特開 2024-71201 光学式エンコーダ用反射板及び光学式エンコーダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024071201

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】光学式エンコーダ用反射板及び光学式エンコーダ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/347 20060101AFI20240517BHJP

【ＦＩ】

G01D5/347 110A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182033

(22)【出願日】2022-11-14

(71)【出願人】

【識別番号】000215833

【氏名又は名称】帝国通信工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094226

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 裕

(74)【代理人】

【識別番号】100087066

【弁理士】

【氏名又は名称】熊谷 隆

(72)【発明者】

【氏名】山田 高士

(72)【発明者】

【氏名】外川 純也

(72)【発明者】

【氏名】石曽根 慶

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 仁

【テーマコード（参考）】

2F103

【Ｆターム（参考）】

2F103BA37

2F103CA01

2F103CA03

2F103DA01

2F103DA13

2F103EA02

2F103EA12

2F103EA19

2F103EA20

2F103EB01

2F103EB12

2F103EB32

2F103GA01

2F103GA02

2F103GA04

2F103GA15

2F103GA16

(57)【要約】

【課題】製造が容易で且つ正確な信号が得られる光学式エンコーダ用反射体及び光学式エンコーダを提供すること。
【解決手段】光学式エンコーダの発光素子Ａ１，Ａ２から発射された光を反射して受光素子Ｂ１，Ｂ２に受光させる反射板１６０である。反射板１６０は光学式エンコーダの回転体１４０に取り付けられて反射面を構成する。透明なフィルム板１６１の一方の表面に、発光素子Ａ１，Ａ２から受けた光を高い反射率で反射する高反射部１６３を形成し、他方の表面に、低い反射率で反射する低反射部１６５を形成する。低反射部１６５には高反射部１６３をフィルム板１６１を介して露出させる開口部ＡＡ１を設ける。フィルム板１６１の高反射部１６３を形成した側の面を、回転体１４０に取り付ける。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学式エンコーダが具備する回転体に取り付けられ、
前記光学式エンコーダが具備する発光素子から発射された光を反射して前記光学式エンコーダが具備する受光素子に受光させる光学式エンコーダ用反射板。

【請求項2】

請求項１に記載の光学式エンコーダ用反射板であって、
前記光学式エンコーダ用反射板は、板部材の面上に、前記発光素子から受けた光を高い反射率で反射する高反射部と、低い反射率で反射する低反射部とを、前記回転体の回転方向に向かって形成して構成されていることを特徴とする光学式エンコーダ用反射板。

【請求項3】

請求項２に記載の光学式エンコーダ用反射板であって、
前記板部材は透明板であり、当該透明板の一方の面に前記高反射部を形成し、他方の面に前記低反射部を形成したことを特徴とする光学式エンコーダ用反射板。

【請求項4】

請求項３に記載の光学式エンコーダ用反射板であって、
前記透明板の前記高反射部を形成した側の面を、前記回転体に取り付ける回転体取付面としたことを特徴とする光学式エンコーダ用反射板。

【請求項5】

回転体と、
前記回転体に取り付けられる請求項１乃至４の内の何れかに記載の光学式エンコーダ用反射板と、
前記光学式エンコーダ用反射板に光を照射する発光素子と、
前記光学式エンコーダ用反射板で反射された光を受光する受光素子と、
を具備することを特徴とする光学式エンコーダ。

【請求項6】

請求項５に記載の光学式エンコーダであって、
前記回転体を回転駆動する回転操作体をさらに具備し、
前記回転操作体の回転軸と、前記回転体の回転軸を、非平行に配置したことを特徴とする光学式エンコーダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光を用いて電気的出力信号を変化させる光学式エンコーダに用いる反射板及び光学式エンコーダに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、光学式エンコーダは、例えば特許文献１の図１に示すように、回転体（１１）に設けた円板（１３）の下面に形成されたスケール部（１４）の下面に、反射部（１５ａ）と非反射部（１５ｂ）とを交互に円周状に配列するように形成し、このスケール部（１４）に照射した光の反射の状態を光センサ（１６）で検出し、これによって、回転体（１１）の回転状態を検出するように構成されていた。

【0003】

そして、上記回転体（１１）への反射部（１５ａ）と非反射部（１５ｂ）の形成は、円板（１３）の下面にアルミなどの金属材料を蒸着によってスケール部（１４）を形成し、このスケール部（１４）の下面をフォトエッチングすることによって行われていた。

【0004】

また従来、反射部と非反射部の形成方法は、上記方法に限られず、反射面となる回転体の下面に金属板を貼り付け、またはメッキによって金属層を形成し、その後これらをエッチングする方法などもあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０７－２０９０２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述のように、立体形状の回転体の反射面に直接金属層や金属板を設けてこれをエッチングなどすることで反射部と非反射部を形成する作業は煩雑であり、また製造設備も大掛かりになり、製造コストの増大を招いていた。

【0007】

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、製造が容易で低コスト化が図れ、且つ正確な信号が得られる光学式エンコーダ用反射板及び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】

【0008】

本発明は、光学式エンコーダが具備する回転体に取り付けられ、前記光学式エンコーダが具備する発光素子から発射された光を反射して前記光学式エンコーダが具備する受光素子に受光させる光学式エンコーダ用反射板にある。
本発明によれば、板状の光学式エンコーダ用反射板なので、容易且つ低コストに製造することができる。また板体に光の反射面を設けるので、精緻な反射面とすることができ、光学式エンコーダの出力信号を正確な出力信号とすることができる。そしてこの光学式エンコーダ用反射板を用いれば、これを立体形状の回転体に取り付けるだけで、容易に光学式エンコーダ用の反射面を有する回転体を構成することができる。

