JP7105631B2 - パターン転写装置 - Google Patents

Description

本実施形態は、パターン転写装置に関する。

従来、光硬化性樹脂を塗工した基材を、外周面にパターンが形成された転写ロールに、光硬化性樹脂がパターンを覆う状態で巻き掛けることにより、当該光硬化性樹脂にパターンを転写し、当該転写されたパターンに光を当てて硬化するパターン転写装置が、知られている。

特開２０１３－３５２４３号公報

例えば、光硬化性樹脂に転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきを抑制することができるなど、より不都合の少ない新規な構成のパターン転写装置が得られれば、有益である。

実施形態のパターン転写装置は、例えば、第一面と当該第一面とは反対側の第二面とを有し長手方向に搬送される基材の第一面に光硬化性樹脂を塗工する塗工機構と、パターンが設けられた外周面を有し、当該外周面に光硬化性樹脂が接した状態で光硬化性樹脂が塗工された基材が巻き掛けられて回転し、当該光硬化性樹脂にパターンを転写する転写ロールと、光硬化性樹脂が塗工された基材の第二面を転写ロールに向けて押圧する押圧ロールと、パターンが転写された光硬化性樹脂に光を照射することにより当該光硬化性樹脂を硬化させる光照射機構と、押圧ロールを転写ロールに向けて押圧するピストンと、当該ピストンを移動可能に収容するシリンダと、を有し、ピストンに面した圧力室が設けられ、当該圧力室内の流体圧によりピストンを加圧する押圧機構と、圧力室内の圧力を一定に調整する圧力調整機構と、前記押圧ロールを揺動可能に支持する揺動支持機構と、を備える。

図１は、実施形態のパターン転写装置の例示的かつ模式的な構成図である。 図２は、実施形態のパターン転写装置に含まれる転写ロールの例示的かつ模式的な断面図である。 図３は、実施形態のパターン転写装置に含まれる転写ロールの図２のIII－III位置における例示的かつ模式的な断面図である。 図４は、実施形態のパターン転写装置に含まれる揺動支持機構および押圧機構の例示的かつ模式的な構成図である。 図５は、実施形態のパターン転写装置に含まれる揺動支持機構および押圧機構の図４のV方向に見た場合の例示的かつ模式的な構成図である。 図６は、実施形態の変形例のパターン転写装置の例示的かつ模式的な構成図である。

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

また、以下の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

［実施形態］
図１は、パターン転写装置１の構成図である。パターン転写装置１の処理対象物は、略一定の幅を有した長尺状の帯状フィルム１００である。帯状フィルム１００は、第一面１００ａと当該第一面１００ａとは反対側の第二面１００ｂとを有している。帯状フィルム１００は、例えば、合成樹脂材料によって構成されるが、これには限定されない。帯状フィルム１００は、ウエブとも称されうる。帯状フィルム１００は、基材の一例である。

パターン転写装置１は、帯状フィルム１００をその長手方向に連続的にあるいは断続的に搬送しながら、第一面１００ａに所定の処理を施すことにより、第一面１００ａ上に、その長手方向に渡って、凹凸形状を有した成形層１００ｃを形成する。帯状フィルム１００の第一面１００ａは、処理面や、表面とも称され、第二面１００ｂは、非処理面や、裏面とも称されうる。

パターン転写装置１は、繰出機構１０、巻取機構２０、塗工機構３０、転写機構４０、および光照射機構５０を備えている。

帯状フィルム１００は、繰出機構１０と巻取機構２０との間で、当該繰出機構１０および巻取機構２０によって搬送される。よって、繰出機構１０および巻取機構２０は、搬送機構とも称されうる。

繰出機構１０は、帯状フィルム１００の搬送方向の上流端（後端）に位置されている。繰出機構１０は、繰出軸１１を有している。繰出軸１１は、円柱状または円筒状の形状を有している。繰出軸１１には、未処理の帯状フィルム１００が巻き付けられている。制御装置（不図示）によって制御されたモータ（不図示）が繰出軸１１を中心軸Ｃ１回りに回転させるのに伴い、繰出軸１１に巻き付けられた帯状フィルム１００が、搬送方向の下流（前方）（図１では右方）に繰り出される。

巻取機構２０は、帯状フィルム１００の搬送方向の下流端（前端）に位置されている。巻取機構２０は、巻取軸２１を有している。巻取軸２１は、円柱状または円筒状の形状を有している。制御装置によって制御されたモータ（不図示）が巻取軸２１を中心軸Ｃ２回りに回転させるのに伴い、処理済の帯状フィルム１００が、すなわち第一面１００ａ上に処理済みの成形層１００ｃを有した帯状フィルム１００が、巻取軸２１に巻き取られる。制御装置が繰出軸１１および巻取軸２１を回転させるモータを制御することにより、帯状フィルム１００に所要の張力が与えられるとともに、帯状フィルム１００が所要の速度で搬送される。所要の速度は帯状フィルム１００や成形層１００ｃその他の仕様等に応じて任意に設定可能であるが、例えば、０．５～３０メートル／分などである。

