樹脂制編碼器標(biāo)尺、樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具、樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法及編碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供樹脂制編碼器標(biāo)尺，其通過將編碼器標(biāo)尺制成具有刻度圖案的樹脂成形品，而能夠使加工容易，且實(shí)現(xiàn)成本的降低。樹脂制編碼器標(biāo)尺(1)在反射型的光學(xué)方式的編碼器中使用，設(shè)置有位置測定用的刻度圖案(2)。刻度圖案(2)配置為，樹脂成形時表面成形為粗面而光的反射率低的低反射部(3)和樹脂成形時表面成形為鏡面而光的反射率比低反射部(3)高的高反射部(4)交替地重復(fù)。
【專利說明】樹脂制編碼器標(biāo)尺、樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具、樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法及編碼器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如與檢測部件移動時的位置的編碼器的編碼器標(biāo)尺相關(guān)的樹脂制編碼器標(biāo)尺、樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具、樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法及編碼器。

【背景技術(shù)】
[0002]一般情況下已知有檢測移動的部件的位置的編碼器。編碼器具備:具有刻度的編碼器標(biāo)尺；以及相對于該編碼器標(biāo)尺相對移動并且在移動時讀取編碼器標(biāo)尺的刻度的讀數(shù)頭。就編碼器而言，已知有檢測部件直線移動時的直線上的位置的線性編碼器和檢測部件旋轉(zhuǎn)移動時旋轉(zhuǎn)角度(位置)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0003]另外，作為讀數(shù)頭讀取編碼器標(biāo)尺的刻度的方式，已知有使用磁頭的磁方式和使用光學(xué)傳感器的光學(xué)方式。另外，作為編碼器標(biāo)尺的刻度，已知有用于測量相對位置的增量方式和用于測量絕對位置的絕對方式。另外，在上述光學(xué)方式中已知有:在編碼器標(biāo)尺上設(shè)置作為刻度的切口的透射方式；以及在編碼器標(biāo)尺上設(shè)置反射率不同的作為刻度圖案的反射率較高的反射面和反射率比反射面低的非反射面的反射方式。
[0004]在光學(xué)方式的讀數(shù)頭上設(shè)置有發(fā)光元件和受光元件，在透射型中，將編碼器標(biāo)尺夾在中間，在編碼器標(biāo)尺的兩側(cè)分開地配置發(fā)光元件和受光元件。與之相對地在反射方式中，發(fā)光元件和受光元件集中地配置于編碼器標(biāo)尺的一側(cè)。因此，相比于透射方式，反射方式在小型化方面有利。
[0005]在反射方式所使用的編碼器標(biāo)尺上，設(shè)置有與從發(fā)光元件照射的光的反射率不同的上述反射面以及非反射面，通過這些反射面與非反射面的反復(fù)來形成刻度圖案。作為該刻度圖案的形成方法，已知有如下方法，例如首先形成用于使反射膜貼緊于玻璃板的表面的S12層，接下來形成作為反射膜的Al層，接下來形成用于使非反射膜貼緊于Al層的Cr2O3層，其后，形成作為非反射膜的Cr層，通過平板印刷法來利用由Al層形成的反射面和由Cr層形成的非反射面來形成刻度圖案(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)I中提出有如下方案，作為反射型的編碼器標(biāo)尺，代替玻璃板而使用由光的反射率較高的鋁或鋁合金形成的金屬板，在該金屬板的側(cè)面上通過切削加工形成鏡面，在該鏡面上，作為刻度圖案，形成有將鏡面直接保留的反射率較高的反射面和例如在鏡面上蒸鍍光的反射率比鋁低的鉻而使光的反射率比反射面低的非反射面。
[0007]此外，在專利文獻(xiàn)I中還提出有如下方案，在設(shè)置非反射面時，在鏡面上進(jìn)行著色加工、或在鏡面上進(jìn)行粗面加工而使光的反射率下降而形成非反射面。
[0008]另外，已知有如下方法作為在玻璃板等的板上形成具備反射面和非反射面的刻度圖案的方法，將金屬制覆膜在玻璃板上蒸鍍而形成成為反射面的鏡面反射部，其后，通過在鏡面反射部中的稱為非反射面的部分上進(jìn)行蝕刻處理的方法或是在成為原料的板的表面上進(jìn)行對比度較高的印刷處理，在成為原料的板的側(cè)面上形成刻度圖案(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0009]在上述印刷處理中，例如在玻璃基板的平滑的側(cè)面上，通過印刷白作為反射面而印刷黑作為非反射面來形成刻度圖案。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 8457號公報
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2003 - 307440號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]可是，在像上述那樣的反射型的編碼器標(biāo)尺中，在設(shè)置反射面與非反射面反復(fù)的刻度圖案時，需要在各編碼器標(biāo)尺用的玻璃板或金屬板上均實(shí)施具有比較多的工序的加工。因此，在編碼器標(biāo)尺的制造過程中，加工上麻煩并且花費(fèi)時間，編碼器標(biāo)尺的成本變高。
[0016]另外，在透射型的編碼器標(biāo)尺中，各編碼器標(biāo)尺也都需要例如較多的加工，例如，在不透射光的金屬板上設(shè)置透射光的切口，或在透射光的玻璃板上形成不透射光的部分花費(fèi)勞力和時間。
[0017]因為編碼器標(biāo)尺的成本如上所述地變高，所以編碼器的成本也變高，不能在低價格的制品上使用能夠高精度地測量旋轉(zhuǎn)角度或直線移動位置的編碼器，編碼器的利用范圍變小。
[0018]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供，通過將編碼器標(biāo)尺制造成具有刻度圖案的樹脂成形品從而能夠使加工容易并實(shí)現(xiàn)成本的降低的樹脂制編碼器標(biāo)尺、樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具、樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法以及編碼器。
[0019]用于解決課題的方法
[0020]本發(fā)明的樹脂制編碼器標(biāo)尺在反射型的光學(xué)方式的編碼器中使用，具備位置測定用的刻度圖案，上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的特征在于，
[0021]設(shè)置有在樹脂成形時將表面成形為粗面且光的反射率較低的低反射部和表面成形為鏡面且光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的刻度圖案。
[0022]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺中，優(yōu)選至少在上述刻度圖案整體上設(shè)置有反射膜。
[0023]另外，優(yōu)選上述高反射部相對于上述低反射部突出地形成，上述高反射部相對于上述低反射部的突出高度小于100 μ m。
[0024]優(yōu)選上述高反射部的光的反射率設(shè)定為50%以上，上述低反射部的光的反射率設(shè)定為25%以下，上述高反射部和上述低反射部的反射率之差為25%以上。
