JP2011020272A - Transfer device and transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転写装置および転写方法に係り、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するものに関する。 The present invention relates to a transfer apparatus and a transfer method, and relates to an apparatus for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-like mold to a molded product.
近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型(モールド)を作製し、被成型品に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている(たとえば、非特許文献1参照)。 In recent years, a mold (mold) is formed by forming an ultrafine transfer pattern on a quartz substrate or the like by an electron beam drawing method or the like, and the mold is pressed to a molded product with a predetermined pressure, and the mold is formed. A nanoimprint technique for transferring a transfer pattern has been researched and developed (for example, see Non-Patent Document 1).
ナノオーダーの微細なパターン(転写パターン)を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とUVインプリント法とに分類される。 As a method for forming a nano-order fine pattern (transfer pattern) at a low cost, an imprint method using a lithography technique has been devised. This molding method is roughly classified into a thermal imprint method and a UV imprint method.
熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂(熱可塑性樹脂)が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。 In the thermal imprint method, a mold is pressed against a substrate, heated to a temperature at which a resin made of a thermoplastic polymer (thermoplastic resin) can flow sufficiently, and the resin flows into a fine pattern. The resin is cooled to below the glass transition temperature, and after the fine pattern transferred to the substrate is solidified, the mold is pulled apart.
UVインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、UV硬化性液に型を押しつけてUV放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き戻す。 In the UV imprint method, a transparent mold capable of transmitting light is used, and the UV radiation is applied by pressing the mold against the UV curable liquid. Radiant light is applied for an appropriate time to cure the solution and transfer the fine pattern, and then pull back the mold.
ハードディスクやCD、DVDなど回転式の記憶装置では、最近、高密度のデータをディスクに形成するための記憶媒体(記録媒体)を成型する手段として、こうしたナノインプリント技術を活用する方法への関心が高くなってきている。 Recently, in rotary storage devices such as hard disks, CDs, and DVDs, there is a high interest in methods that utilize such nanoimprint technology as a means for forming a storage medium (recording medium) for forming high-density data on a disk. It has become to.
また、型に形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するときに、被成型品に気泡が発生することを防止するために、型と被成型品とをカバーで覆って真空成型室内で転写を行う構成の転写装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 In addition, when transferring the fine transfer pattern formed on the mold to the molded product, the mold and the molded product are covered with a cover and vacuum molded to prevent bubbles from being generated in the molded product. A transfer device configured to perform transfer indoors is known (for example, see Patent Document 1).
ところで、被成型品の平面度が若干悪くても転写を均質に行うようにするために、上述したモールドとして、薄いシート状のモールドを使用する場合があり、この場合においても、転写の際における被成型品での気泡の発生(被成型品の被転写部への微細な気泡の混入)を防止することが望ましい。 By the way, in order to perform transfer uniformly even if the flatness of the product to be molded is slightly worse, a thin sheet-shaped mold may be used as the above-described mold. It is desirable to prevent the generation of bubbles in the molded product (mixing of fine bubbles into the transferred portion of the molded product).
シート状のモールドを使用する転写において被成型品での気泡の発生を避けたい場合、シート状のモールドを適宜の弾性を備えた押圧体に一体的に設置し、前記被成型品とシート状のモールドと押圧体とが真空成型室内に位置するようにして、前記真空成型室を減圧する方式が考えられる。 When it is desired to avoid the generation of bubbles in the molded product in the transfer using the sheet-shaped mold, the sheet-shaped mold is integrally installed on a pressing body having appropriate elasticity, and the molded product and the sheet-shaped mold are arranged. A method is conceivable in which the vacuum molding chamber is decompressed so that the mold and the pressing body are positioned in the vacuum molding chamber.
しかし、上記方式では、シート状のモールドを押圧体に設置するための機構や工程が煩雑になり、また、真空成型室の構成が煩雑になるという問題がある。 However, the above-described method has a problem that a mechanism and a process for installing the sheet-like mold on the pressing body become complicated, and a configuration of the vacuum forming chamber becomes complicated.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置および転写方法において、簡素な構成や工程で、前記被成型品での気泡の発生を防いだ転写をすることができる転写装置および転写方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a transfer device and a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-like mold to a molded product, a simple configuration or It is an object of the present invention to provide a transfer apparatus and a transfer method capable of performing transfer while preventing generation of bubbles in the molded product in the process.
請求項1に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、前記転写をするときに、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールド挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成手段と、前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を仕切る前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成手段と、前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を減圧する減圧手段とを有する転写装置である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、前記転写をするときに、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールド挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記シート状のモールドに予め形成されている貫通孔によって前記第1の真空成型室とつながっていると共に前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成手段と、前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を減圧する減圧手段とを有する転写装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on the sheet-shaped mold to the molded product, when the transfer is performed, the molded product, A vacuum forming chamber in which a pressing body that sandwiches and presses the sheet-shaped mold in cooperation with a molded product is located in a first vacuum forming chamber in which the molded product is installed, and the sheet A vacuum molding chamber that is connected to the first vacuum molding chamber by a through-hole formed in a mold in advance and is partitioned by the sheet-shaped mold into a second vacuum molding chamber in which the pressing body is located A vacuum forming chamber forming means for forming the vacuum forming chamber, and a decompression means for reducing the pressure of the vacuum forming chamber formed by the vacuum forming chamber forming means.
請求項3に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、凹部を備え、この凹部の内側に前記被成型品が設置され、前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより、第1の真空成型室を形成する被成型品設置体と、前記第1の真空成型室の外側に設けられ、前記第1の真空成型室を形成している前記シート状のモールドの微細な転写パターンを、前記被成型品設置体に設置された被成型品へ転写するときに、前記シート状のモールドを押圧する押圧体と、前記第1の真空成型室の外側で前記押圧体を一体的に支持し、前記被成型品設置体に対して接近もしくは離反する方向で相対的に移動自在であり、前記転写をするときに前記押圧体が内側に入り込むと共に前記シート状のモールドを隔てて前記第1の真空成型室に隣接する第2の真空成型室を形成する可動体と、前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成手段と、前記第1の真空成型室または前記第2の真空成型室を減圧する減圧手段とを有する転写装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-like mold to a molded product, the concave device having a concave portion, and the molded product is provided inside the concave portion. The molded product installation body for forming the first vacuum molding chamber by closing the opening of the concave portion with the sheet-shaped mold, and provided outside the first vacuum molding chamber, Press for pressing the sheet-shaped mold when transferring a fine transfer pattern of the sheet-shaped mold forming one vacuum forming chamber to a molded product installed in the molded product installation body The pressing body is integrally supported on the outside of the body and the first vacuum molding chamber, and is relatively movable in a direction approaching or moving away from the molded product installation body, and performs the transfer. Sometimes the pressing body goes inside In addition, a movable body that forms a second vacuum forming chamber adjacent to the first vacuum forming chamber with the sheet-shaped mold interposed therebetween, and the sheet-shaped mold include the first vacuum forming chamber and the first vacuum forming chamber. A transfer device having a through-hole forming means for forming a through-hole for connecting the two vacuum forming chambers to each other, and a decompressing means for reducing the pressure of the first vacuum forming chamber or the second vacuum forming chamber. .
