JPH08229955A - Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale - Google Patents

Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale

Info

Publication number
JPH08229955A
JPH08229955A JP3671295A JP3671295A JPH08229955A JP H08229955 A JPH08229955 A JP H08229955A JP 3671295 A JP3671295 A JP 3671295A JP 3671295 A JP3671295 A JP 3671295A JP H08229955 A JPH08229955 A JP H08229955A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
master
optical scale
soft layer
stamper
master mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3671295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Shikame
修 鹿目
Hirofumi Kamitakahara
弘文 上高原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3671295A priority Critical patent/JPH08229955A/en
Publication of JPH08229955A publication Critical patent/JPH08229955A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To accurately produce a master mold for molding an optical scale within a short time by providing a soft layer having hardness lower than that of a master on the master having a smooth surface and cutting the soft layer to form a scale pattern. CONSTITUTION: A soft layer 1 having hardness lower than that of a master 2 is provided on the master 2 having a smooth surface and subsequently baked in an oven and, thereafter, the soft layer is laminated. Next, the soft layer 1 is cut so as to form a scale pattern. Since the hardness of the soft layer 1 is different from that of the master 2, only the soft layer 1 can be selectively cut by inclining a bite. The depth of the scale pattern can be also controlled only by controlling the feed quantity of the bite. By this constitution, a master mold 4 for molding an optical scale is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、成形に用いられるマス
ター型に関し、特に光学エンコーダー等に適した光学ス
ケール製造用マスター型および光学スケール製造用スタ
ンパーおよび光学スケールの製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a master die used for molding, and more particularly to a master die for producing an optical scale, a stamper for producing an optical scale, and a method for producing an optical scale, which are suitable for optical encoders and the like.

【0002】[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。そして、光学スケールとしては、 (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したもの 等が用いられていた。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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in information devices such as printers, optical encoders have often been used to detect the position and speed of movable parts such as carriages. Such an optical encoder is usually fixed to a movable part, projects light on an optical scale on which an optical code is recorded, and photoelectrically converts the modulated light to encode position information of the movable part. It was configured to be taken out as a received electric signal. The optical scale includes (1) a metal plate provided with slits by etching, (2) silver, copper, etc. on a transparent substrate such as glass or plastic.
A metal such as chromium or aluminum is vapor-deposited, and only the metal layer is removed by etching into a slit shape. (3) A slit pattern is drawn on the mask blanks using a resist, and the photomask removed by etching into a slit shape is used as a master mold. A silver salt film exposed to light and patterned by a development process has been used. However, in (1), the slit width that can be etched is limited to more than twice the metal thickness, and it is difficult to record a fine code. Further, the other ones have a drawback that the cost is high because the photosensitive resin which is complicated in the manufacturing process and expensive for etching is used.

【0003】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。
Further, the method using a silver salt film has a limit in cost reduction because the price of the silver salt film is high.

【0004】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してい
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。
Therefore, Igaki et al. Disclose that an inexpensive optical scale can be provided by injection molding or compression molding by using a scale having the shape disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-3616. When the printer is equipped with the optical encoder of the above shape for detecting the position and speed of the movable part such as the carriage, the scale length is required to be 210 mm or more for A4 portrait. The width is usually about 3 to 15 mm. When molding such an elongated scale by the injection method, it is necessary to make the thickness thick and the productivity is not good because it is a single-wafer processing. On the other hand, in the compression method, a large number of patterns can be arranged on one die, but since the transfer time is long and the single-wafer processing is used, this is also low in productivity.

【0005】以上述べたように、従来用いられてきた光
学スケールは、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。
As described above, the conventionally used optical scale cannot be mounted on a low-priced general-purpose printer or the like because of high manufacturing cost regardless of which manufacturing method is used.

【0006】そこで、生産性が高くコストの低い光学ス
ケールの製造方法を検討した結果、本発明の押し出し成
形法に至った。
Therefore, as a result of studying a method for producing an optical scale which has high productivity and low cost, the extrusion molding method of the present invention has been reached.

【0007】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スケールを製造する方法に
おいて、 1.所望の光学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
のシート状の光学スケールを製造することを特徴とする
光学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。
That is, a light-transmitting member is provided with a marking portion, and the marking portion has a light-transmitting portion, and an optical non-lighting surface composed of an inclined surface whose incident angle with respect to an incident light ray is set to a critical angle or more. In a method of manufacturing an optical scale in which transmissive portions are alternately formed, 1. 1. The first step of making a roll stamper by mounting a mold larger than the corresponding pattern of the desired optical scale on the roll. Second step of melting a thermoplastic resin having a light transmittance of 50% or more at a wavelength to be used with an extruder and extruding it from a T-die. The molten resin is sandwiched between the roll stamper and the mirror surface roll to form a sheet, and at the same time, the pattern of the scale is transferred.
It was found that by using the method for producing an optical scale characterized by producing the sheet-like optical scale, it is possible to dramatically reduce the cost, which was impossible in the past.

【0008】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。一方、本発明のロータリーモルデイング法
(以下RM法という)では、1本の成形品の大きさが1
0×450mmでロール径が300mmφの成形機を用
いた場合、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1.5〜7.5倍の生産性
がある。更に、1枚の型の取り個数を増やせば、その生
産性の差は非常に大きくなる。また、RM法は樹脂が熔
融している状態で成形が行なわれ、成形圧力はコンプレ
ッション法と比較して小さいので、型の耐久性も良いと
いうメリットもある。この方法で光学スケールを作成す
ると上記理由から、非常にローコストの製品を提供する
ことが可能となる。
For example, when a thin plate-shaped molded article is produced, the conventional compression method has a cycle of heating and cooling, and the molding tact time per time is about 3 minutes at the minimum, so that even a single mold is required. Even if 60 scale patterns are provided, the production amount per minute is only 20. On the other hand, in the rotary molding method (hereinafter referred to as RM method) of the present invention, the size of one molded product is 1
When a molding machine with a roll diameter of 0 × 450 mm and a roll diameter of 300 mmφ is used, even if 15 scale patterns are provided on one mold, two rolls can be mounted on one roll mold and the molding speed is Since it can be molded at a high speed of 1 to 7 m / min, the production amount per minute is 30 to 210 and the productivity is 1.5 to 7.5 times that of the compression method. Further, if the number of molds taken per sheet is increased, the difference in productivity becomes very large. Further, the RM method has an advantage that the durability of the mold is good because the molding is performed in a state where the resin is molten and the molding pressure is smaller than that of the compression method. When the optical scale is produced by this method, it is possible to provide a very low-cost product for the above reason.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この方法で光学スケー
ルを作成するには、長尺のスタンパーを精度よく、しか
も安定してローコストで作成することが重要である。ま
た、そのためには、スタンパーを製造するためのマスタ
ー型を精度よく確実に作成しなければならない。しか
し、従来は、不純物の少ないリン青銅板を作成し、それ
を超精密加工機で切削加工してスケールパターンを作
り、マスター型としていた。例えば、100μmピッチ
以下の精密で、かつ長尺のスケールパターンを作ろうと
すると、マスター型の上記材料が比較的硬いので、ダイ
ヤモンドバイトを用いて少しづつ切削しなければならな
い。このため、加工時間が非常に長くなり、加工中の停
電や地震等の事故により、マスター型製作に失敗する危
険性が高くなる問題があった。
In order to produce an optical scale by this method, it is important to produce a long stamper accurately, stably and at low cost. Further, for that purpose, it is necessary to accurately and surely create a master mold for manufacturing the stamper. However, conventionally, a phosphor bronze plate with few impurities was created, and it was cut with an ultra-precision processing machine to create a scale pattern, which was used as a master mold. For example, when trying to make a precise and long scale pattern with a pitch of 100 μm or less, since the above master type material is relatively hard, it must be cut little by little using a diamond cutting tool. Therefore, there is a problem that the processing time becomes very long, and there is a high risk of failure in master mold production due to an accident such as power failure or earthquake during processing.

