JPWO2016031701A1 - 光学シートの製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の光学シートの製造装置は、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32に張り渡される第1ベルト34と、第2加熱ロール41及び第2冷却ロール42に張り渡される第2ベルト44とを備える。第1加熱ロール31は、第2ベルト44のうち第1ベルト34と対向し、第2加熱ロール41及び第2冷却ロール42が接触していない第2ベルト非接触部PT2を第2ベルト44の表面側から押圧する。第2冷却ロール42は、第1ベルト34のうち第2ベルト44と対向し、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32が接触していない第1ベルト非接触部PT1を第1ベルトの表面側から押圧する。
Description
本発明は光学シートの製造装置及び製造方法に関し、設計値により近い光学シートを製造する場合に好適なものである。
従来から、光学的に種々の作用を具備するシートとして、樹脂シートの表面上に微小な形状の光学素子の集合体が形成された光学シートが用いられている。このような光学シートでは、光学素子の形状精度が光学シートの性能に大きく影響するため、設計値により近い光学シートを製造することが求められる。
光学シートの製造方法として下記特許文献1が開示されている。下記特許文献1の製造方法では、駆動ロール(21,22)に掛けられるエンボスベルト(20)と、駆動ロール(31,33)に掛けられる押圧ベルト(30)とが対向され、これらベルト間に熱可塑性樹脂シート(60)が供給される。そして、この熱可塑性樹脂シート(60)の表面には、エンボスベルト(20)に形成された凹凸形状が転写される。
また、前段で対向する駆動ロール(21,31)から、後段で対向する駆動ロール(22,33)までの区間には部分押圧ロール(40)が設けられている。この部分押圧ロール(40)は、エンボスベルト(20)及び押圧ベルト(30)に対する押圧力が変化するように移動可能となっている。
ところが、上記特許文献1の製造方法では、前段の駆動ロール(21,31)から後段の駆動ロール(22,33)までの区間において、エンボスベルト(20)と押圧ベルト(30)が撓み、熱可塑性樹脂シート(60)を介して接触していたエンボスベルト(20)と押圧ベルト(30)とが離れることにより、その相対位置がずれる傾向がある。これは、エンボスベルト(20)と押圧ベルト(30)のうち、部分押圧ロール(40)と前段で対向する駆動ロール(21,31)との間にあるベルト部分、及び、部分押圧ロール(40)と後段で対向する駆動ロール(22,33)との間にあるベルト部分が各ロールと非接触であるため、これら部分にベルト同士を押し合う応力が加わり難くなるからである。
このように上記特許文献1の製造方法ではベルト同士の相対位置がずれて光学素子の転写性が悪くなる傾向にあることから、設計値により近い光学シートを製造し得る製造装置及び製造方法を見出すことが要求された。
そこで本発明は、設計値により近い光学シートを製造し得る光学シートの製造装置及びの製造方法を提供することを目的とする。
かかる課題を解決するため本発明の光学シートの製造装置は、所定形状の成形型が施された表面を有し、第1加熱ロール及び第1冷却ロールに張り渡され、前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールの回転に応じて移動する第1ベルトと、所定形状の成形型が施された表面を有し、第2加熱ロール及び第2冷却ロールに張り渡され、前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールの回転に応じて移動する第2ベルトとを備えている。
そして、前記第1加熱ロールは、前記第2加熱ロールと対向して配置され、前記第1冷却ロールは、前記第2冷却ロールと対向して配置され、前記第1ベルトは、前記第1ベルトの表面と前記第2ベルトの表面とが対面するように、前記第2ベルトと対向して配置され、
前記第1加熱ロールは、前記第2ベルトのうち前記第1ベルトと対向するベルト部分であって、前記第2ベルトに前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールが接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部を、前記第2ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第2ベルト非接触部は、第2加熱ロールと第2冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロールに沿って蛇行しており、
前記第2冷却ロールは、前記第1ベルトのうち前記第2ベルトと対向するベルト部分であって、前記第1ベルトに前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールが接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部を、前記第1ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第1ベルト非接触部は、第1加熱ロールと第1冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロールに沿って蛇行しており、
成形用樹脂は、前記第1ベルトのうち前記第1ベルトと前記第1加熱ロールとが接触するベルト部分の表面と、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2加熱ロールとが接触するベルト部分の表面との間に、供給されて、当該両表面で押圧された後、前記第1ベルトと前記第2ベルトとに挟まれた状態で後段に進むことを特徴とする。
そして、前記第1加熱ロールは、前記第2加熱ロールと対向して配置され、前記第1冷却ロールは、前記第2冷却ロールと対向して配置され、前記第1ベルトは、前記第1ベルトの表面と前記第2ベルトの表面とが対面するように、前記第2ベルトと対向して配置され、
前記第1加熱ロールは、前記第2ベルトのうち前記第1ベルトと対向するベルト部分であって、前記第2ベルトに前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールが接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部を、前記第2ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第2ベルト非接触部は、第2加熱ロールと第2冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロールに沿って蛇行しており、
前記第2冷却ロールは、前記第1ベルトのうち前記第2ベルトと対向するベルト部分であって、前記第1ベルトに前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールが接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部を、前記第1ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第1ベルト非接触部は、第1加熱ロールと第1冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロールに沿って蛇行しており、
成形用樹脂は、前記第1ベルトのうち前記第1ベルトと前記第1加熱ロールとが接触するベルト部分の表面と、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2加熱ロールとが接触するベルト部分の表面との間に、供給されて、当該両表面で押圧された後、前記第1ベルトと前記第2ベルトとに挟まれた状態で後段に進むことを特徴とする。
一方、本発明の光学シートの製造方法は、第1加熱ロール及び第1冷却ロールに張り渡され、前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールの回転に応じて移動する第1ベルトと、前記第1加熱ロールに対向する第2加熱ロール及び前記第1冷却ロールに対向する第2冷却ロールに張り渡され、前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールの回転に応じて移動する第2ベルトとの間に成形用樹脂を供給する樹脂供給工程と、前記第1加熱ロール及び前記第2加熱ロールを用いて前記成形用樹脂を軟化させ、前記第1ベルトの表面に施された成形型及び前記第2ベルトの表面に施された成形型を用いて前記成形用樹脂に光学素子を形成するエンボス工程と、前記第1冷却ロール及び前記第2冷却ロールを用いて前記光学素子が形成された成形用樹脂を冷却する冷却工程とを備える。
そして、前記第1加熱ロールは、前記第2ベルトのうち前記第1ベルトと対向するベルト部分であって、前記第2ベルトに前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールが接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部を、前記第2ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第2ベルト非接触部は、第2加熱ロールと第2冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロールに沿って蛇行しており、
前記第2冷却ロールは、前記第1ベルトのうち前記第2ベルトと対向するベルト部分であって、前記第1ベルトに前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールが接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部を、前記第1ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第1ベルト非接触部は、第1加熱ロールと第1冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロールに沿って蛇行しており、
