JP6486766B2 - Encoder scale and its manufacturing / mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、エンコーダスケール及びその製造・取付方法に係り、特に、エンコーダスケールに静電気が帯電する現象を安定して解消可能なエンコーダスケール及びその製造・取付方法に関する。 The present invention relates to an encoder scale and a method for manufacturing and attaching the encoder scale, and more particularly, to an encoder scale and a method for manufacturing and attaching the encoder scale that can stably eliminate the phenomenon that static electricity is charged in the encoder scale.
従来、特許文献1に示されるような例えば電磁誘導式(磁気式)リニアエンコーダが用いられている。この電磁誘導式リニアエンコーダでは、例えば、エンコーダスケールの測定方向にスケールコイル(導電性を有するパターン層)が形成されている。そして、そのスケールコイルの外側に、別に接地用パターンを設けて、その接地用パターンをスケールベースに接地している。これによりエンコーダスケールで生じた静電気をスケールベースに逃がすようにしている。 Conventionally, for example, an electromagnetic induction (magnetic) linear encoder as shown in Patent Document 1 has been used. In this electromagnetic induction linear encoder, for example, a scale coil (pattern layer having conductivity) is formed in the measurement direction of the encoder scale. A separate grounding pattern is provided outside the scale coil, and the grounding pattern is grounded to the scale base. As a result, static electricity generated in the encoder scale is released to the scale base.
しかしながら、特許文献1で示す電磁誘導式リニアエンコーダでは、基本的に接地用パターン(導通用でもよい)が設けられたエンコーダスケールの部分に対して有効な静電気対策となる。つまり、このような接地用パターンでは、接地用パターンが設けられた部分以外では十分に有効でない場合も考えられる。例えば、スケールコイル自体が静電気で帯電してしまった場合には、スケールコイルに蓄積される静電気が放電される際に、電磁誘導式リニアエンコーダの動作不良や故障などを引き起こすおそれがある。 However, the electromagnetic induction linear encoder shown in Patent Document 1 is basically an effective countermeasure against static electricity for the encoder scale portion provided with a grounding pattern (which may be conductive). That is, such a grounding pattern may not be sufficiently effective except for a portion where the grounding pattern is provided. For example, when the scale coil itself is charged with static electricity, when the static electricity accumulated in the scale coil is discharged, there is a risk of causing malfunction or failure of the electromagnetic induction linear encoder.
本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、エンコーダスケールに静電気が帯電する現象を安定して解消可能なエンコーダスケール及びその製造・取付方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an encoder scale that can stably eliminate the phenomenon that static electricity is charged in the encoder scale, and a method for manufacturing and attaching the encoder scale.
本願の請求項1に係る発明は、検出ヘッドに対して相対的に変位するエンコーダスケールにおいて、絶縁性の基板と、該基板に形成された導電性を有する密着層と、該密着層に前記検出ヘッドで位置検出を可能とする形状に形成された導電性を有するパターン層と、を備え、前記密着層が、該パターン層すべてを導通状態とし、更に前記検出ヘッドによる位置検出範囲から外側に延在する検出範囲外パターンを備え、該検出範囲外パターンが、導電部材を介して接地されたことにより、前記課題を解決したものである。 The invention according to claim 1 of the present application relates to an encoder scale that is displaced relative to a detection head, an insulating substrate, a conductive adhesion layer formed on the substrate, and the detection on the adhesion layer. A conductive pattern layer formed in a shape that enables position detection with a head, and the adhesion layer makes all of the pattern layer conductive, and further extends outward from a position detection range by the detection head. The above-described problem is solved by providing an out-of-detection-range pattern that is grounded through a conductive member.
本願の請求項2に係る発明は、前記位置検出範囲内の前記密着層及び前記パターン層すべてを覆うように、絶縁性の保護層を形成したものである。 In the invention according to claim 2 of the present application, an insulating protective layer is formed so as to cover all of the adhesion layer and the pattern layer in the position detection range.
本願の請求項3に係る発明は、前記導電部材を、前記保護層の形成されていない前記検出範囲外パターンすべてを覆うように設けたものである。 In the invention according to claim 3 of the present application, the conductive member is provided so as to cover all the patterns outside the detection range where the protective layer is not formed.
