JP6319374B2 - エンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法 - Google Patents

エンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6319374B2
JP6319374B2 JP2016148386A JP2016148386A JP6319374B2 JP 6319374 B2 JP6319374 B2 JP 6319374B2 JP 2016148386 A JP2016148386 A JP 2016148386A JP 2016148386 A JP2016148386 A JP 2016148386A JP 6319374 B2 JP6319374 B2 JP 6319374B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
encoder
manufacturing
pattern
light
passive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016148386A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016183983A (ja
Inventor
新太郎 引地
新太郎 引地
英明 杉山
英明 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Publication of JP2016183983A publication Critical patent/JP2016183983A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6319374B2 publication Critical patent/JP6319374B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G01D5/165—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/02—Casings or enclosures characterised by the material thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/3473—Circular or rotary encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、エンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法に関する。
本願は、２０１１年１２月２８日に出願された日本国特願２０１１−２８７３５０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
モータ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（例えば、特許文献１参照）。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円板部材を有し、この反射領域で反射する光を受光素子で検出して前記回転情報を検出する構成である。
円板部材を製造する際には、例えば、鏡面状に形成された基板の表面に、フォトリソグラフィ法などの手法によって光吸収層をパターニングする。例えば、基板の表面に多層膜を形成した後、この基板をエッチング液に浸して多層膜のエッチングを行う工程が含まれている。
特開２００７−１２１１４２号公報
しかしながら、例えば非処理のアルミニウム（例、無垢のアルミニウム）など、エッチング液に溶解する材料を用いて基板が形成されている場合、基板をエッチング液に浸したときに基板の一部が溶解し、この溶解したアルミニウムがパターンの間に残ってしまうなど、エッチング処理の妨げとなる場合があった。このため、パターニング精度が低下する場合があり、歩留まりの低下を招いていた。
本発明の態様は、歩留まりの低下を低減することが可能なエンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様に従えば、金属材料で構成された基材を有し、基材の第一面にはパターンが形成されると共に基材のうち第一面とは異なる第二面には不動態部が形成されたスケール部と、スケール部と相対的に移動して、パターンを検出する検出部とを備えるエンコーダが提供される。
本発明の第二の態様に従えば、金属材料で構成された基材のうちパターンが形成される第一面とは異なる第二面に不動態部を形成する不動態部形成工程と、第一面にパターン層を形成するパターン層形成工程と、基材をエッチング溶液に浸しパターン層の一部を除去してパターンを形成するエッチング工程とを含むエンコーダ用スケールの製造方法が提供される。
本発明の第三の態様に従えば、本発明の第二の態様に従うエンコーダ用スケールの製造方法と、パターンを検出する検出部を形成する検出部形成工程と、を含むエンコーダの製造方法が提供される。
本発明の第四の態様に従えば、本発明の第一の態様に従うエンコーダを備える駆動装置が提供される。
