以下、図1〜図25を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した一実施形態について説明する。
この指針式の腕時計は、図1および図2に示す時計モジュール1を備えている。この時計モジュール1は、秒針2、分針3、時針4が文字板5の上方を運針して時刻を指示するものであり、腕時計ケースTK内に配置されるように構成されている。この場合、腕時計ケースTKの上部には、図示しないが、時計ガラスが取り付けられており、この腕時計ケースTKの下部には、裏蓋が取り付けられている。
時計モジュール1は、図2に示すように、上部ハウジング6と下部ハウジング7とを備え、これらの間に時計ムーブメント8が設けられた構成になっている。この場合、下側に位置する上部ハウジング6の上面には、ソーラーパネル9を介して文字板5が設けられている。また、上側に位置する下部ハウジング7の内面(図2では下面)には、回路基板10が設けられている。
時計ムーブメント8は、図2〜図4に示すように、秒針2を運針させる第1駆動系11と、分針3および時針4を運針させる第2駆動系12と、秒針2、分針3、時針4の運針位置を検出すための検出部13とを備え、第1、第2駆動系11、12が地板14、輪列受15、中受16に取り付けられた状態で、上部ハウジング6と下部ハウジング7との間に配置されている。
第1駆動系11は、図2〜図4に示すように、第1ステッピングモータ17と、この第1ステッピングモータ17によって回転される五番車18と、この五番車18によって回転される四番車である秒針車20とを備え、この秒針車20の秒針軸20aに秒針2が取り付けられた構成になっている(図4参照)。この場合、第1ステッピングモータ17は、図2に示すように、コイルブロック17aと、ステ―タ17bと、ロータ17cとを備え、コイルブロック17aに磁界を発生させて、ロータ17cを180度の角度ずつステップ回転させるように構成されている。
五番車18は、図2および図3に示すように、第1ステッピングモータ17におけるロータ17cのロータカナ17dに噛み合って回転する。秒針車20は、五番車18のカナ18aに噛み合って回転する。この秒針車20の中心部には、秒針軸20aが設けられている。この秒針軸20aは、図2に示すように、上部ハウジング6、ソーラーパネル9、および文字板5の各貫通孔5aを通して上方に突出し、この突出した先端部に図4に示すように秒針2が取り付けられるように構成されている。また、この秒針車20には、図5および図7に示すように、後述する第1光透過孔部21が設けられている。
一方、第2駆動系12は、図2〜図5に示すように、第2ステッピングモータ22と、この第2ステッピングモータ22によって回転する中間車23と、この中間車23によって回転する三番車24と、この三番車24によって回転する二番車である分針車25と、この分針車25によって回転する日の裏車26と、この日の裏車26によって回転する筒車である時針車27とを備え、分針車25の分針軸25aに分針3が取り付けられていると共に、時針車27の時針軸27aに時針4が取り付けられた構成になっている。
この場合、第2ステッピングモータ22は、図2に示すように、コイルブロック22aと、ステ―タ22bと、ロータ22cとを備え、コイルブロック22aに磁界を発生させて、ロータ22cを180度ずつステップ回転させるように構成されている。中間車23は、図2および図3に示すように、第2ステッピングモータ22におけるロータ22cのロータカナ22dに噛み合って回転する。この中間車23には、図5に示すように、後述する第4光透過孔部30が設けられている。三番車24は、中間車23のカナ23aに噛み合って回転し、分針車25は、三番車24のカナ24aに噛み合って回転する。
この分針車25の中心部には、図2および図4に示すように、秒針車20の秒針軸20aが回転自在に挿入して上方に突出する円筒状の分針軸25aが設けられている。この分針軸25aは、図2に示すように、上部ハウジング6、ソーラーパネル9、および文字板5の各貫通孔5aを通して上方に突出し、この突出した先端部に図4に示すように分針3が取り付けられるように構成されている。これにより、分針車25は、秒針車20の上側に重なった状態で秒針車20と同一軸上に配置されている。また、この分針車25には、図5に示すように、後述する第2光透過孔部28が設けられている。
日の裏車26は、図2に示すように、分針車25のカナ25aに噛み合って回転する。時針車27は、日の裏車26のカナ26aに噛み合って回転する。この時針車27の中心部には、分針車25の分針軸25aが回転自在に挿入して上方に突出する筒状の時針軸27aが設けられている。この時針軸27aは、図2に示すように、上部ハウジング6、ソーラーパネル9、および文字板5の各貫通孔5aを通して上方に突出し、この突出した先端部に図4に示すように時針4が取り付けられるように構成されている。これにより、時針車27は、分針車25の上側に重なった状態で秒針車20および分針軸25と同一軸上に配置されている。また、この時針車27には、図5に示すように、後述する第3光透過孔部29が設けられている。
この場合、第1、第2駆動系11、12にける各歯車の歯数、1パルスにおける各歯車の回転角、各歯車の1回転に要するパルス数、および第1〜第4光透過孔部21、28〜30の有無は、図6の表に示すように設定されている。すなわち、第1駆動系11におけるロータ17cのロータカナ17dは1パルスで180度(以下、角度のタンを「°」と称する)回転(1ステップ)し、五番車18は1パルス(ロータ17cの1ステップ)で36°回転する。四番車である秒針車20は1パルス(ロータ17cの1ステップ)で6°回転することにより、60パルス(ロータ17cの60ステップ)で1回転する。
第2駆動系12におけるロータ22cのロータカナ22dは1パルスで180°回転(1ステップ)し、中間車23は1パルス(ロータ22cの1ステップ)で30°回転することにより、12パルス(ロータ22cの12ステップ)で1回転する。三番車24は1パルス(ロータ22cの1ステップ)で4°回転し、二番車である分針車25は1パルス(ロータ22cの1ステップ)で1°回転することにより、360パルス(ロータ22cの360ステップ)で1回転する。日の裏車26は1パルス(ロータ22cの1ステップ)で1/3°回転し、筒車である時針車27は1パルス(ロータ22cの1ステップ)で1/12°回転することにより、4320パルス(ロータ22cの4320ステップ)で1回転する。
ところで、検出部13は、図2に示すように、発光素子31と受光素子32とを備えている。発光素子31は、LED(発光ダイオード)からなり、秒針2、分針3、時針4が同一軸上で重なり合い、且つ中間車23の一部も重なり合う箇所に対応する上部側の上部ハウジング6に設けられている。受光素子32は、フォトトランジスタからなり、発光素子31に対応する下部側の回路基板10に設けられている。これにより、検出部13は、秒針車20、分針車25、時針車27、中間車23の第1〜第4光透過孔部21、28〜30が全て対応したときに、発光素子31からの光を受光素子32が受光することにより、秒針車20、分針車25、時針車27の各回転位置を検出するように構成されている。
この場合、秒針車20の第1光透過孔部21は、図7に示すように、秒針車20の基準位置(00秒位置)に設けられた第1円形孔21aと、この第1円形孔21aにおける秒針2の運針方向側とその反対方向側との両側に異なる間隔の第1、第2遮光部21d、21eを隔てて設けられた第2、第3長孔21b、21cと、第1円形孔21aの対角線上に位置する第2、第3長孔21b、21c間に設けられた第3遮光部21fと、を備えている。
第1円形孔21aは、図7および図25に示すように、秒針車20の直径が3〜4mm程度であることにより、その孔径が0.4〜0.5mm程度(秒針車20の円周に対する12°程度の幅)の大きさに形成されている。また、第2、第3の各長孔21b、21cのうち、第1長孔21bは、図7に示すように、第1円形孔21aの中心を基準(0°)とし、左回りにほぼ48°位置(8秒位置)からほぼ168°位置(28秒位置)までの間に、第1円形孔21aの回転移動軌跡上に対応する円弧状に設けられている。第2長孔21cは、図7に示すように、第1円形孔21aの中心を基準(0°)とし、左回りにほぼ192°位置(32秒位置)からほぼ300°位置(50秒位置)までの間に、第1円形孔21aの回転移動軌跡上に対応する円弧状に設けられている。
この場合、第1、第2の各遮光部21d、21eのうち、秒針2の運針方向側(図7では左回り側)に位置する第1遮光部21dは、図7に示すように、第1円形孔21aの直径(12°幅)に対して3倍程度の間隔、つまり第1円形孔21aの中心である基準位置(0°位置)から左回りにほぼ48°位置(8秒位置)までの間に、実質的に36°程度の幅の間隔で設けられている。
また、秒針2の運針方向と反対側(図7では右回り側)に位置する第2遮光部21eは、第1遮光部21dの間隔よりも第1円形孔21aの1個分程度長い間隔、つまり第1円形孔21aの直径に対して4倍程度の間隔、すなわち第1円形孔21aの中心である基準位置(0°位置)から右回りにほぼ60°位置(50秒位置)までの間に、実質的に48°程度の幅の間隔で設けられている。また、第3遮光部21fは、図7に示すように、第1円形孔21aとほぼ同じ大きさで形成され、第1円形孔21aの対角線上に位置する第2、第3長孔21b、21c間に設けられている。
そして、第1遮光部21dは、その対角線上に位置する第3長孔21cの一部に対応しており、第2遮光部21eは、その対角線上に位置する第2長孔21bの一部に対応しており、第3遮光部21fは、その対角線上に位置する第1円形孔21aに対応している。これにより、秒針車20は、第1〜第3遮光部21d〜21fのいずれかが検出部13の検出位置P(発光素子31と受光素子32とが対向する位置)に対応した状態で、180°回転(半回転)すると、必ず第1円形孔21a、第2、第3長孔21b、21cのいずかが検出部13の検出位置Pに対応するように構成されている。
この秒針車20は、2ステップ(回転角12°:回転時間2秒)ずつ回転して、60ステップ(回転角360°:回転時間60秒)回転する間に、検出部13が2秒ごとに検出を行う際に、図8に示すような検出部13による検出パターンになる。すなわち、秒針車20が0秒位置(0°位置)のときには、第1円形孔21aを検出部13が検出し、2秒位置(12°位置)から6秒位置(36°位置)までのときには、第1遮光部21dによって検出部13が塞がれ、検出部13による光検出ができない未検出状態が3回連続する。
秒針車20の8秒位置(48°位置)から28秒位置(168°位置)までのときには、第1長孔21bを検出部13が連続して検出し、30秒位置(180°位置)のときには、第3遮光部21fによって検出部13が塞がれ、検出部13による光検出ができない未検出状態になる。32秒位置(192°位置)から50秒位置(300°位置)のときには、第2長孔21bを検出部13が連続して検出し、52秒位置(312°位置)から58秒位置(348°位置)までのときには、第2遮光部21eによって検出部13が塞がれ、検出部13による光検出ができない未検出状態が4回連続する。
一方、分針車25の第2光透過孔部28は、図5に実線で示すように、分針車25の基準位置(00分位置:0°位置)に設けられた1つの光検出孔(以下、円形孔と称する)である。この第2光透過孔部28の円形孔も、秒針車20の第1円形孔21aとほぼ同じ大きさで、秒針車20の第1円形孔21aに対応する位置に設けられている。時針車27の第3光透過孔部29は、図5および図9に示すように、時針車27の基準位置(0時位置:0°位置)から円周に沿って30°間隔で設けられた11個の光検出孔(以下、円形孔と称する)である。この基準位置の円形孔と11番目の円形孔との間に位置する11時位置(図9では1時位置)には、第4遮光部29aが設けられている。
すなわち、時針車27の第3光透過孔部29は、図9に示すように、0時位置を基準位置(0°位置)として、左回りに0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°の各位置、つまり時針4の運針方向に沿って(図9では逆回り)0時、1時、2時、3時、4時、5時、6時、7時、8時、9時、10時の各位置にそれぞれ円形孔が設けられ、330°の11時位置(図9では1時位置)に第4遮光部29aが設けられている。この時針車27の第3光透過孔部29である各円形孔も、秒針車20の第1円形孔21aとほぼ同じ大きさで形成されている。
また、中間車23の第4光透過孔部30は、図5に示すように、分針車25の第2光透過孔部28である1つの円形孔に対応する1つの円形孔であり、秒針車20の第1円形孔21aおよび分針車25の第2光透過孔部28である円形孔とほぼ同じ大きさで形成されている。この第4光透過孔部30は、中間車23の所定位置、つまり分針車25の第2光透過孔28が検出部13の検出位置Pに対応したときに、分針車25の第2光透過孔部28に対応する位置に設けられている。
