JP3186006B2

JP3186006B2 - 回折格子

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Publication number: JP3186006B2
Application number: JP00362394A
Authority: JP
Inventors: 晴夫友野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JPH06265710A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学式エンコーダー用
スケール、色分解位相格子、ビームスプリッター等に用
いられる回折格子に関する。

【０００２】従来より、くり返し形状を有する樹脂層を
基体上に形成した回折格子が知られている。このような
樹脂層を有する回折格子は、型により容易に所望の表面
形状を形成でき、非常に有効なものである。

【０００３】樹脂層に用いる紫外線硬化型樹脂組成物に
ついては、従来より多くの提案がなされている。例え
ば、特開昭６２−２５８４０１号公報には、２〜４官能
ウレタン変性ポリエステル（メタ）アクリレートと、３
官能（メタ）アクリレートと、単官能（メタ）アクリレ
ートと、光重合開始剤とを含有する紫外線硬化型樹脂組
成及びこの樹脂組成物を表面に用いた光学レンズが記載
されている。

【０００４】また、くり返し形状を有する樹脂層を基体
上に形成した回折格子については、米国特許第４，２３
５，６５４号に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−２５８４
０１号公報に記載された光硬化型樹脂組成物は、耐久性
に優れたものであるが、より厳しい環境の中でも表面に
キズやクラック、更には歪みの発生しない、耐久性の更
に優れた回折格子が望まれていた。

【０００６】また、回折格子では、表面に反射防止層あ
るいは反射層を施す場合が多いが、表面樹脂層に歪みが
生ずると反射防止層あるいは反射層にクラックが発生し
たり、反射防止層あるいは反射層が剥離する場合があっ
た。

【０００７】本発明は、表面樹脂層にきずやクラック、
更には歪み等の生じない、耐久性に優れた回折格子を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の回折格子は、１
００℃のヤング率が、２０℃のヤング率の６．２％以上
である樹脂層を基体上に設けると共に、前記樹脂層がく
り返し形状を有するものである。

【０００９】本発明では、前記樹脂層として、光硬化型
樹脂組成物を硬化させたものを用いる。そして、この光
硬化型樹脂組成物には、（Ａ）ポリエステルオリゴマー
に、ウレタン結合を介して（メタ）アクリル基が結合し
た、数平均分子量７００以上の多官能ウレタン変性ポリ
エステル（メタ）アクリレートと、（Ｂ）数平均分子量
が７００よりも小さい多官能（メタ）アクリレートと、
（Ｃ）単官能アクリレートと、（Ｄ）光重合開始剤と、
を含有するものを用いる。

【００１０】本発明の回折格子は、基体上に、くり返し
形状を有する樹脂層を基体上に設けたものである。図１
に示す回折格子は、光学式ロータリーエンコーダーディ
スクとして使用するもので、円形の基体１上にくり返し
形状を有する樹脂層２が形成されている。樹脂層２には
必要に応じ反射防止層または反射層を設ける。樹脂層２
は、１００℃のヤング率が２０℃のヤング率の６．２％
以上のものである。１００℃のヤング率は、２０℃のヤ
ング率と同じであることが好ましいが、実際にはそのよ
うなことは望めず、６．２〜９０％が好ましい範囲であ
る。

【００１１】本発明においてヤング率は、レオメトリッ
ク社製の固体粘弾性測定機ＲＳＡ−２を用いて測定し
た。測定に使用した試料としては、樹脂組成物を１０ジ
ュール／ｃｍ² 以上の光で硬化したものを用いた。試料
の形状は、ＪＩＳＫ７１１３の２号ダンベル形状とし
た。この試料を、測定機の２個のチャック（スパン長２
３ｍｍ）に固定し、０．１％の引張り歪みを３．５Ｈｚ
の周期で与えてヤング率を測定した。昇温速度は３℃／
ｍｉｎ．とした。

