ガラスコード板ができるまで：ガラスから完成品へ

ガラスコード板は、洗浄、クロム成膜、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離、切断、端面研削、検査、梱包など十数工程を経て作られます。本稿では全工程を一通りたどり、各工程が何を解決するのか、うまくいかないとコード板にどんなリスクが残るのかを説明します。

ガラスコード板を手に取ると、薄いガラスに黒い線が一周印刷されているだけに見えます。しかしこの一周の線は数千本に及ぶこともあり、1本の幅は数十μm、ときには数μmしかなく、しかもエッジが整い、完全に遮光され、中心穴と同心でなければなりません。こうしたものは「印刷」一回でできるものではなく、十数工程を一歩ずつ経て作られます。

三つの段階：膜を作る、パターンを作る、外形を作る

全工程を分解すると、実は三つの仕事しかありません（図1）：

1. 膜を作る：ガラスをきれいに洗い、クロムを成膜する。
2. パターンを作る：フォトリソグラフィで目盛線をクロム膜に「コピー」し、余分なクロムを溶かす。
3. 外形を作って出荷する：外周と内径を切り出し、端面研削、検査、洗浄、梱包を行う。

以下、この順に見ていきます。

第1段階：清浄なガラスにクロム膜

洗浄は最初の工程であり、最も軽視されやすい工程でもあります。ガラス表面にわずかな油膜や微小なパーティクルが残っていると、そこでクロム膜の密着が悪くなったり、ピンホールが残ったりします。

クロム成膜は真空中で行い、スパッタリングや蒸着がよく使われます。クロム膜の厚さは一般に0.1 μm程度で、髪の毛の直径の数百分の一しかありませんが、光を十分に遮ることができます。コード板の「黒い」部分がこのクロム膜です。

第2段階：フォトリソグラフィでパターンを転写する

フォトリソグラフィの考え方は、塗装のときに貼るマスキングテープに似ています。残したい部分をフォトレジストで覆い、露出したクロムを溶かします。

• レジスト塗布：フォトレジストを基板中央に滴下し、高速回転で薄く均一な膜に広げる。
• プリベーク：加熱してレジスト中の溶剤を飛ばし、膜を安定させる。
• 露光：紫外光がマスクを通ってレジストに照射される。マスクはコード板パターンの「ネガ」にあたる。
• 現像：一般的なポジ型レジストでは、光が当たった部分が現像液に溶け、その下のクロムが露出する。
• エッチング：エッチング液が露出したクロムを溶かし、レジストに覆われたクロムが残って目盛線になる。
• レジスト剥離：残ったレジストを剥がし、クロム線が完全に現れる。

目盛線の最終的な幅は露光量、現像、エッチングの3工程で共同して決まり、どれかがずれれば線幅もずれます。同じマスクを繰り返し使うため、どのロットのコード板も同じ「ネガ」から作られます。これがフォトリソグラフィによるコード板の一貫性が高い理由です。

第3段階：外形の切断、検査、出荷

レーザー切断ではパターンの中心を基準に外周と内径を切り出します。切断位置がずれると目盛線の円と内径が同心にならず、軸に組み付けた後に偏心誤差が生じます。読取り半径20 mmでは、5 μmの偏心がおよそ52″の角度誤差に相当します。

端面研削・面取りは切断面の微小クラックと鋭い角を除去し、欠けを減らし、組立時の力にも耐えやすくします。

検査には通常、線幅、偏心、光学濃度、外観欠陥が含まれ、画像測定や自動光学検査（AOI）で行えます。最後にもう一度洗浄し、合紙で仕切って、防湿・静電気対策を施して梱包し出荷します。

各工程が担うもの

まとめ

ガラスコード板の工程は、膜を作る、パターンを作る、外形を作るの三段階にまとめられます。フォトリソグラフィが目盛線の形状と線幅を決め、切断が目盛線と内径の同心を決め、洗浄と清浄度は全工程を貫きます。今後の記事では各工程を個別に詳しく取り上げます。

中国語原文記事の翻訳 (0021). ENC7 コード板メーカー（お問い合わせ） · 技術記事 · https://enc7.com

© 廊坊晶正光電技術有限公司（Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.）無断転載を禁じます。本記事はAIの支援を受けて作成されています。