(57)【要約】【課題】部品の点数がより少なく、各部品間の寸法のばらつきなどが小さくなるようにより組み立て精度を向上することが可能な光学式エンコーダを提供する。また上記光学式エンコーダを構成するスケール板を提供する。【解決手段】本発明に係る光学式エンコーダ１００は、変位制御用部材１０に設置されるスケール板２と、スケール板２に照射する光を供給する発光源１と、スケール板２に照射された光を検出する受光素子４とを備えている。上記スケール板２には、光を反射して、受光素子４に入射する光の光量を変えるための反射材を含む信号トラック３が配置されている。上記信号トラック３では、変位制御用部材１０の変位方向に沿った方向に関して周期的に反射材が印刷される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位制御用部材に設置されるスケール板と、
前記スケール板に照射する光を供給する発光源と、
前記スケール板に照射された前記光を検出する受光素子とを備えた光学式エンコーダであり、
前記スケール板には、前記光を反射して、前記受光素子に入射する前記光の光量を変えるための反射材を含む信号トラックが配置されており、
前記信号トラックでは、前記変位制御用部材の変位方向に沿った方向に関して周期的に前記反射材が印刷される、光学式エンコーダ。
【請求項２】
前記信号トラックは、前記反射材を含む反射部と、前記反射材が配置されていない非反射部とを有する、請求項１に記載の光学式エンコーダ。
【請求項３】
前記反射部は、前記光を反射する金属粉末を含む第１のインクである前記反射材の印刷密度が位置に応じて変化された構成である、請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項４】
前記反射部は、位置に応じて反射率が異なる複数の金属粉末をそれぞれが含む複数種類のインクが配置された構成である、請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項５】
前記反射部は、前記光を反射する無機系物質を含む前記反射材である第２のインクの密度が位置に応じて変化された構成である、請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項６】
前記反射部は、前記反射材の厚みが位置に応じて変化された構成である、請求項２〜５のいずれか１項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項７】
前記スケール板の主表面上に凹凸形状が形成されており、
前記信号トラックでは、前記スケール板の前記凹凸形状における凸部に前記反射部を形成するための前記反射材が配置されている、請求項２に記載の光学式エンコーダ。
【請求項８】
前記凸部に配置される前記反射材は前記光を反射する金属粉末を含む第１のインクまたは前記光を反射する無機系物質を含む第２のインクである、請求項７に記載の光学式エンコーダ。
【請求項９】
前記凸部に配置される前記反射材は黒系インクである、請求項７に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１０】
前記スケール板は前記光を吸収する材質からなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１１】
前記スケール板は前記光を透過する材質からなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１２】
前記スケール板の平面形状が円環状である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１３】
前記スケール板の平面形状が直線状に延びる帯状である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１４】
変位制御用部材に設置されるスケール板と、
前記スケール板に照射する光を供給する発光源と、
前記スケール板に照射された前記光を検出する受光素子とを備えた光学式エンコーダであり、
前記スケール板には、前記光を吸収または遮蔽して、前記受光素子に入射する前記光の光量を変えるための吸収材を含む信号トラックが配置されており、
前記信号トラックでは、前記変位制御用部材の変位方向に沿った方向に関して周期的に前記吸収材が印刷される、光学式エンコーダ。
【請求項１５】
前記信号トラックは、前記光を反射する金属被膜が配置された反射部と、前記吸収材を含む非反射部とを有する、請求項１４に記載の光学式エンコーダ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学式エンコーダを構成するスケール板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式エンコーダおよびスケール板に関するものであり、より特定的には、部材の移動量や回転量を検出する光学式エンコーダ、および当該光学式エンコーダを構成するスケール板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学式エンコーダは、たとえば機械加工用の設備を構成する可動部材の移動量や回転量、位置、移動（回転）の方向などを高精度に検出し、検出した情報を設備の駆動部に高精度にフィードバックするために用いられる装置である。
【０００３】
光学式エンコーダは、発光源からの光を受光部において検出したときの照度が、可動部材（変位制御用部材）の移動量に応じて規則的に変化するように構成され、変位制御用部材の移動量を検出する。このことは変位制御用部材が直線状に移動する場合においても、変位制御用部材が回転する場合においても同様である。
【０００４】
ここで、光学式エンコーダの受光部において受ける光の照度分布をより歪みの少ない正弦波とすることがより好ましい。そのため従来から、たとえば特開平５−８７５９２号公報（特許文献１）に開示される光学式エンコーダは、以下に示す構成を有する。当該光学式エンコーダは、発光源と、拡散板と、マスクと、コード板と、受光アレイとを備えている。拡散板は発光源からの光を拡散光として出力する役割を有する。マスクは拡散板からの光を通過させる窓部の輪郭が複数ピッチの正弦波を上下に折り返した形状または正弦波に近似した波形を上下に折り返した形状を有する。コード板（スケール板）では、マスクの窓部を通過した光を通過させるスリット部と遮光部とが交互に配列されている。受光アレイは、コード板を通過した光を受光する。
