JPS5875004A - 光電式変位検出装置の反射型スケ−ルの製造方法 - Google Patents

光電式変位検出装置の反射型スケ−ルの製造方法

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JPS5875004A
JPS5875004A JP17423381A JP17423381A JPS5875004A JP S5875004 A JPS5875004 A JP S5875004A JP 17423381 A JP17423381 A JP 17423381A JP 17423381 A JP17423381 A JP 17423381A JP S5875004 A JPS5875004 A JP S5875004A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation

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】 本発明は光電式変位検出装置の反射型スケール及びその
製造方法に係り、特に、2個の相対的に移岬する物体の
相対的移!11量或いは相対的位置関係を検出するため
の光電式1位検出装置のメインスケールとして用いるに
好適な、入射光を反射するための光反射部と、入射光を
吸収又は反射防止するための非反射部とが交互に形成き
れてなる光電式変位検出装置の反射型スケール及びその
製造方法の改良に関する。
一般に、物体の長ざ等を測定する変位測定機において、
その本体に対する測定子の移動量、コラムに対するスラ
イダーの移動量等のように、相対移動するものの移動量
を測定する場合、一方にメインスケール、他方にインデ
ックススケールヲ含む検出器を固定し、メインスケール
と検出器の相対変位量を光電的に読取る光電式変位測定
機が知られている。
との光電式変位測定機においては、通常、透過型或いは
反射型の光電式変位検出装置が用いらtlており、この
うち反射型の光電式変位検出装置は、第1図に示す如く
、ランプ等の発光源10と、該発光源10かも照射され
た光線を平行光線とテるためのコリメータレンズ12と
、例えばガラス製の基板上に光の透過部141と!i!
Fr部14bが交互に形成づれてなるインデックススケ
ール14と、基板上に光の透過部16mと反射部16b
が交互に形成されてなるメインスケール16と、メイン
スケール16によって反射されインデックススケール1
4を再び透過した光を集光する集光レンズ18と、該集
光レンズ18によって集められた光を受光する受光素子
20とを有してなる。前記発光1110.コリメータレ
ンズ12、インデックススケール14、集光レンズ18
、受光素子20は、例えば略密閉構造のケースに固定さ
れ、一方、メインスケール16は、その先端が測定対象
に当接され、測定対象の変位と共に往復動するスピンド
ル等と連動して往復動するようにされている。
このような光電式変位検出装置を備えた光電式変位測定
機によれば、測定対象の変位に応じてメインスケール1
6が第1図の矢印入方向に変位すると、受光素子20に
おける受光量が周期的に変化するため、この受光蓋の変
化からメインスクール16とケースの相対移動tを検出
できるものであり、測定対象の変位をデジタル的に測定
できるという特徴を1゛する。しかし従来は、前記メイ
ンスケール16を、例えばガラス基板上に光反射性塗付
し、次いで、エツチングにより前記光反射膜のエツチン
グレジストが塗付されていない部分を除去し、更に反射
膜上に残存するエツチングレジストを最終的に剥離して
反射部と非反射部とすることにより製造するよ5Kして
い九ため、光反射性を向上させるためには比較的厚い反
射膜を形成する必要があり、結果としてエツチング時に
おけるサイドエツチングが大きくなり、光反射部の寸法
精度が低下して、近年精密測定に対して要求されつつあ
る1 G pm以下の幅の狭い縞を形成することは一難
であるという問題点を有した。
そこで出願人は、既に、反射型メインスケールにおける
前記欠点を解消するべく、基材表面の全面に渡って光反
射性に富んだ材料の薄膜を形成し、次いで、これに重ね
て光反射性に劣る材料の薄膜を形成し、更に、エツチン