これにより、第2駆動系12の中間車23、分針車25、時針車27は、その各回転角が1ステップ(ロータ22cの半回転)で30°、1°、1/12°であることにより、図5に示すように、時針4の正時(0時、1時、2時、3時、4時、5時、6時、7時、8時、9時、10時、11時)ごとに、11時位置を除いて、第2〜第4光透過孔部28〜30の全てが検出部13の検出位置Pで重なり合うように構成されている。
また、第1駆動系11の秒針車20の回転角は、1ステップ(ロータ17cの半回転)で6°である。この秒針車20は、60ステップ(60秒)ごとに第1光透過孔部21の第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pに対応することにより、図5に示すように、時針4の正時(11時を除く)ごとに、第1光透過孔部21の第1円形孔21aが第2〜第4の各光透過孔部28〜30と重なり合うように構成されている。
ここで、検出部13によって秒針2、分針3、時針4の運針位置を検出する際における前提条件について説明する。まず、検出部13は、秒針2、分針3、時針4が12時側の位置(図5では上部側の位置)で第1〜第3の各光透過孔部21、28、29が重なり合って一致すると共に、中間車23の第4光透過孔部30が6時側の位置(図5では下部側の位置)で第1〜第3の各光透過孔部21、28、29の全てと重なり合って一致する箇所において、発光素子31からの光が第1〜第4の各光透過孔部21、28〜30を透過し、この透過した光を受光素子32が受光したか否かを検出する。
これにより、検出部13は、第1〜第4の各光透過孔部21、28〜30が検出位置Pに一致したときに、発光素子31からの光を受光素子32が受光することにより、検出状態となり、第1〜第4の各光透過孔部21、28〜30のいずれかが検出位置Pに対応しないときに、発光素子31からの光が遮断されて受光素子32が受光しないことにより、未検出状態となる。
また、第1、第2の各ステッピングモータ17、22は、各ロータ17c、22cの向きを180°反転させることにより、1ステップの運針となるため、1ステップごとに出力されるパルスの種類を交互に切り替えることにより、各ロータ17c、22cを回転させる動作となる。このため、1ステップごとに同じ種類のパルスを出し続けても各ロータ17c、22cは回転せず、その場に停止した状態となる。
このため、例えば、衝撃などの外的要因により秒針2が1ステップずれた場合、そのタイミングで秒針2を動かすべきパルスを出力しても、その時点では秒針2が動かず、次のパルスで動くことになり、結局は1ステップのずれはなくなることになり、必ず2ステップごとのずれを起こすことになる。従って、第1駆動系11の第1ステッピングモータ17では、秒針車20の位置検出を2ステップごとに行う必要がある。すなわち、秒針車20は、第1光透過孔部21の第1円形孔21aの大きさと1ステップの移動量との関係から、2ステップ回転させないと、第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pから完全に離れないため、2ステップ(2秒)ごとの検出が有効である。但し、第2駆動系12に関しては、1ステップごとに検出する。
次に、図10を参照して、秒針車20の基準位置(00秒位置)を検出するための基本的な秒針位置検出動作について説明する。
この基本的な秒針位置検出動作では、第2駆動系12の分針車25、時針車27、中間車23については無視することにする。また、図10(a)〜図10(m)は、秒針車20が2ステップ(回転角12°)ごとに回転する際、その回転位置における検出部13の検出位置Pとの対応関係を示している。
この秒針車20の基準位置を検出する目的は、図10(a)に示す秒針車20の基準位置(00秒位置)を検出することである。つまり、秒針車20における第1光透過孔部21の第1円形孔21aと検出部13の検出位置Pとが一致した位置を検出することである。この秒針車20の基準位置の状態は、図10(a)の状態であり、秒針車20における第1光透過孔部21の第1円形孔21aと検出部13の検出位置Pとが一致し、検出部13による光検出ができる状態である。
まず、図10(a)の状態で、秒針車20が2ステップ回転して回転角が12°になると、図10(b)に示すように、第1円形孔21aが検出位置Pから右回りにずれて、第1遮光部21dの一部が検出位置Pに対応するので、検出部13による光検出ができず、図8の2秒位置に示した未検出状態になる。同様に、図10(c)〜図10(d)に示すように、秒針車20が2ステップずつ回転して回転角が36°になるまで、第1遮光部21dの一部が検出位置Pに対応するので、検出部13による光検出ができず、図8の3秒〜6秒位置に示したように未検出状態が3回連続する。
この後、図10(e)に示すように、秒針車20が2ステップ回転して回転角が48°になると、秒針車20における第1光透過孔部21の第1長孔21bの一部が検出部13の検出位置Pに対応するので、図8の8秒位置に示したように、検出部13による光検出ができる。同様にして、図10(f)に示すように、秒針車20が2ステップずつ回転して回転角が168°になるまで、第1長孔21bの一部が検出部13の検出位置Pに対応するので、図8の10秒〜28秒位置に示したように、検出部13による光検出が連続してできる。
この状態で、図10(g)に示すように、秒針車20が更に2ステップ回転して回転角が180°になると、第1長孔21bが検出位置Pから右回りにずれて、第3遮光部21fが検出位置Pに対応するので、検出部13による光検出ができず、図8の30秒位置に示したように、未検出状態になる。この後、図10(h)に示すように、秒針車20が2ステップ回転して回転角が192°になると、秒針車20における第1光透過孔部21の第2長孔21cの一部が検出部13の検出位置Pに対応するので、図8の32秒位置に示したように、検出部13による光検出ができる状態になる。
この後、図10(i)に示すように、秒針車20が2ステップずつ回転して回転角が300°になるまで、第2長孔21cの一部が検出部13の検出位置Pに対応するので、図8の34秒〜50秒位置に示したように、検出部13による光検出が連続してできる。そして、図10(j)に示すように、第2長孔21cが検出位置Pから右回りにずれて、第2遮光部21eの一部が検出位置Pに対応すると、検出部13による光検出ができず、図8の52秒位置に示したように、未検出状態になる。
同様に、図10(k)〜図10(m)に示すように、秒針車20が2ステップずつ回転して回転角が348°になるまで、第2遮光部21eの一部が検出位置Pに対応するので、検出部13による光検出ができず、図8の54秒〜58秒位置に示したように、未検出状態が4回連続する。この状態で、秒針車20が2ステップ回転して回転角が360°になると、図10(a)に示すように、第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pに対応するので、図8の0秒位置に示したように、検出部13による光検出ができる状態になる。
このように、図10(a)の状態では、検出部13による光検出ができる状態であり、図10(b)〜図10(d)の状態では、検出部13による光検出が3回連続してできない状態である。図10(e)〜図10(f)の状態では、検出部13による光検出が連続してできる状態であり、図10(g)の状態では、検出部13による光検出ができない状態である。図10(h)〜図10(i)の状態では、検出部13による光検出が連続してできる状態であり、図10(j)〜図10(m)の状態では、検出部13による光検出が4回連続してできない状態である。
ここで、連続して光検出ができない未検出状態は、図10(b)〜図10(d)の状態と、図10(j)〜図10(m)の状態とであり、この2つの状態に着目すると、それぞれ2ステップごとに検出を行った場合、前者は未検出状態が3回連続し、後者は未検出状態が4回連続し、前者と後者とで連続する未検出回数が異なることがわかる。この連続して光検出ができない未検出状態をカウントすることにより、基準位置を特定することが可能になる。
すなわち、秒針車20は、2ステップ(2秒)ごとに検出を行い、未検出状態が4回連続した後、次の回で検出できた場合、その位置が基準位置(00秒位置)であることになる。仮に、図10(b)の状態から未検出状態をカウントした場合には、図10(d)の状態になるまで、未検出状態が3回連続し、この後、図10(e)の状態になり、検出部13による光検出ができるため、未検出状態が4回連続する条件を満たすことができず、基準位置でないことがわかる。これが秒針車20の基準位置を検出するための基本的な位置検出動作である。
次に、図11を参照して、分針車25と時針車27との各基準位置を検出するための基本的な時分位置検出動作について説明する。
この基本的な時分位置検出動作では、第1駆動系11の秒針車20については無視することにする。また、図11(a)〜図11(m)は分針車25が1ステップ(1°)ごとに回転して中間車23を1回転させる状態を示しており、図11(m)〜図11(n)は分針車25が360ステップ(360°)回転して時針車27を30°回転させた状態を示しており、図11(n)〜図11(o)は時針車27が9時間分(合計10時間分)回転した状態を示しており、図11(o)〜図11(p)は時針車27が更に1時間分(合計11時間分)回転した状態を示している。
この分針車25と時針車27との基準位置(0時00分位置)を検出する目的は、図11(a)に示す分針車25と時針車27との各基準位置を検出することである。つまり、分針車25の第2光透過孔部28と、時針車27の基準位置(0時位置)にある第3光透過孔部29と、中間車23の第4光透過孔部30とが、全て検出部13の検出位置Pと一致した位置を検出することである。この基準位置の状態が図11(a)の状態である。
まず、図11(a)の状態で、分針車25を1ステップ(1°)回転させると、図11(b)に示すように、中間車23が30°回転し、この中間車23の第4光透過孔部30が検出位置Pから離れ、検出部13の検出位置Pを中間車23が塞ぐ。このとき、分針車25は右回りに1°回転して第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pで僅かにずれるだけで、検出部13による光検出が可能な位置にある。
この状態で、分針車25が1ステップずつ回転して、6ステップ(6°)回転すると、図11(g)に示すように、中間車23が180°回転し、第4光透過孔部30が検出部13の検出位置Pから180°離れ、検出部13の検出位置Pを塞ぎ続ける。このときには、分針車25が右回りに6°回転して第2光透過孔部28が、検出部13の検出位置Pからほぼ半分だけずれるが、検出部13による光検出がまだ可能な位置にある(図25参照)。
この後、分針車25が1ステップずつ回転して12ステップ(12°)回転すると、図11(m)に示すように、中間車23が360°回転して、第4光透過孔部30が検出位置Pに対応する。このときには、分針車25の第2光透過孔部28が検出位置Pからほぼ完全に離れ、第2光透過孔部28が検出位置Pとほとんど重なり合わない状態となり、分針車25が検出位置Pを塞いで、検出部13による光検出ができない状態になる。また、このときには、時針車27が1°回転するだけであるから、時針車27の第3光透過孔部29である基準位置の円形孔は、検出位置Pで僅かにずれるだけで、検出部13による光検出が可能な状態にある
そして、分針車25が360ステップ回転(1回転)すると、図11(n)に示すように、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とが検出位置Pに対応した状態になる。このとき、時針車27は30°回転し、第3光透過孔部29である基準位置の円形孔が検出位置Pから離れ、第3光透過孔部29である基準位置の左側に位置する2番目の円形孔が検出位置Pに対応し、検出部13による光検出が可能な状態になる。この状態で、分針車25が9時間分(合計10時間分)だけ回転すると、図11(o)に示すように、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とが検出位置Pに対応し、時針車27は300°回転し、第3光透過孔部29である基準位置から11個目の円形孔が検出位置Pに対応し、検出部13による光検出が可能な状態になる。
この後、分針車25が更に1時間分(合計11時間分)だけ回転すると、図11(p)に示すように、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とが検出位置Pに対応するが、時針車27は330°回転し、第3光透過孔部29である基準位置から11番目の円形孔が検出位置Pから離れ、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応する。このため、検出部13による光検出ができない状態になる。この状態が、「11時00分位置」であると特定することができる。
