JPH01416A - single channel encoder - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 ゛　本発明は、一般に、自由軸内を移動できる部材の位
置の増分を検出するエンコーダに関するものであり、と
りわけ、そのような用途用のシングルチャネルエンコー
ダに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates generally to encoders for detecting the incremental position of a member movable in a free axis, and in particular to single channel encoders for such applications. It is related to encoders.

〔発明の技術的背景及びその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

増分位置変換器、ずなわらエンコーダには、一般に、２
つのタイプがある。すなわら、線形り・イブと回転タイ
プである。特許第３．２６２．１０５号で分るように、
回転夕・イブのエンコーダは、１つの軸に沿った位置の
増分を直接測定または感知しない。回転式の円形スケー
ルか設３Ｊられでおり、ねじで駆動されるが、このねじ
はモータで駆動されて、例えば、軸内でキャリノンを知
する。特許第２．８４８．６９８号及び第３，２４５，
１４４号で分るように、線形タイプのエンコーダは、自
由軸に沿った位置の増分と、移動の限界を感知する。線
形スケールが設けられており、このエンコーダは、エン
コーダ本体とこのスケールとの間に相対運動が生じると
、軸の目盛りを分解する。Incremental position transducers, Zunawara encoders, generally have 2
There are two types. In other words, there are linear, eve, and rotation types. As seen in patent no. 3.262.105,
Rotary encoders do not directly measure or sense increments of position along one axis. A rotary circular scale is provided, which is driven by a screw, which is driven by a motor and, for example, detects the caliper in the shaft. Patent Nos. 2.848.698 and 3,245,
As seen in No. 144, linear type encoders sense increments of position along the free axis and limits of movement. A linear scale is provided, and the encoder resolves the axis graduations when relative movement occurs between the encoder body and the scale.

光学エンコーダまたは磁気エンコーダが用いられてきた
。磁気テクニック及び光学テクニックの両方とも、−殻
内原理は同じである。上記米国特許第３．２４５．２４
４号の工作機械への応用例では、磁気増分変換器が用い
られていた。Optical or magnetic encoders have been used. For both magnetic and optical techniques - the in-shell principle is the same. U.S. Patent No. 3.245.24
In the machine tool application of No. 4, a magnetic incremental converter was used.

こうした先行技術による装置において実施されているよ
うに、単一スケールの分解にデュアルチャネルを利用す
ることによって、変位方向の感知に加え、物理的な目盛
の実際の寸法よりも微細なスケール・カウントすなわら
スケールの分解能が可能になった。スケールに沿って■
目盛の４分の１だけ離して横に並んだ２つの変換器のヘ
ッドによって、１対の時間変動（ｔｉｍｅｖａｒｙｉｎ
ｇ）直角位相信号が送り出され、これが処理を受けると
、移動方向に加え、実際のスケールの物理的な目盛りの
４分の１に相当するスケール分解に関する情報が得られ
た。By utilizing dual channels for single scale resolution, as implemented in these prior art devices, in addition to sensing the direction of displacement, scale counting that is finer than the actual dimensions of the physical scale can be achieved. Nawara scale resolution is now possible. Along the scale ■
A pair of time-varying transducer heads placed one-quarter of a scale apart
g) A quadrature signal was sent out which, when processed, gave information about the direction of movement as well as a scale resolution corresponding to one quarter of the physical division of the actual scale.

こうした装置の場合、高価で、複雑な装置と論理処理能
力が必要になる。複雑さは、信頼性を確保するための維
持費を増すことになる。こ〉した情密なスケール分解を
必要としない小形のレターサイズのプリンタのような、
より安価なシステムの場合、初期コストと維持費の両方
について、こうしたシステムの精巧さに関連した費用は
、正当とみなすことはできない。システムの単純化及び
部品の減少をはかっても、信・顕性を改善し、同時に、
初期コストを低下させることは期待できない。These devices require expensive, complex equipment and logic processing power. Complexity increases maintenance costs to ensure reliability. Such as small letter-sized printers that do not require such careful scale decomposition.
For cheaper systems, the costs associated with the sophistication of these systems cannot be justified, both in terms of initial cost and maintenance costs. Even if we try to simplify the system and reduce the number of parts, it will improve reliability and clarity, and at the same time,
It cannot be expected to reduce initial costs.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は安価で、＋１造がｆｉｔ　ｒｒＬな、位置増分
検出用のエンコーダを提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an encoder for detecting position increments that is inexpensive and whose +1 structure is fit rrL.

〔発明の（改装〕[(renovation) of invention]

こうした先行技術によるシステムに関連した単純化は、
シングルチャネルエンコーダを設けることで達成するこ
とができる。本発明は、原理的には磁気エンコーダにも
適用できるが、現在のところ望ましい形態は光学エンコ
ーダである。本発明は、原理的には、例えば、ブロック
や工作機械にも有効であるが、プリンタに適用される。The simplifications associated with these prior art systems are
This can be achieved by providing a single channel encoder. Although the present invention can in principle also be applied to magnetic encoders, the currently preferred form is optical encoders. Although the present invention is, in principle, effective for blocks and machine tools, it is also applied to printers.

