JP2008023876A - プレス装置、導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】上型と下型の間に挟持される素材の板厚のばらつきに影響されることなく、均一なパターン転写を実現することが可能なプレス装置を提供する。
【解決手段】型締め油圧機構１８０によって昇降する下プラテン１２０に載置された下型１３０、コア１３１、に対向する上型１６０および真空枠１６１を、傾動自在なスラスト球面軸受機構１５０を介して上プラテン１４０に支持させるようにした。下型１３０を上昇させてコア１３１と真空枠１６１を密着させる際に、コア１３１に載置された素材板２００の板厚にばらつきがあっても、真空枠１６１を支持する上型１６０がスラスト球面軸受機構１５０によって素材板２００の板厚のばらつきに倣うように傾動するため、上型１６０と下型１３０の間でコア１３１と素材板２００を均一に加圧でき、コア１３１の光学パターンを均一に素材板２００に転写して転写不良やバリのない導光板等を製造することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プレス装置に関し、たとえば、樹脂等で形成される導光板に対する光学パターンの転写を行うホットプレス装置等に適用して有効な技術に関する。

たとえば、液晶ディスプレイ等においては、表面に光学パターンが刻設されたバックライト用の導光板が用いられる。この導光板は、ディスプレイの背面側から画面全体を均一に照明するための重要な要素部品であり、光学パターンの転写には高い成形精度が要求される。

このような導光板は、たとえば、特許文献１に例示されるような成形プレス装置を用いて、アクリル又はポリカーボネートなどのプラスチック透明板を上型、下型で急速加熱した後、プレスして両面に光学パターンを熱転写し、急速冷却して成形される。
特開平８−１６９０５０号公報

ところが、上述の特許文献１のような成形プレス装置では、第１の技術的課題として、導光板の素材であるプラスチック材料の板厚のバラツキに対応できていない、という問題があった。

すなわち、現在、導光板用として市販されているプラスチックの板材の厚みのバラツキは約±０．１ｍｍ程度である。これをそのまま強制的にプレスすると厚い部分と薄い部分とでプレス荷重が異なる状態となる。厚い部分はその分荷重が大きくなり転写ムラが生じる。この弊害を避けるため薄い部分の転写を優先してプレス条件を決定すると厚い部分に樹脂のはみ出しが生じ外周にバリが生じ、バリ取り仕上げのための後工程が余分に必要になる。現状では、プレス定盤と金型の間にウレタンゴムを挟んで対処しているが根本的な解決には至っていない。

第２の技術的課題として、型締め機構としてのプレス機のプラテン平行度の問題がある。

すなわち、厚みが１ｍｍ以下のプラスチックシート又はフイルムを素材として光学シートや薄肉導光板を現状のホットプレス機で成形する場合、プレス機のプラテン平行度が問題となる。薄肉になるとホットプレスでは中まで加熱されるのでシートの厚みはプレス機のプラテン平行度を反映した板厚分布になる。従ってホットプレス機のプラテン平行度は品質管理上の重要なファクターになる。しかし現状のホットプレス機はその配慮がなされていない。プレス機そのものが歴史的にプラテン平行度の精密設定に関する配慮が不足していた事に起因している。

本発明の目的は、上型と下型の間に挟持される素材の板厚のばらつきに影響されることなく、均一なパターン転写を実現することが可能なプレス装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上型と下型の間に挟持される比較的板厚の小さい素材を均一な板厚にてパターン転写することが可能なプレス装置を提供することにある。

本発明の第１の態様は、
下型が載置される下プラテンと、
前記下型と対向する上型を支持する上プラテンと、
前記上プラテンと前記上型との間に介設され、前記上型を傾動自在に支持するアダプタ機構と、
を含むプレス装置を提供する。

この第１の態様によれば、上型と下型の間に挟持される導光板の材料の板厚ばらつきを吸収するように、上プラテンのアダプタ機構が対向軸の周り３６０度あらゆるラジアル方向に傾動することにより、素材の厚さのばらつきに影響されることなく、素材の全域において均一なプレス圧を印加することが可能となる。このため、上型および／または下型からの素材に対する光学パターン等の転写における転写ムラを防止できるとともに、バリの発生を防止できる。

本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載のプレス装置において、
前記アダプタ機構は、
前記上プラテンの中央部に支持され、内周面が欠球面を呈するガイド部材と、前記ガイド部材の前記欠球面に転動自在に保持され、前記上型の背面側に当接する欠球体とを含むスラスト球面軸受機構と、
前記上型の側に一端が固定されたスタッドボルトと、前記上プラテンに設けられ、前記スタッドボルトを軸方向および当該軸方向の周りにおける傾動方向に変位自在に支持する球面軸受と、前記スタッドボルトを前記上プラテンの内部に引き込む方向に付勢するスプリングとを含む傾斜球面軸受機構と、
を具備したプレス装置を提供する。

