(57)【要約】【課題】信頼性が高いエンコーダ装置を提供する。【解決手段】エンコーダ装置（ＥＣ）は、移動部（ＳＦ）の移動に伴う磁界の変化によって検出信号が発生する信号発生部（３１）と、検出信号に基づいて、移動部の位置情報の検出を開始する位置検出部（１）と、位置検出部の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、報知信号を出力する報知部（１０）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動部の移動に伴う磁界の変化によって検出信号が発生する信号発生部と、
前記検出信号に基づいて、前記移動部の位置情報の検出を開始する位置検出部と、
前記位置検出部の動作中に前記検出信号の発生が検知された場合に、報知信号を出力する報知部と、を備えるエンコーダ装置。
【請求項２】
前記位置検出部は、第１電源から供給される電力によって前記移動部の位置情報を検出し、前記第１電源からの電力の供給が遮断された状態において、前記第１電源とは異なる第２電源から供給される電力によって前記移動部の位置情報を検出し、
前記報知部は、前記第２電源から供給される電力によって前記位置検出部の少なくとも一部が動作中に前記検出信号の発生が検出された場合に、前記報知信号を出力する、請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項３】
前記位置検出部は、前記位置情報として前記移動部の多回転情報を検出する多回転情報検出部を備える、請求項１または請求項２に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】
前記位置検出部の動作は、前記多回転情報検出部による前記多回転情報の検出を含む、請求項３に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記検出信号を受けて前記位置検出部に電力の供給を開始する電力供給部を備え、
前記位置検出部は、前記電力供給部から電力の供給を受けて前記移動部の位置情報の検出を開始し、
前記報知部は、前記位置検出部の出力を検知することによって、前記検出信号の発生を検知する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記報知部は、前記電力供給部から電力の供給を受けて前記位置検出部の出力の検出を開始する、請求項５に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】
前記電力供給部は、前記信号発生部で発生した前記検出信号を制御信号に用いてバッテリーから前記位置検出部への電力の供給の有無を切り替え、
前記報知部は、前記制御信号を検知することによって、前記検出信号の発生を検知する、請求項５または請求項６に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記報知部は、前記電力供給部から前記位置検出部への電力の供給を検知することによって、前記検出信号の発生を検知する、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項９】
前記報知部は、前記電力供給部から前記報知部への電力の供給を受けたことを検知することによって、前記検出信号の発生を検知する、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１０】
前記位置検出部は、前記位置情報を処理する処理部、を備え、
前記報知部は、前記処理部が動作中において所定の時間内に前記処理部の出力を検知した場合に、前記報知信号を出力する、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１１】
前記処理部の出力を記憶する記憶部を備え、
前記所定の時間は、前記記憶部が前記処理部の出力を受けてから記憶を完了するまでの時間を含む、請求項１０に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】
前記報知部は、前記移動部の移動によって生じた第１の前記検出信号に基づいて動作が開始した前記位置検出部の動作中に第２の前記検出信号の発生が検知された場合に、前記報知信号を出力する、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１３】
前記信号発生部は、
前記移動部と連動して移動可能な磁石と、
前記磁石の相対的な移動に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプを生じる感磁性部と、を含む、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記移動部に駆動力を供給する駆動部と、を備える駆動装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって移動するステージと、を備えるステージ装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって移動するアームと、を備えるロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の回転の数を区別する多回転型のエンコーダ装置は、ロボット装置などの各種装置に搭載されている（例えば、下記の特許文献１参照）。ロボット装置の動作中において、エンコーダ装置は、例えばロボット装置の主電源から電力供給を受けて、回転の数を示す多回転情報と１回転未満の角度位置を示す角度位置情報とを含む回転位置情報を検出する。
【０００３】
ロボット装置が所定の処理を終了すると、その主電源がオフにされることがある。この場合に、ロボット装置の主電源からエンコーダ装置への電力供給も停止される。ロボット装置には、主電源が次にオンに切り替えられた際（例、次回の動作を開始する際）に、初期の姿勢などの情報が必要とされることがある。そのため、エンコーダ装置には、外部から電力が供給されない状態においても、多回転情報を保持することが求められる。そこで、エンコーダ装置として、主電源からの電力供給が得られない状態において、バッテリーから供給される電力によって多回転情報を保持するものが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−５００３４号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様に従えば、移動部の移動に伴う磁界の変化によって検出信号が発生する信号発生部と、検出信号に基づいて、移動部の位置情報の検出を開始する位置検出部と、位置検出部の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、報知信号を出力する報知部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様のエンコーダ装置と、移動部に駆動力を供給する駆動部と、を備える駆動装置が提供される。
【０００７】
本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の駆動装置と、駆動装置によって移動するステージと、を備えるステージ装置が提供される。
【０００８】
本発明の第４の態様に従えば、第２の態様の駆動装置と、駆動装置によって移動するアームと、を備えるロボット装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。
【図２】実施形態に係る信号発生部、及びセンサを示す図である。
【図３】実施形態に係るエンコーダ装置の回路構成を示す図である。
【図４】実施形態に係るエンコーダ装置の動作を示す図である。
【図５】実施形態に係る駆動装置を示す図である。
【図６】実施形態に係るステージ装置を示す図である。
