(57)【要約】【課題】発光部と光検出部との間の伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダおよびそのような光学エンコーダを用いた回転検出装置を提供する。【解決手段】光学エンコーダ１は、光軸中心Ｌａｘを構成するように相互に位置合わせされた発光部３および光検出部４を内蔵したエンコーダハウジング２を備える。エンコーダハウジング２は、コードホイール５を通過させるための間隙Ｇｐを構成するように発光部３側に形成された発光側内壁２１および光検出部４側に形成された検出側内壁２２を備え、発光側内壁２１に階段形状２５を設けてある。発光側内壁２１は、階段領域２１ａと階段領域２１ｂとで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、該発光部に対向して光軸中心を構成するように配置された光検出部と、前記発光部および前記光検出部を内蔵し、検出コードが形成されたコード薄板を通過させるための間隙を構成するように前記発光部側に形成された発光側内壁および前記光検出部側に形成された検出側内壁を有するエンコーダハウジングとを備える光学エンコーダにおいて、
前記発光側内壁および前記検出側内壁の少なくとも一方は前記間隙の対向距離を異ならせる階段形状を有することを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項２】
前記発光側内壁および前記検出側内壁は、それぞれ階段形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光学エンコーダ。
【請求項３】
前記対向距離は、前記発光側内壁および前記検出側内壁が構成する開口部側に対して前記発光側内壁および前記検出側内壁が連結される連結部側の方が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学エンコーダ。
【請求項４】
前記対向距離が最短となる階段領域に前記光軸中心が対応させてあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項５】
前記対向距離が最短となる階段領域は、凸部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項６】
前記凸部は、前記対向距離が最短となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ配置してあることを特徴とする請求項５に記載の光学エンコーダ。
【請求項７】
前記対向距離が最長となる階段領域は、凸部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項８】
前記凸部は、前記対向距離が最長となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ配置してあることを特徴とする請求項７に記載の光学エンコーダ。
【請求項９】
前記コード薄板は、コードホイールまたはコードストリップであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項１０】
光学エンコーダを用いて回転を検出する回転検出装置において、前記光学エンコーダは、請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の光学エンコーダであることを特徴とする回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダハウジングを備える光学エンコーダおよびそのような光学エンコーダを用いて回転数を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学エンコーダは、通常、発光部（発光素子）と光検出部（光検出素子）を備えている。発光部および光検出部は、互いに間隔（間隙）をおいて対向配置され、回転軸に装着されたコードホイールが発光部と光検出部の間の間隙において回転できるように相互に位置合わせされている。コードホイールは、発光素子が放出した光を遮光または透光することによって光検出部が検出コード（信号）を検出できるよう、交互に変化する不透明及び透明の領域を有している。
【０００３】
このような光学エンコーダは、例えばプリンター、または複写機における給紙ドラムの回転運動の検出などに用いられる。
【０００４】
図６は、従来例１に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【０００５】
光学エンコーダ１０１は、エンコーダハウジング１０２と、エンコーダハウジング１０２に内蔵された発光部１０３および光検出部１０４とを備えている。発光部１０３および光検出部１０４は、光軸中心Ｌａｘを構成するように相互に位置合わせした状態で対向して配置されている。
【０００６】
エンコーダハウジング１０２は、検出コードが形成されたコードホイール１０５を通過させるための間隙Ｇｐを構成するように発光部１０３側に形成された発光側内壁１２１および光検出部１０４側に形成された検出側内壁１２２を備えている（発光側内壁１２１と検出側内壁１２２とを区別する必要がない場合には、単に内壁１２０とすることがある。）。つまり、間隙Ｇｐは、対向配置された２つの内壁１２０で構成される。
【０００７】
発光部１０３と光検出部１０４とは間隙Ｇｐを介して対向するように配置される。間隙Ｇｐは、コードホイール１０５を安定的に通過させる必要があることから、コードホイール１０５の厚さに対応させて対向距離Ｗ１に設定してある。
【０００８】
