JP2014172331A - 微細パターン熱転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜ロール金型（10）を用いてフィルム（2）にパターンを転写する微細パターン熱転写装置（1）において、転写精度を高めるとともに速い転写速度も可能にする。
【解決手段】薄膜ロール金型（10）が掛けられるフィルム取り出し側ローラ（41）を、冷却機構（40）が一体的に設けられた冷却ローラ（41）で構成し、フィルム導入側ローラ（31）との間でフィルム（2）を薄膜ロール金型（10）に押しつける主加圧ローラ（32）と、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所で主加圧ローラ（32）をフィルム導入側ローラ（31）へ押圧する分散加圧ローラ（96）を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト状の薄膜ロール金型を用いてフィルムにパターンを転写する微細パターン熱転写装置に関し、特に、転写精度と転写速度を両立させる技術に関するものである。

従来より、エンドレスベルト状の薄膜ロール金型（ベルト状金型）を用いてフィルムにパターンを転写する微細パターン熱転写装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１の装置は、複数のローラに装着された薄膜ロール金型に圧接する支持基材を有し、薄膜ロール金型と支持基材でフィルムを挟みつけた状態にして、該フィルムを走行させる構成が採用されている。この装置では、薄膜ロール金型へのフィルムの導入側に、薄膜ロール金型をフィルムに押し付ける加圧機構が設けられている。

また、薄膜ロール金型は、フィルムの取り出し側では、フィルムの進行方向とは異なる方向へ進むようになっており、この部分でフィルムが薄膜ロール金型から離型される。この装置では、離型の際にフィルムの形状を安定させる目的で、薄膜ロール金型に対するフィルム導入側のローラとフィルム取り出し側ローラの間に、フィルムを冷却する冷却機構が設けられている。

また、特許文献２の装置では、特許文献１の冷却機構に代えて、薄膜ロール金型に対するフィルム導入側のローラとフィルム取り出し側ローラの間に、冷却ローラと冷却ノズルを設けるようにしている。

また、特許文献１，２の微細パターン熱転写装置はロール転写方式であるが、このロール転写方式とは別に、平板転写方式の微細パターン熱転写装置も知られている。

特開２００９−１５８７３１号公報 特開２０１１−９８５３０号公報

しかし、平板転写方式は、一般に、ロール転写方式に比べて高い転写精度を得られるものの、転写速度が遅い問題がある。一方、特許文献１，２のようなロール転写方式の装置では、平板転写方式に比べて転写速度は速いものの、一般に、平板転写方式に比べて転写精度が低い問題がある。ロール転写方式の転写精度が低いのは、加圧機構によってフィルムに大荷重を加えることができず、１０ＭＰａ程度の低荷重しか加えられないことが原因であると考えられる。このように、従来の装置では、転写精度（均一性）を高めると同時に転写速度も速くすることが困難であった。特に、特許文献１，２のようなロール転写方式の装置では、大面積のフィルムに大荷重を均一にかけることが困難であるから、フィルムが大面積になる場合の転写精度を高めるのが非常に困難であった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルト状の薄膜ロール金型を用いてフィルムにパターンを転写する微細パターン熱転写装置において、転写精度を高めるとともに速い転写速度も可能にすることであり、特に大面積のフィルムでの転写精度と転写速度を両立することである。

第１の発明は、フィルム（2）に転写するパターンが形成されたベルト状の薄膜ロール金型（10）と、薄膜ロール金型（10）が装着されるフィルム導入側ローラ（31）及びフィルム取り出し側ローラ（41）と、薄膜ロール金型（10）に対するフィルム（2）の導入側でフィルム（2）を加熱する加熱機構（30）と、薄膜ロール金型（10）に対するフィルム（2）の導入側でフィルム（2）を薄膜ロール金型（10）に押しつける加圧機構（90）と、薄膜ロール金型（10）からのフィルム（2）の取り出し前でフィルム（2）を冷却する冷却機構（40）と、フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）から離型する離型機構（50）とを備え、上記離型機構（50）が、上記フィルム（2）が上記フィルム取り出し側ローラ（41）を過ぎた位置で該フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）の進行方向とは異なる方向へ進行させるように配置された離型ローラ（51）により構成された微細パターン熱転写装置を前提としている。

