JP2012179839A - 熱転写成形ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】真空条件の下で熱転写成形を行う成形装置の時間当たりの生産性を向上し、被加工材の新たな搬送方法を実現するための熱転写成形ユニットを提供する。
【解決手段】上側スタンパ、被加工材及び下側スタンパを収容して減圧状態を維持しながら加熱成形部、冷却部の順に搬送して熱転写成形を行う熱転写成形ユニット１０であって、上側スタンパと密着する上側台板部１０３と上側台枠部１１０を備えた上側収容部材１０１と、下側スタンパと密着する下側台板部と下側台枠部１４０を備えた下側収容部材１０２と、上側収容部材と下側収容部材との合着により形成され、被加工材を収容する収容空間内を減圧する収容空間脱気部１５０と、収容空間内の気密を保持するガスケット部と、上側台板部と下側台板部との距離を可変させる可変調整部１３０とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱転写成形ユニットに関し、特に被加工材自体を移動させるのではなく、被加工材自体を収容してユニット化して、このユニット自体を移動することにより成形を行う熱転写成形ユニットに関する。

熱可塑性樹脂等からなる被加工材に対し型面を転写する熱転写成形の装置では、熱板を有する固定側部材上に被加工材が載置され、固定側部材に対して可動熱板を有する可動側部材が前進され、双方からの押圧により被加工材の加熱加圧が行われる。このような熱転写成形の装置としては、例えば、可動側部材の前進時に真空チャンバを形成し、減圧状態で被加工材を加熱加圧（熱転写プレス）する装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）。前記の各特許文献等の熱転写プレスの装置においては、成形時真空状態とするため、被加工材に対するスタンパの密着が良好となり、特に精密かつ微細な表面形状の成形に好都合である。

特許文献１の装置の場合、ひとつの真空チャンバ内に加熱プレス部と冷却プレス部を備え、被加工材がチャンバ内で加熱プレス部、冷却プレス部と移動して成形が完成する。従って、常に加工時の真空状態が維持される。しかし、特許文献１の装置では、被加工材が真空チャンバ内を行き来するため、その間に新たな被加工材を供給することができない。従って、当該装置１台当たりの単位時間当たりの生産量が制限される。

特許文献２、３の装置の場合、成形時を減圧状態とすることから、被加工材に対する加熱加圧及び冷却加圧は、ともに一対のプレス装置内にて行われている。当該装置において、加熱加圧時に被加工材に型面を転写するスタンパの背後のプレス盤側に形成された流路内に水蒸気等が送通される。また、冷却加圧時に同じ流路内に冷水等が送通される。成形のためいったん装置内を減圧状態とした後、被加工材は装置外に取り出されることなく、圧着状態が維持されたまま、プレス盤の側で温度上昇と降下が繰り返される。このため、特許文献２、３の装置では、被加工材に応じた所定の設定温度条件において加熱加圧並びに冷却加圧を行う必要上、各処理同士の間にプレス盤の温度調整のための準備時間が否応なく生じてしまう。

一連の説明から明らかなように、従来構成の熱転写成形装置による作業の連続化による単位時間当たりの処理能力の向上を勘案すると、その生産性向上の要望に必ずしも応えきれていない。そこで、発明者は、真空（減圧）条件の下で熱転写成形を行う成形装置において、装置に要する設備経費を圧縮し、かつ、時間当たりの生産性の向上も実現する必要性を痛感してきた。この問題への対応として、発明者は被加工部材の搬送の仕方について鋭意検討を重ねてきた。

特開２００５−２３８４９５号公報 特開２００６−１６７７８８号公報 特開２００８−１５５５２１号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、真空（減圧）条件の下で熱転写成形を行う成形装置の時間当たりの生産性の向上に貢献するべく、被加工材の新たな搬送方法を実現するための熱転写成形ユニットを提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、被加工材と該被加工材の上下表面から密着して型面を転写する上側スタンパ及び下側スタンパを収容し、前記上側スタンパ、前記被加工材及び前記下側スタンパを収容して減圧状態を維持しながら加熱成形部、冷却部の順に搬送して前記被加工材の熱転写成形を行うために用いる熱転写成形ユニットであって、前記上側スタンパと密着するとともに前記加熱成形部に設けられた加熱盤部及び前記冷却部に設けられた冷却盤部と当接する上側台板部と、前記上側台板部の周囲に周設された上側台枠部を備えた上側収容部材と、前記下側スタンパと密着するとともに前記加熱成形部に設けられた加熱盤部及び前記冷却部に設けられた冷却盤部と当接する下側台板部と、前記下側台板部の周囲に周設され前記上側台枠部と合着する下側台枠部を備えた下側収容部材と、前記上側収容部材と前記下側収容部材との合着により形成され、前記上側スタンパ、前記被加工材及び前記下側スタンパを収容する収容空間内を減圧する収容空間脱気部と、前記上側台枠部と前記下側台枠部との間に介装され前記収容空間内の気密を保持するガスケット部と、前記上側台枠部または前記下側台枠部のいずれかもしくは両方に備えられ前記上側台板部と前記下側台板部との距離を可変させる可変調整部とを有することを特徴とする熱転写成形ユニットに係る。

請求項２の発明は、前記収容空間脱気部が、前記上側台枠部または前記下側台枠部のいずれかに備えられる請求項１に記載の熱転写成形ユニットに係る。

請求項３の発明は、前記収容空間脱気部が逆止弁である請求項１または２に記載の熱転写成形ユニットに係る。

請求項４の発明は、前記上側収容部材と前記下側収容部材との合着位置を規定する合着位置決め部材が備えられる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱転写成形ユニットに係る。

請求項５の発明は、前記上側台板部と前記上側スタンパとの間隙を脱気する上側間隙脱気部が前記上側収容部材に備えられる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の熱転写成形ユニットに係る。

