(57)【要約】      （修正有）【課題】発光側から受光側に光が回り込む迷光を抑制し、動作不良、誤作動を防止する。特に旧来の製品の部品を交換しても正常に動作して、安価な光学式ロータリーエンコーダを提供する。【解決手段】対向して配置された発光素子３と受光素子５と、これらの素子の間に介在して回転動作を行う透光または遮光状態を形成する符号板２とを有し、前記符号板２は金属円板であって前記透光または遮光状態を形成するためのスリットパターン２１を有し、少なくともこのスリットパターン２１形成部のパターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理がなされている構成の光学式ロータリーエンコーダ。【選択図】図１
2017058239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された発光素子と受光素子と、
これらの素子の間に介在して回転動作を行うことで透光または遮光状態を形成する符号板とを有し、
前記符号板は金属円板であって前記透光または遮光状態を形成するためのスリットパターンを有し、
少なくともこのスリットパターン形成部のパターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理がなされている光学式ロータリーエンコーダ。
【請求項２】
前記符号板はさらに全体に反射防止のための暗色化処理がされている請求項１の光学式ロータリーエンコーダ。
【請求項３】
前記暗色化処理は電解発色法または酸化発色法である請求項１または２の光学式ロータリーエンコーダ。
【請求項４】
前記符号板のパルスパターンが定常動作時に５０％デューティー比のパルス信号を生成するとき、
前記発光素子であるＬＥＤが定格電流動作状態であり、符号板の回転速度が前記定常動作時に測定される受光素子の出力信号の１周期に対するＯＮ状態の割合をＨLevel（％）としたとき、
ＨLevel(ILED) =５０＋ａ＋Ｒ(ILED)＋ＮＲ(ILED)
（右辺の第一項５０：デューティー比５０％、第二項ａ：個体差のオフセット値、第三項Ｒ(ILED)：メタルディスクの反射の影響、第四項ＮＲ(ILED)：発光素子が完全な平行光の補正値）
における右辺第二項以降の”ａ＋Ｒ(ILED)＋ＮＲ(ILED)”の値が暗色化してないものと比較したとき４０％以上低減する請求項１〜３のいずれかの光学式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、回転角、回転量等の回転体の変位を測定する光学式ロータリーエンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロングセラー商品は、様々な分野において見られ、例えば加工食品分野では特定のインスタント麺、カップ麺、あるいはお菓子等の商品が長期間にわたり消費者に愛用されている。このような商品は、人間の嗜好の基本的要素に関わるものであり、容易に変わることがないからであると考えられる。
【０００３】
一方、電子機器においては技術革新の速度が速く、同じ電子機器を長期間に渡って使用するケースはあまり多くない。しかし、例重電機器、機械部品と共に使用される部品など特定の分野では現代でも長期間に渡って使用されるケースがある。例えば、光学式ロータリーエンコーダでは、その基本構成が数十年前に確立されており、技術革新による小型化、高分解能化などの変化は見られるものの、基本的な構成は変わっていない。
【０００４】
このため、ある程度の大きさがあるモーター等に装着するなど、小型化が必要ないケースや、分解能があまり要求されないケースでは、従来のロータリーエンコーダがそのまま使用されているケースも少なくない。この場合、ユーザー側では定期的なメンテナンスや保守部品の交換だけで継続して必要な性能が得られれば、旧来の製品をそのまま使用でき、買い換えの負担より低コストで運用できるというメリットがある。また、新規購入する顧客においても、要求する性能さえ満たしていれば、長期間に渡る生産により低コストで製造が可能となっている旧来の製品を安価に購入することのメリットは大きい。
【０００５】