塗工機構３０は、繰出機構１０に対して帯状フィルム１００の搬送方向の下流に位置され、帯状フィルム１００の第一面１００ａ上に、例えば、略一定の厚さの成形層１００ｃを塗工する。成形層１００ｃは、例えば紫外線のような光の照射によって硬化する光硬化性を有した合成樹脂材料である。成形層１００ｃは、感光する前は比較的柔軟である。成形層１００ｃは、光硬化性樹脂の一例である。成形層１００ｃは、光硬化性樹脂層や、感光性樹脂とも称されうる。

転写機構４０は、塗工機構３０に対して帯状フィルム１００の搬送方向の下流に位置されている。転写機構４０は、転写ロール４１、押圧ロール４２、および剥離ロール４３を有している。転写ロール４１、押圧ロール４２、および剥離ロール４３は、互いに略平行に配置されている。転写ロール４１は円筒状の形状を有し、押圧ロール４２および剥離ロール４３は、それぞれ円柱状または円筒状の形状を有している。押圧ロール４２および剥離ロール４３は、それぞれ、転写ロール４１と隙間ｇ１，ｇ２をあけて配置されている。隙間ｇ２は隙間ｇ１よりも搬送方向の下流に位置されている。帯状フィルム１００は、繰出軸１１と押圧ロール４２との間において所要の張力が与えられた状態で架け渡され、押圧ロール４２と剥離ロール４３との間で転写ロール４１の外周面４１ａの回りに巻き掛けられるとともに、剥離ロール４３と巻取軸２１との間においても所要の張力が与えられた状態で架け渡されている。帯状フィルム１００の搬送に伴い、当該帯状フィルム１００のうち塗工機構３０によって成形層１００ｃが塗工された部位は、押圧ロール４２に近付き、押圧ロール４２の外周に沿って移動し、隙間ｇ１を通り、転写ロール４１の外周面４１ａに沿って移動し、隙間ｇ２を通り、剥離ロール４３の外周に沿って移動し、剥離ロール４３から離間して、巻取軸２１に移動し、当該巻取軸２１に巻き取られる。

転写ロール４１は、制御装置によって制御されたモータ（不図示）によって中心軸Ｃ３回りに回転可能に設けられる。パターン転写装置１において、制御装置は、転写ロール４１が例えば回転速度が一定のような所定の回転状態で回転するよう、当該転写ロール４１を回転させるモータを制御するとともに、帯状フィルム１００が外周面４１ａに対して相対的に移動しないよう、すなわち滑らないよう、繰出軸１１や巻取軸２１を回転させるモータを制御する。

押圧ロール４２および剥離ロール４３は、モータにより回転される主動ロールではなく、帯状フィルム１００の移動に伴って回転する従動ロールである。ただし、剥離ロール４３は、主動ロールであってもよい。

転写ロール４１の外周面４１ａには、凹凸形状のパターン４１ｂが設けられている。第一面１００ａ上に成形層１００ｃが塗工された帯状フィルム１００は、押圧ロール４２と剥離ロール４３との間において、成形層１００ｃが外周面４１ａに接する姿勢で転写ロール４１に巻き掛けられる。このため、押圧ロール４２の外周は、帯状フィルム１００の第二面１００ｂと接する。成形層１００ｃが塗工された帯状フィルム１００が隙間ｇ１を通る際、押圧機構８０の作動により、押圧ロール４２は、回転しながら帯状フィルム１００の第二面１００ｂを転写ロール４１の外周面４１ａに押圧する。成形層１００ｃは、外周面４１ａのパターン４１ｂに倣って変形し、成形層１００ｃにパターン４１ｂが転写される。なお、押圧ロール４２のロール部分は、例えば、エラストマによって構成されうるが、これには限定されない。

また、上述したように、帯状フィルム１００は、剥離ロール４３と巻取軸２１との間において所要の張力が与えられた状態で架け渡され、剥離ロール４３に巻き掛けられており、このため、剥離ロール４３にその径方向内方に押し付けられている。よって、帯状フィルム１００は、隙間ｇ２よりも下流において、剥離ロール４３に沿って移動し、これにより、転写ロール４１から離間する。

光照射機構５０は、転写ロール４１内に位置されている。転写ロール４１の周壁４１０は、成形層１００ｃを硬化させる光を透過する。よって、光照射機構５０から出射された光は転写ロール４１の周壁４１０を透過し、転写ロール４１の外周面４１ａ回りに巻き掛けられている成形層１００ｃを硬化させる。光硬化性樹脂は、例えば、紫外線硬化性樹脂であり、その場合、光照射機構５０から照射される光は、例えば紫外光である。未露光の成形層１００ｃが塗工された帯状フィルム１００、および露光されることにより硬化した成形層１００ｃを有した帯状フィルム１００は、可撓性を有しており、転写ロール４１、剥離ロール４３、および巻取軸２１のそれぞれの外周に沿って曲がることができる。

図２は、転写ロール４１の中心軸Ｃ３に沿った断面における断面図である。図２に示されるように、転写ロール４１は円筒状の周壁４１０と、周壁４１０の軸方向の両端に固定された端部４１ｃ，４１ｄと、を有している。

端部４１ｃは、ベース４１ｃ１とシャフト４１ｃ２とを有している。ベース４１ｃ１は、円板状の形状を有し、周壁４１０の一つの（図２では右側の）開口端４１１ａに、例えば圧入や接着によって固定されている。シャフト４１ｃ２は、円柱状の形状を有し、ベース４１ｃ１から中心軸Ｃ３に沿って端部４１ｄとは反対側に突出している。端部４１ｃは、ベアリング４０ａを介して支持部材４０ｂに回転可能に支持されている。

