JP6797582B2

JP6797582B2 - 反射型エンコーダスケール

Info

Publication number: JP6797582B2
Application number: JP2016136495A
Authority: JP
Inventors: 裕史篠田
Original assignee: Meltec Corp
Current assignee: Meltec Corp
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: JP2017151074A

Description

本発明は、物体の変位量または変位方向を検出する反射型エンコーダスケールに関する。

湾曲可能で、高精度に微小位置変位の測定ができる反射型エンコーダスケールが提案されている（特許文献１）。
特許文献１は、表面から光を入射する透光性樹脂基板と、所定のパターンにて透光性樹脂基板の裏面に形成した光反射用金属膜と、光反射用金属膜で反射されない光を吸収する低反射層とを備えた反射型エンコーダスケールであり、光反射用金属膜を粘着層で覆うことで、光反射用金属膜が外面に露出することを防止し、光反射用金属膜が外面に露出することによる酸化劣化を抑制している。

特開２０１３−６１１５６号公報

特許文献１は、粘着層で光反射用金属膜を覆うことで酸化劣化の抑制効果はあるが、高温高湿条件下では、十分な防湿性能を得ることができない。

本発明は、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる反射型エンコーダスケールを提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の反射型エンコーダスケールは、表面から光を入射する透光性樹脂基板と、所定のパターンにて前記透光性樹脂基板の裏面に形成した光反射用金属膜と、前記光反射用金属膜で反射されない前記光を吸収する低反射層とを備えた反射型エンコーダスケールであって、前記光反射用金属膜にレジストを付着させ、前記光反射用金属膜の表面は前記透光性樹脂基板で覆われ、前記光反射用金属膜の裏面は前記レジストで覆われ、前記レジストを、ゴム系フォトレジスト又はエポキシ系フォトレジストとしたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の反射型エンコーダスケールにおいて、前記低反射層を、粘着層によって前記レジスト又は前記透光性樹脂基板の前記裏面に貼り合わせたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の反射型エンコーダスケールにおいて、前記低反射層を、前記レジスト及び前記透光性樹脂基板の前記裏面に形成したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の反射型エンコーダスケールにおいて、前記低反射層に、更に樹脂層を積層したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の反射型エンコーダスケールにおいて、前記光反射用金属膜を、アルミニウム蒸着膜としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項３に記載の反射型エンコーダスケールにおいて、前記低反射層を、黒色ソルダーレジスト、黒色塗料、黒色蒸着膜、又は黒色めっきとしたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項２に記載の反射型エンコーダスケールにおいて、前記粘着層として、透明粘着剤を用いたことを特徴とする。

本発明の反射型エンコーダスケールによれば、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。

本発明の実施例による反射型エンコーダスケールを示す要部断面図本発明の第１実施例による反射型エンコーダスケールの製造工程図本発明の第２実施例による反射型エンコーダスケールの製造工程図本発明の第３実施例による反射型エンコーダスケールの製造工程図

本発明の第１の実施の形態による反射型エンコーダスケールは、光反射用金属膜にレジストを付着させ、光反射用金属膜の表面は透光性樹脂基板で覆われ、光反射用金属膜の裏面はレジストで覆われ、レジストを、ゴム系フォトレジスト又はエポキシ系フォトレジストとしたものである。本実施の形態によれば、光反射用金属膜にレジストを付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。また、ゴム系フォトレジスト又はエポキシ系フォトレジストは、粘着性酸化防止膜よりも酸素透過性が低く酸化防止効果が高く、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。更に、ゴム系フォトレジストを０．５〜２μｍの薄膜で用いることで微細なパターン形成を得ることができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による反射型エンコーダスケールにおいて、低反射層を、粘着層によってレジスト又は透光性樹脂基板の裏面に貼り合わせたものである。本実施の形態によれば、低反射層を粘着層によって貼り合わせても、レジストによって光反射用金属膜を覆っているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。

