特開 2024-151261 パターン成形装置及びパターン成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151261

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】パターン成形装置及びパターン成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 59/04 20060101AFI20241017BHJP

【ＦＩ】

B29C59/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023064508

(22)【出願日】2023-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】芝浦機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】芹澤 光明

(72)【発明者】

【氏名】深田 和宏

(72)【発明者】

【氏名】萩原 明彦

【テーマコード（参考）】

4F209

【Ｆターム（参考）】

4F209AA44

4F209AC03

4F209AC05

4F209AF01

4F209AG01

4F209AG03

4F209AG05

4F209PA03

4F209PB02

4F209PC05

4F209PJ06

4F209PJ11

4F209PN09

4F209PQ01

(57)【要約】

【課題】パターン成形における残膜を抑制する。
【解決手段】パターン成形装置１００は、ベースフィルム１を繰り出す繰出ロール１１とベースフィルム１を巻き取る巻取ロール１２とを有する搬送部１０と、搬送部１０によって搬送されるベースフィルム１の表面に樹脂５を供給する樹脂供給部と、パターンを構成する凹部２１及び凸部２２が外周に形成され樹脂５が供給されたベースフィルム１の表面に接触することでパターンをベースフィルム１に転写するモールドロール２０と、モールドロール２０の内側に設けられモールドロール２０を通じてベースフィルム１に光を照射して樹脂５を硬化させるランプ３５と、ベースフィルム１上に未硬化の状態で残留した樹脂５をベースフィルム１から除去する除去部４０と、を備え、モールドロール２０の凸部２２の先端には、光を遮断する遮光部２４が設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状の基材にパターンを成形するパターン成形装置であって、
前記基材を繰り出す繰出ロールと前記基材を巻き取る巻取ロールとを有する搬送部と、
前記搬送部によって搬送される前記基材の表面に硬化性樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記パターンを構成する凹部及び凸部が外周に形成され前記硬化性樹脂が供給された前記基材の表面に接触することで前記パターンを前記基材に転写するモールドロールと、
前記モールドロールの内側に設けられ前記モールドロールを通じて前記基材に光を照射して前記硬化性樹脂を硬化させる硬化部と、
前記基材上に未硬化の状態で残留した前記硬化性樹脂を前記基材から除去する除去部と、を備え、
前記モールドロールの前記凸部の先端には、光を遮断する遮光部が設けられる、
パターン成形装置。

【請求項2】

請求項１に記載のパターン成形装置であって、
前記基材の表面に前記パターンを転写した前記モールドロールの前記凸部に付着した未硬化の前記硬化性樹脂を前記モールドロールから除去するロール清掃部をさらに備える、
パターン成形装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のパターン成形装置であって、
前記モールドロールの前記凸部の先端には、前記モールドロールの径方向内側に向けて窪む窪み部が形成され、
前記遮光部は、前記凸部の前記窪み部内に充填されて前記モールドロールと一体化されている、
パターン成形装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のパターン成形装置であって、
前記モールドロールの回転に伴って前記モールドロールの前記凸部の先端に前記遮光部を順次塗布する遮光部供給部をさらに備える、
パターン成形装置。

【請求項5】

シート状の基材にパターンを成形するパターン成形方法であって、
繰出ロールから巻取ロールへと搬送される前記基材の表面に硬化性樹脂を供給する供給工程と、
前記パターンを構成する凹部及び凸部が外周に形成されるモールドロールを回転させながら前記基材の表面に押し付けて前記パターンを前記基材に転写する転写工程と、
前記モールドロールが押し付けられた前記基材上の前記硬化性樹脂に向けて前記モールドロールを通じて光を照射して前記基材上の前記硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
前記基材上に未硬化の状態で残留した前記硬化性樹脂を前記基材から除去する除去工程と、を含み、
前記硬化工程では、前記モールドロールの前記凸部の先端に設けられる遮光部によって、前記凸部が押し付けられる前記硬化性樹脂への光の照射を遮断する、
パターン成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パターン成形装置及びパターン成形方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

基材の表面にパターンを成形するインプリント技術として、特許文献１には、フィルム基材上に樹脂材料を塗布して塗膜を形成する塗布工程と、基材上に形成された樹脂材料の塗膜に転写ロールを押し付けて転写ロールの凹凸パターンを塗膜に転写し、塗膜を硬化させる転写工程と、を含むものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－８５６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されるパターン成形方法では、予め基材に塗布された凹凸形成材料（硬化性樹脂）の膜に転写ロールを押し付けて硬化性樹脂を流動させることで、基材にパターンを転写する構成である。このため、転写ロールの凸部と基材との間で挟み込まれる樹脂材料が硬化した状態で基材上に残存することで残膜が生じる。残膜が生じると、残膜を除去するためのアッシング工程等が必要となり、これによって多くの工数やコストを要する。よって、インプリント技術においては、残膜を低減することが望まれている。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、基材上の残膜を低減することができるパターン成形装置及びパターン成形方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、パターン成形装置は、基材を繰り出す繰出ロールと基材を巻き取る巻取ロールとを有する搬送部と、搬送部によって搬送される基材の表面に硬化性樹脂を供給する樹脂供給部と、パターンを構成する凹部及び凸部が外周に形成され硬化性樹脂が供給された基材の表面に接触することでパターンを基材に転写するモールドロールと、モールドロールの内側に設けられモールドロールを通じて基材に光を照射して硬化性樹脂を硬化させる硬化部と、基材上に未硬化の状態で残留した硬化性樹脂を基材から除去する除去部と、を備え、モールドロールの凸部の先端には、光を遮断する遮光部が設けられる。

