JPH0587589A

JPH0587589A - エンコーダ装置

Info

Publication number: JPH0587589A
Application number: JP3276329A
Authority: JP
Inventors: Asao Watanabe; 辺朝雄渡
Original assignee: N F KEISOKU SYST KK
Current assignee: N F KEISOKU SYST KK
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】被測定体上の任意部分に容易に取り付け可能
で、高い測定精度を得るエンコーダ装置を提供するこ
と。【構成】モータのシャフトや移動体の回転等の移動態様
を判定する際、例えば、反射部と拡散部、反射部と吸収
部等のように光学的、磁気的に異なる応答特性をもつ部
位を所定の規則に従って配置されたスケールを直接また
は他の部材を介して取り付け、光学的、磁気的手段によ
り応答特性の違いを検出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンコーダ装置に関
し、特に回転、直線等の運動をする被測定対象を分解す
ることなく取付可能で、その運動態様を測定するエンコ
ーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ステッピングモータ等のシャフ
トの回転態様をエンコーダ装置を用いて測定する装置と
しては種々の方式がある。ところで、モータ自身のシャ
フトについての回転態様を測定することは、エンコーダ
を直接モータのシャフトに結合すれば良いから簡単であ
るが、モータを機構部に連結した後の完成体についてそ
の測定をすることは困難である。かかる完成体について
もモータシャフトの回転態様を測定する一例としては、
図２３に示す如く、モータ１０２のシャフト１０１が結
合された機構部１００の回転部に直結されたシャフト１
０３にエンコーダ１０４を取り付けるように構成した
り、図２４に示す如く、モータ１０２が結合された機構
部１００側とは反対側に別個のシャフト１０３を設け、
このシャフト１０３にエンコーダ１０４を結合させるよ
うに構成するものがある。

【０００３】エンコーダの代表的構成例が図２５に示さ
れている。図２５において、外周上、周方向に多数の開
口穴Ａが設けられた回転円板１１０がシャフト１００に
直結され、上記開口穴Ａの両側位置に発光ダイオード１
１１と受光素子１１２が設けられている。回転円板１１
０の開口穴Ａを通して発光ダイオード１１１からのレー
ザ光を受光素子１１２が受光して電気信号に変換し、電
圧比較器１１３に入力する。電圧比較器１１３は、その
入力電圧レベルとスレッシュホールドレベルとを比較
し、パルス信号を得る。こうして得られたパルス信号に
基づいて、回転角度、回転方向、回転速度等の回転態様
情報が測定される。図２６には、図２５の電圧比較器１
１３のＡ相、Ｂ相、Ｚ相についての出力パルスが示され
ている。ここで、Ａ相とＢ相は回転方向に若干ずらせた
位置関係で設けられた開口穴からのパルス出力であり、
Ｚ相は周方向一個所に設けられ基準位置用の開口穴から
のパルス出力である。これらのパルスの位相関係、周期
Ｔ等により回転方向や回転速度を求めることができる。
図中、ＣＷは右回り回転方向を、ＣＣＷは左回り回転方
向を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
エンコーダ装置は、図２３に示す如く、被測定機構部１
００のシャフト１０３にエンコーダ１０４を連結させる
必要があり、この連結のためには、始めからエンコーダ
との接続を意図した特別仕様の構造を採用しなければな
らず、コストが上昇して問題を生じることになる。した
がって、ＯＡ機器等におけるように小型コンパクト構造
部においては、その特性を検査する等の目的でエンコー
ダを接続する必要が生ずる。また、図２４に示す構造で
は、モータにエンコーダ連結用の特別なシャフト１０３
を設置しなければならず、コスト面での負担となる。す
なわち、従来は、始めからエンコーダを装着することを
意図しないで作られた機構部にエンコーダを取り付ける
ことが困難であり、大量生産される装置については各種
試験を行う際の大きな障害となっていた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、被測定体上の任
意部分に容易に取り付け可能となるエンコーダ装置を提
供することにある。本発明の他の目的は、装着が容易で
且つ測定精度を向上せしめるエンコーダ装置を提供する
ことにある。本発明の更に他の目的は、上記利点を有し
つつ装着がきわめて簡単なエンコーダ装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるエンコーダ装置は、回転や直線移動等
の運動をする被測定体に直接または他の部材を介して取
り付けられ、光学的、磁気的に異なる応答特性をもつ部
位を所定規則に従って配置したスケールと、前記スケー
ルの前記応答特性の違いを検出する検出手段と、前記検
出手段で検出された前記応答特性の違いの時系列変化に
基づいて前記移動体の回転、直線移動等の運動態様を測
定する測定手段と、を備えて構成される。

