JP5366452B2 - 被成型品の成型方法および成型装置 - Google Patents

Description

本発明は、被成型品の成型方法および成型装置に係り、特に、被成型品をお互いが対向している面で挟み込んで成型するものに関する。

図１１は、従来より行なわれている被成型品Ｗの成型方法の概略を示す図であり、図１１（ａ）は、従来の被成型品Ｗの成型方法に使用される箱状の型１００と被成型品Ｗの正面図であり、図１１（ｂ）は、従来の被成型品Ｗの成型方法に使用される箱状の型１００と被成型品Ｗの側面図である。

従来の成型方法で矩形な板状の被成型品Ｗを成型する場合、透明な部材で構成され分解・組み立て自在な箱状の型（ケース）１００を使用している。まず、型１００を組み立てておいて、この型１００の中に液体状の紫外線硬化樹脂Ｗ１を入れる。この後、型１００に紫外線を照射して樹脂Ｗ１を硬化させる。

続いて、型１００を分解（解体）し、硬化した樹脂Ｗ１を取り出し、この取り出した樹脂Ｗ１の周辺部を、破線Ｌ１に沿ってレーザ加工等により切断して、矩形な板状の被成型品Ｗを得ている。

なお、紫外線硬化樹脂以外に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することもある。また、上記得られた被成型品Ｗは、たとえば、透明であり、厚さｔが、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度に形成されており、画像表示装置の前面のパネルとして使用される。

なお、従来の技術に関連する文献として、たとえば特許文献１、特許文献２を掲げることができる。
特開２００６−２９５０１０ 特開２０００−２８９０１０

ところで、上述した従来の成型方法では、被成型品Ｗを成型する毎に、型１００の分解と組み立てとをしなければならず、被成型品Ｗの成型工程が煩雑であるという問題がある。すなわち、型１００は多数の部材から、ボルトや冶具等を用いて組み立てられているので、型１００を分解し組み立てる作業に多くの時間を要している。さらに、被成型品Ｗの厚さを変えたい場合、型１００の形態を変更しなければならず手間がかかるという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な工程で被成型品を成型することができると共に、被成型品Ｗの厚さを変更することも容易な被成型品の成型方法および被成型品の成型装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、第１の面を備えた第１の部材と、前記第１の面に対向する第２の面を備え前記第１の部材に対して接近・離反する方向で相対的に移動位置決め自在な第２の部材とを用いる被成型品の成型方法において、前記第１の面と前記第２の面とをお互いに面接触させ、前記第１の部材に対する前記第２の部材の姿勢を相対的に調整する姿勢調整工程と、前記第１の面と前記第２の面とを第１の距離だけ離し、成型前の被成型品を前記第１の面に設置する被成型品設置工程と、前記被成型品設置工程で被成型品を設置した後に、前記第１の面と前記第２の面との間の距離が、前記第１の距離よりも小さい第２の距離になるように、前記第１の部材に対して前記第２の部材を相対的に移動位置決めする部材移動位置決め工程と、前記部材移動位置決め工程で移動位置決めした後に、前記被成型品を硬化する被成型品硬化工程とを有する被成型品の成型方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被成型品の成型方法において、前記第１の面、前記第２の面の少なくとも一方の面に、凹部、凸部の少なくともいずれかが形成されている被成型品の成型方法である。

請求項３に記載の発明は、第１の成型用プレートを保持自在な第１の成型用プレート保持体と、前記第１の成型用プレート保持体に保持されている第１の成型用プレートの成型用の面に対して、第２の成型用プレートの成型用の面が対向するように前記第２の成型用プレートを保持自在であり、前記第１の成型用プレート保持体に対して接近・離反する方向で移動自在な第２の成型用プレートを保持体と、前記第２の成型用プレート保持体を駆動して移動位置決めするプレート保持体駆動位置決め手段と、前記第１の成型用プレート保持体に対する前記第２の成型用プレート保持体の位置を測定する測定手段と、前記各成型用プレートの間に設置された被成型品を硬化させる被成型品硬化手段と、前記被成型品硬化手段で硬化したときの被成型品の厚さを入力する被成型品厚さ入力手段と、前記被成型品厚さ入力手段で被成型品の厚さを入力し、前記第１の成型用プレート保持体に保持されている第１の成型用プレートの成型用の面である第１の設置成型面と、前記第２の成型用プレート保持体に保持されている第２の成型用プレートの成型用の面である第２の設置成型面とが離れている状態から、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、各設置成型面がお互いに面接触するまで、前記第２の成型用プレート保持体を前記第１の成型用プレート保持体に近づけ、前記各設置成型面同士が面接触をしたときにおける前記第２の成型用プレート保持体の位置を前記測定手段で測定してこの測定した値を原点とし、この測定後に、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、前記第２の成型用プレート保持体を前記第１の成型用プレート保持体から離れる方向に移動して前記第１の設置成型面と前記第２の設置成型面との間の距離を第１の距離にし、硬化前の被成型品が各成型用プレートの間に設置された後に、前記原点を基準として用い、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、第１の設置成型面と前記第２の設置成型面との間の距離が、前記第１の距離よりも小さい第２の距離であって前記被成型品厚さ入力手段で入力された被成型品の厚さに応じた第２の距離になるように前記第２の成型用プレート保持体を移動位置決めし、この移動位置決め後に、前記被成型品硬化手段で被成型品を硬化させ、この硬化後に、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、前記第２の成型用プレート保持体を前記第１の成型用プレート保持体から離すように制御する制御手段とを有する被成型品の成型装置である。