【0007】

また、本発明のある態様によれば、パターン成形方法は、繰出ロールから巻取ロールへと搬送される基材の表面に硬化性樹脂を供給する供給工程と、パターンを構成する凹部及び凸部が外周に形成されるモールドロールを回転させて基材の表面に順次押し付けてパターンを基材に転写する転写工程と、モールドロールが押し付けられた基材上の硬化性樹脂に向けてモールドロールを通じて光を照射して基材上の硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、基材上に未硬化の状態で残留した硬化性樹脂を基材から除去する除去工程と、を含み、硬化工程では、モールドロールの凸部の先端に設けられる遮光部によって、凸部が押し付けられる硬化性樹脂への光の照射を遮断する。

【発明の効果】

【0008】

これらの態様によれば、凸部の先端に遮光部が設けられるため、パターンを転写する際にモールドロールの凸部と基材との間で硬化性樹脂が残存しても、モールドロールの内側から照射される光は遮光部によって遮断されて当該硬化性樹脂には照射されない。よって、モールドロールの凸部と基材との間の硬化性樹脂は未硬化の状態のまま基材上に残留する。未硬化状態の硬化性樹脂は、硬化した状態と比較して容易に除去できるため、基材上の未硬化の硬化性樹脂を除去することで、基材上に残膜が生じることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係るパターン成形装置の構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るパターン成形装置のブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態にパターン成形装置のモールドロールの凸部周辺を示す拡大図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る遮光部を形成する第１の方法の手順を示す図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る遮光部の形成する第２の方法の手順を示す図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る除去部の第１の変形例を示す構成図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る除去部の第２の変形例を示す構成図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係るパターン成形装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るパターン成形装置１００及びパターン成形方法について説明する。なお、各図面においては、説明の便宜上、各構成の縮尺を適宜変更しており、必ずしも厳密に図示されたものではない。

【0011】

まず、図１を参照して、パターン成形装置１００の構成について説明する。

【0012】

図１に示すように、パターン成形装置１００は、いわゆるロールツーロール式であって、シート状の基材としてのベースフィルム１の一面（フィルム面）に、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂（以下、単に「樹脂」とも称する。）５によってパターン２を成形する装置である。以下では、図１の上下方向を鉛直方向としてパターン成形装置１００について説明する。以下の説明において、特に断りのない限り、「上」及び「下」は、鉛直方向の上下、つまり、図面中の上下方向を指すものとする。

【0013】

ベースフィルム１は、平面状のフィルム面が所定長さに亘って連続する樹脂フィルムである。なお、以下では、パターン２を形成する樹脂５が一体化したベースフィルム１を「パターンフィルム３」とも称する。

【0014】

パターン成形装置１００は、図１に示すように、ベースフィルム１を長手方向に搬送する搬送部１０と、所定のパターン２を構成する凹部２１及び凸部２２が外周に形成されるモールドロール２０と、モールドロール２０を回転駆動する駆動部としての電動モータ２３と、モールドロール２０との間にベースフィルム１が挿入される押付ロール２５と、パターンフィルム３をモールドロール２０から剥離する剥離ロール２６と、ベースフィルム１のフィルム面に樹脂５を供給する樹脂供給部としての塗工ダイ３０と、モールドロール２０の凹部２１に供給されてモールドロール２０の回転に伴いベースフィルム１上の樹脂５を硬化させベースフィルム１と一体化させる硬化部としてのランプ３５と、パターン成形装置１００を制御するコントローラ７０（図２参照）と、を備える。

【0015】

搬送部１０は、ベースフィルム１を繰り出す繰出ロール１１と、繰出ロール１１から繰り出されるベースフィルム１を巻き取る巻取ロール１２と、繰出ロール１１と巻取ロール１２との間で搬送されるベースフィルム１を支持する複数のガイドロール１３と、を有する。

【0016】

繰出ロール１１及び巻取ロール１２は、それぞれ電動モータ（図示省略）によって中心軸を中心として回転駆動される（図中矢印参照）。繰出ロール１１の中心軸と巻取ロール１２の中心軸とは、互いに平行に設けられる。繰出ロール１１から繰り出されるベースフィルム１を巻取ロール１２によって巻き取ることで、繰出ロール１１と巻取ロール１２との間でベースフィルム１が長手方向に搬送される。繰出ロール１１と巻取ロール１２とを回転させる電動モータは、撓みが生じないよう所定の張力を付与しながらベースフィルム１を一定速度で搬送するようにコントローラ７０によって制御される。以下では、繰出ロール１１側を搬送方向の「上流」、巻取ロール１２側を搬送方向の「下流」として説明する。

【0017】

複数のガイドロール１３には、繰出ロール１１と巻取ロール１２との間で搬送されるベースフィルム１が掛け回される。複数のガイドロール１３は、ベースフィルム１の搬送に伴って従動回転する。複数のガイドロール１３によって、ベースフィルム１の搬送経路が形成される。

【0018】

モールドロール２０の中心軸は、繰出ロール１１及び巻取ロール１２の中心軸と平行に設けられる。モールドロール２０の円筒状の外周面には、ベースフィルム１に成形するパターン２を構成する凹部２１及び凸部２２が形成される。モールドロール２０の下部には、繰出ロール１１から巻取ロール１２に搬送されるベースフィルム１が巻きかけられる。

【0019】

また、モールドロール２０は、光透過性（透光性）、より具体的には紫外線透過性を有する材質によって形成される。モールドロール２０には、ランプ３５を収容する収容孔２０aが形成される。モールドロール２０の内側に設けられるランプ３５が発する光（紫外線）は、モールドロール２０を通過してモールドロール２０の内側から外側へ向けて照射される。

【0020】

図３に示すように、モールドロール２０の凸部２２の先端には、モールドロール２０の径方向の内側（図３中上側）に向けて窪む窪み部２２ａが形成される。窪み部２２ａは、モールドロール２０の軸方向において凸部２２の全域にわたって形成される。また、窪み部２２ａは、モールドロール２０の周方向において凸部２２の全域にわたって形成される。