この第２の態様によれば、上プラテンに対して上型を高精度に滑らかに傾動させることができる。

本発明の第３の態様は、
第１の態様に記載のプレス装置において、
前記アダプタ機構は、
前記上プラテンの側に支持され、流体が充満された軸受シリンダと、前記軸受シリンダの内部に間隙を持って傾動自在に収容され、前記上型の背面側に当接する軸受ピストンと、前記間隙に配設されたパッキンとを含む流体圧支持機構と、
前記上型の側に一端が固定されたスタッドボルトと、前記上プラテンに設けられ、前記スタッドボルトを軸方向および当該軸方向の周りにおける傾動方向に変位自在に支持する球面軸受と、前記スタッドボルトを前記上プラテンの内部に引き込む方向に付勢するスプリングとを含む傾斜球面軸受機構と、
を具備したプレス装置を提供する。

この第３の態様によれば、通常の油圧ピストンと同様の簡素な構造で低コストにて上プラテンに対して上型を滑らかに傾動させることができる。

本発明の第４の態様は、
第１の態様に記載のプレス装置において、
複数のタイバーを介して前記上プラテンを支持する基底定盤と、
前記基底定盤を貫通して前記下プラテンを駆動する型締めピストンと、
前記型締めピストンが収容される型締めシリンダとを含む型締め油圧機構を具備し、
前記型締めピストンの外周面、または前記基底定盤および前記型締めシリンダの内周面には、ディンプル加工が施され、前記型締めピストンの外周面と前記基底定盤および前記型締めシリンダの内周面とは油膜を介して封止されることにより非接触に保たれてなるプレス装置を提供する。

この第４の態様によれば、下プラテンが基底定盤および前記型締めシリンダの内周面の接触の影響を受けることなく、滑らかに昇降可能になり、上プラテンと下プラテンの高い平行度を実現できる。この結果、厚さの薄い、たとえば１ｍｍ以下の板厚の素材に対して均一な板厚にて的確に光学パターンの転写を行うことが可能になる。

本発明の第５の態様は、
第４の態様に記載のプレス装置において、
前記型締め油圧機構は、さらに、
前記型締めピストンの外端側に開口し、当該型締めピストンと同軸に形成された早送りシリンダと、
前記早送りシリンダに収容される早送りピストンと、
前記型締めシリンダに対する前記早送りピストンの挿通部に設けられ、当該型締めシリンダにおける前記挿通部の開閉を制御する開閉弁体と、
前記開閉弁体を介して前記型締めシリンダに連通する貯油槽と、
を含むプレス装置を提供する。

この第５の態様によれば、型締めピストンの内部に早送りシリンダおよび早送りピストンを設けたことにより、型締めピストンおよび早送りピストンの全体の高さ方向の寸法を増加させることなく、型締めピストンの早送り動作を実現できる。

本発明の第６の態様は、
第４の態様に記載のプレス装置において、
前記タイバーは前記下プラテンを貫通して設けられ、前記下プラテンに対する前記タイバーの貫通部には、空圧軸受が配設されているプレス装置を提供する。

この第６の態様によれば、下プラテンの昇降動作がタイバーの影響を受けることがなく、滑らかに昇降可能になり、上プラテンと下プラテンの高い平行度を実現できる。

本発明の第７の態様は、
第１の態様に記載のプレス装置において、
前記上型および下型の少なくとも一方には、導光板に所望の凹凸パターンを転写するためのパターンコアが設けられているプレス装置を提供する。

この第７の態様によれば、たとえば導光板の厚さ分布にばらつきがある場合でも、上型が厚さ分布のばらつきに追従して傾動することにより、導光板の全面が均一な圧で加圧され、均一なパターン転写を実現できる。この結果、射出成形等に比較して、高性能の導光板を高いスループットにて製造することが可能となる。

本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様のいずれか一つに記載のプレス装置を用いて製造された導光板を提供する。

この第８の態様によれば、素材の樹脂板の厚さのばらつきに関係なく、全面に均一に光学パターンを転写でき、高性能の導光板を実現できる。また、導光板の歩留まりも向上する。

