JP4703783B2 - 加飾シート及び成形同時加飾装置 - Google Patents

Description

本発明は、幅方向及び送り方向に位置あわせされた状態で金型の間に挿入され、金型内に射出された溶融樹脂によって形成される樹脂成形品の表面に加飾を行うための加飾シート及び成形同時加飾装置に関する。

従来、樹脂成形品の表面を装飾する方法として、転写材などを基体シートの表面に形成した加飾シートを利用した成形同時加飾法がある。

成形同時加飾法とは、基体シート上に転写層を形成した加飾シートを成形金型内に挟み込み、金型内に溶融樹脂を射出し、冷却して樹脂成形品を得るのと同時に成形品表面に加飾シートを接着した後、基体シートを剥離して、被転写物面に転写層を転移して装飾を行う方法である。成形同時加飾法は、印刷法によって直接図柄を形成することが困難な形状の成形品であっても図柄を形成することができるという特徴を有する。

ところで、成形同時加飾を行うための装置として、例えば、特許文献１に開示された成形同時加飾装置が用いられている。成形同時加飾装置は、ロール状の加飾シートを連続的に金型内（固定型と可動型の間）に送り込み、金型に加飾シートを挟んだ状態で溶融樹脂を射出して、加飾シートの表面に付されている絵柄を樹脂成形品の表面に転写させることによって樹脂成形品を加飾する装置である。この成形同時加飾装置は、マイコンなどの制御装置により、金型内への加飾シートの送り、位置あわせ、金型の開閉、溶融樹脂の射出等の一連の動作について動作制御されている。

図９は、従来の成形同時加飾装置に用いられる加飾シートの構成を示す図である。図１０は、図９の加飾シートの部分拡大図である。加飾シート２００には、基体シート２０１の表面に絵柄２０２を含む転写層が設けられている。絵柄２０２は、成形同時加飾装置の金型２１０に設けられているキャビティ形成用凹部内に位置あわせされる必要がある。このため、成形同時加飾装置及び加飾シート２００は、それぞれ当該位置あわせのための構成を備えている。

加飾シート２００の位置あわせは、図９の矢印１５１に示す送り方向、及び矢印１５２に示す幅方向に対して行われる。加飾シート２００には、送り方向１５１の位置あわせに用いられる送り方向マーク２０３（アイマークともいう）と、幅方向１５２の位置あわせに用いられる幅方向マーク２０４（フローラインともいう）とがそれぞれ独立して設けられている。送り方向マーク２０３は、絵柄２０２から一定間隔で絵柄２０２ごとに点状に形成されている。幅方向マーク２０４は、加飾シート２００の長手方向に、一定幅の連続した帯状のマークとして形成されている。

また、成形同時加飾装置は、これらの送り方向マーク２０３，幅方向マーク２０４をそれぞれ検出するためのセンサとして、図１１に示すように、長手方向センサ２０５，幅方向センサ２０６ａ，２０６ｂを備えている。長手方向センサ２０５，幅方向センサ２０６ａ，２０６ｂは、成形同時加飾装置の金型２１０に設けられた光学センサであり、加飾シート２００を挟んで対向するように設けられる発光部と受光部（図示なし）とを備えている。なお、これらのセンサ２０５，２０６ａ，２０６ｂは、金型２１０のキャビティ形成用凹部の近傍に埋め込まれている。従って、送り方向マーク２０３を絵柄２０２の近傍に配置することで、絵柄２０２の位置あわせの精度を向上させることができる。これらのセンサ２０５，２０６ａ，２０６ｂは、発光部と受光部との間に各種マーク２０３，２０４が存在することにより発光部から受光部への光が遮蔽されることで、各種マーク２０３，２０４の存在を検出する。

長手方向センサ２０５は、送り方向１５１へ送られている加飾シート２００に設けられた送り方向マーク２０３を検出する。長手方向センサ２０５が送り方向マーク２０３を検出した位置が、絵柄２０２の送り方向１５１の位置あわせの目標位置となる。

幅方向センサ２０６ａ，２０６ｂは、金型２１０の上部と下部とにそれぞれ設けられており、それぞれの位置で幅方向マーク２０４を検出する。これにより、加飾シート２００の幅方向１５２の位置あわせを行うことができる。幅方向センサ２０６ａ，２０６ｂが幅方向マーク２０４を検出した位置が、絵柄２０２の幅方向１５２の位置あわせの目標位置となる。また、幅方向センサ２０６ａ，２０６ｂは、金型２１０の上下２箇所に設けられているので、矢印１５４（図１１参照）に示す加飾シート２００の傾きを位置あわせすることができる。

