JP3181980B2 - 光学エンコーダ用の円柱状スケールおよびその製造方法 - Google Patents
光学エンコーダ用の円柱状スケールおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光学エンコーダ用の円
柱状スケールおよびその製造方法に関する。
柱状スケールおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】円柱状のスケールを回転させて、その回
転量等を検出するロータリーエンコーダは、モーターの
回転制御等に広く用いられている。光学エンコーダに用
いられる円柱状スケールは、周面に格子パターンを形成
されているが、格子パターンにおける格子ピッチが細か
いほど、回転量等の検出精度を高めることができる。
転量等を検出するロータリーエンコーダは、モーターの
回転制御等に広く用いられている。光学エンコーダに用
いられる円柱状スケールは、周面に格子パターンを形成
されているが、格子パターンにおける格子ピッチが細か
いほど、回転量等の検出精度を高めることができる。
【０００３】格子パターンに発散性の単色光を照射し、
格子パターンによる回折光同士を干渉させることによ
り、格子パターンを影絵的に拡大した「影絵パターン」
を発生せしめ、格子パターンの移動に伴う影絵パターン
の移動を光学的に検出して極めて高精度の移動量検出を
行う一連の方法が知られている（例えば、特開平２−５
７９１３号公報）。
格子パターンによる回折光同士を干渉させることによ
り、格子パターンを影絵的に拡大した「影絵パターン」
を発生せしめ、格子パターンの移動に伴う影絵パターン
の移動を光学的に検出して極めて高精度の移動量検出を
行う一連の方法が知られている（例えば、特開平２−５
７９１３号公報）。
【０００４】影絵パターンを利用した移動量検出では、
格子パターンのピッチはμｍオーダーの細かさでもよ
い。このような極めて細かいピッチの格子パターンを形
成する方法として、従来から「マグネティック・リソグ
ラフィ」が知られている。マグネティック・リソグラフ
ィにより格子パターンを形成するには、格子パターンを
形成する移動体の表面に「磁性膜」を薄層状に形成し、
この磁性膜に磁気ヘッドを用いて格子パターンを書き込
み、磁化のパターンとして格子パターンに対応する磁気
潜像を形成し、磁気潜像に「磁性コロイド流体」を塗布
して格子パターンを可視化し、磁性膜上に定着する。
「磁性膜」は樹脂液中にＦｅ2Ｏ3等の磁性剤の微粒子
（磁性粒子）を分散させた「磁性液体」を塗布乾燥して
形成される。「磁性コロイド流体」は、強磁性体の微粉
末（粒径が上記磁気潜像のピッチに比して十分に小さ
い）を界面活性剤中に分散させたコロイド流体であり、
上記磁気潜像は、磁性コロイド流体中の強磁性体の微粉
末により可視化される。
格子パターンのピッチはμｍオーダーの細かさでもよ
い。このような極めて細かいピッチの格子パターンを形
成する方法として、従来から「マグネティック・リソグ
ラフィ」が知られている。マグネティック・リソグラフ
ィにより格子パターンを形成するには、格子パターンを
形成する移動体の表面に「磁性膜」を薄層状に形成し、
この磁性膜に磁気ヘッドを用いて格子パターンを書き込
み、磁化のパターンとして格子パターンに対応する磁気
潜像を形成し、磁気潜像に「磁性コロイド流体」を塗布
して格子パターンを可視化し、磁性膜上に定着する。
「磁性膜」は樹脂液中にＦｅ2Ｏ3等の磁性剤の微粒子
（磁性粒子）を分散させた「磁性液体」を塗布乾燥して
形成される。「磁性コロイド流体」は、強磁性体の微粉
末（粒径が上記磁気潜像のピッチに比して十分に小さ
い）を界面活性剤中に分散させたコロイド流体であり、
上記磁気潜像は、磁性コロイド流体中の強磁性体の微粉
末により可視化される。
【０００５】ところで、ロータリーエンコーダに用いら
れる円柱状スケールとしてはモーターの回転軸自体やモ
ーター回転軸に金属中空シリンダーを嵌装固定したもの
等が一般的であるが、このような金属製の円柱状回転体
の周面に磁性液体を均一に塗布するのが難しく、均一な
厚さの磁性膜の形成が困難であるという問題がある。磁
性膜の厚さに「むら」があると、形成された格子パター
ンのピッチや、格子パターンのコントラストにむらが生
じてしまい、回転量検出に誤差を生じることになる。
れる円柱状スケールとしてはモーターの回転軸自体やモ
ーター回転軸に金属中空シリンダーを嵌装固定したもの
等が一般的であるが、このような金属製の円柱状回転体
の周面に磁性液体を均一に塗布するのが難しく、均一な
厚さの磁性膜の形成が困難であるという問題がある。磁
性膜の厚さに「むら」があると、形成された格子パター
ンのピッチや、格子パターンのコントラストにむらが生