請求項4に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、凹部を備え、この凹部の内側に前記被成型品が設置され、前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより、第1の真空成型室を形成する被成型品設置体と、前記第1の真空成型室の外側に設けられ、前記第1の真空成型室を形成している前記シート状のモールドの微細な転写パターンを、前記被成型品設置体に設置された被成型品へ転写するときに、前記シート状のモールドを押圧する押圧体と、前記第1の真空成型室の外側で前記押圧体を一体的に支持し、前記被成型品設置体に対して接近もしくは離反する方向で相対的に移動自在であり、前記転写をするときに前記押圧体が内側に入り込むと共に前記シート状のモールドを隔てて前記第1の真空成型室に隣接する第2の真空成型室を形成する可動体と、前記第1の真空成型室または前記第2の真空成型室を減圧する減圧手段とを有し、前記シート状のモールドには、前記各真空成型室同士をつなぐための貫通孔が予め形成されている転写装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a transfer apparatus for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product, the concave device having a concave portion, and the molded product is disposed inside the concave portion. The molded product installation body for forming the first vacuum molding chamber by closing the opening of the concave portion with the sheet-shaped mold, and provided outside the first vacuum molding chamber, Press for pressing the sheet-shaped mold when transferring a fine transfer pattern of the sheet-shaped mold forming one vacuum forming chamber to a molded product installed in the molded product installation body The pressing body is integrally supported on the outside of the body and the first vacuum molding chamber, and is relatively movable in a direction approaching or moving away from the molded product installation body, and performs the transfer. Sometimes the pressing body goes inside In addition, a movable body that forms a second vacuum molding chamber adjacent to the first vacuum molding chamber across the sheet-shaped mold, and the first vacuum molding chamber or the second vacuum molding chamber are depressurized. The sheet-shaped mold has a through-hole for connecting the vacuum forming chambers in advance.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の転写装置において、モールド原反から繰り出されシート状になって前記転写に使用された前記シート状のモールドを、モールド巻き取り装置で巻き取ることによって、前記シート状のモールドを交換するモールド交換手段と、前記モールド原反と前記モールド巻き取り装置との間に設けられている引き剥がしローラを用いて、前記転写により前記被成型品に貼り付いている前記シート状のモールドを、前記被成型品から引き剥がすモールド引き剥がし手段とを有する転写装置である。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の転写装置において、前記モールド引き剥がし手段は、前記モールド原反と前記モールド巻き取り装置との間に設けられている一対のローラを備えて構成されており、この一対のローラに前記シート状のモールドを係合させて前記シート状のモールドを「S」字状に形成し、前記一対のローラを移動して、前記引き剥がしをするように構成されている転写装置である。
The invention according to claim 6 is the transfer apparatus according to
請求項7に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写方法において、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールドを挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成工程と、前記真空成型室を仕切る前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔形成工程で前記シート状のモールドに貫通孔を形成した後に、前記真空成型室形成型室工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と、前記減圧工程で前記真空成型室を減圧した後に、前記押圧体と前記被成型品とで前記シート状のモールド挟み込んで押圧し前記転写をする押圧転写工程とを有する転写方法である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product, in cooperation with the molded product and the molded product. A vacuum forming chamber in which a pressing body that sandwiches and presses a sheet-shaped mold is located, and a first vacuum molding chamber in which the article to be molded is installed, and a second vacuum in which the pressing body is positioned A vacuum molding chamber forming step for forming a vacuum molding chamber partitioned by the sheet-shaped mold in the molding chamber, and the first vacuum molding chamber and the second in the sheet-shaped mold partitioning the vacuum molding chamber. A through hole forming step for connecting the vacuum forming chambers to each other, and after forming the through holes in the sheet-shaped mold in the through hole forming step, in the vacuum forming chamber forming mold chamber step Formed vacuum formation A decompression step of decompressing the chamber, and a pressure transfer step of performing the transfer by sandwiching and pressing the sheet-like mold between the pressing body and the product to be molded after the vacuum forming chamber is decompressed in the decompression step. This is a transfer method.
請求項8に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写する転写方法において、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールドを挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記シート状のモールドに予め形成されている貫通孔によって前記第1の真空成型室とつながっていると共に前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成工程と、前記真空成型室形成工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と、前記減圧工程で前記真空成型室を減圧した後に、前記押圧体と前記被成型品とで前記シート状のモールド挟み込んで押圧し前記転写をする押圧転写工程とを有する転写方法である。 The invention according to claim 8 is a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-like mold to a molded product, in cooperation with the molded product and the molded product. A pressing body that sandwiches and presses a sheet-shaped mold is a vacuum forming chamber located inside, and is formed in advance in a first vacuum forming chamber in which the product to be molded is installed and the sheet-shaped mold. Forming a vacuum forming chamber that is connected to the first vacuum forming chamber by a through-hole and is partitioned by the sheet-like mold in a second vacuum forming chamber in which the pressing body is located And a decompression step of decompressing the vacuum molding chamber formed in the vacuum molding chamber formation step, and after depressurizing the vacuum molding chamber in the decompression step, the sheet-like mold with the pressing body and the molded product Crowded seen a pressing transferring method and a pressing transferring step of the transfer.
請求項9に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、凹部を備え、この凹部の内側に前記被成型品が設置され、前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより、真空成型室を形成する被成型品設置体と、前記真空成型室を減圧する減圧手段とを有し、前記減圧手段で真空成型室を減圧し、前記シート状のモールドと前記被成型品とをお互いに接触させて、前記転写を行うように構成されている転写装置である。 The invention described in claim 9 is a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product, and is provided with a recess, and the molded product is placed inside the recess. A molded product installation body for forming a vacuum molding chamber by closing the opening of the concave portion with the sheet-shaped mold, and a decompression means for decompressing the vacuum molding chamber. The transfer device is configured to perform the transfer by reducing the pressure in a vacuum forming chamber and bringing the sheet-shaped mold and the molding target into contact with each other.
請求項10に記載の発明は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写方法において、被成型品設置体の凹部に設置された前記被成型品が内部に位置する真空成型室を、前記シート状のモールドで前記被成型品設置体の凹部の開口部を塞ぐことにより形成する真空成型室形成工程と、前記真空成型室形成工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と、前記減圧工程で前記真空成型室を減圧して、前記転写をする押圧転写工程とを有する転写方法である。 The invention according to claim 10 is a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-like mold to a molded product, wherein the molded product is installed in a recess of the molded product installation body. A vacuum molding chamber in which a product is located is formed by a vacuum molding chamber forming step in which the opening of the concave portion of the molded product installation body is closed with the sheet-shaped mold, and the vacuum molding chamber forming step. And a pressure transfer step of reducing the pressure in the vacuum forming chamber in the pressure reducing step to perform the transfer.
本発明によれば、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置および転写方法において、簡素な構成や工程で、前記被成型品での気泡の発生を防いだ転写をすることができるという効果を奏する。 According to the present invention, in a transfer device and a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product, bubbles in the molded product can be obtained with a simple configuration and process. There is an effect that the transfer can be performed while preventing the occurrence of the above.
図1は、本発明の実施形態に係る転写装置1の概略構成を示す図であり、図2は、図1におけるII矢視図であり、図3は、図1におけるIII部の拡大図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
なお、以下、説明の便宜のために、水平な一方向をX軸方向とし、水平な他の一方向であってX軸に直交する方向をY軸方向とし、X軸方向とY軸方向とに直交する鉛直な方向をZ軸方向とする場合がある。また、転写装置1について説明する前に、図10を用いて、UVインプリント法による転写について説明する。
Hereinafter, for convenience of explanation, one horizontal direction is defined as the X-axis direction, another horizontal direction that is orthogonal to the X-axis is defined as the Y-axis direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction are defined as In some cases, a vertical direction orthogonal to the Z-axis direction is used. Before describing the
UVインプリント法では、図10(a)で示す矢印の方向に型Mを移動し、図10(b)に示すように、型Mで被成型品Wを小さい力で押圧し、紫外線を照射し、UV硬化樹脂(紫外線硬化樹脂)W2を硬化させる。この後、図10(b)で示す矢印の方向に型Mを移動して、型Mを被成型品Wから離すと、図10(c)に示すように、被成型品W(紫外線硬化樹脂W2)に微細な転写パターンが転写される。ここまでが、転写装置1を使用してなされる転写である。
In the UV imprint method, the mold M is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 10 (a), and as shown in FIG. 10 (b), the product W is pressed with a small force and irradiated with ultraviolet rays. Then, the UV curable resin (ultraviolet curable resin) W2 is cured. Thereafter, when the mold M is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 10B and the mold M is separated from the molded product W, as shown in FIG. 10C, the molded product W (ultraviolet curable resin) is obtained. A fine transfer pattern is transferred to W2). Up to here, the transfer is performed using the
上記転写後、図10(c)に示す状態において、硬化しアッシングで残膜が除去された紫外線硬化樹脂W2をマスキング部材にして、エッチングによって基材W1に微細な転写パターンを形成し、この後、硬化した紫外線硬化樹脂W2をたとえば溶剤で取り除けば、図10(d)に示すように、基材W1への微細な転写パターンの転写が完了する。 After the transfer, in the state shown in FIG. 10C, a fine transfer pattern is formed on the substrate W1 by etching using the UV curable resin W2 that has been cured and the remaining film has been removed by ashing as a masking member. If the cured ultraviolet curable resin W2 is removed with, for example, a solvent, the transfer of the fine transfer pattern onto the substrate W1 is completed as shown in FIG.
