(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、
前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、
前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、
前記第１検出用歯車は、前記第２検出用歯車と重なり合う部分において、前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を持って円周方向に所定の長さを有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である円周方向に所定の長さを有する遮光部とを少なくとも１つずつ有し、
前記第２検出用歯車は、前記第１検出用歯車と重なり合う部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、
前記第２検出用歯車の前記透光部と前記遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、その最長遮光部の中心角δ°と前記第１検出用歯車の透光部の中心角θ°との関係は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR、そして当該透光部に内接する円の半径をrとすると、
【数１】
0003668166.tif 000006
の下で下記式を満たし、
【数２】
0003668166.tif 000007
前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達する第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、
前記第３検出用歯車、前記第４検出用歯車、および前記第５検出用歯車には、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられている
自動修正時計。
【請求項２】
第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、
前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、
前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、
前記第１検出用歯車は、円周方向に等間隔で並べられた複数の円形または略円形の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とを有し、
前記第２検出用歯車は、前記第１検出用歯車と重なり合う部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、
前記第２検出用歯車の前記透光部と前記遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、その最長遮光部の中心角δ°が満たすべき条件は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ’、前記第１検出用歯車の前記円形または略円形の透光部の数をn、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε’’°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR、そして当該透光部に内接する円の半径をrとすると、
【数３】
0003668166.tif 000008
の下で下記式であり、
【数４】
0003668166.tif 000009
前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達する第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、
前記第３検出用歯車、前記第４検出用歯車、および前記第５検出用歯車には、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられている
自動修正時計。
【請求項３】
第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、
前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、
前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、
前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達し、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられる第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、
前記第３、第４、および第５検出用歯車はそれぞれ、これら全ての歯車が重なる部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、
前記第３、第４、および第５検出用歯車において、前記複数の透光部と遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、
前記第３検出用歯車の前記最長遮光部の中心角δ’°が満たすべき条件は、前記第３検出用歯車が１回転する間に刻むステップ数をp、前記第３検出用歯車の最長遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第３検出用歯車が刻むステップ数の分だけ当該第３検出用歯車が回転する角度をε’°、前記第３検出用歯車の回転軸の中心から当該第３検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR’、そして当該透光部に内接する円の半径をr’とすると、
【数５】
0003668166.tif 000010
の下で下記式である
自動修正時計。
【数６】
0003668166.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電波による時刻信号を受けて時刻修正を行う自動修正時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動修正時計のうち電波を用いる電波修正時計は、例えば日本標準時（JST）を高精度で伝える長波の標準電波（JJY）を受信し、この受信信号に基づいて、時刻を修正するいわゆる帰零等を行う機能を有している。そして、この帰零を行う際に、まず指針の位置を正確に正時等に合わせるなどのために、指針位置検出装置が備えられている。
【０００３】
この指針位置検出装置を備えた従来の電波修正時計としては、特開平６−２２２１６４号公報、実開平６−３０７９３号公報に記載されたものなどが知られている。これらの公報に開示されている電波修正時計には、秒針歯車を回転させる第１駆動系と、分針歯車および時針歯車を回転させる第２駆動系と、秒針の位置を検出するための第１光反射型センサと、分針および時針の位置を検出するための第２光反射型センサ等が設けられている。
【０００４】
この第１光反射型センサおよび第２光反射型センサは、それぞれ発光素子および受光素子により形成されており、第１駆動系を構成する中間車と、時針車とにそれぞれ形成された検出孔と、秒針車および別個に設けた回転板にそれぞれ形成された光反射部とがそれぞれ一致した時に、受光素子が発光素子から発せられた光を受光して指針位置を検出するようになっている。
