(57)【要約】【課題】階調パターン領域２１以外の非階調パターン領域２２において反射され受光部５に入る光の量を低減することが可能な、エンコーダおよびその製造方法を提供する。【解決手段】エンコーダ１０は、コード板１と、投光部４と、受光部５とを備える。投光部４はコード板１に光３を照射し、受光部５はコード板１から反射された光３を受光する。コード板１は、投光部４が照射する光３を反射可能な高反射領域と、高反射領域より投光部４が照射する光３の反射率が低い低反射領域とがコード板１の移動方向に沿って交互に並ぶ階調パターン領域と、階調パターン領域に隣接する、投光部４が照射する光３の反射率が低い非階調パターン領域とを含んでいる。非階調パターン領域は、投光部４の照射する光３を受光部５以外の方向へ進行させる拡散構造を有している。【選択図】図１
2015114301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コード板と、
前記コード板に光を照射する投光部と、
前記コード板から反射された光を受光する受光部とを備え、
前記コード板は、前記投光部が照射する光を反射可能な高反射領域と、前記高反射領域より前記投光部が照射する光の反射率が低い低反射領域とが前記コード板の移動方向に沿って交互に並ぶ階調パターン領域と、
前記階調パターン領域に隣接する、前記投光部が照射する光の反射率が低い非階調パターン領域とを含み、
前記非階調パターン領域は、前記投光部の照射する光を前記受光部以外の方向へ進行させる拡散構造を有する、エンコーダ。
【請求項２】
前記拡散構造は、前記非階調パターン領域の表面に形成された凹形状部、凸形状部、凹凸形状部のいずれかを含む、請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記拡散構造は、前記非階調パターン領域の表面に、前記投光部と前記受光部とを結ぶ直線に沿う方向に延在するように形成され、
前記拡散構造の延在方向に垂直な断面は三角形または半円形を有する、請求項１または２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記高反射領域は、前記投光部が照射する光を反射可能な素材により形成され、前記低反射領域は、前記高反射領域より前記投光部が照射する光の反射率が低い素材により形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記コード板は階調パターン領域を複数含み、
前記非階調パターン領域は複数の前記階調パターン領域の間に位置する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記拡散構造は、前記低反射領域にも形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項７】
コード板を備えるエンコーダの製造方法であって、
基板材料の、トラック間領域となるべき領域の表面に、凹形状部、凸形状部、凹凸形状部のいずれかを含む拡散構造を形成する工程と、
前記拡散構造を含む前記基板材料の表面に、前記コード板に照射される光の反射率が低い低反射領域を形成する工程と、
前記低反射領域上に、前記低反射領域に隣接するように、前記低反射領域より前記コード板に照射される光の反射率が高い高反射領域を形成する工程とを備える、エンコーダの製造方法。
【請求項８】
前記低反射領域は、前記コード板に照射される光の反射率が低い素材により形成され、
前記高反射領域は、前記低反射領域より前記コード板に照射される光の反射率が高い素材により形成される、請求項７に記載のエンコーダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンコーダおよびその製造方法に関し、特に光学式エンコーダおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの回転軸の回転角度を検出するエンコーダには、１回転以内の回転角度を検出する光学式エンコーダ、複数回の回転数を検出する磁気式エンコーダ、および１回転以内の回転角度と複数回の回転数との双方を検出する複合式エンコーダとがある。また光学式エンコーダには、スケールを透過する光を検出する透過型のエンコーダと、スケールを反射する光を検出する反射型のエンコーダとが存在する。このうち反射型のエンコーダのスケールは、投光部がスケールに向けて照射する光を高い割合で反射可能な高反射領域と、高反射領域より当該光の反射率が低い低反射領域とが交互に並ぶ階調パターン領域を有している。この階調パターン領域に光が照射されることによる反射光量の階調変化を電気信号に変換することにより、回転角度及び回転速度が検出できる。この階調パターン領域として光の反射率が高い素材と光の反射率が低い素材とを用い、これらの素材を塗装、蒸着、印刷することにより形成されるスケールを用いた反射型のエンコーダが、たとえば特開２００７−３０９６９２号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
また投光部がスケールに向けて照射する光を高い割合で反射可能な高反射領域がトラック内に凹部として形成され、高反射領域よりも当該光の反射率が低い低反射領域が当該トラック内に平坦部として形成されたスケールを用いた反射型のエンコーダが、たとえば特開２００５−７７１８８号公報（特許文献２）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０９６９２号公報
【特許文献２】特開２００５−７７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえば特に高精度なエンコーダにおいては、階調パターン領域を複数備え、それぞれの階調パターン領域からの反射光の信号を読み取ることにより、非常に細かい角度を検出する場合がある。このようなエンコーダにおいて、複数の階調パターン領域同士の間に挟まれた、階調パターン領域でない非階調パターン領域は、そこからの反射光が複数の階調パターン領域のそれぞれからの反射光と混合するノイズとなることを抑制するために、反射光を受光する受光部以外の方向へ光を進行させる領域とすることが好ましい。上記の各特許文献はいずれも単一の階調パターン領域のみを有する構成が開示されるため、階調パターン領域以外の領域における反射光の受光部の方向への進行を抑制するための工夫について、なんら開示されていない。
