JP2001289672A - ロータリエンコーダ用ディスクとその調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリエンコーダ用ディスクにおいて、デ
ィスク中心と軸の回転中心とを、熟練者でなくとも短時
間で簡単に一致させることを可能にする。 【解決手段】 ディスク１において、目盛り用のコード
パターン２の中心７に対称に一対の中心検出用パターン
３を配置する。中心検出用パターン３は、前記中心７を
通る直線上に存在する中央スリット４と、中央スリット
４に対して斜めの所定角度θを有するとともに、中央ス
リット４に対称である両側スリット５、６からなる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式ロータリエ
ンコーダ用ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリエンコーダ用ディスクを軸に固
定するとき、ディスクのコードパターンの中心は、軸の
回転中心に完全に一致させる必要がある。このため、従
来、ディスクを軸に固定するには、特開昭６０−１７１
４０５号公報に記載されたように単軸にディスクを固定
する場合と、特開昭４８−００３８６１号公報に記載さ
れたように複軸構造をした軸にディスクを固定する場合
とがあった。又、実公平７−８８４号公報に記載された
ように目盛盤の外側又は内側に原点目盛りを設けて、目
盛盤の芯出しを行うものも存在していた。

【０００３】特開昭６０−１７１４０５号に記載された
ものでは、ディスクのコードパターンの中心を軸の回転
中心に一致させるため、ディスクに同心円を描き、この
ディスクを軸に仮止めして軸を回転させたとき、同心円
の軌跡が変動しなくなるまで、ディスクの位置を調整し
ては軸を回転させて同心円の軌跡を顕微鏡で観察すると
いう作業を繰り返していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、作業者が同心円の軌跡の変動を顕微鏡で観察
して、ディスク位置の調整を繰り返していたから、時間
がかかるとともに熟練も要するという問題があった。そ
こで、ディスク中心と軸の回転中心との偏心量ををデジ
タル表示して、どの程度調整したらよいか分かるように
して、熟練者でなくとも短時間で簡単にディスク中心と
軸の回転中心とを一致させる方法が求められていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る発明のロータリエンコーダ用ディス
クでは、デイスク中心に対して対称に一対の中心検出用
パターンを設ける。そして、前記中心検出用パターン
は、前記ディスク中心を通る直線上に配置された中央ス
リットと、該中央スリットに対して斜めの所定角度を有
し、かつ、該中央スリットに対して対称に配置された一
対の両側スリットとからなっている。請求項２に係る発
明では、請求項１に係る発明において、前記中央スリッ
ト及び前記両側スリットの夫々の中心線が交わる交点
が、前記ディスク中心外になるように形成し、かつ、デ
ィスク中心に対して対称となるように配置した。請求項
３に係る発明では、請求項１又は２に係る発明におい
て、前記中心検出用パターンは、コードパターンが配置
されている円周上以外で該円周の外側又は内側に配置し
た。請求項４に係る発明では、請求項１、２又は３に記
載のロータリーエンコーダ用ディスクを軸に仮止めして
ディスクと軸をともに回転可能とし、光源により中心検
出用パターンを照射し、中心検出用パターンの各スリッ
トを通過した光をＣＣＤリニアセンサで検出し、ＣＣＤ
リニアセンサの画素が配置された直線と該中心検出用パ
ターンの位置関係から、軸の回転中心に対するディスク
中心のずれの調整量を検出し、検出された調整量をもと
に、軸の回転中心とディスク中心が一致するようにディ
スクの位置を調整する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１に示したように、本発明のデ
ィスク１には、目盛り用のコードパターン２の他に、コ
ードパターン２の中心７（コードパターンの中心は、通
常ディスク中心と一致するから、以下「ディスク中心
７」と記載する。）を軸の回転中心に一致させるときに
使用する中心検出用パターン３を一対形成している。