請求項６の発明は、前記下側台板部と前記下側スタンパとの間隙を脱気する下側間隙脱気部が前記下側収容部材に備えられる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の熱転写成形ユニットに係る。

請求項１の発明に係る熱転写成形ユニットによると、被加工材と該被加工材の上下表面から密着して型面を転写する上側スタンパ及び下側スタンパを収容し、前記上側スタンパ、前記被加工材及び前記下側スタンパを収容して減圧状態を維持しながら加熱成形部、冷却部の順に搬送して前記被加工材の熱転写成形を行うために用いる熱転写成形ユニットであって、前記上側スタンパと密着するとともに前記加熱成形部に設けられた加熱盤部及び前記冷却部に設けられた冷却盤部と当接する上側台板部と、前記上側台板部の周囲に周設された上側台枠部を備えた上側収容部材と、前記下側スタンパと密着するとともに前記加熱成形部に設けられた加熱盤部及び前記冷却部に設けられた冷却盤部と当接する下側台板部と、前記下側台板部の周囲に周設され前記上側台枠部と合着する下側台枠部を備えた下側収容部材と、前記上側収容部材と前記下側収容部材との合着により形成され、前記上側スタンパ、前記被加工材及び前記下側スタンパを収容する収容空間内を減圧する収容空間脱気部と、前記上側台枠部と前記下側台枠部との間に介装され前記収容空間内の気密を保持するガスケット部と、前記上側台枠部または前記下側台枠部のいずれかもしくは両方に備えられ前記上側台板部と前記下側台板部との距離を可変させる可変調整部とを有するため、真空条件の下で熱転写成形を行う成形装置における単位時間当たりの生産性の向上に貢献するべく、被加工材の新たな搬送方法を実現するための搬送に好適な容器を完成するに至った。

請求項２の発明に係る熱転写成形ユニットによると、請求項１の発明において、前記収容空間脱気部が、前記上側台枠部または前記下側台枠部のいずれかに備えられるため、一方の収容部材側のみ構造が複雑化することを避けることができる。

請求項３の発明に係る熱転写成形ユニットによると、請求項１または２の発明において、前記収容空間脱気部が逆止弁であるため、部品数を減らした簡単な構造により、収容空間脱気部の開口部の閉塞とその解除が可能となる。

請求項４の発明に係る熱転写成形ユニットによると、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記上側収容部材と前記下側収容部材との合着位置を規定する合着位置決め部材が備えられるため、上側収容部材と下側収容部材との合着時の位置合わせは容易になる。

請求項５の発明に係る熱転写成形ユニットによると、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記上側台板部と前記上側スタンパとの間隙を脱気する上側間隙脱気部が前記上側収容部材に備えられるため、最短距離により間隙内の空気を直接吸引することができる。

請求項６の発明に係る熱転写成形ユニットによると、請求項１ないし５にいずれかの発明において、前記下側台板部と前記下側スタンパとの間隙を脱気する下側間隙脱気部が前記下側収容部材に備えられるため、最短距離により間隙内の空気を直接吸引することができる。

本発明の熱転写成形ユニットを用いる熱転写成形装置の概要斜視図である。 図１の熱転写成形装置を構成する各部の概略側面図である。 熱転写成形ユニットの全体斜視図である。 下側収容部材の全体斜視図である。 熱転写成形ユニットの全体側面図である。 熱転写成形ユニットの全体上面図である。 熱転写成形ユニットの分離状態の部分断面図である。 熱転写成形ユニットの合着状態の部分断面図である。 熱転写成形ユニットの減圧状態時の部分断面図である。 合着位置決め部材付近の部分断面図である。 収容空間脱気部の作動時の拡大部分断面図である。 上側間隙脱気部及び下側間隙脱気部の作動時の拡大部分断面図である。

本発明の熱転写成形ユニット１０（図３等参照）とは、例えばＰＭＭＡ、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂からなる被加工材Ｗ（図７参照）の表層に対し加熱加圧を行い、被加工材Ｗの表面にスタンパのパターン形成をする装置に用いられる搬送のための部材である。例えば、図１、２に開示する熱転写成形装置１において使用される。本発明の熱転写成形ユニット１０を用い熱転写成形装置１において実施される熱転写成形方法では、被加工材Ｗが単独で順次搬送されて加熱成形、冷却が行われるのではない。まず、被加工材Ｗは熱転写成形ユニット１０内に収容される。そして、当該熱転写成形ユニット１０内の減圧状態（真空状態）が維持されながら、熱転写成形ユニット１０自体が順次装置内を搬送される。このことによって、当該熱転写成形ユニット１０の内部に収容された被加工材Ｗに対する加熱加圧等の成形加工が行われる。

本発明の熱転写成形ユニット１０が用いられる装置の例として、はじめに図１の概要斜視図を用い熱転写成形装置１を説明する。例示の熱転写成形装置１では、熱転写成形ユニット１０が前進する順に従って搬出部５０、加熱成形部２０、冷却部３０、そして搬入部８０が直線状に配置される。熱転写成形ユニット１０の前進方向への搬送は搬送装置４０により適宜行われる。図１中、符号２１は加熱盤部、３１は冷却盤部、４１はチャック部、４５は熱転写成形ユニットの返送装置である。また、搬出部５０において、符号５１は第１搬出ステージ、５２は第２搬出ステージ、５３は第１搬出区、５４は第１搬入区、５５は第２搬出区、５６は第２搬入区である。搬入部８０において、符号８１は第１搬入ステージ、８２は第２搬入ステージ、８３は第１搬入区、８４は第１搬出区、８５は第２搬入区、８６は第２搬出区である。特に、図１の熱転写成形装置１は、上下に２段のステージを備える。このことから同時に複数ずつ（図示では上下２個ずつ）の熱転写成形ユニット１０が搬送可能となり、熱転写成形装置１は量産性に優れている。

