加圧成形装置、金型及び加圧成形方法
成形サイクルを短くすることができ、生産性を高くすることができる加圧成形装置、金型
及び加圧成形方法を提供する。第１の金型と、第１の金型と対向させて配設され、かつ、基板（１４）、基板（１４）より第１の金型側に配設された断熱材（２１）、及び断熱材（２１）より第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、加工部材を、被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、加工部材を被加工部材に押し付けて、凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有する。この場合、加工部材が断熱材より第１の金型側に配設されるので、短時間で、加工部材を加熱して成形温度にし、加工部材を冷却して離型温度にすることができる。
及び加圧成形方法を提供する。第１の金型と、第１の金型と対向させて配設され、かつ、基板（１４）、基板（１４）より第１の金型側に配設された断熱材（２１）、及び断熱材（２１）より第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、加工部材を、被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、加工部材を被加工部材に押し付けて、凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有する。この場合、加工部材が断熱材より第１の金型側に配設されるので、短時間で、加工部材を加熱して成形温度にし、加工部材を冷却して離型温度にすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧成形装置、金型及び加圧成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクリル樹脂等の樹脂から成り、所定の形状を有するプレート状の成形品原型にスタンパを押し付け、該スタンパにあらかじめ形成された微細パターンを転写するようにした加圧成形装置においては、上金型及び下金型を備えた金型装置が配設され、前記上金型を進退させることによって、加圧圧縮及び離型が行われるようになっている。そして、下金型上に成形品原型をセットし、金型装置の全体を加熱した状態で上金型を前進させ、該上金型のスタンパを成形品原型に押し付け、加圧圧縮を行い、前記微細パターンを転写して成形品を成形するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の加圧成形装置においては、転写性を向上させるために、成形品原型の温度を十分に高くする必要があり、そのために、金型装置の全体の温度を十分に高くする必要がある。また、加圧圧縮が終了した後に、成形品原型の温度をあらかじめ設定された離型温度、例えば、成形品原型が樹脂である場合には、ガラス転移点Ｔｇより低くしてから離型を行わないと、取り出す際の外力で成形品が変形してしまうので、前記離型温度になるまで離型を行うのを待機するようにしている。
【０００４】
したがって、成形サイクルが長くなり、生産性が低くなってしまう。
【０００５】
本発明は、前記従来の加圧成形装置の問題点を解決して、成形サイクルを短くすることができ、生産性を高くすることができる加圧成形装置、金型及び加圧成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明の加圧成形装置においては、第１の金型と、該第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、基板、該基板より前記第１の金型側に配設された断熱材、及び該断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、前記第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、前記加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、前記加工部材を被加工部材に押し付けて、前記凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有する。
【０００７】
本発明の他の加圧成形装置においては、さらに、前記加熱処理部は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱された被加工部材を加熱する。
【０００８】
本発明の更に他の加圧成形装置においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部は、前記断熱材と加工部材との間に配設される。
【０００９】
本発明の更に他の加圧成形装置においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部は、前記第１、第２の金型間において、前記加工部材と対向させて配設される。
【００１０】
本発明の更に他の加圧成形装置においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部は、加工部材に内在させられる。
【００１１】
本発明の金型においては、被加工部材が装填された他の金型に対して進退自在に配設されるようになっている。
【００１２】
そして、基板と、該基板より前記他の金型側に配設された断熱材と、該断熱材より前記他の金型側に配設され、他の金型と対向する面に、前記被加工部材に転写するための凹凸が形成された加工部材とを有する。
【００１３】
本発明の他の金型においては、さらに、前記断熱材と加工部材との間に前記加工部材を加熱する加熱部が配設される。
【００１４】
本発明の更に他の金型においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部が加工部材に内在させられる。
【００１５】
本発明の加圧成形方法においては、第１の金型に被加工部材を装填し、前記第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱し、前記加工部材を被加工部材に押し付け、前記凹凸を被加工部材に転写する。
【００１６】
本発明の他の加圧成形方法においては、さらに、前記被加工部材は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加圧成形装置においては、第１の金型と、該第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、基板、該基板より前記第１の金型側に配設された断熱材、及び該断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、前記第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、前記加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、前記加工部材を被加工部材に押し付けて、前記凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有する。
【００１８】