【0009】

また本発明は、上記特徴に加え、前記光学式エンコーダ用反射板は、板部材の面上に、前記発光素子から受けた光を高い反射率で反射する高反射部と、低い反射率で反射する低反射部とを、前記回転体の回転方向に向かって形成して構成されていることを特徴としている。
板部材としては例えばフィルム板があるが、硬質板などでも良い。
本発明によれば、板部材の表面に高反射部と低反射部を形成するので、精緻な高反射部と低反射部を容易に形成することができ、光学式エンコーダの出力信号を正確な出力信号とすることができる。

【0010】

また本発明は、上記特徴に加え、前記板部材は透明板であり、当該透明板の一方の面に前記高反射部を形成し、他方の面に前記低反射部を形成したことを特徴としている。
本発明によれば、高反射部と低反射部の両者を、透明板を構成する滑らかな両表面それぞれに形成するので、より精緻な高反射部と低反射部を形成することができる。即ち、高反射部（又は低反射部）の表面上に低反射部（又は高反射部）を形成した場合は、高反射部（又は低反射部）の表面は透明板の表面に比べて粗い表面となる場合が多く、上側に形成する低反射部（又は高反射部）を精緻に形成することが困難になるが、本発明においてはこの問題が解消できる。

【0011】

また本発明は、上記特徴に加え、前記透明板の前記高反射部を形成した側の面を、前記回転体に取り付ける回転体取付面としたことを特徴としている。
本発明によれば、発光素子から発射された光を受ける高反射部の面が、透明板を透過したその反対側の面になる。透明板の表面は容易に滑らに形成できるので、当該表面に密着している高反射部の面も非常に滑らかに形成でき、このため透明板を透過してから高反射部で反射される反射光の乱反射は少なく、良好な反射光（鏡のような反射光）を得ることができる。
一方低反射部は、発光素子から発射された光を受ける面が透明板を透過しない側の面になるので反射光は乱反射し易いが、低反射部での反射光は少ない方が良いので、こちらも良好な反射光になる。

【0012】

また本発明は、回転体と、前記回転体に取り付けられる上記光学式エンコーダ用反射板と、前記光学式エンコーダ用反射板に光を照射する発光素子と、前記光学式エンコーダ用反射板で反射された光を受光する受光素子と、を具備することを特徴とする光学式エンコーダにある。
本発明によれば、上記光学式エンコーダ用反射板を回転体に取り付けることで、発光素子から発射される光の反射面を形成できるので、光学式エンコーダの製造を容易に行うことができる。また光学式エンコーダ用反射板を用いているので、高反射部や低反射部を精緻に形成することができ、容易に正確な信号を得ることができる。

【0013】

また本発明は、上記特徴に加え、前記回転体を回転駆動する回転操作体をさらに具備し、前記回転操作体の回転軸と、前記回転体の回転軸を、非平行に配置したことを特徴としている。
本発明によれば、回転体を直接回転操作する構造の光学式エンコーダではなく、回転体とは別の回転操作体を回転操作することで出力信号を変化させる光学式エンコーダに本発明を適用することができる。
また本発明によれば、回転操作体の設置位置に対して光学式エンコーダ用反射板や発光素子や受光素子の設置位置を任意に容易に変更することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明にかかる光学式エンコーダ用反射板を用いれば、容易に光学式エンコーダ用の反射面を有する回転体を構成することができ、且つこれを用いた光学式エンコーダから正確な出力信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】光学式エンコーダ１－１の斜視図である。

【図2】光学式エンコーダ１－１を下側から見た斜視図である。

【図3】光学式エンコーダ１－１の分解斜視図である。

【図4】光学式エンコーダ１－１の側断面図（図１のＡ－Ａ断面概略図）である。

【図5】光学式エンコーダ用回転体１４０及びフォトＩＣ１８０を設置した部分近傍の側断面拡大図である。

【図6】回転操作体７０を下側から見た斜視図である。

【図7】回転体１４０と反射板１６０の斜視図である。

【図8】反射板１６０を示す拡大図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は側断面図（図８（ａ）のＢ－Ｂ断面矢視図）、図８（ｃ）は裏面図である。

【図9】光学式エンコーダ機構１３０の一部分解斜視図である。

【図10】フォトＩＣ１８０を取り付けた回路基板２００と取付台２２０を、下ケース１０に取り付ける状態を示す分解斜視図である。

【図11】フォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）と、高反射部１６３及び低反射部１６５の関係を示す概略説明図である。

【図12】光学式エンコーダ１－２の概略断面図である。

【図13】回転体２６０と反射板２８０を下側から見た分解斜視図である。

【図14】他の反射板１６０－２の側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態を用いて構成された光学式エンコーダ１－１の斜視図、図２は光学式エンコーダ１－１を下側から見た斜視図、図３は光学式エンコーダ１－１の分解斜視図、図４は光学式エンコーダ１－１の側断面図（図１のＡ－Ａ断面概略図）、図５は下記する光学式エンコーダ用回転体１４０及びフォトＩＣ１８０を設置した部分近傍の側断面拡大図（図４の左側部分の側断面拡大図）である。これらの図に示すように、光学式エンコーダ１－１は、各種部品を組み込んだ下ケース１０内に、取付板３０と上ケース５０とを収納し、その上に回転操作体７０を被せるように設置して構成されている。なお以下の説明において、「上」とは下ケース１０から回転操作体７０を見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとするが、これは、光学式エンコーダ１－１を使用する際の方向を限定する趣旨ではない。