【0010】また、マスター型の材料である不純物の少
ない、剛性のある、厚くて大きいリン青銅板の価格も高
く、このためスタンパー製作のコストアップ要因にもな
っていた。
In addition, the price of the thick and large phosphor bronze plate, which is a master type material and has few impurities and is rigid, is also high, which causes a cost increase in stamper production.

【0011】一方、マスター型からスタンパーを作るた
めに、従来は、マスター型に紫外線硬化樹脂(2P)を
塗布して、その上からガラス板をのせて紫外線を当てて
2Pを硬化させることによりレプリカをとり、そのレプ
リカ面に導電化処理をし、さらに電鋳をした後、裏面研
磨し、外形寸法をあわせてトリミングし、固定具を熔接
するという複雑な工程を必要としていた。
On the other hand, in order to manufacture a stamper from a master mold, conventionally, a UV curable resin (2P) is applied to the master mold, a glass plate is placed on the master mold and ultraviolet rays are applied to cure the 2P. After that, the replica surface was subjected to a conductive treatment, further electroformed, and then the back surface was polished, trimmed to fit the outer dimensions, and a fixture was welded, which was a complicated process.

【0012】一方、大面積のスタンパーを作成する場
合、たとえば200×500mmの大きさのスタンパー
を製作する際には、膜厚を均一にするためにレプリカ原
盤を回転させながら成膜する必要があり、少なくともス
パッタ装置の内径は540mmφ以上となる。さらに大
きいものを作る場合にはますます大きな装置が必要とな
り、実用的でなくなってくる。また、上記例の様な細長
いスタンパーを作る場合には、スパッタ膜の応力も場所
による差が大きくなりやすく、電鋳工程で膜割れが生じ
やすくなる等の問題があった。
On the other hand, when forming a stamper having a large area, for example, when manufacturing a stamper having a size of 200 × 500 mm, it is necessary to rotate the replica master to form a film in order to make the film thickness uniform. At least the inner diameter of the sputtering apparatus is 540 mmφ or more. Making larger ones requires larger and larger equipment, which is not practical. Further, in the case of making a long and narrow stamper as in the above example, there is a problem that the stress of the sputtered film is likely to have a large difference depending on the location, and film cracking is likely to occur in the electroforming process.

【0013】この一連の工程を簡略化することが、スタ
ンパーを確実かつ安価に供給するため、ひいてはより安
価で高精度な光学スケールを提供するために要求されて
いた。
Simplification of this series of steps has been required in order to reliably and inexpensively supply the stamper, and thus to provide a more inexpensive and highly accurate optical scale.

【0014】本発明に係る第1〜8の発明(請求項1〜
8の発明)の目的は、光学スケール成形用マスター型を
短時間でしかも精度良く製造する方法を提供することに
ある。
The first to eighth inventions according to the present invention (claims 1 to 1)
The invention of No. 8) is to provide a method for producing a master mold for optical scale molding with high accuracy in a short time.

【0015】本発明に係る第9の発明(請求項9の発
明)の目的は、精度が良くしかも安価な光学スケール成
形用マスター型を提供することにある。
An object of the ninth invention (the invention of claim 9) according to the present invention is to provide a master mold for optical scale molding which is highly accurate and inexpensive.

【0016】本発明に係る第10及び第11及び12
(請求項10、11及び12の発明)の発明の目的は、
光学スケール成形用スタンパーを安価にしかも精度良く
製造する方法を提供することにある。
The tenth, eleventh and twelfth aspects of the present invention
The object of the invention of (claims 10, 11 and 12) is
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical scale molding stamper inexpensively and accurately.

【0017】本発明に係る第13の発明(請求項13の
発明)の目的は、光学スケールを短時間でしかも精度良
く製造する方法を提供することにある。
An object of a thirteenth invention (the invention of claim 13) according to the present invention is to provide a method for manufacturing an optical scale in a short time and with high accuracy.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】かかる目的は、次に示す
手段により達成することができる。
The above object can be achieved by the following means.

【0019】即ち、本発明は平滑な表面をもつ原盤上に
原盤よりも硬度の低い軟質層を設け、該軟質層を切削加
工してスケールパターンを形成することを特徴とする光
学スケール成形用マスター型の製造方法を提案するもの
であり、原盤はガラスまたはセラミックス板であるこ
と、原盤は金属または合金板であること、軟質層は樹脂
であること、軟質層は軟質金属または軟質合金であるこ
と、更に原盤と軟質層の硬度の差がビッカース硬さで5
0以上あること、原盤と軟質層の両者にイオン化傾向が
電鋳に用いる金属より小さい金属または合金または導電
性物質を用いたこと、電鋳に用いる金属はニッケルであ
ることを含む。
That is, according to the present invention, a master for optical scale molding is characterized in that a soft layer having a hardness lower than that of the master is provided on a master having a smooth surface, and the soft layer is cut to form a scale pattern. A mold manufacturing method is proposed, the master is a glass or ceramic plate, the master is a metal or alloy plate, the soft layer is a resin, and the soft layer is a soft metal or soft alloy. Moreover, the difference in hardness between the master and the soft layer is 5 in Vickers hardness.
It includes 0 or more, that a metal or alloy having a smaller ionization tendency than the metal used in electroforming or a conductive substance is used in both the master and the soft layer, and that the metal used in electroforming is nickel.

【0020】また本発明は平滑な原盤上に原盤よりも硬
度の低い軟質層からなるパターンを有することを特徴と
する光学スケール成形用マスター型を提案するものであ
る。
The present invention also proposes a master mold for optical scale molding, which is characterized by having a pattern of a soft layer having a hardness lower than that of the master on a smooth master.

【0021】更に本発明は平滑な表面を有し、イオン化
傾向が電鋳に用いる金属より小さい導電性原盤上に電鋳
に用いる金属よりもイオン化傾向の小さい導電性軟質層
を設け、次いで該軟質層を切削加工してスケールパター
ンを形成して光学スケール成形用マスター型を得た後、
前記形成したパターン面に金属の電鋳を直接ほどこすこ
とによりスタンパーを作成することを特徴とする光学ス
ケール成形用スタンパーの製造方法であり、電鋳に用い
る金属はニッケルであることを含む。また本発明は前記
光学スケール成形用マスター型のパターン面に紫外線硬
化樹脂層を積層後、紫外線照射することにより該樹脂層
を硬化させて紫外線硬化樹脂による凹凸スケールパター
ンが形成された転写原盤を得、次いで、該転写原盤のス
ケールパターン面に前記転写原盤よりも硬度の高い電鋳
を施すことによりスタンパーを作成することを特徴とす
る光学スケール成形用スタンパーの製造方法である。
The present invention further has a conductive soft layer having a smooth surface and having an ionization tendency smaller than that of the metal used for electroforming, and a conductive soft layer having a smaller ionization tendency than that of the metal used for electroforming. After cutting the layer to form a scale pattern to obtain a master mold for optical scale molding,
The stamper is produced by directly subjecting the formed pattern surface to electroforming of a metal, wherein the metal used for electroforming is nickel. Further, the present invention provides a transfer master having an uneven scale pattern formed by an ultraviolet curable resin, which is obtained by laminating an ultraviolet curable resin layer on the pattern surface of the master mold for optical scale molding and curing the resin layer by irradiating with ultraviolet rays. Then, the stamper is produced by subjecting the scale pattern surface of the transfer master to electrocasting having a hardness higher than that of the transfer master, and is a method for manufacturing an optical scale stamper.