【図７】実施形態に係るロボット装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣを示す図である。このエンコーダ装置ＥＣは、移動部の位置情報（移動位置情報）を検出する。エンコーダ装置ＥＣは、例えばロータリーエンコーダであり、移動部は、例えばモータＭ（動力供給部）の回転軸ＳＦであり、移動部の移動は、例えば所定の軸まわりの回転である。また、移動部の位置情報は、例えば、回転軸ＳＦの回転位置情報である。
【００１１】
回転軸ＳＦは、例えばモータＭのシャフト（回転子）であるが、モータＭのシャフトに変速機などの動力伝達部を介して接続されるとともに負荷に接続される作用軸（出力軸）であってもよい。エンコーダ装置ＥＣが検出した回転位置情報は、モータ制御部ＭＣに供給される。モータ制御部ＭＣは、エンコーダ装置ＥＣから供給された回転位置情報を使って、モータＭの回転を制御する。モータ制御部ＭＣは、回転軸ＳＦの回転を制御する。なお、エンコーダ装置ＥＣは、例えばリニアエンコーダでもよく、リニアモータ、平面モータなどの動力駆動部の移動部の位置情報（移動位置情報）を検出してもよい。
【００１２】
エンコーダ装置ＥＣは、位置検出部（位置検出系）１、電力供給部（電力供給系）２、及び報知部１０を備える。電力供給部２（後述する信号発生部３１）は、回転軸ＳＦの回転に伴って、間欠的（断続的に）に電気信号（検出信号）が発生する。位置検出部１は、常時又は検出信号の発生に応じて、回転軸ＳＦの回転位置情報の検出を開始する。位置検出部１は、検出信号が間欠的に発生することで、回転軸ＳＦの回転位置情報を間欠的に検出する。例えば、電力供給部２は、検出信号を受けて位置検出部１に電力の供給を開始し、位置検出部１は、電力供給部２から電力の供給を受けて回転軸ＳＦの回転位置情報の検出を開始する。
【００１３】
報知部１０は、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、その旨を報知する。報知部１０は、例えば報知信号（報知情報）を外部へ出力することで、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された旨を報知する。例えば、通常、間欠的に複数回の動作を行う位置検出部１が１回の動作（一連の動作、検出動作）を行うのに必要とする時間（動作時間）は、検出信号が発生する時間間隔（例、信号発生の周期）よりも短い。位置検出部１は、例えば、検出信号の発生に応じて動作を開始し、次に検出信号が発生するまでにこの動作を終了する。しかしながら、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された場合、例えば、位置検出部１と電力供給部２との一方または双方は、ノイズ等によって誤動作を行った可能性がある。
【００１４】
上記検出信号が発生する時間間隔よりも位置検出部１が１回の動作で必要とする時間の方が長い場合、報知部１０は、例えば、上記の報知信号として、誤動作を報知するエラー信号を制御装置又は外部のデバイスへ出力する。報知部１０は、報知を行うことによって、例えば装置の信頼性の向上に寄与する。なお、報知部１０は、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、報知信号として、回転軸ＳＦの回転速度（移動部の移動速度）が位置検出部１の検出速度（処理速度）を超えている旨（例、回転軸ＳＦのオーバースピード情報）の報知を行ってもよい。
【００１５】
以下、エンコーダ装置ＥＣの各部について説明する。位置検出部１は、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する。本実施形態におけるエンコーダ装置ＥＣは、多回転アブソリュートエンコーダであり、回転軸ＳＦの回転の数を示す多回転情報、および１回転未満の角度位置（回転角）を示す角度位置情報を含む回転位置情報を検出する。エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの多回転情報を検出する多回転情報検出部３、及び回転軸ＳＦの角度位置を検出する角度検出部４を備える。
【００１６】
位置検出部１の少なくとも一部（例、角度検出部４）は、例えば、通常状態において、第１電源５から供給される電力によって回転軸ＳＦの回転位置情報を検出する。第１電源５は、例えば、エンコーダ装置ＥＣが搭載される装置（例、駆動装置、ステージ装置、ロボット装置）の主電源であり、回転軸ＳＦの駆動に消費される電力を供給する。例えば、例えば、モータ制御部ＭＣは、エンコーダ装置ＥＣの検出結果に基づいて、第１電源５からの電力を調整してモータＭに供給することで、回転軸ＳＦの回転を制御する。
【００１７】
位置検出部１は、第１電源５が投入されている状態（第１電源５がオンになっている状態、通常状態）で、第１電源５から電力の供給を受けて動作する。また、第１電源５が位置検出部１に投入されている状態において、角度検出部４（又はその回路）は動作できる。例えば、第１電源５が位置検出部１に投入された通常状態になった場合に、角度検出部４は角度位置情報の検出（例、演算）を開始し、同様に多回転情報検出部３も多回転情報の検出（例、演算）を開始する。
【００１８】
また、位置検出部１の少なくとも一部（例、多回転情報検出部３）は、例えば、第１電源からの電力の供給が遮断された状態（例、第１電源５が投入されていない状態、第１電源５がオフになっている状態、バックアップ状態）において、第１電源５とは異なる第２電源（例、電源供給部２、バッテリー３３）から供給される電力によって動作する。例えば、位置検出部１に対して第１電源５からの電力の供給が断たれた状態において、電力供給部２は、位置検出部１の少なくとも一部（例、多回転情報検出部３）に対して検出信号をもとに断続的（間欠的、選択的）に電力を供給し、位置検出部１は、電力供給部２から電力が供給された際に回転軸ＳＦの回転位置情報の少なくとも一部（例、多回転情報）を検出する。
【００１９】
また、第１電源５が投入されていない状態において、多回転情報検出部３（又はその回路）は動作できる。例えば、第１電源５が投入されていなく第２電源から電力が供給されたバックアップ状態になった場合に、多回転情報検出部３は多回転情報の検出を継続するが、角度検出部４は角度位置情報の検出を停止する。このように、多回転情報検出３は、検出信号に基づき、電源（第１電源５、第２電源など）のオンオフ状態（通常状態およびバックアップ状態）に関係なく、多回転情報の検出を行う。
【００２０】
多回転情報検出部３は、例えば、磁気式の検出部であり、磁気によって多回転情報を検出する。多回転情報検出部３は、例えば、磁石１１、磁気センサ１２、処理部１３、及び記憶部１４を備える。磁石１１は、回転軸ＳＦに固定された円板（第１の回転体、第１の移動体）１５に設けられる。円板１５は回転軸ＳＦとともに回転するため、磁石１１は回転軸ＳＦと連動して回転（移動）する。磁石１１は回転軸ＳＦの外部に固定され、磁石１１および磁気センサ１２は、回転軸ＳＦの回転によって互いの相対位置が変化する。磁石１１が形成する磁気センサ１２上の磁界の強さおよび向きは、回転軸ＳＦの回転によって変化する。
【００２１】
磁気センサ１２は、磁石１１が形成する磁界を検出し、処理部１３は、磁石が形成する磁界を磁気センサ１２が検出した結果に基づいて、回転軸ＳＦの位置情報（例、多回転情報）を検出（算出）する。記憶部１４は、処理部１３からの位置情報（例、多回転情報）の記憶指示（データの書き込み指令）に基づいて、処理部１３が検出して処理した位置情報を記憶する。なお、磁石１１は磁気センサ１２又は信号発生部３１に対して相対的な移動が可能であればよく、磁石１１ではなく磁気センサ１２が円板１５に設けられる構成でもよい。また、例えば、処理部１３は、多回転情報を処理する多回転処理部である。
【００２２】
角度検出部４は、光学式または磁気式のエンコーダであり、スケール（第２の回転体、第２の移動体）Ｓの一回転内の位置情報（角度位置情報、絶対又は相対位置情報）を検出する。例えば、角度検出部４は、光学式エンコーダである場合、スケールＳのパターンニング情報を受光素子で読み取ることにより、回転軸ＳＦの１回転以内の角度位置情報を検出する。スケールＳのパターンニング情報とは、例えばスケールＳ上のスリット（透過パターン）又は反射パターン等による明暗のパターンである。角度検出部４は、多回転情報検出部３の検出対象と同じ回転軸ＳＦの角度位置情報を検出する。角度検出部４は、発光素子２１、スケールＳ、受光センサ２２、及び処理部２３を備える。例えば、処理部２３は、スケールＳの一回転内の位置情報を処理する角度位置処理部である。
