JP2871830B2 - 微細構造圧印装置及び方法 - Google Patents

微細構造圧印装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は微細構造圧印装置及び方法、さらに詳細には
圧印母型を固定する切欠き部が形成された回転する圧印
シリンダによって帯状薄片に所定のモチーフ間隔でモチ
ーフの微細構造が圧印され、前記圧印母型の有効長さが
圧印シリンダの周囲長さより小さく、圧印シリンダが回
転する毎に非圧印モード中切欠き部の領域において圧印
シリンダと対向シリンダの間に開口部が形成される微細
構造圧印装置及び方法に関する。
［従来の技術］ 微細構造を圧印するこの種の装置及び方法は、例えば
ホログラム、回折格子等の光を回折する光学的な特徴を
有する帯状薄片を安価に形成するのに用いられている。
スイス特許CH−PS530018には、加熱されるエンドレス
で帯状の圧印母型を用いて光学的な回折構造を帯状薄片
に圧印する方法が記載されている。
米国特許US−PS4773718に記載されている圧印装置に
は、回転する圧印シリンダとその圧印シリンダ上で回転
する押圧シリンダが設けられており、圧印シリンダの周
囲には圧印母型が設けられている。帯状薄片は２つのシ
リンダの間を通して導かれ、滑らかな押圧シリンダによ
って圧印母型に押圧される。圧印シリンダが回転する毎
に圧印母型の持ち上がった構造が帯状薄片に圧印され
る。その場合の帯状薄片の送り速度は圧印母型の周速度
と等しい。圧印母型上のモチーフは所定の距離で連続し
ており、この距離は圧印シリンダの周囲長さの整数の約
数となっている。モチーフ間隔が異なる場合には、それ
に応じた周囲長さの圧印シリンダが必要になる。
米国、ニューヨーク、NY10022、マディソン・アベニ
ュー509のグローバル・イメージ・インコーポレーテッ
ド社の印刷物（参照番号DP506）には、請求項第１項の
前文に記載された「ポリエステル・エンボッシング・マ
シン」が記載されており、その圧印シリンダは２つの押
圧シリンダの間に配置されており、帯状薄片はループ路
を介して圧印シリンダに沿って２回案内されて、圧印さ
れる。ループ路の長さは圧印シリンダの周囲長さに従っ
て決定される。圧印される帯状薄片に連続して設けられ
た部分が、２つの押圧シリンダの一方の下で交互に圧印
される。圧印シリンダの半円筒状の一方の半体の外表面
は圧印母型を支持するのに用いられる。圧印シリンダの
他の半体は切欠きとして形成されており、内部には圧印
シリンダを締め付け固定する機械的な装置が配置されて
いる。このような構成によって刻印母型を迅速に交換す
ることが可能となるが、圧印シリンダを十分に利用でき
ないという欠点がある。
ヨーロッパ特願EP244348にはバランス装置を有する打
ち抜き装置が記載されており、バランス装置は連続的に
供給されかつ搬出される帯状薄片を捕捉するのに用いら
れ、かつ帯状薄片を周期的に打ち抜き機の下に一時停止
させることができる。
ドイツ特許公開公報DE−OS3445012には多色印刷機が
記載されている。印刷機には各色について押圧シリンダ
が設けられ、押圧シリンダには１つあるいは２つの押圧
プレートが設けられており、それによって帯状の用紙上
に任意のモチーフ間隔でモチーフが印刷される。各押圧
プレートの長さはモチーフ間隔の整数倍である。押圧シ
リンダには同一の硬さを有する押圧プレートを張り渡す
２つのスペースが正確に180゜位相をずらせて設けられ
ている。押圧シリンダの周囲長さは押圧プレートの長さ
の２倍よりずっと大きい。帯状の用紙は、180゜位相を
ずらせた２つの対向シリンダによって所定のループ路を
介して同一の押圧シリンダに２回導かれて印刷される。
一方の押圧プレートの終端と他方の押圧プレートの始端
との間において、一定の速度で移動する帯状の用紙と２
つの押圧プレートとの接触が一時的に中断される。この
期間に押圧シリンダの角速度が低下することによって帯
状の用紙は所定量送られ、その際に第２の対向シリンダ
の下にある押圧プレートが、第１の対向シリンダの下で
すでに帯状用紙上に印刷されているモチーフ間のまだ印
刷されていない隙間に整合される。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、圧印シリンダの周囲長さを十分に利
用でき、圧印されるモチーフの所定のモチーフ間隔が圧
印シリンダの周囲長さとは無関係にすることができ、帯
状薄片に微細構造を安価に圧印することができる微細構
造圧印装置及び方法を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 上記の課題は本発明装置においては請求項第１項に記
載の特徴によって解決され、本発明方法においては、請
求項第９項に記載の特徴によって解決される。
［作用］ 上記のような特徴を有する本発明装置及び方法によれ
ば、圧印シリンダの周囲長さを十分に利用でき、圧印さ
れるモチーフの所定のモチーフ間隔が圧印シリンダの周
囲長さと無関係にできる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第１図において符号１で示す帯状薄片に微細な凹凸構
造が圧印されている。この凹凸構造が所定の間隔で帯状
薄片１上に連続して設けられるモチーフを形成する。帯
状薄片１の材料は、好ましくは例えばポリビニル塩化物
あるいはポリエステルなどの熱可塑性樹脂、あるいは熱
可塑性樹脂でコーティングされた複合層または繊維層で
ある。例えば米国特許4773718に記載されているような
薄い金属箔も使用することができる。凹凸構造は好まし
くは回折を起こす要素、例えば回折格子あるいはホログ
ラムなどである。
第２図には装置の主要部が示されている。まだ圧印さ