【0022】また本発明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
し出す手段により、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光学式ス
ケールの連続製造方法において、前記のスタンパーを用
いてロール型を製造したものを用いて成形することを特
徴とする光学スケールの連続製造方法である。
Further, according to the present invention, a roll type having a scale pattern on its peripheral surface and a roll arranged opposite to the roll type are heated to a predetermined temperature by means of pushing out a thermoplastic resin while rotating each at a desired speed. Continuation of an optical scale having a step of supplying a thermoplastic resin between the roll mold and the roll, and a step of transferring the scale pattern by pressing the thermoplastic resin between the roll mold and the roll The manufacturing method is a continuous manufacturing method of an optical scale, characterized in that a roll mold manufactured by using the stamper is used for molding.

【0023】[0023]

【作用】従来の金属板の切削加工によって光学スケール
のマスター型を製作する方法では、加工に非常に長い時
間を要していたが、本発明は、光学スケール用マスター
型を製作する際に、平滑な表面をもつ原盤上に原盤より
も硬度の低い軟質層を設け、該軟質層を切削加工してス
ケールパターンを形成することにより、光学スケール用
マスター型を精度良くしかも低コストで製造することが
できる。
According to the conventional method for producing the master mold for the optical scale by cutting the metal plate, the machining requires a very long time. However, according to the present invention, when the master die for the optical scale is manufactured, To manufacture a master mold for an optical scale accurately and at low cost by providing a soft layer having a hardness lower than that of the master on a master having a smooth surface and cutting the soft layer to form a scale pattern. You can

【0024】また、上記マスター型のうち原盤及び軟質
層が共に導電性のものを用い、マスター型に直接あるい
は離型処理を施した後に電鋳−裏面研磨−剥離−トリミ
ング−固定具熔接の工程を有する製造方法により、スタ
ンパーを精度良くしかも低コストで製造することが出来
る。つまり、上記製造方法によって製造されたスタンパ
ーはマスター型表面の導電性が従来のスパッタ膜よりも
良いために、電鋳時の膜厚分布が狭く、研磨工程に要す
る時間も短く、ローコストであり、さらに研磨量が少な
くてすむので研磨による残留応力も小さいので耐久性も
よい。 また、上記製造方法によって製造された安価で
耐久性の良いスタンパーを用いて、押し出し成形法によ
って光学スケールを成形することにより、従来よりもさ
らに安価で精度の高い光学スケールを提供することが可
能となる。
Further, of the above master molds, a master mold and a soft layer having conductivity are used, and the master mold is directly or after being subjected to a mold release treatment, the steps of electroforming-back surface polishing-peeling-trimming-fixing tool welding. The stamper can be manufactured accurately and at low cost by the manufacturing method having That is, the stamper manufactured by the above-described manufacturing method has better conductivity on the surface of the master die than the conventional sputtered film, so that the film thickness distribution during electroforming is narrow, the time required for the polishing step is short, and the cost is low. Further, since the amount of polishing is small, the residual stress due to polishing is also small and the durability is good. Further, by using an inexpensive and durable stamper manufactured by the above manufacturing method, by molding an optical scale by an extrusion molding method, it is possible to provide an optical scale that is more inexpensive and highly accurate than conventional ones. Become.

【0025】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0026】図1は本発明のマスター型の製造方法の一
例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a method for manufacturing a master mold according to the present invention.

【0027】本発明の光学スケール成形用マスター型を
製造するには図1−aに示すように平滑な表面をもつ原
盤2上に原盤2よりも硬度の低い軟質層1を設ける。
In order to manufacture the master mold for optical scale molding of the present invention, as shown in FIG. 1A, a soft layer 1 having a hardness lower than that of the master 2 is provided on the master 2 having a smooth surface.

【0028】本発明に用いられる原盤2の材料として
は、鉄鋼、クロム鋼、アルミニウム合金、金型用鋼(マ
ルエージング鋼)、ステンレス鋼等の金属や合金類、あ
るいは、ガラス、アルミナ、ジルコニア等のセラミック
スを用いることができる。原盤2の表面は、研磨等によ
り平滑に処理されていることが好ましく、平坦度は、1
00mm角で100μm以下が好ましく、30μm以下
がさらに好ましい。その厚みも均一なほうがよく、原盤
の厚みが10mmの場合、100mm角あたり0.5m
m以下が好ましい。
Materials for the master 2 used in the present invention include metals and alloys such as steel, chrome steel, aluminum alloys, die steel (maraging steel) and stainless steel, or glass, alumina, zirconia and the like. Ceramics of can be used. The surface of the master 2 is preferably smoothed by polishing or the like, and has a flatness of 1
It is preferably 100 μm or less, more preferably 30 μm or less in a 00 mm square. It is better that the thickness is also uniform, and if the thickness of the master is 10 mm, then 0.5 m per 100 mm square
m or less is preferable.

【0029】また軟質層1の材料としては、アクリル樹
脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフ
ィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリサルフォン樹脂等の樹
脂や、鉛、亜鉛、金、銀、白金、錫、マグネシウム、純
鉄、純銅、アルミニウム、インジウム等の軟質金属やハ
ンダ、リン青銅、真鍮、快削黄銅、22金等の合金、そ
の他アルミニウム、カーボンブラック等の微粒子を樹脂
で固めたものや融点が100℃以上のワックス類などが
挙げられる。
Examples of the material of the soft layer 1 include resins such as acrylic resin, styrene resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, polyamide resin, polyimide resin, silicone resin, polyester resin, polysulfone resin, lead, zinc, gold and silver. , Platinum, tin, magnesium, pure iron, pure copper, aluminum, indium and other soft metals and solder, phosphor bronze, brass, free-cutting brass, alloys such as 22 gold, and other fine particles such as aluminum and carbon black were hardened with resin. Examples thereof include waxes having a melting point of 100 ° C. or higher.

【0030】原盤2上に軟質層1を設けるに際しては原
盤2と軟質層1との接着性を高めるために原盤2の表面
を研磨し、この表面に表面処理剤をコートしてもよい。
このような表面処理剤としては例えばシランカップリン
グ剤等が挙げられる。
When the soft layer 1 is provided on the master 2, the surface of the master 2 may be polished and the surface may be coated with a surface treatment agent in order to enhance the adhesion between the master 2 and the soft layer 1.
Examples of such surface treatment agents include silane coupling agents and the like.

【0031】次いでオーブン等で25℃〜200℃で3
0分〜3時間ベーキング処理した後軟質層を20〜30
0μm厚みで積層する。
Then, in an oven or the like at 25 ° C to 200 ° C for 3
After baking for 0 to 3 hours, the soft layer is added to 20 to 30.
Laminate with a thickness of 0 μm.

【0032】原盤2と軟質層1の硬度差はビッカース硬
さで50以上あることが好ましい。
The difference in hardness between the master 2 and the soft layer 1 is preferably 50 or more in Vickers hardness.

【0033】次いで図1−bに示すようにスケールパタ
ーンを形成するように軟質層1を切削する。
Next, the soft layer 1 is cut so as to form a scale pattern as shown in FIG. 1-b.

【0034】軟質層1を切削するには、ダイヤモンド、
超高硬度鋼、焼結炭化物、工具鋼、アルミナセラミック
ス、BN、Co−Cr−W−Mo合金等で作成された工
具が用いられる。切削工具の硬さは、軟質層1よりビッ
カース硬さで50以上、好ましくは100以上硬いもの
がよい。
To cut the soft layer 1, diamond,
A tool made of ultra-high hardness steel, cemented carbide, tool steel, alumina ceramics, BN, Co-Cr-W-Mo alloy, or the like is used. The hardness of the cutting tool is preferably Vickers hardness of 50 or more, preferably 100 or more than that of the soft layer 1.

【0035】軟質層1と原盤2の硬度が違うことによ
り、バイトを傾けて切削することで軟質層1のみを選択
的に切削することができ、バイトの送り量を制御するだ
けで容易にスケールパターンの深さをも制御できるよう
になる。
Since the hardness of the soft layer 1 and that of the master 2 are different, it is possible to selectively cut only the soft layer 1 by tilting the cutting tool, and to scale easily by controlling the feed amount of the cutting tool. You can also control the depth of the pattern.