【００２３】
スケールＳは、回転軸ＳＦに固定されて設けられている。スケールＳは、インクリメンタルパターンＩＮＣ及びアブソリュートパターンＡＢＳを含む。なお、スケールＳは、円板１５に設けられてもよいし、円板１５と一体化された部材であってもよい。この場合、例えば、インクリメンタルパターンＩＮＣ及びアブソリュートパターンＡＢＳの一方または双方は、円板１５において磁石１１と同じ側の面又は反対側の面に設けられていてもよい。また、インクリメンタルパターンＩＮＣ及びアブソリュートパターンＡＢＳの一方または双方は、磁石１１の位置に対して内側と外側との少なくとも一方に設けられていてもよい。
【００２４】
発光素子２１（照射部、発光部）は、スケールＳのインクリメンタルパターンＩＮＣ及びアブソリュートパターンＡＢＳに光を照射する。受光センサ２２（光検出部）は、発光素子２１から照射されインクリメンタルパターンＩＮＣを経由した光、及び発光素子２１から照射されアブソリュートパターンＡＢＳを経由した光を検出する。図１において、角度検出部４は透過型であり、受光センサ２２は、スケールＳを透過した光を検出する。角度検出部４は反射型であってもよく、この場合、受光センサ２２は、スケールＳで反射した光を検出する。受光センサ２２は、検出結果を示す信号を処理部２３へ供給する。処理部２３は、受光センサ２２の検出結果を使って、回転軸ＳＦの角度位置を検出する。例えば、処理部２３は、アブソリュートパターンＡＢＳからの光を検出した結果を使って第１分解能の角度位置情報を検出する。また、処理部２３は、インクリメンタルパターンＩＮＣからの光を検出した結果を使って、第１分解能の角度位置情報に内挿演算を行うことにより、第１分解能よりも高い第２分解能の角度位置情報を検出する。
【００２５】
本実施形態において、エンコーダ装置ＥＣは、信号処理部２５を備える。信号処理部２５は、位置検出部１による検出結果を処理する。信号処理部２５は、合成部２６および外部通信部２７を備える。合成部２６は、処理部２３が検出した第２分解能の角度位置情報を取得する。また、合成部２６は、多回転情報検出部３の記憶部１４から回転軸ＳＦの多回転情報を取得する。合成部２６は、処理部２３からの角度位置情報、及び多回転情報検出部３からの多回転情報を合成し、回転軸ＳＦの回転位置情報を算出する。例えば、処理部２３の検出結果がθ［ｒａｄ］であり、多回転情報検出部３の検出結果がｎ回転である場合に、合成部２６は、回転位置情報として（２π×ｎ＋θ）［ｒａｄ］を算出する。回転位置情報は、多回転情報と、１回転未満の角度位置情報とを組にした情報でもよい。
【００２６】
そして、合成部２６は、算出した回転位置情報を外部通信部２７に送信する。外部通信部２７は、有線または無線によって、モータ制御部ＭＣの通信部ＭＣ１と通信可能に接続されている。外部通信部２７は、デジタル形式の回転位置情報を、モータ制御部ＭＣの通信部ＭＣ１に供給する。モータ制御部ＭＣは、角度検出部４の外部通信部２７からの回転位置情報を適宜復号する。モータ制御部ＭＣは、回転位置情報を使ってモータＭへ供給される電力（駆動電力）を制御することにより、モータＭの回転を制御する。
【００２７】
電力供給部２は、信号発生部３１、切替部３２、及びバッテリー（電池）３３を備える。信号発生部３１は、移動部（例、回転軸ＳＦ）の移動（例、回転）に伴う磁界の変化によって電気信号（検出信号）が発生する。この電気信号は、例えば、電力（電流、電圧）が時間変化する波形を含む。信号発生部３１には、例えば、回転軸ＳＦの回転に伴って変化する磁界によって、電気信号として検出信号が発生する。例えば、信号発生部３１には、多回転情報検出部３が回転軸ＳＦの多回転情報の検出に用いる磁石１１が形成する磁界の変化によって、検出信号が発生する。信号発生部３１は、回転軸ＳＦの回転によって、磁石１１との相対的な角度位置が変化するように、配置される。信号発生部３１には、例えば、信号発生部３１と磁石１１との相対位置が所定の位置になった際に、パルス状の電気信号が発生する。
【００２８】
バッテリー３３は、信号発生部３１で発生する検出信号に応じて、位置検出部１で消費される電力（電力）の少なくとも一部を供給する。バッテリー３３は、例えばボタン型電池、乾電池などの一次電池であるが、リチウムイオン二次電池などの二次電池でもよい。本実施形態のバッテリー３３は、例えばボタン型電池であり、保持部３５に保持される。保持部３５は、例えば、位置検出部１の少なくとも一部が設けられる回路基板などである。保持部３５は、例えば、報知部１０、処理部１３、切替部３２、及び記憶部１４を保持する。保持部３５には、例えば、バッテリー３３を収容可能な電池ケース、及びバッテリー３３と接続される電極、配線などが設けられる。
【００２９】
切替部３２は、信号発生部３１で発生した検出信号を制御信号に用いてバッテリー３３から位置検出部１への電力の供給の有無を切り替える。例えば、切替部３２は、信号発生部３１で発生する電気信号のレベルが閾値以上になることでバッテリー３３から位置検出部１への電力の供給を開始させる。例えば、切替部３２は、信号発生部３１で閾値以上の検出信号が発生することでバッテリー３３から位置検出部１への電力の供給を開始させる。
【００３０】
また、切替部３２は、信号発生部３１で発生する電気信号のレベルが閾値未満になることでバッテリー３３から位置検出部１への電力の供給を停止させる。例えば、切替部３２は、信号発生部３１で発生する検出信号が閾値未満になることでバッテリー３３から位置検出部１への電力の供給を停止させる。例えば、信号発生部３１にパルス状の電気信号が発生する場合、切替部３２は、この電気信号のレベル（電位）がローレベルからハイレベルに立ち上がった際に、バッテリー３３から位置検出部１への電力の供給を開始させ、この電気信号のレベル（電位）がローレベルへ変化してから所定の時間経過後に、バッテリー３３から位置検出部１への電力の供給を停止させる。
【００３１】
なお、電力供給部２は、バッテリー３３を備えなくてもよい。例えば、電力供給部３３は、バッテリー３３を取り付け可能な電極、ケースなどを備え、ユーザは、エンコーダ装置ＥＣを使用する際にバッテリー３３をエンコーダ装置ＥＣに取り付けてもよい。また、電力供給部２は、バッテリー３３および切替部３２を備えなくてもよい。例えば、電力供給部２は、検出信号の電圧をレギュレータなどで調整した電力を位置検出部１に供給してもよい。また、電力供給部２は、検出信号の電圧をレギュレータなどで調整した電力と、バッテリー３３からの電力とを併用してあるいは切り替えて、位置検出部１に供給してもよい。
【００３２】
図２は、本実施形態に係る磁石１１、磁気センサ１２、及び信号発生部３１を示す図である。図２（Ａ）には磁石１１、磁気センサ１２、及び信号発生部３１の斜視図を示し、図２（Ｂ）には回転軸ＳＦの方向から見た磁石１１、磁気センサ１２、及び信号発生部３１の平面図を示した。また、図２（Ｃ）には、第１磁気センサ１２ａの回路構成を示した。
【００３３】
磁石１１は、回転によって回転軸ＳＦに対する放射方向（径方向）における磁界の向きおよび強さが変化するように構成される。磁石１１は、例えば回転軸ＳＦと同軸の円環状の部材である。磁石１１の主面（表面および裏面）は、それぞれ、回転軸ＳＦとほぼ垂直である。図２（Ｂ）に示すように、磁石１１は、４極に着磁した永久磁石である。磁石１１は、その内周側と外周側のそれぞれにおいて周方向にＮ極とＳ極が並んでおり、内周側と外周側とで位相が１８０°ずれている。磁石１１において、内周側におけるＮ極とＳ極との境界は、外周側におけるＮ極とＳ極との境界と、周方向の位置（角度位置）がほぼ一致している。
【００３４】
