JP2005199455A - 光学製品の転写成形装置および転写成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して光学製品の転写成形を行なう際に、加圧終了後に転写板の温度がほとんど低下していない状態で、転写成形後に冷却を行なうと、シートのみが急速に冷却・収縮して転写不良が起きるという問題を解決する。
【解決手段】 冷却盤２１を有する第一の型１３と、加圧盤２３に対して裏面２３ａが当接および離隔可能に設けられフィルムＦに転写を行なう微細な凹凸パターンを有する転写面２４ｇを有する加熱した転写板２４とが設けられた第二の型１９と、第一の型１３と第二の型１９との間で樹脂フィルムＦを加圧する加圧機構１７と、樹脂フィルムＦに張りを与えるテンション機構３２，３３，３４とが設けられ、第一の型１３と第二の型１９の間で張りが与えられた樹脂フィルムＦを加熱・加圧して転写成形を行なう。
【選択図】 図１

Description

本発明は、微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して転写成形を行なう光学製品の転写成形装置および転写成形方法に関するものである。

樹脂フィルムに対して転写成形を行ない光ディスク基板、導光板、光拡散板、またはレンズ等の光学製品を製造することは従来から行なわれている。特に光ディスク基板の製造分野では、光ディスク基板の薄板化の進展とともに、樹脂フィルムに対して信号面を有する光ディスク基板を転写成形する方法が案出されている。特許文献１は、ポリカーボネートフィルムに紫外線硬化樹脂層を塗布し、該紫外線硬化樹脂層にスタンパを当接させ、裏面側から紫外線照射を行なうことにより、信号面を有する光ディスク基板が転写成形される。しかし前記特許文献１は、紫外線硬化樹脂層を塗布する装置や紫外線照射ランプ等の機構が複雑化するという問題があった。

前記問題点のないものとして、特許文献２、特許文献３が知られている。特許文献２、特許文献３は、微細な凹凸パターンを有する加熱したスタンパを樹脂フィルムに対して、直接加圧して信号面を有する光ディスク基板を転写成形する。詳細には前記特許文献２には、樹脂フィルムであるシート状基板はポリカーボネートからなり、下型にスタンパが配設され、該スタンパの温度はシート状基板のガラス転移温度よりも５〜６０℃高い温度、好ましくはガラス転移温度より１０〜４０℃高い温度にすることが記載されている。また上型には圧着ロールが配設され、前記圧着ロールの温度をガラス転移温度よりも５〜８０℃低い温度、好ましくは５〜４０℃低い温度に設定し、前記スタンパと圧着ロールとの間でシート状基板を加圧することが記載されている。また特許文献２は、転写成形後に冷却パッドやエアー吹付けによりスタンパからシートを剥離させることが記載されている。また特許文献３には、下型にスタンパが配設され、該スタンパの温度を１００〜１４０℃、好ましくは１１０℃に設定して加圧を行なうこと等が記載されている。
特開平１１−１８５３０３号公報（請求項５、００４４、図２） 特開平１１−１８５２９１号公報（００５４、００５５、００６９、図５、図７、図８） 特開平８−１２４２２３号公報（００３４、図５）

ところが前記特許文献２、特許文献３において、スタンパは熱容量の大きい加熱ステージや鏡面板等に直接取付けられているため、樹脂フィルムへの転写成形時にもほとんど温度変化しない。そして特許文献２では、転写成形後にシートを剥離するために冷却が行われるが、熱容量が大きい部分に取付けられたスタンパがほとんど温度変化していない状態で、シートのみが急速に冷却されるために、離型前にシートのみが収縮して転写不良が起きるという問題があった。また前記特許文献２、特許文献３は、加圧時に樹脂フィルムに適度の張りを設けることが考慮されていなかったので、良好な転写成形を行なう上で支障があるという問題があった。

