特許 5884596 微細構造転写フィルムの製造方法および製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5884596

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】微細構造転写フィルムの製造方法および製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 59/04 20060101AFI20160301BHJP

   G02B 5/02 20060101ALI20160301BHJP

   G02B 1/04 20060101ALI20160301BHJP

   B29L 7/00 20060101ALN20160301BHJP

【ＦＩ】

   B29C59/04 B

   G02B5/02 C

   G02B1/04

   B29L7:00

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-76496(P2012-76496)

(22)【出願日】2012年3月29日

(65)【公開番号】特開2013-203000(P2013-203000A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年3月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】末宗 徹也

(72)【発明者】

【氏名】箕浦 潔

【審査官】 大塚 徹

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭４８−０１４６７１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開平１０−２０２７２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ５９／０４

Ｂ２９Ｌ ７／００

Ｇ０２Ｂ １／０４

Ｇ０２Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱ロールと、冷却ロールと、該加熱ロールと該冷却ロールに懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型とを有する微細構造転写フィルムの製造装置を用い、少なくとも一方の面に被転写層を有するフィルムを、少なくとも以下の［Ｉ］〜［Ｖ］の工程を以下の［Ａ］〜［Ｃ］の制御の下でこの順に通すことにより加工する微細構造転写フィルムの製造方法。
［Ｉ］転写金型を、背面から加熱ロールで加熱する転写金型加熱工程
［ＩＩ］フィルムの被転写層と前記転写金型の微細構造を有する面とを対向させて、前記加熱ロールと平行に配置された、表面に弾性体の層を有するニップロールにより加圧し、前記フィルムと前記転写金型とを密着させる加圧密着工程
［ＩＩＩ］前記転写金型と前記フィルムを密着させた状態で冷却ロールまで搬送する搬送工程
［ＩＶ］前記冷却ロールで前記転写金型と前記フィルムを密着させた状態で前記転写金型側から冷却する冷却工程
［Ｖ］前記冷却ロールに近接して平行に配置され、前記冷却ロールと逆方向に回転する剥離ロールにより前記転写金型から前記フィルムを剥離するフィルム剥離工程
［Ａ］前記冷却ロールに、前記転写金型の搬送方向の位置を調整する手段と、前記転写金型に加わる張力を検出する手段とを設置し、前記転写金型に加わる張力を常に所定の範囲内となるように、前記冷却ロールの位置を制御する。
［Ｂ］前記転写金型に幅方向の位置を検出する蛇行検出センサーと、前記冷却ロールの角度を調整する手段とを設置し、前記転写金型の幅方向の位置が常に所定の範囲内となるように、前記冷却ロールの角度を制御する。
［Ｃ］前記フィルム剥離工程において、前記剥離ロールを、前記冷却ロールとの平行度を保持するように制御する。

【請求項2】

さらに以下の［Ｃ１］または［Ｃ２］を満たす条件の下で加工を行う請求項１に記載の微細構造転写フィルムの製造方法。
［Ｃ１］前記フィルムの幅が、前記転写金型の幅よりも広く、かつ、前記加圧密着工程において、前記フィルムの幅方向両端部が前記加熱ロールに対し離間している。
［Ｃ２］前記転写金型の幅が、前記フィルムの幅よりも広く、かつ、前記加圧密着工程において、前記フィルムが加圧される領域の幅が、前記フィルムの幅よりも狭い。

【請求項3】

前記冷却ロールの角度を調整する手段が、前記冷却ロールを支持する一方あるいは両方の軸受を、前記金型の搬送方向に移動させるものである請求項１または２に記載の微細構造転写フィルムの製造方法。

【請求項4】

前記冷却ロールの角度調整の分解能が０．００５度以下である請求項１〜３のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造方法。

【請求項5】

フィルムの被転写層のガラス転移温度をＴｇとしたとき、
前記転写金型加熱工程において、加熱後の前記転写金型の表面温度をＴｇ＋５０℃からＴｇ＋１００℃の範囲に、
前記加圧密着工程において、フィルムに負荷される線圧を４００ｋＮ／ｍ以上に、
前記冷却工程において、冷却後の前記転写金型表面温度をＴｇ−４０℃からＴｇ−１００℃の範囲に調整する請求項１〜４のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造方法。

【請求項6】

加熱ロールと、冷却ロールと、該加熱ロールと該冷却ロールに懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型とを有する微細構造転写フィルムの製造装置であって、少なくとも以下の［ｉ］〜［ｖ］の基本構成と、以下の［ａ］〜［ｃ］の制御手段を有する微細構造転写フィルムの製造装置。
［ｉ］転写金型の背面に接する前記加熱ロールに設けられた加熱手段
［ｉｉ］前記加熱ロールと、該加熱ロールと平行に配置され、表面に弾性体の層を有するニップロールと、前記加熱ロールと前記ニップロールの少なくとも一方に設けられた加圧機構とを備えた加圧手段
［ｉｉｉ］前記加熱ロールおよび／または前記冷却ロールを駆動させて、前記転写金型を搬送する搬送手段
［ｉｖ］前記転写金型の背面に接する冷却ロールに設けられた冷却手段
［ｖ］前記冷却ロールに近接して平行に配置され、前記冷却ロールと逆方向に回転する剥離ロールを備えた剥離手段
［ａ］前記転写金型を懸架する冷却ロールが前記転写金型の搬送方向にスライド可能な架台に設置されており、前記架台と前記架台をスライドさせる可動手段が荷重検出器を介して連結されており、前記荷重検出器から得られる前記転写金型に加わる張力が常に所定の範囲内となるように前記可動手段による前記架台のスライド量を調整する制御手段。
［ｂ］前記転写金型の幅方向位置を検出する蛇行検出センサーと、前記架台に設置された前記冷却ロールの角度を調整するロール傾動手段が設置されており、前記蛇行検出センサーから得られる前記転写金型の幅方向位置が常に所定の範囲内となるように前記冷却ロールの傾動量を調整する制御手段。
［ｃ］前記剥離ロールが、前記冷却ロールのロール傾動手段により、前記冷却ロールと同時に角度を調整される制御手段。

【請求項7】

さらに以下の［ｃ１］または［ｃ２］を満たす請求項６に記載の微細構造転写フィルムの製造装置。
［ｃ１］前記加熱ロールと前記転写金型との接触部の幅方向両端部において、幅方向外側でロール径が小さくなるように前記加熱ロールの表面に段差を有する。
［ｃ２］前記転写金型の幅が、前記ニップロールの幅よりも広い。

【請求項8】

前記架台をスライドさせる可動手段がサーボモーターと送りねじからなる請求項６または７に記載の微細構造転写フィルムの製造装置。

【請求項9】

前記架台をスライドさせる可動手段が流体圧シリンダからなる請求項６〜８のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造装置。

【請求項10】

前記冷却ロールのロール傾動手段が、サーボモーターと送りねじを用いて、前記冷却ロールを支持する一方あるいは両方の軸受を、前記金型の搬送方向に移動させる移動手段からなる請求項６〜９のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱可塑性フィルムの表面に微細な凹凸パターンを転写することにより微細構造転写フィルムを製造する方法およびその装置に関する。本方法により得られた微細構造転写フィルムは、拡散、集光、反射、透過等の光学的な機能を有する光学フィルム等、ミクロンサイズからナノサイズの微細構造をその表面に必要とする部材として用いられる。

【背景技術】

【0002】

プリズムシート、光拡散シート、レンズシート等の光学フィルムに用いられる光学フィルムの製造方法として、表面に微細な凹凸パターンが形成されているエンドレスベルト状の転写金型の表面に、フィルムを加圧し、該フィルムの表面に前記転写金型の微細な凹凸パターンを転写する方法がある。かかる方法は、長尺の熱可塑性材料からなるフィルムに適用可能であり、巻き出しから転写工程を経て巻き取りまで連続的に処理する装置が提案されている。

