JP2021042979A - エンコーダ、サーボモータ、サーボシステム - Google Patents

Abstract

【課題】エンコーダ内部で偏心量の測定を可能とする。【解決手段】エンコーダ１００は、円板状のディスク１１０と、ディスク１１０に対向して配置された光学モジュール１２０と、を有し、ディスク１１０は、周方向に第１の繰り返しパターンを有し、且つ、径方向に第２の繰り返しパターンを有するように複数の反射スリットが並べられたスリットトラックＳＩ１を有し、光学モジュール１２０は、スリットトラックＳＩ１の周方向の移動に対応して低インクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と、スリットトラックＳＩ１の径方向の移動に対応して偏心量信号を出力する受光アレイＰＥと、を有する。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、エンコーダ、サーボモータ、サーボシステムに関する。

特許文献１には、回転ディスクに形成した同心円パターンに対向して配置したリニアエンコーダにより、シャフトの回転軸心と回転ディスクのディスク中心との偏心量を測定するサーボモータ製造装置が記載されている。

特開２０１２−１６８０６６号公報

上記従来技術では、エンコーダの回転ディスクに形成された同心円パターンを外部のセンサで測定して偏心量を算出する。このため、内部で偏心量の測定が可能なエンコーダが要望されていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、内部で偏心量の測定が可能なエンコーダ、サーボモータ、サーボシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、円板状のディスクと、前記ディスクに対向して配置されたセンサ部と、を有し、前記ディスクは、周方向に第１の繰り返しパターンを有し、且つ、径方向に第２の繰り返しパターンを有するように複数のスリットが並べられたスリット列を有し、前記センサ部は、前記スリット列の前記周方向の移動に対応して第１受光信号を出力する第１受光部と、前記スリット列の前記径方向の移動に対応して第２受光信号を出力する第２受光部と、を有する、エンコーダが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、回転子が固定子に対して回転するモータと、前記回転子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、上記エンコーダと、を有する、サーボモータが適用される。

また、本発明のさらに別の観点によれば、回転子が固定子に対して回転するモータと、前記回転子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、上記エンコーダと、前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、を有する、サーボシステムが適用される。

本発明のエンコーダ等によれば、内部で偏心量を測定することができる。

一実施形態に係るサーボシステムの概略構成の一例を表す説明図である。 一実施形態に係るエンコーダの概略構成の一例を表す説明図である。 ディスクの構成の一例を表す上面図である。 スリットトラックの構成の一例を表すディスクの上面の一部の拡大図である。 光学モジュールの光源及び受光アレイのレイアウト構成の一例を表す下面図である。 信号処理部の機能構成の一例を表すブロック図である。 低インクリメンタル信号、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号の波形の一例を表す説明図である。 偏心量測定部の機能構成の一例を表すブロック図である。 パラメータ生成部の機能構成の一例を表すブロック図である。 信号処理部により実行される、偏心量の記録に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。 信号処理部により実行される、偏心量の異常判定に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。 偏心量測定処理の詳細内容を表すフローチャートである。 信号処理部により実行される、補正パラメータの記録に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。 信号処理部により実行される、補正パラメータの更新及び位置データの誤差の補正に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。 パラメータ生成処理の詳細内容を表すフローチャートである。 回転量を測定する受光アレイと偏心量を測定する受光アレイを径方向に並べた変形例における、光学モジュールの光源及び受光アレイのレイアウト構成の一例を表す下面図である。 反射スリットの形状を長方形とした変形例における、スリットトラックの構成の一例を表すディスクの上面の一部の拡大図である。 反射スリットの形状のバリエーションを表す説明図である。 反射スリットの形状のバリエーションを表す説明図である。 反射スリットの形状のバリエーションを表す説明図である。 反射スリットの形状のバリエーションを表す説明図である。 光学モジュールをシャフトのラジアル荷重方向に配置する変形例における、モータをシャフトの回転力出力側から見た説明図である。 光学モジュールをシャフトのラジアル荷重方向に配置する変形例における、モータをシャフトの回転力出力側から見た説明図である。 信号処理部のハードウェア構成例を表すブロック図である。

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。

＜１．サーボシステム＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボシステムの構成について説明する。図１に示すように、サーボシステムＳは、サーボモータＳＭと、制御装置ＣＴとを有する。サーボモータＳＭは、エンコーダ１００と、モータＭとを有する。

モータＭは、エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。モータＭは、回転子（図示省略）が固定子（図示省略）に対して回転する回転型モータであり、回転子に固定されたシャフトＳＨを回転軸心ＡＸ周りに回転させることにより、回転力を出力する。

なお、モータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、モータＭとエンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭという。なお、以下では説明の便宜上、サーボモータＳＭが、位置や速度等の目標値に追従するように制御されるモータである場合について説明するが、例えばエンコーダの出力を表示のみに用いる場合等、エンコーダが付設さえされていれば、サーボシステム以外に用いられるモータも含む。

また、モータＭは、例えば位置データ等をエンコーダ１００が検出可能なモータであれば、特に限定されるものではない。また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限定されるものではなく、例えば、油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。以下では、モータＭが電動式モータである場合について説明する。

エンコーダ１００は、モータＭのシャフトＳＨの回転力出力側とは反対側に連結される。但し、必ずしも反対側に限定されるものではなく、エンコーダ１００はシャフトＳＨの回転力出力側に連結されてもよい。エンコーダ１００は、シャフトＳＨ（回転子）の位置を検出することにより、モータＭの位置（回転角度ともいう。）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。

エンコーダ１００は、モータＭの位置に加えて又は代えて、モータＭの速度（回転速度、角速度等ともいう。）及びモータＭの加速度（回転加速度、角加速度等ともいう。）の少なくとも一方を検出してもよい。この場合、モータＭの速度及び加速度は、例えば、位置を時間で１又は２階微分したり検出信号（例えば後述するインクリメンタル信号）を所定の時間カウントするなどの処理により検出することが可能である。以下では、エンコーダ１００が検出する物理量は位置であるとして説明する。

制御装置ＣＴは、エンコーダ１００から出力される位置データを取得して、当該位置データに基づいて、モータＭの回転を制御する。従って、モータＭとして電動式モータが使用される本実施形態では、制御装置ＣＴは、位置データに基づいてモータＭに印加する電流又は電圧等を制御することにより、モータＭの回転を制御する。さらに、制御装置ＣＴは、上位制御装置から上位制御信号を取得して、上位制御信号に表された位置等を実現可能な回転力がモータＭのシャフトＳＨから出力されるように、モータＭを制御することも可能である。なお、モータＭが、油圧式、エア式、蒸気式などの他の動力源を使用する場合には、制御装置ＣＴは、それらの動力源の供給を制御することにより、モータＭの回転を制御することが可能である。

＜２．エンコーダ＞
次に、本実施形態に係るエンコーダ１００について説明する。図２に示すように、エンコーダ１００は、ディスク１１０と、光学モジュール１２０と、信号処理部１３０とを有する。

ここで、エンコーダ１００の構造の説明の便宜上、上下等の方向を以下のように定め、適宜使用する。図２において、ディスク１１０が光学モジュール１２０と面する方向、つまりＺ軸正の方向を「上」とし、Ｚ軸負の方向を「下」とする。但し、この方向はエンコーダ１００の設置態様によって変動するものであり、エンコーダ１００の各構成の位置関係を限定するものではない。

（２−１．ディスク）
ディスク１１０は、図３に示すように円板状に形成され、ディスク中心Ｏが回転軸心ＡＸとほぼ一致するように配置される。ディスク１１０は、モータＭのシャフトＳＨに連結され、シャフトＳＨの回転により回転する。なお、本実施形態では、モータＭの回転を測定するための測定対象の例として、円板状のディスク１１０を例に挙げて説明するが、例えば、シャフトＳＨの端面などの他の部材を測定対象として使用することも可能である。また、図２に示す例では、ディスク１１０がシャフトＳＨに直接連結されているが、ハブ等の連結部材を介して連結されてもよい。

図３に示すように、ディスク１１０は、複数のスリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２を有する。ディスク１１０はモータＭの駆動と共に回転するが、光学モジュール１２０は、ディスク１１０の一部に対向しつつ固定して配置される。従って、スリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２と、光学モジュール１２０とは、モータＭの駆動に伴い、互いに円周方向（図３に示す矢印Ｃの方向。適宜「周方向Ｃ」と記載する。）に相対移動する。つまり、光学モジュール１２０は、ディスク１１０に形成された各スリットトラックを周方向Ｃに沿って光学的に測定する。

各スリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２は、ディスク１１０の上面にディスク中心Ｏを中心としたリング状のスリット列として形成される。なお、本明細書における「スリット列」とは、スリットトラックＳＡ１，ＳＩ２，ＳＡ２のように一方向（周方向Ｃ）にスリットが並べられた配置に限定されるものではなく、スリットトラックＳＩ１のように、複数の方向（周方向Ｃと径方向Ｒ）にスリットが並べられたマトリクス状の配置を含むものである。各スリットトラックは、トラックの全周にわたって、周方向Ｃ（スリットトラックＳＩ１については周方向Ｃ及び径方向Ｒ）に沿って並べられた複数の反射スリット（図４における斜線ハッチング部分）を有する。１つ１つの反射スリットは、光源１２１から出射された光を反射する。

ディスク１１０は、例えば金属等の光を反射する材質により形成される。そして、ディスク１１０の表面における光を反射させない部分に反射率の低い材質（例えば酸化クロム等）をエッチングや塗布等により配置することで、配置されない部分に反射スリットが形成される。なお、光を反射させない部分をスパッタリング等により粗面として反射率を低下させることで、反射スリットが形成されてもよい。

なお、ディスク１１０の材質や製造方法等については特に限定されるものではない。例えば、ディスク１１０をガラスや透明樹脂等の光を透過する材質で形成することも可能である。この場合、ディスク１１０の表面に光を反射する材質（例えばクロム等）を蒸着等によって配置することにより、反射スリットを形成可能である。

なお、本明細書における「スリット」とは、ディスク１１０に形成され、光源１２１から出射された光に対し反射（反射型回折を含む）、透過（透過型回折を含む）等の作用を与える領域である。このスリットが上記周方向Ｃ等に沿って所定のパターンを有するように複数配置されることで、各スリットトラックが構成されている。本実施形態では、各スリットが反射スリットである場合を一例として説明する。

スリットトラックは、ディスク１１０の上面において半径方向（図３に示す矢印Ｒの方向。適宜「径方向Ｒ」と記載する。）に４本併設される。なお、径方向Ｒは、周方向Ｃと略垂直な方向であり、この径方向Ｒに沿った各スリットトラックの長さが各スリットトラックの幅に相当する。４本のスリットトラックは、径方向Ｒの内側から外側に向けて、ＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の順に同心円状に配置される。各スリットトラックについてより詳細に説明するために、ディスク１１０の光学モジュール１２０と対向する領域近傍の部分拡大図を図４に示す。

図４に示すように、スリットトラックＳＡ１が有する複数の反射スリットｓａ１及びスリットトラックＳＡ２が有する複数の反射スリットｓａ２はそれぞれ、周方向Ｃに沿ってアブソリュートパターン（第１アブソリュートパターン、第２アブソリュートパターンの一例）を有するように、ディスク１１０の全周に亘って並べられている。

なお、「アブソリュートパターン」とは、後述する光学モジュール１２０が有する受光アレイが対向する角度内における反射スリットの位置や割合等が、ディスク１１０の１回転内で一義に定まるようなパターンである。つまり、例えば、図４に示すアブソリュートパターンの例の場合、モータＭがある角度位置となっている場合に、対向した受光アレイの複数の受光素子それぞれの検出又は未検出によるビットパターンの組み合わせが、その角度位置の絶対位置を一義に表すことになる。なお、「絶対位置」とは、ディスク１１０の１回転内での原点に対する角度位置をいう。原点は、ディスク１１０の１回転内での適宜の角度位置に設定され、この原点を基準としてアブソリュートパターンが形成される。

本実施形態のアブソリュートパターンによれば、モータＭの絶対位置を、受光アレイの受光素子数のビットにより、一次元的に表すことができる。しかし、アブソリュートパターンは、この例に限定されるものではない。例えば、受光素子数のビットにより多次元的に表すパターンであってもよい。また、所定のビットパターン以外にも、受光素子で受光する光量や位相などの物理量が絶対位置を一義的に表すように変化するパターンや、アブソリュートパターンの符号系列が変調を施されたパターン等であってもよく、その他、様々なパターンであってもよい。

本実施形態では、同様のアブソリュートパターンが、周方向Ｃにおける同じ位置に、２本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２として形成される。つまり、スリットトラックＳＡ１とスリットトラックＳＡ２において、各スリットの周方向両端の角度位置（周方向Ｃの位置）はそれぞれ一致している。

一方、スリットトラックＳＩ１（スリット列、第１インクリメンタルスリット列の一例）が有する複数の反射スリットｓｉ１は、周方向Ｃに第１の繰り返しパターン（第１インクリメンタルパターンの一例）を有し、且つ、径方向Ｒに第２の繰り返しパターンを有するように、複数の反射スリットｓｉ１がディスク１１０の全周に亘って並べられている。第１の繰り返しパターン及び第２の繰り返しパターンは、いわゆるインクリメンタルパターンである。図４中のスリットトラックＳＩ１の部分拡大図に示すように、スリットトラックＳＩ１は、第１の繰り返しパターンのピッチＰ１が第２の繰り返しパターンのピッチＰ２よりも長くなるように形成されている。なお、ピッチＰ１は必ずしもピッチＰ２よりも長くする必要はなく、ピッチＰ１がピッチＰ２と同等か、あるいはピッチＰ２をピッチＰ１より長くしてもよい。また、スリットトラックＳＩ１は、第１の繰り返しパターンのピッチＰ１が径方向の外側の位置ほど長くなるように形成されている。