【００１２】樹脂層２は、光硬化型樹脂組成物を光、特
に紫外線により硬化して形成される。基体１はガラスが
好ましいが、場合により樹脂でもかまわない。

【００１３】本発明で使用する光硬化型樹脂組成物は、
（Ａ）ポリエステルオリゴマーに、ウレタン結合を介し
て（メタ）アクリル基が結合した、数平均分子量７００
以上の多官能ウレタン変性ポリエステル（メタ）アクリ
レートと、（Ｂ）数平均分子量が７００よりも小さい多
官能（メタ）アクリレートと、（Ｃ）単官能アクリレー
トと、（Ｄ）光重合開始剤と、を含有する。

【００１４】上記成分（Ａ）である数平均分子量７００
以上の多官能ウレタン変性ポリエステル（メタ）アクリ
レートは、多塩基酸と多価アルコールとから合成される
ポリエステルオリゴマーを主鎖骨格とするもので、例え
ば、このポリエステルオリゴマーの主鎖及び側鎖の末端
部分のヒドロキシル基に、ジイソシアネートの一端のイ
ソシアネート基が結合し、該ジイソシアネートのもう一
端のイソシアネート基に、ヒドロキシル基を分子中に有
する（メタ）アクリレートが結合して合成される。多官
能ウレタン変性ポリエステル（メタ）アクリレートとし
ては、２〜４官能のものが好ましい。ポリエステルオリ
ゴマーを合成する多塩基酸及び多価アルコールは、いず
れも２〜４価のものが好ましい。

【００１５】前記４塩基酸としては、例えばピロメリッ
ト酸、２，３，３′，４−ビフェニルテトラカルボン
酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス（３，４−
ジカルボキシフェニル）メタン等の４塩基酸及びそれら
の酸無水物が好ましい。

【００１６】前記３塩基酸としては、例えばトリメリッ
ト酸等の３塩基酸、またはピロメリット酸、２，３，
３′，４−ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸、ビス（３，４−ジカルボキシフェ
ニル）メタン等の４塩基酸を部分エステル化して得た３
塩基酸及びそれらの酸無水物が好ましい。

【００１７】２塩基酸としては、例えば無水フタル酸、
イソフタル酸、テレフタル酸、（無水）コハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロ無水
フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、等が好ましい。

【００１８】前記３あるいは４価アルコールとしては、
例えばグリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トールモノアリルエーテル、あるいはペンタエリスリト
ール等が好ましい。

【００１９】２価アルコールとしては、例えばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリ
コール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、水素化ビスフェノールＡ、２，２′−ジ（４−ヒド
ロキシプロポキシフェニル）プロパン、１，３−ブタン
ジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタン
ジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチレング
リコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリト
ールジアリルエーテル等が好ましい。

【００２０】前記ジイソシアネートとしては、例えばト
リレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート、リジンジイソシアネート、水添キシレンジイソシ
アネート、等が好ましい。

【００２１】前記ヒドロキシル基を分子中に有する（メ
タ）アクリレートとしては、例えば２−ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）
アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）ア
クリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）ア
クリレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、グ
リセリンジ（メタ）アクリレート等が好ましい。

【００２２】成分（Ａ）は、多価アルコールと多塩基酸
とを縮合反応させてポリエステルオリゴマーを得、続い
てジイソシアネートを付加反応させ、さらに（メタ）ア
クリレートを付加反応させて得られるが、下記一般式で
表される、不飽和基を有するイソシアネート類を使用す
ることも可能で、この場合は、前記ポリエステルオリゴ
マーの主鎖及び側鎖の末端部分のヒドロキシル基に、イ
ソシアネート基を反応させることにより、ウレタン変性
ポリエステル（メタ）アクリレートが得られる。

【００２３】

【外１】（上記式中、Ｒ₁は水素またはメチル基を示し、Ｒ₂は−
ＣＯＯＣ_nＨ_2n−（ｎは１〜８の整数）を示す）。

【００２４】上記一般式で示されるイソシアネート類と
しては、例えば、イソシアネートメチル（メタ）アクリ
レート、イソシアネートエチル（メタ）アクリレート、
イソシアネートプロピル（メタ）アクリレート、イソシ
アネートオクチル（メタ）アクリレート、ｐ−メタクリ
ロキシ−α，α−ジメチルベンジルイソシアネート、ｍ
−アクリロキシ−α，α−ジメチルベンジルイソシアネ
ート等が挙げられる。

