JP5577975B2 - 光学式エンコーダ用反射板、エンコーダ及び光学式エンコーダ用反射板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学式エンコーダ用反射板、エンコーダ及び光学式エンコーダ用反射板の製造方法に関する。

モーターの回転軸などを含む回転体の回転数、回転角度、回転位置といった回転情報を検出する装置として、エンコーダが知られている。このようなエンコーダの一種として、例えば反射型の光学式エンコーダが知られている。反射型の光学式エンコーダは、例えば表面に反射領域と非反射領域とが形成されたエンコーダディスクを有し、当該反射領域で反射する光を受光素子で検出して位置決めをする構成である。

例えば、特許文献１には、光吸収層と光反射層とが積層された構成の反射型エンコーダディスク（光学式エンコーダ用反射板）が開示されている。この光吸収層及び光反射層としては、例えば金属膜が用いられている。このように光学ディスクに金属膜を重ねて形成する場合、例えば真空蒸着やスパッタリングなどの真空プロセスや、メッキ法、電解酸化法などの成膜法が採用されることが知られている。

特開２００７−１２１１４２号公報

しかしながら、例えば、上記のように金属膜が積層される構成においては、該金属層が腐食されやすい傾向にある。例えば光反射層が腐食されると、反射板における光反射特性が低下してしまう可能性がある。そうなると、当該反射板を光学式エンコーダに用いた場合、受光素子における検出結果に影響し、検出精度が低下する可能性がある。

以上のような事情に鑑み、本発明は、光反射特性の低下を防ぐことができる光学式エンコーダ用反射板、エンコーダ及び光学式エンコーダ用反射板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に従えば、基板と、前記基板の表面に形成され、光を反射する第一金属からなる光反射層と、前記光反射層の表面のうち所定領域を空けて形成され、前記光を吸収すると共に前記第一金属よりも標準電極電位の低い第二金属からなる光吸収層と、を備え、前記光吸収層の一部は、前記基板の前記表面と前記基板のうち前記表面とは異なる部分とに跨って設けられている光学式エンコーダ用反射板が提供される。

本発明の第二の態様に従えば、本発明の第一の態様に従う光学式エンコーダ用反射板を備えることを特徴とするエンコーダが提供される。

本発明の第三の態様に従えば、光を反射する第一金属からなる光反射層を基板の表面に形成する工程と、前記光を吸収すると共に前記第一金属よりも標準電極電位の低い第二金属からなる光吸収層を、前記光反射層の表面のうち所定領域を空けて、前記基板の前記表面と前記基板のうち前記表面とは異なる部分とに跨って設けられるよう形成する工程とを含む光学式エンコーダ用反射板の製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、光反射特性の低下を防ぐことができる光学式エンコーダ用反射板、エンコーダ及び光学式エンコーダ用反射板の製造方法を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の構成を示す平面図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の一の構成を示す断面図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板の製造過程を示す図。 本発明の第二実施形態に係るエンコーダの構成を示す断面図。 本実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。 本発明に係る光学式エンコーダ用反射板の他の構成を示す断面図。

［第一実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板１０の構成を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ´断面に沿った構成を示す図である。

図１及び図２に示すように、光学式エンコーダ用反射板１０（１０Ａ）は、基板１と、当該基板１の表面１ａに形成された光反射層Ｍと、当該光反射層Ｍの表面Ｍａに形成された光吸収層３と、を有している。光学式エンコーダ用反射板１０は、例えば一般的な光学式エンコーダに備えられている反射板に代えて配置することができ、ロータリエンコーダ、リニアエンコーダ等、様々なタイプのエンコーダにも適用可能である。

基板１は、例えばアルミニウムやその合金などの金属材料を用いて形成されている。当該基板１は、上記金属材料とは異なる金属材料によって形成された構成であっても勿論構わない。基板１は、例えば均一な厚さで円環状に形成されている。当該基板１の厚み、寸法、形状については、例えば用途に応じて適宜決定することができる。

光反射層Ｍは、基板１の表面１ａ（図２参照）のほぼ全面を覆うように薄膜状に形成されている。光反射層Ｍは、光を反射する金属（第一金属）を用いて形成されている。このような第一金属としては、例えば銅、銀及び金などが挙げられる。光反射層Ｍの表面Ｍａ（図２参照）は、平坦に形成されており、光を反射可能な鏡面となっている。光反射層Ｍの厚みとしては、例えば、約０．２μｍ、０．５μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍとすることができ、又は５μｍ以上とすることができる。光反射層Ｍにおいて十分な光反射率を確保するため、例えば１μｍ以上とすることができる。

光反射層Ｍは、表面Ｍａの光反射率が例えば、約４０％、５０％、６０％、７０％、８０％とすることができ、又は９０％以上となるように形成することができる。光反射層Ｍの表面Ｍａにおいて十分な光反射率を確保するため、例えば光反射率が７０％以上となるように光反射層Ｍを形成することができる。なお、「光反射率」とは、例えば光学式エンコーダで用いられる検出光に対する光反射率を意味する。

