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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messgeberskala und ein Herstellungs- und Anbringungsverfahren dafür und genauer gesagt eine Messgeberskala, die dauerhaft ein Phänomen beheben kann, bei dem sich die Messgeberskala mit statischer Elektrizität auflädt, und ein Herstellungs- und Anbringungsverfahren dafür.
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Beschreibung der verwandten Technik
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In der verwandten Technik, wie beispielsweise in der
JP 2004 - 333 417 A beschrieben, wurde ein (magnetischer) linearer Messgeber von der Art mit elektromagnetischer Induktion verwendet. Bei dem linearen Messgeber von der Art mit elektromagnetischer Induktion sind Skalenspulen (Schichten mit leitfähigen Strukturen) in einer Messrichtung der Messgeberskala gebildet. Insbesondere ist eine Erdungsstruktur außerhalb der Skalenspulen gebildet, um die Erdungsstruktur an einer Skalenbasis zu erden. Entsprechend wird die statische Elektrizität, die in der Messgeberskala generiert wird, in die Skalenbasis entlassen.
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Der lineare Messgeber von der Art mit elektromagnetischer Induktion, der in der
JP 2004 333 417 A beschrieben wird, dient jedoch grundlegend als effektive Gegenmaßnahme gegen statische Elektrizität für einen Teil der Messgeberskala, in dem die Erdungsstruktur (bei der es sich um eine leitfähige Struktur handeln kann) gebildet ist. D.h. eine derartige Erdungsstruktur ist vielleicht für einen anderen Teil als den Teil, in dem die Erdungsstruktur gebildet ist, nicht effektiv genug.
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Wenn sich beispielsweise die Skalenspule selber mit statischer Elektrizität auflädt, kann ein Betriebsausfall, eine Fehlfunktion oder dergleichen des elektromagnetischen linearen Messgebers durch Entladen der statischen Elektrizität, die sich in den Skalenspulen angesammelt hat, verursacht werden.
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Die
DE 196 16 707 A offenbart, dass bei einer lichtelektrischen Positionsmeßeinrichtung ein Maßstab über eine elastische, elektrisch isolierende Klebstoffschicht an einem Gehäuse befestigt ist. Um elektrische Aufladungen des Maßstabes zu verhindern, sind die Markierungen der Inkrementalteilung über die gesamte Meßlänge mittels einer gut leitfähigen Schicht miteinander verbunden. Diese Schicht ist an einer Stelle über ein Verbindungselement mit dem Gehäuse und somit mit dem Bezugspotential elektrisch leitend verbunden.
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Die
DE 10 2009 043 293 offenbart eine Längenmesseinrichtung bestehend aus einem Gehäuse in dem ein Maßstab geschützt untergebracht ist. Das Gehäuse weist ein Hohlprofil auf, das stirnseitig mit jeweils einem Deckel abgeschlossen ist. Zwischen Deckel und Hohlprofil ist eine Dichtung aus elektrisch leitendem Material angeordnet. An diese Dichtung ist ein Verbindungselement angeformt, das den Maßstab kontaktiert und somit den Maßstab mit dem Hohlprofil elektrisch leitend verbindet.
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Die
JP 2009 - 279 306 A offenbart eine Messsgeberskala umfassend eine Skalenmusterleiter; ein Glassubstrat eine Glaskontakt-Metallschicht, die auf einer Oberfläche des Glassubstrats 10 vorgesehen ist und so ausgebildet ist, dass sie entweder Chromatome, Molybdänatome oder Titanatome enthält und ein Skalenmuster zeichnet; und einen dünnen Kupferfilm, der auf die Glaskontakt-Metallschicht laminiert ist. Der Skalenmusterleiter ist durch Kupfer gebildet, das durch Galvanisieren auf der Kupferdünnschicht 14 aufgebracht ist.
