シートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置
【課題】所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材に対して精度よく転写成形を実施することができるシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置を提供する。
【解決手段】内側に熱可塑性樹脂シート材Ｓの保持空間２５，３５を有する上枠部材２０と下枠部材３０とからなり、上枠部材２０と下枠部材３０は合着及び各合接面２１，３１が離間自在とされ、上枠部材２０と下枠部材３０の保持空間２５，３５の外側の各合接面２１，３１には熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面以外の部分を挟持する挟持部２２，３２を有するとともに、挟持部２２，３２以外の保持空間２５，３５の外側には合着した上枠部材２０と下枠部材３０を熱プレス装置に配設する位置決め部２６，３６が形成されている。
【解決手段】内側に熱可塑性樹脂シート材Ｓの保持空間２５，３５を有する上枠部材２０と下枠部材３０とからなり、上枠部材２０と下枠部材３０は合着及び各合接面２１，３１が離間自在とされ、上枠部材２０と下枠部材３０の保持空間２５，３５の外側の各合接面２１，３１には熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面以外の部分を挟持する挟持部２２，３２を有するとともに、挟持部２２，３２以外の保持空間２５，３５の外側には合着した上枠部材２０と下枠部材３０を熱プレス装置に配設する位置決め部２６，３６が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材のシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク基盤等を製造する際には、熱可塑性樹脂シート材に対して熱プレス装置によって加熱及び加圧を行って微細な凹凸パターンを転写する熱転写プレス成形が実施される。この熱転写成形方法としては、例えば、チャンバー内に転写板等の成形面を有する成形部とロール状のシート材を成形部に供給する供給ローラと供給されたシート材をロール状に巻き取る巻取用ローラを収納し、巻取用ローラがシート材を搬送方向に引っ張った状態でチャンバー内を一定の真空状態に保つことにより、シート材を成形部の成形面に対して密着させて熱転写を行う真空成形が好適に用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記熱転写成形方法によれば、成形時においてもシート材の被転写部分に皺や反り、収縮等が発生せず、均一な転写成形を効果的に行うことができる。また、成形後には、巻取用ローラによってシート材が巻き取られるとともに、供給ローラから新たにシート材が供給されて、順次転写成形が実施されるため、連続的に転写成形を行うことができ、作業効率に優れる。
【０００４】
しかしながら、上記の如く、供給ローラからロール状のシート材を供給して巻取用ローラでロール状に巻き取って順次転写成形を行う場合、熱プレス装置の成形部分がチャンバー構造であると、シート材の成形面をチャンバー外まで搬送しなければならず、シート材のロスが多くなるという問題がある。
【０００５】
また、シート材の成形面の皺や反り、収縮等を抑制することは可能であるが、成形時に加えられる熱や圧力等によっては、成形面の被転写部分の周辺部分でよれ等が発生することがある。このように被転写部分の周辺部分でよれ等が発生すると、巻取用ローラによる巻き取りに不具合が生じたり、成形後の被転写部分のトリミングを精度よく行うことが困難になるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、熱可塑性樹脂シート材のロスを低減させるために所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を用い、転写成形に際してその成形面の皺や反り等を抑制すると同時に、成形後の成形面の被転写部分の周辺部分のよれ等も抑制して成形精度を向上させることができるシートホルダーを発明するとともに、そのシートホルダーに効率よくシート材をセットするシートセット方法、並びに、シートホルダーに保持されたシート材に対して均一な転写成形を効果的に実施することができる熱プレス装置を発明するに至った。
【特許文献１】特許第３９７４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材に対して精度よく転写成形を実施することができるシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を保持して熱プレス装置に配設するためのシートホルダーであって、内側に前記熱可塑性樹脂シート材の保持空間を有する上枠部材と下枠部材とからなり、前記上枠部材と下枠部材は合着及び各合接面が離間自在とされ、前記上枠部材と下枠部材の前記保持空間の外側の各合接面には前記熱可塑性樹脂シート材の成形面以外の部分を挟持する挟持部を有するとともに、前記挟持部以外の前記保持空間の外側には合着した上枠部材と下枠部材を前記熱プレス装置に配設する位置決め部が形成されていることを特徴とするシートホルダーに係る。
【０００９】
請求項２の発明は、前記挟持部の挟持面にズレ止め材が配設されている請求項１に記載のシートホルダーに係る。
【００１０】
請求項３の発明は、前記上枠部材と前記下枠部材とを所定位置で合着させる合着部を有する請求項１又は２に記載のシートホルダーに係る。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材をセットするに際して、前記下枠部材内側の保持空間内に収容されかつ該下枠部材の上面と同一高さのシート保持面を有するセットプレートを前記下枠部材に対して配置し、前記下枠部材上面及び前記セットプレートのシート保持面に前記熱可塑性樹脂シート材を配設し、その状態で前記上枠部材を合着してシートホルダーに挟持することを特徴とするシートホルダーのシートセット方法に係る。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材に対して転写成形を行うための熱プレス装置であって、上チャンバーと下チャンバーとからなり、前記上下チャンバーの合着時にその内部が真空吸引手段によって真空状態とされる真空チャンバーと、前記上チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する上側成形面を有する上成形部と、前記下チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する下側成形面と、前記下側成形面の外側に前記シートホルダーの位置決め部と係合可能な係合部とを有し、前記係合部と前記シートホルダーの位置決め部とが係合することによって前記シートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材が前記下側成形面上の所定位置に配設される下成形部とを備えたことを特徴とする熱プレス装置に係る。
【００１３】
請求項６の発明は、前記上側成形面と前記下側成形面のいずれか一方または双方に緩衝部材を介して転写板が配置されている請求項５に記載の熱プレス装置に係る。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明に係るシートホルダーは、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を保持して熱プレス装置に配設するためのシートホルダーであって、内側に前記熱可塑性樹脂シート材の保持空間を有する上枠部材と下枠部材とからなり、前記上枠部材と下枠部材は合着及び各合接面が離間自在とされ、前記上枠部材と下枠部材の前記保持空間の外側の各合接面には前記熱可塑性樹脂シート材の成形面以外の部分を挟持する挟持部を有するとともに、前記挟持部以外の前記保持空間の外側には合着した上枠部材と下枠部材を前記熱プレス装置に配設する位置決め部が形成されているため、熱可塑性樹脂シート材の成形面の皺や反り等を抑制するとともに、成形後の成形面の被転写部分の周辺部分のよれ等も抑制することができ、正確な位置に精度よく転写成形することが可能となる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記挟持部の挟持面にズレ止め材が配設されているため、熱可塑性樹脂シート材の位置ズレを防止するとともにより確実に狭持することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記上枠部材と前記下枠部材とを所定位置で合着させる合着部を有するため、上枠部材と下枠部材とを正確な位置で確実に合着させることができるとともに、上枠部材と下枠部材とが意図せず離間することを防止することができる。