光吸収層３は、光反射層Ｍの表面Ｍａのうち所定の領域（所定領域）１５を空けた領域に薄膜状に形成されている。この光吸収層３は、当該領域１５において光反射層Ｍの表面Ｍａが露出するように当該表面Ｍａを覆っている。光吸収層３は、光反射層Ｍの表面Ｍａに直接積層されている。光吸収層３は、光を吸収する金属材料を用いて形成されている。

光吸収層３を構成する第二金属としては、光を吸収する金属のうち例えば光反射層Ｍを構成する第一金属に比べて標準電極電位（「平衡電極電位」又は「標準単極電位」ともいう）の低い金属（第二金属）が用いられている。このような第二金属として、例えばニッケル、クロム、鉄及び亜鉛などの金属が挙げられる。

また、第二金属としては、例えば銅を用いることができる。第二金属として銅を用いる場合には、第一金属として、銅よりも標準電極電位の高い金属、例えば銀や金などを用いることができる。また、第二金属として、例えば銀を用いることもできる。第二金属として銀を用いる場合には、第一金属として、銀よりも標準電極電位の高い金属、例えば金などを用いることができる。以下、表１に第一金属と第二金属との組み合わせの一例を示す。

光反射層Ｍを構成する第一金属の標準電極電位が、光吸収層３を構成する第二金属の標準電極電位よりも高くなるように第一金属及び第二金属を選択することにより、例えば光反射層Ｍの表面Ｍａに光吸収層３が直接積層された構成であっても、光反射層Ｍが腐食されにくい構成となっている。このため、光反射層Ｍにおける光反射特性が低下しにくい構成となっている。

上記構成の光学式エンコーダ用反射板１０Ａに対して例えば図２の上側から光（例えば光学式エンコーダの検出光など）が照射される場合、光反射層Ｍの表面Ｍａが露出する領域（所定領域）１５においては当該光反射層Ｍの表面Ｍａで光が反射され、所定領域１５から外れた領域においては光吸収層３によって光が吸収されるようになっている。このように、所定領域１５は、光学式エンコーダ用反射板１０Ａにおける光反射領域となっている。以下、所定領域１５を光反射領域１５と表記する。

光学式エンコーダ用反射板１０Ａにおいて、当該光反射領域１５は、位置検出用の光反射パターンの一部として用いられる。図１に示すように、光反射領域１５は、例えば光学式エンコーダ用反射板１０Ａ上に円周方向に沿って複数形成されている。勿論、光学式エンコーダ用反射板１０Ａの形状に応じて、所望の方向（例えば直線方向あるいは曲線方向など）に形成しても構わない。各光反射領域１５は、図中上側から見た形状が例えば矩形となるように形成されている。

各光反射領域１５の最小線幅又は最小ピッチは、光学式エンコーダの分解能に応じて設定されている。例えば当該最小線幅又は最小ピッチを１００μｍ、９０μｍ、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍのいずれかに設定することができる。また、当該最小線幅又は最小ピッチは、例えば１０μｍ以下あるいは１００μｍ以上とすることもできる。

約２０μｍ以下の最小線幅又は最小ピッチを有するパターンを備えた光学式エンコーダ用反射板１０Ａは、高い分解能を有する光学式エンコーダに対応できる。また、約１０μｍ又は５μｍ以下の最小線幅又は最小ピッチを有するパターンを備えた光学式エンコーダ用反射板１０Ａは、より高い分解能を有する光学式エンコーダに対応できる。

高分解能の光学式エンコーダに対応した光学式エンコーダ用反射板１０Ａにおいて、パターンの最小線幅又は最小ピッチは、例えば、約２０μｍ、１８μｍ、１６μｍ、１４μｍ、１２μｍ、１０μｍ、８μｍ、６μｍ、４μｍとすることができ、あるいは２μｍ以下とすることもできる。

図３〜図５は、それぞれ本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板１０の他の構成を示す断面図である。
図３に示す光学式エンコーダ用反射板１０Ｂは、図１及び図２に示す光学式エンコーダ用反射板１０Ａに加えて、保護層４を有している。保護層４は、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａ及び光吸収層３の表面３ａを含む基板１上のほぼ全面を覆うように形成されている。保護層４は、例えば光透過性を有する材料を用いて形成されている。このような材料としては、例えば樹脂などの有機材料、金属酸化物などの無機材料が挙げられる。保護層４が設けられていることにより、光反射層Ｍの表面Ｍａ及び光吸収層３の表面Ｍａが保護されるため、光反射層Ｍや光吸収層３の腐食が発生しにくくなる。

図４に示す光学式エンコーダ用反射板１０Ｃは、図１及び図２に示す光学式エンコーダ用反射板１０Ａに加えて、被覆層１２ａを有している。被覆層１２ａは、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａを覆うように形成されている。被覆層１２ａは、例えば光透過性を有する材料を用いて形成されている。このような材料としては、例えば上記保護層４と同様、樹脂などの有機材料、金属酸化物などの無機材料が挙げられる。被覆層１２ａが設けられていることにより、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａが保護されるため、当該光反射層Ｍの腐食が発生しにくくなる。

