JP3423211B2 - エンコーダの位置ずれ量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変位体の直線変位
若しくは回転変位に伴って、互いに９０度位相の異なる
パルス信号をＡ相信号及びＢ相信号として出力すると共
に、変位体の変位位置が基準点に達するとＣ相信号を出
力するエンコーダの位置ずれ量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば光学式のロータリエンコーダ（以
下、エンコーダと称す）は、変位体たる例えば電動機の
回転軸に、外周部に複数のスリットを有する円盤状のス
ケールを設け、そのスケールを挟んでＡ，Ｂ及びＣ相に
対応する発光素子と受光素子とを配置してなるものであ
る。

【０００３】そして、電動機の回転に伴ってスケールが
回転すると、発光素子による投光を受光素子がスリット
を介して受光することにより、互いに位相が９０度異な
るＡ相及びＢ相信号、並びに電動機が一回転する毎に一
回だけ出力されるＣ相信号（原点信号）が出力される。

【０００４】電動機の駆動制御を行う制御装置は、エン
コーダからこれらのＡ，Ｂ及びＣ相信号を得ると、Ｃ相
信号の出力時を原点として、例えばＡ相及びＢ相信号の
エッジ出力をカウントすることにより回転子の回転位置
を検出すると共に、Ａ相及びＢ相信号の位相関係より回
転子の回転方向を検出して、電動機に関する各種の制御
を行うようになっている。

【０００５】この様なエンコーダに対しては、Ｃ相信号
が出力される毎に、前記カウント動作によるカウント値
の差分を求めて、その差分値とエンコーダの分解能から
決定される正常値とを比較することによる異常検出処理
を行うようにしている。

【０００６】そして、エンコーダは、一般にノイズが発
生しやすい環境で使用されることが多くＡ，Ｂ及びＣ相
信号に外来ノイズがのったり、或いはスリットにゴミな
どが付着することによるパルス抜け等による誤検出（誤
カウント）が比較的高い頻度で発生する。

【０００７】従って、実用上問題ない程度の検出誤差は
許容することとして、前記異常検出処理においても、カ
ウント値と正常値との差分が許容範囲を超えた場合に異
常判定を行うようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、Ａ相またはＢ相信号にノイズがのることによって許
容範囲内の誤カウントが連続して発生した場合を想定す
ると、従来は、今回と前回とのカウント値の差分でしか
判断しないため、異常判定がなされないまま誤カウント
による回転位置ずれが大きくなってしまうという問題が
ある。

【０００９】また、Ｃ相信号にノイズがのった場合は、
本来のタイミングとは全く異なるタイミングで原点検出
が行われて許容範囲を超えることにより異常と判定され
るので、ノイズレベルが高い環境下では、異常判定が頻
発して使用不能な状態になってしまう。加えて、エンコ
ーダ自身の異常によるものか、ノイズの影響によるもの
かを判別することができない。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、エンコーダの位置ずれをより確実に
検出することができるエンコーダの位置ずれ量検出装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のエンコーダの位置ずれ量検出装置
は、変位体の直線変位若しくは回転変位に伴って、互い
に９０度位相の異なるパルス信号をＡ相信号及びＢ相信
号として出力すると共に、前記変位体の変位位置が基準
点に達するとＣ相信号を出力するエンコーダと、このエ
ンコーダが出力する前記Ａ相及びＢ相信号をカウントす
ることにより前記変位体の変位位置データを出力する位
置データ出力手段と、少なくとも前記Ｃ相信号の出力タ
イミングに基づいて前記変位体の原点を検出し、原点検
出信号を出力する原点検出手段と、この原点検出手段に
より前記原点検出信号が出力されたタイミングにおい
て、前記位置データ出力手段により出力される前記変位
位置データを前記変位体の原点位置として検出する位置
検出手段と、この位置検出手段により前記変位体の原点
位置が検出される毎に、前回に検出された原点位置デー
タとの差分値に基づいて前記位置データ出力手段がカウ
ントする変位位置データのずれ量を検出する位置ずれ量
検出手段と、この位置ずれ量検出手段により検出される
前記ずれ量を累積する位置ずれ量累積手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１２】斯様に構成すれば、例えば、エンコーダの
スリットにゴミなどが付着することによって、Ａ相信号
若しくはＢ相信号の１パルス抜けが変位体の変位周期毎
に生じる場合でも、その１パルス抜けによるずれ量は、
位置ずれ量累積手段によって累積されることで確実に検
出される。

【００１３】この場合、請求項２に記載したように、前
記位置ずれ量累積手段により累積されたずれ量が、予め
設定された累積ずれ量許容値を超えた場合に異常と判定
する異常判定手段を備えるのが好ましく、斯様に構成す
れば、僅かなずれ量が毎回確実に生じるような状態で
も、異常判定手段によって確実に異常判定を行うことが
できる。

【００１４】また、請求項３に記載したように、前記位
置ずれ量累積手段により累積されたずれ量を表示する表
示手段を備えても良く、斯様に構成すれば、累積された
ずれ量の表示を参照することによって、変位体が動作し
ている環境のノイズ発生頻度を、視覚的に把握すること
ができる。

【００１５】請求項４に記載したように、前記位置ずれ
量検出手段により検出された前記ずれ量が予め設定され
た原点検出許容値を超えた場合は原点検出異常が発生し
たと判断して、前記位置ずれ量累積手段による前記ずれ
量の累積を禁止する累積禁止手段を備えるのが好まし
い。

【００１６】斯様に構成すれば、原点検出許容値を比較
的大なる値に設定することにより、位置ずれ量検出手段
により検出された単独のずれ量が明らかな異常を示す値
である場合は、そのずれ量を位置ずれ量累積手段に累積
させることなく、その明らかな異常の発生に応じた適切
な処理を行うことができる。

【００１７】この場合、請求項５に記載したように、前
記累積禁止手段により検出される原点検出異常の連続発
生回数をカウントして、前記カウント値が所定値を超え
た場合に異常と判定する原点検出異常判定手段を備える
のが好適である。斯様に構成すれば、例えばノイズの影
響によりＣ相信号が本来とは全く異なるタイミングで出
力された場合のように、原点検出が不能となる異常が連
続して発生した時にも、異常判定を行うことができる。

【００１８】また、請求項６に記載したように、前記原
点検出異常の発生回数を表示する原点検出異常表示手段
を備えても良く、斯様に構成すれば、請求項３と同様
に、変位体が動作している環境のノイズ発生頻度を視覚
的に把握することができる。

【００１９】請求項７に記載したように、前記位置ずれ
量検出手段により検出された前記ずれ量が予め設定され
た補正許容値以下である場合は、前記ずれ量に基づいて
所定の補正動作を行う位置補正手段を備えるのが好まし
い。斯様に構成すれば、補正許容値以下のずれ量に基づ
いて例えば変位体の位置データを補正することによっ
て、変位体の正確な変位位置を得ることができる。

【００２０】この場合、請求項８に記載したように、前
記位置ずれ量検出手段により検出された前記ずれ量が、
連続して前記補正許容値以下となった回数をカウントし
て、前記カウント値が所定値を超えた場合に異常と判定
する連続補正異常判定手段を備えても良い。斯様に構成
すれば、補正許容値以下のずれ量が連続して発生する場
合は異常が発生している確率が高いので、そのような場
合を異常として判定することができる。

【００２１】この場合、請求項９に記載したように、前
記位置補正手段によって補正が行われた回数を表示する
補正回数表示手段を備えても良く、斯様に構成すれば、
請求項３または６と同様に、変位体が動作している環境
の比較的低レベルのノイズ発生頻度を視覚的に把握する
ことができる。

