JP2720012B2 - エンコーダ - Google Patents

エンコーダ

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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、エンコーダ、詳しく
は、回転体の回転速度や回転角度を検出し、あるいは各
種機器、ユニット、マニュプレータなどにおいて正確な
位置決めのために用いられる直線型エンコーダまたは円
盤型エンコーダで、光学的センサーの走査のためのコー
ドを配設した透明な材料からなるものの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】円盤型エンコーダは、例えば回転体の回
転速度や回転角度を検出するために、図4、図5に示す
ように、回転体(図示せず)の回転軸2に固定され、円
盤型エンコーダ10の両側には投光部14および受光部
15が設置される。7は演算回路などの周辺機器に接続
するための電気配線である。円盤型エンコーダ10は、
光学的直径Dを有し、外周部には長さl、幅bのスリッ
トが配設されている。
【0003】投光部14から、光学軸Zと平行に、回転
する円盤型エンコーダ10に直角に光線が照射される
と、スリット(ウインドウ)により透光部と遮光部から
なるコードを形成した円盤型エンコーダ10を光線が透
過したり、光線が遮断されたりして、透過した光線は受
光部15(光学的センサー)に入射する。回転体が回転
すると、円盤型エンコーダは透光と遮光を交互に繰り返
し、それに応じて受光部15においてインパルス(衝撃
電流)を出力する。この出力を演算回路で処理すること
により回転体の1回転を検出することができる。この
他、正確な位置を決めることもでき、プリンタヘッド、
ロボット、工作機械などの操作にも応用することができ
る。
【0004】円盤型エンコーダは直線型にも適用でき、
コードを直線状に並べることによって、コードを円状に
並べた場合と同様な機能を期待することができる。直線
型エンコーダは、投光方向に直角に配置され、直線型エ
ンコーダの後部に設置された受光部(光学的センサー)
に光線が入射した際に生じるインパルスから位置の割り
出しを行うことができ、工作機械の送り操作などに適用
できる。
【0005】通常、直線型エンコーダあるいは円盤型エ
ンコーダは、ガラス、金属または合成樹脂から製造され
る。大量生産の場合には、合成樹脂または金属の層が使
用される。それらは、インク蒸発式プリンタ用の測角器
あるいはエンコーダの部品として透明フィルムから製造
される。
【0006】従来、円盤型エンコーダ、投光部および受
光部(光学的センサー)の配置については、図5に示す
ように、投光部と受光部とがエンコーダを挟んで向かい
合って配置されているため、エンコーダおよび関連機器
は全体構成が大きく、設置に必要な空間が大きくなり、
設備費も高くなるとともに、機械的負荷、例えば振動荷
重や、エンコーダの両側に落ちるダストに対しても損傷
を受け易いという難点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンコーダ
における従来の上記問題点を解消するためになされたも
のであり、その目的は、直線型エンコーダまたは円盤型
エンコーダおよびその関連機器をコンパクトに小空間に
設置することを可能とした改良されたエンコーダを提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるエンコーダは、プロセス機器、マニュ
プレータ、コントロールユニットなどにおいて正確な位
置決めのために用いられる直線型エンコーダまたは円盤
型エンコーダで、光学的センサーの走査のためのコード
を形成した透明な材料からなるものにおいて、透明な材
料が、エンコーダに光線を照射するための投光部と反対
側に反射層を備えたことを構成上の特徴とする。
【0009】本発明構成上の第2の特徴は、透明な材料
が感光層を備えたフィルムからなり、感光層に隣接して
反射層が配設されていることにあり、本発明の第3の特
徴は、透明な材料が写真フィルムからなり、該写真フィ
ルムが光学的センサー用のウインドウをつくるためのコ
ードを付けたマスクまたは写真プロット上で露出、現像
されて感光層にコードが形成され、感光層に隣接して金
属層からなる反射層が配設されていることにある。
【0010】本発明による円盤型エンコーダは、とくに
図3にみられるように、エンコーダを構成する透明な材
料1Aに反射層8が設けられている。反射層8は、エン
コーダに光線を照射する投光部4と反対側に設けられて
いる。
【0011】透明な材料は感光層9を有するフィルムか
らなり、感光層9は投光部からの光線を受光部(光学的
センサー)に入射させ、光線を遮断するためのコードを
備えている。感光層9は透明な材料1Aと反射層8との