図５に示す光学式エンコーダ用反射板１０Ｄは、図１及び図２に示す光学式エンコーダ用反射板１０Ａに加えて、保護層４及び被覆層１２ａを有している。被覆層１２ａは、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａを覆うように形成されている。また、保護層４は、被覆層１２ａの表面１２ｂ及び光吸収層３の表面３ａを含む基板１上のほぼ全面を覆うように形成されている。被覆層１２ａ及び保護層４は、例えば光透過性を有する材料を用いて形成されている。被覆層１２ａ及び保護層４が設けられていることにより、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａが二重に保護されると共に、光吸収層３の表面３ａについても保護されることになる。当該光学式エンコーダ用反射板１０Ｃは、被覆層１２ａと及び保護層４とが異なる材料を用いて形成された構成であっても構わないし、被覆層１２ａと及び保護層４とが同一の材料を用いて形成された構成であっても構わない。

（製造方法Ａ）
次に、上記のように構成された光学式エンコーダ用反射板１０Ａの製造方法を説明する。まず、図６に示すように、基板１の表面１ａに上記第一金属からなる光反射層Ｍを形成する。光反射層Ｍは、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、電解酸化法など、の手法を用いて形成することができる。光反射層Ｍを形成した後、当該光反射層Ｍの表面Ｍａを鏡面加工する。鏡面加工としては、例えば研磨加工や研削加工などの鏡面加工方法を適用することができる。

次に、図７に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａにフォトレジスト層２を形成する。例えばスピンナなどの塗工装置を用いて光反射層Ｍの表面Ｍａにフォトレジストを一様に塗布することでフォトレジスト層２を形成する。フォトレジストは、ポジ型、ネガ型のいずれであっても構わない。フォトレジスト層２を形成した後、当該フォトレジスト層２に対して所定の条件で加熱処理（プレベーク）を施す。プレベーク条件は、使用するフォトレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。

次に、フォトレジスト層２に所定のパターンの像を投影し、当該フォトレジスト層２を露光する（露光処理）。露光処理後、フォトマスクを取り外し、所定の現像液を用いて現像する。当該現像処理により、図８に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａにレジストパターン２ａが形成される。必要に応じて、レジストパターン２ａに所定の条件で加熱処理（ポストベーク）を施してもよい。ポストベーク条件は、使用するフォトレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。

現像処理において、現像液の種類および現像条件は、使用するフォトレジストの種類などに応じて決定することができる。例えばフォトレジスト層２がポジ型フォトレジスト層の場合には、現像処理により非露光部分が光反射層Ｍに残存してレジストパターン２ａが形成され、露光部分は溶出して光反射層Ｍの表面Ｍａの一部が露出する。例えばフォトレジスト層２がネガ型フォトレジスト層の場合には、露光部分が光反射層Ｍ上に残存してレジストパターン２ａが形成され、非露光部分は溶出して光反射層Ｍの表面Ｍａの一部が露出する。

現像処理の後、必要に応じて、レジストパターン２ａが形成された基板１及び光反射層Ｍの表面Ｍａ全体を苛性処理液に浸漬させて苛性処理を施しても構わない。この苛性処理により光反射層Ｍの表面Ｍａのうちレジストパターン２ａに対する露出部分の汚れが除去される。苛性処理液の種類や苛性処理の条件（例えば、浸漬温度および浸漬時間）については、使用する基板１、光反射層Ｍの材料などに応じて適宜決定することができる。

この苛性処理の後、当該基板１及び光反射層Ｍの表面Ｍａ全体を中和処理液に浸漬し、光反射層Ｍの表面Ｍａのうちレジストパターン２ａに対する上記露出部分を中和する。中和処理液の種類、中和処理の条件（例えば、浸漬温度および浸漬時間）は、使用する基板１、光反射層Ｍの種類や苛性処理液の種類などに応じて適宜決定することができる。

次に、図９に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａのうちレジストパターン２ａに対する上記露出部分に上記第二金属からなる光吸収層３を形成する。光吸収層３は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、電解酸化法など、の手法を用いて形成することができる。

メッキ法を行う場合について、本実施形態では光反射層Ｍを構成する第一金属の標準電極電位よりも光吸収層３を構成する第二金属の標準電極電位の方が小さい（第一金属のイオン化傾向よりも第二金属のイオン化傾向の方が大きい）ため、無電解メッキ法を採用することができず、例えば電解メッキ法などを採用する必要がある。

光吸収層３を形成した後、フォトレジスト層２（レジストパターン２ａ）を除去する。レジストパターン２ａの除去方法としては、例えば当該レジストパターン２ａが形成された基板１をレジスト剥離液に浸漬する方法などが挙げられる。レジスト剥離液としては、使用したフォトレジストの種類に応じて適宜選択して使用することができる。また、浸漬処理条件は使用するレジスト剥離液の種類に応じて適宜設定することができる。レジストパターン２ａを除去することにより、図１０に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａの一部が光吸収層３から露出する光反射領域１５が形成される。このようにして、光学式エンコーダ用反射板１０Ａが得られる。