端部４１ｄは、ベース４１ｄ１とシャフト４１ｄ２とを有している。ベース４１ｄ１は、円柱状の形状を有し、周壁４１０のもう一つの（図２では左側の）開口端４１１ｂに、例えば圧入や接着によって固定されている。シャフト４１ｄ２は、円筒状の形状を有し、ベース４１ｄ１から中心軸Ｃ３に沿って端部４１ｃとは反対側に突出している。端部４１ｄは、ベアリング４０ａを介して支持部材４０ｃに回転可能に支持されている。

このように周壁４１０と端部４１ｃ，４１ｄとを別の部材によって構成することにより、例えば、転写ロール４１を部位に応じた好適な材質によって構成できたり、製造の手間やコストを低減できたりといった効果が得られる。

制御装置（不図示）によって制御されたモータ（不図示）が端部４１ｃを回転することにより、転写ロール４１が略一定の回転速度で中心軸Ｃ３回りに回転する。転写ロール４１においてモータによって駆動される端部４１ｃとは反対側の端部４１ｄには、略円筒状の開口４１ｅが設けられている。開口４１ｅは、支持部材４０ｃに着脱可能に取り付けられた蓋４４によって覆われている。蓋４４は、中心軸Ｃ３と交差した略円板状のプレート４４ａと、当該プレート４４ａの周縁部から中心軸Ｃ３の軸方向に突出したピン４４ｂとを有している。蓋４４が例えばボルトのような結合具（不図示）によって支持部材４０ｃに取り付けられた状態で、ピン４４ｂは、支持部材４０ｃに設けられた収容孔４０ｄに収容されている。収容孔４０ｄおよびピン４４ｂは、蓋４４の位置決めに用いられうる。端部４１ｄは、転写ロール４１の軸方向の一端の一例である。

光照射機構５０は、中心軸Ｃ３の軸方向に沿って延びた光源ユニット５１と、当該軸方向に沿って延びるとともに光源ユニット５１と固定的に結合されたシャフト５２と、を有している。シャフト５２の一つの端部５２ｂは、蓋４４と固定され、シャフト５２のもう一つの端部５２ａは、ベアリング５０ａを介して転写ロール４１の端部４１ｃに回転可能に支持されている。このような構成にあっては、転写ロール４１が回転した場合にも、シャフト５２の端部５２ａは転写ロール４１とは相対的に回転し、かつシャフト５２の端部５２ｂは蓋４４ひいては支持部材４０ｃと固定されているため、光源ユニット５１は回転することなく静止する。よって、光源ユニット５１は、転写ロール４１の回転によらず、一定方向に光を照射することができる。端部５２ａは、光照射機構５０の転写ロール４１の軸方向の他端の一例であり、端部５２ｂは、光照射機構５０の転写ロール４１の軸方向の一端の一例である。蓋４４は、光照射機構５０の端部５２ｂを固定的に支持する支持部材の一例である。なお、端部５２ｂは、蓋４４あるいは支持部材４０ｃと、リジッドに固定される必要は無く、少なくとも中心軸Ｃ３の周方向に回転不能に蓋４４または支持部材４０ｃに支持されればよい、言い換えると、蓋４４あるいは支持部材４０ｃによって、端部５２ｂひいては光源ユニット５１の中心軸Ｃ３回りの回転が制限されればよい。また、端部５２ａが蓋４４あるいは支持部材４０ｂに固定的に支持され、端部５２ｂが転写ロール４１に回転可能に支持されてもよい。その場合、開口４１ｅは、転写ロール４１の端部４１ｃに設けられる。

ここで、開口４１ｅは、転写ロール４１の端部４１ｄにおいて、光照射機構５０を中心軸Ｃ３の軸方向に通すことができるよう、言い換えると、転写ロール４１の内部空間Ｓに対して当該開口４１ｅを介して光照射機構５０を軸方向に出し入れできるように、開口されている。また、上述したように、蓋４４は、開口４１ｅを中心軸Ｃ３の軸方向に開閉可能に（着脱可能に）覆っている。よって、このような構成によれば、蓋４４を開く（取り外す）ことにより、パターン転写装置１に転写ロール４１が設置されている状態で転写ロール４１内から光照射機構５０を取り出すことができるとともに、転写ロール４１内に光照射機構５０を挿入して所定位置および所定姿勢にセットすることができる。

また、転写ロール４１には、開口４１ｆが設けられている。開口４１ｆは、転写ロール４１の端部４１ｃを中心軸Ｃ３の軸方向に貫通している。開口４１ｆにおいて、空気は、転写ロール４１の内側から外側へまたは外側から内側へ流れることができる。他方、蓋４４には、転写ロール４１の端部４１ｄに設けられた開口４１ｅと繋がる開口４４ｃが設けられている。開口４４ｃは、蓋４４を中心軸Ｃ３の軸方向に貫通している。開口４１ｅおよび開口４４ｃにおいて、空気は、転写ロール４１の内側から外側へまたは外側から内側へ流れることができる。