【０００６】
またたとえ非階調パターン領域が黒色インクなどの光吸収性部材により形成されたとしても、当該光吸収性部材もすべての光を吸収することはできず、当該光吸収性部材からもわずかな反射光が発生する。照射光の数％程度の強度のわずかな反射光であっても、これが受光部に到達すれば、階調パターン領域からの反射光の階調変化による電気信号のコントラストが低下し、光の検出精度が低下する。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、階調パターン領域以外の非階調パターン領域において反射され受光部に入る光の量を低減することが可能な、エンコーダおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエンコーダは、コード板と、投光部と、受光部とを備える。投光部はコード板に光を照射し、受光部はコード板から反射された光を受光する。コード板は、投光部が照射する光を反射可能な高反射領域と、高反射領域より投光部が照射する光の反射率が低い低反射領域とがコード板の移動方向に沿って交互に並ぶ階調パターン領域と、階調パターン領域に隣接する、投光部が照射する光の反射率が低い非階調パターン領域とを含んでいる。非階調パターン領域は、投光部の照射する光を受光部以外の方向へ進行させる拡散構造を有している。
【０００９】
本発明のエンコーダの製造方法は、まず基板材料の、トラック間領域となるべき領域の表面に、凹形状部、凸形状部、凹凸形状部のいずれかを含む拡散構造が形成される。
拡散構造を含む基板の表面に、コード板に照射される光の反射率が低い低反射領域が形成される。低反射領域上に、低反射領域に隣接するように、低反射領域よりコード板に照射される光の反射率が高い高反射領域が形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非階調パターン領域に有する、投光部が照射する光を受光部以外の方向へ進行させる拡散構造により、非階調パターン領域から受光部に入る光の量を低減することができる。このため本発明のエンコーダは、受光部に入る光のうち階調パターン領域の高反射領域にて反射された光が占める割合を高くし、階調パターン領域からの電気信号のコントラストをより明瞭にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１の一例におけるエンコーダの構成を示す概略図である。
【図２】図１のエンコーダの円板被照射部の一部の構成を示す概略平面図である。
【図３】実施の形態１の一例における、図２のＡ−Ａ線に沿う領域の概略断面図である。
【図４】図３中の点線で囲んだ領域ＩＶの概略拡大断面図である。
【図５】図３に示すエンコーダのコード円板の製造方法の第１工程を示す概略断面図（Ａ）と、図３に示すエンコーダのコード円板の製造方法の第２工程を示す概略断面図（Ｂ）と、図３に示すエンコーダのコード円板の製造方法の第３工程を示す概略断面図（Ｃ）とである。
【図６】実施の形態１の第１変形例における、図２のＡ−Ａ線に沿う領域の概略断面図である。
【図７】実施の形態１の第２変形例における、図２のＡ−Ａ線に沿う領域の概略断面図である。
【図８】実施の形態１の第３変形例における、図２のＡ−Ａ線に沿う領域の概略断面図である。
【図９】実施の形態１の第４変形例における、図２と同様のエンコーダの円板被照射部の一部の構成を示す概略平面図である。
【図１０】実施の形態１の第４変形例における、図９のＢ−Ｂ線に沿う領域の概略断面図である。
【図１１】実施の形態２の一例における、図２と同様のエンコーダの円板被照射部の一部の構成を示す概略平面図である。
【図１２】実施の形態２の一例における、図１１のＣ−Ｃ線に沿う領域の概略断面図である。
【図１３】図１２中の点線で囲んだ領域ＸＩＩＩの概略拡大断面図である。
【図１４】実施の形態２のトラック間領域に形成される拡散構造の一例を示す概略図である。
【図１５】図１４中のＸＶ−ＸＶ線に沿う部分の概略断面図である。
【図１６】実施の形態３のトラック間領域に形成される拡散構造の一例を示す概略図である。
【図１７】図１６中のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う部分の概略断面図である。
【図１８】実施の形態４の一例におけるエンコーダの構成を示す概略図である。
【図１９】実施の形態５の一例におけるエンコーダの構成を示す概略図である。
【図２０】図１９中の点線で囲んだ領域ＸＸの概略拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態のエンコーダの構成について図１を用いて説明する。
【００１３】
図１を参照して、本実施の形態のエンコーダ１０は、コード円板１（コード板）と、光３を供給する投光部４と、光３を受ける受光部５とを主に有する光学式エンコーダである。コード円板１は、平面視において円形を有しており、円板の本体をなす円板本体１ａと、投光部４から照射される光３を受ける円板被照射部１ｂとを有している。円板被照射部１ｂは円板本体１ａの上側の表面上に、平面視において円板本体１ａと重なるように配置されている。円板本体１ａの円板被照射部１ｂと反対側（下側）にはモータなどの回転軸７が取り付けられており、コード円板１は回転軸７の回転と同期して回転する。本実施の形態のエンコーダ１０はコード円板１が回転する、いわゆるロータリ型のエンコーダである。
【００１４】
投光部４は、コード円板１の円板被照射部１ｂに光３を照射する部材であり、円板被照射部１ｂの上方に、円板被照射部１ｂに対して浮かぶように配置されている。投光部４は光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光デバイスを有しており、波長がたとえば８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度の赤外光である光３を円板被照射部１ｂに照射する。
