エンコーダ搭載機器およびエンコーダ装置
【課題】簡素な回路構成で、複数のエンコーダの検出結果を伝送することのできるエンコーダ搭載機器、およびエンコーダ装置を提供すること。
【解決手段】エンコーダ装置１００およびエンコーダ搭載機器１０００では、エンコーダ装置１００側および制御部２１０側に同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器１５０、２５０を設け、制御部２１０は、複数の演算処理部１１での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信する一方、エンコーダ装置１００は、指令信号に対応するタイミングで複数の演算処理部１１での演算結果、および複数の演算処理部１１での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号ＣＬＫの各々をシリアル信号として出力する。
【解決手段】エンコーダ装置１００およびエンコーダ搭載機器１０００では、エンコーダ装置１００側および制御部２１０側に同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器１５０、２５０を設け、制御部２１０は、複数の演算処理部１１での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信する一方、エンコーダ装置１００は、指令信号に対応するタイミングで複数の演算処理部１１での演算結果、および複数の演算処理部１１での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号ＣＬＫの各々をシリアル信号として出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のエンコーダを備えたエンコーダ搭載機器、および複数のエンコーダを備えたエンコーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダ装置は、固定体に対する移動体の移動を検出する装置であり、概ね、エンコーダと、エンコーダからの出力に演算処理を行う演算処理部とによって構成されている。かかるエンコーダは、電子フィーダ部品装置やプリンタ等の機器において複数設けられて、複数の移動体の動作を各々監視するために用いられることもある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
このような場合、複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって複数の演算処理部が設けられることになる。また、エンコーダ装置は、機器本体と別体に構成される場合が多く、この場合、複数の演算処理部での演算結果は、伝送路を介して機器本体の制御部に伝送されることになる。その際、複数の演算処理部での演算結果を機器本体の制御部にパラレル伝送する方式を採用すると、回路規模が増大しコストが増大する。
【０００４】
そこで、エンコーダ装置側において、制御部側から出力された共通のリクエスト信号に応じて各演算処理部での演算結果を送信する開始時間を相違させて、演算結果をシリアル出力する構成が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６０８０９号公報
【特許文献２】特開平０９−２５８５１３号公報
【特許文献３】特開平８−２３３６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の構成では、共通のリクエスト信号をデコード化して自己認識番号に応じてエンコーダ信号を読み出す必要がある等、シリアル通信を用いた割には回路規模が増大しコストが増大するという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡素な回路構成で、複数のエンコーダの検出結果を伝送することのできるエンコーダ搭載機器、およびエンコーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数のエンコーダ、および該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部を備えたエンコーダ装置と、該エンコーダ装置に対する制御部と、前記エンコーダ装置と前記制御部とを接続する伝送路と、を有するエンコーダ搭載機器において、前記制御部は、前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として受信する同期式の半２重シリアル通信用の制御部側インターフェース機器を有し、前記エンコーダ装置は、前記指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて前記複数の演算処理部での演算結果および前記同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のエンコーダ装置側インターフェース機器を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、エンコーダ装置側および制御部側に同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器を設け、制御部は、複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信する一方、エンコーダ装置は、指令信号に基づいて複数の演算処理部での演算結果、および複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号の各々をシリアル信号として出力する。このため、制御部は、同期信号に基づいてエンコーダ毎の検出結果を取得することができる。また、エンコーダ装置では、指令信号に基づいて同期信号およびエンコーダ毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１０】
本発明において、前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、前記制御部側インターフェース機器は、制御部側第１トランシーバと制御部側第２トランシーバと、を備え、前記エンコーダ装置側インターフェース機器は、前記制御部側第１トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第１トランシーバと、前記制御部側第２トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第２トランシーバと、を備え、前記制御部側第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する前記同期信号を受信するシリアルレシーバと、を備え、前記制御部側第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を前記第１指令信号と異なるタイミングで送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を受信するシリアルレシーバと、を備え、前記エンコーダ装置側第１トランシーバは、前記第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、前記エンコーダ装置側第２トランシーバは、前記第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果をシリアル信号として送信するシリアルドライバと、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、エンコーダ装置側および制御部側の同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器として、２つのトランシーバを備えた機器を設ければよいので、簡素な回路構成で２つのエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１１】
また、本発明に係るエンコーダ装置は、複数のエンコーダと、該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部と、前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号をシリアル信号として受信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、エンコーダ装置では、指令信号に基づいて同期信号およびエンコーダ毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１３】
本発明において、前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、前記インターフェース機器は、第１トランシーバと第２トランシーバとを備え、前記第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、前記第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を送信するシリアルドライバと、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器として、２つのトランシーバを備えた機器を設ければよいので、簡素な回路構成で２つのエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１４】
本発明において、前記複数のエンコーダは、例えば、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置された感磁素子と、を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、エンコーダ装置では、指令信号に基づいて同期信号およびエンコーダ毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダの検出結果を伝送することができるので、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用したエンコーダ搭載機器の説明図である。
【図２】本発明に係るエンコーダ装置の基本構成等を示す説明図である。
【図３】本発明に係るエンコーダ装置に用いた感磁素子の磁気抵抗パターンの電気的な接続構造の説明図である。
【図４】本発明を適用したエンコーダ装置のエンコーダの具体的構成例を示す説明図である。
【図５】本発明に係るエンコーダ装置に用いた感磁素子の説明図である。
【図６】本発明に係るエンコーダ搭載機器に用いたインターフェース機器等の説明図である。
【図７】本発明に係るエンコーダ搭載機器で送信される演算結果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したエンコーダ搭載機器およびエンコーダ装置を説明する。なお、本発明では、エンコーダとしてロータリエンコーダおよびリニアエンコーダを用いることができるが、以下の説明では、エンコーダとしてロータリエンコーダを用いた場合を説明する。また、ロータリエンコーダにおいて、固定体に対する回転体の回転を検出するにあたっては、固定体に磁気スケールを設け、回転体に感磁素子（センサユニット）を設けた構成、および固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成のいずれの構成を採用してもよいが、以下の説明では、固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成を中心に説明する。また、以下に参照する図面において、マグネットおよび感磁素子等の構成について模式的に示してある。
【００１８】
（エンコーダ搭載機器の全体構成）
図１は、本発明を適用したエンコーダ搭載機器の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、エンコーダ搭載機器の主要部の構成を示す説明図、制御部側のインターフェース機器の説明図である。
【００１９】
図１に示すエンコーダ搭載機器１０００は、電子フィーダ部品装置やプリンタ等の機器であり、図示を省略するが、エンコーダ搭載機器１０００は、複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータの各々によって駆動される複数の回転軸とを有している。かかるエンコーダ搭載機器１０００では、複数の回転軸が同期して回転するように、複数の回転軸の各々の回転を複数のエンコーダ１で検出し、かかる複数のエンコーダ１での検出結果に基づいて、機器本体２００は、複数のアクチュエータを制御する。
【００２０】