そこで本発明では、微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して光学製品の転写成形を行なう際に、加圧終了後に転写板の温度がほとんど低下していない状態で、転写成形後に冷却を行なうと、シートのみが急速に冷却・収縮して転写不良が起きるという問題を解決した光学製品の転写成形装置および光学製品の転写成形方法を提供することを目的とする。また樹脂フィルムを直接、加圧してフィルムに転写成形を行なう際に、フィルムに皺または反りが出来ずに、良好な転写を出来るようにした光学製品の転写成形装置および転写成形方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の光学製品の転写成形装置は、微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して転写成形を行なう光学製品の転写成形装置において、冷却盤を有する第一の型と、加圧盤に対して裏面が当接および離隔可能に設けられ樹脂フィルムに転写を行なう転写板とが設けられた第二の型と、第一の型と第二の型との間で樹脂フィルムを加圧する加圧機構と、樹脂フィルムに張りを与えるテンション機構と、が設けられたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の光学製品の転写成形装置は、請求項１において、樹脂フィルムは帯状樹脂フィルムからなり、帯状樹脂フィルムを搬送する搬送機構が設けられ、テンション機構は少なくとも帯状樹脂フィルムの搬入・搬出方向と搬入・搬出方向と直交する方向に帯状樹脂フィルムを引っ張るように設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の光学製品の転写成形装置は、請求項１または請求項２において、転写板は通電により発熱する板厚１ｍｍないし５ｍｍのステンレス板であり、光ディスク基板用の信号ピットを転写可能なスタンパが取付けられたものであることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の光学製品の転写成形方法は、微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して転写成形を行なう光学製品の転写成形方法において、第一の型における冷却盤および第二の型における加圧盤の少なくとも一方を樹脂フィルムのガラス転移温度よりも３０℃ないし１００℃低い温度に温度調整し、第二の型における転写板の温度を樹脂フィルムのガラス転移温度よりも２０℃ないし８０℃高い温度に加熱し、第一の型と第二の型の間で樹脂フィルムに張りを与えた状態で、転写板の温度を樹脂フィルムのガラス転移温度以下に下降させつつ加圧し、樹脂フィルムに微細な凹凸パターンの転写を行なうことを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の光学製品の転写成形方法は、請求項４において、加圧時における転写板による樹脂フィルムへの圧力は４ＭＰａないし１２ＭＰａであり、加圧時間は２秒ないし７秒であることを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の光学製品の転写成形方法は、請求項４または請求項５において、転写板は光ディスク基板用の信号ピットを転写可能であることを特徴とする。

本発明の光学製品の転写成形装置は、冷却盤を有する第一の型と、加圧盤に対して裏面が当接および離隔可能に設けられ樹脂フィルムに転写を行なう微細な凹凸パターンを有する転写面を有する転写板と転写板の加熱機構とが設けられた第二の型と、第一の型と第二の型との間で樹脂フィルムを加圧する加圧機構と、樹脂フィルムに張りを与えるテンション機構とが設けられ、第一の型と第二の型の間で張りが与えられた樹脂フィルムを加熱した転写板により加圧して転写成形を行なうので、加圧中にフィルムとともに転写板が冷却され、フィルム冷却による転写不良を防止することができる。また光学製品の転写成形装置において、樹脂フィルムは搬送機構によって搬送される帯状樹脂フィルムを用い、帯状樹脂フィルムを少なくともフィルム搬入・搬出方向とフィルム搬入・搬出方向と直交する方向に帯状樹脂フィルムを引っ張るテンション機構を設けたので、均一に張りができ、より良好な転写成形ができる。更に転写板を通電により発熱する板厚１ｍｍないし５ｍｍのステンレス板であって、光ディスク基板用の信号ピットを転写可能なスタンパを取付けられたものとすることにより、樹脂フィルムから光ディスク基板を転写成形することができる。