コードホイール１０５は、回転安定化のためのハブ１０６を介して回転軸１０７に固定され、回転軸１０７を介して制御モータ１０８により回転制御され、回転中心Ｒａｘを中心として回転する。なお、コードホイール１０５の円周部分には光軸中心Ｌａｘに対応させて検出コードが形成されている（不図示）。
【０００９】
発光側内壁１２１および検出側内壁１２２、つまり内壁１２０は、間隙Ｇｐにコードホイール１０５を挿入して通過させるための開口部１２３を構成し、開口部１２３の反対側（コードホイール１０５が挿入される側と逆方向側）で連結部１２４により相互に連結されている。
【００１０】
発光部１０３は、発光素子としての発光ダイオード１０９と、発光ダイオード１０９に正対して位置し発光ダイオード１０９からの光を平行光Ｌに絞るコリメータレンズ１１０を備えている。また、光検出部１０４は発光部１０３から放射された平行光Ｌがコードホイール１０５の検出コード（不透明及び透明が交互に繰り返される領域）によって遮光または透光された後の光を検出する構成としてある。
【００１１】
発光ダイオード１０９は、例えば、ＧａＰ（ガリウム・リン）やＧａＡｓＰ（ガリウム・ヒ素・リン）などの半導体チップで構成されており、金属リードフレーム１１１に直接またはワイヤボンディングによって取付けられ電気的に接続されている。
【００１２】
発光ダイオード１０９は、透明なエポキシ材料によって形成された樹脂封止部１１２により密閉されてもよい。コリメータレンズ１１０は、例えばポリカーボネイトを材料として型成形されており、発光ダイオード１０９と適切にアライメントされた状態でエンコーダハウジング１０２に取付けられている。
【００１３】
光検出部１０４は、光検出素子としてのフォトダイオード１１３を備え、フォトダイオード１１３は、発光部１０３からの光をコードホイール１０５の検出コードに応じて受光検出する。
【００１４】
フォトダイオード１１３は、例えば、Ｓｉ（シリコン）などの半導体チップで構成されており、金属リードフレーム１１４に直接またはワイヤボンディングによって取付けられ電気的に接続されている。
【００１５】
フォトダイオード１１３は、透明なエポキシ材料によって形成された樹脂封止部１１５により密閉されてもよい。
【００１６】
昨今、プリンター、複写機の小型化に伴って、コードホイールが用いられるモーターの小型化、及びコードホイールの小径化が進んでいる。従来例１の単純な構成では、小型化に限界があることから、対策として従来例２として示す光学エンコーダが提案されている。
【００１７】
図７は、従来例２に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【００１８】
従来例１と同様の構成には同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１９】
従来例２に係る光学エンコーダ１０１は、小型化を図るために、光軸中心Ｌａｘとコードホイール１０５の回転軸１０７（回転中心Ｒａｘ）とを従来例１に比較して近接させ、また、コードホイール１０５を固定するハブ１０６がエンコーダハウジング１０２の間隙Ｇｐを通過する構成としてある。
【００２０】
したがって、間隙Ｇｐは、コードホイール１０５に比較して厚いハブ１０６を安定的に通過させる必要があることから、ハブ１０６の厚さに対応させた対向距離Ｗ２に設定する必要がある。対向距離Ｗ２は、従来例１での対向距離Ｗ１に比較して大きくなることから、光学エンコーダ１０１（エンコーダハウジング１０２）は、光軸中心Ｌａｘと平行な方向に大型化することとなる。
【００２１】
なお、光学エンコーダを開示した文献として、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特表２００５−５１３４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述したとおり、従来例１では小型化が困難である。また、従来例２では、光軸中心Ｌａｘと回転軸１０７（回転中心Ｒａｘ）との間隔は小さくなるが、間隙Ｇｐの対向距離Ｗ２が大きくなることから光学エンコーダ１０１の形状が大型化し、また、対向距離Ｗ２の増大に伴い発光部１０３と光検出部１０４との間の距離が増大することから伝達特性が悪化するという問題があった。
【００２３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、発光部と、光検出部と、コード薄板が通過する間隙を構成する発光側内壁および検出側内壁を有するエンコーダハウジングとを備える光学エンコーダにおいて、発光側内壁および検出側内壁の少なくとも一方は間隙の対向距離を異ならせる階段形状を有する構成とすることにより、発光部と光検出部との間の伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダを提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、光学エンコーダを用いて回転を検出する回転検出装置において、光学エンコーダを本発明に係る光学エンコーダとすることにより、小型化でき、伝達特性の優れた信頼性の高い回転検出装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る光学エンコーダは、発光部と、該発光部に対向して光軸中心を構成するように配置された光検出部と、前記発光部および前記光検出部を内蔵し、検出コードが形成されたコード薄板を通過させるための間隙を構成するように前記発光部側に形成された発光側内壁および前記光検出部側に形成された検出側内壁を有するエンコーダハウジングとを備える光学エンコーダにおいて、前記発光側内壁および前記検出側内壁の少なくとも一方は前記間隙の対向距離を異ならせる階段形状を有することを特徴とする。