本願の請求項4に係る発明は、前記導電部材が、導電性を有する薄膜とその下面に導電フィラーを含む樹脂接着膜とを備え、該薄膜を、前記検出範囲外パターンと該導電フィラーとを当接させることで該検出範囲外パターンと導通させたものである。 In the invention according to claim 4 of the present application, the conductive member includes a conductive thin film and a resin adhesive film including a conductive filler on a lower surface thereof, and the thin film includes the pattern outside the detection range and the conductive filler. It is made to conduct | electrically_connect with this pattern outside a detection range by making it contact | abut.
本願の請求項5に係る発明は、前記導電部材が、更に、弾性変形して前記基板を挟持可能な形状に形成された金属性の把持部材を備え、該導電部材が導電性を有する薄膜を備える際には、該把持部材で、該薄膜を前記検出範囲外パターンに押圧するように、該薄膜と前記基板とを一緒に挟持したものである。 In the invention according to claim 5 of the present application, the conductive member further includes a metallic gripping member formed in a shape capable of elastically deforming and sandwiching the substrate, and the conductive member is a conductive thin film. When providing, the thin film and the substrate are held together so that the thin film is pressed against the pattern outside the detection range by the gripping member.
本願の請求項6に係る発明は、前記導電部材が、更に、導電性を有する弾性部材を備え、該導電部材が導電性を有する薄膜を備える際には、該弾性部材で、該薄膜を前記検出範囲外パターンに押圧するように配置したものである。 In the invention according to claim 6 of the present application, when the conductive member further includes an elastic member having conductivity, and the conductive member includes a thin film having conductivity, the elastic member is used to form the thin film. It arrange | positions so that it may press against a pattern outside a detection range.
本願の請求項7に係る発明は、当該エンコーダスケールを、一か所のみで接地したものである。 The invention according to claim 7 of the present application is such that the encoder scale is grounded at only one place.
本願の請求項8に係る発明は、検出ヘッドに対して相対的に変位するエンコーダスケールの製造・取付方法において、導電性を有する密着層を絶縁性の基板に形成する工程と、該密着層上に、該密着層ですべて導通状態であって前記検出ヘッドで位置検出を可能とする形状のパターン層を形成する工程と、該密着層の該検出ヘッドによる位置検出範囲から外側に延在する検出範囲外パターンを、導電部材を介して接地する工程を、含むようにしたものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing and mounting an encoder scale that is displaced relative to a detection head, the step of forming a conductive adhesion layer on an insulating substrate; And a step of forming a pattern layer having a shape that is all conductive in the adhesion layer and capable of position detection by the detection head, and a detection that extends outward from a position detection range of the adhesion layer by the detection head. A step of grounding the out-of-range pattern through the conductive member is included.
