JPH11506271A - 開放体の内側絶縁面を選択的に通電金属で覆う方法、およびこの方法で作られた走査速度変調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 開放体の内側絶縁面Ｓ_iを選択的に通電金属で覆う改良された方法を提供することを目的とし、(a)弾性外側表面Ｓ_oを持つローラを用意する、(b)所定のパターンに従って、面Ｓ_o上に所望の湿潤インクの層を用意する、(c)パターン化された湿潤インクの層を面Ｓ_oから面Ｓ_iに転写するように、ローラを開放体の内側絶縁面Ｓ_iにそって転動させる、(d)面Ｓ_i上に転写された湿潤インクのパターン層を乾燥させる、(e)以上のようにして得られた乾燥インクのパターン層上に金属物体を選択的に付着させる、という段階を経て、内側絶縁面Ｓ_i上に所望の通電金属製パターンを形成する。上記方法は特に、カソードレイ・チューブに用いる走査速度変調機の作成に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】 開放体の内側絶縁面を選択的に通電金属で覆う方法、およびこの方法で作られた 走査速度変調機 この発明は、開放体の内側絶縁面を選択的に通電金属で覆う方法に関する。ま た、この発明は、中空で実質的に円筒形状をしており、電気絶縁された内側ハウ ジング円筒面に、パターン化された一連の金属製ループを付した走査速度変調機 （ＳＶＭ）に関する。 ここで「開放体」という語句は、外側及び内側表面をもち、それら表面がどれ も幾何学的に閉じられていないものを意味する。このような物体の内側表面は平 滑か、又は湾曲しており、後者の場合、表面の曲がり具合は、例えば円筒面又は 円錐面となる。これら開放体の実施例は開放管、ダクト、スリーブ、缶、箱その 他のハウジングである。 このような内表面に通電金属を選択的に被覆させる場合の問題点は、物理的蒸 着、スパッタリング又はレーザー照射によっても、金属の堆積が自由に行えない ことである。他方、化学的蒸着方法を用いることは、この場合有力候補の一つに 数え上げられるが、高温度処理を必要とするので、多くの電気絶縁材料が使用で きない。それに加えて、対象物の内表面に接近させるのが制限され、パターンを 用いた金属堆積のためのマスクをこの内表面に付着させることが困難である。 前述した方法、及び当該方法を用いた走査速度変調機（ＳＶＭ）については、 ヨーロッパ特許出願第 0 592 038号に開示されている。この公知の方法によると 、平滑な金属パターンは電気絶縁性物質の柔軟性フォイルの、少なくとも一方の 側に用意され、このフォイルはロール状に巻かれた状態で、有孔スリーブの内側 円筒面に付着させられる。このような金属パターンは、例えばガラス繊維強化エ ポキシ樹脂フォイルの少なくとも片面に、（例えば金属材料を物理的蒸着によっ て、又は無電荷銅浴と接続して化学的に層を形成することにより、）金属層を堆 積させ、その後選択的マスキング及びエッチング技術（例えばリソグラフィ）に よって予め定められたパターンで限定される箇所以外の金属フィルム部分を除去 する。 この処理後の一枚（又は複数枚）のフォイルは開放体の内表面又は複数の面上の 所望箇所に、積層され、糊付けされ又はピン留めされることが出来る。 公知のＳＶＭの場合、金属パターンは互いに側方を揃えるようにされた二組の 重ね矩形ループの形状をしている（ヨーロッパ特許出願第 0 592 038号の図４参 照）。このパターンを支持しているフォイルは巻かれ、二組の重ね矩形ループが 円筒内で互いに半径方向に対向する位置に置かれている。このループに電気接続 を行った後、このスリーブはカソードレイ・チューブの首部周りに配置され、こ のループはある種の磁場を形成することになる。 上記公知方法の欠点は、パターンの運搬体としてフォイルに依存していること で、このフォイルのために余分の処理工程が必要になり、その分コスト高になっ ている。