TWI663074B - 功能性筒體的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供磁性圖案與非磁性圖案被形成於周面的功能性筒體及其製造方法。
作成一種功能性筒體，具有：在周面被以磁性材料或非磁性材料的任一者構成而成的筒體主體的前述周面形成凹部，從而形成凹部圖案與非凹部圖案的附凹部筒體；以及由埋設於前述凹部圖案的磁性材料或非磁性材料的任一者所成之功能性圖案；該功能性筒體係在前述筒體主體的周面以磁性材料而構成的情況下，在前述凹部圖案埋設非磁性材料，在前述筒體主體的周面以非磁性材料而構成的情況下，在前述凹部圖案埋設磁性材料，從而相鄰地形成前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案而成。

Description

功能性筒體的製造方法
本發明，係有關磁性材料的磁性圖案與非磁性材料的非磁性圖案相鄰形成於周面而成的功能性筒體及其製造方法。
歷來，在附凹部筒體方面，已知凹印製版輥。凹印製版輥的一般的製程，係例如記載於專利文獻1的歷來的技術之欄。亦即，為搬入-鉻剝離-修正研磨/落版研磨-脫脂-水洗-酸洗-水洗-鍍硫酸銅-磨石研磨-感光膜塗佈形成-依雷射曝光裝置的影像影印-顯影-蝕刻-抗蝕層剝離-鉻-紙研磨-搬出的程序。
此外，在表面強化被覆層方面採用DLC的凹印製版輥亦已從例如專利文獻2知悉。
此外，在凹印製版輥的全自動製造系統方面，係存在記載於例如專利文獻3者、記載於專利文獻4者等。
另一方面，在使用於各種的裝置的筒體方 面，已知油壓、氣壓式等的筒體(專利文獻5及專利文獻6)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本發明專利公開2004-223751
[專利文獻2]日本發明專利公開2007-130996
[專利文獻3]WO2007/135898
[專利文獻4]WO2011/125926
[專利文獻5]日本實用新型登錄第3088245號
[專利文獻6]日本實用新型公開平成5-1063
本案申請人，係發現可在附凹部筒體的凹部埋設磁性材料或非磁性材料，從而作成新穎的功能性筒體，予以完成本發明。
亦即，本發明，係目的在於提供磁性圖案與非磁性圖案被形成於周面的功能性筒體及其製造方法。
為了解決上述課題，本發明的功能性筒體，係具有：在周面被以磁性材料或非磁性材料的任一者構成 而成的筒體主體的前述周面形成凹部，從而形成凹部圖案與非凹部圖案的附凹部筒體；以及由埋設於前述凹部圖案的磁性材料或非磁性材料的任一者所成之功能性圖案；該功能性筒體係在前述筒體主體的周面以磁性材料而構成的情況下，在前述凹部圖案埋設非磁性材料，在前述筒體主體的周面以非磁性材料而構成的情況下，在前述凹部圖案埋設磁性材料，從而相鄰地形成前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案而成。
優選上，線狀地形成前述功能性圖案而成，在前述附凹部筒體的周面交替形成於徑向及/或軸向而成。
優選上，前述附凹部筒體被藉雷射製版製作而成。關於雷射製版技術，係可應用揭露於專利文獻1~4的技術。
優選上，前述磁性圖案由從由Fe、Ni、Co所成之群組所選出的至少一種的磁性材料構成而成。亦可為採用了此等的合金。
優選上，前述非磁性圖案由從由Cu、Al所成之群組所選出的至少一種的非磁性材料構成而成。亦可為採用了此等的合金。
優選上，前述磁性圖案及前述非磁性圖案由金屬材料而成，被藉金屬鍍層形成而成。
優選上，前述附凹部筒體的凹部的開口寬度為1μm~1000μm。此外，1μm~50μm較優選，1μ~20μm 更優選。
優選上，前述附凹部筒體的凹部的深度為1μm~1000μm。此外，1μm~50μm較優選，1μ~20μm更優選。
本發明的裝置，係具備前述功能性筒體的裝置。例如，具備本發明功能性筒體的油壓缸或氣缸、只要為具備該等的工作機械、以及機器人、線性感測器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、航空器、人造衛星等可具備本發明的功能性筒體的裝置則皆包含。