【００１７】
請求項４の発明に係るシートホルダーのシートセット方法は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材をセットするに際して、前記下枠部材内側の保持空間内に収容されかつ該下枠部材の上面と同一高さのシート保持面を有するセットプレートを前記下枠部材に対して配置し、前記下枠部材上面及び前記セットプレートのシート保持面に前記熱可塑性樹脂シート材を配設し、その状態で前記上枠部材を合着してシートホルダーに挟持するため、熱可塑性樹脂シート材を皺や反り、たるみ等がない状態で容易かつ確実にシートホルダーにセットすることが可能となる。
【００１８】
請求項５の発明に係る熱プレス装置は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材に対して転写成形を行うための熱プレス装置であって、上チャンバーと下チャンバーとからなり、前記上下チャンバーの合着時にその内部が真空吸引手段によって真空状態とされる真空チャンバーと、前記上チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する上側成形面を有する上成形部と、前記下チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する下側成形面と、前記下側成形面の外側に前記シートホルダーの位置決め部と係合可能な係合部とを有し、前記係合部と前記シートホルダーの位置決め部とが係合することによって前記シートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材が前記下側成形面上の所定位置に配設される下成形部とを備えたため、前記シートホルダーに保持された熱可塑性樹脂シート材に対して極めて容易かつ正確に転写成形を実施することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５において、前記上側成形面と前記下側成形面のいずれか一方または双方に緩衝部材を介して転写板が配置されているため、作業効率が向上し、経済的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係るシートホルダーの分解斜視図、図２は図１のシートホルダーのシート材保持状態の斜視図、図３は図１のシートホルダーのシートセット方法を表した断面図、図４は熱プレス装置の配置状態を分解して表した概略断面図、図５はシートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の概略断面図、図６は図５のシートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の上面図、図７は成形状態を表す熱プレス装置の概略断面図、図８は成形前のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図、図９は成形時のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図である。
【００２１】
図１，２，６に示す本発明の一実施例に係るシートホルダー１０は、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材Ｓを保持して後述する熱プレス装置１００に配設するためのものであって、内側に熱可塑性樹脂シート材Ｓの保持空間２５，３５を有する上枠部材２０と下枠部材３０とからなる。この上枠部材２０及び下枠部材３０としては、公知のステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミ等が好適に使用され、それぞれ約１．５ｍｍ程度の厚さで形成される。また、熱可塑性樹脂シート材Ｓは、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の公知の材料からなり、硬度または柔軟度は特に限定されるものではなく、厚さ０．０１〜０．２ｍｍの長方形状あるいは正方形状等の適宜の形状に形成されたシートまたはフィルムが好適に使用される。なお、図中の符号Ｓ３は熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面Ｓ１に形成される被転写部分である。
【００２２】
上枠部材２０と下枠部材３０は、合着及び各合接面２１，３１が離間自在とされ、各保持空間２５，３５の外側の各合接面２１，３１には熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２を挟持する挟持部２２，３２を有する。実施例では、熱可塑性樹脂シート材Ｓの長さ方向の両端部分が狭持される。この挟持部２２，３２には、狭持したシート材Ｓの位置ずれを防止するために、挟持面２２Ａ，３２Ａにズレ止め材２３，３３が配設されていることが好ましい。ズレ止め材２３，３３としては、シリコンゴム等の公知の部材が使用される。
【００２３】
また、上枠部材２０と下枠部材３０には、挟持部２２，３２以外の保持空間２５，３５の外側に、合着した上枠部材２０と下枠部材３０を後述する熱プレス装置１００に配設する位置決め部２６，３６が形成されている。実施例の位置決め部２６，３６は、上枠部材２０と下枠部材３０の合着時に連通する貫通穴からなり、保持空間２５，３５を挟んで２箇所に設けられる。
【００２４】
さらに、この上枠部材２０と下枠部材３０は、互いを所定位置で合着させる合着部２７，３７を有している。合着部２７，３７は狭持部２２，３２及び位置決め部２６，３６以外の保持空間２５，３５の外側にそれぞれ形成される。実施例では、上枠部材２０の合着部２７を貫通穴とするとともに、下枠部材３０の合着部３７を貫通穴である合着部２７に嵌合可能な突部とし、それぞれ保持空間２５，３５を挟んで２箇所に設けられている。
【００２５】
このシートホルダー１０にあっては、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材Ｓを保持して転写成形を実施可能とするものであるから、従来のようにロール状のシート材を供給して転写成形を実施するものに比してシート材のロスを大幅に低減させることができ、経済的に有利となる。しかも、所定大にカットされたシート材Ｓの成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２を挟持して保持するように構成されているため、成形面Ｓ１に皺や反り、よれ等が発生することを簡易かつ効果的に抑制することができるとともに、成形後の被転写部分Ｓ３の周辺部分での皺やよれ等も抑制することができる。
【００２６】
ここで、シートホルダー１０に対してシート材Ｓをセットする方法は、図３に示すように、下枠部材３０内側の保持空間３５内に収容されかつ該下枠部材３０の上面３０Ａと略同一高さのシート保持面５１を有するセットプレート５０を前記下枠部材３０に対して配置し、下枠部材３０上面３０Ａ及びセットプレート５０のシート保持面５１に熱可塑性樹脂シート材Ｓを配設し、その状態で上枠部材２０を合着してシートホルダー１０に挟持するように構成される。以下、図３を用いて、シートホルダー１０のシートセット方法について詳述する。なお、セットプレート５０としては、シートホルダー１０と同様に、公知のステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミ等が好適に使用され、図中の符号５２はシートホルダー１０の下枠部材３０の載置部であり、シート保持面５１と載置部５２との高低差は下枠部材３０の厚さと略同一に形成される。
【００２７】
