(57)【要約】【課題】１回の着磁だけですみ、トラック幅が従来の半分ですみ、原点用のセンサも設ける必要がない磁気式リニアスケールを提供する。【解決手段】目盛り領域を構成する１本の磁気記録トラックが設けられ、この磁気記録トラックの両端部の一方（着磁終了地点又は着磁開始地点）の磁界強度を前記目盛り領域よりも高くする。そして、磁気センサが検出したアナログ信号から、大小の比較レベルをもつ２種類のコンパレータで、目盛り信号と、原点信号とを取り出す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目盛り領域を構成する１本の磁気記録トラックと、前記磁気記録トラックの両端部の一方に前記目盛り領域よりも磁界強度が高くなるように形成された原点記録部と、前記磁気記録トラックから磁力を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出アナログ信号から目盛り信号と原点信号とを取り出す検出回路と、を有することを特徴とする磁気リニアスケール。
【請求項２】
前記検出回路は、前記磁気センサの検出信号が入力される第１及び第２のコンパレータを有し、第１のコンパレータは、前記目盛り信号のピークより低い第１の比較レベルをもち、前記第２のコンパレータは、前記目盛り信号のピークよりも高く前記原点信号のピークよりも低い第２の比較レベルをもち、前記第１のコンパレータが前記目盛り信号を出力し、前記第２のコンパレータが原点信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の磁気リニアスケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械及び測定機等の可動部の位置及び移動量等を測定する際に使用される磁気式のリニアスケールに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械等の可動部（測定対象物）の位置及び移動量の測定に使用されるリニアスケールは、目盛りが形成されたスケール部とこのスケール部の目盛りを読み取る検出部とを有する。リニアスケールによる測定対象物の位置及び移動量の測定方法としては、例えば、スケール部に規則的にパターン（目盛り）を形成し、このパターン（目盛り）に光を照射し、検出部によりその変位量を測定して位置を検出する光学式（例えば、特許文献１参照。）と、スケール部をその長手方向に周期的に磁極が形成された磁石より構成し、検出部である磁気センサによりこの磁極を感知して位置を検出する磁気式（例えば、特許文献２参照。）とがある。
【０００３】
また、従来、リニアスケールにより工作機械の可動部の位置を検出する際は、例えば、工作機械の非可動部にスケール部が取り付けられ、前記工作機械の可動部に検出部が取り付けられ、この検出部が前記工作機械の可動部と共にスケール部の長手方向に沿って移動することにより、前記可動部の位置を検出していた（特許文献３）。
【０００４】
ところで、磁気式スケールの場合は、原点を表示する磁気マ−クを原点信号用トラックに設け、原点マーク検出ヘッドによりこれを読み取って原点を検出している（特許文献４）。
【０００５】
この特許文献４に開示された磁気エンコーダの原点検出装置は、ロータリーエンコーダについてのものであるが、図４に示す従来のリニアスケールにおいても、原点信号を検出するために、スケールメモリが着磁されているトラック１の他に、このトラック１の端部の近傍に原点信号を着磁した原点信号着磁部３を設けている。このように、従来の磁気式リニアスケールは、スケールメモリが着磁されているトラック１の他に、原点信号用に別トラック２を設け、原点の１点のみの信号のために、別トラックを設けている。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−５９１５号公報  （第４一７頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−１４８８４２号公報  （第３一５頁、第１図）
【特許文献３】特開２００５−１９５３６７号公報
【特許文献４】特公平６−８４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の磁気式リニアスケールの場合は、記録トラック幅が２トラック分必要であり、２回着磁する必要があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、１回の着磁だけですみ、トラック幅が従来の半分ですみ、原点用のセンサも設ける必要がない磁気式リニアスケール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】
【０００９】
本発明に係る磁気式リニアスケールは、目盛り領域を構成する１本の磁気記録トラックと、前記磁気記録トラックの両端部の一方に前記目盛り領域よりも磁界強度が高くなるように形成された原点記録部と、前記磁気記録トラックから磁力を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出アナログ信号から目盛り信号と原点信号とを取り出す検出回路と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この場合に、前記検出回路は、前記磁気センサの検出信号が入力される第１及び第２のコンパレータを有し、第１のコンパレータは、前記目盛り信号のピークより低い第１の比較レベルをもち、前記第２のコンパレータは、前記目盛り信号のピークよりも高く前記原点信号のピークよりも低い第２の比較レベルをもち、前記第１のコンパレータが前記目盛り信号を出力し、前記第２のコンパレータが原点信号を出力するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、原点検出用のトラックを設ける必要がなく、トラック幅が従来の１／２ですみ、着磁も１回ですむと共に、原点検出用に専用のセンサを設ける必要がないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係る磁気式リニアスケールのトラック形状を示す模式図、図２は図１のスケール信号の検出アナログ信号を示す波形図、図３は図１のスケール信号から原点信号を取り出すための回路を示す回路図である。本実施形態においては、スケール目盛りが着磁されている部分はトラック５であり、従来のように、原点信号を着磁した別のトラック(原点信号着磁部３（図４参照）)は存在しない。その代わりに、本実施形態においては、スケール目盛りが着磁されたトラック５の端部６の信号を原点信号として取り出す。
【００１３】
