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JP3271633B2 - 位置検出回路 - Google Patents

位置検出回路

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JP3271633B2
JP3271633B2 JP12532793A JP12532793A JP3271633B2 JP 3271633 B2 JP3271633 B2 JP 3271633B2 JP 12532793 A JP12532793 A JP 12532793A JP 12532793 A JP12532793 A JP 12532793A JP 3271633 B2 JP3271633 B2 JP 3271633B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位置検出回路に関し、
特に、磁気パターンが記録されたスケール部と、該スケ
ール部に沿って移動して磁気パターンを検出する磁気抵
抗効果素子から成る検出部（磁気ヘッド）とから構成さ
れるリニアエンコーダにより、磁気ヘッドを搭載する例
えばキャリッジ（例えばシリアルプリンタ装置の印字ヘ
ッドを搭載しているキャリッジ）の位置を検出する位置
検出回路に関する。本発明の位置検出回路は前述のよう
なキャリッジの位置検出に適用することが好ましいの
で、従来用いられているキャリッジの位置検出回路の改
良に関連して説明するが、本発明は特にそれに限定され
るものではない。
【０００２】
【従来の技術】図５はシリアルプリンタのキャリッジの
位置検出回路の従来例である。図中１、２は磁気記録媒
体（図示せず）に施された磁気パターンを読み取るＭＲ
素子（磁気抵抗効果素子）であり、オペアンプ３、４と
トランジスタ５、６により定電流が供給されるようにな
っている。７は初段の差動増幅器で、ＭＲ素子１、２の
出力の差分を所定の倍率で増幅する。ＭＲ素子１、２の
出力は位相が逆相になっており、結果として差動増幅器
７の出力としては正弦波形に似た疑似正弦波信号が得ら
れる。８は反転増幅器で、差動増幅器７から出力された
信号を所定の大きさまで増幅する。
【０００３】差動増幅器７および反転増幅器８の＋の入
力端はそれぞれ、同一抵抗値の抵抗Ｒ１、Ｒ２ならびに
可変抵抗器ＶＲ１により所定の値にバイアスされてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】反転増幅器８の出力の
オフセット電圧の大きさは、反転増幅器８の最大振幅電
圧を有効に利用するために、言い換えるならダイナミッ
クレンジを低減させないために電源電圧の１／２、すな
わち１／２Ｖｄｄ程度であることが望ましい。しかしな
がら、上記オフセット電圧はＭＲ素子１、２の抵抗値の
差、および差動増幅器、反転増幅器に用いるオペアンプ
素子が持つ入力オフセット電圧のバラツキによって、セ
ット毎に個体差を有する。従って従来は、上記可変抵抗
器ＶＲ１を調整する工程が不可欠であった。
【０００５】また、反転増幅器８の出力の振幅値もＭＲ
素子１、２の抵抗値の差ならびにセンサー感度のバラツ
キにより、セット毎に大小の個体差を有する。係る出力
は次段のコンパレータによりパルス信号に変換されるも
のであるが、安定的なパルス信号を得るためにはその振
幅値は大きすぎても小さすぎても良くない。そこで従来
は、所定の出力レンジ内に適合するＭＲセンサーのみを
使用することで、この不都合を回避していた。このこと
はＭＲセンサーの量産性に無視できない影響を及ぼす場
合があり、結果として製品の低コスト化を妨げる要因に
なっていた。
【０００６】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的はオフセット電圧の調整部
を無くし、増幅器のダイナミックレンジを最大限利用可
能な位置検出装置を提供することにある。
【０００７】また、さらにはＭＲ素子の出力のバラツキ
に柔軟に対応可能な位置検出装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、位置検
出回路は、所定の磁気パターンを形成した磁気記録媒体
と、前記磁気パターンに沿って移動するように配置され
ておりかつ磁気パターンに応答して抵抗値が変化する磁
気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子の抵抗値に応じ
た電気信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段
からの信号を増幅して出力しかつその出力信号のオフセ
ット電圧と振幅を調整可能に構成されている増幅器と、