まず、図３（ａ）に示すように、適宜の平坦な場所にセットプレート５０が設置され、次いで、図３（ｂ）に示すように、シートホルダー１０の下枠部材３０を、セットプレート５０のシート保持面５１が保持空間３５内に収容されるように載置部５２上に配置される。その際、シート保持面５１と載置部５２との高低差が下枠部材３０の厚さと略同一であるため、下枠部材３０内側の保持空間３５内に収容されたシート保持面５１が下枠部材３０上面３０Ａと略同一高さに構成される。
【００２８】
ここで、図３（ｃ）に示すように、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材Ｓが略同一高さに構成された下枠部材３０上面３０Ａ及びセットプレート５０のシート保持面５１に配設される。その際、シート材Ｓの長さ方向の両端部近傍である成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２が下枠部材３０の狭持面３２Ａに配設されたズレ止め材３３によって保持され、さらに、成形面Ｓ１部分がシート保持面５１によって下面側から支持される。そのため、シート材Ｓに皺や反り、たるみ等が生じない。
【００２９】
そして、図３（ｄ）に示すように、下枠部材３０上面３０Ａ及びシート保持面５１上にシート材Ｓが配設された状態の下枠部材３０に対して上枠部材２０を合着させることにより、上枠部材２０の狭持面２２Ａに配設されたズレ止め材２３と下枠部材３０の狭持面３２Ａに配設されたズレ止め材３３によってシート材Ｓの成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２が狭持される。これにより、シート材Ｓに皺や反り、たるみ等ない状態で、容易かつ確実に保持することができる。なお、上枠部材２０と下枠部材３０とを合着させる際には、各合着部２７，３７によって、正確な位置で確実に合着させることができるとともに、上枠部材２０と下枠部材３０とが意図せず離間することを防止することができる。また、図示しないが、セットプレート５０の載置部５２の外縁をシートホルダー１０の外縁よりも小さくすれば、シート材Ｓの配設後のシートホルダー１０をセットプレート５０から容易に取り出すことが可能となる。
【００３０】
次に、熱プレス装置１００について説明する。図４〜図９に示すように、熱プレス装置１００は、シートホルダー１０に保持された熱可塑性樹脂シート材Ｓに対して転写成形を行うためのものであって、真空チャンバー１１０と、上成形部１２０と、下成形部１３０とを備える。図示の例では、熱可塑性樹脂シート材Ｓの上面及び下面の両面に対して転写成形を行うものとする。図６において、符号１０５は図示しない公知の真空ポンプ等からなる真空吸引手段の配管である。
【００３１】
真空チャンバー１１０は、上チャンバー１１１と下チャンバー１１６とからなり、上下チャンバー１１１，１１６の合着時にその内部が真空吸引手段（図示せず）によって真空状態とされる。実施例では、上チャンバー１１１が下チャンバー１１６に対して、図示しないシリンダー装置等の適宜の駆動手段により進退自在に構成される。符号１１２は上チャンバー１１１の側壁、１１７は図示しない弾性部材によって常時上側に付勢された下チャンバー１１６の側壁である。
【００３２】
上成形部１２０は、上チャンバー１１１内に設けられ、熱可塑性樹脂シート材Ｓを加熱または冷却する上側成形面１２１を有し、上チャンバー１１１の作動に伴って後述する下チャンバー１１６の下成形部１３０に対して進退されるように構成される。この上側成形面１２１としては、例えば、表面に微細な凹凸が刻設されたメッキを施して転写面とする等、適宜の構成とすることができる。また、図示しないが、上成形部１２０内には、公知の加熱盤、冷却盤、加熱・冷却の両方が可能な盤のいずれかが配置され、成形時にシート材Ｓに対して加熱を行うとともに、成形後または成形途中から冷却を行うことが可能に構成されている。従って、本発明において加熱または冷却とは、加熱のみ、冷却のみ、加熱と冷却の両方の３タイプを指すものである。なお、図中の符号１２６はシートホルダー１０が配設される際にシートホルダー１０の位置決め部２６，３６と連通する位置に形成された上成形部１２０の上側係合部、１２７はロッド部である。
【００３３】
この上成形部１２０では、上側成形面１２１に緩衝部材１２３を介して転写板１２２が配置されていることが好ましい。転写板１２２としては、表面に微細な凹凸パターンを有し、ニッケル等の熱伝導率が高い金属板で構成された厚さ約０．１〜０．７ｍｍ程度の公知のスタンパが好適に用いられる。また、緩衝部材１２３は、シリコンゴム等の公知の耐熱性を有する板状の弾性部材からなり、厚さ約１．５〜４ｍｍ程度に構成される。これにより、上成形面１２１によって異なる凹凸パターンの転写成形を実施する場合であっても、転写面の交換が容易となり、作業効率が向上するとともに、経済的にも有利となる。
【００３４】
下成形部１３０は、下チャンバー１１６内に設けられ、熱可塑性樹脂シート材Ｓを加熱または冷却する下側成形面１３１を有する。この下側成形面１３１は、上側成形面１２１と同様に、表面に微細な凹凸が刻設されたメッキを施して転写面とする等、適宜の構成とすることができる。また、図示しないが、上成形部１２０と同様に、下成形部１３０内には、公知の加熱盤、冷却盤、加熱・冷却の両方が可能な盤のいずれかが配置される。なお、図中の符号１３７はシートホルダー１０を所定位置に配設する際にその下面側から支持する第１支持部、１３７Ａは第１支持部に設けられた貫通穴、１３８は貫通穴１３７Ａに嵌挿され成形時にシート材Ｓが下側成形面１３１の転写面に当接するようにシートホルダー１０を下面側から支持する第２支持部、１３９は第１支持部を常時上側に付勢するバネ等からなる付勢部材である。
【００３５】
この下成形部１２０では、下側成形面１３１に緩衝部材１３３を介して転写板１３２が配置されていることが好ましい。転写板１３２及び緩衝部材１３３としては、上側成形面１２１に配置される転写板１２２及び緩衝部材１２３と同様の材質や厚さ等で構成される。これにより、下成形面１３１によって異なる凹凸パターンの転写成形を実施する場合であっても、転写面の交換が容易となり、作業効率が向上するとともに、経済的にも有利となる。
【００３６】
また特に、下成形部１３０は、下側成形面１３１の外側にシートホルダー１０の位置決め部２６，３６と係合可能な係合部１３６を有し、係合部１３６とシートホルダー１０の位置決め部２６，３６とが係合することによってシートホルダー１０に保持された熱可塑性樹脂シート材Ｓが下側成形面１３１上の所定位置に配設されるように構成される。実施例において、係合部１３６は、貫通穴である位置決め部２６，３６に嵌挿可能な突部であり、シートホルダー１０の位置決め部２６，３６に対応して２箇所に形成されている。この係合部１３６は、成形時に上成形部１２０の上側係合部１２６に係合するように構成される。
【００３７】
ここで、熱プレス装置１００によるシートホルダー１０に保持された熱可塑性樹脂シート材Ｓに対する熱転写成形の一例について説明する。まず、上チャンバー１１１と下チャンバー１１６は互いに離間した状態とされ、シート材Ｓを保持したシートホルダー１０が熱プレス装置１００の下成形部１３０上方に搬送される。
【００３８】
次いで、図５，６，８に示すように、シートホルダー１０のそれぞれ２箇所に形成された各位置決め部２６，２６，３６，３６に対して、下成形部１３０の対応する２箇所に形成された係合部１３６，１３６が嵌挿され、シートホルダー１０は常に熱プレス装置１００の下成形部１３０上の所定位置に正確に配置される。その際、シートホルダー１０は、下面側両端部が第１支持部１３７に支持され、下側成形面１２１の転写板１２２に対してわずかに離間した状態となる。
【００３９】
続いて、図示しない駆動手段により上チャンバー１１１及び上成形部１２０を下チャンバー１１６に対して前進させ、上チャンバー１１１の側壁１１２と下チャンバー１１６の側壁１１７とを合着させて密閉状態とし、図示しない真空吸引手段によって真空チャンバー１１０内部が一定の真空状態とされる。
【００４０】
さらに、駆動手段によって前進方向に加圧して、上チャンバー１１１の側壁１１２が下チャンバー１１６の側壁１１７の付勢力に抗して前記側壁１１７を押し下げ、上チャンバー１１１をさらに前進させる。その際、図７，９に示すように、上成形部１２０のロッド部１２７が、下成形部１３０の第１支持部１３７を上面側から付勢部材１３９の付勢力に抗して押圧する。第１支持部１３７が所定位置まで押し下げられると、シートホルダー１０の下面側両端部が第１支持部１３７に代わって第２支持部１３８によって支持されるとともに、シートホルダー１０に保持されたシート材Ｓの下面側が保持空間３５を介して下成形面１３１の転写板１３２上面に当接される。
