電源 V SS側に設けていたが、 電源 V DD側に設けてもよく、 さらには各 電源 V SS、 V DD に対して設けてもよく、 要するに、 電源スィ ッチは、 電源 からアナログ回路 1 6 0への電気工ネルギの供給を遮断できて消費電力を低 減できるものであればよく、 その配置位置や構成は適宜設定すればよい。 電源スィ ツチ (電源力ヅ トスィ ッチ 1 6 2 ) としては、 竜頭検出回路 1 8 0 からの信号によって作動されるものに限らず、竜頭の操作に連動して断続され る機械的なスィ ツチでもよいし、発電機 2 0や輪列の停止および作動に連動し て断続するものでもよい。 要するに、 針合わせ操作に連動して断続されるもの であればよい。
クロヅク入力規制手段 (クロックカッ トゲート 1 7 1 ) は、 前記第 1実施形 態のような A N Dゲー卜に限らず、発振回路 5 1からロジック回路 1 7 0への 信号ライ ンを断続するスィ ッチ等を用いてもよく、 要するにロジック回路 1 7 0へのクロック入力を遮断できるものであればよい。
竜頭検出回路 1 8 0のスィ ッチ 1 8 6は、 前記第 1実施形態と逆に、 0、 1 段目に第 2の信号ライン 1 8 4に接続され、 2段目に第 1の信号ライン 1 8 3 に接続されるようにしてもよい。 この場合には、 竜頭検出回路 1 8 0の出力信 号が逆になるため、 その信号に合わせて電源カツ トスイ ッチ 1 6 2やクロヅク カッ トゲート 1 7 1を設定すればよい。
また、 前記第 1実施形態では、 竜頭の信号入力ライン 1 8 5は電源 V DDに 接続していたが、 電源 V SS側に接続してもよい。 この場合には、 竜頭検出回 路 1 8 0を電源 V SSに接続されたスィ ツチ 1 8 6の接触で竜頭の位置を検出 できるように設定すればよい。
さらに、 スィ ッチ 1 8 6は、 竜頭が各位置にある間、 信号ライン 1 8 3 , 1 8 4に接触し続けるように設定してもよいが、前記竜頭検出回路 1 8 0は前述 の通り 2つのィ ンバ一夕 1 8 1 , 1 8 2を備えることでスイ ッチ 1 8 6から入 力された信号を維持することができるため、 竜頭位置を切り替えた際に一瞬だ けスィ ッチ 1 8 6を信号ライン 1 8 3 , 1 8 4のいずれかに接触させ、 その後 は竜頭位置が切り替えられるまではどちらの信号ライ ン 1 8 3 , 1 8 4にも接 触しない中間位置にスィ ツチ 1 8 6を保持するようにしてもよい。
さらに、 外部操作部材検出回路 (竜頭検出回路 1 8 0 ) は、 前記実施形態の 構成に限らず、例えば図 2 8に示すような従来の竜頭検出回路を採用してもよ い。 但し、 本実施形態の竜頭検出回路 1 8 0を用いれば、 消費電力をより一層 低減できる利点がある。
また、針合わせ状態と通常運針状態とを切り替える外部操作部材としては竜 頭に限らず、 専用のボタンやレバ一などの他のものでもよく、 また、 機械的な ものや電気的なものでもよく、外部操作部材の具体的な構成は実施にあたって 適宜設定すればよい。 さらに、 外部操作部材検出回路としては、 前記実施形態 のような電圧の変化を検出するものに限らず、例えば外部操作部材の位置に応 じて移動するレバーや押しボタン等を利用して外部操作部材の位置を直接検 出するようなものでもよく、 これらは外部操作部材の種類等に応じて適宜設定 すればよい。
さらに、 ロジック回路を駆動するためのロジック回路用電源回路は、 定電圧 回路 1 6 1に限らず、 口ジック回路を駆動できるものであればよい。
前記第 1実施形態では、 pre_RYZ (前回竜頭位置デ一夕) と now_RYZ (今回竜 頭位置データ) との 2つの記憶レジス夕を設定し、 竜頭位置の変化があるかを 判定していたが (図 8の処理 S 4 )、 now— RYZ (今回竜頭位置データ) のみを設 定し、 図 8の処理 S 1 , S 3 , S 4, S 5を無く し、 竜頭位置の検出 ( S 2 ) からすぐに竜頭位置の判定 ( S 6 ) を行うようにしてもよい。 但し、 前記第 1 実施形態では、 竜頭位置の変化を判定し、 変化があった場合のみに電力供給制 御処理 ( S 7〜 S 1 2 ) を行うようにしているので、 効率的に制御を行うこと ができる。
