特許 7691510 バックアップ回路を有するエンコーダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-03

(45)【発行日】2025-06-11

(54)【発明の名称】バックアップ回路を有するエンコーダ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/12 20060101AFI20250604BHJP

【ＦＩ】

G01D5/12 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023551008

(86)(22)【出願日】2021-10-01

(86)【国際出願番号】 JP2021036504

(87)【国際公開番号】W WO2023053456

(87)【国際公開日】2023-04-06

【審査請求日】2024-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】戸野 博史

(72)【発明者】

【氏名】近藤 洋平

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１４５２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５７６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２７１６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８７９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００２０４２１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部電源とバックアップ用外部バッテリとが接続可能なコネクタを有するエンコーダであって、
前記外部電源からの電力の供給がないときに駆動されるバックアップ回路と、
バックアップ用内部バッテリと、
前記外部電源からの電力の供給がないときにおいて前記バックアップ回路を駆動するための電力の供給元を、前記バックアップ用内部バッテリの電圧に応じて、前記バックアップ用内部バッテリと前記バックアップ用外部バッテリとの間で選択的に切り替える電源切替回路と、
を備え、
前記電源切替回路は、
前記外部電源からの電力の供給がなくなったときにおいて、前記バックアップ回路を駆動するための電力を、前記バックアップ用内部バッテリの電圧が第１の閾値よりも高い場合は前記バックアップ用内部バッテリから供給し、前記バックアップ用内部バッテリの電圧が前記第１の閾値よりも低い場合は前記バックアップ用外部バッテリから供給し、
前記バックアップ回路を駆動するための電力を前記バックアップ用内部バッテリから供給しているときにおいて、前記バックアップ用内部バッテリの電圧が、第２の閾値よりも低くなった場合は、前記バックアップ回路を駆動するための電力を、前記バックアップ用外部バッテリから供給し、
前記バックアップ用内部バッテリの電圧が前記第２の閾値よりも低くなったことにより前記バックアップ回路を駆動するための電力を前記バックアップ用外部バッテリから供給しているときにおいて、前記バックアップ用外部バッテリの電圧が、第３の閾値よりも低くなった場合は、前記バックアップ回路を駆動するための電力を、前記バックアップ用内部バッテリから供給する、エンコーダ。

【請求項2】

前記バックアップ用内部バッテリは、二次電池である、請求項１に記載のエンコーダ。

【請求項3】

前記二次電池は、全固体電池である、請求項２に記載のエンコーダ。

【請求項4】

回転体の回転位置検出を行う位置検出回路を備え、
前記バックアップ回路は、前記外部電源からの電力の供給がないときにおいて、前記外部電源からの電力よりも少ない電力にて前記位置検出回路に前記回転体の回転位置検出を行わせる回路である、請求項１～３のいずれか一項に記載のエンコーダ。

【請求項5】

回転体の回転位置検出を行う位置検出回路を備え、
前記バックアップ回路は、前記外部電源からの電力の供給がないときにおいて、バックアップ動作用のクロックにて前記位置検出回路を間歇動作させる、請求項１～４のいずれか一項に記載のエンコーダ。

【請求項6】

前記位置検出回路は、ＬＥＤと、前記回転体の回転軸が取り付けられる回転スリットと、受光素子とを備え、
前記バックアップ回路は、前記電源切替回路から駆動電力の供給を受けるバックアップ用クロックと、ＬＳＩと、コンパレータとを備える、請求項５に記載のエンコーダ。

【請求項7】

前記バックアップ用クロックは、前記バックアップ回路に前記外部電源からの電力の供給がない間は、前記ＬＳＩにて指定された間歇駆動のためのクロック周波数に基づき前記ＬＳＩを間歇駆動させ、
間歇駆動される前記ＬＳＩの制御によりＬＥＤが間歇点灯し、
間歇点灯する前記ＬＥＤからの光は、前記回転スリットの回転に応じて前記回転スリットにて透過または遮断され、間歇点灯する前記ＬＥＤから発せられた光のうち、前記回転スリットを透過した光は、前記受光素子にて受光され、
前記受光素子は、受光した光の強度に応じた振幅を有するアナログ電気信号に変換して出力し、
前記コンパレータは、前記受光素子から出力された前記アナログ電気信号をディジタル電気信号に変換する、請求項６に記載のエンコーダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バックアップ回路を有するエンコーダに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械やロボットなどに設けられるモータの回転軸やロボットの可動部などの回転体の回転位置情報を検出するために、エンコーダが用いられる。エンコーダ（例えばアブソリュートエンコーダ）では、当該エンコーダが設けられた機械の主電源がオンの間に当該主電源から駆動電力の供給を受けて高精度の回転位置検出を行う主回路の他に、主電源がオフの間にも低消費電力にて回転位置検出が可能なバックアップ回路が設けられる。主電源がオフの間は、主電源とは別のバックアップ用外部バッテリから駆動電力の供給を受けてバックアップ回路を動作させ、主電源がオフの間であっても外力により回転体が回転したときの回転位置情報を検出することで、当該機械の原点情報が消失することを防いでいる。このようなバックアップ用外部バッテリから駆動電力の供給を受けてバックアップ回路を動作させるエンコーダは、「バッテリバックアップ式エンコーダ」と称されることがある。

