JP2009202405A - 光学フィルム加圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】延伸されるべき光学フィルムを安定的に保持することを可能にする光学フィルム加圧装置を提供する。
【解決手段】光学フィルム加圧装置４０は、ベルトユニット５２およびユニット支持部５１を備える。ベルトユニット５２は、中心軸８０、複数のガイドローラ４３〜５０、無端ベルト３８、および端部固定部材７０を備える。中心軸８０は、延伸部１８において光学フィルム１１の進行方向と直交するように水平に配置される。複数のガイドローラ４３〜５０は、中心軸８０に平行に、かつ、中心軸８０の周りに配置される。無端ベルト３８は、複数のガイドローラ４３〜５０に張架されるように配置される。端部固定部材７０は、無端ベルト４０の端部を取り付け可能に構成されるとともに、無端ベルト４０の移動に伴って中心軸８０を中心に回転可能に構成される。
【選択図】図３

Description

この発明は、光学フィルムが当接するように構成された延伸部の加圧ローラに光学フィルムを介して圧接するように配置され、延伸されるべき光学フィルムに圧力を加えるように構成された光学フィルム加圧装置に関する。

光学フィルムを延伸する手法として従来ニップロール方式が広く用いられていた。従来技術の中には、光学フィルムが延伸部に導かれ、延伸部において周速度の比率が適宜設定された複数組のニップローラよって延伸されるといった構成を採用するものがあった（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る発明では、ニップロール方式による光学フィルムの製造に際し、乾式延伸法と湿式延伸法の長所を夫々生かす延伸技術を採用している。
特開２００２−３５０６３８号公報

光学フィルムの延伸において重要なことの１つは、光学フィルムに張力をかける複数組のニップローラのニップ部における光学フィルムを保持する力を安定させることである。この保持力は、ニップ部における単位面積あたりの面圧、ニップ部の面積、およびローラと光学フィルムとの間の摩擦係数の積によって表される。このため、上述の保持力を安定させるためには単位面積あたりの面圧、ニップ部の面積、およびローラと光学フィルムとの間の摩擦係数を安定させることが重要である。

ところが、従来技術では、もともと狭いニップ部の面積がローラの回転によって変動することがあり、これによってニップ部における光学フィルムの保持力が安定しないことがあった。このため、ニップ部の面積を拡大することが好ましいが、ローラの大口径化、ローラの表面部材の改良など従来の設計変更を行ってもニップ部の面積を効果的に拡大させることは難しかった。

この発明の目的は、延伸されるべき光学フィルムを安定的に保持することを可能にする光学フィルム加圧装置を提供することである。

本発明に係る光学フィルム加圧装置は、延伸されるべき光学フィルムが当接するように構成された延伸部の加圧ローラに、光学フィルムを介して圧接するように構成される。この光学フィルム加圧装置は、ベルトユニットおよびユニット支持部を備える。ユニット支持部は、ベルトユニットを支持するように構成される。ユニット支持部は、例えば、乾式延伸法を採用する延伸システムでは延伸部を画定するフレームに取り付けられ、湿式延伸法を採用する延伸システムでは延伸部に設けられた浴槽に取り付けられる。ユニット支持部は、ベルトユニットを支持しつつ延伸部に安定的に固定されるものである限り、その形状、構造、サイズ等は特に限定されない。

ベルトユニットは、加圧ローラに圧接するようにユニット支持部に支持される。また、ベルトユニットは、軸、複数のガイドローラ、無端ベルト、および端部固定部材を備える。軸は、延伸部において光学フィルムの進行方向と直交するように水平に配置される。複数のガイドローラは、軸に平行に、かつ、軸の周りに配置される。無端ベルトは、複数のガイドローラに張架されるように配置される。無端ベルトの素材は合成樹脂、特にポリウレタンが好ましいが、スチールベルトを用いることも可能である。

端部固定部材は、軸に回転可能に支持されており、無端ベルトの端部を取り付け可能に構成されるとともに無端ベルトの移動に伴って軸を中心に回転するように構成される。端部固定部材は、無端ベルトがスラスト力によって蛇行することを防止する。端部固定部材により無端ベルトの幅方向の両端を固定することが好ましいが、本発明は端部固定部材により無端ベルトの幅方向の両端を固定するものには限定されない。端部固定部材により無端ベルトの幅方向の少なくとも一端が固定されていれば、無端ベルトの蛇行を抑制することが可能である。

この構成においては、ニップロール方式のように加圧ローラ同士を圧接させるのではなく、加圧ローラに無端ベルトが圧接する。無端ベルトは、これを張架する複数のガイドローラの位置を変化させることにより加圧ローラとの圧接面の抱き角度を調整し易いため、光学フィルムを圧接する圧接面の面積を大幅に拡大させることが可能になる。このため、圧接面の面積が多少変動することがあっても、圧接面の面積全体に占める変動分の比率が低く抑えられる。この結果、圧接面の面積変動による影響が低く抑えられ、光学フィルムを保持する際の安定性が損なわれにくい。

