(57)【要約】【課題】バリの発生を抑制する複層メッキロール及びその製造方法の提供。【解決手段】複層メッキロール（１０、２０）は、芯金ロール（１）と、銅メッキ層（２）と、ニッケルメッキ層（３）とを備える。銅メッキ層（２）は、芯金ロール（１）の外周面（１ｂ）に設けられており、銅、又は銅合金からなる。ニッケルメッキ層（３）は、銅メッキ層（２）に設けられている。複層メッキロールの製造方法は、銅又は銅合金からなる銅メッキ層（２）を芯金ロール（１）の外周面（１ｂ）に形成する工程１（Ｓ１、Ｓ２２）と、ニッケルメッキ層（３）を銅メッキ層（２）に形成する工程２（Ｓ３、Ｓ２４）とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金ロールと、
前記芯金ロールの外周面に設けられた銅、又は銅合金からなる銅メッキ層と、
前記銅メッキ層上に設けられたニッケルメッキ層と、を備える
複層メッキロール。
【請求項２】
前記銅メッキ層は、平坦部と、前記平坦部に設けられた複数の凹部と、を備え、
前記平坦部と前記複数の凹部のうち前記平坦部のみが、前記ニッケルメッキ層に覆われている
ことを特徴とする請求項１に記載の複層メッキロール。
【請求項３】
前記銅メッキ層と前記ニッケルメッキ層との総厚みｔ０［ｍｍ］が、
ｔ０≦０．５００
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の複層メッキロール。
【請求項４】
前記ニッケルメッキ層の厚みｔ2［ｍｍ］が、
０．００３≦ｔ2≦０．０１０
であることを特徴とする請求項３に記載の複層メッキロール。
【請求項５】
無電解ニッケルメッキ層をさらに備え、
前記無電解ニッケルメッキ層は、前記銅メッキ層と、前記ニッケルメッキ層とを覆い、
前記無電解ニッケルメッキ層の厚みｔ３［ｍｍ］が、
０．０００５≦ｔ３≦０．００１０
であることを特徴とする請求項４に記載の複層メッキロール。
【請求項６】
銅又は銅合金からなる銅メッキ層を芯金ロールの外周面に形成する工程１と、
ニッケルメッキ層を前記銅メッキ層に形成する工程２と、
を含む複層メッキロールの製造方法。
【請求項７】
バイト工具を用いて前記ニッケルメッキ層及び前記銅メッキ層を切削することによって凹部を形成する工程３であって、前記凹部の底部が、前記銅メッキ層の底面から、前記銅メッキ層における前記ニッケルメッキ層との界面までの間に位置するように切削する工程３をさらに含む
ことを特徴とする請求項６に記載の複層メッキロールの製造方法。
【請求項８】
前記工程２において、
前記形成された前記ニッケルメッキ層の厚さｔ１［ｍｍ］が、
０．０５≦ｔ１≦０．１００
であって、
前記工程２と、前記工程３との間に、前記ニッケルメッキ層を研削する工程４をさらに備え、
前記工程４において、
前記ニッケルメッキ層の厚さｔ２［ｍｍ］が、
０．００３≦ｔ２≦０．０１０
の範囲内であり、且つ、前記ニッケルメッキ層の表面が鏡面となるように研削する
ことを特徴とする請求項７に記載の複層メッキロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複層メッキロール、及びその製造方法に関し、特に、光硬化性樹脂を用いたロール・ツウ・ロール成形による形状賦形、溶融樹脂のバンク成形による形状賦形、或は熱プレス、射出成型による形状賦形に供するロール金型の製作技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学用途向けの成形金型は、１辺が数μｍ〜数百μｍオーダーのプリズム形状や、同様に、幅や深さが数μｍ〜数百μｍオーダーのレンチキュラーレンズといった、極めて微細な溝形状、又は凹凸キャビティー形状を備えるように彫刻されることが多い。さらに、このような成形金型は、バイト工具を用いて切削されることによって彫刻形状を付与された表面を備え、この表面は、高い鏡面性が求められる傾向にある。従って使用されるバイト工具は、形状加工を施した単結晶ダイヤモンド製総型バイトが好ましい。また、このような成形金型の表面には金属メッキ層が施されることがある。当該バイトを用いて、金属メッキ層を含む成形金型の表面を切削することによって、当該バイトの輪郭形状を成形金型の金属メッキ層に彫刻する。
【０００３】
ここで、一般的に単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いて精密彫刻ロール金型を得る場合、金属メッキ層の材料として、銅、ニッケル、アルミニウム等の切削可能な金属材料が用いられている。
【０００４】
従来技術では、単一の金属メッキ層、例えば、銅又は銅合金からなる硬質銅メッキ層、又は無電解ニッケルメッキを施したことによるニッケルメッキ層を芯金ロールに形成した後、単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いて当該金属表面層を切削することによって、所望の彫刻金型ロールを得ていた。同様の技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