国際公開第ＷＯ２００５／００８１５５号公報

しかしながら、従来の成形同時加飾装置においては、送り方向マーク２０３と幅方向マーク２０４とが、絵柄２０２を挟んで加飾シート２０２の両端近傍に設けられている。このため、長手方向センサ２０５と幅方向センサ２０６ａ，２０６ｂとは、加飾シート２０２のほぼ幅寸法分、互いに離れて配置されている。従って、それらのセンサ２０５，２０６ａ，２０６ｂを埋め込むための金型２１０の余分、すなわち、キャビティ形成用凹部の周囲の部分の面積を大きくとる必要がある。このため、結果として金型２１０が大型化する。また、送り方向マーク２０３と幅方向マーク２０４とが、加飾シート２００の送り方向に対して絵柄２０２を挟んで並列するように設けられているため、加飾シート２００の幅寸法も大きくとる必要がある。このことは、加飾シート２００の材料の無駄を生じさせる原因となっている。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、加飾シートの幅寸法及び成形同時加飾装置の金型の小型化を実現可能な加飾シート、及び当該加飾シートを好適に使用可能な成形同時加飾装置を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の加飾シート及び成形同時加飾装置を提供する。

本発明の第１態様によれば、金型に対して加飾シートを位置あわせした状態で型閉じした後、当該型閉じした金型内に溶融樹脂を射出して、前記加飾シートが備える転写層を前記溶融樹脂が固化した成形品の表面に転写させる成形同時加飾を行う成形同時加飾装置に用いられるロール状の加飾シートであって、
前記加飾シートは、基体シートの表面に複数の絵柄を含む転写層を備え、
前記転写層は、前記基体シートの幅方向の一端部の近傍部分に、前記基体シートの長手方向に帯状に延在するように位置あわせマークを備え、
前記位置あわせマークは、前記それぞれの絵柄に対応する位置に前記基体シートの長手方向に沿って間欠的に設けられた複数の開口部を有し、
前記複数の開口部は、前記加飾シートが前記金型内に送られるときに、当該加飾シートの送り方向の位置検出用領域として用いられる、加飾シートを提供する。

本発明の第２態様によれば、前記位置あわせマークは、前記基体シートの長手方向に帯状に延在し、互いの間に前記開口部が形成された複数のマークで構成されている、第１態様に記載の加飾シートを提供する。

本発明の第３態様によれば、前記位置あわせマークは、前記それぞれの絵柄に対応する位置に透明領域を備えた帯状の構成を有し、前記透明領域が開口部として機能する、第１態様に記載の加飾シートを提供する。

本発明の第４態様によれば、前記位置あわせマークは、前記それぞれの絵柄に対応する位置に切り欠き部を備えた帯状の構成を有し、前記切り欠き部が開口部として機能する、第１態様に記載の加飾シートを提供する。

本発明の第５態様によれば、第１〜４態様のいずれか１つに記載の加飾シートの前記位置あわせマークを検出する長手方向センサと幅方向センサとを備え、当該長手方向センサ及び幅方向センサの検出結果に基づいて前記加飾シートの長手方向及び幅方向に前記加飾シートを位置あわせした後、前記成形同時加飾を行う成形同時加飾装置であって、
前記長手方向センサと幅方向センサは、前記加飾シートが前記金型内に送られる前記加飾シートの送り方向に沿って配列されている、成形同時加飾装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、前記長手方向センサは、前記加飾シートの送り方向に延在するように配置されたラインセンサで構成され、
前記幅方向センサは、前記加飾シートの送り方向と交差する前記加飾シートの幅方向に延在するように配置されたラインセンサで構成されることを特徴とする、第５又は６態様に記載の成形同時加飾装置を提供する。

本発明の加飾シートによれば、位置あわせマークが、長手方向に帯状に延在する形状を有し、且つ絵柄に対応する位置に間欠的に設けられた複数の開口部を有するように構成されている。この位置あわせマークの幅寸法により加飾シートの幅方向の位置あわせを行うことができると共に、位置あわせマークの開口部により加飾シートの送り方向の位置あわせを行うことができる。

本発明の成形同時加飾装置によれば、幅方向センサと長手方向センサとを加飾シートの送り方向に沿って配列するように構成することができるため、金型の小型化を実現することができる。

