JP2005055181A - Displacement measuring instrument - Google Patents

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JP2005055181A
JP2005055181A JP2003205297A JP2003205297A JP2005055181A JP 2005055181 A JP2005055181 A JP 2005055181A JP 2003205297 A JP2003205297 A JP 2003205297A JP 2003205297 A JP2003205297 A JP 2003205297A JP 2005055181 A JP2005055181 A JP 2005055181A
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JP
Japan
Prior art keywords
encoder pattern
displacement measuring
measuring instrument
main scale
glass substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003205297A
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Japanese (ja)
Inventor
Fujio Maeda
不二雄 前田
哲人 ▲高▼橋
Tetsuto Takahashi
Masahiko Togashi
理彦 冨樫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement measuring instrument for simultaneously solving first and second problems, that is, a displacement measuring instrument for performing accurate measurement at all times without being affected by temperature change, cutting a waste of material, and easily forming an encoder pattern. <P>SOLUTION: This displacement measuring instrument 10 is equipped with a main scale 11 and a detection head 13 making relative movement to each other. The main scale 11 is formed out of a glass substrate 12. The encoder pattern 15 is formed on the glass substrate 12 by printing using a conductive paste compound for detecting the amount of relative displacement between the main scale 11 and the detection head 13 as an electric signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メインスケールと検出ヘッドとの相対移動量を測定する変位測定器に関する。
【0002】
【背景技術】
従来、互いに相対移動するメインスケールと検出ヘッドとを備えた静電容量式変位測定器が知られている(例えば、特許文献1)。
この従来の静電容量式変位測定器では、メインスケールに絶縁性のガラスエポキシ基板が用いられ、このガラスエポキシ基板上に、検出ヘッドとの協働により両者の相対移動量を静電容量に基づく電気信号として検出するエンコーダパターンが形成されている。
このエンコーダパターンの作成にあたっては、リソグラフィによる方法が用いられている。この方法では、まず、メインスケール表面に、例えばCu(銅)を蒸着、または、銅薄膜貼り合わせ等して薄膜の電極体を形成し、その上にレジストを塗布している。そして、エンコーダパターンを有するマスクを重ねた後、レジストを露光し、現像した後、所定のエンコーダパターンが残るようにその周りをエッチングすることにより形成されている。なお、レジストを露光する露光手段としては、光(紫外光、遠紫外光)、電子ビーム、X線等が用いられている。
前記エンコーダパターンの一例としては、例えば、図6に示すような配線状のものがある。このエンコーダパターン60は、2つのループ部61,62を結合ループ63で結合して形成されている。
【0003】
ところで、この種の静電容量式変位測定器は、工場等の高温、高湿な環境下、工作機械の切削液(クーラント)がかかる中で用いられることが多い。そのため、銅箔でエンコーダパターンを形成した場合、そのエンコーダパターンが表面に露出しているので腐食してしまうという問題がある。そこで、従来では、例えば、液状のUV硬化樹脂をエンコーダパターン上に塗布してエンコーダパターンを保護するとともに、その上に、さらに表面保護用のカバーをしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−307802号公報。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の静電容量式変位測定器では、次のような課題があった。
第1は、メインスケールに絶縁性のガラスエポキシ基板が用いられていたため、温度変化の影響を受けやすく、工場等の環境下では、高精度な測定が期待できない。
