(57)【要約】【課題】シンプルな構成で多回転情報が得られる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、第１軸（ＡＸ１）の回転位置を検出する第１エンコーダ（１）と、第１軸（ＡＸ１）に対して一定の変速比で回転する第２軸（ＡＸ２）の回転位置を検出する第２エンコーダ（２）と、第１エンコーダ（１）が検出した回転位置と第２エンコーダ（２）が検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に第１軸（ＡＸ１）の多回転情報を検出する検出部（４）と、を備える。
2016068302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、
前記第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、
前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に前記第１軸の多回転情報を検出する検出部と、を備えるエンコーダ装置。
【請求項２】
前記演算処理は、前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置との差を算出することを含む、請求項１に記載のエンコーダ装置。    
【請求項３】
前記第１軸に対する前記第２軸の変速比は、２以上の実数Ｎを用いて（１＋１／Ｎ）または（１−１／Ｎ）で表される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記演算結果を、前記第１軸と前記第２軸の回転位置の差に対する前記第１軸の回転の数を示す比較情報に照合して前記多回転情報を検出する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記第１軸の回転位置θ１から前記第２軸の回転位置θ２を差し引いた値が負である場合に、θ３＝θ１−θ２＋３６０°を算出し、算出した前記θ３を前記比較情報と照合して、前記多回転情報を検出する、請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記θ３に対する前記第１軸の回転の数の比例係数と前記θ３との乗算値の整数部を前記第１軸の回転の数として算出する、請求項５に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】
前記比較情報を記憶する記憶部を備え、
前記検出部は、前記記憶部に記憶されている前記比較情報を使って、前記第１軸の回転の数を検出する、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記変速比を使って前記比較情報を算出し、その算出結果を使って前記第１軸の回転の数を検出する、請求項４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】
前記検出部は、前記第１軸が回転を開始する際に供給される電力によって、前記第１軸の回転の数を検出する、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】
前記検出部は、前記第１エンコーダが前記第１軸の所定の回転位置を検出した場合と、前記第２エンコーダが前記第２軸の所定の回転位置を検出した場合の少なくとも一方において、前記第１軸の回転の数を検出する、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】
前記第１軸と前記第２軸とを前記変速比で接続する変速部を備え、
前記変速部は、前記第１軸側に対して前記第２軸側が高速になる加速部と、前記第１軸側に対して前記第２軸側が低速になる減速部と、を含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】
前記演算処理は、前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とに基づき前記第１軸の回転の数を求め、前記第１軸の回転の数と前記第１エンコーダにより検出された回転位置とを合成し、その合成結果を前記第１軸の多回転情報として出力する請求項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】
前記第１エンコーダの検出結果および前記第２エンコーダの検出結果のうち一方の検出結果に基づいて他方の検出結果から得られる回転情報を推定し、その推定結果をもとに、前記他方の検出結果から得られる回転情報を補正する第１補正処理を行う補正部を備える、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】
前記補正部は、前記一方の検出結果から得られる回転情報が所定の条件を満たす場合に、前記他方の検出結果から得られる回転情報を、前記推定結果と比較して補正する請求項１３に記載のエンコーダ装置。
【請求項１５】
前記補正部は、前記第１補正処理と、前記他方の検出結果に基づいて前記一方の検出結果から得られる回転情報を推定し、その推定結果をもとに、前記一方の検出結果から得られる回転情報を補正する第２補正処理とを交互に行う、請求項１２または請求項１４に記載のエンコーダ装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記第１軸または前記第２軸に動力を供給する動力供給部と、
前記エンコーダ装置の前記検出部が検出した回転の数を使って、前記動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置。
【請求項１７】
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項１６に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
【請求項１８】
請求項１６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。
【請求項１９】
第１エンコーダにより第１軸の回転位置を検出する工程と、
前記第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を第２エンコーダにより検出する工程と、
前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に前記第１軸の回転の数の情報を含む多回転情報を検出する工程と、
を含む、多回転情報算出方法。
【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、ロボット装置、及び多回転情報算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転の数の情報を含む多回転情報を検出するエンコーダ装置は、ロボット装置などの各種装置に搭載されている。ロボット装置は、例えば起動時の制御に多回転情報が必要な場合があり、多回転型のエンコーダ装置は、ロボット装置の停止時に多回転情報を保持することが要求される。【０００３】
一般に、エンコーダ装置は、多回転情報を保持する記憶部と、外部からの電力供給が絶たれた状態で記憶部に電力を供給するバッテリとを備える。このようなエンコーダ装置は、バッテリの交換が必要となり、メンテナンスの高頻度化を招くことがある。そこで、バッテリを必要としないエンコーダ装置も提案されている（例えば、下記の特許文献１、特許文献２参照）。【０００４】
