転写システムおよび転写方法
【課題】シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写システムにおいて、転写を効率よく行う。
【解決手段】微細な転写パターンM1が形成されている平板状のシート状モールドMAを移送位置決めするシート状モールド移送位置決め装置3と、シート状モールドMAの移送方向で上流側に設けられ、微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写する転写装置5と、シート状モールドMAの移送方向で下流側に設けられ、転写装置5による転写がされシート状モールド移送位置決め装置3による移送がされた後、お互いが貼り付いているシート状モールドMAと被成型品Wとを引き剥がす引き剥がし装置7とを有する転写システム1である。
【解決手段】微細な転写パターンM1が形成されている平板状のシート状モールドMAを移送位置決めするシート状モールド移送位置決め装置3と、シート状モールドMAの移送方向で上流側に設けられ、微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写する転写装置5と、シート状モールドMAの移送方向で下流側に設けられ、転写装置5による転写がされシート状モールド移送位置決め装置3による移送がされた後、お互いが貼り付いているシート状モールドMAと被成型品Wとを引き剥がす引き剥がし装置7とを有する転写システム1である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、転写システムおよび転写方法に係り、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するものに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型(モールド)を作製し、被成型品に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている(たとえば、非特許文献1参照)。
【0003】
ナノオーダーの微細なパターン(転写パターン)を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とUVインプリント法とに分類される。
【0004】
熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂(熱可塑性樹脂)が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。
【0005】
UVインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、UV硬化性液に型を押しつけてUV放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き離す。
【0006】
また、上記転写をするときに、モールドとしてシート状のものを使用する方式が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特願2009−164569
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001) 192-199
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、上記従来のシート状のモールドを用いた転写装置では、ロール状のモールド原反と転写後のロール状のモールドとの間に、転写装置を配し、この転写装置に付帯させて被成型品離型装置(転写後に被成型品と型とを分離する装置)を設けてある。
【0010】
したがって、転写後にモールドからの被成型品の引き剥がしを行い、この引き剥がし後に次の転写をする必要があり、転写を効率よく行うことができないという問題がある。
【0011】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写システムにおいて、転写を効率よく行うことができるもの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】
【0012】
請求項1に記載の発明は、微細な転写パターンが形成されている平板状のシート状モールドを所定の方向に移送位置決めするシート状モールド移送位置決め装置と、前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で上流側に設けられ、前記微細な転写パターンを被成型品に転写する転写装置と、前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で下流側に設けられ、前記転写装置による転写がされ前記シート状モールド移送位置決め装置による移送がされた後、お互いが貼り付いている前記シート状モールドと前記被成型品とを引き剥がす引き剥がし装置とを有する転写システムである。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の転写システムにおいて、シート状の素材に微細な転写パターンを形成して前記シート状モールドを作成するシート状モールド作成装置を有し、1台の前記シート状モールド作成装置に対して、1台の前記シート状モールド移送位置決め装置と1台の前記転写装置と1台の前記引き剥がし装置とを備えて構成されている1組の移送・転写・引き剥がしユニットが、複数組設けられている転写システムである。