第2は、エンコーダパターンがリソグラフィによる方法で形成されていたため、経済的に有利な製造が困難である。つまり、前記リソグラフィによるエンコーダパターンの作成では、レジストの塗布工程、光等によるレジストの露光工程、その後の現像工程、そしてエッチング工程と、多くの作業工程が必要となり、面倒で、エンコーダパターンの作成終了までに多くの手間、時間がかかるという問題が生じている。また、銅箔でエンコーダパターンを形成する場合、パターン以外の部位をエッチングするため、材料の無駄が生じている。パターンが、特に、例えば、前記配線状のものである場合には、エッチングする部位の面積が多いので、エッチング仕上げに多くの時間がかかるとともに、材料の無駄になる部分が多いという問題もある。
なお、第1の課題に対して、メインスケールを、温度変化の影響が少ない材料、例えば、ガラスで形成することが考えられるが、ガラスに薄膜の電極体を作るためにCu(銅)を蒸着することが困難であるため、従来では、リソグラフィによる方法に頼らざるを得ない実情がある。
【0006】
第3は、エンコーダパターンの腐食防止として、液状のUV樹脂をエンコーダパターン上に塗布した後、さらにカバーを被せて表面保護を行っているので、塗布作業やカバー取り付け作業等、多くの手間がかかる。その上、メインスケールが長尺である場合、そのメインスケールの全長にわたって液状のUV硬化樹脂を塗布しなければならないが、全長にわたって均一に塗布することは困難であり、部分的に気泡が生じたり、塗布されていない部分が生じたりする。その結果、それらの部分から腐食が始まり、精密な測定が妨げられるおそれがあるとともに、測長スケールの寿命が短くなる。
【0007】
本発明の一つの目的は、前述した第1、第2の課題を同時に解決できる変位測定器、つまり、温度変化に影響されることなく常に精密な測定が可能となるとともに、材料の無駄を省くことができ、かつエンコーダパターンを容易に形成できる変位測定器を提供することである。
【0008】
本発明の他の目的は、エンコーダパターンを確実に保護でき、長寿命化を図れる変位測定器を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の変位測定器は、互いに相対移動するメインスケールと検出ヘッドとを備えて構成された変位測定器において、前記メインスケールはガラス基板で形成され、前記検出ヘッドとの協働により前記メインスケールと検出ヘッドとの相対変位量を電気信号として検出するためのエンコーダパターンが、導電性のペースト剤を用いた印刷により前記ガラス基板に形成されていることを特徴とするものである。
【0010】
このような構成によれば、メインスケールはガラス基板で形成されているので、測定時の温度変化に影響されることなく常に精密な測定が可能となる。また、エンコーダパターンが導電性のペースト剤を用いた印刷によりメインスケールに形成されるので、ペースト剤を必要な部分にのみ、つまり、エンコーダパターンの部位にのみ用いればよいので、材料の無駄をなくすことができる。さらに、エンコーダパターンを、印刷によりメインスケールに形成することができるので、リソグラフィで作成する際の、銅箔の蒸着やエッチング作業等の面倒な手間が省け、エンコーダパターンを容易に形成することができる。
【0011】
以上の本発明において、変位測定器としては、エンコーダパターンから、メインスケールと検出ヘッドとの相対変位量を静電容量に基づく電気信号として検出する静電容量式変位測定器、または誘導電流に基づく電気信号として検出する電磁誘導式変位測定器が適用される。
【0012】
請求項2に記載の測長スケールは、請求項1に記載の測長スケールにおいて、前記エンコーダパターンは、スクリーン印刷により形成されていることを特徴とするものである。
【0013】
このような構成によれば、スクリーン印刷に用いるスクリーンに乳剤を塗布し、エンコーダパターンのマスクをその乳剤に当てて、露光し、かつ現像した後、乳剤が洗われてできたエンコーダパターンに該当する孔部分にペースト剤を充填すればよいので、簡単な装置によって、少ない手間で容易にエンコーダパターンの印刷を行うことができる。
また、孔部分にのみペースト剤を充填すればエンコーダパターンを形成できるので、材料の無駄使いを防止できる。
【0014】
請求項3に記載の変位測定器は、請求項1に記載の変位測定器において、前記エンコーダパターンは、ノズル先端から前記ペースト剤を射出する描画装置により形成されていることを特徴とするものである。
【0015】
このような構成によれば、ノズルを制御しながらエンコーダパターンに沿ってペースト剤を射出すればよいので、少ない手間で、確実かつ容易にエンコーダパターンの印刷を行うことができるとともに、材料の無駄使いを防止できる。
【0016】
請求項4に記載の測長スケールは、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の変位測定器において、前記ペースト剤は、銀ペーストであることを特徴とするものである。
【0017】
このような構成によれば、銀は電気抵抗率が低いので、このような銀をペースト剤として使用することで、エンコーダパターンの信号強度を上げることができ、測長スケールの測定性能の向上を図ることができる。
【0018】
請求項5に記載の変位測定器は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の変位測定器において、前記エンコーダパターンが印刷された前記メインスケールの表面全面はUV硬化シート部材で覆われ、このUV硬化シート部材は、フィルム状樹脂の片面にUV硬化樹脂を塗布して一体形成されていることを特徴とするものである。
【0019】
このような構成によれば、エンコーダパターンを保護するには、エンコーダパターンの表面全面をUV硬化シート部材で覆えばよいので、測長スケールが長尺であってもばらつきを生じることなく容易に覆うことができ、エンコーダパターンを確実に保護することができて、メインスケール、ひいては変位測定器の長寿命化を図ることができる。
また、エンコーダパターンを保護するには、エンコーダパターンの表面全面をUV硬化シート部材で覆えばよいので、従来の表面保護で行っていた液状のUV硬化樹脂をエンコーダパターン上に塗布した後、さらにカバーを被せる手間等の、多くの手間がかからなくてすみ、エンコーダパターンの保護を容易に行うことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1には、変位測定器10の概略構成が示されている。この変位測定器10は、メインスケール11と検出ヘッド13とを備えて構成され、電磁誘導式変位測定器とされている。