本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による反射型エンコーダスケールにおいて、低反射層を、レジスト及び透光性樹脂基板の裏面に形成したものである。本実施の形態によれば、レジストによって光反射用金属膜を覆っているので、低反射層を透光性樹脂基板の裏面に直接形成することができ、光反射用金属膜と低反射層とにギャップがないためセンシング精度が高まる。

本発明の第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による反射型エンコーダスケールにおいて、低反射層に、更に樹脂層を積層したものである。本実施の形態によれば、低反射層を樹脂層で覆うことで、低反射層を保護することができる。

本発明の第５の実施の形態は、第２から第４のいずれかの実施の形態による反射型エンコーダスケールにおいて、光反射用金属膜を、アルミニウム蒸着膜としたものである。本実施の形態によれば、アルミニウムを用いることで広い波長域で高い正反射率を得ることができ、蒸着膜とすることで微細パターンを精度よく形成できる。

本発明の第６の実施の形態は、第３の実施の形態による反射型エンコーダスケールにおいて、低反射層を、黒色ソルダーレジスト、黒色塗料、黒色蒸着膜、又は黒色めっきとしたものである。本実施の形態によれば、レジストによって光反射用金属膜を覆っているので、低反射層として黒色ソルダーレジスト、黒色塗料、黒色蒸着膜、又は黒色めっきを透光性樹脂基板の裏面に直接形成することができ、光反射用金属膜と低反射層とにギャップがないためセンシング精度が高まる。

本発明の第７の実施の形態は、第２の実施の形態による反射型エンコーダスケールにおいて、粘着層として、透明粘着剤を用いたものである。本実施の形態によれば、レジストによって光反射用金属膜を覆っているので、高い防湿性能を得ることができ、透明粘着剤を用いて低反射層を貼り合わせることができる。

以下本発明の実施例について図面とともに説明する。
図１は本発明の実施例による反射型エンコーダスケールを示す要部断面図である。
図１（ａ）は、第１実施例による反射型エンコーダスケールであり、表面１１から光を入射する透光性樹脂基板１０と、所定のパターンにて透光性樹脂基板１０の裏面１２に形成した光反射用金属膜２０と、光反射用金属膜２０で反射されない光を吸収する低反射層３０とを備え、光反射用金属膜２０にレジスト４０を付着させたものである。
低反射層３０は、粘着層５０によってレジスト４０及び透光性樹脂基板１０の裏面１２に貼り合わせている。粘着層５０には、透明粘着剤を用いている。
第１実施例によれば、光反射用金属膜２０にレジスト４０を付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。
また第１実施例によれば、レジスト４０によって光反射用金属膜２０を覆っているので、高い防湿性能を得ることができ、透明粘着剤５０を用いて低反射層３０を貼り合わせることができる。

図１（ｂ）は、第２実施例による反射型エンコーダスケールであり、表面１１から光を入射する透光性樹脂基板１０と、所定のパターンにて透光性樹脂基板１０の裏面１２に形成した光反射用金属膜２０と、光反射用金属膜２０で反射されない光を吸収する低反射層３０とを備え、光反射用金属膜２０にレジスト４０を付着させたものである。
低反射層３０は、レジスト４０及び透光性樹脂基板１０の裏面１２に形成している。低反射層３０には、黒色ソルダーレジスト、黒色塗料（インク）、黒色蒸着膜、又は黒色めっきが適している。低反射層３０として、黒色ソルダーレジスト、黒色塗料、黒色蒸着膜、又は黒色めっきを用いることで、粘着剤を用いずに積層することができる。
第２実施例によれば、光反射用金属膜２０にレジスト４０を付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。
また第２実施例によれば、レジスト４０によって光反射用金属膜２０を覆っているので、低反射層３０として黒色ソルダーレジスト、黒色塗料、黒色蒸着膜、又は黒色めっきを透光性樹脂基板１０の裏面１２に直接形成することができ、光反射用金属膜２０と低反射層３０とにギャップがないためセンシング精度が高まる。