本発明によれば、上型と下型の間に挟持される素材の板厚のばらつきに影響されることなく、均一なパターン転写を実現することが可能となる。

また、上型と下型の間に挟持される比較的板厚の小さい素材を均一な板厚にてパターン転写することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるプレス装置１００の構成の一例を示す側断面図であり、図２は、本実施形態のプレス装置１００の上部平面図、図３は、本実施形態のプレス装置１００の一部を取り出して示す拡大断面図、図４は、本実施形態のプレス装置１００を構成するスラスト球面軸受機構１５０の一例を示す断面図、図５は、本実施形態のプレス装置１００を構成するスラスト球面軸受機構１５０の一例を示す平面図である。

図１に例示されるように、本実施形態のプレス装置１００は、基底定盤１１０、下プラテン１２０、上プラテン１４０、スラスト球面軸受機構１５０、型締め油圧機構１８０を備えている。

図２に例示されるように、ほぼ方形の基底定盤１１０の四隅には、タイバー１１１がそれぞれ立設され、これらの複数のタイバー１１１を介して上プラテン１４０が支持されている。

基底定盤１１０の上には、タイバー１１１によって昇降方向にガイドされ、型締め油圧機構１８０によって昇降駆動される下プラテン１２０が設けられており、この下プラテン１２０には下型１３０が載置されている。

すなわち、下プラテン１２０には、タイバー１１１が挿通される複数のガイド孔１２２と、中央部の位置決め孔１２１が設けられている。

個々の位置決め孔１２１の内周とタイバー１１１の外周の間には空圧軸受機構１２３が設けられ、下プラテン１２０はタイバー１１１に対して非接触に昇降する構成となっている。

下型１３０の中央部には、位置決め孔１３０ａが設けられている。下型１３０と、下プラテン１２０の間には、双方の位置決め孔１３０ａおよび位置決め孔１２１に嵌合するセンタリングカラー１３２が介設され、下プラテン１２０の中心に対して、下型１３０の中心が正確に位置決めされている。

下型１３０の上には、コア１３１が載置されている。このコア１３１の上面には、プレス加工対象の樹脂等の素材板２００に対する図示しない転写パターンが刻設されている。

コア１３１の背面側には、センタリング突起１３１ａが突設されており、このセンタリング突起１３１ａが下型１３０の位置決め孔１３０ａに嵌合することによって、下型１３０の中心に対してコア１３１の中心が正確に位置決めされている。

下プラテン１２０に対向する上プラテン１４０には、軸受装着開口部１４１が設けられ、この軸受装着開口部１４１にスラスト球面軸受機構１５０が設けられている。

このスラスト球面軸受機構１５０は、上プラテン１４０に支持され、欠球内周面を有するガイド部材１５２と、このガイド部材１５２に転動自在に保持される欠球体１５１を備えている。

ガイド部材１５２は複数の固定ネジ孔１５２ａに螺着される図示しないネジによって上プラテン１４０に固定されている。ガイド部材１５２には複数の給油孔１５２ｂが設けられており、欠球体１５１とガイド部材１５２の摺動面に給油することで、ガイド部材１５２に対する欠球体１５１の滑らかな転動を実現する（図４、図５参照）。

欠球体１５１は、球体の上下部分が平行な平坦面１５１ｃをなすように平坦に切欠いた形状を呈し、平坦面１５１ｃの中心を軸方向に貫通するセンタリング孔１５１ａが形成されている。

この欠球体１５１のセンタリング孔１５１ａは、その中心軸が上述の下プラテン１２０の位置決め孔１２１の中心軸に一致するように設定されている。

欠球体１５１の下側の平坦面１５１ｃには、取付板１５３が当接され、この取付板１５３の中心部に開口されたセンタリング孔１５３ａとセンタリング孔１５１ａが同心となるように、センタリングカラー１５４が装着されている。

取付板１５３は、欠球体１５１のセンタリング孔１５１ａの周りに設けられた複数の固定ネジ孔１５１ｂに螺着される図示しない固定ボルトによって平坦面１５１ｃに密着するように固定されており（図４、図５参照）、欠球体１５１がガイド部材１５２の内部で転動することにより、上下方向の中心軸の周りに３次元的に傾動自在になっている。

図２に例示されるように、取付板１５３の四隅には、傾斜球面軸受機構１７０が、それぞれ設けられている。個々の傾斜球面軸受機構１７０は図３に例示されるような構成となっている。

すなわち、傾斜球面軸受機構１７０は、下端が取付板１５３の隅に固定されたスタッドボルト１７１と、上プラテン１４０の軸受装着開口部１４２にカバー１７４によって保持され、スタッドボルト１７１を昇降方向の直線変位および昇降方向の周りの傾動変位を拘束することなく支持する球面軸受１７２と、スタッドボルト１７１の頭部１７１ａと球面軸受１７２の間に配置されたスプリング１７３を備えている。

