(57)【要約】【課題】生産性の良いエンボスロールの製造方法およびエンボスロールを提供する。【解決手段】本発明のエンボスロール１の製造方法は、筒体２の内面に微細凹凸パターンＰと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層６を形成する工程と、凹凸層６の表面に金属膜８を形成する工程と、金属膜８の内側に支持ロール９を配置する工程と、金属膜８と支持ロール９との間に電解めっきにより金属層１０を形成することで、下地金属膜７、金属層８、および支持ロール９を一体化する工程と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に微細凹凸パターンを有するエンボスロールの製造方法であって、
筒体の内面に前記微細凹凸パターンと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層を形成する工程と、
前記凹凸層の表面に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜の内側に支持ロールを配置する工程と、
前記金属膜と前記支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、前記下地金属膜、前記金属層、および前記支持ロールを一体化する工程と、を備えた
ことを特徴とするエンボスロールの製造方法。
【請求項２】
前記電解めっきにより金属層を形成する工程に先立って、
無電解めっきで下地金属膜を有する工程を有し、
前記下地金属膜上に電解めっきで前記金属膜を形成する
ことを特徴とする請求項１記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項３】
前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、
前記金属膜を陰極、前記支持ロールを陽極とする
ことを特徴とする請求項１または２記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項４】
前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、
前記金属膜を陽極、前記支持ロールを陰極とする
ことを特徴とする請求項１または２記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項５】
前記支持ロールを内側に配置する前の前記金属膜の内径が、前記支持ロールの外径よりも１ｍｍ以上大きい
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項６】
前記金属層がニッケルからなる
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項７】
前記凹凸層を形成する工程が、
前記筒体の内面に感光性樹脂を塗布する工程と、
前記感光性樹脂に対して露光および現像を行う工程と、
現像後の前記感光性樹脂の表面をエッチングする工程と、を有する
ことを特徴とする請求項１記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項８】
前記金属層と前記筒体および前記凹凸層とを分離する工程を有する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項９】
前記無電解めっき又は前記電解めっきを行う工程において、
前記筒体を起立させる
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法によって得られたことを特徴とするエンボスロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンボスロールの製造方法およびエンボスロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンボスロ−ルを用いた成型品としては、液晶表示装置用のバックライト、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ等の薄板状レンズ、光反射シート、光散乱シート等の光学シート、また、リヤプロジェクションスクリーン等に用いられるプリズムシート、レンチキュラーシート、フレネルシートなどが例示される。
【０００３】
従来、これらの光学シート類を成型する方法として、表面に微細な凹凸パターンが形成されたエンボスロールが使用される。エンボスロールを用いれば微細な加工が容易であるとともに連続加工が可能であることから、生産性に優れている。
【０００４】
