(57)【要約】【課題】フィルムの表面の凹凸と当該表面によって作用されるべたつきとの両方を計測することで、フィルムの触感をより適切に評価することができるようなフィルムの凹凸形成装置を提供する。【解決手段】フィルム２を搬送しながら当該フィルム２の表面に凹凸パターンを形成する凹凸形成部２０と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面の凹凸を計測する凹凸計測部３０と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面に接触すると共に、当該表面によって作用されるべたつきを計測するべたつき計測部４０と、を備えることを特徴とするフィルムの凹凸形成装置。【選択図】図１
2013253846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを搬送しながら当該フィルムの表面に凹凸パターンを形成する凹凸形成部と、
凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面の凹凸を計測する凹凸計測部と、
凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面に接触すると共に、当該表面によって作用されるべたつきを計測するべたつき計測部と、
を備えることを特徴とするフィルムの凹凸形成装置。
【請求項２】
前記べたつき計測部は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に接触して転がるローラと、当該ローラと一体に回転する回転軸と、当該回転軸に取付けられたトルクメータと、を有し、前記トルクメータが計測するトルクをべたつきの指標として計測するようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルムの凹凸形成装置。
【請求項３】
前記凹凸計測部は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に接触する接触子を有し、当該接触子の変位量に基づいて前記フィルムの表面の凹凸を計測するようになっている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムの凹凸形成装置。
【請求項４】
前記凹凸計測部により計測される前記フィルムの表面の凹凸、及び、前記べたつき計測部により計測される前記フィルムの表面によって作用されるべたつきに基づいて、前記フィルムの触感を評価する演算部を更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィルムの凹凸形成装置。
【請求項５】
凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面に押圧力を付与して、当該表面の弾性を計測する弾性計測部を更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルムの凹凸形成装置。
【請求項６】
前記弾性計測部は、
凹凸パターン形成後のフィルムの表面に押圧力を付与する押圧部と、
当該押圧部を支持する弾性部材と、
当該弾性部材を支持すると共に、フィルムの表面に対して進退移動可能な可動支持部と、
を有しており、
前記可動支持部がフィルムの表面に近づけられて前記押圧部が所定の深さだけ前記フィルムの表面に押し付けられることによって、前記弾性部材及び前記押圧部を介して前記フィルムの表面に押圧力が付与されるようになっており、
当該状態における前記弾性部材の長さと前記所定の深さとに基づいて、前記フィルムの表面の弾性を計測するようになっている
ことを特徴とする請求項５に記載のフィルムの凹凸形成装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記弾性計測部により計測される前記フィルムの表面の弾性にも基づいて、前記フィルムの触感を評価することができるようになっている
ことを特徴とする請求項５または６に記載のフィルムの凹凸形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの表面に凹凸パターンを形成する凹凸形成装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムの触感は、当該フィルムの表面を人が手で触れることにより、人の手の感覚に基づいて評価されていた。
【０００３】
近年、フィルムの物理特性と触感との関係についての解析が進み、フィルムの触感がフィルムの物理特性に基づいて評価されることが可能となってきている。例えば、非特許文献１によれば、フィルムの表面の凹凸や弾性といった物理特性を分析乃至統合することによって、フィルムの触感を評価可能（モデル化可能）である。
【０００４】
