DE102013216540B4

DE102013216540B4 - Transfervorrichtung die ein feines Transfermuster auf ein geformtes Material überträgt

Info

Publication number: DE102013216540B4
Application number: DE102013216540.4A
Authority: DE
Inventors: Yuki Sugiura; Mitsunori Kokubo; Isao Matsuzuki; Takato Baba; Toru Suzuki
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: US9604402B2; KR101529386B1; TWI605929B; DE102013216540A1; JP2014040070A; JP5912996B2; US20140057079A1; KR20140026271A; TW201431667A

Abstract

Transfervorrichtung (1), die ein auf einer bahnartigen Form (M) ausgebildetes, feines Transfermuster (M1) auf ein geformtes Material (W) überträgt, wobei die Transfervorrichtung (1) aufweist:einen Haltekörper (3), der das geformte Material (W) hält;eine erste Rolle (5), auf welche die Form (M) gewunden ist, wobei die erste Rolle (5) die Form (M) und das vom Haltekörper (3) gehaltene, geformte Material (W) zusammen mit dem Haltekörper (3) hält, und sich die erste Rolle (5) um deren Mittenachse (C1) derart dreht, dass sie sich bezüglich des Haltekörpers (3) bewegt, um einen Transfer auszuführen; undeine zweite Rolle (7), auf welche die sich von der ersten Rolle (5) erstreckende Form (M) in einer Richtung, weg von dem geformten Material (W), gewunden ist, das durch den Haltekörper (3) gehaltenen wird, wobei sich die zweite Rolle (7) um deren Mittenachse (C2) derart dreht, dass sie sich bezüglich des Haltekörpers (3) zusammen mit der ersten Rolle (5) bewegt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung, die ein feines Transfermuster überträgt und ein ausgeformtes Material, auf welchem das feine Transfermuster durch den Transfer ausgebildet ist.
STAND DER TECHNIK
Derzeitig werden Forschung und Entwicklung einer Nano-Aufdrucktechnologie (engl. nano imprint technology) betrieben, bei welcher ein feines oder ultrafeines Transfermuster auf einem Quarzsubstrat durch Elektronenstrahllithografie ausgebildet wird, um eine Form herzustellen, und die Form wird bei einem vorbestimmten Druck derart gegen ein geformtes Produkt gepresst, dass das auf der Form ausgebildete Transfermuster auf das geformte Produkt transferiert wird.
Es ist eine Transfervorrichtung 301 bekannt, wie sie in 13 dargestellt ist. Die Transfervorrichtung 301 weist einen Schwingungsisolator 302, eine Basis (eine Substrateinspanneinrichtung) 303, eine Transfereinheit 305 und eine Formabstützeinheit 307 auf.
Die Basis 303 ist derart integral auf dem Schwingungsisolator 302 vorgesehen, dass sie ein plattenförmiges, geformtes Material 309 zum Beispiel durch Vakuumsaugwirkung hält.
Die Transfereinheit 305 weist auf: ein Paar Rollen 311A und 311B, die sich mittels eines in der Figur nicht gezeigten Servomotors um Mittenachsen C13a und C13b drehen, welche sich in der Richtung senkrecht zur Papierebene von 13 erstrecken, eine Rollenantriebseinheit 315, die das Paar Rollen 311A und 311B durch einen Servomotor 313 vertikal bewegt und positioniert, und eine Erzeugungseinheit 317 für ultraviolette Strahlung. Die Rolle 311B ist eine Stützrolle.
Die Transfereinheit 305 (das Paar Rollen 311A und 311B und die Erzeugungseinheit 317 für ultraviolette Strahlung ist derart ausgelegt, dass sie bewegbar ist, um mittels einer Antriebseinheit, die einen in der Figur nicht gezeigten Servomotor aufweist, in der horizontalen Richtung (in der Rechts-Links-Richtung in 13) in jedwede Position auf dem Schwingungsisolator 302 angeordnet zu werden.
Die Formabstützeinheit 307 stützt eine Form 323 ab. Die Form 323 ist in einer dünnen, bahnartigen Gestalt ausgebildet und ist mit einem in der Figur nicht gezeigten, feinen Transfermuster versehen, das an einer Oberfläche in der Dickenrichtung (in 13 die untere Oberfläche der Form 323) ausgebildet ist.
Die Formabstützeinheit 307 weist eine erste Einspanneinrichtung 319 und eine zweite Einspanneinrichtung 321 auf.
Die erste Einspanneinrichtung (der Formhaltekörper) 319 ist auf einer Seite (auf der rechten Seite in 13) der oberen Fläche des Schwingungsisolators 302 angeordnet, und von einem Ende (das rechte Ende in 13) der Basis 303 beabstandet. Die erste Einspanneinrichtung 319 hält ein Ende (das rechte Ende in 13) der Form 323.
Die zweite Einspanneinrichtung 321 ist auf der anderen Seite (auf der linken Seite in 13) über der oberen Fläche des Schwingungsisolators 302 angeordnet, und von dem anderen Ende (dem linken Ende in 13) der Basis 303 beabstandet. Die zweite Einspanneinrichtung 321 weist einen Formhaltekörper 325, einen Drehabstützungskörper 327, eine Säule 329 und einen Säulenunterstützungskörper 331 auf.
Der Formhaltekörper 325 hält das andere Ende der Form 323. Der Drehunterstützungskörper 327 unterstützt den Formhaltekörper 325. Der Formhaltekörper 325, der durch den Drehunterstützungskörper 327 abgestützt ist, dreht sich zusammen mit dem Drehunterstützungskörper 327 um seine Mittenachse C13c, die sich in der Richtung senkrecht zur Papierebene von 13 erstreckt.
Die Säule 329 unterstützt den Drehunterstützungskörper 327. Der Drehunterstützungskörper 327 wird durch einen in der Figur nicht gezeigten Servomotor auf der Säule 329 in der vertikalen Richtung bewegt und positioniert.
Die Säule 329 ist integral auf dem Säulenunterstützungskörper 331 vorgesehen. Der Säulenunterstützungskörper 331 wird durch einen in der Figur nicht gezeigten Servomotor in der horizontalen Richtung (in der Rechts-Links-Richtung in 13) auf dem Schwingungsisolator 302 bewegt und positioniert.
Als Nächstes wird nachstehend der Fall erklärt, bei dem in der Transfervorrichtung 301 ein feines Transfermuster der Form 323 auf das geformte Material 309 transferiert wird.
Wie in 14 gezeigt, ist die Form 323 im Anfangszustand durch die Formabstützeinheit 307 unterstützt. Das geformte Material 309 ist auf der Basis 303 angeordnet. Die entsprechenden Rollen 311A und 311B sind zur rechten Kante hin angeordnet und von der rechten Kante der Basis 303 beabstandet.
Im Anfangszustand ist der Zwischenabschnitt der Form 323 in der Rechts-Links-Richtung auf den unteren Abschnitt der Rolle 311A gewunden. Der Abstand zwischen dem unteren Abschnitt der Rolle 311A und der oberen Fläche der Basis 303 in der vertikalen Richtung ist derart eingestellt, dass er ungefähr der Summe aus der Dicke der Form 323 und der Dicke des geformten Materials 309 entspricht.
Im Anfangszustand erstreckt sich die Form 323 von der ersten Einspanneinrichtung 319 in der horizontalen Richtung zur Rolle 311A, und erstreckt sich weiter zwischen der Rolle 311A und der zweiten Einspanneinrichtung 321 schräg nach oben.
Im Anfangszustand wird die Form 323 straff mit einer vorbestimmten Spannung gespannt. Die Form 323 weist in der Richtung senkrecht zur Papierebene von 14 (13, 15) eine vorbestimmte Breite auf. Die Form 323 ist nicht in Kontakt mit dem auf der Basis 303 angeordneten, geformten Material 309.
