JP2014104584A - Optical sheet processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学シートの入光端面に凹凸部を形成する光学シート加工装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to an optical sheet processing apparatus and method for forming an uneven portion on a light incident end face of an optical sheet.
光学シートの一つとして、例えば液晶表示装置のバックライトユニットに用いられる導光板が挙げられる。エッジライト型のバックライトユニットでは、導光板の入光端面に対向して複数の光源をアレイ状に配置し、導光板の入光端面から入射した光を光出射面から出射することで、液晶表示パネルを照明する。しかし、エッジライト型のバックライトユニットでは、導光板の光出射面のうち入光端面付近から出射される照明光に輝度ムラが発生する。 An example of the optical sheet is a light guide plate used in a backlight unit of a liquid crystal display device. In the edge-light type backlight unit, a plurality of light sources are arranged in an array facing the light incident end face of the light guide plate, and light incident from the light incident end face of the light guide plate is emitted from the light exit surface, thereby liquid crystal Illuminate the display panel. However, in the edge light type backlight unit, luminance unevenness occurs in the illumination light emitted from the vicinity of the light incident end surface of the light exit surface of the light guide plate.
そこで、そのような不具合を解決すべく、例えば特許文献1に記載されているように、導光板の入光端面に切削研磨面を形成してなる技術が知られている。特許文献1に記載の切削研磨面は、導光板の光出射面に垂直な方向に延在する縦スジ状の微細な凹凸を多数有する粗面となっている。
In order to solve such a problem, for example, as described in
しかしながら、上記従来技術においては、フライス盤、NCルータ、プレーナ等の工作機械を用いた機械加工によって導光板の入光端面に切削研磨面を形成しているため、切削による切り粉が発生してしまう。このため、導光板へ切り粉が混入・付着し、結果的に品質不良となることがある。 However, in the above prior art, the cutting and polishing surface is formed on the light incident end surface of the light guide plate by machining using a machine tool such as a milling machine, NC router, or planar, so that chips are generated by cutting. . For this reason, cutting powder mixes and adheres to the light guide plate, resulting in poor quality.
本発明の目的は、光学シートへの切り粉の混入・付着を防止することができる光学シート加工装置及び方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the optical sheet processing apparatus and method which can prevent mixing and adhesion of the swarf to an optical sheet.
本発明は、熱可塑性樹脂からなる光学シートの入光端面に凹凸部を形成する光学シート加工装置であって、光学シートを支持するステージと、ステージに支持された光学シートの入光端面に凹凸部を付与するための転写面を有する金属製の転写ロールと、転写ロールを加熱する加熱手段と、転写面及び入光端面同士を押し付けるように圧力を印加する圧力印加手段と、転写ロールを回転させる回転手段と、ステージを転写ロールに対して凹凸部の形成方向に相対的に移動させる第1移動手段と、転写ロールをステージに対して転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させる第2移動手段とを備えることを特徴とするものである。 The present invention relates to an optical sheet processing apparatus for forming an uneven portion on a light incident end face of an optical sheet made of a thermoplastic resin, the surface supporting the optical sheet, and the light incident end face of the optical sheet supported by the stage. A metal transfer roll having a transfer surface for applying a portion, a heating means for heating the transfer roll, a pressure applying means for applying pressure so as to press the transfer face and the light incident end face, and rotating the transfer roll A rotating means for moving, a first moving means for moving the stage relative to the transfer roll in the direction of forming the concavo-convex portion, and a second for moving the transfer roll relative to the stage in the roll axis direction of the transfer roll. And a moving means.
このような本発明の光学シート加工装置を用いて、熱可塑性樹脂からなる光学シートの入光端面に凹凸部を形成するときは、金属製の転写ロールを加熱すると共に、転写ロールの転写面及び光学シートの入光端面同士を押し付けるように圧力を印加した状態で、転写ロールを回転させながら、ステージを転写ロールに対して凹凸部の形成方向に相対的に移動させることで、光学シートの入光端面に凹凸部を付与する。これにより、切削加工によって凹凸部を形成する場合と異なり、切り粉が発生することは無いため、光学シートへの切り粉の混入・付着を防止することができる。 Using such an optical sheet processing apparatus of the present invention, when forming a concavo-convex portion on the light incident end surface of an optical sheet made of a thermoplastic resin, the metal transfer roll is heated and the transfer surface of the transfer roll and With the pressure applied so that the light incident end faces of the optical sheet are pressed against each other, the stage is moved relative to the transfer roll in the direction of forming the concavo-convex part while rotating the transfer roll. An uneven portion is provided on the light end face. Thereby, unlike the case where an uneven | corrugated | grooved part is formed by cutting, since a swarf does not generate | occur | produce, the mixing and adhesion of the swarf to an optical sheet can be prevented.
