JPH0821745A - 光学式スケール成形用型および光学式スケールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺の光学式スケールを精度良く、低コスト
で製造できる光学式スケール成形用型及び光学式スケー
ルの製造方法を提供する。 【構成】 光学式スケールを押し出し成形法によって製
造するために用いられる型において、該型に空気を排出
するための機構を設けた光学式スケール成形用型。該光
学式スケール成形用型を用いて押し出し成形法によって
光学式スケールを製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学式スケールに関
し、特に光学式エンコーダー等に用いるのに適した光学
式スケールの成形に用いる型およびその型を用いた光学
式スケールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンター等の情報機器におい
て、キャリッジ等の可動部の位置・速度を検出するため
に、光学式エンコーダーが多く用いられてきた。このよ
うな光学式エンコーダーは、通常可動部に固定され、光
学式符号が記録された光学式スケールに光を投射し、変
調された光を光電変換することによって、前記可動部の
位置情報を符号化された電気信号として取り出すように
構成されていた。

【０００３】そして、光学式スケールとしては、 （１）金属板にエッチングによってスリットを設けたも
の （２）ガラス、プラスチック等の透明基板上に銀、銅、
クロム、アルミニウムなどの金属を蒸着し、金属層のみ
をエッチングによってスリット状に削除したもの （３）マスクブランクスにレジストを用いてスリットパ
ターンを描き、エッチングによってスリット状に削除し
たフォトマスクをマスター型にして銀塩フィルムに露光
し、現像処理によりパターニングされたもの 等が用いられていた。

【０００４】しかし、（１）はエッチング可能なスリッ
ト幅が金属の厚みの２倍以上に制限され、微細な符号を
記録することが困難であった。また、他のものは製作工
程が複雑で、しかもエッチングに高価な感光性樹脂を用
いるため、コストが高くなるといった欠点があった。ま
た、銀塩フィルムを用いる方法でも銀塩フィルムの価格
が高いため、コストの低減には限界があった。

【０００５】そこで、井垣らは特開昭６２−３６１６号
公報に開示されたような形状のスケールとすることによ
って、インジェクション成形やコンプレッション成形に
より安価な光学式スケールを提供できることを開示てい
る。キャリッジ等の可動部の位置・速度を検出するため
に、上記形状の光学式エンコーダーをプリンターに搭載
する場合、スケールの長さはＡ４縦対応で２１０ｍｍ以
上必要である。また、その幅は通常３〜１５ｍｍ程度で
ある。このような細長い形状のスケールをインジェクシ
ョン法で成形する場合には、厚みを厚くする必要がある
うえに、枚葉処理なので生産性がよくない。一方、コン
プレッション法では一枚の型に多数のパターンを配置で
きるが、転写時間が長いのと枚葉処理であるので、これ
も生産性が低い。

【０００６】以上述べたように、従来用いられてきた光
学式スケールは、どの製造方法を用いても製造コストが
高く、価格の低い汎用プリンター等に搭載することがで
きなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、生産性が高く
コストの低い光学式スケールの製造方法を検討した結果
本発明のローラーグルービング法（ＲＧ法）に至った。

【０００８】すなわち、透光性部材の一部に標識部を有
し、該標識部に光透過部と、入射する光線に対しその入
射角が臨界角以上に設定された傾斜面からなる光非透過
部とが交互に形成された光学式スケールを製造する方法
において、 １．所望の光学式スケールの対応するパターンよりも大
きい型をロール上に取付けてロール状スタンパーを作製
する第１の工程 ２．使用する波長における光線透過率が５０％以上の熱
可塑性樹脂を押し出し機で熔融してＴダイから押し出す
第２の工程 ３．ロール状スタンパーと鏡面ロールとの間で熔融した
樹脂を挟み込み、シート化すると同時にスケールのパタ
ーンも転写する第３の工程 からなる一連の工程を含み、厚みが０．１〜１．０ｍｍ
のシート状の光学式スケールを製造する光学式スケール
の製造方法を用いることにより、従来では不可能であっ
た劇的なコストダウンが可能であることを見いだした。

【０００９】例えば、薄い板状の成形品を作成する場
合、従来のコンプレッション法では加熱、冷却のサイク
ルがあり、１回当たりの成形タクトは最短でも３分程度
はかかるために、たとえ１つの型に６０本のスケールパ
ターンを設けたとしても、１分間の生産量は２０本にし
かならない。

【００１０】一方、上記のＲＧ法では、１枚の型に１５
本のスケールパターンを設けたとしても、１本のロール
型には２枚の型を取付けられるうえに、成形速度が１〜
７ｍ／ｍｉｎと高速成形可能であるために、１分間の生
産量は３０〜２１０本となりコンプレッション法と比較
して１．５〜１０．５倍の生産性がある。また、ＲＧ法
では樹脂が熔融している状態で成形が行なわれるので、
成形圧力はコンプレッション法と比較して小さくてすむ
ので、型の耐久性もよいというメリットもある。