本発明によれば、簡素な工程で被成型品を成型することができると共に、被成型品の厚さを変更することも容易になるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る被成型品Ｗの成型装置１の概略構成を示す図であり、図２〜図４は、成型装置１の動作を示す図である。

図５は、被成型品Ｗの形態を示す図であり、図５（ａ）は、被成型品Ｗの斜視図であり、図５（ｂ）は、被成型品Ｗの平面図であり、図５（ｃ）は、被成型品Ｗの側面図である。

図６は、成型装置１の動作を示すフローチャートである。

なお、説明の便宜のために、水平な一方向をＸ軸方向とし、水平な他の一方向であってＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、鉛直方向（上下方向）をＺ軸方向とする。

被成型品Ｗの成型装置（以下、「成型装置」という。）１は、板状の被成型品（たとえば、紫外線硬化樹脂Ｗ１）Ｗを挟み込んで成型するときに使用される装置であり、第１の成型用プレート保持体（下側成型用プレート保持体）３と、第２の成型用プレート保持体（上側成型用プレート保持体）５とを備えて構成されている。

下側成型用プレート保持体３は、たとえば、矩形な平板状に形成された第１の成型用プレート（下側成型用プレート；第１の部材）Ｐ１を、この第１の成型用プレートＰ１の厚さ方向の一方の面（下面）を接触させて、真空吸着やボルト等の保持手段（図示せず）を用いて保持自在なように構成されている。

上側成型用プレート保持体５も、下側成型用プレート保持体３と同様にして、第１の成型用プレートＰ１と同様な形状に形成されている第２の成型用プレート（上側成型用プレート；第２の部材）Ｐ２を保持自在なように構成されている。すなわち、上側成型用プレート保持体５は、第２の成型用プレートＰ２を、この第２の成型用プレートＰ２の厚さ方向の一方の面（上面）を接触させて、真空吸着やボルト等の保持手段（図示せず）を用いて保持自在なように構成されている。なお、上側成型用プレートＰ２は、紫外線が透過可能な石英ガラス等の透明体で構成されている。

各成型用プレート保持体３，５が、各成型用プレートＰ１，Ｐ２を保持した状態では、第１の成型用プレートＰ１の成型用の面（上面；被成型品Ｗを挟みこむときに被成型品Ｗが接触する面）Ｐ１Ａに対して、第２の成型用プレートＰ２の成型用の面（下面；被成型品Ｗを挟みこむときに被成型品Ｗが接触する面）Ｐ２Ａが、ほぼ平行な状態で対向している。

上側成型用プレート保持体５は、下側成型用プレート保持体３に対して接近・離反する方向（Ｚ軸方向）で移動自在になっている。すなわち、上側成型用プレート保持体５は、下側成型用プレート保持体３の上方に設けられており、可動体１０に一体的に支持されている。可動体１０は、図示しないリニアガイドベアリングを介してベースフレーム９に支持されている。これにより、上側成型用プレート保持体５がＺ軸方向で移動自在になっている。下側成型用プレート保持体３は、詳しくは後述するジンバル機構７を介してベースフレーム９に支持されている。

なお、すでに理解されるように、上側成型用プレートを保持体５は、上側成型用プレート保持体５に保持されている成型用プレートＰ２の厚さ方向（Ｚ軸方向）で移動自在になっており、設置されている各成型用プレートＰ１，Ｐ２の厚さ方向（Ｚ軸方向）から見ると、設置されている各成型用プレートＰ１，Ｐ２はお互いに重なっている。

また、成型装置１には、上側成型用プレート保持体５（可動体１０）をＺ軸方向で駆動して移動位置決めするプレート保持体駆動位置決め手段１１が設けられている。プレート保持体駆動位置決め手段１１は、たとえば、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）とボールネジを介して、上側成型用プレート保持体５を移動位置決めするように構成されている。

なお、成型装置１では、上側成型用プレートを保持する保持体５が移動位置決めされる構成になっているが、上側成型用プレートを保持体５に代えてもしくは加えて下側成型用プレート保持体３がＺ軸方向で移動位置決めされる構成であってもよい。すなわち、下側成型用プレート保持体３に対して上側成型用プレートを保持する保持体５が相対的に移動位置決めされる構成になっていてもよい。