【００４１】
そして、上チャンバー１１１がさらに前進することにより、上成形面１２１の転写板１２２が保持空間２５を介してシート材Ｓの上面側に当接され、所定時間あるいは所定温度に達するまで加圧とともに加熱される。その際、熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面Ｓ１に形成される被転写部分Ｓ３は、シートホルダー１０が常に下成形部１３０上の所定位置に正確に配置されることによって、シートホルダー１０に対して常に所定位置とされる。そして、熱可塑性樹脂シート材Ｓがシートホルダー１０によって保持されて成形面Ｓ１に皺や反り、よれ等が発生しない状態とされているため、均一な転写成形を精度よくかつ効果的に行うことができ、特に、被転写部分Ｓ３の周辺部分での皺やよれ等を効果的に抑制することができる。なお、成形終了後または成形途中から、所定時間あるいは所定温度まで冷却が行われ、上チャンバー１１１を後退させてシートホルダー１０を真空チャンバー１１０内から取り出し、次工程に搬送される。
【００４２】
また、上記のように転写成形が行われた熱可塑性樹脂シートＳは、被転写部分Ｓ３がシートホルダー１０に対して常に所定位置とされるため、シートホルダー１０に保持されたまま被転写部分Ｓ３のトリミングを行うことが好ましい。その際、使用されるトリミング装置（図示せず）においても熱プレス装置１００の係合部１３６と同様にシートホルダー１０の位置決め部２６，３６と係合可能な係合部を設けることにより、シートホルダー１０を常に所定位置に配置した状態とすることができる。これにより、シート材Ｓの被転写部分Ｓ３が常にトリミング装置の所定位置に配置され、成形後の被転写部分Ｓ３のトリミングを簡単かつ精度よく行うことができる。特に、熱可塑性樹脂シート材Ｓにより光ディスクまたは光ディスクを構成する一層を成形する場合では、芯ズレを防止することが可能となるため、極めて有効である。
【００４３】
なお、本発明のシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。
【００４４】
実施例では、シートホルダーの上枠部材と下枠部材の合着部として、下枠部材に突部、上枠部材に貫通穴をそれぞれ２箇所に形成して合着可能に構成したが、上枠部材と下枠部材が位置ズレすることなく合着可能であれば、形状や数等は特に限定されるものではない。例えば、上枠部材側を突部、下枠部材側を貫通穴としてもよい。また、特定の形状（例えば、十字型等）の貫通穴と突部とすれば、それぞれ１箇所に形成した場合でも所定位置で正確に合着させることができる。
【００４５】
さらに、実施例では、シートホルダーの上枠部材と下枠部材とを完全に離間させる構成としたが、上枠部材と下枠部材の一端をヒンジ部で連結して離間自在に構成してもよい。
【００４６】
また、シートホルダーの位置決め部を２箇所に形成した貫通穴、熱プレス装置の係合部を同じく２箇所に形成した突部としたが、シートホルダーを熱プレス装置に常時所定位置に配設可能な構成であれば、それぞれの形状や数等は特に限定されるものではなく、シートホルダーの位置決め部を突部、熱プレス装置の係合部を貫通穴とする等、適宜に構成することができる。なお、シートホルダーの位置決め部と熱プレス装置の係合部とを特定の形状（例えば、十字型等）の貫通穴と突部とすれば、それぞれ１箇所に形成した場合でも所定位置で正確に合着させることができる。
【００４７】
実施例の熱プレス装置では、熱可塑性樹脂シート材の両面に対して転写成形を行う構成としたが、シート材の片面（上面または下面）側のみに転写成形を行う構成とすることも可能である。シート材の上面側のみに転写成形を行う場合を例に説明すると、上成形部は、上側成形面を表面に微細な凹凸パターンを形成した転写面とするかあるいは上側成形面に緩衝部材を介して転写板を配置するように構成され、下成形部は、下側成形面を表面に鏡面加工を施した鏡面とするかあるいは下側成形面に鏡面板を配置するように構成される。この場合、転写面側となる上成形部には加熱及び冷却が可能な盤が配置され、鏡面側となる下成形部には冷却盤が配置される。これにより、シート材の上面側のみに対しても、正確な位置に精度よく均一に転写成形することができる。なお、シート材の下面側のみに対して転写成形を行う場合であっても、転写面側を下成形部として同様に構成することが可能であることはいうまでもない。
【００４８】
また、実施例のプレス装置では、上チャンバーを下チャンバーに対して進退可能として、成形時には熱可塑性樹脂シート材の上面側から加圧するように構成したが、これに限定されるものではなく、下チャンバーを上チャンバーに対して進退可能とし、上成形部に対して成形時に下成形部に配設された熱可塑性樹脂シート材を押圧する構成としたり、上チャンバーと下チャンバーを互いに進退可能とし、成形時には熱可塑性樹脂シート材の上下両面側から加圧する構成とすることが可能である。さらに、各チャンバーと各成形部とを個別に作動させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に係るシートホルダーの分解斜視図である。
【図２】図１のシートホルダーのシート材保持状態の斜視図である。
【図３】図１のシートホルダーのシートセット方法を表した断面図である。
【図４】図４の熱プレス装置の配置状態を分解して表した概略断面図である。
【図５】シートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の概略断面図である。
【図６】図５のシートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の上面図である。
【図７】成形状態を表す熱プレス装置の概略断面図である。
【図８】成形前のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図である。
【図９】成形時のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ シートホルダー
２０ 上枠部材
２１ 合着面
２２ 狭持部
２５ 保持空間
２６ 位置決め部
３０ 下枠部材
３１ 合着面
３２ 狭持部
３５ 保持空間
３６ 位置決め部
Ｓ 熱可塑性樹脂シート材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材のシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク基盤等を製造する際には、熱可塑性樹脂シート材に対して熱プレス装置によって加熱及び加圧を行って微細な凹凸パターンを転写する熱転写プレス成形が実施される。この熱転写成形方法としては、例えば、チャンバー内に転写板等の成形面を有する成形部とロール状のシート材を成形部に供給する供給ローラと供給されたシート材をロール状に巻き取る巻取用ローラを収納し、巻取用ローラがシート材を搬送方向に引っ張った状態でチャンバー内を一定の真空状態に保つことにより、シート材を成形部の成形面に対して密着させて熱転写を行う真空成形が好適に用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記熱転写成形方法によれば、成形時においてもシート材の被転写部分に皺や反り、収縮等が発生せず、均一な転写成形を効果的に行うことができる。また、成形後には、巻取用ローラによってシート材が巻き取られるとともに、供給ローラから新たにシート材が供給されて、順次転写成形が実施されるため、連続的に転写成形を行うことができ、作業効率に優れる。
【０００４】
しかしながら、上記の如く、供給ローラからロール状のシート材を供給して巻取用ローラでロール状に巻き取って順次転写成形を行う場合、熱プレス装置の成形部分がチャンバー構造であると、シート材の成形面をチャンバー外まで搬送しなければならず、シート材のロスが多くなるという問題がある。
【０００５】