なお、以下の説明では、UVインプリント法をおこなう転写装置1を例に掲げて説明するが、転写装置1に被成型品Wを加熱しまた冷却する装置を付加し、転写装置1を熱インプリント法を行う装置としてもよい。
In the following description, the
転写装置(微細転写装置;ナノインプリント装置)1は、薄いシート状のモールド(型)Mの厚さ方向の一方の面に形成されている微細な転写パターン(たとえば、多数の微細な凹凸で形成されており、高さやピッチが可視光線の波長程度かもしくは可視光線の波長よりも僅かに大きいが僅かに小さい転写パターン)を、被成型品(たとえば、平板状の被インプリント基板の厚さ方向の一方の面)Wに転写するための装置であり、被成型品設置体3と押圧体5と可動体7と貫通孔形成手段9と減圧手段11とを備えて構成されている。
The transfer device (fine transfer device; nanoimprint device) 1 is formed of a fine transfer pattern (for example, a large number of fine irregularities) formed on one surface in the thickness direction of a thin sheet-shaped mold (mold) M. The height or pitch is about the wavelength of visible light or a transfer pattern that is slightly larger than the wavelength of visible light but slightly smaller in size in the thickness direction of a flat imprint substrate. One surface) is an apparatus for transferring to W, and comprises a molded
被成型品設置体3は、凹部13を備えており、この凹部13の内側に被成型品Wが設置されるようになっている。また、凹部13の開口部(平坦な環状に形成されている開口部)15をシート状のモールドMで塞ぐことにより、真空成型室(ほぼ閉じた空間である真空成型室)17が形成されるようになっている。なお、すでに理解されるように、被成型品Wは、真空成型室17の内部に設置されるようになっている。
The molded
被成型品Wが被成型品設置体3に設置され被成型品設置体3の開口部15にシート状のモールドMが設置されて真空成型室17が形成された状態では、被成型品Wの微細な転写パターンM1(図3参照)が転写される平面(被転写面)19と、シート状のモールドMの微細な転写パターンM1が形成されている平面21とが、お互いが平行になってごく僅かに離れて(たとえば、0.1mm〜1mm程度離れて)対向している。
In a state where the molded product W is installed in the molded
すなわち、図3における寸法S2が、たとえば、0.1mm〜1mm程度になっている。なお、図3における参照符号W1は、被成型品Wの基材(シリコン等で構成された基材)であり、参照符号W2は、紫外線硬化樹脂である。 That is, the dimension S2 in FIG. 3 is, for example, about 0.1 mm to 1 mm. In addition, the reference symbol W1 in FIG. 3 is a base material (base material made of silicon or the like) of the product W, and the reference symbol W2 is an ultraviolet curable resin.
押圧体5は、真空成型室17の外側に設けられている。そして、被成型品設置体3に設置された被成型品Wへ、真空成型室17を形成しているシート状のモールドMの微細な転写パターンM1を転写するときに、押圧体5によって、シート状のモールドMを被成型品W側に押圧するようになっている。
The
すなわち、押圧体5と被成型品設置体3に設置されている被成型品Wとが協働して、シート状のモールドMを挟み込み、押圧して転写をするようになっている。さらに詳しく説明すると、被成型品設置体3に設置されている被成型品Wの厚さ方向の一方の平面であって微細な転写パターンが転写されて形成される被転写面19に、シート状のモールドMの厚さ方向の一方の面(微細な転写パターンが形成されている面)19が接触し、シート状のモールドMの厚さ方向の他方の面が、押圧体5の押圧面(被転写面19に平行な押圧面)に接触するようにして、シート状のモールドMを挟み込んで転写がされるようになっている。
That is, the
可動体7は、真空成型室17の外側に設けられており、押圧体5を一体的に支持しており、被成型品設置体3に対して接近もしくは離反する方向(被成型品Wの被転写面19に垂直な方向;たとえば、Z軸方向)で相対的に移動自在になっている。なお、すでに理解されるように、可動体7が移動することによって、押圧体5が移動し、前述した挟み込みによる転写がなされるようになっている。
The movable body 7 is provided outside the
また、可動体7は、前述した転写をするときに、押圧体5が内側に入り込むと共にシート状のモールドMを隔てて真空成型室17に隣接する別の真空成型室(ほぼ閉じた空間である真空成型室)23を、シート状のモールドMや被成型品設置体3と協働して形成するようになっている。
In addition, the movable body 7 is another vacuum molding chamber (almost closed space) adjacent to the
貫通孔形成手段9は、シート状のモールドMに、真空成型室17と真空成型室23とをお互いにつなぐための貫通孔MH1(図2参照)を形成する手段である。なお、図2に示す貫通孔MH1は、円形状に形成されているが、貫通孔MH1が円形以外の形状(矩形状等の形状)に形成されていてもよい。この場合、貫通孔の角部での応力集中を避けるために、貫通孔の角部が円弧状に形成されていることが望ましい。また、図2に示す貫通孔MH1に代えて、図2の示すスリットMH2を設けてもよい。スリットMH2も貫通孔の概念に含まれるものとする。なお、スリットMH2はX軸方向に延びているものとする。
The through hole forming means 9 is a means for forming a through hole MH1 (see FIG. 2) for connecting the
減圧手段11は、真空成型室17、真空成型室23の少なくとも一方の真空成型室を減圧する手段である。すでに理解されるように、シート状のモールドMに貫通孔MH1が設けられているので、真空成型室17と真空成型室23とがお互いにつながっており、真空成型室17、真空成型室23の一方を減圧すれば、真空成型室17と真空成型室23との両方の真空成型室が減圧されるようになっている。
The
また、転写装置1には、制御装置25が設けられており、この制御装置25の制御の下、各真空成型室17,23が形成され、貫通孔形成手段9で貫通孔MH1が形成され、減圧手段11で各真空成型室17,23を減圧した後に、押圧体5による押圧をして転写が行われるようになっている。
Further, the
さらに、転写装置1には、モールド交換手段27と図8に示すモールド引き剥がし手段29とが設けられている。モールド交換手段27は、モールド原反設置装置31に設置されているモールド原反MAから繰り出されて(図1に示すように、モールド原反MAが、Y軸方向に延びている軸C2を中心にして矢印A3のように回転することによってモールド原反MAから繰り出されて)シート状になって転写に使用されたモールドMを、モールド巻き取り装置33で巻き取って(図1に示すように、Y軸方向に延びている軸C1を中心にして矢印A2のように回転することにより巻き取って)ロール状のモールドMBにすることによって、シート状のモールドMを交換する手段である。
Further, the
モールド原反設置装置31は、被成型品設置体3の一方の側(図1や図8では左側)に設けられており、モールド巻き取り装置33は、被成型品設置体3の他方の側(図1や図8では右側)に設けられている。
The mold raw
なお、モールド原反MAは、転写に使用される前のロール状のモールドである。ロール状のモールド(反物状のモールド)は、所定の幅を備えた長いシート状のモールドMを、円柱状の芯材の外周に、この外周の周方向とシート状のモールドMの長手方向とがお互いに一致するようにして巻き重ね、円筒状もしくは円柱状に形成されているものである。 The mold original MA is a roll-shaped mold before being used for transfer. A roll-shaped mold (an article-shaped mold) is obtained by placing a long sheet-shaped mold M having a predetermined width on the outer periphery of a cylindrical core material, the circumferential direction of the outer periphery, and the longitudinal direction of the sheet-shaped mold M. Are wound in a cylindrical shape or a columnar shape so as to coincide with each other.
