专利名称：标尺的刻度保护结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种标尺的刻度保护结构。特别是涉及一种较好地适用于防止线性编码器、圆弧编码器以及回转式编码器等所使用的标尺的老化、降低由标尺导致而产生的输出变动的标尺的刻度保护结构。
背景技术：
以往，例如线性编码器像在图I中表示其概要那样，包括标尺10和与其相对配置的检测器20，通过使该标尺10沿两箭头所示的测量方向移动而检测标尺10与检测器20的相对位移。
构成上述这样的编码器的以往的标尺10利用成膜技术在玻璃制的标尺基板12的一主表面上形成有刻度部14的图案。这样，在通过使检测器20与主要由玻璃制成的标尺10相对而进行使用的编码器中，为了保护标尺10上的刻度部14免遭损伤、污染，有的编码器如图示那样，通过将护罩玻璃16粘接在该标尺10上而使它们一体化。但是，为了如上述那样通过将护罩玻璃16粘接在该标尺10上而使它们一体化，将该标尺10如图2中示意地表示的那样，在刻度部14的上表面部与护罩玻璃16之间夹设上部粘接层18，在该情况下，由于通常的粘接剂主要是丙烯酸制品、环氧制品，而容易从周边的空气中吸收水分、气态物质等刻度劣化成分，因此，刻度部14会老化。特别是在刻度部14由金属形成的情况下，其表面会变得�：员榷缺涞停谟筛泄獠牧闲纬傻那榭鱿拢湫灾驶岱⑸浠虼耍谌我恢智榭鱿拢即嬖诩觳饩认陆档目赡苄�。如图所示，不仅是刻度部14的上表面部与护罩玻璃16之间的上部粘接层18存在该问题，即使是利用例如由相同种类的粘接剂构成的四周粘接层18A密封标尺基板12与护罩玻璃16之间的刻度部14的整个侧方四周的结构，也同样存在该问题。另外，在将护罩玻璃16配置在形成于刻度部14的上表面部的粘接层(剂)18之上而进行粘接的情况下，也存在有如下这样的问题因存在于与图中宽度方向正交的上述测量(移动)方向上的粘接剂的厚度的不均，而导致作为检测值从检测器20输出的编码器输出变动。另外，在日本特开2002— 318137号公报(以下称专利文献I)中公开有通过在图案形成(patterning)在基板上的标尺电极(刻度部)之上形成涂层，而防止有害的冷却介质、油等向标尺电极侧渗入的技术，但是由于在该标尺结构中，在涂层和与护罩玻璃相对应的标尺护罩之间的接合中使用了粘接剂，因此也存在有同样的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述以往的问题点而完成的，其第I课题在于提供一种标尺的刻度保护结构，其刻度部形成在标尺基板上且由配置在该刻度部的上表面侧的标尺护罩保护，其能够抑制刻度部由水分等刻度劣化成分导致的老化。
另外，本发明的第2课题在于提供一种标尺的刻度保护结构，其能够防止编码器由将标尺护罩粘接在刻度部上的粘接剂的厚度不均导致的输出变动。第I技术方案是一种标尺的刻度保护结构，其刻度部形成在标尺基板上且由配置在该刻度部的上表面侧的标尺护罩保护，其通过下述方法来解决上述第I课题，即，利用混合有抑制刻度劣化成分渗透的粉末材料的粘接剂密封上述标尺基板与上述标尺护罩之间的上述刻度部的整个侧方四周。在此，能够使上述粉末材料为玻璃、陶瓷或金属。另外，上述粉末材料可以为透明或不透明。另外，上述粉末材料可以为球形或不定形。另外，上述粉末材料的粒径可以为数nm 数μ m。 采用第I技术方案，利用混合有抑制水分等刻度劣化成分渗透的粉末材料的粘接剂密封标尺基板与配置在该标尺基板之上的刻度部的上表面侧的标尺护罩之间的上述刻度部的整个侧方四周，这样一来，能够可靠地抑制刻度劣化成分向上述刻度部渗透，因此，能够抑制该刻度部的老化。另外，第2技术方案是一种标尺的刻度保护结构，其刻度部形成在标尺基板上且由配置在该刻度部的上表面侧的标尺护罩保护，其通过下述方法来解决上述第2课题，即，借助配置在上述刻度部的四周的高度限定部，将上述标尺护罩支承在上述标尺基板上。在此，能够在上述标尺护罩的下表面上以与上述刻度部的四周相对应的图案预先形成上述高度限定部，并且，将上述高度限定部的下端抵接于上述标尺基板的上表面，此夕卜，利用配置在上述高度限定部的四周的粘接剂将上述标尺基板与上述标尺护罩接合起来。