そして、分針車25が更に1時間分(合計12時間分)だけ回転すると、図11(a)に示すように、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とが検出位置Pに対応すると共に、時針車27が360°回転し、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pから離れ、第3光透過孔部29である基準位置(0時位置)の円形孔が検出位置Pに対応し、基準位置(0時00分位置)に戻る。
このように、分針車25の1ステップの回転量が1°と非常に小さいため、分針車25の1ステップの回転量では第2光透過孔部28が検出位置Pから完全に離れることができず、分針車25の基準位置を正確に検出することができないことになるが、中間車23は1ステップで30°回転することにより、分針車25の1ステップにおける回転量が小さくても、中間車23の回転量が大きいので、この中間車23によって検出位置Pを塞ぐことができる。
また、図11(m)に示すように、中間車23が12ステップで1回転すると、分針車25が12°回転するので、分針車25の第2光透過孔部28の円形孔が検出位置Pから完全に離れることになり、このため分針車25が検出位置Pを塞ぐことになる。このときには、中間車23の第4光透過孔部30が検出位置Pに一致しても、検出部13による光検出ができない状態になる。
また、分針車25は、360ステップ回転して1回転するごとに、分針車25の第2光透過孔部28と、中間車23の第4光透過孔部30と、時針車27の第3光透過孔部29のいずれか(但し、11時位置の第4遮光部29aを除く)とが、検出位置Pに対応することにより、検出部13による光検出が可能な状態になる。すなわち、検出部13による光検出ができる位置は、時針車27の回転位置(11時位置を除く)に係わらず、分針車25が1回転(360ステップ)するごとに、分針車25が基準位置(0°位置)に戻ることにより、「00分位置」になる。
さらに、分針車24の基準位置(0°位置)を検出した後は、分針車25を360ステップ(1回転)ずつ回転させると、時針車27が30°ずつ回転することにより、分針車25を1ステップごとに検出部13による光検出を行わなくても、分針車25を1回転させたときだけ、検出部13による光検出を実行すれば、時針車27の回転位置が検出できることになる。このとき、図11(n)に示す状態から分針車25を360ステップずつ回転させて、検出部13による光検出ができない位置は、図11(p)に示すように、時針車27の第4遮光部29aと検出位置Pとが一致した位置であり、この位置が「11時00分位置」であると特定することができる。
この検出部13による光検出ができない「11時00分位置」から分針車25を更に360°回転させると、時針車27の第3光透過孔部29である基準位置(0時位置)の円形孔が検出位置Pに対応することにより、検出部13による光検出が可能な基準位置、つまり「0時00分位置」になる。これにより、検出部13による光検出ができる状態から、分針車25が360°回転(1回転)するごとに、検出部13による光検出を試みることにより、検出部13による光検出できない位置(図11(p)の状態)から、更に分針車25を360°回転させて検出部13による光検出ができる位置(図11(a)の状態)が、時針車27の基準位置、つまり「0時00分位置」であると特定することができる。
次に、図12〜図14を参照して、秒針2、分針3、時針4の3針の位置を検出する基本的な3針位置検出動作について説明する。
この3針位置検出動作は、秒針位置検出動作と、時分針位置検出動作とを組み合わせた動作であり、どちらかが位置検出条件を満たしていない場合(つまり、秒針車20の第1光透過孔部21と、分針車25の第2光透過孔部28および時針車27の第3光透過孔部29とのいずれか一方が検出位置Pからずれている場合)、または両方とも位置検出条件を満たしていない場合(つまり、秒針車20の第1光透過孔部21と、分針車25の第2光透過孔部28および時針車27の第3光透過孔部29との両方が検出位置Pからずれている場合)の3種類の動作がある。
まず、図12を参照して、秒針車20の第1光透過孔部21のみが検出位置Pからずれている場合の3針位置検出動作について説明する。
このときには、秒針車20の状態は全くわからず、分針車25と時針車27とは、基準位置(0時00分位置)にあると仮定する。そこで、まず、秒針車20の基準位置を検出するための基本的な秒針位置検出動作を試みる。すなわち、この基本的な秒針位置検出動作は、前述した通り、秒針車20を2ステップずつ回転させて、2ステップ回転ごとに検出部13による光検出を行う。
このとき、秒針車20を2ステップ回転させて検出部13による光検出を試みたとき、図12(a)の状態であれば、検出部13による光検出ができないことになる。ここで、検出部13による光検出ができない未検出状態を「未検出回数」としてカウントする。この未検出状態が連続した場合、未検出回数を順次加算していくもとし、秒針車20の2ステップ回転ごとに連続して光検出ができなかった場合にのみ、未検出回数を加算し、光検出ができた場合には未検出回数をクリアすることにする。
そして、秒針車20を更に2ステップ回転させて検出部13による光検出を試みる。このとき、図12(b)に示すように、検出部13による光検出ができなければ、未検出状態が連続したことになり、未検出回数を加算する。この状態で、秒針車20を更に2ステップ回転させて検出部13による光検出を試みたとき、図12(c)に示すように、検出部13による光検出ができると、未検出状態が連続しないので、未検出回数をクリアする。
引続き、秒針車20の2ステップごとに検出部13による光検出を試みる。このとき、図12(d)に示すように、前回まで連続して検出部13による光検出ができていた状態から光検出ができない状態になると、ここで再度、未検出回数をカウントする。そして、秒針車20の2ステップごとの光検出を試みる。このとき、図12(e)に示すように、検出部13による光検出ができない未検出状態が4回連続することになる。
そして、次の2ステップで検出部13による光検出ができれば、その位置が秒針20の基準位置(00秒位置)となる。このとき、図12(f)に示すように、検出部13による光検出ができると、秒針車20の第1光透過孔部21の第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pと一致したことになるので、この位置が秒針車20の基準位置(00秒位置)であることがわかる。ここまでで、秒針車20の基準位置、つまり「00秒位置」が検出される。
次に、図13を参照して、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とが検出位置Pからずれている場合の3針位置検出動作について説明する。
このときには、秒針車20の第1光透過孔部21が検出部13の検出位置Pに対応していても、分針車25と時針車27とが検出位置Pからずれているため、検出部13による光検出ができない。このため、まず、秒針車20を基準位置に移動するための基本的な秒針位置検出動作を試みる。
このときには、秒針車20を2ステップずつ回転させて、2ステップごとに検出部13による光検出を試みたとき、図13(a)の状態から図13(b)の状態になり、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに一致しても、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とが検出位置Pからずれているため、検出部13による光検出ができない。このとき、秒針車20が図13(a)の状態から図13(b)の状態になったときに、未検出状態が4回連続していることになる。
ここで、秒針車20の基本的な位置検出動作の条件である「秒針車20の2ステップごとの光検出を行い、未検出状態が4回連続した後に、次の回で光検出ができた場合、その位置が基準位置である」という条件により、図13(b)の状態で、未検出状態が4回連続しており、次の2ステップで検出部13による光検出ができると、秒針車20が基準位置であることになるが、秒針車20を2ステップ回転させても、図13(c)に示すように、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とが検出位置Pからずれているため、検出部13による光検出ができないことになる。
このため、秒針車20は2ステップごとに5回連続して検出部13による光検出ができないことになり、このような5回連続して検出できないことはあり得ないため、この時点で分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とのいずれかが検出位置Pからずれていることがわかる。また、この状態では、秒針車20に関しても、第1光透過孔部21が検出位置Pと一致している状態であるか否かはわからない。
ただし、この時点では、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とのいずれかが検出位置Pからずれていることがわかったので、次に分針車25と時針車27との基準位置を検出するための基本的な時分針位置検出動作を試みる。このときには、分針車25を1ステップずつ回転させて検出部13による光検出を試みて、分針車25と時針車27とが図13(c)の状態から図13(d)の状態になると、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とが検出位置Pに対応すると共に、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔も検出位置Pに対応し、検出部13による光検出が可能になる。
これにより、分針車25が基準位置(00分位置)であることがわかる。このときには、秒針車20と時針車27とがどの位置にあるのか、まだわかっていない。そこで、検出部13による光検出が可能な状態であることにより、まず、秒針車20の基準位置を検出するための基本的な秒針位置検出動作を行い、秒針車20を図13(e)に示す基準位置(00秒位置)に移動させる。これにより、秒針車20と分針車25とがそれぞれ基準位置(00分00秒位置)であることがわかる。
この後、分針車25を360°(1回転)ずつ回転させると、360°ごとに時針車27の第3光透過孔部29が検出位置Pに対応し、検出部13による光検出ができ、検出部13による光検出ができない状態(11時位置)から更に360°回転した位置が、時針車27の基準位置(0時位置)となる。これにより、秒針車20、分針車25、時針車27の全てが基準位置(0時00分00秒位置)になる。
次に、図14を参照して、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29の全てが検出部13の検出位置Pに対してずれている場合の3針位置検出動作について説明する。
このときには、秒針車20、分針車25、時針車27のいずれも、回転位置がわかっていない。このため、まず、秒針車20の基準位置を検出するための基本的な秒針位置検出動作を試みる。すなわち、図14(a)の状態で秒針車20を2ステップずつ回転させて検出部13による光検出を試みる。このとき、図14(b)に示すように、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応していても、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とが検出位置Pに対応していなければ、検出部13による光検出ができない。
このため、秒針車20の基本的な秒針位置検出動作を更に実行する。この基本的な秒針位置検出動作の条件は、秒針車20の2ステップごとの光検出を行い、未検出状態が4回連続した後、次の回で光検出ができた場合、そこが基準位置であることにより、図14(b)に示すように、秒針車20の未検出状態が4回連続し、次の2ステップで検出部13による光検出ができると、秒針車20は基準位置になるのであるが、秒針車20を2ステップ回転させても、図14(c)に示すように、検出部13による光検出ができない場合には、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29とが検出位置Pからずれていると判断する。また、このときには、秒針車20も第1光透過孔部21が検出位置Pに対応しているかわからない。
この状態では、分針車25の第2光透過孔部28が検出位置Pからずれていると判断し、次に分針車25と時針車27との基準位置を検出するための基本的な位置検出動作を試みる。すなわち、分針車25を1ステップずつ回転させて検出部13による光検出を試みたとき、図14(c)に示すように、分針車25を360°回転させても、検出部13による光検出ができない場合には、図14(d)に示すように、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応してないと疑い、秒針車20を30ステップ(180°)回転させる。