れていない帯状薄片１が供給ローラ４上に巻かれてい
る。巻取りローラ５が圧印済みの帯状薄片１を巻取る。
２つのローラ４と５の間に圧印ステーション６が設けら
れている。圧印ステーション６には少なくとも１つの圧
印シリンダ７と、圧印シリンダ７上で転動する少なくと
も１つの対向シリンダ８が設けられている。２つのシリ
ンダ７、８の軸は互いに径方向に摺動可能であって、所
定の距離に正確に調節することができ、両シリンダ７と
８の間にある帯状薄片１に所定の印圧を作用させること
ができる。帯状薄片１の供給及び搬出は、圧印シリンダ
７と対向シリンダ８に共通な接線面、すなわち圧印面９
において行われる。例えば圧印ステーション６において
圧印シリンダ７は帯状薄片１の下方に配置され、対向シ
リンダ８は上方に配置されている。
圧印シリンダ７には、圧印シリンダ７の外表面に対し
て平行に切欠き部10が形成されており、切欠き部の側壁
は例えば径方向に延びている。圧印シリンダ７の切欠か
れていない滑らかに研磨された円筒状の面（被覆部分1
1）は圧印母型12の支持体として用いられる。好ましく
は圧印シリンダ７と圧印母型12は圧印の間帯状薄片１の
材料に応じた所定の温度に加熱される。
圧印母型12の対向シリンダ８側の面には微細な凹凸構
造のネガが設けられており、このネガが帯状薄片１に圧
印されてモチーフ２（第１図）を形成する。圧印母型12
の利用可能な長さは被覆部分11によって決定され、圧印
シリンダ７の周囲長さの50％以上に設定される。切欠き
部10によって圧印母型12を迅速に固定することが可能に
なる。圧印母型12の両端の始端13ないし終端13′は切欠
き部10の側壁に沿って径方向内側へ折り曲げられて固定
されている。いずれが始端13ないし終端13′になるかは
圧印シリンダ７の回転方向によって決まる。
圧印母型は、このように固定するのに好ましい柔軟な
薄板の形状を有し、例えば0.1mm厚さのニッケルから形
成される。圧印母型は被覆部分11の滑らかに研磨された
面全体にわたって設けられ、被覆部分11上にぴったりと
載置されて、ピンと張られている。例えば帯状薄片１と
圧印母型12の利用可能な幅はそれぞれ36cmであるので、
それぞれ3cm直径の10個のモチーフを並べて帯状薄片１
に同時に圧印することができる。
圧印シリンダ７が回転し被覆部分11並びに圧印母型12
が対向シリンダの下方で移動するときに、帯状薄片１は
圧印母型12と対向シリンダ８の間に挟持されて圧印さ
れ、圧印母型12の微細な凹凸構造が帯状薄片１に転写さ
れる。圧印シリンダ７が回転する毎に、切欠き部10の領
域が対向シリンダ８と対向するとき２つのシリンダ７と
８に開口部14が形成される。このとき圧印は行なわれ
ず、帯状薄片１は自由に摺動することができる。従って
圧印シリンダ７の１回転は、圧印モードと非圧印モード
から構成されている。
好ましくは圧印ステーション６の前段に第１のバラン
スローラ15が配置され、圧印ステーション６の後段に第
２のバランスローラ16が配置される。２つのバランスロ
ーラ15と16（バランサと呼ばれる）によって帯状薄片１
が圧印面９に張りわたされる。好ましくはバランスロー
ラ15、16の軸は平行四辺形ロッド上に取り付けられ、互
いに圧印シリンダ７に対して平行に移動可能で、それに
よって圧印ステーション６における帯状薄片１の移動速
度を一時的に変化させることができる。
平行四辺形ロッドは好ましくは２対のレバー17と18及
び結合片19から構成される。第１の１対のレバー17は圧
印ステーション６の供給ローラ４側に配置されており、
第１のバランスローラ15を支持している。圧印ステーシ
ョン６の他方側に設けられた第２の１対のレバー18には
第２のバランスローラ16が固定されている。対のレバー
17ないし18の一方の端部は案内ローラ20ないし21の固定
の軸を中心に回動可能に軸承されている。結合片19は両
レバー17ないし18の他方の端部とリンク結合されてい
る。案内ローラ20と21の間隔は結合片19の長さに等し
い。２対のレバー17と18及び結合片19と案内ローラ20、
21の間隔がそれぞれ平行四辺形の平行な辺を形成してい
る。
ローラ４、５、15、16、20、21のすべての軸とシリン
ダ７、８の軸は互いに平行である。これらの軸は例えば
第２図では図面の面に対して垂直に配置されている。結
合片19が摺動すると、対のレバー17、18も図面内で回動
する。
レバー17上のローラ15及び20の間隔とレバー18上のロ
ーラ16及び21の間隔は同じ大きさである。この軸距離と
結合片19の長さによって、バランスローラ15、16の軸が
平行に摺動できる最大距離が決められる。この最大距離
は、それは例えば圧印シリンダ７の半周になる。
圧印ステーション６は２つのレバー17と18の間に、結
合片19がその長手方向に自由に摺動できるように配置さ
れている。例えばバランスローラ15は圧印ステーション
６の入口22に近づくように移動し、同時にバランスロー
ラ16は圧印ステーション６の出口23から離れる方向に移
動する。
本発明装置には、帯状薄片１と圧印母型12を所定の振
幅で周期的に相対移動させる制御装置24が設けられてい
る。この相対移動は制御装置24の所定の手段によって圧
印シリンダ７の回転と同期される。
例えば制御装置24には直接圧印シリンダ７によって駆
動される制御カム25と制御カム25の端縁を検出するリン
ク部材27が設けられており、リンク部材27は制御カム25
の外側に設けられた固定の回転中心26を中心に第２図の
図面内を揺動する。制御カム25の形状は、圧印シリンダ
７によって決まる。リンク部材27には回転中心26に対し
て径方向に溝が形成されており、スライダ28の一端に設
けられたボルトが前記溝内に摺動可能に係入する。スラ