このような彫刻金型ロールにおいて単一の金属メッキ層が硬質銅メッキ層である場合、硬さはビッカース硬度Ｈｖで１００〜２３０である。一方、無電解ニッケルメッキの硬さは、熱処理して得られる最大硬さのときビッカース硬度Ｈｖで１０００前後である。硬質銅メッキ層の硬さは、無電解ニッケルメッキ層の硬さと比較してビッカース硬度Ｈｖが低い。そのため、例えば、プリズム状の三角溝を彫刻する場合においては、バイトの刃先がピン角、又は丸みであっても、適切な切削条件の下では、先端部が極端に摩耗することなく、すなわち、彫刻溝やキャビティーのボトムエッジ部の輪郭精度が損なわれることなく、切削工程の開始から終了まで１本の単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いて切削が可能である。
【０００６】
しかし、硬質銅メッキによる彫刻金型ロールでは、得られた溝のトップエッジ部に、銅メッキ層の塑性変形のため、バリが生じ易いという問題があった。
【０００７】
一方、単一の金属メッキ層が無電解ニッケルメッキ層である場合、無電解ニッケルメッキ層の硬さが硬質銅メッキ層の硬さに対してビッカース硬度Ｈｖで高いためバリの発生を減少させることが可能となる。しかし、この場合はバイトの摩耗が大きくなるため、切削工程の開始から終了までを１本の単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いて切削することが不可能な場合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−０６１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、彫刻金型ロールを作製するに際して、バリの発生を抑制すると同時に単結晶ダイヤモンド製総型バイト等のバイト工具の摩耗を抑制し、切削工程の開始から終了まで１本のバイトで切削することが可能な複層メッキロールを提供することを課題とする。
【００１０】
本発明に係る複層メッキロール、及びその製造方法は、バリの発生及びバイト工具の摩耗を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る複層メッキロールは、
芯金ロールと、
前記芯金ロールの外周面に設けられた銅、又は銅合金からなる銅メッキ層と、
前記銅メッキ層上に設けられたニッケルメッキ層と、を備える。
このような構成によれば、切削により形成されるトップエッジ部がニッケルメッキ層からなり、銅メッキ層と比較して硬く、バリが生じにくい。そのため、バリの発生を抑制する。
【００１２】
また、前記銅メッキ層は、平坦部と、前記平坦部に設けられた複数の凹部と、を備え、前記平坦部と前記複数の凹部のうち前記平坦部のみが、前記ニッケルメッキ層に覆われていることを特徴としてもよい。
また、前記銅メッキ層と前記ニッケルメッキ層との総厚みｔ０［ｍｍ］が、ｔ０≦０．５００であることを特徴としてもよい。
また、前記ニッケルメッキ層の厚みｔ2［ｍｍ］が、０．００３≦ｔ2≦０．０１０であることを特徴としてもよい。
また、無電解ニッケルメッキ層をさらに備え、前記無電解ニッケルメッキ層は、前記銅メッキ層と、前記ニッケルメッキ層とを覆い、前記無電解ニッケルメッキ層の厚みｔ３［ｍｍ］が、０．０００５≦ｔ３≦０．００１０であることを特徴としてもよい。
【００１３】
本発明に係る複層メッキロールの製造方法は、
銅又は銅合金からなる銅メッキ層を芯金ロールの外周面に形成する工程１と、
ニッケルメッキ層を前記銅メッキ層に形成する工程２と、
を含む。
このような構成によれば、切削により形成されるトップエッジ部がニッケルメッキ層からなり、銅メッキ層と比較して硬く、バリが生じにくい。そのため、バリの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、バイト工具を用いて前記ニッケルメッキ層及び前記銅メッキ層を切削することによって凹部を形成する工程３を備えてもよい。工程３は、前記凹部の底部が、前記銅メッキ層の底面から、前記銅メッキ層における前記ニッケルメッキ層との界面までの間に位置するように切削することを特徴とする。
また、前記工程２において、前記形成された前記ニッケルメッキ層の厚さｔ１［ｍｍ］が、０．０５≦ｔ１≦０．１００であって、前記工程２と、前記工程３との間に、前記ニッケルメッキ層を研削する工程４をさらに備え、前記工程４において、前記ニッケルメッキ層の厚さｔ２［ｍｍ］が、０．００３≦ｔ２≦０．０１０の範囲内であり、且つ、前記ニッケルメッキ層の表面が鏡面となるように研削することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る複層メッキロール、及びその製造方法は、バリの発生を抑制し、かつ、バイトの摩耗を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係る複層メッキロールを示す一部切取断面図である。
【図２】実施の形態１に係る複層メッキロールの一変形例を示す一部切取断面図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図３Ｃ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図３Ｄ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図３Ｅ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図４】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【図５Ａ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一変形例の一工程を示す模式断面図である。