モールド引き剥がし手段29は、モールド原反MA(モールド原反設置装置31)とモールド巻き取り装置33(巻き取り後のロール状のモールドMB)との間に設けられている引き剥がしローラ35を用いて、転写により被成型品Wに貼り付いているシート状のモールドMを、被成型品Wから引き剥がすものである。
The mold peeling means 29 uses a peeling
モールド交換手段27とモールド引き剥がし手段29とが設けられている場合、制御装置25は、1回の転写がされる毎に、モールド引き剥がし手段29でシート状のモールドMを被成型品Wから引き剥がし、また、転写の回数に応じて、シート状のモールドMを交換する制御を行うようになっている。
When the
モールド引き剥がし手段29についてさらに説明すると、モールド引き剥がし手段29は、図8に示すように、モールド原反MA(モールド原反設置装置31)とモールド巻き取り装置33との間に設けられている一対のローラ35A,35Bを備えて構成されており、この一対のローラ35A,35Bの間にシート状のモールドMを挟み込むと共に係合させて(巻き掛けて)、シート状のモールドMを「S」字状に形成し、一対のローラ35A,35Bをシート状のモールドMの長手方向(X軸方向;図8では、右側から左側)に移動して、引き剥がしをするように構成されている。
The mold peeling means 29 will be further described. As shown in FIG. 8, the mold peeling means 29 is provided between the mold original fabric MA (mold original fabric installation device 31) and the
転写装置1についてさらに詳しく説明すると、転写装置1には、被成型品設置体3や可動体7やモールド原反設置装置31やモールド巻き取り装置33を支持しているフレーム37が設けられている。
The
被成型品設置体3は、円筒状等の筒状に形成されている外側被成型品設置体39と所定の厚さを備えて円板状に形成されている内側被成型品設置体41とを備えて構成されている。外側被成型品設置体39は、この軸(中心軸)CAがZ軸方向に延びるようにして、フレーム37に支持されている。
The molded
内側被成型品設置体41は、厚さ方向がZ軸方向になるようにして、外側被成型品設置体39の軸CA方向の一端部側(下側)で外側被成型品設置体39に着脱に設けられている。なお、外側被成型品設置体39に設置されている状態では、内側被成型品設置体41は外側被成型品設置体39と一体になっている。
The inner molded
このようにして、外側被成型品設置体39に内側被成型品設置体41が設置されることにより、被成型品設置体3の上側に、凹部13と開口部15とが形成される。なお、凹部13の底面や開口部15は、水平方向(X軸方向やY軸方向)に展開している。そして、凹部13の底面の上に被成型品Wの下面が接触するようにして被成型品Wが載置され、被成型品Wが被成型品設置体3の凹部13内に設置されるようになっている。
In this way, the inner molded
なお、被成型品設置体3への被成型品Wの位置決め設置(位置決め固定)は、図示しないストッパに被成型品Wを当接し図示しないクランパや真空吸着等の保持手段でなされるようになっている。 The positioning of the molded product W on the molded product installation body 3 (positioning and fixing) is performed by a holding means such as a clamper or vacuum suction (not shown) by bringing the molded product W into contact with a stopper (not shown). ing.
また、内側被成型品設置体41が、外側被成型品設置体39に着脱に設けられていることにより、シート状のモールドMを被成型品設置体3から取り外すことなくそのままにしておいて、転写が終わった被成型品Wを次の被成型品Wに交換することができるようにっている。
Further, the inner molded
可動体7は、被成型品設置体3の上側に設けられており、可動体本体43と外側押圧体支持体45と内側押圧体支持体47と弾性筒状部材49と環状部材51とを備えて構成されている。
The movable body 7 is provided on the upper side of the molded
可動体本体43は、図示しないリニアガイドベアリングを介してフレーム37に支持されており、図示しないサーボモータ等のアクチュエータとボールネジとを用いて、フレーム37に対してZ軸方向で移動位置決め自在になっている。
The
外側押圧体支持体45は、軸方向の一端部に鍔部53を備えた筒状に形成されており、鍔部53が上側に位置して可動体本体43の下端に接触し、可動体本体43の下側で、可動体本体43に一体的に設けられている。
The outer
内側押圧体支持体47は、紫外線が透過する剛性の高い材料(たとえば、ガラス)で構成されていると共に、所定の厚さを備えた板状に形成されている。そして、厚さ方向がZ軸方向になるようにして、外側押圧体支持体45の貫通孔の内部であって外側押圧体支持体45の軸方向(Z軸方向)の一端部側(下側)で、外側押圧体支持体45に一体的に設けられている。
The inner
押圧体5は、紫外線が透過するゴム等の適宜の弾性を備えた弾性体で構成されていると共に、所定の厚さを備えた板状に形成されている。そして、厚さ方向がZ軸方向になるようにして、内側押圧体支持体47の軸方向(Z軸方向)の一端部側(下側)で内側押圧体支持体47に一体的に設けられている。
The
可動体本体43には、紫外線発生装置(UV光発生装置)55が設けられており、紫外線発生装置55で発生した紫外線が、外側押圧体支持体45の貫通孔と内側押圧体支持体47と押圧体5とで構成されている紫外線通路(UV路)57と、シート状のモールドMとを通って、被成型品Wに照射されるようになっている。
The movable body
なお、Z軸方向から見た場合、UV路57と、シート状のモールド(転写装置1に設置されているシート状のモールド)Mの微細な転写パターンが形成されている部位と、被成型品設置体3に設置されている被成型品Wとはお互いがほぼ重なっている。
When viewed from the Z-axis direction, the
外側押圧体支持体45の鍔部53には、たとえばベローズで構成されて弾性筒状部材49が設けられている。ベローズ49はこの軸方向(伸縮方向)がZ軸方向になるようにして、上端が鍔部53に一体的に設けられている。
The
なお、ベローズ49の内径は、外側押圧体支持体45の鍔部53以外の部位59の外径よりも大きくなっており、ベローズ49の内側に外側押圧体支持体45の鍔部53以外の部位59が位置している。
The inner diameter of the
ベローズ49の下端には、環状部材51が一体的に設けられており、平坦な環状部材51の下面には、たとえばOリングで構成された環状のシール部材61が設けられている。環状部材51の内径は、ベローズ49の内径や被成型品設置体3の凹部13の内径D2とほぼ等しくなっており、環状部材51の外径は、ベローズ49の外径や被成型品設置体3の外径D1よりも大きくなっている。また、Oリング61の内径は、被成型品設置体3の凹部13の内径D2よりも大きく、Oリング61の外径は、被成型品設置体3の外径D1よりも小さくなっている。
An
そして、被成型品設置体3と外側押圧体支持体45と内側押圧体支持体47と押圧体5とベローズ49と環状部材51とが同軸になっており、Z軸方向から見た場合、環状部材51の貫通孔と被成型品設置体3の凹部13とがお互いにほぼ重なっており、Oリング61の内側に、環状部材51の貫通孔と被成型品設置体3の凹部13とが位置している。
And the to-be-molded
外側押圧体支持体45の鍔部53と環状部材51との間には、空気圧シリンダ等のアクチュエータ63が設けられており、この空気圧シリンダ63によって、ベローズ49が伸縮するようになっている。
An actuator 63 such as a pneumatic cylinder is provided between the
空気圧シリンダ63は、ソレノイドバルブ65を介して空気圧源に接続されている。そして常態(空気圧シリンダ63のピストンロッドが引っ込んでおり、ベローズ49がたとえば自由長になっている状態)においては、Oリング61の下面が、押圧体5の下面よりも上方に位置している。
The
一方、空気圧シリンダ63に圧縮空気が供給されて空気圧シリンダ63のピストンロッドが延出すると、Oリング61の下面が、押圧体5の下面よりも下方に位置するようになっている。また、空気圧シリンダ63とソレノイドバルブ65との間には、リリーフバルブ67が設けられている。
On the other hand, when compressed air is supplied to the
可動体7が上述したように構成されていることにより、外側押圧体支持体45と内側押圧体支持体47とベローズ49と環状部材51とOリング61と、Oリング61と被成型品設置体3とで挟まれているシート状のモールドMとにより、真空成型室23が形成されるようになっている。
Since the movable body 7 is configured as described above, the outer pressing
モールド交換手段27は、前述したように、モールド原反設置装置31とモールド巻き取り装置33とを備えて構成されている。モールド原反設置装置31に設置されたモールド原反MAは、前述したように、軸(Y軸方向に延びている軸)C2を回転中心にして回転するようになっている。
As described above, the
モールド巻き取り装置33は、前述したように、軸(Y軸方向に延びている軸)C1を回転中心にして、図示しないサーボモータ等のアクチュエータでシート状のモールドMを巻き取り、ロール状のモールドMBを生成するようになっている。
As described above, the
なお、モールド原反設置装置31には、モールド原反MAが回転するときに回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段(図示しないブレーキ)が設けられており、モールド原反設置装置31とモールド巻き取り装置33との間でシート状のモールドMには張力が発生している。そして、シート状のモールドMは、この厚さ方向がZ軸方向になり、幅方向がY軸方向になり、長手方向がX軸方向になるようにして、被成型品設置体3の上方で被成型品設置体3からごく僅かに離れて展開している。
The mold original
さらに説明すると、モールド原反設置装置31とモールド巻き取り装置33との間で展開しているシート状のモールドMは、図3で示すように、被成型品設置体3の開口部15から寸法S1(たとえば、0.1mm〜1mm)だけ離れて、水平方向に展開している。また、シート状のモールドMは、被成型品設置体3に設置されている被成型品Wから寸法S2だけ離れている。なお、図3では、寸法S2が寸法S1より大きいが、寸法S1が寸法S2より大きくてもよいし、寸法S1と寸法S2とがお互いに等しくてもよい。
More specifically, as shown in FIG. 3, the sheet-shaped mold M developed between the mold raw
また、シート状のモールドMを繰り出すことにより、モールド原反MAの外径が変化し、シート状のモールドMを巻き取ることにより、ロール状のモールドMBの外径が変化すると、モールド原反MAとロール状のモールドMBとの間で展開しているシート状のモールドMが、斜めに展開することになる。これを防ぐために、たとえば、モールド原反設置装置31により、モールド原反MAの高さを適宜調整し、モールド巻き取り装置33によりロール状のモールドMBの高さを適宜調整し、モールド原反MAとロール状のモールドMBとの間で展開しているシート状のモールドMが、常に水平方向に展開するように構成されている。
Further, when the sheet-shaped mold M is unwound, the outer diameter of the mold raw material MA is changed. When the outer diameter of the roll-shaped mold MB is changed by winding the sheet-shaped mold M, the mold original material MA is changed. The sheet-like mold M that is unfolded between the roll-shaped mold MB and the roll-shaped mold MB is unfolded obliquely. In order to prevent this, for example, the height of the mold raw material MA is appropriately adjusted by the mold raw
