JP7062620B2 - 両面同形状転写装置および両面同形状転写方法 - Google Patents

Description

本発明は、両面同形状転写装置および両面同形状転写方法に関する。

従来、フィルムの表裏面に同形状のパターンを転写するロールツーロール（Roll to Roll）式両面同形状転写装置が知られている。

例えば、特許文献１のロールツーロール式両面転写装置は、フィルムの表面に転写するパターンが形成されたロールと、フィルムの裏面に転写するパターンが形成されたロールと、をニップさせて両面転写を行っていた。

特許第５４２４１１６号公報

特許文献１のロールツーロール式両面転写装置では、フィルムの両面（表面と裏面）の同じ位置に転写を行うために、完全に同じロールを２個用意する必要があった。しかしながら、完全に同じロールを２個用意するのは、技術的に非常に困難である。例えば、２個のロールに直径差が１μｍ生じた場合、ロール外周では３．１４μｍの周長差が生じてしまう。さらに、フィルムの両面の同じ位置に同じパターンを転写するために、２個のロールに全く同じパターンを形成する必要があるが、同様の理由で技術的に困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１本のロールに形成したパターンを、フィルムの両面に、パターンの位置を合わせて転写することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る両面同形状転写装置は、フィルムを搬送する搬送手段と、前記フィルムに転写するパターンと、位置合わせのための基準マークと、が形成されたロールと、前記フィルムの表面に前記ロールを圧接させることによって、前記パターン及び前記基準マークを転写する表面転写手段と、表面に前記パターンが転写されたフィルムの表裏面を反転させる反転手段と、前記フィルムの表面に転写された前記基準マークの位置と、前記ロールの前記基準マークの位置と、が一致するように、前記反転手段によって反転された前記フィルムの裏面が前記ロールと当接する位置を調整する調整手段と、前記調整手段によって調整された状態で搬送させた前記フィルムの裏面に前記ロールを圧接させることによって、前記パターンを転写する裏面転写手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る両面同形状転写装置は、１本のロールに形成したパターンを、フィルムの両面に、パターンの位置を合わせて転写することができる、という効果を奏する。

ロールツーロール式両面同形状転写装置の概略構成を示す模式図。 ロールツーロール式両面同形状転写装置のハードウエア構成の一例を示すハードウエアブロック図。 ターンバーの上面図と側面図。 パターンロールの三面図。 フィルムのアライメントの調整方法を示す模式図。 カメラが観測する画像の一例。 両面同形状転写装置の動作状態毎のモータの動作状態を示す図。 フィルムのアライメントの調整処理の流れの一例を示すフローチャート。

以下に、本開示に係る両面同形状転写装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［ロールツーロール式両面同形状転写装置の概要］
図１を用いて、ロールツーロール式両面同形状転写装置１０の概略構成を説明する。図１は、ロールツーロール式両面同形状転写装置の概略構成を示す模式図である。なお、以下の説明において、ロールツーロール式両面同形状転写装置１０を、単に両面同形状転写装置１０と呼ぶ。

まず、モータ１１ｍによって回転駆動される繰出軸１１から繰り出されたベースフィルム２０（以下、単にフィルム２０と呼ぶ）の表面２０ａに、表面用塗工ダイ１２によりＵＶ樹脂が塗工される。

ＵＶ樹脂が塗工されたフィルム２０の表面２０ａは、表面用押付ロール１３によってパターンロール３０の下側半分の領域に押し付けられる。パターンロール３０は、モータ３０ｍによって回転駆動される。

フィルム２０の表面がパターンロール３０の下側半分の領域に押し付けられた状態で、フィルム２０の表面２０ａには表面用ＵＶランプ１４にて紫外線が照射される。これによって、ＵＶ樹脂を硬化させることにより、パターンロール３０に形成された所定のパターンが、フィルム２０の表面２０ａに転写される。なお、パターンロール３０は、本開示における表面転写手段の一例である。

なお、パターンロール３０には、フィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂとの位置合わせを行う際に使用するアライメント調整用のアライメントマーク３３ａ，３３ｂ（図４参照）が形成されており、当該アライメントマーク３３ａ，３３ｂもフィルム２０の表面に転写される。アライメントマーク３３ａ，３３ｂについて、詳しくは後述する。

次に、表面用剥離ロール１５が、パターンロール３０からフィルム２０及びフィルム２０の表面に転写されたＵＶ樹脂を剥離する。

その後、フィルム２０は、搬送ロール１７ａ，１７ｂに架け渡された後、ターンバー１６によって、表面２０ａと裏面２０ｂとを反転させる。なお、ターンバー１６の作用について、詳しくは後述する。

表裏が反転されたフィルム２０は、搬送ロール１７ｃに架け渡された後、エアシリンダ付ロール２１（可動ロール）と、テンションピックアップロール２４とを通過する。エアシリンダ付ロール２１は、エアシリンダ２２内に連通するピストン２３によって支持されるロールである。エアシリンダ付ロール２１の回転軸の位置は、フィルム２０の張力に応じて、Ｚ軸に沿って移動する。すなわち、フィルム２０の張力が増加すると、ピストン２３がエアシリンダ２２内に下降するため、エアシリンダ付ロール２１の回転軸の位置が－Ｚ方向、すなわち下方に移動する。一方、フィルム２０の張力が減少すると、ピストン２３がエアシリンダ２２内から上昇するため、エアシリンダ付ロール２１の回転軸の位置が＋Ｚ方向、すなわち上方に移動する。このようにして、フィルム２０の張力が一定に保たれとともに、フィルム２０の搬送経路Ｋ１（繰出軸１１から巻取軸３４に至る一連の経路）が形成される。