【００１５】
受光部５は、投光部４が照射して円板被照射部１ｂから反射された光３を受ける部材であり、これも円板被照射部１ｂの上方に、円板被照射部１ｂに対して浮かぶように配置されている。また受光部５は投光部４に対して互いに間隔をあけて配置されている。
【００１６】
図１および図２を参照して、円板被照射部１ｂは、平面視における円形の半径方向に並ぶように、階調パターン領域２１と、非階調パターン領域としてのトラック間領域２２とを有している。図２においては円板被照射部１ｂの半径方向に、階調パターン領域２１とトラック間領域２２とが交互に２つずつ並んでおり、言い換えれば階調パターン領域２１とトラック間領域２２とが同心円状に２つずつ交互に並んでいる。
【００１７】
階調パターン領域２１は、たとえば円板被照射部１ｂのうち最も外側の領域と、やや中央の領域とに、平面視において円周形状を有するように同心円状に形成されている。またトラック間領域２２は、円板被照射部１ｂの半径方向に関して階調パターン領域２１に隣接するように配置されている。ここでは円板被照射部１ｂの最も外側の階調パターン領域２１の内側に隣接するようにトラック間領域２２が形成され、かつ円板被照射部１ｂのやや中央の領域の階調パターン領域２１の内側に隣接するようにトラック間領域２２が形成されている。
【００１８】
図２の内側のトラック間領域２２は、円板被照射部１ｂの円形の中心部を含むように形成されているが、この態様は一例であり、たとえば図２の内側の階調パターン領域２１の内側にさらにトラック間領域２２および階調パターン領域２１が（円板被照射部１ｂの外側から内側に向けてこの順に）形成された構成であってもよい。
【００１９】
図１の円板被照射部１ｂの半径方向に関して、照射最外部Ｐ１と照射最内部Ｐ２との間の領域に延びるような光３が、投光部４から照射される。ただし光３の照射領域は、円板被照射部１ｂの円周方向に関してはほとんど幅を有さないものとする。
【００２０】
このように円板被照射部１ｂの円周方向に関する一部のみに投光部４からの光３が照射された状態で、円板被照射部１ｂが回転軸７を中心に回転すれば、たとえ照射領域が円板被照射部１ｂの円周方向の幅を有さなくても、照射最外部Ｐ１と照射最内部Ｐ２との間の円周方向に関する広範囲（場合によっては照射最外部Ｐ１と照射最内部Ｐ２との間の１周分）の領域が照射される。
【００２１】
なおここでは図１の照射最外部Ｐ１が図２の円板被照射部１ｂの最外部に相当し、図１の照射最内部Ｐ２が図２の内側の階調パターン領域２１の最内部に相当するものとしているが、これは一例であり、たとえば図２の内側のトラック間領域２２の一部をも含むように光３が照射されてもよい。
【００２２】
階調パターン領域２１は、高反射領域２３と、低反射領域２４とを有している。高反射領域２３は、投光部４が照射する光３（赤外光）を高い割合で反射可能な領域である。また低反射領域２４は、高反射領域２３より投光部４が照射する光３（赤外光）の反射率が低い領域である。高反射領域２３および低反射領域２４はいずれも平面視においてコード円板１の半径方向に沿うように延在しており、言い換えればこれらはコード円板１の中心から放射状に複数延びている。そして高反射領域２３および低反射領域２４は、平面視においてコード円板１の円周方向すなわちコード円板１の回転による移動方向に沿って交互に複数並んでいる。
【００２３】
サーボモータ用など高精度かつ高分解能を要するエンコーダ１０においては、高反射領域２３および低反射領域２４は、コード円板１の半径方向に関して延在する長さが１ｍｍ程度であり、平面視においてその延在する方向に対して交差する方向の幅が２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。高反射領域２３および低反射領域２４の幅は、当該エンコーダ１０の必要とする分解能に応じて変化する。
【００２４】
図１の円板被照射部１ｂのうち照射最外部Ｐ１と照射最内部Ｐ２との間に存在する階調パターン領域２１に照射された光３は、コード円板１が回転軸７を中心として回転することにより、階調パターン領域２１の中の複数の高反射領域２３および複数の低反射領域２４を交互に照射し、言い換えればコード円板１の回転により円板被照射部１ｂのうち光３に照射される領域がコード円板１の円周方向に移動する。高反射領域２３に照射された光３は反射して受光部５の方向へ進行するが、低反射領域２４に照射された光３は高反射領域２３に照射された光３に比べて高い割合で吸収される。このため受光部５は、投光部４からの光３が階調パターン領域２１の中の高反射領域２３に照射されたときと低反射領域２４に照射されたときとで光を受ける量が異なる。受光部５は受けた光３を電気信号に変換することにより、当該光３が階調パターン領域２１の高反射領域２３と低反射領域２４とのいずれに照射されたかを解析する。これによりコード円板１の回転角度および回転速度が検出される。
【００２５】
なお図２において、外側と内側とに２つの階調パターン領域２１が配置されているが、外側の階調パターン領域２１と内側の階調パターン領域２１とでは高反射領域２３および低反射領域２４のそれぞれが配置される領域の、円周方向に関する位置（角度、位相）が異なっている。このため円板被照射部１ｂの回転角度に応じて、受光部５の受ける光３の強度が強い（２つの階調パターン領域２１ともに高反射領域２３に照射）角度と、弱い（２つの階調パターン領域２１ともに低反射領域２４に照射）角度と、その中間の強度となる（２つのうち一方の階調パターン領域２１の高反射領域２３に、かつ他方の階調パターン領域２１の低反射領域２４に照射）角度とを有する。
【００２６】