【００２５】成分（Ａ）のポリエステルオリゴマー合成
時の縮合反応は、公知の方法で加熱反応させれば良く、
例えば原料仕込み後１５０〜２５０℃で攪拌下に反応さ
せ、酸価が目標値になったところで、反応を終了させ
る。ここで用いられる酸価とは、ポリエステルオリゴマ
ーの−ＣＯＯＨ基の反応系中の量を示す指標であり、中
和するのに必要な水酸化カリウムのｍｇ数をいう。一般
的に下式、

【００２６】

【外２】で示され、本発明のポリエステルオリゴマーでは、５以
下になったところで反応を終了させれば、端末基に−Ｏ
Ｈ（ヒドロキシル基）のついた、所望のポリエステルオ
リゴマーが得られる。

【００２７】また、多塩基酸と多価アルコールの量比
は、従って多価アルコールが過剰でなければならず、当
量比で１００：１０５〜３００が好ましい。ここで多価
アルコールの当量比が１０５に近ければ、高分子量のポ
リエステルオリゴマーが得られ、３００に近ければ、低
分子量のものが得られ、量比の決定は経験的に求めら
れ、従ってあらかじめ、少量の当り実験により確認して
おくことが望ましい。

【００２８】成分（Ａ）の数平均分子量は７００以上で
ある。数平均分子量が７００よりも小さいと、硬化する
際に大きく収縮し、生産物の形状精度が悪くなる。成分
（Ａ）のより好ましい数平均分子量は、７００〜５００
０、特に７００〜３０００である。

【００２９】成分（Ａ）の数平均分子量は、多塩基酸、
多価アルコール及びジイソシアネートの選択、ポリエス
テルオリゴマーの重合度により調節することができる。

【００３０】尚、本発明において数平均分子量は、測定
機として日本ミリポアリミテッド社製Ｍ−６００を用い
てＧＰＣ法により測定した。ＧＰＣ法による測定は、溶
媒としてテトラヒドロフランを用い、試料濃度を０．１
重量％とした。

【００３１】成分（Ｂ）である数平均分子量が７００よ
りも小さい多官能（メタ）アクリレートとしては、例え
ばヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアク
リレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプ
ロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−
ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキ
サンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ
（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチル
グリコールのジ（メタ）アクリレート、ビスフェノール
Ａのエチレンオキシド付加物のジ（メタ）アクリレー
ト、ビスフェノールＡのプロピレンオキシド付加物のジ
（メタ）アクリレート、２，２′−ジ（ヒドロキシプロ
ポキシフェニル）プロパンのジ（メタ）アクリレート、
２，２′−ジ（ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン
のジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメチロ
ールのジ（メタ）アクリレート、２，２′−ジ（グリシ
ジルオキシフェニル）プロパンのジ（メタ）アクリル酸
付加物、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレー
ト、テトラメチロールメタトリ（メタ）アクリレート、
テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、
トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのト
リ（メタ）アクリレート、トリス（ヒドロキシプロピ
ル）イソシアヌレートのトリ（メタ）アクリレート、ト
リメリット酸のトリ（メタ）アクリレート、等の１種又
は２種以上を使用することができる。成分（Ｂ）として
は、２〜４官能のものが特に好ましい。

【００３２】成分（Ｂ）の数平均分子量が７００以上に
なると、硬化物の熱変形が大きくなる。成分（Ｂ）の、
より好ましい数平均分子量は１００〜６５０である。

【００３３】成分（Ｃ）の単官能の（メタ）アクリレー
トとしては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチ
ル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アク
リレート、ジシクロペンチル（メタ）アクリレート、イ
ソボロニル（メタ）アクリレート、ボロニル（メタ）ア
クリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル
（メタ）アクリレート、α−ナフチル（メタ）アクリレ
ート、β−ナフチル（メタ）アクリレート、ジシクロペ
ンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げら
れる。