次に、上記の光学式エンコーダ用反射板１０Ａの製造工程のうち、露光処理についてより詳細に説明する。当該露光処理では、フォトレジスト層２に対して露光パターンを形成する。当該露光パターンを形成する場合、例えば基板１の外周を基準位置として位置決めする方法と、基板１の内周を基準位置として位置決めする方法とがある。

まず、図１１〜図１４に示すように、基板１の外周面１ｂを基準位置として露光パターンの形成位置を設定する方法について説明する。図１１は、基板１の表面１ａに光反射層Ｍを形成し、当該光反射層Ｍの表面Ｍａにフォトレジスト層２を形成した状態を示す図である。図１１は、基板１全体についての断面図である。

露光処理を行う際には、まずフォトレジスト層２が形成された上記基板１を、図１２に示すように工具５０に取り付ける。工具５０としては、例えば段部５０ａが形成されているものを用いる。当該段部５０ａには、基板１の外周面１ｂとほぼ同一の径を有する円形の壁部５０ｂが形成されている。図１２に示すように、基板１は外周面１ｂのほぼ全面が壁部５０ｂに密接した状態で保持される。

この状態で、図１３に示すように、例えば所望のパターン（例えば光学式エンコーダの光反射パターンなど）ＰＴが形成されたフォトマスク６０を基板１に密着または近接させて設置させる。フォトマスク６０は、例えば工具５０との間で位置合わせが行われた状態で基板１に対して設置させる。したがって、基板１は、外周面１ｂを基準としてフォトマスク６０（パターンＰＴ）との間で位置決めされた状態となる。

次に、図１４に示すように、フォトマスク６０の図中上方から所定の波長のエネルギー線（紫外線など）を水銀ランプなどの光源を用いてフォトレジスト層２に照射して所定時間露光する。露光条件は、使用するフォトレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。フォトマスク６０は特に限定されず、例えば、ガラス基板（好ましくは、石英ガラス基板）上にクロムなどを用いてパターンＰＴを形成したものなどが挙げられる。以上の処理により、フォトマスク６０に形成されたパターンＰＴに対応する像がフォトレジスト層２に転写され、当該フォトレジスト層２が露光される。

次に、図１５〜図１８に示すように、基板１の内周面１ｃを基準位置として露光パターンの形成位置を設定する方法について説明する。図１５は、基板１の表面１ａに光反射層Ｍを形成し、当該光反射層Ｍの表面Ｍａにフォトレジスト層２を形成した状態を示す図である。図１５は、基板１全体についての断面図である。

露光処理を行う際には、まずフォトレジスト層２が形成された上記基板１を、図１６に示すように工具５０に取り付ける。工具５０としては、例えば突出部７０ａが形成されているものを用いる。当該突出部７０ａには、基板１の内周面１ｃにほぼ一致するように円筒面７０ｂが形成されている。図１６に示すように、基板１は内周面１ｃのほぼ全面が円筒面７０ｂに密接した状態で保持される。

この状態で、図１７に示すように、例えば所望のパターン（例えば光学式エンコーダの光反射パターンなど）ＰＴが形成されたフォトマスク８０を基板１に密着または近接させて設置させる。フォトマスク８０としては、例えば基板１の内周と同一径の円形の開口部８０ａが形成されたフォトマスク８０を用いることができる。フォトマスク８０は、開口部８０ａが突出部７０ａに挿入された状態で基板１に対して設置させる。したがって、基板１は、内周を基準としてフォトマスク８０（パターンＰＴ）との間で位置決めされた状態となる。

次に、図１８に示すように、フォトマスク８０の図中上方から所定の波長のエネルギー線（紫外線など）を水銀ランプなどの光源を用いてフォトレジスト層２に照射して所定時間露光する。露光条件は、使用するフォトレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。以上の処理により、フォトマスク６０に形成されたパターンＰＴに対応する像がフォトレジスト層２に転写され、当該フォトレジスト層２が露光される。

上記のように円環状に形成された基板１に対する露光処理においては、当該基板１の外周面１ｂ及び内周面１ｃのいずれを基準位置とすることもできる。この場合、外周面１ｂ又は内周面１ｃの円形の形状を利用することにより、露光パターンひいては光反射領域１５を外周面１ｂ又は内周面１ｃと同心円上に複数並んだ状態で形成することができるなお、基板１が例えば円形などの場合（外周のみが設けられている場合）には、当該基板１の外周を基準位置とすることで、同様に複数の光反射領域１５を当該外周と同心円上に並んだ状態で形成することができる。