【図５Ｂ】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一変形例の一工程を示す模式断面図である。
【図６】実施の形態１に係る複層メッキロールの溝形状の一具体例を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程の一具体例を示す模式断面図である。
【図８】実施の形態１に係る複層メッキロールの一具体例の要部を示す模式断面図である。
【図９】実施の形態１に係る複層メッキロールの一具体例の要部を示す模式拡大断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る複層メッキロールの一具体例の要部を示す模式拡大断面図である。
【図１１】実施の形態１に係る複層メッキロールの溝形状の他の一具体例を示す図である。
【図１２】実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程の他の一具体例を示す模式断面図である。
【図１３】実施の形態１に係る複層メッキロールの他の一具体例の要部を示す模式断面図である。
【図１４】実施の形態１に係る複層メッキロールの他の一具体例の要部を示す模式拡大断面図である。
【図１５】実施の形態１に係る複層メッキロールの他の一具体例の要部を示す模式拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下、図１及び図２を参照して実施の形態１に係る複層メッキロールについて説明する。図１は、実施の形態１に係る複層メッキロールを示す一部切取断面図である。図２は、実施の形態１に係る複層メッキロールの一変形例を示す一部切取断面図である。
【００１８】
（複層メッキロールの構成）
図１に示すように、複層メッキロール１０は、芯金ロール１と、銅メッキ層２と、ニッケルメッキ層３とを備える。芯金ロール１は、軸棒１ａと、外周面１ｂとを備える筒状体である。銅メッキ層２は、外周面１ｂに設けられており、外周面１ｂの少なくとも一部を覆い、外周面１ｂ全体を覆うとよい。銅メッキ層２は、銅又は銅合金からなる。ニッケルメッキ層３は、銅メッキ層２上に設けられている。ニッケルメッキ層３は、ニッケル又はニッケル合金からなる。ニッケルメッキ層３は、鏡面加工されているとよい。複層メッキロール１０は、後述する本彫刻工程Ｓ５を経ると、成形ロールとして利用することができる。具体的には、光硬化性樹脂による微細形状の賦形ロール、或は、溶融樹脂の熱プレス、バンク成形用の賦形ロールとして利用することができる。
【００１９】
なお、複層メッキロール１０の一変形例として、図２に示す複層メッキロール２０がある。複層メッキロール２０は、剥離層４を備えるところを除いて、複層メッキロール１０と同じ構成を備える。剥離層４は、芯金ロール１と、銅メッキ層２との間に設けられている。剥離層４、銅メッキ層２、及びニッケルメッキ層３がこの順に芯金ロール１の外周面１ｂに積層している。剥離層４は、芯金ロール１と、銅メッキ層２とを完全に遮っているとよい。剥離層４は、銅メッキ層２とニッケルメッキ層３との２層の積層体を、芯金ロール１から剥離を容易にすることができるように、芯金ロール１と剥離し易い、例えば、化学反応が生じにくい材料からなるとよい。剥離層４として、例えば、銀メッキ層等を利用することができる。銅メッキ層２の厚みとニッケルメッキ層３の厚みとを総計した総厚みｔ０［ｍｍ］は、０．５００以下であることが好ましい。銅メッキ層２、及びニッケルメッキ層３を芯金ロール１から剥離しても、割れや巻き癖が銅メッキ層２、及びニッケルメッキ層３に生じにくく、割れや巻き癖の少ない平坦金型を得ることができる。複層メッキロール２０は、複層メッキロール１０と同様に、後述する本彫刻工程Ｓ５を経ると、成形ロールとして利用することができる。具体的には、光硬化性樹脂による微細形状の賦形ロール、或は、溶融樹脂の熱プレス、バンク成形用の賦形ロールとして利用することができる。
【００２０】
実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法は、単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いて、溝、又はキャビティーをロール彫刻する場合において、彫刻形状のトップエッジ部に生じ易いバリの発生を解消し、又は大幅に抑制し、且つ、刃先摩耗によるバイト工具を途中交換する必要がない「彫刻メッキ層の構成」と「彫刻手順」、更には、「仕上げ処理（保護メッキ：化粧メッキともいう）」に関する顕著な改良を図る彫刻加工技術を提供するものである。以下にその具体的な方法を説明する。
【００２１】
（複層メッキロールの製造方法１）
次に、図３Ａ〜図３Ｅを参照して、実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法について説明する。図３Ａ〜図３Ｅに示すように、実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程を示す模式断面図である。
【００２２】
図３Ａに示すように、芯金ロール１に銅メッキを施して、銅メッキ層２を芯金ロール１の外周面１ｂに形成する（銅メッキ工程Ｓ１）。銅メッキの方法は、特に限定されることなく、公知の多種多様な方法を利用することができる。銅メッキ層２は、例えば、硬質銅メッキにより形成される。
【００２３】