シングルチャネルエンコーダは、エンコーダスケールと
、該スケールの読取りを行なうスケールエンコーダすな
わち変換器という、２つの主要部分から構成される。プ
リンタに適用する場合、スケールは、印刷ヘッド・キャ
リッジが移動する軸と平行なプリンタシャシに取りつげ
られる。スケールエンコーダは、印刷ヘッド・キャリノ
ンに対し所定位置に取りつけられて、スケールを横断し
、その読取りを行なう。赤外光エネルギーを放出する砒
化ガリウムアルミニウムＧａＡ　１１３発光ダイオード
（Ｏｐｔｅｋ　！！タイフ゛ＫＦ。A single channel encoder consists of two main parts: an encoder scale and a scale encoder or transducer that reads the scale. When applied to a printer, the scale is mounted on the printer chassis parallel to the axis along which the printhead carriage moves. A scale encoder is mounted in position relative to the printhead carrinon to traverse and read the scale. Gallium arsenide aluminum GaA 113 light emitting diode (Optek!! type KF) that emits infrared light energy.

３０３８）のような発光体としての光源とＸ、赤外線検
出器（Ｓｐｒａｇｕｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙ製タイプＵＬＮ３３３０Ｔ）を利用した光結合が用
いられる。これらは、エンコーダ内で、スケールの両側
に配置されている。スケールは、透明なプラスチノりの
ストリップである。写真技術でつくられた、等間隔の不
透明な横線によって、目盛りが形成されている。スケー
ルとエンコーダ間に相対運動が生じると、検出器に入射
する光エネルギーら が不透明な横線によってさえき崖、時間変動出力信ＶＪ
が発生して、これが、方形波信号として理想的な処理を
受けるが、この場合、対応する時間変位点が、目盛りを
表わす。この信号の処理によって、位置情報に関するス
ケールカラン１−が得られ、単位時間当りのスケールカ
ウントによって、速度情報が得られる。3038) and an infrared detector (Sprague Electric Compa.
Optical coupling using a type ULN3330T (manufactured by NY) is used. These are placed on either side of the scale within the encoder. The scale is a strip of clear plasticine. The scale is formed by equally spaced opaque horizontal lines created using photographic technology. When relative motion occurs between the scale and the encoder, the light energy incident on the detector is blocked by opaque horizontal lines, causing a time-varying output signal VJ.
is generated and is ideally processed as a square wave signal, where the corresponding time displacement points represent a scale. By processing this signal, a scale count 1- related to position information is obtained, and velocity information is obtained by a scale count per unit time.

スケールはたわみ性で、不透明な線の方がその間の透明
なスペースに比べて広くなっている。The scale is flexible, with opaque lines being wider than the transparent spaces between them.

スケールはエンコーダユニットの中に通され、発光体と
検出器間の光路内にある窓板（ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｐｌ
ａｔｅ）のスリットすなわちアパーチャに対し精密に位
置決め、すなわち間隔づけが行なわれる。この位置で、
検出器に対する入射光に精密な制御が加えられ、目盛り
の感知エラーが未然に防止される。The scale is passed through the encoder unit and placed in an aperture plate in the optical path between the emitter and the detector.
ate) slits or apertures. At this position,
Precise control is applied to the light incident on the detector, eliminating scale sensing errors.

エンコーダは、シンプルな構造で、２つの主要部品から
成り、それぞれ、発光体と検出器が締まりばめで固定さ
れている。２つの主要部品は、その間に精密に配置され
た窓板をはさみつ窓仮に対する精密なスペーシングが得
られるようになっている。The encoder has a simple structure and consists of two main parts, each consisting of a light emitter and a detector fixed in an interference fit. The two main parts sandwich a precisely placed window pane between them to provide precise spacing for the window pane.

シングルチャネルエンコーダの長所は、３つの部分から
構成される。すなわち、低コストであること、信頼性が
高いこと、組立てが容易であるということである。The advantage of single channel encoders consists of three parts. That is, it is low cost, highly reliable, and easy to assemble.

低コストは、部品数が少ないということと、低性能、低
コストの光学電子部品で十分であるということによって
実現する。部品数の減少は、上述のように直角位相タイ
プのエンコーダでは２つであった検出器に対し、１つし
か検出器を用いないことによるるものである。ファスナ
ー、または結合セメントや他の組立てを目的とした結合
剤の必要をなくした、エンコーダユニットの設計も、低
コストに貢献している。最後に、暗線の方がその間の透
明スペースに比べて幅広いという形態をとったスケール
パターンの非対称性に加え、窓板とスケール間における
スペースすなわちギャップに対する制御によって、発光
体や検出器のような重要な部品の機能マージンが良好に
なる。この結果、低性能で安価なオプトエレクトロニク
ス部品の使用が可能になる。Low cost is achieved by the low number of components and the fact that low performance, low cost opto-electronic components are sufficient. The reduction in the number of parts is due to the use of only one detector, as opposed to two in the quadrature type encoder, as described above. The design of the encoder unit, which eliminates the need for fasteners or bonding cement or other bonding agents for assembly purposes, also contributes to low cost. Finally, asymmetry in the scale pattern, in the form of dark lines being wider than the clear spaces between them, as well as control over the spacing, or gap, between the window plate and the scales makes it possible to The functional margin of the parts will be improved. This allows the use of lower performance and cheaper optoelectronic components.

エンコーダの信頼性は、この部品数の少なさと、エンコ
ーダの設計によって改善される。検出器を２つでなく１
つにすることによって、検出器の故障の確率は低下する
。スケール窓板のギャップを精密に寸法制御することに
よって、エンコーダはスケールの振動に対し反応しなく
なり、プリンタのようなほとんどの動作環境において正
確な測定が可能になる。Encoder reliability is improved by this low component count and encoder design. 1 detector instead of 2
By increasing the number of detectors, the probability of detector failure is reduced. Precise dimensional control of the scale window gap makes the encoder insensitive to scale vibrations, allowing accurate measurements in most operating environments, such as printers.

