JP6821777B2

JP6821777B2 - 電子時計

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Publication number: JP6821777B2
Application number: JP2019227530A
Authority: JP
Inventors: 翔一郎森田
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: JP2020038235A

Description

本発明は、電子時計に関する。

複数の指針等の指示部材によって指標を指し示すことで時刻を表示する電子時計には、例えば指示部材が特定の位置（例えば、「１２」等の特定の指標を指し示すときの回転位置）にあること検出する位置検出部を有しているものがある。特に、例えば信号を受信して精度の高い時刻情報を取得し、この時刻情報に基づいて指示部材を強制的に駆動することで、精度の高い時刻を指示部材で表示するようにした電波修正時計は、指示部材を正しい位置まで駆動するために、指示部材の現在の位置を把握する必要がある。

このような電子時計として、例えば、分針及び秒針に関連付けられた分秒輪列系における、ステップモータのロータに噛み合っている五番車に形成された検出孔と、四番車（秒針用の番車）と同角速度で回転する位置検出車に形成された検出孔とが１分間に１回の割合で軸方向に重なるように構成されているものがある。

この場合、電子時計が通常運針を行っているとき、予め定められたタイミング（例えば１分間隔）で上記重なりを光検出器で検出することができたか否かによって、分針及び秒針の位置が正しいか否かを判定している。予め定められたタイミングで上記重なりを検出できたときは、位置は正しいと判定する。予め設定されたタイミングで上記重なりを検出できなかったとき、つまり分秒輪列系を駆動するロータの回転位置がずれてしまったときは、その後１秒間隔で上記重なりを検出できるか否かの探索を行って、重なりを検出できたタイミングを特定する。そして、特定されたタイミングと、上述した予め定められたタイミングとのズレ量に基づいて、位置の修正を行うこともできる。

ここで、五番車の検出孔と位置検出車の検出孔とは１分間に１回の周期で必ず重なるため、上記重なりの検出ができなかった場合でも、その後の１分間以内に必ず重なりを検出することができ、分秒針の位置は予め設定されたタイミングから１分間以内に修正することができる。

ところで、上述した例では、検出孔が、１分間で１回転する位置検出車と、位置検出車よりも高速で回転する五番車とに形成されているため、両検出孔は１分間に１回の周期で軸方向に重なるが、検出孔が、四番車及び二番車に形成されていて、これら四番車の検出孔及び二番車の検出孔の重なりを検出する位置検出部を備えた電子時計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２５００９１号公報

特許文献１に記載された電子時計は、四番車の検出孔及び二番車の検出孔は、１時間に１回の周期で軸方向に重なるようになっている。したがって、電子時計が通常運針を行っているとき、両検出孔の重なりは１時間に１回の周期となるため、検出のタイミングとして予め設定されているタイミングは１時間に１回の周期になる。

そして、位置検出手段が、予め設定されたタイミングで上記重なりを検出できなかったときは、その後１秒間隔で上記重なりを検出できるか否かの探索をさらに行うと、最大で５９分５８秒後まで上記重なりを検出できないおそれもある。つまり、検出孔の重なりが時計の遅れ方向にずれてしまった場合は、１時間分の探索のごく初期の段階で検出できるが、時計の進み方向にずれてしまった場合は、１時間分の探索の終わりごろに検出できることになる。

このように、指示部材が特定の位置にあることを検出するのに１時間近くも掛るのは、時間のかかり過ぎである。また、予め定められたタイミングで検出できず、その後、１秒間隔で検出を繰り返した場合、最大で５９分５８秒後まで３５９８回も検出動作を繰り返す必要があり、検出動作に要する電力の消費が大きい。

なお、この問題は、検出孔が、四番車と二番車に形成されているものに限らず、四番車と三番車に形成されているもの、三番車と二番車に形成されているものなど、通常の運針動作で検出孔の重なりの周期が長いもの（例えば１０分間以上）でも同様である。また、２つ以上の番車にそれぞれ検出孔が形成されていて、位置検出部が、それら２つ以上の検出孔の軸方向の重なりを検出するものに限定されず、位置検出部が、単一の指示部材の基準の位置を検出するものであっても、通常の運針動作で検出の周期が長いもの（例えば１時間以上など）では同様の問題が起こり得る。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、通常の運針動作で検出の周期が長いものであって、その検出の周期よりも早いタイミングで基準の位置が通過していた場合でも、その検出の周期よりも短い時間のうちに指示部材の基準の位置を検出することができる電子時計を提供することを目的とする。

本発明は、一定の方向に回転する指示部材で指標を指し示して時刻を表示する時刻表示部と、前記指示部材のうち秒指針部材と分指針部材とを連動して駆動するステップモータと、前記指示部材の前記回転の方向における基準の位置を一定時間ごとに検出する位置検出部と、前記指示部材の回転及び前記位置検出部の前記基準の位置の検出を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記位置検出部が前記一定時間ごとの前記基準の位置の検出をできなかった場合、前記分指示部材の一回転の半分よりも少ない予め設定された第１の回転量に基づき、前記分指示部材と前記秒指示部材とを前記一定の方向とは反対の方向に回転させた後に、前記秒指示部材の回転に連動して前記分指示部材を前記一定の方向に回転させながら検索し、前記位置検出部材によって前記基準の位置を検出させるように、前記指示部材及び前記位置検出部を制御する電子時計である。

本発明に係る電子時計によれば、通常の運針動作で検出の周期が長いものであって、その検出の周期よりも早いタイミングで基準の位置が通過していた場合でも、その検出の周期よりも短い時間のうちに指示部材の基準の位置を検出することができる。