特許文献１のエンコーダ装置は、主動歯車の歯の番号と従動歯車の歯の番号との組み合わせにより、多回転情報を算出する。特許文献２のエンコーダ装置は、第１符号円盤、第２符号円盤、及び第３符号円盤を備える。第２符号円盤は、例えば、第１符号円盤の１／６４回転し、第３符号円盤は、第２符号円盤の１／６４回転する。このエンコーダ装置は、第１符号円盤が１回転を越えた場合に、第２符号円盤および第３符号円盤の符号をカウントすることにより、位置情報を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４７９９６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６４３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようなエンコーダ装置は、シンプルな（簡易な）構成で多回転情報が得られることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、第１軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、第１エンコーダが検出した回転位置と第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に第１軸の多回転情報を検出する検出部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。【０００８】
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、第１軸または第２軸に動力を供給する動力供給部と、エンコーダ装置の検出部が検出した回転の数を使って、動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置が提供される。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
本発明の第５の態様に従えば、第１エンコーダにより第１軸の回転位置を検出する工程と、第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を第２エンコーダにより検出する工程と、第１エンコーダが検出した回転位置と第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に第１軸の多回転情報を検出する工程と、を含む、多回転情報算出方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。
【図２】本実施形態に係る多回転情報の算出処理を説明するための図である。
【図３】Ｎ＝２の場合の多回転情報の算出処理を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係るエンコーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】変形例のエンコーダ装置を示す図である。
【図６】本実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。
【図７】本実施形態に係る演算処理および補正処理を説明するための図である。
【図８】本実施形態に係る駆動装置を示す図である。
【図９】本実施形態に係るステージ装置を示す図である。
【図１０】本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】
【００１３】
［第１実施形態］
実施形態について説明する。図１（Ａ）は本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣを示す図、図１（Ｂ）はエンコーダ装置ＥＣの機能構成を示すブロック図である。エンコーダ装置ＥＣは、第１エンコーダ１、第２エンコーダ２、変速部３、検出部４、及びケーシング５を備える。
【００１４】
ケーシング５は、エンコーダ装置ＥＣの各部を収容する。ケーシング５は、箱状の本体部１０と、本体部１０の開口を塞ぐ蓋部１１と、本体部１０の内壁に取り付けられた隔壁部１２および隔壁部１３と、を備える。蓋部１１は、例えば、板状の部材であり、第１軸ＡＸ１が挿通される開口１１ａを有する。第１軸ＡＸ１は、例えば、電動モータの出力軸（例、主動軸）である。第１軸ＡＸ１は、電動モータの出力軸に接続されて出力軸とともに回転する軸であってもよい。隔壁部１２は、例えば板状の部材であり、本体部１０の底部から離れた位置に、蓋部１１とほぼ平行に設けられる。隔壁部１３は、例えば板状の部材であり、隔壁部１２と蓋部１１との間に、蓋部１１とほぼ平行に設けられる。隔壁部１３は、第１軸ＡＸ１が挿通される開口１３ａを有する。
【００１５】
第１エンコーダ１は、例えば、隔壁部１２と隔壁部１３との間に配置される。第１エンコーダ１は、第１軸ＡＸ１の１回転以内の回転位置（角度位置）を検出する。以下の説明において、第１軸ＡＸ１の回転位置を符号θ１（ｄｅｇ）で表す。θ１は、０°以上３６０°未満の値をとり、例えば、第１軸ＡＸ１が３６５°回転した場合、θ１は５°になる。第１エンコーダ１は、例えば、反射型の光学式のエンコーダである。第１エンコーダ１は、透過型の光学式のエンコーダであってもよく、また、磁気式のエンコーダであってもよい。
【００１６】
第１エンコーダ１は、スケールＳａ、及びエンコーダヘッド１５を備える。スケールＳａは、第１軸ＡＸ１に固定された円板１６に設けられている。スケールＳａは、インクリメンタルスケール及びアブソリュートスケールを含む。エンコーダヘッド１５は、例えば、隔壁部１２にスケールＳａと対向する位置に設けられる。エンコーダヘッド１５は、例えばスケールＳａに光を照射する発光素子と、この発光素子から射出されスケールＳａを経由した光を検出する受光素子とを備える。エンコーダが磁気式のエンコーダである場合には、エンコーダヘッドは、例えば磁石（磁場発生部）と、磁気検出素子とを備える。
【００１７】
エンコーダヘッド１５は、受光素子の検出結果を示す信号を元に、第１軸ＡＸ１の回転位置を検出する。例えば、エンコーダヘッド１５は、アブソリュートスケールからの光を検出した結果を使って第１分解能の回転位置を検出する。また、エンコーダヘッド１５は、インクリメンタルスケールからの光を検出した結果を使って、第１分解能の回転位置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分解能の回転位置を検出する。エンコーダヘッド１５は、検出した第１軸ＡＸ１の回転位置を含む回転情報を、検出部４に供給する。
【００１８】
第１軸ＡＸ１は、変速部３を介して第２軸ＡＸ２と接続されている。第２軸ＡＸ２は、例えば、第１軸ＡＸ１とほぼ平行に配置される。変速部３は、隔壁部１２と隔壁部１３との間に配置された複数の歯車（歯車１７ａ、歯車１７ｂ、歯車１７ｃ、及び歯車１７ｄ）を備える。変速部３は、歯車、タイミングベルト、タイミングプーリ、チェーン、及びスプロケットのうち２種以上を含んでいてもよい。
【００１９】
