JP3751921B2 - 導光板成形装置および導光板成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一次成形された被成形用導光板の側面に対し、加圧部を直接当接させ、加圧・加熱して導光板の側面の仕上成形を行う導光板成形装置および導光板成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来導光板の成形は、スタンパが取付けられた金型を有する射出成形機を用いた射出成形や、押出成形装置を用いて押出成形され切断された樹脂板にプリズムシートを貼付する方法によって行われている。
しかしながら前者の射出成形機による射出成形方法は、スタンパによる転写を良好にするためには金型の設定温度を高くする必要があり、その結果キャビテイ内における成形品の冷却が完了し、成形品を取出可能となるまでに時間がかかるという問題があった。また射出成形機により導光板を射出成形する場合、一般にゲート位置は成形される導光板の側面側に設けらることになるので、成形完了後にゲート痕を磨き装置により精度よく磨いてゲート痕をなくす必要があった。また、押出成形装置により押出成形された樹脂板にプリズムシートを貼付する方法は、プリズムシートが高価であるという問題があるとともに、プリズムシートを貼付ける装置を別途設ける必要があった。
【０００３】
そこで、前記した両者の問題点を解決するものとして、特開２００１−１３３７７２号公報、特開２００１−３００９５４号公報に記載されるように、一次成形された樹脂板を用いてプレス成形装置により二次成形を行い、導光板を得るものが知られている。
ところが、特開２００１−１３３７７２号に記載されたプレス成形装置は、一次成形された樹脂板に対して表面および裏面方向からのみ加圧を行うものであった。よって前記公報のプレス成形装置は、導光板の入光面になる側面方向からの加圧を行うことはできず、更に上型と下型の接合面にバリが発生する等の問題が起きる可能性もあった。また特開２００１−３００９５４号に記載されたプレス成形装置は、一次成形された導光板であるフープ材に対して表面および裏面方向から加圧を行うものであり、成形品の側面には依然としてつなぎ部が残っており、つなぎ部を切断工程により切断した際に切断痕が残るという問題があった。
【０００４】
また一次成形された樹脂板を加工して導光板を得る成形方法において、一次成形された被成形用導光板の側面の加工を行うものとしては、特開２００１−２９６４２９号公報に記載されたものが知られている。
前記公報によれば、一次成形された被成形用導光板の側面に転写パッドを押圧してプリズムシート等の転写材を転写することが記載されている。しかしながら前記公報は、高価なプリズムシートを貼り付けるものであり、常に係員がシートの残量をチェックし、シートの補充をする必要があった。また前記公報は、導光板の側面に側面反射層を設けるものに限られ、ゲート痕の仕上成形や、入光面の平滑仕上成形を行うことを目的としたものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであって、射出成形機によって成形された被成形用導光板の側面に残るゲート痕や、押出成形装置により押出成形され切断された被成形用導光板の切断面に対して、簡単でランニングコストのかからない機構により、平滑化やパターン成形等の仕上成形を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の導光板成形装置は、被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に当接して被成形用導光板を保持するための保持手段と、被成形用導光板の少なくとも一側面を成形するための側面成形手段とから構成されており、側面成形手段としては、被成形用導光板の側面に対して直接に面当接する加圧部と、その加圧部を加熱する加熱機構と、その加圧部により被成形用導光板の側面に対して略直角方向に加圧する加圧機構とを有し、被成形用導光板の側面に対して仕上成形することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の導光板成形装置は、請求項１において、側面成形手段の加圧部として被成形用導光板の少なくとも一側面にパターンを転写可能または平滑面を形成可能なスタンパが取付けられ、前記スタンパにより被成形用導光板の側面に仕上成形をすることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の導光板成形装置は、請求項１または請求項２において、側面成形手段として、所定の温度に温度制御される平板状の冷却盤と、その冷却盤に平行に設けられ加圧部を有する加熱板と、加熱板を１回の成形サイクル中に冷却盤に対して当接と離隔させることのできる加熱板移動機構とが設けられ、加熱板の温度を急速に低下させつつ被成形用導光板の側面仕上をすることができることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の導光板成形装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、被成形用導光板を保持する保持手段として同じ位置か、または保持手段とは別の位置に、被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に当接して、被成形用導光板を成形可能な表裏面成形手段が設けられており、その表裏面成形手段には、パターンを転写可能または平滑面を形成可能なスタンパによって形成される加圧部と、その加圧部を加圧する加圧機構と、その加圧部により被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に対して略直角方向に加圧可能な加圧機構とを有し、前記スタンパにより被成形用導光板の表面および／裏面にも仕上成形を行うことができることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の導光板成形装置は、搬送される被成形用導光板の表面および／裏面に当接し前記被成形用導光板を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被成形用導光板の