また、シート材の成形面の皺や反り、収縮等を抑制することは可能であるが、成形時に加えられる熱や圧力等によっては、成形面の被転写部分の周辺部分でよれ等が発生することがある。このように被転写部分の周辺部分でよれ等が発生すると、巻取用ローラによる巻き取りに不具合が生じたり、成形後の被転写部分のトリミングを精度よく行うことが困難になるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、熱可塑性樹脂シート材のロスを低減させるために所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を用い、転写成形に際してその成形面の皺や反り等を抑制すると同時に、成形後の成形面の被転写部分の周辺部分のよれ等も抑制して成形精度を向上させることができるシートホルダーを発明するとともに、そのシートホルダーに効率よくシート材をセットするシートセット方法、並びに、シートホルダーに保持されたシート材に対して均一な転写成形を効果的に実施することができる熱プレス装置を発明するに至った。
【特許文献１】特許第３９７４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材に対して精度よく転写成形を実施することができるシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を保持して熱プレス装置に配設するためのシートホルダーであって、内側に前記熱可塑性樹脂シート材の保持空間を有する上枠部材と下枠部材とからなり、前記上枠部材と下枠部材は合着及び各合接面が離間自在とされ、前記上枠部材と下枠部材の前記保持空間の外側の各合接面には前記熱可塑性樹脂シート材の成形面以外の部分を挟持する挟持部を有するとともに、前記挟持部以外の前記保持空間の外側には合着した上枠部材と下枠部材を前記熱プレス装置に配設する位置決め部が形成されていることを特徴とするシートホルダーに係る。
【０００９】
請求項２の発明は、前記挟持部の挟持面にズレ止め材が配設されている請求項１に記載のシートホルダーに係る。
【００１０】
請求項３の発明は、前記上枠部材と前記下枠部材とを所定位置で合着させる合着部を有する請求項１又は２に記載のシートホルダーに係る。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材をセットするに際して、前記下枠部材内側の保持空間内に収容されかつ該下枠部材の上面と同一高さのシート保持面を有するセットプレートを前記下枠部材に対して配置し、前記下枠部材上面及び前記セットプレートのシート保持面に前記熱可塑性樹脂シート材を配設し、その状態で前記上枠部材を合着してシートホルダーに挟持することを特徴とするシートホルダーのシートセット方法に係る。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材に対して転写成形を行うための熱プレス装置であって、上チャンバーと下チャンバーとからなり、前記上下チャンバーの合着時にその内部が真空吸引手段によって真空状態とされる真空チャンバーと、前記上チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する上側成形面を有する上成形部と、前記下チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する下側成形面と、前記下側成形面の外側に前記シートホルダーの位置決め部と係合可能な係合部とを有し、前記係合部と前記シートホルダーの位置決め部とが係合することによって前記シートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材が前記下側成形面上の所定位置に配設される下成形部とを備えたことを特徴とする熱プレス装置に係る。
【００１３】
請求項６の発明は、前記上側成形面と前記下側成形面のいずれか一方または双方に緩衝部材を介して転写板が配置されている請求項５に記載の熱プレス装置に係る。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明に係るシートホルダーは、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を保持して熱プレス装置に配設するためのシートホルダーであって、内側に前記熱可塑性樹脂シート材の保持空間を有する上枠部材と下枠部材とからなり、前記上枠部材と下枠部材は合着及び各合接面が離間自在とされ、前記上枠部材と下枠部材の前記保持空間の外側の各合接面には前記熱可塑性樹脂シート材の成形面以外の部分を挟持する挟持部を有するとともに、前記挟持部以外の前記保持空間の外側には合着した上枠部材と下枠部材を前記熱プレス装置に配設する位置決め部が形成されているため、熱可塑性樹脂シート材の成形面の皺や反り等を抑制するとともに、成形後の成形面の被転写部分の周辺部分のよれ等も抑制することができ、正確な位置に精度よく転写成形することが可能となる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記挟持部の挟持面にズレ止め材が配設されているため、熱可塑性樹脂シート材の位置ズレを防止するとともにより確実に狭持することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記上枠部材と前記下枠部材とを所定位置で合着させる合着部を有するため、上枠部材と下枠部材とを正確な位置で確実に合着させることができるとともに、上枠部材と下枠部材とが意図せず離間することを防止することができる。
【００１７】
請求項４の発明に係るシートホルダーのシートセット方法は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材をセットするに際して、前記下枠部材内側の保持空間内に収容されかつ該下枠部材の上面と同一高さのシート保持面を有するセットプレートを前記下枠部材に対して配置し、前記下枠部材上面及び前記セットプレートのシート保持面に前記熱可塑性樹脂シート材を配設し、その状態で前記上枠部材を合着してシートホルダーに挟持するため、熱可塑性樹脂シート材を皺や反り、たるみ等がない状態で容易かつ確実にシートホルダーにセットすることが可能となる。
【００１８】
請求項５の発明に係る熱プレス装置は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材に対して転写成形を行うための熱プレス装置であって、上チャンバーと下チャンバーとからなり、前記上下チャンバーの合着時にその内部が真空吸引手段によって真空状態とされる真空チャンバーと、前記上チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する上側成形面を有する上成形部と、前記下チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する下側成形面と、前記下側成形面の外側に前記シートホルダーの位置決め部と係合可能な係合部とを有し、前記係合部と前記シートホルダーの位置決め部とが係合することによって前記シートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材が前記下側成形面上の所定位置に配設される下成形部とを備えたため、前記シートホルダーに保持された熱可塑性樹脂シート材に対して極めて容易かつ正確に転写成形を実施することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５において、前記上側成形面と前記下側成形面のいずれか一方または双方に緩衝部材を介して転写板が配置されているため、作業効率が向上し、経済的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係るシートホルダーの分解斜視図、図２は図１のシートホルダーのシート材保持状態の斜視図、図３は図１のシートホルダーのシートセット方法を表した断面図、図４は熱プレス装置の配置状態を分解して表した概略断面図、図５はシートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の概略断面図、図６は図５のシートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の上面図、図７は成形状態を表す熱プレス装置の概略断面図、図８は成形前のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図、図９は成形時のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図である。
【００２１】