この場合、加工部材が断熱材より第１の金型側に配設されるので、わずかな消費エネルギーで、かつ、短時間で、加工部材を加熱して成形温度にし、加工部材を冷却して離型温度にすることができる。その結果、成形サイクルを短くすることができるとともに、生産性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１ 下金型
１２ 上金型
１４ 基板
２１ 断熱材
２２ ヒータ
２３ スタンパ
２５ 微細パターン
３４、８５ ハロゲンランプ
４４ 成形品原型
７１ 制御部
８１ インダクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の概念図、図２は本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の制御装置を示すブロック図である。
【００２３】
図において、１５は加圧成形装置の筐体であり、該筐体１５は、底壁１６、側壁１７及び頂壁１８を備える。また、２０は成形品を成形するための加圧成形部であり、該加圧成形部２０内に金型装置１０が配設される。該金型装置１０は、型台２９上に載置され、第１の金型としての下金型１１、該下金型１１と対向させて、かつ、進退（図において上下方向に移動）自在に配設された第２の金型としての上金型１２を備える。なお、必要に応じて、下金型１１及び上金型１２を包囲し、かつ、該上金型１２を案内する図示されないスリーブ状の胴型を配設することができる。５０は、前記加圧成形部２０より上方に配設され、上金型１２を進退させ、加圧圧縮及び離型を行うための加圧装置である。本実施の形態においては、前記成形品として光導波路等が成形される。
【００２４】
また、３０は、前記加圧成形部２０と仕切り壁３３を介して隣接させて形成された予備加熱室であり、該予備加熱室３０に被加工部材としての図示されない成形品原型が搬入され、該成形品原型は、予備加熱室３０において予備的に加熱された後、加圧成形部２０に供給される。そのために、前記予備加熱室３０内に前記成形品原型を載置するための支持部材としてのテーブル３１、成形品原型の温度Ｔ１を検出する第１の温度検出部としての温度センサ３２、成形品原型を予備的に加熱する加熱部としてのハロゲンランプ３４等が配設される。前記成形品原型は、成形材料としてのアクリル樹脂等の樹脂から成り、所定の形状を有する。また、前記成形品原型をガラスによって構成することもできる。
【００２５】
前記温度センサ３２によって検出された温度Ｔ１は、制御部７１に送られ、該制御部７１の第１の温度制御処理手段としての、かつ、予備加熱処理部としての図示されない予備加熱処理手段は、第１の温度制御処理としての予備加熱処理を行い、ハロゲンランプ３４をオン・オフさせ、前記温度Ｔ１を加圧圧縮工程に移行する前の最適な予備加熱温度Ｔｆにする。該予備加熱温度Ｔｆは、操作部７２を操作することによって、ガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い第１の設定温度として設定される。前記ガラス転移点Ｔｇは、成形品原
型を構成する材料によってあらかじめ決まる状態変化点を構成する。
【００２６】
なお、本実施の形態において、成形品原型はハロゲンランプ３４によって加熱されるようになっているが、ホットプレート上に成形品原型を載置し、ホットプレートによって加熱することもできる。
【００２７】
また、４０は、前記加圧成形部２０と仕切り壁３６を介して隣接させて形成された搬出室であり、該搬出室４０に加圧成形部２０において成形された成形品が移動させられた後、搬出される。
【００２８】
前記加圧装置５０は、下端を前記上金型１２と対向させて、進退自在に配設された加圧部材としての加圧ロッド５１、該加圧ロッド５１の上端に取り付けられた加圧プレート５２、及び該加圧プレート５２より下方の所定の箇所に配設された加圧用の駆動部としての複数の空圧式の加圧シリンダ５３等を備える。
【００２９】
また、前記頂壁１８と加圧プレート５２との間に、前記加圧ロッド５１を包囲して包囲体としてのベローズ５４が配設され、必要に応じて筐体１５内を密閉し、真空排気したり、成不活性ガスの雰囲気を形成したりすることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、加圧用の駆動部として加圧シリンダ５３を使用するようになっているが、加圧シリンダ５３に代えて電動式のモータを使用することもできる。その場合、電動式のモータの出力軸に運動方向変換部としてのボールねじ等が連結され、出力軸の回転の回転運動が前記ボールねじ等によって直進運動に変換され、加圧ロッド５１に伝達される。
【００３１】
前記加圧シリンダ５３は、前記頂壁１８に固定されたシリンダ部５３ａ、及び前記加圧プレート５２に固定されたロッド部５３ｂから成り、駆動媒体としての圧縮空気によって駆動される。そのために、前記各シリンダ部５３ａにおいて、第１の室としてのヘッド側空気室５３ｃに媒体流路としての流路Ｌ１を介して媒体供給源としての圧縮空気源ＳＵ１が、第２の室としてのロッド側空気室５３ｄに流路Ｌ２を介して弁装置としてのサーボ弁６４がそれぞれ接続される。そして、該サーボ弁６４は、制御部７１によって切り替えられ、流路Ｌ３を介して圧縮空気源ＳＵ２に接続され、流路Ｌ４を介して大気に連通させられる。なお、前記流路Ｌ２には、圧縮空気の圧力を検出するための圧力検出器Ｐｒ１が配設される。本実施の形態においては、前記駆動媒体として圧縮空気が使用されるが、油を使用することもできる。そして、前記加圧シリンダ５３を駆動することによって、加圧プレート５２を進退させ、加圧ロッド５１を進退させることができる。
【００３２】
なお、前記制御部７１には、前記上金型１２に配設され、前記成形品原型に対して加圧圧縮を行うに当たり、成形品原型を加熱する加熱部としてのヒータ２２、加工部材としての、かつ、入子としての図示されないスタンパの温度Ｔ２を検出する第２の温度検出部としての温度センサ２８等が接続される。該温度センサ２８によって検出された温度Ｔ２は、制御部７１に送られ、該制御部７１の第２の温度制御処理手段としての、かつ、加熱処理部としての図示されない加熱処理手段は、第２の温度制御処理としての加熱処理を行い、ヒータ２２をオン・オフさせ、前記温度Ｔ２を加圧圧縮工程に移行した後の最適な成形温度Ｔｐにする。該成形温度Ｔｐは、操作部７２を操作することによって、前記ガラス転移点Ｔｇより高い第２の設定温度として設定される。なお、本実施の形態においては、後述されるように、成形品原型に微細パターンが転写されるようになっていて、前記成形温度Ｔｐは、前記微細パターンを十分に転写することができるように設定される。
【００３３】
また、前記温度センサ２８は、貼付け等によって前記スタンパに取り付けられるように
なっているが、温度センサ２８をスタンパから離し、非接触式のものを使用することもできる。なお、前記制御部７１には表示部７３が接続される。
【００３４】
次に、加圧成形方法について説明する。
【００３５】
図３は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図、図５は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【００３６】