また、 前記第 1実施形態に記載の発明は、 電子制御式機械時計以外の自動巻 発電式時計や、 ソーラー充電式時計、 電池式時計等に適用してもよい。 これら の時計においても、 針合わせ時の消費電力を減少させることができるため、 駆 動時間を延ばすことができるとともに、発振回路は作動し続けるために時刻指 示誤差を無くすことができる。
前記第 2, 5実施形態では、 制御回路 5 6の指示誤差補正装置 2 0 0は、 コ ンデンサ 2 2の電圧および温度を検出しその値に基づいた補正量で指示誤差 を補正していたが、 前記第 3実施形態と同様に、 指示誤差を予め設定された値 で定量補正してもよい。
さらに、 指示誤差を補正する方法としては、 コンデンサ 2 2の電圧のみに基 づいて行ってもよいし、 発電機 2 0の回転周期などに応じて行ってもよい。 例 えば、 コンデンサ 2 2の電圧を検出し、 各電圧値に対応した補正量で補正を行 う場合には、 保持されたコンデンサ 2 2の電圧が 1 . 2 V程度と高い場合には 、 補正量を 「 0」 とし、 コンデンサ 2 2の電圧が 0 . 8 V程度と低い場合には 、 補正量をマイナス 1 . 0秒 (― 1 . 0秒) 分などとすればよい。
すなわち、 コンデンサ 2 2への充電電圧と、 発電機 2 0に加わるゼンマイ 1 aのトルクとは通常比例し、 また前記トルクによって指針の運針速度も設定さ れる。 従って、 予め、 コンデンサ 2 2の各電圧値と、 その電圧値で発振回路 5 1が駆動してブレーキ制御が開始される時間点における指針の進み/遅れ位 置とを調べておき、各電圧値と指針誤差量との対比表を制御回路 5 6等に記憶 しておいて利用すればよい。
これにより、 例えば、 コンデンサ 2 2が 1 . 2 Vであればブレ一キ制御が開 始される時間点 (約 0 . 2秒後) においては、 結果的に指針位置は進み/遅れ がない (指示誤差ゼロ) 状態であるため、 補正量をゼロとすることで指示誤差 を殆ど無くすことができる。
また、 コンデンサ 2 2の電圧が 0 . 8 Vであれば、 ブレーキ開始時 (発振開 始までの時間であり約 8秒後) までに指針は 9秒分運針 (移動) しているため 、差分の 1秒をブレーキ制御により補正することで指示誤差を殆ど無くすこと ができる。
さらに、 指示誤差補正装置 2 0 0 としては、 前記第 2実施形態のように、 ァ ップダウンカウン夕 5 4の初期値を設定することで補正するものに限らず、例 えば、 アップダウンカウン夕 5 4からの出力値 L B S等を直接調整して補正し てもよいし、通常利用されるブレーキ回路 1 2 0とは別の補正用のブレーキ回 路等を設けて補正してもよい。 要するに、 時計の指示誤差を補正できる構成で あればよい。
電力供給制御装置であるスィ ツチ 2 6 1の具体的な構成は、実施にあたって 適宜設定すればよい。 また、 機械式のスィ ツチに限らず、 電気的なスィ ツチで もよい。 但し、 電力の供給を完全に遮断できる点で機械式スィ ツチを用いるこ とが好ましい。 なお、 電気的なスィ ツチを用いた場合でも、 電気的スィ ツチを 構成するシリコンダイォードのリーク電流 ( 1 n A程度) しか放電しないため 、 スィ ツチの遮断効果は機械式スィ ツチの場合とほとんど同じであり、 実用上 は問題とならない。
さらに、 スィ ッチ 2 6 1は、 リュ一ズの操作 (時刻修正操作) に連動して断 続されるものに限らず、発電機 2 0や輪列の停止および作動に連動して断続す るものでもよい。 但し、 リューズの操作に連動するように構成すれば、 構造が 簡単で安価に製造できる利点がある。
また、 第 2実施形態においては、 第 2コンデンサ 2 5は必ずしも設けなくて もよく、 図 2 5に示すように、 第 2コンデンサ 2 5を無く してコンデンサ 2 2 のみを設けてもよい。
また、 充電制御回路 3 5 としては、 前記第 3, 4実施形態のものに限らない 。 例えば、 充電制御回路 3 5 としては、 一方向素子および抵抗で構成されるも のでもよい。 なお、 一方向素子としては、 逆リーク電流を有しないダイオード などが利用できる。 このような場合も、 一方向素子が前記第 3実施形態のダイ オード 3 6と同様に作用し、 抵抗が抵抗 3 7 と同様に作用するため、 前記第 3 実施形態の(3- 1)~ (3-9)と同様の作用効果が得られる。