【0036】かくして図1−cに示すように光学スケー
ル成形用マスター型4が得られる。
Thus, the master mold 4 for optical scale molding is obtained as shown in FIG. 1-c.

【0037】図2は、本発明の導電性マスター型を用い
てスタンパーを作成する工程の一部の概略図である。導
電性マスター型を作成するには、上記マスター型の製造
方法が好適に使用できる。この場合に軟質層1及び原盤
2の材料は、イオン化傾向が後述する電鋳に用いる金属
よりも小さい金属または合金または導電性物質が好まし
い。軟質層及び原盤の材料にはイオン化傾向がニッケル
よりも小さいものを使用することが特に好ましい。導電
性物質としては金属、合金、炭素、導電性高分子等が挙
げられる。イオン化傾向がニッケルより小さい金属とし
て好ましいものとしてはニッケルのほか、錫、銅、銀、
白金、パラジウム等が挙げられる。導電型マスター型を
用いてスタンパーを作成するには原盤と軟質層の両者に
イオン化傾向が電鋳に用いる金属より小さい金属または
合金または導電性物質を用いて図1−a〜図1−cと同
様の方法でマスター型4が得られる(図2−a)。
FIG. 2 is a schematic view of a part of the process of forming a stamper using the conductive master mold of the present invention. The above-mentioned master mold manufacturing method can be preferably used for preparing the conductive master mold. In this case, the material of the soft layer 1 and the master 2 is preferably a metal, an alloy, or a conductive substance whose ionization tendency is smaller than that of the metal used for electroforming described later. It is particularly preferable to use a material having a smaller ionization tendency than nickel as the material of the soft layer and the master. Examples of the conductive substance include metals, alloys, carbon and conductive polymers. As a metal having an ionization tendency smaller than nickel, nickel, tin, copper, silver,
Examples include platinum and palladium. To make a stamper using a conductive master mold, use a metal or alloy or conductive material having a smaller ionization tendency than the metal used for electroforming in both the master and the soft layer, as shown in FIGS. 1-a to 1-c. The master mold 4 is obtained by the same method (FIG. 2-a).

【0038】次いでマスター型を電鋳ホルダーに取付
け、厚み50〜500μmの電鋳層5を形成する(図2
−b)。
Next, the master mold is attached to an electroforming holder to form an electroforming layer 5 having a thickness of 50 to 500 μm (FIG. 2).
-B).

【0039】なお、電鋳層5としてはニッケルが特に好
ましい。
Nickel is particularly preferable for the electroformed layer 5.

【0040】次いで裏面研磨を行ない、凹凸のない平面
性良好な積層体が得られる(図2−c)。
Then, the back surface is polished to obtain a laminate having no unevenness and good flatness (FIG. 2-c).

【0041】次いで電鋳層5を上記積層体よりクリーン
ルーム内で剥離することによって電鋳層5からなるスタ
ンパーが得られる。
Next, the electroformed layer 5 is peeled off from the laminate in a clean room to obtain a stamper made of the electroformed layer 5.

【0042】マスター型4と電鋳層5との密着が良すぎ
ると電鋳層5を剥離する際にマスター型4を痛めるので
マスター型4の表面を酸化処理や窒化処理等の公知の離
型処理によって、両者の密着性を下げておくほうが好ま
しい。
If the adhesion between the master die 4 and the electroformed layer 5 is too good, the master die 4 will be damaged when the electroformed layer 5 is peeled off. Therefore, the surface of the master die 4 is subjected to a known release treatment such as oxidation treatment or nitriding treatment. It is preferable to reduce the adhesion between the two by treatment.

【0043】本発明のスタンパーの作成方法では、マス
ター型を導電性物質で構成したものを用いているため
に、従来必要であった導電化処理が不要となり、工程の
簡略化を実現すると共に、従来、スパッタ等で導電化膜
を作成していたために発生するピンホールや応力のため
生じる膜割れやしわの発生等の欠陥も低減できる。
In the stamper manufacturing method of the present invention, since the master mold is made of a conductive substance, the conductive treatment which has been conventionally required is not required, and the process is simplified. Conventionally, defects such as film cracks and wrinkles caused by pinholes and stresses generated by forming a conductive film by sputtering can be reduced.

【0044】かくして得られたスタンパーは図6に示す
ようにスタンパー7の両端に固定具8,9を設け、図7
に示すようにスタンパーロールに取付けられる。
The stamper thus obtained is provided with fixing tools 8 and 9 at both ends of the stamper 7, as shown in FIG.
It is attached to the stamper roll as shown in.

【0045】図2の例では導電性マスター型を用いたス
タンパーの製造方法を説明したが導電マスター型を用い
なくても以下に示すような方法によって前記と同様のス
タンパーを得ることができる。この場合は図1−a〜図
1−cの工程によって得られたマスター型4の表面に公
知の離型剤を塗布した後、その上に紫外線硬化樹脂層を
設ける。
In the example of FIG. 2, the manufacturing method of the stamper using the conductive master mold has been described, but the stamper similar to the above can be obtained by the following method without using the conductive master mold. In this case, a known release agent is applied to the surface of the master die 4 obtained by the steps of FIGS. 1-a to 1-c, and then an ultraviolet curable resin layer is provided thereon.

【0046】次いで前記硬化樹脂層上に基板を重ねる。
前記基板は表面処理剤で表面処理し、25℃〜200
℃、30分〜3時間ベーキング処理した、ガラス板、セ
ラミック等からなるものが好ましく、表面処理面を下に
して前記マスター型4の紫外線硬化樹脂層上に重ね合せ
る。その後紫外線照射して樹脂を硬化させる。紫外線照
射手段としては紫外線蛍光燈、水銀燈、メタルハライド
ランプ等が挙げられる。
Next, a substrate is placed on the cured resin layer.
The substrate is surface-treated with a surface treatment agent, and the temperature is 25 ° C to 200 ° C.
It is preferably made of a glass plate, ceramic or the like which has been baked at 30 ° C. for 30 minutes to 3 hours, and is laminated on the ultraviolet curable resin layer of the master mold 4 with the surface-treated surface facing downward. Then, the resin is cured by irradiation with ultraviolet rays. Examples of the ultraviolet irradiation means include an ultraviolet fluorescent lamp, a mercury lamp, and a metal halide lamp.

【0047】かくして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転写原盤が作成される。該転写
原盤に該転写原盤よりも硬度の高い電鋳例えばニッケル
を施す。この電鋳型を剥離することによって極めて精度
の良いスタンパーを得ることができる。このものは、可
撓性があり、ロール等に取付けてロールスタンパーとし
て使用することもできる。
Thus, a transfer master having an uneven scale pattern made of the ultraviolet curable resin is prepared. The transfer master is subjected to electroforming having a hardness higher than that of the transfer master, for example, nickel. An extremely accurate stamper can be obtained by peeling off this electroforming mold. This product is flexible and can be attached to a roll or the like and used as a roll stamper.

【0048】次に前記のようにして得られるスタンパー
をロールに取付けて光学スケールを製造する方法につい
て説明する。
Next, a method of manufacturing the optical scale by attaching the stamper obtained as described above to a roll will be described.

【0049】図3は、本発明の光学スケールの製造方法
の一例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of the method of manufacturing the optical scale of the present invention.