【００２６】
この構成により、コード薄板の形状に対応させた間隙を構成することから、伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダとなる。
【００２７】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記発光側内壁および前記検出側内壁は、それぞれ階段形状を有することを特徴とする。
【００２８】
この構成により、コード薄板側の形状（コード薄板に対するハブ位置）による影響を回避することが可能であり、ユーザビリティの高い光学エンコーダとなる。
【００２９】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記対向距離は、前記発光側内壁および前記検出側内壁が構成する開口部側に対して前記発光側内壁および前記検出側内壁が連結される連結部側の方が小さいことを特徴とする。
【００３０】
この構成により、開口部側をコード薄板の形状に対応した形状とすることができることから、伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダとなる。
【００３１】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記対向距離が最短となる階段領域に前記光軸中心が対応させてあることを特徴とする。
【００３２】
この構成により、発光部と光検出部との間の距離を最短とすることが可能となり、伝達効率を向上させ小型化が可能な光学エンコーダとなる。
【００３３】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記対向距離が最短となる階段領域は、凸部を有することを特徴とする。
【００３４】
この構成により、コード薄板の移動ブレを制限することができるから、伝達特性を向上させることが可能な光学エンコーダとなる。
【００３５】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記凸部は、前記対向距離が最短となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ配置してあることを特徴とする。
【００３６】
この構成により、より確実にコード薄板の移動ブレを制限することができることから、さらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダとなる。
【００３７】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記対向距離が最長となる階段領域は、凸部を有することを特徴とする。
【００３８】
この構成により、コード薄板を傷付けることなく、コード薄板の移動ブレを制限することができるから、信頼性が高くさらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダとなる。
【００３９】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記凸部は、前記対向距離が最長となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ配置してあることを特徴とする。
【００４０】
この構成により、より確実にコード薄板の移動ブレを制限することができることから、さらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダとなる。
【００４１】
また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記コード薄板は、コードホイールまたはコードストリップであることを特徴とする。
【００４２】
この構成により、コードホイールまたはコードストリップを用いた光学エンコーダとすることができる。
【００４３】
また、本発明に係る回転検出装置は、光学エンコーダを用いて回転を検出する回転検出装置において、前記光学エンコーダは、本発明に係る光学エンコーダであることを特徴とする。
【００４４】
この構成により、小型化が可能で伝達特性の優れた信頼性の高い回転検出装置となる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に係る光学エンコーダによれば、発光側内壁および検出側内壁の少なくとも一方は間隙の対向距離を異ならせる階段形状を有する構成とすることから、発光部と光検出部との間の伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダを実現できるという効果を奏する。すなわち、モーターの小型化、コードホイールの小径化に適合し、小型化を実現できるモーターアセンブリが可能な光学エンコーダを提供することができるという効果を奏する。
【００４６】
本発明に係る回転検出装置によれば、本発明に係る光学エンコーダを用いて回転を検出することから、小型化でき、伝達特性の優れた信頼性の高い回転検出装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４８】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【００４９】
光学エンコーダ１は、エンコーダハウジング２と、エンコーダハウジング２に内蔵された発光部３および光検出部４とを備えている。発光部３および光検出部４は、光軸中心Ｌａｘを構成するように相互に位置合わせした状態で対向して配置されている。
