(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の物体に設置されたスケールを第２の物体に設置されたリードヘッドで読み取ることによって、前記第１の物体と前記第２の物体との間の機械的変位量を測定する光学式エンコーダが備える前記リードヘッドを制御するリードヘッド制御機構であって、
前記リードヘッドと前記スケールとが接近する接近方向および前記リードヘッドと前記スケールとが離れる離間方向に前記リードヘッドを移動可能に、前記リードヘッドを第２の物体に固定する固定部材と、
前記リードヘッドに直接的あるいは間接的に固定され、前記リードヘッドを前記接近方向または前記離間方向に移動させるアクチュエータと、
前記リードヘッドと前記スケールとの間の距離を一定に保つように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
前記アクチュエータに固定され、収縮することによって前記アクチュエータを前記離間方向に移動させる保護バネと、を備え、
前記保護バネは、前記第１の物体から前記リードヘッドまたは前記固定部材に対して力が加わると、収縮して前記アクチュエータ及び前記リードヘッドを前記離間方向に移動させる、
リードヘッド制御機構。
【請求項２】
前記リードヘッドと前記スケールとの距離を測定する距離センサ、を備え、
前記アクチュエータ制御手段は、前記距離センサの測定結果を基に前記アクチュエータを制御する、
請求項１に記載のリードヘッド制御機構。
【請求項３】
第１の物体に設置されたスケールを第２の物体に設置されたリードヘッドで読み取ることによって、前記第１の物体と前記第２の物体との間の機械的変位量を測定する光学式エンコーダが備える前記リードヘッドを制御するリードヘッド制御機構であって、
前記リードヘッドと前記スケールとが接近する接近方向および前記リードヘッドと前記スケールとが離れる離間方向に前記リードヘッドを移動可能に、前記リードヘッドを第２の物体に固定する固定部材と、
前記リードヘッドに直接的あるいは間接的に固定され、前記リードヘッドを前記接近方向または前記離間方向に移動させるアクチュエータと、
前記リードヘッドと前記スケールとの間の距離を一定に保つように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
前記第１の物体および前記第２の物体の温度を測定する温度センサと、を備え、
前記アクチュエータ制御手段は、前記温度センサの測定結果を基に前記第１の物体および前記第２の物体の熱膨張量を算出し、算出した熱膨張量を基に前記アクチュエータを制御する、
リードヘッド制御機構。
【請求項４】
第１の物体に設置されたスケールを第２の物体に設置されたリードヘッドで読み取ることによって、前記第１の物体と前記第２の物体との間の機械的変位量を測定する光学式エンコーダが備える前記リードヘッドを制御するリードヘッド制御機構であって、
前記リードヘッドと前記スケールとが接近する接近方向および前記リードヘッドと前記スケールとが離れる離間方向に前記リードヘッドを移動可能に、前記リードヘッドを第２の物体に固定する固定部材と、
前記リードヘッドに直接的あるいは間接的に固定され、前記リードヘッドを前記接近方向または前記離間方向に移動させるアクチュエータと、
前記リードヘッドと前記スケールとの間の距離を一定に保つように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
を備え、
前記アクチュエータは、
前記リードヘッドに対し、前記接近方向および前記離間方向に押力または引力を加えるステムと、
前記ステムに対し、前記接近方向および前記離間方向に与圧を加える与圧バネと、を備える、
