JP2005241248A

JP2005241248A - 光学式エンコーダに用いられる反射板及びその製造方法

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Publication number: JP2005241248A
Application number: JP2004026765A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yamada; 進山田
Original assignee: ARONSHIYA KK
Current assignee: ARONSHIYA KK
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】良質の反射面を有する反射板を提供する。
【解決手段】本発明は、光学式エンコーダに用いられる反射板において、基材１上に、光を反射する反射膜２と、反射膜２を保護する保護膜３と、反射膜２よりも光の反射率が低く、かつスリットパターンが形成されるパターン形成膜４とが順次積層されている。反射膜２の成膜後、スリットパターンの形成工程を経由しないで、直ちに、反射膜２上に保護膜３を成膜することができるため、汚れ、疵、劣化等の不具合が少ない良質の反射面を得ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学式エンコーダに用いられる反射板及びその製造方法に関するものである。

従来、スリットパターンが形成された反射板を利用した種々の光学式エンコーダが知られている。例えば、特開平８−１０５７５８号公報には、発光素子から出射される光を受ける一面側にスリットパターンを形成し、他面側に微細な凹凸を設けたガラス板からなる移動スリット板と称する反射板が開示されている。この反射板は、ガラス板からなる基材上に、光を反射する反射膜が積層され、かつ該反射膜にスリットパターンが形成されたものである。

図５は、従来の反射板の構造を示す模式図である。この図に示したように、従来の反射板では、概して反射膜３０に、残膜部３１と無膜部（スリット部）３２とからなるスリットパターンが形成されていた。

図５に示した従来例では、基材１０上に、反射膜３０よりも光の反射率が低い低反射膜２０と、スリットパターンが形成される反射膜３０と、反射膜３０を保護する保護膜４０とが順次積層されている。そして、この従来例は、まず、基材１０上に、低反射膜２０と反射膜３０が順次積層され（図６（ａ）参照）、次に、エッチングにより、反射膜３０にスリットパターンが形成され（図６（ｂ）参照）、最後に、保護膜４０が積層される（図６（ｃ）参照）ことにより製造される。

しかしながら、従来の反射板では、スリットパターンが反射膜３０に形成されるため、スリットパターンを形成する過程において、すなわち、エッチング前後の洗浄やエッチング工程における基材１０の取り扱い方によって、反射膜３０に汚れが付着したり、疵が付き易いという問題があった。

また、反射膜３０と保護膜４０とを成膜する間に、スリットパターンを形成するためのエッチング工程が介在するため、保護膜４０が成膜されるまでの間、反射膜３０が長時間に亘って露出した状態となるので、反射膜３０が劣化し易くなるという問題がある。また、保護膜４０を成膜する前に、エッチング工程を経由しなければならないため、一度に連続して成膜処理を行う場合と比較して、作業性が悪く、工数が増加し易いという問題もある。

特開平８−１０５７５８号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、汚れ、疵、劣化等の不具合が少ない良質の反射面を有する反射板及びその製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、作業性が良好で、工数の低減を図ることができる反射板及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の反射板及びその製造方法を提供する。
（１）光学式エンコーダに用いられる反射板において、基材上に、光を反射する反射膜と、該反射膜を保護する保護膜と、前記反射膜よりも光の反射率が低く、かつスリットパターンが形成されるパターン形成膜とが順次積層されていることを特徴とする反射板。
（２）光学式エンコーダに用いられる反射板において、光を反射する反射面を有する基材上に、前記反射面を保護する保護膜と、前記反射面よりも光の反射率が低く、かつスリットパターンが形成されるパターン形成膜とが順次積層されていることを特徴とする反射板。
（３）基材上に、光を反射する反射膜と、該反射膜を保護する保護膜と、前記反射膜よりも光の反射率が低いパターン形成膜とを順次積層した後、前記パターン形成膜にスリットパターンを形成することを特徴とする光学式エンコーダに用いられる反射板の製造方法。
（４）光を反射する反射面を有する基材上に、前記反射面を保護する保護膜と、前記反射面よりも光の反射率が低いパターン形成膜とを順次積層した後、前記パターン形成膜にスリットパターンを形成することを特徴とする光学式エンコーダに用いられる反射板の製造方法。

