JP6291156B2 - 樹脂製エンコーダスケール、エンコーダ、樹脂製エンコーダスケールの製造方法およびエンコーダの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、部材が移動した際の位置を検出するエンコーダのエンコーダスケールに係り、樹脂製エンコーダスケール、エンコーダ、樹脂製エンコーダスケールの製造方法およびエンコーダの製造方法に関する。

一般に、移動する部材の位置を検出するエンコーダが知られている。エンコーダは、目盛を有するエンコーダスケールと、このエンコーダスケールに対して相対的に移動するとともに移動に際してエンコーダスケールの目盛を読み取るヘッドとを備える。エンコーダには、部材が直線移動する際の直線上の位置を検出するリニアエンコーダと、部材が回転移動する際の回転角度（位置）を検出するロータリエンコーダとが知られている。

また、エンコーダスケールの目盛をヘッドが読む方式として、磁気ヘッドを用いる磁気方式と光学センサを用いる光学方式が知られている。また、エンコーダスケールの目盛として、相対位置を計測するためのインクリメント方式と、絶対位置を計測するためのアブソリュート方式とが知られている。また、上述の光学方式には、エンコーダスケールに目盛としてスリットを設けた透過方式と、エンコーダスケールに反射率の異なる目盛パターンとして反射率の高い反射面と、反射面より反射率の低い非反射面とを設けた反射方式とが知られている。

光学方式のヘッドには、発光素子と、受光素子とが設けられており、透過型では、エンコーダスケールを間に挟んで、エンコーダスケールの両側に発光素子と、受光素子とが分かれて配置される。それに対して反射方式では、発光素子と受光素子とがエンコーダスケールの片側にまとめて配置される。したがって、透過方式に比較して反射方式の方が小型化に有利である。

反射方式で用いられるエンコーダスケールには、発光素子から照射される光の反射率が異なる上述の反射面および非反射面が設けられ、これら反射面と非反射面との繰り返しにより目盛パターンが形成されている。この目盛パターンの形成方法としては、例えば、まず反射膜をガラス板の表面に密着させるためのＳｉＯ_２層を形成し、次いで反射膜としてのＡｌ層を形成し、次いで非反射膜をＡｌ層に密着させるためのＣｒ_２Ｏ_３層を形成し、この後、非反射膜としてのＣｒ層を形成し、リソグラフィ法によりＡｌ層からなる反射面とＣｒ層からなる非反射面で目盛りパターンを形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１には、反射型のエンコーダスケールとして、ガラス板に代えて、光の反射率が高いアルミやアルミ合金からなる金属板を用い、この金属板の側面に切削加工により鏡面を形成し、この鏡面に目盛パターンとして、鏡面をそのまま残した反射率の高い反射面と、例えば、鏡面にアルミより光の反射率の低いクロムを蒸着して反射面より光の反射率が低い非反射面とを形成することが提案されている。
なお、特許文献１では、非反射面を設ける際に、鏡面に着色加工したり、鏡面に粗面加工したりして光の反射率を低下させて非反射面を形成することが提案されている。

また、ガラス板等の板に反射面と非反射面とを備える目盛パターンを形成する方法として、金属製被膜をガラス板に蒸着して反射面になる鏡面反射部を形成し、その後、鏡面反射部のうちの非反射面になる部分にエッチング処理を行う方法や、素材になる板の表面にコントラストの高い印刷処理を行うことにより、素材になる板の側面に目盛パターンを形成する方法などが知られている（例えば、特許文献２参照）。
上述の印刷処理においては、例えば、ガラス基板の平滑な側面に、反射面として白が印刷され、非反射面として黒が印刷されることにより目盛パターンが形成される。

特開２００９−８４５７号公報 特開２００３−３０７４４０号公報

ところで、上述のような反射型のエンコーダスケールでは、反射面と非反射面が繰り返される目盛パターンを設ける際に、比較的多くの工数を有する加工を各エンコーダスケール用のガラス板や金属板毎に施す必要がある。したがって、エンコーダスケールの製造においては、加工に手間がかかるとともに時間がかかり、エンコーダスケールのコストが高くなっていた。

また、透過型のエンコーダスケールにおいても、各エンコードスケール毎に、例えば、多くの加工が必要であり、例えば、光を透過しない金属板に光を透過するスリットを設けたり、光を透過するガラス板に光を透過しない部分を形成したりする手間と時間がかかっていた。

上述のようにエンコーダスケールのコストが高くなることにより、エンコーダのコストも高くなり、低価格の製品には、高精度に回転角度や直線移動位置を計測可能なエンコーダを用いることができず、エンコーダの利用範囲が狭められていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エンコーダスケールを、目盛パターンを有する樹脂の成形品として製造することにより加工を容易にしてコストの低減を図ることができる樹脂製エンコーダスケール、エンコーダ、樹脂製エンコーダスケールの製造方法およびエンコーダの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の樹脂製エンコーダスケールは、反射型の光学方式のエンコーダで用いられ、位置測定用の目盛パターンを備える樹脂製エンコーダスケールであって、
樹脂成形時に表面が粗面に成形され、光の反射率の低い低反射部と、樹脂成形時に表面が鏡面に成形され、前記低反射部より光の反射率の高い高反射部とを組み合わせた目盛パターンが設けられていることを特徴とする。

また、樹脂製エンコーダスケールにおいて、少なくとも前記目盛パターン全体に反射膜が設けられていることが好ましい。

また、前記低反射部に対して前記高反射部が突出して形成され、前記低反射部に対する前記高反射部の突出高さが、１００μｍ未満とされていることが好ましい。

前記高反射部の光の反射率が５０％以上、前記低反射部の光の反射率が２５％以下に設定され、前記高反射部と前記低反射部との反射率の差が２５％以上であることが好ましい。

また、前記高反射部の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、前記低反射部の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることが好ましい。

本発明の樹脂製エンコーダスケールは、透過型の光学方式のエンコーダで用いられ、位置測定用の目盛パターンを備えるとともに透明な樹脂材料を用いたものであり、
樹脂成形時に表面が粗面に成形され、光の透過率の低い低透過部と、樹脂成形時に表面が鏡面に成形され、前記低透過部より光の透過率の高い高透過部とを組み合わせた目盛パターンが設けられていることを特徴とする。

また、前記低透過部に対して前記高透過部が突出して形成され、前記低透過部に対する前記高透過部の突出高さが、１００μｍ未満とされていることが好ましい。

また、前記高透過部の光の透過率が５０％以上、前記低透過部の光の透過率が２５％以下に設定され、前記高透過部と前記低透過部との透過率の差が２５％以上であることが好ましい。

また、前記高透過部の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、前記低透過部の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることが好ましい。

本発明の樹脂製エンコーダスケール用金型は、
光学方式のエンコーダで用いられ、位置測定用の目盛パターンが設けられた樹脂製エンコーダスケールを成形するための樹脂製エンコーダスケール用金型であって、
前記樹脂製エンコーダスケールの目盛パターンを成形する成形面に、前記目盛パターンに対応して、粗面加工された粗面と鏡面加工された鏡面とを組み合わせた成形パターンが設けられていることを特徴とする。

また、前記成形パターンにおける前記鏡面に対して前記粗面が突出して形成され、前記鏡面に対する前記粗面の突出高さが、１００μｍ未満とされていることが好ましい。

前記成形パターンにおける前記鏡面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、前記粗面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることが好ましい。

また、樹脂製エンコーダスケール用金型において、光の反射率が低い低反射部と、前記低反射部より光の反射率が高い高反射部とを組み合わせた前記目盛パターンを有し、光を反射する反射方式の前記樹脂製エンコーダスケールを成形するために、前記成形面に設けられた前記成形パターンの前記粗面が前記低反射部を成形し、前記鏡面が前記高反射部を成形するようになっていることが好ましい。