[0025]另外，上述高反射部的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，上述低反射部的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。
[0026]本發(fā)明的樹脂制編碼器標(biāo)尺在透射型的光學(xué)方式的編碼器中使用，具備位置測定用的刻度圖案并且使用透明的樹脂材料，其特征在于，
[0027]設(shè)置有將樹脂成形時表面成形為粗面而光的透射率較低的低透射部和樹脂成形時表面成形為鏡面而光的透射率比上述低透射部高的高透射部組合的刻度圖案。
[0028]另外，優(yōu)選上述高反射部相對于上述低反射部突出地形成，上述高反射部相對于上述低反射部的突出高度小于100 μ m。
[0029]優(yōu)選上述高反射部的光的反射率設(shè)定為50%以上，上述低反射部的光的反射率設(shè)定為25%以下，上述高反射部和上述低反射部的反射率之差為25%以上。
[0030]另外，上述高反射部的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，上述低反射部的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。
[0031 ] 本發(fā)明的樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具在光學(xué)方式的編碼器中使用，用于成形設(shè)置有位置測定用的刻度圖案的樹脂制編碼器標(biāo)尺，上述樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具的特征在于，
[0032]在成形上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的刻度圖案的成形面上，與上述刻度圖案對應(yīng)地設(shè)置有通過粗面加工而成的粗面和通過鏡面加工而成的鏡面組合的成形圖案。
[0033]另外，優(yōu)選上述成形圖案的上述粗面相對于上述鏡面突出地形成，上述粗面相對于上述鏡面的突出高度小于100 μ m。
[0034]優(yōu)選上述成形圖案的上述鏡面的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，上述粗面的表面粗糙度Ra為0.Ιμπι以上。
[0035]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具中，優(yōu)選具有將光的反射率較低的低反射部和光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的上述刻度圖案，為了成形將光反射的反射方式的上述樹脂制編碼器標(biāo)尺，設(shè)置于上述成形面的上述成形圖案的上述粗面成形上述低反射部、上述鏡面成形上述高反射部。
[0036]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具中，優(yōu)選具有將光的透射率較低的低透射部和光的透射率比上述低透射部高的高透射部組合的上述刻度圖案，為了成形使用透明的樹脂材料使光透射的透射方式的上述樹脂制編碼器標(biāo)尺，設(shè)置于上述成形面的上述成形圖案的上述粗面成形上述低透射部，上述鏡面成形上述高透射部。
[0037]本發(fā)明的樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法在光學(xué)方式的編碼器中使用，將設(shè)置有位置測定用的刻度圖案的樹脂制編碼器標(biāo)尺通過向金屬模具注射樹脂而注射成形，上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法的特征在于，
[0038]通過向在成形上述編碼器標(biāo)尺的刻度圖案的成形面上與上述刻度圖案對應(yīng)地設(shè)置有通過粗面加工而成的粗面和通過鏡面加工而成的鏡面組合的成形圖案的上述金屬模具注射樹脂，來制造樹脂制編碼器標(biāo)尺，該樹脂制編碼器標(biāo)尺具有將通過上述金屬模具的鏡面成形的鏡面和通過上述金屬模具的粗面成形的粗面組合的刻度圖案。
[0039]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法中，優(yōu)選具有將光的反射率較低的低反射部和光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的上述刻度圖案，為了成形將光反射的反射方式的上述樹脂制編碼器標(biāo)尺，設(shè)置于上述成形面的上述成形圖案的上述粗面成形上述低反射部、上述鏡面成形上述高反射部。
[0040]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法中，優(yōu)選在使用上述金屬模具而成形的樹脂制編碼器標(biāo)尺的至少上述刻度圖案整體上設(shè)置反射膜。
[0041]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法中，優(yōu)選具有將光的透射率較低的低透射部和光的透射率比上述低透射部高的高透射部組合的上述刻度圖案，為了成形使用透明的樹脂材料使光透射的透射方式的上述樹脂制編碼器標(biāo)尺，設(shè)置于上述成形面的上述成形圖案的上述粗面成形上述低透射部，上述鏡面成形上述高透射部。
[0042]本發(fā)明的編碼器具備上述反射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺和讀數(shù)頭，上述讀數(shù)頭具有朝向上述編碼器標(biāo)尺射出光的發(fā)光元件，并且具有接受從上述發(fā)光元件射出并由上述編碼器標(biāo)尺反射的光的受光元件，該編碼器在上述讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺相對地移動時，基于因上述刻度圖案的上述低反射部與上述高反射部的光的反射率差別而產(chǎn)生的上述受光元件的受光量的變化，測量讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺的位置。
[0043]本發(fā)明的編碼器具備上述透射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺和讀數(shù)頭，上述讀數(shù)頭具有朝向上述編碼器標(biāo)尺射出光的發(fā)光元件，并且具有接受從上述發(fā)光元件射出并由上述編碼器標(biāo)尺反射的光的受光元件，該編碼器在上述讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺相對地移動時，基于因上述刻度圖案的上述低透射部與上述高透射部的光的透射率差別而產(chǎn)生的上述受光元件的受光量的變化，測量讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺的位置。
[0044]發(fā)明效果
[0045]根據(jù)本發(fā)明的樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具，在成形樹脂制編碼器標(biāo)尺的金屬模具中，為了成形設(shè)置于樹脂制編碼器標(biāo)尺的刻度圖案，設(shè)置有由在成形面上通過粗面加工而成的粗面和通過鏡面加工而成的鏡面的組合而形成的成形圖案。
[0046]在使用該金屬模具成形樹脂制編碼器標(biāo)尺后，在成形的樹脂制編碼器標(biāo)尺上設(shè)置有由通過金屬模具的粗面而成形的粗面和通過金屬模具的鏡面而成形的鏡面形成的刻度圖案。即、能夠通過注射成形來制造具有刻度圖案的樹脂制編碼器標(biāo)尺。
[0047]這種情況下，編碼器標(biāo)尺都沒有必要進(jìn)行設(shè)置有透射光的部分和不透射光的部分，或設(shè)置反射率較高的部分和反射率較低的部分的加工。
[0048]另外，根據(jù)注射成形，能夠在一次成形時批量獲取多個成形品，并且能夠通過重復(fù)注射成形而在短時間內(nèi)進(jìn)行大量生產(chǎn)，從而能夠大幅地降低光學(xué)方式的編碼器的編碼器標(biāo)尺的制造成本。由此，能夠降低使用樹脂制編碼器標(biāo)尺的編碼器的成本。