じてしまい、回転量検出に誤差を生じることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の如
き問題を解決するべくなされたものであって、精度良い
格子パターンを有する、光学エンコーダ用の円柱状スケ
ールとその製造方法の提供を目的とする。
き問題を解決するべくなされたものであって、精度良い
格子パターンを有する、光学エンコーダ用の円柱状スケ
ールとその製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の円柱状スケー
ルの製造方法は以下の如く構成される（請求項１）。即
ち、軸の回りに回転する「金属製の円柱状回転体」の周
面を「樹脂層」により被覆する。そして、この樹脂層の
円柱面状周面に「磁性液体」を塗布乾燥して磁性膜を形
成し、この磁性膜に対して、前述のマグネティック・リ
ソグラフィにより所望の格子パターンを形成する。この
製造過程において、磁性液体として、「樹脂層の樹脂材
料と親和性の良い樹脂液中に磁性粒子を分散させた」も
の用いる。
ルの製造方法は以下の如く構成される（請求項１）。即
ち、軸の回りに回転する「金属製の円柱状回転体」の周
面を「樹脂層」により被覆する。そして、この樹脂層の
円柱面状周面に「磁性液体」を塗布乾燥して磁性膜を形
成し、この磁性膜に対して、前述のマグネティック・リ
ソグラフィにより所望の格子パターンを形成する。この
製造過程において、磁性液体として、「樹脂層の樹脂材
料と親和性の良い樹脂液中に磁性粒子を分散させた」も
の用いる。
【０００８】上記樹脂層を形成する際、「磁性液体の塗
布後、塗布された磁性液体の乾燥途上において、金属製
の円柱状回転体に、その軸方向へ直流電流を通じる」こ
とにより、磁性液体中の磁性体が樹脂層の最大曲率方向
へ配向した磁性膜を形成するようにすることができる
（請求項２）。金属製の円柱状回転体の周面を被覆する
樹脂層の形成には種々の方法が可能であるが、「金型を
用いた樹脂成形法」は樹脂層形成方法として好適である
（請求項３）。また、金属製の円柱状回転体の周面を被
覆する樹脂層の材料としては、ポリカーボネート樹脂や
ＡＢＳ樹脂、塩化ビニール樹脂等を挙げることができる
が、樹脂成形法で樹脂層を形成する場合、「アクリル樹
脂」は、成形性が良く特に好適である。
布後、塗布された磁性液体の乾燥途上において、金属製
の円柱状回転体に、その軸方向へ直流電流を通じる」こ
とにより、磁性液体中の磁性体が樹脂層の最大曲率方向
へ配向した磁性膜を形成するようにすることができる
（請求項２）。金属製の円柱状回転体の周面を被覆する
樹脂層の形成には種々の方法が可能であるが、「金型を
用いた樹脂成形法」は樹脂層形成方法として好適である
（請求項３）。また、金属製の円柱状回転体の周面を被
覆する樹脂層の材料としては、ポリカーボネート樹脂や
ＡＢＳ樹脂、塩化ビニール樹脂等を挙げることができる
が、樹脂成形法で樹脂層を形成する場合、「アクリル樹
脂」は、成形性が良く特に好適である。
【０００９】樹脂層をアクリル樹脂で形成した場合、磁
性液体の材料樹脂としては「ウレタン樹脂またはエポキ
シ樹脂」が好適である（請求項４）。
性液体の材料樹脂としては「ウレタン樹脂またはエポキ
シ樹脂」が好適である（請求項４）。
【００１０】この発明の「光学エンコーダ用の円柱状ス
ケール」は、上記請求項１または２または３または４記
載の方法で製造される円柱状スケールである（請求項
５）。
ケール」は、上記請求項１または２または３または４記
載の方法で製造される円柱状スケールである（請求項
５）。
【００１１】
【作用】上記のように、この発明では金属製の円柱状回
転体の周面を樹脂層で被覆し、この樹脂層上に、樹脂層
材料と親和性の良い樹脂を有する磁性液体を塗布する。
また、請求項２記載の方法では、樹脂層上に塗布された
磁性液体が磁性膜として乾燥する以前に、円柱状回転体
の軸方向へ電流が通ぜられる。この電流により円柱状回
転軸の回りに同心的に発生する磁界が、磁性液体中の磁
性粒子を樹脂層表面の最大曲率方向へ配向するので、形
成される樹脂膜は磁性粒子の充填度の高いものになる。
転体の周面を樹脂層で被覆し、この樹脂層上に、樹脂層
材料と親和性の良い樹脂を有する磁性液体を塗布する。
また、請求項２記載の方法では、樹脂層上に塗布された
磁性液体が磁性膜として乾燥する以前に、円柱状回転体
の軸方向へ電流が通ぜられる。この電流により円柱状回
転軸の回りに同心的に発生する磁界が、磁性液体中の磁
性粒子を樹脂層表面の最大曲率方向へ配向するので、形
成される樹脂膜は磁性粒子の充填度の高いものになる。
【００１２】なお、金属製の円柱状回転体の周面を被覆
する樹脂層の材料としては、前述のように、アクリル樹