【0003】

特許文献１に、微細構造を表面に形成したエンドレスベルトからなる転写金型を適用して、加熱した前記転写金型に熱可塑性樹脂からなるフィルムを加圧してフィルム表面に微細凹凸構造を転写した後、前記転写金型を冷却してからフィルムを剥離する方法が記載されている。前記転写金型の加熱および冷却は、エンドレスベルトからなる前記転写金型を加熱ロールおよび冷却ロールと接触させることにより行われ、フィルムへの微細構造の転写は、加熱ロールと、加熱ロールと対向するニップロールとの間にエンドレスベルトからなる前記転写金型とフィルムを加圧することにより行われている。この構造では、転写時の温度と、剥離時の温度を独立に制御できるので、転写時の前記転写金型の温度を高く設定しても、剥離性が問題とならないので、高い精度での微細凹凸構造の転写が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４５００７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の微細構造転写フィルムの製造方法において、エンドレスベルトからなる転写金型が加熱工程における熱膨張によって伸びると、張力が低下して前記転写金型にたるみが生じ、フィルムと前記転写金型との密着状態の乱れによる成形不良や、前記転写金型とロールの間の空転といった問題が起きることがわかった。

【0006】

また成形開始前の予熱時や成形条件変更時など、前記転写金型の温度状態が変化する際に前記転写金型の幅方向で温度ムラが存在すると、熱膨張のばらつきにより、幅方向の張力不均一によって前記転写金型の蛇行が発生するという問題が生じることもわかった。

【0007】

本発明の目的はこれらの問題を解決することであり、少なくとも一方の面に被転写層を有するフィルムに、表面に微細構造を形成したエンドレスベルトからなる転写金型を押し当てて、フィルムの表面に微細構造を連続的に転写する微細構造転写フィルムの製造方法および製造装置において、成形中の前記転写金型の張力が変動することなく一定であり、前記転写金型の蛇行を抑え安定的に連続して成形できる微細構造転写フィルムの製造方法および製造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】

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。すなわち、
（１）加熱ロールと、冷却ロールと、該加熱ロールと該冷却ロールに懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型とを有する微細構造転写フィルムの製造装置を用い、少なくとも一方の面に被転写層を有するフィルムを、少なくとも以下の［Ｉ］〜［Ｖ］の工程を以下の［Ａ］〜［Ｃ］の制御の下でこの順に通すことにより加工する微細構造転写フィルムの製造方法。
［Ｉ］転写金型を、背面から加熱ロールで加熱する転写金型加熱工程
［ＩＩ］フィルムの被転写層と前記転写金型の微細構造を有する面とを対向させて、前記加熱ロールと平行に配置された、表面に弾性体の層を有するニップロールにより加圧し、前記フィルムと前記転写金型とを密着させる加圧密着工程
［ＩＩＩ］前記転写金型と前記フィルムを密着させた状態で冷却ロールまで搬送する搬送工程
［ＩＶ］前記冷却ロールで前記転写金型と前記フィルムを密着させた状態で前記転写金型側から冷却する冷却工程
［Ｖ］前記冷却ロールに近接して平行に配置され、前記冷却ロールと逆方向に回転する剥離ロールにより前記転写金型から前記フィルムを剥離するフィルム剥離工程
［Ａ］前記冷却ロールに、前記転写金型の搬送方向の位置を調整する手段と、前記転写金型に加わる張力を検出する手段とを設置し、前記転写金型に加わる張力を常に所定の範囲内となるように、前記冷却ロールの位置を制御する。
［Ｂ］前記転写金型に幅方向の位置を検出する蛇行検出センサーと、前記冷却ロールの角度を調整する手段とを設置し、前記転写金型の幅方向の位置が常に所定の範囲内となるように、前記冷却ロールの角度を制御する。
［Ｃ］前記フィルム剥離工程において、前記剥離ロールを、前記冷却ロールとの平行度を保持するように制御する。

【0009】

（２）さらに以下の［Ｃ１］または［Ｃ２］を満たす条件の下で加工を行う（１）に記載の微細構造転写フィルムの製造方法。
［Ｃ１］前記フィルムの幅が、前記転写金型の幅よりも広く、かつ、前記加圧密着工程において、前記フィルムの幅方向両端部が前記加熱ロールに対し離間している。
［Ｃ２］前記転写金型の幅が、前記フィルムの幅よりも広く、かつ、前記加圧密着工程において、前記フィルムが加圧される領域の幅が、前記フィルムの幅よりも狭い。

【0011】

（３）前記冷却ロールの角度を調整する手段が、前記冷却ロールを支持する一方あるいは両方の軸受を、前記金型の搬送方向に移動させるものである（１）または（２）に記載の微細構造転写フィルムの製造方法。
（４）前記冷却ロールの角度調整の分解能が０．００５度以下である（１）〜（３）のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造方法。
（５）フィルムの被転写層のガラス転移温度をＴｇとしたとき、
前記転写金型加熱工程において、加熱後の前記転写金型の表面温度をＴｇ＋５０℃からＴｇ＋１００℃の範囲に、
前記加圧密着工程において、フィルムに負荷される線圧を４００ｋＮ／ｍ以上に、
前記冷却工程において、冷却後の前記転写金型表面温度をＴｇ−４０℃からＴｇ−１００℃の範囲に調整する（１）〜（４）のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造方法。
（６）加熱ロールと、冷却ロールと、該加熱ロールと該冷却ロールに懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型とを有する微細構造転写フィルムの製造装置であって、少なくとも以下の［ｉ］〜［ｖ］の基本構成と、以下の［ａ］〜［ｃ］の制御手段を有する微細構造転写フィルムの製造装置。
［ｉ］転写金型の背面に接する前記加熱ロールに設けられた加熱手段
［ｉｉ］前記加熱ロールと、該加熱ロールと平行に配置され、表面に弾性体の層を有するニップロールと、前記加熱ロールと前記ニップロールの少なくとも一方に設けられた加圧機構とを備えた加圧手段
［ｉｉｉ］前記加熱ロールおよび／または前記冷却ロールを駆動させて、前記転写金型を搬送する搬送手段
［ｉｖ］前記転写金型の背面に接する冷却ロールに設けられた冷却手段
［ｖ］前記冷却ロールに近接して平行に配置され、前記冷却ロールと逆方向に回転する剥離ロールを備えた剥離手段
［ａ］前記転写金型を懸架する冷却ロールが前記転写金型の搬送方向にスライド可能な架台に設置されており、前記架台と前記架台をスライドさせる可動手段が荷重検出器を介して連結されており、前記荷重検出器から得られる前記転写金型に加わる張力が常に所定の範囲内となるように前記可動手段による前記架台のスライド量を調整する制御手段。
［ｂ］前記転写金型の幅方向位置を検出する蛇行検出センサーと、前記架台に設置された前記冷却ロールの角度を調整するロール傾動手段が設置されており、前記蛇行検出センサーから得られる前記転写金型の幅方向位置が常に所定の範囲内となるように前記冷却ロールの傾動量を調整する制御手段。
［ｃ］前記剥離ロールが、前記冷却ロールのロール傾動手段により、前記冷却ロールと同時に角度を調整される制御手段。
（７）さらに以下の［ｃ１］または［ｃ２］を満たす（６）に記載の微細構造転写フィルムの製造装置。
［ｃ１］前記加熱ロールと前記転写金型との接触部の幅方向両端部において、幅方向外側でロール径が小さくなるように前記加熱ロールの表面に段差を有する。
［ｃ２］前記転写金型の幅が、前記ニップロールの幅よりも広い。
（８）前記架台をスライドさせる可動手段がサーボモーターと送りねじからなる（６）または（７）に記載の微細構造転写フィルムの製造装置。
（９）前記架台をスライドさせる可動手段が流体圧シリンダからなる（６）〜（８）のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造装置。
（１０）前記冷却ロールのロール傾動手段が、サーボモーターと送りねじを用いて、前記冷却ロールを支持する一方あるいは両方の軸受を、前記金型の搬送方向に移動させる移動手段からなる（６）〜（９）のいずれかに記載の微細構造転写フィルムの製造装置。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、少なくとも一方の面に被転写層を有するフィルムに、表面に微細構造を形成したエンドレスベルトからなる転写金型を押し当てて、フィルムの表面に微細構造を連続的に転写する微細構造転写フィルムの製造方法および製造装置において、転写金型の張力変動や蛇行を抑え、安定的に高い生産性で高性能な微細構造転写フィルムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の適用対象である微細構造転写フィルムの製造装置の主要部分を、フィルム幅方向から見た概略図である。