また本発明の光学製品の転写成形方法は、第一の型における冷却盤および第二の型における加圧盤の少なくとも一方を樹脂フィルムのガラス転移温度よりも３０℃ないし１００℃低い温度に温度調整し、第二の型における微細な凹凸パターンを有する転写板の温度を樹脂フィルムのガラス転移温度よりも２０℃ないし８０℃高い温度に加熱し、第一の型と第二の型の間で樹脂フィルムに張りを与えた状態で、転写板の温度を樹脂フィルムのガラス転移温度以下に下降させつつ加圧し、樹脂フィルムに微細な凹凸パターンの転写を行なうので、加圧中に、樹脂フィルムの温度がガラス転移温度以下に低下され、離型が良好にできる。また樹脂フィルムが転写板によって加圧される際の圧力を４ＭＰａないし１２ＭＰａ、加圧時間は２秒ないし７秒とすることにより、成形サイクル時間を短縮することができる。

本発明の実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の光ディスク基板転写成形装置の断面図である。図２は、本実施形態の光ディスク基板転写成形装置の図１におけるＡ―Ａ線における断面図である。図３は、本実施形態の光ディスク基板転写成形装置の作動説明図である。

なお本実施形態では、直径が１２０ｍｍ、中心孔径１２ｍｍ、板厚寸法が０．１ｍｍの、ブルーレイ用ディスク（光ディスク基板）を成形する光ディスク基板転写成形装置を例に説明する。図１、図２に示されるように光ディスク基板転写成形装置のプレス成形装置１１は、ベッド１２に第一の型である下型１３が固着されている。またベッド１２の四隅近傍にはタイバー１４がそれぞれ立設され、タイバー１４の上部には上盤１５が固着されている。そして前記タイバー１４には可動盤１６が摺動可能に取付けられ、前記可動盤１６には第二の型である上型１９が固着されている。また上盤１５に固着された加圧機構である加圧シリンダ１７のピストン１８が前記可動盤１６に固着され、可動盤１６は昇降可能となっている。よってプレス成形装置１１は、加圧シリンダ１７の駆動により下型１３に対して上型１９が昇降移動され、両金型の間で後述する帯状樹脂フィルムＦ（以下単にフィルムＦと省略す）を加熱・加圧可能となっている。また光ディスク基板転写成形装置は、真空チャンバ２０と図示しない真空吸引装置を備えている。そして前記プレス成形装置１１と、後述する供給機構３１、テンション機構３２，３３，３４、および搬送機構３５等は、前記真空チャンバ２０の中に収納されている。

プレス成形装置１１の下型１３は、上面が平坦なステンレス板からなる冷却盤２１からなる。冷却盤２１は、内部に複数の温調用媒体通路２２が配設され、図示しない温調器から温調用媒体が流通されることにより、所定の温度に制御されるようになっている。一方上型１９は、可動盤１６に固着される加圧盤２３、該加圧盤２３に対して裏面２４ａが当接および離隔可能に設けられた転写板２４、および該転写板２４を前記加圧盤２３に当接・離隔させる転写板移動機構２５等からなっている。上型１９の加圧盤２３は、下型１３の冷却盤２１と同様に、内部に複数の温調用媒体通路２６が配設され、図示しない温調器から温調用媒体が流通されることにより、所定の温度に制御されるようになっている。そして加圧盤２３の下面には、平坦な断熱板２７が貼付けられている。断熱板２７は後述する転写板２４に通電した際に転写板２４と加圧盤２３を絶縁する目的も兼用しており、本実施形態ではセラミック板からなっている。ただし加圧盤２３の下面に断熱板２７の代わりに断熱作用を有さずに絶縁板を貼付け、加熱・加圧時に、転写板２４が温度調整された加圧盤２３からも冷却されるようにしてもよい。