【００３４】成分（Ｄ）の光重合開始剤としては、例え
ばベンゾフェノン及びヒドロキシベンゾフェノンメタン
スルフォネートエステル、ｏ−ベンゾイルメチルベンゾ
ネート、ｐ−ジメチルアミンベンゾフェノン等のベンゾ
フェノンの置換誘導体、ベンゾイン及びベンゾインアリ
ルエーテル、アルキル基がメチル、エチル、イソブチ
ル、イソプロピル等であるベンゾインアルキルエーテル
等のベンゾインの置換誘導体、アセトフェノン及びジエ
トキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン、ベンジルメチルケタール、２−ヒドロ
キシ−２−メチルプロピオフェノン、１−（４−イソプ
ロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピ
オフェノン等のアセトフェノンの置換誘導体、ベンジル
及び１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−ｏ−
ベンゾイルオキシム等のオキシム系化合物、等から選択
された１種または２種以上を用いることができる。

【００３５】本発明で使用する光硬化型樹脂組成物に
は、必要に応じて公知の重合促進剤、重合防止剤、離型
剤、表面平滑剤、消泡剤等を添加することもできる。

【００３６】成分（Ａ）は、熱、湿度及び紫外線に対す
る耐久性を向上させる。

【００３７】成分（Ｂ）は、樹脂層２の硬度を高くする
と共に熱変形を減少させる。本発明の樹脂層２は、温度
上昇に伴うヤング率の低下量が少なく、熱変形が少な
い。このため、本発明の回折格子は、表面に反射防止層
または反射層を施しても、温度変化によって反射防止層
または反射層が割れたり、剥離したりすることがない。

【００３８】成分（Ｃ）は、樹脂組成物の流動性あるい
は粘度を適度なものにする。

【００３９】成分（Ａ）の含有量は、成分（Ａ）〜
（Ｃ）の合計を１００重量％として（以下、同様）、１
０〜９０重量％、更には２５〜７０重量％が好ましい。
含有量が１０重量％未満では耐久性が低下し、９０重量
％よりも多いと組成物の粘度が著しく高くなる。

【００４０】成分（Ｂ）の含有量は、３０〜７０重量％
が好ましい。含有量が３０重量％未満では、樹脂層の熱
変形が大きくなる。また７０重量％よりも多いと、樹脂
層が脆くなったり、硬化する際に大きく収縮する。

【００４１】成分（Ｃ）の含有量は、１０〜９０重量
％、更には２５〜７０重量％が好ましい。

【００４２】成分（Ｄ）の含有量は、０．１〜５重量％
が好ましい。

【００４３】本発明においては、特に１００℃のヤング
率が２０℃のヤング率の１０〜９０％であることが好ま
しく、このヤング率比を達成するためには、成分（Ａ）
の含有量を２５〜４５重量％、成分（Ｂ）の含有量を３
１〜５０重量％、更に成分（Ｃ）の含有量を５〜４４重
量％とするのが好ましい。

【００４４】反射防止層としては、例えばＳｉＯ₂ 、Ｓ
ｉＯ、ＭｇＦ₂ 、ＴｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ Ｏ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ
₃ 、ＣｅＯ₂ 、Ｌａ₂ Ｏ₃ 、Ｙ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 等の薄
膜を、一層または多層に積層したものを使用することが
できる。反射層としては、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｃｒ等の薄膜を、一層または多層に積層したものを
使用することができる。反射防止層または反射層は、例
えば真空蒸着、スパッタリングあるいはイオプレーティ
ングにより形成することができる。

【００４５】樹脂層２の厚みは、１．０〜３００μｍが
好ましい。反射防止層及び反射層の厚みは０．０５〜
１．０μｍが好ましい。

【００４６】図２〜図５に示す回折格子は、本発明の他
の例で、図２に示す回折格子は長方形の基体１１上に、
くり返し形状を有する樹脂層１２及び反射防止層１３を
順に積層して光学式リニアエンコーダースケールとした
ものである。

【００４７】図３に示す回折格子は、長方形の基体２１
上に階段状のくり返し形状を有する樹脂層２２及び反射
防止層２３を順に積層したものである。

【００４８】図４に示す回折格子は、長方形の基体３１
上に正弦波状の樹脂層３２及び反射防止層３３を順に積
層したものである。

【００４９】図５に示す回折格子は、長方形の基体４１
上に、くり返し形状を有する下引き層４４、樹脂層４２
及び反射防止層４３を順に積層したものである。下引き
層４４は、接着力を向上させるもので、例えばシランカ
ップリング剤が使用できる。