ζ１ 上記液簡単に説明したように、エンコーダの設計の特徴
が、組立ての容易化に貢献している。ζ1 As briefly explained above, the design features of the encoder contribute to ease of assembly.

検出器ホルダーとかみ合う発光体ホルダーの部品の圧入
、ばねによる締めつけ、及び、曲げ剛性を利用するため
、特殊なファスナーや結合剤の必要がなくなる。さらに
、取りつけピンが設けられており、これにより回路基板
のインタフェースにエンコーダを取りつけるのが容易化
され、自動挿入を可能にしている。The use of press-fit, spring-tightening, and bending rigidity of parts of the emitter holder that engage the detector holder eliminates the need for special fasteners or bonding agents. Additionally, mounting pins are provided to facilitate mounting the encoder to the circuit board interface and to allow automatic insertion.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第１図は、本発明によるシングルチャネル光学エンコー
ダの斜視図である。エンコーダ１は、エンコーダストリ
ップすなわちスケール２、及び、スケールの読取りを行
なうエンコーダユニット３という２つの主要部から構成
される。第１図に示すように、スケール２には、間隔の
密な不透明な線から成るパターン２ａが設けられ、スケ
ールを形成している。これらは透き通ったベース材料に
つけられている。スケール２はエンコーダユニット３に
通され、エンコーダユニットが目盛りを読み取って、ス
ケールパターンを第１図に示す方形波信号のような、理
想化された電気論理信号に変換、すなわちコード化する
。デジタル電子装置（不図示）が、この論理信号を利用
して、スケール２とエンコーダユニ角位相エンコーダの
場合における直角位相信号とは異なり）発生するのは前
記論理信号１つだけであり、このため、このエンコーダ
はシングルチャネルと呼ばれている。該論理信号によっ
て、キャリッジの位置と、キャリッジの領域における移
動速度を求めるのに役立つ情報が与えられる。FIG. 1 is a perspective view of a single channel optical encoder according to the present invention. The encoder 1 consists of two main parts: an encoder strip or scale 2, and an encoder unit 3 for reading the scale. As shown in FIG. 1, the scale 2 is provided with a pattern 2a consisting of closely spaced opaque lines to form a scale. These are attached to a transparent base material. The scale 2 is passed through an encoder unit 3 which reads the graduations and converts or encodes the scale pattern into an idealized electrical logic signal, such as the square wave signal shown in FIG. A digital electronic device (not shown) utilizes this logic signal to generate only one said logic signal (as opposed to a quadrature signal in the case of a scale 2 and encoder uni-angle phase encoder); , this encoder is called single channel. The logic signals provide information useful in determining the position of the carriage and the speed of movement of the carriage in the area.

該エンコーダ及びスケールは、インク噴射プリンタのよ
うなプリンタに用いる設計が施されている。他の用途に
は、プロッタや、−的に、軸内における移動速度及び位
置の測定を要するっている。ベンキャリッジ５は、イン
ク噴射ペラツク７に取りつけられて、キャリッジにより
印刷媒体すなわちペーパ８を横切って掃引し、さらに、
印刷媒体は、プリンタシャシ６に取りつけられたプラテ
ン９によって、キャリッジの。The encoder and scale are designed for use in printers, such as ink jet printers. Other applications require measuring speed and position of movement within a plotter or axis. The Benn carriage 5 is attached to an ink ejector 7 and is swept across the printing medium or paper 8 by the carriage;
The print medium is transferred to the carriage by a platen 9 attached to the printer chassis 6.

軸に直交する方向に送られる。プリンタシャシ６には、
スケール２がその両端で取りつけられている。プリンタ
シャシ６のキャリッジトランク７にエンコーダユニット
３が載っている。フ。Sent in a direction perpendicular to the axis. In the printer chassis 6,
Scale 2 is attached at both ends. An encoder unit 3 is mounted on a carriage trunk 7 of a printer chassis 6. centre.

リンタシャシ６に対してベンキャリッジ５が移動すると
、これに対応して、エンコーダユニット３がエンコーダ
スケールに対して移動し、その結果、プリンタシャシに
対するベンキャリッジの位置の変化と、移動速度の測定
に用いられる論理信号が発生する。エンコーダユニット
３は、ベンキャリッジ５上にあるため、モータの回転ま
たはキャリッジを駆動する駆動ねじの回転を測定するシ
ャフトエンコーダの場合とは違って、キャリッジの軸に
おける位置を直接測定することができる。When the Benn carriage 5 moves relative to the printer chassis 6, the encoder unit 3 correspondingly moves relative to the encoder scale, and as a result, the encoder unit 3 is used to measure changes in the position of the Benn carriage relative to the printer chassis and the moving speed. A logic signal is generated. Since the encoder unit 3 is located on the Benn carriage 5, it can directly measure the position in the axis of the carriage, unlike in the case of a shaft encoder which measures the rotation of a motor or the rotation of a drive screw driving the carriage.

