功能性筒体及其制造方法与流程

本发明涉及在周面相邻地形成有磁性材料的磁性图案与非磁性材料的非磁性图案而成的功能性筒体及其制造方法。

背景技术：

以往，作为带凹部的筒体，已知凹印制版辊。凹印制版辊的一般的制造工序例如记载于专利文献1的背景技术一栏。即，为搬入-铬剥离-修正研磨/落版研磨-脱脂-水洗-酸洗-水洗-镀硫酸铜-磨石研磨-感光膜涂布形成-基于激光曝光装置的图像烧印-显影-蚀刻-抗蚀剂剥离-镀铬-砂纸研磨-搬出这样的工序。

另外，例如由专利文献2可知作为表面强化覆盖层而使用了dlc的凹印制版辊。

另外，作为凹印制版辊的全自动制造系统，存在例如记载于专利文献3、记载于专利文献4的系统。

另一方面，作为用于各种装置的筒体，已知液压、气压式等的筒(专利文献5及专利文献6)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-223751

专利文献2：日本特开2007-130996

专利文献3：wo2007/135898

专利文献4：wo2011/125926

专利文献5：日本实用新型登记第3088245号

专利文献6：日本实开平5-1063

技术实现要素：

发明要解决的课题

本申请的申请人发现通过在带凹部的筒体的凹部埋设磁性材料或非磁性材料能够形成新的功能性筒体，从而完成本发明。

即，本发明的目的在于提供在周面形成有磁性图案与非磁性图案的功能性筒体及其制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的功能性筒体具有：带凹部的筒体，其在周面由磁性材料或非磁性材料的任一方构成的筒体主体的所述周面形成有凹部，从而形成有凹部图案与非凹部图案；以及功能性图案，其由埋设于所述凹部图案的磁性材料或非磁性材料的任一方形成，在所述筒体主体的周面由磁性材料构成的情况下，在所述凹部图案埋设有非磁性材料，在所述筒体主体的周面由非磁性材料构成的情况下，在所述凹部图案埋设有磁性材料，从而相邻地形成有所述磁性材料的磁性图案与所述非磁性材料的非磁性图案。

优选的是，所述功能性图案形成为线状，在所述带凹部的筒体的周面沿径向和/或轴向交替地形成。

优选的是，所述带凹部的筒体通过激光制版而制成。关于激光制版技术，可以应用专利文献1～4所公开的技术。

优选的是，所述磁性图案通过从由fe、ni、co形成的组中选出的至少一种磁性材料构成。也可以为使用它们的合金。

优选的是，所述非磁性图案通过从由cu、al形成的组中选出的至少一种非磁性材料构成。也可以为使用它们的合金。

优选的是，所述磁性图案及所述非磁性图案由金属材料形成，通过金属镀敷而形成。

优选的是，所述带凹部的筒体的凹部的开口宽度为1μm～1000μm。另外，更优选为1μm～50μm，进一步优选为1μ～20μm。

优选的是，所述带凹部的筒体的凹部的深度为1μm～1000μm。另外，更优选为1μm～50μm，进一步优选为1μ～20μm。

本发明的装置是具备所述功能性筒体的装置。例如为具备本发明的功能性筒体的液压缸或气缸、具备它们的工作机械、以及机器人、线性传感器、mems(microelectromechanicalsystems)、航空器、人造卫星等，只要能够具备本发明的功能性筒体的装置，则均包含于本发明的装置。

优选的是，在所述功能性筒体的外周面附近配置有磁通检测机构。作为磁通检测机构，可以列举例如形成为环状的线圈等。

本发明的功能性筒体的制造方法用于制造所述功能性筒体，其中，所述功能性筒体的制造方法包含：准备周面由磁性材料或非磁性材料的任一方构成的筒体主体的工序；带凹部的筒体的凹部形成工序，具有在所述筒体主体的周面涂布抗蚀剂的工序、对所述抗蚀剂进行激光曝光的工序；以及图案形成工序，通过在所形成的所述带凹部的筒体的凹部埋设由磁性材料或非磁性材料的任一方形成的功能性图案，从而相邻地形成所述磁性材料的磁性图案与所述非磁性材料的非磁性图案。

优选的是，所述磁性图案及非磁性图案形成为线状，在所述带凹部的筒体的周面沿径向和/或轴向交替地形成。

优选的是，所述带凹部的筒体通过激光制版而制成。关于激光制版技术，可以应用专利文献1～4所公开的技术。

优选的是，所述磁性图案通过从由fe、ni、co形成的组中选出的至少一种磁性材料构成。也可以为使用它们的合金。

优选的是，所述非磁性图案通过从由cu、al形成的组中选出的至少一种非磁性材料构成。也可以为使用它们的合金。

优选的是，所述磁性图案及所述非磁性图案由金属材料形成，所述功能性筒体的制造方法还包含形成所述磁性图案以及所述非磁性图案的金属镀敷工序。

优选的是，本发明的功能性筒体的制造方法通过全自动激光凹印制版系统来进行。关于全自动激光凹印制版系统，可以应用例如专利文献3及4所公开的系统。特别是，基于生产效率、防止产生灰尘等观点，优选如专利文献4所公开的系统，该系统设置有多个非行走型的工业机器人，通过所述工业机器人彼此传递版母材而依次移送至处理单元，对带凹部的筒体进行制作处理。