【００２２】以上の場合において、請求項１０に記載し
たように、前記原点検出手段を、前記Ｃ相信号が出力さ
れた期間における前記Ａ相またはＢ相の一方の信号レベ
ルと、他方の信号エッジの出力タイミングとに基づい
て、前記変位体の原点を検出する構成とするのが好まし
く、斯様に構成すれば、Ｃ相信号は、原点とすべき変位
体の変位位置において、その変位位置に対応するＡ相ま
たはＢ相の信号エッジが出力される時に有意であれば良
く、エンコーダにおけるＣ相信号の出力条件をより緩和
することができ、エンコーダの作り込みが容易となる。
そして、経時変化によるＡ，Ｂ相及びＣ相信号の出力特
性の変化や、変位体が変位することによる機械的な振動
による信号出力の変動についても、より大きな許容範囲
を持たせることが可能となる。

【００２３】また、請求項１１に記載したように、前記
原点検出手段を、前記位置データ出力手段がアップカウ
ントを行っている期間の前記Ｃ相信号の一方のエッジ及
び前記位置データ出力手段がダウンカウントを行ってい
る期間の前記Ｃ相信号の他方のエッジに基づいて、前記
変位体の原点を検出する構成としても良い。斯様に構成
すれば、変位体の原点検出は、変位体の変位方向にかか
わらず、常にＣ相信号の同一エッジの出力タイミングに
基づいて決定されるので、より簡単な構成で原点位置デ
ータを得ることができる。

【００２４】更に、請求項１２に記載したように、前記
Ｃ相信号を、その出力期間が前記Ａ相信号及びＢ相信号
間の最短エッジ出力間隔よりも短く設定すると共に、前
記最短エッジ出力間隔内に位置するように設定し、前記
原点検出手段を、前記Ｃ相信号の出力タイミングのみに
基づいて、前記変位体の原点を検出する構成としても良
い。斯様に構成すれば、変位体の原点検出を、変位体の
変位方向を示す信号などを参照することなく、Ｃ相信号
の出力タイミングのみに基づいて行うことができるの
で、構成を極めて簡単にすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１乃至図７を参照して説明する。図３は、全体構成
を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ（位置ずれ量検出
手段，位置ずれ量累積手段，異常判定手段，累積禁止手
段，原点検出異常判定手段，位置補正手段，連続補正異
常判定手段）１には、ＲＯＭ２，ＲＡＭ３，通信ポート
４，Ｉ／Ｏポート５，表示装置（表示手段，原点検出異
常表示手段，補正回数表示手段）６，操作装置７及びカ
ウンタ回路８の各デバイスが、アドレスバス９及びデー
タバス１０などによって接続されている。

【００２６】そして、ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に記憶され
ている制御プログラムを読み出すと、その制御プログラ
ムに従って処理を行うようになっている。ＲＡＭ３は、
制御プログラムのダウンロードやＣＰＵ１の作業領域な
どとして使用される。

【００２７】カウンタ回路８には、変位体たるサーボモ
ータ１１に取り付けられているエンコーダ１２（図４参
照）よりエンコーダ信号（Ａ，Ｂ及びＣ相信号）が与え
られるており、カウンタ回路８は、そのエンコーダ信号
に基づくカウント動作を行うようになっている。

【００２８】ＣＰＵ１は、カウンタ回路８からサーボモ
ータ１１の回転位置情報を得ると、制御プログラムに基
づいて、通信ポート４を介してサーボモータ１１を駆動
するサーボドライバ（図示せず）に指令を与えるように
なっている。また、ＣＰＵ１とカウンタ回路８とは、Ｉ
／Ｏポート５を介して後述する各種コントロール信号の
伝送を行うようになっている。

【００２９】ユーザは、例えばキーボードなどで構成さ
れる操作装置７を操作することによって、後述する各種
の許容値などの設定を行うことができる。また、例えば
ＣＲＴディスプレイなどからなる表示装置６には、ＣＰ
Ｕ１から与えられる指令に基づいて、後述する各種の情
報が表示されるようになっている。

【００３０】図４は、カウンタ回路８の詳細な構成を示
す機能ブロック図である。サーボモータ１１の回転子に
は、光学式のエンコーダ１２が取付けられている。具体
的には図示しないが、サーボモータ１１の回転軸には、
エンコーダ１２のＡ相，Ｂ相及びＣ相信号に夫々対応す
るスリットを同心配置状に有する円盤状のスケールが取
付け固定されている。

【００３１】各相信号に対応する例えばＬＥＤからなる
発光素子（図示せず）、及び例えばフォトダイオードか
らなる受光素子１２Ａ，１２Ｂ及び１２Ｃ（Ａ相，Ｂ相
及びＣ相信号出力手段）は、前記スケールのスリットを
挟んで対向するように配設されている。尚、一般的なエ
ンコーダと同様に、Ａ相及びＢ相信号はデューティ比５
０％で互いに９０度の位相差をもって出力されるパルス
信号であり、Ｃ相信号はサーボモータ１１の回転軸が一
回転する毎に、回転変位の基準点に達する時点で一回だ
け出力されるパルス信号である。

【００３２】ここで、Ｃ相信号として出力されるパルス
信号のパルス幅は、Ａ相及びＢ相信号の周期Ｔと略等し
くなるように、スケールに設けられているスリットの形
状及び配置が調整されている（図７参照）。加えて、Ｃ
相信号のパルスは、そのパルス幅の略中心位相にＡ相信
号パルスの立下がりエッジが位置するように調整されて
いる。

【００３３】受光素子１２Ａ及び１２Ｂの出力端子は、
４逓倍回路１３の入力端子に接続されており、４逓倍回
路１３は、Ａ相及びＢ相信号の立上がり，立下がりエッ
ジが入力される毎にＵＰ／ＤＯＷＮパルスをアップダウ
ンカウンタ（位置データ出力手段，以下、カウンタと称
す）１４に出力するようになっている。即ち、ＵＰ／Ｄ
ＯＷＮパルスは、Ａ相及びＢ相信号の周波数を４逓倍し
た信号である。

【００３４】また、４逓倍回路１３は、ＵＰ／ＤＯＷＮ
信号をもカウンタ１４に出力するようになっており、Ａ
相及びＢ相信号の立上がりエッジ（↑），立下がりエッ
ジ（↓）の入力順がＡ（↑），Ｂ（↓），Ａ（↓），Ｂ
（↑），…である場合（即ち、Ｂ相進みの場合）は、サ
ーボモータ１１の回転が正転であると判別してＵＰ／Ｄ
ＯＷＮ信号をハイレベルにし、また、入力順がＡ
（↑），Ｂ（↑），Ａ（↓），Ｂ（↓），…である場合
（即ち、Ａ相進みの場合）は、サーボモータ１１の回転
が逆転であると判別してＵＰ／ＤＯＷＮ信号をロウレベ
ルにするようになっている。

【００３５】そして、カウンタ１４は、ＵＰ／ＤＯＷＮ
パルスの入力に応じて、ＵＰ／ＤＯＷＮ信号がハイレベ
ルである間はアップカウント動作を行い、ロウレベルで
ある間はダウンカウント動作を行うようになっている。
そして、カウンタ１４のカウント値が出力されるデータ
バス１５は、２つのカウンタデータラッチ回路（以下、
ラッチ回路と称す）１６及び１７に接続されている。