少なくとも一側面を直接加圧可能な側面加圧用ローラとから構成されており、側面加圧用ローラは、被成形用導光板の側面の長手方向に対して略直角方向に設けられた回転軸の周囲に設けられ前記被成形用導光板の前記一側面に当接および加圧可能な加圧外周面を有する回転ローラと、回転ローラの加圧外周面を加熱可能な加熱機構を有し、回転ローラにより被成形用導光板の側面に仕上成形をすることができることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の導光板成形方法は、前記請求項２の導光板成形装置を用いて、被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方を保持するとともに、被成形用導光板の少なくとも一側面に対してパターンを転写可能および平滑面を形成可能なスタンパを当接させて加熱、加圧して、被成形用導光板の側面に仕成形することができることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の導光板成形方法は、前記請求項３の導光板成形装置を用いて、被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に対してパターンまたは平滑面を形成可能なスタンパを当接させて加熱、加圧する同時にか、または前記スタンパによる加熱、加圧開始前か開始後のいずれかのタイミングで被成形用導光板の少なくとも一側面を加熱、加圧して、被成形用導光板を成形し、被成形用導光板の側面と表面および裏面のいずれか一方または双方にほぼ並行して成形をすることができることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の導光板成形方法は、内部に連続回転可能なスクリュが設けられ前方にダイスを有する押出成形装置に樹脂原料を供給し、ダイスから連続して同一断面を有する樹脂板を押出成形して、その樹脂板を切断して被成形用導光板を得て、その被成形用導光板の側面の切断面を請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の導光板成形装置によって仕上成形することができることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の導光板成形方法は、射出成形機の射出装置に樹脂原料を供給して可塑化計量し、射出装置からキャビティの一側面に形成されたゲートを介して溶融樹脂をキャビティ内に射出充填し、溶融樹脂をキャビティ内で冷却して、ゲート部付近で分離して被成形用導光板を得て、その被成形用導光板の一側面のゲート痕を請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の導光板成形装置により仕上成形することができることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の導光板成形方法は、請求項６ないし請求項９のいずれか１項において、被成形用導光板の仕上成形される側面が導光板の入光面であり、入光面の仕上成形を行うことができることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明の導光板成形装置の全体図である。図２は、本発明の導光板成形装置の表裏面成形装置の断面図である。図３は、本発明の導光板成形装置の側面成形装置の断面図である。図４は、本発明の導光板成形装置の側面成形装置の一部断面平面図である。
【００１７】
図１により本発明の実施の形態における導光板成形装置１の成形ラインの概要について説明する。この実施の形態の導光板成形装置１は、押出成形装置３により押出成形された帯状の樹脂板Ａを切断装置５により切断して、一次成形された被成形用導光板Ｂを得、前記被成形用導光板Ｂの少なくとも一側面Ｂ１に仕上成形を行う。本発明において被成形用導光板Ｂとは、導光板Ｃを成形するための一次成形された樹脂板を指す。そして被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１とは、導光板Ｃの入光面等となる長手方向を有する小面積の矩形面を指し、表面（おもて面）Ｂ２とは、導光板の出光面となる大面積の矩形面を指し、裏面とはその反対側の矩形面を指す（図２を参照）。
【００１８】
図１において、右側に位置する樹脂原料供給装置２は、樹脂原料を乾燥し、押出成形装置３のホッパ３ａに自動供給する機構を有する。押出成形装置３は、前記樹脂原料供給装置２から供給された樹脂原料をバレル３ｂ内部の連続回転可能なスクリュ（図示せず）によって溶融して、前方に設けられたダイス３ｃから帯状の樹脂板Ａとして引取装置４の上に押出す。引取装置４は、押出された帯状の樹脂板Ａの移動速度と同期して移動可能であり、帯状の樹脂板Ａを切断装置５に供給する。
【００１９】
切断装置５は、前記引取装置４によって供給された帯状の樹脂板Ａを切断して被成形用導光板Ｂを得るために設けられ、上下方向に移動可能であり加熱された切断刃５ａを有している。切断装置５は、被成形用導光板Ｂの所定長さに合せて帯状の樹脂板Ａを切断するためにストッパ板５ｂを有する。また切断装置５は、送られてくる帯状の樹脂板Ａの移動速度と切断装置５が同期して移動しながら切断できるように同期駆動装置５ｃを有している。なお切断装置５については、切削用バイト、加熱されたピアノ線、ウォータージェット等によって帯状の樹脂板Ａの切断を行うものでもよく、更には後述する表裏面成形装置７における成形と同時に帯状の樹脂板Ａを切断するものでもよい。
【００２０】
切断された被成形用導光板Ｂは、コンベア上を移載装置６の下方に搬送される。移載装置６は、その搬入側移載機６ａによって被成形用導光板Ｂを表裏面成形装置７の成形位置７ｂに搬入する。または移載装置６の搬出側移載機６ｂによって前記成形位置７ｂから次の側面成形装置８に被成形用導光板Ｂを搬出する。この実施の形態では移載装置６の搬出側移載機６ｂには、被成形用導光板Ｂを９０℃水平方向に回転する回転機構が設けられている。
【００２１】