全ての物質が柔軟性フォイルの製造に適している訳ではないので、この プォイルが、ある特殊な用途に用いるための要求に完全に対応することができな い性質のものであることがあり得る。例えばフォイルとその下側面との伸び特性 が一致しないと、フォイルが膨らんだりひび割れしたりする。また、フォイルが 許容限度以下の融点を持ったり、又は不適当な電気絶縁定数を持つこともある。 加えて、製造工程及びそれに続く処理工程において、フォイルの厚さに関する許 容範囲も考慮しなければならない。 この発明は、開放体の内側絶縁面Ｓ_iを選択的に通電金属で覆う改良された方 法を提供することを目的とする。この目的は、以下に述べる段階を含む方法によ って達成される。 (a) 弾性外側表面Ｓ_oを持つローラを用意する、 (b) 所定のパターンに従って、面Ｓ_o上に所望の湿潤インクの層を用意する、 (c) パターン化された湿潤インクの層を面Ｓ_oから面Ｓ_iに転写するように、ロ ーラを開放体の内側絶縁面Ｓ_iにそって転動させる。 (d) 面Ｓ_i上に転写された湿潤インクのパターン層を乾燥させる。 (e) 以上のようにして得られた乾燥インクのパターン層上に金属物体を選択的 に付着させる。 前記段階(a)、(b)及び(c)により達成される工程は一般に「タンポン印刷」と 呼ばれ、段階(e)により達成される工程は「付加的金属化」と呼ぶことが出来 る。この発明は、中間体としての弾性フォイルを用いることなく、開放体の内表 面自体に選択的な金属付着を直接行うことにより、従来方法の箇所で述べた欠点 を回避するようにしたものである。これに加えて、１個又はそれ以上の個数のロ ーラを用いることにより、内表面上に極めて複雑なパターンを作成することが出 来る。これに用いるローラはさほど大きなものでなくても良く、通常のマスク板 方式では簡単には接近出来ない内表面にもパターン化が可能なようにしている。 これに加えて、この発明の金属化工程は除去によるものではなく、付加によるも のであるので、材料の消費を低減させることが出来る。 この発明の方法のある実施例では、インクが金属の無電解堆積を促進する触媒 を含んでおり、段階(e)がこの無電解堆積作用を用いて行われる。これに適した インクの例として、パラジウム合成物（パラジウムアセテート又は塩化パラジウ ム）を添加したエポキシ樹脂又はアクリレート樹脂があげられる。この無電解堆 積工程は例えば、水、ＥＤＴＡ、ＮａＯＨ、ホルムアルデヒド及び銅塩（例えば ＣｕＳＯ₄）からなる浴槽中に、インクパターンが付される表面を浸漬すること により行われる。このような浴槽中で、乾燥インクパターンの金属堆積は、１時 間当たり２−５μｍの割合で進行する。 この発明の他の実施例では、インクは導電性を持ち、段階(e)はガルバニー電 気を用いて遂行される。これに相応しいインクの例は、（微粒子状銀の「込め物 」のような）金属物質を含むエポキシ樹脂である。所望のガルバニー電気のため の堆積は、銅塩（例えばＣｕＳＯ₄）を含む電解物中で行われる。 一般的に言って、発明者は、ガルバニー電気による堆積よりも無電解堆積の方 がより高品質の金属堆積、例えば望ましくない小孔や微細な割れ目等の数が少な く、均一な厚さの金属堆積層が形成されていることを観察することが出来た。 この発明の方法の、特に優れた実施例として、ローラの表面Ｓ_oがゴムによっ て構成されていることを特徴とする。ここで言う「ゴム」には、シリコンゴム、 フッ化シリコンゴム、グッタペルカ等の特殊物質をも含む。表面Ｓ_oを形成する 他の物質として、例えばフェルトやビニル樹脂が含まれる。一般的に、ローラの 外表面Ｓ_oは、内表面Ｓ_iの形状に関係なく、円筒形状表面をしている。もし必要 なら面Ｓ_oの形状を、円筒形以外の形にすることが出来る。例えば、もし内表 面Ｓ_iの形状が特に円錐形であれば、面Ｓ_oの形状もまた円錐形にすることが出来 る。 