JPH11101662A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
- Publication number
- JPH11101662A JPH11101662A JP26336297A JP26336297A JPH11101662A JP H11101662 A JPH11101662 A JP H11101662A JP 26336297 A JP26336297 A JP 26336297A JP 26336297 A JP26336297 A JP 26336297A JP H11101662 A JPH11101662 A JP H11101662A
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- JP
- Japan
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- scale
- plastic
- optical encoder
- optical
- optical grating
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で耐衝撃性に優れたスケール及び
スケール保持構造を持つ光学式エンコーダを提供する。 【解決手段】 光学格子１２が形成された透過型スケー
ル１と、このスケール１に対して相対移動可能に対向配
置されてスケール１に光を照射し光学格子１２により変
調された光を検出して変位信号を出力する読み出しヘッ
ドとにより、透過型の光学式エンコーダが構成される。
透過型スケール１として、透明プラスチック基板１１に
光学格子１２が形成され、長手方向の一端がスケールホ
ルダー２に片持ち梁方式により保持されたプラスチック
スケールを用いている。
スケール保持構造を持つ光学式エンコーダを提供する。 【解決手段】 光学格子１２が形成された透過型スケー
ル１と、このスケール１に対して相対移動可能に対向配
置されてスケール１に光を照射し光学格子１２により変
調された光を検出して変位信号を出力する読み出しヘッ
ドとにより、透過型の光学式エンコーダが構成される。
透過型スケール１として、透明プラスチック基板１１に
光学格子１２が形成され、長手方向の一端がスケールホ
ルダー２に片持ち梁方式により保持されたプラスチック
スケールを用いている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リニアゲージ等
に用いられる光学式エンコーダに関する。
に用いられる光学式エンコーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】リニアゲージ等に用いられる光学式エン
コーダは、光学格子が形成されたスケールと、これに相
対移動可能に対向配置された読み出しヘッドとから構成
される。読み出しヘッドには、スケールに光を照射する
ＬＥＤ等の光源と、スケールの光学格子により変調され
た光を検出して変位信号を出力する受光素子を備えて構
成される。スケール部材としては、熱膨張係数が小さ
く、光学格子パターンの加工が容易なガラス材が多く用
いられる。
コーダは、光学格子が形成されたスケールと、これに相
対移動可能に対向配置された読み出しヘッドとから構成
される。読み出しヘッドには、スケールに光を照射する
ＬＥＤ等の光源と、スケールの光学格子により変調され
た光を検出して変位信号を出力する受光素子を備えて構
成される。スケール部材としては、熱膨張係数が小さ
く、光学格子パターンの加工が容易なガラス材が多く用
いられる。
【０００３】図５は、ガラススケール５１を接着材５２
によってスケールホルダー５３に取り付けた状態を示し
ている。この様に片持ち梁構造でガラススケールの一端
を直接保持すると、図に矢印で示すような振動や衝撃に
よって、ガラススケール５１が簡単に折れるおそれがあ
る。そこで片持ち梁構造とする場合は、耐衝撃性を考慮
して、図６に示すようにガラススケール５１を例えばス
テンレス製の枠体６１に保持し、この枠体６１に形成さ
れた取付穴６３とネジ６２を用いてスケールホルダー５
３に取り付けることが行われる。ガラススケール５１と
枠体６１の間は例えばシリコーン樹脂接着材により接着
固定される。
によってスケールホルダー５３に取り付けた状態を示し
ている。この様に片持ち梁構造でガラススケールの一端
を直接保持すると、図に矢印で示すような振動や衝撃に
よって、ガラススケール５１が簡単に折れるおそれがあ
る。そこで片持ち梁構造とする場合は、耐衝撃性を考慮
