(57)【要約】【課題】  長尺または多数のエンコーダ用スケールを、精度良く、安価に製造する製造方法および製造装置を提供することが課題である。【解決手段】  円筒形状シリンダ表面に剥離可能に設けたエンコーダ用スケール部材上にエンコーダ用スケールパターンを形成し、前記エンコーダ用スケール部材を、前記形成したエンコーダ用スケールパターン間に切れ込みを入れて前記円筒形状シリンダ表面から剥離し、リボン状のエンコーダ用スケールとした。【選択図】      図１
2006071484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダ用スケールの製造方法であって、
円筒形状シリンダ表面にエンコーダ用スケール部材を剥離可能に設けてエンコーダ用スケールパターンを形成し、該エンコーダ用スケール部材を、前記円筒形状シリンダ表面から剥離することを特徴とするエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項２】
前記エンコーダ用スケール部材は前記円筒形状シリンダ表面に設けた金属メッキ層であり、前記エンコーダ用スケールパターンは、前記金属メッキ層上に塗布した感光層にエンコーダ用スケールパターンを露光、現像した後、前記金属メッキ層をエッチングすることで形成したことを特徴とする請求項１に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項３】
前記エンコーダ用スケール部材としての金属メッキ層は、金属製円筒形状シリンダ上に設けられた剥離層上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項４】
前記エンコーダ用スケールパターンを形成したエンコーダ用スケール部材上に、耐腐食性メッキを施したことを特徴とする請求項２または３に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項５】
前記エンコーダ用スケール部材は円筒形状シリンダ表面に塗布した光硬化性樹脂であり、前記エンコーダ用スケールパターンは、前記光硬化性樹脂を露光して硬化させ、未露光部を除去して形成したことを特徴とする請求項１に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項６】
前記エンコーダ用スケールパターンを形成したエンコーダ用スケール部材上に、保護膜を設けた後、切れ込みを入れることを特徴とする請求項５に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項７】
前記エンコーダ用スケール部材を、前記円筒形状シリンダ表面に外装したスリーブ状の金属または樹脂系部材とし、該外装したスリーブ状のエンコーダ用スケール部材上に塗布した感光層にエンコーダ用スケールパターンを露光、現像した後、エッチングしてエンコーダ用スケールパターンを形成し、抜き取り加工もしくは前記円筒形状シリンダ上で所定の形状に切り取ることを特徴とする請求項１に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項８】
前記露光をコンピュータに記憶させたエンコーダ用スケールパターンを用いてレーザ光で行うことを特徴とする請求項２または５、もしくは７に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項９】
前記エンコーダ用スケールパターンをアブソリュートエンコーダ用パターンとしたことを特徴とする請求項８に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項１０】
前記エンコーダ用スケール部材上に形成するエンコーダ用スケールパターンを、螺旋状に、または複数のエンコーダ用スケールパターンを平行に、形成したことを特徴とする請求項１乃至９に記載したエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項１１】
円筒形状シリンダ表面に、剥離可能に設けたエンコーダ用スケール部材上に螺旋状、または平行に形成されたことを特徴とするエンコーダ用スケール。
【請求項１２】
円筒形状シリンダと、該円筒形状シリンダに剥離可能に設けたエンコーダ用スケール部材にエンコーダ用スケールパターンを露光して現像する装置と、該露光・現像して形成されたエンコーダ用スケールパターンを螺旋状、または平行に切れ込みを入れる装置とからなることを特徴とするエンコーダ用スケールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ用スケールとその製造方法および製造装置に係り、特に、高精度で長尺のエンコーダ用スケールを、容易に精度良く作成するエンコーダ用スケールとその製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
