JP5155223B2 - アブソリュート型リニアエンコーダ、及び、その位置調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のトラックを有するスケールと、該スケールに対する相対位置を検出する検出ヘッドと、を有して、該スケール、及び、該検出ヘッドを適用対象となる機械装置に組付ける際の該スケールと該検出ヘッドの相対姿勢を調整可能とする、いわゆるセパレートタイプのアブリュート型リニアエンコーダに係り、特に、スケールと検出ヘッドとの位置関係の調整工数を短縮可能とするアブソリュート型リニアエンコーダ、及び、その位置調整方法に関する。

工作機械等で使用されるフィードバック用リニアエンコーダとしては、電源投入時に絶対位置の検出が可能なアブソリュート型リニアエンコーダが一般的に用いられている。

アブソリュート型リニアエンコーダには、スケールと検出ヘッドの相対的な位置関係が保持される機械構造を有しているユニットタイプ（アッセンブリタイプとも呼ばれている）がある。これは、工作機械等の機械装置に組付ける際でも、スケールと検出ヘッドとの相対的な位置関係が保持されているため、組付け後にアブソリュート型リニアエンコーダのスケールと検出ヘッドの位置調整や信号の調整が不要である。

又、アブソリュート型リニアエンコーダとして、上記ユニットタイプとは異なる、スケールと検出ヘッドとが分離した構造のセパレートタイプがある。これは、工作機械等の機械装置に組付ける際にスケールと検出ヘッドとの位置関係を機械的に調整し、その後に電気的に信号を調整する必要がある。

セパレートタイプは、スケールと検出ヘッドとが分離されているから、工作機械等の機械装置への組付けの自由度が大きく、機械装置の小型化や、相対的な位置関係を保持する機械的な構造による検出誤差が無い、またデザインを損なわないという利点を有する。しかし、アブソリュート型リニアエンコーダでは、２トラック（２組）以上のスケールを組み合わせる必要がある。即ち、高精度な位置検出を行うには、複数のトラックに対して機械的な高精度の位置調整を行って、当初の位置関係（例えば、精度確認のための工場出荷時等の仮組の際の位置関係）を再現する必要がある。

そこで、検出ヘッドの調整について、特許文献１に示す組付位置の補正とデータ調整方法が発明者によって提案されている。特許文献１は、検出ヘッドの組付け時に、検出ヘッドからの十分な出力が得られるように機械的に調整した後に、得られた位置データに対して検出ヘッドの内部メモリに保持した補正データにより調整を行って、位置補正を行い、当初（例えば工場出荷時等）の位置精度を確保しようとするものである。

特開２００６−３３０７号公報

一般的に、アブソリュート型リニアエンコーダの分解能や精度を向上させるために、最下位トラックの周期を小さくする必要がある。そして、アブソリュート型リニアエンコーダの検出距離を拡大するために、最上位トラックの位置検出の長さを長くする必要がある。これらは、上位トラックに対する下位トラックの周期比（トラック比）を大きくすることで実現できる。しかし、トラック比を大きくすると、スケールと検出ヘッド間の機械的な調整許容値が小さくなる。その際には、最上位トラックの位置検出の長さが長くなるので、スケール全長に亘り機械的な真直度を確保するのが困難となる。

特許文献１では、電気的な信号の調整後でも、必要であれば再度機械的な調整をすることとしているので、位置精度との兼ね合いから調整行為が容易に収束せずに、位置の調整に手間取るおそれがある。即ち、スケールの移動方向Ｘでのスケールと検出ヘッドとの機械的な調整許容値を大きくすることができない問題があった。

本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、高精度の位置検出を可能としつつ、スケールと検出ヘッドとの機械的な位置調整の許容度を大きくすることが可能なアブソリュート型リニアエンコーダ及びその位置調整方法を提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、複数のトラックを有するスケールと、該スケールに対する相対位置を検出する検出ヘッドと、を有して、該スケール、及び、該検出ヘッドを適用対象となる機械装置に組付ける際の該スケールと該検出ヘッドの相対姿勢を調整可能とすると共に、該複数のトラックが上位トラックと該上位トラックに対して該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックとから構成されるアブソリュート型リニアエンコーダにおいて、前記検出ヘッドの位置補正のための検出ピッチで位置検出がなされて、その際に該検出ヘッドに対する前記上位トラックの位置関係と前記下位トラックの位置関係との違いで生じるトラック間誤差から、前記検出ピッチ以上の広い幅の補正ピッチ毎に求められた補正値と、前記上位トラックの出力値と、前記下位トラックの出力値と、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と、を用いて前記下位トラックの周期の数番号を求めると共に、該周期の数番号と該下位トラックの出力値とから前記スケールに対する前記検出ヘッドの位置を求める処理回路を備えたことにより、前記課題を解決したものである。

本願の請求項２に係る発明は、前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、前記トラック間誤差は、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値を減じた際に得られる差分値から、該差分値を四捨五入して整数とした値を減じたときに得られる値とし、且つ、前記補正値は、前記検出ピッチで得られる前記トラック間誤差を前記補正ピッチ内で平均した値としたものである。

又、本願の請求項３に係る発明は、前記検出ピッチと補正ピッチとを、前記上位トラックの出力値を基準として求めるようにしたものである。

又、本願の請求項４に係る発明は、前記処理回路で、前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、該下位トラックの周期の数番号を、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値と前記補正値とを減じた際に得られる値を四捨五入して整数として求めるようにしたものである。

又、本願の請求項５に係る発明は、前記処理回路に接続されると共に、前記補正値が記憶される記憶回路を更に備えたものである。

又、本願の請求項６に係る発明は、自身の外部で求められた前記補正値を、前記処理回路に入力させる外部通信回路を更に備えたものである。

又、本願の請求項７に係る発明は、前記トラック間誤差に対して閾値とオフセット値とを設けて、前記トラック間誤差が該閾値を越える際には、前記補正ピッチ内で少なくとも前記位置補正のための検出ピッチで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差の大きさに従って該オフセット値が変更されて、且つ、前記トラック間誤差に、該変更されたオフセット値が加算されて該トラック間誤差が変更されるようにしたものである。

本願の請求項８に係る発明は、又、複数のトラックを有するスケールと、該スケールに対する相対位置を検出する検出ヘッドと、を有して、該スケール、及び、該検出ヘッドを適用対象となる機械装置に組付ける際の該スケールと該検出ヘッドの相対姿勢を調整可能とすると共に、該複数のトラックが上位トラックと該上位トラックに対して該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックとから構成されるアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法において、前記検出ヘッドの位置補正のための検出ピッチで位置検出を行う工程と、その際に該検出ヘッドに対する前記上位トラックの位置と前記下位トラックの位置との違いで生じるトラック間誤差から、前記検出ピッチ以上の広い幅である補正ピッチ毎に補正値を求める工程と、前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値と該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と前記補正値とを用いて前記下位トラックの周期の数番号を求める工程と、を含むことを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法を提供するものである。