本発明によれば、エンコーダスケールに静電気が帯電する現象を安定して解消可能となる。 According to the present invention, it is possible to stably eliminate the phenomenon that static electricity is charged in the encoder scale.
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
最初に、エンコーダ100の全体構成を説明する。 First, the overall configuration of the encoder 100 will be described.
エンコーダ100は、アッセンブリ形の電磁誘導式リニアエンコーダであり、図1に示す如く、検出ヘッド110と検出ヘッド110に対して測定方向Xに相対的に変位するエンコーダスケール120とを備える。検出ヘッド110はエンコーダスケール120に支持され、エンコーダスケール120は支持体118に支持されている。エンコーダスケール120と検出ヘッド110はそれぞれ、図示せぬ装置(計測装置や加工装置)の固定部と固定部に対して相対的に移動する可動部に取付けられる。支持体118は、導電性を有し、装置の固定部を介して基準電位に接続、即ち、接地されている。なお、エンコーダ100は、インクリメンタル型でも、アブソリュート型のどちらでもよい。
The encoder 100 is an assembly-type electromagnetic induction linear encoder, and includes a detection head 110 and an
なお、図1において、符号IRは、エンコーダスケール120における検出ヘッド110による位置検出が可能な範囲(位置検出範囲)を示している(図2、図3で位置X5が位置検出範囲IRの端部を示す)。また、符号ORは、エンコーダスケール120における検出ヘッド110による位置検出が不可能な範囲(位置検出外範囲)を示している。また、符号MRは、エンコーダスケール120における検出ヘッド110に設けられたベアリングの接触可能な範囲(ベアリング接触範囲)を示している(図2、図3で位置X4がベアリング接触範囲MRの端部を示す)。
In FIG. 1, symbol IR indicates a range (position detection range) in which position detection by the detection head 110 in the
検出ヘッド110は、エンコーダスケール120に図示せぬ複数のベアリング(もしくはローラ)を介して対向(対向する距離は例えば1mm以下)して支持され、測定方向Xに移動可能とされている。検出ヘッド110は、図示せぬ励磁コイル及び検出コイルを備えている。検出ヘッド110は、励磁コイルでエンコーダスケール120のパターン層126に誘導電流を誘導して、この誘導電流を検出コイルで検出する。このような構成により、検出ヘッド110は、エンコーダスケール120に対する検出ヘッド110の位置を検出する。
The detection head 110 is supported to be opposed to the
エンコーダスケール120は、図2、図3に示す如く、ガラス基板122と、密着層124と、パターン層126と、保護層128と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ガラス基板122は、絶縁性の基板であって、図2、図3に示す如く、測定方向Xが長辺とされた直方体形状とされている。ガラス基板122は、通常のガラスを材料としているが、熱膨張率の低いガラス基板(ガラスセラミックス基板を含む)でもよい。ガラス基板122は、金属に比べて、熱膨張率が小さい。さらに、ガラス基板122は、吸湿性も低い。このため、ガラス基板122を使用することで、温度や湿度の変化に対して、検出精度が大きく変動してしまうことを防止することができる。
The
密着層124は、図2、図3に示す如く、ガラス基板122の検出ヘッド側表面122Aに形成されている。密着層124は、図3に示す如く、方向Yでは一部のみが形成されており、検出ヘッド側表面122Aのすべてを覆ってはいない(これに限らず、密着層は検出ヘッド側表面のすべてを覆うベタパターンとなっていてもよい)。しかし、密着層124は、測定方向Xでは、位置検出範囲IRに存在する検出範囲内パターン124Bと、位置検出範囲IRから外側に延在し、位置検出外範囲ORに存在する検出範囲外パターン124Aと、でガラス基板122のすべてを覆っている(つまり、密着層124は、検出範囲外パターン124Aを備えている)。密着層124は、一定の膜厚(例えば50nm〜100nm)でパターン層126すべてを導通状態としている。なお、密着層124は、CrやTiやMoやNiなどの導電性を有する金属膜である(これに限らず、密着層は、ITOなどの導電性のある無機化合物でもよい)。密着層124は、ガラス基板122との密着性が良好であり、蒸着やスパッタなどの真空成膜法で形成することができる。
The
