電子時計およびバックラッシュ量設定方法
【課題】ステッピングモータにより指針を駆動する電子時計において、輪列機構のバックラッシュ量を自ら計測してデータ化することを可能とする。
【解決手段】輪列機構の歯車のうち第１指針が固定される第１指針車と、第１指針車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、検出位置で光を照射して第１指針車の被検出部を検出する検出手段と、検出手段に検出動作を行わせながらステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで（Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ４〜Ｓ７）、輪列機構におけるステッピングモータから第１指針車までの遊び量を計測するバックラッシュ計測制御手段と、計測された遊び量のデータを記憶する遊び量記憶手段とを備えている。
【解決手段】輪列機構の歯車のうち第１指針が固定される第１指針車と、第１指針車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、検出位置で光を照射して第１指針車の被検出部を検出する検出手段と、検出手段に検出動作を行わせながらステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで（Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ４〜Ｓ７）、輪列機構におけるステッピングモータから第１指針車までの遊び量を計測するバックラッシュ計測制御手段と、計測された遊び量のデータを記憶する遊び量記憶手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステッピングモータにより指針を駆動する電子時計およびそのバックラッシュ量設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータの回転運動を輪列機構により伝達して指針を駆動する電子時計がある。このような電子時計においては、ステッピングモータから指針までの歯車の個数が多くなると、歯車間の遊び（バックラッシュとも呼ぶ）が積み重なって大きくなり、ステッピングモータの回転方向を切り替えたときに、ステッピングモータの回転運動がすぐに指針まで伝達されない。
【０００３】
例えば、ステッピングモータを正転させて指針を順方向に回転させた後にステッピングモータを逆転させた場合、例えば、１０〜３０ステップ逆転させないと、各歯車間の遊びが埋まらずに指針が停止したままになる。そして、歯車間の遊びが埋まった後にやっと指針が逆方向に回転し始める。
【０００４】
また、本発明に関連する従来技術として、特許文献１には、歯車間のバックラッシュを弾性部材を付加することで解消するようにした電子時計の技術が開示されている。また、特許文献２には、歯車の透過穴をフォトインタラプタで検出して針位置を検出する機構を備えた電子時計において、歯車のバックラッシュに起因する針位置の誤検出を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５３４９０号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
指針により様々な情報を表示する多機能電子時計においては、指針を時計回りや反時計回りに回転させて所望の位置で停止させるという動作が必要となる。この場合、ステッピングモータから指針までのトータルのバックラッシュ量が分からないと、このような動作を実現することは難しい。
【０００７】
また、ステッピングモータから指針までのトータルのバックラッシュ量は、歯車の製造バラツキにより同じ機種でも個体ごとにバラツキが生じる。
【０００８】
この発明の目的は、ステッピングモータにより指針を駆動する電子時計において、輪列機構のバックラッシュ量を、外部からその情報を与えることなく自ら計測してデータ化することのできる電子時計ならびにそのバックラッシュ量設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
第１指針と、
前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、
複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、
前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、
前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、
前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御手段と、
前記バックラッシュ量計測制御手段により計測された前記遊び量のデータを記憶するバックラッシュ量記憶手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記バックラッシュ量計測制御手段は、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転に回転させて前記被検出部の検出結果の変化を判別した後、前記検出手段の検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを逆転に回転させて前記被検出部の検出結果の逆の変化を判別するまで、前記第１ステッピングモータの回転量を計数し、この計数の結果に基づいて前記第１ステッピングモータから前記第１指針までの前記第１輪列機構の遊び量を算出することを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記第１指針を含んだ複数の指針と、
前記第１指針歯車を含むとともに前記複数の指針がそれぞれ固定される複数の指針歯車と、
を備え、
前記複数の指針歯車の前記検出位置と重なる半径位置にそれぞれ設けられ光の照射により検出可能な複数の被検出部と、
前記複数の指針のうち１つ又は複数の指針の位置を検出するために、前記検出位置に光を照射して前記複数の指針歯車の各被検出部が前記検出位置で重なった状態を検出する針位置検出手段と、
を備え、
前記遊び量を計測するための前記検出手段が前記針位置検出手段と兼用されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記被検出部は、光を透過する透過穴であり、
前記検出手段は、前記第１指針歯車の一面側から前記検出位置に光を照射する発光部と、前記第１指針歯車の他面側で前記検出位置を透過した光を検出する光センサとから構成されることを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、
第１指針と、前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段とを備えた電子時計において前記第１輪列機構の遊び量を表わす遊び量データを設定するバックラッシュ量設定方法であって、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御ステップと、
前記バックラッシュ量計測制御ステップにより計測された前記遊び量を表わす遊び量データを記憶手段に記憶させるバックラッシュ量記憶ステップと、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従うと、第１ステッピングモータから第１指針までの第１輪列機構の遊び量を計測し、この遊び量のデータを記憶しておくことができる。従って、この遊び量のデータを用いて第１指針を順方向や逆方向に回転して所望の位置まで移動する制御を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。
【図２】指針が固定された歯車の部分を示す断面図である。
