(57)【要約】【課題】スケールを小さくしてエンコーダを小型化するとともに、高精度に位置情報を検出する。【解決手段】光検出部４０で検出可能な光学パターン３３を備えるスケールＳであって、光学パターン３３は、第１の方向Ｄ１に一列に配列されるとともに、第１の方向Ｄ１と交差する第２の方向Ｄ２に所定長さを持つ第１パターン３４と、第１パターン３４と第２の方向Ｄ２の長さが異なる第２パターン３５と、を含み、第１パターン３４及び第２パターン３５のうち一方は、第１の方向Ｄ１における光学パターン３３の位置情報を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールであって、
前記光学パターンは、第１の方向に一列に配列されるとともに、前記第１の方向と交差する第２の方向に所定長さを持つ第１パターンと、前記第１パターンと前記第２の方向の長さが異なる第２パターンと、を含み、
前記第１パターン及び前記第２パターンのうち一方は、前記第１の方向における前記光学パターンの位置情報を有するエンコーダ用スケール。
【請求項２】
前記第１パターン及び前記第２パターンは、前記光検出部からの検出信号において前記第１パターンと前記第２パターンとを識別可能な前記第２の方向の長さにそれぞれ形成される請求項１記載のエンコーダ用スケール。
【請求項３】
光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールであって、
前記光学パターンは、第１の方向に一列に配列されるとともに、所定の反射率または透過率を有する第１パターンと、前記第１パターンと反射率または透過率が異なる第２パターンと、を含むエンコーダ用スケール。
【請求項４】
前記第１パターン及び前記第２パターンのうち一方は、前記第１の方向における前記光学パターンの位置情報を有する請求項３記載のエンコーダ用スケール。
【請求項５】
前記第１パターン及び前記第２パターンのうち一方は、反射率または透過率を調整する膜部に被覆される請求項３または請求項４記載のエンコーダ用スケール。
【請求項６】
前記第１パターン及び前記第２パターンは、前記第１の方向の間隔が等しい請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項７】
前記光学パターンは、前記光検出部に対して回転可能な基板に形成され、
前記第１の方向は、前記基板の回転軸を中心とした環状の方向である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項８】
前記光学パターンは、１周のうちの基準位置を示す基準パターンを含む請求項７記載のエンコーダ用スケール。
【請求項９】
前記基準パターンは、前記第１の方向と交差する第２の方向の長さが他のパターンと異なる請求項８記載のエンコーダ用スケール。
【請求項１０】
前記光学パターンは、前記第１の方向に複数並行して配置される請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項１１】
測定対象の移動部材に固定される固定部を有する請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項１２】
光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールの製造方法であって、
前記光学パターンを第１の方向に一列に配列して形成することと、
前記光学パターンの一部について、前記第１の方向と交差する第２の方向の長さが異なるように膜部を形成することと、を含むエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項１３】
光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールの製造方法であって、
前記光学パターンを第１の方向に一列に配列して形成することと、
前記光学パターンの一部について、反射率または透過率を調整する膜部を被覆させること、を含むエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項１４】
光学パターンを有するエンコーダ用スケールと、
前記光学パターンを介した光を検出する光検出部と、を備え、
前記エンコーダ用スケールとして、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のエンコーダ用スケールが用いられるエンコーダ。
【請求項１５】
前記光学パターンを照明する照明部を有する請求項１４記載のエンコーダ。
【請求項１６】
移動部材と、前記移動部材を移動させる駆動部と、前記移動部材に固定され、前記移動部材の位置情報を検出するエンコーダと、を備え、
前記エンコーダとして、請求項１４または請求項１５記載のエンコーダが用いられる駆動装置。
【請求項１７】
移動物体と、前記移動物体を移動させる駆動装置と、を備え、
前記駆動装置として、請求項１６記載の駆動装置が用いられるロボット装置。
【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、エンコーダ、エンコーダの製造方法、駆動装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータの可動子や回転モータの駆動軸など、移動する物体の移動量や位置情報を検出するものとしてエンコーダが用いられる。エンコーダの一例として、光学式エンコーダがあり、光学パターンが形成されたスケールと、光学パターンを検出する光検出部とを備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。絶対量を検出する光学式エンコーダ用のスケールには、多くの場合光学パターンとして、インクリメンタルトラック及びアブソリュートトラックの２列のトラックが形成されている。
【０００３】
上記したスケールは、例えば、回転モータの駆動軸に取り付けられ、駆動軸とともに一体的に回転する。その際、光学パターンに光を照射して反射光又は透過光を光検出部で取得し、その光強度の変化に応じたインクリメンタル信号及びアブソリュート信号に基づいて、軸部の回転量や回転位置を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８６２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したエンコーダでは、インクリメンタルトラック及びアブソリュートトラックの２列のトラックを持つスケールが使用される。従って、スケール上にトラック２列分のスペースが必要となるため小さくすることが難しい。その結果、エンコーダを小型化できないといった問題がある。また、上記したエンコーダは、スケールなどの符号板にインクリメンタルトラックとアブソリュートトラックとの２つのトラックが併設されている。この場合、インクリメンタルトラックの検出信号とアブソリュートトラックの検出信号とが規格内に収まるように、軸部等へのスケールの取り付け及び光検出部の配置が必要となり、スケール及び光検出部の取り付けに精度が求められる。そのため、例えば、スケールや光検出部の取り付け位置にずれが生じた場合、上記したエンコーダでは、位置情報の検出精度が低下することがある。このように、上記したエンコーダは、高精度に位置情報を検出することが困難であるという問題があった。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、小さなスケールを可能としてエンコーダの小型化を実現するとともに、高精度に位置情報を検出することが可能なエンコーダ用スケール、エンコーダ、エンコーダの製造方法、駆動装置、及びロボット装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様によれば、光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールであって、光学パターンは、第１の方向に一列に配列されるとともに、第１の方向と交差する第２の方向に所定長さを持つ第１パターンと、第１パターンと第２の方向の長さが異なる第２パターンと、を含み、第１パターン及び第２パターンのうち一方は、第１の方向における光学パターンの位置情報を有するエンコーダ用スケールが提供される。