また、例えば転写ロールの転写面を光学シートの入光端面に熱転写すると、光学シートの材料である熱可塑性樹脂の熱分解が起こり、熱可塑性樹脂に含まれる添加剤が析出するため、添加剤が汚れとして転写ロールの転写面に付着することがある。このように転写ロールの転写面に汚れが発生したときは、転写ロールの転写面における汚れの発生箇所に光学シートの入光端面が接触することを回避するように、転写ロールをステージに対して転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させる。これにより、転写ロールの転写面に汚れが発生しても、転写面を洗浄すること無く、転写ロールの綺麗な転写面において光学シートの入光端面への凹凸部の形成を継続して行うことができる。 Further, for example, when the transfer surface of the transfer roll is thermally transferred to the light incident end surface of the optical sheet, the thermoplastic resin that is the material of the optical sheet is thermally decomposed, and the additive contained in the thermoplastic resin is precipitated. It may adhere to the transfer surface of the transfer roll as dirt. When contamination occurs on the transfer surface of the transfer roll in this way, the transfer roll is placed on the stage so that the incident end surface of the optical sheet does not come into contact with the occurrence of contamination on the transfer surface of the transfer roll. Move relatively in the roll axis direction of the transfer roll. As a result, even if the transfer surface of the transfer roll becomes dirty, the formation of uneven portions on the light incident end surface of the optical sheet is continuously performed on the clean transfer surface of the transfer roll without cleaning the transfer surface. Can do.
好ましくは、光学シートの主面には、マスキングフィルムが貼合されている。この場合には、転写ロールの転写面及び光学シートの入光端面同士を押し付けるように圧力を印加したときに、マスキングフィルムの貼合に用いられている糊成分が汚れとして転写ロールに付着することがある。従って、そのようなマスキングフィルム付きの光学シートの加工に本発明を適用することが特に効果的である。 Preferably, a masking film is bonded to the main surface of the optical sheet. In this case, when pressure is applied so as to press the transfer surface of the transfer roll and the light incident end surfaces of the optical sheet, the paste component used for bonding the masking film adheres to the transfer roll as dirt. There is. Therefore, it is particularly effective to apply the present invention to the processing of such an optical sheet with a masking film.
また、好ましくは、加熱手段は、転写ロールに設けられた誘導コイルと、誘導コイルに電流を供給する電源部とを有する。このように誘導コイル付きの転写ロールを使用し、誘導コイルに電流を流して転写ロールを加熱することにより、オイルにより転写ロールを加熱する場合に比べて、転写ロールのロール軸方向の温度分布が均一化される。従って、転写ロールをステージに対して転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させることで、転写ロールの転写面と光学シートの入光端面との接触箇所を変えても、安定した転写精度を得ることができる。 Preferably, the heating unit includes an induction coil provided in the transfer roll and a power supply unit that supplies current to the induction coil. By using a transfer roll with an induction coil in this way and passing a current through the induction coil to heat the transfer roll, the temperature distribution in the roll axis direction of the transfer roll is higher than when the transfer roll is heated with oil. It is made uniform. Therefore, by moving the transfer roll relative to the stage in the roll axis direction of the transfer roll, stable transfer accuracy can be achieved even if the contact location between the transfer surface of the transfer roll and the light incident end surface of the optical sheet is changed. Can be obtained.
また、本発明は、熱可塑性樹脂からなる光学シートの入光端面に凹凸部を形成する光学シート加工方法であって、上記の光学シート加工装置を用意する準備工程と、転写ロールを加熱すると共に、転写面及び入光端面同士を押し付けるように圧力を印加した状態で、転写ロールを回転させながら、ステージを転写ロールに対して凹凸部の形成方向に相対的に移動させることにより、入光端面に凹凸部を形成する成形工程と、成形工程を実施した後、転写面に異物が付着している場合に、転写面における異物の付着箇所に入光端面が接触することが回避されるように、転写ロールをステージに対して転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させる回避工程とを含むことを特徴とするものである。 Moreover, this invention is an optical sheet processing method which forms an uneven | corrugated | grooved part in the light-incidence end surface of the optical sheet which consists of thermoplastic resins, Comprising: While preparing the said optical sheet processing apparatus, heating a transfer roll, In the state where pressure is applied so as to press the transfer surface and the light incident end surface, the light incident end surface is moved relative to the transfer roll in the direction of forming the concavo-convex part while rotating the transfer roll. In order to avoid contact of the light incident end surface with the foreign matter adhesion site on the transfer surface when foreign matter is adhered to the transfer surface after performing the molding step and forming step on the transfer surface And an avoidance step of moving the transfer roll relative to the stage in the roll axis direction of the transfer roll.
このような本発明の光学シート加工方法においては、転写ロールを加熱すると共に、転写ロールの転写面及び光学シートの入光端面同士を押し付けるように圧力を印加した状態で、転写ロールを回転させながら、ステージを転写ロールに対して凹凸部の形成方向に相対的に移動させることで、光学シートの入光端面に凹凸部を付与する。これにより、切削加工によって凹凸部を形成する場合と異なり、切り粉が発生することは無いため、光学シートへの切り粉の混入・付着を防止することができる。 In such an optical sheet processing method of the present invention, the transfer roll is heated and the transfer roll is rotated in a state where pressure is applied so as to press the transfer surface of the transfer roll and the light incident end faces of the optical sheet. By moving the stage relative to the transfer roll in the direction of forming the uneven portion, the uneven portion is imparted to the light incident end surface of the optical sheet. Thereby, unlike the case where an uneven | corrugated | grooved part is formed by cutting, since a swarf does not generate | occur | produce, the mixing and adhesion of the swarf to an optical sheet can be prevented.