テンションピックアップロール２４は、フィルム２０の張力を測定する張力センサを備える。張力センサは、例えばロードセルである。両面同形状転写装置１０の操作者は、テンションピックアップロール２４が測定したフィルム２０の張力を監視する。フィルム２０の張力が、エアシリンダ付ロール２１の調整可能範囲を超える異常が発生した際には、操作者はフィルム２０の搬送を停止させる。

フィルム２０は、搬送ロール１７ｄに架け渡された後、フィルム２０の裏面２０ｂ側に、裏面用塗工ダイ２５によりＵＶ樹脂が塗工される。そして、パターンロール３０の上側半分の入口側にある裏面用押付ロール２６によって、ＵＶ樹脂が塗工されたフィルム２０の裏面２０ｂが、パターンロール３０の上側半分の領域に押し付けられる。なお、前記した搬送ロール１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、両面同形状転写装置１０の装置サイズや搬送経路Ｋ１の形状等に応じた位置に設置される。したがって、搬送ロールの設置位置及び設置数は、図１の構成に限定されない。

フィルム２０の裏面２０ｂがパターンロール３０の上側半分の領域に押し付けられた状態で、フィルム２０の裏面２０ｂには裏面用ＵＶランプ２７にて紫外線が照射される。これによって、ＵＶ樹脂を硬化させることにより、パターンロール３０に形成された所定のパターンが、フィルム２０の裏面２０ｂに転写される。なお、パターンロール３０は、本開示における裏面転写手段の一例である。

次に、裏面用剥離ロール２９が、パターンロール３０からフィルム２０及びフィルム２０の裏面に転写されたＵＶ樹脂を剥離する。

なお、裏面用ＵＶランプ２７の上流側には、パターンロール３０の表面を観測するカメラ２８が備えられる。当該カメラ２８は、両面同形状転写装置１０がフィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂの位置合わせを行う際に使用される。詳しくは後述する。

その後、フィルム２０は、アウトフィールドニップロール３２によってニップされていない状態で、モータ３１ｍによって回転駆動されるアウトフィールドロール３１を通過して、モータ３４ｍによって回転駆動される巻取軸３４によって巻き取られる。なお、アウトフィールドニップロール３２と巻取軸３４と、前記した繰出軸１１とパターンロール３０とは、本開示における搬送手段の一例である。

このように、両面同形状転写装置１０は、繰出軸１１とパターンロール３０とアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とがフィルム２０を搬送しながら、フィルム２０の表面２０ａをパターンロール３０に当接させることによって、フィルム２０の表面２０ａにパターン３０ａを転写する。また、フィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂを、ターンバー１６によって反転させた後で、フィルム２０の裏面２０ｂをパターンロール３０に当接させることによって、フィルム２０の裏面２０ｂにパターン３０ａを転写する。

［ロールツーロール式両面同形状転写装置のハードウエア構成］
次に、図２を用いて、両面同形状転写装置１０のハードウエア構成を説明する。図２は、ロールツーロール式両面同形状転写装置のハードウエア構成の一例を示すハードウエアブロック図である。

両面同形状転写装置１０は、制御部５０と、記憶部５２と、周辺機器コントローラ５６と、通信コントローラ５８とを備える。

制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０ｃと、を備える。ＣＰＵ５０ａは、バスライン５４を介して、ＲＯＭ５０ｂと、ＲＡＭ５０ｃと接続する。ＣＰＵ５０ａは、記憶部５２に記憶された制御プログラムＰ１や、ＲＯＭ５０ｂに記憶された、両面同形状転写装置１０の制御に必要な制御パラメータ等のデータファイルをＲＡＭ５０ｃに展開する。ＣＰＵ５０ａは、ＲＡＭ５０ｃに展開された制御プログラムＰ１に従って動作することで、両面同形状転写装置１０の動作を制御する。すなわち、制御部５０は、一般的なコンピュータの構成を有する。

制御部５０は、更に、バスライン５４を介して、記憶部５２と、周辺機器コントローラ５６と、通信コントローラ５８と接続する。

記憶部５２は、電源を切っても記憶情報が保持される、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）等である。記憶部５２は、制御プログラムＰ１を含むプログラム等を記憶する。制御プログラムＰ１は、両面同形状転写装置１０が備える機能を発揮させるためのプログラムである。

周辺機器コントローラ５６は、両面同形状転写装置１０が備える各種周辺機器と制御部５０とを接続するとともに、制御部５０からの制御指示を、周辺機器コントローラ５６に接続された各種周辺機器に伝達する。また、周辺機器コントローラ５６は、各種周辺機器の計測結果や観測結果を制御部５０に伝達する。

周辺機器コントローラ５６には、いずれも前記した、モータ１１ｍ，３０ｍ，３１ｍ，３４ｍと、表面用塗工ダイ１２と、裏面用塗工ダイ２５と、表面用ＵＶランプ１４と、裏面用ＵＶランプ２７と、テンションピックアップロール２４と、カメラ２８とが接続される。また、周辺機器コントローラ５６には、後述する近接スイッチ３７（図４参照）と接続される。