グによって前記非反射薄膜を縞状に剥離して、縞を形成
する方法を提案している。この方法によれば、サイドエ
ツチングが小さくなり、数#肩幅の縞を形成することが
可能となるが、光反射性に富んだ材料からなる反射膜を
基材の全面に渡って形成する必要があるため、例えば、
該反射膜を金により形成する場合には、極めて不経済で
あるという問題点を有していた。
又、この方法においては、反射膜−ヒに形成された非反
射膜をエツチングにより剥離する際に、エツチング時間
の選定を誤まると反射膜も腐食してしまい、反射膜の反
射率が低下する恐れもあった。
更に、いずれの方法においても、工程が複雑であるだけ
でな(、反射膜と非反射膜が基板の異なる面上に形成さ
れることとなるため、サイドエツチングを極小とするこ
とはできず、精度の高い縞を形成することは困難であっ
た。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされ雷もの
で、サイドエツチングが極めて少なく、精度の高い微小
縞を単純な工程により形成することができる光電式変位
検出装置の反射型スケール及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
本発明は、入射光を反射するための反射部と、入射光を
吸収又は反射防止する九めの非反射部とが交互に形成こ
れてなる充電式変位検出装置の反射型スケールにおいて
、基材の同一面上に、非反射部として作用する非反射膜
と、反射部として作用する反射膜を、交互に形成するよ
うにして、前記目的を達成したものである。
本発明は、又、前記のような充電式変位検出装置の反射
型スケールを、基材上に、非反射部として作用し、且つ
、非鍍金性を有する非反射膜を縞状に配設する第1工程
と、該第1工程で配設された縞状の非反射膜をメツキレ
シストとして、基材露出面に反射部として作用する反射
膜を選択的にメッキする第2工程とを用いて製造するよ
うにして、同じく前記目的を達成したものである。
又、前記基材を導電体とし、酸化クロ為からなる前記非
反射膜及び金からなる前記反射膜を、該導電体基材の表
面上に直接形成するようにしたものである。
或いは、前記基材を非導電体とし、酸化クロムからなる
前記非反射膜及び金からなる前記反射膜を、前記非導電
体基材上に形成されたニッケル膜上に形成するよ5KL
、たものである。
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
まず、基材が、ステンレス等の導電体であり、該導電体
基材の表面に酸化クロムからなる非反射膜と金からなる
反射膜が形成されてなる充電式変位検出装置の反射型ス
ケールの第1実施例について説明する。この第1実施例
においては、まず、鮪2図(ム)に示す如く、ステンレ
ス等の導電体基材30表面の全filiK渡って、非反
射部として作用し、且つ、非鍍金性を有する酸化クロム
からなる非反射膜32を形成し、次いで、例えばエツチ
ングによりこの非反射膜32の一部を剥離して縞状の非
反射膜を導電体基材3oの表面上に残す。次いで1第2
図(B)に示す如く、前記工程で配設これた縞状の非反
射膜32をメツキレシストとして、基材30の露出面に
、反射部として作用する金からなる反射膜34を選択的
にメッキする・本実施例においては、基材3oが導電体
とされているため、該基材30の表面上に非反射膜32
及び反射膜34を直接形成することができ、製造工程が
極めて単純である。
次に1基材が、ガラス或いはプラスチック等の゛非導電
体であり、酸化クロムからなる非反射膜及び金からなる
反射膜が、該非導電体基材上に形成されたニッケル膜上
に形成されてなる充電式変位検出装置の反射型スケール
の第2実施例について説明する。
この第2実施例においては、まず、第3図(A)に示す
如く、ガラス或いはプラスチックからなる非導電体基材
36表面の全面に渡って、無電解によりニッケル膜38
を形成する。次いで該ニッケル膜38表面の全面に渡っ
て、前記第1実施例と同様にしてクロムからなる非反射
膜32を形成し、更に該非反射膜32の一部をエツチン
グにより除去して、縞状の非反射膜をニッケル膜38の
表面上に残す、更に、第3図(II)に示す如り、ニッ
ケル膜38上の非反射膜32が除去された部分圧、金か