また図２に示されるように、可動盤１６の下面１６ａであって加圧盤２３が固着された部分の外側にはバネ２８とホルダ２９からなる転写板移動機構２５がそれぞれ取付けられている。転写板移動機構２５のバネ２８は、可動盤１６の下面１６ａの一側と他側にそれぞれ複数本が固着され、バネ２８の先端は転写板２４の端部裏面２４ｂに固着されている。また可動盤１６の下面１６ａの前記バネ２８が取付けられた部分の外側部分には、ホルダ２９がそれぞれ取付けられている。前記ホルダ２９の先端側は、内側に向けて屈曲しており、屈曲した部分の可動盤１６の下面１６ａ側には、当接面２９ａとなっている。そして前記当接面２９ａに対して、バネ２８に付勢された転写板２４の端部表面２４ｃが当接され、転写板２４の下方への移動が規制されるようになっている。なお転写板２４におけるバネ２８と固着される端部裏面２４ｂやホルダ２９の当接面２９ａと当接される端部表面２４ｃは絶縁材が貼着されている。前記構成により転写板２４は、可動盤１６の型開位置停止時、型開動作時、および型閉動作時には加圧盤２３から離隔し、加熱・加圧時には転写板２４の裏面２４ａと加圧盤２３の断熱板２７が当接される。また前記転写板移動機構２５の例としてシリンダ等のアクチュエータにより転写板２４を加圧盤２３に対して当接および離隔移動可能としてもよい。

転写板２４は板厚が３ｍｍ、長手方向の長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍの略矩形の通電により発熱するステンレス板２４ｄと、該ステンレス板２４ｄの表面に貼付けられたスタンパ２４ｅとから構成されている。そしてステンレス板２４ｄの長手方向の一側端部と他側端部には端子部２４ｆがそれぞれに複数設けられ、端子部２４ｆには図示しない直流電源と電線３０によって接続され、ステンレス板２４ｄに通電可能となっている。ステンレス板２４ｄが略矩形であるのは、ステンレス板２４ｄの一側と他側の向い合う端子部２４ｆ同士の間隔をそれぞれ略等しくすることができ、ステンレス板２４ｄとスタンパ２４ｅを均等に加熱できるためである。そして前記の転写板２４や端子部２４ｆ、電線３０、および直流電源等から転写板２４の加熱機構（抵抗加熱機構）が構成されている。なお抵抗加熱機構の電源は、交流電源を用いてもよい。

またスタンパ２４ｅについては厚さが０．３ｍｍ、直径が１２０ｍｍであり、中心孔が形成されていないニッケル製スタンパ２４ｅが使用される。スタンパ２４ｅは、ブルーレイディスク用のトラックピッチ０．３２μｍの信号ピットを転写可能な微細な凹凸パターンが形成された転写面２４ｇを有している。なお転写板２４におけるスタンパ２４ｅの取付けは、ステンレス板２４ｄに貼付けされたもの以外に、爪によりステンレス板２４ｄに保持されたものや、スタンパ２４ｅと抵抗加熱板が一体に構成されたものでもよい。また転写板２４におけるスタンパ２４ｅの枚数は１枚に限定されず、同時に複数枚の光ディスク基板を転写成形するようにしてもよい。

なお本発明のプレス成形装置１１において、前記ステンレス板２４ｄの板厚は１ｍｍないし５ｍｍが望ましく、熱容量が小さく抵抗加熱により急速に温度上昇可能なものが用いられる。なお転写板２４の加熱機構については、抵抗加熱機構に限定されず、誘導加熱機構を用いてもよく、その場合の転写板２４は略円形に設けられる。またプレス成形装置１１においては、スタンパを有する第二の型の方が型温が高いので、フィルムＦへの影響を考えると第二の型を上型とした方が望ましいが、前記に限定されない。更には加圧機構、可動盤をフィルムＦの下方に設け、第一の型である下型を可動盤に固着して、前記下型を第二の型である上型に向けて上昇させ、フィルムＦに加熱・加圧を行なうものでもよい。第一の型にも転写板を設け、第一の型と第二の型の転写板はそれぞれ加圧盤によって冷却されるようにしてもよい。更にはまた本発明において真空チャンバ２０は必須のものではない。

次に前記プレス成形装置１１にフィルムＦを供給する供給機構３１、フィルムＦに張りを与えるテンション機構３２，３３，３４、およびフィルムＦを搬送する搬送機構３５等について説明する。図１に示されるように、プレス成形装置１１の搬入側（一側）にはフィルムＦを供給する供給機構３１の供給用ローラ３６が配設されている。供給用ローラ３６には、未使用フィルムロールＦ１が回転可能に取付けられる。また供給用ローラ３６には、前記未使用フィルムロールＦ１が回転してフィルムＦが繰り出される際に、慣性により所定以上回転しないように回転停止機構が取付けられている。更に前記供給用ローラ３６の上方には、高さ調整用ローラ３７が配設され、未使用フィルムロールＦ１の残量にかかわらず、同一高さでフィルムＦがプレス成形装置１１に向けて供給可能となっている。