パターン転写装置１には、これら開口４１ｆ，４１ｅ，４４ｃを利用した光照射機構５０の空冷機構６０が設けられている。光硬化性樹脂の重合熱や光照射機構５０の発熱に伴って成形層１００ｃの粘度が低下すると、成形層１００ｃに転写されたパターンの形状や寸法が経時的に変化し、経時的なばらつきの一因となる虞がある。空冷機構６０により、そのような形状や寸法の経時的なばらつきが生じるのを抑制することができる。

空冷機構６０は、送風機６１と、通路構成部材６２とを有している。通路構成部材６２は、転写ロール４１の回転によらず静止している開口４４ｃと繋がる空気通路を構成し、例えば、ダクトや、チューブ、穴が設けられたブロック等である。送風機６１は、空気通路を通る空気流を生じるものであり、例えば、ファンや、ブロワである。送風機６１は、転写ロール４１の内部空間Ｓから空気を排出することができる。その場合、転写ロール４１外から、開口４１ｆ、内部空間Ｓ、開口４１ｅ、開口４４ｃ、および通路構成部材６２内の空気通路を経由する空気流が形成される。また、送風機６１は、内部空間Ｓ内に空気を供給してもよい。その場合、通路構成部材６２内の空気通路、開口４４ｃ、開口４１ｅ、内部空間Ｓ、および開口４１ｆを経由する空気流が形成される。なお、空冷機構６０の冷却媒体は、室内空気であってもよいし、タンク等に収容された空気であってもよいし、窒素のような、空気以外の気体であってもよい。

本実施形態では、転写ロール４１の周壁４１０は、全体的に、光照射機構５０から出射される光を透過する。周壁４１０は、透過領域の一例である。なお、周壁４１０は、全体的に光照射機構５０から出射される光を透過しなくてもよく、周壁４１０の一部に透過領域が設けられてもよい。

図３は、図２のIII－III位置における転写ロール４１の断面図である。図３に示されるように、周壁４１０は、中心軸Ｃ３の径方向に重なったパイプ４１１、接着層４１２、および囲繞層４１３を有している。

パイプ４１１の形状は、略円筒状である。パイプ４１１の中心は、転写ロール４１の中心軸Ｃ３と略一致している。パイプ４１１の材質は、例えば、ホウケイ酸ガラスである。ただし、パイプ４１１の材質はホウケイ酸ガラスには限定されず、光照射機構５０から出射される光を透過する透明材料であればよい。パイプ４１１をホウケイ酸ガラスや合成樹脂材料によって構成した場合、パイプ４１１を石英ガラスによって構成した場合に比べて、パイプ４１１ひいては転写ロール４１をより安価に構成することができる。パイプ４１１は、全体的に、光照射機構５０から出射される光を透過する。パイプ４１１は、透過領域の一部である第一透過領域を有した第一部材の一例である。なお、パイプ４１１は、全体的に光照射機構５０から出射される光を透過しなくてもよく、パイプ４１１の一部に第一透過領域が設けられてもよい。

囲繞層４１３は、中心軸Ｃ３の周方向の端部４１３ａ，４１３ｂが突き合わされるようにパイプ４１１の外周に巻き付けられた状態で、接着層４１２によってパイプ４１１の外周に接着されている。中心軸Ｃ３の軸方向に延びた端部４１３ａ，４１３ｂが突き合わされた部分は、継ぎ目ＰＬが構成されている。囲繞層４１３は、可撓性を有し、パイプ４１１の外周面すなわち円筒外面に沿って湾曲している。

囲繞層４１３は、ベース層４１４と押型層４１５とを有している。ベース層４１４は、接着層４１２の径方向外側に接し、略一定の厚さを有している。押型層４１５は、ベース層４１４の径方向外側に接している。転写ロール４１の外周面４１ａとしての押型層４１５の外周（外面）には、凹凸形状のパターン４１ｂが設けられている。ベース層４１４および押型層４１５は、いずれも、全体的に、光照射機構５０から出射される光を透過する。よって、囲繞層４１３も、全体的に、光照射機構５０から出射される光を透過する。囲繞層４１３は、透過領域の一部である第二透過領域を有した第二部材の一例である。なお、囲繞層４１３は、全体的に光照射機構５０から出射される光を透過しなくてもよく、囲繞層４１３の一部に第二透過領域が設けられてもよい。

囲繞層４１３は、パターン転写装置１による製造物であってもよい。この場合、帯状フィルム１００がベース層４１４となり、硬化された成形層１００ｃが押型層４１５となる。

接着層４１２は、パイプ４１１と囲繞層４１３との間に気体が存在しない状態で、当該パイプ４１１と囲繞層４１３とを接着している。接着層４１２は、例えばベース層（不図示）の両面に接着剤が塗布された両面テープであってもよいし、接着剤の層であってもよい。接着層４１２も透過領域の一部を構成している。接着層４１２も、全体的に、光照射機構５０から出射される光を透過する。なお、接着層４１２は、全体的に光照射機構５０から出射される光を透過しなくてもよく、接着層４１２の一部に透過領域が設けられてもよい。

このように、転写ロール４１の周壁４１０は、パイプ４１１と外周にパターン４１ｂが成形され当該パイプ４１１を取り囲む囲繞層４１３とを有するため、パイプ４１１の外周に直接パターン４１ｂを成形する場合に比べて、製造の手間やコストを低減することができる。また、パイプ４１１として汎用品を用いることで、製造のコストをさらに低減することが可能となる。

