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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer Formkörperbaugruppe, und genauer gesagt auf eine solche Vorrichtung, bei der ein feines Übertragungsmuster von einer Form an einen auszuformenden Körper übertragen wird.
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[Stand der Technik]
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In letzter Zeit wurden Nanoimprint-Technologien studiert und entwickelt (siehe beispielsweise (1) Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25 (2001) 192-199), bei denen ein ultrafeines Übertragungsmuster auf einem Quarzsubstrat oder dergleichen durch Elektronenstrahllithographie oder dergleichen ausgebildet wird, um eine Schablone (Form) auszubilden, und bei denen die Schablone gegen ein auszuformendes Stück mit einem vorbestimmten Druck angedrückt wird, um das Übertragungsmuster, welches auf der Schablone ausgebildet ist, zu übertragen.
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Beispielsweise werden nach dem Stand der Technik gemäß (2), wie in 12(a) der Beschreibung gezeigt, eine Form 301 und ein auszuformender Körper 309 so angeordnet, dass diese einander gegenüberzuliegen.
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Die Form 301 umfasst eine Formbasis 303 und einen Übertragungsmusterausbildungskörper 305, wobei ein feines Übertragungsmuster (von hieran lediglich als ein Übertragungsmuster bezeichnet) 307 in dem Übertragungsmusterausbildungskörper 305 ausgebildet ist. Der auszuformende Körper 309 umfasst eine auszuformende Körperbasis 311 und ein Formmaterial 313. Als das Formmaterial 313 kann beispielsweise ungehärtetes ultravioletthärtendes Harz verwendet werden.
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Von dem in 12 (a) gezeigten Zustand wird die Form 301 abgesenkt. Wie in 12 (b) gezeigt wird die Form 301 in Kontakt mit dem auszuformenden Körper 309 so gebracht, dass die Form 301 gegen den auszuformenden Körper 309 drücken kann, wobei das Formmaterial 313 mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird, um gehärtet zu werden.
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Anschließend wird, wie in 12 (d) gezeigt, die Form von dem auszuformenden Körper 309 getrennt, um den auszuformenden Körper 309 mit einem Übertragungsmuster 315 zu erhalten.
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(3)
CA 2 772 768 A1 offenbart Verfahren und Vorrichtungen, die Elektroden mit mindestens einem funktionalen Gradienten darin ergeben, wobei unter anderem mittels Prägewerkzeugen Mikrostrukturen an der Oberfläche der Elektroden erzeugt werden.
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In (4)
DE 10 2007 016 794 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Bauteils mit einer strukturierten Oberfläche dargestellt und beschrieben, wobei in einem mittels einer Preßvorrichtung erfolgenden Preßvorgang eine Oberflächenstruktur wenigstens eines Strukturpapiers in eine strukturierbare Oberfläche des Bauteils eingeprägt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Strukturpapier als vereinzelter Bogen zusammen mit der strukturierbaren Oberfläche des Bauteils gepresst wird, wobei das Bogenformat des Bogens an das Format der strukturierbaren Oberfläche des Bauteils angepasst ist.
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Ähnliche Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Prägestrukturen an Bauteiloberflächen sind unter anderem aus der (4)
US 2007/0205525 A1 bekannt, insbesondere zum Erzeugen von Nanostrukturen an optoelektrischen Komponenten.
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[Darstellung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Körper 309 mit dem Übertragungsmuster 315, welcher in 12 (d) gezeigt ist, wird beispielsweise als ein optischer Filter für eine Anzeigeeinheit eines Smartphones verwendet. In dem Fall, bei dem der auszuformende Körper 309 in dem Zustand befördert wird, welcher in 12 (d) gezeigt ist, und in ein Produkt, wie ein Smartphone, eingebettet wird, besteht jedoch das Problem, dass das übertragene Muster während der Beförderung oder Einbettung beschädigt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems durchgeführt, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Formkörperbaugruppe, eine Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe und ein Verfahren zum Herstellen und Verwenden der Formkörperbaugruppe bereitzustellen, welche es ermöglichen, die Möglichkeit einer Beschädigung eines übertragenen Musters, welches in dem auszuformenden Körper durch Übertragung ausgebildet wird, zu minimieren.
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[Lösung des Problems]
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Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Formkörperbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 geschaffen.
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Dabei handelt es sich um eine Formkörperbaugruppe mit: einem auszuformenden Körper; und einer Form, die in Form einer Platte ausgebildet ist, wobei die Form ein feines Übertragungsmuster aufweist, welches auf einer Seite davon ausgebildet ist, die in eine Dickenrichtung davon zeigt, und die Form durch Übertragung des feinen Übertragungsmusters an den auszuformenden Körper dazu gebracht wird, an dem auszuformenden Körper anzuhaften, und ein feines übertragenes Muster, welches in dem auszuformenden Körper ausgeformt wird, schützt.
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Die Übertragung kann unter Verwendung eines Teils einer ungeschnittenen Form ausgeführt werden, die sich von einer Formrohmaterialrolle erstreckt, welche in einer Rolle verpackt ist. Die Form kann durch Schneiden der ungeschnittenen Form an einer vorbestimmten Position in einer Längsrichtung davon ausgebildet werden. Eine Abmessung der Form kann größer als eine Abmessung des auszuformenden Körpers in der Längsrichtung der Form sein. Zwei Endabschnitte der Form, welche einander in der Längsrichtung davon gegenüberliegen, können sich von zwei gegenüberliegenden Enden des auszuformenden Körpers mit vorbestimmten Längen erstrecken.
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Offenbart ist auch ein Verfahren zum Herstellen und Verwenden der Formkörperbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt, umfassend die Schritte: Übertragen des feinen Übertragungsmusters der Form an den auszuformenden Körper; Befördern der Form und des auszuformenden Köpers, welche durch das Übertragen in dem Übertragungsschritt dazu gebracht werden, aneinander anzuhaften, zu einem vorbestimmten Ort; und Entfernen der Form von der Formkörperbaugruppe, die in dem Beförderungsschritt befördert wird.
