(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的なコードスケール(505)と、
光学ユニット(503)であって、
発光手段電流を受容して、それに応答して前記光学的なコードスケール(505)へ光を提供する、発光手段(501)と、
前記光学的なコードスケール(505)を通過した前記発光手段(501)からの光と、光センサ電流とを受容して、それに応答して光センサ(502)と前記光学的なコードスケール(505)との間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を出力する、該光センサ(502)
とを含むことからなる、光学ユニット(503)と、
前記光センサ(502)と発光手段電流制御手段(540)と光センサ電流源(550)とに接続された光センサ電流検出器(520)であって、前記光センサ(502)によって該光センサ電流源(550)から引き出される前記光センサ電流の値を第１の基準値と比較して、該第１の基準値未満の該光センサ電流に応答して、前記発光手段(501)から前記光センサ(502)への光路内に汚染物質が存在することを示す光センサ電流検出器信号をリアルタイムに生成して、前記発光手段電流制御手段(540)に出力する、光センサ電流検出器(520)と、
前記光センサ電流検出器(520)を介して前記光センサ(502)に対して前記光センサ電流を提供する前記光センサ電流源(550)と、
前記発光手段電流制御手段(540)であって、前記光センサ電流検出器(520)からの前記光センサ電流検出器信号を受容して、それに応答して、前記発光手段(501)に提供される前記発光手段電流を増大させるよう調整する、前記発光手段電流制御手段(540)
とを備える、光学エンコーダ(500)。
【請求項２】
前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を増大させるよう調整する際には、前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を、第２の基準値に達するまで、所定の複数のステップで徐々に増大させるよう調整して、その増大させた発光手段電流を該第２の基準値と繰り返し又は継続して比較する、請求項１に記載の光学エンコーダ(500)。
【請求項３】
前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を増大させるよう調整する際には、前記光センサ電流検出器(520)及び／又は前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を、どの程度増大させるべきか判断する、請求項１に記載の光学エンコーダ(500)。
【請求項４】
前記発光手段(501)に前記発光手段電流を提供する発光手段電流源(530)を、前記発光手段電流制御手段(540)と前記発光手段(501)との間において更に備える、請求項１乃至３の何れかに記載の光学エンコーダ(500)。
【請求項５】
前記発光手段電流が発光手段電流警告値にまで増大した時には、前記発光手段電流制御手段(540)と前記発光手段電流源(530)とのうちの一方が、警告信号を、外部のホスト装置に出力して、前記光学エンコーダ(500)の機能不全は、メンテナンスか又は交換を必要としていることを該ホスト装置に示す、請求項４に記載の光学エンコーダ(500)。
【請求項６】
発光手段(501)と光センサ(502)とを含む光学ユニット(503)を動作させる方法であって、
前記発光手段(501)に発光手段電流を提供し、それにより、該発光手段(501)から光学的なコードスケール(505)へと光が提供されるようにし、
光センサ電流源(550)からの光センサ電流検出器(520)を介した光センサ電流と、前記光学的なコードスケールを通過した前記発光手段(501)からの光とを、前記光センサ(502)に提供し、それにより、該光センサ(502)と前記光学的なコードスケール(505)との間の相対運動を示す少なくとも１つの信号が該光センサ(502)から出力されるようにし、
前記光センサ(502)によって光センサ電流源(550)から引き出される前記光センサ電流の値を、前記光センサ電流検出器(520)内において、第１の基準値と比較し、
前記第１の基準値未満の前記光センサ電流に応答して、前記発光手段(501)から前記光センサ(502)への光路内に汚染物質が存在することを示す光センサ電流検出器信号を、前記光センサ電流検出器(520)内においてリアルタイムに生成し、及び、