ところが、このような製品寿命の長いエンコーダにおいても内部の電子機器、特に半導体その他の素子の製品寿命は短く、エンコーダ設計当初の素子を全てそのまま使用できるケースが少なくなってきている。特に、光学式ロータリーエンコーダでは、ＬＥＤなどの発光素子やフォトダイオード、フォトトランジスタなどの受光素子が半導体であるため製品寿命が短く、設計当初の素子が既に廃盤になっている場合には、メンテナンス時に代替品を使用しなければならない。
【０００６】
しかし、新しい半導体素子は技術革新により性能が向上しているものが多く、前記のような代替品の場合も高性能化が図られているものが多くある。例えば、発光素子であるＬＥＤは高輝度化が計られ、受光素子であるフォトダイオード、フォトトランジスタは高感度化が計られている。このような高性能化は本来歓迎されるべきものであるが、代替品として使用する場合、設計時の性能を超えた高い性能を有するが故に、予定していた動作範囲を逸脱してしまう場合がある。
【０００７】
例えば、前記ＬＥＤやフォトダイオード、フォトトランジスタを代替品に変更した場合、ＬＥＤの発光輝度が向上しているため照射する光量が増大してしまう。一方、フォトダイオード、フォトトランジスタも高感度化が計られているため入力感度が増大し、僅かな受光量でもある程度の出力を生じてしまう。すると、発光素子と受光素子の間の符号板において、スリットがない位置で光を遮蔽しているにもかかわらず、照射光量の増大により乱反射した光などが受光素子側に回り込む迷光を生じてしまう。一方、受光素子側においても入力感度が増大しているため前記のような迷光にも敏感に反応して出力を生じることになる。このため、誤動作、動作不良を生じたり、顕著なケースではスリットの有無に関わらず、出力信号がオンになったままで変化しなくなるという状態を生じてしまう。
【０００８】
このような、不具合は特に光反射率の高い金属製の符号板を用いるエンコーダで顕著である。また、このような不具合を修正するために、ＬＥＤの駆動電流を調整したり、受光素子の動作点を調整するなど、駆動回路や信号の受信回路を調整することも考えられるが、多くの場合これらの回路は集積回路として１つの素子になっていることが多く、回路を調整することが極めて困難なのが現状である。また、エンコーダ自体の構造を、漏洩する光を極力遮断し減少させる構造に変更することも考えられるが、当初の設計と異なる筐体や構造物に変更することは製造コストの増大に繋がり、上記したロングセラーにおける低コストのメリットが失われてしまう。
【０００９】
特開平２−８７０１７号公報（特許文献１）には、コンパクトで分解能が高く、しかもＳＮ比が高い光ファイバーエンコーダを提供することを目的として、回転軸に取り付けられ、透孔を有する回転板を挟んで一対の光ファイバーの端面を対向させ、一方の光ファイバーから光信号を出射し、前記回転板の透孔を通過する光信号を他方の光ファイバーで受光することにより前記回転軸の回転量を検出する光ファイバーエンコーダにおいて、前記回転板の表面に光吸収処理を施したことを特徴とする光ファイバーエンコーダが開示されている。
【００１０】
また、符号板にステンレス、アルミニウム等の金属円板を用いる点と、この金属円板の両面に黒色の反射防止処理を行う点と、黒色反射防止処理（光吸収処理）がステンレス薄板に対しては黒色クロメート処理が、アルミニウム薄板に対しては黒色アルマイト処理が好適である点も開示されている。
【００１１】
一方、この文献では、符号板を透過した光が受光側のファイバー端部やフランジにおいて反射し、これが別のファイバー受光面に入射することで光ノイズとなることを防止するために金属円板の両面に黒色の反射防止処理を行っている。このため、本来反射防止処理が必要なのは符号板の受光面側であり、発光側は必要ではなく、恐らく黒色無反射処理の都合で円板両面が黒色化されるにすぎないものであると考えられる。例えば、同文献第３頁右下欄２行〜１０行には、隣接する受光側の光ファイバー５ｂ，６ｂに光ノイズとして受信されることがない点が記載されているが、これらの反射光のノイズの問題も受光側だけの光の挙動に終始しており、出射（発光）側での光の挙動や、反射光の問題に関する記述は一切ない。
【００１２】
