(57)【要約】【課題】小型化に対応でき、位置精度を確保しながら作業性を改善した光学式エンコーダを提供する。【解決手段】回路基板Ａ４に受光素子５、回路基板B８に発光素子７をそれぞれはんだ付け固定するステップ１と、受光素子５の表面に固定スリット板６を位置決め固定するステップ２と、回路基板Ｂ８をエンコーダフレーム９に固定するステップ３と、回路基板Ａ４をエンコーダフレーム９に仮固定した状態で発光素子７の光軸に対して受光素子５の位置を調整するステップ４とを備え、ステップ４の光軸調整後に回路基板Ａ４を固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダ回転部に対して軸受を介さずエンコーダ固定部を固定するビルトインタイプの光学式エンコーダにおいて、受光素子と固定スリット板を有する回路基板Ａと、発光素子を有しモータ本体側に配置する回路基板Ｂと、回転スリット板を挟んで前記回路基板Ａと前記回路基板Ｂを対向位置に固定するエンコーダフレームとを備え、前記回路基板Ａに前記受光素子、前記回路基板Bに前記発光素子をそれぞれはんだ付け固定するステップ１と、前記回路基板Ａの前記受光素子表面に前記固定スリット板を位置決め前記固定するステップ２と、前記回路基板Ｂを前記エンコーダフレームに固定するステップ３と、前記回路基板Ａを前記エンコーダフレームに仮固定した状態で前記発光素子の光軸に対して前記受光素子の位置を調整するステップ４とを備え、光軸調整後に前記回路基板Ａを固定することを特徴とする光学式エンコーダの組立方法。
【請求項２】
前記エンコーダフレームに端子ピンを設けておき、ステップ４において、前記回路基板Ａを端子ピンにはんだ付け固定する請求項１に記載の光学式エンコーダの組立方法。
【請求項３】
前記回路基板Ａと前記回路基板Ｂと捨て基板とで共取り基板を構成して、ステップ１の後に前記回路基板Ｂを切除し、ステップ４の後、捨て基板を切除する請求項１または請求項２に記載の光学式エンコーダの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式エンコーダの受光素子と発光素子の光軸精度の確保および作業性改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式エンコーダにおいて検出位置精度の向上と出力確保するには、光学式エンコーダ回転部を構成する回転スリット板のスリットパターンと、固定部の一部である受光素子に固定した固定スリット板のスリットパターンを高精度に位置合わせをするとともに、受光素子に対して発光素子の光軸を一致させる必要がある。
【０００３】
特にスリットパターンの位置合わせ作業が不十分であると、発光素子の光量を十分に利用することができず、光軸調整において受光素子側で得られる電気信号（出力）を規定値以上にすることが困難となる。
【０００４】
また、発光素子と受光素子は、エンコーダフレームの所定位置にそれぞれ対向するように固定されており、その間を回転スリット板が回転移動するため、光学式エンコーダの小型化において、位置調整および光軸調整が困難になっていた。
【０００５】
これに対して、モータとエンコーダの小型化，高性能化，細径化を可能にするロータリーエンコーダを提供するため、ブラケットにエンコーダフレームを固定した後、モータの軸に回転体を装着する第一の工程と、軸を基準にして回転符号板と受光素子に固定した固定符号板のスリットパターンを位置合わせした後に受光素子を固定する第二の工程と、第二の工程で位置合わせした符号板と受光素子を用いて発光素子の光軸を合わせた後に発光素子を固定する第三の工程とを備え、第二の工程において、第三の工程における発光素子の配置場所にプリズムを仮配置して、回転符号板と固定符号板のスリットパターンの位置合わせをするエンコーダの組立方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする課題は、光学式エンコーダの小型化において、スリットパターンの位置合わせと光軸調整の作業性を改善しながら検出する位置精度と出力（光量）を確保することである。
【０００７】
特許文献１の技術では、実際に用いる回転スリット板のスリットパターンに対して固定スリット板のスリットパターンを位置合せするため、両スリットパターンの位置関係は確実に維持される。その反面、最終工程の光軸調整は、発光素子の位置と傾きによって調整しなければならず、小型化による設置面積の減少で発光素子本体の微調整が困難であった。
【０００８】