イダ28はリンク部材27の動作を結合片19に伝達する。平
行四辺形ロッドがこの動きをバランスローラ15、16の周
期的な揺動に変換する。リンク部材26の溝内でボルトが
摺動することによって、ボルトと回転中心26との距離が
変化し、それによってスライダ28の移動の振幅が変化す
る。従ってバランスローラ15、16の周期的な揺動の振幅
を所定に調節することができる。
リンク部材27の接触点29は制御カム25の端縁上を滑り
移動する。例えば引っ張りばね30によって発生する力が
リンク部材27に作用して、リンク部材27を回転中心26を
中心に制御カム25方向へ回動させ、それによって接触点
29は正確に制御カム25の端縁に接触する。
例えば圧印モードの間に圧印シリンダ７と、それに伴
う制御カム25の回転によって接触点29と制御カム25の中
心点との距離はだんだんと減少する。圧印が行われない
非圧印モードでは、接触点29と制御カム25の中心との距
離は再び増大し、接触点は中心点から最大の距離に達し
て、圧印モードに戻る。始端12が対向シリンダ８の下方
に来ると、接触点29の径方向の距離は再び減少する。
供給ローラ４から繰り出される圧印されていない帯状
薄片１が第１の案内ローラ20の下方からこの案内ローラ
を回り、第１のバランスローラ15を介して第１のループ
となって圧印ステーション６に導入される。圧印面９に
おいて帯状薄片１は圧印シリンダ７と対向シリンダ８の
間を通って圧印される。第２のバランスローラ16により
圧印済みの帯状薄片１がシリンダ７、８と第２の案内ロ
ーラ21の間に張架されて第２のループが形成される。圧
印済みの帯状薄片１は第２の案内ローラ21を回って巻き
取りローラ５に巻き取られる。
案内ローラ20と平行に駆動ローラ33が設けられる。駆
動ローラは所定の力で案内ローラ20に押圧され、圧印さ
れていない帯状薄片１を挟持して駆動力を伝達する。
安価な仕様にする場合には、モータ34は１つだけしか
設けられない。モータ34は簡単な伝動装置35によって圧
印シリンダ７、制御カム25と駆動ローラ33、及び滑り結
合を介して巻き取りローラ５をそれぞれ所定の均一な回
転速度で駆動する。さらに対向シリンダ８も駆動するこ
とができる。
駆動ローラ33が例えば時計方向に回転すると、圧印さ
れていない帯状薄片１は均一な引出し速度で供給ローラ
４から引き出される。圧印されていない帯状薄片１はロ
ーラ20と15を介して圧印ステーション６へ進入し、そこ
でシリンダ７と８の間を通って圧印され、ローラ16と21
を介して巻き取りローラ５へ達する。圧印シリンダ７、
バランスローラ15と16及び駆動ローラ33は時計方向へ回
転し、供給ローラ４、巻き取りローラ５、対向シリンダ
８及び案内ローラ20、21は反時計方向に回転する。
制御装置24の制御カム25が圧印シリンダ７と同期して
回転する。リンク部材27は制御カム25ないし圧印シリン
ダ７のそれぞれの回転に伴い回転中心26を中心に周期的
に揺動して、その揺動がスライダ28によって所定振幅の
摺動としてバランスローラ15、16に伝達される。制御装
置24により圧印ステーション６においてバランスローラ
15、16を介して帯状薄片１にさらに所定の変位速度が与
えられる。
圧印モードの間被覆部分11は対向シリンダ８の下方で
転動する。圧印モードは始端13が対向シリンダ８の下方
にくる時点から終端13′が対向シリンダ８の下方に来る
時点まで継続する。圧印モードにおいては圧印ステーシ
ョン６における圧印シリンダ７の送り速度は圧印シリン
ダによって定まる圧印母型12の送り速度に対応する圧印
速度と等しい。この送り速度は駆動ローラ33によって発
生する引出し速度より変位速度分大きくなっている。
したがって案内ローラ20と入口22の間の第１のループ
31の長さは圧印モードの間に減少して、圧印速度と引出
し速度との差によって圧印ステーション６において帯状
薄片１が余分に送られる分を吸収している。同時に出口
23に帯状薄片が余分に送られることによって出口23と案
内ローラ21の間の第２のループ32は大きくなる。という
のは圧印済みの帯状薄片１は、圧印されていない帯状薄
片１の引出し速度と等しい巻取り速度で巻取りローラ５
上に巻取られるからである。
圧印モードに続く非圧印モードは、圧印シリンダ７が
それぞれ完全に回転するまで継続する。制御カム25がリ
ンク部材27に当接してスライダ28によって平行四辺形ロ
ッドを介してバランスローラ15、16を帯状薄片１の移動
と反対の方向へ移動させる。今度は帯状薄片１の引出し
速度から変位速度が引算されるので、圧印ステーション
６における送り速度は一時的に減少する。制御装置24の
調節に従って帯状薄片１が減速され、停止され、あるい
は入口22方向に所定量引き戻される。その結果、第１の
ループ31の長さが増大し、第２のループ32の長さが減少
する。従って圧印ステーション６において周期的に帯状
薄片１と圧印母型12間に相対移動が生じる。この相対移
動は非圧印モードにおいて圧印シリンダ７が回転する毎
に繰り返される。相対移動の振幅は制御装置24において
調節可能であって、モチーフ間隔３（第１図）に従って
定められる。
ループ31と32の大きさが周期的に変化するにも拘ら
ず、帯状薄片１には所定の引っ張り力が作用している。
被覆部分11上の圧印母型12の利用可能な長さがモチー
フ間隔（第１図の３）の14.7倍である場合には、圧印シ
リンダ７が最初に回転する圧印モードにおいて、モチー
フ間隔の14.7倍の長さの区間にモチーフ２が圧印され
る。次に非圧印モードにおいて制御装置24が帯状薄片１
をモチーフ間隔の0.7だけ引き戻し、それによって次に
圧印シリンダ７が回転するときには圧印母型12の最初の
モチーフが帯状薄片１上の15番目のモチーフの最初の0.