特公平７−５８２０４号公報（特許文献２）には、固定スリットからの光反射をなくすことによりクロストークの影響を除去できる絶対値エンコーダを得ることを目的として、２進コードで絶対番地が刻印された複数個のトラックを有するパルス円板と、このパルス円板に対応したスリットを有する固定スリットと、前記パルス円板と固定スリットを照明する光源と、前記パルス円板及び固定スリットを透過する光を検出する光検出器アレイとを有し、前記光検出器アレイ側から反射して前記固定スリット又はパルス円板に入射する光を吸収する光吸収膜を前記固定スリット又はパルス円板のいずれか、あるいはそれらの両方に設けたことを特徴とする絶対値エンコーダが開示されている。
【００１３】
つまり、この文献のエンコーダは固定スリットの反射光による影響を防止するために、固定スリットおよびパルス円板に光吸収膜を設けている。一方、この文献では検出器アレイの受光部又は不感帯部に入射した光の一部が反射して固定スリット面で再反射し隣接する他の受光部に入射するために生ずる出力信号のクロストークが問題になっている。つまり、反射防止を行う上で重要なのは光検知アレイがある受光側であり、特に固定スリット面で再反射を防止するために光吸収膜を設けることが重要で、パルス円板に設けるのは付加的な要件にすぎない。
【００１４】
また、文献上明記されていないが前記パルス円板の本体はガラスであり、これにクロム蒸着層をパターニングしてスリットを形成し、さらに酸化クロムからなる誘電体層を設けることにより光吸収膜としている。これらの膜はパルス円板の受光側に形成されることになるため、発光側での反射防止機能は期待できない。しかも、反射防止機能を有するのはクロムと酸化クロムとの組み合わせによるものであるため、この技術をそのまま金属板の光反射防止に応用することは困難である。
【００１５】
上記、２つの文献とも本来反射防止処理が必要なのは受光側であり、発光側ではない。しかも、これらの文献では受光部ないし受光素子は２つ以上必要であり、これら複数の受光部同士の光の誤入力が問題となったため、これを解消する技術として開発されたものである。従って、これらの文献には発光側からの光が受光素子に回り込むことによる誤作動についての問題と、これを解決する技術については記載も示唆もない。
【００１６】
ＷＯ２０１２／０５９２４０号公報には少なくとも一つの支持層を含む少なくとも一つのエンコーダエレメントと、少なくともエンコーダエレメント側に接続される担体層とを有することを特徴とするエンコーダディスクが開示されている。また、同文献の明細書には、エンコーダエレメントの好ましい厚さとして、少なくとも０．１mmより大きくはないことが記載されている。さらに、エンコーダエレメントの材料に依存する最小厚さを有する点と、それは光が透過する強度が好ましくは１ppm以下である厚さであることが開示されている。そして、このような金属または合金として、鉄、ステンレス、アルミニウム、ニッケルおよびインバールが好ましい点が記載されている。また、支持層の材質としてＰＶＣ，ＰＥＴ，ＰＣ，ＰＭＭＡ等の透光性の部材が好ましい点が記載されている。そして、支持層はエンコーダエレメントを安定させると記載されている。さらに、担体層はエンコーダエレメント全体を覆うと記載されている。つまり、この文献に記載されているエンコーダディスクは、透光性を有するプラスチック製の支持層と、金属箔状、あるいは薄膜状のエンコーダエレメントでエンコーダの符号板を形成する点が記載されているにすぎない。この文献のエンコーダエレメント、つまり金属製の符号板は自立性がなく、そのために支持層を必要としているのである。なお、この文献には前記のサンドイッチ構造にすることで、エンコーダエレメントによる反射光、乱反射光、回折光などによる悪影響を防止できる点が記載されている。しかし、このような作用効果は担体層と支持層の屈折率などを調整することが必要であり、担体層と支持層を必須の構成要素としなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平２−８７０１７号公報
【特許文献２】特公平７−５８２０４号公報
【特許文献３】特開平６−２９９３９４号公報
【特許文献４】特開平６−３２２５９１号公報
【特許文献５】ＷＯ２０１２／０５９２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
解決しようとする課題は、発光側から受光側に光が回り込む迷光を抑制し、この現象により生じる、動作不良、誤作動を防止することである。特に旧来の製品の部品を交換した場合でも正常に動作させることが可能で、しかも安価に対策を施すことが可能な光学式ロータリーエンコーダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、以下の構成により上記課題を解決することができる。
