JPH0684893B2 - 磁気エンコ−ダの原点検出装置 - Google Patents

磁気エンコ−ダの原点検出装置

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JPH0684893B2
JPH0684893B2 JP61022001A JP2200186A JPH0684893B2 JP H0684893 B2 JPH0684893 B2 JP H0684893B2 JP 61022001 A JP61022001 A JP 61022001A JP 2200186 A JP2200186 A JP 2200186A JP H0684893 B2 JPH0684893 B2 JP H0684893B2
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里丘 石山
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、角度や位置の検出ができる磁気エンコーダ、
特にその原点検出装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
磁気エンコーダは、例えば特開昭55-146,007号公報や同
59-7213号公報等に記載されているように、円板状又は
帯状の磁気媒体の周辺部に所定の間隔d(隣接する磁極
の中心間距離で、ロータリエンコーダの場合は角度θで
表すこともできる。以下同じ。)で磁気マークを格子状
等に着磁等して配列して成る磁気コード盤又は磁気スケ
ールの磁気マーク記録面に磁気ヘッドを接触又は微小距
離隔てて対向させ、上記磁気コード盤と磁気ヘッドを相
対的に磁気マーク配列方向に回転又は平行移動させ、上
記磁気マークを読み取り得るように構成されている。
而して、従来公知の磁気エンコーダに於ては、停電後の
絶対位置の確認等を行なうために通常原点検出装置が設
けられている。
従来公知の通常の原点検出装置は、記録媒体の原点信号
トラック中の一箇所に磁気マークを1個着磁等して設
け、これを1個の磁気抵抗効果素子又はホール素子のよ
うな磁電変換検出素子を用いて検出するように構成され
ていた。
従って、上記検出装置では、製造時に原点磁気マーク着
磁磁極の大きさを正確にコントロールすることが困難で
あるため、磁気ヘッド検出器の磁電変換検出素子による
検出出力パルス信号の幅が一定し難く、また、検出素子
も通常は上記の如く一素子を設けるだけの単純な構成で
あるためS/N比が悪い等、例えば、零点検出パルス信号
の幅が磁気スケールのスケール磁気マークの間隔よりも
大きくなることが少なくなく、このため検出零点信号が
何れのスケール磁気マーク検出信号に対応するものか判
別できない場合がある等多くの問題点があった。
以下図面により説明するに、第4図は上述した従来の磁
気エンコーダの円盤状磁気スケールの正面図及び第5図
は第4図の磁気エンコーダの原点検出装置による原点検
出波形を示す説明図で、4は円盤状磁気スケール、5は
磁気スケール4の外周縁磁気スケールトラックに沿っ
て、所定の間隔、所定の角度、又は所定の円周分割数に
応じた間隔又は角度で記録されたスケール磁気マーク、
又6は前記スケール磁気マークの1つに対応し磁気スケ
ールトラックの内側の零点信号トラックの1箇所に記録
された原点磁気マークで、之等の磁気マーク5及び6
は、例えばFe−Cr−Co合金永久磁石材から成る磁気スケ
ール4に、前出公報に記載の如き垂直着磁又は縦着磁に
より形成したもので、実際には図示の如く目視し得ない
もので、磁気マーク5は例えば紙面表面側の間隔dを置
いて着磁形成される磁極が全部N極(又はS極)で裏面
側が全部S極(又はN極)と云う着磁の仕方、又は紙面
表面側のマーク5が円弧方向に沿ってN極とS極が間隔
dを置いて交互に現われ、従って裏面側もN極とS極が
交互に現われると云う着磁の仕方で形成され、もつ1つ
の原点磁気マーク6も例えば紙面表面側がN極(又はS
極)である如く同様にして垂直又は縦着磁により形成さ