該増幅器の出力を観測し、デジタル信号として出力する
出力観測手段と、該出力観測手段から出力されるデジタ
ル信号から、前記増幅器からの出力波形の振幅値とオフ
セット電圧の情報を取得し、この情報に基づいて、前記
増幅器のオフセット電圧を調整するための信号と前記振
幅が規定値になるよう調節するための信号を出力して、
前記オフセット電圧と前記振幅とを共に調整する調整手
段とを有するものである。
【０００９】さらに、前記磁気抵抗効果素子に定電流を
供給しかつこの定電流値を調整可能な定電流供給手段を
有し、前記出力観測手段の観測結果に基づいて前記調整
手段は前記定電流供給手段の供給電流を調節するように
したものである。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明を実施した位置検出回路のブロック図である。図中
６００はＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）などからなる磁
気ヘッド、６０１は後述Ｄ／Ａコンバータ６０４の出力
電圧２に基いて所定の電流を磁気ヘッド６００に供給す
る定電流回路、６０２は磁気ヘッド６００の出力信号を
所定の大きさまで増幅する増幅器である。増幅器６０２
は後述Ｄ／Ａコンバータ６０４の出力電圧１に基いて、
出力信号のオフセット電圧を変化させられるようになっ
ている。６０３はコンパレータで増幅器６０２の出力信
号をパルス信号に変化するものである。６０６は制御部
で、具体的にはＣＰＵ、ＲＯＭ・ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート
回路などから構成される。Ｉ／Ｏポートは後述Ｄ／Ａコ
ンバータ６０４、Ａ／Ｄコンバータ６０５との入出力用
に用いられる。６０４はすでに言及したがＤ／Ａコンバ
ータであり、制御部６０６の指令に基いて、定電流回路
６０１の電流値、増幅器６０２のオフセット電圧を決定
する設定電圧を出力するものである。６０５はＡ／Ｄコ
ンバータで、増幅器６０２の出力信号をＡ／Ｄ変換して
制御部６０６にデジタル情報として伝えるものである。
【００１１】図２は、６００〜６０２の具体的な回路例
である。図中７０１、７０２はＭＲ素子であり、図１の
磁気ヘッドに相当する。７０３、７０４は、オペアン
ペ、７０５、７０６はトランジスタであり、これらは図
１の定電流回路６０１に相当する。７０７は差動増幅器
であり、７０８は反転増幅器であり、これらは図１の増
幅器６０２に相当する。
【００１２】これらの素子７０１〜７０８は、図５の従
来例の素子１〜８にそれぞれ対応するものである。本発
明の構成が従来例の構成と異なる点は、（１）反転増幅
器７０８の＋の入力端（非反転入力端子）に、可変抵抗
器による分圧電圧ではなく、Ｄ／Ａコンバータ６０４の
出力電圧１が接続されており、（２）オペアンプ７０
３、７０５の＋の入力端に、抵抗による分圧電圧ではな
く、Ｄ／Ａコンバータ６０４の出力電圧２が接続されて
いることである。
【００１３】次に、制御部６０６の制御内容について説
明する。まず。はじめに制御部６０６は、Ｄ／Ａコンバ
ータ６０４の出力１、２によって増幅器６０２のオフセ
ット電圧と定電流回路６０１の電流値を適宜な初期値に
設定する。そしてこの時の増幅器６０２の出力信号をＡ
／Ｄコンバータ６０５を介して観測する。
【００１４】図３は当該出力信号を表した模式図であ
る。図中Ｖｈ、Ｖ１、Ｖｓ、Ｖｏはそれぞれ極大値、極
小値、振幅値、オフセット電圧である。Ｖｈ、Ｖ１はピ
ークホールド回路など用いて観測してもよいが、より簡
便にはＡ／Ｄコンバータ６０５で出力信号を多数回サン
プリングすれば、その最大値、最小値として求めること
ができる。また、ＶｏはＶｈとＶ１の平均ないしは全て
のサンプリング値の平均から求めることができ、同様に
ＶｓはＶｈとＶ１の差から求めることができる。
【００１５】さて、もしＶｏが規定値より大きいとき
は、Ｄ／Ａコンバータ６０４の出力電圧１を上げ、また
規定値より小さいときは、Ｄ／Ａコンバータ６０４の主
力電圧１を下げて、Ｖｏが既定値になるよう調節する。
同様にＶｓについてもＤ／Ａコンバータ６０４の出力電
圧２を上下させて電流値の大きさを加減し、Ｖｓが規定
値になるよう調節する。なお、このＶｓの規定値は増幅
器のダイナミックレンジを最大限利用可能な値に選ばれ
る。
【００１６】図４は以上説明した制御の内容をフローチ
ャートに整理したものである。図４において、最初に、
Ｄ／Ａコンバータ６０４の出力電圧１、２を適当な初期
値に設定する（ステップＳ１０１）。次に、増幅器６０
２の出力信号をＡ／Ｄコンバータ６０５でサンプリング
する（ステップＳ１０２）。サンプリングによって得ら