間に位置し、感光層9はコードを付けたマスクあるいは
写真プロッタ上で露光され、現像される。その結果、透
明フィルムに黒いコードの付いた層が形成される。黒い
コードの部分では光線が反射しないことになる。
【0012】反射層8は金属層により形成するのが好ま
しい。エンコーダの裏面の反射層を形成するための好ま
しい方法としては、工業用写真フィルムをコード付きの
マスクあるいは写真プロッタ上で露光、現像したのち、
黒いコードを付けたフィルム上に、高真空雰囲気で片面
に金属層を真空蒸着させる方法がある。反射率90%以
上の高反射金属層を得るには金属箔を適用し、スパッタ
技術を利用する。投光部の光源が700ナノメータ程度
の波長をもつ場合には、銅、アルミニウム、クロム、銀
の層が使用できることが確認された。光源の波長範囲や
フィルム材料の光学的吸収を考慮して別の金属層を適用
することも可能であり、機械的な損傷に耐える保護皮膜
を有する金属層も適用できる。
【0013】本発明の直線型エンコーダまたは円盤型エ
ンコーダを製造するには、透明な材料として、コードを
付けたマスクあるいは写真プロッタ上で感光する層9を
有するフィルムを用意し、このフィルムをコード付きマ
スクあるいは写真プロッタの上で露光、現像したのち、
感光層9の上に真空蒸着により金属層を形成し、金属層
からなる反射層8を形成したフイルムから直線型エンコ
ーダまたは円盤型エンコーダの形状を切り取る。
【0014】上記の方法によれば、大量生産方式で均質
なエンコーダ製品が確実に得られ、本発明による反射層
を有する直線型エンコーダあるいは円盤型エンコーダ
は、とくに年間数百万個の生産が行われる蒸発式プリン
タに組み込まれて好適に使用されることができ、カラー
印刷の場合におけるプリンタヘッドの正確な位置決めが
可能となる。
【0015】本発明の好ましい実施態様を列挙すれば以
下のとおりである。 (1)感光層9が、光学的センサーのためのウインドウ
をつくるためのコードを備えたマスクまたは写真プロッ
タ上にある請求項1記載のエンコーダ。 (2)反射層が1枚の金属層からなる請求項1または上
記(1)記載のエンコーダ。 (3)金属層が真空蒸着またはスパッタリングにより形
成される薄膜からなる請求項1または上記(1)または
(2)記載のエンコーダ。 (4)反射層となる金属層が銅、アルミニウム、クロム
または銀のうちの1種以上からなる請求項1または上記
(1)〜(3)記載のエンコーダ。 (5)金属層に、機械的損傷を防ぐための保護皮膜が形
成されている請求項1または上記(1)〜(4)記載の
エンコーダ。
【0016】(6)感光層を有するフィルムを、コード
付きマスクあるいは写真プロッタの上で露光、現像し、
コード付きのフィルムとしたのち、金属層からなる反射
層を形成し、直線型エンコーダまたは円盤型エンコーダ
の形状に切り取ることを特徴とするエンコーダの製造方
法。 (7)感光層を有するフィルムに金属層からなる反射層
を形成したのち、コード付きマスクあるいは写真プロッ
タの上で露光、現像し、直線型エンコーダまたは円盤型
エンコーダの形状に切り取ることを特徴とするエンコー
ダの製造方法。 (8)反射層を形成する金属層が1種の金属からなり、
該金属層はフィルム材料に強固に接着される上記(6〜
(7)記載のエンコーダの製造方法。 (9)反射層を形成する金属層が、フィルム材料の片面
に、高真空雰囲気で蒸着される上記(6)〜(7)記載
のエンコーダの製造方法。
【0017】
【作用】本発明においては、投光部の反対側に反射層が
形成されているため、投光部から照射された光線は入射
方向に反射されるから、受光部(光源)を投光部(光学
的センサー)と同じ側に設置することが可能となり、両
者は1つのチップとしてまとめられるから、エンコーダ
および関連機器の構成をコンパクトに小さくすることが
できる。従って、振動荷重やダストによる受ける損傷度
は少なくてすむ。また、光源と光学的センサーを同じ側
に設置し、構成をコンパクトにすることによって、光源
から出た光線が反射後に横切る層の厚さを小さくでき、
検出精度が高められるという利点が生じる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 図1、図2および図3は、本発明による円盤型エンコー
ダの構造および配置を示すものである。円盤型エンコー
ダ1は、感光層9を有するフィルム材料からなり、裏面
に金属層から形成される反射層8を備えている。円盤型
エンコーダ1は、直径(光学的直径)Dをもち、その外
周部に、長さl、幅bのスリットが設けられている。
【0019】円盤型エンコーダ1は、回転体の回転軸2
に固定され、回転軸の周囲を回転する。円盤型エンコー
ダ1の下端部には、同じ側に共通のブロック6上の積載
されたコントロールループ(図示せず)を備えた投光部
(光源)4および受光部(光学的センサー)5が配置さ
