TW201431667A - 轉印裝置及被成型體 - Google Patents

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Mitsunori Kokubo
Isao Matsuzuki
Takato Baba
Toru Suzuki
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Abstract

轉印裝置(1)係具有：保持體(3)，保持被成型體；第1輥子(5)，為了進行轉印而與保持體(3)協同動作，將所捲繞之模具(M)和保持體(3)所保持的被成型體(W)挾入，且以中心軸(C1)為旋轉中心進行旋轉而移動；以及第2輥子(7)，以從保持體(3)所保持之被成型體(W)分離的方式捲繞有從第1輥子(5)延伸出的模具(M)，且以中心軸(C2)為旋轉中心進行旋轉而與第1輥子(5)一起相對移動。

Description

轉印裝置及被成型體
本發明係有關於進行細微轉印圖案之轉印的轉印裝置及前述藉由轉印形成有細微轉印圖案之被成型體。
近年來，研究開發出以電子束微影術等在石英基板等形成微細或者超細微轉印圖案來製作模具，且將前述模具以既定壓力緊壓在被成型品，而將形成於該模具之轉印圖案加以轉印的奈米壓印技術。
另外，以往已知有如第13圖所示般的轉印裝置301。轉印裝置301，係具備：除振台302、基座(基板保持用夾頭)303、轉印部305、以及模具支撐部307。
基座303係與除振台302一體地設置，將板狀之被成型體309藉由例如真空吸附保持。
轉印部305，係具備：一對的輥子311A、311B、輥子驅動部315、以及紫外線產生裝置317；該一對的輥子311A、311B，以朝與第13圖之紙面正交的方向延伸的中心軸C13a、C13b為旋轉中心，藉由伺服馬達(未圖示) 進行旋轉；該輥子驅動部315，將此一對的輥子311A、311B藉由伺服馬達313在上下方向移動及定位。輥子311B係支撐輥子。
另外，轉印部305(一對的輥子311A、311B及紫外線產生裝置317)係構成為，藉由包含伺服馬達的驅動裝置(未圖示)，相對於除振台302在水平方向(第13圖的左右方向)移動自如及定位自如。
模具支撐部307係將模具323加以支撐。模具323，係形成薄板狀，且具有形成於厚度方向之一方的面(於第13圖，係模具323下側的面)的細微轉印圖案(未圖示)。
模具支撐部307，係具備第1夾頭部319和第2夾頭部321。
第1夾頭部(模具保持體)319，係以從基座303的一端(於第13圖係右端)往側方(於第13圖係右方)離開既定距離的方式設置於除振台302上。第1夾頭部319，係把持模具323的一端(於第13圖係右端)的方式，將模具323加以保持。
第2夾頭部321，係以從基座303的另一端(於第13圖係左端)往側方(於第13圖係左方)離開的方式，設置於除振台302上。第2夾頭部321，係具備：模具保持體325、轉動支撐體327、支柱329、以及支柱支撐體331。
模具保持體325，係以把持模具323的另一端部的方 式保持模具323。轉動支撐體327，係支撐模具保持體325。模具保持體325，係以朝與第13圖之紙面正交的方向延伸的軸C13c為中心，相對於轉動支撐體327轉動。
支柱329，係將轉動支撐體327加以支撐。轉動支撐體327，係藉由伺服馬達(未圖示)，相對於支柱329在上下方向移動，並且進行定位。
支柱329係一體地設置於支柱支撐體331。支柱支撐體331，係藉由伺服馬達(未圖示)，相對於除振台302在水平方向(於第13圖係左右方向)移動且定位。
接著，針對使用轉印裝置301，將模具323的細微轉印圖案轉印至被成型體309的情況進行說明。
首先，於初期狀態下，如第14圖所示般，藉由模具支撐部307支撐模具323。被成型體309係設置於基座303。各輥子311A、311B，係從基座303的右端往右側離開既定距離。
於上述初期狀態中，模具323的左右方向的中間部係捲繞於輥子311A的下部。上下方向之輥子311A的下端和基座303的上面之間的距離，係設定為模具323的厚度和被成型體309的厚度之總和程度。
在上述初期狀態下，模具323，係在輥子311A和第1夾頭部319之間朝水平方向延伸，且在輥子311A和第2夾頭部321之間朝第2夾頭部321往斜上方延伸。
在上述初期狀態下於模具323賦予無鬆弛程度的既定張力。模具323係具有與第14圖(第13圖、第15圖) 之紙面正交的方向之既定寬度。模具323，係處於與基座303上的被成型體309非接觸的狀態。
