(57)【要約】【課題】通信時間を短縮可能なエンコーダ装置を提供する。【解決手段】エンコーダ装置４は、入力軸６の回転に関する入力軸情報を検出する第１エンコーダ２０と、入力軸６に減速機３を介して接続される出力軸７の回転に関する出力軸情報を検出する第２エンコーダ２１と、第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報あるいは第２エンコーダ２１が検出した出力軸情報を示す第１軸情報と、第１エンコーダが検出した入力軸情報と第２エンコーダが検出した出力軸情報とで差分をとった差分情報と、を同じ信号線に時分割で出力する出力器２２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】
入力軸の回転に関する入力軸情報を検出する第１エンコーダと、
前記入力軸に減速機を介して接続される出力軸の回転に関する出力軸情報を検出する第２エンコーダと、
前記第１エンコーダが検出した前記入力軸情報あるいは前記第２エンコーダが検出した前記出力軸情報を示す第１軸情報と、前記第１エンコーダが検出した前記入力軸情報と前記第２エンコーダが検出した前記出力軸情報とで差分をとった差分情報と、を同じ信号線に時分割で出力する出力器と、を備えるエンコーダ装置。
【請求項２】
前記出力器は、前記減速機の減速比を使って前記入力軸情報と前記出力軸情報とで単位を揃え、前記差分情報を算出する請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項３】
前記出力器は、前記第１軸情報として前記入力軸情報を出力し、前記差分情報を前記第１軸情報よりも低頻度で出力する請求項１または請求項２に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】
前記入力軸情報は、角度位置、角速度、及び角加速度を含み、
前記出力器は、前記角度位置を、前記角速度および前記角加速度のいずれよりも高頻度で出力する請求項１から３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記出力器は、前記差分情報を、前記第１軸情報と区別するフラグとともに出力する請求項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】
前記第１軸情報および前記差分情報を使って、前記第１エンコーダが検出した前記入力軸情報と前記第２エンコーダが検出した前記出力軸情報のうち他方の情報を示す第２軸情報を算出する第１算出部を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】
前記入力軸情報および前記出力軸情報を使って、前記出力軸に接続される負荷情報を算出する第２算出部を備える請求項６に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記入力軸と前記出力軸の一方の軸の角度位置、角速度、及び角加速度のうち１つの情報を使って他の情報を算出する第３算出部を備える請求項１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】
前記出力器は、前記出力器からの情報を受信する受信器からの要求に応じて情報を出力する請求項１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】
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と、
前記入力軸にトルクを供給する駆動部と、
前記出力器から出力された情報を使って前記駆動部を制御する制御部と、を備える駆動装置。
【請求項１１】
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項１０に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって相対移動する第１アームおよび第２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】
エンコーダ装置は、アクチュエータなどの各種の駆動装置に利用されている（例えば、下記の特許文献１および特許文献２参照）。特許文献１に係るエンコーダ装置は、入力軸に設けられた第１エンコーダと、出力軸に設けられた第２エンコーダとを備えている。特許文献２において、複数のエンコーダは、バスを介して制御部に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１８４３９号公報
【特許文献２】特開２０１４−４４２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンコーダ装置は、入力軸の情報と出力軸の情報とを並行して制御部に送る構成であると、入力軸の情報のみを送る構成よりも通信用の信号線が増えてしまう。そこで、入力軸の情報と出力軸の情報を同じ信号線で連続して制御部に送ると、通信時間が掛かってしまう。本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、通信時間を短縮可能なエンコーダ装置、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】
【０００５】
本発明の第１の態様に従えば、入力軸の回転に関する入力軸情報を検出する第１エンコーダと、入力軸に減速機を介して接続される出力軸の回転に関する出力軸情報を検出する第２エンコーダと、第１エンコーダが検出した入力軸情報あるいは第２エンコーダが検出した出力軸情報を示す第１軸情報と、第１エンコーダが検出した入力軸情報と第２エンコーダが検出した出力軸情報とで差分をとった差分情報と、を同じ信号線に時分割で出力する出力器と、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、入力軸にトルクを供給する駆動部と、出力器から出力された情報を使って駆動部を制御する制御部と、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、移動物体と、移動物体を移動させる第２の態様の駆動装置と、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、駆動装置によって相対移動する第１アームおよび第２アームと、を備えるロボット装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、通信時間を短縮可能なエンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る駆動装置を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る駆動装置の機能ブロック図である。
【図３】出力器の動作を示す説明図である。
【図４】第２実施形態に係る駆動装置の機能ブロック図である。
【図５】出力器の動作を示す説明図である。