精密加工機械や罫書き装置、及びプリンター等の情報機器においては、その位置情報を高精度で得るため、マグネットスケールなどが用いられていたが、マグネットスケールは高価であり、光学式のリニアエンコーダが用いられるようになっている。この光学式リニアエンコーダは、高精細に設けられたスリットが刻まれた光学式スケールに光を投射し、変調された反射光または透過光、若しくは回折光を受光素子で読み取って位置情報を得るものであり、最近は５ｍを超えるような長尺のスケールに対する要求も生じている。
【０００３】
この光学式リニアエンコーダに用いられる光学式スケールの作成方法として従来では、スケールのスリット形状を設けた金型に樹脂を流し込んでスケールを形成する方法、特許文献１に示されているようにフォトリソグラフィ法でスケールパターンを焼き付け、現像後エッチングによってスリットを設ける方法等があり、さらに長尺のスケールを得る方法として特許文献２に示されているように、短いスケールユニットを接続する方法などが用いられていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４５２５５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５８１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらスリット形状を設けた金型を用いる方法は、金型の製作費用が高く、長尺のスケールを作成するときはずらしてプレスする必要があって位置合わせ精度の向上が困難であり、異なるパターンのスケールを作成するときは異なった金型が必要になって高コストとなるなどの問題がある。また、フォトリソグラフィ法は、フォトマスクの製作費用が高く、長尺のスケールを作成するためにはずらして露光する必要があって位置合わせ精度の向上が困難であり、また、異なるパターンのスケールを作成するときは、異なったマスクが必要になって高コストとなる。
【０００６】
また、短いスケールユニットを接続して長尺とする方法は、上記問題に加え、スケールユニットの接続時の精度が問題になると共に、接続のための治工具や接着剤などが必要であり、大きな作業工数も必要になって必然的にコストアップになる。
【０００７】
そのため本発明においては、長尺のエンコーダ用スケールを、容易に精度良く、安価に製造する方法を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明は、
エンコーダ用スケールの製造方法であって、
円筒形状シリンダ表面にエンコーダ用スケール部材を剥離可能に設けてエンコーダ用スケールパターンを形成し、該エンコーダ用スケール部材を、前記円筒形状シリンダ表面から剥離することを特徴とする。
【０００９】
そして、その製造方法により得られるエンコーダ用スケールは、
円筒形状シリンダ表面に、剥離可能に設けたエンコーダ用スケール部材上に螺旋状、または平行に形成されたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記製造方法を実施するためのエンコーダ用スケール製造装置は、
円筒形状シリンダと、該円筒形状シリンダに剥離可能に設けたエンコーダ用スケール部材にエンコーダ用スケールパターンを露光して現像する装置と、該露光・現像して形成されたエンコーダ用スケールパターンを螺旋状、または平行に切れ込みを入れる装置とからなることを特徴とする。
【００１１】
このように、円筒形状シリンダ上に設けたエンコーダ用スケール部材にエンコーダ用スケールパターンを形成し、剥離してエンコーダ用スケールとすることで、長尺なエンコーダ用スケールを容易に、高精度で、しかも安価に得ることが可能となる。
【００１２】
そして、前記エンコーダ用スケール部材は前記円筒形状シリンダ表面に設けた金属メッキ層であり、前記エンコーダ用スケールパターンは、前記金属メッキ層上に塗布した感光層にエンコーダ用スケールパターンを露光、現像した後、前記金属メッキ層をエッチングすることで形成し、かつ、前記エンコーダ用スケール部材としての金属メッキ層は、金属製円筒形状シリンダ上に設けられた剥離層上に形成すること、前記エンコーダ用スケールパターンを形成したエンコーダ用スケール部材上に、耐腐食性メッキを施すことが本発明の好適な実施例である。
【００１３】
また、前記エンコーダ用スケール部材は円筒形状シリンダ表面に塗布した光硬化性樹脂であり、前記エンコーダ用スケールパターンは、前記光硬化性樹脂を露光して硬化させ、未露光部を除去して形成し、さらに、前記エンコーダ用スケールパターンを形成したエンコーダ用スケール部材上に、保護膜を設けた後、切れ込みを入れることが本発明における他の好適な実施例である。
