KR200313221Y1 - 피이티 필름 재질을 이용한 고정 및 회전 슬릿으로구성된 광학식 엔코더 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 광학식 엔코더의 슬릿에 관한 것으로서, 광학식 엔코더의 슬릿을 PET 필름을 이용하여 제작한 광학식 엔코더의 디스크 슬릿을 제공하는 목적이 있다. 이를 위해 본 고안은 발광소자와 수광소자 사이에 설치되는 회전디스크와 고정디스크 각각에 회전 슬릿과 고정 슬릿을 형성하고, 회전디스크의 중심축을 중심으로 하여 회전 슬릿을 회전시켜 광의 강약을 만들어 상기 수광소자에서 전기신호의 강약으로 변환시키며, 전자회로에 의해 파형정형함으로써 상기 회전 슬릿의 이동수와 동일의 구형파펄스 또는 근사 사인파의 싸이클신호로 출력하는 광학식 엔코더에 있어서, 회전 슬릿 및 고정 슬릿은 필름에 의해 제조된 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 고안에 따르면, 기능적인 면에서 슬릿의 선폭을 최대 25㎛까지 유지하고, 약 Φ40의 슬릿에 최대 2000P/R의 분해능이 가능한 정밀성을 실현하여 종래의 SUS 슬릿에 비해 약 4배의 고분해능의 효과를 거둘 수 있고, 원가절감 면에서 기존 SUS 슬릿에 비해 약 5배, 글라스로 제작된 슬릿에 비해 약 12배 정도의 자재대비 절감 효과를 거둘 수 있다.
Description
본 고안은 광학식 엔코더에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 광학식 엔코더의 슬릿을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyrene Terephthalate: PET; 이하 간단히 'PET'라 한다) 필름을 이용하여 제작한 광학식 엔코더의 디스크 슬릿에 관한 것이다.
아날로그 프로세서에 의한 제어방식은 각종 로봇, NC기계, OA기기 등에 많이 사용되고 있다. 이런 기기는 더욱이 고정도 고속화가 요구되고 보다 정밀한 제어가 필요하게 되었다. 이를 위해 기기 가동부의 위치나 속도를 정확히 검출하고 그 정보를 구동부에 피드백하기 위한 장치(Unit)로써 광학식 엔코더가 많이 사용되고 있다.
광학식 엔코더는 도 1 에 도시된 바와 같이 발광소자(10)와 수광소자(40) 사이에 설치되는 회전디스크(20)와 고정디스크(30) 각각에 회전 슬릿(22)과 고정 슬릿(32)을 형성하여 중심축(14)을 중심으로 하여 회전 슬릿(22)을 회전시킴으로써 광의 강약을 만들고 수광소자(30)에서 전기신호의 강약으로 변환시키며, 전자회로(50)에 의해 파형정형함으로써 회전 슬릿(22)의 이동수와 동일의 구형파펄스 또는 근사 사인파의 싸이클신호로 출력하는 광식 센서이다.
도 2 는 상기한 회전 디스크와 회전 슬릿을 나타낸 도면으로써, 좌측의 회전디스크는 인크리멘탈(incremental)형이고, 우측의 것은 앱솔루트(absolute)형인데,원판의 회전 디스크에 다수개의 슬릿이 배열되어 있다.
이러한 슬릿은 현재 포토에칭기법에 의해 제작되어지고 있는데, 감광성수지와 사진기법을 이용해서 가공하고자하는 물체에 감광성수지를 도포하고 여러가지 형태의 무늬나 도면을 제작한 후 화학적 또는 전기화학적으로 나머지 부분을 제거하는 기법이다. 이와 같이 포토에칭기법을 통해 제작되는 슬릿은 SUS(Steel Special Use Stainless; 이하 간단히 'SUS'라 한다)판과 글라스(Glass) 재질을 이용하여 제작된다.
현재, 포토에칭기법을 이용하여 가능한 SUS 슬릿은 약 Φ40의 슬릿에 최대500P/R의 분해능만이 가능한 것으로 제작된다. 이는 선폭 사이의 간격이 좁은 경우에는 사이드 방향의 에칭이 심하여 직각으로 에칭되어야할 부위가 시간이 경과함에 따라 부드러운 산모양의 라운드 형태가 나타남으로 인하여 분해능의 한계에 도달하게 된 것이다.
이러한 분해의 한계를 극복하기 위하여 500P/R 이상의 고 플러스용 슬릿에는 글라스 슬릿을 이용하고 있는 추세이다. 글라스 슬릿을 이용하면 정밀한 마스터 제작이 가능하여 고분해능의 슬릿을 제작할 수 있는 이점이 있으나 그 제품가격이 매우 고가이며 기술적인 측면에도 어려움이 있었다.
본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광학식 엔코더의 슬릿을 PET 필름을 이용하여 제작한 광학식 엔코더의 슬릿을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 광학식 로터리 엔코더의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2 는 도 1 의 회전 디스크와 그 슬릿을 나타낸 도면.
도 3 은 본 고안에 따른 회전 디스크의 회전 슬릿을 형성하기 위한 포토에칭기법의 순서도.