そして、この微細パターン熱転写装置は、上記フィルム取り出し側ローラ（41）が、上記冷却機構（40）が一体的に設けられた冷却ローラ（41）により構成され、上記加圧機構（90）が、フィルム導入側ローラ（31）との間で薄膜ロール金型（10）とフィルム（2）を挟む主加圧ローラ（32）と、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所で主加圧ローラ（32）をフィルム導入側ローラ（31）へ押圧する分散加圧ローラ（96）とを有することを特徴としている。

ここで、上記フィルム（2）は熱可塑性樹脂からなるフィルムであり、特にフッ素樹脂のフィルムであることが好ましい。

この第１の発明では、フィルム導入側ローラ（31）とフィルム取り出し側ローラ（41）に薄膜ロール金型（10）が掛けられ、フィルム（2）は、薄膜ロール金型（10）のフィルム導入側からフィルム取り出し側へ進行していく。また、フィルム（2）がフィルム（2）の導入側で加熱機構（30）により加熱されるとともに、加圧機構（90）により薄膜ロール金型（10）に押圧されることで、薄膜ロール金型（10）に設けられているパターンがフィルム（2）に転写され、取り出し直前の冷却ローラ（41）で冷却機構（40）により冷却されることでそのパターンが徐々に硬化する。パターンが硬化したフィルム（2）は、フィルム取り出し側ローラ（41）を通過した位置で薄膜ロール金型（10）とは別の方向へ進行し、薄膜ロール金型（10）から離型される。この構成では、上記加圧機構（90）を、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所に設けた分散加圧ローラ（96）により構成しているので、フィルム（2）の幅が広くても大荷重（１００〜２００ＭＰａ）をフィルム（2）に均一にかけることが可能になる。したがって、フィルム（2）に転写されるパターンが均一化され、しかも安定する。

第２の発明は、第１の発明において、上記加熱機構（30）が、内部にヒータ（33）が設けられた加熱ローラ（31，32）により構成され、上記加熱ローラ（31，32）が、上記フィルム導入側ローラ（31）により構成された第１加熱ローラ（31）と、上記主加圧ローラ（32）により構成された第２加熱ローラ（32）とを備えていることを特徴としている。

この第２の発明では、薄膜ロール金型（10）とフィルム（2）とが、内部にヒータ（33）が設けられた第１加熱ローラ（31）と第２加熱ローラ（32）で挟みつけられることにより、フィルム（2）が加熱されてパターンが転写される。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記冷却機構（40）が、上記冷却ローラ（41）の内部に冷却液が流通するように形成された冷却液通路（42a）を有していることを特徴としている。

第４の発明は、第３の発明において、上記冷却液通路（42a）が上記冷却ローラ（41）の軸中心に形成されていることを特徴としている。

上記第３，第４の発明では、冷却機構（40）として設けられる冷却液通路（42a）の中を冷却液が流れることにより、冷却ローラ（41）を介して薄膜ロール金型（10）とフィルム（2）が冷却される。

第５の発明は、第３または第４の発明において、上記冷却機構（40）が、上記フィルム（2）をガラス転移温度以下の温度に冷却する冷却液が流通するように構成されていることを特徴としている。

この第５の発明では、薄膜ロール金型（10）からのフィルム（2）の取り出し側において、フィルム（2）が冷却液によってガラス転移温度以下の温度に冷却される。このことにより、フィルム（2）は離型前に硬化が始まる状態となる。