表裏面成形装置７には、表裏面成形手段７ａが配設され、被成形用導光板Ｂの表面Ｂ２および裏面Ｂ３に対して略直角方向に加圧成形可能に設けられている。この実施の形態では表裏面成形装置７は、表面Ｂ２および裏面Ｂ３の双方に成形を行うが、表面Ｂ２または裏面Ｂ３のいずれか一方のみに成形を行うものでもよい。またこの実施の形態では表裏面成形装置７は、後述する側面成形装置８の前に側面成形装置８の保持手段８ｃとは別に配設されているが、側面成形装置８と同じ位置に設けられたものでもよい。その場合表裏面成形装置７は、側面成形装置８の保持手段８ｃの役割も有する。また表裏面成形装置７は、側面成形装置８の後工程に配設されたものでもよい。更には本発明においては、表裏面成形装置７は必須の装置ではない。なおこの表裏面成形装置７の構成については後で詳述する。
【００２２】
側面成形装置８には、側面成形手段８ａが配設され、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１に対して略直角方向に加圧可能に設けられている。この実施の形態において側面成形装置８は、コンベア上に被成形用導光板Ｂの成形位置８ｂが設けられ、保持手段８ｃによって被成形用導光板Ｂを保持した上で、成形位置８ｂの両側に設けられた側面成形手段８ａによって被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１に対して加熱および冷却して加圧成形を行う。この側面成形装置８についても後で詳述する。前記側面成形装置８の後工程には、ＣＣＤカメラ等から構成される検査装置９が配設され、検査装置９により良品とされた導光板Ｃは、積込装置１０によって箱詰される。
【００２３】
なおこの実施の形態の導光板成形装置１の成形ラインにおいては、ライン上を送られる被成形用導光板Ｂの姿勢は、表面Ｂ２およびその裏面Ｂ３が垂直方向に向けられ、側面Ｂ１が水平方向に向けられており、その状態で側面成形装置８等により成形がなされるが、側面Ｂ１を垂直方向に向けた姿勢で各成形を行うものであってもよく、途中で被成形用導光板Ｂの姿勢を変更するものであってもよい。またこの実施の形態では配設されていないが、表裏面成形装置７、および側面成形装置８の前工程には、被成形用導光板Ｂを赤外線等によりプレヒートする予熱装置を配設してもよい。
【００２４】
次に本発明の表裏面成形装置７について図２により詳しく説明する。表裏面成形装置７は、被成形用導光板Ｂの出光面である表面Ｂ２および出光面の裏面である裏面Ｂ３いずれか一方または双方の仕上成形するための装置である。なおこの実施の形態において表裏面成形装置７は、表面Ｂ２および裏面Ｂ３の両方に対して成形を行う。
表裏面成形装置７は、ベッド１１の上に下型１２が配設されている。またベッド１１上に立設されたタイバー１３を介して上盤１４がベッド１１と対向して配設されている。上盤１４には加圧機構である加圧用シリンダ１５が固定され、加圧用シリンダ１５に内挿されたラム１６には上型１７が前記下型１２と対向して固定されている。よって表裏面成形装置７は、前記加圧用シリンダ１５の駆動により下型１２と上型１７との間で被成形用導光板Ｂの表面Ｂ２および裏面Ｂ３に対して略直角方向から加圧可能に設けられている。
【００２５】
表裏面成形装置７の下型１２と上型１７は、ほぼ同一構造をしているので、下型１２について説明すると、下型１２には、冷却媒体が流通可能な通孔１８を有する平板状の冷却盤１９が設けられている。冷却盤１９の通孔１８には、図示しない冷却媒体供給手段から、温度調整された冷却媒体が供給され、冷却盤１９は所定の温度に温度制御可能に設けられている。そして冷却盤１９の表面には、耐熱ゴムからなるクッション材２０が貼付けられている。更に冷却盤１９には、加熱板移動機構である加熱板移動用シリンダ２１，２１がそのロッド２２，２２を上型１７に向けた方向に固定され、前記加熱板移動用シリンダ２１，２１のロッド２２，２２には前記冷却盤１９と平行に加熱板２３の基板部２４が固定されている。よって下型１２は、加熱板移動用シリンダ２１，２１のロッド２２，２２を伸長させると、加熱板２３と冷却盤１９は所定の間隔に離隔され、ロッド２２，２２を退縮させると加熱板２３と冷却盤１９は当接されるよう設けられている。
【００２６】
加熱板２３は、基板部２４と、基板部２４の表面側（冷却盤１９とは反対側）に耐熱ゴムからなるクッション材２５と、クッション材２５の表面側に貼付けられた被成形用導光板Ｂの裏面Ｂ３に対する加圧部であるスタンパ２６とからなっている。この実施の形態ではスタンパ２６には、被成形用導光板Ｂの裏面Ｂ３に対してパターンが転写可能な細かい凹凸パターンが形成されているが、平滑面が形成可能に鏡面が形成されたスタンパ２６でもよい。また上型１７についても、前記のどちらのスタンパ２６を取付けてもよい。そして加熱板２３の加熱機構としては、この実施の形態では基板部２４が抵抗加熱板からなっており、基板部２４の両側には電極２４ａ，２４ｂが取付けられ、前記電極２４ａ，２４ｂを介して基板部２４に通電されることにより基板部２４が加熱されるよう構成されている。なお加熱板２３の加熱機構は、スタンパ２６を抵抗加熱板としてもよく、別途ゴムヒータやカートリッジヒータを設けたものでもよい。よって加熱板２３は、前記した構成により一成形サイクル中の冷却盤１９との離隔時に、加熱板２３の基板部２４が抵抗加熱されることにより急速に加熱される。また加熱板２３は、冷却盤１９との当接時に、基板部２４に対する通電を停止して急速に冷却可能に設けられている。
【００２７】
次に側面成形装置８について、図１、図３、図４により詳しく説明する。この実施の形態では側面成形装置８は、被成形用導光板Ｂを搬送するベルトコンベア３１の搬送経路上に設けられている。ベルトコンベア３１は公知なものであり、前方側（前工程側）と後方側（後工程側）に配設されたプーリ３２ａ，３２ａと、プーリ３２ｂ，３２ｂとの間に２本の搬送用ベルト３３，３３が平行に張設されている。そして搬送用ベルト３３，３３には被成形用導光板Ｂが載置可能であり、電動機３４の間欠駆動によって搬送ベルト用３３，３３上に載置された被成形用導光板Ｂを間欠移動可能に設けられている。
【００２８】
