(57)【要約】【課題】  ワークとの間に非常に大きな摩擦力を生じさせる搬送ローラを用いて正確なワークの送りを実現するワーク搬送装置、並びに、そのような搬送ローラの製造方法を提供することにある。【解決手段】  ワークの一面側に接触するとともに回転することでワークを所定方向に送る搬送ローラ１０Ａを有したワーク搬送装置である。そして、前記搬送ローラ１０Ａには、ワークと接触する面に先端部の曲率半径が１００ｎｍ以下に形成された微細な突起物Ｎ，Ｎ…が多数形成された構成とした。さらに、このような突起物Ｎ，Ｎ…は、ローラ１０Ａの外周面にドット状のレジストパターンＤ，Ｄ…を形成した後、ローラ１０Ａをエッチング液に漬けることでレジストパターンＤ，Ｄ…の下側にオーバーハングを生成させることで形成する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク又はワークを支持する移動体の一面側に接触するとともに回転することで当該ワーク又は移動体を所定方向に送る搬送ローラを有したワーク搬送装置であって、
前記搬送ローラには、ワーク又は前記移動体と接触する面に先端部の曲率半径が１０μｍ以下に形成された微細な突起物が多数形成されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
ワーク又はワークを支持する移動体の一面側に接触するとともに回転することで当該ワーク又は移動体を所定方向に送る搬送ローラを有したワーク搬送装置であって、
前記搬送ローラには、ワーク又は前記移動体と接触する面に先端の尖った幅および高さがそれぞれ５０μｍ〜３００μｍの微細な突起物が多数形成されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項３】
前記突起物は、先端部の曲率半径が１０μｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項２記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
前記突起物は、先端部の曲率半径が１００ｎｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク搬送装置。
【請求項５】
前記搬送ローラには、ワーク又は前記移動体と接触する面にローレット加工がなされ、このローレット加工の凸部の面に前記微細な突起物が多数形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のワーク搬送装置。
【請求項６】
前記搬送ローラは、回転シャフトと一体的に形成された一方向に長い棒形状であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のワーク搬送装置。
【請求項７】
ワーク又はワークを支持する移動体の一面側に接触するとともに回転することで当該ワーク又は移動体を所定方向に送る搬送ローラの製造方法であって、
ローラの外周面に多数のドット状のレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンが形成された前記ローラをエッチング液に漬けて前記レジストパターンの下側にオーバーハングを生成させることで、
ローラの外周面に先端の尖った微細な突起物を多数形成することを特徴とする搬送ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンタやナノプローブを用いた高密度記録装置などにおいて印刷媒体や記録媒体などのワークを所定方向に送るワーク搬送装置、並びに、このワーク搬送装置に用いられる搬送ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタ等の用紙の送り機構において、用紙に接触して回転駆動することで用紙を一方向に送る搬送ローラが設けられている。また、このようなプリンタ装置において、微細な印字を行うために、ヘッドの走査移動や搬送ローラによる用紙の送り処理を正確に行えるようにした様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１では用紙を搬送する駆動ローラにスパイクを形成するとともにスパイクとスパイクとの間の領域にウレタンコーティングを施して駆動ローラと用紙とのすべりを無くそうとする提案がなされている。特許文献２では、用紙の種類に応じて用紙と搬送ローラとの接触面積を変化させる提案がなされている。特許文献３では、搬送ローラの表面に突起物（針、金属やセラミックの粉、繊維等）を設けて滑りを防止する提案がなされている。また、特許文献４ではヘッドと用紙との距離を一定に保つための提案がなされている。
【特許文献１】特開２００４−１６１４２３号公報
【特許文献２】特開２００４−０１７２９４号公報
【特許文献３】特開平１１−０１７８９５号公報
