(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過するリング状の透過部を有するパターンと前記パターンの周囲に配され透過部及び反射部が交互に繰り返された角度検出パターンとを備えると共に、モータの回転軸に固定されるパルス円板と、
指向性を有する光を発生する光源と、
前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部を介して受光すると共に、前記受光の量に応じた第１の電流を流す第１の受光部と、
前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部の一部を介して前記第１の受光部の近傍で、受光すると共に、前記受光の量に応じた第２の電流を流す第２の受光部と、
前記モータに仮固定から固定される締結部材を挿入する僅かな遊びを有する取付け孔を設けたハウジングと、
前記第１の電流に基づく第１の値と、前記第２の電流に基づく第２の値との比を演算する演算手段とを備え、
前記ハウジングには、前記光源と前記第１及び第２の受光部との間に前記パルス円板が挿入されるように前記光源、前記第１及び第２の受光部を設け、
前記第１の受光部は、前記パルス円板に垂直な方向から見た場合に、前記第２の受光部と前記角度検出パターンとの間に配置されており、
前記第１の受光部は、前記透過部に沿った略弓形状の受光面を有しており、
前記第２の受光部は、前記透過部に沿った略弓形状の受光面を有している
ことを特徴とする光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項２】
光を透過するリング状の透過部を有するパターンと前記パターンの周囲に配され透過部及び反射部が交互に繰り返された角度検出パターンとを備えると共に、モータの回転軸に固定されるパルス円板と、
指向性を有する光を発生する光源と、
前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部を介して受光すると共に、前記受光の量に応じた第１の電流を流す第１の受光部と、
前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部の一部を介して前記第１の受光部の近傍で、受光すると共に、前記受光の量に応じた第２の電流を流す第２の受光部と、
前記モータに仮固定から固定される締結部材を挿入する僅かな遊びを有する取付け孔を設けたハウジングと、
前記第１の受光部に流れる電流を一定になるように前記光源の光出力を一定に制御する光量制御手段と、
前記第１の電流に基づく第１の値と、前記第２の電流に基づく第２の値との和又は差を演算する演算手段とを備え、
前記ハウジングには、前記光源と前記第１及び第２の受光部との間に前記パルス円板が挿入されるように前記光源、前記第１及び第２の受光部を設け、
前記第１の受光部は、前記パルス円板に垂直な方向から見た場合に、前記第２の受光部と前記角度検出パターンとの間に配置されており、
前記第１の受光部は、前記透過部に沿った略弓形状の受光面を有しており、
前記第２の受光部は、前記透過部に沿った略弓形状の受光面を有している
ことを特徴とする光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項３】
前記第１の受光部と前記第２の受光部とが同心円上に並べて設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項４】
光を透過するリング状の透過部を有するパターンを備えると共に、モータの回転軸に固定されるパルス円板と、
指向性を有する光を発生する光源と、
前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部の一部を介して受光すると共に、前記受光の量に応じた第１の電流を流す第１の受光部と、
前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部の一部を介して前記第１の受光部の近傍で、受光すると共に、前記受光の量に応じた第２の電流を流す第２の受光部と、
前記モータに仮固定から固定される締結部材を挿入する僅かな遊びを有する取付け孔を設けたハウジングと、
前記第１の電流に基づく第１の値と、前記第２の電流に基づく第２の値との和又は差を演算する演算手段とを備え、
前記ハウジングには、前記光源と前記第１及び第２の受光部との間に前記パルス円板が挿入されるように前記光源、前記第１及び第２の受光部を設け、
前記第１の受光部と前記第２の受光部とは、同一の円周上に設けられている、
ことを特徴とする光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項５】
前記第２の受光部は、前記光源の側から見て前記パルス円板の中心から半径方向に向かって前記パターンの透過部と半分重なっている、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項６】
前記第１及び第２の受光部は、前記光源の側から見て前記パルス円板の中心から半径方向に向かって前記パターンの透過部と半分重なっている、
