(57)【要約】【課題】フィルムの面内テンション分布を塗布装置の稼動中にリアルタイムに測定し、その結果を塗布装置の流れ方向に直交する方向に並列して複数設けてあるテンションを制御する機構にフィードバックすることで、フィルムの面内テンション分布を均一化することができる機構とその機構を備えた塗布装置を提供すること。【解決手段】ロールツーロール方式の塗布装置における被塗布物であるフィルムの内部応力均一化機構であって、少なくとも、前記フィルムの内部応力分布を測定する計測部と、前記計測部の測定結果に従って前記フィルムの内部応力分布を均一に分布させる制御部と、からなることを特徴とする内部応力均一化機構。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールツーロール方式の加工装置におけるフィルムの内部応力均一化機構であって、少なくとも、
前記フィルムの内部応力分布を測定する計測部と、
前記計測部の測定結果に従って前記フィルムの内部応力分布を均一に分布させる制御部と、
前記計測部が取得したフィルムの内部応力分布に関する情報から、前記制御部を制御する信号を作り出すための演算とこの演算に基づいて前記制御部のコントロールを行うコントロール装置と、からなることを特徴とする内部応力均一化機構。
【請求項２】
計測部が、少なくとも、
単色光源と偏光板と１／４波長板と測定対象であるフィルムと１／４波長板と偏光板と撮像カメラとが、光軸を同一に、且つ、この順に備えていることを特徴とする請求項１に記載の内部応力均一化機構。
【請求項３】
制御部が、同一径の複数のロールを密接させたロールの集合体であって、
個々のロールは、独立して前記フィルムにかかるテンションを制御することが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の内部応力均一化機構。
【請求項４】
制御部が、同一径の複数のロールを密接させたロールの集合体であって、前記ロールの表面温度を独立に設定することができることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内部応力均一化機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内部応力均一化機構を備えたことを特徴とするロールツーロール方式の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムなどの高機能フィルムを製造するのに使用されるロールツーロール方式の塗布装置に関する。更には、製造中の光学フィルムにかかるテンションを均一化するための内部応力均一化機構とその内部応力均一化機構を使用した塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のロールツーロール方式の塗布装置は、フィルムにかかるテンションを測定することで、テンションロールを制御してフィルム全体にかかるテンションを制御し、適度なテンションを保ちながら、塗布を行っている。
【０００３】
しかしながら、光学フィルムに要求されるより高度な塗布膜の均一性を達成するためには、従来のフィルム全体にかかるテンションを１本のテンションロールで制御する方式では満足できない状況がでてきた。
【０００４】
フィルムそのものが持つ力学的な特性が均一でない場合やフィルム基材が受けた種々の履歴の違いによって生じる力学的な特性の不均一性がある場合、塗布装置によるフィルムの全体的なテンションの制御では、フィルムの波打ち、よれ、皺などの発生を十分に抑制できない場合が出てきた。
【０００５】
その為、更に細かいテンションコントロールが求められていた。しかしながら、従来技術の中には、その様な技術を見出すことは出来なかった。例えば、特許文献１には、ウェブ方式で印刷する印刷媒体の微小領域の応力分布や変化が速いテンション変動を測定する装置が開示されているが、その測定データを使用してテンションの均一化を行う技術については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、フィルムの応力分布を塗布装置の稼動中にリアルタイムに測定し、その結果を塗布装置の流れ方向に直交する方向に並列して複数設けてあるテンションを制御する機構にフィードバックすることで、フィルムの面内応力分布を均一化することができる機構とその機構を備えた塗布装置を提供することである。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ロールツーロール方式の加工装置におけるフィルムの内部応力均一化機構であって、少なくとも、
前記フィルムの内部応力分布を測定する計測部と、
前記計測部の測定結果に従って前記フィルムの内部応力分布を均一に分布させる制御部と、
前記計測部が取得したフィルムの内部応力分布に関する情報から、前記制御部を制御する信号を作り出すための演算とこの演算に基づいて前記制御部のコントロールを行うコントロール装置と、からなることを特徴とする内部応力均一化機構である。
【０００９】
また請求項２に記載の発明は、計測部が、少なくとも、
単色光源と偏光板と１／４波長板と測定対象であるフィルムと１／４波長板と偏光板と撮像カメラとが、光軸を同一に、且つ、この順に備えていることを特徴とする請求項１に記載の内部応力均一化機構である。
【００１０】
また請求項３に記載の発明は、制御部が、同一径の複数のロールを密接させたロールの集合体であって、
個々のロールは、独立して前記フィルムにかかるテンションを制御することが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の内部応力均一化機構である。
【００１１】
また請求項４に記載の発明は、制御部が、同一径の複数のロールを密接させたロールの集合体であって、前記ロールの表面温度を独立に設定することができることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内部応力均一化機構である。
【００１２】
また請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内部応力均一化機構を備えたことを特徴とするロールツーロール方式の塗布装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明になる内部応力均一化機構を備えたロールツーロール方式の塗布装置によれば、被塗布物であるフィルムにかかる内部応力を均一にすることが可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の内部応力均一化機構の一例を俯瞰的に示す概念図
