JP2020062865A - 加飾成形方法及び加飾成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる加飾成形方法を提供する。【解決手段】本発明に係る加飾成形方法は、絵柄とフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送して第１金型と第２金型との間に絵柄を配置し、第１金型と第２金型とを型閉じし、第１金型と第２金型との間に溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形し且つ樹脂成形体に絵柄を転写する加飾成形方法であって、フィルム送り方向の上流側の位置で、フィルム側アライメントマークと上流側基準マークとの第１ズレ量を検出し、フィルムを更にフィルム送り方向に搬送して、フィルム送り方向の下流側の位置で、フィルム側アライメントマークと下流側基準マークとの第２ズレ量を検出し、第１ズレ量及び第２ズレ量に基づいてフィルムを移動させ、フィルム側アライメントマークと下流側基準マークとを位置合わせする。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形体を成形するとともに、当該樹脂成形体にフィルムに設けられた絵柄を転写する加飾成形方法及び加飾成形装置に関する。

従来、この種の加飾成形方法として、例えば、特許文献１（特許５５１８５９９号）に記載された方法が知られている。特許文献１には、フィルムに設けられた２つのマークの位置情報を取得し、当該２つのマークの位置情報と予め記憶された２つの登録位置情報とを比較して位置偏差を算出し、当該位置偏差が所定値以下になるようにフィルムを移動させる方法が記載されている。この方法によれば、樹脂成形体とフィルムに設けられた絵柄との位置ズレを補正して、樹脂成形体に絵柄を高精度で転写することができる。

特許５５１８５９９号

しかしながら、従来の加飾成形方法においては、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写するという観点において、未だ改善の余地がある。

すなわち、従来の加飾成形方法においては、フィルムに設けられた２つのマークの位置情報を取得し、当該２つのマークの位置情報に基づいて位置ズレを補正している。２つのマークは、互いに隣接する別の絵柄に対応するように設けられている。

例えば、絵柄及びマークをスクリーン印刷などで長尺のフィルムに設ける場合、複数の印刷版を用いてスクリーン印刷等で設けるのが一般的である。このため、印刷版ごとに絵柄及びマークがフィルムの所望の位置から位置ズレ（以下、印刷ズレという）することが起こり得る。２つのマークの一方が印刷ズレした状態で、２つのマークの位置情報を取得し、位置ズレを補正した場合、印刷ズレを考慮していないため、特に、フィルム送り方向に対するフィルムの傾きを精度良く補正することができない。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる加飾成形方法及び加飾成形装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る加飾成形方法は、
絵柄と当該絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送して第１金型と第２金型との間に前記絵柄を配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じし、前記第１金型と前記第２金型との間に溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に前記絵柄を転写する加飾成形方法であって、
前記フィルム送り方向の上流側の位置で、前記フィルム側アライメントマークと予め設定された上流側基準マークとの第１ズレ量を検出し、
前記フィルムを更に前記フィルム送り方向に搬送して、前記フィルム送り方向の下流側の位置で、前記フィルム側アライメントマークと予め設定された下流側基準マークとの第２ズレ量を検出し、
前記第１ズレ量及び前記第２ズレ量に基づいて前記フィルムを移動させ、前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとを位置合わせする、
ことを含む。

本発明の一態様に係る加飾成形装置は、
絵柄と当該絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送するフィルム送り機構と、
前記フィルムの搬送経路を挟んで型閉じ又は型開きするように構成された第１金型及び第２金型と、
型閉じされた前記第１金型と前記第２金型との間に溶融樹脂を射出する射出機と、
前記フィルム側アライメントマークと予め設定された上流側基準マークとの第１ズレ量を検出する上流側検出部と、
前記フィルム側アライメントマークと予め設定された下流側基準マークとの第２ズレ量を検出する下流側検出部と、
前記第１ズレ量及び前記第２ズレ量に基づいて前記フィルムを移動させ、前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとを位置合わせした後、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じし、型閉じされた前記第１金型と前記第２金型との間に前記溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に前記絵柄を転写するように前記フィルム送り機構、前記第１金型、前記第２金型、及び前記射出機を制御する制御部と、
を備える。

本発明によれば、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる加飾成形方法及び加飾成形装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る加飾成形方法を実現する加飾成形装置を斜め上方から見た斜視図である。 図１の加飾成形装置の概略構成を示す側面図である。 カメラがアライメントマークを検出する様子を示す概略構成図である。 フィルム側アライメントマークと上流側基準マークとの第１ズレ量を検出する際の上流側カメラの視野の一例を示す平面図である。 フィルム側アライメントマークと下流側基準マークとの第２ズレ量を検出する際の下流側カメラの視野の一例を示す平面図である。 図１の加飾成形装置の各種寸法を示す斜視図である。 カメラが透過色であるフィルム側アライメントマークを検出する様子を示す概略構成図である。