さらに、 充電制御回路 3 5 としては、 コンパレータ等の能動素子を用いても よい。 要するに、 充電制御回路 3 5は、 発電機 2 0からの充電電流を主コンデ ンサ 3 1側に多く流し、 補助コンデンサ 3 2側に少なく流すとともに、 補助コ ンデンサ 3 2の電圧が主コンデンサ 3 1 よりも高い場合には、補助コンデンサ 3 2から主コンデンサ 3 1に電流を供給できるように、主蓄電装置と補助蓄電 装置への充電電流や、 主蓄電装置と補助蓄電装置間の電流の方向、 電流量を調 整できるものであればよく、特に受動素子のみで構成されていることが消費電 力を低減できる点で好ましい。
また、 前記第 3 , 4実施形態の制御回路 5 6では、 指示誤差を予め設定され た値で定量補正を行うようにしていたが、第 2実施形態と同様な指示誤差補正 装置 2 0 0を設け、 電圧値、 温度、 あるいは発電機 2 0の回転周期などに応じ て適宜補正してもよい。 さらには、 第 3 , 4実施形態においては、 必ずしも指 示誤差補正装置 2 0 0を設けなくてもよい。 この場合、 温度が著しく低い場合 や、 補助コンデンサ 3 2の電圧が低下している場合には、 発振回路 5 1が駆動 するまでに時間が掛かり、 その分、 指示誤差が発生するが、 この指示誤差も運 針制御を行っている間に解消される。 つまり、 指示誤差補正装置 2 0 0が設け られていれば、 時刻修正操作後、 指示誤差が解消されるまでの時間が非常に短 くなる。 一方で、 指示誤差補正装置 2 0 0が設けられていない場合には、 その 時間が多少長くなるが、 それでも 1〜数分程度では誤差が解消されるため、 実 用上は殆ど問題はない。 さらに、 通常は、 補助コンデンサ 3 2の電圧も確保さ れ、 かつ温度も著しく低くなければ、 発振回路が駆動するまでの時間も短いた め、指示誤差補正装置 2 0 0が設けられていなくても短時間で指示誤差を解消 できる。
スィ ッチ 3 6 1の具体的な構成は、 実施にあたって適宜設定すればよい。 さ らに、 スィ ッチ 3 6 1は、 リュ一ズの操作に連動して断続されるものに限らず 、 発電機 2 0や輪列の停止および作動に連動して断続するものでもよい。 但し 、 リューズの操作に連動するように構成すれば、 構造が簡単で安価に製造でき る利点がある。
また、 ダイオード 3 6 , 3 8や抵抗 3 7の種類や逆リーク電流値、 抵抗値等 は実施にあたって適宜設定すればよい。 特に抵抗 3 7の抵抗値や、 ダイオード 3 8の逆リーク電流値は、補助コンデンサ 3 2の充電電流の大きさに影響する ため、 実施にあたって適宜設定すればよい。
前記第 1実施形態においても、前記第 2実施形態のような指示誤差補正装置 2 0 0を制御回路 5 6内に組み込んでもよい。 さらに、 第 1実施形態の電源回 路として、 前記第 3 , 4実施形態の電源回路 3 0を用いてもよい。 第 1実施形 態では、 時刻修正操作によって発電機 2 0が停止しても、 コンデンサ 2 2から の電力で発振回路 5 1を作動し続けるため、 時刻修正操作からの復帰時、 指示 誤差を無くすことができるが、 時刻修正操作が長引いたり、 時計を長期間放置 して、 コンデンサ 2 2が放電された場合には、 発振回路 5 1 も停止するため、 指示誤差が発生する。 このようなコンデンサ 2 2が放電された場合でも、 電源 回路 3 0を備えていれば、 発電機 2 0が作動し始めた際に、 発振回路 5 1を迅 速に駆動できて指示誤差を小さくできる。 さらに、 指示誤差補正装置 2 0 0を 備えていれば、発振回路 5 1が再度駆動した際の指示誤差をより一層小さくで きる。
さらに、 前記各実施形態では、 デューティ比の異なる 2種類のチヨッビング 信号 C H 3をスィ ッチ 1 2 1に入力してブレーキ制御していたが、例えば信号 L B Sを反転してスィ ツチ 1 2 1に入力するなどして、 チヨッビング信号を用 いずに、 ブレーキ制御してもよい。 また、 前記各実施形態では、 発電機 2 0の 各端子 M G 1 , M G 2間を閉ループさせてショートブレーキを掛けてブレーキ 制御していたが、 発電機 2 0に可変抵抗等を接続して発電機 2 0のコイルに流 れる電流値を変えることでブレーキ制御してもよい。 要するに、 ブレ一キ制御 回路 5 6の具体的な構成は、 図 2に示すようなものに限らず、 そのブレーキ方 法に応じて適宜設定すればよい。