【００１１】このように非常に生産性が高く、型の耐久
性も良いために低コストの成形品を提供することが出来
るＲＧ法であるが、この方法で成形を行なった場合、成
形品の不良率の減少とコストを更に下げるためには種々
の工夫が必要である。そのためには、コストに影響する
因子を分析し、コストアップとなる要因を排除しなけれ
ばならない。

【００１２】この方法で上記光学式スケールを製造する
場合、最もコストに影響するのは成形機の価格に起因す
る償却費と成形品の不良率である。装置価格を下げるた
めには、ロールの幅を狭くし、コンパクトな装置とする
ことが効果的である。また、小さい装置の方が、精度も
上げやすく、設置スペース、取り扱いの容易さ、安全
性、付帯設備のコストの低減等の面からも有利である。

【００１３】一方、幅の狭い装置を用いて長尺の光学式
スケールを製造する場合、スケールの溝の列は成形方向
と直交するように配置され、そのまま成形を行なうと透
光部または遮光部のうち、型上で凹になっている部分に
樹脂を挟み込む時点で空気を巻き込み、気泡欠陥が発生
し、不良率が高くなるという問題が生じることが種々の
検討の結果判明した。

【００１４】したがって、上記気泡欠陥の発生を防止す
ることが、幅の狭い装置を用いて、品質がよく、コスト
の低い光学式スケールを製造するための技術課題となっ
ていた。

【００１５】本発明は、この様な従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、押し出し成形法によ
り、長尺の光学式スケールを精度良くしかも低コストで
製造することができる光学式スケール成形用型およびそ
の成形用型を用いた光学式スケールの製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、光学式
スケールを押し出し成形法によって製造するために用い
られる型において、該型に空気を排出するための機構を
設けたことを特徴とする光学式スケール成形用型であ
る。また、本発明の光学式スケールを押し出し成形法に
よって製造するために用いられる型は、空気を排出する
機構として成形シートの搬送方向に平行な連続した溝を
設けたことを特徴とする。

【００１７】また、本発明の光学式スケールを押し出し
成形法によって製造するために用いられる型は、空気を
排出する機構としてスケールの透光部と遮光部の境界線
上に溝を設けたことを特徴とする。また、本発明の光学
式スケールを押し出し成形法によって製造するために用
いられる型は、空気を排出する機構としてスケール部の
パターンの裏面にのみ下引き層を設け、型のスケールパ
ターンが凸となるように変形させたことを特徴とする。

【００１８】また、本発明の光学式スケールを押し出し
成形法によって製造するために用いられる型は、空気を
排出する機構としてスケール部のパターンを成形方向に
対して斜めに配置したことを特徴とする。また、本発明
の光学式スケールを押し出し成形法によって製造するた
めに用いられる型は、空気を排出する機構としてスケー
ル部の遮光部のなかに設けた溝からなり、該溝の斜面が
臨界角以上に設定されたことを特徴とする。

【００１９】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向配置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該ロール型に空
気を排出する機構を設けたものを用いて成形することを
特徴とする。

【００２０】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向配置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該成形に用いる
ロール型に空気を排出する機構として成形シートの搬送
方向に平行な連続した溝を設けた型を用いて成形するこ
とを特徴とする。

【００２１】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向位置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該成形に用いる
ロール型に空気を排出する機構としてスケールの透光部
と遮光部の境界線上に溝を設けた型を用いて成形するこ
とを特徴とする。

【００２２】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向位置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該成形に用いる
ロール型に空気を排出する機構としてスケール部のパタ
ーンの裏面にのみ設けた下引き層により成形型のスケー
ルパターンが凸となるように変形させた型を用いて成形
することを特徴とする。

【００２３】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向位置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該成形に用いる
ロール型に空気を排出する機構としてスケール部のパタ
ーンを成形方向に対して斜めに配置した型を用いて成形
することを特徴とする。

【００２４】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向位置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該成形に用いる
ロール型に空気を排出する機構としてスケール部の遮光
部のなかに設けた溝からなり、該溝の斜面が臨界角以上
に設定された型を用いて成形することを特徴とする。

【００２５】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、周面にスケールパターンを有するロール型および該
ロール型に対向位置されたロールをそれぞれ所望の速度
で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段から、所定
の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール型と該ロー
ルとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂を該ロール
型と該ロールとで挟圧して該スケールパターンを転写せ
しめる工程とを有する押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法において、該成形に用いる
ロールとして表面に耐熱性樹脂層を設けたものを用い、
成形に用いるロール型として空気を排出する機構を設け
たものを用いて、該ロール型の回転軸と該ロールの回転
軸とを３０度以下の範囲で傾けて配置した装置を用いて
成形することを特徴とする。

【００２６】次に、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。本発明の光学式スケール成形用型の空気を排出する
ための機構は、例えば図１に示すように、スケール部２
の長手方向が成形方向（図中の矢印の方向）と一致する
ように配置された型１において、スケール部２とスケー
ル部２との間に成形シートの搬送方向に平行な連続した
空気排出用溝３を設けることにより構成される。