この発明に係る光学フィルム加圧装置は、軸に設けられ、かつ、複数のガイドローラを、各ガイドローラ毎に、軸に対する離接方向に位置調整可能に支持するローラ支持部材をさらに備えることが好ましい。各ガイドローラを軸に対して接近させたり離間させたりすることにより、無端ベルトの加圧ローラとの圧接面の抱き角度や無端ベルトの張力を調整することが可能となり、その結果、無端ベルトと加圧ローラとの圧接力を調整することが可能になる。

この発明によれば、延伸されるべき光学フィルムを安定的に保持することが可能になる。

図１は、本発明の光学フィルム加圧装置が適用される延伸システムの一例を示している。延伸システム１０は、洗浄部１２、膨潤部１４、染色部１６、延伸部１８、水洗部２０、および乾燥部２２を備える。延伸システム１０における延伸部１８以外の部分は公知の構成を適用可能であるためここではその説明を省略する。

この実施形態では、光学フィルム１１としてポリビニールアルコール（ＰＶＡ）からななる偏光フィルムを用いる。延伸システム１０において、光学フィルム１１は、洗浄部１２、膨潤部１４、染色部１６、延伸部１８、水洗部２０、および乾燥部２２をこの順に通過した後、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム１１０等の保護フィルムが貼り付けられ回収される。この発明は、延伸部１８における光学フィルム１１の保持手法に特徴を有するものであり、以下具体的にその特徴を説明する。

図２は、延伸部１８の概略を示す図である。延伸部１８には、光学フィルム加圧装置４０が適用される。光学フィルム加圧装置４０は、図２に示すように、下側の加圧ローラ１８３、１８５、１８７に圧接する上側の加圧ローラと置換するように設けられる。光学フィルム加圧装置４０の無端ベルト３８は、光学フィルム１１を介して加圧ローラ１８５に圧接するように配置される。無端ベルト３８と加圧ローラ１８５とが圧接することによって、延伸されるべき光学フィルム１１が無端ベルト３８と加圧ローラ１８５との間にて十分な強さで保持されるようになる。無端ベルト３８の幅は加圧ローラ１８５の軸方向の長さよりも大きめに設定される。そして、無端ベルト３８は、その幅方向の中央部に加圧ローラ１８５と接触すべき接触部が配置されるとともに、加圧ローラ１８５と接触しない非接触部が幅方向における接触部の両側に配置されるように構成される。

図３〜図５を用いて光学フィルム加圧装置４０の構成を説明する。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、光学フィルム加圧装置４０は、延伸部１８の浴槽３２に取り付けられる。具体的には、光学フィルム加圧装置４０は、浴槽３２に取り付け可能に構成されたユニット支持部５１、およびユニット支持部５１に支持されるベルトユニット５２を備える。ユニット支持部５１は、浴槽３２の内部に納まる加圧ロール１８５を両端で支持する。

ベルトユニット５２は、合成樹脂製の無端ベルト３８、および無端ベルト３８を張架する複数のガイドローラ４３〜５０（図２参照）を備える。ガイドローラ４３〜５０は、中心軸８０の周囲に等角度間隔で配置される。無端ベルト３８にかかる負荷を考慮するとガイドローラ４３〜５０は、中心軸８０の周囲に等角度間隔で配置されることが好ましいが、ガイドローラ４３〜５０が中心軸８０の周囲に等角度間隔で配置されることは必須要件ではなく、ガイドローラ４３〜５０を任意の間隔にて配置することも可能である。

ここでは、加圧ローラ１８５側に駆動源としての駆動モータ１９０（図４参照）が設けられ、加圧ローラ１８５の回転に伴って無端ベルト３８が連れ回るように構成される。その理由は、光学フィルム加圧装置４０側に駆動源を設けないことにより、光学フィルム加圧装置４０の構成をシンプルにするためである。ただし、光学フィルム加圧装置４０側に駆動源を設けて無端ベルト３８を回転駆動するようにしてもよい。なお、この実施形態では、無端ベルト３８に合成樹脂（例えば、ポリウレタン）を用いているが、合成樹脂に代えて金属（例えば、ステンレス）を用いることも可能である。