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KURZDARSTELLUNG
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Die vorliegende Erfindung ist ausgelegt, um das zuvor erwähnte Problem zu lösen, und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine Messgeberskala, die dauerhaft ein Phänomen beheben kann, bei dem sich die Messgeberskala mit statischer Elektrizität auflädt, und ein Herstellungs- und Anbringungsverfahren dafür bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Messgeberskala bereitgestellt, die relativ zu einem Detektorkopf verlagert wird und Folgendes umfasst: ein Isoliersubstrat; eine leitfähige Klebeschicht, die auf dem Isoliersubstrat gebildet ist; und Schichten mit leitfähigen Strukturen, die auf der Klebeschicht in einer Form gebildet sind, die es dem Detektorkopf ermöglicht, eine Position zu detektieren, wobei: die Klebeschicht alle Strukturschichten elektrisch verbindet und eine Außer-Detektionsbereich-Struktur umfasst, die sich von einem Positionsdetektionsbereich des Detektorkopfes aus nach außen erstreckt; und die Außer-Detektionsbereich-Struktur über ein leitfähiges Element geerdet ist. Das leitfähige Element umfasst eine leitfähige dünne Folie und eine Klebefolie aus Harz, die einen leitfähigen Füllstoff auf ihrer unteren Oberfläche umfasst, und die dünne Folie ist elektrisch mit der Außer-Detektionsbereich-Struktur verbunden, indem die Außer-Detektionsbereich-Struktur mit dem leitfähigen Füllstoff in Kontakt gebracht wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung kann die Messgeberskala gemäß dem ersten Aspekt ferner eine isolierende Schutzschicht umfassen, welche die Klebeschicht und alle Strukturschichten in dem Positionsdetektionsbereich bedeckt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung kann bei der Messgeberskala gemäß dem zweiten Aspekt das leitfähige Element die ganze Außer-Detektionsbereich-Struktur bedecken, auf der die isolierende Schutzschicht nicht gebildet ist.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung kann bei der Messgeberskala nach einem der ersten bis sechsten Aspekte die Messgeberskala an nur einer Position geerdet sein.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen und Anbringen einer Messgeberskala, die relativ zu einem Detektorkopf verlagert wird, bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bilden einer leitfähigen Klebeschicht auf einem Isoliersubstrat; Bilden von Strukturschichten, die eine Form aufweisen, in der die Strukturschichten durch die Klebeschicht elektrisch miteinander verbunden sind, und die es dem Detektorkopf ermöglicht, eine Position zu detektieren, auf der Klebeschicht; und Erden einer Außer-Detektionsbereich-Struktur der Klebeschicht, die sich von einem Positionsdetektionsbereich des Detektorkopfs aus über ein leitfähiges Element nach außen erstreckt. Das leitfähige Element umfasst eine leitfähige dünne Folie und eine Klebefolie aus Harz, die einen leitfähigen Füllstoff auf ihrer unteren Oberfläche umfasst, und die dünne Folie ist elektrisch mit der Außer-Detektionsbereich-Struktur verbunden, indem die Außer-Detektionsbereich-Struktur mit dem leitfähigen Füllstoff in Kontakt gebracht wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dauerhaft ein Phänomen zu beheben, bei dem sich die Messgeberskala mit statischer Elektrizität auflädt.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend angegebenen ausführlichen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung, die rein erläuternd angegeben wird und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend ist, besser verständlich werden. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines linearen Messgebers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet;
- 2 eine schematische Querschnittsansicht einer Messgeberskala des in 1 abgebildeten linearen Messgebers;
- 3 eine schematische Draufsicht der in 2 abgebildeten Messgeberskala;
- 4A bis 4C schematische Diagramme einer Erdungslasche, die an die in 2 abgebildete Messgeberskala angeschlossen ist (wobei 4A eine Vorderansicht ist, 4B eine Seitenansicht ist, und 4C eine Unteransicht ist);
- 5A bis 5D schematische Diagramme, die eine erste Hälfte eines Ablaufs des Herstellens und Anbringens der in 2 abgebildeten Messgeberskala abbilden;
- 6A bis 6D schematische Diagramme, die eine zweite Hälfte des Ablaufs des Herstellens und Anbringens der in 2 abgebildeten Messgeberskala abbilden;
- 7 ein schematische Diagramm, das ein Beispiel einer Messgeberskala gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet; und
- 8 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Messgeberskala gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird ein Beispiel einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Zuerst wird die gesamte Ausbildung eines Messgebers 100 beschrieben.
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der Messgeber 100 ist ein linearer Messgeber mit elektromagnetischer Induktion nach Art einer Baugruppe und umfasst einen Detektorkopf 110 und eine Messgeberskala 120, die in einer Messrichtung X relativ zum Detektorkopf 110 verlagert wird, wie in 1 abgebildet. Der Detektorkopf 110 wird von der Messgeberskala 120 getragen, und die Messgeberskala 120 wird von einem Trägerelement 118 getragen. Die Messgeberskala 120 und der Detektorkopf 110 sind jeweils an einem feststehenden Teil und einem beweglichen Teil, das sich relativ zu dem feststehenden Teil in einer Vorrichtung (einer Messvorrichtung oder einer Bearbeitungsvorrichtung), die nicht abgebildet ist, bewegt, angebracht. Das Trägerelement 118 verfügt über Leitfähigkeit und ist über das feststehende Teil der Vorrichtung an ein Bezugspotenzial angeschlossen, d.h. es ist geerdet. Der Messgeber 100 kann inkrementaler oder absoluter Art sein.
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen IR einen Bereich (Positionsdetektionsbereich), in dem eine Position in der Messgeberskala 120 von dem Detektorkopf 110 detektiert werden kann (In 2 und 3 gibt eine Position X5 ein Ende des Positionsdetektionsbereichs IR an). Das Bezugszeichen OR bezeichnet einen Bereich (Außer-Detektionsbereich), in dem eine Position auf der Messgeberskala 120 von dem Detektorkopf 110 nicht detektiert werden kann. Das Bezugszeichen MR bezeichnet einen Bereich (Lagerkontaktbereich), in dem die Messgeberskala 120 mit einem Lager, das in dem Detektorkopf 110 gebildet ist, in Kontakt kommen kann (In 2 und 3 gibt eine Position X4 ein Ende des Lagerkontaktbereichs MR an).
