JP2013117512A - Reflector plate to be used for optical encoder and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a reflector used in an optical encoder and a method for manufacturing the same.
従来の反射板は、基材上に反射パターンを形成するための膜と、その膜を保護するための膜等が積層された多層構造であった。 A conventional reflector has a multilayer structure in which a film for forming a reflection pattern on a substrate, a film for protecting the film, and the like are laminated.
しかし、多層構造の反射板は、衝撃に弱く、また、温度や湿度の変化あるいは薬品の付着等により基材上の膜が剥離しやすいという問題があった。また、多層構造であるため、製造工程が多く、製造に時間が掛かり、コストも高くつくという問題もあった。さらに、基材上に複数の膜を積層して製造されるため、厚みを薄くすることが困難であるという欠点もあった。 However, the reflective plate having a multilayer structure has a problem that the film on the substrate is easily peeled off due to a change in temperature and humidity, adhesion of chemicals, etc. due to impact resistance. In addition, since it has a multi-layer structure, there are many manufacturing processes, and it takes time to manufacture and the cost is high. Furthermore, since it is manufactured by laminating a plurality of films on a substrate, there is a drawback that it is difficult to reduce the thickness.
本発明が解決しようとする課題は、耐久性に優れ、安価に製造することができ、厚みもより薄くすることが可能な反射板を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a reflector that is excellent in durability, can be manufactured at low cost, and can be made thinner.
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であって、鏡面加工が施された面と、該面よりも光反射率が低い底面を有する複数の凹部とを少なくとも一面側に備えた単層構造の金属板からなる反射板。
2.前記1に記載の反射板の凹部の底面に、該底面の光反射率よりも低い表面を有する層が設けられている反射板。
3.光学式エンコーダに用いられる反射板の製造方法であって、単層構造の金属板の少なくとも一面側の表面に鏡面加工を施す工程と、鏡面加工が施された面に、該面よりも光反射率が低い底面を有する凹部を形成する工程とを含む方法。
4.前記凹部の底面に細かな凹凸が形成されるように、前記凹部をエッチングで形成する前記3に記載の方法。
5.前記凹部の底面に細かな凹凸が形成されるように、前記凹部をサンドブラストで形成する前記3に記載の方法。
6.前記凹部の底面に、該底面の光反射率よりも低い表面を有する層を設ける工程を含む前記3に記載の方法。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following reflector and a manufacturing method thereof.
1. A metal plate having a single-layer structure, which is used in an optical encoder and includes a mirror-finished surface and a plurality of concave portions having a bottom surface having a lower light reflectance than the surface. A reflector made of
2. 2. A reflection plate in which a layer having a surface lower than the light reflectance of the bottom surface is provided on the bottom surface of the concave portion of the reflection plate according to 1 above.
3. A method of manufacturing a reflector used in an optical encoder, comprising a step of applying a mirror finish to a surface of at least one surface of a metal plate having a single-layer structure, and reflecting the surface of the mirror-finished surface more than the surface. Forming a recess having a bottom surface with a low rate.
4). 4. The method according to 3 above, wherein the recess is formed by etching so that fine irregularities are formed on the bottom surface of the recess.
5. 4. The method according to 3 above, wherein the recess is formed by sandblasting so that fine irregularities are formed on the bottom surface of the recess.
6). 4. The method according to 3 above, comprising a step of providing a layer having a surface lower than the light reflectance of the bottom surface on the bottom surface of the recess.
本発明の反射板は、鏡面加工が施された面と、該面よりも光反射率が低い底面を有する複数の凹部とを少なくとも一面側に備えた単層構造の金属板からなるため、衝撃に強く、また、従来のように温度や湿度の変化あるいは薬品の付着等により基材上に積層された膜が剥離するという問題が生じない。また、単層構造の金属板からなるため、温度や湿度の変化あるいは薬品の付着等による歪み等の悪影響を受け難いという利点がある。また、単層構造の金属板からなるため、製造工程が少なく、低コストかつ短時間での製造が可能になる。さらに、単層構造であるため、厚みを薄くすることが可能になる。
本発明の反射板の製造方法によれば、上記した効果を有する反射板を提供することが可能になる。
The reflecting plate of the present invention is composed of a metal plate having a single-layer structure provided with a mirror-finished surface and a plurality of concave portions having a bottom surface having a light reflectance lower than that of the surface. In addition, there is no problem that the film laminated on the base material is peeled off due to a change in temperature and humidity or chemical adhesion as in the prior art. Further, since it is made of a single-layered metal plate, there is an advantage that it is less susceptible to adverse effects such as distortion due to changes in temperature and humidity or adhesion of chemicals. Moreover, since it consists of a metal plate having a single-layer structure, the number of manufacturing steps is small, and it is possible to manufacture at low cost and in a short time. Furthermore, since it has a single-layer structure, the thickness can be reduced.