Von der Stellung im Anfangszustand bewegt sich die Transfereinheit 305 zur linken Seite in 14 hin (zusammen mit den entsprechenden Rollen 311A und 311B und der Erzeugungseinheit 317 für ultraviolette Strahlung). Die Rolle 311A hält und drückt dann das geformte Material 309 und die Form 323 zusammen mit der Basis 303. Die Erzeugungseinheit 317 für ultraviolette Strahlung bestrahlt das durch die Rolle 311A gedrückte, geformte Material 309 mit ultravioletten Strahlen und härtet ein ultraviolett-härtbares Harz 333 des geformten Materials 309. Als ein Ergebnis ist ein feines Transfermuster, das auf der Form 323 ausgebildet ist, auf das geformte Material 309 übertragen.
Wie in 15 gezeigt, ist die Transfereinheit 305 (die entsprechenden Rollen 311A und 311B und die Erzeugungseinheit 317 für ultraviolette Strahlung) nach dem Transfer zur linken Seite hin angeordnet und von der linken Kante der Basis 303 beabstandet.
Während sich die Transfereinheit 305 von der Stellung von 14 zur Stellung von 15 bewegt, ändert sich die Anordnung der Form 323. In Zusammenhang mit der Änderung des Zustands der Form 323 hält der Drehunterstützungskörper 327 die Spannung der Form 323 derart auf einem vorbestimmten Niveau, dass ein Ablösen der Form 323 verhindert wird. Insbesondere wird der Drehunterstützungskörper 327 auf der Säule 329 in der vertikalen Richtung bewegt und positioniert, und der Säulenunterstützungskörper 331 wird auf dem Schwingungsisolator 302 in der Rechts-Links-Richtung bewegt und positioniert.
Die Arten der Vorrichtungen und Techniken, die oben beschrieben sind, sind hier in der japanischen, ungeprüften Patentanmeldung mit der Publikationsnummer JP 2010 280 065 A und im „Precision Engineering Journal of the International Societies for Pecision Engineering and Nanotechnology“ 25(2001) 192-199 beschrieben.
Die DE 11 2011 103 391 T5 offenbart eine Entformungseinrichtung, bei der eine Rollenanordnung verwendet wird, um eine Form von einem Formerzeugnis zu lösen. Eine derartige Vorrichtung ist auch aus der JP 2011 20 272 A bekannt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wenn die Transfereinheit 305 auf der Basis 303 von rechts nach links läuft, dreht sich in der herkömmlichen Transfervorrichtung 301 die Rolle 311A (die Rolle 311B) derart synchron mit der Bewegungsrate der Transfereinheit 305, dass ein relativer Schlupf zwischen der Rolle 311A und der Form 323 vermieden wird.
Zusätzlich zur synchronisierten Bewegung, wird der Drehunterstützungskörper 327 auf der Säule 329 in der vertikalen Richtung bewegt und angeordnet, und der Säulenunterstützungskörper 331 wird auf dem Schwingungsisolator 302 in der Rechts-Links-Richtung derart bewegt, dass eine Lockerung der Form 323 verhindert wird. Eine derartige Anordnung verkompliziert allerdings den Steuerungsbetrieb der Transfervorrichtung 301, da die Anzahl der Komponenten, die zu synchronisieren sind, hoch ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Transfervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein feines Transfermuster, das auf einer bahnartigen Form ausgebildet ist, auf ein geformtes Material überträgt, und in der Lage ist, den Steuerungsbetrieb zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Transfervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Transfervorrichtung bereit, die ein feines Transfermuster, das auf einer bahnartigen Form ausgebildet ist auf ein geformtes Material transferiert, wobei die Transfervorrichtung aufweist: einen Haltekörper, der das geformte Material hält; eine erste Rolle, auf welche die Form gewunden ist, wobei die erste Rolle die Form und das durch Haltekörper gehaltene, geformte Material zusammen mit dem Haltekörper hält, und sich die erste Rolle um deren Mittenachse derart dreht, dass sie sich, um einen Transfer auszuführen, bezüglich des Haltekörpers bewegt; und eine zweite Rolle, auf welche die sich von der ersten Rolle erstreckende Form in einer Richtung weg von dem geformten Material gewunden ist, das durch den Haltekörper gehaltenen wird, wobei sich die zweite Rolle um deren Mittenachse derart dreht, dass sie sich bezüglich des Haltekörpers zusammen mit der ersten Rolle bewegt.
Die Transfervorrichtung kann eine Masterformeinbringeinheit und eine Formaufwindeeinheit aufweisen. Die auf die jeweiligen Rollen aufgewundene Form kann sich zwischen einer auf die Masterformeinbringeinheit angeordneten Masterform und der Formaufwindeeinheit erstrecken und durch eine vorbestimmte Spannung aufgespannt sein.
Die zweite Rolle kann mit einem Abschnitt geringen Durchmessers versehen sein, um Kontakt mit dem feinen Transfermuster auf der darauf gewundenen Form zu vermeiden.
Die auf die jeweiligen Rollen gewundene und sich davon erstreckende Form kann parallel zu einer Fläche sein, auf der das geformte Material vorgesehen ist.
Die Transfervorrichtung kann ferner eine dritte Rolle und eine vierte Rolle aufweisen. Die Form kann auf die dritte Rolle und die vierte Rolle aufgewunden sein. Die dritte Rolle und die vierte Rolle können sich zusammen mit der ersten Rolle und der zweiten Rolle derart bewegen, dass sie die Form, nachdem die Form durch den Transfer an das geformte Material angehaftet wurde, von dem geformten Material entfernen.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein geformtes Material bereit, auf dem ein feines Transfermuster unter Verwendung einer Transfervorrichtung ausgebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Transfervorrichtung, die das feine, auf der bahnartigen Form ausgebildete Transfermuster, auf das geformte Material transferiert, den Steuerungsbetrieb vereinfachen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine schematische Anordnung einer Transfervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht entlang der Pfeile, die durch II-II in 1 bezeichnet sind.
3 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A und 7B sind erklärende Ansichten eines Transferzustandes.
8 zeigt eine schematische Anordnung einer Transfervorrichtung gemäß eines modifizierten Beispiels.
9 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß des modifizierten Beispiels.
10 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß des modifizierten Beispiels.
11 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß des modifizierten Beispiels.
12 zeigt den Betrieb der Transfervorrichtung gemäß des modifizierten Beispiels.
13 zeigt eine herkömmliche Transfervorrichtung.
14 zeigt eine herkömmliche Transfervorrichtung.
15 zeigt eine herkömmliche Transfervorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine Transfervorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung transferiert ein feines Transfermuster M1, das auf einer Oberfläche einer bahnartigen Form M in der Dickenrichtung ausgebildet ist, auf ein geformtes Material W. Wie in 1 zeigt, weist die Transfervorrichtung 1 einen Haltekörper 3, eine erste Rolle 5 und eine zweite Rolle 7 auf.
Die Transfervorrichtung 1 erzeugt das mit einem feinen Transfermuster W1 versehene geformte Material W (siehe 7B). Das geformte Material W wird zum Beispiel für optische Elemente, wie etwa Lichtführungspaneele und optische Filter verwendet.
Aus Gründen der Einfachheit werden in den folgenden Erklärungen die zwei zueinander senkrechten, horizontalen Richtungen als eine X-Achsenrichtung und eine Y-Achsenrichtung definiert, und eine Richtung senkrecht auf beiden, der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, wird als Z-Achsenrichtung definiert.
Das Transfermuster M1 weist eine geriffelte Struktur mit einem Anstellwinkel und einer Höhe auf, die zum Beispiel ähnlich der Wellenlängen von sichtbarem Licht ist. Das Transfermuster M1 der Form M wird auf das geformte Material W transferiert, das als ein invertiertes Transfermuster W1 ausgebildet ist (siehe 7A und 7B).
Die bahnartige Form M ist aus einem bahnartigen Substrat (einem Formsubstrat) M2 und einem Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 ausgebildet. Das oben beschriebene Transfermuster M1 ist auf dem Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 ausgebildet.