【図６】第３実施形態に係る駆動装置の機能ブロック図である。
【図７】第４実施形態に係る駆動装置の機能ブロック図である。
【図８】ステージ装置の一例を示す図である。
【図９】ロボット装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る駆動装置１を示す図である。図２は、駆動装置１の機能ブロック図である。図１の駆動装置１は、モータ２、減速機３、エンコーダ装置４、及びモータ制御部５を備える。
【００１２】
駆動装置１は、概略すると以下のように動作する。モータ２は、トルクを発生し、このトルクを減速機３の入力軸６に供給する。減速機３は、モータ２から供給されたトルクを所定の減速比で調整し、出力軸７を介して負荷８に供給する。エンコーダ装置４は、入力軸６の回転に関する入力軸情報と、出力軸７の回転に関する出力軸情報とを検出する。エンコーダ装置４は、検出した入力軸情報および出力情報の少なくとも一部を処理し、処理後の情報をモータ制御部５に供給する。モータ制御部５は、エンコーダ装置４から供給された情報を使って、モータ２の回転を制御する。
【００１３】
次に、駆動装置１の各部について説明する。モータ２は、トルクを入力軸６に供給し、入力軸６を駆動する駆動部である。モータ２は、例えば電動モータであり、磁石１０、回転子１１、及び電源部１２を備える。回転子１１は、外部から電源部１２を介して供給される電力によって磁界を発生し、磁石１０が形成する磁場から受ける力により回転する。モータ制御部５は、モータ２に供給する電力を制御することによって、回転子１１の角度位置、角速度、及び角加速度の少なくとも１つを制御する。
【００１４】
減速機３は、モータ２に発生した動力（トルク）を負荷８に伝達する動力伝達装置である。減速機３は、入力軸６、本体部１３、及び出力軸７を備える。図１において、入力軸６は、中空の円筒状であり、出力軸７は入力軸６の内側を通っている。入力軸６の一端、及び出力軸７の一端は、本体部１３に接続されている。
【００１５】
入力軸６は、モータ２の回転子１１に接続され、回転子１１とともに回転する。入力軸６には、回転子１１の回転に伴ってトルクが供給される。なお、入力軸６は、回転子１１と一体に形成されていてもよいし、回転子１１と別の部材であってもよい。また、入力軸６の少なくとも一部は、モータ２の一部であってもよい。
【００１６】
本体部１３は、１つまたは複数のギア、ベルト装置、チェーン装置、及びドライブシャフト装置の少なくとも１つを含む。本体部１３は、回転子１１に供給された動力を所定の減速比で減速し、出力軸７から出力する。出力軸７は、負荷８と接続される。負荷８は、例えば、減速機３に対してモータ２と反対側に配置される。
【００１７】
エンコーダ装置４は、第１エンコーダ２０、第２エンコーダ２１、出力器２２、及びエンコーダ制御部（以下、ＥＣ制御部２３という）を備える。本明細書においては、エンコーダ装置４を駆動装置１に適用した例を説明するが、エンコーダ装置４は、他の装置にも適用可能である。
【００１８】
第１エンコーダ２０は、入力軸６に設けられている。第１エンコーダ２０は、モータ２に対して減速機３と反対側に配置されている。第１エンコーダ２０は、入力軸６の回転に関する入力軸情報を検出する。入力軸情報は、入力軸６の角度位置、角速度、及び角加速度を含む。第１エンコーダ２０は、出力器２２と有線または無線で通信可能であり、検出した入力軸情報を出力器２２へ供給する。
【００１９】
本実施形態において、第１エンコーダ２０は、光学式のエンコーダである。第１エンコーダ２０は、回転板２４、スケール２５、及びヘッド２６を備える。回転板２４は、入力軸６に設けられており、入力軸６とともに回転する。スケール２５は、回転板２４に設けられており、入力軸６と同軸の環状である。スケール２５には、入力軸６の周方向において変化するパターンが形成されている。ヘッド２６は、スケール２５のパターンを光学的に検出する。ヘッド２６は、スケール２５と別の部材、例えばモータ２を収容する筐体２７に固定される。入力軸６の回転に伴うスケール２５の回転によって、ヘッド２６が検出するスケール２５上のパターンが変化する。第１エンコーダ２０は、ヘッド２６が検出するスケール２５上のパターンにより、入力軸６の入力軸情報を検出する。
【００２０】
本実施形態において、第１エンコーダ２０は、１回転未満の回転と、１回転以上の回転とを区別しない。例えば、第１エンコーダ２０は、入力軸６が基準位置からθ［ｒａｄ］回転した状態と、入力軸６が基準位置から（２π＋θ）［ｒａｄ］回転した状態とを区別しない。以下の説明において、適宜、１回転未満の回転の情報を１回転情報という。また、１回転以上の回転の情報を多回転情報という。一般的に、多回転情報を検出しないエンコーダは、多回転情報を検出するエンコーダに比べて、構造がシンプルであり低コストである。
【００２１】
第２エンコーダ２１は、出力軸７に設けられている。第２エンコーダ２１は、モータ２に対して減速機３と反対側に配置されている。すなわち、第２エンコーダ２１は、モータ２に対して第１エンコーダ２０と同じ側に配置されている。第２エンコーダ２１は、モータ２に対して、第１エンコーダ２０よりも外側に配置されている。第１エンコーダ２０および第２エンコーダ２１は、減速機３に対して負荷８と反対側に配置されており、負荷８側から飛散する油などの付着が抑制されている。
【００２２】
第２エンコーダ２１は、出力軸７の回転に関する出力軸情報を検出する。出力軸情報は、出力軸７の角度位置、角速度、及び角加速度を含む。第２エンコーダ２１は、出力器２２と通信可能であり、検出した出力軸情報を出力器２２へ供給する。
【００２３】
本実施形態において、第２エンコーダ２１は、第１エンコーダ２０と同様に光学式のエンコーダである。また、第２エンコーダ２１は、第１エンコーダ２０と同様に、１回転情報を検出し、多回転情報を検出しない。第２エンコーダ２１は、回転板２８、スケール２９、及びヘッド３０を備える。回転板２８は、出力軸７に設けられており、出力軸７とともに回転する。スケール２９は、回転板２８に設けられており、出力軸７と同軸の環状である。スケール２９には、出力軸７の周方向において変化するパターンが形成されている。ヘッド３０は、スケール２９のパターンを検出する。第２エンコーダ２１は、ヘッド３０が検出したスケール２９上のパターンにより、出力軸７の出力軸情報を検出する。
【００２４】
なお、第１エンコーダ２０および第２エンコーダ２１の配置、構成については、適宜変更できる。例えば、第２エンコーダ２１は、モータ２に対して第１エンコーダ２０と反対側に配置されていてもよい。第１エンコーダ２０および第２エンコーダ２１の一方または双方は、多回転情報を検出してもよい。また、第１エンコーダ２０および第２エンコーダ２１の一方または双方は、磁気式のエンコーダであってもよいし、静電容量式のエンコーダであってもよい。第１エンコーダ２０の検出方法は、第２エンコーダ２１の検出方法と同じでもよいし、異なっていてもよい。第２エンコーダ２１の分解能は、第１エンコーダ２０の分解能と異なっていてもよい。第２エンコーダ２１が出力する情報のデータ長は、第１エンコーダ２０が出力する情報のデータ長と異なっていてもよい。