歯車１７ａは、第１軸ＡＸ１に固定され、その歯数がＭ１個である。歯車１７ｂは、歯車１７ａと噛み合わされており、その歯数がＭ２個である。歯車１７ｂは、第３軸ＡＸ３に固定されている。第３軸ＡＸ３は、第３軸ＡＸ３は、ベアリング１８を介して、隔壁部１２および隔壁部１３に支持されている。歯車１７ｃは、第３軸ＡＸ３に固定され、その歯数がＭ３個である。歯車１７ｄは、歯車１７ｃと噛み合わされており、その歯数がＭ４個である。歯車１７ｄは、第２軸ＡＸ２に固定されている。
【００２０】
変速部３の変速比Ｇｒは、第１軸ＡＸ１の回転の数に対する第２軸ＡＸ２の回転の数である。変速比Ｇｒは、２以上の実数Ｎを用いて、Ｇｒ＝１＋１／Ｎ、またはＧｒ＝１−１／Ｎに設定されている。変速比Ｇｒは、例えば、歯車１７ａ〜歯車１７ｄの歯数を用いて、下記の式（１）で表される。
Ｇｒ＝Ｍ１／Ｍ２×Ｍ３／Ｍ４    ・・・式（１）
【００２１】
例えば、Ｍ１＝４５、Ｍ２＝３２、Ｍ３＝５７、Ｍ４＝８０である場合、Ｇｒ＝５１３／５１２となる。この場合、変速部３は、第２軸ＡＸ２が第１軸ＡＸ１よりも高速になる加速機であり、Ｇｒ＝１＋１／Ｎに設定される（例、Ｎ＝５１２）。また、変速部３は、第２軸ＡＸ２が第１軸ＡＸ１よりも低速になる減速機であってもよく、この場合に、Ｇｒ＝１−１／Ｎに設定される。
【００２２】
なお、第１軸ＡＸ１の回転の数に対する第３軸ＡＸ３の回転の数（変速比）は、Ｍ１／Ｍ２である。例えばＭ１＝４５、Ｍ２＝３２の場合、第３軸ＡＸ３の変速比は１よりも大きくなり、歯車１７ａおよび歯車１７ｂは、第１軸ＡＸ１側に対して第２軸ＡＸ２側が高速になる加速部を構成する。また、第３軸ＡＸ３の回転の数に対する第２軸ＡＸ２の回転の数（変速比）は、Ｍ３／Ｍ４である。例えばＭ３＝５７、Ｍ４＝８０の場合、第３軸ＡＸ３の変速比は１よりも小さくなり、歯車１７ｃおよび歯車１７ｄは、第１軸ＡＸ１側に対して第２軸ＡＸ２側が低速になる減速部を構成する。
【００２３】
第２エンコーダ２は、例えば、隔壁部１２と隔壁部１３との間に配置される。第２エンコーダ２は、第２軸ＡＸ２の１回転以内の回転位置（角度位置）を検出する。以下の説明において、第２軸ＡＸ２の回転位置を符号θ２で表す。第２エンコーダ２は、例えば、反射型の光学式のエンコーダである。第２エンコーダ２は、透過型のエンコーダであってもよく、また、磁気式のエンコーダであってもよい。
【００２４】
第２エンコーダ２は、例えば第１エンコーダ１と同様の構成であり、スケールＳｂ、及びエンコーダヘッド２０を備える。スケールＳｂは、第２軸ＡＸ２に固定された円板２１に設けられている。スケールＳｂは、例えば、第１エンコーダ１のスケールＳａと同一面上に配置される。エンコーダヘッド２０は、例えば、隔壁部１２にスケールＳｂと対向する位置に設けられる。エンコーダヘッド２０は、スケールＳｂに光を照射し、スケールＳｂを経由した光を検出して、第２軸ＡＸ２の回転位置を検出する。なお、エンコーダヘッド２０の発光素子は、エンコーダヘッド１５の発光素子と共通化されていてもよい。エンコーダヘッド２０は、検出した第２軸ＡＸ２の回転位置を含む回転情報を、検出部４に供給する。エンコーダが磁気式のエンコーダである場合には、エンコーダヘッドは、例えば磁石（磁場発生部）と、磁気検出素子とを備える。
【００２５】
検出部４は、例えばエンコーダ装置ＥＣのコントローラである。例えば、ケーシング５の底部と隔壁部１２との間に配置される。検出部４は、第１エンコーダ１が検出した回転位置と第２エンコーダ２が検出した回転位置との差分値（以下、Δθで表す）を算出する。回転位置の差分値Δθは、例えば、Δθ＝θ１−θ２で表される。検出部４は、その算出結果（Δθ）を元に第１軸ＡＸ１の回転の数を含む多回転情報を検出する。回転の数は、例えば１回転、２回転というように整数で表される情報である。
【００２６】
多回転情報は、例えば、エンコーダの回転の数を第１のビット数で表したデータ列と、回転位置（例えば角度位置、回転角）を第２のビット数で表したデータ列とを含む。また、多回転情報は、回転の数に１回転の回転角を乗算した値に回転位置を加算した値（以下、多回転換算の回転位置という）を、所定のビット数で表したデータ列を含んでいてもよい。多回転換算の回転位置は、回転の数を加味した回転位置である。第１軸ＡＸ１の回転の数は、多回転換算の回転位置で表されてもよい。例えば、回転の数が１回転であり回転位置が１８０°である場合、多回転換算の回転位置は５４０°となる。また、多回転換算の回転位置が５４０°である場合、回転の数は１．５回転となる。
【００２７】
検出部４は、回転の数と回転位置とが別のデータ列で表される多回転情報を検出するものでもよいし、多回転換算の回転位置で表される多回転情報を検出するものでもよい。１回転の回転角は、有次元の単位では３６０°であり、無次元の単位では２π（ｒａｄ）である。検出部４は、有次元の単位の角度を扱うものでもよいし、無次元の単位の角度を扱うものでもよい。
【００２８】
図１（Ｂ）に示すように、検出部４は、演算部２５、記憶部２６、及び制御部２７を備える。演算部２５は、例えば、加算器、差分器、乗算器、除算器などを含む演算回路である。演算部２５は、第１エンコーダ１および第２エンコーダ２のそれぞれの検出結果を元に、回転位置の差分値Δθを算出する。演算部２５は、算出した回転位置の差分値Δθを、予め定められた比較情報に照合して、第１軸ＡＸ１の多回転情報を検出する。比較情報は、回転位置の差分値に対する第１軸ＡＸ１の回転の数を示す情報を含む。比較情報は、例えば、変速比から算出される回転位置の差分値と、多回転換算の回転位置との関係を示す情報である。
【００２９】
記憶部２６は、比較情報を記憶しており、演算部２５は、記憶部２６に記憶されている比較情報を使って、第１軸ＡＸ１の回転の数を算出する。記憶部２６は、例えば、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリであり、比較情報の保持に電力を消費しない。
【００３０】
制御部２７は、エンコーダ装置ＥＣの各部を制御する。例えば、制御部２７は、第１エンコーダ１および第２エンコーダ２を制御し、第１エンコーダ１と第２エンコーダ２に検出動作をほぼ同時に行わせる。また、制御部２７は、演算部２５を制御し、第１エンコーダ１の検出結果および第２エンコーダ２の検出結果を元に、第１軸ＡＸ１の多回転情報を演算部２５に算出させる。制御部２７は、演算部２５の演算結果を、例えば、第１軸ＡＸ１に接続される電動モータを制御するモータ制御部へ出力する。
【００３１】
次に、演算部２５による多回転情報の算出処理について説明する。図２（Ａ）から図２（Ｃ）は、それぞれ、多回転情報の算出処理を説明するための図である。図２の各図において、縦軸は、第１軸ＡＸ１の回転位置θ１、第２軸ＡＸ２の回転位置θ２、及び回転位置の差分値（例、Δθ、θ３、θ４）である。図２の各図において、横軸は、第１軸ＡＸ１の多回転換算の回転位置θ（°）である。例えば、スケールＳａ上の基準位置が４５０°回転した場合、回転位置θは４５０°（１回転と９０°）変化する。また、スケールＳａ上の基準位置が４５０°回転した場合、１回転内の回転位置θ１は、スケールＳａ上の基準位置が３６０°回転した時点でリセットされ、９０°になる。
【００３２】
ここでは、変速比Ｇｒが（１−１／Ｎ）で表される場合について説明する。Ｎ＝１０であるものとするが、Ｎの値は、２以上の任意の実数に設定できる。図２（Ａ）のΔθは、Δθ＞０の場合に下記の式（２）で表され、Δθ＜０の場合に下記の式（３）で表される。
Δθ＝θ×（１−Ｇｒ）  ・・・式（２）
Δθ＝θ×（１−Ｇｒ）−３６０  ・・・式（３）