【００５０】
エンコーダハウジング２は、検出コードが形成されたコード薄板としてのコードホイール５を通過させるための間隙Ｇｐを構成するように発光部３側に形成された発光側内壁２１および光検出部４側に形成された検出側内壁２２を備えている（発光側内壁２１と検出側内壁２２とを区別する必要がない場合には、単に内壁２０とすることがある。）。つまり、間隙Ｇｐは、対向配置された２つの内壁２０で構成される。
【００５１】
コードホイール５は、回転安定化のためのハブ６を介して回転軸７に固定され、回転軸７を介して制御モータ８により回転制御され、回転中心Ｒａｘを中心として回転する。なお、コードホイール５の円周部分には光軸中心Ｌａｘに対応させて検出コードとしての透光部５ａ（孔）および遮光部５ｂが形成されている（図２参照）。
【００５２】
発光側内壁２１および検出側内壁２２、つまり内壁２０は、間隙Ｇｐにコードホイール５およびハブ６を挿入して通過させるための開口部２３を構成し、開口部２３の反対側（コードホイール５が挿入される側と逆方向側）で連結部２４により相互に連結されている。
【００５３】
本実施の形態では、内壁２０の少なくとも一方は階段形状２５を有する形状としてある。ここでは、発光側内壁２１に階段形状２５を設けてある。したがって、発光側内壁２１は、階段領域２１ａと階段領域２１ｂとで構成されることとなる。この構成により、コードホイール５およびハブ６の形状に対応した内壁２０とすることができ、コードホイール５およびハブ６の形状による小型化への影響を防止することが可能となる。
【００５４】
すなわち、階段領域２１ａに対応する間隙Ｇｐは、対向距離Ｗｉ１に設定され、また、階段領域２１ｂに対応する間隙Ｇｐは、対向距離Ｗｉ２に設定される。したがって、内壁２０は、対向距離が異なる階段形状２５を有することとなる。
【００５５】
対向距離Ｗｉ１は、コードホイール５を安定的に通過させる必要があることから、コードホイール５の厚さに対応させてあり、従来例１での対向距離Ｗ１に対応する。また、対向距離Ｗｉ２は、コードホイール５に比較して厚いハブ６を安定的に通過させる必要があることから、ハブ６の厚さに対応させてあり、従来例２の対向距離Ｗ２に対応する。
【００５６】
間隙Ｇｐでは、対向距離Ｗｉ１が最短の対向距離となり、対向距離Ｗｉ２が最長の対向距離となる。つまり、階段領域２１ａは、対向距離が最短（対向距離Ｗｉ１）となる階段領域を構成し、階段領域２１ｂは、対向距離が最長（対向距離Ｗｉ２）となる階段領域を構成する。したがって、対向距離は、開口部２３側に対して連結部２４側の方が小さい構成としてある。この構成により、コードホイール５およびハブ６の形状に対応した間隙Ｇｐとすることができる。
【００５７】
発光部３と光検出部４とは間隙Ｇｐを介して対向するように配置される。また、光軸中心Ｌａｘは、対向距離が最短となる階段領域２１ａに対応させてあることから、発光部３と光検出部４との間の距離を最短とすることができるので、伝達特性を向上させることが可能となる。つまり、従来例２で生じた伝達特性の低下を防止することができる。
【００５８】
階段形状２５は、発光側内壁２１（開口部２３）の一部を削除するのみで形成することが可能であり、開口部２３から連結部２４にわたって対向距離Ｗｉ２を確保する必要がないので、従来例２に比較して発光部３と光検出部４との間の対向距離を最短距離Ｗｉ１とすることができることから、伝達特性を向上させ、エンコーダハウジング２の外形を小型化することが可能となる。
【００５９】
つまり、上述した構成とすることにより、エンコーダハウジング２の光軸中心Ｌａｘ方向での外形を大きくすることなく、光軸中心Ｌａｘとコードホイール５の回転軸７（回転中心Ｒａｘ）とを従来例２と同様に近接して配置することが可能となることから、全体として光学エンコーダ１の小型化を図ることが可能となる。
【００６０】
発光部３は、発光素子としての発光ダイオード９と、発光ダイオード９に正対して位置し発光ダイオード９からの光を平行光Ｌに絞るコリメータレンズ１０を備えている。また、光検出部４は発光部３から放射された平行光Ｌがコードホイール５の検出コード（透光部５ａ、遮光部５ｂ）によって透光または遮光された後の光を検出する構成としてある。
【００６１】
発光ダイオード９は、例えば、ＧａＰ（ガリウム・リン）やＧａＡｓＰ（ガリウム・ヒ素・リン）などの化合物半導体チップで構成されており、金属リードフレーム１１に直接またはワイヤボンディングによって取付けられ電気的に接続されている。
【００６２】
発光ダイオード９は、透明なエポキシ材料によって形成された樹脂封止部１２により密閉されてもよい。コリメータレンズ１０は、例えばポリカーボネイトを材料として型成形されており、発光ダイオード９と適切にアライメントされた状態でエンコーダハウジング２に取付けられている。
【００６３】
光検出部４は、光検出素子としてのフォトダイオード１３を備え、フォトダイオード１３は、発光部３からの光をコードホイール５の検出コードに応じて受光検出する。
【００６４】
フォトダイオード１３は、例えば、Ｓｉ（シリコン）などの半導体チップで構成されており、金属リードフレーム１４に直接またはワイヤボンディングによって取付けられ電気的に接続されている。
【００６５】
フォトダイオード１３は、透明なエポキシ材料によって形成された樹脂封止部１５により密閉されてもよい。
【００６６】
なお、ハブ６がコードホイール５に対して光検出部４の側に配置されている場合には、検出側内壁２２に階段形状を設けることで同様な効果を得ることが可能となる。また、コード薄板としてのコードホイール５をコードストリップに変えても同様に適用することが可能である。