Die Form M ist flexibel. Obwohl die Form M in der Richtung senkrecht zur Dickenrichtung der Form M ein fester Körper ist, und sogar wenn eine Zugkraft darauf aufgebracht wird, kaum elastisch deformiert wird, ist die Form M in der Dickenrichtung derart deformierbar, dass sie sich in ähnlicher Weise wie ein Geldschein aufrollen kann. Mit anderen Worten ist die Form M durch das Moment um die Achse deformierbar, die sich in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung erstreckt. Deshalb ist die Form M in einem Zustand, bei dem die Dickenrichtung der radialen Richtung der entsprechenden Rollen 5 und 7 entspricht, einfach auf die Umfangsfläche der Rollen 5 und 7 gewunden.
Das Formsubstrat M2 ist in eine bahnartige (plattenartige) Form ausgebildet, die zum Beispiel aus einem ultraviolett-transmittierenden Harzmaterial, wie etwa PET-Harz, gebildet wird.
Das Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 ist ein dünner Film, der aus Harz gebildet wird. Dieses Harz ist ein ultraviolett-transmittierendes Harz, wie etwa ein ultraviolett-härtbares Harz, ein wärmehärtbares Harz und ein thermoplastisches Harz. Das Transfermusterausbildungsmaterial M3 ist in einem Zustand, in dem die Dickenrichtung des Transfermuster-Ausbildungsmaterials M3 jener des Formsubstrats M2 entspricht, integral auf einer Fläche des Formsubstrats M2 in der Dickenrichtung ausgebildet.
Das Transfermuster M1 ist auf einer Fläche des Transfermuster-Ausbildungsmaterials M3 in der Dickenrichtung ausgebildet, wobei die eine Fläche die Fläche ist, die nicht mit dem Formsubstrat M2 in Kontakt ist. Das Transfermuster M1 wird durch ein Verfahren ausgebildet, bei dem ein in den Figuren nicht gezeigtes feines Transfermuster, das auf einer in den Figuren nicht gezeigten Master-Form ausgebildet ist, darauf transferiert wird.
Das Formsubstrat M2 ist beispielsweise in eine lange, rechteckige, plattenartige (bahnartige) Gestalt ausgebildet. Die Dimension in der Breitenrichtung des Formsubstrats M2 (die Breite ähnlich der herkömmlichen Form 323; die Dimension in der Y-Achsenrichtung) ist viel größer als die Dimension in der Dickenrichtung des Formsubstrats M2. Die Dimension in der Längsrichtung des Formsubstrats M2 (die Dimension in der X-Achsenrichtung) ist viel größer als die Dimension in der Breitenrichtung des Formsubstrats M2.
Das Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 ist beispielsweise in eine rechteckige, plattenartige Gestalt ausgebildet. Das Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 ist auf dem Formsubstrat M2 in einer derart vorgesehen, dass die Breitenrichtung und die Längsrichtung des Transfermuster-Ausbildungsmaterials M3 denen des Formsubstrats M2 entsprechen.
Die mehreren Transfermuster-Ausbildungsmaterialien M3 sind auf dem Formsubstrat M2 in vorbestimmten Abständen in der Längsrichtung des Formsubstrats M2 periodisch vorgesehen. Alternativ können die Transfermuster-Ausbildungsmaterialien M3 sequentiell in der Längsrichtung des Formsubstrats M2 vorgesehen sein. Die Breite jedes der Transfermuster-Ausbildungsmaterialien M3 ist kleiner als die des Formsubstrats M2.
Das Formsubstrat M2 weist Bereiche auf, in denen die Transfermuster-Ausbildungsmaterialien M3 nicht vorgesehen sind. Die Bereiche erstrecken sich fortlaufen in der Längsrichtung des Formsubstrats M2. Beispielsweise sind diese Bereiche in dem Fall vorgesehen, in dem jedes der Transfermuster-Ausbildungsmaterialien M3 eine kleinere Breite aufweist, als das Formsubstrat M2. In einem derartigen Fall werden die Bereiche als M4 vorgesehen, in denen nur das Formsubstrat M2 auf beiden Seiten in der Breitenrichtung der Form M (des Formsubstrats M2) vorgesehen ist (siehe 2).
Der Haltekörper 3 hält das geformte Material W.
Das geformte Material W weist ein Substrat (ein geformtes Materialsubstrat) W2 und ein geformtes Produkt W3 auf (siehe 7B).
Das geformte Materialsubstrat W2 ist beispielsweise in eine rechteckige plattenartige (bahnartige) Gestalt ausgebildet, die aus einem Harzmaterial, wie etwa PET-Harz ausgebildet ist. Das geformte Produkt W3 ist ein dünner Film, der aus Harz, wie etwa ultraviolett-härtbarem Harz, wärmehärtbarem Harz oder thermoplastischem Harz gebildet ist.
Das geformte Materialsubstrat W2 hat im Wesentlichen die gleiche Breite, wie das Formsubstrat M2. Das geformte Materialsubstrat W2 ist geringfügig länger als jedes Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3, das periodisch auf dem bahnartigen Formsubstrat M2 vorgesehen sind.
Das geformte Produkt W3 ist ebenfalls in eine rechteckige, plattenartige Gestalt ausgebildet. Das geformte Produkt W3 ist auf einer Oberfläche in der Dickenrichtung des geformten Materialsubstrats W2 in einem Zustand vorgesehen, bei dem die Dickenrichtung (die Z-Achsenrichtung) des geformten Produkts W3 jener des geformten Materialsubstrats W2 entspricht. Die Breitenrichtung (die Y-Achsenrichtung) des geformten Produkts W3 entspricht der des geformten Materialsubstrats W2. Die Längsrichtung des geformten Produkts W3 entspricht der (der X-Achsenrichtung) des geformten Materialsubstrats W2. Das geformte Produkt W3 hat im Wesentlichen die gleiche Breite, wie das geformte Materialsubstrat W2. Das geformte Produkt W3 hat im Wesentlichen die gleiche Länge, wie jedes der periodisch auf dem bahnartigen Formsubstrat M2 vorgesehenen Transfermuster-Ausbildungsmaterialien M3.
Das Transfermuster W1 ist auf einer Fläche in der Dickenrichtung des geformten Produkts W3 ausgebildet, wobei die eine Fläche die Fläche ist, die nicht in Kontakt mit dem geformten Materialsubstrat W2 ist.
In dem Fall, in dem das geformte Produkt W3 ein ultraviolett-härtbares Harz oder ein thermohärtbares Harz ist, ist das geformte Produkt W3 vor dem Transfer des Transfermusters M1 nicht in einem gehärteten Zustand, sondern in einem flüssigen oder liquiden Zustand. Das geformte Produkt W3 wird vollständig gehärtet, sobald der Transferprozess abgeschlossen ist.
Der Haltekörper 3 ist beispielsweise in eine rechteckige, plattenartige Gestalt ausgebildet. Der Haltekörper 3 weist eine flache Fläche (eine Fläche in der Dickenrichtung; die obere Fläche; die Anbringfläche 9 für das geformte Material W) auf, um das geformte Material W zu halten. Die Rückfläche des geformten Materials W kommt vollständig mit der Anbringfläche 9 des Haltekörpers 3 in Kontakt und wird durch den Haltekörper 3 zum Beispiel mittels Vakuumansaugung gehalten. Es ist zu beachten, dass die Rückfläche diejenige Fläche darstellt, die nicht diejenige Fläche ist, auf der das geformte Produkt W3 vorgesehen ist.
Die Breitenrichtung und die Längsrichtung des geformten Materials W, das auf dem Haltekörper 3 angebracht ist, entsprechen jeweils der Breitenrichtung (der Y-Achsenrichtung) und der Längsrichtung (der X-Achsenrichtung) des Haltekörpers 3.
Die erste Rolle 5 ist in eine zylindrische Gestalt ausgebildet, und die Form M ist um die Umfangsfläche der ersten Rolle 5 gewunden. Die gewundene Form M und das geformte Material W, das durch den Haltekörper 3 gehalten wird, werden zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 in der Z-Achsenrichtung für den Mustertransfer eingeführt und gehalten.