【0003】

また、エンコーダと、当該エンコーダが設けられる機械の主電源及びバックアップ用外部バッテリとは、コネクタを介して接続される。機械の保守の際にエンコーダから主電源及びバックアップ用外部電源が取り外されている間は、エンコーダ内のバックアップ回路に電力を供給する手段がなくなる。この間、外力により回転する回転体の回転位置情報を検出できないと当該エンコーダが設けられる機械の原点情報が消失してしまう。このため、エンコーダから主電源及びバックアップ用外部電源が取り外されている間もバックアップ回路を動作させるために、エンコーダ内にはバックアップ回路用の内部電源として電気二重層キャパシタが設けられる。バックアップ用の電気二重層キャパシタは、当該エンコーダが設けられた主電源がオンの間に充電され、エンコーダから主電源及びバックアップ用外部電源が取り外されている間も、電気二重層キャパシタに蓄電された電力によるバックアップ回路の動作を短時間ではあるが可能としている。

【0004】

例えば、歩行ロボットの関節の回動位置を検出するエンコーダの出力信号を記憶する記憶手段に主電源とバックアップ電源とを供給する電源装置において、前記歩行ロボットにそれぞれ搭載された主バッテリおよび予備バッテリと、前記主電源の供給回路に前記主バッテリを接続するとともにその主バッテリ側への電流の逆流を防止する第１のダイオードと、前記バックアップ電源の供給回路にバックアップ回路を接続するとともにそのバックアップ回路側への電流の逆流を防止する第２のダイオードと、前記第２のダイオードの出力電圧が前記第１のダイオードの出力電圧より低くなるように調整するバックアップ用コンバータと、前記バックアップ回路に前記主バッテリを接続するとともにその主バッテリ側への電流の逆流を防止する第３のダイオードと、前記バックアップ回路に前記予備バッテリを接続するとともにその予備バッテリ側への電流の逆流を防止する第４のダイオードと、前記第４のダイオードの出力電圧が前記第３のダイオードの出力電圧より低くなるように調整するバッテリ用コンバータと、を具えてなる、歩行ロボットの関節エンコーダ用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0005】

例えば、被測定物の変位量を測定するエンコーダ本体と、このエンコーダ本体に電源を供給する主電源遮断時にバックアップ用電源を供給するバックアップ電源とを有し、前記バックアップ電源の主バッテリー交換時に、この主バッテリーに代わってバックアップ用電源を供給する補助電源を前記エンコーダ本体外部に有するエンコーダ装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－２２３９８５号公報

【文献】特開２００５－２２１４７６号号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

バッテリバックアップ式のエンコーダにおいては、当該エンコーダが設けられた主電源がオフの間に、バックアップ用外部バッテリからバックアップ回路に電力が供給される。エンコーダが設けられた機械は、例えば毎週末の２日程度などといったように比較的長時間にわたって主電源がオフされることがあり、バックアップ用外部バッテリによる電力供給時間は長く、このためバックアップ用外部バッテリの消耗（劣化）も早い。バックアップ用外部バッテリが消耗した場合には、新しいバックアップ用外部バッテリに交換する必要がある。バックアップ用外部バッテリの価格は高く、また、バックアップ用外部バッテリの交換作業も手間がかかる。したがって、バッテリバックアップ式のエンコーダにおいては、バックアップ用外部バッテリの交換頻度を低減する技術の開発が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様によれば、外部電源とバックアップ用外部バッテリとが接続可能なコネクタを有するエンコーダは、外部電源からの電力の供給がないときに駆動されるバックアップ回路と、バックアップ用内部バッテリと、外部電源からの電力の供給がないときにおいてバックアップ回路を駆動するための電力の供給元を、バックアップ用内部バッテリの電圧に応じて、バックアップ用内部バッテリとバックアップ用外部バッテリとの間で選択的に切り替える電源切替回路と、を備え、電源切替回路は、外部電源からの電力の供給がなくなったときにおいて、バックアップ回路を駆動するための電力を、バックアップ用内部バッテリの電圧が第１の閾値よりも高い場合はバックアップ用内部バッテリから供給し、バックアップ用内部バッテリの電圧が第１の閾値よりも低い場合はバックアップ用外部バッテリから供給し、バックアップ回路を駆動するための電力をバックアップ用内部バッテリから供給しているときにおいて、バックアップ用内部バッテリの電圧が、第２の閾値よりも低くなった場合は、バックアップ回路を駆動するための電力を、バックアップ用外部バッテリから供給し、バックアップ用内部バッテリの電圧が第２の閾値よりも低くなったことによりバックアップ回路を駆動するための電力をバックアップ用外部バッテリから供給しているときにおいて、バックアップ用外部バッテリの電圧が、第３の閾値よりも低くなった場合は、バックアップ回路を駆動するための電力を、バックアップ用内部バッテリから供給する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様によれば、バッテリバックアップ式のエンコーダにおいて、バックアップ用外部バッテリの交換頻度を低減することができ、保守性及び経済性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施形態によるエンコーダを示すブロック図である。