スリットトラックＳＩ１の各反射スリットｓｉ１は、径方向の幅ｗｒが周方向Ｃに沿って増加して減少する形状、且つ、周方向の幅ｗｃが径方向Ｒに沿って増加して減少する形状に形成されている。また、各反射スリットｓｉ１は、幅ｗｒが最大となる位置での径方向Ｒに沿った軸を対象軸として周方向に略線対称な形状であり、且つ、幅ｗｃが最大となる位置での周方向Ｃに沿った軸を対象軸として径方向に略線対称な形状に形成されている。なお、ここでいう「径方向に線対称」は、厳密な線対称である必要はなく、径の位置の違いによってピッチが拡大・縮小する分、形状が線対称からずれるが、ピッチがリニアに配列された場合に線対象となる形状であれば、ここでいう線対称には含まれる。つまり、径方向にスリットと受光素子との相対位置を変更した場合に、受光信号強度が、信号処理の誤差程度に無視可能な差異を除き、径方向で線対称になるようであれば、ここでいう線対称には含まれる。また、各反射スリットｓｉ１は、９０度回転する前と後とで略同一形状となる９０度回転対称形状（例えば正方形を４５度回転させた形状）を径方向Ｒに圧縮した形状、本実施形態では略菱形に形成されている。

また、スリットトラックＳＩ２（第２インクリメンタルスリット列の一例）が有する複数の反射スリットｓｉ２は、周方向Ｃでインクリメンタルパターン（第２インクリメンタルパターンの一例）を有するように、ディスク１１０の全周に亘って配置される。

「インクリメンタルパターン」とは、図４に示すように、所定のピッチで規則的に繰り返されるパターンである。ここで、「ピッチ」とはインクリメンタルパターンを有するスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２における各反射スリットの配置間隔をいう。図４に示すように、スリットトラックＳＩ１の周方向のピッチはＰ１、径方向のピッチはＰ２であり、スリットトラックＳＩ２の周方向のピッチはＰ３である。インクリメンタルパターンは、複数の受光素子による検出の有無それぞれをビットとして絶対位置を表すアブソリュートパターンと異なり、少なくとも１以上の受光素子による検出信号の和により、１ピッチ毎又は１ピッチ内のモータＭの位置を表す。従って、インクリメンタルパターンは、モータＭの絶対位置を表すものではないが、アブソリュートパターンに比べると非常に高精度に位置を表すことが可能である。

本実施形態では、スリットトラックＳＩ１の周方向のピッチＰ１は、スリットトラックＳＩ２の周方向のピッチＰ３よりも長く設定される。例えば、Ｐ１＝２×Ｐ３となるように各ピッチが設定されている。すなわち、スリットトラックＳＩ２の反射スリットｓｉ２の数はスリットトラックＳＩ１の反射スリットｓｉ１の列数（径方向に並べられた複数の反射スリットｓｉ１を１列とした場合の周方向の列数）の２倍となっている。しかしながら、このスリットピッチの関係は、この例に限定されるものではなく、例えば、３倍、４倍、５倍など様々な値を取り得る。

なお、本実施形態では、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２の反射スリットｓａ１，ｓａ２の周方向Ｃにおける最小長さは、スリットトラックＳＩ１の反射スリットｓｉ１の周方向のピッチＰ１と一致する。その結果、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２に基づくアブソリュート信号の分解能は、スリットトラックＳＩ１の周方向Ｃの分解能（反射スリットｓｉ１の列数）と一致する。

（２−２．光学モジュール）
光学モジュール１２０は、センサ部の一例である。光学モジュール１２０は、図２及び図５に示すように、ディスク１１０と平行な基板ＢＡとして形成される。光学モジュール１２０は、ディスク１１０の回転に伴い、スリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２に対して周方向Ｃで相対移動する。なお、光学モジュール１２０は必ずしも一枚の基板として構成される必要はなく、複数の基板として構成されてもよい。この場合、それらの基板が集約して配置されていればよい。また、光学モジュール１２０は基板状でなくともよい。

光学モジュール１２０は、図２及び図５に示すように、基板ＢＡのディスク１１０と対向する面上に、光源１２１と、複数の受光アレイＰＡ１，ＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥ，ＰＩＨ，ＰＡ２とを有する。

図３に示すように、光源１２１は、スリットトラックＳＩ１とスリットトラックＳＩ２との間に対向する位置に配置される。そして、光源１２１は、光学モジュール１２０の対向する位置を通過する４つのスリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２の対向した部分に光を出射する。

光源１２１としては、照射領域に光を照射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。光源１２１は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として構成され、発光部から拡散光を出射する。なお、「点光源」という場合、厳密な点である必要はなく、設計上や動作原理上、略点状の位置から拡散光が発せられるものとみなせる光源であれば、有限な面積を有する出射面から光が発せられてもよい。また、「拡散光」は、点光源から全方位に向かって放たれる光に限定されず、有限の一定の方位に向かって拡散しつつ出射される光を含む。すなわち、ここでいう拡散光には、平行光よりも拡散性を有する光であれば含まれる。このように点光源を使用することにより、光源１２１は、対向した位置を通過する４つのスリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２にほぼ均等に光を照射することが可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないので、光学素子による誤差等が生じにくく、スリットトラックへの光の直進性を高める事が可能である。

複数の受光アレイＰＡ１，ＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥ，ＰＩＨ，ＰＡ２は、光源１２１の周囲に配置され、対応付けられたスリットトラックの反射スリットで反射された光を各々受光する複数の受光素子（図５のドットハッチング部分）を有する。複数の受光素子は、図５に示すように、周方向Ｃ又は径方向Ｒに沿って並べられる。１つ１つの受光素子としては、例えばフォトダイオードを使用することができる。但し、フォトダイオードに限定されるものではなく、光源１２１から出射された光を受光して電気信号に変換可能なものであれば、特に限定されるものではない。

なお、光源１２１から出射される光は拡散光である。従って、光学モジュール１２０上に投影されるスリットトラックの像は、光路長に応じた所定の拡大率εだけ拡大されたものとなる。つまり、図４及び図５に示すように、スリットトラックＳＡ１，ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＡ２それぞれの径方向Ｒの長さをＷＳＡ１，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２，ＷＳＡ２とし、それらの反射光が光学モジュール１２０に投影された形状の径方向Ｒの長さをＷＰＡ１，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２，ＷＰＡ２とすると、ＷＰＡ１，ＷＰＩ１，ＷＰＩ２，ＷＰＡ２は、ＷＳＡ１，ＷＳＩ１，ＷＳＩ２，ＷＳＡ２のε倍の長さとなる。なお、本実施形態では、図５に示すように、各受光アレイの径方向中心位置と各スリットの光学モジュール１２０への投影形状の径方向中心位置とが略一致し、各スリットの光学モジュール１２０への投影形状の径方向Ｒの長さが各受光アレイの受光素子の径方向Ｒの長さよりも所定量だけ大きくなるように設定されている。この所定量は、ディスク１１０が偏心した場合でも各受光アレイが各スリットの投影形状の内側に存在するように、適宜の値に設定されている。なお、本実施形態において「偏心」という場合、モータＭやエンコーダ１００の製造上の誤差や公差等による、シャフトＳＨの回転軸心ＡＸとディスク１１０のディスク中心Ｏとの偏心に起因したディスク１１０の光学モジュール１２０に対する径方向の移動と、モータＭやエンコーダ１００の部品（例えばシャフトＳＨを支持する軸受等）の経年劣化やシャフトＳＨに作用する負荷や荷重によるシャフトＳＨの撓み等による回転軸心ＡＸの位置ずれに起因したディスク１１０の光学モジュール１２０に対する径方向の移動の両方を含むものとする。

同様に、光学モジュール１２０における周方向Ｃも、ディスク１１０における周方向Ｃが光学モジュール１２０に投影された形状、つまり拡大率εの影響を受けた形状となる。理解が容易になるように、図２に示すように光源１２１の位置における周方向Ｃを例に挙げて、具体的に説明する。ディスク１１０における周方向Ｃは、回転軸心ＡＸを中心とした円状になる。これに対して、光学モジュール１２０に投影された周方向Ｃの中心は、光源１２１の光軸Ｏｐからディスク１１０の径方向に距離εＬだけ離隔した位置となる。距離εＬは、回転軸心ＡＸと光軸Ｏｐとの間の距離Ｌが拡大率εで拡大された距離である。この位置を図２では、概念的に測定中心Ｏｓとして示している。従って、光学モジュール１２０における周方向Ｃは、光軸Ｏｐから当該光軸Ｏｐと回転軸心ＡＸとが乗るライン上を回転軸心ＡＸ方向に距離εＬ離れた測定中心Ｏｓを中心とし、距離εＬを半径とするライン上となる。

図４及び図５では、ディスク１１０及び光学モジュール１２０の各々における周方向Ｃの対応関係を、円弧状のラインＬｃｄ，Ｌｃｐで表す。図４に示すラインＬｃｄは、ディスク１１０上の周方向Ｃに沿った線を表す一方、図５に示すラインＬｃｐは、基板ＢＡ上の周方向Ｃに沿った線（ラインＬｃｄが光学モジュール１２０上に投影された線）を表す。

図２に示すように、光学モジュール１２０とディスク１１０との間のギャップ長をＧとし、光源１２１の基板ＢＡからの突出量をΔｄとした場合、拡大率εは、下記（式１）で示される。
ε＝（２Ｇ−Δｄ）／（Ｇ−Δｄ）・・・（式１）

本実施形態における受光アレイは、４本のスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２に対応して配置される。受光アレイＰＡ１は、スリットトラックＳＡ１で反射した光を受光するように構成され、受光アレイＰＡ２は、スリットトラックＳＡ２で反射した光を受光するように構成される。また、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥはそれぞれ、スリットトラックＳＩ１で反射した光を受光するように構成され、受光アレイＰＩＨは、スリットトラックＳＩ２で反射した光を受光するように構成される。

図３に示すように、スリットトラックＳＡ１の中心半径をＲ１、スリットトラックＳＩ１の中心半径をｒ１、スリットトラックＳＩ２の中心半径をｒ２、スリットトラックＳＡ２の中心半径をＲ２とすると、図５に示すように、光学モジュール１２０における受光アレイＰＡ１の中心半径（前述の測定中心Ｏｓを中心とする半径）はεＲ１、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥの中心半径はεｒ１、受光アレイＰＩＨの中心半径はεｒ２、受光アレイＰＡ２の中心半径はεＲ２となる。

光源１２１と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２と、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥ，ＰＩＨとは、図５に示す位置関係に配置される。すなわち、アブソリュートパターンに対応する受光アレイＰＡ１，ＰＡ２は、径方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟むように配置される。この例では、受光アレイＰＡ１は内周側、受光アレイＰＡ２は外周側に配置される。本実施形態では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の各々と光源１２１との距離は略等しくなっている。

また、インクリメンタルパターンに対応する３つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥは周方向Ｃに沿って並べて配置されている。２つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２は周方向Ｃに分離して配置されており、受光アレイＰＥは２つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２の間に配置されている。これら３つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥと、同じくインクリメンタルパターンに対応する受光アレイＰＩＨとは、受光アレイＰＡ１と受光アレイＰＡ２との間で、径方向Ｒにおいて光源１２１を間に挟むように配置される。この例では、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥは内周側、受光アレイＰＩＨは外周側に配置される。本実施形態では、受光アレイＰＥ，ＰＩＨの各々と光源１２１との距離は略等しくなっている。以上により、径方向Ｒの内側から外側に向けて（内周側から外周側に向けて）、受光アレイＰＡ１、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥ、光源１２１、受光アレイＰＩＨ、受光アレイＰＡ２の順に配置される。

受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＥ，ＰＩＨの各々は、光源１２１の光軸Ｏｐを通り径方向Ｒに平行な線Ｌｒを対称軸として周方向Ｃに対称な形状を有する。また、受光アレイＰＩＬ１と受光アレイＰＩＬ２とは、上記線Ｌｒを対称軸として互いに周方向Ｃに対称な形状を有する。