本発明に係る電子時計の一実施形態である電波修正時計を示す平面図である。電波修正時計の内部に設けられたステップモータ、駆動輪列、検出部及び制御部を示す斜視図である。図２のステップモータ及び駆動輪列の平面図であり、（Ａ）は電波修正時計の裏蓋の側から見た図、（Ｂ）は電波修正時計の文字板の側から見た図をそれぞれ示す。検出孔が形成された輪列（歯車）を示す図であり、（Ａ）は四番車、（Ｂ）は三番車、（Ｃ）は二番車、（Ｄ）は筒車、（Ｅ）は第２時中間車、をそれぞれ示す。筒車の検出孔、四番車の検出孔、三番車の検出孔及び二番車の検出孔が重なった軸方向の位置に、ＬＥＤチップ及びフォトトランジスタが配置されている様子を示す断面図である。制御部による、時輪列系の基準位置を探索する動作を示すフローチャートである。制御部による、分秒輪列系の基準位置を探索する動作を示すフローチャートである。制御部が分秒輪列系の基準位置を探索する制御の変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る電子時計の実施形態について、図面を用いて説明する。
＜電波修正時計の構成＞
図１は、本発明に係る電子時計の一実施形態である電波修正時計１を示す平面図、図２は、電波修正時計１の内部に設けられたステップモータ、駆動輪列、検出部５０，６０（位置検出部の一例）及び制御部７０（制御部の一例）を示す斜視図である。また、図３は、図２のステップモータ及び駆動輪列の平面図であり、（Ａ）は電波修正時計１の裏蓋の側から見た図、（Ｂ）は電波修正時計１の文字板の側から見た図をそれぞれ示す。

本実施形態の電波修正時計１は、図１に示すように、文字板２に表示されたインデックス３を、一定方向（時計回り方向）に回転する時針４（指示部材の一例）、分針５（指示部材の一例）及び秒針６（指示部材の一例）で指し示すことにより時刻を表示する。すなわち、文字板２並びに時針４、分針５及び秒針６は時刻表示部の一例である。

また、電波修正時計１は、時刻の情報を含む信号（例えば、標準電波）を受信するアンテナと、各指針（時針４、分針５、秒針６）を駆動するステップモータ３１，４１及び駆動輪列１０，２０と、検出部５０，６０で検出された各指針の回転の方向における基準の位置を一定時間ごとに検出するとともに、アンテナで受信した電波に基づいて、各指針が正しい時刻を指し示すようにステップモータ３１，４１の回転を制御するＩＣ等で構成された制御部７０とを備えている。

ここで、電波修正時計１は、図２，３に示すように、時針４を駆動する第１のステップモータ３１及び第１の駆動輪列１０を備えている。なお、第１の駆動輪列１０は時針４の他に、日付を表示するための指示部材である日板も駆動するが、日板についての説明は省略する。

また、電波修正時計１は、分針５及び秒針６を駆動する第２のステップモータ４１及び第２の駆動輪列２０を備えている。なお、以下において、第１のステップモータ３１及び第１の駆動輪列１０を時輪列系、第２のステップモータ４１及び第２の駆動輪列２０を分秒輪列系という。

第１の駆動輪列１０は、第１時中間車１１、第２時中間車１２、第３時中間車１３及び筒車１４を備えている。第２時中間車１２は、後述する第２の駆動輪列２０と一部が重なってもよいが、第２時中間車１２に形成された後述の検出孔１２ａは第２の駆動輪列２０と重ならない部分となっている。筒車１４は第２の駆動輪列２０とは重なる部分となっている。第１の駆動輪列１０は、第１のステップモータ３１の駆動力を、第１時中間車１１、第２時中間車１２、第３時中間車１３、筒車１４の順に伝える。

図３に示すように、第２時中間車１２には、歯車を軸方向に貫通した検出孔１２ａが１つ形成されている。第２時中間車１２は、平面視（駆動輪列１０，２０の軸方向に直交する方向に見た面）において筒車１４とは重ならない位置に配置されている。

図４は、検出孔２２ａ，２３ａ，２４ａ，１４ａ，１２ａが形成された輪列（歯車）を示す図であり、（Ａ）は四番車２２、（Ｂ）は三番車２３、（Ｃ）は二番車２４、（Ｄ）は筒車１４、（Ｅ）は第２時中間車１２、をそれぞれ示す。
筒車１４には、時針４が固定されているとともに、図４（Ｄ）に示すように、歯車を軸方向に貫通した検出孔１４ａが１１個形成されている。１１個の検出孔１４ａは、筒車１４の回転中心回りに角度間隔３０［度］で周方向に並んで形成されている。１１個の検出孔１４ａの両端の２つの検出孔１４ａ，１４ａの間の角度間隔は６０［度］となっている。

制御部７０は、通常の運針時は、筒車１４を軸回りに１２時間で１回転させるように第１のステップモータ３１の駆動を制御する。このとき、第２時中間車１２は軸回りに１時間で１回転する。なお、第２時中間車１２は、第１のステップモータ３１に対する６０ステップの入力に対応して１回転し、筒車１４は、第１のステップモータ３１に対する７２０（＝６０×１２）ステップの入力に対応して１回転する。なお、第１の駆動輪列１０の各輪列の減速比は一例であり、他の減速比でもよい。

第２の駆動輪列２０は、五番車２１、四番車２２、三番車２３及び二番車２４を備えていて、第２のステップモータ４１の駆動力を、五番車２１、四番車２２、三番車２３、二番車２４の順に伝える。四番車２２には、秒針６が固定されているとともに、図４に示すように、歯車を軸方向に貫通した検出孔２２ａが１つ形成されている。
三番車２３には、図４に示すように、歯車を軸方向に貫通した検出孔２３ａが回転中心を挟んで１８０［度］の角度間隔で２つ形成されている。二番車２４には、分針５が固定されているとともに、図４に示すように、歯車を軸方向に貫通した検出孔２４ａが１つ形成されている。