【特許文献４】特開平０９−２６７９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、搬送ローラの表面に特許文献１や特許文献３に開示の加工を施した場合でも、搬送ローラと用紙との摩擦力はさほど大きくならなかった。そのため、用紙を確実に送るためには、用紙を搬送ローラにある程度の力で押し付ける機構や、用紙ガイドと用紙との摩擦力を小さくする必要があるなど、その他の補助的な機構が大きく影響しているのが実情であった。
【０００５】
従って、例えば、インクジェットの印刷技術を応用して微細な回路パターンや有機トランジスタならびに有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などの非常に微細な描画を行う装置や、ナノプローブを用いた走査型顕微鏡や高密度記録装置など、ワークを精密に搬送する必要のある装置にあっては、上記従来の搬送ローラを用いただけでは正確なワークの搬送は期待できなかった。
【０００６】
また、ワークを搬送ローラに強く押し付ける機構や、ワークとガイドとの摩擦を少なくするためワークをローラでガイドする機構などを設けることで、搬送ローラとワークとの滑りをなくしてワークを搬送することが出来るが、この場合、ワークに歪みが生じたり傷を付けてしまうといった問題や、ワークが高さ方向に揺らいでしまうなど、その他の問題を発生させる。
【０００７】
この発明の目的は、ワークとの間に非常に大きな摩擦力を生じさせる搬送ローラを用いて正確なワークの送りを実現するワーク搬送装置、並びに、そのような搬送ローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、ワーク又はワークを支持する移動体（以下、両者を含めてワークと呼ぶ）の一面側に接触するとともに回転することで当該ワークを所定方向に送る搬送ローラを有したワーク搬送装置であって、前記搬送ローラには、ワークと接触する面に先端部の曲率半径が１０μｍ以下に形成された微細な突起物が多数形成されている構成とした。
【０００９】
また、ワークの一面側に接触するとともに回転することでワークを所定方向に送る搬送ローラを有したワーク搬送装置であって、前記搬送ローラには、ワークと接触する面に先端の尖った幅および高さが５０μｍ〜３００μｍの微細な突起物が多数形成されている構成とした。
【００１０】
近年、種々の加工技術により様々なナノオーダーの微細加工が可能になってきている。例えば、シリコンの表面に幅および高さが１００μｍ〜１５０μｍで先端部の曲率半径（以下、先端Ｒと記す）が１０ｎｍ程度のナノニードルを多数形成することが現在可能である。このようなナノニードルの構造は、例えば蜘蛛の脚の先端にある微細な棘と同様のものであり、蜘蛛がガラス上を滑らずに登れるのと同様に、摩擦係数の小さな物体に接触した場合でも大きな摩擦力を発生させることが出来る。
【００１１】
そこで、本発明では、搬送ローラのワークと接触する面に、上記のナノニードルのような微細な突起物を多数形成することで、搬送ローラとワークとの間の摩擦力がとても大きくなるようにした。そして、このような大きな摩擦力を発生させる搬送ローラを用いてワークを移動させることで、ワークの搬送を正確に行うことを可能となっている。また、搬送ローラだけで大きな摩擦力を得ることができるため、ワークを保持したりガイドする構成から搬送ローラの送りを補助するような機能が必要なくなり、これらワークを保持したりガイドする構成については、その物本来の機能のために最適化することが出来るという効果も奏される。
【００１２】
ここで望ましくは、上記突起物の先端部の曲率半径は１０μｍ以下、さらに望ましくは１００nm以下に形成すると良い。突起物の先端Ｒは小さいほど摩擦力を大きくすることが出来るが、小さくなるほどその形成が難しく製造コストの上昇につながる。そのため、両者の兼ね合いをみて先端Ｒを決定する必要があるが、１０μm程度であれば表面密着度の比較的大きなワークに対して大きな摩擦力を生じ、且つ、その形成もさほど難しくはない。また、１００ｎｍ程度であればその形成時にやや精密な制御（エッチング液の流量制御など）が必要となってくるが摩擦係数の小さな物体に対しても大きな摩擦力を生じることが出来る。
【００１３】
さらに望ましくは、前記搬送ローラには、ワークと接触する面にローレット加工がなされ、このローレット加工の凸部の面に前記微細な突起物が多数形成される構成とすると良い。
【００１４】
ワークの搬送時にはワーク表面の磨耗等により細かな塵埃が生じることがある。そこで、上記の構成によれば、ローレット加工の凹部にその微細な塵埃を落とし込んで、突起物の部分に塵埃が溜まるのを防ぐことが出来る。
【００１５】