通信コントローラ５８は、図１に非図示のサーバ装置等と通信を行い、前記した制御プログラムＰ１やデータファイル等を取得する。

［ターンバーの機能］
次に、図３を用いて、ターンバー１６の機能を説明する。図３は、ターンバーの上面図と側面図である。より具体的には、図３（ａ）はターンバーの上面図であり、図３（ｂ）はターンバーの側面図である。なお、ターンバー１６は、本開示における反転手段の一例である。

ターンバー１６に投入する前のフィルム２０の上面（Ｚ軸正側）を表面２０ａとする。また、フィルム２０の下面（Ｚ軸負側）を裏面２０ｂとする。搬送ロール１７ａ，１７ｂに支持されて＋Ｙ方向に沿って進行したフィルム２０は、ＸＹ平面内で搬送方向（＋Ｙ方向）に対して斜め４５°に傾けて設置された第１の斜めロール１８ａの下側に入る。第１の斜めロール１８ａはフリーロールであり、フィルム２０を巻き付けて、－Ｘ方向に送り出す。すなわち、第１の斜めロール１８ａによって、フィルム２０の搬送方向が９０°変更される。

その後、フィルム２０は、ＸＹ平面内で進行方向（－Ｘ方向）に対して９０°傾けて設置された反転ロール１９の下側に入る。反転ロール１９はフリーロールであり、フィルム２０を巻き付けて、＋Ｘ方向に送り出す。すなわち、反転ロール１９によって、フィルム２０の搬送方向が１８０°変更される。

次に、＋Ｘ方向に進行したフィルム２０は、ＸＹ平面内で搬送方向（＋Ｘ方向）に対して斜め４５°に傾けて設置された第２の斜めロール１８ｂの下側に入る。第１の斜めロール１８ａはフリーロールであり、フィルム２０を巻き付けて、＋Ｙ方向に送り出す。すなわち、第２の斜めロール１８ｂによって、フィルム２０の搬送方向が９０°変更される。

この時点で、ターンバー１６の入口においてフィルム２０の下面側であった裏面２０ｂが、上面側に出現する。すなわち、ターンバー１６によって、フィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂとを反転させることができる。

［パターンロールの構造］
次に、図４を用いて、パターンロール３０の構造を説明する。図４は、パターンロールの三面図である。

パターンロール３０は、円柱形に形成されている。そして、パターンロール３０の外周面である円柱面には所定のパターン３０ａが形成されている。当該パターン３０ａは、パターンロール３０の円柱面全体に亘って均一に形成されており、このパターン３０ａが、フィルム２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂに転写される。なお、パターンロール３０は、本開示におけるロールの一例である。

パターンロール３０の両端面には、それぞれロール軸３６（回転軸）が設置される。各ロール軸３６は、軸受が内蔵されたベアリングケース３８ａ，３８ｂによって、回転可能に支持される。

Ｘ軸負側のロール軸３６には、図４に非図示のモータ３０ｍ（図１参照）が接続される。そして、パターンロール３０は、モータ３０ｍの回転駆動力によって回転する。

パターンロール３０の円柱面（外周面）の両縁には、ロール軸３６と平行な位置に、２つのアライメントマーク３３ａ，３３ｂが形成される。当該アライメントマーク３３ａ，３３ｂは、パターン３０ａと重複しない位置に形成される。なお、アライメントマーク３３ａ，３３ｂは、本開示における基準マークの一例である。

また、アライメントマーク３３ａ，３３ｂは、当該アライメントマーク３３ａ，３３ｂの各中心を通りロール軸３６と直交する断面の外周線に関して線対称な形状である。すなわち、フィルム２０の表面に転写された一方のアライメントマーク３３ａ，３３ｂの転写像３５ａ，３５ｂは、表裏を反転させたフィルム２０を再びパターンロール３０に当接させた際に、他方のアライメントマーク３３ｂ，３３ａとそれぞれ重複する。

ロール軸３６には、アライメントマーク３３ａ，３３ｂと同位相の位置にドグ３９が設置される。ドグ３９は、パターンロール３０に連れ添って回転する。ドグ３９の位置は、ベアリングケース３８ｂの＋Ｚ側に設置された近接スイッチ３７によって検出される。すなわち、近接スイッチ３７がドグ３９を検出した際に、アライメントマーク３３ａ，３３ｂは、Ｚ軸正側に位置することになる。近接スイッチ３７がドグ３９を検出したとき、両面同形状転写装置１０は、フィルム２０の裏面２０ｂがパターンロール３０と当接する位置を調整するために、パターンロール３０を停止させる。フィルム２０の位置調整方法については後述する。

［フィルムのアライメント調整方法］
次に、図５を用いて、フィルム２０のアライメント調整方法を説明する。図５は、フィルムのアライメント調整方法を説明する模式図である。

両面同形状転写装置１０は、１本のパターンロール３０でフィルム２０の表裏面にパターン３０ａを転写するため、フィルム２０は、表面転写時及び裏面転写時にパターンロール３０に当接する。その際、フィルム２０の表面に転写するパターン３０ａの位置と、フィルム２０の裏面に転写するパターン３０ａの位置とを合致させる必要がある。

両面同形状転写装置１０は、フィルム２０の両面にパターン３０ａの転写を行う前に、フィルム２０の表面に転写したパターン３０ａの位置と、フィルム２０の裏面に転写するパターン３０ａの位置とを合致させる調整を行う。