すなわち、球面軸受１７２は、スタッドボルト１７１が変位自在に貫通する転動欠球体１７２ａと、この転動欠球体１７２ａを転動自在に保持するガイド部材１７２ｂからなり、スタッドボルト１７１の軸方向の直線変位および当該軸方向の周りの傾動変位を拘束することなく、スタッドボルト１７１を支持する。

また、スタッドボルト１７１の頭部１７１ａと転動欠球体１７２ａとの間に介設されたスプリング１７３の付勢力により、スタッドボルト１７１は常に上昇する方向に付勢されている。

そして、取付板１５３の四隅に設けられた傾斜球面軸受機構１７０の各々のスプリング１７３の付勢力を調整することにより、取付板１５３は、無負荷状態では水平な姿勢となり、外力が作用すると傾動するように設定されている。

欠球体１５１の下面には、上型１６０が設けられ、当該上型１６０の中心部に設けられたセンタリング孔１６０ａをセンタリングカラー１５４に嵌合させることにより、欠球体１５１のセンタリング孔１５１ａおよび取付板１５３のセンタリング孔１５３ａに対して当該上型１６０が同心となるように固定されている。

この上型１６０には、真空枠１６１が凹部１６１ｂを下向きにした姿勢で固定され、当該真空枠１６１の背面に突設されたセンタリング突起１６１ａを上型１６０のセンタリング孔１６０ａに嵌合させることにより、上型１６０（すなわち下型１３０およびコア１３１）の中心に正確に位置決めされている。

真空枠１６１の凹部１６１ｂの深さ寸法、幅寸法、奥行き寸法は、対向する下型１３０に載置されたコア１３１を収容するサイズに設定されている。

基底定盤１１０の下部に設けられた型締め油圧機構１８０は、型締めシリンダ１８１、シリンダカバー１８２、型締めピストン１８３、早送りシリンダ１８５、開閉弁体１８７、貯油槽１８８、等を備えている。

すなわち、型締めシリンダ１８１は上端の開口部が基底定盤１１０の下面に固定され、下端側の開口部には、シリンダカバー１８２が装着されている。

型締めシリンダ１８１の内部には、型締めピストンロッド１８４を備えた型締めピストン１８３が、型締めピストンロッド１８４を上向きにした姿勢で収容されている。

基底定盤１１０の中央部には、型締めピストンロッド１８４が貫通するロッド孔１１２が形成され、型締めピストンロッド１８４の上端は、下プラテン１２０の下面に当接している。ロッド孔１１２の内周と型締めピストンロッド１８４の外周の間には、ロッド部間隙Ｇ１が形成されている。このロッド部間隙Ｇ１の値は、たとえば、１０μｍ〜１５μｍである。

型締めピストンロッド１８４の外周面およびロッド孔１１２の内周面の少なくとも一方には、たとえば直径が３０μｍ程度の粒体を吹き付けるマイクロブラスト加工により、たとえば深さ３μｍ程度のディンプルが無数に形成されている。

これにより、型締めピストンロッド１８４とロッド孔１１２のロッド部間隙Ｇ１には後述の作動油１８９の油膜が安定に形成され、この油膜がシール作用をなすとともに、この油膜によってロッド孔１１２の中心位置に型締めピストンロッド１８４が同軸に位置決めされる。また、パッキン等を用いることなく、ロッド孔１１２に対する型締めピストンロッド１８４の挿通部における作動油１８９の封止が非接触に実現される。

すなわち、本実施形態の場合、基底定盤１１０は、ロッド孔１１２において型締めピストンロッド１８４を非接触に同軸に支持するロッドカバーとして機能する。

型締めシリンダ１８１の内部は、型締めピストン１８３によって上下に仕切られ、それぞれ復帰室１８１ｂ、与圧室１８１ａが形成されている。復帰室１８１ｂには、復帰ポートＰ２が接続され、与圧室１８１ａには型締め動作ポートＰ１が接続されている。

型締めシリンダ１８１の内周と型締めピストン１８３の外周との間のピストン部間隙Ｇ２は、たとえば、１０μｍ〜１５μｍである。

型締めピストン１８３の外周面および型締めシリンダ１８１の内周面の少なくとも一方には、たとえば直径が３０μｍ程度の粒体を吹き付けるマイクロブラスト加工により、たとえば、深さ３μｍ程度のディンプルが無数に形成されている。