また、樹脂製エンコーダスケール用金型において、光の透過率が低い低透過部と、前記低透過部より光の透過率が高い高透過部とを組み合わせた前記目盛パターンを有し、透明な樹脂材料が用いられて光を透過する透過方式の前記樹脂製エンコーダスケールを成形するために、前記成形面に設けられた前記成形パターンの前記粗面が前記低透過部を成形し、前記鏡面が前記高透過部を成形するようになっていることが好ましい。

本発明の樹脂製エンコーダスケールの製造方法は、光学方式のエンコーダで用いられ、位置測定用の目盛パターンが設けられた樹脂製エンコーダスケールを金型に樹脂を射出して射出成形するものであり、
前記エンコーダスケールの目盛パターンを成形する成形面に、前記目盛パターンに対応して、粗面加工された粗面と鏡面加工された鏡面とを組み合わせた成形パターンが設けられた前記金型に樹脂を射出することにより、前記金型の鏡面により成形された鏡面と、前記金型の粗面により成形された粗面とを組み合わせた目盛パターンを有する樹脂製エンコーダスケールを製造することを特徴とする。

また、樹脂製エンコーダスケールの製造方法において、光の反射率が低い低反射部と、前記低反射部より光の反射率が高い高反射部とを組み合わせた前記目盛パターンを有し、光を反射する反射方式の前記樹脂製エンコーダスケールを成形するために、前記成形面に設けられた前記成形パターンの前記粗面が前記低反射部を成形し、前記鏡面が前記高反射部を成形することが好ましい。

また、樹脂製エンコーダスケールの製造方法において、前記金型を用いて成形した樹脂製エンコーダスケールの少なくとも前記目盛パターン全体に反射膜を設けることが好ましい。

また、樹脂製エンコーダスケールの製造方法において、光の透過率が低い低透過部と、前記低透過部より光の透過率が高い高透過部とを組み合わせた前記目盛パターンを有し、透明な樹脂材料が用いられて光を透過する透過方式の前記樹脂製エンコーダスケールを成形するために、前記成形面に設けられた前記成形パターンの前記粗面が前記低透過部を成形し、前記鏡面が前記高透過部を成形することが好ましい。

本発明のエンコーダは、上述の反射型の樹脂製エンコーダスケールと、前記エンコーダスケールに向けて光を出射する発光素子を有するとともに、前記発光素子から出射されて前記エンコーダスケールにより反射される光を受光する受光素子を有するヘッドとを備え、前記エンコーダスケールに対して前記ヘッドが相対的に移動した際に、前記目盛パターンにおける前記低反射部と前記高反射部との光の反射率の違いによる前記受光素子の受光量の変化に基づいて、前記エンコーダスケールに対するヘッドの位置を計測することを特徴とする。

本発明のエンコーダは、上述の透過型の樹脂製エンコーダスケールと、前記エンコーダスケールに向けて光を出射する発光素子を有するとともに、前記発光素子から出射される光を前記エンコーダスケールを介して受光する前記受光素子を有するヘッドとを備え、前記エンコーダスケールに対して前記ヘッドが相対的に移動した際に、前記目盛パターンにおける前記低透過部と前記高透過部の光の透過率の違いによる前記受光素子の受光量の変化に基づいて、前記樹脂製エンコーダスケールに対するヘッドの位置を計測することを特徴とする

本発明の樹脂製エンコーダスケール用金型によれば、樹脂製エンコーダスケールを成形する金型には、樹脂製エンコーダスケールに設けられる目盛パターンを成形するために、成形面に粗面加工された粗面と、鏡面加工された鏡面との組み合わせからなる成形パターンが設けられている。

この金型を用いて、樹脂製エンコーダスケールを成形すると、成形された樹脂製エンコーダスケールに、金型の粗面により成形された粗面と、金型の鏡面により成形された鏡面とからなる目盛パターンが設けられることになる。すなわち、射出成形により目盛パターンを有する樹脂製エンコーダスケールを製造することが可能になる。

この場合にエンコーダスケール毎に、光を透過する部分と、光を透過しない部分とを設けたり、反射率の高い部分と、反射率の低い部分を設けたりする加工を行う必要がない。
また、射出成形によれば、一回の成形時に複数の成形品を複数個取りすることも可能であり、かつ、射出成形を繰り返すことで短時間に大量に生産することができ、光学方式のエンコーダのエンコーダスケールの製造コストを大幅に低減することができる。これにより、この樹脂製エンコーダスケールを用いたエンコーダのコストを低減することができる。

また、光の反射率の低い低反射部と、低反射部より光の反射率の高い高反射部との組み合わせにより目盛パターンが設けられた反射型の樹脂製エンコーダスケールにおいては、金型の粗面により低反射部を成形し、金型の鏡面により高反射部を成形することができる。ここで、樹脂製エンコーダスケールに用いられる樹脂が光の反射率の高い樹脂（顔料等の反射率を高める材料を含んでいてもよい）の場合に、金型により鏡面にされた部分の方が金型により粗面にされた部分より反射率が高くなり、粗面と鏡面とで反射率に差を設けることができる。

また、樹脂自体の光の反射率が高くない場合に、目盛パターンの部分に反射膜を形成して、光の反射率を高めることができる。この際に、鏡面とされている高反射部だけ反射膜を形成するような加工を行うことなく、高反射部と低反射部との両方を含む目盛パターン全体に反射膜を形成しても、鏡面とされている高反射部と、粗面とされている低反射部とで反射率を異なるものとすることができる。すなわち、目盛パターン上に一様に反射膜を設けても、鏡面上の反射膜は光の反射率が高く、粗面上の反射膜は光の反射率が低くなる。

言い換えれば、樹脂製エンコーダスケールの目盛パターンが形成されている面全体に一様に反射膜を形成することができ、高反射部だけに反射膜を形成する場合よりも容易に低コストで短時間に反射膜を形成することができる。

また、光の透過率の低い低透過部と、低透過部より光の透過率の高い高透過部との組み合わせにより目盛パターンが設けられた透過型の樹脂製エンコーダスケールにおいては、金型の粗面により低透過部を成形し、金型の鏡面により高透過部を成形することができる。すなわち、透明な樹脂材料からなる透明な樹脂においては、表面を鏡面とすることで光の透過率が高まり、表面を粗面とすることで光の透過率が低下する。

これにより、透過型のエンコーダ用のエンコーダスケールとして、低透過部と高透過部との組み合わせからなる目盛パターンを備える樹脂製のエンコーダスケールを得ることができる。反射型においても透過型においても、基本的に樹脂の成形によりエンコーダスケールを製造することができ、コストの低減を図ることができる。

また、樹脂製エンコーダスケール用金型においては、少なくとも成形パターンが形成される部分にブラスト処理により粗面を形成し、次に、鏡面となる部分を切削して鏡面を形成する方法がある。この場合に、粗面を切削して鏡面が形成されるので、粗面に対して鏡面が凹む状態になる。すなわち、鏡面に対して粗面が突出して形成される。この場合に、少なくとも粗面、すなわち、粗された面の谷になる部分の最大深さ以上切削して鏡面にすることが好ましい。

また、金型の成形パターンの鏡面と粗面との凹凸は、金型で成形される樹脂製エンコーダスケールに転写され、樹脂製エンコーダスケールでは、粗面（低反射部または低透過部）に対して鏡面（高反射部または高透過部）が突出するが、この凹凸の段差部分でエンコーダのヘッドの発光素子からの光の影ができたり、光の反射が生じたりする可能性があり、高低差が少ない方が好ましく、金型および樹脂製エンコーダスケールにおいては、鏡面と粗面との間の高低差が１００μｍ以下であることが好ましい。

また、反射型の樹脂製エンコーダスケールにおいては、高反射部と低反射部との反射率の差により、受光素子における受光量に明確な差が生じる必要があり、そのためには、高反射部の反射率が５０％以上で、低反射部の反射率が２５％以下であることが好ましい。すなわち、高反射部の反射率と低反射部の反射率との差が２５％以上あることが好ましい。