また図１に示されるように、プレス成形装置１１の搬入側の成形位置近傍にはテンション機構３２の搬入側ローラ３８，３８が、フィルムＦの搬入・搬出方向Ｂと直交する方向Ｃに軸芯３８ａが向けられて配設されている。そして前記搬入側ローラ３８，３８は、フィルムＦの上下面に圧接され、フィルムＦの搬送により回転されるようになっている。またプレス成形装置１１の搬出側（他側）の成形位置近傍には、テンション機構３４の搬出側ローラ３９，３９が、搬入・搬出方向Ｂと直交する方向Ｃに軸芯３９ａ，３９ａが向けられて配設されている。そして搬出側ローラ３９，３９は、フィルムＦの把持用エアシリンダ４０，４０によってフィルムＦの上下面に対して圧接および離隔移動可能に設けられている。これらの搬入側ローラ３８，３８および搬出側ローラ３９，３９のローラは、弾性ゴムからなっている。そしてテンション機構３４には、搬出側ローラ３９，３９を回転させる図示しないモータが配設されている。またテンション機構３４はモータを使用せずに、フィルムＦを搬出方向に向けて引っ張るためのエアシリンダを取付けてもよい。そしてこれらの搬入側ローラ３８，３８、搬出側ローラ３９，３９から加熱・加圧成形開始時までに搬入・搬出方向Ｂの張りが与えられる。なおテンション機構３２，３４の少なくとも一方については、ローラを使用せず、フィルムＦの上下面を上下から把持および開放する把持機構としてもよい。そしてその場合は、テンション機構３２，３４には、フィルムＦを搬入方向Ｂ２および搬出方向Ｂ１に向けて引っ張るためのエアシリンダがそれぞれ取付けられる。なおテンション機構３２，３４は、プレス成形装置１１の成形位置近傍に設置されることにより転写成形時のフィルムＦの張りを良好にする作用を有するが、本発明には必須のものではない。そしてテンション機構３２，３４を設けない場合は、供給用ローラ３６と後述する巻取用ローラ４５が、テンション機構３２，３４の機能を兼用し、転写成形時のフィルムＦに張りを与える。

また図２に示されるように、プレス成形装置１１のベッド１２の上面１２ａにおける下型１３が固着された部分の両側の成形位置近傍には、テンション機構３３，３３が配設されている。テンション機構３３には、フィルムＦの転写がされない両側部分Ｆ３を上下方向から挟むための把持部４１ａ，４１ｂが設けられている。把持部４１ａ，４１ｂの搬入・搬出方向Ｂの長さは、下型１３の長さとほぼ等しい長さとなっており、把持部４１ａ、４１ｂの把持面には弾性ゴムが貼付けられている。またテンション機構３３には、前記把持部４１ａを把持部４１ｂに向けて進退移動させてフィルムＦを把持および開放するための把持用エアシリンダ４２と、把持したフィルムＦを搬入・搬出方向Ｂと直交する方向Ｃのプレス成形装置１１から外方向Ｃ１，Ｃ２に向けて引っ張るための引張用エアシリンダ４３が設けられている。またテンション機構３３には、加熱・加圧時にフィルムＦが、上型１９によって下型１３に向けて押圧される際に、テンション機構３３の高さ調節する機構としてバネ４４が取付けられている。なおテンション機構３３，３３のエアシリンダ４２は一方のみに設けられたものでもよく、またテンション機構３３，３３は、フィルムＦに更に多方向へ引張るものでもよい。

