JPH07248206A - 測長スケールの表面処理方法 - Google Patents

測長スケールの表面処理方法

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JPH07248206A
JPH07248206A JP3955794A JP3955794A JPH07248206A JP H07248206 A JPH07248206 A JP H07248206A JP 3955794 A JP3955794 A JP 3955794A JP 3955794 A JP3955794 A JP 3955794A JP H07248206 A JPH07248206 A JP H07248206A
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JP
Japan
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resist
water
repellent layer
light
optical grating
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Withdrawn
Application number
JP3955794A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuto Takahashi
哲人 高橋
Toru Yaku
亨 夜久
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス基板の表面に光学格子を形成した測長
スケールに結露による光学的特性の悪化を防止するため
の結露対策を、簡易にかつ安価に施すことができる測長
スケールの表面処理方法を提供する。 【構成】 光学格子Gを有するガラス基板11の表面に
撥水層21を形成したのち、レジスト22を塗布する。
この状態において、レジスト22が塗布された面とは反
対側面から光を照射する。すると、光学格子Gをマスク
としてレジストが露光されるから、光学格子Gと同じパ
ターンのマスクを用いることなく、露光できる。その
後、撥水層21をエッチングし、最後に、レジスト22
を剥離する。これにより、光学格子Gの光透過部16の
部分に撥水層21が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光電式エンコーダに用
いられる測長スケールの表面処理方法に関する。詳しく
は、光電式エンコーダにおいて、相対移動されるメイン
スケールやインデックススケールの表面に、結露による
光学的特性の悪化を防止するための結露対策を施す表面
処理方法に関する。
【0002】
【背景技術】変位検出手段の1つとして、メインスケー
ルとインデックススケールとの相対移動によって生じる
光の明暗から両スケールの相対移動変位量を検出する光
電式エンコーダが知られている。これは、図1に示す如
く、長手方向に沿って光学格子G0 を有するメインスケ
ール1と、これと対応する参照光学格子G1,G2,G3,G
4 を有するインデックススケール2とを相対移動する2
つの物体(たとえば、固定部材と可動部材)のそれぞれ
に取り付け、この両スケール1,2を挟んで発光素子3
および光電変換素子41,42,43,44 をインデックスス
ケール2と一体的に配置し、各光電変換素子41 〜44
からの出力信号を処理する信号処理回路(図示省略)を
設けた構造である。なお、5は発光素子3からの光を平
行光線として前記スケール1,2に照射するレンズであ
る。
【0003】従って、インデックススケール2をメイン
スケール1に対してx方向へ移動させると、両光学格子
0,G1 〜G4 を透過した透過光が光電変換素子41
4によって検出されたのち、電気信号に変換される。
すると、信号処理回路において、その電気信号を基に両
スケール1,2の相対移動変位量が求められたのち、図
示しないデジタル表示器などに表示される。あるいは、
別のデータ処理装置に伝送され、そこで処理される。
【0004】ところで、従来、メインスケール1やイン
デックスススケール2などの測長スケールの製造にあた
っては、図2に示す如く、細長薄板状に形成されたガラ
ス基板11の表面にクロム(Cr)を蒸着して薄膜12
を形成したのち〔(A)参照〕、その上にレジスト13
を塗布する〔(B)参照〕。続いて、その上から光を照
射して目的とする光学格子パターンを描画するととも
に、レジスト13を現像したのち〔(C)参照〕、残っ
