JP2011123014A - 光学式エンコーダ用スケール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現することができる光学式エンコーダ用スケールを得る。
【解決手段】基材１は、鏡面状の反射表面を有する。光吸収層２は、レーザ光の照射により、目盛りとして基材表面が露出するまでの開口領域を略周期的に設け、基材１の反射表面側に積層する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直線方向または回転方向の変位、移動距離を検出する光学式エンコーダに用いられるスケールおよびその製造方法に関する。

光学式エンコーダは、目盛りが刻まれたスケールと、スケールの目盛りを読み取る光学式読取器から構成される。光学式エンコーダの読み取り方式には、透過型と反射型とがあり、反射型の場合、スケール上の目盛り部分は、光を反射可能な構造を有する。

従来、スケール上に目盛りを刻むための技術としては、打ち抜き成型やフォトエッチングなどが知られている。例えば、特許文献１には、透明基板の表面に金属蒸着膜を形成し、さらにこの金属蒸着膜の上に感光剤からなる遮光膜を形成し、この遮光膜をエッチングすることにより、金属蒸着膜の露出部分により反射領域が形成される光学式ロータリーエンコーダ用反射スケールを形成する手法が記載されている。

しかしながら、打ち抜き成型による手法は、金型の設計製作に多大な費用と時間がかかる。また、フォトエッチングによる手法は、マスクの設計製作に多大な費用と時間がかかり、エッチングにより感光剤の下の金属蒸着膜にもダメージを与えてしまう。さらに、長尺のリニアスケールを採用した場合、長尺の金型やマスクの製作や加工方法が極めて困難になる。

このような問題に対処するために、例えば、特許文献２に記載されているように、レーザ加工によりエンコーダ用スケールを形成する方法がある。この特許文献２では、１）薄肉の金属板にレーザで貫通穴を形成することにより透過型のスケールを形成する方法、２）透明基板上に遮光性金属被膜を施し、レーザで金属膜を除去することにより透過型のスケールを形成する方法、３）金属の表面にレーザで粗面領域を形成することにより反射型のスケールを形成する方法、という３つの手法が提案されている。

特開平１０−８２６６１号公報（図１） 特開２００４−３０１８２６号公報（図９、図１０）

しかしながら、特許文献２の手法１）に関して、薄肉の金属スケールが自己の形状を保つためには、ある程度の厚みが必要になる。そのため、厚い材料に貫通穴を開けるには大きなレーザエネルギーが要求され、コストと時間がかかるという問題がある。

特許文献２の手法２）に関して、反射型のスケールとして使用する場合には、透明基板を通過した光が迷光とならないように処理しなければならないという問題がある。

さらに、リニアエンコーダでは、スケールの長さが例えば数メートルになることがある。手法２）を反射型のリニアエンコーダ用のスケールに適用し、透明基板としてガラス材料を用いた場合、それだけの長さのガラススケールを製作すること自体が難しく、そのガラスにスケールを刻むための加工装置も大掛かりなものとなる。透明基板として樹脂材料を用いた場合は、温度変化に対する変動や傷に対して弱いなどの問題がある。

手法３）は、上記手法１）と２）の問題点は解消されているものの、粗面の状態をレーザ加工によって制御することは難しく、また粗面領域では散乱反射光が発生するので、鏡面領域からの反射光と交じり合ってしまい、大きなノイズが発生するという本質的な問題があった。

本発明の目的は、上記のような問題点を解決するため、小さなレーザエネルギーで生産性良く加工でき、反射迷光の少ない光学式エンコーダ用スケールおよびその製造方法を提供することである。

この発明に係る光学式エンコーダ用スケールは、鏡面状の反射表面を有する基材と、基材の反射表面側に積層され、光吸収材料からなる光吸収層とを備え、光吸収層は、レーザ光の照射により、目盛りとして基材表面が露出するまでの開口領域を略周期的に設けたものである。

この発明の光学式エンコーダ用スケールは、レーザ光の照射により、目盛りとしての開口領域を略周期的に設けた光吸収層を基材に積層するようにしたので、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現することができる。