本発明によれば、上記加圧機構（90）を、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所に設けた分散加圧ローラ（96）により構成して、フィルム（2）の幅が広くても大荷重（１００〜２００ＭＰａ）をフィルム（2）に均一にかけられるようにしているので、ロール転写方式において、平板転写方式と同等の高い転写精度（転写精度約90％）を実現できる。また、この発明ではロール転写方式を採用しているため、平板転写方式よりも速い転写速度を実現できる。特に、フィルム（2）の幅を広げても大荷重を均一にかけることができるから、大きな面積のフィルム（2）を高速に転写でき、従来と比べて約５倍以上の転写速度（１m２/min）を実現できる。以上のように、本発明によれば転写精度と転写速度を両立できる。

また、本発明によれば、フィルム取り出し側ローラ（41）を冷却機構（40）が一体的に設けられた冷却ローラ（41）により構成しているので、離型の際のフィルムの形状を安定させて転写精度を高めることができ、しかもフィルム（2）を冷却する構成を簡素化することができる。

上記第２の発明によれば、加熱機構（30）を、内部にヒータ（33）が設けられた第１加熱ローラ（31）と第２加熱により構成し、第１加熱ローラ（31）をフィルム導入側ローラ（31）にし、第２加熱ローラ（32）を主加圧ローラ（32）にしているので、フィルムの加熱と加圧を確実にして転写精度を高めることができ、加熱機構（30）の構成も簡素化できる。

上記第３，第４の発明によれば、冷却機構（40）として、冷却ローラ（41）の内部を冷却液が流通する冷却液通路（42a）を設けるようにしているので、冷却ローラ（41）の構成を簡素化することができる。また、冷却ローラ（41）の内部からフィルム（2）を冷却するので、離型が均一に行われ、転写精度が向上する。

上記第５の発明によれば、フィルム（2）をガラス転移温度以下の温度に冷却する冷却液が流通するように冷却機構（40）を構成して、フィルム（2）が薄膜ロール金型（10）から離型される前に硬化するようにしているので、離型後のパターン形状が安定する。したがって、製品の品質を高めることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る微細パターン熱転写装置を正面側から視た縦断面図である。 図２は、図１の微細パターン熱転写装置の平面図である。 図３は、図１の微細パターン熱転写装置を右側面側から視た縦断面図である。 図４は、第１加熱ローラと冷却ローラの軸心を通る平面の拡大断面図である

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

この実施形態は、太陽光発電パネルの集光効率を高めるために用いられる集光フィルムを製造する微細パターン熱転写装置に関するものである。上記集光フィルムは、フッ素フィルムなどの合成樹脂製素材フィルムにレンズ光学系のパターンを形成し、フレネルレンズの機能を与えるようにしたものである。微細パターン熱転写装置では、熱可塑性樹脂の素材フィルムに熱を与えながらパターンを加圧することで転写した後に離型を行うことで、フィルムの表面に微細なレンズ形状が形成される。

＜微細パターン熱転写装置の全体構成＞
図１は、微細パターン熱転写装置（1）を正面側から視た縦断面図、図２は微細パターン熱転写装置（1）の平面図、図３は微細パターン熱転写装置（1）を右側面側から視た断面図である。この微細パターン熱転写装置（1）は、フィルム（2）に転写するパターンが表面に形成されたベルト状の薄膜ロール金型（10）を装着するフレーム（20）と、フレーム（20）に固定された加熱機構（30）と加圧機構（90）と冷却機構（40）と離型機構（50）とを備えている。

薄膜ロール金型（10）はエンドレスベルトである。この薄膜ロール金型（10）の表面には、図示していないが、フィルム（2）に上記フレネルレンズなどのパターンを形成するための微細な凹凸パターンが形成されている。この薄膜ロール金型（10）は、フィルム導入側ローラ（31）及びフィルム取り出し側ローラ（41）に装着され、図１の破線矢印の方向へ連続走行する。