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[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Minimierung der Möglichkeit einer Beschädigung eines feinen Übertragungsmusters, welches in einem auszuformenden Körper durch Übertragung ausgebildet ist.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Ansicht, welche schematisch die Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Herstellen einer Formkörperbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [2] 2 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [3] 3 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [4] 4 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [5] 5 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [6] 6 ist eine ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [7] 7 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [8] 8 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [9] 9 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [10] 10 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [11] 11 ist eine Ansicht, welche den Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [12] 12 (a) bis 12 (d) sind Ansichten zum Erklären der Übertragung. 12(c) ist eine Ansicht, welche schematisch die Ausgestaltung der Formkörperbaugruppe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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Eine Formkörperbaugruppe 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen auszuformenden Körper 3 und eine Form 5 auf, wie in 12(c) gezeigt.
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Sowohl der auszuformende Körper 3 als auch die Form 5 ist in Form einer Platte (Folie) ausgebildet.
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Die Form 5 weist ein feines Übertragungsmuster (von hier an lediglich als ein Übertragungsmuster bezeichnet) 7 auf, welches auf einer Fläche davon ausgebildet ist, die in eine Dickenrichtung davon gerichtet ist. Das Übertragen des Übertragungsmusters 7 bringt beispielsweise die Form 5 dazu, an dem auszuformenden Körper 3 anzuhaften, während ein Zustand von dem Zeitpunkt des Übertragens aufrechterhalten wird. Durch Aufrechterhalten dieser Anhaftung wird ein feines übertragenes Muster (von hier an lediglich als ein übertragenes Muster bezeichnet) 9, welches auf dem auszuformenden Körper 3 ausgebildet ist, geschützt.
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Die Form 5 kann von dem auszuformenden Körper 3 entfernt werden. Nachdem das übertragene Muster 9 auf dem auszuformenden Körper 3 ausgebildet ist, und wenn der auszuformende Körper 3 als ein Produkt oder ein halbfertiges Produkt verwendet wird, wird die Form 5 von dem auszuformenden Körper 3 entfernt.
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In der Formkörperbaugruppe haftet die Form 5 an dem auszuformenden Körper 3 an, wobei die Form 5 und der auszuformende Körper 3 überlagert sind. Die Dickenrichtung des auszuformenden Körpers 3 und die Dickenrichtung der Form 5 sind die gleichen. Darüber hinaus haften die Fläche der Form 5, auf welcher das Übertragungsmuster 7 ausgebildet ist, und die Fläche des auszuformenden Körpers 3, auf welche das übertragene Muster 9 übertragen wird, fest aneinander an.
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Der auszuformende Körper 3 mit dem übertragenen Muster 9 wird beispielsweise als ein optisches Element, wie ein Filter für eine Bildanzeigeeinheit eines Smartphones (multifunktionales Mobiltelefon) oder eines Tablet-PCs (plattenförmiger Mobilcomputer), verwendet. Darüber hinaus kann der auszuformende Körper 3 ebenfalls als beispielsweise ein Wafer oder Retikelsubstrat (z. B. 6025-Retikelsubstrat) verwendet werden.
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In der Formkörperbaugruppe 1 wird das Übertragen unter Verwendung eines Abschnitts (siehe 1 und dergleichen) einer streifenförmigen ungeschnittenen Form (längliche Form) 13 ausgeführt, die sich von einer Formrohmaterialrolle (Rohmaterialrolle) 11, die in eine Rolle eingewickelt ist, erstreckt.
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Die Form 5 wird durch Schneiden der streifenförmigen ungeschnittenen Form 13, welche sich von der Formrohmaterialrolle 11 erstreckt, an einer vorbestimmten Position in der Längsrichtung davon ausgebildet.
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Wie in 12 (c) gezeigt ist die Abmessung der Form 5 in der Längsrichtung (Horizontalrichtung in 12(c)) der Form 5 größer als die Abmessung des auszuformenden Körpers 3. Darüber hinaus erstrecken sich zwei Endabschnitte der Form 5, welche einander in der Längsrichtung davon gegenüberliegen, von zwei gegenüberliegenden Enden des auszuformenden Körpers 3 mit vorbestimmten Längen (stehen hervor).
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Das Übertragungsmuster 7 ist durch Linien und Räume ausgebildet, die Abstände und Höhen aufweisen, welche beispielsweise mit Wellenlängen von sichtbarem Licht vergleichbar sind. Das Übertragungsmuster 7 wird an den auszuformenden Körper 3 durch Übertragung übertragen, wobei das übertragene Muster 9, welches eine inverse Form zu jener des Übertragungsmusters 7 aufweist, in dem auszuformenden Körper 3 ausgebildet wird.
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Die Form 5 ist flexibel. Die Form 5 verformt sich kaum elastisch, selbst wenn eine Zugkraft senkrecht zu der Dickenrichtung davon angelegt wird, und kann demnach als annäherungsweise steifer Körper angesehen werden. Auf der anderen Seite verformt sich die Form 5 so leicht, dass sich die Form 5 in die Dickenrichtung davon, wie eine Banknote oder dergleichen, ablöst. In anderen Worten verformt sich die Form 5 durch eine Bewegung um eine Achse, welche sich in eine Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung und der Longitudinalrichtung erstreckt, einfach. Demnach kann die Form 5 leicht von dem auszuformenden Körper 3 abgezogen werden, wenn diese davon entfernt wird.
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Darüber hinaus weist die Form 5 eine plattenförmige Basis (Formbasis) 15 und einen Übertragungsmusterausbildungskörper 17 auf (siehe 12(a)).
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Die plattenförmige Formbasis 15 ist plattenförmig und beispielsweise aus Harzmaterial, wie PET-Harz, ausgebildet, welches es ultraviolettem Licht ermöglicht, durch diese hindurchzugehen.