両面同形状転写装置１０は、当該調整を、フィルム２０を両面同形状転写装置１０に通紙して、フィルム２０の表面にパターン３０ａを転写した状態で行う。具体的には、表面のみにパターン３０ａが転写されたフィルム２０の表裏を反転させて、パターンロール３０に当接させる。このとき、裏面用押付ロール２６と裏面用剥離ロール２９とを退避させた状態にすることによって、フィルム２０の裏面とパターンロール３０とが線接触した状態を作る。なお、裏面用押付ロール２６と裏面用剥離ロール２９とをどれ位退避すると、フィルム２０の裏面とパターンロール３０とが線接触するかは、予め測定しておけばよい。このようにして、フィルム２０のアライメント調整は、図５に示す搬送経路Ｋ２（繰出軸１１から巻取軸３４に至る一連の経路）を形成した状態で行う。

フィルム２０を両面同形状転写装置１０に通紙した際に、両面同形状転写装置１０は、パターンロール３０を速度基準として、アウトフィールドロール３１をニップした状態（アウトフィールドロール３１にアウトフィールドニップロール３２を押し当てた状態）でフィルム２０を走行させる。

このとき、エアシリンダ付ロール２１は、フィルム２０の張力を一定に保つように回転軸の位置が自動調整される。

このようにして、表面２０ａにパターン３０ａが転写されたフィルム２０が巻取軸３４に巻き取られるまで、フィルム２０の表面２０ａにパターン３０ａが転写される。フィルム２０の搬送速度と、表面用塗工ダイ１２から巻取軸３４までのパス長とは予めわかっているため、両面同形状転写装置１０は、表面塗工を開始してからの経過時間を計測することによって、フィルム２０が巻取軸３４に到達したかを判断することができる。

フィルム２０が、当該フィルム２０の表面２０ａにパターン３０ａが転写された状態で巻取軸３４に巻き取られたら、両面同形状転写装置１０は、表面用塗工ダイ１２を退避してＵＶ樹脂の塗工を停止する。表面塗工の停止後、両面同形状転写装置１０は、フィルム２０を、当該フィルム２０に塗工されたＵＶ樹脂がパターンロール３０を通り抜けるまで搬送させる。その後、両面同形状転写装置１０は、表面用ＵＶランプ１４を消灯する。

続いて、近接スイッチ３７がドグ３９を検出した位置で、両面同形状転写装置１０は、パターンロール３０と繰出軸１１との回転を停止する。

パターンロール３０が停止した際に、カメラ２８は、パターンロール３０上のアライメントマーク３３ａ，３３ｂと、フィルム２０の表面２０ａに転写されたアライメントマーク３３ａの転写像３５ａと、アライメントマーク３３ｂの転写像３５ｂとを真上から（－Ｚ方向）観測する。

図６は、カメラが観測する画像の一例を示す図である。なお、説明を簡単にするため、カメラ２８は、パターンロール３０のアライメントマーク３３ｂの近傍を拡大して観測しているものとする。フィルム２０は透明であるため、図６に示すように、カメラ２８が観測した画像Ｉ（ｘ，ｙ）には、アライメントマーク３３ｂと、アライメントマーク３３ａの転写像３５ａとが同時に映り込む。さらに、ドグ３９はアライメントマーク３３ｂと同位相の位置に設置されているため、アライメントマーク３３ｂは、画像Ｉ（ｘ，ｙ）の略中央の位置に観測される。

アライメントマーク３３ｂと、転写像３５ａとは同じ形状であるが、アライメントマーク３３ｂはパターンロール３０の表面に彫刻されたものであり、転写像３５ａは、アライメントマーク３３ａをＵＶ樹脂で転写したものであるため、像の明るさが異なる。

両面同形状転写装置１０は、このようにして観測された画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中から、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとを検出する。具体的には、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａの形状を示すテンプレートを予め用意しておき、観測された画像Ｉ（ｘ，ｙ）の中から、テンプレートと相関の高い領域を検出すればよい。これは、公知のテンプレートマッチング処理を利用して行うことができる。そして、両面同形状転写装置１０は、検出したアライメントマーク３３ｂ又は転写像３５ａを示す領域の明るさの平均値を算出する。算出された領域の明るさは、事前に取得しておいた、画像Ｉ（ｘ，ｙ）におけるアライメントマーク３３ｂの明るさ、転写像３５ａの明るさ、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが重なった際の明るさとそれぞれ比較される。これによって、検出された領域が、アライメントマーク３３ｂを示すか、転写像３５ａを示すか、又はアライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが重なった領域を示すかを判定する。

なお、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが一部重複して観測された場合は、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａの形状を示すテンプレートと同じ形状の領域は検出されない。このような場合、両面同形状転写装置１０は、画像Ｉ（ｘ，ｙ）において、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが一致するように、アウトフィールドロール３１及び巻取軸３４を反時計回りに低速で回転させることによって、フィルム２０を－Ｙ方向に搬送する。

このとき、繰出軸１１とパターンロール３０は回転していないため、アウトフィールドロール３１及び巻取軸３４を反時計回りに回転させてフィルム２０を－Ｙ方向に搬送させると、フィルム２０が引っ張られて張力が高まる。そのため、エアシリンダ付ロール２１は、前記したように、フィルム２０の張力が一定になるようにピストン２３の位置を調整することによって、回転軸の位置を自動調整する。なお、アウトフィールドロール３１と巻取軸３４とエアシリンダ付ロール２１とは、本開示における調整手段の一例である。

