(57)【要約】【課題】  エンコードの回転方向を把握でき、かつエンコードが一瞬、逆転した場合にも正確に回転量を検出することができるロータリーエンコーダを提供する。【解決手段】  光源と、円周方向に一定角度で光を遮断する領域と、透過する領域とが形成されたエンコードと、前記光源から出射される光を、前記エンコードを介して受光する受光部とを有するロータリーエンコーダにおいて、前記エンコードは、円周方向において一定角度で、光を遮断する第１の領域と、光を完全に透過する第２の領域と、光を半透過状態とする第３の領域とが、順次、形成されており、前記受光部からの出力信号を取り込み、その出力信号のパターンからエンコードの回転方向を検出する回転方向検出手段を有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、円周方向に一定角度で光を遮断する領域と、透過する領域とが形成されたエンコードと、前記光源から出射される光を、前記エンコードを介して受光する受光部とを有するロータリーエンコーダにおいて、
前記エンコードは、円周方向において一定角度で、光を遮断する第１の領域と、光を完全に透過する第２の領域と、光を半透過状態とする第３の領域とが、順次、形成されており、
前記受光部からの出力信号を取り込み、その出力信号のパターンからエンコードの回転方向を検出する回転方向検出手段を有することを特徴とするロータリーエンコーダ。
【請求項２】
前記回転方向検出手段は、出力信号のレベル判定を行うための第１の閾値と、該第１の閾値より低い値に設定された第２の閾値とを有し、前記受光部の出力信号と前記第１、第２の閾値との大小比較により、前記受光部の出力信号のレベル判定を行い、該レベル判定により得られた出力パターンから前記エンコードの回転方向を検出することを特徴とする請求項１に記載のロータリーエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーエンコーダに係り、特に、プリンタ等における用紙やインクリボン等の移送量を検出するのに好適なロータリーエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のロータリーエンコーダのエンコードの構成を図５に示す。  同図において、エンコード１００は、円周方向に一定角度で光を遮断する領域１００Ａと、光を透過する領域１００Ｂが交互に形成されている。
このようなエンコード１００を用いた従来のロータリーエンコーダの概略構成を図６に示す。同図ではエンコード１００は、側面が示されている。
【０００３】
図６において、ロータリーエンコーダは、光源１１２と、図５に示したように円周方向に一定角度で光を遮断する領域１００Ａと、透過する領域１００Ｂが交互に形成されたエンコード１００と、光源１１２から出射される光１１５を、エンコード１００を介して受光する受光部としての透過型フォトセンサ１１４とを有している（特許文献１参照）。透過型フォトセンサ１１４は、エンコード１００を介して受光した光の光量に応じたレベルの信号を出力する。
【０００４】
光源１１２及び受光部１１４と、受光部１１４の出力信号に応じて論理１または論理０の信号を出力する出力回路（図示せず）とを含んで１／０センサ１１０が構成されている。
１／０センサ１１０の出力回路は、透過型フォトセンサ１１４の出力信号を取り込み、該出力信号の信号レベルと、ハイレベルの判定基準値である第１の閾値ＶＴＨＨ及びローレベルの判定基準値である第２の閾値ＶＴＨＬとの大小比較を行い、該比較結果に応じて論理１、または論理０の信号を出力する。
【０００５】
ここで、１／０センサ１１０の出力回路は、透過型フォトセンサ２４の出力信号の信号レベルが、第１の閾値ＶＴＨＨを超えた場合には、論理１の信号を、第２の閾値ＶＴＨＬ未満になった場合には論理０の信号を出力する。
【特許文献１】特開２００２−３４０６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように構成された従来のロータリーエンコーダで、図７（Ａ）に示すように矢印Ｘ方向にエンコード１００を回転させると、１／０センサ１１０からは、図７（Ｂ）に示すように、時間経過に対して、パルス状の電圧が信号として出力され、これを計数することにより、エンコード１００の回転角データが得られる。
しかしながら、エンコード１００の回転方向、ひいては、エンコード１００が取り付けられる計測対象となる機器の駆動軸の回転方向を判定することができない、という問題が有った。
【０００７】
また、図８（Ａ）に示すように、ロータリーエンコーダのエンコード１００を回転させ始めたときに、何らかの原因でエンコード１００が一瞬、逆回転した場合に、正確な回転量を把握できず、誤った回転量が検出されるという問題も有った。すなわち、図８（Ａ）において、本来は、時計方向（矢印Ｂ方向）に回転すべきところ、何らかの原因で、エンコード１００が最初、一瞬、反時計方向（矢印Ａ方向）に回転し、その後、時計方向に回転した場合には、図８（Ｂ）に示す最初の出力パルスのように、本来、出力されるべきパルスのパルス幅より短いパルス幅のパルスが出力される。