成形用樹脂は、前記第1ベルトのうち前記第1ベルトと前記第1加熱ロールとが接触するベルト部分の表面と、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2加熱ロールとが接触するベルト部分の表面との間に、供給されて、当該両表面で押圧された後、前記第1ベルトと前記第2ベルトとに挟まれた状態で後段に進むことを特徴とする。
そして、前記第1加熱ロールは、前記第2ベルトのうち前記第1ベルトと対向するベルト部分であって、前記第2ベルトに前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールが接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部を、前記第2ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第2ベルト非接触部は、第2加熱ロールと第2冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロールに沿って蛇行しており、
前記第2冷却ロールは、前記第1ベルトのうち前記第2ベルトと対向するベルト部分であって、前記第1ベルトに前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールが接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部を、前記第1ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第1ベルト非接触部は、第1加熱ロールと第1冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロールに沿って蛇行しており、
成形用樹脂は、前記第1ベルトのうち前記第1ベルトと前記第1加熱ロールとが接触するベルト部分の表面と、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2加熱ロールとが接触するベルト部分の表面との間に、供給されて、当該両表面で押圧された後、前記第1ベルトと前記第2ベルトとに挟まれた状態で後段に進むことを特徴とする。
このような本発明によれば、第2ベルトをその表面側から押圧するように第1加熱ロールが配置され、当該第2ベルトに対向する第1ベルトをその表面側から押圧するように第2冷却ロールが配置されており、当該両ロールの間には他の押圧ロールが設けられていない。すなわち、他の押圧ロールを設けない分だけ第1加熱ロールと第2冷却ロールとを近づけることができ、且つ第1ベルト及び第2ベルトに張力を与えることができる。このため、第1加熱ロールと第2冷却ロールとの間におけるベルト部分に張力を与えつつ、そのベルト部分で当該ロールから離れる領域を極力小さくすることができる。したがって、本発明によれば、第1加熱ロールと第2冷却ロールとの間におけるベルト部分が撓み、成形用樹脂を介して接触していた第1ベルトと第2ベルトとが離れ、その相対位置がずれることを低減でき、この結果、設計値により近い光学シートを得ることができる。
ところで、後段に進んだ前記成形用樹脂は、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2冷却ロールとが接触するベルト部分まで進み、冷却された後、第1ベルトの表面から離れて前記第2ベルトの表面に付された状態で、さらに後段に進むことが好ましい。
このようにした場合、成形用樹脂は、第1ベルトの蛇行方向に沿って第1ベルトから離れるため、第1ベルトの蛇行方向に抗って第2ベルトから離れる場合に比べて、ベルトの表面から成形用樹脂を剥離し易くできる。
また、前記第2冷却ロールは、前記第2ベルト、前記成形用樹脂、及び前記第1ベルトを介して、前記第1冷却ロールを押圧する状態で配置されることが好ましい。
このような配置状態では、第1冷却ロールと第2冷却ロールとは、第2ベルト、成形用樹脂、及び第1ベルトを挟んで最も近づく位置で対向することになる。このため、第1冷却ロールと第2冷却ロールとの間の第1ベルト部分及び第2ベルト部分は、当該ロールのいずれかと接触しており、非接触箇所がない。したがって、第1冷却ロールと第2冷却ロールとの間における第1ベルト部分及び第2ベルト部分の相対位置がずれることを抑止することができ、この結果、設計値により近い光学シートを得ることができる。
また、前記第1加熱ロールは、前記第1ベルト、前記成形用樹脂、及び前記第2ベルトを介して、前記第2冷却ロールを押圧する状態で配置されることが好ましい。
このような配置状態では、第1加熱ロールと第2冷却ロールとは、第1ベルト、成形用樹脂、及び第2ベルトを挟んで最も近づく位置で対向することになる。このため、第1加熱ロールと第2冷却ロールとの間の第1ベルト部分及び第2ベルト部分は、当該ロールのいずれかと接触しており非接触箇所がない。したがって、第1加熱ロールと第2冷却ロールとの間の第1ベルト部分及び第2ベルト部分の相対位置がずれることを抑止することができ、この結果、設計値により近い光学シートを得ることができる。
また、前記第1加熱ロールの表面温度は、前記第2加熱ロールの表面温度よりも低いことが好ましい。
このようにした場合、第1加熱ロール及び第2加熱ロールのうち、冷却ロールにより近い側の第1加熱ロールの表面温度が低い。このため、第1加熱ロール及び第2加熱ロールの表面温度が同程度である場合に比べると、第1加熱ロールに接触する第1ベルトの表面及び第1加熱ロールに別部材を介して接触する第2ベルトの表面を後段の冷却ロールによって速やかに冷却させることができ、第1ベルト又は第2ベルトの表面から成形用樹脂を剥離し易くできる。
また、前記第1冷却ロールの表面温度は、前記第2冷却ロールの表面温度よりも低いことが好ましい。
このようにした場合、第1冷却ロール及び第2冷却ロールのうち、成形用樹脂を剥離させる側の第1冷却ロールの表面温度が低い。このため、第1冷却ロール及び第2冷却ロールの表面温度が同程度である場合に比べると、成形用樹脂を剥離させるべき第1ベルトの表面を速やかに冷却させることができ、当該第1ベルトの表面から成形用樹脂を剥離し易くできる。
また、前記第1ベルトの表面の成形型は平面形状又は凹凸形状であり、且つ前記第2ベルトの表面の成形型は、凹凸形状であり、前記第1ベルトの凹凸の高低差は、前記第2ベルトの凹凸の高低差よりも小さいことが好ましい。
このようにした場合、第1ベルト及び第2ベルトのうち、成形用樹脂を剥離させる側の第1ベルトの凹凸の高低差が小さい。このため、第1ベルト及び第2ベルトの凹凸の高低差が同程度である場合に比べると、第1ベルトの表面から成形用樹脂を剥離し易くできる。
以上のように本発明によれば、設計値により近い光学シートを製造し得る光学シートの製造装置及び光学シートの製造方法が提供される。
本発明を実施するために好適となる実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。
(1)第1実施形態
図1は、第1実施形態における光学シートの一例を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態における光学シートAは、透明な樹脂から構成されており、一方の表面に光学素子OEが多数形成されている。光学素子OEは、柱状の三角プリズムとされる。また、本実施形態の場合、柱状の三角プリズムは、共通平面Sc上に配置されている。
図1は、第1実施形態における光学シートの一例を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態における光学シートAは、透明な樹脂から構成されており、一方の表面に光学素子OEが多数形成されている。光学素子OEは、柱状の三角プリズムとされる。また、本実施形態の場合、柱状の三角プリズムは、共通平面Sc上に配置されている。
このような光学素子OEは、光学シートAにおいて光学素子OE側の面とは反対側となる他方の表面側から入射した光を、光学素子OE側の面の外側に集光して出射させる性質を有する。なお、光学素子OEの高さ(共通平面Scからの高さ)は特に限定されるものではないが、優れた光学特性を得るため、0.5μm〜200μmであることが好ましく、7μm〜70μmであることが更に好ましい。
この光学シートAを構成する樹脂としては、透明性の良い樹脂であれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフイン樹脂、フッ素樹脂、環状オレフイン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等、或いは、これらの組み合わせが挙げられる。なお、耐候性や透明性等の観点では、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂及びポリウレタン樹脂が好ましい。
なお、光学シートAを構成する樹脂には、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、防かび剤、滑剤、着色剤、架橋剤、耐衝撃強化剤、充填剤、拡散剤、無機微粒子などのいずれか1つあるいは複数が混合されていても良い。
次に、上述した光学シートの製造装置について説明する。
図2は、第1実施形態における光学シートAの製造装置1を示す図である。図2に示すように、本実施形態における光学シートAの製造装置1は、樹脂供給ユニット2、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を主な構成として備える。
樹脂供給ユニット2は、載置台ST上に設けられる押出機10を有し、その押出機10におけるシリンダー11の上流側となる一端側には原料供給ホッパー21が設けられている。また、シリンダー11の下流側となる他端側にはダイアダプタ22を介してダイス23が設けられている。
このシリンダー11の内部には単軸又は2軸などのスクリューが設けられており、当該スクリューには回転速度調整部24を介して回転モータ25が連結されている。