本発明の反射板及びその製造方法によれば、基材上に、反射膜、保護膜及びパターン形成膜が順次積層され、かつパターン形成膜にスリットパターンが形成されるため、反射膜の成膜後、スリットパターンの形成工程を経由しないで、直ちに、反射膜上に保護膜を成膜することができる。従って、汚れ、疵、劣化等の不具合が少ない良質の反射面を得ることが可能となる。また、各層を構成する膜の成膜工程を連続して行えるため、一連の成膜工程の途中にエッチング工程等が介在する従来の製法よりも作業性が良好であり、工数の低減を図ることが可能となる。
また、本発明の反射板及びその製造方法によれば、光を反射する反射面を有する基材上に、保護膜及びパターン形成膜が順次積層され、かつパターン形成膜にスリットパターンが形成されるため、事前にスリットパターンの形成工程を経由しないで、反射面上に保護膜を成膜することができる。従って、汚れ、疵、劣化等の不具合が少ない良質の反射面を得ることが可能となる。また、各層を構成する膜の成膜工程を連続して行えるため、一連の成膜工程の途中にエッチング工程等が介在する従来の製法よりも作業性が良好であり、さらに、反射膜を成膜する場合と比較して、成膜処理が簡略化されるため、工数の更なる低減を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る反射板の構造を示す模式図である。この図に示したように、本実施例に係る反射板は、基材１、反射膜２、保護膜３、パターン形成膜４を有して構成される。

基材１は、ガラス又は樹脂からなる。基材１の形状は、限定されるものではなく、例えば、ロータリーエンコーダに用いられるものは、その形状を平面視で略円形とし、リニアエンコーダに用いられるものは、その形状を平面視で略長方形とすることができる。

反射膜２は、光を反射することができる材料から形成される。反射膜２を形成する材料としては、アルミニウム等を用いることが好ましい。

保護膜３は、反射膜２を劣化等から保護するために設けられるものである。保護膜３を形成する材料としては、かかる目的を達成し得る材料であれば良く、また、反射膜２による光の反射を遮らないよう、透明であることが好ましい。本実施例では、これらの点を考慮して、保護膜３として、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）膜が採用されている。

パターン形成膜４は、反射膜２よりも光の反射率が低い材料から形成される。パターン形成膜４を形成する材料としては、クロム、若しくはクロム酸化物及び／又はクロム窒化物等のクロム化合物を用いることが好ましい。パターン形成膜４としては、かかるクロム化合物等から成る低反射クロム膜（反射膜２として採用される膜よりも光の反射率が低いクロム系膜）を用いることが好ましい。低反射クロム膜は、付着性が高く、残膜部の欠損等が生じ難いという利点がある。また、低反射クロム膜は、スリットパターンをエッチングにより形成する場合に、エッチング性が良好で、精密なパターンが形成し易く、さらに、エッチング前の洗浄においても、例えば、アルミニウムの膜では、アルカリ性の洗浄液を用いなければならない等の制約があるが、低反射クロム膜では、洗浄液が酸性であるとアルカリ性であるとを問わず使用できるという利点がある。

上記した反射膜２、保護膜３及びパターン形成膜４は、この順序で、基材１上に順次積層される。すなわち、本実施例では、後述するように、反射膜２にスリットパターンが形成されることがないため、図２（ａ）に示したように、これらの膜２〜４を、連続して成膜することができる。従って、反射膜２を成膜した直後に、反射膜２を被覆するように保護膜３を成膜することができるので、反射膜２の劣化を防ぐことができる。また、保護膜３の成膜前に、スリットパターンの加工がされる従来の製法と比較して、反射膜２表面（反射面）の汚れや疵を大幅に少なくすることが可能となる。さらに、各層を構成する膜２〜４の成膜工程を一度に連続して行えるため、一連の成膜工程の途中にエッチング工程等が介在する従来の製法よりも作業性が良好であり、工数の低減を図ることが可能となる。なお、成膜は、蒸着、スパッタリング又はメッキ等によってなされる。

本実施例において、スリットパターンは、パターン形成膜４に形成される。すなわち、本実施例に係る反射板は、第一次工程として、反射膜２、保護膜３及びパターン形成膜４の成膜がなされ、その後、第二次工程として、パターン形成膜４にスリットパターンが形成されることにより製造される。

スリットパターンは、図２（ｂ）に示したように、残膜部５と無膜部（スリット部）６とを有して構成される。無膜部６は、エッチング等により、パターン形成膜４の一部を除去することにより形成される。

本実施例に係る反射板は、発光素子と受光素子とを備えた光学式エンコーダにおいて、発光素子から出射される光を反射する部材として使用される。そして、この反射板によって反射した光は、受光素子に入射される。反射板は、光が照射される部位によって反射光の強度を変化させるスリットパターンを有する。すなわち、発光素子から出射される光が、無膜部６から入り、保護膜３を透過して反射膜２に照射される場合と、その光が、残膜部５に照射される場合とを比較すると、光の反射率がパターン形成膜４よりも反射膜２の方が高いため、前者の方が後者よりも強い反射光を放つことになる。このため、この反射板を備えた光学式エンコーダは、受光素子で光の強度を検出することにより、物体の位置や速度等を検出することが可能となる。また、本実施例の反射板によれば、良質の反射面を有するため、検出精度を向上させることが可能となる。