図１に加え図２を用い熱転写成形装置１に備えられる加熱成形部２０及び冷却部３０の構造を説明する。加熱成形部２０には、固定盤２２に対して油圧ピストン部２４により進退駆動する可動盤２３，２６と、平行を保つシャフト部２５等が備えられる。加熱盤部２１は垂直方向に積層して備えられる。搬入された熱転写成形ユニット１０は加熱盤部２１，２１同士の間に挟持される。そして、熱転写成形ユニット１０は加熱盤部２１，２１から加熱と押圧（熱転写プレス）を受けることにより、前述の上側及び下側スタンパ１１，１２（図７等参照）の型面が被加工材Ｗに転写される。被加工材Ｗの表面を鏡面状に仕上げる場合には、平坦状のスタンパが用いられる。

実施例の加熱成形部２０の構造では、加熱盤部２１は４段備えられる。上方から可動盤２３に接続された加熱盤部２１、可動盤２６の上下それぞれに接続された加熱盤部２１、固定盤２２に接続された加熱盤部２１である。実施例の加熱盤部２１の配置構成のため、上下に２個の熱転写成形ユニット１０が加熱成形部２０において一度に処理可能である。従って、複数（２個）の熱転写成形ユニット１０，１０内にそれぞれ収容されている被加工材Ｗ，Ｗは、同時に加熱成形される。

加熱成形部２０には、図示しないものの、作動油の供給調整のポンプ、作動油のタンク、作動油の圧力制御用のセンサ、加熱盤部の位置検知調整用のセンサ、加熱盤部の温度センサ、加熱盤部への加熱油または水蒸気等の供給装置等が適式に備えられる。

冷却部３０には、固定盤３２に対して油圧ピストン部３４により進退駆動する可動盤３３，３６と、平行を保つシャフト部３５等が備えられる。冷却盤部３１は垂直方向に積層して備えられる。搬入された熱転写成形ユニット１０は冷却盤部３１，３１同士の間に挟持される。そして、熱転写成形ユニット１０は冷却盤部３１，３１から冷却と押圧を受けることにより、その内部の上側及び下側スタンパ１１，１２を介して被加工材Ｗは冷却される。実施例の冷却部３０の構造では、冷却盤部３１は前出の加熱盤部２１と同様に４段備えられる。上方から可動盤３３に接続された冷却盤部３１、可動盤３６の上下それぞれに接続された冷却盤部３１、固定盤３２に接続された冷却盤部３１である。実施例の冷却盤部３１の配置構成のため、上下に２個の熱転写成形ユニット１０が冷却部３０において一度に処理可能である。従って、複数（２個）の熱転写成形ユニット１０，１０内にそれぞれ収容されている被加工材Ｗ，Ｗは、同時に冷却される。

冷却部３０にも、図示しないものの、作動油の供給調整のポンプ、作動油のタンク、作動油の圧力制御用のセンサ、冷却盤部の位置検知調整用のセンサ、冷却盤部の温度センサ、冷却盤部への冷水供給装置等が適式に備えられる。

熱転写成形ユニット１０を加熱成形部２０、冷却部３０の順に搬送するための装置は、安定して搬送できる限り特段限定されない。実施例にあっては、図１、図２に開示されるように、熱転写成形ユニット１０を掴持するチャック部４１，４１を備えた搬送装置４０が用いられる。熱転写成形ユニット１０は加熱成形部２０、冷却部３０の前進方向の配置順に搬送されるとともに、各加熱盤部２１，２１同士の間、あるいは各冷却盤３１，３１同士の間の所定位置に載置される。図中、符号６１，６３はローラーコンベアであり、熱転写成形ユニット１０の移動を補助する。

冷却部３０において冷却を終えた熱転写成形ユニット１０は、図１参照のとおり、冷却部３０の後側に配置される搬入部８０に受け入れられる。熱転写成形装置１は搬出部５０と搬入部８０を備えているため、搬出部５０では搬出のための準備や待機が可能となり、また搬入部８０では搬入後の加工済み被加工材Ｗの取り出しや返送のための準備も可能となる。従って、加熱成形部２０への搬入効率並びに冷却部３０からの搬出効率が高められる。

また、熱転写成形装置１は返送装置４５を備え、搬入部８０から搬出部５０へ、熱転写成形ユニット１０を構成する上側収容部材１０１、下側収容部材１０２等の資材を返送可能としている。このため、熱転写成形装置１において、被加工材Ｗを封入した熱転写成形ユニット１０を加熱成形部２０と冷却部３０との間で逐一進退させる必要はない。熱転写成形ユニット１０は常に一方通行の搬送となり、成形加工の生産性が飛躍的に向上する。

前述の熱転写成形に当たり、スタンパと被加工材との隙間に空気が残留する場合がある。すると、空気が加熱成形時に熱膨張して被加工材に変形や成形漏れを生じさせてしまい、製品の歩留まりを押し下げてしまう。熱転写成形では微細な加工、成形が要求されるため、わずかな空気の残留も致命的である。このような不具合を改善する目的から、減圧条件下（真空条件下）で加熱成形することが主流になりつつある（背景技術の各特許文献参照）。減圧により真空度が増し、スタンパと被加工材との隙間に残留している空気の除去効率も高まる。そのため、スタンパと被加工材との密着が良好となり、成形精度を高めることができる。

図１及び図２の熱転写成形装置１では、被加工材が熱転写成形ユニットに収容されて熱転写成形装置内を順に搬送される。熱転写成形ユニットを用いることにより、まず、被加工材の成形加工の効率化が図られる。次に、熱転写成形ユニットにおいて適切な減圧状態（真空状態）を維持することができれば、搬送の利便性に伴う作業効率及び生産性の向上と、減圧状態の維持による品質向上の両立を図ることができる。これらの要望に応える搬送に好適な容器として本発明に規定する熱転写成形ユニットを完成するに至った。