7の部分に再度圧印される。次に圧印母型12の15番目の
モチーフの残り部分と次の13.7個のモチーフが未圧印の
帯状薄片１上に転写される。
例えば圧印母型12はモチーフ間隔の14.7倍の使用可能
長さを有し、全14個分のモチーフのネガを有する。モチ
ーフ間隔の残りの利用可能な0.7部分の長さは完全に空
いている。圧印シリンダ７が１回転する毎にこの14個の
モチーフ群が順次帯状薄片１に圧印され、それに続いて
モチーフ間隔の0.7部分が凹凸なしに圧印される。非圧
印モードにおいて帯状薄片１はモチーフ間隔の0.7部分
だけ引き戻され、それによって既に圧印されているモチ
ーフ群に続いて同一のモチーフ間隔で次のモチーフ群が
圧印される。
圧印シリンダ７の回転速度が一定であれば、非圧印モ
ードの長さは切欠き部10の割合によって決定される。帯
状薄片１は非圧印モードの期間において圧印シリンダ７
と対向シリンダ８の間で自由に移動して、帯状薄片１と
圧印母型12とが必要な相対移動を行えるようにしなけれ
ばならない。例えば被覆部分11の割合は、通常304.8mm
の周囲長さをもつ１分当り65回転する圧印シリンダ７の
周囲の約75％を占める。相対移動の振幅は微妙に調節す
ることができるので、１群のモチーフから次のモチーフ
群へ移行する際のモチーフ間隔のずれをほぼなくすこと
ができる。
上述の圧印装置では、同一の圧印シリンダ７上に種々
の圧印母型12を次々と取り付けることができるという利
点が得られる。従って、圧印シリンダ７の交換と伝動装
置に合わせる作業を省くことができる。各圧印母型12上
のモチーフ２と所望のモチーフ間隔３を圧印シリンダ７
の周囲長さとは無関係に選択することができる。従って
被覆部分11より小さい面積を有するすべてのモチーフ２
はその大きさとは関係なく、１つの圧印シリンダ７によ
って所望のモチーフ間隔３で帯状薄片１に圧印すること
ができる。帯状薄片１が周期的な所定の相対移動を行う
非圧印モードの期間の長さによって、圧印に利用できる
圧印シリンダ７の周囲長さの割合が決定される。この割
合は80％以上にすることができる。
第３図には、切欠き部10内に配置され柔軟な圧印母型
12を圧印シリンダ７上に固定する装置が図示されてい
る。第１の締め付け部材36によって、始端13で折り返さ
れている圧印母型12の前端部が切欠き部10の所定の側壁
に押圧される。圧印母型12の後端部は後端13′に沿って
折曲されて第２の締め付け部材37によって固定される。
スペースが狭い場合には、好ましくは２つの締め付け
部材36、37の代わりに１つのくさび55を用いて圧印母型
12を被覆部分11上に固定することができる。くさび55は
圧印母型12の両端部をくさび状の切欠き部10の側壁に締
め付け固定して、例えば不図示のボルトによって切欠き
部10の底に固定することができる。
好ましくは圧印母型12の裏側に全幅にわたって金属箔
38が設けられている。金属箔38の始端は圧印母型12と同
様に始端13をまわって屈曲され、第１の締め付け部材36
によって圧印母型と一緒に固定される。金属箔38によっ
て圧印母型12と圧印シリンダ７の軸との距離が増大し、
金属箔38の被覆部分11の上側は始端13から測定して、モ
チーフ間隔３（第１図）の整数倍の反復長さを有する。
金属箔38の後端部の端縁39は被覆面11の母線に対して平
行にカットされている。金属箔38は例えば厚さ0.3mmの
ばね鋼から形成される。
対向シリンダ８（第２図）によって、圧印母型12の金
属箔38で裏打ちされた母線に沿った印圧が、帯状薄片１
に圧印するのに十分な所定の値に設定される。端縁39を
越えた後に圧印モード終了前の印圧がゼロに下がり、そ
れにより帯状薄片１が過度に圧印されたり平坦に押圧さ
れてしまうことが防止される。従って印圧は反復長さの
期間だけ所定の値となる。非圧印モードが開始されたと
きに、帯状薄片１と圧印母型12との間に相対移動が発生
する。
第４図において、制御装置24には好ましくは例えばス
テッピングモータあるいはリニアモータなどのステッピ
ング駆動装置40と、回転センサ41と、導線43を介してス
テッピング駆動装置40及び回転センサ41と接続される電
子回路42が設けられている。回転センサ41は圧印シリン
ダ７と同一の軸上に取り付けられており、電子回路42に
圧印シリンダ７の回転角度αに相当する信号を出力す
る。回転角度αは例えば圧印シリンダ７の矢印で示す回
転方向に測定したシリンダ７、８の軸をつないだ線分か
ら始端13までの角度である。
電子回路42は前述の信号をステッピングモータ40を制
御するパルス列に変換し、ステッピングモータは例えば
制御カム25（第２図）を直接駆動する。電子回路42は好
ましくはプログラム可能であるので、制御装置24をモチ
ーフ間隔３（第１図）及び使用される圧印シリンダ７の
形状に安価にかつ再生産可能に適合させることができ
る。
好ましくはステッピング駆動装置40のステッピングモ
ータは簡単なクランク44を介して直接スライダ28を駆動
するので、制御カム25（第２図）を省くことができる。
電子回路42は回転角度αに従ってスライダ28を移動させ
て帯状薄片１の送り速度を制御するのに必要とされるス
テッピングモータの瞬間的な角速度を算出する。クラン
ク44は中心位置を中心として揺動動作を行い、揺動動作
の振幅はモチーフ間隔３によって決定される。
第５図に示す実施例においては対のレバー17ないし18
は、供給ローラ４ないし巻取りローラ５の上側に回動可
能に固定されている。バランスローラ15と16はレバー17