そして搬送用ベルト３３，３３の搬送経路上の被成形用導光板Ｂの成形位置８ｂの下方には、側面成形装置８のベース板３５がフレーム３６によって水平に固定されている。そして前記ベース板３５における搬送用ベルト３３，３３の間には、ゴム板からなるクッション材３７が貼付けられた保持板３８が、ベース板３５に固定されたシリンダ３９によって昇降可能に取付けられている。そして保持板３８は、前記シリンダ３９を伸長させた際にその上面が搬送用ベルト３３，３３の上面とほぼ同じ高さとなり、被成形用導光板Ｂの裏面Ｂ３に当接可能に設けられている。そして保持板３８には、搬送用ベルト３３，３３と平行に２列に吸引孔４０が貫通形成されている。また保持板３８の裏面側の吸引孔４０には可撓性の管路４１ａが接続され、前記複数の可撓性の管路４１ａは１本のメイン管路４１ｂに集約され一側に設けられたバキューム装置５５に接続されている。また搬送用ベルト３３，３３の間の保持板３８の前方側には前記搬送用ベルト３３，３３上を搬送されてくる被成形用導光板Ｂを所定位置に停止させるためのストッパ板４２がフレーム３６に固定されたシリンダ４３により昇降可能に設けられている。そしてそれら保持板３８、ストッパ板４２、およびバキューム装置５５等から被成形用導光板Ｂを成形位置８ｂに保持する保持手段８ｃが構成されている。なお保持手段８ｃについては、バキューム装置５５がなく保持板３８のみからなるものであってもよい。更に搬送用ベルト３３，３３が保持手段８ｃであり、側面成形手段８ａが搬送用ベルト３３，３３と同期して移動しながら、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１の成形を行うものでもよい。
【００２９】
そして前記被成形用導光板Ｂの搬送方向とは略直角方向であって前記保持板３８の両側には、被成形用導光板Ｂの少なくとも一側面Ｂ１を加圧可能な側面成形手段８ａがそれぞれ配設されている。一側の側面成形手段８ａについて説明すると、前記ベース板３５上の保持板３８が設けられた位置の一側には、加圧機構である加圧用シリンダ４４，４４が被成形用導光板Ｂの成形位置８ｂに向けてロッド４５，４５を進退可能に固定されている。そして加圧用シリンダ４４，４４のロッド４５，４５には冷却盤４６が固定されている。そして冷却盤４６の側面は前記ベース板３５に前記ロッド４５の進退方向と平行に設けられたガイド部材４７，４７によってガイドされており、前記冷却盤４６は被成形用導光板Ｂの搬送方向と略直角方向に移動可能に設けられている。また冷却盤４６の前面は平板状に形成され、その内部には冷却媒体が流通可能な通孔４８が形成されている。冷却盤４６の通孔４８には、図示しない冷却媒体供給装置から冷却媒体が供給され、冷却盤４６は、所定の温度に温度制御されるよう設けられている。
【００３０】
また図４に示されるように冷却盤４６の両端側には加熱板移動機構である加熱板移動用シリンダ４９，４９が前記加圧用シリンダ４４，４４と同方向にロッド５０，５０が移動可能に固定されている。そして加熱板移動用シリンダ４９，４９のロッド５０，５０には加熱板５１の基板部５２が前記冷却盤４６と平行に固定されている。よって加熱板移動用シリンダ４９のロッド５０を伸長させると、加熱板５１と冷却盤４６は所定の間隔に離隔され、ロッド５０を退縮させると加熱板５１と冷却盤４６は当接されるよう設けられている。また加熱板移動用シリンダ４９のストロークは、前記した加圧用シリンダ４４のストロークより所定分だけ短く設けられている。
【００３１】
また加熱板５１は、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１に直接に面当接可能な加圧部を有している。この実施の形態では加圧部は、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１にパターンを転写可能なスタンパ５３から形成されており、スタンパ５３はゴム板からなるクッション材５４を介して前記基板部５２に取付けられている。ただし加圧部を形成するスタンパ５３は、この実施の形態のようにパターンを形成するためのものでなく、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１の入光面を平滑に形成するための鏡面からなるスタンパ５３であってもよい。また加熱板５１には、スタンパ５３を取付けずに基板部５２の前面が加圧部となるようにしてもよい。
【００３２】
そして加熱板５１の加熱手段は、この実施の形態では前記した表裏面成形装置７と同様に、基板部５２が抵抗加熱板からなっており、基板部５２の両側に電極が取付けられ、通電されることにより加熱されるよう構成されている。なお加熱板５１の加熱手段は、スタンパ５３を抵抗加熱板としてもよく、別途ゴムヒータやカートリッジヒータを設けたものでもよい。よって加熱板５１は、前記した構成により一成形サイクル中に冷却盤４６に対して当接および離隔可能に設けられている。そして加熱板５１は、冷却盤４６と離隔され、加熱板５１の基板部５２が抵抗加熱されることにより急速に加熱される。また加熱板５１は、基板部５２に対する通電を停止するとともに冷却盤４６と当接されることにより急速に冷却可能に設けられている。また側面成形装置８の他側の側面成形手段８ａについては、一側の側面成形手段８ａとベルトコンベア３１の中心線を境に対称的に配置されている。そして側面成形手段８ａは、一側と他側の加熱板移動用シリンダ４９を前進駆動した際に被成形用導光板Ｂの一側と他側の側面Ｂ１，Ｂ１に対してほぼ同時に加熱板５１，５１の加圧部であるスタンパ５３，５３が当接するよう設けられている。
【００３３】
なおこの側面成形装置８、または上記の表裏面成形装置７については真空室を形成して、真空室内で前記成形を行うようにしてもよい。更にこの側面成形装置８、または上記の表裏面成形装置７に用いられるシリンダは油圧シリンダでもエアシリンダでもよく、またシリンダの代わりに電動機によって冷却盤や加熱板等を移動させるようにしてもよい。
【００３４】
次のこの導光板成形装置１による導光板成形方法について記載する。この実施の形態で導光板Ｃの成形に用いられる樹脂は、アクリルであるが、本発明にはその他ポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー等が用いられる。押出成形装置３のダイス３ｃから導光板Ｃの断面形状にほぼ一致した形状に押出された帯状の樹脂板Ａは、切断装置５によって導光板Ｃの長さと略一致した長さに切断される。切断装置５によって切断されコンベア上を搬送されてきた被成形用導光板Ｂは、移載装置６の搬入側移載機６ａによって吸着され、表裏面成形装置７の成形位置７ｂに搬入される。この際表裏面成形装置７の下型１２と上型１７の加熱板２３および加熱板２３に取付けられたスタンパ２６は、それぞれ加熱板移動用シリンダ２１，２１のロッド２２，２２が伸長されることにより冷却盤１９から離隔されており、基板部２４が抵抗加熱されることによって１６０℃に加熱されている。