押出機10は、原料供給ホッパー21から供給される原料をスクリューの回転によって下流側に搬送するとともに、当該原料を溶融させて混練する。また押出機10は、原料の混練により得られる溶融樹脂を、ダイアダプタ22及びダイス23を順次介して成形用樹脂Axとして押し出し、シート状にする。
なお、原料供給ホッパー21からシリンダー11の内部に投入される原料は、特に限定されるものではないが、上述の光学シートAを構成する樹脂として例示したものが挙げられる。
第1転写ユニット3は、第1加熱ロール31、第1冷却ロール32、第1伸張ロール33及び第1ベルト34を有する。
第1加熱ロール31は、略円柱形状とされ、軸を中心として回転するように構成されている。この第1加熱ロール31では少なくとも表面が加熱される。
なお、第1加熱ロール31における加熱機構としては、例えば、第1加熱ロール31の内部から加熱する内部加熱機構や、第1加熱ロール31の外部から加熱する外部加熱機構が挙げられる。内部加熱機構の具体例として、誘電加熱方式や、熱媒体循環方式などにより発熱する発熱装置などが挙げられる。また、外部加熱機構の具体例として、熱風吹き付け装置、近赤外ランプ加熱装置、遠赤外ランプ加熱装置などが挙げられる。さらに、上述の内部加熱機構で第1加熱ロール31を加熱するときに、この外部加熱機構を補助的に併用しても良い。第1加熱ロール31の表面における温度は、光学シートAのガラス転移温度や、光学シートAの厚さ及び光学素子OEの形状などにより適宜選択される。
第1冷却ロール32は、略円柱形状とされ、軸を中心として回転するように構成されている。この第1冷却ロール32では少なくとも表面が冷却される。
なお、第1冷却ロール32における冷却機構としては、例えば、第1冷却ロール32の内部から冷却する内部冷却機構が挙げられる。内部冷却機構の具体例として、例えば、第1冷却ロール32の内部に水等の冷媒を循環させて冷却する循環式冷却装置が挙げられる。第1冷却ロール32の表面における温度は、第1加熱ロール31と同様に、光学シートAのガラス転移温度や、光学シートAの厚さ及び光学素子OEの形状などにより適宜選択される。
第1伸張ロール33は、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32に張り渡される第1ベルト34が緩みなく張った状態を保持するためのロールである。この第1伸張ロール33は、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32と同様に、略円柱形状とされ、軸を中心として回転するように構成される。
第1ベルト34は、第1加熱ロール31、第1冷却ロール32及び第1伸張ロール33に掛けられており、これらロール31〜33の回転に応じて移動するようになっている。この第1ベルト34の表面には、所定形状の成形型が連続的に多数形成されている。この成形型は、具体的には、光学シートAの表面に形成されるべき凹凸を有する光学素子OEの成形型である。なお、便宜上、図2では第1ベルト34の表面に形成される成形型が省略されている。
なお、第1ベルト34の厚さは、特に制限されるものではないが、第1加熱ロール31の直径の1/3000〜1/500の厚さであることが好ましく、特に1/1200〜1/800の厚さであることが特に好ましい。
第2転写ユニット4は、第2加熱ロール41、第2冷却ロール42、第2伸張ロール43、第2ベルト44及び離型ロール45を有する。
第2加熱ロール41は第1加熱ロール31と同様の構成とされ、第2冷却ロール42は第1冷却ロール32と同様の構成とされ、第2伸張ロール43は第1伸張ロール33と同様の構成とされる。
第2ベルト44は、第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2伸張ロール43に掛けられており、これらロール41〜43の回転に応じて移動するようになっている。この第2ベルト44の表面は、凹凸のない平面形状の光学素子の成形型とされる。なお、本明細書において、平面とは、表面の平均粗さが50nm以下であることを意味する。
離型ロール45は、第2冷却ロール42と第2伸張ロール43との間に配置される第1離型ロール45Aと、第2ベルト44を介して第1離型ロール45Aに正対される第2離型ロール45Bとからなる。これら第1離型ロール45A及び第2離型ロール45Bは、第2ベルト44の成形型上に配置されるシート状の成形用樹脂Axを第2ベルト44から剥離するためのロールであり、略円柱形状とされ、軸を中心として回転するように構成されている。なお、第1離型ロール45Aの回転方向と第2離型ロール45Bの回転方向とは反転する関係にある。
このような第1転写ユニット3と第2転写ユニット4とは互いに離れる方向と近づく方向とを相対的に移動可能とされる。本実施形態の場合、第2転写ユニット4は固定とされ、第1転写ユニット3は第2転写ユニット4に対して離れる方向D1と近づく方向D2とを相互に移動可能とされる。なお、図2では、光学シートの非製造時において第1転写ユニット3が配置されるべき所定の準備位置に、当該第1転写ユニット3が配置されている状態が示されている。
図3は、第1実施形態における第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を側面方向から見た様子について模式的に示す図である。具体的には、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4における各ロールの軸に沿った方向から、当該ロールの側面が正面となるように、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を見た様子について模式的に示している。なお、図3では、光学シートの製造時において第1転写ユニット3が配置されるべき所定の位置に、当該第1転写ユニット3が配置されている状態が示されている。また、便宜上、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4における各ロールの軸は省略している。
図3に示すように、第1転写ユニット3が光学シートの製造位置に配置されている場合、第1転写ユニット3における第1ベルト34と第2転写ユニット4における第2ベルト44との所定部位に張力が加わるようになっている。
すなわち、第1加熱ロール31は第2加熱ロール41と所定距離を隔てて対向して配置され、第1冷却ロール32は第2冷却ロール42と所定距離を隔てて対向して配置される。
第1ベルト34は、第1ベルト34における型形成面と第2ベルト44における型形成面とが対面するように、第2ベルト44と対向して配置される。なお、型形成面とは、成形型が形成される側の表面を意味する。
また、第1加熱ロール31は、第2ベルト44のうち第1ベルト34と対向するベルト部分であって、当該第2ベルト44に第2加熱ロール41及び第2冷却ロール42が接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部PT2を、第2ベルト44の型形成面側から押圧する状態で配置される。
本実施形態の場合、第1加熱ロール31は、第1ベルト34、成形用樹脂Ax、及び第2ベルト44を介して、第2加熱ロール41及び第2冷却ロール42を押圧している。つまり、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41、及び、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42は第1ベルト34、成形用樹脂Ax、及び第2ベルト44を挟んで最も近づく位置で対向している。
このような第1加熱ロール31の押圧により第2ベルト非接触部PT2には張力が与えられる。このとき第2ベルト非接触部PT2は、第2加熱ロール41と第2冷却ロール42との接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロール31に沿って蛇行している。
なお、第2ベルト非接触部PT2は、第2加熱ロール41及び第2冷却ロール42の回転方向に沿って移動する第2ベルト44が第2加熱ロール41から離れ始める位置と、当該第2ベルト44が第2冷却ロール42に接触し始める直前の位置との区間のベルト部分ともいえる。
さらに、第2冷却ロール42は、第1ベルト34のうち第2ベルト44と対向するベルト部分であって、当該第1ベルト34に第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32が接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部PT1を、第1ベルト34の型形成面側から押圧する状態で配置される。
本実施形態の場合、第2冷却ロール42は、第2ベルト44、成形用樹脂Ax、及び第1ベルト34を順次介して、第1冷却ロール32を押圧する状態で配置される。つまり、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とは、第1ベルト34、成形用樹脂Ax、及び第2ベルト44を隙間なく挟んで最も近づく位置で対向している。
このような第2冷却ロール42の押圧により第1ベルト非接触部PT1には張力が与えられる。このとき第1ベルト非接触部PT1は、第1加熱ロール31と第1冷却ロール32の接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロール42に沿って蛇行している。
なお、第1ベルト非接触部PT1は、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32の回転方向に沿って移動する第1ベルト34が第1加熱ロール31から離れ始める位置と、当該第1ベルト34が第1冷却ロール32に接触し始める直前の位置との区間のベルト部分ともいえる。
このようにして光学シートの製造位置にある第1転写ユニット3の第1ベルト34と第2転写ユニット4の第2ベルト44との所定部位に、張力が加わるようになっている。
ところで、押出機10のダイス23から押し出される成形用樹脂Axは、第2ベルト44のうち第2加熱ロール41と接触する領域にダイス23から押し出され、シート状にされる。
この成形用樹脂Axは、第1ベルト34と第1加熱ロール31とが接触するベルト部分の型形成面と、第2ベルト44と第2加熱ロール41とが接触するベルト部分の型形成面との間に供給され、当該両表面で押圧される。