ここで、複数のエンコーダ１は、エンコーダ１に対する信号処理部１０とともにエンコーダ装置１００を構成しており、信号処理部１０は、複数のエンコーダ１に対して一対一で対応する複数の演算処理部１１を有している。ここで、エンコーダ装置１００は、制御部２１０を備えた機器本体２００とは別体に構成されている。このため、エンコーダ装置１００と機器本体２００の制御部２１０とは伝送路３００を介して接続されており、エンコーダ装置１００は、制御部２１０から伝送路３００を介して送信される指令に基づいて、複数の演算処理部１１での演算結果を、伝送路３００を介して制御部２１０に出力する。
【００２１】
本形態において、エンコーダ装置１００は、複数のエンコーダ１として、第１エンコーダ１Ｌと第２エンコーダ１Ｒとを有しており、それ故、信号処理部１０は、複数の演算処理部１１として、第１エンコーダ１Ｌでの検出結果に演算処理を行う第１演算処理部１１Ｌと、第２エンコーダ１Ｒでの検出結果に演算処理を行う第２演算処理部１１Ｒとを有している。また、エンコーダ装置１００および制御部２１０は各々、伝送路３００を介して通信を行うためのインターフェース機器１５０、２５０およびコネクタ１８０、２８０を有している。かかるインターフェース機器１５０、２５０を用いての通信の内容は、図６等を参照して後述する。
【００２２】
（エンコーダ装置１００の構成）
図２は、本発明に係るエンコーダ装置１００の基本構成等を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気スケールと感磁素子との位置関係等を模式的に示す説明図、感磁素子からの出力信号の説明図、および感磁素子からの出力信号と回転体の角度位置θ（電気角）との関係を示す説明図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るエンコーダ装置１００に用いた感磁素子の磁気抵抗パターンの電気的な接続構造の説明図である。なお、本形態において、２つのエンコーダ１（第１エンコーダ１Ｌと第２エンコーダ１Ｒ）の構成は同一であるため、第１を意味する「Ｌ」や第２意味する「Ｒ」等を付さずに説明する。
【００２３】
図２に示すように、本形態のエンコーダ装置１００において、複数のエンコーダ１は各々、磁気スケール２およびセンサユニット５を有している。本形態において、磁気スケール２は回転体側に設けられ、センサユニット５は固定体側に設けられている。磁気スケール２は、Ｎ極とＳ極とが周方向において交互に着磁された磁気トラック３１を回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に向けており、センサユニット５は、磁気トラック３１に対して回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で対向する感磁素子６（センサ素子）を備えている。磁気トラック３１には、トラック３１１、３１２が２列、同心状に並列して形成されている。かかる磁気トラック３１において、２つのトラック３１１、３１２の間ではＮ極およびＳ極の位置が周方向でずれており、本形態では、２つのトラック３１１、３１２の間においてＮ極およびＳ極が周方向に１極分ずれている。
【００２４】
感磁素子６は、磁気抵抗素子であり、磁気トラック３１の位相に対して、互いに９０°の位相差を有するＡ相（SIN）の磁気抵抗パターンとＢ相（COS）の磁気抵抗パターンとを備えている。かかる感磁素子（磁気抵抗素子）において、Ａ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ａ相（SIN+）の磁気抵抗パターン６４および−ａ相（SIN-）の磁気抵抗パターン６２を備えており、Ｂ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ｂ相（COS+）の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相（COS-）の磁気抵抗パターン６１を備えている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２はブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４の中点位置には、＋ａ相が出力される端子（＋ａ）が設けられ、−ａ相の磁気抵抗パターン６２の中点位置には、−ａ相が出力される端子（−ａ）が設けられている。
【００２６】
図３（ｂ）に示すように、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３の中点位置には、＋ｂ相が出力される端子（＋ｂ）が設けられ、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１の中点位置には、−ｂ相が出力される端子（−ｂ）が設けられている。
【００２７】
再び図２において、感磁素子６は、磁気トラック３１において隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３に回転軸線方向Ｌで重なる位置に配置されている。このため、感磁素子６の磁気抵抗パターン６１〜６４は、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で磁気トラック３１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。すなわち、隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３においては、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック３１１、３１２の面内方向の向きが周方向で漸次に変化する回転磁界が発生する。飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、強磁性金属からなる磁気抵抗パターン６１〜６４に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値Ｒとの間には、下式
Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相およびＢ相を得ることができる。
【００２８】
かかる構成のエンコーダ装置１００において、エンコーダ１の感磁素子６に対しては信号処理部１０が接続されており、信号処理部１０は、増幅回路１３、１４を備えた増幅回路部１２や、これらの増幅回路１３、１４から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行う演算処理部１１等が設けられており、感磁素子６からの出力に基づいて、固定体に対する回転体の回転速度、回転方向、角度位置が検出される。より具体的には、エンコーダ装置１００において、回転体が磁極の１周期分回転すると、感磁素子６からは、図２（ｂ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。従って、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓを増幅回路１３、１４により増幅した後、演算処理部１１において、図２（ｃ）に示すように、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、回転体の角度位置θが分かる。
【００２９】
（エンコーダ１の具体的構成）
図４は、本発明を適用したエンコーダ装置１００のエンコーダ１の具体的構成例を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、エンコーダ１の側面図、磁気スケール２をセンサユニット５の側から見た斜視図、磁気スケール２の磁気トラック３１の説明図、およびセンサユニット５の斜視図である。なお、図４（ｄ）には感磁素子６の表面からシールドテープを剥がした様子を示してある。
【００３０】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、エンコーダ１において、磁気スケール２およびセンサユニット５はいずれも円環状であり、回転体の回転軸線方向Ｌで対向し、かつ、磁気スケール２の中心Ｏ2、およびセンサユニット５の中心Ｏ5が回転体の回転軸線方向Ｌ上に位置するように配置されている。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、磁気スケール２は、ＳＰＰＣ（冷間圧延鋼板）等の金属製の円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定された円環状のセンサマグネット３０とを備えており、図４（ｃ）に示すように、センサマグネット３０の表面（着磁されている面３３）には周方向に延びる円環状の磁気トラック３１が設けられている。磁気トラック３１は半径方向に並列して周方向に延びる内側のトラック３１１と外側のトラック３１２とからなる。これらトラック３１１、３１２は着磁ヘッドによってセンサマグネット３０に対する着磁を行うことにより設けられる。
【００３２】
図４（ｂ）に点線で示すように、センサマグネット３０の着磁表面には、ステンレス等の非磁性材料からなる円環状の保護シート４０が取り付けられている。本例では、磁気トラック３１は周方向に９０分割されてＮ極とＳ極が交互に着磁されており、各磁極が着磁されている角度範囲は４°である。また、各Ｓ極および各Ｎ極の平面形状は外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇形となっている。なお、磁気スケール２から保護シート４０を省略することも可能である。
【００３３】
図４（ａ）、（ｄ）に示すように、センサユニット５は、亜鉛ダイカスト品やアルミニウムダイカスト品からなる円環状のホルダ８と、このホルダ８の裏面側（磁気スケール２が位置する側とは反対側）に取り付けられた剛性の回路基板７と、回路基板７に電気的に接続された可撓性基板９と、可撓性基板９に電気的に接続された感磁素子６とを備えており、感磁素子６において磁気スケール２が位置する側の面がセンサ面６ａである。回路基板７には、回路基板７からの出力を、図２（ａ）に示す信号処理部１０に出力するコネクタ１５が実装されている。感磁素子６のセンサ面６ａには、電気ノイズ対策として金属製のシールドテープが貼り付けられており、センサ面６ａはシールドテープによって覆われている。
【００３４】
（感磁素子６の具体的構成例）
図５は、本発明に係るエンコーダ装置１００に用いた感磁素子６の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、感磁素子６の平面図、および感磁素子６における磁気抵抗パターンの積層状態を模式的に示す説明図である。なお、図５（ａ）では、各磁気抵抗パターンと重ねて各磁気抵抗パターンと対向配置されるトラック３１１、３１２を表してある。
【００３５】
図５において、本形態で用いた感磁素子６は、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、層間絶縁膜を介して積層された第１積層磁気抵抗パターン６０１として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されており、素子基板６０の主面６０ａ側がセンサ面６ａである。＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が形成され、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）の上下関係は逆でもよい。
【００３６】
−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と同様、層間絶縁膜を介して積層された第２積層磁気抵抗パターン６０２として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されている。−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）が検出する−ｂ相とが最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が形成され、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）の積層関係は逆でもよい。
【００３７】
次に、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、周方向で重ならない位置に配置されている。より詳細には、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置されている。さらに、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２が電気的或いは磁気的に干渉しない最小距離だけ離れた角度位置に配置されている。本例では、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）は周方向に２２°ずれた位置に配置されている。第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、同様に、周方向に２２°ずれた位置に配置されている。