また、光学シートの入光端面に凹凸部を形成した後、転写ロールの転写面に異物が付着している場合には、転写面における異物の付着箇所に入光端面が接触することが回避されるように、転写ロールをステージに対して転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させる。これにより、転写ロールの転写面に汚れが発生しても、転写面を洗浄すること無く、転写ロールの綺麗な転写面において光学シートの入光端面への凹凸部の形成を継続して行うことができる。 In addition, when foreign matter adheres to the transfer surface of the transfer roll after forming the concavo-convex portion on the light entrance end surface of the optical sheet, it is avoided that the light entrance end surface comes into contact with the foreign matter attachment location on the transfer surface. In this manner, the transfer roll is moved relative to the stage in the roll axis direction of the transfer roll. As a result, even if the transfer surface of the transfer roll becomes dirty, the formation of uneven portions on the light incident end surface of the optical sheet is continuously performed on the clean transfer surface of the transfer roll without cleaning the transfer surface. Can do.
本発明によれば、光学シートへの切り粉の混入・付着を防止することができる。また、転写ロールの転写面に汚染が発生しても、転写ロールの綺麗な転写面において光学シートの入光端面への凹凸部の形成を継続して行うことができる。以上により、光学シートの品質を安定化させ、歩留まりを向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent chips from being mixed and adhered to the optical sheet. Further, even when the transfer surface of the transfer roll is contaminated, it is possible to continuously form the uneven portion on the light incident end surface of the optical sheet on the clean transfer surface of the transfer roll. As described above, the quality of the optical sheet can be stabilized and the yield can be improved.
以下、本発明に係わる光学シート加工装置及び方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an optical sheet processing apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明に係わる光学シート加工装置の一実施形態によって得られる光学シートである導光板を含む液晶表示装置を示す概略断面図である。同図において、本実施形態に係わる液晶表示装置1は、例えば液晶テレビに使用されるものである。液晶表示装置1は、液晶パネル2と、この液晶パネル2の背面側に配置されたエッジ型のバックライトユニット3とを備えている。液晶パネル2の厚みは、例えば1.8mm程度である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display device including a light guide plate which is an optical sheet obtained by one embodiment of an optical sheet processing apparatus according to the present invention. In the figure, a liquid
バックライトユニット3は、箱型の金属製のバックライト筐体4を有している。バックライト筐体4の裏面(背面)には、複数の電子部品類5が基板(図示せず)を介して設けられている。バックライト筐体4の対向する内壁面には、光を照射するLED6が複数ずつ取り付けられている。
The backlight unit 3 has a box-shaped
バックライト筐体4には、LED6から照射された光を液晶パネル2へ導くための断面矩形状の導光板7が反射シート8を介して収容されている。導光板7の入光端面7aには、図2に示すように、断面略波形状の凹凸部9が設けられている。導光板7の厚みは、例えば3mmである。
In the
導光板7は、熱可塑性樹脂で形成されている。具体的には、導光板7は、寸法精度や衝撃強度、透明性が高い非晶性樹脂からなっている。非晶性樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)等が挙げられる。導光板7の片側または両側の主面には、特に図示はしないが、保護用のマスキングフィルムが貼合されていることが好ましい。
The
マスキングフィルムは、導光板7の主面の傷付き防止のために貼られている。マスキングフィルムは、基材と、この基材上に形成された糊成分である粘着層とを有している。粘着層は、基材と導光板7との間に配置されている。基材は、例えばポリプロピレン(PP)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂等のポリオレフィン(PO)樹脂や、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等から形成される。粘着層は、例えばポリオレフィン(PO)エラストマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等から形成される。マスキングフィルムの厚みは、例えば40μm〜90μmである。