前記光センサ電流検出器信号に応答して、前記発光手段(501)に提供される前記発光手段電流を増大させるよう調整する
ことを含む、方法。
【請求項７】
前記光センサ電流検出器信号に応答して、前記発光手段(501)に提供される前記発光手段電流を増大させるよう調整することが、
前記発光手段電流を、第２の基準値に達するまで、所定の複数のステップで徐々に増大させるよう調整して、その増大させた発光手段電流を該第２の基準値と繰り返し又は継続して比較する
ことを含むことからなる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記光センサ電流検出器信号に応答して、前記発光手段(501)に提供される前記発光手段電流を増大させるよう調整することが、
前記発光手段電流を、どの程度増大させるべきか判断する
ことを含むことからなる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記発光手段電流が発光手段電流警告値にまで増大した時には、警告信号を、外部のホスト装置に出力して、前記光学ユニット(503)の機能不全は、メンテナンスか又は交換を必要としていることを該ホスト装置に示すことを、更に含むことからなる、請求項６乃至８の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
光学ユニット(503)であって、
発光手段電流を受容して、それに応答して光学的なコードスケール(505)へ光を提供する、発光手段(501)と、
前記光学的なコードスケール(505)を通過した前記発光手段(501)からの光と、光センサ電流とを受容して、それに応答して前記光学ユニット(503)と前記光学的なコードスケール(505)との間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を出力する、光センサ(502)と、
前記光センサ(502)と、発光手段電流制御手段(540)と、外部の光センサ電流源(550)とに接続された光センサ電流検出器(520)であって、前記光センサ(502)によって該光センサ電流源（550)から引き出される前記光センサ電流の値を第１の基準値と比較して、該第１の基準値未満の該光センサ電流に応答して、前記発光手段(501)から前記光センサ(502)への光路内に汚染物質が存在することを示す光センサ電流検出器信号をリアルタイムに生成して、前記発光手段電流制御手段(540)に出力する、光センサ電流検出器(520)と、
前記発光手段電流制御手段(540)であって、前記光センサ電流検出器(520)からの前記光センサ電流検出器信号を受容して、それに応答して、前記発光手段(501)に提供される前記発光手段電流を増大させるよう調整する、前記発光手段電流制御手段(540)
とを備え、
前記光センサ(502)は、外部の前記光センサ電流源(550)から前記光センサ電流検出器(520)を介して前記光センサ電流が提供されることからなる、光学ユニット(503)。
【請求項１１】
前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を増大させるよう調整する際には、前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を、第２の基準値に達するまで、所定の複数のステップで徐々に増大させ、及び、その増大させた発光手段電流を該第２の基準値と繰り返し又は継続して比較する、請求項１０に記載の光学ユニット(503)。
【請求項１２】
前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を増大させるよう調整する際には、前記光センサ電流検出器(520)及び／又は前記発光手段電流制御手段(540)が、前記発光手段電流を、どの程度増大させるべきかを判断する、請求項１０に記載の光学ユニット(503)。
【請求項１３】
前記発光手段(501)に前記発光手段電流を提供する発光手段電流源(530)を、前記発光手段電流制御手段(540)と前記発光手段(501)との間において更に備える、請求項１０乃至１２の何れかに記載の光学ユニット(503)。
【請求項１４】