【０００７】

【作用】本発明では、モータのシャフトや移動体の回転
等の移動態様を判定する際、例えば、反射部と拡散部、
反射部と吸収部等のように光学的、磁気的に異なる応答
特性をもつ部位を所定の規則に従って配置されたスケー
ルを直接または他の部材を介して取り付け、光学的、磁
気的手段により応答特性の違いを検出しているので、機
構部にモータを装着後であっても簡単に回転、移動態様
の測定が可能となる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明によるエンコーダ装置の一実施
例を示す構成図である。本実施例では、被測定体のシャ
フト１に組立型エンコーダ１１が取り付けられている。
この組立型エンコーダは、例えば、表面に等間隔で反射
部と拡散部（吸収部）とを交互に配置したテープ状のエ
ンコーダで、シャフト１の周囲に接着剤等により張り付
け固定される。かかるエンコーダを用いれば、予めエン
コーダ装着を予定せずに作られた被測定体にも簡単に取
付が可能となる。シャフト１のテープ状のエンコーダ１
１の表面に、回転系とは独立した固定部に設けられたレ
ーザダイオード２Ａからレーザ光を照射し、当該表面か
らの反射光をホトトランジスタ２Ｂで受光し、電気信号
に変換して、アンプ３に送出する。上記反射光はエンコ
ーダ１１表面の反射特性の違いに起因して明滅が繰り返
されたものとなる。以後、明滅を生ずる一対の反射部と
拡散部のような応答特性の異なる部位が交互に配置され
たものをスケールと称する。アンプ３は、ホトトランジ
スタ２Ｂからの電気信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器４
は、サンプリングパルス発生部７により被測定体回転用
パルスに基づいて生成される上記パルスの整数倍の周波
数を有するサンプリングパルスを用いて、アンプ３から
の出力信号をサンプリング、量子化して、デジタル信号
に変換する。記憶部５においては、アドレス制御部８に
よりサンプリングパルス発生部７から発生されるサンプ
リングパルスに基づいて生成されるアドレス信号に関連
付けてＡ／Ｄ変換器４からのデジタル信号を記憶する。

【０００９】ところで、上記のようなエンコーダの装
着、取付精度には限界がある。そこで、本実施例では、
エンコーダをシャフトに装着後、その取り付け状態を一
度測定し記憶する。測定時には、上記測定値を参照する
ことにより補正処理を施し、被測定体の位置情報を求め
る。この補正は次のように行われる。まず、装着された
エンコーダの取付状態の測定を行う。例えば、駆動用モ
ータがステッピングモータの場合、これを公知のファイ
ンステップ駆動法等により、低速で回転する。系のバッ
クラッシュ等が取り去られるまで安定してから補正のた
めの測定を行う。演算部（ＣＰＵ）６は、記憶部５に記
憶されている反射光強度を時間の関数として演算し、被
測定体が一定の回転数で回転したときのエンコーダ１１
のスケールが存在する位置を補正値として補正値記憶部
１０に記憶する。