The masking film is affixed to prevent damage to the main surface of the
LED6から照射された光は、導光板7の入光端面7aに入射される。導光板7の背面は、LED6から照射された光を反射させる反射面となっており、導光板7の前面は、LED6から照射された光や反射面で反射された光を出射させる出光面となっている。導光板7の背面(反射面)には、インクによるドットパターン印刷等、光を反射・散乱させやすい構造が施されている。
The light emitted from the
導光板7の前面側には、複数枚(ここでは3枚)の光学フィルムを積層してなる光学フィルム群10が配置されている。光学フィルム群10の厚みは、例えば0.2mm程度である。導光板7及び光学フィルム群10の縁部は、樹脂(例えばPC)製のフレーム体11によりバックライト筐体4に対して固定されている。上記の液晶パネル2は、金属製のフレーム体12によりバックライトユニット3に対して固定されている。
On the front side of the
図3は、上記の導光板7を製造する工程を示すフローチャートである。同図において、まず溶融押出シート成形工程等により導光板原板を作製する(ステップS101)。続いて、パネルソーやランニングソー等により導光板原板を粗切りカットして、導光板7を得る(ステップS102)。続いて、鏡面加工機を用いて、導光板7の入光端面7aに鏡面加工を施す(ステップS103)。続いて、導光板7の入光端面7aに熱転写加工を施すことにより、入光端面7aに凹凸部9を形成する(ステップS104)。なお、ステップS103については、必ずしも実施しなくても良い。
FIG. 3 is a flowchart showing a process for manufacturing the
図4は、本発明に係わる光学シート加工装置の一実施形態を示す平面図である。図5は、図4に示した光学シート加工装置の正面図であり、図6は、図5のVI−VI線要部断面図であり、図7は、図5の要部拡大図であり、図8は、図5のVIII−VIII線要部拡大断面図である。また、図9は、図4等に示した光学シート加工装置を概略的に示す斜視図である。各図において、本実施形態の光学シート加工装置20は、図3に示すステップS104を実施する際に使用される。
FIG. 4 is a plan view showing an embodiment of an optical sheet processing apparatus according to the present invention. 5 is a front view of the optical sheet processing apparatus shown in FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, and FIG. 7 is an enlarged view of the relevant part in FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. FIG. 9 is a perspective view schematically showing the optical sheet processing apparatus shown in FIG. In each figure, the optical
光学シート加工装置20は、装置枠体21を備えている。装置枠体21の中央部にはラック22が配置され、このラック22には、金属製の転写ロール23が回転可能に支持されている(図6参照)。転写ロール23の外周面23aには、図9に示すように、転写ロール23の周方向に沿って転写用凹凸部19が形成されている。転写ロール23の外周面23aは、導光板7の入光端面7aに凹凸部を付与するための転写面となっている。転写用凹凸部19は、例えば転写ロール23のロール軸方向に対してプリズム状またはレンチキュラー状に形成されている。
The optical
転写ロール23は、図6に示すように、誘導コイル41が内蔵された電気ヒータロールである。転写ロール23の上側には、誘導コイル41に高周波の電流を供給する電源部42が配置されている。これらの誘導コイル41及び電源部42は、転写ロール23を加熱する加熱手段を構成している。誘導コイル41に高周波の電流が流れると、誘導コイル41に発生した磁界により転写ロール23に渦電流が生じ、転写ロール23が発熱する。
As shown in FIG. 6, the
図5に示すように、装置枠体21の下部には、台座25A,25Bが装置左右方向(X方向)に転写ロール23を挟むように配置されている。台座25A,25Bの上部には、ステージベース26A,26Bがガイドレール27A,27Bを介して装置前後方向(Y方向)に移動可能にそれぞれ取り付けられている。ステージベース26A,26Bの上部には、ステージ28A,28Bがガイドレール29A,29Bを介して装置左右方向(X方向)に移動可能にそれぞれ取り付けられている。
As shown in FIG. 5, pedestals 25 </ b> A and 25 </ b> B are arranged below the
ステージ28A,28Bの上面には、導光板7が載置(支持)される。ステージ28A,28Bの上面には、多種多様なサイズの導光板7を縦置き又は横置きの状態で置くことができる(図4参照)。縦置きは、導光板7の長手方向をY方向に一致させるような置き方である。横置きは、導光板7の長手方向をX方向に一致させるような置き方である。なお、ステージ28A,28Bの上面に載置された導光板7は、詳述しない位置決め手段により位置決めされる。また、ステージ28A,28Bの上面に載置された導光板7は、クランプ板18A,18Bによってステージ28A,28Bに対して押さえ付けられる(図9参照)。
The
ステージベース26A,26Bの上部には、ステージ28A,28BをX方向に移動させる押圧シリンダ30A,30Bがそれぞれ取り付けられている(図5参照)。押圧シリンダ30A,30Bは、ステージ28A,28B上に載置された導光板7の入光端面7aを転写ロール23の転写面23aに押し付けるように、ステージ28A,28Bに圧力を印加する圧力印加手段を構成している。