本発明の第１態様によれば、絵柄と当該絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送して第１金型と第２金型との間に前記絵柄を配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じし、前記第１金型と前記第２金型との間に溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に前記絵柄を転写する加飾成形方法であって、
前記フィルム送り方向の上流側の位置で、前記フィルム側アライメントマークと予め設定された上流側基準マークとの第１ズレ量を検出し、
前記フィルムを更に前記フィルム送り方向に搬送して、前記フィルム送り方向の下流側の位置で、前記フィルム側アライメントマークと予め設定された下流側基準マークとの第２ズレ量を検出し、
前記第１ズレ量及び前記第２ズレ量に基づいて前記フィルムを移動させ、前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとを位置合わせする、
ことを含む、加飾成形方法を提供する。

本発明の第２態様によれば、前記上流側基準マーク及び前記下流側基準マークの少なくとも一方は、前記第１金型に対して相対位置を固定されている、第１態様に記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記上流側基準マーク及び前記下流側基準マークの少なくとも一方は、前記第１金型に設けられた金型側アライメントマークである、第２態様に記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第４態様によれば、前記フィルムには、前記フィルム送り方向において、予め決められた間隔で複数の絵柄が設けられるとともに、当該複数の絵柄に対応する位置に前記予め決められた間隔で複数のフィルム側アライメントマークが設けられ、
前記フィルム送り方向における前記上流側基準マークと前記下流側基準マークとの距離は、前記予め決められた間隔よりも小さい、第１〜３態様のいずれか１つに記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第５態様によれば、前記第１ズレ量の検出は、前記フィルム送り方向に前記フィルムを搬送しながら行う、第１〜４態様のいずれか１つに記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第６態様によれば、前記第１ズレ量の検出後、前記フィルム送り方向に前記フィルムを予め決められた距離だけ搬送して停止させ、その後、前記第２ズレ量を検出する、第１〜５態様のいずれか１つに記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第７態様によれば、前記第１ズレ量の検出後、前記上流側基準マークよりも前記フィルム送り方向の下流側に配置されたカメラの視野内に前記フィルムの前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとが位置するように、前記フィルム送り方向に前記フィルムを予め決められた距離だけ搬送して停止させ、その後、前記第２ズレ量を検出する、第１〜５態様のいずれか１つに記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第８態様によれば、前記フィルム側アライメントマーク、前記上流側基準マーク、及び前記下流側基準マークは、透過色であり、
前記フィルム側アライメントマークを通過した平行光に基づいて、前記フィルム側アライメントマークを検出し、
前記上流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記上流側基準マークを検出し、
前記下流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記下流側基準マークを検出する、
第１〜７態様のいずれか１つに記載の加飾成形方法を提供する。

本発明の第９態様によれば、絵柄と当該絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送するフィルム送り機構と、
前記フィルムの搬送経路を挟んで型閉じ又は型開きするように構成された第１金型及び第２金型と、
型閉じされた前記第１金型と前記第２金型との間に溶融樹脂を射出する射出機と、
前記フィルム側アライメントマークと予め設定された上流側基準マークとの第１ズレ量を検出する上流側検出部と、
前記フィルム側アライメントマークと予め設定された下流側基準マークとの第２ズレ量を検出する下流側検出部と、
前記第１ズレ量及び前記第２ズレ量に基づいて前記フィルムを移動させ、前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとを位置合わせした後、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じし、型閉じされた前記第１金型と前記第２金型との間に前記溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に前記絵柄を転写するように前記フィルム送り機構、前記第１金型、前記第２金型、及び前記射出機を制御する制御部と、
を備える、加飾成形装置を提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記フィルム側アライメントマーク、前記上流側基準マーク、及び前記下流側基準マークは、透過色であり、
前記フィルム側アライメントマーク及び前記上流側基準マークに平行光を照射する上流側照明機器と、
前記フィルム側アライメントマーク及び前記下流側基準マークに平行光を照射する上流側照明機器と、
を更に備え、
前記上流側検出部は、前記フィルム側アライメントマークを通過した平行光及び前記上流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記フィルム側アライメントマーク及び前記上流側基準マークを検出して前記第１ズレ量を検出し、
前記下流側検出部は、前記フィルム側アライメントマークを通過した平行光及び前記下流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記フィルム側アライメントマーク及び前記下流側基準マークを検出して、前記第２ズレ量を検出する、
第９態様に記載の加飾成形装置を提供する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る加飾成形方法を実現する加飾成形装置を斜め上方から見た斜視図である。図２は、図１の加飾成形装置の概略構成を示す側面図である。

本実施形態に係る加飾成形装置は、樹脂成形体を成形するとともに、当該樹脂成形体にフィルムに設けられた絵柄（例えば、加飾膜）を転写する装置である。本実施形態に係る加飾成形装置は、図２に示すように、フィルム送り機構１と、第１金型２と、第２金型３と、射出機４とを備えている。