続いて、図３Ｂに示すように、バイト工具を用いて芯金ロール１の外径切削を行い、真円度、円筒度、振れ回り精度を確保した後、銅メッキ層２に鏡面加工を行う（銅メッキ層鏡面加工工程Ｓ２）。これによって、次工程に示すニッケルメッキ層３（図３Ｃ参照）との密着性を上げることができる。この鏡面加工は、単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いた研削による鏡面加工であってもよいし、ダイヤモンド砥石による研磨加工であってもよい。また、この鏡面精度は０．１Ｓ以下が望ましい。
【００２４】
続いて、図３Ｃに示すように、ニッケルメッキ層３を銅メッキ層２に被せる（ニッケルメッキ工程Ｓ３）。ニッケルメッキの方法は、特に限定されることなく、公知の多種多様な方法を利用することができる。本工程完了直後のニッケルメッキ層３の厚み（ｔ１）は、次工程であるニッケルメッキ層鏡面加工工程Ｓ４及び本彫刻工程Ｓ５において芯金ロール１を旋盤装置に再度セッティングしたり、芯金ロール１において、真円度、円筒度、及び振れ回りを抑えたりするために必要な外径切削代を含め、０．０５ｍｍ〜０．１０ｍｍ程度が望ましい。
【００２５】
続いて、図３Ｄに示すように、ニッケルメッキ層３を鏡面加工する（ニッケルメッキ層鏡面加工工程Ｓ４）。この鏡面加工は、単結晶ダイヤモンド製総型バイトを用いた研削による鏡面加工であってもよいし、ダイヤモンド砥石による研磨加工であってもよい。本工程完了直後のニッケルメッキ層３の厚み（ｔ２）は、０．００３ｍｍ〜０．０１０ｍｍが望ましく、０．００４ｍｍ〜０．００６ｍｍがより望ましい。何故なら、ニッケルメッキ層３の残厚みが薄い方が、単結晶ダイヤモンド製総型バイトの切削負荷、言い換えると、切削距離の増大を抑制し、刃先の摩耗の進行を抑制するからである。一方、ニッケルメッキ層３の厚みが薄すぎると、バリの抑制効果が小さくなる。なお、ニッケルメッキ層３は、本彫刻工程Ｓ５において、彫刻形状のトップエッジ近傍に位置する切削されたニッケルメッキ層３（図３Ｅ参照）に相当する。銅メッキ工程Ｓ１〜ニッケルメッキ層鏡面加工工程Ｓ４は、本彫刻工程Ｓ５に入るまでの準備加工であり、本彫刻工程Ｓ５に対応するための下地を形成する工程である。
【００２６】
続いて、図３Ｅに示すように、本彫刻を銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に施す（本彫刻工程Ｓ５）。銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３は、所望の彫刻形状を有するように、切削される。本工程は、所定の方法に限定されることなく、公知の多種多様な方法を利用することができ、適切な切削条件を用いて行われる。彫刻形状、すなわち、本工程完了直後の、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３の形状は、所定の形状に限定されることなく、多種多様であるが、透光性の有る樹脂等に転写されると、光学効果を当該樹脂等に付与するような形状であるとよい。このような形状として、例えば、溝等の凹部が挙げられ、具体的な例として、断続する溝や、連続する三角プリズム状の溝等が挙げられる。これらの例示した形状は、具体例１、２として後述する。
【００２７】
最後に、無電解ニッケルメッキを銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に施工し、無電解ニッケルメッキ層５を銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に形成する（無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６）。無電解ニッケルメッキ層５は、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３を覆い、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３、すなわち、複層メッキロール１０の外周面１ｂに防錆効果と傷付き防止効果とを与える。ここで、無電解ニッケルメッキ層５のメッキ厚み（ｔ３）は、充分な防錆効果を与える観点から、０．０００５ｍｍ〜０．００１０ｍｍの範囲内が望ましい。また、無電解ニッケルメッキは付き回り性に優れているが、厚みを適度な範囲に抑えると彫刻溝のトップエッジ部及びボトムエッジ部が丸みを帯びることなく、成型品の性能が損なわれることを抑制する。無電解ニッケルメッキ層５のメッキ厚み（ｔ３）は、上記範囲内であれば、充分に防錆効果を発現しつつ、トップエッジ又はトップ平坦面の傷付き防止にも効果を奏する。
【００２８】
また、この製造方法により製造された複層メッキロールは、彫刻後、そのまま成形ロールとして使用することができ、具体的には、光硬化性樹脂による微細形状の賦形ロール、或は、溶融樹脂の熱プレス、バンク成形用の賦形ロールとして利用することができる。
【００２９】
（彫刻形状の具体例）
