(57)【要約】【課題】移動情報と基準位置情報とを低コストで精度よく得ることができる光学式エンコーダを提供する。【解決手段】この光学式エンコーダによれば、コードホイール２のスリット３と遮光部２Ａとインデックスパターン部１３とは一列に配列されていて、移動方向の寸法は略同一である。そして、周期パルス信号発生部８ｂは受光部７の第１,第２の受光素子群７ａ,７ｂの第１〜第４の受光素子７ａ１〜７ａ４,７ｂ１〜７ｂ４から出力される出力信号から、位相が９０°異なる２つの周期パルス信号Ｓ３１,Ｓ３２を発生する。一方、基準パルス信号発生部８ａは２つの受光素子群７ａ,７ｂの同番号の受光素子７ａ１,７ｂ１の出力信号から、基準パルス信号Ｓ３３を発生する。【選択図】図１Ａ
2009293973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、
上記発光部からの光が到達し得る領域に一方向に並べて配置されている複数の受光素子を有する受光部と、
上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射する状態にする光オン部および上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射しない状態にする光オフ部を複数有すると共に上記一方向に移動するときに上記光オン部と光オフ部が上記位置を交互に通過する移動体とを備え、
上記移動体は、
予め定められた基準位置に配置されていると共に上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記発光部からの光が上記受光素子に入射する光量が、上記光オン部が上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記発光部からの光が上記受光素子に入射する光量よりも小さいインデックスパターン部を有し、
上記光オン部と光オフ部とインデックスパターン部とは一列に配列されていて、上記インデックスパターン部は上記光オフ部に隣接しており、上記光オン部の上記移動方向の寸法と上記光オフ部の上記移動方向の寸法と上記インデックスパターン部の上記移動方向の寸法は略同一であり、
上記受光部は、
上記移動方向に順に隣接して配置された第１,第２,第３,第４の４個の受光素子で構成された受光素子群を上記移動方向に隣接して複数有し、
上記４個の受光素子はそれぞれ上記移動方向の寸法が上記光オン部の移動方向寸法の２分の１であり、
さらに、各上記受光素子群の同番号の受光素子の出力信号を加算して得た加算出力信号から、一方が他方の４分の１周期遅れの２つの周期パルス信号を発生する周期パルス信号発生部と、
上記移動方向に隣接する２つの受光素子群のうちの一方の受光素子群の第１から第４の受光素子のうちの予め定められたいずれか１つの受光素子の出力信号と、上記２つの受光素子群のうちの他方の受光素子群のうち、上記一方の受光素子群の上記１つの受光素子と同番号の受光素子の出力信号とを比較することにより、基準パルス信号を発生する基準パルス信号発生部とを備えることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記受光部は、第１、第２の２つの上記受光素子群で構成され、
上記周期パルス信号発生部は、
上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号とを加算した第１の加算出力信号と、上記第１の受光素子群の第３の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第３の受光素子の出力信号とを加算した第３の加算出力信号とを比較して、上記第１の加算出力信号が上記第３の加算出力信号よりも大きい期間では第１の信号レベルであると共に上記第１の加算出力信号が上記第３の加算出力信号以下の期間では第２の信号レベルである第１の周期パルス信号を出力し、かつ、
上記第１の受光素子群の第２の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第２の受光素子の出力信号とを加算した第２の加算出力信号と、上記第１の受光素子群の第４の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第４の受光素子の出力信号とを加算した第４の加算出力信号とを比較して、上記第４の加算出力信号が上記第２の加算出力信号よりも大きい期間では第１の信号レベルであると共に上記第４の加算出力信号が上記第２の加算出力信号以下の期間では第２の信号レベルであると共に上記第１周期パルス信号に対して４分の１周期遅れた第２の周期パルス信号を出力することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記基準パルス信号発生部は、
上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号とを比較して、上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値が上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値よりも大きい期間では第１の信号レベルであると共に上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値が上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値以下の期間では第２の信号レベルである基準パルス信号を発生することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項４】
請求項１に記載の光学式エンコーダにおいて、
上記移動体の上記光オン部は、上記発光部から発光された光を透過させることで上記光を上記受光素子に入射させる光透過部であり、
上記移動体の上記光オフ部は、上記発光部から発光された光を遮光することで上記光を上記受光素子に入射させない遮光部であり、
上記移動体の上記インデックスパターン部は、上記光オン部よりも光の透過率が低いことを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の光学式エンコーダにおいて、
上記移動体の上記光オン部は、上記発光部から発光された光を反射することで上記光を上記受光素子に入射させる光反射部であり、
上記移動体の上記光オフ部は、上記発光部から発光された光を実質的に反射しなくて上記光が上記受光素子に入射しない状態にする非反射部であり、
上記移動体の上記インデックスパターン部は、上記光オン部よりも光の反射率が低いことを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１つに記載の光学式エンコーダにおいて、