フィルム送り機構１は、図１に示すように、フィルム５をフィルム送り方向ＦＤに搬送する装置である。フィルム５には、絵柄（図示せず）と、絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマーク５１とが設けられている。本実施形態において、フィルム５には、複数の絵柄と、複数のフィルム側アライメントマーク５１とが印刷又は積層されている。複数の絵柄は、フィルム送り方向ＦＤにおいて、予め決められた間隔で設けられている。複数のフィルム側アライメントマーク５１は、フィルム送り方向ＦＤにおいて、複数の絵柄に対応する位置に予め決められた間隔で設けられている。また、フィルム側アライメントマーク５１は、背景とのコントラスト差を設けるため、光を透過せず、外光の反射を抑えた色を有している。すなわち、フィルム側アライメントマーク５１は、遮光性を有するように着色されたマークである。

本実施形態において、フィルム送り機構１は、第１金型２と第２金型３との間にフィルム５を搬送する巻き出し部１１と、第１金型２と第２金型３との間を通過したフィルム５を巻き取る巻き取り部１２とを備えている。

巻き出し部１１は、巻き出しモータ軸１３と、送り出しモータ軸１４と、ピンチローラ１５とを備えている。巻き出しモータ軸１３には、フィルム５がロール状に巻き回されている。送り出しモータ軸１４は、巻き出しモータ軸１３からフィルム５を巻き出し、第１金型２と第２金型３との間に送り出す。送り出しモータ軸１４は、制御部６により回転量を制御され、当該回転量に応じてフィルム５の送り出し量が決定される。ピンチローラ１５は、送り出しモータ軸１４に追従してフィルム５が送り出せるように、送り出しモータ軸１４にフィルム５を押さえ付けるように構成されている。

また、本実施形態において、送り出しモータ軸１４とピンチローラ１５とは、フィルム送り方向ＦＤに対して交差（例えば、直交）するフィルム幅方向ＷＤに移動可能に構成されている。送り出しモータ軸１４とピンチローラ１５とがフィルム幅方向ＷＤに移動することで、フィルム５のフィルム幅方向ＷＤの位置を調整することができる。

巻き取り部１２は、巻き取りモータ軸１６と、引き込みモータ軸１７と、ピンチローラ１８とを備えている。巻き取りモータ軸１６は、フィルム５をロール状に巻き取る。引き込みモータ軸１７は、第１金型２と第２金型３との間を通過したフィルム５を一定のトルクで巻き取る。引き込みモータ軸１７は、制御部６により回転量を制御され、フィルム５にしわ等が生じないように一定の張力が掛かるようにフィルム５を引き込み、巻き取りモータ軸１６に巻き取らせる。ピンチローラ１８は、引き込みモータ軸１７に追従してフィルム５が送り出せるように、引き込みモータ軸１７にフィルム５を押さえ付けるように構成されている。

また、本実施形態において、引き込みモータ軸１７とピンチローラ１８とは、フィルム幅方向ＷＤに移動可能に構成されている。引き込みモータ軸１７とピンチローラ１８とがフィルム幅方向ＷＤに移動することで、フィルム５のフィルム幅方向ＷＤの位置を調整することができる。

第１金型２と第２金型３とは、図２に示すように、フィルム５の搬送経路を挟んで型閉じ又は型開きするように構成されている。より具体的には、第１金型２と第２金型３とは、フィルム５の搬送経路を挟んで互いに近づくことで型閉じするとともに、フィルム５の搬送経路を挟んで互いに離れることで型開きするように構成されている。フィルム５は、第１金型２の表面に対して接触しない程度の隙間（例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下）を空けて搬送される。第１金型２と第２金型３との型閉じ及び型開き動作は、制御部６により制御される。

また、本実施形態において、第１金型２には、フィルム５を吸着する吸着機構（図示せず）と、フィルム５を第１金型２の表面に固定するクランプ治具２１とが設けられている。

射出機４は、図２に示すように、型閉じされた第１金型２と第２金型３との間に溶融樹脂を射出するように構成されている。本実施形態において、第１金型２及び第２金型３には、それぞれキャビティ２ａ，３ａが設けられている。射出機４は、型閉じされた第１金型２と第２金型３との間においてキャビティ２ａ，３ａによって形成される空間に、第２金型３に設けられたゲート３ｂを通じて溶融樹脂を射出するように構成されている。当該空間内で溶融樹脂が冷却されて固まることにより、樹脂成形体が成形される。また、このとき、吸着機構及びクランプ治具２１によって第１金型２の表面にフィルム５が固定され、キャビティ２ａ，３ａによって形成される空間にフィルム５の絵柄が配置されることで、樹脂成形体が成形されるとともに、当該樹脂成形体に絵柄が転写される。

また、第１金型２には、フィルム送り方向ＦＤの上流側に、予め設定された上流側基準マーク２２が設けられている。本実施形態において、上流側基準マーク２２は、第１金型２に設けられた金型側アライメントマークである。また、第１金型２には、上流側基準マーク２２よりもフィルム送り方向ＦＤの下流側に、予め設定された下流側基準マーク２３が設けられている。本実施形態において、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、第１金型２に設けられた金型側アライメントマークである。下流側基準マーク２３は、キャビティ２ａに対してフィルム幅方向ＷＤに離れた位置に設けられている。上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、フィルム送り方向ＦＤに延びる同一直線状に位置するように、第１金型２に印刷、刻印、又は固定されている。