また図１に示されるように、プレス成形装置１１の搬出側には、フィルムＦを搬送する搬送機構３５が配設されている。搬送機構３５は、転写成形の終了したフィルムＦを巻取るための巻取用ローラ４５が搬入・搬出方向Ｂと直交する方向Ｃに向けて配設されている。そして前記巻取用ローラ４５は、巻取られたフィルムＦ４の量により、巻取時の回転数とトルクが調整されるようになっている。また前記巻取用ローラ４５の上方には高さ調整用ローラ４６が配設されている。なお前記搬送機構３５については、転写成形の終了したフィルムＦの転写部分Ｆ２以外の部分を上下から挟んで、チェーン等を駆動させて、搬出方向Ｂ１に向けて引っ張るものであってもよい。

次に本実施形態の光ディスク基板の転写成形方法について図１ないし図３を参照して説明する。本実施形態では、フィルムＦは、厚さ７０μｍ、ガラス転移温度１４５℃のポリカーボネートフィルムに、厚さ３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが積層されたものが使用される。そしてフィルムＦにおけるポリエチレンテレフタレートフィルムは、転写成形されたポリカーボネートフィルムが巻取用ローラ４５に巻取られる際に、ポリカーボネートフィルムの転写面を保護する役割をする。なお本発明において樹脂フィルムとは、一または複数種の樹脂からなり、全体の厚さが５０μｍないし３００μｍのものを指し、一般には可撓性を有するが、硬質のものでもよい。また本実施形態で光ディスク基板の転写成形されるフィルムＦの樹脂については熱により変形して転写成形可能であり、ブルーレイの読取りに使用される短波長のレーザーを透過可能なものであればよい。光学製品の転写成形に使用されるフィルムＦの一例としては前記ポリカーボネートの他、アクリル、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等が使用される。

本実施形態では光ディスク基板転写成形装置の真空チャンバ２０の内部は、一定の真空状態に保たれている。まず図３に示されるように、プレス成形装置１１においてフィルムＦに加熱・加圧がなされ転写成形が完了して型開され、フィルムＦに与えられている張りが解除される。すると、搬送機構３５の巻取用ローラ４５の回転により、フィルムＦが搬出方向Ｂ１に向けて引っ張られ、転写成形が終了したフィルムＦがプレス成形装置１１から搬出される。またそれと同時に次に転写成形されるフィルムＦがポリカーボネートフィルムを上面にしてプレス成形装置１１に搬入される。次にテンション機構３４の把持用エアシリンダ４０，４０が作動され、搬出側ローラ３９，３９がフィルムＦに圧接される。その後テンション機構３４の図示しないモータが作動されて搬出側ローラ３９，３９が回転され、フィルムＦが搬出方向Ｂ１に向けて引っ張られる。またほぼ同時にテンション機構３３の把持用エアシリンダ４２が作動されてフィルムＦが把持され、更に引張用エアシリンダ４３が作動され、フィルムＦが搬送・搬出方向Ｂと直交しする方向Ｃにおけるプレス成形装置１１から外方向Ｃ１，Ｃ２に向けてそれぞれ引っ張られる。そしてフィルムＦは縦方向と横方向に向けてそれぞれ張りが与えられ、プレス成形装置１１による加圧・加熱開始の準備が完了する。前記のフィルムＦが搬送されてからフィルムＦが引っ張りが与えられるまでの間、フィルムＦは上型１９の転写板２４と下型１３の冷却盤２１のいずれからも離隔した状態にある。なお本実施形態において、フィルムＦの搬送に要する時間は２秒であり、フィルムＦに張りを与えるのに要する時間は１秒である。

この際プレス成形装置１１の下型１３の冷却盤２１は、６０℃に温調されている。なお冷却盤２１の温度は転写されるポリカーボネートのガラス転移温度より３０℃ないし１０５℃低いことが望ましく、更には前記ガラス転移温度より６０℃ないし９５℃低いことがより望ましい。また上型１９の転写板２４は、前回のプレス成形完了後に加圧盤２３から離隔されるのとほぼ同時に、２Ｖ、４０００Ａの電流が通電開始され、抵抗加熱により２００℃に昇温されている。なお転写板２４の温度はフィルムＦの転写されるポリカーボネートのガラス転移温度１４５℃より２０℃ないし８０℃高い温度が望ましく、更には前記ガラス転移温度より４０℃ないし７０℃高い温度であることがより望ましい。