受光アレイＰＡ１（第１アブソリュート受光部の一例）は、例えば１８個の受光素子ｐ１，ｐ２を有しており、スリットトラックＳＡ１（第１アブソリュートスリット列の一例）で反射された光を受光して、受光素子数の半分（本実施形態では９）のビットパターンを有する第１アブソリュート信号を出力する。受光アレイＰＡ１は、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１アブソリュート受光素子ｐ１と、第２の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第２アブソリュート受光素子ｐ２とが、周方向Ｃに沿って直列且つ交互に配置されて構成されている。なお、周方向Ｃに沿って並ぶ複数の第１アブソリュート受光素子ｐ１同士及び複数の第２アブソリュート受光素子ｐ２同士はそれぞれ位相（チャンネル）が異なるが、煩雑防止のため、図５（後述の図１６も同様）では同じ符号で記載する。この例では、受光素子ｐ１の配置ピッチ及び受光素子ｐ２の配置ピッチは共に、スリットトラックＳＡ１の反射スリットの周方向Ｃにおける最小長さ（ピッチＰ１）に対応しており（投影された像における最小長さ。すなわちε×Ｐ１。）、各受光素子ｐ１，ｐ２の周方向Ｃにおける長さはε×Ｐ１の略半分である。これにより、受光素子ｐ１，ｐ２同士が周方向Ｃに１ビットの１／２の長さ（ピッチＰ１の半分に相当）だけオフセットされることとなる。したがって、上記第１の位相と第２の位相とは、電気角で１８０°（受光アレイＰＩ１が出力するインクリメンタル信号の１周期を３６０°とする）の位相差を有する。

受光アレイＰＡ２（第２アブソリュート受光部の一例）は、例えば１８個の受光素子ｐ３，ｐ４を有しており、スリットトラックＳＡ２（第２アブソリュートスリット列の一例）で反射された光を受光して、受光素子数の半分（本実施形態では９）のビットパターンを有する第２アブソリュート信号を出力する。受光アレイＰＡ２は、第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３アブソリュート受光素子ｐ３と、第２の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第４アブソリュート受光素子ｐ４とが、周方向Ｃに沿って直列且つ交互に配置されて構成されている。なお、周方向Ｃに沿って並ぶ複数の第３アブソリュート受光素子ｐ３同士及び複数の第４アブソリュート受光素子ｐ４同士はそれぞれ位相（チャンネル）が異なるが、煩雑防止のため、図５（後述の図１６も同様）では同じ符号で記載する。この例では、受光素子ｐ３の配置ピッチ及び受光素子ｐ４の配置ピッチは共に、スリットトラックＳＡ２の反射スリットの周方向Ｃにおける最小長さ（ピッチＰ１）に対応しており（投影された像における最小長さ。すなわちε×Ｐ１。）、各受光素子ｐ３，ｐ４の周方向Ｃにおける長さはε×Ｐ１の略半分である。これにより、受光素子ｐ３，ｐ４同士が周方向Ｃに１ビットの１／２の長さ（ピッチＰ１の半分に相当）だけオフセットされることとなる。

以上のように、受光アレイＰＡ１及び受光アレイＰＡ２の各々が位相差を有する２つのアブソリュート信号を出力する結果、次のような効果を奏する。つまり、本実施形態のような一次元的なアブソリュートパターンにより絶対位置を表す場合、受光アレイＰＡ１又は受光アレイＰＡ２の各受光素子が反射スリットの端部近傍に対向して位置することによるビットパターンの変わり目の領域において、絶対位置の検出精度が低下する可能性がある。本実施形態では、受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ１，ｐ２及び受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ３，ｐ４がそれぞれ１ビットの１／２の長さだけオフセットして配置されるので、例えば、受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ１（又は受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ３）による絶対位置がビットパターンの変わり目に相当する場合には、受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ２（又は受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ４）からの検出信号を使用して絶対位置を算出したり、その逆を行うことにより、絶対位置の検出精度を向上できる。

なお、このような構成とする場合、各受光素子の出力信号を２値化信号に変換するための閾値を共通化して回路構成や信号処理を簡易化するために、受光素子ｐ１と受光素子ｐ２（又は受光素子ｐ３と受光素子ｐ４）の出力信号の大きさを略同一とするのが好ましい。具体的には、受光素子ｐ１の出力信号と受光素子ｐ３の出力信号とが結合された信号の大きさがチャンネル毎に略同一であることが好ましい。同様に、受光素子ｐ２の出力信号と受光素子ｐ４の出力信号とが結合された信号の大きさがチャンネル毎に略同一であることが好ましい。本実施形態では、受光素子ｐ１，ｐ２（又は受光素子ｐ３，ｐ４）の受光面積を光源１２１からの距離が遠くなるほど大きくする（径方向Ｒの長さを長くする）ことで、各受光素子ｐ１，ｐ３における受光光量（受光面積中における各受光点での光強度を積算したもの）及び各受光素子ｐ２，ｐ４における受光光量をチャンネル毎にほぼ均一とし、上記構成を実現している。

また、図２に示すように、光学モジュール１２０は、上記第１の位相の第１アブソリュート信号と上記第１の位相の第２アブソリュート信号を結合して第１位相信号を生成する第１信号結合部１２２と、上記第２の位相の第１アブソリュート信号と上記第２の位相の第２アブソリュート信号を結合して第２位相信号を生成する第２信号結合部１２３を有する。以下適宜、上記第１位相信号を「Ａ相アブソリュート信号」、上記第２位相信号を「Ｂ相アブソリュート信号」という。すなわち、Ａ相アブソリュート信号とＢ相アブソリュート信号とは、互いに電気角で１８０°（受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２が出力するインクリメンタル信号の１周期を３６０°とする）の位相差を有する信号である。第１信号結合部１２２は、例えば受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ１と受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ３とを電気的に接続する、基板ＢＡ上に形成された信号配線（図示省略）である。同様に、第２信号結合部１２３は、例えば受光アレイＰＡ１の受光素子ｐ２と受光アレイＰＡ２の受光素子ｐ４とを電気的に接続する、基板ＢＡ上に形成された信号配線（図示省略）である。

なお、第１信号結合部１２２及び第２信号結合部１２３を信号配線以外で構成してもよい。例えば、受光素子ｐ１，ｐ３の一部を延ばして接続すると共に、受光素子ｐ２，ｐ４の一部を延ばして接続し、受光素子内でアブソリュート信号を結合してもよい。また、各受光素子ｐ１，ｐ３の各々及び各受光素子ｐ２，ｐ４の各々から位相差を有するアブソリュート信号を個別に出力し、信号処理部１３０における信号処理によって信号を結合してもよい。

以上により、光学モジュール１２０の光軸Ｏｐ周りの周方向の位置ずれに起因する、第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との位相のずれをキャンセルすることができるので、それらの影響を低減できる。

なお、上記信号の結合により第１アブソリュート信号と第２アブソリュート信号との位相のずれをより精度良くキャンセルするために、受光アレイＰＡ１から出力される第１アブソリュート信号と、受光アレイＰＡ２から出力される第２アブソリュート信号とを、同じ大きさ（例えば振幅、電圧値、電流値等）とするのが好ましい。本実施形態では、受光素子ｐ１，ｐ２（又は受光素子ｐ３，ｐ４）の受光面積を光源１２１からの距離が遠くなるほど大きくする（径方向Ｒの長さを長くする）ことで、同じチャンネルにおける受光素子ｐ１と受光素子ｐ３（又は同じチャンネルにおける受光素子ｐ２と受光素子ｐ４）のそれぞれにおける受光光量（受光面積中における各受光点での光強度を積算したもの）をほぼ均一とし、上記構成を実現している。なお、受光光量をほぼ均一にする方法としては、受光素子ｐ１，ｐ３（又は受光素子ｐ２，ｐ４）の受光面積を調整する以外にも、受光素子ｐ１，ｐ３（又は受光素子ｐ２，ｐ４）の配置位置を調整する方法や受光素子ｐ１，ｐ３（又は受光素子ｐ２，ｐ４）のゲインを調整する方法などが挙げられる。ただし、本実施形態のように受光面積を調整する場合、別途の回路や空きスペースを設ける必要がなく、配置スペースを節約することができる。

受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２は、径方向Ｒにおいて受光アレイＰＡ１と光源１２１との間に配置される。また、受光アレイＰＩＨは、径方向Ｒにおいて光源１２１と受光アレイＰＡ２との間に配置される。受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２（第１受光部、第１インクリメンタル受光部の一例）は、スリットトラックＳＩ１（スリット列、第１インクリメンタルスリット列の一例）の反射スリットｓｉ１で反射された光を各々受光するように周方向Ｃに沿って並べられた複数の受光素子ｐ５（第１受光素子の一例）を有する。受光アレイＰＩＨ（第２インクリメンタル受光部の一例）は、スリットトラックＳＩ２（第２インクリメンタルスリット列の一例）の反射スリットｓｉ２で反射された光を各々受光するように周方向Ｃに沿って並べられた複数の受光素子ｐ６を有する。まず、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２を例に挙げて説明する。

本実施形態では、スリットトラックＳＩ１の周方向のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ。すなわちε×Ｐ１。）中に、合計４個の受光素子ｐ５のセット（図５に「ＳＥＴ１」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子ｐ５のセットが周方向Ｃに沿って更に複数並べられる。そして、インクリメンタルパターンは、１ピッチ毎に反射スリットが繰り返し形成されるので、各受光素子は、ディスク１１０が回転する場合、１ピッチで１周期（電気角で３６０°という。）の周期信号を生成する。そして、１ピッチに相当する１セット中に４つの受光素子が配置されるので、１セット内の相隣接する受光素子同士は、相互に９０°の位相差を有する周期信号を検出することになる。この各受光信号を、Ａ＋相信号、Ｂ＋相信号（Ａ＋相信号に対する位相差が９０°）、Ａ−相信号（Ａ＋相信号に対する位相差が１８０°）、Ｂ−相信号（Ｂ＋相信号に対する位相差が１８０°）と呼ぶ。

インクリメンタルパターンは１ピッチ中の位置を表すので、１セット中の各位相の信号と、それと対応した他のセット中の各位相の信号とは、同様に変化する値となる。従って、同一位相の信号は、複数のセットにわたって加算される。従って、図５に示す受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２の多数の受光素子からは、９０°の位相差を有する４つの信号が検出されることとなる。

なお、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２が有する複数の受光素子ｐ５の一部（例えば受光アレイＰＩＬ１のうち周方向外側の４つ、受光アレイＰＩＬ２のうち周方向外側の４つ。但し数は４以外でもよい）を、光量調整用の受光素子としてもよい。この場合、各受光素子から出力される受光信号が加算されて振幅が略一定である光量調整信号が生成され、当該光量調整信号に基づいて光源１２１の発光量が調整される。

一方、受光アレイＰＩＨも、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と同様に構成される。すなわち、スリットトラックＳＩ２のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ。すなわちε×Ｐ３。）中に、合計４個の受光素子のセット（図５に「ＳＥＴ２」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子のセットが周方向Ｃに沿って複数並べられる。従って、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＩＨから９０°の位相差を有する４つの信号がそれぞれ生成される。この４信号を、「インクリメンタル信号」という。また、ピッチの短いスリットトラックＳＩ２に対応する受光アレイＰＩＨで生成されるインクリメンタル信号は、他のインクリメンタル信号に比べて高分解能であることから「高インクリメンタル信号」（第２インクリメンタル信号の一例）、ピッチの長いスリットトラックＳＩ１に対応する受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２で生成されるインクリメンタル信号は、他のインクリメンタル信号に比べて低分解能であることから「低インクリメンタル信号」（第１受光信号、第１インクリメンタル信号の一例）という。

また、受光アレイＰＥは、径方向Ｒにおいて受光アレイＰＡ１と光源１２１との間、周方向Ｃにおいて受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２の間に配置される。受光アレイＰＥ（第２受光部の一例）は、スリットトラックＳＩ１（スリット列、第１インクリメンタルスリット列の一例）の反射スリットｓｉ１で反射された光を各々受光するように径方向Ｒに沿って並べられた複数の受光素子ｐ７（第２受光素子の一例）を有する。

本実施形態では、スリットトラックＳＩ１の径方向のインクリメンタルパターンの１ピッチ（投影された像における１ピッチ。すなわちε×Ｐ２。）中に、合計４個の受光素子ｐ７のセット（図５に「ＳＥＴ３」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子ｐ７のセットが径方向Ｒに沿って更に複数並べられる。そして、インクリメンタルパターンは、１ピッチ毎に反射スリットが繰り返し形成されるので、各受光素子は、ディスク１１０が偏心により径方向に移動する場合、１ピッチで１周期（電気角で３６０°という。）の周期信号を生成する。そして、１ピッチに相当する１セット中に４つの受光素子が配置されるので、１セット内の相隣接する受光素子同士は、相互に９０°の位相差を有する周期信号を検出することになる。この各受光信号を、ＳＡ＋相信号、ＳＢ＋相信号（ＳＡ＋相信号に対する位相差が９０°）、ＳＡ−相信号（ＳＡ＋相信号に対する位相差が１８０°）、ＳＢ−相信号（ＳＢ＋相信号に対する位相差が１８０°）と呼ぶ。

インクリメンタルパターンは１ピッチ中の位置を表すので、１セット中の各位相の信号と、それと対応した他のセット中の各位相の信号とは、同様に変化する値となる。従って、同一位相の信号は、複数のセットにわたって加算される。従って、図５に示す受光アレイＰＥの多数の受光素子からは、９０°の位相差を有する４つの信号が検出されることとなる。この４信号を、「偏心量信号」（第２受光信号の一例）という。

なお、本実施形態では、インクリメンタルパターンの１ピッチに相当する１セットには受光素子が４つ含まれる場合を一例として説明するが、例えば１セットに２つの受光素子が含まれる等、１セット中の受光素子数は特に限定されるものではない。