本発明の態様によれば、歩留まりの低下を防ぐことが可能なエンコーダ用スケールの製造方法、エンコーダの製造方法、エンコーダ及び駆動装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る駆動装置（モータ装置）の構成を示す図である。 本実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す図である。 本実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。 本実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す工程図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、駆動装置（測定対象）の一例として、モータ装置ＭＴＲの構成を示す断面図である。
図１に示すように、モータ装置ＭＴＲは、移動体（回転子）である移動軸（回転軸）ＳＦと、この回転軸ＳＦを回転させる駆動部であるモータ本体ＢＤと、回転軸ＳＦの移動情報（例、回転情報）を検出するエンコーダＥＣとを備えている。エンコーダＥＣは、移動体の移動情報を検出するために、スケール部（回転部、スケール）Ｒ及び前記スケール部と相対的に移動する検出部Ｄを有している。エンコーダＥＣは、検出部Ｄを構成する筐体３０内に回転部Ｒが収容された状態で用いられる。なお、本実施形態のエンコーダＥＣは、スケール部（回転部）Ｒが移動方向（例、回転方向）に移動する構成である。
回転部Ｒは、円板部材（基材）Ｓ及び磁石部材Ｍを有している。
円板部材Ｓは、回転軸ＳＦに固定されている。円板部材Ｓは、回転軸ＳＦを中心軸としてこの回転軸ＳＦと一体的に回転する。円板部材Ｓは、例えばアルミニウムやアルミニウム化合物などの金属材料によって円盤状に形成されている。円板部材Ｓの構成材料として、他の金属材料（例、ステンレス、チタン、ニッケル、真鍮、又はそれらの化合物、等）を用いても勿論構わない。
円板部材Ｓは、ハブ２０、パターン形成部２１、突出部２２及び溝部２３をそれぞれ有している。ハブ２０の下面側には、平面視中央部に挿入穴２０ａ（被固定部）が形成されている。挿入穴２０ａは、上記モータ装置ＭＴＲの回転軸ＳＦが挿入されるようになっている。ハブ２０は、回転軸ＳＦが挿入穴２０ａに挿入された状態で回転軸ＳＦとハブ２０との間を固定する固定機構（不図示）を有している。
パターン形成部２１は、ハブ２０の周縁部に設けられた円環状の部分である。パターン形成部２１の上面側には、円板部材Ｓの第一面Ｓａ（パターン面）が形成されている。例えば、この第一面Ｓａは平坦に形成されており、鏡面加工された状態となっている。第一面Ｓａには、光反射パターン２４が形成されている。例えば、光反射パターン２４は、円板部材Ｓの円周方向に沿って環状に形成された一回転情報である。
突出部２２は、ハブ２０の平面視中央に設けられており、ハブ２０の上面側に突出して形成されている。溝部２３は、ハブ２０の上面側において、パターン形成部２１と突出部２２との間に環状に形成されている部分である。突出部２２には、円板部材Ｓを回転軸ＳＦに固定する不図示の固定部材が取り付けられる。
磁石部材Ｍは、円板部材Ｓの溝部２３に収容されている。磁石部材Ｍは、円板部材Ｓの回転方向に沿って円環状に形成された永久磁石である。磁石部材Ｍには、所定の磁気パターンが形成されている。磁気パターンは、例えば、磁石部材Ｍの周方向に沿って環状に形成された多回転情報である。
磁石部材Ｍの磁気パターンの例として、回転軸ＳＦの軸方向に見て円環の半分の領域にＮ極に着磁され、円環の他の半分の領域がＳ極に着磁された磁気パターンなどが挙げられる。磁気パターンは、円板状に形成された回転部Ｒの第一面Ｓａ側に形成されていることになる。円板部材Ｓと磁石部材Ｍとの間は、例えば不図示の接着剤などを介して固着されている。
検出部Ｄは、上記の光反射パターン２４及び磁石部材Ｍによる磁場を検出する部分である。検出部Ｄは、筐体３０、光センサ３１及び磁気センサ３２を有している。
筐体３０は、例えば平面視円形のコップ状（円筒状）に形成されている。筐体３０は、モータ装置ＭＴＲのうち回転軸ＳＦを回転させるモータ本体ＢＤに固定されており、回転軸ＳＦとは固定されていない状態となっている。したがって、回転軸ＳＦが回転しても、筐体３０とモータ装置ＭＴＲとの相対位置が変化しないようになっている。筐体３０は、一体的に形成された円板部材Ｓ及び磁石部材Ｍを収容する。円板部材Ｓ及び磁石部材Ｍは、回転軸ＳＦの軸方向に見たときに、それぞれの中心が筐体３０の中心に一致するように位置合わせされた状態で収容されている。
光センサ３１は、光反射パターン２４へ向けて光を射出し、反射光を読み取ることで光反射パターン２４を検出するセンサである。光センサ３１は、例えば円板部材Ｓの光反射パターン２４に対して、回転軸ＳＦの軸方向に見て重なる位置に配置されている。光センサ３１は、光を射出する発光部及び反射光を受光する受光部を有する。発光部としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。受光部としては、例えば光電素子などが用いられる。受光部によって読み取られた光は、電気信号として不図示の制御装置に送信されるようになっている。光センサ３１を構成する各部は、筐体３０に保持されている。