ことを特徴とする請求項４に記載の光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項７】
前記第１及び第２の受光部はＰＮ接合から成るパターンで、同一工程にて製造された、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の光電式ロータリーエンコーダ。
【請求項８】
前記演算手段の演算値に基づいた表示をする表示手段、を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光電式ロータリーエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械などに用いられるサーボモータの角度検出用の光電式ロータリーエンコーダ（以下、適宜エンコーダという）に関する。
【従来の技術】
【０００２】
エンコーダは、パルス円板と、光源及び、光源からの光を受光する受光部を内蔵したハウジングとが所定の精度で位置合せされて組立てられており、かかる位置合せには、電気的な方式、光学的な方式が存在している。
光学的な方式は、顕微鏡によりパルス円板に施されたパターンと受光部の受光素子との位置関係を調整するもので、精度は良いが、作業が煩雑であるという特徴を有するものである。したがって、特に、高精度な調整をする用途以外には用いられていないのが実情である。
また、電気的な方式の概要は、光源から発生した光がパルス円板のパターンと受光素子との位置関係により受光素子の受光量が変動することから、該受光量を電圧に変換して該電圧を測定することにより、所定の精度で位置合せされていることを確認するもので、所定の位置合せ精度を得ながら作業が比較的簡易であるので、現在の主流となっている。
【０００３】
電気的な方式の従来技術を図８によって説明する。図８において、エンコーダ１は、ＬＥＤ等の指向性の高い光源１１と、モータの回転軸端（図示せず）に結合されると共に、矩形波を発生させる角度検出パターン１５を有するパルス円板１３と、光源１１から発生した光がパルス円板１３を介して受光する受光部１７等を有するプリント基板１２とを備えている。
【０００４】
プリント基板１２には、光源１１から光を照射することにより電流が流れると共に、略弓形のＰＮ接合から成る受光パターン１７ａを有する受光部１７と、受光パターン１７ａに流れる電流を電圧に変換せしめるＩ−Ｖ変換器２１と、Ｉ−Ｖ変換器２１の電圧信号に基づいてモータ（図示せず）の回転角度を生成する回転角生成器２３とを備え、Ｉ−Ｖ変換器２１の出力には、端子ｔ１が接続されている。なお、端子ｔ２が接地されており、光源１１及びプリント基板１２がハウジング（図示せず）に実装されている。
【０００５】
パルス円板１３の角度検出パターン１５は、幅が一定でリング状をしており、一定の透過面積を有する透過部１５ａと、一定の反射面積を有する反射部１５ｂとが交互に繰り返されるように形成されている。
【０００６】
上記のように構成されたエンコーダ１のパルス円板１５とハウジング（図示せず）との組立て調整について図８を参照して説明する。
モータのケース（図示せず）にハウジングを、光源１１から発生した光がパルス円板１３の角度検出パターン１５を介して受光部１７の受光パターン１７ａに受光されるように固定する。
予め、端子ｔ１，ｔ２間にオシロスコープ２５を接続しておいて、光源１１から光を発生しながら、モータ（図示せず）を駆動してパルス円板１３を１００〜２００（ｍｉｎ−１）で回転すると、光源１１から発生した光がパルス円板１３における角度検出パターン１５の透過部１５ａを通して受光パターン１７ａに受光し、受光部１７に電流が流れ、Ｉ−Ｖ変換器２１が該電流を電圧に変換して端子ｔ１，ｔ２間の電圧をオシロスコープ２５によって観察することによりパルス円板１３とハウジングとの位置合せの良否を確認する。
なお、上記のようにパルス円板１３を回転させるのは、停止したままではパルス円板１３と光源１１との位置関係により端子ｔ１，ｔ２間の電圧値が変動してパルス円板１３とハウジングとの位置合せの良否が確認できないからである。
【０００７】
すなわち、パルス円板１３における角度検出パターン１５と受光部１７の受光パターン１７ａとが所望の位置に一致すると、オシロスコープ２５のＣＲＴ２５ａに矩形波電圧Ｖｅが観察されるが、上記位置の関係がずれると、点線のように矩形波電圧の振幅の上部がカットされた低い電圧が観察される。したがって、かかる低い矩形波電圧が観察されることによりパルス円板１３とハウジングとの位置合せ不良と判断するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような位置合せの良否判断手段では、モータを駆動してパルス円板１３を回転させながら組立ての良否を判断するので、ハウジングをモータに完全に固定してから端子ｔ１−ｔ２の電圧をオシロスコープ２５で測定しなければならなかった。しかも、パルス円板１３とハウジングとの位置ずれの方向が不明であるので、試行錯誤的にパルス円板１３とハウジングとの位置関係を調整して、再度、ハウジングをモータに完全に固定してから上記のようにして位置調整をしていたが、作業が煩雑であるという問題点があった。