【図2】本開示の一実施形態によるエンコーダ内に設けられるバックアップ回路を示すブロック図である。

【図3】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作フローを示すフローチャートである。

【図4】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その１）である。

【図5】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その２）である。

【図6】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その３）である。

【図7】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その４）である。

【図8】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その５）である。

【図9】本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その６）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下図面を参照して、バックアップ回路を有するエンコーダについて説明する。各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。図示される形態は実施をするための１つの例であり、これらの形態に限定されるものではない。

【0012】

本開示の一実施形態によるエンコーダは、例えば工作機械やロボットなどに設けられるモータの回転軸やロボットの可動部などの回転体に取り付けられ、回転体の回転位置（回転角度）や回転速度などの回転位置情報を生成する。本開示の一実施形態によるエンコーダは、光学式であってもよく、磁気式であってもよい。

【0013】

図１は、本開示の一実施形態によるエンコーダを示すブロック図である。

【0014】

本開示の一実施形態によるエンコーダ１は、バックアップ回路１１と、バックアップ用内部バッテリ１２と、電源切替回路１３と、位置検出回路１４と、コネクタ１５と、電圧生成回路１６と、電圧比較器１７と、充電回路１８と、主回路１９とを備える。

【0015】

外部電源２及びバックアップ用外部バッテリ３には、ケーブル２０が接続されている。ケーブル２０は、外部電源２の電力をエンコーダ１内の主回路１９、充電回路１８及び電源切替回路１３に供給するための第１の電流経路２０－１と、バックアップ用外部バッテリ３の電力をエンコーダ１内の電圧生成回路１６に供給するための第２の電流経路２０－２とを有する。第１の電流経路２０－１と第２の電流経路２０－２とは電気的に独立しているが、これらは同一のケーブル２０内に設けられる。

【0016】

ケーブル２０がコネクタ１５に接続されることで、エンコーダ１と外部電源２及びバックアップ用外部バッテリ３とが電気的に接続される。ケーブル２０がコネクタ１５から取り外されると、エンコーダ１と外部電源２及びバックアップ用外部バッテリ３の両方との電気的接続が断たれる。

【0017】

外部電源２は、エンコーダ１が設けられた機械の主電源であり、適用される機械によっては制御電源と称されることもある。外部電源２の例としては、例えばエンコーダ１が設けられたモータを駆動するためのサーボアンプの主電源、あるいは、エンコーダ１が設けられたモータを有する工作機械の数値制御装置の主電源などがある。サーボアンプや数値制御装置内にはバックアップ用外部バッテリ３の電力をエンコーダ１内の電圧生成回路１６に供給するための第２の電流経路２０－２が通っている。なお、外部電源２が出力する電圧としては、例えば５Ｖなどがあるが、これ以外の大きさの電圧であってもよい。ケーブル２０がコネクタ１５に接続されかつ外部電源２のオンの間は、高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせる主回路１９を動作させるための駆動電力が、外部電源２からコネクタ１５を介して供給される。

【0018】

バックアップ用外部バッテリ３は、エンコーダ１の外部に設けられたバッテリであり、例えば一次電池にて構成される。バックアップ用外部バッテリ３が出力する電圧としては、例えば６Ｖなどがある。バックアップ用外部バッテリ３がコネクタ１５に接続されかつ外部電源２がオフの間において、特に所定の要件を満たす場合に、簡易的な回転位置検出を位置検出回路１４に行わせるバックアップ回路１１を動作させるための駆動電力が、バックアップ用外部バッテリ３からコネクタ１５を介して供給される。バックアップ用外部バッテリ３がバックアップ回路１１に駆動電力を供給する要件の詳細については後述する。

【0019】

バックアップ回路１１は、外部電源２からの電力の供給がないとき、すなわち外部電源２がオフのときまたはケーブル２０がコネクタ１５から取り外されているときに駆動される。