【0050】11は第1ロール、12はロールスタンパ
ー、13は第3ロール、14はTダイである。光学スケ
ールの成形材料は、ガラス転移温度以上〜分解温度以下
の温度で熔融されてTダイ14のスリットからほぼ均一
な厚みで押し出される。押し出された熔融状態の成形材
料は、第1ロール11とロールスタンパー12とで挟圧
され、シート状に成形されると同時にロールスタンパー
12の表面に取付けられたスタンパー15表面のスケー
ルパターンを転写される。このようにして成形された光
学スケールシート16は、第3ロール13によって搬送
され、次の工程に運ばれる。この光学スケールの模式図
が図6である。
Reference numeral 11 is a first roll, 12 is a roll stamper, 13 is a third roll, and 14 is a T die. The molding material for the optical scale is melted at a temperature of not less than the glass transition temperature and not more than the decomposition temperature and extruded from the slit of the T die 14 with a substantially uniform thickness. The extruded molding material in a molten state is sandwiched between the first roll 11 and the roll stamper 12 to be molded into a sheet, and at the same time, the scale pattern on the surface of the stamper 15 attached to the surface of the roll stamper 12 is transferred. It The optical scale sheet 16 thus formed is conveyed by the third roll 13 and is conveyed to the next step. FIG. 6 is a schematic view of this optical scale.

【0051】本発明の光学スケールの製造に用いられる
成形材料としては、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。なかで
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、ビニル樹
脂、PET樹脂、ABS樹脂等が好適に用いられる。さ
らに、本発明において、ロールスタンパーおよび第1、
第3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)、燐青銅、ステンレ
ス鋼等を用いることができる。さらに、ロールスタンパ
ーおよび第1、第3ロールの基材の表面は、クロムやニ
ッケル鍍金等を施して、鏡面研磨仕上げをしたものを用
いるとよい。
The molding material used for producing the optical scale of the present invention may have a light transmittance of 50% or more at the wavelength of the light used, but 70% or more from the viewpoint of light utilization. Those of are preferably used. Among them, polyimide resin, polysulfone resin, polyetheretherketone resin, polycarbonate resin, amorphous polyolefin resin, acrylic resin, styrene resin, vinyl resin, PET resin, ABS resin, etc. are preferable from the viewpoint of mechanical strength and optical characteristics. Used for. Furthermore, in the present invention, the roll stamper and the first,
The base material of the third roll is preferably one having high hardness, good thermal conductivity, and easy peripheral mirror processing, and examples thereof include steel, chrome steel, aluminum, aluminum alloys, mold steel ( Aging steel), phosphor bronze, stainless steel and the like can be used. Further, it is preferable that the surfaces of the roll stamper and the base materials of the first and third rolls are mirror-finished by chrome or nickel plating.

【0052】[0052]

【実施例】以下に実施例を用いて、本発明をさらに詳し
く説明する。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。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.

【0053】(第1の実施例)マスター型の原盤の材料
として480×200×20mmの両面研磨した硬度4
65のガラス板を用意し、この表面にシランカップリン
グ剤の1vol%メタノール溶液(商品名:A−17
4;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後、軟質層とし
て硬度17のアクリル樹脂を約50μmの厚さで積層し
た。こうして得られたマスター型の材料の価格は、従来
の型材料の10分の1程度であった。
(First Example) Hardness 4 obtained by double-side polishing of 480 × 200 × 20 mm as a material for a master type master.
65 glass plates were prepared, and a 1 vol% methanol solution of silane coupling agent (trade name: A-17
4; spin coated with Nippon Unicar Co., Ltd., 70 ° C
After baking in an oven for 2 hours, an acrylic resin having a hardness of 17 was laminated as a soft layer with a thickness of about 50 μm. The price of the master mold material thus obtained was about 1/10 of that of the conventional mold material.

【0054】次に、図4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6を用いて送り
ピッチ70.6μmで4700本の台形溝を研削して、
図5に示すような形状のマスター型10を作製した。加
工に要した時間は、16時間で従来の約5分の1程度で
あった。この表面に、離型剤を塗布した後、ウレタンア
クリレート30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部、1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン3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。
Next, the tip as shown in FIG.
Using a flat trapezoidal diamond cutting tool 6 with a width of m, grind 4700 trapezoidal grooves at a feed pitch of 70.6 μm,
A master mold 10 having a shape as shown in FIG. 5 was produced. The time required for processing was 16 hours, which was about one fifth of the conventional time. After the release agent is applied to this surface, 30 parts of urethane acrylate, 67 parts of neopentyl glycol-modified trimethylolpropane diacrylate, and 3 parts of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone are sufficiently degassed from the ultraviolet curable resin. 30g was dripped.

【0055】次に、片面にシランカップリング剤の1v
ol%メタノール溶液(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500×220×15
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。次いでこれを剥離して、硬度465のガラス基板上
に硬度25の紫外線硬化樹脂による凹凸スケールパター
ンが転写、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4.0×10Pa、Arガス
圧1.2Pa、RFパワー1kW、ガラス原盤回転数1
0rpmの条件で逆スパッタを5分間行なった。次い
で、同条件でDCパワー0.5kWで0.11μmの厚
さにのニッケルをスパッタ成膜した。その後、200μ
mの厚さまでのニッケルを電鋳し、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、470
×180mmの大きさに切断し、両端の短辺に固定具
8,9を取付けて図7に示すような形状のロールスタン
パー12を得た。
Next, 1 v of silane coupling agent was applied to one side.
An ol% methanol solution (trade name: A-174; manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) was spin-coated and baked in an oven at 70 ° C. for 2 hours to obtain a size of 500 × 220 × 15.
Of the metal halide lamp (trade name: UVC-2533) at the time when the UV curable resin spreads to the outer peripheral portion, by preparing the glass plate of No. 3 above and slowly stacking the silane coupling-treated surface on the above UV curable resin downward. The resin was cured by irradiating it with ultraviolet rays under the conditions of 160 W / cm 2 and a lamp distance of 130 mm using USHIO INC. Then, this was peeled off to obtain a glass master disk on which a concavo-convex scale pattern made of an ultraviolet curable resin having a hardness of 25 was transferred and formed on a glass substrate having a hardness of 465. The glass master was placed on a sample stage of a sputtering device (trade name: SPF-530H; manufactured by Nichiden Anelva Co., Ltd.). The inside of the chamber is evacuated, and the ultimate vacuum is 4.0 × 10 Pa, the Ar gas pressure is 1.2 Pa, the RF power is 1 kW, and the glass master rotation speed is 1.
Reverse sputtering was performed for 5 minutes under the condition of 0 rpm. Next, under the same conditions, a DC power of 0.5 kW was used to sputter-deposit nickel to a thickness of 0.11 μm. Then 200μ
The back surface was polished by electroforming nickel up to a thickness of m. After peeling off this nickel mold in a clean room and attaching a protective film to the effective portion of the pattern, 470
The roll stamper 12 was cut into a size of 180 mm and the fixtures 8 and 9 were attached to the short sides of both ends to obtain a roll stamper 12 having a shape as shown in FIG. 7.

【0056】その後、保護フィルムを剥離し、大きさ4
70×178mm厚み100μmのポリイミドフィルム
を介して前記形状のスタンパー2枚を固定具取付け用溝
2本を設けた直径320mmφ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
ターで除去してロールスタンパー12を作製した。
Then, the protective film was peeled off, and the size 4
After attaching two stampers of the above shape to a grooved roll having a diameter of 320 mmφ provided with two fixing tool mounting grooves through a polyimide film having a thickness of 70 × 178 mm and a thickness of 100 μm, the grooves between the fixing tools are made of silicone resin (trade name). : KE1
204A, B; 10 by filling with Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
After curing at 0 ° C. for 30 minutes, the excess resin that had been squeezed was removed by a cutter to produce a roll stamper 12.

【0057】このロールスタンパー12を図3に示すよ
うな装置に取付けると共に、Tダイ14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250mmの連続した光学スケールシ
ート16を製造した。
The roll stamper 12 was attached to the apparatus as shown in FIG. 3, and the T die 14 was used to pass the bisphenol A-based polycarbonate (trade name: S-2000R;
A resin sheet manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. was extruded to manufacture a continuous optical scale sheet 16 having a thickness of 0.3 mm and a width of 250 mm.