また、制御部７０は、通常の運針時（時刻表示の動作時）は、四番車２２を軸回りに１分間で１回転させ、三番車２３を軸回りに８分間で１回転させ、かつ二番車２４を軸回りに１時間で１回転させるように、第２のステップモータ４１の駆動を制御する。このとき、第２時中間車１２は軸回りに１時間で１回転する。

なお、四番車２２は、第２のステップモータ４１に対する６０ステップの入力に対応して１回転し、三番車２３は、第２のステップモータ４１に対する４８０（＝６０×８）ステップの入力に対応して１回転し、二番車２４は、第２のステップモータ４１に対する３６００（＝６０×６０）ステップの入力に対応して１回転する。また、三番車２３の減速比は一例であり、他の減速比でもよい。

また、第２の駆動輪列２０は、四番車２２の検出孔２２ａと、三番車２３の検出孔２３ａと、二番車２４の検出孔２４ａとが、通常の運針時は１時間に１回、平面視での位置が一致して軸方向に重なるように、回転方向の位置が整えられている。

なお、三番車２３の２つの検出孔２３ａは他の検出孔２２ａ，２４ａに比べて周方向に長い孔である。これは、二番車２４と四番車２２とは同軸で回転するため検出孔２４ａと検出孔２２ａとを重ねた状態で組み付け易いのに対して、三番車２３は二番車２４及び四番車２２と同軸でないため、検出孔２３ａを検出孔２２ａ，２４ａと平面視で重なった状態で組み付け易くするためである。したがって、検出孔２２ａ，２３ａ，２４ａを軸方向に重ねた状態での組み付け性を問わなければ、検出孔２３ａは他の検出孔２２ａ，２４ａと同様の円であってもよい。

二番車２４、四番車２２、筒車１４は、一致した回転中心Ｃを有し、図１に示すように、時針４、分針５及び秒針６の回転中心となっている。つまり、第１の駆動輪列１０と第２の駆動輪列２０とは、一部同士が同一の軸線上に重なって配置されている。
そして、筒車１４の検出孔１４ａは、四番車２２の検出孔２２ａと三番車２３の検出孔２３ａと二番車２４の検出孔２４ａとが軸方向に重なった状態で、軸方向に重なる位置に形成されている。

ただし、筒車１４は、第１のステップモータ３１によって駆動され、一方、四番車２２、三番車２３及び二番車２４は、第２のステップモータ４１によって駆動される。つまり、時輪列系の筒車１４と、分秒輪列系の四番車２２、三番車２３及び二番車２４とは、互いに独立して回転させることができる。

したがって、四番車２２の検出孔２２ａ、三番車２３の検出孔２３ａ及び二番車２４の検出孔２４ａを軸方向に重ねて第２の駆動輪列２０を組み立て、筒車１４の検出孔１４ａが検出孔２２ａ、検出孔２３ａ及び検出孔２４ａに重ならない状態で筒車１４を組み立てたとしても、第１のステップモータ３１を駆動して筒車１４を回転させることにより、筒車１４の検出孔１４ａを、検出孔２２ａ、検出孔２３ａ及び検出孔２４ａに重ねた状態にすることができる。

なお、筒車１４の検出孔１４ａは１１個形成されているため、筒車１４に固定される時針４が、０時（１２時）００分００秒を指示したときから１時間おきに、１０時（２２時）００分００秒を指示するときに対応して、検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが軸方向に重なるように調整されている。

ただし、これは、筒車１４を１回転させたときに、筒車１４の回転位置を検出するための構造であるため、時針４が０時（１２時）００分００秒を指示したときから１時間おきに、１０時（２２時）００分００秒を指示するときまで、検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが軸方向に重なるように調整されているものに限定されない。

したがって、時針４が１時（１３時）００分００秒を指示したときから１時間おきに、１１時（２３時）００分００秒を指示するときまで、検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが軸方向に重なるように調整されていてもよいし、時針４が２３時（１１時）００分００秒を指示したときから１時間おきに、９時（２１時）００分００秒を指示するときまで、検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが軸方向に重なるように調整されていてもよい。

また、電波修正時計１は、上述した検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが特定の位置で重なった軸方向の両側に配置されて、４つの検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの軸方向の重なりを検出する第２の検出部６０と、第２時中間車１２の回転方向の特定の位置で検出孔１２ａを貫通した軸方向の両端に配置されて検出孔１２ａを検出する第１の検出部５０とを備えている。

第１の検出部５０は、発光するＬＥＤチップ５１と、ＬＥＤチップ５１が発光した光を検知するフォトトランジスタ５２とを備えている。ＬＥＤチップ５１とフォトトランジスタ５２との間には、第２時中間車１２の歯車が配置されているため、第２時中間車１２が１回転する１時間のうちの多くの期間は、ＬＥＤチップ５１から発光した光は第２時中間車の歯車に遮られてフォトトランジスタ５２には到達せず、フォトトランジスタ５２は光を検出しない。

しかし、第２時中間車１２の検出孔１２ａがＬＥＤチップ５１とフォトトランジスタ５２との間を通過したときだけは、ＬＥＤチップ５１から発光した光がフォトトランジスタ５２に到達して、フォトトランジスタ５２は光を検出する。フォトトランジスタ５２による光の検出結果は、制御部７０に入力されている。つまり、制御部７０は、１時間に１回、第１の駆動輪列１０の回転位置を検出し、この検出した位置を時輪列系の基準位置として、記憶部７１に記憶させる。

図５は、筒車１４の検出孔１４ａ、四番車２２の検出孔２２ａ、三番車２３の検出孔２３ａ及び二番車２４の検出孔２４ａが軸方向に重なった位置に、ＬＥＤチップ６１及びフォトトランジスタ６２が配置されている様子を示す断面図である。