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Der Übertragungsmusterausbildungskörper 17 ist in der Form einer dünnen Folie und beispielsweise aus Harz ausgebildet, welches es ultraviolettem Licht ermöglicht, durch diesen hindurchzugehen. Das Harz, welches den Übertragungsmusterausbildungskörper 17 ausgestaltet, ist ultravioletthärtendes Harz, wärmehärtendes Harz, thermoplastisches Harz oder dergleichen. Der Übertragungsmusterausbildungskörper 17 ist auf einer Fläche der Formbasis vorgesehen, welche in die Dickenrichtung davon ausgerichtet ist, wobei dieser ganzheitlich mit der Formbasis 15 vorgesehen ist, sodass die Dickenrichtung davon die gleiche wie die Dickenrichtung der Formbasis 15 ist.
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Das Übertragungsmuster 7 ist auf einer Fläche des Übertragungsmusterausbildungskörpers 17 ausgebildet. Diese Fläche ist eine Fläche des Übertragungsmusterausbildungskörpers 17, welche in die Dickenrichtung davon ausgerichtet ist, und eine Fläche, welche der Fläche gegenüberliegt, die in Kontakt mit der Formbasis 15 ist. Es wird darauf hingewiesen, dass das Übertragungsmuster 7 durch Übertragen eines feinen Übertragungsmusters hergestellt wird, welches auf einer nichtgezeigten Masterform ausgebildet ist.
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Die Formbasis 15 ist in der Form von beispielsweise einer rechteckigen Platte ausgebildet. Die Breitenabmessung (Abmessung in einer Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung von 12(c)) und die Längenabmessung (Abmessung in der Horizontalrichtung von 12(c)) der Formbasis 15 sind signifikant größer als die Dickenabmessung (Abmessung in der Vertikalrichtung von 12(c)) der Formbasis 15.
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Der Übertragungsmusterausbildungskörper 17 ist ebenfalls in der Form von beispielsweise einer rechteckigen Platte ausgebildet. Der Übertragungsmusterausbildungskörper 17 ist auf der Formbasis 15 vorgesehen, so dass die Breitenrichtung davon die gleiche wie die Breitenrichtung der Formbasis 15 und die Längenrichtung davon die gleiche wie die Längenrichtung der Formbasis 15 ist.
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Die Breitenabmessung des Übertragungsmusterausbildungskörpers 17 ist kleiner als die Breitenabmessung der Formbasis 15. Die Mitte des Übertragungsmusterausbildungskörpers 17 in der Breitenrichtung davon deckt sich mit der Mitte der Formbasis 15 in der Breitenrichtung davon.
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Die Längenabmessung des Übertragungsmusterausbildungskörpers 17 ist kleiner als die Längenabmessung der Formbasis 15. Die Mitte des Übertragungsmusterausbildungskörpers 17 in der Längenrichtung davon deckt sich mit der Mitte der Formbasis 15 in der Längenrichtung davon.
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Demnach wird ein Übertragungsmusterausbildungskörperfehlabschnitt (Abschnitt, welcher lediglich die Formbasis 15 umfasst) 19 mit der Form einer rechteckigen Schlinge in einem Randabschnitt der Form 5 ausgebildet.
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Der auszuformende Körper 3 weist Flexibilität auf, ist jedoch steifer als die Form 5. Demnach löst sich der auszuformende Körper 3 nicht einfach ab, wenn die Form 5 von dem auszuformenden Körper 3 nach Befördern der Form 5 entfernt wird.
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Darüber hinaus weist der plattenförmige auszuformende Körper 3 eine plattenförmige Basis (auszuformende Körperbasis) 21 und ein Formmaterial 23 auf.
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Die plattenförmige auszuformende Körperbasis 21 ist plattenförmig und beispielsweise aus Harzmaterial, wie PET-Harz, ausgebildet. Das Formmaterial 23 ist in der Form einer dünnen Folie vorgesehen und aus Harz, wie ultravioletthärtendem Harz, wärmehärtendem Harz oder thermoplastischem Harz, ausgebildet.
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Die auszuformende Körperbasis 21 ist ebenfalls in der Form einer rechteckigen Platte ausgebildet. Die Breitenabmessung der auszuformenden Körperbasis 21 ist annäherungsweise identisch zu der Breitenabmessung der Formbasis 15. Die Längenabmessung der auszuformenden Körperbasis 21 ist geringer als die Längenabmessung der Formbasis 15.
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Das Formmaterial 23 ist ebenfalls in der Form einer rechteckigen Platte ausgebildet. Das Formmaterial 23 ist auf einer Fläche der auszuformenden Körperbasis 21, welche in einer Dickenrichtung davon ausgerichtet ist, vorgesehen, so dass die Dickenrichtung davon die gleiche wie die Dickenrichtung der auszuformenden Körperbasis 21 ist. Darüber hinaus ist die Breitenrichtung des Formmaterials 23 die gleiche wie die Breitenrichtung der auszuformenden Körperbasis 21, wobei die Längenrichtung des Formmaterials 23 die gleiche wie die Längenrichtung der auszuformenden Körperbasis 21 ist.
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Die Breitenabmessung des Formmaterials 23 ist kleiner als die Breitenabmessung der auszuformenden Körperbasis 21. Die Längenabmessung des Formmaterials 23 ist ebenfalls kleiner als die Längenabmessung der auszuformenden Körperbasis 21.
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Die Mitte des Formmaterials 23 in der Breitenrichtung davon deckt sich mit der Mitte der auszuformenden Körperbasis 21 in der Breitenrichtung davon. Die Mitte des Formmaterials 23 in der Längenrichtung davon deckt sich mit der Mitte der auszuformenden Körperbasis 21 in der Längenrichtung davon.
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Demnach wird ein Formmaterialfehlabschnitt (Abschnitt, welcher lediglich die auszuformende Körperbasis 21 umfasst) 25 mit der Form einer rechteckigen Schlinge in einem Randabschnitt des Formmaterials 23 ausgebildet.