れ、電気配線7により演算回路などの関連機器と接続し
ている。
【0020】投光部4から出た光線は、光学軸Zを通し
て回転している円盤型エンコーダ1のコード部に入射さ
れ、反射光は同じくX軸上を反射して、受光部(光学的
センサー)5に記録され、インパルスを出力する。出力
されたインパルスは電気配線7を通じてコントロールル
ープに伝達される。
【0021】本実施例により、一列のスリットによるコ
ードを有する円盤型エンコーダを説明したが、他の幾何
学的形状のスリットによるコード形成、または円盤状あ
るいは直線状の板に1列または複数の環状コードを、フ
ィルム材料による透明部と黒色の組み合わせで形成する
こともできる。
【0022】実施例2 図6は、円盤型エンコーダ1において、外周部の3列の
回転対称のリング11、12、13上にコードを有する
3チャンネル構造を示す。
【0023】実施例3 図7は、多くの部分にコードが存在する同様な直線型エ
ンコーダ16を示したものである。この場合、感光層1
8の上に一様な分割目盛り17、あるいは対数目盛り
(図示せず)を形成することも可能である。直線型エン
コーダ16の端部には固定開口部20が配設されてい
る。
【0024】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、投光部
と受光部とをエンコーダに対して同じ側に設置すること
が可能となり、エンコーダの構成をコンパクトに小さく
することができるから、設置費が低減され、振動負荷や
ダストによる汚染の影響を少なくすることができる。光
源からの光線が反射後に通過する層の距離が短くなるか
ら位置検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円盤型エンコーダの配置を示す平面図
である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】図2に示す円盤型エンコーダの一部拡大断面図
である。
【図4】従来の円盤型エンコーダの配置を示す平面図で
ある。
【図5】図4の断面図である。
【図6】複数のコードチャンネルを有する円盤型エンコ
ーダを示す平面図である。
【図7】本発明による直線型エンコーダの実施例を示す
平面図である。
【符号の説明】 1 円盤型エンコーダ 1A 透明な材料 2 回転軸 3 スリット 4 投光部 5 受光部 6 ブロック 7 電気配線 8 反射層 9 感光層 10 円盤型エンコーダ 11 回転リング 12 回転リング 13 回転リング 14 投光部 15 受光部 16 直線型エンコーダ 17 分割目盛り 18 感光層 20 開口部 Z 光学軸 X 投光部および受光部面 Y 円盤型エンコーダ面

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセス機器、マニュプレータ、コント
    ロールユニットなどにおいて正確な位置決めのために用
    いられる反射光を受光する方式の直線型エンコーダまた
    は円盤型エンコーダで、光学的センサーの走査のための
    コードを形成した薄い透明材料からなるものにおいて、
    該薄い透明材料が感光層を備えた写真フィルムからな
    り、該写真フィルムが露光、現像されて感光層にコード
    が形成され、感光層に隣接して反射層が配設されている
    ことを特徴とするエンコーダ。
  2. 【請求項2】 前記薄い透明材料が感光層を備えた写真
    フィルムからなり、該写真フィルムが光学的センサー用
    のウインドウをつくるためのコードを付けたマスクまた
    は写真プロッタ上で露光、現像されて感光層にコードが
    形成され、感光層に隣接して金属層からなる反射層が配
    設されていることを特徴とする請求項1記載のエンコー
    ダ。
  3. 【請求項3】 感光層を有する写真フィルムを、コード
    付きマスクあるいは写真プロッタ上で露光、現像し、コ
    ード付きのフィルムとしたのち、金属層からなる反射層
    を形成し、直線型エンコーダまたは円盤型エンコーダの
    形状に切り取ることを特徴とするエンコーダの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 感光層を有する写真フィルムに金属層か
    らなる反射層を形成したのち、コード付きマスクあるい
    は写真プロッタ上で露光、現像し、直線型エンコーダま
    たは円盤型エンコーダの形状に切り取ることを特徴とす
    るエンコーダの製造方法。
  5. 【請求項5】 反射層を形成する金属層が、写真フィル
    ムの片面に、高真空雰囲気で蒸着されることを特徴とす
    る請求項3または4記載のエンコーダの製造方法。
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