【００２７】空気排出用溝３の深さは、浅すぎると空気
排出効果が弱くなり、深すぎると成形品の型離れ不良の
原因となるため、５〜１００μｍが良く、好ましくは１
０〜８０μｍが良い。

【００２８】空気排出用溝の幅は、狭すぎると気泡欠陥
防止効果が弱くなり、広すぎると成形品の不要部分が増
加してスケールのコストが上がるため、０．１〜１０ｍ
ｍが良く、好ましくは０．３〜８ｍｍが良い。

【００２９】また、本発明の空気を排出するための別の
機構は、例えば図２に示すように、型１′のスケール部
２′の遮光部４と透光部５との境界部に空気排出用溝６
を設けることにより、気泡欠陥の発生を防止することが
できる。この場合の空気排出用溝６の斜面は、入射する
光線に対しその入射角が臨界角以上に設定された傾斜面
となっていることが望ましい。

【００３０】また、図３（ａ）に示すように、型１″の
厚みが０．３ｍｍ以下の場合には、スケール部２″の下
に下引き層７を厚く設けて成形を行なうと、図３（ｂ）
のように樹脂の成形圧力によって型１″のスケール部
２″がカマボコ型に変形し、気泡欠陥を防止することが
できる。この場合、下引き層７は、スケール部２″の中
心にあることが望ましいが、図３中の下引き層７の位置
が左右に片寄っていてもよく、スケール部２″の高さが
連続して変化するように配置されていればよい。

【００３１】さらに、空気を排出する機構としては、図
４に示すように、スケールパターンの方向（透光部また
は遮光部の方向）と成形方向とが角度φだけ傾いている
ように型１１を製造することによって、スケールパター
ンの透光部または遮光部の溝自体を空気排出用溝として
利用するようにしてもよい。このときの角度φは、９０
度に近いと気泡欠陥防止効果が小さく、０度に近いと短
手方向の感度が大きくなりスケールとしての性能が劣化
するため、２５〜８０度が好ましい。

【００３２】図４では、型１１の全面にパターンを配置
した例を示したが、これに図１で示したような空気排出
用溝を設けて成形方向と平行に分割されたパターンを形
成すると、さらに気泡欠陥防止効果が大きくなる。

【００３３】さらに、図５に示すようにスケール部１２
の遮光部４′を２つ以上の山に分割した構成にし、遮光
部４′の中に空気排出用溝を設けることによっても気泡
欠如を防止することができる。このとき、一つ一つの溝
の深さ（山の高さ）は１０μｍ以下、好ましくは６μｍ
以下にすることが好ましく、また溝の数が多いほうが気
泡欠陥防止効果が大きくなる。

【００３４】さらに、図１４に示すように、シリコーン
ゴムやフッソ樹脂等の耐熱性樹脂で被覆した成形ロール
１９′を用いてロール型１８の回転軸に対して成形ロー
ル１９′の回転軸を３０度以下の範囲で傾けて取付けた
装置を用いて成形することにより、さらに気泡欠陥防止
効果が大きくなる。

【００３５】本発明に用いられる光学式スケール成形用
型の製造方法には、所定のスケール形状をもつマスター
型を金属板の切削加工によって製造し、樹脂等でレプリ
カを取り、さらにレプリカ表面の導電化処理を施した後
に、電鋳、研磨、トリミング、固定具の溶接をしてワー
クスタンパーを作成する方法が好適に用いられる。ま
た、薄い厚みの均一な金属の板に、直接切削加工によっ
て所定のスケール形状を刻み込んでもよい。

【００３６】また、本発明の光学式スケールの製造方法
は、図１１に示す様に押し出し成形法により光学式スケ
ールを連続的に製造する方法であり、周面にスケールパ
ターンを有し、空気を排出する機構を設けたロール型１
８に対向させて成形ロール１９を設け、それぞれを所望
の速度で回転させつつ所定の温度に加熱された熱可塑性
樹脂をＴダイ２０から押し出してロール型１８と成形ロ
ール１９の間に供給し、熱可塑性樹脂を挟圧してスケー
ルパターンを転写せしめ、次いでロール型１８と搬送ロ
ール２１の間を通過して光学式スケールシート２２を得
ることができる。

【００３７】本発明の光学式スケールの製造に用いられ
る熱可塑性樹脂としては、使用する光の波長における光
線透過率が５０％以上のものであればよいが、光の利用
率の点からは７０％以上のものが好適に用いられる。中
でも機械的強度や光学特性等の面から、ポリイミド樹
脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
樹脂、ポリカーボネート樹脂、アモルファスポリオレフ
ィン樹脂、アクリル樹脂、スチロール樹脂、ＰＥＴ樹
脂、ＡＢＳ樹脂、ビニル樹脂等が好適に用いられる。

