(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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時計において、
前記回転制御装置は、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を設定するブレーキ制御装置と、
針合わせ操作が終了して通常運針状態に戻した針合わせ操作終了直後の所定時間、前記ブレーキ制御装置が基準信号の１周期以上に渡ってブレーキを掛ける必要を検出した場合には、予め設定されたブレーキパターンの運針変動抑制制御に変更する運針変動抑制装置と、
を備えることを特徴とする時計。
【請求項２】
請求項１に記載の時計において、
前記ブレーキ制御装置は、前記回転検出信号および基準信号の一方がアップカウント信号として入力され、他方がダウンカウント信号として入力されるアップダウンカウンタを備え、このアップダウンカウンタの値が第１設定値以上の場合に前記発電機にブレーキを掛け、かつ第１設定値未満の場合に前記発電機のブレーキを解除するように構成され、
前記運針変動抑制装置は、アップダウンカウンタの値が第１設定値よりも大きな第２設定値以上になった際に作動されることを特徴とする時計。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかに記載の時計において、
前記ブレーキパターンは、ブレーキを掛ける時間とブレーキをオフする時間との割合が予め設定されたものであることを特徴とする時計。
【請求項４】
請求項３に記載の時計において、
前記ブレーキをオフする時間の割合は複数段階に設定され、前記運針変動抑制装置は発電機の回転周期に応じてブレーキオフ時間の割合を選択することを特徴とする時計。
【請求項５】
請求項２に記載の時計において、
前記回転制御装置は、前記アップダウンカウンタの値が第１設定値よりも小さい第３設定値以下になった際に、前記運針変動抑制装置による運針変動抑制制御を解除する第１解除装置を備えることを特徴とする時計。
【請求項６】
請求項２に記載の時計において、
前記回転制御装置は、前記アップダウンカウンタの値が第２設定値よりも大きな第４設定値以上になった際に、前記運針変動抑制装置による運針変動抑制制御を解除する第２解除装置を備えることを特徴とする時計。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の時計において、
前記回転制御装置は、前記針合わせ操作終了直後の所定時間経過した際に、前記運針変動抑制装置による運針変動抑制制御を解除し、かつその後の運針変動抑制制御への移行を禁止する第３解除装置を備えることを特徴とする時計。
【請求項８】
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時計の制御方法であって、
時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を設定するとともに、
針合わせ操作が終了して通常運針状態に戻した針合わせ操作終了直後の所定時間、前記ブレーキ制御装置が基準信号の１周期以上に渡ってブレーキを掛ける必要を検出した場合には、予め設定されたブレーキパターンの運針変動抑制制御に変更することを特徴とする時計の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の時計の制御方法において、
前記運針変動抑制制御は、ブレーキを掛ける時間とブレーキをオフする時間との割合が予め設定されたブレーキパターンでブレーキ制御を行うものであることを特徴とする時計の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時計およびその制御方法に関し、詳しくは、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とともに誘起電力を発生して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時計およびその制御方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
ゼンマイが開放する時の機械的エネルギを発電機で電気的エネルギに変換し、そ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イルに流れる電流値を制御することにより、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として、特開平８−５７５８号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
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路制御手段を駆動しているが、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常時入力されるため、ＩＣや水晶振動子を備える回路制御手段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、ＩＣ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が用いられていた。
【０００４】
この電子制御式機械時計は、ゼンマイを動力源として指針を駆動するためにモータが不要であり、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的エ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。
【０００５】
ところで、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、通常は竜頭を引き出して行う針合わせ（時刻合わせ）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。
【０００６】
このため、発電機から平滑用コンデンサへの起電力の入力が停止する一方で、ＩＣは駆動し続けるため、コンデンサに蓄えられた電荷はＩＣ側に放電されて端子電圧が低下し、その結果、回路制御手段も停止していた。
【０００７】
従って、針合わせを終えて竜頭を押し込み、発電機を駆動させても、コンデンサの端子電圧がＩＣの駆動開始電圧（ＩＣを駆動可能な電圧）となるまで充電するのに時間がかかっていた。特に、発電機のロータには慣性円板が設けられているため、発電機の立上り時に、ロータは徐々にスピードを上げて回転する。このため、ロータが回転し始めるときに大きなトルクが必要となり、回転数が高まるまでに時間がかかり、結果として発電機の立上り当初は発電機から出力される電力量が小さくなり、コンデンサの端子電圧がＩＣの駆動開始電圧となるまで充電するのに時間がかかっていた。このため、発電機の駆動開始からＩＣが動作するまでに時間がかかり、その間は正確な時間制御を行えないという問題があった。
【０００８】
このため、本出願人は、特開平１１−１４７６８号公報に記載されたように、前記輪列の歯車に駆動レバーを当接させ、針合わせ終了時の竜頭の押し込み動作に応じて前記駆動レバーを歯車から離し、その際の摩擦力で歯車に機械的回転力を加えてロータを回転させることで、ロータの回転スピードを立ち上がり時から大きくして発電量を迅速に大きくし、充電するまでの時間を短縮する方法を発明した。これにより、従来、発電機の駆動開始からＩＣが動作するまで約１５秒程度掛かっていたのを、約１．５秒と約１／１０に短縮することができた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発電機の回転制御は、水晶振動子からの基準信号と、発電機の回転検出信号とを比較し、その差分に応じてブレーキ量を設定している。
