(57)【要約】【課題】サイドエッチングの問題を解消したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムを提供する。【解決手段】産業用ロボットと、感光材塗布ユニットと、露光ユニットと、現像ユニットと、ＤＬＣ被覆膜形成ユニットと、膜除去ユニットと、を含む処理ユニット群を有し、前記処理ユニット群が産業用ロボットのアーム旋回軌道上に設置されてなり、前記処理ユニット群の各処理ユニットに対してシリンダ基材を順次移載していくことより、シリンダ基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材の表面にＤＬＣパターンを形成してパターン付ロールを製造するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットと、
感光材塗布ユニットと、露光ユニットと、現像ユニットと、ＤＬＣ被覆膜形成ユニットと、膜除去ユニットと、
を含む処理ユニット群を有し、
前記処理ユニット群が産業用ロボットのアーム旋回軌道上に設置されてなり、前記処理ユニット群の各処理ユニットに対してシリンダ基材を順次移載していくことより、シリンダ基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材の表面にＤＬＣパターンを形成してパターン付ロールを製造するようにしたパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項２】
シリンダ基材をストックするための回転台付シリンダストッカ装置が、前記産業用ロボットのアーム旋回軌道上にさらに設置されてなることを特徴とする請求項１記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項３】
前記シリンダ基材が、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＣＦＲＰからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項４】
前記シリンダ基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項５】
前記感光材が、ネガ型感光性組成物であることを特徴とする１〜４いずれか１項記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項６】
前記ＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ〜数１０μｍであることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項７】
前記パターン付ロールが、グラビア印刷用ロールであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項８】
請求項７記載のパターン付ロールによって製造されたことを特徴とする製品。
【請求項９】
前記パターン付ロールが、成形用エンボスロールであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項１０】
請求項９記載のパターン付ロールによって成形されたことを特徴とする製品。
【請求項１１】
前記パターン付ロールが、連続めっき用ロールであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のパターン付ロール全自動製造システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のパターン付ロールによってめっきされたことを特徴とする製品。
【請求項１３】
１〜７，９，１１いずれか１項記載のパターン付ロール全自動製造システムを用いてパターン付ロールを製造する方法であり、
基材を準備する工程と、該基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成する工程と、該基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめる工程と、を含むことを特徴とするパターン付ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）によってパターニングを施したパターン付ロールの全自動製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パターン付ロールとしてグラビア印刷用ロールがある。グラビア印刷では、グラビア製版ロール（グラビアシリンダー）に対し、製版情報に応じた微小な凹部（グラビアセル）を形成して版面を製作し当該グラビアセルにインキを充填して被印刷物に転写するものである。一般的なグラビア製版ロールにおいては、アルミニウムや鉄などの版母材の表面に版面形成用の銅メッキ層（版材）を設け、該銅メッキ層にエッチングによって製版情報に応じ多数の微小な凹部（グラビアセル）を形成し、次いでグラビア製版ロールの耐刷力を増すためのクロムメッキによって硬質のクロム層を形成して表面強化被覆層とし、製版（版面の製作）が完了する。本願出願人は、例えば、特許文献１に記載されたグラビア製版ロールを提案している。
【０００３】