前記発光手段電流が発光手段電流警告値にまで増大した時には、前記発光手段電流制御手段(540)と前記発光手段電流源(530)とのうちの一方が、発光手段電流警告信号を、外部のホスト装置に出力して、前記光学ユニット(503)の機能不全は、メンテナンスか又は交換を必要としていることを該ホスト装置に示す、請求項１３に記載の光学ユニット(503)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学エンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学エンコーダは、何らかの基準に対するオブジェクトの運動及び／又は位置を判定するために広範な状況で使用されている。光学式エンコーディングは、運動する構成要素間でその動きを測定し追跡するための安価で信頼できる方法として機械系で使用されることが多い。例えば、プリンタ、スキャナ、複写機、ＦＡＸ機、プロッタ、及びその他のイメージングシステムは、用紙等のイメージ媒体上にイメージをプリントする際、又はかかる媒体からイメージをスキャンする際に、光学式エンコーディングを使用して該媒体の動きを追跡することが多い。
【０００３】
光学式エンコーディングの一般的な技術の１つでは、光センサ及びエンコーダ・コードスケール（又はエンコーディング媒体）が使用される。該光センサは、該コードスケールの表面上に焦点を合わせる。該光センサが該コードスケール（又はエンコーディング媒体）に対して移動した際、又は該コードスケールが該光センサに対して移動した際に、該センサが、該コードスケールを通過し又は該コードスケールにより反射された光のパターンを読み取って運動を検出する。
【０００４】
典型的なコードスケールは、交互の一連の特徴である。エンコーダ及びセンサが互いに相対的に移動する際に、前記パターンにおける１つの特徴から次の特徴への遷移が光学的に検出される。例えば、コードスケールは、不透明な材料における穴又は光学的に透過性の窓の交互のパターンとすることができる。何れの場合にも、光センサは、該穴又は窓を通過する光の暗から明への遷移を検出することができる。
【０００５】
図１は、発光手段101及び光センサ102を含む光学ユニット103と、該発光手段101と該光センサ102との間に配置された光制御部材（光学的なコードスケール）105とを備えた、基本的な光学エンコーダ100を示している。該光学ユニット103及び該光学的なコードスケール105は、該光学的なコードスケール105の長手方向へ直線的な態様で互いに相対的に移動することができる。図２は、光学エンコーダ100を別の視点から見たものである。
【０００６】
一般的な用途の１つでは、光学ユニット103がプリンタのプリントヘッド上に取り付けられ、光学的なコードスケール105が該プリンタのケースに固定され、該プリントヘッドの移動時に該光学ユニット103が該コードスケール105の長さ方向に沿って移動する。光学ユニット103が光学的なコードスケール105の長さ方向に沿って移動する際に、該光学的なコードスケール105を通過する発光手段101からの光が光センサ102により検知されて、光学ユニット103と光学的なコードスケール105との間の相対的な運動を示す１つ又は２つ以上の信号が生成される。次いで、該光センサ102からの１つ又は２つ以上の出力信号が、プリンタにより使用されて、プリント処理中のプリントヘッド及び／又は用紙の動きの制御に役立つ。
【０００７】
しかし、上述のようにプリンタ内に光学エンコーダが配設される場合には、光センサに幾つかの問題が生じる可能性がある。例えば、光学エンコーダ100の寿命を短くし得るインクエアロゾルが問題である。特に、プリント処理中にインク粒子が空気で運ばれて発光手段101及び／又は光センサ102上に堆積する。これが生じると、発光手段101からコードスケール105へ、最終的には光センサ102への光路が、該インク粒子により部分的に又は完全に遮断されて、光学エンコーダ100が正しく動作しなくなる。この場合、光学エンコーダ100の一部又は全てをメンテナンスし又は交換する必要がある。望ましくないことに、光学エンコーダ100のメンテナンス又は交換は高価なものとなり、ホスト装置（例えばプリンタ）の可用性を低下させるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５２−６３７９３
【特許文献２】特開昭６０−１７７２１７
【特許文献３】特表平４−５０４７８０
【特許文献４】特開平５−２９８８３
【特許文献５】特開平８−２６１９３１
【特許文献６】特開平９−１９１１２６
【特許文献７】特表２００４−５１４１２７