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Das feine übertragene Muster 9 des Formmaterials 23 ist auf einer Fläche (einer Fläche, welche in die Dickenrichtung ausgerichtet ist und einer Fläche, die der Fläche gegenüberliegt, welche mit der auszuformenden Körperbasis 21 in Kontakt ist) des Formmaterials 23 durch Übertragung des Übertragungsmusters 7 ausgebildet.
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In dem Fall, bei dem das Formmaterial 23 UVhärtendes Harz oder thermohärtendes Harz ist, befindet sich das Formmaterial 23 vor der Übertragung des Übertragungsmusters 7 in einem ungehärteten Zustand. In anderen Worten ist das Formmaterial 23 zu diesem Zeitpunkt flüssig (in Abhängigkeit des Materials davon, viskos flüssig). Das Formmaterial 23 beginnt zu härten, wenn das Übertragen begonnen wird, und härtet vollständig, wenn das Übertragen beendet ist.
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In der Formkörperbaugruppe 1 ist die Breitenrichtung der Formbasis 15 die gleiche wie die Breitenrichtung der auszuformenden Körperbasis 21. Die Längenrichtung der Formbasis 15 ist die gleiche wie die Längenrichtung der auszuformenden Körperbasis 21.
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Darüber hinaus deckt sich die Mitte der Formbasis 15 in der Breitenrichtung davon mit der Mitte der auszuformenden Körperbasis 21 in der Breitenrichtung davon. Die Mitte der Formbasis 15 in der Längenrichtung davon deckt sich mit der Mitte der auszuformenden Körperbasis 21 in der Längenrichtung davon.
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Demnach wird ein Nichthaftabschnitt 27, der die Form einer rechteckigen Schlinge aufweist und in dem die Form 5 von dem auszuformenden Körper 3 getrennt ist, in einem Randabschnitt der Formkörperbaugruppe 1 ausgebildet.
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Die Formrohmaterialrolle 11 ist die streifenförmige ungeschnittene Form 13 vor der Verwendung in der Übertragung, welche sich in dem Zustand befindet, in dem diese in einer Rolle aufgewickelt ist. In anderen Worten ist die Formrohmaterialrolle 11 in der Form eines Zylinders oder einer Säule durch Aufwickeln der streifenförmigen ungeschnittenen Form 13 um einen säulenförmigen Kern ausgebildet, so dass die Umfangsrichtung des Zylinderkerns die gleiche wie die Längsrichtung der plattenförmigen ungeschnittenen Form 13 ist.
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Eine Vielzahl von Übertragungsmusterausbildungskörpern 17 ist auf der ungeschnittenen Form 13 vorgesehen, um in Intervallen eines vorbestimmten Abstands in der Längenrichtung der Formbasis 13 beabstandet zu sein (nicht geschnittene Formbasis 15). Die ungeschnittene Form 13 wird an einer Position zwischen benachbarten Übertragungsmusterausbildungskörpern 17 geschnitten, um die Form 5 herzustellen.
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Anschließend wird ein Verfahren zum Herstellen und Verwenden der Formkörperbaugruppe 1 beschrieben.
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Als erstes wird das Übertragungsmuster 7 der Form 5 an den auszuformenden Körper 3 übertragen (siehe 12(a) und 12(b); Übertragungsschritt).
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Dann werden die Form 5 und der auszuformende Körper 3 (siehe 12(c)), die aneinander durch das Übertragen in dem Übertragungsschritt anhaften, zu einem vorbestimmten Ort befördert (Beförderungsschritt) . Zu dieser Zeit wird ein Zustand, bei dem die Form 5 und der auszuformende Körper 3 aneinander anhaften, aufrechterhalten. Beispielsweise wird dieser Zustand aufrechterhalten, bis ein Folgeschritt ausgeführt wird oder sogar bis die Form 5 und der auszuformende Körper 3 in ein Produkt integriert werden.
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Daraufhin wird die Form 5 von der Formkörperbaugruppe 1 entfernt, welche in dem Beförderungsschritt befördert wurde, um das übertragende Muster 9, welches in dem auszuformenden Körper 3 ausgebildet ist, freizulegen (siehe 12(d); Entfernungsschritt) .
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Anschließend wird eine Vorrichtung (Formkörperbaugruppenherstellungsvorrichtung) 29 zum Herstellen der Formkörperbaugruppe 1 beschrieben.
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Wie in 1 und dergleichen gezeigt weist die Formkörperbaugruppenherstellungsvorrichtung 29 einen auszuformenden Körper-Halter 31, einen Rohmaterialrollenanordnungsabschnitt (Formrohmaterialrollenanordnungsabschnitt) 33, einen Formhalter 35, eine Übertragungseinheit 37, eine Schneideinheit 39 und eine Steuerung 41 auf.
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Der auszuformende Körper 3 wird auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 angeordnet. Der auszuformende Körper-Halter 31 hält den auszuformenden Körper 3.
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Die Formrohmaterialrolle 11 wird in dem Rohmaterialrollenanordnungsabschnitt 33 angeordnet. In einem Zustand, bei dem die Formrohmaterialrolle 11 in dem Rohmaterialrollenanordnungsabschnitt 33 angeordnet wird, wird die Position der Rotationsachse C2 der Formrohmaterialrolle (angeordnete Formrohmaterialrolle) 11 relativ zu dem auszuformenden Körper-Halter 31 fixiert. In anderen Worten bewegt sich die Rotationsachse C2 der platzierten Formrohmaterialrolle 11 nicht relativ zu dem auszuformenden Körper-Halter 31.
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Der Formhalter (Formführkörper) 35 hält einen Vorderkantenabschnitt der ungeschnittenen Form 13, der sich von der Formrohmaterialrolle 11 erstreckt, und bewegt sich relativ zu dem auszuformenden Körper-Halter 31.
