(57)【要約】【課題】低反射率部と高反射率部とにおける反射光量の変化を、表裏面のいずれの側から光を投射する場合であっても、反射光の読み取り精度のバラツキを可及的に少なくすることができる光学的反射構造体、およびその光学的反射構造体を使用した反射型ロータリーエンコーダのスリット板およびそのスリット板を使用したエンコーダを提供する。【解決手段】微細な凸部と微細な凹部との周期的な繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部と、ミラー面からなる高反射率部とを備えた光学的反射構造体であって、少なくとも前記低反射率部の表面に、当該低反射率部の前記凹凸部よりさらに微細な微細凹凸部が、形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な凸部と微細な凹部との周期的な繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部を備えた光学的反射構造体であって、
前記低反射率部の表面に、当該低反射率部の前記凹凸部よりさらに微細な微細凹凸部が形成されていることを特徴とする光学的反射構造体。
【請求項２】
光源から投射した光の反射光を用いて可動物体の機械的な変位を電気的なパルス信号に変換するエンコーダのスリット板であって、
前記スリット板は少なくとも１つの読み取りトラック内に、低反射率部と高反射率部との２種以上の反射率部を備えており、
前記低反射率部は、微細な凸部と微細な凹部との周期的な繰り返し構造からなる凹凸部が構成されているとともに、
少なくとも前記低反射率部の表面に、当該低反射率部の前記凹凸部より、さらに微細な微細凹凸部が、形成されていることを特徴とするエンコーダのスリット板。
【請求項３】
前記凹凸部は、その周期（Ｐ）が、前記光源から投射した光の波長（λ）より短く、さらに、前記微細凹凸部は、前記凹凸部の大きさより小さく、さらに、前記微細凹凸部は、前記凹凸部の周期性が保持されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダのスリット板。
【請求項４】
前記凹凸部が、モスアイ構造であることを特徴とする請求項２または３に記載のエンコーダのスリット板。
【請求項５】
前記凹凸部は、柱状物の周期構造であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のエンコーダのスリット板。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載のスリット板を使用したことを特徴とするエンコーダ。
【請求項７】
前記スリット板に光を投射する光源が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記スリット板に光を投射する前記光源が、レーザー光源であることを特徴とする請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記エンコーダがロータリーエンコーダまたはリニアエンコーダであることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動物体の機械的な変位を、光源から投射した光の反射光を用いて電気的なパルスに変換するのに好適な光学的反射構造体、およびその光学的反射構造体を使用した反射型ロータリーエンコーダのスリット板およびそのスリット板を使用したエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１０に示したように、発光素子３からスリット板９に光を投射し、そのスリット板９の高反射率部２と低反射率部７とから構成される光学変調トラックより反射されてきた光を、受光素子４で受光する反射型ロータリーエンコーダ８０が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような反射型ロータリーエンコーダ８０において、スリット板９からの情報をより正確に読み取るには、高反射率部２と低反射率部７とにおける反射光量の変化を、より正確に読み取る必要がある。
【０００４】
そのためには、高反射率部２を金属膜などによりミラー面とし反射率を高くする一方、低反射率部７では、反射率をより低く抑える必要がある。
低反射率部７の反射率をより低く抑えるにあたり、低反射率部７を貫通孔で構成すれば反射光が発生せず全て透過光となる。
【０００５】
しかしながら、低反射率部７を貫通孔とすることは、微細な加工が必要になるため作製が困難である。
また、低反射率部７を貫通孔とすると、孔の精度が悪いため結果的に、受光素子４での識別度が悪くなるという問題があった。