被成型品設置体3は、フレーム37に対して、空気圧シリンダ等のアクチュエータによりZ軸方向で僅かな距離だけ移動自在になっており、被成型品設置体3とシート状のモールドMとで真空成型室17を形成するときには、被成型品設置体3が図3に示す位置から僅かに上昇し、寸法S1が「0」になるように構成されている。なお、被成型品設置体3を移動させることに代えて、シート状のモールドMをZ軸方向に移動させてもよい。
The molded
被成型品設置体3の開口部15には、環状の溝69が設けられており、この環状の溝69には、真空ポンプ71が接続されている。そして、図3に示す寸法S1が「0」になって真空成型室17が形成されたときに、真空ポンプ71が稼働し、シート状のモールドMが被成型品設置体3で保持されるようになっている。
An
なお、溝69の内径がOリング61の外径よりも大きくなっており、Z軸方向から見た場合、溝69の内側にOリング61が位置しているが、逆に、溝69の外側にOリング61が位置している構成であってもよい。
The inner diameter of the
真空成型室17には、真空ポンプ73が接続されており、真空成型室17を減圧することができるようになっている。
A
モールド引き剥がし手段29は、図8で示すように、一対の引き剥がしローラ35A,35Bを備えて構成されている。各引き剥がしローラ35A,35Bは、それぞれが、Y軸方向に延びている軸C3,C4を中心にし回転するようにして、図示しないローラ支持部材に支持されている。ローラ支持部材は、図示しないリニアガイドベアリングにより、フレーム37に支持されており、X軸方向で移動するようになっている。
As shown in FIG. 8, the mold peeling means 29 includes a pair of peeling
引き剥がしローラ35Aの上方に引き剥がしローラ35Bが設けられており、一対の引き剥がしローラ35A,35Bでシート状のモールドMを挟み込む等して「S」字状にし、ガイドするようになっている。また、引き剥がしローラ35Aの下端(外周の下端)は、モールド原反MAの上端(外周の上端)と同じ高さになっており、転写をするときには、モールド原反MAと引き剥がしローラ35Aとの間で水平に展開しているシート状のモールドMが使用されるようになっている。すなわち、図8に実線で示す各引き剥がしローラ(被成型品設置体3の右側に位置している各引き剥がしローラ)35A,35Bと、モールド原反MAとの間に位置しているシート状のモールドMを使用して転写がなされるようになっている。
A peeling
そして、転写が終了しシート状のモールドMが被成型品Wに貼り付いている状態から、各引き剥がしローラ35A,35B(ローラ支持部材)を図8で示す矢印A7の方向に、図示しないモータ等のアクチュエータで移動することにより、シート状のモールドMの引き剥がしがなされるようになっている。
Then, from the state where the transfer is completed and the sheet-like mold M is stuck to the product W, the peeling
なお、図8で示す状態では、引き剥がしローラ35Aの上端(外周の上端)と引き剥がしローラ35Bの下端(外周の下端)とは、お互いに接触しているが、これらが離れていてもよい。
In the state shown in FIG. 8, the upper end (upper end of the outer periphery) of the peeling
また、シート状のモールドMを繰り出すことにより、モールド原反MAの外径が変化すると、モールド原反MAと引き剥がしローラ35Aとの間で展開しているシート状のモールドMが、斜めに展開することになる。これを防ぐべく、前述したように、たとえば、モールド原反設置装置31により、モールド原反MAの高さを適宜調整し、モールド原反MAと引き剥がしローラ35Aとの間で展開しているシート状のモールドMが、常に水平方向に展開するようになっている。同様にして、引き剥がしローラ35Bとロール状のモールドMBとの間におけるシート状のモールドMも、常に水平方向に展開するようになっている。
Further, when the outer diameter of the mold raw material MA changes by feeding out the sheet-shaped mold M, the sheet-shaped mold M developed between the mold raw material MA and the peeling
モールド原反MAと引き剥がしローラ35Aとの間で展開しているシート状のモールドMと、引き剥がしローラ35Bとロール状のモールドMBとの間で展開しているシート状のモールドMとが、水平方向に展開していることにより、各引き剥がしローラ35A,35Bが移動しても、モールド原反MAとロール状のモールドMBとの間での、シート状のモールドMの長手方向の寸法が変化せず、シート状のモールドMの引き剥がしをするときに、各引き剥がしローラ35A,35Bを移動するだけでよく、制御等の簡素化がなされる。
A sheet-shaped mold M developed between the mold original fabric MA and the peeling
ところで、モールド引き剥がし手段29を、たとえば、図9で示すように適宜変更してもよい。図9に示すモールド引き剥がし手段29は、1本の引き剥がしローラ35を備えて構成されている。引き剥がしローラ35は、Y軸方向に延びている軸C5を中心にし回転するようにして、図示しないローラ支持部材に支持されている。ローラ支持部材は、図示しないリニアガイドベアリングにより、フレーム37に支持されて、Z軸方向とX軸方向とで移動するようになっている。そして、転写がされた後にシート状のモールドMを被成型品Wから引き剥がす場合には、図9で示す矢印A8の方向にローラ35を移動した後、図9で示す矢印A9の方向にローラ35を移動するようになっている。
By the way, the mold peeling means 29 may be appropriately changed as shown in FIG. 9, for example. The mold peeling means 29 shown in FIG. 9 includes a
貫通孔形成手段9は、たとえば、可動体7(外側押圧体支持体45)に一体的に設けられている単数もしくは複数の針状の貫通孔形成部材75を備えて構成されている。そして、可動体7を被成型品設置体3側への移動するときに、貫通孔形成部材75で、シート状のモールドMの一部を突き破ることによって、貫通孔MH1が形成されるようになっている。
The through-hole forming means 9 includes, for example, a single or a plurality of needle-like through-
より詳しくは、可動体7で真空成型室23が形成される前もしくは可動体7で真空成型室23が形成された後に、貫通孔MH1が形成されるようになっている。なお、突き破られるシート状のモールドMの部位は、被成型品Wに接触しない部位である。さらに、貫通孔形成部材75が図示しない空気圧シリンダ等のアクチュエータにより可動体7に対して移動自在(たとえば、可動体7の移動方向であるZ軸方向で移動自在)に設けられている構成であってもよい。そして、可動体7を被成型品設置体3に近づけるときに、アクチュエータにより貫通孔形成部材75を被成型品設置体3側(下側)に突出させておいて、シート状のモールドMの一部を突き破ってシート状のモールドMに貫通孔MH1を形成し、この貫通孔MH1の形成後に、アクチュエータにより貫通孔形成部材75を被成型品設置体3とは反対側(上側)に移動させて引っ込めるようになっていてもよい。
More specifically, the through hole MH1 is formed before the
次に、転写装置1による転写の工程について、図1〜図7(図7は、図6のおけるVII部の拡大図)を用いて説明する。
Next, a transfer process by the
まず、初期状態では、図1に示すように、可動体7と環状部材51とが上昇しており、UV光発生装置55が停止しており、被成型品設置体3に転写がされる前の被成型品Wが設置されており、シート状のモールドMが、図3で示すように、被成型品設置体3の開口部15の上方で開口部15から僅かに離れて水平方向に展開しているものとする。シート状のモールドMの幅(Y軸方向における寸法)は、図2で示すように、被成型品設置体3の外径D1よりも大きく、被成型品設置体3の全体を覆っているものとする。また、各真空ポンプ71,73は停止しているものとする。
First, in an initial state, as shown in FIG. 1, the movable body 7 and the
制御装置25の制御の下、上記初期状態から、ソレノイドバルブ65のSolbをオンし、空気圧シリンダ63のピストンロッドを下方に延出させることにより、環状部材51を図1の矢印A1で示すように下降させる。これにより、図4で示すように、ベローズ49が伸び、環状部材51やOリング61が、押圧体5よりも下方(被成型品設置体3側)に位置する。
Under the control of the
続いて、被成型品設置体3を僅かに上昇させて、被成型品設置体3の開口部15とシート状のモールドMとを接触させ(図3に示す寸法S1を「0」にし)、真空ポンプ71を駆動して、シート状のモールドMを真空吸着により、被成型品設置体3の開口部15で保持する。そして、図4に矢印A4で示すように、可動体7を下降させると、図5で示すように、環状部材51のOリング61が、シート状のモールドMに接触し、シート状のモールドMが被成型品設置体3と環状部材51のOリング61とで挟まれる。
Subsequently, the molded
これにより、被成型品Wと、被成型品Wと協働してシート状のモールドMを挟み込んで押圧する押圧体5とが内部に位置する真空成型室17,23が形成される。真空成型室17内には、被成型品Wが設置されており、真空成型室23内には、押圧体5が位置している。そして、真空成型室17と真空成型室23とは、シート状のモールドMによって仕切られている。
Thereby, the
続いて、図5に矢印A5で示すように、可動体7を下降させると、各真空成型室17,23を仕切っているシート状のモールドMに、図1でのみ図示してある貫通孔形成部材75が当接し、貫通孔(真空成型室17と真空成型室23とをお互いにつなぐための貫通孔)MH1が形成される。なお、このときには、押圧体5はシート状のモールドMから離れている。
Subsequently, as shown by an arrow A5 in FIG. 5, when the movable body 7 is lowered, a through-hole formed only in FIG. 1 is formed in the sheet-like mold M partitioning the
シート状のモールドMに貫通孔MH1が形成された後、真空ポンプ73を駆動して真空成型室17を減圧する。これにより、真空成型室23も減圧される。
After the through hole MH1 is formed in the sheet-shaped mold M, the
真空成型室17,23が減圧された後に、可動体7をさらに下降し、図6で示すように、押圧体5をシート状のモールドMに接触させ、押圧体5と被成型品Wとでシート状のモールドM挟み込んで押圧を行い、シート状のモールドMの微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写する。
After the
なお、図3に示す寸法S2が寸法S1よりも大きい場合、押圧体5と被成型品Wとでシート状のモールドM挟み込んだ状態では、図7で示すように、シート状のモールドMがごく僅かに撓むようになっている。
If the dimension S2 shown in FIG. 3 is larger than the dimension S1, the sheet-like mold M is very small as shown in FIG. 7 in a state where the sheet-like mold M is sandwiched between the
また、上記転写をするときには、紫外線発生装置55が紫外線を発生し、この発生した紫外線が、UV硬化樹脂W2に照射され、UV硬化樹脂W2が硬化し、UV硬化樹脂W2に微細な転写パターンM1が転写されて形成されるようになっている。
Further, when performing the transfer, the
また、図5で示す状態から可動体7を下降させると、空気圧シリンダ63のピストンロッドに上方向の力が加わるが、リリーフバルブ67が設けられているので、ピストンロッドが上方向に容易に移動するようになっている。
Further, when the movable body 7 is lowered from the state shown in FIG. 5, an upward force is applied to the piston rod of the