また、パターン付ロールとして成形用エンボスロールがある。熱可塑性樹脂フィルムにエンボス加工を施し、ＬＣＤ用バックライトや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、反射防止フィルムなどの電子部品を作製したり、金属プレートにエンボス加工を施して意匠性を高めたり、滑り防止機能を持たせたりすることが行われている。本願出願人は、例えば、特許文献２に記載されたエンボスロールを提案している。
【０００４】
また、パターン付ロールとして連続めっき用ロールがある。連続めっき用ロールは、連続めっき装置に用いられるもので、例えば、リールに巻き付けた鋼板等の帯状のワークを連続的に巻き取りながらめっき浴中を通すことで、連続的にめっきを行うものである。連続めっき用ロールの例としては、例えば、特許文献３や特許文献４に開示されたシンクロール等のロールがある。
【０００５】
上述したようなパターン付ロールを製作する場合、基材に感光材を塗布して露光・現像・バーニングしてエッチングすると、いわゆるサイドエッチングと呼ばれるオーバーエッチングが発生する問題があった。そして、パターニングが微細になる程、サイドエッチングの問題がより一層顕在化する。
【０００６】
そこで、本願出願人は、サイドエッチングの問題を解消したパターン付ロール及びその製造方法を提案している（特許文献６）。
【０００７】
しかしながら、上記したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムについては、まだ存在していなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１２０７８９
【特許文献２】特開２００９−７２８２８号公報
【特許文献３】特開２００６−２８３０４４号公報
【特許文献４】特開２００１−８９８３６号公報
【特許文献５】特開２００９−０９３１７０号公報
【特許文献６】特開２０１２−１５４９６４号公報
【特許文献７】国際公開ＷＯ２００７／１３５８９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、サイドエッチングの問題を解消したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のパターン付ロール全自動製造システムは、産業用ロボットと、感光材塗布ユニットと、露光ユニットと、現像ユニットと、ＤＬＣ被覆膜形成ユニットと、膜除去ユニットと、を含む処理ユニット群を有し、前記処理ユニット群が産業用ロボットのアーム旋回軌道上に設置されてなり、  前記処理ユニット群の各処理ユニットに対してシリンダ基材を順次移載していくことより、シリンダ基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材の表面にＤＬＣパターンを形成してパターン付ロールを製造するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このようにして、レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめるため、サイドエッチングの問題が解消される利点がある。すなわち、本発明では、エッチングではなくいわゆるリフトオフとよばれる手法を用いているため、従来のようなサイドエッチングの問題が生じないのである。
【００１２】
シリンダ基材をストックするための回転台付シリンダストッカ装置が、前記産業用ロボットのアーム旋回軌道上にさらに設置されてなるのが好適である。
【００１３】
前記シリンダ基材が、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるのが好適である。特に、前記シリンダ基材が、ＣＦＲＰ製のシリンダ基材であると、産業用ロボットがハンドリングする際に軽量であるという利点がある。プリント基板の作製では、頻繁に版を変えるため、特にパターン付ロールを用いてプリント基板を作製するときに有利である。
【００１４】
前記シリンダ基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるのが好ましい。前記クッション層としては、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を使用することができる。このクッション層の厚さはクッション性即ち弾力性を付与できる厚さであればよく、特別の限定はないが、例えば、１ｃｍ〜５ｃｍ程度の厚さがあれば充分である。ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えたグラビア版の例としては、例えば特許文献５などがある。
【００１５】
前記感光材が塗布される基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなるように構成してもよい。より具体的には、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を基材として使用することができる。
【００１６】
前記感光材としては、ポジ型感光性組成物又はネガ型感光性組成物のいずれも適用可能であるが、ネガ型感光性組成物が好ましい。
【００１７】
前記ＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ〜数１０μｍであるのが好ましい。より具体的には、０．１μｍ〜２０μｍが好ましく、０．１μｍ〜５μｍがさらに好ましい。
【００１８】
前記パターン付ロールが、グラビア印刷用ロールであるのが好適である。サイドエッチングの問題がないため、従来よりも濃度範囲を広げることが可能であるからである。