この発明の実施の形態１による光学式エンコーダ用スケールのスケール素材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１による光学式エンコーダ用スケールの製造方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による光学式エンコーダ用スケールのスケール素材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３による光学式エンコーダ用スケールのスケール素材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４による光学式エンコーダ用スケールのスケール素材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４による光学式エンコーダ用スケールをエンコーダスケールとして用いた場合の説明図である。 この発明の実施の形態５による光学式エンコーダ用スケールのスケール素材を示す斜視図である。 この発明の実施の形態５による光学式エンコーダ用スケールをエンコーダスケールとして用いた場合の説明図である。 この発明の実施の形態６による光学式エンコーダ用スケールのスケール素材の斜視図である。 この発明の実施の形態６による光学式エンコーダ用スケールをエンコーダスケールとして用いた場合の説明図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による光学式エンコーダ用スケールに用いるスケール素材１００の一例を示す斜視図である。
スケール素材１００は、基材１の上に、光吸収性の光吸収層２が積層された積層材として構成される。基材１の光吸収層２が積層される面は、鏡面状に加工されている。

基材１は、リニアスケールの場合、ガラス、プラスチック、金属等の材料を用いて剛性の高い板状や可撓性のあるテープ状に加工したものが使用でき、特に、金属テープであることが好ましい。金属素材の場合、表面を鏡面状に加工するだけで光を反射する面とすることができる。基材１がガラス、プラスチックなどの場合には、表面に金属蒸着もしくは金属めっきを施す。その表面を鏡面状態にするために、例えば研磨を施すことにより、高い平面性を作ることができる。

基材１に金属テープを採用した場合、ガラスとは違ってリールに巻いて収納することができ、また、数メートルに及ぶ長尺スケールも加工できることから、加工や設置の際、運搬や保管の容易さの点で好都合である。また、金属テープは、プラスチックよりも温度に対する膨張が小さいので、温度変化によるスケールの伸び縮みが小さく、傷が付きにくいという利点もある。即ち、基材１として金属テープを使用することにより、ガラス基板やプラスチック基板よりも扱いやすく、環境の変化に強いという利点がある。

ロータリーエンコーダの場合、目盛りを刻む円板スケールの大きさが小さいため、ガラス、プラスチックなどの材料であっても、表面に金属蒸着や金属めっきなどを施すのが容易である。

光吸収層２は、基材１との接着強度が高く、光吸収性の材料で形成される。例えば、光吸収性の材料として、黒い塗料や黒い樹脂が考えられる。光吸収層２の厚さは、光学式エンコーダの検出に使用する波長の光が透過しない程度にできるだけ薄くすることが好ましい。光吸収層２が薄いほど、小さなエネルギー量のレーザで光吸収層２を剥離できるからである。光吸収層２の表面は、散乱状態の強い粗面、即ちつや消しの黒の方が、そこで反射される光がエンコーダの検出器に入射しないので、より望ましい。

図２は、スケール素材１００の加工方法の一例を示す説明図である。
スケール素材１００は、Ｘ方向に沿って移動可能な移動ステージ２０の上に搭載される。レーザ発振器１４から出射したレーザ光ＬＢは、転写マスク１３を照射する。転写マスク１３の像は、ミラー１２および転写レンズ１１によってスケール素材１００の表面上にレーザ光１０として結像される。転写マスク１３の開口形状は、最終的に得られるスケール上の開口領域３の形状に応じて決定される。例えば、スケール目盛りとして、開口領域３の幅（Ｘ方向）が２０μｍ、長さ（Ｙ方向）が３００μｍ、ピッチが４０μｍとなるように設計し、転写レンズ１１の縮小転写倍率を１／２０とした場合、転写マスク１３の開口形状は、幅０．４ｍｍ×長さ６ｍｍとなる。

移動ステージ２０が停止した状態で、レーザ光ＬＢを発生すると、転写マスク１３の開口形状に対応した領域における光吸収層２が溶融、蒸発して、基材１が露出した開口領域３が形成される。続いて、移動ステージ２０をＸ方向に沿って１ピッチ分移動する。次に、移動ステージ２０が停止した状態で、レーザ光ＬＢの照射を行うと、第２の開口領域３が形成される。こうした手順を繰り返し実施することによって、一定ピッチで配列した周期的な開口領域３が得られる。