【0021】

凸部２２の窪み部２２ａには、ランプ３５が照射する光を遮光する遮光性を有した遮光部２４が設けられる。遮光部２４によって、凸部２２の先端とベースフィルム１との間で挟み込まれる樹脂５に対するランプ３５からの紫外線が遮断される。

【0022】

遮光部２４は、例えば、銀（Ａｇ）ナノインクや銀ペーストといった原料をモールドロール２０の凸部２２に形成される窪み部２２ａに塗布（充填）し、固化させることで固形の膜としてモールドロール２０に一体化される。

【0023】

窪み部２２ａは、モールドロール２０の中心軸に垂直な断面において、略半円状（すり鉢状）に形成される。言い換えると、窪み部２２ａは、曲面によって形成される。これにより、後述するロール清掃部５０による樹脂５の拭き取り等の際にモールドロール２０の周方向（図３中左右方向）の力（せん断力）が遮光部２４に作用しても、せん断力が曲面によって分散される。このため、本実施形態によれば、凸部２２の先端に窪み部２２ａが形成されず平坦である場合と比較して、窪み部２２ａからの遮光部２４の離脱を抑制することができる。なお、窪み部２２ａは、必須のものではなく、凸部２２の先端は窪み部２２ａが設けられず、略平坦に形成されてもよい。

【0024】

ここで、図４及び図５を参照して、遮光部２４の形成方法について説明する。例えば、遮光部２４は、図４に示す第１の方法や、図５に示す第２の方法によって形成することができる。

【0025】

図４に示す第１の方法では、まず、フィルム等のベース部材Ｂ１に遮光部２４の原料Ｍ１を塗布する（図４（ａ））。次に、予めパターンが形成されたモールドロール２０の先端の凸部２２をベース部材Ｂ１に塗布された原料Ｍ１に接触させ凸部２２に原料Ｍ１を付着させる（図４（ｂ））。そして、凸部２２の先端の原料Ｍ１を乾燥または焼成することで固化させてモールドロール２０の先端に固着した遮光部２４を形成する（図４（ｃ））。

【0026】

また、図５に示す第２の方法では、モールドロール２０と共に遮光部２４が形成される。具体的には、まず、図５（ａ）に示すように、モールドロール２０のパターンに対応するパターンが形成されたモールド型Ｍｏ（例えばＮｉ電鋳モールド型）に対して、モールド型Ｍｏの凹部の底部のみに遮光部２４の原料Ｍ１を設ける。そして、モールドロール２０のベースとなるロールベース部材Ｂ２（例えばフィルム）にモールドロール２０を構成する紫外線硬化樹脂であるロール原料Ｍ２を塗布し（図５（ｂ））、ロール原料Ｍ２をモールド型Ｍｏに押し付けてパターンを転写する（図５（ｃ））。この状態でロール原料Ｍ２に対して紫外線を照射して硬化させてモールドロール２０を形成する。ロール原料Ｍ２が硬化してモールドロール２０が成形されるのに伴い、モールド型Ｍｏの凹部の底部にある原料Ｍ１がモールドロール２０に固着される。そして、モールドロール２０をモールド型Ｍｏから離型させ、モールドロール２０の凸部２２の先端に付着した原料Ｍ１を乾燥または焼成させる（図５（ｄ））。原料Ｍ１が固化することで、モールドロール２０の先端に遮光部２４が固着して形成される。この方法では、モールドロール２０を紫外線によって硬化させる際に遮光部２４の原料Ｍ１との密着性が高まるため、遮光部２４がモールドロール２０から離脱しにくく、遮光部２４の耐久性を高めることができる。

【0027】

以上のような方法によって、モールドロール２０の先端に遮光部２４を形成することができる。なお、遮光部２４の形成方法は、上記のものに限定されず、任意の方法によって形成することができる。

【0028】

図１に示すように、電動モータ２３は、中心軸を中心としてモールドロール２０を回転駆動する。電動モータ２３は、搬送部１０によるベースフィルム１の搬送速度にモールドロール２０の回転速度が同期するようにコントローラ７０によって制御される。電動モータ２３は、モールドロール２０を回転させることで、モールドロール２０の外周の凸部２２及び凹部２１を、ベースフィルム１のフィルム面に順次接触させる。これにより、ベースフィルム１のフィルム面上の樹脂５にモールドロール２０の外周のパターンが転写される。

【0029】

押付ロール２５は、その中心軸がモールドロール２０の中心軸と平行となるように、モールドロール２０に隣接して設けられる。押付ロール２５は、その中心軸を中心として回転可能に設けられ、外周面にはモールドロール２０の上流側にあるベースフィルム１が巻きかけられる。ベースフィルム１は、押付ロール２５とモールドロール２０の間に挿入され、押付ロール２５の外周面は、ベースフィルム１を挟んでモールドロール２０の外周面に対向する。よって、押付ロール２５は、巻きかけられたベースフィルム１の搬送（移動）により自由回転する。

【0030】

また、押付ロール２５は、アクチュエータ（図示省略）によって、モールドロール２０に対して進退するように構成される。つまり、アクチュエータによって押付ロール２５とモールドロール２０との中心軸間距離を調整できる。本実施形態では、押付ロール２５は、アクチュエータによって図１中左右方向に移動可能である。これにより、ベースフィルム１に対するモールドロール２０の密着力が調整される。アクチュエータの作動は、コントローラ７０によって制御される。