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2の記載の転写システムにおいて、前記転写装置は、押圧体と前記被成型品を設置する被成型品設置体とにより前記被成型品と前記平板状のシート状モールドとを挟み込んで、前記転写をするように構成されており、前記押圧体は、緩衝材によって前記挟み込みをするように構成されている転写システムである。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の転写システムにおいて、前記押圧体は、剛性の高い材料で構成された基材と、この基材を覆うように層状に設けられた前記緩衝材と、前記シート状モールドに貼り付きにくい材料で構成され前記記緩衝材を覆うように層状に設けられたモールド接触材とを備えて構成されている転写システムである。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の転写システムにおいて、前記平板状のシート状モールドは、前記シート状モールドが巻かれているモールド原反から延出しているシート状モールドであり、前記微細な転写パターンは、前記シート状モールドの一部である転写パターン形成領域に形成されており、前記転写パターン形成領域以外の前記シート状モールドの部位には、ラミネートフィルムが設けられている転写システムである。
【0017】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の転写システムを用いてさなれる前記被成型品への転写方法である。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写システムにおいて、転写を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係る転写システムの概要を示す図である。
【図2】転写システムの概要を示す平面図である。
【図3】転写システムの概要を示す平面図である。
【図4】平板状のシート状モールドと各接触部材等の大きさや位置の関係を示す図である。
【図5】平板状のシート状モールドと各接触部材等の大きさや位置の関係を示す図である。
【図6】転写装置概略構成を示す斜視図である。
【図7】転写装置概略構成を示す斜視図である。
【図8】転写装置の断面矢視図である。
【図9】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図10】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図11】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図12】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図13】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図14】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図15】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図16】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図17】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図18】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図19】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図20】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図21】図9(a)におけるXXI部の拡大図である。
【図22】シート状モールド作成装置の概要を示す図である。
【図23】変形例に係るシート状モールド作成装置の概要を示す図である。
【図24】シート状モールドを示す図である。
【図25】シート状モールド作成装置を含む転写システムの概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図1は、本発明の実施形態に係る転写システム1の概要を示す図であり、図2、図3は、転写システム1の概要を示す平面図である。
【0021】
転写システム1は、シート状のモールドMに形成されている微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写するシステムであり、シート状モールド移送位置決め装置3と転写装置5と引き剥がし装置7とを備えて構成されている。
【0022】