【００３６】ＣＰＵ１は、ラッチ回路１６に対してラッ
チ信号（１）を定期的に出力することでカウントデータ
のラッチを行うようになっている。そして、ＣＰＵ１
が、ラッチ回路１６に割り当てられているアドレスをア
ドレスバス９に出力すると、そのアドレスがアドレスデ
コーダ１８によりデコードされてラッチ回路１６にチッ
プセレクト信号が出力される。すると、ラッチ回路１６
がイネーブルとなって、ラッチされているデータがデー
タバス１０上に出力される。

【００３７】原点検出回路（原点検出手段）１９には、
エンコーダ１２のＡ，Ｂ及びＣ相信号並びに４逓倍回路
１３が出力するＵＰ／ＤＯＷＮパルス及びＵＰ／ＤＯＷ
Ｎ信号が与えられていると共に、ＣＰＵ１が出力するラ
ッチ２クリア信号が与えられている。そして、原点検出
回路１９は、これらの信号に基づいてサーボモータ１１
の原点を検出し、原点検出信号をラッチ回路（位置検出
手段）１７及びＣＰＵ１に出力するようになっている。

【００３８】ラッチ回路１７は、原点検出信号をラッチ
信号としてカウンタ１４のカウントデータをラッチする
ようになっている。そして、ラッチ回路１６と同様に、
ＣＰＵ１によりラッチ回路１７に割り当てられているア
ドレスがアドレスバス９に出力され、アドレスデコーダ
１８によりチップセレクト信号が出力されるとイネーブ
ルとなって、ラッチされているデータをデータバス１０
上に出力する。

【００３９】図５は、原点検出回路１９の詳細な電気的
構成を示すものであり、図６は、原点検出回路１９各部
における信号波形を示すものである。シリアルに接続さ
れている３つのＤフリップフロップ２０，２１及び２２
のクロック入力端子ＣＫには、クロック回路２３のクロ
ック信号ＣＬＫが与えられるようになっている。そし
て、初段のＤフリップフロップ２０のＤ入力端子に与え
られるＡ相信号は、Ｄフリップフロップ２０，２１，２
２のＱ出力端子において、夫々クロック信号ＣＬＫ１個
分ずつシフトされた信号，，として出力される
（図６（ｃ）〜（ｅ）参照）。

【００４０】ＥＸＯＲゲート２４は、信号及びの排
他的論理和をとって信号を出力する（図６（ｇ）参
照）。即ち、信号は、図６（ａ）に示すＡ相信号の立
上がり及び立下がりエッジの出力に応じて出力される、
クロック信号ＣＬＫの１パルス分のパルス幅を有する信
号である。また、ＥＸＯＲゲート２５は、信号及び
の排他的論理和をとって信号を出力する（図６（ｆ）
参照）ので、信号は、信号に対してクロック信号Ｃ
ＬＫの１パルス分だけ遅延された信号となっている。

【００４１】これらのＥＸＯＲゲート２４及び２５が出
力する信号及びは、ＡＮＤゲート２６及び２７の一
方の入力端子に与えられており、そのＡＮＤゲート２６
及び２７の他方の入力端子（ＡＮＤゲート２６側は負論
理）には、ＵＰ／ＤＯＷＮ信号（Ｕ／Ｄ信号）が与えら
れている。そして、ＡＮＤゲート２６及び２７の出力端
子は、ＯＲゲート２８の入力端子に夫々接続されてお
り、ＯＲゲート２８の出力信号は、３入力のＡＮＤゲ
ート２９の１つの入力端子に与えられている。

【００４２】即ち、図６（ｈ）及び（ｉ）に示すよう
に、Ｕ／Ｄ信号がロウレベル（ダウン）の時には、ＡＮ
Ｄゲート２６及びＯＲゲート２８を介して信号が信号
として出力され、Ｕ／Ｄ信号がハイレベル（アップ）
の時には、ＡＮＤゲート２７及びＯＲゲート２８を介し
て信号が信号として選択的に出力されるようになっ
ている。

【００４３】そして、３入力ＡＮＤゲート２９の残り２
つの入力端子には、エンコーダ１２のＢ相及びＣ相信号
が与えられており、ＡＮＤゲート２９の出力端子はＤフ
リップフロップ３０のクロック入力端子に接続されてい
る。Ｄフリップフロップ３０のＤ入力端子はハイレベル
にプルアップされており、Ｑ出力端子には、原点検出信
号が出力されるようになっている。

【００４４】次に、本実施例の作用について図７をも参
照して説明する。例えば、サーボモータ１１が逆転して
いる場合は、Ａ相及びＢ相信号の立上がり，立下がりエ
ッジの出力に応じて、カウンタ１４はダウンカウント動
作を行う（図７（ａ），（ｂ），（ｅ）参照）。尚、カ
ウンタ１４はＡ相及びＢ相信号の入力状態が変化してか
らクロック信号ＣＬＫ（図７（ｄ）参照）の２クロック
後にカウントアップ（ダウン）を行うようになってい
る。この時、図７（ｈ）に示すように、Ｕ／Ｄ信号はロ
ウレベルであり、図７（ｆ）に示す信号としては、図
６（ｇ）の信号が出力されている。

【００４５】そして、回転子の回転位置が基準点にさし
かかると、Ｃ相信号が出力される（図７（ｃ）参照）。
逆転の場合は、Ｂ相及びＣ相の信号レベルが共にハイで
ある期間で、且つ、Ａ相信号の立下がりエッジが出力さ
れると、ＡＮＤゲート２９の入力が全てハイレベルとな
って原点検出信号が出力される（図７（ｇ）参照）。す
ると、ラッチ回路１７は、その原点検出信号の立上がり
エッジにおいて、カウンタ１４がデータバスに出力して
いるカウント値“３”をラッチする。同時に、ＣＰＵ１
にも原点検出信号が与えられるので、ＣＰＵ１は、サー
ボモータ１１の回転位置が原点に達したタイミングを知
ることができる。

【００４６】また、サーボモータ１１が逆転している場
合は、カウンタ１４はアップカウント動作を行う（図７
（ａ），（ｂ），（ｅ）参照）。そして、回転子の回転
位置が基準点にさしかかるとＣ相信号が出力されるが
（図７（ｃ）参照）、逆転の場合は、Ｂ相及びＣ相の信
号レベルが共にハイである期間で、且つ、Ａ相信号の立
上がりエッジの出力に基づいて原点検出信号が出力され
る（図７（ｇ）参照）。

【００４７】この時、図７（ｈ）に示すように、Ｕ／Ｄ
信号はハイレベルであり、図７（ｆ）に示す信号とし
ては、図６（ｆ）の信号が出力されている。すると、
ラッチ回路１７は、その原点検出信号の立上がりエッジ
において、カウンタ１４がデータバスに出力しているカ
ウント値“３”をラッチする。

【００４８】この場合、図７では、カウンタ１４のカウ
ント値が変化するタイミングと信号及び原点検出信号
が出力されるタイミングとは等しいように図示されてい
るが、信号は、ＡＮＤゲート２９及びＤフリップフロ
ップ３０を経た後出力される信号であるため、実際の原
点検出信号の出力タイミングにはゲート遅延が生じてい
る。従って、カウンタ１４のカウント値が変化してラッ
チ回路１７に出力された後に原点検出信号が立上がるの
で、その時出力されているカウンタ１４のカウント値
“３”がラッチされるようになっている。

【００４９】以上のように、Ｕ／Ｄ信号のレベルに応じ
て原点検出信号の出力タイミングを変化させるのは、正
転の場合と逆転の場合とで原点位置として検出されるカ
ウンタ１４のカウント値が等しくなるようにするためで
ある。