ジンバル機構７は、上側成型用プレート保持体５に対する下側成型用プレート保持体３の姿勢（Ｘ軸まわりの回動角度、Ｙ軸まわりの回動角度）を調節しこの調節後保持自在になっている機構である。ジンバル機構７には、図示しないクランプ機構が設けられており、このクランプ機構が作動したときには、ベースフレーム９に対して下側成型用プレート保持体３が一体的に支持されて、上側成型用プレート保持体５に対する下側成型用プレート保持体３の姿勢が維持されるようになっている。前記クランプ機構が作動していないときには、ベースフレーム９に対して下側成型用プレート保持体３が回動するようになっている。

さらに説明すると、下側成型用プレート保持体３が球面軸受１３を介してベースフレーム９に支持されていることにより姿勢調整自在になっている。また、球面軸受１３の凸面と凹面との間にたとえば空気圧を供給し、または、球面軸受１３の凸面と凹面とを真空吸着することができるように構成されている。そして空気を供給したときには、下側成型用プレート保持体３が回動し、真空吸着したときには、ベースフレーム９に対して下側成型用プレート保持体３が一体的に支持されるようになっている。なお、ジンバル機構７を、下側成型用プレート保持体３ではなく、上側成型用プレート保持体５側に設けた構成であってもよい。

また、成型装置１には、下側成型用プレート保持体３に対する上側成型用プレート保持体５の位置を測定する測定手段１５と、各成型用プレートＰ１，Ｐ２の間に設置された被成型品Ｗを硬化させる被成型品硬化手段１７とが設けられている。

測定手段１５は、たとえば、リニアエンコーダを用いて、ベースフレーム９に対する上側成型用プレート保持体５の位置を測定するように構成されている。被成型品硬化手段１７は、たとえば、紫外線発生装置１９を用いて、紫外線硬化樹脂Ｗ１で構成されている被成型品Ｗに紫外線を照射し、被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ１）を硬化するように構成されている。なお、紫外線発生装置１９が発した紫外線は、可動体１０や上側成型用プレート保持体５に設けられている貫通孔（図示せず）と、透明体で構成されている上側成型用プレートＰ２とを通って、被成型品Ｗに照射されるようになっている。

また、成型装置１には、各成型用プレート保持体３，５に保持されている各成型用プレートＰ１，Ｐ２で、被成型品Ｗを成型すべく被成型品Ｗを挟み込んだときに、被成型品Ｗおよびこの周辺部を真空状態もしくは減圧状態にするための真空成型室形成手段２１が設けられている。真空成型室形成手段２１は、カバー部材２３と真空ポンプ２５とを備えて構成されており、各成型用プレートＰ１，Ｐ２で被成型品Ｗを挟み込んだときに、カバー部材２３と可動体１０とベースフレーム９とで、各成型用プレート保持体３，５、各成型用プレートＰ１，Ｐ２、被成型品Ｗが内部に入る閉空間（真空形成室）ＳＰ１が形成されるようになっている（図３参照）。そして閉空間ＳＰ１内の空気を真空ポンプ２５で吸引し大気圧よりも低い圧力に減圧するように構成されている。

また、成型装置１には、被成型品硬化手段１７で硬化したときの被成型品Ｗの厚さを入力する被成型品厚さ入力手段２８と、成型装置１の動作を制御する制御装置（制御手段）２９とが設けられている。

成型品厚さ入力手段２８は、たとえば、タッチパネルやキーボードで構成されている入力手段２７で構成されている。制御装置２９は、メモリ３１に予め格納されている動作プログラムに基づいて、プレート保持体駆動位置決め手段１１、測定手段１５、真空成型室形成手段２１、被成型品硬化手段１７等を制御するようになっている。

すなわち、成型装置１は、制御装置２９の制御の下、被成型品厚さ入力手段２８で被成型品Ｗの厚さを入力する。続いて、ジンバル機構７によって、所定の状態から、下側成型用プレート保持体３（下側成型用プレートＰ１）の姿勢を調整し、上側成型用プレート保持体５（上側成型用プレートＰ２）の原点出しをするようになっている。

なお、上記所定の状態とは、ジンバル機構７のクランプ機構が作動していないことによって、上側成型用プレート保持体５に対する下側成型用プレート保持体３の姿勢が変化可能な状態であり、下側成型用プレート保持体３に保持されている下側成型用プレートＰ１の成型用の面である第１の設置成型面Ｐ１Ａと、上側成型用プレート保持体５に保持されている上側成型用プレートＰ２の成型用の面である第２の設置成型面Ｐ２Ａとが離れている状態であり、さらに、各成型用プレートＰ１，Ｐ２に被成型品Ｗが設置されていない状態である。

