JP2004109074A - Optical encoder - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機などのOA機器における回転体の速度変動測定装置、さらには、自動車、産業機械等における回転体の速度変動測定装置にも応用可能な速度変動測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より用いられている回転体の速度変動装置として、光学式のロータリエンコーダがある。光学式エンコーダは、一定の周期でスリット状の光透過部と遮光部からなるパターンを設けたパルス板と、前記パルス板をはさんで対向配置された光学手段と受光手段によりデータを得るが、エンコーダの回転軸に対してパルス板が偏心して取り付けられると、回転変動により本来回転軸には無いはずの情報が速度変動として観測されてしまう。
図6は、従来一般的な光学式エンコーダの概略平面図であり、スリットパターン6がパルス板1の中心から放射状に形成されている。図6(a)はパルス板1と回転軸4の中心が同心であり、間隙Aと間隙Bは等しい。しかし、図6(b)のようにパルス板1が回転軸4に対して偏心して取り付けられてしまうと、偏心のプラス側では光学手段2と受光手段3との読み取り位置がスリットパターン6の外側を通るため、スリットパターン6の間隔B’が開くことになり、見かけ上パルス板1の回転が遅くなる。また、これとは逆に、偏心のマイナス側では読み取り位置がスリットパターン6の内側を通るため、スリットパターン6の間隔A’が狭くなり、見かけ上パルス板1の回転が速くなる。
この不具合を解消するため、光学手段を複数有し、読みとったデータを演算装置によって補正してパルス板の取り付け偏心の影響をなくす方法も考えられている(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、この方法では構成部品が増えるためにコストが上がってしまう。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−18783号公報
【特許文献1】
特開2000−346674号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、光学式エンコーダにおいて、低コストな構成で、偏心の影響による誤差を最小限に抑える光学式エンコーダを提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明は、一定の周期でスリット状の光透過部と遮光部からなるパターンを設けたパルス板と、前記パルス板をはさんで対向配置された光学手段と受光手段を有する光学式エンコーダにおいて、スリットパターンが、パルス板の進行方向に向かって角度を設けて形成されていることを特徴とする光学式エンコーダである。
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の光学式エンコーダにおいて、前記スリットパターンの角度が、45°であることを特徴とする光学式エンコーダである。
請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の光学式エンコーダにおいて、パルス板が、パルス板の進行方向に向かって角度を設けているスリットパターンと、パルス板の中心から放射状に形成されたスリットパターンとを有しており、それぞれのスリットパターンの通過時間を比較する手段を備えることを特徴とする光学式エンコーダである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下より、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。
図1は、光学式エンコーダの構成を示す側面断面図である。パルス板1は、一定の周期でスリット状の光透過部と遮光部からなるパターンを設けられ、回転軸4に取り付けられてある。光学手段2はパルス板1をはさんで受光手段3と対向配置され、データを読み取る。
図2及び図3は本発明の光学式エンコーダを示す概略平面図である。図2に示すように、スリットパターン5をパルス板1の進行方向に向かって角度をつけて設ける。スリットパターン5は、従来の放射状のスリットパターンと同じ分割数であるため、エンコーダの性能に変化はない。また、図2(a)に示すように偏心がない場合、間隙Aと間隙Bは等しいが、図2(b)に示すように取り付け時に偏心が発生した場合、間隙A’は狭くなり、間隙B’は広くなる。従って、従来のスリットパターンと同様に、偏心のプラス側では見かけ上パルス板1の回転が遅くなり、偏心のマイナス側では見かけ上パルス板の回転が速くなる。
【0007】
しかしながら、スリットパターン5に角度がついているので、偏心による誤差を抑えることができる。図3(b)に示すスリットAが読み取り位置を通過してからスリットBが読み取り位置を通過するまでの距離Dは、放射状のスリットパターンと比べて短くなる。このとき、見かけ上の角速度ωは遅くなる、つまりスリットAからスリットBまでの見かけ上の通過時間が長くなる傾向を示すが、この区間でのスリットの距離が短いため、偏心による誤差を抑えることができる。
一方、スリットBが読み取り位置を通過してからスリットAが読み取り位置を通過するまでの時間は、従来の放射状のスリットパターンと比べて長くなる。このとき、見かけ上の角速度ωは速くなる、つまりスリットBからスリットAまでの見かけ上の通過時間が短くなる傾向を示すが、この区間でのスリットの距離が長いため、偏心による誤差を抑えることができる。
【0008】
スリットパターン5に設けられる角度は、パルス板1の進行方向に向かって45℃となるように形成されることが好ましい。
図4はスリットパターン5の角度を説明するための図である。図4に示すように、スリットパターン5の角度を45°とすることで、取り付け偏心量ΔYとスリット通過時間の変動で生じる補正量ΔXとをほぼ等しくすることができるため、軸の回転速度と変動時間より、取り付け偏心量を測定することができる。
【0009】
また、図5は、45℃のスリットパターン5に加え、放射状のスリットパターン6を形成したパルス板1の一例である。図5の様な構成にし、それぞれのスリットパターン5、6の通過時間を比較する手段を備えることで、より確実に偏心量を測定することができる。スリットパターン5の読み取り位置Aとスリットパターン6の読み取り位置Bとの時間差を測定することで、それぞれのスリットパターン5、6における偏心量をリアルタイムで測定できるので、各種取り付け偏心補正法のデータに応用可能である。
なお、図5では放射状のスリットパターン6をパルス板1の外側に配置し、角度を設けたスリットパターン5を内側に配置しているが、本発明はこれに限定されず、逆の構成でも構わない。
【0010】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低コストな構成で、パルス板の取り付け偏心の影響による測定誤差を最小限に抑え、かつパルス板の取り付け偏心量を簡単に、リアルタイムで測定することが可能な光学式エンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光学式エンコーダの構成を示す側面断面図である。