図４は、揺動支持機構７０および押圧機構８０の構成図であり、図５は、揺動支持機構７０および押圧機構８０の図４のV方向に見た場合の構成図である。

押圧ロール４２は、転写ロール４１の凹凸や変形に応じた当該転写ロール４１の外周面４１ａの傾斜に追従できるよう、揺動支持機構７０によって揺動可能に支持されている。揺動支持機構７０は、二つのレール７０ａ、二つのスライダ７０ｂ、二つのハウジング７０ｃ、および二つのベアリング７０ｄを有している。

図４に示されるように、二つのレール７０ａは、互いに平行であり、それぞれ、スライダ７０ｂを、その長手方向に往復移動可能に支持している。スライダ７０ｂは、それぞれ、ハウジング７０ｃおよびベアリング７０ｄを介して、押圧ロール４２の端部４２ａ，４２ｂを支持している。すなわち、揺動支持機構７０は、押圧ロール４２を二つのレール７０ａの長手方向に沿ってスライド可能に支持している。よって、揺動支持機構７０は、スライド支持機構や、支持機構とも称されうる。

図５の視線では、二つのレール７０ａは互いに重なっている。一つのレール７０ａと押圧ロール４２の中心軸Ｃ４との距離、およびもう一つのレール７０ａと中心軸Ｃ４との距離は、同じ距離（＝Ｄ）である。よって、中心軸Ｃ４は、二つのレール７０ａと平行であるとともに図５の紙面と垂直な方向に平行でありかつ二つのレール７０ａから同一方向（図５では上方）に距離Ｄだけ離間した仮想平面Ｐｖに沿って移動することができる。仮想平面Ｐｖは、中心軸Ｃ４を含む平面である。また、仮想平面Ｐｖは、所期位置の中心軸Ｃ３も含んでいる。仮想平面Ｐｖは、図４の紙面に沿っている。また、仮想平面Ｐｖは、スライド面とも称されうる。

このような構成より、押圧ロール４２は、レール７０ａの長手方向に沿って、言い換えると、二つのレール７０ａと平行な仮想平面Ｐｖに沿って移動し、転写ロール４１を押圧することができる。押圧機構８０による押圧ロール４２の押圧方向、すなわち、押圧ロール４２による帯状フィルム１００の転写ロール４１への押圧方向は、レール７０ａの長手方向である。

また、上述したように、ハウジング７０ｃは、それぞれ、ベアリング７０ｄを介して、押圧ロール４２の端部４２ａ，４２ｂを中心軸Ｃ４回りに回転可能に支持している。ここで、ベアリング７０ｄは、外輪７０ｄ１と、当該外輪７０ｄ１に対して揺動可能に支持された内輪７０ｄ２と、を有した自動調心ベアリングである。内輪７０ｄ２は、それぞれ、外輪７０ｄ１に、仮想平面Ｐｖと直交する揺動軸ＡｘＳ回りに揺動可能に支持されている。なお、二つのベアリング７０ｄのうち一方の外輪７０ｄ１は一つのハウジング７０ｃと当該外輪７０ｄ１の軸方向に固定され、他方の外輪７０ｄ１はもう一つのハウジング７０ｃに当該外輪７０ｄ１の軸方向に移動可能に支持されている。

このような構成により、押圧ロール４２は、中心軸Ｃ４を含み二つのレール７０ａと略平行な仮想平面Ｐｖ内で揺動することができる。仮想平面Ｐｖは、揺動面とも称されうる。

図４に示されるように、押圧機構８０は、作動流体の圧力によって押圧ロール４２を転写ロール４１に近付くように押圧する二つの押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂを有している。押圧ユニット８１Ａは、押圧ロール４２の軸方向の一つの端部４２ａを転写ロール４１に向けて押圧し、押圧ユニット８１Ｂは、押圧ロール４２の軸方向のもう一つの端部４２ｂを転写ロール４１に向けて押圧する。押圧ユニット８１Ａは、シリンダ８２と当該シリンダ８２に移動可能に収容されたピストン８３と、を有している。シリンダ８２とピストン８３との間には、圧力室Ｒが構成されており、当該圧力室Ｒの圧力を受けたピストン８３が、ロッド８４を介して端部４２ａを押圧する。押圧ユニット８１Ｂは、押圧ユニット８１Ａと同様の構成を有している。押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂによる押圧ロール４２の押圧方向は、レール７０ａの長手方向と略平行である。二つの押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂは、流体シリンダである。流体シリンダとしては、例えばベロフラムシリンダのような摺動抵抗の小さいシリンダが用いられうる。作動流体は、例えば、空気のような気体である。その場合、二つの押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂは、空気圧シリンダである。押圧ユニット８１Ａは、第一押圧ユニットの一例であり、押圧ユニット８１Ｂは、第二押圧ユニットの一例であり、端部４２ａは、押圧ロール４２の軸方向の一端の一例であり、端部４２ｂは、押圧ロール４２の軸方向の他端の一例である。また、端部４２ａ，４２ｂは、押圧ロール４２の軸方向の両端の一例である。