即ち、本実施形態においては、スケール目盛りが着磁されているトラック５の端部６、即ち着磁終了地点又は着磁開始地点の磁界強度を、目盛り領域の強度より大きくしてある。この磁界強度を測定回路において、２つのコンパレートレベルにより検出する。
【００１４】
トラック５に着磁されたスケール信号は、図３に示す磁気センサ１１により検出される。この検出アナログ信号は、図２（ａ）に示すような波形図となる。レベル設定器１４には、比較レベルＡが設定され、レベル設定器１６には、比較レベルＢが設定される。磁気センサ１１により検出されたアナログ信号は、アンプ１２により増幅された後、コンパレータ１３及びコンパレ一夕１５に入力される。コンパレータ１３の他方の入力端には比較レベルＡの設定器１４から比較レベルＡが入力されており、コンパレータ１４の他方の入力端には比較レベルＢの設定器１６から比較レベルＢが入力されている。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、比較レベルＡは極めて低い値であり、比較レベルＢは極めて高い値である。そして、コンパレ−夕１３において、検出アナログ信号が比較レベルＡより高いときにハイとなり、比較レベルＡより低いときにローとなる二値化信号（図２（ｂ））が得られ、コンパレータ１５において、検出アナログ信号が比較レベルＢより高いときにハイとなり、比較レベルＢより低いときにローとなる二値化信号（図２（ｃ））が得られる。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、検出アナログ信号は、目盛り領域においては、小さなピークＡが連続するものであり、スケール端部の着磁終了地点において、大きなピークＢが出現する。なお、この着磁終了地点を過ぎても磁気センサの検出信号には鈍いピークＣが存在するが、これは、本来、スケール信号の読み取りには、不要な信号である。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、比較レベルＡにて二値化された信号は、スケール信号Ａとなり、コンパレータ１３から出力される。一方、比較レベルＢにて二値化された信号は、原点信号Ｂとして、コンパレータ１４から出力される。このようにして、１本のトラックに着磁させた信号を検出することにより、スケール信号の他に、原点信号を取り出すことができる。即ち、図２に示すアナログ信号は、最端部において、振幅が大幅に上昇するように着磁するので、ピ一クＡを検出できる低レベルの比較レベルＡと、ピークＡは検出できないが大振幅のピークＢを検出できる高レベルの比較レベルＢというように、比較レベルが異なる２種類のコンパレータ１３，１４に、検出アナログ信号を入力することにより、図２（ｂ）、（ｃ）に示す２種類のデジタル信号を得ることができる。これにより、コンパレータ１５からの出力を原点信号とすることができる。このようにして、１トラック１磁気センサで、原点信号とスケール信号とを得ることができる。
【００１８】
なお、ピークＣはなるべく着磁されないようにすることが好ましいが、着磁の制御が困難である場合は、ピークＢの出現の後には、磁気センサ１１による磁気測定を行わないように、測定プログラムを作成しておくことが好ましい。
【００１９】
また、磁気スケールのトラック５は、磁性体単体で形成する場合には、磁性体の平板又は丸棒等により形成することができる。一方、べ−ス材上に磁性体層を設けてトラック５を形成することも可能である。この場合、ベース材は平板又は丸棒等とすることができる。また、磁性体としては、ゴム磁石（バリウムフェライト等の粉末をゴム若しくは樹脂等と混合したもの）、又はＦｅＣｒＣｏ，ＣｕＮｉＦｅ若しくはＭｎ−Ａｌ等の金属磁石を使用することができる。更に、べ−ス材としては、フェライト系ステンレス若しくはオーステナイト系ステンレス等の強磁性ステンレス又は高透磁率の金属等を使用することができる。
【００２０】
トラック５に対する着磁方法としては、リングヘッド等を使用して、通常の方法により行えばよい。原点部分は、通電電流を多くして、磁化を強めることにより、設けることができる。また、磁気センサ１１としては、ＭＲ（Magnetoresistive）ヘッド等の再生専用ヘッドを使用することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、スケール端部の着磁終了点から原点信号を取り出したが、着磁開始点から原点信号を取り出すこととしても良い。また、本実施形態では、リニアスケール(磁気トラック)の延長線上の端部に原点信号記録部を設けているので、誤作動しにくくなり、信頼性が高いリニアスケールが得られる。更に、本発明においては、スケールの両端部に原点記録部を設けても良い。両端部に原点記録部を設けることにより、いずれか一方の端部に磁気センサを有する操作子をいずれか一方の端部に移動させた場合に、原点復帰が可能となるので、ミキサー等の操作者は、停電等の不具合を生じたとき、どちらに操作子を動かして原点復帰させるか迷わなくてもよいという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、磁気リニアスケールを１本のトラックにより構成することができるので、記録トラック幅の減少及び原点専用センサの省略等により、磁気リニアスケールの小型簡略化に有効である。特に、電子楽器の位置検出操作子(スライダー)に使用され、音色制御、パン制御、効果制御等に利用される。また、音響調整卓(ミキサー)のフェーダー構造、プリンタ等のリニアスケールに利用されて好適である。その他、本発明は、リニアスケールが使用される製品への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気リニアスケ一ルのトラックを示す模式図である。
【図２】同じく、本発明の実施形態の磁気リニアスケールで検出されたアナログ信号等を示す波形図である。
【図３】図１のスケール信号から原点信号を取り出すための回路を示す回路図である。
【図４】従来の磁気リニアスケールのトラックを示す模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１，２，５；トラック、３；原点信号着磁部、６；端部、１１；磁気センサ、１２；アンプ、１３，１５；コンパレータ、１４，１６；比較レベル設定器
【図１】
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【図２】
2009109250.tif 000004
【図３】
2009109250.tif 000005
【図４】
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