【００１０】
そして、針合わせ直後のＩＣが作動する１．５秒程度までは、ＩＣが作動していないため、ブレーキ制御も無く、発電機はフリーラン状態となる。このため、特に駆動レバーを用いてロータを回転させた場合には、ロータの回転周期（回転速度）は基準信号周期よりも非常に速くなる。
【００１１】
従って、ＩＣが作動した時点では、発電機は、通常よりも高速度で回転していることが多い。このため、ＩＣの作動直後には、発電機を基準周期に戻すため、基準信号の１周期の間、ブレーキをかけ続ける制御（フルブレーキ制御）を行わなければならない。
【００１２】
この場合、針の運針はＩＣが作動するまでのフリーラン状態（速い移動）からフルブレーキ制御（遅い移動）に急激に変化し、使用者から見るとふらついて見えて故障と勘違いされてしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、針合わせ操作後の針運針の急激な変化を無くし、針運針のふらつきを無くすことができる時計およびその制御方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の時計は、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時計において、前記回転制御装置は、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を設定するブレーキ制御装置と、針合わせ操作が終了して通常運針状態に戻した針合わせ操作終了直後の所定時間、前記ブレーキ制御装置が基準信号の１周期以上に渡ってブレーキを掛ける必要を検出した場合には、予め設定されたブレーキパターンの運針変動抑制制御に変更する運針変動抑制装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
このような本発明においては、針合わせ操作後で発電機の回転周期が速い場合つまり基準周期の１周期以上に渡ってブレーキを掛ける必要があるが、１周期以内で必ずブレーキがオフされる時間を確保しているので、ブレーキをかけ続けるフルブレーキ制御を無くすことができる。このため、針の運針の急激な変化も無くなり、針のふらつきを低減することができる。この際、針の指示誤差を解消するまでの時間は、従来に比べて長くなるが、それでも、数秒から数十秒の間で誤差を解消できるため、実用上は問題はない。さらに、基準周期の１周期以上に渡ってブレーキを掛ける必要がある場合に、運針変動抑制制御を行っているので、それ以外の場合には通常の運針制御を行うことができ、誤差解消までの時間も短縮することができる。
【００１８】
この際、前記ブレーキ制御装置は、前記回転検出信号および基準信号の一方がアップカウント信号として入力され、他方がダウンカウント信号として入力されるアップダウンカウンタを備え、このアップダウンカウンタの値が第１設定値以上の場合に前記発電機にブレーキを掛け、かつ第１設定値未満の場合に前記発電機のブレーキを解除するように構成され、前記運針変動抑制装置は、アップダウンカウンタの値が第１設定値よりも大きな第２設定値以上になった際に作動されることが好ましい。
【００１９】
アップダウンカウンタを用いれば、回転検出信号および基準信号の計数と同時に各計数値の比較も行うことができるため、構成がより一層簡易になりかつ各計数値の差を簡単に求めることができる。さらに、第２設定値を適宜設定するだけで、運針変動抑制制御を解除する状態（タイミング）を容易に設定でき、各種時計に応じた調整や設定が可能になる。
【００２０】
また、前記ブレーキパターンは、ブレーキを掛ける時間とブレーキをオフする時間との割合が予め設定されたものであることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記ブレーキをオフする時間の割合は複数段階に設定され、前記運針変動抑制装置は発電機の回転周期に応じてブレーキオフ時間の割合を選択することが好ましい。
【００２２】
ブレーキをオフする時間を、例えば、１基準周期に対して７５％、５０％、２５％のように予め設定しておけば、実際の発電機の回転周期からブレーキオフ時間を算出する場合に比べて運針変動抑制装置の構成を簡易にできる。
【００２３】
さらに、ブレーキオフ時間は１段階（一定）にしてもよいが、複数段階に設定して発電機の回転周期に応じて選択すれば、基準周期に対する変位が大きい場合でもその変位分に応じてブレーキ時間を制御できるので、発電機の回転周期をより迅速に基準周期に近づけることができる。例えば、針合わせ操作を行う際に、ゼンマイをフル巻き状態にしている場合、途中まで巻き上げた場合、あるいは殆ど巻き上げられていない場合では、それぞれ発電機に加わるトルクの大きさが異なるため、フリーラン状態での発電機の回転周期も異なる。この場合に、発電機の回転周期に応じてブレーキオフ時間を選択すれば、ブレーキ量を制御できて発電機の回転周期を迅速に基準周期に近づけることができる。
【００２４】
なお、ブレーキオフ時間を回転周期に応じて連続的に変化するように設定すれば、より細かい調整を行うことができる。
【００３５】
さらに、前記各回転制御装置は、前記アップダウンカウンタの値が第１設定値よりも小さい第３設定値以下になった際に、前記運針変動抑制装置による運針変動抑制制御を解除する第１解除装置を備えるものでもよい。
【００３６】
このような第１解除装置を備えていれば、アップダウンカウンタの値が、第３設定値になってフルブレーキ制御を行う必要がなくなった場合、つまり発電機の回転数が基準周期に近づいて通常運針状態になった際に、運針変動抑制制御を解除して通常運針に自動的に戻すことができる。
【００３７】
また、前記回転制御装置は、前記アップダウンカウンタの値が第２設定値よりも大きな第４設定値以上になった際に、前記運針変動抑制装置による運針変動抑制制御を解除する第２解除装置を備えていてもよい。
【００３８】
このような第２解除装置を備えていれば、発電機の回転周期が低下せずに、アップダウンカウンタ値が第４設定値まで上昇した場合、つまり発電機の回転周期が非常に速くなってしまった場合に、運針変動抑制制御を解除してフルブレーキ制御を許可することで、迅速に基準周期に戻すことができる。
【００３９】
さらに、前記回転制御装置は、針合わせ後に所定時間経過した際に、前記運針変動抑制装置による運針変動抑制制御を解除し、かつその後の運針変動抑制制御への移行を禁止する第３解除装置を備えていてもよい。
【００４０】
針合わせ操作から所定時間が経過して通常の運針制御に移行して場合でも、外乱などによってアップダウンカウンタ値が第２設定値以上に一時的になってしまう場合がある。この際、前記第３解除装置を備えていれば、このような外乱によって第２設定値になった場合には、運針変動抑制制御に移行しないようにでき、外乱の影響を無くした正常な運針制御を続行することができる。
【００４１】
また、前記針合わせ操作終了後とは、針合わせ操作直後であってもよいし、針合わせ操作後ある程度、例えば数分〜数十分程度経過後でもよい。
【００４３】
また本発明の時計の制御方法は、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時計の制御方法であって、時間標準源からの信号に基づいて発せられる基準信号と、前記発電機の回転周期に対応した回転検出信号とを比較して前記発電機のブレーキ時間を設定するとともに、針合わせ操作が終了して通常運針状態に戻した針合わせ操作終了直後の所定時間、前記ブレーキ制御装置が基準信号の１周期以上に渡ってブレーキを掛ける必要を検出した場合には、予め設定されたブレーキパターンの運針変動抑制制御に変更することを特徴とする。
【００４４】
この際、前記運針変動抑制制御は、ブレーキを掛ける時間とブレーキをオフする時間との割合が予め設定されたブレーキパターンでブレーキ制御を行うものであることが好ましい。
【００４９】