【図３】秒針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図４】分針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図５】時針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図６】機能針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図７】ＣＰＵにより実行されるバックラッシュ設定処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】バックラッシュ設定処理中の指針の動きを説明するもので、（ａ）〜（ｃ）はその第１〜第３段階の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図、図２は、指針が固定された歯車の部分を示す断面図である。
【００１８】
この電子時計１は、図１に示すように、時計の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、複数の指針２〜５（秒針２、分針３、時針４、機能針５；図２参照）と、各指針２〜５を駆動するためのムーブメント３０と、秒針２と分針３の位置検出を行うための第１検出部３１と、時針４の位置検出を行うための第２検出部３２と、機能針５の位置検出を行うための第３検出部３３と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）３６と、制御データが格納されるＥＥＰＲＯＭ（電気的消去型Programmable ROM）３５と、各部に動作電圧を供給する電源部４０と、時刻修正用に標準電波を受信するアンテナ４１および検波回路４２と、ＣＰＵ１０に所定周波数の信号を供給するための発振回路３８および分周回路３９と、暗闇でアナログ表示部を照らすための照明部４３および照明駆動回路４４と、アラーム出力を行うスピーカー４５およびブザー回路４６と、複数の操作ボタンを有し外部から操作指令を入力する操作部４７等を備えている。
【００１９】
ムーブメント３０には、秒針２を駆動する第１モータ５１と、分針３を駆動する第２モータ５２と、時針４を駆動する第３モータ５３と、機能針５を駆動する第４モータ５４とが設けられている。これら第１〜第４モータ５１〜５４はそれぞれ２極のステータと２極のロータとを有するステッピングモータであり、出力する駆動パルスの波形を変化させることで正転と逆転との駆動が可能にされている。
【００２０】
また、ムーブメント３０には、第１〜第４モータ５１〜５４の回転運動を各指針２〜５まで伝達する輪列機構２０が設けられている。この輪列機構２０には、図２に示すように、複数の指針歯車として、秒針軸２４ａを介して秒針２が固着される秒針車２４と、分針軸２５ａを介して分針３が固着される分針車２５と、時針軸２７ａを介して時針４が固着される時針車２７と、機能針軸２８ａを介して機能針５が固着される機能針車２８とが含まれる。秒針車２４、分針車２５、時針車２７および機能針車２８は、それぞれ同一の回転軸を中心に、第１〜第４モータ５１〜５４の駆動力によって、それぞれ独立的に回転駆動可能になっている。
【００２１】
特に制限されるものではないが、この実施形態では、秒針２および秒針車２４は第１モータ５１の６０ステップの回転により一周し、分針３および分針車２５は第２モータ５２の３６０ステップの回転により一周し、時針４および時針車２７は第３モータ５３の３６０ステップの回転により一周し、機能針５および機能針車２８は第４モータ５４の３６０ステップの回転により一周するように輪列機構２０が設計されている。
【００２２】
第１検出部３１は、図２にも示すように、秒針車２４、分針車２５、中間車２６、時針車２７および機能針車２８を間に挟んで、一方から検出位置Ｐに光を照射する発光部３１１と、他方で検出位置Ｐを透過してきた光を受光する光センサ３１２とから構成される。発光部３１１は、例えば発光ダイオードにより構成され、光センサ３１２は、例えばフォトトランジスタなどにより構成される。これら発光部３１１と光センサ３１２は、予め設定された検出位置Ｐで、互いに対向した状態に、電子時計１のハウジングの枠部に固定されている。
【００２３】
第２検出部３２は、時針４と連動して回転する検出車２１７（図５参照）の透過穴２１７ｈを検出して時針４の位置を検出するものであり、第１検出部３１と同様に発光部と光センサとから構成され、第２の検出位置Ｐ２（図５参照）で互いに対向した状態に設けられている。
【００２４】
第３検出部３３は、機能針５と連動して回転する検出車２２２（図６参照）の透過穴２２２ｈを検出して機能針５の位置を検出するものであり、第１検出部３１と同様に発光部と光センサとから構成され、第３の検出位置Ｐ３（図６参照）で互いに対向した状態に設けられている。
【００２５】
ＲＯＭ３６には、分周回路３９から送られる信号をカウントしながら適宜なタイミングで第１〜第４モータ５１〜５４をそれぞれ駆動することで、指針２〜４を運針させて時刻を表示する時刻表示処理のプログラムや、また、指針２〜５を様々に動かして時刻以外の種々の情報を表示させる付加機能処理のプログラムが格納されている。また、所定時間に各指針２〜５に位置ズレが生じていないか確認して位置ズレがあれば修正する針位置検出処理のプログラムが格納されている。さらに、時針４のバックラッシュ量を計測してそのデータをＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させるバックラッシュ量設定処理のプログラム３６ａや、機能針５のバックラッシュ量を計測してそのデータをＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる機能針５のバックラッシュ量設定処理のプログラムが格納されている。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ３５には、バックラッシュ量記憶手段として、時針４や機能針５のバックラッシュ量を表わすバックラッシュ量データが設定される記憶領域３５ａが設けられている。時針４のバックラッシュ量とは、第３モータ５３を正転させて時針４を時計回りに回転させた後、第３モータ５３を逆転させた場合に、輪列機構２０の各歯車間の遊びによって第３モータ５３の運動が時針４まで伝達されずに時針４が停止したままとなる第３モータ５３の駆動ステップ数を表わすものである。機能針５のバックラッシュ量も同様のものである。
【００２７】
図３〜図６には、各指針２〜５を回転する輪列機構を表わした正面図をそれぞれ示す。これらの図において各歯車に形成されている歯は省略している。
【００２８】
秒針車２４は、図３に示すように、五番車２１１を介して第１モータ５１のロータ５１ａと連結されている。秒針車２４には、検出位置Ｐと重なる半径位置に複数の透過穴（被検出部）２４ｈ１〜２４ｈ７が形成され、秒針２が０秒位置にあるときに、透過穴２４ｈ１が検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００２９】
分針車２５は、図４に示すように、中間車２６と二番車２１２とを介して第２モータ５２のロータ５２ａに連結されている。ロータ５２ａが１ステップ（１８０°）回転するごとに、中間車２６が３０°ずつ、分針車２５が１°ずつ回転するようになっている。分針車２５には、検出位置Ｐと重なる半径位置に透過穴（被検出部）２５ｈが形成され、中間車２６には、検出位置Ｐと重なる半径位置に透過穴（被検出部）２６ｈが形成されている。そして、分針３が５５分の位置にあるときに、透過穴２５ｈ，２６ｈが検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００３０】
時針車２７は、図５に示すように、３個の中間車２１３，２１５，２１６と三番車２１４とを介して第３モータ５３のロータ５３ａに連結されている。時針車２７には、検出位置Ｐと重なる半径位置に１２個の透過穴（被検出部）２７ｈが形成されている。そして、時針４が文字板上の毎時５０分〜１０分程度の位置にあるときに、何れか１個の透過穴２７ｈが検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００３１】
さらに、時針４の輪列機構には、時針４の位置を検出するための検出車２１７が連結されており、この検出車２１７と中間車２１３および三番車２１４にそれぞれ透過穴２１７ｈ，２１３ｈ，２１４ｈが形成されている。これら３つの透過穴２１７ｈ，２１３ｈ，２１４ｈは、時針検出用の規定時刻（例えば１１時５５分、２３時５５分）に第２の検出位置Ｐ２で重なるように設定されている。