図において、１０は金型装置、１１は下金型、１２は上金型であり、該上金型１２は、基板１４、該基板１４より下金型１１側、すなわち、基板１４上に配設された断熱材２１、該断熱材２１より下金型１１側、すなわち、断熱材２１上に配設されたヒータ２２、該ヒータ２２より下金型１１側、すなわち、ヒータ２２上に着脱自在に取り付けられた薄板形状を有するスタンパ２３等を備える。該スタンパ２３は、本体部２４の表面側、すなわち、下金型１１と対向する面にあらかじめ所定のパターンで凹凸、すなわち、微細パターン２５が形成され、該微細パターン２５を下金型１１と対向させた状態で、図示されない取付具によって前記上金型１２に取り付けられる。また、温度センサ２８は本体部２４の所定の箇所に配設される。なお、前記基板１４の温度を調整するために、基板１４内に必要に応じて温調流路を形成することができ、その場合、該温調流路内に温調用の媒体を流すことができる。
【００３７】
まず、装填工程において、前記制御部７１（図２）の前記予備加熱処理手段は、予備加熱処理を行い、ハロゲンランプ３４を通電して成形品原型４４を加熱し、予熱して、成形品原型４４の温度Ｔ１をガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い予備加熱温度Ｔｆにする。
【００３８】
続いて、前記制御部７１の装填処理部としての図示されない装填処理手段は、装填処理を行い、図示されないハンドリング装置を操作して、予備加熱室３０（図１）内の成形品原型４４を把持し、加圧成形部２０内に搬送し、図３の矢印Ａで示されるように、下金型１１上にセットする。このようにして、前記装填処理手段は、図４に示されるように、成形品原型４４を金型装置１０に装填する。
【００３９】
次に、加圧圧縮工程において、前記制御部７１の前記加熱処理手段は、加熱処理を行い、前記ヒータ２２を通電してスタンパ２３を加熱し、微細パターン２５を転写させることができるように、前記スタンパ２３の温度Ｔ２をガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにする。続いて、前記制御部７１の転写処理部としての図示されない転写処理手段は、所定のタイミングで加圧装置５０を作動させて加圧シリンダ５３を駆動し、加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を前進（図１において下方向に移動）させ、図５に示されるように、前記スタンパ２３を成形品原型４４に押し付けて加圧圧縮を行う。このとき、成形品原型４４においては、微細パターン２５を転写させることができるように、スタンパ２３と接触した表層部だけが伝熱によって加熱され、前記スタンパ２３と同様に、成形品原型４４に微細パターン２５を十分に転写することができるように、表層部の温度がガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにされる。したがって、加圧圧縮に伴って微細パターン２５を転写することができる。
【００４０】
ところで、前記温度Ｔ２が、ガラス転移点Ｔｇ以上になると、前記成形品原型４４を構成する樹脂が軟化して、分子運動性が高くなり、ガラス状態になる。この場合、微細パターン２５を転写させることができるように、成形品原型４４の表層部はガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐに加熱された状態にされるので、微細パターン２５を良好に転写することができ、転写性を向上させることができる。
【００４１】
また、加圧圧縮工程に移行する前に、あらかじめ予備加熱室３０内において温度Ｔ１がガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い予備加熱温度Ｔｆにされ、加圧圧縮工程に移行したときに、前記ヒータ２２によって、前記予備加熱温度Ｔｆから加熱が開始されることになるので、温度Ｔ２を成形温度Ｔｐにするのに必要な時間を短くすることができる。したがって、成形サイクルを短くすることができ、生産性を高くすることができる。
【００４２】
続いて、取出工程において、前記制御部７１の取出処理部としての図示されない取出処理手段は、取出処理を行い、温度センサ２８によって検出された温度Ｔ２を読み込み、該温度Ｔ２が、離型を行うのに最適な離型温度Ｔｓになるのを待機する。この場合、自然冷却によって成形品原型４４が冷却されるのを待機することができるだけでなく、下金型１１、ヒータ２２、スタンパ２３等に冷却媒体流路を形成し、該冷却媒体流路に冷却媒体、例えば、水等を流すことによって成形品原型４４を冷却することもできる。
【００４３】
なお、前記離型温度Ｔｓは、前記操作部７２を操作することによって、ガラス転移点Ｔｇより低く、離型を十分に行うことができる第３の設定温度として設定される。
【００４４】
そして、温度Ｔ２が離型温度Ｔｓになると、前記取出処理手段は、加圧装置５０を作動させ、加圧シリンダ５３を駆動して加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を後退（図１において上方向に移動）させ、上金型１２を成形品原型４４から離間させる。これに伴って、成形品７４を得ることができる。続いて、前記取出処理手段は、前記ハンドリング装置を操作して、加圧成形部２０内の成形品７４を把持し、図６の矢印Ｂで示されるように取り出して、搬出室４０内に搬送する。このようにして、前記取出処理手段は、成形品原型４４を加圧成形部２０から搬出することができる。
【００４５】
この場合、温度Ｔ２がガラス転移点Ｔｇより低くされるので、成形品７４を取り出す際に外力が加わっても、成形品７４が変形するのを防止することができる。
【００４６】
ところで、本実施の形態においては、断熱材２１上にヒータ２２が配設され、該ヒータ２２上にスタンパ２３が取り付けられるようになっていて、ヒータ２２は断熱材２１とスタンパ２３との間に配設されるので、ヒータ２２を通電することによって発生させられた熱は、基板１４には伝達されず、スタンパ２３にだけ伝達される。また、スタンパ２３を冷却するに当たり、基板１４の熱がスタンパ２３に伝達されることもない。すなわち、ヒータ２２によって加熱すべき対象となる被加熱部、及び冷却すべき対象となる被冷却部は、スタンパ２３だけになり、しかも、スタンパ２３の熱容量は極めて小さい。したがって、わずかな消費エネルギーで、かつ、短時間で、スタンパ２３を加熱して前記温度Ｔ２を成形温度Ｔｐにし、スタンパ２３を冷却して温度Ｔ２を離型温度Ｔｓにすることができ、それに伴って、成形品原型４４の表層部の温度を離型温度Ｔｓにすることができる。その結果、成形サイクルを一層短くすることができるとともに、スループットを良くすることができる。
【００４７】
また、前記スタンパ２３を成形品原型４４に押し付ける前の成形品原型４４の温度Ｔ１は、スタンパ２３の温度Ｔ２より高いが、スタンパ２３を成形品原型４４に押し付けるのに伴って、スタンパ２３の熱が急速に成形品原型４４に流れる。この場合、スタンパ２３の熱容量が十分に小さいので、スタンパ２３の熱が成形品原型４４に流れるのに伴って、スタンパ２３の温度Ｔ２を急激に低くすることができる。したがって、短時間で温度Ｔ２を離型温度Ｔｓにすることができるので、成形サイクルを一層短くすることができるとともに、スループットを良くすることができる。
【００４８】
なお、成形品が光導波路である場合、微細パターン２５の深さは数十〔μ〕からサブ〔
μ〕になるので、成形品原型４４の表層部の温度だけを成形温度Ｔｐにすればよい。したがって、スタンパ２３を十分に薄くして熱容量を小さくしても、微細パターン２５の転写を良好に行うことができる。