このように、両面同形状転写装置１０は、フィルム２０の張力を一定に保った状態で、フィルム２０を搬送させながら、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとの位置合わせを行う。フィルム２０には、パターンロール３０の外周面の長さに相当する間隔で転写像３５ａが転写されている。したがって、フィルム２０を、パターンロール３０の外周面の長さだけ搬送させると、その間に、必ずアライメントマーク３３ｂの位置と転写像３５ａの位置とを一致させることができる。

なお、ここでは、両面同形状転写装置１０が、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとの位置合わせを行うものとして説明したが、両面同形状転写装置１０は、アライメントマーク３３ａとアライメントマーク３３ｂの転写像３５ｂとの位置合わせを行ってもよい。また、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとの位置合わせ、及びアライメントマーク３３ａと転写像３５ｂとの位置合わせを、ともに行ってもよい。

また、上記説明は、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが、画像Ｉ（ｘ，ｙ）においてｙ方向、すなわちフィルム２０の搬送方向（ｙ方向）にのみずれるものとしたが、フィルム２０が蛇行して幅方向（ｘ方向）にずれる可能性もある。このような場合には、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが画像Ｉ（ｘ，ｙ）においてｘ方向にずれる。したがって、両面同形状転写装置１０は、アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとが、画像Ｉ（ｘ，ｙ）においてｘ方向にずれたことを検出した際に、フィルム２０の搬送経路Ｋ２の中に設置したステアリングロール（非図示）を、ｘ方向のずれ量に応じた量だけ回転させる（傾ける）ことによって、フィルム２０の幅方向の位置を調整してもよい。

アライメントマーク３３ｂと転写像３５ａとの位置が合致すると、両面同形状転写装置１０は、その位置で裏面用押付ロール２６をパターンロール３０に押し当てる（ニップする）。このとき、裏面用押付ロール２６に引っ張られることによって、フィルム２０の張力が増加するが、前記したようにエアシリンダ付ロール２１の回転軸の位置が自動調整されることによって、フィルム２０の張力は一定に保たれる。

次に、所定時間が経過した後、両面同形状転写装置１０は、アウトフィールドロール３１のニップを開放する。そして、さらに所定時間が経過した後、両面同形状転写装置１０は、裏面用剥離ロール２９をパターンロール３０に押し当てる（ニップする）。このとき、フィルム２０は引っ張られるが、アウトフィールドロール３１はフリーになっているため、フィルム２０は巻取軸３４から一定の張力で繰り出される。なお、所定時間は予め予備実験等を行って設定される。

なお、裏面用押付ロール２６とパターンロール３０とのニップ状態及び開放状態、裏面用剥離ロール２９とパターンロール３０とのニップ状態及び開放状態は、裏面用押付ロール２６及び裏面用剥離ロール２９とそれぞれ連結する、図５に非図示のエアシリンダに付けたシリンダスイッチによって検知する。

両面同形状転写装置１０は、裏面用剥離ロール２９をニップしてから所定時間経過後に、アウトフィールドロール３１のニップを開放した状態でフィルム２０を再度走行させる。そして、さらに所定時間が経過した後で、両面同形状転写装置１０は、表面用塗工ダイ１２と裏面用塗工ダイ２５とを前進させる。そして、両面同形状転写装置１０は、表面用塗工ダイ１２と裏面用塗工ダイ２５とからフィルム２０に樹脂を塗工して、フィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂの連続成形を行う。なお、所定時間は予め予備実験等を行って設定される。

前記した通り、アライメントマーク３３ａと転写像３５ａとは位置合わせが行われているため、両面同形状転写装置１０は、フィルム２０の裏面２０ｂに、フィルム２０の表面２０ａに転写したパターン３０ａと同じ位置にパターン３０ａを転写する。

なお、両面同形状転写装置１０は、アウトフィールドロール３１をニップしていないため、パターンロール３０とアウトフィールドロール３１との間に多少の周速差があったとしても、アウトフィールドロール３１とパターンロール３０との間でフィルム２０が緩んだり張ったりすることがない。アウトフィールドロール３１とフィルム２０との接触が気になる場合は、アウトフィールドロール３１をフリーロールにして、アウトフィールドニップロール３２をモータ駆動する構造を採ってもよい。

また、フィルム２０の張力を一定に保つ方法は、エアシリンダ付ロール２１を図５のように配置して行う方法に限定されない。

［モータの動作状態］
次に、図７を用いて、両面同形状転写装置１０の動作状態毎の、各モータの動作を説明する。図７は、両面同形状転写装置の動作状態毎のモータの動作状態を示す図である。

フィルム２０の通紙を行う際には、両面同形状転写装置１０が備える４個のモータ全てが動作する。すなわち、モータ１１ｍは、繰出軸１１を時計回りに回転駆動する。モータ３０ｍは、パターンロール３０を反時計回りに回転駆動する。モータ３１ｍは、アウトフィールドロール３１を反時計回りに回転駆動する。モータ３４ｍは、巻取軸３４を反時計回りに回転駆動する。このとき、パターンロール３０を回転駆動するモータ３０ｍの回転数が基準速度となる。そして、モータ１１ｍ，３１ｍ，３４ｍの速度は、モータ３０ｍの回転数に基づいて、予め決められた速度に調整される。具体的には、搬送中のフィルム２０に所定の張力がかかるように、各モータ１１ｍ，３１ｍ，３４ｍの速度が調整される。