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Der Detektorkopf 110 wird von der Messgeberskala 120 getragen, so dass sie sich gegenüberliegen, mit mehreren Lagern (oder Rollen), die nicht abgebildet sind (mit einem gegenseitigen Abstand von beispielsweise 1 mm oder weniger), und so dass sie in der Messrichtung X bewegbar sind. Der Detektorkopf 110 umfasst eine Erregerspule und eine Detektionsspule, die nicht abgebildet sind. Der Detektorkopf 110 induziert einen induzierten Strom zu den Strukturschichten 126 der Messgeberskala 120 von der Erregerspule und detektiert den induzierten Strom unter Verwendung der Detektionsspule. Durch diese Ausbildung detektiert der Detektorkopf 110 die Position des Detektorkopfs 110 relativ zu der Messgeberskala 120.
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Die Messgeberskala 120 umfasst ein Glassubstrat 122, eine Klebeschicht 124, eine Strukturschicht 126 und eine Schutzschicht 128, wie in 2 und 3 abgebildet.
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Das Glassubstrat 122 ist ein Isoliersubstrat und weist eine rechteckige Quaderform auf, die Längsseiten in der Messrichtung X aufweist, wie in 2 und 3 abgebildet. Das Glassubstrat 122 ist aus normalem Glas gebildet, kann jedoch ein Glassubstrat sein (wozu ein Glaskeramiksubstrat gehört), das einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Das Glassubstrat 122 weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der niedriger als der von Metall ist. Das Glassubstrat 122 weist auch eine geringe Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit auf. Entsprechend ist es möglich, durch die Verwendung des Glassubstrats 122 zu verhindern, dass sich die Detektionsgenauigkeit mit einer Variation der Temperatur oder der Feuchtigkeit stark verändert.
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Wie in 2 und 3 abgebildet, ist die Klebeschicht 124 auf einer Oberfläche 122A der Detektorkopfseite gebildet. Wie in 3 abgebildet, ist die Klebeschicht 124 in nur einem Teil in der Y-Richtung gebildet und bedeckt nicht die gesamte Oberfläche 122A der Detektorkopfseite (die Klebeschicht ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt, sondern kann eine massive Struktur sein, welche die gesamte Oberfläche der Detektorkopfseite bedeckt). Die Klebeschicht 124 bedeckt jedoch das gesamte Glassubstrat 122 mit einer Detektionsbereich-Struktur 124B, die in dem Positionsdetektionsbereich IR vorliegt, und mit einer Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A, die sich von dem Positionsdetektionsbereich IR nach außen erstreckt und in dem Außer-Detektionsbereich OR in der Messrichtung X vorliegt (d.h. die Klebeschicht 124 umfasst die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A). Die Klebeschicht 124 weist eine konstante Dicke auf (beispielsweise 50 nm bis 100 nm) und verbindet alle Strukturschichten 126 elektrisch. Die Klebeschicht 124 ist eine leitfähige Metallfolie aus Cr, Ti, Mo, Ni oder dergleichen (die Klebeschicht ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt, sondern kann aus einer leitfähigen anorganischen Verbindung, wie etwa ITO, bestehen). Die Klebeschicht 124 weist eine gute Haftfähigkeit an dem Glassubstrat 122 auf und kann unter Verwendung eines Verfahrens zum Formen von Vakuumfolie, wie etwa Abscheiden oder Zerstäuben, gebildet werden.
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Wie in 2 und 3 abgebildet, sind die Strukturschichten 126 auf der oberen Oberfläche 124c der Klebeschicht 124 gebildet, um über die Breite der Position X5 des Endes des Positionsdetektionsbereichs IR zu gehen. Die Strukturschichten 126 sind beispielsweise mehrere im Wesentlichen rechteckige Spulen und sind in einer Form gebildet, die es dem Detektorkopf 110 ermöglicht, eine Position zu detektieren (ohne Einschränkung auf die rechteckige Form). Die Strukturschichten 126 sind aus einer leitfähigen Metallfolie (die aus Au oder Ag bestehen kann) aus Cu, Al oder dergleichen gebildet und weist eine Dicke von beispielsweise 200 nm bis 500 nm auf. Die Strukturschichten 126 können beispielsweise aus einer dünne Folie (mit einer Dicke von beispielsweise 10 nm bis 50 nm) unter Verwendung eines Verfahrens zum Formen von Vakuumfolie, wie etwa Abscheiden oder Zerstäuben, und durch Erhöhen der Dicke derselben unter Verwendung eines Verfahrens zum Formen von Nassfolie, wie etwa Galvanisieren, gebildet werden. Eine Metallsperrschicht (die aus Cr, Ti, Mo, Ni oder dergleichen gebildet sein kann) kann zwischen den Strukturschichten 126 und der Klebeschicht 124 gebildet sein, damit die Materialien derselben nicht gegenseitig diffundieren. Durch das Bilden der Metallsperrschicht ist es möglich, die Ausbildungen der Schichten länger zu bewahren.