また図５に示すように、光学モジュール１２０は、第１位置調整用受光素子１２４と、第２位置調整用受光素子１２５とを有する。第１位置調整用受光素子１２４は、周方向Ｃにおいて受光アレイＰＡ１の一方側（第１アブソリュート受光素子ｐ１が端部に位置する側）に隣接して配置されており、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ１で反射された光を受光して第１位置調整用信号を出力する。また、第２位置調整用受光素子１２５は、周方向Ｃにおいて受光アレイＰＡ２の一方側（第３アブソリュート受光素子ｐ３が端部に位置する側）に隣接して配置されており、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ２で反射された光を受光して第２位置調整用信号を出力する。

第１位置調整用信号と第２位置調整用信号は、結合されることなく個別に光学モジュール１２０から出力されて、光学モジュール１２０の取り付け時の位置調整に用いられる。すなわち、光学モジュール１２０の光軸周りの周方向の位置の変化は、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号の位相差として現れることから、当該位相差に基づき、光学モジュール１２０の周方向の位置を精度良く調整することができる。なお、光学モジュール１２０のディスク径方向の位置の変化は、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号の振幅の変化として現れることから、当該振幅変化に基づき、光学モジュール１２０の径方向位置を調整してもよい。

なお、各受光素子の出力信号を２値化信号に変換するための閾値を共通化して回路構成や信号処理を簡易化するために、第１位置調整用受光素子１２４から出力される第１位置調整用信号、及び、第２位置調整用受光素子１２５から出力される第２位置調整用信号のそれぞれは、１つの受光素子ｐ１の受光信号と１つの受光素子ｐ３の受光信号とが結合されて生成されたＡ相アブソリュート信号や、１つの受光素子ｐ２の受光信号と１つの受光素子ｐ４の受光信号とが結合されて生成されたＢ相アブソリュート信号と、同じ大きさ（例えば振幅、電圧値、電流値等）とするのが好ましい。本実施形態では、第１位置調整用信号及び第２位置調整用信号が上記大きさの信号となるように、第１位置調整用受光素子１２４及び第２位置調整用受光素子１２５の受光面積が所定の大きさ（例えば受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の端部の受光素子ｐ１，ｐ３の略２倍）となるように設定されている。

なお、第１位置調整用受光素子１２４は、受光アレイＰＡ１の一方側に代えて他方側（第２アブソリュート受光素子ｐ２が端部に位置する側）に隣接して配置されてもよいし（図５に想像線で示す）、受光アレイＰＡ１の一方側及び他方側の両方に隣接して配置されてもよい。同様に、第２位置調整用受光素子１２５は、受光アレイＰＡ２の一方側に代えて他方側（第４アブソリュート受光素子ｐ４が端部に位置する側）に隣接して配置されてもよいし（図５に想像線で示す）、受光アレイＰＡ２の一方側及び他方側の両方に隣接して配置されてもよい。第１位置調整用受光素子１２４及び第２位置調整用受光素子１２５を受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の両側に配置する場合には、位置調整を２系統で２重で確認可能であると共に、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２の周方向両端の受光素子における受光量をバランス良く確保することが可能となり、第１アブソリュート信号及び第２アブソリュート信号の信頼性を向上できる。

（２−３．信号処理部）
信号処理部１３０は、受光アレイＰＡ１，ＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥ，ＰＩＨ，ＰＡ２からの受光信号に基づいて所定の信号処理を行う。まず、位置データを生成する処理について説明する。

信号処理部１３０は、モータＭの絶対位置を測定するタイミングにおいて、光学モジュール１２０から、絶対位置を表すビットパターンをそれぞれ備えた２つのアブソリュート信号（Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号）と、９０°の位相差を有する４つの信号を含む高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とを取得する。そして、信号処理部１３０は、２つのアブソリュート信号のうちの選択された一方のアブソリュート信号と２つのインクリメンタル信号とに基づいて、これらの信号が表すモータＭの絶対位置を算出し、絶対位置を表す位置データを生成して制御装置ＣＴに出力する。絶対位置を測定した後（例えばエンコーダ１００の電源投入後、モータＭが回転開始した後）は、信号処理部１３０は、上記算出した絶対位置と、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号に基づき算出した相対位置とに基づき、位置データを生成して制御装置ＣＴに出力する。

なお、信号処理部１３０による位置データの生成方法は、様々な方法が使用可能であり、特に限定されるものではない。ここでは、高インクリメンタル信号及び低インクリメンタル信号とアブソリュート信号とから絶対位置を算出し位置データを生成する場合を例にとって説明する。

図６に示すように、信号処理部１３０は、絶対位置特定部１３１と、第１位置特定部１３２と、第２位置特定部１３３と、信号選択部１３４と、位置データ生成部１３５とを有する。

絶対位置特定部１３１は、コンパレータ（図示省略）を有する。コンパレータは、信号選択部１３４により選択されたＡ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号の各振幅と所定のしきい値とをそれぞれ比較する。そして、コンパレータは、振幅がしきい値を超えた場合には検出、振幅がしきい値を超えない場合には未検出とすることで２値化し、絶対位置を表すビットデータに変換する。そして、絶対位置特定部１３１は、予め定められたビットデータと絶対位置との対応関係に基づいて、絶対位置を特定する。

信号選択部１３４は、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２からのインクリメンタル信号に基づいて、Ａ相アブソリュート信号又はＢ相アブソリュート信号のいずれか一方を選択する。以下、この詳細について説明する。

図７は、この場合における各受光信号の波形の一例を表す説明図である。図７において、上段の正弦波状の波形は、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２から出力される４つのインクリメンタル信号のうちの１つの信号の波形の一例である。この波形中の数字は、１周期（電気角で３６０°）を１００％とした場合の位相の大きさを表す。また、中段のパルス状の波形は、Ａ相アブソリュート信号の波形の一例である。また、下段のパルス状の波形は、Ｂ相アブソリュート信号の波形の一例である。

図７に示す例では、Ｂ相アブソリュート信号の波形は、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２のインクリメンタル信号の位相が２５％のときにオン、オフの変わり目となる。一方、前述のように、Ａ相アブソリュート信号とＢ相アブソリュート信号とは、互いに電気角で１８０°の位相差を有する。このため、Ａ相アブソリュート信号の波形は、Ｂ相アブソリュート信号の波形に対し位相が５０％ずれている（この例では位相が遅れている）。

この場合、０％〜５０％の位相範囲は、Ａ相アブソリュート信号がＢ相アブソリュート信号よりも振幅が安定する範囲である。以下では、この位相範囲を第１位相範囲（図７の白色の両矢印）という。また、５０％〜１００％の位相範囲は、Ｂ相アブソリュート信号がＡ相アブソリュート信号よりも振幅が安定する範囲である。以下では、この位相範囲を第２位相範囲（図７のクロスハッチングの両矢印）という。

信号選択部１３４は、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２から低インクリメンタル信号を入力する。そして、信号選択部１３４は、低インクリメンタル信号の位相が上記第１位相範囲である場合にはＡ相アブソリュート信号を選択し、低インクリメンタル信号の位相が第２位相範囲である場合にはＢ相アブソリュート信号を選択する。これにより、検出パターンの変化点等の振幅が不安定な領域でない方のアブソリュート信号を使用して絶対位置を特定することができるので、検出精度を向上することが可能となる。

一方、第１位置特定部１３２は、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２からの４つの位相それぞれの低インクリメンタル信号のうち、１８０°位相差の低インクリメンタル信号同士を相互に減算する。このように１８０°位相差のある信号を減算することで、１ピッチ内の反射スリットの製造誤差や測定誤差などを相殺可能である。上述のように減算された結果の信号を、ここでは「第１インクリメンタル信号」及び「第２インクリメンタル信号」という。この第１インクリメンタル信号及び第２インクリメンタル信号は相互に電気角で９０°の位相差を有する。そこで、この２つの信号から、第１位置特定部１３２は、１ピッチ内の位置を特定する。この１ピッチ内の位置の特定方法は、特に限定されない。例えば、周期信号である低インクリメンタル信号が正弦波信号である場合には、上記特定方法の例として、Ａ相及びＢ相の２つの正弦波信号の除算結果をａｒｃｔａｎ演算することにより電気角φを算出する方法がある。あるいは、トラッキング回路を用いて２つの正弦波信号を電気角φに変換する方法もある。あるいは、予め作成されたテーブルにおいてＡ相及びＢ相の信号の値に対応付けられた電気角φを特定する方法もある。なおこの際、第１位置特定部１３２は、好ましくは、Ａ相及びＢ相の２つの正弦波信号を各検出信号毎にアナログ−デジタル変換する。

一方、第２位置特定部１３３は、受光アレイＰＩＨからの高インクリメンタル信号について、上述した第１位置特定部１３２と同様の処理を行い、２つの信号から１ピッチ内の高精度な位置を特定する。

位置データ生成部１３５は、絶対位置特定部１３１により特定された絶対位置に、第１位置特定部１３２により特定された１ピッチ内の位置を重畳する。これにより、アブソリュート信号に基づく絶対位置よりも高分解能な絶対位置を算出することができる。さらに、位置データ生成部１３５は、上述の低インクリメンタル信号に基づいて算出された絶対位置に、第２位置特定部１３３により特定された１ピッチ内の位置を重畳する。これにより、低インクリメンタル信号に基づいて算出された絶対位置よりもさらに高分解能な絶対位置を算出することができる。そして、位置データ生成部１３５は、このようにして算出した絶対位置を逓倍処理して分解能をさらに向上させた後、高精度な絶対位置を表す位置データとして制御装置ＣＴに出力する。

次に、ディスク１１０の偏心量を測定し、上記位置データを補正する処理について説明する。図６に示すように、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６と、偏心量記録部１３７と、異常判定部１３８と、パラメータ生成部１３９と、パラメータ記録部１４０と、パラメータ更新部１４１と、位置データ補正部１４２とを有する。

偏心量測定部１３６は、受光アレイＰＥからの偏心量信号に基づいて、ディスク１１０が１回転する間に径方向に移動した量である偏心量を測定する。なお、本実施形態において「偏心量」という場合、モータＭやエンコーダ１００の製造上の誤差や公差等による、シャフトＳＨの回転軸心ＡＸとディスク１１０のディスク中心Ｏとの偏心に起因したディスク１１０の径方向の移動量と、モータＭやエンコーダ１００の部品（例えばシャフトＳＨを支持する軸受等）の経年劣化やシャフトに作用する負荷や荷重によるシャフトＳＨの撓み等による回転軸心ＡＸの位置ずれに起因したディスク１１０の径方向の移動量の両方を含むものとする。偏心量の測定は所定の測定タイミングで行われる。「所定の測定タイミング」は、例えばエンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時、メンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミング、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）、あるいは常時（例えば数秒おき）等である。

図８に示すように、偏心量測定部１３６は、角度算出部１４３と、偏心値算出部１４４と、偏心量換算部１４５とを有する。偏心量測定部１３６は、受光アレイＰＥからの４つの位相それぞれの偏心量信号（ＳＡ＋相信号、ＳＢ＋相信号、ＳＡ−相信号、ＳＢ−相信号）のうち、１８０°位相差の偏心量信号同士、すなわちＳＡ＋相信号とＳＡ−相信号、ＳＢ＋相信号とＳＢ−相信号を相互に減算する。このように減算された結果の信号を、以下では「Ａ相偏心量信号ＳＡ」及び「Ｂ相偏心量信号ＳＢ」という。このＡ相偏心量信号ＳＡ及びＢ相偏心量信号ＳＢは相互に電気角で９０°の位相差を有する。

角度算出部１４３は、上記Ａ相偏心量信号ＳＡ及びＢ相偏心量信号ＳＢを取得し、例えばａｒｃｔａｎ演算することにより電気角θを算出する。なお、前述のようにａｒｃｔａｎ演算以外の方法、例えばトラッキング回路や予め作成されたテーブル等を用いて電気角θを特定してもよい。また、角度算出部１４３が取得する前に、Ａ相偏心量信号ＳＡ及びＢ相偏心量信号ＳＢに対して適宜の補正処理（例えばオフセット補正や振幅補正等）を行ってもよい。

偏心値算出部１４４は、上記電気角θと、スリットトラックＳＩ１の径方向のピッチＰ２（例えばμm）に基づいて、下記（式２）により偏心値ｅ（偏心量の一例）を算出する。
ｅ＝θ／３６０°×Ｐ２・・・（式２）

偏心量換算部１４５は、ディスク１１０が１回転する間の上記偏心値ｅの中から、最大値ｅｍａｘと最小値ｅｍｉｎを特定し、下記（式３）により偏心量Ｅを算出する。
Ｅ＝ｅｍａｘ−ｅｍｉｎ・・・（式３）

偏心量測定部１３６は、上述のようにして算出した偏心量Ｅを偏心量記録部１３７及び異常判定部１３８に、偏心値ｅをパラメータ生成部１３９に送信する。

図６に戻り、偏心量記録部１３７（第１記録部の一例）は、偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅを記録する。偏心量記録部１３７は、例えば電源非供給時にもデータを保持することが可能な不揮発性メモリ等である。偏心量記録部１３７には、例えばエンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時（負荷がない状態）や、サーボシステムＳの稼働後におけるユーザ指定の適宜のタイミングにおいて、偏心量測定部１３６により測定された偏心量Ｅが記録される。