Die erste Rolle 5 dreht sich um ihre Mittenachse C1, die sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und bewegt sich in der X-Achsenrichtung in Bezug zum Haltekörper 3. Die Form M und das geformte Material W, das zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten ist, bewegen sich zusammen mit der Bewegung der ersten Rolle 5.
Die zweite Rolle 7 ist ebenfalls in eine zylindrische Gestalt ausgebildet und die Form M ist, wie in dem Fall der ersten Rolle 5, um die Umfangsfläche der zweiten Rolle 7 gewunden. Die zweite Rolle 7 ist vom Haltekörper 3 beispielsweise in der Z-Achsenrichtung, von der ersten Rolle 5 weg, beabstandet. Die Form M ist um die Umfangsfläche der zweiten Rolle 7 in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung in der die Form M um die erste Rolle 5 gewunden ist, gewunden. Und zwar ist die Form M, auf der Seite des geformten Materials W, um die erste Rolle 5 gewunden und erstreckt sich von der ersten Rolle 5, und ist dann, auf der Seite weg vom geformten Material W, das durch den Haltekörper 3 gehalten ist, um die zweite Rolle 7 gewunden,.
Die zweite Rolle 7 dreht sich um ihre Mittenachse C2, die zur Mittenachse C1 der ersten Rolle 5 parallel ist, synchron mit der Drehung der ersten Rolle 5. Die zweite Rolle 7 bewegt sich bezüglich des Haltekörpers 3 zusammen mit der ersten Rolle 5.
Die erste Rolle 5 weist im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser wie die zweite Rolle 7 auf. Die erste Rolle 5 weist im Wesentlichen die gleiche Länge wie die zweite Rolle 7 auf.
Die Breite der ersten Rolle 5 (Länge in der Y-Achsenrichtung) ist geringfügig größer als die Breite des geformten Materials W, das durch den Haltekörper 3 gehalten wird. Die Erstreckungsrichtung (die Breitenrichtung) der Mittenachse C1 der ersten Rolle 5 entspricht der Breitenrichtung des geformten Materials W, das durch den Haltekörper 3 gehalten wird. Die Mitte in der Breitenrichtung der ersten Rolle 5 entspricht der Mitte in der Breitenrichtung des geformten Materials W, das durch den Haltekörper 3 gehalten wird.
Die erste Rolle 5 ist derart bewegbar, dass sie in jedwede Position in der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 des Haltekörpers 3 (in der Z-Achsenrichtung) angeordnet werden kann.
Wenn die Form M und das geformte Material W, das durch den Haltekörper 3 gehalten wird, zwischen die erste Rolle 5 und den Haltekörper 3 eingeführt und gehalten werden, ist der Abstand zwischen der Mittenachse C1 der ersten Rolle 5 und der Anbringfläche 9 im Wesentlichen der gleiche wie oder geringfügig kleiner als die Summe aus dem Radius der ersten Rolle 5, der Dicke der Form M und der Dicke des geformten Materials W. Daher können die Form M und das geformte Material W zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten werden.
Die Breitenrichtung der Form M, die um die erste Rolle 5 gewunden ist, entspricht der Breitenrichtung der ersten Rolle 5. Die Mitte in der Breitenrichtung der Form M, die um die erste Rolle 5 gewunden ist, entspricht im Wesentlichen der Mitte der Breitenrichtung der ersten Rolle 5. Die Form M ist halb um die erste Rolle 5 gewunden.
Die Rückfläche des Formsubstrats M2 der Form M, das um die erste Rolle 5 gewunden ist, ist in Kontakt mit der Außenfläche der ersten Rolle 5. Es ist zu beachten, dass die Rückfläche des Formsubstrats M2 diejenige repräsentiert, die nicht die Fläche ist, auf der das Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 vorgesehen ist.
Die Form M ist um die erste Rolle 5 gewunden und zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten, und erstreckt sich in der Längsrichtung (in der X-Achsenrichtung), parallel zur Anbringfläche 9, zum anderen Ende des Haltekörpers 3 hin. In dem Zustand, in dem sich die Form M nach vorne (in der X-Achsenrichtung) zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 erstreckt, ist die Form M von der Anbringfläche 9 durch die Dicke des geformten Materials W beabstandet.
Die Mitte in der Breitenrichtung der ersten Rolle 5 entspricht der Mitte in der Breitenrichtung der zweiten Rolle 7. Die zweite Rolle 7 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Haltekörpers 3 beispielsweise in dem Zustand angeordnet, in dem die erste Rolle 5 dazwischen eingeschoben ist. Die erste Rolle 5 und die zweite Rolle 7 überlappen einander, wenn sie von der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 (der Z-Achsenrichtung) betrachtet werden.
Die Form M ist um die erste Rolle 5 gewunden und weiter halb um die zweite Rolle 7 gewunden, und zwar in der Richtung gegensätzlich zur Richtung in der die Form M um die erste Rolle 5 gewunden ist. Wenn sie aus der Erstreckungsrichtung der Mittenachsen C1 und C2 der jeweiligen Rollen 5 und 7 betrachtet wird, bildet die Form M, die um die jeweiligen Rollen 5 und 7 gewunden ist, eine S-Gestalt oder eine invertierte S-Gestalt aus. Die erste Rolle 5 und die zweite Rolle 7 halten die Form M zwischen sich.
Die Mittenachse C2 der zweiten Rolle 7 ist in einem vorbestimmten Abstand von der Mittenachse C1 der ersten Rolle 5 angeordnet. Die zweite Rolle 7 ist derart angepasst, dass sie bewegbar ist, um im Zusammenhang mit der ersten Rolle 5 in jedwede Stellung in der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 des Haltekörpers 3 (in der Z-Achsenrichtung) angeordnet werden zu können.
Die Form M erstreckt sich von dem oberen Ende der zweiten Rolle 7 in der X-Achsenrichtung (in 1 nach links) zu einer Seite hin. Die Form M erstreckt sich vom unteren Ende der ersten Rolle 5 ebenfalls in der X-Achsenrichtung (in 1 nach rechts) zur anderen Seite hin. Die oben beschriebenen Erstreckungsrichtungen der Form M sind parallel zueinander. Mit anderen Worten entspricht die Längsrichtung der Form M, die sich von der ersten Rolle 5 erstreckt der Längsrichtung der Form M, die sich von der zweiten Rolle 7 erstreckt. Ferner entspricht die Dickenrichtung der Form M, die sich von der ersten Rolle 5 erstreckt, der Dickenrichtung der Form M, die sich von der zweiten Rolle 7 erstreckt.
Der Abstand zwischen der Form M, die sich vom oberen Ende der zweiten Rolle 7 erstreckt und dem Haltekörper 3 in der Z-Richtung ist geringfügig größer als die Summe des Durchmessers der ersten Rolle 5 und des Durchmessers der zweiten Rolle 7.
Die jeweiligen Rollen 5 und 7 sind derart angepasst, dass sie bezüglich des Haltekörpers 3 in der Längsrichtung des geformten Materials W (in der X-Achsenrichtung) bewegbar sind. Das heißt, die jeweiligen Rollen 5 und 7 bewegen sich in der Längsrichtung des Haltekörpers 3 zwischen der Stellung, die von einem Ende des Haltekörpers 3 geringfügig beabstandet ist (siehe 5), und der Stellung, die vom anderen Ende des Haltekörpers 3 geringfügig beabstandet ist (siehe 3).
In dem in 3 gezeigten Anfangszustand ist (i) das geformte Material W auf dem Haltekörper 3 angeordnet, (ii) die Form M auf die jeweiligen Rollen 5 und 7 gewunden, (iii) die erste Rolle 5 von der Anbringfläche 9 um ungefähr den Abstand beabstandet, welcher der Summe der Dicke des geformten Materials W und der Dicke der Form M in der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 entspricht (um den für den Transfer notwendigen Abstand), und (iv) die jeweiligen Rollen 5 und 7 sind in der Stellung angeordnet, bei der sie in der Längsrichtung geringfügig von dem anderen Ende des Haltekörpers 3 beabstandet sind. Im Anfangszustand ist die Form M, die sich von der zweiten Rolle 7 erstreckt, direkt oberhalb des Haltekörpers 3 angeordnet, während die Form M, die sich von der ersten Rolle 5 erstreckt, vom Haltekörper 3 beabstandet ist.