【００６７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学エンコーダをコードホイールの平面側から見た概略平面図を示す。
【００６８】
コードホイール５の円周部分には光軸中心Ｌａｘに対応する位置に検出コードとしての透光部５ａおよび遮光部５ｂが交互に同心円状に形成してある。ハブ６をエンコーダハウジング２に挿入して、通過させることができるから、全体としての形状を小型化することが可能となる。
【００６９】
なお、エンコーダハウジング２は、コードストリップ（不図示）に対しても同様に適用することが可能である。つまり、コードホイール５の検出コード（透光部５ａおよび遮光部５ｂ）とエンコーダハウジング２が交差する位置で接線方向に延在するようにエンコーダハウジング２とコードストリップを組み合わせれば良い。
【００７０】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【００７１】
基本的な形態は実施の形態１と同様であるので、同一構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００７２】
本実施の形態では、発光側内壁２１および検出側内壁２２が、それぞれに階段形状２５を有する構成としてある。つまり、発光側内壁２１には、階段領域２１ａ、２１ｂが形成され（実施の形態１と同様）、階段領域２１ａ、２１ｂに対応する形状で検出側内壁２２に階段領域２２ａ、２２ｂが形成してある。
【００７３】
本実施の形態では、内壁２０の両側に階段形状２５を有することから、ハブ６の位置がコードホイール５に対して発光部３側、または光検出部４側のいずれにあっても使用できるユーザビリティの高い光学エンコーダを実現する事ができる。
【００７４】
階段領域２１ａおよび階段領域２２ａに対応する間隙Ｇｐは、対向距離Ｗｉ１（実施の形態１と同様）に設定され、また、階段領域２１ｂおよび階段領域２２ｂに対応する間隙Ｇｐは、対向距離Ｗｉ３（実施の形態１の対向距離Ｗｉ２に階段領域２２ｂにより生じた距離分を加えたもの）に設定される。
【００７５】
間隙Ｇｐでは、対向距離Ｗｉ１が最短の対向距離となり、対向距離Ｗｉ３が最長の対向距離となる。階段領域２１ａ、２２ａは、対向距離が最短（対向距離Ｗｉ１）となる階段領域を構成し、階段領域２１ｂ、２２ｂは、対向距離が最長（対向距離Ｗｉ３）となる階段領域を構成する。したがって、対向距離は、開口部２３側に対して連結部２４側の方が小さい構成としてある。この構成により、コードホイール５およびハブ６の形状に対応した間隙Ｇｐとすることができる。
【００７６】
発光部３と光検出部４とは間隙Ｇｐを介して対向するように配置される。また、光軸中心Ｌａｘは、対向距離が最短となる階段領域２１ａ、２２ａに対応させてあることから、発光部３と光検出部４との間の距離を最短とすることができるので、伝達特性を向上させることが可能となる。つまり、従来例２で生じた伝達特性の低下を防止することができる。
【００７７】
階段形状２５は、内壁２０の一部を削除するのみで形成することが可能であり、開口部２３から連結部２４にわたって対向距離Ｗｉ３を確保する必要がないので、従来例２に比較して発光部３と光検出部４との間の対向距離を最短距離Ｗｉ１とすることができることから、伝達特性を向上させ、エンコーダハウジング２の外形を小型化することが可能となる。
【００７８】
＜実施の形態３＞
図４は、本発明の実施の形態３に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【００７９】
基本的な形態は実施の形態１と同様であるので、同一構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。なお、本実施の形態は、他の実施の形態にも同様に適用できる。
【００８０】
本実施の形態では、最短の対向距離となる対向距離Ｗｉ１を構成する階段領域２１ａにコードホイール５と対向するように凸部２６を形成してある。対向距離が最短となる階段領域２１ａに設けることから、実施の形態１に比較してコードホイール５の回転を安定化させて回転ブレ（移動ブレ）を制限することができ、伝達特性を向上させることが可能となる。
【００８１】
なお、凸部２６は、内壁２０の一方だけでなく、階段領域２１ａに対応する他方の内壁２０にも形成することができる。すなわち、対向距離が最短となる階段領域２１ａに対応する内壁２０のそれぞれに配置することができる。
【００８２】
凸部２６に対応する検出側内壁２２の対応位置に同様の凸部２７を対称的に形成することにより、コードホイール５の回転ブレをさらに精密に制限することができ、さらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダ１とすることが可能となる。
【００８３】
＜実施の形態４＞
図５は、本発明の実施の形態４に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【００８４】
基本的な形態は実施の形態１と同様であるので、同一構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。なお、本実施の形態は、他の実施の形態にも同様に適用できる。
【００８５】