又、本願の請求項９に係る発明は、前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値を減じた際に得られる差分値から、該差分値を四捨五入して整数とした値を減じたときに得られる値として前記トラック間誤差を求めて、且つ、前記検出ピッチで得られた前記トラック間誤差を前記補正ピッチ内で平均した値として前記補正値を求めるようにしたものである。

又、本願の請求項１０に係る発明は、前記検出ピッチと補正ピッチとを、前記上位トラックの出力値を基準として求めるようにしたものである。

又、本願の請求項１１に係る発明は、前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値と前記補正値とを減じた際に得られる値を四捨五入して整数とした値として前記下位トラックの周期の数番号を求めるようにしたものである。

又、本願の請求項１２に係る発明は、前記トラック間誤差に対して閾値とオフセット値とを設けて、前記トラック間誤差が該閾値を越える際には、前記補正ピッチ内で少なくとも前記位置補正のための検出ピッチで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差の大きさに従って該オフセット値を変更する工程と、前記トラック間誤差に、該変更されたオフセット値が加算されて該トラック間誤差が変更される工程と、を更に含むようにしたものである。

又、本願の請求項１３に係る発明は、前記前回位置検出した際に得られたトラック間誤差の大きさを、１つ以上のフラグで判別するようにしたものである。

本発明によれば、高精度の位置検出を可能としつつ、スケールと検出ヘッドとの機械的な位置調整の許容度を大きくすることができる。即ち、アブソリュート型リニアエンコーダのスケールと検出ヘッドとが当初（例えば工場出荷時等）の位置関係と大きく異なる位置関係で機械装置に組付けられていなければ、機械的な再調整をすることなく、補正値を用いて位置調整を行うことで、高精度な位置検出が可能となる。つまり、スケールと検出ヘッドとの位置関係の調整工数を短縮することができる。又、スケールと検出ヘッドの機械装置の組込み面の加工精度を緩和できるので、組込みを低コストで実現することができる。また、誤った絶対位置を検出することがなくなるため、位置検出の信頼性を向上させることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るアブソリュート型リニアエンコーダの概略斜視図 同じくスケールと検出ヘッドの摸式図 同じく検出ヘッドの概略ブロック図を示す図 同じくトラック間誤差から補正値を求めるフローを示す図 同じく補正値を用いた位置データ算出のフローを示す図 同じく上位トラックと下位トラックの位相量を示す図 同じく補正値による実質的な効果を示す図 同じく補正値による実質的な効果を示す図 本発明の第２実施形態に係るアブソリュート型リニアエンコーダのトラック間誤差から補正値を求めるフローを示す図 同じく第１フラグと第２フラグを適用する場所とトラック間誤差を示す図 同じく具体的なトラック間誤差を示す図 本発明の第３実施形態に係る検出ヘッドの概略ブロック図を示す図 本発明の第４実施形態に係る検出ヘッドの概略ブロック図を示す図 本発明の第５実施形態に関るスケールと検出ヘッドの摸式図 同じく３つのトラック（上位トラックと中位トラックと下位トラック）を有するスケールを走査したときの検出ヘッドで検出される位相量を示す図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

本発明に係る第１実施形態について、図１から図８を用いて説明する。図１は本実施形態に係るアブソリュート型リニアエンコーダの概略斜視図、図２は同じくスケールと検出ヘッドの摸式図、図３は同じく検出ヘッドの概略ブロック図を示す図、図４は同じくトラック間誤差から補正値を求めるフローを示す図、図５は同じく補正値を用いた位置データ算出のフローを示す図、図６は同じく上位トラックと下位トラックの位相量を示す図、図７、８は同じく補正値による実質的な効果を示す図、である。

最初に、本実施形態の構成を、図１〜図３を用いて説明する。

アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、２つのトラック（上位トラック１１２、下位トラック１１４）を有するスケール１１０とスケール１１０に対する相対位置を検出する検出ヘッド１２０と、を有して、スケール１１０、及び、検出ヘッド１２０を適用対象となる機械装置に組付ける際のスケール１１０と検出ヘッド１２０の相対姿勢を調整可能とするセパレートタイプのエンコーダである。

スケール１１０は、図１、図２に示す如く、上位トラック１１２と下位トラック１１４とを有する。上位トラック１１２と下位トラック１１４とは、並列して、検出ヘッド１２０の移動方向Ｘに設けられている。上位トラック１１２には、スケール１１０の全長に対して１周期Ｔｕｔで検出ヘッド１２０からの出力が変化するようにコイルが敷設してある。下位トラック１１４には、スケール１１０の全長に対して複数回（本実施形態では４回）の周期Ｔｄｔで検出ヘッド１２０からの出力が変化するようにコイルが敷設してある。なお、上位トラック１１２による出力の１周期Ｔｕｔ変化に対して下位トラック１１４による出力が変化する周期Ｔｄｔの回数（上位トラック１１２に対する下位トラック１１４の周期比）をトラック比ＴＲと称する。

検出ヘッド１２０は、図１に示す如く、スケール１１０と非接触で近接・対峙して配置される。検出ヘッド１２０は、図３に示す如く、センサ１２２、１２４の他に、Ａ／Ｄ回路１２５、処理回路１２６、記憶回路１２８、及び外部通信回路１３０を備える。

センサ１２２、１２４は、スケール１１０の上位トラック１１２と下位トラック１１４とそれぞれ対向して設けられている。そして、センサ１２２、１２４は上位トラック１１２、下位トラック１１４の移動方向Ｘの位置に従って、異なるレベルの位相量を出力する。

Ａ／Ｄ回路１２５は、センサ１２２、１２４から出力されるアナログ位相量をデジタル位相量に変換する。

処理回路１２６は、Ａ／Ｄ回路１２５からの出力を処理して、最大値を１として正規化された位相量（上位トラック１１２の出力値、下位トラック１１４の出力値とも称す）から、後述する図５に示す手順に従って、位置等（周期Ｔｄｔの数番号Ｍ、位置データ等）を算出することができる。又、処理回路１２６は、記憶回路１２８に記憶した位置データや数番号Ｍを求める際に用いる補正値Ｃｄを呼び出すこともできる。

記憶回路１２８は、処理回路１２６に接続されて、処理回路１２６の指示に従い各種値を記憶することができる。又、処理回路１２６で求められた位置データや補正値Ｃｄ等を記憶することもできる。なお、補正値Ｃｄは、補正テーブルの形で記憶されている。

外部通信回路１３０は、処理回路１２６に接続されて、検出ヘッド１２０の外部にあるデータ処理装置１３２で求められた補正テーブルの補正値Ｃｄを処理回路１２６に入力させる。なお、データ処理装置１３２としては、パソコン等を使用することができる。

アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、セパレートタイプなので、工作機械等の機械装置への組付けに自由度が大きく、相対的な位置関係を保持する機械的な構造による検出誤差が無い、また、機械装置の小型化やデザインを損なわないという利点を有する。さらに、スケール１１０と検出ヘッド１２０とは非接触なので、検出ヘッド１２０が取付られる機械装置の可動部分は高速移動が可能である。又、アブソリュート型リニアエンコーダ１００は、前述の如く、コイルを備える電磁誘導型であり、上位トラック１１２からスケール１１０全体における大まかな絶対位置が求められ、下位トラック１１４で分解能の高い位置が求められる。このため、上位トラック１１２からの出力と下位トラック１１４からの出力とを組み合わせることにより、分解能の高い絶対位置を求めることができる。なお、アブソリュート型リニアエンコーダ１００に、リニアモータが組み合わされた場合には、リニアモータの磁極の位置を判定する特別な素子（ホール素子等）を別に設けることなく、リニアモータの磁極の位置を判定することができる。即ち、リニアモータとアブソリュート型リニアエンコーダ１００とを組付けた機械装置は複雑化を避けることができると共に、コストアップを防止することができる。

次に、本実施形態におけるアブソリュート型リニアエンコーダ１００の補正値Ｃｄを求める方法について説明する。

機械装置にアブソリュート型リニアエンコーダ１００を組付ける。その際に、スケール１１０と検出ヘッド１２０の相対姿勢を調整する。そして、検出ヘッド１２０とデータ処理装置１３２とを接続する。以降、データ処理装置１３２のプログラムにより、外部通信回路１３０を介して処理回路１２６が制御される。検出ヘッド１２０を、スケール１１０の移動方向Ｘの有効範囲の端から端まで全ストローク移動させながら、センサ１２２、１２４で検出した上位トラック１１２、下位トラック１１４の出力値をデータ処理装置１３２に連続的に送信する。スケール１１０と検出ヘッド１２０とを相対的に移動させて位置検出をする際には、上位トラック１１２の出力値を確認して、一定量の位相変化が確認された際に上位トラック１１２と下位トラック１１４の出力値を取り込むことで、検出ピッチＰｄをほぼ一定間隔としている。即ち、検出ピッチＰｄは上位トラック１１２の出力値を基準として求められている。詳細を図４を用いて以下に説明する。

最初に、データ処理装置１３２において、上位トラック１１２の位相量（Ｌａｓｔ＿Ｐｈａｓｅ）、検出ピッチＰｄで積算される補正ピッチＰｃ内のトラック間誤差（ΔＴｅ）用の補助レジスタ（ＳＵＭ＿ΔＴｅ［Ｎ］）、及び検出ピッチＰｄで検出される補正ピッチＰｃ内の検出数カウンタ（Ｄａｔａ＿Ｃｏｕｎｔ［Ｎ］）のそれぞれの値を、ゼロにしておく（ステップＳ２）。

次に、検出ヘッド１２０をスケール１１０に対して相対的に移動させて、センサ１２２、１２４の出力値がＡ／Ｄ回路１２５を介して処理回路１２６でデジタル位相量（上位トラック１１２の出力値、下位トラック１１４の出力値）Ｐ１０１、Ｐ２０１として算出される（ステップＳ４）。そして、外部通信回路１３０を介して、位相量Ｐ１０１、Ｐ２０１がデータ処理装置１３２に入力する。

次に、得られた上位トラック１１２の位相量Ｐ１０１が、検出ヘッド１２０の位置補正のための検出ピッチＰｄ移動した際に位置検出された位相量Ｐ１１となるのかをデータ処理装置１３２で判断する（ステップＳ６）。

上記位相量が一致しない場合（Ｐ１０１≠Ｐ１１）には、検出ヘッド１２０を移動させて、再度センサ１２２からの出力値を得て判断する（ステップＳ６でＮＯの場合）。

上記位相量が一致する場合（Ｐ１０１＝Ｐ１１）には、検出ヘッド１２０についてスケール１１０の移動方向Ｘで全ストロークに対して位置検出がなされたかどうかを判断する（ステップＳ８）。

全ストロークに対して位置検出がなされていなければ、データ処理装置１３２で位相量Ｐ１０１、Ｐ２０１より、トラック間誤差ΔＴｅと、補正ピッチＰｃ毎の補正値Ｃｄを指定するテーブル番号Ｎとを算出する（ステップＳ１０）。なお、補正ピッチＰｃは検出ピッチＰｄよりも広く、補正ピッチＰｃ間に少なくとも１つ以上の位置検出のための測定点が存在する。補正ピッチＰｃも上位トラック１１２の出力値を基準として求められている。

トラック間誤差ΔＴｅは、検出ヘッド１２０のセンサ１２２に対する上位トラック１１２の位置関係と検出ヘッド１２０のセンサ１２４に対する下位トラック１１４の位置関係との違いで生じる誤差（検出ヘッド１２０に対する上位トラック１１２の位置関係と下位トラック１１４の位置関係との違いで生じる誤差）である。より具体的には、上位トラック１１２の出力値と下位トラック１１４の出力値とを共に、最大値を１として正規化した位相量Ｐ１０１、Ｐ２０１として、トラック間誤差ΔＴｅは、上位トラック１１２に対する下位トラック１１４の周期比（トラック比ＴＲ）と上位トラック１１２の出力値Ｐ１０１とを掛け合わせた値より下位トラック１１４の出力値Ｐ２０１を減じた際に得られる差分値から、その差分値を四捨五入して整数とした値を減じたときに得られる値（式（１））で示される。なお、トラック比ＴＲは、事前に記憶回路１２８に記憶され、処理回路１２６に読み出される。又、テーブル番号Ｎは、スケール１１０の全長に亘って変化する上位トラック１１２の出力値Ｐ１０１を１６分割して、定めたものである（式（２））。なお、テーブル番号Ｎは１６分割である必要はなく、適宜定めることができる。

ΔＴｅ＝ (Ｐ１０１×ＴＲ−Ｐ２０１)−Ｒｏｕｎｄ(Ｐ１０１×ＴＲ−Ｐ２０１)
…（１）
Ｎ ＝ＩＮＴ （Ｐ１０１×１６ ） …（２）

ここで、Ｒｏｕｎｄは四捨五入の処理を行い、ＩＮＴは小数点以下切捨て処理を行う。式（１）から、トラック間誤差ΔＴｅは、−０．５〜０．５の間の値となる。

次に、データ処理装置１３２において、位相量（Ｌａｓｔ＿Ｐｈａｓｅ）を（今回の）上位トラック１１２の位相量Ｐ１０１に、補助レジスタ（ＳＵＭ＿ΔＴｅ［Ｎ］）に（今回の）トラック間誤差ΔＴｅを加えて、更に、検出数カウンタ（Ｄａｔａ＿Ｃｏｕｎｔ［Ｎ］）を１だけ増やして、各値をそれぞれ更新（変更）する（ステップＳ１２）。更新後、検出ヘッド１２０を移動させて、スケール１１０の移動方向Ｘの有効範囲の端から端までの全ストローク終了までこれらを繰り返す。