たレジスト13をマスクとして薄膜12を部分的にエッ
チングで除去する〔(D)参照〕。最後に、マスクとし
て使用したレジスト13を剥離する〔(E)参照〕。こ
れにより、薄膜12が除去された部分が光透過部15、
残った薄膜12の部分が光遮断部16として、これらが
交互にかつ一定ピッチで連続する光学格子G0,G1 〜G
4(以下、Gと略す。) が形成される。つまり、ガラス基
板11上に光学格子Gを有する測長スケールS0 が製造
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
造の測長スケールS0 の場合、結露が生じる環境下(た
とえば、温度差が大きい環境や室温とスケールの温度差
が大きい環境下)では、クロムに比べて親水性の高いガ
ラス部分、つまり、光透過部15の部分に水滴が集中す
る傾向にある。すると、光(透過光)は、図3に示す如
く、光透過部15の部分に集中した水滴17によって屈
折、減衰の影響を受けてしまい、そのため光電変換素子
1 〜44 での受光光量が変化し、測定誤差を生じると
いう欠点がある。
【0006】これを改善する手段として、図4に示す如
く、ガラス基板11の光学格子Gが形成されている面に
コート剤18を均一に塗布すれば、結露によって生じる
水滴17が光透過部15の部分に集中しなくなる。しか
し、これにしても、光透過部15にかかる水滴17を完
全になくすことはできないため、光の屈折、減衰の影響
を完全に取り除くことは不可能である。
【0007】そこで、本発明者等は、これらの問題を解
決すべく、鋭意、検討した結果、図5に示す如く、ガラ
ス基板11の表面に光透過部(ガラス部分)15および
光遮断部(クロム部分)16が交互にかつ一定ピッチで
連続する光学格子Gを形成した測長スケールS0 の場
合、前記光透過部15の表面に撥水性材料からなる撥水
層21を形成すれば、上記問題を解決できることをつき
とめた。これによれば、結露によって水滴が発生して
も、その水滴は撥水層21の撥水性によってはじかれ、
光遮断部16の部分に集められる。その結果、光透過部
15の部分には水滴が集中しなくなるから、光透過部1
5を透過する透過光が水滴による影響を受けることが少
なく、測定誤差を低減できる。
【0008】ところで、上記測長スケールS0 に表面処
理を施す場合、つまり、光透過部15の表面に撥水性材
料からなる撥水層21を形成する場合、通常、図6に示
すリソグラフィ技術を利用して行うことが考えられる。 (A)撥水層形成工程 ガラス基板11の表面に光透過部15および光遮断部1
6が交互にかつ一定ピッチで連続する光学格子Gを形成
した測長スケールS0 の表面(光学格子G側面)に撥水
性の高い撥水性材料、たとえば、フッソ樹脂をコーティ
ングして撥水層21を形成する。 (B)レジスト塗布工程 上記(A)工程で得られた撥水層21の上にレジスト2
2を塗布する。 (C)露光・現像工程 上記(B)工程処理後、光透過部(ガラス部分)15と
光遮断部(クロム部分)16とからなる光学格子Gと同
じパターンが施されているマスク23をレジスト22側
に配置し、その上から光を照射してレジスト22を露光
・現像する。 (D)エッチング工程 上記(C)工程において、レジスト22がとれた部分の
撥水層21をエッチングする。 (E)レジスト剥離工程 上記(D)工程において、残ったレジスト22を剥離す
る。
【0009】しかし、このような表面処理方法では、
(C)露光・現像工程において、光透過部(ガラス部
分)15と光遮断部(クロム部分)16とからなる光学
格子Gと同じパターンが施されているマスク23を用い
なければならないから、製造コストが高いという問題が
あった。つまり、マスクを使用した露光工程では、工数
がかかり、製造コストが高くなるという問題があった。
【0010】ここに、本発明の目的は、このような従来
の問題を解決し、光学格子を有するガラス基板の表面
に、結露による光学的特性の悪化を防止するための結露
対策を、簡易にかつ安価に施すことができる測長スケー
ルの表面処理方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の測長スケールの
表面処理方法は、ガラス基板の表面に光透過部および光
遮断部からなる光学格子を形成した測長スケールの表面
処理方法であって、前記光学格子が形成された面に撥水
性材料をコーティングして撥水層を形成する撥水層形成
工程と、前記撥水層の表面にレジストを塗布するレジス
ト塗布工程と、前記レジストが塗布された面とは反対側
面から光を照射してレジストを露光、現像する露光、現
像工程と、前記現像されたレジストをマスクとして撥水