【０００５】
マスクに正弦波状の窓部を設けることにより、当該窓部を通る光の照度分布は正弦波状となる。可動部材の移動量（または回転角度）の変化により、受光部において受ける光の照度分布が正弦波を描くように変化する場合には、たとえば当該光の照度分布が矩形波を描くように変化する場合に比べて、移動量（回転角度）の情報をより高精度に検出することができる。これは正弦波は矩形波と異なり、独立変数（ここでは移動量または回転角度）に関して連続的に値が変化する関数となるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８７５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開平５−８７５９２号公報の光学式エンコーダは、受光アレイが受光する光の照度分布が、コード板の移動量に関して正弦波をなすものとするために、発光源とコード板との間に（複雑な）正弦波の形状を有する貫通孔としての窓部が形成されている。また特開平５−８７５９２号公報の光学式エンコーダは発光源と、拡散板と、マスクと、コード板と、受光アレイ部とを備えることから、装置に備えられる部品の点数が多い。このため光学式エンコーダの製造が煩雑であるという問題がある。
【０００８】
さらに、これらの点数の多い部品は、たとえば複数の光学式エンコーダ間で、部品間の寸法のばらつきなどが小さくなるように高精度に組み立てられる必要がある。このため当該光学式エンコーダの製造が困難であるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、部品の点数がより少なく、各部品間の寸法のばらつきなどが小さくなるようにより組み立て精度を向上することが可能な光学式エンコーダを提供することである。また上記光学式エンコーダを構成するスケール板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の局面に係る光学式エンコーダは、変位制御用部材に設置されるスケール板と、スケール板に照射する光を供給する発光源と、スケール板に照射された光を検出する受光素子とを備えた光学式エンコーダである。上記スケール板には、光を反射して、受光素子に入射する光の光量を変えるための反射材を含む信号トラックが配置されている。上記信号トラックでは、変位制御用部材の変位方向に沿った方向に関して周期的に反射材が印刷される。
【００１１】
本発明の他の局面に係る光学式エンコーダは、変位制御用部材に設置されるスケール板と、スケール板に照射する光を供給する発光源と、スケール板に照射された光を検出する受光素子とを備えた光学式エンコーダである。上記スケール板には、光を吸収または遮蔽して、受光素子に入射する光の光量を変えるための吸収材を含む信号トラックが配置されている。上記信号トラックでは、変位制御用部材の変位方向に沿った方向に関して周期的に吸収材が印刷される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、発光源からの光を受光素子に供給する供給量を制御するスケール板の信号トラックに、反射材や吸収材が印刷される。印刷により反射材や吸収材が塗布形成されるため、たとえばマスクに正弦波の形状を有する貫通孔を形成したり、スケール板にスリット部を形成したりする場合に比べてスケール板および光学式エンコーダの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態１の光学式エンコーダの構成を示す概略図である。
【図２】本実施の形態１の光学式エンコーダに用いられる信号トラックの態様を示す上面図である。
【図３】信号トラック中に複数周期的に並ぶ反射部の１つを取り出した上面図である。
【図４】本実施の形態２の光学式エンコーダの構成を示す概略図である。
【図５】本実施の形態２の光学式エンコーダの、図４とは異なる構成を示す概略図である。
【図６】本実施の形態３の光学式エンコーダの構成を示す概略図である。
【図７】本実施の形態４の光学式エンコーダの構成を示す概略図である。
【図８】本実施の形態５の光学式エンコーダにおいて、信号トラック中に複数周期的に並ぶ反射部の１つを取り出した上面図である。
【図９】本実施の形態７の光学式エンコーダの信号トラックに印刷される反射材の態様を示す上面図である。
【図１０】本実施の形態８の光学式エンコーダの信号トラックに印刷される反射材の態様を示す上面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う部分における概略断面図である。
【図１２】本実施の形態９の光学式エンコーダの信号トラックに印刷される反射材の態様を示す上面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う部分における概略断面図である。
【図１４】本実施の形態１０の光学式エンコーダの信号トラックに印刷される反射材の態様を示す上面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う部分における概略断面図である。
【図１６】本実施の形態１０の光学式エンコーダの信号トラックが形成される工程を示す概略断面図である。
【図１７】本実施の形態１０の光学式エンコーダの信号トラックが形成された状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施の形態について説明する。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす要素には同一の参照符号を付し、その説明は、特に必要がなければ繰り返さない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態の光学式エンコーダ１００は、直線状に移動する変位制御用部材の移動量や移動方向、位置などの情報を検出するために用いられる装置である。光学式エンコーダ１００は、発光源１とスケール板２と受光素子４とを備えている。スケール板２の表面上には信号トラック３が配置されている。