【0017】

図６は回転操作体７０を下側から見た斜視図である。回転操作体７０はこの実施形態では操作つまみである。同図及び図１～図５に示すように、回転操作体７０は合成樹脂成型品であり、リング形状に形成され、中央に円形の貫通孔７１を有し、またその下面にリング状の凹部７３を構成するために、貫通孔７１側の内周壁７５と、外周壁７７と、内周壁７５と外周壁７７とをそれらの上辺側でつなぐ上面壁７９とを有している。

【0018】

内周壁７５の凹部７３側の面（外周面）には円周方向に向かう凹凸からなるクリック弾接部８１が形成されている。

【0019】

上面壁７９の凹部７３側の面（下面）には、下方向に向かって円筒状に突出する取付基部８３と、取付基部８３の下辺から所定間隔毎に下方向に向けて突出する小突起状の複数本の取付部８５とが設けられている。

【0020】

上面壁７９の下面の前記取付部８５の外周側には、等間隔にリング状に全周にわたって配列された多数本の回転体駆動用歯８７が設けられている。

【0021】

上ケース５０は合成樹脂成型品であり、略円筒形状に形成され、その側壁５１の下辺からは下方向に向けて複数本の小突起からなる取付部５３が突出している。側壁５１には、その下辺側を切り欠いた矩形凹状の一対のクリック機構挿入溝５５，５５が形成されている。クリック機構挿入溝５５，５５は、下記する下ケース１０内に収納したクリック機構１００，１００を挿入できる形状寸法の溝である。側壁５１には、その下辺側を切り欠いた半円形状の下記する光学式エンコーダ用回転体１４０を軸支する回転体軸支用凹部５７が形成されている。回転体軸支用凹部５７の両側の直線状の下辺は、下記する下ケース１０の回転体軸支部２７に当接する当接辺である。側壁５１の上部の内周側には内側に向けて突出する薄板リング状の回転操作体係止部５９が形成され、その中央に円形に貫通する回転操作体軸支孔６１が形成されている。

【0022】

取付板３０は合成樹脂成型品であり、薄板円板状に形成されている。取付板３０の前記回転操作体７０の各取付部８５に対向する位置には、当該取付部８５を挿通する小孔からなる被取付部３１が形成されている。

【0023】

下ケース１０は合成樹脂成型品であり、略円板状の底部１１と、底部１１の外周から上方向に向かって突出する略円筒状の側壁部１３とを有している。底部１１の中央には円形の貫通孔１５が設けられている。底部１１の上面の１８０°対向する位置には、一対の同一構造のクリック機構１００，１００が設置されている。底部１１の前記上ケース５０の各取付部５３に対向する位置には、当該取付部５３を挿通する小孔からなる被取付部１７が形成されている。底部１１の上面の所定位置には、光学式エンコーダ機構１３０が設置されている。光学式エンコーダ機構１３０を設置した底部１１の部分には、下記する回路基板２００の外部引出用ケーブル部２０３を、底部１１を貫通して下方向に突出させるケーブル挿通孔１９が形成されている。ケーブル挿通孔１９は底部１１の下面から突出する長円形筒状の突出部２１内に形成されている。底部１１上面のケーブル挿通孔１９の両側位置には、上方向に突出する小突起状の取付台取付部２３（下記する図１０に一方のみ示す）が一対設けられている。また側壁部１３の光学式エンコーダ機構１３０が設置される部分には、略矩形状の凹部２５が形成され、その直線状の下辺が回転体軸支部２７となっている。

【0024】

クリック機構１００は、下ケース１０の底部１１上面に固定されるケース１０１と、ケース１０１内に収納されるコイルバネからなる弾発手段１０３と、ケース１０１内に収納され弾発手段１０３によってケース１０１よりも内側（貫通孔１５の中心方向）に向かってその弾接部１０７が突出する方向に付勢される合成樹脂製の弾接体１０５とを具備して構成されている。

【0025】

図９は光学式エンコーダ機構１３０の一部分解斜視図である。同図に示すように、光学式エンコーダ機構１３０は、光学式エンコーダ用回転体（以下「回転体」という）１４０と、反射板１６０と、フォトＩＣ１８０と、回路基板２００と、取付台２２０とを具備して構成されている。

【0026】

図１０は、フォトＩＣ１８０を取り付けた回路基板２００と取付台２２０を、下ケース１０に取り付ける前の状態を示す分解斜視図である。同図に示すように、取付台２２０は合成樹脂成型品であり、略コ字状で一方の面を基板取付面２２３とした取付基部２２１と、基板取付面２２３の表面から面に垂直に突出する一対の小突起からなる基板取付部２２５と、取付基部２２１の下面側に形成される図示しない小孔からなる一対の下ケース用被取付部とを具備して構成されている。