【図2】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の張力制御および蛇行防止機構の第１の実施形態を示す概略平面図である。

【図3】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の張力制御および蛇行防止機構の第１の実施形態を、フィルム幅方向から見た概略側面図である。

【図4】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の張力制御および蛇行防止機構の第２の実施形態を示す概略平面図である。

【図5】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置の好ましい態様において、加熱ロールと、加熱ロールに対向するニップロールにより、フィルムが転写金型に加圧される状態を、フィルムの搬送方向から見た概略側面図である。

【図6】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置の別の好ましい態様において、加熱ロールと、加熱ロールに対向するニップロールにより、フィルムが転写金型に加圧される状態を、フィルムの搬送方向から見た概略側面図である。

【図7】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の張力制御および蛇行防止機構の第３の実施形態を示す概略平面図である。

【図8】本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の張力制御および蛇行防止機構の第３の実施形態を、フィルム幅方向から見た概略側面図である。

【図9】蛇行検出センサーによる転写金型の幅方向位置測定方法の概略側面図である。

【図10】本発明の一実施形態における、ニップロール表面の弾性体の層の変形量を示すための概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の微細構造転写フィルムの製造装置は、加熱ロールと、冷却ロールと、該加熱ロールと該冷却ロールに懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型とを有する微細構造転写フィルムの製造装置であって、少なくとも以下の［ｉ］〜［ｖ］の基本構成と、以下の［ａ］［ｂ］の制御手段を有するものである。
［ｉ］転写金型の背面に接する加熱ロールに設けられた加熱手段
［ｉｉ］前記加熱ロールと、加熱ロールと平行に配置され表面に弾性体の層を有するニップロールと、前記両ロールの少なくとも一方に設けられた加圧機構とを備えた加圧手段
［ｉｉｉ］前記加熱ロールおよび／または前記冷却ロールを駆動させて、前記転写金型を搬送する搬送手段
［ｉｖ］前記転写金型の背面に接する冷却ロールに設けられた冷却手段
［ｖ］前記冷却ロールに近接して平行に配置され、前記冷却ロールと逆方向に回転する剥離ロールを少なくとも備えた剥離手段
［ａ］前記転写金型を懸架する冷却ロールが前記転写金型の搬送方向にスライド可能な架台に設置されており、前記架台と前記架台をスライドさせる可動手段が荷重検出器を介して連結されており、前記荷重検出器から得られる前記転写金型に加わる張力が常に所定の範囲内となるように前記可動手段による前記架台のスライド量を調整する制御手段
［ｂ］前記転写金型の幅方向位置を検出する蛇行検出センサーと、前記架台に設置された前記冷却ロールの角度を調整するロール傾動手段が設置されており、前記蛇行検出センサーから得られる前記転写金型の幅方向位置が常に所定の範囲内となるように前記冷却ロールの傾動量を調整する制御手段
［微細構造転写フィルムの製造装置の基本構成］
図１に、本発明の実施形態を示すため、本発明の適用対象である微細構造転写フィルムの製造装置１の主要部分（基本構成）をフィルム幅方向から見た概略断面図を示す。

【0015】

図１に示すように、本発明の適用対象である微細構造転写フィルムの製造装置１の主要部分は、以下のとおりである。加熱ロール４と、冷却ロール５と、該加熱ロール４と該冷却ロール５に懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状である転写金型３とから構成される。該転写金型３の背面に接する加熱ロール４に加熱手段（図示せず）が設けられており、転写金型加熱工程が、実行される。前記加熱ロール４と、該加熱ロール４と平行に配置され、表面に弾性体の層１０を有するニップロール６と、前記ニップロール６に設けられた加圧機構１２とを備えた加圧手段とを有し、これにより、フィルム２の被転写層が設けられている面２ａと前記転写金型３の微細構造を有する面３ａとを対向させて、前記加熱ロールと平行に配置された、表面に弾性体の層を有するニップロール６により加圧し、前記フィルム２と前記転写金型３とを密着させる加圧密着工程が実行される。加圧機構１２は、図１では、ニップロール６にのみ設けられているが、加熱ロール４のみに設けても、加熱ロール４とニップロール６の両ロールに設けられていても良い。前記加熱ロール４および／または前記冷却ロール５は駆動させて、前記転写金型３を搬送する搬送手段としての機能を有し、前記転写金型３と前記フィルム２を密着させた状態で冷却ロール５まで搬送する搬送工程が実行される。また、前記転写金型３の背面に接する冷却ロール５には冷却手段（図示せず）が設けられており、これにより、前記冷却ロール５で前記転写金型３と前記フィルム２を密着させた状態で前記転写金型３側から冷却する冷却工程が実行される。また、前記フィルム２を前記転写金型３より剥離する剥離手段として、前記冷却ロール５に近接して平行に配置され、前記冷却ロール５と逆方向に回転する剥離ロール７を備えており、これにより、前記転写金型３から前記フィルム２を剥離するフィルム剥離工程が実行される。また、フィルムの搬送装置として、巻出ロール８、巻取ロール９を備えていることが好ましく、さらに、必要に応じて図示しないガイドロールを１本ないしは複数本備えていても良い。
［転写金型の張力制御および蛇行防止機構］
本発明の特徴部分である、エンドレスベルト状の転写金型の張力制御および蛇行防止機構について図面を用いて詳細に説明する。

【0016】

本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の張力制御および蛇行防止機構の第１の実施形態の概略平面図を図２に、フィルム幅方向から見た概略側面図を図３に示す。
［張力制御機構］
エンドレスベルト状の転写金型３が加熱ロール４と冷却ロール５に懸架されていることは、前述のとおりであるが、本発明において、前記転写金型３を懸架する冷却ロール５は前記転写金型の搬送方向にスライド可能な架台１５上に設置されており、前記架台１５と前記架台１５をスライドさせる可動手段１９が荷重検出器２０を介して連結されている。そして、前記荷重検出器２０から得られる前記転写金型３に加わる張力が常に所定の範囲内となるように前記可動手段１９によって前記架台１５のスライド量を調整する制御手段を構成している。このように、前記可動手段１９を前記転写金型の搬送方向の位置を調整する手段として、前記荷重検出器２０を前記転写金型に加わる張力を検出する手段として設置されていることから、これ他を用いて前記転写金型に加わる張力を常に所定の範囲内となるように、前記冷却ロールの位置を制御することができる。かかる制御は、手動でも自動でも行うことができるが、自動で行うことが好ましい。前記架台１５の移動はサーボモーター１７と送りねじ１８からなる可動手段１９によってなされることが好ましい。また可動手段１９の別の例として前記架台１５の移動は油圧や空気圧を作動流体とする流体圧シリンダ（図４の符号２５）からなる可動手段１９によってなされることもまた好ましい。
［蛇行防止機構］
本発明の微細構造転写フィルムの製造装置における、転写金型の蛇行防止機構としては、前記転写金型３の幅方向位置を検出する蛇行検出センサー２４と、前記架台１５に設置された前記冷却ロール５の角度を調整する冷却ロール傾動手段２３が設置されており、前記蛇行検出センサー２４から得られる前記転写金型３の幅方向位置が常に所定の範囲内となるように前記冷却ロール５の傾動量を調整する制御手段を有するものである。ここで、冷却ロール傾動手段２３として、例えば、冷却ロール５の両端を支持する軸受１３、１４のうち、一方あるいは両方の軸受を架台１５上で転写金型３の搬送方向に移動させる移動手段を有しており、これにより前記冷却ロールの角度を調整するものが挙げられる。図２および図３に示す態様においては、一方の軸受１４に移動手段を有する例を示している。かかる移動手段として、軸受１４をサーボモーター２１と送りねじ２２を組み合わせた移動手段２３を用いることが好ましい。このような機構を有することにより、転写金型３の幅方向位置が蛇行によってずれた際に、この軸受１４の移動によって冷却ロール５が軸受１３を支点に傾動し、転写金型３の幅方向位置が常に所定の範囲内となるように調整することができる。転写金型３の幅方向位置のずれは前記蛇行検出センサー２４によって検出され、そのずれ量に応じて冷却ロール傾動手段２３の移動量が制御され、冷却ロール５が傾動して転写金型３の幅方向位置が常に所定の範囲内となるように維持される。かかる制御は、手動でも自動でも行うことができるが、自動で行うことが好ましい。