【００５０】図２〜図５では、樹脂層の上に反射防止層
を施した透過型回折格子の例を述べたが、反射防止層の
代わりに反射層を設けて反射型回折格子としても良い。
また、場合によっては反射防止層及び反射層を設けなく
ても良い。

【００５１】本発明の回折格子は、図６〜図８に示す方
法により製造することができる。即ち、まず図６に示す
ように、くり返し形状を有する型３上に樹脂組成物４を
供給する。次に、図７に示すように、基体１１を型３か
ら一定の間隔を離して保持する。このとき、基体１１側
から樹脂組成物に対して紫外線を照射する。最後に、図
８に示すように、基体１１を型３から離して本発明の回
折格子が得られる。必要に応じ、樹脂層１２上に反射防
止層あるいは反射層を形成する。

【００５２】ここで用いられる型は形状・寸法精度に応
じて機械切削加工、フォトリソグラフィー加工等の方法
によりあらかじめ製作されたものであり、材質はガラ
ス、金属、プラスチック等のいずれでも良い。また型が
透明である場合は、紫外線を型側から照射しても良い。

【００５３】光硬化型樹脂組成物を硬化させるために使
用する光源としては、例えばケミカルランプ、低圧水銀
灯、高圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンランプ、水
銀キセノンランプ等が使用される。

【００５４】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００５５】成分（Ａ）の製造例（Ｉ）コンデンサ、窒素ガス導入管、温度計、攪拌機を取りつ
けた４つ口フラスコに無水フタル酸４９ｇ、プロピレン
グリコール１１４ｇを仕込み、窒素雰囲気下で加熱攪拌
した。１５０℃まで昇温後２時間保持し、その後徐々に
昇温して２３０℃で反応を進め、酸価が５以下となった
ところで、反応を終了した。室温まで冷却後、１，４−
シクロヘキシレンジイソシアネート１６６ｇ、２−ヒド
ロキシエチルアクリレート１７４ｇ、ジブチル錫ジラウ
レート０．１１ｇを添加して反応系の温度が８０℃を越
えないように穏やかに加熱させながら３時間反応後、１
００℃まで１時間かけて昇温後、３時間反応させて数平
均分子量８６０のウレタン変性ポリエステルアクリレー
ト（Ｉ）を得た。

【００５６】成分（Ａ）の製造例（ＩＩ）多塩基酸として無水トリメリット酸７７ｇと無水フタル
酸８９ｇを、多価アルコールとして、プロピレングリコ
ール１８２ｇとを、製造例Ｉと同様な実験器具を用い
て、同様な反応条件で反応を終了させた。室温まで冷却
後イソホロンジイソシアネート２６５ｇ、２−ヒドロキ
シエチルアクリレート１８６ｇ、ジブチル錫ジウラレー
ト０．１６ｇを添加して、製造例Ｉと同様な反応条件で
反応させ、数平均分子量１５００のウレタン変性ポリエ
ステルアクリレート（ＩＩ）を得た。

【００５７】成分（Ａ）の製造例（ＩＩＩ）多塩基酸としてテトラヒドロ無水フタル酸１３５ｇ、多
価アルコールとしてトリメチロールプロパン４０ｇと
１，３−ブチレングリコール９７ｇとを、製造例Ｉと同
様な実験器具を用いて、同様な条件で反応を行った。室
温まで冷却後イソホロンジイソシアネート１７７ｇ、３
−ヒドロキシプロピルアクリレート１４３ｇ、ジブチル
錫ジウラレート０．１２ｇを添加して、製造例Ｉと同様
な条件で反応を行い、数平均分子量１４００のウレタン
変性ポリエステルアクリレート（ＩＩＩ）を得た。

