JP5885409B2 - Scale protection structure for displacement detection scale - Google Patents
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Description
本発明は、変位検出用スケールの目盛保護構造に係り、特にスケールに起因してリニアエンコーダ、円弧エンコーダ及びロータリーエンコーダ等に発生する出力変動を低減する際に適用して好適な変位検出用スケールの目盛保護構造に関する。 The present invention relates to a scale protection structure for a displacement detection scale, and more particularly to a displacement detection scale that is suitable for application when reducing output fluctuations generated in a linear encoder, arc encoder, rotary encoder, etc. due to the scale. It relates to the scale protection structure.
従来、例えばリニアエンコーダは、図1にその概要を示すように、スケール10と、これに対向配置された検出器20とを備えており、該スケール10を両矢印で示す測定方向に移動させることによりスケール10と検出器20の相対変位を検出している。
Conventionally, for example, a linear encoder includes a
このようなエンコーダを構成する従来のスケール10は、ガラス製のスケール基板12の一主面に成膜技術により目盛部14がパターン形成されている。
In the
このように、主にガラスでできたスケール10に検出器20を対面させて使用するエンコーダには、スケール10上の目盛部14をキズや汚れから保護するために、図示されているようにカバーガラス16を、該スケール10に接着して一体化したものがある。
In this way, the encoder used with the
しかしながら、前記のようにカバーガラス16をスケール10に接着して一体化させるために、図2に模式的に示すように、カバーガラス16を目盛部14の上面部に形成した接着層(剤)18の上に配置して接着する場合、図中幅方向とは直交する前記測定(移動)方向に存在する接着剤の厚さのむらにより、検出器20から検出値として出力されるエンコーダ出力の変動の原因となるという問題があった。
However, in order to adhere and integrate the
なお、特許文献1には、基板上にパターン形成したスケール電極(目盛部)の上にコーティング層を形成することにより、有害なクーラントや油等がスケール電極側へ浸入することを防止する技術が開示されているが、このスケール構造でもコーティング層とカバーガラスに対応するスケールカバーとの接合には接着剤を使用しているため、同様の問題が存在する。 Patent Document 1 discloses a technique for preventing harmful coolant, oil, or the like from entering the scale electrode side by forming a coating layer on the scale electrode (scale portion) patterned on the substrate. Although disclosed, this scale structure also has a similar problem because an adhesive is used for joining the coating layer and the scale cover corresponding to the cover glass.
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、カバーガラスを目盛部に接着する接着剤の厚さむらに起因するエンコーダの出力変動を防止することができる変位検出用スケールの目盛保護構造を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and is a displacement detection scale that can prevent output fluctuation of an encoder due to uneven thickness of an adhesive that bonds a cover glass to a scale portion. It is an object to provide a scale protection structure.
本発明は、スケール基板上に検出器との相対移動方向に沿って形成された目盛部が、その上面側に配されたカバーガラスで保護された変位検出用スケールの目盛保護構造において、前記カバーガラスが、前記目盛部の周囲に配設された高さ規定部を介して、前記スケール基板上に支持され、前記高さ規定部が、前記カバーガラスの下面に、前記目盛部の全周囲に対応するパターンで連続した同一厚さに予め成膜形成され、且つ、その下端が前記スケール基板の上面に当接され、更に、前記スケール基板と前記カバーガラスとが、前記高さ規定部の周囲に配置した接着剤で接合されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。 The present invention provides a scale protection structure for a displacement detection scale in which a scale portion formed along a relative movement direction with respect to a detector on a scale substrate is protected by a cover glass disposed on the upper surface thereof. glass, through the height defining portion disposed around the scale portion, said supported on the scale substrate, said height defining portion, the lower surface of the cover glass, the entire circumference of the graduation The film is formed in advance in the same thickness with a corresponding pattern, and the lower end of the film is in contact with the upper surface of the scale substrate. Further, the scale substrate and the cover glass are arranged around the height defining portion. The above-mentioned problems are solved by being bonded with an adhesive disposed in the above.
本発明は、前記接着剤を、前記高さ規定部の全周囲に配置することができ、又、前記高さ規定部と前記目盛部を同種の金属で形成することができ、更に、前記高さ規定部を、クロム、銅又はアルミニウムからなる金属で形成することができる。 According to the present invention, the adhesive can be disposed all around the height defining portion, and the height defining portion and the scale portion can be formed of the same kind of metal. The thickness defining portion can be formed of a metal made of chromium, copper, or aluminum.
本発明によれば、カバーガラスを、その下面に形成した高さ規定部を介してスケール基板上に支持するようにしたので、目盛部とカバーガラスとの間から接着剤(層)を除外できることから、接着剤の厚さむらに起因する目盛部とスケールカバーとの間の隙間(間隔)のばらつきを排除できるため、該隙間を一定にすることが可能となり、変位検出用スケールのエンコーダ出力を安定させることが可能となる。 According to the present invention, since the cover glass is supported on the scale substrate via the height defining portion formed on the lower surface, the adhesive (layer) can be excluded from between the scale portion and the cover glass. Therefore, it is possible to eliminate the variation in the gap (interval) between the scale portion and the scale cover due to the uneven thickness of the adhesive, so that the gap can be made constant, and the encoder output of the displacement detection scale can be reduced. It becomes possible to stabilize.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図3は、本発明に係る一実施形態のスケール構造を模式的に示す、前記図2に相当する横断面図であり、図4はその製造工程の特徴を示す対応断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 schematically showing a scale structure of an embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a corresponding cross-sectional view showing the characteristics of the manufacturing process.