パターン層126は、図2、図3に示す如く、位置検出範囲IRの端部の位置X5を超えて広く密着層124の上面124Cに形成されている。パターン層126は、例えば、複数の略矩形のコイルであり、検出ヘッド110で位置検出を可能とする形状とされている(矩形に限定されない)。パターン層126は、CuやAlなどの高い導電性を有する金属膜(AuやAgでもよい)であり、例えば200nm〜500nmの膜厚とされている。パターン層126は、例えば、蒸着やスパッタなどの真空成膜法で薄い膜(例えば10nm〜50nmの膜厚)を形成して、その上に電気めっきなどの湿式成膜法で厚膜化して形成することができる。なお、パターン層126と密着層124との間に、互いの材料が拡散しないように、更にバリヤメタル層(材料としては上述したCrやTiやMoやNiなどが可能)を設けてもよい。バリヤメタル層を設けることで、互いの層の構成をより長期的に維持することが可能となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、密着層124の膜厚は、例えば50nm〜100nmとされている。同時に、それぞれ材料としての電気抵抗率も大きく異なる(例えば、密着層124で用いられるCrに対して、パターン層126で用いられるCuの電気抵抗率は1/10に近い)。このため、密着層124とパターン層126とを最適化することで、パターン層126に誘導される誘導電流が密着層124に影響されることを防止することができる。
The film thickness of the
保護層128は、樹脂などの有機材料からなる絶縁性の膜であって、図2、図3に示す如く、少なくとも位置検出範囲IR内の密着層124及びパターン層126すべてを覆うように、位置X2のところまで形成されている。そして、一方の位置検出外範囲ORにある位置X0から位置X2の間の検出範囲外パターン124A上には、保護層128を形成していない(なお、図1で言えば、保護層128は、もう一方の位置検出外範囲ORにある密着層124及びパターン層126すべてを覆っている)。保護層128の表面は平坦であるので、パターン層126の脱落などを安定的に防止することができる(これに限らず、パターン層の有無により保護層の表面に凹凸があってもよい)。保護層128は、例えば、スピンコータやロールコータ、または印刷などの塗布で形成することができる。
The
なお、図3に示す如く、検出範囲外パターン124Aにおいて保護層128の形成されていない部分(位置X0から位置X2の範囲)で、検出範囲外パターン124Aと導電部材130とが電気的に接続(導通)されている。導電部材130は、アルミテープ131と、アースクリップ(把持部材)136と、を備える。
As shown in FIG. 3, the pattern outside
アルミテープ131は、図2に示す如く、アルミフィルム(導電性を有する薄膜)132とその下面に導電フィラーを含む樹脂接着膜134とを備える。アルミテープ131の厚みは、50μm〜100μmとされている。アルミテープ131は、保護層128の形成されていない検出範囲外パターン124Aすべてを覆うように、測定方向Xにおいては位置X0から位置X3まで設けられている。アルミフィルム132は、検出範囲外パターン124Aと樹脂接着膜134の導電フィラーとが当接することで、検出範囲外パターン124Aと導通する。導電フィラーには、フレーク状であったり粉末状であったり繊維状のカーボンブラック、炭素繊維、黒鉛、金属微粉末(Au、Agなど)、金属酸化物、金属繊維、表面を金属コートした合成繊維及びガラスビーズなどを使用することができる。
As shown in FIG. 2, the
アースクリップ136は、図4(A)〜(C)に示す如く、弾性変形してガラス基板122を挟持可能な形状に形成された金属性の部材であり、例えばステンレスなどの耐食性に優れた金属板で一体的に形成されている。アースクリップ136は、図4(A)〜(C)に示す如く、係止部136Aと把持部136Bと板ばね部136Cと接続部136Dとを備える。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the
係止部136Aは、図3に示す如く、ガラス基板122を把持部136Bで把持した際に、ガラス基板122の上側面に当接し、ガラス基板122の上側への移動を制限する。係止部136Aの下端には、把持部136Bが設けられている。
As shown in FIG. 3, when the
把持部136Bは、図4(A)〜(C)に示す如く、ガラス基板122を、その検出ヘッド側表面122Aとその裏面とから把持可能な断面が略コの字の形状とされている(略コの字の形状は、2つの端部は若干開き、その端部のすぐ内側の部分が互いに接近している)。把持部136Bの下端には、板ばね部136Cが斜めに延在して設けられている。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the
板ばね部136Cは、図4(A)〜(C)に示す如く、支持体118に、板ばね部136Cの下端に設けられた接続部136Dを押し付ける部分である。接続部136Dは、断面が略ハの字の形状の板ばね構造で、支持体118に電気的に接続される。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the
アースクリップ136は、図2に示す如く、アルミテープ131(のアルミフィルム132)を検出範囲外パターン124Aに押圧するように、アルミテープ131とガラス基板122とを一緒に把持する。そして、アースクリップ136は、支持体118を介して接地されている。なお、アースクリップ136は、例えば、図1のエンコーダスケール120の右端部の位置検出外範囲ORにのみに配置されている。つまり、エンコーダスケール120は、アースクリップ136により一か所のみで接地されている。