【００１４】
さらに、前記エンコーダ用スケール部材を、前記円筒形状シリンダ表面に外装したスリーブ状の金属または樹脂系部材とし、該外装したスリーブ状のエンコーダ用スケール部材上に塗布した感光層にエンコーダ用スケールパターンを露光、現像した後、エッチングしてエンコーダ用スケールパターンを形成し、抜き取り加工もしくは前記円筒形状シリンダ上で所定の形状に切り取るようにしてもよい。
【００１５】
さらに、前記露光をコンピュータに記憶させたエンコーダ用スケールパターンを用いてレーザ光で行うことにより、任意の形状のパターンを有したエンコーダ用スケールを製造することが可能となり、例えばアブソリュートエンコーダや、エンコーダ用スケールパターンを螺旋状に形成して長尺としたり、または複数のエンコーダ用スケールパターンを平行に形成して多数のエンコーダ用スケールをも容易に製造することができる、エンコーダ用スケールの製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上記載のごとく本発明によれば、長尺なエンコーダ用スケールを、容易に高精度で、しかも安価に得ることが可能となる。また、エンコーダ用スケールパターンをコンピュータに記憶させ、そのデータを元にレーザ光で露光するという方法を取ることで、任意の形状のパターンを有したエンコーダ用スケールを製造することが可能となり、例えばアブソリュートエンコーダや、エンコーダ用スケールパターンを螺旋状に形成して長尺としたり、または平行に形成して多数のエンコーダ用スケールをも容易に製造することができる、エンコーダ用スケールの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例になるエンコーダ用スケールの製造方法の概略を説明するための図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、円筒形シリンダ上にエンコーダ用スケールパターンを形成する順序を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はその際の円筒形シリンダの構成概略を説明するための図、図２は本発明により製造されたリボン状のエンコーダ用スケールを示した図、図３はアブソリュートエンコーダパターンの一例である。
【００１９】
最初に、本発明になるエンコーダ用スケールの製造方法の概略を説明すると、本発明ではまず、円筒形状シリンダ表面に剥離可能にエンコーダ用スケール部材とさらにその上にフォトレジストなどの感光層、またはエンコーダ用スケール部材として紫外線若しくは赤外線硬化樹脂などの光硬化製樹脂、もしくはスリーブ状の金属または樹脂系部材を外装して感光層を塗布する。そして感光層を設けた場合は、レーザ光でエンコーダ用スケールパターンを螺旋状または平行に露光装置を用いて露光して、現像装置とエッチング装置を用いて現像、エッチングをおこない、紫外線若しくは赤外線硬化樹脂などの光硬化製樹脂の場合は、紫外線若しくは赤外線レーザなどの露光装置を用いてエンコーダ用スケールパターンを螺旋状または平行に露光して硬化させ、未露光部を除去する。そして形成された螺旋状または平行に形成したエンコーダ用スケールパターンを、パターンとパターンの間に切れ込みを入れ、円筒形状シリンダから剥離、もしくは抜き取り加工して、螺旋状にエンコーダ用スケールパターンを露光した場合は長尺の、平行にエンコーダ用スケールパターンを露光した場合は複数のリボン状としたエンコーダ用スケールを得るようにしたものである。なお、エンコーダ用スケールパターンを平行に形成する場合は、円筒形状シリンダを大径とすることで、ある程度の長さのエンコーダ用スケールを得ることが可能となる。
【００２０】
このようにしてエンコーダ用スケールを製造することにより、高精度な円筒形状シリンダを用い、コンピュータとレーザ光を用いてエンコーダ用スケールパターンを高精度に露光すれば、長尺なエンコーダ用スケールや複数本のエンコーダ用スケールを高精度に得ることが可能となる。また、コンピュータに記憶させたエンコーダ用スケールパターンをレーザ光で露光するという方法を取ることで、任意の形状のパターンを有したエンコーダ用スケールを製造することが可能となり、例えばアブソリュートエンコーダなども容易に製造することができる。以下、本発明の具体例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明になるエンコーダ用スケールの製造方法の第１実施例は、グラビア印刷におけるレーザー製版システムを応用して作成するものである。