【００１０】一般に、被測定体が実用状態で回転すると
きは、駆動用のステッピングモータの１パルス当りの回
転角は大きく、回転速度も大きい。このため、上記補正
値記憶時におけるように、被測定体を時間に関し、正確
に回転させることは困難であり、回転誤差が生ずる。こ
の回転誤差は駆動に使われるモータ自身が有する角度誤
差よりもはるかに大きいのが普通である。そこで、本実
施例では、上記の如く補正を行って実用状態における被
測定体の回転態様を正確に測定できるようにしている。
また、測定時には、被測定体を駆動するためのモータ等
は、所望の速度、所望のタイミングで回転される。しか
しながら、被測定体シャフトは電気的／機械的な慣性に
より、必ずしも所望の回転角に達するとは限らない。本
実施例のエンコーダを用いれば被測定体の正確な位置測
定が可能となる。

【００１１】測定時における処理では、前述補正時と同
様に、エンコーダ１１からの反射光情報は、ホトトラン
ジスタ２Ｂ、アンプ３、Ａ／Ｄ変換器４を経て記憶部５
に記憶される。記憶部５に記憶された測定値は、演算部
６により補正値記憶部１０に記憶されている補正値と比
較されて、補正処理され、被測定体の正確な回転角が計
算される。こうして、得られた測定値は表示部９に表示
される。上記実施例においては、スケールの応答特性を
検出するための手段として光学的手段を用いているが、
磁気的手段等、他の任意の手段を用いることができるこ
とは勿論である。

【００１２】図２（Ａ）には、組立型エンコーダ１１の
シャフト１への取付構造の斜視図が示されている。スケ
ールが付されたテープ状エンコーダ１１の裏面に粘着性
材料が塗布され、被測定体シャフト１に巻き付けられて
いる。一周巻き付け部で切断して完全に取り付けられた
状態が図２（Ｂ）に示されている。テープ状エンコーダ
１１を図３（Ａ）に示すように、シャフト１の一周長に
予め切断してシャフト１に巻き付け、図３（Ｂ）に示す
如く、テープ状エンコーダ１１の端部１１Ａを、端部間
の接合面が接合しやすい形状に、例えば斜角に加工して
おけば取り付けが容易となる。測定対象となるシャフト
類の太さの種類は規格化されているので、必要な寸法の
テープ状エンコーダを予め複数種類用意しておけば利用
の便が向上する。

【００１３】図４は、テープ状エンコーダ表面のスケー
ル態様の一例を示す。この例では、エンコーダ１１の進
行方向に関し、同一寸法に加工された光を拡散する斜線
部分（拡散部）と、光を反射する白地部分（反射部）と
が等間隔で交互に配置されている。図４に示すテープ状
エンコーダ１１のスケールの拡散部からの反射レーザ光
を受光するようにホトダイオード２Ｂを配設した例が図
５に示されている。拡散部からの反射光は、反射の法則
で規定される光線の出射面の方向を中心に図示したよう
な強度分布を示すから、ホトダイオード２Ｂを出射光線
の中心から外れた図示位置に配置しても拡散光を受光す
ることができる。シャフトの回転に伴いテープ状エンコ
ーダ１１のスケールが移動し、レーザ入射光がスケール
の反射部に当るようになると、出射光線は図６に示すよ
うな方向（図５の最大強度方向）の反射光線となるの
で、図５に示す位置に配置されたホトトランジスタ２Ｂ
には反射光線は入射せず、拡散部と反射部からの反射光
の識別が可能となる。尚、反射部の代わりに吸光部を採
用しても良いことは勿論である。以上において、スケー
ルの進行方向に関し、面の安定性限界に起因して、反射
光の出射角がばらつくため、ホトダイオードの受光面積
は大きく採るように構成されている。

