JP2008298729A - Magnetic scale for magnetic type encoder and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の磁極が着磁された直線移動体、あるいは回転体を磁気スケールとし、その変位を磁気センサによって検出する方式の磁気式エンコーダ用の磁気スケールとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic scale for a magnetic encoder of a type in which a linear moving body or a rotating body with a plurality of magnetic poles magnetized is used as a magnetic scale, and its displacement is detected by a magnetic sensor, and a manufacturing method thereof.
磁気式エンコーダは、従来、磁性体を含む樹脂を成形してなる磁気媒体に着磁して製作した磁極列を備えた磁気媒体を移動させ、磁気媒体の変位を磁気センサ11により検出する構成とするものであり、その例を図13および図14に示す。図13(a)は直線運動する非磁性体基板100上に形成された磁気媒体101の運動方向と平行に磁極を着磁して磁気スケールとし、磁気センサ111で直線運動を検出するものである。図13(b)は、磁気媒体101が回転する非磁性体円盤103の側面上に形成され、非磁性体円盤103円周の接線方向に着磁して磁気スケールとし、磁気センサ111で回転を検出するものである。(例えば、特許文献1、2参照)。 Conventionally, the magnetic encoder has a configuration in which a magnetic medium having a magnetic pole array manufactured by magnetizing a magnetic medium formed by molding a resin containing a magnetic material is moved, and a displacement of the magnetic medium is detected by the magnetic sensor 11. Examples thereof are shown in FIG. 13 and FIG. FIG. 13A shows a magnetic scale in which magnetic poles are magnetized in parallel with the moving direction of the magnetic medium 101 formed on the non-magnetic substrate 100 that moves linearly, and a linear motion is detected by the magnetic sensor 111. . FIG. 13B shows a magnetic scale formed on the side surface of the nonmagnetic disk 103 on which the magnetic medium 101 rotates, magnetized in the tangential direction of the circumference of the nonmagnetic disk 103, and rotated by the magnetic sensor 111. It is to detect. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).
このような磁気式エンコーダは、一般に、磁気媒体の面内方向に着磁して磁気スケールを形成し、磁気スケールが移動することにより磁界の強弱を磁気センサにより電気信号に変換して位置検出を行う。直線運動を検出するものが図13(a)に示すリニアエンコーダであり、回転運動を検出するものが図13(b)に示すロータリエンコーダである。図13(a)のリニアエンコーダでは、磁気スケール110が直線運動することによって磁気センサ111の磁界検出面を垂直に通過する磁界強度が変化し、磁界強度の変動する回数を検出することにより、非磁性基板100が装着された移動体の移動量を検出する。 In general, such a magnetic encoder is magnetized in the in-plane direction of a magnetic medium to form a magnetic scale, and when the magnetic scale moves, the strength of the magnetic field is converted into an electric signal by a magnetic sensor for position detection. Do. What detects a linear motion is a linear encoder shown in FIG. 13A, and what detects a rotational motion is a rotary encoder shown in FIG. 13B. In the linear encoder of FIG. 13A, the magnetic scale 110 linearly moves to change the magnetic field intensity that passes perpendicularly through the magnetic field detection surface of the magnetic sensor 111, thereby detecting the number of times the magnetic field intensity fluctuates. The amount of movement of the moving body on which the magnetic substrate 100 is mounted is detected.
従来のリニアエンコーダ用磁気スケール110について図14により説明する。樹脂中に磁性粉を含ませて磁気媒体としたいわゆるプラスチックマグネットを材料とした従来の磁気スケール110においては、スケールとして使用するプラスチックマグネットの表面にN極、S極の磁極が交番するように着磁する。すなわちN極−S極の磁極方向の磁区に隣接してS極−N極となる磁極方向の磁区が形成され、磁極の向きが交互に逆になるように着磁を行う。着磁ピッチについては、例えばN極から隣り合うN極までを一組として繰り返されるピッチを1ピッチとしている。現状でのプラスチックマグネットを材料とした磁気スケールの最小ピッチは、ほぼ100μmである。磁気センサは100μm程度のピッチの磁界変化を検出する必要があるため、磁気により電気抵抗が変化し、その電気抵抗の変化を電気信号として取り出す磁気抵抗効果センサが主に用いられる。磁気式エンコーダでは、得られる信号を分周して信号とし着磁ピッチ以下の位置信号を得る。 A conventional magnetic scale 110 for a linear encoder will be described with reference to FIG. In the conventional magnetic scale 110 made of a so-called plastic magnet that contains magnetic powder in the resin as a magnetic medium, it is attached so that the N and S poles alternate on the surface of the plastic magnet used as the scale. Magnetize. That is, magnetization is performed so that magnetic domains in the magnetic pole direction, which are S poles and N poles, are formed adjacent to magnetic domains in the magnetic pole direction of N poles and S poles, and the directions of the magnetic poles are alternately reversed. With respect to the magnetization pitch, for example, a pitch repeated from a north pole to an adjacent north pole as a set is defined as one pitch. At present, the minimum pitch of the magnetic scale made of plastic magnets is approximately 100 μm. Since a magnetic sensor needs to detect a change in magnetic field with a pitch of about 100 μm, a magnetoresistive effect sensor that mainly changes the electric resistance due to magnetism and extracts the change in the electric resistance as an electric signal is mainly used. In the magnetic encoder, the obtained signal is divided to obtain a position signal equal to or smaller than the magnetization pitch.
一般的に精度の高いエンコーダについては、直線運動検出、回転検出の両方式とも従来、光学式が多用されているが、近年、機械加工設備や印刷機などの事務機器中で、加工オイル、印刷用インキなど液摘状の液体が飛散している環境で動作する精密位置制御用のエンコーダが必要になっている。光学式エンコーダでは、このような使用環境下では油やごみの付着によって位置検出エラー発生の恐れがあり、光学式に変わって磁気式が必要とされている。 For high-precision encoders, both linear motion detection and rotation detection methods have been widely used in the past, but in recent years, processing oil and printing have been used in office equipment such as machining equipment and printers. There is a need for an encoder for precise position control that operates in an environment where liquid-like liquid such as industrial ink is scattered. In such an environment, the optical encoder may cause a position detection error due to adhesion of oil or dust, and a magnetic type is required instead of the optical type.
