(57)【要約】【課題】組み立ての手間をかけずに、原点パルスの発生位置のずれを低減できる検出ヘッド及び光学式エンコーダを提供すること。【解決手段】本発明にかかる検出ヘッド１２０は、光源１２１と、スケール１１０の測長方向に複数の受光素子１２３が配列された受光部１２２と、受光素子１２３により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段１３１と、を備えた検出ヘッドであって、光源１２１との軸ずれ量が最小である受光素子１２３が選択されていることを特徴とする。本発明にかかる光学式エンコーダ１００は、検出ヘッド１２０と、原点パターン１１１を有するスケール１１０と、を備える。【選択図】図１
2015017916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
スケールの測長方向に複数の受光素子が配列された受光部と、
前記受光素子により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段と、
を備えた検出ヘッドであって、
前記光源との軸ずれ量が最小である前記受光素子が選択されていることを特徴とする
検出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の検出ヘッドと、
原点パターンを有するスケールと、
を備える
光学式エンコーダ。
【請求項３】
原点パターンを有するスケールと、
光源と、前記スケールの測長方向に複数の受光素子が配列された受光部と、前記受光素子により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段と、を有する検出ヘッドと、
を備えた光学式エンコーダの調整方法であって、
１以上の前記受光素子を用いて、
２以上の異なる、前記スケールと前記検出ヘッドとの間隔で原点パルスを検出することにより、
前記光源との軸ずれ量が最小である前記受光素子を求めることを特徴とする
光学式エンコーダの調整方法。
【請求項４】
原点パターンを有するスケールと、
光源と、前記スケールの測長方向に複数の受光素子が配列された受光部と、前記受光素子により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段と、を有する検出ヘッドと、
を備えた光学式エンコーダの調整方法であって、
前記検出ヘッドと前記原点パターンとの間隔を第１の間隔として原点パルスを生成し、前記原点パルスの生成位置を検出する工程と、
前記検出ヘッドと前記原点パターンとの間隔を変化させて、第２の間隔として原点パルスを生成し、前記原点パルスの生成位置を検出する工程と、
前記第１の間隔での原点パルスの生成位置と、前記第２の間隔での原点パルスの生成位置とから、前記検出ヘッドと前記原点パターンとの間隔を変化させた場合の原点パルスの移動量を算出する工程と、
前記光源と前記受光素子と前記原点パターンの幾何学的な関係と、前記原点パルスの移動量とから、前記光源と前記受光素子との軸ずれ量を算出する工程と、
算出された前記軸ずれ量から、前記光源との軸ずれ量が最小である前記受光素子を選択する工程と、
を有することを特徴とする
光学式エンコーダの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出ヘッド、光学式エンコーダ、及び光学式エンコーダの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式インクリメンタル型エンコーダは、スケール上での検出ヘッドの相対移動量を検出する変位センサである。光学式インクリメンタル型エンコーダの中でも、例えば、反射型エンコーダにおいては、検出ヘッドは、光源と受光素子とを備えている。光源から出射され、スケール上のインクリメンタルパターンにより反射された光を受光素子で検出することにより、スケールに対する検出ヘッドの相対移動量を検出する。光学式インクリメンタル型エンコーダは、原点信号発生装置を組み合わせることによりスケール上の絶対位置も測定できるため、多くの産業機器に応用されている。
【０００３】
原点信号発生装置の基本的な原理は、スケール上の原点パターンからの反射光又は透過光を受光素子で検出してアナログ信号を取得し、それを二値化したデジタル信号である原点パルスを制御システムに伝送するものである。制御システムは、原点パルスが伝送された基準位置と、エンコーダから得られる相対移動量から、スケール上の絶対位置を算出できる。
【０００４】
原点信号発生装置として、光源からの光を原点パターンに照射して、反射光を受光素子で検出することにより得られるアナログ信号から、原点パルスを生成するものが開示されている（特許文献１）。また、検出ロバスト性を高めるため、原点パターン及び受光素子が複数あるエンコーダも開示されている（特許文献２）。
【０００５】
図９に光学式エンコーダ８００を示す。光学式エンコーダ８００は、スケール１１０と、スケール１１０に対して相対移動する検出ヘッド８２０と、を備える。（図を見やすくするために検出ヘッド８２０の筐体を省略した。）検出ヘッド８２０は、光源１２１と、受光部８２２と、インクリメンタルパターン検出部１２４と、を有する。受光部８２２は、受光素子８２３を有する。