【００３２】
機能針車２８は、図６に示すように、３個の中間車２１８，２２０，２２１と四番車２１９とを介して第４モータ５４のロータ５４ａに連結されている。機能針車２８には、検出位置Ｐと重なる半径位置に１２個の透過穴（被検出部）２８ｈが形成されている。そして、機能針５が文字板上の００秒、０５秒、１０秒、１５秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒の位置から±２秒程度の範囲にあるときに、何れか１個の透過穴２８ｈが検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００３３】
さらに、機能針５の輪列機構には、機能針５の位置を検出するための検出車２２２が連結されており、この検出車２２２と中間車２１８および四番車２１９にそれぞれ透過穴２２２ｈ，２１８ｈ，２１９ｈが形成されている。これら３つの透過穴２２２ｈ，２１８ｈ，２１９ｈは、機能針５が検出用の位置（例えば００秒位置）に来たときに第３検出位置Ｐ３で重なるように設定されている。
【００３４】
次に、上記のように構成された電子時計１の動作について説明する。
【００３５】
［時刻表示＆針位置検出処理］
時刻表示モードの際、ＣＰＵ１０は、分周回路３９から入力される所定周期の信号に基づいて、１秒間隔で第１モータ５１を１ステップ駆動し、１０秒間隔で第２モータ５２を１ステップ駆動し、２分間隔で第３モータ５３を１ステップ駆動する。これらの制御によって、各指針２〜４により時刻の表示が行われる。
【００３６】
さらに、ＣＰＵ１０は、上記の運針処理と並行して、分周回路３９からの所定周期の信号をカウントして現在時刻の計時を行い、また、前記第１〜第４モータ５１〜５４を１ステップ駆動させるごとに、指針２〜５がどの位置に運針されたか針位置の計数を行う。
【００３７】
そして、図２に示すように、複数の歯車（２４〜２８）の各透過穴２７ｈ，２５ｈ，２６ｈ，２４ｈ１，２８ｈが検出位置Ｐで重なると想定される計数タイミングで、第１検出部３１の発光部３１１を発光させて光センサ３１２のセンサ出力を確認する。そして、透過光の受光の有無を判別し、有れば分針３は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。続いて、第１モータ５１が８ステップ駆動される間を通して２ステップの駆動ごとに第１検出部３１に検出動作を行わせて、秒針車２４の透過穴２４ｈ１，２４ｈ２が検出位置Ｐを通過する際の検出パターンが得られたか判別する。そして、この検出パターンが得られていれば、秒針２は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。
【００３８】
さらに、図５に示したように、３つの歯車（２１３，２１４，２１７）の透過穴２１３ｈ，２１４ｈ，２１７ｈが第２検出位置Ｐ２で重なると想定される計数タイミングで、ＣＰＵ１０は第２検出部３２に検出動作を行わせる。そして、透過穴２１３ｈ，２１４ｈ，２１７ｈの重なりが検出されれば、時針４は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。
【００３９】
同様に、図６に示したように、３つの歯車（２１８，２１９，２２２）の透過穴２１８ｈ，２１９ｈ，２２２ｈが第３検出位置Ｐ３で重なると想定される計数タイミングで、ＣＰＵ１０は第３検出部３３に検出動作を行わせる。そして、透過穴２１８ｈ，２１９ｈ，２２２ｈの重なりが検出されれば、機能針５は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。
【００４０】
［バックラッシュ量設定処理］
図５と図６に示すように、時針４と機能針５の輪列機構には多くの歯車が介在しているので時針４と機能針５のバックラッシュ量は比較的に大きくなる。時針４のバックラッシュ量や機能針５のバックラッシュ量は、電子時計１の型が同じでも個体ごとにバラツキが生じる。従って、この実施形態の電子時計１では、次のバックラッシュ量設定処理によって、これらのバックラッシュ量を計測して、そのデータをＥＥＰＲＯＭ３５の記憶領域３５ａに設定する。
【００４１】
バックラッシュ量のデータは、付加機能処理で時針４や機能針５を回転方向を逆転させて移動させる際に、第３モータ５３や第４モータ５４の駆動ステップ数を決定するのに使用される。すなわち、回転方向を逆転させて時針４や機能針５を移動させる際に、時針４や機能針５の移動ステップ数にバックラッシュ量のステップ数を加算して、第３モータ５３や第４モータ５４を駆動する。このような制御により、歯車の連結部にある遊びを詰めた上で時針４や機能針５を所望の位置まで移動させることができる。
【００４２】
このバックラッシュ量設定処理は、例えば、工場出荷前の設定工程、或いは、電子時計１をリセットする際などに、操作部４７を介して所定の操作がなされることで開始される。なお、このバックラッシュ量設定処理は、複数の指針２〜５が針位置検出用の規定位置まで移動した後に開始される。この規定位置とは、複数の歯車（２４〜２８）の各透過穴２７ｈ，２５ｈ，２６ｈ，２４ｈ１，２８ｈが検出位置Ｐで重なる位置である。
【００４３】
図７には、ＣＰＵ１０により実行されるバックラッシュ量設定処理のフローチャートを、図８には、バックラッシュ量設定処理中の指針２〜５の動きを説明する図を示す。
【００４４】
バックラッシュ量設定処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１０は第３モータ５３を１ステップ正転させて時針４を時計回りに１ステップ回転させる（ステップＳ１）。１ステップ回転させたら、ＣＰＵ１０は第１検出部３１に検出動作を行わせ（ステップＳ２）、光センサ３１２のセンサ出力に基づいて検出位置Ｐに透過穴の重なりが有るか無いか判別する（ステップＳ３）。そして、透過穴の重なりが検出されればステップＳ１に戻る。
【００４５】
バックラッシュ量設定処理の開始時点では、図８（ａ）に示すように、秒針２と機能針５が００秒位置、分針３が５５分位置、時針４が１１時５５分位置にあり、透過穴２７ｈ，２５ｈ，２６ｈ，２４ｈ１，２８ｈが検出位置Ｐに重なった状態にある。従って、この開始時点から暫くの期間は、ステップＳ３の判別処理で透過穴の重なりが有りと判別されて、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理が繰り返される。そして、このステップＳ１〜Ｓ３のループ処理が何度も繰り返されていくことで、時針４が時計回りに移動して、時針車２７の透過穴２７ｈが検出位置Ｐから少しずつ外れていく。
【００４６】
そして、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理がさらに繰り返されると、図８（ｂ）に示すように、時針４が例えば１２時１０分位置を少し過ぎて、時針車２７の透過穴２７ｈが検出位置Ｐから外れる。すると、ステップＳ２の検出動作で光センサ３１２に届く光が減って、ステップＳ３の判別処理で透過穴の重なりが無いと判別される。そして、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理を抜けて、次に移行する。
【００４７】
次に移行すると、ＣＰＵ１０は、第３モータ５３を１ステップ逆転させて（ステップＳ４）、ＲＡＭ３７中に設けた変数の時針逆転カウント値を「＋１」加算する（ステップＳ５）。この時針逆転カウント値の初期値は「０」である。そして、第１検出部３１に検出動作を行わせ（ステップＳ６）、光センサ３１２のセンサ出力に基づいて検出位置Ｐに透過穴の重なりが有るか無いか判別する（ステップＳ７）。そして、透過穴の重なりが無いと判別されればステップＳ４に戻る。
【００４８】
時針４を時計回りに回転させた後に、第３モータ５３を逆転させても、第３モータ５３の回転運動は輪列機構２０のバックラッシュによりすぐに時針車２７まで伝達されない。従って、輪列機構２０のバックラッシュが逆転側に詰って時針車２７に運動が伝達されるようになるまでは、ステップＳ７で透過穴の重なりが無いという判別結果が続き、ステップＳ４〜Ｓ７のループ処理が繰り返される。
【００４９】
そして、このステップＳ４〜Ｓ７のループ処理が繰り返される間に、このループ処理の繰り返し回数、すなわち、時針４が時計回りに回転した後、第３モータ５３の逆転により輪列機構２０のバックラッシュが逆転側に詰って時針４が反時計回りに回転を開始するまでの第３モータ５３のステップ数が、ＲＡＭ３７中の変数（時針逆転カウント値）にカウントされることになる。