ないし18によって決定される円弧を描いて、第５図の平
面において互いに独立して摺動することができる。好ま
しくは、例えばレバー17、18に作用する引っ張りばね4
5、46によって発生する力が、バランスローラ15、16を
互いに離れる方向へ移動させ、圧印ステーション６内に
おいて帯状薄片１を張架する。第２図に示す圧印装置の
必要部分（結合片19及び案内ローラ20と21）は設けられ
ていない。
制御装置24は導線43を介して圧印シリンダ７に設けら
れた回転センサ41と接続されている。駆動ローラ33はス
テッピングモータを有するステッピング駆動装置40の軸
上に取り付けられ、直接駆動される。
駆動ローラ33とそれに平行な補助ローラ47は好ましく
は第１のバランスローラ15と圧印シリンダ７の間に配置
されており、補助ローラ47は帯状薄片１を駆動ローラ33
上に押圧し、駆動ローラ33と帯状薄片１の間でスリップ
が生じるのを阻止する。
駆動ローラ33により帯状薄片１の送り速度が発生し、
また駆動ローラ33は周期的に変化する所定の角速度を有
する。制御装置24はさらに駆動ローラ33の周囲長さを考
慮してステッピングモータに必要なパルス列を算出す
る。
帯状薄片１は例えば供給ローラ４から時計方向に引き
出されて、第１のバランスローラ15を回って反時計方向
に圧印ステーション６に案内され、駆動ローラ33と補助
ローラ47の間及び圧印シリンダ７と対向シリンダ８の間
を通して圧印ステーション６から反時計方向に引き出さ
れて第２のバランスローラ16を回り、巻取りローラ５に
時計方向に巻取られる。
圧印面９における帯状薄片１の不均一な送り速度は、
ループ31、32を変化させることによって吸収される。従
って帯状薄片１は供給ローラ４から引き出される際に発
生する加速によって過度に回転することはなく、巻取り
ローラ５上に均一に巻取られる。直接駆動を行うことに
よって圧印シリンダ７の非圧印モードにおいて好ましく
は帯状薄片１と圧印母型12との相対移動を正確に再現で
き、そのために必要な機械的な費用はわずかであって、
望ましくない衝撃的な引っ張り応力の発生による負荷は
最低になる。
もちろん、ここで説明したレバー17、18の代わりに他
の手段を用いてバランスローラ15、16を案内することも
可能である。例えばバランスローラを上述のように円弧
状の軌跡上を移動させるのではなく、圧印面９に対して
平行に圧印シリンダ７の軸に垂直な直線移動を行わせる
こともできる。
第６図に示す好ましい装置は、同一の圧印シリンダ７
を用いて帯状薄片１の所定区間離れた２つの箇所に圧印
を行うことができる。同装置には、180゜位相をずらせ
て配置され圧印シリンダ７上で転動する２つの対向シリ
ンダ８、48と、圧印シリンダ７と同一の直径を有する移
動可能な反転ローラ49と、ステッピング駆動装置40を制
御する制御装置24が設けられている。ロッド50の一端に
は反転ローラ49を軸承する移動可能な軸受けが設けられ
ており、他端は例えばラックとして形成され、ステッピ
ング駆動装置40と噛合している。シリンダ７、８の軸に
よって軸面51が形成される。反転ローラ49は軸面51の一
方側に配置され、他方側には帯状薄片１用の巻取りロー
ラと供給ローラ及び不図示のバランサが配置される。
反転ローラ49の軸は、制御装置24に制御されて圧印シ
リンダ７に対して軸面51に垂直な直線上を移動すること
ができる。反転ローラ49と圧印シリンダ７の２つの軸間
の距離Ａはステッピング駆動装置40によって反復長さに
従って所定の平均値に調節される。回転センサ41から導
線43を介して制御装置24に入力される信号によって距離
Ａが周期的に変化され、圧印シリンダ７のそれぞれの回
転に同期され、Ａの瞬間値はこの平均値を中心に揺動す
る。距離Ａの変化の振幅は制御装置において所定に調節
することができる。
帯状薄片１は、少なくとも２つのバランサによって発
生された所定の引っ張り応力を受ける。圧印されていな
い帯状薄片１は引出し装置から圧印面９内の軸面51上へ
移動され、圧印シリンダ７と対向シリンダ８の間を通っ
て反転ローラ49へ達する。反転ローラによって帯状薄片
１は180゜反転されて他の圧印面52において軸面51へ戻
る。圧印シリンダ７と他の対向シリンダ48の間を通過し
た後に圧印された帯状薄片１は巻取り装置へ案内され
る。
２つの圧印面９と52は軸面51に対して垂直であって、
圧印シリンダ７への接線面となる。
帯状薄片１によって軸面51の反転ローラ49側に張架さ
れている反転ロープ53は、距離Ａの変化によって増大さ
れ、あるいは減少される。圧印シリンダ７は均一に回転
し、圧印母型12（第３図）は所定の圧印速度を有する。
軸面51が圧印面９、52と交わる２つの交線において同時
に圧印が行われる。従ってそれぞれの圧印面９ないし52
は圧印シリンダ７が回転する毎に圧印モード及び非圧印
モードを有する。他の圧印面52においては圧印及び非圧
印モードは圧印面９に対して180゜位相がずらされてい
る。
２つの圧印モードのそれぞれは圧印シリンダ７の周囲
長さの50％以上にわたって延びているので、帯状薄片１
は圧印モードにおいて常に２つの圧印面９、52のうち少
なくとも一方にある。従って、帯状薄片１は圧印シリン
ダ７と２つの対向シリンダ８及び48との共働によって供
給ローラ４（第５図）からバランスローラ15（第５図）
を介して引き出される。駆動ローラ33（第５図）は省略
することもできる。
圧印されていない帯状薄片１は下方の圧印面９におい
て例えば反復長さにわたって１群のモチーフ２（第１