【００１４】図７は、本発明によるエンコーダの他の実
施例の構成の側面図を示し、レーザダイオード２Ａと受
光器としてのホトダイオード２Ｂの近接配置を可能と
し、より小型化を促進する構造例である。上述実施例の
エンコーダでは、レーザダイオード２Ａとホトダイオー
ド２Ｂとを異なる方向に配置しなければならず小型化の
障害となっていたが、図７の実施例では、上述実施例の
拡散部に代えて微少なコーナーキューブを一列に多数配
置してこの問題を解決している。コーナーキューブは、
図示の如く、４５度斜面で交差角が９０度の反射面Ｒ１
と反射面Ｒ２から成り、光線の入射方向に反射光線が出
射する。したがって、光源としてのレーザダイオード２
Ａと受光器としてのホトダイオード２Ｂは、同一方向に
配置することができ、小型化が可能となるだけでなく、
被測定体の回転に伴うエンコーダ表面のふらつき、また
は光源／受光器のセットとエンコーダ表面との配置関係
の取り付け精度等の影響を軽減することができる。尚、
コーナーキューブは、図８に示す如く、コーナーキュー
ブ群を複数列のコーナーキューブにより構成しても良
い。また、コーナーキューブの代わりに半球状のマイク
ロセルを用いることもできる。

【００１５】図９は、溝型の反射部を形成したエンコー
ダの例が示されている。このときは、エンコーダ進行方
向と直角な方向に関し、入射光線と出射光線の関係が通
常の鏡におけると同様になる。

【００１６】図１０には、レーザダイオード２Ａからの
出射光線をコリメータレンズ２０を用いて、コーナーキ
ューブ部、拡散部、反射部の幅に等しい太さの光束とし
てエンコーダ表面に入射させる例が示されている。これ
は、入射光束の太さ（幅）が大きいほど干渉による出射
光束の広がりを小さくできるが、この幅がコーナーキュ
ーブの幅Ｌ１や反射部の幅Ｌ２を越えると両者の分離、
識別が困難になるので、上記の如く、同一幅として最大
効率化を達成している。コーナーキューブをエンコーダ
表面に用いた場合、光源と受光器を同一方向に配置可能
となるが、コーナーキューブ等の製作精度には限界があ
る他、エンコーダを被測定体に取り付ける際の加工精度
の影響により、出射光束がふらつく。そこで、図１１に
示す実施例では、ホトダイオード等の受光面を広げてい
る。

【００１７】次に、本発明による組立可能エンコーダ装
置の他の構成例について説明する。図１２は、本発明に
よるエンコーダ装置の他の実施例を示す断面図である。
被測定体シャフト１には、シャフト１の全周を取り囲む
ように同一構造の２個の部材１２Ａと１２Ｂが取り付け
られ、部材１２Ａと１２Ｂの周表面１１には前述のエン
コーダのスケールが形成されている。スケールは周表面
の他、側面に配置しても良い。２個の部材１２Ａと１２
Ｂは、嵌合部１４を介して結合される。この結合は、適
当な接着剤等により行うことができる。部材１２Ａと１
２Ｂと被測定体との接触面近傍には切り欠き部１３が形
成され、測定終了後、ニッパー等を用いて被測定体を破
損することなくエンコーダを被測定体からの取り外しを
容易とする。図１２の実施例によれば、上述実施例のテ
ープ状エンコーダと比較して、スケール形成部分の寸法
（径）を大きくすることができるので測定精度が向上す
るとともに、被測定体への取り付けも容易となる。

【００１８】図１３には本発明の更に他の実施例が示さ
れ、被測定体シャフト１に特定断面形状の図１２と同様
な部材１５が取り付けられている。この部材１５の厚さ
は比較的厚く、被測定体との接触面を拡大して、確実な
接触、取り付けを可能とする。部材１５の外周部にエン
コーダのスケールが形成される。本実施例では慣性モー
メントの増大に起因する問題を除去するため、スケール
形成部分を除き、シャフト１に近い内側から外側方向に
向かうに従って単位半径当りの部材１５の質量が少なく
なるように先細り形状に構成されている。図１２や図１
３に示す取付部材１２Ａ，１２Ｂ，１５は、その外周面
や側面にスケールを予め形成してあるが、スケールを予
め形成せず、取付部材を被測定体シャフト１に取り付け
た後、テープ状エンコーダを張り付けても良い。図１４
には、この例が示されている。テープ状エンコーダ１６
が被測定体シャフト１に取り付けた部材１２Ａ、１２Ｂ
の外周面に張り付けられている。図１４の実施例によれ
ば、スケール接合面を１個所にすることができる。ま
た、スケールのピッチを任意に設定できるようになる。