【００３８】本発明において、ロール型および対向する
ロールの基材としては、硬度が高く、熱伝導率が良く、
また、周囲の鏡面加工の容易なものが好ましく、例え
ば、鉄鋼、クロム鋼、アルミニウム、アルミニウム合
金、金型用鋼（マルエージング鋼）、リン青銅、ステン
レス鋼等を用いることができる。

【００３９】

【作用】従来の押し出し成形法により長尺の光学式スケ
ールを連続的に製造する方法では、スケールパターンを
有する光学式スケール成形用型を設けたロール型とそれ
に対向する成形ロールの間に熱可塑性樹脂を通して挟圧
してスケールパターンを転写するが、スケールの溝の列
は成形方向と直交するように配置され、そのまま成形を
行なうために透光部または遮光部のうち、型上で凹にな
っている部分に樹脂を挟み込む時点で空気を巻き込み、
気泡欠陥が発生していた。

【００４０】本発明は、光学式スケール成形用型に上記
のような空気を排出するための機構を設けることによ
り、成形時に型の凹部に巻き込まれた空気を排出するこ
とができ、長尺の光学式スケールを精度良くしかも低コ
ストで製造することができる。

【００４１】

【実施例】以下に実施例を用いて、本発明を更に詳細に
説明する。但し、本発明は本実施例によって何ら限定さ
れるものではない。

【００４２】実施例１ マスター型の材料として４５０×２００×８０ｍｍの燐
青銅板を用意した。それを研削加工機に取り付け、ま
ず、図６に示す様に、空気排出用溝３として深さ６０μ
ｍ、幅６ｍｍの溝を長辺と平行に１０ｍｍの間隔（山と
溝のピッチが１０ｍｍ）でダイヤモンド砥石を用いて１
６本設け、溝付き燐青銅板１３を得た。

【００４３】次に、図７に示すような先端が３５．３μ
ｍの幅で平坦な台形ダイヤモンドバイト１４を用いて、
図８に示す様に、空気排出用溝３に直角に送りピッチ７
０．６μｍで４７００本の台形溝５″を空気排出用溝３
からの台形溝５″までの高さが３０μｍとなるように研
削して、図８に示すような形状のマスター型１５を作製
した。

【００４４】これに、ウレタンアクリレート３０重量
部、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパ
ンジアクリレート６７重量部、１−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン３重量部の組成比の紫外線硬化樹
脂を十分脱気したものを３０ｇ滴下した。

【００４５】次に、片面にシランカップリング剤の１ｖ
ｏｌ％メタメール溶液（商品名：Ａ−１７４；日本ユニ
カー（株）製）をスピンコートし、７０℃のオーブンで
２時間ベーキング処理した大きさ４８０×２５０×１５
ｍｍのガラス板を用意し、上記紫外線硬化樹脂の上にシ
ランカップリング処理面を下にして、端からゆっくり重
ね合わせ、紫外線硬化樹脂が外周部まで広がった時点で
メタルハライドランプ（商品名：ＵＶＣ−２５３３；ウ
シオ電機（株）製）を用いて１６０Ｗ／ｃｍ²、ランプ
距離１３０ｍｍの条件で紫外線を照射して樹脂を硬化さ
せた。

【００４６】次いでこれを剥離して、ガラス基板上に紫
外線硬化樹脂による凹凸スケールパターンが形成された
ガラス原盤を得た。該ガラス原盤をスパッタ装置（商品
名：ＳＰＦ−５３０Ｈ；日電アネルバ（株）製）の試料
ステージに乗せた。チャンバー内を真空引きし、到達真
空度４．０×１０^-3Ｐａ、Ａｒガス圧１．２Ｐａ、ＲＦ
パワー１ｋＷ、ガラス原盤回転数１０ｒｐｍの条件で逆
スパッタを５分間行った。

【００４７】次いで、同条件でＤＣパワー０．５ｋＷで
０．１１μｍの厚さにニッケルをスパッタ成膜した。そ
の後、２００μｍの厚さまでニッケルを電鋳し、裏面研
磨を行なった。このニッケル型をクリーンルーム内で剥
離し、保護フィルムをパターンの有効部分に貼り付けた
後、４４０×１８０ｍｍの大きさに切断し、両端の短辺
に固定具１６、１６′を取付けて図９に示すような形状
の成形用型１７を得た。

【００４８】その後、保護フィルムを剥離し、大きさ４
４０×１７８ｍｍ、厚み１００μｍのポリイミドフィル
ムを介して前記形状の成形用型２枚を固定具取付け用溝
２本を設けた直径３００ｍｍφの溝付きロールに取付け
た後、固定具間の溝をシリコーン樹脂（商品名：ＫＥ１
２０４Ａ、Ｂ；信越化学工業（株）製）を充填して１０
０℃で３０分間硬化した後、余分にはみでた樹脂をカッ
ターで除去して図１０に示すようなロール型１８を作製
した。