その後、成形用樹脂Axは、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれた状態で、第2ベルト44と第2冷却ロール42とが接触するベルト部分にまで進んで、当該第2冷却ロール42によって第2ベルト44側から冷却される。
続いて、成形用樹脂Axは、第1ベルト34と第1冷却ロール32とが接触するベルト部分にまで進んで、当該第1冷却ロール32によって第1ベルト34側から冷却される。
そして、成形用樹脂Axは、第1ベルト34の表面から離れて第2ベルト44の表面に付された状態で、さらに後段に進み、離型ロール45によって第2ベルト44の表面から離され、図示しない巻き取り部に巻き取られる。
次に、上述した製造装置1を用いた光学シートAの製造方法について説明する。
図4は、光学シートAの製造方法を示すフローチャートである。図4に示すように、本実施形態における光学シートの製造方法は、駆動工程P1、樹脂供給工程P2、エンボス工程P3、冷却工程P4及び剥離工程P5を主な工程として備える。なお、本実施形態において、各工程の一部は同時に進行する場合がある。
<駆動工程P1>
駆動工程P1は、樹脂供給ユニット2、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を駆動する工程である。すなわち、第1転写ユニット3が所定の準備位置から光学シート製造位置にまで移動され、当該第1転写ユニット3の第1ベルト34と第2転写ユニット4の第2ベルト44との所定部位に張力が加わる状態とされる。なお、この状態時における第1転写ユニット3の第1加熱ロール31、第1冷却ロール32及び第1ベルト34と、第2転写ユニット4の第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2ベルト44との配置関係は、上述したので省略する。
駆動工程P1は、樹脂供給ユニット2、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を駆動する工程である。すなわち、第1転写ユニット3が所定の準備位置から光学シート製造位置にまで移動され、当該第1転写ユニット3の第1ベルト34と第2転写ユニット4の第2ベルト44との所定部位に張力が加わる状態とされる。なお、この状態時における第1転写ユニット3の第1加熱ロール31、第1冷却ロール32及び第1ベルト34と、第2転写ユニット4の第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2ベルト44との配置関係は、上述したので省略する。
第1転写ユニット3では、第1加熱ロール31、第1冷却ロール32及び第1伸張ロール33が駆動され、それぞれのロールが同じ方向に回転させられる。これにより第1ベルト34は、一定の進行方向に沿って、第1加熱ロール31、第1冷却ロール32及び第1伸張ロール33の周囲を移動する。
また、第1加熱ロール31における所定の加熱機構が駆動され、当該第1加熱ロール31の少なくとも表面が加熱される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第1ベルト34において、第1加熱ロール31と接触する領域が加熱される。
さらに、第1冷却ロール32における所定の冷却機構が駆動され、当該第1冷却ロール32の少なくとも表面が冷却される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第1ベルト34において、第1冷却ロール32と接触する領域が冷却される。
また、第1加熱ロール31における所定の加熱機構が駆動され、当該第1加熱ロール31の少なくとも表面が加熱される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第1ベルト34において、第1加熱ロール31と接触する領域が加熱される。
さらに、第1冷却ロール32における所定の冷却機構が駆動され、当該第1冷却ロール32の少なくとも表面が冷却される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第1ベルト34において、第1冷却ロール32と接触する領域が冷却される。
第2転写ユニット4では、第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2伸張ロール43が駆動され、それぞれのロールが第1転写ユニット3の各ロール31〜33と逆方向に回転させられる。これにより第2ベルト44は、第1ベルト34と同じ進行方向に沿って、第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2伸張ロール43の周囲を移動する。
また、第2加熱ロール41における所定の加熱機構が駆動され、当該第2加熱ロール41の少なくとも表面が加熱される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第2ベルト44において、第2加熱ロール41と接触する領域が加熱される。
さらに、第2冷却ロール42における所定の冷却機構が駆動され、当該第2冷却ロール42の少なくとも表面が冷却される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第2ベルト44において、第1冷却ロール32と接触する領域が冷却される。
さらに、第1離型ロール45Aが第2加熱ロール41と同じ回転方向に回転するよう駆動され、当該回転方向とは逆の回転方向に第2離型ロール45Bが回転するよう駆動される。
また、第2加熱ロール41における所定の加熱機構が駆動され、当該第2加熱ロール41の少なくとも表面が加熱される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第2ベルト44において、第2加熱ロール41と接触する領域が加熱される。
さらに、第2冷却ロール42における所定の冷却機構が駆動され、当該第2冷却ロール42の少なくとも表面が冷却される。これにより一定の進行方向に沿って移動する第2ベルト44において、第1冷却ロール32と接触する領域が冷却される。
さらに、第1離型ロール45Aが第2加熱ロール41と同じ回転方向に回転するよう駆動され、当該回転方向とは逆の回転方向に第2離型ロール45Bが回転するよう駆動される。
樹脂供給ユニット2では、回転モータ25が駆動され、押出機10のシリンダー11内に設けられるスクリューが回転させられる。また、回転速度調整部24が駆動され、スクリューの回転速度が調整される。
<樹脂供給工程P2>
樹脂供給工程P2は、第1ベルト34と第2ベルト44との間にシート状の成形用樹脂Axを供給する工程である。すなわち、樹脂供給ユニット2の原料供給ホッパー21から押出機10のシリンダー11内に原料が供給され始める。これにより原料はシリンダー11内のスクリューの回転によって溶融して混練された後、シリンダー11にダイアダプタ22を介して連結されるダイス23でシート状の成形用樹脂Axとなる。そして、この成形用樹脂Axは、第2ベルト44のうち第2加熱ロール41と接触する領域にダイス23から押し出され、当該第2ベルト44における進行方向への移動により第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される。
樹脂供給工程P2は、第1ベルト34と第2ベルト44との間にシート状の成形用樹脂Axを供給する工程である。すなわち、樹脂供給ユニット2の原料供給ホッパー21から押出機10のシリンダー11内に原料が供給され始める。これにより原料はシリンダー11内のスクリューの回転によって溶融して混練された後、シリンダー11にダイアダプタ22を介して連結されるダイス23でシート状の成形用樹脂Axとなる。そして、この成形用樹脂Axは、第2ベルト44のうち第2加熱ロール41と接触する領域にダイス23から押し出され、当該第2ベルト44における進行方向への移動により第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される。
<エンボス工程P3>
エンボス工程P3は、成形用樹脂Axを軟化させてその表面に光学素子OEを形成する工程である。すなわち、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される成形用樹脂Axは、第1ベルト34と第2ベルト44とで挟み込まれる。このとき成形用樹脂Axは、第1加熱ロール31から第1ベルト34を介して与えられる熱と、第2加熱ロール41から第2ベルト44を介して与えられる熱とによりガラス転移温度以上とされて軟化する。これと同時に成形用樹脂Axは、第1加熱ロール31の押圧を受け、これにより第1ベルト34の型形成面と第2ベルト44の型形成面とに成形用樹脂Axが圧着され、当該成形用樹脂Axの表面には光学素子OEが形成される。
エンボス工程P3は、成形用樹脂Axを軟化させてその表面に光学素子OEを形成する工程である。すなわち、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される成形用樹脂Axは、第1ベルト34と第2ベルト44とで挟み込まれる。このとき成形用樹脂Axは、第1加熱ロール31から第1ベルト34を介して与えられる熱と、第2加熱ロール41から第2ベルト44を介して与えられる熱とによりガラス転移温度以上とされて軟化する。これと同時に成形用樹脂Axは、第1加熱ロール31の押圧を受け、これにより第1ベルト34の型形成面と第2ベルト44の型形成面とに成形用樹脂Axが圧着され、当該成形用樹脂Axの表面には光学素子OEが形成される。
なお、成形用樹脂Axが軟化したときの粘度は、10、000PaS(100,000ポイズ)以下、好ましくは5,000PaS(50,000ポイズ)以下とされることが好ましい。また、第1加熱ロール31の押圧力は、成形用樹脂Axの種類や、第1ベルト34や第2ベルト44の型形成面に施される成形型の形状等に依存するのであり、特に限定されるものではないが、成形用樹脂Axの幅に対して5〜100kg/cmであることが好ましく、10〜80kg/cmであることがより好ましい。また、第1ベルト34及び第2ベルト44の移動速度は、特に制限されるものではないが、1〜20m/minであることが好ましく、2〜10m/minであることがより好ましい。