また、 発電機 2 0を駆動する機械的エネルギ源としては、 ゼンマイ 1 aに限 らず、 ゴム、 スプリング、 重錘、 圧縮空気などの流体等でもよく、 本発明を適 用する対象などに応じて適宜設定すればよい。 さらに、 これらの機械的ェネル ギ源に機械的エネルギを入力する手段としては、 手巻き、 回転錘、 位置エネル ギ、 気圧変化、 風力、 波力、 水力、 温度差等でもよい。
また、ゼンマイなどの機械的エネルギ源からの機械的エネルギを発電機に伝 達する機械エネルギー伝達手段としては、 前記実施形態のような輪列 7 (歯車 ) に限らず、 摩擦車、 ベルト (夕イ ミングベルト等) 及びプーリ、 チェ一ン及 びスプロケッ トホイ一ル、 ラック及びピニオン、 カムなどを利用したものでも よく、本発明を適用する電子制御式時計の種類などに応じて適宜設定すればよ い。
さらに、 発電機としては、 口一夕を回転させて電磁変換により発電する発電 機に限らず、 圧電素子 (ピエゾ素子) に応力を加えて発電するピエゾ発電機等 の他の形式の発電機を用いてもよい。
また、 時刻表示装置としては、 指針 1 3に限らず、 円板、 円環状や円弧形状 のものを用いてもよい。 さらに、 液晶パネル等を用いたデジタル表示式の時刻 表示装置を用いてもよい。 産業上の利用可能性
以上に述べたように、 本発明の電子制御式時計、 電子制御式時計の電力供給 制御方法、 電子制御式時計の時刻修正方法によれば、 時刻修正操作後の時刻指 示の誤差を小さくすることができる。
また、 第 1の発明の電子制御式時計および電力供給制御方法によれば、 電源 スィ ッチやクロック入力規制手段を設けたことで時刻修正操作(針合わせ操作 ) 時の消費電力を低減でき、 かつ発振回路は時刻修正操作時にも作動させ続け ているため、時刻修正操作からの復帰時の時刻指示の誤差を無くすことができ る
さらに、 第 2の発明の電子制御式時計および時刻修正方法によれば、 コンデ ンサの容量ゃゼンマイなどの機械的エネルギ源のサイズを大きくする必要が ないため、 電子制御式時計を小型化できてコス トも低減できるとともに、 時刻 修正操作 (針合わせ操作) に時間が掛かった場合でも、 発振回路の発振開始ま での時間を短くでき、 さらに指示誤差補正装置で指示誤差を補正できるため、 時刻修正操作後の指針の指示誤差を最小限に小さくすることができる。
その上、 第 3の発明の電子制御式時計および電力供給制御方法によれば、 発 電機が作動し始めた際に回転制御装置を迅速に駆動させて時間制御の誤差を 小さくすることができる。 さらに、 充電制御回路としてダイォ一ドゃ抵抗等の 受動素子を用いれば、 コンパレ一夕等の能動素子を用いた場合に比べて、 消費 電力を軽減でき、 発電機の能力を小さくできる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 電源と、 この電源で駆動されるアナログ回路部と、 アナログ回路部の 一部に設けられたロジック回路用電源回路と、 このロジック回路用電源回路の 出力によって駆動される口ジック回路部と、前記ロジック回路用電源回路の出 力によって駆動される発振回路とを備える電子制御式時計において、
前記電子制御式時計の時刻修正操作時に、前記電源からロジック回路用電源 回路以外のアナログ回路部への電気工ネルギの供給を遮断する電源スィ ツチ と、発振回路からロジック回路部へのクロック入力を遮断するクロック入力規 制手段とを備えることを特徴とする電子制御式時計。
2 . 請求項 1に記載の電子制御式時計において、
前記ロジック回路用電源回路は定電圧回路で構成されていることを特徴と する電子制御式時計。
3 . 請求項 1 または請求項 2に記載の電子制御式時計において、
前記時刻修正操作時に、前記ロジック回路部の内部状態を初期化する口ジッ ク回路初期化手段を備えることを特徴とする電子制御式時計。
4 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載の電子制御式時計において、
少なく とも通常状態および時刻修正操作状態の 2段階の状態を設定可能な 外部操作部材と、