另外，能够在上述标尺护罩的下表面上成膜形成上述高度限定部。另外，能够在上述标尺护罩的下表面的与上述刻度部的整个四周相对应的部分上以连续且同一厚度的方式形成上述高度限定部。而且，能够利用由铬、铜或铝形成的金属形成上述高度限定部。另外，能够利用混合有抑制刻度劣化成分渗透的粉末材料的粘接剂密封上述标尺基板与上述标尺护罩之间的上述刻度部的整个侧方四周。采用第2技术方案，借助形成在标尺护罩的下表面上的高度限定部而将标尺护罩支承在标尺基板上，这样一来，能够从刻度部与护罩玻璃之间排除粘接剂(层)，从而能够排除由粘接剂的厚度不均导致的刻度部与标尺护罩之间的间隙(间隔)的偏差，因此，能够使该间隙为恒定，从而能够稳定编码器输出。
图I是表示以往的编码器的概要的示意性剖视图。图2是示意地表示以往的编码器所使用的标尺结构的横剖视图。图3是示意地表示本发明的第I实施方式的标尺结构的横剖视图。图4是示意地表示第I实施方式的标尺结构的俯视图。图5是示意地表示本发明的第2实施方式的标尺结构的横剖视图。图6是表示粉末形状的变形例的剖视图。
图7是示意地表示本发明的第3实施方式的标尺结构的横剖视图。图8是表示第3实施方式的标尺结构的制造工序的特征的、与图7相对应的剖视图。图9是示意地表示第3实施方式的标尺结构的、省略了中间部分的俯视图。图10是示意地表示本发明的第4实施方式的标尺结构的横剖视图。
具体实施例方式以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。图3是示意地表示本发明的第I实施方式的标尺结构的横剖视图，相当于图4所 示的第I实施方式的标尺结构的俯视图中A— A剖视图。第I实施方式的标尺10与上述图2所示的以往的标尺相同，包括刻度部14和护罩玻璃(标尺护罩)16，该刻度部14利用溅镀、电镀等通常的成膜技术图案形成在玻璃制的标尺基板12上，该护罩玻璃16为了保护该刻度部14而配置在其上表面(正表面)侧，上述刻度部14及护罩玻璃16借助附着在该刻度部14的上表面部四周(检测使用区域的外侧)的上部粘接层18而接合起来。另外，图4所示的虚线表示上部粘接层18的边界。在第I实施方式中，利用四周粘接层30密封上述标尺基板12与上述护罩玻璃16之间的上述刻度部14的整个侧方四周，该四周粘接层30与预先形成的上述上部粘接层18不同，具有抑制刻度劣化成分渗透的功能。该四周粘接层30是通过使用分配器向标尺基板12与护罩玻璃16之间的上述刻度部14的整个侧方四周的空间填充粘接剂，从而无间隙地密封该空间位置而形成的，该粘接剂在与以往相同的丙烯酸制品、环氧制品等粘接剂中作为抑制存在于使用环境周边的水分、气态物质等刻度劣化成分渗透的粉末材料混合有玻璃粉末32。在此，作为使用的玻璃粉末，优选使用与标尺基板12相同种类的玻璃，这样不会在温度随时间的变化上造成不良影响，但并不限定于此，也可以是陶瓷、金属的粉末，只要具有相同的功能，也可以是透明、不透明的塑料粉末。在图5所示的第2实施方式那样，粉末材料为不透明的情况下，即使粘接剂是透明的，也能够抑制干扰光的侵入。另外，粉末材料的形状也不限于图示那样的球形，也可以是图6所示的那样的、随机粉碎而成的不定形。而且，作为适当的粒径，根据刻度部的厚度而不同，例如能够列举数nm 数μ m。作为上述实施方式的标尺10的具体例，能够列举标尺基板12的厚度为O. 8mm IOmm的标尺。另外，其根据应用的编码器的特性而不同，能够列举刻度部14的厚度为IOOnm 30 μ m、护罩玻璃16的厚度为O. 2mm O. 5mm的标尺。采用以上详述的上述实施方式，仅利用与以往相同的粘接剂预先在刻度部14的上表面(正表面)部与护罩玻璃16之间形成上部粘接层18，之后，在刻度部14的吸收水分等刻度劣化成分的可能性较高的周边部(整个侧面四周)配置混合了玻璃粉末32而成的四周粘接层30而将周边部密封，这样一来，刻度部14由于该玻璃粉末32而不易吸收周边的水分等，因此，能够大幅度地降低刻度部14的老化。另外，形成于刻度部14的上部粘接层18并不限于上述那样仅形成在上表面部的四周，根据需要也可以形成在整个表面上。