上記移動体は、円盤状の回転体であり、上記光オン部および光オフ部は上記円盤状の回転体の周縁に沿って形成されていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の光学式エンコーダを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受光素子を用いて移動体の位置、移動速度、移動方向等を検出する光学式エンコーダに関し、一例として特に、複写機、プリンターなどの印刷機器、ＦＡ(ファクトリオートメーション)機器等に用いると好適である光学式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学式エンコーダとしては、特許文献１(特開２００７−６４９８１号公報)に、移動体が一連のスケールにインクリメンタルパターンとインデックスパターンを含んでいると共に、移動体の移動信号としてのインクリメンタルチャネル信号を出力するフォトダイオードアレイの少なくとも３つのフォトダイオードの出力を論理的に組み合せることによりインデックスチャネル信号を生成するものが開示されている。
【０００３】
ところで、この特許文献１に記載の光学式エンコーダでは、インクリメンタルチャネル信号を出力するフォトダイオードアレイをそのままインデックスチャネル信号を得るのに使用した場合、インクリメンタルパターンとインデックスパターンとのパターン違いに起因して、インデックスパターンへ光が入射したときに、インクリメンタルチャネル信号の位相のずれが大きくなり、移動の検出特性が悪化する。
【特許文献１】特開２００７−６４９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の課題は、移動情報と基準位置情報とを低コストで精度よく得ることができる光学式エンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の光学式エンコーダは、発光部と、
上記発光部からの光が到達し得る領域に一方向に並べて配置されている複数の受光素子を有する受光部と、
上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射する状態にする光オン部および上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記光が上記受光素子に入射しない状態にする光オフ部を複数有すると共に上記一方向に移動するときに上記光オン部と光オフ部が上記位置を交互に通過する移動体とを備え、
上記移動体は、
予め定められた基準位置に配置されていると共に上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記発光部からの光が上記受光素子に入射する光量が、上記光オン部が上記受光素子に対応する位置を通過するときに上記発光部からの光が上記受光素子に入射する光量よりも小さいインデックスパターン部を有し、
上記光オン部と光オフ部とインデックスパターン部とは一列に配列されていて、上記インデックスパターン部は上記光オフ部に隣接しており、上記光オン部の上記移動方向の寸法と上記光オフ部の上記移動方向の寸法と上記インデックスパターン部の上記移動方向の寸法は略同一であり、
上記受光部は、
上記移動方向に順に隣接して配置された第１,第２,第３,第４の４個の受光素子で構成された受光素子群を上記移動方向に隣接して複数有し、
上記４個の受光素子はそれぞれ上記移動方向の寸法が上記光オン部の移動方向寸法の２分の１であり、
さらに、各上記受光素子群の同番号の受光素子の出力信号を加算して得た加算出力信号から、一方が他方の４分の１周期遅れの２つの周期パルス信号を発生する周期パルス信号発生部と、
上記移動方向に隣接する２つの受光素子群のうちの一方の受光素子群の第１から第４の受光素子のうちの予め定められたいずれか１つの受光素子の出力信号と、上記２つの受光素子群のうちの他方の受光素子群のうち、上記一方の受光素子群の上記１つの受光素子と同番号の受光素子の出力信号とを比較することにより、基準パルス信号を発生する基準パルス信号発生部とを備えることを特徴としている。
【０００６】
この発明の光学式エンコーダによれば、上記周期パルス信号発生部は、上記受光部の第１〜第４の受光素子から出力される出力信号から、位相が９０°異なる２つの周期パルス信号を発生するので、この２つの周期パルス信号により上記移動体の移動方向と移動距離の両方を検出できる。また、上記基準パルス信号発生部は、上記２つの受光素子群の同番号の受光素子の出力信号から、基準パルス信号を発生し、この基準パルス信号から上記移動体の基準位置を検出できる。
【０００７】
また、この発明によれば、上記光オン部と光オフ部とインデックスパターン部とは一列に配列されていて、上記インデックスパターン部は上記光オフ部に隣接しており、上記光オン部の上記移動方向の寸法と上記光オフ部の上記移動方向の寸法と上記インデックスパターン部の上記移動方向の寸法は略同一である。よって、上記インデックスパターン部は、上記光オン部と光オフ部とが配列されている移動体の一列の領域に配置でき、上記インデックスパターン部の存在によって上記移動体の移動方向と直交する方向の寸法を増大させる必要は生じない。また、上記インデックスパターン部は、上記受,発光部を上記光オフ部,光オン部と共有している。したがって、光学式エンコーダの実装スペースの増大やコスト増加を抑制することができる。
【０００８】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記受光部は、第１、第２の２つの上記受光素子群で構成され、
上記周期パルス信号発生部は、
上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号とを加算した第１の加算出力信号と、上記第１の受光素子群の第３の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第３の受光素子の出力信号とを加算した第３の加算出力信号とを比較して、上記第１の加算出力信号が上記第３の加算出力信号よりも大きい期間では第１の信号レベルであると共に上記第１の加算出力信号が上記第３の加算出力信号以下の期間では第２の信号レベルである第１の周期パルス信号を出力し、かつ、
上記第１の受光素子群の第２の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第２の受光素子の出力信号とを加算した第２の加算出力信号と、上記第１の受光素子群の第４の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第４の受光素子の出力信号とを加算した第４の加算出力信号とを比較して、上記第４の加算出力信号が上記第２の加算出力信号よりも大きい期間では第１の信号レベルであると共に上記第４の加算出力信号が上記第２の加算出力信号以下の期間では第２の信号レベルであると共に上記第１周期パルス信号に対して４分の１周期遅れた第２の周期パルス信号を出力する。
【０００９】
