JPH04286915A - 磁気スケール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラ等
のオートフォーカス部に使用される位置検出機、或いは
ノギスやマイクロメータ等の測長器等に適用して有用な
磁気スケールに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、数値制御旋盤やマシニングセン
タ等の工作機械に用いられる位置検出機に使用される磁
気スケールとしては、製造が比較的容易であること等か
らＣｏＣｒＦｅ等の磁性合金を磁気記録部としたものが
主流となっている。この磁性合金を磁気記録部とする磁
気スケールは、いわゆるバルクとして長尺状に形成され
、その磁性面に所定の記録波長で磁気信号が記録されて
なる磁気格子パターンを有してなっている。

【０００３】ところが、上記磁性合金を磁気記録部に用
いた場合には、磁性合金の組成の偏析のためピッチ精度
が悪く、出力にばらつきを生ずる。このため、従来にお
いては、上記磁性合金を粉末焼結法によりいったん微粉
末とし、この微粉末の合金を混ぜ合わせ焼結することで
大きな組成の偏りを少なくして磁気格子のピッチ精度の
向上を図ってきた。しかしながら、短波長スケールのよ
うに記録ピッチが細かくなってくると、これらの微粉末
の粒子径のばらつき、微粉末間の組成の差、結合の状態
等により、ミクロなばらつきが問題となりピッチ精度の
改善に限界が生じてくる。

【０００４】そこでさらに従来においては、高密度記録
が可能な磁性材として期待されているアルマイト垂直磁
性膜を磁気記録部とした磁気スケールが提案されている
。アルマイト垂直磁性膜は、アルミニウムをアルマイト
処理した後、これを硫酸塩溶液中に浸漬して、膜厚方向
に亘って長針状に形成されるポアー中に鉄等の磁性体を
電解析出してなるものである。したがって、このアルマ
イト垂直磁性膜においては、ポアー中の磁性体が膜厚方
向にのみ磁化される性質を有することから、この部分に
記録される磁化信号の着磁ピッチの高細分化が望め、高
出力が図れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記アルマ
イト垂直磁性膜を磁気記録部とする磁気スケールは、通
常、長尺状に形成されたアルミニウムを母材としてその
表面にアルマイト垂直磁化膜を形成するようにしている
。しかしながら、アルミニウムは熱膨張係数（α＝２３
．０×１０−６／℃）が高く耐熱性に欠けるため、ある
程度高温度下で使用される装置等に適用される場合には
、正確な値が得られず、高精度な位置検出が行えない。 そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、耐熱安定性に優れたピッチ精度の高い高
精度な磁気スケールを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる磁気スケ
ールは、熱膨張係数１×１０−６以下の低膨張材上にア
ルマイト垂直磁性膜を磁気記録部として配してなるもの
である。

【０００７】

【作用】アルマイト垂直磁性膜は熱膨張係数の低い低膨
張材上に形成されているので、この低膨張材によって上
記アルマイト垂直磁性膜の熱膨張が抑えられる。つまり
、アルミニウムが熱膨張するような温度の下ではアルマ
イト垂直磁性膜は膨張しようとするが、この下に設けら
れる熱膨張の低い低膨張材によってその膨張が抑え込ま
れる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて説明する。本実施例は、本発明にかかる磁気スケー
ルを平面型のいわゆるリニアスケールに適用した例であ
る。上記リニアスケールは、例えば図１に示すように、
長尺状の平板として形成されたスケール本体１上にアル
マイト垂直磁性膜２を有し、このアルマイト垂直磁性膜
２に所定の記録波長による磁気信号を記録してなる磁気
格子を形成してなっている。

【０００９】上記スケール本体１は、熱膨張係数１×１
０−６（１℃当たりの熱膨張係数）以下の非磁性材料よ
りなる低膨張材よりなる。かかる低膨張材としては、例
えば石英ガラスやＣ−グラファイト、或いはＣｒ系のイ
ンバー合金（３６％のニッケルを含むニッケル−鉄合金
）等が好適である。中でも、石英ガラスは、表面がなめ
らかで平滑性に優れることから、この上に形成されるア
ルマイト垂直磁性膜２の表面性を極めて良好なものとす
ることができる。なお本例では、上記スケール本体１に
は石英ガラスを使用した。

【００１０】上記スケール本体１上に形成されるアルマ
イト垂直磁性膜２は、蒸着されたアルミニウム薄膜が陽
極酸化され、硫酸塩溶液中に浸漬された後、アルマイト
被膜の膜厚方向に亘って形成される長針状をなすポアー
中に磁性体が電解析出されてなる。上記ポアー中に析出
された磁性体は、長針状をなすポアー中に形成されるこ
とから、幅方向に対する長さの比が大きく、いわゆる超
針状比を示し、膜厚方向にのみ磁化される性質を示す。