ここで、図６〜図１５を参照して、本彫刻工程Ｓ５における彫刻形状の具体例１について、本彫刻工程Ｓ５及び無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６を説明する。図６は、実施の形態１に係る複層メッキロールの溝形状の一具体例を示す図である。図７は、実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程の一具体例を示す模式断面図である。図８は、実施の形態１に係る複層メッキロールの一具体例の要部を示す模式断面図である。図９及び図１０は、実施の形態１に係る複層メッキロールの一具体例の要部を示す模式拡大断面図である。図１１は、実施の形態１に係る複層メッキロールの溝形状の他の一具体例を示す図である。図１２は、実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一工程の他の一具体例を示す模式断面図である。図１３は、実施の形態１に係る複層メッキロールの他の一具体例の要部を示す模式断面図である。図１４及び図１５は、実施の形態１に係る複層メッキロールの他の一具体例の要部を示す模式拡大断面図である。
【００３０】
（具体例１：断続する楔状溝）
具体例１の本彫刻工程Ｓ５では、図６に示す楔状溝パターン６を、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に形成する。複数の楔状溝パターン６は、断続的に配置されている、すなわち、連続でなく所定の間隔を空けて配置されている。楔状溝パターン６は、断続する楔状の溝であり、溝の溝天端幅Ｗ１［ｍｍ］と、ボトム幅Ｗ２［ｍｍ］と、楔の傾斜角φ［deg］と、溝高さＨ［ｍｍ］とは、予め所定の大きさに決められている。例えば、０．０６６２、０．０５１、８５．９、０．１０６である。図６に示す楔状溝パターン６の一例では、溝の溝天端幅Ｗ１がボトム幅Ｗ２と比較して長いが、略同じ長さであってもよい。
【００３１】
図７に示すように、単結晶ダイヤモンド製総型バイト１１を用いて、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３を切削する。単結晶ダイヤモンド製総型バイト１１の先端近傍の少なくとも一部は、楔状溝パターン６の形状を型取りしたような形状を有する。彫刻条件は、被加工物であるロールの（略）外径φＤ[ｍｍ]、彫刻加工に於ける被加工物であるロールの回転数ｎ[rpm]、彫刻溝数Ｎ［本］、単結晶ダイヤモンド製総型バイト１１の切込み深さΔｘ[mm/rev]等について所定の値に設定した。市販品の切削油は、エアーミスト供給、すなわち、空気と混合した霧状となるように噴霧することによって供給することができる。切屑は、プッシュプル方式等の公知の方法を用いて吸引することができる。この切削によって、楔状溝パターン６が銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に形成される。この切削を繰り返すことによって、複数の楔状溝パターン６が、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に、断続的に配置されている。
【００３２】
楔状溝パターン６の溝は、トップエッジ部６ａと、底部６ｂと、側壁部６ｃとを備える。トップエッジ部６ａは、楔状溝パターン６の溝の開口端であり、突き出るように角張る凸角部でもある。底部６ｂは、銅メッキ層２の底面２ａから銅メッキ層２の平坦部２ｂまでの間に位置する。言い換えると、底部６ｂは、芯金ロール１と銅メッキ層２との界面から銅メッキ層２とニッケルメッキ層３との界面までの間に位置する。銅メッキ層２の平坦部２ｂが、ニッケルメッキ層３に覆われる一方で、底部６ｂは、ニッケルメッキ層３に覆われていない。
【００３３】
ここで、トップエッジ部６ａは、ニッケルメッキ層３からなり、ニッケルメッキ層３は銅メッキ層２と比較して高い硬度を有するため、バリが生じにくい。
【００３４】
さらに、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３の切削された部位の大半は、銅メッキ層２であり、銅メッキ層２は、ニッケルメッキ層３と比較して高い切削性を有するため、単結晶ダイヤモンド製総型バイト１１の過剰な摩耗が生じにくい。これによって、特に複層メッキロール１０が長尺・長径であると、切削距離が長距離化するものの、銅メッキ層鏡面加工工程Ｓ２、ニッケルメッキ層鏡面加工工程Ｓ４、本彫刻工程Ｓ５等の切削工程の中途において単結晶ダイヤモンド製総型バイト１１等のバイト工具を交換する必要がなくなる。
【００３５】
また、銅メッキ層２は、ニッケルメッキ層３と比較して、硬度が低いため、ロール１回転当たりの単結晶ダイヤモンド製総型バイト１１の切込み量を下げて軽切削する必要性も低い。その結果、彫刻時間の長大化を抑制する。彫刻コストは彫刻時間とほぼ比例するので低減し得て、また、振動や温度変化等の外乱や、停電等の不測のトラブル等を被るリスクも低減する。
【００３６】
具体例１の無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６では、図８に示すように、無電解ニッケルメッキ層５が銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に形成される。具体的には、無電解ニッケルメッキ層５は、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３、即ち、楔状溝パターン６及びその周辺の全域を覆い、その厚みｔ３を維持するように形成される。図９に示すトップエッジ部６ａの一例は、曲面形状を有する凸角であり、当該曲面形状は、所定の曲率半径Ｒで曲がる。曲率半径Ｒは、無電解ニッケルメッキ層５の厚みｔ３に近似する。図１０に示す底部６ｂと側壁部６ｃとが交差してなす凹角部の一例は、曲面形状を有し、当該曲面形状は、所定の曲率半径Ｒで曲がる。曲率半径Ｒは、無電解ニッケルメッキ層５の厚みｔ３に近似する。