磁気センサ３２は、例えば磁石部材Ｍに対して回転軸ＳＦの軸方向に見て重なる位置に一対配置されている（磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂ）。各磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、バイアス磁石（不図示）及び磁気抵抗素子（不図示）を有している。磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、それぞれ筐体３０に保持されている。
バイアス磁石は、磁石部材Ｍの磁場との間で合成磁場を形成する磁石である。バイアス磁石を構成する材料として、例えばサマリューム・コバルトなどの磁力の大きい希土類磁石などが挙げられる。バイアス磁石は、磁気抵抗素子に接触したり、隣接したりしない位置に配置されている。
磁気抵抗素子は、例えば金属配線などによって形成された直交する２つの繰り返しパターンを有している。磁気抵抗素子は、磁場の方向がこの繰り返しパターンに流れる電流の方向の垂直方向に近くなると電気抵抗が低下するようになっている。磁気抵抗素子は、この電気抵抗の低下を利用して磁場の方向を電気信号に変換するようになっている。磁気抵抗素子は、磁石部材Ｍの磁場及びバイアス磁石の磁場による合成磁場を検出するようになっている。検出結果は、電気信号として上記の制御装置（不図示）に送信されるようになっている。
検出部Ｄは、移動情報（例、回転情報）として、光センサ３１において一回転情報を検出し、磁気センサ３２において多回転情報を検出する。制御装置は、光センサ３１から出力される一回転情報に基づいて回転軸ＳＦの回転角度を求めると共に、磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂから出力される多回転情報に基づいて回転軸ＳＦの回転数を求める処理を行う。
図２は、回転部Ｒの断面を拡大して示す図である。なお、図２においては、磁石部材Ｍの図示を省略している。
図２に示すように、円板部材Ｓのうち第一面Ｓａとは異なる第二面Ｓｂには、不動態部２５が形成されている。なお、第二面Ｓｂは、第一面Ｓａに対して側面である円板部材Ｓの側部（第一側部２６や第二側部２７）、第一面Ｓａの裏側の第一裏面２８、溝部２３の裏側の第二裏面２９、ハブ２０の表面、挿入穴２０ａの表面などを含む。
不動態部２５は、不動態化処理された被膜であり、円板部材Ｓの第二面Ｓｂを覆う酸化被膜である。本実施形態では円板部材Ｓがアルミニウムを用いて形成されており、不動態部２５はアルミニウムの酸化被膜（Ａｌ２Ｏ３）である。不動態部２５は、例えばｐＨ２〜１４程度の溶液（酸性溶液、アルカリ性溶液）に対して溶解しにくい性質を有している。不動態部２５は、無垢のアルミニウム材と比較して硬度が高くなっている。このため、例えば外部から冶具などが接触した場合に、傷がつきにくく、かつ、変形しにくくなる。
不動態部２５は、第二面Ｓｂの略全面に形成されている。このため、第二面Ｓｂの略全面が上記の酸性溶液やアルカリ性溶液に対して溶解しにくいことになる。また、第二面Ｓｂの略全面において傷がつきにくく、変形しにくくなる。これにより、エンコーダＥＣの円板部材Ｓを製造する工程や、回転軸ＳＦにエンコーダＥＣを取り付ける工程などにおいて、作業者の負担を軽減することができる。
図３は、光反射パターン２４の構成（膜構成）を示す断面図である。
図３に示すように、光反射パターン２４は、光反射層６１、保護層６２及び光吸収層６３を有している。光反射層６１、保護層６２及び光吸収層６３は、それぞれ所定の層厚を有している。
光反射層６１は、円板部材Ｓの第一面Ｓａ上に形成されている。光反射層６１は、光反射面６１ａを有する。光反射面６１ａは、光センサ３１の発光素子３１ａから射出される光を受光素子３１ｂへ向けて反射する。光反射層６１は、例えばアルミニウムなど、光反射率の高い金属材料を用いて形成されている。光反射層６１として、他の金属材料（例、ステンレス、銀、又はそれらの化合物、等）を用いても良い。
保護層６２は、光透過性を有し、光反射層６１の光反射面６１ａ上に形成されている。
保護層６２は、光反射面６１ａを覆っている。保護層６２は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）など光透過性の高い材料を用いて形成されている。保護層６２は、発光素子３１ａからの光を透過しつつ、光反射面６１ａの腐食などを保護する。保護層６２として、例えばアクリル樹脂などの樹脂材料や、他の酸化膜などを用いても良い。
光吸収層６３は、保護層６２の表面６２ａ上にパターンニングされている。光吸収層６３は、光反射層６１よりも光反射率が低くなっている。光吸収層６３は、例えばクロム（Ｃｒ）などの金属や、クロム酸化物（例、Ｃｒ２Ｏ３など）、クロム窒化物（例、ＣｒＮ）などの光吸収率の高い金属化合物を用いて形成されている。
光吸収層６３には、開口部６３ａが形成されている。開口部６３ａは、円板部材Ｓの円周方向に沿って所定の形状に形成されている。開口部６３ａは、発光素子３１ａからの光を通過させる。
次に、上記のように構成されたエンコーダＥＣ用スケールの製造方法、エンコーダＥＣの製造方法の一例を説明する。