したがって、コード円板１の回転角度に対する分解能を、階調パターン領域２１の高反射領域２３と低反射領域２４との回転角度に対する形成可能な幅の最小値に対応する角度以下の角度にすることができるため、コード円板１の回転角度に対する分解能をいっそう高くすることができる。たとえば加工上の高反射領域２３と低反射領域２４との幅の最小値が回転角度５°分であれば、回転角度５°分ごとに高反射領域２３と低反射領域２４との境界が現れる階調パターン領域２１と、回転角度７°分ごとに高反射領域２３と低反射領域２４との境界が現れる階調パターン領域２１とを同一のコード円板１に設けることにより、それらの差分の回転角度２°分を検出可能とすることができる。このようにすれば加工上の角度の分解能の限界よりもさらに微小な角度を検出可能とすることができる。
【００２７】
またこのとき、特に階調パターン領域２１が複数存在しそれらの間にトラック間領域２２が配置される場合は、図１のように照射最外部Ｐ１と照射最内部Ｐ２との間の領域が照射されることにより、階調パターン領域２１に加え上記トラック間領域２２も照射される。仮にトラック間領域２２に照射された光３が反射したものが受光部５の方向に進行すれば、受光部５は階調パターン領域２１の高反射領域２３における反射光とトラック間領域２２における反射光との双方を検出することになる。このため受光部５は、階調パターン領域２１の高反射領域２３と低反射領域２４との反射光のコントラストを高精度に検出することが困難になる。したがってトラック間領域２２に照射された光は受光部５の方向へ進行しないことが好ましい。そこでトラック間領域２２は、たとえば低反射領域２４と同様に、光３の反射率が低い（たとえば光３を高い割合で吸収する）領域として形成されている。
【００２８】
トラック間領域２２は、拡散構造３１を有している。拡散構造３１はトラック間領域２２内において互いに間隔をあけて複数形成されている。拡散構造３１は投光部４の照射する光３を受光部５以外の方向へ進行させるためにトラック間領域２２に設けられた構造体である。
【００２９】
図３の左右方向は図２のＡ−Ａ線に沿う、コード円板１の半径方向に相当する。図２および図３を参照して、拡散構造３１は、トラック間領域２２の表面に凹形状部として形成されており、図３においては特に、拡散構造３１は、半球形の凹形状部としての拡散構造３１が形成されている。
【００３０】
図３および図４を参照して、拡散構造３１は、これが形成される表面に対して内側に窪んだ凹形状部を有しており、ここでは特に半球形の凹形状部を有している。拡散構造３１は、その半球形の凹形状部の直径Ｄ１が１０μｍ以上１００μｍ以下であり、円板被照射部１ｂの円周方向において互いに隣り合う１対の拡散構造３１の間の最短距離Ｄ２が１００μｍ以下であることが好ましい。このような拡散構造３１は、トラック間領域２２内に複数、ほぼ均等に配置される。また図４中に寸法ｌで示される、トラック間領域２２の、コード円板１の半径方向に沿う長さは１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
拡散構造３１は、たとえば図３および図４のトラック間領域２２に黒色インク膜３２が塗装されていることにより、光３の反射率がいっそう低くなっている。この黒色インク膜３２はトラック間領域２２の拡散構造３１以外の領域にも形成されており、投光部４からの光３の反射率が低い素材により形成されている。このためトラック間領域２２は、その全体の光３の反射率が低くなっている。
【００３２】
低反射領域２４は、トラック間領域２２と同様に黒色インク膜３２が露出した状態となっているため、トラック間領域２２と同様に光３の反射率が低くなっている。高反射領域２３は、たとえば黒色インク膜３２を覆うように銀色インク膜３３が形成されており、この銀色インク膜３３が露出した状態となっている。銀色インク膜３３は黒色インク膜３２に比べて光３を高い割合で反射可能な素材により形成されている。このため高反射領域２３は、光３の反射率が高くなっている。
【００３３】
ここでトラック間領域２２の拡散構造３１による、本実施の形態の作用効果について説明する。
【００３４】
トラック間領域２２における光３の反射率は１％未満であることが好ましい。しかし光吸収性の高い黒色インク膜３２により表面が覆われたトラック間領域２２は１％以上の（たとえば２％以上５％以下の）反射率となる。特にトラック間領域２２の表面が平坦であれば、トラック間領域２２に照射された光３は比較的高い割合で受光部５の方向に進行するように反射する。これは投光部４から供給される光３はその進行方向がほぼ一定であるいわゆるコヒーレントな光であるためである。この場合、受光部５は本来受光すべき光３（高反射領域２３からの反射光）のほかにトラック間領域２２からの反射光を多量に検出する。このため階調パターン領域２１の高反射領域２３からの反射光と低反射領域２４からの反射光とのコントラストが不明瞭となり、エンコーダ１０のコード円板１の回転角度（速度）の検出精度が低下する可能性がある。
【００３５】
しかしトラック間領域２２の表面に、凹形状部を含む拡散構造３１が形成されることにより、投光部４からのコヒーレントな光３は拡散構造３１の表面において乱反射する割合が高くなる。すなわち拡散構造３１の凹形状部に照射され反射した光３は、トラック間領域２２の表面に照射された光３に比べて高い割合で、受光部５に向かう方向以外の方向に進行するように拡散する。その結果、トラック間領域２２が拡散構造３１を有さずその全体が平坦な表面であり黒色インク膜３２に覆われた場合に比べて、トラック間領域２２から受光部５の方向に進行する光３の量が１／２以下に低減される。このため階調パターン領域２１の高反射領域２３からの反射光と低反射領域２４からの反射光が変換された電気信号に、トラック間領域２２からの反射光による電気信号がノイズとして重畳する可能性を低減することができ、階調パターン領域２１のコントラストをより明瞭にすることができる。したがってエンコーダ１０のコード円板１の回転角度（速度）の検出精度を向上させることができる。
【００３６】
次に図５を用いて、本実施の形態のエンコーダ１０の特に（図３に示す）コード円板１の製造方法について説明する。
【００３７】