【００４９】このロール型１８を図１１に示すような押
し出し成形装置に取付けると共に、ロール型１８に対す
る成形ロール１９の押圧力を２５００Ｋｇｆに調節して
Ｔダイ２０からビスフェノールＡ系ポリカーボネート
（商品名：Ｓ−２０００Ｒ；三菱ガス化学（株）製）の
樹脂シートを押し出して、厚さ０．３ｍｍ×幅２５０ｍ
ｍの連続した光学式スケールシート２２を製造した。

【００５０】成形条件としては、Ｔダイ２０の温度３２
０℃、ロール型１８の表面温度１４５℃、樹脂シートの
搬送速度５ｍ／ｍｉｎ、樹脂の押し出し量２７Ｋｇ／ｈ
となるように調整して４時間の連続成形を行なった。こ
うして成形された光学式スケールについて気泡欠陥を各
スケールパターン毎に４×４ｍｍの範囲で３ヶ所づつ調
べたが、欠陥の数は１０個以下であり、光学式スケール
としての性能にはほとんど影響がなかった。

【００５１】また、転写精度は９５％以上であり、非常
に高品質な光学式スケールを短時間にしかも大量に得る
ことができた。なお、本実施例において転写精度は、触
針式段差測定機（商品名：アルファステップ２００；テ
ンコール・インスツルメンツ（株）製）で針圧３ｍｇ、
スキャン範囲４００μｍ、スキャン時間４０秒の設定で
ガラス原盤の光透過部の幅を測定した値Ａを基準とし
て、成形したスケールでの光透過部の幅の測定値ａとの
比ａ／Ａの値で評価した。

【００５２】比較例１ マスター型を製作するときに空気排出用溝を設けなかっ
た以外は、実施例１と全く同様の工程で成形用型を２枚
作製し、ロール型を作製した。このロール型を用いて実
施例１と同じ条件で光学式スケールを成形して気泡欠陥
の数を調べた。各スケールパターン毎に４×４ｍｍの範
囲で３ヶ所づつ調べたが、欠陥の数は１００個以上あ
り、光学式スケールとしての性能を評価したところ信号
振幅の振れ幅が１０％以上あり不十分であった。また、
転写精度も、ａ／Ａの値が０．８以下の部分があった。

【００５３】実施例２ 先ず、実施例１と同様に、図６の様な空気排出用溝３の
形成された燐青銅板１３を用意した。これを、図１５の
様な先端形状のバイト１４′を用いて送りピッチ７０．
６μｍで空気排出用溝３に直角に、図８に示す台形溝
５″と空気排出用溝３との高さの差が３０μｍ、図２に
示す透光部５と境界部に設けた空気排出用溝６との高さ
の差が５μｍ、透光部の平坦な部分の幅が３５．３μｍ
の形状のマスター型を製造した。

【００５４】次に、洗浄を行った後、腐食防止と表面硬
度の向上のために、硬質ニッケルメッキを０．１μｍの
厚みで表面に施しマスター型を得た。以下、実施例１と
同様にしてガラス原盤、成形用型を２枚製造し、溝付き
ロールにポリイミドシートを介して取付けた後、固定具
間の溝をシリコーン樹脂で埋めてロール型を製造した。

【００５５】これを用いて、実施例１と同じ装置を用
い、ロール型に対する成形ロールの押圧力を２０００Ｋ
ｇｆに調節してＴダイからアモルファスポリオレフィン
（商品名：ゼオネックス２５０；日本ゼオン（株）製）
の樹脂シートを押し出して、厚さ０．２５ｍｍ、幅２４
０ｍｍの連続した光学式スケールシートを製造した。

【００５６】成形条件としては、Ｔダイの温度３３０
℃、ロール型の表面温度１４５℃、樹脂シートの搬送速
度４ｍ／ｍｉｎ、樹脂の押し出し量１４．５Ｋｇ／ｈと
なるように調整して３時間の連続成形を行なった。こう
して成形された光学式スケールについて気泡欠陥を各ス
ケールパターン毎に４×４ｍｍの範囲で３ヶ所づつ調べ
たが、欠陥の数は１０個以下であり、光学式スケールと
しての性能にはほとんど影響がなかった。また、転写精
度は９５％以上であり、非常に高品質な光学式スケール
を短時間にしかも大量に得ることができた。

【００５７】実施例３ 実施例１で用いた２枚のスタンパーの各１７本のパター
ン部の裏面すべてに幅３ｍｍ、長さ４３０ｍｍ、厚み１
００μｍのポリイミドフィルムを瞬間接着剤（商品名：
ＳＣ−５５；ソニーケミカル（株）製）を用いて貼り付
けた。

【００５８】上記２枚のスタンパーを用いて、樹脂にビ
スフェノールＡ系ポリカーボネート（商品名：パンライ
トＬ−１２２５；帝人化成（株）製）を用い実施例１と
同様の条件で厚さ０．３ｍｍ×幅２５０ｍｍの連続した
光学式スケールを製造した。実施例１と同様の評価を行
ったところ、欠陥の数は８個以下で、また、転写精度も
９５％以上であり、非常に高品質な光学式スケールを短
時間にしかも大量に製造することができた。