れた値から前述のようにＶｏ、Ｖｓを計算によって求め
る（ステップＳ１０３）。次に、Ｖｏの値が規定値より
大きいか、小さいかほぼ等しいかを判断し（ステップＳ
１０４）、規定値より大きいときはＤ／Ａコンバータ６
０４の出力１を上げ（ステップＳ１０５）、規定値より
小さいときはＤ／Ａコンバータ６０４の出力を下げ（ス
テップＳ１０６）、ほぼ等しいときにはステップＳ１０
７と進む。ステップＳ１０７では、Ｖｓが規定値より大
きいか、小さいかほぼ等しいかを判断し（ステップＳ１
０７）、規定値より大きいときはＤ／Ａコンバータ６０
４の出力２を上げ（ステップＳ１０８）、小さいときは
Ｄ／Ａコンバータ６０４の出力を下げる（ステップＳ１
０９）。
【００１７】なお、Ｓ１０２〜Ｓ１０９までの処理を繰
り返し実行してより確実な結果を得るようにするとなお
良い。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来必要であったオフセット電圧の調整部をなくし装置自
身で自動的に設定すると共に、増幅器のダイナミックレ
ンジを最大限利用可能な優れた位置検出装置を実現する
ことが可能である。
【００１９】さらに、定電流の電流値も調整する場合に
は、ＭＲセンサーの出力のバラツキに柔軟に対応可能で
あるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例の位置検出回路のブロ
ック図である。
【図２】図２は、位置検出回路の具体的な回路例であ
る。
【図３】図３は、位置検出回路の出力信号を表した模式
図である。
【図４】図４は、制御内容のフローチャートである。
【図５】図５は、従来例の位置検出回路図である。
【符号の説明】
６００ 磁気ヘッド ６０１ 定電流回路 ６０２ 増幅器 ６０３ コンパレータ ６０４ Ｄ／Ａコンバータ ６０５ Ａ／Ｄコンバータ ６０６ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01B 11/00 - 11/30 G01P 1/00 - 3/80

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の磁気パターンを形成した磁気記録
    媒体と、 前記磁気パターンに沿って移動するように配置されてお
    りかつ磁気パターンに応答して抵抗値が変化する磁気抵
    抗効果素子と、 該磁気抵抗効果素子の抵抗値に応じた電気信号を発生す
    る信号発生手段と、 該信号発生手段からの信号を増幅して出力しかつその出
    力信号のオフセット電圧と振幅を調整可能に構成されて
    いる増幅器と、 該増幅器の出力を観測し、デジタル信号として出力する
    出力観測手段と、該出力観測手段から出力されるデジタル信号から、前記
    増幅器からの出力波形の振幅値とオフセット電圧の情報
    を取得し 、 この情報 に基づいて、前記増幅器のオフセッ
    ト電圧を調整するための信号と前記振幅が規定値になる
    よう調節するための信号を出力して、前記オフセット電
    圧と前記振幅とを共に調整する調整手段と、 を有することを特徴とする位置検出回路。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の位置検出回路において、
    前記磁気抵抗効果素子に定電流を供給しかつこの定電流
    値を調整可能な定電流供給手段を有し、前記出力観測手
    段の観測結果に基づいて前記調整手段は前記定電流供給
    手段の供給電流を調節することを特徴とする位置検出回
    路。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の位置検出回路において、
    前記調整手段は、前記出力観測手段から出力した信号か
    ら 、 増幅器から出力波形の極大値および極小値を検出す
    る手段と、この検出値に基づいて増幅器のオフセット電
    圧を算出する手段とを有し、該算出手段によって算出し
    たオフセット電圧に応じて前記増幅器のオフセット電圧
    を調節することを特徴とする位置検出回路。
  4. 【請求項４】 請求項２記載の位置検出回路において、
    前記調整手段は、前記出力観測手段から出力した信号か
    ら、増幅器から出力波形の極大値および極小値を検出
    し、前記極大値および極小値から増幅器の振幅を算出す
    る手段と、この算出した振幅に応じて前記定電流供給手
    段の供給電流を調節して前記増幅器の振幅を調整するこ
    とを特徴とする位置検出回路。
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