レーザ発振器１４として、所定の周期でパルス光を発生するパルスレーザ光源を用いた場合、パルス照射タイミングに同期して、移動ステージ２０を連続的に移動させることにより、一定ピッチの周期的な開口領域３を形成することができる。例えば、移動ステージ２０の送り速度を、パルス照射の１周期で４０μｍ移動するように設定すれば、４０μｍピッチの開口領域３が得られる。こうしてパルスレーザ光を使用した場合、移動ステージ２０の連続動作だけで一定ピッチの目盛りを加工できるため、生産性が向上する。

光吸収層２が除去された開口領域３では、光を鏡面反射する基材１の表面が露出するため、光吸収層２の光吸収領域と開口領域３の光の正反射領域との組合せにより、高い光学コントラストを有する目盛りが得られる。

特許文献１に記載された従来のエンコーダでは、レーザ加工ではなく、エッチングによって感光剤の薄膜を除去するスケール形成法を用いているが、その膜の構成は、透明基板の上に金属膜があって、その上に選択除去される遮光膜でもある感光剤が塗布されている。エッチングを用いると、感光剤の下にある金属蒸着膜にもダメージを与えてしまい、正反射させて信号を得るべき表面が、散乱面となり、良好な信号を得ることができない。本発明のように、レーザ加工により、反射素材である基材１の上の光吸収層２を加工する場合には、基材１の表面はレーザ光にとっても反射材であるため、レーザ光のエネルギーは主に光吸収層２によって吸収され、基材１の表面が荒れることが少ない。よって、レーザ加工によるスケールを用いたエンコーダでは、良好な信号を得ることができるという利点がある。

図１に示すスケール素材１００に対してレーザ加工を適用することによって、上面の光吸収層２は非常に薄いので、小さなエネルギー量のレーザ光あるいは少ないレーザパルス数のレーザ光で光吸収層２を剥離できる。よって、低コスト、短時間で生産性よく光学式エンコーダ用スケールを加工することができる。
また、目盛り以外の領域は光吸収素材であるため、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。

尚、以上の説明では、レーザ光を転写マスク１３に照射し、転写レンズ１１を用いてスケール素材１００に転写する方法について説明したが、以下の各実施の形態を含めて本発明はこの方法に限定されるものでない。例えば、転写マスク１３および転写レンズ１１の代わりに、ガルバノミラーなどのレーザスキャナを用いて、移動ステージ２０の移動と共にレーザビームを開口領域３の範囲で走査することによって、光吸収層２を剥離することができる。さらに、転写マスク１３とレーザスキャナの組合せによるレーザ加工も可能である。

以上のように、実施の形態１の光学式エンコーダ用スケールによれば、鏡面状の反射表面を有する基材１と、基材１の反射表面側に積層され、光吸収材料からなる光吸収層２とを備え、光吸収層２は、レーザ光の照射により、目盛りとして基材１表面が露出するまでの開口領域３を略周期的に設けたものとしたので、目盛り以外の領域は光吸収素材であるため、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現することができる。

また、実施の形態１の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、鏡面状の反射表面を有する基材１の反射表面側に、光吸収材料からなる光吸収層２を積層する工程と、光吸収層２に対して、レーザ光を照射し、目盛りとして基材１表面が露出するまでの開口領域３を略周期的に設ける工程とを備えたので、低コスト、短時間で生産性よく光学式エンコーダ用スケールを加工することができる。

また、実施の形態１の光学式エンコーダ用スケールによれば、鏡面状の反射表面は、蒸着またはめっきにより形成されているので、高い平面性を有し、高精度の位置検出を実現することができる。