第２の検出部６０も第１の検出部５０と同様に、発光するＬＥＤチップ６１と、ＬＥＤチップ６１が発光した光を検知するフォトトランジスタ６２とを備えている。ＬＥＤチップ６１とフォトトランジスタ６２との間には、筒車１４、四番車２２、三番車２３及び二番車２４が配置されているため、これら筒車１４、四番車２２、三番車２３及び二番車２４が回転している期間のうちの多くの期間は、ＬＥＤチップ６１から発光した光は筒車１４、四番車２２、三番車２３及び二番車２４のうちいずれかの歯車に遮られてフォトトランジスタ６２には到達せず、フォトトランジスタ６２は光を検出しない。

しかし、４つの検出孔１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが軸方向に重なったときは、ＬＥＤチップ６１からの光がフォトトランジスタ６２に到達して、フォトトランジスタ６２は光を検出する。フォトトランジスタ６２による光の検出結果は、制御部７０に入力されている。つまり、制御部７０は、１時間に１回、第２の駆動輪列２０の回転位置を検出し、この検出した位置を分秒輪列系の基準位置（基準の位置）として、記憶部７１に記憶させる。

フォトトランジスタ５２が光を検出するタイミングとフォトトランジスタ６２が光を検出するタイミングとは、必ずしも一致しないが、フォトトランジスタ５２が光を検出するタイミングとフォトトランジスタ６２が光を検出するタイミングとの時間差（第１のステップモータ３１を駆動するステップ数の差）は、各ステップモータ３１，４１及び各駆動輪列１０，２０が正常に動作している限りにおいて、常に一定の基準となる対応関係を有していて変化することはない。ただし、この時間差は、電波修正時計１ごとの個体差によって異なる値となっていてもよい。

制御部７０は、記憶部７１と判定部７２とを備えている。
記憶部７１は、電波修正時計１が実際に組み立てられた後にフォトトランジスタ５２が光を検出した時輪列系の基準位置からフォトトランジスタ６２が光を検出した分秒輪列系の基準位置までに第１のステップモータ３１を駆動したステップ数を基準のステップ数として記憶する。この基準のステップ数は、フォトトランジスタ５２が光を検出できた第２時中間車１２の検出孔１２ａの基準位置から、筒車１４の検出孔１４ａによりフォトトランジスタ６２が光を検出できるようになる位置までの位相差に対応している。

したがって、制御部７０は、第２時中間車１２の検出孔１２ａが検出された時輪列系の基準位置から、位相差に対応した基準のステップ数だけ第１のステップモータ３１を駆動することにより、筒車１４の検出孔１４ａを、分秒輪列系の基準位置に配置することができる。

その後の電波修正時計１の使用中において、制御部７０は、記憶部７１に記憶された時輪列系の基準位置で、時輪列系に対応したＬＥＤチップ５１を発光させて、フォトトランジスタ５２が光を検出することができるか否かを判定部７２に判定させる。フォトトランジスタ５２が光を検出することができたときは、判定部７２は、時輪列系の基準位置はずれておらず、時針の回転位置は正しいと判定する。

一方、フォトトランジスタ５２が光を検出することができなかったときは、例えば電波修正時計１に衝撃や外部磁場が加わる等して第１のステップモータ３１のロータが、制御部７０から指令されたステップ数に対応せずに回転した場合であり、判定部７２は、時輪列系の基準位置はずれていて、時針の回転位置は誤っていると判定する。

また、制御部７０は、記憶部７１に記憶された分秒輪列系の基準位置で、分秒輪列系に対応したＬＥＤチップ６１を発光させて、フォトトランジスタ６２が光を検出することができるか否かを判定部７２に判定させる。フォトトランジスタ６２が光を検出することができたときは、判定部７２は、分秒輪列系の基準位置はずれておらず、分針及び秒針の回転位置は正しいと判定する。

これに対して、フォトトランジスタ６２が光を検出することができなかったときは、例えば電波修正時計１に衝撃や外部磁場が加わる等して第１のステップモータ３１のロータ及び第２のステップモータ４１のロータのうち少なくとも一方が、制御部７０から指令されたステップ数に対応せずに回転した場合であり、時輪列系と分秒輪列系との間の位相差に対応したステップ数が、記憶部７１に記憶された位相差に対応した基準のステップ数に対してずれている。この場合、判定部７２は、分秒輪列系の基準位置がずれていて、時刻表示は誤っている判定する。

時輪列系の基準位置がずれていると判定部７２が判定したときは、制御部７０は、時輪列系の基準位置を探索する制御を行う。つまり、制御部７０は、時輪列系の第１のステップモータ３１を１ステップずつ駆動させながら基準位置の探索を行う。すなわち、制御部７０は、時輪列系の第１のステップモータ３１を１ステップずつ駆動するとともに、１ステップごとにＬＥＤチップ５１を発光させて、フォトトランジスタ５２が光を検出した位置を時輪列系の基準位置として検出する。この制御部７０による第１のステップモータ３１の駆動の制御及び第１の検出部５０の制御の詳細は後述する。

なお、基準位置のずれは、モータステアリングとの関係によっては、必ず偶数ステップずれるため、このような場合は、１ステップずつ駆動させながら１ステップごとにＬＥＤチップ５１を発光させて基準位置の探索を行うのではなく、２ステップずつ駆動させながら２ステップごとにＬＥＤチップ５１を発光させて基準位置の探索を行うようにすればよい。