また望ましくは、前記搬送ローラは、回転シャフトと一体的に形成された一方向に長い棒形状に形成すると良い。このような構成により、搬送ローラの微細な突起物が形成される接触面についてシャフト中心軸からの高さ位置や傾斜角などに対して高い精度を得ることができ、それ故、微細な突起物の作用を十分に活かすことが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、ワークの一面側に接触するとともに回転することで当該ワークを所定方向に送る搬送ローラの製造方法であって、ローラの外周面に多数のドット状のレジストパターンを形成し、レジストパターンの形成された前記ローラをエッチング液に漬けて前記レジストパターンの下側にオーバーハングを生成させることで、ローラの外周面に先端の尖った微細な突起物を多数形成するものである。このような方法により、搬送ローラの表面に先端Ｒの小さな微細な突起物を多数形成することが出来る。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のワーク搬送装置によれば、搬送ローラのみで搬送ローラとワークとの間の摩擦力を非常に大きなものにしてワークの送りを正確に行うことが出来るという効果がある。
【００１８】
また、本発明の搬送ローラの製造方法によれば、ワークとの間に非常に大きな摩擦力を発生させることのできる搬送ローラを形成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る搬送ローラを示す正面図、図２は、本発明の実施の形態のワーク搬送装置の概略構成図である。
【００２１】
この実施の形態のワーク搬送装置１は、ゲル状の有機材料や金属ペーストをインクジェット方式の印刷ヘッド３０を用いて例えばフィルム材２０に印刷し、当該フィルム材２０に有機ＥＬ素子や有機トランジスタを形成する印刷装置において、ワークとしてのフィルム材２０をＸ方向に搬送するものである。
【００２２】
図２中、１０はフィルム材２０の裏面に接触するとともに回転駆動することでフィルム材２０を送る搬送ローラ、３１は搬送ローラ１０の上からフィルム材２０を軽く押える従動ローラ、３２と３３はフィルム材２０を移動経路に保持するガイドローラとガイド、３０はＹ方向（図面の紙面に垂直な方向）に走査して印刷処理を行う印刷ヘッドである。なお、本発明のワーク搬送装置は、その搬送ローラ１０に特徴を有するものであり、従動ローラ３１やガイド３２，３３など、その他の構成は、省くことも出来るし、その他の同様の機能を有する構成と置き換えることも可能である。
【００２３】
搬送ローラ１０は、軸受けに支持されたり駆動ギヤが取り付けられてステッピングモータ等に連結されるシャフト部１０ａ，１０ｂと、フィルム材２０の通過範囲に渡ってほぼ同じ径に形成されたローラ部１０ｃと、このローラ部１０ｃの一部の範囲（例えば左右端からやや中側）に形成されるニードル形成部１０ｄ，１０ｄとから構成される。この搬送ローラ１０は、例えば、ステンレスなどの金属により一体的に形成されるものである。
【００２４】
図３には、搬送ローラ１０のニードル形成部１０ｄの断面図を、図４にはその表面拡大図を示す。
【００２５】
ニードル形成部１０ｄ，１０ｄは、図３に示すように、その表面全域が微細な突起物Ｎ…の多数形成されたニードル形成面１００とされた部分である。これらの突起物Ｎ…は、ニードル形成面１００の全域に渡ってほぼ一定間隔に多数設けられている。
【００２６】
突起物Ｎ…は、図４に示すように、ほぼ円錐形状をしており、その裾部分の幅が５０μｍ〜３００μｍ、高さが１００±５０μｍ程度で、２００μｍ〜３００μｍ程度の間隔で形成されている。また、その先端部の曲率半径（先端Ｒ）は１００ｎｍ程度に形成されている。
【００２７】
なお、これらの寸法は適宜変更可能である。ここで、ローラ部１０ｃの摩擦力に関係してくるパラメータは、先端Ｒの大きさと、単位面積辺りの突起物Ｎ…の数である。先端Ｒは１０μｍ程度でも、ワークが比較的高い摩擦係数を有していたり、ワークとローラ部１０ｃとの接触圧力が比較的大きい等の条件があれば、個々の突起物Ｎはワークに対して十分に引っかかりを持って接触するるし、摩擦係数の低いワークであったり、接触条件があまり良くない場合には、先端Ｒを１００ｎｍ以下にすることで個々の突起物Ｎとワークとの引っかかりを十分大きくすることが出来る。また、突起物Ｎの個数は、多いほど摩擦力を大きくすることが出来るが、製造上の難易度と性能とを考慮して、製造可能であれば突起物Ｎを１００μｍ以下の間隔で形成しても良いし、また、５００μｍ程度の間隔で形成してもある程度の摩擦力を得ることが出来る。
【００２８】
図５には、搬送ローラ１０のニードル形成部１０ｄの第２の例の断面図を示す。
【００２９】
この例は、搬送ローラ１０のニードル形成部１０ｄ（又はローラ部１０ｃ全域）に、ローレット加工を施したものである。そして、ローレット加工で形成される凸部の上面にニードル形成面１００が形成されたものである。
【００３０】
このような構成によれば、ワークとの摩擦により生じた塵埃などをローレット加工で形成された凹部に逃がしてニードル形成面１００とワークとの接触に障害を生じさせにくく出来るという効果が奏される。
【００３１】
図６には、搬送ローラ１０の製造工程の流れを説明する図を示す。
【００３２】