【００４９】
本実施の形態において、ヒータ２２はスタンパ２３と別体に形成されるようになっているが、スタンパ２３に内在させることもできる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００５１】
図７は本発明の第２の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す図である。
【００５２】
この場合、断熱材２１上に加熱部として誘導加熱用のインダクタ８１が配設され、該インダクタ８１上に加工部材としての、かつ、入子としてのスタンパ２３が取り付けられる。そして、インダクタ８１を通電することによって、誘導加熱により発生させられた熱は、基板１４には伝達されず、スタンパ２３にだけ伝達される。この場合も、ヒータ２２によって加熱すべき対象となる被加熱部は、スタンパ２３だけになり、被加熱部の熱容量を小さくすることができる。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００５４】
図８は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図、図９は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図、図１０は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図、図１１は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【００５５】
まず、装填工程において、前記制御部７１（図２）の前記予備加熱処理手段は、予備加熱処理を行い、加熱部としてのハロゲンランプ３４を通電し、被加工部材としての成形品原型４４を加熱し、該成形品原型４４の温度Ｔ１をガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い予備加熱温度Ｔｆにする。このとき、図８に示されるように、下金型１１と上金型１２との間に加熱装置８４が置かれる。該加熱装置８４は、加工部材としての、かつ、入子としてのスタンパ２３と対向させて配設された加熱部としての平板状のハロゲンランプ８５、及び該ハロゲンランプ８５の背面に配設された反射板８６を備える。続いて、前記制御部７１の前記加熱処理手段は、加熱処理を行い、ハロゲンランプ８５を通電してスタンパ２３に光を照射することによって、スタンパ２３を加熱し、スタンパ２３の温度をガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにする。
【００５６】
次に、前記制御部７１の前記装填処理手段は、装填処理を行い、前記加熱装置８４を下金型１１と上金型１２との間から抜き、前記ハンドリング装置を操作して、予備加熱室３０（図１）内の成形品原型４４を把持し、加圧成形部２０内に搬送し、図９に示されるように、下金型１１上にセットする。このようにして、前記装填処理手段は成形品原型４４を金型装置１０に装填する。
【００５７】
次に、加圧圧縮工程において、前記制御部７１の前記転写処理手段は、転写処理を行い、加圧装置５０を作動させ、加圧シリンダ５３を駆動して加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を前進させ、図１０に示されるように、前記スタンパ２３を成形品原型４４に押し付け、該成形品原型４４に熱を伝達して、成形品原型４４の表層部の温度をガラス転移点
Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにし、加圧圧縮を行い、微細パターン２５を転写する。
【００５８】
続いて、取出工程において、前記制御部７１の前記取出処理手段は、取出処理を行い、温度センサ２８によって検出された温度Ｔ２を読み込み、該温度Ｔ２が、離型を行うのに最適な離型温度Ｔｓになるのを待機する。
【００５９】
そして、前記温度Ｔ２が離型温度Ｔｓになると、前記取出処理手段は、加圧装置５０を作動させ、加圧シリンダ５３を駆動して加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を後退させ、上金型１２を成形品原型４４から離間させる。これに伴って、成形品７４を得ることができる。続いて、前記取出処理手段は、前記ハンドリング装置を操作して、加圧成形部２０内の成形品７４を把持し、図１１の矢印Ｂで示されるように取り出して、搬出室４０内に搬送する。このようにして、前記取出処理手段は成形品原型４４を加圧成形部２０から搬出することができる。
【００６０】
本実施の形態においては、成形品として光導波路を成形するようになっているが、成形品として光導波路に代えてディスク基板を成形することができる。
【００６１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
スタンパを使用して成形品を成形する加圧成形装置に適用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧成形装置、金型及び加圧成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクリル樹脂等の樹脂から成り、所定の形状を有するプレート状の成形品原型にスタンパを押し付け、該スタンパにあらかじめ形成された微細パターンを転写するようにした加圧成形装置においては、上金型及び下金型を備えた金型装置が配設され、前記上金型を進退させることによって、加圧圧縮及び離型が行われるようになっている。そして、下金型上に成形品原型をセットし、金型装置の全体を加熱した状態で上金型を前進させ、該上金型のスタンパを成形品原型に押し付け、加圧圧縮を行い、前記微細パターンを転写して成形品を成形するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の加圧成形装置においては、転写性を向上させるために、成形品原型の温度を十分に高くする必要があり、そのために、金型装置の全体の温度を十分に高くする必要がある。また、加圧圧縮が終了した後に、成形品原型の温度をあらかじめ設定された離型温度、例えば、成形品原型が樹脂である場合には、ガラス転移点Ｔｇより低くしてから離型を行わないと、取り出す際の外力で成形品が変形してしまうので、前記離型温度になるまで離型を行うのを待機するようにしている。
【０００４】
したがって、成形サイクルが長くなり、生産性が低くなってしまう。
【０００５】
本発明は、前記従来の加圧成形装置の問題点を解決して、成形サイクルを短くすることができ、生産性を高くすることができる加圧成形装置、金型及び加圧成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明の加圧成形装置においては、第１の金型と、該第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、基板、該基板より前記第１の金型側に配設された断熱材、及び該断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、前記第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、前記加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、前記加工部材を被加工部材に押し付けて、前記凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有する。