<冷却工程P4>
冷却工程P4は、光学素子OEが形成された成形用樹脂Axを冷却する工程である。すなわち、成形用樹脂Axは、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間における第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれた状態のまま、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42との間に至る。このとき成形用樹脂Axは、第2冷却ロール42の押圧を受けて第1ベルト34の型形成面と第2ベルト44の型形成面とに圧着される。この状態において、成形用樹脂Axは、第1冷却ロール32及び第2冷却ロール42の双方によって第1ベルト34及び第2ベルト44を介して冷却される。
冷却工程P4は、光学素子OEが形成された成形用樹脂Axを冷却する工程である。すなわち、成形用樹脂Axは、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間における第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれた状態のまま、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42との間に至る。このとき成形用樹脂Axは、第2冷却ロール42の押圧を受けて第1ベルト34の型形成面と第2ベルト44の型形成面とに圧着される。この状態において、成形用樹脂Axは、第1冷却ロール32及び第2冷却ロール42の双方によって第1ベルト34及び第2ベルト44を介して冷却される。
<剥離工程P5>
剥離工程P5では、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれる成形用樹脂Axが、当該第1ベルト34及び第2ベルト44の一方から剥離される。本実施形態では、成形用樹脂Axは、第1ベルト34の表面から離れて第2ベルト44の表面に付された状態で、当該第2ベルト44の進行方向に沿って進み、離型ロール45によって第2ベルト44の表面から離される。その後、成形用樹脂Axは、図示しないリールに巻きとられた後に切断等の後処理が施され、図1に示すような光学シートAが得られる。
剥離工程P5では、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれる成形用樹脂Axが、当該第1ベルト34及び第2ベルト44の一方から剥離される。本実施形態では、成形用樹脂Axは、第1ベルト34の表面から離れて第2ベルト44の表面に付された状態で、当該第2ベルト44の進行方向に沿って進み、離型ロール45によって第2ベルト44の表面から離される。その後、成形用樹脂Axは、図示しないリールに巻きとられた後に切断等の後処理が施され、図1に示すような光学シートAが得られる。
以上のとおり本実施形態では、第2ベルト44をその表面側から押圧するように第1加熱ロール31が配置され、当該第2ベルト44に対向する第1ベルト34をその表面側から押圧するように第2冷却ロール42が配置されており、当該両ロールの間には他の押圧ロールが設けられていない。
すなわち、他の押圧ロールを設けない分だけ第1加熱ロール31と第2冷却ロール42とを近づけることができ、且つ第1ベルト34及び第2ベルト44に張力を与えることができる。このため、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42との間におけるベルト部分に張力を与えつつ、そのベルト部分で当該ロールから離れる領域を極力小さくすることができる。したがって、本実施形態の製造装置1及びその製造方法によれば、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42との間におけるベルト部分が撓み、成形用樹脂Axを介して接触していた第1ベルトと第2ベルトが離れることによる、第1ベルトと第2ベルトとの相対位置のずれを低減でき、この結果、設計値により近い光学シートAを得ることができる。
ところで、本実施形態の場合、第1加熱ロール31は、第1ベルト34、成形用樹脂Ax、及び第2ベルト44を介して、第2冷却ロール42を押圧する状態で配置されている。
このような配置状態では、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42とは、第1ベルト34、成形用樹脂Ax、及び第2ベルト44を挟んで最も近づく位置で対向する。このため、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42との間における第1ベルト34及び第2ベルト44のベルト部分は、当該ロールのいずれかと接触しており非接触箇所がない。このため、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42との間におけるベルト部分の相対位置がずれることを抑止することができ、この結果、設計値により近い光学シートAを得ることができる。
また本実施形態の場合、第2冷却ロール42は、第2ベルト44、成形用樹脂Ax、及び第1ベルト34を介して、第1冷却ロール32を押圧する状態で配置されている。
このような配置状態では、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とは第1ベルト34、成形用樹脂Ax、及び第2ベルト44を挟んで最も近い位置で対向する。このため、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42との間の第1ベルト34及び第2ベルト44のベルト部分は、当該ロールのいずれかと接触しており非接触箇所がない。したがって、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42との間におけるベルト部分の相対位置がずれることを抑止することができ、この結果、設計値により近い光学シートAを得ることができる。
なお、本実施形態における成形用樹脂Axは、第2ベルト44と第2冷却ロール42とが接触するベルト部分まで進んで冷却された後、第1ベルト34の表面から離れて第2ベルト44の表面に付された状態で進む。
したがって、成形用樹脂Axは、第1ベルト34の蛇行方向に沿って第1ベルト34から離れるため、第1ベルト34の蛇行方向に抗って第2ベルト44から離れる場合に比べて、成形用樹脂を剥離し易くできる。
また、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32を含む第1転写ユニット3が移動可能となる本実施形態の場合では、当該移動側の第1転写ユニット3の構成を簡易化できる点で有利となる。
また、第1加熱ロール31及び第1冷却ロール32を含む第1転写ユニット3が移動可能となる本実施形態の場合では、当該移動側の第1転写ユニット3の構成を簡易化できる点で有利となる。
(2)第2実施形態
次に、第2実施形態について詳細に説明する。ただし、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
次に、第2実施形態について詳細に説明する。ただし、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図5は、第2実施形態における光学シートの一例を示す断面図である。図5に示すように、本実施形態における光学シートEは、第1光学層B、第2光学層C及び第3光学層Dを順次積層した構成とされる。
第1光学層Bにおいて第2光学層Cに対向する面とは逆側の表面には光学素子OE1が多数形成され、第3光学層Dにおいて第2光学層Cに対向する面とは逆側の表面には光学素子OE2が多数形成されている。なお、光学素子OE1及びOE2の形状及び大きさは同じであっても異なっていても良い。
第1光学層B、第2光学層C及び第3光学層Dを構成する樹脂としては、例えば上記第1実施形態で上述したものが挙げられ、当該樹脂には上記第1実施形態と同様に可塑剤などが適宜混合される。
次に、本実施形態における光学シートEの製造装置について図6を用いて説明する。図6は、第2実施形態における第1転写ユニット及び第2転写ユニットを図3と同じ視点で模式的に示す図である。
図6に示すように、本実施形態における製造装置は、上記第1実施形態の樹脂供給ユニット2に代えて、シート供給リールRT1〜RT3を備えた点で、上記第1実施形態の製造装置1とは相違する。
シート供給リールRT1〜RT3は、固体シート状でなる成形用樹脂Bx〜Dxを送り出すものである。なお、シート供給リールRT1から送り出される成形用樹脂Bxは第1光学層Bとなる樹脂シートであり、シート供給リールRT2から送り出される成形用樹脂Cxは第2光学層Cとなる樹脂シートであり、シート供給リールRT3から送り出される成形用樹脂Dxは第3光学層Dとなる樹脂シートである。
また、本実施形態における製造装置は、上記第1実施形態の第1転写ユニット3に押圧ロール51を新たに設けるとともに、上記第1実施形態の第2転写ユニット4に押圧ロール52及び53を新たに設けた点で、上記第1実施形態の製造装置1とは相違する。
押圧ロール51〜53は、例えばゴム製でなり、当該押圧ロール51〜53には第1加熱ロール31又は第2加熱ロール41における加熱機構と、第1冷却ロール32又は第2冷却ロール42における冷却機構とは設けられていない。
押圧ロール51は、第1ベルト34において第1加熱ロール31と接触しているベルト部分の所定領域を押圧しており、この押圧ロール51と第1ベルト34との間にはシート供給リールRT1から成形用樹脂Bxが供給される。
押圧ロール52は、第2ベルト44において第2加熱ロール41と接触しているベルト部分の所定領域を押圧しており、この押圧ロール52と第2ベルト44との間にはシート供給リールRT2から成形用樹脂Cxが供給される。
押圧ロール53は、第2ベルト44において第2加熱ロール41と接触しているベルト部分のうち、押圧ロール52よりも第2ベルト44の進行方向とは逆方向の所定領域を押圧している。この押圧ロール53と第2ベルト44との間にはシート供給リールRT3から成形用樹脂Dxが供給される。