【0017】

従来技術では、転写金型３を懸架する際の冷却ロール５の固定位置で転写金型３の張力を調整するとともに、運転前の静止時に加熱ロール４と冷却ロール５の平行度を高精度に合わせて固定することで蛇行の発生を防止してきた。しかしながら、その場合、組立調整時の常温の状態では望んだ張力で蛇行の発生無しに運転できても、微細構造転写フィルムの製造のために加熱していった場合に、転写金型３の熱膨張による張力変動や蛇行の発生は防止できなかった。このように熱による蛇行が発生した場合に、微細構造転写フィルムの製造時の装置が運転状態にあるときにロールの固定位置を調整するのは危険を伴い、仮に調整できたとしても、転写金型３が熱膨張で伸びた状態に合わせて張力を調整した場合、微細構造転写フィルムの製造が終了して常温に戻ったときに転写金型３に過剰な張力が加わり寿命を縮めるという問題があった。

【0018】

本発明では、転写金型３を懸架するロールの一方である冷却ロール５を転写金型３の搬送方向に移動可能な架台１５上に設置するとともに、荷重検出器２０によって転写金型３に加わる張力を検出し、可動手段１９で位置を制御することで、転写金型３の熱膨張による周長の変化に関わらず転写金型３の張力を常に所定の範囲内となるように保つことができる。また、冷却ロール５を架台１５上で傾動させる機構と、転写金型３の幅方向位置を検出するセンサーを備え、転写金型３の蛇行を防止することができる。そして、本発明の最大の特徴として、これらの転写金型３の張力制御および蛇行防止を微細構造転写フィルムの製造をしながら行うことができる。その結果、微細構造転写フィルムの製造時の転写金型３の張力変動や蛇行などのばらつきを抑え、高精度な微細構造転写フィルムを安定して高い生産性で製造することが可能となる。

【0019】

図４に本発明の第２の構成例を示す。架台１５と流体圧シリンダ２５が荷重検出器２０を介して連結されており、荷重検出器２０にて検出された値に応じて流体圧シリンダ２５の圧力が制御される。可動手段に流体圧シリンダを使用する場合も荷重検出器を連結する理由は、シリンダの劣化による摺動抵抗の変動や作動流体の圧力不安定によらずに転写金型３の張力を一定にするため、および、転写金型の張力を視覚的にわかりやすく表示するためである。また、図４の構成例は、冷却ロール５を支持する軸受１３、１４の両方をそれぞれ架台１５上で移動可能とした場合を示す。これにより、一方の軸受のみを移動可能とした場合よりも、より微細な精度で冷却ロール５の角度を調整することが可能となる。
［加圧部の構成による蛇行防止］
上記の冷却ロール５の移動および傾動に加え、転写金型３の蛇行防止においては、転写金型３だけでなくフィルム２の蛇行も防止することが好ましい。転写金型３がフィルム２と密着したまま搬送する搬送工程において、フィルム２の蛇行に引っ張られて転写金型３が一緒に蛇行してしまう場合があるためである。発明者らは、加圧密着工程においてフィルム２が高温の加熱ロール４に直接接触すると、フィルム２と加熱ロール４が局所的に粘着し、フィルム２の搬送張力が幅方向で不均一となり蛇行を引き起こすことが原因であろうとの仮説の下、フィルム２の蛇行を防止するために、フィルム２と加熱ロール４が直接接触しないようにした構成を適用することにより、さらに顕著な効果が得られることを見出したものである。かかる構成について図を基に説明する。フィルム２と加熱ロール４が直接接触しないようにする構成としては、図５、６に示される、２種の構成が挙げられる。

【0020】

まず、共通の事項から説明する。図５、６はいずれも、前述したようにフィルム２の被転写層と転写金型３の微細構造を有する面３ａとを対向させて、加熱ロール４と平行に配置されたニップロール６により加圧する加圧密着工程における加圧の状況を示している。図５、６はともに加熱ロール４と、加熱ロール４に対向するニップロール６により、フィルム２が転写金型３に加圧される構造を、フィルム２の搬送方向から見た側面図である。

【0021】

続いて個別の態様ごとの説明をする。

【0022】

図５は、前記加熱ロール４と前記転写金型３との接触部の幅方向両端部において、幅方向外側でロール径が小さくなるように前記加熱ロール４の表面に段差を有する構成である。かかる構成を適用し、前記フィルム２の幅を転写金型３の幅より広くすることで、加熱ロール４の両端部の段差部４ａにおいて、フィルム２の幅方向両端部を前記加熱ロール４に対して罹患させることができ、これによりフィルム２と加熱ロール４が直接接触しないようにすることができる。

【0023】

また製造方法としての観点から、加圧密着工程においてフィルム２の幅を転写金型３の幅より広くする条件を採ることは、高温に加熱された転写金型３の微細構造を有する面３ａにニップロール６が直接接触すると、ニップロール６表面の弾性体の層１０の熱損傷や、転写金型３の微細構造を有する面３ａのキズの発生といった問題が生じることを防止するために好ましい条件となる。このような理由から、前記フィルム２の幅が、前記転写金型３の幅より広く、かつ、前記の段差部４ａを設けることで、フィルム２の両端部が前記加熱ロール４と離間する条件を採ることで、フィルム２と加熱ロール４が局所的に粘着することを防止でき、フィルム２が蛇行することを抑え安定した搬送を行うことが可能となる。

【0024】

図６は、前記転写金型３の幅が、前記ニップロール４の幅よりも広い構成である。かかる構成を採ることにより、転写金型３の幅をフィルム２の幅より広くし、かつ、ニップロール６による加圧される領域の幅をフィルム２の幅より狭くする条件（図６に図示）を採ることができる。かかる条件を適用することにより、フィルム２が幅方向全面で転写金型３によって支持されるため、フィルム２と加熱ロール４が粘着することを抑え、連続的に安定した張力状態が確保でき、フィルム２が蛇行することを抑え安定した搬送を行うことができる。
［剥離ロールの傾動］
転写金型３の蛇行防止において冷却ロール５の角度を制御する際には、剥離ロール７を、冷却ロール５との平行度を保持するように制御することが好ましい。冷却ロール５に対して剥離ロール７が傾いていた場合、転写金型３よりフィルム２が剥離するときの剥離位置が幅方向で異なり、フィルム２の幅方向で剥離温度ムラが生じたり、剥離張力の不均一によるフィルム２や転写金型３の蛇行が発生する場合がある。かかる目的のために好ましく適用される張力制御および蛇行防止機構の第３の構成例の概略平面図を図７に、フィルム幅方向から見た概略側面図を図８に示す。剥離ロール７が架台１５上に冷却ロール５と近接して平行に設置され、剥離ロール７を支持する軸受２６、２７のうち一方の軸受２７が、冷却ロール５を支持する一方の軸受１４とともに、サーボモーター２１と送りねじ２２からなる冷却ロール傾動手段２３によって、架台１５上で転写金型３の搬送方向に移動させる移動手段を有している。これにより、前記転写金型３の蛇行防止のために前記冷却ロール５を傾動させたときに、前記剥離ロール７が前記冷却ロール５の前記ロール傾動手段２３により、前記冷却ロール５と同時に角度を調整される。かかる装置構成を適用することにより、前記フィルム２は幅方向に均一な温度および剥離張力で剥離される。かかる構成を採る場合には、前記冷却ロール傾動手段２３によって前記冷却ロール５と前記剥離ロール７を傾動させたときに、両ロールの平行を保つために前記剥離ロール７の軸受２６，２７の間の距離が前記冷却ロール５の軸受１３，１４の間の距離と等しく、かつ、両ロールの中心が前記転写金型３の幅方向中心断面上に位置するように設置される必要がある。