As shown in FIG. 2, the
次に、エンコーダスケール120の製造・取付手順を、主に図5(A)〜(D)、図6(A)〜(D)を用いて説明する。
Next, a procedure for manufacturing and attaching the
まず、蒸着やスパッタなどの真空成膜法で、ガラス基板122上に、均一な密着層124を形成する。材料として例えばCrを用いる。
First, a
次に、パターン層126となる均一な機能層125を密着層124上に形成する。このとき、機能層125は、蒸着やスパッタなどの真空成膜法で薄い膜を形成して、その上に電気めっきなどの湿式成膜法で厚膜化して形成する。材料として例えばCuを用いる。
Next, a uniform
ここで、ガラス基板122にまず密着層124としてのCr金属膜を成膜するので、ガラス基板122と密着層124との密着強度を高くすることができる。そして、異なる金属ではあるものの、Cr金属膜の上に同じ真空成膜法を用いて、Cu金属薄膜を形成するので、密着層124とCu金属薄膜との密着強度を高く保つことができる。そして、Cu金属薄膜上に、異なる成膜法ではあるものの、同一材料のCuをメッキするので、Cu金属薄膜とそのCuメッキ膜との密着強度を高く保つことができる。つまり、ガラス基板122とCu金属薄膜とCuメッキ膜とからなる機能層125との密着強度を高くすることができる。なお、これに限らず、機能層の形成は溶射や印刷などを用いて行ってもよい。
Here, since the Cr metal film as the
次に、図5(A)に示す如く、機能層125上にスピンコータやロールコータなどを用いて均一なレジスト層RLを形成する。
Next, as shown in FIG. 5A, a uniform resist layer RL is formed on the
次に、図5(B)に示す如く、レジスト層RLを、リソグラフィ法などによりパターン層126形成のためのマスク形状に形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist layer RL is formed in a mask shape for forming the
次に、図5(C)に示す如く、マスク形状とされたレジスト層RLにより、マスクされていない領域の機能層125をドライエッチング法やウェットエッチング法により除去し、パターン層126を形成する。なお、パターン層126は、検出ヘッド110で位置検出を可能とする形状である。このとき、密着層124は、エッチングされずに均一の膜厚で残される。このため、パターン層126はすべて密着層124により導通状態となる。
Next, as shown in FIG. 5C, the
次に、図5(D)に示す如く、マスク形状とされたレジスト層RLを除去する。 Next, as shown in FIG. 5D, the resist layer RL having the mask shape is removed.
次に、図6(A)に示す如く、絶縁性の保護層128を、検出ヘッド110による位置検出範囲IRを超えて広く形成する。保護層128の形成方法としては、検出範囲外パターン124Aの部分を予め除き、印刷などの塗布を行うことで形成してもよい。あるいは、検出範囲外パターン124Aの部分を含めて保護層128をガラス基板122の全面に形成し、後から検出範囲外パターン124Aの部分の保護層128を除去するようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 6A, the insulating
次に、図6(B)に示す如く、保護層128に覆われずに露出した状態の検出範囲外パターン124Aをすべて覆うように、アルミテープ131を貼り付ける。
Next, as shown in FIG. 6B, an
次に、図6(C)に示す如く、ガラス基板122のアルミテープ131の貼り付いた部分を、アースクリップ136で把持する。
Next, as shown in FIG. 6C, the portion of the
そして、図6(D)に示す如く、アースクリップ136を支持体118に接続して接地する。つまり、検出範囲外パターン124Aを、導電部材130であるアルミテープ131とアースクリップ136とを介して接地する。
Then, as shown in FIG. 6D, the
このように、本実施形態では、密着層124が単に均一な層なので、密着層124をパターン層126と同一の形状とするエッチング工程を必要としない。同時に、接地のための接地用パターンを、エンコーダスケール120に新たに設ける必要もない。このため、エンコーダスケール120の製造・取付工数の増大を防止することができる。
Thus, in this embodiment, since the
加えて、本実施形態では、ガラス基板122に対して密着層124とパターン層126とを設けている。このため、密着層124を、ガラス基板122とパターン層126との密着強度を維持するのに最適な材料と膜厚とすることができる。同時に、パターン層126を、検出ヘッド110による位置検出のための最適な材料と膜厚とすることができる。即ち、密着層124とパターン層126とを備えることで、エンコーダスケール120に必要な機能の最適化を自在に行うことができる。従って、本実施形態では、ガラス基板122に対するパターン層126の密着性向上が可能でありながら、検出に必要な最適なパターン層126を実現することができる。そして、本実施形態では、均一な密着層124ですべてのパターン層126を支持しているので、パターン層126の一部が脱落するといったことも低減することができる。