層をエッチングするエッチング工程と、前記マスクとし
て使用したレジストを剥離するレジスト剥離工程とを備
えた構成である。ここに、前記撥水層形成工程で使用す
る撥水性材料として、フッソ樹脂を用いてもよい。ま
た、前記レジスト塗布工程で使用するレジストとして、
ネガ形レジストを用いてもよい。
【0012】
【作用】測長スケール(ガラス基板の表面に光透過部お
よび光遮断部からなる光学格子を形成した測長スケー
ル)の表面処理にあたって、まず、光学格子が形成され
た面に撥水性材料、たとえば、フッソ樹脂などをコーテ
ィングして撥水層を形成したのち、その撥水層の表面に
レジストを塗布する。次に、レジストが塗布された面と
は反対側面、つまり、ガラス基板の光学格子形成面とは
反対側面から光を照射する。すると、予め形成された光
学格子の光遮断部では光を遮断し、光透過部では光を透
過する結果、光学格子と対応したパターンでレジストが
露光される。つまり、光学格子と同じパターンが施され
ているマスクの使用を不要にできる。その後、レジスト
を現像する。次に、現像されたレジストをマスクとして
撥水層をエッチングし、最後にマスクとして使用したレ
ジストを剥離する。これにより、光透過部の表面に撥水
層が形成される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図7を参照しなが
ら詳細に説明する。なお、以下の実施例の説明にあたっ
て、前述した図1,図2,図5,図6と同一構成要件に
ついては、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡
略化する。
【0014】図7は本実施例の表面処理方法の各工程を
示している。これは、(A)撥水層形成工程、(B)レ
ジスト塗布工程、(C)露光・現像工程、(D)エッチ
ング工程、(E)レジスト剥離工程からなる。以下、各
工程を順に説明する。
【0015】(A)撥水層形成工程 測長スケールS0 (ガラス基板11の表面に光透過部1
5および光遮断部16が交互にかつ一定ピッチで連続す
る光学格子Gを形成した測長スケールS0 )の表面(光
学格子G側面)に撥水性の高い撥水性材料、たとえば、
フッソ樹脂をコーティングして撥水層21を形成する。
【0016】撥水層21は、透光性および撥水性を有
し、かつ、エッチングが可能な撥水性材料であればいず
れでもよい。たとえば、撥水性の高いフッソ樹脂などが
好適である。ちなみに、これらの条件を満たす材料とし
ては、旭硝子(株)製の Cytop(商品名)、東芝シリコ
ーン(株)製のトスガード(商品名)などが挙げられ
る。また、撥水層21の厚みは、光遮断部16の厚みと
同じか、少なくとも光遮断部16の厚みより厚いことが
好ましい。光遮断部16の厚みより厚ければ(図5参
照)、仮に、撥水層21において水滴が生成されたとし
ても、その水滴は撥水層21の材質による撥水性ととも
に凸形状(撥水層21の上面が光遮断部16の上面より
も突出した形状)によって撥水層21からはじかれ光遮
断部16に落下される。そのため、撥水層21の部分、
つまり、光透過部15の部分に集まることがない。
【0017】(B)レジスト塗布工程 上記(A)撥水層形成工程で得られた撥水層21の上に
レジスト22を塗布する。この場合、次の(C)露光・
現像工程との関係において、光が照射された部分が溶媒
に対してとけにくいネガ形レジストがよい。
【0018】(C)露光・現像工程 上記(B)レジスト塗布工程処理後、レジスト22が塗
布された面とは反対側面、つまり、ガラス基板11の光
学格子形成面とは反対側面から光を照射する。すると、
(A)撥水層形成工程において予め形成された光学格子
の光遮断部16では光を遮断し、光透過部15では光を
透過する結果、光学格子Gと対応したパターンでレジス
ト22が露光される。従って、光学格子Gと同じパター
ンが施されているマスクの使用を不要にできる。その
後、レジスト22を現像する。
【0019】(D)エッチング工程 上記(C)露光・現像工程工程において、レジスト22
がとれた部分の撥水層21をエッチングする。エッチン
グ法としては、ドライエッチング法、ウェットエッチン
グ法のいずれでもよい。
【0020】(E)レジスト剥離工程 上記(D)工程において、残ったレジスト22を剥離す
る。
【0021】従って、本実施例によれば、ガラス基板1
1に予め形成した光学格子Gをマスクとして利用し、レ
ジスト22とは反対側面より光を照射してレジスト22
を露光、現像するようにしたので、従来のように、
(C)露光・現像工程において、光透過部(ガラス部