また、ここで、ジンバル機構７での、下側成型用プレート保持体３の姿勢調整と上側成型用プレート保持体５の原点出しについて詳しく説明する。まず、プレート保持体駆動位置決め手段１１により、各設置成型面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａがお互いに面接触するまで、上側成型用プレート保持体５を下側成型用プレート保持体３に近づけ、ジンバル機構７で各設置成型面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ同士が平行になるように、下側成型用プレート保持体３を上側成型用プレート保持体５に倣わせて、下側成型用プレート保持体３の姿勢を調整し、この調整後にジンバル機構７のクランプ機構で下側成型用プレート保持体３の姿勢を保持する。また、各設置成型面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ同士が面接触をしたときにおける上側成型用プレート保持体５の位置を測定手段１５で測定してこの測定した値を原点とする。

前記原点出しをした後に、プレート保持体駆動位置決め手段１１により、上側成型用プレート保持体５を下側成型用プレート保持体３から離れる方向（上方）に移動して、設置成型面Ｐ１Ａと設置成型面Ｐ２Ａとの間の距離を第１の所定の距離Ｄ１にするようになっている（図２参照）。

続いて、硬化前の被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ１）が各成型用プレートＰ１，Ｐ２の間（設置成型面Ｐ１Ａの上）に設置された後に、真空成型室形成手段２１で真空成型室ＳＰ１を形成すると共に、前記原点を基準として用い、プレート保持体駆動位置決め手段１１により、第１の設置成型面Ｐ１Ａと第２の設置成型面Ｐ２Ａとの間の距離が、第１の距離Ｄ１よりも小さい第２の距離であって、被成型品厚さ入力手段２８で入力された被成型品Ｗの厚さに応じた第２の距離Ｄ２（たとえば、入力された被成型品Ｗの厚さと同じ距離）になるように、上側成型用プレート保持体５を移動位置決めするようになっている（図３参照）。

この移動位置決め後に、被成型品硬化手段１７で（紫外線を照射して）被成型品Ｗ（紫外線硬化樹脂Ｗ１）を硬化させ、この硬化後に、真空成型室形成手段２１によって形成されていた真空成型室ＳＰ１を解除すると共に、プレート保持体駆動位置決め手段１１により、上側成型用プレート保持体５を下側成型用プレート保持体３から離すようになっている（図４参照）。

ここで、成型装置１の動作について説明する。

初期状態として、各成型用プレート保持体３，５が各成型用プレートＰ１，Ｐ２を保持しており、各設置成型面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａの距離が所定の距離だけ離れているものとする（図１参照）。

なお、上記初期状態にあっては、各成型用プレートＰ１，Ｐ２の面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ同士はほぼ平行になっており、Ｚ軸方向から眺めると、各面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａはお互いに重なっている。

上記初期状態において、下側成型用プレート保持体３の姿勢の調整を行う（Ｓ１）。すなわち、各成型用プレート保持体３，５をお互いに近づけて各面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａをお互いに面接触させ、成型用プレートＰ１に対する成型用プレートＰ２の姿勢を相対的に調整し（たとえば、平面Ｐ２Ａに対して平面Ｐ１Ａが平行になるように、下側成型用プレート保持体３におけるＸ軸、Ｙ軸まわりの回動角度を調整し）、この調整した状態をクランプ機構を用いて維持したまま、各成型用プレートＰ１，Ｐ２間の距離が所定の第１の距離Ｄ１になるまで下側成型用プレート保持体３を上側成型用プレート保持体５から離す方向（上方向）に移動する。なお、上記姿勢の調整をするときに、上述したように原点出しも行う。

前記姿勢調整の実行後、面Ｐ１Ａと面Ｐ２Ａとが所定の第１の距離Ｄ１だけ離れているときに、成型前の被成型品Ｗを面Ｐ１Ａの上に設置する（Ｓ３；図２参照）。なお、被成型品Ｗとして紫外線硬化樹脂Ｗ１を採用しているので、成型前の被成型品Ｗは、液体状の紫外線硬化樹脂Ｗ１ということになるが、半硬化状態（仮硬化状態）の紫外線硬化樹脂を成型前の被成型品Ｗとして設置してもよい。ここで、半硬化状態の紫外線硬化樹脂とは、ある程度架橋が進んで粘性流動体になっている紫外線硬化樹脂である。

被成型品Ｗを設置した後に、被成型品Ｗを所定の厚さに成型すべく各平面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａで挟み込んで、各面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ間の距離が、第１の距離Ｄ１よりも小さい第２の所定の距離Ｄ２になるように、成型用プレートＰ１に成型用プレートＰ２を近づけて移動位置決めする（Ｓ５；図３参照）。このように第２の所定の距離Ｄ２に位置決めした場合であっても、各平面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ（被成型品Ｗ）の周辺は外（外気）に通じている。すなわち、被成型品Ｗは密閉された空間内に存在することはなく、各成型用プレートＰ１，Ｐ２の２つの平面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａで挟まれているだけである。