【0027】

回路基板２００は、可撓性を有するフレキシブル回路基板であり、前記取付台２２０の基板取付面２２３と略同一矩形状の受発光素子取付面２０１と、受発光素子取付面２０１の外周辺に接続される外部引出用ケーブル部２０３とを有して構成されている。受発光素子取付面２０１の前記取付台２２０の基板取付部２２５に対向する位置には基板取付部２２５を挿入する小孔からなる被取付部２０５が形成されている。受発光素子取付面２０１には、フォトＩＣ１８０が取り付けられている。

【0028】

フォトＩＣ１８０は、２組のフォトセンサ１８０Ａ，１８０Ｂと、当該２組のフォトセンサ１８０Ａ，１８０Ｂの出力信号を処理する図示しない信号処理回路と、を具備して構成されている。各フォトセンサ１８０Ａ，１８０Ｂは、それぞれ発光素子Ａ１，Ａ２と受光素子Ｂ１，Ｂ２とを有しており、それぞれ発光素子Ａ１，Ａ２から発射された光を受光素子Ｂ１，Ｂ２が受光することで、出力電圧が発生する。信号処理回路は、前記２組のフォトセンサ１８０Ａ，１８０Ｂの出力信号を矩形状の電気信号に変換し且つその電流値を増幅して出力する回路である。

【0029】

図７は回転体１４０と反射板１６０を、図９とは異なる角度から見た斜視図である。同図および図９に示すように、回転体１４０は、略円柱状の軸部１４１の一端部側に歯車（外歯車）からなる駆動伝達部１４３を設けて構成されている。駆動伝達部１４３を構成する歯車は、前記回転操作体７０に設けた回転体駆動用歯８７に噛み合う寸法形状に形成されている。軸部１４１の外周面にはリング状の凹部からなる軸支部係止部１４５が形成されている。また駆動伝達部１４３の端面は反射板取付面１４７となっており、その中央には円柱の一部を切り欠いて非円形とした位置決め突起１４９が突設されている。回転体１４０は下記するように上下ケース５０，１０によって回転自在に軸支されるが、図７に示すＬ１はその回転軸である。

【0030】

図８は反射板１６０を示す拡大図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は側断面図（図８（ａ）のＢ－Ｂ断面矢視図）、図８（ｃ）は裏面図である。これらの図に示すように、反射板１６０は、合成樹脂製のフィルム板（板部材、透明板）１６１の一方の面に高反射部１６３を形成し、もう一方の面に低反射部１６５を形成して構成されている。

【0031】

フィルム板１６１は、透明な合成樹脂フィルムを円板状に形成し、且つ中央に円形の一部を切り欠いて非円形とした係止孔１６７を設けて構成されている。フィルム板１６１の外径寸法は、前記回転体１４０の反射板取付面１４７（駆動伝達部１４３を構成する歯車の内側）に収まる寸法とされている。係止孔１６７の寸法形状は、前記回転体１４０の位置決め突起１４９を挿入して位置決めできる寸法形状としている。

【0032】

高反射部１６３はメタリック色彩であり、フィルム板１６１の一方の面のほぼ全体を覆うように均一な厚みで形成されている。高反射部１６３の形成は、メタリック色彩の加飾用インキを印刷することによって行われている。印刷方法としてこの実施形態では、スクリーン印刷を用いている。この実施形態では、高反射部１６３用のインキとして、アルミ粉と樹脂と溶剤と硬化剤を混錬したメタリック色彩（銀色の金属光沢を有する色彩）の加飾用インキを用いている。この結果、高反射部１６３をフィルム板１６１を介して見た場合は鏡面状になり、光を効果的に反射する面となる。

【0033】

低反射部１６５は暗色の色彩であり、フィルム板１６１のもう一方の面に均一な厚みで形成されている。印刷方法としてこの実施形態では、上記高反射部１６３と同様にスクリーン印刷を用いている。この実施形態では、上記低反射部１６５用のインキとして、カーボンブラック粉と樹脂と溶剤と硬化剤を混錬した暗色（黒色の色彩）の加飾用インキを用いている。この結果、低反射部１６５は反射し難い暗色（黒色）に形成された面となる。

【0034】

低反射部１６５は、これを当該低反射部１６５を形成した面側から見たとき、透明なフィルム板１６１を介して前記高反射部１６３全体を覆い、且つ、リング状に等間隔に扇形状の開口部ＡＡ１を設け、この開口部ＡＡ１内に前記高反射部１６３をフィルム板１６１を介して露出させる形状に形成されている。さらに具体的に説明すれば、フィルム板１６１を介して露出している扇形状の高反射部１６３と、当該露出している高反射部１６３に挟まれる扇形状の低反射部１６５は、何れもこの反射板１６０（即ち回転体１４０）の回転軸Ｌ１から放射状に延びる線上に高反射部１６３と低反射部１６５の左右両側辺が位置するように形成され、さらに低反射部１６５は、高反射部１６３の外周側をリング状に連結する外輪部（外側連結部）１６５Ａと、高反射部１６３の内周側をリング状に連結する内輪部（内側連結部）１６５Ｂとを有することで開口部ＡＡ１を構成している。即ち、高反射部１６３は、その左右両側と外周側と内周側全体が低反射部１６５によって囲まれている。

【0035】

この反射板１６０のように、高反射部１６３と低反射部１６５の両者を、フィルム板１６１を構成する滑らかな両表面それぞれに形成すれば、非常に精緻な高反射部１６３と低反射部１６５を形成することができる。即ち、高反射部１６３（又は低反射部１６５）の表面上に低反射部１６５（又は高反射部１６３）を形成した場合は、高反射部１６３（又は低反射部１６５）の表面はフィルム板１６１の表面に比べて粗い表面となる場合が多く、上側に形成する低反射部１６５（又は高反射部１６３）を精緻に形成することが困難になるが、本反射板１６０によれば何れも精緻に形成することができる。