【００２５】
出力器２２は、ＥＣ制御部２３と通信可能に接続されている。本実施形態において、出力器２２は、通信ケーブル９（伝送ケーブル）を介して、ＥＣ制御部２３と電気的に接続されている。なお、出力器２２は、無線によりＥＣ制御部２３と通信可能であってもよい。出力器２２は、情報をハードウエア的に処理する伝送回路を含む。この伝送回路は、第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報、及び第２エンコーダ２１が検出した出力軸情報の少なくとも一部を処理する。
【００２６】
本実施形態に係る出力器２２は、図２に示すように、第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報、及び第２エンコーダ２１が検出した出力軸情報を受信する。出力器２２は、受信した入力軸情報と出力軸情報とで差分をとった差分情報を生成する。出力器２２は、生成した差分情報、及び第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報を同じ信号線（通信ケーブル９）に時分割で出力する。
【００２７】
本明細書において、「時分割で出力」とは、第１系統の情報と第２系統の情報とを同じ信号線に時間をずらして出力することを含む。例えば、出力器２２は、第１の期間に信号線に入力軸情報を出力し、第１の期間と重複しない第２の期間に、この信号線に差分情報を出力する。換言すると、出力器２２は、複数の情報を時間的に配列して、同じ信号線に出力する。このように、１つの信号線に複数系統の情報を切り替えながら伝送する方式としては、例えば時分割多重方式（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が挙げられる。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる出力器２２について、より詳しく説明する。図２の出力器２２は、単位換算部３１、差分演算部３２、及び切替部３３を含む。
【００２９】
単位換算部３１は、第２エンコーダ２１が検出した出力軸情報を受信可能である。例えば、単位換算部３１は、図示しない信号線を介して第２エンコーダ２１のヘッド３０（図１参照）と電気的に接続され、この信号線を介して出力軸情報を受信する。単位換算部３１は、減速機３の減速比を使って、入力軸情報と出力軸情報とで単位を揃える。すなわち、単位換算部３１は、出力軸７が出力軸情報に示す量だけ回転する間に、入力軸６が回転する量を演算する。
【００３０】
単位換算部３１は、減速機３の減速比を使って、出力軸７の回転に関する量から推定される入力軸６の回転に関する量を演算する。単位換算部３１は、出力軸情報に含まれる角度位置、角速度、角加速度を、それぞれ、入力軸６の回転に関する角度位置、角速度、角加速度に換算する。以下の説明において、出力軸情報から換算された入力軸６の回転に関する角度位置、角速度、角加速度を、それぞれ、換算角度位置、換算角速度、換算角加速度という。
【００３１】
ここで、減速機３の減速比をＧｒとし、出力軸情報の角速度をω１［ｒａｄ／ｓｅｃ］、換算角速度をω２［ｒａｄ／ｓｅｃ］とする。単位換算部３１は、角速度ω１を減速比Ｇｒと乗算した乗算値（ω１×Ｇｒ）を換算角速度ω２とする。単位換算部３１は、換算角速度の算出と同様にして、換算角度位置および換算角加速度を算出する。
【００３２】
このように、出力器２２は、入力軸と出力軸の一方の軸の回転に関する情報を、他方の軸の回転に関する情報に換算する。以下の説明において、他方の軸の回転に関する情報に換算された情報を、適宜、換算情報という。本実施形態における換算情報は、出力軸情報を入力軸６の回転に関する情報に換算した情報である。換算情報は、換算角度位置、換算角速度、及び換算角加速度を含む。
【００３３】
本実施形態において、出力器２２は、換算情報のデータ長（ビット数）を、一方の軸の回転に関する情報のデータ長（ビット数）と同じにする。出力器２２の単位換算部３１は、換算情報として、入力軸情報と同じビット数の情報を生成する。本実施形態において、単位換算部３１は、換算情報として、入力軸情報と同じデータ構造の情報を生成する。
【００３４】
例えば、第１エンコーダ２０は、検出した入力軸６の角度位置、角速度、及び角加速度を、それぞれ、予め設定されたビット数のデータで表す。第１エンコーダ２０は、角度位置、角速度、及び角加速度のデータを予め設定された順に配列して一組のデータとし、一組のデータを出力する。単位換算部３１は、換算情報の角度位置、角速度、及び角加速度を、それぞれ入力軸情報において対応する項目と同じビット数のデータとする。単位換算部３１は、換算情報の角度位置、角速度、及び角加速度のそれぞれを示すデータを、入力軸情報と同じ順に配列して一組のデータにする。
【００３５】
本実施形態において、出力器２２は、減速比を記憶した記憶部（図示せず）を備える。この記憶部は、例えば、書き換え可能な不揮発メモリを含む。減速機３の交換などにより減速比が変更になった場合には、この記憶部に記憶されている減速比を、変更後の減速比に更新可能である。単位換算部３１は、この記憶部から減速比を読み出し、換算情報を算出する。
【００３６】
単位換算部３１は、差分演算部３２と電気的に接続されている。単位換算部３１は、換算情報を差分演算部３２に供給する。差分演算部３２は、第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報を受信可能である。差分演算部３２は、第１エンコーダ２０からの入力軸情報と、単位換算部３１からの換算情報とで差分を取った差分情報を生成する。差分演算部３２は、入力軸情報と換算情報とで同じ項目の値の差分を演算する。
【００３７】
すなわち、差分演算部３２は、入力軸情報の角度位置から換算情報の換算角度位置を差し引いた差分値（以下、差分角度位置という）を演算する。また、差分演算部３２は、入力軸情報の角速度から換算情報の換算角速度を差し引いた差分値（以下、差分角速度という）を演算する。また、差分演算部３２は、入力軸情報の角加速度から換算情報の換算角加速度を差し引いた差分値（以下、差分角加速度という）を演算する。差分情報は、差分角度位置、差分角速度、及び差分角加速度を含む。実施形態において、単位換算部３１が換算情報を入力軸情報と同じデータ構造で生成するので、差分演算部３２が差分情報を生成する演算時間を短縮すること等ができる。
【００３８】
ところで、差分角度位置は、入力軸情報の角度位置と換算角度位置との差分であるので、入力軸情報の角度位置よりも小さく、換算角度位置よりも小さい。また、換算角度位置は、出力軸情報から推定した入力軸６の角度位置であるので、一般的に第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報の角度位置に近い値になる。そのため、差分角度位置は、入力軸情報の角度位置と換算角度位置のいずれよりも十分に小さくなる。つまり、差分角度位置は、入力軸情報の角度位置と換算角度位置のいずれよりも短いデータ長で表現できる。