【0031】

剥離ロール２６は、その中心軸がモールドロール２０の中心軸と平行となるように、モールドロール２０に隣接して設けられる。剥離ロール２６は、その中心軸を中心として回転可能に設けられ、外周面にはモールドロール２０の下流側にあるベースフィルム１が巻きかけられる。ベースフィルム１は、剥離ロール２６とモールドロール２０の間に挿入され、剥離ロール２６の外周面は、ベースフィルム１を挟んでモールドロール２０の外周面に対向する。剥離ロール２６は、巻きかけられたベースフィルム１の搬送（移動）によって自由回転する。

【0032】

また、剥離ロール２６は、アクチュエータ（図示省略）によって、モールドロール２０に対して進退するように構成される。つまり、アクチュエータによって剥離ロール２６とモールドロール２０との中心軸間距離を調整できる。本実施形態では、剥離ロール２６は、アクチュエータによって図１中左右方向に移動可能である。パターンフィルム３は、剥離ロール２６によって案内されることで樹脂５と共にモールドロール２０から剥離される。

【0033】

ランプ３５は、紫外線を照射可能な光源であり、例えば、ＬＥＤランプが利用される。ランプ３５の作動は、コントローラ７０によって制御される。ランプ３５は、モールドロール２０とベースフィルム１との接触部分（図１では、モールドロール２０の下部）に向けて紫外線を照射するように、モールドロール２０内に設けられる。ランプ３５から発せられる紫外線は、透光性を有するモールドロール２０を通じて、モールドロール２０の凸部２２及び凹部２１が転写されたベースフィルム１上の樹脂５に対して照射される。これにより、ベースフィルム１上の樹脂５が硬化して、ベースフィルム１に一体化（固着）される。なお、ランプ３５は、ＬＥＤランプに限定されるものではなく、紫外線を照射可能なものであれば、その他のものでもよい。

【0034】

塗工ダイ３０は、モールドロール２０の上流のベースフィルム１に樹脂５を塗工可能な位置に配置される。塗工ダイ３０は、ベースフィルム１のフィルム面に供給する未硬化の樹脂５を吐出して、ベースフィルム１のフィルム面に樹脂５の膜を形成する。塗工ダイ３０は、公知の構成を採用できるため、詳細な図示及び具体的な説明は省略する。塗工ダイ３０の作動は、コントローラ７０によって制御される。

【0035】

また、パターン成形装置１００は、パターンフィルム３上に未硬化の状態で残留した樹脂５をパターンフィルム３上から除去する除去部４０と、ベースフィルム１の表面にパターンを転写したモールドロール２０の凸部２２に付着した未硬化の樹脂５をモールドロール２０から除去するロール清掃部５０と、をさらに備える。

【0036】

除去部４０は、パターンフィルム３が浸漬される洗浄液Ｌを貯留する貯留部４１と、貯留部４１の洗浄液Ｌに浸漬され貯留部４１から取り出されたパターンフィルム３に対してエアを吹き付けるエアナイフ４３と、エアナイフ４３によってエアが吹き付けられたパターンフィルム３を乾燥させる乾燥部４４と、を有する。

【0037】

パターンフィルム３の搬送経路は、樹脂５が固着されたのちに貯留部４１の洗浄液Ｌに浸漬されるように、ガイドロール１３によって形成される。貯留部４１に貯留される洗浄液Ｌは、水または溶剤である。溶剤としては、例えば、炭化水素類溶剤（シクロヘキサンなど）、グリコールエーテル類溶剤（ＰＧＭＥなど）、アルコール類溶剤（エタノール、ＩＰＡなど）、ケトン類溶剤（アセトン、ＭＥＫ、ＭＩＢＫなど）、エステル類溶剤（酢酸メチル、酢酸エチルなど）といったものを利用することができる。未硬化の樹脂５が残留したパターンフィルム３を洗浄液Ｌに浸漬することで、未硬化の樹脂５が洗浄液Ｌに溶けだして除去される、または、洗浄液Ｌによって軟化させることができる。未硬化の樹脂５を軟化させることで、後のエアナイフ４３による樹脂５の除去が容易となる。

【0038】

エアナイフ４３は、気体供給源（図示省略）から供給される圧縮空気を吐出するノズルである。本実施形態では、エアナイフ４３は、ベースフィルム１を挟むようにして一対設けられる。これにより、ベースフィルム１の裏表両面に対してエアを噴射することができる。貯留部４１の洗浄液Ｌに浸漬された後のパターンフィルム３にエアナイフ４３からエアが噴射されることで、ベースフィルム１に残留した樹脂５及びベースフィルム１に付着した洗浄液Ｌが除去される。なお、エアナイフ４３の数および配置する位置は、本実施形態のものに限定されない。例えば、エアナイフ４３は、２対以上設けられてもよい。

【0039】

乾燥部４４は、エアナイフ４３で除去しきれなかったベースフィルム１上の洗浄液Ｌを蒸発させる乾燥炉である。乾燥部４４は、室内雰囲気が加熱された加熱室（図示省略）を有し、ベースフィルム１を通過させることで洗浄液Ｌを蒸発させて除去する。なお、これに代えて、乾燥部４４は、加熱されたエアをベースフィルム１に吹き付けて洗浄液Ｌを除去する構成でもよい。また、乾燥部４４を設けなくてもよい。

【0040】

ロール清掃部５０は、モールドロール２０の回転に伴いモールドロール２０の凸部２２に順次接触するシート状のロールクリーナ５１と、ロールクリーナ５１が掛け回されるニップロール５２と、ロールクリーナ５１を搬送するクリーナ繰出ロール５３及びクリーナ巻取ロール５４と、を有する。