また、本発明の成形同時加飾装置によれば、幅方向センサと長手方向センサとしてラインセンサを用いているので、加飾シートの長手方向及び幅方向の位置あわせを同時に行うことができ、加飾シートの位置あわせの時間を短縮することができる。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施の形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１は、本発明の第１実施形態にかかる成形同時加飾システムに用いられる成形同時加飾装置の構成を示す図であり、 図２は、図１のII-II線に沿う平面から見た平面図であり、 図３Ａは、図１に示す成形同時加飾装置に用いられる検査前の状態を示す加飾シートの一実施例を示す平面図であり、 図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ線での断面図であり、 図４は、送り方向及び幅方向の位置あわせが終了した状態にある加飾シートと金型との位置関係を示す図であり、 図５Ａは、加飾シートの幅寸法が大きい場合における幅広の加飾ロールの分割状態を示す図であり、 図５Ｂは、加飾シートの幅寸法が小さい場合における幅広の加飾ロールの分割状態を示す図であり、 図６は、本発明の第２実施形態の加飾シートに設けられる位置あわせマークの構成を示す図であり、 図７は、本発明の第３実施形態の加飾シートに設けられる位置あわせマーク及び各種センサの構成を示す図であり、 図８Ａは、加飾シートの送り量に対する長手方向センサの遮蔽率の変化を示すグラフと、長手方向センサと切り欠き部との位置関係を示す図であり、 図８Ｂは、加飾シートの送り量に対する幅方向センサの遮蔽率の変化を示すグラフであり、 図９は、従来の成形同時加飾装置に用いられる加飾シートの構成を示す図であり、 図１０は、図９の加飾シートの部分拡大図であり、 図１１は、図９の加飾シートと各種センサの位置関係を示す図である。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の一実施形態に係る加飾シート、及び当該加飾シートが用いられる成形同時加飾装置について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１及び図２に、本発明の第１実施形態にかかる成形同時加飾装置の構成を示す。成形同時加飾装置１は、図示しない制御部による制御に従い、ロール状の加飾シート１０を連続的に金型内（固定型３６と可動型４０との間）に送り込み、当該金型に加飾シート１０を挟んだ状態で溶融樹脂を射出して、加飾シート１０が備える転写層を樹脂成形品の表面に転写させることによって樹脂成形品を加飾する装置である。

成形同時加飾装置１は、フレーム３１上に固定された固定盤３２に取り付けられたタイバー３３によって可動盤３４が案内されるよう構成されている。可動盤３４は、そのフレームが図示しないローラによって支持されることにより、タイバー３３に沿って移動可能に構成されている。

固定盤３２には、固定型３６が取り付けられている。固定型３６は、そのパーティング面側に凸部３６ａを有している。この固定型３６は、射出ノズル３９を接続することができるように構成されている。また、固定型３６は、射出ノズル３９から射出された溶融樹脂を、型閉じした金型内に形成されるキャビティ内に案内することができるように構成されている。

可動盤３４には、可動型４０が取り付けられている。可動型４０は、固定型３６の凸部３６ａに対応したキャビティ形成用凹部４０ａを有している。可動型４０には、加飾シート１０を金型に密着させるためのフィルムクランプ８０，８１が設けられている。固定型３６には、可動型４０に設けられているフィルムクランプ８０，８１と干渉しないように、凹部（図示なし）が設けられている。これにより、固定型３６と可動型４０とを型閉じした時、フィルムクランプ８０，８１が前記凹部内へ回避されるようになっている。

可動盤３４の上部には案内レール６１ａが取り付けられ、可動盤３４の下部には案内レール６１ｂが取り付けられている。案内レール６１ａは、上流側フレーム６０ａに設けられたガイド６１ａに水平方向（図１の奥行き方向）に移動可能に保持されている。案内レール６１ｂは、下流側フレーム６０ｂに設けられたガイド６１ｂに水平方向（図１の奥行き方向）に移動可能に保持されている。すなわち、上流側フレーム６０ａと下流側フレーム６０ｂとは、可動盤３４に対して水平方向に移動可能に取り付けられている。ガイド６２ａ，６２ｂとして、例えば、直動型スライドベアリングを使用することができる。上流側フレーム６０ａに設けられたシート供給ローラ６９から下流側フレーム６０ｂに設けられたシート巻取ローラ７０へ、任意の送り量だけ加飾シート１０を送ることで、加飾シート１０の送り方向の位置あわせを行うことができる。また、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂは、それらが水平方向に移動することにより、加飾シート１０の幅方向の位置あわせを行うことができる。すなわち、上流側フレーム６０ａと下流側フレーム６０ｂは、加飾シート１０の供給部として機能する。

上流側フレーム６０ａと下流側フレーム６０ｂとは、それぞれに対応して設けられた図示しない幅方向移動装置によって、それぞれ独立して水平方向に移動することができるように構成されている。それぞれの幅方向移動装置は、例えば、モータ、プーリ、ベルトなどによってボールネジを所定の回転速度で回転可能に構成されている。それぞれの幅方向移動装置のボールネジは、それぞれ対応する上流側フレーム６０ａ又は下流側フレーム６０ｂに取り付けたナットと噛み合っている。したがって、モータを回転させることにより、ボールネジが回転し、当該ボールネジに対応するナットが取り付けられた上流側フレーム６０ａ又は下流側フレーム６０ｂが水平方向に移動する。

上流側フレーム６０ａのシート供給ローラ６９は、上流側モータ７６ａの駆動により回転して、加飾シート１０を巻き出すように構成されている。また、上流側フレーム６０ａには、上流側シートガイドローラ７２，７３が回転可能に取り付けられている。上流側シートガイドローラ７２，７３は、シート供給ローラ６９から巻き出された加飾シート１０が可動型４０と固定型３６との間に供給されるように案内する。なお、上流側フレーム６０ａに設けられる上流側シートガイドローラ７２，７３は、２つに限られるものではなく、任意数設けることができる。供給された加飾シート１０に適切な張力を付与するため、加飾シート１０を巻き取るリールの軸にパウダークラッチ（図示せず）を設けてもよい。