【００３８】
ここで、各磁気抵抗パターン６１〜６４は互いに平行ではなく、図４等に示すホルダ８の中心Ｏ8（センサユニット５の中心Ｏ5）から径方向に延在する複数の仮想線上に位置しており、ホルダ８およびセンサユニット５の半径方向に延在している。かかる磁気抵抗パターン６１〜６４は、ガラスあるいはシリコンからなる素子基板６０上に、半導体プロセスによって強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成されている。素子基板６０は長方形をしており、各磁気抵抗パターン６１〜６４は素子基板６０の中央領域に形成されている。素子基板６０の端部には、一方の長辺に沿って複数の端子６８が形成されており、かかる端子６８は、図４等に示す可撓性基板９との電気的な接続に用いられている。また、各磁気抵抗パターン６１〜６４は、端子６８を避けるように形成されたエポキシ樹脂等の保護層（図示せず）によって覆われており、かかる保護層は、例えば、スクリーン印刷によって形成されている。
【００３９】
（磁気スケール２の詳細構成）
図４（ｂ）において、磁気スケール２は、円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定した円環状のセンサマグネット３０とを備えている。ヨーク板２０は、センサマグネット３０より幅寸法が大であり、ヨーク板２０の内周部分２１は、センサマグネット３０の内周縁３５より内側に位置し、ヨーク板２０の外周部分２２は、センサマグネット３０の外周縁３２より外側に位置している。従って、磁気スケール２の円形の外周縁および円形の内周縁は、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２に相当する。
【００４０】
かかる構成の磁気スケール２において、センサマグネット３０は、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。より具体的には、センサマグネット３０は、円環状に成形した磁性体をヨーク板２０に接着剤により固定した後、磁性体の表面を研磨し、しかる後に着磁を行って、磁気トラック３１を形成することにより、形成されている。かかる着磁の際、本形態では、センサマグネット３０（磁性体）の円形状ではなく、ヨーク板２０の内周部分２１や外周部分２２等、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。このため、磁気スケール２では、磁気トラック３１と、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２とは、同心状である。
【００４１】
ここで、センサマグネット３０は、フェライト等の磁性粉（マグネット原料）とＰＰＳ（polyphenylene sulfide）等の熱可塑性樹脂材料（プラスチック材料）とを混合して成形したプラスチックマグネットである。本形態において、センサマグネット３０は、各種のプラスチックマグネットのうち、フィルムゲート（フラッシュゲート）により成形されたプラスチックマグネットである。かかるフィルムゲートによる成形では、フィルム状（膜状）のゲートを使用し、かつ、このフィルム状のゲートを円環状のセンサマグネット３０の内周面となる部分の全周に設けて成形する。
【００４２】
（インターフェース機器１５０、２５０等の構成）
図６は、本発明に係るエンコーダ搭載機器１０００に用いたインターフェース機器１５０、２５０等の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、インターフェース機器１５０、２５０の具体的構成例を示す説明図、および通信プロトコルの説明図である。
【００４３】
図１に示すように、本形態のエンコーダ搭載機器１０００では、機器本体２００側の制御部２１０にはインターフェース機器２５０（制御部側インターフェース機器）が設けられ、エンコーダ装置１００側にはインターフェース機器１５０（エンコーダ装置側インターフェース機器）が設けられている。インターフェース機器１５０、２５０はいずれも、同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器であり、各々、ＲＳ４８５機器等からなるトランシーバを２つずつ有している。
【００４４】
より具体的には、図１および図６に示すように、インターフェース機器２５０は、第１トランシーバ２５０Ｌおよび第２トランシーバ２５０Ｒを有しており、第１トランシーバ２５０Ｌは制御部側第１トランシーバであり、第２トランシーバ２５０Ｒは制御部側第２トランシーバである。また、インターフェース機器１５０は、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒを有しており、第１トランシーバ１５０Ｌは、第１トランシーバ２５０Ｌ（制御部側第１トランシーバ）と対をなすエンコーダ装置側第１トランシーバであり、第２トランシーバ１５０Ｒは、第２トランシーバ２５０Ｒ（制御部側第２トランシーバ）と対をなすエンコーダ装置側第２トランシーバである。伝送路３００には、第１トランシーバ１５０Ｌ、２５０Ｌを接続する第１伝送路３００Ｌと、第２トランシーバ１５０Ｒ、２５０Ｒを接続する第２伝送路３００Ｒとが構成されている。なお、インターフェース機器１５０、２５０に用いたＲＳ４８５機器は、電源電位Ｖｄｄとグランド電位ＧＮＤを抵抗分割した２つの電位を用いた差動式であるため、第１伝送路３００Ｌおよび第２伝送路３００Ｒは各々、２本の配線により構成されている。従って、図６では、第１伝送路３００Ｌおよび第２伝送路３００Ｒの各々を構成する２本の配線のうち、一方側の配線で伝送される信号（第１指令信号ＭＲ−ＱＬ／同期信号ＣＬＫ、第２指令信号ＭＲ−ＱＲ／演算結果ＤＡＴＡ）の末尾には「＋」を付し、他方側の配線で伝送される信号の末尾には、反転信号を意味する「−」を付してある。
【００４５】
このように構成したエンコーダ搭載機器１０００において、制御部２１０側の第１トランシーバ２５０Ｌは、指令信号として第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌが送信されるタイミングを規定する第１指令信号ＭＲ−ＱＬを送信するシリアルドライバ２５１Ｌと、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）が送信されるタイミングに同期する同期信号ＣＬＫを受信するシリアルレシーバ２５２Ｌとを備えている。
【００４６】
制御部２１０側の第２トランシーバ２５０Ｒは、指令信号として第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒが送信されるタイミングを規定する第２指令信号ＭＲ−ＱＲを第１指令信号ＭＲ−ＱＬと異なるタイミングで送信するシリアルドライバ２５１Ｒと、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）を受信するシリアルレシーバ２５２Ｒとを備えている。
【００４７】
エンコーダ装置１００側の第１トランシーバ１５０Ｌは、第１指令信号ＭＲ−ＱＬを受信するシリアルレシーバ１５２Ｌと、同期信号ＣＬＫを送信するシリアルドライバ１５１Ｌとを備えている。
【００４８】
エンコーダ装置１００側の第２トランシーバ１５０Ｒは、第２指令信号ＭＲ−ＱＲを受信するシリアルレシーバ１５２Ｒと、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）をシリアル信号として送信するシリアルドライバ１５１Ｒとを備えている。
【００４９】
図６（ｂ）を参照しながらインターフェース機器１５０、２５０の動作を説明して、インターフェース機器１５０、２５０の構成を詳述する。なお、以下に説明において、制御部２１０側の信号には「ＣＴＲＬ」を付し、エンコーダ装置１００側の信号には「ＥＮＣ」を付してある。
【００５０】
図１および図６に示すように、時間ｔ１〜ｔ４の期間Ｔ１では、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルドライバ２５１Ｌに制御信号Ｄ／Ｒ−１（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第１トランシーバ２５０Ｌがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第２トランシーバ２５０Ｒ、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５１】
この状態で、時間ｔ１〜ｔ４の期間Ｔ１のうち、時間ｔ２〜ｔ３の期間Ｔ２では、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌに第１指令信号ＭＲ−ＱＬ（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第１トランシーバ２５０Ｌから第１指令信号ＭＲ−ＱＬが第１伝送路３００Ｌを介してエンコーダ装置１００側の第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルレシーバ１５２Ｌに送信される。
【００５２】
次に、時間ｔ５〜ｔ８の期間Ｔ３では、エンコーダ装置１００側において、第１指令信号ＭＲ−ＱＬに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに制御信号Ｄ／Ｒ−１（ＥＮＣ）、Ｄ／Ｒ−２（ＥＮＣ）が供給される。その結果、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第１トランシーバ２５０Ｌおよび第２トランシーバ２５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５３】
この状態で、時間ｔ５〜ｔ８の期間Ｔ３のうち、時間ｔ６〜ｔ７の期間Ｔ４では、エンコーダ装置１００側において、第１指令信号ＭＲ−ＱＬに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌに同期信号ＣＬＫ（ＥＮＣ）が供給され、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌ（演算結果ＤＡＴＡ（ＥＮＣ））が供給される。その結果、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌは、第１伝送路３００Ｌを介して第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌに同期信号ＣＬＫを送信し、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒは、第２伝送路３００Ｒを介して第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒに第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌを送信する。
【００５４】
従って、機器本体２００の側において、上位の制御部は、第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌから出力された同期信号ＣＬＫ（ＣＴＲＬ）、および第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒから出力された演算結果ＤＡＴＡ（ＣＴＲＬ）に基づいて、第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌを取得することになる。
【００５５】
次に、時間ｔ９〜ｔ１２の期間Ｔ５において、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルドライバ２５１Ｒに制御信号Ｄ／Ｒ−２（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第２トランシーバ２５０Ｒがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第１トランシーバ２５０Ｌ、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５６】
この状態で、時間ｔ９〜ｔ１２の期間Ｔ５のうち、時間ｔ１０〜ｔ１１の期間Ｔ６では、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに第２指令信号ＭＲ−ＱＲ（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第２トランシーバ２５０Ｒから第２指令信号ＭＲ−ＱＲが第２伝送路３００Ｒを介してエンコーダ装置１００側の第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルレシーバ１５２Ｒに送信される。