分)15と光遮断部(クロム部分)16とからなる光学
格子Gと同じパターンが施されているマスク23を用い
なくてもよいから、(C)露光・現像工程における工数
を削減でき、製造コストを下げることができる。
【0022】また、撥水層21の厚みを光遮断部16の
厚みと同じか、少なくとも光遮断部16の厚みより厚く
したので、仮に、撥水層21で水滴が成長したとして
も、その水滴は撥水層21の材質による撥水性とともに
凸形状によって光遮断部16へはじかれるため、撥水層
21の部分、つまり、光透過部15の部分に集まること
がない。
【0023】なお、上記光学格子Gとしては、上記実施
例で述べた光透過部と光遮断部とが交互にかつ一定ピッ
チで連続する測長用のものに限らず、光透過部と光遮断
部とが不規則に配列される原点検出パターンなどでもよ
い。また、上記実施例では、光電式エンコーダのうち、
透過型エンコーダに用いられる測長スケールに適用した
例について説明したが、これに限らず、反射型エンコー
ダに用いられる測長スケールにも適用できる。
【0024】
【発明の効果】以上の通り、本発明の測長スケールの表
面処理方法によれば、光学格子と同じパターンが施され
ているマスクを用いなくても、ガラス基板の表面に光学
格子を形成した測長スケールに、結露による光学的特性
の悪化を防止するための結露対策を、簡易かつ安価に施
すことができる。つまり、光学格子の光透過部に撥水層
を簡易かつ安価に形成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】光電式エンコーダの構成を示す概略図である。
【図2】従来の測長スケールの製造工程を示す図であ
る。
【図3】従来の測長スケールの問題点を説明するための
図である。
【図4】従来の測長スケールにコート剤をコーティング
した状態における問題点を説明するための図である。
【図5】結露対策を施した測長スケールの構造を示す図
である。
【図6】図5の測長スケールの表面処理工程を示す図で
ある。
【図7】本発明の測長スケールの表面処理工程を示す工
程図である。
【符号の説明】
G 光学格子 2 メインスケール(測長スケール) 4 インデックススケール(測長スケール) 11 ガラス基板 15 光透過部 16 光遮断部 21 撥水層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板の表面に光透過部および光遮断
    部からなる光学格子を形成した測長スケールの表面処理
    方法であって、 前記光学格子が形成された面に撥水性材料をコーティン
    グして撥水層を形成する撥水層形成工程と、 前記撥水層の表面にレジストを塗布するレジスト塗布工
    程と、 前記レジストが塗布された面とは反対側面から光を照射
    してレジストを露光、現像する露光、現像工程と、 前記現像されたレジストをマスクとして撥水層をエッチ
    ングするエッチング工程と、 前記マスクとして使用したレジストを剥離するレジスト
    剥離工程とを備えたことを特徴とする測長スケールの表
    面処理方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の測長スケールの表面処理
    方法において、前記撥水層形成工程で使用する撥水性材
    料として、フッソ樹脂を用いたことを特徴とする測長ス
    ケールの表面処理方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の測長スケ
    ールの表面処理方法において、前記レジスト塗布工程で
    使用するレジストとして、ネガ形レジストを用いたこと
    を特徴とする測長スケールの表面処理方法。
JP3955794A 1994-03-10 1994-03-10 測長スケールの表面処理方法 Withdrawn JPH07248206A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117445520A (zh) * 2023-12-26 2024-01-26 成都艾立本科技有限公司 用于libs分析的复合纳米结构及分析方法及用途

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117445520A (zh) * 2023-12-26 2024-01-26 成都艾立本科技有限公司 用于libs分析的复合纳米结构及分析方法及用途
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