全ストロークに対して位置検出が終了した場合（ステップＳ８でＹＥＳの場合）には、補正ピッチＰｃ毎の補正値Ｃｄを求める。即ち、補正ピッチＰｃに対応したテーブル番号Ｎ毎に補正値Ｃｄが求められて、補正テーブルが作成される（ステップＳ１４）。補正値Ｃｄは、式（３）で示す如く、検出ピッチＰｄで得られるトラック間誤差ΔＴｅを補正ピッチＰｃ内で平均した値で表される。

補正テーブル［Ｎ] ＝ＳＵＭ＿ΔＴｅ［Ｎ］ / Ｄａｔａ＿Ｃｏｕｎｔ［Ｎ］…（３）

次に、得られた補正テーブルは、検出ヘッド１２０に送信され（ステップＳ１６）、外部通信回路１３０と処理回路１２６を介して記憶回路１２８に記憶される。

次に、機械装置を動作させた際の、アブソリュート型リニアエンコーダ１００における、補正値Ｃｄを用いた位置データを求める動作について、図５、図６を用いて説明する。なお、この段階では、データ処理装置１３２を検出ヘッド１２０から取り外しておくことができる。

最初に、センサ１２２で上位トラック１１２との位置関係から位相量Ｐ１、及びセンサ１２４で下位トラック１１４との位置関係から位相量Ｐ２、のそれぞれの検出を行う（ステップＳ２０）。

次に、式（２）を用いて、得られた上位トラック１１２の出力値（位相量Ｐ１）を基準にして、テーブル番号Ｎを求める（ステップＳ２２）。そして、テーブル番号Ｎに基づき、記憶回路１２８に記憶された補正テーブルを参照して対応する補正値Ｃｄを処理回路１２６に呼び出す。

次に、処理回路１２６で、呼び出された補正値Ｃｄを用いて、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号Ｍの算出を行う（ステップＳ２４）。これは、位相量Ｐ１、Ｐ２とトラック比ＴＲと補正値Ｃｄとを用いて求めることができる。具体的には、上位トラック１１２の出力値と下位トラック１１４の出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量Ｐ１、Ｐ２として、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号Ｍは、トラック比ＴＲと上位トラック１１２の出力値Ｐ１とを掛け合わせた値より下位トラック１１４の出力値Ｐ２と補正値Ｃｄとを減じた際に得られる値を四捨五入して整数とした値（式（４））として求められる。

Ｍ＝Ｒｏｕｎｄ(Ｐ１×ＴＲ−Ｐ２−Ｃｄ) …（４）

得られた数番号Ｍは記憶回路１２８に記憶される。

次に、周期Ｔｄｔが記憶回路１２８から読み出され、処理回路１２６で、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔ内の位置Ｘｄｔが決定される（ステップＳ２６）。位置Ｘｄｔは、式（５）で求めることができる。

Ｘｄｔ＝Ｔｄｔ×Ｐ２ …（５）

そして、処理回路１２６で、移動方向Ｘにおける位置データＸｐｒｔの算出をする（ステップＳ２８）。位置データＸｐｒｔは式（６）で求めることができる。

Ｘｐｒｔ＝Ｔｄｔ×Ｍ＋Ｘｄｔ …（６）

求められた位置データＸｐｒｔは、外部通信回路１３０を経由し、外部装置に出力される。

具体的な計算例を以下に示す。

例えば、位相量Ｐ１が０．８７で、位相量Ｐ２が０．４３で、補正値Ｃｄが０．０５で、トラック比ＴＲが４で、周期Ｔｄｔが１ｍｍである場合について求める。このとき、数番号Ｍは式（７）で求めることができる。

Ｍ＝Ｒｏｕｎｄ(０．８７×４−０．４３−０．０５)＝３ …（７）

従って、スケール１１０に対する検出ヘッド１２０の位置である位置データＸｐｒｔは、周期Ｔｄｔの数番号Ｍと下位トラック１１４の出力値Ｐ２とから式（８）で求められる。

Ｘｐｒｔ＝１×３＋１×０．４３＝３．４３（ｍｍ） …（８）

このようにして、補正値Ｃｄの一連の取得は、データ処理装置１３２により行われるので、検出ヘッド１２０の制御を複雑にせず、検出ヘッド１２０の開発期間を長期化することを防止することができる。また、データ処理装置１３２を他の検出ヘッドと兼用に用いることができるので、検出ヘッド１２０をコンパクトにして、且つ低コストとすることができる。

又、トラック間誤差ΔＴｅが、図７（Ａ）に示すように、スケール１１０の全長に亘り、一定の狭い範囲（０から０．５）で示される場合には、このトラック間誤差ΔＴｅは初期的（変動しない固定的な）なスケール１１０と検出ヘッド１２０との相対的な位置誤差を示すものと捉えることができる。この場合には、スケール１１０の全長に亘る１つの補正ピッチＰｃとしてトラック間誤差ΔＴｅの平均値を取り、補正値Ｃｄとして設定してもよい。その場合は、実質的にトラック間誤差ΔＴｅをゼロに近い値として、図７（Ｂ）に示す如く、機械装置の動作時のトラック間誤差ΔＴｅの許容範囲を広くすることができる。

又、トラック間誤差ΔＴｅが、図８（Ａ）に示すように、スケール１１０の全長に亘り、いわゆる大きなうねりがある場合には、そのうねりの周期との兼ね合いから相応の補正ピッチＰｃを定めてスケール１１０の全長を分割してテーブル番号Ｎを割り当ることができる。そして、それぞれの補正ピッチＰｃ内でトラック間誤差ΔＴｅの平均値を取って補正値Ｃｄとする（図８（Ｂ））ことで、各補正ピッチＰｃ毎にトラック間誤差ΔＴｅをゼロに近い値とすることができる。

いずれにしても、トラック間誤差ΔＴｅを上記補正値Ｃｄにより、ゼロに近い値とすることができる。このため、各補正ピッチＰｃ毎にトラック間誤差ΔＴｅの許容範囲を最大限（−０．５〜０．５）までの拡大できるので、スケール１１０の曲がりやスケール１１０の組付け面のラフな加工精度やスケール１１０に対する検出ヘッド１２０の位置変動などの要因により、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号Ｍが変動して生じうる座標とびの発生を最小限にすることができる。

又、検出ピッチＰｄと補正ピッチＰｃとは、スケール１１０の移動方向Ｘで連続する出力がなされる上位トラック１１２の出力値を基準として求めているので、より座標とびを低減でき、より高精度な位置検出を実現することができる。

又、本実施形態では、上位トラック１１２の出力値と下位トラック１１４の出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量Ｐ１、Ｐ２として、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号Ｍが、式（４）で示される整数としたものである。即ち、補正値Ｃｄは数番号Ｍにのみ影響を与えて、分解能の高い下位トラック１１４による位置検出に影響を与えていないので、高分解能な位置検出が可能となる。