この発明の方法の特別な実施例として、ローラの表面Ｓ_oが実質的に平滑でか つ均一であり、前記段階(b)はプロセス板（印刷プロック）の表面Ｐにロールさ せることにより行われ、表面Ｐは湿潤インクを収納する部分限定的凹嵌部を含ん でおり、この凹嵌部の形状に従ってパターンの位置及び形が決められる。このよ うなプロセス板は金属又はプラスチック板で製作され、例えば、厚さが10〜70μ ｍの範囲の部分限定的凹嵌部を含んでいる時には、良好な結果が得られる。この ような凹嵌部は、例えばリソグラフ又はスクリーン印刷行程にエッチング技術を 組み合わせたものによって行う。 この発明の方法の他の実施例として、ローラの表面Ｓ_oは前記バターンに従っ てエンボス加工され、前記段階(b)は表面Ｓ_oを、インクをしみ込ませたパッド又 は湿潤インク層で全面を覆った板の上を転動させる。パッドとしてはフェルト又 はモスリンのような吸湿性の材料が用いられ、板には例えばプラスチック、セラ ミック又は金属からなる板状体が用いられる。より好ましいエンボス加工として は、例えば直接射出成形で作るか、或いはエンボス加工していないローラ表面に 選択的に機械加工またはエッチングを行うことによってパターンを作成する。 ある定められた対象（より詳細には、前記内表面、プロセス板、インクパッド 又はインク板）に対しローラを規定通りローリング運動させる場合、所望により 、対象が静止しローラが動く場合、又はローラが静止し対象が動く場合、又はロ ーラと対象が両方とも動く場合があることに、注目すべきである。言うまでもな く要求されるローリング運動は手動又は機械により動かすことが出来る。 この発明によれば、内表面Ｓ_iは、広範囲の材料の中から選択することが出来 る。発明者が採用したサンプルの内、満足する結果が得られたものには、例えば ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）、酸化ポリエ チレン（ＰＰＯ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミン（ＰＡ）、塩化 ポリエーテル（ＰＥＳ）が含まれる。発明者は、下層物質との関連で樹脂系のイ ンクが用いられる場合には、内表面Ｓ_iに対するインクの粘着を促進するための 前処理は、必要がないことを認知した。内表面Ｓ_iのみを電気絶縁すれば足り、 開放体の面Ｓ_i以外の外側部分は金属製であっても良く、又は面Ｓ_i以外の材料に よって形成することが可能であることは、注目すべきことである。 この発明はまた、本明細書の第２節で述べた走査速度変調機（ＳＶＭ）に関係 している。これは、一連のバターン化された金属ループが、中間フォイルを介在 させずにハウジングの内表面に直接形成されることを特徴としている。このＳＶ Ｍに関するより詳細な構成については、実施例の項で説明する。 この発明の方法はＳＶＭ形成の他に、種々の適用例が存在する。例えば、これ は一般的なモールドされた系統連系装置（ＭＩＤｓ）の製造過程で、ハウジング 及び他の製品の全体像の内表面に、純粋に装飾的な金属付着を行うとか、型番や 製造者のコードを付するような時に採用される。 この発明とその特徴的な利点は、以下に添付図面に従って述べる実施例の説明 により、さらに良く説明される。 図１は、選択的に金属層付着がなされる内表面を持ったプラスチック製スリー ブの見取り図であり、 図２は、この発明の方法の段階(b)に用いられるのに適したローラとプロセス 板の見取り図であり、 図３は、この発明の方法の段階(c)における図１のスリーブの正面図であり、 図４は、この発明の方法の段階(c)、(d)及び(e)が完了した後の、走査速度変 調機の正面、及び図３に示すものの見取り図である。実施例１ 図１から４に示すものは、この発明の方法の種々の態様を示すものである。特 に、これら図面は、この発明による走査速度変調機（ＳＶＭ）の製造過程におけ る種々の段階を示すものである。