【0020】

図２は、本開示の一実施形態によるエンコーダ内に設けられるバックアップ回路を示すブロック図である。

【0021】

図２では、一例としてエンコーダ１が透過型光学式エンコーダとして構成される場合を示しており、この場合、位置検出回路１４は、ＬＥＤ（発光ダイオード）３１と、回転体の回転軸が取り付けられる回転スリット３２と、フォトダイオードからなる受光素子３３とを備える。回転体の回転に応じて回転スリット３２が回転する。ＬＥＤ３１から発生した光は、回転スリット３２の回転に応じて回転スリット３２にて透過または遮断される。ＬＥＤ３１から発せられた光のうち、回転スリット３２を透過した光は、受光素子３３にて受光される。受光素子３３は、受光した光の強度に応じた振幅を有するアナログ電気信号に変換して出力する。なお、ここでは図示しないが、エンコーダ１が反射型光学式のエンコーダとして構成される場合は、ＬＥＤと受光素子とが同一の平面上に配置され、ＬＥＤ及び受光素子の上部にコードホイールが設けられる。また、ここでは図示しないが、エンコーダ１が磁気式のエンコーダとして構成される場合には、回転体の回転軸が取り付けられるセンサギアと、磁石および当該磁石が発生する磁界を電気信号に変換する磁気センサが設けられたセンサヘッドとが設けられる。

【0022】

コネクタ１５に接続された外部電源２がオンの間は、高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせる主回路１９を動作させるための駆動電力が、外部電源２からコネクタ１５を介して供給される。主回路１９には、ＬＥＤ３１を常時点灯させる制御部、及び受光素子３３から出力されたアナログ電気信号をアナログ－ディジタル変換してディジタル電気信号を出力するＡＤコンバータなどが設けられる。

【0023】

外部電源２からの電力の供給がない間、すなわちコネクタ１５に接続された外部電源２がオフの間またはケーブル２０がコネクタに接続されていない間に、外力により回転体が回転したとき、エンコーダ１が設けられた機械の原点情報が消失しないようにするためには位置検出回路１４による位置検出処理を継続する必要がある。バックアップ回路１１は、外部電源２からの電力の供給がないときにおいて、外部電源２からの電力よりも少ない電力にて位置検出回路１４に簡易的な回転体の回転位置検出を行わせる回路であり、バックアップ動作用のクロックにて位置検出回路１４を間歇動作させるためのものである。

【0024】

バックアップ回路１１は、電源ＩＣからなるバックアップ用クロック２１と、ＬＳＩ（大規模集積回路）２２と、コンパレータ２３とを備える。バックアップ用クロック２１は、回転スリット３２が高速で回転している時もミスカウントしないようにクロック周波数をいくつか選択できるようになっている。バックアップ用クロック２１は、電源切替回路１３から駆動電力の供給を受け、ＬＳＩ２２にて指定された間歇駆動のためのクロック周波数に基づきＬＳＩ２２を間歇駆動させる。外部電源２がコネクタ１５に接続されかつ外部電源２のオンの間はＬＥＤ３１は常時点灯するが、バックアップ回路１１が動作する間（すなわち外部電源２からの電力の供給がない間）はＬＳＩ２２の制御によりＬＥＤ３１が間歇点灯する。間歇点灯するＬＥＤ３１からの光は、回転スリット３２の回転に応じて回転スリット３２にて透過または遮断される。間歇点灯するＬＥＤ３１から発せられた光のうち、回転スリット３２を透過した光は、受光素子３３にて受光される。受光素子３３は、受光した光の強度に応じた振幅を有するアナログ電気信号に変換して出力する。コンパレータは、受光素子３３から出力されたアナログ電気信号をディジタル電気信号に変換する。ＬＥＤ３１の間歇点灯及びコンパレータ２３によるディジタル信号の生成は、ＬＥＤ３１の常時点灯及びＡＤコンバータによるアナログ－ディジタル変換に比べて、低消費電力である。このように、外部電源２からの電力の供給がないときにおいては、低消費電力でバックアップ回路１１が動作することで、位置検出回路１４に対して簡易的な回転体の回転位置検出を行わせる。

【0025】

バックアップ回路１１の駆動電力は、バックアップ用内部バッテリ１２またはバックアップ用外部バッテリ３により供給される。

【0026】

バックアップ用内部バッテリ１２は、充電により繰り返し使用することができる二次電池にて構成される。バックアップ用内部バッテリ１２の例としては、例えば、全固体電池、リチウムイオン電池、及びニッケルカドミウム電池などがある。特に全固体電池は、エンコーダ１内のプリント基板への実装が可能であり、また内部に電解液が存在しないことから安全性及び信頼性が高いので、バックアップ用内部バッテリ１２として好適である。外部電源２がコネクタ１５に接続されかつ外部電源２のオンの間は、コネクタ１５を介して外部電源２から供給された電力は充電回路１８に入力され、充電回路１８は、バックアップ用内部バッテリ１２を充電する。また、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は電圧比較器１７にも入力される。