リードヘッド制御機構。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のリードヘッド制御機構によって制御されるリードヘッドを備える光学式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードヘッド制御機構、及び光学式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体と物体の直線方向の機械的変位量（例えば、一方の物体に対する他方の物体の相対的な移動距離）を測定するリニアエンコーダや、回転方向の機械的変位量（例えば、一方の物体に対する他方の物体の回転角度）を測定するロータリーエンコーダが知られている。特許文献１には、一方の物体に設置されたスケールの目盛を他方の物体に設置されたリードヘッドで読み取ることによって、２つの物体間の機械的変位量を測定する光学式エンコーダが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４９６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学式エンコーダの場合、その性質上、スケールとリードヘッド間の隙間量を規定の許容誤差範囲（以下、「公差範囲」という。）に収める必要がある。しかしながら、スケールやリードヘッドの取り付け部は、熱、衝撃、経年等により変形するため、場合によっては、その隙間量が規定の公差範囲からはずれることがある。そうなると、光学式エンコーダは測定精度を大きく低下させ、その結果、エンコーダを取り付けた製品は正常に動作しなくなる。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、エンコーダの測定精度を高く維持することが可能なリードヘッド制御機構、及び光学式エンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るリードヘッド制御機構は、
第１の物体に設置されたスケールを第２の物体に設置されたリードヘッドで読み取ることによって、前記第１の物体と前記第２の物体との間の機械的変位量を測定する光学式エンコーダが備える前記リードヘッドを制御するリードヘッド制御機構であって、
前記リードヘッドと前記スケールとが接近する接近方向および前記リードヘッドと前記スケールとが離れる離間方向に前記リードヘッドを移動可能に、前記リードヘッドを第２の物体に固定する固定部材と、
前記リードヘッドに直接的あるいは間接的に固定され、前記リードヘッドを前記接近方向または前記離間方向に移動させるアクチュエータと、
前記リードヘッドと前記スケールとの間の距離を一定に保つように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
前記アクチュエータに固定され、収縮することによって前記アクチュエータを前記離間方向に移動させる保護バネと、を備え、
前記保護バネは、前記第１の物体から前記リードヘッドまたは前記固定部材に対して力が加わると、収縮して前記アクチュエータ及び前記リードヘッドを前記離間方向に移動させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンコーダの測定精度を高く維持することが可能なリードヘッド制御機構、及び光学式エンコーダを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るリードヘッド制御機構を備える機械部品の概観を示す図であり、（Ａ）機械部品の斜視図、（Ｂ）は機械部品の平面図である。
【図２】可動部の半分を切り取った機械部品の斜視図である。
【図３】実施形態１のリードヘッド制御機構の構成を説明するための図である。
【図４】固定部材の構成を説明するための図であり、（Ａ）は固定部材を側面から見た図、（Ｂ）は固定部材を正面から見た図である。
【図５】アクチュエータの構成を説明するための図であり、（Ａ）と（Ｂ）はアクチュエータを側面から見た図、（Ｃ）はアクチュエータを正面から見た図である。
【図６】保護バネの構成を説明するための図であり、（Ａ）は保護バネがアクチュエータに固定されている様子を示す図、（Ｂ）は固定部材が固定部と接触した様子を示す図である。
【図７】実施形態１のアクチュエータ制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施形態２のリードヘッド制御機構の構成を説明するための図である。
【図９】実施形態２のアクチュエータ制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】アクチュエータに与圧バネを設置した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（実施形態１）