（１）対向して配置された発光素子と受光素子と、
これらの素子の間に介在して回転動作を行うことで透光または遮光状態を形成する符号板とを有し、
前記符号板は金属円板であって前記透光または遮光状態を形成するためのスリットパターンを有し、
少なくともこのスリットパターン形成部のパターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理がなされている光学式ロータリーエンコーダ。
（２）前記符号板はさらに全体に反射防止のための暗色化処理がされている上記（１）の光学式ロータリーエンコーダ。
（３）前記暗色化処理は電解発色法または酸化発色法である上記（１）または（２）の光学式ロータリーエンコーダ。
（４）前記符号板のパルスパターンが定常動作時に５０％デューティー比のパルス信号を生成するとき、
前記発光素子であるＬＥＤが定格電流動作状態であり、符号板の回転速度が前記定常動作時に測定される受光素子の出力信号の１周期に対するＯＮ状態の割合をＨLevel（％）としたとき、
ＨLevel(ILED) =５０＋ａ＋Ｒ(ILED)＋ＮＲ(ILED)
（右辺の第一項５０：デューティー比５０％、第二項ａ：個体差のオフセット値、第三項Ｒ(ILED)：メタルディスクの反射の影響、第四項ＮＲ(ILED)：発光素子が完全な平行光の補正値）
における右辺第二項以降の”ａ＋Ｒ(ILED)＋ＮＲ(ILED)”の値が暗色化してないものと比較したとき４０％以上低減する上記（１）〜（３）のいずれかの光学式ロータリーエンコーダ。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発光側から受光側に光が回り込む迷光を抑制し、この現象により生じる、動作不良、誤作動を防止することができる。特に旧来の製品の部品を交換した場合でも正常に動作させることが可能で、しかも対策コストも安価で、精度に悪影響もない光学式ロータリーエンコーダを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明のロータリーエンコーダの断面斜視図である。（実施例１）
【図２】図２は本発明のロータリーエンコーダの断面図である。（実施例１）
【図３】図３は本発明のロータリーエンコーダの符号板の平面図である。（実施例１）
【図４】図４は図１における発光素子、符号板、受光素子の関係を示した模式図である。
【図５】図５は図１における発光素子、符号板、受光素子の関係を示した模式図である。
【図６】図６は実施例１のエンコーダからの出力信号波形の一例を示した図である。（実施例１）
【図７】図７は実施例１の結果である各サンプルの発光輝度とＨLevelの関係を示したグラフである。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の光学式ロータリーエンコーダは、対向して配置された発光素子と受光素子と、これらの素子の間に介在して回転動作を行うことで透光または遮光状態を形成する符号板とを有し、前記符号板は金属円板であって前記透光または遮光状態を形成するためのスリットパターンを有し、少なくともこのスリットパターン形成部のパターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理がなされているものである。
【００２３】
符号板である金属円板のスリットパターン形成部のパターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理を行うことで、発光側から受光側に予定しない光が回り込む迷光現象を効果的に抑制することができる。ここで、暗色とは黒色を含み、一定の明度以下の有彩色および無彩色を意味する。具体的には、該当部分の表面の明度が、ＨＳＶ方式における明度５０％以下、好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％以下のものである。最も好ましい明度は０％であるが、これは技術的に困難であるためできるだけこの数値に近づけるようにするとよい。また、照射される発光素子の光が色彩を有する場合には、これと補色関係にある色相に彩色することも効果的である。