すなわち、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応していない状態で、秒針車20を180°回転(半回転)させると、必ず第1光透過孔部21が検出位置Pに対応することにより、図14(e)に示すように、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応していると想定する。この状態で、再度、分針車25を1ステップずつ回転させて検出部13による光検出を試みる。このときに、分針車25の第2光透過孔部28が検出位置Pに対応し、検出部13による光検出ができたときに、分針車25が図14(f)に示す基準位置(00分位置)であることになる。この図14(f)の状態は、図13(d)の状態と同じであり、この図13(d)の状態以降の動作を行えば、秒針車20、分針車25、時針車27の全てが基準位置になる。
次に、図15を参照して、通常運針時における正時ごとに秒針2、分針3、時針4の3針が合っているかを確認する基本的な針位置確認動作について説明する。
この基本的な針位置確認動作は、11時、23時を除く正時ごとに秒針2が合っているか否かを確認することであり、10秒以内に秒針2のずれを確認する必要がある。すなわち、10秒経過すると、第2駆動系12の第2ステッピングモータ22によって分針車25が1ステップ(1°)回転し、これに伴って中間車23が30°回転して、検出部13の検出位置Pを塞ぐからである。
図15(a)の状態は、通常運針時における正時(例えば2時)の状態で、秒針車20の第1光透過孔部21の第1円形孔21a、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29(例えば3番目の円形孔)、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致している。この状態で、秒針車20が1ステップ(6°)ずつ回転する通常運針する。このときには、秒針車20は1秒ごとに6°回転するだけであるから、秒針車20の第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pから完全に離れず、検出部13による光検出が可能な状態である。
この後、秒針車20が更に1ステップ回転して、2ステップ(12°)回転した2秒位置になると、図15(b)に示すように、秒針車20の第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pから完全に離れ、検出部13の検出位置Pが第1遮光部21dによって塞がれる。このときに、検出部13による光検出を試みると、検出部13による光検出ができない未検出状態になり、この未検出状態を未検出回数としてカウントする。
そして、秒針車20が1ステップずつ回転し、2ステップごとに検出部13による光検出を試みる。このときには、図15(c)に示す4秒位置、および図15(d)に示す6秒位置のように、検出部13が秒針車20の第1遮光部21dによって連続して塞がれる。これにより、図15(b)〜図15(d)に示すように、検出部13による光検出ができない未検出状態が3回連続することになる。
この状態で、次に秒針車20が2ステップ回転し、図15(e)の8秒位置に示すように、秒針車20の第1長孔21bの一部が検出部13に対応し、検出部13による光検出ができたときに、秒針車20の基準位置である第1円形孔21aが8秒位置になることにより、秒針車20が正しく回転し、秒針2が正しい運針位置であることになる。すなわち、秒針2は、正時の位置から秒針車20が2ステップ回転するごとに、検出部13による検出を行い、検出部13による未検出状態が3回連続した後、次に検出部13による検出ができたときに、8秒位置であることになり、正しく運針していることになる。
この後、秒針車20が更に2ステップ回転して10秒になると、図15(f)に示すように、秒針車20の第1長孔21bの一部が検出部13に対応して検出部13による光検出が可能になるが、分針車25が1ステップ(1°)回転し、中間車23が1ステップ(30°)回転することにより、分針車25の第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pから完全に離れていなくても、中間車23の第4光透過孔部30が検出部13の検出位置Pから完全に離れて、中間車23が検出部13を塞ぐことになる。このため、通常運針時における針合わせは、10秒以内に行う必要がある。
次に、図16のブロック図を参照して、この指針式の腕時計の回路構成について説明する。
この回路構成は、回路全般を制御するCPU(中央演算処理装置)35、予め定められたプログラムが格納されたROM(リードオンリーメモリ)36、処理データを格納するRAM(ランダムアクセスメモリ)37、CPU35を動作させるためのパルスを生成する発信回路38、この発信回路38で生成したパルスを適正な周波数(CPU35を動作させるための適正な周波数)に変換する分周回路39、指針(秒針2、分針3、時針4)を運針させる時計ムーブメント8、光を発光する発光素子31とこの発光素子31からの光を受光する受光素子32とを有する検出部13を備えている。
更に、この回路構成は、上記のほかに、電源を供給するソーラーパネル9や電池などの電源部40、標準時刻電波を受信するアンテナ41、受信した標準時刻電波を検波処理する検波回路42、時刻表示を照明する照明部43、この照明部43を駆動するための照明駆動回路44、報音をするスピーカ45、このスピーカ45を駆動するめのブザー回路46を備えている。
次に、図17を参照して、この指針式の腕時計における秒針2の基準位置を検出するための基本的な秒針位置検出処理について説明する。
この基本的な秒針位置検出処理は、秒針車20の基準位置(00秒位置)を検出することであり、図10(a)に示したように、秒針車20における第1光透過孔部21の第1円形孔21aと検出部13の検出位置Pとが一致した位置を検出することである。この場合、第2駆動系12の分針車25、時針車27、中間車23の第2〜第3の各光透過孔部28〜30は、検出部13の検出位置Pに一致して停止していると仮定する。
この秒針位置検出処理がスタートすると、前回、検出部13によってすでに検出された未検出回数をクリアして未検出フラグを「0」にし(ステップS1)、秒針車20を2ステップ(12°)回転させ(ステップS2)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS3)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS4)。
このとき、秒針車20における第1光透過孔部21の第1円形孔21a、第2、第3長孔21b、21cのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応している場合には、発光素子31からの光を受光素子32が受光することにより、検出部13による光検出があったと判断し、ステップS1に戻り、秒針車20の第1〜第3の各遮光部21d〜21fのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応して検出位置Pを塞ぐまで、上記の動作を繰り返す。
そして、秒針車20が2ステップずつ回転し、秒針車20の第1光透過孔部21における第1円形孔21a、第2、第3の各長孔21b、21cのいずれも、検出部13の検出位置Pからずれ、秒針車20の第1〜第3の各遮光部21d〜21fのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応すると、発光素子31からの光を受光素子32が受光せず、検出部13による光検出がない未検出状態になり、この未検出状態を未検出回数としてカウントし、未検出フラグに「1」を立て(ステップS5)、この未検出状態が4回連続したか否かを判断する(ステップS6)。
すなわち、秒針車20の基準位置は、図10(j)〜図10(m)に示したように、未検出状態が4回連続した後に、図10(a)に示すように、次に検出部13による光検出があったときに、その位置が基準位置であると特定することができることによる。このため、例えば、図10(b)の状態から図10(d)の状態までは、秒針車20の第1遮光部21dの一部が検出位置Pに対応しているので、検出部13による未検出回数が3回連続するが、次に秒針車20が2ステップ回転すると、秒針車20の第1長孔21bの一部が検出位置Pに対応し、検出部13による光検出がある。このときは、ステップS2に戻り、上述した動作を繰り返す。
同様に、図10(g)の状態では、秒針車20の第3遮光部21fが検出部13の検出位置Pに対応するので、検出部13による光検出はないが、次に秒針車20が2ステップ回転すると、秒針車20の第2長孔21cの一部が検出位置Pに対応し、検出部13による光検出があるので、このときもステップS2に戻り、上述した動作を繰り返す。そして、秒針車20が図10(j)の状態から図10(m)の状態まで回転するときには、秒針車20の第2遮光部21eの一部が検出位置Pに順次対応するので、検出部13による未検出状態が4回連続することになる。
このときには、秒針車20を2ステップ回転させ(ステップS7)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS8)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS9)。このステップS9で、検出部13による光検出があったときには、秒針車20の第1光透過孔部21の第1円形孔21aが検出位置Pに一致していることにより、秒針車20は基準位置「00秒位置」であると判断し、針位置補正を行って秒針2、分針3、時針4を現在時刻に戻し(ステップS10)、通常運針に移行させて、この処理を終了する。
この場合、ステップS9では、分針車25、時針車27、中間車23の第2〜第3の各光透過孔部28〜30が検出部13の検出位置Pに一致して停止していると仮定しているので、必ず検出部13による光検出があるが、分針車25、時針車27、中間車23の第2〜第3の各光透過孔部28〜30が、仮に検出部13の検出位置Pに対応していない場合には、検出部13による光検出がないため、後述する分位置検出処理に移行する。
次に、図18を参照して、この指針式の腕時計における分針3の基準位置を検出する基本的な分針位置検出処理について説明する。
この分針位置検出処理は、分針車25の基準位置(00分位置)を検出することである。つまり、図11(a)に示したように、分針車25の第2光透過孔部28と、中間車23の第4光透過孔部30とが、検出部13の検出位置Pと一致した位置を検出することである。この場合、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔が検出部13の検出位置Pに一致していると仮定する。
この分針位置検出処理がスタートすると、分針車25を1ステップ(1°)回転させ(ステップS12)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS13)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断し(ステップS14)、検出部13による光検出がなければ、分針車25が360°(1回転する1時間分)回転するまで、ステップS12からステップS14の動作を繰り返す(ステップS15)。
このとき、分針車25が360°(1回転する1時間分)回転しても、検出部13による光検出がなければ、秒針車20の第1光透過孔部21が検出部13の検出位置Pに対応していないと判断し、秒針車20を30ステップ(180°)回転させて、秒針車20の第1光透過孔部21を検出部13の検出位置Pに対応させる(ステップS16)。この状態で、再び分針車25が360°(1回転する1時間分)回転するまで、ステップS12からステップS15の動作を繰り返す。
そして、ステップS14で検出部13による光検出があると、分針車25が基準位置(00分位置)であると判断する。このとき、この判断が正しいか否かを確認する必要がある。すなわち、分針車25と中間車23とが回転して、図11(m)に示すように、中間車23が1回転して基準位置に戻り、分針車25が12ステップ回転して検出位置Pから12°ずれたときに、分針車25に設けられた第2光透過孔部28の円形孔と、中間車23の第4光透過孔部30の円形孔とに、組み立て精度などの製作上の誤差があった場合、検出部13の発光素子31からの光が分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とを透過して受光素子32が受光する場合がある。