さらに、位置ずれのマージンを得るために、図９に示すように受光パターン１７ａの幅Ｌａを角度検出パターン１５の透過部１５ａの幅Ｌｓよりも大きく形成されるのが一般である。このため、受光パターン１７ａ内から角度検出パターン１５の透過部１５ａとが外れなければ、端子ｔ１−ｔ２の電圧が変動しないので、精度の良い位置調整が困難であるという問題点があった。
【０００９】
また、光源１１からの発光量が光源１１を成す半導体素子のバラツキなどによって変動し、受光パターン１７ａを流れる電流が変動してＩ−Ｖ変換器２１の出力電圧、すなわち、端子ｔ１−ｔ２間の電圧がパルス円板１３と受光部１７との位置ずれ以外の要因でも変動する。したがって、パルス円板１３と受光部１７との精度の良い位置調整が困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡易にハウジングとパルス円板との位置関係のずれを精度良く調整可能な光電式ロータリーエンコーダを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
第１の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、光を透過するリング状の透過部を有するパターンを備えると共に、モータの回転軸に固定されるパルス円板と、指向性を有する光を発生する光源と、前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部を介して受光すると共に、前記受光の量に応じた第１の電流を流す第１の受光部と、前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部の一部を介して前記第１の受光部の近傍で、受光すると共に、前記受光の量に応じた第２の電流を流す第２の受光部と、前記モータに固定される締結部材を挿入する僅かな遊びを有する取付け孔を設けたハウジングと、前記第１の電流に基づく第１の値と、前記第２の電流に基づく第２の値との比を演算する演算手段とを備え、前記ハウジングには、前記光源と前記第１及び第２の受光部との間に前記パルス円板が挿入されるように前記光源、前記第１及び第２の受光部を設けた、ことを特徴とするものである。
ここで、前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部を介して受光すると共に、前記受光の量に応じた第１の電流を流す第１の受光部と、における、透過部を介しては、一部の透過部を介する場合も含まれる。
また、前記モータに仮固定から固定される締結部材とは、例えばモータに設けられたネジ孔に螺合するネジ部材が好ましい。
かかるエンコーダによれば、光源から発生した光がパターンの透過部を通過して第１及び第２の受光部で受光されることにより該受光部に流れる電流に基づいた第１、第２の値の比を演算手段が演算する。
したがって、作業者は、ハウジングの取付け孔に締結部材を挿入し、該締結部材によりモータに仮固定すると共に、ハウジングが取付け孔の遊びの範囲で移動できる状態（ハウジングの仮固定）において、演算手段の演算値を確認してハウジングの移動方向を定めながら、ハウジングを僅かに移動して、締結部材をモータに固定する。
このため、ハウジングをモータに仮固定した状態において、ハウジングを僅かに移動してパルス円板との位置関係を正確に調整して、ハウジングをモータに簡易に固定できるという効果がある。
さらに、演算手段が第１、第２の値の比を求めているので、光源の発光強度の変動を受けにくいという効果もある。
なお、例えば回転角度を検出する略リング状の位置検出パターンをパルス円板に備え、光源から発生した光を、前記位置検出パターンを介して受光すると共に、電流を流す受光部としての角度検出パターンを備えていても良い。
【００１２】
第２の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、光を透過するリング状の透過部を有するパターンを備えると共に、モータの回転軸に固定されるパルス円板と、指向性を有する光を発生する光源と、前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部を介して受光すると共に、前記受光の量に応じた第１の電流を流す第１の受光部と、前記光源から発生した光を、前記パターンにおける透過部の一部を介して前記第１の受光部の近傍で、受光すると共に、前記受光の量に応じた第２の電流を流す第２の受光部と、前記モータに仮固定から固定された締結部材を挿入する僅かな遊びを有する取付け孔を設けたハウジングと、前記第１の受光部に流れる電流を一定になるように前記光源の光出力を一定に制御する光量制御手段と、前記第１の電流に基づく第１の値と、前記第２の電流に基づく第２の値との和又は差を演算する演算手段とを備え、前記ハウジングには、前記光源と前記第１及び第２の受光部との間に前記パルス円板が挿入されるように前記光源、前記第１及び第２の受光部を設けた、ことを特徴とするものである。
ここで、前記モータに仮固定から固定される締結部材とは、例えばモータに設けられたネジ孔に螺合するネジ部材が好ましい。