転写が終了した後に、紫外線発生装置55による紫外線の照射を停止し、真空ポンプ71,73を停止し、図6に矢印A6で示すように可動体7を上昇し、ソレノイドバルブ65のSolbをオフし、モールド引き剥がし手段29で被成型品Wからシート状のモールドMを引き剥がし、被成型品設置体3を僅かに下方に移動し、被成型品Wを転写がされていない次の被成型品Wに交換し、上記初期状態に戻る。
After the transfer is completed, the irradiation of ultraviolet rays by the
転写装置1によれば、シート状のモールドMを用いて真空成型室17,23を形成し、被成型品Wと押圧体5とでシート状のモールドMを挟み込んで転写をするので、シート状のモールドMを押圧体5に設置する機構や作業が不要であり、真空成型室17,23を簡単に形成することができる。したがって、被成型品Wでの気泡の発生を簡素な構成や工程で防止し転写を行うことができる。
According to the
また、転写装置1によれば、シート状のモールドMによって仕切られている各真空成型室17,23が、貫通孔MH1でお互いにつながっているので、一方の真空成型室17を減圧すれば、両方の真空成型室17,23を減圧することができ、転写のときに、被成型品Wの被転写部への気泡の混入を防ぐことができると共に、大気圧によってシート状のモールドMが変形することを抑制して正確な転写をすることができる。
Further, according to the
また、図2で示すように、被成型品設置体3の凹部13の内径D2よりも幅BAが小さいシート状のモールドMCを用いて転写を行うと、シート状のモールドMCに貫通孔を空ける必要が無くなる。しかしながら、シート状のモールドMCの幅方向の両端部のところで開口部15に僅かな段差(シート状のモールドMCの厚さ分の段差)が生じてしまう。すなわち、図2において示す部位P1(シート状のモールドMCの上面)と部位P2(平面状の開口部15の上面)とのところで、僅かな段差が生じてしまう。
Further, as shown in FIG. 2, when transfer is performed using a sheet-shaped mold MC having a width BA smaller than the inner diameter D2 of the
このように段差が生じた状態で、Oリング61をシート状のモールドMCの上面と開口部15の上面とに接触させて真空成型室を形成しても、段差のところでOリング61が変形しきれず、ごく僅かな隙間が発生してしまう。
Even if the O-
これに対して、図2で示すように、シート状のモールドMの幅B1を凹部13の内径D2よりも大きくし、さらには、被成型品設置体3の外径D1よりも大きくして、シート状のモールドMによって真空成型室17を形成すれば、上述した段差は発生せず、隙間の無い真空成型室17を形成することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the width B1 of the sheet-like mold M is made larger than the inner diameter D2 of the
また、転写装置1によれば、モールド交換手段27とモールド引き剥がし手段29とを備えてシート状のモールドMを交換するので、転写により劣化したシート状のモールドMの人手による交換作業を無くすことができる。
Further, according to the
さらに、転写装置1によれば、モールド引き剥がし手段29が、モールド原反MA(モールド原反設置装置31)とモールド巻き取り装置33との間に設けられている引き剥がしローラ35を用いて、シート状のモールドMを引き剥がすので、装置の簡素化がなされている。
Furthermore, according to the
すなわち、シート状のモールドMを被成型品Wから引き剥がす際に、モールド交換手段27を構成しているモールド原反設置装置31とモールド巻き取り装置33とでシート状のモールドMにテンションを加えておいて、引き剥がしローラ35を移動することで、シート状のモールドMの引き剥がしをするので、モールド交換手段27がシート状のモールドMの交換だけでなく、シート状のモールドMを引き剥がす際にも使用されている。そして、シート状のモールドMを交換する装置がシート状のモールドMを引き剥がす装置として兼用されており、これにより、装置の簡素化がなされている。
That is, when the sheet-shaped mold M is peeled off from the workpiece W, a tension is applied to the sheet-shaped mold M by the mold raw
また、転写装置1によれば、一対のローラ35A,35Bでシート状のモールドMを挟み込むと共に一対のローラ35A,35Bにシート状のモールドMを係合させて「S」字状に形成し、一対のローラ35A,35Bをシート状のモールドMの長手方向(X軸方向)に移動して、引き剥がしをするように構成されているので、図8に示す引き剥がしの角度αを大きくすることができ、被成型品Wからのシート状のモールドMの引き剥がしを一層確実に行うことができる。
Further, according to the
ところで、図示しないXYステージを介して被成型品設置体3をフレーム37に設置し、X軸方向およびY軸方向で、シート状のモールドMに対する被成型品(被成型品設置体3に設置されている被成型品)Wの相対的な位置決めを可能とした構成であってもよい。さらには、図1に示す軸(被成型品設置体3の中心を通ってZ軸方向に延びている軸)CAまわりにおける被成型品設置体3の回動角度を調整することができる構成であってもよい。
By the way, the molded
また、被成型品設置体3をZ軸方向で僅かに移動自在に構成してあるが、被成型品設置体3がZ軸方向で移動せずフレーム37に固定されている構成であってもよい。そして、可動体7(環状部材51のOリング61)で、シート状のモールドMを下方に押して、図3に示す寸法S1を「0」にし、真空成型室17を形成してもよい。
Further, although the molded
また、ベローズ49を伸縮する空気圧シリンダ63等のアクチュエータを削除してもよい。この場合、可動体7が上昇端に位置している状態で、Oリング61の下端が押圧体5の下面よりも下方に位置しているものとする。すなわち、空気圧シリンダ63を設けてある構成では、図1で示すように、可動体7が上昇端に位置している場合、Oリング61の下端が押圧体5の下面よりも上方に位置しているが、空気圧シリンダ63等のアクチュエータを削除した構成では、Oリング61の下端が押圧体5の下面よりも下方に位置することになる。
Further, an actuator such as a
また、転写装置1において、貫通孔形成手段9を削除した構成であってもよい。この場合、シート状のモールドMには、貫通孔が予め形成されており、減圧手段11で真空成型室17(真空成型室23でもよい)を減圧すると、真空成型室17,23が減圧されるようになっているものとする。
Further, the
なお、転写装置1は、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、前記転写をするときに、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールド挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成手段と、前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を仕切る前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成手段と、前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を減圧する減圧手段と、前記貫通孔形成手段で前記貫通孔を形成し、前記減圧手段で前記真空成型室を減圧した後に、前記押圧体による押圧をして前記転写を行う制御をする制御手段とを有する転写装置の例である。
The
また、上述した転写において、シート状のモールドに貫通孔を形成することなく転写を行うようにしてもよい。 Moreover, in the transfer mentioned above, you may make it transfer without forming a through-hole in a sheet-like mold.
すなわち、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写装置において、凹部を備えこの凹部の内側に前記被成型品が設置され前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより真空成型室を形成する被成型品設置体と、前記真空成型室を減圧する減圧手段とを有し、前記減圧手段で真空成型室を減圧し、前記シート状のモールドと前記被成型品とをお互いに接触させて、前記転写を行うように構成されている転写装置としてもよい。 That is, in a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-like mold to a molded product, the molding product is provided inside the concave portion and the opening of the concave portion is provided. A molded product installation body that forms a vacuum molding chamber by closing with the sheet-shaped mold, and a decompression unit that depressurizes the vacuum molding chamber, the vacuum molding chamber is decompressed by the decompression unit, and the sheet shape It is good also as a transfer apparatus comprised so that the said mold and the said to-be-molded product may mutually contact, and the said transfer may be performed.
この場合において、押圧体5を削除し、大気圧のみを利用してシート状のモールドMによる被成型品への押圧を行ってもよいし、押圧体5を削除することなく大気圧と押圧体5とを用いて、シート状のモールドMによる被成型品への押圧を行ってもよい。
In this case, the
さらに、上述した内容のものを、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを、被成型品に転写するための転写方法において、被成型品設置体の凹部内に設置された前記被成型品が内部に位置する真空成型室を、前記シート状のモールドで前記被成型品設置体の凹部の開口部を塞ぐことにより形成する真空成型室形成工程と、前記真空成型室形成工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と、前記減圧工程で前記真空成型室を減圧して、前記転写をする押圧転写工程とを有する転写方法として把握してもよい。 Furthermore, in the transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to the product to be molded, the above-mentioned content is the above-mentioned product installed in the recess of the product-installed object. Forming the vacuum molding chamber in which the molded product is located by forming the vacuum molding chamber forming step by closing the opening of the concave portion of the molded product installation body with the sheet-shaped mold, and the vacuum molding chamber forming step. You may grasp | ascertain as a transfer method which has the pressure_reduction | reduced_pressure process which decompresses the vacuum forming chamber which was made, and the pressure transfer process which decompresses the said vacuum forming chamber at the said pressure reduction process, and performs the said transfer.