図１，２，６に示す本発明の一実施例に係るシートホルダー１０は、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材Ｓを保持して後述する熱プレス装置１００に配設するためのものであって、内側に熱可塑性樹脂シート材Ｓの保持空間２５，３５を有する上枠部材２０と下枠部材３０とからなる。この上枠部材２０及び下枠部材３０としては、公知のステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミ等が好適に使用され、それぞれ約１．５ｍｍ程度の厚さで形成される。また、熱可塑性樹脂シート材Ｓは、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の公知の材料からなり、硬度または柔軟度は特に限定されるものではなく、厚さ０．０１〜０．２ｍｍの長方形状あるいは正方形状等の適宜の形状に形成されたシートまたはフィルムが好適に使用される。なお、図中の符号Ｓ３は熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面Ｓ１に形成される被転写部分である。
【００２２】
上枠部材２０と下枠部材３０は、合着及び各合接面２１，３１が離間自在とされ、各保持空間２５，３５の外側の各合接面２１，３１には熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２を挟持する挟持部２２，３２を有する。実施例では、熱可塑性樹脂シート材Ｓの長さ方向の両端部分が狭持される。この挟持部２２，３２には、狭持したシート材Ｓの位置ずれを防止するために、挟持面２２Ａ，３２Ａにズレ止め材２３，３３が配設されていることが好ましい。ズレ止め材２３，３３としては、シリコンゴム等の公知の部材が使用される。
【００２３】
また、上枠部材２０と下枠部材３０には、挟持部２２，３２以外の保持空間２５，３５の外側に、合着した上枠部材２０と下枠部材３０を後述する熱プレス装置１００に配設する位置決め部２６，３６が形成されている。実施例の位置決め部２６，３６は、上枠部材２０と下枠部材３０の合着時に連通する貫通穴からなり、保持空間２５，３５を挟んで２箇所に設けられる。
【００２４】
さらに、この上枠部材２０と下枠部材３０は、互いを所定位置で合着させる合着部２７，３７を有している。合着部２７，３７は狭持部２２，３２及び位置決め部２６，３６以外の保持空間２５，３５の外側にそれぞれ形成される。実施例では、上枠部材２０の合着部２７を貫通穴とするとともに、下枠部材３０の合着部３７を貫通穴である合着部２７に嵌合可能な突部とし、それぞれ保持空間２５，３５を挟んで２箇所に設けられている。
【００２５】
このシートホルダー１０にあっては、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材Ｓを保持して転写成形を実施可能とするものであるから、従来のようにロール状のシート材を供給して転写成形を実施するものに比してシート材のロスを大幅に低減させることができ、経済的に有利となる。しかも、所定大にカットされたシート材Ｓの成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２を挟持して保持するように構成されているため、成形面Ｓ１に皺や反り、よれ等が発生することを簡易かつ効果的に抑制することができるとともに、成形後の被転写部分Ｓ３の周辺部分での皺やよれ等も抑制することができる。
【００２６】
ここで、シートホルダー１０に対してシート材Ｓをセットする方法は、図３に示すように、下枠部材３０内側の保持空間３５内に収容されかつ該下枠部材３０の上面３０Ａと略同一高さのシート保持面５１を有するセットプレート５０を前記下枠部材３０に対して配置し、下枠部材３０上面３０Ａ及びセットプレート５０のシート保持面５１に熱可塑性樹脂シート材Ｓを配設し、その状態で上枠部材２０を合着してシートホルダー１０に挟持するように構成される。以下、図３を用いて、シートホルダー１０のシートセット方法について詳述する。なお、セットプレート５０としては、シートホルダー１０と同様に、公知のステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミ等が好適に使用され、図中の符号５２はシートホルダー１０の下枠部材３０の載置部であり、シート保持面５１と載置部５２との高低差は下枠部材３０の厚さと略同一に形成される。
【００２７】
まず、図３（ａ）に示すように、適宜の平坦な場所にセットプレート５０が設置され、次いで、図３（ｂ）に示すように、シートホルダー１０の下枠部材３０を、セットプレート５０のシート保持面５１が保持空間３５内に収容されるように載置部５２上に配置される。その際、シート保持面５１と載置部５２との高低差が下枠部材３０の厚さと略同一であるため、下枠部材３０内側の保持空間３５内に収容されたシート保持面５１が下枠部材３０上面３０Ａと略同一高さに構成される。
【００２８】
ここで、図３（ｃ）に示すように、所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材Ｓが略同一高さに構成された下枠部材３０上面３０Ａ及びセットプレート５０のシート保持面５１に配設される。その際、シート材Ｓの長さ方向の両端部近傍である成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２が下枠部材３０の狭持面３２Ａに配設されたズレ止め材３３によって保持され、さらに、成形面Ｓ１部分がシート保持面５１によって下面側から支持される。そのため、シート材Ｓに皺や反り、たるみ等が生じない。
【００２９】
そして、図３（ｄ）に示すように、下枠部材３０上面３０Ａ及びシート保持面５１上にシート材Ｓが配設された状態の下枠部材３０に対して上枠部材２０を合着させることにより、上枠部材２０の狭持面２２Ａに配設されたズレ止め材２３と下枠部材３０の狭持面３２Ａに配設されたズレ止め材３３によってシート材Ｓの成形面Ｓ１以外の部分Ｓ２が狭持される。これにより、シート材Ｓに皺や反り、たるみ等ない状態で、容易かつ確実に保持することができる。なお、上枠部材２０と下枠部材３０とを合着させる際には、各合着部２７，３７によって、正確な位置で確実に合着させることができるとともに、上枠部材２０と下枠部材３０とが意図せず離間することを防止することができる。また、図示しないが、セットプレート５０の載置部５２の外縁をシートホルダー１０の外縁よりも小さくすれば、シート材Ｓの配設後のシートホルダー１０をセットプレート５０から容易に取り出すことが可能となる。
【００３０】
次に、熱プレス装置１００について説明する。図４〜図９に示すように、熱プレス装置１００は、シートホルダー１０に保持された熱可塑性樹脂シート材Ｓに対して転写成形を行うためのものであって、真空チャンバー１１０と、上成形部１２０と、下成形部１３０とを備える。図示の例では、熱可塑性樹脂シート材Ｓの上面及び下面の両面に対して転写成形を行うものとする。図６において、符号１０５は図示しない公知の真空ポンプ等からなる真空吸引手段の配管である。
【００３１】
真空チャンバー１１０は、上チャンバー１１１と下チャンバー１１６とからなり、上下チャンバー１１１，１１６の合着時にその内部が真空吸引手段（図示せず）によって真空状態とされる。実施例では、上チャンバー１１１が下チャンバー１１６に対して、図示しないシリンダー装置等の適宜の駆動手段により進退自在に構成される。符号１１２は上チャンバー１１１の側壁、１１７は図示しない弾性部材によって常時上側に付勢された下チャンバー１１６の側壁である。
【００３２】
上成形部１２０は、上チャンバー１１１内に設けられ、熱可塑性樹脂シート材Ｓを加熱または冷却する上側成形面１２１を有し、上チャンバー１１１の作動に伴って後述する下チャンバー１１６の下成形部１３０に対して進退されるように構成される。この上側成形面１２１としては、例えば、表面に微細な凹凸が刻設されたメッキを施して転写面とする等、適宜の構成とすることができる。また、図示しないが、上成形部１２０内には、公知の加熱盤、冷却盤、加熱・冷却の両方が可能な盤のいずれかが配置され、成形時にシート材Ｓに対して加熱を行うとともに、成形後または成形途中から冷却を行うことが可能に構成されている。従って、本発明において加熱または冷却とは、加熱のみ、冷却のみ、加熱と冷却の両方の３タイプを指すものである。なお、図中の符号１２６はシートホルダー１０が配設される際にシートホルダー１０の位置決め部２６，３６と連通する位置に形成された上成形部１２０の上側係合部、１２７はロッド部である。