【０００５】
また、指針位置検出用の光検出センサとして、上記光反射型センサの代わりに光透過型センサを用いた電波修正時計も知られている。この光透過型センサを用いた電波修正時計においては、秒針を駆動する駆動系を構成する歯車と、分針および時針を駆動する駆動系を構成する歯車とに透孔を形成し、この透孔を介して発光素子と受光素子とを対向させ、各透孔が対向して発光素子から発せられた光が受光素子で受光されたときに、指針位置を検出するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような指針位置検出装置を有する電波修正時計においては、以下に記述されるような問題が存在する。即ち、光検出センサとして、秒針を駆動する駆動系に対応させた光検出センサと、分針および時針を駆動する駆動系に対応させた光検出センサとをそれぞれ別個に設けると、光検出センサ２個分のスペースが必要となることから指針位置検出装置を含むムーブが大型化し、また、光検出センサが高価であるがゆえに大幅なコスト上昇につながる。
【０００７】
そこで本願発明の発明者は、先に特開２０００−１６２３３６号公報において、２つの駆動系を備えながらも単一の光検出センサにより指針の位置検出を行い、装置の小型化および低コスト化を図った自動修正時計を提案した。
【０００８】
しかしながら、この発明における秒針の駆動系は、秒針を表示位置に約１秒間留めておき、１秒経過した次の瞬間に一気に次の表示位置まで動かすという、いわゆるステップ運針のための駆動系であった。
【０００９】
この秒針の運針を、ステップではなく、時間をかけて滑らかに動かすいわゆるスムース運針（連続運針）にした場合には、対応する駆動系の歯車列の減速比がステップ運針の場合と比較して大幅に大きくなる。
【００１０】
すると、光検出センサのための透孔（検出孔）として従来のようなものを用いると、位置検出に用いられる歯車に設けられている透孔が一致するまでの時間が長くなることから、この一致した透孔を利用して指針位置検出を行い時刻を修正するための時間が長くなるという問題が生じる。
【００１１】
なお、２つの独立な指針駆動系を備え、その位置検出を１つの光検出センサで行う自動修正時計においては、指針を駆動する２つの駆動系のそれぞれの駆動源であるモータ等が、衝撃あるいはその他の外的要因によりそれぞれ回転して位相ずれを生じた際にも、それらの位相を合わせるために上記の指針位置検出は必要とされる。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、指針位置検出装置を含めたムーブの大きさおよび製造コストの増加を抑制しつつ、秒針のスムース運針を実現させた場合にも迅速に指針位置検出ならびに時刻修正を行うことのできる自動修正時計を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の従来技術の問題を解決し、本発明の目的を達成するために、本発明では、第１指針を駆動する第１駆動系と、第２指針を駆動する第２駆動系と、前記第１指針に直結される第１指針車、前記第２指針に直結される第２指針車が、時刻信号を受信して所定時間に修正する際に基準位置に位置付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号、および時刻信号に基づいて所定時刻に修正する動作を制御する制御部とを有する自動修正時計であって、前記検出手段は、検出光を発する発光素子および当該発光素子から発せられた検出光を受光して信号を出力する受光素子からなる透過型光検出センサを有し、前記第１駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第１指針に伝達し、前記検出手段による前記第１指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部が、回転軸を中心とした同一円周上に、所定の検出パターンで設けられる第１検出用歯車および第２検出用歯車を有し、前記第１検出用歯車は、前記第２検出用歯車と重なり合う部分において、前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を持って円周方向に所定の長さを有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である円周方向に所定の長さを有する遮光部とを少なくとも１つずつ有し、前記第２検出用歯車は、前記第１検出用歯車と重なり合う部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、前記第２検出用歯車の前記透光部と前記遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成され、その最長遮光部の中心角δ°と前記第１検出用歯車の透光部の中心角θ°との関係は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR、そして当該透光部に内接する円の半径をrとすると、
２×arcsin（r／R）＋θ×σ≦σ×３６０
の下で
σ×３６０＋２×arcsin（r／R）＋θ×σ≦ε≦δ
という条件を満たし、前記第２駆動系は、駆動源により回転駆動されて当該回転力を減速して前記第２指針に伝達する第３検出用歯車、第４検出用歯車、および第５検出用歯車を有し、前記第３検出用歯車、前記第４検出用歯車、および前記第５検出用歯車には、前記検出手段による前記第２指針の位置検出のために用いられる透光部と遮光部とが、それぞれ回転軸を中心とした同一円周上に、歯車ごとに異なった所定のパターンで設けられていることを特徴としている。
【００１６】
さらに好適には、前記第３、第４、および第５検出用歯車はそれぞれ、これら全ての歯車が重なる部分において前記検出手段からの検出光を透過するための半径方向に所定の幅を有する円弧状の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とをそれぞれ複数有し、前記第３、第４、および第５検出用歯車において、前記複数の透光部と遮光部は交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成されている。
【００１７】
また、前記第３検出用歯車の前記最長遮光部の中心角δ’°が満たすべき条件は、前記第３検出用歯車が１回転する間に刻むステップ数をp、前記第３検出用歯車の最長遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第３検出用歯車が刻むステップ数の分だけ当該第３検出用歯車が回転する角度をε’°、前記第３検出用歯車の回転軸の中心から当該第３検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR’、そして当該透光部に内接する円の半径をr’とすると、
２×arcsin（r’／R’）≦３６０／p
という条件の下で
３×３６０／p＋２×arcsin（r’／R’）≦ε’≦δ’
になっている。
【００１８】
また、前記第１検出用歯車は、円周方向に等間隔で並べられた複数の円形または略円形の透光部と、当該透光部以外の部分である遮光部とを有するものであってもよい。