圧力室Ｒ内の作動流体の圧力は、圧力調整機構８５によって、一定の圧力に維持される。ここで、一定の圧力とは、略一定の圧力であって、例えば、圧力調整機構８５の調圧範囲（圧力オーバーライド特性）内の圧力であることを意味する。一例として図５に例示される圧力調整機構８５は、流体回路である。作動流体が空気のような気体である場合、圧力調整機構８５は、空気圧回路である。圧力調整機構８５は、レギュレータ８５ａを有している。レギュレータ８５ａの圧力調整値は、所期の形状や寸法が得られるようパターン４１ｂや成形層１００ｃの仕様等に応じて適宜に設定される。また、レギュレータ８５ａは、外部パイロット式レギュレータであり、圧力設定弁８５ｂからの信号圧力の入力により、レギュレータ８５ａの圧力調整値を可変設定することができる。圧力設定弁８５ｂは、電磁式であってもよいし手動式であってもよい。なお、レギュレータ８５ａは、例えば、内部パイロット式レギュレータや、直動式レギュレータのような、他のレギュレータであってもよい。圧力調整機構８５は、押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂのそれぞれに設けられてもよいし、二つの押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂで共用されてもよい。

以上、説明したように、本実施形態では、パターン転写装置１は、押圧機構８０と、圧力調整機構８５と、を備えている。押圧機構８０のピストン８３は、押圧ロール４２が転写ロール４１に向けて押圧されるよう押圧ロール４２を押圧し、押圧機構８０のシリンダ８２は、対応するピストン８３を移動可能に収容し、ピストン８３は、圧力室Ｒ内の流体圧によって加圧される。圧力調整機構８５は、圧力室Ｒ内の圧力を一定の圧力に調整する。このような構成によれば、例えば、押圧機構８０は、押圧ロール４２を転写ロール４１に追従させながら、押圧ロール４２を転写ロール４１に向けて一定の力で押圧することができるため、成形層１００ｃ（光硬化性樹脂）に転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきを抑制することができる。仮に、パターン転写装置１が押圧機構８０および圧力調整機構８５を有しない場合において、例えば、転写ロール４１の真円度が低いような場合にあっては、押圧ロール４２が転写ロール４１のうち半径が相対的に大きい部位を押圧する場合の押圧力が、押圧ロール４２が転写ロール４１のうち半径が相対的に小さい部位を押圧する場合の押圧力よりも大きくなってしまい、成形層１００ｃに転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきが大きくなる虞がある。この点、本実施形態のパターン転写装置１は、押圧機構８０と、圧力調整機構８５と、を備えているため、転写ロール４１の真円度が大きいような場合、言い換えると、転写ロール４１の外周面４１ａのうち押圧ロール４２と接する部位（以下、接触部位Ｐｃと称する）の位置が転写ロール４１の回転に伴って変化するような場合にあっても、押圧ロール４２は、接触部位Ｐｃの位置の変化に追従して一定の力で転写ロール４１を押圧することができる。したがって、パターン転写装置１によれば、成形層１００ｃに転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきを抑制することができる。

また、本実施形態では、パターン転写装置１は、押圧ロール４２を揺動可能に支持する揺動支持機構７０を備えている。このような構成によれば、例えば、転写ロール４１の接触部位Ｐｃの位置や姿勢（傾斜）によらず、当該接触部位Ｐｃを全体的に略一定の力で押圧することができる。したがって、パターン転写装置１によれば、成形層１００ｃに転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきをより一層抑制することができる。これにより、例えば、転写ロール４１の端部４１ｃ，４１ｄ間の同軸度が大きいような場合や、押圧ロール４２に対して転写ロール４１が傾斜しているような場合にあっても、転写ロール４１（の接触部位Ｐｃ）の傾斜角度の変化に追従して押圧ロール４２の姿勢が変化するため、成形層１００ｃに転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきを抑制することができる。

また、本実施形態では、押圧機構８０は、押圧ロール４２の端部４２ａ，４２ｂ（両端）を押圧する。このような構成によれば、接触部位Ｐｃの場所による押圧力のばらつきを抑制し、成形層１００ｃに転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきを抑制することができる。

また、本実施形態では、押圧機構８０は、押圧ロール４２の端部４２ａ（一端）を押圧するピストン８３と、当該ピストン８３を移動可能に収容したシリンダ８２とを有した押圧ユニット８１Ａ（第一押圧ユニット）と、押圧ロール４２の端部４２ｂ（他端）を押圧するピストン８３と、当該ピストン８３を移動可能に収容したシリンダ８２とを有した押圧ユニット８１Ｂ（第二押圧ユニット）と、を有している。仮に、一つの押圧ユニットが二股のアーム等を介して押圧ロール４２の軸方向両側の端部４２ａ，４２ｂを押圧する場合、当該一つの押圧ユニットが大型化したり、当該アームの所要の剛性や強度の確保のために当該アームひいてはパターン転写装置１が大型化したりする虞がある。この点、本実施形態によれば、二つの押圧ユニット８１Ａ，８１Ｂのピストン８３がそれぞれ押圧ロール４２の端部４２ａ，４２ｂを押圧するため、そのような不都合な事象を回避することができ、パターン転写装置１をより小型に構成することができる。