[0049]另外，在通過光的反射率較低的低反射部和光的反射率比低反射部高的高反射部的組合設(shè)置刻度圖案的反射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺中，能夠通過金屬模具的粗面成形低反射部，通過金屬模具的鏡面成形高反射部。在此，在樹脂制編碼器標(biāo)尺所使用的樹脂為光的反射率較高的樹脂(也可以含有顏料等提高反射率的材料)的情況下，通過金屬模具而成為鏡面的部分的反射率比通過金屬模具而成為粗面的部分高，能夠在粗面和鏡面的反射率上設(shè)置差別。
[0050]另外，在樹脂自身的光的反射率不高的情況下，能夠在刻度圖案的部分形成反射膜，從而提高光的反射率。此時，即使沒有僅在成為鏡面的高反射部進(jìn)行形成反射膜那樣的加工，而是在包含高反射部和低反射部雙方的刻度圖案整體上形成反射膜，也能夠使成為鏡面的高反射部和成為粗面的低反射部的反射率不同。即、即使在刻度圖案上設(shè)置同一反射膜，鏡面上的反射膜的光的反射率也高，粗面上的反射膜的光的反射率低。
[0051]換句話說，能夠在形成有樹脂制編碼器標(biāo)尺的刻度圖案的面整體上形成同一反射膜，相比于僅在高反射部形成反射膜的情況能夠更容易低成本且短時間地形成反射膜。
[0052]另外，在通過光的透射率較低的低透射部和光的透射率比低透射部高的高透射部的組合而設(shè)置刻度圖案的透射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺中，能夠通過金屬模具的粗面成形低透射部，通過金屬模具的鏡面成形高透射部。即、在由透明的樹脂材料形成的透明的樹脂中，通過使表面為鏡面來提高光的透射率，通過使表面為粗面來降低光的透射率。
[0053]由此，作為透射型的編碼器用的編碼器標(biāo)尺，能夠得到具備由低透射部和高等科部的組合形成的刻度圖案的樹脂制編碼器標(biāo)尺。無論在反射型還是透射型中，都能夠基本地通過樹脂的成形來制造編碼器標(biāo)尺，從而能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。
[0054]另外，存在如下方法，在樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具中，至少在形成成形圖案的部分通過噴射處理形成粗面，接下來，切削成為鏡面的部分來形成鏡面。在該情況下，因為切削粗面而形成鏡面，所以鏡面相對于粗面為凹進(jìn)狀態(tài)。即、粗面形成為相對于鏡面突出。在該情況下，優(yōu)選切削至少粗面、即成為較粗的面的谷部的部分的最大深度以上來做成鏡面。
[0055]另外，金屬模具的成形圖案的鏡面與粗面的凹凸復(fù)制到由金屬模具成形的樹脂制編碼器標(biāo)尺，在樹脂制編碼器標(biāo)尺中，鏡面(高反射部或高透射部)相對于粗面(低反射部或低透射部)突出，因該凹凸的階梯部分而存在產(chǎn)生來自編碼器的讀數(shù)頭的發(fā)光元件的光的影，或產(chǎn)生光的反射的可能性，因此優(yōu)選高低差較小，在金屬模具以及樹脂制編碼器標(biāo)尺中，鏡面與粗面之間的高低差優(yōu)選為100 μ m以下。
[0056]另外，在反射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺中，有必要通過高反射部與低反射部的反射率之差，使受光元件的受光量產(chǎn)生明確的差，因此，優(yōu)選高反射部的反射率為50%以上、低反射部的反射率為25%以下。即、優(yōu)選高反射部的反射率與低反射部的反射率之差為25%以上。
[0057]另外，在透射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺中，有必要通過高透射部與低透射部的透射率之差，使受光元件的受光量產(chǎn)生明確的差，因此，優(yōu)選高透射部的透射率為50%以上、低透射部的透射率為25%以下。即、優(yōu)選高透射部的透射率與低透射部的透射率之差為25%以上。
[0058]為實(shí)現(xiàn)以上那樣的反射率或透射率，優(yōu)選高反射部以及高透射部的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下、低反射部以及低透射部的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。
[0059]樹脂制編碼器標(biāo)尺的粗面(低反射部和低透射部)以及鏡面(高反射部和高透射部)是從金屬模具復(fù)制的面，即使在金屬模具中也優(yōu)選成形圖案的鏡面的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下、粗面的表面粗糙度Ra為0.Ιμπι以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0060]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的線性編碼器的樹脂制編碼器標(biāo)尺的要部俯視圖。
[0061]圖2是沿長度方向表示上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的要部剖視圖。
[0062]圖3是沿寬度方向表示上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的剖視圖。
[0063]圖4是表示上述線性編碼器的樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具的要部俯視圖。
[0064]圖5是表示上述樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具的要部剖視圖。
[0065]圖6 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)是表示上述樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具的制造工序的要部立體圖。
[0066]圖7是表示使用上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的線性編碼器的示意圖。
[0067]圖8是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)編碼器的樹脂制編碼器標(biāo)尺的側(cè)視圖。
[0068]圖9是表示上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的刻度圖案的要部側(cè)視圖。
[0069]圖10是表示使用上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的透射型旋轉(zhuǎn)編碼器的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0070]以下，參照附圖對本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0071]如圖1至圖3所示，該實(shí)施方式的樹脂制編碼器標(biāo)尺I是將反射型的光學(xué)式的線性編碼器(后述的增量型線性編碼器20)所使用的編碼器標(biāo)尺選用樹脂制，并通過注射成形而成形。
[0072]該樹脂制編碼器標(biāo)尺I例如成形為一方向較長的矩形板狀，在其上表面(位置測量面)上成形有刻度圖案2。該刻度圖案2由反射率較低的低反射部3和反射率比該低反射部3高的高反射部4的組合而成。在該實(shí)施方式中，通過以沿樹脂制編碼器標(biāo)尺I的長度方向(相對于后述的編碼器標(biāo)尺I的讀數(shù)頭21的相對移動方向(測定方向))交替地重復(fù)低反射部3和高反射部4的方式進(jìn)行配置，來設(shè)置增量用的刻度圖案2。