また、エンコーダフレームと回路基板の固着において、エンコーダフレームと回路基板との固着面積が狭いことから、位置精度の確保しながら作業性を向上させることが困難であった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、小型化に対応でき、位置精度を確保しながら作業性を改善した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】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の光学式エンコーダの組立方法は、受光素子と固定スリット板を有する回路基板Ａと、発光素子を有しモータ本体側に配置する回路基板Ｂと、回転スリット板を挟んで前記回路基板Ａと前記回路基板Ｂを対向位置に固定するエンコーダフレームとを備え、前記回路基板Ａに前記受光素子、前記回路基板Bに前記発光素子をそれぞれはんだ付け固定するステップ１と、前記回路基板Ａの前記受光素子表面に前記固定スリット板を位置決め固定するステップ２と、前記回路基板Ｂを前記エンコーダフレームに固定するステップ３と、前記回路基板Ａを前記エンコーダフレームに仮固定した状態で前記発光素子の光軸に対して前記受光素子の位置を調整するステップ４とを備え、光軸調整後に前記回路基板Ａを固定する。
【００１１】
また、前記エンコーダフレームに端子ピンを設けておき、ステップ４において、前記回路基板Ａを端子ピンにはんだ付け固定する。
【００１２】
さらに、前記回路基板Ａと前記回路基板Ｂと捨て基板とで共取り基板を構成して、ステップ１の後に前記回路基板Ｂを切除し、ステップ４の後、捨て基板を切除する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の光学式エンコーダの組立方法によれば、モータ本体側に配置した発光素子を先に固定した上で、固定スリット板と受光素子を有する回路基板Ａの位置調整を実施するため、作業性がよく位置精度を確保しやすくなる。
【００１４】
また、請求項２に記載の光学式エンコーダの組立方法によれば、位置調整後に回路基板Ａをエンコーダフレームの端子ピンにはんだ付け固定することで作業性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の光学式エンコーダの組立方法によれば、共取り基板内に回路基板Ａと回路基板Ｂの２つの回路基板と捨て基板とを構成しており、捨て基板を利用して回路基板Ａの光軸調整を実施し、回路基板Ａを固定後に切除するため、光軸の微調整が可能になる。
【００１６】
したがって、光軸の微調整による位置精度を確保しながら作業性を容易化した小型の光学式エンコーダを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
エンコーダ回転部に対して軸受を介さずエンコーダ固定部を固定するビルトインタイプの光学式エンコーダにおいて、受光素子と固定スリット板を有する回路基板Ａと、発光素子を有しモータ本体側に配置する回路基板Ｂと、回転スリット板を挟んで前記回路基板Ａと前記回路基板Ｂを対向位置に固定するエンコーダフレームとを備え、前記回路基板Ａに前記受光素子、前記回路基板Bに前記発光素子をそれぞれはんだ付け固定するステップ１と、前記回路基板Ａの前記受光素子表面に前記固定スリット板を位置決め固定するステップ２と、前記回路基板Ｂを前記エンコーダフレームに固定するステップ３と、前記回路基板Ａを前記エンコーダフレームに仮固定した状態で前記発光素子の光軸に対して前記受光素子の位置を調整するステップ４とを備え、光軸調整後に前記回路基板Ａをはんだ固定する光学式エンコーダの組立方法である。以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における光学式エンコーダの構造断面図である。図１において、エンコーダ回転部は、回転スリット板１とエンコーダボス２とで構成され、回転スリット
板１をあらかじめエンコーダボス２に芯出し固定した後、モータシャフト３に固定する。
【００１９】
エンコーダ固定部は、固定スリット板６を取り付けた受光素子５などを搭載した回路基板Ａ４と、発光素子７を搭載した回路基板Ｂ８およびエンコーダフレーム９とで構成される。
【００２０】
エンコーダ回転部を挟んで、受光素子５と発光素子７を有する信号処理回路を構成するには、分割した回路基板Ａ４と回路基板Ｂ８とを電気的に接続する必要がある。このため、回路基板Ａ４と回路基板Ｂ８とをエンコーダフレーム９の所定位置に固定して電気的に接続する。これにより、回転スリット板１と固定スリット板を６透過した光を電気信号に変換する信号処理回路が形成される。
【００２１】
本発明の組立方法における特徴は、受光素子５を搭載した回路基板Ａ４と、発光素子７を搭載した回路基板Ｂ８との光軸調整工程にある。
【００２２】
以下、ステップ順に説明する。まず、ステップ１では、左右対称に位置する複数の電極を有する受光素子５を、この電極に相対するパターンを有する回路基板Ａ４に、はんだ付けにて接続する。また、２ヶの電極を有する発光素子７をこの電極に相対するパターンを有する回路基板Ｂ８に、はんだ付けにて接続する。
【００２３】
ステップ２では、回路基板Ａ４に取り付けられた受光素子５の素子パターンに相対するように、固定スリット板６のスリットパターンを顕微鏡による目視で位置決めして、受光素子５と固定スリット板６を接着剤で固定する。
【００２４】
ステップ３では、発光素子７を取り付けた回路基板Ｂ８をモータ本体側のエンコーダフレーム９の所定位置に接着剤で固定する。発光素子７をモータ本体側に設ける理由は、分割した回路基板Ａ４と回路基板Ｂ８とを電気的に接続する際の、リード端子数を最小にするためである。
【００２５】