【０００６】
図９に示すように、一般的な反射型の光学式エンコーダ８００においては、光源１２１と受光素子８２３とが、スケール１１０の測長方向に垂直な平面Ｐ１上に乗るような設計となっている。これは、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔（ギャップ）が変化しても原点位置が変わらないようにするための設計である。一方、光源１２１と受光部８２２とは同じ高さではなく、わずかに段違いに組み付けられることが多い。これは、検出ヘッド８２０内における部品の組み付けスペースの都合上である。図９においては、光源１２１と受光部８２２との高さの違いをΔＨで示した。
【０００７】
図１２は、光源１２１と受光部８２２と原点パターン１１１との位置関係を示す図である（図９中の矢印ＸＩＩから見た図に相当する。）。図１２においては、説明の都合上、インクリメンタルパターン検出部１２４は図示していない。図１２に示すように、検出ヘッド８２０内で光源１２１と受光部８２２とで高さに差（ΔＨ）があるので、光源１２１と受光部８２２とはスケール１１０からの高さが異なってくる。
【０００８】
図９〜図１１を用いて、検出ヘッド８２０がスケール１１０上を動く場合に、原点パルスがどのように生成されるか説明する。
図９のように、検出ヘッド８２０がスケール１１０上のｘ＝ｘ１の位置にあるときには、原点パターン１１１で反射された光の多くは受光素子８２３に到達しない。そのため、図１１に示すように、原点パターン１１１の反射光のアナログ信号の強度が閾値以下となり、原点パルスは生成されない。
【０００９】
図１０は、検出ヘッド８２０が原点位置にあるときを示す。言い換えると、光源１２１、受光部８２２、原点パターン１１１が同じ平面Ｐ１にのっている状態にある。このときの平面Ｐ１の位置をｘ＝ｘ２と表すことにする。このため、原点パターン１１１で反射された光は受光素子８２３に到達する。図１１に示すように、原点パターン１１１の反射光のアナログ信号の強度が閾値以上となり、原点パルスが生成され、原点が検出される。
【００１０】
図１２〜図１４を用いて、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が変化した場合でも原点検出位置は変化しないことを説明する。図１２においては、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が設計通りの間隔になっているとする。光源１２１と受光素子８２３と原点パターン１１１との位置関係を示す図である。図１３は、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が設計値からΔＤずれてしまった状態を示す図である。図１３においては、図１２と同様に、説明の都合上、インクリメンタルパターン検出部１２４は図示していない。図１２及び図１３は、平面Ｐ１上の光源１２１側（図９中の矢印ＸＩＩ）から、光学式エンコーダ８００を見た図である。
【００１１】
まず、図１２に示すように、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔を設計値として原点パルスを生成し、原点パターン１１１の位置を検出する。検出ヘッド８２０と原点パターン１１１との間隔が設計値の場合、前述のように、ｘ＝ｘ２で原点パルスが生成される（図１１参照）。
【００１２】
次に、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が設計値からΔＤだけずれたとする（図１３）。図１３の場合でも、光源１２１と受光素子８２３と原点パターン１１１とが、平面Ｐ１上に乗ったときに、原点パルスが生成されるのは図１２と同じであることは当然である。図１４に示すように、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が変わっても、アナログ信号の強度は弱くなるかもしれないが、ｘ＝ｘ２で原点パルスが生成されるのは変わらない。つまり、原点のずれはない。
【００１３】
上述のように、光源１２１と原点パターン１１１と受光素子８２３とが平面Ｐ１上に乗っている場合には、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が変化しても、原点パルスの発生位置にずれは生じないといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表２００８−５０３７４５号公報
【特許文献２】特開平７−３１８３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