【００１９】図１５には、取付部材１２Ａと１２Ｂの取
り付け構造の他の例が示されている。取付部材１２Ａと
１２Ｂの一端同士を結合するヒンジ部１７を介して両部
材１２Ａと１２Ｂが被測定体シャフト１に容易に取り付
けられている。図１６は、図１２や図１３等に示す組立
可能な構造を有するエンコーダ装置を被測定体に装着す
る際、互いの接合面に接着剤等を塗布した部材１２Ａ，
１２Ｂを被測定体シャフト１に堅固に支持し、固着する
ための治具を用いた例を示す。被測定体シャフト１の周
囲に部材１２Ａと１２Ｂを、ヒンジ部１９で結合された
支持部材１８Ａと１８Ｂで取り囲ませ、ボルト２０とナ
ット２１を用いて部材１２Ａと１２Ｂが完全に固着する
まで支持する。部材１２Ａと１２Ｂの固着が完了した
ら、ボルト２０とナット２１を緩め、支持部材１８Ａと
１８Ｂを取り外す。各支持部材１８Ａと１８Ｂがエンコ
ーダを構成する各部材と接する面は、離型性の良好な部
材、フッソ樹脂等で構成すると良い。

【００２０】次に、本発明に係るエンコーダの歪補正装
置に関し説明する。図１７（Ａ）は、図１におけるエン
コーダの歪補正装置に於て、較正を行っているとき、前
記受光器からの信号をサンプリングしている状態を示
す。例えば、被測定体がステッピングモータにより回転
される場合、較正時には公知のファインステップ法によ
り回転することによって、該モータのステップ角を通常
の２相駆動した場合の１パルス当りのステップ角の１／
Ｎとすることが出来るので、細かく較正を行うことが出
来る。また、被測定体を低速で駆動することにより、電
気機械系の運動に関係する被測定体の回転数を、該モー
タへ印加される駆動パルスの速度に正確に比例させるこ
とが出来る。従って、該モータに一定速度のパルスを加
えることにより、被測定体に装着された、本発明の組立
可能な構造を有するエンコーダを一定速度で回転する事
が出来る。ただし、被測定系のバックラッシュの影響を
避けるため、較正を行う前に、被測定系の運動が安定す
るまで、空回転させておく。

【００２１】本発明の組立可能な構造を有するエンコー
ダ装置は、その構造上取り付け精度には限界があるの
で、図１７（Ａ）に示すように、スケールの位置を検出
する受光器の出力には、位相や振幅の変動が含まれる。
図中、・・・，Ａｉ−１，Ａｉ，Ａｉ＋１，・・・は、
等間隔のサンプリング点を、・・・，Ａｐｃｊ，Ａｐｃ
ｊ＋１，・・・は、スケールからの反射光束の強度が最
大になる点の位置、・・・，Ｖ（Ａｐｃｊ），Ｖ（Ａｐ
ｃｊ＋１），・・・は、前記の最大点における反射光の
強度を示す。被測定体シャフトの回転角に対するエンコ
ーダの各ピーク位置Ａｐｃｊは歪んではいるが、その位
置にピークが存在することを示す。測定時には順次ピー
ク位置を見つける。見つけたピーク位置が存在する被測
定体シャフトの位置は上記のことから判明する。したが
って、被測定体シャフトからその時点でどの角度に存在
したのかが測定でき、エンコーダとして機能する。