フィルムの物理特性を評価する装置としては、表面に凹凸パターンが形成されたフィルムの表面の凹凸を計測する光学式レーザ変位計が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】白土寛和、前野隆司、「材質と触感の関係」、ロボティクス・メカトロニクス講演会’０４講演論文集、日本機械学会出版、２００４−０６−１８、２００４巻（号）、ｐ．１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本件発明者らが、物理特性に基づいてフィルムの触感を評価すべく更に研究を重ねたところ、フィルムの触感は、フィルムの表面の凹凸のみならず当該表面によって作用されるべたつき（粘着性）をも考慮することで、より人の手の感覚に近い評価が可能となることを知見した。図４は、フィルムの触感を、フィルムの凹凸及びべたつきに基づいて分析した図である。本件発明者らの知見によれば、図４に示すように、フィルムの表面の凹凸が深く当該表面によって作用されるべたつきが大きい場合が、人が「べとべと」と評価する状態に対応しており、フィルムの表面の凹凸が浅く当該表面によって作用されるべたつきが小さい場合が、人が「さらさら」と評価する状態に対応している。一方、フィルムの表面の凹凸が深く当該表面によって作用されるべたつきが小さい場合が、人が「滑らか」と評価する状態に対応しており、フィルムの表面の凹凸が浅く当該表面によって作用されるべたつきが大きい場合が、人が「しっとり」と評価する状態に対応している。
【０００７】
本発明の目的は、フィルムの表面の凹凸と当該表面によって作用されるべたつきとの両方を計測することで、フィルムの触感をより適切に評価することができるようなフィルムの凹凸形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、フィルムを搬送しながら当該フィルムの表面に凹凸パターンを形成する凹凸形成部と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面の凹凸を計測する凹凸計測部と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面に接触すると共に、当該表面によって作用されるべたつきを計測するべたつき計測部と、を備えることを特徴とするフィルムの凹凸形成装置である。
【０００９】
本発明によれば、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面の凹凸を凹凸計測部により計測し、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面によって作用されるべたつきをべたつき計測部により計測することで、計測されたフィルムの表面の凹凸及び当該表面によって作用されるべたつきに基づいて、当該フィルムの触感をより適切に評価することができる。
【００１０】
好ましくは、前記べたつき計測部は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に接触して転がるローラと、当該ローラと一体に回転する回転軸と、当該回転軸に取付けられたトルクメータと、を有し、前記トルクメータが計測するトルクをべたつきの指標として計測するようになっている。この場合、フィルムの表面によって作用されるべたつきによって、フィルムの表面に接触して転がるローラに対して転がりを抑制させようとするトルクが掛かる。当該トルクは、ローラと一体に回転する回転軸を介して、当該回転軸に取付けられたトルクメータにより計測される。これにより、トルクメータが計測するトルクを、べたつきの指標として有効に計測することができる。
【００１１】
また、好ましくは、前記凹凸計測部は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に接触する接触子を有し、当該接触子の変位量に基づいて前記フィルムの表面の凹凸を計測するようになっている。この場合、接触子が凹凸パターン形成後のフィルムの表面に接触して、当該接触子の変位量に基づいてフィルムの表面の凹凸を計測するため、周囲の環境変化（温度、湿度等）が生じてしまっても当該凹凸計測部に計測誤差が生じることはない。すなわち、フィルムの表面の凹凸を安定して計測することができる。
【００１２】
また、好ましくは、本フィルムの凹凸形成装置は、前記凹凸計測部により計測される前記フィルムの表面の凹凸、及び、前記べたつき計測部により計測される前記フィルムの表面によって作用されるべたつきに基づいて、前記フィルムの触感を評価する演算部を更に備える。この場合、計測されるフィルムの表面の凹凸、及び、当該表面によって作用されるべたつきに基づいて、当該フィルムの触感を自動で評価することができる。
【００１３】
また、好ましくは、本フィルムの凹凸形成装置は、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面に押圧力を付与して、当該表面の弾性を計測する弾性計測部を更に備える。このような形態が採用されるならば、凹凸パターン形成後のフィルムの表面の弾性を弾性計測部により計測することで、フィルムの表面の弾性をも考慮して当該フィルムの触感を評価することができる。例えば、前記弾性計測部は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に押圧力を付与する押圧部と、当該押圧部を支持する弾性部材と、当該弾性部材を支持すると共に、フィルムの表面に対して進退移動可能な可動支持部と、を有しており、前記可動支持部がフィルムの表面に近づけられて前記押圧部が所定の深さだけ前記フィルムの表面に押し付けられることによって、前記弾性部材及び前記押圧部を介して前記フィルムの表面に押圧力が付与されるようになっており、当該状態における前記弾性部材の長さと前記所定の深さとに基づいて、前記フィルムの表面の弾性を計測するようになっている。このような形態により、弾性計測部を低コストで実現することができる。