【０００７】各中心検出用パターン３は、図２に拡大図
で示されたように、デイスク中心７を通る直線上に存在
する中央スリット４と、中央スリット４の両側に中央ス
リット４に対称に配置された一対の両側スリット５、６
からなっている。両側スリット５、６は、各スリットの
中心線が中央スリット４の中心線に対して所定の角度θ
を有している。そして、中央スリット４及び両側スリッ
ト５，６それぞれのスリットの中心線が交わる交点１４
が、図１に示すようにディスク中心７に対して対称に配
置される。中心検出用パターン３の位置は、コードパタ
ーン２の外側に配置されても内側に配置されてもよい。

【０００８】本発明のディスク１のディスク中心７を軸
の回転中心に一致させるには、次のような調整方法をと
る。

【０００９】（１）まず、図３に示したように、ディス
ク１を軸９に仮止めし、ディスク１と軸９を共に回転可
能とする。そして、一方の中心検出用パターン３をコリ
メータレンズ１３を介して照射できる位置にＬＥＤ（発
光ダイオード）等の光源１１を固定するとともに、この
中心検出用パターン３を通過した光を検出できる位置の
１個所にＣＣＤリニアセンサ１０を配置する。図４に、
中心検出用パターン３とＣＣＤリニアセンサ１０の位置
関係を示す平面図を示す。コードパターン２から角度を
検出するための角度検出用センサーは、別に設けてい
る。

【００１０】（２）次に、光源１１により中心検出用パ
ターン３を照射し、中心検出用パターン３の各スリット
を通過した光をＣＣＤリニアセンサ１０で受光して、最
初に軸９に仮止めされた状態のディスク１に関して、図
４に示した平面図において、ＣＣＤリニアセンサ１０の
画素が配置された直線１２と各スリット４、５、６が交
差する交差位置を求める。そして、これらの交差位置か
ら、直線１２上において、直線１２と中央スリット４と
の交差位置Ｐ１、両側スリット５、６間の間隔Ｌ１及び
中央スリット４と各両側スリット５、６との間の間隔Ｌ
Ａ，ＬＢを求める。そして、中央スリット４と各両側ス
リット５、６との間の間隔ＬＡ，ＬＢが等間隔、すなわ
ち、ＬＡ＝ＬＢとなるようにディスク１及び又はＣＣＤ
リニアセンサ１０の位置を調整する。このときの調整方
法は、ディスク１を取り付けている軸９を回転させて
も、または、ＣＣＤリニアセンサ１０を移動させてもよ
い。ＬＡ＝ＬＢとなったとき、図４に示したように、中
央スリット４とディスク中心７を通る直線と直線１２と
が直交する。ここで、直線１２と中央スリット４との交
差位置Ｐ１と、両側スリット５、６間の距離Ｌ１を記憶
する。

【００１１】（３）次に、軸９を約１８０度回転させ、
軸９を回転させた後の状態のディスク１’に関して、他
方の中心検出用パターン３をＣＣＤリニアセンサ１０で
検出し、前記（２）と同様に、ＣＣＤリニアセンサ１０
の画素が配置された直線１２上おいて、直線１２と中央
スリット４との交差位置Ｐ２、両側スリット５、６間の
間隔Ｌ２及び中央スリット４と各両側スリット５、６と
の間の間隔ＬＣ，ＬＤを求める。そして、中央スリット
４と各両側スリット５、６との間の間隔ＬＣ，ＬＤが等
間隔、すなわち、ＬＣ＝ＬＤとなるようにディスク１と
ＣＣＤリニアセンサ１０の位置を調整する。このとき、
ＣＣＤリニアセンサ１０は元の位置のままに固定してお
き、軸９の回転のみで調整を行う。ＬＣ＝ＬＤとなった
とき、図４に示したように、中央スリット４とディスク
中心７’を通る直線と直線１２とが直交する。ここで、
直線１２と中央スリット４との交差位置Ｐ２と、両側ス
リット５、６間の距離Ｌ２を記憶する。