図中、同一物には同一番号が付してある。 図１は電気的に絶縁された内表面Ｓ_iを持つ開放体３の正面を示す。この図示 の実施例では、開放体３は円筒状スリーブを呈する。内表面Ｓ_iは円筒状であり 、その半径ｒ_iは約２０ｍｍであり、（円筒軸と平行する）長さは約３５ｍｍで ある。開放体３はポリカーボネート製であり、その円筒壁の厚さは約０．８ｍｍ である。この発明の目標はこの内表面Ｓ_iに特定なパターンの金属製ループを形 成し、開放体３を走査速度変調機として用いることにある。 図２は円筒形の外表面Ｓ_oを持つ平滑なローラ２を示す。この場合のローラは シリコンゴムから作られ、円筒軸４周りを回転する。外表面Ｓ_oの円筒半径ｒ_oは １２．５ｍｍである。 図２には同時に、ある特定のパターンに従って彫られた直線状凹嵌部（トラッ ク）８を持つ表面Ｐを有するプロセス板６が示されている。この場合パターンは 隣接する、互いに類似した２個の鳥の巣状のループ１０ａ、１０ｂを持つ。板６ は例えばステンレス鋼板から作られる。凹嵌部８は（例えば塩化鉄を用いた）パ ターン・マスクによる湿潤エッチング工程によって形成することが出来る。それ ぞれのトラックは平面の幅が約４５０μｍであり、深さは約４０μｍである。 凹嵌部８は、例えばオムニシールド・プレミヤＸＰ−８９８１−１（シップレ イ）、ベイプリント（バイエル）又はセンスル（センシイ）のような湿潤インク によって充満される。これらのインクはパラジウム合成物よりなり、触媒を用い た無電荷金属化により作られる。凹嵌部８には、表面Ｐの上からゴム雑巾を用い てインクをレーキでかきとり付着させる。図２に示す実施例では、凹嵌部８は相 互に平行又は直交する一連のトラックによって形成されているので、これにイン クを満たすためのレーキングは、方向Ｄに対して３０〜６０°の方向に行うのが 最も良い。 ローラ２が表面Ｐ上を、Ｄ方向に（例えば１〜５ｃｍ／ｓの速度で）転動する とき、凹嵌部８内のインクはローラの外表面Ｓ_oに粘着する。もし外表面Ｓ_oの外 周（２πｒ）がパターンの極値長さ（Ｄ方向長さ）より大きければ、このパター ンは重複することなくローラ表面上に転写インク付けがなされることになる。 図３はこれに続く工程を示し、ローラ外表面Ｓ_o上のインクはまだ湿潤状態に ある。外表面Ｓ_oは開放体３の内表面Ｓ_iに対し、ローラ２の円筒軸と開放体３の 軸とが互いに平行になるように接触する。この接触は、内表面Ｓ_i上のある定め られた位置にあり、ローラ２も同様ある定められた位置に予め回転した上で接触 開始される。一旦この接触が行われると、ローラ２は内表面Ｓ_i上を（１方向に １回転）転動することにより、外表面Ｓ_o上の湿潤インクのパターンが、内表面 Ｓ_iの所望の位置に転写される。 この実施例で、内表面Ｓ_iに転写されるパターンは、巣状のループセット１０ ａは他の巣状のループセット１０ｂと全く対象になるように、開放体３のスリー ブ上に配置される。図２を参照すると、セット１０ａと１０ｂの中心を結ぶ（方 向Ｄと平行する）距離ｄ_cは内表面Ｓ_iの円周長さの１／２と等しくなるようにし ている。すなわち距離ｄ_cはπｒ_iに等しくなる。 図４は開放体３のスリーブの内表面Ｓ_i上に所望のパターン輪郭を形成したも のの一部分を示す。ループセット１０ａの一部が図に見えている。他のループセ ット１０ｂはセット１０ａの丁度反対側のスリーブ内表面Ｓ_i上にあるが、図で はかくれて見えない。 一旦湿潤インクのパターンが内表面Ｓ_i上に形成されると、加熱又は紫外線照 射によりこれを乾かす（固化する）ことが出来る。その後、無電荷金属化工程を 用いて、この乾燥インキパターンは金属化される。この工程の終わりに、開放体 ３のスリーブは、硫酸銅ＣｕＳＯ₄（２ｇ／ｌ）、フォルムアルデヒド（３ｇ／ ｌ）、ＥＤＴＡ（３５ｇ／ｌ）及びカセイソーダＮａＯＨ（７．