[0073]低反射部3的表面做成粗面(粗糙面)。另外，高反射部4的表面做成鏡面。即、在低反射部3與高反射部4上，處于表面粗糙度存在較大差的狀態(tài)，由此，光的反射率將存在較大的不同。雖然低反射部3與高反射部4的表面粗糙度之差基于在對樹脂制編碼器標(biāo)尺I進(jìn)行注射成形時的、后述的金屬模具10的成形面11上所形成的粗面13的表面粗糙度與鏡面14的表面粗糙度，但只要在使用光學(xué)方式的反射型編碼器的情況下，在從發(fā)光元件照射并被低反射部3與高反射部4分別反射的光由受光元件受光的情況下，低反射部3的反射光與高反射部4的反射光在受光量方面存在可足夠辨識的差即可。
[0074]例如，優(yōu)選高反射部4的反射率為50%以上，低反射部3的反射率為25%以下，高反射部4的反射率與低反射部3的反射率之差為25%以上。再有，優(yōu)選高反射部4的反射率為80%以上，低反射部3的反射率為25%。再有，優(yōu)選低反射部3的反射率為10%以下。
[0075]另外，優(yōu)選高反射部4的反射率與低反射部3的反射率之差為25%以上，更優(yōu)選高反射部4的反射率與低反射部3的反射率之差為55%以上，優(yōu)選上述差為70%以上。
[0076]通過高反射部4的反射率與低反射部3的反射率之差為25%以上，如上所述，能夠使受光元件的受光量存在足夠的差，能夠光學(xué)上足夠地讀取樹脂制編碼器標(biāo)尺I的刻度圖案2。
[0077]另外，為了使高反射部4與低反射部3實(shí)現(xiàn)上述那樣的反射率，優(yōu)選使高反射部4的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，低反射部3的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。另外，更優(yōu)選使高反射部4的表面粗糙度Ra為0.01 μ m以下，上述低反射部3的表面粗糙度Ra為
1.0 μ m以上。
[0078]此外，有必要使參照線道6的表面粗糙度Ra與高反射部4相同。
[0079]在刻度圖案2中，以相同的寬度配置成為各刻度的低反射部3與高反射部4，并且寬度比低反射部3與高反射部4的重復(fù)間距長。此外，這里所謂的寬度，是指與樹脂制編碼器標(biāo)尺I的長度方向(讀數(shù)頭的相對移動方向)正交的方向的長度。因此，寬度方向也相對于沿樹脂制編碼器標(biāo)尺I的長度方向的間距的方向正交。
[0080]另外，基于樹脂制編碼器標(biāo)尺用的后述的金屬模具10的成形面11的構(gòu)造，成為高反射部4比低反射部3少許突出的形狀。即、低反射部3作為凹部，高反射部4作為凸部，在低反射部3與高反射部4之間形成階梯。此外，圖中，為了強(qiáng)調(diào)凹部與凸部而使階梯比實(shí)際大。
[0081]高反射部4如上所述地相對于低反射部3突出而成，優(yōu)選高反射部4相對于低反射部3的突出高度小于100 μ m。更優(yōu)選高反射部4相對于低反射部3的突出高度小于60 μ m，再優(yōu)選高反射部4相對于低反射部3的突出高度小于20 μ m。
[0082]若高反射部4相對于低反射部3的高度過高，則通過低反射部3與高反射部4之間的階梯將光遮擋，光反射的可能性變高，從而存在對來自發(fā)光元件的光在受光元件受光時造成惡劣影響的隱患。
[0083]此外，在該實(shí)施方式中，低反射部的表面與高反射部的表面選用相互大致平行的平面。
[0084]另外，作為刻度圖案2的各刻度的低反射部3與高反射部4的間距，例如為0.1mm水平，低反射部3以及高反射部4的各測定方向(讀數(shù)頭的相對移動方向)的長度為上述間距的一半左右。此外，刻度圖案2的間距(刻度的析像度)并不限于上述，基本上由后述的金屬模具10的成形圖案12的加工所使用的超精密加工機(jī)的精度決定。
[0085]能夠由超精密加工機(jī)的精度使刻度圖案2的間距變長，間距變長的話，不僅能夠使用超精密加工機(jī)，還能夠適用精度比其低的加工機(jī)。
[0086]此外，如后述一樣地制造金屬模具時，通過使用由光刻法高精細(xì)地加工的壓模，能夠更精密地形成成形圖案。此外，壓模例如在鎳薄板上由光刻法形成圖案，并安裝于金屬模具而使用。
[0087]另外，與刻度圖案2相鄰地沿低反射部3與高反射部4的重復(fù)方向(讀數(shù)頭21的相對移動方向)形成有具有與高反射部4大致相同的光的反射率的參照線道6。參照線道6具有比刻度圖案2的寬度稍窄的寬度，并沿上述讀數(shù)頭的相對移動方向帶狀地從刻度圖案2的一方端形成至另一方端。
[0088]參照線道6例如反射從發(fā)光元件射出的光，并使該反射光由與刻度圖案用受光元件不同的參照線道6用受光元件受光，并從該受光元件輸出與接受來自高反射部4的反射光的情況相同的參照電位。此外，對參照電位進(jìn)行后述。
[0089]另外，參照線道6處于比刻度圖案2的低反射部3低的凹進(jìn)狀態(tài)，刻度圖案2比參照線道6高，在參照線道6與刻度圖案2之間設(shè)置有階梯。此外，在后述的金屬模具10中，因為成形參照線道6的參照鏡面16比成形刻度圖案2的成形圖案12低，所以容易像后述一樣地進(jìn)行金屬模具10的成形。
[0090]作為樹脂制編碼器標(biāo)尺的材料，優(yōu)選例如樹脂制透鏡等的樹脂制光學(xué)元件所使用的樹脂，例如能夠適當(dāng)?shù)厥褂肅OP (環(huán)烯烴聚合物)、C0C(環(huán)烯烴共聚物)、PC (聚碳酸酯)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯/俗稱丙烯)。
[0091]另外，不僅可以使用上述那樣的熱可塑性樹脂，還可以從耐熱性、耐久性、耐藥品性、耐油性的方面出發(fā)而使用熱固化性樹脂。作為熱可塑性樹脂，也可以使用硅酮。
[0092]此外，因為樹脂制透鏡中所使用的樹脂是由于在成形時具有與設(shè)計對應(yīng)的光學(xué)特性的可能性較高而被選擇的，所以其成形性(復(fù)制性)優(yōu)異，相比于其他的一般的樹脂能夠從金屬模具10更精密地復(fù)制形狀。另外，優(yōu)選通過成形來成形表面粗糙度較小的鏡面且便宜的樹脂，這種情況下優(yōu)選幾乎不含雜質(zhì)的樹脂。另外，在幾乎不含雜質(zhì)的樹脂為對可見光的吸收較少的樹脂的情況下，優(yōu)選直接為透明的樹脂。
[0093]另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺I的設(shè)置有刻度圖案2的上表面(位置測量面)上，作為反射膜8，形成有鋁(鋁合金)的膜(鋁層)。鋁的反射膜8例如能夠通過噴射來薄膜形成。另外，此時，能夠通過將多個樹脂制編碼器標(biāo)尺I (反射膜8形成前的主體)在平面上排列多個地一次對多個樹脂制編碼器標(biāo)尺進(jìn)行噴射來形成鋁層。此外，就反射膜8的形成而言，也可以使用噴射以外的方法，例如噴射以外的各種蒸鍍方法或其他的薄膜形成方法。
[0094]此外，反射膜8并不限于鋁，能夠使用各種金屬，但是從成本、反射率等方面考慮優(yōu)選使用鋁。
[0095]另外，作為反射膜8，也可以使用金屬膜以外的膜，例如，設(shè)置電介質(zhì)多層膜作為反射膜8。
[0096]另外，也可以在反射膜8上設(shè)置透明的保護(hù)膜。作為反射膜8為鋁的情況下的保護(hù)膜，例如能夠使用Si02。
[0097]此外，若樹脂制編碼器標(biāo)尺I的由樹脂成形的樹脂主體具有足夠的光反射率，也可以不設(shè)置反射膜8。例如，在該實(shí)施方式中，雖然作為樹脂優(yōu)選適當(dāng)?shù)厥褂媚軌蛴糜谏鲜龉鈱W(xué)元件的透明的樹脂，但例如在樹脂上添加白色顏料或具有金屬光澤的顏料等提高樹脂的反射率的材料，通過提高樹脂的反射率，也可以不設(shè)置反射膜8。另外，例如，作為樹脂制編碼器標(biāo)尺I的材料，也可以不使用透明的樹脂，而是使用例如白色等的光的反射率較高的樹脂。
[0098]在增量方式的編碼器中，作為編碼器標(biāo)尺的刻度圖案，使用高反射部與低反射部以一定的間距交替地重復(fù)的圖案。在從讀數(shù)頭的發(fā)光元件向該編碼器標(biāo)尺的刻度圖案射出光，且該反射光由讀數(shù)頭的受光元件受光的狀態(tài)下，讀數(shù)頭相對于編碼器標(biāo)尺相對移動的情況下，從受光元件輸出波狀的信號，該信號由通過高反射部時的高的信號和通過低反射部的情況下的低的信號交替地重復(fù)而成。
