反射型金属エンコーダディスクか、ガラスエンコーダディスクか？光学方式・精度・環境の3つの観点から選ぶ

2026-10-02 · 廊坊晶正光電技術有限公司

結論：高分解能と長期的な精度安定性を求めるならガラスエンコーダディスク、エンコーダの薄型化、耐振動・耐衝撃性、コスト抑制を求めるなら反射型金属エンコーダディスクを選びます。以下、その理由を3点に分けて説明します。

1. 光学方式の違い

透過型エンコーダディスクでは、光源と受光素子がディスクの両側に分かれて配置され、光は透光部を通過し、遮光部で遮られます。ガラスエンコーダディスクは最も一般的な透過型ディスクで、ガラスにクロムを成膜してからフォトリソグラフィを行い、そのクロム層が遮光部になります。

反射型エンコーダディスクでは、光源と受光素子がディスクの同じ側に配置され、ディスク表面の高反射部と低反射部の明暗差から位置を読み取ります。片側のスペースしか使わないためエンコーダをより薄くでき、これが協働ロボットの関節や薄型サーボモータで反射型がよく使われる理由です。ガラスでも反射型を作ることはできますが、金属基材のほうが一般的です。

2. 精度と熱安定性

ガラス基板は平坦でクロム膜が薄いため、フォトリソグラフィによるラインエッジが整っており、多目盛線数やアブソリュートのマルチトラックパターンを作りやすくなります。

熱膨張にも差があります。一般的な材料の線膨張係数はおおよそ、石英 約0.5×10⁻⁶/K、ホウケイ酸ガラス 約3.3×10⁻⁶/K、ソーダライムガラス 約9×10⁻⁶/K、304ステンレス鋼 約17×10⁻⁶/Kです。温度が40 K変化した場合、304ステンレス鋼ディスクの格子ピッチは約0.07%、ソーダライムガラスでは約0.04%変化します。一般的なサーボ用途への影響は大きくありませんが、高分解能で読取りヘッドのギャップが小さい用途では、ディスクとハブの膨張差による応力や偏心も考慮する必要があります。

3. 機械的条件と環境

ガラスは落下や衝撃に弱く、組立時にもクランプ応力を管理する必要があります。金属は割れにくいため、振動が大きい、あるいは衝突の可能性がある使用条件でも安心です。どちらのディスクも油汚れや粉塵が目盛線を覆うことには弱く、求められるシール性は同じです。

選び方

• CNC工作機械、ロータリテーブル、計測機器・測量機器：ガラスエンコーダディスク
• 協働ロボットの関節、薄型サーボ、中空軸エンコーダ：反射型金属エンコーダディスク
• 大量生産、分解能は高くない、重量を重視：PCエンコーダディスク
• 判断に迷う場合は、両方を試作し、自社の読取りヘッドで信号を実測してください

本記事は廊坊晶正光電技術有限公司 技術部がまとめたものです。晶正光電はガラスエンコーダディスク、反射型金属エンコーダディスク、PCエンコーダディスク、カスタムエンコーダディスクを製造しています。公式サイト www.encoderdisk.cn、電話 0316-8933331。