本発明の実施形態に係るリードヘッド制御機構４００は、スケール３１０とリードヘッド３２０との隙間が規定の公差範囲に収まるように、リードヘッド３２０の位置を制御するための機構である。以下、リードヘッド制御機構４００によって制御されるリードヘッド３２０を備える光学式エンコーダ３００が設置された機械部品１を例にとり、本実施形態のリードヘッド制御機構４００について説明する。
【００１１】
機械部品１は、ロボットの間接部分や天体望遠鏡用架台の回転機構等、装置の回転部分を構成する部品である。機械部品１は、図１（Ａ）に示すように、円柱形をした固定部１００と、固定部１００の一方の底面の周囲に設置された可動部２００等から構成される。可動部２００は、固定部１００の両方の底面の中心を貫く線（図１（Ａ）に示す（ａ）。以下、「中心軸」という。）を軸に固定部１００の周りを回転可能に構成されている。可動部２００の固定部１００に対する機械的変位量（例えば、図１（Ａ）に示す（ｂ））は、後述の光学式エンコーダ３００によって測定され、その測定結果は、機械部品１が設置された装置全体を制御する不図示の制御部品（例えば、プロセッサ）に送信される。なお、以下の説明では、図１（Ａ）や（Ｂ）に示すように、可動部２００の側面に沿った方向を「周方向」、中心軸から側面に向かう方向又は側面から中心軸に向かう方向を「半径方向」と呼ぶ。
【００１２】
図２は、機械部品１の内部構造を視認容易にするため、可動部２００の半分を切り取ったものである。機械部品１は、図２に示すように、固定部１００と、可動部２００と、光学式エンコーダ３００と、リードヘッド制御機構４００とから構成される。
【００１３】
固定部１００は、回転部品の一部を構成する円柱体である。固定部１００の側面には周方向に沿ってテープ状のスケール３１０が巻きつけられている。
【００１４】
可動部２００は、固定部１００の一方の底面に覆いかぶさるように設置された有底円筒形の回転体である。可動部２００は、中心軸を軸として固定部１００の周りを周方向に回転可能に構成されている。可動部２００の内周面には、固定部１００の側面と略直角にドーナツ状の平板２１０が取り付けられている。後述の光学式エンコーダ３００のリードヘッド３２０は、この平板２１０の一方の面に固定部材４１０を介して固定されている。
【００１５】
光学式エンコーダ３００は、固定部１００に対する可動部２００の機械的変位量を測定する光学式のロータリーエンコーダである。ここで、機械的変位量とは、一方の物体に対する他方の物体の回転変位量（例えば、一方の物体に対する他方の物体の相対的な回転角度、回転方向、回転速度）、又は、一方の物体に対する他方の物体の直線変位量（例えば、一方の物体に対する他方の物体の相対的な移動量、移動方向、移動速度）等のことをいう。光学式エンコーダ３００は、スケール３１０と、リードヘッド３２０とから構成される。
【００１６】
スケール３１０は、所定ピッチの目盛が形成されたテープ状のスケールである。スケール３１０は、固定部１００の側面に周方向に沿って巻きつけられている。
【００１７】
リードヘッド３２０は、スケール３１０の目盛から位置情報を取得する検出器から構成される。リードヘッド３２０は、図３に示すように、スケール３１０の目盛を光学的に読み取る読取部３２１（例えば、受光体やカメラ）を備えている。リードヘッド３２０は、読取部３２１がスケール３１０に対向するように、かつ、読取部３２１とスケール３１０との距離Ｄが規定の公差範囲に収まるように、平板２１０の一方の面に設置されている。リードヘッド３２０は、可動部２００の回転に伴い、スケール３１０に沿って移動する。
【００１８】
リードヘッド制御機構４００は、リードヘッド３２０とスケール３１０との距離Ｄが一定の距離を保つように、リードヘッド３２０の位置を制御するための機構である。リードヘッド制御機構４００は、固定部材４１０と、アクチュエータ４２０と、距離センサ４３０と、アクチュエータ制御部４４０と、保護バネ４５０とから構成される。
【００１９】