一方で、エンボスロールに対する微細加工が困難であるという問題もあった。これを解決するために提案されたものとして、まず、円筒状のガラス管の内側に感光性レジストで微細な凹凸パターンを形成し、この感光性レジストの表面に電解めっき層を成長させることで作製したロール電鋳の内側に支持ロールを冷却嵌めすることによって、エンボスロールを製造する方法がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−３５１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ロール電鋳は、感光性レジストの凹凸を受けてめっき成長したものであるから、ロール電鋳の内面（感光性レジスト側の面とは反対側の面）にも凹凸が反映されてしまう。このため、ロール電鋳の内側に支持ロールを嵌め込む前に、内面を研磨して真円にしておく必要があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、生産性の良いエンボスロールの製造方法およびエンボスロール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】
【０００７】
本発明のエンボスロールの製造方法は、上記課題を解決するために、表面に微細凹凸パターンを有するエンボスロールの製造方法であって、筒体の内面に前記微細凹凸パターンと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層を形成する工程と、前記凹凸層の表面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の内側に支持ロールを配置する工程と、前記金属膜と前記支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、前記下地金属膜、前記金属層、および前記支持ロールを一体化する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、かしめを使用することなく、金属膜と支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、下地金属膜、金属層、および支持ロールを一体化することができる。これにより、従来のようにロール電鋳内に支持ロールを嵌め込む場合に、ロール電鋳の内面を研磨する手間が省けるので、従来の製法よりもエンボスロールを容易に製造することができる。
【０００９】
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程に先立って、無電解めっきで下地金属膜を有する工程を有し、前記下地金属膜上に電解めっきで前記金属膜を形成することが好ましい。
本発明において下地金属膜は、凹凸層と金属膜とのコンタクト層として機能するものであって、これにより凹凸層の表面に良好に電解めっき処理が行える。また、下地金属膜上に電解めっきを施すことで所定の膜厚の金属層を形成することができる。
【００１０】
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、前記金属膜を陰極、前記支持ロールを陽極とすることが好ましい。
本発明によれば、陰極とされた金属層上にめっき層が成長して、陽極とされた支持ロールに接するまでその成長は続く。このようにして形成される金属層と支持ロールとが接合して一体となる。
【００１１】
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、前記金属膜を陽極、前記支持ロールを陰極とすることが好ましい。
本発明によれば、陰極とされた支持ロールの外周面上にめっき層が成長して、陽極とされた金属膜に接するまでその成長は続く。このようにして形成される金属層と支持ロールとが接合して一体となる。
【００１２】
また、前記支持ロールを内側に配置する前の前記金属膜の内径が、前記支持ロールの外径よりも１ｍｍ以上大きいことが好ましい。
本発明によれば、金属膜を有した筒体の内側に支持ロールを配置することが容易である。なお、金属膜を形成する工程において、金属膜の内径が、支持ロールの外径よりも１ｍｍ以上大きくなるように調整する。
【００１３】
また、前記金属層がニッケルからなることが好ましい。
本発明のように、ニッケルめっきにより形成される金属層は、空気や湿気に対して比較的安定であることから、耐久性に優れたエンボスロールを形成することができる。
【００１４】
また、前記凹凸層を形成する工程が、前記筒体の内面に感光性樹脂を塗布する工程と、
前記感光性樹脂に対して露光および現像を行う工程と、現像後の前記感光性樹脂の表面をエッチングする工程と、を有することが好ましい。
本発明によれば、感光性樹脂により凹凸層を形成することにより、複雑な凹凸パターンを容易に形成することが可能である。
【００１５】
また、前記金属層と前記筒体および前記凹凸層とを分離する工程を有することが好ましい。
本発明によれば、金属層から筒体及び凹凸層を分離することによって、最表面に所定の微細凹凸パターンを有したエンボスロールが得られる。
【００１６】
また、前記無電解めっき又は前記電解めっきを行う工程において、前記筒体を起立させることが好ましい。
本発明によれば、長さを有する筒体を撓ませることなく、無電解めっき又は電解めっきを行うことができる。これにより、無電解めっき及び電解めっきにおいて、均一な膜厚で成膜を行える。
【００１７】
本発明のエンボスロールは、先に記載のエンボスロールの製造方法によって得られたことを特徴とする。
