JPH02234017A - エンコーダ用磁気記録媒体 - Google Patents

エンコーダ用磁気記録媒体

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JPH02234017A
JPH02234017A JP1055578A JP5557889A JPH02234017A JP H02234017 A JPH02234017 A JP H02234017A JP 1055578 A JP1055578 A JP 1055578A JP 5557889 A JP5557889 A JP 5557889A JP H02234017 A JPH02234017 A JP H02234017A
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JP
Japan
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recording medium
magnetic recording
encoder
magnetic
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP1055578A
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English (en)
Inventor
Mutsumi Harada
睦 原田
Shinji Kato
信治 加藤
Yoshinori Hayashi
好典 林
Toshiharu Hoshi
俊治 星
Kenzaburo Iijima
健三郎 飯島
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/65Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
    • G11B5/656Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing Co
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、変位検出精度の高いエンコーダに好適に用
いられる保磁力の高いエンコーダ用磁気記録媒体に関す
るものである。
〔従来技術とその課題〕
ロボットのアーム等に取り付けられて、その変位を検知
するメカトロニクスセンサとして磁気式のエンコーダが
ある。この磁気式のエンコーダは、変位を検知すべき物
体の表面に磁気記録媒体を取り付け、この磁気記録媒体
に磁気センサを臨ませてなるものである。そして磁気セ
ンサを用いて磁気記録媒体上に記録された一定信号を読
み取ることにより物体の変位を検知するものである。
従来、この磁気記録媒体としては、基板上に薄膜状の磁
性材料を積層してなるものが用いられ、この磁性材料と
してはフエライト、re−Cr−CO合金、希土類ボン
ド磁石等が用いられている。
ところがフエライトやFe−Cr−Co合金は、保磁力
aHcが小さいため、磁気センナによって検出できる信
号の出力値が小さく、磁気記録媒体に記録された信号の
着磁ピッチの1/2程度の距離にまで磁気センサを磁気
記録媒体表゛面に接近させなければならない。よってエ
ンコーダの組み立て精度を非常に高くしなければならな
いと共に、磁気センナと磁気記録媒体との距離は一定以
上小さくすることができないので着磁ピッチを大きくせ
ざるを得なくなり、その結果、高精度で変位検知ができ
ないという不都合があった。
また保磁力の高い希土類ボンド磁石を磁性材料として用
いると上記課題は解決されるものの、ボンド磁石のバイ
ンダ中に分散された磁石粒子の拉度分布のむらおよび磁
石粒子の局在により磁気記録媒体の磁力線の乱れが発.
生しやすく、検知可能な精度限界が大きいという不都合
があった。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであ
って、高い保磁力aHcを有し、かつ高精度の変位検知
が可能なエンコーダ用磁気記録媒体を提供することを目
的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明のエンコーダ用磁気記録媒体は、Co合金薄膜
を基板上に積層し、上記Sm一Co合金薄膜の結晶粒径
の3倍以上の着磁ビッチで着磁したことを解決手段とし
た。
以下、この発明を詳しく説明する。
第1図および第2図はこの発明のエンコーダ用磁気記録
媒体の一例.を示したものであって、第2図は第1図の
1−1線矢視図である。このエンコーダ用磁気記録媒体
は、物体の回転角度の変位を検知するロータリーエンコ
ーダに好適に用いられるものであって、基板l上にSm
−Co合金薄膜2、を積層し、このSm−Co合金薄膜
2の結晶粒径の3倍以上の着磁ピッチで変位検知のため
の信号を記録してなるものである。この基板lは表面が
平滑な円環状の板体であって、たとえば銅あるいは銅合
金等の金属板、あるいはガラス板等からなるものである
。またSm−Go合金薄膜2は、Co中にS−を11θ
〜20at%の組成比で含有してなる合金をlθ〜30
0μ−の膜厚で成膜してなるものであり、高い保磁力a
Hc,好ましくは20OOOe以上、特に好ましくは3
0000e以上50000e未満を示すものである。保
磁力が20000e未満であると変位検知の際に用いら
れる信号の出力値が小さくなり、さらに50000e以
上であると着磁が非常に困難となり実用的でないためで
あるが、保磁力の上限値はこれに限られるものではない
。またこのSm−Co合金薄膜2を着磁することにより
記録される信号の着磁ピッチは、Sm−Go合金の結晶
粒径の3倍以上となるように制御されている。これは後
述するように、この着磁ピッチがSm−Go合金の結晶
粒径の3倍未満となると、信号の出力波形に変動率が5
%以上となるためである。
このようなエンコーダ用磁気記録媒体は、スパッタリン
グ法、電気めっき法等の通常の薄膜形成手段によって基
板l上にS@−Co合金薄膜2を形成した後、必要に応
じて熱熟理を施すことにより容易に製造することができ
る。
この熱処理は、基板!上に形成されたSm−Go合金薄
膜2の磁気特性および結晶粒径を所望条件になるように
調整するためのものであって、処理温度および処理時間
は合金組成等の各条件によって適宜選択することができ
る。
このようにして製造されたエンコーダ用磁気記録媒体を
使用するにあたっては、Sm−Co合金薄膜2の結晶粒
径の3倍以上の着磁ピッチで信号を記録したのち、変位
を検出すべき物体表面にS一一Co合金薄膜2が磁気セ
ンサに臨むようにして取り付ける。
またこの発明のエンコーダ用磁気記録媒体は第1図およ
び第2図に示したものに限られるものではなく、この他
にも第3図ないし第6図に示したようなものであっても
よい。第3図および第4図に示したエンコーダ用磁気記
録媒体は第1図および第2図に示したものと同様にロー
タリーエンコーダに用いられるもので、円環状の基板!