また、本実施形態では、転写ロール４１は、照射される光を透過する筒状の周壁４１０を有し、光照射機構５０は、周壁４１０内に収容され、光照射機構５０から出射された光は、周壁４１０を透過して光硬化性樹脂層に照射される。光照射機構５０の軸方向の端部５２ｂ（一端）は、蓋４４（支持部材）によって少なくとも転写ロール４１の周方向に回転不能に支持され、光照射機構５０の軸方向の端部５２ａ（他端）は、転写ロール４１に回転可能に支持されている。仮に、端部５２ａが転写ロール４１ではなく支持部材４０ｂによって回転可能に支持される構成である場合、端部５２ａが転写ロール４１の端部４１ｃを軸方向に貫通する必要があり、端部４１ｃの貫通孔内に端部５２ａが存在する分、端部４１ｃが太くなる。また、その場合、中心軸Ｃ３の近くに静止部分である光照射機構５０の端部５２ａが位置するため、端部４１ｃを回転駆動するモータを当該中心軸Ｃ３の近くに配置できなくなり、例えば、中心軸Ｃ３に対して偏心して配置されたモータの回転を端部４１ｃの外周にギヤやベルト等の回転伝達機構を介して伝達するような、より複雑な機構が必要となる。また、ギヤやベルトを介すると転写ロール４１の回転速度変動ひいては帯状フィルム１００の速度変動が大きくなり、成型品の品質が低下する虞がある。この点、本実施形態のパターン転写装置１は、端部５２ａが転写ロール４１に回転可能に支持されており、端部４１ｃを貫通せずに済むため、端部４１ｃを径方向により小型に構成することができる。また、中心軸Ｃ３と軸方向に並んだモータによって端部４１ｃを回転駆動することができる分、転写ロール４１を回転駆動する構成をより小型にかつより簡素に構成することができるとともに、部品点数が減る分、パターン転写装置１の製造の手間やコストが低減されうる。

また、本実施形態では、転写ロール４１の軸方向の端部４１ｄ（一端）には、光照射機構５０を軸方向に出入可能な開口４１ｅが設けられ、蓋４４（支持部材）は、開口４１ｅを開閉可能に覆う。このような構成によれば、例えば、光照射機構５０を転写ロール４１内に対して出し入れすることができる構成を、比較的簡素な構成によって実現することができる。また、蓋４４が支持部材として構成されることにより、蓋４４と支持部材とが別個に構成された場合に比べて部品点数が減り、パターン転写装置１の製造の手間やコストが低減されうる。

また、本実施形態では、転写ロール４１内に、気体により光照射機構５０を冷却する空冷機構６０が設けられている。このような構成によれば、例えば、光照射機構５０の冷却機構を、油冷機構のような液冷機構が設けられた構成に比べて、比較的簡素な構成によって実現することができる。

また、本実施形態では、転写ロール４１は、パイプ４１１（第一透過領域、第一部材）と、囲繞層４１３（第二透過領域、第二部材）と、を有し、囲繞層４１３は、パイプ４１１と転写ロール４１の径方向に重なり、パイプ４１１の周囲に巻き付けられた状態でパイプ４１１に固定されている。このような構成によれば、例えば、パターン４１ｂが形成された囲繞層４１３をパイプ４１１に巻き付けることにより、転写ロール４１を得ることができる。よって、パイプ４１１の外周に直接パターン４１ｂを形成する場合に比べて、転写ロール４１ひいてはパターン転写装置１の製造の手間やコストが低減されうる。

また、本実施形態では、囲繞層４１３は、パターン転写装置１によって製造してもよい。この場合、囲繞層４１３は、比較的弾性的に変形しやすくなるとともに、転写ロール４１の外周面４１ａにおいて凹凸が生じやすくなる。しかしながら、本実施形態のパターン転写装置１は、押圧機構８０や、圧力調整機構８５、揺動支持機構７０を備えているため、囲繞層４１３の特性によって成形層１００ｃ（光硬化性樹脂）に転写されたパターンの場所による形状や寸法のばらつきが生じるのを、抑制することができる。すなわち、本実施形態のパターン転写装置１は、転写ロール４１の囲繞層４１３をパターン転写装置１によって製造する場合に、より一層効果的である。

［変形例］
図６は、実施形態の変形例のパターン転写装置１Ａの構成図である。パターン転写装置１Ａは、光照射機構５０が転写ロール４１の外側から光を照射している点が上記実施形態と相違している。この場合、帯状フィルム１００は、光を透過する必要がある。このような変形例にあっても、上記実施形態と同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、角度、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、押圧ロールを揺動可能に支持する揺動支持機構は、自動調心ベアリングを有するものには限定されず、ボールジョイントや、軸受、スライダ等を有した上記実施形態とは構成であってもよい。また、圧力調整機構の回路構成は、上記実施形態には限定されない。

また、上記実施形態では、基材の片面にパターンを転写するパターン転写装置が開示されたが、本発明は、これには限定されず、基材の両面にパターンを転写する転写装置や、既に一面にパターンが転写された基材の他面にパターンを転写する装置、同一面に繰り返し転写する装置などとしても構成することができる。