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Die Übertragungseinheit 37 überträgt das Übertragungsmuster 7 der ungeschnittenen Form 13 an den auszuformenden Körper 3, welcher auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 angeordnet und durch diesen gehalten wird.
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Die Schneideinheit 39 schneidet die ungeschnittene Form 13 an einer vorbestimmten Position in der Längsrichtung davon.
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Die Steuerung (Steuerung umfassend eine CPU) 41 steuert den auszuformenden Körper-Halter 31, den Rohmaterialanordnungsabschnitt 33, den Formhalter 35, die Übertragungseinheit 37 und die Schneideinheit 39 wie folgt.
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In einem Ausgangszustand (siehe 2) wird der auszuformende Körper 3 auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 angeordnet und durch diesen gehalten. Die Formrohmaterialrolle 11 wird in dem Rohmaterialrollenanordnungsabschnitt 33 angeordnet. Die ungeschnittene Form 13 erstreckt sich leicht von der Formrohmaterialrolle 11. Der Formhalter 35 hält den Vorderkantenabschnitt der ungeschnittenen Form 13 in der Nähe der Formrohmaterialrolle 11.
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Der Formhalter 35 bewegt sich so, dass dieser die ungeschnittene Form 13 von der Formrohmaterialrolle 11 herauszieht, bis das Übertragungsmuster 7 der ungeschnittenen Form 13 dem auszuformenden Körper 3 auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 gegenüberliegt (siehe 3).
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Die herausgezogene ungeschnittene Form 13 ist über dem auszuformenden Körper 3 von dem auszuformenden Körper-Halter 31 angeordnet. Zu dieser Zeit ist die ungeschnittene Form 13 beispielsweise leicht von dem auszuformenden Körper 3 getrennt.
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Nach dem Herausziehen durch den Formhalter 35 überträgt die Übertragungseinheit 37 das feine Übertragungsmuster 7 der ungeschnittenen Form 13 auf den auszuformenden Körper 3 auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 (siehe 4 bis 7).
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Nachdem die Übertragungseinheit 37 das Übertragen ausgeführt hat, gibt der auszuformende Körper-Halter 31 den auszuformenden Körper 3 frei (siehe 8). In anderen Worten wird der auszuformende Körper 3 von dem auszuformenden Körper-Halter 31 freigegeben.
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Nachdem der auszuformende Körper-Halter 31 den auszuformenden Körper 3 freigegeben hat, zieht der Formhalter 35 die ungeschnittene Form 13 von der Formrohmaterialrolle 11 weiter in einem Zustand heraus, bei dem der auszuformende Körper 3 weiterhin an der ungeschnittenen Form 13 anhaftet, bis der auszuformende Körper 3 von dem auszuformenden Körper-Halter 31 getrennt ist (siehe 9).
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Dann schneidet die Schneideinheit 39 die ungeschnittene Form 13 an einer vorbestimmten Position, welche von dem auszuformenden Körper 3, an welchem die ungeschnittene Form 13 anhaftet, in der Richtung der Formrohmaterialrolle 11 beabstandet ist (siehe 10).
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Demnach wird die Formkörperbaugruppe 1, welche in 12(c) gezeigt ist, erhalten.
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Es wird darauf hingewiesen, dass während dem Ausführen des oben beschriebenen Betriebs durch die Steuerung 41 eine vorbestimmte Spannung an die ungeschnittene Form 13 zwischen dem Formhalter 35 und der Formrohmaterialrolle 11 in die Längsrichtung davon angelegt wird. Demnach erstreckt sich die ungeschnittene Form 13 in einem Nicht-Durchhangzustand.
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Wie in 1 gezeigt sind eine Temporärhalteeinheit 43 und Führungsrollen 45 (45A, 45B) in der Herstellungsvorrichtung 29 vorgesehen.
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Wie in 10 und 11 gezeigt hält die Temporärhalteeinheit 43 die ungeschnittene Form 13 an einer vorbestimmten Position in der Längsrichtung davon unter Kontrolle der Steuerung 41, wenn die Schneideinheit 39 die ungeschnittene Form 13 schneidet.
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Wenn die Schneideinheit 39 die ungeschnittene Form 13 schneidet, während die Temporärhalteeinheit 43 die ungeschnittene Form 13 hält, sind der auszuformende Körper-Halter 31 (Übertragungseinheit 37), die Temporärhalteeinheit 43, die Schneideeinheit 39, der auszuformende Körper 3, welcher an der ungeschnittenen Form 13 anhaftet, und der Formhalter 35 in dieser Reihenfolge von einer Proximalendseite (Formrohmaterialrollenseite 11) in Richtung einer Distalendseite (Formhalterseite 35) der ungeschnittenen Form 13, die sich von der Formrohmaterialrolle 11 erstreckt, angeordnet (siehe 10).
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Die Temporärhalteeinheit 43 hält die ungeschnittene Form 13 selbst wenn das Schneiden durch die Schneideeinheit 39 ausgeführt wurde. Demnach erstreckt sich die ungeschnittene Form 13 zwischen der Temporärhalteeinheit 43 und der Formrohmaterialrolle 11 in die Längsrichtung mit einer vorbestimmten Spannung in einem Nicht-Durchhangzustand.
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Nachdem das Schneiden durch die Schneideinheit 39 ausgeführt ist, bewegt sich der Formhalter 35 in Richtung der ungeschnittenen Form 13 und hält einen neuen Vorderkantenabschnitt der ungeschnittenen Form 13 (siehe 11). Dann gibt die Temporärhalteeinheit 43 die ungeschnittene Form 13 frei, wobei die Formrohmaterialrolle 11 die ungeschnittene Form 13 aufwickelt. Das Aufwickeln der Formrohmaterialrolle 11 bringt den Formhalter 35 dazu, sich näher an die Formrohmaterialrolle 11 zu bewegen. Währenddessen wird ein neuer auszuformender Körper 3 auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 angeordnet und durch den auszuformenden Körper-Halter 31 gehalten. Der zuvor beschriebene Betrieb bringt die Herstellungsvorrichtung 29 dazu, zu dem Ausgangszustand von 2 zurückzukehren.