（製造方法Ｂ）
次に、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）を参照して、保護層４を有する光学式エンコーダ用反射板１０Ｂの製造方法を説明する。
上記の製造方法によって製造された光学式エンコーダ用反射板１０Ａのうち、例えば図２３に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａ上及び光吸収層３の表面３ａ上の空間（図中破線部分）に対して、例えばスピンコーティングなどの塗装方法により耐酸化膜形成材料などを塗布したり、真空蒸着やスッパタリングなどの真空プロセスにより誘電体材料を付着させたりすることで、図２３（ｂ）に示すような保護層４が形成される。このようにして、保護層４を有する光学式エンコーダ用反射板１０Ｂを得ることができる。

（製造方法Ｃ）
次に、図１９〜図２２を参照して、被覆層１２ａを有する光学式エンコーダ用反射板１０Ｃの製造方法を説明する。
まず、図１９に示すように、基板１の表面１ａに上記第一金属からなる光反射層Ｍを形成する。光反射層Ｍは、上記同様、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、電解酸化法など、の手法を用いて形成することができる。光反射層Ｍを形成した後、当該光反射層Ｍの表面Ｍａを鏡面加工する。鏡面加工としては、例えば研磨加工や研削加工などの鏡面加工方法を適用することができる。

次に、図２０に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａに光透過性フォトレジスト層１２を形成する。上記同様、例えばスピンナなどの塗工装置を用いて光反射層Ｍの表面Ｍａにフォトレジストを一様に塗布することで光透過性フォトレジスト層１２を形成する。フォトレジストは、例えば光学式エンコーダに設けられる検出光を透過する材料であれば、ポジ型、ネガ型のいずれであっても構わない。光透過性フォトレジスト層１２を形成した後、当該光透過性フォトレジスト層１２に対して所定の条件で加熱処理（プレベーク）を施す。プレベーク条件は、使用するフォトレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。

次に、光透過性フォトレジスト層１２に所定のパターンの像を投影して当該フォトレジスト層２を露光すると共に、露光処理後、所定の現像液を用いて現像する。これらの処理により、図２１に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａに光透過性レジストパターンである被覆層１２ａが形成される。

次に、図２２に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａのうち被覆層１２ａに対する上記露出部分に上記第二金属からなる光吸収層３を形成する。光吸収層３は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法、電解酸化法など、の手法を用いて形成することができる。

このように、当該光透過性フォトレジスト層１２のパターンを用いて光吸収層３を形成すると共に、光透過性フォトレジスト層１２を除去することなく、被覆層１２ａとして用いることができる。なお、上記の製造方法Ａによって光学式エンコーダ用反射板１０Ａを製造し、その後露出された光反射領域１５に被覆層１２ａを形成するようにしても構わない。

（製造方法Ｄ）
次に、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）を参照して、被覆層１２ａ及び保護層４を有する光学式エンコーダ用反射板１０Ｄの製造方法を説明する。
上記の製造方法Ｃによって製造された光学式エンコーダ用反射板１０Ｃのうち、例えば図２４（ａ）に示すように、光反射層Ｍの表面Ｍａ上及び光吸収層３の表面３ａ上の空間（図中破線部分）に対して、例えばスピンコーティングなどの塗装方法により耐酸化膜形成材料などを塗布したり、真空蒸着やスッパタリングなどの真空プロセスにより誘電体材料を付着させたりすることで、図２４（ｂ）に示すような保護層４が形成される。このようにして、被覆層１２ａ及び保護層４を有する光学式エンコーダ用反射板１０Ｄを得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光学式エンコーダ用反射板１０（１０Ａ〜１０Ｄ）は、基板１と、当該基板１の表面１ａに形成され光を反射する第一金属からなる光反射層Ｍと、当該光反射層Ｍの表面Ｍａのうち光反射領域１５を空けて形成され光を吸収すると共に第一金属よりも標準電極電位の低い第二金属からなる光吸収層３とを備えることとしたので、このように、光反射層Ｍが劣化しにくい構成とすることができる。これにより、光学式エンコーダ用反射板１０の光反射領域１５における光反射特性が低下するのを防ぐことができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。本実施形態では、第一実施形態で説明した光学式エンコーダ用反射板を搭載した光学式エンコーダ（以下、単にエンコーダと表記する）ＥＣについて説明する。図２５は、エンコーダＥＣの構成を示す斜視図である。

図２５に示すように、エンコーダＥＣは、モーター装置ＭＴＲの回転軸ＳＦなどの回転体の回転情報（回転数、回転角度など）を検出する装置である。エンコーダＥＣは、回転部Ｒ及び検出部Ｄを有している。エンコーダＥＣは、回転部Ｒと検出部Ｄとが対向配置された状態で用いられる。図２６は、エンコーダＥＣの回転部Ｒの構成を示す斜視図である。以下、図２５及び図２６を参照して、エンコーダＥＣの構成を説明する。