【００３５】
被成形用導光板Ｂが成形位置７ｂに搬入され、下型１２のスタンパ２６に被成形用導光板Ｂの裏面Ｂ３が載置されると、下型１２と上型１７の加熱板移動用シリンダ２１，２１が退縮され加熱板２３と冷却盤１９が当接される。同時に基板部２４に対する通電を停止することにより加熱板２３は、冷却が開始される。またそれとほぼ同時に加圧用シリンダ１５のラムが下降して、被成形用導光板Ｂの表面（おもて面）Ｂ２と上型１７のスタンパ２６についても直接に面当接がなされる。そして被成形用導光板Ｂは、下型１２のスタンパ２６と上型１７のスタンパ２６との間で、３ＭＰａで１２０秒間を加圧がなされる。この加圧成形の間に加熱板２３のスタンパ２６の温度は、冷却盤１９と加熱板２３との当接により前記の１６０℃から５０℃に冷却が進行する。よって被成形用導光板Ｂの表層部は、成形当初に加熱板２３の温度が、アクリル樹脂の熱変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ６３８（１．８２ＭＰａ））である９０℃ないし１００℃より高温であることにより変形が進行し、成形終了時に加熱板２３の温度が前記熱変形温度より下降していることにより、形状が安定した状態で成形が完了する。
【００３６】
なお本発明の導光板成形方法において、被成形用導光板Ｂに加えられる圧力は０．５ＭＰａないし５ＭＰａ程度が好適な範囲であり、加圧時間は６０秒ないし１５０秒程度が好適な範囲である。そして加熱板２３の温度は、成形当初１２０℃ないし１６０℃が望ましい。これは成形される樹脂の熱変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ６３８（１．８２ＭＰａ））よりも、１０℃ないし７０℃高い温度である。よって例えば使用される樹脂がポリカーボネートの場合、その熱変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ６３８（１．８２ＭＰａ））は、１３５℃程度であるから、その場合成形当初のスタンパの温度は、１４５℃ないし２０５℃程度が適切な温度となる。また平滑面を形成可能なスタンパの場合は上記温度から２０℃ないし４０℃低い成形開始温度での成形が可能である。
【００３７】
またこの表裏面成形装置７を用いた別の成形方法としては、下型１２の加熱板２３のスタンパ２６の上に被成形用導光板Ｂを載置した後、加熱板移動用シリンダ２１をすぐに退縮させずに、加圧用シリンダ１５のみを所定位置まで下降させ、冷却盤１９と加熱板２３が離隔した状態で所定時間、スタンパ２６と被成形用導光板Ｂの表面Ｂ２および裏面Ｂ３を当接させるようにしてもよい。そして所定時間経過後、加熱板移動用シリンダ２１を退縮させ、加熱板２３と冷却盤１９を当接させ、基板部２４に対する通電を停止して加熱板２３のスタンパ２６の温度を低下させつつスタンパ２６により加圧を行う。
そして表裏面成形装置７は、上記のいずれかの方法により被成形用導光板Ｂに対する転写成形が完了すると、加圧用シリンダ１５のラム１６の上昇とともに上型１７が上昇され、上型１７のスタンパ２６と被成形用導光板Ｂの表面Ｂ２とが離隔される。そして次に表面Ｂ２および裏面Ｂ３に転写成形の完了した被成形用導光板Ｂは、移載装置６の搬出側移載機６ｂにより成形位置７ｂから搬出され、側面成形装置８に向けて移載される。この際に被成形用導光板Ｂの向きは、水平方向に９０°回転され、被成形用導光板Ｂの切断装置５によって切断された側面Ｂ１が搬送方向に対して直角方向に向けられるよう姿勢変更がなされる。
【００３８】
そして姿勢変更された被成形用導光板Ｂは、側面成形装置８のベルトコンベア３１の搬送用ベルト３３，３３上に載置され、成形位置８ｂである保持板３８の上に運ばれる。搬送用ベルト３３，３３により被成形用導光板Ｂが移動される際、側面成形装置８のストッパ板４２は上昇位置にあり、搬送された被成形用導光板Ｂはその前端がストッパ板４２に当接して成形位置８ｂに停止する。被成形用導光板Ｂが成形位置８ｂに搬入完了し停止したことが図示しない光電管等の検出装置によって検出されると、シリンダ３９が伸長し、保持板３８の上面を被成形用導光板Ｂの裏面Ｂ３に当接させ、バキューム装置５５によって吸引を行う。これらにより被成形用導光板Ｂは、側面成形装置８の保持手段８ｃによって保持される。
側面成形装置８の側面成形手段８ａは、成形位置８ｂに被成形用導光板Ｂが搬入されるまで、加熱板移動用シリンダ４９，４９のロッド５０，５０が伸長して加熱板５１と冷却盤４６が離隔されるとともに加熱板５１の基板部５２に通電され、スタンパ５３が加熱された状態で待機している。そして成形位置８ｂに被成形用導光板Ｂが搬入完了されると、加圧用シリンダ４４，４４のロッド４５，４５が伸長され被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１に対して加熱板５１，５１のスタンパ５３，５３をそれぞれ直接に面当接させる。この際ほぼ同時に加熱板移動用シリンダ４９，４９は退縮され、加熱板５１の基板部５２と冷却盤４６は当接され、基板部５２への通電は停止され、加熱板５１の冷却が開始される。この際の側面成形装置８の側面成形手段８ａの成形条件等は、上記に記載した表裏面成形装置７の表裏面成形手段７ａと同様である。
【００３９】
そして上記により被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１，Ｂ１には、良好に転写成形が行われる。側面成形装置８は、上記の転写成形が完了すると、加圧用シリンダ４４のロッド４５の退縮とともに加熱板５１，５１のスタンパ５３，５３が側面Ｂ１，Ｂ１から離隔される。
そして側面成形装置８は、保持手段８ｃであるバキューム装置５５を解除するとともに保持板３８とストッパ板４２を下降させ、ベルトコンベア３１の搬送用ベルト３３，３３を駆動させて次工程に側面Ｂ１、表面Ｂ２、および裏面Ｂ３の仕上成形の完了した導光板Ｃを送る。その後導光板Ｃは、検査装置９で検査され、良品は積込装置１０によってコンテナに箱詰される。
【００４０】