メインスケール11は、所定板厚のガラス基板12で形成されている。このガラス基板12の検出ヘッド13と対向する表面には、エンコーダーパターン15が印刷されている。このエンコーダーパターン15は、検出ヘッド13との協働によりメインスケール11と検出ヘッド13との相対変位量を誘導電流に基づいて電気信号として検出するためのものである。
そして、エンコーダーパターン15は、例えば、前述した図6に示すような配線状のエンコーダーパターン60と同じような配線状のパターンとされ、本第1実施形態ではスクリーン印刷によって形成されるようになっている。
また、検出ヘッド13は、メインスケール11に対して相対移動できるようになっている。
【0021】
配線状のエンコーダーパターン15の印刷は、前述のようにスクリーン印刷によって、図2(A)〜(D)、および図3(A)〜(C)に示すように行われている。
すなわち、スクリーン印刷を行うには、スクリーン版枠20を用いて行われる。このスクリーン版枠20は、図2(A)に示すように、前記ガラス基板12を覆える大きさの枠体21にスクリーン22を張り付けて形成され、このスクリーン22には乳剤23が塗布されている。
【0022】
このようなスクリーン版枠20に対して、図2(B)に示すように、前記エンコーダーパターン15が記されたマスク25が、予め製作されている。このマスク25を、図2(C)に示すように、スクリーン版枠20の乳剤23上に重ねた後、マスク25側から光を当てて焼き付けを行うと、エンコーダーパターン15以外の部位の乳剤23Aが硬化する。次いで、現像を行うと、図2(D)に示すように、硬化した部位の乳剤23Aが残るとともに、エンコーダーパターン15の部位の乳剤23が洗い流されて、エンコーダーパターン15の形状に沿った孔部23Bが形成される。
【0023】
以上のように形成されたスクリーン版枠20を用いて前記ガラス基板12に印刷を行うには、図3(A)に示すように、スクリーン版枠20をガラス基板12の表面に押し当てておいて、スクイージ27を摺動させることにより、低抵抗率の銀ペースト30を塗りつぶす。この際、銀ペースト30は、硬化して残った乳剤23Aに囲まれた部位、つまり、エンコーダーパターン15の形状に沿った孔部23Bを埋め尽くし、完全に作業が終了した時点で、図3(B)に示すように、スクリーン版枠20を取り外せば、ガラス基板12の表面にエンコーダーパターン15のみが残る。
その後、エンコーダーパターン15を乾燥させてメインスケール11の作成を完了する。
【0024】
次いで、図3(C)に示すように、PET(ポリエチレンテレクタラート)等のフィルム状樹脂32の片面に、UV硬化(紫外線硬化)樹脂33を塗布して形成されたUV硬化シート部材31でガラス基板12の表面全面を覆い、エンコーダーパターン15を保護する。
UV硬化シート部材31の取り付けは、図4に示すように、メインスケール11の長さに対応して形成されたUV硬化シート部材31の裏面に、エンコーダーパターン15が完全に覆われるように張り付ければよい。
【0025】
以上のような構成のスケールによれば、次のような効果がある。
(1) メインスケール11はガラス基板12で形成されているので、測定時の温度変化に影響されることなく常に精密な測定が可能となる。
(2) エンコーダパターン15が導電性のペースト剤30を用いた印刷によりメインスケール11に形成されるので、ペースト剤30を必要な部分にのみ、つまり、エンコーダパターン15の部位にのみ用いればよいので、材料の無駄をなくすことができる。
【0026】
(3) エンコーダパターン15を、印刷によりメインスケール11に形成することができるので、エンコーダパターンをリソグラフィで作成する際の、銅箔の蒸着やエッチング作業等の面倒な手間が省け、その結果、エンコーダパターン15を容易に形成することができる。
【0027】
(4) エンコーダパターン15の印刷はスクリーン印刷により行われており、スクリーン22に乳剤23を塗布し、エンコーダパターン15のマスク25をそのスクリーン22に当てて、露光し、かつ現像された後、乳剤23が洗われてできたエンコーダパターン15に該当する孔部23Bに銀ペースト30を充填すればよいので、簡単な装置で容易にエンコーダパターン15の印刷を行うことができる。その上、銀ペースト30を必要な部分にのみ、つまり、エンコーダパターン15に沿った孔部23Bにのみ充填させればよいので、材料の無駄をなくすことができる。
【0028】
(5) エンコーダパターン15を保護するには、当該エンコーダパターン15の表面全面をUV硬化シート部材31で覆えばよいので、変位測定器10が長尺であっても容易に覆うことができる。その結果、エンコーダパターン15の保護を確実に保護することができ、メインスケール11、ひいては変位測定器10の長寿命化を図ることができる。
【0029】
(6) エンコーダパターン15を保護するには、エンコーダパターン15の表面全面をUV硬化シート部材31で覆えばよいので、従来の表面保護で行っていた、液状のUV樹脂をエンコーダパターン上に塗布した後、さらにカバーを被せる等の、多くの手間がかからなくてすみ、エンコーダパターン15の保護を容易に行うことができる。
【0030】
(7) ペースト剤として銀ペースト30が使用されており、銀は電気抵抗率が低いので、このような銀をペースト剤として使用することで、エンコーダパターン15の信号強度を上げることができ、変位測定器10の測定性能の向上を図ることができる。
【0031】
次に、図5に基づいて本発明の印刷の第2実施形態を説明する。
前記第1実施形態でのエンコーダパターン15の印刷は、スクリーン印刷によって行われていたが、本第2実施形態では、印刷機40によって行うものである。