【００２２】図１８は、上記の図１７（Ａ）の較正に於
ける、上記受光器の出力が最大となる点、Ａｐｃｊの並
びを縦軸に示す（Ｐ）。また、被測定体の実位置を横軸
に示す（θ）。両者の関係は、図中の「較正曲線」で結
ばれる。これは、受光器により検出されるスケールの位
置が、被測定体の実位置に対し歪んでいる状態を示す。
図１７（Ｂ）は、上記により較正を行ったエンコーダの
歪補正装置を用いて被測定体の運動を測定しているとき
の、受光器の出力をサンプリングしている状態を示す。
サンプリング点、・・・，Ａｉ−１，Ａｉ，Ａｉ＋１，
・・・は（Ａ）の場合と同じであるが、その間隔は、
（Ａ）の場合に対し任意に採る事が出来る。受光器から
の反射光束が最大強度になる点及びその強度は、それぞ
れ、・・・，Ａｐｍｊ，Ａｐｍｊ＋１，・・・、及び・
・・，Ｖ（Ａｐｍｊ），Ｖ（Ａｐｍｊ＋１），・・・、
となり、被測定系の運動を反映して、（Ａ）図の場合と
は異なる位置に出現する。取り付け歪を含むスケールに
より、被測定体の正確な位置を求めるには、図１８によ
り修正すればよい。前述のように較正時にはスケールを
低速で正確に移動させるため、図１８はスケールの歪を
正しく表している。上記スケールの被測定への取り付け
剛性を十分大きくすれば、被測定体を高速で回転させた
場合にも、スケールと被測定体との位置関係はずれない
ので、図１７（Ｂ）により得られたスケール検出点・・
・，Ａｐｍｊ，Ａｐｍｊ＋１，・・・を図１８の縦軸Ｐ
にとり、較正曲線から横軸の座標θを求めれば、その時
点に於ける被測定体の正確な位置を表す。

【００２３】次に、本発明に係るエンコーダの歪補正装
置の動作をフローチャートにより説明する。図１９は、
較正を行うための処理手順を示すフローチャートであ
る。処理に用いる波形データは、予め、波形メモリに格
納されているものとする。始めに、波形メモリーからデ
ータＡ（ｉ）を読みだすときのアドレスｉと、スケール
が存在する位置、即ち、図１７（Ａ）に於ける極大値が
存在するアドレス・・・，Ａｐｃｊ，Ａｐｃｊ＋１，・
・・を順次格納するためのメモリのアドレスｊを初期化
する（ステップＳ１とＳ２）。そして後述のサブルーチ
ン「極大位置Ｐｋの検出」（ステップＳ３）により、前
記極大値が存在するアドレスＡｐｃｊをＰｋとして、順
次検出して行く。Ｐｋが検出されたら、この値を極大位
置記憶用メモリＡＰ（ｊ）に順次格納して行く（ステッ
プＳ４）。格納が終了したら、前記格納アドレスｊを進
める（ステップＳ５）。ステップＳ６で全Ａ（ｉ）の終
了の判定を行い、初期化後の、上記の処理を、波形記憶
メモリＡ（ｉ）の全アドレスについて終了するまで続け
ることにより、較正を終了する。

【００２４】次に、サブルーチン「極大位置Ｐｋの検
出」について図２０のフローチャートを参照しながら説
明する。始めに、極大値を検出するための記憶ＶＭの初
期化を行う（ステップＳ３１）。波形メモリから順次サ
ンプル値Ａ（ｉ）をＶとして読み出す（ステップＳ３
２）。読み出したらアドレスｉを進める（ステップＳ３
３）。次に、Ｖの最大値（極大値）を求めるための比較
ＶＭ＞＝Ｖの判断を行い（ステップＳ３４）、その時点
でのＶＭが最大で無ければ、ＶＭを更新する（ステップ
Ｓ３５）。同時に、ＶＭが存在するアドレスｉをＰＫと
して求める（ステップＳ３６）。ＶＭが更新されなかっ
た場合は、ピーク点を過ぎた可能性があるが、雑音によ
るサンプル値の凹凸を、ＶＭとして誤認識することを避
けるため、ΔＶのバックラッシュを設けて判断する（ス
テップＳ３７）。変動が、バックラッシュ以内で有れ
ば、ステップＳ３２の次の波形の読み出しに戻る。変動
が、バックラッシュを越えれば、極大値が検出されたも
のとして処理を終わる。以上の処理により、較正を終わ
れば、「測定」を行うことが出来る。