【００５０】
そして、図８（ｂ）→（ｃ）に示すように、輪列機構２０のバックラッシュが逆回転側に詰って時針４が反時計回りに１ステップ移動すると、ステップＳ７の判別で透過穴の重なり有りと判別されて、ステップＳ４〜Ｓ７のループ処理を抜ける。
【００５１】
ループ処理を抜けたら、ＣＰＵ１０は、上記の時針逆転カウント値に基づいて第３モータ５３から時針４までのバックラッシュ量を計算する（ステップＳ８）。すなわち、バックラッシュ量の定義を、時針４を時計回りに移動させた後、第３モータ５３を逆転させて時針４が反時計回りに移動を開始する直前までの第３モータ５３の駆動ステップ数とすれば、上記の時針逆転カウント値から「１」を減算して、バックラッシュ量を求める。上記ステップＳ１〜Ｓ８の処理によりバックラッシュ量計測制御手段が構成される。
【００５２】
そして、このバックラッシュ量のデータをＥＥＰＲＯＭ３５の記憶領域３５ａに時針４についてのバックラッシュ量データとして記憶させる（ステップＳ９：バックラッシュ量記憶ステップ）。そして、このバックラッシュ量設定処理を終了する。
【００５３】
時針４についてのバックラッシュ量設定処理が終了したら、続いて、ＣＰＵ１０は、機能針５についてのバックラッシュ量設定処理を開始する。処理の開始時には、時針車２７の透過穴２７ｈが検出位置Ｐに中央で重なる位置まで戻され、その後、第３モータ５３の代わりに第４モータ５４を駆動して機能針５のバックラッシュ量をカウントし、そのデータをＥＥＰＰＯＭ３５の記憶領域３５ａに記憶する。この機能針５のバックラッシュ量設定処理は、図７の時針４のバックラッシュ量設定処理とほぼ同様なので詳細な説明は省略する。
【００５４】
以上のように、この実施形態の電子時計１によれば、第１検出部３１に検出動作を行わせながら第３モータ５３を正転と逆転とに回転させることで時針４のバックラッシュ量を計測し、このバックラッシュ量のデータを記憶領域３５ａに記憶させるようになっている。同様に、機能針５のバックラッシュ量を計測してそのデータを記憶領域３５ａに記憶させるようになっている。従って、時針４や機能針５を所望の位置まで反時計回りに移動させるような制御を行う場合に、上記のバックラッシュ量データに基づき第３モータ５３や第４モータ５４を余計に逆転させるステップ数を取得することができる。
【００５５】
また、この実施形態の電子時計１によれば、他の歯車が検出位置Ｐを塞いでいない状態で、第３モータ５３を正転させて検出結果が透過穴の重なり有りから無しへ変化した後、第３モータ５３を逆転させて検出結果が透過穴の重なり無しから有りへ変化するまで、第３モータ５３の駆動ステップ数を計数し、この計数値から時針４のバックラッシュ量を算出するようになっている。従って、容易に且つ確実に時針４のバックラッシュ量を計測することが可能になっている。
【００５６】
また、この実施形態の電子時計１によれば、第１検出部３１や各歯車の透過穴は、針位置検出に使用するために設けられており、これらを流用してバックラッシュ量を計測しているので、バックラッシュ量の計測のために部品数が増すこともない。
【００５７】
また、第１検出部３１は、歯車の一面側から検出位置に光を照射し、他面側で透過穴を透過した光を検出位置で受光することで、歯車の透過穴が検出位置に重なっているか否かを判別する構成なので、歯車位置を確実に検出できるようになっている。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、バックラッシュ量を計測する指針として、文字板の中央で回転する時針４や機能針５を例示したが、文字板の一部に設けられた小窓内で回転する小針を対象とすることもできる。
【００５９】
また、バックラッシュ量を計数する方法も、例えば、第１検出部３１の検出により透過穴の重なりが無しと判別された後、さらに第３モータ５３を余計に所定ステップ正転させ、その後に、時針逆転カウントを行いながら第３モータ５３を逆転させて時針４のバックラッシュ量を計数するようにしても良い。このように、第３モータ５３を逆転させる前に、時針４を余計に進めておくことで、時針車２７の透過穴２７ｈが透過穴の有無を判別するしきい値ぎりぎりのところで停止した状態で、時針逆転カウントが行われて、時針車２７が動いてないのに何らかの揺らぎにより透過穴が有りと判別されて、誤ったバックラッシュ量が設定されてしまうことを回避できる。
【００６０】
また、上記実施形態では、光の照射により検出可能な被検出部として光を透過する透過穴を適用した例を示したが、被検出部を反射面により構成し、反射した光を受光することで被検出部を検出するようにしても良い。その他、実施形態で示した細部等は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 電子時計
２ 秒針
３ 分針
４ 時針（第１指針）
５ 機能針
１０ ＣＰＵ
２０ 輪列機構
２７ 時針車（第１指針歯車）
２７ｈ 透過穴
２８ 機能針車
２８ｈ 透過穴
３１ 第１検出部（検出手段、針位置検出手段）
３１１ 発光部
３１２ 光センサ
３５ ＥＥＰＲＯＭ
３５ａ バックラッシュ量データの記憶領域
３６ ＲＯＭ
３６ａ バックラッシュ量設定処理プログラム
３７ ＲＡＭ
５３ 第３モータ（第１ステッピングモータ）
５４ 第４モータ
Ｐ 検出位置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステッピングモータにより指針を駆動する電子時計およびそのバックラッシュ量設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータの回転運動を輪列機構により伝達して指針を駆動する電子時計がある。このような電子時計においては、ステッピングモータから指針までの歯車の個数が多くなると、歯車間の遊び（バックラッシュとも呼ぶ）が積み重なって大きくなり、ステッピングモータの回転方向を切り替えたときに、ステッピングモータの回転運動がすぐに指針まで伝達されない。
【０００３】
例えば、ステッピングモータを正転させて指針を順方向に回転させた後にステッピングモータを逆転させた場合、例えば、１０〜３０ステップ逆転させないと、各歯車間の遊びが埋まらずに指針が停止したままになる。そして、歯車間の遊びが埋まった後にやっと指針が逆方向に回転し始める。
【０００４】
また、本発明に関連する従来技術として、特許文献１には、歯車間のバックラッシュを弾性部材を付加することで解消するようにした電子時計の技術が開示されている。また、特許文献２には、歯車の透過穴をフォトインタラプタで検出して針位置を検出する機構を備えた電子時計において、歯車のバックラッシュに起因する針位置の誤検出を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５３４９０号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
指針により様々な情報を表示する多機能電子時計においては、指針を時計回りや反時計回りに回転させて所望の位置で停止させるという動作が必要となる。この場合、ステッピングモータから指針までのトータルのバックラッシュ量が分からないと、このような動作を実現することは難しい。
【０００７】
また、ステッピングモータから指針までのトータルのバックラッシュ量は、歯車の製造バラツキにより同じ機種でも個体ごとにバラツキが生じる。
【０００８】
この発明の目的は、ステッピングモータにより指針を駆動する電子時計において、輪列機構のバックラッシュ量を、外部からその情報を与えることなく自ら計測してデータ化することのできる電子時計ならびにそのバックラッシュ量設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
第１指針と、
前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、
複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、
前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、