この実施形態によれば、上記周期パルス信号発生部は、上記第１,第２の受光素子群の第１,第３の受光素子の出力信号から上記第１の周期パルス信号を出力し、上記第１,第２の受光素子群の第２,第４の受光素子の出力信号から上記第２の周期パルス信号を出力する。上記第１、第２の周期パルス信号によって、上記移動体の移動方向と移動距離を検出できる。
【００１０】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記基準パルス信号発生部は、
上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号とを比較して、上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値が上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値よりも大きい期間では第１の信号レベルであると共に上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値が上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号の値以下の期間では第２の信号レベルである基準パルス信号を発生する。
【００１１】
この実施形態によれば、上記基準パルス信号発生部は、上記第１の受光素子群の第１の受光素子の出力信号と上記第２の受光素子群の第１の受光素子の出力信号とを比較することにより、基準パルス信号を発生し、この基準パルス信号により、上記移動体の基準位置を検出できる。
【００１２】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記移動体の上記光オン部は、上記発光部から発光された光を透過させることで上記光を上記受光素子に入射させる光透過部であり、
上記移動体の上記光オフ部は、上記発光部から発光された光を遮光することで上記光を上記受光素子に入射させない遮光部であり、
上記移動体の上記インデックスパターン部は、上記光オン部よりも光の透過率が低い。
【００１３】
この実施形態によれば、透過型の光学式エンコーダにおいて、実装スペースの増大やコスト増加を抑制できる。
【００１４】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記移動体の上記光オン部は、上記発光部から発光された光を反射することで上記光を上記受光素子に入射させる光反射部であり、
上記移動体の上記光オフ部は、上記発光部から発光された光を実質的に反射しなくて上記光が上記受光素子に入射しない状態にする非反射部であり、
上記移動体の上記インデックスパターン部は、上記光オン部よりも光の反射率が低い。
【００１５】
また、一実施形態の光学式エンコーダでは、上記移動体は、円盤状の回転体であり、上記光オン部および光オフ部は上記円盤状の回転体の周縁に沿って形成されている。
【００１６】
この実施形態によれば、円盤状の回転体の回転量,回転方向および上記回転体の基準位置を検出できる。
【００１７】
また、一実施形態の電子機器では、上記光学式エンコーダを備えたことで、移動体の移動情報と基準位置情報とを低コストで精度よく得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の光学式エンコーダによれば、移動体の光オン部と光オフ部とインデックスパターン部とは一列に配列されていて、上記インデックスパターン部は上記光オフ部に隣接しており、上記光オン部の上記移動方向の寸法と上記光オフ部の上記移動方向の寸法と上記インデックスパターン部の上記移動方向の寸法は略同一である。よって、上記インデックスパターン部は、上記光オン部と光オフ部とが配列されている移動体の一列の領域に配置でき、上記インデックスパターン部の存在によって上記移動体の移動方向と直交する方向の寸法を増大させる必要は生じない。また、上記インデックスパターン部は、上記受,発光部を上記光オフ部,光オン部と共有している。したがって、光学式エンコーダの実装スペースの増大やコスト増加を抑制しつつ、移動情報と基準位置情報を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２０】
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、この発明の光学式エンコーダの実施形態の構成を説明する。図１Ａはこの実施形態の光学式エンコーダ１を示した正面図であり、図１Ｂは上記光学式エンコーダ１の側面図である。図１Ａ,図１Ｂに示すように、この実施形態の光学式エンコーダ１は、移動体としての円盤状の回転体であるコードホイール２と回転軸４、およびセンサ体５を備えている。
【００２１】
図１Ｂに示すように、上記センサ体５は、概略コの字形状をしており、両端の突出部５Ｂと５Ｃを有し、この突出部５Ｂと５Ｃとの間にコードホイール通過空間５Ａが形成されている。上記突出部５Ｃ内には発光部６が収容されている。また、上記突出部５Ｂには、半導体チップ９が収容されている。この半導体チップ９は、受光部７と信号発生部８とを有し、透明で光を透過する性質のエポキシ材料で封止されている。また、上記突出部５Ｃ内に配置された発光部６と、上記突出部５Ｂ内に配置された受光部７とは、上記コードホイール通過空間５Ａを挟んで対向している。
【００２２】
上記コードホイール２は、全体として略円盤形状であり、この円盤形状のコードホイール２の中心に回転軸４が取り付けられている。この回転軸４は、例えば、インクジェットプリンタにおいて、プリント用紙搬送用のフイードローラの軸と直結され、コードホイール２はこのフイードローラと一体に回転軸４を中心にして矢印１０で示す回転方向に回転する。
【００２３】
上記円盤形状のコードホイール２には、周縁に沿って複数の光オン部としてのスリット３が形成されている。上記スリット３は、例えばコードホイール２を切抜いて形成されている。このスリット３は光が透過できる光透過部をなしている。一方、周方向に隣り合う２つのスリット３間の部分は、光を通さない遮光部２Ａである。すなわち、上記複数のスリット３は、遮光部２Ａを挟んで周方向に一列に配列されており、スリット３と遮光部２Ａとは、コードホイール２の移動方向すなわち回転方向に交互に連続して配列されている。
【００２４】
また、各スリット３は、コードホイール２の移動方向(回転方向)の寸法(以下、幅寸法という)が、等しくなるように形成されている。また、各遮光部２Ａは、上記幅寸法が等しくなるように形成されており、各遮光部２Ａの幅寸法と各スリット３の幅寸法とは等しく形成されている。
【００２５】