【図２】本発明の内部応力均一化機構の内部応力制御部を構成する細分化されたテンション制御ローラの一例を示す概念図
【図３】本発明の内部応力均一化機構の全体像の一例を示す概念図
【図４】エキスパンダーロールの一例を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、ロールツーロール方式の塗布装置において、被塗布物であるフィルムに発生する不均一な内部応力に起因する波打ち、よれ、皴などの不具合を無くすため、従来は一本のテンションロールによって制御していたが、従来のテンションロールを細分化した形の構造にして、小さくなったテンションロール１つ１つの回転数またはトルクまたは抵抗力などの制御を行うことによって、フィルムの内部応力をより細かく制御可能とし、内部応力の均一化を達成するものである。
【００１６】
本発明の詳細について、図面を用いて詳しく説明する。
図１は、本発明の内部応力均一化機構を俯瞰的に、概念的に示したものである。フィルム３の内部応力分布を光学的に捉える撮像カメラ１０と単色光源１を、フィルム３を挟んで配置してある状況を示している。フィルム３の内部応力分布の状態を映像的に撮像カメラ１０で捉えるために、単色光源５側と撮像カメラ１０側に偏光板と１／４波長板が配置してある。これら全体で計測部を構成している。一方、この計測部で捉えたフィルム３の内部応力分布の画像から、内部応力制御部１を制御すべき信号を、図示していない制御装置にて作り出し、その信号によって内部応力制御部１を制御して、１つ１つの細分化されたテンション制御ローラ４とローラ２の間にかかるテンションを制御し、内部応力を均一化することで、波打ち、よれ、皴、凹凸、うねりなどの無いフィルム表面を維持し、均一な塗膜形成を可能とするものである。
【００１７】
図２は、本発明の内部応力均一化機構の内部応力制御部１だけを示した概念図である。図示したように、内部応力制御部１は、テンションローラを細分化した形のものであり、細
分化したテンションローラを複数個集合して１つのロールを構成している。１つ１つの細分化されたテンション制御ローラ４同士は、動的な摩擦係数を極力低減する為、ボールベアリングによって接触し、一定の隙間を保持している。ただし、動的な摩擦係数を小さくできればその手段は何でも良く、ボールベアリングに限定するものではない。例えば強力な磁石の反発力を使用して、１つ１つの細分化されたテンション制御ローラ４同士の非接触を保持することも可能である。
【００１８】
また１つ１つの細分化されたテンション制御ローラ４のテンション制御の方法についても各種の既存技術を適用することが可能である。例えば、モータを使用した回生制動では、モータの同期速度を越える高速回転域で、回転に抵抗するトルクが発生し、細分化されたテンション制御ローラ４とローラ２の間に加わる力を増減させることができる。この場合、細分化されたテンション制御ローラ４の１つ１つに直結するモータの同期速度を必要に応じて制御する必要がある。また電磁クラッチの原理を使用する方法では、回転速度とは独立に、摩擦力による回転に抵抗する力を発生させることができ、細分化されたテンション制御ローラ４とローラ２の間に加わる力を増減させることができる。
【００１９】
図３は、本発明の内部応力均一化機構の全体像の例を示した概念図である。内部応力制御部１からロール２を通ってフィルム３が流れている状況で、少なくとも単色光源５と偏光板６と１／４波長板７と１／４波長板８と偏光板９と撮像カメラ１０とから構成される計測部が、リアルタイムにフィルム３の全面の内部応力分布を画像として捉えることができる。
【００２０】
画像として捉えられた内部応力分布のデータから、内部応力制御部１を制御する信号に変換し、個々の細分化されたテンション制御ローラ４のトルクや摩擦による抵抗力を制御する図示していない制御部によって、フィルム３に発生する内部応力を均一に制御することが可能となる。制御部は市販のコンピュータを中心とした電子機器や電子回路技術を使用することによって作製することが可能である。また、画像として捉えられた内部応力分布のデータから、内部応力制御部１を制御する信号に変換する方法を作り上げることは、具体的には、個々の細分化されたテンション制御ローラ４の１つ１つに、画像として捉えられた内部応力分布のデータを使って、どのようなフィードバックをかけるか、というフィードバック制御システムの具体的なパラメータの設定であり、これは実験的な方法によって、適切なパラメータを設定することが可能である。
【００２１】
また、１つ１つの細分化されたテンション制御ローラ４の表面温度を、独立に制御可能にすることも可能である。このようにすることで、局所的にフィルム温度を上昇させることが可能となるため、フィルムの内部応力分布の均一化の手段を拡げることになる。
【００２２】
また、１つ１つの細分化されたテンション制御ローラ４の隙間を制御できる機構を備えることにより、フィルムの流れ方向と直交する方向の波打ちや皴を局所的に解消する手段を拡げることになる。
【００２３】
内部応力制御部１に、細分化されたテンション制御ローラ４の代わりに、ロールの湾曲状態を制御できるエキスパンダーロールを使用することも可能である。図４は、そのエキスパンダーロールの一例を示す概念図である。エキスパンダーロール１１はウェブの皴を取り除くための手段として知られているが、本発明の用に供するためには、計測部からの信号に対応して、エキスパンダーロールの湾曲の状態が制御可能なロール１２の湾曲状態を制御するための、コントロール装置に予め入力してある実験結果に基づく制御プログラムが備えられていることにより、使用可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・内部応力制御部
２・・・ローラ
３・・・フィルム
４・・・細分化されたテンション制御ローラ
５・・・単色光源
６、９・・・偏光板
７、８・・・１／４波長板
１０・・・撮像カメラ
１１・・・エキスパンダーロール
１２・・・湾曲の状態を制御可能なロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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