【００１４】
このように、本フィルムの凹凸形成装置が弾性計測部を更に備える場合、前記演算部が、前記弾性計測部により計測される前記フィルムの表面の弾性にも基づいて、前記フィルムの触感を評価することができるようになっていることが好ましい。この場合、フィルムの表面の弾性をも考慮して、当該フィルムの触感を自動で評価することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面の凹凸を凹凸計測部により計測し、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルムの表面によって作用されるべたつきをべたつき計測部により計測することで、計測されたフィルムの表面の凹凸及び当該表面によって作用されるべたつきに基づいて、当該フィルムの触感をより適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態におけるフィルムの凹凸形成装置の概略図である。
【図２】図１の凹凸形成装置におけるべたつき計測部の構成を示す概略斜視図である。
【図３】図１の凹凸形成装置における弾性計測部の構成を示す概略図である。
【図４】フィルムの触感を、フィルムの凹凸及びべたつきに基づいて評価した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるフィルムの凹凸形成装置１の概略図である。図１に示すように、本実施の形態の凹凸形成装置１は、フィルム巻出用ローラ１１からフィルム２を引き出してフィルム巻取用ローラ１３まで案内するフィルム案内部１０と、フィルム２を搬送しながら当該フィルム２の表面に凹凸パターンを形成する凹凸形成部２０と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面の凹凸を計測する凹凸計測部３０と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面に接触すると共に、当該表面によって作用されるべたつきを計測するべたつき計測部４０と、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面に押圧力を付与して、当該表面の弾性を計測する弾性計測部５０と、を備えている。本実施の形態のフィルム２には、種々の凹凸形成対象物、例えば、樹脂フィルム、紙、金属箔が適用される。
【００１８】
凹凸形成部２０は、フィルム２の表面に転写される所定の凹凸パターンが形成された凹凸形成ローラ２１と、当該凹凸形成ローラ２１と対向するように配置されて当該凹凸形成ローラ２１との間でフィルム２を押圧する加圧ローラ２２と、により構成されている。凹凸形成ローラ２１と加圧ローラ２２は、フィルム２の搬送方向に対して直角かつ水平に回転可能に支持されている。
【００１９】
凹凸計測部３０には、フィルム２の表面の凹凸を計測可能な種々の変位計、例えばレーザ式変位計や接触式変位計が適用され得る。本実施の形態の凹凸計測部３０は、接触式変位計であり、凹凸パターン形成後のフィルム２の表面に接触する接触子３１と、当該接触子３１の変位量を自身のコイルに発生する誘起電圧を利用して計測する変位計測ユニット３２と、を有している。接触子３１は、変位計測ユニット３２側からフィルム２側に向けて先細になる円錐形部材で構成されており、フィルム２の表面の凹凸に精度よく倣うことができる。このような形態により、凹凸計測部３０は、当該接触子３１の変位量に基づいてフィルム２の表面の凹凸を精度よく計測できるようになっている。このような凹凸計測部３０として、例えばキーエンス社製接触式デジタル変位計ＡＴ−Ｖシリーズが用いられ得る。
【００２０】
次に、べたつき計測部４０について、図２を参照して説明する。図２は、図１の凹凸形成装置１におけるべたつき計測部４０の構成を示す概略斜視図である。べたつき計測部４０は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に接触して転がるローラ４１と、当該ローラ４１と一体に回転する回転軸４２と、当該回転軸４２に取付けられたトルクメータ４３と、を有している。
【００２１】
ローラ４１には、フィルム２の表面によって作用されるべたつきによって転がりを抑制させようとする微小なトルクが掛かる。そのため、ローラ４１は、この微小なトルクによって十分に転がりを抑制されるように、フィルム２との接触面積が大きい方が好ましい。具体的には、ローラ４１は、比較的ローラ径が大きくローラ幅も広いものがよい。ローラ４１の材質としては、例えば、天然ゴム、樹脂または金属が採用され得る。本実施の形態のローラ４１としては、当該ローラ４１に掛かるトルクによって十分に転がりを抑制される天然ゴムが採用されている。