【００３３】
この上成形部１２０では、上側成形面１２１に緩衝部材１２３を介して転写板１２２が配置されていることが好ましい。転写板１２２としては、表面に微細な凹凸パターンを有し、ニッケル等の熱伝導率が高い金属板で構成された厚さ約０．１〜０．７ｍｍ程度の公知のスタンパが好適に用いられる。また、緩衝部材１２３は、シリコンゴム等の公知の耐熱性を有する板状の弾性部材からなり、厚さ約１．５〜４ｍｍ程度に構成される。これにより、上成形面１２１によって異なる凹凸パターンの転写成形を実施する場合であっても、転写面の交換が容易となり、作業効率が向上するとともに、経済的にも有利となる。
【００３４】
下成形部１３０は、下チャンバー１１６内に設けられ、熱可塑性樹脂シート材Ｓを加熱または冷却する下側成形面１３１を有する。この下側成形面１３１は、上側成形面１２１と同様に、表面に微細な凹凸が刻設されたメッキを施して転写面とする等、適宜の構成とすることができる。また、図示しないが、上成形部１２０と同様に、下成形部１３０内には、公知の加熱盤、冷却盤、加熱・冷却の両方が可能な盤のいずれかが配置される。なお、図中の符号１３７はシートホルダー１０を所定位置に配設する際にその下面側から支持する第１支持部、１３７Ａは第１支持部に設けられた貫通穴、１３８は貫通穴１３７Ａに嵌挿され成形時にシート材Ｓが下側成形面１３１の転写面に当接するようにシートホルダー１０を下面側から支持する第２支持部、１３９は第１支持部を常時上側に付勢するバネ等からなる付勢部材である。
【００３５】
この下成形部１２０では、下側成形面１３１に緩衝部材１３３を介して転写板１３２が配置されていることが好ましい。転写板１３２及び緩衝部材１３３としては、上側成形面１２１に配置される転写板１２２及び緩衝部材１２３と同様の材質や厚さ等で構成される。これにより、下成形面１３１によって異なる凹凸パターンの転写成形を実施する場合であっても、転写面の交換が容易となり、作業効率が向上するとともに、経済的にも有利となる。
【００３６】
また特に、下成形部１３０は、下側成形面１３１の外側にシートホルダー１０の位置決め部２６，３６と係合可能な係合部１３６を有し、係合部１３６とシートホルダー１０の位置決め部２６，３６とが係合することによってシートホルダー１０に保持された熱可塑性樹脂シート材Ｓが下側成形面１３１上の所定位置に配設されるように構成される。実施例において、係合部１３６は、貫通穴である位置決め部２６，３６に嵌挿可能な突部であり、シートホルダー１０の位置決め部２６，３６に対応して２箇所に形成されている。この係合部１３６は、成形時に上成形部１２０の上側係合部１２６に係合するように構成される。
【００３７】
ここで、熱プレス装置１００によるシートホルダー１０に保持された熱可塑性樹脂シート材Ｓに対する熱転写成形の一例について説明する。まず、上チャンバー１１１と下チャンバー１１６は互いに離間した状態とされ、シート材Ｓを保持したシートホルダー１０が熱プレス装置１００の下成形部１３０上方に搬送される。
【００３８】
次いで、図５，６，８に示すように、シートホルダー１０のそれぞれ２箇所に形成された各位置決め部２６，２６，３６，３６に対して、下成形部１３０の対応する２箇所に形成された係合部１３６，１３６が嵌挿され、シートホルダー１０は常に熱プレス装置１００の下成形部１３０上の所定位置に正確に配置される。その際、シートホルダー１０は、下面側両端部が第１支持部１３７に支持され、下側成形面１２１の転写板１２２に対してわずかに離間した状態となる。
【００３９】
続いて、図示しない駆動手段により上チャンバー１１１及び上成形部１２０を下チャンバー１１６に対して前進させ、上チャンバー１１１の側壁１１２と下チャンバー１１６の側壁１１７とを合着させて密閉状態とし、図示しない真空吸引手段によって真空チャンバー１１０内部が一定の真空状態とされる。
【００４０】
さらに、駆動手段によって前進方向に加圧して、上チャンバー１１１の側壁１１２が下チャンバー１１６の側壁１１７の付勢力に抗して前記側壁１１７を押し下げ、上チャンバー１１１をさらに前進させる。その際、図７，９に示すように、上成形部１２０のロッド部１２７が、下成形部１３０の第１支持部１３７を上面側から付勢部材１３９の付勢力に抗して押圧する。第１支持部１３７が所定位置まで押し下げられると、シートホルダー１０の下面側両端部が第１支持部１３７に代わって第２支持部１３８によって支持されるとともに、シートホルダー１０に保持されたシート材Ｓの下面側が保持空間３５を介して下成形面１３１の転写板１３２上面に当接される。
【００４１】
そして、上チャンバー１１１がさらに前進することにより、上成形面１２１の転写板１２２が保持空間２５を介してシート材Ｓの上面側に当接され、所定時間あるいは所定温度に達するまで加圧とともに加熱される。その際、熱可塑性樹脂シート材Ｓの成形面Ｓ１に形成される被転写部分Ｓ３は、シートホルダー１０が常に下成形部１３０上の所定位置に正確に配置されることによって、シートホルダー１０に対して常に所定位置とされる。そして、熱可塑性樹脂シート材Ｓがシートホルダー１０によって保持されて成形面Ｓ１に皺や反り、よれ等が発生しない状態とされているため、均一な転写成形を精度よくかつ効果的に行うことができ、特に、被転写部分Ｓ３の周辺部分での皺やよれ等を効果的に抑制することができる。なお、成形終了後または成形途中から、所定時間あるいは所定温度まで冷却が行われ、上チャンバー１１１を後退させてシートホルダー１０を真空チャンバー１１０内から取り出し、次工程に搬送される。
【００４２】
また、上記のように転写成形が行われた熱可塑性樹脂シートＳは、被転写部分Ｓ３がシートホルダー１０に対して常に所定位置とされるため、シートホルダー１０に保持されたまま被転写部分Ｓ３のトリミングを行うことが好ましい。その際、使用されるトリミング装置（図示せず）においても熱プレス装置１００の係合部１３６と同様にシートホルダー１０の位置決め部２６，３６と係合可能な係合部を設けることにより、シートホルダー１０を常に所定位置に配置した状態とすることができる。これにより、シート材Ｓの被転写部分Ｓ３が常にトリミング装置の所定位置に配置され、成形後の被転写部分Ｓ３のトリミングを簡単かつ精度よく行うことができる。特に、熱可塑性樹脂シート材Ｓにより光ディスクまたは光ディスクを構成する一層を成形する場合では、芯ズレを防止することが可能となるため、極めて有効である。
【００４３】
なお、本発明のシートホルダー及びシートホルダーのシートセット方法並びに熱プレス装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。
【００４４】
実施例では、シートホルダーの上枠部材と下枠部材の合着部として、下枠部材に突部、上枠部材に貫通穴をそれぞれ２箇所に形成して合着可能に構成したが、上枠部材と下枠部材が位置ズレすることなく合着可能であれば、形状や数等は特に限定されるものではない。例えば、上枠部材側を突部、下枠部材側を貫通穴としてもよい。また、特定の形状（例えば、十字型等）の貫通穴と突部とすれば、それぞれ１箇所に形成した場合でも所定位置で正確に合着させることができる。
【００４５】
さらに、実施例では、シートホルダーの上枠部材と下枠部材とを完全に離間させる構成としたが、上枠部材と下枠部材の一端をヒンジ部で連結して離間自在に構成してもよい。
【００４６】
また、シートホルダーの位置決め部を２箇所に形成した貫通穴、熱プレス装置の係合部を同じく２箇所に形成した突部としたが、シートホルダーを熱プレス装置に常時所定位置に配設可能な構成であれば、それぞれの形状や数等は特に限定されるものではなく、シートホルダーの位置決め部を突部、熱プレス装置の係合部を貫通穴とする等、適宜に構成することができる。なお、シートホルダーの位置決め部と熱プレス装置の係合部とを特定の形状（例えば、十字型等）の貫通穴と突部とすれば、それぞれ１箇所に形成した場合でも所定位置で正確に合着させることができる。
【００４７】