５ｇ／ｌ）、及 びある種の安定剤その他添加剤（カッコ内の数字は概略濃度を示す）の水混和液 であるＣＵＰＯＳＩＴ２５１（シップレイＳＨＩＰＬＥＹ）を含む湯浴（４５° Ｃ）に浸漬させる。浸漬の結果、内表面Ｓ_i上の乾燥インクパターンは銅Ｃｕに よって金属化されるが、乾燥インクパターン以外の内表面Ｓ_iは金属化されない 。典型的な例では、金属化現象は一時間に３〜４μｍの割合で進行する。 金属化されたインク層の厚さが約３５μｍになった後、開放体３のスリーブは 金属化浴槽から取り出し、リンス処理の後乾燥させられる。この結果は図４に示 す走査速度変調機（ＳＶＭ）１である。数多く実験した結果、発明者はこのよう な走査速度変調機が、従来公知のどの方法より、製造単価が安く出来上がること を見いだした。実施例２ 前述の実施例１の他に、ローラ２を図２に示すような凹嵌部８のパターンに従 ってエンボス加工した外表面Ｓ_oをもつローラにより置き換えたものがある。ロ ーラ２上のエンボス部分の高さは、５０μｍの程度で充分である。 この種のエンボス加工ローラ２は図２に示すプロセス板６を（凹嵌部を内側に して）円筒ドラム状にし、それに続いてこのドラムを用いてその内側に射出成形 により、ローラを作りだす。 このようなローラのエンボス加工された外表面Ｓ_oは、例えばインクを浸漬さ せたフェルトパッド、又は薄いインク層で覆われた（金属又はプラスチックの） 板によってインク付けをすることが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クビンガ メンノ ベン オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 メーウセン フランシスカス アデル オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ファン フェヘル アントニウス フラン シスカス ペトルス マリア オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．開放体の電気絶縁された内表面Ｓ_iに選択的に金属化する方法であって、下 記のような段階を含む方法。 (a) 弾性外側表面Ｓ_oを持つローラを用意する、 (b) 所定のパターンに従って、面Ｓ_o上に所望の湿潤インクの層を用意する (c) パターン化された湿潤インクの層を面Ｓ_oから面Ｓ_iに転写するようにロ ーラを開放体の内側絶縁面Ｓ_iにそって転動させる。 (d) 面Ｓ_i上に転写された湿潤インクのパターン層を乾燥させる。 (e) 以上のようにして得られた乾燥インクのパターン層上に金属物体を選択 的に付着させる。 ２．インクが金属の無電荷積層を促進させる触媒を含み、前記段階(e)をこの無 電荷積層工程を用いて実施するようにした、請求項１に記載の方法。 ３．インクが導電性物質を含み、前記段階(e)がガルバニー工程を用いて実施す るようにした、請求項１に記載の方法。 ４．ローラの表面Ｓ_oがゴムからなることを特徴とする、請求項１乃至３の内１ 項に記載の方法。 ５．ローラの表面Ｓ_oが実質的に平滑及び均一であり、前記段階(b)が前記表面Ｓ_o をプロセス板の表面Ｐ上を転動させることにより行い、該表面Ｐには前記パタ ーンに従って位置及び形が定められた、インクを収容する局部的な凹嵌部を含む ことを特徴とする、請求項１乃至４の内１項に記載の方法。 ６．ローラの表面Ｓ_oがエンボス加工され、前記段階(b)が前記表面Ｓ_oを湿潤イ ンクを浸漬させたパッド又は湿潤インクの層を形成した板体上を転動させること により行うようにしたことを特徴とする、請求項１乃至４の内１項に記載の方法 。 ７．実質的に円筒形状をもち、電気絶縁された内側ハウジング円筒面に、パター ン化された一連の金属製ループを付した走査速度変調機において、 前記パターン化された一連の金属製ループは、中間フォイルを介在させずに、 ハウジングの内側面に直接形成されるようにしたことを特徴とする、走査速度 変調機。