第２の所定の距離Ｄ２を確保した後に、この確保した状態を維持したまま（第２の所定の距離Ｄ２を維持したまま）、紫外線を照射し被成型品Ｗを硬化する（Ｓ７）。

被成型品Ｗを硬化した後、成型用プレートＰ２を成型用プレートＰ１から遠ざけて（図４参照）、被成型品Ｗを各成型用プレートＰ１，Ｐ２から取り外し（Ｓ９）、この取り外しをした後に、被成型品Ｗを所定の形状にすべく、被成型品Ｗの外周を切断する（Ｓ１１）。外周を切断することによって、被成型品Ｗが矩形な平板状等の形状（所望の形状；製品や半製品として使用するために必要な被成型品の形状）になる。

さらに説明すると、各成型用プレートＰ１，Ｐ２から取り外した直後の被成型品Ｗは、図５に示すように周辺部の形状が、たる状等の形態になっている。これを、図５（ｂ）に示すように矩形な切断線Ｌ２のところで切断することにより、矩形な薄い平板状の被成型品（厚さが、たとえば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の被成型品）Ｗを得ることができる。切断は、たとえば、レーザ、シャー、ウォータジェット等を用いてなされる。

なお、図５（ａ）は、各成型用プレートＰ１，Ｐ２から取り外した直後の被成型品Ｗの形状を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、各成型用プレートＰ１，Ｐ２から取り外した直後の被成型品Ｗの形状を示す平面図であり、図５（ｃ）は、各成型用プレートＰ１，Ｐ２から取り外した直後の被成型品Ｗの形状を示す側面図である。

また、上述した成型方法では、平板状の被成型品（前述したように、たとえば、液晶パネル前面の透明カバーとして使用される被成型品）Ｗを成型することにしているが、他の板状等の形状やその他の形状の被成型品を成型するようにしてもよい。たとえば、眼鏡のレンズを成型する場合のように、被成型品の厚さ方向の各面が大きな曲率の非平面であってもよい。この場合、被成型品の厚さは、一定でなく徐々に変化している。

なお、被成型品Ｗを成型する際に、被成型品Ｗに気泡が混入することを防止するために、被成型品Ｗのまわりには、上述したように真空成型室形成手段２１で真空成型室ＳＰ１が形成されるようになっている。そして、真空成型室ＳＰ１は、上側成型用プレート保持体５が下方に移動を開始した直後から、被成型品Ｗの硬化を終了し、上側成型用プレート保持体５が上方に移動を開始した直後まで形成されるようになっている。

ところで、下側成型用プレートＰ１の面Ｐ１Ａ、上側成型用プレートＰ２の面Ｐ２Ａの少なくとも一方に、凹部、凸部の少なくともいずれかが形成されていてもよい。これらの凹部や凸部は、各面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａで被成型品Ｗを挟み込んで硬化させ成型装置１から取り外した後に、たとえば、被成型品Ｗを所望の形状に切断するときの基準となるものであり、前記凹部や凸部が被成型品Ｗに転写されるようになっている。

より詳しく説明すると、図８（成型用プレートの変形例を示す図）に示すように、下側成型用プレートＰ１の面Ｐ１Ａの周辺に、矩形な環状の溝Ｐ１Ｂが設けられていてもよい。

溝Ｐ１Ｂの断面（溝Ｐ１Ｂの延伸方向に垂直な平面による断面）は、たとえば小さな矩形状に形成されている。同様にして、上側成型用プレートＰ２の面Ｐ２Ａの周辺にも、矩形な環状の溝Ｐ２Ｂが設けられている。なお、各平面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａに直交する方向から見ると、各溝Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂはお互いがほぼ重なっている。そして、被成型品Ｗを設置して成型するとき（各平面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａの間の距離を第２の所定の距離Ｄ２にしたとき）に、余剰な樹脂が各溝Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂに流れ込み、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示すような断面形状に被成型品Ｗが形成されるようになっている。このように形成された被成型品Ｗは、この段差（各溝Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂで形成された段差）を基準にして、たとえば、前記段差から離れた二点鎖線Ｌ３のところで切断されるようになっている。

なお、図９（成型用プレートの変形例を示す図）に示すように、各平面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａの周辺に、矩形な環状の溝に換えて、矩形な環状の凸部Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃを設けた構成であってもよい。この場合、各凸部Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃ同士の干渉を避けるために、各凸部Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃの高さの合計寸法は、成型される被成型品Ｗの厚さ寸法よりも小さくなっている。また、矩形な環状の各凸部Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃをこの長手方向で櫛歯状に形成し、第１の部材の凸部と第２の部材の凸部とがお互いに干渉しないように各凸部を設ければ、各凸部の高さの合計寸法が、成型される被成型品の厚さ寸法よりも大きくなっていてもよい。さらに、各成型用プレートＰ１，Ｐ２のうちの一方に溝を設け、他方に凸部を設けた構成であってもよい。