【００３３】
式（２）を変形すると下記の式（４）が得られ、式（３）を変形すると式（５）が得られる。
θ＝Δθ／（１−Ｇｒ）  ・・・式（４）
θ＝（Δθ＋３６０）／（１−Ｇｒ）  ・・・式（５）
【００３４】
演算部２５は、例えば、第１エンコーダ１が検出した第１軸ＡＸ１の回転位置θ１から、第２エンコーダ２が検出した第２軸ＡＸ２の回転位置θ２を差し引いて、差分値Δθを算出する。また、演算部２５は、Δθの正負を判定する。演算部２５は、Δθが正である場合、例えば上記の式（４）に従って、Δθを（１−Ｇｒ）で除算し、多回転換算の回転位置θ（第１軸ＡＸ１の多回転情報）を算出する。
【００３５】
例えば、第１エンコーダ１が検出したθ１が２４０°、第２エンコーダ２が検出したθ２が１８０°である場合、Δθは６０°（＞０）である。Ｇｒ＝９／１０の場合、（１−Ｇｒ）の値が１／１０であり、式（４）により算出されるθは６００°となる。この場合、第１軸ＡＸ１が１回転と２４０°回転していることが分かる。
【００３６】
また、演算部２５は、Δθが負である場合、例えば上記の式（５）に従って、Δθに３６０を加算した値を（１−Ｇｒ）で除算し、多回転換算の回転位置θを算出する。例えば、第１エンコーダ１が検出したθ１が１０°、第２エンコーダ２が検出したθ２が３３３°である場合、Δθは−３２３°（＜０）である。Δθ＋３６０が３７であり、Ｇｒ＝９／１０の場合、式（４）により算出されるθは３７０°となる。この場合、第１軸ＡＸ１が１回転と１０°回転していることが分かる。このように、本実施形態においては、式（４）などを用いた簡易なアルゴリズムで回転の数を算出できる。
【００３７】
本実施形態において、第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との比は、例えばＮ：Ｎ−１で表される。この場合、エンコーダ装置ＥＣは、第１軸ＡＸ１についてＮ回転までの回転の数情報を算出することが可能となる。例えば、Ｎ＝１０の場合には第１軸ＡＸ１について１０回転までの多回転情報を算出することができる。
【００３８】
なお、第１軸ＡＸ１が任意の位置からＮ回転した場合、第１軸ＡＸ１の角度位置と第２軸ＡＸ２の角度位置との差は回転前と同じになる。例えば、Ｎ＝１０の時、第１軸ＡＸ１が任意の位置から３６００°回転（１０回転）した場合、第１軸ＡＸ１の角度位置と第２軸ＡＸ２の回転角度位置との差は、回転前（０回転時）と同じく、例えば０°となる。この場合、回転したことを加味することで、０°回転した状態と３６００°回転した状態とを区別することができる。０°回転した状態とＮ回転した状態の区別を行わない場合、エンコーダ装置ＥＣは、第１軸ＡＸ１について、Ｎ回転未満の回転の数を区別した回転の数情報を算出してもよい。
【００３９】
多回転情報を検出することを目的とした場合、Ｎは１より大きく、さらに、Ｎは２以上の実数であることが好ましい。Ｎが１より大きい場合、第１エンコーダ１が検出したθ１と第２エンコーダ２が検出したθ２との回転位置の差Δθから、第１軸ＡＸ１の回転の数が、１回転未満なのか、１回転以上なのかを見分けることが可能となる。
【００４０】
図３は、Ｎ＝２の場合の多回転情報の算出処理を説明するための図である。図３（Ａ）において第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との比はＮ：Ｎ−１で表され、図３（Ｂ）において第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との比はＮ：Ｎ＋１で表される。Ｎ＝２の場合、図３（Ａ）および図３（Ｂ）のいずれにおいても、多回転換算の回転位置が７２０°未満の範囲においては、回転位置の差分と多回転換算の回転位置とが１対１で対応する。そのため、算出された回転位置の差分に対し、多回転情報が一意に定まる。
【００４１】
Ｎが２以上である場合、第１エンコーダ１が検出したθ１と第２エンコーダ２が検出したθ２との回転位置の差Δθから、２回転以上回転した、多回転エンコーダの回転の数情報を得ることができる。なお、第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との比は、Ｎ−１：Ｎに設定されていてもよい。この場合においても、エンコーダ装置ＥＣは、第１軸ＡＸ１についてＮ回転までの回転の数情報を算出することが可能である。また、第２軸ＡＸ２については、Ｎ―１回転までの回転の数情報を算出することが可能となる。
【００４２】
なお、第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との比は、Ｎ：Ｎ＋１に設定されていてもよい。この場合、エンコーダ装置ＥＣは、第１軸ＡＸ１についてＮ回転までの回転の数情報を算出することが可能となる。また、第２軸ＡＸ２については、Ｎ＋１回転までの回転の数情報を算出することが可能となる。例えば、Ｎ＝１０の場合には１０回転までの多回転情報を算出することができる。また、第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との比は、Ｎ＋１：Ｎに設定されていてもよい。この場合においては、エンコーダ装置ＥＣは、Ｎ＋１回転までの回転の数情報を算出することが可能である。
【００４３】
なお、エンコーダ装置ＥＣは、Ｎが大きく設定されているほど、検出可能な回転の数が大きくなる。第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との減速比は、Ｎが大きくなるほど、１に近づくことになる。一般的な減速機の変速比（減速比）は、例えば、入力側に対する出力側の回転の数が１／１００より小さく設定される。本実施形態のエンコーダ装置ＥＣにおいて、第１軸ＡＸ１の回転の数と第２軸ＡＸ２の回転の数との減速比（高速側の回転の数に対する低速側の回転の数）は、例えば、１／１００以上１未満の範囲内に設定され、１／１０以上１未満、９／１０以上１未満、９９／１００以上１未満、９９９／１０００以上１未満のいずれの範囲内に設定されていてもよい。
【００４４】
なお、（１−Ｇｒ）の値は、変速比によって予め定まる比例係数であり、記憶部２６に記憶されている。演算部２５は、例えば、記憶部２６から（１−Ｇｒ）の値を読み出し、この値を使って多回転換算の回転位置θを算出する。記憶部２６は、比較情報として、１／（１−Ｇｒ）の値を記憶してもよく、演算部２５は、Δθに１／（１−Ｇｒ）の値を乗算して、多回転換算の回転位置θを算出してもよい。
【００４５】
演算部２５は、算出した多回転換算の回転位置θを３６０で除算し、その整数部を回転の数として算出する。演算部２５は、算出した回転の数と、第１エンコーダ１により検出された回転位置θ１とを合成し、その合成結果を第１軸ＡＸ１の多回転情報として出力する。なお、演算部２５は、多回転換算の回転位置θ、又は多回転換算の回転位置θを四捨五入などにより丸めた値を第１軸ＡＸ１の多回転情報として出力してもよい。また、演算部２５は、算出した回転位置の差分値Δθを、回転位置の差分値に対する第１軸ＡＸ１の回転の数を示す情報として予め定められた情報（上述の比較情報）に照合して、第１軸ＡＸ１の回転の数を多回転情報として出力してもよい。演算部２５は、算出した回転位置の差分値Δθを回転位置の差分値に対する第１軸ＡＸ１の回転の数を示す情報として予め定められた情報（上述の比較情報）に照合して出力された第１軸ＡＸ１の回転の数と、第１のエンコーダ１により検出された回転位置θ１とを合成し、その合成結果を第１軸ＡＸ１の多回転情報として出力してもよい。