以下の説明において、回転軸ＳＦの先端側（図１のモータＭと反対側）から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転という。また、順回転の角度を正の値で表し、逆回転の角度を負の値で表す。なお、回転軸ＳＦの基端側（図１のモータＭ側）から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転と定義してもよい。
【００３５】
ここで、磁石１１に固定した座標系において、周方向におけるＮ極とＳ極との１つの境界の角度位置を位置１１ａで表し、位置１１ａから９０°回転した角度位置を位置１１ｂで表す。また、位置１１ｂから９０°回転した角度位置を位置１１ｃで表し、位置１１ｃから９０°回転した位置を位置１１ｄで表す。位置１１ｃは、周方向におけるＮ極とＳ極とのもう一つの境界の角度位置である。
【００３６】
位置１１ａから反時計回りに１８０°の第１区間において、磁石１１の外周側にＮ極が配置されており、磁石１１の内周側にＳ極が配置されている。この第１区間において、磁界の径方向の向きは、概ね磁石１１の外周側から内周側へ向かう向きである。第１区間において、磁界の強さは、位置１１ｂにおいて最大となり、位置１１ａの近傍および位置１１ｃの近傍で最小となる。
【００３７】
位置１１ｃから反時計回りに１８０°の第２区間において、磁石１１の内周側にＮ極が配置されており、磁石１１の外周側にＳ極が配置されている。この第２区間において、磁界の径方向の向きは、磁石１１の内周側から外周側へ向かう向きである。第２区間において、磁界の強さは、位置１１ｄにおいて最大となり、位置１１ａの近傍および位置１１ｃの近傍で最小となる。
【００３８】
このように、磁石１１が形成する磁界の径方向の向きは、位置１１ａにおいて反転し、位置１１ｃにおいて反転する。磁石１１は、磁石１１の外部に固定された座標系に対し、磁石１１の回転に伴って径方向の磁界の向きが反転する交流磁界を形成する。信号発生部３１は、磁石１１の主面の法線方向から見て磁石１１と重なる位置に配置されている。
【００３９】
本実施形態において、信号発生部３１は、第１信号発生部３１ａおよび第２信号発生部３１ｂを備える。第１信号発生部３１ａおよび第２信号発生部３１ｂは、それぞれ、電気信号を発生するユニットであり、磁石１１と非接触に設けられる。第１信号発生部３１ａは、第１感磁性部４１および第１発電部４２を備える。第１感磁性部４１および第１発電部４２は、磁石１１の外部に固定されており、磁石１１の回転に伴って磁石１１上の各位置との相対位置が変化する。例えば、図２（Ｂ）では、第１信号発生部３１ａから反時計回りに４５°の位置に、磁石１１の位置１１ｂが配置されており、この状態から磁石１１が順方向（反時計回り）に１回転すると、信号発生部３１の近傍を位置１１ｂ、位置１１ｃ、位置１１ｄ、位置１１ａが、この順に通過する。
【００４０】
第１感磁性部４１は、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤ（磁性体）である。第１感磁性部４１には、磁石１１の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプ（ウィーガンド効果）が生じる。第１感磁性部４１は、円柱状の部材であり、その軸方向が磁石１１の径方向に設定されている。第１感磁性部４１は、その軸方向に交流磁界が印加され磁界が反転する際に、軸方向の一端から他端に向かう磁壁が発生する。
【００４１】
第１発電部４２は、第１感磁性部４１に巻き付けられて配置される高密度コイルなどである。第１発電部４２には、第１感磁性部４１における磁壁の発生に伴って電磁誘導が生じ、誘導電流が流れる。図２（Ｂ）に示した磁石１１の位置１１ａまたは位置１１ｃが信号発生部３１の近傍を通過する際に、第１発電部４２にパルス状の電流（電気信号）が発生する。また、第１発電部４２は、大バルクハウゼンジャンプを利用して正パルスや負パルス等の検出パルスを含む検出信号を出力可能であり、外部（例、図１の第１電源５）からの電力供給がなくても動作可能である。
【００４２】
第１発電部４２に発生する電流の向きは、磁界の反転前後の向きに応じて変化する。例えば、磁石１１の外側を向く磁界から内側を向く磁界へ反転時に発生する電流の向きは、磁石１１の内側を向く磁界から外側を向く磁界へ反転時に発生する電流の向きの反対になる。第１発電部４２に発生する電力（誘導電流）は、例えば高密度コイルの巻き数により設定できる。
【００４３】
図２（Ａ）に示すように、第１感磁性部４１および第１発電部４２は、ケース４３に収納されている。ケース４３には端子４３ａおよび端子４３ｂが設けられている。第１発電部４２の高密度コイルは、その一端が端子４３ａと電気的に接続され、その他端が端子４３ｂと電気的に接続されている。第１発電部４２で発生した電力は、端子４３ａおよび端子４３ｂを介して、第１信号発生部３１ａの外部へ取り出し可能である。
【００４４】
第２信号発生部３１ｂは、第１信号発生部３１ａが配置される角度位置から０°より大きく１８０°よりも小さい角度をなす角度位置に、配置される。第１信号発生部３１ａの角度位置と第２信号発生部３１ｂの角度位置との角度は、４５°以上１３５°以下の範囲から選択され、図２（Ｂ）では約９０°である。第２信号発生部３１ｂは、第１信号発生部３１ａと同様の構成である。第２信号発生部３１ｂは、第２感磁性部４５および第２発電部４６を備える。第２感磁性部４５および第２発電部４６は、それぞれ、第１感磁性部４１および第１発電部４２と同様であり、その説明を省略する。第２感磁性部４５および第２発電部４６は、ケース４７に収納されている。ケース４７には端子４７ａおよび端子４７ｂが設けられている。第２発電部４６で発生した電力は、端子４７ａおよび端子４７ｂを介して、第２信号発生部３１ｂの外部へ取り出し可能である。
【００４５】
なお、上述の信号発生部３１の構成は一例であり、その構成は適宜変更可能である。例えば、信号発生部３１は、大バルクハウゼンジャンプ（ウィーガンド効果）を利用しない電磁誘導によって電力を発生してもよい。また、信号発生部３１が備える発電ユニットの数は、適宜変更可能であり、例えば、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、信号発生部３１の配置についても適宜変更可能である。
【００４６】
磁気センサ１２は、第１磁気センサ１２ａおよび第２磁気センサ１２ｂを含む。第１磁気センサ１２ａは、回転軸ＳＦの回転方向において、第１感磁性部４１（第１信号発生部３１ａ）に対して０°より大きく９０°未満の角度位置で配置される。第２磁気センサ１２ｂは、回転軸ＳＦの回転方向において、第１感磁性部４１（第１信号発生部３１ａ）に対して９０°より大きく１８０°未満の角度位置で配置される。
【００４７】
図２（Ｃ）に示すように、第１磁気センサ１２ａは、磁気抵抗素子５１と、磁気抵抗素子５１に一定の強さの磁界を与えるバイアス磁石（図示せず）と、磁気抵抗素子５１からの波形を整形する波形整形回路（図示せず）とを備える。磁気抵抗素子５１は、エレメント５２ａ、エレメント５２ｂ、エレメント５２ｃ、及びエレメント５２ｄを直列に結線したフルブリッジ形状である。エレメント５２ａとエレメント５２ｃとの間の信号線は、電源端子５１ｐに接続されている。エレメント５２ｂとエレメント５２ｄとの間の信号線は、接地端子５１ｇに接続されている。エレメント５２ａとエレメント５２ｂとの間の信号線は、第１出力端子５１ａに接続されている。エレメント５２ｃとエレメント５２ｄとの間の信号線は、第２出力端子５１ｂに接続されている。第２磁気センサ１２ｂは、第１磁気センサ１２ａと同様の構成である。
【００４８】
図３は、本実施形態に係る電力供給部２および多回転情報検出部３の回路構成を示す図である。電力供給部２は、第１信号発生部３１ａ、整流スタック６１、第２信号発生部３１ｂ、整流スタック６２、レギュレータ６３（図１の切替部３２）、及びバッテリー３３を備える。
【００４９】