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Die Dicke der Klebeschicht 124 wird beispielsweise auf 50 nm bis 100 nm eingestellt. Der spezifische elektrische Widerstand der Materialien derselben ist sehr unterschiedlich (beispielsweise ist das Verhältnis des spezifischen elektrischen Widerstands von Cu, das in den Strukturschichten 126 verwendet wird, zu Cr, das in der Klebeschicht 124 verwendet wird, im Wesentlichen 1/10). Entsprechend kann durch Optimieren der Klebeschicht 124 und der Strukturschichten 126 verhindert werden, dass der induzierte Strom, der in den Strukturschichten 126 induziert wird, die Klebeschicht 124 beeinträchtigt.
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Die Schutzschicht 128 ist eine isolierende Folie, die aus einem organischen Material, wie etwa einem Harz, und bis zu einer Position X2 gebildet ist, um mindestens die Klebeschicht 124 in dem Positionsdetektionsbereich IR und alle Strukturschichten 126 zu bedecken, wie in 2 und 3 abgebildet. Die Schutzschicht 128 ist nicht auf der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A zwischen der Position X0 und der Position X2 in einem Außer-Detektionsbereich OR gebildet (In 1 bedeckt die Schutzschicht 128 die Klebeschicht 124 und alle Strukturschichten 126 in einem Außer-Detektionsbereich OR). Da die Oberfläche der Schutzschicht 128 flach ist, ist es möglich, dauerhaft zu verhindern, dass die Strukturschichten 126 verfehlt werden oder dergleichen (ohne Einschränkung auf diese Ausbildung, sondern es kann in Abhängigkeit von dem Vorliegen der Strukturschichten eine Unebenheit auf der Oberfläche der Schutzschicht gebildet sein). Die Schutzschicht 128 kann durch Beschichten mit einem Rotationsbeschichter, einem Rollenbeschichter, einem Drucker oder dergleichen gebildet werden.
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Wie in 3 abgebildet, ist in dem Teil (einem Bereich von der Position X0 zu der Position X2) der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A, in dem die Schutzschicht 128 nicht gebildet ist, die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A elektrisch mit einem leitfähigen Element 130 verbunden. Das leitfähige Element 130 umfasst einen Aluminiumstreifen 131 und eine Erdungslasche (Halteelement) 136.
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Wie in 2 abgebildet, umfasst der Aluminiumstreifen 131 eine Aluminiumfolie (leitfähige dünne Folie) 132 und eine Klebefolie aus Harz 134, die einen leitfähigen Füllstoff auf ihrer unteren Oberfläche umfasst. Die Dicke des Aluminiumstreifens 131 reicht von 50 um bis 100 um. Der Aluminiumstreifen 131 ist von der Position X0 bis zu der Position X3 in der Messrichtung X gebildet, um die gesamte Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A, auf der die Schutzschicht 128 nicht gebildet ist, zu bedecken. Die Aluminiumfolie 132 wird dadurch elektrisch mit der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A verbunden, dass die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A in Kontakt mit dem leitfähigen Füllstoff der Klebefolie aus Harz 134 gebracht wird. Ruß, Kohlefaser, Graphit, Metallpulver (Au, Ag oder dergleichen), Metalloxid, Metallfaser, Kunstharz, das eine Oberfläche aufweist, die mit Metall beschichtet ist, Glasperlen oder dergleichen in Form von Flocken, Pulver oder Fasern können als leitfähiger Füllstoff verwendet werden.
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Wie in 4A bis 4C abgebildet, ist die Erdungslasche 136 ein metallisches Element, das in einer Form gebildet ist, die sich elastisch verformen kann, um das Glassubstrat 122 festzuklemmen, und ist als Einheitskörper aus einer korrosionsfesten Metallplatte, wie etwa Edelstahl, gebildet. Wie 4A bis 4C abgebildet, umfasst die Erdungslasche 136 einen Blockierungsabschnitt 136A, einen Halteabschnitt 136B, einen Blattfederabschnitt 136C und einen Verbindungsabschnitt 136D.
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Wie in 3 abgebildet, kommt der Blockierungsabschnitt 136A in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Glassubstrats 122, wenn das Glassubstrat 122 von dem Halteabschnitt 136B festgeklemmt wird, und beschränkt die Bewegung des Glassubstrats 122 nach oben. Der Halteabschnitt 136B ist an dem unteren Ende des Blockierungsabschnitts 136A gebildet.
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Wie in 4A bis 4C abgebildet, weist der Halteabschnitt 136B einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, der in der Lage ist, das Glassubstrat 122 von der Oberfläche 122A der Detektorkopfseite und der Rückseite derselben festzuklemmen (Bei der im Wesentlichen U-förmigen Form sind zwei Enden geringfügig geöffnet, und die Teile genau innerhalb der Enden nähern sich einander). Der Blattfederabschnitt 136C ist angeordnet, um sich schräg an dem unteren Ende des Halteabschnitts 136B zu erstrecken.