【図2】本発明の光学式エンコーダを示す概略平面図であり、(a)はパルス板と回転軸が同心の状態、(b)は偏心の状態を示す。
【図3】本発明の光学式エンコーダを示す概略平面図であり、(a)はパルス板と回転軸が同心の状態、(b)は偏心の状態を示す。
【図4】スリットパターンの角度を説明するための図である。
【図5】本発明の光学式エンコーダを示す概略平面図であり、(a)はパルス板と回転軸が同心の状態、(b)は偏心の状態を示す。
【図6】従来の光学式エンコーダの概略平面図であり、(a)はパルス板と回転軸が同心の状態、(b)は偏心の状態を示す。
【符号の説明】
1 パルス板
2 光学手段
3 受光手段
4 回転軸
5 スリットパターン(角度を設けたもの)
6 スリットパターン(放射状)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a speed fluctuation measuring device of a rotating body in OA equipment such as a copying machine, and more particularly, to a speed fluctuation measuring device applicable to a speed fluctuation measuring device of a rotating body in an automobile, an industrial machine or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An optical rotary encoder has been used as a speed variation device of a rotating body conventionally used. The optical encoder obtains data by a pulse plate provided with a pattern consisting of a slit-shaped light transmitting portion and a light shielding portion at a constant period, and optical means and light receiving means arranged opposite to each other with the pulse plate interposed therebetween. If the pulse plate is mounted eccentrically with respect to the rotation axis of the encoder, information that should not exist on the rotation axis due to rotation fluctuation is observed as speed fluctuation.
FIG. 6 is a schematic plan view of a conventional general optical encoder, in which a slit pattern 6 is formed radially from the center of the pulse plate 1. In FIG. 6A, the center of the pulse plate 1 and the center of the rotating shaft 4 are concentric, and the gap A and the gap B are equal. However, if the pulse plate 1 is mounted eccentrically with respect to the rotating shaft 4 as shown in FIG. 6B, the reading position of the
To solve this problem, a method has been considered in which a plurality of optical means are provided, and the read data is corrected by an arithmetic unit to eliminate the influence of the eccentricity of the mounting of the pulse plate (for example, see Patent Documents 1 and 2). However, this method increases the cost due to an increase in the number of components.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-18783 [Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-346677
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an optical encoder that has a low-cost configuration and minimizes an error due to the influence of eccentricity.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 has a pulse plate provided with a pattern including a slit-shaped light transmitting portion and a light shielding portion at a constant period, and is opposed to the pulse plate with the pulse plate interposed therebetween. An optical encoder having an optical unit and a light receiving unit, wherein the slit pattern is formed at an angle toward the traveling direction of the pulse plate.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical encoder according to the first aspect, wherein the angle of the slit pattern is 45 °.