なお、上記第1実施形態における第2ベルト44の表面は、凹凸のない平面形状の光学素子の成形型とされていたが、本実施形態の場合、当該表面には凹凸を有する光学素子OE2の成形型が形成される。第1ベルト34の表面には、第1実施形態と同様に、凹凸を有する光学素子OE1の成形型が形成される。また、第1離型ロール45A及び第2離型ロール45Bは、上記第1実施形態では第1転写ユニット3に設けられていたが、本実施形態では第1転写ユニット3から第2転写ユニット4に変更されている。これら第1離型ロール45A及び第2離型ロール45Bによって第1ベルト34から剥離される成形用樹脂Bx〜Dxは隙間なく積層しているが、図6では、便宜上、当該成形用樹脂Bx〜Dxにおける各間が離れた状態で示されている。
このような本実施形態の製造装置を用いた光学シートの製造方法は、図7に示すフローチャートの手順にしたがって行われる。すなわち、図7に示すように、本実施形態における光学シートの製造方法は、駆動工程P11、樹脂供給工程P12、第1エンボス工程P13、積層工程P14、第2エンボス工程P15、冷却工程P16及び剥離工程P17を主な工程として備える。なお、本実施形態における各工程の一部は、上記第1実施形態と同様に、同時に進行する場合がある。
<駆動工程P11>
駆動工程P11は、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を駆動する工程である。すなわち、第1実施形態における駆動工程P1と同様にして第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4が駆動される。
駆動工程P11は、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4を駆動する工程である。すなわち、第1実施形態における駆動工程P1と同様にして第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4が駆動される。
具体的には第1転写ユニット3が所定の準備位置から光学シートの製造位置にまで移動される。また、第1加熱ロール31、第1冷却ロール32、第1伸張ロール33、第1離型ロール45A及び第2離型ロール45Bが駆動されるとともに、第1加熱ロール31における所定の加熱機構と第1冷却ロール32における所定の冷却機構とが駆動される。
さらに、第2転写ユニット4における第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2伸張ロール43が駆動されるとともに、第2加熱ロール41における所定の加熱機構と第2冷却ロール42における所定の冷却機構とが駆動される。
<樹脂供給工程P12>
樹脂供給工程P12は、第1ベルト34と押圧ロール51との間に成形用樹脂Bxを供給するとともに、第2ベルト44と押圧ロール53との間に成形用樹脂Dxを供給する工程である。
樹脂供給工程P12は、第1ベルト34と押圧ロール51との間に成形用樹脂Bxを供給するとともに、第2ベルト44と押圧ロール53との間に成形用樹脂Dxを供給する工程である。
すなわち、シート供給リールRT1から成形用樹脂Bxが送り出され、当該成形用樹脂が第1ベルト34と押圧ロール51との間に供給される。また、シート供給リールRT3から成形用樹脂Dxが送り出され、当該成形用樹脂が第2ベルト44と押圧ロール53との間に供給される。
<第1エンボス工程P13>
第1エンボス工程P13は、第1ベルト34と押圧ロール51との間に供給される成形用樹脂Bxの表面に第1ベルト34の型形成面を押しつけるともに、第2ベルト44と押圧ロール53との間に供給される成形用樹脂Dxの表面に第2ベルト44の型形成面を押しつける工程である。
第1エンボス工程P13は、第1ベルト34と押圧ロール51との間に供給される成形用樹脂Bxの表面に第1ベルト34の型形成面を押しつけるともに、第2ベルト44と押圧ロール53との間に供給される成形用樹脂Dxの表面に第2ベルト44の型形成面を押しつける工程である。
すなわち、第1ベルト34と押圧ロール51との間に供給される成形用樹脂Bxは、第1加熱ロール31から第1ベルト34を介して与えられる熱によりガラス転移温度以上とされて軟化する。このとき成形用樹脂Bxには、押圧ロール51の押圧を受けて第1ベルト34の型形成面が圧着され、当該成形用樹脂Bxの表面には第1ベルト34の成形型に対応する光学素子OE1が形成される。
一方、第2ベルト44と押圧ロール53との間に供給される成形用樹脂Dxは、第2加熱ロール41から第2ベルト44を介して与えられる熱によりガラス転移温度以上とされて軟化する。このとき成形用樹脂Dxには、押圧ロール53の押圧を受けて第2ベルト44の型形成面が圧着され、当該成形用樹脂Dxの表面には第2ベルト44の成形型に対応する光学素子OE2が形成される。
<積層工程P14>
積層工程P14は、成形用樹脂Dxのうち光学素子OE2が形成された面とは逆の面上に成形用樹脂Cxを積層する工程である。すなわち、シート供給リールRT2から成形用樹脂Cxが送り出され、当該成形用樹脂Cxが第2ベルト44と押圧ロール52との間に供給される。この成形用樹脂Cxは、第2ベルト44の進行方向への移動により、その第2ベルト44の型形成面に付された状態で押圧ロール53から出てきた成形用樹脂Dxの表面上に積層される。このとき、成形用樹脂Dxのうち光学素子OE2が形成された側とは反対側の面と成形用樹脂Cxの一面とが押圧ロール52の押圧を受けて圧着され、当該成形用樹脂Cxと成形用樹脂Dxとが一体化される。
積層工程P14は、成形用樹脂Dxのうち光学素子OE2が形成された面とは逆の面上に成形用樹脂Cxを積層する工程である。すなわち、シート供給リールRT2から成形用樹脂Cxが送り出され、当該成形用樹脂Cxが第2ベルト44と押圧ロール52との間に供給される。この成形用樹脂Cxは、第2ベルト44の進行方向への移動により、その第2ベルト44の型形成面に付された状態で押圧ロール53から出てきた成形用樹脂Dxの表面上に積層される。このとき、成形用樹脂Dxのうち光学素子OE2が形成された側とは反対側の面と成形用樹脂Cxの一面とが押圧ロール52の押圧を受けて圧着され、当該成形用樹脂Cxと成形用樹脂Dxとが一体化される。
<第2エンボス工程P15>
第2エンボス工程P15は、第1ベルト34と第2ベルト44との間に成形用樹脂Bx〜Dxを挟み込んで、当該第1ベルト34の型形成面を成形用樹脂Bxの表面に再び押しつけるとともに、第2ベルト44の型形成面を成形用樹脂Dxの表面に再び押しつける工程である。
第2エンボス工程P15は、第1ベルト34と第2ベルト44との間に成形用樹脂Bx〜Dxを挟み込んで、当該第1ベルト34の型形成面を成形用樹脂Bxの表面に再び押しつけるとともに、第2ベルト44の型形成面を成形用樹脂Dxの表面に再び押しつける工程である。
すなわち、第1エンボス工程P13を経た成形用樹脂Bxは、第1ベルト34の進行方向への移動により、その第1ベルト34の型形成面に付された状態で、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される。また、積層工程P14を経た成形用樹脂Cx及びDxは、第2ベルト44の進行方向への移動により、その第2ベルト44の型形成面に成形用樹脂Dxが付された状態で、第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される。
第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給される成形用樹脂Bx〜Dxは第1ベルト34と第2ベルト44とで挟み込まれる。このとき、成形用樹脂Bxの表面には第1ベルト34の型形成面が再び押しつけられるとともに、成形用樹脂Dxの表面に第2ベルト44の型形成面が再び押しつけられる。
さらに、積層工程P14で既に一体化した状態の成形用樹脂Cx及びDxにおける成形用樹脂Cx側の表面と、成形用樹脂Bxのうち光学素子OE1が形成された側とは反対側の面とが圧着される。これによりすべての成形用樹脂Bx〜Dxが一体化される。
<冷却工程P16>
冷却工程P16は、第2エンボス工程P15を経て一体化された成形用樹脂Bx〜Dxを冷却する工程である。すなわち、成形用樹脂Bx〜Dxは、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれた状態のまま、当該第1ベルト34及び第2ベルト44の進行方向への移動により、後段に進む。
冷却工程P16は、第2エンボス工程P15を経て一体化された成形用樹脂Bx〜Dxを冷却する工程である。すなわち、成形用樹脂Bx〜Dxは、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれた状態のまま、当該第1ベルト34及び第2ベルト44の進行方向への移動により、後段に進む。
具体的に成形用樹脂Bx〜Dxは、第2ベルト44と第2冷却ロール42とが接触するベルト部分にまで進んで、当該第2冷却ロール42によって第2ベルト44側から冷却される。続いて、成形用樹脂Bx〜Dxは、第1ベルト34と第1冷却ロール32とが接触するベルト部分にまで進んで、当該第1冷却ロール32によって第1ベルト34側から冷却される。
<剥離工程P17>
剥離工程P17では、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれる成形用樹脂Bx〜Dxが、当該第1ベルト34及び第2ベルト44の一方から剥離される。本実施形態では、第2エンボス工程P15を経て一体化された成形用樹脂Bx〜Dxは、第2ベルト44の表面から成形用樹脂Dx側が離れ、第1ベルト34の表面に付された状態で、離型ロール45に向かって進む。そして、成形用樹脂Bx〜Dxは、離型ロール45によって第2ベルト44の表面から離され、図示しないリールに巻き取られる。その後、成形用樹脂Bx〜Dxは、切断等の後処理が施され、図5に示すような光学シートEが得られる。
剥離工程P17では、第1ベルト34と第2ベルト44とに挟まれる成形用樹脂Bx〜Dxが、当該第1ベルト34及び第2ベルト44の一方から剥離される。本実施形態では、第2エンボス工程P15を経て一体化された成形用樹脂Bx〜Dxは、第2ベルト44の表面から成形用樹脂Dx側が離れ、第1ベルト34の表面に付された状態で、離型ロール45に向かって進む。そして、成形用樹脂Bx〜Dxは、離型ロール45によって第2ベルト44の表面から離され、図示しないリールに巻き取られる。その後、成形用樹脂Bx〜Dxは、切断等の後処理が施され、図5に示すような光学シートEが得られる。