この外部操作部材の状態を検出する外部操作部材検出回路とを備え、 前記外部操作部材検出回路は、
第 1および第 2のインバ一夕と、
第 1のイ ンバ一夕の出力側と第 2のイ ンバ一夕の入力側とを連結する第 1 の信号ラインと、
第 2のイ ンバー夕の出力側と第 1のィ ンバ一夕の入力側とを連結する第 2 の信号ラインと、
外部操作部材が時刻修正操作状態にある時には信号入力ライ ンと前記第 1 および第 2の信号ラインの一方とを接続し、時刻修正操作以外の状態にある時 には信号入力ライ ンと前記第 1および第 2の信号ライ ンの他方とを接続する 切替スィ ツチと、
を備えることを特徴とする電子制御式時計。
5 . 請求項 1 ~ 4のいずれかに記載の電子制御式時計において、
前記電子制御式時計は、
機械的エネルギ源と、
前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して電気的エネ ルギを供給する発電機と、 .
前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回 転制御装置と、
を備える電子制御式機械時計であることを特徴とする電子制御式時計。
6 . 電源と、 この電源で駆動されるアナログ回路部と、 アナログ回路部の 一部に設けられたロジック回路用電源回路と、 このロジック回路用電源回路の 出力によって駆動されるロジック回路部と、前記ロジック回路用電源回路の出 力によって駆動される発振回路とを備える電子制御式時計の電力供給制御方 法であって、
前記電子制御式時計の時刻修正操作時に、前記電源からロジック回路用電源 回路以外のアナログ回路部への電気工ネルギの供給を遮断し、 かつ、 発振回路 からロジック回路部へのクロック入力を遮断することを特徴とする電子制御 式時計の電力供給制御方法。
7 . 請求項 6に記載の電子制御式時計の電力供給制御方法において、 前記電子制御式時計の時刻修正操作時に、前記ロジック回路部の内部状態を 初期化することを特徴とする電子制御式時計の電力供給制御方法。
8 . 機械的エネルギ源と、 この機械的エネルギ源により駆動されることに より電気的エネルギを出力する発電機と、 当該発電機から出力された電気的ェ ネルギを蓄える蓄電装置と、 この蓄電装置から供給された電気的エネルギによ り駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子 制御式時計であって、
時刻修正操作に基づいて前記発電機の作動が停止している際に、前記蓄電装 置から前記回転制御装置への電気的エネルギの供給を遮断する電力供給制御 装置と、
前記発電機が作動して電力供給制御装置によって蓄電装置から回転制御装 置への電気的エネルギの供給が再開された際に、 回転制御装置が正常動作する までの時刻指示の誤差を補正する指示誤差補正装置と、
を備えていることを特徴とする電子制御式時計。
9 . 請求項 8に記載の電子制御式時計において、
前記指示誤差補正装置は、 予め設定された値分の定量補正を行うように構成 されていることを特徴とする電子制御式時計。
10. 請求項 8に記載の電子制御式時計において、
前記指示誤差補正装置は、前記蓄電装置の電圧に応じて補正量を設定するよ うに構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
11. 請求項 8〜 1 0のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記指示誤差補正装置は、温度を検出して補正量を調整するように構成され ていることを特徴とする電子制御式時計。
12. 請求項 8に記載の電子制御式時計において、
前記指示誤差補正装置は、
温度センサと、
前記蓄電装置の電圧を測定する電圧検出器と、
前記温度センサおよび電圧検出器の検出値に基づいて補正量を設定する補 正量設定装置と、
を備えて構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
13. 請求項 8〜 1 2のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記電力供給制御装置は、 前記蓄電装置に直列に接続されるとともに、 前記 発電機が作動している際は接続され、発電機が停止している際には切断される スィ ツチを備えて構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
