位置检测装置及方法、电子设备、记录装置、和机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测移动体的位置的技术。
【背景技术】
[0002] 现有技术中提出了检测电机的转子等移动体的位置的技术。例如，专利文献1中 披露了在光学式旋转编码器中用受光元件接收透过与电机的旋转联动的圆盘的多个狭缝 的光并根据从受光元件输出的电信号检测电机的旋转角度的构成。通过使用了受光元件输 出的A相的正弦波状信号的振幅值和B相的正弦波状信号的振幅值的运算处理算出电机的 旋转角度。
[0003] 先行技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2004-108774号公报
【发明内容】
[0006] 可是，起因于电机的旋转速度、狭缝的形状的偏差，受光元件输出的电信号的振幅 值（尤其是峰到峰值）会发生变动，在专利文献1的技术中，存在位置检测的精度降低的问 题。考虑以上情况，本发明的目的在于高精度地检测移动体的位置。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明所涉及的位置检测装置利用第一检测信号和第二 检测信号检测移动体的位置，所述第一检测信号和所述第二检测信号与所述移动体的移动 联动地电压值发生变动，并相互具有相位差，所述位置检测装置具备：差分（差）算出部， 算出第一值和第二值，所述第一值是所述第一检测信号的中心电压与所述第一检测信号的 电压值的差分（差），所述第二值是所述第二检测信号的中心电压与所述第二检测信号的 电压值的差分（差）；比率算出部，算出所述第一值的绝对值和所述第二值的绝对值的差分 (差）值相对于所述第一值的绝对值和所述第二值的绝对值的相加值的比率；以及位置指 定部，使用所述比率指定所述移动体的位置。在以上的构成中，利用第一检测信号的中心电 压和第二检测信号的中心电压算出比率，根据比率指定移动体的位置。与检测信号的电压 振幅（尤其是峰到峰值）相比，中心电压具有不易发生误差或变动的趋势。因而，根据本发 明，与利用电信号的电压振幅来指定移动体的位置的构成相比，可以高精度地检测移动体 的位置。需要注意的是，在通过以上的构成所指定的位置中包含例如移动体为旋转体时的 该旋转（转动）体的旋转（转动）位置（旋转角度）。
[0008] 在本发明的优选方式中，还具备：判定所述第一值和所述第二值各自的正负的判 定部，所述位置指定部使用所述第一值和所述第二值的正负的组合以及所述比率指定所述 移动体的位置。在以上方式中，在第一值和第二值的正负组合不同的多个范围中，于与判定 部的判定结果对应的范围内指定与比率相应的位置，因此，与不限定移动体的位置范围的 构成相比，可以高精度地指定移动体的位置。而且，由于根据应用于比率计算的第一值和第 二值的正负指定移动体的位置范围，从而和通过与比率的计算无关的处理指定移动体的位 置范围的构成相比，还具有处理负荷减轻的优点。
[0009] 在本发明的优选方式中，还具备：具有所述移动体的位置与所述比率的对应信息 的存储部，所述位置指定部使用所述比率和所述对应信息指定所述移动体的位置。在以上 方式中，具有能够使用比率和对应信息简便地指定移动体的位置的优点。
[0010] 本发明所涉及的电子设备具备：电机，具有旋转的移动体；以及上述位置检测装 置，检测所述移动体的旋转位置。上述各方式所涉及的位置检测装置和具有移动体的电机 被利用于各种电子设备。具体而言，可例示激光扫描装置、伺服电机、机器人、NC加工机、3D 打印机等作为本发明的电子设备的优选例，然而，本发明的应用范围并不限定于上述例示。 [0011] 本发明所涉及的记录装置具备：电机，具有随着驱动信号的供给而旋转的移动体； 以及上述位置检测装置，检测所述移动体的旋转位置。上述各方式所涉及的位置检测装置 和具有移动体的电机被利用于各种记录装置。具体而言，可例示标签印刷装置（图像记录 装置）、打印机等作为本发明的记录装置的优选例，然而，本发明的应用范围并不限定于上 述例示。