Wenn der Anfangszustand in der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 (in der Z-Achsenrichtung) betrachtet wird, überlappt der Teil der Form M, der sich von dem oberen Ende der zweiten Rolle 7 in 3 zur Linken hin erstreckt mit der Anbringfläche 9, und der Teil der Form M, der sich vom unteren Ende der ersten Rolle 5 zur Rechten hin erstreckt, ist von der Anbringfläche 9 beabstandet.
Wenn sich die jeweiligen Rollen 5 und 7 in der Längsrichtung des Haltekörpers 3 (in 3 zur Linken hin) von dem in 3 gezeigten Anfangszustand zu einer Seite bewegen, bewegen sich auch die Form M und das geformte Material W, das zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten wird (der lineare Teil, der sich in die Breitenrichtung des Haltekörpers 3 erstreckt) (siehe 4). Es ist zu beachten, dass die Form M zu diesem Zeitpunkt nicht auf den jeweiligen Rollen 5 und 7 und dem geformten Material W gleitet. Die erste Rolle 5 und das geformte Material W auf dem Haltekörper 3 bilden, während sie die Form M zwischen sich einschließen, ein Rollpaar.
In dem Fall, in dem das geformte Produkt W3 des geformten Materials W ein ultraviolett-härtbares Harz ist, ist die Transfervorrichtung 1 mit einer Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung versehen, um das geformte Produkt W3 auszuhärten. Die Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung wird zusammen mit den jeweiligen Rollen 5 und 7 bewegt und angeordnet. Die Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung bestrahlt den Bereich, in dem das geformte Material W und die Form M zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten sind, mit ultravioletter Strahlung, um das geformte Produkt W3 des geformten Materials W auszuhärten. Mit diesem Aushärten ist eine Gegenform zum feinen Transfermuster M1 der Form M aus dem geformten Material W ausgebildet.
Wenn sich die jeweiligen Rollen 5 und 7 in der X-Achsenrichtung bewegen, führt die Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung die Bestrahlung an der Rückseite der jeweiligen Rollen 5 und 7 (in der Längsrichtung auf der anderen Seite des Haltekörpers 3) aus. Das geformte Produkt W3 des geformten Materials W wird durch die Form M mit ultravioletter Strahlung bestrahlt. Durch die Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung wird das geformte Produkt W3 ausgehärtet. In 4 wird das geformte Produkt W3 fortlaufend von rechts nach links ausgehärtet.
Wenn die jeweiligen Rollen 5 und 7 in der Längsrichtung ein Ende des Haltekörpers 3 erreicht haben (siehe 5) wurde das geformte Produkt W3 ausgehärtet, während die Form M an dem geformten Material W angehaftet bleibt. Die jeweiligen Rollen 5 und 7 bewegen sich dann zur gegenüberliegenden Seite in der X-Achsenrichtung (das andere Ende des Haltekörpers; zur Rechten hin), und die an dem geformten Material W angehaftete Form beginnt sich von dem geformten Material W abzulösen (siehe 6). Die jeweiligen Rollen 5 und 7 bewegen sich weiter von der in 6 gezeigten Position zur Rechten hin, zur in 3 gezeigten Position, wodurch sie die Trennung des geformten Materials W von der Form M fertigstellen.
Die Transfervorrichtung 1 weist eine Masterformeinbringeinheit 13 und eine Formaufwindeeinheit 15 auf. Eine Masterform 17 ist an der Masterformeinbringeinheit 13 angebracht. Die Masterform 17 ist eine Rolle der Form M, welche noch nicht für den Transfer verwendet wurde (das heißt eine leere Form). Die Formaufwindeeinheit 15 windet die Masterform 17, welche von der Masterformeinbringeinheit 13 abgewickelt wurde auf. Das heißt, die Formaufwindeeinheit 15 windet die gebrauchte Form M auf, um sie als eine gewundene Rolle 19 aufzusammeln.
Die Form M ist in einem bahnartigen (plattenartigen) Zustand mit einer vorbestimmten Spannung zwischen der Masterformeinbringeinheit 13 und der Formaufwindeeinheit 15 aufgespannt, während sie um die jeweiligen Rollen 5 und 7 gewunden ist.
Die vorbestimmte Spannung wird auf die bahnartige Form M in einem plattenartigen Zustand in der Längsrichtung (zum Beispiel in der horizontalen Richtung, welche die Masterformeinbringeinheit und die Formaufwindeeinheit verbindet; die X-Achsenrichtung) aufgebracht. Diese Spannung hält die Form M in dem plattenartigen Zustand. Obwohl in 2 bis 6 nicht dargestellt (siehe 1), ist hierbei das feine Transfermuster M1 auf der unteren Fläche der bahnartigen Form M vorgesehen.
Wie oben beschrieben, ist die Masterform 17 eine Rolle der Form M, welche noch nicht für den Transfer verwendet wurde. Die Masterform 17 ist in einer zylindrischen Gestalt oder einer Säule auf eine derartige Weise ausgebildet, dass die bahnartige Form M um den Umfang eines zylindrischen Kernmaterials in einem Zustand gewunden ist, in dem die Umfangsrichtung des Kernmaterials der Längsrichtung der bahnartigen Form M entspricht.
Sobald die Form M für den Transfer verwendet wurde, wird die Form M durch die Formaufwindeeinheit 15 aufgewunden, um eine aufgewundene Rolle ähnlich der Masterform 17 auszubilden.
Die Masterform 17 dreht sich um ihre Mittenachse (zum Beispiel eine Achse, die sich in der horizontalen Richtung erstreckt; eine Achse, die sich in die Y-Achsenrichtung erstreckt) C3. Die aufgewundene Rolle 19 dreht sich ebenfalls um ihre Mittenachse (eine Achse, die sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt) C4.
Wie in 2 gezeigt, weist die zweite Rolle 7 einen Abschnitt 21 geringen Durchmessers auf, um Kontakt mit dem feinen Transfermuster M1 auf der gewundenen Form M zu vermeiden.
Der Abschnitt 21 geringen Durchmessers ist in der Breitenrichtung in der Mitte der zweiten Rolle 7 vorgesehen, und dessen Durchmesser ist in der Breitenrichtung kleiner als der Durchmesser auf jeder Seite der zweiten Rolle 7, wo der Abschnitt 21 schmalen Durchmessers nicht vorgesehen ist. Wenn die Form M auf die zweite Rolle 7 gewunden ist, kommen Endabschnitte M4 der Form M mit beiden Seiten der zweiten Rolle 7 in Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Transfermuster-Ausbildungsmaterial M3 der Form M an der Stelle angeordnet, die dem Abschnitt 21 schmalen Durchmessers entspricht, und ist geringfügig von der zweiten Rolle 7 beabstandet.
Wie oben beschrieben, erstreckt sich die Form M von den jeweiligen Rollen 5 und 7 parallel zur Anbringfläche 9 auf der das geformte Material W vorgesehen ist.
Die Transfervorrichtung 1 wird nachstehend detaillierter Beschrieben.
Die Transfervorrichtung 1 weist einen Schwingungsisolator 23 auf. Der Haltekörper 3 ist auf dem Schwingungsisolator 23 angeordnet und mit diesem integral ausgebildet.
Der Haltekörper 3 ist mit Anhebestiften 25 versehen. Die Anhebestifte 25 werden in der Z-Achsenrichtung durch einen in den Figuren nicht gezeigten Aktuator, wie etwa einen Pneumatik-Zylinder bewegt. Der Aktuator wird durch eine in den Figuren nicht gezeigte Steuerung gesteuert, welche eine CPU aufweist.