本実施形態において、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、フィルム側アライメントマーク５１と区別するため、フィルム側アライメントマーク５１よりも大きく、異なる形状を有している。フィルム側アライメントマーク５１は、例えば、四角形状に形成されている。上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、例えば、四角形の枠状に形成されている。また、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、光を透過せず、外光の反射を抑えた色を有している。なお、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３に対してフィルム側アライメントマーク５１を違う色にすることで、形状の違いを区別しやすくすることができる。

また、本実施形態において、フィルム送り方向ＦＤにおける上流側基準マーク２２と下流側基準マーク２３との距離は、複数のフィルム側アライメントマーク５１が設けられる予め決められた間隔よりも小さくなるように設計されている。

また、上流側基準マーク２２に対してフィルム幅方向ＷＤに離れた位置には、図１に示すように、上流側検出部の一例である上流側カメラ７１が配置されている。上流側カメラ７１は、フィルム側アライメントマーク５１と上流側基準マーク２２との第１ズレ量を検出するものである。本実施形態において、上流側カメラ７１は、図３に示すように、上流側照明機器８１から照射され、ミラーユニット９１及びフィルム側アライメントマーク５１により反射された光を撮像することによって、フィルム側アライメントマーク５１の位置を検出する。同様に、上流側カメラ７１は、上流側照明機器８１から照射され、ミラーユニット９１及び上流側基準マーク２２により反射された光を撮像することによって、上流側基準マーク２２の位置を検出する。上流側カメラ７１で検出したフィルム側アライメントマーク５１及び上流側基準マーク２２は、例えば、モニタ部（図示せず）に表示される。

また、下流側基準マーク２３に対してフィルム幅方向ＷＤに離れた位置には、図１に示すように、下流側検出部の一例である下流側カメラ７２が配置されている。下流側カメラ７２は、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との第２ズレ量を検出するものである。本実施形態において、下流側カメラ７２は、図３に示すように、下流側照明機器８２から照射され、ミラーユニット９２及びフィルム側アライメントマーク５１により反射された光を撮像することによって、フィルム側アライメントマーク５１の位置を検出する。同様に、下流側カメラ７２は、下流側照明機器８２から照射され、ミラーユニット９２及び下流側基準マーク２３により反射された光を撮像することによって、下流側基準マーク２３の位置を検出する。下流側カメラ７２で検出したフィルム側アライメントマーク５１及び下流側基準マーク２３は、例えば、モニタ部（図示せず）に表示される。

フィルム送り機構１、第１金型２、第２金型３、及び射出機４は、制御部６により制御される。制御部６は、上流側カメラ７１が検出した第１ズレ量及び下流側カメラ７２が検出した第２ズレ量に基づいてフィルム５を移動させ、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とを位置合わせするようにフィルム送り機構１を制御する。その後、制御部６は、第１金型２と第２金型３とを型閉じし、型閉じされた第１金型２と第２金型３との間に溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に絵柄を転写するように第１金型２、第２金型３、及び射出機４を制御する。また、制御部６は、上流側カメラ７１及び下流側カメラ７２の検出情報に基づいて、位置補正演算、フィルム送り出し量、フィルム幅方向ＷＤの移動量などの演算処理を行う。

次に、本実施形態に係る加飾成形方法を説明する。以下の加飾成形方法は、制御部６の制御の下で行われる。

まず、フィルム送り機構１がフィルム５をフィルム送り方向ＦＤに搬送する。

次いで、上流側カメラ７１がフィルム側アライメントマーク５１と上流側基準マーク２２との第１ズレ量を検出する。本実施形態において、上流側カメラ７１による第１ズレ量の検出は、フィルム送り方向ＦＤにフィルム５を搬送しながら行う。

図４は、フィルム側アライメントマーク５１と上流側基準マーク２２との第１ズレ量を検出する際の上流側カメラ７１の視野の一例を示す平面図である。本実施形態においては、フィルム側アライメントマーク５１の中心と上流側基準マーク２２の中心とがフィルム幅方向ＷＤに距離Ｘ１だけ位置ズレしているものとする。すなわち、第１ズレ量は、距離Ｘ１である。

次いで、フィルム送り機構１がフィルム５を更にフィルム送り方向ＦＤに搬送し、フィルム送り方向ＦＤにフィルム５を予め決められた距離だけ搬送して停止させる。ここで「予め決められた距離」は、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とが下流側カメラ７２の視野内に入る距離に設定されている。これにより、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とが、下流側カメラ７２の視野内で粗位置決めされる。