【0036】

さらにこの反射板１６０によれば、低反射部１６５を形成した側（回転体１４０を向く面の反対側の面側）から光を入射させることとすれば、高反射部１６３の光反射面は、透明なフィルム板１６１側の面になる。フィルム板１６１の面は滑らかなので、当該面に密着している高反射部１６３の面も非常に滑らかになっており、このためフィルム板１６１を透過してから高反射部１６３で反射される反射光の乱反射は少なく、良好な反射光（鏡面による反射光）を得ることができる。一方低反射部１６５は、光を反射する面がフィルム板１６１を透過しない側の面になるのでその表面は粗く、このため反射光は乱反射し易いが、低反射部１６５での反射光は少ない方が良いので、こちらも良好な反射光になる。

【0037】

また高反射部１６３を、精緻な形状にする必要がある開口部ＡＡ１を設けない印刷（フィルム板１６１全体に形成するだけの印刷）とし、一方低反射部１６５を精緻な形状にする必要がある開口部ＡＡ１を有する印刷としたのは、以下の理由による。即ち、この実施形態のように、高反射部１６３を、金属粉を混錬したメタリック色彩のインキを用いて形成した場合は、その外周辺（輪郭線）がにじみ易く（かすれ易く）て必ずしもその外周辺を精緻に形成できない。一方、この実施形態のように低反射部１６５の印刷をカーボン粉を混錬したインキを用いて行ったような場合は、その外周辺はにじみ難く精緻に形成できる。そこで、高反射部１６３を精緻な形状の不要な側とし、低反射部１６５を精緻な形状の必要な側とした。これによって低反射部１６５に形成した精緻な形状（内周辺）の開口部ＡＡ１内に高反射部１６３を露出させ、高反射部１６３の露出している外周辺を精緻に形成した。これによって、より精度の高いオンオフ信号（出力信号）を得ることができる。

【0038】

光学式エンコーダ１－１を組み立てるには、図１０に示すように、予め下ケース１０の底部１１上に前記一対のクリック機構１００，１００を取り付けておく。また予め回路基板２００の受発光素子取付面２０１にフォトＩＣ１８０を取り付けておく。

【0039】

また図７において、回転体１４０の反射板取付面１４７に、両面接着シートによって、反射板１６０の高反射部１６３を形成した側の面を貼り付けておく。フィルム板１６１の高反射部１６３を形成した側の面を、回転体１４０に取り付ける回転体取付面という。このとき回転体１４０の位置決め突起１４９を反射板１６０の係止孔１６７に挿入し、位置決めする。

【0040】

次に図１０に示すように、取付台２２０の基板取付面２２３に、回路基板２００の受発光素子取付面２０１を当接し、その際基板取付面２２３の基板取付部２２５を受発光素子取付面２０１の被取付部２０５に挿入し、基板取付部２２５の先端を熱カシメすることで固定する。

【0041】

次に、回路基板２００の外部引出用ケーブル部２０３の先端側を、下ケース１０のケーブル挿通孔１９に挿入し、下ケース１０に設けた取付台取付部２３を取付台２２０に設けた図示しない小孔からなる一対の下ケース用被取付部に挿入し、取付台取付部２３の上端を熱カシメすることによって、下ケース１０に取付台２２０を固定する。このときの状態が図９に示されている。

【0042】

そして、図３に示すように、回転操作体７０の下側に上ケース５０と取付板３０を配置し、そのとき回転操作体７０の各取付部８５を取付板３０の各被取付部３１に挿入し、取付板３０の下面から突出する各取付部８５の先端を熱カシメすることで、上ケース５０を介して、回転操作体７０と取付板３０を一体に固定する。

【0043】

次に、上記回転操作体７０などを取り付けた上ケース５０の下側に下ケース１０を配置し、その際、上ケース５０の側壁５１を下ケース１０の側壁部１３の内側に挿入する。このとき反射板１６０を取り付けた回転体１４０の軸支部係止部１４５に、下ケース１０の回転体軸支部２７と、上ケース５０の回転体軸支用凹部５７を挿入して回転体１４０を回転自在に軸支した上で、上ケース５０の各取付部５３を下ケース１０の各被取付部１７に挿入し、下ケース１０の裏面側に突出する各取付部５３の先端を熱カシメする。これによって光学式エンコーダ１－１の組み立てが完了する。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。

【0044】

このとき、回転操作体７０のクリック弾接部８１に、クリック機構１００，１００の弾接部１０７が弾接している。また回転操作体７０の回転体駆動用歯８７が、回転体１４０の駆動伝達部１４３の歯に噛み合っている。また図４に示すように、回転操作体７０の回転軸Ｌ２と、回転体１４０の回転軸Ｌ１は直交するように交差している。

【0045】

以上のようにして組み立てられた光学式エンコーダ１－１の動作例を説明する。まず予め外部引出用ケーブル部２０３の先端側から電源を投入し、フォトＩＣ１８０等の電子部品を起動しておく。そして回転操作体７０を回転すると、これと連動して回転体１４０が回転駆動される。このとき回転操作体７０の回転軸Ｌ２と、回転体１４０の回転軸Ｌ１は直交するように交差しているので、回転操作体７０の設置位置に対して反射板１６０や受発光素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の設置位置を任意に容易に変更することができる。