また、実施の形態１の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、鏡面状の反射表面を蒸着またはめっきにより形成するようにしたので、高い平面性の反射表面を得ることができる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２による光学式エンコーダ用スケールに用いるスケール素材１０１を示す斜視図である。
スケール素材１０１は、基材１の上に透明な材料からなる表面保護層４を積層し、その表面保護層４の上に、光吸収層２を積層したものである。実施の形態１と比べて、表面保護層４が加わっていることのみが異なるので、以下、相違点についてのみ説明する。

透明な材料からなる表面保護層４は、レーザ加工による基材１表面へのダメージを保護するためのものである。表面保護層４は、加工するレーザ光のエネルギーを吸収しにくく、加工のしきい値が低いものとする。上述した実施の形態１において、レーザ加工では、基材１の表面が荒れることが少ないということを説明したが、レーザ光の照射条件によっては、基材１の表面が荒れてしまうこともある。そのようなときに、表面保護層４があれば、たとえ表面保護層４の表面が荒れてしまったとしても、基材１の表面状態は鏡面状態のまま保たれる。エンコーダスケールとして用いるときに、表面保護層４と空気との界面でわずかな反射散乱光が生じるものの、ほとんどの信号光は基材１の表面からの正反射光として得られる。よって、実施の形態２のエンコーダスケールを用いれば、良好な信号が得られる。

以上のように、実施の形態２の光学式エンコーダ用スケールによれば、基材１と光吸収層２との間に透明な材料からなる表面保護層４を設けたので、目盛り以外の領域は光吸収素材であるため、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。また、反射表面が透明な材料で保護されているため、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。

また、実施の形態２の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、鏡面状の反射表面を有する基材１の反射表面側に透明な表面保護層４を積層すると共に、表面保護層４に光吸収材料からなる光吸収層２を積層する工程と、光吸収層２に対して、レーザ光を照射し、目盛りとして表面保護層４が露出するまでの開口領域３を略周期的に設ける工程とを備えたので、レーザ光の照射により開口領域３を形成する際に、基材１の表面状態を鏡面状態のまま保つことができ、低ノイズで高精度の位置検出を実現することのできる光学式エンコーダ用スケールを得ることができる。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３による光学式エンコーダ用スケールに用いるスケール素材１０２を示す斜視図である。
本実施の形態では、遮光性の、光吸収材料からなるフィルム（光吸収層）５に対して、まずレーザ加工によりスケール目盛りを製作する（工程１：図中（ａ））。レーザ加工工程は実施の形態１で述べたものと同様である（図中、転写レンズ１１とレーザ光１０以外の図示は省略している）。レーザ加工により、フィルム５上に、周期的に目盛りとなる貫通した開口領域３を形成する。

次の工程（工程２：図中（ｂ））において周期的な開口領域３が形成されたフィルム５を、鏡面状の反射表面をもつ基材１に貼り付ける。例えば、接着剤により貼り付けることが考えられる。あるいは、フィルム５上に予め粘着材を貼っておき、その後レーザ加工により周期的な開口領域３を形成し、基材１に貼り付ける工程が考えられる。

本実施の形態によれば、フィルム５をレーザ加工した後に反射素材を貼り付けているので、鏡面の必要な反射面をレーザ加工により荒らしてしまうことがないという利点がある。またフィルム５が十分薄ければ、小さなレーザエネルギーでも容易に貫通穴を開けられるという利点がある。

以上のように、実施の形態３の光学式エンコーダ用スケールによれば、光吸収層をフィルム５とし、フィルムを基材１の反射表面側に貼付したので、目盛り以外の領域は光吸収素材であるため、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。

また、実施の形態３の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、光吸収層をフィルム５としてこのフィルム５にレーザ光を照射し、目盛りとしての開口領域３を略周期的に形成する工程と、開口領域３が形成されたフィルム５を基材１の反射表面側に貼付する工程とを備えたので、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を行うことのできる光学式エンコーダ用スケールを得ることができる。

実施の形態４．
図５は、実施の形態４の光学式エンコーダ用スケールに用いるスケール素材１０３の斜視図である。
本実施の形態では、レーザで加工される素材は、透明な基材６の上に光吸収層５が備わったものである。基材６を介してレーザを照射し、光吸収層５を選択的に除去して、スケール目盛りを製作する（工程１：図中（ａ））。レーザ加工後に光反射素材７を、基材６の光吸収層のない側に設置する（工程２：図中（ｂ））。