【００２５】図２１は、「測定」の処理手順を示すフロ
ーチャートである。処理に用いる波形データは、予め、
波形メモリに格納されているものとする。始めに、波形
メモリＡ（ｉ）の読み出しアドレスｉ及び、較正時に格
納された、極大位置（ピーク位置）格納用メモリＡＰ
（ｊ）の読み出しアドレスｊの初期化を行う（ステップ
Ｓ１１とＳ１２）。極大位置ＰＫの検出を行う（ステッ
プＳ１３）。ここで求められるＰＫは、実測時のスケー
ルの極大位置であることに注意する必要がある。前述の
説明から、この極大位置を図１８により換算することに
より、被測定体の実位置を求めることが出来る。そこ
で、較正値記憶メモリＡＰ（ｊ）の中身、即ち、スケー
ルが存在する位置を読み出し、これを被測定体が本来有
るべき位置ｘ（ｊ）（横座標）とする（ステップＳ１
４）。アドレスｊを進め（ステップＳ１５）、被測定体
が実際に存在した位置は、ＰＫであるから、これをｙ
（ｊ）（縦座標）とする（ステップＳ１６）。前記ｘ
（ｊ），ｙ（ｊ）を記憶／表示する等目的に応じて、適
切に処理する（ステップＳ１７）。前記の処理を、ステ
ップＳ１８における全Ａ（ｉ）について処理が為された
か否かの判定を行うことにより、波形メモリの全アドレ
スについて終了するまで処理を続け、測定を終了する。

【００２６】図２２は、本発明に係るテープ状エンコー
ダ装置の他の実施例を示す。被測定体１１０が、図示の
ように、ベルト状に形成され、プーリー１１２と１１３
によって直線運動を行うような場合であり、ベルト１１
０に形成した組立可能エンコーダ１１１に発光器からレ
ーザ光を照射し、反射光を受光器で受光するもので、ス
ケールを容易に装着することが出来る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるエン
コーダ装置によれば、モータのシャフトや移動体の回転
や移動態様を判定する際、例えば、反射部と拡散部、反
射部と吸収部等のように光学的、磁気的に異なる応答特
性をもつ部位を所定の規則に従って配置されたスケール
を直接または他の部材を介して設け、光学的、磁気的に
応答特性の違いを検出することによって測定しているの
できわめて簡単に回転、移動態様の測定が可能となり、
実機に装着された後においても上記測定が簡単に行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエンコーダ装置の一実施例を示す
構成図である。