フィルム２０の調整を行う際には、両面同形状転写装置１０は、４個のモータのうち、モータ３１ｍとモータ３４ｍのみを動作させる。そして、このとき、両面同形状転写装置１０は、フィルム２０を搬送しながら前記した位置の調整を行うため、モータ３１ｍとモータ３４ｍとを低速でゆっくり回転させる。なお、フィルム２０の調整を行う際には、フィルム２０は、ターンバー１６と巻取軸３４との間でのみ移動する。

そして、フィルム２０を連続成形する場合（表裏面に転写を行う場合）には、両面同形状転写装置１０は、４個のモータ１１ｍ，３０ｍ，３１ｍ，３４ｍを全て回転させる。このときの各モータの速度は、フィルム２０の通紙を行う際の速度と同じである。

［両面同形状転写装置が行う処理の流れ］
次に、図８を用いて、両面同形状転写装置１０が行う処理の流れを説明する。図８は、フィルムのアライメントの調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、両面同形状転写装置１０にフィルムを通紙する（ステップＳ１０からステップＳ１２）。

具体的には、ステップＳ１０において、両面同形状転写装置１０は、表面用押付ロール１３と、表面用剥離ロール１５と、裏面用押付ロール２６と、裏面用剥離ロール２９と、アウトフィールドニップロール３２と、表面用塗工ダイ１２と、裏面用塗工ダイ２５とをそれぞれ開放する。

次に、ステップＳ１１において、フィルム２０が繰出軸１１から巻取軸３４まで通紙される。

ステップＳ１２において、両面同形状転写装置１０は、表面用押付ロール１３と、表面用剥離ロール１５と、アウトフィールドニップロール３２とをニップする。

その後、ステップＳ１３において、両面同形状転写装置１０は、搬送手段である繰出軸１１とパターンロール３０とアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とを回転させることによって、ラインの走行を開始させて、通紙されたフィルム２０を搬送する。

ステップＳ１４において、両面同形状転写装置１０は、表面用塗工ダイ１２を前進させて、フィルム２０の表面２０ａへのＵＶ樹脂の塗工を開始する。

続いて、ステップＳ１５において、両面同形状転写装置１０は、表面用ＵＶランプ１４を点灯させて、フィルム２０の表面２０ａへのパターン３０ａの転写を行う。

ステップＳ１６において、両面同形状転写装置１０は、フィルム２０の表面２０ａに転写されたパターンが巻取軸３４に到達したかを判定する。転写されたパターンが巻取軸３４に到達したと判定される（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）とステップＳ１７に進む。一方、転写されたパターンが巻取軸に到達したと判定されない（ステップＳ１６：Ｎｏ）とステップＳ１６の判定を繰り返す。なお、転写されたパターンが巻取軸３４に到達したか否かは、フィルム２０の搬送経路Ｋ１（図１参照）の長さとフィルム２０の搬送速度とが予めわかっているため、ステップＳ１５において転写を開始した時刻からの経過時間を測定することによって判定することができる。

ステップＳ１６においてＹｅｓと判定されると、ステップＳ１７において、両面同形状転写装置１０は、表面用塗工ダイ１２を退避させて、ＵＶ樹脂の塗工を停止する。

次に、ステップＳ１８において、両面同形状転写装置１０は、パターンロール３０からＵＶ樹脂が通り抜けたかを判定する。パターンロール３０からＵＶ樹脂が通り抜けたと判定される（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）とステップＳ１９に進む。一方、パターンロール３０からＵＶ樹脂が通り抜けたと判定されない（ステップＳ１８：Ｎｏ）とステップＳ１８の判定を繰り返す。

ステップＳ１８においてＹｅｓと判定されると、ステップＳ１９において、両面同形状転写装置１０は、表面用ＵＶランプ１４を消灯させて、フィルム２０の表面２０ａへのパターン３０ａの転写を一旦停止する。

続いて、ステップＳ２０において、両面同形状転写装置１０は、近接スイッチ３７がドグ３９を検出したかを判定する。近接スイッチ３７がドグ３９を検出したと判定される（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）とステップＳ２１に進む。一方、近接スイッチ３７がドグ３９を検出したと判定されない（ステップＳ２０：Ｎｏ）と、ステップＳ２０の判定を繰り返す。

ステップＳ２０においてＹｅｓと判定されると、ステップＳ２１において、両面同形状転写装置１０は、搬送手段である繰出軸１１とパターンロール３０とアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とを停止させることによって、ラインを一時停止する。

次に、ステップＳ２２において、両面同形状転写装置１０は、カメラ２８が観測した画像Ｉ（ｘ，ｙ）において、アライメントマーク３３ｂの位置とアライメントマーク３３ａの転写像３５ａの位置とが一致しているかを判定する。アライメントマーク３３ｂの位置と転写像３５ａの位置とが一致していると判定される（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）とステップＳ２３に進む。一方、アライメントマーク３３ｂの位置と転写像３５ａの位置とが一致していると判定されない（ステップＳ２２：Ｎｏ）とステップＳ２４に進む。

ステップＳ２２においてＮｏと判定されると、ステップＳ２４において、両面同形状転写装置１０は、アウトフィールドロール３１と巻取軸３４とを低速回転させる。その後、ステップＳ２２の判定を繰り返す。