ここで、前記発電機の回転周期が基準周期に近づいた際に、前記運針変動抑制制御を解除することが好ましい。
【００５０】
このようにすれば、発電機の回転数が基準周期に近づいて通常運針状態になった際に、運針変動抑制制御を解除して通常運針に自動的に戻すことができる。
【００５１】
また、前記発電機の回転周期が基準周期よりも所定時間短い場合には、前記運針変動抑制制御を解除することが好ましい。
【００５２】
このようにすれば、発電機の回転周期が短くて基準周期に近づかない場合に、運針変動抑制制御を解除してフルブレーキ制御を行うことができるので、発電機を迅速に基準周期に戻すことができる。
【００５３】
さらに、前記針合わせ操作後に所定時間経過した際に、前記運針変動抑制制御を解除し、かつその後の運針変動抑制制御への移行を禁止することが好ましい。
【００５４】
針合わせ操作から所定時間が経過して通常の運針制御に移行して場合でも、外乱などによって発電機の回転周期が、基準信号の１周期以上に渡ってブレーキや強ブレーキを掛けなければならない状態に一時的になってしまう場合がある。この際、針合わせ操作から所定時間経過後には、運針変動抑制制御に移行しないようにしておけば、このような外乱の影響を無くした正常な運針制御を続行することができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５６】
図１には、本発明の第１実施形態の電子制御式機械時計を示すブロック図が示されている。
【００５７】
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と、ゼンマイ１のトルクを発電機２に伝達するエネルギ伝達装置としての増速輪列３と、増速輪列３に連結されて時刻表示を行う指針４とを備えている。
【００５８】
発電機２は、増速輪列３を介してゼンマイ１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からなる整流回路５を通して昇圧、整流され、コンデンサ等で構成された電源回路６に充電供給される。
【００５９】
電源回路６は、発電機２からの電気的エネルギを一時的に蓄える主蓄電部（主コンデンサ）６Ａおよび補助蓄電部（補助コンデンサ）６Ｂと、これらを並列に接続するスイッチＲＹＺ１とを備えている。ここで、主蓄電部６Ａの静電容量は例えば０．２μＦであり、補助蓄電部６Ｂの静電容量は例えば１０μＦとなっている。
【００６０】
なお、本実施形態では、図２にも示すように、整流回路５を含むブレーキ回路２０を発電機２に設けている。このブレーキ回路２０は、発電機２で発電された交流信号（交流電流）が入力される第１の交流入力端子ＭＧ１に接続された第１のスイッチ２１と、前記交流信号が入力される第２の交流入力端子ＭＧ２に接続された第２のスイッチ２２とを有し、これらのスイッチ２１，２２を同時にオンすることにより、第１、第２の交流入力端子ＭＧ１，ＭＧ２を短絡させて閉ループ状態にし、ショートブレーキを掛けるようになっている。
【００６１】
第１のスイッチ２１は、第２の交流入力端子ＭＧ２にゲートが接続されたＰｃｈの第１の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）２６と、後述するチョッパ信号発生部８０からのチョッパ信号（チョッパパルス）ＣＨ５がゲートに入力される第２の電界効果型トランジスタ２７とが並列に接続されて構成されている。
【００６２】
また、第２のスイッチ２２は、第１の交流入力端子ＭＧ１にゲートが接続されたＰｃｈの第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）２８と、チョッパ信号発生部８０からのチョッパ信号ＣＨ５がゲートに入力される第４の電界効果型トランジスタ２９とが並列に接続されて構成されている。
【００６３】
そして、発電機２に接続された昇圧用のコンデンサ２３、ダイオード２４，２５、スイッチ２１，２２を備えて倍電圧整流回路５が構成されている。なお、ダイオード２４，２５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の起電圧が小さいため、ダイオード２４，２５としては降下電圧Ｖｆや逆リーク電流が小さいショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを用いることが好ましい。そして、この整流回路５で整流された直流信号は、電源回路６に充電される。
【００６４】
電源回路６は、整流回路５からの電流を、並列に接続された各蓄電部６Ａ，６Ｂに蓄積し、この充電された電力で発電機２の回転周期を制御する回転制御装置５０を駆動している。なお、スイッチＲＹＺ１は、針合わせ操作で発電機２が停止している際に切断され、針合わせ操作が終了して通常運針状態に戻ると接続されるように構成された機械式スイッチである。このため、針合わせ時には、補助蓄電部６Ｂは主蓄電部６Ａおよび回転制御装置５０から切り離され、補助蓄電部６Ｂに蓄積された電荷はそのまま保持される。従って、針合わせ操作からの復帰時にスイッチＲＹＺ１がオンされると、補助蓄電部６Ｂから主蓄電部６Ａに電流が流れて迅速に電圧が上昇するため、回転制御装置５０も迅速に駆動できる。
【００６５】
前記ブレーキ回路２０は、前述の電源回路６から供給される電力によって駆動される回転制御装置５０により制御されている。この回転制御装置５０は、図１に示すように、発振回路５１、検出回路５２、制御回路５３を備えて構成されている。
【００６６】
発振回路５１は、時間標準源である水晶振動子５１Ａを用いて発振信号（３２７６８Ｈｚ）を出力し、この発振信号は１５段のフリップフロップからなる分周回路５４によってある一定周期まで分周される。分周回路５４の１２段目の出力Ｑ１２は、８Ｈｚの基準信号ｆｓとして出力されている。
【００６７】
検出回路５２は、発電機２に接続された波形整形回路６１とモノマルチバイブレータ６２とで構成されている。波形整形回路６１は、アンプ、コンパレータで構成され、正弦波を矩形波に変換する。モノマルチバイブレータ６２は、ある周期以下のパルスだけを通過させるバンドパス・フィルターとして機能し、ノイズを除去した回転検出信号ＦＧ１を出力する。
【００６８】
制御回路５３は、ブレーキ制御装置であるアップダウンカウンタ６０と、同期回路７０と、チョッパ信号発生部８０とを備えている。
【００６９】
アップダウンカウンタ６０のアップカウント入力およびダウンカウント入力には、検出回路５２の回転検出信号ＦＧ１および分周回路５４からの基準信号ｆｓが同期回路７０を介してそれぞれ入力されている。
【００７０】
同期回路７０は、４つのフリップフロップ７１やＡＮＤゲート７２、ＮＡＮＤゲート７３からなり、分周回路５４の５段目の出力Ｑ５（１０２４Ｈｚ）や６段目の出力Ｑ６（５１２Ｈｚ）の信号を利用して、回転検出信号ＦＧ１を基準信号ｆｓ（８Ｈｚ）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。
【００７１】
アップダウンカウンタ６０は、４ビットのカウンタを備えて構成されている。アップダウンカウンタ６０のアップカウント入力には、前記回転検出信号ＦＧ１に基づく信号が同期回路７０から入力され、ダウンカウント入力には、前記基準信号ｆｓに基づく信号が同期回路７０から入力される。これにより、基準信号ｆｓおよび回転検出信号ＦＧ１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。
【００７２】
なお、このアップダウンカウンタ６０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〜Ｃ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タ６０の初期値（プリセット値）がカウンタ値７に設定されている。
【００７３】