【００５９】実施例４ 実施例１と同じ大きさで、実施例１と同じ図６の様な溝
加工を施した燐青銅板を用意した。これを研削加工盤の
バイトの切削方向に対して４５度傾けて取り付け直し
た。

【００６０】次に、図７に示すような先端が３５．３μ
ｍの幅で平坦な台形ダイヤモンドバイト１４を用いて、
空気排出用溝３と４５度の角度で送りピッチ７０．６μ
ｍで燐青銅板の全面に台形溝５″を空気排出用溝３から
の台形溝５″までの高さが２５μｍとなるように研削し
た後、洗浄、硬質ニッケルメツキ（厚み０．１μｍ）を
施して、図１３に示すような形状のマスター型２４を作
製した。

【００６１】これに、ウレタンアクリレート３０重量
部、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパ
ンジアクリレート６７重量部、１−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン３重量部の組成比の紫外線硬化樹
脂を十分脱気したものを３０ｇ滴下した。

【００６２】次に、片面にシランカップリング剤の１ｖ
ｏｌ％メタメール溶液（商品名：Ａ−１７４；日本ユニ
カー（株）製）をスピンコートし、７０℃のオーブンで
２時間ベーキング処理した大きさ４８０×２５０×１５
ｍｍのガラス板を用意し、上記紫外線硬化樹脂の上にシ
ランカップリング処理面を下にして、端からゆっくり重
ね合わせ、紫外線硬化樹脂が外周部まで広がった時点で
メタルハライドランプ（商品名：ＵＶＣ−２５３３；ウ
シオ電機（株）製）を用いて１６０Ｗ／ｃｍ²、ランプ
距離１３０ｍｍの条件で紫外線を照射して樹脂を硬化さ
せた。

【００６３】次いでこれを剥離して、ガラス基板上に紫
外線硬化樹脂による凹凸スケールパターンが形成された
ガラス原盤を得た。該ガラス原盤をスパッタ装置（商品
名：ＳＰＦ−５３０Ｈ；日電アネルバ（株）製）の試料
ステージに乗せた。チャンバー内を真空引きし、到達真
空度４．０×１０^-3Ｐａ、Ａｒガス圧１．２Ｐａ、ＲＦ
パワー１ｋＷ、ガラス原盤回転数１０ｒｐｍの条件で逆
スパッタを５分間行った。

【００６４】次いで、同条件でＤＣパワー０．５ｋＷで
０．１１μｍの厚さにニッケルをスパッタ成膜した。そ
の後、２００μｍの厚さまでニッケルを電鋳し、裏面研
磨を行なった。このニッケル型をクリーンルーム内で剥
離し、保護フィルムをパターンの有効部分に貼り付けた
後、４４０×１８０ｍｍの大きさに切断し、両端の短辺
に固定具１６、１６′を取付けて図１２に示すような台
形溝を斜めに作製した形状の成形用型２３を２枚得た。

【００６５】前記２枚のスタンパーを用いて、実施例１
と同様にロール型を作製し、樹脂にビスフェノールＡ系
ポリカーボネート（商品名：Ｈ−３０００Ｒ；三菱ガス
化学（株）製）を用い、樹脂シートの搬送速度１．２ｍ
／ｍｉｎ、樹脂の押し出し量１３ｋｇ／ｈとした以外は
実施例１と同様の条件で厚さ０．６ｍｍ×幅２５０ｍｍ
の連続した光学式スケールを製造した。実施例１と同様
の評価を行なったところ、欠陥の数は３個以下で、ま
た、転写精度も９５％以上であり、非常に高品質な光学
式スケールを短時間にしかも大量に製造することができ
た。

【００６６】実施例５ マスター型の材料として４７０×２２０×６０ｍｍの銅
板を用意し、実施例１と同様の溝加工を施したものを研
削加工機に取付けた。

【００６７】次に、先端が直角な剣バイトを用意し、銅
板の全面を短辺方向に平行にピッチ７０．６μｍで切削
し、全面が洗濯板状の銅版を得た。次に、実施例１で用
いた台形バイトに取り替えて、７０．６μｍの送りピツ
チで三角山がなくなるまで（山の頂点から約３．５μｍ
の深さまで）前記銅版を研磨した後に、洗浄、硬質ニッ
ケルメツキ（厚み０．１μｍ）を施してマスター型を得
た。この型の形状の概略図を図５に示す。

【００６８】これに、ウレタンアクリレート３０重量
部、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパ
ンジアクリレート６７重量部、１−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン３重量部の組成比の紫外線硬化樹
脂を十分脱気したものを３０ｇ滴下した。

【００６９】次に、片面にシランカップリング剤の１ｖ
ｏｌ％メタメール溶液（商品名：Ａ−１７４；日本ユニ
カー（株）製）をスピンコートし、７０℃のオーブンで
２時間ベーキング処理した大きさ４８０×２５０×１５
ｍｍのガラス板を用意し、上記紫外線硬化樹脂の上にシ
ランカップリング処理面を下にして、端からゆっくり重
ね合わせ、紫外線硬化樹脂が外周部まで広がった時点で
メタルハライドランプ（商品名：ＵＶＣ−２５３３；ウ
シオ電機（株）製）を用いて１６０Ｗ／ｃｍ²、ランプ
距離１３０ｍｍの条件で紫外線を照射して樹脂を硬化さ
せた。