異常判定部１３８は、偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅと、偏心量記録部１３７に記録された偏心量Ｅ（以下適宜「偏心量Ｅ０」という）とを比較して、偏心量に係る異常の有無を判定する。異常判定は所定の判定タイミングで行われる。「所定の判定タイミング」は、例えばメンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミング、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）、あるいは常時（例えば数秒おき）等である。異常判定部１３８は、例えば、サーボシステムＳの通常稼働時に偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅと、エンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時等に記録された偏心量Ｅ０との差分から偏心量のずれ量ｄＥ（ｄＥ＝Ｅ−Ｅ０）を算出し、当該ずれ量ｄＥとしきい値とを比較して、例えばずれ量ｄＥがしきい値ＴＨ１以上である場合には異常があると判定し、ずれ量ｄＥがしきい値ＴＨ１より小さい場合には異常がないと判定する。なお、しきい値ＴＨ１はユーザが要求仕様や使用環境等に応じて任意に設定することが可能である。異常判定部１３８は、異常があると判定した場合には当該判定結果を制御装置ＣＴに送信し、制御装置ＣＴはアラームや警告、緊急停止等の適宜の異常処理を実行する。

パラメータ生成部１３９は、偏心量測定部１３６により測定した偏心値ｅに基づいて、ディスク１１０の偏心による位置データの誤差を補正するための補正パラメータを生成する。補正パラメータの生成は所定の生成タイミングで行われる。「所定の生成タイミング」は、例えばエンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時、メンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミング、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）、あるいは常時（例えば数秒おき）等である。

図９に示すように、パラメータ生成部１３９は、誤差算出部１４６と、パルス換算部１４７と、位相調整部１４８とを有する。誤差算出部１４６は、偏心量測定部１３６により測定したディスク１１０の１回転分の偏心値ｅを取得し、ディスク１１０の半径Ｒｄに基づいて、下記（式４）によりディスク１１０の１回転分の角度誤差ｄθを算出する。
ｄθ＝ａｒｃｔａｎ（ｅ／Ｒｄ）・・・（式４）

パルス換算部１４７は、エンコーダ１００の分解能Ｏｒ（ビット）に基づいて、下記（式５）により角度誤差ｄθをエンコーダ分解能に応じたディスク１１０の１回転分のパルス誤差ｄＰに換算する。なお、例えばパルス換算せずに上記角度誤差ｄθに基づいて直接パラメータを生成する場合には、当該パルス換算処理は不要である。
ｄＰ＝ｄθ／３６０°×２＾Ｏｒ・・・（式５）

位相調整部１４８は、下記（式６）及び（式７）によりパルス誤差ｄＰの位相を調整し、ディスク１１０の１回転分の補正パラメータＰｒｍに変換する。具体的には、位置データ生成部１３５で生成されるディスク１１０の１回転内の位置データθに対して、偏心による誤差は１次成分の正弦波となるため、１回転分のｄＰと位置データθからＦＦＴ処理により１次成分の正弦波のみを取り出す。パルス誤差の最大値をＡ、位相のオフセットをαとする。また、偏心値ｅに基づいて算出したパルス誤差ｄＰはディスク１１０の径方向Ｒに沿った移動（前述した線Ｌｒに平行な移動）に起因するのに対し、位置データの測定精度に影響する誤差はディスク１１０の周方向Ｃに沿った移動に起因する誤差であることから、位相調整部１４８はパルス誤差ｄＰの位相を９０度ずらすことによって位相を調整する。これにより、信号処理部１３０は、ディスク１１０の偏心を径方向Ｒにおいて測定し、周方向Ｃにおいて補正することが可能となる。なお、必要に応じて、位相調整後のパルス誤差ｄＰを正負反転してもよい。
ｄＰ＝Ａｓｉｎ（θ＋α）・・・（式６）
Ｐｒｍ＝Ａｓｉｎ（θ−９０°＋α）・・・（式７）

パラメータ生成部１３９は、上述のようにして生成した補正パラメータＰｒｍをパラメータ記録部１４０及びパラメータ更新部１４１に送信する。

図６に戻り、パラメータ記録部１４０（第２記録部の一例）は、パラメータ生成部１３９により生成した補正パラメータＰｒｍを記録する。パラメータ記録部１４０は、例えば電源非供給時にもデータを保持することが可能な不揮発性メモリ等である。パラメータ記録部１４０には、例えばエンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時（負荷がない状態）や、サーボシステムＳの稼働後におけるユーザ指定の適宜のタイミングにおいて、パラメータ生成部１３９により生成された補正パラメータＰｒｍが記録される。

パラメータ更新部１４１は、所定の更新タイミングでパラメータ記録部１４０に記録された補正パラメータＰｒｍを、新たにパラメータ生成部１３９により生成した補正パラメータＰｒｍに更新する。「所定の更新タイミング」は、例えばメンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミング、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）、あるいは常時（例えば数秒おき）等である。また、例えばサーボシステムＳの稼働後における適宜のタイミングで偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅ又は偏心値ｅと偏心量記録部１３７に記録された過去（例えば工場出荷時）の偏心量Ｅ又は偏心値ｅとを比較し、その偏差が所定のしきい値よりも大きくなったタイミング等でもよい。

位置データ補正部１４２は、パラメータ記録部１４０に記録された補正パラメータＰｒｍに基づいて、位置データ生成部１３５により生成された位置データを補正する。この補正は、例えば位置データに対して対応する位相の補正パラメータを加算又は減算することにより行われる。なお、この位置データ補正部１４２において位相合わせ（補正対象の位置データの位相から９０°ずれた位相の補正パラメータを参照して加算又は減算する等）を行ってもよい。この場合には、パラメータ生成部１３９において前述の位相調整部１４８は不要となる。補正された位置データは、信号処理部１３０から制御装置ＣＴに送信される。

なお、上述した偏心量を測定して位置データを補正する処理を実行する「ＯＮモード」と実行しない「ＯＦＦモード」を設けておき、それらをユーザが切り替え可能としてもよい。すなわち、「ＯＮモード」では、上述した偏心量測定部１３６、偏心量記録部１３７、異常判定部１３８、パラメータ生成部１３９、パラメータ記録部１４０、パラメータ更新部１４１、及び位置データ補正部１４２による処理が実行され、「ＯＦＦモード」ではこれらの処理が休止されてもよい。

なお、上述した信号処理部１３０の各処理部における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、信号処理部１３０の各機能は、後述するＣＰＵ９０１（図２４参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

（２−４．偏心量の測定及び位置データの補正に係る処理手順）
次に、信号処理部１３０により実行される、偏心量の測定及び位置データの補正に係る処理手順の一例について説明する。

図１０は、偏心量の記録に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。このフローは、例えばエンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時に実行される。これにより、エンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の製造上の誤差や公差等に起因して生じたディスク１１０のディスク中心ＯとシャフトＳＨの回転軸心ＡＸとの偏心に対応した偏心値ｅや偏心量Ｅをエンコーダ内部に持つことができる。なお、工場出荷時以外にも、サーボシステムＳの稼働後において例えばメンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミングや、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）に実行されてもよい。このように、シャフトＳＨに負荷が作用した状態でこのフローを実行することにより、上記工場出荷時のディスク１１０とシャフトＳＨとの偏心に加えて、負荷や経年劣化等によるシャフトＳＨの回転軸心ＡＸの位置ずれに対応した偏心値ｅや偏心量Ｅをエンコーダ内部に持つことができる。

ステップＳ１００では、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６により、受光アレイＰＥからの偏心量信号に基づいてディスク１１０が１回転する間に径方向に移動した量である偏心量Ｅを測定する処理（偏心量測定処理）を実行する。偏心量測定処理の詳細については後述する（図１２）。

ステップＳ１では、信号処理部１３０は、上記ステップＳ１００で測定した偏心量Ｅを偏心量記録部１３７に記録する。以上により、本フローを終了する。

図１１は、偏心量の異常判定に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。このフローは、例えばサーボシステムＳの稼働後において、メンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミング、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）、あるいは常時（例えば数秒おき）に実行される。

ステップＳ１００では、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６により、受光アレイＰＥからの偏心量信号に基づいてディスク１１０が１回転する間に径方向に移動した量である偏心量Ｅを測定する処理（偏心量測定処理）を実行する。偏心量測定処理の詳細については後述する（図１２）。

ステップＳ１１では、信号処理部１３０は、異常判定部１３８により、工場出荷時等に偏心量記録部１３７に記録した偏心量Ｅ０を参照し、上記ステップＳ１００で算出した偏心量Ｅと偏心量Ｅ０とに基づいて偏心量のずれ量ｄＥ（ｄＥ＝Ｅ−Ｅ０）を算出する。

ステップＳ１２では、信号処理部１３０は、異常判定部１３８により、上記ステップＳ１１で算出したずれ量ｄＥがしきい値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。ずれ量ｄＥがしきい値ＴＨ１より小さい場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、上記ステップＳ１００に戻る。一方、ずれ量ｄＥがしきい値ＴＨ１以上である場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、次のステップＳ１３に移る。

ステップＳ１３では、信号処理部１３０は、異常判定部１３８により、異常があると判定し、当該判定結果を制御装置ＣＴに送信する。これにより、制御装置ＣＴはアラームや警告、緊急停止等の適宜の異常処理を実行する。以上により、本フローを終了する。

図１２は、上述したステップＳ１００の偏心量測定処理の詳細内容を表すフローチャートである。

ステップＳ１１０では、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６の角度算出部１４３により、Ａ相偏心量信号ＳＡ及びＢ相偏心量信号ＳＢを取得する。

ステップＳ１２０では、信号処理部１３０は、角度算出部１４３により、上記ステップＳ１１０で取得したＡ相偏心量信号ＳＡ及びＢ相偏心量信号ＳＢに基づいて、ａｒｃｔａｎ演算等により電気角θを算出する。

ステップＳ１３０では、信号処理部１３０は、偏心値算出部１４４により、上記ステップＳ１２０で算出した電気角θと、スリットトラックＳＩ１の径方向のピッチＰ２とに基づいて、前述の（式２）により偏心値ｅを算出する。

なお、信号処理部１３０は、上記ステップＳ１１０〜ステップＳ１３０を、例えば処理速度に対応した適宜の時間間隔で繰り返し実行し、算出した複数の偏心値ｅを位置データ生成部１３５で生成されるディスク１１０の１回転内の位置データθ（０°〜３６０°）と関連付けて適宜の記録部に記録する。

ステップＳ１４０では、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６により、上記ステップＳ１３０で算出した偏心値ｅの直前に算出した偏心値ｅからの変化量が、しきい値ＴＨ２よりも大きいか否かを判定する。しきい値ＴＨ２は、変化量が当該しきい値ＴＨ２を超えた場合に、１つ隣のスリットトラックＳＩ１に移動したと判定できる値に設定されている。偏心値の変化量がしきい値ＴＨ２以下である場合には（ステップＳ１４０：ＮＯ）、後述のステップＳ１６０に移る。一方、偏心値の変化量がしきい値ＴＨ２よりも大きい場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、次のステップＳ１５０に移る。

ステップＳ１５０では、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６により、スリットまたぎ処理を行う。具体的には、スリットまたぎ処理を行う度に整数のカウント値ｎ（初期値０）をカウントアップし、前述の（式２）を下記（式８）として、上記ステップＳ１３０で算出した偏心値ｅを補正する。
ｅ＝（θ／３６０°＋ｎ）×Ｐ２・・・（式８）

ステップＳ１６０では、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６により、ディスク１１０が１回転（機械角で３６０°回転）したか否かを判定する。当該判定は、例えば受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２からの低インクリメンタル信号に基づいて判定される。なお、受光アレイＰＩＨからの高インクリメンタル信号に基づいて判定してもよい。ディスク１１０が１回転していない場合には（ステップＳ１６０：ＮＯ）、先のステップＳ１１０に戻る。一方、ディスク１１０が１回転した場合には（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、次のステップＳ１７０に移る。

ステップＳ１７０では、信号処理部１３０は、偏心量換算部１４５により、ディスク１１０が１回転する間の上記偏心値ｅの中から、最大値ｅｍａｘと最小値ｅｍｉｎを特定する。

ステップＳ１８０では、信号処理部１３０は、偏心量換算部１４５により、上記ステップＳ１７０で特定した最大値ｅｍａｘと最小値ｅｍｉｎとの差分から偏心量Ｅを算出する（前述の式３）。以上により、本サブルーチンを終了する。

図１３は、補正パラメータの記録に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。このフローは、例えばエンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の工場出荷時に実行される。これにより、エンコーダ１００（サーボモータＳＭ）の製造上の誤差や公差等に起因して生じたディスク１１０のディスク中心ＯとシャフトＳＨの回転軸心ＡＸとの偏心に対応した補正パラメータＰｒｍをエンコーダ内部に持つことができる。なお、工場出荷時以外にも、サーボシステムＳの稼働後において例えばメンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミングや、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）に実行されてもよい。このように、シャフトＳＨに負荷が作用した状態でこのフローを実行することにより、上記工場出荷時のディスク１１０とシャフトＳＨとの偏心に加えて、負荷や経年劣化等によるシャフトＳＨの回転軸心ＡＸの位置ずれに対応した補正パラメータＰｒｍをエンコーダ内部に持つことができる。

ステップＳ２００では、信号処理部１３０は、パラメータ生成部１３９により、偏心量測定部１３６により測定した偏心値ｅに基づいてディスク１１０の偏心による位置データの誤差を補正するための補正パラメータＰｒｍを生成する処理（パラメータ生成処理）を実行する。パラメータ生成処理の詳細については後述する（図１５）。