優選上，在前述功能性筒體的外周面附近配置磁通檢測手段而成。在磁通檢測手段方面，係舉例如作成環狀的線圈等。
本發明的功能性筒體的製造方法，係供於製造前述功能性筒體，包含：準備周面被以磁性材料或非磁性材料的任一者構成而成的筒體主體的程序；具有在前述筒體主體的周面塗佈抗蝕層的程序、及將前述抗蝕層雷射曝光的程序的附凹部筒體的凹部形成程序；以及在前述所形成的附凹部筒體的凹部，埋設由磁性材料或非磁性材料的任一者所成之功能性圖案，從而形成為前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案相鄰的圖案形成程序。
優選上，線狀地形成前述功能性圖案而成，在前述附凹部筒體的周面交替形成於徑向及/或軸向而成。
優選上，前述附凹部筒體被藉雷射製版製作而成。關於雷射製版技術，係可應用揭露於專利文獻1~4的技術。
優選上，前述磁性圖案由從由Fe、Ni、Co所成之群組所選出的至少一種的磁性材料構成而成。亦可為採用了此等的合金。
優選上，前述非磁性圖案由從由Cu、Al所成之群組所選出的至少一種的非磁性材料構成而成。亦可為採用了此等的合金。
優選上，前述磁性圖案及前述非磁性圖案由金屬材料而成，進一步包含將前述磁性圖案及前述非磁性圖案前述形成的金屬鍍層程序。
優選上，本發明的功能性筒體的製造方法，係藉全自動雷射凹印製版系統而進行。關於全自動雷射凹印製版系統，係可應用揭露於例如專利文獻3及4的系統。尤其，設置如揭露於專利文獻4的複數個非行走型的工業機器人，以前述工業機器人彼此傳遞版母材而依次移送至處理單元，製作處理附凹部筒體的系統從生產效率、灰塵產生防止等的觀點而言為合適。
依本發明時，具有可提供磁性材料的磁性圖案與非磁性材料的非磁性圖案相鄰形成於周面而成的功能性筒體及其製造方法如此之顯著大的效果。
10、10’，28‧‧‧功能性筒體
12‧‧‧周面
14‧‧‧筒體主體
16‧‧‧凹部
18‧‧‧凹部圖案
20‧‧‧非凹部圖案
22‧‧‧附凹部筒體
24‧‧‧功能性圖案
26‧‧‧表面硬化被膜
30‧‧‧磁通檢測手段
[圖1]針對本發明的功能性筒體的一個實施形態作繪示的一部分剖面示意圖。
[圖2]示意性針對本發明的功能性筒體的製造方法作繪示的說明圖，(a)係繪示附凹部筒體的凹部形成程序的主要部分剖面示意圖，(b)係繪示圖案形成程序的主要部分剖面示意圖，(c)係繪示表面硬化被膜形成程序的主要部分剖面示意圖。
[圖3]針對本發明的功能性筒體作繪示的示意圖，(a)係功能性圖案線狀地形成於徑向的示意圖，(b)係功能性圖案線狀地形成於軸向的示意圖。
[圖4]在本發明的功能性筒體的外周面附近配置磁通檢測手段的裝置的示意圖。
[圖5]以實施例1而製作的功能性筒體的軸向放大剖面相片。
[圖6]以實施例2而製作的功能性筒體的周面表面的放大相片。
在以下說明本發明的實施形態，惟此等實施形態係例示者，故只要不從本發明的技術思想脫離則可作各種的變形不言而喻。另外，相同構材係以相同符號表 示。
於圖1，符號10，係表示本發明的功能性筒體的一個實施形態。
功能性筒體10，係如下的功能性筒體：具有在周面12被以磁性材料或非磁性材料的任一者構成而成的筒體主體14的前述周面12形成凹部16從而形成凹部圖案18與非凹部圖案20的附凹部筒體22、及由埋設於前述凹部圖案18的磁性材料或非磁性材料的任一者所成之功能性圖案24，前述筒體主體14的周面12以磁性材料而構成的情況下，係在前述凹部圖案18埋設非磁性材料，前述筒體主體14的周面12以非磁性材料而構成的情況下，係在前述凹部圖案18埋設磁性材料，從而相鄰形成前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案而成。
製造功能性筒體10時，係如明示於圖2，首先準備周面12被以磁性材料或非磁性材料的任一者構成而成的筒體主體14。
接著，在前述筒體主體14的周面12塗佈抗蝕層，將前述抗蝕層作雷射曝光，進一步進行蝕刻等，從而形成凹部16。關於在前述筒體主體14的周面12形成凹部16的方法，係可採用揭露於例如專利文獻1~4的方法。作成如此，而形成附凹部筒體22的凹部(圖2(a))。