上記加熱機構（30）は、薄膜ロール金型（10）に対するフィルム（2）の導入側でフィルム（2）を加熱する機構である。加圧機構（90）は、薄膜ロール金型（10）に対するフィルム（2）の導入側でフィルム（2）を薄膜ロール金型（10）に押しつける機構である。上記冷却機構（40）は、薄膜ロール金型（10）からのフィルム（2）の取り出し直前でフィルム（2）を冷却する機構である。上記離型機構（50）は、フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）から離型する機構である。以下、上記フレーム（20）、加熱機構（30）、加圧機構（90）、冷却機構（40）、及び離型機構（50）について説明する。

＜フレーム（20）＞
上記フレーム（20）は、金属プレートの溶接構造物である。このフレーム（20）は、正面板（22）、背面板（23）、及び側面板（24）を有する平面視「コ」字形の本体部（21）と、台座板（26）及び脚部（27）を有する基部（25）とから構成されている。基部（25）の下面にはキャスター（28）とアジャストボルト（28）が設けられている。このフレーム（20）は、アジャストボルト（28）の底面をキャスター（28）の接地面より上昇させた状態にしてキャスター（28）をフリーにすることにより製造現場の所定位置まで搬送され、アジャストボルト（28）を下方へ伸ばしてロックすることで位置が定められる。

上記フレーム（20）の本体部（21）の上側部分には、フィルム導入側ローラ（31）と、フィルム取り出し側ローラ（41）とが、軸心を水平面上で平行に並べた状態で設けられている。本実施形態において、フィルム導入側ローラ（31）は、加熱機構（30）の構成要素としての第１加熱ローラ（31）であり、フィルム取り出し側ローラ（41）は、冷却機構（40）の構成要素としての冷却ローラ（41）である。

第１加熱ローラ（31）と冷却ローラ（41）の軸心を通る平面の断面図である図４に示すように、第１加熱ローラ（31）は、その両端部が、正面板（22）と背面板（23）に設けられた支持機構（60）により回転可能に支持されている。また、冷却ローラ（41）は、その両端部が、正面板（22）と背面板（23）に設けられた位置調整機構（70）により、回転可能でかつ位置調整が可能に支持されている。この実施形態では、冷却ローラ（41）の外径は加熱ローラの外径よりも小さく設定されている。

また、フレーム（20）には、薄膜ロール金型（10）へフィルム（2）を導入するガイドとなるガイド機構（65）が設けられている。ガイド機構（65）は、ガイドローラ（66）と、ガイドローラ（66）を回転可能に支持するとともに側面板（24）に固定されるブラケット（67）とから構成されている。

＜加熱機構（30）＞
第１加熱ローラ（31）の背面板（23）側の端部には第１タイミングプーリー（35）が設けられている。また、第１加熱ローラ（31）に対して図３の下方には、モータ（81）をモータブラケット（82）で背面板（23）に固定することにより構成した駆動機構（80）が設けられている。モータ（81）の出力軸には第２タイミングプーリー（82）が設けられている。第１タイミングプーリー（35）と第２タイミングプーリー（82）にはタイミングベルト（83）が掛けられ、モータ（81）を回転させると第１加熱ローラ（31）が回転駆動されるようになっている。

第１加熱ローラ（31）の下方には、第２加熱ローラ（32）が設けられている。第２加熱ローラ（32）の下方には、第２加熱ローラ（32）を第１加熱ローラ（31）に押し付ける加圧機構（90）が設けられている。

第１加熱ローラ（31）は、中心に棒状ヒータ（33）が設けられたローラ部（31a）と、ローラ部（31a）の両端に固定された主軸部（31b）とを有し、ローラ部（31a）と主軸部（31b）とが一体化されている。この第１加熱ローラ（31）は、上記正面板（22）及び背面板（23）に固定された上記支持機構（60）が有する軸受ハウジング（61）にベアリング（62）を介して支持されている。

