(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査装置（２）とこの走査装置（２）を調整するための組み付け支援部材（３，３．１，３．３）とを有する装置において、
前記走査装置（２）が、この走査装置（２）を支持する前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）によって基準要素（４，４．１）の回転軸（Ｄ）を中心に旋回可能であり、この組み付け支援部材（３，３．１，３．３）が、前記走査装置（２）と一緒に回転しない嵌合部分を形成するように、前記走査装置（２）を前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）で保持するために、前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）は形成されていて、
この組み付け支援部材（３，３．１，３．３）は、手段（３１，３２；３１．１，３２．１，３２．２）を有し、前記手段（３１，３２；３１．１，３２．１，３２．２）は、前記走査装置（２）を前記基準要素（４，４．１）に押し付けること、及び
前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）が、前記走査装置（２）を調整した後にこの走査装置（２）から取り外し可能であるように、この組み付け支援部材（３，３．１，３．３）は形成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記走査装置（２）は、前記基準要素（４，４．１）と一緒に嵌合部分を形成するように構成されていて、当該嵌合部分は、前記回転軸（Ｄ）に対して直角の方向に前記走査装置（２）を前記基準要素（４，４．１）に対して拘束するが、前記回転軸（Ｄ）を中心とした回転運動を可能にする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
凹部（２２）が、前記嵌合部分を形成するために前記走査装置（２）の外壁（２１）に設けられていて、前記基準要素（４，４．１）が、前記凹部（２２）に当接可能である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記凹部（２２）は、Ｖ形の溝である請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）は、互いに対向する少なくとも２つのアーム（３１；３２；３１．１，３２．１，３２．２）を有し、これらのアーム（３１；３２；３１．１，３２．１，３２．２）が、前記走査装置（２）の対向する少なくとも２つの側面を挟持するように包囲し、この走査装置（２）を前記基準要素（４，４．１）に嵌合させるため、これらのアーム（３１；３１．１，３１．２）のうちの少なくとも１つのアームが弾性に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）は、前記基準要素（４，４．１）と一緒に嵌合部分を形成するように構成されていて、当該嵌合部分は、前記回転軸（Ｄ）に対して直角の方向に前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）を前記基準要素（４，４．１）に対して拘束するが、前記回転軸（Ｄ）を中心とした前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）の回転運動を可能にする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）は、少なくとも１つの孔（３４）を有し、前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）を、前記回転軸（Ｄ）を中心に旋回させるための工具（６）が、当該孔（３４）内へ挿入可能である請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記組み付け支援部材（３．１）を、前記回転軸（Ｄ）を中心に旋回させるため、柄（９）が、前記組み付け支援部材（３．１）に成形されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
エンコーダが、スケール（１，１．３）と請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置とを有する当該エンコーダ。
【請求項１０】
以下の：
・回転軸（Ｄ）を有する基準要素（４，４．１）を提供する方法ステップと、
