(57)【要約】  スケール目盛読取装置用のスケールは、増分スケールを形成するスケールマーク付スケールトラックを有している。また、そのスケールは、一組の基準マークを有している。そのスケールは、少なくとも一つの付加的なトラックを有している。その少なくとも一つの付加的なスケールにおいて標識の様々な組み合わせは、異なる機能、例えば、基準マークのイネイブラー、および右および左のリミットスイッチを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケール目盛読取装置ためのスケールにおいて、
目盛線を有するトラックと、
二個以上の様々な様相の標識と、を含み、
前記二個以上の様々な形式の標識の組み合わせが、異なる機能をもたらすスケール。
【請求項２】
前記トラックは、増分トラックを含む請求項１記載のスケール。
【請求項３】
前記増分トラックは、少なくとも一つの基準マークを含む請求項２記載のスケール。
【請求項４】
少なくとも一つの基準マークは、前記増分トラックに対し平行な付加的なトラックに設けられる請求項２記載のスケール。
【請求項５】
前記標識における二つの様相が、４つの出力状態を作るように組み合わされる請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載のスケール。
【請求項６】
前記様々な標識の組み合わせの機能は、基準マーカ用イネイブラーおよび少なくとも一つのリミットスイッチを含む請求項５記載のスケール。
【請求項７】
第１の様相の標識は、第１の付加的なトラック上に設けられ、第２の様相の標識は、第２の付加的なトラック上に設けられる請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載のスケール。
【請求項８】
前記第１および第２の標識は、その他の点で同一である請求項７記載のスケール。
【請求項９】
異なる様相を有する標識は、単一のトラック上に設けられる請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載のスケール。
【請求項１０】
第１の様相の標識は、第１の機能を有し、第２の様相の標識は、第２の機能を有し、第１の様相および第２の様相の双方を有する標識は、第３の機能を有する請求項１乃至請求項９のうちのいずかに記載のスケール。
【請求項１１】
前記第１および第２の様相双方の標識に関する位置で、該第２の様相の標識が、少なくとも一方側で第１の様相の標識よりもさらに延在している請求項１０記載のスケール。
【請求項１２】
前記第１および第２の様相双方を有する標識に関する位置で、前記第２の様相の標識は、距離ｘ未満だけ少なくとも一方側で該第１の様相の標識よりもさらに延在している請求項１０または１１記載のスケール。
【請求項１３】
前記第１の機能は、第１のリミットスイッチであり、前記第２の機能は、基準マーク用イネイブラーであり、前記第３の機能は、第２のリミットスイッチである請求項１０乃至１２のうちのいずれかに記載のスケール。
【請求項１４】
どちらか一方の様相の標識は、第４の機能を有しない請求項１０乃至１３のうちのいずれかに記載のスケール。
【請求項１５】
前記第４の機能は、基準マーク用イネイブラーまたはリミットスイッチではない請求項１４記載のスケール。
【請求項１６】
前記標識の位置は、調整可能である請求項１乃至１５のうちのいずれかに記載のスケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケール目盛読取装置に関する。特に、本発明は、リミットスイッチおよび基準マークを有するスケール目盛読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二つの部材の相対移動を測定するためのスケール目盛読取装置における既知の形式は、模様を画定する目盛線を有する複数の部材の一方にあるスケールと、他方の部材に設けられる読取りヘッドとを含む。光学式スケール目盛読取装置は、スケールおよび読取りヘッドの相対移動の測定器を作るように目盛線を照らすための手段と、結果として得られる光模様に応じた読取りヘッド内の検出手段とを有する。周期的パターンにおいて目盛線を有するスケールは、増分スケールとして知られ、変動する計数値の出力をもたらす。スケールは、読取りヘッドにより検出される場合、その読取りヘッドの正確な位置が決定される基準マークを備える場合がある。
【０００３】
量産されたスケールは、増分トラックおよび複数の基準マークを有する場合がある。使用者は、これらの基準マークうちのいくつかの使用を希望し、他のものを使用しない。
【０００４】
多くの機械、例えば、工作機械において、機械部の移動の終点は、複数のリミットスイッチにより画定される。例えば、これらは、機械的、磁気的、または光学的であり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明がもたらすスケール目盛読取装置ためのスケールは、目盛線を有するトラックと、二個以上の様々な様相の標識と、を含み、二個以上の様々な形式の標識の組み合わせが、異なる機能をもたらす。
【０００６】
それらが識別可能とされる場合、即ち、それらが異なる形式の標識、または、異なるトラックにおける同一形式の標識の場合、その標識は、異なる様相を有する。