接著，在前述所形成的附凹部筒體22的凹部 16，埋設由磁性材料或非磁性材料的任一者所成之功能性圖案24，從而以前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案成為相鄰的方式形成圖案(圖2(b))。如此完成本發明的功能性筒體10。
以圖2(b)之例而言，例如前述筒體主體14的周面12以銅等之非磁性材料而構成的情況下，在該前述筒體主體14的周面12塗佈抗蝕層，將前述抗蝕層作雷射曝光，進一步蝕刻銅，從而形成凹部16。並且，將由鎳等之磁性材料所成之功能性圖案24埋設於凹部16時，埋設為凹部圖案18的磁性圖案、及由非磁性材料所成之非凹部圖案20成為相鄰。另外，在本發明，在埋設為凹部圖案18的功能性圖案方面，係包含由磁性材料所成之圖案或由非磁性材料所成之圖案的任一者。
此外，需要進一步的強度的情況下，係亦可在該功能性筒體10的表面藉鉻、DLC等之周知的表面硬化被膜材料而形成表面硬化被膜26，作成如示於圖2(c)的功能性筒體10’。
另外，在圖示之例，係雖作為前述筒體主體14之例，示出採用實心輥之例，惟亦可採用中空輥。前述筒體主體14的材質雖不限，惟需要其周面以磁性材料或非磁性材料的任一者而構成。
再者，在圖1之例，係雖如示於圖3(a)示出功能性圖案線狀形成於徑向之例，惟亦可如示於圖3(b)作成功能性圖案線狀形成於軸向的功能性筒體28。
接著，將在本發明的功能性筒體10的外周面附近配置磁通檢測手段30之裝置的示意圖示於圖4。於圖4，在磁通檢測手段30方面，係示出利用磁通檢測線圈之例。藉此，例如，於油壓缸、氣缸等的活塞桿使用本發明的功能性筒體10時，可正確檢測出活塞桿的位置，故變得可進行正確的位置檢測、控制等。再者，功能性圖案的寬度，係能以例如1~1000μm程度的各種的寬度製作，故亦可應用於如MEMS的微細的產品。
[實施例]
以下雖舉實施例而進一步具體說明本發明，惟此等的實施例係例示上示出者而不應被限定解釋不言而喻。
(實施例1)
在筒體主體方面，準備圓周600mm、面長1100mm，厚度10mm的鋁製的中空輥，利用NewFX(新克株式會社製全自動雷射製版系統)，而進行功能性筒體的製造。首先，將是被處理輥的中空輥裝戴於鍍銅槽，使中空輥全沒入鍍層液而以30A/dm2、6.0V形成80μm的銅鍍層。鍍層表面係無凸塊、坑洞等的發生，獲得成為基材的均勻的銅鍍層。對此銅鍍層的表面使用2頭型研磨機(新克株式會社製研磨機)作研磨而使該銅鍍層的表面成為均勻的研磨面。
接著，在上述形成的銅鍍層的表面塗佈感光膜(熱阻：TSER2104 E4(新克株式會社製))(噴注式塗佈機)，進行乾燥。所獲得的感光膜的膜厚係以膜厚計(FILLMETRICS公司製F20、Matsushita Techno Trading公司販售)計算的結果，為4μm。接著，將影像作雷射曝光並顯影。上述雷射曝光，係採用Laser Stream FX並以曝光條件500mJ/cm2進行既定的圖案曝光。此外，上述顯影，係採用TLD顯影劑(新克株式會社製顯影劑)，以顯影劑稀釋比率(原液1：水7)，24℃進行90秒鐘，形成既定的抗蝕圖案。接著，將上述所形成的抗蝕圖案作為蝕刻遮罩，而將銅鍍層腐蝕。在腐蝕液方面係採用氯化銅液，35℃以噴灑進行100秒鐘。接著，採用氫氧化鈉，以稀釋比率20g/L、40℃進行180秒鐘，進行抗蝕圖案的抗蝕層剝離。
作成如此，而在周面形成凹部，從而獲得形成凹部圖案與非凹部圖案的附凹部筒體。凹部的開口寬度係40μm，深度係20μm。
將所獲得的附凹部筒體裝戴於鍍鎳槽，使該附凹部筒體全沒於鍍層液而以2A/dm2、6.0V在凹部圖案進行20μm的鍍鎳而埋設了功能性圖案。在非凹部圖案的表面亦實施鎳鍍，惟利用2頭型研磨機(新克株式會社製研磨機)作研磨，使非凹部圖案表面曝露。再者，實施5μm的鍍鉻，獲得功能性筒體。將所獲得的功能性筒體的軸向放大剖面相片示於圖5。
(實施例2)