なお、フィルム送り機構１によるフィルム５の送り出し量は、送り出しモータ軸１４の回転量に応じて決定される。但し、フィルム５の表面状態やフィルム５に掛かる張力によっては、フィルム５が送り出しモータ軸１４を滑ることが起こり得る。特に、フィルム５が一気に数百ｍｍ以上移動する場合、送り出しモータ軸１４による送り出し量と、実際のフィルム５の移動量とに大きな差異が発生することが起こり得る。これに対して、本実施形態では、上流側カメラ７１でフィルム側アライメントマーク５１を検出するため、管理すべきフィルム５の移動量は、上流側カメラ７１と下流側カメラ７２との距離分だけでよい。このため、フィルム５の停止精度も向上させることができる。

また、上流側カメラ７１がフィルム側アライメントマーク５１を検知することで、下流側カメラ７２の視野内にフィルム側アライメントマーク５１を粗位置決めするとともに、フィルム５の搬送中にズレ量を計算することが可能になる。このため、上流側カメラ７１が高速なスキャンサイクル及び高速なシャッタースピードを兼ね備えるものである場合、第１ズレ量及び第２ズレ量を検出するための装置の演算処理速度は遅くてもよい。

前記粗位置決め後、下流側カメラ７２がフィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との第２ズレ量を検出する。

図５は、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との第２ズレ量を検出する際の上流側カメラ７１の視野の一例を示す平面図である。本実施形態においては、フィルム側アライメントマーク５１の中心と下流側基準マーク２３の中心とが、フィルム幅方向ＷＤに距離Ｘ２だけ位置ズレするとともに、フィルム送り方向ＦＤに距離Ｙ２だけ位置ズレしているものとする。すなわち、第２ズレ量は、距離Ｘ１及び距離Ｙ２である。

次いで、上流側カメラ７１が検出した第１ズレ量及び下流側カメラ７２が検出した第２ズレ量に基づいてフィルム５を移動させ、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とを位置合わせする。すなわち、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との位置ズレが予め決められた許容範囲内になるように補正する。これにより、第１金型２と第２金型３との間の所望の位置にフィルム５に設けられた絵柄が配置される。

次いで、吸着機構及びクランプ治具２１の少なくとも一方によって第１金型２の表面にフィルム５を固定する。

次いで、第２金型３を第１金型２に近づくように移動させて、第１金型２と第２金型３とを型閉じする。

次いで、型閉じされた第１金型２と第２金型３との間においてキャビティ２ａ，３ａによって形成される空間に、射出機４が第２金型３に設けられたゲート３ｂを通じて溶融樹脂を射出する。その後、溶融樹脂が冷却されて固まることにより、樹脂成形体が成形されるとともに、当該樹脂成形体に絵柄が転写される。

次に、第１ズレ量及び第２ズレ量に基づいてフィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とを位置合わせする動作について、より詳しく説明する。

フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との位置合わせは、巻き出し部１１と巻き取り部１２とをフィルム幅方向ＷＤに移動させることで行うことができる。より具体的には、前記位置合わせは、送り出しモータ軸１４とピンチローラ１５、及び、引き込みモータ軸１７とピンチローラ１８とをフィルム幅方向ＷＤに移動させることで行うことができる。

フィルム幅方向ＷＤにおける巻き出し部１１の移動量Δ１と巻き取り部１２の移動量Δ２は、第１ズレ量及び第２ズレ量に基づいて下記式（１）、式（２）によって算出することができる。

Δ１＝Ｘ２＋（Ｘ１−Ｘ２）×Ｄ２／Ｄ１／２ ・・・（１）
Δ２＝Ｘ２−Δ１ ・・・（２）

ここで、図６に示すように、上流側カメラ７１と下流側カメラ７２との距離をＤ１としている。また、巻き出し部１１と巻き取り部１２との距離をＤ２とする。また、フィルム側アライメントマーク５１の中心と上流側基準マーク２２の中心とがフィルム幅方向ＷＤに位置ズレした距離をＸ１とする。また、フィルム側アライメントマーク５１の中心と下流側基準マーク２３の中心とがフィルム幅方向ＷＤに位置ズレした距離をＸ２とする。

移動量Δ１，Δ２に基づいて巻き出し部１１及び巻き取り部１２を移動させることで、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とのフィルム幅方向ＷＤ、及びフィルム送り方向ＦＤに対する傾き方向の位置合わせを行うことができる。また、図５を用いて説明した第２ズレ量の距離Ｙ２に基づいて、フィルム送り方向ＦＤにフィルム５を移動させることで、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とのフィルム送り方向ＦＤの位置合わせを行うことができる。

なお、第１金型２のキャビティ２ａ又は第２金型３のキャビティ３ａの深さが例えば１ｍｍ以上である場合、フィルム５がキャビティ２ａ又はキャビティ３ａに沿うように変形することによって、絵柄と樹脂成形体とが位置ズレすることが起こり得る。このため、当該位置ズレ量を想定して、巻き出し部１１の移動量Δ３及び巻き取り部１２の移動量Δ４を算出し、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とを位置合わせしてもよい。