【０００７】
トラックは、増分トラックを含む。その増分トラックは、少なくとも一つの基準マークを含んでもよい。代替的に、基準マークは、そのトラックに対し平行な付加的なトラック上に設けられてもよい。
【０００８】
二つの様相の複数の標識は、４つの出力状態、即ち、いずれの様相でもない標識、第１の様相の単一の標識、第２の形式の単一の標識、および、第１および第２の様相双方の様相の標識を作るように組み合わされても良い。
【０００９】
様々な標識の組み合わせの機能は、例えば、基準マーカ用イネイブラーおよびリミットスイッチを含んでもよい。
【００１０】
第１の様相の標識は、第１の付加的なトラック上に設けられ、第２の様相の標識は、第２の付加的なトラック上に設けられてもよい。その第１および第２の標識は、その他の点で同一である。
【００１１】
代替的に、二つの異なる様相の標識は、単一のトラック上に設けられてもよい。
【００１２】
好ましい実施例において、第１の様相の標識は、第１のリミットスイッチとして作用し、第２の様相の標識は、基準マーク用イネイブラーとして作用し、第１および第２の様相双方の様相の標識は、第２のリミットスイッチとして作用する。
【００１３】
第１および第２の様相双方を有する標識に関する位置で、第２の様相の標識は、少なくとも一方側で第１の様相の標識よりもさらに延在してもよい。これは、読取りヘッドが進行方向からそれた場合、第２の様相の標識以前に読取りヘッドが第１の様相の標識を決して検出しないという利点を有する。従って、ダブルマーカ（この場合、第２のリミットスイッチ）の機能が、第１の様相（この場合、第１のリミットスイッチ）のマーカの機能と間違えられることがない。
【００１４】
第１および第２の様相双方に関する位置で、第２の様相の標識が、少なくとも一方側で第１の様相の標識よりもさらに距離ｘ未満だけ延在してもよい。また、第２の様相の標識だけの位置で、その標識が、ｘよりも大なる長さを有するものでもよい。これは、第２の様相の標識が検出された場合、読取りヘッドを距離ｘだけ移動させることにより、第１の様相の標識があるかどうかの確認が可能とされるという利点を有する。複数の標識の位置が調整可能とされるものでもよく、最終利用者による調整に適したものであってもよい。例えば、複数の標識は、ステッカー、磁石を含み、即ち、固定用孔に対し取り外し可能に取り付けられるものでもよい。
【００１５】
本発明は、添付図面を参照して説明されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、第１の機械部（不図示）に取り付けられるスケール１０と、第２の機械部（不図示）に取り付けられる読取りヘッド１２とを示す。その第２の機械部および読取りヘッドは、そのスケールに対し移動可能とされる。図２は、一つおきの反射および非反射ラインで構成されるスケールマーク１６の周期的パターンを含む増分トラック１４を有するスケール１０を示す。基準マーク１８は、増分スケールに埋設されている。これらは、例えば、スケールマークを除去または付加することにより、埋設されてもよい。代替的に、基準マークは、別個のスケールトラックに設けられてもよい。幾つかの基準マークがある場合、最終利用者は、特定の基準マークを選択することを希望し、他の基準マークを無視してもよい。
【００１７】
また、スケールの範囲を印で示すことが好ましい。その結果、その機械の可動部は、これらの範囲を超えて移動しない。
【００１８】
図２に示されるように、二つの付加的なトラック２０、２２は、増分トラック１４の両側に設けられる。これらの二つのトラックにおける標識は、リミットスイッチのために使用され、基準マークを使用可能にするために使用され得る。従って、図２において、トラック２２における単一の標識２４は、左のリミットスイッチを示し、トラック２０における単一の標識３０は、基準マークのイネイブラーであり、トラック２２における標識２６、および、トラック２０における標識２８は、右のリミットスイッチとして作用する。従って、二つのトラックを使用することにより、トラック２０における単一の標識と、トラック２２における単一の標識との組み合わせ、あるいは、トラック２０および２２双方における複数の標識が、３つの異なる機能、即ち、左および右のリミットスイッチ、および、使用可能な基準マークを示すように使用可能とされる。
【００１９】
読取りヘッド１２は、その増分スケールを読み取る標準的な増分光学素子２と、基準マークを読み取るための基準マーク検出用光学素子（不図示）と、トラック２０、２２における標識を検出するための二つの反射型光学式センサー４、６とを備えている。
【００２０】
反射型光学式センサー４、６は、その縦方向に増分光学素子２から偏倚し得る。この場合、基準マークのイネイブラー３０は、基準マーク３２からそれに対応して偏倚し得る。
【００２１】
しかしながら、図３に示されるように、もし、読取りヘッド１２が進行方向からそれた場合、または、その複数の標識が正確に位置決めされていない場合、その読取りヘッドが右のリミットスイッチを通過したとき、標識２８および２６のうちの一方を他方の前に検出し、従って、右のリミットスイッチを、基準マークのイネイブラー（トラック２０におけるマーク２８が最初に検出された場合）、あるいは、左のリミットスイッチ（トラック２２におけるマーク２６が最初に検出された場合）と間違えると考えられる。特に、右のライトスイッチが左のリミットスイッチと間違えられたならば、信号が、移動を停止するように機械の可動部に送出されず、その機械の可動部は、余計に移動するだろう。