【0041】

ロールクリーナ５１は、長手方向に延びるシート状の不織布である。ロールクリーナ５１の幅は、モールドロール２０の幅（軸方向寸法）以上に形成される。

【0042】

ニップロール５２は、ロールクリーナ５１を挟んでモールドロール２０に対向し、モールドロール２０と共にロールクリーナ５１を挟持するように設けられる。ロールクリーナ５１がニップロール５２に掛け回されることで、モールドロール２０の凸部２２が回転に伴ってロールクリーナ５１に接触する。これにより、未硬化の樹脂５に押し付けられることでモールドロール２０の凸部２２に付着した樹脂５をロールクリーナ５１により拭き取る（除去する）ことができる。

【0043】

クリーナ繰出ロール５３及びクリーナ巻取ロール５４は、搬送部１０における繰出ロール１１及び巻取ロール１２と同様に、それぞれ電動モータ（図示省略）によって中心軸を中心として回転駆動される。クリーナ繰出ロール５３の中心軸とクリーナ巻取ロール５４の中心軸とは、互いに平行であって、繰出ロール１１及び巻取ロール１２と平行に設けられる。クリーナ繰出ロール５３から繰り出されるロールクリーナ５１をクリーナ巻取ロール５４によって巻き取ることで、ロールクリーナ５１においてモールドロール２０に接触する接触部（接触面）が更新される。これにより、ロールクリーナ５１による樹脂５の除去性能の低下を抑制することができる。

【0044】

クリーナ繰出ロール５３及びクリーナ巻取ロール５４は、ロールクリーナ５１に撓みが生じないようにコントローラ７０によって制御される。クリーナ繰出ロール５３及びクリーナ巻取ロール５４は、ロールクリーナ５１を連続的に搬送するように制御されてもよいし、搬送と停止とを繰り返す（間欠的に搬送する）ように制御されてもよい。

【0045】

また、本実施形態では、ロールクリーナ５１の搬送方向は、モールドロール２０の回転方向に沿った方向である。ロールクリーナ５１をモールドロール２０の回転方向に抗する方向に搬送すると、搬送時のモールドロール２０との摩擦によってロールクリーナ５１の損耗が生じやすい。また、この場合には、繰出ロール１１及び巻取ロール１２を駆動する電動モータのモータ容量も大きくする必要がある。ロールクリーナ５１の搬送方向をモールドロール２０の回転方向に沿った方向とすることで、ロールクリーナ５１の損耗を抑制し、電動モータのモータ容量を抑制することができる。

【0046】

ニップロール５２は、クリーナ繰出ロール５３及びクリーナ巻取ロール５４と中心軸が平行に設けられる。ニップロール５２は、ロールクリーナ５１の搬送に伴って従動回転する。

【0047】

コントローラ７０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。コントローラ７０は、複数のマイクロコンピュータで構成されてもよい。コントローラ７０は、少なくとも、各実施形態や変形例に係る制御を実行するために必要な処理を実行可能にプログラムされている。なお、コントローラ７０は一つの装置として構成されていても良いし、複数の装置に分けられ、各制御を当該複数の装置で分散処理するように構成されていてもよい。

【0048】

コントローラ７０は、以下に説明するパターン成形方法を実行可能となるように、パターン成形装置１００の各構成の作動を制御する。

【0049】

次に、パターン成形装置１００により実行されるパターン成形方法について説明する。

【0050】

本実施形態に係るパターン成形方法は、繰出ロール１１から巻取ロール１２へと搬送されるベースフィルム１の表面に樹脂５を供給する供給工程と、パターンを構成する凹部２１及び凸部２２が外周に形成されるモールドロール２０を回転させながらベースフィルム１の表面に押し付けてパターンをベースフィルム１に転写する転写工程と、モールドロール２０が押し付けられたベースフィルム１上の樹脂５に向けてモールドロール２０を通じて紫外線を照射してベースフィルム１上の樹脂５を硬化させる硬化工程と、モールドロール２０からベースフィルム１を剥離する剥離工程と、ベースフィルム１上に未硬化の状態で残留した樹脂５をベースフィルム１から除去する除去工程と、モールドロール２０の凸部２２に付着した未硬化の樹脂５を除去するロール清掃工程と、を含む。以下、各工程について具体的に説明する。

【0051】

［供給工程］
供給工程では、搬送部１０の繰出ロール１１及び巻取ロール１２をそれぞれ駆動する電動モータを所定の方向に所定の速度で回転させ、ベースフィルム１を所定の搬送速度で搬送する。また、電動モータ２３を回転させ、モールドロール２０を所定の回転方向に所定の速度で回転させる。モールドロール２０の回転速度は、搬送部１０によるベースフィルム１の搬送速度に対応するような速度に設定される。つまり、モールドロール２０を駆動する電動モータは、ベースフィルム１の搬送速度に対応するように、搬送部１０と同期するように制御される。

【0052】

また、搬送部１０によって搬送されるベースフィルム１のフィルム面（モールドロール２０に臨む面）に対して、塗工ダイ３０により樹脂５を連続的に塗工する。これにより、モールドロール２０に臨むベースフィルム１の一面には、所定の膜厚を有する樹脂５の膜が形成される。

【0053】

［転写工程］
供給工程により樹脂５が塗布されたベースフィルム１は、押付ロール２５とモールドロール２０の間を通過する。この際、ベースフィルム１の樹脂５には、モールドロール２０の外周が押し付けられる。これにより、ベースフィルム１とモールドロール２０の凸部２２によって挟み込まれた樹脂５がモールドロール２０の凹部２１を充填するようにして流動する。このようにして、モールドロール２０の外周の凸部２２及び凹部２１に対応するパターンがベースフィルム１上の樹脂５に転写される。回転に伴ってモールドロール２０の外周が順次ベースフィルム１上の樹脂５に押し付けられることで、ベースフィルム１上には、長手方向に連続するパターンが形成される。