【００７０】次いでこれを剥離して、ガラス基板上に紫
外線硬化樹脂による凹凸スケールパターンが形成された
ガラス原盤を得た。該ガラス原盤をスパッタ装置（商品
名：ＳＰＦ−５３０Ｈ；日電アネルバ（株）製）の試料
ステージに乗せた。チャンバー内を真空引きし、到達真
空度４．０×１０^-3Ｐａ、Ａｒガス圧１．２Ｐａ、ＲＦ
パワー１ｋＷ、ガラス原盤回転数１０ｒｐｍの条件で逆
スパッタを５分間行った。

【００７１】次いで、同条件でＤＣパワー０．５ｋＷで
０．１１μｍの厚さにニッケルをスパッタ成膜した。そ
の後、１６０μｍの厚さまでニッケルを電鋳し、裏面研
磨を行なった。このニッケル型をクリーンルーム内で剥
離し、保護フィルムをパターンの有効部分に貼り付けた
後、４４０×１８０ｍｍの大きさに切断し、両端の短辺
に固定具１６、１６′を取付けて図１２に示すような台
形溝を斜めに作製した形状の成形用型２３を２枚得た。

【００７２】前記２枚のスタンパーを用いて、ポリイミ
ドシートの厚みを１２５μｍとした以外は実施例１と同
様にロール型を作製し、実施例１と同様の条件で厚さ
０．３ｍｍ×幅２５０ｍｍの連続した光学式スケールを
製造した。実施例１と同様の評価を行なったところ、欠
陥の数は３個以下、転写精度も９５％以上であり、非常
に高品質な光学式スケールを短時間にしかも大量に製造
することができた。

【００７３】実施例６ 実施例１と同様の工程で、図１０に示すようなロール型
１８を作成した。このロール型１８を図１４に示すよう
に成形装置に取付け、シリコーンゴムで被覆された成形
ロール１９′を該ロール型１８に対して１５度傾けて取
付けた。このとき、成形ロール１９′は、厚さ２０ｍｍ
のシリコーンゴムでその表面を被覆したものを用いた。

【００７４】図１１に示す様に、ロール型１８に対する
成形１９′の押圧力を１３００Ｋｇｆに調節して、Ｔダ
イ２０からビスフェノールＡ系ポリカーボネート（商品
名：Ｓ−２０００Ｒ；三菱ガス化学（株）製）の樹脂シ
ートを押し出して、厚さ０．２５ｍｍ×幅２４０ｍｍの
連続した光学式スケールシートを製造した。

【００７５】成形条件としては、Ｔダイ２０の温度３３
０℃、ロール型１８の表面温度１３８℃、樹脂シートの
搬送速度６ｍ／ｍｉｎ、樹脂の押し出し量２６．０Ｋｇ
／ｈとなるように調整した。

【００７６】こうして成形された光学式スケールについ
て気泡欠陥を各スケールパターン毎に４×４ｍｍの範囲
で３ヶ所づつ調べたが、欠陥の数は５個以下であり、光
学式スケールとしての性能にはほとんど影響がなかっ
た。また、転写精度に関しても９５％以上で、非常に良
好であった。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学式ス
ケール成形用型は、空気を排出するための機構を設けた
ことにより、従来歩留りが低い等の面でコストを下げる
ことが困難だったロール幅の狭い装置を用いて長尺の光
学式スケールを精度良くしかも低コストで製造すること
を可能にした。

【００７８】また、上記光学式スケール成形用型を用い
て光学式スケールを連続的に押し出し成形することによ
り、精度良くしかも非常に安価な光学式スケールを提供
することが可能となったため、従来コストの面で搭載で
きなかった普及タイプのプリンター等にも光学式エンコ
ーダーを搭載できるようになり、高品位、高信頼性の製
品を安価に提供することも可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式スケール成形用型の一例を示す
模式的斜視図である。