以上のとおり本実施形態では、第1転写ユニット3における第1加熱ロール31、第1冷却ロール32及び第1ベルト34と、第2転写ユニット4における第2加熱ロール41、第2冷却ロール42及び第2ベルト44とが上記第1実施形態と同じ配置態様となっている。
したがって、上記第1実施形態において上述した場合と同様に、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42との間におけるベルト部分の相対位置がずれることを低減できる。この結果、本実施形態は、上記第1実施形態と同様に、設計値により近い光学シートを得ることができる。
ところで、本実施形態の場合、第1ベルト34において第1加熱ロール31と接触しているベルト部分の所定領域を押圧する押圧ロール51と、第1ベルト34との間に成形用樹脂Bxが供給されて、その成形用樹脂Bxの表面に第1ベルト34の成形型に対応する光学素子OE1が形成される。また、第2ベルト44において第2加熱ロール41と接触しているベルト部分の所定領域を押圧する押圧ロール53と、第2ベルト44との間に成形用樹脂Dxが供給されて、その成形用樹脂Dxの表面に第2ベルト44の成形型に対応する光学素子OE2が形成される。
その後、成形用樹脂Bx及びDxは、第1ベルト34と第2ベルト44との間に挟まれた状態で第1加熱ロール31と第2加熱ロール41との間に供給され、これらの加熱ロールの押圧を受けて成形型が再び押し付けられる。
このように本実施形態では、成形用樹脂Bx及びDxの表面に成形型を押圧する箇所が2箇所とされ、当該一方の箇所から他方の箇所に移動するときには第1ベルト34と第2ベルト44とで挟み込まれた状態にされる。したがって、本実施形態の場合、上記第1実施形態の場合に比べて、成形用樹脂Bx及びDxに対する成形型の転写性を向上することができる。
また本実施形態の場合、第2冷却ロール42に接触する第2ベルト部分にまで進んだ成形用樹脂Bx〜Dxは、第2ベルト44の表面から離れて第1ベルト34の表面に付された状態で後段に進む。
したがって、第2冷却ロール42に接触する第2ベルト部分にまで進んだ成形用樹脂Axが第1ベルト34の表面から離れて第2ベルト44の表面に付された状態で後段に進む第1実施形態に比べると、第1冷却ロール32による冷却期間を長くすることができる。したがって、第1実施形態に比べて離型ロール45から成形用樹脂Bx〜Dxを剥離し易くできる。
(3)他の実施形態
以上、第1実施形態及び第2実施形態が一例として説明された。しかしながら本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
以上、第1実施形態及び第2実施形態が一例として説明された。しかしながら本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記第1実施形態では、光学シートAにおける一方の表面に対して凹凸を有する光学素子OEが形成された。しかしながら、光学シートAにおける一方の表面とは逆側の他面にも凹凸を有する光学素子が形成されていても良い。なお、凹凸を有する光学素子を光学シートAの他面に形成する場合、その光学素子の形状や大きさは、光学シートAにおける一方の表面に形成される光学素子OEの形状や大きさと同じであっても異なっていても良い。また、凹凸を有する光学素子を光学シートAの他面に形成する場合、凹凸を有する光学素子の成形型が第2ベルト44の表面に形成される。
なお、第1ベルト34に形成される成形型と、第2ベルト44に形成される成形型との双方が凹凸を有する成形型とされる場合、第1ベルト34の凹凸の高低差は、第2ベルト44の凹凸の高低差よりも小さいことが好ましい。このような高低差が設けられた場合、第1ベルト34及び第2ベルト44のうち、成形用樹脂Axを剥離させる側となる第1ベルト34の凹凸の高低差が、当該成形用樹脂Axを剥離させない側となる第2ベルト44の凹凸よりも小さいことになる。このため、第1ベルト34及び第2ベルト44の凹凸の高低差が同程度である場合に比べると、第1ベルト34の表面から成形用樹脂Axを剥離し易くできる。
また、上記第1実施形態における第1冷却ロール32の表面温度は、第2冷却ロール42の表面温度よりも低いことが好ましい。このようにした場合、第1冷却ロール32及び第2冷却ロール42のうち、成形用樹脂Axを剥離させる側となる第1冷却ロール32の表面温度が、当該成形用樹脂Axを剥離させない側となる第2冷却ロール42の表面温度よりも低いことになる。このため、第1冷却ロール32及び第2冷却ロール42の表面温度が同程度である場合に比べると、成形用樹脂Axを剥離させるべき第1ベルト34の表面を速やかに冷却させることができ、当該第1ベルト34の表面から成形用樹脂Axを剥離し易くできる。
さらに、上記第1実施形態における第1加熱ロール31の表面温度は、第2加熱ロール41の表面温度よりも低いことが好ましい。このようにした場合、第1加熱ロール31及び第2加熱ロール41のうち、冷却ロール32及び42に近い側となる第1加熱ロール31の表面温度が、当該冷却ロール32及び42に遠い側となる第2加熱ロール41の表面温度よりも低いことになる。このため、第1加熱ロール31及び第2加熱ロール41の表面温度が同程度である場合に比べると、第1加熱ロール31に接触する第1ベルト34の表面を後段の冷却ロール32及び42によって速やかに冷却させることができ、当該第1ベルト34の表面から成形用樹脂Axを剥離し易くできる。
上記第2実施形態では、第1光学層Bにおいて第2光学層Cに対向する面とは逆側の表面、及び、第3光学層Dにおいて第2光学層Cに対向する面とは逆側の表面に対して凹凸を有する光学素子OEが形成された。しかしながら、第1光学層B又は第3光学層Dに形成される光学素子OEが省略されても良い。なお、第1光学層B又は第3光学層Dに形成される光学素子OEを省略する場合、第1ベルト34又は第2ベルト44の表面は凹凸のない平面形状の光学素子の成形型とされる。
なお、第1ベルト34に形成される成形型と、第2ベルト44に形成される成形型との双方が凹凸を有する成形型とされる場合、第1ベルト34の凹凸の高低差は、第2ベルト44の凹凸の高低差よりも大きいことが好ましい。このような高低差が設けられた場合、第1ベルト34及び第2ベルト44のうち、成形用樹脂Bx〜Dxを剥離させる側となる第2ベルト44の凹凸の高低差が、当該成形用樹脂Bx〜Dxを剥離させない側となる第1ベルト34の凹凸よりも小さいことになる。このため、第1ベルト34及び第2ベルト44の凹凸の高低差が同程度である場合に比べると、第2ベルト44の表面から成形用樹脂Bx〜Dxを剥離し易くできる。
また、上記第2実施形態における第1冷却ロール32の表面温度は、第2冷却ロール42の表面温度よりも高いことが好ましい。このようにした場合、第1冷却ロール32及び第2冷却ロール42のうち、成形用樹脂Bx〜Dxを剥離させる側となる第2冷却ロール42の表面温度が、当該成形用樹脂Bx〜Dxを剥離させない側となる第1冷却ロール32の表面温度よりも低いことになる。このため、第1冷却ロール32及び第2冷却ロール42の表面温度が同程度である場合に比べると、成形用樹脂Bx〜Dxを剥離させるべき第2ベルト44の表面を速やかに冷却させることができ、当該第2ベルト44の表面から成形用樹脂Bx〜Dxを剥離し易くできる。
さらに、上記第2実施形態における第1加熱ロール31の表面温度は、上記第1実施形態の場合と同様に、第2加熱ロール41の表面温度よりも低いことが好ましい。このようにした場合、上述したように、第1加熱ロール31及び第2加熱ロール41の表面温度が同程度である場合に比べると、第1加熱ロール31に接触する第1ベルト34の表面を後段の冷却ロール32及び42によって速やかに冷却させることができ、当該第1ベルト34の表面から成形用樹脂Bx〜Dxを剥離し易くできる。
上記第1及び第2実施形態では、第2冷却ロール42が、第2ベルト44、成形用樹脂及び第1ベルト34を順次介して第1冷却ロール32を押圧する状態で配置された。上述したように、このような配置状態では、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とは、第2ベルト44、成形用樹脂Ax及び第1ベルト34を挟んで最も近づく位置で対向している。このため、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42との間を進む第1ベルト34又は第2ベルト44が冷却ロール32及び42のいずれにも接触しない非接触区間がない。
しかしながら、この非接触区間が介在するように、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とを離しても良い。このような配置状態では、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とは、第2ベルト44、成形用樹脂Ax及び第1ベルト34を挟んで最も近づく位置で対向していない。
しかしながら、この非接触区間が介在するように、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とを離しても良い。このような配置状態では、第1冷却ロール32と第2冷却ロール42とは、第2ベルト44、成形用樹脂Ax及び第1ベルト34を挟んで最も近づく位置で対向していない。
また上記第1及び第2実施形態では、第1加熱ロール31が、第1ベルト34、成形用樹脂、及び第2ベルト44を介して第2冷却ロール42を押圧する状態で配置された。しかしながら、第1加熱ロール31が、第1ベルト34、成形用樹脂、及び第2ベルト44を介して第2冷却ロール42を押圧しない状態で配置されていても良い。つまり、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42との間を進む第1ベルト34及び第2ベルト44には、第1加熱ロール31と第2冷却ロール42のいずれにも接触しないロール非接触ベルト区間があっても良い。
その場合、ロール非接触ベルト区間の距離(長さ)は、第1ベルト34と第2ベルト44との相対位置ずれ防止の観点より、第1ベルト非接触部PT1の距離(長さ)又は第2ベルト非接触部PT2の距離(長さ)の半分以下である事が好ましい。このようにすることで、第1ベルトと第2ベルトとの相対位置のずれを低減でき、設計値により近い光学シートAを得ることができる。