第２加熱ローラ（32）は、第１加熱ローラ（31）と同じく中心部に棒状ヒータ（33）を有している。この第２加熱ローラ（32）は、加圧機構（90）に設けられている分散加圧ローラ（96）によって下方から回転可能に支持された主加圧ローラ（32）であり、加圧機構（90）に設けられた位置決め部材（91）により、軸方向への移動が禁止されている。なお、第２加熱ローラ（32）は、軸受による支持はされていない。

図１に実線矢印でフィルム（2）の進行方向を示しているように、第１加熱ローラ（31）は、上記フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）に沿って進行させるローラである。また、第２加熱（32）ローラは、図１に外形を仮想線で示しているように、第１加熱ローラ（31）との間で薄膜ロール金型（10）及びフィルム（2）を挟みつけるローラである。

＜加圧機構（90）＞
加圧機構（90）の主加圧ローラである第２加熱ローラ（32）は、第１加熱ローラ（31）との間で薄膜ロール金型（10）とフィルム（2）を挟むように構成されている。また、加圧機構（90）の分散加圧ローラ（96）は、第２加熱ローラ（32）の軸方向の複数箇所で第２加熱ローラ（32）を第１加熱ローラ（31）へ押圧するように構成されている。

加圧機構（90）は、図３において左右対称に設けられた第１加圧ユニット（90A）と第２加圧ユニット（90B）を備えている。各加圧ユニット（90A，90B）は、それぞれ、サブフレーム（92）に設けられた油圧シリンダ（93）と、シリンダロッドにロードセル（94）を介して取り付けられたプレスフレーム（95）とを有し、プレスフレーム（95）の上面に上記分散加圧ローラ（96）が設けられている。上記位置決め部材（91）は、プレスフレーム（95）の上端に配置されている。なお、図示していないが、プレスフレーム（95）の上下動を案内するためのリニアベアリングがサブフレーム（92）とプレスフレーム（95）の間に設けられている。

上記分散加圧ローラ（96）は、各加圧ユニット（90A，90B）に２つずつ、図１において第２加熱ローラ（32）の中心軸の下方でかつ該中心軸を通る鉛直面に対して面対称に設けられている。各分散加圧ローラ（96）は、ローラ支持部材（96a）により回転可能に支持されている。そして、上記第２加熱ローラ（32）に対する各分散加圧ローラ（96）の接触点の高さを調整することにより、分散加圧ローラ（96）に載せた第２加熱ローラ（32）が第１加熱ローラ（31）と平行になるように構成されている。

この構成において、油圧シリンダ（93）の出力はロードセル（94）及びプレスフレーム（95）を介して分散加圧ローラ（96）から第２加熱ローラ（主加圧ローラ）（32）に加えられる。本実施形態では、第１加熱ローラ（31）に第２加熱ローラ（32）が圧接するとき（図１の破線の位置）のロードセル（94）の出力をフィードバックして各油圧シリンダ（93）の油圧を微調整することにより、４つの分散加圧ローラ（96）が第２加熱ローラ（32）を第１加熱ローラ（31）に押し付ける力が均等になるようにしている。

＜冷却機構（40）＞
冷却ローラ（41）は、冷却ローラ本体（42）と、その両端で軸部になるローラホルダー（43）と、ローラホルダー（43）の中心を通る冷却水パイプ（44）とを有している。冷却ローラ本体（42）の軸中心には、冷却水パイプ（44）の内孔と連通する冷却水通路（冷却液通路）（42a）が形成されている。冷却水パイプ（44）の端部には、冷却ローラ（41）の内部の冷却水通路（42a）に冷却水を流すためにホースを接続するロータリージョイント（45）が設けられている。この冷却ローラ（41）には、冷却ローラ本体（42）の外周面に、上記フィルム（2）をガイドするガイドリング（46）が設けられている。上記冷却機構（40）に用いられる冷却水は、上記フィルム（2）をガラス転移温度以下の温度に冷却する温度の水が用いられる。以上のように、冷却ローラ（41）には冷却機構（40）が一体的に設けられている。