特别是近年来，在要求具有高精度的衍射光栅中，为了能够确保高长宽比，刻度部14例如形成为700nm 800nm的高度，粘接层也随之变厚，因此，在将本发明应用于这样的标尺的情况下是非常有效的。图7是示意地表示本发明的第3实施方式的标尺结构的、相当于上述图2的横剖视图，图8是表示其制造工序的特征的对应剖视图。第3实施方式的标尺10与上述图2所示的以往的标尺相同，包括刻度部14和护罩玻璃16，该刻度部14利用溅镀、电镀等通常的成膜技术图案形成在玻璃制的标尺基板12上，该护罩玻璃16为了保护该刻度部14而配置在其上表面(正表面)侦U。在第3实施方式中，在图8中表示支承前的状态那样，在上述护罩玻璃16的图中的下表面上以与上述刻度部14的四周相对应的图案预先成膜形成有高度规定部40。接着，使该状态的护罩玻璃16沿箭头方向下降，而使高度限定部40的下端抵接于标尺基板12的上表面，借助配置在上述刻度部14的四周的高度限定部40，将该护罩玻璃16支承在上述标尺基板12上。之后，进而利用在上述高度限定部40的整个四周填充粘接剂而形成的粘接 层42将上述标尺基板12和上述护罩玻璃16接合起来。如省略了测量方向的中间部分的图9的俯视图所示，上述高度限定部40在上述护罩玻璃16的下表面的与围绕上述刻度部14的整个四周相对应的部分上形成为连续的形状，并且，虽省略图示但其形成为同一高度(厚度)。通过如上所述地形成为连续的相同高度，能够确保与刻度部14较高的密合性。因而，其四周的粘接剂能够易于进行密封。但是，在利用粘接剂进行密封时需要注意，另外，高度限定部40也可以是间断的形状。在通过主要将铬(Cr)、铜(Cu)、铝(Al)等成膜而形成有上述刻度部14的情况下，该高度限定部40也分别以相同种类的铬、铜、铝等金属，在用于保护该刻度部14的上述护罩玻璃16上形成稍稍超过刻度部14的厚度的成膜图案，并且，若形成为如上所述的配置在规定位置上的形状，在确保针对温度变化的稳定性上也是有效的。上述刻度部的厚度为IOOnm 30 μ m，高度限定部的厚度是使护罩玻璃与刻度部之间的间隙为30nm O. Imm的厚度。这样，由于形成在标尺基板12、护罩玻璃16上的成膜图案的厚度不均一般为IOnm 50nm左右，因此，刻度部14自不必说，高度限定部40也能够以非常稳定的厚度形成。而且，由于将高度限定部40支承在标尺基板12上，因此在标尺基板12与高度限定部40之间及在高度限定部40与护罩玻璃16之间均不使用粘接剂。因而，能够大幅降低刻度部14与护罩玻璃16之间的间隙在测量(移动)方向上的偏差，而且能够从两者之间排除上述图2的粘接层18，因此，能够可靠地防止由粘接层18的厚度的不均导致的编码器输出的变动。另外，如上所述，通过将粘接层42配置在高度限定部40的整个四周而将其密封，能够防止异物侵入刻度部14，因此，在确�？煽啃陨鲜墙衔硐氲模牵诿挥斜匾庋龅那榭鱿拢部梢栽谒闹芫植康嘏渲酶谜辰硬�42。另外，作为形成该粘接层42的粘接剂能够使用通常的丙烯酸制品、环氧制品等，但是，特别是在密封高度限定部40的整个四周的情况下，为了进一步提高可靠性，像图10所示的第4实施方式那样，也可以使用混合了抑制水分、气态物质等刻度劣化成分渗透的玻璃、陶瓷或金属等的粉末材料32而成的粘接剂。
另外，在上述实施方式中，以形成有检测直线移动的线性编码器用的刻度部14的标尺为例进行了说明，但是并不限定于此，也可以是形成有检测圆弧上的移动的圆弧编码器用的、检测旋转移动的回转式编码器用的任一种刻度部的标尺。另外，不只是透光型的光电式标尺，也可以是反射型的标尺，而且，不言而喻，本发明也能够应用于静电容量式、磁式、电磁感应式等各种标尺中。因而，标尺基板12并不限定为玻璃制品，也可以是树脂制品，例如在反射型的光电式标尺等的情况下，也可以是陶瓷制品、金属制品。另外，标尺护罩也不限于上述的护罩玻璃，也可以是树脂片材(薄膜)。附图标记说明10、标尺；12、标尺基板；14、刻度部；16、护罩玻璃(标尺护罩)；18、上部粘接层；18A、30、四周粘接层；20、检测器；32、玻璃粉末(粉末材料)；40、高度限定部；42、粘接层 (剂)。
权利要求