Die Anhebestifte 25 werden derart nach unten bewegt, dass sie unter der Fläche des Haltekörpers 3 angeordnet sind, und die Anhebestifte 25 werden derart nach oben bewegt, dass sie von der Anbringfläche 9 des Haltekörpers 3 nach oben vorstehen.
Die Transfervorrichtung 1 ist mit Säulen 27, einem in den Figuren nicht gezeigten unteren Säulenunterstützungskörper und einem oberen Säulenunterstützungskörper 29 versehen, der über dem Schwingungsisolator 23 angeordnet ist. Die Säulen 27, der untere Säulenunterstützungskörper und der obere Säulenunterstützungskörper 29 sind miteinander integriert ausgebildet und durch den Vibrationsisolator 23 über ein lineares Führungsauflager (in den Figuren nicht gezeigt) derart abgestützt, dass sie in der X-Achsenrichtung auf dem Vibrationsisolator 23 bewegbar sind.
Der untere Säulenunterstützungskörper (Säulen 27 und oberer Säulenunterstützungskörper 29) wird in der X-Achsenrichtung auf dem Schwingungsisolator 23 (dem Haltekörper 3) durch einen in den Figuren nicht gezeigten Aktuator, wie etwa einem Servomotor oder einem in den Figuren nicht gezeigten Kugelgewindetrieb, welche durch die in den Figuren nicht gezeigte Steuerung gesteuert sind, bewegt und angeordnet.
Ein bewegbarer Körper 31 ist durch die Säulen 27 über lineare Führungsauflager 33 abgestützt. Der bewegbare Körper 31 wird entlang den Säulen 27 in der Z-Richtung bewegt. Der bewegbare Körper 31 wird in der Z-Achsenrichtung entlang der Säulen 27 (auf dem Schwingungsisolator 23, dem Haltekörper 3) durch einen Aktuator, wie etwa einem Servomotor 35 und einem Kugelgewindetrieb 37, die durch die Steuerung gesteuert sind, bewegt und angeordnet.
Der bewegbare Körper 31 ist mit einem Rollenunterstützungskörper 39 versehen und mit diesem integral ausgebildet. Der Rollenunterstützungskörper 39 stützt die jeweiligen Rollen 5 und 7 drehbar ab. Die jeweiligen Rollen 5 und 7 sind daher derart bewegbar, dass sie in der X-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung auf dem Haltekörper 3 in jedweder Position angeordnet werden können.
Die jeweiligen Rollen 5 und 7 drehen sich durch einen Aktuator (in den Figuren nicht gezeigt), wie etwa einem Servomotor. Alternativ können die jeweiligen Rollen 5 und 7 durch den Rollenunterstützungskörper 39 drehbar abgestützt sein. In einem derartigen Fall sind die jeweiligen Rollen 5 und 7 nicht notwendigerweise mit Antriebskraft zur Drehung versorgt.
Der Rollenunterstützungskörper 39 ist mit der - Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung versehen und mit dieser integral ausgebildet.
Die Transfervorrichtung 1 kann, anstatt den unteren Säulenunterstützungskörper (die Säulen 27, den oberen Säulenunterstützungskörper 29) zu bewegen und anzuordnen, den Haltekörper 3 auf den Schwingungsisolator bewegen und anordnen. Alternativ kann die Transfervorrichtung 1, zusätzlich zum Bewegen und Anordnen des unteren Säulenunterstützungskörpers (der Säulen 27, des oberen Säulenunterstützungskörpers 29), den Haltekörper 3 auf dem Schwingungsisolator 23 bewegen und anordnen.
Die Masterformeinbringeinheit 13 und die Formaufwindeeinheit 15 sind in dem Schwingungsisolator 23 vorgesehen. Führungsrollen 41A bis 41D sind zwischen der Masterformeinbringeinheit 13 und der zweiten Rolle 7 vorgesehen. Die Form M ist auf die jeweiligen Führungsrollen 41A bis 41D gewunden. Die Führungsrolle 41B ist eine Tänzerrolle, die in der Z-Achsenrichtung zu bewegen und anzuordnen ist. Die Führungsrollen 41C und 41D sind derart angeordnet, dass sich die Form M horizontal von den Führungsrollen 41C und 41D zur zweiten Rolle 7 erstreckt. Zum Beispiel sind die Führungsrollen 41C und 41D derart bewegbar, dass sie, in Abhängigkeit der Bewegung und Anordnung der zweiten Rolle 7 in der Z-Achsenrichtung, in jedwede Position in der Z-Achsenrichtung anzuordnen sind.
Eine Führungsrolle 43 ist zwischen der ersten Rolle 5 und der Formaufwindeeinheit 15 vorgesehen. Die Führungsrolle 43 ist derart bewegbar, dass sie in der Z-Richtung in jede Position anzuordnen ist. Die Führungsrolle 43 ist derart angeordnet, dass sich die Form M horizontal von der ersten Rolle 5 zur Führungsrolle 43 erstreckt.
Der Betrieb der Transfervorrichtung wird nachstehend erklärt.
Als Erstes werden die jeweiligen Rollen 5 und 7 in der in 3 gezeigten Stellung angeordnet. Die Anhebestifte 25 werden derart gehalten, dass sie nach oben vorstehend. Das geformte Material W wird auf die Anhebestifte 25 angebracht.
Als Nächstes werden die Anhebestifte 25 durch die Steuerung nach unten bewegt. Der Haltekörper 3 hält das geformte Material W.
Als Nächstes bewegen sich die jeweiligen Rollen 5 und 7 in der Längsrichtung hin zu einem Ende des Unterstützungskörpers 3 (in 3 nach links). Die Form M und das geformte Material W, das zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten wird, bewegen sich in Zusammenhang mit der Bewegung der jeweiligen Rollen 5 und 7 ebenfalls von rechts nach links in 3 (siehe 4).
Die Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung bestrahlt den Bereich, in dem das geformte Material W und die Form M zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten ist, derart mit ultravioletten Strahlungen, dass das geformte Produkt W3 des geformten Materials W ausgehärtet wird.
Die jeweiligen Rollen 5 und 7 erreichen ein Ende in der Längsrichtung des Haltekörpers 3. Zu diesem Zeitpunkt wurde das geformte Produkt W3 ausgehärtet und die Form M bleibt an dem geformten Material W angehaftet. Dann bewegen sich die jeweiligen Rollen 5 und 7 derart in die entgegengesetzte Richtung, dass die Form M, welche auf dem geformten Material W anhaftet, entfernt wird (siehe 6). Anschließend werden die Anhebestifte 25 angehoben, um das geformte Material W zu fördern.
Gemäß der Transfervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist es zum Transferzeitpunkt nur nötig, die Bewegung und die Drehung der jeweiligen Rollen 5 und 7 zu synchronisieren. Wenn sich die jeweiligen Rollen 5 und 7 frei und unabhängig voneinander drehen können, ist es allerdings nicht nötig, die Drehung der jeweiligen Rollen 5 und 7 zu synchronisieren. Das eliminiert den komplexen Synchronisationsprozess, der in dem herkömmlichen Fall nötig ist, wodurch der Steuerungsbetrieb der Transfervorrichtung 1 vereinfacht ist.
Da die Transfervorrichtung 1 die Masterformeinbringeinheit 13 und die Formaufwindeeinheit 15 aufweist, kann ferner der Austausch der Form M einfach und akkurat ausgeführt werden.
Die Form M weist eine schlechte Dauerhaltbarkeit auf. Daher muss die Form M im herkömmlichen Fall jedes Mal, oder nach wenigen Transferzyklen ausgetauscht werden. Das in 13 gezeigte, geformte Material 309 hat gewöhnlich eine Länge (eine Dimension in der Rechts-Links-Richtung in 13) und eine Breite (eine Dimension in der Richtung senkrecht zur Papierebene von 13) die ungefähr von 1 m (1000 mm) bis 1,5 m reicht. Die Dimension der Form 323 nimmt in dem Maße zu, in dem die Dimension des geformten Materials 309 zunimmt.