また、印刷機などの事務機器中においては機器の外形について小型化の要求が大きく、エンコーダを設置する容積を小さくすることが要求されている。光学式エンコーダにおいては、すでに外径10mm以下のロータリエンコーダが商品化されているが、磁気式エンコーダにおいても光学式と同様に小型のエンコーダが必要とされつつある。
しかしながら、従来磁気式エンコーダにおいての着磁ピッチは、光学式エンコーダのピッチに比較すると着磁方法の制限から100μm以上の大きなものであった。図14に示す従来の磁気媒体101の表面に着磁する磁気スケール110の製造方法では、着磁ヘッド120を磁気媒体であるプラスチックマグネット101に近接して設置し相対的に移動させて、位置出しをしたうえ着磁を行う。プラスチックマグネット101に対して磁気ヨーク121を近接してプラスチックマグネット101の表面に磁気信号を書き込みリニアエンコーダ用磁気スケール110とする場合、N極とS極がプラスチックマグネット101の表面で交互に逆向きになるよう着磁を行う。このため着磁ピッチが小さい場合には、隣接した信号の着磁に際し重畳して書き込む現象が発生し、記録された磁気強度が著しく低下し分解能が悪くなる問題点がある。このため磁気式エンコーダの着磁ピッチは光学式エンコーダのスケールのピッチに比較すると一般的に大きい。磁気式エンコーダにおいて光学式エンコーダと同様のピッチが実現できれば、光学式と同様に高分解能とすることができるが、このためには磁気スケール自体の着磁方式を変更して従来と比較し分解能の高いものとする必用がある。 However, the magnetization pitch in the conventional magnetic encoder is larger than 100 μm due to the limitation of the magnetization method as compared with the pitch of the optical encoder. In the conventional method of manufacturing the magnetic scale 110 that is magnetized on the surface of the magnetic medium 101 shown in FIG. 14, the magnetizing head 120 is placed close to the plastic magnet 101 that is a magnetic medium and moved relatively to determine the position. And magnetize. When the magnetic yoke 121 is brought close to the plastic magnet 101 and a magnetic signal is written on the surface of the plastic magnet 101 to make the magnetic scale 110 for the linear encoder, the N pole and the S pole are alternately reversed on the surface of the plastic magnet 101. Magnetization is performed so that For this reason, when the magnetization pitch is small, a phenomenon occurs in which the adjacent signals are written in a superimposed manner, resulting in a problem that the recorded magnetic intensity is remarkably lowered and the resolution is deteriorated. For this reason, the magnetization pitch of the magnetic encoder is generally larger than the pitch of the scale of the optical encoder. If the same pitch as that of the optical encoder can be realized in the magnetic encoder, the resolution can be increased as in the optical encoder. To this end, however, the resolution of the magnetic scale itself is changed by changing the magnetization method. Need to be expensive.
精密な位置制御を必要とする機器中で設置に要する容積を小さくするためにも、磁気式エンコーダの小型化が要求されており、エンコーダ小型化のために着磁ピッチが小さな磁気スケールが開発されることが必要である。光学式と同様に直径10mm以下の外径を持つロータリエンコーダを実現し、1回転256パルスあるいは512パルスの出力を得るためには、ピッチが10μmから500μmの寸法の磁気スケールを製作することが必用である。 In order to reduce the volume required for installation in equipment that requires precise position control, miniaturization of the magnetic encoder is required, and a magnetic scale with a small magnetization pitch has been developed for miniaturization of the encoder. It is necessary to In order to realize a rotary encoder with an outer diameter of 10 mm or less as in the optical type and to obtain an output of 256 pulses or 512 pulses per rotation, it is necessary to manufacture a magnetic scale with a pitch of 10 μm to 500 μm. It is.
また、従来の磁気媒体に着磁して製作した磁気スケールにおいては、磁気センサの感度を得るために磁気スケールと磁気センサ間の距離を数10μmと非常に小さくする必要がある。磁気スケールとセンサ間は、接触を避ける程度にできるだけ小さな間隔とし、かつこの間隔を一定に保つことが必用である。この距離を大きくできることが実用上必要であり、このため磁気スケールから発生する磁界強度が大きい必要がある。 In a magnetic scale manufactured by magnetizing a conventional magnetic medium, the distance between the magnetic scale and the magnetic sensor needs to be as small as several tens of micrometers in order to obtain the sensitivity of the magnetic sensor. It is necessary to make the gap between the magnetic scale and the sensor as small as possible so as to avoid contact, and keep this gap constant. It is necessary for practical use that this distance can be increased, and therefore, the magnetic field intensity generated from the magnetic scale needs to be large.
従来例製造工程の磁気スケール着磁工程においては、図14に示したようにプラスチックマグネット101の表面に着磁を行う。このため、プラスチックマグネット101を一定のピッチで送り磁気ヘッド120の磁気ヨーク121で着磁することが必用である。このために着磁装置に精度の高い送り機構が必用であり、また着磁工程に要する時間は、N極−S極、あるいはS極−N極、それぞれ1磁区毎の書き込み時間の累積時間が必要である。磁気ヘッドにより着磁する方式ではなく、一度に着磁可能な構造をあらかじめ製作できれば、着磁精度をあげることとともに、着磁工程に要する時間の短縮が可能となる。 In the magnetic scale magnetization process of the conventional manufacturing process, the surface of the plastic magnet 101 is magnetized as shown in FIG. For this reason, it is necessary to feed the plastic magnet 101 at a constant pitch and magnetize it with the magnetic yoke 121 of the magnetic head 120. For this reason, a high-accuracy feeding mechanism is required for the magnetizing device, and the time required for the magnetizing process is the accumulated time of writing time for each magnetic domain, N pole-S pole or S pole-N pole. is necessary. If a structure that can be magnetized at one time can be manufactured in advance, rather than a method of magnetizing with a magnetic head, it is possible to improve the magnetization accuracy and reduce the time required for the magnetizing process.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で分解能を充分に向上させることができ、かつ製造工程が簡単な磁気式エンコーダ用磁気スケールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic scale for a magnetic encoder that is small in size, can sufficiently improve resolution, and has a simple manufacturing process.
以上のような課題を解決するために、本発明では、磁気媒体上に記録された磁気信号列として作用する磁気スケールと、この磁気媒体に対向して配置された磁気センサとを備え、この磁気媒体が磁気センサの感磁部直近を移動するよう配置された構成の磁気式エンコーダ用の磁気スケールにおいて、非磁性体基板上に複数個の一定形状の硬磁性体と、複数個の一定形状の軟磁性体を交互に1個おきに配列して、磁気信号列の記録体としたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a magnetic scale that functions as a magnetic signal train recorded on a magnetic medium, and a magnetic sensor disposed opposite to the magnetic medium. In a magnetic scale for a magnetic encoder having a configuration in which a medium is arranged so as to move in the vicinity of a magnetic sensing portion of a magnetic sensor, a plurality of fixed-shaped hard magnetic materials and a plurality of fixed-shaped media are formed on a non-magnetic substrate. It is characterized in that a soft signal recording body is formed by alternately arranging soft magnetic bodies.