このため、ステップ４で、受光素子５を搭載した回路基板Ａ４をエンコーダフレーム９に仮固定しながら、回路基板Ａ４と回路基板Ｂをリード端子（裸線）で電気的に接続する。リード端子による他の接続として、フラットケーブルあるいは貫通式のコネクタを用いてもよい。
【００２６】
ステップ４の光軸調整で、エンコーダ固定部とエンコーダ回転部とを組み合わせる。この状態で、エンコーダ回転部を回転させ、信号処理回路に電力を供給すれば、出力信号を得ることができる。
【００２７】
なお、光軸調整時に用いるエンコーダ回転部は、治具化したエンコーダ回転部であってもよい。この場合、基準エンコーダ回転部を装着した治具にエンコーダフレーム９を仮固定した状態でモータを回転させる。この光軸調整が完了したエンコーダ固定部を、モータ本体に取り付ける。これは、固定スリット板の位置を、回転スリット板に対して最適な位置に調整することを意味する。この場合も、出力信号を用いることで位置調整を容易化できる。
【００２８】
信号処理回路の出力信号が所定値に収まるように、リード端子を支点にして回路基板Ａ４の取り付け角度を微調整する。つまり、発光素子７が発する光量を、両スリット板を介して受光素子５が所定値以上に受光できるように光軸を微調整する。この微調整を容易にするため、リード端子を柔軟性のある細いリード線にする。光軸調整後に回路基板Ａ４とエンコーダフレーム９とを接着剤で固定する。
【００２９】
実施の形態１の組立方法によれば、回路基板Ｂ８を先にモータ本体側に固定するため作業性がよく、回路基板Ａ４の取り付け（傾き）調整により受光量と位置精度を確保するため光軸調整が容易になる。
【００３０】
なお、信号処理回路の形成にリード端子数が増える点をクリアできれば、受光素子と発光素子の配置は逆でもよい。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２における光学式エンコーダの構造断面図である。実施の形態１との相違点は、光軸調整後における回路基板Ａ４の固定方法を接着からはんだ付けに変更する点である。
【００３２】
このため、エンコーダフレーム９に端子ピン２０を２箇所に設けておき、回路基板Ａ４にはエンコーダフレームの端子ピン２０に相対する位置に、孔部２１とその回りにはんだ付け用のランドパターン（銅箔）を設ける。
【００３３】
組立方法については、ステップ３まで実施の形態１と同様である。ステップ４において、回路基板Ａ４を微調整して光軸調整を行った後に、エンコーダフレーム９の端子ピン２０と回路基板Ａ４のランドパターンをはんだ付けにて固定する。回路基板Ａ４の一部を治具に仮固定して微調整し、はんだ付け後に治具を取り外せば、光軸調整は確実になる。
【００３４】
実施の形態２では、光軸調整後の回路基板Ａ４を、はんだ付けにて固定するため、接着固定に比べてさらに作業性が向上する。
【００３５】
（実施の形態３）
実施の形態３における光学式エンコーダの構造断面図を図３に示す。実施の形態１および実施の形態２との相違点は、ステップ４の光軸調整において、共取り基板を利用する点である。
【００３６】
ステップ４が理解しやすいように最初に共取り基板の構成について説明する。図４において、共取り基板４０は、回路基板Ａ４と回路基板Ｂ８と捨て基板３０で構成される。ステップ１とステップ２までは、共取り基板４０に回路部品を実装する点を除き、他は同じである。
【００３７】
ステップ３では、共取り基板４０から回路基板Ｂ８を切除して、エンコーダフレーム９の所定位置に固定する。
【００３８】
ステップ４では、実施の形態１と同じように回路基板Ａ４を仮固定した状態でリード端子を用いて回路基板Ｂ８とはんだ接続する。このとき、回路基板Ａ４の周りには捨て基板３０が付いた状態である。光軸調整において、共取り基板４０の外周にある捨て基板３０を動かすため、内側にある受光素子５の微調整が容易になる。
【００３９】
共取り基板４０による微調整の後、回路基板Ａ４とエンコーダフレーム９を固定する。その後、捨て基板３０を切除することで、光軸調整が完了する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の光学式エンコーダの組立方法は、小型化と位置精度の確保に対応できるため、小型機器用のサーボモータなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１における光学式エンコーダの構造断面図
【図２】本発明の実施の形態２における光学式エンコーダの構造断面図
【図３】本発明の実施の形態３における光学式エンコーダの構造断面図
【図４】本発明の実施の形態３における共取り基板の説明図
【符号の説明】
【００４２】
１  回転スリット板
２  エンコーダボス
３  モータシャフト
４  回路基板Ａ
５  受光素子
６  固定スリット板
７  発光素子
８  回路基板Ｂ
９  エンコーダフレーム
２０  端子ピン
２１  孔部
３０  捨て基板
４０  共取り基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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