このため、ステップS14で検出部13による光検出があった位置から分針車25を12ステップ以上(つまり、分針車25の第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pからほぼ完全に離れるだけの回転角度12°以上)戻す(ステップS17)。すなわち、分針車25が基準位置から反対方向に12ステップ戻った場合には、分針車25の第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pから完全に離れるように構成されていることが前提である。そして、分針車25を戻した位置から再び分針車25を1ステップずつ回転させ(ステップS18)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS19)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS20)。
このステップS20で検出部13による光検出がなければ、分針車25が12ステップ以上回転するまで、ステップS18からステップS20の動作を繰り返す(ステップS21)。このとき、ステップS20で検出部13による光検出が必ずあるはずであるが、もし仮に光検出がなければ、エラー表示し(ステップS22)、ステップS20で検出部13による光検出があれば、その光検出のあった位置が分針車25の基準位置(00分位置)であると確定し(ステップS23)、この分針位置検出処理を終了する。
次に、図19を参照して、この指針式の腕時計における時針4の基準位置を検出する基本的な時針位置検出処理について説明する。
この時針位置検出処理は、時針車27の基準位置(0時位置)を検出することである。つまり、図11(a)に示したように、時針車27の第3光透過孔部29における基準位置の円形孔と、分針車25の第2光透過孔部28と、中間車23の第4光透過孔部30とが、検出部13の検出位置Pと一致した位置を検出することである。この場合、分針車25は基準位置にあり、第1駆動系11の秒針車20は第1光透過孔部21が検出部13の検出位置Pに一致していると仮定する。
この時針位置検出処理がスタートすると、分針車25の第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pに一致して基準位置にある分針車25を360°回転させて時針車27を30°回転させ(ステップS24)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS25)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、時針車27の第3光透過孔部29が検出部13の検出位置Pに対応して検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS26)。
このときには、時針車27の第3光透過孔部29の各円形孔が30°間隔で11個設けられ、「11時位置」に第4遮光部29aが設けられていることにより、分針車25が360°回転して時針車27が30°回転すると、図11(n)〜図11(o)に示したように、「11時位置」の第4遮光部29aを除いて、第3光透過孔部29の各円形孔が検出位置Pに順次対応することにより、検出部13による光検出がある。このステップS26で、検出部13による光検出があったときには、ステップS24に戻り、時針車27の第3光透過孔部29の各円形孔が検出位置Pに順次対応した後に、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応して検出部13による光検出ができなくなるまで、上記動作を繰り返す。
そして、図11(p)に示したように、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応して検出部13による光検出がなければ、時針車27が「11時位置」にあると判断し、分針車25を更に360°回転させて時針車27を30°回転させ(ステップS27)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS28)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS29)。
このステップS29では、図11(a)に示したように、時針車27の「0時位置」の第3光透過孔部29が検出部13の検出位置Pに必ず対応し、検出部13による光検出があるので、時針車27が「0時位置」の基準位置にあることを確認し、この処理フローを終了する。なお、このステップS29では、秒針車20の第1光透過孔部21が検出部13の検出位置Pに対応していると仮定していることにより、検出部13による光検出が必ずあるはずであるが、仮に光検出がなければ、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応していないと判断して、前述した秒針位置検出処理に戻る。
次に、図20〜図23を参照して、この指針式の腕時計における秒針2、分針3、時針4の3針の基準位置を検出する基本的な3針位置検出処理について説明する。
この3針位置検出処理は、秒針2、分針3、時針4の3針の全ての位置がわかっていない場合であり、前述した秒針位置検出処理と時分針位置検出処理とを組み合わせた処理を行う。この場合、図20では秒針位置検出処理のステップS30〜ステップS38を示し、図21では分針位置検出処理のステップS41〜ステップS66を示し、図22では分針位置検出処理のステップS70〜77、図23では時針位置検出処理のステップS80〜ステップS87を示す。
この3針位置検出処理がスタートすると、秒針2、分針3、時針4の3針の全ての位置がわかっていないので、まず、図20の秒針位置検出処理を実行する。すなわち、検出部13によって前回すでに検出されていた未検出状態の未検出回数をクリアして未検出フラグを「0」にし(ステップS30)、秒針車20を2ステップ回転させ(ステップS31)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS32)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS33)。
このとき、秒針車20、分針車25、時針車27の全ての回転位置がわかっていないが、検出部13の発光素子31からの光を受光素子32が受光して、検出部13による光検出があったときには、ステップS30に戻り、秒針車20の第1〜第3の各遮光部21d〜21fのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応して検出位置Pを塞ぐまで、上記動作を繰り返す。
すなわち、ステップS33で検出部13による光検出があったときには、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、たまたま検出部13の検出位置Pと一致していることになる。このときに、分針車25が「00分位置」の基準位置であることになるが、秒針車20と時針車27との位置がまだわからないため、まず、秒針車20の位置を検出する。このため、秒針車20の第1〜第3の各遮光部21d〜21fのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応して、検出部13による光検出がなくなるまで、ステップS30〜ステップS33の動作を繰り返す。
そして、ステップS33で秒針車20の第1〜第3の各遮光部21d〜21fのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応して、検出部13による光検出がなくなると、検出部13による未検出回数をカウントし、未検出フラグに「1」を立て(ステップS34)、この未検出回数が4回連続したか否かを判断する(ステップS35)。このステップS35で秒針車20の第2遮光部21eが検出部13の検出位置Pに対応して、検出部13による未検出回数が4回連続するまで、ステップS31〜ステップS35の動作を繰り返す。そして、検出部13による未検出回数が4回連続したときには、秒針車20を2ステップ回転させて(ステップS36)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS37)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS38)。
このとき、ステップS38で検出部13による光検出があれば、分針車25が「00分位置」の基準位置にあり、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔が検出位置Pに対応した状態で、秒針車20の第1光透過孔部21の第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pと一致していると判断する。これにより、秒針車20と分針車25とが基準位置(00分00秒位置)にあると判断し、後述するステップS80の時針位置検出処理に移行する。
ところで、ステップS38で、検出部13による光検出がない場合には、図14(b)に示したように、仮に秒針車20の第1光透過孔部21の第1円形孔21aが検出位置Pに対応していても、検出部13による未検出状態が5回連続することになるので、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29、中間車23の第4光透過孔部30のいずれかが検出位置Pからずれていると判断し、図21に示すステップS41に進んで、分針位置検出処理を行う。
この分針位置検出処理は、図21に示すように、ステップS41で分針車25を1ステップ(1°)回転させ、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS42)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS43)。このとき、検出部13による光検出がなければ、分針車25を1ステップずつ回転させて、分針車25が360°回転したか否かを判断し(ステップS44)、分針車25が1回転するまで、ステップS41からステップS43までの動作を繰り返す。
このとき、ステップS43で、検出部13による光検出があった場合には、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致していることになり、分針車25と時針車27とがずれていたことになる。これにより、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、この判断が正しいか否かを確認するための後述するステップS70の分針位置確認処理に移行する。
しかし、ステップS44で分針車25が360°回転しても、ステップS43で検出部13による光検出がない場合には、図14(d)に示すように、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応していないと判断し、秒針車20を30ステップ(180°)回転させて(ステップS45)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS46)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS47)。
このとき、ステップS47で、検出部13による光検出があった場合には、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致していることになり、秒針車20がずれていたことになる。このときにも、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、後述するステップS70の分針位置確認処理に移行する。
しかし、ステップS45で秒針車20を30ステップ(180°)回転させても、ステップS47で検出部13による光検出がない場合には、図14(e)に示したように、仮に秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応していても、分針車25の第2光透過孔部28が検出位置Pからずれていると判断し、分針車25を1ステップ回転させる(ステップS48)。
そして、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS49)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS50)。このとき、検出部13による光検出がなければ、分針車25を1ステップずつ回転させて、分針車25が360°回転したか否かを判断し(ステップS51)、分針車25が1回転するまで、ステップS48からステップS50までの動作を繰り返す。
このとき、ステップS50で検出部13による光検出があった場合には、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致していることになり、分針車25がずれていたことなる。このときにも、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、後述するステップS70の分針位置確認処理に移行する。