本願出願人らは、従来のプラスチックマグネット上に形成される磁極を交互に逆にして着磁された磁石の磁界と異なり、着磁されている磁極は一方向のみでありながらスケール表面にはN極とS極が交互に並べられた磁界が形成されている新たな発想の磁気スケールを発明した。本発明は、硬磁性体と軟磁性体を交互に1個おきに配列した構造において、着磁された硬磁性体に隣接する軟磁性体に逆向きの磁界が形成される現象を利用しており、磁気センサのセンサ面を硬磁性体と軟磁性体表面の平面に対向させて設置することによって、磁界の変化を検出し磁気式エンコーダを構成するものである。 The applicants of the present application, unlike the magnetic field of a magnet magnetized by alternately reversing the magnetic poles formed on a conventional plastic magnet, has N magnetized on the scale surface while the magnetized magnetic pole is only in one direction. A new idea of a magnetic scale has been invented in which a magnetic field in which poles and S poles are arranged alternately is formed. The present invention utilizes a phenomenon in which a reverse magnetic field is formed in a soft magnetic material adjacent to a magnetized hard magnetic material in a structure in which hard magnetic materials and soft magnetic materials are alternately arranged. A magnetic encoder is configured by detecting a change in the magnetic field by placing the sensor surface of the magnetic sensor facing the plane of the hard magnetic material and the surface of the soft magnetic material.
本発明において、前記硬磁性体は、磁気スケールの表面に垂直な同一方向に着磁されて複数個配列されており、前記硬磁性体の間に設置された複数個の軟磁性体においては、隣接する硬磁性体に対してN極およびS極の位置が反転した磁界が発生する。この結果、N極およびS極の位置が交互に反転した磁性体列の配置が形成される。従って、かかる磁性体の配列に対して磁気センサのセンサ面を磁性体列の表面に対向させて配置して磁気式エンコーダを構成することができる。 In the present invention, the hard magnetic bodies are magnetized in the same direction perpendicular to the surface of the magnetic scale and arranged in a plurality, and in the plurality of soft magnetic bodies installed between the hard magnetic bodies, A magnetic field in which the positions of the N pole and the S pole are reversed with respect to the adjacent hard magnetic material is generated. As a result, an arrangement of magnetic body rows in which the positions of the N pole and the S pole are alternately reversed is formed. Therefore, the magnetic encoder can be configured by arranging the sensor surface of the magnetic sensor so as to face the surface of the magnetic body row with respect to the arrangement of the magnetic bodies.
また、本発明では、磁気センサのセンサ面を硬磁性体および軟磁性体の磁極面に対して水平に近接して配置することが可能で、磁界強度の大きい部位にセンサ面を置き検出精度を向上することが可能である。 Further, in the present invention, the sensor surface of the magnetic sensor can be disposed horizontally close to the magnetic pole surface of the hard magnetic material and the soft magnetic material, and the detection accuracy is improved by placing the sensor surface in a portion where the magnetic field strength is large. It is possible to improve.
本発明において、前記硬磁性体と前記軟磁性体の形状は、それぞれ幅が10μmから500μmの範囲の線状形状であることを特徴としている。 In the present invention, each of the hard magnetic body and the soft magnetic body is characterized by a linear shape having a width in the range of 10 μm to 500 μm.
本発明において、隣接する前記硬磁性体と前記軟磁性体間は、接触せず磁気的に空隙があることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the adjacent hard magnetic body and the soft magnetic body are not in contact with each other and have a magnetic gap.
本発明において、前記硬磁性体は、例えば、Fe−Co系の磁性体、前記軟磁性体は、例えばFe−Ni系の磁性体で構成される。 In the present invention, the hard magnetic body is composed of, for example, an Fe—Co based magnetic body, and the soft magnetic body is composed of, for example, an Fe—Ni based magnetic body.
本発明において、硬磁性体の線状形状、あるいは軟磁性体の線状形状は、磁性体の内部をさらに細かく分割した平行線状パターンあるいは点状パターンの集合として構成された線状形状であってもよい。 In the present invention, the linear shape of the hard magnetic material or the linear shape of the soft magnetic material is a linear shape configured as a set of parallel linear patterns or dot patterns obtained by further finely dividing the inside of the magnetic material. May be.
本発明の磁気式エンコーダ用磁気スケールの製造法は、めっきにより硬磁性体および軟磁性体を非磁性基板上に形成する工程、および硬磁性体を着磁する工程を含むことを特徴とする。 The method of manufacturing a magnetic scale for a magnetic encoder according to the present invention includes a step of forming a hard magnetic body and a soft magnetic body on a nonmagnetic substrate by plating, and a step of magnetizing the hard magnetic body.
本発明では、板状の非磁性体にフォトレジストを塗布、現像し、めっきを行う部位以外をフォトレジストでカバーする。めっき液は、Fe−Co系は硫酸コバルト、硫酸第一鉄を成分とするめっき液を用い、Fe−Ni系は市販のめっき液を用い電気めっきを行う。要求される磁気特性に応じてめっき液の組成比を調整することが好ましい。第1の磁性材のめっきが終了した時点で水洗しめっき液を除去した後、フォトレジストを除去する。再度フォトレジスト層を設け、めっきを行う部位以外をカバーしたうえ、第2の磁性材のめっきを行い磁性材が配列された構造を形成する。こののち、磁気スケールとして固定するための穴形状、あるいはシャフトを挿入固定する穴形状を形成したうえ、外形状を切り離す。切り離された磁気スケール素材に熱処理を加えたのち、めっきされた硬磁性体の厚み方向に着磁することで、磁気式エンコーダ用磁気スケールを得る。 In the present invention, a photoresist is applied to a plate-like nonmagnetic material, developed, and the portions other than the portion to be plated are covered with the photoresist. For the plating solution, a plating solution containing cobalt sulfate and ferrous sulfate as a component is used for Fe-Co, and electroplating is performed using a commercially available plating solution for Fe-Ni. It is preferable to adjust the composition ratio of the plating solution according to the required magnetic properties. When plating of the first magnetic material is completed, the plate is washed with water to remove the plating solution, and then the photoresist is removed. A photoresist layer is provided again to cover the portion other than the portion to be plated, and the second magnetic material is plated to form a structure in which the magnetic materials are arranged. After that, a hole shape for fixing as a magnetic scale or a hole shape for inserting and fixing the shaft is formed, and the outer shape is cut off. After the heat treatment is performed on the separated magnetic scale material, the magnetic scale for the magnetic encoder is obtained by magnetizing the plated hard magnetic material in the thickness direction.