して、図６に示すようにガラススケール５１を例えばス
テンレス製の枠体６１に保持し、この枠体６１に形成さ
れた取付穴６３とネジ６２を用いてスケールホルダー５
３に取り付けることが行われる。ガラススケール５１と
枠体６１の間は例えばシリコーン樹脂接着材により接着
固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図６のスケー
ル保持構造は、ガラススケールと別に枠体を必要とする
だけでなく、光学式エンコーダの精度保持には高度の接
着技術が必要となり、寸法精度を出すことも難しくな
る。またスケール取付工程が増え、従って高精度の取付
のためには熟練を必要とする。これらは、光学式エンコ
ーダの歩留まり低下やコストアップをもたらす。更にま
た、枠体によって、スケール幅全体を有効利用できない
という問題もある。
ル保持構造は、ガラススケールと別に枠体を必要とする
だけでなく、光学式エンコーダの精度保持には高度の接
着技術が必要となり、寸法精度を出すことも難しくな
る。またスケール取付工程が増え、従って高精度の取付
のためには熟練を必要とする。これらは、光学式エンコ
ーダの歩留まり低下やコストアップをもたらす。更にま
た、枠体によって、スケール幅全体を有効利用できない
という問題もある。
【０００５】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、簡単な構成で耐衝撃性に優れたスケール及びス
ケール保持構造を持つ光学式エンコーダを提供すること
を目的とする。
もので、簡単な構成で耐衝撃性に優れたスケール及びス
ケール保持構造を持つ光学式エンコーダを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、光学格子が
形成されたスケールと、このスケールに対して相対移動
可能に対向配置されてスケールに光を照射し光学格子に
より変調された光を検出して変位信号を出力する読み出
しヘッドとを有する光学式エンコーダにおいて、前記ス
ケールが、長手方向の一端がスケールホルダーに片持ち
梁方式により保持されたプラスチックスケールであるこ
とを特徴とする。この発明において特に好ましくは、前
記プラスチックスケールは、透明プラスチック基板を用
いて作られた透過型スケールであるものとする。またこ
の発明において好ましくは、前記プラスチックスケール
は、孔を開けてネジにより前記スケールホルダーに固定
されるものとする。
形成されたスケールと、このスケールに対して相対移動
可能に対向配置されてスケールに光を照射し光学格子に
より変調された光を検出して変位信号を出力する読み出
しヘッドとを有する光学式エンコーダにおいて、前記ス
ケールが、長手方向の一端がスケールホルダーに片持ち
梁方式により保持されたプラスチックスケールであるこ
とを特徴とする。この発明において特に好ましくは、前
記プラスチックスケールは、透明プラスチック基板を用
いて作られた透過型スケールであるものとする。またこ
の発明において好ましくは、前記プラスチックスケール
は、孔を開けてネジにより前記スケールホルダーに固定
されるものとする。
【０００７】この発明によると、ガラスに比べて可撓性
に優れたプラスチックスケールを用いることによって、
枠体を用いずそのまま片持ち梁方式で保持した場合に、
ガラススケールのように簡単に折れることがない。従っ
て、耐衝撃性が優れたものになるだけでなく、スケール
保持構造は簡単になり、高度の接着技術も要せず、光学
式エンコーダの歩留まり向上及びコストダウンが図れ
る。
に優れたプラスチックスケールを用いることによって、
枠体を用いずそのまま片持ち梁方式で保持した場合に、
ガラススケールのように簡単に折れることがない。従っ
て、耐衝撃性が優れたものになるだけでなく、スケール
保持構造は簡単になり、高度の接着技術も要せず、光学
式エンコーダの歩留まり向上及びコストダウンが図れ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る光学式エンコーダのスケールとその保持構造を示して
いる。スケール１は、透明プラスチック基板１１にスケ
ール格子１２及び原点検出パターン１３を形成した透過
型のプラスチックスケールである。このプラスチックス
ケール１の長手方向の一端には取り付け孔１４が設けら
れており、この孔１４を利用してネジ３によりスケール
ホルダー２に取り付けられて、片持ち梁構造とされる。
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る光学式エンコーダのスケールとその保持構造を示して