図6、図7は、転写装置5の概略構成を示す斜視図であり、図8は、転写装置5の断面矢視図であって、図8(a)は、図6におけるVIIIA−VIIIA断面矢視図であり、図8(b)は、図6におけるVIIIB−VIIIB断面矢視図であり、図8(c)は、図8(b)におけるC−C断面を示す図である。なお、図8(a)では、詳しくは後述するベローズ107、下側接触部材109の表示を省略してある。図9〜図15は、転写装置5の概要と動作を示す図であり、図16〜図20は、引き剥がし装置7の概要と動作を示す図であり、図21は、図9(a)におけるXXI部の拡大図である。
【0023】
シート状モールド移送位置決め装置3は、シート状のモールドMを所定の箇所(たとえばモールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間)で平板状にして、この平板状のシート状モールドMAを所定の方向(たとえばモールド原反設置装置9からモールド巻き取り装置11で向かう水平方向)に移送位置決めする装置である。
【0024】
なお、微細な転写パターンM1は、たとえば、多数の微細な凹凸で形成されており、高さやピッチが可視光線の波長程度かもしくは可視光線の波長よりも僅かに大きいか僅かに小さいパターンであり、シート状モールドMの厚さ方向の一方の面に形成されている。すなわち、図1、図9〜図20では、平板状のシート状モールドMAの下面に微細な転写パターンが形成されている。
【0025】
転写装置5は、平板状のシート状モールドMAに形成されている微細な転写パターンM1を被成型品(被転写品)Wに、平板状のシート状モールドMAで被成型品Wを押圧して転写する装置であり、シート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMの移送方向で上流側(図1、図9〜図20等では左側)に設けられている。
【0026】
引き剥がし装置(被成型品分離装置)7は、転写装置5による転写がされてお互いが貼り付いているシート状モールドMAと被成型品(転写後被成型品)Wとを、引き剥がす(シート状モールドMAから被成型品Wを引き剥がす;分離する)装置であり、シート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMAの移送方向で下流側(転写装置5から離れて転写装置5よりも下流側;図1、図9〜図20等では右側)に設けられている。
【0027】
なお、引き剥がし装置7による引き剥がしは、転写装置5による転写がされた後であってシート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMAとこのシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wとの移送位置決めがされた後、転写装置5での次の別の転写がなされているときに行われるようになっている。また、シート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMAと被成型品Wとの移送位置決めは、平板状のシート状モールドMAをモールド巻き取り装置11で巻き取ることによって行われるようになっている。
【0028】
また、転写システム1には、転写前被成型品ストッカ(転写前基板ストッカ)13と転写前被成型品搬送装置15と転写後被成型品ストッカ(転写済み基板ストッカ)17と転写後被成型品搬送装置19とが設けられている。
【0029】
転写前被成型品ストッカ13は、転写装置5での転写がなされる前の複数の転写前被成型品Wを格納するストッカであり、転写前被成型品搬送装置15は、転写前被成型品ストッカ13に格納されている転写前被成型品Wを枚葉で(1枚ずつ)転写装置5に供給する装置である。
【0030】
転写後被成型品ストッカ17は、転写装置5での転写がなされた後の複数の転写後被成型品Wを格納するストッカであり、転写後被成型品搬送装置19は、引き剥がし装置7でシート状モールドMAから引き剥がされた転写後被成型品Wを枚葉で転写後被成型品ストッカ17に供給する装置である。
【0031】
なお、転写前被成型品搬送装置15は、ロボット21とスライダ23とを備えて構成されている。スライダ23は、転写前被成型品ストッカ13に格納されている転写前被成型品Wを枚葉で転写前被成型品ストッカ13から取り出しロボット21に引き渡す装置である。
【0032】
また、転写後被成型品搬送装置19は、ロボット21とスライダ25とを備えて構成されている。スライダ25は、ロボット21から受け取った転写後被成型品Wを、転写後被成型品ストッカ17に枚葉で格納する装置である。
【0033】
さらに、転写システム1には、シート状モールド作成装置27が設けられている。
【0034】
図22は、シート状モールド作成装置27の概要を示す図である。
【0035】
シート状モールド作成装置27は、シート状の素材M2の厚さ方向の一方の面に微細な転写パターンM1をたとえば転写によって形成してシート状モールド(シート状の型)Mを作成する装置である。転写システム1では、1台のシート状モールド作成装置27に対して、1台のシート状モールド移送位置決め装置3と1台の転写装置5と1台の引き剥がし装置7とを備えて構成されている1組の移送・転写・引き剥がしユニット29が、複数組設けられている。
【0036】