この場合、フィルム幅方向ＷＤにおける巻き出し部１１の移動量Δ３及び巻き取り部１２の移動量Δ４は、第１ズレ量及び第２ズレ量に基づいて下記式（３）、式（４）によって算出することができる。

Δ１＝Ｘ２＋Δｘ２+（Ｘ1＋Δｘ１−Ｘ２）×Ｄ２／Ｄ１／２・・・（３）
Δ２＝Ｘ２＋Δｘ２−Δｘ１ ・・・（４）

ここで、上流側カメラ７１のフィルム幅方向ＷＤの位置微調整量をΔｘ１とする。また、下流側カメラ７２のフィルム幅方向ＷＤの位置微調整量をΔｘ２とする。

移動量Δ３，Δ４に基づいて巻き出し部１１及び巻き取り部１２を移動させることで、フィルム５の変形を考慮して、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とのフィルム幅方向ＷＤ及び傾き方向の位置合わせを行うことができる。

本実施形態によれば、フィルム送り方向ＦＤの上流側の位置で、フィルム側アライメントマーク５１と上流側基準マーク２２との第１ズレ量を検出する。その後、フィルム５を更にフィルム送り方向ＦＤに搬送して、フィルム送り方向ＦＤの下流側の位置で、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との第２ズレ量を検出する。このようにして検出した第１ズレ量及び第２ズレ量に基づいてフィルム５を移動させ、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とを位置合わせする。すなわち、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３に対してズレ量を検出する対象を、同一のフィルム側アライメントマーク５１としている。これにより、印刷ズレを考慮する必要がなく、特に、フィルム送り方向ＦＤに対するフィルム５の傾きを精度良く補正して、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる。

また、本実施形態によれば、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３が第１金型２に設けられた金型側アライメントマークである。すなわち、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、第１金型２に対して位置ズレすることなく相対位置が固定されている。これにより、第１ズレ量及び第２ズレ量を高精度に検出することができる。その結果、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる。

また、本実施形態によれば、フィルム送り方向ＦＤにおける上流側基準マーク２２と下流側基準マーク２３との距離が、複数のフィルム側アライメントマーク５１の間隔よりも小さい。これにより、送り出しモータ軸１４による送り出し量と実際のフィルム５の移動量とに差違が生じたとしても、上流側基準マーク２２と下流側基準マーク２３との距離が小さいことにより、当該差異による影響を抑えることができる。その結果、フィルム５の停止精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、第１ズレ量の検出を、フィルム送り方向ＦＤにフィルム５を搬送しながら行う。これにより、第１ズレ量の検出をフィルム５の搬送を止めて行う場合よりも、時間を短縮することができ、フィルム５を停止させた状態から再度搬送する際に位置ズレが生じる可能性も抑えることができる。

また、本実施形態によれば、第１ズレ量の検出後、フィルム送り方向ＦＤにフィルム５を予め決められた距離だけ搬送して停止させ、その後、第２ズレ量を検出する。これにより、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とを粗位置決めして、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との位置合わせのためにフィルム５を移動させる量を抑えることができる。

また、本実施形態によれば、第１ズレ量の検出後、下流側カメラ７２の視野内にフィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とが位置するように、フィルム送り方向ＦＤにフィルム５を搬送して停止させ、その後、第２ズレ量を検出する。これにより、これにより、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とをより精度よく粗位置決めして、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３との位置合わせのためにフィルム５を移動させる量を一層抑えることができる。

なお、前記では、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３が第１金型２に設けられた金型側アライメントマークであるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３の一方のみが第１金型２に設けられた金型側アライメントマークであってもよい。

また、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、例えば、第１金型２の上方又は下方など、第１金型２の外側に設けられてもよい。但し、この場合、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３の少なくとも一方は、第１金型２に対して相対位置を固定されていることが好ましい。これにより、第１ズレ量又は第２ズレ量を高精度に検出することができ、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる。

また、上流側カメラ７１の位置を精密に固定することによって上流側カメラ７１の視野を固定し、当該視野内の予め決められた位置を上流側基準マーク２２として用いてもよい。同様に、下流側カメラ７２の位置を精密に固定することによって下流側カメラ７２の視野を固定し、当該視野内の予め決められた位置を下流側基準マーク２３として用いてもよい。この場合でも、第１ズレ量又は第２ズレ量を高精度に検出することができ、樹脂成形体に絵柄をより高精度で転写することができる

なお、キャビティ２ａ，３ａの深さが深くなると、フィルム５がキャビティ２ａ，３ａに沿うように大きく変形することによって、下流側カメラ７２の視野内にフィルム側アライメントマーク５１及び下流側基準マーク２３が入らなくなることが起こり得る。このため、下流側カメラ７２の視野内にフィルム側アライメントマーク５１及び下流側基準マーク２３が入るように個別に焦点を合わせる機構を有してもよい。