整流スタック６１は、第１信号発生部３１ａから流れる電流を整流する整流器である。整流スタック６１の第１入力端子６１ａは、第１信号発生部３１ａの端子４３ａと接続されている。整流スタック６１の第２入力端子６１ｂは、第１信号発生部３１ａの端子４３ｂと接続されている。整流スタック６１の接地端子６１ｇは、シグナルグランドＳＧと同電位が供給される接地線ＧＬに接続されている。多回転情報検出部３の動作時に、接地線ＧＬの電位は、回路の基準電位になる。整流スタック６１の出力端子６１ｃは、レギュレータ６３の制御端子６３ａに接続されている。
【００５０】
整流スタック６２は、第２信号発生部３１ｂから流れる電流を整流する整流器である。整流スタック６２の第１入力端子６２ａは、第２信号発生部３１ｂの端子４７ａと接続されている。整流スタック６２の第２入力端子６２ｂは、第２信号発生部３１ｂの端子４７ｂと接続されている。整流スタック６２の接地端子６２ｇは、接地線ＧＬに接続されている。整流スタック６２の出力端子６２ｃは、レギュレータ６３の制御端子６３ａに接続されている。
【００５１】
レギュレータ６３は、該レギュレータのオン状態及びオフ状態に応じて、バッテリー３３から位置検出部１へ供給される電力を調整する。レギュレータ６３は、バッテリー３３と位置検出部１との間の電力の供給経路に設けられるスイッチ６４を含んでもよい。レギュレータ６３は、信号発生部３１で発生する電気信号（検出信号）を制御信号に用いてスイッチ６４の動作を制御する。
【００５２】
レギュレータ６３の入力端子６３ｂは、バッテリー３３に接続されている。レギュレータ６３の出力端子６３ｃは、電源線ＰＬに接続されている。レギュレータ６３の接地端子６３ｇは、接地線ＧＬに接続されている。レギュレータ６３の制御端子６３ａはイネーブル端子であり、レギュレータ６３は、制御端子６３ａに閾値以上の電圧が印加された状態で、出力端子６３ｃの電位を所定電圧に維持する。レギュレータ６３の出力電圧（上記の所定電圧）は、計数部６７がＣＭＯＳなどで構成される場合に例えば３Ｖである。記憶部１４の動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。なお、所定電圧は、電力供給に必要な電圧であり、一定の電圧値でもよいし、段階的に変化する電圧でもよい。
【００５３】
スイッチ６４は、第１端子６４ａが入力端子６３ｂと接続され、第２端子６４ｂが出力端子６３ｃと接続される。レギュレータ６３は、信号発生部３１から制御端子６３ａに供給される電気信号を制御信号（イネーブル信号）に用いて、スイッチ６４の第１端子６４ａと第２端子６４ｂとの間の導通状態と絶縁状態とを切り替える。例えば、スイッチ６４は、ＭＯＳ、ＴＦＴなどのスイッチング素子を含み、第１端子６４ａと第２端子６４ｂとはソース電極とドレイン電極であり、ゲート電極が制御端子６３ａと接続される。スイッチ６４は、信号発生部３１で発生する電気信号（検出信号）によってゲート電極が充電され、ゲート電極の電位が閾値以上になると、ソース電極とドレイン電極との間が絶縁状態（オフ状態）から導通可能な状態（オン状態）になる。ソース電極とドレイン電極との間がオン状態になると、バッテリー３３から、電源線ＰＬおよび接地線ＧＬを介して回路に電力が供給される。なお、スイッチ６４はレギュレータ６３の外部に設けられてもよく、例えばリレー等の外付けであってもよい。なお、電力供給部２は、レギュレータ６３のオン状態及びオフ状態を取得する手段を備えてもよく、レギュレータ６３のオン状態及びオフ状態に基づいて位置検出部１（例、多回転情報検出部３）の動作（例、多回転情報の記憶部１４への記憶）を検知してもよい。
【００５４】
また、多回転情報検出部３は、第１磁気センサ１２ａおよび第２磁気センサ１２ｂを含む。例えば、多回転情報検出部３は、図１に示した処理部１３として、アナログコンパレータ６５、アナログコンパレータ６６、及び計数部６７を含む。第１磁気センサ１２ａおよび第２磁気センサ１２ｂは、それぞれ、回転軸ＳＦを検出するセンサである。第１磁気センサ１２ａおよび第２磁気センサ１２ｂは、回転軸ＳＦに取り付けられた磁石１１が形成する磁界を検出することで、回転軸ＳＦを検出する。第１磁気センサ１２ａおよび第２磁気センサ１２ｂは、それぞれ、バッテリー３３から供給される電力を用いて、磁石１１が形成する磁界を検出する。
【００５５】
第１磁気センサ１２ａの電源端子５５ｐは、電源線ＰＬに接続されている。第１磁気センサ１２ａの接地端子５５ｇは、接地線ＧＬに接続されている。第１磁気センサ１２ａの出力端子５５ｃは、アナログコンパレータ６５の入力端子６５ａに接続されている。出力端子５５ｃは、例えば、図２（Ｃ）に示した第２出力端子５１ｂの電位と基準電位との差に相当する電圧を出力する。
【００５６】
アナログコンパレータ６５は、第１磁気センサ１２ａから出力される電圧を二値化する二値化部である。アナログコンパレータ６５は、例えば比較器であり、第１磁気センサ１２ａから出力される電圧を所定電圧と比較する。アナログコンパレータ６５の電源端子６５ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ６５の接地端子６５ｇは、接地線ＧＬに接続されている。アナログコンパレータ６５の出力端子６５ｂは、計数部６７の第１入力端子６７ａに接続されている。アナログコンパレータ６５は、第１磁気センサ１２ａの出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からＨレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子からＬレベルの信号を出力する。
【００５７】
第２磁気センサ１２ｂおよびアナログコンパレータ６６は、第１磁気センサ１２ａおよびアナログコンパレータ６５と同様の構成である。第２磁気センサ１２ｂの電源端子５６ｐは、電源線ＰＬに接続されている。第２磁気センサ１２ｂの接地端子５６ｇは、接地線ＧＬに接続されている。第２磁気センサ１２ｂの出力端子５６ｃは、アナログコンパレータ６６の入力端子６６ａに接続されている。アナログコンパレータ６６の電源端子６６ｐは、電源線ＰＬに接続されている。アナログコンパレータ６６の接地端子６６ｇは、接地線ＧＬに接続されている。アナログコンパレータ６６の出力端子６６ｂは、計数部６７の第２入力端子６７ｂに接続されている。アナログコンパレータ６６は、第２磁気センサ１２ｂの出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からＨレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子６６ｂからＬレベルの信号を出力する。
【００５８】
計数部６７は、回転軸ＳＦの多回転情報を、バッテリー３３から供給される電力を用いて計数する。計数部６７は、例えばＣＭＯＳ論理回路などを含む。計数部６７は、電源端子６７ｐおよび接地端子６７ｇを介して供給される電力を用いて動作する。計数部６７の電源端子６７ｐは、電源線ＰＬに接続されている。計数部６７の接地端子６７ｇは、接地線ＧＬに接続されている。計数部６７は、第１入力端子６７ａを介して供給される電圧、及び第２入力端子６７ｂを介して供給される電圧を制御信号として、計数処理を行う。
【００５９】
記憶部１４は、処理部１３が検出した回転位置情報の少なくとも一部（例、多回転情報）を、バッテリー３３から供給される電力を用いて記憶する（書き込み動作を行う）。記憶部１４は、処理部１３が検出した回転位置情報として、計数部６７による計数の結果（多回転情報）を記憶する。記憶部１４の電源端子１４ｐは、電源線ＰＬに接続されている。記憶部１４の接地端子１４ｇは、接地線ＧＬに接続されている。記憶部１４は、例えば不揮発性メモリを含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持可能である。
【００６０】