すなわち、図25で示すように、1台のシート状モールド作成装置27に対して、複数台の移送・転写・引き剥がしユニット29が設けられている。そして、シート状モールド作成装置27で作成されたシート状のモールドMが各々の移送・転写・引き剥がしユニット29に供給されるようになっている。シート状モールド作成装置27と移送・転写・引き剥がしユニット29との数の比は、シート状モールド作成装置27のタクトタイムと移送・転写・引き剥がしユニット29のタクトタイムとを参照して、シート状モールド作成装置27や移送・転写・引き剥がしユニット29のあそび時間(アイドリングタイム)が最小になり、最も効率良くシート状モールドMから被成型品Wへの転写がなされるように決められている。
【0037】
なお、移送・転写・引き剥がしユニット29が、転写前被成型品ストッカ13、転写前被成型品搬送装置15、転写後被成型品ストッカ17、転写後被成型品搬送装置19を備えていてもよい。
【0038】
転写装置5は、たとえば、図9(a)で示すように、押圧体31と被成型品Wを設置する被成型品設置体33とで被成型品Wと平板状のシート状モールドMAとを挟み込み、転写をするように構成されている。
【0039】
押圧体31は、平板状の緩衝材(たとえば、紫外線が透過する硬質ゴムもしくは柔らかい樹脂等の弾性材で構成された緩衝材)35によって、被成型品Wと平板状のシート状モールドMAとの挟み込みを行うように構成されている。
【0040】
被成型品設置体33と押圧体31とで、シート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込んでいる状態では、被成型品設置体33に被成型品Wが接触し、被成型品Wにシート状モールドMAが接触し、シート状モールドMAに押圧体31が接触している(たとえば、図12(a)参照)。
【0041】
転写装置5の押圧体31は、図21に示すように、紫外線が透過するガラス等の剛性の高い材料で構成された平板状の基材(たとえば、バックアップガラス)37と、この基材37を覆うように層状に設けられた緩衝材35と、紫外線が透過しシート状モールドMに貼り付きにくい(たとえば摩擦係数の小さい材料)材料(たとえば、ガラス、PET樹脂)で構成された平板状のモールド接触材39とを備えて構成されている。モールド接触材39は、緩衝材35を覆うように層状(緩衝材35の弾性変形に応じて弾性変形する程度の薄い層状)に設けられている。
【0042】
なお、被成型品設置体33と押圧体31とで、シート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込んでいる状態では、モールド接触材39がシート状モールドMAに接触している。
【0043】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間でたとえば水平方向に延出している平板状のシート状モールドMAは、シート状モールドMが巻かれているモールド原反MBから延出しているシート状モールドである(図1等参照)。
【0044】
図21で示す微細な転写パターンM1は、シート状モールドMの一部である転写パターン形成領域AE1に形成されており、転写パターン形成領域以外のシート状モールドMの部位AE2の少なくとも一部には、スペーサ(ラミネートフィルム)S1が設けられている(図24参照)。なお、図24(a)は、平板状のシート状モールドMAの平面図であり、図24(b)は、図24(a)におけるB−B断面を示す図である。
【0045】
ラミネートフィルムS1は、図24(c)(モールド原反MBの断面図)で示すように、モールド原反MBになっているシート状モールドM(Mx)の微細な転写パターンM1;Mx1(転写パターン形成領域AE1)が、この微細な転写パターンM1(Mx1)に隣接して対向しているシート状モールドM(My)に押圧されることを防ぐ(たとえば、接触することを防ぐ)ための所定の厚さになっている。
【0046】
シート状のモールドMは、すでに理解されるように、所定の幅で長く形成されている。なお、図1、図9〜図22の紙面に直交する方向がシート状のモールドMの幅方向になっている。
【0047】
微細な転写パターンM1は、図24(a)で示すように、たとえば、矩形状の領域AE1に形成されている。この矩形状の転写パターン形成領域AE1はシート状のモールドMの幅よりも小さくなっている。シート状のモールドMの厚さ方向から見ると、転写パターン形成領域AE1は、この幅方向がシート状のモールドMの幅方向と一致して、シート状のモールドMの中程に位置している。シート状のモールドMの長手方向では、転写パターン形成領域AE1が、所定の間隔をあけて(ピッチp1で)、シート状モールドMの長手方向に並んでいる。
【0048】
シート状モールド移送位置決め装置3は、モールド原反MBを設置するモールド原反設置装置(繰り出しローラ)9と、このモールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBから繰り出している(延出している)シート状のモールドMAを巻き取るモールド巻き取り装置(巻き取りローラ)11とを備えて構成されている。そして、前述したように、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で、シート状モールドMAが延出し、ほぼ平板状になっている(図1等参照)。なお、モールド原反設置装置9、モールド巻き取り装置11は、ベッド45に一体的に設けられている。