【００４６】
以上のような本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、第１エンコーダ１が検出した回転位置と第２エンコーダ２が検出した回転位置との差Δθを算出し、その算出結果から第１軸ＡＸ１の回転の数を検出する。そのため、エンコーダ装置ＥＣは、少なくとも２つのセンサ（例、第１エンコーダ１、第２エンコーダ２）があれば回転の数を検出することができ、装置構成をシンプルにすることができる。
【００４７】
次に、上述のようなエンコーダ装置ＥＣの動作に基づき、多回転情報の検出方法について説明する。図４は、エンコーダ装置ＥＣの動作を示すフローチャートである。第１軸ＡＸ１は、電動モータなどに接続される軸であり、電動モータが実装される装置（例、ロボット）の停止時に回転を停止している。第１軸ＡＸ１は、例えば電動モータが実装される装置の起動時に、電動モータにより回転を開始する。エンコーダ装置ＥＣには、第１軸ＡＸ１が回転を開始する際に外部の装置（例、ロボットの電力源）から電力供給が開始される。
【００４８】
エンコーダ装置ＥＣの制御部２７は、例えば、外部からの電力供給が開始されると（ステップＳ１）、第１エンコーダ１を制御し、第１エンコーダ１に第１軸ＡＸ１の回転位置を検出させる（ステップＳ２）。また、制御部２７は、第２エンコーダ２を第１エンコーダ１と同期して制御し、第１エンコーダ１とほぼ同時に第２エンコーダ２に第２軸ＡＸ２の回転位置を検出させる（ステップＳ３）。また、エンコーダ装置ＥＣの演算部２５は、第１エンコーダ１が検出した回転位置と、第２エンコーダ２が検出した回転位置との差分値を算出する（ステップＳ４）。また、演算部２５は、比較情報を記憶部２６から読み出し、ステップＳ４で算出した差分値、及び記憶部２６から読み出した比較情報を使って、第１軸ＡＸ１の多回転情報を算出する（ステップＳ５）。また、エンコーダ装置ＥＣは、演算部２５が算出した第１軸ＡＸ１の多回転情報を、例えば電動モータの制御部に出力する（ステップＳ６）。電動モータの制御部は、例えば、エンコーダ装置ＥＣから出力された第１軸ＡＸ１の多回転情報を使って、電動モータの回転を制御する。
【００４９】
ところで、エンコーダ装置は、シンプルな（簡易な）構成で多回転情報が得られることが望まれる。例えば、検出した歯の番号を回転の数と対応付けるエンコーダ装置において、主動歯車の歯数がＡ、従動歯車の歯数がＢである場合にその組み合わせが（Ａ×Ｂ）通りになり、検出した歯の番号を回転の数と対応付ける構成が複雑になりえる。また、第１符号円盤、第２符号円盤、及び第３符号円盤を備えるエンコーダ装置において、例えば、第２符号円盤が第１符号円盤の１／６４回転し、第３符号円盤が第２符号円盤の１／６４回転し、第１符号円盤が１回転を越えた場合に第２符号円盤および第３符号円盤の符号をカウントすることにより位置情報を得るものでは、符号円盤の数が増えるほど装置構成が複雑になる。
【００５０】
上述のような本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、第１エンコーダ１が検出した回転位置と第２エンコーダ２が検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に第１軸ＡＸ１の回転の数の情報を含む多回転情報を検出する。例えば、エンコーダ装置ＥＣは、第１エンコーダ１が検出した回転位置と第２エンコーダ２が検出した回転位置との差を算出（演算処理）し、その算出結果（演算結果）を元に第１軸ＡＸ１の回転の数の情報を含む多回転情報を検出する。そのため、エンコーダ装置ＥＣは、シンプルな構成で多回転情報が得られる。少ない数の歯車を組み合わせて多回転情報を得られるため、可動部が少なく、摩耗や折損による故障が生じにくい。
【００５１】
なお、一般的に歯車のみで変速を行う変速部３は、変速比が整数比で表される。変速部３に、例えば、平ベルトやＶベルトなどのベルトを用いる場合、プーリを自由な径にすることができ、変速比を整数比以外の実数に設定することもできる。また、第１軸が変速部を介して第２軸と接続されているが、このときに、例えば第１軸と接続している歯車を減速に用い、第２軸と接続している歯車を加速に用いることにより、歯車の数が少なくても数百回転、数千回転、という多回転の数を検出することが可能になる。
【００５２】
次に、変形例について説明する。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、それぞれ、変形例に係るエンコーダ装置ＥＣを示す図である。
【００５３】
図５（Ａ）に示す第１変形例のエンコーダ装置ＥＣは、第１エンコーダ１のスケールＳａと第２エンコーダ２のスケールＳｂとの間に段差を有する。スケールＳａが設けられる円板１６は、スケールＳｂが設けられる円板２１と重なるように配置されている。このように、スケールＳａとスケールＳｂとは同一面上に配置されていなくてもよい。この場合には、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２とを近づけることができ、第１軸ＡＸ１に直交する方向において、エンコーダ装置ＥＣを省スペースにすることができる。この場合、変速部３にタイミングベルトおよびタイミングプーリ、あるいはチェーンおよびスプロケットを用いると、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との配置自由度を高くすることもできる。
【００５４】
図５（Ｂ）に示す第１変形例のエンコーダ装置ＥＣは、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２とが非平行に配置されている。変速部３は、例えば、フェースギア、かさ歯車、ねじ歯車、ウォームギアの少なくとも１種を含み、第１軸ＡＸ１の回転を第２軸ＡＸ２に伝える。このように、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は、非平行であってもよい。
【００５５】
［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、上述の実施形態と同様の構成については、適宜、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図６は、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣを示す図である。
【００５６】
第１実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、変速比が１に近いほど、識別可能な回転の数の上限が高い。一方で、変速比が１に近いほど、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２とで回転位置の差が小さくなり、回転位置を検出するセンサ（例、第１）の検出誤差によっては、多回転情報に含まれる誤差が大きくなる可能性がある。図６に示すように、本実施形態に係るエンコーダ装置ＥＣは、補正部５１を備え、補正部５１によって回転情報の誤差を補正する。補正部５１は、例えば検出部４に設けられるが、検出部４以外に設けられてもよい。
【００５７】