【0025】

なお、図７、８において剥離ロール７はフィルム２の冷却ロール５に対する抱き付き角が９０度となるように配置されているが、０〜１８０度となる範囲で他の位置に配置されていても良い。フィルム２の冷却ロール５に対する抱き付き角が大きくなるほど、フィルム２が冷却される時間が長くなり、フィルム２を十分に冷やすことが可能となる。

【0026】

以下に各構成部材の構造について説明する。本発明において用いられる転写金型３は、表面に微細構造を有する面を加工されたエンドレスベルト状の転写金型である。材質は強度と熱伝導率が高い金属が好ましく、例えばニッケルや鋼、ステンレス鋼、銅などが好ましい。また、上記の金属ベルトの表面に鍍金を施したものを使用してもよい。

【0027】

転写金型３の表面に微細構造を形成する方法については、金属ベルトの表面に直接切削やレーザー加工を施工する方法、金属ベルトの表面に形成した鍍金皮膜に直接切削やレーザー加工を施工する方法、微細構造を内面に有する円筒状の原版に電気鋳造を施す方法、金属ベルトの表面に微細構造面を有する薄板を連続して張り付ける方法などが挙げられる。

【0028】

エンドレスベルト状の金属ベルトは、所定の厚み、長さを持つ金属板の端部同士を突き合わせ溶接する方法、所定の倍の厚みの金属板を所定の半分の長さで溶接してエンドレス状にした後に圧延する方法、などによって製造される。このとき、厚みは金属ベルトの強度とハンドリング性等の理由により、０．１〜０．４ｍｍの範囲とすることが好ましい。この範囲よりも厚みが小さくなると、加熱ロール４と冷却ロール５によって懸架されるときに与えられる張力により、金属ベルトが破断あるいは塑性変形する場合がある。一方、この範囲よりも厚みが大きい場合、金属ベルトの曲げ剛性が大きくなりすぎて、加熱ロール４および冷却ロール５に懸架したり、これらのロールに懸架した状態で搬送させることが難しくなる。

【0029】

エンドレス状の金属ベルトの表面に鍍金を施す場合は、鍍金の材質はニッケルや銅などが好ましい。また、金属ベルトの厚みは０．１〜０．３ｍｍ、鍍金の厚みは０．０３〜０．１ｍｍの範囲とすることが好ましい。金属ベルトの厚みに対して鍍金の厚みが大きくなると、金属ベルトと鍍金の境界面で剥離が発生する恐れがある。一方、鍍金の厚みが小さすぎると、微細構造を精度よく加工することが困難となる。

【0030】

エンドレスベルト状の転写金型の製造方法の一例を以下に示す。
まず、薄肉のステンレス鋼板の端部を突き合わせ溶接し、エンドレス状の金属ベルトに加工する。続いて、この金属ベルトをロールにはめて固定し、表面にニッケル鍍金処理を施す。その後、旋盤加工機にて金属ベルトの鍍金層に所定の微細構造を切削加工する。そして、切削加工を施した金属ベルトをロールより取外すことで、表面に所定の微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型が得られる。

【0031】

微細構造とは、高さ１０ｎｍ〜１ｍｍの凸形状がピッチ１０ｎｍ〜１ｍｍ、より好ましくは高さ１μｍ〜１００μｍの凸形状がピッチ１μｍ〜１００μｍで周期的に繰り返された形状のことを示し、例えば、三角形状の溝が複数個ストライプ状に並んでいるものであったり、矩形、半円形状もしくは半楕円形状等でも良い。さらには溝が直線である必要はなく、曲線のストライプパターンでも良い。また、その稜線方向はベルトの周方向に限らず幅方向であっても良い。さらに、微細構造は他にも直線状あるいは曲線状に連続したものに限られず、半球や円錐や直方体などの凸形状あるいは凹形状がドット状に離散的に配置されたものでも良い。

【0032】

図２、３に示すように、転写金型３は加熱ロール４と冷却ロール５に懸架され、冷却ロール５は軸受１３、１４によって回転可能なように支持された状態で架台１５上に設置される。そして架台１５はスライドレール１６により、転写金型３の搬送方向に移動可能となっている。このとき、架台１５およびスライドレール１６は水平な面に設置されており、可動方向の外力に対して極めて小さい抵抗で移動することが好ましい。架台１５はサーボモーター１７と送りねじ１８を組み合わせてなる可動手段１９と荷重検出器２０を介して連結されており、荷重検出器２０は架台１５の可動方向に加わる力を測定する向きで接続されている。よって、架台１５が移動し、転写金型３が加熱ロール４と冷却ロール５の間にテンションのかかった状態で懸架されたとき、荷重検出器２０には転写金型３の上下面に加わっている張力とほぼ同等の力が負荷される。サーボモーター１７と荷重検出器２０は図示しない制御回路によって接続され、荷重検出器２０の検出値の変動に合わせて可動手段１９の移動量が制御され、転写金型３に加わる張力を所定の範囲内となるように保たれる。

【0033】

冷却ロール５を支持する軸受のうち一方の軸受１４は、架台１５上に設置されたサーボモーター２１と送りねじ２２の組み合わせからなる冷却ロール傾動手段２３によって、架台１５上で更に転写金型３の搬送方向に移動可能となっている。このとき、もう一方の軸受１３は架台１５上に固定されており、軸受１４が架台１５上で移動することで、冷却ロール５の回転軸が軸受１３を支点に回転し、加熱ロール４に対して傾動する。冷却ロール５の回転軸の角度を決める軸受１４の位置は転写金型３の幅方向位置に合わせて制御され、図２において、加熱ロール４と冷却ロール５が平行なときの軸受１４の位置を基準とし、転写金型３の幅方向位置が図２のｙ１方向にずれたとき軸受１４はｘ１方向に調整され、転写金型３がｙ２方向にずれたとき軸受１４はｘ２方向に調整されることでずれを修正される。転写金型３の幅方向位置の変動は蛇行検出センサー２４によって監視される。図９に蛇行検出センサー２４と転写金型３を、フィルム搬送方向下流側から見たときの概略側面図を示す。蛇行検出センサー２４は発信側と受信側に分かれた光量検出式等の非接触のラインセンサーであり、発信光量の一部が転写金型３によって遮られるように、転写金型３の幅方向端部に被さるように設置される。そして、受信側が受け取る光量の大小によって転写金型３の幅方向位置を検出する。サーボモーター２１と蛇行検出センサー２４は図示しない制御回路によって接続され、蛇行検出センサー２４の検出値に合わせて冷却ロール傾動手段２３の移動量が定められる。その結果、冷却ロール５の角度が制御され、転写金型３の蛇行が防止される。

【0034】

なお、転写金型３の幅方向位置を高精度に位置決めするために、冷却ロール５の角度を高精度に制御することが好ましく、具体的には冷却ロール５の角度分解能を０．００５度以下とすることが好ましい。ここで冷却ロール５の角度分解能とは、転写金型３の蛇行修正のために冷却ロール５を傾動させる際に、加熱ロール４の回転軸に対して冷却ロール５の回転軸の角度が変化する最小量のことを示す。冷却ロール５の角度分解能を０．００５度以下とすることで、蛇行修正時に転写金型３の幅方向位置が揺動・発散することなく、中心の基準位置に速やかに収束させることができるため好ましい。その結果、転写金型３が常に幅方向の中心に位置し、微細構造転写フィルムを安定して連続的に製造することが可能となる。冷却ロール５の角度分解能は両軸受１３、１４の支点間距離と軸受１４の移動分解能によって定まり、例えば支点間距離が６００ｍｍであれば、軸受１４の移動分解能を０．０５ｍｍとすると、冷却ロール５の角度分解能は約０．００４８度となる。