又、本実施形態のアブソリュート型リニアエンコーダ１００は、補正値Ｃｄが記憶される記憶回路１２８を備えているので、一旦補正値Ｃｄが記憶されて更新する必要がなければ、検出ヘッド１２０の位置調整をデータ処理装置１３２を接続せずに適宜行うことが可能となる。

又、本実施形態では、アブソリュート型リニアエンコーダ１００の外部で求められた補正値Ｃｄを、処理回路１２６に入力させる外部通信回路１３０を備えているので、補正値Ｃｄを求める手段を内部に設ける必要がなく、必要なときだけ補正値Ｃｄを取り込むことが可能である。

従って、本発明によれば、高精度の位置検出を可能としつつ、スケール１１０と検出ヘッド１２０との機械的な位置調整の許容度を大きくすることができる。即ち、アブソリュート型リニアエンコーダ１００のスケール１１０と検出ヘッド１２０とが当初（例えば工場出荷時等）の位置関係と大きく異なる位置関係で機械装置に組付けられていなければ、機械的な再調整をすることなく、補正値Ｃｄを用いて位置調整を行うことで、高精度な位置検出が可能となる。つまり、スケール１１０と検出ヘッド１２０との位置関係の調整工数を短縮することができる。又、スケール１１０と検出ヘッド１２０の機械装置の組付け面の加工精度を緩和できるので、組付けを低コストで実現することができる。また、誤った絶対位置を検出することがなくなるため、位置検出の信頼性を向上させることが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態のアブソリュート型リニアエンコーダ１００の構成と同じであるが、補正値Ｃｄの求め方が異なる。第１実施形態における補正値Ｃｄは、トラック間誤差ΔＴｅの許容範囲（−０．５〜０．５）で得られたトラック間誤差ΔＴｅを補正ピッチＰｃ内でそのまま平均化して求めている。これに対して、本実施形態の補正値Ｃｄは、トラック間誤差ΔＴｅの許容範囲（−０．５〜０．５）で得られたトラック間誤差ΔＴｅに対してオフセットを加算して、実質的にトラック間誤差ΔＴｅの許容範囲を−０．７５〜０．７５まで拡大している。

より具体的に説明すると、トラック間誤差ΔＴｅに対して、２つの閾値（０．２５、−０．２５）と３つのオフセット値（１、０、−１）とを設けて、トラック間誤差ΔＴｅが閾値（０．２５、−０．２５）を越える際には、補正ピッチＰｃ内で位置補正のための検出ピッチＰｄで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさに従ってオフセット値（１、０、１）が変更されて、且つ、トラック間誤差ΔＴｅに、変更されたオフセット値（１、０、１）が加算されてトラック間誤差ΔＴｅが変更されるようにしたものである。又、２つのフラグＦＦ、ＳＦが設定されて、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさが判別されている。

ここで、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさに従うオフセット値の変更は、以下のようになされる。上側の閾値（０．２５）を超えたトラック間誤差ΔＴｅに対して、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅが下側の閾値（―０．２５）を超えていた場合には、オフセット値は−１と変更される。逆に、下側の閾値（−０．２５）を超えたトラック間誤差ΔＴｅに対して、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅが上側の閾値（０．２５）を超えていた場合には、オフセット値は１と変更される。それ以外の組合せではオフセットは加算されない（即ち、オフセット値はゼロのままである）。

以下、補正値Ｃｄの求め方について、図９〜図１１までを用いて説明し、その他については省略する。

最初に、データ処理装置１３２において、第１フラグＦＦ，第２フラグＳＦ、位相量Ｐ１（Ｌａｓｔ＿Ｐｈａｓｅ）、トラック間誤差（ΔＴｅ）用の補助レジスタ（ＳＵＭ＿ΔＴｅ［Ｎ］）、及び検出数カウンタ（Ｄａｔａ＿Ｃｏｕｎｔ［Ｎ］）のそれぞれの値を、ゼロにしておく（ステップＳ５０）。

次に、検出ヘッド１２０をスケール１１０に対して相対的に移動させて、センサ１２２、１２４の出力値がＡ／Ｄ回路１２５を介して処理回路１２６でデジタル位相量Ｐ１０２、Ｐ２０２として算出される（ステップＳ５２）。そして、外部通信回路１３０を介して、位相量Ｐ１０２、Ｐ２０２がデータ処理装置１３２に入力する。

次に、得られた上位トラック１１２の位相量Ｐ１０２が検出ヘッド１２０の位置補正のための検出ピッチＰｄ移動した際に位置検出された位相量Ｐ１２となるのかをデータ処理装置１３２で判断する（ステップＳ５４）。

上記位相量が一致しない場合（Ｐ１０２≠Ｐ１２）には、検出ヘッド１２０を移動させて、再度センサ１２２から出力値を得て判断する（ステップＳ５４でＮＯの場合）。

上記位相量が一致する場合（Ｐ１０２＝Ｐ１２）には、検出ヘッド１２０についてスケール１１０の移動方向Ｘの有効範囲の端から端まで全ストロークに対して位置検出したかどうかを判断する（ステップＳ５６）。

全ストロークに対して位置検出がなされていなければ、データ処理装置１３２で位相量Ｐ１０２、Ｐ２０２より、トラック間誤差ΔＴｅと、補正ピッチＰｃ毎の補正値Ｃｄを指定するテーブル番号Ｎとを算出する（ステップＳ５８）。トラック間誤差ΔＴｅとテーブル番号Ｎとは、式（１）、式（２）のそれぞれを用いて求められる。

次に、求められたトラック間誤差ΔＴｅが０．２５以下で、且つ−０．２５以上であれば（ステップＳ６０でＮｏ、ステップＳ６２でＮｏの場合）、トラック間誤差ΔＴｅをそのまま新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅとして更新する（ステップＳ６４）。

トラック間誤差ΔＴｅが−０．２５より小さく（ステップＳ６０でＮＯ、ステップＳ６２でＹＥＳの場合）、前回求められた第１フラグＦＦが１でなければ（ステップＳ６６でＮＯ）、トラック間誤差ΔＴｅをそのまま新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅとして更新する（ステップＳ６８）。

トラック間誤差ΔＴｅが−０．２５より小さく（ステップＳ６０でＮＯ、ステップＳ６２でＹＥＳの場合）、前回求められた第１フラグＦＦが１の時には（ステップＳ６６でＹＥＳ）、トラック間誤差ΔＴｅにオフセット値として１を加えて（オフセット値のゼロからの変更）、新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅとして更新する（ステップＳ７０）。

トラック間誤差ΔＴｅが０．２５よりも大きい場合で（ステップＳ６０でＹＥＳ）、前回求められた第２フラグＳＦが１でない時には（ステップＳ７２でＮＯ）、トラック間誤差ΔＴｅをそのまま新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅとして更新する（ステップＳ７４）。

