JPH10141997A - オプティカルエンコーダ - Google Patents

オプティカルエンコーダ

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JPH10141997A
JPH10141997A JP23638797A JP23638797A JPH10141997A JP H10141997 A JPH10141997 A JP H10141997A JP 23638797 A JP23638797 A JP 23638797A JP 23638797 A JP23638797 A JP 23638797A JP H10141997 A JPH10141997 A JP H10141997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit plate
rotating disk
optical encoder
encoder
slit
Prior art date
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Application number
JP23638797A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Ito
善規 伊藤
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Harmonic Drive Systems Inc
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Harmonic Drive Systems Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転ディスクに形成した感光剤からなるエン
コーダ用スリットパターンに傷が付かないように保護可
能な構成を備えたオプティカルエンコーダを提案するこ
と。 【解決手段】 オプティカルエンコーダ1の回転ディス
ク3の表面には、感光剤からなる遮光膜35が形成さ
れ、ここにスリットパターン36が形成されている。遮
光膜35はアクリル樹脂などの保護膜39によって覆わ
れて保護されている。従って、スリットパターン36が
他の部材に接触して傷が付いてしまうことを回避でき
る。また、スリットパターンが空気に接触して劣化する
ことも防止できる。さらには、保護膜に適切な光学特性
を付与することにより、回転ディスクの表面の光学特性
を適切なものにできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモータ回転軸の回転
位置や回転速度等、直線往復部材の移動位置や移動速度
等を検出するために用いるオプティカルエンコーダに関
するものである。更に詳しくは、感光剤によって形成さ
れたスリットパターンを備えた回転ディスク、あるいは
移動スリット板におけるスリットパターンの保護構造に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】オプティカルエンコーダとしては、検出
対象の移動形態に基づき分類すると、ロータリー型のも
のとリニア型のものが知られている。ロータリー型のオ
プティカルエンコーダは、公知のように、スリット付き
の回転ディスクと、固定スリット板とを対向配置し、こ
れらを挟み、両側にLEDおよびホトダイオードを対向
配置した構成となっている。回転ディスクが取付けられ
ているモータ回転軸等の回転軸が回転すると、LEDか
ら固定スリット板のスリットを介してホトダイオードの
側に向かう光路が、回転ディスクのスリットによって間
欠的に遮断される。この結果、ホトダイオードの受光量
は回転ディスクの回転に伴って周期的に増減するので、
このホトダイオード出力を波形整形することにより、回
転方向、回転速度、回転位置等の回転情報を示す矩形波
パルス信号を得ることができる。
【0003】図3には、典型的な回転ディスクの半断面
を示してある。この図に示すように、回転ディスク10
0は、ガラス製あるいは金属製のディスク本体101を
備え、このディスク本体101は、ハブ102と称する
金属製の円筒状部品に対して押さえ金具103によって
一体回転するように固着されている。ハブ102はモー
タ回転軸等の回転軸104に固着される。
【0004】ここで、回転ディスクとしては、透明なガ
ラス基板あるいはプラスチック基板の表面に、感光剤か
らなる遮光膜を形成し、この遮光膜をホトエッチングす
ることによりスリットパターンが形成された構成のもの
が知られている。スリットパターンをこのように形成す
る方法は、ガラス基板上にクロム等の金属蒸着膜を形成