【０００６】
さらに、貫通孔を設けることの代わりにエッチング技術によりスリット板９の低反射率部７の反射率を低くすることも考えられるが、この場合にも加工精度向上に問題がある。
そこで、本出願人により、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、作製が容易な反射型ロータリーエンコーダのスリット板１０が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
この反射型ロータリーエンコーダのスリット板１０は、円板状の基板１１上に、高反射率部１２と低反射率部１４とが交互に形成され、これにより基板１１上に光学変調トラック８が環状に形成されている。
【０００８】
このスリット板１０の低反射率部１４では、微細な凸部１８と微細な凹部１９との周期的な繰り返し構造の凹凸部１４ａが形成されている。また、高反射率部１２は、平滑なミラー面により構成されている。
【０００９】
このような微細な凸部１８と微細な凹部１９との周期的な繰り返し構造の凹凸部１４ａからなる低反射率部１４は、ポリカーボネートなどからなる基板１１上に基本となる形状が形成され、その上層に巨視的に見て同一形状の金属膜２０を設けることにより形成されている。
【００１０】
低反射率部１４の微細な凸部１８は、図１２に示したように、例えば、断面形状が二等辺三角形の円錐形である。
【００１１】
この低反射率部１４のように、微細な凸部１８と微細な凹部１９との周期的な繰り返し構造の凹凸部１４ａからなる構造体はモスアイ構造と称され、このような構造体は、凹凸部１４ａに、光が投射されてきた場合に、凹凸部１４ａでの反射が低反射となることが知られている。また、モスアイ構造のアスペクト比が大きい程、反射防止効果が高いことも知られている。さらに、低反射となる場合の微細な凸部１８の長さＰは、反射型ロータリーエンコーダにおける光源波長λを超えない範囲である必要がある。すなわち、この長さＰが光源波長λを超えてしまうと、低反射率部として機能しなくなる。
【００１２】
このように、微細な凸部１８と微細な凹部１９との繰り返し構造の凹凸部１４ａにより低反射率部１４を構成すれば、図１０に示したように、スリット板９に貫通孔を形成しなくても反射率を低く抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１０５７０８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８１９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、特許文献２には、図１１（Ｂ）に示したように、基板１１の上に金属膜２０を形成することは記載されているものの、その金属膜２０の成膜状態に関しては、一切開示されていない。
【００１５】
ここで、反射型ロータリーエンコーダでは、例えば、スリット板１０の基板１１がポリカーボネートなどの透明体から形成されていれば、そのスリット板１０に対し光を、表面側（図１１（Ｂ）における矢印Ｃ方向）から投射する場合と、裏面側（図１１（Ｂ）における矢印Ｃ方向と反対方向）から光を投射する場合の二通りの使用態様がある。メッキ等で金属膜２０を基板１１に均一に成膜した場合、裏面側から光を投射する場合は基板に形成された凹凸部１４ａの形状に変化はない。しかし、表面から投射する場合は基板１１に形成された凹凸部１４ａは金属膜の厚み分の形状変化を起こす。通常の場合、凸部は大きく、凹部は小さく浅くなる為、アスペクト比が低下する傾向にある。
【００１６】
このように、反射型ロータリーエンコーダのスリット板１０では、使用態様が異なる場合に、反射光量に違いが出る為、読み取り精度にバラツキが生じることが考えられる。
本発明は、このような実情に鑑み、作製が容易であるとともに、表裏面のいずれの側から光を投射する場合であっても、低反射率部における反射光量の変化を抑え、反射光の読み取り精度のバラツキを可及的に少なくすることができる光学的反射構造体、およびその光学的反射構造体を使用したエンコーダのスリット板、およびそのスリット板を使用したエンコーダを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明に係る光学的反射構造体は、
微細な凸部と微細な凹部との周期的な繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部を備えた光学的反射構造体であって、