【特許文献８】特開２００２−２２１７７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって、光学エンコーダ上での１つ又は２つ以上のインク粒子の堆積に起因する機能不全を除去することができる光センサ、及びかかる光センサを含む光学エンコーダが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態では、光学エンコーダは光学的なコードスケール及び光学ユニットを含む。該光学ユニットは更に、発光手段電流を受容し該電流に応じてコードスケールへ光を供給する発光手段と、光センサ電流及び前記コードスケールからの光を受容しそれに応じて光センサとコードスケールとの間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を出力する光センサと、前記光センサ電流を基準値と比較し、該基準値とは異なる該光センサ電流に応じて前記発光手段に供給される発光手段電流を調整するための光センサ電流検出器信号を生成する、光センサ電流検出器とを含む。
【００１１】
別の実施形態では、発光手段及び光センサを含む光学ユニットを動作させる方法は、発光手段へ発光手段電流を供給し、光センサ電流を光センサへ供給し、該光センサ電流を基準値と比較し、該基準値とは異なる該光センサ電流に応じて、前記発光手段に供給される発光手段電流を調整する、という各ステップを含む。
【００１２】
更に別の実施形態では、光学ユニットが、発光手段電流を受容する発光手段と、光センサ電流及び前記発光手段からの光を受容しそれに応じて該光学ユニットと光学的なコードスケールとの間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を出力する光センサと、前記光センサ電流を基準値と比較し、該基準値とは異なる該光センサ電流に応じて、前記発光手段から前記光センサへの光路中における汚染の存在を示す光センサ電流検出器信号を出力する、光センサ電流検出器とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
例示的な実施形態は、以下の詳細な説明を図面と共に参照することにより、最も良好に理解されよう。様々な特徴は必ずしも実際通りの縮尺ではないことを強調しておく。実際に、寸法は説明の明瞭化のために任意に大きくし又は小さくなっている。応用又は実施が可能である限り、同様の符号は同様の構成要素を指している。
【００１４】
以下の詳細な説明では、制限ではなく説明を目的として、本教示による実施形態の完全な理解を提供するために、特定の細部を開示する例示的な実施形態について説明する。しかし、本開示の利益を得た当業者には自明であるように、本書で開示する特定の細部とは異なるが本教示に従っている他の実施形態は、特許請求の範囲内に含まれるものである。更に、例示的な実施形態の説明が不明瞭にならないように、周知の装置及び方法に関する説明は省略している場合がある。かかる装置及び方法は、明らかに本教示の範囲内に含まれるものである。
【００１５】
図３Ａは、光学エンコーダ300の一実施形態を示している。該光学エンコーダ300は、発光手段（図示せず）、光センサ302、及び監視用光検出器304を含む光学ユニット303と、前記発光手段と前記光センサ302との間に配置された光制御部材（光学的なコードスケール）305とを含む。監視用光検出器304の出力信号を監視することにより、光学エンコーダ300は、光学的なコードスケール305上の汚染（例えばインク粒子）の存在を検知することができる。
【００１６】
しかし、監視用光検出器304が光センサ302に関連して移動されているため、該監視用光検出器304は、リアルタイムで汚染を検出することができず、このため、機能不全を識別することしかできず、問題のリアルタイム修正を提供することができない。更に、監視用光検出器304は、光学的なコードスケール305上の汚染しか検出することができず、すなわち、発光手段又は光センサ302上に存在し得る汚染（例えばインク粒子）を検出することができない。
【００１７】
図３Ｂは、監視用光検出器304が光センサ302に関連して移動されている場合の別の実施形態を示している。図２の実施形態では、監視用光検出器304は、光学的なコードスケール305上の「何らかの」汚染を、該汚染に光センサ302が遭遇した際にリアルタイムで検出することができる。しかし、別の場合で、光学的なコードスケール305の領域1上にしか汚染が存在しない場合には、該汚染は、光センサ302には影響を与えるが、監視用光検出器304によって検出されることはない。更に別の場合で、光学的なコードスケール305の領域2上にしか汚染が存在しない場合には、監視用光検出器304は、光学エンコーダ300の動作に実際に影響を与えない問題を示す「誤った肯定」信号を出力する可能性がある。図３Ａの実施形態の場合と全く同様に、監視用光検出器304は、発光手段又は光センサ302上に存在し得る汚染（例えばインク粒子）を全く検出することができない。