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Die Führungsrollen 45 (45A, 45B) sind separat über dem auszuformenden Körper-Halter 31 in der Längsrichtung der ungeschnittenen Form 13 vorgesehen. Die Führungsrollen 45 sind eingerichtet dazu in der Lage zu sein, in Richtungen zu und weg von dem auszuformenden Körper-Halter 31 unter der Kontrolle der Steuerung 41 bewegt und positioniert zu werden.
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In der Längsrichtung der ungeschnittenen Form 13 ist eine Führungsrolle 45A leicht von einem Ende des auszuformenden Körper-Halters 31 getrennt, wobei die andere Führungsrolle 45B leicht von dem anderen Ende des auszuformenden Körper-Halters 31 getrennt ist.
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Wenn die Übertragungseinheit 37 das Übertragen ausführt, bewegen (führen) die Führungsrollen 45 (45A, 45B) geeignet die ungeschnittene Form 13 in Richtung des auszuformenden Körper-Halters 31.
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Im Folgenden wird die Formkörperbaugruppenherstellungsvorrichtung 29 in größerem Detail beschrieben.
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Zur Erleichterung der Beschreibung wird eine Horizontalrichtung als eine X-Achsenrichtung, eine weitere Horizontalrichtung, die senkrecht zu der X-Achsenrichtung ist, als eine Y-Achsenrichtung, und eine Vertikalrichtung, die senkrecht zu der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung ist, als eine Z-Achsenrichtung bezeichnet.
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Die Formkörperbaugruppenherstellungsvorrichtung 29 weist einen Basiskörper 47 auf.
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Der auszuformende Körper-Halter 31 ist ganzheitlich mit dem Basiskörper 47 vorgesehen. Der auszuformende Körper-Halter 31 hat eine flache Oberfläche (auszuformende Körperanordnungsfläche) 49, welche an einer Oberseite davon ausgebildet ist. Die flache Oberfläche 49 ist senkrecht zu der Z-Achsenrichtung angeordnet. Der auszuformende Körper 3 wird auf der flachen Oberfläche 49 des auszuformenden Körper-Halters 31 durch beispielsweise Vakuumsaugen gehalten.
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Wie zuvor beschrieben wird das Formmaterial 23 auf einer Fläche der auszuformenden Körperbasis 21 bereitgestellt, welche in der Dickenrichtung davon ausgerichtet ist. Wenn der auszuformende Körper 3 durch den auszuformenden Körper-Halter 31 gehalten wird, ist die andere Fläche (Fläche, welche dem Formmaterial 23 gegenüberliegt) der auszuformenden Körperbasis 21, welche in die Dickenrichtung ausgerichtet ist, in Oberflächenkontakt mit der auszuformenden Körperanordnungsfläche 49. Demnach ist das Formmaterial 23 auf einer oberen Fläche der auszuformenden Körperbasis 21 vorhanden.
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In einem Zustand, bei dem die Formrohmaterialrolle 11 in dem Rohmaterialanordnungsabschnitt 33 angeordnet wird, wird die Formmaterialrolle 11 oberhalb des auszuformenden Körper-Halters 31 in der Z-Achsenrichtung angeordnet und ist von dem einen Ende des auszuformenden Körper-Halters 31 in der X-Achsenrichtung getrennt. Darüber hinaus dreht sich die Formrohmaterialrolle 11 um die Achse C2, welche sich in die Y-Achsenrichtung erstreckt.
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Der Formhalter 35 greift beispielsweise die Führungskante der ungeschnittenen Form 13 in der Dickenrichtung davon, um die ungeschnittene Form 13 zu halten. Der Formhalter 35 ist oberhalb des auszuformenden Körper-Halters 31 in der Z-Achsenrichtung angeordnet.
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Darüber hinaus wird der Formhalter 35 durch den Basiskörper 47 mit einer nichtgezeigten Linearführungslagerung, die dazwischen angeordnet ist, gestützt. Der Formhalter 35 wird in die X-Achsenrichtung durch einen nichtgezeigten Aktuator, wie einen Servomotor, bewegt und positioniert.
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Der Rohmaterialrollenanordnungsabschnitt 33 legt ein Rotationsmoment an die Formrohmaterialrolle 11 in eine Richtung an, in welche die ungeschnittene Form 13 aufgewickelt ist, indem ein Aktuator, wie ein Motor und ein Drehmomentbegrenzer, verwendet werden.
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Demnach wird eine vorbestimmte Spannung in die X-Achsenrichtung an die ungeschnittene Form 13, welche sich zwischen dem Formhalter 35 und der Formrohmaterialrolle 11 erstreckt, angelegt.
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Die Dickenrichtung der ungeschnittenen Form 13 ist die gleiche wie die Z-Achsenrichtung in einem Zustand, in welchem sich die ungeschnittene Form 13 zwischen dem Formhalter 35 und der Formrohmaterialrolle 11 erstreckt. Darüber hinaus ist die Längenrichtung (Längsrichtung) der ungeschnittenen Form 13 die gleiche wie die X-Achsenrichtung. Die Breitenrichtung der ungeschnittenen Form 13 ist die gleiche wie die Y-Achsenrichtung. Der Übertragungsmusterausbildungskörper 17 ist auf einer unteren Fläche der Formbasis 15 angeordnet.
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Darüber hinaus ist das Übertragungsmuster 7 der ungeschnittenen Form 13 dem Formmaterial 23 auf dem auszuformenden Körper 3 auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 von einer Z-Achsenrichtung aus in einem Zustand betrachtet, bei dem der Formhalter 35 positioniert und die Vorbereitung zur Übertragung abgeschlossen ist, überlagert.