固定部材４１０は、リードヘッド３２０を可動部２００に固定するための部材である。固定部材４１０の平板２１０に対向する面には、図４（Ａ）や（Ｂ）に示すように、半径方向に沿ってレール状の突出部４１１が形成されている。一方の平板２１０には半径方向に走る溝２１１が形成されている。突出部４１１はこの溝２１１により、半径方向のみに移動がスムーズに可能なよう支持されている。リードヘッド３２０は、固定部材４１０が滑動することによって、接近方向および離間方向に移動する。ここで、「接近方向」とは、リードヘッド３２０とスケール３１０とが接近する方向のことであり、「離間方向」とは、リードヘッド３２０とスケール３１０とが離れる方向のことである。
【００２０】
アクチュエータ４２０は、固定部材４１０を接近方向または離間方向に移動させる駆動装置等から構成される。アクチュエータ４２０は、図５（Ａ）に示すように、固定部材４１０にその一端が固定された棒状のステム４２１と、ステム４２１に押力および引力を加える本体部４２２とから構成される。本体部４２２は、後述のアクチュエータ制御部４４０からリードヘッド３２０の移動量もしくは移動速度を指示する電気信号（以下、「偏差信号」という。）を受信すると、その受信した偏差信号に基づいてステム４２１に押力または引力を加える。ステム４２１は、本体部４２２から押力が加えられると、図５（Ａ）に示すように、固定部材４１０を押してリードヘッド３２０を接近方向に移動させる。また、ステム４２１は、本体部４２２から引力が加えられると、図５（Ｂ）に示すように、固定部材４１０を引いてリードヘッド３２０を離間方向に移動させる。
【００２１】
本体部４２２の平板２１０に対向する面には、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、半径方向に沿ってレール状の突出部４２３が形成されている。平板２１０には半径方向に走る溝２１２が形成されており、突出部４２３はこの溝２１２により、半径方向のみに移動がスムーズに可能なよう支持されている。また突出部４２３は固定部１００と可動部２００が相対変位したときに、スケール３１０とリードヘッド３２０が接触する前に、固定部１００と接触するように、リードヘッド４２３からの突出寸法が設定されている。
【００２２】
図３に戻り、距離センサ４３０は、物体間の距離を測定するセンサ（例えば、ギャップセンサ）から構成される。距離センサ４３０は、固定部材４１０に設置されており、距離センサ４３０から固定部１００の側面までの距離Ｄｍを測定する。距離センサ４３０は、その測定結果をリードヘッド３２０からスケール３１０までの距離Ｄに換算し、アクチュエータ制御部４４０に送信する。
【００２３】
アクチュエータ制御部４４０は、プロセッサ等の処理装置から構成される。アクチュエータ制御部４４０は不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）に格納されているプログラムに従って動作し、後述の「アクチュエータ制御処理」を含む種々の動作を実行する。
【００２４】
保護バネ４５０は、例えば、地震等により固定部１００と可動部２００が相対変位したときに、スケール３１０とリードヘッド３２０が接触するのを防止するためのバネである。保護バネ４５０は、図６（Ａ）に示すように、アクチュエータ４２０に接近方向に押力Ｆ１が加わるように、部材４５１を介し、一定量収縮した状態でアクチュエータ４２０に固定されている。また、保護バネ４５０の接近方向の押力Ｆ１は固定部材４１０と溝２１１との間の静止摩擦力Ｆ２より大きくなるように調整されている。そのため、アクチュエータ４２０は、通常の状態では保護バネ４５０の押力Ｆ１によって離間方向に移動しない。しかしながら、地震等により固定部１００と可動部２００が相対変位し、例えば図６（Ｂ）に示すように、固定部材４１０が固定部１００の側面に接触する事態になると、アクチュエータ４２０には固定部材４１０を介して離間方向に力Ｆ３が加えられる。そうなると、アクチュエータ４２０に加えられる離間方向の力Ｆ３は、押力Ｆ１を超えて大きくなり、その結果、保護バネ４５０は収縮する。その結果、アクチュエータ４２０は離間方向に移動する。
【００２５】
次に、本実施形態のリードヘッド制御機構４００の動作について説明する。
【００２６】
リードヘッド制御機構４００に電力が供給されると、距離センサ４３０は、リードヘッド３２０とスケール３１０との間の距離を測定し、その測定結果を、随時、アクチュエータ制御部４４０に送信する。また、リードヘッド制御機構４００に電力が供給されると、アクチュエータ制御部４４０は、リードヘッド３２０とスケール３１０との距離が一定距離を保つようにアクチュエータ４２０を制御するための「アクチュエータ制御処理」を開始する。以下、図７のフローチャートを参照して「アクチュエータ制御処理」を説明する。