【００２４】
本発明における符号板とは、光学式ローターリーエンコーダにおける符号パターンが形成された円板であり、金属により形成されている。符号板を形成する金属材料としては、特に限定されるものではないが、鉄、鉄合金、ステンレス、アルミニウム、ジュラルミン、銅、黄銅、チタン、およびこれらを１種または２種以上用いた合金等が挙げられるが、耐久性、防錆処理が不要である点においてはステンレス合金が、加工の容易さや軽量な点ではアルミニウムが好ましい。
【００２５】
符号板に形成される符号パターンは、この種の光学式ロータリーエンコーダに採用されている通常のパターンであれば適用することができる。具体的には、インクリメンタルデータを生成するためのパターンや、アブソリュートデータを生成するためのグレイコードパターンなどである。これらのコードパターンは、符号板の一部をスリット状に切り欠くことで形成され、これにより光の透過状態と遮断状態が形成される。
【００２６】
本発明では前記符号板の符号パターンを形成しているスリットパターン形成部のパターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理がなされている。パターン内断面ないし端面部分とは切り欠かれたスリット状の孔を形成している部分の切り欠き断面または孔の周囲の端面のことであり、円板の表裏の平面およびその延長と見なされる部分を除く部分である。
【００２７】
この断面ないし端面部分は、通常機械的な切断加工、例えば打ち抜き、あるいはレーザー加工、場合によってはエッチングその他の加工技術により形成され、必ずしも平坦面ではない。このため、円板状の表裏の外平面およびその延長と見なされる部分を除き、スリット周縁の円板表裏の間の部分であれば断面ないし端面部分とする。また、この部分は凹凸があったり、粗面である場合が多く、これが乱反射を起こすことで迷光を生じる１つの原因になると考えられる。
【００２８】
本発明では、少なくとも前記断面ないし端面部分に暗色化処理を行う。暗色化処理としては、塗装、アルマイト、メッキ、電解発色法または酸化発色法、蒸着、その他薄膜形成法によるものが挙げられるが、メッキ、電解発色法または酸化発色法が好ましく、電解発色法または酸化発色法が特に好ましい。塗装法ではスリット板、特にスリット孔の寸法管理が難しく、高精度のエンコーダを得ることが困難になる。アルマイトはアルミニウムに限定される上、前記同様寸法管理に問題がある。メッキの場合、寸法変動は塗装より少ないが、それでもある程度の変動を伴うため、前記問題が生じることがある。蒸着、その他薄膜形成法では、量産が制限される上高価になってしまう。
【００２９】
電解発色法または酸化発色法については、例えば特開平６−２９９３９４号公報、特開平６−３２２５９１号公報等に記載されている。電解発色法または酸化発色法を用いることで、寸法変動を最小限に抑制することができ、精度に与える悪影響も極めて少ない。また、ステンレス合金であれば容易に処理を行う事ができ、低コストで処理することができる。
【００３０】
本発明では、前記パターン内断面ないし端面部分に反射防止のための暗色化処理がなされていればよく、符号板の他の領域への暗色化処理を禁ずるものではない。他の領域と併用する場合には、特に発光面側との併用が効果的である。一方、全体に暗色化処理をしてもよく、その場合でもパターン内断面ないし端面部分への処理は必須である。
【００３１】
本発明が適用可能なエンコーダは、光学式ロータリーエンコーダであれば特に限定されるものではなく、種々の態様のエンコーダに適用可能である。このようなエンコーダとして例えば、図１〜図３示す構成のものが例示できる。ここで、図１はロータリーエンコーダの断面斜視図、図２は断面図、図３は符号板の平面図である。
【００３２】
図示例のエンコーダは、筐体１０とこの筐体にベアリング２０を介して固定された回転軸１と、この回転軸１に固定された符号板２とを有する。また筐体内部１０には受光素子５が配置され、前記符号板２を介してこれと対向する位置に発光素子３が配置されている。前記受光素子は、図示しない基板に接続され、基板内の回路素子と共に動作するようになっている。また、発光素子３も前記基板に接続され、基板内の回路素子により駆動される。また、前記受光素子５と符号板２の間には、固定スリット４が配置され、入射光の領域を規制して受光素子５に余計な光が入射しないようになっている。