[0099]在該情況下，例如，由從低到高(從高到低)切換的信號的上升(下降)到下一次的上升(下降)，與上述高反射部與低反射部交替地重復(fù)的刻度圖案的一個間距的距離對應(yīng)。因此，通過將從受光元件輸出的波狀信號的上升(下降)部分的次數(shù)乘以成為上述間距的距離，能夠求得距原點(diǎn)位置的移動距離。
[0100]此外，來自上述受光元件的信號從低變化到高的上升的時間點(diǎn)，能夠使用上述參照電位進(jìn)行判定。即、能夠?qū)⑹芄庠男盘柕碾娢粡谋葏⒄针娢坏偷碾娢蛔兊脚c參照電位相同的電位的時間點(diǎn)判定為上升的時間點(diǎn)。
[0101 ] 同樣地，能夠?qū)⑹芄庠男盘柕碾娢粡呐c參照電位相同的電位變到比參照電位低的電位的時間點(diǎn)判定為下降的時間點(diǎn)。
[0102]另外，在讀數(shù)頭相對于編碼器標(biāo)尺向正反兩方向移動的情況下，在向正方向移動時，每從受光兀件輸入一個上述信號的上升部分便遞加I，向反方向(返回方向)移動時，每從受光元件輸入一個上述信號的上升部分便遞減I。通過將該情況下的計數(shù)值乘以上述間距的長度，能夠求得距原點(diǎn)位置的移動距離。
[0103]另外，作為刻度圖案2，不僅可以使用低反射部3和高反射部4交替地以相同間距重復(fù)的增量用刻度圖案，也可以使用絕對用刻度圖案，絕對用刻度圖案是例如由高反射部4與低反射部3形成的碼，也可以是例如使用使高反射部4與低反射部3中一方的反射部為O而另一方的反射部為I的兩個值的碼。另外，刻度圖案表示的碼例如也可以是反射碼(交流二進(jìn)制符號)。即、也可以通過高反射部4與低反射部3的圖案設(shè)置有由O和I形成的多位數(shù)的碼，并通過該碼來表示刻度圖案上的絕對位置。
[0104]另外，在設(shè)置原點(diǎn)用線道的情況下，也可以相同地使用由高反射部4和低反射部3形成的刻度圖案而成。
[0105]另外，高反射部4的表面不僅可以做成平面，也可以做成曲面狀的凹面。S卩、也可以做成將由高反射部4的表面反射的光向受光元件的位置聚光的構(gòu)造。在該情況下，基于來自高反射部4的反射光的受光而從受光元件輸出的信號的峰值能夠更高。S卩、能夠使在接受來自低反射部3的反射光的情況下的受光元件的信號水平與接受來自高反射部4的反射光的情況下的受光元件的信號水平之差更大。此外，凹部既可以是像球面或非球面的圓頂狀一樣的形狀的一部分，也可以是圓筒的內(nèi)周面的一部分的形狀(長圓形的形狀)。該情況下的圓筒的軸方向既可以沿編碼器標(biāo)尺的長方向，也可以沿與該長方向相交(正交)的方向。另外，高反射部4的表面形狀通過將成形金屬模具的高反射部4的部分的形狀做成與上述凹面對應(yīng)的凸面，來在成形時形成。
[0106]接下來，對用于成形樹脂制編碼器標(biāo)尺I的金屬模具10進(jìn)行說明。
[0107]在此，注射成形的金屬模具例如是將固定金屬模具18和可動金屬模具10的兩個金屬模具10、18組合的模具，通過使可動金屬模具10相對于固定金屬模具18移動，能夠進(jìn)行成形和脫模。
[0108]如圖4以及圖5和圖6(e)所不,在上述兩個金屬模具10、18中一方的金屬模具10的成形樹脂制編碼器標(biāo)尺I的刻度圖案2的測量面的成形面11上，設(shè)置有與刻度圖案2對應(yīng)的成形圖案12。
[0109]成形圖案12具備通過粗面加工形成的粗面13和通過鏡面加工形成的鏡面14。金屬模具10的粗面13成形樹脂制編碼器標(biāo)尺I的低反射部3，金屬模具10的鏡面14成形樹脂制編碼器標(biāo)尺I的高反射部4。另外，在成形圖案12的旁邊，設(shè)置有成形上述參照線道6的參照鏡面16。
[0110]另外，在金屬模具10的具備成形圖案12的成形面上，作為上述鏡面14、參照鏡面16而成為鏡面的部分以外，做成包含粗面13的粗面。
[0111]在此，金屬模具10的成形面被樹脂復(fù)制而形成上述樹脂制編碼器標(biāo)尺I。因此，將樹脂制編碼器標(biāo)尺I的由金屬模具成形的面的形狀的凹凸反過來就是金屬模具10的成形面的形狀。另外，金屬模具10的粗面部分被樹脂復(fù)制而成為樹脂制編碼器標(biāo)尺I的粗面部分，金屬模具10的鏡面部分被樹脂復(fù)制而成為樹脂制編碼器標(biāo)尺I的鏡面部分。
[0112]因此，在金屬模具10中，基本上也優(yōu)選成形圖案12的鏡面14的表面粗糙度Ra為
0.05 μ m以下，粗面13的表面粗糙度Ra為0.1ym以上。另外，更優(yōu)選鏡面14的表面粗糙度Ra為0.01 μ m以下，粗面13的表面粗糙度Ra為1.0ym以上。
[0113]此外，參照鏡面16的表面粗糙度Ra有必要與鏡面14相同。
[0114]另外，金屬模具10的粗面13相對于鏡面14的突出高度優(yōu)選小于100 μ m。另外，粗面13相對于鏡面14的突出高度更優(yōu)選小于60 μ m，再優(yōu)選小于20 μ m。
[0115]接下來，參照圖6對金屬模具18的制造方法進(jìn)行說明。首先，在成為圖6(a)所示的金屬模具10的金屬板1a上，如圖6(b)所示地通過切削加工形成成為空腔的部分。此時成為參照鏡面16的部分16a比成為成形圖案12的部分12a低，在他們之間設(shè)置有階梯。接下來如圖6(c)所示地，在成為一方的金屬模具10的空腔的內(nèi)面的成形面整體上通過噴射加工形成粗面。
[0116]接下來，如圖6(d)所示地，在成為用于成形參照線道6的參照鏡面16的部分16a上實(shí)施鏡面加工，形成參照鏡面16。
[0117]接下來，通過如圖6(e)所示地在成為成形圖案12的部分12a上由利用超精密加工機(jī)的切削加工等間隔地形成鏡面14，來沿讀數(shù)頭的移動方向(長方向)以一定的間距成形粗面13和鏡面14，從而設(shè)置成形圖案12。此外，粗面13是成形圖案12上未做成鏡面14的部分。
[0118]此外，在形成這樣的圖案時，鏡面14從高一段的成形圖案12側(cè)向低一段的參照鏡面16側(cè)進(jìn)行切削加工。由此，進(jìn)行切削加工(鏡面加工)的部分的末端側(cè)由于階梯而變低，不妨礙切削加工，能夠使切削加工容易。
[0119]此外，噴射加工的投射材料的種類、大小等，能夠選擇使由通過噴射加工形成的粗面13成形的低反射部3 (包括具有反射膜8的情況和沒有的情況)的反射率(受光元件23的受光量)盡可能低且成本上沒有問題的種類、大小。
[0120]另外，金屬模具10的鏡面14能夠使用從各種超精密加工機(jī)中選擇的超精密加工機(jī)，在此能夠使用可以對平面平滑(鏡面)地進(jìn)行切削加工的超精密加工機(jī)。此外，成形圖案12的粗面13與鏡面14的最小間距以及鏡面14的表面粗糙度依賴于所使用的超精密加工機(jī)。另外，若如上所述地使用壓模，則能夠進(jìn)行更精密的加工。
[0121]接下來對樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法進(jìn)行說明。
[0122]使用如上所述地設(shè)置有成形圖案12的金屬模具10，通過已知的注射成形方法，來注射成形樹脂制編碼器標(biāo)尺I。成形后，通過將各樹脂制編碼器標(biāo)尺I分離，能夠得到樹脂制編碼器標(biāo)尺I。在此，若樹脂制編碼器標(biāo)尺I反射率較高，則由金屬模具10的成形圖案12的粗面13成形并成為粗面的部分成為刻度圖案2的低反射部3，由成形圖案12的鏡面14成形的部分成為刻度圖案2的高反射部4。
[0123]即使如后所述地設(shè)置反射膜8，樹脂制編碼器標(biāo)尺I主體也將通過成形而完成，不需要反射膜8的形成以外的加工，從而極為容易地制造編碼器標(biāo)尺。
[0124]另外，在所使用的樹脂為透明樹脂或光反射率較低的樹脂的情況下，例如，將鋁通過已知的噴射(噴濺)法作為反射膜8在樹脂制編碼器標(biāo)尺I主體的具有刻度圖案2的測量面上成膜。
[0125]在該反射膜8的形成時，因為在樹脂制編碼器標(biāo)尺I主體的具有刻度圖案2的測量面整體上形成反射膜8，所以例如相比于僅在高反射部4選擇性地形成反射膜8的情況，能夠容易地形成反射膜8。