・組み付け支援部材（３，３．１，３．３）が、走査装置（２）を前記基準要素（４，４．１）に押し付け、この組み付け支援部材（３，３．１，３．３）が、前記走査装置（２）と一緒に回転しない嵌合部分を形成するように、前記走査装置（２）を前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）に嵌合させる方法ステップと、
・前記走査装置（２）を支持する前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）が、前記基準要素（４，４．１）の回転軸（Ｄ）を中心に旋回されることによって、前記走査装置（２）を調整する方法ステップと、
・前記走査装置（２）を、当該調整された回転位置で物体（５）に不動に固定する方法ステップと、
・前記組み付け支援部材（３，３．１，３．３）を前記走査装置（２）から取り外す方法ステップとを有する、エンコーダの前記走査装置（２）を前記物体（５）に組み付けるための方法。
【請求項１１】
前記基準要素（４）の提供は、この基準要素（４）が前記物体（５）に取り付けられることによって実行される請求項１０に記載の前記走査装置（２）を組み付けるための方法。
【請求項１２】
前記基準要素（４．１）の提供は、この基準要素（４．１）が物体（７）に取り付けられることによって実行され、スケール（１）が、この物体（７）に配置されていて、このスケール（７）は、位置測定時に前記走査装置（２）によって走査される請求項１０に記載の前記走査装置（２）を組み付けるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の上位概念による走査装置と組み付け支援部材とを有する装置に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、請求項１０に記載の走査装置を組み付けるための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
エンコーダが、特に、工作機械において加工すべき未加工品に対する工具の相対位置を測定するために使用され、三次元測定機において被検査物体の位置及び寸法を算出するために使用され、半導体産業においても使用され、例えばウエハーステッパー及びボンダーにおいて使用される。この場合、スケールが、駆動装置（例えば、リニアモータ）に直接に取り付けられるか、又は、スケールが、駆動装置によって駆動される装置に取り付けられる。エンコーダの走査装置が、移動する当該スケールに対して不動に別の機械の一部に配置されている。当該別の機械の一部の位置が測定されなければならない。
【０００４】
エンコーダのより高い分解能又は精度が、常に要求されているために、スケールに対する走査装置の精密な整合が、常により重要である。当該要求される整合を達成するため、様々な対策が知られている。
【０００５】
このような種類の走査装置及びエンコーダは、例えば欧州特許出願公開第０３９７９７０号明細書に記載されている。当該走査装置を組み付けるため、組み付け支援部材が、被測定物体と当該走査装置との間の構造部材として設けられている。この組み付け支援部材は、ピンを有する。調整ネジを用いることで、当該走査装置が、偏心突起部材と一緒にこのピンを中心に回転可能又は旋回可能である。１つの組み付け支援部材の当該中間接続部分は、比較的広い設置スペースを必要とする。さらに、遊びのない調整を達成するため、製造ばらつきに対する要求は大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０３９７９７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、簡単な組み付けが高い精度で可能になる、エンコーダの走査装置と組み付け支援部材とを有する装置を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明の課題は、走査装置とスケールとの間の整合の当該要求された精度が可能になる、上記の可能な限り簡単な組み付けのための方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のその他の詳細及び利点を、図面に関連する実施の形態の以下の記載に基づいて説明する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この装置の課題は、請求項１に記載の特徴を有する装置によって解決される。
【００１１】
この方法の課題は、請求項１０に記載の特徴を有する方法によって解決される。
【００１２】
本発明の装置及び方法の好適な構成は、従属請求項に記載されている対策から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】測長装置のスケールと走査装置とを示す。