また、図１Ａに示すように、上記コードホイール２の周縁部のうちの予め定められた基準位置に１つのインデックスパターン部１３が形成されている。この１つのインデックスパターン部１３は、２つの遮光部２Ａの間に配置されており、スリット３および遮光部２Ａとインデックスパターン部１３とは上記周縁部において周方向に一列に配列されている。このインデックスパターン部１３は、スリット３および遮光部２Ａの幅寸法と等しい。この１つのインデックスパターン部１３は、２つの貫通部１３Ａ,１３Ｂとこの貫通部１３Ａと１３Ｂとの間の非貫通部１３Ｃとからなる。上記貫通部１３Ａ,１３Ｂは上記スリット３と同様に光を透過するが、上記非貫通部１３Ｃは上記遮光部２Ａと同様に光を透過しない。これにより、上記１つのインデックスパターン部１３は、上記コードホイール２において１つのスリット３と同じエリアを有しているが、１つのスリット３に比べて光の透光率が低くなっている。例えば、この実施形態では、上記インデックスパターン部１３の透光率を、スリット３の透光率の略２分の１にした。
【００２６】
なお、上記スリット３よりも透光率が低いインデックスパターン部の他の一例としては、上記コードホイール２において上記１つのスリット３と同じエリアの全体を完全に貫通させてこの貫通させた領域に半透光性の材料を充填して透光率を上記スリット３の透光率よりも低くしたものでもよい。また、上記インデックスパターン部のさらに別の一例としては、上記１つのスリット３と同じエリアに複数の小孔を穿孔させて透光率をスリット３の透光率よりも低くしたものでもよい。
【００２７】
この実施形態では、図１Ａにおいて、コードホイール２が矢印１０で示す方向に回転すると、発光部６から発光された光が、回転するコードホイール２の周縁に沿って形成されたスリット３およびインデックスパターン部１３を透過して、受光部７で受光され、受光部７から出力される信号が信号発生部８に入力されて、周期パルス信号や基準パルス信号が発生される仕組みである。
【００２８】
図２の斜視図に、上記センサ体５の受光部７を模式的に示す。この受光部７は、センサ体５に収容された半導体チップ９に形成されており、第１受光素子群７ａと第２受光素子群７ｂの２群の受光素子群７ａ,７ｂで構成されている。この２群の受光素子群７ａ,７ｂは、それぞれ４個の受光素子で構成される。すなわち、第１受光素子群７ａは、第１受光素子７ａ１、第２受光素子７ａ２、第３受光素子７ａ３、および第４受光素子７ａ４で構成され、上記第２受光素子群７ｂは、第１受光素子７ｂ１、第２受光素子７ｂ２、第３受光素子７ｂ３、および第４受光素子７ｂ４で構成されている。
【００２９】
上記受光部７を構成する第１受光素子群７ａ,第２受光素子群７ｂが有している各受光素子７ａ１〜７ａ４,７ｂ１〜７ｂ４におけるコードホイール２の移動方向(図２では右から左への向き)の寸法は全て同じである。つまり、上記各受光素子の幅は全て同じであり、上記各受光素子の幅は上記コードホイール２に形成されているスリット３の幅の半分である。
【００３０】
次に、この実施形態の光学式エンコーダ１の回路構成について説明する。図３は、光学式エンコーダ１の回路構成を示したブロック図である。光学式エンコーダ１の回路は、図３に示すように、受光部７と信号発生部８で構成される。この信号発生部８は、基準パルス信号発生部８ａと周期パルス信号発生部８ｂとを有する。受光部７を構成する各受光素子７ａ１〜７ｂ４からは、それぞれの受光素子が受光した光の強さに比例した電流が信号発生部８に出力される。
【００３１】
この受光部７の第１受光素子群７ａの第１受光素子７ａ１,第２受光素子７ａ２,第３受光素子７ａ３,第４受光素子７ａ４からそれぞれ出力される電流出力が出力信号Ｓ０１,出力信号Ｓ０２,出力信号Ｓ０３,出力信号Ｓ０４である。また、受光部７の第２受光素子群７ｂの第１受光素子７ｂ１,第２受光素子７ｂ２,第３受光素子７ｂ３,第４受光素子７ｂ４からそれぞれ出力される電流出力が出力信号Ｓ１１,出力信号Ｓ１２,出力信号Ｓ１３,出力信号Ｓ１４である。
【００３２】
上記出力信号Ｓ０１はカレントミラー回路ＣＭＣ１の入力に接続され、出力信号Ｓ１１はカレントミラー回路ＣＭＣ２の入力に接続される。カレントミラー回路は単数または複数の出力を備え、これらの出力に対して、入力電流と同じ電流値の電流を出力電流として出力する回路である。そして、上記カレントミラー回路ＣＭＣ１とカレントミラー回路ＣＭＣ２は、２つの出力を備えており、例えば、カレントミラー回路ＣＭＣ１の出力信号Ｓ０１ａおよび出力信号Ｓ０１ｂは共に、上記カレントミラー回路ＣＭＣ１に入力される入力電流である出力信号０１と同じ電流値の電流となる。
【００３３】
上記カレントミラー回路ＣＭＣ１の出力信号Ｓ０１ｂとカレントミラー回路ＣＭＣ２の出力信号Ｓ０２ｂとは、それぞれの出力電流が加算されて、オペアンプＯＰ１に入力される。また、出力信号Ｓ０２と出力信号Ｓ１２とは、それぞれの出力電流が加算されて、オペアンプＯＰ２に入力される。同様にして、出力信号Ｓ０３と出力信号Ｓ１３とは、それぞれの出力電流が加算されて、オペアンプＯＰ３に入力され、出力信号Ｓ０４と出力信号Ｓ１４とは、それぞれの出力電流が加算されて、オペアンプＯＰ４に入力される。また、カレントミラー回路ＣＭＣ１の出力信号Ｓ０１ａは、オペアンプＯＰ５に入力され、カレントミラー回路ＣＭＣ２の出力信号Ｓ０２ａは、オペアンプＯＰ６に入力される。これらのオペアンプＯＰ１〜ＯＰ６では、入力された電流に比例した出力電圧が出力される。
【００３４】
上記オペアンプＯＰ１の出力信号Ｓ２１およびオペアンプＯＰ３の出力信号Ｓ２３は、比較回路ＣＯＭＰ１に入力され、この比較回路ＣＯＭＰ１から出力信号Ｓ３１が出力される。また、オペアンプＯＰ２の出力信号Ｓ２２およびオペアンプＯＰ４の出力信号Ｓ２４は、比較回路ＣＯＭＰ２に入力され、この比較回路ＣＯＭＰ２から出力信号Ｓ３２が出力される。また、オペアンプＯＰ５の出力信号Ｓ２５およびオペアンプＯＰ６の出力信号Ｓ２６は、比較回路ＣＯＭＰ３に入力され、この比較回路ＣＯＭＰ３から出力信号Ｓ３３が出力される。
【００３５】
上記比較回路ＣＯＭＰ１では入力された２つの入力電圧が比較され、比較回路ＣＯＭＰ１は出力信号Ｓ２１の電圧が出力信号Ｓ２３の電圧よりも高い場合にのみ、出力信号Ｓ３１として、レベル１の信号を出力する。一方、出力信号Ｓ２１の電圧が出力信号Ｓ２３の電圧以下の場合は、上記比較回路ＣＯＭＰ１は上記レベル１よりも低いレベル０の出力信号Ｓ３１を出力する。上記レベル０が基準となる電圧である。
【００３６】
同様に、上記比較回路ＣＯＭＰ２は出力信号Ｓ２４の電圧が出力信号Ｓ２２の電圧よりも高い場合にのみ、レベル１の出力信号Ｓ３２を出力する一方、出力信号Ｓ２４の電圧が出力信号Ｓ２２の電圧以下の場合は、上記レベル１のよりも低いレベル０の出力信号Ｓ３２を出力する。また、上記比較回路ＣＯＭＰ３は、出力信号Ｓ２５の電圧が出力信号Ｓ２６の電圧よりも高い場合にのみ、レベル１の出力信号Ｓ３３を出力する一方、出力信号Ｓ２５の電圧が出力信号Ｓ２６の電圧以下の場合は上記レベル１のよりも低いレベル０の出力信号Ｓ３３を出力する。
【００３７】
次に、光学式エンコーダ１の動作について説明する。図４Ａ,図４Ｂは、コードホイール２に形成されているスリット３,インデックスパターン部１３と、受光部７が有する各受光素子７ａ１〜７ｂ４との配置関係を模式的に示した図である。図４Ａ,図４Ｂにおいて、受光部７が有する各受光素子７ａ１〜７ｂ４の表面に斜線が表示されている受光素子は、発光部６から発光された光がスリット３を通過して受光されていることを示している。