【００１６】
発光源１は、スケール板２に照射し、受光素子４が受ける光を供給する部品である。発光源１としては、たとえば波長が約６００ｎｍ〜約９５０ｎｍの赤色可視光または赤外光を放出する発光ダイオードが用いられる。なお、スケール板２上の信号トラック３のより狭い領域に光を照射することにより、さらに高精度な情報を検出するために、発光源１として点光源発光ダイオードなどを用いることもできる。
【００１７】
スケール板２はたとえば長尺形状を有しており、これがたとえば直線に沿った方向に移動する長尺形状の変位制御用部材１０に取り付けるように配置されている。変位制御用部材１０は、たとえば機械加工時に直線に沿った方向に移動する、当該機械加工用の設備を構成する部材（図１にて図示されていない。以下「直線方向移動部材」と呼ぶ）に取り付けるように配置されている。変位制御用部材１０は、たとえば直線方向移動部材の直線に沿った方向の移動量の制御用の部材である。なお、スケール板２を機械加工用の設備を構成する上記部材に直接取り付けてもよい。
【００１８】
スケール板２は発光源１が発する光を反射しない材質からなるものであることが好ましい。なおここで光を反射しないとは、発光源１から出射する光の反射率が５％未満であることを意味する。
【００１９】
具体的には、スケール板２はたとえば光を吸収する黒系材料から構成されることが好ましい。ここで光を吸収するとは、発光源１から出射する光の吸収率が９０％以上であることを意味する。この条件を満たす黒系材料として、たとえば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの樹脂を用いることが好ましい。あるいはスケール板２の本体を金属材料やガラス材料で形成し、その表面を上述した黒系材料（樹脂）にて被覆した構成としてもよい。
【００２０】
あるいはスケール板２は、たとえば発光源１が発する光を透過する材質であってもよい。ここで光を透過するとは、発光源１から出射する光の透過率が９０％以上であることを意味する。ここでは光を透過する材料として、たとえば透明樹脂やガラスを用いることが好ましい。
【００２１】
信号トラック３は、発光源１が発光する光を反射して受光素子４に供給するための反射材としてのインク５が配置された領域である。信号トラック３は、スケール板２の延在する方向に交差する幅方向（たとえば図２の上下方向）の中央付近に、一定の幅を持ちスケール板２の延在する方向に延在する帯状の領域として、印刷により形成されている。信号トラック３は、発光源１が発する光を反射する（反射材としてのインク５を含む）反射部３ａと、発光源１が発する光を反射しない（反射材としてのインク５が配置されていない）非反射部３ｂとからなる。反射部３ａおよび非反射部３ｂは、スケール板２の延在する方向に関して一定間隔で複数並んでいる。
【００２２】
なお、ここで光を反射するとは、光の反射率が８０％以上であることを意味する。
受光素子４は、スケール板２に照射された光のうち、信号トラック３にて反射された光を受光し、受光した光を光電変換により電気信号に変換する。受光素子４は、その電気信号を検出することにより、受光した光の照度を検出するための素子である。受光素子４としては、たとえばセンサ用フォトダイオードが用いられる。センサ用フォトダイオードを用いれば、さらに高精度に情報を検出することができる。
【００２３】
インク５は、反射部３ａの上面上に印刷されることにより配置されている。つまりここでインク５は発光源１が発する光を反射する性質を有する材料により形成されている。
【００２４】
具体的にはインク５は、たとえば銀（Ａｇ）の金属粉末がインク５の内部に充填された材質によりなることが好ましい。あるいは銀の代わりにたとえば金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）などの金属粉末がインク５の内部に充填された材質によりなっていてもよい。
【００２５】
インク５は、図２に示すように、反射部３ａの上面上に、スケール板２の延在する方向に関する一定の長さごとに周期的に異なる態様となるように印刷されている。たとえば、スケール板２の延在する方向に関して一定の長さごとにインク５の印刷される密度（単位面積あたりにインク５が印刷される量、たとえば単位面積あたりのインク５が印刷された領域の面積）が周期的に変化してもよい。あるいはスケール板２の延在する方向に関して一定の長さごとに、印刷されるインク５の内部における、たとえば銀の金属粉末の充填される濃度（インク５の単位体積中に、たとえば銀の金属粉末が充填される物質量）が周期的に変化するように印刷されていてもよい。このように反射部３ａは、発光源１が発する光を反射する金属粉末を含む第１のインクである反射材の密度が、特にスケール板２の延在する方向に関する位置に応じて変化された構成である。異なる観点から言えば、反射部３ａでは、スケール板２の延在する方向における中央部で反射材の密度がもっとも高く、中央部から離れるにしたがって反射材の密度が低下している。
【００２６】
次に、光学式エンコーダ１００の動作原理について説明する。
光学式エンコーダ１００においては、上述したように、直線方向移動部材に取り付けるように変位制御用部材１０が配置されている。また変位制御用部材１０に取り付けるようにスケール板２が配置されている。つまり変位制御用部材１０やスケール板２は、直線方向移動部材と同じ方向に同じ量だけ移動する。
【００２７】
ここで直線方向移動部材の移動する方向が図１の左右方向であれば、スケール板２および変位制御用部材１０も図１の左右方向に移動する。つまりスケール板２と変位制御用部材１０は、それぞれの延在する方向に沿って移動することになる。
【００２８】
したがって、スケール板２の延在する方向に関して一定間隔で信号トラック３の反射部３ａを配置すれば、反射部３ａはスケール板２の移動する方向に沿って一定間隔で配置されているといえる。
【００２９】
図２に示すように反射部３ａの、特にスケール板２の延在する方向に関する位置に応じて、インク５の印刷された密度、あるいはインク５中に充填される金属粉末の密度が異なっている。
【００３０】