トラック間誤差ΔＴｅが０．２５よりも大きい場合で（ステップＳ６０でＹＥＳ）、前回の第２フラグＳＦが１の時には（ステップＳ７２でＹＥＳ）、トラック間誤差ΔＴｅにオフセット値として“−１”を加えて（オフセット値のゼロからの変更）、新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅとして更新する（ステップＳ７６）。

次に、データ処理装置１３２において、位相量（Ｌａｓｔ＿Ｐｈａｓｅ）を（今回の）上位トラック１１２の位相量Ｐ１０２に、補助レジスタ（ＳＵＭ＿ΔＴｅ［Ｎ］）に新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅを加えて、更に、検出数カウンタ（Ｄａｔａ＿Ｃｏｕｎｔ［Ｎ］）を１だけ増やして、各値をそれぞれ更新（変更）する（ステップＳ７８）。

次に、新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅが０．２５以下で、且つ−０．２５以上であれば（ステップＳ８０でＮｏ、ステップＳ８２でＮｏの場合）、第１フラグＦＦと第２フラグＳＦを共にゼロとする（ステップＳ８４）。

新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅが−０．２５より小さければ（ステップＳ８０でＮＯ、ステップＳ８２でＹＥＳの場合）、第１フラグＦＦをゼロとして第２フラグＳＦを１とする（ステップＳ８６）。

新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅが０．２５よりも大きい場合（ステップＳ８０でＹＥＳ）、第１フラグＦＦを１として第２フラグＳＦをゼロとする（ステップＳ８８）。

次に、検出ヘッド１２０を移動させて、スケール１１０の移動方向Ｘの全ストローク終了（ステップＳ５６でＹＥＳ）までこれらを繰り返す。

全ストロークに対して位置検出が終了した場合（ステップＳ５６でＹＥＳの場合）には、補正ピッチＰｃ毎の補正値Ｃｄを求める。即ち、補正ピッチＰｃに対応したテーブル番号Ｎ毎に補正値Ｃｄが求められて、補正テーブルが作成される（ステップＳ９０）。補正値Ｃｄは、式（３）を用いて求められる。

次に、得られた補正テーブルは、検出ヘッド１２０に送信され（ステップＳ９２）、外部通信回路１３０と処理回路１２６を介して記憶回路１２８に記憶される。

次に、本実施形態が特に有効に適用される場合について説明する。

図１０で示す如く、例えばスケール１１０と検出ヘッド１２０との機械的な位置調整が十分なされずに、スケール１１０と検出ヘッド１２０との真直度が悪いときには、トラック間誤差ΔＴｅは０．５を超えてしまい、領域Ａで示される本来求められるべきトラック間誤差ΔＴｅは領域Ｂの値として求められる。これは、トラック間誤差ΔＴｅで０．５を超える値に対しては、−１が加算されてしまうことによるからである。本実施形態を適用せずに、その位置で絶対位置を求めると、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔがずれた数番号Ｍが求められて、検出位置の座標とびの現象を引き起こすこととなる。

しかし、上記した手法で補正値Ｃｄを求めることで座標とびの現象を解消することができる。即ち、上述した閾値とオフセット値を設けて、更に第１フラグＦＦをトラック間誤差ΔＴｅの値が０．２５よりも大きいときに１に設定し、それ以外はゼロに設定する。同時に、第２フラグＳＦをトラック間誤差ΔＴｅの値が−０．２５よりも小さいときに１に設定し、それ以外はゼロに設定する。それらを用いて補正値Ｃｄを求めることで、図１０に示す領域Ａでトラック間誤差ΔＴｅが０．５を超えているような場合でも、領域Ａで示される本来求められるべきトラック間誤差ΔＴｅで補正値Ｃｄを求めることが可能となる。

より具体的に、図１１を用いて説明する。図１１は横軸に上位トラック１１２の出力値（位相量）に基づいて分割された補正ピッチＰｃが規定されており、補正ピッチＰｃ内は、検出ピッチＰｄで複数（本実施形態では６つ）に分割されている。ここで、スケール１１０と検出ヘッド１２０との関係からすれば、本来求められるべきトラック間誤差ΔＴｅのデータがＤｖ１、Ｄｖ２、Ｄｖ３３、Ｄｖ４４，Ｄｖ５、Ｄｖ６となるところ、実際のセンサ１２２、１２４の信号検出により求められたトラック間誤差ΔＴｅのデータがＤｖ１〜Ｄｖ６となる場合を考える。以下、各データについて説明する。

図９に従えば、データＤｖ１は０〜０．２５の間の値なので、第１フラグＦＦ、第２フラグＳＦともゼロである（オフセット値はゼロで、ステップＳ６４とステップ８４を通過）。

検出ピッチＰｄの次の測定点であるデータＤｖ２は０．２５〜０．５の間の値なので、第１フラグＦＦが１、第２フラグＳＦがゼロである（オフセット値はゼロで、ステップＳ７４とステップ８８を通過）。

次の測定点であるデータＤｖ３は−０．２５〜−０．５の間の値である。ここで、前回のデータＤｖ２の第１フラグＦＦが１なので、データＤｖ３に１のオフセット値が加算（オフセット値が１に変更）されて、データＤｖ３は実質上、０．５〜０．７５のデータＤＶ３３として新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅが計算されることとなる。このため、データＤｖ３に対しては、実質的に、第１フラグＦＦが１、第２フラグＳＦがゼロとされる（ステップＳ７０とステップ８８を通過）。

次の測定点であるデータＤｖ４は、データＤｖ３と同じく−０．２５〜−０．５の間の値である。ここで、前回のデータＤｖ３の第１フラグＦＦが１なので、データＤｖ４に１のオフセット値が加算（オフセット値が１に変更）されて、実質上、０．５〜０．７５のデータＤＶ４４として新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅが計算されることとなる。このため、データＤｖ４に対しては、実質的に、第１フラグＦＦが１、第２フラグＳＦがゼロとされる（ステップＳ７０とステップ８８を通過）。

次の測定点であるデータＤｖ５は、０〜０．２５の間の値なので、第１フラグＦＦ、第２フラグＳＦともゼロとなる（オフセット値はゼロで、ステップＳ６４とステップ８４を通過）。

次の測定点であるデータＤｖ６は、−０．２５〜−０．５の間の値である。ここで、前回のデータＤｖ５の第１フラグＦＦがゼロなので、データＤｖ６にはオフセット値が加算されず（オフセット値はゼロ）に、そのまま新たなトラック間誤差ＮｅｗΔＴｅとなる。このため、データＤｖ６では、第１フラグＦＦがゼロ、第２フラグＳＦが１となる（ステップＳ６８とステップ８６を通過）。

このように、本実施形態では、トラック間誤差ΔＴｅに対して、閾値とオフセット値とが設けられて、トラック間誤差ΔＴｅが閾値を越える際には、補正ピッチＰｃ内で検出ピッチＰｄで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさに従ってオフセット値が変更されて、且つ、トラック間誤差ΔＴｅに、変更されたオフセット値が加算されてトラック間誤差ΔＴｅが変更される。このため、トラック間誤差ΔＴｅが許容範囲を（−０．５〜０．５）を超えた値である、実質上本来求められるべきトラック間誤差ΔＴｅを用いて補正値Ｃｄを求めることができる。