制御部７０は、分秒輪列系の基準位置がずれていると判定したときは、分秒輪列系の基準位置を探索する制御を行う。つまり、制御部７０は、まず、時輪列系を時輪列系の基準位置から、記憶部７１に記憶された位相差に対応した基準のステップ数だけ通常運針の方向に駆動する。このとき、時輪列系の筒車１４は、検出孔１４ａが分秒輪列系の基準位置に停止した状態となる。

制御部７０は、次に、筒車１４の検出孔１４ａが分秒輪列系の基準位置に停止した状態で、分秒輪列系の第２のステップモータ４１を１ステップずつ駆動させながら基準位置の探索を行う。すなわち、制御部７０は、分秒輪列系の第２のステップモータ４１を１ステップずつ駆動するとともに、１ステップごとにＬＥＤチップ６１を発光させて、フォトトランジスタ６２が光を検出した位置を分秒輪列系の基準位置として特定する。この制御部７０による第２のステップモータ４１の駆動の制御及び第２の検出部６０の制御の詳細は後述する。

なお、分秒輪列系についても、時輪列系の場合と同様の理由により、１ステップずつ駆動させながら１ステップごとにＬＥＤチップ６１を発光させて基準位置の探索を行うのではなく、２ステップずつ駆動させながら２ステップごとにＬＥＤチップ６１を発光させて基準位置の探索を行うようにしてもよい。

＜電波修正時計の動作＞
以上のように構成された電波修正時計１は、第２の駆動輪列２０が組み立てられる際には、第２の検出部６０により検出孔２２ａ，２３ａ，２４ａが検出されるように、四番車２２、三番車２３及び二番車２４の各検出孔２２ａ，２３ａ，２４ａが軸方向に重ねられた状態に位置決めされる。
組み立ての際は、これら３つの輪列（四番車２２、三番車２３及び二番車２４）だけ、第２の検出部６０で検出される位置に、回転位置を揃えればよい。

次いで、二番車２４及び四番車２２と同軸に、第１の駆動輪列１０の筒車１４を組み立てる際は、筒車１４の検出孔１４ａを第２の駆動輪列２０の３つの検出孔２２ａ，２３ａ，２４ａに重ねる必要は無い。また、筒車１４の検出孔１４ａと第２時中間車１２の検出孔１２ａとの回転位置の関係（位相関係）も特定の位置関係とする必要はない。

つまり、第１の検出部５０が検出の対象とする輪列（歯車）は、第２時中間車１２であり、第２の検出部６０が検出する輪列（歯車）は、筒車１４、二番車２４、三番車２３及び四番車２２であり、第１の検出部５０が検出する対象の歯車と第２の検出部６０が検出する対象の歯車とは共通しない。

したがって、電波修正時計１は、第１の駆動輪列１０及び第２の駆動輪列２０との組み立ての際に、４つ以上の歯車（番車）の回転位置を特定の状態に揃えるものに比べて、組み立ての難易度を緩和することができる。
また、回転位置の検出に用いられる、軸方向に重なる輪列の数が少なくなるため、電波修正時計１の厚さを薄くすることができる。

組み立てられた状態の電波修正時計１は、上述した時輪列系の基準位置、分秒輪列系の基準位置及び位相差に対応した基準のステップが記憶部７１に記憶されている。
図６は、制御部７０による、時輪列系の基準位置を探索する動作を示すフローチャートである。時刻表示を行っている通常の運針時に、制御部７０は、第２時中間車１２の検出孔１２ａが、記憶部７１に記憶された時輪列系の基準位置を通過する所定のタイミング（１時間に１回の周期）で、フォトトランジスタ５２が光を検出したか否か、すなわち時輪列系の基準位置を検出したか否かを判定する（図６のＳ１１）。

検出できたとき（Ｓ１１においてＹＥＳ）は、１時間後である次の所定のタイミングで同様に検出できるか否かを判定する。
検出できなかったとき（Ｓ１１においてＮＯ）は、制御部７０は、時輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に、第２時中間車１２の一回転の半分よりも少ない予め設定された第１の回転量、例えば、第１のステップモータ３１の１０ステップだけ回転させるように、第１のステップモータ３１を制御する。（Ｓ１２）

第１のステップモータ３１の１０ステップは、第２時中間車１２が角度６０［度］回転する回転量に相当する。
なお、時輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に回転させる第１の回転量は、上述した１０ステップに限定されるものではなく、２ステップ以上３０ステップ（第２時中間車１２の１回転の半分に相当）未満であれば、４ステップであってもよいし、６ステップでも、８ステップでもよい。なお、ロータのずれは通常は多くても数ステップであるから、第１の回転量は、２ステップ以上１０ステップ以下で設定されていることが好ましい。

その後、制御部７０は、時輪列系を通常の運針時の回転方向に第１のステップモータ３１の１ステップずつ回転させながら、１ステップごとにＬＥＤチップ５１を発光させて、フォトトランジスタ５２が光を検出するのを待つ（Ｓ１３、Ｓ１４）。フォトトランジスタ５２が光を検出した時点で、制御部７０による、時輪列系を通常の運針時の回転方向に第１のステップモータ３１の１ステップずつ回転させる制御は終了する。
そして、制御部７０は、フォトトランジスタ５２が光を検出し時輪列系の基準位置を検出したときの回転位置を、時輪列系の基準位置として設定し直し、記憶部７１に記憶させる。

なお、制御部７０が、時輪列系の基準位置の検出のために第１のステップモータ３１を、通常の運針時の回転方向と反対の方向に回転させ、また、その後、通常の運針時の回転方向に１ステップずつ回転させるときの回転は、通常の運針時（１［ステップ／ｍｉｎ］（＝１／６０［Ｈｚ］））よりも速い角速度（例えば、１０［ステップ／ｓ］（＝１０［Ｈｚ］））で回転される。