図）が圧印される。その次に非圧印モードにおいて帯状
薄片１の送り速度は反転ループ53の増大によって上昇
し、それによって帯状薄片１は反復長さだけ引き出され
る。同時に他の圧印面52が圧印モードへ入り、帯状薄片
１はそこで所定の圧印速度で引き出される。次に下方の
圧印面９において圧印されるモチーフ２群の先頭とその
前に圧印されたグループの末尾との距離は反復長さとな
る。
モチーフ２群の間の圧印されていないそれぞれの間隙
には、次に他の圧印面52において同一の圧印母型12によ
ってモチーフ群の圧力が行われる。他の圧印面52の非圧
印モードにおいては、反転ローラ49の距離Ａが減少し、
それによって帯状薄片は増大された送り速度で次の間隙
まで反復長さだけ引き出される。従って距離Ａは周期的
に変化し、反転ループ53は圧印面９、52において帯状薄
片１を交互に早送りするための一時待避分としての機能
を果たす。
この実施例の利点は、圧印速度が同じなら、圧印効率
が増大することである。というのは、帯状薄片１は非圧
印モードにおいては減速されず、反対に加速されるから
である。なぜならば、引出し速度は圧印速度より大きい
からである。
第７図には、対向シリンダ８における印圧P1、対向シ
リンダ48における印圧P2並びに回転角度αの関数として
の距離Ａが示されている。図示の実施例にあっては、両
圧印面９、52において圧印モードは245゜で非圧印モー
ドは115゜である。金属箔38（第３図）が圧印母型12の
下方に挿入されると（第７図に点線で示すように）、印
圧P1ないしP2は圧印モードの最後の前で低下する。反復
長さに従って圧印モードより小さい圧印角度βが決定さ
れる。
印圧P1、P2がゼロの値をとる非圧印モードは圧印面52
においては65゜〜180゜に発生し、圧印面９においては2
45゜〜360゜に発生する。距離Ａは65゜〜180゜で減少
し、245゜〜360゜で増大する。というのは圧印角度βは
180゜より大きいからである。２つの圧印面９、52が圧
印モードにある場合には、帯状薄片１は圧印母型12に対
して相対移動を行わず、反転ループ53の大きさないし値
Ａは一定である。圧印角度βが180゜である場合には、
従来技術の場合と同様に距離Ａは常に一定の値になって
いる。圧印角度βが180゜より小さい場合には、距離Ａ
の関数の位相位置は、第７図に示す位相位置から180゜
ずれる。すなわち圧印速度が引出し速度より大きくな
る。
第８図に示す圧印装置には、それぞれ例えば同一の圧
印母型12を有し、対向シリンダ８上で転動する２つの圧
印シリンダ７、54が設けられている。シリンダ７、８の
軸によって軸面51が決まる。両圧印面９、52は対向シリ
ンダ８への接線面であって、軸面51に対して垂直であ
る。各圧印シリンダ７、54は対向シリンダ８に向かって
径方向に移動可能に配置されており、それによって各圧
印シリンダ７、54に関して所定の印圧を独立して調節す
ることができる。各シリンダ７ないし54は好ましくは独
立したステッピング駆動装置40によって駆動される。制
御装置24は導線43を介して回転センサ41及びステッピン
グ駆動装置40と接続されている。回転センサ41は対向シ
リンダ８の軸上に取り付けられており、同シリンダの回
転角度を制御装置24に伝達し、制御装置は各ステッピン
グ駆動装置40を駆動する所定のパルス列を発生する。
帯状薄片１は軸面51の同一の側において、所定の引っ
張り応力が加わるように供給され、かつ搬出される。帯
状薄片は供給ローラ４から案内ローラ20を介して圧印面
９に移動され、対向シリンダ８を180゜回って他の圧印
面52へ案内される。次に圧印された帯状薄片１は反転ロ
ーラ21を介して巻取りローラ５に巻取られる。例えば駆
動ローラ33は反転ローラ20上を転動するように配置され
ている。駆動ローラ33は不図示のモータと接続されてお
り、圧力速度と等しい所定の均一な送り速度で帯状薄片
１を移送する。
各圧印シリンダ７ないし54は圧印及び非圧印モードを
有する。各圧印モードの間圧印シリンダ７ないし54の角
速度は一定であって、圧印母型12と対向ローラ８の周囲
は、帯状薄片１の送り速度と等しい圧印速度を有する。
各非圧印モードにおいて周期的かつ対向シリンダ８の各
回転に同期して圧印シリンダ７ないし54の角速度が減少
され、またもとの値まで増大する。帯状薄片１は均一に
送られるので、非圧印モードにおいては帯状薄片１と圧
印母型12との間に相対移動が生じる。圧印シリンダ54の
角速度は圧印シリンダ７に比べて、対向シリンダ８の所
定の直径と反復長さに応じた所定の位相位置だけ変位し
ている。
圧印面９において帯状薄片１に反復長さにわたってモ
チーフ２群が圧印され、その際に非圧印モードにおいて
は連続する２つのモチーフ群の間に圧印シリンダ７の角
速度の減少によって反復長さの圧印されていない間隙が
生じる。他の圧印面52において他の圧印シリンダ54がモ
チーフ２群を圧印されていない間隙に正確に圧印し、こ
の圧印シリンダ54は非圧印モードにおいては圧印シリン
ダ７の下で反復長さにわたって圧印された帯状薄片１を
通過させる。
駆動ローラ33は例えば対向シリンダ８上で転動するよ
うに配置し、この箇所において帯状薄片１を移動させる
ようにすることもできる。
異なる反復長さを有する２つの圧印母型12を用いるこ
とも可能であって、その場合には制御装置24は各圧印シ
リンダ７と54に関して圧印母型12の反復長さに従ってそ
れぞれ角速度の減少を算出する。
帯状薄片１の送り速度を全圧印装置において均一にす
ると効果的である。というのは帯状薄片１は均一でわず