【００３９】
例えば、入力軸情報の角度位置および換算角度位置は、いずれも、１３ビットの分解能で表されているとする。この場合に、角度位置は、１０進数で０から８１９１の８１９２段階で表される。入力軸情報の角度位置が１０進数で例えば１０００で表され、換算情報の換算角度位置が１０進数で例えば９９０で表される場合に、差分角度位置は１０で表される。差分角度位置として想定される値の範囲が、例えば０以上１５（２４−１）以下である場合に、差分角度位置は、４ビットのデータで表される。この例において、差分角度位置（４ビットのデータ）は、換算角度位置（１３ビットのデータ）よりも、データ長を９ビット短くできる。このように、差分情報は、入力軸情報の角度位置および換算角度位置と同じ精度（分解能）を保ちつつ、入力軸情報の角度位置と換算角度位置のいずれよりも短いデータ長で表現できる。
【００４０】
同様に、差分角速度は、入力軸情報の角速度と換算角速度のいずれよりも短いデータ長で表現できる。また、差分角加速度は、入力軸情報の角加速度と換算角加速度のいずれよりも短いデータ長で表現できる。本実施形態に係る出力器２２の差分演算部３２は、差分情報を、入力軸情報、出力軸情報、及び換算情報のいずれよりもデータ長が短い情報として生成する。例えば、入力軸情報および出力軸情報は、それぞれ４０ビットの情報であり、差分演算部３２は、差分情報を１２ビットの情報として生成する。差分演算部３２は、生成した差分情報を切替部３３に供給する。
【００４１】
なお、入力軸情報と換算情報とで差分が大きい場合には、第１エンコーダ２０と第２エンコーダ２１の一方または双方が故障、検出エラーなどの異常をおこしていることがありえる。そこで、差分演算部３２は、入力軸情報と換算情報とで各項目の差分が閾値を超える場合に、異常を報知するための信号を切替部３３または他の処理部に出力してもよい。また、差分演算部３２は、入力軸情報と換算情報とで各項目の差分が閾値を超える場合に、差分情報を出力しなくてもよい。
【００４２】
例えば、差分角度位置の上限値が例えば１５（２４−１）に設定されており、差分演算部３２は、差分角度位置が１５（閾値）を超える場合に異常を報知するための信号を出力し、角度差分値が１５以下である場合に角度差分値を４ビットのデータで出力してもよい。このような処理は、差分角度位置、差分角速度、差分角加速度のうち、いずれか１項目に適用してもよいし、２項目以上に適用してもよい。
【００４３】
切替部３３は、第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報を受信可能である。例えば、切替部３３は、図示しない信号線を介して第１エンコーダ２０のヘッド２６（図１参照）と電気的に接続され、この信号線を介して入力軸情報を受信する。切替部３３は、第１エンコーダ２０からの入力軸情報と、差分演算部３２からの差分情報とを通信ケーブル９の信号線に時分割で（時間順次で）出力する。
【００４４】
図３は、切替部３３の動作例を示す説明図である。図３において、入力軸情報を出力される順に番号を付して、「入力軸情報１」、「入力軸情報２」のように示した。また、図３において、差分情報を出力される順に番号を付して、「差分情報１」、「差分情報２」のように示した。
【００４５】
切替部３３は、第１の時刻に第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報Ｄａを、通信ケーブル９の信号線に出力する。次に、切替部３３は、第２の時刻に第１エンコーダ２０が検出した入力軸情報Ｄｂを、入力軸情報Ｄａの出力時と同じ信号線に出力する。以下同様に、切替部３３は、入力軸情報を検出された順に時分割で、同じ信号線に出力する。
【００４６】
切替部３３は、予め設定された回数の入力軸情報を出力した後に、入力軸情報の出力時と同じ信号線に差分情報Ｅａを出力する。図３の例において、切替部３３は、１番目の入力軸情報Ｄａから１０番目の入力軸情報Ｄｃまで順に出力した後、差分情報Ｅａを出力する。この差分情報Ｅａは、切替部３３が差分情報Ｅａの一つ前に出力した入力軸情報Ｄｃに対応する差分情報である。すなわち、差分情報Ｅａは、１０番目の入力軸情報Ｄｃと、この入力軸情報Ｄｃに対応する出力軸情報から演算された差分情報である。
【００４７】
切替部３３は、差分情報Ｅａを出力した後に、差分情報Ｅａの出力時と同じ信号線に１１番目の入力軸情報Ｄｄを出力する。以下同様に、切替部３３は、１９番目の入力軸情報Ｄｅ、２０番目の入力軸情報Ｄｆを順に出力した後に、２０番目の入力軸情報Ｄｆの出力時と同じ信号線に２番目の差分情報Ｅｂを出力する。この差分情報Ｅｂは、切替部３３が差分情報Ｅｂの一つ前に出力した入力軸情報Ｄｆに対応する差分情報である。切替部３３は、差分情報Ｅｂを出力した後に、差分情報Ｅｂの出力時と同じ信号線に、１９番目の入力軸情報Ｄｅ、２０番目の入力軸情報Ｄｆを順に出力する。
【００４８】
このように、切替部３３は、複数組の入力軸情報Ｄａ〜入力軸情報Ｄｃを同じ信号線に時分割で出力した後に、この信号線に１組の差分情報Ｅａを出力する。すなわち、出力器２２は、入力軸情報を第１頻度で出力し、差分情報を第１頻度よりも低い第２頻度で出力する。図３の例において、第１頻度は１０ｋＨｚであり、第２頻度は１ｋＨｚである。
【００４９】
ところで、出力器２２が入力軸情報を出力する第１頻度が、出力器２２が差分情報を出力する第２頻度と異なる場合に、出力の頻度が低い方の情報は、間引かれて出力されることになる。例えば、図３の例において、入力軸情報Ｄｂに関する差分情報は、出力器２２から出力されない。このような構成において、出力器２２は、間引かれることで出力されない情報に関する演算を行わなくてもよい。例えば、出力器２２は、入力軸情報Ｄｂに関する差分情報を算出しなくてもよいし、この差分情報に関する換算情報を算出しなくてもよい。また、この構成において、第２エンコーダ２１は、出力器２２から出力されない情報に関する検出を行わなくてもよい。例えば、第２エンコーダ２１は、入力軸情報Ｄｂに対応する出力軸情報を検出しなくてもよい。
【００５０】
出力器２２の少なくとも一部は、例えば、ＡＳＩＣなどの演算回路により実現できる。本実施形態において、差分演算部３２は、演算回路を含み、ハードウエア的に演算を行う。そのため、差分演算部３２は、差分情報を高速で生成できる。なお、出力器２２において差分演算部３２以外の部分、例えば単位換算部３１と切替部３３の少なくとも一部は、演算回路を含んでいてもよい。また、出力器２２の少なくとも一部は、ＣＰＵおよびメモリを含むコンピュータがプログラムに従って処理を実行する態様であってもよい。
【００５１】
図２に戻り、ＥＣ制御部２３は、切替部３３から出力された入力軸情報および差分情報を時間順次で受信する。ＥＣ制御部２３は、出力器２２から供給された情報のうちモータ制御部５がモータ２を制御する上で必要とされる情報を、モータ制御部５に供給する。本実施形態において、ＥＣ制御部２３は、入力軸情報のうち角度位置をモータ制御部５に供給する。モータ制御部５は、入力軸６の角度情報を使って、モータ２に供給される電力（電流）を制御する。