【0027】

電圧生成回路１６は、コネクタ１５を介してバックアップ用外部バッテリ３から供給された電圧を任意の値に降圧して出力する。電圧生成回路１６が電圧を出力するのはバックアップ用外部バッテリ３がコネクタ１５に接続されているときであり、バックアップ用外部バッテリ３がコネクタ１５に接続されていないときは電圧生成回路１６が電圧を出力しない。バックアップ用外部バッテリ３が出力する電圧が例えば６Ｖである場合に、電圧生成回路１６は例えば４Ｖに降圧して出力する。電圧生成回路１６から出力される電圧は、電源切替回路１３に入力されるとともに、電圧比較器１７における比較処理に用いられる。

【0028】

電源切替回路１３は、外部電源２からの電力の供給がないときにおいてバックアップ回路１１を駆動するための電力の供給元を、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧に応じて、バックアップ用内部バッテリ１２とバックアップ用外部バッテリ３との間で選択的に切り替える。

【0029】

電圧比較器１７は、外部電源２からの電力の供給がないときにおいて、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧と第１の閾値とを比較する。第１の閾値は、バックアップ用内部バッテリ１２が十分に充電されているか否かを判定するために用いられるものである。本開示の一実施形態では、第１の閾値は、例えば電圧生成回路１６から出力される電圧に設定される。従来は、外部電源及びバックアップ用外部バッテリがエンコーダに接続されている場合において、外部電源がオンのときにバックアップ用外部バッテリが消費されることを防ぐために電圧生成回路でバックアップ用外部バッテリから供給された電圧を降圧していた。これに対し、本開示の一実施形態では、電圧生成回路１６にて降圧されて出力される電圧を、バックアップ用内部バッテリ１２が十分に充電されているか否かを判定するための第１の閾値として用いる。なお、この代替例として、第１の閾値を、固定値に設定してもよく、この場合は固定値である第１の閾値を書き換え可能な記憶部（図示せず）に記憶すれば、第１の閾値を一旦設定した後であっても、必要に応じて適切な値に変更することもできる。

【0030】

電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。電圧比較器１７による判定結果を受信した電源切替回路１３は、外部電源２からの電力の供給がなくなったときにおいて、バックアップ回路１１を駆動するための電力を、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第１の閾値よりも高い場合（例えば第１の閾値以上の場合）はバックアップ用内部バッテリ１２から供給し、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第１の閾値よりも低い場合（例えば第１の閾値未満の場合）はバックアップ用外部バッテリ３から供給するよう動作する。このように電源切替回路１３が動作することにより、外部電源２からの電力の供給がなくなったときにおいて、バックアップ用内部バッテリ１２が十分に充電されている場合はバックアップ用内部バッテリ１２が選択されてバックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動され、バックアップ用内部バッテリ１２が十分に充電されていない場合はバックアップ用外部バッテリ３が選択されてバックアップ用外部バッテリ３によりバックアップ回路１１が駆動される。本開示の一実施形態によれば、外部電源２からの電力の供給がなくなったときにおいてバックアップ用内部バッテリ１２が十分に充電されている場合は、バックアップ用外部バッテリ３ではなくバックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動されるので、バックアップ用外部バッテリ３による電力供給時間を短くすることができ、バックアップ用外部バッテリの消耗（劣化）を抑制することができる。すなわち、バッテリバックアップ式のエンコーダにおいて、バックアップ用外部バッテリの交換頻度を低減することができ、保守性及び経済性が向上する。

【0031】

外部電源２からの電力の供給がないときにバックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動していると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していく。そこで、電圧比較器１７は、外部電源２からの電力の供給がないときにバックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動しているときにおいて、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧と第２の閾値とを比較する。第２の閾値は、バックアップ用外部バッテリ３の交換作業時や、ケーブル２０が断線あるいはコネクタ１５から外れた際に、バックアップ用内部バッテリ１２を原点情報の消失を防ぐための非常用電源として用いるために、短時間のバックアップが可能な電力を残すためのものである。第２の閾値は、バックアップ用内部バッテリ１２として使用するバッテリの放電特性に応じて任意の値に設定される。第２の閾値は、記憶部（図示せず）に記憶されるが、その記憶部を書き換え可能なものとすることで第２の閾値を一旦設定した後であっても必要に応じて適切な値に変更することもできる。