補正部５１は、第１エンコーダ１の検出結果および第２エンコーダ２の検出結果のうち一方の検出結果に基づいて他方の検出結果から得られる回転情報を推定し、その推定結果をもとに、他方の検出結果から得られる回転情報を補正する。例えば、補正部５１は、第１エンコーダ１が検出した第１軸ＡＸ１の回転位置、第２エンコーダ２が検出した第２軸ＡＸ２の回転位置、及び変速比Ｇｒを用いて、第２軸ＡＸ２の回転位置を推定する。
【００５８】
図７は、本実施形態に係る演算処理および補正処理を説明するための図である。図７（Ａ）において、横軸は、第１軸ＡＸ１（例、主回転軸）の回転の数を加味した回転位置であり、縦軸は、１回転未満の回転位置である。符号Ｑ１は、第１エンコーダ１が検出した第１軸ＡＸ１の回転位置であり、符号Ｑ２は、第２エンコーダ２が検出した第２軸ＡＸ２の回転位置である。また、図７（Ａ）の符号Ｑ３は、回転位置Ｑ１と回転位置Ｑ２との差である。
【００５９】
図７の回転位置Ｑ１、回転位置Ｑ２のように、エンコーダの検出結果は各種の誤差を持ちうる。ここでは、周期的な誤差以外は微小であり、無視できるものとする。エンコーダの検出結果に含まれる誤差が周期的誤差のみである場合、各軸の回転位置、例えば原点位置から始まり、一周して再び原点位置に戻ったことを示す３６０°相当のカウントは、誤差を含まない正確な値が得られる。
【００６０】
また、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との変速比（Ｇｒ）は、既知であるので、第１軸ＡＸ１の回転位置の検出値から第２軸ＡＸ２の回転位置を予測（推定）することができる。図７（Ｂ）には、第１エンコーダ１が検出した第１軸ＡＸ１の回転位置Ｑ１から推定される第２軸ＡＸ２の回転位置を符号Ｑ４で示した。回転位置Ｑ１が３６０°になる前において、回転位置Ｑ４は、回転位置Ｑ１に変速比を掛け合わせることで算出される。また、回転位置Ｑ１が３６０°を超えた場合、回転位置Ｑ４は、回転位置Ｑ１に３６０°を加算した加算値に変速比を掛け合わせることで得られる。
【００６１】
本実施形態において、補正部５１は、第１エンコーダ１の検出結果と第２エンコーダの検出結果のうち一方の検出結果から得られる回転情報が所定の条件を満たす場合に、他方の検出結果から得られる回転情報を、推定結果と比較して補正する。所定の条件は、例えば、一方の回転軸（例、第１軸ＡＸ１）が所定の基準位置（例、原点、回転位置０°）にある条件である。例えば、第１軸ＡＸ１が回転位置０°にあることを第１エンコーダ１が検出した場合、その検出結果には周期的な誤差が含まれない、もしくは検出結果に含まれる周期的な誤差は無視できるレベルである。そこで、第１軸ＡＸ１が基準位置にあることを第１エンコーダ１が検出した際の検出値を用いて、第２軸ＡＸ２の回転位置を推定すると、その推定結果には周期的な誤差が含まれない、もしくは推定結果に含まれる周期的な誤差は無視できるレベルである。この推定結果（推定値）と、推定に使われた検出結果の検出時点での他方の回転軸（例、第２軸ＡＸ２）の回転位置の検出結果とを比較することで、その地点（回転位置）での第２エンコーダ２の検出結果に含まれる誤差を算出することができる。
【００６２】
また、変速比をｎ：ｎ−１で表す場合、第１軸ＡＸを１方向に回転させ続けると、１回転ごとに第２軸ＡＸ２との角度差が１／ｎ回転ずつ広がっていく。そのため、第１軸ＡＸ１をｎ回転させることで、第２軸ＡＸ２の１回転をｎ等分した各地点で正確な推定値を得ることができ、また、各地点での第２軸ＡＸ２の回転位置の検出値の誤差を得ることができる。これら各地点の検出値の誤差から補正値を算出し、例えば、記憶部２６に書き込むことで、第２エンコーダ２の検出結果に含まれる周期的な誤差を補正することができる。
【００６３】
また、第１エンコーダ１の検出結果に含まれる周期的な誤差についても同様に、第２軸ＡＸ２の回転位置を第２エンコーダ２が検出した検出結果から第１軸ＡＸ１の回転位置を推定することで、補正することも可能である。例えば、補正部５１は、第１エンコーダ１の検出結果に基づいて第２エンコーダ２の検出結果から得られる回転情報を推定し、その推定結果をもとに、第２エンコーダ２の検出結果から得られる回転情報を補正する第１補正処理を行う。また、補正部５１は、第２エンコーダ２の検出結果に基づいて第１エンコーダ１の検出結果から得られる回転情報を推定し、その推定結果をもとに、第１エンコーダ１の検出結果から得られる回転情報を補正する第２補正処理を行う。補正部５１は、例えば、第１補正処理と第２補正処理とを交互に行う。
【００６４】
補正部５１は、例えば、上述のように、補正量を算出し、算出した補正量と回転位置とを関連付けた補正情報を生成する。補正部５１は、例えば、補正情報を記憶部２６に記憶させ、記憶部２５に記憶された補正情報に従って回転情報を補正する。補正部５１が補正量を算出するタイミングは、任意に設定される。例えば、補正部５１が補正量を算出するタイミングは、エンコーダ装置ＥＣが起動された時点でもよいし、所定の時間経過ごとの時点でもよく、回転軸が所定の回転の数だけ回転するごとの時点でもよい。また、上記の補正情報は、テーブルデータのように離散的なデータを含んでもよいし、補正量と回転位置との関係を示す数式の係数などを含んでもよい。
【００６５】
なお、補正部５１は、補正量を算出しなくてもよく、例えば、第１エンコーダ１が検出した第１軸ＡＸ１の回転情報をもとに推定される第２軸ＡＸ２の回転情報を採用することで、第２軸ＡＸ２の回転情報を補正してもよい。例えば、補正部５１は、推定した第２軸ＡＸ２の回転情報を、第２エンコーダ２の検出結果に基づく第２軸ＡＸ１の回転情報と置き換えることで、第２軸ＡＸ２の回転情報を補正してもよい。
【００６６】
なお、補正部５１は、第１軸ＡＸ１の回転情報および第２軸ＡＸ２の回転情報のうち少なくとも一方を補正すればよく、第１軸ＡＸ１の回転情報または第２軸ＡＸ２の回転情報を補正しなくてもよい。
【００６７】
［駆動装置］
次に、駆動装置について説明する。図６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、第１軸ＡＸ１と、第１軸ＡＸ１を回転駆動する本体部（駆動部）ＢＤと、第１軸ＡＸ１の回転情報を検出するエンコーダ装置ＥＣとを有している。
【００６８】
回転軸ＳＦ（例、第１軸）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。
【００６９】
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。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。
【００７０】
［ステージ装置］
次に、ステージ装置について説明する。図７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６に示した駆動装置ＭＴＲの回転軸ＳＦ（第１軸）のうち負荷側端部ＳＦａ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。
【００７１】
ステージ装置ＳＴＧは、駆動装置ＭＴＲを駆動して第１軸ＡＸ１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、第１軸ＡＸ１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。
【００７２】