【0058】成形条件としては、Tダイ14の温度32
5℃、ロールスタンパー12の表面温度140℃、樹脂
シートの搬送速度4m/min、樹脂の押し出し量22
kg/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スケールについて幅8m
m長さ450mmの大きさに打ち抜き、信号評価テスト
を行なったが、信号振幅の振れ幅は±5%以内に収まっ
ていた。
As molding conditions, the temperature of the T-die 14 is set to 32.
5 ° C., surface temperature of roll stamper 12: 140 ° C., resin sheet conveying speed: 4 m / min, resin extrusion amount: 22
The continuous molding was performed for 4 hours by adjusting the pressure to be kg / h. 8m width for optical scale molded in this way
A signal evaluation test was carried out by punching out to a size of m length 450 mm, but the fluctuation range of the signal amplitude was within ± 5%.

【0059】また、転写精度は95%以上であり、非常
に高品質な光学スケールを短時間にしかも大量に得るこ
とができた。
The transfer accuracy was 95% or more, and a very high quality optical scale could be obtained in a short time and in a large amount.

【0060】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。
In the present embodiment, the transfer accuracy is set with a stylus type step measuring device (trade name: Alphastep 200; manufactured by Tencor Instruments Co., Ltd.) with a needle pressure of 3 mg, a scanning range of 400 μm and a scanning time of 40 seconds. With reference to the value A obtained by measuring the width of the light transmitting part of the glass master,
Ratio a of the width of the light transmitting portion on the molded scale to the measured value a
It was evaluated by the value of / A.

【0061】(第2の実施例)マスター型の原盤の材料
として480×200×10mmの両面研磨した硬度9
0のニッケル板を用意し、この表面全体をメッキによっ
て銅で覆い、その上の片面に軟質層として硬度20の金
を約30μmの厚みで被覆した。次に、先端が直角なダ
イヤモンドバイトを用い、送りピッチ70.6μmで4
700本のV溝を研削して、図1のような形状をもつマ
スター型4を作成した。加工に要した時間は、16時間
であった。
(Second Embodiment) As a material for a master type master, a hardness of 480.times.200.times.10 mm polished on both sides and having a hardness of 9
A nickel plate of No. 0 was prepared, the entire surface was covered with copper by plating, and gold having a hardness of 20 was coated with a thickness of about 30 μm as a soft layer on one surface thereof. Next, use a diamond bite with a right-angled tip and feed at a feed pitch of 70.6 μm
700 V-grooves were ground to prepare a master mold 4 having a shape as shown in FIG. The time required for processing was 16 hours.

【0062】このマスター型を電鋳ホルダーに取付け
て、200μmの厚さまでニッケルを電鋳し、図2−b
のような形状のものを得た。この時の厚みムラは、従来
の方法に比べて10μm程少なかった。また、従来のガ
ラス原盤を使用した際に発生する反りもほとんどなく、
裏面研磨を行なうときも、研磨機へのセッティングも容
易であり、加工費の低減を実現できた。この後、第1の
実施例と同様にしてスタンパーを作成し、さらにロール
スタンパーを作成し、成形機に取付けた。
This master mold was attached to an electroforming holder, and nickel was electroformed to a thickness of 200 μm.
I got a shape like. The thickness unevenness at this time was about 10 μm less than that of the conventional method. Also, there is almost no warpage that occurs when using a conventional glass master,
Even when performing backside polishing, setting on the polishing machine was easy, and the processing cost was reduced. After that, a stamper was prepared in the same manner as in the first embodiment, and then a roll stamper was prepared and attached to a molding machine.

【0063】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を1.2m/min樹
脂の押し出し量を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
光学スケールシートを6時間連続して製造した。こうし
て成形された光学スケールについて幅8mm長さ480
mmの大きさに打ち抜き、信号評価テストを行なった
が、信号振幅の振れ幅は±4%以内に収まっておりかな
り安定していた。
Bisphenol A type polycarbonate (trade name: H-3000R; Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.)
A continuous optical scale sheet having a thickness of 0.6 mm and a width of 250 mm under the same conditions as in Example 1 except that the resin sheet conveyance speed is 1.2 m / min and the resin extrusion rate is 13 kg / h. It was manufactured continuously for 6 hours. About the optical scale molded in this way, width 8 mm length 480
A signal evaluation test was carried out by punching out into a size of mm, and the fluctuation range of the signal amplitude was within ± 4% and was quite stable.

【0064】また、転写精度は96%以上であり、非常
に高品質な光学スケールを短時間にしかも大量に得るこ
とができた。
The transfer accuracy was 96% or more, and a very high quality optical scale could be obtained in a large amount in a short time.

【0065】(第3の実施例)マスター型の原盤の材料
として490×200×10mmの両面研磨した硬度2
20の耐酸性ステンレス鋼を用意し、その上の片面に軟
質層としてハンダを約30μmの厚みで被覆した。次
に、先端が直角な超硬剣先バイトを用い、送りピッチ4
2.4μmで9,000本のV溝を研削して、第2の実
施例と同様な形状でピッチの細かいマスター型を作製し
た。加工に要した時間は、34時間であった。
(Third Example) Hardness 2 after double-side polishing of 490 × 200 × 10 mm as a material for a master mold master.
Twenty acid-resistant stainless steels were prepared, and solder was coated on one surface thereof with a thickness of about 30 μm as a soft layer. Next, using a super hard sword bite with a right angle tip, feed pitch 4
By grinding 9,000 V-grooves having a size of 2.4 μm, a master die having the same shape as that of the second embodiment and a fine pitch was produced. The time required for processing was 34 hours.

【0066】このマスター型を電鋳ホルダーに取付け
て、200μmの厚さまでニッケルを電鋳した。この時
の厚みムラは、従来の方法に比べて10μm程少なかっ
た。また、従来のガラス原盤を使用した際に発生する反
りもほとんどなく、裏面研磨を行なうときも、研磨機へ
のセッティングも容易であり、加工費の低減を実現でき
た。この後、第1の実施例と同様にしてスタンパーを作
成し、さらにロールスタンパーを作成し、成形機に取付
けた。
This master mold was attached to an electroforming holder, and nickel was electroformed to a thickness of 200 μm. The thickness unevenness at this time was about 10 μm less than that of the conventional method. In addition, there is almost no warpage that occurs when a conventional glass master is used, and even when backside polishing is performed, the setting on the polishing machine is easy and the processing cost can be reduced. After that, a stamper was prepared in the same manner as in the first embodiment, and then a roll stamper was prepared and attached to a molding machine.

【0067】樹脂シートの搬送速度を2.0m/mi
n、樹脂の押し出し量を22kg/hとした以外は第1
の実施例と同様の条件で厚さ0.6mm×幅250mm
の連続した光学スケールを製造した。こうして成形され
た光学スケールについて幅8mm長さ480mmの大き
さに打ち抜き、信号評価テストを行なったが、信号振幅
の振れ幅は±4%以内に収まっておりかなり安定してい
た。
The conveyance speed of the resin sheet is 2.0 m / mi
n, the first except that the resin extrusion rate is 22 kg / h
Thickness of 0.6 mm and width of 250 mm under the same conditions as in Example
Of continuous optical scales were manufactured. The thus-formed optical scale was punched into a size of 8 mm in width and 480 mm in length, and a signal evaluation test was conducted. The fluctuation range of the signal amplitude was within ± 4% and was quite stable.

【0068】また、転写精度は96%以上であり、非常
に高精度かつ高品質な光学スケールを短時間にしかも大
量に得ることができた。
The transfer accuracy was 96% or more, and a very high precision and high quality optical scale could be obtained in a short time and in a large amount.