これを、本発明の第１実施例になるエンコーダ用スケールの製造方法の概略を説明するための図である図１を用いて説明すると、レーザー製版システムを適用して製版に供することができるようにした図１（Ａ）の版胴１は、図１（ａ）にその構造を示したように、鉄などを用いた円筒形シリンダ２に例えば厚さ０．５μｍ程度のＮｉでメッキ層３を形成し、そのＮｉメッキ層３上に厚さ２００μｍ程度の銅メッキ加工を施して下地銅の層４を形成する。
【００２２】
そして、この下地銅４に砥石研磨、バフ研磨等により研磨仕上げを施し、さらに、Ａｇで厚さ１．０μｍ程度のメッキ層５を形成して剥離層となす。そしてこのＡｇメッキ層５上に、銅メッキ加工を施して厚さ９０μｍの銅の層６を形成し、この銅層６を砥石研磨、バフ研磨等で研磨仕上げを施して版胴とする。この銅層６は、剥離層５の上に形成されるため、前記したように切れ込みを入れると容易に剥離することが可能である。
【００２３】
そして本発明においては、この版胴１に、図１（Ｂ）、（ｂ）に示したようにフォトレジストなどで感光層７を塗布し、その感光層７に、図１（Ｃ）に示したように、コンピュータに記憶させたエンコーダ用スケールパターン８をレーザ光等により、例えば螺旋状に高精度に露光する。なお、以下の説明では、エンコーダ用スケールパターンを螺旋状に円筒状シリンダの上に形成する場合を例に説明するが、前記したように、エンコーダ用スケールパターンを平行に、複数本形成しても良いことは自明である。
【００２４】
そして感光層７を図１（ｃ）のように現像して未露光部を除去し、露出した図１（Ｄ）に８で示したエンコーダ用スケールパターンを図１（ｄ）に９で示したように印刷版作成と同様エッチングをおこなって彫り込み、フォトレジストなどの露光済み感光層７を除去し、図１（ｅ）のように必要に応じて耐腐食性を付与するために硬質クロムメッキ１０などを施す。なお、レーザ光等により露光するエンコーダ用スケールパターン８は、前記したようにアブソリュートエンコーダ用のパターンであっても良い。
【００２５】
そして最後に、螺旋状に形成されたエンコーダ用スケールパターンとパターンの間に、図１（Ｅ）に点線で示したように、カッター、レーザ、ウォータージェットなどを用いてやはり螺旋状に切れ込み１１を入れ、剥離層５の上に形成されていた銅層６を剥離して、図２に示したようにエンコーダ用スケールパターン２０を有したリボン状のエンコーダ用スケール２１を得るものである。
【００２６】
このようにすることにより、例えば半径１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍのシリンダを用い、幅２０ｍｍのエンコーダ用スケールパターンを形成すると、約３０ｍのエンコーダ用スケールを作成することができる。
【実施例２】
【００２７】
本発明になるエンコーダ用スケールの製造方法の第２実施例は、図１（Ａ）に示した円筒形状シリンダ１の表面に設ける剥離可能なエンコーダ用スケール部材として、銅層６の代わりに、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂などの露光によって硬化させることができる光硬化樹脂を用いるものである。そのためこの第２実施例の場合、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂などの光硬化樹脂を後で剥離できればいいから、図１（ａ）に示したような構成のシリンダでなく、金属製の無垢のシリンダを用いて作成するようにしても良い。これ以外は前記第１実施例と全く同様であり、高精度な金属製円筒形状シリンダの上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂などの光硬化樹脂を塗布し、例えば紫外線レーザまたは赤外線レーザを用い、図１（Ｃ）に８で示したようなエンコーダ用スケールパターンをレーザ光等により例えば螺旋状に露光する。このパターンは第１実施例と同様、コンピュータに記憶させたパターンを用い、前記したようにアブソリュートエンコーダ用のパターンであっても良い。
【００２８】
そして未露光部を除去し、さらに全体に紫外線または赤外線を照射して硬化を確実なものにすると共に、必要に応じてラミネートしたり粘着性テープなどを貼って保護膜を設け、最後に、螺旋状に形成されたエンコーダ用スケールパターンとパターンの間に、やはり螺旋状にカッター、レーザ、ウォータージェットなどを用いて切れ込みを入れ、樹脂層を円筒形状シリンダから剥離して、図２に示したようなエンコーダ用スケールパターン２０を有したリボン状のエンコーダ用スケール２１を得るものである。なお、高精度のエンコーダ用スケールパターンの形成には、紫外線硬化樹脂を用い、紫外線レーザで露光する方が好適である。
【００２９】