從上述初期狀態，轉印部305係與各輥子311A、311B及紫外線產生裝置317等一起往第14圖的左側移動。此時，輥子311A係與基座303協同動作，而將被成型體309和模具323挾入進行推壓。另外，紫外線產生裝置317，係對藉由輥子311A推壓的被成型體309的部位照射紫外線，藉此將被成型體309的紫外線硬化樹脂333硬化。其結果，模具323的細微轉印圖案被轉印至被成型體309。
如第15圖所示般，轉印結束時，轉印部305(各輥子311A、311B和紫外線產生裝置317)，係從基座303的左端往左側離開。
轉印部305在從第14圖的位置移動至第15圖的位置為止之期間，模具323的形態變化。配合此變化，轉動支撐體327及支柱支撐體331，係為了防止模具323發生鬆弛，故將模具323的張力維持固定。具體而言，轉動支撐體327相對於支柱329往上下方向移動且被定位。另外，支柱支撐體331相對於除振台302往左右方向移動且定位。
此外，於日本特開2010-280065號公報，以及Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001)192-199中，揭示有與上述以往的技術相關的技術。
以往的轉印裝置301之轉印部305從基座303的右側往左側移動時，為了防止輥子311A和模具323之間的相對地滑動，輥子311A(311B)與轉印部305的移動速度同步進行旋轉。
而且，除了上述同步動作之外，為了防止模具323發生鬆弛，轉動支撐體327係相對於支柱329往上下方向移動及定位，且支柱支撐體331係相對於除振台302往左右方向移動及定位。亦即，有同步動作的對象多，且轉印裝置301的控制動作變得繁雜的問題。
本發明係有鑑於上述問題點所開發完成，其目的在於提供，能夠在將形成在薄片狀之模具的細微轉印圖案轉印於被成型體的轉印裝置，讓控制動作簡單化。
本發明之第1態樣，係一種將形成在薄片狀之模具的細微轉印圖案轉印於被成型體的轉印裝置，其要旨在於，具有：保持體，保持前述被成型體；第1輥子，捲繞有前述模具，於轉印中與前述保持體協同動作而將前述模具和前述保持體所保持的被成型體挾入，且以中心軸為旋轉中心進行旋轉來相對於前述保持體移動；以及第2輥子，以從前述保持體所保持之被成型體分離的方式捲繞有從前述第1輥子延伸出的前述模具，且以中心 軸為旋轉中心進行旋轉而與前述第1輥子一起相對於前述保持體移動。
轉印裝置亦可具有模具捲體設置部和模具捲取部。捲繞於前述各輥子的模具，在前述模具捲體設置部和前述模具捲取部之間，係以既定張力拉伸而從設置於前述模具捲體設置部的模具捲體延伸至前述模具捲取部。
亦可在前述第2輥子形成有小徑部，該小徑部係用來避免與所捲繞之前述模具的細微轉印圖案接觸。
捲繞於前述各輥子且從前述各輥子延伸出的模具，係與前述被成型體之設置有前述被成型體的面平行亦可。
前述轉印裝置亦可進一步具備第3輥子和第4輥子。前述模具亦可捲繞於前述第3輥子和前述第4輥子。前述第3輥子和前述第4輥子亦可藉著與前述第1輥子和前述第2輥子一起移動，將藉由前述轉印而貼附於前述被成型體的模具從前述被成型體剝離。
本發明之第2態樣，係一種使用上述之轉印裝置而形成有細微轉印圖案的被成型體。
依據本發明，能夠提供在將形成在薄片狀之模具的細微轉印圖案轉印於被成型體的轉印裝置中，讓控制動作簡單化。
1、1a‧‧‧轉印裝置
3‧‧‧保持體
5‧‧‧第1輥子
7‧‧‧第2輥子
9‧‧‧設置面
11‧‧‧紫外線產生裝置
13‧‧‧模具捲體設置部
15‧‧‧模具捲取部
17‧‧‧模具捲體
19‧‧‧捲取輥子
23‧‧‧除振台
25‧‧‧升降銷
27‧‧‧支柱
29‧‧‧上側支柱保持體
31‧‧‧移動體
33‧‧‧線性導引軸承
35‧‧‧伺服馬達
37‧‧‧滾珠螺桿
39‧‧‧輥子支撐體
41A~41D‧‧‧導引輥子
43‧‧‧導引輥子
45‧‧‧第3輥子
47‧‧‧第4輥子
49‧‧‧剝離部
301‧‧‧轉印裝置
302‧‧‧除振台
303‧‧‧基座(基板保持用夾頭)
305‧‧‧転写部
307‧‧‧模具支撐部
309‧‧‧被成型體
311A、311B‧‧‧輥子
313‧‧‧伺服馬達
315‧‧‧輥子驅動部
317‧‧‧紫外線產生裝置
319‧‧‧第1夾頭部
321‧‧‧第2夾頭部
323‧‧‧模具
327‧‧‧轉動支撐體
331‧‧‧支柱支撐體
C1~C6‧‧‧中心軸
M‧‧‧模具
M1‧‧‧轉印圖案
M2‧‧‧模具用基材
M3‧‧‧轉印圖案形成體
W‧‧‧被成型體
W2‧‧‧基材(被成型體用基材)
W3‧‧‧被成型物
第1圖係表示本發明的實施方式相關之轉印裝置的概略構造的圖。
第2圖係第1圖之II-II的箭頭視點圖。
第3圖係表示本發明的實施方式相關之轉印裝置的動作的圖。
第4圖係表示本發明的實施方式相關之轉印裝置的動作的圖。
第5圖係表示本發明的實施方式相關之轉印裝置的動作的圖。
第6圖係表示本發明的實施方式相關之轉印裝置的動作的圖。