上記ワーク搬送装置１の搬送ローラ１０は、以下のように製造することが出来る。すなわち、先ず、通常の金属加工により１本の金属棒を、図１に示すようなシャフト部１０ｂとローラ部１０ｃとを有するシャフト形状に形成する。
【００３３】
ここで、搬送ローラ１０の材質としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０６、ＳＵＳ３１６などのステンレスを用いることが出来る。
【００３４】
次に、そのニードル形成部１０ｄとなる範囲に、図６（ａ）に示すように、ドット状のレジストパターンＤ，Ｄ…を多数形成する。このドット状のパターンＤは、直径が１００μｍ程度でほぼ円形状のものであり、レジスト材料をインクジェット方式の印刷ヘッドで印刷することで形成することが出来る。また、ポジ形の感光性レジストとレーザスキャンによりレジストを硬化させる技術とを用いて、レーザスキャンによりドット状のレジストパターンＤ，Ｄ…を形成することも出来る。これらのレジスト形成時においては、レジスト材料を吐出する印刷ヘッドやレーザスキャンは、金属棒１０Ａの中心軸に沿った方向にのみ走査させ、金属棒１０Ａの円周方向には固定した状態で行う。そして、金属棒１０Ａをその軸心を中心に定位置で微小回転させていくことでドット状のレジストパターンＤ，Ｄ…を円周方向に変位した位置に形成するように行うことが出来る。
【００３５】
次いで、レジストパターンが形成された金属棒１０Ａを、図６（ｂ）に示すように、エッチング液Ｅに浸してその表面をエッチングする。ここで、エッチング液Ｅには王水（ＨＮＯ３＋Ｈ２ＳＯ４）を用いることが出来る。また、このエッチングの際、エッチング液Ｅの流量調整およびエッチング時間の制御を精密に行うことで、レジストパターンＤ，Ｄ…の下側の範囲にオーバーハングが生成されて、そこに先端Ｒの小さな突起物Ｎ，Ｎ…が形成されることになる。
【００３６】
次に、エッチング処理が終わったら、通常の金属切削処理により、ニードル形成部１０ｄ又はローラ部１０ｃの範囲にローレットを形成する。そして、これにより、搬送ローラ１０が完成することになる。なお、こりローレット切削の処理は、レジスト形成前やエッチング処理の前に行っておくことも可能である。
【００３７】
以上のように、この実施の形態のワーク搬送装置１によれば、搬送ローラ１０のニードル形成部１０ｄにより、搬送ローラ１０とワークであるフィルム材２０との間の摩擦力を非常に大きくして、ワークの搬送を精密に行うことが出来る。また、このとき、従動ローラ３１と搬送ローラ１０の圧力は小さなもので良いので、搬送中のフィルム材２０に歪みを生じさせてしまうなどの問題を回避することが出来るし、また、ガイド３３とフィルム材の接触面積を大きくしてガイド３３とフィルム材２０との摩擦が大きくなっても、搬送ローラ１０により確実にフィルム材２０を送ることが出来るので、このガイド３３の構成によりフィルム材２０を真っ直ぐに整然と送ることが出来る。
【００３８】
また、搬送ローラ１０が回転シャフトと一体的に形成されているので、ニードル形成部１０ｄをそのシャフト中心軸からの高さ位置や傾斜角などについて高い精度で形成することが出来るという効果もある。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、本発明は、搬送ローラとワークとが直接接触する構成ではなく、ワークの下面側にワークを保持する保持体やワークを支持するＸＹテーブルのＸテーブルやＹテーブルがある場合に、それらを所定方向に搬送する構成にも適用することが出来る。
【００４０】
また、上記実施の形態では、搬送ローラが駆動シャフトと一体形成された構成としたが、これらを別構成として駆動シャフトに搬送ローラを組み付ける構成としても良い。
【００４１】
また、本発明のワーク搬送装置は、種々のワークを送る装置に適用可能である。例えば、印刷媒体を送る装置のほか、プローブをＸＹ方向に走査させてデータを記録する記録媒体の送り装置、プローブを用いた走査型顕微鏡のＸＹテーブルを送る装置にも適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る搬送ローラを示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態のワーク搬送装置の概略構成図である。
【図３】搬送ローラのニードル形成部の断面図である。
【図４】搬送ローラのニードル形成部の表面拡大図である。
【図５】搬送ローラのニードル形成部の第２の例を示す断面図である。
【図６】搬送ローラの製造工程の流れを説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      ワーク搬送装置
１０    搬送ローラ
１０ｄ  ニードル形成部
Ｄ      レジストパターン
Ｅ      エッチング液
Ｎ      突起物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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