【0032】

電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。電圧比較器１７による判定結果を受信した電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動するための電力をバックアップ用内部バッテリ１２から供給しているときにおいて、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が、第２の閾値よりも低くなった場合（例えば第２の閾値未満の場合）は、バックアップ回路１１を駆動するための電力を、バックアップ用外部バッテリ３から供給するよう切り替える。このように電源切替回路１３が動作することにより、外部電源２からの電力の供給がないときにバックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動しているときにおいて、バックアップ用内部バッテリ１２が十分に充電されていない場合はバックアップ用外部バッテリ３が選択されてバックアップ用外部バッテリ３によりバックアップ回路１１が駆動される。なお、上述したように、バックアップ用内部バッテリ１２は、外部電源２がコネクタ１５に接続されかつ外部電源２のオンの間に充電される。

【0033】

このように、本開示の一実施形態では、外部電源２からの電力の供給がないときにバックアップ用外部バッテリ３によりバックアップ回路１１が駆動するのは、バックアップ回路１１を駆動するための電力をバックアップ用内部バッテリ１２から供給しているときにおいてバックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値よりも低くなった場合に限られる。ただし、外部電源２からの電力の供給がないときにバックアップ用外部バッテリ３によりバックアップ回路１１が駆動している場合においては、バックアップ用外部バッテリ３の電圧が低下して、バックアップ回路１１を駆動することができる最低電圧を下回る可能性がある。また、外部電源２からの電力の供給がないときにバックアップ用外部バッテリ３によりバックアップ回路１１が駆動している場合において、機械の保守の際にコネクタ１５からバックアップ用外部バッテリ３が取り外されることもある。これらの場合には、バックアップ回路１１を駆動するための電力の供給元を、バックアップ用外部バッテリ３からバックアップ用内部バッテリ１２に切り替える必要がある。そこで、電圧比較器１７は、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値よりも低くなったことによりバックアップ回路１１を駆動するための電力をバックアップ用外部バッテリ３から供給しているときにおいて、バックアップ用外部バッテリ３の電圧と第３の閾値とを比較する。第３の閾値は、バックアップ用外部バッテリ３がバックアップ維持に必要な電圧を保てているかを監視するために設けられるものである。ＬＳＩ２２の駆動に必要な電圧が供給できなくなるとＬＳＩ２２は誤動作を起こし、原点情報が消失してしまうので、第３の閾値を設けてバックアップ用外部バッテリ３の電圧を監視する。第３の閾値は、例えばバックアップ回路１１を駆動することができる最低電圧（例えば３．５Ｖ）よりもマージンを取って若干大きい値（例えば３．７Ｖ）に設定される。第３の閾値は、記憶部（図示せず）に記憶されるが、その記憶部を書き換え可能なものとすることで第３の閾値を一旦設定した後であっても必要に応じて適切な値に変更することもできる。

【0034】

電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。電圧比較器１７による判定結果を受信した電源切替回路１３は、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値よりも低くなったことによりバックアップ回路１１を駆動するための電力をバックアップ用外部バッテリ３から供給しているときにおいて、バックアップ用外部バッテリ３の電圧が、第３の閾値よりも低くなった場合（例えば第３の閾値未満の場合）は、バックアップ回路を駆動するための電力を、バックアップ用内部バッテリ１２から供給するよう切り替える。このように電源切替回路１３が動作することにより、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値よりも低くなったことによりバックアップ回路１１を駆動するための電力をバックアップ用外部バッテリ３から供給しているときにおいて、機械の保守など何らかの理由でコネクタ１５からバックアップ用外部バッテリ３が取り外されたとき、バックアップ回路１１を駆動するための電力の供給元をバックアップ用内部バッテリ１２に切り替えてバックアップ回路１１が駆動される。

【0035】

図３は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作フローを示すフローチャートである。

【0036】

コネクタ１５に接続された外部電源２がオンの間は、外部電源２からの電力がコネクタ１５を介して、主回路１９、充電回路１８、電源切替回路１３に供給される。主回路１９は、高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせる。充電回路１８は、バックアップ用内部バッテリ１２を充電する。

【0037】

外部電源２からエンコーダ１への電力の供給がなくなると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始する。

【0038】

ステップＳ１０１において、電圧比較器１７は、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧と第１の閾値とを比較し、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第１の閾値以上であるか否かを判定する。電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第１の閾値以上の場合はステップＳ１０２へ進み、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第１の閾値未満の場合はステップＳ１０４へ進む。

【0039】

ステップＳ１０２において、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動するための電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択する。バックアップ回路は、バックアップ用内部バッテリ１２から供給される電力に基づき、位置検出回路１４に対して低消費電力で簡易的な回転体の回転位置検出を行わせる。

【0040】

バックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動していると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していく。ステップＳ１０３において、電圧比較器１７は、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧と第２の閾値とを比較し、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値未満であるか否かを判定する。電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値未満の場合はステップＳ１０４へ進む。

【0041】

ステップＳ１０４において、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動するための電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択する。バックアップ回路は、バックアップ用外部バッテリ３から供給される電力に基づき、位置検出回路１４に対して低消費電力で簡易的な回転体の回転位置検出を行わせる。