かかるエンコーダによれば、光源から発生した光がパターンの透過部を通過して第１及び第２の受光部で受光されることにより該受光部に流れる電流に基づいた第１の値と第２の値との和又は差を演算手段が演算する。
作業者は、該演算値を確認しながら、ハウジングの取付け孔に締結部材を挿入し、該締結部材をモータに仮固定すると共に、ハウジングが取付け孔の遊びの範囲で移動できる状態（ハウジングの仮固定）において、演算手段の演算値を確認しながら、ハウジングを僅かに移動して、締結部材をモータに固定する。
したがって、ハウジングをモータに仮固定した状態において、演算手段の演算値を確認しながら、ハウジングを僅かに移動することにより正確にハウジングとパルス円板との位置関係を調整して、ハウジングをモータに固定できるという効果がある。
さらに、演算手段が第１、第２の値の和又は差を求めており、例えば、差を求める演算手段であれば、差動増幅器を用いることができ、和を求める演算手段であれば、加算器を用いることができるので、演算手段が簡易に構成できるという効果がある。
また、光量制御手段を有するので光源の発光強度等の変動を受けにくいという効果もある。
【００１３】
第３の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、第１又は第２の発明において、第１の受光部と第２の受光部とが同心円上に並べて設けられている、ことを特徴とするものである。
かかるエンコーダによれば、第１の受光部と第２の受光部との各重心を結ぶ方向、すなわち、パルス円板における半径方向の位置ずれの程度を演算手段により演算して検出できるという効果がある。
【００１４】
第４の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、第１から第３の発明の何れかの発明において、第１の受光部と第２の受光部とが同一の円周上に設けられている、ことを特徴とするものである。
かかるエンコーダによれば、第１の受光部と第２の受光部との重心を結ぶ方向、すなわち、パルス円板の半径方向と交差する方向の位置ずれを演算手段により演算して検出できる。
特に、第３の発明を従属すると、パルス円板の半径方向及び、半径方向の交差する方向、両者の位置ずれを検出できるという効果がある。
【００１５】
第５の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、第１から第４の発明の何れかの発明において、第２の受光部が光源の側から見てパルス円板の中心から半径方向に向かってパターンの透過部と半分重なっている、ことを特徴とするものである。
ここで、前記半径方向とは、パルス円板の中心から外側に向かう方向をいい、前記重なっているとは、パターンの透過部と第２の受光部とが所定の隙間を有して光源の側から見て重なっていることをいう。
かかるエンコーダによれば、光源の側から見て第２の受光部の半分が半径方向にパターンと重なっているので、ハウジングとパルス円板との位置ずれを正規の位置から振り分けることができる。
したがって、ハウジングとパルス円板との位置ずれの調整が容易であるという効果がある。
【００１６】
第６の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、第１、第３、第４の発明の何れかの発明において、第１及び第２の受光部が光源の側から見てパルス円板の中心から半径方向に向かってパターンの透過部と半分重なっている、ことを特徴とするものである。
ここで、前記半径方向、前記重なっているとは、第５の発明と同一である。
かかるエンコーダによれば、光源の側から見て第１及び第２の受光部がパターンの透過部と半径方向に半分重なっているので、ハウジングとパルス円板との位置ずれを正規の位置から振り分けることができると共に、第１の受光部のみに比較して位置ずれの検出精度を向上でき、しかも、ハウジングとパルス円板との位置合せの高精度な調整が容易であるという効果がある。
【００１７】
第７の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、第１乃至第６の何れかの発明において、第１及び第２の受光部はＰＮ接合から成るパターンで、同一工程にて製造された、ことを特徴とするものである。
かかるエンコーダによれば、第１及び第２の受光部の受光量対電流特性が同一となるので、第１及び第２の電流に基づく演算値の精度が良くなり、より正確なパルス円板とハウジングとの位置合せができるという効果がある。
【００１８】
第８の発明に係る光電式ロータリーエンコーダは、第１乃至第６の何れかの発明において、演算手段の演算値に基づいた表示をする表示手段を備えたことを特徴とするものである。
かかるエンコーダによれば、ハウジングとパルス円板との位置ずれの程度が表示手段に表示されるので、ハウジングとパルス円板の位置合せを視覚により容易に確認できるという効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態を図１乃至図３によって説明する。図１及び図２は本発明の一実施の形態によるエンコーダの全体構成図、図３は受光部のパターン及びパルス円板のパターンの平面図である。
