JP2015004597A - 光電式測定器用スケール、エンコーダ及びスケールの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より安価かつ容易に構成可能な光電式測定器用スケール、エンコーダ及びスケールの形成方法を提供すること【解決手段】本発明にかかる光電式測定器用のスケール１は、スケール基材１０と、スケール基材１０の上に形成される反射膜２０と、を有し、反射膜２０の表面を所定のピッチでエッチングすることにより低反射面２２とし、反射膜２０の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面２１としたことを特徴とするものである。これにより、より安価かつ歩留まりのよいスケールを提供することができる。【選択図】図１

Description

本発明は光電式測定器用スケール、エンコーダ及びスケールの形成方法に関する。

光電式測定器のスケールの形成方法として、いくつかの方法が知られている。
スケールの形成方法の一つは、スケールの基材となるＳＵＳ（Steel Special Use Stainless）をエッチングする方法（以下エッチングスケール構造という。）である。

図４は、エッチングスケール構造のスケール１００の一部断面を示す図である。エッチングスケール構造では、ＳＵＳ基材１０１の磨き面１０２を反射面とし、ＳＵＳをエッチングした部分であるエッチング面１０３を低反射面として、スケールに必要なコントラストを得る。

また、特許文献１には、スケールの形成方法として、基材の表面に基材とは異なる材料の膜を形成する方法がある。図５は、ＤＬＣ膜２０２上にＣｒの光反射層２０３を形成したスケール２００の一部断面図を示す図である。スケール２００では、ＳＵＳ基材２０１の表面にＤＬＣ（Diamond-like Carbon）層２０２で形成された低反射層と、ＤＬＣ層２０２上にＣｒで形成されＤＬＣ層２０２より反射率が高い光反射層２０３と、を備える。

特開２００９−２６４９２３号公報

しかしながら、エッチングスケール構造は、安価に形成可能である一方、ＳＵＳ面に目盛を形成する、いわゆるリソグラフィ技術に使用するエッチングレジスト（感光性レジスト）のＳＵＳへの密着が悪く、目盛品質の維持が難しい。

図６は、エッチングスケール構造のスケールの一部拡大図を示す図である。図６に示すように、エッチングスケール構造においては、エッチング時に、エッチングむらやサイドエッチングが発生してしまう。すると、位置による目盛品質のばらつきが顕著にみられるようになる。よってエッチングスケール構造においては、特に長尺の製品に用いる場合、スケールの対応可能長さが短くなってしまったり、歩留まりが低くなってしまう、等の問題があった。

また、特許文献１に記載の技術では、スケールの基材の表面にＤＬＣ膜を成膜しなければならず、高価になってしまうという問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、より安価かつ歩留まりのよい光電式測定器用スケール、エンコーダ及びスケールの形成方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる光電式測定器用のスケールは、スケール基材と、スケール基材の上に形成される反射膜と、を有し、反射膜の表面を所定のピッチでエッチングすることにより低反射面とし、反射膜の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面としたことを特徴とするものである。これにより、よりスケールの目盛を均一に形成することができる。

本発明にかかるエンコーダは、スケール基材と、スケール基材が配置されたスケールと、スケールを読み取る読取部と、を備え、スケールは、スケール基材の上に形成される反射膜と、を有し、反射膜の表面を所定のピッチでエッチングすることにより低反射面とし、反射膜の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面としたことを特徴とする。これにより、エンコーダの精度をより良くすることができる。

本発明にかかるスケールの形成方法は、低反射面と、光反射面とを有するスケール形成方法であって、スケール基材の磨き面上に反射膜を形成し、反射膜の表面の一部をスケールの測定方向に対して一定間隔でかつ直角方向にエッチングして、低反射面を形成し、反射膜の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面とするものである。これにより、より目盛が均一なスケールを形成することができる。

本発明によれば、より安価かつ容易に構成可能な光電式測定器用スケール、エンコーダ及びスケールの形成方法を提供することができる。

実施の形態にかかるスケールの一部断面図を示す図である。 実施の形態にかかるＴｉＳｉ_２の表面を拡大した写真である。 実施の形態にかかるＴｉＳｉ_２のエッチング量と反射率の関係を示す図である。 従来のエッチングスケール構造のスケールの一部断面を示す図である。 従来のＤＬＣ膜上に光反射層が形成されたスケールを示す。 従来のエッチングスケール構造のスケールの一部拡大図を示す図である。

実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態にかかる、スケールの一部断面図を示す図である。スケール１は、ＳＵＳ基材１０と、ＳＵＳ基材１０の磨き面１１の上に金属化合物で形成した反射膜２０を備える。

反射膜２０は、所定のエッチング液に対するエッチング過程において、エッチング速度差により表面に凹凸を形成する金属シリサイド膜で形成される。

また、反射膜２０の上面を反射面２１とし、エッチングされることにより表面を荒らした部分を低反射面２２とする。反射面２１は、スケール１の測定方向に対して、所定の間隔で、直角方向に設けられた領域である。低反射面２２は、反射面２１の間の領域で、スケール１の測定方向に対して直角方向にエッチングされた領域である。ここで、反射面２１の反射率は３０％程度以上であることが望ましく、４０％以上であることがより好ましい。