脂以外にポリカーボメート樹脂やＡＢＳ樹脂、塩化ビニ
ール樹脂等を用いることができるが、磁性体液の樹脂と
して、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂を用いた場合、樹脂
層への磁性体液の塗布性は、アクリル樹脂の場合に比し
て若干劣り、僅かに塗布むらを生じる傾向がある。
する樹脂層の材料としては、前述のように、アクリル樹
脂以外にポリカーボメート樹脂やＡＢＳ樹脂、塩化ビニ
ール樹脂等を用いることができるが、磁性体液の樹脂と
して、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂を用いた場合、樹脂
層への磁性体液の塗布性は、アクリル樹脂の場合に比し
て若干劣り、僅かに塗布むらを生じる傾向がある。
【００１３】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１は、
請求項１，３，４に記載した製造方法の１実施例を説明
する図である。図１（Ａ）に示すように、格子パターン
を形成すべき金属製の円柱状回転体１を金型３の円柱状
の孔の中心部に位置させ、金型内壁と円柱状回転体１と
の間の空間に、樹脂材料としてアクリル樹脂を注入し
て、図１（Ｂ）に示すように樹脂層７を形成する。
請求項１，３，４に記載した製造方法の１実施例を説明
する図である。図１（Ａ）に示すように、格子パターン
を形成すべき金属製の円柱状回転体１を金型３の円柱状
の孔の中心部に位置させ、金型内壁と円柱状回転体１と
の間の空間に、樹脂材料としてアクリル樹脂を注入し
て、図１（Ｂ）に示すように樹脂層７を形成する。
【００１４】この樹脂層７の円柱状周面に、「ウレタン
樹脂に磁性粒子を分散させた」磁性液を塗布・乾燥し
て、図１（Ｃ）のように薄層状の磁性膜９を形成する。
この磁性膜９の周面に、マグネティック・リソグラフィ
により、図１（Ｄ）に示すような所望の格子パターン１
０を形成すれば、所望の円柱状スケールが得られる。
樹脂に磁性粒子を分散させた」磁性液を塗布・乾燥し
て、図１（Ｃ）のように薄層状の磁性膜９を形成する。
この磁性膜９の周面に、マグネティック・リソグラフィ
により、図１（Ｄ）に示すような所望の格子パターン１
０を形成すれば、所望の円柱状スケールが得られる。
【００１５】図２に示す例は変形例で、金属製の円柱状
回転体は、金属回転軸１と、それより径の大きい円柱部
１１とを一体にしたものであり、この円柱部１１の周面
に樹脂層７Ａと磁性膜９Ａを形成し、磁性膜９Ａ上にマ
グネティック・リソグラフィにより格子パターン１０Ａ
を形成してなる円柱状スケールである。
回転体は、金属回転軸１と、それより径の大きい円柱部
１１とを一体にしたものであり、この円柱部１１の周面
に樹脂層７Ａと磁性膜９Ａを形成し、磁性膜９Ａ上にマ
グネティック・リソグラフィにより格子パターン１０Ａ
を形成してなる円柱状スケールである。
【００１６】図３（Ａ）（Ｂ）には、請求項２記載の製
造方法の実施例の特徴部分を示す。金属製の円柱状回転
体１の周面は樹脂層７で被覆され、この樹脂層７の円柱
状周面には磁性液体９０が塗布されている。磁性液体９
０は、まだ磁性膜として乾燥しておらず、磁性粒子が樹
脂内部で動き得る状態である。
造方法の実施例の特徴部分を示す。金属製の円柱状回転
体１の周面は樹脂層７で被覆され、この樹脂層７の円柱
状周面には磁性液体９０が塗布されている。磁性液体９
０は、まだ磁性膜として乾燥しておらず、磁性粒子が樹
脂内部で動き得る状態である。
【００１７】この状態において、円柱状回転体１の軸方
向へ、直流電流：ｉ（樹脂層７の外径が１５ｍｍ、長さ
が２５ｍｍの場合で５０〜数１００Ａ）を通ずると、円
柱状回転体１と同心的な磁界：Ｈが発生し（図３
（Ｂ））、この磁界：Ｈが磁性液体９０中の磁性粒子に
作用して、上記磁性粒子を磁界の方向、即ち樹脂層７の
円柱状周面の最大曲率方向へ配向する。この状態で磁性
液体９０を乾燥して磁性膜とすれば、磁性膜は磁性粒子
の方向が揃った状態のものになる。
向へ、直流電流：ｉ（樹脂層７の外径が１５ｍｍ、長さ
が２５ｍｍの場合で５０〜数１００Ａ）を通ずると、円
柱状回転体１と同心的な磁界：Ｈが発生し（図３
（Ｂ））、この磁界：Ｈが磁性液体９０中の磁性粒子に
作用して、上記磁性粒子を磁界の方向、即ち樹脂層７の
円柱状周面の最大曲率方向へ配向する。この状態で磁性
液体９０を乾燥して磁性膜とすれば、磁性膜は磁性粒子
の方向が揃った状態のものになる。
【００１８】上記磁界：Ｈによる磁性粒子の配向を行わ
ない場合は、磁性膜に磁気ヘッドにより書き込み磁界：
Ｈｃを作用させるときのヒステリシスは図３（Ｃ）に示
す如きものであるが、磁界：Ｈで磁性粒子の配向を行っ
た場合のヒステリシスは図３（Ｄ）に示すようになり、