【００３７】
（具体例２：連続する三角プリズム溝）
具体例２の本彫刻工程Ｓ５では、図１１に示す三角プリズム溝パターン７を、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に形成する。複数の三角プリズム溝パターン７は、連続して配置されている、すなわち、所定の間隔を空けることなく、隣接して配置されている。三角プリズム溝パターン７は、連続する三角プリズム状の溝であり、彫刻ピッチＰ［ｍｍ］と、プリズム高さＨ１［ｍｍ］と、プリズム頂角θ［deg］と、ロール表面に対する仰角ζ［deg］とは、予め所定の大きさに決められている。例えば、０．２９４２、０．２６１０、５３．２０９、３７．７９１である。
【００３８】
図１２に示すように、単結晶ダイヤモンド製総型バイト１２を用いて、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３を切削する。単結晶ダイヤモンド製総型バイト１２の先端近傍の少なくとも一部は、三角プリズム溝パターン７の形状を型取りしたような形状を有する。彫刻条件は、ロールの（略）外径φＤ[mm]、彫刻加工に於けるロールの回転数ｎ[rpm]、彫刻溝数Ｎ［本］、単結晶ダイヤモンド製総型バイト１２の切込み深さΔｘ[mm/rev]等について所定の値に設定した。市販品の切削油は、エアーミスト供給、すなわち、空気と混合した霧状となるように噴霧することによって供給することができる。切屑は、プッシュプル方式等の公知の方法を用いて吸引することができる。この切削によって、三角プリズム溝パターン７が銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に形成される。この切削を繰り返すことによって、複数の三角プリズム溝パターン７が、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３に、連続して配置されている。
【００３９】
三角プリズム溝パターン７は、第１の加工面７ａと、第２の加工面７ｂとを備える。第１の加工面７ａと、第２の加工面７ｂとが交差してなす頂角部７ｃ（ボトムエッジ部とも称する。）は、銅メッキ層２の底面２ａから銅メッキ層２の平坦部２ｂまでに位置する。言い換えると、頂角部７ｃは、芯金ロール１と銅メッキ層２との界面から、銅メッキ層２とニッケルメッキ層３との界面までに位置する。銅メッキ層２の平坦部２ｂが、ニッケルメッキ層３に覆われる一方で、第１の加工面７ａと、第２の加工面７ｂと、頂角部７ｃとは、ニッケルメッキ層３に覆われていない。
【００４０】
ところで、隣接する三角プリズム溝パターン７同士の境界において、一方の三角プリズム溝パターン７の第１の加工面７ａと、他方の三角プリズム溝パターン７の第１の加工面７ｂとが交差してなす凸角部７ｄ（トップエッジ部とも称する。）がある。凸角部７ｄは、ニッケルメッキ層３からなり、ニッケルメッキ層３は銅メッキ層２と比較して高い硬度を有するため、バリが生じにくい。
【００４１】
さらに、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３の切削された部位の大半は、銅メッキ層２であり、銅メッキ層２は、ニッケルメッキ層３と比較して高い切削性を有するため、単結晶ダイヤモンド製総型バイト１２の過剰な摩耗が生じにくい。これによって、特に複層メッキロール１０が長尺・長径であると、総切削距離が長距離化するものの、銅メッキ層鏡面加工工程Ｓ２、ニッケルメッキ層鏡面加工工程Ｓ４、本彫刻工程Ｓ５等の切削工程の中途において単結晶ダイヤモンド製総型バイト１２等のバイト工具を交換する必要がなくなる。
【００４２】
また、銅メッキ層２は、ニッケルメッキ層３と比較して硬度が低いため、ロール１回転当たりのバイトの切込み量を下げて軽切削する必要性も低い。その結果、彫刻時間の長大化を抑制する。彫刻コストは彫刻時間とほぼ比例するので低減し得て、また、振動や温度変化等の外乱や、停電等の不測のトラブル等を被るリスクも低減する。
【００４３】
具体例２の無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６では、図１３に示すように、無電解ニッケルメッキ層５が銅メッキ層２上及びニッケルメッキ層３上に形成される。具体的には、無電解ニッケルメッキ層５は、銅メッキ層２及びニッケルメッキ層３の三角プリズム溝パターン７及びその周辺の全域を覆い、その厚みｔ３を維持するように形成される。図１４に示すように、隣接する三角プリズム溝パターン７同士の境界において、一方の三角プリズム溝パターン７の第１の加工面７ａと、他方の三角プリズム溝パターン７の第１の加工面７ｂとが交差してなす凸角部７ｄがある。凸角部７ｄは、曲面形状を有する凸角であり、当該曲面形状は、所定の曲率半径Ｒで曲がる。曲率半径Ｒは、無電解ニッケルメッキ層５の厚みｔ３に近似する。図１５に示すように、頂角部７ｃは、曲面形状を有する凹角であり、当該曲面形状は、所定の曲率半径Ｒで曲がる。曲率半径Ｒは、無電解ニッケルメッキ層５の厚みｔ３に近似する。
【００４４】
（複層メッキロールの一変形例の製造方法）
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、実施の形態１に係る複層メッキロールの一変形例の製造方法について説明する。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の一変形例の一工程を示す模式断面図である。