【０００８】
本発明の第２態様によれば、光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールであって、光学パターンは、第１の方向に一列に配列されるとともに、所定の反射率または透過率を有する第１パターンと、第１パターンと反射率または透過率が異なる第２パターンと、を含むエンコーダ用スケールが提供される。
【０００９】
本発明の第３態様によれば、光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールの製造方法であって、光学パターンを第１の方向に一列に配列して形成することと、光学パターンの一部について、第１の方向と交差する第２の方向の長さが異なるように膜部を形成することと、を含むエンコーダ用スケールの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第４態様によれば、光検出部で検出可能な光学パターンを備えるエンコーダ用スケールの製造方法であって、光学パターンを第１の方向に一列に配列して形成することと、光学パターンの一部について、反射率または透過率を調整する膜部を被覆させること、を含むエンコーダ用スケールの製造方法が提供される。
【００１１】
本発明の第５態様によれば、光学パターンを有するエンコーダ用スケールと、光学パターンを介した光を検出する光検出部と、を備え、エンコーダ用スケールとして、上記した第１態様又は第２態様に従うエンコーダ用スケールが用いられるエンコーダが提供される。
【００１２】
本発明の第６態様によれば、移動部材と、移動部材を移動させる駆動部と、移動部材に固定され、移動部材の位置情報を検出するエンコーダとを備え、エンコーダとして、上記した第５態様に従うエンコーダが用いられる駆動装置が提供される。
【００１３】
本発明の第７態様によれば、移動物体と、当該移動物体を移動させる駆動装置とを備え、駆動装置として、上記した第６態様に従う駆動装置が用いられるロボット装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の態様によれば、スケールを小さくすることができ、エンコーダを小型化することができる。また、位置情報の検出精度が低下することを防止して、高精度に位置情報を検出できる。さらに、スケールの取り付けや光検出部の設置を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す斜視図、（ｂ）は一部を拡大した平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】検出信号の一例を示すグラフである。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、スケールの製造工程を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は第１変形例に係るスケールの一例を示す斜視図、（ｂ）は第２変形例に係るスケールの一例を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は第３変形例に係るスケールの一例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】（ａ）は実施形態に係るエンコーダの一例を示す断面図、（ｂ）は光検出部の一例を示す平面図である。
【図７】光検出部の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は第４変形例に係るスケールの一例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１０】（ａ）は第３実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す平面図、（ｂ）は検出信号の一例を示すグラフである。
【図１１】第５変形例に係る光検出部の一例を示す平面図である。
【図１２】第４実施形態に係るエンコーダ用スケールの一例を示す斜視図である。
【図１３】第６変形例に係る光検出部の一例を示す平面図である。
【図１４】実施形態に係る駆動装置の一例を示す図である。
【図１５】実施形態に係るロボット装置の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の説明において、「エンコーダ用スケール」は、適宜「スケール」と省略して称する場合がある。
【００１７】
＜第１実施形態＞  
図１は、第１実施形態に係るエンコーダ用スケールＳの一例を示す図である。このスケールＳは、例えば、光学式のロータリーエンコーダの一部を構成するものであり、回転モータ等の駆動系の軸部等に取り付けられて用いられる。また、スケールＳは、反射型のスケールが用いられる。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、スケールＳは、基板１０及び固定部２０を有している。基板１０は、回転軸ＡＸを中心として所定の径を持つ円形に形成されている。基板１０は、例えば、ガラスや金属、樹脂、セラミックスなど、回転や衝撃、振動等によって容易に変形しない程度の剛性を有する材料を用いて形成されている。基板１０は、均一な厚さで形成されているが、例えば、中央部分等を周辺より厚肉に形成されてもよい。基板１０の材料、厚み、寸法等については、例えば、取り付けられる軸部の回転数や、設置される温度や湿度等の設置環境など、その用途に応じて適宜決定することができる。
【００１９】
固定部２０は、基板１０の第２面１０ｂから突出する円筒状に形成されている。固定部２０は、回転モータ等の軸部など、測定対象である移動部材に固定される。固定部２０は、回転モータ等の軸部を挿入可能な取付穴２０ａを有している。固定部２０には、軸部が取付穴２０ａに挿入された状態で、軸部を固定するための固定ネジ等の固定機構（不図示）を備えてもよい。
【００２０】
基板１０の第１面１０ａには、トラック領域３０を有している。トラック領域３０は、第１の方向Ｄ１に沿って円環状に形成されている。第１の方向Ｄ１は、基板１０の回転軸ＡＸを中心とした環状の方向に設定されている。第２の方向Ｄ２は、基板１０の第１面１０ａ上において、回転軸ＡＸを通る基板１０の径方向に設定されている。第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とは直交している。トラック領域３０には、光学パターン３３が形成されている。光学パターン３３は、光反射パターンである。
【００２１】
図１（ｂ）は、基板１０の第１面１０ａの一部を拡大して示しており、トラック領域３０の構成を表している。図２（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示している。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、トラック領域３０には、光反射層３１と反射抑制層３２とが形成されている。光反射層３１は、例えば、アルミニウムなどの反射率の高い金属材料や、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの無機材料を用いて形成されている。光反射層３１は、トラック領域３０に形成されるが、トラック領域３０を含む基板１０の第１面１０ａのほぼ全面に形成されてもよい。また、光反射層３１の表面３１ａは、鏡面加工されてもよい。
【００２２】
光反射層３１は、表面３１ａの反射率を例えば、約４０％以上に設定している。ただし、光反射層３１の表面３１ａにおいて十分な反射率を確保するため、例えば反射率が７０％以上となるように光反射層３１を形成することができる。なお、ここでいう反射率とは、例えば光学式エンコーダで用いられる検出光に対する反射率である。
【００２３】
反射抑制層３２は、光反射層３１の表面３１ａに積層されて形成される。反射抑制層３２は、例えば、クロム（Ｃｒ）などの光吸収率の高い金属材料や、ガラスなどの光透過率の高い材料などを用いて形成されている。反射抑制層３２の表面は、光反射層３１の表面３１ａに比べて、反射率が低くなっている。光反射層３１と反射抑制層３２との反射率の比は任意に設定できる。この反射率の比は、後述する光検出部４０によって光反射層３１による反射光を識別可能な任意の値に設定される。