以上が本発明になるエンコーダ用スケールの製造方法であるが、このようにエンコーダ用スケールを円筒形シリンダ上に螺旋状に形成すると、レーザ光をシリンダ軸に平行に走査した場合、できあがったエンコーダ用スケールにおけるパターンは螺旋にした分、パターンが傾いたものになる。そのため、傾きが支障となる場合は、露光の際にその分傾けて露光するようにすればよい。なお、エンコーダ用スケールパターンを検出する光学素子が、パターンの傾斜に関係なく検出できるようなものが使える場合はこの限りではない。
【実施例３】
【００３０】
また本発明によれば、エンコーダ用スケールパターン８は、コンピュータに記憶させたパターン８をレーザ光等により露光することで、任意の形状のパターンを有したエンコーダ用スケールを製造することが可能となり、例えば図３に一例を示したようなアブソリュートエンコーダ３０の場合でも、全く同様に容易に製造することができるエンコーダ用スケールの製造方法を提供することができる。
【００３１】
この図３において、白色の部分は光を透過する部分を表し、密トラック３１は通常のエンコーダ用スケールであり、３２は疎トラックで、不規則循環コードと呼ばれて透過部と非透過部とが「１」、「０」の２値に対応し、スケール長にわたって形成されたコードのうち、予め決められたある長さ（ｂｉｔ数）に着目すると、スケール長のどの部分を取っても同じコードとならないように配置されたパターンで形成されている。なお、アブソリュートエンコーダスケールは、この図３に示されたパターンに限定されるものではなく、例えば複数列のパターンとしてそれぞれの列をビットとするような形式のものでも良いことは自明である。
【実施例４】
【００３２】
なお、本発明になるエンコーダ用スケールの製造方法は以上説明してきた方法だけでなく、例えば円筒形状シリンダに剥離可能にフィルムを巻き付け、その上に紫外線硬化樹脂や赤外線硬化樹脂、または紫外線硬化型インクなどを用いてエンコーダ用スケールパターンを螺旋状に形成し、切れ込みを入れて同様にリボン状のエンコーダ用スケールを得るようにしても良い。
【実施例５】
【００３３】
さらに円筒形状シリンダ表面に、スリーブ状の金属または樹脂系部材をエンコーダ用スケール部材として外装し、その上に感光層を塗布してエンコーダ用スケールパターンを螺旋状に露光、現像した後、エッチングしてエンコーダ用スケールパターンを形成し、抜き取り加工もしくは前記円筒形状シリンダ上で所定の形状に切り取ることで形成するようにしても良い。
【実施例６】
【００３４】
また、以上説明してきた実施例では、円筒状のシリンダ上に形成するエンコーダ用スケールパターンを螺旋状にし、長尺のエンコーダ用スケールを得る場合を示したが、前記したように、例えば円筒状のシリンダを大径とし、エンコーダ用スケールパターンを平行に形成した後剥離し、複数本のエンコーダ用スケールを得るようにしてもよい。このようにすると、長さは制限されるが、エンコーダ用スケールを容易に多数得ることができる。
【００３５】
以上種々述べてきたように本発明によれば、円筒形状シリンダを用い、その円筒形状シリンダ上に剥離可能に設けたエンコーダ用スケール部材にエンコーダ用スケールパターンを露光装置を用いて形成し、切れ込みを入れて剥離する、という簡単な装置と方法で長尺なエンコーダ用スケールや多数のエンコーダ用スケールを高精度で容易に、しかも安価に得ることが可能となり、大型の精密加工機械や罫書き装置、及びプリンター等の情報機器においても、その位置情報を高精度で得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、長尺または多数のエンコーダ用スケールを高精度で容易に、しかも安価に得ることが可能となり、大型の精密加工機械や罫書き装置、及びプリンター等の情報機器においても、その位置情報を高精度で得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施例になるエンコーダ用スケールの製造方法の概略を説明するための図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、円筒形シリンダ上にエンコーダ用スケールパターンを形成する順序を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はその際の円筒形シリンダの構成概略を説明するための図である。
【図２】本発明により製造されたリボン状のエンコーダ用スケールを示した図である。
【図３】アブソリュートエンコーダパターンの一例である。
【符号の説明】
【００３８】
１  版胴
２  円筒形シリンダ
３  Ｎｉメッキ層
４  下地銅層
５  Ａｇメッキ層（剥離層）
６  銅層
７  感光層
８  エンコーダ用スケールパターン
９  エッチングして彫り込んだ部位
１０  硬質クロムメッキ層
１１  切れ込み
【図１】
2006071484.tif 000003
【図２】
2006071484.tif 000004
【図３】
2006071484.tif 000005