このようにステージ装置ＳＴＧは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリ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。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。
【００７３】
［ロボット装置］
次に、ロボット装置について説明する。図８は、ロボット装置ＲＢＴを示す斜視図である。なお、図８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。
【００７４】
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ＳＦと一体的に設けられている。回転軸ＳＦ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ＳＦ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。
【００７５】
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ＳＦに伝達する。図８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の第１軸ＡＸ１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。
【００７６】
ロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＭＴＲを駆動して第１軸ＡＸ１を回転させると、この回転が減速機ＲＧを介して回転軸ＳＦに伝達される。回転軸ＳＦ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、第１軸ＡＸ１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。
【００７７】
このようにロボット装置ＲＢＴは、エンコーダ装置ＥＣのバッテリ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。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。
【００７８】
上述の実施形態によれば、シンプルな構成で多回転情報が得られるエンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、ロボット装置、及び多回転情報算出方法を提供することができる。
【００７９】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態あるいは変形例に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態あるいは変形例で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態あるいは変形例で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・第１エンコーダ、２・・・第２エンコーダ、３・・・変速部、４・・・検出部、
ＥＣ・・・エンコーダ装置、ＡＲ１・・・第１アーム、ＡＲ２・・・第２アーム、ＡＸ１・・・第１軸、ＡＸ２・・・第２軸、ＭＴＲ・・・駆動装置、ＲＢＴ・・・ロボット装置、ＳＴＧ・・・ステージ装置
【図１】
2016068302.tif 000003
【図２】
2016068302.tif 000004
【図３】
2016068302.tif 000005
【図４】
2016068302.tif 000006
【図５】
2016068302.tif 000007
【図６】
2016068302.tif 000008
【図７】
2016068302.tif 000009
【図８】
2016068302.tif 000010
【図９】
2016068302.tif 000011
【図１０】
2016068302.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月22日(2017.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、
前記第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、
前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に前記第１軸の多回転情報を検出する検出部と、を備えるエンコーダ装置。
【請求項２】
前記演算処理は、前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置との差を算出することを含む、請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項３】
前記第１軸に対する前記第２軸の変速比は、２以上の実数Ｎを用いて（１＋１／Ｎ）または（１−１／Ｎ）で表される、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】
前記検出部は、前記演算結果を、前記第１軸と前記第２軸の回転位置の差に対する前記第１軸の回転の数を示す比較情報に照合して前記多回転情報を検出する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記第１軸の回転位置θ１から前記第２軸の回転位置θ２を差し引いた値が負である場合に、θ３＝θ１−θ２＋３６０°を算出し、算出した前記θ３を前記比較情報と照合して、前記多回転情報を検出する、請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記θ３に対する前記第１軸の回転の数の比例係数と前記θ３との乗算値の整数部を前記第１軸の回転の数として算出する、請求項５に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】
前記比較情報を記憶する記憶部を備え、
前記検出部は、前記記憶部に記憶されている前記比較情報を使って、前記第１軸の回転の数を検出する、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記変速比を使って前記比較情報を算出し、その算出結果を使って前記第１軸の回転の数を検出する、請求項４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】
前記検出部は、前記第１軸が回転を開始する際に供給される電力によって、前記第１軸の回転の数を検出する、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】
前記検出部は、前記第１エンコーダが前記第１軸の所定の回転位置を検出した場合と、前記第２エンコーダが前記第２軸の所定の回転位置を検出した場合の少なくとも一方において、前記第１軸の回転の数を検出する、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】
前記第１エンコーダと前記第２エンコーダとのうち少なくとも一方は、磁気式のエンコーダである、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】