【００３３】
例示のロータリーエンコーダはインクリメンタルタイプで、符号板２には図３に示すように、所定間隔で等しい大きさのスリット２１が形成されている。そして、図４に示すように、符号板２が回転することで、スリット２１が発光素子３と受光素子５の間を通過して、発光光３１が透過する状態を形成する。一方、スリット２１が通過すると図５に示すようにスリット２１は光路から外れ、発光光３１は符号板２のスリットが形成されていない本体部分により遮蔽されて遮光状態を形成する。
【００３４】
ところが、このときスリット２１の断面ないし端面２２で発光光３１の反射光３１ａが生じると、図４に示す透光状態のときには入射光が増加し、図５に示す遮光状態のときには反射光３１ａや断面ないし端面２２の乱反射光３１ｂが受光素子５に入射して遮光状態でもある程度の光量が入射する事態が生じる。また、これらの状態の中間状態でも同様に、反射光や乱反射光が受光素子に入射し、完全にオフになる時間を短縮させると共に誤作動を引き起こす原因になる。従って、この断面ないし端面２２での反射ないし乱反射を防止することで、受光素子への迷光の入射を防止ないし減少させることができる。
【００３５】
なお、上記図示例では、発光素子と受光素子とが１対のみで、スリットパターンも１列のみのインクリメンタルエンコーダを例示したが、発光素子と受光素子とが複数対あり、スリットパターンも複数列のアブソリュートエンコーダにも有効である。
【００３６】
いま、図３に示すような符号板を有するエンコーダを定常動作、例えば１０００rpmで動作させたとき、その出力信号は理想的には図６に示すような波形になる。これは、理想的なデューティー比５０％のパルス波形であるが、このような出力信号のデューティー比、あるいは波形１周期におけるＨレベル、つまりＯＮ部の割合をＨLevel（％）とする。
【００３７】
発光素子をＬＥＤとすると、このＬＥＤの動作電流ＩLEDが定格電流あるいは設計電流以上のとき、ＨLevelは簡易的に以下の式１で表現できる。なお、ＬＥＤ電流ＩLEDが定格電流あるいは設計電流以下のときはＬＥＤから照射される光が微弱かつ不安定であるため、式１では表現できない。
ＨLevel(ＩLED) =５０＋ａ＋Ｒ(ＩLED)＋ＮＲ(ＩLED)  （１）
右辺第一項はこのエンコーダの設計値が５０％、つまりデューティー比５０を表し、第二項は個体差のオフセットを表し、第三項はメタルディスクによる反射の影響を表し、第四項は発光素子が完全な平行光を照射できないための補正項であり、金属の符号板による反射とは関係がない。
【００３８】
上記のように、理想的には    ＨLevel(ＩLED) =５０  と、設計値である５０に近いほど理想的なエンコーダであると言える。従って、第二項以降の”ａ＋Ｒ(ＩLED)＋ＮＲ(ＩLED)”は小さいほどよいことが分かる。本発明では、この第二項以降の”ａ＋Ｒ(ＩLED)＋ＮＲ(ＩLED)”を未処理のエンコーダと比較して好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上、特に６０％以上減少させることができる。なお、その上限は理論値１００％である。
【実施例１】
【００３９】
図１〜３に記載されている構成のロータリーエンコーダにおいて、符号板２のスリット２１の断面ないし端面２２および表２０１、裏２０２、それぞれに下記に示す組み合わせの暗色化処理を行ったサンプルを用意した。なお、暗色化処理は電解発色法を用いて着色し、符号板の表面は発光素子側とした。このとき、暗色化処理を行った表面の明度は約３０％以下であった。明度の測定はサンプル各表面の画像を取り込み、これを画像処理ソフトで必要な部分の明度を表示させ、さらに変換ソフトを用いて前記ＲＧＢの明度をＨＳＶ明度に変換して求めた。
【００４０】
【表１】
2017058239.tif 000003
【００４１】
上記各サンプルの符号板をそれぞれ図１、２のロータリーエンコーダの符号板として組み込み、定格動作として１０００rpmの回転数で動作させた。このとき、LEDの動作電流ＩLEDを０．８〜１４mA程度の範囲で変化させ、各ＩLEDでの出力信号を測定し、各ＩLEDに対するＨLevel (%)を求めた。
【００４２】