【００５０】また、Ｃ相信号は、前述のように、そのパ
ルス幅の略中心位相がＡ相信号の立下がりエッジに位置
するように調整されている。そこから、Ｃ相信号の出力
タイミングが変化した場合でも、図７と同様に、カウン
ト値“３”を原点位置として検出するためには、少なく
ともＡ相信号の立下がりエッジに基づく原点検出信号が
出力されている間にＣ相信号が有意（ハイレベル）とな
れば良い。従って、中心位相のずれの許容範囲は、略±
Ｔ／２となる。

【００５１】図１及び図２は、ＣＰＵ１の制御内容を示
すフローチャートである。図１において、ＣＰＵ１は、
内部に組み込まれている図示しないシステムタイマが既
定値に達してタイマ割込み信号を出力するのを待つ（ス
テップＡ１）。このタイマ割込み信号は、ラッチ信号
（１）としてラッチ回路１６に出力されるようになって
いる。

【００５２】そして、ＣＰＵ１は、タイマ割込み信号が
与えられると、ラッチ回路１６によりラッチされている
カウンタ１４のカウンタ値（ａ）を読み込んで、ＲＡＭ
３に書き込み記憶させる（ステップＡ２）。次に、ステ
ップＡ２で読み込んだ今回のカウンタ値と、ＲＡＭ３に
記憶されている前回のカウンタ値との差分をとり、その
差分を前回のカウント値に加算して現在の回転位置を更
新する（ステップＡ３）。

【００５３】この様にカウンタ値の差分を累積して回転
位置を求めるのは、カウンタ１４の最大カウント値は、
サーボモータ１１などの変位体のフルストローク（最大
変位量）間で出力されるエンコーダ１２のＵＰ／ＤＯＷ
Ｎパルス数よりも小さいため、カウンタ値を直接読み込
んでもサーボモータ１１の回転位置を判別することがで
きないからである。また、システムタイマの周期は、サ
ーボモータ１１が最高速度で回転した場合のカウンタ１
４のオーバーフロー周期よりも十分短くなるように設定
してある。

【００５４】次に、ＣＰＵ１は、ステップＡ３で更新し
た回転位置及びタイマ割り込み周期に基づき計算したサ
ーボモータ１１の速度に応じてサーボモータ１１の制御
を行うと（ステップＡ４）、入力ポートを参照し、原点
検出回路１９より原点検出信号が出力されているか否か
を判断する（ステップＡ５）。原点検出信号が出力され
ていない場合はステップＡ１に移行して、次のタイマ割
り込みが発生するのを待つ。

【００５５】判断ステップＡ５において原点検出信号が
出力されている場合、ＣＰＵ１は、ラッチ回路１７にラ
ッチされているカウンタ値（ｂ）を読込んで、その後
に、ラッチ２クリア信号を出力することによりＤフリッ
プフロップ３０をクリアして原点検出信号をインアクテ
ィブにする（ステップＡ６，図７（ｉ）参照）。

【００５６】次に、ＣＰＵ１は、カウンタ値（ｂ）と
（ａ）との差分を求めて原点検出信号が出力された時点
の回転位置（Ｂ）、即ち原点位置を得ると（ステップＡ
７）、ＲＡＭ３に記憶されている前回の原点位置（Ａ）
と比較する（ステップＡ８）。判断ステップＡ９におい
て、両原点位置の差分値｛（Ｂ）−（Ａ）｝がサーボモ
ータ１１の半回転分に相当するカウンタ値（パルス数）
よりも大であれば、サーボモータ１１は正転しており、
単発ずれ量（Ｃ）を、｛（Ｂ）−（１回転のパルス数）
−（Ａ）｝として求め（ステップＡ１３）、ステップＡ
１２の「ずれ判定処理」に移行する。

【００５７】また、判断ステップＡ９において、両原点
位置の差分値｛（Ｂ）−（Ａ）｝がサーボモータ１１の
半回転分に相当するカウンタ値（パルス数）以下である
場合は、判断ステップＡ１０に移行する。そして、両原
点位置の差分値｛（Ａ）−（Ｂ）｝が半回転相当のパル
ス数よりも大である場合は、サーボモータ１１は逆転し
ており、単発ずれ量（Ｃ）を、｛（Ｂ）＋（１回転のパ
ルス数）−（Ａ）｝として求め（ステップＡ１４）た後
「ずれ判定処理」に移行する。

【００５８】更に、判断ステップＡ１０において、両原
点位置の差分値｛（Ａ）−（Ｂ）｝が半回転相当のパル
ス数以下である場合は、前回と同じ回転位置に応じたＣ
相信号を検出していると判断されるので、単発ずれ量
（Ｃ）を、｛（Ｂ）−（Ａ）｝として求め（ステップＡ
１１）た後「ずれ判定処理」に移行する。尚、ステップ
Ａ９〜Ａ１１，Ａ１３，Ａ１４は、位置ずれ量検出手段
に対応する。

【００５９】図２は、「ずれ判定処理」のフローチャー
トである。尚、以下のカウンタ（Ｅ）〜（Ｈ）は、電源
投入後の初期処理においてゼロクリアされた状態から以
下の処理が開始されるようになっている。最初の判断ス
テップＢ１において、ＣＰＵ１は、単発ずれ量（Ｃ）が
“０”であるか否かを判断する。単発ずれ量（Ｃ）が
“０”の場合はずれは発生していないので、後述するよ
うに、連続原点検出無効回数及び連続補正回数をカウン
トするためのカウンタ（Ｅ）及び（Ｇ）をゼロクリアし
て（ステップＢ２）処理を終了する。

【００６０】単発ずれ量（Ｃ）が“０”でない場合は、
ＣＰＵ１は、その単発ずれ量（Ｃ）が原点検出許容値を
超えているか否かを判断する（ステップＢ３，累積禁止
手段）。ここでの判断は、例えば、ノイズなどの影響に
より、エンコーダ１２のＣ相信号が本来とは全く異なる
タイミングで出力されることにより、単発ずれ量（Ｃ）
が非常に大きな値となった場合を判定するものである。

【００６１】判断ステップＢ３において、単発ずれ量
（Ｃ）が原点検出許容値以下である場合、ＣＰＵ１は、
連続原点検出無効回数のカウンタ（Ｅ）をゼロクリアし
て（ステップＢ４）、位置補正モードであるか否かを判
断する（ステップＢ５）。位置補正モードは、例えばユ
ーザが、操作装置７によって予め設定するものである。

【００６２】位置補正モードが設定されていない場合、
ＣＰＵ１は、ＲＡＭ３に記憶されている前回までの累積
ずれ量に単発ずれ量（Ｃ）を足し込んで累積ずれ量を更
新する（ステップＢ６，位置ずれ量累積手段）。そし
て、その更新した累積ずれ量が、累積ずれ許容値を超え
ているか否かを判断する（ステップＢ７，異常判定手
段）。累積ずれ量が、累積ずれ許容値以下である場合
は、図１のステップＡ７で求めた原点位置（Ｂ）により
原点位置（Ａ）を更新してＲＡＭ３に記憶させてから
（ステップＢ１２）、処理を終了する。

【００６３】判断ステップＢ５において、位置補正モー
ドが設定されている場合、ＣＰＵ１は、単発ずれ量
（Ｃ）が位置補正許容値を超えているか否かを判断し
（ステップＢ８）、位置補正許容値以下である場合は、
連続補正回数のカウンタ（Ｇ）及び電源投入時からの補
正回数表示用のカウンタ（Ｈ）を共にインクリメントす
る（ステップＢ９）。尚、カウンタ（Ｈ）の値は、表示
装置６に表示される。