【００３８】
上述したように、コードホイール２の各スリット３の幅は全て等しくなるように形成されており、このスリット３の幅は隣の遮光部２Ａの幅とも等しい。また、スリット３の幅はインデックスパターン部１３の幅とも等しい。また、受光素子７ａ１〜７ｂ４の幅は全て同じであり、各受光素子７ａ１〜７ｂ４の幅はスリット３の幅の半分である。すなわち、図４Ａ,図４Ｂにおいて、スリット３の幅をＷとすると、遮光部２Ａの幅はＷであり、各受光素子７ａ１〜７ｂ４の幅はＷ/２である。コードホイール２のスリット３と各受光素子７ａ１〜７ｂ４とがこのような寸法と配置の関係にあることで、各受光素子７ａ１〜７ｂ４の出力信号Ｓ０１〜Ｓ１４は、図５の信号波形図を参照して後述するような出力信号となる。
【００３９】
図４Ａは、時刻ｔ１におけるコードホイール２のスリット３と受光部７との位置関係を示している。図４Ａにおいて、３-１、３-２、３-３、３-４、３-６、３-７、…、３-ｎは、コードホイール２に形成されているスリット３である。また、スリット３-４とスリット３-６との間には、上述した基準位置に配置されたインデックスパターン部１３が形成されている。上述したように、このインデックスパターン部１３は、光を透過しない中央の非貫通部１３Ｃと、この非貫通部１３Ｃを挟む貫通部１３Ａ,１３Ｂを有する。
【００４０】
図４Ａおいて、時刻ｔ１では、スリット３-１を透過した光により、受光部７の第１受光素子群７ａの第３,第４受光素子７ａ３,７ａ４が受光状態であり、スリット３-２を透過した光により、受光部７の第２受光素子群７ｂの第３,第４受光素子７ｂ３,７ｂ４が受光状態である。一方、第１受光素子群７ａの第１,第２受光素子７ａ１,７ａ２と、第２受光素子群７ｂの第１,第２受光素子７ｂ１,７ｂ２は非受光状態である。したがって、図３に示す出力信号Ｓ０１,Ｓ０２,Ｓ１１,Ｓ１２は出力電流が０である一方、出力信号Ｓ０３,Ｓ０４,Ｓ１３,Ｓ１４としては所定の値の出力電流が出力される。
【００４１】
また、図４Ｂは、時刻ｔ１から単位時間が経過した時刻ｔ２におけるスリット３と受光部７との位置関係を示している。この図４Ｂにおいて、時刻ｔ２では、スリット３-１を透過した光により、受光部７の第１受光素子群７ａの第２受光素子７ａ２と第３受光素子７ａ３とが受光状態になる。また、スリット３-２を透過した光により、第２受光素子群７ｂの第２受光素子７ｂ２と第３受光素子７ｂ３とが受光状態になる。一方、第１受光素子群７ａの第１,第４受光素子７ａ１,７ａ４と第２受光素子群７ｂの第１,第４受光素子７ｂ１,７ｂ４は、非受光状態になる。したがって、図３に示す出力信号Ｓ０１,出力信号Ｓ０４と出力信号Ｓ１１,出力信号Ｓ１４は出力電流が０である。一方、出力信号Ｓ０２,Ｓ０３と出力信号Ｓ１２,出力信号Ｓ１３としては所定の値の出力電流が出力される。また、図４Ａと図４Ｂから分るように、上記単位時間の経過により、コードホイール２は、矢印１０で示す移動方向へ各受光素子７ａ１〜７ｂ４の幅と同じ距離Ｗ/２だけ移動する。
【００４２】
次に、図４Ａに示した時刻ｔ１から図４Ｂに示した時刻ｔ２にかけて、出力信号Ｓ０１〜出力信号Ｓ０４と出力信号Ｓ１１〜出力信号Ｓ１４がどの様に変化するのかを説明する。図４Ａに示すように、先ず、時刻ｔ１では、発光部６から第１受光素子群７ａの第１受光素子７ａ１へ向かう光が、スリット３-ｎと３-１との間の遮光部２Ａにより遮光されて第１受光素子７ａ１は受光せず非受光状態である。このスリット３-ｎとスリット３-１との間の遮光帯２Ａの幅はＷであるが、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、距離Ｗ/２しか移動しないので、この第１受光素子７ａ１の遮光状態は時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、コードホイール２が移動しても変わらず、上述したように、時刻ｔ２でも非受光状態である。したがって、図５の波形図に示すように、第１受光素子７ａ１の出力信号Ｓ０１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は出力電流が０である。
【００４３】
また、上記第１受光素子群７ａの第２受光素子７ａ２は、時刻ｔ１では、スリット３-ｎとスリット３-１との間の遮光部２Ａにより、発光部６からの光が遮光されて、受光しない。しかし、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、コードホイール２が矢印１０の方向に移動すると、スリット３-１を透過した発光部６からの光が第２受光素子７ａ２へ達し始め、第２受光素子７ａ２が受光し始める。時刻ｔ１〜ｔ２にかけて、上記スリット３-１を透過して第２受光素子７ａ２へ達する光の量は、コードホイール２が移動するにつれて多くなるので、第２受光素子７ａ２の受光量は時刻ｔ２に近づくにつれて次第に多くなり、時刻ｔ２では第２受光素子７ａ２は完全な受光状態となる。したがって、図５に示すように、第２受光素子７ａ２の出力信号Ｓ０２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて次第に増大し時刻ｔ２では所定の値の出力電流が出力される。
【００４４】
また、第１受光素子群７ａの第３受光素子７ａ３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、スリット３-１を透過した発光部６からの光を受光し、完全な受光状態であるので、図５の波形図に示すように、第３受光素子７ａ３の出力信号Ｓ０３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間中、出力電流が一定の最大値である。
【００４５】
また、第１受光素子群７ａの第４受光素子７ａ４は、時刻ｔ１では、スリット３-１を透過した発光部６からの光を受光し、完全な受光状態である。しかし、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、コードホイール２が矢印１０の方向に移動すると、スリット３-１と３-２との間の遮光部２Ａにより、発光部６から第４受光素子７ａ４へ向かう光が遮光され始めて第４受光素子７ａ４への受光量が減少し始める。この発光部６から第４受光素子７ａ４へ向かう光の遮光量は、コードホイール２が矢印１０の方向へ移動するにつれて多くなる。よって、第４受光素子７ａ４の受光量は、時刻ｔ２に近づくにつれて次第に減少し、上述したように、時刻ｔ２では完全な非受光状態となる。したがって、図５に示すように、第４受光素子７ａ４の出力信号Ｓ０４は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、次第に減少し、時刻ｔ２では出力電流が０となる。
【００４６】