なお本発明において導光板成形装置１は、被成形用導光板Ｂを保持しつつ被成形用導光板Ｂの少なくとも一側面Ｂ１を加圧することがその目的であり、他のバリエーションのものであってもよい。例えば図示は省略するが、射出成形機の射出装置に樹脂原料を供給して可塑化計量し、射出装置からキャビティの一側面に形成されたゲートを介して溶融樹脂をキャビティ内に射出充填して、溶融樹脂をキャビティ内で冷却し、ゲート部付近で分離して被成形用導光板Ｂを得たものを側面成形装置８において仕上成形してもよい。その場合射出成形機によって成形された被成形用導光板Ｂの一側面Ｂ１には、ゲート痕が残っているから、側面成形装置８の加圧部を平滑なものを用いることにより、ゲート痕を解消することができる。よって例えば楔型導光板の射出成形の場合、現在はキャビティ内への溶融樹脂の射出充填を良好にできる肉厚側の入光面にゲートを設けることは回避されているが、肉厚側の入光面にゲートを設けても、ゲート痕の処理を簡単に行うことができる。
【００４１】
また導光板成形装置１は、上記のような成形ラインを形成するものでなく、他の場所で製造した被成形用導光板Ｂを、本発明の側面成形装置８に搬入し、被成形用導光板Ｂの側面仕上を行うのみのであってもよい。更に成形される被成形用導光板Ｂの側面仕上のみを行う場合は、被成形用導光板Ｂを複数枚数を重ね、同時に複数枚数の被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１の仕上成形を行うようにしてもよい。そして楔型の被成形用導光板Ｂを重ねる場合は、肉厚部と肉薄部を交互に重ねるようにしてもよい。更に本発明によって成形される被成形用導光板Ｂは、研磨による側面仕上の時間短縮の点から比較的肉厚で大型のものが想定されているが、成形される被成形用導光板Ｂは前記に限定されず、小型で薄肉のものであってもよく、その場合は水平方向に複数枚数の被成形用導光板Ｂを並べて側面Ｂ１の仕上と、表面Ｂ２および裏面Ｂ３の仕上を同時に行ってもよい。更にまた本発明によって成形される被成形用導光板Ｂは、側面Ｂ１に爪部等の凹凸が形成されたものであり、凹凸を有する爪部等を前記した表裏面成形装置７や、側面成形装置８によって仕上成形するものでもよい。
【００４２】
次に第二の実施の形態について図５により説明する。
第二の実施の形態の導光板成形装置６１は、被成形用導光板Ｂの表裏面成形装置７と側面成形装置８を同じ位置で成形可能にひとつの装置に組み込んだ例である。ベッド６２の上に下型６３が配設され、下型６３に対向して上型６４が配設されている点は、前記図１ないし図４に示される実施の形態の導光板成形装置１と同じである。第二の実施の形態の導光板成形装置６１は、下型６３に設けられた冷却盤６５の上にゴム板からなるクッション材６６を介してゴムヒータ６７が貼付けられており、前記ゴムヒータ６７の上面にスタンパ６８が貼付けられている。また上型６４も同様の構成に設けられている。また上型６４には加圧用シリンダ７０に内挿されたラム７１が固定されている。そしてこれらの下型６３、上型６４、および加圧用シリンダ７０等から表裏面成形手段６９が構成されている。表裏面成形手段６９は、加圧用シリンダ７０に内挿されたラム７１を下降させることにより、被成形用導光板Ｂの表面Ｂ２および裏面Ｂ３のいずれか一方または双方にスタンパ６８によって加圧成形を行うことができる。そして表裏面成形手段６９のスタンパ６８は、加圧成形の途中で前記ゴムヒータ６７への通電を停止することにより冷却可能に設けられている。
【００４３】
またベッド６２上における下型６３の側方には、加圧用シリンダ７３が配設されている。そして加圧用シリンダ７３のロッド７４には、冷却盤７５，７５が固定されている。そして冷却盤７５，７５は、ベッド６２に固定されたガイド部材７６，７６にガイドされて被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１に対して略直角方向に進退移動可能に設けられている。冷却盤７５，７５についても下型６３の冷却盤６５と同様に、ゴム板からなるクッション材７７，７７を介してゴムヒータ７８，７８が貼付けられており、前記ゴムヒータ７８，７８の上面にスタンパ７９，７９が貼付けられている。そしてこれらの加圧用シリンダ７３，７３、冷却盤７５，７５、およびスタンパ７９，７９等から側面成形手段７２が構成されている。そして側面成形手段７２は、加圧用シリンダ７３，７３を駆動させて、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１にスタンパ７９，７９によって、加圧成形を行うことができる。そして側面成形手段７２のスタンパ７９は、加圧成形の途中で前記ゴムヒータ７８への通電を停止することにより冷却可能に設けられている。
よって上記の構成により導光板成形装置６１は、表裏面成形手段６９による被成形用導光板Ｂの表面Ｂ２と裏面Ｂ３への成形と、側面成形手段７２による被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１への成形をほぼ同時に行うことができる。
【００４４】
なおこの第二の実施の形態における導光板成形装置６１についても、図１ないし図４に示される実施の形態の導光板成形装置１のように、加熱板と冷却盤を離隔可能に別個に配設することも可能である。その場合は、一方の成形装置が被成形用導光板Ｂに対して加圧保持状態（加熱板と冷却盤が当接され、加圧手段である加圧シリンダによって被成形用導光板Ｂに加圧がなされる状態）となってから、他方の加熱板を被成形用導光板Ｂの面に当接させた方が良好な成形が行われる。また第二の実施例は、加圧部を構成するスタンパ６８について、パターンを転写可能なスタンパと平滑面を形成可能なスタンパのどちらの種類のスタンパ６８でも取付可能である点や、或いはスタンパ６８を設けなくても良い点、また加熱手段の種類等についても図１ないし図４に示される実施の形態の導光板成形装置１と同様である。更にこの第二の実施の形態の導光板成形装置６１については、冷却手段を設けずに加熱手段のみを設けるようにしてもよい。その場合、加圧部の温度は、成形される樹脂の熱変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ６３８（１．８２ＭＰａ））より、１０℃ないし２０℃程度高い温度とすることが望ましい。