また、アップダウンカウンタ６０のＬＯＡＤ入力端子には、電源回路６に接続されて電源回路６の電圧に応じてシステムリセット信号ＳＲを出力する初期化回路９０が接続されている。なお、本実施形態では、初期化回路９０は、電源回路６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。
【００７４】
アップダウンカウンタ６０は、ＬＯＡＤ入力がＬレベルになるまで、つまりシステムリセット信号ＳＲが解除されるまでは、アップダウン入力を受け付けないため、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値は「７」に維持される。
【００７５】
アップダウンカウンタ６０は、４ビットの出力ＱＡ〜ＱＤを有している。従って、４ビット目の出力ＱＤは、カウンタ値が７以下であればＬレベル信号を出力し、８以上であればＨレベル信号を出力することになる。この出力ＱＤは、チョッパ信号発生部８０に接続されている。
【００７６】
なお、出力ＱＡ〜ＱＤが入力されたＮＡＮＤゲート７４およびＯＲゲート７５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７３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タ値が「１５」になると、ＮＡＮＤゲート７４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７３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タ６０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、カウンタ値が「０」になると、ＯＲゲート７５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、カウンタ値が「１５」を越えて「０」になったり、「０」を越えて「１５」になったりしないように設定されている。
【００７７】
チョッパ信号発生部８０は、分周回路５４の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用して第１のチョッパ信号ＣＨ３を出力するＡＮＤゲート８２と、第２のチョッパ信号ＣＨ２を出力するＯＲゲート８３と、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＡ〜ＱＤを利用してブレーキ制御信号となるチョッパ信号ＣＨ１を出力するブレーキ制御信号生成回路８１と、チョッパ信号ＣＨ１，ＣＨ２が入力されるＡＮＤゲート８４と、ＡＮＤゲート８４の出力ＣＨ４および前記出力ＣＨ３が入力されるＮＯＲゲート８５とを備えている。
【００７８】
このチョッパ信号発生部８０のＮＯＲゲート８５からの出力ＣＨ５は、Ｐｃｈトランジスタ２７，２９のゲートに入力されている。従って、チョッパ出力ＣＨ５がＬレベルとなっている間は、トランジスタ２７，２９はオン状態に維持され、発電機２がショートされてブレーキが掛かる。
【００７９】
一方、出力ＣＨ５がＨレベルとなっている間は、トランジスタ２７，２９はオフ状態に維持され、発電機２にはブレーキが加わらない。従って、出力ＣＨ５からのチョッパ信号によって発電機２をチョッパリング制御することができる。
【００８０】
ここで、前記各チョッパ信号ＣＨ２，ＣＨ３のデューティ比は、そのチョッパ信号の１周期の間で発電機２にブレーキを掛けている時間の比率であり、本実施形態では各チョッパ信号ＣＨ２，ＣＨ３において１周期の間でＨレベルとなっている時間の比率である。
【００８１】
ブレーキ制御信号生成回路８１は、図３に示すように、運針変動抑制装置２００、第１解除装置３００、第２解除装置４００、第３解除装置５００を備えて構成されている。
【００８２】
運針変動抑制装置２００は、針合わせ操作後に前述のアップダウンカウンタ６０が基準信号ｆｓの一周期以上に渡って強いブレーキを掛けるように設定された際には、一周期以内で必ず弱いブレーキが掛けられる時間を含む運針変動抑制制御に変更するものである。
【００８３】
この運針変動抑制装置２００は、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＡ〜ＱＤを利用してカウンタ信号ＣＮ１を出力するＡＮＤゲート２０１と、このカウンタ信号ＣＮ１がクロック入力とされた第１フリップフロップ回路２０２と、当該第１フリップフロップ回路２０２の出力および後述する第２フリップフロップ回路３０４の出力が入力されるＡＮＤゲート２０４と、分周回路５４の出力Ｑ１１、Ｑ１２を利用して、基準信号ｆｓの一周期における弱ブレーキ時間の割合を設定するＮＡＮＤゲート２０５と、ＮＡＮＤゲート２０５の出力ＳＰ１、ＡＮＤゲート２０４の出力および出力ＱＤからの信号ＣＮ１０が入力される選択ゲート部２０６とを備えている。なお、ＡＮＤゲート２０１は、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が第２設定値である「９」となった場合に、Ｈレベルのカウンタ信号ＣＮ１が出力されようになっている。
【００８４】
ここで、図４に示すように、ＮＡＮＤゲート２０５からは、分周回路５４の出力Ｑ１１（１６Ｈｚ）、Ｑ１２（８Ｈｚ）によって、デューティ比３：１、つまり、Ｈレベル信号とＬレベル信号との比が３：１とされた８Ｈｚの信号ＳＰ１が出力されるようになっている。
【００８５】
選択ゲート部２０６は、ＡＮＤゲート２０４の出力およびＮＡＮＤゲート２０５の出力ＳＰ１が入力されるＡＮＤゲート２０７と、ＡＮＤゲート２０４の出力の反転信号およびアップダウンカウンタ６０の出力ＱＤからの信号ＣＮ１０が入力されるＡＮＤゲート２０８と、ＡＮＤゲート２０７およびＡＮＤゲート２０８の出力が入力されるＯＲゲート２０９とを備えている。このＯＲゲート２０９の出力ＣＨ１は、チョッパ信号発生部８０のＡＮＤゲート８４に入力されている。
【００８６】
第１解除装置３００は、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＡ〜ＱＤを利用してカウンタ信号ＣＮ５を出力するＡＮＤゲート３０１と、ＡＮＤゲート３０１のカウンタ信号ＣＮ５および第１フリップフロップ２０２の出力が入力されるＡＮＤゲート３０２と、ＡＮＤゲート３０２の出力が入力されるＯＲゲート３０３と、ＯＲゲート３０３の出力がクロック入力とされた第２フリップフロップ３０４とを備えている。なお、ＡＮＤゲート３０１は、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が第３設定値である「７」となった場合に、Ｈレベルのカウンタ信号ＣＮ５が出力されるようになっている。
【００８７】
第２解除装置４００は、アップダウンカウンタ６０の出力ＱＡ〜ＱＤを利用してカウンタ信号ＣＮ８を出力するＡＮＤゲート４０１と、ＡＮＤゲート４０１のカウンタ信号ＣＮ８が入力されるＯＲゲート３０３と、ＯＲゲート３０３の出力がクロック入力とされた第２フリップフロップ３０４とを備えている。なお、ＡＮＤゲート４０１は、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が第４設定値である「１０」となった場合に、Ｈレベルのカウンタ信号ＣＮ８が出力されるようになっている。
【００８８】
第３解除装置５００は、分周回路５４の出力Ｑ１５（１Ｈｚ）がクロック入力され、１０秒経過するとＨレベルのカウンタ信号ＣＮ９を出力するタイマーカウンタ５０１と、タイマーカウンタ５０１のカウンタ信号ＣＮ９が入力されるＯＲゲート３０３と、ＯＲゲート３０３の出力がクロック入力とされた第２フリップフロップ３０４とを備えている。
【００８９】
ここで、各フリップフロップ２０２、３０４、タイマーカウンタ５０１は、針合わせする度に出力されるシステムリセット信号ＳＲによって、リセットされるようになっている。