【0046】

図１１は２つの内の一方のフォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）と、高反射部１６３及び低反射部１６５の関係を示す概略説明図である。なお図示の都合上、回転体１４０の回転方向Ｅと、フォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）に設けた一対の発光素子Ａ１（又はＡ２）と受光素子Ｂ１（又はＢ２）の配列方向とを同一に示しているが、実際には両者の方向は直交している。

【0047】

同図に示すように、フォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）の発光素子Ａ１（又はＡ２）から発射された光は、反射板１６０に光が照射され、その照射位置は反射板１６０の回転位置に応じて、低反射部１６５に照射されたり、透明なフィルム板１６１を透過して高反射部１６３に照射されたりする。

【0048】

そして照射された部分が低反射部１６５の場合は当該光の多くは反射されずフォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）の受光素子Ｂ１（又はＢ２）に受光されない。一方照射された部分が高反射部１６３の場合は当該光の多くが反射されてフォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）の受光素子Ｂ１（又はＢ２）に受光される。従って、回転体１４０を回転すると、受光素子Ｂ１（又はＢ２）での受光状態に応じて、フォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）からの出力信号が変化する。具体的には、高反射部１６３と低反射部１６５による反射状態の相違に応じたオンオフ信号が得られる。

【0049】

この実施形態によれば、低反射部１６５を形成した面側に外方から光を当てることとしたので、上述したように、高反射部１６３の光反射面は、透明なフィルム板１６１側の非常に滑らかな面、即ち鏡面状になる。このためフィルム板１６１を透過してから高反射部１６３で反射される反射光の乱反射は少なく、良好な反射光（鏡面による反射光）となる。一方低反射部１６５は、光を吸収する色彩である上に、光が入射する面が比較的粗くなるので反射光は乱反射し易く、受光素子Ｂ１（又はＢ２）に入射する反射光は少なく、良好な反射光（少ない反射光）になる。

【0050】

ところでこの実施形態においては、図８（ｃ）に示すように、高反射部１６３の外周全体を囲むように、低反射部１６５が形成されているので、より正確なオンオフ信号を得ることができる。即ち、各高反射部１６３は、黒色の低反射部１６５によってその外周辺と内周辺を含めて孤立している。このため、フォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）の発光素子Ａ１（又はＡ２）から発射された光の一部が外輪部１６５Ａ又は内輪部１６５Ｂに相当する位置に照射されて反射されても、この反射光の光量を小さくでき、当該反射光がさらに他の部材に反射した後に受光素子Ｂ１（又はＢ２）に入射して誤動作する虞を確実に防止できる。このことから、より正確なオンオフ信号を得ることができる。

【0051】

両フォトセンサ１８０Ａ，１８０Ｂは、回転体１４０の回転軸Ｌ１を中心にした同一円周上に位置し、且つ２つのフォトセンサ１８０Ａ，１８０Ｂにそれぞれ対向する位置にある異なる高反射部１６３（または低反射部１６５）に対して円周方向に少しずれた位置となるように配置されている。このため、回転体１４０が回転した際に一方のフォトセンサ１８０Ａ（又は１８０Ｂ）が対向する位置にある高反射部１６３（または低反射部１６５）を通過するタイミングと、他方のフォトセンサ１８０Ｂ（又は１８０Ａ）が対向する位置にある高反射部１６３（または低反射部１６５）を通過するタイミングとが少しずれる。そしてこの出力信号は、外部引出用ケーブル部２０３に出力される。このようにして得られた出力信号を用いれば、位相がずれた一対のオンオフ波形を解析することで、回転体１４０（即ち回転操作体７０）の回転方向や回転速度などを測定することができる。

【0052】

〔第２実施形態〕
図１２は、本発明の第２実施形態を用いて構成されている光学式エンコーダ１－２の概略断面図である。同図に示すように、光学式エンコーダ１－２は、回路基板２３０を収納したケース２１０と、反射板２８０を取り付けた回転体２６０と、カバー３００とを具備して構成されている。なお以下の説明において、「上」とは回路基板２３０から回転体２６０を見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとするが、これは、光学式エンコーダ１－２を使用する際の方向を限定する趣旨ではない。

【0053】

回路基板２３０は、硬質で略矩形状の絶縁基板２３１を有し、この絶縁基板２３１の中央に、貫通する位置決め孔２３３を形成し、その周囲を囲む位置に複数（この例では２つ）の貫通孔２３５を設けて構成されている。また絶縁基板２３１の上面の所定位置には、フォトＩＣ２５０が設置され、また図示はしないが絶縁基板２３１の何れか１辺近傍の上面には、複数本の入出力用の端子板の一端が並列に接続されている。

【0054】

フォトＩＣ２５０は、上記第１実施形態のフォトＩＣ１８０と同様の構成であり、２組のフォトセンサを具備している。各フォトセンサは、それぞれ発光素子Ａ１，Ａ２と受光素子Ｂ１，Ｂ２とを有しており、それぞれ発光素子Ａ１，Ａ２から発射された光を受光素子Ｂ１，Ｂ２が受光することで、出力電圧が発生する。