[0126]對于這樣的樹脂制編碼器標(biāo)尺I而言，只要制造上述那樣的金屬模具10，就可以容易地大量生產(chǎn)，并能夠低成本地供給樹脂制編碼器標(biāo)尺I。
[0127]接下來，對使用上述編碼器標(biāo)尺I的反射型的光學(xué)方式且線性型的編碼器20進(jìn)行說明。
[0128]如圖7所示，線性編碼器20具備線性用的上述樹脂制編碼器標(biāo)尺1、讀數(shù)頭21以及控制部25。樹脂制編碼器標(biāo)尺I和讀數(shù)頭21能夠沿樹脂制編碼器標(biāo)尺I的測定方向相對移動。此外，樹脂制編碼器標(biāo)尺I和讀數(shù)頭21中的一方成為固定側(cè)，另一方成為可動側(cè)。
[0129]在讀數(shù)頭21上具備發(fā)光元件22和受光元件23。發(fā)光元件22朝向樹脂制編碼器標(biāo)尺I的刻度圖案大致垂直地照射光，例如使用發(fā)光二極管(LED)或半導(dǎo)體激光器等。另夕卜，發(fā)光元件22為擴(kuò)散光的情況下，也可以經(jīng)過切口從發(fā)光元件22向樹脂制編碼器標(biāo)尺I照射光。
[0130]受光元件23接受從發(fā)光元件22照射并由樹脂制編碼器標(biāo)尺I反射的反射光。因此，發(fā)光元件22和受光元件23雙方配置于樹脂制編碼器標(biāo)尺I的一側(cè)。
[0131]在受光元件23中，檢測由樹脂制編碼器標(biāo)尺I的低反射部3反射的光和由高反射部4反射的光的強(qiáng)度的區(qū)別，例如，在刻度圖案2為增量型的情況下，通過由控制部將受光量的增加或受光量的減少作為計數(shù)并與刻度圖案2的間距相對應(yīng)地算出移動距離，來檢測位置并輸出。
[0132]此外，也可以配置接受來自參照線道6的反射光的受光元件，以讀數(shù)頭21不會從參照線道6脫落的方式進(jìn)行控制。
[0133]另外，在刻度圖案2為絕對型的情況下，控制部25根據(jù)基于上述低反射部3和高反射部4的圖案的受光量的變化讀取碼，并輸出讀取的碼表示的位置。此外，在絕對型中，在表示碼的刻度圖案2之外具備增量型的刻度圖案2，用于碼的讀取時。
[0134]此外，雖然由上述金屬模具10成形的樹脂制編碼器標(biāo)尺I是反射型，但也可以用作透射型。即、作為樹脂，例如使用如上所述地可用作光學(xué)元件的透明的樹脂，來制造透明的樹脂制編碼器標(biāo)尺。在該情況下，與上述金屬模具10的成形圖案12的粗面13和鏡面14對應(yīng)，在成形品即樹脂制編碼器標(biāo)尺上也形成有粗面和鏡面。在該樹脂制編碼器標(biāo)尺的粗面上，光散亂因而光的透射率變低，粗面的部分成為低透射部33。另一方面，在編碼器標(biāo)尺的鏡面上，光的透射率比為粗面的部分高，鏡面的部分成為高透射部34。
[0135]由此，能夠像后述的透射型的旋轉(zhuǎn)編碼器40的情況一樣地，通過透射編碼器標(biāo)尺的光的強(qiáng)度的變化來讀取位置。
[0136]在該情況下，沒有必要在編碼器標(biāo)尺上設(shè)置反射膜8，通過注射成形，能夠得到編碼器標(biāo)尺。
[0137]此外，在反射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺I中，雖然選用在成為反射面的一個側(cè)面(正面)上設(shè)置刻度圖案2的編碼器標(biāo)尺。但是在透射型的樹脂制編碼器標(biāo)尺中，也可以在相互平行的兩個側(cè)面上，成形由鏡面和粗面形成的刻度圖案。此時，以另一方側(cè)面的鏡面與一方側(cè)面的鏡面重疊，另一方側(cè)面的粗面與一方側(cè)面的粗面重疊的方式配置。
[0138]在形成該兩面上具有刻度圖案2的編碼器標(biāo)尺的金屬模具10中，在上述兩個金屬模具的相互相對的成形面11設(shè)置有相同的成形圖案12。
[0139]接下來，對后述光學(xué)方式的透射型的旋轉(zhuǎn)編碼器40中所使用的透射型且旋轉(zhuǎn)型的樹脂制編碼器標(biāo)尺30進(jìn)行說明。
[0140]樹脂制編碼器標(biāo)尺30例如為圓盤狀，在中央具備供旋轉(zhuǎn)軸貫通并固定的貫通孔37。編碼器標(biāo)尺30的一方的圓形的側(cè)面(或兩方的側(cè)面)上，例如形成有增量型的刻度圖案32。
[0141]在刻度圖案32上，設(shè)置有表面做成粗面而光的透射率較低的低透射部33和表面做成鏡面而光的透射率比低透射部33高的高透射部34。另外，刻度圖案32沿測定方向(后述的讀數(shù)頭41的相對移動方向)，沿以圓形的側(cè)面的中心為中心的圓周方向遍及全周地圓形狀地設(shè)置。
[0142]沿上述圓周方向，低透射部33和高透射部34交替地重復(fù)配置。由此，在樹脂制編碼器標(biāo)尺30旋轉(zhuǎn)或后述讀數(shù)頭41旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)圈移動)時，能夠利用后述受光元件23并通過低透射部33和高透射部34的光的強(qiáng)度的變化來測量位置。另外，在刻度圖案32的內(nèi)側(cè)，沿圓板狀的樹脂制編碼器標(biāo)尺30的圓周方向遍及全周地形成有參照線道38。
[0143]在旋轉(zhuǎn)型樹脂制編碼器標(biāo)尺30的情況下，刻度圖案32也可以不使用增量型，而是使用絕對型。另外，在設(shè)置原點(diǎn)用線道的情況下，也可以同樣地使用由高透射部34和低透射部33形成的刻度圖案而成。另外，可以不使用透射型，而是設(shè)置反射膜而做成反射型。該情況下作為編碼器標(biāo)尺樹脂不僅可以透明，還可以使用光的反射率較高的顏色的樹脂。該情況下的樹脂的顏色可以通過顏料或染料進(jìn)行著色。另外，也可以做成在刻度圖案上形成上述反射膜8。
[0144]此外，雖然在反射型和透射型中，因或者反射或者透射，構(gòu)造不同，但在鏡面和粗面上形成有刻度這一點(diǎn)上，構(gòu)造是相同的。另外，在旋轉(zhuǎn)型和線性型中，雖然因刻度沿圓周方向形成為圓狀或刻度形成為直線狀而在構(gòu)造上不同，但除此以外的基本構(gòu)造相同。
[0145]低透射部33與高透射部34的表面粗糙度之差，基于將樹脂制編碼器標(biāo)尺30注射成形時的、金屬模具的成形面上所形成的粗面的表面粗糙度和鏡面的表面粗糙度，但在用于光學(xué)方式的透射型編碼器的情況下，將從發(fā)光元件照射、分別透射低透射部33和高透射部34的光由受光元件接受的情況下，低透射部33的透射光和高透射部4的透射光在受光量上具有能夠充分辨識的差即可。
[0146]例如，優(yōu)選高透射部34的透射率為50%以上，低透射部33的透射率為25%以下，優(yōu)選高透射部34的透射率與低透射部33的透射率之差為25%以上。再有，優(yōu)選高透射部34的透射率為80%以上，低透射部33的透射率為25%。再有，優(yōu)選低透射部33的透射率為10%以下。
[0147]另外，優(yōu)選高透射部34的透射率和低透射部33的透射率之差為25%以上，更優(yōu)選高透射部34的透射率和低透射部33的透射率之差為55%以上，再優(yōu)選上述差為70%以上。
[0148]通過使高透射部34的透射率和低透射部3的透射率之差為25%以上，如上所述，將能夠使受光元件的受光量具有足夠的差，從而能夠足夠光學(xué)地讀取樹脂制編碼器標(biāo)尺30的刻度圖案12。
[0149]另外，為了使高透射部34和低透射部33實(shí)現(xiàn)上述那樣的透射率，優(yōu)選使高透射部34的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下、低透射部33的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。另外，更優(yōu)選使高透射部34的表面粗糙度Ra為0.01 μ m以下、上述低透射部33的表面粗糙度Ra為1.0 μ m以上。
[0150]此外，參照線道16的表面粗糙度Ra需要與高透射部34 —樣。