【００４５】
まず、図５Ａに示すように、剥離層４を芯金ロール１の外周面１ｂに形成する（剥離層形成工程Ｓ２１）。剥離層４は、例えば、銀メッキ層であり、公知の多種多様な銀メッキ方法を用いて形成することができる。後述する工程では、剥離層４を用いて所定の層、銅メッキ層を剥離するが、この技術はグラビヤ製版用の「バラードメッキ」として多用されている公知の技術である。この製造方法で利用することのできる汎用的な芯金ロール１の外径はφ２５０ｍｍからφ５００ｍｍであり、銅メッキ層２の一例である硬質銅メッキ厚みは０．４ｍｍから０．５ｍｍ程度が一般的である。芯金ロール１の外径が小さくなるほど剥離と剥離後の平坦化加工が困難となるため、銅メッキ層２の厚みを芯金ロール１の外径に比例して薄くすることが好ましい。
【００４６】
さらに、彫刻形状のトップエッジ部分に位置するニッケルメッキ層３の厚み（ｔ２）が所定の大きさを下回ると、剥離工程での「割れ」の発生、又は、剥離後の平坦化加工において「割れ」の発生を抑制することができる。該ニッケルメッキの残厚みと硬質銅メッキとを含めた総厚みは、適正な範囲を有する。
【００４７】
ここで、単層の硬質銅メッキで彫刻形状のトップエッジに生じる「バリ」は、形状に応じて、略数μｍの大きさである。そのため、ニッケルメッキ層３の厚みｔ２［ｍｍ］は、当該「バリ」の大きさに余裕代を加えて、０．００３（＝３［μｍ］）以上、０．００６（＝６［μｍ］）以下の範囲が好適である。
【００４８】
続いて、銅メッキ工程Ｓ１（図３Ａ参照）と同様に、芯金ロール１に硬質銅メッキを施して、銅メッキ層２を剥離層４に形成する（銅メッキ工程Ｓ２２）。
【００４９】
続いて、銅メッキ層鏡面加工工程Ｓ２〜無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６（図３Ｂ〜図３Ｅ参照）と同様に、銅メッキ層鏡面加工工程Ｓ２３、ニッケルメッキ工程Ｓ２４、ニッケルメッキ層鏡面加工工程Ｓ２５、本彫刻工程Ｓ２６、無電解ニッケルメッキ工程Ｓ２７をそれぞれ施す。
【００５０】
最後に、図５Ｂに示すように、彫刻されたメッキ層、すなわち、銅メッキ層２とニッケルメッキ層３と無電解ニッケルメッキ層５との積層体を剥離する（剥離工程Ｓ２８）。この剥離した積層体は、平金型として利用することができ、具体的には、プレス射出成型等に利用することができる。
【実施例】
【００５１】
次に、上記した実施の形態１に係る複層メッキロールの実施例について説明する。
【００５２】
（実施例１：断続する楔）
実施例１は、上記した実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法の具体例１（図１、図３Ａ〜図３Ｅ、図４、図６〜図１０参照）を用いて、製造された。つまり、実施例１に係る複層メッキロールは、楔状溝パターン６と同じ構成を有する溝を備える。ここで、銅メッキ層とニッケルメッキ層の総厚みt０、ニッケルメッキ層の厚みｔ３は、それぞれ０．４５８ｍｍ、０．００８ｍｍとした。
【００５３】
なお、比較例１では、ニッケルメッキ層３を含まないところを除いて、実施例１に係る複層メッキロールと同じ構成を有するロールを用いた。すなわち、この用いたロール（図示略）は、芯金ロールと、芯金ロールを覆う単層の硬質銅メッキ層とを備える。ここで上記硬質銅メッキ層の厚みは０．４５ｍｍとした。
【００５４】
また、比較例２では、硬質銅メッキ層を含まないところを除いて、実施例１に係る複層メッキロールと同じ構成を有するロールを用いた。すなわち、この用いたロール（図示略）は、芯金ロール１と、芯金ロール１を覆う単層のニッケルメッキ層３とを備える。ここで、上記ニッケルメッキ層の厚みは０．４５ｍｍとした。また、実施例１、比較例１及び２では、ロール外径と回転数、単結晶ダイヤモンド製総型バイトの刃先形状、切屑の吸引方法は総て同一の条件である。
【００５５】
比較例１では、彫刻溝は、単結晶ダイヤモンド製総型バイトの輪郭形状がそのまま転写された形状を有し、シャープエッジがチャンファー、Ｒなしであった。また、単結晶ダイヤモンド製総型バイトはあまり摩耗しなかった。その摩耗の大きさは、単結晶ダイヤモンド製総型バイトを再度、別の工程において使用することを想定した場合、再研摩することなくそのまま使用できる程度に小さかった。しかし、彫刻溝天端の両側、つまり、トップエッジ部６ａ（図８参照）に相当する部位に数μｍ程度の大きさを有する「バリ」を生じた。
【００５６】
比較例２では、彫刻溝天端のコーナー部は「バリ」を生じなかったが、溝の彫刻加工本数が進むにつれて、バイトのコーナー部の摩耗が進行し、ロール金型の溝ボトム（底部６ｂ（図１０参照）と側壁部６ｃとが交差してなす凹角部に相当する部位）が丸みを備えることとなる。結果、新品バイトとの交換が必要となる。
【００５７】
実施例１ではバイトの摩耗やバリがなく、第１溝から最終溝まで１本のバイトを用いて彫刻することができた。
【００５８】
（実施例２：連続する三角プリズム溝）
実施例２は、上記した実施の形態１に係る複層メッキロールの具体例２の製造方法（図１、図３Ａ〜図３Ｅ、図１１〜図１５参照）を用いて、製造された。つまり、実施例２に係る複層メッキロールは、三角プリズム溝パターン７と同じ構成を有する溝を備える。ここで、銅メッキ層とニッケルメッキ層の総厚みt０、ニッケルメッキ層の厚みｔ３は、それぞれ０．４６ｍｍ、０．０１０ｍｍとした。