これは一旦、光源から出射した光が遮断された後、光がエンコードの透過領域を通過するためである。この結果、誤った回転量が検出されることとなる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エンコードの回転方向を把握でき、かつエンコードが一瞬、逆転した場合にも正確に回転量を検出することができるロータリー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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、光源と、円周方向に一定角度で光を遮断する領域と、透過する領域とが形成されたエンコードと、前記光源から出射される光を、前記エンコードを介して受光する受光部とを有するロータリーエンコーダにおいて、
前記エンコードは、円周方向において一定角度で、光を遮断する第１の領域と、光を完全に透過する第２の領域と、光を半透過状態とする第３の領域とが、順次、形成されており、前記受光部からの出力信号を取り込み、その出力信号のパターンからエンコードの回転方向を検出する回転方向検出手段を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成からなる本発明のロータリーエンコーダでは、エンコードは、円周方向において一定角度で、光を遮断する第１の領域と、光を完全に透過する第２の領域と、光を半透過状態とする第３の領域とが、順次、形成されており、光源から出射した光は、上記エンコードを介して受光部により受光され、受光部は、受光光量に応じたレベルの信号を出力する。
回転方向検出手段は、前記受光部からの出力信号を取り込み、その出力信号のパターンからエンコードの回転方向を検出する。ここで、エンコードの回転方向により、前記第１の領域、第２の領域、第３の領域の出現する順序が変化するため、受光部の出力信号のパターンが異なる。
【００１１】
したがって、エンコードの回転方向が、回転検出手段により検出され、エンコーダが一瞬、本来回転すべき方向と逆方向に回転しても、回転方向に応じた出力が受光部から得られるので、正確に回転量を検出することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記回転方向検出手段は、出力信号のレベル判定を行うための第１の閾値と、該第１の閾値より低い値に設定された第２の閾値とを有し、前記受光部の出力信号と前記第１、第２の閾値との大小比較により、前記受光部の出力信号のレベル判定を行い、該レベル判定により得られた出力パターンから前記エンコードの回転方向を検出することを特徴とする請求項１に記載のロータリーエンコーダ。
【００１３】
上記構成からなる本発明のロータリーエンコーダでは、回転方向検出手段は、出力信号のレベル判定を行うための第１の閾値と、該第１の閾値より低い値に設定された第２の閾値とを有し、前記受光部の出力信号と前記第１、第２の閾値との大小比較により、前記受光部の出力信号のレベル判定を行い、該レベル判定により得られた出力パターンから前記エンコードの回転方向を検出する。
したがって、回転方向検出手段は、受光部から出力された出力信号からエンコードの回転方向に応じた出力パターンを認識でき、エンコードの回転方向を正確に把握できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、エンコードの回転方向を把握でき、かつエンコードが一瞬、逆転した場合にも正確に回転量を検出することができるロータリーエンコーダが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係るロータリーエンコーダに使用されるエンコードの構成を図３に示す。同図において、エンコーダ１０は、円周方向において一定角度で、光を遮断する第１の領域と１０Ａ、光を完全に透過する第２の領域１０Ｂと、光を半透過状態とする第３の領域１０Ｃとが、順次、形成されており、図示してない光源から出射した光は、エンコード１０を介して受光部により受光され、受光部は、受光光量に応じたレベルの信号を出力するようになっている。
【００１６】
図３に示すように、光を遮断する第１の領域と１０Ａ、光を完全に透過する第２の領域１０Ｂと、光を半透過状態とする第３の領域１０Ｃとが、時計方向に順に形成されているために、受光部からの出力信号は、図４に示すパターンで出力される。
【００１７】
すなわち、エンコード１０を回転させた場合に、光源から出力される光が第１の領域により遮断される時は、例えば、０ボルトの出力電圧が、また、光が第２の領域１０Ｂにより透過される時は、５ボルトの出力電圧が、光が第３の領域１０Ｃにより、半透過状態となる時は２．５ボルトの出力電圧が出力されるように設定すると、エンコード１０が時計方向に回転した場合には、図４（Ａ）に示すように右下がりに階段状に電圧波形が周期的に変化する出力パターンとなり、エンコード１０が反時計方向に回転した場合には、図４（Ｂ）に示すように右上がりに階段状に電圧波形が周期的に変化する出力パターンとなる。
【００１８】