【００１２】（４）図４から分かるように、軸９の回転
中心８は、ディスク中心７と７’を結ぶ線分の中点にな
っている。したがって、ＣＣＤリニアセンサ１０の画素
が配置された直線１２に固定された直線座標において、
軸９の回転中心８の位置が（Ｐ１＋Ｐ２）／２であるこ
とが分かる。さらに、直線１２とディスク中心７、７’
との距離は、直線１２上における両側スリット５、６間
の距離Ｌ１、Ｌ２の一次関数になっているので、直線１
２と軸９の回転中心８との距離は、直線１２上におい
て、両側スリット５、６間の距離が、Ｌ１とＬ２の平均
の（Ｌ１＋Ｌ２）／２で、かつ、中央スリット４と各両
側スリット５、６との間隔がともに等しいとき、すなわ
ち、中央スリット４と各両側スリット５、６との間隔が
ともに（Ｌ１＋Ｌ２）／４となるときに決定されること
も分かる。

【００１３】したがって、図５に示したように、デイス
ク１’の位置から、直線１２と中央スリット４との交差
位置Ｐが（Ｐ１＋Ｐ２）／２の位置になるように、ディ
スク１’を直線１２と平行な矢印ａ方向に移動させ、続
いて、直線１２上において、中央スリット４と各両側ス
リット５、６間の間隔が、ともに（Ｌ１＋Ｌ２）／４と
なるように、ディスク１’を直線１２と直交する矢印ｂ
方向に移動させると、デイスク１’はディスク１”の位
置に到達して、ディスク中心７”と軸９の回転中心８と
を一致させることができる。もちろん、これとは逆に、
まず矢印ｂ方向に移動させ、次に矢印ａ方向に移動させ
てもよい。

【００１４】前述の手順を作業員が容易にできるように
するため、中央スリット４と両側スリットの間隔ＬＡ、
ＬＢ、ＬＣ、ＬＤや、軸（９）の回転中心８に対するデ
ィスク中心７’のａ方向及びｂ方向について各偏心量等
を、適当な表示手段に適宜デジタル表示する。

【００１５】本実施例によれば、熟練者でなくとも、ど
のように調整すべきかが直ちに分かるため、ディスク中
心７と軸９の回転中心８とを、短時間で簡単に一致させ
るように調整することができる。また、偏心量がデジタ
ル化されているので、前述の手順を機械で行うことで、
自動的に調整することも可能となる。さらに、単に中心
検出用パターン３をディスク１に付加するだけであるか
ら、ディスク１を安価で容易に製造できる。しかも、中
央スリット４及び両側スリット５、６の夫々の中心線が
交わる交点１４が、ディスク中心７以外になるようにし
たから、ディスク１を仮止めした軸９を１８０°回転さ
せた前後のＣＣＤリニアセンサ１０の画素が配置された
直線１２上での両側スリット５、６間の距離の差（図４
における距離Ｌ１とＬ２の差）を大きくすることができ
るため、軸９の回転中心８とディスク中心７とを高精度
に一致させることができる。さらに、中心検出用パター
ン３がコードパターン２が配置された円周外に配置され
ているから、両パターン２、３の区別が簡単にできる。

【００１６】ところで、本発明は、前記実施例に限るも
のではなく、次のような実施例としても前記実施例と同
じ効果が得られる。たとえば、直線１２と中央スリット
４が直交するときに、中央スリット４と各両側スリット
５、６との間隔が等間隔とするには、図６のように、前
記実施例とは逆に、両側スリット５、６がディスク中心
７から離れるにつれて両者の間隔が狭くなるようにして
もよい。

【００１７】また、両側スリット５、６をコードパター
ン２が配置された円周上に配置し、両側スリット５、６
の中心線がディスク中心７上で交わるようにしてもよ
い。この場合には、コードパターン２と中心検出用パタ
ーン３を区別するための工夫（例えば、スリットの太さ
を変える等）が必要となる。また、両側スリット５、６
が中心スリット４と所定角度θをなすようにすると、両
側スリット５、６の間隔が広くなるので、長いＣＣＤリ
ニアセンサ１０が必要となり、やや高価になる。