スケール板２が直線方向移動部材とともにこれらの延在する方向に沿って移動するのに対し、発光源１や受光素子４は移動せず、光学式エンコーダ１００の中の常に同じ場所に固定されている。したがって、スケール板２が移動すれば、発光源１が発する光線１ａ（図１参照）が照射されるスケール板２（信号トラック３）の延在する方向に関する位置は変化する。
【００３１】
スケール板２の延在する方向に沿って周期的にインク５の印刷された密度などが変化しているため、光線１ａが照射されるスケール板２の延在する方向に関する位置が変化すれば、光線１ａが反射され、受光素子４に供給される割合が変化する。これはインク５が印刷された密度やインク５中の金属粉末の充填密度に応じて、光線１ａの反射率が変化するためである。具体的にはインク５の密度や金属粉末の充填密度が高くなれば、光線１ａの反射率が高くなる。
【００３２】
したがって受光素子４に供給される光量を分析することにより、光線１ａが照射されたスケール板２（信号トラック３）上の位置を検出することができる。つまり、スケール板２の移動量を知ることができるため、変位制御用部材１０や直線方向移動部材の移動量を知ることができる。すると、変位制御用部材１０がたとえば直線方向移動部材に対して直線方向移動部材の移動量の情報をフィードバックすることにより、直線方向移動部材の移動量を高精度に制御することができる。
【００３３】
ここで図２の反射部３ａにおけるインク５の密度の変化する態様は図３に示すとおりである。図３の左右方向における各位置において、インク５の印刷される密度（あるいはインク５中の金属粉末の充填密度）が連続的に、かつ傾斜的に（たとえば正弦波を描くように）変化する構成となっている。具体的には、反射部３ａのうちスケール板２の延在する方向（図３の左右方向）に関する端部ほど当該インクの密度が低く、反射部３ａのうちスケール板２の延在する方向に関する中央部ほど当該密度が高くなるように、当該密度を変化させることが好ましい。
【００３４】
そして図３と同様にインク５の印刷される密度（あるいはインク５中の金属粉末の充填密度）が連続的にかつ傾斜的に変化する反射部３ａが、スケール板２の延在する方向に関して一定距離ごとに規則正しく並んでいることが好ましい。
【００３５】
なお、図３の左右方向における各位置において、インク５の印刷される密度（あるいはインク５中の金属粉末の充填密度）が連続的により大きく変化する構成となっていることがより好ましい。このようにすれば、光線１ａが照射された位置をより高精度に検出することができる。
【００３６】
また、発光源１が発する光が信号トラック３のうちインク５が印刷されない非反射部３ｂに照射された場合は当該光は反射せず、受光素子４にほとんど供給されない。これは非反射部３ｂの表面は、発光源１が発する光を反射しない材質からなるスケール板２の一部分であるためである。このように信号トラック３が発光源１が発する光を反射する反射部３ａと、当該光を反射しない非反射部３ｂとを備えることにより、たとえば直線方向移動部材の移動量に応じて発光源１が発する光が反射されて受光素子４に供給される照度の分布をより明瞭にすることができる。つまり光線１ａが照射された位置をより高精度に検出することができる。
【００３７】
また上述したように、反射部３ａの中でも比較的非反射部３ｂに近い、反射部３ａの左右方向に関する端部において、インクの密度を低くすることにより、光の反射率が低くなる構成としている。このためスケール板２の延在する方向に関しては、反射部３ａと非反射部３ｂとの境界部においても反射率の差が小さくなっている。つまり反射部３ａと非反射部３ｂとの境界部においても、スケール板２の延在する方向に関してはインク５の印刷される密度（反射率）が連続的に変化する構成となっている。このことからも位置の検出精度が向上される。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においては光の反射率を変化させるインク５を、信号トラック３上に印刷することにより形成する。このためたとえばマスクに正弦波の形状を有する貫通孔を形成する場合に比べて、光の反射率を変化させる領域を容易に形成することができる。また印刷により光の反射率を変化させる領域を形成することから、光学式エンコーダ１００に必要な部品の点数をより少なくすることができる。これらの、製造工程が簡便となることと、部品の点数が少なくなることから、光学式エンコーダ１００の製造コストを大幅に低減することができる。
【００３９】
さらに本実施の形態１においては、たとえば特開平５−８７５９２号公報に開示された光学式エンコーダにおいて発光源からの光を拡散光として出力する拡散板や、正弦波の形状を有する貫通孔が形成されたマスクが備えられていない。
【００４０】
光学式エンコーダ１００を構成する部品の点数が少なくなることから、光学式エンコーダ１００を構成する部品を組み立てたときの部品間の間隙などの寸法のばらつきを小さくすることができる。したがって光学式エンコーダ１００の加工精度を向上することができ、その結果、光学式エンコーダ１００の品質を安定させ、信頼性を向上させることができる。
【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、発光源１が発する光を反射させる領域が異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
【００４２】
実施の形態１の光学式エンコーダ１００は、スケール板２が光を吸収または透過する材質からなり、信号トラック３に光を反射するインク５が印刷された反射部３ａが配置されている。これに対して実施の形態２においては、たとえば図４の光学式エンコーダ２００のように、スケール板２が光を反射する材料で構成され、スケール板２（信号トラック３）の延在する方向に、光を吸収（遮蔽）する吸収材としてのインクが印刷されている。
【００４３】
図４に示すように、光学式エンコーダ２００においては、光学式エンコーダ１００と同じ位置に配置された信号トラック３を構成する反射部３ａは、スケール板２を構成する材料により光が反射される領域である。そして非反射部３ｂは、光を吸収（遮蔽）するインクが印刷されることにより光が吸収（遮蔽）される領域である。ここで光を吸収するインクとしては、たとえば黒系インクを用いることができる。
【００４４】