すなわち、印刷機40は、回転可能な版胴41と、この版胴41と接触するとともに、互いに反対方向に回転するゴム胴42と、このゴム胴42との間に前記ガラス基板12を挟み込んで、当該ガラス基板12をゴム胴42側に押圧する圧胴43とを備えて構成されている。
【0032】
版胴41は、例えば、前記エンコーダパターン15が形成された版板を巻き付けて構成されている。また、ゴム胴42には、版胴41が押し付けられて版板のエンコーダパターン15が転写されるようになっている。そして、そのエンコーダパターン15がガラス基板12に転写される。
圧胴43は、ゴム胴42との間でガラス基板12を回転可能に挟み込み、かつ、押圧して、ガラス基板12をゴム胴42側に押圧するようになっている。
【0033】
以上のような印刷機40により、ガラス基板12にエンコーダパターン15を印刷するには、版胴41の版板のエンコーダパターン15に銀ペースト30を付着させ、版胴41の回転によりエンコーダパターン15が版胴41からゴム胴42に転写され、ゴム胴42から、当該ゴム胴42と圧胴43との間に配置されているガラス基板12に転写される。
その後、ガラス基板12を取り外して、エンコーダパターン15を乾燥させ、そのガラス基板12に前記UV硬化シート部材31を張り付ける。そして、このようなガラス基板12をメインスケール11として使用する。
【0034】
以上のように構成された第2実施形態によれば、前記(1)〜(3) 、(5) 〜(7) と同様の効果の他、次のような効果がある。
(8) ガラス基板12を、ゴム胴42と圧胴43との間に挟み込むとともに、各胴41〜43の回転でガラス基板12にエンコーダパターン15を印刷できるので、多数のガラス基板に、連続して、かつ短時間で容易にエンコーダパターン15を印刷することができる。
【0035】
なお、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加え得ることはもちろんである。
例えば、前記第1実施形態では、エンコーダパターンは、スクリーン印刷により印刷され、第2実施形態では印刷機40により印刷されているが、これに限るものではない。銀ペースト30を用いてエンコーダパターンを印刷できるものであれば、インクジェット方式等のように、ノズル先端からペースト剤を射出する描画装置により形成してもよい。
【0036】
また、前記各実施形態では、検出ヘッド13がメインスケール11に対して相対移動できるようになっているが、これに限らず、メインスケール11が検出ヘッド13に対して相対移動できるように構成してもよい。
【0037】
さらに、前記各実施形態では、エンコーダパターン15としては、配線状に形成されたものが使用されているが、これに限らず、どのような形状でもよい。
また、前記各実施形態では、ペースト剤として、導電性に優れかつ低抵抗率の銀ペースト30が使用されているが、銀ペースト30と同様の性能を有するものであれば、他のペースト剤を使用してもよい。
【0038】
また、前記各実施形態における変位測定器10は、エンコーダーパターン15から、メインスケール11と検出ヘッド13との相対変位量を誘導電流に基づく電気信号として検出する電磁誘導式変位測定器であったが、これに限らず、前記エンコーダーパターン15とは異なるタイプのエンコーダーパターンを使用し、このエンコーダーパターンから、メインスケール11と検出ヘッド13との相対変位量を静電容量に基づく電気信号として検出する静電容量式変位測定器に適用してもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の変位測定器によれば、メインスケールはガラス基板で形成されているので、測定時の温度変化に影響されることなく常に精密な測定が可能となる。
また、エンコーダパターンが導電性のペースト剤を用いた印刷によりメインスケールに形成されるので、ペースト剤を必要な部分にのみ、つまり、エンコーダパターンの部位にのみ用いればよいので、材料の無駄をなくすことができる。
さらに、エンコーダパターンを、印刷によりメインスケールに形成することができるので、リソグラフィで作成する際の、銅箔の蒸着やエッチング作業等の面倒な手間が省け、エンコーダパターンを容易に形成することができる。
【0040】
また、本発明の変位測定器によれば、エンコーダパターンを保護するには、エンコーダパターンの表面全面をUV硬化シート部材で覆えばよいので、測長スケールが長尺であってもばらつきを生じることなく容易に覆うことができ、エンコーダパターンを確実に保護することができて、メインスケール、ひいては変位測定器の長寿命化を図ることができる。
また、エンコーダパターンを保護するには、エンコーダパターンの表面全面をUV硬化シート部材で覆えばよいので、従来の表面保護で行っていた液状のUV硬化樹脂をエンコーダパターン上に塗布した後、さらにカバーを被せる手間等の、多くの手間がかからなくてすみ、エンコーダパターンの保護を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の変位測定器を示す概略図である。
【図2】前記実施形態に使用されるスクリーン印刷の手順を示し、印刷に移行する前の段階を示す図である。
【図3】前記実施形態に使用されるスクリーン印刷の手順を示し、印刷に移行する前の段階を示す図である。
【図4】前記実施形態のガラス基板がUV硬化シートで覆われる状態を示す斜視図である。
【図5】本発明の変位測定器にエンコーダパターンを印刷する第2実施形態の印刷機を示す概略図である。
【図6】エンコーダパターンの一例を示す図である。
【符号の説明】
10 変位測定器
11 メインスケール
12 ガラス基板
13 検出ヘッド
15 エンコーダパターン
20 スクリーン版枠
23 乳剤
25 マスク
30 ペースト剤である銀ペースト
31 UV硬化シート部材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a displacement measuring instrument that measures a relative movement amount between a main scale and a detection head.