According to a third aspect of the present invention, in the optical encoder according to the first or second aspect, the pulse plate has a slit pattern having an angle in a traveling direction of the pulse plate, and a radial pattern from a center of the pulse plate. And a means for comparing the transit times of the respective slit patterns.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of the optical encoder. The pulse plate 1 is provided with a pattern formed of a slit-shaped light transmitting portion and a light shielding portion at a constant period, and is attached to the rotating shaft 4. The
2 and 3 are schematic plan views showing the optical encoder of the present invention. As shown in FIG. 2, the
[0007]
However, since the
On the other hand, the time from when the slit B passes through the reading position to when the slit A passes through the reading position is longer than in the conventional radial slit pattern. At this time, the apparent angular velocity ω tends to increase, that is, the apparent passage time from the slit B to the slit A tends to be short. Can be.
[0008]
It is preferable that the angle provided in the
FIG. 4 is a diagram for explaining the angle of the
[0009]
FIG. 5 shows an example of the pulse plate 1 in which a radial slit pattern 6 is formed in addition to the 45 °
In FIG. 5, the radial slit pattern 6 is arranged outside the pulse plate 1 and the
[0010]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, with a low-cost configuration, it is possible to minimize the measurement error due to the influence of the eccentricity of mounting the pulse plate, and easily measure the amount of eccentricity of the mounting of the pulse plate in real time. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of an optical encoder.
FIGS. 2A and 2B are schematic plan views showing an optical encoder according to the present invention, wherein FIG. 2A shows a state in which a pulse plate and a rotation axis are concentric, and FIG. 2B shows an eccentric state.
3A and 3B are schematic plan views showing an optical encoder according to the present invention, wherein FIG. 3A shows a state in which the rotation axis is concentric with the pulse plate, and FIG. 3B shows an eccentric state.
FIG. 4 is a diagram for explaining an angle of a slit pattern.
FIGS. 5A and 5B are schematic plan views showing the optical encoder of the present invention, wherein FIG. 5A shows a state in which the rotation axis is concentric with the pulse plate, and FIG. 5B shows an eccentric state.
6A and 6B are schematic plan views of a conventional optical encoder, in which FIG. 6A shows a state in which a pulse plate and a rotation axis are concentric, and FIG. 6B shows an eccentric state.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1
6 slit pattern (radial)
Claims (3)
スリットパターンが、パルス板の進行方向に向かって角度を設けて形成されている
ことを特徴とする光学式エンコーダ。In a pulse plate provided with a slit pattern consisting of a light transmitting portion and a light shielding portion at a constant period, and an optical encoder having optical means and light receiving means disposed opposite to each other with the pulse plate interposed therebetween,
An optical encoder, wherein the slit pattern is formed at an angle toward the traveling direction of the pulse plate.
前記スリットパターンの角度が、45°である
ことを特徴とする光学式エンコーダ。The optical encoder according to claim 1,
The angle of the said slit pattern is 45 degrees, The optical encoder characterized by the above-mentioned.
パルス板が、パルス板の進行方向に向かって角度を設けているスリットパターンと、パルス板の中心から放射状に形成されたスリットパターンとを有しており、それぞれのスリットパターンの通過時間を比較する手段を備える
ことを特徴とする光学式エンコーダ。The optical encoder according to claim 1 or 2,
The pulse plate has a slit pattern that forms an angle in the direction of travel of the pulse plate and a slit pattern that is formed radially from the center of the pulse plate, and compares the passage times of the respective slit patterns. An optical encoder comprising means.
Priority Applications (1)
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JP2002275671A JP2004109074A (en) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | Optical encoder |
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JP2002275671A Pending JP2004109074A (en) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | Optical encoder |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010112949A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | Position measuring device, and operation method of the same |
US9250103B2 (en) | 2012-08-07 | 2016-02-02 | Fujitsu Limited | Optical rotary encoder with correction method reducing variation of a distance between a rotation body and a light receiving unit |
US20170242368A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Kyocera Document Solutions Inc. | Rotation detection device, toner conveyance device, and image forming apparatus including the same |
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2002
- 2002-09-20 JP JP2002275671A patent/JP2004109074A/en active Pending
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