本実施の形態では、最長の対向距離となる対向距離Ｗｉ２を構成する階段領域２１ｂにコードホイール５と対向するように凸部２８を形成してある。対向距離が最長となる階段領域２１ｂに設けることから、実施の形態３に比較してコードホイール５を傷付けることなく、コードホイール５の回転を安定化させて回転ブレ（移動ブレ）を制限することができ、伝達特性を向上させることが可能となる。また、コードホイール５を傷付けることがないことからより高い信頼性を有する光学エンコーダ１となる。
【００８６】
なお、凸部２８は、一方だけでなく、階段領域２１ｂに対応する他方の内壁２０にも形成することができる。すなわち、対向距離が最長となる階段領域２１ｂに対応する内壁２０のそれぞれに配置することができる。
【００８７】
凸部２８に対応する検出側内壁２２の対応位置に同様の凸部２９を対称的に形成することにより、コードホイール５の回転ブレをさらに精密に制限することができ、さらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダ１とすることが可能となる。
【００８８】
＜実施の形態５＞
本実施の形態に係る回転検出装置（不図示）は、実施の形態１ないし実施の形態４に係る光学エンコーダ１を用いて回転（回転数）を検出する構成としてある。
【００８９】
つまり、光学エンコーダ１の発光部３へ金属リードフレーム１１を介して制御回路（不図示）から信号入力し、光検出部４から金属リードフレーム１４を介して信号出力し、コードホイール５の検出コードに応じて出力された信号を制御回路で演算処理することによりコードホイール５の回転数を検出する。なお、制御回路は中央演算装置（ＣＰＵ）などにより適宜構成することが可能である。
【００９０】
したがって、本実施の形態によれば、小型化が可能で、伝達特性の優れた信頼性の高い回転検出装置とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光学エンコーダをコードホイールの平面側から見た概略平面図を示す。
【図３】本発明の実施の形態２に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【図４】本発明の実施の形態３に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【図５】本発明の実施の形態４に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【図６】従来例１に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【図７】従来例２に係る光学エンコーダをコードホイールの側面から透視的に見た概略側面図を示す。
【符号の説明】
【００９２】
１  光学エンコーダ
２  エンコーダハウジング
３  発光部
４  光検出部
５  コードホイール（コード薄板）
５ａ  透光部（検出コード）
５ｂ  遮光部（検出コード）
６  ハブ
７  回転軸
８  制御モータ
９  発光ダイオード
１０  コリメータレンズ
１１  金属リードフレーム
１２  樹脂封止部
１３  フォトダイオード
１４  金属リードフレーム
１５  樹脂封止部
２０  内壁
２１  発光側内壁
２１ａ、２１ｂ  階段領域
２２  検出側内壁
２２ａ、２２ｂ  階段領域
２３  開口部
２４  連結部
２５  階段形状
２６、２７、２８、２９  凸部
Ｇｐ  間隙
Ｌ  平行光
Ｌａｘ  光軸中心
Ｒａｘ  回転中心
Ｗｉ１、Ｗｉ２、Ｗｉ３  対向距離
【図１】
2007121091.tif 000003
【図２】
2007121091.tif 000004
【図３】
2007121091.tif 000005
【図４】
2007121091.tif 000006
【図５】
2007121091.tif 000007
【図６】
2007121091.tif 000008
【図７】
2007121091.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、該発光部に対向して光軸を構成するように配置された光検出部と、前記発光部および前記光検出部を内蔵し、検出コードが形成されハブを介して回転軸に固定されたコードホイールおよび前記ハブを通過させるための開口部を有する間隙を構成するように前記発光部側に形成された発光側内壁、前記光検出部側に形成された検出側内壁、並びに前記発光側内壁および前記検出側内壁を前記開口部の反対側で連結する連結部を有するエンコーダハウジングとを備える光学エンコーダにおいて、 前記発光部および前記光検出部は、前記発光側内壁および前記検出側内壁が構成する前記間隙を介して対向させてあり、 前記コードホイールに対応する前記間隙の対向距離は前記コードホイールの厚さに対応させ、前記ハブに対応する前記間隙の対向距離は前記ハブの厚さに対応させてそれぞれ設定してあり、前記発光側内壁および前記検出側内壁の少なくとも一方は前記間隙の対向距離を異ならせる階段形状を有することを特徴とする光学エンコーダ。
【請求項２】
前記発光側内壁および前記検出側内壁は、それぞれ階段形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光学エンコーダ。
【請求項３】
前記対向距離は、前記発光側内壁および前記検出側内壁が構成する開口部側に対して前記発光側内壁および前記検出側内壁が連結される連結部側の方が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学エンコーダ。
【請求項４】
前記対向距離が最短となる階段領域に前記光軸を対応させてあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項５】