【0069】こうして得られた光学スケールを用いて光
学エンコーダーを作成したところ、信号出力も安定して
おり、出力も従来の銀塩フィルムを用いたものよりも2
0%以上向上していた。そのために、発光ダイオードの
出力が従来の8割以下で十分となり、動作電流を下げて
使うことにより長寿命化がはかれる。あるいは、安価な
低出力発光ダイオードを使用することで、高性能で安価
な光学エンコーダーが製造できる等、光学エンコーダー
の設計範囲が広がり、種々の機器に光学エンコーダーを
使用できるようになった。
When an optical encoder was produced using the optical scale thus obtained, the signal output was stable, and the output was 2 more than that using the conventional silver salt film.
It was improved by 0% or more. Therefore, the output of the light emitting diode is sufficient to be 80% or less of that of the conventional one, and the life can be extended by lowering the operating current. Alternatively, by using an inexpensive low-power light emitting diode, a high-performance and inexpensive optical encoder can be manufactured, so that the design range of the optical encoder is expanded and the optical encoder can be used in various devices.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学スケ
ールのマスター型の製造方法によれば、光学スケール用
マスター型を製作する際に、平滑な表面をもつ原盤上に
原盤よりも硬度の低い軟質層を設け、該軟質層を切削加
工してスケールパターンを形成することにより、軟質層
のみを選択的に切削し得るので、光学スケール用マスタ
ー型を精度良くしかも低コストで製造することが出来
る。
As described above, according to the method of manufacturing a master mold for an optical scale of the present invention, when a master mold for an optical scale is manufactured, a master having a smooth surface has a hardness higher than that of the master. By providing a low soft layer and forming a scale pattern by cutting the soft layer, only the soft layer can be selectively cut, so that the master mold for an optical scale can be manufactured accurately and at low cost. I can.

【0071】また、上記マスター型のうち原盤及び軟質
層が共にイオン化傾向が電鋳に用いる金属より小さい導
電性のものを用い、マスター型に直接あるいは離型処理
を施した後に電鋳−裏面研磨−剥離−トリミング−固定
具熔接の工程を有する製造方法により、導電性が従来の
スパッタ膜より良好であり、かつ電鋳時には導電化処理
を特に必要としないので、スタンパーを精度良くしかも
低コストで製造することが出来る。
Further, of the above master molds, a master mold and a soft layer, both of which have an ionization tendency less conductive than the metal used for electroforming, are made of a conductive material, and the master mold is subjected to electroforming-backside polishing directly or after releasing treatment. -Peeling-Trimming-Fixing device By the manufacturing method which has the process of welding, the conductivity is better than the conventional sputtered film, and since the electroconducting treatment is not particularly required at the time of electroforming, the stamper can be manufactured accurately and at low cost. It can be manufactured.

【0072】さらに、上記製造方法によって製造された
スタンパーはマスター型表面の導電性が従来のスパッタ
膜よりも良いために、電鋳時の膜厚分布も良好であり研
磨工程に要する時間も短く、ローコストであり、さらに
研磨によるストレスも小さいので耐久性もよいというメ
リットもある。また原盤上に原盤よりも硬度の低い軟質
層からなるパターンを有するマスター型から転写して得
られる紫外線硬化樹脂による凹凸スケールパターンが形
成された転写原盤のパターン面に該転写原盤よりも硬度
の高い電鋳を施すことによっても精度の良いスタンパー
が安価に得られる。
Further, since the stamper manufactured by the above manufacturing method has better conductivity on the surface of the master die than the conventional sputtered film, the film thickness distribution during electroforming is good and the time required for the polishing step is short. It has the advantages of low cost and low durability due to low stress caused by polishing. In addition, the unevenness scale pattern formed by the ultraviolet curing resin obtained by transferring from a master mold having a pattern made of a soft layer having a hardness lower than that of the master is formed on the pattern surface of the transfer master having a higher hardness than the transfer master. A highly accurate stamper can be obtained at low cost by performing electroforming.

【0073】また、上記製造方法によって製造されたス
タンパーを用いて、押し出し成形法によって光学スケー
ルを成形することにより、従来よりもさらに安価で精度
の高い光学スケールを提供することが可能となった。
Further, by molding the optical scale by the extrusion molding method using the stamper manufactured by the above manufacturing method, it becomes possible to provide an optical scale which is cheaper and more accurate than the conventional one.

【0074】また、上記光学スケールを用いることによ
り、従来よりも光学系のコストも下げることが可能にな
り、非常に安価な光学式エンコーダーの提供もでき、安
価な汎用プリンター等の機器にも光学式エンコーダーを
搭載することが可能となり、より一層コストパフォーマ
ンスの良い機器を提供できるようになった。
By using the above optical scale, it is possible to reduce the cost of the optical system as compared with the conventional one, and it is possible to provide a very inexpensive optical encoder, which can be used for inexpensive general-purpose printers and other devices. It has become possible to equip a digital encoder and provide equipment with even better cost performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1−a,1−b,1−cは本発明のマスター
型の製造方法の一例を示す模式図である。
FIG. 1-a, 1-b, 1-c are schematic views showing an example of a method for manufacturing a master mold of the present invention.

【図2】図2−a,2−b,2−cは本発明の光学スケ
ール成形用スタンパーの製造工程の一例を示す模式図で
ある。
2A to 2C are schematic views showing an example of a manufacturing process of the stamper for optical scale molding of the present invention.

【図3】本発明の光学スケール成形用スタンパーを用い
て光学スケールを成形する装置の一例を示す模式的斜視
図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of an apparatus for molding an optical scale using the stamper for molding an optical scale of the present invention.

【図4】本発明のマスター型を作成するのに用いるダイ
ヤモンドバイトの形状の一例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of the shape of a diamond bite used for producing the master die of the present invention.

【図5】本発明の光学スケール成形用スタンパーを作成
するの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。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the shape of a master die used for producing the stamper for optical scale molding of the present invention.

【図6】本発明の光学スケール成形用ロールスタンパー
を作成するのに用いるスタンパーの全体形状の一例を示
す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing an example of the entire shape of a stamper used for producing the roll stamper for optical scale molding of the present invention.

【図7】光学スケールを成形する装置に用いる光学スケ
ール成形用ロールスタンパーの全体形状を示す模式図で
ある。
FIG. 7 is a schematic view showing an overall shape of an optical scale forming roll stamper used in an apparatus for forming an optical scale.

【図8】本発明の光学スケール成形用スタンパーを用い
て光学スケールを成形する装置の一例を示す模式的断面
図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus for molding an optical scale using the stamper for molding an optical scale of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軟質層 2 原盤 3 バイト 4 マスター型 5 電鋳層 6 ダイヤモンドバイト 7 スタンパー 8,9 固定具 10 マスター型 11 第1ロール 12 ロールスタンパー 13 第3ロール 14 Tダイ 15 スタンパー 16 成形された光学スケールシート 1 Soft Layer 2 Master 3 Bit 4 Master Type 5 Electroformed Layer 6 Diamond Bit 7 Stamper 8, 9 Fixture 10 Master Type 11 1st Roll 12 Roll Stamper 13 3rd Roll 14 T Die 15 Stamper 16 Molded Optical Scale Sheet