図４は、エンコーダＥＣのスケール（回転部）Ｒを製造する工程を示すフローチャートである。また、図５〜図１２は、回転部Ｒの製造過程の様子を示す図である。以下、図４〜図１２を参照して、エンコーダＥＣの回転部Ｒの製造方法を説明する。回転部Ｒを製造する際には、まず、図５に示すように、アルミニウム材を用いて第一面Ｓａ及び第二面Ｓｂを有する円板部材Ｓを形成する（Ｓ１：形状加工工程）。
次に、この円板部材Ｓに不動態部を形成する（Ｓ２：不動態部形成工程）。不動態部形成工程では、例えば円板部材Ｓの全体を電解液に浸し、円板部材Ｓを陽極として電気分解処理（電解めっき）を行う。
これにより、図６に示すように、第一面Ｓａ及び第二面Ｓｂを含む円板部材Ｓの表面全面に所定の膜厚のアルミニウムの酸化皮膜（Ａｌ２Ｏ３）が形成される。この酸化被膜が不動態部２５である。なお、不動態部の形成方法は電解めっきに限定されず様々な方法を適用可能である。また、不動態部の形成に際し、マスキング処理を行なってもよい。また、不動態部形成工程は、任意のタイミングで実施可能である。他の例において、後述するパターン層形成工程の途中（例えばレジスト塗布工程（ベーク工程）の後）、あるいはパターン層形成工程の後に不動態部を形成することができる。
次に、円板部材Ｓの少なくとも第一面Ｓａを鏡面加工する（Ｓ３：鏡面加工工程）。鏡面加工工程では、表面全面に不動態部２５が形成された円板部材Ｓの第一面Ｓａ側を切削又は研磨する。この工程では、不動態部２５のうち第一面Ｓａ上に形成された部分２５ａ（図６参照）が研磨によって除去され、図７に示すように、第一面Ｓａが露出する。その後、露出した第一面Ｓａを更に研磨することにより、第一面Ｓａが鏡面となる。このように、鏡面加工工程は、不動態部２５のうち第一面Ｓａ上に形成された部分２５ａを除去する作業を兼ねている。また、このような鏡面加工工程によって第一面Ｓａにおける光の乱反射を低減させることができる。鏡面加工工程の後、第一面Ｓａに対してアブゾールや洗浄液などを用いて洗浄を行う（Ｓ４：洗浄工程）。なお、本実施形態の鏡面加工工程では、円板部材Ｓの所定の部分（例、少なくとも第一面Ｓａ）を、切削又は研磨などによって選択的に鏡面加工する。
洗浄を行った後、光反射パターン２４を構成する各層（パターン層６６）を第一面Ｓａに形成する（パターン層形成工程（Ｓ５〜Ｓ１１））。パターン層形成工程では、図８に示すように、冶具７０によって円板部材Ｓの第一側部２６を保持する。なお、冶具７０の一部がハブ２０の挿入穴２０ａに挿入した状態で円板部材Ｓを保持しても構わない。
上記のように冶具７０によって円板部材Ｓを保持した状態で、例えば蒸着法によって、第一面Ｓａに光反射層６１、保護層６２及び光吸収層６３を順に積層する（Ｓ５：蒸着工程）。冶具７０によって円板部材Ｓを保持するときに、例えば第一側部２６の硬度が不十分な場合、冶具７０によって第一側部２６に傷がついたり変形したりすることがある。また、例えば挿入穴２０ａの表面の硬度が不十分な場合、冶具７０によって挿入穴２０ａの内部に傷（圧痕）が形成される場合がある。この圧痕は挿入穴２０ａに回転軸ＳＦを挿入する際の寸法誤差になる。本実施形態では、不動態部２５は、第一側部２６及び挿入穴２０ａの表面を含む円板部材Ｓの第二面Ｓｂの全面に形成されるため、例えば外部から冶具７０などが接触する場合であっても、傷がつきにくく、かつ、変形しにくくなる。
その後、図９に示すように、例えばスピンコート法により、光吸収層６３上にレジスト層８０を塗布する（Ｓ６：レジスト塗布工程）。光吸収層６３上にレジスト層８０を塗布した後、このレジスト層８０に対してプリベーク処理を行い、レジスト層８０を乾燥させる（Ｓ７：ベーク工程）。その後、レジスト層８０に対して露光処理を行う（Ｓ８：露光工程）。露光処理では、レジスト層８０のうち高反射領域のパターンを形成する部分に対して露光光を照射する。露光処理により、レジスト層８０のうち露光光が照射された露光部分は、現像液に対して溶解性が低下し硬化した状態に変質する。また、レジスト層８０のうち露光光が照射されない非露光部分は、現像工程において現像液に溶解する。なお、レジスト層８０に対する露光処理は、ネガ型のレジスト層に対して露光する処理でもよいし、ポジ型のレジスト層に対して露光する処理でもよい。本実施形態におけるレジスト層は、ネガ型のレジスト、ポジ型のレジストのどちらでもよい。
露光工程の後、レジスト層８０に対してポストベーク処理を行う。その後、レジスト層８０に対して現像工程を行う（Ｓ９：現像工程）。現像工程では、現像液を用いてレジスト層８０の非露光部分を溶解する。この工程により、図１０に示すように、レジスト層８０のうち非露光部分が形成されていた箇所に、開口部８０ａが形成される。現像工程の後、レジスト層８０に対してハードベーク処理を行う。
その後、光吸収層６３のうちレジスト層８０の開口部８０ａから露出した部分をエッチング法によって除去する（Ｓ１０：エッチング工程）。エッチング工程では、パターン層６６と開口部８０ａを含むレジスト層８０とが形成された状態の円板部材Ｓの全体をエッチング液に浸す。エッチング液としては、例えばｐＨ２〜１４程度の溶液（酸性溶液、アルカリ性溶液）が用いられる。
この処理により、光吸収層６３のうち開口部８０ａから露出した部分がエッチング液に溶解し、図１１に示すように、開口部６３ａが形成され、光反射パターン２４が形成される。エッチング工程では、例えばエッチング液に浸す時間を制御することで、光吸収層６３の開口部６３ａの形状を調整することができる。