下流側フレーム６０ｂのシート巻取ローラ７０は、可動型４０と固定型３６との間に供給された加飾シート１０を巻き取るように構成されている。供給された加飾シート１０に適切な張力を付与するため、シート巻取ローラ７０には、リールの駆動にＤＣサーボモータなどで構成されるモータ７６ｂが設けられている。また、下流側フレーム６０ｂには、可動型４０と固定型３６との間を通過した加飾シート１０をシート巻取ローラ７０に導くために、任意の数の下流側シートガイドローラ７７，７８，７５が設けられている。

なお、上流側フレーム６０ａに設けられているモータ７６ａとしては、回転速度を安定させるため、サーボモータを使用し、タコジェネレータ又はエンコーダを用いたフィードバック制御によって回転速度の制御をすることが好ましい。

可動型４０の上下にはそれぞれ、幅方向センサ８２ａ，８２ｂが加飾シート１０の送り方向に並べられて設けられている。また、金型（可動型４０、固定型３６）には、長手方向センサ８３が埋め込まれている。幅方向センサ８２ａ，８２ｂ及び長手方向センサ８３はそれぞれ、加飾シート１０を挟んで配置される発光部と受光部とを備えた光学センサであり、光の透過状態、非透過状態を検出することができるように構成されている。

本第１実施形態において、長手方向センサ８３は、幅方向センサ８２ａと幅方向センサ８２ｂとの中間位置から、加飾シート１０の送り方向に対してわずかに内側にずらした位置に配置されている。

幅方向センサ８２ａ，８２ｂ及び長手方向センサ８３は、加飾シート１０の幅方向及び送り方向の位置あわせを行うために、図３Ａに示すように、加飾シート１０に設けられた帯状の位置あわせマーク１３と、位置あわせマーク１３に所定の間隔で間欠的に設けられた複数の開口部（隙間部）１４とを検出する。幅方向センサ８２ａ，８２ｂ及び長手方向センサ８３は、可動型４０のキャビティ形成用凹部４０ａの一方の側方に加飾シート１０の送り方向に沿ってほぼ一列となるように配置されている。幅方向センサ８２ａ，８２ｂ、及び長手方向センサ８３が金型（可動型４０、固定型３６）内に埋め込んで配置されることによって、絵柄１２と各種センサ８２ａ，８２ｂ，８３との位置が近くなり、位置あわせの精度を向上させることができる。

図３Ａに加飾シート１０の構成を示す。加飾シート１０は、基材シート１１の表面に加飾シート１０の長手方向に沿って設けられた絵柄１２と加飾シート１０の側端部近傍に設けられた位置あわせマーク１３とを備えている。位置あわせマーク１３は、長手方向に延在する帯状のマークである。位置あわせマーク１３には、所定の間隔で間欠的に複数の開口部１４が形成されている。開口部１４は、絵柄１２に対応するように設けられている。ここでは、開口部１４は、各絵柄１２の側方部分に位置するように設けられている。成形同時加飾装置１においては、加飾シート１０が金型内に供給されるときに、幅方向センサ８２ａ，８２ｂ及び長手方向センサ８３が加飾シート１０の位置あわせマーク１３及び開口部１４を読み取ることによって、金型に対する加飾シート１０の位置あわせが行われる。

図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ線での断面図である。図３Ｂに示すように、加飾シート１０は、透明な基体シート１１の表面に剥離層１６、絵柄１２、位置あわせマーク１３、接着層１７などを含む転写層１８が設けられた構成である。絵柄１２及び位置あわせマーク１３は、図柄層として加飾シート１０に形成されている。なお、基体シート１１からの転写層１８の剥離性を改善するため、基体シート１１上に転写層１８を設ける前に、離型層（図示せず）を全面的に形成してもよい。

絵柄１２及び位置あわせマーク１３は、剥離層１６の表面に設けられている。絵柄１２及び位置あわせマーク１３は、剥離層１６の上にインクを用いた印刷又はスパッタリングなどによって付された金属薄膜層などで形成されている。なお、金属薄膜層を設ける際に、他の層と金属薄膜層との密着性を向上させるため、アンカー層（図示せず）を設けてもよい。接着層１７は、樹脂成形品の表面に各層を接着するための層である。

加飾シート１０は、シート供給ローラ６９から供給され、上流側シートガイドローラ７２，７３に案内されて、可動型４０と固定型３６との間を通過した後、下流側シートガイドローラ７７，７８，７５に案内されて、シート巻取ローラ７０に巻き取られる。

加飾シート１０の供給は、加飾シート１０に形成された絵柄１２が、可動型４０のキャビティ形成用凹部４０ａに対して所定の位置に配置されるようにするため、位置あわせ時に停止するように駆動制御される。加飾シート１０の供給及び位置あわせ、すなわち、シート供給ローラ６９、シート巻取ローラ７０、上流側フレーム６０ａの幅方向移動装置、下流側フレームの幅方向移動装置の駆動制御は、制御部（図示せず）が司る。