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Wie in 4A bis 4C abgebildet, ist der Blattfederabschnitt 136C ein Abschnitt, der dazu dient, den Verbindungsabschnitt 136D, der an dem unteren Ende des Blattfederabschnitts 136C gebildet ist, gegen das Trägerelement 118 zu drücken. Der Verbindungsabschnitt 136D weist eine Blattfederstruktur auf, die einen im Wesentlichen ^-förmigen Querschnitt aufweist und elektrisch mit dem Trägerelement 118 verbunden ist.
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Wie in 2 abgebildet, klemmt die Erdungslasche 136 den Aluminiumstreifen 131 und das Glassubstrat 122 zusammen, um den Aluminiumstreifen 131 (bzw. die Aluminiumfolie 132 desselben) gegen die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A zu drücken. Die Erdungslasche 136 ist über das Trägerelement 118 geerdet. Beispielsweise ist die Erdungslasche 136 nur in dem Außer-Detektionsbereich OR am rechten Ende der Messgeberskala 120 angeordnet, die in 1 abgebildet ist. D.h. die Messgeberskala 120 ist nur an einer Position durch die Erdungslasche 136 geerdet.
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Ein Ablauf der Herstellung und Anbringung der Messgeberskala 120 wird nachstehend hauptsächlich mit Bezug auf 5A bis 5D und 6A bis 6D beschrieben.
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Zuerst wird unter Verwendung eines Verfahrens zum Formen von Vakuumfolie, wie etwa Abscheiden oder Zerstäuben, eine einheitliche Klebeschicht 124 auf dem Glassubstrat 122 gebildet. Beispielsweise wird Cr als Material dafür verwendet.
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Dann wird eine einheitliche Funktionsschicht 125, die als Strukturschichten 126 dient, auf der Klebeschicht 124 gebildet. Nun wird die Funktionsschicht 125 durch Bilden einer dünnen Folie unter Verwendung eines Verfahrens zum Formen von Vakuumfolie, wie etwa Abscheiden oder Zerstäuben, und durch Erhöhen der Dicke derselben unter Verwendung eines Verfahrens zum Formen von Nassfolie, wie etwa Galvanisieren, gebildet. Beispielsweise wird Cu als Material dafür verwendet.
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Da dabei eine Cr-Metallfolie als Klebeschicht 124 zuerst auf dem Glassubstrat 122 gebildet wird, ist es möglich, die Haftstärke zwischen dem Glassubstrat 122 und der Klebeschicht 124 zu verstärken. Da verschiedene Metalle verwendet werden, jedoch die Cu-Metallfolie auf der Cr-Metallfolie unter Verwendung des gleichen Verfahrens zum Bilden von Vakuumfolie gebildet wird, ist es möglich, dass die Haftstärke zwischen der Klebeschicht 124 und der Cu-Metallfolie hoch bleibt. Da die Cu-Metallfolie unter Verwendung des anderen Verfahrens zum Formen von Folie mit dem gleichen Material Cu plattiert wird, ist es möglich, dass die Haftstärke zwischen der Cu-Metallfolie und der Cu-Plattierungsfolie hoch bleibt. D.h. es ist möglich, die Haftstärke zwischen dem Glassubstrat 122 und der Funktionsschicht 125, welche die Cu-Metallfolie und die Cu-Plattierungsfolie umfasst, zu verstärken. Die Funktionsschicht ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt, sondern die Funktionsschicht kann unter Verwendung von thermischem Spritzen oder Drucken oder dergleichen gebildet werden.
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Wie in 5A abgebildet, wird dann eine einheitliche Resist-Schicht RL auf der Funktionsschicht 125 unter Verwendung eines Rotationsbeschichters, eines Rollenbeschichters oder dergleichen gebildet.
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Wie in 5B abgebildet, wird dann die Resist-Schicht RL in einer Maskenform gebildet, um die Strukturschichten 126 unter Verwendung eines Lithographieverfahrens oder dergleichen zu bilden.
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Wie in 5C abgebildet, wird dann die Funktionsschicht 125 in einem Bereich, der nicht mit der Resist-Schicht RL, die in der Maskenform gebildet ist, maskiert ist, unter Verwendung eines Trockenätzverfahrens oder eines Nassätzverfahrens entfernt, um die Strukturschichten 126 zu bilden. Die Strukturschichten 126 weisen eine Form auf, die es dem Detektorkopf 110 ermöglicht, eine Position zu detektieren. Zu diesem Zeitpunkt wird die Klebeschicht 124 nicht geätzt, sondern bleibt in einer einheitlichen Dicke. Entsprechend sind alle Strukturschichten 126 durch die Klebeschicht 124 elektrisch verbunden.
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Wie in 5D abgebildet, wird dann die Resist-Schicht RL, die in der Maskenform gebildet ist, entfernt.
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Wie in 6A abgebildet, wird dann die isolierende Schutzschicht 128 in der Breite über den Positionsdetektionsbereich IR des Detektorkopfes 110 gebildet. Die Schutzschicht 128 kann dadurch gebildet werden, dass ein Teils der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A im Voraus ausgeschlossen wird und ein Auftragen, wie etwa Drucken, erfolgt. Alternativ kann die Schutzschicht 128 auf der gesamten Oberfläche des Glassubstrats 122 gebildet werden, wozu der Teil der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A gehört, und die Schutzschicht 128 des Teils der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A kann später entfernt werden.