【００５７】
次に、時間ｔ１３〜ｔ１６の期間Ｔ７では、エンコーダ装置１００側において、第２指令信号ＭＲ−ＱＲに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに制御信号Ｄ／Ｒ−１（ＥＮＣ）、Ｄ／Ｒ−２（ＥＮＣ）が供給され、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第１トランシーバ２５０Ｌおよび第２トランシーバ２５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５８】
この状態で、時間ｔ１３〜ｔ１６の期間Ｔ７のうち、時間ｔ１４〜ｔ１５の期間Ｔ８では、エンコーダ装置１００側において、第２指令信号ＭＲ−ＱＲに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌに同期信号ＣＬＫ（ＥＮＣ）が供給され、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ（演算結果ＤＡＴＡ（ＥＮＣ））が供給される。その結果、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌは、第１伝送路３００Ｌを介して第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌに同期信号ＣＬＫを送信し、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒは、第２伝送路３００Ｒを介して第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒに第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒを送信する。
【００５９】
従って、機器本体２００の側において、上位の制御部は、第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌから出力された同期信号ＣＬＫ、および第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒから出力された演算結果ＤＡＴＡ（ＣＴＲＬ）に基づいて、第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒを取得することになる。
【００６０】
（演算結果ＤＡＴＡの送信フレームフォーマット）
図７は、本発明に係るエンコーダ搭載機器１０００で送信される演算結果ＤＡＴＡの説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、演算結果ＤＡＴＡの送信フレームの説明図、および異常検出の内容を示す説明図である。
【００６１】
図６等に示す演算結果ＤＡＴＡの送信フレームフォーマットは、例えば、図７（ａ）に示す１６ビットのデータＤ０〜Ｄ１５からなり、かかるデータＤ０〜Ｄ１５のうち、例えば、８ビットのデータＤ０〜Ｄ８によって、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）が送信される。従って、データＤ０〜Ｄ１５のうち、例えば、３ビットのデータＤ１２〜Ｄ１４を用いれば、エンコーダ１での異常検出結果を送信することもできる。かかる異常検出結果とは、例えば、図７（ｂ）に示すように、図２（ｃ）に示す感磁素子６からの出力信号を円として表したとき、かかる円（実線Ｇで示す円）が３つの斜線領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の何れかに重なったときである。すなわち、円が斜線領域Ｅ１に重なったときには、磁気スケール２とセンサユニット５とが離間し過ぎた状態に相当し、円が斜線領域Ｅ２、Ｅ３に重なったときには、磁気スケール２の中心とセンサユニット５の中心とが大きくずれた場合に相当する。
【００６２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のエンコーダ装置１００およびエンコーダ搭載機器１０００では、エンコーダ装置１００側および制御部２１０側に同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器１５０、２５０を設けてある。このため、制御部２１０は、複数の演算処理部１１での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号（第１指令信号ＭＲ−ＱＬおよび第２指令信号ＭＲ−ＱＲ）を異なるタイミングで送信する一方、エンコーダ装置１００は、指令信号に対応するタイミングで複数の演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ、および複数の演算処理部１１での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号ＣＬＫを各々、シリアル信号として出力する、従って、制御部２１０は、同期信号ＣＬＫに基づいてエンコーダ１毎の検出結果を取得することができる。また、エンコーダ装置１００では、指令信号に基づいて同期信号ＣＬＫおよびエンコーダ１毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダ１の検出結果を伝送することができる。
【００６３】
また、本形態においては、エンコーダ装置１００側および制御部２１０側の同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器１５０、２５０として、２つのトランシーバを備えた機器を設ければよいので、簡素な回路構成で２つのエンコーダ１の検出結果を伝送することができる。
【００６４】
［他の実施の形態］
上記実施の形態のエンコーダ１に対して、磁気スケール２の中心からみて９０°ずれた位置に第１ホール素子および第２ホール素子を配置すれば、現在位置が正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓのいずれの区間に位置するかが分かるので、回転体の絶対角度位置情報を生成することができる。かかるアブソリュート動作を行うエンコーダ装置１００を用いた場合に本発明を適用してもよい。
【００６５】
上記実施の形態では、エンコーダ１として磁気式エンコーダを用いた例を説明したが、エンコーダとして光学式エンコーダを用いた場合に本発明を適用してもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、エンコーダ１が２つの場合を説明したが、トランシーバの数を増やして、エンコーダ１が３つ以上の場合に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ エンコーダ
２ 磁気スケール
５ センサユニット
６ 感磁素子（磁気抵抗素子）
１００ エンコーダ装置
１５０ インターフェース機器（エンコーダ装置側インターフェース機器）
１５０Ｌ 第１トランシーバ（エンコーダ装置側第１トランシーバ）
１５０Ｒ 第２トランシーバ（エンコーダ装置側第２トランシーバ）
１５１Ｌ、１５１Ｒ、２５１Ｌ、２５１Ｒ シリアルドライバ
１５２Ｌ、１５２Ｒ、２５２Ｌ、２５２Ｒ シリアルレシーバ
２１０ 制御部
２５０ インターフェース機器（制御部側インターフェース機器）
２５０Ｌ 第１トランシーバ（制御部側第１トランシーバ）
２５０Ｒ 第２トランシーバ（制御部側第２トランシーバ）
３００ 伝送路
１０００ エンコーダ搭載機器
ＣＬＫ 同期信号
ＤＡＴＡ 演算結果
ＤＡＴＡ−Ｌ 第１演算処理部での演算結果
ＤＡＴＡ−Ｒ 第２演算処理部での演算結果
ＭＲ−ＱＬ 第１指令信号
ＭＲ−ＱＲ 第２指令信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のエンコーダを備えたエンコーダ搭載機器、および複数のエンコーダを備えたエンコーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダ装置は、固定体に対する移動体の移動を検出する装置であり、概ね、エンコーダと、エンコーダからの出力に演算処理を行う演算処理部とによって構成されている。かかるエンコーダは、電子フィーダ部品装置やプリンタ等の機器において複数設けられて、複数の移動体の動作を各々監視するために用いられることもある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
このような場合、複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって複数の演算処理部が設けられることになる。また、エンコーダ装置は、機器本体と別体に構成される場合が多く、この場合、複数の演算処理部での演算結果は、伝送路を介して機器本体の制御部に伝送されることになる。その際、複数の演算処理部での演算結果を機器本体の制御部にパラレル伝送する方式を採用すると、回路規模が増大しコストが増大する。
【０００４】
そこで、エンコーダ装置側において、制御部側から出力された共通のリクエスト信号に応じて各演算処理部での演算結果を送信する開始時間を相違させて、演算結果をシリアル出力する構成が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６０８０９号公報
【特許文献２】特開平０９−２５８５１３号公報
【特許文献３】特開平８−２３３６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の構成では、共通のリクエスト信号をデコード化して自己認識番号に応じてエンコーダ信号を読み出す必要がある等、シリアル通信を用いた割には回路規模が増大しコストが増大するという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡素な回路構成で、複数のエンコーダの検出結果を伝送することのできるエンコーダ搭載機器、およびエンコーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数のエンコーダ、および該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部を備えたエンコーダ装置と、該エンコーダ装置に対する制御部と、前記エンコーダ装置と前記制御部とを接続する伝送路と、を有するエンコーダ搭載機器において、前記制御部は、前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として受信する同期式の半２重シリアル通信用の制御部側インターフェース機器を有し、前記エンコーダ装置は、前記指令信号を受信するとともに、当該指令信号に基づいて前記複数の演算処理部での演算結果および前記同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のエンコーダ装置側インターフェース機器を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、エンコーダ装置側および制御部側に同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器を設け、制御部は、複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信する一方、エンコーダ装置は、指令信号に基づいて複数の演算処理部での演算結果、および複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号の各々をシリアル信号として出力する。このため、制御部は、同期信号に基づいてエンコーダ毎の検出結果を取得することができる。また、エンコーダ装置では、指令信号に基づいて同期信号およびエンコーダ毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１０】