加飾シート１０の位置あわせが完了したとき、加飾シート１０の絵柄１２は、固定型３６、可動型４０のキャビティに対応する位置に配置された状態にある。この状態で、可動盤３４が固定盤３２に向けて移動して金型の型閉じ動作が行われる。その後、ノズル３９を通じて溶融樹脂が金型内に射出され、溶融樹脂の成形と同時に加飾シート１０が備える転写層１８の転写が行われる。成形品の冷却後、金型を型開きして、成形品を取り出す。これにより、成形同時加飾の１サイクルの動作が完了する。

次に、図１に示す成形同時加飾装置１を用いて、図３Ａに示す加飾シート１０を位置あわせする動作について説明する。なお、ここでは、特に断りがない限り、制御部（図示せず）の制御の下に加飾シート１０の位置合わせ動作が行われる。

まず、成形同時加飾のサイクルのスタートを示す信号が成形同時加飾装置１に入力されると、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂが、後述する機械原点に復帰する。その後、モータ７６ａ，７６ｂが駆動することによって、シート供給ローラ６９とシート巻取ローラ７０とが回動し、シート供給ローラ６９から加飾シート１０が巻き出される。なお、このとき、モータ７６ａ，７６ｂは、高速で回転される。このため、加飾シート１０の送り速度は高速となっている。モータ７６ａ，７６ｂの高速回転は、後述するように、長手方向センサ８３が加飾シート１０の位置あわせマーク１３を検出しなくなる（すなわち、開口部１４が長手方向センサ８３に対応する位置に移動する）まで保持される。

加飾シート１０が所定の長さだけ送られて、長手方向センサ８３が加飾シート１０の開口部１４を検出する、すなわち、位置あわせマーク１３の上端部１３ａ（図４参照）が長手方向センサ８３の上方を通過すると、モータ７６ａ，７６ｂの回転速度は低速に切り換えられる。これにより、加飾シート１０の送り速度は低速になる。低速時の加飾シート１０の送り速度は、例えば、高速時の加飾シート１０の送り速度の２０分の１程度とすることができる。

なお、加飾シート１０の送り速度を高速から低速に切り換える制御は、上述したように長手方向センサ８３が開口部１４を検出することにより行うのではなく、加飾シート１０の送り量に基づいて行うようにしてもよい。この場合、例えば、互いに隣り合う開口部１４の間隔を全て一定にすると、前記制御が容易になる。

図４は、送り方向及び幅方向の位置あわせが終了した状態にある加飾シート１０と金型（可動型４０）との位置関係を示す図である。加飾シート１０の送り速度が低速であるときにおいて、長手方向センサ８３が位置あわせマーク１３を検出したとき、モータ７６ａ，７６ｂの駆動が停止し、加飾シート１０の長手方向の送り動作が停止される。すなわち、開口部１４が長手方向センサ８３の上方を通過して、位置あわせマーク１３の下端部１３ｂが長手方向センサ８３により検出され、長手方向センサ８３の出力信号が非透過状態を示す信号から透過状態を示す信号に切り替わったとき、加飾シート１０の長手方向の送り動作が停止される。

上記のようにして加飾シート１０の長手方向の位置あわせを行った後、次のように、加飾シート１０の幅方向の位置あわせを行う。

まず、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂをそれぞれ図２の右側へ移動させることにより加飾シート１０を図４の右側に移動させて、原点位置に戻す。ここで、原点位置とは、幅方向センサ８２ａ，８２ｂが位置あわせマーク１３の内側端部１３ｃよりも内側に位置する位置である。上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂが原点位置に戻ったか否かは、位置あわせマーク１３が幅方向センサ８３ａ，８２ｂの上方を通過して、幅方向センサ８２ａ，８２ｂの出力信号が非透過状態を示す信号から透過状態を示す信号に切り替わったことで判定すればよい。

次いで、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂをそれぞれ左側へ移動させることにより加飾シート１０を左側に移動させる。このときの上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂの移動速度は、位置あわせマーク１３の内側端部１３ｃが幅方向センサ８２ａ，８２ｂにより検出されるまでは高速とし、当該検出後は低速に切り換える。

次いで、位置あわせマーク１３の外側端部１３ｄが幅方向センサ８２ａ，８２ｂを通過して、幅方向センサ８２ａ，８２ｂの出力信号が非透過状態を示す信号から透過状態を示す信号に切り替わったタイミングで、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂの移動を停止させる。あるいは、加飾シート１０の送り速度を低速にしてから所定の長さだけ加飾シート１０を左側に移動させた後、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂの移動を停止させるようにしてもよい。

なお、加飾シート１０の幅方向の位置あわせにおいて、幅方向センサ８２ａ，８２ｂの２つのセンサを用いることによって、加飾シート１０の鉛直方向に対する傾きを調整（位置あわせ）することができる。なお、上記傾きの調整の必要がない場合は、幅方向センサは１つであってもよい。この場合、幅方向センサは、長手方向センサよりも加飾シート１０の送り方向の上流側に設けられていることが好ましい。