【0054】

［硬化工程］
硬化工程では、まず、ランプ３５を点灯させる。パターンが転写されたベースフィルム１がモールドロール２０を挟んでランプ３５と対向する位置まで移動すると、ベースフィルム１上の樹脂５は、ランプ３５からの紫外線が照射されて硬化し、ベースフィルム１に固着される。このようにして、モールドロール２０の外周を搬送されるベースフィルム１上の樹脂５が、ベースフィルム１に対して順次一体化される。

【0055】

ここで、転写工程では、モールドロール２０の凹部２１に充填されず、ベースフィルム１とモールドロール２０の凸部２２との間で挟持されたままベースフィルム１上に樹脂５が残留することがある（図３参照）。これに対し、本実施形態では、モールドロール２０の凸部２２の先端にランプ３５からの紫外線を遮断する遮光部２４が設けられる。よって、ベースフィルム１とモールドロール２０の凸部２２との間に残留する樹脂５（ベースフィルム１上のパターンにおいて凹部２１となる位置にある樹脂５）に対しては、ランプ３５からの紫外線を遮光部２４によって遮断して紫外線を照射させない。このため、硬化工程においては、モールドロール２０の凹部２１に充填される樹脂５（ベースフィルム１上のパターンで凸部２２となる樹脂５）だけにランプ３５からの紫外線を照射してベースフィルム１上で硬化させる。ベースフィルム１とモールドロール２０の凸部２２との間の樹脂５は、紫外線の照射が遮断されるため未硬化の状態でベースフィルム１上に残留する。

【0056】

［剥離工程］
硬化工程で樹脂５が固着されたベースフィルム１（パターンフィルム３）は、剥離ロール２６によってモールドロール２０から離間するように案内（転向）されることでモールドロール２０の外周から剥離される。

【0057】

［除去工程］
モールドロール２０から剥離されたパターンフィルム３は、貯留部４１に向けて搬送されて洗浄液Ｌに浸漬される。洗浄液Ｌに浸漬されることで、パターンフィルム３上に残留した未硬化の樹脂５が除去または軟化される。

【0058】

洗浄液Ｌから取り出されたパターンフィルム３には、エアナイフ４３からエアが吐出される。これにより、洗浄液Ｌによって軟化された樹脂５及び付着していた洗浄液Ｌがエアによって除去される。

【0059】

このようにして、パターンフィルム３上に残留していた未硬化の樹脂５が除去される。未硬化の樹脂５が除去されたパターンフィルム３は、乾燥部４４によって洗浄液Ｌを確実に除去したのちに、巻取ロール１２によって巻き取られる。

【0060】

［ロール清掃工程］
モールドロール２０は、ベースフィルム１が剥離されると、回転に伴ってロールクリーナ５１に接触する。ベースフィルム１の剥離に伴ってモールドロール２０に付着した未硬化の樹脂５が、モールドロール２０の凸部２２からロールクリーナ５１によって除去される。未硬化の樹脂５が除去された凸部２２は、モールドロール２０の回転に伴って再びベースフィルム１上の樹脂５に押し付けられてパターンを転写する。

【0061】

以上のようにして、ベースフィルム１のフィルム面には、パターン２が成形され、パターンフィルム３が得られる。

【0062】

また、本実施形態では、ランプ３５からの紫外線が遮光部２４によって遮断されるため、モールドロール２０の凸部２２とベースフィルム１との間に挟まれた樹脂５は未硬化の状態でベースフィルム１上に残留する。樹脂５が未硬化の状態で残留するため、洗浄液Ｌへの浸漬やエアナイフ４３によるエアの噴射等によって比較的容易にベースフィルム１から除去することができる。よって、パターンフィルム３上での残膜の発生を抑制でき、その後のアッシング工程が不要となることで製造工数やコストを削減することができる。

【0063】

別の観点からいうと、ベースフィルム１上に残留した未硬化の樹脂５をパターン成形装置１００内の構成（除去部４０）によって除去できるため、パターン成形装置１００とは別にアッシング装置を必要とせず、製造工数やコストを削減することができる。

【0064】

また、本実施形態では、遮光部２４は、モールドロール２０の凸部２２の先端に設けられる窪み部２２ａ内に固形状の膜として設けられる。これにより、遮光部２４が窪み部２２ａに対してモールドロール２０の周方向に係止されるため、除去部４０によってモールドロール２０の凸部２２から未硬化の樹脂５を拭き取る際にモールドロール２０の周方向に沿ったせん断力に対する耐久性を確保することができる。よって、窪み部２２ａからの遮光部２４の脱落（剥離）を抑制することができる。

【0065】

次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、以下の変形例と上記実施形態の各構成とを組み合わせたり、以下の変形例同士を組み合わせたり、以下の変形例と他の実施形態とを組み合わせたりすることも可能である。また、各変形例において、上記実施形態と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。

【0066】

上記実施形態では、除去部４０は、洗浄液Ｌが貯留される貯留部４１と、エアを噴出するエアナイフ４３と、を有する。

【0067】

これに対し、除去部４０は、図６に示すように、洗浄液Ｌ内に浸漬される超音波洗浄機４５を有していてもよい。これによれば、ベースフィルム１上に残留した未硬化の樹脂５を効率よく除去することができる。また、これに伴い洗浄液Ｌへのベースフィルム１の浸漬時間を短くすることができるため、生産速度の向上や貯留部４１の小型化による省スペース化を図ることもできる。

【0068】

また、除去部４０は、図７に示すように、ベースフィルム１を洗浄液Ｌに浸漬させることに代えて、洗浄液Ｌをベースフィルム１に向けて噴出する液体ノズル４６と、噴射された洗浄液Ｌを受けるトレイ４７と、を備えていてもよい。この場合には、洗浄液Ｌにベースフィルム１を浸漬させる場合と比較して、装置の省スペース化を図ることができる。なお、図７に示す変形例に対して、図６に示す超音波洗浄機４５の構成を適用してもよい。