【００９０】
なお、選択ゲート部２０６は、運針変動抑制装置２００が作動されている場合（ＡＮＤゲート２０４からＨレベル信号が入力されている場合）には、出力ＳＰ１を選択して出力ＣＨ１とし、運針変動抑制装置２００が作動される前や各解除装置３００，４００，５００で運針変動抑制装置２００の作動が解除されている場合（ＡＮＤゲート２０４からＬレベル信号が入力されている場合）には、出力ＱＤからの信号ＣＮ１０を選択して出力ＣＨ１とするように構成されている。
【００９１】
なお、本発明において、強いブレーキおよび弱いブレーキとは、相対的なものであり、強いブレーキは弱いブレーキに比べてブレーキ力が強いことを意味する。各ブレーキにおける具体的なブレーキ力つまりはチョッパブレーキ信号のデューティ比や周波数は実施にあたって適宜設定すればよい。
【００９２】
次に、本実施形態における動作を図４および図５のタイミングチャートと、図６のフローチャートとを参照して説明する。
【００９３】
針合わせ後に竜頭を押すと、スイッチＲＹＺ１が接続（オン）される。その後、発電機２が作動し始めて、初期化回路９０からＬレベルのシステムリセット信号ＳＲがアップダウンカウンタ６０のＬＯＡＤ入力に入力される。すると、図４に示すように、回転検出信号ＦＧ１に基づくアップカウント信号と、基準信号ｆｓに基づくダウンカウント信号とがアップダウンカウンタ６０でカウントされる（ステップ１、以下ステップを「Ｓ」と略す）。これらの各信号は、同期回路７０によって同時にカウンタ６０に入力されないように設定されている。
【００９４】
システムリセット信号ＳＲは、フリップフロップ２０２、３０４およびタイマーカウンタ５０１にも入力され、当該フリップフロップ２０２、３０４およびタイマーカウンタ５０１が初期化される。タイマーカウンタ５０１では、初期化後の経過時間を分周回路５４の出力Ｑ１５（１Ｈｚ）をクロック入力として計測する。
【００９５】
そして、タイマーカウンタ５０１の出力Ｑにより、分周回路５４等の回転制御装置５０が作動し始めてから１０秒経過したかどうかが判定される（Ｓ２）。
【００９６】
ここで、１０秒経過していない場合には、ブレーキ制御信号生成回路８１は以下のように動作する。
【００９７】
まず、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が「９」であるかどうか（Ｓ３）、「１０」であるかどうか（Ｓ５）、「７」であるかどうか（Ｓ７）を判定する。なお、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値は、初期状態では「７」に設定されており、アップカウント信号が入力されると「８」、「９」と大きくなり、ダウンカウント信号が入力されると「６」、「５」と小さくなる。
【００９８】
カウンタ値が「９」の場合には、運針変動抑制装置２００が作動し、出力ＳＰ１が出力ＣＨ１として出力される（Ｓ４）。すなわち、カウンタ値が「９」になると、ＡＮＤゲート２０１からＨレベル信号が出力され、フリップフロップ２０２の出力ＱはＨレベル信号に変化する。この際、ＡＮＤゲート３０１、４０１およびタイマーカウンタ５０１の各信号ＣＮ５，ＣＮ８，ＣＮ９はＬレベル信号のままであるため、ＯＲゲート３０３からフリップフロップ３０４にＬレベル信号がクロック入力され、フリップフロップ３０４の反転出力からはＨレベル信号が出力されたままである。これにより、ＡＮＤゲート２０４から出力される信号がＨレベルとなり、信号ＳＰ１がブレーキ制御信号ＣＨ１として出力される（Ｓ４）。なお、この信号ＳＰ１は、各解除装置３００，４００，５００によって解除されない限り、出力され続け、この信号ＳＰ１によってブレーキ制御が行われる（Ｓ１１）。
【００９９】
カウンタ値が「９」でない場合には、「１０」であるか否かを判定する（Ｓ５）。カウンタ値が「１０」の場合には、第２解除装置４００が作動して運針変動抑制制御が解除される（Ｓ６）。すなわち、ＡＮＤゲート４０１からの出力ＣＮ８がＨレベルとなり、フリップフロップ３０４からの出力がＬレベル信号となるため、選択ゲート部２０６では信号ＳＰ１をキャンセルして運針変動抑制制御を解除し（Ｓ６）、出力ＱＤからの信号ＣＮ１０をブレーキ制御信号ＣＨ１として出力してブレーキ制御を行う（Ｓ１１）。なお、カウンタ値が「１０」の場合には、信号ＣＮ１０はＨレベル信号であるため、後述するように強ブレーキ制御が行われる。
【０１００】
カウンタ値が「９」でも「１０」でない場合には、「７」であるか否かを判定する（Ｓ７）。カウンタ値が「７」であり、運針変動抑制装置２００が作動している場合には（Ｓ８）、第１解除装置３００が作動して運針変動抑制制御が解除される（Ｓ９）。すなわち、ＡＮＤゲート３０１からの出力ＣＮ５がＨレベルとなり、フリップフロップ３０４からの出力がＬレベル信号となるため、選択ゲート部２０６では信号ＳＰ１をキャンセルして運針変動抑制制御を解除し（Ｓ９）、出力ＱＤからの信号ＣＮ１０をブレーキ制御信号ＣＨ１として出力してブレーキ制御を行う（Ｓ１１）。なお、カウンタ値が「７」の場合には、信号ＣＮ１０はＬレベル信号であるため、後述するように弱ブレーキ制御が行われる。
【０１０１】
さらに、カウンタ値が「９」、「１０」、「７」のいずれでも無い場合や、「７」であっても運針変動抑制装置２００が作動していない場合には、現状の制御がそのまま維持される。すなわち、運針変動抑制装置２００が作動していれば、信号ＳＰ１をブレーキ制御信号ＣＨ１として出力し、運針変動抑制装置２００が作動していなければ、信号ＣＮ１０をブレーキ制御信号ＣＨ１として出力する。
【０１０２】
一方、針合わせ操作後、１０秒経過した際には（Ｓ２）、第３解除装置５００が作動して運針変動抑制制御が解除される（Ｓ１０）。すなわち、タイマーカウンタ５０１の出力信号ＣＮ９がＨレベル信号となり、フリップフロップ３０４からの出力がＬレベル信号となるため、選択ゲート部２０６では信号ＳＰ１をキャンセルして運針変動抑制制御を解除し（Ｓ１０）、出力ＱＤからの信号ＣＮ１０をブレーキ制御信号ＣＨ１として出力してブレーキ制御を行う（Ｓ１１）。
【０１０３】
なお、１０秒経過後は、カウンタ値が「９」になっても運針変動抑制制御が作動しないようにされている。
【０１０４】
前記ブレーキ回路２０では、ブレーキ制御信号ＣＨ１によってブレーキ制御が行われる（Ｓ１１）。
【０１０５】
具体的には、ブレーキ制御信号ＣＨ１からＬレベル信号が出力されている場合には、出力ＣＨ４もＬレベル信号となる。このため、ＮＯＲゲート８５からの出力ＣＨ５は、出力ＣＨ３が反転したチョッパ信号、つまりＨレベル期間（ブレーキオフ期間）が１５／１６と長く、Ｌレベル期間（ブレーキオン期間）が１／１６と短い、つまり弱ブレーキ制御を行うデューティ比（スイッチ２１，２２をオンしている比率）の小さな（１／１６）チョッパ信号となる。従って、発電機２に対しては、発電電力を優先した弱いブレーキ制御が行われる。
【０１０６】
一方、ブレーキ制御信号ＣＨ１からＨレベル信号が出力されている場合には、ＡＮＤゲート８４からはチョッパ信号ＣＨ２がそのまま出力され、出力ＣＨ４はチョッパ信号ＣＨ２と同一になる。このため、ＮＯＲゲート８５からの出力ＣＨ５は、出力ＣＨ２を反転したチョッパ信号、つまりＨレベル期間（ブレーキオフ期間）が１／１６と短く、Ｌレベル期間（ブレーキオン期間）が１５／１６と短い、つまり強ブレーキ制御を行うデューティ比の大きな（１５／１６）チョッパ信号となる。従って、チョッパ信号ＣＨ５は、発電機２に対してショートブレーキを掛けるＬレベル信号のトータル時間が長くなり、発電機２に対しては強いブレーキ制御が行われるが、一定周期でＨレベル信号となってショートブレーキがオフされるためにチョッパリング制御が行われ、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。
【０１０７】