図１乃至図３において、エンコーダは、モータ３０の回転軸３０ａ端に固定されたパルス円板１０３と、光源１０１から発生した光を受光部１０７で受光すると共に、モータ３０の回転角度を検出する角度検出部、後述する判断部を有するプリント基板５２と、光源１０１、プリント基板５２を固定すると共に、光源１０１と受光部１０７との間にパルス円板１０３を挿入し、側面視で略コ形状のコ部５０ａを有するハウジング５０とを備えている。
【００２０】
モータ３０には、ハウジング５０を固定するための雌ネジ３０ｅが設けられており、ハウジング５０には、雌ネジ３０ｅに螺合させる取付けボルト５４のネジ部を貫通させる二つの取付け孔５０ｅが穿設されており、取付け孔５０ｅは雌ネジ３０ｅの径に対して僅かな遊び、例えば±３０μｍの遊びを有している。
【００２１】
光源１０１は、ＬＥＤ又はＬＤ等と光学系とを組み合わせて指向性の高い光を発生するように形成されており、受光部１０７は１チップＩＣから成り、光源１０１から発生した光を、パルス円板１０３を介して受光すると共に、受光量に比例した電流を流すもので、位置検出パターン１０７ａ，基準パターン１０７ｍ，チェックパターン１０７ｃを有している。
【００２２】
パルス円板１０３には、光を透過させる透過部１０５ａと光を反射させる反射部１０５ｂとが交互に繰り返される角度検出パターン１０５と、角度検出パターン１０５と同心円で形成されると共に、リング状の透過部を有するモニターパターン１０５ｍ（請求項１，２のパターン）を備えている。
位置検出パターン１０７ａ，第１の受光部としての基準パターン１０７ｍ，第２の受光部としてのチェックパターン１０７ｃは、光源１０１からの光を均一に受光できると共に、薄い面状で、略弓形状のＰＮ接合から成るフォトダイオードから成っており、基準パターン１０７ｍとチェックパターン１０７ｃの受光面積は同一で、例えば幅３００μｍ，長さ８００μｍで形成されている。
基準パターン１０７ｍ、チェックパターン１０７ｃの受光量対電流特性は誤差を無視できるようにほぼ同一に形成されている。これは、基準パターン１０７ｍ、チェックパターン１０７ｃが同一の工程で製造されると共に、１チップ内に形成されているからである。なお、位置検出パターン１０７ａも同一工程で、１チップ内に形成されている。
基準パターン１０７ｍ、チェックパターン１０７ｃの相互位置関係は、近傍で、同一の中心点からの二つの異なる円周上、すなわち、同心円上に並べて設けられている。これにより基準パターン１０７ｍとチェックパターン１０７ｃとの重心を結ぶ線の方向（以下、Ｙ方向という。）のパルス円板１０３とハウジング５０との位置ずれを検出できるように構成されている。
なお、上記Ｙ方向と直交するＸ方向におけるパルス円板１０３とハウジング５０との位置ずれについては実施の形態３によって説明する。
また、位置検出パターン１０７ａの幅は、角度検出パターン１０５の透過部１０５ａの幅よりも広く形成されている。
【００２３】
パルス円板１０３と受光部１０７とが位置合せできた状態、すなわち、モータ３０にハウジング５０を誤差なしで固定した状態では、図３に示すようにチェックパターン１０７ｃにおける上記Ｙ方向の上半分のみがモニターパターン１０５ｍと重なっている。
ここで、チェックパターン１０７ｃの半分をモニターパターン１０５ｍと重ね合わせたのは、パルス円板１０３と受光部１０７とのＹ方向のずれ量を内側及び外側に振り分けて均等に位置ずれを検出するためである。
また、基準パターン１０７ｍを設けたのは、チェックパターン１０７ｃのみであれば、光源１０１からの発光強度の変動によってチェックパターン１０７ｃに流れる電流が変動することによりパルス円板１０３とチェックパターン１０７ｃとの位置ずれと光源１０１の発光強度の変動とが区別できなくなるからである。
【００２４】
回転角度検出部は、位置検出パターン１０７ａに流れる電流Ｉを電圧Ｖに変換せしめるＩ−Ｖ変換器２１と、Ｉ−Ｖ変換器２１の出力電圧値に基づいて回転角度を生成する回転角度生成器２３とから成っている。
【００２５】
判断部は、基準パターン１０７ｍ，チェックパターン１０７ｃに流れる電流を電圧Ｖｍａ，Ｖｃａに変換せしめる各Ｉ−Ｖ変換器１２３，１２５と、各Ｉ−Ｖ変換器１２３，１２５の出力となるアナログ電圧Ｖｍａ，Ｖｃａをデジタル電圧Ｖｍｄ，Ｖｃdに変換させるＡ／Ｄ変換器１２７，１２９と、Ａ／Ｄ変換器１２７，１２９に接続されたＣＰＵ１３０と、ＣＰＵ１３０に接続されたＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３４、出力Ｉ／Ｆ１３６とから形成されており、出力Ｉ／Ｆ１３６に表示手段としてのＬＣＤ１３８が接続され、表示部を形成している。
ＲＯＭ１３２には、ＣＰＵ１３０により実行されるべき制御プログラム、即ち、電圧Ｖｍｄと電圧Ｖｃｄとの比を求めるプログラム等が記憶されており、ＲＡＭ１３４はＣＰＵ１３０に作業領域を提供するように形成されている。
【００２６】
上記のように構成されたエンコーダのパルス円板とハウジングとの位置合せを図１乃至図３によって説明する。
いま、モータ３０の回転軸端３０ａにパルス円板１０３を固定し、ハウジング５０のコ部５０ａにパルス円板１０３を挿入し、ハウジング５０の二つの孔５０ｅをモータ３０の上面に設けられたネジ孔３０ｅと一致させ、二つのボルト５４をハウジング５０の孔に挿入してボルト５４のネジ部をネジ孔３０ｅに螺合してハウジング５０をモータ３０の上面に仮固定する。