In addition, in this embodiment, the
更に、本実施形態では、密着層124がパターン層126のパターン形状に関わらず、すべてのパターン層126を導通させて接地している。このため、例えば検出ヘッド110のベアリングの接触によって静電気が生じても、パターン層126の静電気を確実に逃がすことができ、検出ヘッド110との間で放電などの発生を防止することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、位置検出範囲IR内の密着層124及びパターン層126すべてを覆うように、保護層128が形成されている。このため、密着層124及びパターン層126のさびなどの腐食を防止することができる。つまり、エンコーダスケール120の経年劣化を低減でき、高い耐久性および耐環境性の確保が可能である。なお、これに限らず、位置検出範囲IR内の密着層あるいはパターン層の一部のみを覆うように、保護層が形成されていてもよいし、保護層が全く形成されていなくてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、アルミテープ131が、保護層128の形成されていない検出範囲外パターン124Aすべてを覆うように設けられている。このため、検出範囲外パターン124Aの腐食を更に低減することができ、より高い耐環境性を実現することができる。なお、これに限らず、アルミテープが、保護層の形成されていない検出範囲外パターンの一部のみを覆うように設けられてもよいし、保護層の形成されていない検出範囲外パターンを覆っていなくてもよい。また、その覆う部材がアルミテープではなく、導電性シリコーンなどの導電性接着剤や他の導電部材であってもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、導電部材130が、アルミフィルム132とその下面に導電フィラーを含む樹脂接着膜134とを備えるアルミテープ131を備える。アルミテープ131は、その表面に不動態皮膜を備えている。このため、アルミフィルム132自体の腐食を防止できる。また、アルミフィルム132は、樹脂接着膜134の導電フィラーを介して検出範囲外パターン124Aと導通する。ここで、アルミフィルム132自体は、展延性が高く、更に樹脂接着膜134がアルミフィルム132と検出範囲外パターン124Aとの間に介在する。このため、アルミフィルム132と検出範囲外パターン124Aとの間に隙間が生じてそこに水分等が入り込むことを防止できる。加えて、アルミフィルム132と密着層124とは直接的には電気的な接触がなされていない。このため、イオン化傾向などに基づく電蝕の発生を回避することができる。このため、電蝕などを原因とする検出範囲外パターン124Aやパターン層126の脱落で、位置検出にエラーを発生させることを防止することができる。
In the present embodiment, the
なお、これに限らず、導電部材がアルミテープに樹脂接着膜を有さないアルミフィルムを備えてもよい(Cuフィルムでもよい)。あるいは、アルミフィルムではなく、ITOなどの導電性の無機化合物フィルムなどであってもよい。この場合には、アースクリップによる押圧力で、それらフィルムと検出範囲外パターンとの導通を取るようにしてもよい。あるいは、アースクリップが直接検出範囲外パターンと導通してもよい。あるいは、アースクリップがなく、導電部材が被覆線やメッシュ線などだけであってもよい。あるいは、導電部材が導電性シリコーンなどの導電性接着剤や他の導電部材だけで構成されてもよい。 In addition, not only this but a conductive member may be provided with the aluminum film which does not have a resin adhesive film in an aluminum tape (Cu film may be sufficient). Alternatively, instead of an aluminum film, a conductive inorganic compound film such as ITO may be used. In this case, conduction between the film and the pattern outside the detection range may be established by the pressing force of the ground clip. Alternatively, the earth clip may be directly connected to the pattern outside the detection range. Alternatively, there may be no ground clip, and the conductive member may be only a covered wire or a mesh wire. Alternatively, the conductive member may be composed of only a conductive adhesive such as conductive silicone or another conductive member.