Um die Form 323, jedes Mal oder nach wenigen Transferzyklen, durch eine Neue zu ersetzen, ist es in der in 13 gezeigten Transfervorrichtung 301 zusätzlich nötig, die Form 323 von der Transfervorrichtung 301 zu entfernen. Da diese groß ist, ist die Form 323 allerdings nicht einfach handhabbar. Darüber hinaus ist es schwierig, die Form 323 präzise auf der Transfervorrichtung 301 anzuordnen. Zum Beispiel ist die Form 323 zum Zeitpunkt des Anbringens an die Einspanneinrichtungen 319 und 321 häufig gebogen.
Dem gegenüber ist es in der Transfervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform durch die Masterformeinbringeinheit 13 und die Formaufwindeinheit 15 nur nötig, eine vorbestimmte Länge der Form M durch die Formaufwindeinheit 15 aufzuwinden, und einen neuen Teil der Form M (der noch nicht für den Transfer verwendet wurde) von der Masterformeinbringeinheit 13 auszuziehen. Das eliminiert den andauernden Vorgang des Entfernens und Ersetzens der Form M durch eine Neue und trägt auch zu einem einfachen und akkuraten Austausch der Form M bei.
In der Transfervorrichtung 1 kann die Form M reibungslos und schnell getauscht werden. Deshalb kann die Austauschzeit der Form M, die für die Transfervorrichtung 301 benötigt wird, für den Transfer zum ausgeformten Material W verwendet werden. Dies trägt zu einer Erhöhung der Effizienz des Transfers bei.
Die zweite Rolle 7 weist einen Abschnitt 21 geringen Durchmessers auf, um Kontakt mit dem feinen Transfermuster M1 auf der gewundenen Form M zu vermeiden. Dies verhindert, dass das feine Transfermuster M1 durch Spannung der Form M abgeflacht wird.
Die erste Rolle 5 und die zweite Rolle 7 halten die Form M zwischen sich ein. Deshalb kann die zweite Rolle 7 als eine Stützrolle für die erste Rolle 5 dienen. Das heißt: zum Transferzeitpunkt kann eine Deformation der ersten Rolle 5 minimiert werden, welche durch eine Reaktionskraft hervorgerufen wird, die hauptsächlich von dem geformten Material W ausgeübt wird.
Die Form M ist auf die jeweiligen Rollen 5 und 7 aufgewunden und erstreckt sich von diesen parallel zur Anbringfläche 9. Dies eliminiert den Prozess des Einstellens der Länge der Form M, die sich von der Masterformeinbringeinheit 13 zur Formaufwindeeinheit 15 erstreckt und trägt auch zur Vereinfachung der Anordnung der Transfervorrichtung 1 bei.
In der herkömmlichen Transfervorrichtung 301 ändert sich der Anhaftwinkel, wenn sich die Stellung der Rolle 311A ändert. Es ist zu beachten, dass der Anhaftwinkel einen Winkel der geneigten Form zum geformten Material, das heißt einen Winkel darstellt, der durch den Kreuzungspunkt des geformten Materials 309 und der Form ausgebildet wird, welche sich von der Rolle 311A, wie in 13 gezeigt, zur zweiten Einspanneinrichtung 321 schräg nach oben erstreckt. Im Gegensatz dazu kann in der Transfervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Anhaftwinkel unabhängig von der Stellung der Rollen 5 und 7 konstant gehalten werden, sodass der Transfer ebenmäßiger ausgeführt werden kann.
Das Folgende ist eine Erläuterung einer Transfervorrichtung 1a gemäß einem modifizierten Beispiel.
Wie in 8 gezeigt, unterscheidet sich die Transfervorrichtung 1a, gemäß dem modifizierten Beispiel, von der in 1 gezeigten Transfervorrichtung 1 dadurch, dass eine dritte Rolle 45 und eine vierte Rolle 47 ferner in dieser vorgesehen sind, um die Form M vom ausgeformten Material W zu entfernen. Die anderen Anordnungen sind die gleichen, wie in der Transfervorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist.
Die Transfervorrichtung 1a weist ferner eine Entfernungseinheit 49 auf, die zusätzlich zur ersten Rolle 5 und der zweiten Rolle 7 aus der dritten Rolle 45 und der vierten Rolle 47 ausgebildet ist.
Die Form M ist um die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 in der gleichen Art gewunden, wie sie um die erste Rolle 5 und die zweite Rolle 7 gewunden ist. Die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 bewegen sich zusammen mit der ersten Rolle 5 und der zweiten Rolle 7. Durch die Bewegung kann die Form M, die durch den Transfer an dem ausgeformten Material W anhaftet, von dem ausgeformten Material W unmittelbar nach dem Transfer entfernt werden.
Die Form M erstreckt sich in der Längsrichtung und ist nacheinander um die zweite Rolle 7, die erste Rolle 5, die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 gewunden.
Die dritte Rolle 45 ist zur Formaufwindeeinheit 15 hin auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Rolle 5 angeordnet. Die dritte Rolle 45 nimmt Form M auf, die um die erste Rolle 5 gewunden ist und dem ausgeformten Material W anhaftet.
Die dritte Rolle 45 dreht sich um eine Mittenachse C5, parallel zur Mittenachse C1 der ersten Rolle 5, in Synchronisation mit der Drehung der ersten Rolle 5 durch einen in den Figuren nicht gezeigten Aktuator, wie etwa durch einen Servomotor. Die dritte Rolle 45 bewegt sich bezüglich des Haltekörpers 3 zusammen mit der ersten Rolle 5 derart, dass sie die Form M aufnimmt, um sie von dem ausgeformten Material W zu trennen. Es ist zu beachten, dass die dritte Rolle 45 keine Antriebskraft von dem Aktuator empfangen muss. In einem derartigen Fall dreht sich die dritte Rolle 45 frei und unabhängig von der ersten Rolle 5, wenn die Form M nicht darauf gewunden ist.
Wie im Falle der ersten Rolle 5, hält, mit anderen Worten, auch die Rolle 45 zusammen mit dem Haltekörper 3 die Form M und das von dem Haltekörper 3 gehaltene ausgeformte Material W.
Die vierte Rolle 47 ist zum Beispiel von dem Haltekörper 3 beabstandet, wobei die dritte Rolle 45 sich dazwischen befindet. Die Form M ist um die dritte Rolle 45 gewunden, erstreckt sich von der dritten Rolle 45 in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Rolle 5, und ist ferner um die vierte Rolle 47 gewunden, und zwar in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung in der die Form M um die dritte Rolle 45 gewunden ist. Damit ist die Form M auf der Seite um die vierte Rolle 47 gewunden, welche von dem durch den Haltekörper 3 gehaltenen, ausgeformten Material W weg zeigt.
Die vierte Rolle 47 dreht sich durch einen in der Figur nicht gezeigten Aktuator, wie etwa einen Servomotor, um eine Mittenachse C6 parallel zur Mittenachse C5 der dritten Rolle 45 in Synchronisation mit der Drehung der dritten Rolle 45. Die vierte Rolle 47 bewegt sich bezüglich des Haltekörpers 3 zusammen mit der dritten Rolle 45. Es ist zu beachten, dass die vierte Rolle 47 keine Antriebskraft von dem Aktuator empfangen muss. In einem derartigen Fall dreht sich die vierte Rolle 47 frei und unabhängig von der dritten Rolle 45 wenn die Form M nicht darauf gewunden ist.
Der Außendurchmesser jeder der dritten Rolle 45 und der vierten Rolle 47 ist im Wesentlichen der Gleiche, wie jener der ersten Rolle 5. Die Länge (die Breite) von jeder der dritten Rolle 45 und der vierten Rolle 47 ist im Wesentlichen die Gleiche, wie die Länge (die Breite) der ersten Rolle 5.
Die erste Rolle 5, die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 sind jeweils derart angeordnet, dass die Positionen der jeweiligen benachbarten Rollen einander in der Breitenrichtung (in der Y-Achsenrichtung) entsprechen.