することによりスリットパターンを形成する方法に比べ
て、コストの点等で有利である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、感光剤からな
るスリットパターンは、クロム蒸着膜等によるスリット
パターンに比べて強度が低いという問題点がある。この
ため、例えば、回転円板の組み付け誤差、回転軸の軸振
れ等が原因となって、回転円板の表面が対向配置されて
いる固定スリット板の表面に接触すると、スリットパタ
ーンに傷が付き、精度のよい検出出力を確保できないお
それがある。
【0006】本発明の課題は、感光剤で形成されたスリ
ットパターンを保護するための構成を備えたオプティカ
ルエンコーダを提案することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板の表
面に感光剤からなる遮光膜が形成され、この遮光膜にエ
ンコーダ用スリットパターンが形成された構成のスリッ
ト板を有するオプティカルエンコーダにおいて、前記エ
ンコーダ用スリットパターンが形成された遮光膜を透明
な保護膜によって保護したことを特徴としている。保護
膜としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明膜を
採用できる。
【0008】本発明のオプティカルエンコーダでは、感
光剤からなるスリットパターンが保護膜によって覆われ
ているので、スリットパターン自体に傷が付く等の弊害
を回避できる。また、感光剤からなるスリットパターン
は保護膜によって覆われて露出していないので、空気と
接触して劣化するおそれもない。さらには、保護膜に光
学的特性を付与すれば、スリットパターンの光学的特性
を適切なものにできる。例えば、保護膜を反射防止膜と
すれば、精度のよいオプティカルエンコーダを実現でき
る。
【0009】ここで、本発明を適用可能なオプティカル
エンコーダは、スリットパターンが回転ディスクに形成
されたロータリー式のものでも良いし、スリットパター
ンが直線往復移動するスリット板に形成されたリニア型
のものでもよい。
【0010】一方、本発明は、回転ディスクを備え、こ
の回転ディスクの表面に感光剤からなる遮光膜が形成さ
れ、この遮光膜にエンコーダ用スリットパターンが形成
された構成のロータリー型のオプティカルエンコーダに
おいて、前記回転ディスクは、固定スリット板に対峙す
る表面の外周側の部分に、固定スリット板の側に突き出
た環状突出面を備えたことを特徴としている。
【0011】このように構成した本発明のオプティカル
エンコーダにおいては、突出面によって、回転ディスク
の表面に形成したスリットパターンに固定スリット板等
の表面が接触してしまうことが防止される。従って、ス
リットパターンを確実に保護することができる。
【0012】ここで、前記回転ディスクの側に前記環状
突出面を形成する代わりに、前記固定スリット板の前記
回転ディスクに対峙する表面の外周側の部分に、前記回
転ディスクの側に突き出た突出面を形成してもよい。あ
るいは、前記回転ディスクの側に前記環状突出面を形成
すると共に、前記固定スリット板における前記回転ディ
スクの前記環状突出面に対峙する表面に、回転ディスク
の側に突き出た突出面を形成してもよい。
【0013】なお、前記回転ディスクは一般に、前記エ
ンコーダ用スリットパターンが形成されているディスク
本体と、このディスク本体を回転軸に固定するために当
該ディスク本体の中心に固定されている円筒状のハブと
を備えている。この場合、これらディスク本体およびハ
ブを樹脂材料により一体成形することが望ましい。回転
ディスクを樹脂の一体成形品とすれば、従来のようにデ
ィスク本体とハブを別部品により製造する場合に比べ
て、廉価に製造できる。また、組み付け作業が不要にな
ると共に組み付け誤差の発生も回避できるという利点が
得られる。
【0014】次に、スリットパターン保護用の前記突出
面は、リニア型のオプティカルエンコーダにも適用でき
る。すなわち、直線移動する移動スリット板を備え、こ
の移動スリット板の表面に感光剤からなる遮光膜が形成
され、この遮光膜にエンコーダ用スリットパターンが形
成されたリニア型のオプティカルエンコーダにおいて、
前記移動スリット板における固定スリット板に対峙する
表面に、固定スリット板の側に突き出た突出面を形成し
た構成を採用すればよい。
【0015】この場合においても、前記移動スリット板
に前記突出面を形成する代わりに、前記固定スリット板
の側における前記移動スリット板に対峙する表面に、移
動スリット板の側に突き出た突出面を形成してもよい。
あるいは、双方に突出面を形成して、これらが対峙する
ようにしてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したオプティカルエンコーダを説明する。
【0017】図1には、本発明を適用可能なロータリー
型のオプティカルエンコーダの概略構成を示してある。
この図に示すように、オプティカルエンコーダ1は、回
転軸2に固定したスリット付きの回転ディスク3と、こ
の回転ディスク3に対峙した固定スリット板4と、これ
ら回転ディスク3および固定スリット板4を挟み対向配
置した発光素子5および受光素子6とを有している。
【0018】回転ディスク3は、円周方向に向けてスリ
ット列31が形成されているディスク本体32と、この
ディスク本体32を回転軸2に固定するために当該ディ
スク本体32の中心に固定されている円筒状のハブ33
とを備えている。本例では、これらディスク本体32お
よびハブ33は樹脂材料により一体成形されたものであ
り、ディスク本体32は透明となっている。また、本例
では、固定スリット板4の側も樹脂成形品である。
【0019】図2(A)には、回転ディスク3と固定ス
リット板4の断面を示してある。この図に示すように、
回転ディスク3のディスク本体32の表面32aには、
感光剤による遮光膜35が形成され、この遮光膜35
に、スリット列31を構成しているスリットパターン3
6が写真技術により形成されている。スリットパターン
36が形成された遮光膜35の全体は、保護膜39によ
って覆われている。保護膜39は、例えば、透明なアク
リル樹脂、エポキシ樹脂からなる保護膜である。
【0020】本例では、固定スリット板4の表面4aに
も、感光剤による遮光膜45が形成され、この遮光膜4
5にスリットパターン46が写真技術により形成されて
いる。さらに、遮光膜45の全体は保護膜49によって
覆われている。
【0021】回転ディスク3と固定スリット板4は一定
のギャップに保持されている。このギャップを適切に設
定するためには次のようにすればよい。例えば、図2
(A)において想像線で示すように、回転ディスク3と
固定スリット板4の間にギャップ調整用のスペーサ8を
差し込み、この状態で回転ディスク3を固定スリット板
4の側に向けて軸線方向に押しつけ、回転ディスク3の
位置を決定して固定すればよい。この後は、スペーサ8
を取り外す。
【0022】このように構成した本例のオプティカルエ
ンコーダ1においては、感光剤からなるスリットパター
ン36、46が保護膜39、49によって覆われてい
る。従って、スリットパターン36、46が他の部材に
接触して傷が付く等の弊害を回避できる。また、保護膜
によって覆われているので、感光剤からなる遮光膜3
5、45が空気によって劣化することもない。これに加
えて、例えば、保護膜として所定の光学特性を備えたも
のを採用すれば、回転ディスクおよび固定スリット板の
表面に適切な光学特性を付与できるので好ましい。一例
として、保護膜を反射防止膜とすることができる。
【0023】なお、本例のオプティカルエンコーダ1に
おいては上記の効果に加えて次のような効果も得られ
る。まず、回転ディスク3が樹脂の一体成形品である。
従って、従来のようにディスク本体とハブを別部品によ
り製造する場合に比べて、廉価に製造できる。また、組
み付け作業が不要になると共に組み付け誤差の発生も回
避できるという利点も得られる。さらに、スリットパタ
ーンを写真技術を用いて回転ディスク3の表面に転写す
るようにしており、このスリットパターン転写の際に
は、ハブが一体形成されている回転ディスク母材の位置
決めを、当該ハブの中心孔を利用して行っている。従っ
て、スリットパターンの形成時おける回転ディスクの位
置決め作業を簡単に行うことができると共に、スリット
パターンも精度良く形成できるという利点が得られる。
【0024】なお、上記の例では、回転ディスクおよび
固定スリット板の双方に感光剤からなるスリットパター
ンを形成している。感光剤からなるスリットパターンを
回転ディスクの側のみに形成してもよい。
【0025】(回転ディスクおよび固定スリット板の変
形例)次に、図2(B)には、上記の回転ディスク3お
よび固定スリット板4の変形例を示してある。この図に
示す例においては、上記の保護膜39、49を形成する
代わりに、回転ディスクの外周部分および固定スリット
板の対応する表面部分に平坦な突出面を形成した構成と
してある。
【0026】すなわち、この図2(B)に示すように、
回転ディスク3Aのディスク本体32の外周縁の部分に
は、固定スリット板4Aの側に向けて一定の厚さだけ突
出した環状突出面37が形成されている。スリットパタ
ーン36はこの環状突起37よりも中心側に形成されて
いる。同様に、固定スリット板4Aの側においても、回
転ディスク側の環状突出面37の側に向けて一定の厚さ
