JP4253251B2 - 光学シートの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学シートの製造方法及び製造装置に関するものであり、特に、軸支点が固定された固定ロールと、軸支点が可動自在の可動ロール間に光学シートを挟圧して光学シートを製造する光学シートの製造方法及び製造装置に関するものである。

従来の此種シート製造装置として、図５に示す如く、２本以上のロール１，２を備え、少なくとも１本のロール２の両端を油圧シリンダ３，４又は図示しない空気圧シリンダで動かして該ロール１，２間の距離、或いはロール２の押し当て圧（ニップ圧）を調整するように構成されたシート製造装置５が知られている。該シート製造装置５では、ロール１，２間の距離や圧力の変動を抑えると共に、ロール１，２間の傾きによって間隔の傾斜、圧力分布のばらつきが生じないようにする事が求められている。

そして、２本のロールを用いた製造方法が特許文献１にも記載されており、該特許文献１記載の「包装容器の熱接着部形成用加熱ロールの位置制御方法」は、二つの加熱ロールの一方を定位置に設置し、他方を可動とし、可動加熱ロールの両端部の流体圧シリンダに圧力制御弁で格別に制御した流体圧力を作用させるものであり、加熱ロールは包装材料を挟んでいない時、押型を互いに接触させて平行となっており、包装材料を挟んだとき、流体圧シリンダから流体圧力の一部を放出して可動加熱ロールを挟み込みの隙間だけ平行移動させ、これにより押型は加熱ロール軸線方向均一圧力で包装材料を挟んで熱接着するように構成されている。
特開平６−５６１２９号公報

前記シート製造装置５を用いて、剛直なシート（図示せず）をロール１，２で挟む場合は、加圧時にたとえロール１，２の傾きがあっても、ロール１，２の一端が接触した後、全体が接触するまで圧をかけることによってロール傾きの問題を解消できる場合がある。

然しながら、図６に示す如く、シート６，７やフイルム（図示せず）同士を接着剤８で張り合わせる場合は、該シート６，７を挟圧する２つのロール（図示せず）が傾いていると接着剤層が不均一になったり、接着剤の流れ模様が生じるなどの問題が生じやすい。

更に、図７に示すように、基板９に粘性液１０を付着させる場合に於て、ロール１，２に傾きがあると、該基板９と粘性液１０間の接触面が、同図（ｂ）に示す如く、不均一な接触面Ａとなり、付着のムラができると共に、該粘性液１０が不均一な層厚に形成される。

又、前記特許文献１に於ても同様に可動加熱ロールの両端部の流体圧シリンダに圧力制御弁で格別に制御した流体圧力を作用させるものであり、前記シート製造装置５と同様な問題が発生する。

そして、光学シートの押出し、張り合せ、形状転写などに用いられるロール装置においては、更に、厳しい精度が要求される。

図８はプロジェクションテレビのスクリーンに用いられるレンチキュラーレンズ１１を接着剤１２によって前面板１３に張り合せする場合を示し、該張り合わせを行うための２つのロール（図示せず）が互いに傾いているとその接着幅に偏りが生じ接着性能、光学性能にムラが生じる。

更に、図示は省略するが、転写型に押し当てて前記スクリーンに用いられるフレネルレンズ等の光学シートを成形するなどの場合も２つのロールが傾いていると成形不良を発生させる虞がある。

即ち、光学シートが光学用途等に用いられる場合に於て、該光学シートを転写して成形する場合、又は光学シート内に接着剤や樹脂に拡散剤や色素等が含まれる場合は、該光学シートを成形する２つのロールが互いに傾いているとその厚みに傾斜が生じ、光学性能にばらつき、偏り、ムラが生じる。又、接着、成形する面が平面でなく、特定のパターンがある場合は、接着幅に偏りが生じたり、成形形状にムラが生じやすい。

そして、ロール傾きを解消するため、ロールにかける圧力を増大すると、多少ロールの傾きが軽減される場合があるが、反面、圧力による光学ひずみが増大したり、成形型、ロール、シートの破損が問題になる。又、ニップ圧によって接着厚み、成形厚みを調整することが困難になる。ロールにかかる線圧が５ｋｇ／ｃｍ以下である等、比較的低圧で用いる場合は特に前述した問題が生じやすいが、これらを解決する有効な手段はなかった。