前記変速比をＧｒとする場合、
前記演算処理は、前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置との差を（１−Ｇｒ）で除算又は（１／（１−Ｇｒ））で乗算することを含む、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】
前記第１軸と前記第２軸とにそれぞれ接続され、前記第１軸に対して第２変速比で回転する第３軸を備える、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】
前記第１軸と前記第２軸とを前記変速比で接続する変速部を備え、
前記変速部は、前記第１軸側に対して前記第２軸側が高速になる加速部と、前記第１軸側に対して前記第２軸側が低速になる減速部と、を含む、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。
【請求項１５】
前記演算処理は、前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とに基づき前記第１軸の回転の数を求め、前記第１軸の回転の数と前記第１エンコーダにより検出された回転位置とを合成し、その合成結果を前記第１軸の多回転情報として出力する請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１６】
前記第１エンコーダの検出結果および前記第２エンコーダの検出結果のうち一方の検出結果に基づいて他方の検出結果から得られる前記回転位置を示す回転情報を推定し、その推定結果をもとに、前記他方の検出結果から得られる前記回転位置を示す回転情報を補正する第１補正処理を行う補正部を備える、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項１７】
前記補正部は、前記一方の検出結果から得られる前記回転位置を示す回転情報が所定の条件を満たす場合に、前記他方の検出結果から得られる前記回転位置を示す回転情報を、前記推定結果と比較して補正する請求項１６に記載のエンコーダ装置。
【請求項１８】
前記補正部は、前記第１補正処理と、前記他方の検出結果に基づいて前記一方の検出結果から得られる前記回転位置を示す回転情報を推定し、その推定結果をもとに、前記一方の検出結果から得られる前記回転位置を示す回転情報を補正する第２補正処理とを行う、請求項１６または請求項１７に記載のエンコーダ装置。
【請求項１９】
前記補正部は、前記推定結果をもとに前記回転位置の補正量を算出し、算出した前記補正量と前記回転位置とを関連付けた補正情報を生成する、請求項１８に記載のエンコーダ装置。
【請求項２０】
駆動装置に接続される第１軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、
前記第１軸に対して所定の変速比で回転する第２軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、
前記第１軸と前記第２軸とにそれぞれ接続され、前記第１軸に対して第２変速比で回転する第３軸と、
前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に前記第１軸の多回転情報を検出する検出部と、を備えるエンコーダ装置。
【請求項２１】
前記第３軸は、前記第１軸と接続する第１歯車と、前記第２軸と接続する第２歯車と、を備える請求項２０に記載のエンコーダ装置。
【請求項２２】
前記第１エンコーダと前記第２エンコーダとのうち少なくとも一方は、磁気式のエンコーダである、請求項２０又は請求項２１に記載のエンコーダ装置。
【請求項２３】
前記演算処理は、前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置との差を算出し、前記変速比に基づく所定の角度範囲において前記差と多回転換算の回転位置とを対応させて前記多回転情報を算出する、請求項２０から請求項２２のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項２４】
請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記第１軸または前記第２軸に動力を供給する動力供給部と、
前記エンコーダ装置の前記検出部が検出した回転の数を使って、前記動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置。
【請求項２５】
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項２４に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
【請求項２６】
請求項２４に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって移動する第１アームと、を備えるロボット装置。
【請求項２７】
第１エンコーダにより第１軸の回転位置を検出する工程と、
前記第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を第２エンコーダにより検出する工程と、
前記第１エンコーダが検出した回転位置と前記第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に前記第１軸の回転の数の情報を含む多回転情報を検出する工程と、を含む、多回転情報算出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、第１軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、第１軸に対して一定の変速比で回転する第２軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、第１エンコーダが検出した回転位置と第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に第１軸の多回転情報を検出する検出部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。また、本発明の第６の態様に従えば、駆動装置に接続される第１軸の回転位置を検出する第１エンコーダと、第１軸に対して所定の変速比で回転する第２軸の回転位置を検出する第２エンコーダと、第１軸と第２軸とにそれぞれ接続され、第１軸に対して第２変速比で回転する第３軸と、第１エンコーダが検出した回転位置と第２エンコーダが検出した回転位置とにもとづき演算処理し、その演算結果を元に第１軸の多回転情報を検出する検出部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様または第６の態様のエンコーダ装置と、第１軸または第２軸に動力を供給する動力供給部と、エンコーダ装置の検出部が検出した回転の数を使って、動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置が提供される。
【国際調査報告】
2016068302.tif 000013
2016068302.tif 000014
2016068302.tif 000015
2016068302.tif 000016