本発明においては、硬磁性体と軟磁性体のパターンをフォトリソグラフィにより作製したレジストの開口部にめっきを行うため、フォトリソグラフィにより製作するマスクパターンの開口部幅の寸法が磁気スケールの磁性体の線状形状の幅となる。硬磁性体及び軟磁性体の線状形状パターンは、それぞれフォトリソグラフィによりパターンを形成したうえ、それぞれの磁性材料をめっきするため、磁気スケールのピッチ寸法は、マスクの開口部のピッチとしてそのまま反映され、マスク露光時に発生するマスク相互間の位置ずれを反映しない。したがって、従来のピッチ送りを行いつつ着磁をする製法に比較して、ピッチのばらつきの少ない磁気スケールを容易に製作することが可能である。フォトリソ用マスクパターンのピッチ寸法ばらつきの精度は、1μm以下に抑えることが可能であり1μm以下のピッチ精度の磁気スケールを製作することができる。 In the present invention, since the pattern of the hard magnetic material and the soft magnetic material is plated on the opening of the resist produced by photolithography, the dimension of the opening width of the mask pattern produced by photolithography is the magnetic scale of the magnetic material. The width of the linear shape. The linear shape pattern of the hard magnetic material and the soft magnetic material is formed by photolithography, and each magnetic material is plated. Therefore, the pitch size of the magnetic scale is reflected as it is as the pitch of the opening of the mask. It does not reflect misalignment between masks that occurs during mask exposure. Therefore, it is possible to easily manufacture a magnetic scale with less variation in pitch as compared with a manufacturing method in which magnetization is performed while performing pitch feed. The accuracy of the pitch dimension variation of the photolithographic mask pattern can be suppressed to 1 μm or less, and a magnetic scale having a pitch accuracy of 1 μm or less can be manufactured.
また本発明では、硬磁性体及び軟磁性体のパターンを形成するのに、フォトリソグラフィによりパターンを形成したうえでそれぞれの磁性材料をめっきするため、パターンの作成可能な寸法が磁気スケールの大きさと等しいことになる。従って、従来のピッチ送りを行って着磁をする製法に比較して寸法が小さい磁気スケールを容易に製作することが可能である。フォトリソパターンにより作成できる開口部の最小幅は数μmであるため、数μm幅の磁性体パターンが可能であり、最小10μmピッチの磁気スケールを製作することが容易に可能である。 In the present invention, in order to form the pattern of the hard magnetic material and the soft magnetic material, each magnetic material is plated after forming the pattern by photolithography. Will be equal. Therefore, it is possible to easily manufacture a magnetic scale having a small size as compared with a manufacturing method in which magnetization is performed by performing conventional pitch feed. Since the minimum width of the opening that can be created by the photolithographic pattern is several μm, a magnetic pattern with a width of several μm is possible, and a magnetic scale with a minimum pitch of 10 μm can be easily manufactured.
上記の効果より、例えば直径10mmの外径を持つロータリエンコーダにおいて、非磁性基板円盤の直径8mmの円周上に256ピッチのパターンを作製する場合には、ピッチがほぼ100μmとなり、このピッチの磁性体パターンによる磁気スケールを製作することが充分可能である。本発明によれば超小型の磁気式エンコーダ用磁気スケールが製作可能である。 Due to the above effects, for example, in a rotary encoder having an outer diameter of 10 mm, when a 256 pitch pattern is produced on the circumference of a nonmagnetic substrate disk having a diameter of 8 mm, the pitch is approximately 100 μm, and the magnetic property of this pitch is It is fully possible to produce a magnetic scale with a body pattern. According to the present invention, an ultra-small magnetic scale for a magnetic encoder can be manufactured.
本発明においては硬磁性体の線状形状、あるいは軟磁性体の線状形状を、単一で一様な形状とせず、複雑な形状として形成が可能である。たとえば、磁性体の内部をさらに細かく分割した平行線状パターンあるいは点状パターンの集合として構成された線状形状とすることができる。このパターンの形状を利用して、磁気特性を単一で一様な線状形状と異なる磁気特性を得ることができる。例えば平行線状パターンよりなる軟磁性体線状形状パターンは、一様な軟磁性体線状形状パターンと比較して、見掛け上の比透磁率を大きくできるという利点がある。 In the present invention, the linear shape of the hard magnetic material or the linear shape of the soft magnetic material is not a single, uniform shape, but can be formed as a complex shape. For example, a linear shape configured as a set of parallel linear patterns or dot patterns obtained by further finely dividing the inside of the magnetic material can be used. By utilizing the shape of this pattern, it is possible to obtain magnetic characteristics different from those of a single uniform linear shape. For example, a soft magnetic linear pattern formed of parallel linear patterns has an advantage that the apparent relative permeability can be increased as compared with a uniform soft magnetic linear pattern.
本発明による製法は、従来の1個ずつ着磁方向を変えて磁気信号を書き込む工程に比較して、硬磁性体のみを1方向に着磁する工程で磁気スケールを形成できることを特徴とする。硬磁性体の線状形状を、表面にたいして垂直方向に一度着磁するだけで着磁工程とすることができるため、簡単な工程で位置精度の高い磁気スケールを製造することができる。 The manufacturing method according to the present invention is characterized in that the magnetic scale can be formed in the process of magnetizing only the hard magnetic material in one direction, compared to the conventional process of writing the magnetic signal by changing the magnetization direction one by one. Since the linear shape of the hard magnetic material can be set to the magnetizing step only by magnetizing it once in the direction perpendicular to the surface, a magnetic scale with high positional accuracy can be manufactured by a simple process.
図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)、(b)は各々、本発明を適用したリニアエンコーダ用磁気スケールの構成を模式的に示す斜視図と断面図である。図2(a)、(b)は、本発明の実施の形態1に係る磁気式エンコーダにおける磁気スケールと磁気センサとの位置関係を示す説明図と、磁気センサの等価回路である。 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a magnetic scale for a linear encoder to which the present invention is applied. 2A and 2B are an explanatory diagram showing the positional relationship between the magnetic scale and the magnetic sensor in the magnetic encoder according to Embodiment 1 of the present invention, and an equivalent circuit of the magnetic sensor.