この場合、信号トラック３の反射部３ａ、つまりスケール板２にインクが印刷されていない領域に、発光源１が発する光線１ａが照射されると、当該光線１ａは反射して受光素子４に到達する。これに対して信号トラック３の非反射部３ｂ（スケール板２に光を吸収するインクが印刷された領域）に光線１ａが照射されると、当該光線１ａは反射しないため受光素子４にほとんど到達しない。したがって光学式エンコーダ２００についても受光素子４に供給される光量を分析することにより、光学式エンコーダ１００と同様に、光線１ａが照射されたスケール板２（信号トラック３）上の位置を検出することができる。
【００４５】
なお実施の形態１のインク５と同様に、光学式エンコーダ２００の非反射部３ｂのインクについても、スケール板２の延在する方向に関して一定の長さごとに、吸収材としてのインクの印刷される密度（単位面積あたりにインクが印刷される量、たとえば単位面積あたりのインク５が印刷された領域の面積）が周期的に変化してもよい。つまり反射部３ａは、発光源１が発する光を反射する金属粉末を含む第１のインクである反射材の密度が、特にスケール板２の延在する方向に関する位置に応じて周期的に異なる態様となるような（周期的に変化するような）構成となっていることが好ましい。
【００４６】
実施の形態２の光学式エンコーダ２００は、たとえば図４のように、スケール板２自体がたとえば光を反射するアルミニウムやニッケルなどの金属材料などで構成されていてもよい。しかしたとえば図５の光学式エンコーダ２００のように、スケール板２の、光線１ａが照射される表面上に、光を反射する金属被膜２ａが配置されており、当該表面上のうち金属被膜２ａが配置されない領域に上述した光を吸収（遮蔽）するインクが印刷された構成であってもよい。
【００４７】
つまり図５の光学式エンコーダ２００の場合、信号トラック３のうち、金属被膜２ａが形成された領域が反射部３ａとなり、インクが印刷された領域が非反射部３ｂとなる。金属被膜２ａは図５においては非反射部３ｂを除く、光線１ａが照射される表面上のすべての領域に形成されている。しかし金属被膜２ａは信号トラック３の反射部３ａのみに形成されていてもよい。
【００４８】
図５の光学式エンコーダ２００のように金属被膜２ａにより反射部３ａが形成される場合には、スケール板２自身は反射率の高い金属材料のみならず、たとえば樹脂やガラス系の材料など光を反射しない種々の材料から構成されていてもよい。そして当該スケール板２の一表面上に、めっきや金属蒸着、スパッタリング法などを用いることにより、金や銀やアルミニウム、ニッケルなどの反射率が高い材料からなる金属被膜２ａを形成することが好ましい。この金属被膜２ａを、少なくとも信号トラック３の反射部３ａに形成した上で、非反射部３ｂには光を反射しない（光を吸収する）インクを印刷することが好ましい。
【００４９】
本発明の実施の形態２は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態２について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００５０】
（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、発光源１が発光する光を進行させる方向が異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
【００５１】
実施の形態１の光学式エンコーダ１００は、発光源１が発する光をスケール板２において反射させることにより、受光素子４に当該光を供給している。しかし図６に示す本実施の形態の光学式エンコーダ３００のように、たとえば発光源１が発する光をスケール板２において透過させることにより、受光素子４に当該光を供給する構成としてもよい。
【００５２】
光学式エンコーダ３００においては、光学式エンコーダ１００と同じ位置に配置された信号トラック３に、発光源１が発する光を透過する透過部３ｃと、当該光を透過しない非透過部３ｄとが、スケール板２の延在する方向に関して一定間隔で複数並んでいる。非透過部３ｄには、光学式エンコーダ１００の反射部３ａと同様に、たとえば光を反射する金属粉末を含む反射材としてのインクが、位置に応じて密度が変化するように印刷されている。なお非透過部３ｄには光学式エンコーダ２００の非反射部３ｂに配置された黒系のインクが配置されてもよい。この場合、非透過部３ｄにおいて光の吸収が起こる。これに対して透過部３ｃにはインクが印刷されない。また、スケール板２は光を透過する材料により構成されている。
【００５３】
ここで光学式エンコーダ３００では、非透過部３ｄに印刷されたインクの密度に応じて受光素子４に到達する光の照度が決まる。つまり光学式エンコーダ３００についても光学式エンコーダ１００と同様に、印刷により形成された非透過部３ｄと透過部３ｃを用いて、より少ない部品数で高精度に直線方向移動部材の移動量の検出ができるという作用効果を有する。
【００５４】
なお図６において、変位制御用部材１０がスケール板２の下部に配置されており、光線１ａが変位制御用部材１０を透過するように図示されている。しかしこれはスケール板２が変位制御用部材１０に取り付けるように配置されていることを説明するために図１の光学式エンコーダ１００と同様に図示したものである。実際には光線１ａが変位制御用部材１０を透過できるように、変位制御用部材１０にスリットなどが形成されていることが好ましい。
【００５５】
本発明の実施の形態３は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態３について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００５６】
（実施の形態４）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、移動部材の移動方向が異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
【００５７】
たとえば図１に示す光学式エンコーダ１００は、移動部材が直線方向に移動する。これに対してたとえば図７に示す光学式エンコーダ４００のように、変位制御用部材１２が回転角度（位相）の制御用の部材であってもよい。ここでの変位制御用部材１２は、たとえば図示しないモータに接続されており、モータの回転を回転体１１に伝達するためのモータ軸である。