【００５２】
ＥＣ制御部２３は、算出部４０および算出部４１を備えている。算出部４０は、出力器２２から受信した情報を復号する復号回路である。算出部４０は、差分情報と、この差分情報に対応する入力軸情報とを使って、この差分情報に対応する出力軸情報を算出する。
【００５３】
算出部４０は、例えば、以下のように演算する。図３の例において、差分情報Ｅａは、第１エンコーダ２０から１０番目に出力された入力軸情報Ｄｃと、この入力軸情報Ｄｃに対応する出力軸情報とを使って生成されている。入力軸情報Ｄｃに対応する出力軸情報は、第２エンコーダ２１から１０番目に出力された出力軸情報である。算出部４０は、出力器２２から受信した入力軸情報をメモリなどに記憶させておき、次の入力軸情報を受信した際に、メモリに記憶されている入力軸情報を次に受信した入力軸情報に更新する。すなわち、算出部４０が差分情報Ｅａを受信した際に、メモリには差分情報Ｅａの一つ前に受信した入力軸情報Ｄｃが記憶されている。算出部４０は、差分情報Ｅａを受信した際に、メモリから入力軸情報Ｄｃを読み出し、入力軸情報Ｄｃと差分情報Ｅａとで対応する項目の値の差分を算出する。例えば、算出部４０は、入力軸情報Ｄｃの角度位置から差分情報Ｅａの差分角度位置を引いた値を出力軸情報の角度位置とする。算出部４０は、出力軸情報の角速度、角加速度についても同様に算出する。算出部４０が算出した出力軸情報は、モータ制御部５に出力され、位置制御や角度制御などに用いられる。
【００５４】
ところで、減速機には、一般的に剛性やバックラッシュ量が装置固有の定数として存在する。ここで、減速機３の剛性をＫとし、バックラッシュ量をＢ、入力軸６の角度位置をθ１、出力軸７の角度位置をθ２とする。負荷トルクをＴとすると、Ｔは下記の式（１）で推定される。なお、式（１）において、Ｂの前の複号（±）は事前のＴの符号によって判別できる。
Ｔ＝（（θ１×Ｇｒ）−（θ２±Ｂ））×Ｋ    ・・・（１）
【００５５】
算出部４１は、入力軸情報、及び算出部４０が生成した出力軸情報を使って、各種演算を行う。本実施形態において、算出部４１は、上記の式（１）に従って、出力軸７に接続された負荷８の情報を算出する。本実施形態において、ＥＣ制御部２３は、減速機３の減速比Ｇｒ、剛性Ｋ、及びバックラッシュ量Ｂを記憶した記憶部（図示せず）を備える。この記憶部は、例えば、書き換え可能な不揮発メモリを含む。減速機３の交換などにより減速比Ｇｒなどの情報が変更された場合には、この記憶部に記憶されている情報を、変更後の減速機３の情報に更新可能である。算出部４１は、この記憶部から減速機３の情報を読み出し、負荷トルクを算出する。
【００５６】
ところで、減速機３の減速比が１より大きい場合、出力軸７が２π［ｒａｄ］回転する間に入力軸６が回転する角度は、２π［ｒａｄ］よりも大きい。そのため、出力軸情報および入力軸情報を用いると、入力軸６の多回転情報が得られる。例えば、減速比が３であり、出力軸７の角度位置の変化量がπ［ｒａｄ］である場合に、入力軸６の角度位置の変化量は、約３π［ｒａｄ］と推定されることから、入力軸が１回転したことがわかる。そのため、入力軸情報の角度位置がθ［ｒａｄ］であれば、入力軸６の角度位置の変化量は、（２π＋θ）［ｒａｄ］であることが分かる。
【００５７】
このように、算出部４０が演算した出力軸情報は、例えば、入力軸６の多回転情報を算出することに利用できる。したがって、多回転情報が必要とされる場合であっても、出力器２２からの多回転情報の出力を省くことができる。結果として、出力器２２からＥＣ制御部２３へ出力される入力軸情報のデータ長を減らすことができ、通信時間を短縮できる。また、多回転情報を検出する場合と比較して、第１エンコーダ２０のコストを下げることもできる。
【００５８】
上記のように、本実施形態のエンコーダ装置４は、出力軸情報よりもデータ長が短い差分情報を生成し、出力器２２が入力軸情報と差分情報とを時分割で同じ信号線に出力する。そのため、入力軸情報と出力軸情報とを時分割で同じ信号線に出力する構成と比較して、出力器２２とＥＣ制御部２３との間の通信量を減らすことができ、出力器２２とＥＣ制御部２３との間の通信時間を減らすことができる。
【００５９】
また、出力器２２は、入力軸情報または出力軸情報に含まれる情報のうち、高周波数で処理が繰り返される制御に使用される情報を、低周波数で処理が繰り返される制御に使用される情報よりも高頻度で出力する。例えば、モータ制御部５は、モータ２へ供給される電流の制御（電流制御）において高周波数で処理を実行し、位置制御あるいは角度制御において電流制御よりも低周波数で処理を実行する。そこで、出力器２２は、入力軸情報と差分情報のうち、モータ２の電流制御に使われる入力軸６の角度位置を含む入力軸情報を、位置制御あるいは角度制御に使われる差分情報（出力軸情報）よりも、高頻度で出力する。このようなエンコーダ装置４は、出力器２２が差分情報を入力軸情報と同じ頻度で出力する構成と比較して、出力器２２から出力される情報の量が減少し、出力器２２とＥＣ制御部２３との間の通信時間を減らすことができる。
【００６０】
なお、出力器２２は、入力軸情報と差分情報とを時分割で同じ信号線に出力しているが、出力軸情報と差分情報とを時分割で同じ信号線に出力してもよい。この場合に、出力器２２は、出力軸情報を低頻度（例えば1kHz)、差分情報を高頻度（例えば10kHz）で出力してもよい。このようにすると、入力軸情報を高頻度、差分情報を低頻度で送る場合に比べてデータ量を少なくできる。また、出力器２２は、出力軸情報を差分情報よりも高頻度で出力してもよい。このようにすると、入力軸情報および出力軸情報を同じ頻度で出力する場合に比べて、データ量を少なくできる。
【００６１】
また、出力器２２は、出力軸情報および差分情報が出力される信号線に、入力軸情報を時分割で出力してもよいし、入力軸情報を出力しなくてもよい。また、出力器２２は、出力軸情報および差分情報を出力する場合に、入力軸情報を、出力軸情報と差分情報の少なくとも一方よりも低頻度で出力してもよい。出力器２２が出力軸情報を出力する場合に、ＥＣ制御部２３の算出部４０は、出力軸情報および差分情報を使って、入力軸情報を算出してもよい。モータ制御部５に供給する頻度が高い情報を入力軸情報が含んでいる場合に、出力器２２が入力軸情報および差分情報を出力する構成にすれば、出力軸情報および差分情報を出力する構成よりも復号などの処理を減らすことができる。
【００６２】
なお、出力器２２は、入力軸情報Ｄｃを出力した次に、この入力軸情報Ｄｃを使って算出された差分情報Ｅａを出力しているが、差分情報Ｅａを出力した次に、この差分情報Ｅａの算出に使われた入力軸情報Ｄｃを出力してもよい。
【００６３】