そして次に加圧シリンダ１７の作動により型閉が開始され、上型１９が下降してフィルムＦの転写部分Ｆ２に転写板２４が当接する。そしてなおも上型１９が下降されると、転写板２４によりフィルムＦの裏面側のポリエチレンテレフタレートフィルムが下型１３の冷却盤２１に押付けられる。それと並行して転写板移動機構２５のバネ２８が収縮され、転写板２４の裏面２４ａと加圧盤２３の断熱板２７が当接される。そして転写板２４が加圧盤２３に当接され、フィルムＦに加圧シリンダ１７による加圧が開始されるのとほぼ同時に、転写板２４への通電を中止する。この加熱・加圧時の転写板２４のステンレス板２４ｄは厚さが３ｍｍであり冷却盤２１よりも熱容量が小さいので、転写板２４は、フィルムＦを介して冷却盤２１によって容易に熱を奪われ温度が低下する。そしてプレス成形装置１１によるフィルムＦへの加熱・加圧時の間に転写板２４の温度は、転写成形されるポリカーボネートフィルムのガラス転移温度以下である１２０℃程度に低下される。なお加熱・加圧終了時の転写板２４の温度は、フィルムＦのガラス転移温度以下であってガラス転移温度より４０℃低い温度までの範囲が望ましい。そしてこの加熱・加圧時の転写板２４からフィルムＦに対して及ぼされる圧力は、８ＭＰａで、４秒の加圧を行なう。なお前記圧力については、４ＭＰａないし１２ＭＰａが望ましく、加圧時間は２秒ないし７秒が望ましい。なお本発明において、転写板２４の冷却は、冷却盤２１および加圧盤２３の少なくとも一方をフィルムＦのガラス転移温度よりも３０℃ないし１００℃低い温度に温度調整し、フィルムＦの加熱・加圧時に転写板２４の温度をフィルムＦのガラス転移温度以下に下降させるものであればよい。

そして加熱した転写板２４による加熱・加圧（転写成形）が完了すると、型開が行なわれる。この際の加熱・加圧終了時の転写板２４の温度は、前記したように、転写されるフィルムＦのガラス転移温度以下となっているので、フィルムＦから転写板２４のスタンパ２４ｅを離型する際の離型が良好にできる。そしてフィルムＦからスタンパ２４ｅが離型されてからもフィルムＦはテンション機構３２，３３，３４によって約１秒保持され、その後保持が解消される。よって本発明では、加熱・加圧開始時から加熱・加圧終了後所定時間が経過するまでフィルムＦに張りが与えられた状態で転写成形が行なわれるので、フィルムＦの表面と裏面の材質や温度が異なっていても、転写不良、反り、収縮、および皺の少なくとも一つが発生することがない。その後テンション機構３３，３４によるフィルムＦの張りが解除され、上記したように転写成形が終了したフィルムＦが再びプレス成形装置１１から搬出される。なお転写成形および離型後のフィルムＦに張りを与えた状態で、冷却エア等を吹付け、冷却を更に促進させるようにしてもよい。

本実施形態では、転写成形が終了したフィルムＦは一度巻取用ローラ４５によって転写部分Ｆ２がポリエチレンテレフタレートフィルムと重ねられるように巻取られ、別工程で打抜きや他の板厚寸法の厚い光ディスク基板との貼合せが行なわれる。ただし本光ディスク基板転写成形装置において巻取用ローラ４５を設けずに、打抜き等を行なうようにしてもよい。

また本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもない。一例として本実施形態では光ディスク基板の転写成形について説明したが、本発明は、フィルムＦを用いた導光板、光拡散板、レンズ等の光学製品全般の転写成形に使用することができる。そしてフィルムＦについては、連続した帯状樹脂フィルムＦに限定されず、１回の転写成形分づつに切断されたフィルムを使用して転写成形を行なうものでもよい。