ステップＳ２１では、信号処理部１３０は、上記ステップＳ２００で生成した補正パラメータＰｒｍをパラメータ記録部１４０に記録する。以上により、本フローを終了する。

図１４は、補正パラメータの更新及び位置データの補正に係る処理手順の一例を表すフローチャートである。このフローは、例えばサーボシステムＳの稼働時において、常時（例えば数μ秒おき）に実行される。

ステップＳ３１では、信号処理部１３０は、位置データ生成部１３５等により位置データを生成する。

ステップＳ３２では、信号処理部１３０は、前述した偏心量を測定して位置データを補正する処理を実行する「ＯＮモード」と実行しない「ＯＦＦモード」のどちらが選択されているかを判定する。「ＯＦＦモード」が選択されている場合には、本フローを終了する。一方、「ＯＮモード」が選択されている場合には、次のステップＳ３３に移る。

ステップＳ３３では、信号処理部１３０は、パラメータ更新部１４１により、補正パラメータの更新タイミングであるか否かを判定する。前述のように、更新タイミングは、例えばメンテナンス時等のユーザが任意に指定したタイミング、一定期間おき（期間はユーザが任意に指定可能）、あるいは常時（例えば数秒おき）等である。また、例えばサーボシステムＳの稼働後における適宜のタイミングで偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅ又は偏心値ｅと偏心量記録部１３７に記録された過去（例えば工場出荷時）の偏心量Ｅ又は偏心値ｅとを比較し、その偏差が所定のしきい値よりも大きくなったタイミング等でもよい。更新タイミングでない場合には（ステップＳ３３：ＮＯ）、後述のステップＳ３４に移る。一方、更新タイミングである場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、次のステップＳ２００に移る。

ステップＳ２００では、信号処理部１３０は、パラメータ生成部１３９により、偏心量測定部１３６により測定した偏心値ｅに基づいてディスク１１０の偏心による位置データの誤差を補正するための補正パラメータＰｒｍを生成する処理（パラメータ生成処理）を実行する。パラメータ生成処理の詳細については後述する（図１５）。

ステップＳ３４では、信号処理部１３０は、パラメータ更新部１４１により、パラメータ記録部１４０に記録された補正パラメータＰｒｍを、上記ステップＳ２００で新たに生成した補正パラメータＰｒｍに更新する。

ステップＳ３５では、信号処理部１３０は、位置データ補正部１４２により、パラメータ記録部１４０に記録された補正パラメータＰｒｍに基づいて、上記ステップＳ３１で生成された位置データを補正する。以上により、本フローを終了する。

図１５は、上述したステップＳ２００のパラメータ生成処理の詳細内容を表すフローチャートである。

ステップＳ１００では、信号処理部１３０は、前述の図１２に示す偏心量測定処理を実行する。

ステップＳ２１０では、信号処理部１３０は、パラメータ生成部１３９の誤差算出部１４６により、上記ステップＳ１００で測定したディスク１１０の１回転分の偏心値ｅを取得し、ディスク１１０の半径Ｒｄに基づいて、前述の（式４）によりディスク１１０の１回転分の角度誤差ｄθを算出する。

ステップＳ２２０では、信号処理部１３０は、パラメータ生成部１３９のパルス換算部１４７により、上記ステップＳ２１０で算出した角度誤差ｄθを、前述の（式５）によりエンコーダ分解能に応じたディスク１１０の１回転分のパルス誤差ｄＰに換算する。

ステップＳ２３０では、信号処理部１３０は、パラメータ生成部１３９の位相調整部１４８により、上記ステップＳ２２０で算出したパルス誤差ｄＰの位相を前述の（式６）及び（式７）により調整し、ディスク１１０の１回転分の補正パラメータＰｒｍに変換する。以上により、本サブルーチンを終了する。

＜３．本実施形態による効果の例＞
以上説明した実施形態によれば、エンコーダ１００が、円板状のディスク１１０と、ディスク１１０に対向して配置された光学モジュール１２０と、を有し、ディスク１１０は、周方向Ｃに第１の繰り返しパターンを有し、且つ、径方向Ｒに第２の繰り返しパターンを有するように複数の反射スリットｓｉ１が並べられたスリットトラックＳＩ１を有し、光学モジュール１２０は、スリットトラックＳＩ１の周方向Ｃの移動に対応して低インクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と、スリットトラックＳＩ１の径方向Ｒの移動に対応して偏心量信号を出力する受光アレイＰＥと、を有する。

これにより、低インクリメンタル信号及び偏心量信号に基づいてディスク１１０の周方向の移動量（回転量）と径方向の移動量（偏心量）の両方を測定することが可能となる。また、エンコーダ１００の内部で回転量に加えて偏心量についても測定することが可能となるので、偏心量を測定するための外部センサが不要となる。さらに、スリットトラックＳＩ１が周方向及び径方向の各々に繰り返しパターンを有することにより、共通のスリットトラックＳＩ１を使用して回転量と偏心量の両方を測定することができる。その結果、回転量を測定するためのスリットトラックとは別に、偏心量を測定するためのパターン（例えば同心円パターン等）を別トラックとして設ける必要がなくなる（光学モジュール１２０側では受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と受光アレイＰＥとを径方向に並べて配置する必要がなくなる）ため、エンコーダ１００の大型化を抑制できる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、第１の繰り返しパターンのピッチＰ１が径方向Ｒの外側の位置ほど長くなるように形成されている。

このように、円板状のディスク１１０において、スリットトラックＳＩ１の径方向内側と径方向外側における円周の長さの差に応じてピッチＰ１の長さについても変化させることで、周方向Ｃの繰り返しパターンを径方向の位置によらずに一定のパターンとすることができる。したがって、偏心が生じた場合でも回転量を精度良く測定することができる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、周方向Ｃに線対称な形状であり、且つ、径方向Ｒに線対称な形状である反射スリットｓｉ１を有する。

これにより、低インクリメンタル信号及び偏心量信号の各々を振幅が一様に増減する波形とすることができるので、信号処理が容易となる。また、反射スリットｓｉ１の形状を単純化できるので、反射スリットｓｉ１の形成が容易となる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、径方向Ｒの幅ｗｒが周方向Ｃに沿って増加して減少する形状の反射スリットｓｉ１を有する。

これにより、周方向Ｃに沿って繰り返しパターンを有するスリットトラックＳＩ１を形成できる。したがって、スリットトラックＳＩ１を使用してディスク１１０の周方向の移動量（回転量）を測定できる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、周方向Ｃの幅ｗｃが径方向Ｒに沿って増加して減少する形状の反射スリットｓｉ１を有する。

これにより、径方向Ｒに沿って繰り返すパターンを有するスリットトラックＳＩ１を形成できる。したがって、スリットトラックＳＩ１を使用してディスク１１０の径方向の移動量（偏心量）を測定できる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、第１の繰り返しパターンのピッチＰ１が第２の繰り返しパターンのピッチＰ２よりも長くなるように形成されている。これにより、次のような効果を奏する。

すなわち、一般にディスク１１０の偏心量（製造上の誤差や公差等に起因したディスク中心ＯとシャフトＳＨの回転軸心ＡＸとの偏心や、経年劣化や負荷等による回転軸心ＡＸの位置ずれに起因した偏心）は、同じ時間でディスク１１０が回転する量に比べて小さい値となる。本実施形態では、スリットトラックＳＩ１の繰り返しパターンの周方向のピッチＰ１が径方向のピッチＰ２よりも長い（言い換えると径方向のピッチＰ２が周方向のピッチＰ１よりも短い）ので、偏心量を測定可能な分解能を回転量を測定可能な分解能よりも大きくすることができる。これにより、偏心量を精度良く測定することができる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、９０度回転対称形状を径方向Ｒに圧縮した形状である反射スリットｓｉ１を有する。

これにより、低インクリメンタル信号と偏心量信号とを略同じ波形とすることができるので、信号処理が容易となる。また、反射スリットｓｉ１の形状を単純化できるので、反射スリットｓｉ１の形成が容易となる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、略菱形の反射スリットｓｉ１を有する。

これにより、低インクリメンタル信号と偏心量信号とを略同じ波形としつつ、各々の信号の振幅の変化の度合いを略一定（直線的な変化）とすることができるので、波形がシンプルな形状となり、信号処理が容易となる。また、スリットの形状を単純化できるので、スリットの形成が容易となる。

また、本実施形態では特に、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２は、周方向Ｃに沿って並べて配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ１で反射された光を受光して低インクリメンタル信号を出力する複数の受光素子ｐ５を有し、受光アレイＰＥは、径方向Ｒに沿って並べて配置され、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ１で反射された光を受光して偏心量信号を出力する複数の受光素子ｐ７を有する。

これにより、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２によりディスク１１０の周方向Ｃの移動量（回転量）を精度良く測定できると共に、受光アレイＰＥによりディスク１１０の径方向Ｒの移動量（偏心量）を精度良く測定できる。

また、本実施形態では特に、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と受光アレイＰＥは、周方向Ｃに沿って並べて配置されている。

これにより、単一トラックとして構成されたスリットトラックＳＩ１を使用して回転量と偏心量の両方を測定することができる。その結果、例えば受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と受光アレイＰＥとを径方向Ｒにオフセットして配置する構成（この場合、ディスク１１０側では回転量を測定するためのスリットトラックＳＩ１とは別に偏心量を測定するためのパターン（例えば同心円パターン等）を別トラックとして設けることになる）に比べて、光学モジュール１２０及びディスク１１０を小型化することができる。

また、本実施形態では特に、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２は、周方向Ｃに沿って２つに分離して配置されており、受光アレイＰＥは、２つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２の間に配置されている。

これにより、受光アレイＰＥを光源１２１の近くに配置して受光アレイＰＥの受光光量を増大することが可能となるので、偏心量の測定精度を向上できる。

また、本実施形態では特に、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と受光アレイＰＥの各々は、光源１２１の光軸Ｏｐを通り径方向Ｒに平行な線Ｌｒを対称軸として周方向Ｃに対称な形状を有する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、光学モジュール１２０の表面における反射光の強度分布は、光軸Ｏｐを中心として同心円状に少なくなる分布となる。このため、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２及び受光アレイＰＥの各々を、光軸Ｏｐを通り径方向Ｒに平行な線Ｌｒを対称軸として周方向Ｃに対称な形状とすることで、各受光部における受光光量の周方向のアンバランスをなくし、測定精度を向上できる。

また、本実施形態では特に、スリットトラックＳＩ１は、周方向Ｃに第１の繰り返しパターンを有するように複数の反射スリットｓｉ１が並べられたスリットトラックであり、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２は、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ１で反射された光を受光して低インクリメンタル信号を出力する受光アレイである。

これにより、インクリメンタル信号用のスリットトラックＳＩ１を使用して、ディスクの周方向の移動量（回転量）に加えて径方向の移動量（偏心量）についても測定することが可能なエンコーダ１００を実現できる。

また、本実施形態では特に、ディスク１１０は、周方向Ｃに沿って第１の繰り返しパターンよりもピッチが短いインクリメンタルパターンを有するように複数の反射スリットｓｉ２が並べられたスリットトラックＳＩ２を有し、光学モジュール１２０は、光源１２１から出射されスリットトラックＳＩ２で反射された光を受光して高インクリメンタル信号を出力する受光アレイＰＩＨを有する。

このようにして、エンコーダ１００の分解能を決定するスリットトラックＳＩ２ではなく、これよりもピッチが長いスリットトラックＳＩ１を使用して偏心量を測定する。これにより、内部で偏心量の測定が可能な高分解能なエンコーダ１００を実現できる。また仮に、高インクリメンタル信号を生成するためのスリットトラックＳＩ２を使用して偏心量を測定する構成とした場合、信号強度が低下して、逓倍精度が落ちてしまう一方、低インクリメンタル信号を生成するためのスリットトラックＳＩ１を使用して偏心量を測定する構成とすることで、逓倍精度を維持・向上させつつ、同時に高精細な偏心量を取得することができる。

また、本実施形態では特に、ディスク１１０は、周方向Ｃに第１アブソリュートパターンを有するように複数の反射スリットｓａ１が並べられたスリットトラックＳＡ１と、周方向Ｃに第２アブソリュートパターンを有するように複数の反射スリットｓａ２が並べられたスリットトラックＳＡ２と、を有し、光学モジュール１２０は、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ１で反射された光を受光して、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１アブソリュート受光素子ｐ１、及び、第１の位相と所定の位相差を有する第２の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第２アブソリュート受光素子ｐ２が、周方向Ｃに沿って交互に配置された受光アレイＰＡ１と、光源１２１から出射されスリットトラックＳＡ２で反射された光を受光して、第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３アブソリュート受光素子ｐ３、及び、第２の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第４アブソリュート受光素子ｐ４が、周方向Ｃに沿って交互に配置された受光アレイＰＡ２と、を有する。

これにより、絶対位置を測定するためのスリットトラックＳＡ１，ＳＡ２ではなく、相対位置を測定するためのインクリメンタルパターンであるスリットトラックＳＩ１を使用して偏心量を測定する構成とすることができる。したがって、精度良く偏心量の測定が可能な絶対位置エンコーダ１００を実現できる。