れているものとする。
14は検出磁気ヘッドで基板上に前記磁気マーク5を検出
すべき磁気抵抗効果素子15が4個ブリッジ接続し(図示
せず)且つ間隔d又はd/2等適宜の間隔を置いて配列し
てある。又原点磁気マーク6検出用の磁気抵抗効果素子
161個が、素子15の1つと又は素子15と所定の位置関係
で配置してある。
そしてこの磁気ヘッド14の素子16による原点磁気マーク
6の検出信号は、例えば第5図に示す如く波形であり、
その幅Wが一定しない丈でなく、幅Wが大きいため、磁
気マーク5の間隔と同一程度又は小さい間隔で設けられ
るヘッド14の磁気抵抗効果素子15による検出出力波形の
何れに対応するか判然としないことが多かった。
このことは、例えば特開昭59-5,914号公報の第3図乃至
第6図に図示され、且つ説明されている通りであって
(素子15が、上記公報の場合2個の素子の直列接続回路
となっている外は実質上同一)、幅Wが大きいことによ
り原点位置に誤差を発生し、精度を悪くしていた。この
ため、上記公報記載の発明は、磁気抵抗効果素子16をR0
3及びR04の如く2個設け直列に接続し、磁気スケール側
検出信号との関係で、幅の狭い1つの原点信号が検出で
きるようにしたものである。なお、上記公報記載の磁性
体4、4Aの基準信号トラック42、42Aに着磁等により形
成されたS、N極の1組の磁気信号から成る原点磁気マ
ークは、第4図のR3の検出波形や第8図のR03、R04の検
出波形から明らかなように、本明細書(又は本発明)で
云う1個又は1個所の原点磁気マーク6に該当するもの
である。
本発明者は、先に上記特開昭59-5,914号公報記載の発明
を上廻る原点磁気マーク検出装置、即ち、スケール磁気
マークの間隔と同一程度か又はそれより小さい間隔を隔
てて互いに平行に一対の磁気抵抗効果素子を設けた原点
磁気マーク検出ヘッドを設け、一対の磁気抵抗効果素子
の抵抗値の差に対応する電気信号を出力する回路と、該
回路の出力に応動しスケール磁気マークの間隔よりも幅
狭い出力パルスを発生する波形成形回路を設けたものを
提案した(特開昭60-244,813号公報参照)。
しかし、かかる検出装置の構成でも、原点磁気マークの
幅が一定に安定せず、着磁の仕方や検出ヘッドの送り方
等によって精度が左右され易かった。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、原点検出信号として常に一定幅
の出力パルス信号を得ることができると共に、S/N比が
改善されて、スケール磁気マークとの対応関係に於て正
確に原点位置の検出を行なうことができる磁気エンコー
ダの原点検出装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
而して、上記の目的は、原点マークを間隔dを隔てて2
個所に設けると共に、d/2の間隔で配列された4個の磁
電変換検出素子をブリッジ接続して成る原点マーク検出
ヘッドを設けることによって達成できる。
なお、上記の原点磁気マークの詳細については後述する
所から明らかであるが、上記2個所の原点磁気マークと
は、上述特開昭59-5,914号公報や同60-244,813号公報に
それぞれ記載の原点磁気マークが2個又は2個所設けら
れていることであり、且つその原点磁気マーク間の間隔
dはスケール磁気マーク間の間隔と通常同一又はその前
後程度に選定されるが、磁気ヘッドによる原点磁気マー
クの検出出力波形のパルス幅Wが、スケール磁気マーク
の検出出力波形のパルス幅の2倍よりも小さければ良い
訳であるから、上記間隔dは、スケール磁気マーク間の
間隔の2倍以下で適宜選択可能なものである。
〔作用〕
而して、上記の如く構成することにより、原点検出の出
力パルス信号の幅が一定化されると共にS/N比が大幅に
改善され、スケール磁気マークとの対応関係に於ける原
点位置の検出識別が正確に行なわれる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつゝ本発明の詳細を具体的に説明す
る。