【００１９】
本発明に係る製品は、前記グラビア印刷用ロールによって印刷されたことを特徴とする。
【００２０】
前記パターン付ロールが、成形用エンボスロールであるのが好ましい。
【００２１】
本発明に係る製品は、前記成形用エンボスロールによって成形されたことを特徴とする。
【００２２】
前記パターン付ロールが、連続めっき用ロールであるのが好ましい。
【００２３】
本発明に係る製品は、前記連続めっき用ロールによってめっきされたことを特徴とする。
【００２４】
本発明のパターン付ロールの製造方法は、前記パターン付ロール全自動製造システムを用いてパターン付ロールを製造する方法であり、基材を準備する工程と、該基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成する工程と、該基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめる工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、サイドエッチングの問題を解消したサイドエッチングの問題を解消したパターン付ロールを全自動で効率的に製造するための全自動システムを提供することができるという著大な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るパターン付ロール全自動製造システムの一つの実施の形態を示す概略平面図である。
【図２】本発明に係るパターン付ロール全自動製造システムで製造されるパターン付ロールの一例を模式的に示す説明図であり、（ａ）は基材の表面に感光材を塗布した状態の要部断面図、（ｂ）は露光・現像せしめてレジストパターンを形成した状態の要部断面図、（ｃ）は基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成した状態の要部断面図、（ｄ）は該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめた状態を示す要部断面図である。
【図３】図２に示したパターン付ロールの製造工程順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００２８】
本発明に係るパターン付ロール全自動製造システムの一つの実施の形態を添付図面を用いて説明する。図１において、符号１０は本発明に係るパターン付ロール全自動製造システムを示す。
【００２９】
パターン付ロール全自動製造システム１０は、産業用ロボット１２と、感光材塗布ユニット１４と、露光ユニット１６と、現像ユニット１８と、膜除去ユニット２０と、ＤＬＣ被覆膜形成ユニット２２と、を含む処理ユニット群２４を有している。前記処理ユニット群２４は産業用ロボット１２のアーム３２の旋回軌道上に設置されている。感光材塗布ユニット１４、露光ユニット１６、現像ユニット１８、としては、従来公知の装置が使用でき、例えば特許文献７に記載のものが使用できる。また、ＤＬＣ被覆膜形成ユニット２２についても、例えば特許文献７に記載のものを適用することができる。さらに、膜除去ユニット２０については、例えば特許文献７に記載のレジスト剥離ユニットを使用することが可能である。
【００３０】
図示例では、感光材塗布ユニット１４の上に露光ユニット１６が載置されている２階建てユニット構造とされている。また、現像ユニット１８の上に膜除去ユニット２０が載置されている２階建てユニット構造とされている。
【００３１】
ＤＬＣ被覆膜形成ユニット２２としては、図示例では、ＤＬＣ被覆膜を形成するためのＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を示した。ＤＬＣ被覆膜形成ユニット２２は、第一リボルビングユニット２６ａと第二リボルビングユニット２６ｂとを備えており、収納ケース２８ａ，２８ｂを回転させて、シリンダ基材３０を順次収容することができるようになっている。
【００３２】
図示例では、第一リボルビングユニット２６ａにシリンダ基材３０を並べ終えると、ＤＬＣ被覆膜を形成するためのＣＶＤ処理が行われ、第二リボルビングユニット２６ｂにシリンダ基材３０を並べ終えると、ＤＬＣ被覆膜を形成するためのＣＶＤ処理が行われるようになっている。
【００３３】
これらリボルビングユニットは、第一リボルビングユニット２６ａと第二リボルビングユニット２６ｂのいずれかのリボルビングユニットでシリンダ基材３０の搬入／搬出が行われている間に、他方のリボルビングユニットでＤＬＣ被覆膜形成処理（例えばＣＶＤ処理）を行うようにするのが好適である。これにより、工程間での時間的ロスが減少するからである。
【００３４】
また、回転台付シリンダストッカ装置３４ａ，３４ｂも設置されており、いずれかの回転台付シリンダストッカ装置には、なにも処理が行われていないシリンダ基材３０をストックしておき、他方のロールストック装置には、全ての処理工程を終えた後のシリンダ基材３０をストックしておくことができるようにされている。回転台付シリンダストッカ装置３４ａ，３４ｂは回転台が回転可能とされており、シリンダ基材３０を順次載置することが可能である。回転台付シリンダストッカ装置３４ａ，３４ｂとしては、例えば特許文献７に記載されたロールストック装置が適用できる。
【００３５】