また、本実施形態では特に、エンコーダ１００は、低インクリメンタル信号又は偏心量信号の少なくとも一方に基づいて所定の信号処理を行う信号処理部１３０をさらに有し、信号処理部１３０は、偏心量信号に基づいて、ディスク１１０が１回転する間に径方向Ｒに移動した量である偏心量Ｅを測定する偏心量測定部１３６を有する。

これにより、偏心量信号を使用して内部で偏心量の測定が可能なエンコーダ１００を実現できる。また、測定した偏心量を利用した各種の処理（例えば異常検出、故障予知、警告やアラーム、補正パラメータの生成、位置データの誤差補正等）をエンコーダ１００の内部で実行することが可能となる。

また、本実施形態では特に、信号処理部１３０は、偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅを記録する偏心量記録部１３７と、偏心量測定部１３６により測定した偏心量Ｅと偏心量記録部１３７に記録された偏心量Ｅ０とを比較して、偏心量に係る異常の有無を判定する異常判定部１３８を有する。

これにより、過去（例えば工場出荷時）の偏心量と現在の偏心量とを比較することにより、偏心量の変化をリアルタイムに測定することが可能となる。その結果、当該変化量に基づいてエンコーダ１００の異常（異常な大きさの負荷や荷重が作用している等）を判定したり、モータＭやエンコーダ１００の故障（軸受等の部品の経年劣化等）を予知したり、それらの結果を制御装置ＣＴに送信して警告やアラーム、緊急停止等の処理を実行することが可能となる。

また、本実施形態では特に、信号処理部１３０は、低インクリメンタル信号に基づいて位置データを生成する位置データ生成部１３５と、偏心量測定部１３６により測定した偏心値ｅに基づいて、ディスク１１０の偏心による位置データの誤差を補正するための補正パラメータＰｒｍを生成するパラメータ生成部１３９と、補正パラメータＰｒｍに基づいて位置データを補正する位置データ補正部１４２と、を有する。

これにより、ディスク１１０の偏心に起因する位置データの誤差を、エンコーダ１００の稼働中にほぼリアルタイムに補正することが可能となる。したがって、エンコーダ１００による回転位置の測定精度を高めることができる。

また、本実施形態では特に、信号処理部１３０は、パラメータ生成部１３９により生成した補正パラメータＰｒｍを記録するパラメータ記録部１４０と、所定のタイミングでパラメータ記録部１４０に記録された補正パラメータＰｒｍを更新するパラメータ更新部１４１と、を有する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、ディスク１１０の偏心量は、例えばシャフトＳＨとディスク１１０との固定（接着）の劣化、モータＭやエンコーダ１００の部品（例えばシャフトＳＨを支持する軸受等）の経年劣化、シャフトＳＨに作用する負荷や荷重によるシャフトＳＨの撓み等に起因した回転軸心ＡＸの位置ずれ等により、使用時間や使用環境等に応じて経年的に変化する場合がある。このため、補正パラメータＰｒｍについても適宜更新することが好ましい。本実施形態では、補正パラメータＰｒｍを所定のタイミングで最新の補正パラメータＰｒｍに更新することができる。これにより、例えばサーボシステムＳの稼働後においてシャフトＳＨに負荷や荷重が作用した状態で補正パラメータＰｒｍの更新を行うことにより、上述した偏心量の変化に対応した補正パラメータＰｒｍをエンコーダ内部に持つことができ、偏心量の変化に対応して位置データを補正することができる。特に、更新タイミングを常時（例えば数秒おき）とした場合には、補正パラメータＰｒｍをほぼリアルタイムに更新することができる。これにより、ディスク１１０の回転位置の測定精度をさらに高めることができる。

＜４．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例について説明する。

（４−１．回転量と偏心量を測定する受光アレイを径方向に並べる場合）
上記実施形態では、ディスク１１０の周方向Ｃの移動量（回転量）を測定するための受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２と、ディスク１１０の径方向Ｒの移動量（偏心量）を測定するための受光アレイＰＥとが、周方向Ｃに沿って並べて配置された場合を一例として説明したが、受光アレイのレイアウトはこれに限定されるものではない。例えば、ディスク１１０の周方向Ｃの移動量（回転量）を測定するための受光アレイと、ディスク１１０の径方向Ｒの移動量（偏心量）を測定するための受光アレイとを、径方向Ｒに沿って並べて配置してもよい。

図１６に、本変形例の光学モジュール１２０Ａの受光アレイのレイアウト構成の一例を示す。なお、図１６において前述の図５と同様の構成には同符号を付している。

図１６に示すように、光学モジュール１２０Ａでは、スリットトラックＳＩ１で反射した光を受光して低インクリメンタル信号を生成する受光アレイとして、３つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＩＬ３が周方向Ｃに沿って分離して配置されている。受光アレイＰＩＬ３は、２つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２の間に配置されている。スリットトラックＳＩ１で反射した光を受光して偏心量信号を生成する受光アレイＰＥは、受光アレイＰＩＬ３と径方向Ｒに沿って隣接して配置されている。この例では、受光アレイＰＥは外周側、受光アレイＰＩＬ３は内周側に配置されている。受光アレイＰＥと受光アレイＰＩＬ３は、周方向Ｃの長さ及び径方向Ｒの長さがそれぞれ略同じである。なお、これらの寸法を異ならせてもよい。また、受光アレイＰＥ，ＰＩＬ３の各々は、光源１２１の光軸Ｏｐを通り径方向に平行な線Ｌｒを対称軸として周方向Ｃに対称な形状を有する。また、受光アレイＰＩＬ１と受光アレイＰＩＬ２とは、上記線Ｌｒを対称軸として互いに周方向Ｃに対称な形状を有する。

受光アレイＰＩＬ３は、スリットトラックＳＩ１の反射スリットｓｉ１で反射された光を各々受光するように周方向Ｃに沿って並べられた複数の受光素子ｐ８（第１受光素子の一例）を有する。受光素子ｐ８の径方向Ｒの長さは、受光素子ｐ５の径方向Ｒの長さの略半分である。受光素子ｐ８は、受光素子ｐ５と同様に、スリットトラックＳＩ１の周方向のインクリメンタルパターンの１ピッチ（ε×Ｐ１）中に、合計４個の受光素子ｐ８のセット（図１６に「ＳＥＴ４」で示す）が並べられ、かつ、４個の受光素子ｐ８のセットが周方向Ｃに沿って更に複数並べられる。なお、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２のセット数（「ＳＥＴ１」の数）は、レイアウトの都合上、前述の実施形態（図５）に比べて少なくなっている。

また、受光アレイＰＥが有する各受光素子ｐ７は、前述の実施形態（図５）に比べて周方向Ｃの長さが長いが、４個の受光素子ｐ７のセット数（「ＳＥＴ３」の数）は、レイアウトの都合上、前述の実施形態（図５）に比べて少なくなっている。

なお、３つの受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＩＬ３を周方向Ｃに分離させずにつなげて配置してもよい。また、受光アレイＰＥを内周側、受光アレイＰＩＬ３を外周側に配置してもよい。なお、上記以外の構成については、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、受光アレイＰＩＬ１，ＰＩＬ２を、光量調整用の受光素子としてもよい。この場合、各受光アレイから出力される受光信号が加算されて振幅が略一定である光量調整信号が生成され、当該光量調整信号に基づいて光源１２１の発光量が調整される。

本変形例によっても上記実施形態と同様の効果を奏する。また、前述のようにディスク１１０の偏心量は比較的小さい値となる。このため、受光アレイＰＥの径方向Ｒの寸法を偏心量測定に支障のない範囲で小さくする一方で、ディスク１１０の周方向Ｃの移動量（回転量）を測定するための受光アレイＰＩＬ３を光源１２１の近くに配置することで、受光アレイＰＩＬ３の受光光量を増大することが可能となるので、回転量の測定精度を向上できる。

（４−２．スリット形状のバリエーション）
上記実施形態では、スリットトラックＳＩ１の反射スリットｓｉ１の形状が略菱形である場合を一例として説明したが、反射スリットｓｉ１の形状は菱形に限定されるものではなく、様々な形状に形成しうる。

例えば、図１７に示すように、スリットトラックＳＩ１の各反射スリットｓｉ１を略長方形に形成してもよい。なお、図１７において前述の図４と同様の構成には同符号を付している。複数の反射スリットｓｉ１は、周方向Ｃに第１の繰り返しパターンを有し、且つ、径方向Ｒに第２の繰り返しパターンを有するように、ディスク１１０の全周に並べられている。スリットトラックＳＩ１は、第１の繰り返しパターンのピッチＰ１が第２の繰り返しパターンのピッチＰ２よりも長くなるように形成されている。また、スリットトラックＳＩ１は、第１の繰り返しパターンのピッチＰ１が径方向の外側の位置ほど長くなるように形成されている。

スリットトラックＳＩ１の各反射スリットｓｉ１は、周方向中心位置での径方向Ｒに沿った軸を対象軸として周方向Ｃに略線対称な形状であり、且つ、径方向中心位置での周方向Ｃに沿った軸を対象軸として径方向Ｒに略線対称な形状に形成されている。また、各反射スリットｓｉ１は、９０度回転する前と後とで略同一形状となる９０度回転対称形状（例えば正方形）を径方向Ｒに圧縮した形状、すなわち略長方形に形成されている。

なお、スリットトラックＳＩ１以外の構成については、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

本変形例によっても上記実施形態と同様の効果を奏する。また、菱形等の形状に比べて鋭角に尖った部分がないため、スリットの形成が容易となり、スリット形状の精度を向上できる。

また、図１８〜図２１に、スリットトラックＳＩ１の反射スリットｓｉ１の形状のさらに他のバリエーションを示す。なお、図１８〜図２１では１つの反射スリットｓｉ１のみを抽出して示している。

図１８〜図２１に示す各反射スリットｓｉ１の形状は、以下に示す共通の特徴を有する。すなわち、各反射スリットｓｉ１は、径方向Ｒの幅ｗｒが周方向Ｃに沿って増加して減少する形状、且つ、周方向Ｃの幅ｗｃが径方向Ｒに沿って増加して減少する形状である。また、各反射スリットｓｉ１は、幅ｗｒが最大となる位置での径方向Ｒに沿った軸を対象軸として周方向Ｃに略線対称な形状であり、且つ、幅ｗｃが最大となる位置での周方向Ｃに沿った軸を対象軸として径方向Ｒに略線対称な形状である。

一方で、図１８〜図２１に示す各反射スリットｓｉ１の形状は、以下に示す個別の特徴を有する。すなわち、図１８に示す反射スリットｓｉ１は、径方向の幅ｗｒの周方向Ｃに沿った変化が、周方向端部近傍では緩やかであり、周方向中央位置に近づくほど急峻となる形状である。反対に、図１９に示す反射スリットｓｉ１は、径方向の幅ｗｒの周方向Ｃに沿った変化が、周方向端部近傍において急峻であり、周方向中央位置に近づくほど緩やかとなる形状である。また、図２０に示す反射スリットｓｉ１は、径方向の幅ｗｒの周方向Ｃに沿った変化が、周方向端部近傍では緩やかであり、周方向端部位置と周方向中央位置との中間地点では急峻となり、周方向中央位置近傍では再び緩やかとなる形状である。反対に、図２１に示す反射スリットｓｉ１は、径方向の幅ｗｒの周方向Ｃに沿った変化が、周方向端部近傍では急峻であり、周方向端部位置と周方向中央位置との中間地点では緩やかとなり、周方向中央位置近傍では再び急峻となる形状である。

上記各形状の特徴に基づいて、所望の受光信号の波形が得られるように、スリットトラックＳＩ１の反射スリットｓｉ１を適宜の形状に形成してもよい。

（４−３．光学モジュールをシャフトのラジアル荷重方向に配置する場合）
モータＭのシャフトＳＨは、モータＭにより回転駆動される駆動対象（例えばギアやプーリ等）からラジアル方向の荷重を受ける場合がある。この荷重により、シャフトＳＨに若干の撓みが生じ、シャフトＳＨの回転軸心ＡＸの位置ずれ（変位）が生じうる。したがって、光学モジュール１２０を上記荷重方向に対応した位置及び向きに配置してもよい。

図２２及び図２３は、モータＭをシャフトＳＨの回転力出力側から見た図である。これら図２２及び図２３では、回転力出力側と反対側に配置されたエンコーダ１００のうち、光学モジュール１２０のみを抽出して破線で示している。

例えば図２２に示す例では、シャフトＳＨの先端に設けられた出力ギアＧが、モータＭにより回転駆動される駆動対象であるギアＧ１と噛み合っている。ギアＧ１は、例えば減速機の入力軸に設けられたギア等である。これにより、シャフトＳＨは矢印１４９で示すラジアル方向に押されるように荷重を受ける。光学モジュール１２０は、受光アレイＰＥが有する複数の受光素子ｐ７の並び方向（例えば光源１２１の光軸Ｏｐを通り径方向に平行な線Ｌｒの方向）と、エンコーダ１００の測定対象であるモータＭのシャフトＳＨの回転軸心ＡＸとモータＭにより回転駆動されるギアＧ１の回転軸心ＡＸ１とを結ぶ方向とが、略一致するように配置されている。