【００５９】
なお、比較例３では、ニッケルメッキ層３を含まないところを除いて、実施例２に係る複層メッキロールと同じ構成を有するロールを用いた。すなわち、この用いたロール（図示略）は、芯金ロール１と、芯金ロール１を覆う単層の硬質銅メッキ層とを備える。ここで上記硬質銅メッキ層の厚みは０．４５ｍｍとした。比較例３、４に係る彫刻形状は、実施例２に係る彫刻形状と同じ形状を有する。
【００６０】
また、比較例４では、硬質銅メッキ層を含まないところを除いて、実施例２に係る複層メッキロールと同じ構成を有するロールを用いた。すなわち、この用いたロール（図示略）は、芯金ロール１と、芯金ロール１を覆う単層のニッケルメッキ層３とを備える。ここで、上記ニッケルメッキ層の厚みは０．４５ｍｍとした。また、実施例２、比較例３及び４では、ロール外径と回転数、単結晶ダイヤモンド製総型バイトの刃先形状、切屑の吸引方法は総て同一の条件である。
【００６１】
比較例３では、比較例１と同様に、彫刻溝は、単結晶ダイヤモンド製総型バイトの輪郭形状がそのまま転写された形状を有し、シャープエッジがチャンファー、Ｒなしであった。また、単結晶ダイヤモンド製総型バイトはあまり摩耗しなかった。再研摩をしなくても、再度、別の工程において使用することができる程度の小さな摩耗であった。しかし、彫刻溝天端の両側に数μｍ程度の大きさを有する「バリ」を生じてしまった。
【００６２】
比較例４では、比較例２と同様に、彫刻溝天端のコーナー部は「バリ」を生じなかったが、溝の彫刻加工本数が進むにつれて、バイトのコーナー部の摩耗が進行し、ロール金型の溝ボトムが丸みを呈することとなる。結果、新品バイトとの交換が必要となる。
【００６３】
実施例２では、ロール金型のトップエッジ部ａには「バリ」が生じなかった。また、バイトの摩耗も抑えられた。そのため、１本のバイトを用いて第１溝から最終溝まで、目標とする輪郭精度でプリズム形状が得られる。
【００６４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１に係る複層メッキロールの製造方法では、無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６において無電解ニッケルメッキ層５を形成したが、無電解ニッケルメッキ工程Ｓ６を施すことなく無電解ニッケルメッキ層５の形成を省略してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  芯金ロール
１ａ  軸棒                                  １ｂ  外周面
２  銅メッキ層
２ａ  底面                                  ２ｂ  平坦部
３  ニッケルメッキ層                        ４  剥離層
５  無電解ニッケルメッキ層
６  楔状溝パターン
６ａ  トップエッジ部                        ６ｂ  底部
６ｃ  側壁部
７  三角プリズム溝パターン
７ａ、７ｂ  加工面                          ７ｃ  頂角部
７ｄ  凸角部
１０、２０  複層メッキロール                
１１、１２  単結晶ダイヤモンド製総型バイト
ｎ  回転数                                  Ｎ  彫刻溝数
Ｐ  彫刻ピッチ                              Ｒ  曲率半径
Ｓ１、Ｓ２２  銅メッキ工程                  Ｓ２１  剥離層形成工程
Ｓ２、Ｓ２３  銅メッキ層鏡面加工工程        Ｓ３、Ｓ２４  ニッケルメッキ工程
Ｓ４、Ｓ２５  ニッケルメッキ層鏡面加工工程  Ｓ５、Ｓ２６  本彫刻工程
Ｓ６、Ｓ２７  無電解ニッケルメッキ工程      Ｓ２８  剥離工程
Ｗ１  溝天端幅                              Ｗ２  ボトム幅
ζ  仰角                                    θ  プリズム頂角
φ  傾斜角                                  φＤ  外径
【図１】
2018202668.tif 000003
【図２】
2018202668.tif 000004
【図３Ａ】
2018202668.tif 000005
【図３Ｂ】
2018202668.tif 000006
【図３Ｃ】
2018202668.tif 000007
【図３Ｄ】
2018202668.tif 000008
【図３Ｅ】
2018202668.tif 000009
【図４】
2018202668.tif 000010
【図５Ａ】
2018202668.tif 000011
【図５Ｂ】
2018202668.tif 000012
【図６】
2018202668.tif 000013
【図７】
2018202668.tif 000014
【図８】
2018202668.tif 000015
【図９】
2018202668.tif 000016
【図１０】
2018202668.tif 000017
【図１１】
2018202668.tif 000018
【図１２】
2018202668.tif 000019
【図１３】
2018202668.tif 000020
【図１４】
2018202668.tif 000021
【図１５】
2018202668.tif 000022