図５（Ａ）を参照して、たとえばプラスチック材料からなる、コード円板１の土台をなす基板材料１１が準備される。次に、たとえば半球形の凹形状部からなる拡散構造３１を形成するための、半球形の凸形状部４１が形成された金型４２を用いて、基板材料１１が成形されることにより、コード円板１の円板形状が形成され、コード円板１の特に最終的にトラック間領域となる領域には拡散構造３１が形成される。具体的には、上記の金型４２を用いた射出成形により、プラスチックの基板材料１１がコード円板１の円板本体１ａとなるように成形されつつ、当該円板形状の表面の所望の場所（たとえばトラック間領域２２となる領域）に金型４２の凸形状部４１が転写されることにより基板材料１１に凹形状部としての拡散構造３１が形成される。たとえば耐熱性と寸法精度とに優れるポリカーボネート樹脂を用いて、トラック間領域２２に拡散構造３１を有するコード円板１が射出成形により形成される。
【００３８】
なお拡散構造３１は、上記のように金型４２のパターンを転写することにより形成されてもよいが、このような方法に限らず、たとえばトラック間領域２２となる領域にブラスト処理を行なうことにより、トラック間領域２２の表面に多数の凹形状部、凸形状部または凹凸形状部を形成することにより拡散構造３１が形成されてもよい。
【００３９】
図５（Ｂ）を参照して、次に上記の光３（たとえば波長が８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度の赤外光）を高い割合で吸収する素材であるたとえば黒色インク膜３２が、成形された円板形状の（最終的に円板本体１ａとなる）基板材料１１の、光３が照射される側の表面に供給される。この黒色インク膜３２により、コード円板１に照射される光３の反射率が低い低反射領域２４が形成されるが、ここでは最終的にコード円板１の高反射領域２３になる領域、低反射領域２４になる領域、トラック間領域２２になる領域のすべてに黒色インク膜３２が塗装される。拡散構造３１の表面にも黒色インク膜３２が供給されてもよい。黒色インク膜３２は、印刷、蒸着、塗装のいずれの方法により供給されてもよいが、塗装により供給されることが特に好ましい。
【００４０】
図５（Ｃ）を参照して、次に特に最終的に高反射領域２３となる領域に、黒色インク膜３２を覆うように、上記の光３を低反射領域２４より高い割合で反射する素材であるたとえば銀色インク膜３３が供給される。この銀色インク膜３３が低反射領域２４に隣接する領域に供給されることにより高反射領域２３が形成され、低反射領域２４とそれに隣接する高反射領域２３とにより、図２に示すような階調パターン領域２１が形成される。銀色インク膜３３は、印刷、蒸着、塗装のいずれの方法により供給されてもよいが、印刷により供給されることが特に好ましい。
【００４１】
次に、本実施の形態のコード円板１の構成の変形例について説明する。
図３を再度参照して、本実施の形態の一例においては、トラック間領域２２のみに半球形の凹形状部としての拡散構造３１が形成されている。しかし図６を参照して、本実施の形態の第１変形例として、図３と同様の半球形の凹形状部を有する拡散構造３１が、トラック間領域２２のみならず低反射領域２４にも形成されてもよい。このようにすれば、低反射領域２４は、黒色インク膜３２により光３の反射率を低下させる効果と、拡散構造３１により光３が受光部５の方向に進行するのを抑制する効果との双方を備えることができる。このため階調パターン領域２１の高反射領域２３と低反射領域２４との光３の反射率の差による受光部５の検出コントラストをより鮮明にすることができ、エンコーダ１０の性能をいっそう向上させることができる。
【００４２】
図３を再度参照して、本実施の形態の一例においては、階調パターン領域２１の高反射領域２３と低反射領域２４とは、それぞれ光の反射率が高い銀色インク膜３３と光の反射率が低い黒色インク膜３２とがプラスチック材料などの基板材料１１上に塗装などされることにより形成されている。つまり図３においてはコード円板１のうち、高反射領域２３、低反射領域２４などとして機能し得る部分は、コード円板１の全体ではなく、その表面の円板被照射部１ｂのみである。しかし図７を参照して、本実施の形態の第２変形例として、コード円板１の表面に反射率の低い材料が塗装される場合のみならずその全体（たとえばコード円板１の全体）が、高反射領域２３、低反射領域２４およびトラック間領域２２により形成され、これらが互いに別々の部材により形成されていてもよい。この場合においても、プラスチック製の基板材料１１上に高反射領域２３および低反射領域２４が印刷、塗装などされる場合と同様の作用効果を奏する。
【００４３】
たとえばコード円板１の高反射領域２３は、図３の銀色インク膜３３と同様の材料からなる構造物として形成され、低反射領域２４およびトラック間領域２２は、図３の黒色インク膜３２と同様の材料からなる構造物として形成されている。そしてトラック間領域２２には図３と同様の拡散構造３１が形成されている。
【００４４】
図３を再度参照して、本実施の形態の一例においては、トラック間領域２２に形成される拡散構造３１は、半球形の凹形状部を有している。しかし図８を参照して、本実施の形態の第３変形例として、当該拡散構造３１は、凹形状部に限らず、たとえば凸形状部を有していてもよいし、凹形状部と凸形状部との双方（凹凸形状部）を有していてもよい。凸形状部または凹凸形状部を有する拡散構造３１も、上記の凹形状部の拡散構造３１と同様に、光３を受光部５以外の方向に進行させる機能を有しており、これを有することにより、トラック間領域２２の全体が平坦な表面である場合に比べてトラック間領域２２から受光部５の方向に進行する光３の量を減少させることができる。
【００４５】
コード円板１の凸形状部（凹凸形状部に含まれる凸形状部を含む）を有する拡散構造３１は、図５（Ａ）に示す金型４２に凹形状部を形成させ、これを基板材料１１に転写させることにより形成できる。ただし凸形状部の拡散構造３１は、上記の方法の他に、たとえば基板材料１１の表面に直径が１０μｍ以上１００μｍ以下の粒子を含む黒色インク膜３２と同様の材質のインクを印刷する方法により形成されてもよい。また凸形状部の拡散構造３１は、インクジェット印刷を用いて光硬化性インクをドット状に印刷する方法により形成されてもよい。
【００４６】