また、光学シート加工装置20は、図5〜図8に示すように、ステージ28A,28Bに対応して、X方向及びY方向に対して斜めの方向に転写ロール23を挟むように配置された成形用サーボモータ31A,31Bを備えている。成形用サーボモータ31A,31Bの各出力軸31aには、ピニオンギア32A,32Bがそれぞれ取り付けられている。ステージベース26A,26Bの下部の内側面には、Y方向に延在し、ピニオンギア32A,32Bと噛み合うラックギア33A,33Bがそれぞれ設けられている。これにより、成形用サーボモータ31A,31Bを回転駆動させると、成形用サーボモータ31A,31Bの回転がピニオンギア32A,32B及びラックギア33A,33Bを介してステージベース26A,26Bに伝わり、ステージベース26A,26BがY方向に移動し、これに伴ってステージ28A,28BがY方向に移動する。
5 to 8, the optical
ラック22の下部には、Z方向に延びるシャフト34A,34Bが回転可能に支持されている。これらのシャフト34A,34Bは、Y方向に転写ロール23を挟むように配置されている。シャフト34A,34Bの途中部分には、上記のピニオンギア32A,32Bと噛み合う平歯車35A,35Bがそれぞれ設けられている。シャフト34A,34B及び平歯車35A,35Bは、ロータリーボールスプライン構造となっている。また、シャフト34A,34Bの上端部には、電磁クラッチ36A,36Bがそれぞれ取り付けられている。
Under the
ラック22には、支持板22aが連結されている。支持板22aにおけるシャフト34A,34Bに対応する部位には、下方に延びるシャフト37A,37Bがそれぞれ回転可能に支持されている。シャフト37A,37Bの途中部分には、平歯車38A,38Bがそれぞれ設けられている。また、シャフト37A,37Bの下端部は、上記の電磁クラッチ36A,36Bにそれぞれ取り付けられている。
A
電磁クラッチ36Aは、シャフト34A,37A同士の連結を断続することで、平歯車35Aから平歯車38Aへの動力の伝達を断続する。具体的には、電磁クラッチ36AがONのときは、シャフト34A,37A同士が連結され、電磁クラッチ36AがOFFのときは、シャフト34A,37A同士の連結が解除される。電磁クラッチ36Bは、シャフト34B,37B同士の連結を断続することで、平歯車35Bから平歯車38Bへの動力の伝達を断続する。具体的には、電磁クラッチ36BがONのときは、シャフト34B,37B同士が連結され、電磁クラッチ36BがOFFのときは、シャフト34B,37B同士の連結が解除される。
The electromagnetic clutch 36A interrupts the transmission of power from the
転写ロール23のロール軸23bは、ラック22の下方に延びている。ロール軸23bの下端部には、平歯車38A,38Bとそれぞれ噛み合う平歯車39が取り付けられている。
A
光学シート加工装置20の後側には、装置上下方向(Z方向)に延びるボールネジ43が配置されている。ボールネジ43は、ネジ軸43aと、このネジ軸43aと噛み合うナット43bとからなっている。ナット43bには、主昇降体44が取り付けられている。主昇降体44は、ラック22の一側面に固定されている。ネジ軸43aは、昇降用サーボモータ45によって回転する。ラック22を挟んだ前後両側には、Z方向に延びるリニアガイド46がそれぞれ配置されている。ラック22の両側の側面には、リニアガイド46に沿って摺動可能な補助昇降体47がそれぞれ複数ずつ固定されている。昇降用サーボモータ45によりボールネジ43のネジ軸43aを回転させると、主昇降体44及び各補助昇降体47がZ方向に移動し、これに伴ってラック22が昇降し、ラック22に支持された転写ロール23が昇降する。
A
以上において、成形用サーボモータ31A,31B、ピニオンギア32A,32B、シャフト34A,34B、平歯車35A,35B、電磁クラッチ36A,36B、シャフト37A,37B、平歯車38A,38B及び平歯車39は、転写ロール23を回転させる回転手段を構成している。成形用サーボモータ31A,31B、ピニオンギア32A,32B、ラックギア33A,33B、ステージベース26A,26B及びガイドレール27A,27Bは、ステージ28A,28Bを転写ロール23に対して凹凸部9の形成方向に相対的に移動させる第1移動手段を構成している。
In the above, the forming
また、ラック22、ボールネジ43、主昇降体44、昇降用サーボモータ45、リニアガイド46及び各補助昇降体47は、転写ロール23をステージ28A,28Bに対して転写ロール23のロール軸方向に相対的に移動させる第2移動手段を構成している。
Further, the
電磁クラッチ36AをONにした状態で、成形用サーボモータ31Aを回転駆動させると、ピニオンギア32A、平歯車35A、シャフト34A、電磁クラッチ36A、シャフト37A、平歯車38A及び平歯車39を介して転写ロール23が回転する。また、電磁クラッチ36BをONにした状態で、成形用サーボモータ31Bを回転駆動させると、ピニオンギア32B、平歯車35B、シャフト34B、電磁クラッチ36B、シャフト37B、平歯車38B及び平歯車39を介して転写ロール23が回転する。従って、成形用サーボモータ31Aによってステージ28Aを移動させると共に転写ロール23を回転させることができ、成形用サーボモータ31Bによってステージ28Bを移動させると共に転写ロール23を回転させることができる。
When the forming
ここで、シャフト34A,34B及び平歯車35A,35Bは、上述したようにロータリーボールスプライン構造となっている。つまり、シャフト34A,34Bは、平歯車35A,35Bに対して相対的に上下移動可能である。このため、昇降用サーボモータ45によりボールネジ43のネジ軸43aを回転させることで、図10に示すように、転写ロール23が上昇するときには、平歯車35A,35Bは上昇せずに常に同じ高さ位置に保たれ、シャフト34A,34B、電磁クラッチ36A,36B、シャフト37A,37B、平歯車38A,38B及び平歯車39がラック22と一緒に上昇する。
Here, the
次に、以上のように構成された光学シート加工装置20を用いて、導光板7の入光端面7aに凹凸部9を形成する成形工程の一例について、図11により説明する。本成形工程では、光学シート加工装置20の前側に2人の作業員Wが配される(図4参照)。このとき、転写ロール23は、誘導コイル41及び電源部42によって一定の温度(例えば100℃〜200℃)に加熱される。