14. 請求項 1 3に記載の電子制御式時計において、
前記スィ ツチは機械式スィ ツチであることを特徴とする電子制御式時計。
15. 請求項 1 4に記載の電子制御式時計において、
前記スィ ツチは、 リユーズを引き出して時刻修正モードにしたときに切断さ れ、 リュ一ズを押し込んで定常状態にしたときに接続される機械式スィ ツチで あることを特徴とする電子制御式時計。
16. 請求項 8 〜 1 5のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記蓄電装置に並列に接続された第 2蓄電装置を備えていることを特徴と する電子制御式時計。
17. 機械的エネルギ源と、 この機械的エネルギ源により駆動されることに より電気的エネルギを出力する発電機と、 当該発電機から出力された電気的ェ ネルギを蓄える蓄電装置と、 この蓄電装置から供給された電気的エネルギによ り駆動されて前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを有する電子 制御式時計の時刻修正方法であって、
前記電子制御式時計の時刻修正をする際に、前記蓄電装置から前記回転制御 装置への電気的エネルギの供給を遮断し、
時刻修正操作の終了時に、 蓄電装置から回転制御装置への電気的エネルギの 供給を再開するとともに、 回転制御装置が正常動作するまでの時刻指示の誤差 を補正することを特徴とする電子制御式時計の時刻修正方法。
18. 請求項 1 7に記載の電子制御式時計の時刻修正方法において、 時刻修正操作の終了時に、 予め設定された値で指示誤差を定量補正すること を特徴とする電子制御式時計の時刻修正方法。
19. 請求項 1 7に記載の電子制御式時計の時刻修正方法において、 時刻修正操作の終了時に、蓄電装置の電圧に応じて設定される補正量で指示 誤差を補正することを特徴とする電子制御式時計の時刻修正方法。
20. 請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の電子制御式時計の時刻修正方法 において、
時刻修正操作の終了時に、 温度を検出し、 その温度に応じて前記補正量を調 整することを特徴とする電子制御式時計の時刻修正方法。
21. 機械的エネルギ源と、 この機械的エネルギ源により駆動されることに より電気的エネルギを出力する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動され て前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式時計 において、
前記発電機から供給される電気的エネルギを蓄えて前記回転制御装置を駆 動する主蓄電装置と、
この主蓄電装置に対して時刻修正操作に連動する機械式スィ ツチを介して 並列に接続される補助蓄電装置と、
前記主蓄電装置と補助蓄電装置との間に配置され、 かつ、 主蓄電装置と補助 蓄電装置への充電電流や、 主蓄電装置と補助蓄電装置間の電流の方向、 電流量 を調整する充電制御回路と、 を備えていることを特徴とする電子制御式時計。
22. 請求項 2 1に記載の電子制御式時計において、
前記充電制御回路は、前記機械式スィ ツチが接続されて前記主蓄電装置およ び補助蓄電装置が前記発電機からの電気的エネルギで充電される際に、前記補 助蓄電装置への充電電流を、 前記主蓄電装置への充電電流に比べて小さく し、 かつ、 前記主蓄電装置に比べて前記補助蓄電装置の電圧が高い場合には、 前記 補助蓄電装置から前記主蓄電装置への充電を許容するように構成されている ことを特徴とする電子制御式時計。
23. 請求項 2 2に記載の電子制御式時計において、
前記充電制御回路は、受動素子のみで構成されていることを特徴とする電子 制御式時計。
24. 請求項 2 1〜 2 3のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記主蓄電装置の静電容量は、補助蓄電装置の静電容量以下に設定されてい ることを特徴とする電子制御式機械時計