図３を再度参照して、本実施の形態の一例においては、コード円板１の半径方向に沿って、階調パターン領域２１（高反射領域２３または低反射領域２４）とトラック間領域２２とが交互に２つずつ並んでいる。しかし図９および図１０を参照して、本実施の形態の第４変形例として、たとえば円板被照射部１ｂが階調パターン領域２１と、トラック間領域２２とを１つずつのみ有する構成であってもよい。図９および図１０においては円板被照射部１ｂの外側の領域に階調パターン領域２１が形成され、階調パターン領域２１の（円板被照射部１ｂにおける）内側に隣接するようにトラック間領域２２が形成されている。
【００４７】
この場合においても、たとえばコード円板１の円板被照射部１ｂの半径方向に関する全体に光３が照射される場合には、トラック間領域２２からの反射光が受光部５の方向へ進行することを抑制する必要が生じる。この観点から、上記の他の各例と同様に、図９および図１０においてもトラック間領域２２に拡散構造３１が形成されることにより、反射光の受光部５の方向への進行が抑制されることが好ましい。
【００４８】
なお、たとえば図１および図２において、照射最外部Ｐ１を円板被照射部１ｂの最外部にし、照射最内部Ｐ２を外側のトラック間領域２２の最内部にすれば、図９および図１０と実質的に同様の態様となる。このように光３の照射される階調パターン領域２１が１つのみの場合であっても、階調パターン領域２１の周辺（外側）の領域はノイズ抑制のため受光部５の方向への光３の進行を抑制することが必要となる。このためトラック間領域２２に他の各例と同様の拡散構造３１が形成されることにより、他の各例と同様の作用効果を奏することができる。
【００４９】
さらに図示されないが、円板被照射部１ｂに形成される階調パターン領域２１の数は任意であり、たとえば３つ以上であってもよい。トラック間領域２２についても同様にその数は任意である。またたとえば図８に示す凸形状部（凹凸形状部を含む）を有する拡散構造３１は、図８の例に限らず、上記のいずれの例に用いられてもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図１１および図１２を参照して、本実施の形態におけるエンコーダ１０のコード円板１の円板被照射部１ｂは、トラック間領域２２に形成される拡散構造３１が、コード円板１の半径方向に沿うように延在する（長辺を有する）、長尺状の平面形状を有している。また図１１および図１２の拡散構造３１はこれが形成される円板被照射部１ｂの表面に対して外側に突起した凸形状部を有している。
【００５１】
図１３を参照して、拡散構造３１は、その延在する方向の長さＤ１、およびこれが形成される表面に対する最大の高さＨが１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、図中に寸法ｌで示される、トラック間領域２２の、コード円板１の半径方向に沿う長さは１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。トラック間領域２２には複数の拡散構造３１が（円板被照射部１ｂの円周方向に関して）互いに間隔をあけて形成されている。図１１を参照して、トラック間領域２２内において互いに隣り合う１対の拡散構造３１間の平面視における最短距離Ｄ２は１００μｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
図１４および図１５を参照して、本実施の形態の拡散構造３１は、平面視におけるその延在方向に交差（たとえば直交）する断面が三角形状を有している。なおこの三角形状は、拡散構造３１が形成される円板被照射部１ｂの表面と、三角形状を形成する１対の面３１ａ，３１ｂのそれぞれとのなす角度αが等しい、いわゆる二等辺三角形であることがより好ましい。すなわち本実施の形態の拡散構造３１は半径方向に延在する三角柱状をなしている。
【００５３】
また特に図１４を参照して、拡散構造３１の延在する方向（つまりコード円板１の半径方向）は、投光部４と受光部５とを結ぶ直線の方向（ベクトルｖで示される）に沿う方向となっている。したがって拡散構造３１の三角柱形状の最上部において、当該三角柱形状をなす１対の面３１ａ，３１ｂが交差する稜線３４は、投光部４と受光部５とを結ぶ直線の方向にほぼ等しくなっている。
【００５４】
図１１〜１５においては、トラック間領域２２の拡散構造３１は、円板被照射部１ｂの半径方向に関して１つずつ配置され、円板被照射部１ｂの円周方向に沿って互いに間隔をあけて複数配置されている。このため拡散構造３１の長辺方向の寸法Ｄ１（図１３参照）はトラック間領域２２の半径方向の寸法ｌ（図１３参照）に近い値となっている。このような構成を有してもよいが、トラック間領域２２の拡散構造３１は、円板被照射部１ｂの半径方向に関して互いに間隔をあけて複数配置されてもよい。その場合はたとえば図１３中に寸法ｌで示されるトラック間領域２２の長さが５００μｍ、拡散構造３１の延在する方向の長さＤ１が１００μｍ、円板被照射部１ｂの半径方向に関して互いに隣り合う１対の拡散構造３１の最短距離が１００μｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００５６】
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、たとえば投光部４から拡散構造３１を含む円板被照射部１ｂに向けて照射され、拡散構造３１の表面を構成する三角柱表面３１ａ，３１ｂにて反射した光３は、受光部５以外の方向へ進行するように拡散する。これは投光部４と受光部５とを結ぶ直線と、拡散構造３１の三角柱表面３１ａと三角柱表面３１ｂとの交差する稜線３４とがほぼ平行となるように両者が互いに沿うように配置されているためである。
【００５７】
上記の配置となっている場合、たとえば拡散構造３１にて反射された光３のうち稜線３４において反射された光３は、受光部５の方向へ進行する可能性がある。しかし拡散構造３１のうち稜線３４以外の領域において反射された光３は、受光部５の方向へは進まず、基本的に平面視においてベクトルｖに交差する方向（垂直に近い方向）に、かつ円板被照射部１ｂに沿うように（水平方向に）進行する。このため本実施の形態においても実施の形態１と同様に、当該光３を受光部５が検出することによるノイズの発生確率を低減することができ、階調パターン領域２１のコントラストをより明瞭にすることができる。