ステップＳ２２においてＹｅｓと判定されると、ステップＳ２３において、両面同形状転写装置１０は、アウトフィールドロール３１と巻取軸３４とを停止させる。

次に、ステップＳ２５において、両面同形状転写装置１０は、裏面用押付ロール２６をニップする。

続いて、ステップＳ２６において、両面同形状転写装置１０は、アウトフィールドニップロール３２を開放する。

また、ステップＳ２７において、両面同形状転写装置１０は、裏面用剥離ロール２９をニップする。

その後、ステップＳ２８において、両面同形状転写装置１０は、搬送手段である繰出軸１１とパターンロール３０とアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とを回転させることによって、ラインの走行を再開させる。

ステップＳ２９において、両面同形状転写装置１０は、表面用塗工ダイ１２を前進させて、フィルム２０の表面２０ａへのＵＶ樹脂の塗工を開始する。

続いて、ステップＳ３０において、両面同形状転写装置１０は、表面用ＵＶランプ１４を点灯させて、フィルム２０の表面２０ａへのパターン３０ａの転写を行う。

また、ステップＳ３１において、両面同形状転写装置１０は、裏面用塗工ダイ２５を前進させて、フィルム２０の裏面２０ｂへのＵＶ樹脂の塗工を開始する。

続いて、ステップＳ３２において、両面同形状転写装置１０は、裏面用ＵＶランプ２７を点灯させて、フィルム２０の裏面２０ｂへのパターン３０ａの転写を行う。これによって、フィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂに対するパターン３０ａの連続成形が開始される。

なお、図８には記載しないが、各ステップ間を移行する際に、両面同形状転写装置１０は、予め決められた所定時間が経過したかを判定する。そして、所定時間が経過した場合に、次のステップに移行する。なお、所定時間の値はステップ毎に異なるため、前記したデータファイル等に予め記憶される。

以上説明したように、本開示に係る両面同形状転写装置１０において、調整手段であるアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とを回転させることによって、フィルム２０の表面２０ａに転写されたアライメントマーク３３ａ（基準マーク）の転写像３５ａの位置と、パターンロール３０のアライメントマーク３３ｂ（基準マーク）の位置と、が一致するように、ターンバー１６（反転手段）で表裏面が反転されたフィルム２０の裏面２０ｂがパターンロール３０（ロール）と当接する位置を調整する。そして、調整された搬送経路Ｋ２でフィルム２０を搬送させながら、パターンロール３０（表面転写手段）をフィルム２０の表面２０ａに圧接させることによって、パターン３０ａを転写する。また、同じパターンロール３０（裏面転写手段）をフィルム２０の裏面２０ｂに圧接させることによって、パターン３０ａを転写する。したがって、１本のパターンロール３０で、フィルム２０の両面（表面２０ａと裏面２０ｂ）に、パターン３０ａの位置を合わせて転写することができる。

また、本開示に係る両面同形状転写装置１０において、調整手段であるアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とは、パターンロール３０が停止した状態で、フィルム２０のうちターンバー１６（反転手段）によって反転された以降の部分を搬送させながら、パターンロール３０のアライメントマーク３３ｂ（基準マーク）の位置（またはアライメントマーク３３ａの位置）と、アライメントマーク３３ａの転写像３５ａの位置（またはアライメントマーク３３ｂの転写像３５ｂの位置）とを一致させる。したがって、パターンロール３０を停止した状態で、フィルム２０の一部分のみを搬送させることによって、フィルム２０の両面の位置合わせを行うことができるため、装置構成を簡素化することができる。

また、本開示に係る両面同形状転写装置１０において、調整手段であるエアシリンダ付ロール２１は、フィルム２０のうちターンバー１６（反転手段）によって反転された以降の部分を搬送した際に、フィルム２０にかかる張力が一定になるように、フィルム２０の搬送経路Ｋ２を調整する。したがって、フィルム２０の張りや弛みを生じさせることなくフィルム２０の一部分のみを移動させて位置の調整を行うことができる。

また、本開示に係る両面同形状転写装置１０において、調整手段であるエアシリンダ付ロール２１は、回転軸の位置が移動する可動ロールを備えて、アウトフィールドロール３１と巻取軸３４とがフィルム２０の位置を調整した際に、フィルム２０にかかる張力が一定になるように、エアシリンダ付ロール２１の回転軸の位置を調整する。したがって、フィルム２０の位置を調整した際にフィルム２０の張力が大きくなった場合、搬送経路Ｋ２を調整することによって、張力を自動的に緩和して、フィルム２０の張力を一定に保つことができる。

また、本開示に係る両面同形状転写装置１０において、アライメントマーク３３ａ，３３ｂ（基準マーク）は、パターンロール３０の外周面の両縁に、パターンロール３０のロール軸３６（回転軸）と平行に形成された同じ形状のマークであって、アライメントマーク３３ａ，３３ｂの中心を通り、パターンロール３０のロール軸３６と直交する断面の外周線に関して線対称な形状である。したがって、フィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂの位置合わせを行う際に、アライメントマーク３３ｂとアライメントマーク３３ａの転写像３５ａ（またはアライメントマーク３３ａとアライメントマーク３３ｂの転写像３５ｂ）とが完全に一致したことによって、位置合わせの判定を行うことができる。