図1(a)、(b)に示すように、本形態の磁気スケール10は、線状形状の硬磁性体2と、線状形状軟磁性体3とからなる磁性体パターンの配列からなる磁気スケールであって、非磁性体基板1上に形成されている線状形状の硬磁性体2は、非磁性体基板1の平面と垂直な方向に着磁されている。図3では、非磁性体基板1側の面がS極になり、非磁性体基板1の反対側の面がN極になるよう着磁されている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the magnetic scale 10 according to the present embodiment is a magnet having an arrangement of a magnetic material pattern composed of a linear hard magnetic body 2 and a linear soft magnetic body 3. A linear hard magnetic body 2 which is a scale and is formed on the nonmagnetic substrate 1 is magnetized in a direction perpendicular to the plane of the nonmagnetic substrate 1. In FIG. 3, the surface on the nonmagnetic substrate 1 side is the S pole, and the surface on the opposite side of the nonmagnetic substrate 1 is magnetized so as to be the N pole.
本形態の磁気スケール10について有限要素法による磁気シミュレーションを行った。図5は、磁気シミュレーションの条件を説明する図であり、断面が幅200μm高さ300μmの線状形状の硬磁性体の間に100μmの間隔を置いて断面が幅200μm高さ300μmの線状形状の軟磁性体が置かれている場合の磁性体表面での磁場強度の計算を行った。図6は、シミュレーション結果を示すが、磁性体表面の位置における表面と垂直方向の磁場強度をグラフにしたものである。図6では、硬磁性体が400mTで着磁されており磁界が発生している場合に、硬磁性体の間に置かれた軟磁性体の上面では、磁束密度の絶対値が最も大きい場所で−77mTの磁界が発生している。すなわち硬磁性体パターンの間に置かれた軟磁性体上で磁極が逆転した磁界が発生しており、この磁束密度分布を磁気スケールの磁界信号として使用することが可能である。本形態の磁気リニアエンコーダにおいて、硬磁性体2上では、図3に示すように、磁場が垂直に上向きに、軟磁性体3上では、磁場が下向きになり、隣接する磁性体パターン間で磁界の向きが変化する回転磁界が形成されている。 Magnetic simulation by the finite element method was performed on the magnetic scale 10 of this embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the conditions of the magnetic simulation. The cross-sectional shape is a linear shape having a width of 200 μm and a height of 300 μm with a space of 100 μm between the hard magnetic materials having a width of 200 μm and a height of 300 μm. The magnetic field strength on the surface of the magnetic material when the soft magnetic material was placed was calculated. FIG. 6 shows a simulation result, in which the magnetic field strength in the direction perpendicular to the surface at the position of the magnetic material surface is graphed. In FIG. 6, when the hard magnetic material is magnetized at 400 mT and a magnetic field is generated, the upper surface of the soft magnetic material placed between the hard magnetic materials is the place where the absolute value of the magnetic flux density is the largest. -77mT magnetic field is generated. That is, a magnetic field in which the magnetic poles are reversed is generated on the soft magnetic material placed between the hard magnetic material patterns, and this magnetic flux density distribution can be used as a magnetic scale magnetic field signal. In the magnetic linear encoder of this embodiment, as shown in FIG. 3, the magnetic field is vertically upward on the hard magnetic body 2, and the magnetic field is downward on the soft magnetic body 3. A rotating magnetic field whose direction changes is formed.
シミュレーションに使用した軟磁性体は、透磁率が大きいFe−Ni合金(Fe22%、Ni78%)とし、初透磁率を30000とするヒステリシスカーブをもつ磁気特性データを使用した。硬磁性体は、サマリウムコバルト磁石を想定して、400mTの表面磁束となるよう着磁されているとした。 The soft magnetic material used for the simulation was an Fe—Ni alloy (Fe 22%, Ni 78%) having a high magnetic permeability, and magnetic characteristic data having a hysteresis curve with an initial permeability of 30000 was used. The hard magnetic material is assumed to be a surface magnetic flux of 400 mT assuming a samarium cobalt magnet.
図2(a)に示すように、磁性体パターンの配列からなる本形態の磁気スケール10は、磁気センサ11と対向して設置されており、磁気センサ11と磁気スケール10とが図の横手方向に相対移動することにより、その相対位置を検出する。例えば、工作機械などのエンコーダが実装される装置において、磁気センサ11あるいは磁気スケール10の一方を固定し、他方を装置の移動部分に配置しておけば、固定部に対する移動部の移動速度や移動距離を検出することができる。 As shown in FIG. 2 (a), the magnetic scale 10 of this embodiment, which is composed of an array of magnetic material patterns, is installed facing the magnetic sensor 11, and the magnetic sensor 11 and the magnetic scale 10 are in the lateral direction of the figure. The relative position is detected by relative movement. For example, in an apparatus on which an encoder such as a machine tool is mounted, if one of the magnetic sensor 11 or the magnetic scale 10 is fixed and the other is arranged in the moving part of the apparatus, the moving speed or movement of the moving part relative to the fixed part The distance can be detected.
磁気センサ11には、磁気抵抗素子12および磁気抵抗素子13が基板18上に形成されており、増幅記などの回路素子、磁気抵抗素子12および磁気抵抗素子13と回路素子を接続するリード線などの電気配線が内蔵されており、磁気抵抗素子12の表面がセンサ面として機能する。基板18は、ガラス基板や、セラミックグレーズ基板であり、基板18の表面に形成してある磁気抵抗素子12および磁気抵抗素子13は、強磁性体Ni−Fe等の磁性体膜からなる抵抗パターンよりなる。基板18は、エンコーダの仕様に応じて、シリコン基板、フェライト基板なども使用される。図2に示されるように磁気センサの感磁部である磁気抵抗素子12および磁気抵抗素子13の抵抗値は、ほぼ等しく設定され、その中点電位を電極16より出力するよう構成されている。また磁気センサ11においては、基板18上に磁気抵抗素子12および磁気抵抗素子13が形成されている面の裏側をセンサ面とすることもある。 In the magnetic sensor 11, a magnetoresistive element 12 and a magnetoresistive element 13 are formed on a substrate 18, and a circuit element such as an amplifier, a lead wire for connecting the magnetoresistive element 12 and the magnetoresistive element 13 to the circuit element, etc. The electrical wiring is built in, and the surface of the magnetoresistive element 12 functions as a sensor surface. The substrate 18 is a glass substrate or a ceramic glaze substrate, and the magnetoresistive element 12 and the magnetoresistive element 13 formed on the surface of the substrate 18 have a resistance pattern made of a magnetic film such as a ferromagnetic Ni—Fe. Become. As the substrate 18, a silicon substrate, a ferrite substrate, or the like is also used according to the specifications of the encoder. As shown in FIG. 2, the resistance values of the magnetoresistive element 12 and the magnetoresistive element 13, which are the magnetic sensing parts of the magnetic sensor, are set to be substantially equal, and the midpoint potential is output from the electrode 16. In the magnetic sensor 11, the back side of the surface on which the magnetoresistive element 12 and the magnetoresistive element 13 are formed on the substrate 18 may be a sensor surface.