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Die Führungsrollen 45 (45A, 45B) werden durch nichtgezeigte Führungsrollenstützen abgestützt und drehen sich um Achsen C3 und C4, welche sich in die Y-Achsenrichtung erstrecken. Die Führungsrollenstützen werden durch den Basiskörper 47 mit nichtgezeigten Linearführungslagerungen, die dazwischen angeordnet sind, gelagert und sind eingerichtet, in die Z-Achsenrichtung unter der Kontrolle der Steuerung 41 bewegt und positioniert zu werden.
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Die Übertragungseinheit 37 weist eine Druckrolle 51 und einen Ultraviolettlichterzeuger 53 auf.
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Die Druckrolle 51 wird durch eine nichtgezeigte Druckrollenstütze gelagert und rotiert um eine Achse C1, welche sich in die Y-Achsenrichtung erstreckt. Die Druckrollenstütze wird durch den Basiskörper 47 mit einer nichtgezeigten Linearführungslagerung, die dazwischen angeordnet ist, gelagert und ist eingerichtet, in die Z-Achsenrichtung und die X-Achsenrichtung unter der Kontrolle der Steuerung 41 bewegt und positioniert zu werden.
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Darüber hinaus wird die Druckrolle 51 rotatorisch um die Achse C1 durch einen Servomotor, wie einen Aktuator, angetrieben.
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Genauer gesagt wird zum Zeitpunkt des Übertragens die Druckrolle 51 in der Z-Achsenrichtung unter der Kontrolle der Steuerung 41 bewegt und positioniert und greift den auszuformenden Körper 3 in Kooperation mit dem auszuformenden Körper-Halter 31 dazwischen, um den auszuformenden Körper 3 anzudrücken. Darüber hinaus bewegt sich die Druckrolle 51 in die X-Achsenrichtung während des Greifens und Andrückens des auszuformenden Körpers 3. Als Ergebnis dieser Bewegung gestalten die Druckrolle 51 und die ungeschnittene Form 13 ein Rollpaar aus, wobei sich angedrückte Abschnitte der ungeschnittenen Form 13 und der auszuformende Körper 3 von einer Endseite zu der anderen Endseite in die X-Achsenrichtung bewegen.
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Demnach wird das gesamte Formmaterial 23 des auszuformenden Körpers 3 von dem einen Ende in Richtung des anderen Endes in die X-Achsenrichtung gut angedrückt.
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Während sich die Druckrolle 51 in die X-Achsenrichtung bewegt, dreht sich die Druckrolle 51 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, welche mit der Beförderungsgeschwindigkeit in die X-Achsenrichtung synchronisiert ist. Dies verhindert Schlupf zwischen der Druckrolle 51 und der ungeschnittenen Form 13. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Ausgestaltung verwendet werden kann, in welcher sich die Druckrolle 51 in einem freien Zustand (einem Zustand, bei dem die Druckrolle 51 nicht rotatorisch angetrieben wird) drehen kann, um das Auftreten des oben beschriebenen Schlupfs zu verhindern.
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Der Ultraviolettlichtgenerator 53 gibt ultraviolettes Licht in Richtung des Formmaterials 23 in der Umgebung eines Abschnitts, welcher durch die Druckrolle 51 angedrückt wird, aus, um das Formmaterial 23 zu härten.
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Die Temporärhalteeinheit 43 umfasst ein Paar von Klammern/Spannern 55. Die Klammern 55 werden in die Z-Achsenrichtung durch einen Aktuator, wie einen Zylinder, unter der Kontrolle der Steuerung 41 bewegt und greifen die ungeschnittene Form 13 in der Dickenrichtung davon, um die ungeschnittene Form 13 zu halten.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Klammern 55 über der Führungsrolle 45B des auszuformenden Körper-Halters 31 in der X-Achsenrichtung angeordnet sind.
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Die Schneideinheit 39 umfasst ein Paar von Schneiden 57. Die Schneiden 57 werden in die Z-Achsenrichtung durch einen Aktuator, wie einen Zylinder, unter der Kontrolle der Steuerung 41 bewegt, klemmen die ungeschnittene Form 13 in der Dickenrichtung davon und schneiden die ungeschnittene Form 13.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Schneiden 57 quer zu den Klemmen 55 von der Führungsrolle 45B in der X-Achsenrichtung angeordnet sind.
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Darüber hinaus ist der Formhalter 35 oberhalb des auszuformenden Körper-Halters 31 und unterhalb der Führungsrollen 45 in der Z-Achsenrichtung angeordnet. Ferner ist der Formhalter 35 zwischen den Klemmen 55 und zwischen den Schneiden 57 in der Z-Achsenrichtung angeordnet. Darüber hinaus ist der Formhalter 35 eingerichtet, sich in die X-Achsenrichtung zu bewegen.
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Anschließend wird der Betrieb der Formkörperbaugruppenherstellungsvorrichtung 29 beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt wird in dem zuvor erwähnten Ausgangszustand der auszuformende Körper 3 auf dem auszuformenden Körper-Halter 31 angeordnet und gehalten. Die ungeschnittene Form 13 erstreckt sich von der Formrohmaterialrolle 11, welche in dem Rohmaterialrollenanordnungsabschnitt 33 angeordnet ist. Die Vorderkante der ungeschnittenen Form 13 wird durch den Formhalter 35 gehalten. Die Führungsrollen 45 sind oben. Die Druckrolle 51 ist oben und oberhalb des einen Endes in der X-Achsenrichtung angeordnet. Der Ultraviolettlichtgenerator 53 strahlt kein ultraviolettes Licht aus. Die Klemmen 55 und Schneiden 57 sind geöffnet.
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Von diesem Ausgangszustand bewegt sich der Formhalter 35 zu einer Position, die in der Umgebung der Schneiden 57 und auf der anderen Endseite der Schneiden 57 in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, unter der Kontrolle der Steuerung 41 (siehe 3). In diesem Zustand wird der Übertragungsmusterausbildungskörper 17 (nicht gezeigt in 1 bis 11) der ungeschnittenen Form 13 von dem auszuformenden Körper 3 getrennt und direkt oberhalb des auszuformenden Körpers 3 angeordnet.