【００２２】
本実施の形態のトルクメータ４３は、回転軸４２に取付けられたトルク検出シャフト（不図示）と、当該トルク検出シャフトに貼付けられた歪みゲージ（不図示）と、を有しており、当該歪みゲージによりトルク検出シャフトの歪を計測することで、回転軸４２（すなわち、ローラ４１）に掛かるトルクを計測するようになっている。このようなトルクメータ４３として、例えばミネベア社製低トルク用トルク変換器トルクメータＴＭＢＮシリーズが用いられ得る。
【００２３】
このような形態により、べたつき計測部４０は、トルクメータ４３が計測するトルクをべたつきの指標として計測するようになっている。
【００２４】
次に、弾性計測部５０について、図３を参照して説明する。図３は、図１の凹凸形成装置１における弾性計測部５０を示す概略図である。本実施の形態の弾性計測部５０は、凹凸パターン形成後のフィルムの表面に押圧力を付与する押圧部５１と、当該押圧部５１を支持する弾性部材５２と、当該弾性部材５２を支持すると共に、フィルム２の表面に対して進退移動可能な可動支持部５３と、を有している。
【００２５】
押圧部５１としては、例えば、弾性部材５２側からフィルム２側にかけて断面の形状が一定の直方体形部材、弾性部材５２側からフィルム２側に向けて先細になる円錐形部材、あるいは、弾性部材５２に回転可能に支持されるローラ部材が適用され得る。本実施の形態の押圧部５１としては、ローラ部材が適用されている。この場合、押圧部５１はフィルムの搬送に伴う移動に対して転がることができるため、フィルム２の表面が擦れてキズ付くことが抑制される。押圧部５１の材質としては、例えば、天然ゴム、樹脂または金属が採用され得る。
【００２６】
弾性部材５２としては、例えば、円筒状のゴム部材や金属製の板バネやコイルばねが採用され得る。本実施の形態の弾性部材５２としては、円筒状のゴム部材が採用されており、弾性部材５２のまわりには、ひずみゲージ５５が貼付けられている。当該ひずみゲージ５５により、弾性部材５２の変位を計測できるようになっている。
【００２７】
可動支持部５３には、取付孔５４が設けられており、当該取付孔５４内に送りねじ６１が挿入されている。この送りねじ６１は、凹凸形成装置１の固定部６３に設けられたねじ孔６４を貫通している。そして、送りねじ６１は、可動支持部５３に螺合されている止めねじ６２によって、可動支持部５３に対する送りねじ６１の軸方向の移動が規制されている。これにより、送りねじ６１が固定部６３のねじ孔６４に対して軸方向に移動すると、可動支持部５３も一体となって移動するようになっている。送りねじ６１の頭部には、手作業でネジの送り量を調整できる送り量調整つまみ６５が接続されている。もっとも、送りねじ６１の頭部には、電気制御回転可能な電動駆動部（例えば、電動モータ）が接続されていてもよい。
【００２８】
このような形態により、弾性計測部５０は、送り量調整つまみ６５を回動させられて、可動支持部５３が送りねじ６１を介してフィルム２の表面に近づけられると共に押圧部５１がフィルム２の表面に所定の深さだけ押し付けられることによって、弾性部材５２及び押圧部５１を介してフィルム２の表面に押圧力を付与するようになっている。そして、ひずみゲージ５５により計測されるこの状態における弾性部材５２の変位と、当該弾性部材５２の変位と送りねじ６１の送り量との差により算出された前記所定の深さと、に基づいて、弾性計測部５０は、フィルム２の表面の弾性を計測するようになっている。
【００２９】
また、図１に示すように、本実施の形態の凹凸形成装置１は、凹凸計測部３０により計測されるフィルム２の表面の凹凸、及び、べたつき計測部４０により計測されるフィルム２の表面によって作用されるべたつきに基づいて、フィルム２の触感を評価する演算部７０を更に備えている。
【００３０】
具体的には、図４に示すように、演算部７０は、フィルム２の表面の凹凸が深く当該表面によって作用されるべたつきが大きい場合には、人が「べとべと」と評価する状態であるとフィルム２の触感を評価し、フィルム２の表面の凹凸が浅く当該表面によって作用されるべたつきが小さい場合が、人が「さらさら」と評価する状態であるとフィルム２の触感を評価するようになっている。一方、演算部７０は、フィルム２の表面の凹凸が深く当該表面によって作用されるべたつきが小さい場合が、人が「滑らか」と評価する状態であるとフィルム２の触感を評価し、フィルム２の表面の凹凸が浅く当該表面によって作用されるべたつきが大きい場合が、人が「しっとり」と評価する状態であるとフィルム２の触感を評価するようになっている。
【００３１】
また、演算部７０は、弾性計測部５０により計測されるフィルム２の表面の弾性にも基づいて、フィルム２の触感を評価することができるようになっていてもよい。
【００３２】
次に、以上のような構成からなる本実施の形態の作用について、図１を参照しながら説明する。
【００３３】
フィルム２が、フィルム巻出用ローラ１１から連続的に引き出されて、凹凸形成部２０に案内される。凹凸形成部２０に案内されたフィルム２は、凹凸形成ローラ２１と加圧ローラ２２との間で押圧されると共に、当該フィルム２の表面に凹凸形成ローラ２１の凹凸パターンが転写（形成）される。