[0002]
[Background]
2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitance type displacement measuring device including a main scale and a detection head that move relative to each other is known (for example, Patent Document 1).
In this conventional capacitance type displacement measuring instrument, an insulating glass epoxy substrate is used for the main scale, and the relative movement amount of both is based on the capacitance on the glass epoxy substrate in cooperation with the detection head. An encoder pattern to be detected as an electric signal is formed.
In creating this encoder pattern, a lithography method is used. In this method, first, for example, Cu (copper) is vapor-deposited or bonded to a copper thin film to form a thin-film electrode body on the main scale surface, and a resist is applied thereon. Then, after the mask having the encoder pattern is overlaid, the resist is exposed, developed, and then etched around so that a predetermined encoder pattern remains. Note that light (ultraviolet light, far ultraviolet light), electron beam, X-ray, or the like is used as an exposure means for exposing the resist.
An example of the encoder pattern is a wiring pattern as shown in FIG. The encoder pattern 60 is formed by coupling two loop portions 61 and 62 with a coupling loop 63.
[0003]
By the way, this type of capacitance type displacement measuring instrument is often used in the presence of cutting fluid (coolant) of a machine tool in a high temperature and high humidity environment such as a factory. Therefore, when an encoder pattern is formed of copper foil, there is a problem that the encoder pattern is corroded because it is exposed on the surface. Therefore, conventionally, for example, a liquid UV curable resin is applied on the encoder pattern to protect the encoder pattern, and a cover for protecting the surface is further provided thereon.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-307802.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional capacitance displacement measuring instrument has the following problems.
First, since an insulating glass epoxy substrate is used for the main scale, it is easily affected by temperature changes, and high-precision measurement cannot be expected in an environment such as a factory.
Second, since the encoder pattern is formed by a lithography method, it is difficult to manufacture economically advantageous. In other words, the creation of the encoder pattern by lithography requires a lot of work processes, such as a resist coating process, a resist exposure process using light, a subsequent development process, and an etching process. There is a problem that it takes a lot of time and effort. In addition, when the encoder pattern is formed of copper foil, a portion other than the pattern is etched, resulting in a waste of material. In particular, when the pattern is, for example, in the form of a wiring, there is a problem that since the area to be etched is large, it takes a lot of time to finish the etching and many parts are wasted.
For the first problem, it is conceivable that the main scale is made of a material that is less affected by temperature change, for example, glass, but Cu (copper) is deposited to form a thin film electrode body on the glass. Since it is difficult to do this, there is a situation in which the conventional method has to rely on a lithography method.
[0006]
Third, to prevent the encoder pattern from being corroded, liquid UV resin is applied onto the encoder pattern and then covered with a cover to protect the surface. . In addition, when the main scale is long, a liquid UV curable resin must be applied over the entire length of the main scale, but it is difficult to apply uniformly over the entire length, and bubbles may be partially generated. The part which is not apply | coated may arise. As a result, corrosion starts from those portions, and accurate measurement may be hindered, and the life of the measuring scale is shortened.
[0007]
One object of the present invention is to provide a displacement measuring device that can simultaneously solve the first and second problems described above, that is, it is possible to always perform precise measurement without being affected by temperature changes, and to avoid waste of materials. It is another object of the present invention to provide a displacement measuring device that can easily form an encoder pattern.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a displacement measuring instrument capable of reliably protecting an encoder pattern and extending its life.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The displacement measuring device according to claim 1, wherein the displacement measuring device is configured to include a main scale and a detection head that move relative to each other. The main scale is formed of a glass substrate, and cooperates with the detection head. An encoder pattern for detecting a relative displacement amount between the main scale and the detection head as an electric signal is formed on the glass substrate by printing using a conductive paste agent.
[0010]
According to such a configuration, since the main scale is formed of the glass substrate, accurate measurement is always possible without being affected by temperature changes during measurement. In addition, since the encoder pattern is formed on the main scale by printing using a conductive paste agent, it is only necessary to use the paste agent only on the necessary portion, that is, on the portion of the encoder pattern, thereby eliminating waste of materials. be able to. Furthermore, since the encoder pattern can be formed on the main scale by printing, it is possible to easily form the encoder pattern by omitting troublesome work such as vapor deposition of copper foil and etching work when creating by lithography. .
[0011]
In the present invention described above, the displacement measuring device is a capacitance type displacement measuring device that detects the relative displacement amount between the main scale and the detection head as an electric signal based on the capacitance from the encoder pattern, or based on an induced current. An electromagnetic induction displacement measuring device that detects as an electric signal is applied.