また、透過型の樹脂製エンコーダスケールにおいては、高透過部と低透過部との透過率の差により、受光素子における受光量に明確な差が生じる必要があり、そのためには、高透過部の透過率が５０％以上で、低透過部の透過率が２５％以下であることが好ましい。すなわち、高透過部の透過率と低透過部の透過率との差が２５％以上あることが好ましい。

以上のような反射率や透過率を達成するためには、高反射部および高透過部の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、低反射部および低透過部の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることが好ましい。
樹脂製エンコーダスケールの粗面（低反射部と低透過部）および鏡面（高反射部と高透過部）は、金型から転写された面であり、金型においても成形パターンの鏡面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、粗面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることが好ましい。

本発明の第１実施形態に係るリニアエンコーダの樹脂製エンコーダスケールを示す要部平面図である。 前記樹脂製エンコーダスケールを示す長さ方向に沿った要部断面図である。 前記樹脂製エンコーダスケールを示す幅方向に沿った断面図である。 前記リニアエンコーダの樹脂製エンコーダスケール用金型を示す要部平面図である。 前記樹脂製エンコーダスケール用金型を示す要部断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は前記樹脂製エンコーダスケール用金型の製造工程を示す要部斜視図である。 前記樹脂製エンコーダスケールを用いたリニアエンコーダを示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るロータリエンコーダの樹脂製エンコーダスケールを示す側面図である。 前記樹脂製エンコーダスケールの目盛パターンを示す要部側面図である。 前記樹脂製エンコーダスケールを用いた透過型ロータリエンコーダを示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１から図３に示すように、この実施の形態の樹脂製エンコーダスケール１は、反射型の光学式のリニアエンコーダ（後述のインクリメンタル型のリニアエンコーダ２０）に用いられるエンコーダスケールを樹脂製としたものであり、射出成形により成形されている。

この樹脂製エンコーダスケール１は、例えば、一方向に長尺な矩形板状に成形され、その上面（位置計測面）に目盛パターン２が成形されている。この目盛パターン２は、反射率の低い低反射部３と、この低反射部３より反射率の高い高反射部４との組み合わせからなっている。この実施形態においては、樹脂製エンコーダスケール１の長さ方向（後述のエンコーダスケール１に対するヘッド２１の相対移動方向（測定方向））に沿って低反射部３と高反射部４とが交互に繰り返されるように配置されることにより、インクリメンタル用の目盛パターン２が設けられている。

低反射部３の表面は、粗面(粗し面)とされている。また、高反射部４の表面は鏡面とされている。すなわち、低反射部３と高反射部４とでは、表面粗さに大きな差がある状態となっており、これにより、光の反射率が大きく異なるものとなっている。低反射部３と高反射部４との表面粗さの差は、樹脂製エンコーダスケール１を射出成形した際の、後述の金型１０の成形面１１に形成された粗面１３の表面粗さと鏡面１４の表面粗さとに基づくものであるが、光学方式の反射型エンコーダで用いた場合に、発光素子から照射されて、低反射部３と高反射部４とでそれぞれ反射された光を受光素子で受光した場合に、低反射部３の反射光と高反射部４の反射光とで受光量に十分に認識可能な差があるものとなっていればよい。

例えば、高反射部４の反射率が５０％以上で、低反射部３の反射率が２５％以下であることが好ましく、高反射部４の反射率と低反射部３の反射率との差が２５％以上あることが好ましい。さらに、高反射部４の反射率が８０％以上で、低反射部３の反射率が２５％であることが好ましい。さらに、低反射部３の反射率が１０％以下であることが好ましい。
また、高反射部４の反射率と低反射部３の反射率との差が２５％以上であることが好ましく、高反射部４の反射率と低反射部３の反射率との差が５５％以上であることがより好ましく、前記差が７０％以上であることが好ましい。

高反射部４の反射率と低反射部３の反射率との差が２５％以上とすることにより、上述のように、受光素子における受光量に十分な差をつけることが可能になり、樹脂製エンコーダスケール１の目盛パターン２を光学的に十分に読み取ることが可能になる。
また、高反射部４と低反射部３とで上述のような反射率を達成するためには、高反射部４の表面粗さＲａを０．０５μｍ以下とし、低反射部３の表面粗さＲａを０．１μｍ以上にすることが好ましい。また、高反射部４の表面粗さＲａを０．０１μｍ以下とし、前記低反射部３の表面粗さＲａを１．０μｍ以上にすることがより好ましい。
なお、リファレンストラック６は表面粗さＲａが高反射部４と同様になっている必要がある。

目盛パターン２においては、各目盛になる低反射部３と高反射部４とが同じ幅で配置されるとともに、幅の方が低反射部３と高反射部４の繰り返しピッチより長くされている。なお、ここでの幅とは、樹脂製エンコーダスケール１の長手方向（ヘッドの相対移動方向）に直交する方向の長さである。したがって、幅方向は、樹脂製エンコーダスケール１の長手方向に沿うピッチの方向に対しても直交する。
また、樹脂製エンコーダスケール用の後述の金型１０の成形面１１の構造に基づいて、低反射部３より高反射部４が少し突出した形状となっている。すなわち、低反射部３が凹部とされ、高反射部４が凸部とされ、低反射部３と高反射部４との間に段差が形成されている。なお、図においては、凹部と凸部を強調するために、実際より段差が大きくされている。

上述のように低反射部３に対して高反射部４が突出して形成され、低反射部３に対する高反射部４の突出高さが、１００μｍ未満とされていることが好ましい。低反射部３に対する高反射部４の突出高さが、６０μｍ未満とされていることがより好ましく、低反射部３に対する高反射部４の突出高さが、２０μｍ未満とされていることが好ましい。
低反射部３に対する高反射部４の高さが高すぎると、低反射部３と高反射部４との間の段差により、光が遮られたり、光が反射したりする可能性が高くなり、発光素子からの光を受光素子が受光する際に悪影響を与える虞がある。
なお、この実施の形態では、低反射部の表面と高反射部の表面とを互いに略平行な平面としている。

また、目盛パターン２の各目盛としての低反射部３と高反射部４とのピッチは、例えば、０．１ｍｍレベルで、低反射部３および高反射部４の各測定方向（ヘッドの相対移動方向）の長さは、上述のピッチの半分程度となる。なお、目盛パターン２のピッチ（目盛の解像度）は、上述のものに限られるものではないが、基本的に後述の金型１０の成形パターン１２の加工に用いられる超精密加工機の精度により決定される。
超精密加工機の精度より目盛パターン２のピッチを長くすることは可能であり、ピッチが長ければ、超精密加工機ではなく、それよりも精度が低い加工機を用いることができる。

なお、後述のように金型を製造する際に、フォトリソグラフィにより高精細に加工されたスタンパを用いることで、より精密に成形パターンを形成することができる。なお、スタンパは、例えば、ニッケルの薄板にフォトリソグラフィでパターンを形成したものであり、金型に取り付けて用いられる。

また、目盛パターン２に隣接して、低反射部３と高反射部４の繰り返し方向（ヘッド２１の相対移動方向）に沿って高反射部４と略同様の光の反射率を有するリファレンストラック６が形成されている。リファレンストラック６は、目盛パターン２の幅より少し狭い幅を有し、上述ヘッドの相対移動方向に沿った帯状に目盛パターン２の一方の端から他方の端まで形成されている。

リファレンストラック６は、例えば、発光素子から出射される光を反射し、この反射光を目盛パターン用の受光素子とは別のリファレンストラック６用の受光素子に受光させ、この受光素子から高反射部４からの反射光を受光した場合と同様のリファレンス電位を出力させるものである。なお、リファレンス電位については後述する。

また、リファレンストラック６は、目盛パターン２の低反射部３より低く凹んだ状態となっており、リファレンストラック６より目盛パターン２の方が高く、リファレンストラック６と目盛パターン２との間に段差が設けられている。なお、後述の金型１０では、目盛パターン２を成形する成形パターン１２よりリファレンストラック６を成形するリファレンス鏡面１６の方が低くなるので、後述のように金型１０の成形を容易としている。