[0012] 本发明所涉及的机器人具备：电机，具有随着驱动信号的供给而旋转的移动体； 以及上述位置检测装置，检测所述移动体的旋转位置。上述各方式所涉及的位置检测装置 和具有移动体的电机被利用于各种机器人。具体而言，可例示垂直多关节机器人、双臂机器 人、其它多轴机器人等作为本发明的机器人的优选例，然而，本发明的应用范围并不限定于 上述例示。
[0013] 上述检测移动体的位置的位置检测装置可作为移动体的位置检测方法来把握。具 体而言，本发明的优选方式所涉及的位置检测方法利用第一检测信号和第二检测信号检测 移动体的位置，所述第一检测信号和所述第二检测信号与所述移动体的移动联动地电压值 发生变动，并相互具有相位差，在所述位置检测方法中：算出第一值和第二值，所述第一值 是所述第一检测信号的中心电压与所述第一检测信号的电压值的差分（差），所述第二值 是所述第二检测信号的中心电压与所述第二检测信号的电压值的差分（差）；算出所述第 一值的绝对值和所述第二值的绝对值的差分（差）值相对于所述第一值的绝对值和所述第 二值的绝对值的相加值的比率；使用所述比率指定所述移动体的位置。根据以上例示的位 置检测方法，实现与本发明的位置检测装置同样的效果。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明实施方式所涉及的驱动控制系统的构成图。
[0015] 图2是第一检测信号SA以及第二检测信号SB的说明图。
[0016] 图3是加减比率指标W的说明图。
[0017] 图4是参照值WREF的说明图。
[0018] 图5是位置指定部28中的参照值WREF的指定的说明图。
[0019] 图6是应用了本发明实施方式所涉及的驱动控制系统的激光扫描装置的简要构 成图。
[0020] 图7是应用了本发明实施方式所涉及的驱动控制系统的机器人的简要构成图。
[0021] 图8是简要示出应用了本发明实施方式所涉及的驱动控制系统的记录装置的构 成例1(图像记录装置）的外观主视图。
[0022] 图9是简要示出应用了本发明实施方式所涉及的驱动控制系统的记录装置的构 成例2 (打印机）的外观主视图。
[0023] 符号说明
[0024] 10……旋转编码器、12……发光部、14……圆盘、16……狭缝、18……受光部、 20……位置检测装置、22……差分（difference)检测部、24……比率算出部、25……存储 部、26……判定部、28……位置指定部、100……图像记录装置、102……送出部、103……处 理部、104……卷绕部、115……头单元、151……记录头、211……打印机、213……送出部、 214......主体部、215......卷绕部、Μ......电机、R......转子、S......片材。
【具体实施方式】
[0025] 参照附图，对本发明实施方式所涉及的驱动控制系统1进行说明。图1是本发明 的优选方式所涉及的电机Μ的驱动控制系统1的构成图。驱动控制系统1构成为包括电机 Μ、旋转编码器10、位置检测装置20、控制电路30和驱动电路40。在本实施方式的驱动控制 系统1中，由位置检测装置20检测电机Μ的位置（旋转（转动）角度），根据检测到的位置 和目标位置调整提供给电机Μ的驱动电压。
[0026] 电机Μ例如是根据规定的驱动电压（脉冲）而动作的步进电机。电机Μ构成为包 括作为移动体的例子的转子（rotor) R。每对线圈提供脉冲，转子R便以规定角度为1步进 行旋转。转子R的旋转（转动）角度（步距角：step angle)根据脉冲数而确定。即，通过 调整提供给转子R的脉冲数，可以将转子R定位于期望的旋转角度。位置检测装置20检测 转子R的位置（旋转角度）X。
[0027] 旋转编码器10输出与转子R的位置相应的检测信号。如图1所例示，旋转编码器 10构成为包括发光部12、圆盘14和受光部18 (18A、18B)。圆盘14的中心被固定于转子R 的旋转轴A，与转子R的旋转联动地旋转。在圆盘14的周缘每隔规定角度便形成有狭缝16。 狭缝16使光透过。发光部12和各受光部18隔着圆盘14而配置于彼此相对的位置。发光 部12例如是LED (Light Emitting Diode :发光二极管）等发光元件，向圆盘14照射光。受 光部18例如是光电二极管（Photo Diode)等受光兀件，输出与受光量相应的电压信号（第 一检