このように、本第１実施形態にかかる成形同時加飾装置１及び加飾シート１０によれば、加飾シート１０の一端部に設けられた位置あわせマーク１３の構成を工夫することにより、１つの位置あわせマーク１３を利用して幅方向及び送り方向の両方の位置あわせを行うことができる。したがって、加飾シート１０の幅寸法Ｈを従来のものに比べて小さくすることができる。

また、加飾シート１０の幅寸法Ｈを小さくすることにより、一度に製造される加飾シート１０のロール数を多くとることができる。すなわち、加飾シート１０の製造は、通常、複数の絵柄１２が幅方向に並ぶように配置された幅広の加飾ロールを巻取芯に巻き取った後、必要な幅寸法に切断することによって行われる。したがって、例えば、１つの加飾シート１０の幅寸法Ｈを小さく構成することができれば、幅広の加飾ロールの幅方向に並ぶロールの数を増やすことができる。これにより、効率的な加飾シート１０の製造を実現することができる。

例えば、図５Ａに示すように、幅寸法Ｌの幅広の加飾ロール１００を５つのロール１０１〜１０５に分割することで、幅寸法Ｋを有する従来の加飾シートを５つ得ることができるものとする。この場合、図５Ｂに示すように加飾ロール１００を６つのロール１１１〜１１６に分割することで、幅寸法Ｋよりも小さい幅寸法Ｈの加飾シートを６つ得ることができる。すなわち、本第１実施形態にかかる加飾シート１０は、従来の加飾シートよりも幅寸法を小さくすることができるので、１つの加飾ロール１００から従来よりも多くの加飾シートを得ることができる。したがって、効率的な加飾シート１０の製造を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態にかかる加飾シートに設けられる位置あわせマークの構成を示す図である。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、主に、加飾シートに設けられる位置あわせマークの構成が異なる。具体的には、本第２実施形態にかかる加飾シートは、位置あわせマークの幅寸法Ｇを大きくし、幅方向の位置あわせの安定性を向上させるようにした点で、上記第１実施形態の加飾シートと異なる。

図６に示すように本第２実施形態にかかる加飾シートの位置あわせマーク１９は、連続した帯状の構成を有している。また、帯状に連続する位置あわせマーク１９には、絵柄１２に対応する位置に透明領域２１が設けられている。当該透明領域２１は、加飾シートの送り方向の位置あわせを行うための開口部として機能するものである。

なお、本第２実施形態において、透明領域２１は、長手方向センサ８３の検出領域よりも大きく構成することが必要となる。このため、位置あわせマーク１９の幅寸法Ｇが大きくなる。位置あわせマーク１９の幅寸法Ｇを大きくすることにより、加飾シートの幅方向の位置あわせにおいて、幅方向センサ８２ａ，８２ｂが位置あわせマーク１９により遮蔽される時間を長くとることができる。したがって、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂの幅方向への移動時における高速移動から低速移動へ切り換え後、速度が安定するまで間に、上流側フレーム６０ａ及び下流側フレーム６０ｂが所定の移動量を超えて移動するという問題を防止することができる。したがって、位置あわせマーク１９が幅方向センサ８２ａ，８２ｂ上を通過することがなく、幅方向センサ８２ａ，８２ｂからの出力信号が透過状態を示す信号から非透過状態を示す信号に切り替わったタイミングを確実に検出することができる。これにより、加飾シートの幅方向の位置あわせの精度を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、本発明の第３実施形態にかかる加飾シートに設けられる位置あわせマーク及び各種センサの構成を示す図である。なお、図７は、加飾シートの長手方向及び幅方向の位置あわせが完了した状態を示している。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比較して、主に、加飾シートに設けられる位置あわせマークの構成と、成形同時加飾装置に設けられる長手方向センサ及び上下２つの幅方向センサの構成とが異なる。

本第３実施形態にかかる加飾シートに設けられる位置あわせマーク２０は、連続した帯状の構成を有している。また、帯状に連続する位置あわせマーク２０には、絵柄１２に対応する位置に切り欠き部２２が設けられている。当該切り欠き部２２は、加飾シートの送り方向の位置あわせを行うための開口部として機能するものである。

本第３実施形態において、幅方向センサ（図７には上側の幅方向センサ１８２ａのみを図示しており、下側の幅方向センサは省略している）及び長手方向センサ１８３には、ラインセンサの一例としてレーザーラインセンサが用いられている。幅方向センサ１８２ａは、加飾シートの幅方向に沿うように配置され、長手方向センサ１８３は、加飾シートの長手方向に沿うように配置されている。また、長手方向センサ１８３に用いられるレーザーラインセンサの受光幅Ｍは、切り欠き部２２の長手方向寸法Ｎよりも大きくなるように構成されている。