【００１８】

【発明の効果】以上に述べたように、請求項１、２又は
３に係る発明のロータリエンコーダ用ディスクを用い
て、請求項４に係る発明の調整方法を行うと、ディスク
中心と軸の回転中心とを、熟練者でなくとも短時間で簡
単に一致させるように調整できるうえ、機械により自動
的に調整することも可能となるから、作業の能率を大幅
に向上させることができる。また、請求項１に係る発明
では、単に中心検出用パターンをディスクに付加するだ
けであるから、ディスクを安価で容易に製造できる。さ
らに、請求項２に係る発明では、中央スリット及び両側
スリットの夫々の中心線が交わる交点が、ディスク中心
以外になるようにしたから、ディスクを仮止めした軸を
１８０°回転させた前後のＣＣＤリニアセンサの画素が
配置された直線上での両側スリット間の距離の差（図４
における距離Ｌ１とＬ２の差）を大きくすることができ
るため、軸の回転中心とディスク中心を高精度に一致さ
せることが容易になる。さらに、請求項３に係る発明で
は、中心検出用パターンをコードパターンが配置された
円周の外側又は内側に配置しているから、両パターンの
区別が簡単にできるので、機械により自動的に調整する
ことがいっそう容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のロータリエンコーダ用ディ
スクである。

【図２】前記ロータリエンコーダ用ディスクに形成した
中心検出用パターンの拡大図である。

【図３】ディスクを軸に仮止めし、ＣＣＤリニアセンサ
と光源を固定した状態を示す図である。

【図４】中心検出用パターンとＣＣＤリニアセンサの位
置関係を示す平面図である。

【図５】ディスク中心と軸の回転中心とが一致したとき
の中心検出用パターンとＣＣＤリニアセンサの位置関係
を示す平面図である。

【図６】本発明の別の実施例であるロータリエンコーダ
用ディスクである。

【符号の説明】

１ ディスク ２ コードパターン ３ 中心検出用パターン ４ 中央スリット ５、６ 両側スリット ７ コードパターンの中心（ディスク中心） ８ 回転中心 ９ 軸 １０ ＣＣＤリニアセンサ １１ 光源 １２ ＣＣＤリニアセンサの画素が配置された直線 １３ コリメータレンズ １４ 交点

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 BB03 BB28 DD19 FF04 GG07 HH13 JJ25 MM04 PP13 QQ23 UU05 2F103 BA33 CA02 DA13 EA12 EB06 EB14 EB26 EB33 EC03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク中心に対して対称に一対の中
   心検出用パターンを設けたロータリエンコーダ用ディス
   クであって、前記中心検出用パターンは、前記ディスク
   中心を通る直線上に配置された中央スリットと、該中央
   スリットに対して斜めの所定角度を有し、かつ、該中央
   スリットに対して対称に配置された一対の両側スリット
   とからなることを特徴とするロータリエンコーダ用ディ
   スク。
2. 【請求項２】 前記中心検出用パターンは、前記中央
   スリット及び前記両側スリットの夫々の中心線が交わる
   交点が、前記ディスク中心と中央スリットを通る直線上
   でディスク中心外で交わるように形成し、かつ、ディス
   ク中心線に対して対称となるように配置されたことを特
   徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ用ディス
   ク。
3. 【請求項３】 前記中心検出用パターンは、コードパ
   ターンが配置されている円周上以外で該円周の外側又は
   内側に配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記
   載のロータリエンコーダ用ディスク。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３に記載のロータリ
   ーエンコーダ用ディスクを軸に仮止めしてディスクと軸
   をともに回転可能とし、 光源により中心検出用パターンを照射し、中心検出用パ
   ターンの各スリットを通過した光をＣＣＤリニアセンサ
   で検出し、 ＣＣＤリニアセンサの画素が配置された直線と該中心検
   出用パターンの位置関係から、軸の回転中心に対するデ
   ィスク中心のずれの調整量を検出し、 検出された調整量をもとに、軸の回転中心とディスク中
   心が一致するようにディスクの位置を調整することを特
   徴とするロータリエンコーダ用ディスクの位置調整方
   法。