らなる反射膜34t−選択的にメッキする。
本実施例においては、光吸収性に優れた非導電体基材を
基材として用いることができるので、特性が改I11ば
れ、且つ、非反射膜の厚づを波長の1/4 程度の薄さ
に形成することができる。
同、前記実施例においては、いずれも、基材がステンレ
ス、ガラス、或いはプラスチックとされ、非反射膜が酸
化クロムとされ、反射膜が金とされていたが、基材、非
反射膜、及び反射膜の材質はこれに限定されない。例え
ば、非反射膜を、酸化ニッケル、酸化チタン、或いは、
酸化マグネシウムとし、反射膜を、銀、アルミニウム、
或いは、ロジウムとすることも可能である。又、非反射
膜を金属以外の物質とし、印刷或いは写真発色の方法郷
により、基材上に縞状に形成して、非反射膜の一部管エ
ッチングにより除去する工程を省略することも可能であ
る。
又、前記冥施例においては、いずれも、反射膜がメッキ
により形成されていたが、°反射膜を形成する方法は、
これに限定されず、電解、無電解、蒸着等能の方法によ
り付着ζせることも可能である。
以上説明した通り、本発明に係る光電式変位検出装置の
反射型スケールによれば、基材の同一面上に、非反射膜
と反射膜が交互に形成されているので、サイドエツチン
グ等による線形状の(ずれを最小限として、精密な微細
線を形成することができる。又、同じ(本発明に係る光
電式変位検出装置の反射型スケールの製造方法によれば
、非反射膜をメツキレシストとして利用できるため、工
程が極めて簡単となり、しかも非反射膜は薄(て良いの
で、サイドエツチングが小ζ(でき、微細線を形成する
ことができる。更に、反射性に富んだ材料を、例えば金
としても、極小な面積にメッキするのみで良いから、経
済的にも有利であり、しかも、エツチング過剰等による
反射*表面腐食も防止できる郷の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、反射型スケールが用いられた光電式変位検出
装置の原理的構成を示す断面図、第2図は、本発明に係
る光電式変位検出装置の反射型ス図、第3図は、同じ(
第2実施例及びその製造工程を示す断面図である。 30・・・導電体基材、32・・・非反射膜、34・・
・反射膜、36・・・非導電体基材、38・・・ニッケ
ル膜。 代理人  高 矢   論 (ほか1名) 第 l @ !0 第2 図 43  図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入射光を反射するための反射部と、入射光を吸収
    又は反射防止するための非反射部とが交互に形成されて
    なる光電式変位検出装置の反射型スケールにおいて、基
    材の同一面上に、非反射部として作用する非反射膜と、
    反射部として作用する反射膜が、交互に形成されている
    こと17特徴とする光電式変位検出装置の反射型スケー
    ル。
  2. (2)入射光を反射するための反射部と、入射光を吸収
    又は反射防止するための非反射部とが交互に形成されて
    なる光電式変位検出装置の反射型スケールの製造方法に
    おいて、基材上に、非反射部として作用し、且つ、非鍍
    金性を有する非反射膜を縞状に配設する第1工程と、該
    第1工程で配設された縞状の非反射膜をメツキレシスト
    として、基材露出711に反射部として作用する反射膜
    を選択的にメッキする第2工程とを含むことを特徴とす
    る光電式変位検出装置の反射型スケールの製造方法0
  3. (3)前記基材が導電体とされ、酸化クロムからなる前
    記非反射膜及び金からなる前記反射膜が、該導電体基材
    の表面上に16接形成これている特許請求の範−第2項
    に記載の光電式変位検出装置の反射型スケールの製造方
    法。
  4. (4)前記基材が非導電体とされ、酸化クーロムからな
    る前記非反射膜及び金からなる前記反射膜が、前記非導
    電体基材−ヒに形成されたニッケル膜−ヒに形成されて
    いる特許請求の範囲第2項に記載の光電式変位検出装置
    の反射型スケールの製造方法。
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