第7(a)、(b)圖係針對轉印進行說明的圖。
第8圖係表示有關變形例之轉印裝置的概略構造的圖。
第9圖係表示有關變形例之轉印裝置的動作的圖。
第10圖係表示有關變形例之轉印裝置的動作的圖。
第11圖係表示有關變形例之轉印裝置的動作的圖。
第12圖係表示有關變形例之轉印裝置的動作的圖。
第13圖係表示以往的轉印裝置的圖。
第14圖係表示以往的轉印裝置的圖。
第15圖係表示以往的轉印裝置的圖。
本發明的實施方式相關之轉印裝置1，係將形成於薄片狀的模具M的厚度方向之一方的面的細微轉印圖案M1轉印於被成型體W的裝置。如第1圖所示般，轉印裝置1 係具備：保持體3、第1輥子5、以及第2輥子7。
轉印裝置1，係製造形成有細微轉印圖案W1之被成型體W(參照第7(b)圖)。被成型體W，係作為例如導光板、濾光器等的光學元件使用。
以下為了方便說明，將水平並且互相正交的兩個方向設為X軸方向、Y軸方向，且將相對於X軸方向及Y軸方向正交的鉛直方向設為Z軸方向。
轉印圖案M1，係以具有間距或高度例如係可視光線之波長程度的凹凸的方式形成。藉由轉印，模具M之轉印圖案M1被轉印於被成型體W，且與轉印圖案M1相反形態之轉印圖案W1形成於被成型體W(參照第7圖)。
薄片狀的模具M，係由薄片狀的基材(模具用基材)M2和轉印圖案形成體M3構成。上述之轉印圖案M1，係形成於轉印圖案形成體M3。
另外，模具M係具備可撓性。模具M，係即使施加相對於該厚度方向正交的方向的張力，亦幾乎不會彈性變形，大致可視為剛體。另一方面，模具M係可以如紙幣等般在厚度方向捲起變形。換句話說，模具M，係可藉由繞軸的力矩而變形，該軸係朝相對於厚度方向正交的方向延伸。從而，模具M，係能夠以此厚度方向與圓柱狀之輥子5、7的徑方向一致的方式，容易纏繞於輥子5、7的外周。
模具用基材M2，係例如以紫外線可穿透之PET樹脂等的樹脂形成薄片狀(板狀)。
轉印圖案形成體M3係以可透過紫外線的樹脂形成薄膜狀。此樹脂，係例如紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、以及熱可塑性樹脂。轉印圖案形成體M3，係以該厚度方向與模具用基材M2的厚度方向一致的方式，在模具用基材M2之厚度方向的一方之面而一體設於模具用基材M2。
轉印圖案M1，係形成於轉印圖案形成體M3的表面，該轉印圖案形成體M3的表面，係厚度方向的一方之面且與模具用基材M2相接之面相反的面。此外，轉印圖案M1，係藉著將形成於主模(未圖示)之細微轉印圖案(未圖示)轉印而生成。
模具用基材M2係形成為例如長矩形板狀(帶板狀)。模具用基材M2的寬度尺寸(與以往的模具323相同的寬度尺寸；Y軸方向的尺寸)係與模具用基材M2的厚度尺寸相比相當大。模具用基材M2的長度尺寸(X軸方向的尺寸)與模具用基材M2的寬度尺寸相比相當大。
轉印圖案形成體M3亦形成例如矩形板狀。轉印圖案形成體M3，係以寬邊方向與模具用基材M2的寬邊方向一致，且長度方向與模具用基材M2的長度方向一致的方式設於模具用基材M2。
轉印圖案形成體M3，係模具用基材M2的長度方向隔開既定間隔而斷斷續續地複數設置。此外，轉印圖案形成體M3亦可於模具用基材M2的長度方向連續設置。轉印圖案形成體M3的寬度尺寸，係比模具用基材M2的寬 度尺寸更狹窄。
模具用基材M2，係包含該一部分不存在轉印圖案形成體M3的區域。該區域，係往模具用基材M2之長邊方向連續延伸。該區域，係以例如轉印圖案形成體M3的寬度尺寸比模具用基材M2的寬度尺寸更狹窄的方式形成。在這種情況下，在模具M(模具用基材M2)的寬邊方向之模具M的兩端部，形成僅存在有模具用基材M2的端部M4(參照第2圖)。
保持體3係保持被成型體W。
被成型體W係具備基材(被成型體用基材)W2和被成型物W3。
被成型體用基材W2，係例如以PET樹脂等的樹脂形成矩形板狀(薄片狀)。被成型物W3，係以樹脂形成薄膜狀。此樹脂，係例如紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等。
被成型體用基材W2的寬度尺寸，係與模具用基材M2的寬度尺寸相同程度。被成型體用基材W2的長度尺寸，係比一個轉印圖案形成體M3的長度尺寸稍大，該轉印圖案形成體M3係於薄片狀的模具用基材M2斷斷續續地設置。
被成型物W3亦形成矩形板狀。被成型物W3，係以該厚度方向(Z軸方向)與被成型體用基材W2的厚度方向一致的方式，在被成型體用基材W2的厚度方向之一方的面設於被成型體用基材W2。另外，被成型物W3的寬 邊方向(Y軸方向)，係與被成型體用基材W2的寬邊方向一致。被成型物W3，係其長度方向與被成型體用基材的長度方向(X軸方向)一致。被成型物W3的寬度尺寸，係與被成型體用基材W2的寬度尺寸相同程度。被成型物W3的長度尺寸，係與一個轉印圖案形成體M3的長度尺寸相同程度，該轉印圖案形成體M3係於薄片狀的模具用基材M2斷斷續續地設置。