【００５８】
なお図１５に示す、三角柱表面３１ａ，３１ｂのそれぞれと拡散構造３１が形成される表面とのなす角度αは４０°以上６０°以下であることが好ましい。仮に当該角度αが４０°を下回れば、たとえ三角柱表面３１ａ，３１ｂ上において光３が反射されても、そのうち投光部４と受光部５とを結ぶベクトルｖに沿う方向に対して交差する（たとえば垂直）方向に拡散される光３が少なくなる。このため、受光部５の方向に光３が進行することを抑制する効果が弱くなる。また仮に当該角度αが６０°を超えれば、たとえ三角柱表面３１ａ，３１ｂ上において反射された光３がベクトルｖに沿う方向に対して交差する方向に拡散されても、当該拡散構造３１と互いに隣り合う拡散構造３１の三角柱表面３１ａ，３１ｂにおいて光３が再度反射される。すると当該光３はたとえば反射を繰り返しながらその２つの拡散構造３１の間を往復するなど、進行方向の制御が困難となり、その結果エンコーダ１０の精度が低下する可能性がある。この観点から、上記角度αは４０°以上６０°以下であることが好ましい。
【００５９】
実施の形態１の拡散構造３１は、たとえば半球形の凹形状部、凸形状部または凹凸形状部のいずれかを含んでいる。このためコード円板１の中心軸と回転軸７との延在方向が互いに一致しない場合に、光３が円板被照射部１ｂを照射する角度が、調整することなどにより意図した角度に対して変動する可能性がある。このように変動すれば、拡散構造３１からの反射光が受光部５の方向に進行する割合が意図せず高くなる可能性がある。本実施の形態においてはたとえば左右対称の三角柱状の拡散構造３１が用いられるため、上記のような光３の角度のずれを抑制することができ、拡散構造３１は受光部５への光３の進行を確実に抑制することができる。
【００６０】
なお上記においては円板被照射部１ｂの表面に対する凸形状部としての三角柱状の拡散構造３１が示されているが、これに限らず、図示されないがたとえば円板被照射部１ｂの表面に対する凹形状部としての三角柱状の拡散構造３１が用いられてもよい。また凹凸形状部としての拡散構造３１が用いられてもよい。すなわち凹形状部としての三角柱状と凸形状部としての三角柱状との双方を有するように拡散構造３１が形成されてもよい。
【００６１】
本実施の形態のコード円板１の製造方法は、基本的に実施の形態１のコード円板１の製造方法と同様である。本実施の形態のトラック間領域２２に、凸形状部としての三角柱表面３１ａ，３１ｂを有する拡散構造３１を形成する際には、たとえば上記拡散構造３１の形状に対応する凹形状部を有する金型４２を用いた射出成形により、上記凹形状部がプラスチックなどの基板材料１１のトラック間領域２２となるべき領域に転写される。また階調パターン領域２１の高反射領域２３および低反射領域２４についても、基本的に実施の形態１と同様の手法により形成される。
【００６２】
なお本実施の形態においても、たとえば低反射領域２４にも拡散構造３１が形成されてもよい。この場合、低反射領域２４において、投光部４と受光部５とを結ぶ直線に沿う方向に延在するように、三角柱状の拡散構造３１が形成されることが好ましい。
【００６３】
（実施の形態３）
図１６および図１７を参照して、本実施の形態においては、実施の形態２と同様の長尺状の平面形状を有する拡散構造３１が、実施の形態２と同様の配置となるようにトラック間領域２２に形成される。すなわち本実施の形態においても拡散構造３１は、投光部４と受光部５とを結ぶ直線に沿う方向に延在するように形成される。ただし拡散構造３１は実施の形態２のように三角形の断面形状を有する代わりに、半円形の断面形状を有していてもよい。この場合、拡散構造３１は半円柱状となる。拡散構造３１の拡散構造曲面３１ｃが、拡散構造３１が形成される表面（たとえば黒色インク膜３２が供給された円板被照射部１ｂ）と交わる部分の角度β（拡散構造の半円形の断面の、上記表面に対する接線のなす角度β）は、実施の形態２の角度αと同様に４０°以上６０°以下であることが好ましい。
【００６４】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態２の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。すなわち上記においては円板被照射部１ｂの表面に対する凸形状部としての半円柱状の拡散構造３１が示されているが、これに限らず、図示されないがたとえば円板被照射部１ｂの表面に対する凹形状部としての半円柱状の拡散構造３１が用いられてもよい。また凹凸形状部としての拡散構造３１が用いられてもよい。すなわち凹形状部としての半円柱状と凸形状部としての半円柱状との双方を有するように拡散構造３１が形成されてもよい。
【００６５】
実施の形態３の作用効果は、基本的に実施の形態２の作用効果と同様である。すなわち投光部４からの光３のうち、拡散構造３１の表面のうちこれが形成される表面（たとえば黒色インク膜３２が供給された円板被照射部１ｂ）から最も離れた最上部３５に照射されたものは、反射により受光部５の方向へ進行する可能性がある。しかし拡散構造３１のうち最上部３５以外の表面である拡散構造曲面３１ｃにおいて反射された光３は、受光部５の方向へは進まず、基本的に平面視においてベクトルｖに交差する方向（垂直に近い方向）に、かつ円板被照射部１ｂに沿うように（水平方向に）進行する。このため本実施の形態においても実施の形態１，２と同様に、当該光３を受光部５が検出することによるノイズの発生確率を低減することができ、階調パターン領域２１のコントラストをより明瞭にすることができる。
【００６６】
（実施の形態４）
図１８を参照して、本実施の形態のエンコーダ５０は、基本的に実施の形態１のエンコーダ１０と同様の構成の光学式エンコーダに磁気式エンコーダが複合し、両者が一体化された構成を有している。
【００６７】