少なくとも前記低反射率部の表面に、当該低反射率部の前記凹凸部よりさらに微細な微細凹凸部が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係るエンコーダのスリット板は、
光源から投射した光の反射光を用いて可動物体の機械的な変位を電気的なパルス信号に変換するエンコーダのスリット板であって、  前記スリット板は少なくとも１つの読み取りトラック内に、低反射率部と高反射率部との２種以上の反射率部を備えており、
前記低反射率部は、微細な凸部と微細な凹部との周期的な繰り返し構造からなる凹凸部が構成されているとともに、
少なくとも前記低反射率部の表面に、当該低反射率部の前記凹凸部より、さらに微細な微細凹凸部が形成されていることを特徴としている。
【００１９】
ここで、本発明に係るエンコーダのスリット板では、
前記凹凸部は、その周期（Ｐ）が、前記光源から投射した光の波長（λ）より短く、さらに、前記微細凹凸部は、前記凹凸部の大きさより小さく、さらに、前記微細凹凸部は、前記凹凸部の周期性が保持されていることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明に係るエンコーダのスリット板では、
前記凹凸部が、モスアイ構造であることが好ましい。
また、本発明に係るエンコーダのスリット板では、  前記凹凸部は、柱状物の周期構造であっても良い。
【００２１】
さらに、本発明に係るエンコーダは、上記いずれかに記載のスリット板を使用したことを特徴としている。
また、本発明に係るエンコーダでは、前記スリット板に光を投射する光源が、発光ダイオードであっても良い。
【００２２】
さらに、本発明に係るエンコーダでは、前記スリット板に光を投射する前記光源が、レーザー光源であっても良い。
また、前記エンコーダがロータリーエンコーダまたはリニアエンコーダであっても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る光学的反射構造体は、反射構造体に貫通孔を設けることなく低反射率部を構成することができるので、加工が容易である。
また、本発明に係るエンコーダのスリット板によれば、反射面に貫通孔を設ける必要がなく、平滑面からなる高反射率部と、低反射率部とを容易に設けることができる。
【００２４】
また、周期的な繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部の表面にさらに微細な微細凹凸部を形成することにより、測定光が表側から投射される場合であれ、裏側から投射される場合であれ、反射光の読み取り精度のバラツキを可及的に少なくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るスリット板が採用された反射型ロータリーエンコーダの斜視図である。
【図２】図２（Ａ）から図２（Ｌ）は、図１のスリット板に採用された微細な凹凸部の他の例を示す模式的断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、反射型ロータリーエンコーダのスリット板に向かって表面側から光を投射する場合の模式的断面図、図３（Ｂ）は、反射型ロータリーエンコーダのスリット板に向かって裏面側から光を投射する場合の模式的断面図である。
【図４】図４（Ａ）から図４（Ｃ）は、試験結果１に関するグラフである。
【図５】図５（Ａ）から図５（Ｆ）は、試験結果１に関係し、走査型電子顕微鏡により観察されたＳＥＭ画像であり、図５（Ａ）は、金属膜が形成されていない基板そのものの微細な凹凸部のＳＥＭ画像、図５（Ｂ）は基板の上層に金属膜の膜厚を６０ｎｍ形成したときのＳＥＭ画像、図５（Ｃ）は基板の上層に金属膜の膜厚を１２０ｎｍ形成したときのＳＥＭ画像、図５（Ｄ）は基板の上層に金属膜を２４０ｎｍ形成したときのＳＥＭ画像、図５（Ｅ）は図５（Ｄ）の解像度を上げた場合のＳＥＭ画像、図５（Ｆ）は図５（Ｅ）を拡大した場合のＳＥＭ画像であり、図５（Ｇ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察された成膜前の基板の鳥瞰図、図５（Ｈ）は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察された成膜前の基板の断面図である。
【図６】図６（Ａ）から（Ｃ）は、試験結果１において、金属粒子の付着状態の違いを膜厚別に示した模式図である。
【図７】図７（Ａ）から図７（Ｃ）は、試験結果２に関するグラフである。
【図８】図８（Ａ）から図８（Ｃ）は、試験結果２において、金属粒子の付着状態の違いを膜厚別に示した模式図である。
【図９】図９（Ａ）から図９（Ｃ）は、試験結果３に関するグラフである。