だけ突出した突出面47が形成されている。スリットパ
ターン47はこの突出面47よりも中心側に形成されて
いる。
【0027】回転ディスク3Aと固定スリット板4A
は、一定のギャップを保った状態で対向配置されてい
る。例えば、スリットパターン36、47が形成されて
いる部分の間では約0.1mm程度のギャップとなるよ
うに保持され、外周側の突出面37、47のギャップは
約0.05mm程度となるように保持されている。
【0028】このギャップを適切に設定するためには次
のようにすればよい。例えば、図2(B)において想像
線で示すように、回転ディスク3と固定スリット板4の
間にギャップ調整用のスペーサ8aを差し込み、この状
態で回転ディスク3を固定スリット板4の側に向けて軸
線方向に押しつけ、回転ディスク3の位置を決定して固
定すればよい。この後は、スペーサ8aを引き抜く。
【0029】なお、その他の構成は図1に示すオプティ
カルエンコーダ1と同様であるので、それらの説明は省
略する。
【0030】このように回転ディスクおよび固定スリッ
ト板が構成されたオプティカルエンコーダにおいては、
回転ディスク3Aおよび固定スリット板4Aに形成した
突出面37、47の間にスペーサを挟むことにより、双
方の部材のギャップ調整を簡単に行うことができる。ま
た、回転ディスク3が偏心回転した場合においても、こ
れらの突出面37、47が接触するのみであり、スリッ
トパターン36、46の部分が接触してしまうことはな
い。従って、これらの突出面37、47は感光剤により
形成されているスリットパターンの保護部分として機能
する。感光剤から形成されるスリットパターンは、従来
のようなクロム蒸着膜等により形成されるスリットパタ
ーンに比べて強度が低いので、このような保護部分を形
成することは極めて有利である。
【0031】なお、上記の例では、感光剤からなるスリ
ットパターンを回転ディスクおよび固定スリット板の双
方に形成しているが、回転ディスクの側にのみ形成し、
固定スリット板の側は遮光材から形成し、透過用スリッ
トを形成するようにしてもよい。
【0032】(その他の実施の形態)上記の説明は、ロ
ータリー型のオプティカルエンコーダに対して本発明を
適用した例についてのものである。しかし、本発明は、
リニア型のオプティカルエンコーダに対しても同様に適
用することができる。
【0033】この場合には、直線移動する移動スリット
板を備え、この移動スリット板の表面に感光剤からなる
遮光膜が形成され、この遮光膜にエンコーダ用スリット
パターンが形成された構成のリニア型のオプティカルエ
ンコーダにおいて、移動スリット板における固定スリッ
ト板に対峙する表面に、固定スリット板の側に突き出た
突出面を形成すればよい。
【0034】ここで、移動スリット板に突出面を形成す
る代わりに、固定スリット板の側における移動スリット
板に対峙する表面に、移動スリット板の側に突き出た突
出面を形成してもよい。あるいは、双方に突出面を形成
して、これらが対峙するようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のオプティ
カルエンコーダでは、エンコーダ用スリットパターンが
形成された遮光膜を透明な保護膜によって保護した構成
を採用している。従って、スリットパターン自体に傷が
付く等の弊害を回避できる。また、感光剤からなるスリ
ットパターンは保護膜によって覆われて露出していない
ので、空気と接触して劣化するおそれもない。さらに
は、保護膜に光学的特性を付与すれば、スリットパター
ンの光学的特性を適切なものにできる。
【0036】また、本発明のオプティカルエンコーダで
は、回転ディスクあるいは移動スリット板に、固定スリ
ット板の側に突出した突出面を形成して、これら回転デ
ィスクあるいは移動スリット板に形成した感光剤からな
るスリットパターンに他の部材が接触しないようにして
いる。従って、強度の低いスリットパターンに傷が付い
てしまう等の弊害を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した反射型のオプティカルエンコ
ーダを示す概略構成図である。
【図2】(A)は、図1のオプティカルエンコーダの回
転ディスクおよび固定スリット板の部分の断面を示す部
分断面図であり、(B)は、回転ディスクと固定スリッ
ト板の変形例を示す部分断面図である。
【図3】従来の回転ディスクの構成を示す部分断面図で
ある。
【符号の説明】
1 オプティカルエンコーダ 2 回転軸 3 回転ディスク 31 スリット列 32 ディスク本体 32a 表面 33 ハブ 35 遮光膜 36 スリットパターン 37 環状突出面 39 保護膜 4 固定スリット板 4a スリット板表面 45 遮光膜 46 スリット 47 突出面 49 保護膜 5 発光素子 6 受光素子 8 ギャップ調整用のスペーサ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面に感光剤からなる遮光膜