そこで、光学シートを押出し、張り合せ、形状転写などにより形成する場合に於て、光学シートを破損させることなく容易に一定の厚みで形成し、光学性能にばらつき、偏り、ムラ及び光学ひずみが生じることのないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、軸支点が固定された固定ロールと、軸支点が可動自在の可動ロール間に光学シートを挟圧して光学シートを製造する光学シート製造装置であって、該光学シート製造装置の作動時に、寸法測定手段によって、前記固定ロールと、前記可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を自動測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、位置制御手段によって、該可動ロールの一端の位置を制御して、該両端間隙寸法が等しくなるように自動制御する光学シートの製造方法、
及び、軸支点が固定された固定ロールと、軸支点が可動自在の可動ロール間に光学シートを挟圧して光学シートを製造する光学シート製造装置に於て、前記固定ロールと前記可動ロール間の両端の間隙寸法を測定する寸法測定手段と、該寸法測定手段の測定値に基づき前記可動ロールの一端の位置制御を行う位置制御手段とを備え、前記寸法測定手段によって前記固定ロールと、前記可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、前記位置制御手段によって該可動ロールの一端の位置を制御し、該両端間隙寸法が等しくなるように制御するように構成されている光学シート製造装置、
及び、上記位置制御手段は上記寸法測定手段によって測定された上記固定ロールと上記可動ロール間の両端の間隙寸法の測定値差に基づき制御信号を出力するＣＰＵと、該ＣＰＵの出力信号によって切換えられる比例制御弁と、該比例制御弁に制御された流体によって作動され、且つ、前記可動ロールの一端の位置を変化させるシリンダとを備えている光学シート製造装置、
及び、上記寸法測定手段はリニアエンコーダである光学シート製造装置、
及び、上記シリンダは油圧シリンダである光学シート製造装置、
並びに、上記シリンダは空気シリンダである光学シート製造装置を提供する。

本発明の請求項１記載の発明は、光学シート製造装置の作動時に、寸法測定手段によって、固定ロールと、可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を自動測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、位置制御手段によって、該可動ロールの一端の位置を制御して、該両端間隙寸法が等しくなるように自動制御するので、該固定ロールと該可動ロール間に挟持されて成形される光学シートは破損の虞なく、均一の厚みに成形され、光学性能にばらつき、偏り、ムラ及び光学ひずみが生じることのない高品質の光学シートを得ることができる。

又、請求項２記載の発明は、光学シート製造装置に於て、固定ロールと可動ロール間の両端の間隙寸法を測定する寸法測定手段と、該寸法測定手段の測定値に基づき前記可動ロールの一端の位置制御を行う位置制御手段とを備えているので、前記寸法測定手段によって前記固定ロールと、前記可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、前記位置制御手段によって該可動ロールの一端の位置を制御し、該両端間隙寸法が等しくなるように制御することにより、請求項１記載の発明と同様の効果が期待できる。

更に、請求項３記載の発明は、上記位置制御手段は上記寸法測定手段によって測定された上記固定ロールと上記可動ロール間の両端の間隙寸法の測定値差に基づき制御信号を出力するＣＰＵと、該ＣＰＵの出力信号によって切換えられる比例制御弁と、該比例制御弁に制御された流体によって作動され、且つ、前記可動ロールの一端の位置を変化させるシリンダとを備えているので、該ＣＰＵと、比例制御弁と、該シリンダとによって前記可動ロールの位置制御を行うことにより、請求項２記載の発明の効果と同様の効果が期待できる。

更に又、請求項４記載の発明は、上記寸法測定手段はリニアエンコーダであるので、該リニアエンコーダを用いて請求項２又は３記載の発明の効果と同様の効果が期待できる。

そして、請求項５記載の発明は、上記シリンダは油圧シリンダであるので、該油圧シリンダによって請求項３又は４記載の発明の効果と同様の効果が期待できる。

又、請求項６記載の発明は、上記シリンダは空気シリンダであるので、該空気シリンダによって請求項３又は４記載の発明の効果と同様の効果が期待できる。

光学シートを破損させることなく容易に一定の厚みで形成し、光学性能にばらつき、偏り、ムラ及び光学ひずみが生じることのないようにするという目的を、光学シート製造装置の作動時に、寸法測定手段によって、固定ロールと、可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を自動測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、位置制御手段によって、該可動ロールの一端の位置を制御して、該両端間隙寸法が等しくなるように自動制御することにより実現した。

図１に於て、２１は光学シート製造装置を示し、該光学シート製造装置２１は、軸支点が固定された固定ロール２２と、軸支点が可動自在の可動ロール２３と、該固定ロール２２と該可動ロール２３間の両端の間隙寸法を夫々測定する寸法測定手段であるリニアエンコーダ２４，２４と、該リニアエンコーダ２４，２４の測定値に基づき前記可動ロール２３の一端の位置制御を行う位置制御手段２５とを備えている。