【００３４】
凹凸パターンが形成された搬送中のフィルム２は、凹凸計測部３０により、当該フィルム２の表面の凹凸を計測される。具体的には、凹凸計測部３０の接触子３１がフィルム２の表面に接触して、変位計測ユニット３２が当該接触子３１の変位量を自身のコイルに発生する誘起電圧を利用して計測する。
【００３５】
続いて、べたつき計測部４０が、凹凸パターンが形成された搬送中のフィルム２の表面に接触すると共に、当該表面によって作用されるべたつきを計測する。具体的には、フィルム２の表面によって作用されるべたつきによって、フィルム２の表面に接触して転がるローラ４１に対して転がりを抑制させようとするトルクが掛かる。当該トルクは、ローラ４１と一体に回転する回転軸４２を介して、当該回転軸４２に取付けられたトルクメータ４３によりべたつきの指標として計測される。
【００３６】
続いて、弾性計測部５０が、凹凸パターンが形成された搬送中のフィルム２の表面に押圧力を付与すると共に、当該表面の弾性ｕを計測する。具体的には、送り量調整つまみ６５が回動されて、可動支持部５３が送りねじ６１を介してフィルム２の表面に近づけられると共に、押圧部５１がフィルム２の表面に所定の深さｄだけ押し付けられる。これにより、弾性部材５２及び押圧部５１を介してフィルム２の表面に押圧力が付与される。そして、この状態における弾性部材５２の変位λがひずみゲージ５５により計測されて、当該弾性部材５２の変位λと可動支持部５３（送りねじ６１）の所定の送り量との差により、押圧部５１がフィルム２の表面に押し付けられた所定の深さｄが算出される。そして、弾性係数ｋからなる弾性部材５２の押圧力とフィルム２の表面からの反力が等しいことを利用して（ｋλ＝ｕｄ）、フィルム２の表面の弾性ｕが計測される。
【００３７】
そして、演算部７０によって、凹凸計測部３０により計測されたフィルム２の表面の凹凸、及び、べたつき計測部４０により計測されたフィルム２の表面によって作用されるべたつきに基づいて、フィルム２の触感が評価される。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、演算部７０によって、フィルム２の表面の凹凸が深く当該表面によって作用されるべたつきが大きい場合には、人が「べとべと」と評価する状態であるとフィルム２の触感が評価され、フィルム２の表面の凹凸が浅く当該表面によって作用されるべたつきが小さい場合には、人が「さらさら」と評価する状態であるとフィルム２の触感が評価される。一方、フィルム２の表面の凹凸が深く当該表面によって作用されるべたつきが小さい場合には、人が「滑らか」と評価する状態であるとフィルム２の触感が評価され、フィルム２の表面の凹凸が浅く当該表面によって作用されるべたつきが大きい場合には、人が「しっとり」と評価する状態であるとフィルム２の触感が評価される。
【００３９】
本発明によれば、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面の凹凸を凹凸計測部３０により計測し、凹凸パターン形成後の搬送中のフィルム２の表面によって作用されるべたつきをべたつき計測部４０により計測することで、計測されたフィルム２の表面の凹凸及び当該表面によって作用されるべたつきに基づいて、当該フィルム２の触感をより適切に評価することができる。
【００４０】
また、本実施の形態の凹凸計測部３０では、接触子３１が凹凸パターン形成後のフィルム２の表面に接触して、当該接触子３１の変位量に基づいてフィルム２の表面の凹凸を計測するため、周囲の環境変化（温度、湿度等）が生じてしまっても当該凹凸計測部３０に計測誤差が生じることはない。すなわち、フィルム２の表面の凹凸を安定して計測することができる。
【００４１】
また、本フィルムの凹凸形成装置１は演算部７０を更に備えるため、計測されるフィルム２の表面の凹凸、及び、当該表面によって作用されるべたつきに基づいて、当該フィルム２の触感を自動で評価することができる。
【００４２】
また、本フィルムの凹凸形成装置１は弾性計測部５０を更に備えるため、凹凸パターン形成後のフィルム２の表面の弾性を弾性計測部５０により計測することで、フィルム２の表面の弾性をも考慮して当該フィルム２の触感を評価することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１    凹凸形成装置
２    フィルム
１０  フィルム案内部
１１  フィルム巻出用ローラ
１３  フィルム巻取用ローラ
２０  凹凸形成部
２１  凹凸形成ローラ
２２  加圧ローラ
３０  凹凸計測部
３１  接触子
３２  変位計測ユニット
４０  べたつき計測部
４１  ローラ
４２  回転軸
４３  トルクメータ
５０  弾性計測部
５１  押圧部
５２  弾性部材
５３  可動支持部
５４  取付孔
５５  ひずみゲージ
６１  送りねじ
６２  止めねじ
６３  固定部
６４  ねじ孔
６５  送り量調整つまみ
７０  演算部
【図１】
2013253846.tif 000003
【図２】
2013253846.tif 000004
【図３】
2013253846.tif 000005
【図４】
2013253846.tif 000006