前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、
前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御手段と、
前記バックラッシュ量計測制御手段により計測された前記遊び量のデータを記憶するバックラッシュ量記憶手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記バックラッシュ量計測制御手段は、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転に回転させて前記被検出部の検出結果の変化を判別した後、前記検出手段の検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを逆転に回転させて前記被検出部の検出結果の逆の変化を判別するまで、前記第１ステッピングモータの回転量を計数し、この計数の結果に基づいて前記第１ステッピングモータから前記第１指針までの前記第１輪列機構の遊び量を算出することを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記第１指針を含んだ複数の指針と、
前記第１指針歯車を含むとともに前記複数の指針がそれぞれ固定される複数の指針歯車と、
を備え、
前記複数の指針歯車の前記検出位置と重なる半径位置にそれぞれ設けられ光の照射により検出可能な複数の被検出部と、
前記複数の指針のうち１つ又は複数の指針の位置を検出するために、前記検出位置に光を照射して前記複数の指針歯車の各被検出部が前記検出位置で重なった状態を検出する針位置検出手段と、
を備え、
前記遊び量を計測するための前記検出手段が前記針位置検出手段と兼用されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の電子時計において、
前記被検出部は、光を透過する透過穴であり、
前記検出手段は、前記第１指針歯車の一面側から前記検出位置に光を照射する発光部と、前記第１指針歯車の他面側で前記検出位置を透過した光を検出する光センサとから構成されることを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、
第１指針と、前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段とを備えた電子時計において前記第１輪列機構の遊び量を表わす遊び量データを設定するバックラッシュ量設定方法であって、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御ステップと、
前記バックラッシュ量計測制御ステップにより計測された前記遊び量を表わす遊び量データを記憶手段に記憶させるバックラッシュ量記憶ステップと、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従うと、第１ステッピングモータから第１指針までの第１輪列機構の遊び量を計測し、この遊び量のデータを記憶しておくことができる。従って、この遊び量のデータを用いて第１指針を順方向や逆方向に回転して所望の位置まで移動する制御を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。
【図２】指針が固定された歯車の部分を示す断面図である。
【図３】秒針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図４】分針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図５】時針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図６】機能針を回転させる輪列機構を示す正面図である。
【図７】ＣＰＵにより実行されるバックラッシュ設定処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】バックラッシュ設定処理中の指針の動きを説明するもので、（ａ）〜（ｃ）はその第１〜第３段階の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図、図２は、指針が固定された歯車の部分を示す断面図である。
【００１８】
この電子時計１は、図１に示すように、時計の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、複数の指針２〜５（秒針２、分針３、時針４、機能針５；図２参照）と、各指針２〜５を駆動するためのムーブメント３０と、秒針２と分針３の位置検出を行うための第１検出部３１と、時針４の位置検出を行うための第２検出部３２と、機能針５の位置検出を行うための第３検出部３３と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）３６と、制御データが格納されるＥＥＰＲＯＭ（電気的消去型Programmable ROM）３５と、各部に動作電圧を供給する電源部４０と、時刻修正用に標準電波を受信するアンテナ４１および検波回路４２と、ＣＰＵ１０に所定周波数の信号を供給するための発振回路３８および分周回路３９と、暗闇でアナログ表示部を照らすための照明部４３および照明駆動回路４４と、アラーム出力を行うスピーカー４５およびブザー回路４６と、複数の操作ボタンを有し外部から操作指令を入力する操作部４７等を備えている。
【００１９】
ムーブメント３０には、秒針２を駆動する第１モータ５１と、分針３を駆動する第２モータ５２と、時針４を駆動する第３モータ５３と、機能針５を駆動する第４モータ５４とが設けられている。これら第１〜第４モータ５１〜５４はそれぞれ２極のステータと２極のロータとを有するステッピングモータであり、出力する駆動パルスの波形を変化させることで正転と逆転との駆動が可能にされている。
【００２０】
また、ムーブメント３０には、第１〜第４モータ５１〜５４の回転運動を各指針２〜５まで伝達する輪列機構２０が設けられている。この輪列機構２０には、図２に示すように、複数の指針歯車として、秒針軸２４ａを介して秒針２が固着される秒針車２４と、分針軸２５ａを介して分針３が固着される分針車２５と、時針軸２７ａを介して時針４が固着される時針車２７と、機能針軸２８ａを介して機能針５が固着される機能針車２８とが含まれる。秒針車２４、分針車２５、時針車２７および機能針車２８は、それぞれ同一の回転軸を中心に、第１〜第４モータ５１〜５４の駆動力によって、それぞれ独立的に回転駆動可能になっている。
【００２１】
特に制限されるものではないが、この実施形態では、秒針２および秒針車２４は第１モータ５１の６０ステップの回転により一周し、分針３および分針車２５は第２モータ５２の３６０ステップの回転により一周し、時針４および時針車２７は第３モータ５３の３６０ステップの回転により一周し、機能針５および機能針車２８は第４モータ５４の３６０ステップの回転により一周するように輪列機構２０が設計されている。
【００２２】
第１検出部３１は、図２にも示すように、秒針車２４、分針車２５、中間車２６、時針車２７および機能針車２８を間に挟んで、一方から検出位置Ｐに光を照射する発光部３１１と、他方で検出位置Ｐを透過してきた光を受光する光センサ３１２とから構成される。発光部３１１は、例えば発光ダイオードにより構成され、光センサ３１２は、例えばフォトトランジスタなどにより構成される。これら発光部３１１と光センサ３１２は、予め設定された検出位置Ｐで、互いに対向した状態に、電子時計１のハウジングの枠部に固定されている。
【００２３】
第２検出部３２は、時針４と連動して回転する検出車２１７（図５参照）の透過穴２１７ｈを検出して時針４の位置を検出するものであり、第１検出部３１と同様に発光部と光センサとから構成され、第２の検出位置Ｐ２（図５参照）で互いに対向した状態に設けられている。
【００２４】
第３検出部３３は、機能針５と連動して回転する検出車２２２（図６参照）の透過穴２２２ｈを検出して機能針５の位置を検出するものであり、第１検出部３１と同様に発光部と光センサとから構成され、第３の検出位置Ｐ３（図６参照）で互いに対向した状態に設けられている。
【００２５】