【００６４】そして、カウンタ（Ｇ）の値が、所定の連
続補正回数を超えているか否かを判断し（ステップＢ１
０，連続補正異常判定手段）、所定の連続補正回数以下
である場合は、ステップＡ７で求めた原点位置（Ｂ）を
単発ずれ量（Ｃ）分だけ補正して（ステップＢ１１，位
置補正手段）、補正した原点位置（Ｂ）′を原点位置
（Ａ）として更新すると（ステップＢ１２）処理を終了
する。

【００６５】また、判断ステップＢ８において、単発ず
れ量（Ｃ）が位置補正許容値を超えている場合、及び判
断ステップＢ１０において、カウンタ（Ｇ）の値が所定
の連続補正回数を超えている場合は、何れもエンコーダ
１２に異常があると判断し、表示装置６に表示を行うな
どの異常処理を行った後（ステップＢ１５）、処理を終
了する。

【００６６】一方、判断ステップＢ３において、単発ず
れ量（Ｃ）が原点検出許容値を超えている場合、ＣＰＵ
１は、連続原点検出無効回数のカウンタ（Ｅ）及び電源
投入時からの原点検出無効回数表示用のカウンタ（Ｆ）
を共にインクリメントして（ステップＢ１３）、カウン
タ（Ｅ）のカウンタ値が所定の連続原点検出無効回数を
超えているか否かを判断する（ステップＢ１４，原点検
出異常判定手段）。尚、カウンタ（Ｆ）の値は、カウン
タ（Ｈ）と同様にして表示装置６に表示される。

【００６７】カウンタ（Ｅ）の値が所定の連続原点検出
無効回数を以下である場合は、ステップＢ１２における
原点位置（Ａ）の更新を行うことなく処理を終了する。
即ち、今回の原点位置検出は無効とする。また、所定の
連続原点検出無効回数を超えている場合は、ステップＢ
１５に移行して異常処理を行う。

【００６８】以上の処理は、電源投入後において最初に
ラッチされた原点位置データを初期値として、その次の
原点位置データのラッチ時点から開始される。また、機
械原点復帰処理が必要である場合は、電源投入後に原点
復帰処理を行った後に、処理が開始される。

【００６９】以上のように本実施例によれば、ＣＰＵ１
は、ラッチ回路１７によりサーボモータ１１の原点位置
が検出される毎に、前回に検出された原点位置データと
の差分値に基づいてカウンタ１４の単発ずれ量（Ｃ）を
検出するとその単発ずれ量（Ｃ）を累積して、累積され
た位置ずれ量が、予め設定された累積ずれ量許容値を超
えた場合に異常と判定するようにした。

【００７０】従って、例えば、エンコーダ１２のスリッ
トにゴミなどが付着することによって、Ａ相信号若しく
はＢ相信号の１パルス抜けが原点位置の検出毎に生じる
場合でも、その１パルス抜けによるずれ量は累積される
ことで確実に検出されるので、確実に異常判定を行うこ
とができる。

【００７１】また、本実施例によれば、ＣＰＵ１は、カ
ウンタ１４のずれ量が予め設定された原点検出許容値を
超えた場合は原点検出異常が発生したと判断して、ステ
ップＢ６における単発ずれ量（Ｃ）の累積を禁止すると
共に、原点検出異常の連続発生回数をカウントして、カ
ウント値が所定値を超えた場合に異常と判定するように
した。

【００７２】従って、原点検出許容値を比較的大なる値
に設定することにより、例えばノイズの影響によりＣ相
信号が本来とは全く異なるタイミングで出力された場合
のように、単発ずれ量（Ｃ）が明らかな異常を示す値で
ある場合は、その単発ずれ量（Ｃ）を累積させる冗長な
処理を行うことなく、その明らかな異常の発生に応じた
適切な処理を行うことができると共に、そのような原点
検出が不能となる異常が連続して発生した時にも、異常
判定を行うことができる。

【００７３】更に、本実施例によれば、エンコーダ１２
の単発ずれ量（Ｃ）が予め設定された補正許容値以下で
ある場合は、検出された原点位置データを単発ずれ量
（Ｃ）に基づいて補正するので、補正許容値以下のずれ
量で原点位置データを補正することで、正確な原点位置
を得ることができる。

【００７４】そして、エンコーダ１２の単発ずれ量
（Ｃ）が連続して前記補正許容値以下となった回数をカ
ウントして、そのカウント値が所定値を超えた場合に異
常と判定するので、補正許容値以下であっても、ずれ量
が連続して発生するという異常が発生している確率が高
い場合についても異常として判定することができる。

【００７５】また、電源投入時から原点位置データの補
正が行われた回数及び電源投入時から原点検出が無効と
なった回数をカウンタ（Ｈ）及び（Ｆ）によりカウント
して、表示装置６に表示させるようにしたので、ユーザ
は、サーボモータ１１が動作している環境のノイズ発生
頻度を視覚的に把握することができる。

【００７６】加えて、本実施例によれば、原点検出回路
１９を、Ｃ相信号が出力された期間におけるＢ相の信号
レベルと、Ａ相の信号エッジの出力タイミングとに基づ
いて、サーボモータ１１の原点を検出するようにした。

【００７７】従って、Ｃ相信号は、原点とすべきサーボ
モータ１１の変位位置において、その変位位置に対応す
るＡ相またはＢ相の信号エッジが出力される時に有意で
あれば良く、エンコーダ１２におけるＣ相信号の出力条
件をより緩和することができ、エンコーダ１２の作り込
みが容易となる。そして、経時変化によるＡ，Ｂ相及び
Ｃ相信号の出力特性の変化や変位体が変位することによ
る機械的な振動による信号出力の変動についても、より
大きな許容範囲を持たせることが可能となる。

【００７８】図８乃至図１１は本発明の第２実施例を示
すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。図８は、第１実施例のカウンタ回路８に代わるカウ
ンタ回路８ａの構成を示す機能ブロック図である。カウ
ンタ回路８ａの構成は、第１実施例における原点検出回
路１９が、原点検出回路（原点検出手段）３１に置き換
わったものである。

【００７９】また、エンコーダ１２に代わるエンコーダ
１２ａからは、原点検出回路３１に対してＣ相信号のみ
が与えられている。エンコーダ１２ａが出力するＣ相信
号は、少なくともその一方のエッジが、Ａ相信号とＢ相
信号との最も近いエッジの間に位置するようになってい
る（図１０（ａ）〜（ｃ）参照）。

【００８０】図９は、原点検出回路３１の詳細な電気的
構成を示すものである。ＵＰ／ＤＯＷＮ信号は、Ｄフリ
ップフロップ３２及び３３のＤ入力端子（３３側は負論
理）に与えられていると共に、ＡＮＤゲート３４及び３
５の一方の入力端子（３５側は負論理）に与えられてい
る。Ｃ相信号は、Ｄフリップフロップ３２及び３３のク
ロック入力端子（３３側は負論理）に与えられている。

【００８１】ＵＰ／ＤＯＷＮパルスは、ＡＮＤゲート３
４及び３５の他方の入力端子に与えられており、ＡＮＤ
ゲート３４及び３５の出力端子は、Ｄフリップフロップ
３６及び３７のクロック入力端子並びにＮＯＲゲート３
８及び３９の一方の入力端子に夫々接続されている。