【０００７】
本発明の他の加圧成形装置においては、さらに、前記加熱処理部は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱された被加工部材を加熱する。
【０００８】
本発明の更に他の加圧成形装置においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部は、前記断熱材と加工部材との間に配設される。
【０００９】
本発明の更に他の加圧成形装置においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部は、前記第１、第２の金型間において、前記加工部材と対向させて配設される。
【００１０】
本発明の更に他の加圧成形装置においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部は、加工部材に内在させられる。
【００１１】
本発明の金型においては、被加工部材が装填された他の金型に対して進退自在に配設されるようになっている。
【００１２】
そして、基板と、該基板より前記他の金型側に配設された断熱材と、該断熱材より前記他の金型側に配設され、他の金型と対向する面に、前記被加工部材に転写するための凹凸が形成された加工部材とを有する。
【００１３】
本発明の他の金型においては、さらに、前記断熱材と加工部材との間に前記加工部材を加熱する加熱部が配設される。
【００１４】
本発明の更に他の金型においては、さらに、前記加工部材を加熱する加熱部が加工部材に内在させられる。
【００１５】
本発明の加圧成形方法においては、第１の金型に被加工部材を装填し、前記第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱し、前記加工部材を被加工部材に押し付け、前記凹凸を被加工部材に転写する。
【００１６】
本発明の他の加圧成形方法においては、さらに、前記被加工部材は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加圧成形装置においては、第１の金型と、該第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、基板、該基板より前記第１の金型側に配設された断熱材、及び該断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、前記第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、前記加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、前記加工部材を被加工部材に押し付けて、前記凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有する。
【００１８】
この場合、加工部材が断熱材より第１の金型側に配設されるので、わずかな消費エネルギーで、かつ、短時間で、加工部材を加熱して成形温度にし、加工部材を冷却して離型温度にすることができる。その結果、成形サイクルを短くすることができるとともに、生産性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１ 下金型
１２ 上金型
１４ 基板
２１ 断熱材
２２ ヒータ
２３ スタンパ
２５ 微細パターン
３４、８５ ハロゲンランプ
４４ 成形品原型
７１ 制御部
８１ インダクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の概念図、図２は本発明の第１の実施の形態における加圧成形装置の制御装置を示すブロック図である。
【００２３】
図において、１５は加圧成形装置の筐体であり、該筐体１５は、底壁１６、側壁１７及び頂壁１８を備える。また、２０は成形品を成形するための加圧成形部であり、該加圧成形部２０内に金型装置１０が配設される。該金型装置１０は、型台２９上に載置され、第１の金型としての下金型１１、該下金型１１と対向させて、かつ、進退（図において上下方向に移動）自在に配設された第２の金型としての上金型１２を備える。なお、必要に応じて、下金型１１及び上金型１２を包囲し、かつ、該上金型１２を案内する図示されないスリーブ状の胴型を配設することができる。５０は、前記加圧成形部２０より上方に配設され、上金型１２を進退させ、加圧圧縮及び離型を行うための加圧装置である。本実施の形態においては、前記成形品として光導波路等が成形される。
【００２４】
また、３０は、前記加圧成形部２０と仕切り壁３３を介して隣接させて形成された予備加熱室であり、該予備加熱室３０に被加工部材としての図示されない成形品原型が搬入され、該成形品原型は、予備加熱室３０において予備的に加熱された後、加圧成形部２０に供給される。そのために、前記予備加熱室３０内に前記成形品原型を載置するための支持部材としてのテーブル３１、成形品原型の温度Ｔ１を検出する第１の温度検出部としての温度センサ３２、成形品原型を予備的に加熱する加熱部としてのハロゲンランプ３４等が配設される。前記成形品原型は、成形材料としてのアクリル樹脂等の樹脂から成り、所定の形状を有する。また、前記成形品原型をガラスによって構成することもできる。
【００２５】
前記温度センサ３２によって検出された温度Ｔ１は、制御部７１に送られ、該制御部７１の第１の温度制御処理手段としての、かつ、予備加熱処理部としての図示されない予備加熱処理手段は、第１の温度制御処理としての予備加熱処理を行い、ハロゲンランプ３４をオン・オフさせ、前記温度Ｔ１を加圧圧縮工程に移行する前の最適な予備加熱温度Ｔｆにする。該予備加熱温度Ｔｆは、操作部７２を操作することによって、ガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い第１の設定温度として設定される。前記ガラス転移点Ｔｇは、成形品原
型を構成する材料によってあらかじめ決まる状態変化点を構成する。
【００２６】
なお、本実施の形態において、成形品原型はハロゲンランプ３４によって加熱されるようになっているが、ホットプレート上に成形品原型を載置し、ホットプレートによって加熱することもできる。
【００２７】
また、４０は、前記加圧成形部２０と仕切り壁３６を介して隣接させて形成された搬出室であり、該搬出室４０に加圧成形部２０において成形された成形品が移動させられた後、搬出される。
【００２８】
前記加圧装置５０は、下端を前記上金型１２と対向させて、進退自在に配設された加圧部材としての加圧ロッド５１、該加圧ロッド５１の上端に取り付けられた加圧プレート５２、及び該加圧プレート５２より下方の所定の箇所に配設された加圧用の駆動部としての複数の空圧式の加圧シリンダ５３等を備える。
【００２９】
また、前記頂壁１８と加圧プレート５２との間に、前記加圧ロッド５１を包囲して包囲体としてのベローズ５４が配設され、必要に応じて筐体１５内を密閉し、真空排気したり、成不活性ガスの雰囲気を形成したりすることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、加圧用の駆動部として加圧シリンダ５３を使用するようになっているが、加圧シリンダ５３に代えて電動式のモータを使用することもできる。その場合、電動式のモータの出力軸に運動方向変換部としてのボールねじ等が連結され、出力軸の回転の回転運動が前記ボールねじ等によって直進運動に変換され、加圧ロッド５１に伝達される。