[0151]在刻度圖案12中，成為各刻度的低透射部33和高透射部34以相同寬度配置，并且寬度比低透射部33和高透射部34的重復(fù)間距長。
[0152]另外，與上述線性型的情況相同地基于金屬模具的成形面的構(gòu)造，成為高透射部34比低透射部33稍稍突出的形狀。即、低透射部33做成凹部，高透射部34做成凸部，在低透射部33與高透射部34之間形成有階梯。此外，低透射部33的表面和高透射部34的表面成為相互平行的平面。
[0153]如上所述地使高透射部34相對于低透射部33突出地形成，優(yōu)選高透射部34相對于低透射部33的突出高度小于100 μ m。再優(yōu)選高透射部34相對于低透射部33的突出高度小于60 μ m,更優(yōu)選高透射部34相對于低透射部33的突出高度小于20 μ m。
[0154]若高透射部34相對于低透射部33的高度過高，則光被低透射部33和高透射部34之間的階梯遮擋或反射的可能性變高，存在將來自發(fā)光元件的光由受光元件接受時造成惡劣影響的隱患。
[0155]另外，作為刻度圖案12的各刻度的低透射部33和高透射部44的間距為例如
0.1mm級別，低透射部33以及高透射部34的各測定方向(讀數(shù)頭的相對移動方向)的長度成為上述間距的一半左右。此外，刻度圖案12的間距(刻度的析像度)與上述線性型的情況相同。另外，旋轉(zhuǎn)型也可以由使用壓模的金屬模具成形。
[0156]另外，高透射部34的表面也可以不是平面而是曲面狀的凸面。即、也可以做成將透射高透射部34的光朝向受光元件的位置聚光的構(gòu)造。在該情況下，能夠基于來自高透射部34的透射光的受光而使從受光元件輸出的信號的峰值更高。即、能夠使接受來自低透射部33的透射光的情況下的受光元件的信號水平與接受來自高透射部34的透射光的情況下的受光元件的信號水平之差更大。
[0157]此外，凸部既可以是球面或非球面的圓頂狀一樣的形狀的一部分，也可以是成為圓柱的外周面的一部分的形狀(長圓形的形狀)。該情況下的圓中的軸方向既可以沿編碼器標(biāo)尺的長方向(旋轉(zhuǎn)型的圓周方向)，也可以沿與該長方向相交(正交)的方向。另外，高透射部34也可以不僅一方的表面做成凸面，也可以將高透射部34的朝向發(fā)光元件側(cè)的面和朝向受光元件側(cè)的面雙方做成凸面。高透射部34的表面形狀通過將金屬模具的成形高透射部34的部分的形狀做成與上述凸面對應(yīng)的凹面，在成形時形成。
[0158]另外，成形旋轉(zhuǎn)型的樹脂制編碼器標(biāo)尺30的金屬模具中，編碼器標(biāo)尺30的形狀不是矩形而是圓形，并且刻度圖案32的測定方向不是直線而是在成為沿圓周方向以外，與上述線性型且反射型的情況相同。即、與金屬模具10相同，作為成形面11的成形圖案12，粗面13和鏡面14通過如上所述地噴射加工和超精密加工機(jī)的切削而形成。通過該金屬模具的粗面成形表面為粗面的低透射部33 (低反射部)，通過金屬模具的鏡面成形表面為鏡面的高透射部34 (高反射部)。
[0159]接下來，對透射型的旋轉(zhuǎn)編碼器40進(jìn)行說明。旋轉(zhuǎn)編碼器40具備上述樹脂制編碼器標(biāo)尺30、讀數(shù)頭41以及控制部45。讀數(shù)頭41配置為隔著樹脂制編碼器標(biāo)尺30使發(fā)光元件22和受光元件23相對。讀數(shù)頭41相對于圓盤狀的樹脂制編碼器標(biāo)尺30能夠沿圓周方向相對地移動。例如，讀數(shù)頭41固定而樹脂制編碼器標(biāo)尺30旋轉(zhuǎn)。
[0160]發(fā)光元件22和受光元件23與上述發(fā)光元件22以及受光元件23相同。發(fā)光元件22和受光元件23配置為隔著樹脂制編碼器標(biāo)尺30而相對，發(fā)光元件22向樹脂制編碼器標(biāo)尺30照射光，而受光元件23測定透射樹脂制編碼器標(biāo)尺30的光。此時透射低透射部33的光的受光量和通過高透射部34的光的受光量不同，受光元件23的受光量變化。在控制部45中，計數(shù)該受光量的變化，并算出位置。另外，也可以如上所述地使用絕對型刻度圖案32，做成由控制部45輸出碼所表示的位置。
[0161]另外，也可以將旋轉(zhuǎn)型的樹脂制編碼器標(biāo)尺30做成具備由上述低反射部和高反射部形成的刻度圖案的反射型。在該情況下，也可以在旋轉(zhuǎn)型的樹脂制編碼器標(biāo)尺30的一方的側(cè)面上設(shè)置刻度圖案32，并在設(shè)置有該刻度圖案32的側(cè)面整體上設(shè)置反射膜8。另外，也可以在反射膜8上設(shè)置保護(hù)膜。
[0162]在上述的實(shí)施方式中，編碼器標(biāo)尺為樹脂制，并且該樹脂制編碼器標(biāo)尺的成形時，作為編碼器標(biāo)尺的刻度圖案，形成低反射部以及高反射部或低透射部以及高透射部。在該情況下，在低反射部，需要反射率比高反射部低。但是，在刻度圖案中，例如，因為從受光元件輸出的信號具有變高的高反射部和變低的低反射部即可，所以即使不使低反射部表面的光的反射率較低，也可以通過使來自發(fā)光元件的光的反射方向從受光元件脫離，能夠使從受光兀件輸出的信號變低。
[0163]例如，作為使用將發(fā)光元件和受光元件接近地配置的讀數(shù)頭的編碼器的編碼器標(biāo)尺，做成使用樹脂制的編碼器標(biāo)尺，在編碼器標(biāo)尺的刻度圖案上，設(shè)置將從發(fā)光元件照射的光向受光元件反射的反射部(高反射部)和將從發(fā)光元件照射的光不向受光元件而是向從受光元件偏移的位置反射的不同反射部(低反射部)。
[0164]反射部的表面做成相對于來自發(fā)光元件的光的照射方向大致正交的平面，不同反射部的表面做成相對于來自發(fā)光元件的光的照射方向傾斜的平面。
[0165]即、通過相對于反射部的表面使不同反射部的表面傾斜，將從發(fā)光元件照射的光向從受光元件脫離的位置反射，使向不同反射部照射光的情況下的受光元件的受光量比發(fā)光元件向反射部照射光的情況低。
[0166]與這些反射部以及不同反射部對應(yīng)的形狀形成于金屬模具上，在樹脂制編碼器標(biāo)尺的成形時不同反射部相對于反射部傾斜。
[0167]在該情況下，不同反射部(低反射部)的表面不必做成粗面，另外，也沒必要做成鏡面。反射部(高反射部)需要做成鏡面。另外，在樹脂制編碼器標(biāo)尺的至少刻度圖案部分上，例如，在所用的樹脂透明而光的反射率不高的情況下，優(yōu)選設(shè)置反射膜。
[0168]另外，在受光元件和發(fā)光元件分離地配置的情況下，也可以在從發(fā)光元件照射并由不同反射部反射的光所朝向的位置配置受光元件。在該情況下，反射部和不同反射部反過來。
[0169]另外，在使用該斜面的方法中，由反射部與不同反射部雙方反射光，因此存在如下隱患，無用反射光變多，該無用反射光的一部分到達(dá)受光元件，成為使受光元件的輸出信號的最低水平變高的原因。因此，也可以將發(fā)光元件和受光元件分離地配置，使反射部也向來自發(fā)光元件的光的入射方向傾斜，從而以使反射的光由從發(fā)光元件離開的受光元件接受的方式將光反射。
[0170]在該情況下，通過使反射部和不同反射部的表面的傾斜方向相反，能夠使無用反射光的在受光元件的受光量進(jìn)一步降低。
[0171]作為使用透明的樹脂使光反射的方法存在如下方法:在使用上述的反射膜的方法之外，在相對于透明的樹脂板的光的照射方向而成為背面的一側(cè)(與透射樹脂板的光相接的一側(cè))的面上設(shè)置微棱鏡形狀。
[0172]微棱鏡形狀是例如將兩個對稱的斜面相對的形狀形成多個，從透明樹脂板的正面大致直角地入射的光通過透明樹脂板而到達(dá)透明樹脂板的背面的微棱鏡形狀后，重復(fù)兩次全反射，使光向入射方向的反方向反射。
[0173]此外，在微棱鏡形狀中，需要使入射到透明樹脂板的光進(jìn)行第一次全反射的斜面和進(jìn)行第二次全反射的斜面這兩個斜面，例如，能夠列舉出將多個剖面三角形狀的槽或突條相互平行地排列的構(gòu)造。
[0174]此外，斜面的角度需要設(shè)定為通過兩次全反射而將反射方向變成最初的光的入射方向的反方向的角度。此時，雖然兩個斜面一般是與等腰三角形的二等邊對應(yīng)的對稱的斜面，但只要最后的反射方向成為最初的入射方向的反方向，兩個斜面也可以不成為對稱的斜面。