これに対応する第２検出用歯車は、前記透光部と前記遮光部が交互に配列されているとともに当該複数の遮光部のうちの１つは他の遮光部よりも円周方向に所定の長さだけ長く形成されており、前記第２検出用歯車の前記最長遮光部の中心角δ°が満たすべき条件は、前記第１検出用歯車から前記第２検出用歯車への減速比をσ’、前記第１検出用歯車の前記円形または略円形の透光部の数をn、前記第２検出用歯車の最長遮光部のうち、当該遮光部により前記検出光が遮光されている間に前記第１検出用歯車が回転しても前記検出光が検出されない状態の時に、前記第２検出用歯車が回転する角度をε’’°、前記第２検出用歯車の回転軸の中心から当該第２検出用歯車の透光部の半径方向の幅の中心までの距離をR、そして当該透光部に内接する円の半径をrとすると、
２×arcsin（r／R）≦σ’×３６０／n
という条件の下で、
σ’×３６０／n≦ε’’≦δ
というものであってもよい。
【００１９】
本発明においては、異なった種類の第１指針の運針パターンに対応させるために第１検出用歯車を交換し、当該第１検出用歯車の透光部と遮光部のパターンが変化したとしても、第２検出用歯車の透光部と遮光部はそれに対応したパターンとなっているので、部品の共通化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明においては、第１検出用歯車には円弧状または複数の円形または略円形の透光部を、そして第２〜第５検出用歯車には複数の円弧状透光部を設けているので、各歯車の位置検出用の検出光が透過できる範囲が広くなる。これにより検出光が検出される機会が増加し、迅速な指針位置検出が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に記述する。
【００２２】
まず、自動修正時計としての電波修正時計の、標準電波による一般的な時刻検出方法について述べる。
電波修正時計においては、一般的に、時刻情報（タイムコード情報）を含んだ標準電波（JJY）を受信し、そのタイムコード情報を基に時刻修正を行う。
【００２３】
図１は本発明に係る自動修正時計としての電波修正時計の信号処理系回路の一構成例を示すブロック図である。
図において、信号処理系回路１０は、標準電波受信系１１、発振回路１３、制御回路１４、バッファ回路１７、光透過型光検出センサ１４０を有する。
【００２４】
標準電波受信系１１は、例えば受信アンテナ１１ａと、送信所から送信されたタイムコードを含む標準電波を受信し、所定の処理を行いパルス信号Ｓ１１として制御回路１４に出力する長波受信回路１１ｂとから構成される。
この長波受信回路１１ｂは、例えばＲＦアンプ、検波回路、整流回路、および積分回路とから構成される。
【００２５】
なお、標準電波受信系１１で受信される、日本標準時を高精度で伝える長波の標準電波は、図２（a）に示すような形態で送られてくる。
【００２６】
具体的には、タイムコードは「１」信号、「０」信号、「P」信号の３種類の信号パターンから構成され、それぞれの信号パターンは、１秒（s）中の１００％振幅期間幅によって区別されている。つまり、「１」信号を表す場合には１秒（s）の間に５００ms（０．５s）だけ所定の周波数の信号が送信され、「０」信号を表す場合には１秒（s）の間に８００ms（０．８s）だけ所定の周波数の信号が送信され、「P」信号を表す場合には１秒（s）の間に２００ms（０．２s）だけ所定の周波数の信号が送信されてくる。
そして、受信状態が良好な場合には、標準電波受信系１１からは図２（b）に示すように、標準電波の信号に応じたパルス信号として信号Ｓ１１が、制御回路１４に出力される。
【００２７】
なお、日本の標準電波は２００１年９月１日現在、独立法人通信総合研究所（CRL）のもとで運用されており、標準電波の周波数としては、これまで４０kHzのものが使用されてきたが、２００１年１０月１日からは６０kHzの標準電波を送信する送信所も開局予定である。
また、変調波の振幅は最大１００％、最小１０％である。
【００２８】
次に、長波標準電波の送信データについて説明する。
図３に、標準電波信号のタイムコードの一例が示されている。
図３に示す通り、タイムコードは１分１周期（１フレーム）としてこれを６０分割し、１秒間ごとに１ビットの情報を割り当てて送信している。
【００２９】
タイムコードが送信する情報は時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日、うるう秒情報、時と分に対応するパリティ、予備ビット、停波予告情報であり、このうち時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日に関しては２進数（BCD（Binary Coded Decimal Notation：２進化１０進法）正論理）として表し送信する。従って、時には２４時間制JSTの時を表すために６ビット、分には７ビット、通算日には１０ビット、年には８ビット、曜日には３ビット必要となる。
なお、秒信号については、秒は電波のパルス信号の立ち上がりとし、パルスの立ち上がりの５５％値（１０％値と１００％値の中央）が標準時の１秒信号に同期する。
【００３０】
P信号は１フレームに７回送信され、正分（０秒）に対応するものがマーカーMと呼ばれ、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒に対応するものがそれぞれポジションマーカーP１〜P５と呼ばれる。
なお、もう１つのポジションマーカーP０は、通常（非うるう秒時）は５９秒の立ち上がりに対応する。このＰ信号が続けて現れるのは１フレーム中１回で５９秒、０秒の時、つまりポジションマーカーP０、マーカーMと続くときだけで、この続けて現れる位置が正分位置となる。つまり分・時データ等の時刻データはこの正分位置を基準としてフレーム中の位置が決まっているためこの正分位置の検出を正確に行わないと時刻データを取り出すことはできない。
【００３１】
ただし、標準電波のフレームのフォーマットは毎分同じわけではなく、図３に示すように、毎時１５分および４５分時のフォーマットと、それ以外の分の時刻のフォーマットは異なっている。そして、図３（a）に示すように、予備ビットとうるう秒情報は１５分、４５分以外のフォーマットのみに含まれ、図３（b）に示すように、呼び出し符号と停波情報が、年情報と曜日情報の代わりに１５分、４５分のフォーマットにのみ現れる。
以下、上記予備ビット、うるう秒情報、停波情報について述べる。
【００３２】
予備ビットは表１に示されるように、SU１、SU２と名付けられたビットを使用する。これらは将来の情報拡張のために用意されたものである。サマータイム情報でこのビットが活用されるときは、SU１＝SU２＝０では「６日以内に夏時間への変更無し」、SU１＝１・SU２＝０では「６日以内に夏時間への変更有り」、SU１＝０・SU２＝１では「夏時間実施中」、SU１＝SU２＝１では「６日以内に夏時間終了」となるような情報形態となっている。夏時間への切り換わりについては日本ではまだサマータイムが導入されておらず、未だ不明の状態であるが欧州のサマータイムの切り替わりをみると、夜中のうちに行っている場合が多い。
【００３３】
【表１】
0003668166.tif 000002
【００３４】
次にうるう秒は表２に示されるように、LS１、LS２と名付けられた２ビットを使用し、LS１＝LS２＝０では、「１ヶ月以内にうるう秒の補正を行わない」、LS１＝１・LS２＝０では「１ヶ月以内に負のうるう秒（削除）有り」つまり１分間が５９秒となり、LS１＝LS２＝１では「１ヶ月以内に正のうるう秒（挿入）有り」つまり１分間が６１秒となるような情報形態となっている。うるう秒の補正のタイミングは既に決められており、協定世界時（UTC）時刻の１月１日もしくは７月１日の直前に行われることになっている。よって、日本時間JTCでは１月１日もしくは７月１日の午前９：００直前に行われることになる。
