JP4469713B2 - スタンパ取付装置および熱転写プレス機械 - Google Patents

Description

本発明は、スタンパ取付装置およびこのスタンパ取付装置を備えた熱転写プレス機械に関する。

近年、１次成形された樹脂板に、微細な凹凸面を有するスタンパを加熱してプレスすることにより、スタンパの凹凸パターンを樹脂板表面に転写する熱転写プレス機械が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この熱転写プレス機械では、スタンパを金型に取り付けるために、金型にエア通路が形成されており、スタンパの周辺部をエア通路から吸引することにより、スタンパを金型に吸着させている。
しかしながら、この熱転写プレス機械では、スタンパの周辺部を吸引しているので、中央部を良好に吸引することができず、スタンパが浮き上がってしまい、スタンパの中央部を十分に加熱することができない。したがって、良好な転写性能を得ることができない場合がある。特に、熱転写プレス機械が得意とする大型の材料への熱転写の場合には、スタンパの寸法も大きくなるため、問題はより深刻となる。

このスタンパの浮き上がりの問題を解決する方法として、スタンパ全面を吸引する方法が考えられる。例えば、溶融樹脂を射出して成形品を得る射出成形機においても、微細な凹凸が形成されたスタンパを金型内に配置して射出成形品の表面に凹凸を形成する場合がある。このような射出成形機では、金型においてスタンパが配置される領域に等間隔に貫通孔が形成されており、これらの貫通孔からエアを吸引することによってスタンパを金型に吸着する（例えば特許文献２参照）。

特開２００３−１７０５号公報（第３頁、第１図および第２図） 特開２００４−１３０５１５号公報（第１図および第２図）

しかしながら、この射出成形機においては、金型を加熱または冷却するために金型内部に流体通路が形成されている。したがって、スタンパを吸着するための貫通孔は、これらの流体通路の形成位置を避けて形成しなければならない。つまり反対に、流体通路は、貫通孔の形成位置を避けて形成されなければならないため、十分な数の流体通路を確保できず、金型の加熱、冷却効率が悪くなってしまうという問題がある。このため、金型の加熱または冷却に時間がかかり、成形のサイクルタイムが長くなってしまう。したがって、この構造を熱転写プレス機械に適用したとしても、加熱、冷却効率が悪いため、サイクルタイムを短くすることが大変困難である。

本発明の目的は、スタンパの浮き上がりを良好に防止でき、加熱、冷却効率を良好にできるスタンパ取付装置、およびこのスタンパ取付装置を備えた熱転写プレス機械を提供することにある。

第１の発明は、スタンパの凹凸パターンを基材に転写する熱転写プレス機械に、前記スタンパを取り付けるスタンパ取付装置であって、前記熱転写プレス機械に取り付けられるとともに、内部に温度調整用の流体が流通する流体流路が形成され、前記スタンパを所定温度に調整する温調プレートと、前記温調プレートと前記スタンパとの間に設けられるスタンパホルダとを備え、前記スタンパホルダの前記スタンパが当接される領域には、全体にわたってエア吸引用の複数の貫通孔が略等間隔に形成され、前記温調プレートの前記流体流路が形成される領域の外側には、複数のプレート貫通孔が形成され、前記温調プレートおよび前記スタンパホルダの対向面のうち少なくともいずれか一方の面には、複数の前記貫通孔および複数の前記プレート貫通孔を連通する連通溝が形成されることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記連通溝のうち、前記貫通孔同士を連通する部分は前記スタンパホルダに形成され、前記プレート貫通孔同士を連通する部分は前記温調プレートに形成されることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明のスタンパ取付装置を備えたことを特徴とする。

第１の発明によれば、スタンパホルダに貫通孔が形成され、温調プレートおよびスタンパホルダのうち少なくともいずれか一方に連通路が形成されているので、連通路内のエアを吸引すると、連通路および貫通孔を介してスタンパがスタンパホルダ側に吸引され、スタンパホルダに吸着する。このとき、貫通孔がスタンパが当接される領域全体にわたって形成されているので、スタンパ全面がスタンパホルダに吸着され、スタンパの浮き上がりが防止される。さらに、スタンパホルダは連通路のエアが吸引されることによって温調プレートに吸着される。これにより、温調プレートからの熱がスタンパの中央部にも良好に伝達され、熱転写プレス機械でプレスを行った場合に、スタンパの凹凸パターンが良好に基材に転写される。
また、スタンパホルダに、スタンパの領域全部にわたる貫通孔が形成されているので、温調プレートには例えばスタンパの中央部分に対応する位置に貫通孔を設ける必要がない。したがって、温調プレートの全面を利用してスタンパの温度調整を行うことが可能となるので、スタンパの加熱、冷却効率が良好となる。また、例えば温調プレートの温度調整を流体で行い、温調プレート内部に流体が流通する流体通路を形成する場合にも、流体通路を回避しながら貫通孔を形成する必要がないので、流体通路を多数設けることが可能となり、これによっても加熱、冷却効率が良好となる。