図１（ｃ）は、第３実施例による反射型エンコーダスケールであり、表面１１から光を入射する透光性樹脂基板１０と、所定のパターンにて透光性樹脂基板１０の裏面１２に形成した光反射用金属膜２０と、光反射用金属膜２０で反射されない光を吸収する低反射層３０とを備え、光反射用金属膜２０にレジスト４０を付着させたものである。
低反射層３０は、レジスト４０及び透光性樹脂基板１０の裏面１２に形成している。低反射層３０には黒色粘着剤を用いる。
透明な樹脂層６０は、低反射層３０となる黒色粘着剤を用いて透光性樹脂基板１０の裏面１２に積層される。
第３実施例によれば、光反射用金属膜２０にレジスト４０を付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。
また第３実施例によれば、レジスト４０によって光反射用金属膜２０を覆っているので、低反射層３０として黒色粘着剤を透光性樹脂基板１０の裏面１２に直接形成することができ、光反射用金属膜２０と低反射層３０とにギャップがないためセンシング精度が高まる。
また第３実施例によれば、低反射層３０を樹脂層６０で覆うことで、低反射層３０を保護することができる。

各実施例による反射型エンコーダスケールでは、透光性樹脂基板１０には、ポリカーボネート樹脂基板が適しているが、ポリエチレンテレフタレート、アクリルなどの樹脂を用いることができる。透光性樹脂基板１０は、１μｍ〜５００μｍの樹脂フィルム又は樹脂シートで構成される。
光反射用金属膜２０には、アルミニウム膜が適しており、透光性樹脂基板１０に蒸着させて形成することが適している。アルミニウムを用いることで広い波長域で高い正反射率を得ることができ、蒸着膜とすることで微細パターンを精度よく形成できる。
レジスト４０には、ゴム系フォトレジスト又はエポキシ系フォトレジストが適している。ゴム系フォトレジスト又はエポキシ系フォトレジストは、粘着性酸化防止膜よりも酸素透過性が低く酸化防止効果が高く、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる。更に、ゴム系フォトレジストを０．５〜２μｍの薄膜で用いることで微細なパターン形成を得ることができる。

本発明による反射型エンコーダユニットは、光源７１と、光センサ７２とを備え、光源７１から反射型エンコーダスケールに照射された光の内、光反射用金属膜２０で反射した反射光を光センサ７２で検出する。このように本発明によれば、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができる反射型エンコーダユニットを提供することができる。

図２は、第１実施例による反射型エンコーダスケールの製造工程図である。
図２（ａ）は材料、図２（ｂ）はレジストコーティング工程、図２（ｃ）は露光・現像工程、図２（ｄ）はエッチング工程、図２（ｅ）は低反射層形成工程である。光反射用金属膜２０には、アルミニウム層２１を用いている。

図２（ａ）に示すように、アルミニウム層２１を一方の面に備えた透光性樹脂基板１０を用いる。
図２（ｂ）に示すレジストコーティング工程では、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させる。
図２（ｃ）に示す露光・現像工程は、レジストコーティング工程の後に行う。
露光・現像工程では、レジスト４０を露光・現像し、一部のレジスト４０を除去することで、所定のレジストパターンを形成する。
図２（ｄ）に示すエッチング工程は露光・現像工程の後に行う。
エッチング工程では、露出したアルミニウム層２１をエッチングする。
図２（ｅ）に示す低反射層形成工程はエッチング工程の後に行う。
低反射層形成工程は、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させた状態で、低反射層３０を透明粘着剤５０によってレジスト４０及び透光性樹脂基板１０に貼り合わせる。

本実施例によれば、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができ、エッチング工程の後のレジスト剥離工程を経ないために生産性が高いとともに、アルミニウム層２１が薬液に触れることがないために薬液残渣による腐食が生じない。