成型装置１によれば、従来のような型１００を用いていないので被成型品Ｗを成型する毎に型１００を分解し組み立てる工程が不要になっており、簡素な工程で被成型品Ｗを成型することができる。また、各成型用プレートＰ１，Ｐ２間の距離を変更することにより、被成型品Ｗの厚さを容易に変更することができる。

また、各成型用プレートＰ１，Ｐ２の凹部や凸部が被成型品Ｗに転写されるようにすれば、この転写された凹部、凸部を、被成型品Ｗのたとえば周辺部を切断するときの基準にすることができ、被成型品Ｗの切断加工を正確にはやく行うことができる。

なお、上記説明では、被成型品として紫外線硬化樹脂を例に掲げて説明したが、紫外線硬化樹脂に換えて、特定の周波数帯域の電磁波を浴びて硬化する材料を採用してもよい。

また、被成型品Ｗとして、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を採用してもよいし、さらに樹脂以外の材料を採用してもよい。

被成型品Ｗとして熱硬化性樹脂を採用した場合は、成型前の被成型品は、液体状の熱硬化性樹脂ということになるが、半硬化状態の熱硬化性樹脂を成型前の被成型品としてもよい。ここで、半硬化状態の紫外線硬化樹脂とは、ある程度架橋が進んで粘性流動体になっている熱硬化性樹脂である。さらに、熱硬化性樹脂を採用した場合は、被成型品硬化手段１７として、ヒータを、たとえば、各成型用プレート保持体３，５に設ければよい。

また、被成型品Ｗとして熱可塑性樹脂を採用した場合は、成型前の被成型品は、板状やペレット状に形成されている熱可塑性樹脂ということになる。このように設置された熱可塑性樹脂は、たとえば、各成型用プレート保持体３，５に設けられているヒータで一旦加熱され粘性流動体になった状態で成型されるものとする。

さらに、成型前の被成型品として、予め加熱されて粘性流動体になっている熱可塑性樹脂を採用してもよい。さらに、成型前の被成型品として、溶剤に溶けている熱可塑性樹脂を採用してもよい。さらに、成型前の被成型品として、半硬化状態の熱可塑性樹脂を採用してもよい。ここで、半硬化状態の熱可塑性樹脂とは、蒸発等で溶剤がある程度なくなり架橋が進んで粘性流動体になっている熱可塑性樹脂である。

熱可塑性樹脂を採用した場合は、被成型品硬化手段１７として、熱可塑性樹脂を冷却して硬化させるための冷却装置や、溶剤をとばすためのヒータを、たとえば、各成型用プレート保持体３，５に設ければよい。

さらに、図７（成型用プレートに微細な転写パターンを設けた場合を示す図）に示すように、各成型用プレートＰ１，Ｐ２の各面Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａの少なくとも一方に、ミクロンサイズもしくはサブミクロンサイズの微細な凹凸で形成される転写パターンＰ２Ｄを形成しておいて、被成型品Ｗを成型するときに微細な転写パターンが被成型品Ｗに転写されるようにしてもよい。このようにして微細なパターンが転写された被成型品Ｗは、たとえば、液晶表示装置のバックライトの導光板として使用される。

また、成型装置１への被成型品Ｗの供給や成型装置１からの被成型品Ｗの取り出しは、人が行うことにしているが、ロボット等で構成される被成型品設置手段を設け、制御装置２９の制御の下、成型前の被成型品Ｗの設置や成型後の被成型品Ｗの取り外しを自動化して行なってもよい。

下側成型用プレートＰ１（下側成型用プレート保持体３）、上側成型用プレートＰ２（上側成型用プレート保持体５）の少なくとも一方に、硬化した被成型品Ｗを各成型用プレートＰ１，Ｐ２から引き離すためのエジェクタピンが設けられていてもよい。

エジェクタピンは、たとえば、硬化した被成型品Ｗの部位のうちで最終的に製品として使用されない部位（たとえば、溝部Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂや凸部Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃ）を押して、被成型品Ｗを各成型用プレートＰ１，Ｐ２から引き離すようになっている。

さらに、各成型用プレートＰ１，Ｐ２の両方にエジェクタピンが設けられている場合にあっては、両方のエジェクタピンが同時に稼動するのではなく、時間的にずらして、稼動するようになっているものとする。