第1図は、本発明にかかる磁気エンコーダの磁気スケー
ル部分の構成を示す説明図、第2図は、本発明にかかる
原点マーク検出ヘッドを構成する四個の磁気抵抗効果素
子から成るブリッジ回路の構成及び該ブリッジ回路の四
個の磁気抵抗効果素子の配置と、2個の原点磁気マーク
の配置との関係を示す説明図、第3図は、本発明にかか
る磁気エンコーダの原点検出装置の原点検出波形を示す
説明図である。
第1図乃至第3図中、1は前述磁気スケール4と同様な
磁気スケール、2もスケール磁気マーク5と同様な間隔
dの記録間隔を有する垂直又は縦着磁のスケール磁気マ
ーク、3は間隔dを置いて形成された2個の原点磁気マ
ーク、7はスケール磁気マーク検出用の磁電変換検出素
子7Aと原点磁気マーク検出用に四個の磁気抵抗効果素子
8、9、10及び11を形成配置してプリッジ回路を形成し
たスケール及び原点マーク検出磁気ヘッドである。
而して、従来の磁気エンコーダの原点検出装置は、第4
図及び第5図で説明したように、磁気スケール4上のス
ケールトラック上にスケールマーク5、5が円弧に沿っ
て一定の間隔dで交互にN極とS極が現れるように設け
られ、且つ零点信号用トラック上の特定の位置に原点マ
ーク6が一個だけ孤立した状態で設けられていた。
従って、原点マーク検出ヘッドから出力される出力波形
は、第5図に示す如く、広い裾野を引いた幅広のもので
あり、その幅wが一定でなくそのため、これを整形して
も所定のパルス幅の出力が得られないものであった。上
記出力波形は、原点マーク6の着磁や検出ヘッドの製造
誤差に左右されるため、上記出力波形の幅wを一定の幅
とすることは困難であった。
これに対して、本発明にかかる磁気エンコーダの原点検
出装置は、第1図に示す如く、磁気スケール1上のスケ
ールトラック上にスケールマーク2、2が円弧に沿って
一定の間隔dで交互にN極とS極が現れるように設けら
れると共に、零点信号用トラック上に二個の原点マーク
3、3が上記スケールマーク2の間隔dと同じ間隔を隔
てて垂直又は縦着磁により紙面表面側が何れもN極(又
はS極)となるように、又は1つがN極で他方がS極と
いうように着磁形成されている。
また、上記原点マーク3、3を検出する原点マーク検出
ヘッド7は、四個の磁気抵抗効果素子8乃至11から構成
されるブリッジ回路であり、第2図に示す如く、それぞ
れ隣接する磁気抵抗効果素子の間隔がd/2と成るように
構成されている。そして、入力端子I1は定電圧電源に接
続されて基準電圧が供給され、出力端子O1、O2は波形成
形回路の入力端子に接続される。
なお、上記波形成形回路としては、公知の差動増幅器及
びシュミットトリガ回路から成るもの、又は比較回路若
しくはシュミットトリガ回路のみから成るものが用いら
れる。
而して、今、原点マーク検出ヘッド7は固定されてお
り、磁気スケール1が図中反時計方向に(第2図に於て
は、原点磁気マーク3、3が、検出ヘッド7に対して左
から右に)3dだけ回転したとすると、出力信号は第3図
に示す如く、合計6個のピーク値を有する波形となる。
即ち、第3図に於て検出ヘッド7の左端の磁気抵抗効果
素子8に対して磁気スケール1上の右側の原点磁気マー
ク3が約d/4左側にある位置から磁気スケール1が回転
し、原点磁気マーク3、3が左から右へ順次移動して行
ったとすると、先ずd/2右行する間に右側の原点磁気マ
ーク3と磁気抵抗効果素子8とが一旦重なって磁気抵抗
効果素子8及び9の間に移動し、出力端子O1、O2から波
形P1の信号が出力する。又次にd/2右行する間に右側の
原点磁気マーク3が磁気抵抗効果素子9と重なり検出信
号として波形P2の電圧を出力する。そして更にd/2右行
する間に、右側の原点磁気マーク3が磁気抵抗効果素子
10と重なると共に、左側の原点磁気マーク3が磁気抵抗
効果素子8と重なり検出信号として波形P3の電圧信号を
出力する。そこでさらにd/2づつ3d/2右行する間に同様
にして波形P4、P5及びP6の電圧信号を出力するものであ
る。このうちP1の波高値をV0とすると、P2、P5、P6は±
V0であり、P3、P4は±2V0の波高値となる。