次に、本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダの構成を図１に示す。同図において、ロータリーエンコーダ１は、光源２２と、エンコード１０と、光源１０から出射される光を、エンコード１０を介して受光する受光部２４とを有している。
受光部２２は、光源２２から出射する光を透過させ、入射光を受光するためのスリット状の読み取りライン２５を有する透過型フォトセンサである。
【００１９】
エンコード１０は、円周方向において一定角度で、光を遮断する第１の領域と１０Ａ、光を完全に透過する第２の領域１０Ｂと、光を半透過状態とする第３の領域１０Ｃとが、順次、形成されており、図示してない光源２２から出射した光は、エンコード１０を介して受光部２２４により受光され、受光部２４は、受光光量に応じたレベルの信号を出力する。４０は、光源２２及び受光部２４以外の回路部である。
【００２０】
本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダの電気的構成を図２に示す。同図において、ロータリーエンコーダ１は、エンコード１０と、光源２２と、受光部２４と、回転検出回路２６と、カウンタ２８と、制御回路３０とを有している。
エンコード１０は、軸１１により回転可能に固定されており、軸１１は、ロータリーエンコーダ１が取り付けられる装置の駆動軸５１に連結する連結機構５０に接続されている。この駆動軸５１を、例えば、プリンタの給紙装置におけるフィーダーローラの回転軸とすれば、ロータリーエンコーダ１によりその回転角を検出することにより印刷用紙の移送量を検出することができる。
【００２１】
受光部２４は、透過型フォトセンサであり、既述したように、入射光を受光するためのスリット状の読み取りライン２５（図１参照）を有している。
回転方向検出回路２６は、出力信号のレベル判定を行うための第１の閾値ＶＴＨ１と、該第１の閾値ＶＴＨ１より低い値に設定された第２の閾値ＶＴＨ２とを有し、受光部２４の出力信号と前記第１、第２の閾値との大小比較により、受光部２４の出力信号のレベル判定を行い、該レベル判定により得られた出力パターンからエンコード１０の回転方向を検出する。
【００２２】
すなわち、既述したように、エンコード１０を回転させた場合に、光源から出力される光が第１の領域により遮断されるタイミングでは、例えば、０ボルトの出力電圧が、また、光が第２の領域１０Ｂにより透過されるタイミングでは、５ボルトの出力電圧が、光が第３の領域１０Ｃにより、半透過状態となるタイミングは２．５ボルトの出力電圧が出力されるように設定すると、エンコード１０が時計方向に回転した場合には、図４（Ａ）に示すように右下がりに階段状に電圧波形が周期的に変化する出力パターンとなり、エンコード１０が反時計方向に回転した場合には、図４（Ｂ）に示すように右上がりに階段状に電圧波形が周期的に変化する出力パターンとなる。この出力パターンの判定結果により、エンコーダの回転方向を認識し、回転方向を示す信号ＲＳを制御回路３０に出力する。
また、回転検出回路２６は、周期的に階段状に出力レベルが変化するごとに、パルス信号ＣＰをカウンタ２８に出力する。
【００２３】
カウンタ２８は、回転検出回路２６から出力されるパルス信号ＣＰを計数し、計数結果を制御回路３０に出力する。
制御回路３０では、回転検出回路２６から出力される信号ＲＳ及びカウンタ２８から出力される計数結果を取り込み、エンコード１０の回転量を算出し、算出された回転量と共に、エンコーダの回転方向を示すデータを出力する。
【００２４】
したがって、本実施形態に係るロータリーエンコーダによれば、エンコードの回転方向を把握でき、かつエンコードが一瞬、逆転した場合にも回転方向応じた出力が得られるので、正確に回転量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダの外観構成を示す斜視図。
【図２】図１に示した本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダの電気的構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダに使用するエンコードの構成を示す説明図。
【図４】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダにおける受光部における出力信号のパターンをエンコードの回転方向により異なることを示す説明図。
【図５】従来のロータリーエンコーダに使用するエンコードの構成を示す説明図。
【図６】従来のロータリーエンコーダの概略構成を示す説明図。
【図７】従来のロータリーエンコーダの動作状態を示す説明図。
【図８】従来のロータリーエンコーダにおいて、一瞬、逆転動作をした場合の受光部の出力状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１…ロータリーエンコーダ、１０…エンコード、  ２２…光源、２４…受光部（透過型フォトセンサ）、２５…読み取りライン、２６…回転検出回路、２８…カウンタ、３０…制御回路
【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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