[0012]
The length measurement scale according to claim 2 is the length measurement scale according to claim 1, wherein the encoder pattern is formed by screen printing.
[0013]
According to such a configuration, an emulsion is applied to a screen used for screen printing, an encoder pattern mask is applied to the emulsion, exposed, developed, and then the emulsion is washed. Since the hole portion only needs to be filled with the paste agent, the encoder pattern can be easily printed with a simple apparatus and with little effort.
Further, if the paste agent is filled only in the hole portion, the encoder pattern can be formed, so that waste of material can be prevented.
[0014]
The displacement measuring device according to claim 3 is the displacement measuring device according to claim 1, wherein the encoder pattern is formed by a drawing device that injects the paste agent from a nozzle tip. is there.
[0015]
According to such a configuration, it is only necessary to inject the paste along the encoder pattern while controlling the nozzle. Therefore, the encoder pattern can be printed reliably and easily with little effort, and wasteful use of materials can be achieved. Can be prevented.
[0016]
The length measuring scale according to claim 4 is the displacement measuring instrument according to any one of claims 1 to 3, wherein the paste agent is a silver paste.
[0017]
According to such a configuration, since silver has a low electrical resistivity, the signal intensity of the encoder pattern can be increased by using such silver as a paste agent, and the measurement performance of the length measurement scale can be improved. Can be planned.
[0018]
The displacement measuring device according to claim 5 is the displacement measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the entire surface of the main scale on which the encoder pattern is printed is covered with a UV curable sheet member. The UV curable sheet member is characterized in that it is integrally formed by applying a UV curable resin to one surface of a film-like resin.
[0019]
According to such a configuration, in order to protect the encoder pattern, the entire surface of the encoder pattern may be covered with the UV cured sheet member, so that even if the length measuring scale is long, it is easily covered without causing variations. Thus, the encoder pattern can be reliably protected, and the life of the main scale and thus the displacement measuring instrument can be extended.
Further, in order to protect the encoder pattern, the entire surface of the encoder pattern may be covered with a UV curable sheet member. Therefore, after applying a liquid UV curable resin, which has been performed by conventional surface protection, onto the encoder pattern, the cover is further covered. The encoder pattern can be easily protected because it does not require much time and effort such as covering the encoder pattern.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the displacement measuring instrument 10. The displacement measuring device 10 includes a main scale 11 and a detection head 13 and is an electromagnetic induction displacement measuring device.
The main scale 11 is formed of a glass substrate 12 having a predetermined plate thickness. An encoder pattern 15 is printed on the surface of the glass substrate 12 facing the detection head 13. This encoder pattern 15 is for detecting the relative displacement amount of the main scale 11 and the detection head 13 as an electrical signal based on the induced current in cooperation with the detection head 13.
The encoder pattern 15 is, for example, a wiring pattern similar to the wiring encoder pattern 60 shown in FIG. 6 described above, and is formed by screen printing in the first embodiment. Yes.
Further, the detection head 13 can be moved relative to the main scale 11.
[0021]
The wiring encoder pattern 15 is printed by screen printing as described above as shown in FIGS. 2A to 2D and FIGS. 3A to 3C.
That is, screen printing is performed using the screen frame 20. As shown in FIG. 2A, the screen frame 20 is formed by attaching a screen 22 to a frame 21 having a size covering the glass substrate 12, and an emulsion 23 is applied to the screen 22. Yes.
[0022]
As shown in FIG. 2B, a mask 25 on which the encoder pattern 15 is written is manufactured in advance for such a screen plate frame 20. As shown in FIG. 2C, after the mask 25 is overlaid on the emulsion 23 of the screen plate frame 20 and then baked by applying light from the mask 25 side, the emulsion 23A at portions other than the encoder pattern 15 is printed. Is cured. Next, when the development is performed, as shown in FIG. 2D, the cured portion of the emulsion 23A remains and the portion of the encoder pattern 15 where the emulsion 23 is washed away. 23B is formed.
[0023]
In order to print on the glass substrate 12 using the screen plate frame 20 formed as described above, the screen plate frame 20 is pressed against the surface of the glass substrate 12 as shown in FIG. Then, by sliding the squeegee 27, the silver paste 30 having a low resistivity is filled. At this time, the silver paste 30 fills the portion surrounded by the emulsion 23A remaining after curing, that is, the hole 23B along the shape of the encoder pattern 15, and when the operation is completed, the silver paste 30 is completely removed (see FIG. 3). As shown in B), when the screen frame 20 is removed, only the encoder pattern 15 remains on the surface of the glass substrate 12.
Thereafter, the encoder pattern 15 is dried to complete the creation of the main scale 11.
[0024]
Next, as shown in FIG. 3 (C), a UV curable sheet member 31 formed by applying a UV curable (ultraviolet curable) resin 33 to one side of a film-like resin 32 such as PET (polyethylene terephthalate) is used to make glass. The entire surface of the substrate 12 is covered to protect the encoder pattern 15.