Next, an example of a molding process for forming the
まず、成形済みの導光板7が載っているステージ28A及び成形前の導光板7が載っているステージ28Bが何れも光学シート加工装置20の前側に位置している状態で、成形用サーボモータ31Bを所定方向に回転駆動させ、電磁クラッチ36BをONにする。なお、成形用サーボモータ31Aの駆動は停止しており、電磁クラッチ36AはOFFとなっている。
First, in the state where both the
すると、図11(a)に示すように、転写ロール23が反時計方向に回転しながら、ステージ28Bが後側に移動する。このとき、押圧シリンダ30Bによって、ステージ28B上に置かれた導光板7の入光端面7aを転写ロール23の転写面23aに押し付けるように、ステージ28Bに一定の圧力(例えば0.05MPa〜50MPa)を印加する。これにより、ステージ28B上に置かれた導光板7の入光端面7aに、転写ロール23の転写用凹凸部19が転写されるようになる。このようにステージ28B上に置かれた導光板7の成形を行っている間に、ステージ28A上から成形済みの導光板7が取り出される。
Then, as shown in FIG. 11A, the
次いで、成形用サーボモータ31Bの駆動を停止させ、電磁クラッチ36BをOFFにする。すると、図11(b)に示すように、転写ロール23の回転が停止すると共に、成形済みの導光板7が載っているステージ28Bが光学シート加工装置20の後側で停止する。その間に、ステージ28A上に新たな導光板7が投入・載置される。
Next, driving of the
次いで、新たな導光板7が載っているステージ28Aが光学シート加工装置20の前側に位置し、成形済みの導光板7が載っているステージ28Bが光学シート加工装置20の後側に位置している状態で、電磁クラッチ36BをOFFにしたまま、成形用サーボモータ31Bを反対方向に回転駆動させる。すると、図11(c)に示すように、転写ロール23の回転が停止したまま、成形済みの導光板7が載っているステージ28Bが前側に移動する。このとき、押圧シリンダ30Bによるステージ28Bへの圧力の印加が行われることは無い。そして、当該ステージ28Bが元の位置に戻ると、成形用サーボモータ31Bの駆動を停止させる。その間、新たな導光板7が載置されたステージ28Aは、同じ位置で待機している。
Next, the
次いで、新たな導光板7が載っているステージ28A及び成形済みの導光板7が載っているステージ28Bが何れも光学シート加工装置20の前側に位置している状態で、成形用サーボモータ31Aを所定方向に回転駆動させ、電磁クラッチ36AをONにする。
Next, with the
すると、図11(d)に示すように、転写ロール23が時計方向に回転しながら、ステージ28Aが後側に移動する。このとき、押圧シリンダ30Aによって、ステージ28A上に置かれた導光板7の入光端面7aを転写ロール23の転写面23aに押し付けるように、ステージ28Aに一定の圧力を印加する。これにより、ステージ28A上に置かれた導光板7の入光端面7aに、転写ロール23の転写用凹凸部19が転写されるようになる。このようにステージ28A上に置かれた導光板7の成形を行っている間に、ステージ28B上から成形済みの導光板7が取り出される。
Then, as shown in FIG. 11D, the
次いで、成形用サーボモータ31Aの駆動を停止させ、電磁クラッチ36AをOFFにする。すると、図11(e)に示すように、転写ロール23の回転が停止すると共に、成形済みの導光板7が載っているステージ28Aが光学シート加工装置20の後側で停止する。その間に、ステージ28B上に新たな導光板7が投入・載置される。
Next, the drive of the
次いで、成形済みの導光板7が載っているステージ28Aが光学シート加工装置20の後側に位置し、新たな導光板7が載っているステージ28Bが光学シート加工装置20の前側に位置している状態で、電磁クラッチ36AをOFFにしたまま、成形用サーボモータ31Aを反対方向に回転駆動させる。
Next, the
すると、図11(f)に示すように、転写ロール23の回転が停止したまま、成形済みの導光板7が載っているステージ28Aが前側に移動する。このとき、押圧シリンダ30Aによるステージ28Aへの圧力の印加が行われることは無い。そして、当該ステージ28Aが元の位置に戻ると、成形用サーボモータ31Aの駆動を停止させる。その間、新たな導光板7が載置されたステージ28Bは、同じ位置で待機している。
Then, as shown in FIG. 11F, the
このように本成形工程においては、ステージ28A上に載置された成形済みの導光板7の取り出し及び当該ステージ28A上への新たな導光板7の投入を行っている間に、ステージ28B上に載置された導光板7の入光端面7aに凹凸部9を形成し、ステージ28B上に載置された成形済みの導光板7の取り出し及び当該ステージ28B上への新たな導光板7の投入を行っている間に、ステージ28A上に載置された導光板7の入光端面7aに凹凸部9を形成する。
In this way, in the main forming step, while the molded
このとき、ステージ28A,28Bの移動スピードは、必ずしも一定とは限らない。例えば、導光板7の入光端面7aに対向して複数のLED6を配置する場合は、LED6周辺の入光端面7aにのみ凹凸部9を形成すれば良い。そのため、転写ロール23の転写面23a及び導光板7の入光端面7a同士を押し付ける際に、LED6と対向する位置の入光端面7aと転写面23aとが接するときは、所望の凹凸部9が得られる転写(成形)スピードでステージ28A,28Bを移動させ、それ以外の入光端面7aと転写面23aとが接するときは、より高速でステージ28A,28Bを移動させても良い。これにより、導光板7の加工タクトを向上させることができる。なお、LED6周辺の入光端面7aとは、導光板7の厚み方向に直交する方向におけるLED6の幅サイズから、+1mmを指す。
At this time, the moving speed of the
ところで、転写ロール23の転写面23aに設けられた転写用凹凸部19を導光板7の入光端面7aに熱転写させると、導光板7で樹脂の熱分解が起こり、導光板7に含まれる添加剤の分解によって添加剤が析出して転写ロール23の転写面23aに付着することがある。また、導光板7の主面にマスキングフィルムが貼合されている場合には、マスキングフィルムの貼合に用いられている糊成分が成形時の圧力印加によって転写ロール23の転写面23aに付着することもある。