従って、図４に示すように、運針変動抑制装置２００が作動していない場合には、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が「８」以上つまり出力ＱＤがＨレベル信号になると強ブレーキ制御が行われ、「７」以下つまり出力ＱＤがＬレベル信号になると弱ブレーキ制御が行われる。そして、このようなブレーキ制御を繰り返すことで、発電機２が設定された回転スピード近くになると、アップカウンタ信号と、ダウンカウンタ信号とが交互に入力されて、カウンタ値が「８」と「７」とを繰り返すロック状態に移行する。この際も、カウンタ値および回転周期に応じて強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御とが繰り返される。
【０１０８】
一方、運針変動抑制装置２００が作動していれば、信号ＳＰ１がブレーキ制御信号ＣＨ１となるため、たとえカウンタ値が「８」以上つまり出力ＱＤがＨレベル信号であり、通常であれば強ブレーキ制御をし続ける状態であっても、一定間隔で弱ブレーキ制御を行う運針変動抑制制御が行われる。
【０１０９】
なお、時計を長期間利用することで、ゼンマイ１がほどけてそのトルクが小さくなり、ダウンカウンタ値が多く入力されてカウンタ値が「６」以下の小さな値になった場合には、ゼンマイ１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を再度巻き上げるように促してもよい。
【０１１０】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
【０１１１】
(1) 回転制御装置５０のブレーキ制御信号生成回路８１内に運針変動抑制装置２００を設け、針合わせ操作後で、カウンタ値が「９」となり、発電機２の回転周期が速くなった場合、つまり１周期以上に渡って強いブレーキを掛ける必要がある場合でも、１周期以内で必ず弱いブレーキが掛けられる時間を確保しているので、強いブレーキをかけ続ける制御を無くすことができる。このため、針の運針の急激な変化も無くなり、針のふらつきを低減することができる。
【０１１２】
なお、針の指示誤差を解消するまでの時間は、従来に比べて長くなるが、それでも、数秒から数十秒の間で誤差を解消できるため、実用上は問題はない。さらに、カウンタ値が「９」になった場合のみに運針変動抑制制御を行っているので、それ以外の場合には通常の運針制御を行うことができ、誤差解消までの時間も短縮することができる。
【０１１３】
(2) 運針変動抑制制御時に発電機２の１周期における弱ブレーキを掛ける時間の割合は、分周回路５４の出力Ｑ１１、Ｑ１２を利用して出力される信号ＳＰ１によって予め設定しているので、実際の発電機２の回転周期から弱ブレーキ時間を算出する場合に比べて運針変動抑制装置２００の構成を簡易にできる。
【０１１４】
(3) 回転制御装置５０に、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が「８」よりも小さい「７」になった際に、運針変動抑制装置２００による運針変動抑制制御を解除する第１解除装置３００を備えたので、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が、「７」になったことで強ブレーキ制御を行う必要がない、つまり、発電機２の回転数が基準周期に近づいて通常運針状態になった際に、運針変動抑制制御を解除して通常運針に自動的に戻すことができる。このため、強ブレーキを掛ける必要がない状態にも関わらず、運針変動抑制制御によって強ブレーキを掛けてしまうことがなく、精度の高い制御を行うことができる。
【０１１５】
(4) 回転制御装置５０に、アップダウンカウンタ６０のカウンタ値が「８」よりも大きな「１０」になった際に、運針変動抑制制御を解除する第２解除装置４００を備えたので、発電機２の回転周期が低下せずに、アップダウンカウンタ値が「１０」まで上昇した場合、つまり発電機２の回転周期が非常に速くなってしまった場合に、運針変動抑制制御を解除して強ブレーキ制御を続行するフルブレーキ制御を許可することで、迅速に基準周期に戻すことができる。
【０１１６】
(5) 回転制御装置５０に、針合わせ後に所定時間経過した際に、運針変動抑制制御を解除する第３解除装置５００を備えたので、針合わせ操作から所定時間が経過して通常の運針制御に移行した場合でも、外乱などによってアップダウンカウンタ値が「９」以上に一時的になってしまう場合がある。この際、第３解除装置５００を備えることで、このような外乱によって、カウンタ値が「９」になった場合には、運針変動抑制制御に移行しないようにでき、外乱の影響を無くした正常な運針制御を続行することができる。
【０１１７】
(6) 強ブレーキ制御時にはデューティ比の大きなチョッパ信号を用いて制御しているので、充電電圧の低下を抑えながら制動トルクを大きくすることができ、システムの安定性を維持しながら、効率的なブレーキ制御を行うことができる。これにより、電子制御式機械時計の持続時間も長くすることができる。
【０１１８】
(7) さらに、弱ブレーキ制御時にも、デューティ比の小さなチョッパ信号によりチョッパ制御しているので、弱いブレーキを印加している間の充電電圧をより向上することができる。
【０１１９】
(8) 通常制御時において、強ブレーキ制御と弱ブレーキ制御との切替は、カウンタ値が「７」以下であるか「８」以上であるかのみで設定されるため、回転制御装置５０をシンプルな構成にでき、部品コストや製造コストを低減でき、電子制御式機械時計を安価に提供できる。
【０１２０】
(9) 発電機２の回転速度に応じて、アップカウンタ信号が入力されるタイミングが変化するため、カウンタ値が「８」である期間つまりブレーキを掛けている時間も自動的に調整することができる。このため、特にアップカウンタ信号とダウンカウント信号とが交互に入力されるロック状態では、応答性の速い安定した制御を行うことができる。
【０１２１】
(10)ブレーキ制御装置としてアップダウンカウンタ６０を用いたので、回転検出信号ＦＧ１および基準信号ｆｓの計数と同時に各計数値の比較も行うことができるため、構成がより一層簡易になりかつ各計数値の差を簡単に求めることができる。
【０１２２】
(11)４ビットのアップダウンカウンタ６０を用いているので、１６個のカウント値をカウントすることができる。このため、アップカウンタ信号が続けて入力された場合などに、その入力値を累積してカウントすることができ、設定された範囲つまりアップカウンタ信号やダウンカウンタ信号が連続して入力されてカウンタ値が「１５」や「０」になるまでの範囲では、その累積誤差を補正することができる。このため、仮に発電機２の回転速度が基準速度から大きく外れても、ロック状態になるまでは時間が掛かるが、その累積誤差を確実に補正して発電機２の回転速度を基準速度に戻すことができ、長期的には正確な運針を維持することができる。
【０１２３】
(12)初期化回路９０を設けて、発電機２の起動時の電源回路６が所定の電圧に充電されるまではブレーキ制御を行わなず、発電機２にブレーキが掛からないようにしているので、電源回路６への充電を優先させることができ、電源回路６によって駆動される回転制御装置５０を迅速にかつ安定して駆動することができ、その後の回転制御の安定性も高めることができる。
【０１２４】
(13)ブレーキ制御信号生成回路８１は、各種の論理回路を用いて形成されているので、回路を小型化、省電力化することができる。
【０１２５】
次に本発明の第２実施形態について、図７を参照して説明する。なお、本実施形態において、前述の第１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。
【０１２６】
本第２実施形態は、前記第１実施形態の、運針変動抑制装置２００を作動した際に、ブレーキ制御信号ＣＨ１として出力される信号がＮＡＮＤゲート２０５の出力信号ＳＰ１だけだったものを、強ブレーキ時間と弱ブレーキ時間との割合を複数設定しておき、発電機２の回転周期に応じて選択でき、選択した信号をブレーキ制御信号として出力できるようにしたものである。なお。他の構成は前記第１実施形態と同一である。