【0069】

また、エアナイフ４３は、洗浄液Ｌから取り出された直後のパターンフィルム３に対してエアを噴射することが望ましい。このため、エアナイフ４３の位置及び噴射角度を調整する調整機構を設けることも好適である。

【0070】

（第２実施形態）
次に、図８を参照して、第２実施形態に係るパターン成形装置２００及びパターン成形方法について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

【0071】

第１実施形態に係るパターン成形装置１００では、遮光部２４は、モールドロール２０の凸部２２の先端に予め設けられている。第１実施形態では、モールドロール２０の凸部２２に付着した未硬化の樹脂５を除去する際に遮光部２４が除去されないように、遮光部２４はモールドロール２０と一体化される。

【0072】

これに対し、第２実施形態では、遮光部は、モールドロール２０の凸部２２の先端に予め設けられるものではなく、モールドロール２０の回転に伴って塗布及び除去が繰り返されることで、モールドロール２０の外周に設けられる。以下、具体的に説明する。

【0073】

図８に示すように、第２実施形態に係るパターン成形装置２００は、遮光部を除く上記第１実施形態の構成に加えて、モールドロール２０の回転に伴ってモールドロール２０の凸部２２の先端に遮光部を順次塗布する遮光部供給部６０をさらに備える。遮光部供給部６０の作動もコントローラ７０によって制御される。

【0074】

本実施形態では、遮光部は、第１実施形態のように焼成されて固体状の膜ではなく、固体となる前の液体状態としてモールドロール２０の外周に供給される（以下、遮光部を「遮光液２４ａ」とも称する）。遮光部供給部６０は、遮光部としての遮光液２４ａを吐出するディスペンサ６１と、ディスペンサ６１が吐出する遮光液２４ａが外周に供給され遮光液２４ａをモールドロール２０の外周に塗布する供給ロール６２と、供給ロール６２の外周の余分な遮光液２４ａを除去するドクターブレード６３と、を有する。

【0075】

ディスペンサ６１は、供給ロール６２の外周に向けて遮光液２４ａを連続して滴下するように構成される。ディスペンサ６１は、供給ロール６２の中心軸の直上の位置から図中右方向にずれて配置されることで、供給ロール６２の最上部からモールドロール２０の回転方向の前方側（図中右側）へ周方向にずれた位置に樹脂５を滴下するように構成される。

【0076】

供給ロール６２は、中心軸がモールドロール２０と平行となるように設けられる円柱状のロール（いわゆるアニックスロール）である。供給ロール６２は、コントローラ７０によって一定の速度で回転するように制御される。供給ロール６２は、外周に塗布される遮光液２４ａを、ベースフィルム１から離間した位置にあるモールドロール２０の凸部２２の先端に付着させるようにして設けられる。本実施形態では、供給ロール６２は、モールドロール２０に対して鉛直方向の上方に設けられ、ロール清掃部５０によって未硬化の樹脂５が除去されたモールドロール２０の凸部２２に対して遮光液２４ａを塗布するように構成される。

【0077】

ドクターブレード６３は、先端が供給ロール６２の外周面に対して接触またはわずかに隙間を開けるようにして設けられる。供給ロール６２の外周とドクターブレード６３との間に形成される空間に対して、ディスペンサ６１から遮光液２４ａが供給される。ディスペンサ６１から吐出された遮光液２４ａのうち余分な分がディスペンサ６１によって供給ロール６２の外周から掻き取られて、供給ロール６２の外周には適用の遮光液２４ａが塗布される。

【0078】

次に、第２実施形態に係るパターン成形方法について説明する。

【0079】

第２実施形態のパターン成形方法は、第１実施形態のパターン成形方法に加えて、遮光液２４ａをモールドロール２０の凸部２２に供給する遮光部供給工程をさらに含む。

【0080】

遮光部供給工程では、供給ロール６２の外周とドクターブレード６３との間の空間にディスペンサ６１から遮光液２４ａが連続的に滴下される。滴下された遮光液２４ａの内の余分な分はドクターブレード６３によって掻き取られて、適量の遮光液２４ａが供給ロール６２の外周に塗布される。

【0081】

供給ロール６２の回転に伴って供給ロール６２の外周に塗布された遮光液２４ａがモールドロール２０の凸部２２に接触し、遮光液２４ａが凸部２２の先端に塗布される。

【0082】

このようにして凸部２２の先端に遮光液２４ａが塗布されたモールドロール２０は、転写工程においてベースフィルム１上の樹脂５に押し付けられ、上記実施形態と同様にベースフィルム１上の樹脂５にパターンが転写される。

【0083】

モールドロール２０の凸部２２に塗布された遮光液２４ａは、ベースフィルム１に押し付けられる際に乾燥して固体状となっていてもよいし、液状のままであってもよい。いずれの場合であっても、モールドロール２０の凸部２２とベースフィルム１との間に挟まれる樹脂５に対するランプ３５からの紫外線を遮光液２４ａによって遮断できるため、上記第１実施形態の遮光部と同様の作用効果を奏する。

【0084】

モールドロール２０の凸部２２に塗布された遮光液２４ａは、剥離工程によってモールドロール２０とベースフィルム１とが剥離されたのち、ロール清掃工程によって凸部２２に付着した未硬化の樹脂５とともに除去される。その後、モールドロール２０の回転に伴って新たな遮光液２４ａが遮光部供給部６０によってモールドロール２０の凸部２２に供給される。また、遮光液２４ａは、ベースフィルム１上に残留しても、除去部４０に除去工程によって未硬化の樹脂５とともにベースフィルム１から除去される。