上記の実施形態において、報知部１０は、移動部の移動（例、回転軸ＳＦの回転）によって生じた第１の検出信号に基づいて動作（位置検出動作）が開始した位置検出部１（多回転情報検出部３）の動作中に第２の検出信号の発生又は該第２の検出信号に基づく処理部１３の出力が検知された場合に、異常情報（例、上記検出部又は信号発生部の誤動作、移動部の速度異常、上記処理部又は切替部の誤動作など）として報知信号を出力する。例えば、上記第２の検出信号は、上記第１の検出信号とは時間的に異なるタイミングで出力される信号、又は上記第１の検出信号とは異なり移動部の更なる移動に伴って発生する信号を含む。位置検出部１の動作の期間（動作中）は、例えば、磁気センサ１２が回転軸ＳＦの検出を開始する時点から、記憶部１４が位置検出部１の検出結果（例、処理部１３の処理結果、多回転情報）の記憶（書き込み）を終了するまでの期間、又は記憶部１４が位置検出部１の検出結果（例、処理部１３の処理結果）の記憶（書き込み）を開始する時点から記憶（書き込み）を終了するまでの期間である。
【００６１】
なお、処理部１３は、位置検出部１の検出結果を記憶部１４に記憶するための制御を行っており、該検出結果が記憶部１４へ記憶されている最中（書込み中）か記憶処理が完了（書込み終了）したかどうかの判断をできる。例えば、この場合、記憶開始（書込み開始）は処理部１３から記憶部１４への書き込み指令の送信によって開始され、記憶完了（書込み終了）は記憶部１４から処理部１３への応答信号によって判断される。多回転情報検出部３は、例えば、電力供給部２又はバッテリー３３から電力の供給を受けている期間（位置検出部１に対する第１電源５の電力供給が断たれたバックアップ状態）又は第１電源５から電力の供給を受けている期間（通常状態）に動作し、多回転情報検出部３の動作の期間（動作中）は、電力供給部２が多回転情報検出部３へ電力を供給している期間でもよい。また、位置検出部１（例、多回転情報検出部３）の動作の期間（動作中）は、電源のバックアップ状態において、多回転情報を検出している期間、電力供給により指示されコマンドに基づくオペレーションを実行している期間、又は位置情報の検出のために電気的に作用している期間などを含む。
【００６２】
上記の報知信号（報知情報）は、位置検出部１（多回転情報検出部３）の動作中に検出信号の発生が検知されたことを示す信号（情報）である。例えば、上記の報知信号は、エンコーダ装置ＥＣによる位置情報（例、少なくとも多回転情報又は角度位置情報）の検出動作状況（例、正常状態、異常状態）を含む。電力供給部２の少なくとも一部（例、信号発生部、整流スタック、レギュレータ、バッテリー）は、例えば、検出信号をトリガー信号として、位置検出部１への電力供給に関する動作を開始する。報知部１０は、電力供給部２の少なくとも一部が電力供給に関する動作を開始したことを検知することで、検出信号の発生を検知してもよい。例えば、電力供給部２の少なくとも一部は、電力供給に関する動作を開始した結果、電力、信号、あるいは情報の少なくとも１つを出力する。報知部１０は、電力供給部２の少なくとも一部の出力を検出することで、検出信号の発生を検知してもよい。
【００６３】
また、位置検出部１の少なくとも一部（例、磁気センサ、アナログコンパレータ、計数部）は、例えば、電力供給部２が位置検出部１へ供給する電力（信号）をトリガー信号として、回転位置情報の検出に関する動作を開始する。報知部１０は、例えば、位置検出部１の少なくとも一部が回転位置情報の検出に関する動作を開始したことを検知することで、検出信号の発生を検知してもよい。例えば、位置検出部１の少なくとも一部は、回転位置情報の検出に関する動作を開始した結果、電気信号、情報、あるいは電力などの少なくとも１つの信号を出力する。報知部１０は、位置検出部１の少なくとも一部の出力を検出することで、上記した検出信号の発生を検知してもよい。
【００６４】
報知部１０は、例えば、位置検出部１の出力を検知することによって、検出信号の発生を検知する。例えば、位置検出部１は、回転軸ＳＦを検出する磁気センサ（１２ａ、１２ｂ）と、磁気センサ（１２ａ、１２ｂ）の検出結果を処理する処理部１３と、を備え、報知部１０は、処理部１３の計数部６７の出力を検出する。例えば、報知部１０の入力端子は、計数部６７の出力端子と接続され、計数部６７は、その計数結果（カウンタ値）を報知部１０に出力する。報知部１０は、処理部１３の出力を検知してから所定の時間内に処理部１３の出力を再度検知した場合に、報知を実行する。
【００６５】
上記の所定の時間は、例えば、予め設定された時間であり、記憶部１４が処理部１３の出力を受けてから記憶を完了するまでの時間を含む。例えば、上記の所定の時間は、記憶部１４が書き込み動作を開始してから終了するまでの時間以上に設定される。例えば、報知部１０は、計数部６７の出力を検知した時点から、予め設定された所定の時間が経過するまで計数部６７の出力を検出し、計数部６７の出力を再度検知した場合に報知を行う。また、報知部１０は、上記所定の時間よりも上記検出信号が発生する時間間隔の方が短い場合、検出信号の発生に応じて報知信号を出力する。例えば、報知部１０は、記憶部１４が処理部１３の出力を受けてから記憶を完了するまでの時間よりも上記検出信号が発生する時間間隔の方が短い場合、検出信号の発生に応じて報知信号を出力する。
【００６６】
報知部１０は、例えば、電力供給部２から電力の供給を受けて位置検出部１の出力の検出を開始する。報知部１０の電源端子１０ｐは、電源線ＰＬに接続され、報知部１０の接地端子１０ｇは、接地線ＧＬに接続される。上記の所定の時間は、例えば、電力が供給されている時間でもよいし、電力によって報知部１０が動作する時間でもよい。例えば、報知部１０は、電力供給部２から電力の供給を受けて計数部６７の出力の検出を開始し、電力が供給されている間に検出を継続し、検出を継続している間に処理部１３の出力を再度検知した場合に、報知を実行してもよい。
【００６７】
また、報知部１０は、処理部１３のうち、計数部６７の代わりに二値化部（アナログコンパレータ６５、アナログコンパレータ６６）の出力を検出してもよい。報知部１０は、電力供給部２から位置検出部１への電力の供給を検知することによって、検出信号の発生を検知してもよい。本実施形態において、位置検出部１（多回転情報検出部３）と報知部１０との双方が同じ電源線ＰＬを介して電力の供給を受けており、報知部１０は、電力供給部２から自装置（報知部１０）への電力供給の開始を検知したこと（例、報知部１０の動作開始）をもって、電力供給部２から位置検出部１への電力供給が開始されたと検知し、検出信号が発したと検知してもよい。
【００６８】
また、本実施形態において、レギュレータ６３（切替部３２）は、信号発生部３１で発生する検出信号を検知し、検出信号を制御信号（イネーブル信号）に用いてバッテリー３３から位置検出部１への電力の供給の有無を切り替える。報知部１０は、例えば、イネーブル信号を検知することによって、検出信号が発生したと検知してもよい。また、報知部１０は、信号発生部３１の出力を検出することで、検出信号の発生を検知してもよい。
【００６９】
報知部１０は、例えば、多回転情報検出部３の動作中に検出信号の発生が検知された旨の報知信号を出力することで、報知を行う。例えば、報知部１０は、報知信号を図１の信号処理部２５に出力する。信号処理部２５は、ブザー音あるいは警報などの音、ランプの点滅などの光、画像などの表示、電子メールでの通知などによって、報知部１０から報知を受けたことを報知してもよい。また、報知部１０は、報知信号（報知情報）をログ等として記憶部１４に記憶させてもよい。信号処理部２５は、記憶部１４から報知情報を読み出し、ユーザなどに報知してもよい。
【００７０】
本実施形態において、整流スタック６１、整流スタック６２とレギュレータ６３との間には、コンデンサ６９が設けられている。コンデンサ６９の第１電極６９ａは、整流スタック６１、整流スタック６２とレギュレータ６３の制御端子６３ａとを接続する信号線に接続されている。コンデンサ６９の第２電極６９ｂは、接地線ＧＬに接続されている。このコンデンサ６９は、例えば平滑コンデンサであり、脈動を低減してレギュレータの負荷を低減する。コンデンサ６９の定数は、例えば、処理部１３により回転位置情報を検出して記憶部１４に回転位置情報を書き込むまでの期間に、バッテリー３３から処理部１３および記憶部１４への電力供給が維持されるように設定される。
【００７１】
次に、電力供給部２および多回転情報検出部３の動作について、回転軸ＳＦが反時計回りに回転（順回転）するときの多回転情報検出部３の動作を代表的に説明する。図４は、回転軸ＳＦが反時計回りに回転（順回転）するときの多回転情報検出部３の動作を示すタイミングチャートである。