熱転写成形ユニット１０の構造について、図３及び図４の全体斜視図を用い説明する。熱転写成形ユニット１０は上側収容部材１０１と下側収容部材１０２を組み合わせて形成される。上側収容部材１０１は、上側スタンパ１１と密着するとともに加熱成形部２０に設けられた加熱盤部２１、冷却部３０に設けられた冷却盤部３１と当設する上側台板部１０３と、この上側台板部１０３の周囲に周設された上側台枠部１１０を備える。同様に、下側収容部材１０２は、下側スタンパ１２と密着するとともに加熱成形部２０に設けられた加熱盤部２１、冷却部３０に設けられた冷却盤部３１と当設する下側台板部１０４と、この下側台板部１０４の周囲に周設された下側台枠部１４０を備える。

図７以降に詳述する可変調整部１３０は、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２の合着後に上側台板部１０３と下側台板部１０４の距離を変化させて双方の密着性能を高める構造体である。図示の熱転写成形ユニット１０の可変調整部１３０は上側収容部材１０１の側に備えられる。熱転写成形ユニット１０における可変調整部１３０は、図示のとおり上側収容部材１０１の側に限られることなく、下側収容部材１０２の側、あるいは上下両方としてもよい。

図４より把握されるように、上側台枠部１１０と下側台枠部１４０との間に介装され、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着により生じる収容空間１０５内（図８等参照）の気密状態を維持するガスケット部１０６が備えられる。この熱転写成形ユニット１０の場合、下側収容部材１０２の下側台枠部１４０の全周にわたり形成される下側密着面部１４７に弾性変形可能に装着されている。むろん、上側収容部材１０１の側にガスケット部１０６を備えることもできる。

図示では、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着位置を規定する合着位置決め部材１２０が下側台枠部１４０に設けられる。そこで、棒状の合着位置決め部材１２０を受け入れる挿入穴１２１（図１０参照）が当該合着位置決め部材１２０と対応する位置の上側台枠部１１０に設けられる。

図３及び図４において、符号１５０（１５１，１５２）は収容空間脱気部であり、収容空間１０５内の減圧（脱気）に用いられ減圧（真空）状態を維持するための逆止弁構造を備えた部位である。また、１６０（１６１，１６２）は上側間隙脱気部、１７０（１７１，１７２）は下側間隙脱気部である。図示の熱転写成形ユニット１０では、収容空間脱気部１５０と下側間隙脱気部１７０は下側台枠部１４０に備えられ、上側間隙脱気部１６０は上側台枠部１１０に備えられる。詳細は図６、１１、１２等にて説明する。また、図中、符号１１１は上枠ブロック、１１２はサポート枠部、１１３は上枠固定ボルト、１１９はストッパボルト、１３２は連結ピン、１４１は下枠ブロック、１４３は保持ボルトである。

図５の側面図は、熱転写成形ユニット１０が熱転写成形装置１の加熱成形部２０もしくは冷却部３０に搬入された状態である。その後、熱転写成形ユニット１０の上側台板部１０３及び下側台板部１０４は各部２０，３０における加熱盤部２１，２１もしくは冷却盤部３１，３１と当接し、上下の盤部から押圧される（図示省略）。

この熱転写成形装置１にあっては、加熱成形部２０及び冷却部３０の双方に、前記の収容空間脱気部１５０、上側間隙脱気部１６０、下側間隙脱気部１７０と結合し内部空気を吸気する脱気コネクタ部２００が備えられる。すなわち、加熱盤部２１，２１もしくは冷却盤部３１，３１のプレス（押圧動作）に合わせて、前記の各脱気コネクタ部２００はそれぞれの脱気部に装着（結合）可能とするためである。むろん、各コネクタ部の配置は図５の盤部の配置例に限られることなく、装置構成、作業性等を勘案して熱転写成形装置の最適な場所に設置される。

図６は熱転写成形ユニット１０の上面図を示す。熱転写成形ユニット１０内に収容されるＰＭＭＡ、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂からなる被加工材Ｗは、主に液晶テレビジョン、液晶ディスプレイ等の各種表示装置に装着されるバックライト用の導光板へ加工される。そこで、表示装置の画面サイズ、縦・横の比率に対応するため、実施例の熱転写成形ユニット１０は上面視長方形形状を採用している。熱転写成形ユニットの形状は、内部に被加工材を収容できる範囲であれば長方形形状以外とすることができる。

熱転写成形ユニット１０内の空気を脱気する各脱気部１５０，１６０，１７０は、それぞれ熱転写成形ユニット１０の長手方向の左右に１個ずつ備えられる。つまり、第１収容空間脱気部１５１及び第２収容空間脱気部１５２、第１上側間隙脱気部１６１及び第２上側間隙脱気部１６２、第１下側間隙脱気部１７１及び第２下側間隙脱気部１７２である。むろん、脱気部を備える場所、個数は熱転写成形ユニットにおいて適宜ではあるもののユニット内部の脱気し易さやユニット自体の重心バランス等が加味される。

上側間隙脱気部１６０（１６１，１６２）は上側台板部１０３と上側スタンパ１１との間隙を脱気するためであるから上側収容部材１０１の側に備えられる。逆に下側間隙脱気部１７０（１７１，１７２）は下側台板部１０４と下側スタンパ１２との間隙を脱気するためであるから下側収容部材１０２の側に備えられる。収容空間脱気部１５０（１５１，１５２）は上側収容部材１０１もしくは下側収容部材１０２のいずれでもよい。ただし、下側収容部材１０２の上に上側収容部材１０１が重ねられてひとつのユニットが形成される。下側が上側よりも大きな部材として構成されるため、収容空間脱気部を配置する部分を確保しやすくなる。そのため、実施例のとおり、収容空間脱気部１５０（１５１，１５２）は下側収容部材１０２に備えられる。

熱転写成形ユニット１０は上側収容部材１０１と下側収容部材１０２の上下に分離する。このため、収容空間脱気部１５０、上側間隙脱気部１６０、下側間隙脱気部１７０を上側収容部材と下側収容部材のいずれかに備える構造とすることにより、一方の収容部材側のみの構造が複雑化することを避けることができる。