轉印圖案W1，係形成於被成型物W3的表面，該被成型物W3的表面，係厚度方向的一方之面且與被成型體用基材W2相接之面相反的面。
在被成型物W3係紫外線硬化樹脂或熱硬化性樹脂的情況，轉印有轉印圖案M1前的被成型物W3係未硬化，呈液體或流體的狀態。被成型物W3，係進行轉印時硬化且在轉印結束時硬化。
保持體3，係例如形成矩形平板狀。保持體3，係具有用來保持被成型體W的平面(厚度方向之一方的面；上面；被成型體設置面)9。被成型體W的背面，係整個全面與保持體3的設置面9進行面接觸，且例如藉由真空吸附來保持於保持體3。在此，背面意即與設有被成型物W3的面相反側的面。
設置於保持體3的被成型體W，係其寬邊方向和長度方向與保持體3的寬邊方向(Y軸方向)及長度方向(X軸方向)一致。
第1輥子5，係形成圓柱狀且於其圓周面捲繞有模具 M。第1輥子5，係將捲繞之模具M和保持體3所保持的被成型體W，為了上述轉印與保持體3協同動作在Z軸方向挾入。
第1輥子5，係以Y軸方向延伸之中心軸C1為旋轉中心旋轉，且相對於保持體3相對地往X軸方向移動。藉由此移動，將模具M及被成型體W的挾入部位移動。
第2輥子7亦與第1輥子5相同，係形成圓柱狀且於其圓周面捲繞有模具M。第2輥子7，係例如在Z軸方向比第1輥子5更遠離保持體3。模具M，係朝與捲繞於第1輥子5的方向相反方向，捲繞於第2輥子7的圓周面。換句話說，模具M，係從被成型體W側捲繞於第1輥子5，且以從第1輥子5延伸，而從保持體3所保持的被成型體W離開的方式，捲繞於第2輥子7。
第2輥子7，係以與第1輥子的中心軸C1平行的中心軸C2為旋轉中心，與第1輥子5同步旋轉。藉由此旋轉，相對於保持體3而與第1輥子5一起相對地移動。
第1輥子5的外徑和第2輥子7的外徑係大致相等。第1輥子5的長度(寬度)和第2輥子7的長度(寬度)係大致相等。
第1輥子5的寬度(Y軸方向的長度)，係比保持體3所保持的被成型體W的寬度稍大。第1輥子5之軸C1的延伸方向(寬邊方向)，係與保持體3所保持的被成型體W的寬邊方向一致。第1輥子5的寬邊方向的中心，係與保持體3所保持的被成型體W的寬邊方向的中心一 致。
第1輥子5，係在與保持體3之設置面9正交的方向(Z軸方向)移動自如及定位自如地構成。
第1輥子5與保持體3協同動作而將模具M和保持體3所保持的被成型體W挾入時，第1輥子5的中心軸C1和設置面9之間的距離，係與第1輥子5的半徑及模具M的厚度及被成型體W的厚度之總和大致相等或稍微較小。藉此進行上述挾入。
捲繞於第1輥子5的模具M的寬邊方向和第1輥子5的寬邊方向係互相一致。捲繞於第1輥子5之模具M的寬邊方向之中心，與第1輥子5的寬邊方向之中心係互相大致一致。捲繞於第1輥子5的模具M，係約半周捲繞於第1輥子5。
於捲繞於第1輥子5的模具M中，模具用基材M2的背面係面接觸於第1輥子5的外周面。在此，模具用基材M2的背面意即與設有轉印圖案形成體M3的面相反側的面。
模具M，係捲繞於第1輥子5，從第1輥子5和保持體3之間延伸出，且與設置面9平行往保持體3的長度方向(X軸方向)的另一端側延伸出。於模具M從第1輥子5和保持體3之間延伸出的狀態中，模具M係從設置面9離開約被成型體W的厚度程度。
第1輥子5的寬邊方向的中心和第2輥子7的寬邊方向的中心係一致。第2輥子7，係例如將第1輥子5置於 中間而位於與保持體3相反側。然後，從相對於設置面9正交之方向(Z軸方向)觀看時，第1輥子5和第2輥子7係互相重疊。
模具M，係捲繞於第1輥子5，而且朝與捲繞於第1輥子5之方向相反方向約半周捲繞於第2輥子7。從各輥子5、7的中心軸C1、C2的延伸方向觀看時，捲繞於各輥子5、7之模具M的部位，係呈「S」字狀或倒「S」字狀。另外，第1輥子5和第2輥子7將模具M挾入於中間。
第2輥子7的中心軸C2，係始終位於離第1輥子5的中心軸C1固定距離的位置。第2輥子7，係與第1輥子5一起構成為，在與保持體3之設置面9正交的方向(Z軸方向)移動自如且定位自如。
模具M，係從第2輥子7的上部X軸方向的一端側(於第1圖係左方向)延伸出。另外，模具M，係往第1輥子5的下部往X軸方向的另一端側(於第1圖係右方向)延伸出。此等之延伸方向係互相平行。換句話說，從第1輥子5延伸出之模具M的厚度方向，與從第2輥子7延伸出的模具M的厚度方向係互相一致。另外，從第1輥子5延伸出之模具M的長度方向，與從第2輥子7延伸出的模具M的長度方向係互相一致。
從第2輥子7的上部延伸出的模具M和保持體3之間的Z軸方向之距離，係比第1輥子5的直徑和第2輥子7的直徑之總和稍大。
各輥子5、7係構成為，相對於保持體3在被成型體W之長邊方向(X軸方向)相對地移動自如。換句話說，各輥子5、7係於保持體3之長邊方向，在稍微離開保持體3的一端的位置(參照第5圖)，和稍微離開保持體3之長邊方向的另一端的位置(參照第3圖)之間移動。