また、図５の波形図に示すように、第２受光素子群７ｂの第１,第２,第３,第４受光素子７ｂ１,７ｂ２,７ｂ３,７ｂ４の出力信号Ｓ１１,Ｓ１２,Ｓ１３,Ｓ１４は、それぞれ、前述の第１受光素子群７ａの第１,第２,第３,第４受光素子７ａ１,７ａ２,７ａ３,７ａ４の出力信号Ｓ０１,Ｓ０２,Ｓ０３,Ｓ０４と同様の信号波形になる。
【００４７】
図５の波形図には、上述したのと同様、時刻ｔ２から単位時間経過した時刻ｔ３、時刻ｔ３から単位時間経過した時刻ｔ４、・・・・というように、時刻ｔ１から単位時間刻みで、時刻ｔ２２までについて、図３の出力信号Ｓ０１〜Ｓ０４および出力信号Ｓ１１〜Ｓ１４の出力信号波形を示している。図５から分るように、各出力信号Ｓ０１,Ｓ０２,Ｓ０３,Ｓ０４,Ｓ１１,Ｓ１２,Ｓ１３,Ｓ１４は、最初の単位時間の間に増大し、次の単位時間の間は所定の出力値を保ち、次の単位時間の間に減少する台形状の出力波形であり、この台形状の出力波形が単位時間の休止期間を挟んで繰返される。
【００４８】
なお、図５の波形図に示す出力信号Ｓ０１〜出力０４および出力信号Ｓ１１〜出力信号Ｓ１４は電流出力である。一方、後述する図６,図７の信号波形図に示す出力信号Ｓ２１〜出力信号Ｓ２６および出力信号Ｓ３１〜出力信号Ｓ３３は電圧出力である。また、図５の波形図中に記入されている符号３-１〜３-４,１３,３-６,３-７は、各出力信号Ｓ０１〜Ｓ０４,出力信号Ｓ１１〜Ｓ１４を出力する受光素子７ａ１〜７ａ４,７ｂ１〜７ｂ４に入射する光が透過したスリットの符号である。
【００４９】
上述したように、コードホイール２のスリット３-４とスリット３-６との間の基準位置にはインデックスパターン部１３が配置され、この基準位置のインデックスパターン部１３は、幅がＷより小さい非貫通部１３Ｃを中央に有している。したがって、図５の波形図に示すように、各受光素子７ａ１〜７ａ４,７ｂ１〜７ｂ４が上記インデックスパターン部１３を透過した光を受光しているときの出力信号Ｓ０１〜Ｓ０４,Ｓ１１〜Ｓ１４のピーク値は、スリット３を透過した光を受光しているときの出力信号Ｓ０１〜Ｓ０４,Ｓ１１〜Ｓ１４のピーク値に比べて、小さくなる。なお、上記インデックスパターン部１３を透過した光を受光しているときの出力信号Ｓ０１〜Ｓ０４,Ｓ１１〜Ｓ１４の立上がり、立下りの傾きは、スリット３を透過した光を受光しているときの出力信号Ｓ０１〜Ｓ０４,Ｓ１１〜Ｓ１４の立上がり、立下りの傾きと同じになる。
【００５０】
図５の波形図では、出力信号Ｓ１４の時刻ｔ１１〜ｔ１４の間の波形がインデックスパターン部１３を透過した光による受光素子７ｂ４の信号波形であり、出力信号Ｓ１３の時刻ｔ１２〜ｔ１５の間の波形がインデックスパターン部１３を透過した光による受光素子７ｂ３の信号波形である。また、出力信号Ｓ１２の時刻ｔ１３〜ｔ１６の間の波形がインデックスパターン部１３を透過した光による受光素子７ｂ２の信号波形であり、出力信号Ｓ１１の時刻ｔ１４〜ｔ１７の間の波形がインデックスパターン部１３を透過した光による受光素子７ｂ１の信号波形である。同様に、インデックスパターン部１３を透過した光による受光素子７ａ４,７ａ３,７ａ２,７ａ１の信号波形は、出力信号Ｓ０４の時刻ｔ１５〜ｔ１８の波形,出力信号Ｓ０３の時刻ｔ１６〜ｔ１９の波形,出力信号Ｓ０２の時刻ｔ１７〜ｔ２０の波形,出力信号Ｓ０１の時刻ｔ１８〜ｔ２１の波形である。
【００５１】
次に、図６の波形図に、図３のオペアンプＯＰ１〜ＯＰ４の出力信号Ｓ２１〜出力信号Ｓ２４、および、比較回路ＣＯＭＰ１,ＣＯＭＰ２の出力信号Ｓ３１，出力信号Ｓ３２の波形を示す。出力信号Ｓ２１は、カレントミラー回路ＣＭＣ１の出力信号Ｓ０１ｂ(すなわち出力信号Ｓ０１)と、カレントミラー回路ＣＭＣ２の出力信号Ｓ０２ｂ(すなわち出力信号Ｓ１１)とが合算されてオペアンプＯＰ１から出力された電圧出力である。また、出力信号Ｓ２３は、出力信号Ｓ０３と出力信号Ｓ１３とが合算されてオペアンプＯＰ３から出力された電圧出力である。そして、この出力信号Ｓ２１と出力信号Ｓ２３とが比較回路ＣＯＭＰ１に入力されて比較され、比較回路ＣＯＭＰ１から出力信号Ｓ３１が出力される。すなわち、出力信号Ｓ２１が出力信号Ｓ２３よりも高い出力電圧である場合にのみ、上記出力信号Ｓ３１はレベル１の信号になる一方、出力信号Ｓ２１が出力信号Ｓ２３以下の出力電圧である場合には、上記レベル１よりも低いレベル０の信号になる。この出力信号Ｓ３１が、第１周期パルス信号である。
【００５２】
なお、図５に示すように、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１４〜ｔ１７の期間での出力信号Ｓ１１の変形した台形波出力は、他の台形波形期間での台形波出力よりも低いレベルである。また、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１８〜ｔ２１の期間での出力信号Ｓ０１の変形した台形波出力は、他の台形波形期間での台形波出力よりも低いレベルである。この出力信号Ｓ１１とＳ０１の変形した台形波出力により、図６に示すように、時刻ｔ１４〜ｔ１７と時刻ｔ１８〜ｔ２１の期間での出力信号Ｓ２１の台形波出力は、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルになる。
【００５３】
また、同じく、図５に示すように、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１２〜ｔ１５の期間での出力信号Ｓ１３の変形した台形波出力は、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルである。また、図５に示すように、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１６〜ｔ１９の期間での出力信号Ｓ０３の変形した台形波出力は、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルである。この出力信号Ｓ１３とＳ０３の変形した台形波出力により、図６に示すように、時刻ｔ１２〜ｔ１５と時刻ｔ１６〜ｔ１９の期間での出力信号Ｓ２３の台形波出力は、インデックスパターン部１３の影響により、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルになる。
【００５４】
しかし、図６に示すように、上記出力信号Ｓ２１とＳ２３とは、出力波形の立上がり,立下りの傾きは同じであり、時刻ｔ１２〜ｔ１４,時刻ｔ１４〜ｔ１６,時刻ｔ１６〜ｔ１８,時刻ｔ１８〜ｔ２０の各期間に示されるように、出力信号Ｓ２１とＳ２３の大小関係が反転した後に増加している側の信号の出力レベルが変形台形波で飽和している。したがって、インデックスパターン部１３の存在が、第１周期パルス信号である出力信号Ｓ３１へ及ぼす影響は無いと言える。
【００５５】
また、図６に示す出力信号Ｓ２２は、図５に示す出力信号Ｓ０２と出力信号Ｓ１２とが合算されてからオペアンプＯＰ２に入力されオペアンプＯＰ２から出力された電圧出力である。また、図６に示す出力信号Ｓ２４は、図５に示す出力信号Ｓ０４と出力信号Ｓ１４とが合算されてオペアンプＯＰ４に入力されオペアンプＯＰ４から出力された電圧出力である。そして、この出力信号Ｓ２２と出力信号Ｓ２４とが比較回路ＣＯＭＰ２に入力されて比較され、比較回路ＣＯＭＰ２から出力信号Ｓ３２が出力される。