そして、前記位置制御手段２５は前記リニアエンコーダ２４，２４によって測定された前記固定ロール２２と前記可動ロール２３間の両端の間隙寸法の測定値差に基づき制御信号を出力するＣＰＵ２６と、該ＣＰＵ２６の出力信号によって切換えられる比例制御弁２７と、該比例制御弁２７に制御された流体によって作動され、且つ、前記可動ロール２３の一端の位置を変化させる油圧シリンダ２８とを備えている。

更に、前記リニアエンコーダ２４，２４と前記ＣＰＵ２６間には該リニアエンコーダ２４，２４から発生するパルス信号を入力するためのパルス入力カード２９が介装され、該ＣＰＵ２６には前記リニアエンコーダ２４，２４の検出値を表示し、且つ、該リニアエンコーダ２４の目標値を設定する表示・設定器３０が接続されている。

又、該ＣＰＵ２６と前記比例制御弁２７の制御ポート２７ａとの間にデジタル/アナログ変換を行うＤ／Ａ変換カード３１と、該Ｄ／Ａ変換カード３１で変換した信号を増幅する比例弁用アンプ３２とが該制御ポート２７ａに向かって直列に介装されている。

更に、前記比例制御弁７と油圧源３３との間にバルブ３４と精密減圧弁３５とが該比例制御弁２７に向かって直列に介装され、該比例制御弁２７と前記油圧シリンダ２８との間に制御切替弁３６とバルブ３７とが該油圧シリンダ２８に向かって直列に介装されている。

更に又、前記可動ロール２３の他端には別の油圧シリンダ３８が配設され所定圧で該可動ロール２３を押圧するように設定されている。

尚、図に於て、３９は前記油圧シリンダ２８の流量を調整する可変形逆止弁付き流量調整弁である。

図２はプロジェクションテレビのスクリーン４０の縦断面図であり、該スクリーン４０は前面板４１と該前面板４１に接着剤４２で接着されるレンチキュラーレンズ４３と、該レンチキュラーレンズ４３の背面に配設されるフレネルレンズ４４とから成り、該前面板４１とレンチキュラーレンズ４３が接着剤４２で接着された積層シート４５と、該フレネルレンズ４４とを前記光学シートとして前記光学シート製造装置２１で形成する。

而して、図１に示す光学シート製造装置２１に於て、前記固定ロール２２の軸支点を固定し、前記可動ロール２３の両端を前記油圧シリンダ２８，３８によって等圧で下方に押下し、該固定ロール２２と可動ロール２３間に前記光学シートを挟圧し該固定ロール２２、可動ロール２３を転動させると該光学シートが圧接されて図に於て前方又は後方に移動する。

この時、前記可動ロール２３と前記固定ロール２２の両端の間隙寸法Ｓ１，Ｓ２は前記リニアエンコーダ２４，２４によって自動検出され、該信号が前記パルス入力カード２９を介して前記ＣＰＵ２６に入力される。そして、該信号による前記間隙寸法Ｓ１，Ｓ２及びその間隙寸法差ΔＳが前記表示・設定器３０に表示される。又、該表示・設定器３０は予め間隙寸法差ΔＳの許容範囲を設定することもでき、該間隙寸法差ΔＳがある時、又は、該間隙寸法差ΔＳが許容範囲外にある場合は、前記ＣＰＵ２６から前記比例制御弁２７に向かって制御信号が出力される。そして、該制御信号は前記Ｄ／Ａ変換カード３１でアナログ変換され、前記比例弁用アンプ３２によって増幅されて前記比例制御弁２７の制御ポート２７ａに到達して該比例制御弁２７を制御する。

すると、前記油圧源３３から前記バルブ３４及び前記精密減圧弁３５を介して前記比例制御弁２７に到達した作動油は該比例制御弁２７によって流量を制御された後、前記制御切替弁３６及びバルブ３７を介して前記油圧シリンダ２８に到達し、該油圧シリンダ２８を操作して前記間隙寸法差ΔＳが「０」となるように、又は「０」に近づくように前記可動ロール２３の一端の位置を変化させる。

そして、該可動ロール２３の一端の位置変化は前記リニアエンコーダ２４，２４によって測定され、前述と同様な処理が繰り返される。

従って、図３に示す如く、プロジェクションテレビのスクリーン４０の前記前面板４１とレンチキュラーレンズ４３が接着剤４２で接着される積層シート４５が前記光学シート製造装置２１の固定ロール２２と可動ロール２３内に案内されると、該接着剤４２の層厚が均一に形成され、高品質の光学シートを得ることができる。