於第3圖所示之初期狀態中，(i)於保持體3設置有被成型體W；(ii)模具M捲繞於各輥子5、7；(iii)第1輥子5係在相對於設置面9正交之方向(Z軸方向)上，從設置面9離開約被成型體W的厚度和模具M的厚度之總和左右的距離(用來轉印的距離)；(iv)各輥子5、7係位於從保持體3之長邊方向的另一端稍微離開的位置。於此初期狀態中，從第2輥子7延伸出的模具M係位於保持體3正上方，且從第1輥子5延伸出之模具M係離開保持體3。
換句話說，從相對於設置面9正交之方向(Z軸方向)觀看上述初期狀態時，從第2輥子7的上部第3圖的左側延伸出的模具M的部位，係與設置面9重疊，從第1輥子5的下部往右側延伸出的模具M的部位，係從設置面9往右側離開。
從第3圖所示之上述初期狀態，各輥子5、7往保持體3之長邊方向的一端側(第3圖的左側)移動時，以第1輥子5和保持體3挾入的模具M和被成型體W的部位(朝保持體3的寬邊方向延伸之直線狀的部位)進行移動(參照第4圖)。此時，模具M不會相對於各輥子5、7 及被成型體W滑動。另外，第1輥子5及保持體3上的被成型體W，係將模具M置於中間的狀態下，成為轉動對(rolling pair)。
另外，在被成型體W的被成型物W3為紫外線硬化樹脂的情況，於轉印裝置1設有用來將被成型物W3硬化的紫外線產生裝置11。紫外線產生裝置11，係與各輥子5、7一起移動並且定位。紫外線產生裝置11，係對藉由第1輥子5和保持體3挾入的被成型體W和模具M的各部位的附近照射紫外線，使被成型體W的被成型物W3硬化。藉由此硬化，與轉印圖案M1對應的形狀形成於被成型體W。
換句話說，各輥子5、7往X軸方向移動時，在各輥子5、7的後側(保持體3之長邊方向的另一端側)，執行以紫外線產生裝置11進行的紫外線照射。紫外線，係穿透模具M來照射於被成型體W的被成型物W3。藉由此紫外線的照射，將被成型物W3硬化。於第4圖中，被成型物W3係從右向左依序硬化。
各輥子5、7結束往保持體3之長邊方向的一端側移動時(參照第5圖)，被成型物W3硬化，且模具M成為貼附於被成型體W下的狀態。之後，各輥子5、7在X軸方向往相反方向(保持體3之長邊方向的另一端側；右側)移動時，貼附於被成型體W的模具M，係從被成型體W剝離(參照第6圖)。各輥子5、7，係第從6圖所示之位置進一步往右方移動至第3圖所示之位置，從模具 M的被成型體W的剝離結束。
轉印裝置1，係具備模具捲體設置部13和模具捲取部15。於模具捲體設置部13設置有模具捲體17。模具捲體17(roll)，係捲有使用於轉印前(亦即未使用)的模具M。模具捲取部15，係捲取從模具捲體設置部13送出的模具捲體17。亦即，模具捲取部15，係捲取使用完畢的模具M，且作為捲取輥子19回收(collect)。
模具M，係在模具捲體設置部13和模具捲取部15之間，一邊捲繞於各輥子5、7，一邊藉由既定張力而薄片狀(板狀)延伸。
於成為平板狀的薄片狀模具M，在其長邊方向(將模具捲體設置部和模具捲取部互相聯繫例如水平方向；X軸方向等)施加有既定張力。藉由此張力，模具M保持在平板狀形態。此外，雖第2圖~第6圖未圖示，但細微轉印圖案M1係形成於平板狀的薄片狀模具M的下面(參照第1圖)。
如上述般，模具捲體17，係使用於轉印前之輥狀的模具M。模具捲體17，係將薄片狀的模具M於圓柱狀的芯材外周，以此外周的周方向和薄片狀的模具M的長邊方向互相一致的方式圍繞形成圓筒狀或圓柱狀。
模具M，係使用於轉印後以模具捲取部15捲取，形成與模具捲體17相同之輥狀的捲取輥子19。
模具捲體17，係以其中心軸(例如朝水平方向延伸的軸；朝Y軸方向延伸的軸)C3為旋轉中心旋轉。捲取 輥子19亦以其中心軸(朝Y軸方向延伸的軸)C4為旋轉中心旋轉。
如第2圖所示般，第2輥子7具有小徑部21，該小徑部21係用來避免與所捲繞之模具M的細微轉印圖案M1接觸。
小徑部21，係形成於第2輥子7的寬邊方向的中央部，且其直徑係比非小徑部21的部分意即第2輥子7的寬邊方向的兩端部之直徑更小。然後，將模具M捲繞於第2輥子7時，模具M的端部M4與第2輥子7的兩端部接觸。此時，模具M之轉印圖案形成體M3，係位於小徑部21的位置而稍微離開第2輥子7。
如前述般，模具M，係從各輥子5、7與設置有被成型體W的面9平行地延伸出。
針對轉印裝置1進行更詳細說明。
轉印裝置1係具備除振台23。保持體3，係在除振台23的上面與除振台23一體地設置。
於保持體3設有升降銷25。升降銷25係藉由氣壓缸等之致動器(未圖示)朝Z軸方向移動。此致動器，係藉由具備CPU之控制裝置(未圖示)控制。
升降銷25位於下方時，升降銷25係埋入保持體3內。升降銷25位於上方時，升降銷25係從保持體3的設置面9往上方突出。