【００５６】
すなわち、比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号Ｓ３２は、出力信号Ｓ２４が出力信号Ｓ２２よりも高い出力電圧である場合にのみ、レベル１の信号になる一方、出力信号Ｓ２４が出力信号Ｓ２２以下の出力電圧である場合は、レベル０の信号になる。この出力信号Ｓ３２が、第２周期パルス信号である。この第２周期パルス信号である出力信号Ｓ３２は、図６に示されるように、比較回路ＣＯＭＰ１から出力される出力信号Ｓ３１(すなわち、第１周期パルス信号)よりも、４分の１周期遅れた波形(いわゆる９０°遅れた波形)となっている。
【００５７】
よって、この実施形態では、周期パルス信号発生部８ｂが出力する位相が９０°異なる２つの周期パルス信号である出力信号Ｓ３１,Ｓ３２により、移動体であるコードホイール２の回転方向と回転量の両方を検出できる。
【００５８】
なお、図５に示すように、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１３〜ｔ１６の期間での出力信号Ｓ１２の変形した台形波出力は、他の台形波形期間での台形波出力よりも低いレベルである。また、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１７〜ｔ２０の期間での出力信号Ｓ０２の変形した台形波出力は、他の台形波形期間での台形波出力よりも低いレベルである。この出力信号Ｓ１２とＳ０２の変形した台形波出力により、図６に示すように、時刻ｔ１３〜ｔ１６と時刻ｔ１７〜ｔ２０の期間での出力信号Ｓ２２の台形波出力は、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルになる。
【００５９】
また、同じく、図５に示すように、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１１〜ｔ１４の期間での出力信号Ｓ１４の変形した台形波出力は、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルである。また、図５に示すように、インデックスパターン部１３の影響により時刻ｔ１５〜ｔ１８の期間での出力信号Ｓ０４の変形した台形波出力は、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルである。この出力信号Ｓ１４とＳ０４の変形した台形波出力により、図６に示すように、時刻ｔ１１〜ｔ１４と時刻ｔ１５〜ｔ１８の期間での出力信号Ｓ２４の台形波出力は、インデックスパターン部１３の影響により、他の台形波期間での台形波出力よりも低いレベルになる。
【００６０】
しかし、図６に示すように、上記出力信号Ｓ２２とＳ２４とは、出力波形の立上がり,立下りの傾きは同じであり、時刻ｔ１１〜ｔ１３,時刻ｔ１３〜ｔ１５,時刻ｔ１５〜ｔ１７,時刻ｔ１７〜ｔ１９の各期間に示されるように、出力信号Ｓ２２とＳ２４の大小関係が反転した後に増加している側の信号の出力レベルが変形台形波で飽和している。したがって、インデックスパターン部１３の存在が、第２周期パルス信号である出力信号Ｓ３２へ及ぼす影響は無いと言える。
【００６１】
次に、図７の波形図に、オペアンプＯＰ５の出力信号Ｓ２５,オペアンプＯＰ６の出力信号Ｓ２６および比較回路ＣＯＭＰ３の出力信号Ｓ３３の波形を示す。
【００６２】
上記出力信号Ｓ２５は、カレントミラー回路ＣＭＣ１の出力信号Ｓ０１ａ(すなわち出力信号Ｓ０１がオペアンプＯＰ５で電圧変換された出力である。また、上記出力信号Ｓ２６は、カレントミラー回路ＣＭＣ２の出力信号Ｓ０２ａ(すなわち出力信号Ｓ１１がオペアンプＯＰ６で電圧変換された出力である。そして、この出力信号Ｓ２５と出力信号Ｓ２６とが比較回路ＣＯＭＰ３に入力されて比較され、比較回路ＣＯＭＰ３から出力信号Ｓ３３が出力される。
【００６３】
すなわち、比較回路ＣＯＭＰ３の出力信号Ｓ３３は、出力信号Ｓ２５が出力信号Ｓ２６よりも高い出力電圧である場合にのみ、レベル１の信号になる一方、出力信号Ｓ２５が出力信号Ｓ２６以下の出力電圧である場合は、レベル０の信号になる。この出力信号Ｓ３３が基準パルス信号である。
【００６４】
図５の波形図において、出力信号Ｓ０１と出力信号Ｓ１１とは、期間ｔ１４〜ｔ１７と期間ｔ１８〜ｔ２１を除いて、全く同じ波形、すなわち、同相、同レベルの台形状波形である。よって、出力信号Ｓ２５と出力信号Ｓ２６との比較結果としては、コールドホイール２の１回転において、インデックスパターン部１３の影響で出力信号Ｓ１１が変形した台形波となる時刻ｔ１４からｔ１７の期間を除いて、出力信号Ｓ２５が出力信号Ｓ２６よりも高い出力電圧となることはない。よって、コールドホイール２の１回転において、期間ｔ１４〜ｔ１７以外の期間では、基準パルス信号である出力信号Ｓ３３として、レベル０の信号が出力される。
【００６５】
一方、図５に示されるように、期間ｔ１４〜ｔ１７で、第１受光素子７ｂ１がインデックスパターン部１３を透過した光を受光して出力する出力信号Ｓ１１は、他の期間でスリット３を透過した光を受光して第１受光素子７ｂ１が出力する出力信号Ｓ１１に比べて、半分程度になる。また、同様に、期間ｔ１８〜ｔ２１で、第１受光素子７ａ１がインデックスパターン部１３を透過した光を受光して出力する出力信号Ｓ０１は、他の期間でスリット３を透過した光を受光して第１受光素子７ａ１が出力する出力信号Ｓ０１に比べて、半分程度になる。すなわち、出力信号Ｓ２５の期間ｔ１４〜ｔ１７における台形状の波形出力は、期間ｔ１４〜ｔ１７以外の期間における台形状の波形出力よりも低いレベルとなる。また、出力信号Ｓ２６の期間ｔ１８〜ｔ２１における台形状の波形出力も、期間ｔ１８〜ｔ２１以外の期間における台形状の波形出力よりも低いレベルとなる。
【００６６】
このため、図７に示されるように、上記出力信号Ｓ２５は、期間ｔ１４〜ｔ１７において、上記出力信号Ｓ２６よりも高いレベルとなる期間が生じる。したがって、比較回路ＣＯＭＰ３の出力信号Ｓ３３は、期間ｔ１４〜ｔ１７のうちの上記出力信号Ｓ２５が出力信号Ｓ２６よりも高いレベルとなる期間において、レベル１の信号となる一方、他の期間では、上記出力信号Ｓ２５が出力信号Ｓ２６のレベル以下となり、レベル０の信号となる。
【００６７】
よって、この実施形態によれば、基準パルス信号発生部８ａは第１,第２の受光素子群７ａ,７ｂの第１受光素子７ａ１,７ｂ１の出力信号Ｓ０１,Ｓ１１から基準パルス信号としての出力信号Ｓ３３を発生し、この出力信号Ｓ３３からコードホイール２の基準位置を検出できる。
【００６８】