【０１２７】
詳しくは、ブレーキ制御信号生成回路８１に、発電機２の回転周期を検出する回転周期検出回路６００と運針制御信号選択回路７００とを設ける。
【０１２８】
回転周期検出回路６００は、分周回路５４の出力Ｑ６（５１２Ｈｚ）がクロック入力とされ、ＡＮＤゲート７２の出力ＦＧ２がクリア入力とされた７段の分周回路６０１と、分周回路６０１の各出力Ｆ２〜Ｆ６が入力されるＡＮＤゲート６０２と、ＡＮＤゲート６０２の出力および出力Ｆ１が入力されるＡＮＤゲート６０４と、各出力Ｆ３〜Ｆ７が入力されるＯＲゲート６０５と、ＯＲゲート６０５の出力および各出力Ｆ１、Ｆ２が入力されるＮＯＲゲート６０６、６０７と、各ＡＮＤゲート６０４およびＮＯＲゲート６０６の各出力が入力されるＯＲゲート６０９とを備えている。なお、出力ＦＧ２は、回転検出信号ＦＧ１の立ち上がり信号とほぼ同期して、つまり、回転検出信号ＦＧ１の１周期に１回出力されるパルス信号とされている。
【０１２９】
さらに、回転周期検出回路６００は、ＮＯＲゲート６０７の出力がクロック入力とされ、出力ＦＧ２がクリア入力とされたフリップフロップ６１０と、このフリップフロップ６１０の出力Ｑや、ＯＲゲート６０９の出力がそれぞれデータ入力とされ、回転検出信号ＦＧ１がクロック入力とされたフリップフロップ６１２、６１３と、フリップフロップ６１２、６１３の各出力ＳＰ３、ＳＰ４が入力されるＮＯＲゲート６１５とを備えている。
【０１３０】
そして、このように構成された回転周期検出回路６００は、回転検出信号ＦＧ１の回転周期を検出し、各フリップフロップ６１２、６１３およびＮＯＲゲート６１５の出力ＳＰ２〜ＳＰ４でその検出した回転周期を出力できる。
【０１３１】
また、運針制御信号選択回路７００は、運針変動抑制装置２００に含まれ、分周回路５４の出力Ｑ１１、Ｑ１２が入力される各ＮＡＮＤゲート２０５およびＡＮＤゲート２１１と、ＮＯＲゲート６１５の出力ＳＰ２およびＮＡＮＤゲート２０５の出力が入力されるＡＮＤゲート２１２と、フリップフロップ６１２の出力ＳＰ３および分周回路５４の出力Ｑ１２が入力されるＡＮＤゲート２１３と、フリップフロップ６１３の出力ＳＰ４およびＡＮＤゲート２１１の出力が入力されるＡＮＤゲート２１４と、各ＡＮＤゲート２１２、２１３、２１４の出力が入力されるＯＲゲート２１５とを備えている。
【０１３２】
このようにすることで、運針変動抑制制御が作動した際に、発電機２の回転周期に応じて、１周期における強ブレーキ時間と弱ブレーキ時間との割合を選択することが可能となっており、この選択された信号ＳＰ１１がブレーキ制御信号ＣＨ１に出力されるようになっている。
【０１３３】
具体的には、本実施形態では、発電機２の回転周期が１２３ｍｓ未満の場合（基準信号周期よりも速い場合）は、ＳＰ２がＨレベル信号になるため、出力ＳＰ１１（ブレーキ制御信号ＣＨ１）には、ＮＡＮＤゲート２０５の出力がそのまま出力され、これにより、１周期での強ブレーキ制御の割合が７５％（弱ブレーキ制御の割合が２５％）とされたブレーキ制御が行われる。
【０１３４】
また、発電機２の回転周期が１２３〜１２７ｍｓの場合（ほぼ基準信号周期と同一）、ＳＰ３がＨレベル信号になるため、出力ＳＰ１１（ブレーキ制御信号ＣＨ１）には、出力Ｑ１２の信号がそのまま出力され、これにより、１周期での強ブレーキ制御の割合が５０％（弱ブレーキ制御の割合が５０％）とされたブレーキ制御が行われる。
【０１３５】
さらに、発電機２の回転周期が１２７ｍｓ以上の場合（基準信号周期よりも遅い場合）、ＳＰ４がＨレベル信号になるため、出力ＳＰ１１（ブレーキ制御信号ＣＨ１）には、ＡＮＤゲート２１１の出力がそのまま出力され、これにより、１周期での強ブレーキ制御の割合が２５％（弱ブレーキ制御の割合が７５％）とされたブレーキ制御が行われる。
【０１３６】
このような本実施形態でも、前記第１実施形態の(1) 〜(13)と同じ作用効果を奏することができるうえ、(14)弱ブレーキを掛ける時間を、３段階に設定して発電機２の回転周期に応じて選択するようにしたので、発電機２の回転周期をより迅速に基準周期に近づけることができる。その上、１基準周期に対して７５％、５０％、２５％のように予め設定したので、実際の発電機２の回転周期から弱ブレーキ時間を算出する場合に比べて運針変動抑制装置２００の構成を簡易にできる。なお、ブレーキオフ時間を回転周期に応じて連続的に変化するように設定すれば、より細かい調整を行うことができる。
【０１３７】
なお、本発明は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。
【０１３８】
例えば、チョッパ信号発生部８０におけるチョッパ信号のデューティ比は、前記実施形態のように、１／１６や１５／１６に限らず、例えば、１４／１６等の他の値でもよい。さらには、チョッパ信号のデューティ比を２８／３２、３１／３２等にし、デューティ比の変化を１６段階ではなく、３２段階などにしてもよい。この際、強いブレーキ制御時に用いられるチョッパ信号としては、デューティ比が０．７５〜０．９７程度の範囲にあることが好ましく、この中で０．７５〜０．８９程度の範囲にすれば、充電電圧をより一層向上でき、０．９０〜０．９７と高い範囲にすれば、ブレーキ力をより一層高めることができる。
【０１３９】
また、各実施形態において、弱いブレーキ制御時に用いられるチョッパ信号は、例えばデューティ比が１／１６〜１／３２程度の低い範囲にすればよい。要するに、各チョッパ信号のデューティ比や周波数は、実施にあたって適宜設定すればよい。この際、例えば、周波数を、５００〜１１００Ｈｚと高い範囲の周波数にすれば、充電電圧をより一層向上できる。一方で、２５〜５０Ｈｚと低い範囲の周波数にすれば、ブレーキ力をより一層高めることができる。このため、各チョッパ信号を、デューティ比とともに周波数も変えることで、より充電電圧やブレーキ力を高めることができる。
【０１４０】
さらに、解除装置としては、前記第１〜３解除装置３００，４００，５００のすべてを備えていなくてもよい。例えば、通常であれば、針合わせ操作後、１０秒程度経過すれば、発電機２の回転周期は基準周期に同期する程度に収束されるので、第３解除装置５００はなくてもよい。また、第２解除装置４００が無い場合でも、発電機２の回転周期が短くなった際に、基準周期に戻るのが遅くなるが、これらの誤差は回転制御装置５０で補正できるため、実用上問題はない。また、第３解除装置５００があれば、第１解除装置３００は特に設けなくてもよい。また、要するに、３つの解除装置は必ずしも必要ではなく、実施に当たって適宜選択すればよい。
【０１４１】
さらに、運針変動抑制装置２００自体に、作動後所定時間で動作を停止する機構が設けられていれば、各解除装置を設けなくてもよい。
【０１４２】
また、運針変動抑制制御が作動するカウンタ値としては、「９」に限らず、例えば、「１０」でもよいし、「１１」でもよく、この値は、実施に当たって適宜設定すればよい。
【０１４３】
さらに、解除装置３００、４００が作動するカウンタ値としては、「７」、「１０」に限らず、例えば、「６」や「９」でもよく、この値は、実施に当たって適宜設定すればよい。
【０１４４】
また、前記第２実施形態では、運針変動抑制制御用に強ブレーキ時間と弱ブレーキ時間の割合が異なる３種類のブレーキ制御信号を用いていたが、２種類のブレーキ制御信号を用いてもよいし、４種類以上のブレーキ制御信号を用いてもよい。
【０１４５】
また、前記実施形態では、チョッパ信号を用いて発電機２のブレーキ力を制御していたが、チョッパ信号を用いずにブレーキを制御してもよい。例えば、図８に示すように、ブレーキ制御信号生成回路８１からのブレーキ制御信号ＣＨ１をインバータ８６を通して反転してブレーキ信号ＣＨ５１とすることで、ブレーキ制御信号ＣＨ１がＨレベルの場合には、ブレーキをかけ続け、Ｌレベルの場合には、ブレーキをオフしてブレーキ制御してもよい。なお、図２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。