【００５８】
光学式エンコーダ４００の変位制御用部材１２は、光学式エンコーダ１００の変位制御用部材１０に相当し、光学式エンコーダ４００の回転体１１は、光学式エンコーダ１００のスケール板２に相当する。
【００５９】
この場合においても、回転体１１が光学式エンコーダ１００のスケール板２と同様に、発光源１が発する光を反射しない材質からなり、スケール板２に反射部３ａと非反射部３ｂとを備える信号トラック３が、円環状に印刷されるようにする。そして反射部３ａの上面上には、回転体１１のなす円形の円周方向に関する一定の長さごと（回転体１１のなす円形に関する一定の回転角度（位相）ごと）に周期的に密度が変化するように、インク５が印刷されている。
【００６０】
光学式エンコーダ４００は、光学式エンコーダ１００と同様に、たとえばモータの回転量に応じて発光源１が発する光が反射され、受光素子４に供給される照度が決まることを利用してモータの回転量を高精度に検出することができる。このため、たとえばモータに対して当該回転量の情報をフィードバックすることにより、モータの回転量を高精度に制御することができる。
【００６１】
なお、以上のような回転方向に変位する光学式エンコーダ４００において、たとえば実施の形態２のように回転体１１が光を反射する材料からなり、信号トラック３の非反射部３ｂのように光を反射しない（吸収または遮蔽する）材料からなるインクを印刷した構成を用いてもよい。あるいは光学式エンコーダ４００において実施の形態３のように、回転体１１を透過する光を受光素子４に供給する構成としてもよい。
【００６２】
本発明の実施の形態４は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態４について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００６３】
（実施の形態５）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、反射部３ａに印刷されるインクが異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
【００６４】
図８に示すように、実施の形態５の光学式エンコーダ１００の反射部３ａには、反射率が異なる複数の金属粉末の材料が充填されたインクが、スケール板２の延在する方向に複数種類並列するように印刷されている。つまり反射部３ａは、特にスケール板２の延在する方向に関する位置に応じて反射率が異なる複数の金属粉末を含むインクが配置された構成である。
【００６５】
実施の形態５の光学式エンコーダ１００の反射部３ａにおけるインクの態様は図８に示すとおりである。図８の左右方向は図３の反射部３ａの左右方向と同様に、スケール板２の延在する方向である。スケール板２の左右方向における各位置において、反射部３ａに印刷されるインクの種類を変化させる。
【００６６】
具体的には、図８に示すようにたとえば反射部３ａのうち左右方向に関する端部に近い領域には発光源１が発する光に対する反射率が比較的低い、たとえばクロム系インク６を印刷する。クロム系インク６は、クロムの金属粉末が充填されたインクである。そして反射部３ａの左右方向に関する中央部に近い領域ほど、発光源１が発する光に対する反射率が高いインクであるアルミニウム系インク７、銀系インク８を印刷することが好ましい。ここでの銀系インク８とは、実施の形態１にて説明したインク５と同一の、銀の金属粉末が充填されたインクである。またアルミニウム系インク７とは、アルミニウムの金属粉末が充填されたインクである。
【００６７】
なお図８においては反射部３ａの内部に３種類の金属粉末からなるインクが印刷されている。しかしながら、より多種類の金属粉末からなるインクが印刷されていてもよい。その場合においても、反射部３ａの左右方向に関する端部から中央部に向けて、発光源１の発する光に対する反射率が漸次高くなるように印刷されることが好ましい。
【００６８】
この場合においても、信号トラック３（スケール板２）の延在する方向に関して、発光源１の発する光の反射率が連続的に（傾斜的に）変化する構成としている。このため、光線１ａが照射されるスケール板２の延在する方向に関する位置が変化すれば、光線１ａが反射され、受光素子４に供給される割合が変化する。また非反射部３ｂにおいては当該光はほとんど反射されないため、反射部３ａの中でも比較的非反射部３ｂに近い、反射部３ａの左右方向に関する端部において反射率が低いクロム系インク６が印刷される。このことからスケール板２の延在する方向に関しては、反射部３ａと非反射部３ｂとの境界部においても反射率の差が小さくなっている。
【００６９】
以上のように、反射部３ａに印刷するインクの密度を変化させることにより反射率を変化させる代わりに、反射部３ａに印刷するインクの種類を変化させることにより反射率を変化させてもよい。
【００７０】
なお、以上のように複数の種類のインクを用いつつ、たとえば実施の形態１のように、各種類のインクの印刷される密度や、各種類のインク中に充填される金属粉末の密度を変化させた構成としてもよい。このようにすれば、位置に応じて変化する反射率の情報をさらに高精度に検出することができる。また実施の形態２における吸収材としてのインクに複数の種類のインクを用いてもよい。さらに、実施の形態３や実施の形態４に示す各光学式エンコーダにおいて、本実施の形態に記すような複数の種類のインクを用いた構成としてもよい。
【００７１】
本発明の実施の形態５は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態５について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００７２】
（実施の形態６）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、反射部３ａに印刷するインクが異なっている。以下、本実施の形態の構成について説明する。
【００７３】