うるう秒情報は、実施される前月２日９時０分より、実施月の１日８時５９分まで、継続して送信される。
【００３５】
【表２】
0003668166.tif 000003
【００３６】
停波情報は表３の（a）、（b）、（c）に示されるように、ST１、ST２、ST３、ST４、ST５、ST６と名付けられたビットを使用し、ST１・ST２・ST３で停波開始予告、ST４で停波時間帯予告、ST５・ST６で停波期間予告を提供する。まず停波開始予告について説明すると、ST１＝ST２＝ST３＝０では「停波予定無し」、ST１＝ST２＝０・ST３＝１では「７日以内に停波」、ST１＝０・ST２＝１・ST３＝０では「３から６日以内に停波」、ST１＝０・ST２＝ST３＝１では「２日以内に停波」、ST１＝１・ST２＝ST３＝０では「２４時間以内に停波」、ST１＝１・ST２＝０・ST３＝１では「１２時間以内に停波」、ST１＝ST２＝１・ST３＝０では「２時間以内に停波」となっている。次に停波時間帯予告は、ST４＝１では「昼間のみ」、ST４＝０では「終日、または停波予定無し」である。次に停波期間予告は、ST５＝ST６＝０では「停波予定無し」、ST５＝０・ST６＝１では「７日以上停波、または期間不明」、ST５＝１・ST６＝０では「２から６日以内で停波」、ST５＝ST６＝１では「２日未満で停波」となっている。
【００３７】
【表３】
0003668166.tif 000004
【００３８】
以上が標準電波を利用した時刻取得の原理であるが、外部機器や手動で入力した時刻等を修正の際に目標とする時刻として採用してもよい。
【００３９】
時刻を入手した後には、その時刻に合わせて時計の指針を動かし、時計の時刻を修正する。
以下、この時計の時刻の修正方法の一例について簡単に述べる。
【００４０】
時刻を修正する必要が生じた際には、まず指針を基準となる位置まで動かす。その後、その基準位置と入手した時刻との差を検出し、目標時刻まで指針を動かす。詳細には、指針を基準位置まで動かす際には、制御回路１４から、秒針駆動系の動力源であるステッピングモータ１２１に制御信号CTL1を、時分針駆動系の動力源であるステッピングモータ１３１に制御信号CTL2を送信し、各指針を早送りする。この指針の早送りは、指針位置検出手段により指針が所定の基準位置に移動したことを確認した時点で終了させる。
【００４１】
制御回路１４には、発振回路１３が水晶発振器CRYを利用して生成し制御回路１４に供給している所定周波数の基本クロックを用いた分針カウンタ、秒針カウンタ、標準分・秒カウンタ等を含む内部時計が設けられており、指針の早送り中にも、入力された時刻を基にした時間をカウントし続けている。この内部時計の時刻を目標値として、制御回路１４は各指針を動かすべき量を求め、バッファ１７を介してステッピングモータ１２１，１３１に制御信号CTL1，CTL2を出力し、各指針を目標時刻まで動かし、時計の時刻を修正する。
【００４２】
本発明においては、上記の指針位置検出の際に、歯車に設けた透光部と遮光部による光検出センサの検出光の検出・非検出のパターンを利用している。従って、指針位置検出のスピードと精度に関しては、この検出光をいかに迅速に精度良く検出するか、即ち、歯車の透光部と遮光部の形状とその配置パターンが重要となる。
【００４３】
第１実施形態
図４は本発明に係るスムース運針の自動修正時計の指針位置検出装置の一実施形態の構成を示す断面展開図であり、図５はその指針位置検出装置の要部の平面図である。
【００４４】
指針位置検出装置本体１００は、互いに対向して接続されて輪郭を形成する下ケース１１１および上ケース１１２と、この下ケース１１１および上ケース１１２で形成される空間内において下ケース１１１と連結した状態で配置される中板１１３とを備えており、空間内の下ケース１１１、中板１１３、上ケース１１２の所定の位置に対して、第１指針である秒針を駆動するための第１の駆動系、即ち秒針駆動系１２０と、第２の指針である時分針を駆動するための第２の駆動系、即ち時分針駆動系１３０と、透過型光検出センサ１４０と、手動で時刻を修正するための手動修正系１５０などが固定あるいは軸支されている。
【００４５】
秒針駆動系１２０は、図４および図５に示されている構成要素のうち、ノッチ型のステータ１２１a、このステータ１２１aの一方側の脚片に巻回された駆動コイル１２１b、このステータ１２１aの他方の磁極間において回転自在に軸支されたロータ１２１cにより構成されている秒針用ステッピングモータ１２１と、ロータ１２１cのピニオン１２１c’に噛合する７番車１２７と、この７番車１２７に噛合した第１検出用歯車（第１伝達歯車）としての６番車１２６と、この６番車１２６に噛合する中間車としての第１の５番車１２２と、この第１の５番車１２２に噛合した第２検出用歯車としての秒針車１２３とにより構成されている。ここで、秒針用ステッピングモータ１２１は、制御回路１４が出力する制御信号CTL1に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。なお、本実施形態においては、駆動系の動きを考える際の最小単位として、制御回路１４がステッピングモータ１２１，１３１をパルス駆動するために１回パルス出力を発振することを１ステップと呼ぶことにする。ステップ間の間隔の実際の長さは通常運針時と時刻修正時の早送りの際では異なり、また秒針駆動系と時分針駆動系においても異なる。
【００４６】
スムース運針においては、秒針、即ち秒針が取り付けられる秒針車１２３を滑らかに動かすために、ロータ１２１cから秒針車１２３までの減速比を大きくする必要がある。そのため、本実施形態においては、第１検出用歯車である６番車１２６と第２検出用歯車である秒針車１２３の間に、中間車として第１の５番車１２２を噛合させ、減速比を稼いでいる。ちなみに、本実施形態においては、６番車は４０ステップ／回転、秒針車は９６０ステップ／回転であって、ロータ１２１cから秒針車１２３までの減速比は１／４８０である。
【００４７】
本実施形態においては秒針の基準位置検出には６番車１２６と秒針車１２３に設けられた透光部および遮光部を利用するが、６番車１２６の透光部として従来のような円形または略円形の透孔を複数個円周上に等間隔に並べたものを用いたのでは、駆動系の減速比が大きいことから位置検出に時間がかかる。しかし、検出時間短縮のために６番車１２６の回転速度を上げることは、ロータ１２１cの回転速度を上げ、ステッピングモータ１２１の負担を増大させることにつながるので好ましくない。
逆に、検出時間短縮のために前記透孔の数を増やして透孔間の間隔を短くする、即ち遮光部を小さくすると、透孔を通って検出光が検出されている時間、即ち光検出センサがONになっている時間と、遮光部により検出光が遮られている時間、即ち光検出センサがOFFになっている時間とにあまり差がなくなり、検出精度が悪化する。この場合に検出精度を上げようとすると、当然のことながら６番車１２６の回転速度を下げねばならず、検出時間が長くなる。
【００４８】
そこで、本実施形態においては、６番車１２６の透光部として、従来のような円形または略円形の透孔ではなく、図６に示すような、回転軸を中心とした同心円上に、半径方向に所定の幅をもって円周方向に伸びる円弧状の長孔１２６aを設けている。この長孔１２６aのなす中心角θ°は、本実施例においては８１°としている。このように、本実施形態においては、透光部として円周方向に比較的長い大きさをもった長孔１２６aを用いているため、検出光の検出機会が増し、位置検出のための時間が短縮される。
【００４９】