【０１４６】
また、前記各実施形態では、２種類のチョッパ信号を用いて強ブレーキ制御および弱ブレーキ制御を行っていたが、図９に示すように、ＡＮＤゲート８２を無くし、かつ出力ＣＨ４をインバータ８６を通して反転してブレーキ信号ＣＨ５２とすることで、チョッパ信号を用いた強ブレーキ制御と、完全にブレーキをオフするブレーキオフ制御とで調速してもよい。なお、図２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。
【０１４７】
さらに、ブレーキ制御装置として４ビットのアップダウンカウンタ６０を用いていたが、３ビット以下のアップダウンカウンタを用いてもよいし、５ビット以上のアップダウンカウンタを用いても良い。ビット数が大きなアップダウンカウンタを用いれば、カウントできる値が増えるため、累積誤差を記憶できる範囲が大きくでき、特に発電機２の起動直後等の非ロック状態での制御が有利になる。一方で、ビット数の小さなカウンタを用いれば、累積誤差を記憶できる範囲が小さくなるが、特にロック状態になればアップおよびダウンを繰り返すことになるため、１ビットのカウンタでも対応できるとともに、コストを低減できる利点がある。
【０１４８】
また、ブレーキ制御装置としては、アップダウンカウンタに限らず、基準信号ｆｓ用および回転検出信号ＦＧ１用にそれぞれ設けた第１および第２の計数手段と、各計数手段の計数値を比較する比較回路とで構成されたものでもよい。ただし、アップダウンカウンタ６０を用いたほうが回路構成が簡易になるという利点がある。
【０１４９】
さらに、ブレーキ制御装置としては、発電機２の発電電圧や回転周期（速度）等を検出し、その検出値に基づいてブレーキを制御するものでもよく、その具体的構成は実施にあたって適宜設定すればよい。
【０１５０】
また、運針変動抑制装置２００としては、図１０に示すように、ＡＮＤゲート２０１，２０４と、第１フリップフロップ回路２０２とを無くして、ＮＡＮＤゲート２０５および選択ゲート部２０６により構成されるものを用いてもよい。この運針変動抑制装置２００では、針合わせ操作後にシステムリセット信号ＳＲが入力されると、直ちに運針抑制制御に移行して出力ＳＰ１が出力ＣＨ１として出力される。そして、各解除装置３００，４００，５００で解除されるまで、運針変動抑制制御が続行される。針合わせ後は、通常、発電機２０の回転速度も速い状態であり、また、各解除装置３００，４００，５００が設けられているため、針合わせ後に直ちに運針変動抑制制御に移行しても適切なブレーキ制御を行うことができる。
【０１５１】
さらに、整流回路５、ブレーキ回路２０、制御回路５３、チョッパ信号発生部８０等の具体的な構成は前記各実施形態に限らず、電子制御式機械時計の発電機２をチョッパ制御等でブレーキ制御できるものであればよい。特に、整流回路５としては、チョッパ昇圧を利用した前記実施形態の構成に限らず、例えば複数のコンデンサを設け、その接続を切り換えることで昇圧する昇圧回路等を組み込んで構成してもよく、発電機２や整流回路を組み込む電子制御式機械時計の種類等に応じて適宜設定すればよい。
【０１５２】
また、発電機２の両端を閉ループとするスイッチとしては、前記実施形態のスイッチ２１，２２に限らない。例えば、トランジスタに抵抗素子を接続し、チョッパ信号によって各トランジスタをオンして発電機２の両端を閉ループとした際に、その経路に抵抗素子を配置してもよい。要するに、スイッチは、発電機２の両端を閉ループとすることが可能なものであればよい。
【０１５３】
さらに、本発明は、前記実施形態のような電子制御式機械時計に適用するものに限らず、置き時計、クロック等の各種時計、携帯型時計、携帯型の血圧計、携帯電話機、ページャ、万歩計、電卓、携帯型パーソナルコンピュータ、電子手帳、携帯ラジオ、オルゴール、メトロノーム、電気かみそり等にも適用することができる。
【０１５４】
また、機械的エネルギ源も、ゼンマイに限らず、ゴム、スプリング、重錘等でもよく、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。
【０１５５】
さらに、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エネルギ伝達装置としては、前記各実施形態のような輪列（歯車）に限らず、摩擦車、ベルト及びプーリ、チェーン及びスプロケットホイール、ラック及びピニオン、カムなどを利用したものでもよく、本発明を適用する時計の種類などに応じて適宜設定すればよい。
【０１５６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の時計およびその制御方法によれば、針合わせ操作後の針運針の急激な変化を無くし、針運針のふらつきを無くすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における電子制御式機械時計の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の電子制御式機械時計の構成を示す回路図である。
【図３】第１実施形態のブレーキ制御信号生成回路の構成を示す回路図である。
【図４】第１実施形態のアップダウンカウンタおよびチョッパ信号発生部におけるタイミングチャートである。
【図５】第１実施形態のチョッパ信号発生部におけるタイミングチャートである。
【図６】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態のブレーキ制御信号生成回路の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の変形例の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の他の変形例の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の他の変形例の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  ゼンマイ
２  発電機
３      増速輪列
４      指針
５      倍電圧整流回路
６      電源回路
６Ａ    主蓄電部
６Ｂ    補助蓄電部
２０      ブレーキ回路
５０      回転制御装置
５１      発振回路
５１Ａ    水晶振動子
５２      検出回路
５３      制御回路
５４      分周回路
６０      ブレーキ制御装置であるアップダウンカウンタ
８０      チョッパ信号発生部
８１      ブレーキ制御信号生成回路
９０      初期化回路
２００      運針変動抑制装置
２０６      選択ゲート部
３００      第１解除装置
４００      第２解除装置
５００      第３解除装置
５０１      タイマーカウンタ
６００      回転周期検出回路
７００      運針制御信号選択回路
ＣＨ１      ブレーキ制御信号
ｆｓ      基準信号
ＦＧ１      回転検出信号
【図１】
0003726577.tif 000002
【図２】
0003726577.tif 000003
【図３】
0003726577.tif 000004
【図４】
0003726577.tif 000005
【図５】
0003726577.tif 000006
【図６】
0003726577.tif 000007
【図７】
0003726577.tif 000008
【図８】
0003726577.tif 000009
【図９】
0003726577.tif 000010
【図１０】
0003726577.tif 000011