    が形成され、この遮光膜にはエンコーダ用スリットパタ
    ーンが形成されているスリット板を有するオプティカル
    エンコーダにおいて、 前記エンコーダ用スリットパターンが形成された遮光膜
    が透明な保護膜によって覆われていることを特徴とする
    オプティカルエンコーダ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記保護膜は反射防
    止膜であることを特徴とするオプティカルエンコーダ。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記スリット板は回
    転ディスクであることを特徴とするオプティカルエンコ
    ーダ。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記スリット板は直
    線往復移動する移動スリット板であることを特徴とする
    オプティカルエンコーダ。
  5. 【請求項5】 回転ディスクを備え、この回転ディスク
    の表面に感光剤からなる遮光膜が形成され、この遮光膜
    にエンコーダ用スリットパターンが形成されているロー
    タリー型のオプティカルエンコーダにおいて、 前記回転ディスクは、固定スリット板に対峙する表面の
    外周側の部分に、固定スリット板の側に突き出た環状突
    出面を備えていることを特徴とするオプティカルエンコ
    ーダ。
  6. 【請求項6】 請求項5において、前記環状突出面を形
    成する代わりに、前記固定スリット板の前記回転ディス
    クの外周側の部分に対峙する表面部分には回転ディスク
    の側に突き出た突出面が形成されていることを特徴とす
    るオプティカルエンコーダ。
  7. 【請求項7】 請求項5において、前記固定スリット板
    は、前記回転ディスクの前記環状突出面に対峙する表面
    に、回転ディスクの側に突き出た突出面を備えているこ
    とを特徴とするオプティカルエンコーダ。
  8. 【請求項8】 請求項5ないし7のうちの何れかの項に
    おいて、前記回転ディスクは、前記エンコーダ用スリッ
    トパターンが形成されているディスク本体と、このディ
    スク本体を回転軸に固定するために当該ディスク本体の
    中心に固定されている円筒状のハブとを備えており、こ
    れらディスク本体およびハブは樹脂材料により一体成形
    されていることを特徴とするオプティカルエンコーダ。
  9. 【請求項9】 直線移動する移動スリット板を備え、こ
    の移動スリット板の表面に感光剤からなる遮光膜が形成
    され、この遮光膜にエンコーダ用スリットパターンが形
    成されたリニア型のオプティカルエンコーダにおいて、 前記移動スリット板は、固定スリット板に対峙する表面
    に、固定スリット板の側に突き出た突出面を備えている
    ことを特徴とするオプティカルエンコーダ。
  10. 【請求項10】 請求項9において、前記移動スリット
    板に前記突出面を形成する代わりに、前記固定スリット
    板は、前記移動スリット板に対峙する表面に、移動スリ
    ット板の側に突き出た突出面を備えていることを特徴と
    するオプティカルエンコーダ。
  11. 【請求項11】 請求項9において、前記固定スリット
    板は、前記移動スリット板の前記突出面に対峙する表面
    に、移動スリット板の側に突き出た突出面を備えている
    ことを特徴とするオプティカルエンコーダ。
JP23638797A 1996-09-10 1997-09-02 オプティカルエンコーダ Pending JPH10141997A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113518897A (zh) * 2019-03-15 2021-10-19 谐波传动系统有限公司 光学式旋转编码器、伺服马达以及致动器

Cited By (2)

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CN113518897A (zh) * 2019-03-15 2021-10-19 谐波传动系统有限公司 光学式旋转编码器、伺服马达以及致动器
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