その場合、ロール非接触ベルト区間の距離(長さ)は、第1ベルト34と第2ベルト44との相対位置ずれ防止の観点より、第1ベルト非接触部PT1の距離(長さ)又は第2ベルト非接触部PT2の距離(長さ)の半分以下である事が好ましい。このようにすることで、第1ベルトと第2ベルトとの相対位置のずれを低減でき、設計値により近い光学シートAを得ることができる。
上記第1及び第2実施形態では、第2転写ユニット4が固定とされ、第1転写ユニット3が第2転写ユニット4に対して離れる方向D1と近づく方向D2とを相互に移動可能とされた。しかしながら、第1転写ユニット3が固定とされ、第2転写ユニット4が第1転写ユニット3に対して離れる方向と近づく方向とを相互に移動可能とされても良い。また、第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4の双方が互いに離れる方向と近づく方向とを相互に移動可能とされても良く、当該第1転写ユニット3及び第2転写ユニット4の双方が固定とされても良い。
なお、光学シートの製造装置及び製造方法の各構成要素は、上記実施形態に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。
本発明は、光学シートを製造する場合に利用可能性がある。
1・・・光学シートの製造装置
2・・・樹脂供給ユニット
3・・・第1転写ユニット
4・・・第2転写ユニット
31・・・第1加熱ロール
32・・・第1冷却ロール
33・・・第1伸張ロール
34・・・第1ベルト
41・・・第2加熱ロール
42・・・第2冷却ロール
43・・・第2伸張ロール
44・・・第2ベルト
45・・・離型ロール
51〜53・・・押圧ロール
2・・・樹脂供給ユニット
3・・・第1転写ユニット
4・・・第2転写ユニット
31・・・第1加熱ロール
32・・・第1冷却ロール
33・・・第1伸張ロール
34・・・第1ベルト
41・・・第2加熱ロール
42・・・第2冷却ロール
43・・・第2伸張ロール
44・・・第2ベルト
45・・・離型ロール
51〜53・・・押圧ロール
Claims (14)
- 所定形状の成形型が施された表面を有し、第1加熱ロール及び第1冷却ロールに張り渡され、前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールの回転に応じて移動する第1ベルトと、
所定形状の成形型が施された表面を有し、第2加熱ロール及び第2冷却ロールに張り渡され、前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールの回転に応じて移動する第2ベルトと、
を備え、
前記第1加熱ロールは、前記第2加熱ロールと対向して配置され、
前記第1冷却ロールは、前記第2冷却ロールと対向して配置され、
前記第1ベルトは、前記第1ベルトの表面と前記第2ベルトの表面とが対面するように、前記第2ベルトと対向して配置され、
前記第1加熱ロールは、前記第2ベルトのうち前記第1ベルトと対向するベルト部分であって、前記第2ベルトに前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールが接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部を、前記第2ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第2ベルト非接触部は、第2加熱ロールと第2冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロールに沿って蛇行しており、
前記第2冷却ロールは、前記第1ベルトのうち前記第2ベルトと対向するベルト部分であって、前記第1ベルトに前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールが接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部を、前記第1ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第1ベルト非接触部は、第1加熱ロールと第1冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロールに沿って蛇行しており、
成形用樹脂は、前記第1ベルトのうち前記第1ベルトと前記第1加熱ロールとが接触するベルト部分の表面と、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2加熱ロールとが接触するベルト部分の表面との間に、供給されて、当該両表面で押圧された後、前記第1ベルトと前記第2ベルトとに挟まれた状態で後段に進む
ことを特徴とする光学シートの製造装置。 - 後段に進んだ前記成形用樹脂は、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2冷却ロールとが接触するベルト部分まで進み、冷却された後、第1ベルトの表面から離れて前記第2ベルトの表面に付された状態で、さらに後段に進む
ことを特徴とする請求項1に記載の光学シートの製造装置。 - 前記第2冷却ロールは、前記第2ベルト、前記成形用樹脂、及び前記第1ベルトを介して、前記第1冷却ロールを押圧する状態で配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の光学シートの製造装置。 - 前記第1加熱ロールは、前記第1ベルト、前記成形用樹脂、及び前記第2ベルトを介して、前記第2冷却ロールを押圧する状態で配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の光学シートの製造装置。 - 前記第1加熱ロールの表面温度は、前記第2加熱ロールの表面温度よりも低い
ことを特徴とする請求項1に記載の光学シートの製造装置。 - 前記第1冷却ロールの表面温度は、前記第2冷却ロールの表面温度よりも低い
ことを特徴とする請求項2に記載の光学シートの製造装置。 - 前記第1ベルトの表面の成形型は、平面形状又は凹凸形状であり、且つ前記第2ベルトの表面の成形型は、凹凸形状であり、
前記第1ベルトの凹凸の高低差は、前記第2ベルトの凹凸の高低差よりも小さい
ことを特徴とする請求項2に記載の光学シートの製造装置。 - 第1加熱ロール及び第1冷却ロールに張り渡され、前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールの回転に応じて移動する第1ベルトと、前記第1加熱ロールに対向する第2加熱ロール及び前記第1冷却ロールに対向する第2冷却ロールに張り渡され、前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールの回転に応じて移動する第2ベルトとの間に成形用樹脂を供給する樹脂供給工程と、
前記第1加熱ロール及び前記第2加熱ロールを用いて前記成形用樹脂を軟化させ、前記第1ベルトの表面に施された成形型及び前記第2ベルトの表面に施された成形型を用いて前記成形用樹脂に光学素子を形成するエンボス工程と、
前記第1冷却ロール及び前記第2冷却ロールを用いて前記光学素子が形成された成形用樹脂を冷却する冷却工程と
を備え、
前記第1加熱ロールは、前記第2ベルトのうち前記第1ベルトと対向するベルト部分であって、前記第2ベルトに前記第2加熱ロール及び前記第2冷却ロールが接触していないベルト部分である第2ベルト非接触部を、前記第2ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第2ベルト非接触部は、第2加熱ロールと第2冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第1加熱ロールに沿って蛇行しており、
前記第2冷却ロールは、前記第1ベルトのうち前記第2ベルトと対向するベルト部分であって、前記第1ベルトに前記第1加熱ロール及び前記第1冷却ロールが接触していないベルト部分である第1ベルト非接触部を、前記第1ベルトの表面側から押圧する状態で配置され、
前記第1ベルト非接触部は、第1加熱ロールと第1冷却ロールの接平面より当該両ロールの中心側に撓むように、第2冷却ロールに沿って蛇行しており、
成形用樹脂は、前記第1ベルトのうち前記第1ベルトと前記第1加熱ロールとが接触するベルト部分の表面と、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2加熱ロールとが接触するベルト部分の表面との間に、供給されて、当該両表面で押圧された後、前記第1ベルトと前記第2ベルトとに挟まれた状態で後段に進む
ことを特徴とする光学シートの製造方法。 - 後段に進んだ前記成形用樹脂は、前記第2ベルトのうち前記第2ベルトと前記第2冷却ロールとが接触するベルト部分まで進み、冷却された後、第1ベルトの表面から離れて前記第2ベルトの表面に付された状態で、さらに後段に進む
ことを特徴とする請求項8に記載の光学シートの製造方法。 - 前記第2冷却ロールは、前記第2ベルト、前記成形用樹脂、及び前記第1ベルトを介して、前記第1冷却ロールを押圧する状態で配置される
ことを特徴とする請求項8に記載の光学シートの製造方法。 - 前記第1加熱ロールは、前記第1ベルト、前記成形用樹脂、及び前記第2ベルトを介して、前記第2冷却ロールを押圧する状態で配置される
ことを特徴とする請求項8に記載の光学シートの製造方法。 - 前記第1加熱ロールの表面温度は、前記第2加熱ロールの表面温度よりも低い
ことを特徴とする請求項8に記載の光学シートの製造方法。 - 前記第1冷却ロールの表面温度は、前記第2冷却ロールの表面温度よりも低い
ことを特徴とする請求項9に記載の光学シートの製造方法。 - 前記第1ベルトの表面の成形型は、平面形状又は凹凸形状であり、且つ前記第2ベルトの表面の成形型は、凹凸形状であり、
前記第1ベルトの凹凸の高低差は、前記第2ベルトの凹凸の高低差よりも小さい
ことを特徴とする請求項9に記載の光学シートの製造方法。
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