【００２４】
反射抑制層３２は、開口部３２ａ、３２ｂを有している。開口部３２ａ、３２ｂは、第１の方向Ｄ１に等しいピッチｐで並んで配置されている。開口部３２ａ、３２ｂは、第２の方向Ｄ２に長手となるように矩形に形成されている。開口部３２ａ、３２ｂは、第１の方向Ｄ１の寸法が等しくなっているが、第２の方向Ｄ２の寸法（トラック幅）が異なっている。開口部３２ａの第２の方向Ｄ２の寸法Ｌ１は、開口部３２ｂの第２の方向Ｄ２の寸法Ｌ２よりも大きくなっている。開口部３２ａ及び開口部３２ｂは、第２の方向Ｄ２において中心位置が揃うように配置されている。従って、開口部３２ａは、開口部３２ｂに対して、第２の方向Ｄ２の両端がそれぞれ等しい寸法ずつ突出した状態となっている。
【００２５】
開口部３２ａ、３２ｂからは、反射抑制層３２の下層に配置される光反射層３１の表面３１ａが露出している。開口部３２ａ、３２ｂから露出した光反射層３１の表面３１ａの領域は、光学パターン３３となる。光学パターン３３は、第１パターン３４及び第２パターン３５を有している。第１パターン３４は、光反射層３１の表面３１ａのうち開口部３２ａから露出する領域により形成されるパターンである。第２パターン３５は、光反射層３１の表面３１ａのうち開口部３２ｂから露出する領域により形成されるパターンである。従って、第１パターン３４及び第２パターン３５は、第１の方向Ｄ１における寸法は等しくなっている。
【００２６】
また、第１パターン３４の第２の方向Ｄ２の寸法は、開口部３２ａの寸法と等しい寸法Ｌ１となっている。第２パターン３５の第２の方向Ｄ２の寸法は、開口部３２ｂの寸法と等しい寸法Ｌ２となっている。このため、第１パターン３４は、第２パターン３５に比べて、第２の方向Ｄ２の寸法が大きくなっている。なお、第１パターン３４及び第２パターン３５の第２の方向Ｄ２の寸法は、エンコーダの光検出部４０において認識可能な寸法に設定されている。
【００２７】
このように、トラック領域３０には、光学パターン３３として、第２方向Ｄ２の長さが異なる２種類の第１パターン３４、第２パターン３５が形成されている。この光学パターン３３の第２方向Ｄ２の長さの差（面積の差）により、１つの第１パターン３４によって反射される光の光量は、第２の方向Ｄ２において１つの第２パターン３５によって反射される光の光量に比べて多くなる。図１（ｂ）に示す例では、図中左側から右側へ向けて、第１パターン３４が４個、第２パターン３５が８個、第１パターン３４が４個、第２パターン３５が４個、第１パターン３４が１２個、が並んで配置されている。
【００２８】
第１パターン３４及び第２パターン３５を合わせた光学パターン３３は、トラック領域３０の一周にわたって、例えば５１２本形成されている。この光学パターン３３は、例えばインクリメンタルパターンとして用いられる。第１パターン３４及び第２パターン３５は、図１（ｂ）に示すように、第１の方向Ｄ１にそれぞれ複数本ずつまとまって配置されている。このまとまった配列は、例えばＭ系列のアブソリュートパターンとして用いられる。
【００２９】
図２（ａ）は、図１（ａ）に示すように、スケールＳを回転させた状態で光検出部４０からトラック領域３０に検出光を照射し、反射光を受光するとともに光電変換して出力された検出信号を示すグラフである。図２（ａ）に示すグラフの横軸は時間軸を示しており、グラフの縦軸は検出信号の信号強度を示している。ここでいう検出信号は、一つの反射光パターン３３で反射された光の検出値を、第２の方向Ｄ２に相当する方向に積算して得られた検出信号である。なお、図２（ａ）に示すグラフは、トラック領域３０一周分のうち図１（ｂ）に示す部分を検出したときの検出結果を抜き出して示している。また、図２（ａ）では、光学パターン３３を４個検出する時間を一つの期間として示している。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、光検出部４０では、光学パターン３３の移動に伴って波形の検出信号が得られるが、第１パターン３４で反射された光によって得られる信号（第１信号）と、第２パターン３５で反射された光によって得られる信号（第２信号）とでピーク値が異なって検出される。すなわち、光検出部４０は、第１信号と第２信号との２種類の信号を検出可能となっている。このように、スケールＳに形成された第１パターン３４の寸法と、第２パターン３５の寸法とは、光検出部４０において識別可能となっている。
【００３１】
図２（ａ）のグラフでは、次のような信号が検出される。第１期間ｔ１では、第１信号が４個検出される。第２期間ｔ２及び第３期間ｔ３では、第２信号が４個ずつ検出される。第４期間ｔ４では、第１信号が４個検出される。第５期間ｔ５では、第２信号が４個検出される。第６期間ｔ６、第７期間ｔ７及び第８期間ｔ８では、それぞれ第１信号が４個ずつ検出される。第１信号の信号値Ｓ１は、第２信号の信号値Ｓ２に比べて大きくなっている。また、第１信号の周期Ｔ１は、第２信号の周期Ｔ２と等しくなっている。
【００３２】
図２（ｂ）は、（ａ）で示される検出信号をローパスフィルタにより処理した場合の出力結果を示すグラフである。図２（ｂ）は、（ａ）と同様、グラフの横軸が時間軸を示しており、グラフの縦軸が出力信号の信号強度を示している。図２（ｂ）に示すように、ローパスフィルタによって低周波信号のグラフが得られる。この低周波信号は、上記した第１信号が検出される第１期間ｔ１、第４期間ｔ４、第６期間ｔ６、第７期間ｔ７及び第８期間ｔ８では、信号値Ｓ１１となる。また、上記した第２信号が検出される第２期間ｔ２、第３期間ｔ３及び第５期間ｔ５では、信号値Ｓ２１となる。また、第１信号Ｓ１１が検出される期間と第２信号Ｓ２１が検出される期間とが切り替わるタイミングは、第１パターン３４と第２パターン３５とが切り替わるタイミングと一致する。
【００３３】
ここで、低周波信号の信号値Ｓ１１を「１」、低周波信号の信号値Ｓ２１を「０」とすると、低周波信号は、時間軸に沿って「１００１０１１１」というデジタル信号と同様の出力が得られる。先に説明したように、光学パターン３３の第１パターン３４と第２パターン３５との配列をＭ系列信号となるように設定しているので、低周波信号（デジタル信号）を用いることにより、絶対位置情報が得られることになる。すなわち、アブソリュートエンコーダに用いられる信号と同様の信号が得られる。
【００３４】
なお、本実施形態では、４本の光学パターン３３を１組として低周波信号を形成させるが、これに限定されず、例えば、２本や３本、あるいは５本以上を１組として低周波信号を形成させるものでもよい。なお、光学パターン３３は、トラック領域３０に合計で例えば５１２本形成されている場合、低周波信号を形成させるパターンは１２８組となる。また、図２（ａ）では、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２のピーク値がそれぞれ同一の場合を示しているが、同一でなくてもよい。例えば、ローパスフィルタによって低周波信号が形成される範囲であれば、第１信号Ｓ１や第２信号Ｓ２の信号値がばらついていてもよい。
【００３５】
図２（ｃ）は、（ａ）で示される検出信号をハイパスフィルタにより処理した場合の出力結果を示すグラフである。図２（ｃ）は、（ａ）と同様、グラフの横軸が時間軸を示しており、グラフの縦軸は出力信号の信号強度値の大きさを示している。図２（ｃ）に示すように、ハイパスフィルタによって高周波信号のグラフが得られる。この高周波信号は、第１信号及び第２信号の高周波部分が出力されたものである。高周波信号は、第１期間ｔ１〜第８期間ｔ８のすべての期間において４つのピーク値を有し、そのピーク値が信号値Ｓ２２で周期Ｔ３の波形信号が出力される。なお、周期Ｔ３は、周期Ｔ１または周期Ｔ２と等しい周期である。
【００３６】
この高周波信号に基づいて、光学パターン３３の第１の方向Ｄ１におけるインクリメンタル情報が得られることになる。すなわち、インクリメンタルエンコーダに用いられる信号と同様の信号が得られる。なお、上記のように、第１信号Ｓ１や第２信号Ｓ２の信号値がばらついている場合でも、ハイパスフィルタで処理することにより、図２（ｃ）に示す高周波信号を得ることができる。
【００３７】