【００１８】
図４は、光学エンコーダ400内の電流経路を示しており、該光学エンコーダ400は、発光手段401及び光センサ402を含む光学ユニット403と、前記発光手段401と前記光センサ402との間に配置された光制御部材（光学的なコードスケール）405とを含む。
【００１９】
重要なことは、本発明が、発光手段401から光学的なコードスケール405へ、次いで光センサ402への光路が、光学的なコードスケール405上の１つ又は２つ以上のインク粒子等の汚染によって妨げられた際に、光センサ402によって引き出される電流が減少することを判定することである。もう１つの重要なことは、本発明が、かかる場合に発光手段401へ供給される電流を増大させることにより光学エンコーダの機能不全又は性能劣化が改善されることを発見したことである。
【００２０】
これらの原理によれば、図５は、汚染（例えばインク粒子）の存在を検出することができる光学エンコーダ500の一実施形態のブロック図である。該光学エンコーダ500は、発光手段501及び光センサ502を含む光学ユニット503と、前記発光手段501と前記光センサ502との間に配置された光制御部材（光学的なコードスケール）505とを含む。発光手段501は、例えば１つ又は２つ以上の発光ダイオードからなる光源である。一方、一実施形態による光センサ502は、例えばフォトダイオード又はCCD（charge coupled device）等の１つ又は２つ以上の光検出器からなる。一実施形態では、発光手段501が第１の集積回路（IC）チップ内で実施され、光センサ502が第２の集積回路（IC）チップ内で実施される。
【００２１】
光学エンコーダ500はまた、光センサ電流検出器520を含む。また、発光手段電流源530、発光手段電流制御手段540、及び光センサ電流源550も含む。発光手段電流源530、発光手段電流制御手段540、及び光センサ電流源550という構成要素のうちの１つ、全て、又は幾つかの組み合わせを、（例えば図４に示すような光学ユニットハウジング560に取り付けられた）光学ユニット503内に組み込むことが可能であり、又はそれらを別個に配設することが可能である。例えば、発光手段電流源530及び／又は光センサ電流源550は、光学エンコーダ500が配設されることになるホスト装置（例えばプリンタ）により提供することが可能である。一実施形態では、光センサ電流検出器520及び光センサ502が第１の集積回路（IC）チップ内で実施され、発光手段501及び発光手段電流制御手段540が第２のICチップ内で実施される。代替的に、光センサ電流検出器520、光センサ502、及び発光手段電流制御手段540を単一のICチップ内で実施することも可能である。
【００２２】
光学エンコーダ500は次のように動作する。発光手段501は光学的なコードスケール505へ光を供給する。光学ユニット503が光学的なコードスケール505の長さ方向に沿って移動する際に、該光学的なコードスケール505を通過する発光手段501からの光が光センサ502により検知されて、光学ユニット503と光学的なコードスケール505との間の相対運動を示す１つ又は２つ以上の信号が生成される。次いで、この光センサ502からの１つ又は２つ以上の出力信号がホスト装置により（例えばプリント処理中のプリントヘッド及び／又は用紙の動きの制御に資するためにプリンタにより）使用される。
【００２３】
１つ又は２つ以上の汚染（例えばインク粒子）が、発光手段501、光学的なコードスケール505、及び／又は光センサ502上に不意に堆積して、発光手段501からの光が（光学的なコードスケール505を介して）光センサ502に到達するのを妨げた場合には、光センサ502により引き出される光センサ電流が減少することになる。光センサ電流が一定の基準値を下回ると、光センサ電流検出器520は、発光手段501からコードスケール505へ及び最終的には光センサ502への光路内の汚染（例えばインク粒子）（光学エンコーダ500の動作に悪影響を与えるもの）の存在を示す光センサ電流検出器信号を出力する。
【００２４】