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Dann wird, wie in 6B abgebildet, der Aluminiumstreifen 131 gebondet, um die gesamte Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A zu bedecken, die nicht mit der Schutzschicht 128 bedeckt sondern freigelegt ist.
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Wie in 6C abgebildet, wird dann der Teil des Glassubstrats 122, der mit dem Aluminiumstreifen 131 gebondet ist, mit der Erdungslasche 136 festgeklemmt.
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Wie in 6D abgebildet, wird dann die Erdungslasche 136 mit dem Trägerelement 118 zum Erden verbunden. D.h. die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A wird über den Aluminiumstreifen 131 und die Erdungslasche 136, die das leitfähige Element 130 sind, geerdet.
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Wie zuvor beschrieben, da gemäß dieser Ausführungsform die Klebeschicht 124 nur eine einheitliche Schicht ist, ist kein Schritt des Ätzens zum Herstellen der Klebeschicht 124 in der gleichen Form wie die Strukturschichten 126 notwendig. Zudem ist es notwendig, eine Erdungsstruktur auf der Messgeberskala 120 neu zu bilden. Entsprechend ist es möglich zu verhindern, dass sich die Anzahl der Schritte zum Herstellen und Anbringen der Messgeberskala 120 erhöht.
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Bei dieser Ausführungsform werden die Klebeschicht 124 und die Strukturschichten 126 auf dem Glassubstrat 122 gebildet. Entsprechend kann die Klebeschicht 124 unter Verwendung eines optimalen Materials zum Bewahren der Haftstärke zwischen dem Glassubstrat 122 und den Strukturschichten 126 mit einer optimalen Dicke gebildet werden. Zudem können die Strukturschichten 126 unter Verwendung eines optimalen Materials mit einer optimalen Dicke gebildet werden, um es dem Detektorkopf 110 zu ermöglichen, eine Position zu detektieren. D.h. da die Klebeschicht 124 und die Strukturschichten 126 gebildet werden, ist es möglich, die Funktionen für die Messgeberskala 120 frei zu optimieren. Entsprechend ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Haftfähigkeit der Strukturschichten 126 an dem Glassubstrat 122 zu verbessern und die Strukturschichten 126 optimal für die Detektion auszubilden. Da bei dieser Ausführungsform alle Strukturschichten 126 von der einheitlichen Klebeschicht 124 getragen werden, ist es möglich zu verhindern, dass ein Teil der Strukturschichten 126 verfehlt wird.
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Bei dieser Ausführungsform verbindet die Klebeschicht 124 alle Strukturschichten 126 elektrisch und erdet sie, unabhängig von den Strukturformen der Strukturschichten 126. Entsprechend ist es möglich, beispielsweise selbst wenn statische Elektrizität auf Grund des Kontakts des Detektorkopfes 110 mit einem Lager generiert wird, die statische Elektrizität aus den Strukturschichten 126 abzulassen und das Vorkommen einer Entladung oder dergleichen zwischen dem Detektorkopf 110 und den Strukturschichten zu verhindern.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Schutzschicht 128 gebildet, um die Klebeschicht 124 und alle Strukturschichten 126 in dem Positionsdetektionsbereich IR zu bedecken. Entsprechend ist es möglich, Korrosion, wie etwa Rost, der Klebeschicht 124 und der Strukturschichten 126 zu verhindern. D.h. es ist möglich, die Messgeberskala 120 zu altern und eine hohe Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse sicherzustellen. Ohne Einschränkung auf diese Ausbildung kann die Schutzschicht gebildet sein, um nur einen Teil der Klebeschicht oder der Strukturschichten in dem Positionsdetektionsbereich IR zu bedecken, oder die Schutzschicht kann gar nicht gebildet sein.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Aluminiumstreifen 131 gebildet, um die gesamte Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A zu bedecken, auf der die Schutzschicht 128 nicht gebildet ist. Entsprechend ist es möglich, die Korrosion der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A zu reduzieren und eine höhere Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse zu erreichen. Ohne Einschränkung auf diese Ausbildung kann der Aluminiumstreifen gebildet sein, um nur einen Teil der Außer-Detektionsbereich-Struktur zu bedecken, auf der die Schutzschicht nicht gebildet ist, oder kann die Außer-Detektionsbereich-Struktur nicht bedecken, in der die Schutzschicht nicht gebildet ist. Das Bedecken kann mit einem leitfähigen Klebstoff, wie etwa leitfähigem Silizium, oder einem anderen leitfähigen Element anstelle des Aluminiumstreifens erfolgen.