回転部Ｒは、モーター装置ＭＴＲの回転軸ＳＦに取り付けられ、回転軸ＳＦと一体的に回転する。回転部Ｒは、回転軸ＳＦに固定させるハブＨＢと、当該ハブＨＢに固定される反射板ＲＦとを有している。ハブＨＢは、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金などによって形成されている。ハブＨＢは、回転軸ＳＦを貫通させる貫通孔ＯＰが形成された板状部９０を有している。板状部９０のうち図２５の上側及び下側のそれぞれの面には、円筒状に形成された突出部９０ａ及び９０ｂが設けられている。突出部９０ａの径は、突出部９０ｂの径よりもやや小さくなっている。このため、突出部９０ａと突出部９０ｂとの間には段部９０ｃが形成されている。

反射板ＲＦは、当該段部９０ｃに取り付けられている。反射板ＲＦとしては、例えば上記第一実施形態に記載の光学式エンコーダ用反射板１０（１０Ａ〜１０Ｄ）が用いられている。反射板ＲＦは、内周面ＲＦｃが段部９０ｃの壁面９０ｄのほぼ全面に密着された状態でハブＨＢに取り付けられている。反射板ＲＦとハブＨＢとが例えば不図示の接着剤などを介して接着された構成であっても構わない。

反射板ＲＦの表面ＲＦａには、例えば２種類の光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２が形成されている。当該光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２は、それぞれ円周方向に沿って並んだ複数の光反射領域１５を有している。光反射パターンＲＰ１は反射板ＲＦの外周面ＲＦｂ側に１列に設けられており、光反射パターンＲＰ２は反射板ＲＦの内周面ＲＦｃ側に１列に設けられている。

反射板ＲＦの内周面ＲＦｃの寸法精度としては、例えば２μｍ〜３μｍ以下の精度を得ることが可能である。反射板ＲＦを形成する際、例えば内周面ＲＦｃと外周面ＲＦｂとを同時に加工することにより、外周面ＲＦｂの同心度についても同様に高い精度を得ることが可能となる。このため、上記第一実施形態に記載のように反射板ＲＦの内周面ＲＦｃ又は外周面ＲＦｂのいずれを基準として光反射領域１５を形成することにより、高い同心度を持った光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２が得られることになる。このため、検出精度の高いエンコーダＥＣが得られることとなる。

モーター装置ＭＴＲの回転軸ＳＦには、不図示のベアリングが配置されている。当該ベアリングには、内部にグリースや油などが供給されている。回転軸ＳＦが回転すると、当該ベアリング内部のグリースや油が回転によって飛散する場合がある。当該グリースや油が光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２に付着すると、検出部Ｄにおける検出精度が低下してしまう。

これに対して、流通低減部として突出部９０ａ及び９０ｂがハブＨＢに設けられているため、モーター装置ＭＴＲの回転軸ＳＦに配置した不図示のベアリングから反射板ＲＦの表面ＲＦａ側（光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２側）に飛散するグリースや油などが塞き止められることになる。このため、光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２にグリースや油などが付着するのを防ぐことができる構成となっている。このように、ハブＨＢの一部にラビリンスのような防油機能を付加することで、簡単な構造で、さらに信頼性を向上したエンコーダＥＣが得られる。

検出部Ｄは、上記の光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２を検出する。検出部Ｄは、発光素子ＤＬ及び受光素子ＤＲ１及びＤＲ２を有している。検出部Ｄは、例えばコップ状に形成された支持部Ｓの底部に取り付けられている。支持部Ｓは、縁部がモーター装置ＭＴＲの筐体に固定されており、かつ、どの部分も回転軸ＳＦには固定されていない状態となっている。このため、回転軸ＳＦが回転しても、支持部Ｓとモーター装置ＭＴＲの筐体との相対位置が変化しないようになっている。検出部Ｄは、不図示の制御装置に接続されており、検出結果が当該制御装置に送信されるようになっている。

発光素子ＤＬは、光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２のそれぞれへ向けて検出光を射出する。発光素子ＤＬとしては、例えばＬＥＤなどが用いられる。受光素子ＤＲ１は、例えば光反射パターンＲＰ１によって反射された検出光の進行方向上に配置されており、当該反射光を受光する。受光素子ＤＲ２は、例えば光反射パターンＲＰ２によって反射された検出光の進行方向上に配置されており、当該反射光を受光する。受光素子ＤＲ１及びＤＲ２としては、例えば光電素子などが用いられる。

上記のように構成されたエンコーダＥＣにおいては、モーター装置ＭＴＲの回転軸ＳＦが回転すると、当該回転軸ＳＦに取り付けられた回転部Ｒが回転軸ＳＦと一体的に回転する。モーター装置ＭＴＲに固定された検出部Ｄについては、回転軸ＳＦには接続されていないため、回転せずに静止した状態となる。

回転部Ｒが回転すると、当該回転部Ｒの反射板ＲＦに形成された光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２が回転方向に移動する。制御装置は、検出部Ｄの発光素子ＤＬから光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２へ向けて検出光を射出させる。当該検出光は、光反射パターンＲＰ１及びＲＰ２においてそれぞれ反射される。各反射光は、それぞれ受光素子ＤＲ１及びＤＲ２に入射し、電気信号に変換されて制御装置へ送信される。制御装置では、当該電気信号に基づいて回転軸ＳＦの回転情報を検出する。