ここで、エッチング工程において例えば円板部材Ｓの一部がエッチング液に溶解した場合、溶解によって円板部材Ｓが変形する。これにより、エンコーダＥＣの回転部Ｒとして用いる場合に、回転精度の問題が生じるおそれがある。
また、例えば、溶解した部分がエッチング液を漂い、開口部８０ａに入り込んで定着する可能性もある。この場合、定着したアルミニウム成分がエッチングマスクとして機能するため、光吸収層６３の一部が除去しきれずに開口部６３ａに残留する。この場合、光反射パターン２４の光反射特性が変化するため、エンコーダＥＣの検出誤差を招くおそれがある。
これに対して、本実施形態では、円板部材Ｓの第二面Ｓｂの略全面に不動態部２５が形成されているため、円板部材Ｓがエッチング液に溶解するのを回避できる。これにより、回転精度の問題や検出誤差の問題を回避又は低減することができる。
光反射パターン２４を形成した後、図１２に示すように、レジスト層８０を除去する（Ｓ１１：レジスト除去工程）。
レジスト層８０の除去方法としては、例えばこのレジスト層８０が形成された円板部材Ｓ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、例えば、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。レジスト層８０を除去した後、円板部材Ｓの溝部２３に磁石部材Ｍを取り付けることで、回転部Ｒが得られる。また、図１２に示す膜構成において、光反射パターン２４を覆うように光透過性の第二の保護膜を形成してもよい。
また、検出部Ｄを別途形成する（検出部形成工程）ことにより、エンコーダＥＣを得ることができる。また、エンコーダＥＣの回転部Ｒ（円板部材Ｓ）をモータ装置ＭＴＲの回転軸ＳＦに取り付け、検出部Ｄをモータ装置ＭＴＲの駆動部ＡＣに取り付けることにより、図１に示すエンコーダＥＣが取り付けられたモータ装置ＭＴＲを得ることができる。挿入穴２０ａに回転軸ＳＦを挿入する際、挿入穴２０ａの表面の硬度が不十分な場合、回転軸ＳＦによって挿入穴２０ａの内部に傷が形成され、モータ装置ＭＴＲの偏心が取りにくくなってしまうことがある。これに対して、本実施形態では、円板部材Ｓのハブ２０に設けられる挿入穴２０ａの表面に不動態部２５が形成されているため、挿入穴２０ａに回転軸ＳＦを挿入する際に挿入穴２０ａの内部に傷がつくのを防ぐことができる。これにより、モータ装置ＭＴＲの偏心が取りにくくなるのを防ぐことができる。
以上のように、本実施形態に係るエンコーダＥＣは、金属材料を用いて形成されモータ装置ＭＴＲの回転軸ＳＦに固定される円板部材Ｓを有し、この円板部材Ｓの第一面Ｓａには光反射パターン２４が形成されると共に、円板部材Ｓのうち第一面Ｓａとは異なる第二面Ｓｂには不動態部２５が形成された回転部Ｒと、光反射パターン２４を検出する検出部Ｄとを備えるので、第二面Ｓｂの略全面が上記の酸性溶液やアルカリ性溶液から保護されることになる。これにより、エンコーダＥＣの円板部材Ｓを製造する工程でエッチング処理を行う場合において、パターニング精度の低下を回避することができるので、歩留まりの低下を防ぐことができる。
また、不動態部２５がアルミニウムの酸化被膜（Ａｌ２Ｏ３）であるため、円板部材Ｓの第二面Ｓｂの略全面において硬度が高くなる。このため、第二面Ｓｂの略全面に傷がつきにくく、変形しにくくなる。これにより、エンコーダＥＣの円板部材Ｓを製造する工程で外部から冶具７０などを接触させる場合や、更には回転軸ＳＦにエンコーダＥＣを取り付ける工程などにおいて、寸法誤差の発生を防ぐことができる。
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。
上記実施形態においては、鏡面加工した円板部材Ｓの第一面Ｓａ上に光反射層６１を形成し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、光反射層６１を形成せずに、鏡面加工された第一面Ｓａを光反射層とし、第一面Ｓａ上に直接保護層６２を形成する構成であっても構わない。また、例えば、光反射層６１と鏡面加工された第一面Ｓａとを光反射層として構成しても構わない。なお、上記実施形態におけるエンコーダＥＣは、ロータリエンコーダで構成されているが、リニアエンコーダで構成されてもよい。したがって、上記実施形態のエンコーダＥＣにおけるスケール部（スケール）は、円板状のロータリ用スケールだけでなく、リニア用スケールでもよい。
ＭＴＲ…モータ装置 ＳＦ…回転軸 ＢＤ…モータ本体 ＥＣ…エンコーダ Ｒ…回転部 Ｄ…検出部 Ｓ…円板部材 Ｍ…磁石部材 Ｓａ…第一面 Ｓｂ…第二面 ＡＣ…駆動部 ２０…ハブ ２０ａ…挿入穴 ２４…光反射パターン ２５…不動態部 ２５ａ…部分 ２６…第一側部 ２７…第二側部 ２８…第一裏面 ２９…第二裏面 ３１…光センサ ３１ａ…発光素子 ３１ｂ…受光素子 ６１…光反射層 ６１ａ…光反射面 ６２…保護層 ６３…光吸収層 ６３ａ…開口部 ６６…パターン層 ７０…冶具 ８０…レジスト層 ８０ａ…開口部

Claims (7)

  1. 金属材料で構成された基材のうちパターンが形成される第一面を除く第二面に不動態部を形成する不動態部形成工程と、