具体的には、被成型品Ｗを硬化させた後、上側成型用プレート保持体５の上方への移動を開始するときに、上側成型用プレートＰ２に設けられているエジェクタピンのみを稼動させる。これにより、硬化した被成型品Ｗが上側成型用プレートＰ２から離れ下側成型用プレートＰ１の面Ｐ１Ａに接触している。この後、下側成型用プレートＰ１に設けられているエジェクタピンを稼動させると、硬化した被成型品Ｗが、下側成型用プレートＰ１から離れる。これにより、硬化した被成型品Ｗの各成型用プレートＰ１，Ｐ２からの取り外しを容易に行うことができる。

さらに、被成型品Ｗが硬化する際の収縮率（変形率）をタッチパネルやキーボード等の入力手段２７を介して制御装置２９に入力し、被成型品Ｗを硬化させるときに、この入力した値に基づいて、第１の設置成型面Ｐ１Ａと第２の設置成型面Ｐ２Ａの間の距離を変えるように、プレート保持体駆動位置決め手段１１を制御してもよい。

たとえば、ある樹脂が半硬化状態から完全に硬化するときに、その長さが９８％（収縮率９８％）になるものとし、硬化した被成型品として０．３ｍｍの厚さのものを成型するものとする。このような場合には、半硬化樹脂を設置した後に、第１の設置成型面Ｐ１Ａと第２の設置成型面Ｐ２Ａとの間の距離を０．３０６ｍｍ（０．３ｍｍ÷０．９８）に設定する。続いて、半硬化樹脂を完全に硬化させるべく紫外線の照射を開始した時に、上側成型用プレート保持体５の移動（下降）を一定のごく遅い速度で開始し、紫外線照射が終了した時、もしくは、紫外線の照射が終了する少し前に、上側成型用プレート保持体５の移動を停止する。そして、この停止したときにおける第１の設置成型面Ｐ１Ａと第２の設置成型面Ｐ２Ａとの間の距離が、０．３ｍｍになっているようにしてもよい。

なお、収縮率が１００％を超える場合には、被成型品Ｗを硬化させるときに、第２の成型用プレート保持体５を第１の成型用プレート保持体３から離れる方向に移動させるものとする。

さらに、制御装置２９に設けられているメモリ３１に、被成型品Ｗの種類と収縮率とを対応させて予め記憶しておき、入力手段２７で収縮率を入力する代わりに、被成型品Ｗの種類を入力し、この入力した被成型品Ｗの種類に対応した収縮率をメモリ３１より呼び出して、被成型品Ｗを硬化させるときに、上述した制御と同様な制御をするようにしてもよい。

また、さらに、たとえば上側成型用プレート保持体５に、各成型用プレート保持体３，５で被成型品Ｗを成型すべく被成型品Ｗを押圧するきの圧力を検出可能な押圧力検出手段（たとえばロードセル）を設け、被成型品Ｗの平面精度（図５（ｃ）における被成型品Ｗの上面と下面の平面精度）として高い精度が要求される場合には、成型用プレートＰ２の押し付け力を、制御装置２９の制御の下一定にして被成型品Ｗの成型を行うようにしてもよい。

また、上記場合（被成型品Ｗの平面精度として高い精度が要求される場合）において、被成型品Ｗの厚さ精度として高精度なものがさらに要求される場合には、適宜の所定の押し付け力で被成型品Ｗを試しに成型し、この試しに成型した被成型品Ｗの厚さを別途測定し（成型装置１に設けた測定装置で自動的に測定してもよい）、この測定した値に基づいて、樹脂Ｗ１の量を調整したり、押し付け力を調整したりして、被成型品Ｗの成型を行うようにしてもよい。

すなわち、試しに成型した被成型品Ｗが目標値よりも厚い場合には、押し付け力を大きくするか、樹脂Ｗ１の量を少なくするかの少なくともいずれかのことを行って次の被成型品Ｗの成型をし、一方、試しに成型した被成型品Ｗが目標値よりも薄い場合には、押し付け力を小さくするか、樹脂Ｗ１の量を多くするかの少なくともいずれかのことを行って次の被成型品Ｗの成型をすればよい。

また、成型装置１では、各成型用プレート保持体３，５で各成型用プレートＰ１，Ｐ２を保持することにしているが、下側成型用プレート保持体３と下側成型用プレートＰ１とを一体化し、上側成型用プレート保持体５と上側成型用プレートＰ２とを一体化した構成であってもよい。

なお、成型装置１は、次に掲げる成型方法を実行するために使用される装置の例である。

すなわち、成型装置１は、第１の面を備えた第１の部材と、前記第１の面に対向する第２の面を備え前記第１の部材に対して接近・離反する方向で相対的に移動位置決め自在な第２の部材とを用いる被成型品の成型方法において、前記第１の面と前記第２の面とが所定の第１の距離だけ離れているときに、成型前の被成型品を前記第１の面に設置する被成型品設置工程と、前記被成型品設置工程で被成型品を設置した後に、前記第１の面と前記第２の面との間の距離が、前記第１の距離よりも小さい第２の所定の距離になるように、前記第１の部材に対して前記第２の部材を相対的に移動位置決めする部材移動位置決め工程と、前記部材移動位置決め工程で移動位置決めした後に、前記被成型品を硬化する被成型品硬化工程とを有する被成型品の成型方法を実行するために使用される装置の例である。