本発明において、前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、前記制御部側インターフェース機器は、制御部側第１トランシーバと制御部側第２トランシーバと、を備え、前記エンコーダ装置側インターフェース機器は、前記制御部側第１トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第１トランシーバと、前記制御部側第２トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第２トランシーバと、を備え、前記制御部側第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する前記同期信号を受信するシリアルレシーバと、を備え、前記制御部側第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を前記第１指令信号と異なるタイミングで送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を受信するシリアルレシーバと、を備え、前記エンコーダ装置側第１トランシーバは、前記第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、前記エンコーダ装置側第２トランシーバは、前記第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果をシリアル信号として送信するシリアルドライバと、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、エンコーダ装置側および制御部側の同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器として、２つのトランシーバを備えた機器を設ければよいので、簡素な回路構成で２つのエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１１】
また、本発明に係るエンコーダ装置は、複数のエンコーダと、該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部と、前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号をシリアル信号として受信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、エンコーダ装置では、指令信号に基づいて同期信号およびエンコーダ毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１３】
本発明において、前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、前記インターフェース機器は、第１トランシーバと第２トランシーバとを備え、前記第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、前記第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を送信するシリアルドライバと、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器として、２つのトランシーバを備えた機器を設ければよいので、簡素な回路構成で２つのエンコーダの検出結果を伝送することができる。
【００１４】
本発明において、前記複数のエンコーダは、例えば、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置された感磁素子と、を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、エンコーダ装置では、指令信号に基づいて同期信号およびエンコーダ毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダの検出結果を伝送することができるので、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用したエンコーダ搭載機器の説明図である。
【図２】本発明に係るエンコーダ装置の基本構成等を示す説明図である。
【図３】本発明に係るエンコーダ装置に用いた感磁素子の磁気抵抗パターンの電気的な接続構造の説明図である。
【図４】本発明を適用したエンコーダ装置のエンコーダの具体的構成例を示す説明図である。
【図５】本発明に係るエンコーダ装置に用いた感磁素子の説明図である。
【図６】本発明に係るエンコーダ搭載機器に用いたインターフェース機器等の説明図である。
【図７】本発明に係るエンコーダ搭載機器で送信される演算結果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したエンコーダ搭載機器およびエンコーダ装置を説明する。なお、本発明では、エンコーダとしてロータリエンコーダおよびリニアエンコーダを用いることができるが、以下の説明では、エンコーダとしてロータリエンコーダを用いた場合を説明する。また、ロータリエンコーダにおいて、固定体に対する回転体の回転を検出するにあたっては、固定体に磁気スケールを設け、回転体に感磁素子（センサユニット）を設けた構成、および固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成のいずれの構成を採用してもよいが、以下の説明では、固定体に感磁素子（センサユニット）を設け、回転体に磁気スケールを設けた構成を中心に説明する。また、以下に参照する図面において、マグネットおよび感磁素子等の構成について模式的に示してある。
【００１８】
（エンコーダ搭載機器の全体構成）
図１は、本発明を適用したエンコーダ搭載機器の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、エンコーダ搭載機器の主要部の構成を示す説明図、制御部側のインターフェース機器の説明図である。
【００１９】
図１に示すエンコーダ搭載機器１０００は、電子フィーダ部品装置やプリンタ等の機器であり、図示を省略するが、エンコーダ搭載機器１０００は、複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータの各々によって駆動される複数の回転軸とを有している。かかるエンコーダ搭載機器１０００では、複数の回転軸が同期して回転するように、複数の回転軸の各々の回転を複数のエンコーダ１で検出し、かかる複数のエンコーダ１での検出結果に基づいて、機器本体２００は、複数のアクチュエータを制御する。
【００２０】
ここで、複数のエンコーダ１は、エンコーダ１に対する信号処理部１０とともにエンコーダ装置１００を構成しており、信号処理部１０は、複数のエンコーダ１に対して一対一で対応する複数の演算処理部１１を有している。ここで、エンコーダ装置１００は、制御部２１０を備えた機器本体２００とは別体に構成されている。このため、エンコーダ装置１００と機器本体２００の制御部２１０とは伝送路３００を介して接続されており、エンコーダ装置１００は、制御部２１０から伝送路３００を介して送信される指令に基づいて、複数の演算処理部１１での演算結果を、伝送路３００を介して制御部２１０に出力する。
【００２１】
本形態において、エンコーダ装置１００は、複数のエンコーダ１として、第１エンコーダ１Ｌと第２エンコーダ１Ｒとを有しており、それ故、信号処理部１０は、複数の演算処理部１１として、第１エンコーダ１Ｌでの検出結果に演算処理を行う第１演算処理部１１Ｌと、第２エンコーダ１Ｒでの検出結果に演算処理を行う第２演算処理部１１Ｒとを有している。また、エンコーダ装置１００および制御部２１０は各々、伝送路３００を介して通信を行うためのインターフェース機器１５０、２５０およびコネクタ１８０、２８０を有している。かかるインターフェース機器１５０、２５０を用いての通信の内容は、図６等を参照して後述する。
【００２２】
（エンコーダ装置１００の構成）
図２は、本発明に係るエンコーダ装置１００の基本構成等を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気スケールと感磁素子との位置関係等を模式的に示す説明図、感磁素子からの出力信号の説明図、および感磁素子からの出力信号と回転体の角度位置θ（電気角）との関係を示す説明図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るエンコーダ装置１００に用いた感磁素子の磁気抵抗パターンの電気的な接続構造の説明図である。なお、本形態において、２つのエンコーダ１（第１エンコーダ１Ｌと第２エンコーダ１Ｒ）の構成は同一であるため、第１を意味する「Ｌ」や第２意味する「Ｒ」等を付さずに説明する。
【００２３】
図２に示すように、本形態のエンコーダ装置１００において、複数のエンコーダ１は各々、磁気スケール２およびセンサユニット５を有している。本形態において、磁気スケール２は回転体側に設けられ、センサユニット５は固定体側に設けられている。磁気スケール２は、Ｎ極とＳ極とが周方向において交互に着磁された磁気トラック３１を回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に向けており、センサユニット５は、磁気トラック３１に対して回転軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で対向する感磁素子６（センサ素子）を備えている。磁気トラック３１には、トラック３１１、３１２が２列、同心状に並列して形成されている。かかる磁気トラック３１において、２つのトラック３１１、３１２の間ではＮ極およびＳ極の位置が周方向でずれており、本形態では、２つのトラック３１１、３１２の間においてＮ極およびＳ極が周方向に１極分ずれている。
【００２４】
感磁素子６は、磁気抵抗素子であり、磁気トラック３１の位相に対して、互いに９０°の位相差を有するＡ相（SIN）の磁気抵抗パターンとＢ相（COS）の磁気抵抗パターンとを備えている。かかる感磁素子（磁気抵抗素子）において、Ａ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ａ相（SIN+）の磁気抵抗パターン６４および−ａ相（SIN-）の磁気抵抗パターン６２を備えており、Ｂ相の磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって回転体の移動検出を行う＋ｂ相（COS+）の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相（COS-）の磁気抵抗パターン６１を備えている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２はブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４の中点位置には、＋ａ相が出力される端子（＋ａ）が設けられ、−ａ相の磁気抵抗パターン６２の中点位置には、−ａ相が出力される端子（−ａ）が設けられている。
【００２６】
図３（ｂ）に示すように、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４および−ａ相の磁気抵抗パターン６２と同様、ブリッジ回路を構成しており、一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３の中点位置には、＋ｂ相が出力される端子（＋ｂ）が設けられ、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１の中点位置には、−ｂ相が出力される端子（−ｂ）が設けられている。
【００２７】
再び図２において、感磁素子６は、磁気トラック３１において隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３に回転軸線方向Ｌで重なる位置に配置されている。このため、感磁素子６の磁気抵抗パターン６１〜６４は、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で磁気トラック３１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。すなわち、隣接するトラック３１１、３１２の境界部分３１３においては、各磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック３１１、３１２の面内方向の向きが周方向で漸次に変化する回転磁界が発生する。飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、強磁性金属からなる磁気抵抗パターン６１〜６４に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、磁気抵抗パターン６１〜６４の抵抗値Ｒとの間には、下式
Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相およびＢ相を得ることができる。
【００２８】
かかる構成のエンコーダ装置１００において、エンコーダ１の感磁素子６に対しては信号処理部１０が接続されており、信号処理部１０は、増幅回路１３、１４を備えた増幅回路部１２や、これらの増幅回路１３、１４から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行う演算処理部１１等が設けられており、感磁素子６からの出力に基づいて、固定体に対する回転体の回転速度、回転方向、角度位置が検出される。より具体的には、エンコーダ装置１００において、回転体が磁極の１周期分回転すると、感磁素子６からは、図２（ｂ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。従って、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓを増幅回路１３、１４により増幅した後、演算処理部１１において、図２（ｃ）に示すように、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、回転体の角度位置θが分かる。