发明效果

根据本发明，具有能够提供在周面相邻地形成有磁性材料的磁性图案与非磁性材料的非磁性图案而成的功能性筒体及其制造方法这样的显著效果。

附图说明

图1是示出本发明的功能性筒体的一个实施方式的局部剖面示意图。

图2是示意性地示出本发明的功能性筒体的制造方法的说明图，(a)是示出带凹部的筒体的凹部形成工序的主要部分剖面示意图，(b)是示出图案形成工序的主要部分剖面示意图，(c)是示出表面硬化被膜形成工序的主要部分剖面示意图。

图3是示出本发明的功能性筒体作的示意图，(a)是功能性图案呈线状地沿径向形成的示意图，(b)是功能性图案呈线状地沿轴向形成的示意图。

图4是在本发明的功能性筒体的外周面附近配置有磁通检测机构的装置的示意图。

图5是按照实施例1制作的功能性筒体的轴向放大剖面照片。

图6是按照实施例2制作的功能性筒体的周面表面的放大照片。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明，但这些实施方式仅为例示，因此无需言及能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种变形。另外，相同构材用相同的附图标记表示。

在图1中，符号10表示本发明的功能性筒体的一个实施方式。

功能性筒体10是如下的功能性筒体，该功能性筒体具有：带凹部的筒体22，其通过在周面12由磁性材料或非磁性材料的任一方构成的筒体主体14的所述周面12形成凹部16，从而形成有凹部图案18与非凹部图案20；以及功能性图案24，其由埋设于所述凹部图案18的磁性材料或非磁性材料的任一方构成，在所述筒体主体14的周面12由磁性材料构成的情况下，在所述凹部图案18埋设非磁性材料，在所述筒体主体14的周面12由非磁性材料构成的情况下，在所述凹部图案18埋设磁性材料，由此所述磁性材料的磁性图案与所述非磁性材料的非磁性图案相邻地形成。

在制造功能性筒体10时，如图2所示，首先准备周面12由磁性材料或非磁性材料的任一方构成的筒体主体14。

接着，在所述筒体主体14的周面12涂布抗蚀，对所述抗蚀剂进行激光曝光，并且进行蚀刻等，从而形成凹部16。关于在所述筒体主体14的周面12形成凹部16的方法，可以采用例如专利文献1～4所公开的方法。这样，形成带凹部的筒体22的凹部(图2的(a))。

接着，通过在所形成的所述带凹部的筒体22的凹部16埋设由磁性材料或非磁性材料的任一方形成的功能性图案24，从而以所述磁性材料的磁性图案与所述非磁性材料的非磁性图案相邻的方式形成图案(图2的(b))。这样，完成本发明的功能性筒体10。

以图2的(b)为例，例如在所述筒体主体14的周面12由铜等非磁性材料构成的情况下，在该所述筒体主体14的周面12涂布抗蚀剂，对所述抗蚀剂进行激光曝光，并且对铜进行蚀刻，从而形成凹部16。而且，若将由镍等磁性材料形成的功能性图案24埋设于凹部16，则埋设为凹部图案18的磁性图案与由非磁性材料形成的非凹部图案20相邻。需要说明的是，在本发明，埋设为凹部图案18的功能性图案方面包含由磁性材料构成的图案或由非磁性材料构成的图案的任一方。

另外，在需要更大的强度的情况下，也可以在该功能性筒体10的表面通过铬、dlc等公知的表面硬化被膜材料形成表面硬化被膜26，形成如图2的(c)所示的功能性筒体10’。

需要说明的是，在图示的例子中，作为所述筒体主体14的例子示出了使用实心辊的例子，但也可以使用中空辊。所述筒体主体14的材质不限，但其周面需要由磁性材料或非磁性材料的任一方构成。

并且，在图1的例子中，如图3的(a)所示那样示出了功能性图案呈线状地沿径向形成的例子，但也可以如图3的(b)所示那样形成为功能性图案呈线状地沿轴向形成的功能性筒体28。

接着，在图4中示出在本发明的功能性筒体10的外周面附近配置有磁通检测机构30的装置。在图4中，示出作为磁通检测机构30而使用磁通检测线圈的例子。由此，例如，若将本发明的功能性筒体10用于液压缸、气缸等的活塞杆时，能够准确地检测出活塞杆的位置，因此能够进行准确的位置检测、控制等。并且，功能性图案的宽度能够按照例如1～1000μm左右的各种宽度制作，因此也能能够应用于mems这样的微小的产品。