Wie im Fall der ersten Rolle 5, ist die Form M halb um die dritte Rolle 45 gewunden.
Wie im Fall der ersten Rolle 5, ist die Rückfläche des Formsubstrats M2 mit der Außenfläche der dritten Rolle 45 in Kontakt.
Die vierte Rolle 47 ist auf der gegenüberliegenden Seite von dem Haltekörper 3 angeordnet, wobei sich die dritte Rolle 45 dazwischen befindet. Die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 überlappen einander, wenn sie von der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 (der Z-Achsenrichtung) betrachtet werden.
Die Form M ist um die dritte Rolle 45 gewunden und erstreckt sich davon. Die Form M ist ferner halb um die vierte Rolle 47 gewunden, und zwar in der Richtung, die zur Richtung, in der die Form M um die dritte Rolle 45 gewunden ist, entgegengesetzt ist. Wie im Fall der ersten Rolle 5 und der zweiten Rolle 7 bildet die Form M, die um die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 gewunden ist, eine S-förmige Gestalt oder eine invertierte S-förmige Gestalt aus, wenn sie aus der Erstreckungsrichtung der Mittenachsen C5 und C6 der dritten Rolle 45 und der vierten Rolle 47 betrachtet wird.
Die Mittenachse C5 der dritten Rolle 45 und die Mittenachse C6 der vierten Rolle 47 befinden sich in konstantem Abstand von der Mittenachse C1 der ersten Rolle 5. Die Mittenachse C5 und die Mittenachse C6 sind durch den Rollenunterstützungskörper 39 abgestützt, welcher integral auf dem bewegbaren Körper 31 vorgesehen ist. Entsprechend sind die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 derart bewegbar, dass sie in der Richtung senkrecht zur Anbringfläche 9 des Haltekörpers 3 (in der Z-Achsenrichtung) in jedwede Position angeordnet werden können.
Die Form M erstreckt sich vom oberen Ende der vierten Rolle 47 in der X-Achsenrichtung (in 8 nach rechts) hin zu einer Seite. Ebenso erstreckt sich die Form M von dem unteren Ende der dritten Rolle 45 in der X-Achsenrichtung hin zur anderen Seite (in 8 nach links). Die oben beschriebenen Erstreckungsrichtungen der Form M sind zueinander parallel.
Der Abstand zwischen der Form, die sich vom oberen Ende der vierten Rolle 47 erstreckt, und dem Haltekörper 3 ist in der Z-Achsenrichtung geringfügig größer als die Summe des Durchmessers der dritten Rolle 45 und des Durchmessers der vierten Rolle 47.
Die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 werden durch den Rollenunterstützungskörper 39 abgestützt, welcher auf dem bewegbaren Körper 31 integral vorgesehen ist. Dies erlaubt es der ersten Rolle 5, der zweiten Rolle 7, der dritten Rolle 45 und der vierten Rolle 47, dass sie bezüglich des Haltekörpers 3 in der X-Achsenrichtung bewegbar sind. Wie im Fall der zweiten Rolle 7 ist die vierte Rolle 47, mit einem Abschnitt 21 geringen Durchmessers versehen.
Der Betrieb der Transfervorrichtung 1a ist nachstehend erläutert.
Im Anfangszustand werden zunächst die jeweiligen Rollen 5, 7, 45 und 47 jeweils in der in 9 gezeigten Stellung angeordnet. Die Anhebestifte 25 werden nach oben vorstehend gehalten. Das geformte Material W wird auf die Anhebestifte 25 angebracht.
Als Nächstes werden die Anhebestifte 25 durch die Steuerung nach unten bewegt. Der Haltekörper 3 hält das geformte Material W.
Als Nächstes bewegen sich die jeweiligen Rollen 5, 7, 45 und 47 in der Längsrichtung des Haltekörpers 3 zu einem Ende hin (in 9 nach links). Zusammen mit dieser Bewegung bewegen sich auch die Form M und das geformte Material W, das zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten wird, von der rechten zur linken Seite in 9 (siehe 10).
Die Erzeugungseinheit 11 für ultraviolette Strahlung bestrahlt den Bereich, in dem das geformte Material W und die Form M zwischen der ersten Rolle 5 und dem Haltekörper 3 gehalten wird,derart mit ultravioletter Strahlung, dass das geformte Produkt W3 des geformten Materials W ausgehärtet wird. Nachdem das geformte Produkt W3 ausgehärtet ist, entfernt die dritte Rolle 45 die Form M vom geformten Material W.
Anschließend erreichen die jeweiligen Rollen 5, 7, 45 und 47 in der Längsrichtung jeweils ein Ende des Unterstützungskörpers 3 (siehe 11). Zu diesem Zeitpunkt ist der Transfer auf das geformte Material W und das Entfernen der Form M vom geformten Material W abgeschlossen. Die Anhebestifte 25 werden dann derart nach oben angehoben (siehe 12), dass das geformte Material W gefördert wird.
Gemäß der Transfervorrichtung 1a können die dritte Rolle 45 und die vierte Rolle 47 die Form M vom geformten Material W entfernen. Entsprechend kann der Transfer des feinen Transfermusters auf das geformte Material W und das Entfernen der Form M vom geformten Material W ausgeführt werden, indem lediglich die jeweiligen Rollen 5, 7, 45 und 47 in einer Richtung, von einer Seite zur anderen Seite in der Längsrichtung des Haltekörpers 3, bewegt werden, was zu einem Effizienzanstieg des Transfers beiträgt.

Claims

Transfervorrichtung (1), die ein auf einer bahnartigen Form (M) ausgebildetes, feines Transfermuster (M1) auf ein geformtes Material (W) überträgt, wobei die Transfervorrichtung (1) aufweist: einen Haltekörper (3), der das geformte Material (W) hält; eine erste Rolle (5), auf welche die Form (M) gewunden ist, wobei die erste Rolle (5) die Form (M) und das vom Haltekörper (3) gehaltene, geformte Material (W) zusammen mit dem Haltekörper (3) hält, und sich die erste Rolle (5) um deren Mittenachse (C1) derart dreht, dass sie sich bezüglich des Haltekörpers (3) bewegt, um einen Transfer auszuführen; und eine zweite Rolle (7), auf welche die sich von der ersten Rolle (5) erstreckende Form (M) in einer Richtung, weg von dem geformten Material (W), gewunden ist, das durch den Haltekörper (3) gehaltenen wird, wobei sich die zweite Rolle (7) um deren Mittenachse (C2) derart dreht, dass sie sich bezüglich des Haltekörpers (3) zusammen mit der ersten Rolle (5) bewegt.
Transfervorrichtung (1) nach Anspruch 1, die ferner eine Masterformeinbringeinheit (13) und eine Formaufwindeeinheit (15) aufweist, wobei sich die auf die jeweiligen Rollen (5, 7) gewundene Form (M) zwischen einer auf der Masterformeinbringeinheit (13) angeordneten Masterform (17) und der Formaufwindeeinheit (15) erstreckt, und durch eine vorbestimmte Spannung aufgespannt wird.
Transfervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die zweite Rolle (7) mit einem Abschnitt (21) schmalen Durchmessers versehen ist, um Kontakt mit dem feinen Transfermuster (M1) der darauf gewundenen Form (M) zu vermeiden.
Transfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Form (M), die auf die jeweiligen Rollen (5, 7) gewunden ist und sich von diesen erstreckt, parallel zu einer Fläche ist, auf der das geformte Material (W) vorgesehen ist.
Transfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner eine dritte Rolle (45) und eine vierte Rolle (47) aufweist, wobei die Form (M) auf die dritte Rolle (45) und die vierte Rolle (47) gewunden ist, und sich die dritte Rolle (45) und die vierte Rolle (47) zusammen mit der ersten Rolle (5) und der zweiten Rolle (7) derart bewegen, dass sie die Form (M) von dem geformten Material (W) entfernen, nachdem die Form (M) durch den Transfer auf dem geformten Material (W) angehaftet wurde.