また、図２３に示す例では、シャフトＳＨの先端に設けられた駆動プーリＰｕが、モータＭにより回転駆動される駆動対象である従動プーリＰｕ１とベルト１５０（チェーン等でもよい）により連結されている。これにより、シャフトＳＨは矢印１５１で示すラジアル方向に引っ張られるように荷重を受ける。光学モジュール１２０は、受光アレイＰＥが有する複数の受光素子ｐ７の並び方向（例えば光源１２１の光軸Ｏｐを通り径方向に平行な線Ｌｒの方向）と、エンコーダ１００の測定対象であるモータＭのシャフトＳＨの回転軸心ＡＸとモータＭにより回転駆動される従動プーリＰｕ１の回転軸心ＡＸ２とを結ぶ方向とが、略一致するように配置されている。

本変形例によれば、荷重によりシャフトＳＨが撓む方向と、光学モジュール１２０の受光アレイＰＥによる測定対象方向とを一致させることにより、シャフトＳＨの撓みによる偏心量を精度良く測定することができる。また、ディスク１１０を回転させずに停止させた状態でも、ラジアル荷重によるシャフトＳＨの撓み量を測定することができる。その結果、測定した撓み量に基づいた各種の処理（例えば異常検出、故障予知、警告やアラーム、位置データの誤差補正等）の実行が可能となる。

（４−３．その他）
以上では、低インクリメンタル信号を生成するためのスリットトラックＳＩ１を使用して偏心量を測定する構成としたが、高インクリメンタル信号を生成するためのスリットトラックＳＩ２を周方向及び径方向の各々に繰り返しパターンを有するパターンとして、当該スリットトラックＳＩ２を使用して偏心量を測定する構成としてもよい。すなわち、偏心量を使用して位置データを補正する場合、最終的に高インクリメンタル信号を用いた逓倍処理により分解能を高めた位置データを補正することから、実際に欲しい偏心量は高インクリメンタル信号を生成する部分である。このため、スリットトラックＳＩ２を使用して偏心量を測定する構成とすることで、欲しい偏心量をより正確に取得することができる。なお、スリットトラックＳＩ２を周方向及び径方向の各々に繰り返しパターンを有する構成とする場合、必ずしも周方向の繰り返しパターンのピッチＰ１を径方向の繰り返しパターンのピッチＰ２よりも長くする必要はなく、ピッチＰ１がピッチＰ２と同等か、あるいはピッチＰ２をピッチＰ１より長くしてもよい。ピッチＰ２をピッチＰ１より長くした場合には、１スリット内の偏心量の検出範囲を増やすことができる。

以上では、ディスク１１０にピッチの異なるインクリメンタルパターンを有する２つのスリットトラックＳＩ１，ＳＩ２を設ける場合を説明したが、ピッチの異なるインクリメンタルパターンを有する３以上のスリットトラックを設けてもよい。この場合にも、積上げ方式により高い分解能を実現することができる。

また、以上では、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２がそれぞれ１８個の受光素子を有し、Ａ相アブソリュート信号及びＢ相アブソリュート信号がそれぞれ９ビットの絶対位置を表す場合を説明したが、受光素子の数は１８以外でもよく、アブソリュート信号のビット数も９に限定されない。また、受光アレイＰＩ１，ＰＩ２の受光素子の数も、上記実施形態の数に特に限定されるものではない。

また、以上では、エンコーダ１００がモータＭに直接連結される場合について説明したが、例えば減速機や回転方向変換機等の他の機構を介して連結されてもよい。

また、上記実施形態では、光源と受光アレイとがディスク１１０のスリットトラックに対し同じ側に配置された、いわゆる反射型エンコーダである場合を例にとって説明したが、これに限定されない。すなわち、光源と受光アレイとがディスク１１０を挟んで反対側に配置された、いわゆる透過型エンコーダであってもよい。この場合、ディスク１１０において、スリットトラックＳＡ１，ＳＡ２，ＳＩ１，ＳＩ２の各スリットを透過スリット（例えば孔）として形成する、あるいは、ガラスや透明樹脂等の光を透過する材質のディスクにおいてスリット以外の部分をスパッタリング等により粗面としたり透過率の低い材質を塗布したりすることで形成してもよい。本変形例においては、光源１２１と、受光アレイＰＡ１，ＰＡ２，ＰＩＬ１，ＰＩＬ２，ＰＥ，ＰＩＨとが、ディスク１１０を挟んで対向配置されるが、本変形例における光学モジュール１２０は、このように別体として形成された光源と受光アレイとを含む。このような透過型エンコーダを用いた場合も、上記実施形態と同様の効果を奏する。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

＜５．制御部のハードウェア構成例＞
次に、図２４を参照しつつ、信号処理部１３０のハードウェア構成例について説明する。

図２４に示すように、信号処理部１３０は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。

プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、記録装置９１７等に記録しておくことができる。

また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、前述の偏心量測定部１３６、異常判定部１３８、パラメータ生成部１３９、パラメータ更新部１４１、位置データ補正部１４２等が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。

また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。

そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。

１００ エンコーダ
１１０ ディスク
１２０ 光学モジュール（センサ部）
１２０Ａ 光学モジュール（センサ部）
１２１ 光源
１３０ 信号処理部
１３５ 位置データ生成部
１３６ 偏心量測定部
１３７ 偏心量記録部（第１記録部）
１３８ 異常判定部
１３９ パラメータ生成部
１４０ パラメータ記録部（第２記録部）
１４１ パラメータ更新部
１４２ 位置データ補正部
Ｃ 周方向
ＣＴ 制御装置
Ｅ 偏心量
ｅ 偏心値（偏心量）
Ｌｒ 線
Ｍ モータ
Ｏｐ 光軸
ＰＡ１ 受光アレイ（第１アブソリュート受光部）
ＰＡ２ 受光アレイ（第２アブソリュート受光部）
ＰＥ 受光アレイＰＥ（第２受光部）
ＰＩＬ１ 受光アレイ（第１受光部、第１インクリメンタル受光部）
ＰＩＬ２ 受光アレイ（第１受光部、第１インクリメンタル受光部）
ＰＩＨ 受光アレイ（第２インクリメンタル受光部）
Ｐｒｍ 補正パラメータ
Ｐ１ ピッチ
ｐ１ 第１アブソリュート受光素子
Ｐ２ ピッチ
ｐ２ 第２アブソリュート受光素子
ｐ３ 第３アブソリュート受光素子
ｐ４ 第４アブソリュート受光素子
ｐ５ 受光素子（第１受光素子）
ｐ７ 受光素子（第２受光素子）
Ｒ 径方向
Ｓ サーボシステム
ＳＡ１ スリットトラック（第１アブソリュートスリット列）
ｓａ１ 反射スリット
ＳＡ２ スリットトラック（第２アブソリュートスリット列）
ｓａ２ 反射スリット
ＳＩ１ スリットトラック（スリット列、第１インクリメンタルスリット列）
ｓｉ１ 反射スリット
ＳＩ２ スリットトラック（第２インクリメンタルスリット列）
ｓｉ２ 反射スリット
ＳＭ サーボモータ
ｗｃ 幅
ｗｒ 幅

Claims (22)

1. 円板状のディスクと、
   前記ディスクに対向して配置されたセンサ部と、
   を有し、
   前記ディスクは、
   周方向に第１の繰り返しパターンを有し、且つ、径方向に第２の繰り返しパターンを有するように複数のスリットが並べられたスリット列を有し、
   前記センサ部は、
   前記スリット列の前記周方向の移動に対応して第１受光信号を出力する第１受光部と、
   前記スリット列の前記径方向の移動に対応して第２受光信号を出力する第２受光部と、を有する、
   エンコーダ。
2. 前記スリット列は、
   前記第１の繰り返しパターンのピッチが前記径方向の外側の位置ほど長くなるように形成されている、
   請求項１に記載のエンコーダ。
3. 前記スリット列は、
   前記周方向に線対称な形状であり、且つ、前記径方向に線対称な形状である前記スリットを有する、
   請求項１又は２に記載のエンコーダ。
4. 前記スリット列は、
   前記径方向の幅が前記周方向に沿って増加して減少する形状の前記スリットを有する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
5. 前記スリット列は、
   前記周方向の幅が前記径方向に沿って増加して減少する形状の前記スリットを有する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
6. 前記スリット列は、
   前記第１の繰り返しパターンのピッチが前記第２の繰り返しパターンのピッチよりも長くなるように形成されている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンコーダ。
7. 前記スリット列は、
   ９０度回転対称形状を前記径方向に圧縮した形状である前記スリットを有する、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンコーダ。
8. 前記スリット列は、
   略菱形の前記スリットを有する、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダ。
9. 前記第１受光部は、
   前記周方向に沿って並べて配置され、光源から出射され前記スリット列を透過又は反射された光を受光して前記第１受光信号を出力する複数の第１受光素子を有し、
   前記第２受光部は、
   前記径方向に沿って並べて配置され、前記光源から出射され前記スリット列を透過又は反射された光を受光して前記第２受光信号を出力する複数の第２受光素子を有する、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
10. 前記第１受光部と前記第２受光部は、
    前記周方向に沿って並べて配置されている、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のエンコーダ。
11. 前記第１受光部は、
    前記周方向に沿って２つに分離して配置されており、
    前記第２受光部は、
    ２つの前記第１受光部の間に配置されている、
    請求項１０に記載のエンコーダ。
12. 前記第１受光部及び前記第２受光部の各々は、
    光源の光軸を通り前記径方向に平行な線を対称軸として前記周方向に対称な形状を有する、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載のエンコーダ。
13. 前記スリット列は、
    前記周方向に第１インクリメンタルパターンを有するように前記複数のスリットが並べられた第１インクリメンタルスリット列であり、
    前記第１受光部は、
    光源から出射され前記第１インクリメンタルスリット列を透過又は反射された光を受光して第１インクリメンタル信号を出力する第１インクリメンタル受光部である、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエンコーダ。
14. 前記ディスクは、
    前記周方向に前記第１インクリメンタルパターンよりも前記周方向のピッチが短い第２インクリメンタルパターンを有するように複数のスリットが並べられた第２インクリメンタルスリット列を有し、
    前記センサ部は、
    前記光源から出射され前記第２インクリメンタルスリット列を透過又は反射された光を受光して第２インクリメンタル信号を出力する第２インクリメンタル受光部を有する、
    請求項１３に記載のエンコーダ。
15. 前記ディスクは、
    前記周方向に第１アブソリュートパターンを有するように複数のスリットが並べられた第１アブソリュートスリット列と、
    前記周方向に第２アブソリュートパターンを有するように複数のスリットが並べられた第２アブソリュートスリット列と、を有し、
    前記センサ部は、
    光源から出射され前記第１アブソリュートスリット列を透過又は反射された光を受光して、第１の位相の第１アブソリュート信号を出力する複数の第１アブソリュート受光素子、及び、前記第１の位相と所定の位相差を有する第２の位相の前記第１アブソリュート信号を出力する複数の第２アブソリュート受光素子が、前記周方向に交互に配置された第１アブソリュート受光部と、
    前記光源から出射され前記第２アブソリュートスリット列を透過又は反射された光を受光して、前記第１の位相の第２アブソリュート信号を出力する複数の第３アブソリュート受光素子、及び、前記第２の位相の前記第２アブソリュート信号を出力する複数の第４アブソリュート受光素子が、前記周方向に沿って交互に配置された第２アブソリュート受光部と、を有する、
    請求項１３又は１４に記載のエンコーダ。
16. 前記第１受光信号又は前記第２受光信号の少なくとも一方に基づいて所定の信号処理を行う信号処理部をさらに有し、
    前記信号処理部は、
    前記第２受光信号に基づいて、前記ディスクが１回転する間に前記径方向に移動した量である偏心量を測定する偏心量測定部を有する、
    請求項１〜１５のいずれか１項に記載のエンコーダ。
17. 前記信号処理部は、
    前記偏心量測定部により測定した前記偏心量を記録する第１記録部と、
    前記偏心量測定部により測定した前記偏心量と前記第１記録部に記録された前記偏心量とを比較して、前記偏心量に係る異常の有無を判定する異常判定部を有する、
    請求項１６に記載のエンコーダ。
18. 前記信号処理部は、
    前記第１受光信号に基づいて位置データを生成する位置データ生成部と、
    前記偏心量測定部により測定した前記偏心量に基づいて、前記ディスクの偏心による前記位置データの誤差を補正するための補正パラメータを生成するパラメータ生成部と、
    前記補正パラメータに基づいて前記位置データを補正する位置データ補正部と、を有する、
    請求項１６又は１７に記載のエンコーダ。
19. 前記信号処理部は、
    前記パラメータ生成部により生成した前記補正パラメータを記録する第２記録部と、
    所定のタイミングで前記第２記録部に記録された前記補正パラメータを更新するパラメータ更新部と、を有する、
    請求項１８に記載のエンコーダ。
20. 前記センサ部は、
    前記第２受光部が有する複数の受光素子の並び方向と、前記エンコーダの測定対象であるモータのシャフトの回転軸心と前記モータにより回転駆動される駆動対象の回転軸心とを結ぶ方向と、が略一致するように配置されている、
    請求項１〜１９のいずれか１項に記載のエンコーダ。
21. 回転子が固定子に対して回転するモータと、
    前記回転子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のエンコーダと、
    を有する、サーボモータ。
22. 回転子が固定子に対して回転するモータと、
    前記回転子の位置、速度、加速度の少なくとも１つを検出する、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のエンコーダと、
    前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータを制御する制御装置と、
    を有する、サーボシステム。

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