[实施例]

以下列举实施例对本发明更加具体地进行说明，当无需言及的是这些实施例仅为例示而不应限定性地进行解释。

(实施例1)

作为筒体主体，准备圆周为600mm、面长为1100mm、厚度为10mm的铝制的中空辊，利用newfx(新克株式会社制全自动激光制版系统)，进行功能性筒体的制造。首先，将作为被处理辊的中空辊装配于镀铜槽，使中空辊全部浸没于镀敷液而并以30a/dm²、6.0v形成80μm的铜镀层。镀层表面无凸点、凹坑等的产生，获得成为基材的均匀的铜镀层。使用双头型研磨机(新克株式会社制研磨机)对该铜镀层的表面进行研磨而将该铜镀层的表面形成成为均匀的研磨面。

接着，在形成的上述铜镀层的表面涂布感光膜(热敏抗蚀剂：tser2104e4(新克株式会社制))(喷注式涂布机)，然后进行干燥。通过膜厚计(fillmetrics公司制f20、matsushitatechnotrading公司售)来测量所获得的感光膜的膜厚，膜厚为4μm。接着，对图像进行激光曝光并显影。对于上述激光曝光，采用laserstreamfx并在500mj/cm²的曝光条件下进行规定的图案曝光。另外，对于上述显影，使用tld显影剂(新克株式会社制显影剂)，以显影剂稀释比率(原液1：水7)在24℃下进行90秒钟，从而形成规定的抗蚀图案。接着，将所形成的上述抗蚀图案作为蚀刻掩模，而对铜镀层进行腐蚀。使用氯化铜液作为腐蚀液，在35℃下通过喷洒进行100秒钟。接着，使用氢氧化钠，以稀释比率20g/l、在40℃下进行180秒钟，进行抗蚀图案的抗蚀剂剥离。

这样，在周面形成凹部，从而获得形成有凹部图案与非凹部图案的带凹部的筒体。凹部的开口宽度是40μm，深度是20μm。

将所获得的带凹部的筒体装配于镀镍槽，使该带凹部的筒体全部浸没于镀敷液并以2a/dm2、6.0v在凹部图案进行20μm的镀镍，从而埋设功能性图案。在非凹部图案的表面也实施镍镀，使用双头型研磨机(新克株式会社制研磨机)进行研磨，使非凹部图案表面露出。并且，实施5μm的镀铬，从而获得功能性筒体。在图5中示出所获得的功能性筒体的轴向放大剖面照片。

(实施例2)

作为筒体主体，准备圆周为600mm、面长为1100mm、厚度为8mm的铁制的中空辊，使用newfx(新克株式会社制全自动激光制版系统)，进行功能性筒体的制造。首先，在作为被处理辊的中空辊的铁层的表面涂布感光膜(热敏抗蚀剂：tser2104e4(新克株式会社制))(喷注式涂布机)，然后进行干燥。通过膜厚计(fillmetrics公司制f20、matsushitatechnotrading公司贩卖)来测量所获得的感光膜的膜厚，膜厚为4μm。接着，对图像进行激光曝光并显影。对于上述激光曝光，使用laserstreamfx并以500mj/cm²的曝光条件进行规定的图案曝光。另外，对于上述显影，使用tld显影剂(新克株式会社制显影剂)，以显影剂稀释比率(原液1：水7)，在24℃下进行90秒钟，从而形成规定的抗蚀图案。接着，将所形成的上述抗蚀图案作为蚀刻掩模，对铁层进行腐蚀。使用氯化铁液作为腐蚀液，在35℃下通过喷洒进行100秒钟。接着，使用氢氧化钠，以稀释比率20g/l在40℃下进行180秒钟，进行抗蚀图案的抗蚀剂剥离。

这样，通过在周面形成凹部，从而获得形成有凹部图案与非凹部图案的带凹部的筒体。凹部的开口宽度是20μm，深度是10μm。

将所获得的带凹部的筒体装配于镀铜槽，使该带凹部的筒体全部浸没于镀敷液并以10a/dm²、6.0v在凹部图案进行10μm的镀铜，从而埋设功能性图案。在非凹部图案的表面也实施镀铜，使用双头型研磨机(新克株式会社制研磨机)进行研磨，使非凹部图案表面露出。在图6中示出所获得的功能性筒体的周面表面的放大照片。

附图标记说明

10、10’、28：功能性筒体；

12：周面；

14：筒体主体；

16：凹部；

18：凹部图案；

20：非凹部图案；

22：带凹部的筒体；

24：功能性图案；

26：表面硬化被膜；

30：磁通检测机构。