前記対向距離が最短となる階段領域は、凸部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項６】
前記凸部は、前記対向距離が最短となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ対称的に配置してあることを特徴とする請求項５に記載の光学エンコーダ。
【請求項７】
前記対向距離が最長となる階段領域は、凸部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の光学エンコーダ。
【請求項８】
前記凸部は、前記対向距離が最長となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ対称的に配置してあることを特徴とする請求項７に記載の光学エンコーダ。
【請求項９】
光学エンコーダを用いて回転を検出する回転検出装置において、前記光学エンコーダは、請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の光学エンコーダであることを特徴とする回転検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】  光学エンコーダ１０１は、エンコーダハウジング１０２と、エンコーダハウジング１０２に内蔵された発光部１０３および光検出部１０４とを備えている。発光部１０３および光検出部１０４は、光軸Ｌａｘを構成するように相互に位置合わせした状態で対向して配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】  コードホイール１０５は、回転安定化のためのハブ１０６を介して回転軸１０７に固定され、回転軸１０７を介して制御モータ１０８により回転制御され、回転中心Ｒａｘを中心として回転する。なお、コードホイール１０５の円周部分には光軸Ｌａｘに対応させて検出コードが形成されている（不図示）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  従来例２に係る光学エンコーダ１０１は、小型化を図るために、光軸Ｌａｘとコードホイール１０５の回転軸１０７（回転中心Ｒａｘ）とを従来例１に比較して近接させ、また、コードホイール１０５を固定するハブ１０６がエンコーダハウジング１０２の間隙Ｇｐを通過する構成としてある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  したがって、間隙Ｇｐは、コードホイール１０５に比較して厚いハブ１０６を安定的に通過させる必要があることから、ハブ１０６の厚さに対応させた対向距離Ｗ２に設定する必要がある。対向距離Ｗ２は、従来例１での対向距離Ｗ１に比較して大きくなることから、光学エンコーダ１０１（エンコーダハウジング１０２）は、光軸Ｌａｘと平行な方向に大型化することとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】  上述したとおり、従来例１では小型化が困難である。また、従来例２では、光軸Ｌａｘと回転軸１０７（回転中心Ｒａｘ）との間隔は小さくなるが、間隙Ｇｐの対向距離Ｗ２が大きくなることから光学エンコーダ１０１の形状が大型化し、また、対向距離Ｗ２の増大に伴い発光部１０３と光検出部１０４との間の距離が増大することから伝達特性が悪化するという問題があった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  本発明に係る光学エンコーダは、発光部と、該発光部に対向して光軸を構成するように配置された光検出部と、前記発光部および前記光検出部を内蔵し、検出コードが形成されハブを介して回転軸に固定されたコードホイールおよび前記ハブを通過させるための開口部を有する間隙を構成するように前記発光部側に形成された発光側内壁、前記光検出部側に形成された検出側内壁、並びに前記発光側内壁および前記検出側内壁を前記開口部の反対側で連結する連結部を有するエンコーダハウジングとを備える光学エンコーダにおいて、前記発光部および前記光検出部は、前記発光側内壁および前記検出側内壁が構成する前記間隙を介して対向させてあり、前記コードホイールに対応する前記間隙の対向距離は前記コードホイールの厚さに対応させ、前記ハブに対応する前記間隙の対向距離は前記ハブの厚さに対応させてそれぞれ設定してあり、前記発光側内壁および前記検出側内壁の少なくとも一方は前記間隙の対向距離を異ならせる階段形状を有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】  この構成により、コードホイールおよびハブの形状に対応させた間隙を構成することから、伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】  この構成により、コードホイールおよびハブ側の形状（コードホイールに対するハブ位置）による影響を回避することが可能であり、ユーザビリティの高い光学エンコーダとなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】  この構成により、開口部側をコードホイールおよびハブの形状に対応した形状とすることができることから、伝達特性を悪化させることなく、小型化が可能な光学エンコーダとなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】  また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記対向距離が最短となる階段領域に前記光軸を対応させてあることを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】  