このように、第１実施形態によれば、１つのトラック領域３０において第１の方向Ｄ１に一列に第１パターン３４及び第２パターン３５が配置され、これら第１パターン３４及び第２パターン３５が第２の方向Ｄ２の長さを変えることにより、上記のように絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を生成することができる。従って、スケールＳに複数のトラック領域３０を確保する必要がなく、スケールＳを小さくすることができる。これによりエンコーダを小型化できる。また、光検出部４０との位置合わせが１つのトラック領域３０に対応するだけでよいので、軸部等に対するスケールＳの取り付け精度を緩和することができ、取り付け作業を容易に行うことができる。
【００３８】
＜スケールＳの製造方法＞  
次に、上記のように構成されたスケールＳの製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｅ）は、スケールＳの製造工程を示す斜視図である。なお、図３（ａ）〜（ｅ）は、説明の便宜上、スケールＳの全体のうち光学パターン３３が形成される領域の一部を抜き出した状態で示している。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、基板１０を構成する基材１０ｃの表面に光反射層３１を形成する。光反射層３１は、例えば、スパッタ蒸着法、真空蒸着法などの手法を用いてアルミニウムを成膜することにより形成される。また、光反射層３１は、基材１０ｃの表面の材質に応じて、メッキ法、電解酸化法など、の手法を用いて形成されてもよい。光反射層３１を形成した後、光反射層３１の表面３１ａを鏡面加工する。鏡面加工としては、例えば研磨加工や研削加工などの方法を適用することができる。
【００４０】
次に、図３（ｂ）に示すように、光反射層３１の表面３１ａにレジスト層Ｒを形成する。例えば、スピンコータやインクジェット装置などの塗布装置を用いて、光反射層３１の表面３１ａにレジストを塗布することによりレジスト層Ｒが形成される。レジストとしては、ポジ型又はネガ型の感光材料が用いられる。レジスト層Ｒは、レジストを塗布した後に所定の条件で加熱処理（プレベーク）が施されてもよい。プレベーク条件は、使用するレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。
【００４１】
次に、例えば、露光装置等を用いて、レジスト層Ｒに所定のパターンの像を投影し、当該レジスト層Ｒを露光する（露光処理）。露光処理後、例えば、デベロッパー等により所定の現像液を用いて現像する。この現像処理により、図３（ｃ）に示すように、光反射層３１の表面３１ａにレジストパターンＲａ、Ｒｂが形成される。レジストパターンＲａ、Ｒｂのない部分は、光反射層３１の表面３１ａが露出している。レジストパターンＲａは、第１パターン３４に対応した位置に形成される。レジストパターンＲｂは、第２パターン３５に対応した位置に形成される。レジストパターンＲａ、Ｒｂは、第１の方向Ｄ１に所定の間隔で一列に形成される。レジストパターンＲａは、レジストパターンＲｂよりも第２の方向Ｄ２の寸法が大きくなっている。
【００４２】
現像後、必要に応じて、レジストパターンＲａ、Ｒｂに所定の条件で加熱処理（ポストベーク）を施してもよい。ポストベーク条件は、使用するレジストの種類などに応じて適宜設定することができる。また、必要に応じて、レジストパターンＲａ、Ｒｂが形成された基材１０ｃ及び光反射層３１の表面３１ａ全体を処理液に浸漬させて化成処理を施してもよい。化成処理を行った場合、基材１０ｃ及び光反射層３１の表面３１ａ全体を中和処理液に浸漬し、光反射層３１の表面３１ａのうちレジストパターンＲａ、Ｒｂを除いた露出する部分を中和する。
【００４３】
次に、図３（ｄ）に示すように、光反射層３１の表面３１ａのうちレジストパターンＲａ、Ｒｂを除いた露出部分に反射抑制層３２を形成する。反射抑制層３２は、例えば、スパッタ蒸着法、真空蒸着法、メッキ法、電解酸化法など、の手法を用いてクロムを成膜することにより形成される。
【００４４】
反射抑制層３２を形成した後、レジストパターンＲａ、Ｒｂを除去する。レジストパターンＲａ、Ｒｂの除去方法としては、例えば、レジストパターンＲａ、Ｒｂが形成された基材１０ｃをレジスト剥離液に浸漬する方法などが挙げられる。レジスト剥離液としては、使用したレジストの種類に応じて適宜選択して使用することができる。また、浸漬処理条件は使用するレジスト剥離液の種類に応じて適宜設定することができる。
【００４５】
レジストパターンＲａ、Ｒｂを除去することにより、図３（ｅ）に示すように、光学パターン３３が形成される。レジストパターンＲａが形成されていた領域は、開口部３２ａが形成されて光反射層３１の表面３１ａが露出し、光学パターン３３としての第１パターン３４が形成される。同様に、レジストパターンＲｂが形成されていた領域は、開口部３２ｂが形成されて光反射層３１の表面３１ａが露出し、光学パターン３３としての第２パターン３５が形成される。
【００４６】
＜第１変形例＞
上記した第１実施形態においては、第１パターン３４が第２の方向Ｄ２に一体となった形状を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、第２の方向Ｄ２に分割されていてもよい。図４（ａ）は、第１変形例に係るスケールの一例を示す斜視図である。なお、図４（ａ）においては、トラック領域３０Ａの一部について示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、トラック領域３０Ａには、第１パターン３４Ａ及び第２パターン３５Ａが第１の方向Ｄ１に一列に形成されている。また、第１パターン３４Ａは、第２の方向Ｄ２に３つに分割されている。この第１パターン３４Ａは、第１領域３４ａと、第２領域３４ｂと、第３領域３４ｃとを有している。
【００４８】
第１領域３４ａ、第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃは、互いに等しい形状及び寸法に形成されており、第２の方向Ｄ２に一列に並んだ状態で配置されている。第１領域３４ａ、第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃは、それぞれ矩形状に形成されているが、これに限定されず、例えば、三角形や円形、楕円形などの他の形状であってもよいし、角部が丸みを帯びた形状など、一部を変更した形状であってもよい。また、第１パターン３４Ａは、第２の方向Ｄ２に３つに分割される構成に限定されず、第２の方向Ｄ２に２つ又は４つ以上に分割された構成であってもよい。また、第１パターン３４Ａは、第１の方向Ｄ１に分割されたものでもよい。
【００４９】
第２パターン３５Ａは、第１領域３４ａ〜第３領域３４ｃの１つと等しい形状及び寸法に形成されている。第２パターン３５Ａは、第２の方向Ｄ２について、第２領域３４ｂと等しい位置に配置されている。ただし、第２パターン３５Ａは、第１領域３４ａ等に対する寸法や位置は任意に設定可能である。
【００５０】
この第１変形例のスケールにおいても、図１に示す第１パターン３４及び第２パターン３５と同様に、検出信号を低周波信号と高周波信号とに分離することができ、絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を生成することができる。なお、第１変形例の製造方法は、図３に示すスケールＳの製造方法とほぼ同様である。また、第１パターン３４Ａについても、第２パターン３５Ａと同様に分割させてもよい。
【００５１】
＜第２変形例＞
上記した第１実施形態及び第１変形例においては、第１パターン３４及び第２パターン３５の第２の方向Ｄ２の中心が揃った状態で、第１の方向Ｄ１に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、第２の方向Ｄ２における第１パターン３４の中心と第２パターン３５Ｂの中心とが偏った状態で配置された構成であってもよい。図４（ｂ）は、第２変形例に係るスケールの一例を示す斜視図である。なお、図４（ｂ）においては、トラック領域３０Ｂの一部について示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。
【００５２】