【0055】

ケース２１０は、合成樹脂を上面が開放された略箱型に成形して構成されている。ケース２１０の上面側には、矩形凹状の収納部２１１が形成されている。収納部２１１の底面には、このケース２１０内にインサート成形した前記回路基板２３０の上面が露出している。回路基板２３０の上面中央には、ケース２１０の一部を構成する円形で柱状の軸部２１３が立設している。言い換えれば、ケース２１０は、回路基板２３０の下面側の底部２１５と、回路基板２３０の周囲を囲むように形成される側壁部２１７と、底部２１５から回路基板２３０の中央を貫通してその上面側に突出する軸部２１３とを具備して構成されている。

【0056】

図１３は回転体２６０と反射板２８０を下側から見た分解斜視図である。同図及び図１２に示すように、回転体２６０は合成樹脂成型品であり、円板状の本体部２６１と、本体部２６１の上面中央から突出する円柱状のつまみ部（シャフト）２６３とを一体に成形して構成されている。本体部２６１の下面は反射板取付面２６３となっている。反射板取付面２６３の中央には、円形の凹部からなる軸受部２６５が形成されている。

【0057】

反射板２８０は、上記第１実施形態の反射板１６０と同様の構成である。即ち反射板２８０は、透明な合成樹脂フィルムを円板状に形成したフィルム板２８１の前記回転体２６０の反射板取付面２６３側を向く面上に上記高反射部１６３と同様のメタリック色彩の高反射部２８３を形成し、その反対側の面上に上記低反射部１６５と同様の暗色の色彩の低反射部２８５を形成し、且つ中央に円形の係止孔２８７を設けて構成されている。フィルム板２８１の外径寸法は、前記回転体２６０の反射板取付面２６３に収まる寸法としている。

【0058】

高反射部２８３はフィルム板２８１の一方の面のほぼ全体を覆うように均一な厚みで第１実施形態と同様の材料・方法で形成されている。低反射部２８５はフィルム板２８１のもう一方の面に均一な厚みで、リング状に等間隔に扇形状の開口部Ａ２を設け、この開口部Ａ２内に前記高反射部２８３をフィルム板２８１を介して露出させる形状に第１実施形態と同様の材料・方法で形成されている。

【0059】

カバー３００は、金属板製であって、略矩形状で前記ケース２１０の収納部２１１を覆う寸法形状のカバー本体部３０１を有して構成されている。カバー本体部３０１の中央には、円筒状の軸受部３０３が形成され、その中央は貫通孔となっている。

【0060】

この光学式エンコーダ１－２を組み立てるには、予め回転体２６０の反射板取付面２６３に、反射板２８０の高反射部２８３を形成した側の面（回転体取付面）を両面接着シートによって貼り付ける。そしてケース２１０の収納部２１１内に回転体２６０の本体部２６１を収納する。このとき、ケース２１０の軸部２１３を、回転体２６０の軸受部２６５に挿入し、これによって回転体２６０を回転自在に支持すると同時に、軸部２１３の上面を軸受部２６５の底面に当接させることで、本体部２６１の下面と、フォトＩＣ２５０の発光素子Ａ１，Ａ２及び受光素子Ｂ１，Ｂ２との間の離間距離を所定の離間距離とする。つまりケース２１０の軸部２１３と回転体２６０の軸受部２６５によって、回転体２６０の回転動作と、発光素子Ａ１，Ａ２及び受光素子Ｂ１，Ｂ２と反射板２８０間の離間距離の正確な設定と、を同時に行っている。

【0061】

次に、前記回転体２６０の本体部２６１を収納したケース２１０の上面にカバー３００のカバー本体部３０１を被せてケース２１０の収納部２１１を塞ぐ。このとき同時に回転体２６０のつまみ部２６３をカバー２８０の軸受部３０３に挿入し、回転体２６０を回転自在に軸支する。そして、カバー３００に設けた図示しないケース取付部によって、カバー３００をケース２１０に固定する。これによって図１２に示す光学式エンコーダ１－２が完成する。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。

【0062】

以上のようにして組み立てられた光学式エンコーダ１－２の動作例を説明する。まず予め回路基板２３０上のフォトＩＣ２５０等の電子部品を起動しておく。そして回転体２６０を回転すると、上記第１実施形態の場合と同様に、受光素子Ｂ１（又はＢ２）での受光状態に応じて、フォトＩＣ２５０からの出力信号が変化する。即ち、高反射部２８３と低反射部２８５による反射状態の相違に応じたオンオフ信号が得られる。

【0063】

この実施形態の場合も、フィルム板２８１の低反射部２８５を形成した面側から光を入射させることとしたので、上述したように、高反射部２８３の光反射面は、透明なフィルム板２８１側の非常に滑らかな面になる。このためフィルム板２８１を透過してから高反射部２８３で反射される反射光は減衰の小さい高反射部２８３として良好な反射光となり、一方低反射部２８５で反射される反射光は減衰の大きい低反射部２８５として良好な反射光となる。またこの実施形態の場合も、高反射部２８３の外周全体を囲むように低反射部２８５が形成されているので、より正確なオンオフ信号を得ることができる。

【0064】

以上詳細に説明したように、反射板１６０（２８０）は、光学式エンコーダ１－１（１－２）が具備する回転体１４０（２６０）に取り付けられ、光学式エンコーダ１－１（１－２）の発光素子Ａ１，Ａ２から発射された光を反射して受光素子Ｂ１，Ｂ２に受光させる構成を有している。ここで反射板１６０（２８０）は板状なので、容易且つ低コストに製造することができる。また板体に光の反射面を設けるので、精緻な反射面とすることができ、光学式エンコーダ１－１（１－２）の出力信号を正確な出力信号とすることができる。そしてこの反射板１６０（２８０）を用いれば、これを立体形状の回転体１４０（２６０）に取り付けるだけで、容易に光学式エンコーダ用の回転体１４０（２６０）を構成することができる。