秒針車１２３には、図７に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１２３a，１２３b，１２３cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１２３d，１２３e，１２３fが、秒針車１２３の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。なお、本実施形態においては、長孔１２３a，１２３b，１２３cのそれぞれの中心角λ1°，λ2°，λ3°と、長孔１２３aと長孔１２３bとの間の中心角ψ1°，長孔１２３bと長孔１２３cとの間の中心角ψ2°、長孔１２３cと長孔１２３aとの間の中心角ψ3°を、それぞれλ1＝６０°，λ2＝８１°，λ3＝１１１°，ψ1＝６０°，ψ2＝ψ3＝２４°としており、ψ1はψ2，ψ3と比べて大きくなっている。
【００５０】
θ，λ1〜λ3，ψ1〜ψ3の大きさは必ずしも上述した値である必要はないが、第３〜第５検出用歯車をも含んで指針の基準位置を検出することも考慮して、以下に述べる条件を満たすことが望ましい。
以下、この条件について図６〜図８を参照しながら詳述する。
【００５１】
後述するが、秒針即ち秒針車１２３の基準位置は、６番車１２６と秒針車１２３のみを使用して求める。その方法は、６番車１２６と秒針車１２３の長孔同士が重なり合う部分のある一点に着目しそこで位置検出用の検出光を検出すると考え、６番車１２６と秒針車１２３の長孔と遮光部によって生じる光検出センサのON，OFFのパターンを判別することにより基準位置を検出する。
図６および図７に示すように６番車１２６と秒針車１２３はどちらも上ケース１１２側から見て左回りに回転し、６番車１２６が１回転するのにかかるステップ数は秒針車１２３が１回転するのにかかるステップ数に比べて大幅に少なく、秒針車１２３の遮光部１２３dは他の遮光部１２３e，１２３fに比べて長くなっているので、遮光部１２３e，１２３fによるOFF期間よりも長いこの遮光部１２３dによるOFF期間を検出できればよい。そして、本実施形態においては、遮光部１２３dによる長いOFF期間の後で最初に光検出センサがONになるステップにおいて秒針車１２３に直結されている秒針が正時、即ち０秒を指すように定めており、６番車１２６の孔１２６cと秒針車１２３の溝１２３gはそのための両者の位置関係を定めるためのものである。即ち、所定の位置において孔１２６cと溝１２３gが重なる時を基準位置とし、この時遮光部１２３dによる長いOFF期間の後の最初の光検出センサのONが検出され、秒針は０秒を指す。
【００５２】
図８はこれらの長孔と遮光部の関係の定め方を説明するための図であり、図において楕円は基準位置から６番車１２６と秒針車１２３を互いに回転させ、もう一度基準位置に戻って来るまでの間に、６番車１２６の長孔１２６aが秒針車１２３上に描く軌跡を示したものである。本実施形態においては、６番車１２６から秒針車１２３までの減速比σをσ＝１／２４としているので、２４個の楕円が描かれることになる。
このとき、長孔１２６aの中心角θをなす円弧の始点がもう一度戻ってくるまでに秒針車１２３が進む角度α°はα＝σ×３６０、長孔１２６aの中心角θ°が秒針車１２３上ではどのくらいに相当するかを示す中心角β°はβ＝θ×σで表され、楕円のなす中心角ξ°は、図８のように、秒針車１２３の回転軸の中心から秒針車の長孔の半径方向の幅の中心までの距離をR、長孔に内接する円の半径をrとするとξ＝２×arcsin（r／R）＋βで表されることになる。
そして、図８において、６番車１２６が１回転した際にもその長孔１２６aに相当する範囲が重なって互いに干渉し、光検出センサ１４０のON，OFFの区別がつきにくくなることを避けるために、ξ≦αを満たす必要がある。さらに、秒針車１２３の最も長い遮光部１２３dのなす中心角をδ°、この最長遮光部１２３dにより検出光が遮光されている間に６番車１２６が回転しても検出光が検出されない状態の時に、秒針車１２３が回転する角度をε°とすると、秒針車１２３の基準位置検出のためにはα＋ξ≦ε≦δを満たす必要がある。なぜなら、遮光部１２３d中に含まれる楕円の数を遮光部１２３e，１２３fに含まれる楕円の数より多い２個以上とし、遮光部１２３e，１２３fによるOFF期間と区別する必要があるからである。本実施形態においては、ε＝２×α＋ξとし、遮光部１２３d中に楕円が３個含まれるようにしている。
【００５３】
実際の数値を代入して検証してみると、一例として６番車１２６の長孔１２６aの中心角θがθ＝８１°である場合には、α＝１５°、β＝３．３７５°となるので、R＝６、r＝０．５であるとすると、ξ＝１２．９３５°となり、ξ（＝１２．９３５°）≦α（＝１５°）が成立している。
また、このときε＝２×１５°＋１２．０３５°＝４２．９３５°となるので、ε（＝４２．９３５°）≦δを成立させるために、本実施形態ではδ＝５０．４４°としている。
【００５４】
以下、第２駆動系である時分針駆動系１３０について記述を進める。
時分針駆動系１３０は、図４および図５に示されている構成要素のうち、略コ字型のステータ１３１a、このステータ１３１aの一方側の脚片に巻回された駆動コイル１３１b、このステータ１３１aの他方の磁極間において回転自在に軸支されたロータ１３１cにより構成されている時分針用ステッピングモータ１３１と、ロータ１３１cのピニオン１３１c’に噛合する中間車としての第２の５番車１３２と、この第２の５番車１３２に噛合した第３検出用歯車（第２伝達歯車）としての３番車１３３と、この３番車１３３に噛合する第４検出用歯車（第２指針車）としての分針車１３４と、この分針車１３４に噛合した中間車としての日の裏車１３５と、この日の裏車１３５に噛合する第５検出用歯車（第２指針車）としての時針車１３６とにより構成されている。
ここで、時分針用ステッピングモータ１３１は、制御回路１４が出力する制御信号CTL2に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。
【００５５】
３番車１３３には、図９に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１３３a，１３３b，１３３cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１３３d，１３３e，１３３fが、３番車１３３の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。なお、本実施形態においては、長孔１３３a，１３３b，１３３cのそれぞれの中心角λ4°，λ5°，λ6°と、長孔１３３aと長孔１３３bとの間の中心角ψ4°，長孔１３３bと長孔１３３cとの間の中心角ψ5°、長孔１３３cと長孔１３３aとの間の中心角ψ6°を、それぞれλ4＝９６°，λ5＝５６°，λ6＝７２°，ψ4＝８８°，ψ5＝ψ6＝２４°としており、ψ4はψ5，ψ6と比べて大きくなっている。
【００５６】
分針車１３４には、図１１に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１３４a，１３４b，１３４cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１３４d，１３４e，１３４fが、分針車１３４の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。なお、本実施形態においては、長孔１３４a，１３４b，１３４cのそれぞれの中心角λ7°，λ8°，λ9°と、長孔１３４aと長孔１３４bとの間の中心角ψ7°，長孔１３４bと長孔１３４cとの間の中心角ψ8°、長孔１３４cと長孔１３４aとの間の中心角ψ9°を、それぞれλ7＝６０°，λ8＝１２０°，λ9＝６０°，ψ7＝６０°，ψ8＝ψ9＝３０°としており、ψ7はψ8，ψ9と比べて大きくなっている。
