(57)【要約】【課題】低コストな構成で、パルス板の偏心による測定誤差を最小限に抑える光学式エンコーダを提供する。【解決手段】パルス板１のスリットパターン５が、パルス板１の進行方向に向かって角度を設けて形成される光学式エンコーダである。角度は、パルス板の進行方向に向かって４５℃が好ましい。また、角度を設けたスリットパターン５と放射状のスリットパターン６とを備え、それぞれの測定値を比較する構成にしても良い。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の周期で光透過部と遮光部からなるスリット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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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