の周縁部表面にSm−Co合金薄膜2を形成してなるも
のであって、第4図は第3図の■−■線矢視図である。
このような構成のものは、Sff+−Co合金薄膜2を
垂直磁化膜とすることかでき、第1図および第2図に示
したものと比較して、記録密度を向上させることができ
るので、より高精度で変位を検知することができる。
また第5図および第6図に示したエンコーダ用磁気記録
媒体は、平板状の基板lの表面にSmCo合金薄1!2
を形成してなるものであって、第6図は第5図の■一■
線矢視図である。第1図ないし第4図に示したエンコー
ダ用磁気記録媒体は回転角度の変位検知に好適に用いら
れるものであるのに対し、第5図および第6図に示した
ものは、位置移動の変位検出に好適に用いられるもので
ある。
上記第1図ないし第6図に示したいずれのエンコーダ用
磁気記録媒体も、保磁力の高いSm−Co合金薄膜2を
基板1上に積層してなるものであるので、変位検知のた
めに記録された信号の磁気センサでの出力値が大きくな
る。よって従来のもののように磁気センサと磁気記録媒
体との距離を過度に小さくする必要がなくなるので、エ
ンコーダの組み立てが容易になる。さらにSm−Go合
金薄膜2は均一であり、かつ強い保磁力を示すものであ
るので、磁力線に乱れが発生しにくくなり、変位の検出
精度を向上させることも可能である。
さらに変位検知のために記録される信号の着磁ピッチを
Sm−Co合金薄膜2の結晶粒径の3倍以上とすること
により、磁気記録媒体の出力波長の変動を5%以下に制
御することができるので、正確な変位検知を行うことが
できる。
〔実施例〕
(実施例1) Sm−Co合金を、円環状の銅製基板上に、膜厚55μ
属で電気めっき法によって積層して第1図および第2図
に示したと同様のエンコーダ用磁気記録媒体とした。
この磁性記録媒体を調べたところ、Sm−Co合金の結
晶粒径はlO〜30μ−、保磁力aHcは、35000
e.磁束密度Brは4500Gであった。
(比較例1) 基板上に積層する磁性材料としてフエライトを用いた以
外は実施例1と全く同様にしてエンコーダ用磁気記録媒
体を得て、これを比較例1とした。
この磁性特性を調べたところ、保磁力aHcは1850
0eであった。
(比較例2) 基板上に積層する磁性材料として、F e − C r
 −CO合金を用いた以外は実施例lと全く同様にして
エンコーダ用磁気記録媒体を得て、これを比較例2とし
た。
この磁性特性を調べたところ、保磁力BHcは4000
eであった。
(比較例3) 基板上に積層する磁性材料として希土類ボンド磁石を用
いた以外は実施例lと全く同様にしてエンコーダ用磁気
記録媒体を得て、これを比較例3とした。
この磁性特性を調べたところ、保磁力aHcは4100
0eであった。
(試験例I) 上記実施例l1比較例1ないし比較例3のエンコーダ用
磁気記録媒体をそれぞれ100μ朧ピッチで着磁して変
位検知に用いる信号を記録した。
磁気センサとエンコーダ用磁気記録媒体との距離を変化
させつつ、上記信号を磁気センサを用いて検出し、その
ときの磁気センサの出力値を測定した。この結果を第7
図に示した。第7図中、Oは実施例lの結果を、口は比
較例lの結果を、●は比較例2の結果を、△は比較例3
の結果をそれぞれ示す。第7図より、この発明のエンコ
ーダ用磁気記録媒体の実施例!と、比較的保磁力の高い
比較例3のエンコーダ用磁気記録媒体とは、磁気センサ
との距離が大きくなっても出力値が小さくならないこと
が確認できた。またエンコーダによる変位検出の際に最
低必要とする出力値をたとえば1.5Vとすると、この
発明のエンコーダ用磁気記録媒体では、磁気センサとの
距離が着磁ピッチと等しい!00μ膿であっても十分な
出力値が得られることが確認できた。
(試験例2) 試験例1と同様に各エンコーダ用磁気記録媒体に着磁ビ
ッチ100μ■で信号を記録した。
信号が記録された磁気記録媒体上からioθμ−離れた
