JP2011247746A - リニアエンコーダとアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 原点用スケールパターンの符号系列が狭帯域化のための変調が掛かったパターンであることを特徴とするものであり、例えば、低コスト化容易なPETフィルム基材を用い、印刷により製作した反射面の平滑性が若干劣るリニアスケールを用いても、狭帯域化変調を施したスケールパターンを用いることにより、本来孤立ビットとなるZ相原点信号でも、信号振幅を確保することができる。又、差動検出により信号出力の増大やスレショルドレベルの安定化を図ることができる。
【選択図】 図4
Description
尚、図5では上記インクリメンタルリニアスケール127、Z相用リニアスケール129を示すと共に、その下にA相信号、B相信号、Z相信号を示しているものである。
そして、インクリメンタルスケール127の1周期(図5の黒領域及び白領域)相当の幅(位相360°幅)を持ち、インクリメンタルスケール127から得られるA相信号の立ち上がりで、B相信号及びZ相信号が「ハイ(1)」の時に原点であると判断できるものであって優れた原点復帰信号を得る方法である(図5では黒領域が高反射率領域、白領域が低反射領域を示す)。
尚、この種の先行技術を開示するものとして、例えば、特許文献1等がある。特許文献1は本件特許出願人によるものである。
すなわち、Z相信号が必ずしも安定に検出されず不安定であり、その結果、原点復帰精度がばらついてしまい、エンコーダとしての位置精度が低下するだけでなく、大きく原点位置が跳んでしまった場合にはアクチュエータ(機械)の暴走を招いてしまうという問題があった。
すなわち、図5の最下部に示すように、Z相信号はインクリメンタルスケール127のA相信号やB相信号とは異なり繰返し信号ではなく、よって、差動出力を用いることができないため、信号振幅が小さい。又、出力電圧にオフセットがあるため、Z相信号の黒色領域と白色領域を判別するためのスレショルド電圧の設定も電圧変動等の外乱を受け易く不安定となってしまうからである。
又、リニアスケールを低コストで容易に得るために、その素材をPETフィルム基材とし、且つ、そこに印刷技術によって所望のスケールパターンを設けることが行われている。ところが、そのような方法によって得られたリニアスケールはその平面度が低下しており、その結果、信号振幅(コントラスト)の低下という問題が生じてしまうとさらにZ相信号は不安定となる。
又、請求項2によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、符号系列の1ビット幅より狭い符号幅を持つことを特徴とするものである。
又、請求項3によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、位相シフトを行っている変調を用いていることを特徴とするものである。
又、請求項4によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、差動あるいは差分検出を用いていることを特徴とするものである。
又、請求項5によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、スケール基材に樹脂フィルムを用いていることを特徴とするものである。
又、請求項6によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、Z相用リニアスケールやインクリメンタルリニアスケールが印刷により製造されていることを特徴とするものである。
又、請求項7によるアクチュエータは、請求項1〜請求項6の何れかに記載のリニアエンコーダを用いたことを特徴とするものである。
又、請求項2によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、符号系列の1ビット幅より狭い符号幅を持つ構成になっているので、符号の連続を効果的に遮断することができ、上記した効果を確実なものとすることができる。
又、請求項3によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、位相シフトを行っている変調を用いている構成になっているので、このような位相シフトによっても所定の変調を施して効果を得ることができるものである。
又、請求項4によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、差動あるいは差分検出を用いている構成になっているので、このような差動あるいは差分検出によっても信号振幅を2倍にでき、スレショルド電圧も安定し、所定の変調を施して効果を得ることができるものである。
又、請求項5によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、スケール基材に樹脂フィルムを用いている構成になっているので、スケール基材に樹脂フィルムを用いている構成になっているので、コスト的にも好都合である。
又、請求項6によるリニアエンコーダは、請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、Z相用リニアスケールやインクリメンタルリニアスケールが印刷により製造されている構成になっているので、この場合にもコスト的に好ましいものである。
又、請求項7によるアクチュエータは、請求項1〜請求項6の何れかに記載のリニアエンコーダを用いた構成になっているので、信号検出の安定性を図りアクチュエータとしての信頼性を向上させることができ、低コスト化も容易である。
尚、図示したアクチュエータはボールねじ5と駆動モータ7の出力軸が一体化されたものもあるが、そのような構成のアクチュエータに限定されるものではない。
但し、Z相原点信号部分は異なったスケールパターンとなっている。これについては後で詳述する。