【００４５】
次に第三の実施の形態について図６により説明する。第三の実施の形態の導光板成形装置８１は、被成形用導光板Ｂの側面Ｂ１に側面加圧用ローラである回転ローラ８２によって加圧を行い、仕上成形を行うものである。第三の実施の形態の場合は、被成形用導光板Ｂが移動されている途中に回転ローラ８２によって側面Ｂ１等への加圧が行われる。よって成形される被成形用導光板Ｂは、押出成形装置３から押出しされた帯状の樹脂板Ａの状態で成形を行ってもよく、以下の説明では帯状の樹脂板Ａを成形する例について説明する。
【００４６】
帯状の樹脂板Ａがその側面Ａ１を上下にして押出されてくる経路上には、第三の実施の形態の導光板成形装置８１が設けられている。導光板成形装置８１は、帯状の樹脂板Ａの搬送経路を取囲むようにフレーム８３が構成され、前記左右側のフレーム８３ａ，８３ｂからは内側に向けて保持用ローラ８４の保持用フレーム８５ａ，８５ｂがそれぞれ水平方向に形成されている。そして前記フレーム８５ａ，８５ｂの間には保持用ローラ８４の支軸８６が回転可能に軸支され、前記支軸８６には保持用ローラ８４が固着されている。保持用ローラ８４の外周面８７はゴムからなっており、ゴムの弾性力により帯状の樹脂板Ａの表面Ａ２と裏面Ａ３に当接され、帯状の樹脂板Ａを保持する。なお切断された被成形用導光板Ｂを第三の実施の形態の導光板成形装置８１で成形する場合は、被成形用導光板Ｂを移動させるために保持用ローラ８４を回転駆動させる電動機を設けることが望ましい。
【００４７】
前記フレーム８３の上側のフレーム８３ｃと下側のフレーム８３ｄには、帯状の樹脂板Ａの側面Ａ１に加圧を行う側面加圧用ローラである回転ローラ８２の取付部８８が弾性体であるバネ８９を介して取付けられている。取付部８８は、断面コ字状の形状をしており、押出成形装置３から押出しされた帯状の樹脂板Ａの側面Ａ１の移動方向に対して平面視略直角方向には回転ローラ８２の支軸９０が回転可能に軸支されている。そして前記支軸９０には、回転ローラ８２が固着され、回転ローラ８２の外周は、帯状の樹脂板Ａの側面Ａ１に当接し、前記バネ８９の作用により帯状の樹脂板Ａの側面Ａ１を加圧可能な加圧外周面９１となっている。そして回転ローラ８２の加圧外周面９１は、図示しないヒータ等の加熱機構により加熱可能に設けられている。なお、前記支軸９０については取付部８８に対して回転不能とし、回転ローラ８２を支軸９０に対して回転可能に設けてもよい。
【００４８】
この実施の形態では回転ローラ８２の加圧外周面９１は、帯状の樹脂板Ａの側面Ａ１を平滑にするために、平坦な形状となっている。しかし加圧外周面９１は、帯状の樹脂板Ａの側面Ａ１にグルーブを形成するために凹凸が形成されたものでもよい。また回転ローラ８２については、搬送方向に複数の対の回転ローラ８２を配設するようにしてもよい。その場合搬送方向前方に配設される回転ローラ８２は、熱伝導を良くするために加圧外周面９１を平坦形状にし、搬送方向後方に配設される回転ローラ８２には、凹凸を設けるようにしてもよい。更に搬送方向前方に配設される回転ローラ８２の加熱温度を高くし、搬送方向後方に配設される回転ローラ８２の加熱温度を前方の回転ローラ８２の加熱温度よりも相対的に低くし、帯状の樹脂板Ａを冷却するようにしてもよい。なおこの第三の実施の形態の導光板成形装置８１についても、帯状の樹脂板Ａや被成形用導光板Ｂの姿勢は側面Ａ１が水平方向に設けられたものでもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の導光板成形装置は、被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に当接して被成形用導光板を保持するための保持手段と、被成形用導光板の少なくとも一側面を成形するための側面成形手段とから構成されており、側面成形手段としては、被成形用導光板の側面に対して直接に面当接する加圧部と、その加圧部を加熱する加熱機構と、その加圧部により被成形用導光板の側面に対して略直角方向に加圧する加圧機構とを有しているので、被成形用導光板の側面に対して前記側面成形手段を当接させて加圧成形することができる。よって従来の装置のように、プリズムシートを購入し別途設けた貼付け装置にその都度セットする必要がなく、被成形用導光板の側面に簡単かつ廉価にパターン成形等の仕上成形が可能となった。
【００５０】
また特に肉厚で側面の面積が大きい導光板においては、従来機械的な手段により磨き成形を行っていたので、時間がかかるとともに、粉塵等により作業場の環境に問題があったが、本発明により精度よく簡単かつ粉塵等を発生させずに仕上成形が可能となった。更に射出成形機によって成形された被成形用導光板の側面に残るゲート痕を簡単に解消することができるようになったことにより、被成形用導光板の入光面にゲートを設けることが可能となった。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導光板成形装置の全体図である。
【図２】本発明の導光板成形装置の表裏面成形装置の断面図である。
【図３】本発明の導光板成形装置の側面成形装置の断面図である。
【図４】本発明の導光板成形装置の側面成形装置の一部断面平面図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態の導光板成形装置の断面図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態の導光板成形装置の断面図である。
【符号の説明】
１ ……… 導光板成形装置
２ ……… 樹脂原料供給装置
３ ……… 押出成形装置
３ａ …… ホッパ
３ｂ …… バレル
３ｃ …… ダイス
４ ……… 引取装置
５ ……… 切断装置
５ａ …… 切断刃
５ｂ，４２ …… ストッパ板
５ｃ …… 同期駆動装置
６ ……… 移載装置
６ａ …… 搬入側移載機
６ｂ …… 搬出側移載機
７ ……… 表裏面成形装置
７ａ ……… 表裏面成形手段
７ｂ，８ｂ …… 成形位置
８ ……… 側面成形装置
８ａ，７２ …… 側面成形手段
８ｃ …… 保持手段
９ ……… 検査装置
１０ …… 積込装置
１１，６２ …… ベッド
１２，６３ …… 下型
１３ …… タイバー
１４ …… 上盤
１５，４４，７０，７３ …… 加圧用シリンダ