【図１０】図１０は従来の反射型ロータリーエンコーダの概略断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は従来の反射型ロータリーエンコーダにおけるスリット板の正面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＢ−Ｂ線方向の拡大断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の基板に採用された低反射率部の微細な凹凸部の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
なお、本明細書において「上」あるいは「表」とは、基板１１を中心に規定したもので、例えば図１１（Ｂ）において、「上」あるいは「表」とは、金属膜２０が形成された側をいう。また、「下」あるいは「裏」とは、金属膜２０が形成されていない側をいう。さらに、本明細書において、「モスアイ構造」とは、光の反射光量が極めて小さい微細な凹凸部の周期的な繰り返し構造をいう。
【００２７】
図１は本発明の一実施例に係る反射型ロータリーエンコーダ５０を示した斜視図である。
この反射型ロータリーエンコーダ５０では、発光素子５２から投射された測定光がスリット板１０に形成された光学変調トラック８により反射され、その反射光が受光素子５４により受光される。
【００２８】
なお、図１に示した本発明の一実施例に係る反射型ロータリーエンコーダ５０のスリット板１０は、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示したスリット板１０と基本的な形状が略同様に形成されているため、以下では、図１１（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＢ−Ｂ線方向の一部拡大断面図である。
【００２９】
図１１（Ａ）に示したように、本実施例のスリット板は、スリット板１０の場合と同様に、外周部に高反射率部１２と低反射率部１４とからなる光学変調トラック８が環状に形成されている。
このようなスリット板１０は、例えば、図１１（Ｂ）に示したように、透明体からなる基板１１と光を反射する金属膜２０とにより構成されている。そして、金属膜２０側（表側）に配置された発光素子５２から、回転するスリット板１０に対し、矢印Ｃ方向に光を投射して、金属膜２０側に配置された図１の受光素子５４によって、金属膜２０の高反射率部１２の領域に到達した光信号と、低反射率部１４の領域に到達した光信号とを検知して、機械的変位を読み取っている。
【００３０】
以下、スリット板１０の凹凸部の基本形状を有する基板１１について説明する。
基板１１は、透明体により形成されている。基板１１は、透明体であれば、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレイト、シクロオレフィンポリマー、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロンのいずれかから形成されていてもよいが、本実施例では、高透明性を備えたポリカーボネート（ＰＣ）から形成されている。
【００３１】
基板１１において、高反射率部１２に相当する部分は平滑面（ミラー面）１２ａで構成されている。また、基板１１において、低反射率部１４に相当する部分は、図１１および図１２に示したように、微細な凸部１８と微細な凹部１９との周期的な繰り返し構造の凹凸部１４ａにより構成されている。
【００３２】
本実施例では、図１２に示した低反射率部１４の場合と同様に、凸部１８の中心を通る断面形状が二等辺三角形の円錐形に形成され、そのアスペクト比（高さＨ／周期Ｐ）は０．５〜３．０の範囲に設定されている。
【００３３】
このような微細な構造体はモスアイ構造と称されるもので、アスペクト比が大きい程、反射防止効果が高いことが知られている。また、本実施例のモスアイ構造の基本形状は円錐形としたが、角錐形または図２（Ａ）に示したように台形錐、同図（Ｂ）に示したように円柱形または角柱形、同図（Ｃ）に示したように紡錘形、同図（Ｄ）に示したように反紡錘形、同図（Ｅ）〜同図（Ｉ）に示したように上記形状の段重ね体、同図（Ｊ）〜同図（Ｌ）に示したように、上記形状の組み合わせ体であっても良く、いずれの形状であっても反射防止効果は大きい。
【００３４】
また、図１２あるいは図３（Ａ）〜図３（Ｌ）などに示す微細な凹凸部からなるモスアイ構造の基本形状において、凸部を凹部に、凹部を凸部に反転した状態でも反射防止効果は保たれるがモスアイの形状差により反射防止効果に優劣が出る。反転しない凹凸構造または反転した凹凸構造のどちらを型として使用するかは、基板１１への転写性の良し悪し又は反射特性の良し悪しで選択すれば良い。