1.一种标尺的刻度保护结构，其刻度部形成在标尺基板上且由配置在该刻度部的上表面侧的标尺护罩保护，其特征在于， 利用混合有抑制刻度劣化成分渗透的粉末材料的粘接剂密封上述标尺基板与上述标尺护罩之间的上述刻度部的整个侧方四周。
2.根据权利要求I所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述粉末材料为玻璃、陶瓷或金属。
3.根据权利要求I所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述粉末材料为透明或不透明。
4.根据权利要求I所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述粉末材料为球形或不定形。
5.根据权利要求I所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述粉末材料的粒径为数nm 数μπι。
6.根据权利要求I所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述刻度部的上表面部与标尺护罩之间也由粘接剂密封。
7.一种标尺的刻度保护结构，其刻度部形成在标尺基板上且由配置在该刻度部的上表面侧的标尺护罩保护，其特征在于， 上述标尺护罩借助配置在上述刻度部的四周的高度限定部支承在上述标尺基板上。
8.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述高度限定部以与上述刻度部的四周相对应的图案预先形成在上述标尺护罩的下表面上，并且，上述高度限定部的下端抵接于上述标尺基板的上表面， 此外，上述标尺基板与上述标尺护罩由配置在上述高度限定部的四周的粘接剂接合起来。
9.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述高度限定部成膜形成在上述标尺护罩的下表面上。
10.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述高度限定部以连续且同一厚度的方式形成在上述标尺护罩的下表面的与上述刻度部的整个四周相对应的部分上。
11.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述刻度部的厚度为IOOnm 30 μ m，上述高度限定部的厚度是使上述护罩玻璃与上述刻度部之间的间隙为30nm O. Iym的厚度。
12.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述高度限定部利用由铬、铜或铝形成的金属形成。
13.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 上述高度限定部由与上述刻度部相同的材料成膜。
14.根据权利要求7所述的标尺的刻度保护结构，其特征在于， 利用混合有抑制刻度劣化成分渗透的粉末材料的粘接剂密封上述标尺基板与上述标尺刻度之间的上述刻度部的整个侧方四周。
全文摘要
本发明提供一种标尺的刻度保护结构，其刻度部(14)形成在标尺基板(12)上且由配置在该刻度部的上表面侧的标尺护罩(16)保护，利用混合有抑制刻度劣化成分渗透的玻璃粉末(粉末材料)(32)的粘接剂密封上述标尺基板与上述标尺护罩之间的上述刻度部的整个侧方四周而形成四周粘接层(30)，由此，抑制刻度部由水分等刻度劣化成分导致的老化。而且，借助配置在上述刻度部的四周的高度限定部(40)，将上述标尺护罩支承在上述标尺基板上，由此，防止编码器由将标尺护罩粘接在刻度部上的粘接剂的厚度不均导致的输出变动。
文档编号G01D3/08GK102840872SQ20121020824
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月19日 优先权日2011年6月24日
发明者川田洋明 申请人:株式会社三丰
专业数控铣床产品供应商
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