反射板ＲＦとして、第一実施形態の光学式エンコーダ用反射板１０Ｂ〜１０Ｄが用いられている場合、光反射層Ｍの表面Ｍａのうち光反射領域１５が保護層４あるいは被覆層１２ａで覆われた構成となっているが、保護層４及び被覆層１２ａが発光素子ＤＬからの検出光に対して光透過可能な材料を用いて形成されているため、検出光は保護層４又は被覆層１２ａを透過して光反射領域１５で反射され、反射光は保護層４及び被覆層１２ａを透過して受光素子ＤＲ１及びＤＲ２に到達することとなる。

以上のように、本実施形態によれば、回転部Ｒの反射板ＲＦとして、上記第一実施形態に記載の光学式エンコーダ用反射板１０を用いることとしたので、光反射領域１５における光反射特性が低下するのを防ぐことができる。これにより、検出精度が安定した信頼性の高いエンコーダＥＣを得ることができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、基板１の材料として、アルミニウム若しくはアルミニウム合金を用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図２７〜図３０に示すように、例えばガラスや樹脂などの他の無機材料若しくは有機材料からなる基板Ｇが用いられた構成であっても構わない。図２７〜図３０に示す光学式エンコーダ用反射板１０を製造する場合、基板Ｇ上には、例えばスパッタリング法やリフトオフ法などによって光反射層Ｍを形成することができる。

図２７に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＡは、基板Ｇの表面Ｇａのほぼ全面に光反射層Ｍが形成されており、当該光反射層Ｍの表面Ｍａの一部に光吸収層３が形成された構成となっている。光学式エンコーダ用反射板１０ＧＡは、光反射層Ｍの表面Ｍａのうち光吸収層３が設けられていない光反射領域１５が露出した構成となっている。

図２８に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＢは、図２７に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＡに加えて、保護層４を有している。保護層４は、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａ及び光吸収層３の表面３ａを含む基板１上のほぼ全面を覆うように形成されている。保護層４は、例えば光透過性を有する有機材料、無機材料などを用いて形成されている。

図２９に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＣは、図２７に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＡに加えて、被覆層１２ａを有している。被覆層１２ａは、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａを覆うように形成されている。被覆層１２ａは、例えば光透過性を有する有機材料、無機材料などを用いて形成されている。

図３０に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＤは、図２７に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＧＡに加えて、保護層４及び被覆層１２ａを有している。被覆層１２ａは、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａを覆うように形成されている。また、保護層４は、被覆層１２ａの表面１２ｂ及び光吸収層３の表面３ａを含む基板Ｇ上のほぼ全面を覆うように形成されている。被覆層１２ａ及び保護層４は、例えば光透過性を有する有機材料、無機材料などを用いて形成されている。

また、上記実施形態においては、光吸収層３の端辺が光学式エンコーダ用反射板１０の外周及び内周に一致するように形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図３１〜図３４に示すように、光吸収層３が光学式エンコーダ用反射板１０の外周面１ｂ及び内周面１ｃにはみ出した構成であっても構わない。なお、図３１〜図３４においては、保護層４が形成された構成が一例として示されているが、当該保護層４が設けられて無い構成であっても構わない。

例えば、図３１に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＡは、基板１の表面１ａのほぼ全面に光反射層Ｍが形成されており、当該光反射層Ｍの表面Ｍａの一部に光吸収層３が形成された構成となっている。また、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａ及び光吸収層３の表面３ａを含む基板１上のほぼ全面を覆うように保護層４が形成されている。保護層４は、例えば光透過性を有する有機材料、無機材料などを用いて形成されている。

これに加えて、光吸収層３は、光学式エンコーダ用反射板１０の基板１の外周面１ｂ及び内周面１ｃにはみ出した部分（はみ出し部分）３ｂを有している。外周面１ｂ及び内周面１ｃは、基板１の表面１ａ及び裏面１ｄを接続する側面である。はみ出し部分３ｂは、光反射層Ｍの表面Ｍａから基板１の外周面１ｂ及び内周面１ｃにかけて光反射層Ｍを覆うように形成されている。これにより、光反射層Ｍをより確実に保護することが可能となる。当該はみ出し部分３ｂは、例えば光反射層Ｍ上にレジストパターン２ａ（図８等参照）を形成した基板１の全体をメッキ槽に浸漬させてメッキ法を行うことで形成される。

例えば、図３２に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＢは、図３１に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＡに加えて、被覆層１２ａを有している。被覆層１２ａは、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａを覆うように形成されている。被覆層１２ａは、例えば光透過性を有する有機材料、無機材料などを用いて形成されている。この場合にもはみ出し部分３ｂによって光反射層Ｍの側部が保護されることになる。