【図２】第１組み付けステップ時の走査装置を示す。
【図３】組み付け支援部材を示す。
【図４】第２組み付けステップ時の組み付け支援部材を有する走査装置を示す。
【図５】調整された状態にある走査装置を示す。
【図６】第１組み付けステップを実行するための別の可能性を示す。
【図７】工具を用いて走査装置を調整するための可能性を示す。
【図８】組み付け支援部材の第２の実施の形態を示す。
【図９】第２組み付けステップ時の図８による組み付け支援部材を有する走査装置を示す。
【図１０】測角装置の場合の本発明の応用を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の第１の実施の形態を図１〜５及び図７に基づいて説明する。
【００１５】
図示されたエンコーダは、測長装置として構成されていて、スケール１と、このスケール１に対して測定方向Ｘに相対移動可能な走査装置２とを示す。このスケール１は、走査装置２の検出装置によって走査可能であるインクリメンタル測定目盛１１を支持する。当該測定目盛１１の走査時に、当該検出装置が、位置に応じた電気周期測定信号を公知の方法で生成する。この場合、当該走査装置２が、走査ビーム束に対して透過な走査窓２３を有する。この走査窓２３は、位置測定時に走査すべきスケール１の方向に向けられ、それ故に図１では目視不可能である。スケール１がない図２，４，５及び７による平面図は、走査装置２の走査窓２３を示す。
【００１６】
走査装置２を被測定物体５に組み付ける場合、走査原理の種類に応じて且つ測定物体１の目盛周期１１に応じて、所定の組み付け寸法を保持する必要がある。当該組み付け寸法は、エンコーダの製造業者によって予め設定され、被測定物体５への組み付け時に使用者によって保持される必要がある。図１において測定方向Ｘに対して直角に示された方向Ｚ及び方向Ｙの組み付け寸法は、通常は、係止部材と間隔保持片とによって比較的簡単に保持することができる。しかし、スケール１に対する走査装置２の角度整合を調整することは比較的困難であることが分かっている。この場合、当該角度位置は、Ｒである。この角度位置Ｒは、軸Ｚを中心とした回転角度である。この場合、Ｚは、測定目盛１１の面に対して直角に配向されている。すなわち、当該方向Ｚは、スケール１が走査装置２によって走査される方向である。当該角度Ｒは、ヨー角度又はモアレ角度とも記され、当該角度の調整は、モアレ調整と記される。この角度整合は、走査装置２とスケール１との任意の組み合わせに対して別々に調整することができる。
【００１７】
上記の発明によれば、走査装置２に要求される角度位置又は回転位置、すなわち角度Ｒが、組み付け支援部材３を使用して調整される。この走査装置２の電気走査信号が、当該調整中に監視される。複数の走査信号の振幅及び／又は相互の位相合わせが、走査信号、すなわち走査装置２とスケール１との間で要求される整合の良し悪しに対する目安である。
【００１８】
走査装置２が、基準要素４の回転軸Ｄを中心に回転可能であるように、上記の組み付け支援部材３は形成されている。したがって、当該回転軸Ｄが、図１に示された軸Ｚに対して平行に延在する。
【００１９】
図２は、第１組み付けステップ時の走査装置２を示す。この場合、基準要素４は、被測定物体５に不動に固定されているピンである。この基準要素４は、回転軸Ｄを形成する。当該走査装置２は、モアレ角度を調整するためにこの回転軸Ｄを中心に回転される。当該ピンの代わりに、スリーブが使用されてもよい。
【００２０】
このため、走査装置２は、基準要素４との当接による嵌合部分を形成するように構成されている。当該嵌合部分は、回転軸Ｄに対して直角の方向Ｘ，Ｙにこの走査装置２をこの基準要素４に対して拘束する。当該嵌合部分によって一義的に規定されたこの回転軸Ｄを中心にした回転運動が、当該拘束によって可能である。この嵌合部分は、好ましくは凹部２２が走査装置２の外壁２１に設けられていることによって形成される。この凹部２２は、例えばＶ形の溝又は刻み目として形成されていて、円形の基準要素４の外面がこの凹部２２内へ挿入可能であり、当該円形の基準要素４の外面と一緒にピボット軸受を形成する。この凹部２２は、当該走査装置の重心に可能な限り近くに、すなわち走査窓２３に対して可能な限り短い離間で配置されている。
【００２１】