According to the method for manufacturing a reflector of the present invention, it is possible to provide a reflector having the above-described effects.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明するが、本発明の技術的範囲は以下の説明の内容に限定されるものではない。なお、本発明は、ロータリーエンコーダに用いられる反射板に限らず、リニアエンコーダなどに用いられる反射板にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the technical scope of the present invention is not limited to the contents of the following description. In addition, this invention is applicable not only to the reflecting plate used for a rotary encoder but to the reflecting plate used for a linear encoder etc.
図1は本発明の実施例1に係る反射板の平面図であり、図2は図1におけるA−A部断面図である。これらの図に示したように、本実施例に係る反射板は、図2において上に位置する面(表面)を一面F1とし、同図において下に位置する面(裏面)を他面F2としたときに、少なくとも一面F1側に、鏡面加工が施された面11と、円形の縁に沿って放射状に所定間隔をおいて複数形成された凹部12とを備えた単層構造の金属板10からなる。
FIG. 1 is a plan view of a reflector according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in these figures, the reflection plate according to the present embodiment, the surface (surface) located to one surface F 1 on 2, other surface F faces (back surface) located under the drawing 2 , a single-layer structure having a mirror-finished
本実施例で採用した金属板10は、ステンレス製の1枚の板であるが、金属板10としてはステンレス製のものに限定されず、金属板を構成する材料は任意に選択し得る。単層構造とは、何も積層されていない単一の層からなる構造を意味する。したがって、「単層構造の金属板」とは、任意に選択された材料から構成される金属製の板であって、多層構造でないものを意味する。
The
凹部12は、鏡面加工が施された面11よりも光反射率が低い底面13を有する。より詳細には、図10に示したように、凹部12の底面13には細かな凹凸が形成されており、この凹凸によって光が乱反射するため、底面13の光反射率は、鏡面である面11の光反射率よりも低くなる。
The
上記のように構成される反射板は、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ことができる。すなわち、発光素子から出射される光が、鏡面である面11(凹部12同士の間に存する面)に照射される場合と、その光が、凹部12の底面13に照射される場合とを比較すると、光の反射率が鏡面である面11よりも凹部12の底面13の方が低いため、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になる。
The reflection plate configured as described above is used as a member that reflects light emitted from a light emitting element in an optical encoder including a light emitting element and a light receiving element. Then, the light reflected by the reflecting plate enters the light receiving element. The reflection plate can change the intensity of the reflected light depending on the portion irradiated with light. That is, the case where the light emitted from the light emitting element is applied to the mirror surface 11 (the surface existing between the recesses 12) and the case where the light is applied to the
なお、使用態様に応じて、他面F2側にも、一面F1側と同様に、鏡面加工が施された面と、該面よりも光反射率が低い底面を有する複数の凹部とを備えた単層構造の金属板からなる反射板を提供することも可能である。 Incidentally, depending on the mode of use, to the other surface F 2 side, similarly to the one surface F 1 side, a surface on which mirror finishing has been performed, and a plurality of recesses having a bottom surface reflectivity is lower than said surface It is also possible to provide a reflecting plate made of a single-layer metal plate.
次に、本実施例に係る反射板の製造方法の一例について説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the reflector which concerns on a present Example is demonstrated.