【0049】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で、平板状になっているシート状モールド(平板状のシート状モールド)MAには、この長手方向(モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11とをお互いにむすぶたとえば水平な方向)で所定の張力がかかっている。これによって、平板状の形態を保つようになっている。微細な転写パターンM1は、図9〜図20では図示してはいないが、前述したように、平板状のシート状モールドMAの下面に形成されている(図21参照)。
【0050】
モールド原反(反物状のモールド)MBは、転写装置5での転写に使用される前のロール状のモールドである。モールド原反MBは、シート状のモールドMを、円柱状の芯材の外周に、この外周の周方向とシート状のモールドMの長手方向とがお互いに一致するようにして巻き重ね、円筒状もしくは円柱状に形成されている。
【0051】
モールド巻き取り装置11で巻き取られた巻き取り済みモールドMCは、転写装置5での転写に使用されたモールドであり、モールド原反MBと同様にしてロール状になっている。
【0052】
モールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBは、この中心軸(たとえば水平方向に延びている軸;図1や図9(a)等の紙面に直交する方向に延出している軸)C1を回転中心にして回転するようになっている。モールド巻き取り装置11で巻き取られる巻き取り済みモールドMCも、この中心軸(軸C1と平行で水平方向に延びている軸)C2を回転中心にして回転するようになっている。
【0053】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間に存在している平板状のシート状モールドMAは、前述したように、たとえば、厚さ方向が上下方向になっており、長手方向が水平な1方向であってモールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11とをお互いにむすぶ方向になっており、幅方向が水平な他の1方向であって厚さ方向と長手方向とに直交する方向になっている。
【0054】
平板状のシート状モールドMAは、この長手方向であって、モールド原反設置装置9からモールド巻き取り装置11に向かう方向に、ほぼ平板状の形態を保ったまま、シート状モールド移送位置決め装置3で移送位置決めされるようになっている。
【0055】
シート状モールド移送位置決め装置3による1回の移送距離は、たとえば、微細な転写パターンM1が形成されている領域AE1のピッチp1と等しくなっている。また、シート状モールド移送位置決め装置3による移送がされた後は、次の移送がされるまで、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出しているシート状モールドMAは、所定の張力を保った状態でその位置がほぼ維持されるようになっている。
【0056】
具体的には、モールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBは、パウダークラッチ等のトルク制御クラッチを介してモータ等のアクチュエータの回転出力軸に連結されて、回転するようになっている。モールド巻き取り装置11で巻き取られるシート状モールドM(巻き取り済みモールドMC)は、サーボモータ等のアクチュエータの回転出力軸にされて、回転するようになっている。
【0057】
そして、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAを移送する場合には、モールド原反設置装置9のモータを逆回転させておき(平板状のシート状モールドMAをモールド原反設置装置9で巻き取るようにモールド原反MBのモータの回転出力軸を回転させておき)、パウダークラッチのトルクを所定の値T1にしておき、モールド巻き取り装置11のサーボモータの回転出力軸を、平板状のシート状モールドMAを巻き取る方向に所定のトルクT2で所定の回転角度だけ回転する。この場合において、モールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBの半径を「R1」とし、モールド巻き取り装置11における巻き取り済みモールドMCの半径を「R2」とすると、「T1/R1<T2/R2」になっている。これにより、所定の張力F1(F1=T1/R2−T1/R1)を保って、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAが、モールド巻き取り装置11側に移送されるようになっている。
【0058】
シート状モールド移送位置決め装置3による平板状のシート状モールドMAの移送がされておらず、平板状のシート状モールドMAがその位置を維持している状態では、モールド巻き取り装置11のサーボモータの回転出力軸は、所定の保持トルクで停止している。また、モールド原反設置装置9のモータとパウダークラッチとで、平板状のシート状モールドMAが所定の張力を得ている。