この応用例では、エンコーダユニット３によって送り出
される、第１図に示すような論理信号は、２つの利用の
仕方がある。第１のやり方では、定プリント速度の所望
の許容範囲内に保持しなければならないベンキャリッジ
の速度を制御するために論理信号が用いられる。こうし
て用いられる場合には、普通、エンコーダユニット３は
、閉ループ制御システムのフィードバック変換器として
の働きをする。第２のやり方では、印刷媒体を横切って
精密な増分で生じる必要のあるベンからの少量のインク
の発射タイミングを制御するために論理信号が用いられ
る。エンコーダは、この情報をプリンタシステムにも加
える。プリンタの制御システムは本発明の一部ではない
ので、示されていない。In this application, the logic signals, as shown in FIG. 1, sent out by the encoder unit 3 have two uses. In the first approach, logic signals are used to control the speed of the Benn carriage, which must be kept within a desired tolerance of constant print speed. When used in this way, the encoder unit 3 typically acts as a feedback transducer in a closed loop control system. In the second approach, logic signals are used to control the timing of ejection of small volumes of ink from the ben that must occur in precise increments across the print media. The encoder also adds this information to the printer system. The printer's control system is not shown as it is not part of the invention.

第１図に示したシングルチャネルエンコーダ１は、エン
コーダスケール２とエンコーダユニット３から構成され
る。エンコーダスケール２は単一の透明なストリップで
つくられた中一部品であるが、エンコーダユニット３に
は５つの部品が含まれている。第３Ａ図、第３Ｂ図には
エンコーダスケール２が示されている。それは票 透き通ったボエステルをベースとした材料に感光性乳剤
でコーティングを施した写真フィルム２ｂのストリップ
から成るものである。これによって、スケールを形成す
る、間隔が接近した不透明な線２ａから成るパターンを
、極めて精密に、かつ、安価に写真でつくり出すことが
可能になる。光源と検出器間で伝送される光をさえぎる
働きをする不透明な線２ａから成るパターンは、主とし
て、間隔の接近した狭い帯すなわち線２ａによって構成
されており、スケールを形成している。それぞれ、プリ
ントの終了、掃引の終了（停止及び逆転のための）、パ
ーキングといったキャリッジの各種論理位置を表わす、
より広い帯２ｃ、２ｄ、２ｅも存在する。The single channel encoder 1 shown in FIG. 1 is composed of an encoder scale 2 and an encoder unit 3. The encoder scale 2 is a central part made of a single transparent strip, while the encoder unit 3 contains five parts. The encoder scale 2 is shown in FIGS. 3A and 3B. It consists of a strip of photographic film 2b coated with a light-sensitive emulsion on a transparent boester-based material. This makes it possible to photograph a pattern consisting of closely spaced opaque lines 2a forming a scale with great precision and at low cost. The pattern of opaque lines 2a serving to intercept the light transmitted between the light source and the detector is mainly composed of closely spaced narrow bands or lines 2a forming a scale. representing various logical positions of the carriage, such as end of print, end of sweep (for stopping and reversing), and parking, respectively.
Wider bands 2c, 2d, 2e are also present.

キーとなる設計の特徴は、暗く狭い帯または線と、それ
に隣接した、目盛の目を形成するより狭い透明な帯との
相対幅である。あるプリント用途では、この暗く狭い帯
は、公称で、幅が０．１８０　ｔｍ、一方、透明な帯は
、幅が０．１０２閣（０，１８０ｍ　＋０．１０２ｍ　
＝　０．２８２Ｍ　＝　１／９０インチ）である。暗い
帯におけるこの付加幅によって、第９図に関連してさら
に詳細に後述することになる機能マージンの付加が生じ
ることになる。The key design feature is the relative width of the dark, narrow band or line and the adjacent, narrower clear band that forms the eye of the scale. In some printing applications, this dark, narrow strip is nominally 0.180 tm wide, while the clear strip is 0.102 mm wide (0.180 m + 0.102 m).
= 0.282M = 1/90 inch). This additional width in the dark band results in the addition of functional margin, which will be discussed in more detail below in connection with FIG.

光センサ−ｌＯのような検出器からは、光の強度が高い
か、または、低いかを表わす電気論理信号（第１図、オ
ンまたはオフ）が送り出される。A detector, such as a light sensor IO, sends out an electrical logic signal (FIG. 1, on or off) indicating whether the light intensity is high or low.

光源すなわち発光体は、赤外発光ダイオード１１である
。窓板１２には狭いスリッ目２ａが設けられていて、光
源１１から検出器ＩＯへの伝達に制御を加え、狭い不透
明な線が、光源１１のかなり広い光放射、光検出領域と
検出器ｌＯとの間における伝送ブロックして、目盛りを
精密に分解できるようにする。発光体ホルダー１３及び
検出器ホルダー１４は、いくつかの目的に役立つ。すな
わち、発光体ｌｌ、検出器１０、及び、窓板１２の位置
決め、これら部品に対するストリン１の位置制御（見て
の通り、上方または下方へ）、及びアセンブリのプリン
ト回路基板への取付けである。The light source or light emitter is an infrared light emitting diode 11. A narrow slit 2a is provided in the window plate 12 to control the transmission from the light source 11 to the detector IO, and a narrow opaque line allows a fairly wide light emission of the light source 11, a light detection area and a detector IO. block the transmission between the two and allow precise resolution of the scale. Emitter holder 13 and detector holder 14 serve several purposes. namely, the positioning of the emitter II, the detector 10 and the window plate 12, the position control of the string 1 relative to these parts (upward or downward, as can be seen), and the attachment of the assembly to the printed circuit board.

エンコーダユニット３の組立てに関する以下の説明は、
いかにしてこうした機能が実現するかを表わしたもので
ある。The following explanation regarding the assembly of the encoder unit 3 is as follows:
It shows how these functions are realized.