【0085】

このように、モールドロール２０に対する遮光液２４ａの塗布と除去とを繰り返すことで、常に一定量（一定の厚さ）の遮光液２４ａをモールドロール２０の外周に供給できる。これにより、モールドロール２０の凸部２２とベースフィルム１との間の未硬化の樹脂５に対する紫外線を遮断すると共に、遮光液２４ａの量が過多となることで除去部４０によって遮光液２４ａを完全に除去できずにベースフィルム１（パターンフィルム３）上に残留することも抑制される。

【0086】

本実施形態では、第１実施形態と同様に、ランプ３５からの紫外線が遮光部２４によって遮断され、モールドロール２０の凸部２２とベースフィルム１との間に挟まれた樹脂５は未硬化の状態でベースフィルム１上に残留する。樹脂５が未硬化の状態で残留するため、洗浄液Ｌへの浸漬やエアナイフ４３によるエアの噴射等によって比較的容易にベースフィルム１から除去することができる。よって、パターンフィルム３上での残膜の発生を抑制でき、その後のアッシング工程が不要となることで製造工数やコストを削減することができる。

【0087】

また、本実施形態では、モールドロール２０の回転に伴って遮光液２４ａの塗布及び除去を繰り返すため、所定量の遮光液２４ａをより確実にモールドロール２０の外周に供給することができ、残膜の発生を抑制したパターンフィルム３を安定して製造することができる。

【0088】

なお、詳細な図示は省略するが、第２実施形態のモールドロール２０も、上記第１実施形態と同様に窪み部２２aを有していてもよいし、窪み部２２aを有していなくてもよい。

【0089】

以下、各実施形態の作用効果について説明する。

【0090】

シート状のベースフィルム１にパターンを成形するパターン成形装置１００，２００は、ベースフィルム１を繰り出す繰出ロール１１とベースフィルム１を巻き取る巻取ロール１２とを有する搬送部１０と、搬送部１０によって搬送されるベースフィルム１の表面に樹脂５を供給する樹脂供給部と、パターンを構成する凹部２１及び凸部２２が外周に形成され樹脂５が供給されたベースフィルム１の表面に接触することでパターンをベースフィルム１に転写するモールドロール２０と、モールドロール２０の内側に設けられモールドロール２０を通じてベースフィルム１に光を照射して樹脂５を硬化させるランプ３５と、ベースフィルム１上に未硬化の状態で残留した樹脂５をベースフィルム１から除去する除去部４０と、を備え、モールドロール２０の凸部２２の先端には、光を遮断する遮光部２４，２４ａが設けられる。

【0091】

シート状のベースフィルム１にパターンを成形するパターン成形方法は、繰出ロール１１から巻取ロール１２へと搬送されるベースフィルム１の表面に樹脂５を供給する供給工程と、パターンを構成する凹部２１及び凸部２２が外周に形成されるモールドロール２０を回転させながらベースフィルム１の表面に押し付けてパターンをベースフィルム１に転写する転写工程と、モールドロール２０が押し付けられたベースフィルム１上の樹脂５に向けてモールドロール２０を通じて光を照射してベースフィルム１上の樹脂５を硬化させる硬化工程と、ベースフィルム１上に未硬化の状態で残留した樹脂５をベースフィルム１から除去する除去工程と、を含み、硬化工程では、モールドロール２０の凸部２２の先端に設けられる遮光部２４，２４ａによって、凸部２２が押し付けられる樹脂５への光の照射を遮断する。

【0092】

これらの構成では、凸部２２の先端に遮光部２４，２４ａが設けられるため、パターンを転写する際にモールドロール２０の凸部２２とベースフィルム１との間で樹脂５が残存しても、モールドロール２０の内側から照射される光は遮光部２４，２４ａによって遮断されて当該樹脂５には照射されない。よって、モールドロール２０の凸部２２とベースフィルム１との間の樹脂５は未硬化の状態のままベースフィルム１上に残留する。未硬化状態の樹脂５は、硬化した状態と比較して容易に除去できるため、ベースフィルム１上の未硬化の樹脂５を除去することで、ベースフィルム１上に残膜が生じることを抑制することができる。

【0093】

また、パターン成形装置１００，２００は、ベースフィルム１の表面にパターンを転写したモールドロール２０の凸部２２に付着した未硬化の樹脂５をモールドロール２０から除去するロール清掃部５０をさらに備える。

【0094】

この構成では、モールドロール２０に樹脂５が残留することによるパターンの転写の成形精度の低下を抑制することができる。

【0095】

また、パターン成形装置１００は、モールドロール２０の凸部２２の先端には、モールドロール２０の径方向内側に向けて窪む窪み部２２ａが形成され、遮光部２４は、凸部２２の窪み部２２ａ内に充填されてモールドロール２０と一体化されている。

【0096】

この構成では、遮光部２４は、モールドロール２０と一体化されて予め形成されるため、モールドロール２０を交換するだけで新たな設備等を導入することなく既存の設備に対しても容易に導入することができる。

【0097】

また、パターン成形装置２００は、モールドロール２０の回転に伴ってモールドロール２０の凸部２２の先端に遮光部２４を順次塗布する遮光部供給部６０をさらに備える。

【0098】

この構成では、モールドロール２０が繰り返しベースフィルム１に押し付けられても、モールドロール２０の先端に遮光部２４を順次供給する構成であるため、より確実に凸部２２の先端に遮光部２４を供給することができる。

【0099】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0100】

１００ パターン成形装置
２００ パターン成形装置
１ ベースフィルム（基材）
２ パターン
１０ 搬送部
１１ 繰出ロール
１２ 巻取ロール
２０ モールドロール
２１ 凹部
２２ 凸部
２２ａ 窪み部
２４ 遮光部
２４ａ 遮光液（遮光部）
３０ 塗工ダイ（樹脂供給部）
３５ ランプ（硬化部）
４０ 除去部
５０ ロール清掃部
６０ 遮光部供給部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】