しかし、ステップS51で分針車25が360°回転しても、ステップS50で検出部13による光検出がない場合には、図11(p)に示したように、仮に秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、中間車23の第4光透過孔部30が検出位置Pに対応していても、時針車27の第3光透過孔部29のいずれの円形孔も、検出位置Pからずれ、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応していると判断する。
このときには、まず、秒針車20の第1光透過孔部21が検出位置Pに対応しているかわからないため、秒針車20を30ステップ(180°)回転させて(ステップS52)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS53)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS54)。
このとき、検出部13による光検出があった場合には、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致していることになり、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応しておらず、また秒針車20がずれていたことになる。このときにも、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、後述するステップS70の分針位置確認処理に移行する。
ところで、ステップS54で検出部13による光検出がない場合には、図11(p)に示すように、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応していると判断し、分針車25を1ステップ回転させ(ステップS55)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS56)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS57)。このとき、検出部13による光検出がなければ、分針車25を1ステップずつ回転させて、分針車25が360°回転したか否かを判断し(ステップS58)、分針車25が1回転するまで、ステップS55からステップS57までの動作を繰り返す。
ステップS57で検出部13による光検出があった場合には、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致していることになり、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応しておらず、また分針車25がずれていたことになる。このときにも、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、後述するステップS70の分針位置確認処理に進む。
また、ステップS58で分針車25が360°回転しても、ステップS57で検出部13による光検出がない場合には、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応し、時針車27が「11時位置」であると想定する。この想定が正しいかどうかを確認するため、秒針車20を30ステップ回転(180°回転)させ(ステップS59)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS60)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による検出があるか否かを判断する(ステップS61)。
このとき、検出部13による検出があった場合には、秒針車20の第1光透過孔部21、分針車25の第2光透過孔部28、時針車27の第3光透過孔部29のいずれかの円形孔、中間車23の第4光透過孔部30の全てが、検出部13の検出位置Pと一致していることになり、時針車27が「11時位置」ではなく、秒針車20がずれていたことになる。このときにも、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、後述するステップS70の分針位置確認処理に移行する。
また、ステップS61で、検出部13による光検出がない場合には、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応していると特定し、分針車25を1ステップ回転させ(ステップS62)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS63)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップS64)。
このとき、ステップS64で検出部13による光検出がなければ、分針車25を1ステップずつ回転させて、分針車25が360°回転したか否かを判断し(ステップS65)、分針車25が360°回転するまで、ステップS62からステップS64までの動作を繰り返す。そして、ステップS62からステップS64までの動作を繰り返しても、検出部13による光検出がない場合には、エラー表示し(ステップS66)、またステップS64で検出部13による光検出があった場合には、時針車27が「0時位置」の基準位置であり、分針車25が基準位置(00分位置)にあると判断し、後述するステップS70の分針位置確認処理に移行する。
ところで、分針位置確認処理(ステップS70)は、図22に示すように、検出部13による光検出があった位置から分針車25を所定ステップ以上戻す(ステップS71)。すなわち、分針車25の第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pからほぼ完全に離れるだけの回転角度12°以上に相当する12ステップ以上、分針車25を戻す。この戻した位置から再び分針車25を1ステップ回転させ(ステップS72)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS73)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS74)。
このとき、ステップS74で検出部13による光検出がなければ、分針車25が12ステップ以上回転するまで、ステップS72からステップS73の動作を繰り返す(ステップS75)。そして、ステップS74で検出部13による光検出が必ずあるはずであるが、もし仮に光検出がなければ、エラー表示し(ステップS76)、ステップS74で検出部13による光検出があれば、その光検出のあった位置が分針車25の基準位置(00分位置)であると確定する(ステップS77)。
このときにも、秒針車20が基準位置(00秒位置)であるかわからないため、秒針位置検出処理のステップS30に戻り、ステップS38までの秒針位置検出処理を実行して、秒針車20を基準位置(00分00秒位置)にして、図23に示すステップS80の時針位置検出処理に移行する。この時針位置検出処理のステップS80では、秒針車20と分針車25とが基準位置にあるので、図23に示すように、分針車25を360°させて時針車27を30°回転させる。そして、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS81)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるか否かを判断する(ステップ82)。
このとき、時針車27が30°回転するごとに検出部13による光検出がある場合には、時針車27の第3光透過孔部29の各円形孔が順番に検出位置Pに対応して、時針車27が正時位置にあることになる。このため、ステップS80に戻り、時針車27の11時位置の第4遮光部29aが検出位置Pに対応するまで、ステップS80からステップS82までの動作を繰り返す。そして、検出部13による光検出がなければ、時針車27の第4遮光部29aが検出位置Pに対応して「11時位置」であると判断する。
この判断が正しいことを確認するため、再び分針車25を360°回転させて時針車27を30°回転させ(ステップS83)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS84)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があるかを判断する(ステップS85)。このとき、検出部13による光検出があれば、秒針車20、分針車25、時針車27の全てが、基準位置(0時00分00秒位置)であると特定し、秒針2、分針3、時針4を現在時刻に合わせて(ステップS86)、通常運針に移行させて、この動作フローを終了する。なお、ステップS85で、検出部13による光検出が必ずあるはずであるが、もし仮に光検出がなければ、エラー表示する(ステップS87)。
次に、図24を参照して、通常運針時における正時ごとに秒針2、分針3、時針の3針が合っているかを確認する針位置確認処理について説明する。
この針位置確認処理は、11時、23時を除く正時ごとに検出部13による検出を行い、検出部13による光検出があった場合、時針4は合っているものとみなし、秒針2が合っているか否かを確認する処理であり、分針3がマイナス1時間未満のずれのみの確認が可能である。また、この針位置確認処理は、10秒経過すると、分針車25が1ステップ回転し、これに伴って中間車23が30°回転して、検出部13の検出位置Pを塞ぐため、10秒以内に秒針2のずれを確認する必要がある。
このため、この針位置確認処理は、正時になるとスタートし、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS90)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断し(ステップS91)、検出部13による光検出がなければ、少なくとも秒針2、分針3、時針3のいずれかが合っていないと判断し、前述した3針位置検出処理に移行する。
また、検出部13による検出があれば、秒針車20の第1光透過孔部21が検出部13の検出位置Pに対応していると判断し、前回までの検出部13による未検出回数をクリアして未検出フラグを「0」にし(ステップS92)、秒針車20を1ステップ(6°)の通常回転させて秒針2を通常運針させ(ステップS93)、秒針車20が2ステップ(12°)回転したか否かを判断する(ステップS94)。すなわち、秒針車20が通常運針の1ステップ(6°)回転しただけでは、秒針車20の第1円形孔21aが検出部13の検出位置Pから完全に離れないため、秒針車20の2ステップごとに検出部13による光検出を行う。
このステップS94で秒針車20が2ステップ回転していなければ、秒針車20が2ステップ回転するまで、秒針2を1ステップ(6°)の通常運針させ、秒針車20が2ステップ回転すると、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS95)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS96)。このとき、検出部13による光検出があると、秒針車20の第1光透過孔21の第1円形孔21a、第2、第3の各長孔21b、21cのいずれかが検出部13の検出位置Pに一致していることになり、秒針車20が合っていないと判断し、前述した3針位置検出処理に移行する。
また、ステップS96で、検出部13による光検出がない場合には、図15(b)に示したように、秒針車20の第1〜第3の各遮光部21d〜21fが検出位置Pに対応していると判断し、検出部13による未検出回数をカウントして未検出フラグに「1」を立て(ステップS97)、この未検出回数が3回連続したか否かを判断する(ステップS98)。このとき、未検出回数が3回連続していなければ、ステップS93に戻り、秒針2を通常運針させてステップS97までの動作を繰り返す。
また、ステップS98で、図15(b)の状態から図15(d)の状態のように、正時から6秒経過したときに、未検出回数が3回連続すると、秒針車20の第1遮光部21dと第2遮光部21eとのいずれかが検出位置Pに対応していると判断し、秒針車20を1ステップ(6°)回転させて秒針2を通常運針させる(ステップS99)。そして、秒針車20が次に2ステップ回転したか否かを判断し(ステップS100)、秒針車20が2ステップ回転するまで、秒針2を通常運針させる。
そして、秒針車20が2ステップ回転すると、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS101)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、正時から8秒経過した時点で、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS102)。このとき、検出部3による光検出がないと、秒針車20の第2遮光部21eが検出位置Pに対応していることになり、秒針車20の位置が合っていないと判断し、前述した3針位置検出処理に移行する。また、ステップS102で、図15(e)に示すように、検出部13による光検出があれば、秒針車20の第2長孔21bの一部に検出部13の検出位置Pが対応していたことにより、秒針車20の回転位置が合っていると判断し、通常運針に移行させて、この動作フローを終了する。