【００８２】ラッチ２クリア信号は、ＮＯＲゲート３８
及び３９の他方の入力端子及びＮＯＴゲート４０の入力
端子に与えられており、ＮＯＲゲート３８及び３９の出
力端子は、Ｄフリップフロップ３３及び３２の負論理の
ＣＬＲ入力端子に夫々接続されている。また、ＮＯＴゲ
ート４０の出力端子は、Ｄフリップフロップ３６及び３
７の負論理のＣＬＲ入力端子に接続されている。

【００８３】Ｄフリップフロップ３２及び３３のＱ出力
端子は、Ｄフリップフロップ３６及び３７のＤ入力端子
に夫々接続されており、Ｄフリップフロップ３６及び３
７のＱ出力端子は、ＯＲゲート４１の入力端子に夫々接
続されている。そして、ＯＲゲート４１の出力端子か
ら、原点検出信号が出力されるようになっている。

【００８４】次に、第２実施例の作用について図１０及
び図１１をも参照して説明する。原点検出回路３１にお
いて、Ｄフリップフロップ３２は、カウンタ１４のアッ
プカウント動作時におけるＣ相信号の立上がりエッジを
検出するものであり、Ｄフリップフロップ３３は、カウ
ンタ１４のダウンカウント動作時におけるＣ相信号の立
下がりエッジを検出するものである。

【００８５】即ち、図１０において、サーボモータ１１
が正転しており、Ｂ相信号の進み位相でカウンタ１４が
アップカウント動作を行っている期間は、ＵＰ／ＤＯＷ
Ｎ信号はハイレベルであり（図１０（ｅ）参照）、その
状態でＣ相信号の立上がりエッジが入力されると、Ｄフ
リップフロップ３２がトリガされて信号がハイレベル
となる（図１０（ｈ）参照）。

【００８６】そして、Ｄフリップフロップ３６は、アッ
プカウント動作期間にＡＮＤゲート３４から出力される
アップパルスでトリガされるため、信号がハイレベ
ルとなった次のアップパルスの入力タイミングで信号
がハイレベルとなり（図１０（ｋ）参照）、ＯＲゲー
ト４１を介して原点検出信号が出力される（図１０
（ｐ）参照）。

【００８７】すると、原点検出信号をトリガとして、ラ
ッチ回路１７は、カウンタ１４のカウンタ値“３”を原
点位置データとしてラッチする。ＣＰＵ１は、第１実施
例と同様に、原点検出信号が出力されたことを認識する
と、ラッチ２クリア信号を出力して（図１０（ｇ）参
照）Ｄフリップフロップ３２及び３６をクリアする。

【００８８】尚、図１０（ｆ）に示すカウンタ１４のカ
ウンタ値は、図１０（ｆ）に示すＵＰ／ＤＯＷＮ信号が
出力されると同時に更新されるように図示されている
が、実際のカウンタ値は、ＵＰ／ＤＯＷＮ信号が出力さ
れた時点でトリガされ、その後多少の時間遅れがあった
後に更新されるようになっており、原点検出信号が出力
された時点でのカウンタ値は、更新される前の“３”を
示している。

【００８９】一方、サーボモータ１１が逆転しており、
Ａ相信号の進み位相でカウンタ１４がダウンカウント動
作を行っている期間は、ＵＰ／ＤＯＷＮ信号はロウレベ
ルであり、その状態でＣ相信号の立下がりエッジが入力
されると、ネガティブエッジトリガのＤフリップフロッ
プ３３がトリガされて信号がハイレベルとなる（図１
０（ｌ）参照）。

【００９０】そして、Ｄフリップフロップ３７は、ダウ
ンカウント動作期間にＡＮＤゲート３５から出力される
ダウンパルスでトリガされるため、信号がハイレベ
ルとなった次のダウンパルスの入力タイミングで信号
がハイレベルとなり（図１０（ｏ）参照）、ＯＲゲー
ト４１を介して原点検出信号が出力される（図１０
（ｐ）参照）。

【００９１】すると、ラッチ回路１７は、正転時と同様
にカウンタ１４のカウンタ値“３”を原点位置データと
してラッチし、ＣＰＵ１は、原点検出信号が出力された
ことを認識すると、ラッチ２クリア信号を出力して（図
１０（ｇ）参照）Ｄフリップフロップ３３及び３７をク
リアする。

【００９２】即ち、原点検出回路３１は、サーボモータ
１１の正転時にはＣ相信号の立上がりエッジに基づい
て、逆転時には立ち下がりエッジに基づいて原点検出信
号を出力するので、原点検出信号は、サーボモータ１１
の正逆転にかかわらず、Ｃ相信号の同一側エッジのタイ
ミングで出力されることになる。

【００９３】従って、第１実施例における原点検出回路
１９のように、正転時と逆転時とで原点検出信号の出力
タイミングを変化させる構成を要せずとも、サーボモー
タ１１の正転時と逆転時とでラッチ回路１７がラッチす
るカウンタ１４のカウンタ値は同じ値となる。

【００９４】また、例えば図１１に示すように、サーボ
モータ１１が逆転している状態（Ａ相進み）で、非検出
側（立上がり）のＣ相信号エッジが出力された直後に反
転し、ＵＰ／ＤＯＷＮ信号のレベルがロウからハイに切
り替わる前に逆転時検出側（立下がり）のＣ相信号エッ
ジが出力された場合を考える。

【００９５】原点検出回路３１は、上述のように、正転
時にはＣ相信号の立上がりエッジを検出した後アップパ
ルスに同期させて、逆転時には立ち下がりエッジを検
出した後ダウンパルスに同期させて原点検出信号を出
力するようにしている。

【００９６】従って、この場合でも、Ｄフリップフロッ
プ３３はその逆転時検出側の立下がりエッジを検出して
信号はハイレベルとなるが、その後に出力されるのは
アップパルスであり次段のＤフリップフロップ３７は
トリガされない。また、そのアップパルスは、ＮＯＲ
ゲート３８を介してＤフリップフロップ３３にＣＬＲ信
号として与えられるので、非検出側のエッジ出力に基づ
いて誤ったタイミングで原点検出信号を出力することが
ない。尚、原点検出回路３１によって原点検出を行う以
外の作用は第１実施例と同様であり、ＣＰＵ１は、図１
及び図２のフローチャートに従って処理を行う。

【００９７】以上のように第２実施例によれば、原点検
出回路３１は、サーボモータ１１の正転時にはＣ相信号
の立上がりエッジに基づいて、逆転時には立ち下がりエ
ッジに基づいて原点検出信号を出力するので、原点検出
信号は、サーボモータ１１の正逆転にかかわらず、Ｃ相
信号の同一側エッジのタイミングで出力されることにな
る。従って、第１実施例における原点検出回路１９のよ
うな複雑な構成を要せずとも、サーボモータ１１の正転
時と逆転時とでラッチ回路１７がラッチするカウンタ１
４のカウンタ値は同じ値となるので、構成を簡単にする
ことができる。

【００９８】図１２及び図１３は本発明の第３実施例を
示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を
付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明
する。図１２は、第１実施例のカウンタ回路８に代わる
カウンタ回路８ｂの構成を示す機能ブロック図である。
カウンタ回路８ｂの構成は、第１実施例における原点検
出回路１９が、Ｄフリップフロップからなる原点検出回
路４２に置き換わったものである。