なお、出力器２２は、角度位置、角速度、及び角加速度の３項目に関して、差分情報を生成しているが、角度位置、角速度、及び角加速度の少なくとも１項目に関して差分情報を生成すればよい。例えば、出力器２２は、差分角度位置、差分角速度、及び差分角加速度のうち１項目を算出して残り２項目を算出しなくてもよいし、２項目を算出して残り１項目を算出しなくてもよい。この場合に、出力器２２は、差分情報を算出しない項目について、換算情報を算出しなくてもよい。例えば、出力器２２は、差分角度位置を算出しない場合に、換算角度位置を算出しなくてもよい。
【００６４】
なお、出力器２２は、通信ケーブル９でＥＣ制御部２３と接続されているが、ＥＣ制御部２３と無線により通信可能に接続されていてもよい。この場合に、出力器２２は、ＥＣ制御部２３と通信する通信器と出力器２２とを接続する信号線に各種情報を出力し、この通信器は、出力器２２からの各種情報をＥＣ制御部２３に送信してもよい。出力器２２は、信号線に情報を出力する代わりに、ＥＣ制御部２３と無線で通信する通信ポートに情報を出力してもよい。
【００６５】
なお、本実施形態において、ＥＣ制御部２３はエンコーダ装置４の一部であるが、ＥＣ制御部２３の少なくとも一部は、エンコーダ装置４の外部の装置であってもよいし、設けられていなくてもよい。例えば、ＥＣ制御部２３は、算出部４０と算出部４１の少なくとも一方を備えていなくてもよい。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と同一または同等の構成部分については、同じ符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【００６７】
図４は、本実施形態に係る駆動装置１の機能ブロック図である。本実施形態において、出力器２２は、抽出部４２を備える。抽出部４２は、第１エンコーダ２０が検出した出力軸情報を受信可能である。例えば、抽出部４２は、図示しない信号線を介して第１エンコーダ２０のヘッド２６（図１参照）と電気的に接続され、この信号線を介して入力軸情報を受信する。抽出部４２は、入力軸情報が供給されるたびに、この入力軸情報のうち入力軸６の角度位置を抽出する。抽出部４２は、切替部３３と電気的に接続されており、抽出した角度位置を切替部３３に供給する。切替部３３は、抽出部４２からの角度位置と、第１エンコーダ２０からの入力軸情報と、差分演算部３２からの差分情報とを同じ信号線に時分割で出力する。
【００６８】
図５は、切替部３３の動作例を示す説明図である。図５において、角度位置を出力される順に番号を付して、「角度位置１」、「角度位置２」のように示した。切替部３３は、抽出部４２から供給された角度位置Ｆａを通信ケーブル９の信号線に出力する。次に、切替部３３は、角度位置Ｆａの次に抽出部４２から供給された角度位置Ｆｂを、角度位置Ｆａの出力時と同じ信号線に出力する。以下同様に、切替部３３は、角度位置を抽出部４２から出力された順に時分割で、同じ信号線に出力する。
【００６９】
切替部３３は、予め設定された回数の角度位置を出力した後に、角度位置の出力時と同じ信号線に入力軸情報Ｇａを出力する。図３の例において、切替部３３は、１番目の角度位置Ｆａから１０番目の角度位置Ｆｃまで順に出力した後、入力軸情報Ｇａを出力する。この入力軸情報Ｇａは、角度位置Ｆｃの基になった入力軸情報の次に第１エンコーダ２０から出力された入力軸情報である。１０番目の角度位置Ｆｃは、第１エンコーダ２０から１０番目に出力された入力軸情報であり、入力軸情報Ｇａは、第１エンコーダ２０から１1番目に出力された入力軸情報である。
【００７０】
切替部３３は、入力軸情報Ｇａを出力した後に、入力軸情報Ｇａの出力時と同じ信号線に差分情報Ｈａを出力する。差分情報Ｈａは、入力軸情報Ｇａを使って算出された差分情報である。以下同様に、切替部３３は、１１番目の角度位置Ｆｄから２０番目の角度位置Ｆｅを同じ信号線に時間順次で出力する。１１番目の角度位置Ｆｄは、入力軸情報Ｇａの次に第１エンコーダ２０から出力された入力軸情報から抽出部４２が抽出した情報である。すなわち、１１番目の角度位置Ｆｄは、第１エンコーダ２０から１２番目に出力された入力軸情報の角度位置である。切替部３３は、２０番目の角度位置Ｆｅを信号線に出力し、次に２番目の入力軸情報Ｇｂを２０番目の角度位置Ｆｅの出力時と同じ信号線に出力する。次に、切替部は、２番目の差分情報Ｈｂを２番目の入力軸情報Ｇｂの出力時と同じ信号線に出力する。
【００７１】
このように、切替部３３は、複数の角度位置（角度位置Ｆａから角度位置Ｆｃ）を時間順次で同じ信号線に出力した後に、この信号線に入力軸情報Ｇａを出力し、次に差分情報Ｈａを出力する。すなわち、出力器２２は、角度位置を第３頻度で出力し、入力軸情報を第３頻度よりも低い第４頻度で出力する。また、出力器２２は、差分情報を第３頻度よりも低い第５頻度で出力する。図５の例において、第３頻度は１０ｋＨｚであり、第４頻度は１ｋＨｚ、第５頻度は１ｋＨｚである。この場合に、入力軸６の角度位置は、切替部３３から出力された角度位置、及び入力軸情報から得られるため、１１ｋＨｚで得られる。
【００７２】
なお、差分情報が出力される第５頻度は、入力軸情報が出力される第４頻度よりも低くてもよい。この構成において、差分演算部３２と単位換算部３１は、出力器２２から出力されない情報に関する演算を行わなくてもよいし、また、この構成において、第２エンコーダ２１は、出力器２２から出力されない情報に関する検出を行わなくてもよい。
【００７３】
本実施形態において、ＥＣ制御部２３は、入力軸６の角度位置、角速度、及び角加速度のうち１つの情報を使って他の情報を算出する算出部４３を備える。算出部４３は、切替部３３から出力された入力軸６の角度位置と、この角度位置の次に切替部３３から出力された入力軸６の角度位置との差分を算出する。例えば、算出部４３は、図５の角度位置Ｆｂから角度位置Ｆａを差し引いた差分値を算出する。また、算出部４３は、入力軸６の角度位置の差分値を第１エンコーダ２０の検出周期で除算した値を、入力軸６の角速度の推定値として算出する。また、算出部４３は、算出した入力軸６の角速度を第１エンコーダ２０の検出周期で除算した値を、入力軸６の角加速度の推定値として算出する。
【００７４】
本実施形態において、ＥＣ制御部２３は、切替部３３から出力された角度位置、及び第１エンコーダ２０の検出周期を記憶する記憶部（図示略）を備える。算出部４３は、この記憶部から角度位置および第１エンコーダ２０の検出周期を読み出して角速度および角加速度を算出する。
【００７５】
上記のように、本実施形態のエンコーダ装置４において、出力器２２は、入力軸情報または出力軸情報に含まれる情報のうち、高周波数で処理が繰り返される制御に使用される情報を、低周波数で処理が繰り返される制御に使用される情報よりも高頻度で出力する。出力器２２は、入力軸情報と差分情報のうち、モータ２の電流制御に使われる入力軸６の角度位置を、位置制御あるいは角度制御に使われる入力軸情報および差分情報（出力軸情報）よりも、高頻度で出力する。このようなエンコーダ装置４は、出力器２２が角度位置を他の情報と同じ頻度で出力する構成と比較して、出力器２２から出力される情報の量が減少し、出力器２２とＥＣ制御部２３との間の通信時間を減らすことができる。
【００７６】