【００３１】
前記加圧シリンダ５３は、前記頂壁１８に固定されたシリンダ部５３ａ、及び前記加圧プレート５２に固定されたロッド部５３ｂから成り、駆動媒体としての圧縮空気によって駆動される。そのために、前記各シリンダ部５３ａにおいて、第１の室としてのヘッド側空気室５３ｃに媒体流路としての流路Ｌ１を介して媒体供給源としての圧縮空気源ＳＵ１が、第２の室としてのロッド側空気室５３ｄに流路Ｌ２を介して弁装置としてのサーボ弁６４がそれぞれ接続される。そして、該サーボ弁６４は、制御部７１によって切り替えられ、流路Ｌ３を介して圧縮空気源ＳＵ２に接続され、流路Ｌ４を介して大気に連通させられる。なお、前記流路Ｌ２には、圧縮空気の圧力を検出するための圧力検出器Ｐｒ１が配設される。本実施の形態においては、前記駆動媒体として圧縮空気が使用されるが、油を使用することもできる。そして、前記加圧シリンダ５３を駆動することによって、加圧プレート５２を進退させ、加圧ロッド５１を進退させることができる。
【００３２】
なお、前記制御部７１には、前記上金型１２に配設され、前記成形品原型に対して加圧圧縮を行うに当たり、成形品原型を加熱する加熱部としてのヒータ２２、加工部材としての、かつ、入子としての図示されないスタンパの温度Ｔ２を検出する第２の温度検出部としての温度センサ２８等が接続される。該温度センサ２８によって検出された温度Ｔ２は、制御部７１に送られ、該制御部７１の第２の温度制御処理手段としての、かつ、加熱処理部としての図示されない加熱処理手段は、第２の温度制御処理としての加熱処理を行い、ヒータ２２をオン・オフさせ、前記温度Ｔ２を加圧圧縮工程に移行した後の最適な成形温度Ｔｐにする。該成形温度Ｔｐは、操作部７２を操作することによって、前記ガラス転移点Ｔｇより高い第２の設定温度として設定される。なお、本実施の形態においては、後述されるように、成形品原型に微細パターンが転写されるようになっていて、前記成形温度Ｔｐは、前記微細パターンを十分に転写することができるように設定される。
【００３３】
また、前記温度センサ２８は、貼付け等によって前記スタンパに取り付けられるように
なっているが、温度センサ２８をスタンパから離し、非接触式のものを使用することもできる。なお、前記制御部７１には表示部７３が接続される。
【００３４】
次に、加圧成形方法について説明する。
【００３５】
図３は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図、図５は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【００３６】
図において、１０は金型装置、１１は下金型、１２は上金型であり、該上金型１２は、基板１４、該基板１４より下金型１１側、すなわち、基板１４上に配設された断熱材２１、該断熱材２１より下金型１１側、すなわち、断熱材２１上に配設されたヒータ２２、該ヒータ２２より下金型１１側、すなわち、ヒータ２２上に着脱自在に取り付けられた薄板形状を有するスタンパ２３等を備える。該スタンパ２３は、本体部２４の表面側、すなわち、下金型１１と対向する面にあらかじめ所定のパターンで凹凸、すなわち、微細パターン２５が形成され、該微細パターン２５を下金型１１と対向させた状態で、図示されない取付具によって前記上金型１２に取り付けられる。また、温度センサ２８は本体部２４の所定の箇所に配設される。なお、前記基板１４の温度を調整するために、基板１４内に必要に応じて温調流路を形成することができ、その場合、該温調流路内に温調用の媒体を流すことができる。
【００３７】
まず、装填工程において、前記制御部７１（図２）の前記予備加熱処理手段は、予備加熱処理を行い、ハロゲンランプ３４を通電して成形品原型４４を加熱し、予熱して、成形品原型４４の温度Ｔ１をガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い予備加熱温度Ｔｆにする。
【００３８】
続いて、前記制御部７１の装填処理部としての図示されない装填処理手段は、装填処理を行い、図示されないハンドリング装置を操作して、予備加熱室３０（図１）内の成形品原型４４を把持し、加圧成形部２０内に搬送し、図３の矢印Ａで示されるように、下金型１１上にセットする。このようにして、前記装填処理手段は、図４に示されるように、成形品原型４４を金型装置１０に装填する。
【００３９】
次に、加圧圧縮工程において、前記制御部７１の前記加熱処理手段は、加熱処理を行い、前記ヒータ２２を通電してスタンパ２３を加熱し、微細パターン２５を転写させることができるように、前記スタンパ２３の温度Ｔ２をガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにする。続いて、前記制御部７１の転写処理部としての図示されない転写処理手段は、所定のタイミングで加圧装置５０を作動させて加圧シリンダ５３を駆動し、加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を前進（図１において下方向に移動）させ、図５に示されるように、前記スタンパ２３を成形品原型４４に押し付けて加圧圧縮を行う。このとき、成形品原型４４においては、微細パターン２５を転写させることができるように、スタンパ２３と接触した表層部だけが伝熱によって加熱され、前記スタンパ２３と同様に、成形品原型４４に微細パターン２５を十分に転写することができるように、表層部の温度がガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにされる。したがって、加圧圧縮に伴って微細パターン２５を転写することができる。
【００４０】
ところで、前記温度Ｔ２が、ガラス転移点Ｔｇ以上になると、前記成形品原型４４を構成する樹脂が軟化して、分子運動性が高くなり、ガラス状態になる。この場合、微細パターン２５を転写させることができるように、成形品原型４４の表層部はガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐに加熱された状態にされるので、微細パターン２５を良好に転写することができ、転写性を向上させることができる。
【００４１】
また、加圧圧縮工程に移行する前に、あらかじめ予備加熱室３０内において温度Ｔ１がガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い予備加熱温度Ｔｆにされ、加圧圧縮工程に移行したときに、前記ヒータ２２によって、前記予備加熱温度Ｔｆから加熱が開始されることになるので、温度Ｔ２を成形温度Ｔｐにするのに必要な時間を短くすることができる。したがって、成形サイクルを短くすることができ、生産性を高くすることができる。
【００４２】
続いて、取出工程において、前記制御部７１の取出処理部としての図示されない取出処理手段は、取出処理を行い、温度センサ２８によって検出された温度Ｔ２を読み込み、該温度Ｔ２が、離型を行うのに最適な離型温度Ｔｓになるのを待機する。この場合、自然冷却によって成形品原型４４が冷却されるのを待機することができるだけでなく、下金型１１、ヒータ２２、スタンパ２３等に冷却媒体流路を形成し、該冷却媒体流路に冷却媒体、例えば、水等を流すことによって成形品原型４４を冷却することもできる。