この構成により、コードホイールの移動ブレを制限することができるから、伝達特性を向上させることが可能な光学エンコーダとなる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】  また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記凸部は、前記対向距離が最短となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ対称的に配置してあることを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】  この構成により、より確実にコードホイールの移動ブレを制限することができることから、さらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダとなる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】  この構成により、コードホイールを傷付けることなく、コードホイールの移動ブレを制限することができるから、信頼性が高くさらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダとなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】  また、本発明に係る光学エンコーダでは、前記凸部は、前記対向距離が最長となる階段領域に対応する前記発光側内壁および前記検出側内壁にそれぞれ対称的に配置してあることを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】  この構成により、より確実にコードホイールの移動ブレを制限することができることから、さらに優れた伝達特性を有する光学エンコーダとなる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】  光学エンコーダ１は、エンコーダハウジング２と、エンコーダハウジング２に内蔵された発光部３および光検出部４とを備えている。発光部３および光検出部４は、光軸Ｌａｘを構成するように相互に位置合わせした状態で対向して配置されている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】  コードホイール５は、回転安定化のためのハブ６を介して回転軸７に固定され、回転軸７を介して制御モータ８により回転制御され、回転中心Ｒａｘを中心として回転する。なお、コードホイール５の円周部分には光軸Ｌａｘに対応させて検出コードとしての透光部５ａ（孔）および遮光部５ｂが形成されている（図２参照）。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】  発光部３と光検出部４とは間隙Ｇｐを介して対向するように配置される。また、光軸Ｌａｘは、対向距離が最短となる階段領域２１ａに対応させてあることから、発光部３と光検出部４との間の距離を最短とすることができるので、伝達特性を向上させることが可能となる。つまり、従来例２で生じた伝達特性の低下を防止することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】  つまり、上述した構成とすることにより、エンコーダハウジング２の光軸Ｌａｘ方向での外形を大きくすることなく、光軸Ｌａｘとコードホイール５の回転軸７（回転中心Ｒａｘ）とを従来例２と同様に近接して配置することが可能となることから、全体として光学エンコーダ１の小型化を図ることが可能となる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】  コードホイール５の円周部分には光軸Ｌａｘに対応する位置に検出コードとしての透光部５ａおよび遮光部５ｂが交互に同心円状に形成してある。ハブ６をエンコーダハウジング２に挿入して、通過させることができるから、全体としての形状を小型化することが可能となる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】  発光部３と光検出部４とは間隙Ｇｐを介して対向するように配置される。また、光軸Ｌａｘは、対向距離が最短となる階段領域２１ａ、２２ａに対応させてあることから、発光部３と光検出部４との間の距離を最短とすることができるので、伝達特性を向上させることが可能となる。つまり、従来例２で生じた伝達特性の低下を防止することができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】  １  光学エンコーダ  ２  エンコーダハウジング  ３  発光部  ４  光検出部  ５  コードホイール（コード薄板）  ５ａ  透光部（検出コード）  ５ｂ  遮光部（検出コード）  ６  ハブ  ７  回転軸  ８  制御モータ  ９  発光ダイオード  １０  コリメータレンズ  １１  金属リードフレーム  １２  樹脂封止部  １３  フォトダイオード  １４  金属リードフレーム  １５  樹脂封止部  ２０  内壁  ２１  発光側内壁  ２１ａ、２１ｂ  階段領域  ２２  検出側内壁  ２２ａ、２２ｂ  階段領域  ２３  開口部  ２４  連結部  ２５  階段形状  ２６、２７、２８、２９  凸部  Ｇｐ  間隙  Ｌ  平行光  Ｌａｘ  光軸  Ｒａｘ  回転中心  Ｗｉ１、Ｗｉ２、Ｗｉ３  対向距離