組立ては、検出器ＩＯ及び発光体１１をそれぞれのホル
ダー１３及び１４の空洞へ取りつけることから始まる。Assembly begins by mounting the detector IO and the emitter 11 into the cavities of the respective holders 13 and 14.

どちらの場合とも、締まりばめが、挿入時に検出器１０
及び発光体１１を位置決めし、配置後は、所定位置に保
持する働きをする。該部品は第５Ａ図、第５Ｂ図、及び
第６Ａ図、第６Ｂ図に示すように、それぞれの空洞１５
及び１６に固定される。三角形のブレード４’Ａ　Ｑ　
１７及び１８が、それぞれ、締めしるの部分に位置して
おり、これによって向かいあった壁面を位置基ｆ１１と
して用いることが可能になっている。また、該ブレード
は、関連部品の許容範囲を越える材料の変形量を最小限
にとどめることにより、必要とされる挿入力を制限する
働きもしている。このようにして、オプトエレクトロニ
クス部品が正確に位置決めされ、固定されるごとになる
。さらに、それらの挿入は容易である。In either case, an interference fit ensures that the detector 10
and positions the light emitting body 11, and functions to hold it in a predetermined position after placement. The parts are arranged in respective cavities 15 as shown in FIGS. 5A, 5B, and 6A, 6B.
and fixed at 16. Triangular blade 4'A Q
17 and 18 are respectively located at the tightening portions, thereby making it possible to use the opposing wall surfaces as the position base f11. The blade also serves to limit the required insertion force by minimizing the amount of material deformation beyond the tolerances of the associated components. In this way, each optoelectronic component is precisely positioned and fixed. Furthermore, their insertion is easy.

検出器ホルダーへの窓板１２の配置が、次の組立てステ
ップである。第４図から分るように、窓板１２の向かい
合ったエツジには一対のスロワ）　１２　ｂが設けられ
ている。該スロット１２ｂは、１１Ｂ図）。窓板１２は
対称になっている。窓板がこのように対称であるため、
検出器ホルダー１３のピン１３ａのまわりにおいて可能
性のある４つの配向の任意の１つに位置決めすることが
可能になる。部品の詳細及び最終組立てを示した第７図
、第８Ａ図、第８Ｂ図、及び第８Ｃ図から分る次の組立
てステップにおいて、該窓板には、言及したように、こ
の次の組立てステップによって、エンコーダユニットの
Ｘ■立てが完了する。このステップで、第７図及び第８
Ａ図、第８Ｂ図、第８Ｃ図のように、発光体ホルダー１
４は、検出器ホルダー１３の両側部１３Ｃの間のチャネ
ルに圧入される（第４図及び第１１Ｂ図）。発光体ホル
ダーのアーム１４ｄの両端のそれぞれの側にある横方向
の突起１４ｅが、その両端に隣接した検出器ホルダー１
３の両側にあるスロット１３ｄにはめ込まれ、突起１４
ｅは、スロット上端部の肩の下に固定されることになる
。第７図は、検出器ホルダー１３に係合する発光体ホル
ダー１４の底面を示すものである。窓板１２の向かい合
った端部に設けられた該スロッ目２ｂと同様の一対のス
ロット１４ａが、発光体ホルダー１４の側部１４ｂの底
面１４ｃの中央を貫通して開口されている。これらのス
ロットは、検出器ホルダー１３の同じ対をなすビン１３
ａにはまり、検出器ホルダー１３に対する発光体ホルダ
ー１４の正確な位置決めを行なう。側部１４ｂの底面の
締めつけ表面１４Ｃが窓板１２を圧迫し、検出器１０と
発光体１１の間のｔ＃確な位置において、検出器１３に
対しフラットになるようそれを保持する。第８Ａ図、第
８Ｂ図、第８Ｃ図から分るように、いったん発光体ホル
ダー■４が所定位置につくと、２つの延長アーム１４ｄ
が検出器１３の側部１３ｃ間に形成されるチャネル１３
ｂに押し込まれる。さらに詳述すると、これらのアーム
には、それぞれ、横方向へ突き出たラグ１４ｅが設けら
れており、これが、スロフト１３ｄと検出器ボルダ−１
３の側部１３ｃに持されて、アセンブリが固定されるご
とになる。Placing the window plate 12 on the detector holder is the next assembly step. As can be seen in FIG. 4, opposite edges of the pane 12 are provided with a pair of throwers 12b. The slot 12b is shown in FIG. 11B). The window plate 12 is symmetrical. Because the window panels are symmetrical like this,
It is possible to position the detector holder 13 around the pin 13a in any one of four possible orientations. In the next assembly step, which can be seen from Figures 7, 8A, 8B, and 8C, which show details of the parts and final assembly, the window panes will, as mentioned, This completes the X-setting of the encoder unit. At this step, Figures 7 and 8
As shown in Figure A, Figure 8B, and Figure 8C, the luminous body holder 1
4 is press-fitted into a channel between both sides 13C of the detector holder 13 (FIGS. 4 and 11B). The detector holder 1 has transverse projections 14e on each side of the arms 14d of the emitter holder adjacent to the ends thereof.
3 into the slots 13d on both sides of the protrusion 14.
e will be fixed under the shoulder at the top end of the slot. FIG. 7 shows the bottom surface of the emitter holder 14 that engages with the detector holder 13. A pair of slots 14a similar to the slots 2b provided at opposite ends of the window plate 12 are opened through the center of the bottom surface 14c of the side portion 14b of the light emitter holder 14. These slots fit into the same pair of bins 13 of the detector holder 13.
a to accurately position the light emitter holder 14 with respect to the detector holder 13. The clamping surface 14C on the bottom of the side 14b presses against the pane 12 and holds it flat against the detector 13 in a precise position between the detector 10 and the emitter 11. As can be seen from Figures 8A, 8B, and 8C, once the light emitter holder ■4 is in place, the two extension arms 14d
is formed between the sides 13c of the detector 13.
pushed into b. More specifically, each of these arms is provided with a laterally protruding lug 14e, which connects the throat 13d and the detector boulder 1.
3 and the assembly is fixed.