ＲＯＭ３６には、分周回路３９から送られる信号をカウントしながら適宜なタイミングで第１〜第４モータ５１〜５４をそれぞれ駆動することで、指針２〜４を運針させて時刻を表示する時刻表示処理のプログラムや、また、指針２〜５を様々に動かして時刻以外の種々の情報を表示させる付加機能処理のプログラムが格納されている。また、所定時間に各指針２〜５に位置ズレが生じていないか確認して位置ズレがあれば修正する針位置検出処理のプログラムが格納されている。さらに、時針４のバックラッシュ量を計測してそのデータをＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させるバックラッシュ量設定処理のプログラム３６ａや、機能針５のバックラッシュ量を計測してそのデータをＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる機能針５のバックラッシュ量設定処理のプログラムが格納されている。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ３５には、バックラッシュ量記憶手段として、時針４や機能針５のバックラッシュ量を表わすバックラッシュ量データが設定される記憶領域３５ａが設けられている。時針４のバックラッシュ量とは、第３モータ５３を正転させて時針４を時計回りに回転させた後、第３モータ５３を逆転させた場合に、輪列機構２０の各歯車間の遊びによって第３モータ５３の運動が時針４まで伝達されずに時針４が停止したままとなる第３モータ５３の駆動ステップ数を表わすものである。機能針５のバックラッシュ量も同様のものである。
【００２７】
図３〜図６には、各指針２〜５を回転する輪列機構を表わした正面図をそれぞれ示す。これらの図において各歯車に形成されている歯は省略している。
【００２８】
秒針車２４は、図３に示すように、五番車２１１を介して第１モータ５１のロータ５１ａと連結されている。秒針車２４には、検出位置Ｐと重なる半径位置に複数の透過穴（被検出部）２４ｈ１〜２４ｈ７が形成され、秒針２が０秒位置にあるときに、透過穴２４ｈ１が検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００２９】
分針車２５は、図４に示すように、中間車２６と二番車２１２とを介して第２モータ５２のロータ５２ａに連結されている。ロータ５２ａが１ステップ（１８０°）回転するごとに、中間車２６が３０°ずつ、分針車２５が１°ずつ回転するようになっている。分針車２５には、検出位置Ｐと重なる半径位置に透過穴（被検出部）２５ｈが形成され、中間車２６には、検出位置Ｐと重なる半径位置に透過穴（被検出部）２６ｈが形成されている。そして、分針３が５５分の位置にあるときに、透過穴２５ｈ，２６ｈが検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００３０】
時針車２７は、図５に示すように、３個の中間車２１３，２１５，２１６と三番車２１４とを介して第３モータ５３のロータ５３ａに連結されている。時針車２７には、検出位置Ｐと重なる半径位置に１２個の透過穴（被検出部）２７ｈが形成されている。そして、時針４が文字板上の毎時５０分〜１０分程度の位置にあるときに、何れか１個の透過穴２７ｈが検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００３１】
さらに、時針４の輪列機構には、時針４の位置を検出するための検出車２１７が連結されており、この検出車２１７と中間車２１３および三番車２１４にそれぞれ透過穴２１７ｈ，２１３ｈ，２１４ｈが形成されている。これら３つの透過穴２１７ｈ，２１３ｈ，２１４ｈは、時針検出用の規定時刻（例えば１１時５５分、２３時５５分）に第２の検出位置Ｐ２で重なるように設定されている。
【００３２】
機能針車２８は、図６に示すように、３個の中間車２１８，２２０，２２１と四番車２１９とを介して第４モータ５４のロータ５４ａに連結されている。機能針車２８には、検出位置Ｐと重なる半径位置に１２個の透過穴（被検出部）２８ｈが形成されている。そして、機能針５が文字板上の００秒、０５秒、１０秒、１５秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒の位置から±２秒程度の範囲にあるときに、何れか１個の透過穴２８ｈが検出位置Ｐに重なるように組み付けられている。
【００３３】
さらに、機能針５の輪列機構には、機能針５の位置を検出するための検出車２２２が連結されており、この検出車２２２と中間車２１８および四番車２１９にそれぞれ透過穴２２２ｈ，２１８ｈ，２１９ｈが形成されている。これら３つの透過穴２２２ｈ，２１８ｈ，２１９ｈは、機能針５が検出用の位置（例えば００秒位置）に来たときに第３検出位置Ｐ３で重なるように設定されている。
【００３４】
次に、上記のように構成された電子時計１の動作について説明する。
【００３５】
［時刻表示＆針位置検出処理］
時刻表示モードの際、ＣＰＵ１０は、分周回路３９から入力される所定周期の信号に基づいて、１秒間隔で第１モータ５１を１ステップ駆動し、１０秒間隔で第２モータ５２を１ステップ駆動し、２分間隔で第３モータ５３を１ステップ駆動する。これらの制御によって、各指針２〜４により時刻の表示が行われる。
【００３６】
さらに、ＣＰＵ１０は、上記の運針処理と並行して、分周回路３９からの所定周期の信号をカウントして現在時刻の計時を行い、また、前記第１〜第４モータ５１〜５４を１ステップ駆動させるごとに、指針２〜５がどの位置に運針されたか針位置の計数を行う。
【００３７】
そして、図２に示すように、複数の歯車（２４〜２８）の各透過穴２７ｈ，２５ｈ，２６ｈ，２４ｈ１，２８ｈが検出位置Ｐで重なると想定される計数タイミングで、第１検出部３１の発光部３１１を発光させて光センサ３１２のセンサ出力を確認する。そして、透過光の受光の有無を判別し、有れば分針３は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。続いて、第１モータ５１が８ステップ駆動される間を通して２ステップの駆動ごとに第１検出部３１に検出動作を行わせて、秒針車２４の透過穴２４ｈ１，２４ｈ２が検出位置Ｐを通過する際の検出パターンが得られたか判別する。そして、この検出パターンが得られていれば、秒針２は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。
【００３８】
さらに、図５に示したように、３つの歯車（２１３，２１４，２１７）の透過穴２１３ｈ，２１４ｈ，２１７ｈが第２検出位置Ｐ２で重なると想定される計数タイミングで、ＣＰＵ１０は第２検出部３２に検出動作を行わせる。そして、透過穴２１３ｈ，２１４ｈ，２１７ｈの重なりが検出されれば、時針４は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。
【００３９】
同様に、図６に示したように、３つの歯車（２１８，２１９，２２２）の透過穴２１８ｈ，２１９ｈ，２２２ｈが第３検出位置Ｐ３で重なると想定される計数タイミングで、ＣＰＵ１０は第３検出部３３に検出動作を行わせる。そして、透過穴２１８ｈ，２１９ｈ，２２２ｈの重なりが検出されれば、機能針５は正常な位置にあり位置ズレは無いと判断する。
【００４０】
［バックラッシュ量設定処理］
図５と図６に示すように、時針４と機能針５の輪列機構には多くの歯車が介在しているので時針４と機能針５のバックラッシュ量は比較的に大きくなる。時針４のバックラッシュ量や機能針５のバックラッシュ量は、電子時計１の型が同じでも個体ごとにバラツキが生じる。従って、この実施形態の電子時計１では、次のバックラッシュ量設定処理によって、これらのバックラッシュ量を計測して、そのデータをＥＥＰＲＯＭ３５の記憶領域３５ａに設定する。
【００４１】
バックラッシュ量のデータは、付加機能処理で時針４や機能針５を回転方向を逆転させて移動させる際に、第３モータ５３や第４モータ５４の駆動ステップ数を決定するのに使用される。すなわち、回転方向を逆転させて時針４や機能針５を移動させる際に、時針４や機能針５の移動ステップ数にバックラッシュ量のステップ数を加算して、第３モータ５３や第４モータ５４を駆動する。このような制御により、歯車の連結部にある遊びを詰めた上で時針４や機能針５を所望の位置まで移動させることができる。
【００４２】