【００２７】
アクチュエータ制御部４４０は、不図示のＲＡＭから、理想的なリードヘッド３２０とスケール３１０間の距離（以下、「目標値Ｄｔ」という。）を取得する（ステップＳ１０１）。
【００２８】
アクチュエータ制御部４４０は、距離センサ４３０から、現在のリードヘッド３２０とスケール３１０との距離（以下、「現在値Ｄｒ」という）を取得する（ステップＳ１０２）。
【００２９】
アクチュエータ制御部４４０は、ステップＳ１０１で取得した目標値ＤｔとステップＳ１０２で取得した現在値Ｄｒとを比較して、リードヘッド３２０を移動させるべき距離ｄを算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、アクチュエータ制御部４４０は以下の式１により距離ｄを算出してもよい。
【００３０】
ｄ＝Ｄｔ−Ｄｒ    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式１）
【００３１】
アクチュエータ制御部４４０は、ステップＳ１０３で算出した距離ｄを、例えば、距離ｄの値に比例する電圧値を持つ電気信号に変換する。アクチュエータ制御部４４０は、変換した電圧値を偏差信号としてアクチュエータ４２０に出力する（ステップＳ１０４）。アクチュエータ４２０は、アクチュエータ制御部４４０から出力された偏差信号に基づいて、固定部材４１０を介してリードヘッド３２０に押力または引力を加える。例えば、アクチュエータ４２０は、偏差信号の電圧値に比例して大きな力をステム４２１に加える（すなわち、電圧値が大きいほど速くリードヘッド３２０を移動させる）。なお、アクチュエータ４２０は、偏差信号の電圧値がマイナスであれば固定部材４１０を押し、電圧値がプラスであれば固定部材４１０を引くようステム４２１を制御してもよい。
【００３２】
偏差信号の出力が完了したら、アクチュエータ制御部４４０は、再びステップＳ１０２に戻り、距離センサ４３０から測定値を取得する。
【００３３】
本実施形態によれば、リードヘッド３２０とスケール３１０との距離を一定に保つようにアクチュエータ４２０を制御しているので、スケール３１０やリードヘッド３２０の取り付け部が、熱、衝撃、経年等により変形したとしても、スケール３１０とリードヘッド３２０との距離が常に一定距離を保つ。そのため、エンコーダの測定精度を、長期間、高いまま維持することができる。
【００３４】
また、リードヘッド３２０に無理な力が加わっても、保護バネ４５０が即座に収縮してリードヘッド３２０とスケール３１０とを離間させるので、地震等の衝撃により機械部品１がアクチュエータ４２０の制動範囲を超えて大きく変形したとしても、リードヘッド３２０の破損を抑制することができる。
【００３５】
（実施形態２）
物体の熱膨張量は、物体の大きさ、線膨張係数、温度変化量に比例する。そのため、物体の大きさ、線膨張係数等の製品の設計情報をあらかじめＲＡＭ等に記憶しておき、さらに温度センサを使って物体の温度変化を測定することができれば、物体の熱膨張量を算出することが可能である。
【００３６】
実施形態１のリードヘッド制御機構４００は、距離センサ４３０を使ってリードヘッド３２０とスケール３１０との距離を測定し、その測定結果を基にアクチュエータ４２０を制御したが、温度センサの測定値を基に物体の熱膨張量を算出し、その算出結果を基にアクチュエータ４２０を制御することも可能である。以下、実施形態２では、温度センサの測定値を基にアクチュエータ４２０を制御するリードヘッド制御機構４００を、機械部品１を例にとり説明する。
【００３７】
機械部品１は、実施形態１と同様に、固定部１００と、可動部２００と、光学式エンコーダ３００と、リードヘッド制御機構４００とから構成される。リードヘッド制御機構４００は、図８に示すように、固定部材４１０と、アクチュエータ４２０と、温度センサ４６１と、温度センサ４６２と、アクチュエータ制御部４４０と、保護バネ４５０とから構成される。
【００３８】
温度センサ４６１と温度センサ４６２は、それぞれ固定部１００と可動部２００とに埋め込まれている。温度センサ４６１と温度センサ４６２は、それぞれ固定部１００と可動部２００の温度を測定し、その測定結果をアクチュエータ制御部４４０に出力する。