【0059】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAの移送距離の決定(移送位置決め)は、たとえば、センサを用いてなされるようになっている。
【0060】
すなわち、光透過型センサの発光部を平板状のシート状モールドMAの下側に設置し、光透過型センサの受光部を平板状のシート状モールドMAの上側に設置してある。そして、光透過型センサの発光部と光透過型センサの受光部との間を、平板状のシート状モールドMAの転写パターン形成領域AE1と転写パターン非形成領域AE2とが、平板状のシート状モールドMAの移送によって通過するようになっている。そして、透過型センサの発光部と光透過型センサの受光部との間を移送される平板状のシート状モールドMAでの光の透過率の違いによって、平板状のシート状モールドMAの移送位置決めがなされるようになっている。
【0061】
更に説明すると、図24(a)の点P1の位置にセンサが設けられているとする。センサの光の透過率は、転写パターン形成領域AE1では低く、転写パターン形成領域AE2では高くなっているものとする。また、図24(a)に示す状態では、予め平板状のシート状モールドMAが移送され位置決めがなされているものとする。
【0062】
図24(a)で示す状態から、センサに対して平板状のシート状モールドMAを右方向に所定の距離であるピッチp1だけ移送して位置決めするときには、センサによる光の透過率が始めに低く次に高くなり、この後低くなったときに、平板状のシート状モールドMAの移動を停止する。
【0063】
なお、平板状のシート状モールドMAの移送距離(移送位置決め)を、光透過型センサの代わりに光反射型センサを用いて行ってもよいし、平板状のシート状モールドMAの所定の位置に、アライメントマークをシート状モールド作成装置27で予めつけておいて、そのアライメントマークをカメラや画像処理装置で検出して行ってもよい。また、モールド巻き取り装置11に設けられているサーボモータの回転出力軸の回転角度を検出可能なロータリエンコーダを設けるとともに、モールド巻き取り装置11で巻き取っている巻き取り済みモールドMCの外径をセンサで測定することにより、平板状のシート状モールドMAの移送距離(移送位置決め)をするようにしてもよい。
【0064】
さらに、モールド原反MBを作成するときに生成されるエッジラインL1(図24(a)参照;詳しくは後述)を光透過型センサ等で検出して、平板状のシート状モールドMAの移送距離の決定(移送位置決め)をするようにしてもよい。
【0065】
ところで、平板状のシート状モールドMAの張力F1は、図9(a)等で示すように、テンショナ(張力検出装置)41で検出されるようになっている。この検出結果に応じて、張力F1が所定の値になるように、パウダークラッチのトルクが制御されるようになっている。
【0066】
テンショナ41は、円柱状のローラ43と、基台(図示せず)とを備えている。ローラ43は、軸受け(図示せず)を介して基台(図1に示すベッド45に一体的に設けられている基台)に設けられており、ローラ43の中心軸(図9(a)等の紙面に直交する方向に延出している軸)C3を回転中心にして回転するようになっている。
【0067】
また、基台と軸受けとの間には、ロードセル(図示せず)が設けられており、平板状のシート状モールドMAの張力に応じてローラ43にかかる荷重を検出することができるようになっている。すなわち、ローラ43には、平板状のシート状モールドMAが巻き掛けられている。この巻き掛けられているシート状のモールドMAが、ローラ43の軸受けに荷重をかけるように構成されている。そして、ロードセルにかかる荷重を検出(測定)することによって、平板状のシート状モールドMAの張力を検出することができるようになっている。
【0068】
転写装置5は、図6等で示すように、ベース部材47と移動体49と移動体支持体51とを備えている。ベース部材47は、下側部材53と上側部材55とタイバ(タイロッド)57とを備えている。下側部材53と上側部材55と移動体49とは、たとえば、矩形な平板状であってお互いがほぼ同形状に形成されている。
【0069】
下側部材53と上側部材55とは、たとえば、厚さ方向が上下方向になるようにして、上下方向で所定の間隔をあけて設けられている。下側部材53と上側部材55とを平面視すると、お互いがほぼ重なっている。また、下側部材53と上側部材55とは、たとえば4本のタイバ57によって連結されている。
【0070】
タイバ57は、たとえば円柱状に形成されており、中心軸の延伸方向が上下方向になるようにして、下側部材53と上側部材55との間で、下側部材53と上側部材55とに一体的に設けられている。平面視すると、4本のタイバ57は、下側部材53や上側部材55の角部の近傍に設けられている。また、4本のタイバ57は、下側部材53や上側部材55の中心に対して対称的に配置されている。すなわち、転写装置5での転写の際の押圧によって、タイバ57に引っ張り応力が発生してごくわずかに弾性変形するのであるが、この引っ張り応力による4本のタイバ57の僅かな延び量がお互いに等しくなるのである。
【0071】