各位置調整機構（70）は、ベアリングを介してローラホルダー（43）を回転自在に支持する軸受ホルダ（71）と、軸受ホルダ（71）に連結されたネジ軸（72）と、ネジ軸（72）が支持される支持プレート（73）と、支持プレート（73）を正面板（22）及び背面板（23）に固定する支柱部材（74）と、ネジ軸（72）を回転させるハンドル（75）とを有している。この構成において、工具を用いてハンドル（75）を回転させると、ネジ軸（72）の回転に伴って軸受ホルダ（71）の位置が変化する。こうして冷却ローラ（41）の位置を調整することにより、上記第１加熱ローラ（31）と冷却ローラ（41）に掛けられた薄膜ロール金型（10）に加えるテンションを調整することができる。

＜離型機構（50）＞
離型機構（50）は離型ローラ（51）を有している。離型ローラ（51）は冷却ローラ（41）の上方に配置され、詳細は図示していないがフレーム（20）の正面板（22）と背面板（23）に回転可能に支持されている。離型ローラ（51）は、図１にフィルム（2）の進行方向を実線矢印で示し、薄膜ロール金型（10）の進行方向を破線矢印で示しているように、上記フィルム（2）が冷却ローラ（41）を過ぎた位置で該フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）の進行方向とは異なる方向へ進行させることにより、フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）から離型させるローラである。冷却ローラ（41）と離型ローラ（51）の間隔はできるだけ狭く設定するとよい。

−運転動作−
次に、この微細パターン熱転写装置（1）の運転動作について説明する。

まず、運転に先立って、加圧機構（90）の油圧シリンダ（93）のシリンダロッドが後退した位置に設定され、４つの分散加圧ローラ（96）と、各分散加圧ローラ（96）に載置された第２加熱ローラ（32）が下降する。この状態で、図１に示すように、フィルム供給部から送られるフィルム（2）がガイドローラ（66）の上方側、第１加熱ローラ（31）の下方側、冷却ローラ（41）の下方側、そして離型ローラ（51）の上方側を通ってフィルム巻き取り部へ送られるように、フィルム（2）の通過経路が設定される。また、位置調整機構（70）により冷却ローラ（41）の位置が調整され、薄膜ロール金型（10）にテンションが掛けられる。

微細パターン熱転写装置（1）の運転を開始するときは、モータ（81）が起動されるとともに、第１加熱ローラ（31）と第２加熱ローラ（32）の棒状ヒータ（33）に通電される。また、油圧シリンダ（93）に高圧油が供給されるとともに、冷却ローラ（41）の冷却水通路（42a）に冷却水が流される。棒状ヒータ（33）に通電することにより第１加熱ローラ（31）と第２加熱ローラ（32）が高温になる。また、油圧シリンダ（93）に高圧油を供給すると、第２加熱ローラ（32）がフィルム（2）と薄膜ロール金型（10）を挟んで第１加熱ローラ（31）に押し付けられる。このとき、ロードセル（94）の出力をフィードバックすることにより油圧シリンダ（93）による押し付け力が微調整され、各分散加圧ローラ（96）により均等な加圧が行われる。また、冷却ローラ（41）は、内部を冷却水が流れることにより、フィルム（2）をガラス転移温度以下の温度に冷やすように低温になる。

この状態でフィルム（2）が流れていくと、フィルム（2）は第１加熱ローラ（31）と第２加熱ローラ（32）の間を通過するときに加熱されるとともに加圧される。このことによりフィルム（2）が軟化し、薄膜ロール金型（10）に形成されているパターンの凹凸形状がフィルム（2）に転写される。