また、前記では、フィルム側アライメントマーク５１が、光を透過せず、外光の反射を抑えた色を有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、フィルム５に設ける絵柄として、反射防止膜や耐指紋膜といった機能性向上を目的とした透過性の膜を用いることが有り得る。この場合、フィルム側アライメントマーク５１が遮光性を有するように着色されたマークであると、絵柄とフィルム側アライメントマーク５１とを別々の工程でフィルム５に設ける必要があり、コストの増加につながる。このため、フィルム側アライメントマーク５１は、透過色であってもよい。ここで、「透過色」とは、光が物質を透過したときに、その透過光線の呈する色をいう。フィルム側アライメントマーク５１自体が有色であるか、透明であるかは問わない。

フィルム側アライメントマーク５１が透過色である場合、上流側カメラ７１は、例えば、図７に示すような光学系でフィルム側アライメントマーク５１を検出することができる。すなわち、第１金型２の内部に設けられたミラーユニット９３に向けて上流側照明機器８３から平行光を照射する。当該平行光は、ミラーユニット９３によって反射され、フィルム５及びフィルム側アライメントマーク５１を通過する。このとき、平行光はフィルム側アライメントマーク５１のエッジ部で乱反射して直進できないため、上流側カメラ７１から見たフィルム側アライメントマーク５１は影として撮像される。これにより、上流側カメラ７１は、フィルム側アライメントマーク５１を通過してミラーユニット９４によって反射された平行光に基づいて、フィルム側アライメントマーク５１の形状を認識でき、フィルム側アライメントマーク５１を検出することができる。

同様に、下流側カメラ７２は、例えば、図７に示すような光学系でフィルム側アライメントマーク５１を検出することができる。すなわち、第１金型２の内部に設けられたミラーユニット９５に向けて下流側照明機器８４から平行光を照射する。当該平行光は、ミラーユニット９５によって反射され、フィルム５及びフィルム側アライメントマーク５１を通過する。このとき、平行光はフィルム側アライメントマーク５１のエッジ部で乱反射して直進できないため、下流側カメラ７２から見たフィルム側アライメントマーク５１は影として撮像される。これにより、下流側カメラ７２は、フィルム側アライメントマーク５１を通過してミラーユニット９６によって反射された平行光に基づいて、フィルム側アライメントマーク５１の形状を認識でき、フィルム側アライメントマーク５１を検出することができる。

また、フィルム側アライメントマーク５１が透過色である場合、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３も透過色であってもよい。例えば、上流側基準マーク２２及び下流側基準マーク２３は、ガラスなどの透明板に描かれたものであってもよい。

この場合、上流側カメラ７１は、前述した図７に示すような光学系により、上流側照明機器８３により出射され且つ上流側基準マーク２２を通過した平行光に基づいて、上流側基準マーク２２を検出することができる。また、フィルム側アライメントマーク５１と上流側基準マーク２２とが透過色であることで、両者が重なった場合でも、両者の誤検出を抑えることができ、位置決め精度を向上させることができる。また、上流側カメラ７１は、フィルム側アライメントマーク５１を通過した平行光及び上流側基準マーク２２を通過した平行光に基づいて、フィルム側アライメントマーク５１及び上流側基準マーク２２を検出して第１ズレ量を検出することができる。

同様に、下流側カメラ７２は、前述した図７に示すような光学系により、下流側照明機器８４により出射され且つ下流側基準マーク２３を通過した平行光に基づいて、下流側基準マーク２３を検出することができる。また、フィルム側アライメントマーク５１と下流側基準マーク２３とが透過色であることで、両者が重なった場合でも、両者の誤検出を抑えることができ、位置決め精度を向上させることができる。また、下流側カメラ７２は、フィルム側アライメントマーク５１を通過した平行光及び下流側基準マーク２３を通過した平行光に基づいて、フィルム側アライメントマーク５１及び下流側基準マーク２３を検出して第２ズレ量を検出することができる。

なお、前記では、図２において、下方に示す金型を第１金型とし、上方に示す金型を第２金型としたが、本発明はこれに限定されない。図２において、下方に示す金型を第２金型とし、上方に示す金型を第１金型としてもよい。

また、前記では、上流側カメラ７１及び下流側カメラ７２は、ミラーユニット９１〜９４によって反射された光を検出するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上流側カメラ７１及び下流側カメラ７２は、フィルム側アライメントマーク５１、上流側基準マーク２２、又は下流側基準マーク２３を通過又は反射した光を直接的に検出するようにしてもよい。

なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

１ フィルム送り機構
２ 第１金型
２ａ キャビティ
３ 第２金型
３ａ キャビティ
３ ゲート
４ 射出機
５ フィルム
６ 制御部
１１ 巻き出し部
１２ 巻き取り部
１３ 巻き出しモータ軸
１４ 送り出しモータ軸
１５ ピンチローラ
１６ 巻き取りモータ軸
１７ 引き込みモータ軸
１８ ピンチローラ
２１ クランプ治具
２２ 上流側基準マーク
２３ 下流側基準マーク
５１ フィルム側アライメントマーク
７１ 上流側カメラ
７２ 下流側カメラ
８１，８３ 上流側照明機器
８２，８４ 下流側照明機器
９１，９２，９３，９４，９５，９６ ミラーユニット
ＦＤ フィルム送り方向
ＷＤ フィルム幅方向