また、本実施形態では、導電部材130がアースクリップ136を備えている。そして、アースクリップ136はアルミフィルム132を検出範囲外パターン124Aに押圧するように、アルミフィルム132とガラス基板122とを一緒に挟持している。このため、検出範囲外パターン124Aのアルミテープ131への導通をより安定させることができる。同時に、エンコーダスケール120の接地を確実しながら、エンコーダスケール120の支持体118との脱着を容易に行うことができる。もちろん、アースクリップ136自体の交換も容易である。なお、これに限らず、アースクリップが図4(A)〜(C)で示した形状でなくてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、エンコーダスケール120が一か所のみで接地されている。このため、エンコーダスケール120が電気的なループを作り、いわば「アンテナ」のような構成となることが回避されている。つまり、エンコーダスケール120で電気的なノイズを拾う可能性を防止することができる。なお、これに限らず、エンコーダスケールが複数か所で接地されていてもよい。その場合には、フィルタ等の併用によりノイズの低減も可能である。
In the present embodiment, the
即ち、本実施形態では、エンコーダスケール120に静電気が帯電する現象を安定して解消可能である。
That is, in this embodiment, the phenomenon that static electricity is charged in the
本発明について第1実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。 Although the present invention has been described with reference to the first embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、第1実施形態では、エンコーダ100が電磁誘導式リニアエンコーダであったが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンコーダが光電式エンコーダだけで構成されてもよいし、光電式エンコーダと電磁誘導式エンコーダの両方を備えていてもよい。エンコーダが光電式エンコーダを備える場合には、例えば密着層とパターン層とで反射率が異なる材料且つ成膜法を用いることができる(例えば、AlのCu、Ti、Crに対する高い反射率の利用や、密着層としてITOなど透明な材料を用いるなど)。あるいは、図7の第2実施形態に示すように、パターン層226の間に、密着層224を除去した除去パターン224Aを形成して反射率を大きくするようにしてもよい。なお、エンコーダが光電式エンコーダを備える場合には、保護層を透明体とすることが望ましい。このように、エンコーダが光電式エンコーダを備える場合には、静電気の放電防止だけでなく、静電気による埃や塵の付着によるエンコーダの動作不良等を防止することができる。もちろん、エンコーダは、ロータリー型でエンコーダスケールが円盤形状でもよいし、円筒型でエンコーダスケールが円筒形状でもよい。
For example, in the first embodiment, the encoder 100 is an electromagnetic induction linear encoder, but the present invention is not limited to this. For example, the encoder may be composed of only a photoelectric encoder, or may include both a photoelectric encoder and an electromagnetic induction encoder. When the encoder includes a photoelectric encoder, for example, a material and a film forming method having different reflectivities between the adhesion layer and the pattern layer can be used (for example, use of high reflectivity for Al Cu, Ti, Cr) For example, a transparent material such as ITO is used for the adhesion layer). Alternatively, as shown in the second embodiment in FIG. 7, a
また、第1実施形態では、絶縁性の基板がガラス基板122とされていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガラスエポキシ基板やセラミックス基板などの回路部品を搭載する基板などであってもよいし、Si基板をベースとして表面だけを絶縁処理を施した基板であってもよい。あるいは、サファイヤ基板や石英基板でもよい。
In the first embodiment, the insulating substrate is the
また、第1実施形態では、エンコーダ100がアッセンブリ形で検出ヘッド110にベアリングが設けられており、ベアリングがエンコーダスケール120に接触する構成となっていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンコーダが検出ヘッドとエンコーダスケールとに分離されているセパレート形であってもよい。この場合には、検出ヘッドにベアリングがなく、例えば、検出ヘッドが装置の可動部、エンコーダスケールが装置の固定部にそれぞれ支持される。そして、検出ヘッドとエンコーダスケールとがわずかな隙間(例えば100μm以下)で対峙して非接触の状態で構成される。静電対策は、ベアリングの接触する場合だけでなく、検出ヘッドとエンコーダスケールとの距離関係やエンコーダの使用環境(温度・湿度の高低、粉塵・埃の過多)などによっても静電気が生じる可能性があり、相応に有効である。
In the first embodiment, the encoder 100 is an assembly type and the detection head 110 is provided with a bearing, and the bearing contacts the
また、第1実施形態では、支持体118がエンコーダスケール120を直接的に支持する構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンコーダスケールが装置の固定部に取付部材など(接着剤を含む)で直接的に取付られ、エンコーダスケールが装置の基準電位に接続、即ち接地されていてもよい。
In the first embodiment, the support body 118 directly supports the
また、第1実施形態では、密着層124とパターン層126とがガラス基板122の検出ヘッド側表面122Aに形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、密着層とパターン層とがガラス基板の反検出ヘッド側表面(裏面)に形成されていてもよい。ガラス基板が相応に薄ければ、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、導電部材130がアースクリップ136を備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図8に示す第3実施形態の如くであってもよい。第3実施形態においては、アースクリップの代わりに、導電性を有する弾性部材338が支持体を構成するアルミ枠などの金属部材との間に配置される。弾性部材338としては、例えば導電性のある樹脂や、エラストマや、インターコネクタなどを用いることができる。この場合には、弾性部材338が、ガラス基板322と支持体の間に、アルミフィルム332を検出範囲外パターン324Aに押圧するように配置されている。このため、弾性部材338は、そのガラス基板322に対峙する面で、均一な押圧力をアルミフィルム332に与えることができる。つまり、本実施形態では、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができるだけでなく、検出範囲外パターン324Aのアルミテープ331への導通を更に安定させることができる。なお、アースクリップが組み合わされ、アースクリップが弾性部材を単体で、あるいはガラス基板から弾性部材までを一緒に挟持してもよい。
In the first embodiment, the
本発明は、検出ヘッドに対して相対的に変位する絶縁性のエンコーダスケールに広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to an insulating encoder scale that is displaced relative to the detection head.