【００２９】
（エンコーダ１の具体的構成）
図４は、本発明を適用したエンコーダ装置１００のエンコーダ１の具体的構成例を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、エンコーダ１の側面図、磁気スケール２をセンサユニット５の側から見た斜視図、磁気スケール２の磁気トラック３１の説明図、およびセンサユニット５の斜視図である。なお、図４（ｄ）には感磁素子６の表面からシールドテープを剥がした様子を示してある。
【００３０】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、エンコーダ１において、磁気スケール２およびセンサユニット５はいずれも円環状であり、回転体の回転軸線方向Ｌで対向し、かつ、磁気スケール２の中心Ｏ2、およびセンサユニット５の中心Ｏ5が回転体の回転軸線方向Ｌ上に位置するように配置されている。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、磁気スケール２は、ＳＰＰＣ（冷間圧延鋼板）等の金属製の円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定された円環状のセンサマグネット３０とを備えており、図４（ｃ）に示すように、センサマグネット３０の表面（着磁されている面３３）には周方向に延びる円環状の磁気トラック３１が設けられている。磁気トラック３１は半径方向に並列して周方向に延びる内側のトラック３１１と外側のトラック３１２とからなる。これらトラック３１１、３１２は着磁ヘッドによってセンサマグネット３０に対する着磁を行うことにより設けられる。
【００３２】
図４（ｂ）に点線で示すように、センサマグネット３０の着磁表面には、ステンレス等の非磁性材料からなる円環状の保護シート４０が取り付けられている。本例では、磁気トラック３１は周方向に９０分割されてＮ極とＳ極が交互に着磁されており、各磁極が着磁されている角度範囲は４°である。また、各Ｓ極および各Ｎ極の平面形状は外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇形となっている。なお、磁気スケール２から保護シート４０を省略することも可能である。
【００３３】
図４（ａ）、（ｄ）に示すように、センサユニット５は、亜鉛ダイカスト品やアルミニウムダイカスト品からなる円環状のホルダ８と、このホルダ８の裏面側（磁気スケール２が位置する側とは反対側）に取り付けられた剛性の回路基板７と、回路基板７に電気的に接続された可撓性基板９と、可撓性基板９に電気的に接続された感磁素子６とを備えており、感磁素子６において磁気スケール２が位置する側の面がセンサ面６ａである。回路基板７には、回路基板７からの出力を、図２（ａ）に示す信号処理部１０に出力するコネクタ１５が実装されている。感磁素子６のセンサ面６ａには、電気ノイズ対策として金属製のシールドテープが貼り付けられており、センサ面６ａはシールドテープによって覆われている。
【００３４】
（感磁素子６の具体的構成例）
図５は、本発明に係るエンコーダ装置１００に用いた感磁素子６の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、感磁素子６の平面図、および感磁素子６における磁気抵抗パターンの積層状態を模式的に示す説明図である。なお、図５（ａ）では、各磁気抵抗パターンと重ねて各磁気抵抗パターンと対向配置されるトラック３１１、３１２を表してある。
【００３５】
図５において、本形態で用いた感磁素子６は、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、層間絶縁膜を介して積層された第１積層磁気抵抗パターン６０１として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されており、素子基板６０の主面６０ａ側がセンサ面６ａである。＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）が形成され、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）の上下関係は逆でもよい。
【００３６】
−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）、および＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と同様、層間絶縁膜を介して積層された第２積層磁気抵抗パターン６０２として素子基板６０の主面６０ａ上に形成されている。−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は各々、磁気トラック３１の半径方向においては、その中心がトラック３１１、３１２の境界部分３１３に対向して配置されており、磁気トラック３１の周方向においては、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）が検出する−ｂ相とが最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）、および−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は、磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）は周方向で１°ずれた位置に配置されている。なお、本形態では、図５（ｂ）に示すように、素子基板６０の主面６０ａ上に−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）が形成され、−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）と−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）の積層関係は逆でもよい。
【００３７】
次に、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、周方向で重ならない位置に配置されている。より詳細には、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２は、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置されている。さらに、第１積層磁気抵抗パターン６０１と第２積層磁気抵抗パターン６０２が電気的或いは磁気的に干渉しない最小距離だけ離れた角度位置に配置されている。本例では、第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ａ相の磁気抵抗パターン６４（SIN+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ａ相の磁気抵抗パターン６２（SIN-）は周方向に２２°ずれた位置に配置されている。第１積層磁気抵抗パターン６０１の＋ｂ相の磁気抵抗パターン６３（COS+）と、第２積層磁気抵抗パターン６０２の−ｂ相の磁気抵抗パターン６１（COS-）も、同様に、周方向に２２°ずれた位置に配置されている。
【００３８】
ここで、各磁気抵抗パターン６１〜６４は互いに平行ではなく、図４等に示すホルダ８の中心Ｏ8（センサユニット５の中心Ｏ5）から径方向に延在する複数の仮想線上に位置しており、ホルダ８およびセンサユニット５の半径方向に延在している。かかる磁気抵抗パターン６１〜６４は、ガラスあるいはシリコンからなる素子基板６０上に、半導体プロセスによって強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成されている。素子基板６０は長方形をしており、各磁気抵抗パターン６１〜６４は素子基板６０の中央領域に形成されている。素子基板６０の端部には、一方の長辺に沿って複数の端子６８が形成されており、かかる端子６８は、図４等に示す可撓性基板９との電気的な接続に用いられている。また、各磁気抵抗パターン６１〜６４は、端子６８を避けるように形成されたエポキシ樹脂等の保護層（図示せず）によって覆われており、かかる保護層は、例えば、スクリーン印刷によって形成されている。
【００３９】
（磁気スケール２の詳細構成）
図４（ｂ）において、磁気スケール２は、円環状のヨーク板２０と、このヨーク板２０の表面（センサユニット５が位置する側）に固定した円環状のセンサマグネット３０とを備えている。ヨーク板２０は、センサマグネット３０より幅寸法が大であり、ヨーク板２０の内周部分２１は、センサマグネット３０の内周縁３５より内側に位置し、ヨーク板２０の外周部分２２は、センサマグネット３０の外周縁３２より外側に位置している。従って、磁気スケール２の円形の外周縁および円形の内周縁は、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２に相当する。
【００４０】
かかる構成の磁気スケール２において、センサマグネット３０は、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。より具体的には、センサマグネット３０は、円環状に成形した磁性体をヨーク板２０に接着剤により固定した後、磁性体の表面を研磨し、しかる後に着磁を行って、磁気トラック３１を形成することにより、形成されている。かかる着磁の際、本形態では、センサマグネット３０（磁性体）の円形状ではなく、ヨーク板２０の内周部分２１や外周部分２２等、ヨーク板２０の円形状を基準に着磁されている。このため、磁気スケール２では、磁気トラック３１と、ヨーク板２０の内周部分２１および外周部分２２とは、同心状である。
【００４１】
ここで、センサマグネット３０は、フェライト等の磁性粉（マグネット原料）とＰＰＳ（polyphenylene sulfide）等の熱可塑性樹脂材料（プラスチック材料）とを混合して成形したプラスチックマグネットである。本形態において、センサマグネット３０は、各種のプラスチックマグネットのうち、フィルムゲート（フラッシュゲート）により成形されたプラスチックマグネットである。かかるフィルムゲートによる成形では、フィルム状（膜状）のゲートを使用し、かつ、このフィルム状のゲートを円環状のセンサマグネット３０の内周面となる部分の全周に設けて成形する。
【００４２】
（インターフェース機器１５０、２５０等の構成）
図６は、本発明に係るエンコーダ搭載機器１０００に用いたインターフェース機器１５０、２５０等の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、インターフェース機器１５０、２５０の具体的構成例を示す説明図、および通信プロトコルの説明図である。
【００４３】
図１に示すように、本形態のエンコーダ搭載機器１０００では、機器本体２００側の制御部２１０にはインターフェース機器２５０（制御部側インターフェース機器）が設けられ、エンコーダ装置１００側にはインターフェース機器１５０（エンコーダ装置側インターフェース機器）が設けられている。インターフェース機器１５０、２５０はいずれも、同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器であり、各々、ＲＳ４８５機器等からなるトランシーバを２つずつ有している。
【００４４】
より具体的には、図１および図６に示すように、インターフェース機器２５０は、第１トランシーバ２５０Ｌおよび第２トランシーバ２５０Ｒを有しており、第１トランシーバ２５０Ｌは制御部側第１トランシーバであり、第２トランシーバ２５０Ｒは制御部側第２トランシーバである。また、インターフェース機器１５０は、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒを有しており、第１トランシーバ１５０Ｌは、第１トランシーバ２５０Ｌ（制御部側第１トランシーバ）と対をなすエンコーダ装置側第１トランシーバであり、第２トランシーバ１５０Ｒは、第２トランシーバ２５０Ｒ（制御部側第２トランシーバ）と対をなすエンコーダ装置側第２トランシーバである。伝送路３００には、第１トランシーバ１５０Ｌ、２５０Ｌを接続する第１伝送路３００Ｌと、第２トランシーバ１５０Ｒ、２５０Ｒを接続する第２伝送路３００Ｒとが構成されている。なお、インターフェース機器１５０、２５０に用いたＲＳ４８５機器は、電源電位Ｖｄｄとグランド電位ＧＮＤを抵抗分割した２つの電位を用いた差動式であるため、第１伝送路３００Ｌおよび第２伝送路３００Ｒは各々、２本の配線により構成されている。従って、図６では、第１伝送路３００Ｌおよび第２伝送路３００Ｒの各々を構成する２本の配線のうち、一方側の配線で伝送される信号（第１指令信号ＭＲ−ＱＬ／同期信号ＣＬＫ、第２指令信号ＭＲ−ＱＲ／演算結果ＤＡＴＡ）の末尾には「＋」を付し、他方側の配線で伝送される信号の末尾には、反転信号を意味する「−」を付してある。