反射型の光学式エンコーダ８００においては、光源１２１と受光素子８２３とが、平面Ｐ１上に乗るように製造されるのが理想である。なぜならば、前述のように光源１２１と受光素子８２３とが平面Ｐ１に乗っていれば、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が設計値から多少ずれたとしても、原点検出位置はずれないからである。しかし、製造誤差や組み立て時の調整誤差により、光源１２１と受光素子８２３とは平面Ｐ１上には乗らず、ずれが生じることがある。このずれを、軸ずれと呼ぶことにする。
【００１６】
図１５〜図１８を用いて、軸ずれをもった検出ヘッド８２０がスケール１１０上を動く場合に、原点パルスがどのように生成されるか説明する。図１５において、スケール１１０の測長方向に垂直で、光源１２１が乗る平面をＰ２と、受光素子８２３の中心が乗る平面をＰ３とする。平面Ｐ２と平面Ｐ３とのスケール１１０測長方向の距離が、軸ずれ量Ｌとなる。
【００１７】
図１５では、平面Ｐ３が原点パターン１１１に重なっている。なお、検出ヘッド８２０の位置は光源１２１の位置で代表させることとし、図１５の位置をｘ＝ｘ３と表すことにする。図１５の状態において、光源１２１からスケール１１０を経由して受光素子８２３に至る光線の経路を考えると、この経路は原点パターン１１１を通らない。図１５中、この光線の経路を一点鎖線で示した。そのため、図１８に示すように、原点パターン１１１の反射光のアナログ信号の強度は閾値を超えず、原点パルスは生成されない。
【００１８】
図１６では、原点パターン１１１が平面Ｐ２と平面Ｐ３との間にある。この図１６の検出ヘッドの位置をｘ＝ｘ４と表すことにする。図１６の状態において光源１２１から受光素子８２３に至る光線の経路を考えると、原点パターン１１１で反射された光が受光素子８２３に到達する。このため、図１８に示すように、原点パターン１１１で反射された光が受光素子８２３に到達するので、受光信号強度が閾値を超え、原点パルスが生成される。
【００１９】
図１７は、平面Ｐ２と原点とが重なっている状態を示す図である。この図１７の検出ヘッド位置をｘ＝ｘ５と表すことにする。このとき、光源１２１からスケール１１０を経由して受光素子８２３に至る光線の経路は、原点パターン１１１からずれている。そのため、図１８に示すように、原点パターン１１１の反射光のアナログ信号の強度は閾値を超えず、原点パルスは生成されない。
【００２０】
光源１２１と受光素子８２３との軸ずれがある場合には、軸ずれがゼロの場合と比較すると、原点パルスの生成位置にずれが生じる。しかし、軸ずれ量Ｌが一定であれば、軸ずれに起因する原点パルスの生成位置のずれ量は同じになるはずなので、適切に校正を行えばよいと考えられる。しかし、軸ずれがあると、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔の変化によって原点検出位置も変動してしまうことに本発明者らは気づいた。
【００２１】
図１９〜図２２を用いて、光源１２１と受光素子８２３との軸ずれがある場合に、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が変化したときの、原点パルスの生成位置の変化を説明する。図１９〜図２１においては、説明の都合上、インクリメンタルパターン検出部１２４は図示していない。
【００２２】
図１９は、光源１２１と受光素子８２３と原点パターン１１１との位置関係を示す図である。図１９は、図１６の状態を光源１２１側から見た側面図である。この場合、図１８に示すように、ｘ＝ｘ４となるときに原点パルスが生成されるのは、前述の通りである。
【００２３】
図２０は、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が図１９からΔＤだけずれた状態を示す。図２０を見てわかるように、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が変わると、ｘ＝ｘ４の位置であっても、原点パターン１１１からの反射光が受光素子８２３に入射しなくなってしまう。
【００２４】
検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が、図１９の状態からΔＤ変化した状態で、原点パターン１１１の位置を検出すると、この場合、図２１及び図２２に示すように、ｘ＝ｘ４−Δｘで原点パルスが生成されることになる。
【００２５】
ちなみに、光源１２１と受光部８２２との高さが同じであれば、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が図１９からずれたとしても、原点パターン１１１からの反射光は同じように受光素子８２３に入射する。しかし、組み付けスペースの都合上、光源１２１と受光部８２２とに段差が生じることがやむを得ない場合がある。
【００２６】
上述のように、光源１２１と受光素子８２３に軸ずれがあり、光源１２１と受光素子８２３とが同じ高さにない状態において、検出ヘッド８２０とスケール１１０との間隔が変化すると、幾何学的な関係から原点パルスの生成位置にずれが生じるという問題がある。これは、ユーザーがエンコーダを取付けた時の間隔によって、原点の位置が変わることを意味する。
【００２７】