例えば、図３３に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＣは、図３１に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＡの構成に対して、例えば基板１に代えて、例えばガラスや樹脂などの他の無機材料若しくは有機材料からなる基板Ｇが用いられた構成になっている。この場合、光吸収層３のはみ出し部分３ｂは、光反射層Ｍの表面Ｍａから基板Ｇの外周面Ｇｍ及び内周面Ｇｎにかけて当該光反射層Ｍを覆うように形成されている。外周面Ｇｍ及び内周面Ｇｎは、基板Ｇの表面Ｇａ及び裏面Ｇｄを接続する側面である。この場合にも、はみ出し部分３ｂにより光反射層Ｍの側部が保護されることになる。

例えば、図３４に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＤは、図３３に示す光学式エンコーダ用反射板１０ＭＣの構成に加えて、被覆層１２ａを有している。被覆層１２ａは、光反射領域１５における光反射層Ｍの表面Ｍａを覆うように形成されている。被覆層１２ａは、例えば光透過性を有する有機材料、無機材料などを用いて形成されている。この場合にも、はみ出し部分３ｂにより光反射層Ｍの側部が保護されることになる。

なお、図３１〜図３４に示す各構成においては、光吸収層３が基板１（基板Ｇ）の外周面１ｂ及び内周面１ｃにはみ出し部３ｂを有する構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、光吸収層３のはみ出し部３ｂが外周面１ｂ及び内周面１ｃから更に基板１の裏面１ｄに伸びるように形成されていても構わない。このように、基板１の表面１ａ上とは異なる部分に光吸収層３のはみ出し部３ｂが設けられていても構わない。

１０、１０Ａ〜１０Ｄ、１０ＧＡ〜１０ＧＤ、１０ＭＡ〜１０ＭＤ…光学式エンコーダ用反射板 ＥＣ…エンコーダ Ｍ…光反射層 ＭＴＲ…モーター装置 ＲＰ１、ＲＰ２…光反射パターン ＤＲ１、ＤＲ２…受光素子 ＳＦ…回転軸 Ｒ…回転部 Ｄ…検出部 ＲＦ…反射板 Ｇ…基板 １…基板 ３…光吸収層 ４…保護層 １２ａ…被覆層 １５…光反射領域 ９０ａ、９０ｂ…突出部

Claims (17)

1. 基板と、
   前記基板の表面に形成され、光を反射する第一金属からなる光反射層と、
   前記光反射層の表面のうち所定領域を空けて形成され、前記光を吸収すると共に前記第一金属よりも標準電極電位の低い第二金属からなる光吸収層と、
   を備え、
   前記光吸収層の一部は、前記基板の前記表面と前記基板のうち前記表面とは異なる部分とに跨って設けられている光学式エンコーダ用反射板。
2. 前記基板は、前記表面に平行に形成された裏面、及び、前記表面と前記裏面とを接続する側面を有し、
   前記光吸収層は、前記側面の少なくとも一部に形成される
   請求項１に記載の光学式エンコーダ用反射板。
3. 光透過可能な材料を用いて形成され、前記所定領域を覆う被覆層
   を備える
   請求項１または２に記載の光学式エンコーダ用反射板。
4. 前記光吸収層及び前記被覆層を覆う保護層を備える
   請求項３に記載の光学式エンコーダ用反射板。
5. 前記第一金属は、銅、銀及び金のうちいずれか一つを含む
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
6. 前記第二金属は、ニッケル、クロム、鉄及び亜鉛のうちいずれか一つを含む
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
7. 前記第一金属は、銀及び金のうちいずれか一方を含み、
   前記第二金属は、銅を含む
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
8. 前記第一金属は、金を含み、
   前記第二金属は、銅及び銀のうちいずれか一方を含む
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
9. 前記基板は、円形に形成されており、
   前記所定領域は、前記基板の外周に沿って複数配置されている
   請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
10. 前記所定領域は、前記基板の基準位置を中心とした円の円周に沿って複数配置されている
    請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
11. 前記基板は円環状であり、光反射領域が外周面又は内周面と同心円状に複数並んでいる
    請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
12. 前記基板は、外部に接続される被接続部を有し、
    前記基準位置は、前記被接続部に設けられる
    請求項１１に記載の光学式エンコーダ用反射板。
13. 前記基板は、前記表面への液状体の流通を低減する流通低減部を有する
    請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
14. 前記基板は、硝材を用いて形成されている
    請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光学式エンコーダ用反射板を備える
    エンコーダ。
16. 光を反射する第一金属からなる光反射層を基板の表面に形成する工程と、
    前記光を吸収すると共に前記第一金属よりも標準電極電位の低い第二金属からなる光吸収層を、前記光反射層の表面のうち所定領域を空けて、前記基板の前記表面と前記基板のうち前記表面とは異なる部分とに跨って設けられるよう形成する工程と
    を含む光学式エンコーダ用反射板の製造方法。
17. 前記光反射層の表面に光透過性レジストのパターンを形成する工程を含み、
    前記光吸収層を形成する工程において、前記光吸収層は前記光反射層の表面のうち前記パターンに対する露出部分に形成される
    請求項１６に記載の光学式エンコーダ用反射板の製造方法。

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