本発明の実施形態に係る被成型品Ｗの成型装置の概略構成を示す図である。 成型装置の動作を示す図である。 成型装置の動作を示す図である。 成型装置の動作を示す図である。 被成型品の形態を示す図である。 成型装置の動作を示すフローチャートである。 成型用プレートに微細な転写パターンを設けた場合を示す図である。 成型用プレートの変形例を示す図である。 成型用プレートの変形例を示す図である。 被成型品の断面形状を示す図である。 従来より行なわれている被成型品Ｗの成型方法の概略を示す図である。

符号の説明

１ 成型装置
３ 下側成型用プレート保持体
５ 上側成型用プレート保持体
１１ プレート保持体駆動位置決め手段
１５ 測定手段
１７ 被成型品硬化手段
２７ 入力手段
２９ 制御装置
Ｐ１ 下側成型用プレート
Ｐ１Ａ 設置成型面
Ｐ２ 上側成型用プレート
Ｐ２Ａ 設置成型面
Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂ 溝
Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃ 凸部
Ｗ 被成型品

Claims (3)

1. 第１の面を備えた第１の部材と、前記第１の面に対向する第２の面を備え前記第１の部材に対して接近・離反する方向で相対的に移動位置決め自在な第２の部材とを用いる被成型品の成型方法において、
   前記第１の面と前記第２の面とをお互いに面接触させ、前記第１の部材に対する前記第２の部材の姿勢を相対的に調整する姿勢調整工程と；
   前記第１の面と前記第２の面とを第１の距離だけ離し、成型前の被成型品を前記第１の面に設置する被成型品設置工程と；
   前記被成型品設置工程で被成型品を設置した後に、前記第１の面と前記第２の面との間の距離が、前記第１の距離よりも小さい第２の距離になるように、前記第１の部材に対して前記第２の部材を相対的に移動位置決めする部材移動位置決め工程と；
   前記部材移動位置決め工程で移動位置決めした後に、前記被成型品を硬化する被成型品硬化工程と；
   を有することを特徴とする被成型品の成型方法。
2. 請求項１に記載の被成型品の成型方法において、
   前記第１の面、前記第２の面の少なくとも一方の面に、凹部、凸部の少なくともいずれかが形成されていることを特徴とする被成型品の成型方法。
3. 第１の成型用プレートを保持自在な第１の成型用プレート保持体と；
   前記第１の成型用プレート保持体に保持されている第１の成型用プレートの成型用の面に対して、第２の成型用プレートの成型用の面が対向するように前記第２の成型用プレートを保持自在であり、前記第１の成型用プレート保持体に対して接近・離反する方向で移動自在な第２の成型用プレートを保持体と；
   前記第２の成型用プレート保持体を駆動して移動位置決めするプレート保持体駆動位置決め手段と；
   前記第１の成型用プレート保持体に対する前記第２の成型用プレート保持体の位置を測定する測定手段と；
   前記各成型用プレートの間に設置された被成型品を硬化させる被成型品硬化手段と；
   前記被成型品硬化手段で硬化したときの被成型品の厚さを入力する被成型品厚さ入力手段と；
   前記被成型品厚さ入力手段で被成型品の厚さを入力し、前記第１の成型用プレート保持体に保持されている第１の成型用プレートの成型用の面である第１の設置成型面と、前記第２の成型用プレート保持体に保持されている第２の成型用プレートの成型用の面である第２の設置成型面とが離れている状態から、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、各設置成型面がお互いに面接触するまで、前記第２の成型用プレート保持体を前記第１の成型用プレート保持体に近づけ、前記各設置成型面同士が面接触をしたときにおける前記第２の成型用プレート保持体の位置を前記測定手段で測定してこの測定した値を原点とし、この測定後に、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、前記第２の成型用プレート保持体を前記第１の成型用プレート保持体から離れる方向に移動して前記第１の設置成型面と前記第２の設置成型面との間の距離を第１の距離にし、硬化前の被成型品が各成型用プレートの間に設置された後に、前記原点を基準として用い、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、第１の設置成型面と前記第２の設置成型面との間の距離が、前記第１の距離よりも小さい第２の距離であって前記被成型品厚さ入力手段で入力された被成型品の厚さに応じた第２の距離になるように前記第２の成型用プレート保持体を移動位置決めし、この移動位置決め後に、前記被成型品硬化手段で被成型品を硬化させ、この硬化後に、前記プレート保持体駆動位置決め手段により、前記第２の成型用プレート保持体を前記第１の成型用プレート保持体から離すように制御する制御手段と；
   を有することを特徴とする被成型品の成型装置。

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