樹脂製エンコードスケールの材料としては、例えば、樹脂製レンズ等の樹脂製の光学素子に用いられる樹脂が好ましく、例えば、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル/通称アクリル）を好適に用いることができる。

また、上述のような熱可塑性樹脂だけではなく、耐熱性、耐久性、耐薬品性、耐油性の観点から熱硬化性樹脂を用いてもよい。熱可塑性樹脂としては、シリコーンを用いてもよい。

なお、樹脂製レンズで用いられる樹脂は、成形した際に設計に対応する光学特性を有するようになる可能性が高いことにより選択されたもので、成形性（転写性）に優れるものであり、他の一般的な樹脂に比較して金型１０からより精密に形状を転写できる。また、成形により表面粗さの小さな鏡面を成形し安い樹脂が好ましく、この場合に不純物をほとんど含まない樹脂が好ましい。また、不純物をほとんど含まない樹脂が、可視光における吸収が少ない樹脂の場合には、そのまま透明な樹脂であることが好ましい。

また、樹脂製エンコーダスケール１の目盛パターン２が設けられた上面（位置計測面）には、反射膜８として、アルミニウム（アルミニウム合金）の膜（アルミニウムコート）が形成されている。アルミニウムの反射膜８は、例えば、スパッタにより薄膜形成することができる。また、この際には、複数の樹脂製エンコーダスケール１（反射膜８形成前の本体）を複数平面上に並べて一度に複数の樹脂製エンコーダスケールにスパッタによりアルミニウムコードを形成することができる。なお、反射膜８の形成には、スパッタ以外の方法、たとえば、スパッタ以外の各種蒸着方法やその他の薄膜形成方法を用いてもよい。

なお、反射膜８は、アルミニウム限られるものではなく、各種金属を用いることができるが、コスト、反射率等を考慮するとアルミニウムを使うことが好ましい。
また、反射膜８としては、金属膜以外のものを用いてもよく、例えば、反射膜８として誘電体多層膜を設けてもよい。
また、反射膜８の上に透明な保護膜を設けるものとしてもよい。反射膜８がアルミの場合の保護膜としては、例えば、ＳｉＯ₂を用いることができる。

なお、樹脂製エンコーダスケール１の樹脂で成形された樹脂本体に十分な光の反射率があれば、反射膜８を設けないものとしてもよい。例えば、この実施の形態では、樹脂として上述の光学素子に利用可能な透明な樹脂を好適に用いることができるが、たとえが、樹脂に白色の顔料や、金属光沢のある顔料等の樹脂の反射率を高める材料を加えて、樹脂の反射率を高めることにより、反射膜８を設けないものとしてもよい。また、例えば、樹脂製エンコーダスケール１の材料として、透明な樹脂ではなく、例えば、白色等の光の反射率の高い樹脂を用いてもよい。

インクリメンタル方式のエンコーダにおいては、エンコーダスケールの目盛パターンとして、高反射部と低反射部とが一定のピッチで交互に繰り返すパターンが用いられる。このエンコーダスケールの目盛パターンにヘッドの発光素子から光を出射し、その反射光をヘッドの受光素子が受光する状態で、エンコーダスケールに対して相対的にヘッドを移動した場合に、受光素子からは高反射部を通過した際のハイの信号と、低反射部を通過した場合のローの信号とが交互に繰り返す波状の信号が出力されることになる。

この場合に、例えば、ローからハイ（ハイからロー）に切り替わる信号の立ち上げ（立ち下げ）から次の立ち上げ（立ち下げ）までが、上述の高反射と低反射部が交互に繰り返す目盛パターンの１ピッチ分の距離に対応する。したがって、受光素子から出力される波状の信号における立ち上げ（立ち下げ）部分の回数を上述のピッチとなる距離を乗算することにより、原点位置からの移動距離を求めることができる。

なお、上述の受光素子からの信号がローからハイに変わる立ち上げのタイミングは、上述のリファレンス電位を用いて判定することができる。すなわち、受光素子の信号の電位がリファレンス電位より低い電位からリファレンス電位と同じ電位になったタイミングを立ち上げのタイミングと判定することができる。

同様に、受光素子の信号の電位がリファレンス電位と同じ電位からリファレンス電位より低い電位になったタイミングを立ち下げのタイミングと判定することができる。

また、エンコーダスケールに対して、ヘッドが正逆両方向に移動する場合には、正方向に移動している際に、受光素子から上述の信号の立ち上げ部分が入力する度に１ずつカウントアップし、逆方向（戻り方向）に移動している際に受光素子から上述の信号の立ち上げ部分が入力する度に１ずつカウントダウンする。この場合のカウント値に上述のピッチの長さを乗算することで、原点位置からの移動距離を求めることができる。

また、目盛パターン２としては、低反射部３と高反射部４とが交互に同じピッチで繰り返すインクリメンタル用のものではなく、アブソリュート用の目盛パターンを用いてもよい、アブソリュート用の目盛パターンは、例えば、高反射部４と低反射部３とからなるコードとなっており、例えば、高反射部４と低反射部３とのうちの一方の反射部を０とし、他方の反射部を１とした２値を用いるコードであってもよい。また、目盛パターンが示すコードは、例えば、グレイコード（交番二進符号）であってもよい。すなわち、高反射部４と低反射部３とのパターンにより０と１からなる複数桁のコードが設けられており、このコードにより目盛パターン上の絶対位置が表されているものとしてもよい。
また、原点用トラックを設ける場合は、同様に高反射部４と低反射部３からなる目盛パターンを用いて形成してもよい。

また、高反射部４の表面を平面ではなく、曲面状の凹面としてもよい。すなわち、高反射部４の表面で反射する光を受光素子の位置に向けて集光する構造としてもよい。この場合に、高反射部４からの反射光の受光に基づいて受光素子から出力される信号のピークをより高くできる。すなわち、低反射部３からの反射光を受光した場合の受光素子の信号レベルと、高反射部４からの反射光を受光した場合の受光素子の信号レベルとの差をより大きくすることができる。なお、凹部は、球面や非球面のドーム状のような形状の一部であっても、円筒の内周面の一部の形状（シリンドリカルな形状）であってもよい。この場合の円筒の軸方向は、エンコーダスケールの長手方向に沿っていてもよいし、この長手方向に交差（直交）する方向に沿っていてもよい。また、高反射部４の表面形状は、金型の高反射部４を成形する部分の形状を上述の凹面に対応する凸面とすることにより、成形時に形成される。

次に、樹脂製エンコーダスケール１を成形するための金型１０について説明する。
ここで、射出成形の金型は、例えば、固定金型１８と可動金型１０との二つの金型１０，１８を合わせたものであり、可動金型１０を固定金型１８に対して移動することで、成形と離型が可能となっている。
図４および図５と図６（ｅ）に示すように、上述の二つの金型１０，１８のうちの一方の金型１０の樹脂製エンコーダスケール１の目盛パターン２が設けられた計測面を成形する成形面１１には、目盛パターン２に対応する成形パターン１２が設けられている。

成形パターン１２は、粗面加工により形成された粗面１３と、鏡面加工により形成された鏡面１４とを備える。金型１０の粗面１３が樹脂製エンコーダスケール１の低反射部３を成形し、金型１０の鏡面１４が樹脂製エンコーダスケール１の高反射部４を成形する。また、成形パターン１２の隣には、上述のリファレンストラック６を成形するリファレンス鏡面１６が設けられている。