【図２（Ａ）】組立型エンコーダのシャフトへの取付構
造の斜視図である。

【図２（Ｂ）】図２（Ａ）において一周巻き付け部で切
断して完全に取り付けられた状態を示す図である。

【図３（Ａ）】テープ状エンコーダをシャフトの一周長
に予め切断してシャフト１に巻き付けた状態を示す図で
ある。

【図３（Ｂ）】テープ状エンコーダの端部を端部間の接
合面が接合しやすいように斜角に加工した図である。

【図４】テープ状エンコーダ表面のスケール態様の一例
を示す図である。

【図５】テープ状エンコーダのスケールの拡散部からの
反射レーザ光を受光するようにホトダイオードを配設し
た例を示す図である。

【図６】テープ状エンコーダにレーザ光が入射し、反射
部からの出射光線を示す図である。

【図７】本発明によるエンコーダの他の実施例構成の側
面図である。

【図８】コーナーキューブを複数列配設した例を示す図
である。

【図９】溝型の反射部を形成したエンコーダの一例を示
す図である。

【図１０】コリメータレンズを用いて入射光束をコーナ
ーキューブ部、拡散部、反射部の幅に等しくする例を示
す図である。

【図１１】ホトダイオード受光面を広げた例を示す図で
ある。

【図１２】本発明によるエンコーダ装置の他の実施例を
示す断面図である。

【図１３】本発明の更に他の実施例を示す図である。

【図１４】本発明の他の実施例を示す図である。

【図１５】取付部材の取り付け構造の他の例を示す図で
ある。

【図１６】図１２や図１３等に示す部材１２Ａ，１２Ｂ
を被測定体シャフトに堅固に支持し、固着するための治
具を用いた例を示す図である。

【図１７（Ａ）】図１におけるエンコーダの歪補正装置
に於て、較正を行っているとき、受光器信号のサンプリ
ング図である。

【図１７（Ｂ）】上記により較正を行ったエンコーダの
歪補正装置を用いて被測定体の運動を測定しているとき
の、受光器出力のサンプリング図である。

【図１８】図１７（Ａ）の較正に於ける、受光器の出力
が最大となる点と被測定体の実位置の関係を示す図であ
る。

【図１９】較正を行うための処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図２０】極大位置Ｐｋの検出のフローチャートであ
る。

【図２１】測定の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図２２】本発明に係るテープ状エンコーダ装置の他の
実施例を示す図である。

【図２３】従来のモータシャフトの回転態様を測定する
一例を示す図である。

【図２４】従来のモータシャフトの回転態様を測定する
他の例を示す図である。

【図２５】一般的なエンコーダの構成例を示す図であ
る。

【図２６】図２５の動作を説明するタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１，１００，１０１，１０３シャフト２Ａ，１１１発光ダイオード２Ｂ，１１２ホトトランジスタ３アンプ４Ａ
／Ｄ変換器５記憶部６演算部７サンプリングパルス発生部８アドレス制御部９表
示部１０補正値記憶部１１，１１１エンコーダ１１Ａ端部１２Ａ，１２Ｂ，１５部材１４嵌合部１６テ
ープ状エンコーダ１７，１９ヒンジ部１８Ａ，１８Ｂ
支持部材２０ボルト２１ナ
ット１００機構部１０２モー
タ１０４エンコーダ１１０ベル
ト１１２，１１３プーリー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転や直線移動等の運動をする被測定体に
直接または他の部材を介して取り付けられ、光学的、磁
気的に異なる応答特性をもつ部位を所定規則に従って配
置したスケールと、前記スケールの前記応答特性の違いを検出する検出手段
と、前記検出手段で検出された前記応答特性の違いの時系列
変化に基づいて前記移動体の回転、直線移動等の運動態
様を測定する測定手段と、を備えて成ることを特徴とす
るエンコーダ装置。
【請求項２】前記スケールは、交互に配置されている光
学的な反射部と拡散部を有することを特徴とする請求項
１に記載のエンコーダ装置。
【請求項３】前記スケールは、交互に配置されている光
学的な反射部と吸収部を有することを特徴とする請求項
１に記載のエンコーダ装置。
【請求項４】前記スケールは、交互に配置されている光
学的な反射部とコーナーキューブ部を有することを特徴
とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項５】前記スケールは、フレキシブルなテープ表
面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
エンコーダ装置。
【請求項６】前記被測定体は、回転体のシャフトである
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項７】回転体のシャフトに前記スケールが直接取
り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエ
ンコーダ装置。
【請求項８】回転体のシャフトを取り囲むように固定さ
れた部材の外周面に前記スケールが取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項９】前記部材は、径方向に向かい、単位半径当
りの質量が小さくなるように構成されていることを特徴
とする請求項８に記載のエンコーダ装置。
【請求項１０】前記部材は、複数個の部材から成り、前
記シャフトを取り囲むように組み立てられていることを
特徴とする請求項８に記載のエンコーダ装置。
【請求項１１】前記複数個の部材と前記シャフトとの接
触面に切り欠きが形成されていることを特徴とする請求
項１０に記載のエンコーダ装置。
【請求項１２】前記被測定体を既知の値だけ、回転また
は移動したときの前記スケールの存在位置情報を記憶
し、測定時には、前記スケール位置を前記記憶されてい
る位置情報に基づいて校正することを特徴とする請求項
１に記載のエンコーダ装置。