また、本開示に係る両面同形状転写装置１０において、調整手段であるアウトフィールドロール３１と巻取軸３４とは、パターンロール３０（ロール）の外周面を観測した画像Ｉ（ｘ，ｙ）に写った、アライメントマーク３３ｂと、フィルム２０の表面２０ａに転写されたアライメントマーク３３ａの転写像３５ａと、が一致するように、フィルム２０の位置を調整する。したがって、簡便な処理で確実にフィルム２０の表面２０ａと裏面２０ｂの位置合わせを行うことができる。

なお、前記した説明では、パターンロール３０の下側半分でフィルム２０の表面２０ａに転写を行い、パターンロール３０の上側半分でフィルム２０の裏面２０ｂにパターン３０ａを転写する構成としたが、転写位置はこれに限定されるものではない。すなわち、パターンロール３０の右側半分と左側半分とで、それぞれフィルム２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂ（またはその逆）にパターン３０ａを転写してもよい。同様に、パターンロール３０の右斜め上半分と左斜め下半分、又はパターンロール３０の左斜め上半分と右斜め下半分とで、それぞれフィルム２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂ（またはその逆）にパターン３０ａを転写してもよい。

また、前記した内容は、ＵＶ樹脂を用いる両面同形状転写装置１０以外にも適用することができる。例えば、パターンロール３０を加熱して、熱によりフィルム２０を軟化させて加圧転写を行う両面熱転写装置や、パターンロール３０にインクを供給して、供給されたインクをフィルム２０に押し付けて印刷する両面印刷装置に適用することもできる。

１０…両面同形状転写装置（ロールツーロール式両面同形状転写装置）、１１…繰出軸（搬送手段）、１２…表面用塗工ダイ、１３…表面用押付ロール、１５…表面用剥離ロール、１６…ターンバー（反転手段）、２０…フィルム（ベースフィルム）、２０ａ…表面、２０ｂ…裏面、２１…エアシリンダ付ロール（可動ロール、調整手段）、２５…裏面用塗工ダイ、２６…裏面用押付ロール、２８…カメラ、２９…裏面用剥離ロール、３０…パターンロール（ロール、搬送手段、表面転写手段、裏面転写手段）、３０ａ…パターン、３１…アウトフィールドロール（搬送手段、調整手段）、３２…アウトフィールドニップロール、３３ａ，３３ｂ…アライメントマーク（基準マーク）、３４…巻取軸（搬送手段、調整手段）、３５ａ，３５ｂ…転写像、３７…近接スイッチ、３９…ドグ、Ｋ１，Ｋ２…搬送経路

Claims (7)

1. フィルムを搬送する搬送手段と、
   前記フィルムに転写するパターンと、位置合わせのための基準マークと、が形成されたロールと、
   前記フィルムの表面に前記ロールを圧接させることによって、前記パターン及び前記基準マークを転写する表面転写手段と、
   表面に前記パターンが転写されたフィルムの表裏面を反転させる反転手段と、
   前記フィルムの表面に転写された前記基準マークの位置と、前記ロールの前記基準マークの位置と、が一致するように、前記反転手段によって反転された前記フィルムの裏面が前記ロールと当接する位置を調整する調整手段と、
   前記調整手段によって調整された状態で搬送させた前記フィルムの裏面に前記ロールを圧接させることによって、前記パターンを転写する裏面転写手段と、
   を備える両面同形状転写装置。
2. 前記調整手段は、
   前記ロールが停止した状態で、前記両面同形状転写装置に通紙された前記フィルムのうち、前記反転手段によって反転された以降の部分を搬送させながら、前記ロールの前記基準マークの位置と、前記フィルムの表面に転写された前記基準マークの位置と、を一致させる、
   請求項１に記載の両面同形状転写装置。
3. 前記調整手段は、
   前記反転手段によって反転された以降の部分を搬送した際に、前記フィルムにかかる張力が一定になるように、前記フィルムの搬送経路を調整する、
   請求項１又は請求項２に記載の両面同形状転写装置。
4. 前記調整手段は、前記フィルムの搬送経路の中に、回転軸の位置が移動する可動ロールを備えて、
   当該調整手段が、前記フィルムの位置を調整した際に、当該フィルムにかかる張力が一定になるように、前記可動ロールの回転軸の位置を調整する、
   請求項３に記載の両面同形状転写装置。
5. 前記基準マークは、前記ロールの外周面の両縁に、当該ロールの回転軸と平行に形成された同じ形状のマークであって、
   当該基準マークの中心を通り前記回転軸と直交する断面の外周線に関して線対称な形状である、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の両面同形状転写装置。
6. 前記調整手段は、
   前記ロールの外周面を観測した画像に写った、前記基準マークと前記フィルムの表面に転写された前記基準マークとが一致するように、前記フィルムの位置を調整する、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の両面同形状転写装置。
7. フィルムを搬送する搬送プロセスと、
   前記フィルムに転写するパターンと、位置合わせのための基準マークと、が形成されたロールを、前記フィルムの表面に圧接させることによって、前記パターン及び前記基準マークを転写する表面転写プロセスと、
   表面に前記パターンが転写されたフィルムの表裏面を反転させる反転プロセスと、
   前記フィルムの表面に転写された前記基準マークの位置と、前記ロールの前記基準マークの位置と、が一致するように、前記反転プロセスによって反転された前記フィルムの裏面が前記ロールと当接する位置を調整する調整プロセスと、
   前記調整プロセスによって調整された状態で搬送させた前記フィルムの裏面に前記ロールを圧接させることによって、前記パターンを転写する裏面転写プロセスと、
   を備える両面同形状転写方法。

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