用于光电编码器的标尺的制作方法
【专利摘要】一种用于光电编码器的标尺，包括标尺基板和在标尺基板上以预定节距形成的反射膜。反射膜的表面形成反射面。低反射面通过蚀刻反射膜之间标尺基板而形成。因此，可提供一种标尺，其成本较低且具有令人满意的生产率。
【专利说明】
用于光电编码器的标尺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于光电编码器的标尺、一种编码器以及一种形成标尺的方法。
【背景技术】
[0002]已知多种形成用于光电编码器的标尺的方法。形成标尺的其中一种方法为蚀刻特种用途不锈钢(Special Use Stainless Steel, SUS)方法，SUS用作标尺的基板(具有用此方法形成的结构的标尺在下文中称为蚀刻的标尺结构)。
[0003]图6图示说明了具有蚀刻的标尺结构的标尺100的局部剖视图。为了有助于理解，在剖视图中省略了基板的剖面线。在蚀刻的标尺结构中，标尺所需要的对照物由用作反射面的SUS基板101的抛光面102和蚀刻面103来获得，该蚀刻面为SUS已被蚀刻的一部分，其用作低反射面。
[0004]此外，日本公开专利N0.2009-264923包括一种形成标尺的方法，其中，材料不同于基板的薄膜形成在基板的表面上。图7图示说明了标尺200的局部剖视图，其中，光反射层由DLC薄膜上的Cr形成。标尺200包括由SUS基板201的表面上的DLC(类金刚石)层202形成的光吸收层，和由DLC层上的Cr形成的并具有比DLC层高的反射率的光反射层203。
[0005]蚀刻的标尺结构可以低成本形成；然而，在SUS表面上形成刻度标记的蚀刻阻剂(光刻胶)，即平版印刷技术中所采用的蚀刻阻剂，对SUS具有较差的粘附性，且刻度标记的质量难以保持。
[0006]图8图示说明了具有蚀刻的标尺结构的标尺的局部放大视图。如图8中所示，在蚀刻的标尺结构中，所谓的根切(undercutting)可在蚀刻期间发生,且蚀刻标记的质量随位置不同而出现显著变化。因此，特别是在用于长形物体时，蚀刻的标尺结构已受到限制，诸如具有标尺的可容纳长度变短以及具有较低的生产率。
[0007]此外，在日本专利公开N0.2009-264923公开的技术中，DLC薄膜沉积在标尺基板的表面上，成本高昂。
【发明内容】
[0008]本公开解决了上述问题并提供了一种用于光电编码器的标尺、一种编码器、以及一种形成标尺的方法，其成本较低并具有令人满意的生产率。
[0009]根据本公开的用于光电编码器的标尺包括标尺基板和以预定节距形成在标尺基板上的反射膜。反射膜的表面形成反射面。低反射面通过蚀刻反射膜之间的标尺基板来形成。因此，可以更均匀地形成标尺的刻度标记。
[0010]根据本公开内容的编码器包括标尺基板；设置在标尺基板上的标尺；以及读取标尺的读取部。该标尺包括低反射面和光反射面，低反射面通过在标尺基板的顶部在垂直方向上以预定节距蚀刻基板而形成，光反射面具有反射膜，其具有比低反射面高的反射率，该光反射面形成在低反射面所形成的位置之间的区域，且沿着与标尺的测量方向垂直的方向。因此，可进一步提高编码器的精度。
[0011]根据本公开的形成标尺的方法为形成具有低反射面和光反射面的标尺的方法。具有与标尺基板的良好粘附性和比低反射面高的反射率的反射膜形成在基板的抛光面上；以固定间隔和相对于标尺的测量方向垂直的方向蚀刻一部分反射膜，以形成光反射面；以及蚀刻反射膜，然后基板的抛光面被暴露的区域被进一步蚀刻以形成低反射面。因此，可形成具有更均匀的刻度标记的标尺。