本実施の形態にかかるスケール１では、ＳＵＳ基材１０の磨き面に反射膜２０を成膜することにより反射率の高い反射面２１とし、反射面の間の領域であって反射膜２０の表面をエッチングして低反射面２２とする。これにより、反射面２１と低反射面２２とで、反射率のコントラストを形成して、スケールを形成することができる。

反射膜２０は、具体的にはＴｉＳｉ_２により形成される。図２は、ＴｉＳｉ_２の表面を拡大した写真である。図２（ａ）は、ＴｉＳｉ_２のエッチング前の表面を示す。図２（ｂ）は、ＴｉＳｉ_２の表面をエッチングした後の表面を示す。図３は、ＴｉＳｉ_２のエッチング量（エッチング深さ）と反射率の関係を示す図である。

ＴｉＳｉ_２は、ＳＵＳ基材の磨き面に成膜することにより反射率４０％以上の反射面を形成することができる。そして、ＴｉＳｉ_２は、フッ化水素アンモニウムとフッ化アンモニウムの混合水溶液である緩衝フッ酸液によりエッチングすると、ＴｉとＳｉのエッチング速度が異なるために、エッチングした面の表面に反射率を低くする凹凸が形成されエッチングが進行する。そのため、エッチングした面を容易に低反射面とすることができる。

従来、ＳＵＳ基材をエッチングする構成にした場合には、ＳＵＳとレジストの密着性の不足によるサイドエッチングや、サイドエッチングによる目盛品質の低下、等が発生していた。

実施の形態にかかるスケール１においては、ＴｉＳｉ_２の反射膜の表面にスケールを形成する。ＴｉＳｉ_２はレジストとの密着性が良いため、レジストを用いてＴｉＳｉ_２をエッチングすることで、サイドエッチングを低減できる。よって、レジストとの密着が悪いＳＵＳ基材をレジストによりエッチングする場合に比べ、実施の形態におけるスケール１の目盛品質を向上・安定化させることができ、結果として長尺のスケールに対応できる。また、反射膜の表面をエッチングするスケール１においては、粒界腐食の影響などがない。

従って、実施の形態にかかるスケール１においては、長尺スケールの製作がより容易になる。そのため、スケールの目盛を形成するためのパターンをより微細化することが可能となる。さらに、エッチングのやりやすさからＳＵＳ基材の種類を決定しなくてもよく、より自由にＳＵＳ基材を選択可能となる。

またさらに、ＳＵＳ基材上に複数の積層膜の成膜が不要で、エッチング量（エッチング時間）許容も大きくエッチング管理が容易で、結果として、低コスト化が可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、基材は、表面が平滑で、成膜した金属シリサイド膜の反射率が３０％程度以上となる各種ガラス基板でも構わないし、インバー材でもよい。また、金属シリサイド膜は、例えば、ＴａＳｉ_２、ＷＳｉ_２などでもよい。

１ スケール
１０ ＳＵＳ基材
１１ 磨き面
２０ 反射膜
２１ 光反射面
２２ 低反射面
１００、２００ スケール
１０１、２０１ 基材
１０２ 磨き面
１０３ エッチング面
２０２ ＤＬＣ層
２０３ 光反射層

Claims (7)

1. スケール基材と、
   前記スケール基材の上に形成される反射膜と、を有し、
   前記反射膜の表面を所定のピッチでエッチングすることにより低反射面とし、
   前記反射膜の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面とした
   ことを特徴とする光電式測定器のスケール。
2. 前記反射膜は、所定のエッチング液に対するエッチング過程において、エッチング速度差により表面に凹凸を形成する金属シリサイド膜である、請求項１項記載の光電式測定器のスケール。
3. 前記反射膜は、ＴｉＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、及びＷＳｉ_２のうちいずれか１つである、請求項１項記載の光電式測定器のスケール。
4. 前記スケールの基材は、ＳＵＳである、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の光電式測定器のスケール。
5. 前記スケールの基材は、インバー材である、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の光電式測定器のスケール。
6. スケール基材と、
   前記スケール基材が配置されたスケールと、
   前記スケールを読み取る読取部と、を備え、
   前記スケールは、前記スケール基材の上に形成される反射膜と、を有し、
   前記反射膜の表面を所定のピッチでエッチングすることにより低反射面とし、
   前記反射膜の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面とした
   ことを特徴とする、エンコーダ。
7. 低反射面と、光反射面とを有するスケール形成方法であって、
   スケール基材の磨き面上に反射膜を形成し、
   前記反射膜の表面の一部を前記スケールの測定方向に対して一定間隔でかつ直角方向にエッチングして、前記低反射面を形成し、
   反射膜の表面のうちエッチングせずに残った部分を光反射面とする、請求項１乃至５のうちいずれか１項記載のスケールの形成方法。