このように、この指針式の腕時計における針位置検出装置によれば、秒針車20、分針車25、時針車27、中間車23の第1〜第4の各光透過孔部21、28〜30を光が透過したか否かを検出して秒針車20、分針車25、時針車27の各回転位置を判断するための光透過孔部検出手段である検出部13と、分針車25が1ステップずつ回転して第2光透過孔部28の1つの円形孔と中間車23の第4光透過孔部30の1つの円形孔とが対応して検出部13による光検出があった位置から分針車25を所定ステップ(12ステップ)以上戻し、その戻した位置から再び分針車25を1ステップずつ回転させて、最初に検出部13による光検出があった位置を、分針車25の基準位置であると確定する分針位置検出手段(CPU35、ステップS12〜S23、ステップS71〜77)とを備えているので、分針車25の基準位置を正確に判断することができる。
すなわち、分針車25が1ステップずつ回転して分針車25の第2光透過孔部28の1つの円形孔と中間車23の第4光透過孔部30の1つの円形孔とが対応して光透過孔部検出手段である検出部13による光検出があった位置が分針車25の基準位置であるが、この位置が基準位置であるか否かを分針位置検出手段によって検出部13による光検出があった位置から分針車25を所定ステップ以上(つまり12ステップ以上)戻し、その戻した位置から再び分針車25を1ステップずつ回転させて、最初に検出部13による光検出があった位置を、分針車25の基準位置であると確定することにより、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とに、組み立て精度などの製作上の誤差があっても、分針位置の誤認を防ぎ、分針3の位置を短時間で検出できると共に、分針3位置を正確に判断することができる。
この場合、分針位置検出手段は、光透過孔部検出手段である検出部13による光検出があった位置から分針車25を分針車戻し手段(CPU35、ステップS17、ステップS71)により所定ステップ(12ステップ)以上戻すことにより、分針車25の第2光透過孔部28の円形孔を検出部13の検出位置Pからほぼ完全に離し、分針車25の第2光透過孔28を検出部13による光検出がない位置に移動させることができ、この状態で分針位置確認手段(CPU35、ステップS18〜S23、ステップS72〜S77)により再び分針車25を1ステップずつ回転させて、最初に検出部13による光検出があった位置を分針車25の基準位置であると確定することにより、分針車25の第2光透過孔部28と中間車23の第4光透過孔部30とに、組み立て精度などの製作上の誤差があっても、分針位置の誤認を防ぎ、分針3の位置を正確に且つ確実に判断することができる。
また、この腕時計の針位置検出装置によれば、分針車25が1回転して時針車27が30°回転するごとに、分針車25の第2光透過孔部28の円形孔が時針車27の第3光透過孔部29における11個の円形孔に順次対応して、光透過孔部検出手段の検出部13による光検出があった位置を時針車27の正時位置とする正時位置判断手段(CPU35、ステップS24〜S26、S80〜S82)を備えていることにより、分針車25を1回転させて時針車27を30°回転させるだけで、時針車27が正時位置であるか否かを速やかに判断することができる。
また、この針位置検出装置では、時針車27の第3光透過孔部29における基準位置の円形孔と11個目の円形孔との間に設けられた遮光部29aが、検出部13における検出位置Pに対応して検出部13による光検出がない未検出状態の後に、次に時針車27の第3光透過孔部29における基準位置の円形孔を検出部13が光検出した位置を、時針車27の基準位置とする時針基準位置検出手段(CPU35、ステップS26〜S29、S82〜S85)を備えていることにより、時針車27の基準位置を容易に且つ確実に検出することができる。
この場合、時針車27の第4遮光部29aが光透過孔部検出手段である検出部13における検出位置Pに対応して検出部13による光検出がない未検出状態の位置を、基準位置(0時位置)の30°手前の位置つまり11時位置とする11時位置判断手段(CPU35、S26、S82)を備えていることにより、時針車27が1回転する間に、時針車27の11時位置を速やかに且つ確実に特定することができる。また、この状態で、時針車27が更に30°回転して第3光透過孔部29の円形孔を検出部13が光検出した位置を時針車27の基準位置(0時位置)であると特定することができるので、時針車27が基準位置(0時位置)であるか否かを正確に且つ確実に判断することができる。
また、この針位置検出装置によれば、秒針車20の第1光透過孔部21が、基準位置に設けられた第1円形孔21a、この第1円形孔21aの両側に異なる長さの第1、第2の各遮光部21d、21eを隔てて設けられた第2、第3の各長孔21b、21cからなるので、秒針車20が12°ずつ回転する際に、光透過孔部検出手段の検出部13による未検出状態が、秒針車20の第1円形孔21aの両側に位置する第1、第2の各遮光部21d、21eによって異なることにより、秒針2の運針方向と反対側に位置する第3長孔21cから第1円形孔21aまでの第2遮光部21eにおける未検出状態を未検出回数としてカウントし、そのカウント数が予め設定された回数(4回)であった後に、次に第1円形孔21aを検出部13が検出した位置を、秒針2の基準位置(00秒位置)であると判断することができる。これにより、秒針車20の回転位置を正確に且つ確実に検出することができる。
この場合、秒針車20が1秒(1ステップ)ごとに一定角度(6°)で回転して秒針2を運針させる通常運針制御手段(CPU35、ステップS93、S99)と、この通常運針制御手段の制御により秒針2を運針させている時において、秒針2の運針方向側に位置する第1遮光部21dによって検出部13による光検出がない未検出状態の連続回数が、第2遮光部21eによる未検出回数(4回)より少ない回数(3回)になった後に、次に秒針車20の第2長孔21bを検出部13が検出したときに、秒針2の針位置が合っていると判断する針位置確認手段(CPU35、ステップS90〜S102)と、を備えていることにより、1時間未満の針合わせであれば、通常運針時に秒針2が合っているか否かを8秒で確認することができ、これにより秒針2が合っているか否かを10秒以内に効率良く確認することができる。
また、この針位置検出装置では、光透過孔部検出手段である検出部13による光検出がない未検出状態の連続回数が予め定められた回数(4回)を越えたときに、分針車25の第2光透過孔部28と時針車27の第3光透過孔部29のいずれの円形孔とがの検出部13の検出位置Pからずれていると判断するずれ判断手段(CPU35、ステップS7〜S9、S36〜S38)を備えていることにより、分針3と時針4との針位置が合っていないことを速やかに判断することができる。すなわち、ずれ判断手段は、秒針車20の第2遮光部21eに対する検出部13の未検出状態が4回連続した後に、次に第1円形孔21aを検出部13が検出した位置が、秒針車20の基準位置(00秒位置)であると判断することにより、検出部13による未検出状態が5回連続したときに、分針車25と時針車27とが検出部13の検出位置Pからずれていることを判断することができる。これにより、秒針車20を不必要に回転させる必要がなく、効率良く分針3、時針4の針位置のずれを判断することできる。
さらに、この針位置検出装置では、秒針車20における第1光透過孔部21の第1円形孔21a、第2長孔21b、第3長孔21cのいずれもが光透過孔部検出手段である検出部13による検出位置Pに対応していない状態で、秒針車20を180°回転させて、第1光透過孔部21の第1円形孔21a、第2長孔21b、第3長孔21cのいずれかを検出位置Pに対応させる孔位置対応手段(CPU35、ステップS45〜S47、S52〜S54、S59〜S61)を備えていることにより、分針車25と時針車27の各回転位置を検出する際、検出部13による光検出がない未検出状態で、秒針車20を180°回転させても、検出部13による光検出がない未検出状態である場合に、分針車25と時針車27とのいずれかがずれていることを、秒針車20の180°の回転動作によって速やかに判断することができ、これにより位置検出に要する時間を大幅に短縮することができる。
すなわち、秒針車20の第1遮光部21dは、その対角線上に位置する第1光透過孔部21の第3長孔21cの一部に対応しており、第2遮光部21eは、その対角線上に位置する第1光透過孔部21の第2長孔21bの一部に対応しており、第3遮光部21fは、その対角線上に位置する第1光透過孔部21の第1円形孔21aに対応していることにより、第1〜第3の各遮光部21d〜21fが検出部13の検出位置Pに対応している状態で、秒針車20を180°回転(半回転)させると、必ず第1光透過孔部21を検出位置Pに対応させることができる。
なお、上記実施形態では、分針車25が1ステップずつ回転して第2光透過孔部28の1つの円形孔と中間車23の第4光透過孔部30の1つの円形孔とが対応して検出部13による光検出があった位置から分針車25を12ステップ以上戻し、その戻した位置から再び分針車25を1ステップずつ回転させて、最初に検出部13による光検出があった位置を分針車25の基準位置であると確定する分針位置検出手段を備えている場合について述べたが、これに限らず、例えば図26に示す第1変形例の分針位置検出手段のように構成しても良い。
すなわち、この第1変形例の分針位置検出手段は、図26に示すように、この処理動作がスタートすると、既にカウントした分針車25のステップ数をクリアしてカウンタを「0」(S=0)にし(ステップS110)、分針車25を1ステップ(1°)回転させ(ステップS111)、その分針車25のステップ数をカウンタでカウント(S=S+1)し(ステップS112)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS113)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断し(ステップS114)、検出部13による光検出がなければ、分針車25が360°(1回転する1時間分)回転するまで、ステップS111からステップS114の動作を繰り返す(ステップS115)。
このとき、分針車25が360°(1回転する1時間分)回転しても、検出部13による光検出がなければ、秒針車20の第1光透過孔部21が検出部13の検出位置Pに対応していないと判断し、秒針車20を30ステップ(180°)回転させて、秒針車20の第1光透過孔部21を検出部13の検出位置Pに対応させ(ステップS116)、ステップS110に戻り、既にカウントした分針車25のステップ数をクリアしてカウンタを「0」にし、再び分針車25を1ステップずつ回転させて360°(1回転する1時間分)回転するまで、ステップS111からステップS115の動作を繰り返す。
そして、ステップS114で検出部13による光検出があると、分針車25が基準位置(00分位置)であると判断し、それまでカウントした分針車25のステップ数をRAM37に記録し、この記録したステップ数が予め定められたステップ数、つまり12ステップ以内(S≦12)であるか否かを判断する(ステップS117)。すなわち、分針車25は、12ステップしたときに、第2光透過孔部28が検出部13の検出位置Pからほぼ完全に離れるが、組み立て精度などの製作上の誤差によって、検出部13による光検出が起こり得る。
このため、ステップS117で検出部13による光検出があったときの分針車25のステップ数が12ステップ以内であれば、分針車25が基準位置であると判断したことが正しいか否かを確認する必要があり、ステップS117で検出部13による光検出があった位置から分針車25を12ステップ以上(12°以上)戻し(ステップS118)、分針車25の第2光透過孔部28を検出部13の検出位置Pからほぼ完全に離す。この戻した位置から再び分針車25を1ステップ回転させ(ステップS119)、検出部13の発光素子31を発光させ(ステップS120)、この発光素子31の光を受光素子32が受光したか否かを検出することにより、検出部13による光検出があったか否かを判断する(ステップS121)。
そして、ステップS121で検出部13による光検出がなければ、分針車25が12ステップ以上回転するまで、ステップS118からステップS121の動作を繰り返す(ステップS122)。このとき、ステップS122で分針車25が12ステップ回転すれば、ステップS121で検出部13による光検出が必ずあるはずであるが、もし仮に光検出がなければ、エラー表示する(ステップS123)。また、ステップS121で検出部13による光検出があれば、その光検出があった位置が分針車25の基準位置(00分位置)であると確定し(ステップS124)、この分針位置検出処理を終了する。