【００４３】
なお、前記離型温度Ｔｓは、前記操作部７２を操作することによって、ガラス転移点Ｔｇより低く、離型を十分に行うことができる第３の設定温度として設定される。
【００４４】
そして、温度Ｔ２が離型温度Ｔｓになると、前記取出処理手段は、加圧装置５０を作動させ、加圧シリンダ５３を駆動して加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を後退（図１において上方向に移動）させ、上金型１２を成形品原型４４から離間させる。これに伴って、成形品７４を得ることができる。続いて、前記取出処理手段は、前記ハンドリング装置を操作して、加圧成形部２０内の成形品７４を把持し、図６の矢印Ｂで示されるように取り出して、搬出室４０内に搬送する。このようにして、前記取出処理手段は、成形品原型４４を加圧成形部２０から搬出することができる。
【００４５】
この場合、温度Ｔ２がガラス転移点Ｔｇより低くされるので、成形品７４を取り出す際に外力が加わっても、成形品７４が変形するのを防止することができる。
【００４６】
ところで、本実施の形態においては、断熱材２１上にヒータ２２が配設され、該ヒータ２２上にスタンパ２３が取り付けられるようになっていて、ヒータ２２は断熱材２１とスタンパ２３との間に配設されるので、ヒータ２２を通電することによって発生させられた熱は、基板１４には伝達されず、スタンパ２３にだけ伝達される。また、スタンパ２３を冷却するに当たり、基板１４の熱がスタンパ２３に伝達されることもない。すなわち、ヒータ２２によって加熱すべき対象となる被加熱部、及び冷却すべき対象となる被冷却部は、スタンパ２３だけになり、しかも、スタンパ２３の熱容量は極めて小さい。したがって、わずかな消費エネルギーで、かつ、短時間で、スタンパ２３を加熱して前記温度Ｔ２を成形温度Ｔｐにし、スタンパ２３を冷却して温度Ｔ２を離型温度Ｔｓにすることができ、それに伴って、成形品原型４４の表層部の温度を離型温度Ｔｓにすることができる。その結果、成形サイクルを一層短くすることができるとともに、スループットを良くすることができる。
【００４７】
また、前記スタンパ２３を成形品原型４４に押し付ける前の成形品原型４４の温度Ｔ１は、スタンパ２３の温度Ｔ２より高いが、スタンパ２３を成形品原型４４に押し付けるのに伴って、スタンパ２３の熱が急速に成形品原型４４に流れる。この場合、スタンパ２３の熱容量が十分に小さいので、スタンパ２３の熱が成形品原型４４に流れるのに伴って、スタンパ２３の温度Ｔ２を急激に低くすることができる。したがって、短時間で温度Ｔ２を離型温度Ｔｓにすることができるので、成形サイクルを一層短くすることができるとともに、スループットを良くすることができる。
【００４８】
なお、成形品が光導波路である場合、微細パターン２５の深さは数十〔μ〕からサブ〔
μ〕になるので、成形品原型４４の表層部の温度だけを成形温度Ｔｐにすればよい。したがって、スタンパ２３を十分に薄くして熱容量を小さくしても、微細パターン２５の転写を良好に行うことができる。
【００４９】
本実施の形態において、ヒータ２２はスタンパ２３と別体に形成されるようになっているが、スタンパ２３に内在させることもできる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００５１】
図７は本発明の第２の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す図である。
【００５２】
この場合、断熱材２１上に加熱部として誘導加熱用のインダクタ８１が配設され、該インダクタ８１上に加工部材としての、かつ、入子としてのスタンパ２３が取り付けられる。そして、インダクタ８１を通電することによって、誘導加熱により発生させられた熱は、基板１４には伝達されず、スタンパ２３にだけ伝達される。この場合も、ヒータ２２によって加熱すべき対象となる被加熱部は、スタンパ２３だけになり、被加熱部の熱容量を小さくすることができる。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００５４】
図８は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第１の図、図９は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の装填工程を示す第２の図、図１０は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の加圧圧縮工程を示す図、図１１は本発明の第３の実施の形態における加圧成形方法の取出工程を示す図である。
【００５５】
まず、装填工程において、前記制御部７１（図２）の前記予備加熱処理手段は、予備加熱処理を行い、加熱部としてのハロゲンランプ３４を通電し、被加工部材としての成形品原型４４を加熱し、該成形品原型４４の温度Ｔ１をガラス転移点Ｔｇよりわずかに低い予備加熱温度Ｔｆにする。このとき、図８に示されるように、下金型１１と上金型１２との間に加熱装置８４が置かれる。該加熱装置８４は、加工部材としての、かつ、入子としてのスタンパ２３と対向させて配設された加熱部としての平板状のハロゲンランプ８５、及び該ハロゲンランプ８５の背面に配設された反射板８６を備える。続いて、前記制御部７１の前記加熱処理手段は、加熱処理を行い、ハロゲンランプ８５を通電してスタンパ２３に光を照射することによって、スタンパ２３を加熱し、スタンパ２３の温度をガラス転移点Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにする。
【００５６】
次に、前記制御部７１の前記装填処理手段は、装填処理を行い、前記加熱装置８４を下金型１１と上金型１２との間から抜き、前記ハンドリング装置を操作して、予備加熱室３０（図１）内の成形品原型４４を把持し、加圧成形部２０内に搬送し、図９に示されるように、下金型１１上にセットする。このようにして、前記装填処理手段は成形品原型４４を金型装置１０に装填する。
【００５７】
次に、加圧圧縮工程において、前記制御部７１の前記転写処理手段は、転写処理を行い、加圧装置５０を作動させ、加圧シリンダ５３を駆動して加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を前進させ、図１０に示されるように、前記スタンパ２３を成形品原型４４に押し付け、該成形品原型４４に熱を伝達して、成形品原型４４の表層部の温度をガラス転移点
Ｔｇより高い成形温度Ｔｐにし、加圧圧縮を行い、微細パターン２５を転写する。
【００５８】
続いて、取出工程において、前記制御部７１の前記取出処理手段は、取出処理を行い、温度センサ２８によって検出された温度Ｔ２を読み込み、該温度Ｔ２が、離型を行うのに最適な離型温度Ｔｓになるのを待機する。
【００５９】
そして、前記温度Ｔ２が離型温度Ｔｓになると、前記取出処理手段は、加圧装置５０を作動させ、加圧シリンダ５３を駆動して加圧プレート５２及び加圧ロッド５１を後退させ、上金型１２を成形品原型４４から離間させる。これに伴って、成形品７４を得ることができる。続いて、前記取出処理手段は、前記ハンドリング装置を操作して、加圧成形部２０内の成形品７４を把持し、図１１の矢印Ｂで示されるように取り出して、搬出室４０内に搬送する。このようにして、前記取出処理手段は成形品原型４４を加圧成形部２０から搬出することができる。