レーザ加工工程（工程１）の基本的な動作は実施の形態１で述べたものと同様である。しかし、光吸収層５が積層されている基材６が透明であるので、レーザ光１０を遮光膜が積層されていない裏面から照射することも可能である。このように裏面照射を行うと、光吸収層５でのレーザエネルギーの吸収が、基材６との界面から行われるので、基材６上に光吸収層５が残らずにきれいに剥離できる。

透明な基材６として透明な樹脂を用いる場合には、光反射素材７として、鏡面反射表面を持つ硬い素材、例えば金属テープや、金属蒸着が施されたガラス基板が考えられる。長尺のリニアスケールを作製する場合、保管のし易さから、ロール状に巻き取ることのできる金属テープが望ましい。透明な樹脂を用いると、長尺のリニアスケールを製作できるという利点がある。

透明な基材６としてガラスを用いる場合には、光反射素材７として、基材６に対して金属蒸着もしくは金属めっきを行えばよい。この場合、レーザ加工される遮光膜が変形の少ないガラス上に設けられているので、レーザ加工後にスケールのピッチなどの変位が少なくなるという利点がある。

図６は、実施の形態４の光学式エンコーダ用スケールをエンコーダスケールとして用いる構成を示している。光源３２から出射されたセンサ光３１が、光吸収層５上の開口領域３を通して裏面の光反射素材７の表面で反射し、再度、開口領域３を通して外空間に出て、検出器３３で受光される。光源３２からのセンサ光３１が開口領域３に当たらない場合は、そこで吸収される。反射式光学エンコーダは、このように反射光のオンオフを検出器３３で感知することによってスケールの位置を読み取る。

以上のように、実施の形態４の光学式エンコーダ用スケールによれば、透明な基材６と、基材６に積層され、光吸収材料からなる光吸収層５と、基材６の光吸収層５とは逆側に積層された光反射素材７とを備え、光吸収層５は、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域３を略周期的に設けたものであり、かつ、光反射素材７は光吸収層５の開口領域３が形成された状態で積層されるようにしたので、目盛り以外の領域は光吸収素材であるため、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。また、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。

また、実施の形態４の光学式エンコーダ用スケールによれば、光反射素材７は、金属蒸着またはめっきで形成されているので、高い平面性を有し、高精度の位置検出を実現することができる。

また、実施の形態４の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、透明な基材６に対して、光吸収材料からなる光吸収層５を積層する工程と、基材６と光吸収層５が積層された状態で、光吸収層５に対して、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域３を略周期的に設ける工程と、基材６の光吸収層５とは逆側に光反射素材７を積層する工程とを備えたので、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を実現することのできる光学式エンコーダ用スケールを得ることができる。

また、実施の形態４の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、光反射素材７は、金属蒸着またはめっきにより形成するようにしたので、高い平面性の反射表面を得ることができる。

実施の形態５．
図７は、実施の形態５による光学式エンコーダ用スケールに用いるスケール素材１０４を示す斜視図である。本実施の形態では、レーザで加工される素材は、透明な基材６の上に光吸収層５が備わったものであり、レーザ加工工程（工程１：図中（ａ））は実施の形態４の工程１と同様である。レーザ加工後に、光反射素材７を、基材６の光吸収層５の上に施す（工程２：図中（ｂ））。

図８は、本発明に係るスケールをエンコーダスケールとして用いる構成の断面図を示している。光源３２から出射されたセンサ光３１が、透明な基材６を通して、その裏面に照射される。目盛りの開口領域３で反射される光は検出器３３に到達し、目盛りの開口領域３でない領域に照射された光は、光吸収層５により吸収される。反射式光学エンコーダは、このように反射光のオンオフを検出器３３で感知することによってスケールの位置を読み取る。