ところで、ステップS117で分針車25のステップ数が所定ステップ以上、つまり12ステップ以上であると判断したときには、中間車23が1回転以上し、分針車25の第2光透過孔部28が12°以上回転移動した後に、中間車23の第4光透過孔部30と分針車25の第2光透過孔部28とが検出部13の検出位置Pと一致したことになるので、図11(a)の状態から図11(m)の状態を通過したことになり、組み立て精度などの製作上の誤差があっても、その影響を受けないため、上述したステップS118からステップS122までの分針位置確認処理を省略して、ステップS114で検出部13による光検出があった位置をステップS124で基準位置(00分位置)であると確定し、この分針位置検出処理を終了する。
このように、この第1変形例の針位置検出装置によれば、分針車25が1ステップずつ回転する際のステップ数をカウントするカウント手段(CPU35、ステップS112)と、分針車25が1ステップずつ回転して光透過孔部検出手段である検出部13による光検出があった際の分針車25のステップ数を記憶する記憶手段(RAM37)と、分針車25が1回転しても検出部13による光検出がない場合にカウント手段をリセットするリセット手段(CPU35、ステップS115〜S116)とを備えていることにより、分針車25の第2光透過孔部28を検出部13による光検出がなく、秒針車20が検出部13の検出位置Pを塞いでいる場合、リセット手段によってカウント手段のカウント数をクリアしてリセットすることができるので、カウント手段により分針車25のステップ数を正確にカウントすることができ、そのカウント数を記憶手段で記憶することにより、この記憶手段に記憶されたカウント数が所定ステップ数であるか否かを判断することができる。
この場合、記憶手段(RAM37)に記憶された分針車25のステップ数が所定ステップ(12ステップ)以上である場合、分針戻し手段および分針位置確定手段による各処理を省略して、既に検出部13による光検出があった位置を、分針車25を基準位置であると判断する分針位置判断手段(CPU35、ステップS117)を更に備えていることにより、RAM37に記憶された分針車25のステップ数が所定ステップ以上、つまり12ステップ以上であると判断したときには、中間車23が1回転以上し、分針車25の第2光透過孔部28が12°以上回転移動した後に、中間車23の第4光透過孔部30と分針車25の第2光透過孔部28とが検出部13の検出位置Pと一致したことになるので、不必要な分針車25の確認作業、つまり分針戻し手段および分針位置確定手段による各処理を省略しても、分針車25の基準位置を正確に特定することができる。
ところで、上記実施形態では、秒針車20に第1光透過孔部21の第2、第3長孔21b、21cをそれぞれ円弧状に連続する長孔に形成した場合について述べたが、これに限らず、例えば図27に示すような第2変形例のように構成しても良い。
すなわち、この第1変形例の秒針車20は、図27に示すように、第1光透過孔部21の第2長孔21bを2つの長孔40a、40bに分割すると共に、第3長孔21cも2つの長孔41a、41bに分割した構成になっている。
この場合、第2長孔21bにおける第1円形孔21aに隣接する長孔40aは、第1円形孔21aを基準にして、48°〜96°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの5倍程度(円周に対する60°程度の幅)の長さで設けられており、第2長孔21bにおける第1円形孔21aと反対側に位置する長孔40bは、第1円形孔21aを基準にして、120°〜168°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの5倍程度(円周に対する60°程度の幅)の長さで設けられている。この第2長孔21bの2つの長孔40a、40b間には、第5遮光部42が設けられており、この第5遮光部42は、その対角線上に位置する第3長孔21bの長孔41aの一部に対応するように設けられている。
また、第3長孔21cにおけるにおける第1円形孔21aに隣接する長孔41aは、第1円形孔21aを基準にして、60°〜96°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの4倍程度(円周に対する48°程度の幅)の長さで設けられており、第3長孔21cにおける第1円形孔21aと反対側に位置する長孔41bは、第1円形孔21aを基準にして、120°〜168°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの5倍程度(円周に対する60°程度の幅)の長さで設けられている。この第3長孔21bの2つの長孔41a、41b間には、第6遮光部43が設けられており、この第6遮光部43は、その対角線上に位置する第2長孔21bの長孔41aの一部に対応するように設けられている。
さらに、基準位置の第1円形孔21aとこれに隣接する第2長孔21bの長孔40aとの間には、前述した実施形態と同様、第1遮光部21dが設けられており、基準位置の第1円形孔21aとこれに隣接する第3長孔21cの長孔41aとの間にも、前述した実施形態と同様、第2遮光部21eが設けられており、さらに第1円形孔21aの対角線上に位置する第2長孔21bの長孔40bと第3長孔21cの長孔41bとの間にも、前述した実施形態と同様、第2遮光部21eが設けられている。
この場合にも、第1遮光部21dは、第1円形孔21aを基準にして、48°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの3倍程度(円周に対する36°程度の幅)の間隔で設けられ、その対角線上に位置する第3長孔21cの長孔41bに対応するように構成されている。また、第2遮光部21eは、第1円形孔21aを基準にして、60°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの4倍程度(円周に対する48°程度の幅)の間隔で設けられ、その対角線上に位置する第2長孔21bの長孔40bに対応するように構成されている。第3、第5、第6の各遮光部21f、42、43は、第1円形孔21aとほぼ同じ大きさで設けられ、その対角線上に位置する第1円形孔21a、第3長孔21cの長孔41a、第2長孔21bの長孔40aにそれぞれ対応するように構成されている。
このような秒針車20においても、第1〜第3、第5、第6の各遮光部21d〜21f、42、43のいずれかが検出部13の検出位置Pに対応している状態で、秒針車20を30ステップ(180°)回転させると、必ず第1光透過孔部21の第1円形孔21a、第2長孔21bの2つの長孔40a、40b、第3長孔21cの2つの長孔41a、41bのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応するように構成されているので、前述した実施形態と同様の作用効果あるほか、特に第2長孔21bを2つの長孔40a、40bに分割すると共に、第3長孔21cも2つの長孔41a、41bに分割し、この分割された2つの長孔40a、40b間および長孔41a、41b間にそれぞれ第5、第6遮光部42、43を設けたので、前述した実施形態のものよりも、秒針車20の強度を更に高めることができる。
また、上記実施形態およびその第2変形例では、第1光透過孔部21の第2長孔21bと基準位置の第1円形孔21aとの間隔、つまり第1遮光部21dが第1円形孔21aを基準にして、48°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの3倍程度(円周に対する36°程度の幅)に設定し、第1光透過孔部21の第3長孔21cと基準位置の第1円形孔21aとの間隔、つまり第2遮光部21eが第1円形孔21aを基準にして、60°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの4倍程度(円周に対する48°程度の幅)に設定した場合について述べたが、これに限らず、図28に示す第3変形例のように構成しても良い。
すなわち、この第3変形例は、図28に示すように、第1光透過孔部21の第2長孔21bと基準位置の第1円形孔21aとの間隔、つまり第1遮光部21dが第1円形孔21aを基準にして、36°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの2倍程度(円周に対する24°程度の幅)に設定し、第1光透過孔部21の第3長孔21cと基準位置の第1円形孔21aとの間隔、つまり第2遮光部21eが第1円形孔21aを基準にして、48°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの3倍程度(円周に対する36°程度の幅)に設定した構成になっている。
この場合、第2長孔21bは、第1変形例と同様、2つの長孔40a、40bに分割され、その間に第5遮光部42が設けられている。この第2長孔21bにおける第1円形孔21aに隣接する長孔40aは、第1円形孔21aを基準にして、36°〜96°程度の間隔、つまり第1変形例よりも第1円形孔21aの1個分だけ、第1円形孔21a側に長く形成されている。
また、第3長孔21cは、第1変形例と同様、2つの長孔41a、41bに分割され、その間に第4遮光部43が設けられている。この第3長孔21cにおける第1円形孔21aに隣接する長孔41aは、第1円形孔21aを基準にして、264°〜312°程度の間隔、つまり、第1変形例よりも第1円形孔21aの1個分だけ、第1円形孔21a側に長く形成されている。
この場合にも、第1光透過孔部21の第2長孔21bと基準位置の第1円形孔21aとの間に位置する第1遮光部21dは、その対角線上に位置する第3長孔21cの長孔41bに対応するように構成されている。また、第1光透過孔部21の第3長孔21cと基準位置の第1円形孔21aとの間に位置する第2遮光部21eは、その対角線上に位置する第2長孔21bの長孔40bに対応するように構成されている。さらに、第3、第5、第6の各遮光部21f、42、43も、その対角線上に位置する第1円形孔21a、第3長孔21cの長孔41a、第2長孔21bの長孔40aにそれぞれ対応するように構成されている。
このような秒針車20においても、第1〜第3、第5、第6の各遮光部21d〜21f、42、43のいずれかが検出部13の検出位置Pに対応している状態で、秒針車20を30ステップ(180°)回転させると、必ず第1光透過孔部21の第1円形孔21a、第2長孔21bの2つの長孔40a、40b、第3長孔21cの2つの長孔41a、41bのいずれかが検出部13の検出位置Pに対応するように構成されているので、前述した実施形態および第1変形例と同様の作用効果あるほかに、以下のような作用効果もある。
すなわち、第1光透過孔部21の第2長孔21bと基準位置の第1円形孔21aとの間の第1遮光部21dが、第1円形孔21aを基準にして、36°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの2倍程度(円周に対する24°程度の幅)に形成されていることにより、秒針車20が1ステップ(6°)ずつ回転して秒針2が通常運針する際、秒針車20が4ステップ(24°)回転すると、第1遮光部21dが検出位置Pを通過し、次の2ステップ回転(6秒目)で第1長孔21bの長孔40aの一部を検出位置Pに対応させることができ、これにより秒針車20の回転位置を6秒で確認することができる。このため、1時間未満の針合わせであれば、通常運針時に秒針2の針位置が合っているか否かを前述した実施形態よりも速く確認することができる。
また、第1光透過孔部21の第3長孔21cと基準位置の第1円形孔21aとの間の第2遮光部21eが、第1円形孔21aを基準にして、48°程度の間隔、つまり第1円形孔21aの3倍程度(円周に対する36°程度の幅)に形成されていることにより、第2遮光部21eに対する検出部13による未検出状態をカウントする際、秒針車20を2ステップ(12°)ずつ回転させることにより、未検出状態が3回連続した後、次に第1円形孔21aを検出部13が検出した位置が、秒針車20の基準位置(00秒位置)であると判断することができ、これにより秒針2の基準位置を前述した実施形態よりも速く検出することができ、より一層、検出速度を上げることができる。
さらに、上記実施形態およびその各変形例では、秒針車20、分針車25、時針車27にそれぞれ設けられた第1〜第3の各光透過孔部21、28、29の形状を円形形状とした場合について説明したが、方形、台形、多角形など他の形状でも良い。
なおまた、上記実施形態およびその各変形例では、指針式の腕時計に適用した場合について述べたが、必ずしも腕時計である必要はなく、例えばトラベルウオッチ、目覚まし時計、置き時計、掛け時計などの各種の指針式の時計に適用することができる。