図3によって磁気センサ11と磁気スケール10を組み合わせた場合の動作について説明する。磁気スケール10上の硬磁性体2と軟磁性体3によって、磁気スケール10の移動方向に沿ってN極とS極が交互に並ぶ線状形状パターンが形成されており、本実施例では、硬磁性体2の間隔すなわちN極とN極間を1ピッチとするとき磁気センサの対応する位置が移動方向で4分の1ピッチ分ずれている。 The operation when the magnetic sensor 11 and the magnetic scale 10 are combined will be described with reference to FIG. The hard magnetic body 2 and the soft magnetic body 3 on the magnetic scale 10 form a linear pattern in which N poles and S poles are alternately arranged along the moving direction of the magnetic scale 10. When the interval between the magnetic bodies 2, that is, between the N pole and the N pole is 1 pitch, the corresponding position of the magnetic sensor is shifted by a quarter pitch in the moving direction.
図3に示すように硬磁性体2の直上に磁気抵抗素子12があり、軟磁性体3の直上よりずれた場所に磁気抵抗素子13がある場合には、磁気抵抗素子12の抵抗が小さくなり、磁気抵抗素子13の抵抗は磁界が印加されない状態のままで変化せず、相対的に磁気抵抗素子12の抵抗値より大きい。磁気抵抗素子12と磁気抵抗素子13の等価回路が図2(b)のように示されて、磁気抵抗素子12と磁気抵抗素子13の電極16の電位は、図3の状態では、電源電圧の2分の1より大きくなる。 As shown in FIG. 3, when the magnetoresistive element 12 is located immediately above the hard magnetic body 2 and the magnetoresistive element 13 is located at a position shifted from immediately above the soft magnetic body 3, the resistance of the magnetoresistive element 12 is reduced. The resistance of the magnetoresistive element 13 does not change while no magnetic field is applied, and is relatively larger than the resistance value of the magnetoresistive element 12. An equivalent circuit of the magnetoresistive element 12 and the magnetoresistive element 13 is shown in FIG. 2B, and the potential of the electrode 16 of the magnetoresistive element 12 and the magnetoresistive element 13 is the power supply voltage in the state of FIG. Greater than half.
図3に示す状態の硬磁性体2の直上より磁気センサ11が移動し、硬磁性体2と軟磁性体3の間に磁気抵抗素子12が移動した場合には、磁気抵抗素子12の抵抗は磁界がかからない状態の抵抗に戻り、磁気抵抗素子13は、硬磁性体2の直上になり磁気抵抗素子13の抵抗が小さくなる。したがって、磁気スケールの移動につれて接続点16の電位は下がる。磁性体パターンと磁気センサの位置により電圧を測定することによって、磁気センサ11と磁気スケール10との移動量を電気信号に変換することができる。 When the magnetic sensor 11 is moved from directly above the hard magnetic body 2 in the state shown in FIG. 3 and the magnetoresistive element 12 is moved between the hard magnetic body 2 and the soft magnetic body 3, the resistance of the magnetoresistive element 12 is Returning to the resistance in a state where no magnetic field is applied, the magnetoresistive element 13 is directly above the hard magnetic body 2 and the resistance of the magnetoresistive element 13 is reduced. Therefore, the potential at the connection point 16 decreases as the magnetic scale moves. By measuring the voltage based on the magnetic pattern and the position of the magnetic sensor, the amount of movement between the magnetic sensor 11 and the magnetic scale 10 can be converted into an electrical signal.
従って、本形態の磁気スケール10を使用した磁気式エンコーダでは、硬磁性体2と軟磁性体3が形成されているピッチと磁気センサの移動速度に応じて磁気センサ11より電気信号が出力され、その電気信号より磁気スケール10と磁気センサ11との相対移動速度や相対移動距離を検出することができる。 Therefore, in the magnetic encoder using the magnetic scale 10 of this embodiment, an electrical signal is output from the magnetic sensor 11 according to the pitch at which the hard magnetic body 2 and the soft magnetic body 3 are formed and the moving speed of the magnetic sensor, The relative movement speed and the relative movement distance between the magnetic scale 10 and the magnetic sensor 11 can be detected from the electric signal.
非磁性基板として長さ30mm幅14mm厚さ0.5mmの銅板を使用し、その上面に長さ10mm幅30μmの硬磁性体パターンと軟磁性体パターンを交互に60μmピッチで、めっきにより形成した。それぞれ同種の磁性体間のピッチは120μmとなる。硬磁性体はFe−Co合金のめっき、軟磁性体はFe−Ni合金のめっきによりそれぞれほぼアスペクト比1の正方形に近い断面を持つストライプ形状とした。Fe−Co合金の組成比は、Fe45%、Co55%であった。Fe−Ni合金は、組成比Fe20%、Ni80%であった。一様に0.75Tの磁束密度の磁界を印加してFe−Co合金の着磁を行った。 A copper plate having a length of 30 mm, a width of 14 mm, and a thickness of 0.5 mm was used as a nonmagnetic substrate, and a hard magnetic pattern and a soft magnetic pattern having a length of 10 mm and a width of 30 μm were alternately formed on the upper surface by plating at a pitch of 60 μm. The pitch between the same kind of magnetic materials is 120 μm. The hard magnetic material was plated with an Fe—Co alloy, and the soft magnetic material was plated with an Fe—Ni alloy so as to have a stripe shape having a substantially square section with an aspect ratio of 1. The composition ratio of the Fe—Co alloy was 45% Fe and 55% Co. The Fe—Ni alloy had a composition ratio of Fe 20% and Ni 80%. A magnetic field having a magnetic flux density of 0.75 T was uniformly applied to magnetize the Fe—Co alloy.
図4(a)、(b)は各々、本発明を適用したリニアエンコーダ用磁気スケールの構成を模式的に示す斜視図および断面図である。本発明の実施の形態2に係る磁気式エンコーダにおける磁気スケールと磁気センサとの位置関係は、実施例1と同様であり図2および図3によって説明される。 4A and 4B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing a configuration of a magnetic scale for a linear encoder to which the present invention is applied. The positional relationship between the magnetic scale and the magnetic sensor in the magnetic encoder according to the second embodiment of the present invention is the same as that in the first embodiment, and will be described with reference to FIGS.