そして、前記処理ユニット群２４の各処理ユニットに対してシリンダ基材３０を順次移載していくことより、シリンダ基材３０の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該シリンダ基材及びレジストパターンの表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、シリンダ基材３０の表面にＤＬＣパターンを形成してパターン付ロールを製造することができる。
【００３６】
なお、オペレーティングルームＡと、処理ルームＢとは、扉３６，３８の付いた壁４０で分け隔てられており、処理ルームＢは、さらに、扉４２の付いた壁４４で処理ルームＣと分け隔てられている。図示例では、処理ルームＣはクリーンルームとされている。
【００３７】
なお、符号４６はメイン制御盤であり、符号４８はコンピュータである。また、符号５０は、各処理ユニットでの処理が終わって製造されたパターン付ロールである。
【００３８】
また、符号Ｑは産業用ロボット１２のハンドリングエリアであるアーム３２の旋回範囲を示す。
【００３９】
次に、図１〜３に基づいて、本発明のパターン付ロール全自動製造システムの作用を説明する。回転台付シリンダストッカ装置３４ａ，３４ｂのいずれか一方に載置されたシリンダ基材３０（図示例ではアルミ製の中空シリンダ基材）を産業用ロボット１２がチャックして、感光材塗布ユニット１４へとシリンダ基材３０を運んでセットする。感光材塗布ユニット１４では、シリンダ基材３０表面に感光材５２が塗布される（図２（ａ）、図３のステップ１００）。感光材として用いる感光性組成物はネガ型及びポジ型のいずれでも使用可能であるが、ネガ型感光性組成物が好ましい。
【００４０】
感光材５２が塗布されたシリンダ基材３０を産業用ロボット１２がチャックして、露光ユニット１６へとシリンダ基材３０を運んでセットする。露光ユニット１６では、感光材５２が塗布されたシリンダ基材３０の表面が露光される。
【００４１】
次に、露光された塗布されたシリンダ基材３０を産業用ロボット１２がチャックして、現像ユニット１８へとシリンダ基材３０を運んでセットする。現像ユニット１８では、露光されたシリンダ基材３０の表面が現像される。このようにして、シリンダ基材３０の表面上にレジストパターン５４が形成される（図２（ｂ）、図３のステップ１０２）。
【００４２】
レジストパターン５４が形成されたシリンダ基材３０を産業用ロボット１２がチャックして、ＤＬＣ被覆膜形成ユニット２２へとシリンダ基材３０を運んでセットする。ＤＬＣ被覆膜形成ユニット２２では、ＣＶＤ法によりシリンダ基材３０及びレジストパターン５４の表面にＤＬＣ被覆膜５６が形成される（図２（ｃ）、図３のステップ１０４）。なお、ＤＬＣ被覆膜５６はスパッタ法でも形成することができる。ＤＬＣ被覆膜５６の厚さは、０．１μｍ〜数１０μｍ、特に０．１μｍ〜２０μｍであるのが好適である。
【００４３】
ＤＬＣ被覆膜５６が形成されたシリンダ基材３０を産業用ロボット１２がチャックして、膜除去ユニット２０へとシリンダ基材３０を運んでセットする。膜除去ユニット２０では、ＤＬＣ被覆膜５６が形成されたシリンダ基材３０を液中に浸漬させることでＤＬＣ被覆膜５６がレジストパターン５４ごと剥離され、ＤＬＣパターン５８が形成される（図２（ｄ）、図３のステップ１０６）。なお、膜除去ユニット２０に入れる膜除去液は、グラビア製版装置に用いられる公知のレジスト剥離液を用いることができる。このようにして、パターン付ロール５０が製造される。
【００４４】
シリンダ基材３０としては、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＣＦＲＰからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるものを用いることができる。また、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるようにしてもよい。さらに、基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなるように構成することもできる。該クッション層は、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなり、１ｍｍ〜１０ｃｍ程度の均一な厚さで表面の平滑度が高いシート状のものを、継ぎ目に隙間が開かないようにシリンダ基材３０に強固に接着し、その後精密円筒研削、鏡面研磨される。
【００４５】
このようにして製造されたパターン付ロール５０は、グラビア印刷用ロール、成形用エンボスロール又は連続めっき用ロール等として好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：パターン付ロール全自動製造システム、１２：産業用ロボット、１４：感光材塗布ユニット、１６：露光ユニット、１８：現像ユニット、２０：膜除去ユニット、２２：ＤＬＣ被覆膜形成ユニット、２４：処理ユニット群、２６ａ：第一リボルビングユニット、２６ｂ：第二リボルビングユニット、２８ａ，２８ｂ：収納ケース、３０：シリンダ基材、３２：アーム、３４ａ，３４ｂ：回転台付シリンダストッカ装置、３６，３８，４２，４４：扉、４０：壁、４６：メイン制御盤、４８：コンピュータ、５０：パターン付ロール、５２：感光材、５４：レジストパターン、５６：ＤＬＣ被覆膜、５８：ＤＬＣパターン、Ａ：オペレーティングルーム、Ｂ，Ｃ：処理ルーム、Ｑ：アームの旋回範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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