これにより、型締めピストン１８３と型締めシリンダ１８１のピストン部間隙Ｇ２には後述の作動油１８９の油膜が安定に形成されてシールされるとともに、この油膜によって型締めシリンダ１８１の中心位置に型締めピストン１８３が同軸に位置決めされ、さらに、パッキン等を用いることなく、型締めシリンダ１８１と型締めピストン１８３との間のピストン部間隙Ｇ２における作動油１８９の封止が非接触に実現される。

すなわち、型締めピストン１８３および型締めピストンロッド１８４は、ピストン部間隙Ｇ２およびロッド部間隙Ｇ１に形成される油膜によって、型締めシリンダ１８１および基底定盤１１０のロッド孔１１２の中心位置に非接触に位置決めされる。

型締めピストン１８３の下端部中央には、早送りシリンダ１８５が穿設され、この早送りシリンダ１８５には、下端側がシリンダカバー１８２に固定された早送りピストン１８６が挿入されている。これにより、型締めピストン１８３および早送りピストン１８６を合わせた軸方向の高さは、型締めピストン１８３に対する早送りピストン１８６の貫入長さ分だけ短縮され、プレス装置１００の高さ寸法を低くして、設置スペースを小さくすることができる。

早送りピストン１８６の中央部には、軸方向に貫通する与圧孔１８６ａが穿設されている。与圧孔１８６ａの下端には早送りポートＰ３が接続されている。

早送りピストン１８６の下端部には、ラッパ状の開閉弁体１８７が同軸に軸方向に変位自在に装着され、開閉弁体１８７の下端部には弁体駆動ピストン１８７ａが形成されている。

シリンダカバー１８２には、早送りピストン１８６および開閉弁体１８７の下端の挿通部に小シリンダ１８２ｂが形成され、小シリンダカバー１８２ｃによって閉止されている。

小シリンダ１８２ｂは、開閉弁体１８７の弁体駆動ピストン１８７ａによって上下の室に仕切られ、各々の室には弁体閉塞ポートＰ５および弁体開放ポートＰ４が接続されている。

上側に向かって口径が漸増するラッパ状の開閉弁体１８７は、上端の大径部１８７ｂの口径が、シリンダカバー１８２の中央部に開口され、早送りピストン１８６および開閉弁体１８７が挿通される連通孔１８２ａの口径よりも大きく設定されている。

すなわち、開閉弁体１８７の大径部１８７ｂは与圧室１８１ａの内部に位置し、開閉弁体１８７を下側に移動させて、シリンダカバー１８２の連通孔１８２ａに密着させることにより、与圧室１８１ａは貯油槽１８８から遮断されて密閉状態となり、離間させることにより、与圧室１８１ａは貯油槽１８８と連通状態となる。

貯油槽１８８の内部には、型締めピストン１８３の最大上昇位置における与圧室１８１ａの容積を充分賄える量の作動油１８９が貯留されている。

なお、上述した型締め動作ポートＰ１、復帰ポートＰ２、早送りポートＰ３、弁体開放ポートＰ４、弁体閉塞ポートＰ５は、図示しない弁やオイルポンプ等を含む油圧回路に接続されており、後述のような型締めピストンロッド１８４（下型１３０）の昇降動作の制御を行う。

ここで、本実施の形態のプレス装置１００における下プラテン１２０と上プラテン１４０の平行度の確保方法について述べる。

本実施の形態のプレス装置１００の場合、第１に、下プラテン１２０を駆動する型締め油圧機構１８０において、上述のように、型締めピストン１８３と型締めシリンダ１８１のピストン部間隙Ｇ２、および型締めピストンロッド１８４とロッド孔１１２とのロッド部間隙Ｇ１を作動油１８９の油膜が発生する適正なクリアランスで保ち、相互に非接触としている。またパッキン等の摺動部材もロッド部間隙Ｇ１およびピストン部間隙Ｇ２にはまったく存在しない。

第２に、上述のように型締め油圧機構１８０によって昇降する下プラテン１２０と、当該下プラテン１２０をガイドするタイバー１１１との間に空圧軸受機構１２３のブッシュを装着することで、下プラテン１２０とタイバー１１１が非接触となっている。

第３に、上プラテン１４０、下プラテン１２０、基底定盤１１０の各々の平面度、および相互間の平行度を精密に仕上げている。

第４に、上プラテン１４０と基底定盤１１０の間の４本のタイバー１１１の長さを同一にしている。

第５に、型締めシリンダ１８１及び型締めピストン１８３（型締めピストンロッド１８４）の、基底定盤１１０に対する角度を直角にしている。

これにより、本実施の形態のプレス装置１００では、基底定盤１１０、下プラテン１２０、上プラテン１４０の相互間の平行度が、たとえば、５ミクロン以内に確保できている。

以下、本実施の形態のプレス装置１００の動作の一例について説明する。
まず、初期状態では、下プラテン１２０を背面側から支持する型締めピストン１８３は、最降下位置にあり、この状態において、コア１３１の上に外部から素材板２００が載置される。この素材板２００は、たとえば、液晶ディスプレイパネルの導光板の素材であり熱可塑性の樹脂等で構成されている。