【図２】本発明の光学式スケール成形用型の別の構成の
一例を示す模式的斜視図である。

【図３】本発明の光学式スケール成形用型の別の構成の
一例を示す模式的断面図である。

【図４】本発明の光学式スケール成形用型の別の構成の
一例を示す模式図である。

【図５】本発明の光学式スケール成形用型の別の構成の
一例を示す模式的斜視図である。

【図６】本発明の光学式スケール成形用型を作製するの
に用いるマスター型材料の加工途中の一例を示す模式的
斜視図である。

【図７】本発明の光学式スケール成形用型の作製に用い
るダイヤモンドバイトの形状の一例を示す模式図であ
る。

【図８】本発明の光学式スケール成形用型の製造に用い
るマスター型の形状の一例を示す模式的斜視図である。

【図９】本発明の光学式スケール成形用型の全体形状の
一例を示す模式図である。

【図１０】本発明の光学式スケール成形用型を取付けた
ロール型の一例を示す模式的斜視図である。

【図１１】本発明の光学式スケール成形用型を取付けた
ロール型を用いて光学式スケールを連続的に製造する方
法の一例を示す模式図である。

【図１２】本発明の光学式スケール成形用型の全体形状
の別な構成の一例を示す模式図である。

【図１３】本発明の光学式スケール成形用型の製造に用
いるマスター型の形状の別の一例を示す模式図である。

【図１４】本発明の光学式スケール成形用型を取付けた
ロール型を用いて光学式スケールを製造する方法におけ
るロールの配置の一例を示す模式図である。

【図１５】本発明の光学式スケール成形用型の作製に用
いるダイヤモンドバイトの形状の他の例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１，１′，１″ 光学式スケール成形用型 ２，２′，２″ スケール部 ３ 空気排出用溝部 ４ 遮光部 ５，５′，５″ 透光部 ６ 空気排出用溝部 ７ 下引き層 ８ ロール基材 １１ 型 １２ スケール部 １３ マスター型製造用燐青銅板 １４ 台形溝加工用ダイヤモンドバイト １４′ダイヤモンドバイト １５ マスター型 １６，１６′ 固定具 １７ 成形用型 １８ ロール型 １９ 成形ロール １９′ 成形ロール ２０ Ｔダイ ２１ 搬送ロール ２２ 光学式スケールシート ２３ 成形用型 ２４ マスター型

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学式スケールを押し出し成形法によっ
   て製造するために用いられる型において、該型に空気を
   排出するための機構を設けたことを特徴とする光学式ス
   ケール成形用型。
2. 【請求項２】 空気を排出する機構が、成形シートの搬
   送方向に平行な連続した溝である請求項１記載の光学式
   スケール成形用型。
3. 【請求項３】 空気を排出する機構が、スケールの透光
   部と遮光部の境界線上に設けた溝である請求項１記載の
   光学式スケール成形用型。
4. 【請求項４】 空気を排出する機構が、スケール部のパ
   ターンの裏面にのみ設けた下引き層により成形型のスケ
   ールパターンが凸となるように変形させる機構である請
   求項１記載の光学式スケール成形用型。
5. 【請求項５】 空気を排出する機構が、スケール部のパ
   ターンを成形方向に対して斜めに配置した機構である請
   求項１記載の光学式スケール成形用型。
6. 【請求項６】 空気を排出する機構が、スケール部の遮
   光部のなかに設けた溝からなり、該溝の斜面が臨界角以
   上に設定された機構である請求項１記載の光学式スケー
   ル成形用型。
7. 【請求項７】 周面にスケールパターンを有するロール
   型および該ロール型に対向配置されたロールをそれぞれ
   所望の速度で回転させつつ熱可塑性樹脂を押し出す手段
   から、所定の温度に加熱された熱可塑性樹脂を該ロール
   型と該ロールとの間に供給する工程と、該熱可塑性樹脂
   を該ロール型と該ロールとで挟圧して該スケールパター
   ンを転写せしめる工程とを有する押し出し成形法により
   光学式スケールを連続的に製造する方法において、該ロ
   ール型に空気を排出する機構を設けたものを用いて成形
   を行なうことを特徴とする光学式スケールの製造方法。
8. 【請求項８】 成形に用いるロール型に空気を排出する
   機構として成形シートの搬送方向に平行な連続した溝を
   設けた型を用いて成形する請求項７記載の光学式スケー
   ルの製造方法。
9. 【請求項９】 成形に用いるロール型に空気を排出する
   機構としてスケールの透光部と遮光部の境界線上に溝を
   設けた型を用いて成形する請求項７記載の光学式スケー
   ルの製造方法。
10. 【請求項１０】 成形に用いるロール型に空気を排出す
    る機構としてスケール部のパターンの裏面にのみ設けた
    下引き層により成形型のスケールパターンが凸となるよ
    うに変形させた型を用いて成形する請求項７記載の光学
    式スケールの製造方法。
11. 【請求項１１】 成形に用いるロール型に空気を排出す
    る機構としてスケール部のパターンを成形方向に対して
    斜めに配置した型を用いて成形する請求項７記載の光学
    式スケールの製造方法。
12. 【請求項１２】 成形に用いるロール型に空気を排出す
    る機構としてスケール部の遮光部のなかに設けた溝から
    なり、該溝の斜面が臨界角以上に設定された型を用いて
    成形する請求項７記載の光学式スケールの製造方法。
13. 【請求項１３】 成形に用いるロールとして表面に耐熱
    性樹脂層を設けたものを用い、成形に用いるロール型と
    して空気を排出する機構を設けたものを用いて、該ロー
    ル型の回転軸と該ロールの回転軸とを３０度以下の範囲
    で傾けて配置した装置を用いて成形する請求項７記載の
    光学式スケールの製造方法。