熱転写成形ユニット１０における分離状態、合着状態、及び減圧後の状態のそれぞれについて、図７、図８、及び図９の部分断面図を用い上側収容部材１０１と下側収容部材１０２の構造を交えて説明する。図７、図８、及び図９の部分断面図は、前出図６のＸ−Ｘ線における断面に相当する。

図７の熱転写成形ユニット１０の状態は、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２が分離している状態である。搬出部５０における被加工材Ｗの組み込み時（装着時）もしくは搬入部８０における被加工材Ｗの取り出し後に相当する。

上側収容部材１０１において、上側台板部１０３は上板固定ボルト１１４により上側収容部材の外枠となる上枠ブロック１１１側に接続、固定される。上側台板部１０３と上枠ブロック１１１との気密確保のため、上板ガスケット部１１５が周状に介装される。上側スタンパ１１は、上スタンパ固定部１１８に挟まれて上側台板部１０３側に固定される。上スタンパ固定部１１８は上固定ボルト１１６により上枠ブロック１１１に接続される。図示実施例の場合、上枠ブロック１１１の上側であり、当該上枠ブロック１１１から外側に張り出すようにサポート枠部１１２が設けられる。サポート枠部１１２は連結ボルト１１３により上枠ブロック１１１に固定される。

サポート枠部１１２の直下であるとともに上枠ブロック１１１の外側に、当該上枠ブロック１１１を周状に囲む枠形状の可変シール枠部１３１が備えられる。可変シール枠部１３１と上枠ブロック１１１との間には隙間を埋めるためのパッキン１３４（Ｏリング等）、さらには摺動部材１３５が備えられ、双方の部材間の気密と円滑な摺動が確保される。可変シール枠部１３１の随所にばね穴部１３６が穿設され、このばね穴部１３６に調節ばね１３３が挿入される。従って、上枠ブロック１１１の周囲において可変シール枠部１３１は上下動可能に保持される。このことから、可変調整部１３０とは、可変シール枠部１３１、調節ばね１３３、サポート枠部１１２等の部材を含んだ構成である。

ばね穴部１３６の直上のサポート枠部１１２に可変調整ピン１３２が備えられる。可変調整ピン１３２には適宜ねじが組み込まれその下部に調節ばね１３３を押圧する押圧部１３２ｐが備えられる。そのため、可変調整ピン１３２により調節ばね１３３のばね弾性を調節することができる。例えば、被加工材やスタンパの板厚等により上側台板部１０３と下側台板部１０４の間隔を調整する場合に都合良い。実施例では、ストッパボルト１１９がサポート枠部１１２と可変シール枠部１３１をつなぎ合わせているため、可変シール枠部１３１はサポート枠部１１２から外れることはない（図１２参照）。

下側収容部材１０２において、下側台板部１０４は下板固定ボルト１４４により下側収容部材の外枠となる下枠ブロック１４１側に接続、固定される。下側台板部１０４と下枠ブロック１４１との気密確保のため、下板ガスケット部１４５が周状に介装される。下側スタンパ１２は、下スタンパ固定部１４８に挟まれて下側台板部１０４側に固定される。下スタンパ固定部１４８は下固定ボルト１４３により下枠ブロック１４１に接続される。被加工材Ｗと上側及び下側スタンパ１１，１２との位置合わせのため、必要によりスペーサー１４６も備えられる。

実施例では、下枠ブロック１４１の外周側の上部に下側当接面部１４７が形成される。下側当接面部１４７と対向する位置に、可変シール枠部１３１下部の上側当接面部１３７が形成される。下枠ブロック１４１の全周囲の下側当接面部１４７内に溝部１４７ｃが形成され、この溝部１４７ｃ内にガスケット部１０６が部分的に露出するように埋設される。また、この断面図においては、収容空間脱気部１５０と接続する収容空間脱気流路２１０が形成される。下枠ブロック１４１の外側に収容空間脱気部１５０の第２収容空間脱気部１５２が備えられる。第２収容空間脱気部１５２内の符号１５３は気密ばね、１５４は胴部、１５５は開口部、１５６はピストン部、１５７はピストンシール部、１５８は蓋部、１５９は摺動筒部である。各部の作用等は図１１にて詳述する。

図８の熱転写成形ユニット１０の状態は、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２が合着した状態である。搬出部５０において被加工材Ｗが組み込まれたときもしくは搬入部８０において被加工材Ｗの取り出す直前に相当する。図８は、下側収容部材１０２の上に上側収容部材１０１が位置合わせされて載置、合着された状態となる。

上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着の際、上側当接面部１３７は、上下に対向する位置にある下側当接面部１４７と当接する。そして、下側当接面部１４７のガスケット部１０６は圧迫変形を伴い上側当接面部１３７へ圧着する。この結果、熱転写成形ユニット１０において、上側収容部材１０１の上側台板部１０３、上枠ブロック１１１、可変シール枠部１３１と、下側収容部材１０２の下側台板部１０４、下枠ブロック１４１により囲まれ、気密維持可能な収容空間１０５が形成される。

上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着時の位置合わせの際、合着位置決め部材１２０（図４参照）が用いられる。ここで、図１０の断面図を用い合着位置決め部材１２０とその付近の部材を説明する。図示実施例の合着位置決め部材１２０は棒状の部材からなり下枠ブロック１４１に形成された穿設孔１２２内に挿入される。こうして合着位置決め部材１２０は下側収容部材１０２側に固定される。