【0042】

ステップＳ１０５において、電圧比較器１７は、バックアップ用外部バッテリ３の電圧と第３の閾値とを比較し、バックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値未満であるか否かを判定する。電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。バックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値未満の場合はステップＳ１０６へ進む。

【0043】

ステップＳ１０６において、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動するための電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択する。バックアップ回路は、バックアップ用内部バッテリ１２から供給される電力に基づき、位置検出回路１４に対して低消費電力で簡易的な回転体の回転位置検出を行わせる。なお、ステップＳ１０５においてバックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値未満と判定された場合はステップＳ１０６においてバックアップ用内部バッテリ１２によりバックアップ回路１１が駆動されているので、バックアップ用外部バッテリ３を交換したり、外部電源２をコネクタ１５から取り外した保守を行うことも可能である。

【0044】

ステップＳ１０７において、電圧比較器１７は、バックアップ用外部バッテリ３の電圧と第３の閾値とを比較し、バックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値以上であるか否かを判定する。電圧比較器１７による判定結果は電源切替回路１３に送信される。バックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値以上の場合はステップＳ１０４へ戻る。

【0045】

なお、ステップＳ１０１～Ｓ１０７のバックアップ動作期間中において、コネクタ１５に接続されている外部電源２がオンした場合には、バックアップ回路１１によるバックアップ動作は終了し、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。

【0046】

続いて、本開示の一実施形態によるエンコーダ１の具体的な動作例についていくつか列記する。

【0047】

図４は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その１）である。

【0048】

時刻ｔ₁でコネクタ１５に接続された外部電源がオンされると、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、満充電の状態となる。時刻ｔ₂で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₂の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。バックアップ回路１１がバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₃でバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第２の閾値を下回ると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択し、時刻ｔ₃以降はバックアップ回路１１はバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０４）。バックアップ回路１１がバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₄でバックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値を下回ると（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、時刻ｔ₄以降はバックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。時刻ｔ₅で外部電源２がオンすると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作は終了し、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、満充電の状態となる。時刻ｔ₆で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₆での時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。

【0049】

図５は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その２）である。

【0050】

時刻ｔ₁でコネクタ１５に接続された外部電源がオンされると、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、バックアップ用内部バッテリ１２が満充電となる前の時刻ｔ₂で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₂の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。バックアップ回路１１がバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₃でバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第２の閾値を下回ると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択し、時刻ｔ₃以降はバックアップ回路１１はバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０４）。バックアップ回路１１がバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₄でバックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値を下回ると（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、時刻ｔ₄以降はバックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。時刻ｔ₅で外部電源２がオンすると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作は終了し、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２は徐々に上昇するが、バックアップ用内部バッテリ１２が満充電となる前の時刻ｔ₆で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始される。時刻ｔ₆の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値未満であるので（ステップＳ１０１のＮｏ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択するが（ステップＳ１０４）、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は第３の閾値未満であるので（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し直し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。

【0051】

図６は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その３）である。

【0052】

時刻ｔ₁でコネクタ１５に接続された外部電源がオンされると、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇していき、バックアップ用内部バッテリ１２が第１の閾値を超える前の時刻ｔ₂で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₂の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値未満であるので（ステップＳ１０１のＮｏ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０４）。バックアップ回路１１がバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₃でバックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値を下回ると（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、時刻ｔ₃以降はバックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。バックアップ回路１１がバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は徐々に低下していくが、時刻ｔ₄で外部電源２がオンすると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作は終了し、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２は徐々に上昇してバックアップ用内部バッテリ１２が第１の閾値を超えた後の時刻ｔ₅で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始される。時刻ｔ₅の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。

【0053】

図７は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その４）である。この例ではバックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値を常に下回っているとする。

【0054】

時刻ｔ₁でコネクタ１５に接続された外部電源がオンされると、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、満充電の状態となる。時刻ｔ₂で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₂の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。バックアップ回路１１がバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していく。時刻ｔ₃でバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第２の閾値を下回り（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択するが（ステップＳ１０４）、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は第３の閾値未満であるので（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し直し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。時刻ｔ₄に外部電源２がオンすると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作は終了し、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、時刻ｔ₅で外部電源がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₅の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。

【0055】

図８は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その５）である。

【0056】

時刻ｔ₁でコネクタ１５に接続された外部電源２がオンされると、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、満充電の状態となる。時刻ｔ₂でケーブル２０がコネクタ１５から取り外されると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₂の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。バックアップ回路１１がバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していく。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値を下回る前の時刻ｔ₃でケーブル２０がコネクタ１５に接続され、さらに時刻ｔ₄でバックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値を下回ると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択し、時刻ｔ₄以降はバックアップ回路１１はバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０４）。バックアップ回路１１がバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₅でバックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値を下回ると（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、時刻ｔ₅以降はバックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。