更に、光センサ電流検出器信号は、発光手段501へ供給される発光手段電流を増大させるために使用される。詳細には、光センサ電流検出器信号は、発光手段電流制御手段540に、発光手段電流源530から発光手段501へと供給される電流を増大させる。図４に示す実施形態では、発光手段電流制御手段540は、発光手段電流源530へ信号を供給して、該発光手段電流源530にその出力電流を増大させる。代替的な一実施形態では、発光手段電流制御手段540を、発光手段電流源530から発光手段501への電流経路内に配置することが可能であり、この場合には、該発光手段電流制御手段540は、発光手段501へ供給される電流を直接増大させることができる。
【００２５】
発光手段501へ供給される発光手段電流が増大すると、発光手段501からの光の強度も増大し、これにより光路内における１つ又は２つ以上の汚染の悪影響が解消され及び緩和される。一実施形態では、発光手段電流が所定の複数のステップで徐々に増大され、及び光センサ電流が基準値と繰り返し又は継続して比較され、光センサ電流が基準値に一旦達すると発光手段電流はもはや増大されなくなるようになっている。別の実施形態では、光センサ電流検出器520及び／又は発光手段電流制御手段540が、測定された光センサ電流の値に基づいて発光手段電流をどの程度増大させるべきかを判定する（例えば、一層小さな光センサ電流＝発光手段電流の一層大きな増大）。
【００２６】
１つ又は２つ以上の汚染がコードスケール505上に堆積している場合には、コードスケール505のうち汚染が堆積している部分を光センサ502が検知している際に、発光手段501からの光が光センサ502に到達するのが妨げられるだけである。かかる場合、光センサ502がコードスケール505の汚染の堆積している部分から離れるよう移動すると、光センサ電流が再び増大することになり、光センサ電流検出器520が光センサ電流の上昇を検知することになる。これは、発光手段501により供給される光の量が、汚染の存在に起因する早期の制約によって増大されており、もはや必要以上であることを意味している。かかる場合には、光センサ電流検出器520は、発光手段電流制御手段540へ信号を送って、光センサ電流がその基準値に戻るまで、発光手段501へ供給される発光手段電流を減少させることになる。格別な利益として、これは、発光手段501の長寿命化に資するものとなる。
【００２７】
また、一実施形態では、発光手段電流源530又は発光手段電流制御手段540が、発光手段電流を、最大の許容可能な発光手段電流を表す発光手段電流警告値と比較する。発光手段電流が該発光手段電流警告値に達すると、発光手段電流源530又は発光手段電流制御手段540が、発光手段電流警告信号を出力する。該発光手段電流警告信号は、１つ又は２つ以上の汚染に起因する機能不全が非常に深刻なものであって、発光手段電流を増大させることにより該機能不全を修正することができないことを示すものである。この信号をホスト装置へ提供して、光学エンコーダ500の機能不全がメンテナンス又は交換を必要とするものであることを示すことが可能である。
【００２８】
図６は、光学エンコーダ500等の光学エンコーダを動作させる方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【００２９】
ステップ605で、光学エンコーダの発光手段へ発光手段電流が供給され、及び光センサへ光センサ電流が供給される。
【００３０】
ステップ610で、光センサ電流が測定される。
【００３１】
次いで、ステップ615で、測定された光センサ電流が所定の基準値と比較される。該基準値は、１つ又は２つ以上の汚染に起因して光学エンコーダ500の機能不全が派生する前に光センサ502により引き出された光センサ電流の最小値に基づいて実験的に決定することが可能なものである。しかし、その代わりに、他の選定規則又は手順を適用することも可能である。ステップ610は、（光センサ電流の絶対値を実際に「測定する」ことなく）比較器を使用して光センサ電流を基準値と直接比較することにより、省略することができる、ということが理解されよう。
【００３２】
測定された光センサ電流が基準値と等しい場合には、ステップ620で、光センサ電流が何らかの理由（例えばホスト装置がスタンバイ状態になっている等）による制約をもはや受けていないか否かを判定する。光センサ電流がもはや制約を受けていないと判定された場合には、本プロセスはステップ625で終了する。それ以外の場合には、本プロセスは、ステップ610に戻って処理を繰り返す。
【００３３】
一方、ステップ615で、測定された光センサ電流が基準値と等しくないと判定された場合には、ステップ618で、測定された光センサ電流が基準値よりも小さいか否かが判定される。ステップ618で、測定された光センサ電流が基準値よりも小さくないと判定された場合には、該光センサ電流は基準値よりも大きくなければならない。かかる場合には、本プロセスはステップ632に進んで、発光手段電流が低減され、次いでステップ610に戻る。