また、金型１０の成形パターン１２を備える成形面において、上述の鏡面１４、リファレンス鏡面１６として鏡面となっている部分以外は、粗面１３を含む粗面とされている。
ここで、金型１０の成形面が樹脂に転写されて上述の樹脂製エンコーダスケール１が形成される。したがって、樹脂製エンコーダスケール１の金型に成形された面の形状の凹凸を逆にしたのが金型１０の成形面の形状になる。また、金型１０の粗面部分は樹脂に転写されて樹脂製エンコーダスケール１の粗面部分になり、金型１０の鏡面部分は樹脂に転写されて樹脂製エンコーダスケール１の鏡面部分になる。

したがって、金型１０においても、基本的に、成形パターン１２の鏡面１４の表面粗さＲａを０．０５μｍ以下とし、粗面１３の表面粗さＲａを０．１μｍ以上にすることが好ましい。また、鏡面１４の表面粗さＲａを０．０１μｍ以下とし、粗面１３の表面粗さＲａを１．０μｍ以上とすることがより好ましい。
なお、リファレンス鏡面１６は表面粗さＲａが鏡面１４と同様になっている必要がある。

また、金型１０の鏡面１４に対する粗面１３の突出高さは、１００μｍ未満とされていることが好ましい。また、鏡面１４に対する粗面１３の突出高さは、６０μｍ未満とされていることがより好ましく、２０μｍ未満とされていることがさらに好ましい。

次に、図６を参照して金型１８の製造方法を説明する。まず、図６（ａ）に示す金型１０になる金属板１０ａに、図６（ｂ）に示すようにキャビティになる部分を切削加工により形成する。この際に成形パターン１２になる部分１２ａよりリファレンス鏡面１６になる部分１６ａが低くされ、これらの間に段差を設けている。次に図６（ｃ）に示すように、一方の金型１０のキャビティの内面となる成形面全体にブラスト加工により粗面が形成される。

次に、図６（ｄ）に示すようにリファレンストラック６を成形するためのリファレンス鏡面１６となる部分１６ａに鏡面加工を施して、リファレンス鏡面１６を形成する。
次に、図６（ｅ）に示すように成形パターン１２になる部分１２ａに超精密加工機による切削加工で等間隔に鏡面１４を形成することにより、ヘッドの移動方向（長手方向）に沿って一定のピッチで粗面１３と鏡面１４とを成形し、成形パターン１２を設ける。なお、粗面１３は成形パターン１２において鏡面１４にされなかった部分である。
なお、このようなパターンを形成する際に、鏡面１４は、一段高くなっている成形パターン１２側から一段低くなってリファレンス鏡面１６側に向かって切削加工を行う。これにより、切削加工（鏡面加工）される部分の末端側が段差により低くなっており、切削加工の邪魔にならず、切削加工を容易にすることができる。

なお、ブラスト加工における投射材の種類、サイズ等は、ブラスト加工により形成される粗面１３で成形された低反射部３（反射膜８が有る場合と無い場合を含む）の反射率（受光素子２３の受光量）をできるだけ低くでき、かつ、コスト的にも問題無いものを選択することができる。

また、金型１０の鏡面１４は、各種の超精密加工機から選択される超精密加工機を用いることができ、ここでは平面を平滑（鏡面）に切削加工可能な超精密加工機を用いることができる。なお、成形パターン１２における粗面１３と鏡面１４の最小ピッチおよび鏡面１４の表面粗さは、使用される超精密加工機に依存する。また、上述のようにスタンパを用いれば、さらに精密な加工が可能になる。

次に、樹脂製エンコードスケールの製造方法を説明する。
上述のように成形パターン１２が設けられた金型１０を用いて、周知の射出成形方法により、樹脂製エンコーダスケール１を射出成形する。成形後、各樹脂製エンコーダスケール１に分離することで、樹脂製エンコーダスケール１を得ることができる。ここで、樹脂製エンコーダスケール１が反射率が高いものであれば、金型１０の成形パターン１２の粗面１３で成形されて粗面となる部分が目盛パターン２の低反射部３になり、成形パターン１２の鏡面１４で成形された部分が、目盛パターン２の高反射部４になる。
後述のように反射膜８を設けるものとしても、樹脂製エンコーダスケール１本体は、成形により完成することになり、反射膜８の形成以外の加工を必要とせず、エンコーダスケールとしては、極めて製造が容易なものである。

また、使用される樹脂が透明樹脂や、光の反射率の低い樹脂の場合に、例えば、アルミニウムを周知のスパッタ（スパッタリング）法により反射膜８として樹脂製エンコーダスケール１本体の目盛パターン２を有する計測面に成膜する。

この反射膜８の形成に際しては、樹脂製エンコーダスケール１本体の目盛パターン２を有する計測面全体に反射膜８を形成するので、例えば、高反射部４だけに選択的に反射膜８を形成する場合に比較して、容易に反射膜８を形成することができる。

このような樹脂製エンコーダスケール１にあっては、上述のような金型１０を製造すれば、容易に大量生産可能であり、低コストに樹脂製エンコーダスケール１を供給することが可能になる。

次に、上述のエンコーダスケール１を用いた反射型の光学方式で、かつ、リニアタイプのエンコーダ２０について説明する。
図７に示すように、リニアエンコーダ２０は、リニア用の上述の樹脂製エンコーダスケール１とヘッド２１と制御部２５とを備える。樹脂製エンコーダスケール１とヘッド２１は、樹脂製エンコーダスケール１の測定方向に沿って、相対移動可能になっている。なお、樹脂製エンコーダスケール１とヘッド２１のうちの一方が固定側になり、他方が可動側になる。

ヘッド２１には、発光素子２２と、受光素子２３とが備えらえている。発光素子２２は、樹脂製エンコーダスケール１の目盛パターンに向かって略垂直に光を照射するものであり、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ等が用いられる。また、発光素子２２が拡散光の場合に、スリットを介して発光素子２２から樹脂製エンコーダスケール１に光を照射してもよい。

受光素子２３は、発光素子２２から照射されて樹脂製エンコーダスケール１で反射された反射光を受光する。したがって、発光素子２２と受光素子２３は、樹脂製エンコーダスケール１の片側に両方配置される。

受光素子２３では、樹脂製エンコーダスケール１の低反射部３で反射された光と、高反射部４で反射された光の強度の違いが検知され、例えば、目盛パターン２がインクリメンタル型の場合に、受光量の増加または受光量の減少を制御部がカウントとして目盛パターン２のピッチに対応して移動距離を算出することにより、位置を検出して出力する。
なお、リファレンストラック６からの反射光を受光する受光素子を配置し、リファレンストラック６からヘッド２１が外れないように制御するものとしてもよい。

また、目盛パターン２がアブソリュート型の場合に、制御部２５は、上述の低反射部３と高反射部４とのパターンに基づく受光量の変化からコードを読み取り、読み取られたコードが示す位置を出力する。なお、アブソリュート型においては、コードを示す目盛パターン２に加えてインクリメント型の目盛パターン２が備えられ、コードの読み取り時に利用されている。

なお、上述の金型１０で成形された樹脂製エンコーダスケール１は、反射型であるが、これを透過型として使用することが可能である。すなわち、樹脂として、例えば、上述のように光学素子として利用可能な透明な樹脂を用い、透明な樹脂製エンコーダスケールを製造する。この場合に、上述の金型１０の成形パターン１２の粗面１３と鏡面１４に対応して、成形品である樹脂製エンコーダスケールにも、粗面と鏡面とが成形される。この樹脂製エンコーダスケールの粗面では、光が散乱されて光の透過率が低くなり、粗面の部分が低透過部３３となる。一方、エンコーダスケールの鏡面では、粗面となった部分より光の透過率が高くなり、鏡面の部分が高透過部３４となる。

これによって、後述の透過型のロータリエンコーダ４０の場合のように、エンコーダスケールを透過する光の強度の変化により位置を読み取ることが可能になる。
この場合には、反射膜８をエンコーダスケールに設ける必要がなく、射出成形することにより、エンコーダスケールを得ることができる。