Claims (10)

1. 絵柄と当該絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送して第１金型と第２金型との間に前記絵柄を配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じし、前記第１金型と前記第２金型との間に溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に前記絵柄を転写する加飾成形方法であって、
   前記フィルム送り方向の上流側の位置で、前記フィルム側アライメントマークと予め設定された上流側基準マークとの第１ズレ量を検出し、
   前記フィルムを更に前記フィルム送り方向に搬送して、前記フィルム送り方向の下流側の位置で、前記フィルム側アライメントマークと予め設定された下流側基準マークとの第２ズレ量を検出し、
   前記第１ズレ量及び前記第２ズレ量に基づいて前記フィルムを移動させ、前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとを位置合わせする、
   ことを含む、加飾成形方法。
2. 前記上流側基準マーク及び前記下流側基準マークの少なくとも一方は、前記第１金型に対して相対位置を固定されている、請求項１に記載の加飾成形方法。
3. 前記上流側基準マーク及び前記下流側基準マークの少なくとも一方は、前記第１金型に設けられた金型側アライメントマークである、請求項２に記載の加飾成形方法。
4. 前記フィルムには、前記フィルム送り方向において、予め決められた間隔で複数の絵柄が設けられるとともに、当該複数の絵柄に対応する位置に前記予め決められた間隔で複数のフィルム側アライメントマークが設けられ、
   前記フィルム送り方向における前記上流側基準マークと前記下流側基準マークとの距離は、前記予め決められた間隔よりも小さい、請求項１〜３のいずれか１つに記載の加飾成形方法。
5. 前記第１ズレ量の検出は、前記フィルム送り方向に前記フィルムを搬送しながら行う、請求項１〜４のいずれか１つに記載の加飾成形方法。
6. 前記第１ズレ量の検出後、前記フィルム送り方向に前記フィルムを予め決められた距離だけ搬送して停止させ、その後、前記第２ズレ量を検出する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の加飾成形方法。
7. 前記第１ズレ量の検出後、前記上流側基準マークよりも前記フィルム送り方向の下流側に配置されたカメラの視野内に前記フィルムの前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとが位置するように、前記フィルム送り方向に前記フィルムを予め決められた距離だけ搬送して停止させ、その後、前記第２ズレ量を検出する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の加飾成形方法。
8. 前記フィルム側アライメントマーク、前記上流側基準マーク、及び前記下流側基準マークは、透過色であり、
   前記フィルム側アライメントマークを通過した平行光に基づいて、前記フィルム側アライメントマークを検出し、
   前記上流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記上流側基準マークを検出し、
   前記下流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記下流側基準マークを検出する、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載の加飾成形方法。
9. 絵柄と当該絵柄に対応する位置にフィルム側アライメントマークとが設けられたフィルムをフィルム送り方向に搬送するフィルム送り機構と、
   前記フィルムの搬送経路を挟んで型閉じ又は型開きするように構成された第１金型及び第２金型と、
   型閉じされた前記第１金型と前記第２金型との間に溶融樹脂を射出する射出機と、
   前記フィルム側アライメントマークと予め設定された上流側基準マークとの第１ズレ量を検出する上流側検出部と、
   前記フィルム側アライメントマークと予め設定された下流側基準マークとの第２ズレ量を検出する下流側検出部と、
   前記第１ズレ量及び前記第２ズレ量に基づいて前記フィルムを移動させ、前記フィルム側アライメントマークと前記下流側基準マークとを位置合わせした後、前記第１金型と前記第２金型とを型閉じし、型閉じされた前記第１金型と前記第２金型との間に前記溶融樹脂を射出して、樹脂成形体を成形するとともに当該樹脂成形体に前記絵柄を転写するように前記フィルム送り機構、前記第１金型、前記第２金型、及び前記射出機を制御する制御部と、
   を備える、加飾成形装置。
10. 前記フィルム側アライメントマーク、前記上流側基準マーク、及び前記下流側基準マークは、透過色であり、
    前記フィルム側アライメントマーク及び前記上流側基準マークに平行光を照射する上流側照明機器と、
    前記フィルム側アライメントマーク及び前記下流側基準マークに平行光を照射する上流側照明機器と、
    を更に備え、
    前記上流側検出部は、前記フィルム側アライメントマークを通過した平行光及び前記上流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記フィルム側アライメントマーク及び前記上流側基準マークを検出して前記第１ズレ量を検出し、
    前記下流側検出部は、前記フィルム側アライメントマークを通過した平行光及び前記下流側基準マークを通過した平行光に基づいて、前記フィルム側アライメントマーク及び前記下流側基準マークを検出して、前記第２ズレ量を検出する、
    請求項９に記載の加飾成形装置。

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