残留磁束密度：Ｂｒが大きくなる。このため磁性粒子の
配向を行った磁性膜では、配向を行わない磁性膜と比べ
て、同じ書き込み条件で格子パターンを書き込んでも磁
化が効率良く行われるため、これを磁性コロイド流体で
可視化した格子パターンのコントラストが極めて高く、
格子パターンのピッチが１μｍ程度と細かくても良好な
格子パターン形成が可能である。
ない場合は、磁性膜に磁気ヘッドにより書き込み磁界：
Ｈｃを作用させるときのヒステリシスは図３（Ｃ）に示
す如きものであるが、磁界：Ｈで磁性粒子の配向を行っ
た場合のヒステリシスは図３（Ｄ）に示すようになり、
残留磁束密度：Ｂｒが大きくなる。このため磁性粒子の
配向を行った磁性膜では、配向を行わない磁性膜と比べ
て、同じ書き込み条件で格子パターンを書き込んでも磁
化が効率良く行われるため、これを磁性コロイド流体で
可視化した格子パターンのコントラストが極めて高く、
格子パターンのピッチが１μｍ程度と細かくても良好な
格子パターン形成が可能である。
【００１９】なお、図１〜３の実施例において、金属製
の円柱状回転体１は、モーターの回転軸である。
の円柱状回転体１は、モーターの回転軸である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光学
エンコーダ用の新規な円柱状スケールと、その製造方法
を提供できる。この発明の製造方法は、上記の如く、金
属製の円柱状回転体の周面に直接磁性膜を形成するので
なく、磁性膜の樹脂と親和性の良い樹脂材料による樹脂
層を先ず形成し、この樹脂層上に磁性膜を形成するの
で、均一な厚みを持った、良好な磁性膜を容易且つ確実
に形成でき、良好な格子パターンを実現できる。また請
求項２記載の方法では、磁性膜中の磁性粒子が配向され
て方向の揃った状態になり、残留磁束密度が大きくなる
ので、極めて細かいピッチの格子パターンを高コントラ
ストに形成できる。請求項３記載の方法のように、樹脂
層を樹脂成形で形成すると、樹脂層の形成が容易で大量
生産に適するため、円柱状スケールの生産コストを低減
化できる。また請求項４記載の方法では、樹脂層と磁性
液体の親和性が極めて良いので、均一な厚みの磁性層を
容易に形成できる。
エンコーダ用の新規な円柱状スケールと、その製造方法
を提供できる。この発明の製造方法は、上記の如く、金
属製の円柱状回転体の周面に直接磁性膜を形成するので
なく、磁性膜の樹脂と親和性の良い樹脂材料による樹脂
層を先ず形成し、この樹脂層上に磁性膜を形成するの
で、均一な厚みを持った、良好な磁性膜を容易且つ確実
に形成でき、良好な格子パターンを実現できる。また請
求項２記載の方法では、磁性膜中の磁性粒子が配向され
て方向の揃った状態になり、残留磁束密度が大きくなる
ので、極めて細かいピッチの格子パターンを高コントラ
ストに形成できる。請求項３記載の方法のように、樹脂
層を樹脂成形で形成すると、樹脂層の形成が容易で大量
生産に適するため、円柱状スケールの生産コストを低減
化できる。また請求項４記載の方法では、樹脂層と磁性
液体の親和性が極めて良いので、均一な厚みの磁性層を
容易に形成できる。
【００２１】これら請求項１〜４記載の方法で形成され
る円柱状スケール（請求項５）は、細かいピッチの格子
パターンが正確且つ高コントラストに形成されているの
で、影絵パターン等の利用による回転量検出を極めて高
精度に行うことができる。
る円柱状スケール（請求項５）は、細かいピッチの格子
パターンが正確且つ高コントラストに形成されているの
で、影絵パターン等の利用による回転量検出を極めて高
精度に行うことができる。
【図１】この発明の円柱状スケールの製造方法の１実施
例を説明するための図である。
例を説明するための図である。
【図２】この発明の製造方法で製造された円柱状スケー
ルの１例を示す図である。
ルの１例を示す図である。
【図３】請求項２記載の製造方法を説明するための図で
ある。
ある。
１ 金属製の円柱状回転体 ７ 樹脂層 ９ 磁性膜 １０ 格子パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−67003（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−102017（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/26 - 5/38
Claims (5)
- 【請求項１】軸の回りに回転する金属製の円柱状回転体
の周面を樹脂層により被覆し、 上記樹脂層の材料樹脂と親和性の良い樹脂液中に磁性粒
子を分散させてなる磁性液体を、上記樹脂層の円柱面状
周面に塗布乾燥させて、磁性膜を形成し、 この磁性膜に対し、磁気ヘッドを用いて格子パターンを