具体的には、実施の形態１のエンコーダ１０と同様のコード円板１の、円板被照射部１ｂには、円板被照射部１ｂを平面視において二分する中心線ｌｎを境界として、磁石のＮ極と同様の性質を有するＮ極部５１と磁石のＳ極と同様の性質を有するＳ極部５２とが形成されている。これらのＮ極部５１とＳ極部５２とは、コード円板１の円板本体１ａを構成するプラスチック材料などに磁性粒子を含有させることにより形成される。また図示されないが、エンコーダ５０の円板被照射部１ｂにも、実施の形態１などの円板被照射部１ｂと同様に、印刷、蒸着、塗装などにより形成された、階調パターン領域２１（高反射領域２３および低反射領域２４）およびトラック間領域２２が形成されており、かつ拡散構造３１が形成されている。
【００６８】
円板被照射部１ｂの上方には、円板被照射部１ｂに対して浮かぶように、磁気検出器５３が配置されている。磁気検出器５３は、磁気を帯びた円板被照射部１ｂを有するコード円板１の回転により、検出する磁力の極性の時間変化を検出する。この磁力の極性の時間変化により、円板被照射部１ｂの（１回転を超える）回転数を検出することができる。
【００６９】
すなわちエンコーダ５０においては、円板被照射部１ｂの円周方向１回転分において高反射領域２３と低反射領域２４とが複数（多数）繰り返されるように配置される階調パターン領域２１を利用することにより、１回転以内の回転角度を検出することができる。またエンコーダ５０においては、円板被照射部１ｂの円周方向１回転分において１つずつ有するように配置されるＮ極部５１とＳ極部５２との組を利用することにより、１回転を超える複数回転数を検出することができる。このようにエンコーダ５０は上記の各実施の形態のエンコーダ１０に比べて検出することが可能な回転角度の範囲が拡張される。
【００７０】
エンコーダ５０のコード円板１は、基本的に上記の各実施の形態のコード円板１と同様に、基板材料が射出成形されることにより形成される。なお本実施の形態においては、基板材料となるたとえばプラスチック材料が磁性粒子を含有していることが好ましい。そこで階調パターン領域２１およびトラック間領域２２が（上記の各実施の形態と同様の処理により）形成された後に、基板材料（円板本体１ａ）が一般公知の方法により着磁されることにより、円板被照射部１ｂが二分されるようにＮ極部５１とＳ極部５２とが形成されることが好ましい。
【００７１】
なお図１８の磁気検出器５３の位置に、磁気検出器５３の代わりに発電器が配置されたエンコーダが用いられてもよい（その他の点についてはすべて図１８のエンコーダ５０と同様）。このエンコーダは、Ｎ極部５１とＳ極部５２とを有するコード円板１が回転軸７を中心に回転することにより、磁気検出器５３が受ける磁力の向きが時間変動する。この磁力の向きの時間変動により発生する起電力を用いて、コード円板１の回転による位置（位相）の情報を記録することができる。
【００７２】
（実施の形態５）
図１９を参照して、本実施の形態のエンコーダ６０は、コード板としてのコード平板２が直線方向に移動する、いわゆるリニア型のエンコーダである。コード平板２は矩形状の平面形状を有し、平板の本体をなす平板本体２ａ（図１の円板本体１ａに相当）と、投光部４から照射される光３を受ける平板被照射部２ｂ（図１の円板被照射部１ｂに相当）とを有している。エンコーダ６０は、コード平板２がその矩形状の平面に沿ってその延在する水平方向（たとえば図１９の左右方向）に移動可能である。
【００７３】
図２０を参照して、平板被照射部２ｂには、たとえば実施の形態１の円板被照射部１ｂにおける階調パターン領域２１およびトラック間領域２２と同様の形成方法により、階調パターン領域２１とトラック間領域２２とが、図の奥行き方向（実施の形態１の円板被照射部１ｂの半径方向に相当）に沿って並ぶように配置されている。また階調パターン領域２１には、コード平板２の移動方向（たとえば図の左右方向：実施の形態１の円板被照射部１ｂの円周方向に相当）に沿って高反射領域２３と低反射領域２４とが交互に並んでいる。
【００７４】
本実施の形態においても、実施の形態１などと同様に、コード平板２の平板被照射部２ｂに対して浮かぶように投光部４および受光部５が配置されている。コード平板２の移動方向に関して幅をほとんど有さない光３が、図１９中の照射最端部Ｐ１と照射最端部Ｐ２との間に照射される。この状態でコード平板２が図の左右方向に移動することによる受光部５の受ける光量の変化が電気信号に変換される。ここで階調パターン領域２１が複数配置される場合は、それぞれの階調パターン領域２１ごとに高反射領域２３と低反射領域２４との形成される位置（図１９、図２０の左右方向に関する高反射領域２３と低反射領域２４との周期のピッチ）を変更することにより、上記の各実施の形態と同様に、コード平板２の移動方向の位置に対する分解能をいっそう高めることができる。
【００７５】
以上の各実施の形態において、上記された拡散構造３１の形状、コード板１（コード円板１およびコード平板２の双方を含む）に対する階調パターン領域２１およびトラック間領域２２の形成態様、ならびにこれらの形成方法を適宜組み合わせることが可能である。具体的には、たとえば上記されないが、実施の形態５の図１９に示すリニア型の光学式エンコーダにも拡散構造３１が形成されてもよく、その拡散構造３１は、実施の形態２の拡散構造３１のように三角柱状を有していてもよいし、実施の形態４のように磁気式エンコーダと複合一体化されてもよい。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
１  コード円板、１ａ  円板本体、１ｂ  円板被照射部、２  コード平板、２ａ  平板本体、２ｂ  平板被照射部、３  光、４  投光部、５  受光部、７  回転軸、１０，５０，６０  エンコーダ、１１  基板材料、２１  階調パターン領域、２２  トラック間領域、２３  高反射領域、２４  低反射領域、３１  拡散構造、３１ａ，３１ｂ  三角柱表面、３１ｃ  拡散構造曲面、３２  黒色インク膜、３４  稜線、３５  最上部、４１  凸形状部、４２  金型、５１  Ｎ極部、５２  Ｓ極部、５３  磁気検出器、ｌｎ  中心線。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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