実施の形態４の構成では、基材６の厚みが大きい場合、開口領域３で入射した光線が、光反射素材７で反射した後、再び開口領域３を通り抜ける際に光線のケラレが生じる場合がある。これに対し、実施の形態５では、図８に示すように、開口領域３の面内に光反射素材７があるので、センサ光３１のケラレがないという利点がある。

透明な基材６自体がガラスなど剛性の高いものであれば、光反射素材７は金属蒸着もしくは金属めっきを施せばよい。また、基材６が樹脂など剛性の低いものであれば、光反射素材７は金属テープなどの硬いものとして、貼り合わせればよい。尚、この場合、開口領域３内側まで光反射素材７は存在しないが、開口領域３と光反射素材７との距離が小さいため、センサ光３１のケラレはほとんど生じない。

以上のように、実施の形態５の光学式エンコーダ用スケールによれば、透明な基材６と、基材６に積層され、光吸収材料からなる光吸収層５と、光吸収層５上に積層された光反射素材７とを備え、光吸収層５は、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域３を略周期的に設けたものであり、かつ、光反射素材７は光吸収層５の開口領域３が形成された状態で積層されるようにしたので、目盛り以外の領域は光吸収素材であるため、迷光が抑制され、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。また、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を実現できる。更に、光吸収層状に光反射素材が積層されているので、光学式エンコーダとして用いた場合にセンサ光のケラレがないという効果がある。

また、実施の形態５の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、透明な基材６に対して、光吸収材料からなる光吸収層５を積層する工程と、基材６と光吸収層５が積層された状態で、光吸収層５に対して、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域３を略周期的に設ける工程と、光吸収層５に対して光反射素材７を積層する工程とを備えたので、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を実現することのできる光学式エンコーダ用スケールを得ることができる。

実施の形態６．
図９は、実施の形態６による光学式エンコーダ用スケールに用いるスケール素材１０５を示す斜視図である。図中（ｂ）の工程２までは、実施の形態５と同様であるが、本実施の形態では、透明な基材６をフィルム状素材としている。そして、工程３（図中、（ｃ））において、光吸収層５と光反射素材７を積層した基材６を、剛性を有する固定用基材８の上に接着する。

図１０は、実施の形態６の光学式エンコーダ用スケールをエンコーダスケールとして用いる構成の断面図を示している。光源３２から出射されたセンサ光３１が、透明な基材６を通して、その裏面に照射される。目盛りの開口領域で反射される光は検出器３３に到達し、目盛りの開口領域でない領域に照射された光は、光吸収層５により吸収される。反射式光学エンコーダは、このように反射光のオンオフを検出器３３で感知することによってスケールの位置を読み取る。

上記実施の形態５において、蒸着により反射面を作製する場合には、スケールとしての剛性を保つために、基材６自体がガラス等の固いものである必要があった。本実施の形態では、剛性を有する固定用基材８を積層するため、基材６は樹脂などのフィルム状のものを用いることができる。そのため、長尺のリニアスケールを作製する場合、基材６をロール状に巻き取ることができ、保管と製作がしやすいという利点がある。

尚、上記例では、工程１、２を実施の形態５としたものを説明したが、実施の形態４の工程１、２であってもよい。即ち、実施の形態４の構成で光反射素材７側に固定用基材８を接着するようにしてもよい。

以上のように、実施の形態６の光学式エンコーダ用スケールによれば、基材６はフィルム状素材であり、光反射素材７上に固定用基材８を積層するようにしたので、長尺のリニアスケールを作製する場合であっても、基材６をロール状に巻き取ることができるため、保管と製作が容易である。

また、実施の形態６の光学式エンコーダ用スケールの製造方法によれば、基材６をフィルム状素材とし、光反射素材７上に固定用基材８を積層するようにしたので、レーザによって反射表面を傷つけることがなく、低ノイズで高精度の位置検出を実現することのできる光学式エンコーダ用スケールを得ることができる。

また、以上の各実施の形態では、直線方向の変位や移動距離を検出するためのリニアスケールを作成する方法を例示したが、回転方向の変位や移動距離を検出するためのロータリスケールを作成する場合にも適用可能である。このような場合は、円板状に形成したスケール素材を回転ステージに搭載し、スケール素材を回転させながらレーザ光を照射することによって、円周方向に沿った周期的な開口領域を形成することができる。