【００３９】
アクチュエータ制御部４４０は、プロセッサ等の処理装置から構成される。アクチュエータ制御部４４０は不図示のＲＯＭやＲＡＭに格納されているプログラムに従って動作し、後述の「アクチュエータ制御処理」を含む種々の動作を実行する。不図示のＲＯＭやＲＡＭには、アクチュエータ制御処理のプログラムデータとともに、製品の設計情報があらかじめ記憶されている。
【００４０】
「設計情報」は、機械部品１の熱膨張に関する設計情報であり、設計情報取得時の「温度Ｔｔ」、温度Ｔｔ時における固定部１００の「寸法Ｌａ」（例えば、中心軸から側面までの半径方向の距離）、温度Ｔｔ時における可動部２００の「寸法Ｌｂ」（例えば、中心軸から平板２１０の基準位置までの半径方向の距離）、固定部１００の「線張係数Ｃａ」、可動部２００の「線膨張係数Ｃｂ」とから構成されている。
【００４１】
機械部品１のその他の構成については、実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
次に、本実施形態のリードヘッド制御機構４００の動作について説明する。
【００４３】
リードヘッド制御機構４００に電力が供給されると、温度センサ４６１と温度センサ４６２は、それぞれ固定部１００と可動部２００の温度を測定し、その測定結果を、随時、アクチュエータ制御部４４０に送信する。また、リードヘッド制御機構４００に電力が供給されると、アクチュエータ制御部４４０は、リードヘッド３２０とスケール３１０との距離が一定距離を保つようにアクチュエータ４２０を制御する「アクチュエータ制御処理」を開始する。以下、図９のフローチャートを参照して「アクチュエータ制御処理」を説明する。
【００４４】
アクチュエータ制御部４４０は、不図示のＲＯＭやＲＡＭから、あらかじめ記憶させておいた機械部品１の設計情報を取得する（ステップＳ２０１）。設計情報は、上述したように、「温度Ｔｔ」、温度Ｔｔ時における固定部１００の「寸法Ｌａ」、温度Ｔｔ時における可動部２００の「寸法Ｌｂ」、固定部１００の「線張係数Ｃａ」、可動部２００の「線膨張係数Ｃｂ」とから構成される。
【００４５】
アクチュエータ制御部４４０は、温度センサ４６１から、現在の固定部１００の温度（以下、「現在値Ｔｒａ」という。）を取得する。また、アクチュエータ制御部４４０は、温度センサ４６２から、現在の可動部２００の温度（以下、「現在値Ｔｒｂ」という。）を取得する（ステップＳ２０２）。
【００４６】
アクチュエータ制御部４４０は、ステップＳ２０１で取得した設計情報とステップＳ２０２で取得した現在値Ｔｒａおよび現在値Ｔｒｂとを基に、固定部１００の半径方向の熱膨張量Ｚａ（例えば、中心軸から側面までの距離の増加量）、可動部２００の半径方向の熱膨張量Ｚｂ（例えば、中心軸から平板２１０上の基準位置までの距離の増加量）を算出する（ステップＳ２０３）。具体的には以下の式２、式３により熱膨張量Ｚａ、Ｚｂを算出してもよい。
【００４７】
Ｚａ＝Ｌａ×Ｃａ×（Ｔｒａ−Ｔｔ）  ・・・・・・・・・（式２）
Ｚｂ＝Ｌｂ×Ｃｂ×（Ｔｒｂ−Ｔｔ）  ・・・・・・・・・（式３）
【００４８】
アクチュエータ制御部４４０は、熱膨張量Ｚａおよび熱膨張量Ｚｂを基に、リードヘッド３２０を移動させるべき距離ｄを算出する（ステップＳ２０４）。具体的には以下の式４により距離ｄを算出してもよい。
【００４９】
ｄ＝Ｚａ−Ｚｂ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式４）
【００５０】
アクチュエータ制御部４４０は、ステップＳ２０４で算出した距離ｄを、例えば、距離ｄの値に比例する電圧値を持つ電気信号に変換する。アクチュエータ制御部４４０は、変換した電圧値を偏差信号としてアクチュエータ４２０に出力する（ステップＳ２０５）。アクチュエータ４２０は、アクチュエータ制御部４４０から出力された偏差信号に基づいて、固定部材４１０を介してリードヘッド３２０に押力または引力を加える。
【００５１】
偏差信号の出力が完了したら、アクチュエータ制御部４４０は、再びステップＳ２０２に戻り、温度センサ４６１及び温度センサ４６２から現在値を取得する。
【００５２】