図4(a)、(b)に示すように、本形態の磁気スケール10は、硬磁性体のパターン21と、軟磁性体パターン31とからなる磁性体パターンの配列からなる磁気スケールであって、非磁性体基板1上に形成されている。硬磁性体のパターン21は、非磁性体基板1の平面と垂直な方向に着磁されている。図4(b)では、非磁性基板1側の面にS極が、非磁性基板1に対抗する側の面にN極が着磁されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the magnetic scale 10 of the present embodiment is a magnetic scale composed of an array of magnetic material patterns composed of a hard magnetic material pattern 21 and a soft magnetic material pattern 31. It is formed on the non-magnetic substrate 1. The hard magnetic material pattern 21 is magnetized in a direction perpendicular to the plane of the non-magnetic substrate 1. In FIG. 4B, the S pole is magnetized on the surface on the nonmagnetic substrate 1 side, and the N pole is magnetized on the surface facing the nonmagnetic substrate 1.
図4(a)、(b)によって、軟磁性体パターン31の内部構造について説明する。非磁性基板1上に硬磁性体パターン21と軟磁性体パターン31が移動方向に沿って交互に並ぶ構造が形成されていることは実施例1と同様であるが、本実施例では、軟磁性パターン31が分割され微小なストライプパターンより形成されている。 The internal structure of the soft magnetic pattern 31 will be described with reference to FIGS. The structure in which the hard magnetic material patterns 21 and the soft magnetic material patterns 31 are alternately arranged along the moving direction is formed on the nonmagnetic substrate 1 as in the first embodiment. The pattern 31 is divided and formed from a fine stripe pattern.
図2に示すように、磁性体パターンが配列された本形態の磁気スケール10は、磁気センサ11と対向して設置されており、磁気センサ11と磁気スケール10とが長手方向に相対移動することにより、その相対位置を検出する。 As shown in FIG. 2, the magnetic scale 10 of this embodiment in which the magnetic material patterns are arranged is installed to face the magnetic sensor 11, and the magnetic sensor 11 and the magnetic scale 10 are relatively moved in the longitudinal direction. To detect the relative position.
図7および図9により本形態の磁気スケール10においての有限要素法による磁気シミュレーションの条件を説明する。図7および図9において、硬磁性体および軟磁性体の外形状と配置および、硬磁性体の着磁強度は図5と同一である。図7は、軟磁性体の線状形状が3つの薄い板状に分割されており、図9は軟磁性体の線状形状が6つの板状に分割された場合を示している。図7の磁性体表面に於ける磁場強度をグラフにしたものが図8であり、図9の磁性体表面に於ける磁場強度をグラフにしたものが図10である。図6の軟磁性体上面では、上下方向の磁束密度の絶対値が最も大きい場所で−77mTの磁界が発生しているのに対して、図8および図10では、−83mT、あるいは−110mTの値となっている。すなわち硬磁性体21の間に置かれた軟磁性体31上の磁界は、軟磁性体31内がさらに細かいストライプパターンに分割されることによって、見かけ上の透磁率があがり、軟磁性体線状形状上の磁場強度をあげることができる。 7 and 9, the conditions of the magnetic simulation by the finite element method in the magnetic scale 10 of this embodiment will be described. 7 and 9, the outer shape and arrangement of the hard magnetic body and the soft magnetic body, and the magnetization strength of the hard magnetic body are the same as those in FIG. 7 shows the case where the linear shape of the soft magnetic material is divided into three thin plates, and FIG. 9 shows the case where the linear shape of the soft magnetic material is divided into six plates. FIG. 8 is a graph showing the magnetic field strength on the surface of the magnetic material in FIG. 7, and FIG. 10 is a graph showing the magnetic field strength on the surface of the magnetic material in FIG. On the upper surface of the soft magnetic material in FIG. 6, a magnetic field of −77 mT is generated at a place where the absolute value of the magnetic flux density in the vertical direction is the largest, whereas in FIGS. 8 and 10, it is −83 mT or −110 mT. It is a value. That is, the magnetic field on the soft magnetic body 31 placed between the hard magnetic bodies 21 is divided into finer stripe patterns in the soft magnetic body 31, thereby increasing the apparent permeability, and the soft magnetic body linear shape. The magnetic field strength on the shape can be increased.
硬磁性体21が着磁されて、図面上方向へ向く磁界を持つとき軟磁性体31には、図面下方向へ向く磁界が発生し、磁気スケール10の平面に垂直な方向の向きが変化する磁界が形成される。実施例1の磁場解析の結果図6と比較すると、図8あるいは図10では軟磁性体31を通過する、図面下方向の磁界が大きいことが分かる。 When the hard magnetic material 21 is magnetized and has a magnetic field directed upward in the drawing, a magnetic field directed downward in the drawing is generated in the soft magnetic material 31, and the direction in the direction perpendicular to the plane of the magnetic scale 10 changes. A magnetic field is formed. As a result of the magnetic field analysis of Example 1, it can be seen that the magnetic field in the downward direction of the drawing passing through the soft magnetic body 31 is large in FIG.
従って、本形態の磁気スケール10を使用した磁気式エンコーダでは、磁気センサ11で検出できる出力を大きくでき、ノイズレベルの低い位置信号を得ることができる。 Therefore, in the magnetic encoder using the magnetic scale 10 of this embodiment, the output that can be detected by the magnetic sensor 11 can be increased, and a position signal with a low noise level can be obtained.
上記形態はいずれも、磁気式エンコーダをリニアエンコーダとして構成した例であったが、本発明による磁気スケールによってロータリエンコーダを構成できる。図11(a)、(b)は各々、本発明を適用したロータリエンコーダ用磁気スケールの構成を模式的に示す斜視図および断面図である。図12は、本発明の実施の形態3に係る磁気式ロータリエンコーダにおける磁気スケール10と磁気センサ11との平面的な位置関係を示す説明図である。 In any of the above embodiments, the magnetic encoder is configured as a linear encoder, but a rotary encoder can be configured with a magnetic scale according to the present invention. 11A and 11B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a magnetic scale for a rotary encoder to which the present invention is applied. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a planar positional relationship between the magnetic scale 10 and the magnetic sensor 11 in the magnetic rotary encoder according to the third embodiment of the present invention.
図11(a)、(b)に示すように、本形態の磁気スケールは、硬磁性体2と、軟磁性体3とからなる磁性体パターンの配列からなる磁気スケールであって、非磁性体基板1上に形成されている。硬磁性体2は、非磁性体基板1の平面と垂直な方向に着磁されている。図11では、非磁性体基板1側の面にS極が、非磁性体基板1の反対側の面にN極が着磁されている。 As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the magnetic scale of this embodiment is a magnetic scale composed of an array of magnetic patterns composed of a hard magnetic body 2 and a soft magnetic body 3, and is a non-magnetic body. It is formed on the substrate 1. The hard magnetic body 2 is magnetized in a direction perpendicular to the plane of the nonmagnetic substrate 1. In FIG. 11, the S pole is magnetized on the surface on the nonmagnetic substrate 1 side, and the N pole is magnetized on the opposite surface of the nonmagnetic substrate 1.