なお、反射型の樹脂製エンコーダスケール１では、反射面となる一つの側面（正面）に目盛パターン２を設けるものとしたが。透過型の樹脂製エンコーダスケールにおいては、互いに平行な二つの側面に、鏡面と粗面とからなる目盛パターンを成形するようにしてもよい。この際には、一方の側面の鏡面に他方の側面の鏡面が重なり、一方の側面の粗面に他方の側面の粗面が重なるように配置する。

この両面に目盛パターン２を有するエンコーダスケールを成形する金型１０においては、上述の二つの金型の互いに対向する成形面１１に、同様の成形パターン１２を設けることになる。

次に、後述の光学方式の透過型のロータリエンコーダ４０で用いられる透過型でロータリ型の樹脂製エンコーダスケール３０について説明する。
樹脂製エンコーダスケール３０は、例えば、円盤状であり、中央に回転軸が貫通して固定される貫通孔３７を備える。エンコーダスケール３０の一方の円形の側面（または、両方の側面）には、例えば、インクリメンタル型の目盛パターン３２が形成されている。

目盛パターン３２には、表面が粗面とされて、光の透過率が低い低透過部３３と、表面が鏡面とされて、光の透過率が低透過部３３より高い高透過部３４が設けられている。また、目盛パターン３２は、測定方向（後述のヘッド４１の相対移動方向）に沿って、円形の側面の中心を中心とする周方向に沿って全周に渡って円形状に設けられている。

上述の周方向に沿って、低透過部３３と高透過部３４とが交互に繰り返し配置されるようになっている。これにより、樹脂製エンコーダスケール３０が回転するか、後述のヘッド４１が回転（周回移動）した際に、後述の受光素子２３で低透過部３３と高透過部３４と通過する光の強度の変化により位置を計測することができる。また、目盛パターン３２の内側には、円板状の樹脂製エンコーダスケール３０の周方向に沿って全周に渡って、リファレンストラック３８が形成されている。

ロータリ型の樹脂製エンコーダスケール３０の場合にも、目盛パターン３２をインクリメンタル型ではなく、アブソリュート型としてもよい。また、原点用トラックを設ける場合は、同様に高透過部３４と低透過部３３からなる目盛パターンを用いて形成してもよい。また、透過型ではなく、反射膜を設けて反射型としてもよい。この場合にエンコーダスケールの樹脂として透明ではなく、光の反射率が高い色の樹脂を用いてもよい。この場合の樹脂の色は、顔料や染料により着色するものとしてもよい。また、上述の反射膜８を目盛パターン上に形成するものとしてもよい。

なお、反射型と、透過型では、反射するか透過するかで構造が異なるが、鏡面と粗面とで目盛が形成されている点では、構造が同じになっている。また、ロータリ型とリニア型とでは、目盛が周方向にそって円状に形成されているか目盛が直線状に形成されているかで構造が異なるが、それ以外は基本構造が同じになっている。

低透過部３３と高透過部３４との表面粗さの差は、樹脂製エンコーダスケール３０を射出成形した際の、金型の成形面に形成された粗面の表面粗さと鏡面の表面粗さとに基づくものであるが、光学方式の透過型エンコーダで用いた場合に、発光素子から照射されて、低透過部３３と高透過部３４とをそれぞれ透過した光を受光素子で受光した場合に、低透過部３３の透過光と高透過部４の透過光とで受光量に十分に認識可能な差があるものとなっていればよい。

例えば、高透過部３４の透過率が５０％以上で、低透過部３３の透過率が２５％以下であることが好ましく、高透過部３４の透過率と低透過部３３の透過率との差が２５％以上あることが好ましい。さらに、高透過部３４の透過率が８０％以上で、低透過部３３の透過率が２５％であることが好ましい。さらに、低透過部３３の透過率が１０％以下であることが好ましい。
また、高透過部３４の透過率と低透過部３３の透過率との差が２５％以上であることが好ましく、高透過部３４の透過率と低透過部３３の透過率との差が５５％以上であることがより好ましく、前記差が７０％以上であることが好ましい。

高透過部３４の透過率と低透過部３の透過率との差が２５％以上とすることにより、上述のように、受光素における受光量に十分な差をつけることが可能になり、樹脂製エンコーダスケール３０の目盛パターン１２を光学的に十分に読み取ることが可能になる。
また、高透過部３４と低透過部３３とで上述のような透過率を達成するためには、高透過部３４の表面粗さＲａを０．０５μｍ以下とし、低透過部３３の表面粗さＲａを０．１μｍ以上にすることが好ましい。また、高透過部３４の表面粗さＲａを０．０１μｍ以下とし、前記低透過部３３の表面粗さＲａを１．０μｍ以上にすることがより好ましい。
なお、リファレンストラック１６は表面粗さＲａが高透過部３４と同様になっている必要がある。

目盛パターン１２においては、各目盛になる低透過部３３と高透過部３４とが同じ幅で配置されるとともに、幅の方が低透過部３３と高透過部３４の繰り返しピッチより長くされている。
また、上述のリニア型の場合と同様に金型の成形面の構造に基づいて、低透過部３３より高透過部３４が少し突出した形状となっている。すなわち、低透過部３３が凹部とされ、高透過部３４が凸部とされ、低透過部３３と高透過部３４との間に段差が形成されている。なお、低透過部３３の表面と、高透過部３４の表面とは、互いに平行な平面になっている。

上述のように低透過部３３に対して高透過部３４が突出して形成され、低透過部３３に対する高透過部３４の突出高さが、１００μｍ未満とされていることが好ましい。低透過部３３に対する高透過部３４の突出高さが、６０μｍ未満とされていることがより好ましく、低透過部３３に対する高透過部３４の突出高さが、２０μｍ未満とされていることが好ましい。
低透過部３３に対する高透過部３４の高さが高すぎると、低透過部３３と高透過部３４との間の段差により、光が遮られたり、光が反射したりする可能性が高くなり、発光素子からの光を受光素子が受光する際に悪影響を与える虞がある。

また、目盛パターン１２の各目盛としての低透過部３３と高透過部４４とのピッチは、例えば、０．１ｍｍレベルで、低透過部３３および高透過部３４の各測定方向（ヘッドの相対移動方向）の長さは、上述のピッチの半分程度となる。なお、目盛パターン１２のピッチ（目盛の解像度）は、上述のリニア型の場合と同様である。また、ロータリ型でもスタンパを用いた金型で成形してもよい。

また、高透過部３４の表面を平面ではなく、曲面状の凸面としてもよい。すなわち、高透過部３４を透過する光を受光素子の位置に向けて集光する構造としてもよい。この場合に、高透過部３４からの透過光の受光に基づいて受光素子から出力される信号のピークをより高くできる。すなわち、低透過部３３からの透過光を受光した場合の受光素子の信号レベルと、高透過部３４からの透過光を受光した場合の受光素子の信号レベルとの差をより大きくすることができる。

なお、凸部は、球面や非球面のドーム状のような形状の一部であっても、円柱の外周面の一部になる形状（シリンドリカルな形状）であってもよい。この場合の、円中の軸方向は、エンコーダスケールの長手方向（ロータリー型の周方向）に沿っていてもよいし、この長手方向に交差（直交）する方向に沿っていてもよい。また、高透過部３４の一方の表面だけを凸面とするのではなく、高透過部３４の発光素子側を向く面と、受光素子側を向く面との両方を凸面としてもよい。高透過部３４の表面形状は、金型の高透過部３４を成形する部分の形状を上述の凸面に対応する凹面とすることにより、成形時に形成される。

また、ロータリ型の樹脂製エンコーダスケール３０を成形する金型は、エンコーダスケール３０の形状が矩形ではなく、円形で、かつ、目盛パターン３２の測定方向が直線ではなく，周方向となっている以外は上述のリニア型で反射型の場合と同様である。すなわち、金型１０と同様に成形面１１の成形パターン１２として、粗面１３と鏡面１４とが上述のようにブラスト加工と、超精密加工機による切削により形成される。この金型の粗面により表面が粗面の低透過部３３（低反射部）が成形され、金型の鏡面により表面が鏡面の高透過部３４（高反射部）が成形される。