このバックラッシュ量設定処理は、例えば、工場出荷前の設定工程、或いは、電子時計１をリセットする際などに、操作部４７を介して所定の操作がなされることで開始される。なお、このバックラッシュ量設定処理は、複数の指針２〜５が針位置検出用の規定位置まで移動した後に開始される。この規定位置とは、複数の歯車（２４〜２８）の各透過穴２７ｈ，２５ｈ，２６ｈ，２４ｈ１，２８ｈが検出位置Ｐで重なる位置である。
【００４３】
図７には、ＣＰＵ１０により実行されるバックラッシュ量設定処理のフローチャートを、図８には、バックラッシュ量設定処理中の指針２〜５の動きを説明する図を示す。
【００４４】
バックラッシュ量設定処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１０は第３モータ５３を１ステップ正転させて時針４を時計回りに１ステップ回転させる（ステップＳ１）。１ステップ回転させたら、ＣＰＵ１０は第１検出部３１に検出動作を行わせ（ステップＳ２）、光センサ３１２のセンサ出力に基づいて検出位置Ｐに透過穴の重なりが有るか無いか判別する（ステップＳ３）。そして、透過穴の重なりが検出されればステップＳ１に戻る。
【００４５】
バックラッシュ量設定処理の開始時点では、図８（ａ）に示すように、秒針２と機能針５が００秒位置、分針３が５５分位置、時針４が１１時５５分位置にあり、透過穴２７ｈ，２５ｈ，２６ｈ，２４ｈ１，２８ｈが検出位置Ｐに重なった状態にある。従って、この開始時点から暫くの期間は、ステップＳ３の判別処理で透過穴の重なりが有りと判別されて、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理が繰り返される。そして、このステップＳ１〜Ｓ３のループ処理が何度も繰り返されていくことで、時針４が時計回りに移動して、時針車２７の透過穴２７ｈが検出位置Ｐから少しずつ外れていく。
【００４６】
そして、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理がさらに繰り返されると、図８（ｂ）に示すように、時針４が例えば１２時１０分位置を少し過ぎて、時針車２７の透過穴２７ｈが検出位置Ｐから外れる。すると、ステップＳ２の検出動作で光センサ３１２に届く光が減って、ステップＳ３の判別処理で透過穴の重なりが無いと判別される。そして、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理を抜けて、次に移行する。
【００４７】
次に移行すると、ＣＰＵ１０は、第３モータ５３を１ステップ逆転させて（ステップＳ４）、ＲＡＭ３７中に設けた変数の時針逆転カウント値を「＋１」加算する（ステップＳ５）。この時針逆転カウント値の初期値は「０」である。そして、第１検出部３１に検出動作を行わせ（ステップＳ６）、光センサ３１２のセンサ出力に基づいて検出位置Ｐに透過穴の重なりが有るか無いか判別する（ステップＳ７）。そして、透過穴の重なりが無いと判別されればステップＳ４に戻る。
【００４８】
時針４を時計回りに回転させた後に、第３モータ５３を逆転させても、第３モータ５３の回転運動は輪列機構２０のバックラッシュによりすぐに時針車２７まで伝達されない。従って、輪列機構２０のバックラッシュが逆転側に詰って時針車２７に運動が伝達されるようになるまでは、ステップＳ７で透過穴の重なりが無いという判別結果が続き、ステップＳ４〜Ｓ７のループ処理が繰り返される。
【００４９】
そして、このステップＳ４〜Ｓ７のループ処理が繰り返される間に、このループ処理の繰り返し回数、すなわち、時針４が時計回りに回転した後、第３モータ５３の逆転により輪列機構２０のバックラッシュが逆転側に詰って時針４が反時計回りに回転を開始するまでの第３モータ５３のステップ数が、ＲＡＭ３７中の変数（時針逆転カウント値）にカウントされることになる。
【００５０】
そして、図８（ｂ）→（ｃ）に示すように、輪列機構２０のバックラッシュが逆回転側に詰って時針４が反時計回りに１ステップ移動すると、ステップＳ７の判別で透過穴の重なり有りと判別されて、ステップＳ４〜Ｓ７のループ処理を抜ける。
【００５１】
ループ処理を抜けたら、ＣＰＵ１０は、上記の時針逆転カウント値に基づいて第３モータ５３から時針４までのバックラッシュ量を計算する（ステップＳ８）。すなわち、バックラッシュ量の定義を、時針４を時計回りに移動させた後、第３モータ５３を逆転させて時針４が反時計回りに移動を開始する直前までの第３モータ５３の駆動ステップ数とすれば、上記の時針逆転カウント値から「１」を減算して、バックラッシュ量を求める。上記ステップＳ１〜Ｓ８の処理によりバックラッシュ量計測制御手段が構成される。
【００５２】
そして、このバックラッシュ量のデータをＥＥＰＲＯＭ３５の記憶領域３５ａに時針４についてのバックラッシュ量データとして記憶させる（ステップＳ９：バックラッシュ量記憶ステップ）。そして、このバックラッシュ量設定処理を終了する。
【００５３】
時針４についてのバックラッシュ量設定処理が終了したら、続いて、ＣＰＵ１０は、機能針５についてのバックラッシュ量設定処理を開始する。処理の開始時には、時針車２７の透過穴２７ｈが検出位置Ｐに中央で重なる位置まで戻され、その後、第３モータ５３の代わりに第４モータ５４を駆動して機能針５のバックラッシュ量をカウントし、そのデータをＥＥＰＰＯＭ３５の記憶領域３５ａに記憶する。この機能針５のバックラッシュ量設定処理は、図７の時針４のバックラッシュ量設定処理とほぼ同様なので詳細な説明は省略する。
【００５４】
以上のように、この実施形態の電子時計１によれば、第１検出部３１に検出動作を行わせながら第３モータ５３を正転と逆転とに回転させることで時針４のバックラッシュ量を計測し、このバックラッシュ量のデータを記憶領域３５ａに記憶させるようになっている。同様に、機能針５のバックラッシュ量を計測してそのデータを記憶領域３５ａに記憶させるようになっている。従って、時針４や機能針５を所望の位置まで反時計回りに移動させるような制御を行う場合に、上記のバックラッシュ量データに基づき第３モータ５３や第４モータ５４を余計に逆転させるステップ数を取得することができる。
【００５５】
また、この実施形態の電子時計１によれば、他の歯車が検出位置Ｐを塞いでいない状態で、第３モータ５３を正転させて検出結果が透過穴の重なり有りから無しへ変化した後、第３モータ５３を逆転させて検出結果が透過穴の重なり無しから有りへ変化するまで、第３モータ５３の駆動ステップ数を計数し、この計数値から時針４のバックラッシュ量を算出するようになっている。従って、容易に且つ確実に時針４のバックラッシュ量を計測することが可能になっている。
【００５６】
また、この実施形態の電子時計１によれば、第１検出部３１や各歯車の透過穴は、針位置検出に使用するために設けられており、これらを流用してバックラッシュ量を計測しているので、バックラッシュ量の計測のために部品数が増すこともない。
【００５７】
また、第１検出部３１は、歯車の一面側から検出位置に光を照射し、他面側で透過穴を透過した光を検出位置で受光することで、歯車の透過穴が検出位置に重なっているか否かを判別する構成なので、歯車位置を確実に検出できるようになっている。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、バックラッシュ量を計測する指針として、文字板の中央で回転する時針４や機能針５を例示したが、文字板の一部に設けられた小窓内で回転する小針を対象とすることもできる。
【００５９】
また、バックラッシュ量を計数する方法も、例えば、第１検出部３１の検出により透過穴の重なりが無しと判別された後、さらに第３モータ５３を余計に所定ステップ正転させ、その後に、時針逆転カウントを行いながら第３モータ５３を逆転させて時針４のバックラッシュ量を計数するようにしても良い。このように、第３モータ５３を逆転させる前に、時針４を余計に進めておくことで、時針車２７の透過穴２７ｈが透過穴の有無を判別するしきい値ぎりぎりのところで停止した状態で、時針逆転カウントが行われて、時針車２７が動いてないのに何らかの揺らぎにより透過穴が有りと判別されて、誤ったバックラッシュ量が設定されてしまうことを回避できる。
【００６０】
また、上記実施形態では、光の照射により検出可能な被検出部として光を透過する透過穴を適用した例を示したが、被検出部を反射面により構成し、反射した光を受光することで被検出部を検出するようにしても良い。その他、実施形態で示した細部等は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 電子時計