反射部３ａに印刷するインク５（図１〜図３参照）として、反射率の高い金属材料の粉末が充填されたインク５の代わりに、反射率を増幅させる効果のある無機系物質が充填されたインク５（第２のインク）を用いてもよい。ここでインク５に充填される無機系物質としては、たとえば珪素（Ｓｉ）やタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）を用いることが好ましい。つまり反射部３ａは、発光源１が発する光を反射する無機系物質を含む反射材である第２のインクの密度が位置に応じて変化された構成である。
【００７４】
このような無機系物質が充填されたインク５を用いて実施の形態１と同様の光学式エンコーダ１００を形成しても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００７５】
なお、実施の形態４に示す光学式エンコーダにおいて、本実施の形態に記す無機系物質を充填したインク５を用いた構成としてもよい。
【００７６】
本発明の実施の形態６は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態６について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００７７】
（実施の形態７）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、信号トラック３に印刷されるインクの態様が異なっている。以下、図９を参照しながら、本実施の形態の構成について説明する。
【００７８】
本実施の形態では、スケール板２上の信号トラック３が、反射部３ａと非反射部３ｂとを備えておらず、信号トラック３上のほぼ全面に反射材としてのインク５が印刷されている。インク５の印刷される密度が、スケール板２の延在する方向に関する一定の長さごとに周期的に変化するように印刷されている。インク５はたとえば実施の形態１のように銀の金属粉末を充填させたインクであってもよいし、実施の形態５のように複数の金属粉末が図９の左右方向に関して周期的に変化するように印刷されたものであってもよい。あるいは実施の形態６のように無機系物質が充填されたインクであってもよい。
【００７９】
このように非反射部３ｂを設けず、信号トラック３上のほぼ全面にインク５が印刷されていても、反射部３ａと非反射部３ｂとが設けられている場合と基本的に同様の効果を奏する。
【００８０】
なお、実施の形態１のように非反射部３ｂが設けられている場合は、一の非反射部３ｂ内の位置に応じた反射率の変化を検出することができない。一の非反射部３ｂ内のどの領域においても、発光源１が発する光の反射率は同様（ほとんど反射しない）であるためである。しかし実施の形態７においては、非反射部３ｂが存在しないため、信号トラック３上の、スケール板２の延在する方向に関するどの位置においても、反射率の変化が存在する。このため、たとえば直線方向移動部材の移動量にかかわらず、高精度に当該移動量を検出することができる。
【００８１】
実施の形態７のように、非反射部３ｂを設けず、信号トラック３上のほぼ全領域に対して反射材を印刷する構成を、たとえば実施の形態２〜５に用いてもよい。実施の形態２のように、反射材の代わりに吸収材としてのインクを信号トラック３上のほぼ全領域に、密度が周期変化するように印刷した場合、領域に応じて光の吸収率（言い換えれば反射率）を変化させることができる。実施の形態３においては非透過材としてのインクが、図９に示すように印刷されることが好ましい。実施の形態５においては複数種類のインクを、スケール板２の延在する方向に関して（非反射部３ｂを設けず）連続的に並列することが好ましい。
【００８２】
本発明の実施の形態７は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態７について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００８３】
（実施の形態８）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、信号トラック３に印刷されるインクの態様が異なっている。以下、図１０および図１１を参照して、本実施の形態の構成について説明する。
【００８４】
実施の形態１においては、反射部３ａのインク５の印刷される密度や、印刷されるインク５中に金属粉末が充填される密度を、スケール板２の延在する方向に関する位置に応じて変化させる。これに対して実施の形態８においては、反射部３ａのインク５は、スケール板２の延在する方向に関する位置に応じて印刷される厚みが変化された構成となっている。
【００８５】
図１０の上面図および図１１の断面図を参照して、インク５は、反射部３ａのスケール板２の延在する方向に関する端部ほど厚く、中央部ほど薄くなるように印刷することが好ましい。このため図１１の断面図に示すように、反射部３ａのインク５はおよそ凹形状となるように印刷される。そして、スケール板２の延在する方向に関して反射率が連続的に（傾斜するように）変化するようにするため、インク５の厚みが連続的に（傾斜するように）変化する態様となっている。
【００８６】
このような構成としても、実施の形態１と基本的に同様の効果を奏する。
ただし、インク５が厚く印刷される領域ほど、発光源１が発する光の反射率が高くなる。つまり図１０および図１１の反射部３ａは、スケール板２の延在する方向に関する端部ほど光の反射率が高くなる。
【００８７】
なお、実施の形態２、３、４、６、７において、インクの密度が周期的に変化するようにインクを印刷するとともに、実施の形態８のようにインクの厚みが周期的に変化するようにインクを印刷した態様としてもよい。
【００８８】
本発明の実施の形態８は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態８について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００８９】
（実施の形態９）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、信号トラック３に印刷されるインクの態様が異なっている。以下、図１２および図１３を参照して、本実施の形態の構成について説明する。
【００９０】