【００２７】
この状態において、光源１０１から光を発生すると、該光はパルス円板１０５におけるリング状の透過部から成るモニターパターン１０５ｍを透過して基準パターン１０７ｍ，チェックパターン１０７ｃで受光して該パターン１０７ｍ，１０７ｃには電流が流れる。Ｉ−Ｖ変換器１２３，１２５がアナログ電流をアナログ電圧Ｖｍａ，Ｖｃａに変換し、Ａ／Ｄ変換器１２７，１２９がアナログ電圧Ｖｍａ，Ｖｃａをデジタル電圧Ｖｍｄ（請求項１の第１の値），Ｖｃｄ（請求項１の第２の値）に変換し、ＣＰＵ１３０はＶｃｄ／Ｖｍｄの比Ｋyを求め、出力Ｉ／Ｆ１３６を介してＬＣＤ１３８に１０進数形式によって比Ｋyを表示する。
作業者は、比Ｋｙの基準値を例えば０．５として±０．０５の範囲内か否かをＬＣＤ１３８を視認して判定し、範囲内であれば、そのままボルト５４を締付けてハウジング５０をモータ３０の上面に固定してパルス円板１０３とハウジング５０の位置合せが完了する。
一方、±０．０５の範囲越えている場合、例えば比Ｋyが０．４であれば、図３の矢印の方向Ｙｄに受光部１０７がずれているので、光源１０１からの光を継続して発生させた状態で、判断部が上記のように比Ｋyを連続して求めてＬＣＤ１３８に表示する。該表示を見ながら作業者は、方向Ｙｄとは反対方向に受光部１０７を有するハウジング５０を僅かに移動して許容値に入った位置で、ボルト５４によってハウジング５０をモータ３０の端部に固定する。
また、例えば上記比Ｋyが０．６であれば、図３の矢印Ｙｕの方向に受光部１０７がずれているので、判断部が上記のように比Ｋｙを求めてＬＣＤ１３８に表示する。該表示を見ながら作業者は、方向Ｙｕとは反対方向にハウジング５０を僅かに移動して許容値に入った位置で、ボルト５４によってハウジング５０をモータ３０の端部に固定する。
さらに、この実施の形態によれば、エンコーダをモータ３０に取り付けて稼動中に、エンコーダの判断部が動作して比Ｋｙの演算を継続しているので、モータ３０の回転軸３０ａがずれてパルス円板１０３とハウジング５０との位置関係がずれても容易に検出できる。
【００２８】
実施の形態２．
本発明の他の実施の形態によるエンコーダを図４によって説明する。図４は、他の実施の形態によるエンコーダ（ハウジングを除く）の全体構成図で、図４中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示して説明を省略する。
実施の形態１は電圧Ｖｍｄと電圧Ｖｃｄとの比を求めてパルス円板１０３とハウジング５０との位置合せの良否を判断したが、この実施の形態は、電圧Ｖｍａと電圧Ｖｃａとの和又は差によって上記位置合せの良否を判断するものである。
【００２９】
図４において、Ｉ−Ｖ変換器１２３が抵抗１５４を介して差動増幅器１５６の入力に接続され、同様にＩ−Ｖ変換器１２５が抵抗１５２を介して差動増幅器１５６の入力に接続されており、差動増幅器１５６の出力が抵抗１５８を介してＡ／Ｄ変換器１６０に接続され、Ａ／Ｄ変換器１６０の出力がＬＣＤ１３８に接続されている。
【００３０】
光量制御手段としての光量一定調節回路１６０は、基準パターン１０７ｍに流れる電流値を一定に制御することにより光源１０１の発光量としての発光出力（発光強度（Ｗ））を一定にするもので、入力が受光部１０７のモニターパターン１０５ｍに接続され、出力が光源１０１に接続されている。光量一定調節回路１６０を設けたのは、光源１０１からの発光強度（Ｗ）の変動によって基準パターン１０７ｍ、チェックパターン１０７ｃに流れる電流が変動することにより差動増幅器１５６の出力電圧値が変動して正確にパルス円板１０３とハウジング５０との位置合せを行うことができないからである。
基準パターン１０７ｍの幅は、モニターパターン１０５ｍの幅よりも狭く、パルス円板１０３とハウジング５０とが所定範囲の位置ずれをしても、基準パターン１０７ｍがモニターパターン１０５ｍに重なるように形成されている。これは、光量一定調節回路１６０の機能を確保するためである。
なお、光量一定調節回路１６０は、公知で例えば、株式会社  東芝  １９９５年に発行された「赤色半導体レーザ  アプリケーションノート、第３６頁に記載されている``ＡＰＣ回路例１''」を掲げることができる。
【００３１】
上記のように構成されたエンコーダのパルス円板とハウジングとの位置合せを図１、図３、図４によって説明する。
実施の形態１と同様にして、モータ３０の回転軸端３０ａにパルス円板１０３を固定し、ハウジング５０をモータ３０の上面に仮固定する。この状態において、光源１０１から光を発生すると、該光はパルス円板１０５におけるリング状の透過部から成るモニターパターン１０５ｍを透過して基準パターン１０７ｍ，チェックパターン１０７ｃで受光して該パターン１０７ｍ，１０７ｃには電流が流れる。Ｉ−Ｖ変換器１２３，１２５が電流を電圧Ｖｍａ，Ｖｃａに変換し、電圧Ｖｍａ，Ｖｃａが差動増幅器１５６に入力されて、差動増幅器１５６が電圧Ｖｍａ（請求項２の第１の値）と電圧Ｖｃａ（請求項２の第１の値）の差電圧値Ｖ０求めてＡ／Ｄ変換器１６０を介してＬＣＤ１３８に差電圧値Ｖ０を表示する。