なお、本実施形態において、抽出部４２は、入力軸情報から角度位置のみを抽出しているが、入力軸情報のうち角度位置を含む一部を抽出すればよい。例えば、抽出部４２は、
入力軸情報から角度位置および角速度を抽出し、切替部３３は、抽出部４２が抽出した角度位置および角速度を同じ信号線に時分割で出力してもよい。
【００７７】
なお、本実施形態において、算出部４３は、入力軸６の角度位置を使って、入力軸６の角速度および角加速度を算出するが、入力軸６の角速度または角加速度を算出しなくてもよい。
【００７８】
また、算出部４３は、入力軸６の角速度を使って、入力軸６の角度位置と角加速度の少なくとも一方を算出してもよい。この場合に、出力器２２は、入力軸６の角度位置と角加速度の少なくとも一方を、出力しなくてもよいし、入力軸６の角速度よりも低頻度で出力してもよい。出力器２２が入力軸６の角度位置と角加速度の少なくとも一方を出力しない場合に、第１エンコーダ２０は、出力器２２が出力しない情報を検出しなくてもよい。
【００７９】
また、算出部４３は、入力軸６の角加速度を使って、入力軸６の角度位置と角速度の少なくとも一方を算出してもよい。この場合に、出力器２２は、入力軸６の角度位置と角速度の少なくとも一方を、出力しなくてもよいし、入力軸６の角加速度よりも低頻度で出力してもよい。出力器２２が入力軸６の角度位置と角速度の少なくとも一方を出力しない場合に、第１エンコーダ２０は、出力器２２が出力しない情報を検出しなくてもよい。
【００８０】
また、ＥＣ制御部２３は、算出部４３、第１実施形態で説明した算出部４０と算出部４１の少なくとも１つを備えていなくてもよい。
【００８１】
なお、図４の出力器２２は、差分情報を出力するが、差分情報を出力しなくてもよく、差分情報の代わりに出力軸情報を出力してもよい。出力器２２は、差分情報を出力しない場合に、単位換算部３１と差分演算部３２の少なくとも一方を備えていなくてもよい。このような構成のエンコーダ装置４においても、切替部３３からＥＣ制御部２３へ出力される情報の量を減らすことができ、通信時間を減らすことができる。
【００８２】
なお、出力器２２は、入力軸情報と出力軸情報とで単位を揃えて差分情報を生成しているが、単位を揃えずに差分情報を算出してもよい。例えば、出力器２２は、入力軸情報の角速度から出力軸情報の角速度を引いた値を差分角速度としてもよい。この場合に、切替部３３から出力された入力軸情報の角速度から、切替部３３から出力された差分加速度を引くと、出力軸情報の角速度が得られる。
【００８３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と同一または同等の構成部分については、同じ符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【００８４】
図６は、本実施形態に係る駆動装置１の機能ブロック図である。本実施形態において、出力器２２は、差分情報を、入力軸情報と区別するフラグとともに出力する。差分演算部３２は、単位換算部３１からの換算情報と、第１エンコーダ２０からの入力軸情報とを使って、差分角度位置、差分角速度、及び差分角加速度を算出する。差分演算部３２は、例えば、１ビット又は２ビット以上のデータで表されるフラグに続いて、２進数で表された差分角度位置、差分角速度、及び差分角加速度が配列されたデータ構造の差分情報を生成する。
【００８５】
ところで、本実施形態において、モータ制御部５は、入力軸情報と出力軸情報のうち入力軸情報のみを使って、モータ２を制御する。ＥＣ制御部２３は、出力器２２から供給された情報のうち、フラグが付された情報を無視して、入力軸情報のみをモータ制御部５に供給する。
【００８６】
以上のような本実施形態のエンコーダ装置４は、出力軸情報を使わない制御を実行するデバイスとの互換性を保つことができる。また、このエンコーダ装置４は、切替部３３から出力される入力軸情報以外の情報の量を減らすことができるので、入力軸情報が途切れる時間を短縮することができ、制御に与える影響が少ない。
【００８７】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と同一または同等の構成部分については、同じ符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【００８８】
図７は、本実施形態に係る駆動装置１の機能ブロック図である。本実施形態において、出力器２２は、出力器２２からの情報を受信する受信器からの要求に応じて情報を出力する。
【００８９】
出力器２２は、記憶部４４および通信部４５を備える。記憶部４４は、第１エンコーダ２０からの入力軸情報、差分演算部３２からの差分情報を記憶する。記憶部４４は、例えば書き換え可能なメモリを含む。記憶部４４は、次に入力軸情報が供給された際に、記憶している入力軸情報を次の入力軸情報に更新する。また、記憶部４４は、次に差分情報が供給された際に、記憶している差分情報を次の差分情報に更新する。
【００９０】
通信部４５は、通信ケーブル９を介して、ＥＣ制御部２３からの要求信号を受信可能である。この要求信号には、入力軸情報または出力軸情報に含まれる情報の項目が指定されている。通信部４５は、要求信号に指定された項目の情報を記憶部４４から読み出し、読み出した情報を通信ケーブル９の信号線に出力する。
【００９１】
ＥＣ制御部２３は、通信部４６、通信制御部４７、及び記憶部４８を備える。通信部４６は、通信ケーブル９によって、出力器２２の通信部４５と通信可能に接続されている。通信制御部４７は、要求信号を通信部４６に送信させる。要求信号は、例えば入力軸情報よりもデータ長が短い情報である。
【００９２】
出力器２２の通信部４５が要求信号を受信し、この要求信号に対する応答としての情報を通信部４６が出力器２２から受信すると、通信制御部４７は、通信部４６が出力器２２から受信した情報を、適宜、記憶部４８に記憶させる。ＥＣ制御部２３は、モータ制御部５によるモータ２の制御に必要とされる情報を、記憶部４８から読み出してモータ制御部５に供給する。
【００９３】
通信制御部４７は、入力軸情報の出力を要求する要求信号を、差分情報の出力を要求する要求信号よりも高頻度で、出力器２２の通信部４５へ送信させる。例えば、通信制御部４７は、通信部４６に、入力軸情報の出力を要求する要求信号を１０回送信させた後、差分情報の出力を要求する要求信号を１回送信させる。
【００９４】
以上のような本実施形態に係るエンコーダ装置４は、出力器２２が入力軸情報と出力軸情報とを同じ頻度で送る構成と比較して、出力器２２からＥＣ制御部２３に出力される情報の量を減らすことができる。結果として、エンコーダ装置４は、通信時間を短縮できる。
【００９５】
なお、ＥＣ制御部２３は、入力軸情報に応じて、要求信号の種類と頻度の少なくとも一方を調整してもよい。例えば、ＥＣ制御部２３は、入力軸６の角速度が第１の範囲である場合に、入力軸６の角度位置の出力を要求する要求信号を第１の頻度で出力器２２へ送信し、入力軸６の角速度が第１の範囲よりも速い第２の範囲である場合に、入力軸６の角度位置の出力を要求する要求信号を第１の頻度よりも高頻度の第２の頻度で出力器２２へ送信してもよい。この場合に、ＥＣ制御部２３は、入力軸６の角速度が速いほど入力軸６の角度位置を高頻度で取得可能になる。その結果、モータ制御部５は、電流制御の処理を高頻度で実行可能になる。