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Bei dieser Ausführungsform umfasst das leitfähige Element 130 den Aluminiumstreifen 131, der die Aluminiumfolie 132 und die Klebefolie aus Harz 134 umfasst, die den leitfähige Füllstoff auf ihrer unteren Oberfläche umfasst. Der Aluminiumstreifen 131 umfasst eine passive Beschichtung auf seiner Oberfläche. Entsprechend ist es möglich, die Korrosion der Aluminiumfolie 132 selber zu verhindern. Die Aluminiumfolie 132 ist über den leitfähigen Füllstoff der Klebefolie aus Harz 134 elektrisch mit der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A verbunden. Die Aluminiumfolie 132 selber weist eine hohe Verformbarkeit auf und die Klebefolie aus Harz 134 ist zwischen der Aluminiumfolie 132 und der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A eingeschoben. Entsprechend ist es möglich zu verhindern, dass sich ein Zwischenraum zwischen der Aluminiumfolie 132 und der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A bildet und darin Feuchtigkeit oder dergleichen eindringt. Zudem sind die Aluminiumfolie 132 und die Klebeschicht 124 nicht direkt elektrisch miteinander verbunden. Entsprechend ist es möglich, das Vorkommen von elektrischer Korrosion basierend auf der Ionisationstendenz oder dergleichen zu vermeiden. Folglich ist es möglich zu verhindern, dass die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A oder die Strukturschichten 126 auf Grund der elektrischen Korrosion verfehlt werden, was einen Fehler bei der Positionsdetektion verursachen kann.
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Ohne Einschränkung auf diese Ausbildung kann das leitfähige Element eine Aluminiumfolie umfassen, welche die Klebefolie aus Harz in dem Aluminiumstreifen nicht umfasst (es kann ein Cu-Folie verwendet werden). Alternativ kann eine leitfähige anorganische Verbindungsfolie aus ITO oder dergleichen anstelle der Aluminiumfolie verwendet werden. In diesem Fall können die Folie und die Außer-Detektionsbereich-Struktur mit einer Presskraft der Erdungslasche elektrisch verbunden werden. Alternativ kann die Erdungslasche direkt elektrisch mit der Außer-Detektionsbereich-Struktur verbunden werden. Alternativ kann die Erdungslasche nicht verwendet werden, sondern das leitfähige Element kann nur einen beschichteten Draht, ein Drahtgeflecht oder dergleichen umfassen. Alternativ kann das leitfähige Element nur einen leitfähigen Klebstoff, wie etwa leitfähiges Silizium, oder ein anderes leitfähiges Element umfassen.
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Bei dieser Ausführungsform umfasst das leitfähige Element 130 die Erdungslasche 136. Die Erdungslasche 136 klemmt die Aluminiumfolie 132 und das Glassubstrat 122 fest, um die Aluminiumfolie 132 gegen die Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A zu drücken. Entsprechend kann die elektrische Verbindung zwischen der Außer-Detektionsbereich-Struktur 124A und dem Aluminiumstreifen 131 weiter stabilisiert werden. Zudem ist ein müheloses Anbringen und Abnehmen der Messgeberskala 120 an bzw. von dem Trägerelement 118 möglich, während die Messgeberskala 120 ausreichend geerdet wird. Die Erdungslasche 126 kann auch ohne Weiteres ersetzt werden. Ohne Einschränkung auf diese Ausbildung kann die Erdungslasche eine andere Form als die in 4A bis 4C abgebildeten Formen aufweisen.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Messgeberskala 120 an nur einer Position geerdet. Entsprechend ist es möglich zu verhindern, dass die Messgeberskala 120 einen elektrischen Kreis bildet, d.h. eine Ausbildung wie eine „Antenne“. D.h. es ist möglich zu verhindern, dass elektrisches Rauschen an die Messgeberskala 120 übertragen wird. Ohne Einschränkung auf diese Ausbildung kann die Messgeberskala an mehreren Positionen geerdet werden. In diesem Fall ist es möglich, das Rauschen unter Verwendung eines Filters oder dergleichen dabei zu reduzieren.
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D.h. bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dauerhaft ein Phänomen zu beheben, bei dem sich die Messgeberskala 120 mit statischer Elektrizität auflädt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung zuvor in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform eingeschränkt. D.h. die vorliegende Erfindung kann von der Bauform her verbessert und geändert werden, ohne den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Beispielsweise ist der Messgeber 100 in der ersten Ausführungsform ein linearer Messgeber von der Art mit elektromagnetischer Induktion, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt. Beispielsweise kann der Messgeber nur einen photoelektrischen Messgeber umfassen oder kann sowohl einen photoelektrischen Messgeber als auch einen Messgeber von der Art mit elektromagnetischer Induktion umfassen. Wenn der Messgeber einen photoelektrischen Messgeber umfasst, können beispielsweise Materialien, die einen anderen Reflexionsfaktor aufweisen, und andere Verfahren zum Formen von Folie für die Klebeschicht und die Strukturschichten verwendet werden (beispielsweise kann ein hoher Reflexionsfaktor von Al gegenüber Cu, Ti oder Cr verwendet werden, oder ein transparentes Material, wie etwa ITO, wird als Klebeschicht verwendet). Alternativ, wie in der zweiten Ausführungsform aus 7 abgebildet, können entfernte Strukturen 224A, in denen eine Klebeschicht 224 teilweise entfernt ist, zwischen den Strukturschichten 226 gebildet werden, um den Reflexionsfaktor zu erhöhen. Wenn der Messgeber einen photoelektrischen Messgeber umfasst, wird es bevorzugt, dass die Schutzschicht aus einem transparenten Material gebildet wird. Wenn der Messgeber einen photoelektrischen Messgeber umfasst, ist es auf somit möglich, einen Betriebsausfall des Messgebers auf Grund des Anhaftens von Staub oder Teilchen basierend auf der statischen Elektrizität zu verhindern und dabei eine Entladung der statischen Elektrizität zu verhindern. Der Messgeber kann ein Drehgeber sein und die Messgeberskala kann eine Scheibe sein, oder der Messgeber kann zylindrisch sein und die Messgeberskala kann zylindrisch sein.