レーザーラインセンサは、発光部と受光部を備え、それらは加飾シートを挟んで対向するように金型に埋め込まれている。幅方向センサ１８２ａ及び長手方向センサ１８３にレーザーラインセンサを用いることにより、位置あわせマーク２０が当該レーザーラインセンサを遮蔽する遮蔽率を出力信号として得ることができる。当該遮蔽率を用いることによって、後述するように、加飾シートの幅方向及び長手方向の位置あわせを同時に行うことができ、加飾シートの位置あわせを迅速かつ正確に行うことができる。

次に、本第３実施形態にかかる成形同時加飾装置の位置あわせ動作について説明する。まず、加飾シートの長手方向の位置あわせ動作について説明する。図８Ａは、加飾シートの送り量に対する長手方向センサの遮蔽率の変化を示すグラフと、長手方向センサと切り欠き部との位置関係を示す図とを示している。

まず、前回のサイクルの終了時（ｔ０）において、図７に示すように、長手方向センサ１８３の下端部１８３ａと切り欠き部の下端部２２ａとはほぼ一致している。このとき、長手方向センサ１８３の上側部分は、切り欠き２２−１を超えるように位置している。すなわち、長手方向センサ１８３の上側部分は、位置あわせマーク２０に覆われるように位置している。このときの上記遮蔽率は、長手方向センサ１８３の上側部分が遮蔽される割合となり、所定値Ｃ（％）となる。

図７に示す状態から加飾シートが矢印１５１で示す送り方向の下流側（図７の下方）に送られると、図８Ａに示すように、位置あわせマーク２０に覆われる長手方向センサ１８３の面積が大きくなり、上記遮蔽率が上昇する。加飾シートの送り量がｔ１となったタイミングで、切り欠き部２２−１が長手方向センサ１８３の下端部１８３ａを超えて移動すると、長手方向センサ１８３の遮蔽率は１００％となる。

次いで、加飾シートの送り量がｔ２となったタイミングで、今回のサイクルに対応する切り欠き部２２−２の下端部が長手方向センサ１８３に到達する。この状態からさらに加飾シートが送られると、長手方向センサ１８３と切り欠き部２２−２とがオーバーラップする。当該オーバーラップする長手方向センサ１８３の領域は、透過状態となる。長手方向センサ１８３の遮蔽率は、加飾シートの送り量が大きくなるに従い低下する。

加飾シートがさらに送られ、加飾シートの送り量がｔ３となったタイミングで、切り欠き部２２−２の上端部と長手方向センサ１８３の上端部とが一致する。このとき、切り欠き部２２−２の長手方向幅Ｎの領域に位置する長手方向センサ１８３のみが透過状態となり、長手方向センサ１８３の遮蔽率は所定値Ｃとなる。

次いで、加飾シートの送り量がｔ４となったタイミングで、長手方向センサ１８３の下端部が切り欠き部２２−２の下端部と一致する。加飾シートの送り量がｔ３からｔ４になるまでの間、長手方向センサ１８３の遮蔽率は所定値Ｃのままである。加飾シートの送り量がｔ４となるタイミングで、加飾シートの長手方向の位置あわせが終了する。なお、この状態からさらに加飾シートが送られると、位置あわせマーク２０に覆われる長手方向センサ１８３の面積が大きくなり、長手方向センサ１８３の遮蔽率は上昇する。

次に、加飾シートの幅方向の位置あわせについて説明する。図８Ｂは、加飾シートの送り量に対する幅方向センサの遮蔽率の変化を示すグラフである。本第３実施形態においては、加飾シートの幅方向の位置あわせが終了したときの幅方向センサ１８２ａの遮蔽率を所定値（５０％）としている。したがって、加飾シートを送り方向に移動させる場合において、幅方向センサ１８２ａからの出力信号をフィードバック制御し、常に所定値（５０％）を維持するように上流側フレーム６０ａと下流側フレーム６０ｂの位置制御を行う。例えば、加飾シートが図７に示す状態よりも右側に位置する場合には、幅方向センサ１８２ａの遮蔽率が所定値（５０％）より大きくなる。この場合、上流側フレーム６０ａと下流側フレーム６０ｂとを左方向に移動させるように位置制御を行えばよい。なお、本第３実施形態において、上側の幅方向センサ１８２ａは上流側フレーム６０ａの移動制御に用いられ、下側の幅方向センサ（図示なし）は下流側フレーム６０ｂの移動制御に用いられる。

なお、図８Ｂに示すように、加飾シートの送り量がｔ１からｔ２である区間は、切り欠き部２２が幅方向センサ１８２ａの上方を通過している期間に相当する。従って、幅方向センサ１８２ａの遮蔽率は低くなっている。

このように、幅方向センサ１８２ａ及び長手方向センサ１８３としてレーザーラインセンサを用いることにより、加飾シートの長手方向の送り動作を実行している間に、加飾シートの幅方向の位置あわせを行うことができる。すなわち、加飾シートの長手方向の位置あわせと幅方向の位置あわせを同時に行うことができる。これにより、加飾シートの位置あわせを迅速に行うことができる。