上側収容部材１０１の上枠ブロック１１１において、棒状の合着位置決め部材１２０の直上位置に当該合着位置決め部材１２０を受け入れる挿入穴１２１が形成される。図示では、上スタンパ固定部１１８にも合着位置決め部材１２０のための貫通穴が形成され、合着位置決め部材１２０が貫通可能である。挿入穴１２１の下部に位置決めブッシュ１２３が配される。このように、合着位置決め部材１２０を配置することにより、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着時の位置合わせは容易になる。図４から把握されるように、合着位置決め部材１２０は少なくとも２個以上備えられる。なお、合着位置決め部材１２０の配置は図示のとおり下側収容部材１０２に限られず、上側収容部材１０１側とすることもできる。また、合着位置決め部材の本数も適宜である。

図９の熱転写成形ユニット１０の状態は、図８の合着状態により形成された収容空間１０５から空気が脱気された減圧状態（真空状態）である。搬出部５０において搬出の準備が完了したとき、当該熱転写成形ユニットの搬送中、あるいは加熱成形部２０における熱転写プレス前、または冷却部３０における冷却プレス前に相当する。図示から把握されるように、当該収容空間１０５は前掲図８よりも上側収容部材１０１の上側台板部１０３と下側収容部材１０２の下側台板部１０４との間隔がより狭まる。このため、上側台板部１０３、上側スタンパ１１、被加工材Ｗ、下側スタンパ１２、及び下側台板部１０４は隙間なく密着される。

実施例の熱転写成形ユニット１０では、上側収容部材１０１に可変調整部１３０が備えられている。まず、熱転写成形ユニット１０における収容空間１０５は、下側収容部材１０２の下枠ブロック１４１（下側当接面部１４７、ガスケット部１０６）と可変シール枠部１３１（上側当接面部１３７）との密着により確保される。次に、可変シール枠部１３１が上枠ブロック１１１の外側全周にわたり上下動可能であるため、上枠ブロック１１１の上側台板部１０３は、可変シール枠部１３１と下枠ブロック１４１との当接位置よりも押下方向に進んで降下することができる。また、可変シール枠部１３１と上枠ブロック１１１との間のパッキン１３４、摺動部材１３５により気密性と摺動も確保される。

上側収容部材１０１が可変調整部１３０を備えていることにより、減圧時（真空時）の上側台板部１０３の位置調節は容易となる。例えば、被加工材Ｗ、上側スタンパ１１や下側スタンパ１２の厚さが変更されたとしても、柔軟に対応して、被加工材とスタンパとの密着力を高めることができ、成形精度の向上に貢献することができる。

実施例の熱転写成形ユニット１０における各脱気部１５０，１６０，１７０と脱気コネクタ部２００との接続態様について、図１１及び図１２を用い説明する。図１１は、前出図６のＸ−Ｘ線における断面に相当し、加熱成形部２０もしくは冷却部３０に備えられた脱気コネクタ部２００が、収容空間脱気部１５０の第２収容空間脱気部１５２に装着した状態である。

脱気コネクタ部２００に当接棒状部２０２が突出して形成される。当接棒状部のまわりに空気漏れを防ぐための弾性ある保護部材２０１も備えられる。当接棒状部２０２には、空気が流出、流入するための流通路２０３が形成される。

収容空間脱気部１５０の第２収容空間脱気部１５２は、前掲図４、図６から理解されるように、直方体形状の胴部１５４に蓋部１５８が組み合わされる。第２収容空間脱気部１５２（胴部１５４）の内部には、内腔部１５２ｏが形成され、内腔部１５２ｏ内に摺動筒部１５９が収められる。摺動筒部１５９の内側にピストン部１５６は上下動自在にはめ込まれる。ピストン部１５６と第２収容空間脱気部１５２（蓋部１５８）との間に気密ばね１５３が介在され、ピストン部１５６は常時下方に付勢される。

第２収容空間脱気部１５２の下端に開口部１５５が形成され、脱気コネクタ部２００の当接棒状部２０２が受け入れられる。ピストン部１５６の下端には適宜の弾性材料からなるピストンシール部１５７が設けられる。通常、気密ばね１５３の付勢力によりピストン部１５６が押下されることにより、ピストンシール部１５７は第２収容空間脱気部１５２の下端側に押圧され、開口部１５５は塞がれる。当接棒状部２０２がピストンシール部１５７（ピストン部１５６）を押圧しない限り、開口部１５５の閉塞は維持され、空気の流出入は抑制される。従って、第２収容空間脱気部１５２は逆止弁となる。逆止弁を採用するため、部品数を減らした簡単な構造により、開口部の閉塞とその解除が可能となる（後記する上側間隙脱気部並びに下側間隙脱気部も同様である。）。なお、第１収容空間脱気部１５１についても同様の構造であるため、説明を省略する。

図１１のとおり、脱気コネクタ部２００の当接棒状部２０２がピストンシール部１５７と接触し、気密ばね１５３の付勢力に抗してピストン部１５６を押圧するとき、ピストンシール部１５７と開口部１５５との密着は解除される。このとき、収容空間１０５は、収容空間脱気流路２１０及び開口部１５５を通じて、熱転写成形ユニット１０の外部とつながる。流通路２０３は公知の真空ポンプ（図示せず）と接続されており、脱気コネクタ部２００の流通路２０３を通じて空気が吸引される（図中、太矢印参照）。そこで、収容空間１０５内の減圧が進み、真空状態を得ることができる。

熱転写成形装置１の搬入部８０において被加工材Ｗの成形を終えて上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着を解除しようとする場合、前述とは逆に、脱気コネクタ部２００の流通路２０３を通じて圧縮空気が開口部１５５から送り込まれる（図中、太矢印参照）。このときの流通路２０３は公知のコンプレッサ（図示せず）に接続されている。圧縮空気は収容空間脱気流路２１０を通じて収容空間１０５内に侵入して内部は陽圧になり、収容空間１０５を広げようと作用する。結果、上側収容部材１０１と下側収容部材１０２の剥離は容易となる。