【００３５】
表面がこのような微細な凹凸部１４ａからなるスリット板１０の基板１１は、微細な凹凸部１４ａを含めて射出成形で形成することができる。あるいは微細な凹凸部１４ａと平滑面１２ａとを公知のナノインプリント（ＵＶ硬化または熱プレス）で平滑な基板に別途形成することもできる。
【００３６】
また、基板１１における微細な凹凸部１４ａは、
１）レーザーによる描画露光、
２）ＥＢ(electron beam)描画露光、
３）ステッパ露光、
４）１）〜３）の露光と現像と各種エッチングとの組み合わせ、
などにより形成することも可能である。
【００３７】
なお、基板１１の微細な凹凸部１４ａは、機械加工による製作も可能であるが、その場合、図１２に示した長さＰ（周期Ｐ）が大きくなる。機械加工による場合には、基板１１の凹凸部１４ａの上層に形成される本発明の金属膜２０によって形づくられる微細凹凸部２０ａの形状を調整する必要がある。
【００３８】
ここで、図１に示した反射型ロータリーエンコーダ５０のスリット板１０では、図３（Ａ）に示したように、金属膜２０側から光を投射する場合もあれば、図３（Ｂ）に示したように、基板１１側から光を投射する場合もある。
【００３９】
すなわち、スリット板１０は図３（Ｂ）のように裏向きの姿勢でも、反射光量の違いから情報を得ることができる。
なお、図３（Ａ）に示した表向きでの使用態様の場合は、金属膜２０の成膜時において金属粒子が堆積して膜厚が成長していく表面側から光が投射されることになる。一方、図３（Ｂ）に示した裏向きでの使用態様の場合は、これとは反対に、金属膜２０の成膜時において、金属粒子が堆積し始めた底面側から光が投射されることになる。
【００４０】
このように使用態様が、図３（Ａ）、（Ｂ）に示したように、光の投射方向が異なる場合であっても、本出願人により金属膜２０により形成される微細凹凸２０ａが周期的な繰り返し構造の凹凸部１４ａより小さいパターン、言い直すと基板１１の凸部１８と凹部１９より微細なパターンで形成されている場合に、反射防止効果が大きいことが、確認された。
【００４１】
さらに、本出願人は、膜厚の厚さを６０ｎｍ、１２０ｎｍ、２４０ｎｍの３点及び３０ｎｍ、４５ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍの４点で反射防止効果がどのように変化するかを実験により調べた。
【００４２】
その結果、図３（Ａ）のように金属膜２０の表面側から光が投射される場合は、金属膜２０の膜厚が６０ｎｍ、１２０ｎｍ、２４０ｎｍの３点の中で膜厚が厚くなるほど、反射防止効果が高いことが分かった。また、図３（Ｂ）のように金属膜２０の底面側から光が投射される場合は、金属膜の膜厚が６０ｎｍ、１２０ｎｍ、２４０ｎｍの３点では若干の差はあるものの同程度の高い反射防止効果が確認された。又３０ｎｍ、４５ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍの４点でも高い反射防止効果が確認されたが、３０ｎｍについては膜厚が薄い為透過率が他の膜厚よりも大きくなり、結果として鏡面部の反射率が低下する事も合わせて確認された。
【００４３】
以下に、試験結果を示す。
以下の実験では、スタンパを用いてスリット板１０を形成し、さらにそのスリット板１０に設けられた低反射率部１４と高反射率部１２の反射率を調べた。試験結果１〜３を下記に記す。
【００４４】
［試験結果１］
光ディスクのマスタリング工程と同様なプロセスでモスアイ構造の微細な凸部と微細な凹部との繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部と、平滑面からなる高反射率部とを周方向に交互に形成したスタンパを予め製作した。
【００４５】
予め製作した上記スタンパを用い、ＵＶナノインプリントにより、ポリカーボネート（ＰＣ）基板１１の平坦な表面にＵＶ樹脂を使用してスタンパの凹凸部を転写した。これにより、表面に平滑面なる高反射率部１２と、微細な凹凸部１４ａからなる低反射率部１４とを設けた基板１１を製作した。ＡＦＭ（ＳＩＩテクノロジーＳＰI ３８００）により測定したところ、基板のモスアイ構造の凹凸部１４ａは、その周期が５００ｎｍでアスペクト比は０．７３であった。
【００４６】
次いで、高反射率部１２と低反射率部１４とが形成された基板１１の上層に、金属膜２０（アルミニウム膜）を芝浦メカトロニクスＣＦＳ−４ＥＳ−IIＲＦスパッタ装置により平面上にスパッタした場合の膜厚で６０ｎｍ、１２０ｎｍ、２４０ｎｍになる３水準について成膜しサンプルを作成した。金属膜２０の表面に形成されたモスアイ構造の凹凸部（金属膜２０により形成される凹凸部を微細凹凸部２０ａともいう）全体形状は、その周期（Ｐ）が５００ｎｍ、アスペクト比０．６８〜０．９３（ＡＦＭ測定で最も高い値を高さとして算出）であった。