【００５７】
時針車１３６には、図１２に示すように、半径方向に所定の幅を有し、円周方向にそれぞれ所定の長さだけ伸びている３個の円弧状の長孔１３６a，１３６b，１３６cと、それぞれの長孔同士の間の部分である遮光部１３６d，１３６e，１３６fが、時針車１３６の回転軸を中心とした同心円上に交互に配置されている。
なお、本実施形態の時針車１３６においては、長孔１３６a，１３６b，１３６cの中心角λ10°，λ11°，λ12°はそれぞれλ10＝９０°，λ11＝７７．５°，λ12＝６０°であり、長孔１３６a，１３６b，１３６cのそれぞれの両端が直線になっているために長孔１３６aと長孔１３６bとの間の中心角ψ10°，長孔１３６bと長孔１３６cとの間の中心角ψ11°、長孔１３６cと長孔１３６aとの間の中心角ψ12°がそれぞれそのまま遮光部１３６d，１３６e，１３６fのなす中心角となり、ψ10＝２７．５°，ψ11＝４５°，ψ12＝６０°となっている。
【００５８】
本実施形態においては、３番車１３３に、基準位置検出用の透光部として従来のような円形または略円形の透孔ではなく、長孔１３３a，１３３b，１３３cを設けていることを特徴としている。従って、秒針車１２３の場合と同様に、基準位置決定のために３番車１３３と分針車１３４の長孔と遮光部によって生じる光検出センサのOFFのパターンを区別する必要がある。そして、基準位置としては、これも秒針車１２３の場合と同じく、遮光部１３３e，１３３fによる光検出センサのOFF期間よりも長い遮光部１３３dによるOFF期間を検出した後で最初に光検出センサがONになるステップにおいて分針車１３４に直結されている分針が正時、即ち０分を指すようになっている。
なお、３番車１３３の孔１３３gと分針車１３４の溝１３４g、および時針車１３６gはそのための初期位置関係を定めるためのものであり、所定の位置において孔１３３gと溝１３４g，１３６gが重なる時、時分針が１２時０分を指すようになっている。
【００５９】
図１０は３番車１３３の遮光部１３３dが満たすべき条件を説明するための図である。後述するが、時分針の基準位置を検出する際には秒針駆動系１２０は秒針が０秒を指す基準位置で止まっており、６番車１２６と秒針車１２３を検出光が透過している状況で３番車１３３が動くので、秒針車１２３の場合のように楕円ではなく円として、検出光と３番車１３３が重なる部分がステップ毎に描かれている。本実施形態においては３番車１３３は４５ステップ／回転としているので、円は４５個描かれている。
このとき、この３番車１３３の１回転あたりのステップ数をpとしておくと、１ステップ毎に３番車１３３が進む角度α’°はα’＝３６０／pで表され、各円のなす中心角ξ’°は、図１０のように、３番車１３３の回転軸の中心から秒針車の長孔の半径方向の幅の中心までの距離をR’，長孔に内接する円の半径をr’とすると、ξ’＝２×arcsin（r’／R’）で表されることになる。
そして、図１０において、ステップ毎に検出光が透過する範囲の一部が重なって干渉し、光検出センサ１４０のON，OFFの区別がつきにくくなることを避けるために、ξ’≦α’を満たす必要がある。さらに、３番車１３３の最も長い遮光部１３３dのなす中心角をδ’°、この最長遮光部１３３dにより検出光が遮光されている間に３番車１３３が刻むステップ数の分だけ当該３番車が回転する角度をε’°とすると、３番車１３３および分針車１３４の基準位置検出のためには３×α＋ξ’≦ε’≦δ’を満たす必要がある。なぜなら、遮光部１３３dに含まれる円の数、即ちステップ数を、遮光部１３３e，１３３fに含まれるステップ数より多い３個以上とし、遮光部１３３e，１３３fによるOFF期間と区別する必要があるからである。本実施形態においては、ε’＝９×α＋ξ’とし、遮光部１３３d中に１０ステップ含まれるようにしている。
【００６０】
実際の数値を代入して検証してみると、一例として本実施形態のように３番車１３３の１回転あたりのステップ数がp＝４５である場合には、α’＝８°となり、R＝６．６５１７、r＝０．４５であるとすると、ξ’＝７．７６°となるので、ξ’（＝７．７６°）≦α’（＝８°）が成立している。
また、このときε’＝９×８°＋７．７６°＝７９．７６°となるので、ε’（＝７９．７６°）≦δ’を成立させるために、本実施形態においてはδ’＝８０．２９°としている。
【００６１】
図５に示される手動修正系１５０は、上述の分針車１３４および時針車１３６に噛合する日の裏車１３５と、この日の裏車１３５に噛合する手動修正軸１５１とにより構成されている。この手動修正軸１５１は上ケース１１２の外部に位置づけられて利用者が直接指を触れることのできる頭部１５１bを有している。
手動修正軸１５１は分針車１３４と同位相で回転するように構成されており、上述の時分針駆動系１３０により分針車１３４が駆動されているときには日の裏車１３５を介して分針車１３４と同位相で回転すると共に、時分針駆動系１３０の非作動時には、頭部１５１bを指で回転させることにより、指針位置を手動修正できるようになっている。
【００６２】
透過型光検出センサ１４０は、図４に示すように、例えば、下ケース１１１に取り付けられた発光ダイオードからなる発光素子１４２と、この発光素子１４２に対向するように、上ケース１１２に取り付けられたフォトトランジスタからなる受光素子１４４とにより形成される。
また、図４および図５に示すように、６番車１２６、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、および時針車１３６の全てが同時に重なる位置に配置されている。そして、６番車１２６の長孔１２６a、秒針車１２３の長孔１２３a（または１２３bまたは１２３c）、３番車１３３の長孔１３３a（または１３３bまたは１３３c）、分針車１３４の長孔１３４a（または１３４bまたは１３４c）、および時針車１３６の長孔１３６a（または１３６bまたは１３６c）が重なり合った時に、発光素子１４２から発せられた検出光が受光素子１４４により受光されて、光検出センサ１４０がON状態になる。
【００６３】
以下、この光検出センサ１４０のON，OFFを利用した、本実施形態の自動修正時計の時刻修正動作を、図１３および図１４（a）に関連付けて記述する。
時刻修正を行う際には、まず発光素子１４２、即ち発光ダイオードから検出光が発せられる。
この発光ダイオードからの検出光が、受光素子１４４、即ちフォトトランジスタにより検出され、フォトトランジスタが出力を発する、即ちONになっているかどうかを調べる（STEP１）。
これは、上述したように、６番車１２６、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６に設けられている長孔が、発光ダイオード上で全て重なっているかどうかを調べることを意味する。
【００６４】
フォトトランジスタが出力を発しない、つまりOFFの場合には、秒針駆動系１２０の秒針用ステッピングモータ１２１を３ステップずつ、時分針駆動系１３０の時分針用ステッピングモータ１３１を２ステップずつ早送り駆動する（STEP２，STEP３）。
なぜ秒針用ステッピングモータ１２１を３ステップずつ、時分針用ステッピングモータ１３１を２ステップずつ駆動するかというと、図１４（a）に示されるように、スムース運針の場合には秒針駆動系１２０用のステッピングモータ１２１の駆動出力SO１およびSO２と、時分針駆動系１３０用のステッピングモータ１３１の駆動出力MHO１およびMHO２の位相が異なっているためである。