1 転写装置
3 被成型品設置体
5 押圧体
7 可動体
9 貫通孔形成手段
11 減圧手段
13 凹部
15 開口部
17、23 真空成型室
27 モールド交換手段
29 モールド引き剥がし手段
31 モールド原反設置装置
33 モールド巻き取り装置
35、35A、35B 引き剥がしローラ
M シート状のモールド
W 被成型品
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記転写をするときに、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールド挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成手段と;
前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を仕切る前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成手段と;
前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を減圧する減圧手段と;
を有することを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A vacuum molding chamber in which the product to be molded and a pressing body that sandwiches and presses the sheet-like mold in cooperation with the product to be molded are located inside the transfer product; A vacuum forming chamber forming means for forming a vacuum forming chamber partitioned by the sheet-like mold into a first vacuum forming chamber in which the pressure body is located and a second vacuum forming chamber in which the pressing body is located;
A through hole for forming a through hole for connecting the first vacuum molding chamber and the second vacuum molding chamber to the sheet-shaped mold that partitions the vacuum molding chamber formed by the vacuum molding chamber forming means. A hole forming means;
Decompression means for decompressing the vacuum molding chamber formed by the vacuum molding chamber forming means;
A transfer device comprising:
前記転写をするときに、前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールド挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記シート状のモールドに予め形成されている貫通孔によって前記第1の真空成型室とつながっていると共に前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成手段と;
前記真空成型室形成手段で形成された真空成型室を減圧する減圧手段と;
を有することを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A vacuum forming chamber in which the product to be molded and a pressing body that sandwiches and presses the sheet-like mold in cooperation with the product to be molded are located inside the molding, And a second vacuum molding chamber connected to the first vacuum molding chamber by a through-hole previously formed in the sheet-like mold and in which the pressing body is located. And a vacuum molding chamber forming means for forming a vacuum molding chamber partitioned by the sheet-shaped mold;
Decompression means for decompressing the vacuum molding chamber formed by the vacuum molding chamber forming means;
A transfer device comprising:
凹部を備え、この凹部の内側に前記被成型品が設置され、前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより、第1の真空成型室を形成する被成型品設置体と;
前記第1の真空成型室の外側に設けられ、前記第1の真空成型室を形成している前記シート状のモールドの微細な転写パターンを、前記被成型品設置体に設置された被成型品へ転写するときに、前記シート状のモールドを押圧する押圧体と;
前記第1の真空成型室の外側で前記押圧体を一体的に支持し、前記被成型品設置体に対して接近もしくは離反する方向で相対的に移動自在であり、前記転写をするときに前記押圧体が内側に入り込むと共に前記シート状のモールドを隔てて前記第1の真空成型室に隣接する第2の真空成型室を形成する可動体と;
前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成手段と;
前記第1の真空成型室または前記第2の真空成型室を減圧する減圧手段と;
を有することを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A molded product installation body that includes a recess, the molded product is installed inside the recess, and the opening of the recess is closed with the sheet-shaped mold; thereby forming a first vacuum molding chamber;
A molded product provided on the molded product installation body with a fine transfer pattern of the sheet-like mold provided outside the first vacuum molding chamber and forming the first vacuum molding chamber. A pressing body for pressing the sheet-shaped mold when transferring to the sheet;
The pressing body is integrally supported outside the first vacuum molding chamber, and is relatively movable in a direction approaching or moving away from the molded product installation body. A movable body that forms a second vacuum forming chamber adjacent to the first vacuum forming chamber with the pressing body entering inside and separating the sheet-shaped mold;
A through-hole forming means for forming a through-hole for connecting the first vacuum forming chamber and the second vacuum forming chamber to each other in the sheet-like mold;
Decompression means for decompressing the first vacuum molding chamber or the second vacuum molding chamber;
A transfer device comprising:
凹部を備え、この凹部の内側に前記被成型品が設置され、前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより、第1の真空成型室を形成する被成型品設置体と;
前記第1の真空成型室の外側に設けられ、前記第1の真空成型室を形成している前記シート状のモールドの微細な転写パターンを、前記被成型品設置体に設置された被成型品へ転写するときに、前記シート状のモールドを押圧する押圧体と;
前記第1の真空成型室の外側で前記押圧体を一体的に支持し、前記被成型品設置体に対して接近もしくは離反する方向で相対的に移動自在であり、前記転写をするときに前記押圧体が内側に入り込むと共に前記シート状のモールドを隔てて前記第1の真空成型室に隣接する第2の真空成型室を形成する可動体と;
前記第1の真空成型室または前記第2の真空成型室を減圧する減圧手段と;
を有し、前記シート状のモールドには、前記各真空成型室同士をつなぐための貫通孔が予め形成されていることを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A molded product installation body that includes a recess, the molded product is installed inside the recess, and the opening of the recess is closed with the sheet-shaped mold; thereby forming a first vacuum molding chamber;
A molded product provided on the molded product installation body with a fine transfer pattern of the sheet-like mold provided outside the first vacuum molding chamber and forming the first vacuum molding chamber. A pressing body for pressing the sheet-shaped mold when transferring to the sheet;
The pressing body is integrally supported outside the first vacuum molding chamber, and is relatively movable in a direction approaching or moving away from the molded product installation body. A movable body that forms a second vacuum forming chamber adjacent to the first vacuum forming chamber with the pressing body entering inside and separating the sheet-shaped mold;
Decompression means for decompressing the first vacuum molding chamber or the second vacuum molding chamber;
And a through-hole for connecting the vacuum forming chambers is formed in the sheet-shaped mold in advance.