エンコーダ製造時において、光源１２１と受光素子８２３との軸ずれが十分小さくなるように検出ヘッド８２０を組み立てることにより、原点位置のずれをなくすことができる。しかし、高精度の組み立てを行う必要があるため、組み立ての手間がかかり、製造コストが高くなるという問題がある。
【００２８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、組み立ての手間をかけずに、原点パルスの発生位置のずれを低減できる検出ヘッド及び光学式エンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明にかかる検出ヘッドは、
光源と、
スケールの測長方向に複数の受光素子が配列された受光部と、
前記受光素子により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段と、
を備えた検出ヘッドであって、
前記光源との軸ずれ量が最小である前記受光素子が選択されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明にかかる光学式エンコーダは、
上述の検出ヘッドと、
原点パターンを有するスケールと、
を備える。
【００３１】
本発明にかかる光学式エンコーダの調整方法は、
原点パターンを有するスケールと、
光源と、前記スケールの測長方向に複数の受光素子が配列された受光部と、前記受光素子により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段と、を有する検出ヘッドと、
を備えた光学式エンコーダの調整方法であって、
１以上の前記受光素子を用いて、
２以上の異なる、前記スケールと前記検出ヘッドとの間隔で原点パルスを検出することにより、
前記光源との軸ずれ量が最小である前記受光素子を求めることを特徴とする。
【００３２】
本発明にかかる他の光学式エンコーダの調整方法は、
原点パターンを有するスケールと、
光源と、前記スケールの測長方向に複数の受光素子が配列された受光部と、前記受光素子により検出されたアナログ信号から原点パルスを生成する原点パルス生成手段と、を有する検出ヘッドと、
を備えた光学式エンコーダの調整方法であって、
前記検出ヘッドと前記原点パターンとの間隔を第１の間隔として原点パルスを生成し、前記原点パルスの生成位置を検出する工程と、
前記検出ヘッドと前記原点パターンとの間隔を変化させて、第２の間隔として原点パルスを生成し、前記原点パルスの生成位置を検出する工程と、
前記第１の間隔での原点パルスの生成位置と、前記第２の間隔での原点パルスの生成位置とから、前記検出ヘッドと前記原点パターンとの間隔を変化させた場合の原点パルスの移動量を算出する工程と、
前記光源と前記受光素子と前記原点パターンの幾何学的な関係と、前記原点パルスの移動量とから、前記光源と前記受光素子との軸ずれ量を算出する工程と、
算出された前記軸ずれ量から、前記光源との軸ずれ量が最小である前記受光素子を選択する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、組み立ての手間をかけずに、原点パルスの発生位置のずれを低減できる検出ヘッド及び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】
【００３４】
【図１】実施の形態１にかかる光学式エンコーダの構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる光学式エンコーダの調整方法を示すフローチャートの前半である。
【図３】実施の形態１にかかる光学式エンコーダの調整方法を示すフローチャートの後半である。
【図４】実施の形態１にかかる光学式エンコーダの受光部をスケールの側から見た図である。
【図５】実施の形態１にかかる光学式エンコーダの、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値としたときの、光源と受光素子と原点パターンとの位置関係を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかる光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値としたときの、出力される信号を示す図である。
【図７】実施の形態１にかかる光学式エンコーダの、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値からずらしたときの、光源と受光素子と原点パターンとの位置関係を示す図である。
【図８】実施の形態１にかかる光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値からずらしたときの、出力される信号を示す図である。
【図９】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドがスケール上を動く様子を示す第１の斜視図である。
【図１０】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドがスケール上を動く様子を示す第２の斜視図である。