【0057】

図９は、本開示の一実施形態によるエンコーダの動作のタイミングチャートを例示する図（その６）である。

【0058】

時刻ｔ₁でコネクタ１５に接続された外部電源２がオンされると、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に上昇して第１の閾値を超えた後、満充電の状態となる。時刻ｔ₂で外部電源２がオフされると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作が開始され、また時刻ｔ₂の時点ではバックアップ用内部バッテリ１２の電圧は第１の閾値以上であるので（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０２）。バックアップ回路１１がバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用内部バッテリ１２の電圧は徐々に低下していく。時刻ｔ₃でバックアップ用内部バッテリ１２の電圧が第２の閾値を下回ると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択し、時刻ｔ₃以降はバックアップ回路１１はバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０４）。バックアップ回路１１がバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動されると、バックアップ用外部バッテリ３の電圧は徐々に低下していき、時刻ｔ₄でケーブル２０をコネクタ１５から取り外し、例えばエンコーダ１が接続された機械に対して何らかの保守作業を行い、バックアップ用外部バッテリ３の電圧が第３の閾値を下回ると（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、その時点で電源切替回路１３はバックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用内部バッテリ１２を選択し、時刻ｔ₄以降はバックアップ回路１１はバックアップ用内部バッテリ１２から供給された電力にて駆動される（ステップＳ１０６）。さらに時刻ｔ₅でケーブル２０をコネクタ１５に接続すると、時刻ｔ₅でバックアップ用外部バッテリ３の電圧は第２の閾値を上回っているので（ステップＳ１０７のＮｏ）、電源切替回路１３は、バックアップ回路１１を駆動する電力の供給元としてバックアップ用外部バッテリ３を選択し、バックアップ回路１１はバックアップ用外部バッテリ３から供給された電力にて駆動する（ステップＳ１０４）。時刻ｔ₆で外部電源２がオンすると、バックアップ回路１１によるバックアップ動作は終了し、外部電源２から供給される電力に基づき、主回路１９は高精度の回転位置検出を位置検出回路１４に行わせ、充電回路１８はバックアップ用内部バッテリ１２を充電する。

【0059】

このように、本開示の一実施形態によれば、外部電源２からの電力の供給がないときに実行されるバックアップ回路１１によるバックアップ動作を行うための駆動電力の供給元を、可能な限りバックアップ用内部バッテリ１２をバックアップ用外部バッテリ３より優先して選択することで、バックアップ用外部バッテリ３による電力供給時間を短くする。また、また、バックアップ用内部バッテリ１２を二次電池にて構成することで、コネクタ１５を介して外部電源２から供給される電力にて充電可能とする。これにより、バッテリバックアップ式のエンコーダにおいて、バックアップ用外部バッテリの消耗（劣化）を抑制しバックアップ用外部バッテリの交換頻度を低減することができるので、保守性及び経済性が向上する。

【0060】

以上説明したエンコーダ１内には、演算処理装置（プロセッサ）が設けられる。演算処理装置としては、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰなどがある。バックアップ回路１１、電源切替回路１３、電圧生成回路１６、電圧比較器１７、及び主回路１９は、アナログ回路と演算処理装置との組み合わせで構成されてもよく、あるいは演算処理装置のみで構成されてもよく、あるいはアナログ回路のみで構成されてもよい。バックアップ回路１１、電源切替回路１３、電圧生成回路１６、電圧比較器１７、及び主回路１９を構成し得る演算処理装置には、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰなどがある。例えば、バックアップ回路１１、電源切替回路１３、電圧生成回路１６、電圧比較器１７、及び主回路１９をソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、演算処理装置をこのソフトウェアプログラムに従って動作させることで、バックアップ回路１１、電源切替回路１３、電圧生成回路１６、電圧比較器１７、及び主回路１９の機能を実現することができる。またあるいは、バックアップ回路１１、電源切替回路１３、電圧生成回路１６、電圧比較器１７、及び主回路１９の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路または記憶媒体を構築してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ エンコーダ
２ 外部電源
３ バックアップ用外部バッテリ
１１ バックアップ回路
１２ バックアップ用内部バッテリ
１３ 電源切替回路
１４ 位置検出回路
１５ コネクタ
１６ 電圧生成回路
１７ 電圧比較器
１８ 充電回路
１９ 主回路
２０ ケーブル
２０－１ 第１の電流経路
２０－２ 第２の電流経路
２１ バックアップ用クロック
２２ ＬＳＩ
２３ コンパレータ
３１ ＬＥＤ
３２ 回転スリット
３３ 受光素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】