又、上記Z相用リニアスケール29も、例えば、PETフィルムの上にアルミ蒸着層を転写・印刷し、さらに、その上に黒色転写印刷を施すことにより製作されたものである。そして、上記インクリメンタルリニアスケール27とZ相用リニアスケール29は同一のPETテープ上に印刷を施した構成になっているので、相互の位相関係が正確であると共に長ストローク化も容易である。
因みに、本実施の形態においては、白領域(低反射率領域27b、29b)40μm、黒領域(高反射率領域27a、29a)40um、合計80μmを位相360°としている。
まず、低コスト化容易なPETフィルム基材を用い、印刷により製作した反射面の平滑性が若干劣るリニアスケールを用いても、狭帯域化変調を施したスケールパターンを用いることにより、本来孤立ビットとなるZ相原点信号でも、信号振幅を確保することができる。
又、差動検出により信号出力の増大やスレショルドレベルの安定化を図ることができた。
又、本実施の形態の場合には、符号系列の1ビット幅より狭い符号幅を持つ構成になっているので、符号の連続を効果的に遮断することができ、上記した効果を確実なものとすることができる。
又、アクチュエータとしての信頼性も大幅に向上するものである。
例えば、前記一実施の形態の場合には、位相0°〜360°の始点ということで、原点位置として、直感的にも判り易い位置であるため、位相0°の位置を採用しているが、それに限定されるものではなく、位相180°、90°、何度でも狭帯域化を図る上では構わない。
又、上記したスケールパターンの符号系列の狭帯域化の手法は任意の符号系列に適用可能である。前記一実施の形態の場合には、Z相原点信号が1箇所のみの例を挙げた(符号系列:「00000100000000000000000」)が、Z相原点信号が多数ある場合(符号系列:「000100000100000100000100」)、原点信号に区別をつけるための複雑な原点信号の場合(符号系列:「00010101000000001101000」)、等においても同様に適用可能であり、要は長い連続同一符号(スケール面では長い同一の状態の反射面)があるときには同様に適用可能である。
3 スライダ
5 ボールネジ
7 駆動モータ
9 ガイド
11 ガイド
21 リニアスケール部
23 検出ヘッド部
25 コントローラ部
27 インクリメンタルリニアスケール
29 Z相用リニアスケール
37 分割器
39 原点検出・原点パルス発生器
41 ラインドライバ
43 ラインレシーバ
45 カウンタ
47 コントローラ
Claims (7)
- 原点用スケールパターンの符号系列が狭帯域化のための変調が掛かったパターンであることを特徴とするリニアエンコーダ。
- 請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、
符号系列の1ビット幅より狭い符号幅を持つことを特徴とするリニアエンコーダ。 - 請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、
位相シフトを行っている変調を用いていることを特徴とするリニアエンコーダ。 - 請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、
差動あるいは差分検出を用いていることを特徴とするリニアエンコーダ。 - 請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、
スケール基材に樹脂フィルムを用いていることを特徴とするリニアエンコーダ。 - 請求項1記載のリニアエンコーダにおいて、
Z相用リニアスケールやインクリメンタルリニアスケールが印刷により製造されていることを特徴とするリニアエンコーダ。 - 請求項1〜請求項6の何れかに記載のリニアエンコーダを用いたことを特徴とするアクチュエータ。
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JP2010121219A JP2011247746A (ja) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | リニアエンコーダとアクチュエータ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010121219A JP2011247746A (ja) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | リニアエンコーダとアクチュエータ |
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ID=45413184
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015161595A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 株式会社東京精密 | 光学式エンコーダ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08233604A (ja) * | 1996-02-08 | 1996-09-13 | Canon Electron Inc | エンコーダ装置 |
JPH10260061A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Samutaku Kk | 磁気式エンコーダ |
JP2003344099A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Koyo Seiko Co Ltd | パルサ |
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2010
- 2010-05-27 JP JP2010121219A patent/JP2011247746A/ja active Pending
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