As shown in FIG. 4, the UV curable sheet member 31 is attached to the back surface of the UV curable sheet member 31 formed corresponding to the length of the main scale 11 so that the encoder pattern 15 is completely covered. That's fine.
[0025]
According to the scale having the above configuration, the following effects are obtained.
(1) Since the main scale 11 is formed of the glass substrate 12, accurate measurement is always possible without being affected by temperature changes during measurement.
(2) Since the encoder pattern 15 is formed on the main scale 11 by printing using the conductive paste agent 30, the paste agent 30 may be used only in a necessary portion, that is, only in a portion of the encoder pattern 15. , Material waste can be eliminated.
[0026]
(3) Since the encoder pattern 15 can be formed on the main scale 11 by printing, troublesome work such as copper foil vapor deposition and etching when the encoder pattern is created by lithography can be saved. As a result, the encoder The pattern 15 can be easily formed.
[0027]
(4) Encoder pattern 15 is printed by screen printing. Emulsion 23 is applied to screen 22, mask 25 of encoder pattern 15 is applied to screen 22, exposed, developed, and then emulsion. Since the silver paste 30 may be filled in the hole 23B corresponding to the encoder pattern 15 formed by washing 23, the encoder pattern 15 can be easily printed with a simple device. In addition, it is only necessary to fill the silver paste 30 only in necessary portions, that is, only in the holes 23B along the encoder pattern 15, so that waste of material can be eliminated.
[0028]
(5) In order to protect the encoder pattern 15, the entire surface of the encoder pattern 15 may be covered with the UV curable sheet member 31, so that the displacement measuring instrument 10 can be easily covered even if it is long. As a result, the protection of the encoder pattern 15 can be reliably protected, and the life of the main scale 11 and thus the displacement measuring instrument 10 can be extended.
[0029]
(6) In order to protect the encoder pattern 15, the entire surface of the encoder pattern 15 may be covered with the UV cured sheet member 31, and thus liquid UV resin, which has been used in conventional surface protection, is applied onto the encoder pattern. Thereafter, it is possible to easily protect the encoder pattern 15 without much trouble such as further covering.
[0030]
(7) The silver paste 30 is used as the paste agent, and since silver has a low electrical resistivity, the signal intensity of the encoder pattern 15 can be increased by using such silver as the paste agent. The measurement performance of the measuring instrument 10 can be improved.
[0031]
Next, a second embodiment of printing according to the present invention will be described with reference to FIG.
Printing of the encoder pattern 15 in the first embodiment is performed by screen printing, but in the second embodiment, printing is performed by the printing machine 40.
That is, the printing machine 40 sandwiches the glass substrate 12 between the rotatable plate cylinder 41, the rubber cylinder 42 that contacts the plate cylinder 41 and rotates in opposite directions, and the rubber cylinder 42. The pressure plate 43 is configured to press the glass substrate 12 toward the rubber drum 42 side.
[0032]
The plate cylinder 41 is configured by, for example, winding a plate plate on which the encoder pattern 15 is formed. The plate cylinder 41 is pressed against the rubber cylinder 42 so that the encoder pattern 15 of the plate is transferred. Then, the encoder pattern 15 is transferred to the glass substrate 12.
The impression cylinder 43 sandwiches the glass substrate 12 rotatably with the rubber cylinder 42 and presses the glass substrate 12 toward the rubber cylinder 42.
[0033]
In order to print the encoder pattern 15 on the glass substrate 12 by the printing machine 40 as described above, the silver paste 30 is attached to the encoder pattern 15 of the plate of the plate cylinder 41, and the encoder pattern 15 is rotated by the rotation of the plate cylinder 41. The image is transferred from the plate cylinder 41 to the rubber cylinder 42, and transferred from the rubber cylinder 42 to the glass substrate 12 disposed between the rubber cylinder 42 and the impression cylinder 43.
Thereafter, the glass substrate 12 is removed, the encoder pattern 15 is dried, and the UV curable sheet member 31 is attached to the glass substrate 12. Such a glass substrate 12 is used as the main scale 11.
[0034]
According to 2nd Embodiment comprised as mentioned above, there exist the following effects other than the effect similar to said (1)-(3), (5)-(7).
(8) Since the glass substrate 12 is sandwiched between the rubber cylinder 42 and the impression cylinder 43, and the encoder pattern 15 can be printed on the glass substrate 12 by the rotation of each cylinder 41 to 43, the glass substrate 12 is continuously connected to many glass substrates. In addition, the encoder pattern 15 can be printed easily in a short time.
[0035]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the first embodiment, the encoder pattern is printed by screen printing. In the second embodiment, the encoder pattern is printed by the printer 40, but the present invention is not limited to this. As long as the encoder pattern can be printed using the silver paste 30, it may be formed by a drawing apparatus that injects a paste agent from the nozzle tip, such as an ink jet method.
[0036]
In each of the above embodiments, the detection head 13 can be moved relative to the main scale 11. However, the present invention is not limited to this, and the main scale 11 can be moved relative to the detection head 13. May be.