    前記第一面にパターン層を形成するパターン層形成工程と、
    前記基材をエッチング溶液に浸し前記パターン層の一部を除去して前記パターンを形成するエッチング工程と
    を含む
    エンコーダ用スケールの製造方法。
  2. 前記不動態部形成工程は、前記第二面に前記不動態部を不動態化処理によって形成することを含む
    請求項１に記載のエンコーダ用スケールの製造方法。
  3. 前記不動態部形成工程は、前記パターン層形成工程よりも先に行われる
    請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ用スケールの製造方法。
  4. 前記不動態部形成工程は、
    前記基材の前記第一面及び前記第二面を含む表面に前記不動態部を形成することと、
    前記不動態部のうち前記第一面に形成された部分を除去することと
    を含む
    請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケールの製造方法。
  5. 前記パターン層形成工程に先立って、前記第一面を鏡面加工する鏡面加工工程を含む
    請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケールの製造方法。
  6. 前記不動態部形成工程は、
    前記基材の前記第一面及び前記第二面を含む表面に前記不動態部を形成することと、
    前記不動態部のうち前記第一面に形成された部分を除去することと
    を含み、
    前記鏡面加工工程は、前記不動態部のうち前記第一面に形成された部分を除去することを兼ねている
    請求項５に記載のエンコーダ用スケールの製造方法。
  7. 請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケールの製造方法と、
    前記パターンを検出する検出部を形成する検出部形成工程と
    を含むエンコーダの製造方法。
JP2016148386A 2011-12-28 2016-07-28 エンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法 Active JP6319374B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011287350 2011-12-28
JP2011287350 2011-12-28

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013551797A Division JP6086070B2 (ja) 2011-12-28 2012-12-27 エンコーダ及び駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016183983A JP2016183983A (ja) 2016-10-20
JP6319374B2 true JP6319374B2 (ja) 2018-05-09

Family

ID=48697540

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013551797A Active JP6086070B2 (ja) 2011-12-28 2012-12-27 エンコーダ及び駆動装置
JP2016148386A Active JP6319374B2 (ja) 2011-12-28 2016-07-28 エンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013551797A Active JP6086070B2 (ja) 2011-12-28 2012-12-27 エンコーダ及び駆動装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20150160041A1 (ja)
JP (2) JP6086070B2 (ja)
CN (1) CN104094087B (ja)
WO (1) WO2013100061A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012101962A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Hella Kgaa Hueck & Co. Niveausensor
DE102012106021A1 (de) * 2012-07-05 2014-05-08 Hella Kgaa Hueck & Co. Niveausensor
JP6475936B2 (ja) * 2014-08-19 2019-02-27 株式会社ミツトヨ エンコーダスケールおよびその製造方法
US9863790B1 (en) * 2015-06-08 2018-01-09 X Development Llc Devices and methods for a rotary encoder
US9612136B1 (en) * 2015-09-30 2017-04-04 Mitutoyo Corporation Absolute position encoder including a redundant spatial phase signal