本実施形態のスケール10は、前記図2に示した従来のものと同様に、ガラス製のスケール基板12上にスパッタリングやめっき等の通常の成膜技術によりパターン形成された目盛部14と、該目盛部14を保護するためにその上面(表面)側に配設されたカバーガラス16とを備えている。
The
本実施形態においては、前記高さ規定部30は、支持前の状態を図4に示すように、前記カバーガラス16の図中下面に、前記目盛部14の周囲に対応するパターンに予め成膜形成されている。次いで、この状態のカバーガラス16を矢印方向に下降させ、高さ規定部30の下端をスケール基板12の上面に当接させた該カバーガラス16を、前記目盛部14の周囲に配設された高さ規定部30を介して前記スケール基板12上に支持させる。その後、更に、前記スケール基板12と前記カバーガラス16とを、前記高さ規定部30の全周囲に接着剤を封止して形成した接着層32により接合する。
In the present embodiment, the
前記高さ規定部30は、測定方向の途中を省略した図5の平面図に示すように、前記目盛部14を取り囲む全周囲に対応する前記カバーガラス16の下面に、連続した形状で、且つ、図示は省略するが同一高さ(厚さ)に形成されている。このように連続した同一高さにすることにより、目盛部14に対する高い密着性を確保することができる。従って、その周囲の接着剤の封止を容易に行うことができる。
The
この高さ規定部30は、前記目盛部14が主にクロム(Cr)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)等を成膜することで形成されている場合には、該目盛部14を保護するための前記カバーガラス16にも、それぞれ同種のクロム、銅、アルミニウム等の金属で、目盛部14を若干超える厚さの成膜パターンを形成し、前記のような所定位置に配置した形状にすることが、温度変化に対する安定性を確保するうえでも有効である。
The
ここで、前記目盛部14の好適な厚さとしては100nm〜30μmを、前記高さ規定部30の好適な厚さとしては、カバーガラス16と目盛部14との隙間が、30nm〜0.1mm程度となる厚さを、それぞれ挙げることができる。但し、それぞれ適用するエンコーダの特性により異なる。
Here, as a suitable thickness of the
このように、スケール基板12やカバーガラス16に形成する成膜パターンの厚みむらは、一般的に10nm〜50nm程度であることから、目盛部14はもとより高さ規定部30も非常に安定した厚さで形成することができる。しかも、高さ規定部30をスケール基板12上に支持するために、スケール基板12と高さ規定部30の間及び高さ規定部30とカバーガラス16の間のいずれにも接着剤を使用していない。従って、測定(移動)方向における目盛部14とカバーガラス16との隙間のばらつきを大きく低減でき、しかも両者間から前記図2の接着層18を排除できることから、その厚さのむらに起因するエンコーダ出力の変動を確実に防止することが可能となる。
Thus, since the thickness unevenness of the film formation pattern formed on the
また、前記のように接着層32を高さ規定部30の全周囲に配設して封止することにより、目盛部14に対する異物侵入を防止できることから信頼性を確保するうえで好ましいが、そこまでの必要性が無い場合には、該接着層32を周囲に部分的に配設するようにしてもよい。また、この接着層32を形成する接着剤としては、通常のアクリル製やエポキシ製等を使用できるが、特に高さ規定部30の全周囲を封止する場合には、更に信頼性を高めるために、水分やガス分等の目盛劣化成分の浸透を阻害するガラス、セラミック又は金属等の粉末材料を混合した接着剤を使用してもよい。
Further, as described above, the
なお、前記実施形態では、スケール基板12がガラス製である場合を示したが、これに限定されず、例えば反射型の光電式スケール等の場合はセラミック製や金属製であってもよい。
In the embodiment, the
また、目盛部14が直線的な移動を検出するリニアエンコーダ用のスケールを例に説明したが、これに限定されず、円弧上の移動を検出する円弧エンコーダ用、回転の移動を検出するロータリーエンコーダ用のいずれの目盛部が形成されているスケールであってもよい。また、光透過型の光電式スケールのみではなく、前記のように反射型であってもよく、更には静電容量式や磁気式、電磁誘導式などの各種スケールにも適用できることはいうまでもない。
Further, the scale for the linear encoder for detecting the linear movement of the
10…スケール
12…スケール基板
14…目盛部
16…カバーガラス
18…接着層(剤)
20…検出器
30…高さ規定部
32…接着層(剤)
DESCRIPTION OF
20 ...
Claims (4)
前記カバーガラスが、前記目盛部の周囲に配設された高さ規定部を介して、前記スケール基板上に支持され、
前記高さ規定部が、前記カバーガラスの下面に、前記目盛部の全周囲に対応するパターンで連続した同一厚さに予め成膜形成され、且つ、その下端が前記スケール基板の上面に当接され、
更に、前記スケール基板と前記カバーガラスとが、前記高さ規定部の周囲に配置した接着剤で接合されていることを特徴とする変位検出用スケールの目盛保護構造。 In the scale protection structure of the scale for detecting displacement, the scale part formed along the relative movement direction with the detector on the scale substrate is protected by the cover glass arranged on the upper surface side thereof.
The cover glass is supported on the scale substrate via a height defining portion disposed around the scale portion,
Said height defining portion, the lower surface of the cover glass, are pre deposited formed in the same thickness which is continuous in a pattern corresponding to the entire periphery of the scale part, and, abutting a lower end to the upper surface of the scale substrate And
Further, the scale protecting structure for a scale for detecting displacement, wherein the scale substrate and the cover glass are joined with an adhesive disposed around the height defining portion.
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