本実施形態によれば、熱により機械部品１が膨張・収縮したとしても、スケール３１０とリードヘッド３２０との距離を一定に保つことができる。その結果、エンコーダの測定精度を高く維持することができる。
【００５３】
なお、アクチュエータ４２０は、図１０に示すように、接近方向および離間方向に平行に設置され、ステム４２１対し、接近方向または離間方向に与圧を加える与圧バネ４２４を備えていてもよい。与圧バネ４２４によって常に一方向の力がアクチュエータ４２０にかかることにより、駆動方向が反転した場合のアクチュエータ４２０のガタツキを抑制し、その結果、高精度にスケール３１０とリードヘッド３２０の隙間量を制御することが可能となる。
【００５４】
また、リードヘッド制御機構４００によって制御されるリードヘッド３２０を備える光学式エンコーダ３００は、ロータリーエンコーダに限られない。例えば、直線変位量を測定するリニアエンコーダであってもよい。
【００５５】
また、上述の各実施形態では、スケール３１０は固定部１００に、リードヘッド３２０は可動部２００に設置されていたが、スケール３１０を可動部２００に、リードヘッド３２０を固定部１００に設置するよう構成することも可能である。例えば、平板２１０を可動部２００ではなく、固定部１００の側面に固定し、その平板２１０の一方の面にリードヘッド３２０、およびそのリードヘッド３２０を制御するリードヘッド制御機構４００を設置する。さらに、スケール３１０を可動部２００の内周面に設置する。そして、リードヘッド３２０は内周面に設置されたスケール３１０の目盛を読み取って、固定部１００に対する可動部２００の機械的変位量を測定する。
【００５６】
なお、上述の各実施形態では、固定部１００が製品に固定され、可動部２００がその固定部１００の周りを回転するよう構成したが、固定部１００が可動部２００に対して回転するよう構成してもよいし、固定部１００と可動部２００の両方が回転するよう構成してもよい。
【００５７】
なお、上述の各実施形態では、アクチュエータ制御部４４０とアクチュエータ４２０をそれぞれ独立の構成としたが、アクチュエータ制御部４４０の有する機能をアクチュエータ４２０に組み込んでもよい。また、アクチュエータ制御部４４０の有する機能を、機械部品１が設置された装置を制御する制御部品に組み込んでもよい。
【００５８】
なお、各実施形態では、リードヘッド制御機構４００と光学式エンコーダ３００を別々の構成としたが、リードヘッド制御機構４００を光学式エンコーダ３００の一部として構成することも可能である。
【００５９】
また、光学式エンコーダ３００およびリードヘッド制御機構が設置される物体は、大型天体望遠鏡等の大型構造物に限られず、例えば、小型モータ等の比較的小さな構造物であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１              機械部品
１００          固定部
２００          可動部
２１０          平板
２１１、２１２  溝
３００          光学式エンコーダ
３１０          スケール
３２０          リードヘッド
３２１          読取部
４００          リードヘッド制御機構
４１０          固定部材
４１１          突出部
４２０          アクチュエータ
４２１          ステム
４２２          本体部
４２３          突出部
４２４          与圧バネ
４３０          距離センサ
４４０          アクチュエータ制御部
４５０          保護バネ
４６１、４６２  温度センサ
【図１】
0005896804.tif 000002
【図２】
0005896804.tif 000003
【図３】
0005896804.tif 000004
【図４】
0005896804.tif 000005
【図５】
0005896804.tif 000006
【図６】
0005896804.tif 000007
【図７】
0005896804.tif 000008
【図８】
0005896804.tif 000009
【図９】
0005896804.tif 000010
【図１０】
0005896804.tif 000011