さらに、連通路が連通溝となっているので、例えばエッチングなどの適宜な方法によってスタンパホルダ表面に溝を形成すればよく、連通路を孔で構成する場合に較べて、連通路の形成が簡単となる。また、連通路が、スタンパホルダの温調プレートに対向する面に形成されているので、スタンパに対向する面には連通路が露出しない。したがって、熱転写プレス機械によってスタンパを基材にプレスする際にも、連通溝の形状が基材に転写されるおそれがなく、転写の品質が良好となる。

そして、貫通孔が略等間隔に配置されているので、スタンパの保持性能が安定し、スタンパの吸着が確実となる。また、連通路が複数の貫通孔を連通するので、貫通孔の数に対して連通路の数が少なくてすみ、スタンパホルダおよび／または温調プレートの構成が簡略化し、製造が簡単となる。

また、プレート貫通孔が流体通路の領域外側に形成されているので、温調プレートの温度調整に必要な流体通路の面積や寸法が確保される。またこの場合でも、連通路および貫通孔によってスタンパ全面が吸着されるので、温調プレートの性能を良好に確保しながら、スタンパが確実に取り付けられる。

さらに、温調プレートにプレート連通溝が形成されているので、複数の連通路がプレート連通溝によって連通される。したがって、例えばスタンパの寸法が大きく、スタンパホルダに多数の貫通孔が形成されている場合などでも、連通路を複数形成し、その連通路の端部をプレート連通溝まで伸ばすことによって容易にスタンパ吸引用の通路が確保できる。また、プレート連通溝によって、複数のプレート貫通孔を連通すれば、プレート貫通孔内の空気圧を均一化させることができ、スタンパの吸引力を均一化できる。

第３の発明によれば、熱転写プレス機械が前述のスタンパ取付装置を備えているので、前述のスタンパ取付装置と同様の効果が得られ、スタンパの中央部の浮き上がりが防止され、スタンパが熱転写プレス機械に確実に取り付けられる。したがって、スタンパに熱が良好に伝達されるので、温調が確実となり、凹凸パターンの転写性能が良好となる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかる熱転写プレス機械１の正面図が示されている。本実施形態では、熱転写プレス機械１は、基材に凹凸パターンを熱転写することによって、液晶ディスプレイのバックライトに用いられる導光板を製造するものである。
図１において、熱転写プレス機械１は、ベッド１０上に立設される４本のアプライト１１（図１ではそのうちの２本を図示）と、アプライト１１の上面に設置されるクラウン１２と、クラウン１２の下方に設けられるスライド１３と、スライド１３に対向し、ベッド１０上に配置されるボルスタ１４と、スライド１３の下方に設けられスタンパ２４（２４Ａ）を取り付けるスタンパ取付装置２０（２０Ａ）と、ボルスタ１４上に設けられスタンパ２４（２４Ｂ）を取り付けるスタンパ取付装置２０（２０Ｂ）と、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）とを備えている。
クラウン１２内部には、スライド１３を上下動させるスライド駆動装置が内蔵されており、このスライド駆動装置によってスライド１３が上下動すると、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が近接離間し、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の間に配置される基材（図示せず）がプレスされる。

図２には、熱転写プレス機械１のスタンパ取付装置２０（２０Ａ，２０Ｂ）が示されている。この図２において、スタンパ取付装置２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、スライド１３の下面およびボルスタ１４の上にそれぞれ配置されて一対設けられている。これらのスタンパ取付装置２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、スライド１３の下面またはボルスタ１４の上面に設けられる真空吸引用部材１５，１６と、この真空吸引用部材１６の下面または真空吸引用部材１５の上面に設けられる断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）と、断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）の下面または上面に設けられる温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）と、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の下面または上面に設けられるとともに、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を吸引保持するスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）と、真空吸引用部材１５，１６に接続される図示しない真空装置（エア吸引装置）と、真空吸引用部材１５，１６に設けられ熱転写プレス機械１がプレスを行う際にスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）周辺を真空にするプレス用真空装置２５とを備えている。