【００４７】
これら３つのサンプルを試験台にセットし、株式会社日立ハイテクノロジーズ製の分光光度計Ｕ−３０１０を用いて４００〜１０００ｎｍの膜厚の範囲で図３（Ａ）のように成膜側より光を当てて、反射率及び透過率を各膜厚について測定した。
測定結果を表１、及び図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
図３（Ａ）の使用態様の場合は、表１から分かるように、金属膜２０の成膜厚みが厚くなるほど反射率が低下することが分かった。また、２４０ｎｍの成膜品では反射率の値は測定波長全領域に亘りスタンパと比較して十分に小さい値であった。
【００５０】
金属膜２０を基板１１の上層に設けることにより、金属膜２０を設けていないスタンパより反射率が小さくなる要因として、透過光の影響により反射率が小さくなる可能性がある。しかしながら、図４（Ｃ）に示したように、反射率と透過率を合算した値でみても金属膜を設けた場合は、スタンパと比較して十分に反射率は小さな値であった。
【００５１】
このように金属膜２０が形成された表面状態を走査型電子顕微鏡（一般的なＦＥ−ＳＥＭ）で観察し、スタンパ表面と異なった表面状態になっていないかを確認した。
図５（Ａ）は、金属膜２０を設けず最小厚みの金スパッタをして観察した基板１１のＳＥＭ画像であり、図５（Ｂ）は基板１１の上層に６０ｎｍの金属膜２０を形成した場合のＳＥＭ画像、図５（Ｃ）は基板１１の上層に１２０ｎｍの金属膜２０を形成した場合のＳＥＭ画像、図５（Ｄ）は基板１１の上層に２４０ｎｍの金属膜２０を形成した場合のＳＥＭ画像であり、図５（Ｅ）は高解像度のＳＥＭ（日本電子ＪＳＭ-７８００Ｆ）で観察した２４０ｎｍの図、図５（Ｆ）は図５（Ｅ）の拡大画像図である。
【００５２】
図５（Ａ）のように基板１１に金属膜２０が全く形成されていない状態から、図５（Ｄ）のように２４０ｎｍまで金属膜２０の厚みを厚くしていくと、金属膜２０による微細凹凸部２０ａが、モスアイ構造の基本形状の先端部が広がりながら次第に成膜されていくことがＳＥＭ像より観察された。
【００５３】
金属膜２０が２４０ｎｍの成膜品を、高分解能ＳＥＭ像（図５（Ｅ）および図５（Ｆ））で更に詳しく観察すると、モスアイ構造の基本形状の尖端部に花弁状の微細凹凸２０ａが形成されていることが分かった。ここで、微細凹凸部２０aは、微細な凸部分２０ｂを構成しており、相隣合う微細な凸部分２０ｂと微細な凸部分２０ｂの間が微細な凹部分（２０ｃ）を構成している（図６（Ｃ）参照）。
また、モスアイ構造の基本形状の側面にも鱗状の微細凹凸部２０ａが形成されていることが分かった。金属膜２０が形成するモスアイ基本形状の表面はあたかも尖端が開いた松かさのようであった。成膜前の基板１１をＳＩＩテクノロジー社製ＳＰＩ３８００でＡＦＭ観察したところ、モスアイ構造の基本形状の尖端付近が「いびつ」になっている事が分かった（図５（Ｇ）及び図５（Ｈ））。この「いびつ」が成膜時に於ける尖端部の花弁状の微細凹凸の成長を促進した可能性がある事も分かった。しかしＡＦＭでは高解像度ＳＥＭ像（図５（Ｅ）、図５（Ｆ））で観察できた２０ｂ、２０ｃを詳細に観察する事は出来なかった。
上述のＳＥＭ観察より、図６（Ａ）〜（Ｃ）に成膜初期の薄い膜厚から厚い膜厚までの成膜状態の推移を模式的に示した。
【００５４】
さらに付け加えるなら、基板１１の凹凸部１４ａの上層にスパッタリングにより金属膜２０の微細凹凸部２０ａを形成した場合であっても、その金属膜２０の微細凹凸部２０ａ全体としては基板１１の凹凸部１４ａと略同形状でありながら、更に微細な凸部分２０ｂと、微細な凹部分２０ｃとで構成されていることを確認できた。更に微細凹凸部２０ａは、２４０ｎｍ以上の膜厚でも更に反射率を低下させる成長をする事が予想される。その場合は必要とされる反射率と成膜コストを考え、最適な成膜時間を設定すれば良い。
【００５５】
［試験結果２］
ディスクのマスタリング工程と同様なプロセスでモスアイ構造の微細な凸部と微細な凹部との繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部と、平滑面からなる高反射率部とを周方向に交互に形成したスタンパを予め製作した。
【００５６】
予め製作した上記スタンパを用い、ＵＶナノインプリントによりポリカーボネート（ＰＣ）基板１１の平坦な表面にスタンパの凹凸部を転写した。これにより、表面に平滑面なる高反射率部１２と、微細な凹凸部１４ａからなる低反射率部１４とを設けた基板１１を製作した。基材のモスアイ構造の凹凸部１４ａは、その周期が３００ｎｍでアスペクト比は０．７９であった。