【００１１】そして上記アルマイト垂直磁性膜２には、
図２に示すように、図示しない着磁ヘッドによって膜厚
方向に所定の記録波長λで磁気信号が記録された磁気格
子パターンが形成されている。この磁気格子パターンが
基準の目盛、すなわち磁気目盛となされている。ここに
記録される磁気格子は、アルマイト垂直磁性膜２の膜厚
方向への磁化となることから、着磁ピッチの高細分化が
望め、高出力が期待できる。また、上記アルマイト垂直
磁性膜２は、熱膨張係数の低い低膨張材とされる磁気ス
ケール本体１上に形成されるため、アルミニウムが膨張
する温度下では上記アルマイト垂直磁性膜２が熱膨張し
ようとするが、この下に設けられる低膨張材の影響によ
ってその熱膨張が抑え込まれる。したがって、熱膨張に
よる磁気格子の位置が生じない。

【００１２】ところで、上述の磁気目盛は上記アルマイ
ト垂直磁性膜２に微小間隙を持って対向配置される磁気
抵抗効果型の磁気ヘッド、例えばＭＲ磁気ヘッド等の如
き検出ヘッド３によって読み取られるようになされてい
る。上記検出ヘッド３は、強磁性金属薄膜よりなるＭＲ
感磁部の磁気抵抗効果を応用してなるものであり、上記
スケール本体１に沿って往復運動し、アルマイト垂直磁
性膜２に記録された磁気格子を読み取り増幅器４を介し
ディジタル表示装置５に供給するようになっている。な
お本例では、上記検出ヘッド３は、上記アルマイト垂直
磁性膜２に対し２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の距離に配置
した。

【００１３】本実施例では、上述のリニアスケールを以
下のようにして作製した。先ず、図３に示すように、４
ナイン（９９．９９％）以上の純度を有するアルミニウ
ムをターゲットとして真空度１×１０−６Ｔｏｏｒにて
平板状をなすガラス基板６上に蒸着し、膜厚１００μｍ
のアルミニウム薄膜を形成した。なお、ここでのアルミ
ニウム薄膜は、膜厚２００μｍ以下であることが望まし
い。次に、上記アルミニウム薄膜を濃度１５％のＨ２　
ＳＯ４　浴中に浸漬し、電圧１６Ｖを印加して２時間陽
極酸化処理を施し、膜厚１００μｍのアルマイト被膜７
を形成した。

【００１４】次いで、上記アルマイト被膜７の膜厚方向
に亘って長針状に形成された複数のポアー８のそれぞれ
の孔径を拡大するために、濃度３％のＨ３　ＰＯ４　溶
液中に上記アルミニウム薄膜を浸漬した。次に、上記ポ
アー中８に磁性体９を充填させるために、濃度３％のＦ
ｅＳＯ４　溶液と濃度０．５％のＨ３　ＢＯ３　溶液を
混合した溶液中に上記アルミニウム薄膜７を浸漬し、約
３０分間電圧１６Ｖを印加した。

【００１５】そして得られたアルマイト垂直磁性膜２が
形成されてなるガラス基板６をスライスし、図１に示す
幅３ｍｍ、長さ２０ｍｍのリニアスケールを形成した。 そして最後に、上記アルマイト垂直磁性膜２に対して着
磁ヘッドにより着磁ピッチ４０〜１００μｍ程度で磁気
信号を記録し磁気格子パターンを形成した。

【００１６】なお、上述の実施例では、本発明にかかる
磁気スケールをリニアスケールに適用したが、例えばビ
デオカメラのオートフォーカス部に設けられる位置検出
機に適用することもできる。さらには、マイクロメータ
やノギス或いはハイトゲージ、リニアゲージ等の測長器
等にも適用でき、同様の作用効果がある。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、熱膨張係数の低い低膨張材の上に磁気記録
部となるアルマイト垂直磁性膜を形成しているので、あ
る程度の高温下でもこの低膨張材の影響によりアルマイ
ト垂直磁性膜の熱膨張が抑えられる。したがって、本発
明によれば、耐熱安定性に優れたピッチ精度の高い高精
度な磁気スケールの提供が望め、高精度な位置決めを行
う装置に適用して効果大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気スケールをリニアスケール
に適用した例を示す斜視図である。

【図２】図１に示すリニアスケールの拡大断面図である
。

【図３】アルマイト被膜に磁性体が充填された状態を一
部破断して示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・スケール本体 ２・・・アルマイト垂直磁性膜 ３・・・検出ヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱膨張係数１×１０−６以下の低膨張
   材上にアルマイト垂直磁性膜を磁気記録部として配して
   なる磁気スケール。