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Dann werden die Führungsrollen 45 abgesenkt (siehe 4). In dem in 4 gezeigten Zustand befindet sich die ungeschnittene Form 13, welche zwischen den Rollen 45A und 45B vorhanden ist, in Kontakt mit dem auszuformenden Körper 13.
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Darauffolgend wird die Druckrolle 51 abgesenkt, um den auszuformenden Körper und die ungeschnittene Form 13 in Kooperation mit dem auszuformenden Körper-Halter 31 dazwischen zu greifen und den auszuformenden Körper und die ungeschnittene Form 13 anzudrücken. Ferner bewegt sich die Druckrolle 51 von der einen Endseite zu der anderen Endseite in die X-Achsenrichtung. Zu dieser Zeit strahlt der Ultraviolettlichtgenerator 53 ultraviolettes Licht aus, um das Formmaterial 23 zu härten. Durch die oben beschriebene Serie von Betrieben wird das Übertragen ausgeführt (siehe 5 und 6).
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Anschließend wird die Druckrolle 51 angehoben (siehe 7), stoppt der auszuformende Körper-Halter 31 das Halten des auszuformenden Körpers 3 (gibt den auszuformenden Körper 3 frei). Wenn die Führungsrollen 45 angehoben werden, wird der auszuformende Körper 3 angehoben, während dieser an der ungeschnittenen Form 13 aufgrund einer Spannung der ungeschnittenen Form 13 anhaftet, und von dem auszuformenden Körper-Halter 31 getrennt (siehe 8).
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Dann bewegt sich der Formhalter 35 in einem Zustand, bei dem der auszuformende Körper 3 weiterhin an der ungeschnittenen Form 13 anhaftet, bis der auszuformende Körper 3 auf der anderen Endseite der Schneiden 57 angeordnet ist (siehe 9).
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Anschließend hält die Temporärhalteeinheit 43 die ungeschnittene Form 13 und die Schneideinheit 39 schneidet die ungeschnittene Form 13 (siehe 10).
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Daraufhin werden die Schneiden 57 geöffnet, stoppt der Formhalter 35 das Halten der Form 5 (Formkörperbaugruppe 1, siehe 12(c)) (gibt die Formbaugruppe 1 frei). Anschließend wird die Formkörperbaugruppe 1 aus der Formkörperbaugruppenherstellungsvorrichtung 29 unter Verwendung eines nichtgezeigten Roboters oder dergleichen herausgenommen. Der Formhalter 35 hält einen neuen Kantenabschnitt der ungeschnittenen Form 13 in der Umgebung der Temporärhalteeinheit 43 (siehe 11).
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Dann stoppt die Temporärhalteeinheit 43 das Halten der ungeschnittenen Form 13 (gibt die ungeschnittene Form 13 frei). Daraufhin bewegt sich der Formhalter 35 von der anderen Endseite zu der einen Endseite in die X-Achsenrichtung, wobei die Herstellungsvorrichtung 29 zu deren Ausgangszustand, der in 2 gezeigt ist, zurückgeht.
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In der Formkörperbaugruppe 1 der vorliegenden Offenbarung führt das Übertragen des Übertragungsmusters 7 dazu, dass die Form 5 an dem auszuformenden Körper 3 anhaftet und das übertragene Muster 9, welches in dem auszuformenden Körper 3 ausgeformt ist, schützt. Die Form 5 haftet an dem auszuformenden Körper 3 an, bis das übertragene Muster 9 ans Äußere freigegeben wird. Demnach kann die Möglichkeit der Beschädigung des übertragenen Musters 9 des auszuformenden Körpers 3 ohne zusätzliches Vorsehen einer Schutzfolie minimiert werden.
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Die Formkörperbaugruppe 1 wird zu einem nachgestalteten Prozess in einen Zustand befördert, bei welchem die Form 5 an dem auszuformenden Körper 3 anhaftet. Alternativ wird die Formkörperbaugruppe 1 in diesem Zustand in ein Produkt als Teil des Produkts integriert, transportiert und verkauft. Da der auszuformende Körper 3 durch die Form 5, welche an dem auszuformenden Körper 3 anhaftet, geschützt ist, besteht ein geringes Beschädigungsrisiko des übertragenen Musters 9.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Form 5 von dem auszuformenden Körper 3, wenn erforderlich, entfernt werden kann.
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Darüber hinaus wird in der Formkörperbaugruppe 1 der vorliegenden Ausführungsform das Übertragen unter Verwendung eines Teils der ungeschnittenen Form 13, welche sich von der Formrohmaterialrolle 11 erstreckt, ausgeführt, wobei sich zwei gegenüberliegende Endabschnitte der Form 5 von zwei gegenüberliegenden Enden des auszuformenden Körpers 3 mit vorbestimmten Längen erstrecken. Demnach kann das Übertragen effizient ausgeführt werden und die Form 5 einfach von dem Formkörper entfernt werden.
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Das Übertragungsmuster 7 der Form 5 ist nicht kontinuierlich in der Ausführungsform vorgesehen, kann aber kontinuierlich vorgesehen sein. Darüber hinaus wird die Form 5 durch die Druckrolle 51 in der Ausführungsform angedrückt, wobei die Form 5 unter Verwendung einer Druckeinrichtung mit einer flachen Fläche angedrückt werden kann.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Die vorliegende Erfindung kann eine Formkörperbaugruppe, eine Vorrichtung zum Herstellen der Formkörperbaugruppe und ein Verfahren zum Herstellen und Verwenden der Formkörperbaugruppe bereitstellen, welche es ermöglichen, die Möglichkeit einer Beschädigung eines feinen Übertragungsmusters, welches in einem auszuformenden Körper durch Übertragung ausgeformt wird, zu minimieren.