図４および図５に示すように、ベルトユニット５２は、端部固定部材７０、ベルト張力調整機構５３をさらに備える。端部固定部材７０は、ボールベアリングを介して中心軸８０に回転可能に支持されており、無端ベルト３８の端部を取り付け可能に構成されるとともに無端ベルト３８の移動に伴って中心軸８０を中心に回転するように構成される。この実施形態では、無端ベルト３８の両端に複数の穴を開け、ハウジング７１とボルト７２によって無端ベルト３８を端部固定部材７０に拘束している。ただし、無端ベルト３８の両端を拘束する方法は、この限りではない。ここでは、端部固定部材７０が円板状を呈しているが、端部固定部材７０の形状はこれに限定されるものではない。端部固定部材７０は、無端ベルト３８の両端外周を拘束することにより、無端ベルト３８の幅方向の移動を規制するように構成される。端部固定部材７０が無端ベルト３８の端部の位置を固定することにより、スラスト力が強制的に拘束されるため、無端ベルト３８が蛇行することがない。この結果、ベルト蛇行修正装置を設ける必要がなくなる。さらに、無端ベルト３８に蛇行が発生しないため、延伸されるべき光学フィルム１１に幅方向に力が作用することがなく、光学フィルム１１における幅方向の張力を安定化することが可能となる。

ハウジング７１には側面に複数の穴が設けられている。その理由は、無端ベルト３８の内部に設置されたベルト張力調整機構５３〜６０を調整するためである。また、光学フィルム加圧装置４０の内部を密閉しないことにより、密閉空気による悪影響を回避するためである。ただし、ハウジング７１の形状はこの限りではなく、また、光学フィルム加圧装置４０の内部を密閉構造としても良い。

ベルト張力調整機構５３は、図５（Ｂ）に示すように、同様の機構５４〜６０を、図５（Ｃ）に示す放射状に配置された複数のガイドローラ４３〜５０のそれぞれの両端軸受６１を収めるそれぞれのケース６２に備える。その中でも、ベルト張力調整機構５９、６０はフィルム抱き角度調整機構も兼ねることができる。

ベルト張力調整機構５３〜６０は中心軸８０を中心として、ガイドローラ４３〜５０を放射状に位置調整可能に支持している。この実施形態では、ガイドローラ４３〜５０は、中心軸８０を中心として等角度間隔に合計８本支持されているが、ガイドローラの支持数量はこれに限定されるものではない。例えば、６本のガイドローラを等角度間隔に配置しても良いし、１２本のガイドローラを等角度間隔に配置しても良い。また、ベルト張力調整機構５３〜６０は全ての張力調整機構を用いる必要はなく、任意の数量、配置のベルト張力調整機構を用いて無端ベルト３８の張力を調整するようにしても良い。張力調整機構５３は、図５（Ａ）に示すように、回転操作が可能なジャッキ６３を備えており、ジャッキ６３の回転に応じてガイドローラ４３を変位させる。

フィルム抱き角度調整機能を兼ね備えたベルト張力調整機構５９、６０は、ガイドローラ４９、５０を、中心軸８０を中心として、放射状に位置調整可能に支持している。この実施形態では、ガイドローラ４９、５０は中心軸８０を中心として、放射状に変位可能に支持されているが、ガイドローラ４９、５０の変位形態はこれに限定されるものではない。

また、無端ベルト３８の劣化による交換が必要な場合、ベルトユニット５２をユニット毎取り外し、あらかじめ用意しておいたベルトユニット５２に置き換えるだけで良いため、延伸システム１０の運転停止時間が必要最小限に抑えられる。

図６（Ａ）〜図６（Ｄ）を用いて、張力調整機構５３〜５８およびフィルム抱き角度調整機能を兼ね備えたベルト張力調整機構５９、６０の作用を説明する。図５（Ａ）の状態において、ベルト張力調整機構５９、６０がガイドローラ４９、５０を中心軸８０の中心に向かって変位させることにより、図６（Ｂ）および図６（Ｄ）に示すように無端ベルト３８における加圧ローラ１８５との圧接面の抱き角度４００を小さくすることができる。一方で、図６（Ａ）の状態において、フィルム抱き角度調整機構５９、６０がガイドローラ４９、５０を、中心軸８０を中心として放射方向に変位させることにより、図６（Ｃ）に示すように無端ベルト３８における加圧ローラ１８３との圧接面の抱き角度４００を大きくすることができる。

さらに、図６（Ａ）の状態において、張力調整機構５３〜６０がガイドローラ４３〜５０を中心軸８０の中心に向かって変位させることにより、無端ベルト３８の張力を緩和することができる。無端ベルト３８の張力を強くする場合は、張力調整機構５３〜６０がガイドローラ４３〜５０を、中心軸８０を中心として放射方向に変位させると良い。