図１２は、前出図６のＹ−Ｙ線における断面に相当し、加熱成形部２０もしくは冷却部３０に備えられた脱気コネクタ部２００が、上側間隙脱気部１６０の第１上側間隙脱気部１６１及び下側間隙脱気部１７０の第１下側間隙脱気部１７１に装着した状態である。脱気コネクタ部２００の詳細は図１１の説明と同様であるため省略する。ここで、図１２に示すストッパボルト１１９の取り付け状態からわかるように、ストッパボルト１１９はサポート枠部１１２を貫通して可変シール枠部１３１と螺合する。そして、サポート枠部１１２には、ストッパボルト１１９の頭部が上下動可能な受け穴部１１７が形成され、受け穴部１１７の底部にストッパボルト１１９の頭部が当接して移動が規制される。ストッパボルト１１９を通じた可変シール枠部１３１の上下移動量は受け穴部１１７の深さとなり、可変シール枠部１３１のサポート枠部１１２からの脱落は防止される。

上側収容部材１０１に備えられる上側間隙脱気部１６０の第１上側間隙脱気部１６１も、前掲図３、図６から理解されるように、直方体形状の胴部１６４とともに台部１６８が組み合わされる。第１上側間隙脱気部１６１（胴部１６４）の内部には、内腔部１６１ｏが形成され、内腔部１６１ｏ内に摺動筒部１６９が収められる。摺動筒部１６９の内側にピストン部１６６は上下動自在にはめ込まれる。ピストン部１６６と第１上側間隙脱気部１６１（台部１６８）との間に気密ばね１６３が介在され、ピストン部１６６は常時上方に付勢される。

第１上側間隙脱気部１６１の上端に開口部１６５が形成され、脱気コネクタ部２００の当接棒状部２０２が受け入れられる。ピストン部１６６の上端には適宜の弾性材料からなるピストンシール部１６７が設けられる。通常、気密ばね１６３の付勢力によりピストン部１６６が押し上げられ、ピストンシール部１６７は第１上側間隙脱気部１６１の上端側に押圧され、開口部１６５は塞がれる。当接棒状部２０２がピストンシール部１６７（ピストン部１６６）を押圧しない限り、開口部１５５の閉塞は維持され、空気の流出入は抑制される。従って、第１上側間隙脱気部１６１も逆止弁となる。なお、第２上側間隙脱気部１６２についても同様の構造であるため、説明を省略する。

図１２のとおり、脱気コネクタ部２００の当接棒状部２０２がピストンシール部１６７と接触し、気密ばね１６３の付勢力に抗してピストン部１６６を押圧するとき、ピストンシール部１６７と開口部１６５との密着は解除される。このとき、上側収容部材１０１の上側台板部１０３と上側スタンパ１１との上側間隙Ｇ１は、上側間隙脱気流路２１１及び開口部１６５を通じて熱転写成形ユニット１０の外部とつながる。脱気コネクタ部２００の流通路２０３を通じて空気が吸引され、前記の上側間隙Ｇ１内の真空状態を得ることができる（図中、太矢印参照）。上側間隙脱気部１６０（１６１，１６２）を上側収容部材１０１側に備えることにより、最短距離で上側間隙Ｇ１内の空気を直接吸引することができる。

下側間隙脱気部１７０の第１下側間隙脱気部１７１も、前掲図４、図６から理解されるように、直方体形状の胴部１７４に蓋部１７８が組み合わされる。第１下側間隙脱気部１７１（蓋部１７８）の内部には、内腔部１７１ｏが形成され、内腔部１７１ｏ内に摺動筒部１７９が収められる。摺動筒部１７９の内側にピストン部１７６は上下動自在にはめ込まれる。ピストン部１７６と第１下側間隙脱気部１７１（蓋部１７８）との間に気密ばね１７３が介在され、ピストン部１７６は常時下方に付勢される。

第１下側間隙脱気部１７１の下端に開口部１７５が形成され、脱気コネクタ部２００の当接棒状部２０２が受け入れられる。ピストン部１７６の下端には適宜の弾性材料からなるピストンシール部１７７が設けられる。通常、気密ばね１７３の付勢力によりピストン部１７６が押下されることにより、ピストンシール部１７７は第１下側間隙脱気部１７１の下端側に押圧され、開口部１７５は塞がれる。当接棒状部２０２がピストンシール部１７７（ピストン部１７６）を押圧しない限り、開口部１７５の閉塞は維持され、空気の流出入は抑制される。従って、第１下側間隙脱気部１７１も逆止弁となる。なお、第２下側間隙脱気部１７２についても同様の構造であるため、説明を省略する。

同様に、図１２のとおり、脱気コネクタ部２００の当接棒状部２０２がピストンシール部１７７と接触し、気密ばね１７３の付勢力に抗してピストン部１７６を押圧するとき、ピストンシール部１７７と開口部１７５との密着は解除される。このとき、下側収容部材１０２の下側台板部１０４と下側スタンパ１２との下側間隙Ｇ２は、下側間隙脱気流路２１２及び開口部１７５を通じて熱転写成形ユニット１０の外部とつながる。脱気コネクタ部２００の流通路２０３を通じて空気が吸引され、前記の下側間隙Ｇ２内の真空状態を得ることができる（図中、太矢印参照）。下側間隙脱気部１７０（１７１，１７２）を下側収容部材１０２側に備えることにより、最短距離で下側間隙Ｇ２内の空気を直接吸引することができる。

このように、上側スタンパ１１と上側台板部１０３との密着力及び下側スタンパ１２と下側台板部１０４との密着力が高められることから、スタンパと台板部側との位置ずれがいっそう抑制される。つまり、被加工材の成形精度の向上に寄与する。

実施例にて開示の熱転写成形装置１では加熱成形部２０、冷却部３０に公知の真空ポンプが接続される。搬送時に熱転写成形ユニット１０の収容空間１０５内の真空度が低下しても再度加熱成形部２０、冷却部３０において脱気コネクタ部２００を通じて各脱気部から空気の吸引（減圧）が行われるため、より低い真空度を得ることができる。それゆえ、スタンパと被加工材との密着が高まり互いの固定位置のずれが回避される。そこで、成形時の不具合が解消される。また、スタンパが密着するため被加工材を効率よく加熱及び冷却することもできる。