本発明によれば、電解めっきによって形成された金属層と支持ロールとが接合されることで一体化されているため、耐久性に優れたエンボスロールとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
図１は、本発明のエンボスロール１の製造フローを説明する断面図、図２はエンボスロール１の製造方法を示すフローチャート図である。なお、図１及び図２には、第１実施形態と第２実施形態とが併せて示されている。
【００２０】
まず、図１（ａ）に示すように筒体２としてガラス管を用意した（Ｓ１）。ガラス以外にも、露光光に対して透明なセラミックスやプラスチックからなる筒体を用いても良い。そして、図１（ｂ）に示すように筒体２の内周面２ａに感光性樹脂であるレジスト５を所定厚さに塗布し（Ｓ２）、プレベークを行った。なお、筒体２とレジスト５との密着性を向上させるべく、下地層４として例えばカップリング剤によるコート、金属酸化膜の形成等を採用することもできる。レジスト５の塗布方法としては、ディップコートあるいはスピンコートなどの公知の手段を採用できる。
【００２１】
次に、筒体２の内面に塗布したレジスト５の膜（以下、レジスト膜５）の表面に、不図示のレーザヘッドよりレーザーを照射して露光を行う（Ｓ３）。露光は、レーザ照射部を筒体２の周方向に回転させながら筒体２の長さ方向に移動させて、スポット状にレジスト膜５の表面の略全面をパターン露光する。
【００２２】
次に、露光後のレジスト膜５に対して現像処理を行う（Ｓ３）。すると、図１（ｃ）に示すように、エンボスロール１の微細凹凸パターンＰ（図１（ｈ）参照）とは逆凹凸の凹凸形状を有する凹凸層６が形成される。凹凸形状は、凹凸層６の表面の略全面に形成される。
【００２３】
次に、筒体２を起立させた状態で無電解めっきを施し（Ｓ４）、凹凸形状を有した凹凸層６の表面に、図１（ｄ）に示すような膜厚が約０．５μｍの下地金属膜７を形成する。無電解めっきにより、凹凸層６の表面に無電解めっき膜が均一な膜厚で成膜されるので、凹凸層６の表面の凹凸形状を反映した下地金属膜７が得られる。
【００２４】
無電解めっきに使用する金属材料としては、例えばニッケルを主体としたものが好適である。エンボスロール１の最外面となる下地金属膜７を無電解ニッケルめっきにより成膜することで、十分な硬度が得られる。
【００２５】
その後、電界めっきを施すことにより（Ｓ５）、図１（ｅ）に示すように下地金属膜７の表面に金属膜８を形成する。電解めっきにより、下地金属膜７上に所定の膜厚で金属膜８を形成することができる。上記下地金属膜７は、凹凸層６と金属膜８とのコンタクト層として機能するもので金属膜８と一体化されている。
【００２６】
電解めっきに使用する金属材料としては、例えばニッケルを主体としたものが好適である。ニッケルは、空気や湿気に対して比較的安定であることから、優れた耐久性を必要とするエンボスロール１の構成材料として好適である。
【００２７】
次に、図１（ｆ）に示すように下地金属膜７及び金属膜８から筒体２及び凹凸層６を分離する（Ｓ６）。分離方法としては、ガラス管からなる筒体２を破壊することによって分離する方法が挙げられる。また、筒体２を取り除いた後、感光性樹脂からなる凹凸層６を除去する際には、例えば下地金属膜７および金属膜８との熱膨張係数の差を利用して、凹凸層６のみを加熱するか、逆に下地金属膜７および金属膜８を冷却することによって分離することも可能である。なお、凹凸層６は切断することによっても分離できる。
【００２８】
次に、図１（ｇ）に示すように、金属膜８の内側にステンレスなどからなる金属製の支持ロール９を配置する（Ｓ７）。ここで、支持ロール９を配置する工程の前、すなわち金属膜８の形成工程において、金属膜８の内径が支持ロール９の外形よりも１ｍｍ以上大きくなるように予め調整しておく。これによって、金属膜８内への支持ロール９の配置が容易となる。
【００２９】
次に、金属膜８を陰極、支持ロール９を陽極として電界めっきを施すことで（Ｓ８Ａ）、図１（ｈ）に示すように金属膜８と支持ロール９との間に金属層１０を形成する。金属膜８上における電解めっき層の成長は陽極とされた支持ロール９の外周面９ａに達したところで止まるので、形成された金属層１０の内周面１０ａが支持ロール９に接合して金属膜８、金属層１０及び支持ロール９が一体となる。これにより、表面に所望の微細凹凸パターンＰを有したエンボスロール１が形成される。
【００３０】
本実施形態のエンボスロール１の製造方法では、金属膜８を電界めっきにより膜成長させ、これによって形成される金属層１０によって支持ロール９と一体化させてエンボスロール１を得ている。本実施形態では、支持ロール９を電解めっきの電極（陽極）として使用することにより、かしめを使用することなく支持ロール９と金属層１０とを一体化することができる。これにより、従来のようにロール電鋳内に支持ロールをはめ込む場合に、ロール電鋳の内面を研磨する手間が省けるので、従来の製法よりも容易にエンボスロール１を製造することができる。
【００３１】