作業者は、差電圧値Ｖ０が例えば基準電圧値１．０（Ｖ）として許容電圧範囲±０．０５（Ｖ）の範囲内か否かをＬＣＤ１３８を視認して判定し、範囲内であれば、そのままボルト５４を締付けてハウジング５０をモータ３０の上面に固定してパルス円板１０３とハウジング５０の位置合せが完了する。
一方、差電圧値Ｖ０が±０．０５（Ｖ）の範囲越えている場合、例えば＋１．１（Ｖ）であれば、図３の矢印の方向Ｙｄに受光部１０７がずれているので、光源１０１からの光を継続して発生させた状態で、判断部が上記のように連続して差電圧値Ｖ０を求めてＬＣＤ１３８に表示する。該表示を見ながら作業者は、方向Ｙｄとは反対方向に受光部１０７を有するハウジング５０を僅かに移動して許容値に入った位置で、ボルト５４によってハウジング５０をモータ３０の端部に固定する。
また、例えば上記差電圧値Ｖ０が０．９（Ｖ）であれば、図３の矢印Ｙｕの方向に受光部１０７がずれているので、光源１０１からの光を継続して発生させた状態で、判断部が上記のように連続して差電圧値Ｖ０を求めてＬＣＤ１３８に表示する。該表示を見ながら作業者は、方向Ｙｕとは反対にハウジング５０を僅かに移動して許容値に入った位置で、ボルト５４によってハウジング５０をモータ３０の端部に固定する。
なお、差動増幅器１５６により電圧Ｖｍａと電圧Ｖｃａの差を求めたが、加算器により電圧Ｖｍａと電圧Ｖｃａの和を求めても良い。
【００３２】
また、図５に示すように上チェックパターン２０７ｃを設け、パルス円板１０３とハウジング５０とが位置合せできた状態では、光源１０１から見て上チェックパターン２０７ｃの下半分、チェックパターン１０７ｃの上半分のみがモニターパターン１０５ｍと半径方向に重なっているように形成されている。
実施の形態１と同様に、上チェックパターン２０７ｃ、チェックパターン１０７ｃは面積が同一で、受光量対電流特性も誤差を無視できるようにほぼ同一に形成されている。
【００３３】
このようなエンコーダによれば、図６に示すハウジング５０のＹ方向の移動により上チェックパターン２０７ｃとモニターパターン１０５ｍの重なりが増加し、チェックパターン１０７ｃとモニターパターン１０５ｍの重なりが上記増加の割合と同様な割合で減少し、Ｉ−Ｖ変換器１２３，１２５の電圧Ｖｍａと電圧Ｖｃａとの差電圧Ｖ０を差動増幅器１５６により求めれば、パルス円板１０３とハウジング５０との位置ずれ量が実施の形態１と同一でも、差電圧Ｖ０が実施の形態１の２倍となるので、検出精度を２倍に向上させることができる。したがって、パルス円板１０３とハウジング５０との組立て精度を向上させることができるものである。
なお、実施の形態１と同様にして上チェックパターン２０７ｃ（請求項１の第１の受光部）に基づく電圧Ｖｍａとチェックパターン１０７ｃに基づく電圧Ｖｃａとに基づく比をＣＰＵにより演算してＬＣＤ１３８に表示しても上記と同様に検出精度を向上できる。このような比を演算する場合には、基準パターン１０７ｍは不要である。
【００３４】
実施の形態３．
本発明の他の実施の形態によるエンコーダを図６及び図７によって説明する。図６は、他の実施の形態によるエンコーダ（ハウジングを除く）の全体構成図、図７は受光部のパターン及びパルス円板のパターンの平面図で、図６及び図７中、図２及び図３と同一符号は、同一又は相当部分を示して説明を省略する。
実施の形態１，２では、図２及び図３に示すようにハウジング５０本体のずれ量による位置検出パターン１０７ａに流れる電流変動は、Ｙ方向がＸ方向に比較して大きいので、Ｙ方向のずれ量のみを検出するものであったが、この実施の形態は、Ｘ方向のずれ量をも検出してパルス円板１０３とハウジング５０との位置合せ精度を向上させるものである。
【００３５】
図６及び図７において、エンコーダの受光部１０７は、光源１０１から発生した光を、パルス円板１０３を介して受光すると共に、受光量に比例した電流を流すもので、三つのチェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃを有している。
【００３６】
チェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃは、光源１０１からの光を均一に受光できると共に、薄い面状で、略弓形のＰＮ接合からフォトダイオードが形成されており、各チェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃの面積は、同一に形成されている。
パルス円板１０３と受光部３０７とが正規に位置合せできた状態では、図７に示すように光源１０１から見てチェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃの半径方向の半分のみがモニターパターン１０５ｍと重なっている。
ここで、実施の形態１と同様にして各チェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃの光源１０１から受光量に対して流れる電流の受光量対電流の特性が同一で、誤差を無視し得るように形成されている。