本実施例に係る反射板は、単層構造の金属板の一面F1側の表面に鏡面加工を施す工程と、鏡面加工が施された面11に、該面11よりも光反射率が低い底面13を有する凹部12を形成する工程とを含む方法により製造することができる。
The reflecting plate according to the present example has a step of applying a mirror finish to the surface of the metal plate having the single-layer structure on the one side F 1 side, and the
具体的には、まず、図3に示したように、ラップ加工やバフ研磨等の方法を用いて、1枚の金属板10の表面に鏡面加工を施し、金属板10の一面F1側に凹凸のない光沢がある面を作る。次に、図4に示したように、鏡面加工が施された面11の上にフォトレジスト20を塗布する。次に、図5に示したように、フォトマスク21を用いて露光し、フォトマスク21のパターンをフォトレジスト20に転写する。次に、図6に示したように、現像液を用いて、パターン部以外のフォトレジストを除去する。次に、図7に示したように、上方からエッチング液23を噴射し、図8に示したように、フォトレジスト20が除去された部分の金属板10に凹部12を形成する。このエッチング加工により、凹部12の底面13には細かな凹凸が形成される(図10参照)。これにより、鏡面加工が施された面11よりも光反射率が低い底面13を有する凹部12が形成される。最後に、図9に示したように、金属板10の上に残存しているパターン部のフォトレジスト20を除去する。
Specifically, first, as shown in FIG. 3, the surface of one
上記した製造方法によれば、単層構造の金属板10の一面F1側に直接鏡面加工を施すとともに、凹部12を形成して、光の反射率が高い部分と低い部分を作り出すため、製造工程が少なく、低コストかつ短時間で反射板を製造することが可能になる。また、多層構造の反射板と比較して、反射板全体の厚みをより薄くすることが可能になる。
According to the manufacturing method described above, with directly subjected to mirror finish on one surface F 1 side of the
また、上記した製造方法によって製造された反射板は、衝撃に強く、従来のように温度や湿度の変化あるいは薬品の付着等により基材上に積層された膜が剥離するという問題が生じない。また、単層構造の金属板10からなるため、温度や湿度の変化あるいは薬品の付着等による歪み等の悪影響を受け難いという利点がある。
In addition, the reflector manufactured by the above-described manufacturing method is resistant to impact, and there is no problem that the film laminated on the base material is peeled off due to a change in temperature and humidity or chemical adhesion as in the prior art. Moreover, since it consists of the
なお、上記した製造方法に加えて、鏡面加工が施された面11を透明な保護膜(図示せず)で覆うこともできる。保護膜としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)膜等を採用することができる。単層構造の金属板10と透明な保護膜との二層構造とすることにより、高い光反射率を有する面11を汚れや傷から保護することが可能になる。
In addition to the above-described manufacturing method, the mirror-finished
また、上記した製造方法では、エッチング加工により凹部12が形成されているが、エッチング加工に代えて、サンドブラストで凹部12が形成されても良い。研磨粒子を金属板10に吹き付けて凹部12を形成しても凹部12の底面13に細かな凹凸が形成されるため、サンドブラストでもエッチング加工の場合と同様な凹部12を形成することができる。
In the manufacturing method described above, the
図11は、本発明の実施例2に係る反射板の凹部の拡大断面図である。この図に示したように、本実施例に係る反射板は、凹部の底面に、該底面の光反射率よりも低い表面を有する層30が設けられている点で実施例1に係る反射板と異なる。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the concave portion of the reflector according to the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, the reflector according to the present embodiment is the reflector according to the first embodiment in that a
前述したように、凹部12の底面13は、鏡面加工が施された面11よりも光反射率が低い。しかしながら、高精度の受光素子は、底面13の細かな凹凸により乱反射する光の一部を、鏡面加工が施された面11に反射した光と誤認して検出することがある。これを防止するため、本実施例では、凹部の底面に層30が設けられている。
As described above, the
層30は、めっきや塗装などによって形成することができる。本実施例では、黒色クロムめっきによって層30を形成している。具体的には、1枚の金属板10に凹部12を形成する。凹部12を形成するまでの工程は実施例1と同じである。次に、凹部12の底面13を覆うように黒色クロムをめっきする。最後に、金属板10の上に残存しているパターン部のフォトレジストを除去する。
The
なお、この製造方法によれば、図11に示したように、凹部12の底面13のみならず、凹部12の側面14にも黒色クロムがめっきされることになるので、鏡面加工が施された面11に反射する光と凹部12に反射する光の強弱に著しい差をつけることができる。したがって、高精度の受光素子でも、鏡面加工が施された面11に反射する光と凹部12に反射する光を正確に区別して検出することができる。
According to this manufacturing method, as shown in FIG. 11, not only the
本実施例に係る反射板は、凹部の底面に、該底面の光反射率よりも低い表面を有する層30が設けられているので、この反射板を備えた光学式エンコーダは、物体の位置や速度等を正確に検出することが可能になる。
In the reflecting plate according to the present embodiment, the
10 金属板
11 鏡面加工が施された面
12 凹部
13 凹部の底面
20 フォトレジスト
21 フォトマスク
22 光
23 エッチング液
30 層
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JP2020183866A (en) * | 2019-04-26 | 2020-11-12 | 株式会社アロン社 | Reflector used for optical encoder and manufacturing method thereof |
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