【図１１】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値としたときの、出力される信号を示す図である。
【図１２】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値としたときの、光源と受光素子と原点パターンとの位置関係を示す図である。
【図１３】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値からずらしたときの、光源と受光素子と原点パターンとの位置関係を示す図である。
【図１４】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値からずらしたときの、出力される信号を示す図である。
【図１５】従来の光学式エンコーダにおいて、光源と受光素子との軸ずれがある場合に、検出ヘッドがスケール上を動く様子を示す第１の斜視図である。
【図１６】従来の光学式エンコーダにおいて、光源と受光素子との軸ずれがある場合に、検出ヘッドがスケール上を動く様子を示す第２の斜視図である。
【図１７】従来の光学式エンコーダにおいて、光源と受光素子との軸ずれがある場合に、検出ヘッドがスケール上を動く様子を示す第３の斜視図である。
【図１８】従来の光学式エンコーダにおいて、光源と受光素子との軸ずれがある場合に、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値としたときの、出力される信号を示す図である。
【図１９】従来の光学式エンコーダにおいて、光源と受光素子との軸ずれがある場合に、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値としたときの、光源と受光素子と原点パターンとの位置関係を示す図である。
【図２０】従来の光学式エンコーダにおいて、原点パターンの測長方向の位置を変えずに検出ヘッドとスケールとの間隔を図１９からずらしたときに、原点パターンで反射された光が受光素子に入射する状態を示す図である。
【図２１】従来の光学式エンコーダにおいて、検出ヘッドとスケールとの間隔が図１９からずれたときに、原点パターンで反射された光が受光素子に入射する状態を示す図である。
【図２２】従来の光学式エンコーダにおいて、光源と受光素子との軸ずれがある場合に、検出ヘッドとスケールとの間隔を設計値からずらしたときの、出力される信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
[実施の形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる光学式エンコーダ１００の構成を示す斜視図である。光学式エンコーダ１００は、インクリメンタル型光学式エンコーダである。光学式エンコーダ１００は、スケール１１０と、検出ヘッド１２０とを備え、スケール１１０に対する検出ヘッド１２０の相対移動量を検出する。
【００３６】
スケール１１０は、インクリメンタルスケールであり、原点パターン１１１とインクリメンタルパターン１１２とを有する。スケール１１０の長手方向が測長方向である。
検出ヘッド１２０は、光源１２１と、受光部１２２と、インクリメンタルパターン検出部１２４と、信号処理部１３０と、を備える。なお、図１では検出ヘッド１２０の筐体は省略した。光源１２１と、原点パターン１１１と、受光部１２２とは、スケール１１０の測長方向に垂直な同一の平面上に乗るような設計となっている。
光源１２１は、発散光を発する。例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いることができる。
【００３７】
受光部１２２は、原点パターン１１１により反射された光を受光する。受光部１２２には、２以上の受光素子１２３が配列されている。受光素子１２３の配列方向は測長方向に平行である。受光部１２２は、測長方向に長さをもつ。そして、光源１２１と受光部１２２とを検出ヘッド１２０に組み付ける際に組み付け誤差があったとしても、複数ある受光素子１２３の少なくとも一つは光源１２１に対して軸ずれがない位置にくるようになっている。複数の受光素子１２３の中から、最適な受光素子１２３を一つ選択して用いることができる。
【００３８】
最適な一の受光素子１２３を選択して用いるには、種々の方法が考えられる。受光素子１２３が並ぶ基板上で、使用したい受光素子１２３に配線をはんだ付けにより接続し、受光素子１２３を選択してもよい。また、マイコンを組み込み、外部からの切り替え指令に従って受光素子１２３を選択できるようにしてもよい。
選択された受光素子１２３は、スケール１１０上の原点パターン１１１からの反射光を検出して、アナログ信号に変換する。なお、最適な一の受光素子１２３を選択する方法は具体的に後述する。
【００３９】
インクリメンタルパターン検出部１２４は、インクリメンタルパターン１１２により反射された光を受光して、インクリメンタルパターン１１２に対応する周期的信号を検出する。検出ヘッド１２０が移動したときの周期的信号の変化から、検出ヘッド１２０の相対的な移動量を検出できる。