又、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさが、第１、第２フラグＦＦ、ＳＦで判別されているので、前回のトラック間誤差ΔＴｅをワードデータとして記憶している必要がなく、記憶容量を少なくできて、低コスト化を図ることができる。同時に、計算量も少なく、高速に補正値Ｃｄを求めることができる。

より具体的にトラック間誤差ΔＴｅについて説明すると、本実施形態では、トラック間誤差ΔＴｅの０．２５と−０．２５とに閾値を設けて、更にそれぞれの閾値を越える領域にそれぞれ第１フラグＦＦと第２フラグＳＦを設けている。このため、前回位置検出した際に得られた第１フラグＦＦと第２フラグＳＦと、（今回位置検出した際に得られた）トラック間誤差ΔＴｅとそれぞれの閾値との大小関係に従い、（今回位置検出した際に得られた）トラック間誤差ΔＴｅにオフセット値（１、０、もしくは−１）を変更して加算している。このため、トラック間誤差ΔＴｅは−０．５〜０．５の範囲でしか取りえないところ、（今回位置検出した際に得られた）トラック間誤差ΔＴｅと前回位置検出した際に得られたトラッック間誤差との差が０．５以下となるように、トラック間誤差ΔＴｅの検出ピッチＰｄを小さくしておくことで、最大で−０．７５〜０．７５にまでトラック間誤差ΔＴｅを拡大して、補正値Ｃｄを求めることができる。

即ち、スケール１１０に対する検出ヘッド１２０の真直度が悪く、スケール１１０と検出ヘッド１２０との相対的な位置ずれが全長に亘り大きく変動して、トラック間誤差ΔＴｅの本来の許容範囲（−０．５〜０．５）から外れるような場合でも、本来求めるべきトラック間誤差ΔＴｅを用いて補正値Ｃｄを求めることできる。そして、補正値Ｃｄをトラック間誤差ΔＴｅの平均値としたときには、図１１で示す補正値Ｃｄの値となり、本実施形態を適用しないでデータＤｖ３、Ｄｖ４を用いた補正値Ｃｄ１と比べて、より本来求めるべきトラック間誤差ΔＴｅに適した補正値Ｃｄとすることができる。

なお、図１１に示す本実施形態で、補正ピッチＰｃをより短くすることで、より忠実にトラック間誤差ΔＴｅの補正値Ｃｄを求めることができる。即ち、補正ピッチＰｃをより短くすることで、真直度の悪さからくる座標とびの発生を更に低減して、高精度に位置データを求めることができる。その際に、補正値Ｃｄとしては、最大で０．７５（−０．７５）までの値をとることができる。

本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、上位トラック１１２の出力値と下位トラック１１４の出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量として求めていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上位トラックの出力値と下位トラックの出力値は、別の値として求めてもよい。又、トラック間誤差は、検出ヘッドに対する上位トラックの位置関係と下位トラックの位置関係との違いに起因して生じる値であって、式（１）に限定されるものではない。更に、補正値は、必ずしも平均である必要はなく、偏差に応じた重み付けを行って求めてもよいし、求められたトラック間誤差をそのまま補正値として用いてもよい。

又、上記実施形態においては、検出ピッチＰｄと補正ピッチＰｃとは、上位トラック１１２の出力値を基準として求められていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、下位トラックの出力を基準にしてもよい。

又、上記実施形態においては、上位トラック１１２の出力値と下位トラック１１４の出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量として、下位トラック１１４の周期Ｔｄｔの数番号Ｍは式（４）で求められる値であるとしたが、本発明はこれに限定されない。上位トラックの出力値と下位トラックの出力値と上位トラックに対する下位トラックの周期比と補正値とを用いることで、下位トラックの周期の数番号を求めるものであればよい。

又、上記実施形態においては、アブソリュート型リニアエンコーダ１００の外部で求められた補正値Ｃｄを、処理回路１２６に入力させる外部通信回路１３０を備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１２に示す第３実施形態の検出ヘッド１２０Ａの如く、外部通信回路を設けずに、補正値Ｃｄを求めるデータ処理装置１３２Ａを備えてもよい。その場合には、適宜に補正値を求めることができ、個別のアブソリュート型リニアエンコーダに最適な補正値を求めることができる。なお、補正値Ｃｄに対して必ずしも記憶回路１２８Ａを使用しなくてもよい。

又、上記実施形態においては、処理回路１２６に接続されると共に、補正値Ｃｄが記憶される記憶回路１２８を備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１３に示す第４実施形態の検出ヘッド１２０Ｂの如く、記憶回路を使わずに補正値Ｃｄを求めるデータ処理装置１３２Ｂを備えて、機械装置の動作の都度、スケールの全長若しくはその一部に対する補正値を求めることも可能である。その場合には、構成をより簡単にすることができる。又は、検出ピッチ毎のトラック間誤差ΔＴｅは記憶しておいて、補正値のみを処理回路又はデータ処理装置で逐次求めるといったことであってもよい。なお、データ処理装置を検出ヘッドの外部に備えてもよい。

又、上記実施形態においては、トラック間誤差ΔＴｅに対して、２つの閾値（−０．２５、０．２５）と３つのオフセット（−１、０、１）とが設けられて、トラック間誤差ΔＴｅが閾値を越える際には、補正ピッチＰｃ内で検出ピッチＰｄで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさに従ってオフセット値が変更されて、且つ、トラック間誤差ΔＴｅに、変更されたオフセット値が加算されてトラック間誤差ΔＴｅが変更されていたが、本発明はこれに限定されない。即ち、閾値とオフセット値を別の数や大きさとしてもよい。又、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差との比較だけでオフセット値を変更するのではなく、例えば補正ピッチ内の前前回のトラック間誤差までを考慮してもよい。

又、上記実施形態においては、前回位置検出した際に得られたトラック間誤差ΔＴｅの大きさが、２つの第１、第２フラグＦＦ、ＳＦで判別されていたが、本発明はこれに限定されない。多値化されたフラグを１つ以上用いてもよいし、フラグ自体を用いなくてもよい。

又、上記実施形態においては、スケール１１０は、上位トラック１１２と下位トラック１１４とを有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１４、図１５に示す第５実施形態の如く、アブソリュート型リニアエンコーダ１０１が、上位トラック１１２Ｃと、下位トラックに分類されるトラック（中位トラックと称する）１１３Ｃと、下位トラック１１４Ｃとを有するスケール１１１を有する場合であっても構わない。この場合には検出ヘッド１２１は３つのトラックに対応したセンサ１２２Ｃ、１２３Ｃ、１２４Ｃを有するものとなる。このため、上位トラック１１２Ｃと下位トラック１１４Ｃとのトラック比ＴＲを大きくとったとしても、中位トラック１１３Ｃがその間に存在するため、スケール１１１における絶対位置検出範囲を更に拡大できると共に、位置精度を高分解能に維持することができる。