【0065】

また上記実施形態では、反射板１６０（２８０）は、フィルム板１６１（２８１）の表面に、発光素子Ａ１，Ａ２から受けた光を高い反射率で反射する高反射部１６３（２８３）と、低い反射率で反射する低反射部１６５（２８５）とを、回転体１４０（２６０）の回転方向に向かって交互に形成することで作成されるので、高反射部１６３（２８３）と低反射部１６５（２８５）を精緻に形成することができ、光学式エンコーダ１－１（１－２）の出力信号を正確な出力信号とすることができる。

【0066】

また上記実施形態では、フィルム板１６１（２８１）を透明なフィルム板とし、当該フィルム板１６１（２８１）の一方の面に高反射部１６３（２８３）を形成し、他方の面に低反射部１６５（２８５）を形成したので、精緻な高反射部１６３（２８３）と精緻な低反射部１６５（２８５）をそれぞれ形成することができる。即ち、例えば高反射部１６３（２８３）の表面上に低反射部１６５（２８５）を形成した場合、高反射部１６３（２８３）の表面はフィルム板１６１（２８１）の表面に比べて粗い表面となる場合が多く、上側に形成する低反射部１６５（２８５）を精緻に形成することが困難になるが、本実施形態においてはこの問題が解消できる。

【0067】

また上記実施形態では、フィルム板１６１（２８１）の高反射部１６３（２８３）を形成した側の面を、回転体１４０（２６０）に取り付ける回転体取付面としたので、上述のように、当該フィルム板１６１（２８１）の面に密着している非常に滑らかな高反射部１６３（２８３）の面が反射面となり、この反射面で反射される反射光の乱反射は少なく、良好な反射光（鏡のような反射光）を得ることができる。一方低反射部１６５（２８５）は、発光素子Ａ１，Ａ２から発射された光を受ける面がフィルム板１６１（２８１）とは反対側の粗い面になるので、こちらも良好な反射光になる。

【0068】

また上記実施形態にかかる光学式エンコーダ１－１（１－２）によれば、反射板１６０（２８０）を回転体１４０（２６０）に取り付けるだけで、発光素子Ａ１，Ａ２から発射される光の反射面を形成できるので、光学式エンコーダ１－１（１－２）の製造を容易に行うことができる。

【0069】

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記第１実施形態では、図８（ｂ）に示すように、高反射部１６３と低反射部１６５をフィルム板１６１の両面にそれぞれ形成したが、図１４に示すように、高反射部１６３－２と低反射部１６５－２をフィルム板１６１－２の同一面上に積層するように形成して反射板１６０－２を構成しても良い。その場合、フィルム板１６１－２は透明板でなくても良い。

【0070】

また上記第１実施形態では、回転操作体７０と回転体１４０の両者の回転軸Ｌ１，Ｌ２を直交させ、これによって回転操作体７０に対する反射板１６０などの設置位置を任意に変更可能としたが、場合によっては直交以外の角度で交差するように配置しても良い。さらに両者の回転軸は交わらなくても良く、即ち両者の回転軸は非平行に配置しても良い。

【0071】

また上記各実施形態では、何れも発光素子と受光素子を一体化したフォトＩＣ（フォトセンサ）を用いた例を説明したが、発光素子と受光素子は別々の素子として構成し、これらをそれぞれ設置しても良い。

【0072】

また上記実施形態では高反射部と低反射部をスクリーン印刷によって形成したが、その代わりにパッド印刷などの他の各種印刷方法で形成しても良い。さらに高反射部と低反射部は印刷以外の方法で形成しても良い。

【0073】

また上記実施形態ではフィルム板として可撓性を有する合成樹脂フィルムを用いたが、合成樹脂板やその他の材質からなる硬質の板など、他の各種板部材を用いても良い。

【0074】

また上記実施形態では、高反射部を銀色のメタリック色彩としたが、銀色以外のメタリック色彩としても良いし、さらにはメタリック色彩以外の色彩であっても良く、要は低反射部よりも明度の高い色彩であれば良い。一方上記実施形態では、低反射部を黒色に形成したが、黒色以外の色彩であっても良く、要は高反射部よりも明度の低い色彩であれば良い。また上記実施形態では高反射部の外周全体を低反射部で囲む構成としたが、場合によっては外周部分（外側連結部）や内周部分（内側連結部）はこれを省略しても良い。

【0075】

また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0076】

１－１ 光学式エンコーダ
１０ 下ケース
３０ 取付板
５０ 上ケース
７０ 回転操作体
１３０ 光学式エンコーダ機構
１４０ 回転体
１６０ 反射板（光学式エンコーダ用反射板）
１６１ フィルム板（板部材、透明板）
１６３ 高反射部
１６５ 低反射部
Ｌ２ 回転操作体の回転軸
Ｌ１ 回転体の回転軸
１８０ フォトＩＣ
１８０Ａ，１８０Ｂ フォトセンサ
Ａ１，Ａ２ 発光素子
Ｂ１，Ｂ２ 受光素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】