図７は、制御部７０による、分秒輪列系の基準位置を探索する動作を示すフローチャートである。時刻表示を行っている通常の運針時に、制御部７０は、筒車１４の検出孔１４ａ、二番車２４の検出孔２４ａ、三番車２３の検出孔２３ａ及び四番車２２の検出孔２２ａが、記憶部７１に記憶された分秒輪列系の基準位置を通過する所定のタイミング（１時間に１回の周期）で、フォトトランジスタ６２が光を検出したか否か、すなわち分秒輪列系の基準位置を検出したか否かを判定する（図７のＳ２１）。

検出できたとき（Ｓ２１においてＹＥＳ）は、１時間後である次の所定のタイミングで同様に検出できるか否かを判定する。
検出できなかったとき（Ｓ２１においてＮＯ）は、制御部７０は、まず、時輪列系を基準位置から、記憶部７１に記憶された位相差に対応する基準のステップ数だけ、通常の運針時の回転方向に回転させて停止させるように、第１のステップモータ３１を制御する（Ｓ２２）。このとき、時輪列系の筒車１４は、検出孔１４ａが分秒輪列系の基準位置に停止した状態となる。

筒車１４の検出孔１４ａが分秒輪列系の基準位置に停止した状態で、制御部７０は、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に、二番車２４の一回転の半分よりも少ない予め設定された第２の回転量、例えば、第２のステップモータ４１の６０ステップだけ回転させるように、第２のステップモータ４１を制御する（Ｓ２３）。

第２のステップモータ４１の１０ステップは、四番車２２が角度６０［度］回転する回転量に相当する。
なお、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に回転させる第２の回転量は、上述した１０ステップに限定されるものではなく、２ステップ以上３０ステップ（四番車２２の１回転の半分に相当）未満であれば、４ステップであってもよいし、６ステップでも、８ステップでもよい。なお、ロータのずれは通常は多くても数ステップであるから、第２の回転量は、２ステップ以上１０ステップ以下で設定されていることが好ましい。

その後、制御部７０は、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向に第２のステップモータ４１の１ステップずつ回転させながら、１ステップごとにＬＥＤチップ６１を発光させて、フォトトランジスタ６２が光を検出するのを待つ（Ｓ２４，Ｓ２５）。フォトトランジスタ６２が光を検出した時点で、制御部７０による、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向に第２のステップモータ４１の１ステップずつ回転させる制御は終了する。
そして、制御部７０は、フォトトランジスタ６２が光を検出し分秒輪列系の基準位置を検出したときの回転位置を、分秒輪列系の基準位置として設定し直し、記憶部７１に記憶させる。

なお、制御部７０が、分秒輪列系の基準位置の検出のために第２のステップモータ４１を、通常の運針時の回転方向と反対の方向に回転させ、また、その後、通常の運針時の回転方向に１ステップずつ回転させるときの回転は、通常の運針時（１［ステップ／ｍｉｎ］（＝１／６０［Ｈｚ］））よりも速い角速度（例えば、１０［ステップ／ｓ］（＝１０［Ｈｚ］））で回転される。

このように、本実施形態の電波修正時計１によれば、時輪列系の基準位置及び分秒輪列系の基準位置の検出の動作において、時輪列系及び分秒輪列系を、通常の運針時とは反対の方向に少し回転させた後に、その反対の方向に少し回転させた位置から、通常の運針時の回転方向に回転させて検出を行う。したがって、通常の運針動作で検出の周期が１時間という長いものであって、通常の運針時に本来検出されるべきであった基準位置よりも早いタイミングの方向（時刻の進み方向）に基準位置がずれていた場合であっても、時輪列系や分秒輪列系を単純に通常の運針方向に回転させて検出できるか否かを探索する場合に比べて、短時間のうちに基準位置を検出することができる。

なお、通常の運針時に本来検出されるべきであった基準位置よりも遅れたタイミングの方向（時刻の遅れ方向）に基準位置がずれていた場合であっても、時輪列系や分秒輪列系を通常の運針方向とは反対の方向に回転させる回転量は、本来の検出周期に比べてごくわずかであるため、時輪列系や分秒輪列系を単純に通常の運針方向に回転させて検出できるか否かを探索する場合に比べて、わずかに延びるにすぎない。

また、本実施形態の電波修正時計１は、時輪列系の基準位置及び分秒輪列系の基準位置の検出の動作において、通常の運針時とは反対の方向に少し回転させた状態から通常の運針時の回転方向に回転させる際に、通常の運針動作よりも早回し（速い角速度）で回転させるため、一層早いタイミングで基準位置を検出することができる。

なお、本実施形態の電波修正時計１は、通常の運針時において時輪列系の基準位置が検出できなかったとき、制御部７０が、時輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に回転させるように制御する（図６におけるＳ１１）が、時輪列系は６０ステップごとに基準位置を検出可能であって、分秒輪列系に比べて短時間の周期で検出できるため、時輪列系については反対方向への回転を行わずに、分秒輪列系のみ反対方向に回転させての検出を行うようにしてもよい。

＜変形例＞
上述した実施形態の電波修正時計１は、時輪列系の基準位置の探索も分秒輪列系の基準位置の探索も、制御部７０が、通常の運針時の回転方向（以下、正回転方向という。）とは反対の方向に回転させるステップ数を一定の値に固定して回転させ、そのステップ数だけ反対に回転した回転位置から正回転方向に１周回転させるように制御している。

しかし、本発明の電子時計はこの形態に限定されるものではなく、反対の方向に回転させるステップ数を最初は小さく設定した上で正回転方向への回転させるステップ数も一定の値（例えば、反対の方向に回転させるステップ数の２倍のステップ数）に設定して探索を行い、探索できなかったときは、反対の回転方向に回転させるステップ数及び正回転方向に回転させるステップ数を段階的に増やしながら探索範囲を徐々に広げて、反対の回転方向への回転と正回転方向への回転とを複数回繰り返すように、制御部７０が制御してもよい。