[0012]本公开提供了一种用于光电编码器的标尺、一种编码器、以及一种形成标尺的方法，其能够容易地且更低成本地构造。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]参考多个附图，通过下文中对本发明的非限定性实施例的详细描述，对本发明进行更进一步的说明，其中，在附图的全部几个视图中，同样的附图标记表示同样的部件，且其中:
[0014]图1图示说明了根据本公开的实施例的标尺的局部剖视图；
[0015]图2为根据该实施例的一部分标尺的放大图；
[0016]图3(a)_3(f)图示说明了根据该实施例的形成标尺的方法；
[0017]图4为图示说明光谱反射率的图表；
[0018]图5为图示说明Cr膜的膜厚和反射率的图表；
[0019]图6图示说明了具有传统的蚀刻的标尺结构的标尺的局部剖视图；
[0020]图7图示说明了一种标尺，其中光反射层由传统DLC膜上的Cr形成；以及
[0021]图8图示说明了具有传统的蚀刻的标尺结构的标尺的局部放大图。
【具体实施方式】
[0022]本文所示出的细节为示例的方式，且仅用于本发明的实施例的图示说明讨论的目的，且以提供最有益及易于理解本发明的原理和概念观点的说明的方式提出。就此而言，并没有尝试以多于对本发明进行基本理解所需的细节来展现本发明的结构细节，结合附图的描述使得本领域技术人员了解如何将本发明的形式实际具体化。
[0023]此后，参考附图描述本公开的实施例。图1图示说明了根据本公开的实施例的标尺的局部剖视图。图2为标尺I的一部分的放大图。标尺I包括由SUS基板10的抛光面11上的Cr膜形成的光反射面12和由蚀刻的SUS表面形成的低反射面13。光反射面12和低反射面13被设置成在标尺的测量方向上交替，且沿着垂直于标尺的测量方向的方向以固定的间隔形成。
[0024]接下来，给出了形成根据本实施例的标尺I的方法的描述。图3(a)_3(f)图示说明了制造标尺I的方法。首先，SUS基板10的表面被抛光以形成抛光面11 (图3(a))。接下来，Cr膜14形成在SUS基板10的表面上(图3 (b))。
[0025]此外，为了蚀刻Cr膜14，抗蚀剂15被形成在Cr膜14的顶面上。首先蚀刻Cr膜14(图3(c))且形成光反射面12。当反射面12已被形成时(图3(d))，改变蚀刻液并蚀刻SUS基板10 (图3(e))，形成低反射面。最后，移除抗蚀剂15(图3(f))。
[0026]在本实施例中，Cr膜14被沉积在SUS抛光面11上，且抗蚀剂形成在Cr膜14上。Cr对抗蚀剂具有良好的粘附性，并因此通过利用抗蚀剂来蚀刻Cr，可减少Cr的根切。此外，Cr对SUS具有良好的粘附性，并因此通过形成具有Cr图案的掩膜，可减少蚀刻SUS时发生的根切。因此，与通过抗蚀剂蚀刻SUS基板的情形相比，在该情形下SUS基板具有较差的粘附性，根据本实施例的标尺I上的刻度标记的质量可被改进/稳固。因此，该方法可被应用于长标尺。
[0027]此外，利用根据本实施例的标尺1，可在不形成DLC层的情况下形成该标尺。这使得低成本制造成为可能。
[0028]此外，与SUS相比，Cr膜的光谱反射率不可能响应于波长上的变化而变化。图4为图示说明未抛光的SUS、抛光的SUS和Cr膜形成在SUS抛光面上的样本的光谱反射率的图表。如图4所示，在Cr膜形成在SUS抛光面上的情况下，光谱反射率变得平坦。因此，可减小由抛光程度引起的反射率在特定波长上的变化。
[0029]因此，可获得一种标尺，与利用SUS抛光面作为光反射面的情形相比，其在光电编码器较常使用的波长范围内，例如诸如红光的650nm附近，具有较高的反射和提高的性能。