なお、与圧室１８１ａ、復帰室１８１ｂ、ロッド部間隙Ｇ１、ピストン部間隙Ｇ２、早送りシリンダ１８５には作動油１８９が充満している。

この状態が図１に示されており、開閉弁体１８７は、連通孔１８２ａを閉塞している。

その後、弁体閉塞ポートＰ５を開放するとともに、弁体開放ポートＰ４を通じて作動油１８９を圧入させて開閉弁体１８７の上昇させ、大径部１８７ｂをシリンダカバー１８２から離間させて、与圧室１８１ａを貯油槽１８８の内部に連通させる。

次に、早送りポートＰ３を通じて早送りシリンダ１８５に作動油１８９を圧入する。これにより、早送りシリンダ１８５の断面積は、型締めシリンダ１８１の断面積よりもはるかに小さいため、同一流量の作動油１８９を型締め動作ポートＰ１から与圧室１８１ａに注入する場合よりも、型締めピストンロッド１８４（型締めピストン１８３）は、速い早送り速度で上昇する。このとき、容積が減少する復帰室１８１ｂ内の作動油１８９は、復帰ポートＰ２を通じて排出される。

そして、コア１３１が真空枠１６１に接近した位置で、早送りポートＰ３からの作動油１８９の注入を停止して早送りを停止するとともに、弁体開放ポートＰ４を開放した後、弁体閉塞ポートＰ５に作動油１８９を注入して開閉弁体１８７を下降させ、大径部１８７ｂをシリンダカバー１８２に密着させて連通孔１８２ａを閉塞し、与圧室１８１ａを密閉状態とする。

そして、型締め動作ポートＰ１から与圧室１８１ａに作動油１８９を注入して型締めピストン１８３（型締めピストンロッド１８４）を型締め速度で緩やかに上昇させ、素材板２００が載置されたコア１３１を真空枠１６１の凹部１６１ｂの内部に嵌合させ、素材板２００を囲繞する密閉室を構成する。

そして、下型１３０および上型１６０を所定の転写温度に急速に加熱し、凹部１６１ｂ内の密閉室内を急速に排気して真空状態にした後、さらに型締めピストンロッド１８４を上昇させて、真空枠１６１（上型１６０）と下型１３０の間でコア１３１および素材板２００を挟圧して所定の転写圧にて密着させることにより、コア１３１の上面に形成されている光学パターンの凹凸を素材板２００に転写する。

ここで、本実施の形態におけるプレス装置１００の場合、この上型１６０および下型１３０によるコア１３１および素材板２００に挟圧に際して、素材板２００の板厚にばらつきがあっても、当該板厚のばらつきに倣うようにスラスト球面軸受機構１５０の取付板１５３に支持された上型１６０（真空枠１６１）が上述のように傾動する。

このため、素材板２００が板厚のばらつきに起因して、コア１３１に対する素材板２００の密着力、すなわち転写圧がばらつくことが防止され、素材板２００の板厚のばらつきの影響を受けることなく、素材板２００の全域において、均一かつ正確に光学パターンを転写することが可能になる。この結果、素材板２００に光学パターンを転写して製造される導光板の性能向上および歩留まり向上を実現できる。

さらに、素材板２００の板厚が不均一な場合に、厚い側が潰れることによるバリの発生もなく、転写工程後のバリ取り作業等の余分な作業を行う必要もない。

一方、上述のコア１３１および素材板２００を上型１６０および下型１３０の間において加熱および挟圧することによるパターン転写において、素材板２００の板厚が、たとえば、１ｍｍ以下と薄い場合、転写時の加熱によって樹脂からなる素材板２００の全体が溶融して、上型１６０と下型１３０の平行度を反映した板厚分布となる。このため、従来技術のように、上型１６０と下型１３０の平行度が低い場合には、板厚分布のばらつきの大きな導光板が製造される懸念がある。

これに対して、本実施の形態の場合には、上述のように、基底定盤１１０、上プラテン１４０、下プラテン１２０の相互間の平行度を高く設定するとともに、下プラテン１２０がタイバー１１１に対して空圧軸受機構１２３を介して非接触にガイドされ、さらに、型締めピストン１８３、型締めピストンロッド１８４は、型締めシリンダ１８１および基底定盤１１０に対して油膜を介して非接触に支持された構造となっている。