１６，７１ …… ラム
１７，６４ …… 上型
１８，４８ …… 通孔
１９，４６，６５，７５ …… 冷却盤
２０，２５，３７，５４，６６，７７ …… クッション材
２１，４９ …… 加熱板移動用シリンダ
２２，４５，５０，７４ …… ロッド
２３，５１ …… 加熱板
２４，５２ …… 基板部
２６，５３，６８，７９ …… スタンパ
３１ …… ベルトコンベア
３２ａ，３２ｂ …… プーリ
３３ …… 搬送用ベルト
３４ …… 電動機
３５ …… ベース板
３６，８３ …… フレーム
３８ …… 保持板
３９，４３ …… シリンダ
４０ …… 吸引孔
４１ａ，４１ｂ…… 管路
４７，７６ …… ガイド部材
５５ …… バキューム装置
６１，８１ …… 導光板成形装置
６７，７８ …… ゴムヒータ
８２ …… 回転ローラ
８４ …… 保持用ローラ
８５ａ，８５ｂ …… 保持用フレーム
８６，９０ …… 支軸
８７ …… 外周面
８８ …… 取付部
８９ …… バネ
９１ …… 加圧外周面
Ａ ……… 帯状の樹脂板
Ａ１，Ｂ１ …… 側面
Ａ２，Ｂ２ …… 表面（おもて面）
Ａ３，Ｂ３ …… 裏面
Ｂ ……… 被成形用導光板
Ｃ ……… 導光板

Claims (10)

1. 被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に当接し前記被成形用導光板を保持する保持手段と、
   該保持手段に保持された被成形用導光板の少なくとも一側面を成形可能な側面成形手段とからなり、
   該側面成形手段は、
   前記被成形用導光板の前記一側面に対して直接に面当接可能な加圧部と、
   該加圧部を加熱可能な加熱機構と、
   前記加圧部により前記被成形用導光板の前記一側面に対して略直角方向に加圧可能な加圧機構とを有することを特徴とする導光板成形装置。
2. 前記側面成形手段の加圧部は、
   被成形用導光板の前記一側面にパターンを転写可能または平滑面を形成可能なスタンパによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板成形装置。
3. 前記側面成形手段は、
   所定の温度に温度制御される平板状の冷却盤と、
   該冷却盤に平行に設けられ加圧部を有する加熱板と、
   前記加熱板を一成形サイクル中に前記冷却盤に対して当接および離隔可能な加熱板移動機構とが設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光板成形装置。
4. 前記被成形用導光板を保持する保持手段として、または前記保持手段とは別に、
   被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に当接し前記被成形用導光板を成形可能な表裏面成形手段が設けられ、
   該表裏面成形手段は、
   前記被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方にパターンを転写可能または平滑面を形成可能なスタンパによって形成される加圧部と、
   該加圧部を加熱可能な加熱機構と、
   前記加圧部により前記被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に対して略直角方向に加圧可能な加圧機構とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の導光板成形装置。
5. 搬送される被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に当接し前記被成形用導光板を保持する保持手段と、
   該保持手段に保持された被成形用導光板の少なくとも一側面を直接加圧可能な側面加圧用ローラとからなり、
   該側面加圧用ローラは、
   前記被成形用導光板の側面の長手方向に対して略直角方向に設けられた支軸と、
   該支軸の周囲に設けられ前記被成形用導光板の前記一側面に当接および加圧可能な加圧外周面を有する回転ローラと、
   該回転ローラの加圧外周面を加熱可能な加熱機構を有することを特徴とする導光板成形装置。
6. 前記請求項２の導光板成形装置を用い、
   前記被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方を保持するとともに、
   前記被成形用導光板の少なくとも一側面に対してパターンを転写可能または平滑面を形成可能なスタンパを当接させて加熱、加圧し、
   前記被成形用導光板を成形することを特徴とする導光板成形方法。
7. 前記請求項３の導光板成形装置を用い、
   被成形用導光板の表面および裏面のいずれか一方または双方に対してパターンを転写可能または平滑面を形成可能なスタンパを当接させて加熱、加圧すると同時に、または前記スタンパによる加熱、加圧開始前か開始後に前記被成形用導光板の少なくとも一側面を加熱、加圧し、
   前記被成形用導光板を成形することを特徴とする導光板成形方法。
8. 内部に連続回転可能なスクリュが設けられ前方にダイスを有する押出成形装置に樹脂原料を供給し、前記ダイスから連続して同一断面を有する樹脂板を押出成形し、
   該樹脂板を切断して被成形用導光板を得、
   前記被成形用導光板の少なくとも一側面の切断面を請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の導光板成形装置により仕上成形することを特徴とする導光板成形方法。
9. 射出成形機の射出装置に樹脂原料を供給して可塑化計量し、
   前記射出装置からキャビティの一側面に形成されたゲートを介して溶融樹脂をキャビティ内に射出充填し、
   前記溶融樹脂を前記キャビティ内で冷却し、前記ゲート部付近で分離して被成形用導光板を得、
   該被成形用導光板の一側面のゲート痕を請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の導光板成形装置により仕上成形することを特徴とする導光板成形方法。
10. 前記被成形用導光板の前記一側面は導光板の入光面であることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の導光板成形方法。

Images