かな引っ張り応力しか受けず、従って帯状薄片１も非常
に小さい引っ張り強度で圧印することができ、過度な伸
びによって圧印されたモチーフ２が損傷することがない
からである。
好ましくは反転ローラ49（第６図）は第９図において
は移動可能な軸を有する２つのローラ49と56で代用され
ており、それによって反転ローラ49の周期的に移動され
る慣性量が少なくなる。帯状薄片１は反転ループ53を介
して圧印シリンダ７に２回案内されており、帯状薄片１
は180゜位相のずれた対向シリンダ８と48の間で圧印さ
れる。２つの補助ローラ47、反転ローラ49及び駆動ロー
ラ56によって反転ループが形成される。
サーボモータ57はスライダ28を介して駆動ローラ56の
摺動可能な軸を駆動し、反転ループ53の圧印シリンダ７
の周囲長さによって決定される所定の平均長さを維持す
る。制御装置24はロッド50によって、圧印シリンダ７の
回転と同期した所定の周期移動を反転ローラ49の軸に伝
達し、反転ループ53の長さを周期的に変化させ、帯状薄
片の通過を圧印母型（第３図）と同調させる。
第10図において圧印シリンダ７ないし54（第８図）の
両側には同一の軸上にそれぞれリング58が設けられてい
る。リング58の直径は圧印シリンダ７ないし54の直径よ
り所定量大きい。両リング58上で対向シリンダ８ないし
48（第９図）が常時転動する。場合によっては設けられ
る金属箔38（第３図）と共に圧印母型12（第３図）は被
覆部分11上の２つのリング58間の凹部に配置される。対
向シリンダ８ないし48の下で得られる。帯状薄片１と圧
印母型12の間の印圧値は、圧印母型12、場合によっては
金属箔38および帯状薄片１が共通に被覆部分11上に取り
付けられる高さによって決定される。このように配置す
ることによって始端13が対向シリンダ８ないし48上に乗
り上げた場合に、圧印シリンダ７ないし54を回転させる
のに必要なトルクが急激に上昇して伝動装置を損傷する
のが防止される。
例えば帯状薄片１と一緒に、紙、金属あるいはプラス
チックからなる同一幅の帯状補助材59を圧印ステーショ
ン６（第２図）を通して案内し、それによって帯状薄片
１と帯状補助材59が圧印に必要な材料厚を有するように
することができる。帯状補助材59は帯状薄片１の圧印さ
れていない側に重ねられ、例えば支持材として供給ロー
ラ４（第２図）にあるうちから帯状薄片１上に設けるこ
とも可能である。あるいは圧印ステーション６の直前で
帯状薄片１と合体させることもでき、帯状補助材59は繰
り返し使用可能で、例えばエンドレスのベルトとして形
成することができる。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、圧
印シリンダの周囲長さを十分に利用でき、圧印されるモ
チーフの所定のモチーフ間隔が圧印シリンダの周囲長さ
とは無関係にすることができる。すなわち、本発明で
は、同一の圧印シリンダ上に種々の圧印母型を次々と取
り付けることができる。従って、圧印シリンダの交換と
伝動装置に合わせる作業を省くことができる。各圧印母
型上のモチーフと所望のモチーフ間隔を圧印シリンダの
周囲長さとは無関係に選択することができる。従って被
覆部分より小さい面積を有するすべてのモチーフはその
大きさとは関係なく、１つの圧印シリンダ７によって所
望のモチーフ間隔で帯状薄片に圧印することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は所定のモチーフ間隔で圧印されたモチーフを有
する圧印済みの帯状薄片を示す説明図、第２図は周期的
に往復揺動するバランスローラを有する圧印装置の構成
図、第３図は圧印シリンダの断面図、第４図は制御装置
の構成図、第５図は回転速度が周期的に変化する駆動ロ
ーラを有する圧印装置の構成図、第６図は２つの対向シ
リンダと反転ローラを有する圧印装置の構成図、第７図
は印圧と反転ローラの距離値を示す線図、第８図は周期
的に角速度が変化する２つの圧印シリンダを有する圧印
装置の構成図、第９図は２つの反転ローラを有する圧印
装置の構成図、第10図はリングを有する圧印シリンダの
断面図である。 １……帯状薄片 ７……圧印シリンダ ８……対向シリンダ 10……切欠き部 12……圧印母型 14……開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−137651（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 59/00 - 59/04

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧印母型（12）を固定する切欠き部（10）
    が形成された回転する圧印シリンダ（７、54）によって
    帯状薄片（１）に所定のモチーフ間隔（３）でモチーフ
    （２）の微細構造が圧印され、前記圧印母型（12）の有
    効長さが圧印シリンダ（７、54）の周囲長さより小さ
    く、圧印シリンダ（７、54）が回転する毎に非圧印モー
    ド中切欠き部（10）の領域において圧印シリンダ（７、
    54）と対向シリンダ（８、48）の間に開口部（14）が形
    成される微細構造圧印装置において、 圧印母型（12）の有効長さが圧印シリンダ（７、54）の
    周囲長さの50％より長く、 圧印シリンダ（７、54）が回転するとき現れる各非圧印
    モードにおいて開口部（14）内に帯状薄片（１）と圧印