本発明によれば、図３に詳しく示された組み付け支援部材３が設けられている。走査装置２が、この走査装置２を支持する当該組み付け支援部材３によって基準要素４の回転軸Ｄを中心に旋回可能であるように、この走査装置２をこの組み付け支援部材３で保持するために、この組み付け支援部材３は形成されている。組み付け支援部材３が、走査装置２を基準要素４に押し付けるように、当該保持は実行される。基準要素４に対する走査装置２の遊びのない当接が、当該押し付けによって保証される。また、組み付け支援部材３が、走査装置２と一緒に回転しない嵌合部分を形成するように、当該保持は実行される。当該嵌合部分は、走査装置２が組み付け支援部材３によって回転軸Ｄを中心に回転可能であることを保証する。図４には、当該さらなる組み付けステップが示されている。このステップでは、組み付け支援部材３が、方向＋Ｘに走査装置２へ向けて押し開けられていて、この組み付け支援部材３が、この走査装置２をピン形の基準要素４に押し付け、回転しない嵌合部分が、この組み付け支援部材３とこの走査装置２との間に形成されている。
【００２２】
組み付け支援部材３は、互いに対向している２つのアーム３１，３２を有する。これらのアーム３１，３２は、走査装置２を把持し、この走査装置２は、このアーム３１とこのアーム３２との間に挟持されるように収容されて保持される。当該挟持力を生成するため、これらの２つのアーム３１，３２のうちの少なくとも１つのアームが、弾性バネ状に形成されている。その結果、当該走査装置２が、基準要素４に押し付けられる。一方では、走査装置２が、組み付け支援部材３で挟持されるように保持され、他方では、この走査装置２が、基準要素４に押し付けられるように、当該アーム３１及び３２が、力Ｆ１及び反作用力Ｆ２を生成する。図４から分かるように、不動の拘束が、方向Ｘ，Ｙに、すなわち回転軸Ｄに対して直角に保証されるように、組み付け支援部材３も、当該図示された組み付け位置で基準要素４に嵌合するように固定されていると、特に有益である。当該嵌合部分は、基準要素４の円形の外面と、組み付け支援部材３の、特に同様にＶ形の溝又は刻み目としての、対応する凹部３３とによって形成されている。したがって、走査装置２が、基準要素４と組み付け支援部材３のアーム３２との間に嵌合されていて、この基準要素４が、この走査装置２とこの組み付け支援部材３のアーム３１との間に嵌合されている。
【００２３】
上記の図示された実施の形態では、走査装置２の走査窓２３及び凹部２２が、（方向Ｘに見て）中央に配置されていない。この場合、組み付け支援部材３を、反対に方向−Ｘから走査装置２へ向けても押し開け得ることを可能にするため、もう１つの凹部３５が、この組み付け支援部材３内に存在する。この組み付け支援部材３が、図４に示された方向−Ｘに押し開けられると、この凹部３５は、基準要素４に嵌合するようにこの基準要素４と協働する。
【００２４】
組み付け及び調整工程中の走査装置２の操作性が、組み付け支援部材３だけを設けることによって改良されている。しかし、当該操作性は、適切な対策によってさらに改良され得る。このため、図３に示されているように、回転軸Ｄに対して直角に延在する少なくとも１つの孔３４が、組み付け支援部材３に設けられている。図７に示されているように、組み付け支援部材３を、この組み付け支援部材３内に嵌合された走査装置２と一緒に、当該回転軸Ｄを中心に非常に精密に旋回させるため、工具６、例えばスクリュードライバーが、可能な限り正確に嵌入可能であるように、この孔３４は寸法取りされている。このような構造は、特に狭隘な組み付け状況に対して適している。このような複数の孔３４を設けることが有益であり得る。当該孔３４は、Ｘ−Ｙ平面内の異なる側又は方向からアクセスできる。
【００２５】
上記の組み付け支援部材３が、走査装置２を被測定物体５に対して調整及び組み付けした後にこの走査装置２から取り外し可能であるように、この組み付け支援部材３は形成されている。この組み付け支援部材３は、２つのアーム３１，３２の挟持力に打ち勝ちながら回転軸Ｄに対して垂直の方向に、好ましくは測定方向Ｘに走査装置２と基準要素４とから取り外され得る。スペースの理由から必要である場合、この基準要素４も、当該被測定物体５から取り外され得る。当該被測定物体５に対して実行された調整後の不動に固定された走査装置２が、図５に示されている。この被測定物体５に対する当該不動の固定は、例えば図示されなかったねじ止め又は接着によって実行され得る。
【００２６】
図６は、基準要素を形成するための別の可能性を示す。この例では、基準要素４．１が、被測定物体５に設けられている。スケール１が、この被測定物体７に固定されている。このとき、この基準要素４．１は、一方では、スケール１を配向するための係止部材として使用され得、他方では、走査装置２を本発明にしたがって調整するためにも使用され得る。
【００２７】
以下に、別の組み付け支援部材３．１を図８及び９に基づいて説明する。この場合、上記の実施の形態の場合と同様に作用する構成部材は、同じ符号を付記されている。
【００２８】