【００３４】
一方、ステップ618で、測定された光センサ電流が基準値よりも小さいと判定された場合には、本プロセスはステップ630へ進んで、発光手段電流が増大される。既述のように、一実施形態では、発光手段電流は、ステップ630が実行されるたびに同一の所定量だけ増大される。代替的に、発光手段電流を増大させる量を光センサ電流の測定値に基づいて決定することが可能である。
【００３５】
一方、ステップ635で、発光手段電流が、最大の許容可能な発光手段電流を表す発光手段電流警告値と比較される。
【００３６】
発光手段電流が、発光手段電流警告値以上である場合には、ステップ640で、発光手段電流警告信号が出力されて、本プロセスが終了する。該発光手段電流警告値は、発光手段501の出力光強度が最大又はほぼ最大となる際の発光手段電流値として実験的に決定することが可能である。代替的に、発光手段電流警告値は、光学エンコーダ500が配設されることになるホスト装置の安全性、過熱、又は内部仕様に基づく、発光手段501の最大定格電流値に基づいて選定することが可能である。しかし、他の選定規則又は手順を代わりに適用することが可能である。
【００３７】
それ以外の場合には、発光手段電流は、発光手段電流警告値よりも小さくなり、このため、本プロセスはステップ610に戻って処理を繰り返す。
【００３８】
ステップ600により、光センサ502等の光センサは、発光手段と光センサとの間の光学的な経路又は光路中に汚染が存在することを判定することができ、及び発光手段へ供給される電流を増大させて、汚染による悪影響を相殺し又は緩和させることができる。次いで、これは、光学エンコーダの修理又は交換が実際に必要となる事件の数を低減させるものとなり、ひいては運用コストが削減されることになる。
【００３９】
勿論、上述した基準値は、本発明の範囲から逸脱することなく、限界として、又は限界に隣接する値として、使用することが可能である、ということが理解されよう。例えば、図６の実施形態において、発光手段電流が発光手段電流警告値以上である場合に、発光手段電流警告信号が出力される。しかし、代替的に、発光手段電流が発光手段電流警告値を実際に超えた場合にのみ、発光手段電流警告信号を出力することが可能である。同様に、図６の実施形態では、測定された光センサ電流が基準値よりも小さい場合に発光手段電流が増大されるが、代替的に、測定された光センサ電流が基準値よりも大きい場合に発光手段電流を減少させることが可能である。かかる等価性は、十分に理解され、且つ特許請求の範囲内のものとしてみなされるものである。
【００４０】
本書では例示的な実施形態を開示したが、本教示に従う多くの変形例が実施可能であると共に特許請求の範囲内に含まれるものである、ということが当業者には理解されよう。よって、本発明の実施形態は、特許請求の範囲以外の制約を受けるものではない。
【００４１】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
１．光学的なコードスケールと、
光学ユニットであって、
発光手段電流を受容し、それに応じて前記コードスケールへ光を提供する、発光手段と、
光センサ電流及び前記コードスケールからの光を受容し、それに応じて光センサと前記コードスケールとの間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を出力する、光センサと、
前記光センサ電流を基準値と比較し、該基準値とは異なる該光センサ電流に応じて、前記発光手段に供給される前記発光手段電流を調整するための光センサ電流検出器信号を出力する、光センサ電流検出器と
を含む光学ユニットとを備えている、光学エンコーダ。
２．前記発光手段に前記発光手段電流を供給する発光手段電流源を更に含む、請求項１に記載の光学エンコーダ。
３．前記光センサ電流検出器から前記光センサ電流検出器信号を受容し、それに応じて前記発光手段に供給される前記発光手段電流を調整する、発光手段電流制御手段を更に含む、請求項２に記載の光学エンコーダ。
４．前記発光手段電流が発光手段電流警告値まで増大した際に前記発光手段電流制御手段及び前記光センサ電流検出器の一方が警告信号を出力する、請求項３に記載の光学エンコーダ。
５．前記光センサ、前記光センサ電流検出器、及び前記発光手段電流制御手段が全て単一の集積回路チップ内で実施されている、請求項３に記載の光学エンコーダ。