도 4 는 도 3 에 따라 하나의 할로겐화은 결정이 노광에 이르는 변화를 나타낸 도면.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10 : 발광소자 20 : 회전 디스크
22 : 회전 슬릿 30 : 고정 디스크
32 : 고정 슬릿 40 : 수광소자
50 : 전자회로
전술한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 고안의 구성은 다음과 같다. 즉, 본 고안은 발광소자와 수광소자 사이에 설치되는 회전디스크와 고정디스크 각각에 회전 슬릿과 고정 슬릿을 형성하고, 회전디스크의 중심축을 중심으로 하여 회전 슬릿을 회전시켜 광의 강약을 만들어 상기 수광소자에서 전기신호의 강약으로 변환시키며, 전자회로에 의해 파형정형함으로써 상기 회전 슬릿의 이동수와 동일의 구형파펄스 또는 근사 사인파의 싸이클신호로 출력하는 광학식 엔코더에 있어서, 회전 슬릿 및 고정 슬릿은 필름에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.
상기한 회전 슬릿 및 고정 슬릿의 표면에 PET 필름의 박막이 코팅되어 인쇄부위가 벗겨지는 것을 방지한 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 은 본 고안에 따른 회전 디스크의 슬릿을 형성하기 위한 포토에칭기법의 순서도이고, 도 4 는 도 3 에 따라 하나의 할로겐화은 결정이 노광에 이르는 변화를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 포토에칭기법은 클리닝공정, 수세 및 건조 공정, PR(Photo-Resist) 도포 공정, 건조 공정(soft-bake), 노광 공정, 현상 공정, 건조 공정(hard-bake), 에칭 공정, PR 박리 공정, 수세 및 건조 공정, 측정으로 이루어진다.
먼저, 클리닝공정은 PR의 밀착력을 향상시키기 위한 것으로 PET 필름 박판에 부착된 먼지, 기름, 지문 등의 이물질을 제거하여 PR이 PET 필름에 도포되었을 때 박리되는 것을 방지한다.
클리닝공정이 완료되면, PET 필름의 표면에 감광물질인 포토-레지스트(Photo-resist)를 입혀 코팅하는 PR 도포공정을 수행한다.
다음 노광공정은 패턴을 형성하고자 하는 부분에 UV빛을 쪼여 이 부분을 경화시키고, UV빛을 받지 않는 부분이 현상시 녹아 PET 필름이 표면에 노출시키는 공정이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, UV빛을 쪼인 부분은 그 부분의 할로겐화은이 약간의 화학적 변화를 일으키지만 눈에 보이지 않는다. 이를 잠상이라고 한다.
현상공정은 노광에 의해 PR의 유제막 속에 생긴 잠상을 가시의 상으로 만드는 공정으로서, 노광공정이 완료된 PET 필름을 현상액 속에 집어 넣어 현상하면 UV빛을 받아 경화된 PR 부분은 남아있고, UV빛을 받지 않아 경화되지 않은 부분의 PR은 제거됨과 더불어 흑화가 진행된다.
건조공정은 PET 필름 표면의 PR을 경화시키는 공정으로서, 현상공정이 끝난 PR 피막은 건조되어 있는 상태로 피막이 연하고 므르기 때문에 기계적인 충격이나 긁힘에 약할 뿐아니라 에칭시 박리되거나 부분적으로 침식될 우려가 있으므로 이러한 건조 공정을 수행한다.
에칭공정은 PR 이외의 부분을 제거하도록 에칭액을 분사하는 공정이다.
에칭공정이 완료된 후엔 PR을 박리하는 PR 박리 공정을 수행한다.
PR이 박리되고 나면 이를 수세 및 건조하는 수세 및 건조 고정을 수행한다.
본 고안은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 고안에 따르면, 슬릿의 선폭을 최대 25㎛까지 유지하고, 약 Φ40의 슬릿에 최대 2000P/R의 분해능이 가능한 정밀성을 실현하여 종래의 SUS 슬릿에 비해 약 4배의 고분해능의 효과를 거둘 수 있다.
또한, SUS 슬릿에 비해 원가대비 약 5배의 자재대비와 글라스 슬릿에 비해 약 12배 정도의 자재대비 절감 효과를 거둘 수 있다.
Claims (2)
- 발광소자와 수광소자 사이에 설치되는 회전디스크와 고정디스크 각각에 회전 슬릿과 고정 슬릿을 형성하고, 상기 회전디스크의 중심축을 중심으로 하여 상기 회전 슬릿을 회전시켜 광의 강약을 만들어 상기 수광소자에서 전기신호의 강약으로 변환시키며, 전자회로에 의해 파형정형함으로써 상기 회전 슬릿의 이동수와 동일의 구형파펄스 또는 근사 사인파의 싸이클신호로 출력하는 광학식 엔코더에 있어서,상기 회전 슬릿 및 고정 슬릿은 필름에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 PET 필름 재질을 이용한 고정 및 회전 슬릿으로 구성된 광학식 엔코더.
- 제 1 항에 있어서, 상기 회전 슬릿 및 고정 슬릿의 표면에 PET 필름의 박막이 코팅되어 인쇄부위가 벗겨지는 것을 방지한 것을 특징으로 하는 PET 필름 재질을 이용한 고정 및 회전 슬릿으로 구성된 광학식 엔코더.
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Cited By (1)
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| KR20170010976A (ko) | 2015-07-21 | 2017-02-02 | 정태화 | 엔코더 내장 보이스 코일 모터 및 엔코더 내장 보이스 코일 모터 제조 방법 |
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