また、ノイズの大きさは最大のものでも磁気検出ヘッド
7の各磁気抵抗効果素子8乃至11のうちの一つだけが磁
気を感じた大きさ、即ちV0程度である。即ち、磁気抵抗
効果素子8と10、9と11が同時にノイズを拾うことは極
めて稀であるから、従って、上記ノイズの波高値はV0
下となる。
従って、P3(又はP4)を原点検出信号とすると、P3(又
はP4)とP1の差、2V0−V0、即ち、V0だけのノイズマー
ジンを確実にとることができる。
更に、出力波形に於けるP3とP4の間隔はマーク設計間隔
dの半分のd/2となり、各ピーク間間隔を総てd/2とな
る。従って、着磁やヘッドの製作上の精度には左右され
にくくなる。
〔発明の効果〕
本発明は叙上の如く構成されるので、本発明にかかる磁
気エンコーダの原点検出装置によるときには、原点検出
信号として常に一定幅で且つ出力レベルが大きくS/N比
が向上した出力パルス信号を得ることができ、原点位置
をスケール磁気マークとの対応関係に於て正確に検出識
別することができる。
なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものではな
い。即ち、例えば、本実施例に於ては、円板状の磁気ス
ケールとしたが、帯状の磁気スケールであっても同様に
構成し得るものである。また、前掲特開昭59-7,213号公
報記載の如き磁気スケールの側面から磁気ヘッドで検出
する形式のものも、例えば円板又は円柱の側周面に、軸
方向と直角方向にスケール磁気マークトラックと原点磁
気マークトラックとを2列に設定する等して同様に構成
し得るものであり、本発明は、本発明の目的の範囲内で
自由に設計変更できるものであって本発明はそれらの総
てを包摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかる磁気エンコーダの磁気スケー
ル部分の構成を示す説明図、第2図は、本発明にかかる
原点マーク検出ヘッドを構成する四個の磁気抵抗効果素
子から成るブリッジ回路の構成及び該ブリッジ回路の四
個の磁気抵抗効果素子の配置と、2個の原点磁気マーク
の配置との関係を示す説明図、第3図は、本発明にかか
る磁気エンコーダの原点検出装置の原点検出波形を示す
説明図である。また、第4図は従来の磁気エンコーダの
円盤状磁気スケールの正面図及び第5図は第4図の磁気
エンコーダの原点検出装置による原点検出波形を示す説
明図である。 1、4……磁気スケール 2、5……スケールマーク 3、6……原点マーク 7……原点マーク検出ヘッド 8、9、10、11……磁気抵抗効果素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクリメンタル型の磁気エンコーダの原
    点信号用トラックに設けた原点を表示する磁気マーク
    (以下、原点マークと云う。)を原点マーク検出ヘッド
    により読み取る磁気エンコーダの原点検出装置に於て、 上記原点マークを間隔dを隔てて2個所に設けると共
    に、d/2の間隔で配列された4個の磁電変換検出素子を
    ブリッジ接続して成る原点マーク検出ヘッドを設けたこ
    とを特徴とする磁気エンコーダの原点検出装置。
JP61022001A 1986-02-05 1986-02-05 磁気エンコ−ダの原点検出装置 Expired - Lifetime JPH0684893B2 (ja)

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JPS62180216A JPS62180216A (ja) 1987-08-07
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS60218025A (ja) * 1984-04-13 1985-10-31 Inoue Japax Res Inc 磁気エンコーダ用磁気ヘッドの製作方法

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