【００５７】
次いで、高反射率部１２と低反射率部１４とが形成された基板１１の上層に、金属膜２０（アルミニウム膜）を芝浦メカトロニクスＣＦＳ−４ＥＳ−IIＲＦスパッタ装置により平面上にスパッタした場合の膜厚で６０ｎｍ、１２０ｎｍ、２４０ｎｍになる３水準について成膜しサンプルを作成した。
【００５８】
これら３つのサンプルを試験台にセットし、株式会社日立ハイテクノロジーズ製の分光光度計Ｕ−３０１０を用いて４００〜１０００ｎｍの膜厚の範囲で図３（Ｂ）のように基板側から光を当てて、反射率及び透過率を各膜厚について測定した。尚スタンパの反射率測定はスタンパ上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、１ｍｍのポリカーボネート基板を載せてスタンパと基板の間をＵＶ硬化樹脂で充填後、紫外線でＵＶ硬化樹脂を硬化させた状態で基板側から測定した。
測定結果を表２、及び図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
【００５９】
【表２】
2015121414.tif 000004
【００６０】
図３（Ｂ）の使用態様の場合は、表２から分かるように、金属膜２０の成膜厚みが厚くなっても反射率にあまり差は無い事が分かった。また、６０ｎｍ、１２０ｎｍ、２４０ｎｍの成膜品で反射率の値は測定波長全領域に亘りスタンパと比較して十分に小さい値であった。スタンパより反射率が小さな値となる要因として透過光の影響により反射率が小さくなる可能性がある。しかしながら、図７（Ｃ）に示したように、反射率と透過率を合算した値でみてもスタンパと比較して十分小さな値であった。
【００６１】
これを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することを試みたが、低反射率部が凹形状（底面形状）であるため、上手く観察できなかった。但し、基板１１のモスアイ構造の基本形状は凹形状の為、反射率を基板１１側より測定する場合、基板１１のモスアイ形状の界面の成膜状態が反射率を左右すると思われる。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に成膜初期の薄い膜厚から厚い膜厚までの成膜状態の推移を模式的に示した。図８（Ａ）に示した膜厚が薄い場合に金属膜２０は島状態である。図８（Ｂ）の中間膜厚では金属膜２０は界面に凸部分２０ｂと凹部分２０ｃを残しながら成長している。図８（Ｃ）の厚い膜厚では界面に凸部分２０ｂと凹部分２０ｃを残してはいるが、基本的なパターンであるモスアイ構造の凹凸部１４ａ全表面を金属膜２０で覆った状態となっている。
【００６２】
凹みパターンに成膜する場合、成膜時に遮蔽効果が生まれ、遮蔽されている部分は平坦な部分に比べ島状での成膜状態が長く続き島状態が縦に成長しながら横へも成長し、成長の過程で微細な凸凹の表面を形成する事が知られている。この島状での膜堆積の結果、凹凸部１４ａのパターンの凹部の界面近傍で微小な凹凸部分（２０ｃ及び２０ｂ）を形成したと考えられる。試験結果２は上記の現象を表している。又１２０ｎｍ膜厚で金属膜２０を成膜した上に粘度５７ｍＰa・ｓのソニーケミカル製ＵＶ樹脂（屈折率約１．５）を１０μｍの厚さでコーティングしたサンプルを製作し、コーティングなしの１２０ｎｍ膜厚品と基板側より光を当てて反射率を測定し比較したところ、真空度、印加電圧、Ａｒガス圧等の成膜条件によって差はあるがコーティングしたサンプルは金属膜２０のみの場合に比べ反射率が２〜７％低下した。反射率低下の要因は界面近傍の空気層をＵＶ樹脂で置き換えた事により、界面での反射が抑えられた為と考えられる。この事からも界面近傍に微小な凹凸部分（２０ｃ及び２０ｂ）が形成されている事は確かな事と考えられる。
【００６３】
図３（Ｂ）の使用態様であってもスタンパに比べ反射率が十分低い結果となっているのは、界面近傍で成膜による堆積が微細な凹凸部になっている為の現象と考えられる。試験結果２も試験結果１のＳＥＭ観察像より容易に想像できる結果であった。
又、金属膜２０を１２０ｎｍ成膜する前に基板１１と金属膜２０の密着力を強化する目的で酸化チタンを４ｎｍ、６ｎｍ、８ｎｍ、１０ｎｍ成膜して基板側より光を当てて反射率を測定したが各々の膜厚に対して金属膜２０のみの成膜品と比較して反射率に違いは無かった。透明誘電体を極薄く成膜した後に金属膜を成膜しても反射防止効果が保たれる事を確認した。
【００６４】
［試験結果３］