実施例の熱プレス装置では、熱可塑性樹脂シート材の両面に対して転写成形を行う構成としたが、シート材の片面（上面または下面）側のみに転写成形を行う構成とすることも可能である。シート材の上面側のみに転写成形を行う場合を例に説明すると、上成形部は、上側成形面を表面に微細な凹凸パターンを形成した転写面とするかあるいは上側成形面に緩衝部材を介して転写板を配置するように構成され、下成形部は、下側成形面を表面に鏡面加工を施した鏡面とするかあるいは下側成形面に鏡面板を配置するように構成される。この場合、転写面側となる上成形部には加熱及び冷却が可能な盤が配置され、鏡面側となる下成形部には冷却盤が配置される。これにより、シート材の上面側のみに対しても、正確な位置に精度よく均一に転写成形することができる。なお、シート材の下面側のみに対して転写成形を行う場合であっても、転写面側を下成形部として同様に構成することが可能であることはいうまでもない。
【００４８】
また、実施例のプレス装置では、上チャンバーを下チャンバーに対して進退可能として、成形時には熱可塑性樹脂シート材の上面側から加圧するように構成したが、これに限定されるものではなく、下チャンバーを上チャンバーに対して進退可能とし、上成形部に対して成形時に下成形部に配設された熱可塑性樹脂シート材を押圧する構成としたり、上チャンバーと下チャンバーを互いに進退可能とし、成形時には熱可塑性樹脂シート材の上下両面側から加圧する構成とすることが可能である。さらに、各チャンバーと各成形部とを個別に作動させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に係るシートホルダーの分解斜視図である。
【図２】図１のシートホルダーのシート材保持状態の斜視図である。
【図３】図１のシートホルダーのシートセット方法を表した断面図である。
【図４】図４の熱プレス装置の配置状態を分解して表した概略断面図である。
【図５】シートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の概略断面図である。
【図６】図５のシートホルダーが配設された状態を表す熱プレス装置の上面図である。
【図７】成形状態を表す熱プレス装置の概略断面図である。
【図８】成形前のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図である。
【図９】成形時のシートホルダーの配設状態を表す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ シートホルダー
２０ 上枠部材
２１ 合着面
２２ 狭持部
２５ 保持空間
２６ 位置決め部
３０ 下枠部材
３１ 合着面
３２ 狭持部
３５ 保持空間
３６ 位置決め部
Ｓ 熱可塑性樹脂シート材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を保持して熱プレス装置に配設するためのシートホルダーであって、
内側に前記熱可塑性樹脂シート材の保持空間を有する上枠部材と下枠部材とからなり、前記上枠部材と下枠部材は合着及び各合接面が離間自在とされ、前記上枠部材と下枠部材の前記保持空間の外側の各合接面には前記熱可塑性樹脂シート材の成形面以外の部分を挟持する挟持部を有するとともに、前記挟持部以外の前記保持空間の外側には合着した上枠部材と下枠部材を前記熱プレス装置に配設する位置決め部が形成されていることを特徴とするシートホルダー。
【請求項２】
前記挟持部の挟持面にズレ止め材が配設されている請求項１に記載のシートホルダー。
【請求項３】
前記上枠部材と前記下枠部材とを所定位置で合着させる合着部を有する請求項１又は２に記載のシートホルダー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材をセットするに際して、前記下枠部材内側の保持空間内に収容されかつ該下枠部材の上面と同一高さのシート保持面を有するセットプレートを前記下枠部材に対して配置し、前記下枠部材上面及び前記セットプレートのシート保持面に前記熱可塑性樹脂シート材を配設し、その状態で前記上枠部材を合着してシートホルダーに挟持することを特徴とするシートホルダーのシートセット方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材に対して転写成形を行うための熱プレス装置であって、
上チャンバーと下チャンバーとからなり、前記上下チャンバーの合着時にその内部が真空吸引手段によって真空状態とされる真空チャンバーと、
前記上チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する上側成形面を有する上成形部と、
前記下チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する下側成形面と、前記下側成形面の外側に前記シートホルダーの位置決め部と係合可能な係合部とを有し、前記係合部と前記シートホルダーの位置決め部とが係合することによって前記シートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材が前記下側成形面上の所定位置に配設される下成形部
とを備えたことを特徴とする熱プレス装置。
【請求項６】
前記上側成形面と前記下側成形面のいずれか一方または双方に緩衝部材を介して転写板が配置されている請求項５に記載の熱プレス装置。
【請求項１】
所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材を保持して熱プレス装置に配設するためのシートホルダーであって、
内側に前記熱可塑性樹脂シート材の保持空間を有する上枠部材と下枠部材とからなり、前記上枠部材と下枠部材は合着及び各合接面が離間自在とされ、前記上枠部材と下枠部材の前記保持空間の外側の各合接面には前記熱可塑性樹脂シート材の成形面以外の部分を挟持する挟持部を有するとともに、前記挟持部以外の前記保持空間の外側には合着した上枠部材と下枠部材を前記熱プレス装置に配設する位置決め部が形成されていることを特徴とするシートホルダー。
【請求項２】
前記挟持部の挟持面にズレ止め材が配設されている請求項１に記載のシートホルダー。
【請求項３】
前記上枠部材と前記下枠部材とを所定位置で合着させる合着部を有する請求項１又は２に記載のシートホルダー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに所定大にカットされた熱可塑性樹脂シート材をセットするに際して、前記下枠部材内側の保持空間内に収容されかつ該下枠部材の上面と同一高さのシート保持面を有するセットプレートを前記下枠部材に対して配置し、前記下枠部材上面及び前記セットプレートのシート保持面に前記熱可塑性樹脂シート材を配設し、その状態で前記上枠部材を合着してシートホルダーに挟持することを特徴とするシートホルダーのシートセット方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材に対して転写成形を行うための熱プレス装置であって、
上チャンバーと下チャンバーとからなり、前記上下チャンバーの合着時にその内部が真空吸引手段によって真空状態とされる真空チャンバーと、
前記上チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する上側成形面を有する上成形部と、
前記下チャンバー内に設けられ、前記熱可塑性樹脂シート材を加熱または冷却する下側成形面と、前記下側成形面の外側に前記シートホルダーの位置決め部と係合可能な係合部とを有し、前記係合部と前記シートホルダーの位置決め部とが係合することによって前記シートホルダーに保持された前記熱可塑性樹脂シート材が前記下側成形面上の所定位置に配設される下成形部
とを備えたことを特徴とする熱プレス装置。
【請求項６】
前記上側成形面と前記下側成形面のいずれか一方または双方に緩衝部材を介して転写板が配置されている請求項５に記載の熱プレス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１４３０５８（Ｐ２０１０−１４３０５８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２２２６８（Ｐ２００８−３２２２６８）
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【出願人】（５９２１９９４１２）安田工機株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【出願人】（５９２１９９４１２）安田工機株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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