【0035】

続いて各ロール部材の構成について説明する。
ニップロール６は芯層の外表面に弾性体の層１０を有する構造である。芯層は、強度および加工精度が求められ、例えば鋼や繊維強化樹脂、セラミックス、アルミ合金などが適用される。また、弾性体の層１０は、加圧により変形する層であり、ゴム、樹脂、もしくはエラストマー材質等が好ましく適用される。芯層はその両端部で軸受１１によって回転可能なように支持されており、さらに前記軸受１１は、シリンダなどの加圧機構１２と接続されている。ニップロール６はこの加圧機構１２のストロークにより開閉し、フィルム２を加圧または開放する。

【0036】

また、ニップロール６は所望のプロセスやフィルム材質に合わせて、温調機構を有しても良い。温調機構としては、ロール内部を中空にしてカートリッジヒーターや誘導加熱装置を埋め込んだり、内部に流路を加工して油や水、蒸気等の熱媒を流すことにより、ロール内部から加熱する構造でも良い。また、ロール外表面付近に赤外線加熱ヒーターを設置して、ロール外表面から加熱する構造でも良い。

【0037】

ニップロール６の加工精度は、ＪＩＳ Ｂ ０６２１（改訂年１９８４）にて定義される円筒度公差において０．０３ｍｍ以下、円周振れ公差において０．０３ｍｍ以下であることが好ましい。これらの値が大きくなりすぎると、加圧時の加熱ロール４とニップロール６の間に部分的な隙間ができるため、フィルム２を均一に加圧できなくなり、フィルム２の被転写層が設けられている面２ａに転写ムラが生じる場合がある。また、弾性体の層１０の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（改訂年２００１）にて定義される、算術平均粗さＲａが１．６μｍ以下のものが好ましい。Ｒａが１．６μｍを超えると、加圧時にフィルム２の裏面に、弾性体の層１０の表面形状が転写してしまう場合があるためである。

【0038】

ニップロール６の弾性体の層１０の耐熱性は、１６０℃以上の耐熱温度を有するものが好ましく、さらに好ましくは１８０℃以上の耐熱温度を有するものが好ましい。ここで耐熱温度とはその温度で２４時間放置したときの引張強さの変化率が１０％を超えるときの温度を言う。

【0039】

弾性体の層１０の材質としては、例えばゴムを用いる場合には、シリコーンゴムやＥＤＰＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ネオプレン、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレンゴム）、ウレタンゴム、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、エボナイトなどを用いることができる。更に高い弾性率と硬度を求める場合には、カレンダーローラ用樹脂としてゴムメーカ各社から上記ゴムに特殊な処方を用いたものや、じん性を向上させた硬質耐圧樹脂（例：ポリエステル樹脂）を用いることができる。
図１０は加圧力が与えられたときのニップロール６のみを取り出して、フィルム２の幅方向から見た概略側面図である。このとき、弾性体の層１０の厚さ方向には変形が生じ（その際の変形量δとする）、これにともないニップロール６とフィルム２は接触幅Ｂをもって接触する。弾性体の層１０の変形量δを制御するために、好ましくは弾性体の層１０のゴム硬度がＡＳＴＭ Ｄ２２４０：２００５（ショアＤ）規格で７０〜９７°の範囲であることが好ましい。これは、前記硬度が７０°を下回ると弾性体の層１０の変形量δが大きくなり、フィルム２との接触幅Ｂが大きくなりすぎて、微細構造の転写に必要な圧力を確保することができなくなる恐れがあり、また硬度が９７°を超えると、逆に該層の変形量δが小さくなり、接触幅Ｂが小さくなりすぎて、微細構造の転写に必要な加圧時間が確保できない恐れがあるためである。

【0040】

次に、ニップロール６と転写金型３を挟んで対向する加熱ロール４について説明する。加熱ロール４はニップ時に荷重を受けるので、強度および加工精度が求められ、さらに加熱手段を含む。材質としては、例えば鋼や繊維強化樹脂、セラミックス、アルミ合金などが考えられる。また、加熱手段としては内部を中空にしてカートリッジヒーターや誘導加熱装置を設置したり、内部に流路を加工して油や水、蒸気等の熱媒を流すことにより、ロール内部から加熱する構造でも良い。また、ロール外表面付近に赤外線加熱ヒーターや誘導加熱装置を設置して、ロール外表面から加熱する構造でも良い。

【0041】

加熱ロール４の加工精度も、前述したニップロール６と同じく、ＪＩＳ Ｂ ０６２１（改訂年１９８４）にて定義される円筒度公差において０．０３ｍｍ以下、円周振れ公差において０．０３ｍｍ以下であることが好ましい。これらの値が大きくなりすぎると、加圧時の加熱ロール４とニップロール６の間に部分的な隙間ができるため、フィルム２を均一に加圧できなくなり、フィルム２の被転写層が設けられている面２ａに転写ムラが生じる場合がある。また、加熱ロール４の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（改訂年２００１）にて定義される、算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下のものが好ましい。Ｒａが０．２μｍを超えると、転写金型３の裏面に加熱ロール４の形状が転写し、さらにそれがフィルム２の被転写層が設けられている面２ａに転写してしまう場合があるためである。

【0042】

加熱ロール４の表面には、硬質クロムめっき、セラミック溶射、ダイヤモンド・ライク・カーボン・コーティングなどの高硬度皮膜の形成処理を施すことが好ましい。なぜなら、加熱ロール４は常に転写金型３と接触しているうえ、ニップロール６による加圧力を受けるため、その表面は非常に磨耗しやすく、加熱ロール４の表面が磨耗したり、傷がはいったりすると、前述したようなフィルムの転写ムラや、フィルムへのロール表面形状の転写といった問題が生じるためである。
これらの好ましい加圧条件について以下に説明する。

【0043】

加熱ロール４とニップロール６の相対位置精度は、ＪＩＳ Ｂ ０６２１（改訂年１９８４）にて定義される平行度公差において、０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。平行度公差が０．１ｍｍ超となった場合、フィルム２に負荷される加圧力が幅方向で均一とならず、転写ムラが生じたり、フィルムの蛇行が発生する場合がある。

【0044】

また、両ロールの加圧時のたわみ量の合計は、ニップロール６と転写金型３によるフィルム２の加圧領域の幅方向長さＷ内において５０μｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは３０μｍ以下とすることが好ましい。たわみ量が５０μｍ超となると、ニップロール６の弾性体の層１０が変形に追従しきれなくなり、フィルム２に負荷される加圧力が不均一となる。

【0045】

好ましいニップ圧は、図１０に示されるように、加圧機構１２によりニップロール６に与えられる力Ｐ、フィルム２とニップロール６の接触長さＢとし、図５、６に示されるようにフィルム２が加圧される領域の幅をＷとしたときに、σ＝Ｐ／ＢＷで定義される見かけのニップ圧σを８０ＭＰａ以上とすることが好ましく、さらに好ましくは１００ＭＰａ以上とすることが好ましい。また、弾性体の層１０の加圧距離、すなわち接触長さＢは、４〜８ｍｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは５〜７ｍｍの範囲内であることが好ましい。接触長さＢが４ｍｍよりも狭くなると、フィルム２への微細構造転写に十分な加圧時間が確保できなくなる。一方、８ｍｍよりも広くなると、前述のニップ圧を十分な値で確保することが難しくなる。また、ニップロールに与えられる力Ｐを加圧領域の幅Ｗで割ったＰ／Ｗは線圧と定義され、この値は単位幅あたりに加わるニップ荷重を示す。線圧Ｐ／Ｗの範囲は４００ｋＮ／ｍ以上とすることが好ましく、さらに好ましくは５００ｋＮ／ｍ以上とすることが好ましい。