上記の組み付け支援部材３．１は、同様に２つのアーム３１，３２を有する。これらのアーム３１，３２は、中間空間を形成する。この中間空間内では、一方では、走査装置２が嵌合されて保持されていて、他方では、この走査装置２は、基準要素４に押し付けられる。上記の組み付け支援部材３とは違って、この組み付け支援部材３．１では、柄９が一体成形されている。この柄９は、当該アーム３１，３２の延長部分として形成されている。一方では、この柄９が、グリップとレバーとを形成することによって、この柄９は、当該組み付け支援部材３．１の調整を容易にでき、他方では、走査装置２からの当該組み付け支援部材３．１の取り外しを容易にするため、挟持力も除去され得る。したがって、当該機能は、洗濯バサミに匹敵する。
【００２９】
本発明は、測角装置でも使用可能である。以下に、１つの実施の形態を図１０に基づいて詳しく説明する。同様に、走査装置２が、角度を測定するために設けられている。この走査装置２は、スケール１．３の測定目盛１１．３を走査する。この場合には、このスケール１．３は、目盛板として構成されている。この代わりに、このスケール１．３は、ドラムとして構成されてもよい。この場合、当該測定目盛は、その前面又はその外側面上に設けられ得る。この場合にも、当該走査装置２が、被測定物体への組み付け時に製造業者によって既定の精度で組み付け可能である。このため、同様に、組み付け支援部材３．３が設けられている。当該走査装置２が、この組み付け支援部材３．３によって基準要素４の回転軸Ｄを中心に回転可能である。当該走査装置２の外壁が、凹部２２を刻み目として有する。既に上述したように、この凹部２２は、この基準要素４の円形の表面によって嵌合部分を形成する。上記の例とは違って、当該組み付け支援部材３．３のアーム３１．１，３２．１，３２．２は、走査装置２を把持するために若干異なって形成されている。この走査装置２を当該組み付け支援部材３．３に挟持し且つこの走査装置２を当該基準要素４に押し付けるための力Ｆ１，Ｆ２が、２つのアーム形部材３２．１，３２．２を通じて印加される。この場合、一方では、走査装置２を基準要素４の片側に遊びなしに押し付けるため、他方では、組み付け支援部材３をこの基準要素４のその対向する側に遊びなしに押し付けるため、アーム３１．１が、対抗保持部材として作用する。
【００３０】
上記の挟持力Ｆ１，Ｆ２は、請求項１に記載の組み付け支援部材３，３．１，３．３の手段によって印加される。これらの手段は、走査装置２を基準要素４，４．１に押し付ける力を印加する。この場合、用語である押し付けるには、押し当てるという意味がある。この場合、遊びのない接触を、基準要素４，４．１を中心とした走査装置２の回転中にも保証するため、当該手段が、弾性であるか又はバネ状であると有益である。当該力が、アーム３１，３２，３１．１，３２．１，３２．２のうちの少なくとも１つのアームの弾性構造又はバネ状構造によって生成されていると特に有益である。当該アームは、走査装置２をその組み付け支援部材３，３．１，３．３に挟持するように保持する。
【００３１】
本発明は、特に好適な光電式の走査原理に基づいて例示的に説明してある。この場合、走査装置２は、走査ビーム束に対して透過な走査窓２３を有する。この走査窓２３は、位置測定時に走査すべきスケール１の方向に向けられている。しかし、本発明は、当該光電式の走査原理に限定されていなく、電磁誘導式の走査原理、磁気式の走査原理又は静電容量式の走査原理でも問題なく使用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１        スケール
２        走査装置
３        組み付け支援部材
３．１    組み付け支援部材
３．３    組み付け支援部材
４        基準要素
４．１    基準要素
５        被測定物体
６        工具
７        被測定物体
９        柄
１１      測定目盛
１１．３  測定目盛
２１      外壁
２２      凹部
２３      走査窓
３１      アーム
３１．１  アーム
３２      アーム
３２．１  アーム形部材
３２．２  アーム形部材
３３      凹部
３４      孔
３５      凹部
【図１】
0006271474.tif 000002
【図２】
0006271474.tif 000003
【図３】
0006271474.tif 000004
【図４】
0006271474.tif 000005
【図５】
0006271474.tif 000006
【図６】
0006271474.tif 000007
【図７】
0006271474.tif 000008
【図８】
0006271474.tif 000009
【図９】
0006271474.tif 000010
【図１０】
0006271474.tif 000011