１，６ 基材、２，５ 光吸収層、３ 開口領域、４ 表面保護層、７ 光反射素材、８ 固定用基材、１０ レーザ光、１１ 転写レンズ、１２ ミラー、１３ 転写マスク、１４ レーザ発振器、２０ 移動ステージ、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ スケール素材。

Claims (16)

1. 鏡面状の反射表面を有する基材と、
   前記基材の反射表面側に積層され、光吸収材料からなる光吸収層とを備え、
   前記光吸収層は、レーザ光の照射により、目盛りとして前記基材表面が露出するまでの開口領域を略周期的に設けたものであることを特徴とする光学式エンコーダ用スケール。
2. 基材と光吸収層との間に透明な材料からなる表面保護層を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ用スケール。
3. 鏡面状の反射表面は、蒸着またはめっきにより形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学式エンコーダ用スケール。
4. 光吸収層をフィルムとし、当該フィルムを基材の反射表面側に貼付したことを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ用スケール。
5. 透明な基材と、
   前記基材に積層され、光吸収材料からなる光吸収層と、
   前記基材の前記光吸収層とは逆側に積層された光反射素材とを備え、
   前記光吸収層は、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域を略周期的に設けたものであり、かつ、前記光反射素材は前記光吸収層の開口領域が形成された状態で積層されることを特徴とする光学式エンコーダ用スケール。
6. 透明な基材と、
   前記基材に積層され、光吸収材料からなる光吸収層と、
   前記光吸収層上に積層された光反射素材とを備え、
   前記光吸収層は、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域を略周期的に設けたものであり、かつ、前記光反射素材は前記光吸収層の開口領域が形成された状態で積層されることを特徴とする光学式エンコーダ用スケール。
7. 光反射素材は、金属蒸着またはめっきで形成されたものであることを特徴とする請求項５または請求項６記載の光学式エンコーダ用スケール。
8. 基材はフィルム状素材であり、光反射素材上に固定用基材を積層することを特徴とする請求項７記載の光学式エンコーダ用スケール。
9. 鏡面状の反射表面を有する基材の当該反射表面側に、光吸収材料からなる光吸収層を積層する工程と、
   前記光吸収層に対して、レーザ光を照射し、目盛りとして前記基材表面が露出するまでの開口領域を略周期的に設ける工程とを備えた光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
10. 鏡面状の反射表面を有する基材の当該反射表面側に透明な表面保護層を積層すると共に、当該表面保護層に光吸収材料からなる光吸収層を積層する工程と、
    前記光吸収層に対して、レーザ光を照射し、目盛りとして前記表面保護層が露出するまでの開口領域を略周期的に設ける工程とを備えた光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
11. 鏡面状の反射表面は、蒸着またはめっきにより形成することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
12. 光吸収層をフィルムとして当該フィルムにレーザ光を照射し、目盛りとしての開口領域を略周期的に形成する工程と、
    前記開口領域が形成されたフィルムを基材の反射表面側に貼付する工程とを備えたことを特徴とする請求項９記載の光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
13. 透明な基材に対して、光吸収材料からなる光吸収層を積層する工程と、
    前記基材と光吸収層が積層された状態で、当該光吸収層に対して、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域を略周期的に設ける工程と、
    前記基材の前記光吸収層とは逆側に光反射素材を積層する工程とを備えたことを特徴とする光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
14. 透明な基材に対して、光吸収材料からなる光吸収層を積層する工程と、
    前記基材と光吸収層が積層された状態で、当該光吸収層に対して、レーザ光の照射により、目盛りとして開口領域を略周期的に設ける工程と、
    前記光吸収層に対して光反射素材を積層する工程とを備えたことを特徴とする光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
15. 光反射素材は、金属蒸着またはめっきにより形成することを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の光学式エンコーダ用スケールの製造方法。
16. 基材をフィルム状素材とし、光反射素材上に固定用基材を積層することを特徴とする請求項１５記載の光学式エンコーダ用スケールの製造方法。

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