いる。スケール１は、透明プラスチック基板１１にスケ
ール格子１２及び原点検出パターン１３を形成した透過
型のプラスチックスケールである。このプラスチックス
ケール１の長手方向の一端には取り付け孔１４が設けら
れており、この孔１４を利用してネジ３によりスケール
ホルダー２に取り付けられて、片持ち梁構造とされる。
【０００９】図２は、この様に構成されたプラスチック
スケール１を読み出しヘッド４と共に組み込んだ小型リ
ニアゲージの断面構造を示している。読み出しヘッド４
は、ＬＥＤチップ４１を透明樹脂４２にモールドしてな
る発光素子４３と、これに対してスケール１を挟んで対
向する受光ＩＣ４５とを有する。発光素子４３のモール
ド樹脂４２の表面には、アルミニウム等の反射膜４４が
形成されて凹面鏡が構成されており、ＬＥＤチップ４１
からの光は反射膜４４で反射されてスケール１に照射さ
れ、スケール１の透過光が受光ＩＣ４５により受光され
るようになっている。
スケール１を読み出しヘッド４と共に組み込んだ小型リ
ニアゲージの断面構造を示している。読み出しヘッド４
は、ＬＥＤチップ４１を透明樹脂４２にモールドしてな
る発光素子４３と、これに対してスケール１を挟んで対
向する受光ＩＣ４５とを有する。発光素子４３のモール
ド樹脂４２の表面には、アルミニウム等の反射膜４４が
形成されて凹面鏡が構成されており、ＬＥＤチップ４１
からの光は反射膜４４で反射されてスケール１に照射さ
れ、スケール１の透過光が受光ＩＣ４５により受光され
るようになっている。
【００１０】受光ＩＣ４５は、例えばフォトダイオード
アレイ、及び電流電圧変換器等の必要な電子回路を集積
したもので、電源ノイズ除去のための積層チップコンデ
ンサ４６が搭載されている。受光ＩＣ４５は、ガイド部
材６の上にガラス板４５を介して取り付けられ、発光素
子４３はガイド部材６の下に取り付けられて、それらの
間に、図１に示すように保持されたプラスチックスケー
ル１が移動できるように挿入されている。スケール１は
スケールホルダー２を介して円筒体５の一端に固定さ
れ、円筒体５と共に読み出しヘッド４に対して相対移動
することになる。
アレイ、及び電流電圧変換器等の必要な電子回路を集積
したもので、電源ノイズ除去のための積層チップコンデ
ンサ４６が搭載されている。受光ＩＣ４５は、ガイド部
材６の上にガラス板４５を介して取り付けられ、発光素
子４３はガイド部材６の下に取り付けられて、それらの
間に、図１に示すように保持されたプラスチックスケー
ル１が移動できるように挿入されている。スケール１は
スケールホルダー２を介して円筒体５の一端に固定さ
れ、円筒体５と共に読み出しヘッド４に対して相対移動
することになる。
【００１１】プラスチックスケール１の具体的な製造工
程を、図３及び図４を参照して説明する。透明プラスチ
ック基板１１をまず、コロナ処理により表面活性化し
（図３（ａ））、次に活性化したプラスチック基板１１
の表面に光遮蔽膜となるクロム膜３１とクロム酸化膜
（ＣｒＯ2）の積層膜をスパッタ等により形成する（図
３（ｂ））。更にこの積層膜上にレジスト３３を塗布し
（図３（ｃ））、このレジスト３３を格子パターンに露
光現像する（図３（ｄ））。
程を、図３及び図４を参照して説明する。透明プラスチ
ック基板１１をまず、コロナ処理により表面活性化し
（図３（ａ））、次に活性化したプラスチック基板１１
の表面に光遮蔽膜となるクロム膜３１とクロム酸化膜
（ＣｒＯ2）の積層膜をスパッタ等により形成する（図
３（ｂ））。更にこの積層膜上にレジスト３３を塗布し
（図３（ｃ））、このレジスト３３を格子パターンに露
光現像する（図３（ｄ））。
【００１２】続いて、パターニングされたレジスト３３
をマスクとして下の積層膜をエッチングし（図４
（ａ））、レジスト３３を剥離する（図４（ｂ））。こ
れにより、光遮蔽膜が所定ピッチで配列された光学格子
１２が形成される。その後光学格子１２が形成された面
を保護するためハードコート３４で覆い（図４
（ｃ））、最後に取り付け孔１４を加工する（図４
（ｄ））。実際の製造では、複数のスケールを一つのプ
ラスチック基板に同時に形成する。従って図４（ｄ）の
工程の後、各スケールを切断分離する。
をマスクとして下の積層膜をエッチングし（図４
（ａ））、レジスト３３を剥離する（図４（ｂ））。こ
れにより、光遮蔽膜が所定ピッチで配列された光学格子
１２が形成される。その後光学格子１２が形成された面
を保護するためハードコート３４で覆い（図４
（ｃ））、最後に取り付け孔１４を加工する（図４
（ｄ））。実際の製造では、複数のスケールを一つのプ