モールド原反から繰り出されシート状になって前記転写に使用された前記シート状のモールドを、モールド巻き取り装置で巻き取ることによって、前記シート状のモールドを交換するモールド交換手段と;
前記モールド原反と前記モールド巻き取り装置との間に設けられている引き剥がしローラを用いて、前記転写により前記被成型品に貼り付いている前記シート状のモールドを、前記被成型品から引き剥がすモールド引き剥がし手段と;
を有することを特徴とする転写装置。 In the transfer device according to any one of claims 1 to 4,
A mold exchanging means for exchanging the sheet-shaped mold by winding the sheet-shaped mold fed out from the mold original sheet into a sheet and used for the transfer by a mold winding device;
Using a peeling roller provided between the mold original fabric and the mold winding device, the sheet-shaped mold attached to the molded product by the transfer is pulled from the molded product. A mold peeling means for peeling;
A transfer device comprising:
前記モールド引き剥がし手段は、前記モールド原反と前記モールド巻き取り装置との間に設けられている一対のローラを備えて構成されており、この一対のローラに前記シート状のモールドを係合させて前記シート状のモールドを「S」字状に形成し、前記一対のローラを移動して、前記引き剥がしをするように構成されていることを特徴とする転写装置。 The transfer device according to claim 5, wherein
The mold peeling means includes a pair of rollers provided between the mold raw material and the mold winding device, and the sheet-like mold is engaged with the pair of rollers. The sheet-shaped mold is formed in an “S” shape, and the pair of rollers are moved to peel off the transfer device.
前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールドを挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成工程と;
前記真空成型室を仕切る前記シート状のモールドに、前記第1の真空成型室と前記第2の真空成型室とをお互いにつなぐための貫通孔を形成する貫通孔形成工程と;
前記貫通孔形成工程で前記シート状のモールドに貫通孔を形成した後に、前記真空成型室形成型室工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と;
前記減圧工程で前記真空成型室を減圧した後に、前記押圧体と前記被成型品とで前記シート状のモールド挟み込んで押圧し前記転写をする押圧転写工程と;
を有することを特徴とする転写方法。 In a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A vacuum molding chamber in which the product to be molded and a pressing body that sandwiches and presses the sheet-shaped mold in cooperation with the product to be molded are located inside, and the first product is installed in the vacuum molding chamber. A vacuum forming chamber forming step of forming a vacuum forming chamber partitioned by the sheet-like mold in the vacuum forming chamber of the second and the second vacuum forming chamber in which the pressing body is located;
A through-hole forming step of forming a through-hole for connecting the first vacuum forming chamber and the second vacuum forming chamber to the sheet-shaped mold partitioning the vacuum forming chamber;
A depressurization step of depressurizing the vacuum forming chamber formed in the vacuum forming chamber forming mold chamber step after forming a through hole in the sheet-shaped mold in the through hole forming step;
A pressure transfer step of performing the transfer by depressurizing the vacuum forming chamber in the pressure reduction step and then sandwiching and pressing the sheet-like mold between the pressing body and the molded product;
A transfer method characterized by comprising:
前記被成型品と、前記被成型品と協働して前記シート状のモールドを挟み込んで押圧する押圧体とが内部に位置する真空成型室であって、前記被成型品が設置される第1の真空成型室と、前記シート状のモールドに予め形成されている貫通孔によって前記第1の真空成型室とつながっていると共に前記押圧体が位置する第2の真空成型室とに、前記シート状のモールドによって仕切られる真空成型室を形成する真空成型室形成工程と;
前記真空成型室形成工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と;
前記減圧工程で前記真空成型室を減圧した後に、前記押圧体と前記被成型品とで前記シート状のモールド挟み込んで押圧し前記転写をする押圧転写工程と;
を有することを特徴とする転写方法。 In a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A vacuum molding chamber in which the product to be molded and a pressing body that sandwiches and presses the sheet-shaped mold in cooperation with the product to be molded are located inside, and the first product is installed in the vacuum molding chamber. And the second vacuum molding chamber connected to the first vacuum molding chamber by a through-hole previously formed in the sheet-shaped mold and in which the pressing body is located. A vacuum forming chamber forming step of forming a vacuum forming chamber partitioned by a mold;
A depressurizing step of depressurizing the vacuum forming chamber formed in the vacuum forming chamber forming step;
A pressure transfer step of performing the transfer by depressurizing the vacuum forming chamber in the pressure reduction step and then sandwiching and pressing the sheet-like mold between the pressing body and the molded product;
A transfer method characterized by comprising:
凹部を備え、この凹部の内側に前記被成型品が設置され、前記凹部の開口部を前記シート状のモールドで塞ぐことにより、真空成型室を形成する被成型品設置体と;
前記真空成型室を減圧する減圧手段と;
を有し、
前記減圧手段で真空成型室を減圧し、前記シート状のモールドと前記被成型品とをお互いに接触させて、前記転写を行うように構成されていることを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
A molded product installation body that includes a recess, the molded product is installed inside the recess, and the opening of the recess is closed with the sheet-shaped mold; thereby forming a vacuum molding chamber;
Decompression means for decompressing the vacuum forming chamber;
Have
A transfer apparatus configured to perform the transfer by reducing the pressure in a vacuum forming chamber by the pressure reducing means, and bringing the sheet-shaped mold and the molded product into contact with each other.
被成型品設置体の凹部に設置された前記被成型品が内部に位置する真空成型室を、前記シート状のモールドで前記被成型品設置体の凹部の開口部を塞ぐことにより形成する真空成型室形成工程と;
前記真空成型室形成工程で形成された真空成型室を減圧する減圧工程と;
前記減圧工程で前記真空成型室を減圧して、前記転写をする押圧転写工程と;
を有することを特徴とする転写方法。 In a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded product,
Vacuum forming for forming a vacuum forming chamber in which the molding product installed in the concave portion of the molding product installation body is located by closing the opening of the concave portion of the molding product installation body with the sheet-like mold A chamber forming step;
A depressurizing step of depressurizing the vacuum forming chamber formed in the vacuum forming chamber forming step;
A pressure transfer step in which the vacuum forming chamber is depressurized in the pressure reduction step to perform the transfer;
A transfer method characterized by comprising:
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