【００６５】
STEP２，STEP３における早送り動作はフォトトランジスタがON状態になるまで続けられ、ONになったところで一度ステッピングモータ１２１とステッピングモータ１３１の両方の動きを止める。
このことは、指針の位置はどこでもよいので、６番車１２６、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６に設けられている長孔が発光ダイオード上で全て重なっており、検出光が透過できる貫通孔が形成されていることを確認することに等しい。
【００６６】
その次には、まず秒原点検索、つまり秒針を基準位置である０秒の位置に移動させることを目指す。そのために、秒針駆動系１２０用のステッピングモータ１２１のみ動かして秒針車１２３を２ステップずつ早送り駆動し（STEP４）、フォトトランジスタがOFF状態になっているステップ数を数えてゆく（STEP５）。
ただし、このとき２ステップの内の１ステップ目はOFFとして数えてゆく。
１４６〜１９１ステップの間に１度もONにならずOFF状態であったとき、次にONになった位置でステッピングモータ１２１を止め、秒針車１２３を停止させる（STEP６）。
このようにすると、前述したように、秒針の停止位置がちょうど０秒となる。
【００６７】
最後に、時針と分針の位置を基準となる原点位置に移動させることを考える。そのために、秒針車１２３は停止させたままで、時分針駆動系１３０用のステッピングモータ１３１のみ動かして分針車１３４を１ステップずつ早送り駆動する（STEP７）。
【００６８】
そして、この分針車１３４の１ステップの駆動ごとに、フォトトランジスタがOFF状態になっているステップ数を数えてゆく（STEP８）。
OFFとなっている状態のパターンは、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６のそれぞれの長孔と遮光部の形状により、本実施形態の場合には表４に示すA，B，C，D，Eの５通りがある。
【００６９】
【表４】
0003668166.tif 000005
【００７０】
STEP７，STEP８においては３番車を介して分針車１３４を駆動しているが、それにつれて時針車１３６も当然駆動されており、OFF状態のステップ数がC：２８０〜４４９である時は時針、即ち短針は４時を指す位置にあり、D：４５０〜９９９の時は８時を指す位置にあり、E：６５〜２７９の時は１２時を指す位置にある。そしてOFF状態のステップ数がB：４５〜６４の時は、分針、即ち長身が０分を指している状態になっている。OFFの数がA：０〜４４の時は、そのいずれでもない状態である。
【００７１】
従って、OFFの数をCと認識後、Bの数だけOFFの数を認識したときにステッピングモータ１３１を停止させれば、指針は４：００を指す位置で止まり、OFFの数をDと認識後、Bの数だけOFFの数を認識したときにステッピングモータ１３１を停止させれば、指針は８：００を指す位置で止まり、OFFの数をEと認識後、Bの数だけOFFの数を認識したときにステッピングモータ１３１を停止させれば、指針は１２：００を指す位置で止まることとなる（STEP９）。
実際には、４：００，８：００，１２：００となる指針の位置のうち、現在時刻から最も近い次の時刻の指針の位置で全ての指針が止まることになる。
【００７２】
このようにして指針の基準位置が定まった後には、前述したように、受信したJJYを基に動かされている制御回路１４に設けられている内部時計の時刻を目標値として、現在止まっている基準位置からその目標時刻まで指針を動かすのに必要なステップ数が制御回路１４により算出され、その位置まで各指針が早送り駆動されて時刻修正が完了する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態においては、６番車１２６に、検出光を通過させるための透孔として、円弧状の長孔１２６aを用いているので光検出センサ１４０がONとなる範囲が広がり、この長孔１２６aと秒針車１２３の長孔および遮光部との関係が所定の条件を満たすように設定されているので、秒針駆動系の減速比が大きいスムース運針の場合にも、位置検出に用いる光検出センサは１つだけで、基準位置検出時間を短縮でき時刻修正にかかる時間を短縮可能であると共に、それらを高精度に行うことができる。
【００７４】
第２実施形態
本発明においては、秒針車１２３を変えることなく、ロータ１２１cと７番車１２７と６番車１２６と第１の５番車１２２の代わりに、ロータ１２１’cおよび第３の５番車１２８を用いることで、従来のステップ運針にも対応させることができる。
【００７５】
図１５および図１６はこの場合の本発明に係るステップ運針の自動修正時計の指針位置検出装置の一実施形態の構成を示す断面展開図およびその要部の平面図であり、秒針駆動系１２０’が、秒針用ステッピングモータ１２１’と、ステッピングモータ１２１’のロータ１２１’cのピニオン１２１c’’に噛合する第１検出用歯車（第１伝達歯車）としての第３の５番車１２８と、この第３の５番車１２８に噛合した第２検出用歯車としての秒針車１２３とにより構成されている。
その他の構成等は第１実施形態と同じであるので、その説明を適宜省略する。
【００７６】
本実施形態のステップ運針系においては、ロータ１２１cから秒針車１２３までの減速比は１／３０であり、第３の５番車１２８は１２ステップ／回転、秒針車１２３は６０ステップ／回転で駆動されることになる。
【００７７】
以下、第３の５番車１２８を用いたステップ運針系においても、第１実施形態の場合と同じ秒針車１２３を用いて基準位置検出が行えることを、図１７および図１８を参照して示す。
図１７に示すように、第３の５番車１２８には検出光を透過させるための円形または略円形の透孔１２８aが２個、回転軸を挟んで対向して設けられている。そして、基準位置決定用の孔１２８cと溝１２３gが所定の場所で重なったところを始点とし、そこから第３の５番車１２８と秒針車１２３が互いに回転し、もう一度孔１２８cと溝１２３gが所定位置で重なるときまでに透孔１２８aが光検出センサ１４０上に載り、検出光が第３の５番車１２８の透孔１２８aを通過する際の秒針車１２３に対する位置が、図１８に円１２３hとして描かれている。第３の５番車１２８から秒針車１２３までの減速比σ’はσ’＝１／５であり、第３の５番車１２８の透孔１２８aは２個あるので、円１２３hは１０個描かれることになる。
【００７８】
第１実施形態の場合と同じように、第３の５番車１２８の透孔１２８aと秒針車１２３の長孔および遮光部が満たすべき条件を考えると、第３の５番車１２８aの透孔の数をn、第３の５番車１２８に対して光検出センサ１４０がONになる間隔中に秒針車１２３が進む角度をα’’°（＝σ×３６０／n）、円１２３hのなす中心角をξ’’°とすると、第３の５番車に対して光検出センサ１４０がONとなる範囲を示す円１２３hが秒針車１２３上で一部重なって干渉し、検出精度が悪化することを避けるために、ξ’’≦α’’を満たす必要がある。ただし、図１８に示すように、円１２３hが秒針車１２３の長孔に内接する円と同じ大きさであるとするならば、ξ’’はξ’’＝２×arcsin（r／R）で表される。
また、秒針車１２３上での隣り合う円１２３h同士のなす中心角をε’’°とすると、秒針車１２３の遮光部１２３dにおいて１回以上OFFとなるようにするために、α’’≦ε’’≦δを満足する必要がある（δは遮光部１２３dのなす中心角）。本実施形態においてはα’’＝ε’’とし、OFF回数を１回としている。そして、第１実施形態の場合と同じく、この遮光部１２３dによりOFFとなった後、次に最初にONになる位置を基準位置とし、秒針が０秒を指すようにしている。