この場合、反対の回転方向への回転と正回転方向への回転との繰り返しの回数に上限となる所定回数を設けて、繰り返しの回数（反対の回転方向への回転の回数と一致）が所定回数に達した場合は、正回転方向への回転をよる探索を、１周回転させるまで継続させるようにしてもよい。

図８は、制御部７０が分秒輪列系の基準位置を探索する制御の変形例を示すフローチャートである。図８に示した変形例では、制御部７０が、反対の回転方向に回転させるステップ数Ｎ１及び正回転方向に回転させるステップ数Ｎ２（Ｎ２＝２×Ｎ１）を段階的に増やし（αステップずつ増やし）ながら探索の範囲を徐々に広げ、反対の回転方向への回転と正回転方向への回転とを２以上の所定回数繰り返すように、第１のステップモータ３１、第２のステップモータ４１及び第２の検出部６０を制御する。

具体的には、制御部７０は、筒車１４の検出孔１４ａ、二番車２４の検出孔２４ａ、三番車２３の検出孔２３ａ及び四番車２２の検出孔２２ａが、記憶部７１に記憶された分秒輪列系の基準位置を通過する所定のタイミング（１時間に１回の周期）で、フォトトランジスタ６２が光を検出したか否か、すなわち分秒輪列系の基準位置を検出したか否かを判定する（図８のＳ３１）。

検出できたとき（Ｓ３１においてＹＥＳ）は、１時間後である次の所定のタイミングで同様に検出できるか否かを判定する。検出できなかったとき（Ｓ３１においてＮＯ）は、制御部７０は、まず、時輪列系を基準位置から、記憶部７１に記憶された位相差に対応する基準のステップ数だけ、通常の運針時の回転方向に回転させて停止させるように、第１のステップモータ３１を制御する（Ｓ３２）。このとき、時輪列系の筒車１４は、検出孔１４ａが分秒輪列系の基準位置に停止した状態となる。

筒車１４の検出孔１４ａが分秒輪列系の基準位置に停止した状態で、制御部７０は、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に回転させるが、制御部７０は、その反対の方向に回転させた回数Ｍ（初期値１）をカウントし、Ｍ＝１（１回目）であるか否かを判定する（Ｓ３３）。

１回目であったときはステップ３５（Ｓ３５）に進む。１回目でなく２回目以後であったときは、反対の方向に回転させるステップ数Ｎ１（初期値は例えば１０）をαステップ（αは例えば１０）だけ増加させて（Ｓ３４）、ステップ３５（Ｓ３５）に進む。１回目であったときは、ステップ数Ｎ１は初期値１０のままである。

なお、ステップ数Ｎ１の初期値は１０ステップに限定されるものではなく、２ステップ以上１８００ステップ（二番車２４の１回転の半分に相当）未満であれば、４ステップであってもよいし、６ステップでも、８ステップでもよい。また、増加するステップ数αも、１０ステップに限定されるものではなく、２ステップ以上３０ステップ未満であれば、４ステップであってもよいし、６ステップでも、８ステップでもよい。

そして、制御部７０は、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向とは反対の方向に、第２のステップモータ４１のＮ１ステップだけ回転させるように、第２のステップモータ４１を制御する（Ｓ３５）。

その後、制御部７０は、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向に第２のステップモータ４１の１ステップ（又は２ステップ）ずつ回転させながら、正回転方向の回転のステップ数がＮ２（例えば、Ｎ１の２倍とする。第２の回転量）に達するまで、１ステップ（又は２ステップ）ごとにＬＥＤチップ６１を発光させて、フォトトランジスタ６２が光を検出するのを待つ（Ｓ３６，Ｓ３７，Ｓ３８）。正回転方向の回転のステップ数Ｎ２は、ステップ数Ｎ１の２倍に限定されるものではなく、ステップ数Ｎ１よりも大きな値であればよい。また、ステップ数Ｎ２は、ステップ数Ｎ１がαステップずつ増加するのに連動して増加しなくてもよく、一定値としてもよい。

フォトトランジスタ６２が光を検出した時点で、制御部７０による、分秒輪列系を通常の運針時の回転方向に第２のステップモータ４１の１ステップずつ回転させる制御は終了する（Ｓ３７においてＹＥＳ）。

一方、反対の方向へステップ数Ｎ１回転した回転位置から、正回転方向にステップ数Ｎ２回転した回転位置までの１回目の探索範囲（例えば−１０ステップ〜＋１０ステップ）で基準位置が検出できなかったとき（Ｓ３７においてＮＯ及びＳ３８においてＹＥＳ）は、制御部７０は、反対の方向への回転の回数Ｍが予め設定された所定回数（例えば３回）に達したか否かを判定する（Ｓ３９）。

回数Ｍと対照される予め設定された回数は３回に限定されず、２回以上であれば制限を設けなくてもよい。ただし、この回数Ｍは繰り返しの回数であるため、繰り返し回数が多すぎても、その繰り返しに要する時間が無駄になるため、３回程度を上限に設定するのが好ましい。

所定の回数に達していないとき（Ｓ３９においてＮＯ）は、ステップ４２（Ｓ４２）においてＭを１だけカウントアップし、ステップ３３（Ｓ３３）に戻る。所定の回数に達していたとき（Ｓ３９においてＹＥＳ）は、ステップ４０（Ｓ４０）に進む。ここでは、Ｍ＝１で、１回目の探索が終わったばかりであるため、２回目の探索を行うためにステップ３３に戻る。