【0046】

冷却ロール５は例えば内部に通水路が設けられ、一定の温度の水を連続して循環させる水冷式の冷却手段などによって冷却されることが好ましい。そして転写金型３との接触面における熱伝導により転写金型３を冷却する。

【0047】

剥離ロール７は冷却ロール５と同様に冷却手段を内蔵しており、フィルム２を裏面（転写金型と接していない側の面）側から冷却し、転写金型３からの剥離を補助する役割を果たす。また、剥離ロール７は流体圧シリンダなどにより冷却ロール５に対して押し当てられる構造であってもよい。剥離ロール７のフィルム２に対する加圧力は特に制限されず、剥離ロール７の周面がフィルム２の裏面に密着していればよい。

【0048】

巻出ロール８および巻取ロール９はともにフィルム２を巻きつけるコアを固定できる構造となっており、端部はモータ等の駆動手段と連結され、速度を制御しながら回転可能となっている。また、トルク制御により、フィルム２に与えられる張力を調整できることが好ましい。

【0049】

各ロールの端部は、ころがり軸受などにより回転支持される。加熱ロール４はモータ等の駆動手段と連結され、速度を制御しながら回転可能となっている。また冷却ロール５はエンドレスベルト状の転写金型３を通じて、加熱ロール４の駆動力により回転することが好ましい。搬送速度は微細構造の転写性と微細構造転写フィルムの生産性のバランスを考慮して決定されるが、微細構造を高精度に転写しながら生産性を高くするために、速度は１〜３０ｍ／分の範囲より決定されることが好ましい。ニップロール６の駆動手段は、加熱ロール４の端部とチェーンまたはベルトなどで連結し、加熱ロール４と連動して回転できるようにしたり、あるいは、加熱ロール４と速度を同期可能なモータなどを用いて独立して回転させることが好ましいが、回転自在の構造とし、フィルム２との摩擦によって回転されるようにしても良い。

【0050】

なお、各ロールを支持する軸受は、そのロールの質量や受ける負荷、回転速度などに応じて設計されるが、冷却ロール５および剥離ロール７を支持する軸受には調心式の軸受を用いることが望ましい。これらのロールに調心式でない軸受を用いた場合、ロールが傾動したときに軸受をこじって損傷する場合がある。

【0051】

上記の装置を用いて微細構造が表面に形成されたフィルムの製造方法の一例を図１、２、６を用いてを説明する。

【0052】

まず製造方法の準備段階として、フィルム２を巻出ロール８より引き出し、ニップロール６を開放した状態で、加熱ロール４と冷却ロール５に懸架された転写金型３上に沿わせ、剥離ロール７を経由し、巻取ロール９で巻き取っている状態とする。なお、加圧密着工程におけるフィルム２の蛇行を防止するため、該加圧密着工程における加圧の状況は図６に示すように転写金型３の幅が加圧領域の幅より広く、フィルム２が全面で転写金型３に支持される構成とする。

【0053】

続いて、駆動手段によりフィルム２を低速で搬送しながら、加熱ロール４の加熱手段及び冷却ロール５の冷却手段を作動し、加熱ロール４及び冷却ロール５を介してそれぞれのロール上での転写金型の表面温度が所定の温度になるまで温調する。搬送しながら温調する理由は、転写金型は搬送状態において加熱及び冷却を繰り返して各位置での温度が平衡状態となる必要があること、搬送していないとフィルム２の加熱ロール４上に位置する部分が蓄熱し、そこでフィルムが溶けて破れてしまうからである。加熱ロール４上での転写金型の表面温度、冷却ロール５上での転写金型の表面温度の条件は、フィルム２の材質、転写金型３の微細構造の形状、アスペクト比等に依存する。フィルム２の被転写層のガラス転移温度をＴｇとしたとき、加熱ロール４上での転写金型の表面温度はＴｇ＋５０℃からＴｇ＋１００℃、冷却ロール５上での転写金型の表面温度はＴｇ−４０℃からＴｇ−１００℃の範囲で設定されることが好ましい。また、温調中の搬送速度は０．１〜５ｍ／分とすることが好ましく、更に好ましくは０．１〜１ｍ／分とすることが好ましい。

【0054】

加熱ロール４及び冷却ロール５の表面温度が設定値まで温調されたら、微細構造転写フィルムの製造速度で搬送すると同時に、ニップロール６を閉じ、加熱ロール４とニップロール６でフィルム２及び転写金型３を加圧し、転写金型３の微細構造面３ａの形状をフィルム２の被転写層が設けられている面２ａに加圧により密着させる。このときの条件として、微細構造転写フィルムの製造速度は１〜３０ｍ／分、線圧は４００ｋＮ／ｍ以上の範囲で設定されることが好ましい。

【0055】

微細構造転写フィルムの製造方法は、転写金型の周回動作に合わせて各工程を並べると、転写金型加熱工程、加圧密着工程、搬送工程、冷却工程、フィルム剥離工程から構成される。転写金型３は加熱ロール４と接触する部分において、常に高温の加熱ロール４からの熱伝導により加熱され、被転写層を有するフィルムと共に加熱ロール４とニップロール６によって被転写層を有するフィルムと共に加圧されるまでに、転写金型３の温度は加熱ロール４の表面温度まで昇温される（転写金型加熱工程）。被転写層を有するフィルム２は、加熱ロール４とニップロール６による加圧部において、加熱された転写金型３に被転写層を有する面を押し当てられて密着し、軟化したフィルムを構成する樹脂が転写金型３の微細構造面３ａのパターン内に充填される（加圧密着工程）。転写金型３に加圧されたフィルムは、転写金型３と密着したまま冷却ゾーンまで搬送される（搬送工程）。ここで冷却ゾーンとは転写金型３と冷却ロール５が接触している範囲を示す。前記フィルム２は該冷却ゾーンにおいて、冷却ロール５との熱伝導により、転写金型３ごとフィルムを構成する樹脂のガラス転移点以下まで冷却される（冷却工程）。冷却後のフィルムは剥離ロール７により、冷却ロール５から連続的に剥がすように離型される（フィルム剥離工程）。剥離後のフィルムは巻取ロール９に巻き取られる。

【0056】

そして上記の方法にて微細構造転写フィルムを製造している間中、図２に示す荷重検出器２０によって転写金型３にかかる張力が、蛇行検出センサー２４によって転写金型３の幅方向位置が、それぞれ監視される。そして、それぞれの検出値が予め設定された所定の範囲内となるように、可動手段１９、冷却ロール傾動手段２３の移動量が制御され、その結果、転写金型３の張力および幅方向位置が常に所定の範囲内に保たれる。

【0057】

本発明に適用されるフィルム２に用いられる被転写層の材料は、熱可塑性樹脂を主たる成分とした熱可塑性樹脂が用いられ、具体的に好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂ポリエーテル系樹脂、ポリエステルアミド系樹脂、ポリエーテルエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、あるいはポリ塩化ビニル系樹脂などを挙げることができる。このなかで共重合するモノマー種が多様であり、かつそのことによって材料物性の調整が容易であるなどの理由から特にポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂またはこれらの混合物から選ばれる熱可塑性樹脂を主成分として含有いることが好ましく、上述の熱可塑性樹脂の含有率は５０質量％以上であることがさらに好ましい。