得られた結果のグラフを図７に示す。ＬＥＤ電流ＩLEDと光強度とは比例するので、このグラフはLEDの光強度と出力波形の関係を表していることになる。このエンコーダのＨLevelの設計値は５０％であるから理想的にはＩLEDが変化しても、ＨLevelは５０％のまま変化しないことが望ましい。しかし、図６に示すようにＩLEDを増加させると迷光が増え、ＨLevel (%)が増加している。このグラフは大きく３つのグループに分けられ、（１）比較サンプル１、（２）比較サンプル２および（３）サンプル１〜４である。最も特性が劣るのは比較サンプル１のグラフであり、比較サンプル２は若干向上しているがあまりよいとは言えない。一方、サンプル１〜４のグラフは比較サンプル１および比較サンプル２のグラフより設計値に近いことが分かる。
【００４３】
上記比較サンプル２は符号板の表面および裏面は暗色化しているがスリット断面ないし端面は含まれない。一方、サンプル１、２，４のいずれもスリット断面ないし端面が含まれ、サンプル３は断面ないし端面単独でも同様な結果になっている。これらの結果から、迷光を防止する上でスリット断面ないし端面の暗色化処理が有効であることが分かる。
【００４４】
次に、サンプル１と比較サンプル１のＩLED＝１０mAにおけるＨLevel(ILED)を以下の式から計算した。
ＨLevel(ILED) =５０＋ａ＋Ｒ(ILED)＋ＮＲ(ILED)
（右辺の第一項５０：デューティー比５０％、第二項ａ：個体差のオフセット値、第三項Ｒ(ILED)：メタルディスクの反射の影響、第四項ＮＲ(ILED)：発光素子が完全な平行光の補正値）
【００４５】
その結果、右辺第二項以降の”ａ＋Ｒ(ＩLED)＋ＮＲ(ＩLED)”を５７．５％低減できることが分かった。また、４mA≦ＩLED≦１１mAのとき低減率は約５２〜７０％であった。
【００４６】
また、図７の結果からグラフの傾きが小さいサンプルが優れていることもわかる。理想的にはI LEDを変化させてもH Levalは変化しないことが望ましい。しかし、光の乱反射や光源の完全でない指向性のために、I LEDを変化させたときにH Levalは変化してしまう。しかし、図７に示すように、ディスクのスリット切断面を暗色化したサンプル１〜５は、光の乱反射を抑えられるので、H Levalの変化量が減少している。つまり、図７において、傾きが小さいサンプルはH Levalの変化量が少ないサンプルである。例えば、４mA≦ＩLED≦１１mAのとき、サンプル１の平均傾きは約１．５(％/mA) であり、比較サンプル１の平均傾きは約２．５(％/mA) である。
【００４７】
製品としてH Levelの許容量を考えた場合、グラフの傾きが小さいほうが不良率を減らすことができる。例えば、H Level の許容量が５０〜６０％のとき、比較サンプル１ではLED電流ＩLEDが約３〜８mAのときに許容量内にあり、サンプル１ではＩLEDが約４〜１１mAのときに許容量内にある。つまり、サンプル１のほうがグラフの傾きが小さいために、ＬＥＤ光量の許容量を４０％大きくできる。ＬＥＤの発光量には個体差があり、ばらつきが存在する。ＬＥＤの発光量がばらついたとしても、ＬＥＤ光量の許容量を大きくできれば不良になり難くなる。このため、歩留まりが向上したり、ばらつきの多い安価な部品を使用することができ、製造コストを低減することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の光学式ロータリーエンコーダは、金属の符号板を用いたインクリメンタル方式のエンコーダのみならず、アブソリュート方式のエンコーダにも応用することができる。また、発光素子と受光素子の組み合わせも１対のみならず、複数対であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１    回転軸
２    符号板
３    発光素子
４    固定スリット
５    受光素子
１０    筐体
２１    スリット
３１    発光光
【図１】
2017058239.tif 000004
【図２】
2017058239.tif 000005
【図３】
2017058239.tif 000006
【図４】
2017058239.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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