移動体支持体51は、矩形な平板状の基部59と「コ」字状の側部61とをそなえてたとえば一体で形成されている。さらに説明すると、基部59は、下側部材53や上側部材55と同様にして矩形な平板状に形成されており、側部61は、基部59の側面から基部59の厚さ方向に起立している。そして、平面視すると(基部59の厚さ方向から見ると)、側部61は、「コ」字状になっており、基部59の1つの辺と、この1つの辺に隣接している2つの辺のところに位置している。また、平面視した場合、「コ」字状の側部61の一端部は、基部59の1つの辺に隣接している一方の辺のほぼ中央部に位置しており、「コ」字状の側部61の他端部は、基部59の1つの辺に隣接している他方の辺のほぼ中央部に位置している(図8等参照)。
【0072】
そして、移動体支持体51は、基部59の厚さ方向の一方の面(側部61が延出している側の面)が、下側部材53の下面に対向するようにして、下側部材53に一体的に設けられている。また、平面視すると、移動体支持体51の基部59は、下側部材53にほぼ重なっており、移動体支持体51の側部61は、下側部材53から僅かに離れて下側部材53の外周の半分を囲んでいる(下側部材53の1つの辺とこの1つの辺に隣接している2つの辺のほぼ半分を囲んでいる)。また、側面視すると、側部61の先端面(上面;図6参照)63は、下側部材53と上側部材55との間に位置している。
【0073】
移動体支持体51と下側部材53との接合は、下側部材53や移動体支持体51の基部59の中心の近傍のみでなされている。たとえば、移動体支持体51の基部59の中心近傍には複数の座(基部59の上側の面より僅かに突出しているとともに上面が平面になっている部位)65が設けられている。座65はたとえば4つ設けられている。平面視すると、4つの座65は、移動体支持体51の基部59の中心(下側部材53の中心)の近傍周辺に配置されている。また、基部59の中心を中心とした小さな円を4等配する位置に、各座65が設けられている。
【0074】
移動体支持体51の座65の上面と下側部材53の下面の一部とがお互いに面接触して(図8(c)参照)、しかも、移動体支持体51の他の部位が、下側部材53等のベース部材47とは一切接触せず支持されないように離れて、移動体支持体51が下側部材53にボルト67等の締結具によって一体的に設けられている。
【0075】
移動体49は、厚さ方向が上下方向になるようにして、下側部材53と上側部材55との間に設けられている。平面視すると、移動体49は下側部材53や上側部材55とほぼ重なっている。なお、移動体49の角部には、切り欠き69が設けられており、この切り欠き69によって、移動体49は、タイバ57(ベース部材47)から離れて、タイバ57とは非接触になっている(図8(a)参照)。
【0076】
また、移動体49は、リニアガイドベアリング71を介して、移動体支持体51に支持されており、上下方向(下側部材53と上側部材55とをお互いにむすぶ方向;タイバ57の中心軸の延伸方向)で移動するようになっている。
【0077】
すなわち、移動体支持体51の側部61の一方の端部には、リニアガイドベアリング71のレール73が一体的に設けられている。このレール73は上下方向に延伸している。移動体支持体51の側部61の他方の端部にも、リニアガイドベアリング71のレール73が上下方向に延伸して一体的に設けられている(たとえば、図8(a)、(b)参照)。
【0078】
移動体49には、一対のレール73と係合している一対のベアリング75が一体的に設けられている。これによって、移動体49が、リニアガイドベアリング71のみで支持されて、下側部材53と上側部材55との間で、上下方向に移動自在になっている。また、平面視すると、一対のリニアガイドベアリング71は、下側部材53や上側部材55や移動体49の中心に対して対称的に(たとえば点対称の位置に)配置されている。
【0079】
また、移動体49は、たとえば、ボールねじ77とサーボモータ79等のアクチュエータによって、上下方向で移動位置決め自在になっている。
【0080】
詳しく説明すると、図6〜図8で示すように、ボールねじ77のねじ軸部81の中心軸が下側部材53の中心を通って上下方向に延伸して、ねじ軸部81が下側部材53に回転自在に設けられている。ボールねじ77のねじ軸部81は、下側部材53に設置されている軸受け83を介して、下側部材53に回転自在に設けられており、下側部材53から上方に延出している。ボールねじ77のねじ軸部81の上側の部位は、移動体49に一体的に設けられたナット85に係合している。
【0081】
ボールねじ77のねじ軸部81の下側の部位は、カップリング87を介してサーボモータ79の回転出力軸に連結されている。サーボモータ79の筐体は、筒状のスペーサ89を介して、下側部材53の下側で下側部材53に一体的に設けられている。なお、サーボモータ79やスペーサ89と移動体支持体51との干渉を避けるために、移動体支持体51の基部59の中心部には、貫通孔91が設けられている。各座65は、貫通孔91の周辺近傍で、貫通孔91のできるだけ近くに配置されている。
【0082】
このように構成されていることによって、移動体49が上下方向(上側部材55に対して接近離反する方向)で移動位置決め自在になっている。また、微細な粉塵を発するおそれ(発塵のおそれ)がある部位(ナット85や軸受け83やサーボモータ79)が、移動体49の下側に配置されており、転写をする際に、被成型品Wに微細な異物が混入することを防止することができる。