このため、上プラテン１４０にスラスト球面軸受機構１５０を介して支持された上型１６０および真空枠１６１と下型１３０を高い平行度に保つことができ、素材板２００の板厚が薄く、転写時の加熱で素材板２００の全体が溶融する場合でも、転写後の素材板２００（導光板）の板厚を全面において均一にすることができる。

図６は、本発明の変形例であるプレス装置１００の構成の一例を示す略断面図である。なお、上述の図１等の構成と共通する部分については同一の符号を付して重複した説明は割愛する。

この図６の変形例では、上述のスラスト球面軸受機構１５０の代わりに、流体圧支持機構１９０を用いた点が上述の場合と異なっている。

すなわち、この場合の流体圧支持機構１９０は、上プラテン１４０の下面に穿設された軸受シリンダ１９１と、この軸受シリンダ１９１に収容される軸受ピストン１９２を備えている。軸受ピストン１９２にはロッド部１９３が突設され、このロッド部１９３のソケット端部は取付板１５３の背面に当接している。

ロッド部１９３の外端部の中央には、センタ穴１９３ａが穿設されており、このセンタ穴１９３ａにセンタリングカラー１５４を嵌合させることにより、取付板１５３がロッド部１９３に対して位置決めされている。

上プラテン１４０の下面におけるロッド部１９３の突出部には、当該上プラテン１４０に図示しないネジ等によって固定されるロッドカバー１９４が設けられ、軸受ピストン１９２の下側のストローク端が規制されている。

軸受ピストン１９２の外周部と軸受シリンダ１９１の内周部との間の傾動間隙Ｇ３にはパッキン１９５が装着され、傾動間隙Ｇ３がシールされている。

軸受シリンダ１９１には、油圧油等の封止流体１９７が充満され、封止プラグ１９６によって封止されている。

この場合、軸受シリンダ１９１と軸受ピストン１９２の傾動間隙Ｇ３は、軸受ピストン１９２（ロッド部１９３）の軸が、上型１６０と下プラテン１２０の対向方向の中心軸の周りに、所定の角度（たとえば片側で１度程度）だけ傾動可能なように、比較的大きく設定されている。

すなわち、流体圧支持機構１９０では、軸受シリンダ１９１内の軸受ピストン１９２の背面側に封止流体１９７が溜まるように当該封止流体１９７が封入されている。これにより、軸受ピストン１９２およびロッド部１９３は、軸方向に後退することなく、中心軸の周りの傾動変位のみが可能になっている。

従って、ロッド部１９３に背面側から支持されている取付板１５３は、流体圧支持機構１９０によって背面側から傾動自在に支持されていることになる。

これにより、上述のスラスト球面軸受機構１５０の場合と同様の効果を実現することができる。

また、流体圧支持機構１９０は、通常の油圧ピストンの構造を用いることができるため、スラスト球面軸受機構１５０よりも構造が簡単であり、より低コストでプレス装置１００を製造できる、という利点がある。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態であるプレス装置の構成の一例を示す側断面図である。 本発明の一実施の形態であるプレス装置の上部平面図である。 本発明の一実施の形態であるプレス装置の一部を取り出して示す拡大断面図である。 本発明の一実施の形態であるプレス装置を構成するスラスト球面軸受機構の一例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態であるプレス装置を構成するスラスト球面軸受機構の一例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態であるプレス装置の変形例を示す略断面図である。