図４（ｂ）に示すように、第１パターン３４及び第２パターン３５Ｂは、第２の方向Ｄ２において、スケールＳの回転軸ＡＸ側の端部同士が揃うように配置されている。なお、この構成に限られず、第１パターン３４及び第２パターン３５Ｂが第２の方向Ｄ２においてスケールＳの外周側の端部同士が揃うように配置された構成であってもよい。また、端部同士が揃う構成に限られず、第１パターン３４の中心と第２パターン３５Ｂの中心とが第２の方向Ｄ２においてずれた状態で構成されてもよい。
【００５３】
この第２変形例のスケールにおいても、図１に示す第１パターン３４及び第２パターン３５と同様に、検出信号を低周波信号と高周波信号とに分離することができ、絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を生成することができる。なお、第２変形例の製造方法は、図３に示すスケールＳの製造方法とほぼ同様である。
【００５４】
＜第３変形例＞
上記した第１実施形態及び第１、第２変形例においては、第１パターン３４を形成する開口部３２ａと、第２パターン３５を形成する開口部３２ｂとが第２の方向Ｄ２に異なる寸法に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、反射抑制層３２の開口部のパターンを同一として、その上に形成する膜によって第２の方向Ｄ２の寸法を異ならせる構成であってもよい。図５（ａ）は、第３変形例に係るスケールの一例を示す斜視図である。図５（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図５においては、トラック領域３０Ｃの一部について示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。
【００５５】
図５（ａ）に示すように、トラック領域３０Ｃには、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２の寸法が等しい開口部３２ａ、３２ｃが第１の方向Ｄ１に並んで配置されている。光反射層３１の表面３１ａのうち、上記した実施形態と同様に、開口部３２ａから露出する領域が第１パターン３４となっている。
【００５６】
一方、表面３１ａのうち開口部３２ｃから露出する領域において、第２の方向Ｄ２の両端部分は、反射防止膜３６（３６ａ、３６ｂ）によって覆われている。反射防止膜３６は、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の単層膜のものや、シリコン（Ｓｉ）及びモリブデン（Ｍｏ）等を積層した多層膜のもの、クロム等の金属膜など、いずれが使用されてもよい。開口部３２ｃは、反射防止膜３６によって、図５（ａ）に示すように、表面３１ａの一部の反射が防止される。これにより、開口部３２ｃ及び反射防止膜３６によって囲まれた領域は、第１パターン３４より第２の方向Ｄ２が短い第２パターン３５Ｃとなる。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、開口部３２ｃの第２の方向Ｄ２の寸法Ｌ１に対して、両端の反射防止膜３６によって、第２パターン３５Ｃの第２の方向Ｄ２の寸法Ｌ２が小さくなっている。開口部３２ｃの寸法Ｌ１は、開口部３２ａの第２の方向Ｄ２の寸法と等しい。このように、第２の方向Ｄ２の寸法が等しい複数の開口部３２ａ、３２ｃが第１の方向Ｄ１に並ぶように開口部を形成した後、第２パターン３５Ｃを形成したい部分の開口部（３２ｃ）の一部を反射防止膜３６で覆うことにより、第２パターン３５Ｃの第２の方向Ｄ２の寸法を調整することができる。これにより、第２の方向Ｄ２の寸法が異なる第１パターン３４及び第２パターン３５Ｃを容易に形成することができる。
【００５８】
ただし、反射防止膜３６によって開口部３２ｃを覆う部分は、図５に示すものに限定されない。例えば、開口部３２ｃの一方の端部を覆うようにしてもよく、また、開口部３２ｃの両端部分を残して中央部分を覆うようにしてもよい。また、反射防止膜３６の成膜に代えて、開口部３２ｃで露出した光反射層３１の表面３１ａの一部を粗面化させて反射率を低下させてもよい。粗面化には、例えば、サンドブラストや、エッチング等が使用される。
【００５９】
この第３変形例のスケールにおいても、図１に示す第１パターン３４及び第２パターン３５と同様に、検出信号を低周波信号と高周波信号とに分離することができ、絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を生成することができる。なお、第３変形例の製造方法は、図３に示すスケールＳの製造方法に加えて、反射防止膜３６をパターニングする。反射防止膜３６のパターニングは、例えば、メタルマスクを用いたスパッタ蒸着法、真空蒸着法などの手法が用いられる。
【００６０】
なお、この第３変形例は、例えば、従来の既存のインクリメンタルエンコーダ用スケールの一部に反射防止膜３６を成膜し、一部の光学パターンの長さを変更させることで形成されるものでもよい。また、反射防止膜３６としては、透過率を調整した膜が使用されてもよい。
【００６１】
＜エンコーダ＞
実施形態に係るエンコーダについて説明する。図６は、実施形態に係るエンコーダの一例を示す断面図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図６（ａ）に示すように、エンコーダＥＣは、スケール（エンコーダ用スケール）Ｓと、本体部Ｂと、制御部ＣＯＮＴとを有している。スケールＳは、上記した第１実施形態のスケールＳが用いられる。スケールＳは、回転モータ等の軸部ＳＦに固定されており、軸部ＳＦと一体的に回転する。本体部Ｂは、回転モータのケーシングなど、非回転部ＢＤに固定されており、筐体３９及び光検出部４０を有している。光検出部４０は、上記の光学パターン３３を介した光を検出する。筐体３９は、光検出部４０の位置を調整するための調整機構を備えてもよい。
【００６２】
図６（ｂ）は、光検出部４０の一例を示す平面図である。図６（ｂ）に示すように、光検出部４０は、平面視で矩形状に形成されたチップ基板４０ａを有している。チップ基板４０ａには、発光部（照明部）４１、受光部４２及び制御回路４３が形成されている。
【００６３】
発光部４１は、上記した光学パターン３３に検出光を照明する。発光部４１は、例えば、チップ基板４０ａの中央部に配置されている。発光部４１は、発光素子４１ａと、接続部４１ｂと、カソード電極４１ｃとを有しており、他に不図示のアノード電極等を有している。発光素子４１ａは、光射出領域４１ｄを有している。光射出領域４１ｄは、一方向又は複数方向に向けて所定波長のレーザ光を射出可能に形成されている。接続部４１ｂとカソード電極４１ｃとの間は、例えばリード線などによって接続されている。
【００６４】
受光部４２は、光学パターン３３を介した光を受光する。本実施形態では、光学パターン３３からの反射光を受光する。受光部４２は、複数の受光素子４２ａを有している。受光素子４２ａとしては、例えばフォトダイオードなどが用いられている。なお、受光素子４２ａは、１次元センサ（ラインセンサ）を用いてもよいし、２次元センサ（イメージセンサ）が用いられてもよい。受光素子４２ａとして２次元センサを用いた場合、より高精度の検出が可能となる。２次元センサとしては、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）のイメージセンサが使用される。受光素子４２ａは、スケールＳに形成された第１パターン３４と第２パターン３５との第２の方向Ｄ２における寸法差を識別可能である。
【００６５】
受光素子４２ａは、一方向（第２の方向Ｄ２）に長手に形成されており、短手方向（第１の方向Ｄ１）に複数並んで配置されている。受光素子４２ａの配列（第１の方向Ｄ１、第２の方向Ｄ２における位置）は、光学パターン３３の配置に対応している。本実施形態では、トラック領域３０が一列であるため、受光素子４２ａはこれに対応して一列のみ設けられている。受光素子４２ａのうち第２の方向Ｄ２に受光可能な領域の寸法は、少なくとも第１パターン３４の長手方向（第２の方向Ｄ２）の寸法に対応して形成されている。受光素子４２ａの配置数については、光学パターン３３の構成に応じて適宜変更することができる。
【００６６】