100…エンコーダ
110…検出ヘッド
118…支持体
120、220、320…エンコーダスケール
122、222、322…ガラス基板
122A…検出ヘッド側表面
124、224、324…密着層
124A、324A…検出範囲外パターン
124B…検出範囲内パターン
124C…上面
125…機能層
126、226、326…パターン層
128、328…保護層
130、330…導電部材
131、331…アルミテープ
132、332…アルミフィルム
134、334…樹脂接着膜
136…アースクリップ
136A…係止部
136B…把持部
136C…板ばね部
136D…接続部
224A…除去パターン
338…弾性部材
IR…位置検出範囲
MR…ベアリング接触範囲
OR…位置検出外範囲
RL…レジスト層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Encoder 110 ... Detection head 118 ...
Claims (8)
絶縁性の基板と、
該基板に形成された導電性を有する密着層と、
該密着層に前記検出ヘッドで位置検出を可能とする形状に形成された導電性を有するパターン層と、を備え、
前記密着層は、該パターン層すべてを導通状態とし、更に前記検出ヘッドによる位置検出範囲から外側に延在する検出範囲外パターンを備え、
該検出範囲外パターンは、導電部材を介して接地されていることを特徴とするエンコーダスケール。 In the encoder scale that is displaced relative to the detection head,
An insulating substrate;
A conductive adhesion layer formed on the substrate;
A conductive pattern layer formed in a shape enabling position detection by the detection head on the adhesion layer;
The adhesion layer includes all of the pattern layers in a conductive state, and further includes a pattern outside the detection range that extends outward from the position detection range by the detection head,
The encoder scale, wherein the pattern outside the detection range is grounded via a conductive member.
該薄膜は、前記検出範囲外パターンと該導電フィラーとが当接することで該検出範囲外パターンと導通することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のエンコーダスケール。 The conductive member includes a conductive thin film and a resin adhesive film including a conductive filler on a lower surface thereof,
The encoder scale according to any one of claims 1 to 3, wherein the thin film is electrically connected to the pattern outside the detection range by contacting the pattern outside the detection range and the conductive filler.
該導電部材が導電性を有する薄膜を備える際には、該把持部材が、該薄膜を前記検出範囲外パターンに押圧するように、該薄膜と前記基板とを一緒に挟持することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のエンコーダスケール。 The conductive member further includes a metallic gripping member formed into a shape that can be elastically deformed and sandwich the substrate,
When the conductive member includes a conductive thin film, the gripping member holds the thin film and the substrate together so as to press the thin film against the pattern outside the detection range. The encoder scale according to any one of claims 1 to 4.
該導電部材が導電性を有する薄膜を備える際には、該弾性部材が、該薄膜を前記検出範囲外パターンに押圧するように配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のエンコーダスケール。 The conductive member further includes an elastic member having conductivity,
When the conductive member includes a conductive thin film, the elastic member is disposed so as to press the thin film against the pattern outside the detection range. Encoder scale as described.
導電性を有する密着層を絶縁性の基板に形成する工程と、
該密着層上に、該密着層ですべて導通状態であって前記検出ヘッドで位置検出を可能とする形状のパターン層を形成する工程と、
該密着層の該検出ヘッドによる位置検出範囲から外側に延在する検出範囲外パターンを、導電部材を介して接地する工程を、
含むことを特徴とするエンコーダスケールの製造・取付方法。 In the manufacturing and mounting method of the encoder scale that is displaced relative to the detection head,
Forming a conductive adhesion layer on an insulating substrate;
Forming a pattern layer on the adhesion layer in a shape that is all conductive in the adhesion layer and allows position detection with the detection head;
A step of grounding the pattern outside the detection range extending outward from the position detection range by the detection head of the adhesion layer via a conductive member;
A method for manufacturing and mounting an encoder scale, comprising:
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