図３は、本発明の他の実施例に係る反射板の構造を示す模式図である。この図に示したように、本実施例に係る反射板は、基材１、保護膜３、パターン形成膜４を有して構成される。

基材１は、アルミニウム、ニッケル合金等の金属又は樹脂からなり、その表面に光を反する反射面を有する。上記実施例１と同様に、基材１の形状は、限定されるものではなく、例えば、ロータリーエンコーダに用いられるものは、その形状を平面視で略円形とし、リニアエンコーダに用いられるものは、その形状を平面視で略長方形とすることができる。

保護膜３は、基材１に形成される反射面を劣化等から保護するために設けられるものである。保護膜３を形成する材料としては、かかる目的を達成し得る材料であれば良く、また、基材１の反射面による光の反射を遮らないよう、透明であることが好ましい。本実施例では、これらの点を考慮して、保護膜３として、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）膜が採用されている。

パターン形成膜４は、基材１に形成される反射面よりも光の反射率が低い材料から形成される。パターン形成膜４を形成する材料としては、クロム、若しくはクロム酸化物及び／又はクロム窒化物等のクロム化合物を用いることが好ましい。パターン形成膜４としては、かかるクロム化合物等から成る低反射クロム膜（基材１の反射面よりも光の反射率が低いクロム系膜）を用いることが好ましい。

上記した保護膜３及びパターン形成膜４は、この順序で、基材１の反射面上に順次積層される。すなわち、本実施例では、図４（ａ）に示したように、これらの膜３，４を、連続して成膜することができる。従って、一連の成膜工程の途中にエッチング工程等が介在する従来の製法よりも作業性が良好である。また、反射膜の成膜工程が省略されるため、工数の更なる低減を図ることが可能となる。

本実施例においても、スリットパターンは、パターン形成膜４に形成される。すなわち、本実施例に係る反射板は、第一次工程として、保護膜３及びパターン形成膜４の成膜がなされ、その後、第二次工程として、パターン形成膜４にスリットパターンが形成されることにより製造される。

このように本実施例では、基材１の反射面に対して、スリットパターンを形成するためのエッチング等の加工が施されることがないため、反射面に対して、スリットパターンの加工がされる従来の製法と比較して、反射面の汚れや疵を大幅に少なくすることが可能となる。

スリットパターンは、図４（ｂ）に示したように、残膜部５と無膜部（スリット部）６とを有して構成される。無膜部６は、エッチング等により、パターン形成膜４の一部を除去することにより形成される。

本実施例に係る反射板も上記実施例１と同様に、発光素子と受光素子とを備えた光学式エンコーダにおいて、発光素子から出射される光を反射する部材として使用される。そして、この反射板によって反射した光は、受光素子に入射される。

もっとも、本実施例では、発光素子から出射される光が、無膜部６から入り、保護膜３を透過して基材１の反射面に照射される場合に、その光が、残膜部５に照射される場合よりも強い反射光を放つことになる。

また、本実施例の反射板によっても、上記実施例１と同様に、良質の反射面を有するため、光学式エンコーダによる検出精度を向上させることが可能となる。

本発明の一実施例（実施例１）に係る反射板の構造を示す模式図である。実施例１に係る反射板の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、第一次工程、（ｂ）は、第二次工程を示す図である。本発明の他の実施例（実施例２）に係る反射板の構造を示す模式図である。実施例２に係る反射板の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、第一次工程、（ｂ）は、第二次工程を示す図である。従来の反射板の構造を示す模式図である。従来の反射板の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、第一次成膜工程、（ｂ）は、スリットパターン形成工程、（ｃ）は、第二次成膜工程を示す図である。

符号の説明

１基材
２反射膜
３保護膜
４パターン形成膜
５残膜部
６無膜部（スリット部）

Claims

光学式エンコーダに用いられる反射板において、基材上に、光を反射する反射膜と、該反射膜を保護する保護膜と、前記反射膜よりも光の反射率が低く、かつスリットパターンが形成されるパターン形成膜とが順次積層されていることを特徴とする反射板。
光学式エンコーダに用いられる反射板において、光を反射する反射面を有する基材上に、前記反射面を保護する保護膜と、前記反射面よりも光の反射率が低く、かつスリットパターンが形成されるパターン形成膜とが順次積層されていることを特徴とする反射板。
基材上に、光を反射する反射膜と、該反射膜を保護する保護膜と、前記反射膜よりも光の反射率が低いパターン形成膜とを順次積層した後、前記パターン形成膜にスリットパターンを形成することを特徴とする光学式エンコーダに用いられる反射板の製造方法。
光を反射する反射面を有する基材上に、前記反射面を保護する保護膜と、前記反射面よりも光の反射率が低いパターン形成膜とを順次積層した後、前記パターン形成膜にスリットパターンを形成することを特徴とする光学式エンコーダに用いられる反射板の製造方法。