図７は、チップ基板４０ａの回路構成の一例である制御回路４３を示すブロック図である。図７に示すように、チップ基板４０ａには、アンプ４４と、ローパスフィルタ４５と、ハイパスフィルタ４６と、コンパレータ４７、４８と、処理回路４９と、を含んで形成されている。
【００６７】
アンプ４４は、受光素子４２ａにおける検出信号を増幅させて、ローパスフィルタ４５及びハイパスフィルタ４６へ送信する。ローパスフィルタ４５は、アンプ４４からの信号のうち高周波成分を除去して、コンパレータ４７へ送信する。ハイパスフィルタ４６は、アンプ４４からの信号のうち低周波成分を除去して、コンパレータ４８へ送信する。なお、ローパスフィルタ４５は、図２（ｂ）に示す低周波信号の生成に対応する。ハイパスフィルタ４６は、図２（ｃ）に示す高周波信号の生成に対応する。
【００６８】
コンパレータ４７は、ローパスフィルタ４５から送信された信号を受信し、２値化したインクリメンタル信号ＩＮＣを生成し、そのインクリメンタル信号ＩＮＣを処理回路４９に送信する。コンパレータ４８は、ハイパスフィルタ４６から送信された信号を受信し、２値化したアブソリュート信号ＡＢＳを生成し、そのアブソリュート信号ＡＢＳを処理回路４９に送信する。
【００６９】
処理回路４９は、コンパレータ４７から受信した内挿用のインクリメンタル信号ＩＮＣとコンパレータ４８から受信したアブソリュート信号ＡＢＳとに基づき一回転情報ＳＴを生成する。例えば、処理回路４９は、制御部ＣＯＮＴからの要求などによって、一回転情報ＳＴを含む位置情報を制御部ＣＯＮＴへ、例えばシリアル通信方式等により出力する。なお、本実施形態における制御回路４３は、アンプ４４、ローパスフィルタ４５、ハイパスフィルタ４６、コンパレータ４７、４８、処理回路４９、を有する構成であるが、例えば処理回路４９を有していない構成でもよい。また、本実施形態における一回転情報ＳＴは、絶対位置情報であるが、相対位置情報でも構わない。
【００７０】
上記のように構成されたエンコーダＥＣにおいては、トラック領域３０の検出信号が規格内に収まるように光検出部４０が配置されるので、例えばトラック領域３０が２列設けられたスケールに比べて、経時変化や衝撃等によって位置情報の検出精度が低下することを防止して、高精度に位置情報を検出できる。また、エンコーダＥＣは、軸部ＳＦへのスケールＳの取り付けや、非回転部ＢＤへの光検出部４０の設置を容易に行うことができる。また、スケールＳを小さくできるため、エンコーダＥＣを小型化することができる。なお、このようなエンコーダＥＣの効果は、以下の他の実施形態や変形例においても同様である。
【００７１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るスケールについて説明する。上記した第１実施形態及び第１〜第３変形例においては、第１パターン３４と第２パターン３５とで光学パターン３３の第２の方向Ｄ２の長さ（面積）が異なる構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、第１パターンと第２パターンとで光学パターン３３の面積を等しくするとともに、反射率を異なる構成とすることで、反射光の強度を変化させるようにしてもよい。
【００７２】
図８は、第２実施形態に係るスケールの一例を示す斜視図である。なお、図８においては、トラック領域３０Ｄの一部について示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。図８に示すように、トラック領域３０Ｄには、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２の寸法が等しい開口部３２ａ、３２ｃが第１の方向Ｄ１に並んで配置されている。開口部３２ａから露出する領域は、光反射層３１の表面３１ａの一部であり、この領域が第１パターン３４となっている。
【００７３】
一方、開口部３２ｃによって囲まれる領域が第２パターン３５Ｄとなっている。第２パターン３５Ｄでは、開口部３２ｃから露出する光反射層３１Ｄの表面３１Ｄａは、光反射層３１の表面３１ａよりも反射率が低くなるように形成されている。なお、光反射層３１と光反射層３１Ｄとは、同一材料を用いてもよく、異なる材料を用いてもよい。光反射層３１及び光反射層３１Ｄを同一材料とする場合、例えば光反射層３１の表面３１ａを鏡面加工するとともに、光反射層３１Ｄの表面３１Ｄａを鏡面加工しない構成や、あるいは粗面化加工を施すことで、表面３１ａ及び表面３１Ｄａの反射率に差をつけることができる。
【００７４】
図８に示す構成では、１つの第１パターン３４と１つの第２パターン３５Ｄとで面積が等しくなるものの、反射率は第１パターン３４の方が高い。このため、第１パターン３４で反射される検出光の強度は、第２パターン３５Ｄで反射される検出光の強度よりも大きくなる。従って、第１実施形態のスケールＳと同様に、図２に示す第１信号と第２信号とが混じった検出信号を取得することができる。その結果、低周波信号及び高周波信号をそれぞれ生成することにより、絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を得ることができる。
【００７５】
この第２実施形態のスケールによれば、図１に示すスケールＳと同様に、一列に配列された光学パターン３３を用いて、絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を取得することができる。なお、第２実施形態に係るスケールの製造方法は、図３に示すスケールＳの製造方法とほぼ同様であり、光反射層３１及び光反射層３１Ｄをそれぞれ成膜するとともに、反射抑制層３２をパターニングする。また、第２実施形態の第１パターン３４及び第２パターン３５Ｄにおいて、第２方向Ｄ２の長さを異ならせるようにしてもよい。
【００７６】
＜第４変形例＞
上記した第２実施形態においては、光反射層３１と光反射層３１Ｄとを成膜することで両者の反射率を変えているが、これに限定するものではなく、第１パターンと第２パターンとで同一の光反射層３１を使用しつつ、反射防止膜３７によって反射率が異なる構成であってもよい。図９（ａ）は、第４変形例に係るスケールの一例を示す斜視図である。図９（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。なお、図９においては、トラック領域３０Ｅの一部について示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。
【００７７】
図９（ａ）に示すように、トラック領域３０Ｅでは、第２パターン３５Ｅを形成する開口部３２ｃが反射防止膜３７で覆われた構成となっている。反射防止膜３７は、例えば、上記した第３変形例と同様に、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の単層膜のものや、シリコン（Ｓｉ）及びモリブデン（Ｍｏ）等を積層した多層膜のもの、クロム等の金属膜など、いずれが使用されてもよい。第２パターン３５Ｅが反射防止膜３７で覆われることにより、第２パターン３５Ｅの反射率が第１パターン３４の反射率より小さくなっている。なお、反射防止膜３７が上記した多層膜の場合、Ｓｉ層とＭｏ層との積層数や層厚等を調整することにより、所望の反射率に設定可能である。
【００７８】
図９（ｂ）に示すように、１つの第１パターン３４と１つの第２パターン３５Ｅとで面積が等しくなるものの、反射防止膜３７によって反射率は第１パターン３４の方が高くなる。このため、第１パターン３４で反射される検出光の強度は、第２パターン３５Ｅで反射される検出光の強度よりも大きくなる。
【００７９】
第４変形例では、面積及び反射率の等しい光学パターン３３を第１の方向Ｄ１に一列に形成した後、この複数の光学パターン３３のうち光検出部４０で得られる信号値を低下させたい部分、すなわち、第２パターン３５Ｅに相当する部分に、反射率を調整する反射防止膜３７を被覆させることでトラック領域３０Ｅを形成することができる。
【００８０】