    母型（12）との間に周期的な相対移動が発生し、 前記相対移動を発生させる制御装置（24）が設けられて
    おり、 相対移動の振幅が帯状薄片（１）上のモチーフ間隔
    （３）に従って定まる振幅に前記制御装置により調節可
    能であることを特徴とする微細構造を圧印する微細構造
    圧印装置。
  2. 【請求項２】圧印母型（12）が柔軟であって、圧印母型
    （12）と圧印シリンダ（７、54）間の全幅にわたって金
    属箔（38）が設けられており、金属箔（38）がモチーフ
    間隔（３）の整数倍の反復長さにわたって圧印母型（1
    2）を支持することを特徴とする請求項第１項に記載の
    装置。
  3. 【請求項３】圧印シリンダ（７）が所定の均一な回転速
    度を有し、相対移動を圧印シリンダ（７）と同期させる
    手段が制御装置（24）に設けられていることを特徴とす
    る請求項第１項あるいは第２項に記載の装置。
  4. 【請求項４】対向シリンダ（８）と圧印シリンダ（７）
    の間に形成される圧印面（９）において帯状薄片（１）
    を案内するために、圧印シリンダ（７）の前後に圧印シ
    リンダ（７）に対して平行で、その軸に対して垂直に摺
    動可能なバランスローラ（15、16）が設けられており、
    このバランスローラ（15、16）が周期的に摺動されて圧
    印速度と供給ローラ（４）からの引出し速度との差に対
    応する帯状薄片（１）の周期的な相対移動が吸収される
    ことを特徴とする請求項第３項に記載の装置。
  5. 【請求項５】供給ローラ（４）と第１のバランスローラ
    （15）の間に駆動ローラ（33）が配置されており、駆動
    ローラ（33）によって発生される帯状薄片（１）の引出
    し速度が一定であり、２つのレバー（17、18）及び結合
    片（19）を有し制御装置（24）と接続される平行四辺形
    ロッドが設けられ、それによってバランスローラ（15、
    16）が周期的に摺動されることを特徴とする請求項第４
    項に記載の装置。
  6. 【請求項６】圧印面（９）においてバランスローラ（1
    5、16）によって帯状薄片（１）を張架するために、対
    のレバー（17、18）に押圧ばね（45、46）が設けられ、
    第１のバランスローラ（15）と圧印シリンダ（７）の間
    に駆動ローラ（33）が設けられており、駆動ローラ（3
    3）はステッピング駆動装置（40）の軸上に取り付けら
    れ、制御装置（24）からの所定のパルス列によってステ
    ッピング駆動装置（40）の角速度が変化することによ
    り、帯状薄片（１）の周期的な相対移動が行われること
    を特徴とする請求項第４項に記載の装置。
  7. 【請求項７】圧印シリンダ（７）上に対向シリンダ
    （８）に対して180゜反対側に他の対向シリンダ（48）
    が設けられ、これらの軸によって軸面（51）が形成さ
    れ、反転ローラ（49）によって反転ループ（53）が形成
    され、反転ローラ（49）の軸は軸面（51）に対して垂直
    で圧印シリンダ（７）の軸と交差する直線に沿ってステ
    ッピング駆動装置（40）によって移動可能であり、帯状
    薄片（１）が反転ローラ（49）によって反転した後に他
    の圧印面（52）において他の対向シリンダ（48）と圧印
    シリンダ（７）の間で帯状薄片（１）がさらに圧印され
    ることを特徴とする請求項第３項に記載の装置。
  8. 【請求項８】対向シリンダ（８）上で180゜反対側に転
    動する２つの圧印シリンダ（７、54）が設けられてお
    り、帯状薄片（１）が２つの圧印面（９、52）において
    均一な送り速度で移動され、各圧印シリンダ（７、52）
    に制御装置（24）によって所定に駆動される専用のステ
    ッピング駆動装置（40）が設けられており、制御装置
    （24）にステッピング駆動装置（40）を対向シリンダ
    （８）の回転角度に同期させる手段が設けられ、それぞ
    れの圧印シリンダ（７、54）のそれぞれの回転の非圧印
    モードにおいて、一方の圧印シリンダ（54、７）の圧印
    母型（12）の反復長さに従って他方の圧印シリンダ
    （７、54）の角速度が減速されることを特徴とする請求
    項第２項に記載の装置。
  9. 【請求項９】請求項第１項に記載の装置によって帯状薄
    片上に所定のモチーフ間隔でモチーフ群を連続して圧印
    する方法において、 圧印シリンダ（７、54）の周囲長さの50％より長い部分
    が被覆部分（11）によって圧印に利用できるようにさ
    れ、 圧印シリンダ（７、54）が回転するとき現れる各非圧印
    モードの間に開口部（14）において帯状薄片（１）と圧
    印母型（12）との間に相対移動が周期的に発生し、 相対移動の振幅がモチーフ間隔（３）に従って調節され
    ることを特徴とする微細構造圧印方法。
  10. 【請求項１０】圧印母型（12）の全幅にわたって金属箔
    （38）の裏打ちが設けられ、モチーフ間隔（３）の整数
    倍の反復長さにわたってだけ圧印母型（12）に前記裏打
    ちが設けられていることを特徴とする請求項第９項に記
    載の方法。
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