以上の構成によれば、無端ベルト３８と加圧ローラ１８５との間で光学フィルム１１を挟持する際に光学フィルム１１を加圧する圧接面の面積を広くすることが可能になる。特に、図９（Ｂ）に示すようにローラ１８４および１８５によって光学フィルム１１を挟持する際に比較して圧接面の面積を２０倍程度にまで拡大することが可能になる。このため、圧接面の面積が多少変動することがあっても、圧接面の面積全体に占める変動分の比率が低く抑えられる。この結果、圧接面の面積変動による影響が低く抑えられ、光学フィルム１１を保持する際の安定性が損なわれにくい。

また、図７に示すように、ベルト張力調整機構５３〜５８によって無端ベルト３８の張力を調整し、フィルム抱き角度調整機能を兼ね備えたベルト張力調整機構５９、６０によって抱き角度４００を調整することにより、無端ベルト３８から加圧ローラ１８５に作用する力Ｎの大きさを調整することが可能になる。このため、光学フィルム１１の延伸率に応じて、適宜、光学フィルム１１を保持する力の大きさを調整することが可能となる。

上述の実施形態では、加圧ローラ１８５と対向する位置にガイドローラ４９および５０が配置される例を示したが、加圧ローラ１８５と対向する位置に配置される２つガイドローラはガイドローラ４９および５０に限定されるものでない。例えば、ベルトユニット５２の配置角度を変更することにより、他の２つガイドローラ（例えば、ガイドローラ４３、４４）を、加圧ローラ１８５と対向する位置に配置することが可能である。

図８は、第２の実施形態に係る延伸システム１０２の概略を示している。延伸システム１０２では、延伸システム１０とは異なる位置に光学フィルム位置に光学フィルム加圧装置４０を適用している。

図９は、第２の実施形態に係る延伸部１８の概略を示す図である。図９（Ａ）に示すように、第２の実施形態では、加圧ローラ１８３に圧接するように光学フィルム加圧装置４０が設けられる。このように延伸部１８に対する光学フィルム加圧装置４０の取り付け位置は、延伸部１８の任意の場所に配置することが可能である。

上述の実施形態では、延伸システム１０または延伸システム１０２に単一の光学フィルム加圧装置４０を適用する例を示したが、延伸システム１０に複数の光学フィルム加圧装置４０を適用することも可能である。例えば、図９（Ｂ）に示すように光学フィルム加圧装置４０を２つ適用することや、図９（Ｃ）に示すように光学フィルム加圧装置４０を３つ適用することが可能である。

上述の実施形態では、湿式延伸法について説明したが、この発明は乾式延伸法を採り入れた延伸システムにも適用することが可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

光学フィルム加圧装置が適用される延伸システムの例を示す図である。 延伸部の概略を示す図である。 光学フィルム加圧装置の概略を示す図である。 光学フィルム加圧装置の概略を示す図である。 ベルトユニットの構成を示す図である。 光学フィルム加圧装置におけるガイドローラの位置調整を説明する図である。 ベルトユニットの作用を示す図である。 延伸部の他の例を示す図である。 延伸部の他の例を示す図である。

符号の説明

１０、１０２−延伸システム
１８−延伸部
４０−光学フィルム加圧装置
５１−ユニット支持部
５２−ベルトユニット
４３〜５０−ガイドローラ
５３〜６０−ベルト張力調整機構

Claims (4)

1. 延伸されるべき光学フィルムが当接するように構成された延伸部の加圧ローラに、前記光学フィルムを介して圧接するように構成された光学フィルム加圧装置であって、
   前記加圧ローラに圧接するように配置されるベルトユニットと、
   前記ベルトユニットを支持するように構成されたユニット支持部と、
   を備え、
   前記ベルトユニットは、
   前記延伸部において前記光学フィルムの進行方向と直交するように水平に配置された軸と、
   前記軸に平行に、かつ、軸の周りに配置された複数のガイドローラと、
   前記複数のガイドローラに張架されるように配置される無端ベルトと、
   前記軸に回転可能に支持されており、前記無端ベルトの端部を取り付け可能に構成されるとともに前記無端ベルトの移動に伴って前記軸を中心に回転するように構成された端部固定部材と、
   を備えた光学フィルム加圧装置。
2. 前記軸に設けられ、かつ、前記複数のガイドローラを、各ガイドローラ毎に、前記軸に対する離接方向に位置調整可能に支持するローラ支持部材をさらに備えた請求項１に記載の光学フィルム加圧装置。
3. 前記無端ベルトが、前記軸に平行な幅方向の中央部に前記加圧ローラと接触すべき接触部が配置されるとともに、前記加圧ローラと接触しない非接触部が前記幅方向における前記接触部の両側に配置されるように構成された請求項１または２に記載の光学フィルム加圧装置。
4. 前記端部固定部材が円板状を呈しており、
   前記複数のガイドローラが、前記軸の周囲に等角度間隔で配置された請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルム加圧装置。

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