２回目以後の探索では、反対の方向への１回目の回転を行う前の回転位置から、反対の方向への２回目以後の回転を行うステップ数Ｎ１をステップ数αずつ増加させて（Ｓ３４）、反対の方向への回転を行い、これに連動して、正回転方向への１ステップずつの探索の上限のステップ数Ｎ２も増加させる。つまり、２回目の探索範囲は、例えば−２０ステップ〜＋２０ステップとなる。同様に３回目の探索範囲は、例えば−３０ステップ〜＋３０ステップとなる。

このようにして、探索した結果、基準位置が検出できたとき（Ｓ３７においてＹＥＳ）は、ステップ３１（Ｓ３１）に戻って、次の１時間後のタイミングでの検出を行う。一方、繰り返しの回数Ｍが設定された所定値である３回目に達しても基準位置が検出できなかったとき（Ｓ３７においてＮＯ、Ｓ３８においてＹＥＳ及びＳ３９においてＹＥＳ）は、分秒針輪列を、正回転方向に１ステップずつ回転させながらの基準位置の検出動作（Ｓ４０，Ｓ４１）をそのまま継続して、基準位置の検出を行う。

以上のように、変形例の電波修正時計１は、制御部７０が、反対の方向への第１の回転量の回転とそこから正回転方向への第２の回転量の回転の範囲で基準位置の探索を行って、探索できなかったときは、反対の回転方向に回転させるステップ数及び正回転方向に回転させるステップ数を段階的に増やしながら探索範囲を徐々に広げて、反対の回転方向への回転と正回転方向への回転とを複数回繰り返すように制御する。

このように、反対の方向と正回転方向との探索範囲を広げて繰り返しを行うことで、反対の方向に１回だけ回転させた後は正回転方向にのみ探索範囲を広げていく場合もより、基準位置を早く検出することができる可能性を高めることができる。
また、繰り返しの上限を設けたことにより、繰り返しのために元の回転位置まで戻るのに要する時間を、制限することができる。

なお、上述した実施形態及び変形例の電波修正時計１は、時刻の正誤の判定を１時間ごとに行うものであるが、本発明に係る電子時計はこの形態に限らず、より短い時間間隔で判定を行うものであってもよいし、より長い時間間隔で判定を行うものであってもよい。

この場合、第１の駆動輪列１０及び第２の駆動輪列２０に形成される検出孔１２ａ，１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの数を増減させたり、第１の駆動輪列１０のうちの他の輪列（歯車）や第１の駆動輪列１０に連動する他の輪列（歯車）、第２の駆動輪列２０のうちの他の輪列（歯車）や第２の駆動輪列２０に連動する他の輪列（歯車）に、検出孔を形成したりするなどの形態でもよい。

上述した実施形態及び変形例は電波修正時計１であるが、本発明に係る電子時計は電波修正時計に限定されるものでは無い。すなわち、本発明に係る電子時計は、指針等の指示部材の位置を検出する全ての電子時計に適用され、例えば、ＧＰＳによる信号に基づいて指針の指示を修正する電子時計にも適用される。

１電波修正時計
２文字板
４時針
５分針
６秒針
１２第２時中間車
１２ａ，１４ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ検出孔
１４筒車
２２四番車
２３三番車
２４二番車
３１第１のステップモータ
４１第２のステップモータ
５０第１の検出部
６０第２の検出部
７０制御部

Claims

一定の方向に回転する指示部材で指標を指し示して時刻を表示する時刻表示部と、
前記指示部材のうち秒指針部材と分指針部材とを連動して駆動するステップモータと、
前記指示部材の前記回転の方向における基準の位置を一定時間ごとに検出する位置検出部と、
前記指示部材の回転及び前記位置検出部の前記基準の位置の検出を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記位置検出部が前記一定時間ごとの前記基準の位置の検出をできなかった場合、前記分指示部材の一回転の半分よりも少ない予め設定された第１の回転量に基づき、前記分指示部材と前記秒指示部材とを前記一定の方向とは反対の方向に回転させた後に、前記秒指示部材の回転に連動して前記分指示部材を前記一定の方向に回転させながら検索し、前記位置検出部材によって前記基準の位置を検出させるように、前記指示部材及び前記位置検出部を制御する電子時計。
前記制御部は、前記位置検出部が前記一定時間ごとの前記基準の位置の検出をできなかった場合に、前記反対の方向への前記第１の回転量として２ステップ以上１８００ステップ未満の範囲で前記ステップモータを回転させ、前記秒指針部材及び前記分指針部材を連動して駆動する請求項１に記載の電子時計。
前記制御部は、前記位置検出部が前記一定時間ごとの前記基準の位置の検出をできなかった場合の、前記分指示部材の前記反対の方向への前記第１の回転量の回転と、その後の前記一定の方向への予め設定された第２の回転量の回転との間で、前記位置検出部による前記基準の位置の検出ができなかったときは、前記第１の回転量及び前記第２の回転量をそれぞれ増加させた上で、前記分指示部材の前記反対の方向への前記第１の回転量の回転と、その後の前記一定の方向への第２の回転量の回転をさせての前記位置検出部による前記基準の位置を検出させる制御を繰り返し、前記検出ができなかったときに増加させた前記第１の回転量及び前記第２の回転量は、前記繰返し回数に応じて段階的に増加させる請求項１に記載の電子時計。
前記制御部は、前記第１の回転量及び前記第２の回転量をそれぞれ増加させた上で前記分指示部材の前記反対の方向への前記第１の回転量の回転と前記一定の方向への前記第２の回転量の回転をさせての前記位置検出手段による前記基準の位置を検出させる制御を繰り返す繰り返し回数が予め設定された一定の回数に達したときは、前記一定の方向への回転を継続させながら、前記位置検出手段による前記基準の位置を検出させる制御を行う請求項３に記載の電子時計。