この実施形態における光学式エンコーダ１によれば、１対の発光部６と受光部７で発光機能と受光機能を実現していて、この受光部７から出力される出力信号により、周期パルス信号としての第１周期パルス信号(出力信号Ｓ３１)および第２周期パルス信号(出力信号Ｓ３２)を発生することができるのみならず、基準パルス信号(出力信号Ｓ３３)を発生することができる。
【００６９】
したがって、基準位置等の検出のために、コードホイール２に基準位置を検出するためのスリット等の専用の透光領域を設けたり、光学式エンコーダ１に基準位置を検出するための専用の光センサ等を設けたりする必要がない。このため、光学式エンコーダの実装スペースの増大やコスト増加を抑制することができる。
【００７０】
また、この実施形態によれば、周期パルス信号として、第１周期パルス信号(出力信号Ｓ３１)と、この第１周期パルス信号の４分の１周期遅れとなる第２周期パルス信号(出力信号Ｓ３２)を発生することができるので、コードホイール２の移動方向および移動距離の双方を検出することができる。
【００７１】
尚、上記実施形態における光学式エンコーダ１は、コードホイール２にスリット３を形成すると共に、Ｃ字形の形状で両端に突起部分が形成されたセンサ体５の一方の突出部５Ｃに発光部６が収容され、他方の突出部５Ｂに受光部７が収容され、この突出部５Ｃ,５Ｂ間にコードホイール通過空間５Ａが形成された、いわゆる透過型の光学式エンコーダである。
【００７２】
しかし、本発明の光学式エンコーダは、このような透過型方式には限られず、上記のような透過型の光学式エンコーダに代えて、反射型の光学式エンコーダとしてもよい。
【００７３】
すなわち、反射型の光学式エンコーダでは、スリット３が形成されたコードホイール２に代えて、移動方向の長さが共に同一の所定寸法である光オン部としての光反射部と光オフ部としての非反射部とが移動方向に交互に連続して配列されて構成される移動体を用いる。そして、上記移動体の片側面と対面すると共にこの片側面側に上記移動体から離間して発光部と受光部を配置する。そして、上記移動体を、上記移動体の片側面とこの片側面に対面している発光部と受光部との間の空間を横切るように移動させると共に、上記発光部から発光された光が上記移動体の反射部で反射されて上記受光部に受光されるようにする。
【００７４】
この反射型の光学式エンコーダの場合、上記移動体は、この移動体の基準位置を示すインデックスパターン部は、他の反射領域よりも光の反射率を低くして形成するようにする。このような反射型の光学式エンコーダでは、受光部により受光される光が、コードホイールのスリットを透過した光から、移動体で反射された光に代わるだけで、その他の仕組は、上述した透過型の光学式エンコーダ１と同様とする。したがって、このような反射型の光学式エンコーダは、上述した透過型の光学式エンコーダ１と同様の作用,効果を有する。
【００７５】
また、上記実施形態の光学式エンコーダ１では、基準パルス信号(出力信号３３)を出力信号Ｓ０１とＳ１１とから生成しているが、上述の出力信号Ｓ０１とＳ１１とを用いるのと同様の方法により、出力信号Ｓ０２とＳ１２、出力信号Ｓ０３とＳ１３、あるいは、出力信号Ｓ０４と出力信号Ｓ１４とを用いて基準パルス信号を生成させることもできる。
【００７６】
また、上記実施形態の光学式エンコーダ１では、受光部７を、４個の受光素子で構成される第１受光素子群７ａと第２受光素子群７ｂとの２群の受光素子群で構成した。しかし、本発明の光学式エンコーダは、２群の受光素子群からなる受光部には限られず、受光部を第１〜第４の４個の受光素子で構成される受光素子群を３組以上用いて構成してもよい。
【００７７】
この場合は、３群以上の受光素子群の各第１受光素子の出力電流を加算した信号をオペアンプＯＰ１に入力し、３群以上の受光素子群の各第２受光素子の出力電流を加算した信号をオペアンプＯＰ２に入力し、３群以上の受光素子群の各第３受光素子の出力電流を加算した信号をオペアンプＯＰ３に入力し、３群以上の受光素子群の各第４受光素子の出力電流を加算した信号をオペアンプＯＰ４に入力する。これにより、上述した光学式エンコーダ１と同様にして、第１周期パルス信号、第２周期パルス信号、および、基準パルス信号を生成できる。
【００７８】
また、例えば、インクジェットプリンタ等の電子機器が上述した光学式エンコーダを備えることで、フィードローラ等の移動方向と移動量および基準位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１Ａ】この発明の光学式エンコーダの実施形態の正面図である。
【図１Ｂ】上記実施形態の光学式エンコーダの側面図である。
【図２】上記実施形態の光学式エンコーダのセンサ体の受光部を示す斜視図である。
【図３】上記実施形態の光学式エンコーダの信号発生部８の回路構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】上記実施形態の光学式エンコーダのコードホイールに形成されているスリットの形状と受光部を構成する受光素子の形状との関係を模式的に示す説明図である。
【図４Ｂ】上記実施形態の光学式エンコーダのコードホイールに形成されているスリットの形状と受光部を構成する受光素子の形状との関係を模式的に示すもう１つの説明図である。
【図５】上記実施形態の光学式エンコーダの受光部の出力信号の波形図である。
【図６】上記実施形態の光学式エンコーダの周期パルス信号発生部における各出力信号の波形図である。
【図７】上記実施形態の光学式エンコーダの基準パルス信号発生部における各出力信号の波形図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  光学式エンコーダ
２  コードホイール
２Ａ  遮光部
３  スリット
３-１〜３‐４,３‐６,３‐７,３‐ｎ  スリット
４  回転軸
５  センサ体
５Ａ  コードホイール通過空間
６  発光部
７  受光部
７ａ  第１受光素子群
７ａ１  第１受光素子
７ａ２  第２受光素子
７ａ３  第３受光素子
７ａ４  第４受光素子
７ｂ  第２受光素子群
７ｂ１  第１受光素子
７ｂ２  第２受光素子
７ｂ３  第３受光素子
７ｂ４  第４受光素子
８  信号発生部
８ａ  基準パルス信号発生部
８ｂ  周期パルス信号発生部
９  半導体チップ
１０  回転方向
１３  インデックスパターン部
１３Ａ,１３Ｂ  貫通部
１３Ｃ  非貫通部
ＣＭＣ１  カレントミラー回路
ＣＭＣ２  カレントミラー回路
ＯＰ１〜ＯＰ６  オペアンプ
ＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ３  比較回路
【図１Ａ】
2009293973.tif 000003
【図１Ｂ】
2009293973.tif 000004
【図２】
2009293973.tif 000005
【図３】
2009293973.tif 000006
【図４Ａ】
2009293973.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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