又、上記実施形態においては、トラック比ＴＲは４であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１５の第５実施形態に示す如く、上位トラック１１２Ｃと中位トラック１１３Ｃのトラック比、中位トラック１１３Ｃと下位トラック１１４Ｃのトラック比をそれぞれ、８としてもよいし、２つのトラック比を同一としなくてもよい。又、下位トラックが第５実施形態のように複数（中位トラック１１３Ｃと下位トラック１１４Ｃ）存在するときには、本発明を必ずしも上位トラック１１２Ｃと中位トラック１１３Ｃと下位トラック１１４Ｃに適用する必要もなく、上位トラック１１２Ｃと中位トラック１１３Ｃのみ、あるいは中位トラック１１３Ｃと下位トラック１１４Ｃとに適宜に適用することもできる。

又、上記実施形態においては、アブソリュート型リニアエンコーダは電磁誘導方式を用いていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光電式を用いても構わない。

又、上記実施形態においては、検出ヘッドは１つであったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、検出ヘッドがスケールに対して複数設けられていても構わない。この場合には、スケールの特定箇所を共通にして位置補正をすることができるで、同一の座標系で、複数の検出ヘッドすべてについて、高精度に位置検出を行うことが可能となる。

１００、１０１…アブソリュート型リニアエンコーダ
１１０、１１１…スケール
１１２、１１２Ｃ…上位トラック
１１３Ｃ…中位トラック
１１４、１１４Ｃ…下位トラック
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２１…検出ヘッド
１２２、１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２３Ｃ、１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ…センサ
１２５、１２５Ａ、１２５Ｂ…Ａ／Ｄ回路
１２６、１２６Ａ、１２６Ｂ…処理回路
１２８、１２８Ａ…記憶回路
１３０…外部通信回路
１３２、１３２Ａ、１３２Ｂ…データ処理装置

Claims (13)

1. 複数のトラックを有するスケールと、
   該スケールに対する相対位置を検出する検出ヘッドと、を有して、
   該スケール、及び、該検出ヘッドを適用対象となる機械装置に組付ける際の該スケールと該検出ヘッドの相対姿勢を調整可能とすると共に、該複数のトラックが上位トラックと該上位トラックに対して該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックとから構成されるアブソリュート型リニアエンコーダにおいて、
   前記検出ヘッドの位置補正のための検出ピッチで位置検出がなされて、その際に該検出ヘッドに対する前記上位トラックの位置関係と前記下位トラックの位置関係との違いで生じるトラック間誤差から、前記検出ピッチ以上の広い幅の補正ピッチ毎に求められた補正値と、前記上位トラックの出力値と、前記下位トラックの出力値と、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と、を用いて前記下位トラックの周期の数番号を求めると共に、該周期の数番号と該下位トラックの出力値とから前記スケールに対する前記検出ヘッドの位置を求める処理回路を備えることを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダ。
2. 前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、前記トラック間誤差は、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値を減じた際に得られる差分値から、該差分値を四捨五入して整数とした値を減じたときに得られる値であり、且つ、
   前記補正値は、前記検出ピッチで得られる前記トラック間誤差を前記補正ピッチ内で平均した値であることを特徴とする請求項１に記載のアブソリュート型リニアエンコーダ。
3. 前記検出ピッチと補正ピッチとは、前記上位トラックの出力値を基準として求められることを特徴とする請求項１又は２に記載のアブソリュート型リニアエンコーダ。
4. 前記処理回路で、前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、該下位トラックの周期の数番号が、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値と前記補正値とを減じた際に得られる値を四捨五入して整数とした値として求められることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアブソリュート型リニアエンコーダ。
5. 前記処理回路に接続されると共に、前記補正値が記憶される記憶回路を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアブソリュート型リニアエンコーダ。
6. 自身の外部で求められた前記補正値を、前記処理回路に入力させる外部通信回路を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアブソリュート型リニアエンコーダ。
7. 前記トラック間誤差に対して閾値とオフセット値とが設けられて、前記トラック間誤差が該閾値を越える際には、前記補正ピッチ内で少なくとも前記位置補正のための検出ピッチで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差の大きさに従って該オフセット値が変更されて、且つ、前記トラック間誤差に、該変更されたオフセット値が加算されて該トラック間誤差が変更されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のアブソリュート型リニアエンコーダ。
8. 複数のトラックを有するスケールと、
   該スケールに対する相対位置を検出する検出ヘッドと、を有して、
   該スケール、及び、該検出ヘッドを適用対象となる機械装置に組付ける際の該スケールと該検出ヘッドの相対姿勢を調整可能とすると共に、該複数のトラックが上位トラックと該上位トラックに対して該スケールの全長に対して複数回の周期で該検出ヘッドに同一の出力をさせる下位トラックとから構成されるアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法において、
   前記検出ヘッドの位置補正のための検出ピッチで位置検出を行う工程と、
   その際に該検出ヘッドに対する前記上位トラックの位置と前記下位トラックの位置との違いで生じるトラック間誤差から、前記検出ピッチ以上の広い幅である補正ピッチ毎に補正値を求める工程と、
   前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値と該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と前記補正値とを用いて前記下位トラックの周期の数番号を求める工程と、
   を含むことを特徴とするアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。
9. 前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値を減じた際に得られる差分値から、該差分値を四捨五入して整数とした値を減じたときに得られる値として前記トラック間誤差が求められて、且つ、
   前記検出ピッチで得られた前記トラック間誤差を前記補正ピッチ内で平均した値として前記補正値が求められることを特徴とする請求項８に記載のアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。
10. 前記検出ピッチと補正ピッチとは、前記上位トラックの出力値を基準として求められることを特徴とする請求項８又は９に記載のアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。
11. 前記上位トラックの出力値と前記下位トラックの出力値とを共に、最大値を１として正規化された位相量とした時に、該上位トラックに対する該下位トラックの周期比と該上位トラックの出力値とを掛け合わせた値より前記下位トラックの出力値と前記補正値とを減じた際に得られる値を四捨五入して整数とした値として前記下位トラックの周期の数番号が求められることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。
12. 前記トラック間誤差に対して閾値とオフセット値とが設けられて、前記トラック間誤差が該閾値を越える際には、前記補正ピッチ内で少なくとも前記位置補正のための検出ピッチで前回位置検出した際に得られたトラック間誤差の大きさに従って該オフセット値を変更する工程と、前記トラック間誤差に、該変更されたオフセット値が加算されて該トラック間誤差が変更される工程と、を更に含むことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。
13. 前記前回位置検出した際に得られたトラック間誤差の大きさが、１つ以上のフラグで判別されることを特徴とする請求項１２に記載のアブソリュート型リニアエンコーダの位置調整方法。

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