この第４変形例のスケールによれば、第２実施形態と同様に、一列に配列された光学パターン３３を用いて、絶対位置情報及びインクリメンタル情報の双方を取得することができる。また、第４変形例は、光学パターン３３の第２の方向Ｄ２全体を反射防止膜３７で覆うため、上記した第３変形例のように光学パターン３３の第２の方向Ｄ２の一部を覆う構成に比べて、反射防止膜３７をパターニングするための位置の調整が容易となる。なお、第４変形例は、例えば、従来の既存のインクリメンタルエンコーダ用スケールの一部に反射防止膜３７を被覆させ、光学パターン３３の一部で反射率を変更させることで形成されるものでもよい。また、反射防止膜３７としては、透過率を調整した膜が使用されてもよい。
【００８１】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るスケールについて説明する。上記した各実施形態及び各変形例においては、絶対位置情報及びインクリメンタル情報を取得可能なスケールの構成を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、絶対位置情報及びインクリメンタル情報に加えて、例えば多回転情報を取得可能なものでもよい。図１０（ａ）は、第３実施形態に係るスケールの一例を示す平面図である。なお、図１０においては、トラック領域３０Ｆの一部について示している。他の構成については、図１に示すスケールＳと同様である。
【００８２】
図１０（ａ）に示すように、トラック領域３０Ｆには、光学パターン３３として、第１パターン３４及び第２パターン３５に加えて、第３パターン３８が形成されている。第３パターン３８は、トラック領域３０Ｆのうち少なくとも１箇所に設けられている。第３パターン３８は、第１パターン３４に比べて、第２の方向Ｄ２の寸法がＬ３だけ大きくなっている。第３パターン３８は、第１パターン３４に比べて、光学パターンの面積が大きくなっている。このため、第３パターン３８で反射した光の光量は、第２の方向Ｄ２において第１パターン３４で反射した光の光量よりも多くなる。
【００８３】
図１０（ｂ）は、スケールＳＡを回転させた状態でトラック領域３０Ｆに検出光を照射し、反射光を光検出部４０Ｆ（図１１参照）において検出したときの検出信号を示すグラフである。グラフの横軸は時間軸を示しており、グラフの縦軸は検出信号の信号強度を示している。なお、図１０（ｂ）に示すグラフは、トラック領域３０Ｆの一周分のうち図１０（ａ）に示す部分を検出したときの検出結果を抜き出して示している。
【００８４】
図１０（ｂ）に示すように、光検出部４０Ｆでは、信号値Ｓ１の第１信号、信号値Ｓ２の第２信号の他、信号値Ｓ３の第３信号が検出される。第３信号は、第３パターン３８で反射された光の検出結果である。第３パターン３８で反射される光の光量は、第２方向Ｄ２に積算すると、第１パターン３４で反射される光の光量よりも多いため、第３信号の信号値Ｓ３は、第１信号の信号値Ｓ１よりも大きな値となる。この信号値Ｓ３の第３信号をカウントすることにより、スケールＳＡが何回転したかを検出する多回転計としての機能が付加される。
【００８５】
この第３実施形態のスケールＳＡによれば、一列の光学パターン３３により、絶対位置情報及びインクリメンタル情報だけでなく、多回転情報も取得することができる。従って、従来の磁気式の多回転計を設ける必要がなく、エンコーダを小型化することができる。第３実施形態に係るスケールＳＡの製造方法は、図３に示すスケールＳの製造方法とほぼ同様である。なお、第３パターン３８の長さＬ３は、第１パターン３４と識別可能であれば、任意に設定可能である。
【００８６】
また、図１０（ａ）に示すように、１本の第３パターン３８が形成されることに限定されず、例えば、２本以上の第３パターン３８がトラック３０Ｆ内において並んで形成されてもよい。また、第３パターン３８が例えば数本の第１パターン３４を挟んで一定間隔で形成されてもよい。これにより、第３信号が出力された間隔を測定することにより、スケールＳＡの回転方向を検出することができる。また、第３パターン３８の第２の方向Ｄ２の長さを第１パターン３４や第２パターン３５に対して変えることに限定されず、例えば、第３パターン３８として、第２の方向Ｄ２の長さを第１パターン３４と同一とするとともに、第１パターン３４に対して反射率を大きくまたは小さくしたものでもよい。
【００８７】
＜第５変形例＞
第５変形例に係る光検出部について説明する。図１１は、第５変形例に係る光検出部の一例を示す平面図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１１に示すように、光検出部４０Ｆは、発光部４１、受光部４２、制御回路４３に加えて、多回転検出回路４３Ｆを有している。光検出部４０Ｆは、図１０に示す第３実施形態のスケールＳＡに対応した構成が採用される。
【００８８】
多回転検出回路４３Ｆは、図１０（ｂ）に示す第３信号を検出した回数をカウントすることにより、スケールＳＡの多回転情報を検出する。多回転検出回路４３Ｆによって検出された多回転情報は、制御回路４３で生成される絶対位置情報及びインクリメンタル情報とともに制御部ＣＯＮＴに送信される。受光部４２としては、第３パターン３８の第２の方向Ｄ２の長さに対応可能なものが使用される。
【００８９】
このように、光検出部４０Ｆによれば、多回転検出回路４３Ｆを備えるだけで、受光部４２により多回転情報を検出することができる。従って、光検出部４０Ｆ、磁気センサ等を搭載する必要がなく、エンコーダを小型化することができる。なお、第３パターン３８による反射光を受光部４２で受光させることに限定されず、第３パターン３８による反射光の一部または全部を、受光部４２と異なる他のセンサ等によって受光させるものでもよい。
【００９０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係るスケールについて説明する。上記した各実施形態及び各変形例においては、スケールに１つのトラック領域３０等が設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、スケールに複数のトラック領域が設けられた構成であってもよい。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１２は、第４実施形態に係るスケールＳＢの一例を示す斜視図である。
【００９１】
図１２に示すように、スケールＳＢは、基板１０の第１面１０ａ上に２つのトラック領域３０、３０Ｇを有している。２つのうちの１つであるトラック領域３０は上記した第１実施形態と同一の構成を有している。なお、トラック領域３０は、他の実施形態または変形例において示したトラック領域３０Ａ〜３０Ｆのいずれかと同一の構成が用いられてもよい。
【００９２】
トラック領域３０の内側には、バックアップ用のトラック領域３０Ｇが設けられている。このトラック領域３０Ｇは、光学パターン３３Ｇを有している。光学パターン３３Ｇは、第１パターン３４Ｇ及び第２パターン３５Ｇを有している。第１パターン３４Ｇ及び第２パターン３５Ｇの第１の方向Ｄ１の配列は、トラック領域３０における第１パターン３４及び第２パターン３５の配列と同一となっている。ただし、トラック領域３０Ｇは、トラック領域３０よりも内側に配置されるため、光学パターン３３Ｇは、光学パターン３３に対して第１の方向Ｄ１に縮小した状態で配置されている。
【００９３】
この第４実施形態によれば、トラック領域３０、３０Ｇのうちいずれか一方が損傷等により使用不能になった場合でも、他方を使用することによりエンコーダの機能を維持することができる。なお、トラック領域３０、３０Ｇにおいて同一の光学パターン３３の配列が確保できればよいので、トラック領域３０、３０Ｇで同一形態の光学パターン３３が使用されることに限定されず、トラック領域３０、３０Ｇで異なる形態の光学パターン３３が使用されてもよい。
【００９４】
＜第６変形例＞
第６変形例に係る光検出部について説明する。図１３は、第６変形例に係る光検出部の一例を示す平面図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１３に示すように、光検出部４０Ｇは、発光部４１、受光部４２、制御回路４３に加えて、第２受光部４２Ｇを有している。光検出部４０Ｇは、図１２に示す第４実施形態のスケールＳＢに対応した構成が採用される。
【００９５】
第２受光部４２Ｇは、受光部４２と同様に、複数の受光素子４２Ｇａを有している。第２受光部４２Ｇは、トラック領域３０よりも内側のトラック領域３０Ｇに対応するように、第１の方向Ｄ１に縮小した状態で受光素子４２Ｇａが配置されている。なお、受光素子４２ａと、受光素子４２Ｇａとは、それぞれ同数ずつ設けられている。