於除振台23的上方，設有：支柱27、下側支柱保持體(未圖示)、以及上側支柱保持體29。支柱27及下側 支柱保持體及上側支柱保持體29係一體化。此等係構成為，透過線性導引軸承(未圖示)支撐於除振台23，且相對於除振台23往X軸方向移動。
下側支柱保持體(支柱27、上側支柱保持體29)，係藉由以控制裝置(未圖示)控制的伺服馬達等的致動器(未圖示)和滾珠螺桿(未圖示)，相對於除振台23(保持體3)往X軸方向移動且被定位。
於支柱27隔著線性導引軸承33支撐移動體31。移動體31係相對於支柱27往Z軸方向移動。移動體31，係藉由以控制裝置控制之伺服馬達35等的致動器和滾珠螺桿37，相對於支柱27(除振台23、保持體3)往Z軸方向移動且被定位。
於移動體31係一體地設有輥子支撐體39。輥子支撐體39係將各輥子5、7旋轉自如地支撐。藉此，各輥子5、7，係相對於保持體3X軸方向及往Z軸方向移動自如，並且定位自如。
各輥子5、7係藉由伺服馬達等的致動器(未圖示)旋轉。其中，各輥子5、7亦可藉由輥子支撐體39旋轉自如地支撐。在這種情況下，各輥子5、7亦可接受用來旋轉的驅動力。
於輥子支撐體39係一體地設有紫外線產生裝置11。
此外，轉印裝置1，係亦可以用保持體3相對於除振台23的移動及定位，代替下側支柱保持體(支柱27、上側支柱保持體29)的移動及定位。或轉印裝置1，係除了 下側支柱保持體(支柱27、上側支柱保持體29)的移動及定位之外，亦可將保持體3相對於除振台23移動並且定位。
模具捲體設置部13及模具捲取部15，係設於除振台23。導引輥子41A~41D，係設於模具捲體設置部13和第2輥子7之間。模具M，係捲繞於導引輥子41A~41D。此外，導引輥子41B係往Z軸方向移動且被定位的張力輥子(dancer roller)。另外，導引輥子41C、41D，係讓模具M在導引輥子41C、41D和第2輥子7之間水平展開。例如，導引輥子41C、41D，係對應於第2輥子7之Z軸方向的移動及定位，在Z軸方向移動自如，並且定位自如。
於第1輥子5和模具捲取部15之間，設有導引輥子43。導引輥子43，係構成為往Z軸方向移動自如，並且定位自如。導引輥子43，係讓模具M在第1輥子5和導引輥子43之間水平展開。
接著，針對轉印裝置1的動作進行說明。
首先，於第3圖所示之位置配置有各輥子5、7。升降銷25處於上昇後的狀態。被成型體W係載置於上昇後之升降銷25。
接下來，藉由控制裝置的控制，升降銷25下降。保持體3係保持被成型體W。
接下來，各輥子5、7往保持體3之長邊方向的一端側(第3圖的左側)移動。藉由此移動，以第1輥子5和 保持體3挾入的模具M和被成型體W的部位，從第3圖的右側向左側移動(參照第4圖)。
紫外線產生裝置11，係對藉由第1輥子5和保持體3挾入的被成型體W和模具M的各部位的附近照射紫外線，使被成型體W的被成型物W3硬化。
之後，各輥子5、7結束往保持體3之長邊方向的一端側之移動(第5圖參照)。此時，被成型物W3已經硬化，且模具M處於貼附於被成型體W的狀態。由此狀態下，各輥子5、7係往相反方向移動，且將貼附於被成型體W的模具M從被成型體W剝離(參照第6圖)。接下來，升降銷25上昇，且搬出被成型體W。
依據本實施方式之轉印裝置1，於轉印時只要使各輥子5、7的移動和旋轉同步即可。另外，在輥子5、7可互相獨立並且自由地旋轉的情況，亦不須要使各輥子5、7的旋轉同步。從而，能夠不須要如以往般繁雜的同步控制，且將轉印裝置1的控制動作簡單化。
另外，依據轉印裝置1，由於具備模具捲體設置部13和模具捲取部15，因此模具M的交換能夠正確並且容易地進行。
模具M之耐久性低。因此，模具M必須於每一次之轉印，或每數次之轉印進行交換。第13圖所示之被成型體309的大小，係長度尺寸(第13圖的左右方向的尺寸)，或寬度尺寸(與第13圖之紙面正交的方向的尺寸)大多成為1m(1000mm)~1.5m左右的情況。模具 323亦配合被成型體309的大小而同樣地變大。
另外，於第13圖所示之轉印裝置301中，模具323係於每一次之轉印或每數次之轉印時，必須從轉印裝置301卸下且設置新的模具323。然而，由於模具323較大，因此其操作不易。另外，不易將模具323高精確度設置在轉印裝置301。例如在轉印裝置301的夾頭部319、321設置模具323時，常有模具323彎曲設置的情形。
相對於此，於本實施方式之轉印裝置1中，設有模具捲體設置部13和模具捲取部15。交換模具M時，模具捲取部15只須捲取既定長度的模具M，且從模具捲體設置部13拉出模具M之新的部分(未使用於轉印的部分)即可。從而，不須要將模具M從轉印裝置1暫時卸下又再次設置的操作，能夠正確並且容易地進行模具M的交換。