ラスチック基板に同時に形成する。従って図４（ｄ）の
工程の後、各スケールを切断分離する。
【００１３】この実施例によると、ガラスに比べて可撓
性に富むプラスチックスケールを用いることにより、片
持ち梁で保持した場合の耐衝撃性が優れたものとなる。
しかも、枠体を必要としないから、保持構造も簡単にな
り、部品点数の削減及び組立工数の削減が可能であり、
スケール位置決めにも大掛かりな治具等を必要としな
い。更に、スケールを直付けできるのでスケール形状の
設計の自由度も高いものとなる。また、スケール幅を枠
体により制限されることなく有効利用できる。更にこの
実施例によると、従来の接着材による接着方式に代わ
り、スケールをネジでスケールホルダーに固定するよう
にしているので、誤ってスケールに大きな衝撃を与えて
破損したり、格子パターンが腐食等により剥がれたり、
プラスチック基板が経年変化で変形や透明度の劣化が生
じた場合に、取り替えが効き、メンテナンス性が高いも
のとなる。
性に富むプラスチックスケールを用いることにより、片
持ち梁で保持した場合の耐衝撃性が優れたものとなる。
しかも、枠体を必要としないから、保持構造も簡単にな
り、部品点数の削減及び組立工数の削減が可能であり、
スケール位置決めにも大掛かりな治具等を必要としな
い。更に、スケールを直付けできるのでスケール形状の
設計の自由度も高いものとなる。また、スケール幅を枠
体により制限されることなく有効利用できる。更にこの
実施例によると、従来の接着材による接着方式に代わ
り、スケールをネジでスケールホルダーに固定するよう
にしているので、誤ってスケールに大きな衝撃を与えて
破損したり、格子パターンが腐食等により剥がれたり、
プラスチック基板が経年変化で変形や透明度の劣化が生
じた場合に、取り替えが効き、メンテナンス性が高いも
のとなる。
【００１４】なお実施例では、スケール１の一端をネジ
で取り付け固定したが、接着材で固定することもできる
し、或いはネジと接着剤を併用することもできる。いず
れの取り付け法を用いても、ガラススケールの場合のよ
うに枠体を用いる保持構造に比べて、構造は簡単で取り
付け精度を高いものとすることができる。また実施例で
は透過型スケールを用いたが、反射型スケールを用いた
場合にも同様にこの発明を適用できる。
で取り付け固定したが、接着材で固定することもできる
し、或いはネジと接着剤を併用することもできる。いず
れの取り付け法を用いても、ガラススケールの場合のよ
うに枠体を用いる保持構造に比べて、構造は簡単で取り
付け精度を高いものとすることができる。また実施例で
は透過型スケールを用いたが、反射型スケールを用いた
場合にも同様にこの発明を適用できる。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、プ
ラスチックスケールを用いることによって、枠体を用い
ず片持ち梁方式で保持して優れた耐衝撃性を得ることが
でき、スケール保持構造は簡単になり、高度の接着技術
も必要としないために、光学式エンコーダの歩留まり向
上及びコストダウンを図ることができる。
ラスチックスケールを用いることによって、枠体を用い
ず片持ち梁方式で保持して優れた耐衝撃性を得ることが
でき、スケール保持構造は簡単になり、高度の接着技術
も必要としないために、光学式エンコーダの歩留まり向
上及びコストダウンを図ることができる。
【図１】 この発明の一実施例による光学式エンコーダ
のプラスチックスケールの保持構造を示す。
のプラスチックスケールの保持構造を示す。
【図２】 同実施例のエンコーダを用いたリニアゲージ
の断面構造を示す図である。
の断面構造を示す図である。
【図３】 同実施例のスケールの製造工程を示す図であ
る。
る。
【図４】 同実施例のスケールの製造工程を示す図であ
る。
る。
【図５】 従来のガラススケールとその保持構造を示す
図である。
図である。
【図６】 従来のガラススケールとその保持構造を示す
図である。
図である。
１…プラスチックスケール、１１…透明プラスチック基
板、１２…光学格子、１３…原点検出用パターン、１４
…取り付け用孔、２…スケールホルダー、３…ネジ、４
…読み出しヘッド、４２…発光素子、４５…受光ＩＣ。
板、１２…光学格子、１３…原点検出用パターン、１４
…取り付け用孔、２…スケールホルダー、３…ネジ、４
…読み出しヘッド、４２…発光素子、４５…受光ＩＣ。
Claims (3)
- 【請求項１】 光学格子が形成されたスケールと、この
スケールに対して相対移動可能に対向配置されてスケー
ルに光を照射し光学格子により変調された光を検出して
変位信号を出力する読み出しヘッドとを有する光学式エ