ここで、本実施形態では、上記加圧機構（90）を、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所に設けた分散加圧ローラ（96）により構成しているので、フィルム（2）の幅が広くても大荷重（１００〜２００ＭＰａ）をフィルム（2）に均一にかけることが可能になる。したがって、フィルム（2）に転写されるパターンが均一化され、しかも安定する
フィルム（2）は、薄膜ロール金型（10）と密着した状態で冷却ロールまで進行する。フィルム（2）は、冷却ロールを通過するときにガラス転移温度以下の温度に冷却される。したがって、フィルム（2）はここで硬化し始める。このフィルム（2）は、冷却ローラ（41）を通過した後に薄膜ロール金型（10）とは別の方向へ進行するから、薄膜ロール金型（10）から離型される。薄膜ロール金型（10）から離型したフィルム（2）は、フィルム巻き取り部の引っ張り力を受けながら離型ロールを通過し、転写されたパターンがさらに固化しながらフィルム巻き取り部に巻き取られていく。

−実施形態の効果−
この実施形態では、上記加圧機構（90）を、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所に設けた分散加圧ローラ（96）により構成して、フィルム（2）の幅が広くても大荷重（１００〜２００ＭＰａ）をフィルム（2）に均一にかけられるようにしているので、ロール転写方式でありながら、平板転写方式と同等の高い転写精度（転写精度約90％）を実現できる。なお、従来のロール転写方式は、一般に転写精度が60％程度である。

また、この発明ではロール転写方式を採用しているため、平板転写方式よりも速い転写速度を実現できる。特に、フィルムの幅を広げても大荷重を均一にかけることができるから、大きな面積のフィルムを高速に転写でき、従来と比べて約５倍以上の転写速度（1m２/min）を実現できる。

このように、本実施形態では、第２加熱ローラ（主加圧ローラ）（32）の軸方向の複数箇所で第２加熱ローラ（32）が第１加熱ローラ（31）へ押圧されるようにしているので、複数の分散加圧ローラ（96）の押し付け力を均等にすることにより、フィルム（2）に転写されるパターンを均一で安定させ、製品の品質を高めることができる。例えば、第２加熱ローラ（32）の両端に軸端部を設けてその軸端部を上方へ押し上げる構成にすると、ローラ部分での均等な押し付け力を得にくいのに対して、本実施形態では第２加熱ローラ（32）のローラ部分を分散加圧ローラ（96）で直接押し上げるようにしているので、第１加熱ローラ（31）に対する均等な加圧力を確実に得ることが可能になる。

また、フィルム取り出し側ローラ（41）を、冷却機構（40）が一体的に設けられた冷却ローラ（41）により構成しているので、離型の際のフィルムの形状を安定させることができ、しかもフィルム（2）を冷却する構成を簡素化することができる。したがって、装置構成の簡素化や低コスト化を実現することが可能になる。

特に、冷却機構（40）として、冷却ローラ（41）の内部を冷却水が流通する冷却水通路（42a）を設けるようにしているので、内部から冷却ローラ（41）を均一に冷やすことで離型を安定させることができるとともに、冷却ローラ（41）の構成を簡素化することができる。また、冷却ローラ（41）に関する装置構成も簡素化できる。

また、加熱機構（30）を、内部にヒータ（33）が設けられた第１加熱ローラ（31）と第２加熱ローラ（32）により構成し、第１加熱ローラ（31）をフィルム導入側ローラ（31）にし、第２加熱ローラ（32）を主加圧ローラ（32）にしているので、フィルムの加熱と加圧を確実にして転写精度を高めることができ、加熱機構（30）の構成も簡素化できる。

さらに、フィルム（2）をガラス転移温度以下の温度に冷却する冷却液が流通するように冷却機構（40）を構成して、フィルム（2）が薄膜ロール金型（10）から離型される前に硬化するようにしているので、離型後のパターン形状が安定する。したがって、製品の品質を高めることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態では微細なレンズ形状を有する集光フィルムを製造する微細パターン熱転写装置を説明したが、本発明は、他の用途に用いるフィルムを製造する装置に適用してもよい。

また、上記実施形態では、冷却ローラ（41）の外径を第１加熱ローラ（31）の外径よりも小さくしているが、逆に冷却ローラ（41）の外径を第１加熱ローラ（31）の外径より大きくしてもよい。