【００４５】
このように構成したエンコーダ搭載機器１０００において、制御部２１０側の第１トランシーバ２５０Ｌは、指令信号として第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌが送信されるタイミングを規定する第１指令信号ＭＲ−ＱＬを送信するシリアルドライバ２５１Ｌと、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）が送信されるタイミングに同期する同期信号ＣＬＫを受信するシリアルレシーバ２５２Ｌとを備えている。
【００４６】
制御部２１０側の第２トランシーバ２５０Ｒは、指令信号として第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒが送信されるタイミングを規定する第２指令信号ＭＲ−ＱＲを第１指令信号ＭＲ−ＱＬと異なるタイミングで送信するシリアルドライバ２５１Ｒと、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）を受信するシリアルレシーバ２５２Ｒとを備えている。
【００４７】
エンコーダ装置１００側の第１トランシーバ１５０Ｌは、第１指令信号ＭＲ−ＱＬを受信するシリアルレシーバ１５２Ｌと、同期信号ＣＬＫを送信するシリアルドライバ１５１Ｌとを備えている。
【００４８】
エンコーダ装置１００側の第２トランシーバ１５０Ｒは、第２指令信号ＭＲ−ＱＲを受信するシリアルレシーバ１５２Ｒと、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）をシリアル信号として送信するシリアルドライバ１５１Ｒとを備えている。
【００４９】
図６（ｂ）を参照しながらインターフェース機器１５０、２５０の動作を説明して、インターフェース機器１５０、２５０の構成を詳述する。なお、以下に説明において、制御部２１０側の信号には「ＣＴＲＬ」を付し、エンコーダ装置１００側の信号には「ＥＮＣ」を付してある。
【００５０】
図１および図６に示すように、時間ｔ１〜ｔ４の期間Ｔ１では、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルドライバ２５１Ｌに制御信号Ｄ／Ｒ−１（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第１トランシーバ２５０Ｌがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第２トランシーバ２５０Ｒ、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５１】
この状態で、時間ｔ１〜ｔ４の期間Ｔ１のうち、時間ｔ２〜ｔ３の期間Ｔ２では、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌに第１指令信号ＭＲ−ＱＬ（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第１トランシーバ２５０Ｌから第１指令信号ＭＲ−ＱＬが第１伝送路３００Ｌを介してエンコーダ装置１００側の第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルレシーバ１５２Ｌに送信される。
【００５２】
次に、時間ｔ５〜ｔ８の期間Ｔ３では、エンコーダ装置１００側において、第１指令信号ＭＲ−ＱＬに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに制御信号Ｄ／Ｒ−１（ＥＮＣ）、Ｄ／Ｒ−２（ＥＮＣ）が供給される。その結果、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第１トランシーバ２５０Ｌおよび第２トランシーバ２５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５３】
この状態で、時間ｔ５〜ｔ８の期間Ｔ３のうち、時間ｔ６〜ｔ７の期間Ｔ４では、エンコーダ装置１００側において、第１指令信号ＭＲ−ＱＬに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌに同期信号ＣＬＫ（ＥＮＣ）が供給され、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌ（演算結果ＤＡＴＡ（ＥＮＣ））が供給される。その結果、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌは、第１伝送路３００Ｌを介して第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌに同期信号ＣＬＫを送信し、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒは、第２伝送路３００Ｒを介して第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒに第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌを送信する。
【００５４】
従って、機器本体２００の側において、上位の制御部は、第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌから出力された同期信号ＣＬＫ（ＣＴＲＬ）、および第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒから出力された演算結果ＤＡＴＡ（ＣＴＲＬ）に基づいて、第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌを取得することになる。
【００５５】
次に、時間ｔ９〜ｔ１２の期間Ｔ５において、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルドライバ２５１Ｒに制御信号Ｄ／Ｒ−２（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第２トランシーバ２５０Ｒがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第１トランシーバ２５０Ｌ、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５６】
この状態で、時間ｔ９〜ｔ１２の期間Ｔ５のうち、時間ｔ１０〜ｔ１１の期間Ｔ６では、機器本体２００側において、上位の制御部（図示せず）から制御部２１０の第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに第２指令信号ＭＲ−ＱＲ（ＣＴＲＬ）が供給される。その結果、第２トランシーバ２５０Ｒから第２指令信号ＭＲ−ＱＲが第２伝送路３００Ｒを介してエンコーダ装置１００側の第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルレシーバ１５２Ｒに送信される。
【００５７】
次に、時間ｔ１３〜ｔ１６の期間Ｔ７では、エンコーダ装置１００側において、第２指令信号ＭＲ−ＱＲに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに制御信号Ｄ／Ｒ−１（ＥＮＣ）、Ｄ／Ｒ−２（ＥＮＣ）が供給され、第１トランシーバ１５０Ｌおよび第２トランシーバ１５０Ｒがドライブ状態となる。その間、他のトランシーバ（第１トランシーバ２５０Ｌおよび第２トランシーバ２５０Ｒ）はレシーブ状態にある。
【００５８】
この状態で、時間ｔ１３〜ｔ１６の期間Ｔ７のうち、時間ｔ１４〜ｔ１５の期間Ｔ８では、エンコーダ装置１００側において、第２指令信号ＭＲ−ＱＲに基づき、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌに同期信号ＣＬＫ（ＥＮＣ）が供給され、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒに第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ（演算結果ＤＡＴＡ（ＥＮＣ））が供給される。その結果、第１トランシーバ１５０Ｌのシリアルドライバ１５１Ｌは、第１伝送路３００Ｌを介して第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌに同期信号ＣＬＫを送信し、第２トランシーバ１５０Ｒのシリアルドライバ１５１Ｒは、第２伝送路３００Ｒを介して第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒに第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒを送信する。
【００５９】
従って、機器本体２００の側において、上位の制御部は、第１トランシーバ２５０Ｌのシリアルレシーバ２５２Ｌから出力された同期信号ＣＬＫ、および第２トランシーバ２５０Ｒのシリアルレシーバ２５２Ｒから出力された演算結果ＤＡＴＡ（ＣＴＲＬ）に基づいて、第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒを取得することになる。
【００６０】
（演算結果ＤＡＴＡの送信フレームフォーマット）
図７は、本発明に係るエンコーダ搭載機器１０００で送信される演算結果ＤＡＴＡの説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、演算結果ＤＡＴＡの送信フレームの説明図、および異常検出の内容を示す説明図である。
【００６１】
図６等に示す演算結果ＤＡＴＡの送信フレームフォーマットは、例えば、図７（ａ）に示す１６ビットのデータＤ０〜Ｄ１５からなり、かかるデータＤ０〜Ｄ１５のうち、例えば、８ビットのデータＤ０〜Ｄ８によって、演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ（第１演算処理部１１Ｌでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｌおよび第２演算処理部１１Ｒでの演算結果ＤＡＴＡ−Ｒ）が送信される。従って、データＤ０〜Ｄ１５のうち、例えば、３ビットのデータＤ１２〜Ｄ１４を用いれば、エンコーダ１での異常検出結果を送信することもできる。かかる異常検出結果とは、例えば、図７（ｂ）に示すように、図２（ｃ）に示す感磁素子６からの出力信号を円として表したとき、かかる円（実線Ｇで示す円）が３つの斜線領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の何れかに重なったときである。すなわち、円が斜線領域Ｅ１に重なったときには、磁気スケール２とセンサユニット５とが離間し過ぎた状態に相当し、円が斜線領域Ｅ２、Ｅ３に重なったときには、磁気スケール２の中心とセンサユニット５の中心とが大きくずれた場合に相当する。
【００６２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のエンコーダ装置１００およびエンコーダ搭載機器１０００では、エンコーダ装置１００側および制御部２１０側に同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器１５０、２５０を設けてある。このため、制御部２１０は、複数の演算処理部１１での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号（第１指令信号ＭＲ−ＱＬおよび第２指令信号ＭＲ−ＱＲ）を異なるタイミングで送信する一方、エンコーダ装置１００は、指令信号に対応するタイミングで複数の演算処理部１１での演算結果ＤＡＴＡ、および複数の演算処理部１１での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号ＣＬＫを各々、シリアル信号として出力する、従って、制御部２１０は、同期信号ＣＬＫに基づいてエンコーダ１毎の検出結果を取得することができる。また、エンコーダ装置１００では、指令信号に基づいて同期信号ＣＬＫおよびエンコーダ１毎の検出結果を出力すればよく、指令信号をデコード化する等の処理が不要である。このため、簡素な回路構成で複数のエンコーダ１の検出結果を伝送することができる。
【００６３】
また、本形態においては、エンコーダ装置１００側および制御部２１０側の同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器１５０、２５０として、２つのトランシーバを備えた機器を設ければよいので、簡素な回路構成で２つのエンコーダ１の検出結果を伝送することができる。