一点に磁気センナを設け、これを一回転させて磁気記録
媒体上に記録された信号の出力波形をそれぞれ測定した
。この結果を第8図ないし第11図に示した。第8図は
実施例lの出力波形であり、第9図は比較例3のもので
ある。また比較例1に関しては磁気センサとの距離がI
Ooμ一では出力が得られなかったために、距離を小さ
くして70μ1150μ一とし、この結果をそれぞれ第
lO図および第11図に示した。
第8図ないし第11図において、出力波長の最大振幅B
と最小振幅Aとを測定して、出力変動率(%)1 0 
0(B−A)/Bをそれぞれの例について調べ、各図中
に示した。
この結果、実施例1は3.4%となり、エンコーダ用磁
気記録媒体に要求される出力変動の最大値5%を大きく
下回る良好な値となった。
(試験例3) 実施例1のエンコーダ用磁気記録媒体に適宜熱処理を施
してSm一Co合金薄膜の結晶粒径を種々変化させると
共に、変位検出のための信号を記録する着磁ビッチを変
化させた際の出力変動率を測定した。この結果を第12
図に示した。通常、エンコーダ用磁気記録媒体の出力変
動は5%以下であることが望ましいが、この条件を満た
すには、(結晶粒径)バ着磁ピッチ)が1/3以下、す
なわち結晶粒径の3倍以上の着磁ピッチで信号を記録す
ればよいことが確認できた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明のエンコーダ用磁気記録
媒体は、CO中にSffiをlO〜20at%含有して
なるSm一Co合金薄膜を基板上に積層し、上記S@−
Co合金薄膜の結晶粒径の3倍以上の着磁ピッチで着磁
してなるものであるので、変位検知のために記録された
信号の磁気センサでの出力値が大きくなる。よって従来
のもののように磁気センサと磁気記録媒体との距離を過
度に小さくする必要がなくなるので、エンコーダの組み
立てが容易になる。さらにSm−Go合金薄膜、は均一
であり、かつ強い保磁力を示すものであるので、変位の
検出精度を向上させることも可能である。
さらに変位検知のために記録される信号の着磁ピッチを
Sm−Co合金薄膜の結晶粒径の3倍以上とすることに
より、磁気記録媒体の出力波長の変動を5%以下に制御
することができるので、正確な変位検知を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のエンコーダ用磁気記録媒体の一例を
示した平面図、 第2図は第1図の1−1線矢視図、 第3図はこの発明のエンコーダ用磁気記録媒体の他の例
を示した平面図、 第4図は第3図のn−n線矢視図、 第5図はこの発明のエンコーダ用磁気記録媒体の他の例
を示した平面図、 第6図は第5図の■−■線矢視図、 第7図は磁気記録媒体とセンサとの距離を変化させた際
の出力の変化を調べたグラフ、第8図はこの発明のエン
コーダ用磁気記録媒体の出力波形を示したグラフ、 第9図ないし第1!図はいずれも従来のエンコーダ用磁
気記録媒体の出力波形を示したグラフ、第12図はこの
発明のエンコーダ用磁気記録媒体のS醜−Co合金の結
晶粒子と着磁ピッチとを変化させた際に出力変動率にお
よぼす影響を示したグラフである。 第1因 第2図 l・・・基板、  2・・・Sm−Co合金薄膜。 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  Co中にSmを10〜20at%含有してなるSm−
    Co合金薄膜を基板上に積層し、上記Sm−Co合金薄
    膜の結晶粒径の3倍以上の着磁ピッチで着磁してなるエ
    ンコーダ用磁気記録媒体
JP1055578A 1989-03-08 1989-03-08 エンコーダ用磁気記録媒体 Pending JPH02234017A (ja)

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