図12に示すように、円盤状の非磁性基板1上に形成された磁性体パターンの配列からなる本形態の磁気スケール10は、磁気センサ11と、対向して設置されており、磁気スケール10が回転し磁性体パターンが回転方向に移動することにより、その相対位置を検出する。例えば、工作機械などの実装装置において、磁気スケール10の中心を回転軸に固定し、磁気スケールが回転するよう配置すれば、対向して配置された磁気センサ11の電気出力により回転角や回転速度を検出することができる。 As shown in FIG. 12, a magnetic scale 10 of this embodiment, which is an array of magnetic material patterns formed on a disk-like nonmagnetic substrate 1, is placed opposite to a magnetic sensor 11. Is rotated and the magnetic pattern is moved in the rotation direction to detect the relative position. For example, in a mounting apparatus such as a machine tool, if the center of the magnetic scale 10 is fixed to the rotation shaft and the magnetic scale is arranged so as to rotate, the rotation angle and the rotation speed are determined by the electrical output of the magnetic sensor 11 arranged oppositely. Can be detected.
磁気スケール10と磁気センサ11を組み合わせて場合の動作については、実施例1と同様であり説明を省略する。 The operation when the magnetic scale 10 and the magnetic sensor 11 are combined is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
ロータリエンコーダ用の磁気スケールにおいても、実施例2と同様の軟磁性体の矩形線状パターンを分割して微小なストライプパターンより形成されている構成とすることも可能であるが、動作および効果は同様であり説明を省略する。 Also in the magnetic scale for the rotary encoder, it is possible to divide a rectangular linear pattern of soft magnetic material similar to that of the second embodiment and to form a fine stripe pattern. It is the same and description is omitted.
従来の小型で高精度の磁気スケールとしては、プラスチックマグネットに着磁を行ったものが使用されている。本発明の磁気スケールによる磁気式エンコーダは、より小型化と高精度化が可能である。 As a conventional small and high-precision magnetic scale, a magnet obtained by magnetizing a plastic magnet is used. The magnetic encoder based on the magnetic scale of the present invention can be made smaller and more accurate.
また、プラスチックマグネットを使用したものと比較して温度に対するスケールの安定性を高くすることが可能であり、非磁性基板の材質を膨張係数の小さい材質を選定することによって温度補正が不要なスケールを構成することが可能となる。温度による磁気スケールの位置ずれが、非磁性基板の熱膨張によって発生する。従来のプラスチックマグネットを材料とする磁気スケールの場合は、熱膨張が大きいため温度補償を行って使用されるが、非磁性基板としてセラミックあるいは石英ガラスを使用することによって、温度補償を必要としない磁気スケールとすることができる。 In addition, it is possible to increase the stability of the scale with respect to temperature compared to the one using a plastic magnet, and by selecting a non-magnetic substrate material with a low expansion coefficient, a scale that does not require temperature correction can be used. It can be configured. The displacement of the magnetic scale due to temperature occurs due to the thermal expansion of the nonmagnetic substrate. Magnetic scales made of conventional plastic magnets are used with temperature compensation due to their large thermal expansion, but by using ceramic or quartz glass as a non-magnetic substrate, no magnetic compensation is required. It can be a scale.
また放射線損傷に対してもプラスチックスより耐性が高いため、放射線が使用される環境での精度を要求される位置制御に使用可能な磁気スケールとすることができる。従って放射線を使用する医療機器や、宇宙空間においての位置制御を精密に行うための磁気式エンコーダを作製することが可能となる。これらの用途には、光学式エンコーダは内部に半導体を材料とする受光素子が使用されており、放射線を起因とするノイズが大きいため使用できない。精度の高い磁気式エンコーダが要求される産業分野である。 In addition, since it is more resistant to radiation damage than plastics, a magnetic scale that can be used for position control that requires accuracy in an environment where radiation is used can be obtained. Therefore, it is possible to manufacture a medical device that uses radiation and a magnetic encoder for precisely performing position control in outer space. In these applications, the optical encoder uses a light receiving element made of a semiconductor inside, and cannot be used because of the large noise caused by radiation. This is an industrial field in which a highly accurate magnetic encoder is required.
磁気式エンコーダの磁気媒体をめっきによって作成する本方法は、磁気媒体の薄型化、軽量化が図れるうえに、狭ピッチ化も可能である。ロータリエンコーダとして小型、軽量化でき、分解能を高くできる。本発明によれば、従来の光学式エンコーダが使用されなかった環境で使用可能な磁気式エンコーダが実現できる。 The present method for producing the magnetic medium of the magnetic encoder by plating can reduce the thickness and weight of the magnetic medium and can also reduce the pitch. As a rotary encoder, the size and weight can be reduced, and the resolution can be increased. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the magnetic encoder which can be used in the environment where the conventional optical encoder was not used is realizable.
1、100 非磁性基板
2、21 硬磁性体
3、31 軟磁性体
10、110 磁気スケール
11、111 磁気センサ
12、 13 磁気抵抗素子
15、16、17 電極
18 基板
101 磁気記録媒体
103 非磁性体円盤
120 磁気ヘッド
121 磁気ヨーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Nonmagnetic board | substrate 2,21 Hard magnetic body 3,31 Soft magnetic body 10,110 Magnetic scale 11,111 Magnetic sensor 12,13 Magnetoresistive element 15,16,17 Electrode 18 Substrate 101 Magnetic recording medium 103 Nonmagnetic body Disk 120 Magnetic head 121 Magnetic yoke
Claims (5)
4. The method for manufacturing a magnetic scale for a magnetic encoder according to claim 1, further comprising a step of forming a magnetic body on a nonmagnetic substrate by plating and a step of magnetizing the hard magnetic body. The manufacturing method of the magnetic scale for magnetic encoders of Claim 1 to 3.
Priority Applications (1)
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| JP2007148090A JP2008298729A (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Magnetic scale for magnetic type encoder and manufacturing method thereof |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2008298729A true JP2008298729A (en) | 2008-12-11 |
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ID=40172362
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| JP2007148090A Pending JP2008298729A (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Magnetic scale for magnetic type encoder and manufacturing method thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2007
- 2007-06-04 JP JP2007148090A patent/JP2008298729A/en active Pending
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