【００４０】
信号処理部１３０は、原点パルス生成手段１３１と、受光素子選択処理部１４０と、を備える。
受光素子選択処理部１４０は、原点パルス移動量演算手段１４１と、軸ずれ量演算手段１４２と、軸ずれ最小受光素子選択手段１４３と、を備える。原点パルス移動量演算手段１４１と、軸ずれ量演算手段１４２と、軸ずれ最小受光素子選択手段１４３の具体的な動作は、図２及び図３のフローチャートの中で説明する。
図２及び図３は、光学式エンコーダ１００の調整方法を示すフローチャートである。具体的には、複数ある受光素子１２３のうちから最適の一を選択するための手順を示す。
【００４１】
光学式エンコーダ１００の調整においては、検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔及び位置関係を変化させながら、原点パルスの移動量を評価する。検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔及び位置関係を変化させるにあたっては、位置調整治具を用いる（不図示）。位置調整治具は、検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔（ｚ方向）を変化させる機構と、検出ヘッド１２０を測長方向（ｘ方向）に移動させる機構を有する。また、ｘ方向及びｚ方向の変位は、変位センサにより測定する。
【００４２】
図４は、受光部１２２をスケール１１０の側から見た図である。受光部１２２上に配置された複数の受光素子のうち、受光素子１２３（ａ）〜１２３（ｇ）を示している。当初の基準となる受光素子は１２３（ａ）である。受光素子１２３（ａ）を基準として、−ｘ方向に隣接する受光素子を１２３（ｂ）、＋ｘ方向に隣接する受光素子を１２３（ｃ）とする。受光素子１２３（ａ）は、受光部１２２の測長方向の中心に配置された受光素子である。設計値においては、光源１２１と受光素子１２３（ａ）とが、スケール１１０の測長方向に垂直な平面上にのるようになっている。
【００４３】
しかし、実際の組み付け後には受光素子１２３（ａ）と光源１２１との間に軸ずれが生じ、両者はスケール１１０の測長方向に垂直な一の平面上にはのらない。図１において光源１２１は平面Ｐ１に、受光素子１２３（ａ）は平面Ｐ２にのっているとする。
【００４４】
図５は、光学式エンコーダ１００を光源１２１の側から見た図である（図１中の矢印Ｖから見た図に相当する。）。図５においては、説明の都合上、インクリメンタルパターン検出部１２４は図示していない。このとき、光源１２１とスケール１１０との間隔はＤ１、スケール１１０と受光部１２２との間隔はＤ２である。受光部１２２上の隣り合う３つの受光素子１２３（ａ）〜１２３（ｃ）を用いて、調整を行う。
【００４５】
図２及び図３の流れに沿って、光学式エンコーダ１００の調整方法を説明する。
まず、検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔を設計値として、受光素子１２３（ａ）〜１２３（ｃ）を原点パルス生成手段１３１に接続する（ＳＴ２０１）。その後、検出ヘッド１２０をスケール１１０の測長方向に相対移動させる（ＳＴ２０２）。
【００４６】
受光素子１２３（ａ）〜１２３（ｃ）は、原点パターン１１１からの反射光を受光し、それぞれ原点パルス生成手段１３１でパルスを生成する。そして、受光素子１２３（ａ）〜１２３（ｃ）のそれぞれについて、生成された原点パルスの生成位置を検出する（ＳＴ２０３）。このときの、受光素子１２３（ａ）における原点パルスの生成位置をｘ＝ｘ１ａと、受光素子１２３（ｂ）における原点パルスの生成位置をｘ＝ｘ１ｂと、受光素子１２３（ｃ）における原点パルスの生成位置をｘ＝ｘ１ｃとする。図６は、受光素子１２３（ａ）において発生したアナログ信号と、このアナログ信号から生成された原点パルスを示す図である。
【００４７】
次に、受光素子１２３（ａ）、１２３（ｂ）、１２３（ｃ）での原点パルスの生成位置ｘ１ａ〜ｘ１ｃを、原点パルス移動量演算手段１４１に記憶する（ＳＴ２０４）。
次に、検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔を、治具を用いてΔＤ変化させる（ＳＴ２０５）。変動量ΔＤは正確に計測する必要はない。そして、検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔をΔＤ変化させた状態で、検出ヘッド１２０をスケール１１０の測長方向に相対移動させる（ＳＴ２０６）。
【００４８】
その後、再び原点パルスを生成し、受光素子１２３（ａ）〜１２３（ｃ）のそれぞれについて原点パルスの生成位置を検出する（ＳＴ２０７）。このときの、受光素子１２３（ａ）における原点パルスの生成位置をｘ＝ｘ２ａと、受光素子１２３（ｂ）における原点パルスの生成位置をｘ＝ｘ２ｂと、受光素子１２３（ｃ）における原点パルスの生成位置をｘ＝ｘ２ｃとする。
【００４９】