その曲げ剛性によって締めつけ力が生じ、窓板↓　、 を所定位置にロックして、２つホルダー１３及び１４を
固定し、エンコーダのボディ３を完成する。A tightening force is generated by the bending rigidity, and the window plates ↓ and are locked in a predetermined position, and the two holders 13 and 14 are fixed to complete the encoder body 3.

これ土でのエンコーダ部品ソ１の組立てに関する説明は
、検出器ＩＯ１発光体１１、及び、窓板１２が、いかに
して位置決めされ、それぞれの所定位置に保持されるか
ということと、発光体及び検出器を締まりばめによって
空洞に固定する方法について行なってきた。ホルダー１
３及び１４の第２の機能は、エンコーダスケール２と窓
板１２とのギャップを精密に制御すべることである。The explanation regarding the assembly of the encoder component 1 on the ground includes how the detector IO1 light emitter 11 and the window plate 12 are positioned and held in their respective predetermined positions, and how the light emitter and A method of fixing the detector in the cavity by interference fit has been described. Holder 1
The second function of 3 and 14 is to precisely control and slide the gap between encoder scale 2 and window plate 12.

ギャップのサイズは、スケールを光学的に分解する一ヒ
で、機能的に重要である。それは、スケールの変位、す
なわち、第１０図に示す、垂直方向における振動の形を
とる外乱に対し鋭敏である。光学軸に沿ったスケールの
移動すなわち変位に対する制御は、本発明の重要な特徴
である。The size of the gap is important for optical resolution of the scale and is functionally important. It is sensitive to disturbances in the form of scale displacements, ie vibrations in the vertical direction, as shown in FIG. Control over the movement or displacement of the scale along the optical axis is an important feature of the invention.

第９図には、光学系の概略が描かれているが、これは一
定の縮尺率によるものではない。第９図には、エンコー
ダの作動方法とし、ギャップ寸法Ｇの制御が重要となる
理由が示されている。Although the optical system is schematically depicted in FIG. 9, it is not drawn to scale. FIG. 9 shows how the encoder operates and why controlling the gap size G is important.

ギャップ手法Ｇを制御する濶ホルダー１３及び１４の特
徴については、第１０図に示されている。The features of the holder 13 and 14 controlling the gap method G are shown in FIG.

第９図は、一定の縮尺率によるものではないが、エンコ
ーダの機能関係をはっきりと示ずム：めに描かれたもの
である。単純化のため、ホルダー自体のうら主要部だけ
が示されている。発光体のレンズｌｌａからエンコーダ
のスケール２に至る光路１１ｂが、エンコーダスケール
の不透明な帯すなわち線２ａによって窓板１２に投射さ
これらの影が窓板１２のスリンＨ２ａを通って掃引し、
検出器ＩＯをオン・オフさせる。発光体１１のレンズｌ
ｌａは、エンコーダスケール２の不透明な線より広いの
で、影１１ｃは、エンコーダスケール２から窓板１２へ
の移動時に、さらに狭くなる点に注意すること。ここに
、エンコーダスケール２と窓板１２間におけるギャンブ
寸法Ｇの重要性がある。エンコーダスケール２が窓板１
２から離れるにつれ（見ての通り、上方へ）、影は、さ
らに狭（なる。いったん、その幅が窓板のスリンＨ２ａ
より狭くなると、不透明な綿かの場合、完工ぶルギーが
検出器ＩＯに入射すると、それをオン状態のままにし、
エンコーダは、目盛の分解機能を停止する。従って、ギ
ャップ１ナイズの制御が機能的に重要になる。Although not drawn to scale, FIG. 9 is drawn in a manner that does not clearly show the functional relationships of the encoders. For simplicity, only the main part of the holder itself is shown. A light path 11b from the lens lla of the illuminator to the scale 2 of the encoder is projected onto the window plate 12 by the opaque band or line 2a of the encoder scale, and these shadows sweep through the line H2a of the window plate 12;
Turns the detector IO on and off. Lens l of light emitter 11
Note that since la is wider than the opaque line of the encoder scale 2, the shadow 11c becomes even narrower when moving from the encoder scale 2 to the window plate 12. This is where the gamble dimension G between the encoder scale 2 and the window plate 12 becomes important. Encoder scale 2 is window plate 1
2 (as you can see, upwards), the shadow becomes narrower.
If it is narrower, in the case of opaque cotton, when the completed energy enters the detector IO, it will remain on,
The encoder stops the resolution function of the scale. Therefore, controlling the gap 1 size becomes functionally important.