【００２２】
この問題を解消するために右のリミットスイッチをあらわすダブルマーカの構成が変更される。図４に示されるように、トラック２０におけるマーク２８は、双方向にトラック２２におけるマーク２６を超えて延在している。その結果、マーク２８が、常にマーク２６よりも前に読まれることとなる。従って、この構成において、その構成がトラック２０におけるマークではなく、トラック２２におけるマーク２６が検出される余地がないので右のリミットスイッチは、左のリミットスイッチとは間違われない。
【００２３】
右のリミットスイッチおよび基準マークの表示器相互間の混同を回避するために、右のリミットスイッチが基準マーク用センサー上で切り換える以前に、読取りヘッドが距離ｘ（例えば、２ｍｍ）、移動しなければならないという規則が読み取りヘッドに付与される。
【００２４】
基準マークのイネイブラーとして作用する標識３０は、基準マーク３２の両側に、少なくとも距離ｘだけ延在しなければならない。標識２６を超える標識２８の張出しは、距離ｘ未満でなければならない。
【００２５】
従って、読取りヘッドが右のリミットスイッチ上を移動している場合、トラック２２における標識２８を検出後、距離ｘ以内のトラック２２における標識２６を検出し、それゆえに、右のリミットスイッチを検出する。読取りヘッドが基準マーク用イネイブラーの標識３０上に位置付けられる場合、その読取りヘッドがいずれの方向にも距離ｘだけ移動し、トラック２２におけるいずれの標識もピックアップしないだろう。従って、その読取りヘッドが基準マークのイネイブラーを検出する。このようにして、トラック２０および２２における標識のこの構成により、読取りヘッドが作動される場合、標識の組み合わせが
互いに識別可能とされる。
【００２６】
読取りヘッドが位置Ａで動く場合、標識２４が、トラック２２において一つの標識だけがあるとき、これが唯一の筋書きとなるので左のライトスイッチとして識別される。
【００２７】
その読取りヘッドが位置Ｂで動く場合、位置Ｃとの位置的な混乱があるが、その読取りヘッドを距離ｘだけ移動させることにより、トラック２２における標識が検出されず、従って、位置Ｂであることが、確認される。
【００２８】
その読取りヘッドが位置Ｃで動く場合、位置Ｂとの混乱があるが、読取りヘッドを距離ｘだけ移動させることにより、トラック２２における標識２６が検出され、位置Ｃが確認される。
【００２９】
読取りヘッドが位置Ｄで動く場合、双方の標識２６、２８が検出され、従って、混乱がない。
【００３０】
しかしながら、Ｃ区域近傍に標識がない場合、図４に示されるスキームが、読取りヘッドを距離ｘだけ移動させる必要なしに機能するだろう。
【００３１】
図１〜図４は、反射型システムを示す。また、本発明は、透過型システムにも適している。
【００３２】
トラック２０および２２における複数の標識の位置は、好ましくは、読取りヘッドにおける光検出器により検出される。例えば、それらの標識は、反射型の環境において反射しない（暗い）。
【００３３】
その複数の標識は、面取りされた面、プリズム、または、その面の他の部位に対し異なる方向に向けて光を導く回折格子のような装置を含み得る。
【００３４】
好ましくは、複数の標識は、調整可能とされ、例えば、それらは、摺動し磁気的に取り付け可能であるステッカーを含んでもよい。代替的に、その標識は、非光学的、例えば、磁気的なものでも可能であり、読取りヘッドにおけるセンサー（例えば、ホールセンサー）により検出可能とされる。
【００３５】
本発明は、様々な形式のスケール、例えば、静電容量、電気誘導、磁気、および、光学的な増分スケールに関して適している。
【００３６】
説明された実施例は、増分トラックの両側にあるトラック２０および２２を示すけれど、それらは、隣り合わせに位置付けられてもよい。
【００３７】
代替的に、複数の標識が単一のトラックに配されても良い。例えば、異なる色についての標識が使用されてもよく、例えば、左のリミットスイッチのための青の標識、基準マーカ用イネイブラーのための赤の標識、および、右のリミットスイッチのための青および赤双方の標識が、使用されてもよい。従って、その読取りヘッドは、異なる色の標識に対し感度のよい検出器を有するだろう。上述の説明は、リニアスケールを説明しているが、本発明は、ロータリースケールにおけるパーシャルアーク（ｐａｒｔｉａｌ  ａｒｃ）についても適している。本発明は、中央移動限界（ｍｉｄ  ｔｒａｖｅｌ  ｌｉｍｉｔ）、および、単一軸のシステムにおける複数の読取りヘッドの使用を可能とする複数の限界についても適している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】スケールおよび読取りヘッドの側面図である。
【図２】そのスケールの第１実施例の平面図である。
【図３】図２におけるスケールの一部および進行方向からそれた読取りヘッドの平面図である。
【図４】スケールにおける第２実施例の平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2008503747.tif 000008