次に、透過型のロータリエンコーダ４０について説明する。ロータリエンコーダ４０は、上述の樹脂製エンコーダスケール３０と、ヘッド４１と、制御部４５とを備える。ヘッド４１は、樹脂製エンコーダスケール３０挟んで発光素子２２と受光素子２３が対向して配置される。ヘッド４１は、円盤状の樹脂製エンコーダスケール３０に対して、週方向に沿って相対的に移動可能となっている。例えば、ヘッド４１は、固定で、樹脂製エンコーダスケール３０が回転する。

発光素子２２と受光素子２３とは、上述の発光素子２２および受光素子２３と同様のものである。発光素子２２と受光素子２３は、樹脂製エンコーダスケール３０を挟んで対向して配置され、発光素子２２が樹脂製エンコーダスケール３０に光を照射し、樹脂製エンコーダスケール３０を透過した光を受光素子２３が測定する。この際に低透過部３３を透過した光の受光量と、高透過部３４を通過した光の受光量とが異なり、受光素子２３における受光量が変化する。制御部４５において、この受光量の変化をカウントして、位置を算出する。また、上述のようにアブソリュート型の目盛パターン３２を用い、コードで示される位置を制御部４５が出力するものとしてもよい。

また、ロータリ型の樹脂製エンコーダスケール３０を上述の低反射部と高反射部とからなる目盛パターンを備える反射型としてもよい。この場合に、ロータリ型の樹脂製エンコーダスケール３０の一方の側面に目盛パターン３２を設け、この目盛パターン３２が設けられた側面全体に反射膜８を設けるものとしてもよい。また、反射膜８上に保護膜を設けるものとしてもよい。

上述の実施の形態では、エンコーダスケールを樹脂製とするとともに、この樹脂製エンコーダスケールの成形時に、エンコーダスケールの目盛パターンとして、低反射部および高反射部、または低透過部および高透過部を形成するものとしている。この場合に、低反射部では、高反射部より反射率が低いことが必要となる。ただし、目盛パターンにおいては、例えば、受光素子から出力される信号が、ハイになる高反射部と、ローになる低反射部とがあればよいので、必ずしも、低反射部の表面の光の反射率が低くなくとも、発光素子からの光の反射方向が受光素子から外れるようにすることによっても、受光素子から出力される信号をローにすることができる。

例えば、発光素子と受光素子とが近接して配置されたヘッドを用いるエンコーダのエンコーダスケールとして、樹脂製のエンコーダスケールを用いるものとし、エンコーダスケールの目盛パターンには、発光素子から照射された光を受光素子に反射する反射部（高反射部）と、発光素子から照射される光を受光素子ではなく、受光素子からずれた位置に反射する異反射部（低反射部）とを設けるものとする。
反射部は、その表面が発光素子からの光の照射方向に対して略直交する平面とされ、異反射部は、その表面が発光素子からの光の照射方向に対して斜めとなる平面とされている。

すなわち、反射部の表面に対して、異反射部の表面が斜めとされることによって、発光素子から照射された光を受光素子から外れた位置に反射し、受光素子における受光量を発光素子が反射部に光を照射した場合よりも、異反射部に光を照射した場合の方が低くなるようにしている。
これら反射部および異反射部に対応する形状が金型に形成され、樹脂製エンコーダスケールの成形時に反射部に対して異反射部が斜めにされる。
この場合に、異反射部（低反射部）の表面は必ずしも粗面とする必要はなく、また、鏡面とする必要もない。反射部（高反射部）は、鏡面とする必要がある。また、樹脂製エンコーダスケールの少なくとも目盛パターン部分には、例えば、用いられる樹脂が透明で光の反射率が高くない場合に、反射膜を設けることが好ましい。

また、受光素子と発光素子を離して配置する場合に、発光素子から照射されて異反射部で反射した光が向かう位置に受光素子を配置してもよい。この場合に、反射部と異反射部が逆になる。

また、この斜面を用いる方法では、反射部と異反射部との両方で光が反射されることから、不要反射光が多くなり、この不要反射光の一部が受光素子に至り、受光素子の出力信号の最低レベルを高くする要因になる虞がある。そこで、発光素子と受光素子とを離して配置し、反射部も発光素子からの光の入射方向に斜めとし、反射した光を発光素子から離れた受光素子に受光させるように光を反射するものとしてもよい。
この場合に、反射部と、異反射部とで表面の傾き方向を逆向きにすることにより、不要反射光の受光素子での受光量をより低減することができる。

透明な樹脂を用いて光を反射させる方法としては、上述の反射膜を使う方法の他に透明な樹脂板の光の照射方向に対して背面となる側（樹脂板を透過した光が当たる側）の面にマイクロプリズム形状を設ける方法がある。
マイクロプリズム形状は、例えば、二つの対称な斜面が対向する形状が複数形成されたもので、透明樹脂板の正面から略直角に入射した光が透明樹脂板を通過して透明樹脂板の背面のマクロプリズム形状に至ると、全反射を二回繰り返し、入射方向の逆方向に光を反射させるようになっている。
なお、マイクロプリズム形状においては、透明樹脂板に入射した光が一回目の全反射をする斜面と、二回目の全反射をする斜面との二つの斜面が必要であり、例えば、複数の断面三角形状の溝または突条を互いに平行に配列した構造が挙げられる。
なお、斜面の角度は、二回の全反射により、反射方向が最初の光の入射方向の逆方向になる角度に設定する必要がある。この際に、二つの斜面が二等辺三角形の二等辺に対応する対称な斜面とするのが一般的であるが、最後の反射方向が最初の入射方向の逆方向になれば、二つの斜面が対称な斜面となっていなくてもよい。
また、マイクロプリズム形状は、上述の溝や突条を配列したものだけではなく、複数のピラミッド形状や四角錐や三角錐や円錐の凸部または凹部を近接して規則的に配列（逆向きの斜面が対向するように配列）したものであってもよい。
上述した変形例の場合であっても、反射部、異反射部、マイクロプリズム形状は樹脂板と共に一体成型で作成されるのが好ましい。

１ 樹脂製エンコーダスケール
２ 目盛パターン
３ 低反射部
４ 高反射部
１０ 金型
１１ 成形面
１２ 成形パターン
１３ 粗面
１４ 鏡面
２０ リニアエンコーダ
２１ ヘッド
２２ 発光素子
２３ 受光素子
３０ 樹脂製エンコーダスケール
３２ 目盛パターン
３３ 低透過部
３４ 高透過部
４０ ロータリエンコーダ
４１ ヘッド

Claims (21)