６．前記光センサ及び前記光センサ電流検出器が両方とも第１の集積回路チップ内で実施され、前記発光手段及び前記発光手段電流制御手段が両方とも第２の集積回路チップ内で実施されている、請求項３に記載の光学エンコーダ。
７．前記光センサ及び前記光センサ電流検出器が両方とも単一の集積回路チップ内で実施されている、請求項１に記載の光学エンコーダ。
８．発光手段及び光センサを含む光学ユニットを動作させる方法であって、
発光手段へ発光手段電流を供給し、
光センサ電流を光センサへ供給し、
該光センサ電流を基準値と比較し、
該基準値とは異なる該光センサ電流に応じて、前記発光手段に供給される発光手段電流を調整する、
という各ステップを含む方法。
９．前記発光手段電流が発光手段電流警告値まで増大した際に警告信号を出力するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
１０．前記比較がリアルタイムで実行されると共に、前記光学ユニットとコードスケールとの間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を前記光センサが出力する、請求項８に記載の方法。
１１．光学ユニットであって、
発光手段電流を受容する発光手段と、
光センサ電流及び前記発光手段からの光を受容し、それに応じて該光学ユニットと光学的なコードスケールとの間の相対運動を示す少なくとも１つの信号を出力する、光センサと、
前記光センサ電流を基準値と比較し、該基準値とは異なる該光センサ電流に応じて、前記発光手段から前記光センサへの光路中における汚染の存在を示す光センサ電流検出器信号を出力する、光センサ電流検出器と
を含む、光学ユニット。
１２．前記光センサ電流検出器から前記光センサ電流検出器信号を受容し、それに応じて前記発光手段に供給される前記発光手段電流を調整する、発光手段電流制御手段を更に含む、請求項１１に記載の光学ユニット。
１３．前記発光手段電流が発光手段電流警告値まで増大した際に、前記発光手段電流制御手段及び前記光センサ電流検出器の一方が発光手段電流警告信号を出力する、請求項１２に記載の光学ユニット。
１４．前記光センサ、前記光センサ電流検出器、及び前記発光手段電流制御手段が全て単一の集積回路チップ内で実施されている、請求項１２に記載の光学ユニット。
１５．前記光センサ及び前記光センサ電流検出器が両方とも第１の集積回路チップ内で実施され、前記発光手段及び前記発光手段電流制御手段が両方とも第２の集積回路チップ内で実施されている、請求項１２に記載の光学ユニット。
１６．前記光センサ、前記光センサ電流検出器、前記発光手段、及び前記発光手段電流制御手段が全て同一の光学ユニットハウジング上に取り付けられている、請求項１２に記載の光学ユニット。
１７．前記発光手段に前記発光手段電流を供給する発光手段電流源を更に含む、請求項１１に記載の光学ユニット。
１８．前記光センサへ前記光センサ電流を供給する光センサ電流源を更に含む、請求項１１に記載の光学ユニット。
１９．前記光センサ及び前記光センサ電流検出器が両方とも単一の集積回路チップ内で実施されている、請求項１１に記載の光学ユニット。
２０．前記発光手段、前記光センサ、及び前記光センサ電流検出器が全て同一の光学ユニットハウジング上に取り付けられている、請求項１１に記載の光学ユニット。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】基本的な光学エンコーダを示している。
【図２】図１の基本的な光学エンコーダの別の眺めである。
【図３Ａ】監視用光センサを含む光学エンコーダの一実施形態を示している。
【図３Ｂ】監視用光センサを含む光学エンコーダの一実施形態を示している。
【図４】光学エンコーダ内の電流経路を示している。
【図５】汚染の存在を検出することができる光学エンコーダの一実施形態のブロック図である。
【図６】光学エンコーダの動作方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
500 光学エンコーダ
501 発光手段
502 光センサ
503 光学ユニット
505 光学的なコードスケール
520 光センサ電流検出器
530 発光手段電流源
540 発光手段電流制御手段
550 光センサ電流源
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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