【００５８】成分（Ａ）の製造例（ＩＶ）多塩基酸としてアジピン酸１１６８ｇ、多価アルコール
として１，４−ブタンジオール９３０ｇを、更に触媒と
してパラトルエンスルホン酸０．５ｇを製造例Ｉと同様
な実験器具を用いて、同様な条件で反応を行い、次いで
過剰の１，４−ブタンジオールを減圧して留去した後、
反応を終了した。室温まで冷却後、イソホロンジイソシ
アネート３９８ｇ、２−ヒドロキシエチルアクリレート
２３２ｇ、ジブチル錫ラウレート２ｇを添加して製造例
Ｉと同様な条件で反応を行い、数平均分子量３０００の
ウレタン変性ポリエステルアクリレート（ＩＶ）を得
た。

【００５９】成分（Ａ）の製造例（Ｖ）多塩基酸として無水マレイン酸５９ｇを、多価アルコー
ルとしてプロピレングリコール９１ｇとを製造例Ｉと同
様な実験器具を用いて同様な条件で反応を行った。室温
まで冷却後、２−イソシアネートエチルアクリレート１
６９ｇ、ジブチル錫ラウレート０．０８ｇを添加して、
製造例Ｉと同様な条件で反応を行い、数平均分子量５１
０のウレタン変性ポリエステルアクリレート（Ｖ）を得
た。

【００６０】上記のようにして得たアクリレート（Ｉ）
〜（Ｖ）を成分（Ａ）として、この成分（Ａ）と表１に
示した成分（Ｂ）〜（Ｄ）とを、表１に示した混合割合
で混合して６種類の光硬化型樹脂組成物を作成した。

【００６１】これら６種類の光硬化型樹脂組成物を用
い、図１に示す光学式ロータリーエンコーダーディスク
（実施例１〜３）及び図２に示す光学式リニアエンコー
ダースケール（実施例４、５及び比較例１）を作成し
た。光硬化型樹脂組成物の硬化は、５０ｍＷの水銀キセ
ノンランプで２分間照射することにより行った。

【００６２】光学式ロータリーエンコーダーの基体に
は、直径５ｍｍの貫通孔を中心に有する、外径３０ｍｍ
の白板ガラスを用いた。この白板ガラスの、樹脂層を形
成する側の面精度は、ニュートンリング３本の面精度と
した。この白板ガラス上に、図１に示すように扇状の溝
を放射状に複数有する樹脂層を、石英ガラスのドライエ
ッチング型を用いて形成した。溝は、基体の外縁から中
心に向って１０ｍｍの範囲に形成した。また、基体の中
心から半径９．５ｍｍで離れた位置での溝のピッチは
３．２μｍで、その位置での溝の幅は１．６μｍであっ
た。溝の深さは０．５μｍであった。樹脂層の凸部の厚
みは２０μｍであった。樹脂層の形成後、樹脂層上に反
射防止層を設けて光学式ロータリーエンコーダーとし
た。

【００６３】反射防止層は、樹脂層側からＳｉＯ層、Ｔ
ｉＯ₂ 層及びＳｉＯ₂ 層を順に積層して形成した。各層
の厚みは、ＳｉＯ層３００ｎｍ、ＴｉＯ₂ 層２５０ｎ
ｍ、ＳｉＯ₂ 層１２５ｎｍで、反射防止層の各層は真空
蒸着法で形成した。

【００６４】一方、光学式リニアエンコーダースケール
の基体には、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ３ｍｍの
白板ガラスを用いた。この白板ガラスの、樹脂層を形成
する側の面精度は、ニュートンリング３本の面精度とし
た。この白板ガラス上に、図２に示すように複数の溝を
有する樹脂層を、石英ガラスのドライエッチング型を用
いて形成した。溝のピッチは３．２μｍで、幅１．６μ
ｍ、深さ０．５μｍであった。樹脂層の凸部の厚みは
２．０μｍであった。樹脂層の形成後、樹脂層上にロー
タリーエンコーダーのときと同様の反射防止層を設けて
光学式リニアエンコーダーとした。

【００６５】こうして作成した６種類の回折格子につい
て、以下に示す２種類の耐久試験を行った。回折格子は
１種類に付き複数個用意し、以下に示す耐久試験はいず
れも新しい回折格子を用いて行った。