【００７９】
実際の数値を代入して検証してみると、一例として図１７のようにn＝２の場合には、α’’＝１／５×３６０°／２＝３６°となり、秒針車は第１実施形態の場合と変わらずR＝６、r＝０．５なのでξ’’＝９．５６°となり、ξ’’（＝９．５６°）≦α’’（＝３６°）が成立する。
また、α’’＝ε’’（＝３６°）≦δの条件は、第１実施形態の場合と同じδ＝５０．４４°で満たしている。
【００８０】
以上により、本発明において、秒針車１２３を変えることなく、ステップ運針においても基準位置検出が可能であることが分かった。
【００８１】
第２実施形態のステップ運針の場合には、図１４（b）に示すように秒針駆動系１２０’用のステッピングモータ１２１’の駆動出力と時分針駆動系１３０用のステッピングモータ１３１の駆動出力の位相が一致しているので、時刻修正時の基準位置検出の際の各指針の早送り駆動中に、１ステップずつ原点検索、即ち第３の５番車１２８と秒針車１２３と３番車１３３と分針車１３４と時針車１３６の貫通孔の有無を確認する。
それ以外の時刻修正動作は第１実施形態の場合と同じである。
【００８２】
なお、上記の実施形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、上記実施形態においては歯車に設ける透光部を歯車の一部をくりぬいた透孔または長孔としているが、歯車を例えば透明なプラスチックなどで形成し、透光部以外の部分を黒く塗装する、あるいは遮光シールを貼るなどして透光部と遮光部を形成してもよい。このようにすると、穴状の透孔を形成することによる歯車の強度低下等を考える必要がなくなる。またそれに伴い透光部と遮光部の形状も上記実施形態から変化することも考えられるが、これらの変形例も本発明に含まれることは言うまでもない。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば電波時計のような自動修正時計において、秒針のスムース運針を行う場合にも迅速かつ正確な基準位置検出が行え、時刻修正動作にかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電波修正時計の信号処理系回路の一構成例を示すブロック構成図である。
【図２】標準電波の信号パターンを示す図である。
【図３】標準電波のタイムコードの一例を示す図である。
【図４】本発明に係る電波修正時計の指針位置検出装置の第１実施形態の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４の要部の平面図である。
【図６】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす６番車を示す平面図である。
【図７】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車を示す平面図である。
【図８】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車の透光部および遮光部が満たすべき条件を説明するための平面図である。
【図９】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす３番車を示す平面図である。
【図１０】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす３番車の透光部および遮光部が満たすべき条件を説明するための平面図である。
【図１１】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす分針車を示す平面図である。
【図１２】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす時針車を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る電波修正時計における指針の基準位置検出動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４（a）はスムース運針の場合の指針位置検出動作時のステッピングモータの出力を示す図であり、図１４（b）はステップ運針の場合の指針位置検出動作時のステッピングモータの出力を示す図である。
【図１５】本発明に係る電波修正時計の指針位置検出装置の第２実施形態の全体構成を示す断面図である。
【図１６】図１５の要部の平面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態において秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす第３の５番車を示す平面図である。
【図１８】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車の透光部および遮光部が満たすべき条件を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１０…信号処理系回路
１１…標準電波受信系
１４…制御回路
１７…バッファ回路
１１１…下ケース
１１２…上ケース
１１３…中板
１２０…第１駆動系
１２１…秒針用ステッピングモータ
１２２…第１の５番車
１２３…秒針車（第２検出用歯車、第１指針車）
１２３a，１２３b，１２３c…長孔
１２３d，１２３e，１２３f…遮光部
１２６…６番車（第１検出用歯車、第１伝達歯車）
１２６a…長孔
１２６b…遮光部
１２０’…第１駆動系
１２１’…秒針用ステッピングモータ
１２８…第３の５番車
１２８a…透孔
１３０…第２駆動系
１３１…時分針用ステッピングモータ
１３２…第２の５番車
１３３…３番車（第３検出用歯車、第２伝達歯車）
１３３a，１３３b，１３３c…長孔
１３３d，１３３e，１３３f…遮光部
１３４…分針車（第４検出用歯車、第２指針車）
１３４a，１３４b，１３４c…長孔
１３４d，１３４e，１３４f…遮光部
１３５…日の裏車
１３６…時針車（第５検出用歯車、第２指針車）
１３６a，１３６b，１３６c…長孔
１３６d，１３６e，１３６f…遮光部
１４０…光検出センサ（検出手段）
１４２…発光素子
１４４…受光素子
１５０…手動修正系
【図１】
0003668166.tif 000012
【図２】
0003668166.tif 000013
【図３】
0003668166.tif 000014
【図４】
0003668166.tif 000015
【図５】
0003668166.tif 000016
【図６】
0003668166.tif 000017
【図７】
0003668166.tif 000018
【図８】
0003668166.tif 000019
【図９】
0003668166.tif 000020
【図１０】
0003668166.tif 000021
【図１１】
0003668166.tif 000022
【図１２】
0003668166.tif 000023
【図１３】
0003668166.tif 000024
【図１４】
0003668166.tif 000025
【図１５】
0003668166.tif 000026
【図１６】
0003668166.tif 000027
【図１７】
0003668166.tif 000028
【図１８】
0003668166.tif 000029