書き込み、磁化のパターンとして格子パターンに対応す
る磁気潜像を形成し、磁気潜像に磁性コロイド流体を塗
布して格子パターンを可視化し、磁性膜上に定着するマ
グネティック・リソグラフィにより所望の格子パターン
を形成することを特徴とする、光学エンコーダ用の円柱
状スケールの製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の製造方法において、 磁性液体の塗布後、塗布された磁性液体の乾燥途上にお
いて、金属性の円柱状回転体に、その軸方向へ直流電流
を通じ、磁性液体中の磁性体が樹脂層の最大曲率方向へ
配向した磁性膜を形成することを特徴とする、光学エン
コーダ用の円柱状スケールの製造方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の製造方法におい
て、 金属製の円柱状回転体の周面を被覆する樹脂層を、金型
を用いた樹脂成形法で形成することを特徴とする、光学
エンコーダ用の円柱状スケールの製造方法。 - 【請求項４】請求項１または２または３記載の製造方法
において、 金属製の円柱状回転体の周面を被覆する樹脂層の材料を
アクリル樹脂とし、磁性液体の樹脂材料をウレタン樹脂
またはエポキシ樹脂とすることを特徴とする、光学エン
コーダ用の円柱状スケールの製造方法。 - 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
方法で製造される、光学エンコーダ用の円柱状スケー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15354192A JP3181980B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 光学エンコーダ用の円柱状スケールおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15354192A JP3181980B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 光学エンコーダ用の円柱状スケールおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340766A JPH05340766A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3181980B2 true JP3181980B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=15564776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15354192A Expired - Fee Related JP3181980B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 光学エンコーダ用の円柱状スケールおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3181980B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100444047C (zh) * | 2004-07-20 | 2008-12-17 | 三星电子株式会社 | 防止熔合组件过热的方法以及使用该方法的设备 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104807485B (zh) * | 2014-01-23 | 2017-05-17 | 丛森 | 一种新型树脂码盘生产工艺 |
| KR20200035035A (ko) | 2017-07-31 | 2020-04-01 | 노파르티스 아게 | 코카인 사용 감소 또는 코카인 사용 재발 예방에 있어서 마보글루란트의 용도 |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP15354192A patent/JP3181980B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100444047C (zh) * | 2004-07-20 | 2008-12-17 | 三星电子株式会社 | 防止熔合组件过热的方法以及使用该方法的设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05340766A (ja) | 1993-12-21 |
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