検出器ホルダー１３及び発光体ホルダー１４の機械的特
徴は、それぞれ、エンコーダスケールと窓板１２間にお
けるギャップを決定し、維持する働きをする。第１Ｏ図
には、検出？耐ホルダー１３と発光体ホルダー１４に取
りつけられた第９図のエンコーダ部品２、ｌ０１１１、
及び１２が示されている。検出器ホルダー１３の２つの
湾曲した突起１３ｅは、スケールの支持体またはガイド
として働き、窓板１２の両側へ縦方向に等間隔で配置さ
れている。発光体ホルダー１４の突起１４ｆは、２つの
突起１３ｅの中心にくる。これら向かい合ったスケール
の支持体は、その間に、狭いチャネルを形成するが、そ
のスペーシングは、わずかにエンコーダスケール２の厚
さしかなく、できれば、エンコーダスケールの厚さと等
しいか、それよりわずかに狭くなるのが望ましく、それ
によって、エンコーダスケール２の表面が光学軸に固定
され、光学ギャップＧの寸法ぜ精密に固定され、維持さ
れることになる。Mechanical features of the detector holder 13 and the emitter holder 14 serve to determine and maintain the gap between the encoder scale and window plate 12, respectively. Detection? Encoder part 2, l0111, shown in FIG.
and 12 are shown. The two curved protrusions 13e of the detector holder 13 act as supports or guides for the scale and are equally spaced longitudinally on both sides of the window plate 12. The projection 14f of the light emitter holder 14 is located at the center of the two projections 13e. These opposing scale supports form a narrow channel between them, the spacing of which is only the thickness of the encoder scale 2 and preferably equal to or slightly narrower than the thickness of the encoder scale. Preferably, the surface of the encoder scale 2 is fixed to the optical axis, and the dimension of the optical gap G is precisely fixed and maintained.

第１１Ａ図及び第１１Ｂ図から分るように、突起１４ｆ
は、発光体ホルダー１４の向かい合った側部の中央に位
置しており、対をなす突起すなわちスケール支持体１３
ｅは、検出器ホルダーの中央の両側において、検出器ホ
ルダーの両側へ間隔をあけて配置されている。これによ
り、寸法的な許容誤差によって、エンコーダスケールの
厚さを下まわる寸法のチャネルに導かれた場合に、エン
コーダスケールが圧迫される危険がなくなる。第１１Ｂ
図に部分的に示されているように、突起すなわちスケー
ル支持体１３ｅは、エンコーダスケール上の不透明な線
の外側にある所定位置に配置されている。同じ考慮は、
第１１Ａ図のケールパターンに対するスクラッチが防止
される。As can be seen from FIGS. 11A and 11B, the protrusion 14f
are located in the center of the opposite sides of the light emitter holder 14, and have a pair of protrusions, i.e., scale supports 13.
e are arranged on both sides of the center of the detector holder and spaced apart from each other on both sides of the detector holder. This eliminates the risk of compressing the encoder scale if dimensional tolerances lead to a channel with dimensions below the thickness of the encoder scale. 11th B
As partially shown in the figure, the protrusion or scale support 13e is located at a predetermined position outside the opaque line on the encoder scale. The same consideration is
Scratches on the kale pattern of Figure 11A are prevented.

ホルダーアセンブリの最後の機能は、プリント回路基板
との機械的インタフェースを可能にすることである。こ
のインタフェースによって、エンコーダのリード線がハ
ンダづけされるまで、エンコーダを回路基板に対し保持
していなければならない。また、このインタフェースに
よって、回路基板に対して移動しないようにエンコーダ
を固定し、通常取扱い及び動作時に、リード線を応力か
ら保護しなければならない。このインタフェースは、ロ
ボンｔ−■立てに通したものでなければならない。この
インタフェース機能は、検出器ホルダーの底部の片側に
ある２つのピン１３ｆによって付与される。第１１Ｂ図
にこれらのピンが示されている。４−一となる特徴は、
各ピン毎に設けられた１対のブレード１３ｇである。こ
れらは、回路基板の対応する穴（不図示）に対し締まり
ばめを施すように設計されている。The final function of the holder assembly is to allow mechanical interfacing with the printed circuit board. This interface must hold the encoder against the circuit board until the encoder leads are soldered. The interface must also secure the encoder against movement relative to the circuit board and protect the leads from stress during normal handling and operation. This interface must be passed through the robot t-stand. This interface function is provided by two pins 13f on one side of the bottom of the detector holder. These pins are shown in Figure 11B. 4-The characteristic that is one is
A pair of blades 13g is provided for each pin. These are designed to provide an interference fit into corresponding holes (not shown) in the circuit board.

挿入時、ブレードは変形する。エンコーダを適正に位置
決めすると、プレート孔が押し通されて、回路基板の下
に出るが、これによって、挿入時に生じる変形が解消さ
れる。このようにして、挿入力の急激な緩和すなわち低
下が生しる、こうした緩和は、部品が所定位置にあると
いう明確な信号を出すことになるため、フレギンプルオ
ートメーションによる挿入に関して有効である。また、
エンコーダが回路基板に対ししっかりと固定される。Upon insertion, the blade deforms. When the encoder is properly positioned, the plate hole is pushed through and out underneath the circuit board, which eliminates any deformation that may occur during insertion. In this way, a sudden relaxation or reduction of the insertion force occurs; such relaxation is useful for insertion by Freggin pull automation because it provides a clear signal that the part is in place. Also,
The encoder is firmly fixed to the circuit board.