By the way, when the transfer
そこで、成形工程の実施後に、転写ロール23の転写面23aに添加剤や糊成分等の異物が付着している場合には、昇降用サーボモータ45によって転写ロール23を昇降させて、転写ロール23の転写面23aにおける導光板7の入光端面7aと接触する箇所をずらし、異物が付着していない綺麗な転写面23aを用いて次の成形工程を実施する。
Therefore, after the molding process is performed, if foreign substances such as additives and glue components adhere to the
以上のように本実施形態にあっては、転写ロール23を加熱すると共に転写ロール23の転写面23a及び導光板7の入光端面7a同士を押し付けて、転写ロール23の転写面23aに設けられた転写用凹凸部19を導光板7の入光端面7aに熱転写させることにより、導光板7の入光端面7aに凹凸部9を形成するようにしたので、バイト等による機械的な切削加工によって導光板7の入光端面7aに凹凸部9を形成する場合のように切り粉が発生することは無い。従って、導光板7に切り粉が付着したり混入することも無いため、製品の品質を安定化させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、転写ロール23をステージ28A,28Bに対して昇降させる手段を設け、転写ロール23の転写面23aに汚れが発生したときは、転写面23aの汚れ箇所が導光板7の入光端面7aに接触することを回避するように転写ロール23を昇降させるようにしたので、綺麗な転写面23aを用いて成形工程を速やかに継続することができる。これにより、製品の品質を更に安定化させることができる。また、例えば転写ロール23を取り外して転写ロール23の超音波洗浄を行う必要が無いため、作業員の手間を省くことができる。
Further, in the present embodiment, means for raising and lowering the
このとき、転写ロール23に誘導コイル41を内蔵し、この誘導コイル41に電流を流すことで転写ロール23を加熱するようにしたので、オイルにより温度調整を行って転写ロール23を加熱する場合に比べて、転写ロール23のロール軸方向の温度分布を均一化することができる。例えば、直径が200mm、長さが300mmのオイルヒータロールを用いる場合には、ロール軸方向に対して3℃〜5℃の温度ムラが生じるが、同じサイズの電気ヒータロールを用いる場合には、ロール軸方向に対する温度ムラが±0.5℃程度に収まる。これにより、転写ロール23を昇降させることで、転写ロール23の転写面23aにおける導光板7の入光端面7aとの接触箇所を変更しても、導光板7の入光端面7aに対する転写ロール23の転写用凹凸部19の転写精度を安定化させることができる。
At this time, since the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、転写ロール23をステージ28A,28Bに対して昇降させるようにしたが、特にそれには限られず、ステージ28A,28Bを転写ロール23に対して昇降させる構成とすることで、転写ロール23と導光板7との接触高さ位置を変えても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、平歯車同士の噛み合わせによって転写ロール23を回転させるようにしたが、転写ロール23を回転させる機構としては、特にそれには限られず、例えばベルト及びプーリ等を用いても良い。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、成形用サーボモータ31A,31Bによって転写ロール23を回転させると共にステージ28A,28BをY方向に移動させる構成としたが、特にそれには限られず、転写ロール23を回転させる手段及びステージ28A,28Bを移動させる手段として、それぞれ別のモータを使用し、各モータを同期駆動させても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration is such that the
ここで、導光板7と転写ロール23とが接触する際、転写ロール23の回転速度とステージ28A,28Bの移動速度とに大きなズレがあると、導光板7の外観が悪くなるという不具合が発生する。そのため、転写ロール23を回転させるロール専用のモータを設置しない場合には、転写ロール23の直径管理が重要となる。一方、転写ロール23を回転させるロール専用のモータを設置する場合には、転写ロール23の直径に合わせてモータの回転速度を調整することが可能になるので、導光板7の外観不良の発生を防止することができる。
Here, when the
また、上記実施形態では、転写ロール23を挟むようにステージ28A,28Bを配置したが、図12に示すように、導光板7を支持するステージの数が1つでも良いことは言うまでもない。このとき、上記のように導光板7の入光端面7aを転写ロール23の転写面23aに押し付けても良いが、転写ロール23の転写面23aを導光板7の入光端面7aに押し付けるようにしても良い。また、ステージに支持する導光板7の数としては、1枚に限られず、複数枚であっても良い。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、転写ロール23のロール軸23bが装置上下方向(Z方向)に延びているが、本発明の光学シート加工装置は、転写ロール23のロール軸23bが水平方向(X方向またはY方向)に延びているものにも適用可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the
また、上記実施形態は、液晶テレビに使用される液晶表示装置1のバックライトユニット3に具備される導光板7の入光端面7aに凹凸部9を形成するものであるが、本発明の光学シート加工装置及び方法は、例えば照明用や装飾用の導光板としての光学シートの成形加工にも適用可能である。
Moreover, although the said embodiment forms the uneven | corrugated |