また、上記実施形態では、冷却機構（40）として冷却水通路（42a）を冷却ローラ（41）の軸中心に設けているが、冷却水通路（42a）は必ずしも冷却ローラ（41）の軸中心に設けなくてもよい。例えば、複数の冷却水通路（42a）を適当なピッチ円周上に分散して設けてもよい。また、冷却機構は冷却水を用いる構成に限らず、他の構成を採用してもよい。

さらに、上記実施形態では、加熱ローラ（31，32）の内部に棒状ヒータ（33）を設けているが、加熱機構の構成も適宜変更してもよい。

さらには、加圧手段として持ちている油圧シリンダの代わりにサーボモータ等を用いてもよい。

要するに、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、ベルト状の薄膜ロール金型を用いてフィルムにパターンを転写する微細パターン熱転写装置の転写精度と転写速度を向上させる技術について有用である。

1 微細パターン熱転写装置
2 フィルム
10 薄膜ロール金型
30 加熱機構
31 第１加熱ローラ（フィルム導入側ローラ）
32 第２加熱ローラ
33 ヒータ
40 冷却機構
41 冷却ローラ（フィルム取り出し側ローラ）
42a 冷却液通路
50 離型機構
51 離型ローラ
90 加圧機構
96 分散加圧ローラ

Claims (5)

1. フィルム（2）に転写するパターンが形成されたベルト状の薄膜ロール金型（10）と、薄膜ロール金型（10）が装着されるフィルム導入側ローラ（31）及びフィルム取り出し側ローラ（41）と、薄膜ロール金型（10）に対するフィルム（2）の導入側でフィルム（2）を加熱する加熱機構（30）と、薄膜ロール金型（10）に対するフィルム（2）の導入側でフィルム（2）を薄膜ロール金型（10）に押しつける加圧機構（90）と、薄膜ロール金型（10）からのフィルム（2）の取り出し前でフィルム（2）を冷却する冷却機構（40）と、フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）から離型する離型機構（50）とを備え、
   上記離型機構（50）が、上記フィルム（2）が上記フィルム取り出し側ローラ（41）を過ぎた位置で該フィルム（2）を薄膜ロール金型（10）の進行方向とは異なる方向へ進行させるように配置された離型ローラ（51）により構成された微細パターン熱転写装置であって、
   上記フィルム取り出し側ローラ（41）は、上記冷却機構（40）が一体的に設けられた冷却ローラ（41）により構成され、
   上記加圧機構（90）は、フィルム導入側ローラ（31）との間で薄膜ロール金型（10）とフィルム（2）を挟む主加圧ローラ（32）と、主加圧ローラ（32）の軸方向の複数箇所で主加圧ローラ（32）をフィルム導入側ローラ（31）へ押圧する分散加圧ローラ（96）とを有することを特徴とする微細パターン熱転写装置。
2. 請求項１において、
   上記加熱機構（30）は、内部にヒータ（33）が設けられた加熱ローラ（31，32）により構成され、
   上記加熱ローラ（31，32）は、上記フィルム導入側ローラ（31）により構成された第１加熱ローラ（31）と、上記主加圧ローラ（32）により構成された第２加熱ローラ（32）とを備えていることを特徴とする微細パターン熱転写装置。
3. 請求項１または２において、
   上記冷却機構（40）は、上記冷却ローラ（41）の内部に冷却液が流通するように形成された冷却液通路（42a）を有していることを特徴とする微細パターン熱転写装置。
4. 請求項３において、
   上記冷却液通路（42a）が上記冷却ローラ（41）の軸中心に形成されていることを特徴とする微細パターン熱転写装置。
5. 請求項３または４において、
   上記冷却機構（40）は、上記フィルム（2）をガラス転移温度以下の温度に冷却する冷却液が流通するように構成されていることを特徴とする微細パターン熱転写装置。

Images