図７に示すように、この場合、光源１２１とスケール１１０との間隔はＤ１＋ΔＤ、スケール１１０と受光部１２２との間隔はＤ２＋ΔＤである。受光素子１２３（ａ）、１２３（ｂ）、１２３（ｃ）における原点パルスの生成位置ｘ２ａ〜ｘ２ｃを、原点パルス移動量演算手段１４１に記憶する（ＳＴ２０８）。図７においては、図５と同様に、説明の都合上、インクリメンタルパターン検出部１２４は図示していない。
【００５０】
次に、原点パルス移動量演算手段１４１は、設計値の間隔での原点パルスの生成位置ｘ１ａ〜ｘ１ｃと、設計値からΔＤずれた間隔での原点パルスの生成位置ｘ２ａ〜ｘ２ｃとから、検出ヘッド１２０とスケール１１０の間隔をΔＤ変化させた場合の原点パルスの移動量を算出する（ＳＴ２０９）。図８は、検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔を設計値からずらしたときの、受光素子１２３（ａ）から出力される信号を示す図である。
【００５１】
このとき、基準となる受光素子１２３（ａ）を用いた場合の原点パルスの移動量をＸＡ、受光素子１２３（ｂ）を用いた場合の原点パルスの移動量をＸＢ、受光素子１２３（ｃ）を用いた場合の原点パルスの移動量をＸＣとする。ＸＡ＝ｘ２ａ−ｘ１ａ、ＸＢ＝ｘ２ｂ−ｘ１ｂ、ＸＣ＝ｘ２ｃ−ｘ１ｃと表せる。
【００５２】
次に、軸ずれ量演算手段１４２は、光源１２１、原点パターン１１１、及び受光素子１２３の幾何学的な関係と、原点パルスの移動量ＸＡ〜ＸＣから、光源１２１と受光素子１２３（ａ）との軸ずれ量Ｌを算出する（ＳＴ２１０）。
受光素子１２３のピッチをＰとすると、軸ずれ量Ｌについて、以下の式（１）が成り立つ。
【００５３】
【数１】
2015017916.tif 000003
【００５４】
次に、軸ずれ最小受光素子選択手段１４３は、算出された軸ずれ量から、光源１２１と受光素子１２３と軸ずれが最も少なくなるように、光源１２１を通るスケール１１０に垂直な平面に最も近い受光素子１２３を選択する（ＳＴ２１１）。図５においては、光源の真下にある受光素子１２３（ｈ）が選択される。
【００５５】
以上、説明したように、本発明にかかる光学式エンコーダ１００では、受光部１２２上の複数の受光素子１２３の中から最適な受光素子を選択することにより、光源１２１と受光素子１２３との軸ずれを低減できる。製品出荷段階で軸ずれがない受光素子１２３を選択するようにしておけば、その後にユーザーの組み付けにより検出ヘッド１２０とスケール１１０との間隔が所期の値からずれたとしても、原点位置はずれない。したがって、ユーザーは原点校正しなくてもよい。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施形態では適当な３つの受光素子から最適な受光素子を演算で求めたが、これに限られない。例えば、全ての受光素子について、ひとつひとつ試していけば最適な受光素子を見つけることができる。さらに、受光素子１２３（ａ）を基準としたが、基準はどの受光素子でもよく、受光素子１２３（ｂ）や１２３（ｃ）を基準としてもよい。また、本発明は、リニアエンコーダに限定されるものではなく、ロータリーエンコーダにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００  光学式エンコーダ
１１０  スケール
１１１  原点パターン
１１２  インクリメンタルパターン
１２０  検出ヘッド
１２１  光源
１２２  受光部
１２３  受光素子
１２４  インクリメンタルパターン検出部
１３０  信号処理部
１３１  原点パルス生成手段
１４０  受光素子選択処理部
１４１  原点パルス移動量演算手段
１４２  軸ずれ量演算手段
１４３  軸ずれ最小受光素子選択手段
【図１】
2015017916.tif 000004
【図２】
2015017916.tif 000005
【図３】
2015017916.tif 000006
【図４】
2015017916.tif 000007
【図５】
2015017916.tif 000008
【図６】
2015017916.tif 000009
【図７】
2015017916.tif 000010
【図８】
2015017916.tif 000011
【図９】
2015017916.tif 000012
【図１０】
2015017916.tif 000013
【図１１】
2015017916.tif 000014
【図１２】
2015017916.tif 000015
【図１３】
2015017916.tif 000016
【図１４】
2015017916.tif 000017
【図１５】
2015017916.tif 000018
【図１６】
2015017916.tif 000019
【図１７】
2015017916.tif 000020
【図１８】
2015017916.tif 000021
【図１９】
2015017916.tif 000022
【図２０】
2015017916.tif 000023
【図２１】
2015017916.tif 000024
【図２２】
2015017916.tif 000025