【００９９】また、エンコーダ１２ａはエンコーダ１２
ｂに置き換わっている。そして、原点検出回路４２に外
部から与えられている信号は、エンコーダ１２ｂからの
Ｃ相信号のみである。エンコーダ１２ｂが出力するＣ相
信号は、そのパルス幅がＡ相信号及びＢ相信号の周期の
１／４未満となるように設定されており、Ａ相信号とＢ
相信号との最も近いエッジの間（最小エッジ間隔）に位
置するようになっている（図１３（ａ）〜（ｃ）参
照）。

【０１００】以上のように構成された第３実施例によれ
ば、図１３（ｅ）に示すように、原点検出回路４２は、
サーボモータ１１の正転時，逆転時の何れの場合もＣ相
信号の立上がりエッジでトリがされるが、エンコーダ１
２ｂのＣ相信号がＡ相信号とＢ相信号との最小エッジ間
隔内に位置することで、ラッチ回路１７が原点位置デー
タをラッチするタイミングとしては、何れの場合も
“３”となる。従って、構成を極めて簡単にすることが
できる。

【０１０１】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第１実施例において、Ｃ相信号のパ
ルス幅（ここで、Ｗとする）は、Ａ相及びＢ相信号の周
期Ｔに必ずしも等しくする必要はなく、Ｔ／８＜Ｗ≦Ｔ
の範囲で適宜変更して良い。また、Ｃ相信号の中心位相
とエッジ検出信号の出力タイミングとは必ずしも略一致
させる必要はなく、実際の各個別の原点検出装置におけ
るずれや変動の特性に応じて適宜変更すれば良い。基準
点の選択に応じて、Ｃ相信号が出力されている期間にお
いて、Ｂ相信号がロウレベルでありＡ相信号のエッジ
（正転の場合は立上がりエッジ）の入力タイミングに基
づいて原点検出信号が出力されるように構成しても良
い。また、Ａ相信号とＢ相信号とを入れ替えて、Ａ相信
号のレベルとＢ相信号のエッジとに基づいて原点検出信
号を出力するように構成しても良い。

【０１０２】サーボモータ１１の変位方向に応じてエッ
ジ検出信号の出力タイミングを遅延させるものに代え
て、以下のように構成することも可能である。カウンタ
１４が出力するＵ／Ｄ信号を原点検出回路１９に与える
代わりにラッチ回路１７に与えそのラッチ回路１７に
は、ラッチしたデータをデクリメントすることができる
減算器を備える。そして、Ｕ／Ｄ信号がロウレベル、即
ちサーボモータ１１が逆転している場合には、ラッチ回
路５は、ラッチしたデータをデクリメントしてＣＰＵ１
に出力するように構成する。斯様に構成した場合でも、
サーボモータ１１の回転方向が変化したことにより生じ
る原点位置のずれを補正することができる。

【０１０３】また、カウンタ１４を、アップカウント動
作時には、Ａ相及びＢ相信号の入力状態が変化してから
クロック信号ＣＬＫの１クロック後にカウントアップさ
せ、ダウンカウント動作時には、Ａ相及びＢ相信号の入
力状態が変化してから２クロック後にカウントダウンさ
せるように構成しても良い。即ち、アップカウント動作
時に対して、ダウンカウント動作時のカウントタイミン
グを１クロック分遅延させるようにする。原点検出手段
は、必ずしも変位方向信号に応じて原点検出信号の出力
タイミングを変化させる必要はない。出力タイミングを
変化させない場合は、例えば図７においてはサーボモー
タ１１が逆転した場合の原点位置は“２”となるが、例
えば、ＣＰＵ１は、電源投入後において、最初にサーボ
モータ１１を正転させて原点検出信号が入力された時に
ラッチ回路１７から得た原点位置を入力ポートから読み
込んで内部のメモリに記憶させるなどして、以降、原点
位置を得る必要がある場合には、メモリから読み出すよ
うにすれば良い。図２に示すステップＢ１１で行う所定
の補正動作は、カウンタ値を補正するものに限ることな
く、単発ずれ量（Ｃ）に応じてＣＰＵ１がサーボドライ
バに補正指令を与えることにより、サーボモータ１１側
を変位させても良い。

【０１０４】また、第１実施例において、単発ずれ量
（Ｃ）を累積して判定せずに、単発ずれ量（Ｃ）につい
てのみ、ずれ量許容値を超えるか否かによって異常判定
を行っも良い。表示装置６による各種の表示は、夫々必
要に応じて行えば良い。ステップＢ３，Ｂ７，Ｂ１０及
びＢ１４における異常判定処理も夫々必要に応じて行え
ば良い。エンコーダは、ロータリエンコーダに限らず、
リニアエンコーダでも全く同様に適用が可能である。ま
た、エンコーダは、光学式のものに限らず磁気式などで
も良い。変位体は、サーボモータ１１に限ることなく、
回転変位若しくは直線変位するものであれば適用が可能
である。

【０１０５】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載のエンコーダの位置
ずれ量検出装置によれば、例えば、エンコーダのスリッ
トにゴミなどが付着することによって、Ａ相信号若しく
はＢ相信号の１パルス抜けが原点位置の検出毎に生じる
場合でも、その１パルス抜けによるずれ量は、位置ずれ
量累積手段によって累積されることで確実に検出するこ
とができる。

【０１０６】請求項２記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、異常判定手段は、位置ずれ量累積手段
により累積されたずれ量が予め設定された累積ずれ量許
容値を超えた場合に異常と判定するので、僅かなずれ量
が毎回確実に生じるような状態でも、確実に異常判定を
行うことができる。

【０１０７】請求項３記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、表示手段は、位置ずれ量累積手段によ
り累積されたずれ量を表示するので、累積されたずれ量
の表示を参照することによって、変位体が動作している
環境のノイズ発生頻度を視覚的に把握することができ
る。

【０１０８】請求項４記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、累積禁止手段に与える原点検出許容値
を比較的大なる値に設定することにより、位置ずれ量検
出手段により検出された単独のずれ量が明らかな異常を
示す値である場合、そのずれ量の累積を禁止するので、
その明らかな異常の発生に応じた適切な処理を行うこと
ができる。

【０１０９】請求項５記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、ノイズの影響によりＣ相信号が本来と
は全く異なるタイミングで出力された場合のように、原
点検出が不能となる異常が連続して発生した時にも、原
点検出異常判定手段によって異常判定を行うことができ
る。

【０１１０】請求項６記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、原点検出異常表示手段によって、請求
項３と同様に、変位体が動作している環境のノイズ発生
頻度を視覚的に把握することができる。

【０１１１】請求項７記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、位置補正手段は、位置ずれ量検出手段
により検出された位置データ出力手段の位置データずれ
量が予め設定された補正許容値以下である場合は、ずれ
量に基づいて所定の補正動作を行うので、補正許容値以
下のずれ量に基づいて例えば変位体の位置データを補正
することによって、変位体の正確な変位位置を得ること
ができる。

【０１１２】請求項８記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、連続補正異常判定手段は、位置ずれ量
検出手段により検出されたずれ量が、連続して補正許容
値以下となった回数をカウントして、カウント値が所定
値を超えた場合に異常と判定するので、補正許容値以下
のずれ量が連続して発生する場合をも異常として判定す
ることができる。

【０１１３】請求項９記載のエンコーダの位置ずれ量検
出装置によれば、補正回数表示手段は、位置補正手段に
よって補正が行われた回数を表示するので、請求項３ま
たは６と同様に、変位体が動作している環境の比較的低
レベルのノイズ発生頻度を視覚的に把握することができ
る。