【００６４】
［他の実施の形態］
上記実施の形態のエンコーダ１に対して、磁気スケール２の中心からみて９０°ずれた位置に第１ホール素子および第２ホール素子を配置すれば、現在位置が正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓのいずれの区間に位置するかが分かるので、回転体の絶対角度位置情報を生成することができる。かかるアブソリュート動作を行うエンコーダ装置１００を用いた場合に本発明を適用してもよい。
【００６５】
上記実施の形態では、エンコーダ１として磁気式エンコーダを用いた例を説明したが、エンコーダとして光学式エンコーダを用いた場合に本発明を適用してもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、エンコーダ１が２つの場合を説明したが、トランシーバの数を増やして、エンコーダ１が３つ以上の場合に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ エンコーダ
２ 磁気スケール
５ センサユニット
６ 感磁素子（磁気抵抗素子）
１００ エンコーダ装置
１５０ インターフェース機器（エンコーダ装置側インターフェース機器）
１５０Ｌ 第１トランシーバ（エンコーダ装置側第１トランシーバ）
１５０Ｒ 第２トランシーバ（エンコーダ装置側第２トランシーバ）
１５１Ｌ、１５１Ｒ、２５１Ｌ、２５１Ｒ シリアルドライバ
１５２Ｌ、１５２Ｒ、２５２Ｌ、２５２Ｒ シリアルレシーバ
２１０ 制御部
２５０ インターフェース機器（制御部側インターフェース機器）
２５０Ｌ 第１トランシーバ（制御部側第１トランシーバ）
２５０Ｒ 第２トランシーバ（制御部側第２トランシーバ）
３００ 伝送路
１０００ エンコーダ搭載機器
ＣＬＫ 同期信号
ＤＡＴＡ 演算結果
ＤＡＴＡ−Ｌ 第１演算処理部での演算結果
ＤＡＴＡ−Ｒ 第２演算処理部での演算結果
ＭＲ−ＱＬ 第１指令信号
ＭＲ−ＱＲ 第２指令信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエンコーダ、および該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部を備えたエンコーダ装置と、該エンコーダ装置に対する制御部と、前記エンコーダ装置と前記制御部とを接続する伝送路と、を有するエンコーダ搭載機器において、
前記制御部は、前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として受信する同期式の半２重シリアル通信用の制御部側インターフェース機器を有し、
前記エンコーダ装置は、前記指令信号を受信するとともに、当該指令信号に対応するタイミングで前記複数の演算処理部での演算結果および前記同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のエンコーダ装置側インターフェース機器を有していることを特徴とするエンコーダ搭載機器。
【請求項２】
前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、
前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、
前記制御部側インターフェース機器は、制御部側第１トランシーバと制御部側第２トランシーバと、を備え、
前記エンコーダ装置側インターフェース機器は、前記制御部側第１トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第１トランシーバと、前記制御部側第２トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第２トランシーバと、を備え、
前記制御部側第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する前記同期信号を受信するシリアルレシーバと、を備え、
前記制御部側第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を前記第１指令信号と異なるタイミングで送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を受信するシリアルレシーバと、を備え、
前記エンコーダ装置側第１トランシーバは、前記第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、
前記エンコーダ装置側第２トランシーバは、前記第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果をシリアル信号として送信するシリアルドライバと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ搭載機器。
【請求項３】
前記複数のエンコーダは、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置された感磁素子と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンコーダ搭載機器。
【請求項４】
複数のエンコーダと、
該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部と、
前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号をシリアル信号として受信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器と、
を有していることを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項５】
前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、
前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、
前記インターフェース機器は、第１トランシーバと第２トランシーバとを備え、
前記第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、
前記第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を送信するシリアルドライバと、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記複数のエンコーダは、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置された感磁素子と、を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のエンコーダ装置。
【請求項１】
複数のエンコーダ、および該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部を備えたエンコーダ装置と、該エンコーダ装置に対する制御部と、前記エンコーダ装置と前記制御部とを接続する伝送路と、を有するエンコーダ搭載機器において、
前記制御部は、前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号を異なるタイミングで送信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として受信する同期式の半２重シリアル通信用の制御部側インターフェース機器を有し、
前記エンコーダ装置は、前記指令信号を受信するとともに、当該指令信号に対応するタイミングで前記複数の演算処理部での演算結果および前記同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のエンコーダ装置側インターフェース機器を有していることを特徴とするエンコーダ搭載機器。
【請求項２】
前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、
前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、
前記制御部側インターフェース機器は、制御部側第１トランシーバと制御部側第２トランシーバと、を備え、
前記エンコーダ装置側インターフェース機器は、前記制御部側第１トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第１トランシーバと、前記制御部側第２トランシーバと対をなすエンコーダ装置側第２トランシーバと、を備え、
前記制御部側第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する前記同期信号を受信するシリアルレシーバと、を備え、
前記制御部側第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を前記第１指令信号と異なるタイミングで送信するシリアルドライバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を受信するシリアルレシーバと、を備え、
前記エンコーダ装置側第１トランシーバは、前記第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、
前記エンコーダ装置側第２トランシーバは、前記第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果をシリアル信号として送信するシリアルドライバと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ搭載機器。
【請求項３】
前記複数のエンコーダは、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置された感磁素子と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンコーダ搭載機器。
【請求項４】
複数のエンコーダと、
該複数のエンコーダに対して一対一の関係をもって設けられ、前記複数のエンコーダからの出力に演算処理を行う複数の演算処理部と、
前記複数の演算処理部での演算結果が各々送信されるタイミングを規定する指令信号をシリアル信号として受信するとともに、前記複数の演算処理部での演算結果、および前記複数の演算処理部での演算結果が出力されるタイミングに対応する同期信号を各々、シリアル信号として送信する同期式の半２重シリアル通信用のインターフェース機器と、
を有していることを特徴とするエンコーダ装置。
【請求項５】
前記複数のエンコーダには、第１エンコーダと第２エンコーダとが含まれ、
前記複数の演算処理部には、前記第１エンコーダからの出力に演算処理を行う第１演算処理部と、前記第２エンコーダからの出力に演算処理を行う第２演算処理部とが含まれ、
前記インターフェース機器は、第１トランシーバと第２トランシーバとを備え、
前記第１トランシーバは、前記指令信号として前記第１演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第１指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングに同期する同期信号を送信するシリアルドライバと、を備え、
前記第２トランシーバは、前記指令信号として前記第２演算処理部での演算結果が送信されるタイミングを規定する第２指令信号を受信するシリアルレシーバと、前記第１演算処理部での演算結果および前記第２演算処理部での演算結果を送信するシリアルドライバと、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記複数のエンコーダは、固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダであって、周方向にＮ極およびＳ極が配置された磁気トラックを備えた磁気スケールと、該磁気スケールに対して前記回転体の回転中心軸線方向で対向する位置に配置された感磁素子と、を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のエンコーダ装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０８８３８（Ｐ２０１３−１０８８３８Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３８９３（Ｐ２０１１−２５３８９３）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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