在筒體主體方面，準備圓周600mm、面長1100mm、厚度8mm的鐵製的中空輥，利用NewFX(新克株式會社製全自動雷射製版系統)，而進行功能性筒體的製造。首先，在是被處理輥的中空輥的鐵層的表面塗佈感光膜(熱阻：TSER2104E4(新克株式會社製))(噴注式塗佈機)，進行乾燥。所獲得的感光膜的膜厚係以膜厚計(FILLMETRICS公司製F20、Matsushita Techno Trading公司販售)計算的結果，為4μm。接著，將影像作雷射曝光並顯影。上述雷射曝光，係採用Laser Stream FX並以曝光條件500mJ/cm2進行既定的圖案曝光。此外，上述顯影，係採用TLD顯影劑(新克株式會社製顯影劑)，以顯影劑稀釋比率(原液1：水7)，24℃進行90秒鐘，形成既定的抗蝕圖案。接著，將上述所形成的抗蝕圖案作為蝕刻遮罩，而將鐵層腐蝕。在腐蝕液方面係採用氯化鐵液，35℃以噴灑進行100秒鐘。接著，採用氫氧化鈉，以稀釋比率20g/L、40℃進行180秒鐘，進行抗蝕圖案的抗蝕層剝離。
作成如此，而在周面形成凹部，從而獲得形成凹部圖案與非凹部圖案的附凹部筒體。凹部的開口寬度係20μm，深度係10μm。
將所獲得的附凹部筒體裝戴於鍍銅槽，使該附凹部筒體全沒於鍍層液而以10A/dm2、6.0V在凹部圖 案進行10μm的鍍銅而埋設了功能性圖案。在非凹部圖案的表面亦實施鍍銅，惟利用2頭型研磨機(新克株式會社製研磨機)作研磨，使非凹部圖案表面曝露。將所獲得的功能性筒體的周面表面的放大相片示於圖6。

Claims (8)

  1. 一種功能性筒體的製造方法，其係用於製造以下功能性筒體者：具有：附凹部筒體，其在周面被以磁性材料或非磁性材料的任一者構成而成的筒體主體的前述周面形成凹部，從而形成凹部圖案與非凹部圖案；以及功能性圖案，其由埋設於前述凹部圖案的磁性材料或非磁性材料的任一者所成；且在前述筒體主體的周面以磁性材料而構成的情況下，在前述凹部圖案埋設非磁性材料，在前述筒體主體的周面以非磁性材料而構成的情況下，在前述凹部圖案埋設磁性材料，從而相鄰地形成前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案而成；該製造方法包含：準備周面被以磁性材料或非磁性材料中的任一者構成而成的筒體主體的程序；附凹部筒體的凹部形成程序，其係具有在前述筒體主體的周面塗佈抗蝕層的程序、及將前述抗蝕層雷射曝光的程序，形成開口程度為1μm~50μm的凹部；以及圖案形成程序，其係在前述所形成的附凹部筒體的凹部，埋設由磁性材料或非磁性材料中的任一者所成之功能性圖案，從而形成為前述磁性材料的磁性圖案與前述非磁性材料的非磁性圖案相鄰。
  2. 如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法，其中，線狀地形成前述磁性圖案及非磁性圖案而成，在前述附凹部筒體的周面交替形成於徑向及/或軸向而成。
  3. 如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法，其中前述附凹部筒體被藉雷射製版製作而成。
  4. 如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法，其中，前述磁性圖案由從由Fe、Ni、Co所成之群組所選出的至少一種的磁性材料構成而成。
  5. 如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法，其中，前述非磁性圖案由從由Cu、Al所成之群組所選出的至少一種的非磁性材料構成而成。
  6. 如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法，其中，前述磁性圖案及前述非磁性圖案由金屬材料而成，進一步包含將前述磁性圖案及前述非磁性圖案前述形成的金屬鍍層程序。
  7. 如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法，其中，前述附凹部筒體的前述凹部的深度為1μm~1000μm。
  8. 一種功能性筒體的製造方法，藉全自動雷射凹印製版系統而進行如申請專利範圍第1項的功能性筒體的製造方法。
TW105108274A 2015-04-07 2016-03-17 功能性筒體的製造方法 TWI663074B (zh)

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