このシングルチャネルエンコーダによって、３つのユニ
ークな設計特徴が得られる。その第■は、その間にくる
透明なスペースよりも広く、目盛りの形成に用いられる
エンコーダスケール上の暗線の組合せである。このスケ
ール設計に加え、エンコーダスケールと窓板間のギャッ
プサイズの制御によって、発光体と検出器間の光結合の
変動が最小限おさえられ、オプトエレクトロニクス装置
の機能動作マージンが広くなり、同時に、目盛の精密な
分解を維持される。第２は、このホルダーの設計によっ
て、発光体、検出器、及び、窓板の正確な位置決めと容
易な組立てが可能になるということである。そして、第
３は、取りつけピンによって、ロボット挿入に十分適し
た回路基板のインタフェースが得られるということであ
る。This single channel encoder provides three unique design features. Number 2 is a combination of dark lines on the encoder scale that are wider than the transparent spaces between them and are used to form graduations. This scale design, along with the control of the gap size between the encoder scale and window plate, minimizes fluctuations in the optical coupling between the emitter and the detector, increasing the functional operating margin of the optoelectronic device, while at the same time Precise decomposition is maintained. Second, the holder design allows precise positioning and easy assembly of the emitter, detector, and window plate. Third, the mounting pins provide a circuit board interface well suited for robotic insertion.

〔発明の幼果］ 以上説明したように、本発明を用いることにより、安価
で、信頼性が高く、組み立ての容易なシングルチャネル
エンコーダを提供することができる。[Effects of the Invention] As explained above, by using the present invention, it is possible to provide a single channel encoder that is inexpensive, highly reliable, and easy to assemble.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明によるシングルチャネルエンコーダの斜
視図、第２図は該シングルチャネルエンコーダを取り付
けたインク噴射プリンタの斜視図、第３Ａ図は該シング
ルチャネルエン：！−ダスケールのレイアウトを断片的
に示す図、第３Ｂ図は２ｃ位置でのエンコーダスケール
の拡大詳細図、第４図は該エンコーダ本体の等大分解組
立て図、第５Ａ図は発光体ホルダーの１を面図、第５Ｂ
図は線５Ｂ−５Ｂでの該発光体ホルダーの拡大断面図、
第６Ａ図は検出器ホルダーの平面図、第６Ｂ図は該検出
器ホルダーの線６Ｂ−６ｎでの断面図、第７図は発光体
ホルダーの底面図、第８Ａ図は該発光体ホルダーの立面
図、第、シ ８Ｂ図はエンコーダユニットアセンブリ図、第８Ｃ図は
線８Ｃ−８Ｃでの断面図、第９図は前記シグナルチャネ
ルエンコーダの光学配置を示す図、第１Ｏ図は該シング
ルチャネルエンコーダの窓板ギャップの構造の拡大長手
方向詳１１１断面図、第１１Ａ図は発光体ホルダーの底
面図、第１１Ｂ図は検出器ホルダーの平面図である。 ｌ：工ン′コーダ　　　２ニスケール ３：エンコーダユニントFIG. 1 is a perspective view of a single channel encoder according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an ink jet printer equipped with the single channel encoder, and FIG. 3A is a perspective view of the single channel encoder according to the present invention. - Figure 3B is an enlarged detailed view of the encoder scale at position 2c, Figure 4 is an isometric exploded view of the encoder body, and Figure 5A is a diagram showing the light emitter holder 1. Front view, No. 5B
The figure is an enlarged cross-sectional view of the light emitter holder taken along line 5B-5B;
6A is a plan view of the detector holder, FIG. 6B is a sectional view of the detector holder taken along line 6B-6n, FIG. 7 is a bottom view of the light emitter holder, and FIG. 8A is a vertical view of the light emitter holder. 8B is an encoder unit assembly diagram, FIG. 8C is a sectional view taken along line 8C-8C, FIG. 9 is a diagram showing the optical arrangement of the signal channel encoder, and FIG. 1O is a diagram of the single channel encoder. FIG. 11A is a bottom view of the light emitter holder, and FIG. 11B is a plan view of the detector holder. l: encoder unit 2 scale 3: encoder unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）透明な材料の横方向に複数の不透明な線がそれぞ
れ間隔をあけて配置されているスケール部材と、 光を発する発光体と、 前記スケール部材を挟んで前記発光体と向 い合い、前記不透明な線による光の遮断効果よって生ず
る前記発光体からの光の強弱を検出する光検出器と、 を備えて成るシングルチャネルエンコーダ。(1) a scale member in which a plurality of opaque lines are arranged at intervals in the lateral direction of a transparent material; a light emitter that emits light; and a scale member facing the light emitter with the scale member in between; A single channel encoder comprising: a photodetector that detects the intensity of light from the light emitter caused by the light blocking effect of the opaque line. （２）前記不透明な線の線幅が該不透明線間の透明幅よ
り広いことを特徴とする請求項（１）記載のシングルチ
ャネルエンコーダ。(2) The single channel encoder according to claim 1, wherein the line width of the opaque lines is wider than the transparent width between the opaque lines. （３）前記スケール部材と前記光検出器との間に設置さ
れ前記発光体と前記光検出器との間の光路に対応する部
分に開口が設けられている板状部材を備えたことを特徴
とする請求項（１）記載のシングルチャネルエンコーダ
。(3) A plate-like member installed between the scale member and the photodetector and having an opening in a portion corresponding to the optical path between the light emitter and the photodetector. A single channel encoder according to claim (1). （４）前記板状部材の開口の長さが前記不透明な線の長
さより短いことを特徴とする請求項（１）記載のシング
ルチャネルエンコーダ。(4) The single channel encoder according to claim 1, wherein the length of the opening of the plate member is shorter than the length of the opaque line.