25. 請求項 2 1〜 2 4のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記機械式スィ ツチは、 時刻修正をする際には切断され、 時刻修正操作終了 時には接続されるように構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
26. 請求項 2 1〜 2 5のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記充電制御回路は、 抵抗と、 この抵抗に対して並列に接続されたダイォ一 ドとを備えて構成され、
前記ダイォードは、前記発電機から前記補助蓄電装置を充電する電流方向に 対しては逆方向となり、前記補助蓄電装置から前記主蓄電装置を充電する電流 方向に対しては順方向となるように接続されていることを特徴とする電子制 御式時計。
27. 請求項 2 1〜 2 5のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記充電制御回路は、前記発電機から前記補助蓄電装置を充電する電流方向 に対しては逆方向となり、前記補助蓄電装置から前記主蓄電装置を充電する電 流方向に対しては順方向となるように接続された逆リーク電流を有するダイ ォードのみで構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
28. 請求項 2 1〜 2 5のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記充電制御回路は、 抵抗と、 この抵抗に対して並列に接続された一方向素 子とを備えて構成され、
前記一方向素子は、前記発電機から前記補助蓄電装置を充電する方向の電流 は遮断し、前記補助蓄電装置から前記主蓄電装置を充電する方向の電流を流す ように接続されていることを特徴とする電子制御式時計。
29. 請求項 2 1〜 2 8のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記機械式スィ ツチが接続されて主蓄電装置から回転制御装置への電気的 エネルギの供給が再開された際に、 回転制御装置が正常動作するまでの時刻指 示の誤差を補正する指示誤差補正装置を備えていることを特徴とする電子制 御式時計。
30. 請求項 2 9に記載の電子制御式時計において、
前記指示誤差補正装置は、予め設定された値分の定量補正を行うように構成 されていることを特徴とする電子制御式時計。
31. 請求項 2 9に記載の電子制御式時計において、
前記指示誤差補正装置は、前記蓄電装置の電圧に応じて補正量を設定するよ うに構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
32. 請求項 2 9〜 3 1のいずれかに記載の電子制御式時計において、 前記指示誤差補正装置は、温度を検出して補正量を調整するように構成され ていることを特徴とする電子制御式時計。
33 . 請求項 2 9に記載の電子制御式時計において、
前記指示誤差補正装置は、
温度センサと、
前記蓄電装置の電圧を測定する電圧検出器と、
前記温度センサおよび電圧検出器の検出値に基づいて補正量を設定する補 正量設定装置と、
を備えて構成されていることを特徴とする電子制御式時計。
34. 機械的エネルギ源と、 この機械的エネルギ源により駆動されることに より電気的エネルギを出力する発電機と、前記電気的エネルギにより駆動され て前記発電機の回転周期を制御する回転制御装置とを備える電子制御式時計 の電力供給制御方法において、
前記発電機から供給される電気的エネルギを蓄えて前記回転制御装置を駆 動する主蓄電装置を設けるとともに、 この主蓄電装置に機械式スィ ツチを介し て補助蓄電装置を並列に接続し、
電子制御式時計の時刻修正をする際には前記機械式スィ ツチを切断し、 時刻修正操作終了時に前記機械式スィ ツチを接続した際に、補助蓄電装置の 電圧が主蓄電装置の電圧に比べて高い場合には、補助蓄電装置から主蓄電装置 に電流を流して充電し、補助蓄電装置の電圧が主蓄電装置の電圧以下の場合に は、 発電機から主蓄電装置に供給される充電電流を、 発電機から補助蓄電装置 に供給される充電電流よりも大きくすることを特徴とする電子制御式時計の 電力供給制御方法。
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