【００９６】
なお、ＥＣ制御部２３は、出力軸情報の出力を要求する要求信号を出力器２２へ送信してもよい。例えば、ＥＣ制御部２３は、差分情報の出力を要求する要求信号の代わりに、出力軸情報の出力を要求する要求信号を出力器２２へ送信してもよい。この場合に、出力器２２は、記憶部４４に出力軸情報を記憶させておき、通信部４５は、出力軸情報の出力を要求する要求信号に応じて、記憶部４４に記憶されている出力軸情報をＥＣ制御部２３に送信してもよい。また、出力器２２は、差分情報を出力しない場合に、単位換算部３１および差分演算部３２の少なくとも一方を備えていなくてもよい。
【００９７】
なお、ＥＣ制御部２３は、入力軸情報の一部の出力を要求する要求信号を出力器２２へ送信してもよい。例えば、ＥＣ制御部２３は、入力軸情報の出力を要求する要求信号の代わりに、入力軸６の角度位置の出力を要求する要求信号を出力器２２へ送信してもよい。この場合に、通信部４５は、入力軸６の角度位置の出力を要求する要求信号に応じて、記憶部４４に記憶されている入力軸６の角度位置をＥＣ制御部２３に送信してもよい。
【００９８】
また、ＥＣ制御部２３は、入力軸情報の一部の出力を要求する要求信号を、他の情報を要求する要求信号よりも高頻度で、出力器２２の通信部４５へ送信させてもよい。例えば、ＥＣ制御部２３は、入力軸６の角度位置の出力を要求する要求信号を、角速度または角加速度を含む情報を要求する要求信号よりも高頻度で、出力器２２の通信部４５へ送信させてもよい。
【００９９】
なお、ＥＣ制御部２３は、第１実施形態で説明した算出部４０および算出部４１、第２実施形態で説明した算出部４３のうち少なくとも１つを、備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
【０１００】
［ステージ装置］
次に、上記の実施形態に係るエンコーダ装置４を適用したステージ装置について説明する。図８は、ステージ装置ＳＴＧの一例を示す図である。このステージ装置ＳＴＧは、駆動装置１の出力軸７のうち負荷側の端部７ａに回転テーブル（移動物体）ＴＢを取り付けた構成である。以下の説明において、上記の実施形態と同一または同等の構成部分については、同じ符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【０１０１】
ステージ装置ＳＴＧは、駆動装置１を駆動して出力軸７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４は、入力軸６および出力軸７の回転位置等を検出する。エンコーダ装置４による検出結果を使うことにより、例えば、モータ２の回転を制御すること、回転テーブルＴＢの回転位置を検出すること、回転テーブルＴＢの回転を制御すること等ができる。
【０１０２】
ステージ装置ＳＴＧにおいて、エンコーダ装置４は、検出結果を示すテータの通信時間を減らすことができる。そのため、ステージ装置ＳＴＧは、モータ２の回転や回転テーブルＴＢの回転を高周波数で制御可能であり、その結果、各部の回転位置などを高精度に制御可能である。
【０１０３】
なお、ステージ装置ＳＴＧは、例えば、旋盤等の工作機械が備える回転テーブル等に適用されてもよい。また、駆動装置１の負荷側の端部７ａ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。
【０１０４】
［ロボット装置］
次に、上記の実施形態に係るエンコーダ装置４を適用したロボット装置について説明する。図９は、ロボット装置ＲＢＴの一例を示す図である。以下の説明において、上記の実施形態と同一または同等の構成部分については、同じ符号を付けて説明を省略または簡略化する。
【０１０５】
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とを備えている。第２アームＡＲ２は、関節部ＪＴを介して、第１アームＡＲ１と接続されている。
【０１０６】
第１アームＡＲ１は、腕部１０１と、軸受１０１ａと、軸受１０１ｂとを備える。第２アームＡＲ２は、腕部１０２と、接続部１０２ａとを備える。関節部ＪＴにおいて、軸受１０１ａと軸受１０１ｂとの間に、接続部１０２ａが設けられている。接続部１０２ａは、駆動装置１の出力軸と一体化されている。関節部ＪＴにおいて、駆動装置１の出力軸は、軸受１０１ａと軸受１０１ｂの双方に挿入されている。駆動装置１の出力軸のうち軸受１０１ｂに挿入される側の端部は、軸受１０１ｂを貫通して減速機３に接続されている。減速機３の入力軸は、モータ２に接続されており、モータ２の回転を例えば１００分の１等に減速して減速機３の出力軸に伝達する。
【０１０７】
このようなロボット装置ＲＢＴは、モータ２を駆動して減速機３の出力軸を回転させると、減速機３の出力軸とともに接続部１０２ａが回転する。これにより、第２アームＡＲ２は、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダ装置４は、減速機３の入力軸および出力軸の回転位置等を検出する。エンコーダ装置４による検出結果を使うことにより、例えば、モータ２の回転を制御すること、第２アームＡＲ２の回転位置を検出すること、第２アームＡＲ２の回転を制御すること等ができる。
【０１０８】
上記のロボット装置ＲＢＴにおいて、エンコーダ装置４は、検出結果を示すテータの通信時間を減らすことができる。そのため、ロボット装置ＲＢＴは、モータ２の回転や第２アームＡＲ２の回転を高周波数で制御可能であり、その結果、回転位置などを高精度に制御可能である。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１は、関節を有する各種ロボット装置に適用可能である。
【０１０９】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  駆動装置、２  モータ、３  減速機、４  エンコーダ装置、５  モータ制御部、６  入力軸、７  出力軸、９  通信ケーブル、２０  第１エンコーダ、２１  第２エンコーダ、２２  出力器、２３  ＥＣ制御部、３１  単位換算部、３２  差分演算部、３３  切替部、４０  算出部、４１  算出部、４２  抽出部、４３  算出部、Ｄａ〜Ｄｆ  入力軸情報、Ｅａ〜Ｅｂ  差分情報、Ｇａ〜Ｇｂ  入力軸情報、Ｈａ〜Ｈｂ  差分情報
【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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【図８】
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【図９】
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