また、長手方向センサ１８３の隠蔽率の所定値を変更することにより、加飾シートの位置あわせの微調整を行うことができる。例えば、上記遮蔽率の所定値を５０％より大きくすることにより、幅方向の位置あわせの目標位置を図７における右方向に移動させることができる。したがって、長手方向センサ１８３の取り付け位置を調整することなく、長手方向センサ１８３の隠蔽率の所定値を調整するのみで、位置あわせの精度を向上させることができる。すなわち、ハード的な調整ではなく、ソフト的な調整により、位置あわせの精度を向上させることができる。

以上説明したように、本第３実施形態にかかる成形同時加飾装置及び加飾シートによれば、１つの帯状に形成された位置あわせマーク２０により、加飾シートの幅方向の位置あわせと送り方向の位置あわせを同時に行うことができる。これにより、加飾シートの幅方向の寸法を小さくすることができる。また、当該加飾シートの位置あわせマーク２０に対応して幅方向センサ１８２ａ及び長手方向センサ１８３を金型に取り付けることにより、金型も小型化することができる。また、絵柄１２に不良がある場合、当該絵柄１２に対応する切り欠き部２２を予め塗りつぶす（位置あわせマーク２０が連続する）ようにすることで、当該絵柄１２を成形同時加飾に用いることなく、スキップさせることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

例えば、上記第３実施形態において用いたレーザーラインセンサは、上記第１実施形態及び上記第２実施形態の構成を有する加飾シートと組み合わせて使用してもよい。

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。

２００８年８月２７日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２００８−２１７７９９号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。

１ 成形同時加飾装置
１０ 加飾シート
１１ 基材フィルム
１２ 絵柄
１３，１９，２０ 位置あわせマーク
１４ 開口部
１６ 剥離層
１７ 接着層
１８ 転写層
２１ 透明領域（開口部）
２２ 切り欠き部（開口部）
３１ フレーム
３２ 固定盤
３３ タイバー
３４ 可動盤
３６ 固定型
３９ 射出ノズル
４０ 可動型
６０ａ 上流側フレーム
６０ｂ 下流側フレーム
６１ａ，６１ｂ 案内レール
６２ａ，６２ｂ ガイド
６９ シート供給ローラ
７０ シート巻取ローラ
７２，７３ 上流側シートガイドローラ
７５，７７，７８ 下流側シートガイドローラ
７６ａ，７６ｂ モータ
８０，８１ フィルムクランプ
８２ａ，８２ｂ，１８２ａ 幅方向センサ
８３，１８３ 長手方向センサ

Claims (6)

1. 金型に対して加飾シートを位置あわせした状態で型閉じした後、当該型閉じした金型内に溶融樹脂を射出して、前記加飾シートが備える転写層を前記溶融樹脂が固化した成形品の表面に転写させる成形同時加飾を行う成形同時加飾装置に用いられるロール状の加飾シートであって、
   前記加飾シートは、基体シートの表面に複数の絵柄を含む転写層を備え、
   前記転写層は、前記基体シートの幅方向の一端部の近傍部分のみに、前記基体シートの長手方向に帯状に延在するように位置あわせマークを備え、
   前記位置あわせマークは、前記加飾シートが前記金型内に送られるときに当該加飾シートの送り方向及び幅方向の両方の位置あわせを行うためのマークであり、前記それぞれの絵柄に対応する位置に前記基体シートの長手方向に沿って間欠的に設けられた複数の開口部を有し、
   前記複数の開口部は、前記加飾シートの送り方向の位置検出用領域として用いられる、加飾シート。
2. 前記位置あわせマークは、前記基体シートの長手方向に帯状に延在し、互いの間に前記開口部が形成された複数のマークで構成されている、請求項１に記載の加飾シート。
3. 前記位置あわせマークは、前記それぞれの絵柄に対応する位置に透明領域を備えた帯状の構成を有し、前記透明領域が開口部として機能する、請求項１に記載の加飾シート。
4. 前記位置あわせマークは、前記それぞれの絵柄に対応する位置に切り欠き部を備えた帯状の構成を有し、前記切り欠き部が開口部として機能する、請求項１に記載の加飾シート。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の加飾シートの前記位置あわせマークを検出する長手方向センサと幅方向センサとを備え、当該長手方向センサ及び幅方向センサの検出結果に基づいて前記加飾シートの長手方向及び幅方向に前記加飾シートを位置あわせした後、前記成形同時加飾を行う成形同時加飾装置であって、
   前記長手方向センサと前記幅方向センサとは、前記加飾シートの送り方向に沿って配列されている、成形同時加飾装置。
6. 前記長手方向センサは、前記加飾シートの送り方向に延在するように配置されたラインセンサで構成され、
   前記幅方向センサは、前記加飾シートの送り方向と交差する前記加飾シートの幅方向に延在するように配置されたラインセンサで構成されている、請求項５に記載の成形同時加飾装置。

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