符号の説明

１００ プレス装置
１１０ 基底定盤
１１１ タイバー
１１２ ロッド孔
１２０ 下プラテン
１２１ 位置決め孔
１２２ ガイド孔
１２３ 空圧軸受機構
１３０ 下型
１３０ａ 位置決め孔
１３１ コア
１３１ａ センタリング突起
１３２ センタリングカラー
１４０ 上プラテン
１４１ 軸受装着開口部
１４２ 軸受装着開口部
１５０ スラスト球面軸受機構
１５１ 欠球体
１５１ａ センタリング孔
１５１ｂ 固定ネジ孔
１５１ｃ 平坦面
１５２ ガイド部材
１５２ａ 固定ネジ孔
１５２ｂ 給油孔
１５３ 取付板
１５３ａ センタリング孔
１５４ センタリングカラー
１６０ 上型
１６０ａ センタリング孔
１６１ 真空枠
１６１ａ センタリング突起
１６１ｂ 凹部
１７０ 傾斜球面軸受機構
１７１ スタッドボルト
１７１ａ 頭部
１７２ 球面軸受
１７２ａ 転動欠球体
１７２ｂ ガイド部材
１７３ スプリング
１７４ カバー
１８０ 型締め油圧機構
１８１ 型締めシリンダ
１８１ａ 与圧室
１８１ｂ 復帰室
１８２ シリンダカバー
１８２ａ 連通孔
１８２ｂ 小シリンダ
１８２ｃ 小シリンダカバー
１８３ 型締めピストン
１８４ 型締めピストンロッド
１８５ 早送りシリンダ
１８６ 早送りピストン
１８６ａ 与圧孔
１８７ 開閉弁体
１８７ａ 弁体駆動ピストン
１８７ｂ 大径部
１８８ 貯油槽
１８９ 作動油
１９０ 流体圧支持機構
１９１ 軸受シリンダ
１９２ 軸受ピストン
１９３ ロッド部
１９３ａ センタ穴
１９４ ロッドカバー
１９５ パッキン
１９６ 封止プラグ
１９７ 封止流体
２００ 素材板
Ｇ１ ロッド部間隙
Ｇ２ ピストン部間隙
Ｇ３ 傾動間隙
Ｐ１ 型締め動作ポート
Ｐ２ 復帰ポート
Ｐ３ 早送りポート
Ｐ４ 弁体開放ポート

Claims (8)

1. 下型が載置される下プラテンと、
   前記下型と対向する上型を支持する上プラテンと、
   前記上プラテンと前記上型との間に介設され、前記上型を傾動自在に支持するアダプタ機構と、
   を含むことを特徴とするプレス装置。
2. 請求項１記載のプレス装置において、
   前記アダプタ機構は、
   前記上プラテンの中央部に支持され、内周面が欠球面を呈するガイド部材と、前記ガイド部材の前記欠球面に転動自在に保持され、前記上型の背面側に当接する欠球体とを含むスラスト球面軸受機構と、
   前記上型の側に一端が固定されたスタッドボルトと、前記上プラテンに設けられ、前記スタッドボルトを軸方向および当該軸方向の周りにおける傾動方向に変位自在に支持する球面軸受と、前記スタッドボルトを前記上プラテンの内部に引き込む方向に付勢するスプリングとを含む傾斜球面軸受機構と、
   を具備したことを特徴とするプレス装置。
3. 請求項１記載のプレス装置において、
   前記アダプタ機構は、
   前記上プラテンの側に支持され、流体が充満された軸受シリンダと、前記軸受シリンダの内部に間隙を持って傾動自在に収容され、前記上型の背面側に当接する軸受ピストンと、前記間隙に配設されたパッキンとを含む流体圧支持機構と、
   前記上型の側に一端が固定されたスタッドボルトと、前記上プラテンに設けられ、前記スタッドボルトを軸方向および当該軸方向の周りにおける傾動方向に変位自在に支持する球面軸受と、前記スタッドボルトを前記上プラテンの内部に引き込む方向に付勢するスプリングとを含む傾斜球面軸受機構と、
   を具備したことを特徴とするプレス装置。
4. 請求項１記載のプレス装置において、
   複数のタイバーを介して前記上プラテンを支持する基底定盤と、
   前記基底定盤を貫通して前記下プラテンを駆動する型締めピストンと、
   前記型締めピストンが収容される型締めシリンダとを含む型締め油圧機構を具備し、
   前記型締めピストンの外周面、または前記基底定盤および前記型締めシリンダの内周面には、ディンプル加工が施され、前記型締めピストンの外周面と前記基底定盤および前記型締めシリンダの内周面とは油膜を介して封止されることにより非接触に保たれてなることを特徴とするプレス装置。
5. 請求項４記載のプレス装置において、
   前記型締め油圧機構は、さらに、
   前記型締めピストンの外端側に開口し、当該型締めピストンと同軸に形成された早送りシリンダと、
   前記早送りシリンダに収容される早送りピストンと、
   前記型締めシリンダに対する前記早送りピストンの挿通部に設けられ、当該型締めシリンダにおける前記挿通部の開閉を制御する開閉弁体と、
   前記開閉弁体を介して前記型締めシリンダに連通する貯油槽と、
   を含むことを特徴とするプレス装置。
6. 請求項４記載のプレス装置において、
   前記タイバーは前記下プラテンを貫通して設けられ、前記下プラテンに対する前記タイバーの貫通部には、空圧軸受が配設されていることを特徴とするプレス装置。
7. 請求項１記載のプレス装置において、
   前記上型および下型の少なくとも一方には、導光板に所望の凹凸パターンを転写するためのパターンコアが設けられていることを特徴とするプレス装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のプレス装置を用いて製造されたことを特徴とする導光板。

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