真空吸引用部材１５，１６の内部には、エア吸引用の通路１５１，１６１がそれぞれ形成されている。通路１５１，１６１は、真空吸引用部材１５，１６の側面に開口部１５２，１６２を有し、これらの開口部１５２，１６２に真空装置が接続されている。通路１５１，１６１は、真空吸引用部材１５，１６の表面に対して略平行に形成され、断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）が当接される領域の外周部に対応する位置に略矩形状に形成されている。この通路１５１，１６１の途中には、真空吸引用部材１５，１６の厚み方向に沿って複数箇所の通路１５３，１６３が形成されている。これらの通路１５３，１６３は、通路１５１，１６１と真空吸引用部材１５，１６の外側とを連通しており、真空吸引用部材１５，１６において断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）に対向する側の表面に開口している。
断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、所定厚みを有し、真空吸引用部材１５，１６と温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）との間に介装されている。これらの断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）から真空吸引用部材１５，１６への熱の伝達を防止している。断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）には、真空吸引用部材１５，１６の通路１５３，１６３の開口部に対応する位置に、厚み方向に貫通する複数の貫通孔２１１（２１１Ａ，２１１Ｂ）が形成されている。

温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）は、厚み約８ｍｍ〜１０ｍｍの平板状部材であり、その一方の面（上面）が断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）に密着して取り付けられている。温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の内部には、厚み方向略中央に、温調用流体が流通する流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）が形成されている。流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）は、直径約５ｍｍの断面円形状に形成されており、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の表面に対して略平行に形成され、互いに略平行に約７ｍｍのピッチで配置されている。これらの流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）内部に流体を流通させることにより、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）を所定の温度に調整し、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を加熱および／または冷却する。

ここで、流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）は、流体の熱が温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に良好に伝達され、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の加熱および／または冷却が迅速に行われるように流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）の内周面積が大きくなるように設定されることが望ましい。つまり、流体通路２２１（２２１Ａ，２２Ｂ）の径寸法は、できるだけ大きく設定されることが望ましい。ところが一方で、温調プレートは、スライド１３とボルスタ１４との間で加圧されるため、ある程度の強度を確保する必要がある。したがって、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の材料や寸法、および流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）の断面寸法、配列のピッチなどは、これらの条件を勘案して適宜設定されることが望ましい。
なお、流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）に流通させる流体としては、例えばパーフルオロポリエーテルなどのフッ素系不活性液体や水、蒸気などの流体が採用できる。

温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）において、流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）が形成される領域の外側には、断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）の貫通孔２１１（２１１Ａ，２１１Ｂ）に対応する位置にそれぞれプレート貫通孔としての吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）が形成されている。吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）は、直径約５．０ｍｍに形成されている。

温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）のスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）に対向する面には、吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）の開口部分を連通するプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）が形成されている。これらのプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）は、図３に二点鎖線で示すように、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が配置される領域よりも外側の長手方向両側に配置されている。これら二つのプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）により、複数（本実施形態では三つずつ）の吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）が互いに連通している。このようにスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）に近接した位置において複数の吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）が互いに連通しているので、真空装置によってエアを吸引する際に、それぞれの吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）による吸引力がこれらのプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）によって平均化され、均一な吸引力が得られる。なお、プレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）の幅寸法は、本実施形態では、約１．５ｍｍに設定されている。また、プレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）の深さ寸法は、約２ｍｍに設定されている。

ここで、吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）は、流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）が形成される領域の外側に配置されている。つまり、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が取り付けられる領域には、吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）が設けられていないため、流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）をより多く配置できる。したがって、流体の熱を温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に良好に伝達することができ、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の熱伝達効率を向上させることができる。

図３には、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の平面図が示されている。この図３において、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）は、ニッケルで構成された薄板状部材であり、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が配置される領域全体にわたって貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）が形成されている。貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）は、所定間隔を有して縦横に略等間隔に配置されている。本実施形態では、貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）の孔径は、約０．３ｍｍであり、複数の貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）が約１０ｍｍのピッチ（所定間隔）で形成されている。