図３は、第２実施例による反射型エンコーダスケールの製造工程図である。
図３（ａ）は材料、図３（ｂ）はレジストコーティング工程、図３（ｃ）は露光・現像工程、図３（ｄ）はエッチング工程、図３（ｅ）は低反射層形成工程である。光反射用金属膜２０には、アルミニウム層２１を用いている。
図３（ａ）から図３（ｄ）は、図２（ａ）から図２（ｄ）までと同一であるため説明を省略する。
図３（ｅ）に示す低反射層形成工程は、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させた状態で、低反射層３０をレジスト４０及び透光性樹脂基板１０の裏面１２に形成する。

本実施例によれば、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができ、エッチング工程の後のレジスト剥離工程を経ないために生産性が高いとともに、アルミニウム層２１が薬液に触れることがないために薬液残渣による腐食が生じない。また、本実施の形態によれば、レジスト４０によってアルミニウム層２１を覆っているので、低反射層３０を透光性樹脂基板１０の裏面１２に直接形成することができ、アルミニウム層２１と低反射層３０とにギャップがないためセンシング精度が高まる。

図４は、第３実施例による反射型エンコーダスケールの製造工程図である。
図４（ａ）は材料、図４（ｂ）はレジストコーティング工程、図４（ｃ）は露光・現像工程、図４（ｄ）はエッチング工程、図４（ｅ）は低反射層形成工程である。光反射用金属膜２０には、アルミニウム層２１を用いている。
図４（ａ）から図４（ｄ）は、図２（ａ）から図２（ｄ）までと同一であるため説明を省略する。
図４（ｅ）に示す低反射層形成工程は、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させた状態で、樹脂層６０を黒色粘着剤３０によってレジスト４０及び透光性樹脂基板１０に貼り合わせる。

本実施例によれば、アルミニウム層２１にレジスト４０を付着させているので、高温高湿条件下でも十分な防湿性能を得ることができ、エッチング工程の後のレジスト剥離工程を経ないために生産性が高いとともに、アルミニウム層２１が薬液に触れることがないために薬液残渣による腐食が生じない。また、本実施の形態によれば、レジスト４０によってアルミニウム層２１を覆っているので、低反射層３０としての黒色粘着剤を透光性樹脂基板１０の裏面１２に直接用いることができ、アルミニウム層２１と低反射層３０とにギャップがないためセンシング精度が高まる。

本発明の反射型エンコーダスケールは、ロータリエンコーダおよびリニアエンコーダに用いることができる。

１０透光性樹脂基板
１１表面
１２裏面
２０光反射用金属膜
２１アルミニウム層
３０低反射層
４０レジスト
５０粘着層
６０樹脂層
７１光源
７２光センサ

Claims

表面から光を入射する透光性樹脂基板と、
所定のパターンにて前記透光性樹脂基板の裏面に形成した光反射用金属膜と、
前記光反射用金属膜で反射されない前記光を吸収する低反射層と
を備えた反射型エンコーダスケールであって、
前記光反射用金属膜にレジストを付着させ、
前記光反射用金属膜の表面は前記透光性樹脂基板で覆われ、
前記光反射用金属膜の裏面は前記レジストで覆われ、
前記レジストを、ゴム系フォトレジスト又はエポキシ系フォトレジストとした
ことを特徴とする反射型エンコーダスケール。
前記低反射層を、粘着層によって前記レジスト又は前記透光性樹脂基板の前記裏面に貼り合わせたことを特徴とする請求項１に記載の反射型エンコーダスケール。
前記低反射層を、前記レジスト及び前記透光性樹脂基板の前記裏面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の反射型エンコーダスケール。
前記低反射層に、更に樹脂層を積層したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の反射型エンコーダスケール。
前記光反射用金属膜を、アルミニウム蒸着膜としたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の反射型エンコーダスケール。
前記低反射層を、黒色ソルダーレジスト、黒色塗料、黒色蒸着膜、又は黒色めっきとしたことを特徴とする請求項３に記載の反射型エンコーダスケール。
前記粘着層として、透明粘着剤を用いたことを特徴とする請求項２に記載の反射型エンコーダスケール。