本実施形態の光ディスク基板転写成形装置の断面図である。 本実施形態の光ディスク基板転写成形装置の図１におけるＡ―Ａ線における断面図である。 本実施形態の光ディスク基板転写成形装置の作動説明図である。

符号の説明

１１ プレス成形装置
１２ ベッド
１３ 下型
１４ タイバー
１５ 上盤
１６ 可動盤
１６ａ 下面
１７ 加圧シリンダ
１８ ピストン
１９ 上型
２０ 真空チャンバ
２１ 冷却盤
２２，２６ 温調用媒体通路
２３ 加圧盤
２４ 転写板
２４ａ 裏面
２４ｂ 端部裏面
２４ｃ 端部表面
２４ｄ ステンレス板
２４ｅ スタンパ
２４ｆ 端子部
２４ｇ 転写面
２５ 転写板移動機構
２７ 断熱板
２８，４４ バネ
２９ ホルダ
３０ 電線
３１ 供給機構
３２，３３，３４ テンション機構
３５ 搬送機構
３６ 供給用ローラ
３７，４６ 高さ調整用ローラ
３８ 搬入側ローラ
３８ａ，３９ａ 軸芯
３９ 搬出側ローラ
４０，４２ 把持用エアシリンダ
４１ａ，４１ｂ 把持部
４３ 引張用エアシリンダ
４５ 巻取用ローラ
Ｂ 搬入・搬出方向
Ｂ１ 搬出方向
Ｂ２ 搬入方向
Ｃ 直交する方向
Ｃ１，Ｃ２ 外方向
Ｆ 帯状樹脂フィルム
Ｆ１ 未使用フィルムロール
Ｆ２ 転写部分
Ｆ３ 両側部分
Ｆ４ 巻取られたフィルム

Claims (6)

1. 微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して転写成形を行なう光学製品の転写成形装置において、
   冷却盤を有する第一の型と、
   加圧盤に対して裏面が当接および離隔可能に設けられ前記樹脂フィルムに転写を行なう前記転写板とが設けられた第二の型と、
   前記第一の型と前記第二の型との間で前記樹脂フィルムを加圧する加圧機構と、
   前記樹脂フィルムに張りを与えるテンション機構と、
   が設けられたことを特徴とする光学製品の転写成形装置。
2. 前記樹脂フィルムは帯状樹脂フィルムからなり、該帯状樹脂フィルムを搬送する搬送機構が設けられ、
   前記テンション機構は少なくとも前記帯状樹脂フィルムの搬入・搬出方向と搬入・搬出方向と直交する方向に前記帯状樹脂フィルムを引っ張るように設けられている請求項１に記載の光学製品の転写成形装置。
3. 前記転写板は通電により発熱する板厚１ｍｍないし５ｍｍのステンレス板であり、
   光ディスク基板用の信号ピットを転写可能なスタンパが取付けられたものである請求項１または請求項２に記載の光学製品の転写成形装置。
4. 微細な凹凸パターンを有する加熱した転写板を樹脂フィルムに対して加圧して転写成形を行なう光学製品の転写成形方法において、
   第一の型における冷却盤および第二の型における加圧盤の少なくとも一方を前記樹脂フィルムのガラス転移温度よりも３０℃ないし１００℃低い温度に温度調整し、
   第二の型における前記転写板の温度を前記樹脂フィルムのガラス転移温度よりも２０℃ないし８０℃高い温度に加熱し、
   前記第一の型と第二の型の間で前記樹脂フィルムに張りを与えた状態で、
   前記転写板の温度を前記樹脂フィルムのガラス転移温度以下に下降させつつ加圧し、
   前記樹脂フィルムに微細な凹凸パターンの転写を行なうことを特徴とする光学製品の転写成形方法。
5. 加圧時における前記転写板による樹脂フィルムへの圧力は４ＭＰａないし１２ＭＰａであり、
   加圧時間は２秒ないし７秒である請求項４に記載の光学製品の転写成形方法。
6. 前記転写板は光ディスク基板用の信号ピットを転写可能である請求項４または請求項５に記載の光学製品の転写成形方法。

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