【００６６】耐久試験７０℃、８５％ＲＨの高温高湿
槽中で５００時間放置する。

【００６７】耐久試験−３０℃の低温下に２時間放置
後、６０℃、６０％ＲＨの高温高湿下に２時間放置する
操作を２０回くり返す。

【００６８】上記耐久試験、を行った後、以下に示
す項目について評価した。評価結果を表１に示した。

【００６９】（１）外観樹脂層及び反射防止層にクラック、腐食、気泡、剥離、
著しい色変化が認められるかどうかを目視により観察し
た。

【００７０】変化のないものを良好とした。

【００７１】（２）耐摩耗性レンズクリーニング用シルボン紙により反射防止層表面
を３００ｇの荷重で１０回こすり、外観を目視で観察し
た。変化のないものを良好とした。

【００７２】（３）耐容剤性アルコール・エーテル系有機溶剤をしみ込ませたレンズ
クリーニング用シルボン紙により反射防止層表面を３０
０ｇの荷重で１０回こすり、外観を目視で観察した。変
化のないものを良好とした。

【００７３】（４）密着性接着テープ（ニチバン社製ＣＴ−１８）を反射防止層表
面に接着して剥離する操作を３回くり返し、外観を目視
で観察した。変化のないものを良好とした。

【００７４】（５）回折効率変動回折格子面に対して垂直に、波長７８０ｎｍ、直径２ｍ
ｍの半導体レーザービームを照射し、透過回折光をセン
サーにて受光し、回折光強度を電気的に測定した。レー
ザービームを、ロータリーエンコーダーの中心から９．
５ｍｍ離れた円上をスキャンしたとき、あるいはリニア
エンコーダーの長手方向６０ｍｍ全長にわたってスキャ
ンした時、得られた回折光強度の平均値を基準とし、こ
の平均値からの回折光強度の変動率（百分率）を回折効
率変動とした。

【００７５】以上のほか、使用した６種類の光硬化型樹
脂組成物について、２０℃のヤング率と１００℃のヤン
グ率との比を求め、表１に示した。

【００７６】

【表１】

【００７７】表１から明らかなように、実施例１〜５で
は、いずれも良好な結果が得られたが、比較例１では耐
久試験後の形状精度が悪く、光学レンズとして使用でき
ないものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回折格子の一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の回折格子の他の例を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明の回折格子の他の例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の回折格子の他の例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の回折格子の他の例を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の回折格子の製造工程を示すもので、型
に光硬化型樹脂組成物を供給する工程を示す図である。

【図７】図６の製造工程の次の工程を示すもので、金型
と基体との間の光硬化型樹脂組成物を光で硬化する工程
を示す図である。

【図８】図７の製造工程の次の工程を示すもので、基体
を型から剥離する工程を示す図である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１基体２、１２、２２、３２、４２樹脂層３３、４３反射防止層４４下引き層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記成分を含有する光硬化型樹脂組成物
により形成された、１００℃のヤング率が、２０℃のヤ
ング率の６．２％以上である樹脂層を基体上に設けると
共に、前記樹脂層がくり返し形状を有し、前記樹脂層上
に反射層または反射防止層を有することを特徴とする回
折格子。記（Ａ）ポリエステルオリゴマーに、ウレタン結合を介し
て（メタ）アクリル基が結合した、数平均分子量７００
以上の多官能ウレタン変性ポリエステル（メタ）アクリ
レートと、（Ｂ）数平均分子量が７００よりも小さい多官能（メ
タ）アクリレートと、（Ｃ）単官能アクリレートと、（Ｄ）光重合開始剤と、を、成分（Ａ）〜（Ｃ）の合計を１００重量％として、
成分（Ａ）を１０〜９０重量％、成分（Ｂ）を３０〜７
０重量％および成分（Ｃ）を１０〜９０重量％含有する
光硬化型樹脂組成物。
【請求項２】前記樹脂層の１００℃におけるヤング率
が、２０℃のヤング率の１０〜９０％である請求項１記
載の回折格子。
【請求項３】前記樹脂層を構成する成分（Ａ）の含有
量が２５〜４５重量％、成分（Ｂ）の含有量が３１〜５
０重量％、更に成分（Ｃ）の含有量が５〜４４重量％で
ある請求項１記載の回折格子。