[0030]而且，当编码器被构造成读取利用多个波长的标尺时，诸如利用两个波长(例如，红光和红外光(例如，750nm))的标尺，可获得积极的效果，诸如易于匹配的特性。
[0031]进一步，在本实施例中，Cr膜14的厚度优选为25nm_200nm。25_50nm的范围是特别优选的。图5为图示说明Cr膜14的膜厚和640nm波长光束的反射率的图表。当Cr膜14大于等于25nm且小于等于50nm时,反射率较高,这是因为由Cr膜14的表面反射的光和由与SUS基板10的抛光面11的边界上的表面部分反射的光，彼此加强。此外，当Cr膜14较薄时，Cr膜14的蚀刻可被更容易地实现。
[0032]而且，本发明不限于上述的实施例，且可在不脱离本发明的范围的情况下根据需要修改。例如，由Ni或TiSi2制成的膜可被使用以取代Cr膜。此外，铁或殷钢材料(Invarmaterial)也可被用于SUS基板。当利用铁形成时，可设计出进行表面处理以防止生锈或限制使用环境的方案。
[0033]注意到，前述的示例仅仅为说明目的而提出，并不能被解释为本发明的限制。尽管已参考示例性实施例对本发明进行了描述，要理解，本文中所使用的词汇为描述和说明性的词汇，而不是限定性的词汇。在附属的权利要求的范围内，正如目前所陈述和所修改的，可在各个方面不脱离本发明的范围和精神的情况下作出修改。尽管本文已参考特定的结构、材料和实施例对本发明进行了描述，但并非旨在将本发明限定于本文所公开的细节；相反，本发明扩展到诸如落在所附权利要求的范围内的所有功能等价的结构、方法和用途。
[0034]本发明不限于上述的实施例，且在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种变形和修改。
[0035]交叉引用相关申请
[0036]本申请基于中国专利法第29条要求于2013年6月14日申请的日本申请N0.2013-125161的优先权，其公开内容整体上专门通过引用合并于本文。
【权利要求】
1.一种用于光电编码器的标尺，包括: 标尺基板； 多个反射膜，以预定节距设置在所述基板上，该多个反射膜包括反射面；以及 低反射面，位于所述多个反射膜的反射膜之间并通过蚀刻所述标尺基板形成。
2.根据权利要求1所述的用于光电编码器的标尺，其中，所述多个反射膜为纯铬。
3.根据权利要求1所述的用于光电编码器的标尺，其中，所述多个反射膜具有25nm-200nm 的厚度。
4.根据权利要求1所述的用于光电编码器的标尺，其中，所述标尺基板为特种用途不锈钢。
5.根据权利要求1所述的用于光电编码器的标尺，其中，所述标尺基板为殷钢材料。
6.根据权利要求1所述的用于光电编码器的标尺，其中，所述反射膜与所述标尺基板粘合。
7.一种编码器，包括: 标尺基板； 设置在所述标尺基板上的标尺，所述标尺包括: 低反射面，其中在所述标尺基板的顶部在垂直方向上以预定节距蚀刻所述基板；以及光反射面，具有比所述低反射面的反射率高的反射膜，形成在所述低反射面所形成位置之间的区域并沿着垂直于所述标尺的测量方向；以及读取部，构造为读取标尺。
8.一种形成具有低反射面和光反射面的标尺的方法，该方法包括: 在基板的抛光面上形成与标尺基板粘合的并具有比低反射面高的反射率的反射膜； 在垂直于标尺的测量方向的方向上以固定间隔蚀刻一部分反射膜，以形戍光反射面；以及 蚀刻所述反射膜，随后进一步蚀刻所述基板的抛光面被暴露的区域，以形成所述低反射面。
【文档编号】G01D5/347GK104236603SQ201410354003
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】前田不二雄 申请人:株式会社三丰