【０１１４】請求項１０記載のエンコーダの位置ずれ量
検出装置によれば、Ｃ相信号は、原点とすべき変位体の
変位位置において、その変位位置に対応するＡ相または
Ｂ相の信号エッジが出力される時に有意であれば良く、
エンコーダにおけるＣ相信号の出力条件をより緩和する
ことができ、エンコーダの作り込みが容易となる。そし
て、経時変化によるＡ，Ｂ相及びＣ相信号の出力特性の
変化や、変位体が変位することによる機械的な振動によ
る信号出力の変動についても、より大きな許容範囲を持
たせることが可能となる。

【０１１５】請求項１１記載のエンコーダの位置ずれ量
検出装置によれば、原点検出手段は、位置データ出力手
段がアップカウントを行っている期間のＣ相信号の一方
のエッジ及び位置データ出力手段がダウンカウントを行
っている期間のＣ相信号の他方のエッジに基づいて変位
体の原点を検出するので、変位体の原点検出は、変位体
の変位方向にかかわらず常にＣ相信号の同一エッジの出
力タイミングに基づいて決定されるので、より簡単な構
成で原点位置データを得ることができる。

【０１１６】請求項１２記載のエンコーダの位置ずれ量
検出装置によれば、Ｃ相信号を、Ａ相信号及びＢ相信号
間の最短エッジ出力間隔内に位置するように設定し、原
点検出手段は、Ｃ相信号の出力タイミングのみに基づい
て変位体の原点を検出するので、変位体の原点検出を、
変位体の変位方向を示す信号などを参照することなく、
Ｃ相信号の出力タイミングのみに基づいて行うことがで
き、構成を極めて簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＰＵの制御内容を示すフローチャート

【図２】ずれ判定処理の制御内容を示すフローチャート

【図３】全体構成を示す機能ブロック図

【図４】カウンタ回路の詳細な構成を示す機能ブロック
図

【図５】原点検出回路の詳細な電気的構成を示す図

【図６】原点検出回路の各部における信号波形図

【図７】アップダウンカウンタのカウンタ値と原点検出
信号との出力タイミングを示す図

【図８】本発明の第２実施例を示す図４相当図

【図９】図５相当図

【図１０】図６及び図７相当図

【図１１】非検出側のＣ相信号エッジが出力された直後
にサーボモータが反転し、ＵＰ／ＤＯＷＮ信号のレベル
が切り替わる前に検出側のＣ相信号エッジが出力された
場合を説明するタイミングチャート

【図１２】本発明の第３実施例を示す図４相当図

【図１３】図７相当図

【符号の説明】

１はＣＰＵ（位置ずれ量検出手段，位置ずれ量累積手
段，異常判定手段，累積禁止手段，原点検出異常判定手
段，位置補正手段，連続補正異常判定手段）、６は表示
装置（表示手段，原点検出異常表示手段，補正回数表示
手段）、１１はサーボモータ（変位体）、１２，１２ａ
及び１２ｂはエンコーダ、１４はアップダウンカウンタ
（位置データ出力手段）、１７はカウンタデータラッチ
回路（位置検出手段）、１９，３１及び４２は原点検出
回路（原点検出手段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01B 11/00 - 11/30 G01P 1/00 - 3/80

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変位体の直線変位若しくは回転変位に伴
   って、互いに９０度位相の異なるパルス信号をＡ相信号
   及びＢ相信号として出力すると共に、前記変位体の変位
   位置が基準点に達するとＣ相信号を出力するエンコーダ
   と、 このエンコーダが出力する前記Ａ相及びＢ相信号をカウ
   ントすることにより前記変位体の変位位置データを出力
   する位置データ出力手段と、 少なくとも前記Ｃ相信号の出力タイミングに基づいて前
   記変位体の原点を検出し、原点検出信号を出力する原点
   検出手段と、 この原点検出手段により前記原点検出信号が出力された
   タイミングにおいて、前記位置データ出力手段により出
   力される前記変位位置データを前記変位体の原点位置と
   して検出する位置検出手段と、 この位置検出手段により前記変位体の原点位置が検出さ
   れる毎に、前回に検出された原点位置データとの差分値
   に基づいて前記位置データ出力手段がカウントする変位
   位置データのずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、 この位置ずれ量検出手段により検出される前記ずれ量を
   累積する位置ずれ量累積手段とを備えたことを特徴とす
   るエンコーダの位置ずれ量検出装置。
2. 【請求項２】 前記位置ずれ量累積手段により累積され
   たずれ量が、予め設定された累積ずれ量許容値を超えた
   場合に異常と判定する異常判定手段を備えたことを特徴
   とする請求項１記載のエンコーダの位置ずれ量検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記位置ずれ量累積手段により累積され
   たずれ量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする
   請求項１または２記載のエンコーダの位置ずれ量検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記位置ずれ量検出手段により検出され
   た前記ずれ量が予め設定された原点検出許容値を超えた
   場合は原点検出異常が発生したと判断して、前記位置ず
   れ量累積手段による前記ずれ量の累積を禁止する累積禁
   止手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れ
   かに記載のエンコーダの位置ずれ量検出装置。
5. 【請求項５】 前記累積禁止手段により検出される原点
   検出異常の連続発生回数をカウントして、前記カウント
   値が所定値を超えた場合に異常と判定する原点検出異常
   判定手段を備えたことを特徴とする請求項４記載のエン
   コーダの位置ずれ量検出装置。
6. 【請求項６】 前記原点検出異常の発生回数を表示する
   原点検出異常表示手段を備えたことを特徴とする請求項
   ４または５記載のエンコーダの位置ずれ量検出装置。
7. 【請求項７】 前記位置ずれ量検出手段により検出され
   た前記ずれ量が予め設定された補正許容値以下である場
   合は、前記ずれ量に基づいて所定の補正動作を行う位置
   補正手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何
   れかに記載のエンコーダの位置ずれ量検出装置。
8. 【請求項８】 前記位置ずれ量検出手段により検出され
   た前記ずれ量が、連続して前記補正許容値以下となった
   回数をカウントして、前記カウント値が所定値を超えた
   場合に異常と判定する連続補正異常判定手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項７記載のエンコーダの位置ずれ量
   検出装置。
9. 【請求項９】 前記位置補正手段によって補正が行われ
   た回数を表示する補正回数表示手段を備えたことを特徴
   とする請求項７または８記載のエンコーダの位置ずれ量
   検出装置。
10. 【請求項１０】 前記原点検出手段は、前記Ｃ相信号が
    出力された期間における前記Ａ相またはＢ相の一方の信
    号レベルと、他方の信号エッジの出力タイミングとに基
    づいて、前記変位体の原点を検出することを特徴とする
    請求項１乃至９の何れかに記載のエンコーダの位置ずれ
    量検出装置。
11. 【請求項１１】 前記原点検出手段は、前記位置データ
    出力手段がアップカウントを行っている期間の前記Ｃ相
    信号の一方のエッジ及び前記位置データ出力手段がダウ
    ンカウントを行っている期間の前記Ｃ相信号の他方のエ
    ッジに基づいて、前記変位体の原点を検出することを特
    徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のエンコーダの
    位置ずれ量検出装置。
12. 【請求項１２】 前記Ｃ相信号は、その出力期間が前記
    Ａ相信号及びＢ相信号間の最短エッジ出力間隔よりも短
    く設定されると共に、前記最短エッジ出力間隔内に位置
    するように設定されており、 前記原点検出手段は、前記Ｃ相信号の出力タイミングの
    みに基づいて、前記変位体の原点を検出することを特徴
    とする請求項１乃至９の何れかに記載のエンコーダの位
    置ずれ量検出装置。