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平滑な表面をもつ原盤上に原盤よりも硬
度の低い軟質層を設け、該軟質層を切削加工してスケー
ルパターンを形成することを特徴とする光学スケール成
形用マスター型の製造方法。
1. A master mold for optical scale molding, characterized in that a soft layer having a hardness lower than that of the master is provided on a master having a smooth surface, and the soft layer is cut to form a scale pattern. Method.
【請求項2】 原盤は、ガラスまたはセラミックス板で
ある請求項1に記載の光学スケール成形用マスター型の
製造方法。
2. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 1, wherein the master is a glass or ceramic plate.
【請求項3】 原盤は、金属または合金板である請求項
1に記載の光学スケール成形用マスター型の製造方法。
3. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 1, wherein the master is a metal or alloy plate.
【請求項4】 軟質層は樹脂である請求項1に記載の光
学スケール成形用マスター型の製造方法。
4. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 1, wherein the soft layer is a resin.
【請求項5】 軟質層は軟質金属または軟質合金である
請求項1に記載の光学スケール成形用マスター型の製造
方法。
5. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 1, wherein the soft layer is a soft metal or a soft alloy.
【請求項6】 原盤と軟質層の硬度の差がビッカース硬
さで50以上ある請求項1に記載の光学スケール成形用
マスター型の製造方法。
6. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 1, wherein the difference in hardness between the master and the soft layer is 50 or more in Vickers hardness.
【請求項7】 原盤と軟質層の両者にイオン化傾向が電
鋳に用いる金属よりも小さい金属または合金または導電
性物質を用いた請求項1に記載の光学スケール成形用マ
スター型の製造方法。
7. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 1, wherein a metal, an alloy or a conductive substance having an ionization tendency smaller than that of a metal used for electroforming is used for both the master and the soft layer.
【請求項8】 電鋳に用いる金属はニッケルである請求
項7に記載の光学スケール成形用マスター型の製造方
法。
8. The method for producing a master mold for optical scale molding according to claim 7, wherein the metal used for electroforming is nickel.
【請求項9】 平滑な原盤上に原盤よりも硬度の低い軟
質層からなるパターンを有することを特徴とする光学ス
ケール成形用マスター型。
9. A master mold for optical scale molding, comprising a pattern of a soft layer having a hardness lower than that of the master on a smooth master.
【請求項10】 平滑な表面を有し、イオン化傾向が電
鋳に用いる金属よりも小さい導電性原盤上に電鋳に用い
る金属よりもイオン化傾向の小さい導電性軟質層を設
け、次いで該軟質層を切削加工してスケールパターンを
形成して光学スケール成形用マスター型を得た後、前記
形成したパターンの表面に金属の電鋳を直接ほどこすこ
とを特徴とする光学スケール成形用スタンパーの製造方
法。
10. A conductive soft layer having a smooth surface and having an ionization tendency smaller than that of the metal used for electroforming is provided with a conductive soft layer having a smaller ionization tendency than that of the metal used for electroforming, and then the soft layer. After obtaining a master mold for optical scale molding by forming a scale pattern by cutting, a method for producing an optical scale molding stamper characterized by directly subjecting the surface of the formed pattern to electroforming of metal. .
【請求項11】 請求項9に記載の光学スケール成形用
マスター型のパターン面に紫外線硬化樹脂層を積層後、
紫外線照射することにより樹脂層を硬化させて紫外線硬
化樹脂による凹凸スケールパターンが形成された転写原
盤を得、次いで該転写原盤のスケールパターン面に前記
転写原盤よりも硬度の高い金属の電鋳を施すことを特徴
とする光学スケール成形用スタンパーの製造方法。
11. An ultraviolet curable resin layer is laminated on the pattern surface of the master mold for optical scale molding according to claim 9,
The resin layer is cured by irradiating with ultraviolet rays to obtain a transfer master having an uneven scale pattern formed by the ultraviolet curable resin, and then the scale pattern surface of the transfer master is electroformed with a metal having a higher hardness than the transfer master. A method for manufacturing a stamper for optical scale molding, comprising:
【請求項12】 電鋳に用いる金属はニッケルである請
求項10記載の光学スケール成形用スタンパーの製造方
法。
12. The method for manufacturing an optical scale molding stamper according to claim 10, wherein the metal used for electroforming is nickel.
【請求項13】 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
段により、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光学式スケールの
連続製造方法において、請求項10また11のスタンパ
ーを用いてロール型を製造したものを用いて成形するこ
とを特徴とする光学スケールの連続製造方法。
13. A thermoplastic resin heated to a predetermined temperature by a means for extruding a thermoplastic resin while rotating a roll die having a scale pattern on its peripheral surface and a roll arranged opposite to the roll die at a desired speed. A continuous manufacturing method of an optical scale, comprising a step of supplying a resin between the roll die and the roll, and a step of transferring the scale pattern by sandwiching the thermoplastic resin between the roll die and the roll. 13. A continuous manufacturing method of an optical scale according to claim 10, wherein a roll mold is manufactured by using the stamper according to claim 10 or 11.
JP3671295A 1995-02-24 1995-02-24 Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale Pending JPH08229955A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3671295A JPH08229955A (en) 1995-02-24 1995-02-24 Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3671295A JPH08229955A (en) 1995-02-24 1995-02-24 Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08229955A true JPH08229955A (en) 1996-09-10

Family

ID=12477382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3671295A Pending JPH08229955A (en) 1995-02-24 1995-02-24 Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08229955A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7193962B2 (en) 2002-01-21 2007-03-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Code disk with a plurality of tracks having different patterns
JP2009190305A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Bridgestone Corp Manufacturing method of electroformed mold
JP2010005829A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Jiroo Corporate Plan:Kk Optical sheet and its manufacturing method
JP2010530543A (en) * 2007-06-19 2010-09-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー System and method for manufacturing a displacement scale
CN110076873A (en) * 2019-04-19 2019-08-02 临沂金利瓷业有限公司 A kind of molding machine and method of the daily embossment ceramic product based on 3D printing

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7193962B2 (en) 2002-01-21 2007-03-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Code disk with a plurality of tracks having different patterns
US7612331B2 (en) 2002-01-21 2009-11-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Code disk with a plurality of tracks having different patterns
US7907505B2 (en) 2002-01-21 2011-03-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Code disk with a plurality of tracks having different patterns
JP2010530543A (en) * 2007-06-19 2010-09-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー System and method for manufacturing a displacement scale
US9513412B2 (en) 2007-06-19 2016-12-06 3M Innovative Properties Company Systems and methods for fabricating displacement scales
JP2009190305A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Bridgestone Corp Manufacturing method of electroformed mold
JP2010005829A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Jiroo Corporate Plan:Kk Optical sheet and its manufacturing method
CN110076873A (en) * 2019-04-19 2019-08-02 临沂金利瓷业有限公司 A kind of molding machine and method of the daily embossment ceramic product based on 3D printing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5759455A (en) Roller-shaped stamper for fabricating optical scales
US5527497A (en) Process and apparatus for manufacturing substrate sheet for optical recording mediums, and process for preparing stamper
US4790893A (en) Replication of information carriers
US5575961A (en) Roll-shaped mold for information recording medium
KR100284728B1 (en) Optical disk manufacturing method and optical disk by this manufacturing method
JP2002086463A (en) Method for producing lens sheet
JPH08229955A (en) Master mold for molding optical scale, production thereof, production of stamper for molding optical scale and production of optical scale
JP3466718B2 (en) Optical scale molding die and method of manufacturing optical scale
EP0481753B1 (en) Molding roll, method for manufacturing it, and apparatus for forming substrate sheet for optical recording medium
JPH0821746A (en) Roll-like stamper for optical encoder scale and manufacture of optical encoder scale using the same
US20110156293A1 (en) Embossing assembly, manufacturing method thereof, and embossing method using the same
KR100614039B1 (en) Embossing belt manufacturing method for self-reflective plastic sheet
US7477340B2 (en) Light guide panel using stamper, and method and device for producing the same
JPH08230034A (en) Optical scale and production thereof
KR20020042418A (en) Method of reproducing a die and property check method of the same
JP2521216B2 (en) Roll stamper for molding information recording medium substrate sheet and apparatus for manufacturing information recording medium substrate using the same
JP2612622B2 (en) Roll type stamper, method of manufacturing the same and forming roll
KR101298517B1 (en) Molding die, and molding die manufacturing method
JP4509299B2 (en) Roll mold
JPH03219441A (en) Long-sized stamper and its manufacture
JP2005041164A (en) Resin mold for molding, manufacturing method for resin mold for molding and manufacturing method for lens sheet using resin mold for molding
JPH04118213A (en) Manufacture of resin sheet
JP2656628B2 (en) Method for manufacturing substrate of optical information recording medium and method for manufacturing roller used in the method
JPH08190739A (en) Stamper roll
JP2622879B2 (en) Roll stamper