【００６０】
本実施の形態においては、成形品として光導波路を成形するようになっているが、成形品として光導波路に代えてディスク基板を成形することができる。
【００６１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
スタンパを使用して成形品を成形する加圧成形装置に適用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の金型と、
（ｂ）該第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、基板、該基板より前記第１の金型側に配設された断熱材、及び該断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、
（ｃ）前記第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、
（ｄ）前記加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、
（ｅ）前記加工部材を被加工部材に押し付けて、前記凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有することを特徴とする加圧成形装置。
【請求項２】
前記加熱処理部は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱された被加工部材を加熱する請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項３】
前記加工部材を加熱する加熱部は、前記断熱材と加工部材との間に配設される請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項４】
前記加工部材を加熱する加熱部は、前記第１、第２の金型間において、前記加工部材と対向させて配設される請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項５】
前記加工部材を加熱する加熱部は、加工部材に内在させられる請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項６】
被加工部材が装填された他の金型に対して進退自在に配設される金型において、
（ａ）基板と、
（ｂ）該基板より前記他の金型側に配設された断熱材と、
（ｃ）該断熱材より前記他の金型側に配設され、他の金型と対向する面に、前記被加工部材に転写するための凹凸が形成された加工部材とを有することを特徴とする金型。
【請求項７】
前記断熱材と加工部材との間に前記加工部材を加熱する加熱部が配設される請求項６に記載の金型。
【請求項８】
前記加工部材を加熱する加熱部が加工部材に内在させられる請求項６に記載の金型。
【請求項９】
（ａ）第１の金型に被加工部材を装填し、
（ｂ）前記第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱し、
（ｃ）前記加工部材を被加工部材に押し付け、前記凹凸を被加工部材に転写することを特徴とする加圧成形方法。
【請求項１０】
前記被加工部材は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱される請求項９に記載の加圧成形方法。
【請求項１】
（ａ）第１の金型と、
（ｂ）該第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、基板、該基板より前記第１の金型側に配設された断熱材、及び該断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を備えた第２の金型と、
（ｃ）前記第１の金型に被加工部材を装填する装填処理部と、
（ｄ）前記加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱する加熱処理部と、
（ｅ）前記加工部材を被加工部材に押し付けて、前記凹凸を被加工部材に転写するための転写処理部とを有することを特徴とする加圧成形装置。
【請求項２】
前記加熱処理部は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱された被加工部材を加熱する請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項３】
前記加工部材を加熱する加熱部は、前記断熱材と加工部材との間に配設される請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項４】
前記加工部材を加熱する加熱部は、前記第１、第２の金型間において、前記加工部材と対向させて配設される請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項５】
前記加工部材を加熱する加熱部は、加工部材に内在させられる請求項１に記載の加圧成形装置。
【請求項６】
被加工部材が装填された他の金型に対して進退自在に配設される金型において、
（ａ）基板と、
（ｂ）該基板より前記他の金型側に配設された断熱材と、
（ｃ）該断熱材より前記他の金型側に配設され、他の金型と対向する面に、前記被加工部材に転写するための凹凸が形成された加工部材とを有することを特徴とする金型。
【請求項７】
前記断熱材と加工部材との間に前記加工部材を加熱する加熱部が配設される請求項６に記載の金型。
【請求項８】
前記加工部材を加熱する加熱部が加工部材に内在させられる請求項６に記載の金型。
【請求項９】
（ａ）第１の金型に被加工部材を装填し、
（ｂ）前記第１の金型と対向させて進退自在に配設され、かつ、断熱材より前記第１の金型側に配設され、第１の金型と対向する面に凹凸が形成された加工部材を、前記被加工部材を構成する材料の状態変化点より高い成形温度に加熱し、
（ｃ）前記加工部材を被加工部材に押し付け、前記凹凸を被加工部材に転写することを特徴とする加圧成形方法。
【請求項１０】
前記被加工部材は、前記状態変化点より低い予備加熱温度に加熱される請求項９に記載の加圧成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７５１８４
【国際公開日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【発行日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１７７３７（Ｐ２００５−５１７７３７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１６５６
【国際出願日】平成１７年２月４日（２００５．２．４）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【発行日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１６５６
【国際出願日】平成１７年２月４日（２００５．２．４）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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