【００９６】
また、発光部４１のうち発光素子４１ａの光射出領域４１ｄは、第２の方向Ｄ２において、受光部４２と第２受光部４２Ｇとの間に配置される。これにより、光射出領域４１ｄから、トラック領域３０の光学パターン３３と、トラック領域３０Ｇの光学パターン３３Ｇとの双方両方に対して検出光を射出することができる。ただし、トラック領域３０とトラック領域３０Ｇとで、個別に検出光を照射するものでもよい。
【００９７】
制御回路４３は、受光部４２による検出結果と、第２受光部４２Ｇによる検出結果とを常時取得するとともに、両者を比較して、検出結果が異なる場合にいずれか一方が故障等していると判断してもよい。いずれが故障しているかは、検出結果が異なる以前の検出結果を用いて推測させてもよい。
【００９８】
このように、光検出部４０Ｇによれば、スケールＳＢに設けられたトラック領域３０、３０Ｇの光学パターン３３、３３Ｇを検出する受光部４２及び第２受光部４２Ｇを備えるので、いずれか一方をバックアップ用として使用することができる。これにより、トラック領域３０、３０Ｇのいずれか一方や、受光部４２及び第２受光部４２Ｇのいずれか一方が損傷して使用不能となっても他方を使用することで位置検出を継続して行うことができる。
【００９９】
＜駆動装置＞  
実施形態に係る駆動装置について説明する。図１４は、実施形態に係る駆動装置の一例として電動のモータ装置ＭＴＲの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１４に示すように、モータ装置ＭＴＲは、軸部ＳＦと、軸部ＳＦを回転駆動させる本体部（駆動部）ＢＤと、軸部ＳＦの回転情報を検出するエンコーダＥＣとを有している。
【０１００】
軸部ＳＦは、負荷側端部ＳＦａと、反負荷側端部ＳＦｂとを有している。負荷側端部ＳＦａは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部ＳＦｂには、固定部２０を介してスケールＳが固定される。このスケールＳに対応するように、エンコーダＥＣが取り付けられている。スケールＳやエンコーダＥＣとしては、上記した各実施形態及び各変形例において示した構成を用いることができる。
【０１０１】
このモータ装置ＭＴＲによれば、小型化されたエンコーダＥＣが搭載されるため、モータ装置ＭＴＲ全体を小型化することができる。また、反負荷側端部ＳＦｂに小型のエンコーダＥＣが取り付けられるため、モータ装置ＭＴＲからの出っ張りが小さくなり、小さなスペースにモータ装置ＭＴＲを設置することができる。なお、駆動装置としてモータ装置ＭＴＲを例に挙げて説明したが、これに限定されず、油圧や空圧を利用した軸部を有する他の駆動装置であってもよい。
【０１０２】
＜ロボット装置＞  
実施形態に係るロボット装置について説明する。図１５は、実施形態に係るロボット装置ＲＢＴの一例を示す斜視図である。なお、図１５は、ロボット装置ＲＢＴの一部（関節部分）の構成を模式的に示している。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図１５に示すように、ロボット装置ＲＢＴは、第１アームＡＲ１と、第２アームＡＲ２と、関節部ＪＴとを有しており、第１アームＡＲ１と第２アームＡＲ２とが関節部ＪＴを介して接続された構成となっている。
【０１０３】
第１アームＡＲ１には、腕部１０１と、軸受１０１ａ、１０１ｂとを備えている。第２アームＡＲ２には、腕部１０２と接続部１０２ａとが設けられている。関節部ＪＴでは、軸受１０１ａ、１０１ｂの間に接続部１０２ａが配置されている。接続部１０２ａは、軸部ＳＦ２と一体的に設けられている。関節部ＪＴでは、軸部ＳＦ２が軸受１０１ａ、１０１ｂの両方に挿入された状態となっている。軸部ＳＦ２のうち軸受１０１ｂに挿入される側の端部は、軸受１０１ｂを貫通して減速機ＲＧに接続されている。
【０１０４】
減速機ＲＧは、モータ装置ＭＴＲに接続されており、モータ装置ＭＴＲの回転を例えば１００分の１等に減速して軸部ＳＦ２に伝達する。モータ装置ＭＴＲとしては、図１４に示すモータ装置ＭＴＲが用いられている。図１５においては図示されていないが、モータ装置ＭＴＲの軸部ＳＦのうち負荷側端部ＳＦａは、減速機ＲＧに接続されている。また、モータ装置ＭＴＲの軸部ＳＦのうち反負荷側端部ＳＦｂには、エンコーダＥＣのスケールＳが取り付けられている。
【０１０５】
上記のように構成されたロボット装置ＲＢＴは、モータ装置ＭＴＲを駆動して軸部ＳＦを回転させると、この回転が減速機ＲＧを介して軸部ＳＦ２に伝達される。軸部ＳＦ２の回転により接続部１０２ａが一体的に回転し、これにより第２アームＡＲ２が、第１アームＡＲ１に対して回転する。その際、エンコーダＥＣは、軸部ＳＦの回転位置等を検出する。従って、エンコーダＥＣからの出力を用いることにより、第２アームＡＲ２の回転位置を検出することができる。
【０１０６】
このようにロボット装置ＲＢＴによれば、小型のモータ装置ＭＴＲを搭載するため、ロボット装置ＲＢＴ全体を小型化することができる。また、小型のエンコーダＥＣを備えるため、関節部ＪＴからの出っ張りが小さくなり、この出っ張りが他の機器等と干渉するのを抑制できる。なお、ロボット装置ＲＢＴとしては、上記した構成に限定されず、例えば、関節を備える各種ロボット装置にモータ装置ＭＴＲを搭載することができる。
【０１０７】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態及び各変形例においては、反射型の光学パターンを有するスケールを例に挙げて説明したが、これに限定されず、光透過型の光学パターンを有するスケール、及びこのスケールを用いたエンコーダ、駆動装置、ロボット装置であってもよい。光透過型の光学パターンでは、第２の方向Ｄ２において第２パターン３５の長さが第１パターン３４より短いものや、第１パターン３４と第２パターン３５とで透過率が異なるように設定される。これら光透過型の光学パターンにおいて、上記した各実施形態及び各変形例と同様の形態を適用することができる。
【０１０８】
また、上記した各実施形態及び各変形例では、ロータリーエンコーダについて示しているが、これに限定されず、例えば、リニアエンコーダであってもよい。リニアエンコーダの場合、移動部材（可動子）はリニアガイド（固定子）によって直線方向に移動するが、このリニアガイドに沿ってスケールが配置される。なお、リニアガイドの方向が第１の方向Ｄ１である。光検出部４０は移動部材に搭載され、スケールの光学パターンを検出することにより、リニアガイドに対する移動部材の位置を検出する。ここで用いられるスケールは、第１の方向Ｄ１を直線方向とした状態で、上記した各実施形態及び各変形例と同様のスケールを適用することができる。
【０１０９】
また、上記したエンコーダＥＣやモータ装置ＭＴＲは、ロボット装置ＲＢＴへの適用に限定されず、旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用されてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｓ、ＳＡ、ＳＢ…スケール、ＡＸ…回転軸、Ｄ１…第１の方向、Ｄ２…第２の方向、ｐ…ピッチ、ＥＣ…エンコーダ、ＳＦ…軸部、ＣＯＮＴ…制御部、ＭＴＲ…モータ装置（駆動装置）、ＲＢＴ…ロボット装置、１０…基板、２０…固定部、３０、３０Ａ〜３０Ｆ…トラック領域、３０Ｇ…バックアップ領域、３３…光学パターン、３４…第１パターン、３５、３５Ａ〜３５Ｇ…第２パターン、３６、３７…反射防止膜（膜部）、３８…第３パターン、４０…光検出部、４１…発光部（照明部）、４２…受光部、４３…制御回路、４５…ローパスフィルタ、４６…ハイパスフィルタ
【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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【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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