[0175]另外，微棱鏡形狀不僅可以將上述槽或突條排列，還可以通過多個金字塔形狀或四角錐或三角錐或圓錐的凸部或是凹部接近且規(guī)則地排列(以相反的斜面相對的方式排列)而成。
[0176]在上述的變形例的情況下，也優(yōu)選反射部、不同反射部、微棱鏡形狀與樹脂板一起一體成型地作成。
[0177]符號說明
[0178]I一樹脂制編碼器標(biāo)尺，2一刻度圖案，3一低反射部，4一聞反射部，10一金屬模具，11一成形面，12一成形圖案，13一粗面，14一鏡面,20—線性編碼器，21一讀數(shù)頭，22一發(fā)光兀件，23一受:光兀件，30一樹脂制編碼器標(biāo)尺，32一刻度圖案，33一低透射部，34一聞透射部，40—旋轉(zhuǎn)編碼器，41 一讀數(shù)頭。
【權(quán)利要求】
1.一種樹脂制編碼器標(biāo)尺，其在反射型的光學(xué)方式的編碼器中使用，具備位置測定用的刻度圖案，上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的特征在于， 設(shè)置有在樹脂成形時將表面成形為粗面且光的反射率低的低反射部和表面成形為鏡面且光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的刻度圖案， 至少在上述刻度圖案整體上設(shè)置有反射膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂制編碼器標(biāo)尺，其特征在于， 上述高反射部相對于上述低反射部突出地形成，上述高反射部相對于上述低反射部的突出高度小于100 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂制編碼器標(biāo)尺，其特征在于， 上述高反射部的光的反射率設(shè)定為50%以上，上述低反射部的光的反射率設(shè)定為25%以下，上述高反射部和上述低反射部的反射率之差為25%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂制編碼器標(biāo)尺，其特征在于， 上述高反射部的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，上述低反射部的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。
5.一種編碼器，其具備編碼器標(biāo)尺和讀數(shù)頭，該編碼器標(biāo)尺具備將光的反射率低的低反射部和光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的刻度圖案，該讀數(shù)頭具有朝向上述編碼器標(biāo)尺射出光的發(fā)光元件，并且具有接受從上述發(fā)光元件射出并由上述編碼器標(biāo)尺反射的光的受光元件，該編碼器在上述讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺相對地移動時，基于因上述刻度圖案的上述低反射部與上述高反射部的光的反射率的差別而產(chǎn)生的上述受光元件的受光量的變化，測量讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺的位置，上述編碼器的特征在于， 上述編碼器標(biāo)尺由注射成形的樹脂形成， 設(shè)置有在樹脂成形時將表面成形為粗面的上述低反射部和表面成形為鏡面的高反射部組合的上述刻度圖案， 至少在上述刻度圖案整體上設(shè)置反射膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼器，其特征在于， 上述編碼器標(biāo)尺的上述高反射部相對于上述低反射部突出地形成，上述高反射部相對于上述低反射部的突出高度小于100 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼器，其特征在于， 上述編碼器標(biāo)尺的上述高反射部的光的反射率設(shè)定為50%以上，上述低反射部的光的反射率設(shè)定為25%以下，上述高反射部與上述低反射部的反射率之差為25%以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼器，其特征在于， 上述編碼器標(biāo)尺的上述高反射部的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，上述低反射部的表面粗糙度Ra為0.Ιμπι以上。
9.一種樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具，其用于注射成形樹脂制編碼器標(biāo)尺，該樹脂制編碼器標(biāo)尺在反射型的光學(xué)方式的編碼器中使用，設(shè)置有將光的反射率低的低反射部和光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的位置測定用刻度圖案的，上述樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具的特征在于， 在成形上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的刻度圖案的成形面上，與上述刻度圖案對應(yīng)地設(shè)置有將用于成形上述低反射部的通過粗面加工而成的粗面和用于成形上述高反射部的通過鏡面加工而成的鏡面組合的成形圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具，其特征在于， 上述成形圖案的上述粗面相對于上述鏡面突出地形成，上述粗面相對于上述鏡面的突出高度小于100 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的樹脂制編碼器標(biāo)尺用金屬模具，其特征在于， 上述成形圖案的上述鏡面的表面粗糙度Ra為0.05 μ m以下，上述粗面的表面粗糙度Ra為0.1 μ m以上。
12.一種樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法，其通過向金屬模具注射樹脂而注射成形樹脂制編碼器標(biāo)尺，該樹脂制編碼器標(biāo)尺在反射型的光學(xué)方式的編碼器中使用，設(shè)置有將光的反射率較低的低反射部和光的反射率比上述低反射部高的高反射部組合的位置測定用的刻度圖案，上述樹脂制編碼器標(biāo)尺的制造方法的特征在于， 通過向在成形上述編碼器標(biāo)尺的刻度圖案的成形面上與上述刻度圖案對應(yīng)地設(shè)置有通過粗面加工而成的粗面和通過鏡面加工而成的鏡面組合的成形圖案的上述金屬模具注射樹脂，來成形樹脂制編碼器標(biāo)尺，該樹脂制編碼器標(biāo)尺具有將通過上述金屬模具的鏡面成形的上述高反射部和通過上述金屬模具的粗面成形的上述低反射部組合的刻度圖案， 在使用上述金屬模具成形的樹脂制編碼器標(biāo)尺的至少上述刻度圖案整體上設(shè)置有反射膜。
13.—種編碼器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?權(quán)利要求4中任一項所述的樹脂制編碼器標(biāo)尺和讀數(shù)頭，該讀數(shù)頭具有向上述編碼器標(biāo)尺射出光的發(fā)光元件，并且具有接受從上述發(fā)光元件射出并被上述編碼器標(biāo)尺反射的光的受光元件，該編碼器在上述讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺相對地移動時，基于因上述刻度圖案的上述低反射部與上述高反射部的光的反射率的差別而產(chǎn)生的上述受光元件的受光量的變化，測量讀數(shù)頭相對于上述編碼器標(biāo)尺的位置。
【文檔編號】G01D5/347GK104246447SQ201380021101
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月23日
【發(fā)明者】鈴石光信, 澀谷雅貴, 東海林宏 申請人:日立麥克賽爾株式會社, 株式會社尼康