7…導光板(光学シート)、7a…入光端面、9…凹凸部、20…光学シート加工装置、22…ラック(第2移動手段)、23…転写ロール、23a…外周面(転写面)、23b…ロール軸、26A,26B…ステージベース(第1移動手段)、27A,27B…ガイドレール(第1移動手段)、28A,28B…ステージ、30A,30B…押圧シリンダ(圧力印加手段)、31A,31B…成形用サーボモータ(回転手段、第1移動手段)、32A,32B…ピニオンギア(回転手段、第1移動手段)、33A,33B…ラックギア(第1移動手段)、34A,34B…シャフト(回転手段)、35A,35B…平歯車(回転手段)、36A,36B…電磁クラッチ(回転手段)、37A,37B…シャフト(回転手段)、38A,38B…平歯車(回転手段)、39…平歯車(回転手段)、41…誘導コイル(加熱手段)、42…電源部(加熱手段)、43…ボールネジ(第2移動手段)、44…主昇降体(第2移動手段)、45…昇降用サーボモータ(第2移動手段)、46…リニアガイド(第2移動手段)、47…補助昇降体(第2移動手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光学シートを支持するステージと、
前記ステージに支持された前記光学シートの入光端面に前記凹凸部を付与するための転写面を有する金属製の転写ロールと、
前記転写ロールを加熱する加熱手段と、
前記転写面及び前記入光端面同士を押し付けるように圧力を印加する圧力印加手段と、
前記転写ロールを回転させる回転手段と、
前記ステージを前記転写ロールに対して前記凹凸部の形成方向に相対的に移動させる第1移動手段と、
前記転写ロールを前記ステージに対して前記転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させる第2移動手段とを備えることを特徴とする光学シート加工装置。 An optical sheet processing apparatus for forming an uneven portion on a light incident end face of an optical sheet made of a thermoplastic resin,
A stage for supporting the optical sheet;
A metal transfer roll having a transfer surface for imparting the concavo-convex portion to the light incident end surface of the optical sheet supported by the stage;
Heating means for heating the transfer roll;
Pressure applying means for applying pressure so as to press the transfer surface and the light incident end surfaces;
A rotating means for rotating the transfer roll;
First moving means for moving the stage relative to the transfer roll in the formation direction of the concavo-convex portion;
An optical sheet processing apparatus comprising: a second moving unit that moves the transfer roll relative to the stage in a roll axis direction of the transfer roll.
請求項1〜3のいずれか一項記載の光学シート加工装置を用意する準備工程と、
前記転写ロールを加熱すると共に、前記転写面及び前記入光端面同士を押し付けるように圧力を印加した状態で、前記転写ロールを回転させながら、前記ステージを前記転写ロールに対して前記凹凸部の形成方向に相対的に移動させることにより、前記入光端面に前記凹凸部を形成する成形工程と、
前記成形工程を実施した後、前記転写面に異物が付着している場合に、前記転写面における前記異物の付着箇所に前記入光端面が接触することが回避されるように、前記転写ロールを前記ステージに対して前記転写ロールのロール軸方向に相対的に移動させる回避工程とを含むことを特徴とする光学シート加工方法。 An optical sheet processing method for forming a concavo-convex portion on a light incident end face of an optical sheet made of a thermoplastic resin,
A preparation step of preparing the optical sheet processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
While the transfer roll is heated and the pressure is applied so as to press the transfer surface and the light incident end faces, the stage is formed with respect to the transfer roll while rotating the transfer roll. A forming step of forming the concavo-convex portion on the light incident end face by moving in a direction relatively;
After carrying out the forming step, when the foreign matter adheres to the transfer surface, the transfer roll is arranged so as to avoid the light incident end face coming into contact with the foreign matter attachment location on the transfer surface. An avoiding step of moving the transfer roll relative to the stage in the roll axis direction of the transfer roll.
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