PL3171137T3 (pl) * 2015-11-23 2018-09-28 Baumer Hübner GmbH Układ enkodera obrotowego
JP6956880B2 (ja) * 2018-07-17 2021-11-02 三菱電機株式会社 反射型光学式エンコーダ及びモータ、並びに反射型光学式エンコーダの製造方法
JP6628266B1 (ja) * 2018-10-17 2020-01-08 株式会社プロセス・ラボ・ミクロン 光学式エンコーダ用反射板とその製造方法
CN112444277A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 台达电子工业股份有限公司 光学反射部件及其适用的光学编码器
CN114450553A (zh) * 2020-03-31 2022-05-06 大日本印刷株式会社 编码器用反射型光学标尺和反射型光学式编码器

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56118606A (en) * 1980-02-22 1981-09-17 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Metal scale and manufacture thereof
JPS61243321A (ja) * 1985-04-22 1986-10-29 Alps Electric Co Ltd エンコ−ダのコ−ドホイ−ルの製法
JPS62238415A (ja) * 1986-04-09 1987-10-19 Hitachi Medical Corp ロ−タリエンコ−ダ出力位相補正回路
JP2606900B2 (ja) * 1988-09-08 1997-05-07 株式会社東芝 パターン形成方法
US5155355A (en) * 1991-04-25 1992-10-13 Mitutoyo Corporation Photoelectric encoder having a grating substrate with integral light emitting elements
JP3407477B2 (ja) * 1995-06-08 2003-05-19 松下電器産業株式会社 位相格子とその作製方法並びに光学式エンコーダ
JP2003279381A (ja) * 2002-01-21 2003-10-02 Mitsubishi Electric Corp エンコーダ用コード板、エンコーダ、エンコーダ用コード板のための金型製造方法、および、エンコーダ用コード板の製造方法
US7129858B2 (en) * 2003-10-10 2006-10-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Encoding system
JP4253280B2 (ja) * 2003-12-05 2009-04-08 三井金属鉱業株式会社 プリント配線基板の製造方法
CN100397045C (zh) * 2004-01-26 2008-06-25 三丰株式会社 标尺的制造方法和光电式编码器
JP2005241248A (ja) * 2004-01-30 2005-09-08 Aronshiya:Kk 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
JP4394515B2 (ja) * 2004-05-06 2010-01-06 株式会社ミツトヨ スケール製造方法
EP1619477A2 (en) * 2004-06-25 2006-01-25 Fanuc Ltd Linear encoder
JP5064743B2 (ja) * 2005-09-06 2012-10-31 キヤノン株式会社 凹部パターンを有する構造体の製造方法
JP4877573B2 (ja) * 2005-10-28 2012-02-15 株式会社ニコン エンコーダディスクおよびエンコーダ
US8127993B2 (en) * 2007-06-01 2012-03-06 Mitutoyo Corporation Reflection type encoder, scale thereof and method for producing scale
JP5076676B2 (ja) * 2007-06-26 2012-11-21 株式会社ニコン 反射型エンコーダ及びモータ
KR101488048B1 (ko) * 2007-07-18 2015-01-29 가부시키가이샤 니콘 계측 방법, 스테이지 장치, 및 노광 장치
CN102980602B (zh) * 2007-09-05 2016-07-06 株式会社尼康 光学编码器用反射板及其制造方法、以及光学编码器
DE102007053601A1 (de) * 2007-11-09 2009-05-20 Vogt Electronic Components Gmbh Lagegeber mit Kunststoffkörper