[0037]
Further, in each of the above embodiments, the encoder pattern 15 is formed in a wiring shape, but is not limited thereto, and may have any shape.
Moreover, in each said embodiment, although the silver paste 30 excellent in electroconductivity and low resistivity is used as a paste agent, if it has the performance similar to the silver paste 30, another paste agent will be used. May be used.
[0038]
Further, the displacement measuring instrument 10 in each of the above embodiments is an electromagnetic induction displacement measuring instrument that detects the relative displacement amount between the main scale 11 and the detection head 13 as an electric signal based on the induced current from the encoder pattern 15. However, the present invention is not limited to this, and an encoder pattern of a type different from the encoder pattern 15 is used. From this encoder pattern, the relative displacement between the main scale 11 and the detection head 13 is detected as an electric signal based on the capacitance. You may apply to a capacitance type displacement measuring device.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the displacement measuring instrument of the present invention, since the main scale is formed of a glass substrate, accurate measurement can always be performed without being affected by temperature changes during measurement.
In addition, since the encoder pattern is formed on the main scale by printing using a conductive paste agent, it is only necessary to use the paste agent only on the necessary portion, that is, on the portion of the encoder pattern, thereby eliminating waste of materials. be able to.
Furthermore, since the encoder pattern can be formed on the main scale by printing, it is possible to easily form the encoder pattern by omitting troublesome work such as vapor deposition of copper foil and etching work when creating by lithography. .
[0040]
Further, according to the displacement measuring instrument of the present invention, in order to protect the encoder pattern, it is only necessary to cover the entire surface of the encoder pattern with the UV cured sheet member. Therefore, the encoder pattern can be surely protected, and the life of the main scale and thus the displacement measuring instrument can be extended.
Further, in order to protect the encoder pattern, the entire surface of the encoder pattern may be covered with a UV curable sheet member. Therefore, after applying a liquid UV curable resin, which has been performed by conventional surface protection, onto the encoder pattern, the cover is further covered. The encoder pattern can be easily protected because it does not require much time and effort such as covering the encoder pattern.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a displacement measuring instrument according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a screen printing procedure used in the embodiment, and showing a stage before shifting to printing.
FIG. 3 is a diagram showing a screen printing procedure used in the embodiment, and showing a stage before shifting to printing;
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the glass substrate of the embodiment is covered with a UV cured sheet.
FIG. 5 is a schematic view showing a printing machine according to a second embodiment for printing an encoder pattern on the displacement measuring instrument of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an encoder pattern.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Displacement measuring device 11 Main scale 12 Glass substrate 13 Detection head 15 Encoder pattern 20 Screen plate frame 23 Emulsion 25 Mask 30 Silver paste 31 which is a paste agent UV cured sheet member

Claims (5)

互いに相対移動するメインスケールと検出ヘッドとを備えて構成された変位測定器において、
前記メインスケールはガラス基板で形成され、
前記検出ヘッドとの協働により前記メインスケールと検出ヘッドとの相対変位量を電気信号として検出するためのエンコーダパターンが、導電性のペースト剤を用いた印刷により前記ガラス基板に形成されていることを特徴とする変位測定器。
In a displacement measuring device configured to include a main scale and a detection head that move relative to each other,
The main scale is formed of a glass substrate,
An encoder pattern for detecting a relative displacement amount between the main scale and the detection head as an electric signal in cooperation with the detection head is formed on the glass substrate by printing using a conductive paste agent. A displacement measuring instrument.
請求項1に記載の変位測定器において、
前記エンコーダパターンは、スクリーン印刷により形成されていることを特徴とする変位測定器。
The displacement measuring instrument according to claim 1,
The displacement measuring instrument, wherein the encoder pattern is formed by screen printing.
請求項1に記載の変位測定器において、
前記エンコーダパターンは、ノズル先端から前記ペースト剤を射出する描画装置により形成されていることを特徴とする変位測定器。
The displacement measuring instrument according to claim 1,
The encoder pattern is formed by a drawing device for injecting the paste agent from a nozzle tip.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の変位測定器において、
前記ペースト剤は、銀ペーストであることを特徴とする変位測定器。
The displacement measuring instrument according to any one of claims 1 to 3,
The displacement measuring instrument, wherein the paste is a silver paste.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の変位測定器において、
前記エンコーダパターンが印刷された前記メインスケールの表面全面はUV硬化シート部材で覆われ、このUV硬化シート部材は、フィルム状樹脂の片面にUV硬化樹脂を塗布して一体形成されていることを特徴とする変位測定器。
The displacement measuring instrument according to any one of claims 1 to 4,
The entire surface of the main scale on which the encoder pattern is printed is covered with a UV curable sheet member, and this UV curable sheet member is integrally formed by applying a UV curable resin to one surface of a film-like resin. Displacement measuring instrument.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017019212A (en) * 2015-07-13 2017-01-26 株式会社東芝 Liquid volume measurement device, ink supply device, and inkjet device

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