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Bei der ersten Ausführungsform wird das Glassubstrat 122 als Isoliersubstrat verwendet, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt. Beispielsweise kann das Isoliersubstrat eine Platte sein, auf der Schaltungsbauteile montiert werden, wie etwa ein Glas-Epoxid-Substrat oder ein Keramiksubstrat, oder kann ein Substrat sein, das ein Si-Substrat als Grundlage verwendet und von dem nur eine Oberfläche einem Isolierprozess unterzogen wird. Alternativ kann ein Saphirsubstrat oder ein Quarzsubstrat verwendet werden.
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Bei der ersten Ausführungsform ist der Messgeber 100 nach Art einer Baugruppe, ein Lager ist in dem Detektorkopf 110 installiert, und das Lager kommt in Kontakt mit der Messgeberskala 120, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt. Beispielsweise kann der Messgeber ein getrenntes Modell sein, bei dem der Messgeber in den Detektorkopf und die Messgeberskala getrennt wird. In diesem Fall umfasst der Detektorkopf kein Lager, der Detektorkopf wird von einem beweglichen Teil einer Vorrichtung getragen, und die Messgeberskala wird von einem feststehenden Teil der Vorrichtung getragen. Der Detektorkopf und die Messgeberskala liegen einander kontaktlos mit einem kleinen Zwischenraum (beispielsweise 100 um oder weniger) gegenüber. Die elektrostatische Gegenmaßnahme ist sehr effektiv, weil das Lager in Kontakt kommen kann und die Möglichkeit besteht, dass statische Elektrizität generiert wird, je nach der Abstandsbeziehung zwischen dem Detektorkopf und der Messgeberskala, einer Gebrauchsumgebung des Messgebers (hohe oder niedrige Temperatur und Feuchtigkeit, viel oder wenig Staub oder Teilchen) oder dergleichen.
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Bei der ersten Ausführungsform trägt das Trägerelement 118 die Messgeberskala 120 direkt, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt. Beispielsweise kann die Messgeberskala direkt an einem feststehenden Teil einer Vorrichtung unter Verwendung eines Anbringungselements oder dergleichen (wozu ein Klebstoff gehört) angebracht sein, oder die Messgeberskala kann an ein Bezugspotenzial der Vorrichtung angeschlossen sein, d.h. sie kann geerdet sein.
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Bei der ersten Ausführungsform sind die Klebeschicht 124 und die Strukturschicht 126 auf der Oberfläche 122A der Detektorkopfseite des Glassubstrats 122 gebildet, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt. Beispielsweise können die Klebeschicht und die Strukturschichten auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Detektorkopfseite (Rückseite) des Glassubstrats gebildet sein. Wenn das Glassubstrat sehr dünn ist, können vorteilhafte Effekte ähnlich wie die bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
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Bei der ersten Ausführungsform umfasst das leitfähige Element 120 die Erdungslasche 136, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Ausbildung, die bei einer dritten Ausführungsform aus 8 abgebildet ist, verwendet werden. Bei der dritten Ausführungsform wird ein leitfähiges elastisches Element 338 anstelle der Erdungslasche zwischen einem Metallelement, wie etwa einem Aluminiumrahmen, der das Trägerelement bildet, und dem Glassubstrat angeordnet. Beispielsweise kann ein leitfähiges Harz, Elastomer oder eine Durchkontaktierung als elastisches Element 338 verwendet werden. In diesem Fall ist das elastische Element 338 zwischen einem Glassubstrat 322 und dem Trägerelement angeordnet, um die Aluminiumfolie 332 gegen eine Außer-Detektionsbereich-Struktur 324A zu drücken. Entsprechend kann das elastische Element 338 eine einheitliche Druckkraft auf die Aluminiumfolie 332 ausüben, wobei die Oberfläche dem Glassubstrat 322 zugewandt ist. D.h. bei dieser Ausführungsform können die gleichen Betriebsvorteile erzielt werden, die ähnlich wie die der ersten Ausführungsform sind, wobei es ebenfalls möglich ist, die elektrische Verbindung der Außer-Detektionsbereich-Struktur 324A mit dem Aluminiumstreifen 331 weiter zu stabilisieren. Die Erdungslasche kann kombiniert werden, und die Erdungslasche kann nur das elastische Element oder das Glassubstrat und das elastische Element zusammen festklemmen.
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Die vorliegende Erfindung ist weitgehend auf isolierende Messgeberskalen, die relativ zu einem Detektorkopf verlagert werden, anzuwenden.