ディスクのマスタリング工程と同様なプロセスでモスアイ構造の微細な凸部と微細な凹部との繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部と、平滑面からなる高反射率部とを周方向に交互に形成したスタンパを予め製作した。
【００６５】
予め製作した上記スタンパを用い、ポリカーボネート（ＡＤ５５０３帝人製）を使い射出成形により基板１１の表面にスタンパの凹凸部を転写した。これにより、表面に平滑面なる高反射率部１２と、微細な凹凸部１４ａからなる低反射率部１４とを設けた基板１１を製作した。基板のモスアイ構造の凹凸部は、その周期が３００ｎｍでアスペクト比は０．７３であった。
【００６６】
次いで、高反射率部１２と低反射率部１４とが形成された基板１１の上層に、金属膜２０（アルミニウム膜）を芝浦メカトロニクスＣＦＳ−４ＥＳ−IIＲＦスパッタ装置により平面上にスパッタした場合の膜厚で３０ｎｍ、４５ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍになる４水準について成膜しサンプルを作成した。
【００６７】
これら４つのサンプルを試験台にセットし、株式会社日立ハイテクノロジーズ製の分光光度計Ｕ−３０１０を用いて４００〜１０００ｎｍの膜厚の範囲で図３（Ｂ）のように基板側から光を当てて、反射率及び透過率を各膜厚について測定した。
測定結果を表３、及び図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
【００６８】
【表３】
2015121414.tif 000005
【００６９】
図３（Ｂ）の使用態様の場合は、表３から分かるように、金属膜２０の成膜厚みが厚くなっても３０ｎｍを除くと反射率にあまり差は無い事が分かった。また、全成膜品で反射率の値は測定波長全領域に亘りスタンパと比較して十分に小さい値であった。スタンパより反射率が小さな値となる要因として透過光の影響により反射率が小さくなる可能性がある。しかしながら、図９（Ｃ）に示したように、３０ｎｍ品を除いて反射率と透過率を合算した値でみてもスタンパと比較して十分小さな値であった。
【００７０】
図３（Ｂ）の使用態様であってもスタンパに比べ反射率が十分低い結果となっているのは、試験結果２で述べたように界面近傍で成膜による膜堆積が微細な凹凸部分（２０ｃ及び２０ｂ）を形成した為の現象と考えられる。試験結果３も試験結果１のＳＥＭ観察像より容易に想像できる結果であった。
【００７１】
金属膜２０の成膜厚が４５ｎｍの場合、透過率は上昇するが、ミラー部反射率に対するモスアイ部反射率のコントラストは膜厚６０ｎｍに近くエンコーダスリット板としては使用可能な結果であった。成膜厚を３０ｎｍとした場合は、ミラー部反射率が膜厚４５ｎｍに比べ１０％程度低下する為エンコーダスリット板として使用できるか判断に迷う結果であった。
【００７２】
以上、本発明について試験結果を参照しながら説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。金属膜２０の上に樹脂がコーティングされていても適用される事は勿論である。又、インクリメンタルタイプのスリット板について説明したが、アブソリュートタイプのスリット板に適用可能な事は言うまでもない。更に低反射率部を有し、反射光を検出するロータリーエンコーダ全てのスリット板について適用できる。
【００７３】
例えば、上記実施例では、反射型ロータリーエンコーダのスリット板について説明したが、本発明は、反射型リニアエンコーダのスリット板にも適用可能である。また、スリット板に限定されず、熱吸収用構造体・塗料によらない色彩反射構造体としても適用が可能である。色彩反射構造体の場合は、干渉色を金属膜２０の膜厚変更で所望の色合いに容易に種々変更できる利点がある。又、透明基材を使い金属膜２０を透明材料に変更する事で、周期的な繰り返し構造の凹凸部からなる低反射率部の反射率をより低める事が可能である、即ち低アスペクト比の凹凸の透過率を高アスペクト比の凹凸の透過率に近づける事が容易にできる。
【００７４】
また、以上の実施例では、金属膜２０をスパッタリングにより形成しているが、これに代え、スパッタリングを行った後に逆スパッタリングを行うこと、又はスパッタリング前に基板に逆スパッタを行う事により、所定の表面状態に調整することも可能である。
更に成膜に蒸着、イオンプレーティング等のＰＶＤ及びＣＶＤを使い基材のエッチングと成膜と成膜後のエッチングを組み合わせて所定の表面状態に調整することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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