另外，於轉印裝置1中，可迅速地交換模具M。從而，能夠將轉印裝置301所須之模具M的交換時間，使用在對被成型體W之轉印，將轉印有效率地進行。
第2輥子7具有小徑部21，該小徑部21係用來避免與所捲繞之模具M的細微轉印圖案M1接觸。從而，能夠藉由模具M的張力來防止細微轉印圖案M1變形。
第1輥子5和第2輥子7，將模具M挾入。從而，能夠將第2輥子7作為第1輥子5的支撐輥子發揮作用。亦即，於轉印時，能夠盡量抑制從被成型體W等所承受之反作用力造成第1輥子5的彎曲發生。
模具M係捲繞於各輥子5、7，且從各輥子5、7與設置面9平行地延伸出。從而，即使為了轉印而移動各輥子5、7，亦幾乎不須進行在模具捲體設置部13和模具捲取部15之間延伸的模具M的長度調整，能夠將轉印裝置1的構造簡單化。
於以往的轉印裝置301中，藉由輥子311A的位置改變，而讓貼合角度變化。在此，貼合角度係指相對於被成型體之模具的傾斜角，換句話說，係第13圖所示之被成型體309，和在輥子311A和第2夾頭部321之間傾斜延伸的模具的交差角度。另一方面，於本實施方式之轉印裝置1中，無論輥子5、7的位置位於何處，皆能固定貼合角度，且進行更均質的轉印。
接著，針對有關變形例之轉印裝置1a進行說明。
如第8圖所示般，有關變形例之轉印裝置1a，係進一步設有用來從被成型體W剝離模具M的第3輥子45和第4輥子47，此點與第1圖所示之轉印裝置1不同。其他的構造，係與第1圖所示之轉印裝置1相同。
轉印裝置1a，係除了第1輥子5和第2輥子7之外，進一步具備以第3輥子45和第4輥子47構成的剝離部49。
模具M係與捲繞於第1輥子5或第2輥子7相同地，捲繞於第3輥子45和第4輥子47。第3輥子45和第4輥子47係與第1輥子5和第2輥子7一起移動。藉由此移動，能夠將藉由轉印而貼附於被成型體W的模具 M，轉印後立即從被成型體W剝離。
模具M係朝長邊方向延伸，以第2輥子7、第1輥子5、第3輥子45、第4輥子47的順序捲繞於各輥子7、5、45、47。
第3輥子45係設於比第1輥子5更靠模具捲取部15側。第3輥子45，係捲取以第1輥子5挾入且附著於被成型體W的模具M。
另外，第3輥子45，係藉由伺服馬達等的致動器(未圖示)，以與第1輥子5的中心軸C1平行的中心軸C5為旋轉中心，與第1輥子5同步旋轉。第3輥子45，係藉著相對於保持體3與第1輥子5一起相對移動來捲取模具M，使模具M從被成型體W離開。其中，第3輥子45係亦可不接受致動器所產生的驅動力。在這種情況下，未捲繞有模具M時，第3輥子45係獨立於第1輥子5並且自由地旋轉。
此外，如果改變觀點，第3輥子45亦與第1輥子5相同地，與保持體3協同動作，將模具M和保持體3所保持的被成型體W挾入。
第4輥子47，例如比第3輥子45更遠離保持體3。
模具M，係捲繞於第3輥子45，且往與第1輥子5相反側從第3輥子45延伸出，之後，朝與捲繞於第3輥子45之方向相反方向捲繞於第4輥子47。意即，模具M，係以從保持體3所保持的被成型體W離開的方式，捲繞於第4輥子47。
第4輥子47，係藉由伺服馬達等的致動器(未圖示)，以與第3輥子45的中心軸C5平行的中心軸C6為旋轉中心，與第3輥子45同步旋轉。第4輥子47和第3輥子45係相對於保持體3相對移動。此外，第4輥子47係亦可不接受致動器所產生的驅動力。在這種情況下，未捲繞有模具M時，第4輥子47係獨立於第3輥子45並且自由地旋轉。
第3輥子45及第4輥子47的各外徑，係與第1輥子5的外徑大致相等。第3輥子45的長度(寬度)和第4輥子47的長度(寬度)，係與第1輥子5的長度(寬度)大致相等。
第1輥子5、第3輥子45及第4輥子47係於此等之寬邊方向(Y軸方向)，以彼此的位置一致的方式配置。
捲繞於第3輥子45的模具M，係與第1輥子5的情況相同地，約半周捲繞於第3輥子45。
於第3輥子45中，模具用基材M2的背面係與第1輥子5的情況相同地，面接觸於第3輥子45的外周面。
第4輥子47，係例如將第3輥子45置於中間而位於與保持體3相反側。然後，從相對於設置面9正交之方向(Z軸方向)觀看時，第3輥子45和第4輥子47係互相重疊。
模具M係捲繞於第3輥子45，從第3輥子45延伸出。而且，模具M，係朝與捲繞於第3輥子45之方向相反方向約半周捲繞於第4輥子47。此外，從第3輥子45 及第4輥子47的中心軸C5、C6的延伸方向觀看時，與第1輥子5或第2輥子7的情況相同地，捲繞於第3輥子45及第4輥子47的模具M的部位，係呈「S」字狀或倒「S」字狀。
第3輥子45的中心軸C5及第4輥子47的中心軸C6，係始終位於離第1輥子5的中心軸C1固定距離的位置。中心軸C5及中心軸C6，係被一體地設置於移動體31的輥子支撐體39所支撐。其結果，第3輥子45及第4輥子47，係與第1輥子5一起在與保持體3之設置面9正交的方向(Z軸方向)上移動定位自如。