【００７２】
図４の「磁界」において、実線は第１信号発生部３１ａの位置での磁界を示し、破線は第２信号発生部３１ｂの位置での磁界を示す。「第１信号発生部」、「第２信号発生部」は、ぞれぞれ、第１信号発生部３１ａの出力、第２信号発生部３１ｂの出力を示し、１方向に流れる電流の出力を正（＋）とし、その逆方向に流れる電流の出力を負（−）とした。「イネーブル信号」は、信号発生部３１で発生する電気信号によりレギュレータ６３の制御端子６３ａに印加される電位を示し、ハイレベルを「Ｈ」で表し、ローレベルを「Ｌ」で表した。「レギュレータ」は、レギュレータ６３の出力を示し、ハイレベルを「Ｈ」で表し、ローレベルを「Ｌ」で表した。
【００７３】
図４の「第１磁気センサ」、「第２磁気センサ」は、それぞれ、第１磁気センサ１２ａ、第２磁気センサ１２ｂの出力を実線で示す。「第１磁気センサ」、「第２磁気センサ」において点線は、常時駆動された場合の出力である。「第１アナログコンパレータ」、「第２アナログコンパレータ」は、それぞれ、アナログコンパレータ６５、アナログコンパレータ６６からの出力を示す。
【００７４】
第１信号発生部３１ａは、角度位置１３５°において、逆方向に流れる電流パルス（「第１信号発生部」の負）を出力する。また、第１信号発生部３１ａは、角度位置３１５°において、順方向に流れる電流パルス（「第１信号発生部」の正）を出力する。第２信号発生部３１ｂは、角度位置４５°において、順方向に流れる電流パルス（「第２信号発生部」の正）を出力する。また、第２信号発生部３１ｂは、角度位置２２５°において、逆方向に流れる電流パルス（「第２信号発生部」の負）を出力する。そのため、イネーブル信号は、角度位置４５°、角度位置１３５°、角度位置２２５°、角度位置３１５°のそれぞれにおいて、ハイレベルに切り替わる。また、レギュレータ６３は、イネーブル信号がハイレベルに維持された状態に対応して、角度位置４５°、角度位置１３５°、角度位置２２５°、角度位置３１５°のそれぞれにおいて、電源線ＰＬに所定電圧を供給する。
【００７５】
本実施形態において、第１磁気センサ１２ａの出力と第２磁気センサ１２ｂの出力は、９０°の位相差を有しており、処理部１３は、この位相差を利用して回転位置情報を検出する。第１磁気センサ１２ａの出力は、角度位置０°から角度位置１８０°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、レギュレータ６３は角度位置４５°、角度位置１３５°において電力を出力する。第１磁気センサ１２ａおよびアナログコンパレータ６５は、角度位置４５°と角度位置１３５°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ６５から出力される信号（以下、Ａ相信号という）は、電力供給を受けていない状態でＬレベルに維持されており、角度位置４５°と角度位置１３５°のそれぞれにおいてＨレベルになる。
【００７６】
また、第２磁気センサ１２ｂの出力は、角度位置２７０°（−９０°）から角度位置９０°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、レギュレータ６３は、角度位置３１５°（−４５°）、角度位置４５°において電力を出力する。第２磁気センサ１２ｂおよびアナログコンパレータ６６は、角度位置３１５°と角度位置４５°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ６６から出力される信号（以下、Ｂ相信号という）は、電力供給を受けていない状態でＬレベルに維持されており、角度位置３１５°と角度位置４５°のそれぞれにおいてＨレベルになる。
【００７７】
ここで、計数部６７に供給されるＡ相信号がＨレベル（Ｈ）であり、計数部６７に供給されるＢ相信号がＬレベルである場合に、これら信号レベルの組を（Ｈ，Ｌ）のように表す。図４では、角度位置３１５°において信号レベルの組が（Ｌ，Ｈ）であり、角度位置４５°において信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）、角度位置１３５°において信号レベルの組が（Ｈ，Ｌ）である。
【００７８】
計数部６７は、磁気センサ１２が検出したＡ相信号とＢ相信号の一方または双方がＨレベルである場合に、記憶部１４に信号レベルの組を記憶させる。計数部６７は、次に検出したＡ相信号とＢ相信号の一方または双方がＨレベルである場合に、前回のレベルの組を記憶部１４から読み出し、前回のレベルの組と今回のレベルの組と比較して回転方向を判定する。
【００７９】
例えば、前回の信号レベルの組が（Ｈ，Ｈ）であって、今回の信号レベルが（Ｈ，Ｌ）である場合には、前回の検出において角度位置４５°であり、今回の検出において角度位置１３５°であるので、反時計回り（順回転）であることがわかる。計数部６７は、今回のレベルの組が（Ｈ，Ｌ）であって、かつ前回のレベルの組が（Ｈ，Ｈ）である場合、カウンタをアップすることを示すアップ信号を記憶部１４に供給する。記憶部１４は、計数部６７からのアップ信号を検出した場合に、記憶している多回転情報を１増加した値に更新する。本実施形態に係る多回転情報検出部３は、回転軸ＳＦの回転方向を判定しながら、多回転情報を検出できる。
【００８０】
このように、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、信号発生部３１に電気信号が発生してから短時間のうちに、バッテリー３３から多回転情報検出部３に電力が供給され、多回転情報検出部３がダイナミック駆動（間欠駆動）する。多回転情報の検出および書き込みの終了後は、多回転情報検出部３への電源供給は絶たれるが、計数値は、記憶部１４に格納されているので保持される。このようなシーケンスは、外部からの電力供給が絶たれた状態においても、磁石１１上の所定位置が信号発生部３１の近傍を通過するたびに繰り返される。また、記憶部１４に記憶されている多回転情報は、次にモータＭが起動される際にモータ制御部ＭＣなどに読み出され、回転軸ＳＦの初期位置などの算出に利用される。このようなエンコーダ装置ＥＣは、信号発生部３１で発生する電気信号に応じて、位置検出部１で消費される電力の少なくとも一部をバッテリー３３が供給するので、バッテリー３３を長寿命にすることができる。バッテリー３３のメンテナンス（例、交換）をなくしたり、メンテナンスの頻度を減らしたりすることができる。例えば、バッテリー３３の寿命がエンコーダ装置ＥＣの他の部分の寿命よりも長い場合、バッテリー３３の交換を不要にすることもできる。
【００８１】
ウィーガントワイヤ等の感磁性ワイヤを利用すると、磁石１１の回転が極めて低速であっても、信号発生部３１からパルス電流出力が得られる。そのため、例えばモータＭへ電力供給がなされていない状態などにおいて、回転軸ＳＦ（磁石１１）の回転が極めて低速な場合にも、信号発生部３１の出力を電気信号として利用できる。
【００８２】
なお、多回転情報検出部３は、上記の実施形態において磁気式の検出部であるが、光学式（例、反射光又は透過光）の検出部であってもよい。この場合、多回転情報検出部３の一部は、角度検出部４と共用であってもよい。また、例えば、多回転情報検出部３が光学式の検出部であり光源の発光タイミング（例、多回転情報を検出するために発光される光の照射タイミング）が信号発生部３１から出力されるパルス状の電気信号（検出信号）によって制御される場合、上記した位置情報検出部１（例、多回転情報検出部３）の動作中の期間は、該電気信号により発光する期間を含む。
【００８３】
なお、電力供給部２は、信号発生部３１で発生する検出信号の電力を電源に用いてもよい。例えば、電力供給部２は、バッテリー３３を備えなくてもよく、検出信号の電圧をレギュレータなどで所定電圧に調整し、検出信号の電力を位置検出部１に供給してもよい。また、上述の実施形態において、信号発生部３１は、磁石１１に対して所定の位置関係になった際に検出信号が発生する。エンコーダ装置ＥＣ（多回転情報検出部４）は、信号発生部３１を、回転軸ＳＦ（磁石１１）の位置情報を検出するセンサとして備えてもよい。