２ 秒針
３ 分針
４ 時針（第１指針）
５ 機能針
１０ ＣＰＵ
２０ 輪列機構
２７ 時針車（第１指針歯車）
２７ｈ 透過穴
２８ 機能針車
２８ｈ 透過穴
３１ 第１検出部（検出手段、針位置検出手段）
３１１ 発光部
３１２ 光センサ
３５ ＥＥＰＲＯＭ
３５ａ バックラッシュ量データの記憶領域
３６ ＲＯＭ
３６ａ バックラッシュ量設定処理プログラム
３７ ＲＡＭ
５３ 第３モータ（第１ステッピングモータ）
５４ 第４モータ
Ｐ 検出位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１指針と、
前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、
複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、
前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、
前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、
前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御手段と、
前記バックラッシュ量計測制御手段により計測された前記遊び量のデータを記憶するバックラッシュ量記憶手段と、
を備えたことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
前記バックラッシュ量計測制御手段は、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転に回転させて前記被検出部の検出結果の変化を判別した後、前記検出手段の検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを逆転に回転させて前記被検出部の検出結果の逆の変化を判別するまで、前記第１ステッピングモータの回転量を計数し、この計数の結果に基づいて前記第１ステッピングモータから前記第１指針までの前記第１輪列機構の遊び量を算出することを特徴とする請求項１記載の電子時計。
【請求項３】
前記第１指針を含んだ複数の指針と、
前記第１指針歯車を含むとともに前記複数の指針がそれぞれ固定される複数の指針歯車と、
を備え、
前記複数の指針歯車の前記検出位置と重なる半径位置にそれぞれ設けられ光の照射により検出可能な複数の被検出部と、
前記複数の指針のうち１つ又は複数の指針の位置を検出するために、前記検出位置に光を照射して前記複数の指針歯車の各被検出部が前記検出位置で重なった状態を検出する針位置検出手段と、
を備え、
前記遊び量を計測するための前記検出手段が前記針位置検出手段と兼用されていることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
【請求項４】
前記被検出部は、光を透過する透過穴であり、
前記検出手段は、前記第１指針歯車の一面側から前記検出位置に光を照射する発光部と、前記第１指針歯車の他面側で前記検出位置を透過した光を検出する光センサとから構成されることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
【請求項５】
第１指針と、前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段とを備えた電子時計において前記第１輪列機構の遊び量を表わす遊び量データを設定するバックラッシュ量設定方法であって、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御ステップと、
前記バックラッシュ量計測制御ステップにより計測された前記遊び量を表わす遊び量データを記憶手段に記憶させるバックラッシュ量記憶ステップと、
を含むことを特徴とするバックラッシュ量設定方法。
【請求項１】
第１指針と、
前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、
複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、
前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、
前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、
前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御手段と、
前記バックラッシュ量計測制御手段により計測された前記遊び量のデータを記憶するバックラッシュ量記憶手段と、
を備えたことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
前記バックラッシュ量計測制御手段は、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転に回転させて前記被検出部の検出結果の変化を判別した後、前記検出手段の検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを逆転に回転させて前記被検出部の検出結果の逆の変化を判別するまで、前記第１ステッピングモータの回転量を計数し、この計数の結果に基づいて前記第１ステッピングモータから前記第１指針までの前記第１輪列機構の遊び量を算出することを特徴とする請求項１記載の電子時計。
【請求項３】
前記第１指針を含んだ複数の指針と、
前記第１指針歯車を含むとともに前記複数の指針がそれぞれ固定される複数の指針歯車と、
を備え、
前記複数の指針歯車の前記検出位置と重なる半径位置にそれぞれ設けられ光の照射により検出可能な複数の被検出部と、
前記複数の指針のうち１つ又は複数の指針の位置を検出するために、前記検出位置に光を照射して前記複数の指針歯車の各被検出部が前記検出位置で重なった状態を検出する針位置検出手段と、
を備え、
前記遊び量を計測するための前記検出手段が前記針位置検出手段と兼用されていることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
【請求項４】
前記被検出部は、光を透過する透過穴であり、
前記検出手段は、前記第１指針歯車の一面側から前記検出位置に光を照射する発光部と、前記第１指針歯車の他面側で前記検出位置を透過した光を検出する光センサとから構成されることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
【請求項５】
第１指針と、前記第１指針を駆動する第１ステッピングモータと、複数の歯車が連結されてなり前記第１ステッピングモータの回転運動を前記第１指針に伝達する第１輪列機構と、前記第１輪列機構の歯車のうち前記第１指針が固定される第１指針歯車と、前記第１指針歯車に設けられ光の照射により検出可能な被検出部と、前記第１指針歯車の前記被検出部が通過する検出位置に光を照射して前記被検出部の有無を検出する検出手段とを備えた電子時計において前記第１輪列機構の遊び量を表わす遊び量データを設定するバックラッシュ量設定方法であって、
前記検出手段に検出動作を行わせながら前記第１ステッピングモータを正転と逆転とに回転させることで、前記第１輪列機構における前記第１ステッピングモータから前記第１指針歯車までの遊び量を計測するバックラッシュ量計測制御ステップと、
前記バックラッシュ量計測制御ステップにより計測された前記遊び量を表わす遊び量データを記憶手段に記憶させるバックラッシュ量記憶ステップと、
を含むことを特徴とするバックラッシュ量設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８８１７５（Ｐ２０１２−８８１７５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５０７３（Ｐ２０１０−２３５０７３）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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