【0058】

フィルム２は上述の樹脂の単体からなるフィルムであっても構わないし、複数の樹脂層からなる積層体であってもよい。単体からなるフィルムの場合、両表面に被転写層を有するフィルムとして扱う。複数の樹脂層からなる積層体の場合、単体フィルムと比べて、易滑性や耐摩擦性などの表面特性や、機械的強度、耐熱性を付与することができる。このように複数の樹脂層からなる積層体とした場合はフィルム全体が前述の熱可塑性樹脂を主たる成分とする要件を満たすことが好ましいが、フィルム全体としては前記要件を満たしていなくても、少なくとも前記要件を満たす層が表層に形成されていれば容易に表面を形成することができる。特に、微細構造転写フィルムの加工性を良くするために転写金型温度を高温にしたい場合は、表層にガラス転移点が低く微細構造を転写しやすい樹脂、芯層にガラス転移点が高く強度の強い樹脂、という構成のフィルムを用いることで、フィルムの平面性を維持しつつ、フィルムの加工性を高めることができる。

【0059】

以上の微細構造転写フィルムの製造方法を用いれば、加熱ロールと冷却ロールに懸架された表面に微細構造を有するエンドレスベルト状の転写金型を用い、フィルムの表面に微細構造を連続的に転写する際に、転写金型の張力変動や蛇行を抑え、安定的に連続して高い生産性で高精度な転写フィルムを製造することができる。

【実施例】

【0060】

（実施例１）
転写金型の張力制御および蛇行防止機構として図２の構成を、加圧手段として図５の構成を有する装置を用いた。

【0061】

フィルム２には、ポリカーボネート樹脂を芯層とし、その両面に被転写層としてＰＭＭＡ樹脂を積層した、３層積層フィルムを共押出しにより作成し用いた。該フィルムの総厚みは２００μｍ、各層の積層比（厚み比）はおよそ１：８：１であり、幅は２２０ｍｍとした。

【0062】

転写金型３は厚み０．２ｍｍのステンレス鋼ベルトの表面に厚み０．１ｍｍのニッケル鍍金をしたものに、ピッチ４０μｍ、深さ２０μｍのＶ溝形状を該ベルトの周方向と平行に切削加工して作成した。また、該ベルトの幅は２００ｍｍ、周長は１２００ｍｍとした。そして、転写金型３に加える張力は６ｋＮ／ｍとし、装置運転中は常にこの値を保つように架台１５の位置を制御した。また、転写金型３の幅方向位置を蛇行検出センサー２４で監視し、転写金型３の幅方向位置が常に中央となるように、冷却ロール５の角度を０．００５度単位で制御した。
加熱ロール４は炭素鋼からなる筒状の芯材の表面に硬質クロム鍍金をしたものを用いた。加熱ロール４の転写金型３を懸架する中央部の外径は１８０ｍｍ、幅方向長さは２２０ｍｍとした。また、加熱手段には加熱ロール内部に備えた誘導加熱装置を用い、微細構造転写フィルムの製造時に加熱ロール４の表面温度を１８０℃まで加熱した。

【0063】

冷却ロール５は加熱ロール４と同様に、炭素鋼を芯材とし、表面に硬質クロム鍍金をしたものを用いた。冷却ロール５は内部を循環する流水により、常に表面温度２０℃に保った。
ニップロール６は外径が１６０ｍｍの炭素鋼からなる筒状の芯材表面に、弾性体の層１０としてポリエステル樹脂（硬度：ショアＤ８６°）を２０ｍｍの厚みで被膜したものを用いた。加圧領域の幅は２２０ｍｍとし、転写金型３の全幅（２００ｍｍ）にまたがってフィルム２を加圧する構成とした。

【0064】

加圧機構１２には空気圧シリンダを用い、ニップロール６に対し加圧力１００ｋＮを負荷した（線圧：５００ｋＮ／ｍ）。このとき、ニップロール６とフィルム２との接触幅Ｂを、圧力測定フィルム（プレスケール、富士フイルム株式会社製）を用いて確認したところ５ｍｍであった。これより、フィルム２に負荷される見かけのニップ圧σ＝１００ＭＰａと計算された。

【0065】

製造条件は次の通りとした。まず、室温状態で微細構造転写フィルムの製造速度１ｍ／分で１０分間、加圧も加熱もなしでフィルムを搬送した。次に、１ｍ／分でフィルムの搬送を続けながら、加熱ロール４の表面温度を１８０℃まで３０分かけて加熱した。そして加熱ロール４の加熱完了後、速度を１０ｍ／分にしてニップロール６で加圧し、１０分間連続で微細構造転写フィルムを製造した。なお、装置運転中は常に蛇行検出センサー２４で転写金型３の幅方向位置を監視し、もし転写金型３が幅方向どちらかに対して１０ｍｍ以上蛇行した場合は装置を停止するものとした。

【0066】

本実施例では、転写金型３の表面温度を１８０℃まで加熱するまではほぼ蛇行を抑えることができ、ニップロール６で加圧を始めてからはフィルム２の僅かな蛇行が見られたものの、転写金型３が幅方向で１０ｍｍ以上蛇行することはなく、１０分間連続で微細構造転写フィルムを製造している間、搬送することができた。製造中の転写金型３の張力のばらつきは設定値の±１０％以内であり、蛇行は中心の基準位置から±３ｍｍ以内であった。

【0067】

（実施例２）
転写金型の張力制御および蛇行防止機構として図２の構成を、加圧手段として図６の構成を有する装置を用いた。

【0068】

フィルム２の幅を１８０ｍｍ、ニップロール６の加圧領域の幅を１６０ｍｍとし、フィルム２が全面で転写金型３（幅２００ｍｍ）に支持され、フィルムの幅よりも狭い範囲で加圧される構成とした。また、加圧機構１２によって負荷する圧力は８０ｋＮ（線圧５００ｋＮ／ｍ）とした。このとき、ニップロール６とフィルム２の接触幅Ｂは５ｍｍであり、見かけのニップ圧σ＝１００ＭＰａであった。その他の構成および製造条件については実施例１と同様である。
本実施例では、最初の室温状態での搬送から１０分間連続で微細構造転写フィルムの製造を完了するまで、転写金型３およびフィルム２の大きな蛇行無しに、安定して連続して製造することができた。また、１０分間連続で微細構造転写フィルムを製造している間の転写金型３の張力のばらつきは設定値の±５％以内であり、蛇行は中心の基準位置から±１ｍｍ以内であった。
比較例
転写金型３の張力を最初に室温状態で６ｋＮ／ｍに設定し、装置運転中は荷重検出器２０による検出は行うが、張力の制御は行わないこと、また、冷却ロール５の角度調整も同様に、最初に室温状態で転写金型３が中心の基準位置にある状態で、加熱ロール４と冷却ロール５が平行になる角度に合わせ、装置運転中の角度制御は行わないこととした以外は、実施例２と同じ条件で、微細構造転写フィルムを製造した。

【0069】

本例においては、最初のフィルム搬送のみのときは安定して搬送されたが、加熱ロール４の加熱が始まってから徐々に転写金型３の張力低下と蛇行が始まり、１０ｍ／分での製造を開始してから約２分後に、転写金型３の幅方向位置が１０ｍｍ以上蛇行し装置を停止した。また、装置停止直前には転写金型３の張力は２ｋＮ／ｍまで低下していた。

【符号の説明】

【0070】

１：微細構造転写フィルムの製造装置
２：フィルム
２ａ：フィルムの被転写層が設けられている面
３：転写金型
３ａ：転写金型の微細構造を有する面
４：加熱ロール
４ａ：加熱ロールの段差部
５：冷却ロール
６：ニップロール
７：剥離ロール
８：巻出ロール
９：巻取ロール
１０：弾性体の層
１１、１３、１４、２６、２７：軸受
１２：加圧機構
１５：架台
１６：スライドレール
１７、２１：サーボモーター
１８、２２：送りねじ
１９：可動手段
２０：荷重検出器
２３：冷却ロール傾動手段
２４：蛇行検出センサー
２５：流体圧シリンダ
Ｗ：フィルムが転写金型とニップロールによって加圧される領域の幅方向長さ
Ｐ：加圧手段によりニップロールに与えられる力
Ｂ：ニップロール表面の弾性体の層の変形に伴うフィルムとの接触幅
δ：ニップロール表面の弾性体の層の厚さ方向変形量
σ：加圧部においてフィルムに加わる圧力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】