ここで、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）は、熱伝達率を向上させるために、できるだけ薄く構成されることが望ましい。本実施形態では、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）は、約０．２５ｍｍの厚みに設定されている。また、貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）の孔径は、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の厚み寸法と同等あるいは当該厚み寸法より小さく設定されていることが望ましい。このような寸法に設定すれば、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を基材にプレスした際に、貫通孔２３（２３Ａ，２３Ｂ）の形状が基材に転写されるのを防止できる。
スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の材料は、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）との位置ずれを防止するために、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）とほぼ同じ熱膨張係数の材料を選択することが望ましく、より望ましくは、同一材料で構成されるとよい。本実施形態ではスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）およびスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）は、いずれも同一材料であるニッケルで構成されている。

図４は、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の一部を示す拡大断面図である。また、図５は、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の一部を示す別の拡大断面図である。ここで、図４は、図３のIV-IV断面図であり、図５は、図３のV-V断面図である。これらの図４、図５および前述の図３に示されるように、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）において温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に対向する面には、複数の貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）同士を連通する連通溝（連通路）２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）が形成されている。これらの連通溝２３２は、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の短手方向に沿って直線状に並んだ複数の貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）を連通するものであり、複数の連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）が互いに略平行に配置されている。これらの連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の両端部は、それぞれ温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）のプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）に対応する位置に配置されている。

このような形状の連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）により、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）にスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）を重ねて配置すると、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の両端部がプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）に連通することとなる。したがって、プレート連通溝２２３によって、吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）と複数の連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）とが連通されている。
また、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）が、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）に対向する面ではなく、反対側の温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ９）に対向する面に形成されているので、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の凹凸パターンを基材に転写する際に連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の形状が基材に転写されるのを防止できる。また、複数の貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）を連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）で連通しているので、貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）の形成数に対して、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の形成数を低減できるから、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の製造を簡略化できるとともに、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の強度の低下を防止でき、また基材に連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の形状が転写するのをより効果的に抑制できる。

ここで、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の寸法は、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を基材にプレスしたときに連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の形状が基材に転写されないように設定されればよく、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の深さ寸法および幅寸法は、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の板厚の１／３以下であることが望ましい。本実施形態では、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の寸法は、幅寸法が約０．１ｍｍ、深さ寸法が約０．０５ｍｍに設定されている。なお、このような連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）は、エッチングなどの適宜な方法により形成される。

スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）において、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）に対向する面とは反対側の面（表面）には、微細な凹凸パターンが形成されている。スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）は、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）と同様にニッケルで構成され、厚み寸法は約０．３ｍｍに設定されている。本実施形態では、液晶ディスプレイのバックライト用の導光板を作成するため、凹凸パターンは、プリズムパターンとなっているが、凹凸パターンとしては、これに限らず転写したいパターンに応じて任意に採用でき、例えばドットパターンなどが挙げられる。

プレス用真空装置２５は、真空吸引用部材１５，１６に取り付けられた一対の壁部２５１Ａ，２５１Ｂと、壁部２５１Ａ，２５１Ｂに設けられる真空パッキン２５２Ａ，２５２Ｂと、壁部２５１Ａ，２５１Ｂで囲まれた領域を真空にするための図示しないエア吸引装置とを備えている。壁部２５１Ａ，２５１Ｂは、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）、および断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）の外周を囲うように配置され、互いに近接する方向に突出している。真空パッキン２５２Ａ，２５２Ｂは、壁部２５１Ａと壁部２５１Ｂとが対向する端部に設けられている。

次に、このような構成の熱転写プレス機械１の動作について説明する。
まず、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を熱転写プレス機械１に取り付ける場合には、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の上面または下面にスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）を配置し、その上面または下面にさらにスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を配置して位置決めする。この際、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を吸着する前にスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）およびスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の位置がずれないようにこれらの外周をビスやテープで止めたり、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に保持枠を設けるなどの適宜な保持手段により仮止めするとよい。

真空装置で真空吸引用部材１５，１６の通路１５１，１６１からエアを吸引すると、通路１５１，１６１、通路１５３，１６３、断熱材２１（２１Ａ，２１Ｂ）の貫通孔２１１（２１１Ａ，２１１Ｂ）、吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）、プレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）、連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）、および貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）を介してエアが吸引されるため、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）がスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）に、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）が温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に吸着される。

スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）およびスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に吸着させることによって取り付けるので、例えば従来スタンパを両面テープで貼っていた場合に較べて、脱着が格段に容易となる。従来では、スタンパの取外の際、両面テープを剥がすとスタンパが曲がってしまうので、剥がしたスタンパは使用できなくなるか、一度両面テープでスタンパを貼り付けたら、スタンパの寿命までプレスを行わなければならず、作業工程を柔軟にできないという問題があった。これに対し、本実施形態では、吸着によってスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を取り付けているので、取外の際にスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が損傷するのを防止できる。またスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の交換が簡単なので、多品種少生産にも柔軟に対応できる。

また、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）の貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）がスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の全面に対応する領域に形成されているので、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を全面にわたって均一に吸着できる。したがって、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）がスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）に確実かつ良好に密着するから、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）からスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）への熱伝達効率を良好にでき、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の加熱、冷却効率を良好にできる。そして、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の中央部の浮き上がりを防止できるので、転写品質を向上させることができる。

ここで、従来例えば温調プレートに貫通孔を設けた場合では、貫通孔が形成された領域よりも小さい寸法のスタンパを使用する際には、スタンパの外側に、スタンパが当接されない貫通孔が発生する。この場合には、貫通孔を塞ぐなどの処置が必要となり、作業が繁雑となる。また反対に、貫通孔が形成された領域よりも大きい寸法のスタンパを使用する場合には、スタンパの外周部分に貫通孔が配置されないため、当該外周部分の吸着ができず、スタンパを確実に保持することができない。また、温調プレートに貫通孔を加工する場合、ドリル加工や放電加工で加工を行わなければならず、加工が困難な上に、貫通孔の数によって加工コストが増加する。

これに対して本実施形態のスタンパ取付装置２０（２０Ａ，２０Ｂ）では、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）には流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）の外側に吸引用孔２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）およびプレート連通溝２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）が形成されているのみで、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を吸着する貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）は、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）に形成されている。したがって、異なる寸法のスタンパを使用する場合には、そのスタンパの寸法に応じたスタンパホルダを用意し、スタンパの寸法に応じて貫通孔を形成すればよい。よって、スタンパの交換を簡単に行えるとともに、スタンパの寸法にかかわらず、スタンパ全面を良好に吸着保持できる。したがって、寸法が比較的大きな基材に凹凸パターンを転写する場合でも、良好に対応できるから、転写対象物の大型化を促進できる。
また、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）への貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）や連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の加工はエッチングで容易に行えるため、貫通孔２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）や連通溝２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）の数に加工コストが依存することがない。

温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）に加熱用流体を流通させて温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）を所定温度に加熱する。ここで、所定温度は、基材の熱軟化温度や温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３）、およびスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の熱伝達効率などを勘案して設定され、例えば基材がアクリル樹脂である場合には、熱軟化温度は約９５℃であるため、所定温度は約１２０℃〜１４０℃に設定される。
ここで、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）は、スライド１３が上昇位置にある状態で加熱されるため、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の全面が吸着されてスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）を介して温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）に密着することは、熱伝達効率を向上させる上で重要である。

温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）熱がスタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）およびスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）に伝達されてスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が所定温度に加熱される。ボルスタ１４側のスタンパ２４（２４Ｂ）上に基材が配置されると、スライド駆動装置によってスライド１３が下降し、ボルスタ１４に近接する。すると、壁部２５１Ａ，２５１Ｂも近接し、真空パッキン２５２Ａ，２５２Ｂが接触して、壁部２５１Ａ，２５１Ｂに囲まれた領域が密閉される。この状態で、エア吸引装置により壁部２５１Ａ，２５１Ｂ内部のエアを吸引すると、壁部２５１Ａ，２５１Ｂに囲まれた領域が真空となり、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）周辺も真空となる。

このようにプレス用真空装置２５によってスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）周辺を真空にすることにより、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を基材にプレスした際にスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）と基材との間に空気が巻き込まれるのを防止できる。これにより、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の凹凸パターンを基材に良好に転写でき、転写不良などの不具合の発生を防止できる。
なお、このとき、壁部２５１Ａ，２５１Ｂ内を真空にすることにより、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の吸着力が低減した場合でも、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の外周を適宜な保持手段で保持しているので、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が外れたり位置がずれたりするおそれがない。

次に、スライド１３をさらに下降させて、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）を基材に対して加圧（プレス）する。所定圧力で所定時間保持し、基材の表面のみを溶融させ、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の凹凸パターンを基材の両面に転写する。なお、スタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）が基材に密着したら、プレス用真空装置２５による吸引を停止し、壁部２５１Ａ，２５１Ｂの内部を大気に開放してもよい。