US7682923B2 (en) * 2007-12-31 2010-03-23 Tdk Corporation Method of forming metal trench pattern in thin-film device
JP5308059B2 (ja) * 2008-04-25 2013-10-09 株式会社ミツトヨ 光電式エンコーダ用スケール
JP2010133713A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Nikon Corp 角度測定装置
GB0903961D0 (en) * 2009-01-27 2009-04-22 Renishaw Plc Magnetic encoder scale
JP2010271174A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Nikon Corp エンコーダ
KR101683072B1 (ko) * 2010-09-13 2016-12-21 삼성전자 주식회사 반도체 소자의 형성 방법
JP5846686B2 (ja) * 2011-11-22 2016-01-20 株式会社ミツトヨ 光電式エンコーダのスケールの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170176216A1 (en) 2017-06-22
WO2013100061A1 (ja) 2013-07-04
CN104094087A (zh) 2014-10-08
US20150160041A1 (en) 2015-06-11
US10234308B2 (en) 2019-03-19
JP2016183983A (ja) 2016-10-20
JP6086070B2 (ja) 2017-03-01
CN104094087B (zh) 2016-07-20
JPWO2013100061A1 (ja) 2015-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6319374B2 (ja) エンコーダ用スケールの製造方法及びエンコーダの製造方法
JP5240198B2 (ja) 光学式エンコーダ用反射板およびその製造方法、ならびに光学式エンコーダ
US8487237B2 (en) Rotary encoder and method of assembling the same
JP5673821B2 (ja) エンコーダ、エンコーダの取付方法、及びモータ装置
US10094684B2 (en) Method of manufacturing rotary scale, rotary scale, rotary encoder, driving apparatus, image pickup apparatus and robot apparatus
JP2010271174A (ja) エンコーダ
JP5076676B2 (ja) 反射型エンコーダ及びモータ
JP2013002832A (ja) エンコーダ用スケールの製造方法、エンコーダの製造方法、エンコーダ及びモータ装置
JP2008185561A (ja) ロータリエンコーダ
WO2019087312A1 (ja) 回転角検出装置
JP2010060478A (ja) 直動回転モータの位置検出装置および直動回転モータ
JP5343592B2 (ja) エンコーダ
JP5577975B2 (ja) 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
JP2010256366A (ja) 磁気センサおよびその製造方法
JP2010210287A (ja) エンコーダ
JP2009121907A (ja) 磁気回転体およびその製造方法ならびに磁気回転体を用いたエンコーダ装置
JP2012063201A (ja) 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
US11953567B2 (en) Magnetic multi-turn sensor and method of manufacture
JP2014025751A (ja) エンコーダ、エンコーダ用スケールの製造方法、駆動装置及びロボット装置
JP2005121501A (ja) タンデム型回転検出装置
JP2007256293A (ja) 磁気センサ
JP2010249721A (ja) エンコーダ
JPH0533724B2 (ja)
JP2011043674A (ja) ガルバノスキャナ
JP2012122771A (ja) 円筒型スケールの作製方法、円筒型スケール、及びロータリーエンコーダ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160728

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160728

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170907

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6319374

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250