１…パターン転写装置、３０…塗工機構、４１…転写ロール、４１ａ…外周面、４１ｂ…パターン、４１ｄ…端部（一端）、４１ｅ…開口、４２…押圧ロール、４２ａ…端部（押圧ロールの一端）、４２ｂ…端部（押圧ロールの他端）、４４…蓋（支持部材）、５０…光照射機構、５２ａ…端部（光照射機構の他端）、５２ｂ…端部（光照射機構の一端）、６０…空冷機構、８０…押圧機構、８１Ａ…押圧ユニット（第一押圧ユニット）、８１Ｂ…押圧ユニット（第二押圧ユニット）、８２…シリンダ、８３…ピストン、８５…圧力調整機構、１００…帯状フィルム（基材）、１００ａ…第一面、１００ｂ…第二面、１００ｃ…成形層（光硬化性樹脂）、４１０…周壁、４１１…パイプ（第一透過領域、透過領域、第一部材）、４１２…接着層（透過領域）、４１３…囲繞層（第二透過領域、透過領域、第二部材）、Ｒ…圧力室。

Claims (8)

1. 第一面と当該第一面とは反対側の第二面とを有し長手方向に搬送される基材の前記第一面に光硬化性樹脂を塗工する塗工機構と、
   パターンが設けられた外周面を有し、当該外周面に前記光硬化性樹脂が接した状態で前記光硬化性樹脂が塗工された基材が巻き掛けられて回転し、当該光硬化性樹脂に前記パターンを転写する転写ロールと、
   前記光硬化性樹脂が塗工された基材の前記第二面を前記転写ロールに向けて押圧する押圧ロールと、
   前記パターンが転写された光硬化性樹脂に光を照射することにより当該光硬化性樹脂を硬化させる光照射機構と、
   前記押圧ロールを前記転写ロールに向けて押圧するピストンと、当該ピストンを移動可能に収容するシリンダと、を有し、前記ピストンに面した圧力室が設けられ、当該圧力室内の流体圧により前記ピストンを加圧する押圧機構と、
   前記圧力室内の圧力を一定に調整する圧力調整機構と、
   前記押圧ロールを揺動可能に支持する揺動支持機構と、
   を備えた、パターン転写装置。
2. 第一面と当該第一面とは反対側の第二面とを有し長手方向に搬送される基材の前記第一面に光硬化性樹脂を塗工する塗工機構と、
   パターンが設けられた外周面を有し、当該外周面に前記光硬化性樹脂が接した状態で前記光硬化性樹脂が塗工された基材が巻き掛けられて回転し、当該光硬化性樹脂に前記パターンを転写する転写ロールと、
   前記光硬化性樹脂が塗工された基材の前記第二面を前記転写ロールに向けて押圧する押圧ロールと、
   前記パターンが転写された光硬化性樹脂に光を照射することにより当該光硬化性樹脂を硬化させる光照射機構と、
   前記押圧ロールを前記転写ロールに向けて押圧するピストンと、当該ピストンを移動可能に収容するシリンダと、を有し、前記ピストンに面した圧力室が設けられ、当該圧力室内の流体圧により前記ピストンを加圧する押圧機構と、
   前記圧力室内の圧力を一定に調整する圧力調整機構と、
   を備え、
   前記転写ロールは、前記光の透過領域を有した筒状の周壁を有し、
   前記光照射機構は、前記周壁内に収容され、
   前記光照射機構から出射された光は、前記透過領域を透過して前記光硬化性樹脂層に照射され、
   前記光照射機構の前記転写ロールの軸方向の一端は、支持部材によって少なくとも前記転写ロールの周方向に回転不能に支持され、
   前記光照射機構の前記転写ロールの軸方向の他端は、前記転写ロールに回転可能に支持された、
   パターン転写装置。
3. 前記押圧機構は、前記押圧ロールの軸方向両端を押圧する、請求項１または２に記載のパターン転写装置。
4. 前記押圧機構は、
   前記押圧ロールの軸方向の一端を押圧する前記ピストンと、当該ピストンを移動可能に収容した前記シリンダと、を有した第一押圧ユニットと、
   前記押圧ロールの軸方向の他端を押圧する前記ピストンと、当該ピストンを移動可能に収容した前記シリンダと、を有した第二押圧ユニットと、を有した、請求項３に記載のパターン転写装置。
5. 前記転写ロールは、前記光の透過領域を有した筒状の周壁を有し、
   前記光照射機構は、前記周壁内に収容され、
   前記光照射機構から出射された光は、前記透過領域を透過して前記光硬化性樹脂層に照射され、
   前記光照射機構の前記転写ロールの軸方向の一端は、支持部材によって少なくとも前記転写ロールの周方向に回転不能に支持され、
   前記光照射機構の前記転写ロールの軸方向の他端は、前記転写ロールに回転可能に支持された、
   請求項１ に記載のパターン転写装置。
6. 前記転写ロールの軸方向の一端には、前記光照射機構を前記軸方向に出入可能な開口が設けられ、
   前記支持部材は、前記開口を開閉可能に覆う、請求項２または５に記載のパターン転写装置。
7. 前記周壁内に、気体により前記光照射機構を冷却する空冷機構を備えた、請求項２、５または６に記載のパターン転写装置。
8. 前記転写ロールは、
   前記透過領域の一部としての第一透過領域を有した筒状の第一部材と、
   前記パターンが形成され前記第一透過領域と前記転写ロールの径方向に重なり、前記透過領域の一部としての第二透過領域を有し、前記第一部材の周囲に巻き付けられた状態で前記第一部材に固定された第二部材と、
   を有した、請求項２、５～７のうちいずれか一つに記載のパターン転写装置。

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