模具M，係從第4輥子47的上部往X軸方向的另一端側(於第8圖係右方向)延伸出。另外，模具M，係往第3輥子45的下部往X軸方向的一端側(於第8圖係左方向)延伸出。此等之延伸方向係互相平行。
從第4輥子47延伸出的模具M和保持體3之間的Z軸方向之距離，係與第2輥子7的情況相同地，比第3輥子45的直徑和第4輥子47的直徑之總和稍大。
第3輥子45及第4輥子47，係被一體地設置於移動體31的輥子支撐體39所支撐。從而，第1輥子5、第2輥子7、第3輥子45及第4輥子47，係即使在X軸方向亦相對於保持體3移動自如。此外，第4輥子47亦設有與第2輥子7相同的小徑部21。
接著，針對轉印裝置1a的動作進行說明。
首先，動作的初期狀態，於第9圖所示之位置配置有 各輥子5、7、45、47。升降銷25處於上昇後的狀態。被成型體W係載置於上昇後之升降銷25。
接下來，藉由控制裝置的控制，升降銷25下降。保持體3係保持被成型體W。
接下來，各輥子5、7、45、47往保持體3之長邊方向的一端側(第9圖的左側)移動。藉由此移動，以第1輥子5和保持體3挾入的模具M和被成型體W的部位，從第3圖的左側向右側移動(參照第10圖)。另外，以第3輥子45和保持體3挾入的模具M和被成型體W的部位，亦從第3圖的左側向右側移動(參照第10圖)。
紫外線產生裝置11，係對藉由第1輥子5和保持體3挾入的被成型體W和模具M的各部位的附近照射紫外線，使被成型體W的被成型物W3硬化。被成型物W3硬化後，第3輥子45係將模具M從被成型體W剝離。
之後，各輥子5、7、45、47結束往保持體3之長邊方向的一端側之移動(第11圖參照)。此時，結束對被成型體W之轉印和從被成型體W剝離模具M。接下來，升降銷25上昇(參照第12圖)，且搬出被成型體W。
依據轉印裝置1a，能夠以第3輥子45和第4輥子47將模具M從被成型體W剝離。從而，只要將第1~第4輥子5、7、45、47從保持體3之長邊方向的另一端朝向一端進行一次移動，便可對被成型體W轉印細微轉印圖案和從被成型體W剝離模具M，有效率地進行轉印。
1‧‧‧轉印裝置
3‧‧‧保持體
5‧‧‧第1輥子
7‧‧‧第2輥子
9‧‧‧設置面
11‧‧‧紫外線產生裝置
13‧‧‧模具捲體設置部
15‧‧‧模具捲取部
17‧‧‧模具捲體
19‧‧‧捲取輥子
23‧‧‧除振台
25‧‧‧升降銷
27‧‧‧支柱
29‧‧‧上側支柱保持體
31‧‧‧移動體
33‧‧‧線性導引軸承
35‧‧‧伺服馬達
37‧‧‧滾珠螺桿
39‧‧‧輥子支撐體
41A~41D‧‧‧導引輥子
43‧‧‧導引輥子
C1~C4‧‧‧中心軸
M‧‧‧模具
M1‧‧‧轉印圖案
M2‧‧‧模具用基材
M3‧‧‧轉印圖案形成體
W‧‧‧被成型體
W2‧‧‧基材
W3‧‧‧被成型物

Claims (6)

  1. 一種轉印裝置，將形成在薄片狀之模具的細微轉印圖案轉印於被成型體，其特徵在於，具有：保持體，保持前述被成型體；第1輥子，捲繞有前述模具，於轉印中與前述保持體協同動作而將前述模具和前述保持體所保持的被成型體挾入，且以中心軸為旋轉中心進行旋轉來相對於前述保持體移動；以及第2輥子，以從前述保持體所保持之被成型體分離的方式捲繞有從前述第1輥子延伸出的前述模具，且以中心軸為旋轉中心進行旋轉而與前述第1輥子一起相對於前述保持體移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置，其中，具有模具捲體設置部和模具捲取部，捲繞於前述各輥子的模具，在前述模具捲體設置部和前述模具捲取部之間，係以既定張力拉伸而從設置於前述模具捲體設置部的模具捲體延伸至前述模具捲取部。
  3. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置，其中，前述第2輥子形成有小徑部，該小徑部係用來避免與所捲繞之前述模具的細微轉印圖案接觸。
  4. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置，其中，捲繞於前述各輥子且從前述各輥子延伸出的模具，係與前述被成型體之設置有前述被成型體的面平行。
  5. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置，其中， 進一步具備第3輥子和第4輥子，前述模具係捲繞於前述第3輥子和前述第4輥子，且前述第3輥子和前述第4輥子藉著與前述第1輥子和前述第2輥子一起移動，將藉由前述轉印而貼附於前述被成型體的模具從前述被成型體剝離。
  6. 一種被成型體，其特徵在於，使用如申請專利範圍第1至5項中任一項之轉印裝置而形成有細微轉印圖案。
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