ンコーダにおいて、 前記スケールは、長手方向の一端がスケールホルダーに
片持ち梁方式により保持されたプラスチックスケールで
あることを特徴とする光学式エンコーダ。 - 【請求項２】 前記プラスチックスケールは、透明プラ
スチック基板を用いて作られた透過型スケールであるこ
とを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。 - 【請求項３】 前記プラスチックスケールは、孔を開け
てネジにより前記スケールホルダーに固定されているこ
とを特徴とする請求項１記載の光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26336297A JPH11101662A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26336297A JPH11101662A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101662A true JPH11101662A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17388441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26336297A Pending JPH11101662A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11101662A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005024423A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Nemoto Kyorindo:Kk | スリット部材、エンコーダ装置、コントローラ装置、薬液注入装置 |
| KR100818581B1 (ko) * | 2004-03-19 | 2008-04-03 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 스테이지 장치 |
| JP2011180129A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 基準尺 |
| JP2012063344A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-29 | Nsk Ltd | アブソリュートエンコーダ及び絶対位置検出装置、並びにアブソリュートエンコーダの信号パターン配置作成方法 |
| JP2017106726A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | キヤノンプレシジョン株式会社 | 光学式エンコーダ |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26336297A patent/JPH11101662A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005024423A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Nemoto Kyorindo:Kk | スリット部材、エンコーダ装置、コントローラ装置、薬液注入装置 |
| KR100818581B1 (ko) * | 2004-03-19 | 2008-04-03 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 스테이지 장치 |
| JP2011180129A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 基準尺 |
| JP2012063344A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-29 | Nsk Ltd | アブソリュートエンコーダ及び絶対位置検出装置、並びにアブソリュートエンコーダの信号パターン配置作成方法 |
| JP2017106726A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | キヤノンプレシジョン株式会社 | 光学式エンコーダ |
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