又、図４に示す如く、基板４６に粘性液４７を付着させる場合に於て、ロール１，２に傾きがない場合、或いは、傾きが所定範囲内にあって、ほとんど傾きがない場合、同図（ｂ）に示す如く、均一な接触面Ａとなり、付着のムラがなくなると共に、該粘性液４７が均一な層厚に形成される。

そして、図示は省略するが、転写型に押し当て形状転写して前記フレネルレンズ４４を成形する場合も、前記ロール１，２に傾きがなく、或いは、傾きが所定範囲内にあって、ほとんど傾きがない時、同様に均一な層厚に形成することができる。

斯くして、前記光学シート製造装置２１は、張り合せ、形状転写などにより形成する光学シートを破損させることなく容易に一定の厚みで形成し、光学性能にばらつき、偏り、ムラ及び光学ひずみが生じることのないようにすることができる。

尚、前記光学シート製造装置２１に於て、前記位置制御手段２５として用いる作動流体に作動油を用いたが、該作動油に代えて空気を用いることも可能であり、然るときは、前記油圧シリンダ２８，３８に代えて空気シリンダが用いられ等、該空気用の各機器が用いられ、前記作動油を用いた場合と略同様の効果を得ることができる。

又、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施の形態を示し、光学シート製造装置の概念図 プロジェクションテレビのスクリーン レンチキュラーレンズが接着剤で前面板に接着されて積層シートが成形される状態を示す縦断面図 （ａ）基板に粘性液を付着させる場合に於て、ロールに傾きがない場合の正面縦断面図。（ｂ）図４（ａ）に於ける接着面の状態を示す概念平面図。 従来例を示し、シート製造装置の概念図 従来例を示し、シート同士を接着剤で張り合わせる場合に於て、ロールに傾きがある場合を示す正面縦断面図。 （ａ）従来例を示し、基板に粘性液を付着させる場合に於て、ロールに傾きがある場合の正面縦断面図。（ｂ）図４（ａ）に於ける接着面の状態を示す概念平面図。 従来例を示し、レンチキュラーレンズが接着剤で前面板に接着されて積層シートが成形される状態を示す縦断面図

符号の説明

２１ 光学シート製造装置
２２ 固定ロール
２３ 可動ロール
２４ リニアエンコーダ
２５ 位置制御手段
２６ ＣＰＵ
２７ 比例制御弁
２８ 油圧シリンダ
Ｓ１，Ｓ２ 間隙寸法

Claims (6)

1. 軸支点が固定された固定ロールと、軸支点が可動自在の可動ロール間に光学シートを挟圧して光学シートを製造する光学シート製造装置であって、該光学シート製造装置の作動時に、寸法測定手段によって、前記固定ロールと、前記可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を自動測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、位置制御手段によって、該可動ロールの一端の位置を制御して、該両端間隙寸法が等しくなるように自動制御することを特徴とする光学シートの製造方法。
2. 軸支点が固定された固定ロールと、軸支点が可動自在の可動ロール間に光学シートを挟圧して光学シートを製造する光学シート製造装置に於て、前記固定ロールと前記可動ロール間の両端の間隙寸法を測定する寸法測定手段と、該寸法測定手段の測定値に基づき前記可動ロールの一端の位置制御を行う位置制御手段とを備え、前記寸法測定手段によって前記固定ロールと、前記可動ロール間の夫々の両端の間隙寸法変化を測定し、該両端の間隙寸法が同一でない時、前記位置制御手段によって該可動ロールの一端の位置を制御し、該両端間隙寸法が等しくなるように制御するように構成されていることを特徴とする光学シート製造装置。
3. 上記位置制御手段は上記寸法測定手段によって測定された上記固定ロールと上記可動ロール間の両端の間隙寸法の測定値差に基づき制御信号を出力するＣＰＵと、該ＣＰＵの出力信号によって切換えられる比例制御弁と、該比例制御弁に制御された流体によって作動され、且つ、前記可動ロールの一端の位置を変化させるシリンダとを備えていることを特徴とする請求項２記載の光学シート製造装置。
4. 上記寸法測定手段はリニアエンコーダであることを特徴とする請求項２又は３記載の光学シート製造装置。
5. 上記シリンダは油圧シリンダであることを特徴とする請求項３又は４記載の光学シート製造装置。
6. 上記シリンダは空気シリンダであることを特徴とする請求項３又は４記載の光学シート製造装置。

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