熱転写成形装置１の搬入部８０において被加工材Ｗの成形を終えて熱転写成形ユニット１０の上側収容部材１０１と下側収容部材１０２との合着を解除し、上側スタンパ１１、下側スタンパ１２の入れ替えを行う場合、前述とは逆に、脱気コネクタ部２００の流通路２０３を通じて圧縮空気は流入可能である。圧縮空気は開口部１６５から送り込まれ、上側間隙脱気流路２１１を通じて上側間隙Ｇ１内に達する。圧縮空気により上側台板部１０３と上側スタンパ１１との上側間隙Ｇ１は広げられる。同様に、圧縮空気は開口部１７５から送り込まれ、下側間隙脱気流路２１２を通じて下側間隙Ｇ２内に達する。圧縮空気により下側台板部１０４と下側スタンパ１２との下側間隙Ｇ２も広げられる。結果、圧縮空気により陽圧となることから各スタンパの剥離は容易となる。圧縮空気の流れは図中の太矢印により参照される。

これまでの説明から理解されるように、被加工材を単独ではなく、熱転写成形ユニットとして高度な減圧状態（真空状態）を維持した状態のまま搬送することができる。このため、スタンパと被加工材の密着性が高まることによって位置ずれが解消し成形精度が向上する。また、従前の装置のように加熱成形部や冷却部自体を減圧チャンバで囲む必要もなくなり、装置自体も簡素化することができる。加えて、途中の加熱成形部の加熱盤部や冷却部の冷却盤部の温度をほぼ一定化することができることから、温度の昇降調節も不要となり、時間短縮に貢献する。

また、背景技術にて開示の特許文献１（特開２００５−２３８４９５号公報）等の加熱成形部及び冷却部を備え、両部間で被加工材を前後移動させる熱成形装置に対しても、軽微な改造により本発明の熱転写成形ユニットを適用して成形加工が可能となる。

１ 熱転写成形装置
１０ 熱転写成形ユニット
１１ 上側スタンパ
１２ 下側スタンパ
２０ 加熱成形部
２１ 加熱盤部
３０ 冷却部
３１ 冷却盤部
４０ 搬送装置
４１ チャック部
５０ 搬出部
８０ 搬入部
１０１ 上側収容部材
１０２ 下側収容部材
１０３ 上側台板部
１０４ 下側台板部
１０５ 収容空間
１０６ ガスケット部
１１０ 上側台枠部
１１１ 上枠ブロック
１１２ サポート枠部
１２０ 合着位置決め部材
１２１ 挿入穴
１２２ 穿設孔
１３０ 可変調整部
１３１ 可変シール枠部
１３２ 可変調整ピン
１３３ 調節ばね
１３７ 上側当接面部
１４０ 下側台枠部
１４１ 下枠ブロック
１４７ 下側当接面部
１５０ 収容空間脱気部
１５１ 第１収容空間脱気部
１５２ 第２収容空間脱気部
１６０ 上側間隙脱気部
１６１ 第１上側間隙脱気部
１６２ 第２上側間隙脱気部
１７０ 下側間隙脱気部
１７１ 第１下側間隙脱気部
１７２ 第２下側間隙脱気部
１５３，１６３，１７３ 気密ばね
１５５，１６５，１７５ 開口部
１５６，１６６，１７６ ピストン部
１５７，１６７，１７７ ピストンシール部
２００ 脱気コネクタ部
２０２ 当接棒状部
２０３ 流通路
２１０ 収容空間脱気流路
２１１ 上側間隙脱気流路
２１２ 上側間隙脱気流路
Ｇ１，Ｇ２ 間隙
Ｗ 被加工材

Claims (6)

1. 被加工材と該被加工材の上下表面から密着して型面を転写する上側スタンパ及び下側スタンパを収容し、前記上側スタンパ、前記被加工材及び前記下側スタンパを収容して減圧状態を維持しながら加熱成形部、冷却部の順に搬送して前記被加工材の熱転写成形を行うために用いる熱転写成形ユニットであって、
   前記上側スタンパと密着するとともに前記加熱成形部に設けられた加熱盤部及び前記冷却部に設けられた冷却盤部と当接する上側台板部と、前記上側台板部の周囲に周設された上側台枠部を備えた上側収容部材と、
   前記下側スタンパと密着するとともに前記加熱成形部に設けられた加熱盤部及び前記冷却部に設けられた冷却盤部と当接する下側台板部と、前記下側台板部の周囲に周設され前記上側台枠部と合着する下側台枠部を備えた下側収容部材と、
   前記上側収容部材と前記下側収容部材との合着により形成され、前記上側スタンパ、前記被加工材及び前記下側スタンパを収容する収容空間内を減圧する収容空間脱気部と、
   前記上側台枠部と前記下側台枠部との間に介装され前記収容空間内の気密を保持するガスケット部と、
   前記上側台枠部または前記下側台枠部のいずれかもしくは両方に備えられ、前記上側台板部と前記下側台板部との距離を可変させる可変調整部と
   を有することを特徴とする熱転写成形ユニット。
2. 前記収容空間脱気部が、前記上側台枠部または前記下側台枠部のいずれかに備えられる請求項１に記載の熱転写成形ユニット。
3. 前記収容空間脱気部が逆止弁である請求項１または２に記載の熱転写成形ユニット。
4. 前記上側収容部材と前記下側収容部材との合着位置を規定する合着位置決め部材が備えられる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱転写成形ユニット。
5. 前記上側台板部と前記上側スタンパとの間隙を脱気する上側間隙脱気部が前記上側収容部材に備えられる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の熱転写成形ユニット。
6. 前記下側台板部と前記下側スタンパとの間隙を脱気する下側間隙脱気部が前記下側収容部材に備えられる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の熱転写成形ユニット。

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