基材の表面が溶融して凹凸パターンが転写されたら、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）の流体通路２２１（２２１Ａ，２２１Ｂ）の内部の流体を冷却用流体に切り替え、温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）を所定温度まで冷却する。ここで、所定温度は、基材の材料や温調プレート２２（２２Ａ，２２Ｂ）、スタンパホルダ２３（２３Ａ，２３Ｂ）、およびスタンパ２４（２４Ａ，２４Ｂ）の熱伝達効率などを勘案して適宜設定され、例えば基材がアクリル樹脂の場合では、約７０℃〜５０℃まで冷却する。
基材の表面が冷却されて樹脂が固化した後、スライド１３を上昇させて加圧を解き、熱転写プレス機械１から凹凸パターンが転写された基材を取り出す。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
スタンパは、ボルスタ上方およびスライド下方の両方に設けられていたが、これに限らず、ボルスタ上上またはスライド下方のいずれかのみに設けられていてもよい。この場合には、熱転写プレス機械は、基材の片面のみに凹凸パターンの転写を行う。

スタンパホルダに形成された貫通孔を連通する連通溝は、スタンパホルダにおいて温調プレートに対向する面に形成されていたが、これに限らず例えば連通溝は、温調プレートにおいてスタンパホルダに対向する面に形成されていてもよい。あるいは、連通溝は、温調プレートおよびスタンパホルダの両方に形成されていてもよい。要するに、連通溝は、温調プレートおよびスタンパホルダのうち少なくともいずれか一方に形成されていればよい。
貫通孔を連通する連通路は、スタンパホルダおよび温調プレートのうち少なくともいずれか一方に形成された連通溝に限らず、例えば貫通孔を連通する連通孔であってもよい。
プレート用連通溝は、スタンパホルダに形成されていてもよい。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、液晶パネルのバックライト用導光板の製造に用いる熱転写プレス機械として利用できる他、例えば燃料電池セルのセパレータや、意匠プレートを製造するための熱転写プレス機械にも利用することができる。

本発明の一実施形態にかかる熱転写プレス機械の全体を示す正面図。 前記実施形態に係るスタンパ取付装置を示す正面図。 前記実施形態に係るスタンパホルダを示す平面図。 前記実施形態に係るスタンパホルダの一部を示す拡大断面図。 前記実施形態に係るスタンパホルダの一部を示す別の拡大断面図。

符号の説明

１…熱転写プレス機械、２２（２２Ａ，２２Ｂ）…温調プレート、２３（２３Ａ，２３Ｂ）…スタンパホルダ、２４（２４Ａ，２４Ｂ）…スタンパ、２２２（２２２Ａ，２２２Ｂ）…吸引用孔（プレート貫通孔）、２２３（２２３Ａ，２２３Ｂ）…プレート連通溝、２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）…貫通孔、２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）…連通溝（連通路）。

Claims (3)

1. スタンパ(24)の凹凸パターンを基材に転写する熱転写プレス機械(1)に、前記スタンパ(24)を取り付けるスタンパ取付装置(20)であって、
   前記熱転写プレス機械(1)に取り付けられるとともに、内部に温度調整用の流体が流通する流体流路(221)が形成され、前記スタンパ(24)を所定温度に調整する温調プレート(22)と、
   前記温調プレート(22)と前記スタンパ(24)との間に設けられるスタンパホルダ(23)とを備え、
   前記スタンパホルダ(23)の前記スタンパ(24)が当接される領域には、全体にわたってエア吸引用の複数の貫通孔(231)が略等間隔に形成され、
   前記温調プレート(22)の前記流体流路(221)が形成される領域の外側には、複数のプレート貫通孔(222)が形成され、
   前記温調プレート(22)および前記スタンパホルダ(23)の対向面のうち少なくともいずれか一方の面には、複数の前記貫通孔(231)および複数の前記プレート貫通孔(222)を連通する連通溝(223,232)が形成される
   ことを特徴とするスタンパ取付装置(20)。
2. 請求項１に記載のスタンパ取付装置(20)において、
   前記連通溝(223,232)のうち、前記貫通孔(231)同士を連通する部分は前記スタンパホルダに形成され、前記プレート貫通孔(222)同士を連通する部分は前記温調プレートに形成される
   ことを特徴とするスタンパ取付装置(20)。
3. 請求項１または請求項２に記載のスタンパ取付装置(20)を備えたことを特徴とする熱転写プレス機械(1)。

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