図３に、本実施形態のエンボスロール１の製造方法によって形成されたエンボスロール１の概略構成図を示す。ここでは、投射型表示装置に用いられる反射スクリーンを製造するために使用されるエンボスロール１について説明する。図４は、本発明に係るエンボスロールを用いた成型品の一例である反射スクリーン１００を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００３２】
本実施形態のエンボスロール１は、図３に示すように、直径が約３００〜１２００ｍｍ、有効長さが約２５００ｍｍの円柱状を呈してなるもので、その外周面１ａの略全周に亘って、図４に示す一枚のスクリーン基板１０１の複数の凹部１０２に対応した微細凹凸パターンＰが形成されている。
なお、図３中のハッチング領域が微細凹凸パターンＰが形成された領域に対応しており、同図において微細凹凸パターンＰの具体的な形状は省略して示す。
【００３３】
このようなエンボスロール１を樹脂材料からなる材料シートに対して加熱加圧することによって、エンボス形成加工がなされる。
【００３４】
そして、後の工程において、加工後の材料シートに転写形成された凹部１０２の内壁面の一部に反射膜１０３が形成されて、反射スクリーン１００が構成されることになる。
【００３５】
なお、上記したスクリーン基板１０１などのような反射タイプには、材料シートとして例えばアルミニウム膜を中間層に配置してなるラミネートシートを採用してもよい。また、レンチキュラーレンズなどの平板状のレンズなどのように透明である必要がある場合には、材料シートとして透明な樹脂材料を用いる。
【００３６】
本実施形態のエンボスロール１は、表面硬度が高く、電解めっきにて形成された金属層１０と支持ロール９とが接合されることで一体化されているため、機械的耐久性に優れている。また、本実施形態のエンボスロール１を用いた加工において、上述したような光学部品を成型する場合、成型品の形状の再現性に優れていることから、光学部品として良好な光学性能を有する製品が得られる。
【００３７】
また、耐久性に優れているため、長期の繰り返しの成型においても、エンボスロール１の変形や腐食などが起こり難い。よって、エンボスロール１自体の寿命が長くなり、結果的に製品のコストダウンが可能となる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係るエンボスロール２０の製造方法の第２実施形態について図１及び図２を参照して説明する。以下の説明において、第１実施形態と共通する部分は省略する。
【００３９】
第１実施形態では、電界めっき工程において金属膜８を陰極、支持ロール９を陽極として電界めっき処理を行っていたが、第２実施形態では、図１（ｉ）に示すように、金属膜８を陽極、支持ロール９を陰極として電界めっき処理を行う（図２：Ｓ８Ｂ）。
【００４０】
すると、図１（ｊ）に示すように、支持ロール９の外周面上にＮｉめっき層が成長して、その成長が金属膜８の内周面８ａに接触するまで続く。金属膜８と支持ロール９との間に形成された金属層１１によって、金属膜８と支持ロール９とが一体化され、表面に所定の微細凹凸パターンＰを有したエンボスロール２０が得られる。
【００４１】
本実施形態によれば、支持ロール９の表面に電解めっき層（金属層１１）が直接形成されることから、支持ロール９を中心に回転するエンボスロール２０の機械的強度がより向上したものとなる。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
例えば、先の実施形態において、めっき処理にニッケルを主体とする材料を採用するとしたが、エンボスロール１，２０として加工条件に耐え得るものであれば、他の金属材料を採用してもよい。
【００４４】
また、先の実施形態においては、電解めっきによって金属膜８と支持ロール９との間に金属層１０（１１）を形成する前に筒体２及び凹凸層６を分離除去しているが、電界めっき処理後であって、製造工程の最後に除去するようにしてもよい。これにより、製造工程中に、微細凹凸パターンＰを有する下地金属膜７の表面に傷などがついてしまうのを防ぐことができる。これにより、加工精度に優れたエンボスロール１，２０を形成することができる。
【００４５】
また、先の実施形態においては、エンボスロール１，２０を表示装置における光学シートなどの製造に用いられるものであるとしたが、その他の転写加工に用いることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１、第２実施形態のエンボスロールの製造フローを示す断面図。
【図２】第１、第２実施形態のエンボスロールの製造方法のフローチャート図。
【図３】第１実施形態のエンボスロールを模式的に示す斜視図。
【図４】エンボスロールによって加工成形される反射スクリーンを示す（ａ）平面図、（ｂ）断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１，２０…エンボスロール、２…筒体、…、５…レジスト膜、６…凹凸層、７…下地金属膜、８…金属膜、９…支持ロール、１０，１１…金属層、Ｐ…微細凹凸パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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