1. 反射型の光学方式のエンコーダで用いられ、位置測定用の目盛パターンを備える樹脂製エンコーダスケールであって、
   透明な樹脂部材から成る前記目盛パターンは、前記樹脂部材の成形表面がブラスト面により樹脂成型された状態で粗面とされた光の反射率の低い低反射部と、前記樹脂部材の前記低反射部に対して突出して形成され、前記樹脂部材の成形表面が樹脂成型された状態で鏡面とされて前記低反射部より光の反射率の高い高反射部とを備え、
   前記高反射部および前記低反射部を備えて前記目盛パターンとなる成形表面に反射膜が設けられ、
   前記高反射部となる成形表面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、前記低反射部となる成形表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であることを特徴とする樹脂製エンコーダスケール。
2. 前記低反射部に対する前記高反射部の突出高さが、１００μｍ未満とされていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製エンコーダスケール。
3. 前記高反射部の光の反射率が５０％以上、前記低反射部の光の反射率が２５％以下に設定され、前記高反射部と前記低反射部との反射率の差が２５％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製エンコーダスケール。
4. 反射型の光学方式のエンコーダであって、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダスケールと、
   前記エンコーダスケールに向けて光を出射する発光素子を有するとともに、前記発光素子から出射されて前記エンコーダスケールにより反射される光を受光する受光素子を有するヘッドとを備え、
   前記エンコーダスケールに対して前記ヘッドが相対的に移動した際に、前記目盛パターンにおける前記低反射部と前記高反射部との光の反射率の違いによる前記受光素子の受光量の変化に基づいて、前記エンコーダスケールに対する前記ヘッドの位置を計測することを特徴とするエンコーダ。
5. 前記エンコーダは、前記ヘッドの相対移動方向に沿った帯状に前記エンコーダスケールの一方の端から他方の端まで形成されたリファレンストラックを有し、
   前記リファレンストラックは前記高反射部と同様の表面粗さを有することを特徴とする請求項４に記載のエンコーダ。
6. 前記リファレンストラックにより反射した光に基づく信号を用いて、
   前記エンコーダスケールにおける前記高反射部と前記低反射部との切り替わりを判定することを特徴とする請求項５に記載のエンコーダ。
7. 前記リファレンストラックと前記エンコーダスケールとの間には段差が設けられ、前記リファレンストラックの方が前記エンコーダスケールに比べて低いことを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。
8. 反射型の光学方式のエンコーダで用いられ、光の反射率が低い低反射部と、前記低反射部より光の反射率が高い高反射部と、を組み合わせた位置測定用の目盛パターンが設けられた樹脂製エンコーダスケールの製造方法であって、
   前記目盛パターンに対応してブラスト加工されたブラスト面と鏡面加工された鏡面とを組み合わせた成形パターンが本体の成形面に直接設けられた金型に、透明な樹脂を射出することにより、前記金型の鏡面により成形された鏡面である前記高反射部と、前記金型のブラスト面により成形された粗面である前記低反射部とを組み合わせた前記目盛パターンを有する前記樹脂製エンコーダスケールを成形するとともに、前記樹脂製エンコーダスケールを成形後、前記金型を用いて成形した鏡面である前記高反射部と、前記金型を用いて成形した粗面である前記低反射部とに反射膜を設け、
   前記金型は、前記成形パターンが形成される前記成形面に表面粗さＲａが０．１μｍ以上となるようにブラスト加工によりブラスト面を形成した後に、当該ブラスト面の前記成形パターンの前記鏡面となる部分に、切削による鏡面加工により表面粗さＲａが０．０５μｍ以下となるように前記鏡面を形成し、前記鏡面と前記鏡面より突出した前記ブラスト面とからなる前記成形パターンが形成され、
   前記金型を用いて樹脂成形した前記エンコーダスケールは、前記樹脂製エンコーダスケールの前記高反射部の前記反射膜の下の被成形面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、前記樹脂製エンコーダスケールの前記低反射部の前記反射膜の下の被成形面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であり、前記樹脂製エンコーダスケールの前記低反射部に対して前記高反射部が突出して形成されていることを特徴とする樹脂製エンコーダスケールの製造方法。
9. 前記樹脂製エンコーダスケールの前記高反射部の前記反射膜の下の被成形面の表面粗さＲａが０．０１μｍ以下で、前記樹脂製エンコーダスケールの前記低反射部の前記反射膜の下の被成形面の表面粗さＲａが１．０μｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載の樹脂製エンコーダスケールの製造方法。
10. 前記低反射部に対する前記高反射部の突出高さが、１００μｍ未満とされていることを特徴とする請求項８または９に記載の樹脂製エンコーダスケールの製造方法。
11. 前記樹脂製エンコーダスケールの前記高反射部の光の反射率が５０％以上、前記低反射部の光の反射率が２５％以下に設定され、前記高反射部と前記低反射部との反射率の差が２５％以上であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の樹脂製エンコーダスケールの製造方法。
12. 前記樹脂製エンコーダスケールには、射出成形により帯状に前記目盛パターンの一方の端から他方の端まで形成されたリファレンストラックを設け、
    前記リファレンストラックは、前記金型の鏡面加工されたリファランストラック用鏡面で成形することにより、前記高反射部と同様の表面粗さを有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の樹脂製エンコーダスケールの製造方法。
13. 前記リファレンストラックと前記目盛パターンとの間には段差を設け、前記リファレンストラックの方を前記目盛パターンに比べて低くすることを特徴とする請求項１２に記載の樹脂製エンコーダスケールの製造方法。
14. 光の反射率が低い低反射部と、前記低反射部より光の反射率が高い高反射部とを組み合わせた位置測定用の目盛パターンが設けられた樹脂製エンコーダスケールを有する反射型の光学方式のエンコーダの製造方法であって、
    前記目盛パターンに対応して、ブラスト加工されたブラスト面と鏡面加工された鏡面とを組み合わせた成形パターンが本体の成形面に直接設けられた金型に、透明な樹脂を射出することにより、前記金型のブラスト面により成形された粗面である低反射部と、前記金型の鏡面により成形された鏡面であり、前記低反射部より光の反射率が高い高反射部と、を組み合わせた目盛パターンを有する前記樹脂製エンコーダスケールを成形する工程Ａと、
    前記樹脂製エンコーダスケールに向けて光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射されて前記樹脂製エンコーダスケールにより反射される光を受光する受光素子と、を有するヘッドを設ける工程Ｂと、
    前記樹脂製エンコーダスケールを成形した後、前記高反射部と、前記低反射部に反射膜を設ける工程Ｃと、
    を含み、
    前記金型は、前記成形パターンが形成される前記成形面に表面粗さＲａが０．１μｍ以上となるようにブラスト加工によりブラスト面を形成した後に、当該ブラスト面の前記成形パターンの前記鏡面となる部分に、切削による鏡面加工により表面粗さＲａが０．０５μｍ以下となるように前記鏡面を形成し、前記鏡面と前記鏡面より突出した前記ブラスト面とからなる前記成形パターンが形成され、
    前記金型を用いて樹脂成形した前記エンコーダスケールは、前記樹脂製エンコーダスケールの前記高反射部の前記反射膜の下の被成形面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下で、前記樹脂製エンコーダスケールの前記低反射部の前記反射膜の下の被成形面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上であり、前記樹脂製エンコーダスケールの前記低反射部に対して前記高反射部が突出して形成されていることを特徴とするエンコーダの製造方法。
15. 前記工程Ａは、前記目盛パターンとしてアブソリュートパターンとインクリメンタルパターンとを有する樹脂性エンコーダスケールを成形することを特徴とする請求項１４に記載のエンコーダの製造方法。
16. 前記樹脂製エンコーダスケールの前記高反射部の被成形面の表面粗さＲａが０．０１μｍ以下で、前記樹脂製エンコーダスケールの前記低反射部の被成形面の表面粗さＲａが１．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１４または１５に記載のエンコーダの製造方法。
17. 前記低反射部に対する前記高反射部の突出高さが、１００μｍ未満とされていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のエンコーダの製造方法。
18. 前記樹脂製エンコーダスケールの前記高反射部の光の反射率が５０％以上、前記低反射部の光の反射率が２５％以下に設定され、前記高反射部と前記低反射部との反射率の差が２５％以上であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のエンコーダの製造方法。
19. 前記樹脂製エンコーダスケールには、射出成形により帯状に前記目盛パターンの一方の端から他方の端まで形成されたリファレンストラックを設け、
    前記リファレンストラックは、前記金型の鏡面加工されたリファランストラック用鏡面で成形することにより、前記高反射部と同様の表面粗さを有することを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載のエンコーダの製造方法。
20. 前記リファレンストラックと前記目盛パターンとの間には段差を設け、前記リファレンストラックの方を前記目盛パターンに比べて低くすることを特徴とする請求項１９に記載のエンコーダの製造方法。
21. 前記リファレンストラックは、反射した光に基づく信号を用いて、前記目盛パターンを光学的に読み取った際の信号における前記高反射部と前記低反射部との切り替わりを判定するためのトラックであることを特徴とする請求項１９または２０に記載のエンコーダの製造方法。

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