また、第１の受光部としてのチェックパターン２０７ｃと、第２の受光部としてのチェックパターン３０７ｃとの相互位置関係は、パルス円板１０３の中心点からの同一円周上の近傍に並設されて設けられている。これによりチェックパターン２０７ｃとチェックパターン３０７ｃとの重心を結ぶ線の方向（以下、Ｘ方向という。）のパルス円板１０３とハウジング５０との位置ずれを検出できる。そして、パルス円板１０３とハウジング５０とのＸ方向のずれを求めるだけであれば、チェックパターン２０７ｃ，３０７ｃの二つのみあれば良いが、Ｙ方向のずれ量を求めるためにチェックパターン１０７ｃが設けられているのである。
【００３７】
判断部は、各チェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃに流れる電流Ｉを電圧Ｖに変換せしめる各Ｉ−Ｖ変換器２２５〜２２７と、各Ｉ−Ｖ変換器２２５〜２２７の出力となるアナログ電圧Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａをデジタル電圧Ｖ１ｄ，Ｖ２ｄ，Ｖ３ｄに変換させるＡ／Ｄ変換器２３０〜２３２と、Ａ／Ｄ変換器２３０〜２３２に接続されたＣＰＵ１３０と、ＣＰＵ１３０に接続されたＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３４、出力Ｉ／Ｆ１３６とから形成されており、出力Ｉ／Ｆ１３６にＬＣＤ１３８が接続されている。
ＲＯＭ１３２には、ＣＰＵ１３０により実行されるべき制御プログラム、即ち、Ｖ３ｄ／Ｖ２ｄを演算するプログラム等が記憶されており、ＲＡＭ１３４はＣＰＵ１３０に作業領域を提供するように形成されている。
【００３８】
上記のように構成されたエンコーダのパルス円板とハウジングとの位置合せを図１、図６、図７によって説明する。
いま、上記実施の形態１のようにしてパルス円板１０３をモータ３０の回転軸端３０ａ、ハウジング５０をモータ３０の上面に仮固定する。
【００３９】
この状態において、光源１０１から光を発生すると、該光はパルス円板１０５におけるリング状の透過部から成るモニターパターン１０５ｍを透過して各チェックパターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃで受光して該パターン１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃには電流が流れる。Ｉ−Ｖ変換器２２５〜２２７が電流を電圧に変化し、Ａ／Ｄ変換器２３０〜２３２がアナログ電圧Ｖ1ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａをデジタル電圧Ｖ1ｄ，Ｖ２ｄ，Ｖ３ｄに変換し、ＣＰＵ１３０は、Ｖ３ｄ／Ｖ２ｄになる比Ｋｘを求める。
ここで、比Ｋｘの値はＸ方向のずれ成分が全く存在しなければ、Ｖ２ｄ＝Ｖ３ｄとなるので１となり、右方向ＸＲにずれている場合、Ｖ２ｄ＞Ｖ３ｄとなるので、Ｋｘ＜１となり、左方向ＸＬにずれている場合、Ｖ２ｄ＜Ｖ３ｄとなるので、Ｋｘ＞１なる。
したがって、ＬＣＤ１３８に表示される値によってハウジング５０のおよその移動量を把握できるので、ハウジング５０とパルス円板１０３との位置合せが簡易である。
なお、Ｙ方向のずれを調整するには、実施の形態１のようにＶ1ａ／Ｖ２ａとなる比Ｋｙによってパルス円板１０３とハウジング５０との位置関係を調整すれば良い。
【００４０】
なお、上記電圧Ｖ２ｄ，Ｖ３ｄとの和又は差によりＸ方向の位置ずれを評価する場合には、実施の形態２、図５に記載したように光量一定調節回路１６０と図７に示すモニターパターン１０７ｍを設けることにより構成できる。
また、チェックパターン３０７ｄを設けて、チェックパターン３０７ｄとチェックパターン１０７ｃに流れる電流に基づいて上記Ｘ方向のずれを調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態によるエンコーダの全体構成を示す正面図である。
【図２】  図１に示すエンコーダ（ハウジングを除く）の全体構成図である。
【図３】  図１に示す受光部のパターン及びパルス円板のパターン（受光部側から見た）の平面図である。
【図４】  他の実施の形態によるエンコーダ（ハウジングを除く）の全体構成図である。
【図５】  受光部のパターン及びパルス円板のパターン（受光部側から見た）の平面図である。
【図６】  他の実施の形態によるエンコーダ（ハウジングを除く）の全体構成図である。
【図７】  図６に示す受光部のパターン及びパルス円板のパターン（受光部側から見た）の平面図である。
【図８】  従来のエンコーダ（ハウジングを除く）の全体構成図である。
【図９】  図８に示す受光部のパターン及びパルス円板のパターン（受光部側から見た）の平面図である。
【符号の説明】
３０  モータ、３０ａ  回転軸、３０ｅ  ネジ孔、５０  ハウジング、５０ｅ取付け孔、１０１  光源、１０３  パルス円板、１０５  角度検出パターン、１０５ｍ  モニターパターン、１０７ａ  位置検出パターン、１０７ｃ，２０７ｃ，３０７ｃ，３０７ｄ  チェックパターン、１３８  ＬＣＤ、１６０  光量一定調節回路。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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