実施の形態９においても、実施の形態８と同様に、反射部３ａのインク５は、スケール板２の延在する方向に関する位置に応じて印刷される厚みが変化された構成となっている。しかし図１２の上面図および図１３の断面図を参照して、インク５は、反射部３ａのスケール板２の延在する方向に関する端部ほど薄く、中央部ほど厚くなるように印刷される。
【００９１】
この場合は、反射部３ａの端部（つまり非反射部３ｂとの境界部）における反射率の変化を連続的なものとするために、スケール板２の材質を、（実施の形態１と同様に）発光源１が発する光を反射しない材質にて形成されたものとすることが好ましい。
【００９２】
このような構成としても、実施の形態１と基本的に同様の効果を奏する。
また図１２および図１３に示すように、実施の形態９においては、スケール板２の延在する方向に関するインク５の厚みが階段状に変化する態様となっている。しかし実施の形態９においても、実施の形態８と同様に、当該厚みが連続的に（傾斜するように）変化する態様となっていてもよい。また図１２、１３のようにインク５の厚みを階段状に変化させる場合は、厚みの変化を極力細かくする（図１２および図１３における階段の段数を極力増加させ、各段のスケール板２の延在する方向に関する幅を狭くする）ことが好ましい。このようにすれば、インク５の厚みの変化が連続的な（傾斜するような）変化に近くなる。つまり、反射率を（スケール板２の延在する方向に関して）連続的に変化させることが可能となる。
【００９３】
なお、実施の形態２、３、４、６、７において、インクの密度が周期的に変化するようにインクを印刷するとともに、実施の形態９のようにインクの厚みが周期的に変化するようにインクを印刷した態様としてもよい。
【００９４】
本発明の実施の形態９は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態９について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【００９５】
（実施の形態１０）
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、信号トラック３の態様が異なっている。以下、図１４および図１５を参照して、本実施の形態の構成について説明する。
【００９６】
本実施の形態の信号トラック３は、図１４および図１５を参照して、スケール板２の幅方向に関する中央部分に延在し、スケール板２の延在する方向に関して周期的に凹形状と凸形状とが形成された構成となっている。この点において、単純に信号トラック３の領域として印刷しただけの構成である実施の形態１の信号トラック３とは構成が異なっている。
【００９７】
つまり本実施の形態の信号トラック３は、スケール板２の主表面（スケール板２の延在する方向とそれに交差する幅方向とがなす矩形状の表面）上に凹凸形状が形成されている。そして凸形状の上部に、反射部としてのインク５が印刷されている。
【００９８】
このような構成としても、実施の形態１と基本的に同様の効果を奏する。
なおインク５は、実施の形態１のように光を反射する金属粉末を充填した第１のインクであってもよいし、実施の形態６のように無機系物質を含む反射材を充填した第２のインクであってもよい。
【００９９】
またたとえば実施の形態２、３、４、６、７において、反射材のインクを印刷する代わりに、本実施の形態のように信号トラック３が凹凸形状を有するように形成された態様となっていてもよい。
【０１００】
次に、本実施の形態に係るスケール板２の製造方法について説明する。
まず、たとえば熱可塑性樹脂を用いて、たとえば射出成形法を行なうことにより、図１４（図１５）のように主表面上に凹凸が形成されたスケール板２の形状が形成される。なお射出成形法の代わりに、たとえばホットエンボスやロール成形法、プレス法などを用いてもよい。
【０１０１】
次に、図１６に示すように印刷装置の部品である、たとえば円柱形のインク塗布用ローラ１４の側面上に印刷しようとするインクを塗布し、インク塗布用ローラ１４の側面を先に形成したスケール板２の凸形状の表面上に接触させながら回転させる。このようにすれば、図１７に示すように、凸形状の表面上に反射材としてのインク５が印刷されたスケール板２が形成される。
【０１０２】
あるいはたとえば実施の形態３のように発光源１の光を透過させる仕様の光学式エンコーダ３００に用いるスケール板２を形成する場合には、凸形状の表面上には、たとえばペンキなどの黒系のインクを印刷してもよい。このようにすれば、凸形状の表面上において光を吸収させることができるため、光の透過率を低下させることができる。この場合はスケール板２の凸形状以外の領域において光をより透過させるために、たとえばスケール板２がガラスなどの透明材料で形成されていてもよい。
【０１０３】
本発明の実施の形態１０は、以上に述べた各点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態１０について、上述しなかった構成や条件、手順や効果などは、全て本発明の実施の形態１に順ずる。
【０１０４】
以上のように、本発明の各実施の形態に係る信号トラック３の反射材は、印刷される密度や、印刷される反射材の種類、および印刷される厚みに応じて反射率を任意に可変制御することができる。このため、受光素子４が受ける照度分布を、高精度で歪みの少ないものとし、変位制御用部材１０（１２）の移動量（回転角度）の情報をより高精度に検出することができる。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、より低コストで光学式エンコーダを製造する技術として、特に優れている。
【符号の説明】
【０１０７】
１  発光源、１ａ  光線、２  スケール板、２ａ  金属被膜、３  信号トラック、３ａ  反射部、３ｂ  非反射部、３ｃ  透過部、３ｄ  非透過部、４  受光素子、５  インク、６  クロム系インク、７  アルミニウム系インク、８  銀系インク、１０，１２  変位制御用部材、１１  回転体、１４  インク塗布用ローラ、１００，２００，３００，４００  光学式エンコーダ。
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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