【００８４】
［駆動装置］
次に、実施形態に係る駆動装置について説明する。図５は、駆動装置ＭＴＲの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。この駆動装置ＭＴＲは、電動モータを含むモータ装置である。駆動装置ＭＴＲは、回転軸ＳＦと、回転軸ＳＦを回転駆動する本体部（駆動部）ＢＤと、回転軸ＳＦの回転位置情報を検出するエンコーダ装置ＥＣとを有している。
【００８５】
図５において、磁石１１は、インクリメンタルパターンＩＮＣ及びアブソリュートパターンＡＢＳと同じ回転部材（スケールＳ）に設けられている。磁石１１は、スケールＳにおいて、インクリメンタルパターンＩＮＣ及びアブソリュートパターンＡＢＳと同じ側に配置されている。信号発生部３１は、スケールＳに対して、発光素子２１および受光センサ２２と同じ側に配置されている。なお、磁石１１、信号発生部３１、スケールＳ、発光素子２１、及び受光センサ２２の配置は、図５に示す配置に限定されず、例えば図１に示した配置でもよいし、その他の配置でもよい。
【００８６】
回転軸ＳＦは、負荷側端部ＳＦａと、反負荷側端部ＳＦｂとを有している。負荷側端部ＳＦａは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部ＳＦｂには、固定部を介してスケールＳが固定される。このスケールＳの固定とともに、エンコーダ装置ＥＣが取り付けられている。エンコーダ装置ＥＣは、上述した実施形態、変形例、あるいはその組み合わせに係るエンコーダ装置である。
【００８７】
この駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣの検出結果を使って、図１などに示したモータ制御部ＭＣが本体部ＢＤを制御する。駆動装置ＭＴＲは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。また、エンコーダ装置ＥＣが間欠的に検出動作を行うが、図１に示した報知部１０は、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、その旨を報知するので、装置の信頼性の向上に寄与する。なお、駆動装置ＭＴＲは、モータ装置に限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。
【００８８】
［ステージ装置］
次に、ステージ装置について説明する。図６は、ステージ装置ＳＴＧを示す図である。このステージ装置ＳＴＧは、図５に示した駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａに、ステージ（回転テーブルＴＢ、移動物体）を取り付けた構成である。ステージ装置ＳＴＧは、例えば、１次元のリニアモータによって、ステージを１方向に直線的に移動させる構成でもよい。また、ステージ装置ＳＴＧは、複数の１次元のリニアモータあるいは２次元のリニアモータ（例、平面モータ）によって、ステージを２方向に移動させる構成でもよい。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【００８９】
ステージ装置ＳＴＧは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が回転テーブルＴＢに伝達される。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力を用いることにより、回転テーブルＴＢの角度位置を検出することができる。なお、駆動装置ＭＴＲの負荷側端部ＳＦａと回転テーブルＴＢとの間に減速機等が配置されてもよい。
【００９０】
ステージ装置ＳＴＧは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリー交換の必要性が低い又は無いので、メンテナンスコストを減らすことができる。また、エンコーダ装置ＥＣが間欠的に検出動作を行うが、図１に示した報知部１０は、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、その旨を報知するので、装置の信頼性の向上に寄与する。なお、ステージ装置ＳＴＧは、例えば、旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用できる。
【００９１】
［ロボット装置］
次に、ロボット装置について説明する。図７は、ロボット装置ＲＢＴを示す斜視図である。なお、図７には、ロボット装置ＲＢＴの一部（関節部分）を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置ＲＢＴは、第１アームＡＲ１と、第２アームＡＲ２と、関節部ＪＴとを有している。第１アームＡＲ１は、関節部ＪＴを介して、第２アームＡＲ２と接続されている。
【００９２】
第１アームＡＲ１は、腕部１０１、軸受１０１ａ、及び軸受１０１ｂを備えている。第２アームＡＲ２は、腕部１０２および接続部１０２ａを有する。接続部１０２ａは、関節部ＪＴにおいて、軸受１０１ａと軸受１０１ｂの間に配置されている。接続部１０２ａは、回転軸ＳＦ２と一体的に設けられている。回転軸ＳＦ２は、関節部ＪＴにおいて、軸受１０１ａと軸受１０１ｂの両方に挿入されている。回転軸ＳＦ２のうち軸受１０１ｂに挿入される側の端部は、軸受１０１ｂを貫通して減速機ＲＧに接続されている。
【００９３】
減速機ＲＧは、駆動装置ＭＴＲに接続されており、駆動装置ＭＴＲの回転を例えば１００分の１等に減速して回転軸ＳＦ２に伝達する。図７に図示しないが、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａは、減速機ＲＧに接続されている。また、駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦのうち反負荷側端部ＳＦｂには、エンコーダ装置ＥＣのスケールＳが取り付けられている。
【００９４】
ロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＭＴＲを駆動して回転軸ＳＦを回転させると、この回転が減速機ＲＧを介して回転軸ＳＦ２に伝達される。回転軸ＳＦ２の回転により接続部１０２ａが一体的に回転し、これにより第２アームＡＲ２が、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダ装置ＥＣは、回転軸ＳＦの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ＥＣからの出力を用いることにより、第２アームＡＲ２の角度位置を検出することができる。
【００９５】
ロボット装置ＲＢＴは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。また、エンコーダ装置ＥＣが間欠的に検出動作を行うが、図１に示した報知部１０は、位置検出部１の動作中に検出信号の発生が検知された場合に、その旨を報知するので、装置の信頼性の向上に寄与する。なお、ロボット装置ＲＢＴは、上記の構成に限定されず、駆動装置ＭＴＲは、関節を備える各種ロボット装置に適用できる。
【００９６】
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・位置検出部、２・・・電力供給部、１０・・・報知部、１２・・・磁気センサ
１３・・・処理部、１４・・・記憶部、３１・・・信号発生部、３２・・・切替部、３３・・・バッテリー、６５、６６・・・アナログコンパレータ（二値化部）、６７・・・計数部、ＥＣ・・・エンコーダ装置、ＴＢ・・・回転テーブル（ステージ）、ＡＲ１・・・第１アーム、ＡＲ２・・・第２アーム、ＭＴＲ・・・駆動装置、ＲＢＴ・・・ロボット装置、ＳＴＧ・・・ステージ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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