【0083】
なお、転写装置5とベッド45(図1参照)との固定は、下側部材53、移動体支持体51の少なくともいずれかが、ベッド45に係合することによりなされている。たとえば、下側部材53をボルト等の締結具を用いて、ベッド45に固定している。
【0084】
上側部材55の下面には、図9(a)等で示すように、押圧体31が一体的に設けられている。押圧体31は、上側部材55の下面から下方に突出しており、押圧体31の下面は水平な平面(たとえば、円形や矩形状の平面)になっており、転写をするときに、この平面がシート状のモールドMAに面接触するようになっている。
【0085】
移動体49の上面には、図9(a)等で示すように、ロードセル95やスペーサ97を間にして、被成型品設置体33が一体的に設けられている。平板状のロードセル95や平板状のスペーサ97や被成型品設置体33は、移動体49の上面から上方に突出しており、被成型品設置体33の上面は水平な平面(たとえば、円形状や矩形状の平面)になっている。
【0086】
そして、被成型品Wの下面(平板状の被成型品Wの厚さ方向の一方の面;図21で示す基材W1の下面)が、被成型品設置体33の上面に面接触し、被成型品Wの厚さ方向が上下方向になるようにして、被成型品Wが被成型品設置体33に載置されている。また、被成型品Wは、たとえば真空吸着で、被成型品設置体33に一体的に設置されるようになっている。
【0087】
上側部材55の下面には、真空成型室99(たとえば図11(a)参照)を形成するための筒状のベローズ(上側ベローズ)101が下方に突出して設けられている。ベローズ101の基端(上端)は、上側部材55に一体的に設けられており、ベローズ101の先端(下端)には、円環状の上側接触部材103が一体的に設けられている。上側接触部材103の下面は、たとえば水平な円環状の平面になっている。
【0088】
上側接触部材103と上側部材55とには、たとえば、図9(a)で示すように、エアーシリンダ105等のアクチュエータが設けられている。エアーシリンダ105は、上側部材55に一体的に設けられており、エアーシリンダ105のロッド(ピストンロッド)は、上側接触部材103に一体的に設けられている。そして、エアーシリンダ105によって、ベローズ101が伸縮するようになっている。
【0089】
エアーシンンダ105は、3ポジションタイプのものであり、ロッドのストロークの両端部に加えて、ロッドのストロークの中間部の所定の位置で、シリンダに対するロッドの位置を固定することができるようになっている。
【0090】
そして、ロッドが最も引っ込んだ状態では、上側接触部材103の下面が押圧体31の下面よりも上方に位置しており(たとえば、図9(a)参照)、ロッドが中間部の所定の位置に位置している状態では、上側接触部材103の下面が押圧体31の下面と同じ高さに位置しており(たとえば、図11(b)参照)、ロッドが最も延出した状態では、上側接触部材103の下面が押圧体31の下面よりも僅かに下方に位置するようになっている(たとえば、図10(a)参照)。
【0091】
平板状のスペーサ97は、たとえば、図9(a)で示すように、この厚さ方向が上下方向になるようにして、ロードセル95と被成型品設置体33とに一体的に設けられている。ロードセル95は、移動体49に一体的に設けられている。
【0092】
スペーサ97の上面には、真空成型室99を形成するための筒状のベローズ(上側ベローズと同形状に形成された下側ベローズ)107が上方に突出して設けられている。ベローズ107の基端(下端)は、スペーサ97に一体的に設けられており、ベローズ107の先端(上端)には、円環状の下側接触部材(上側接触部材103と同形状に形成された下側接触部材)109が一体的に設けられている。下側接触部材109の上面は、たとえば、水平な円環状の平面になっている。
【0093】
下側接触部材109とスペーサ97とには、エアーシリンダ111等のアクチュエータが設けられている。エアーシリンダ111のシリンダは、スペーサ97に一体的に設けられており、エアーシリンダ111のロッド(ピストンロッド)は、下側接触部材109に一体的に設けられている。そして、エアーシリンダ111によって、ベローズ107が伸縮するようになっている。
【0094】
そして、ロッドが最も引っ込んだ状態では、下側接触部材109の上面が被成型品設置体33の上面よりも下方に位置しており(たとえば、図9(a)参照)、ロッドが最も延出した状態では、下側接触部材109の上面が被成型品設置体33の上よりも僅かに上方に位置するようになっている(たとえば、図10(a)参照)。
【0095】
なお、上側ベローズ101を伸縮させるエアーシリンダ105の推力は、下側ベローズ107を伸縮させるエアーシリンダ111の推力よりも大きくなっている。したがって、たとえば、下側接触部材109で上側接触部材103が押されても、上側ベローズ101を伸縮させるエアーシリンダ105のロッドは引っ込まない(上側ベローズ101が縮まず上側接触部材103が上方に移動しない)ようになっている。
【0096】
図21等で示すように、被成型品Wは、たとえば、円形状もしくは矩形状で平板状の基材(たとえばガラス板)W1と、このガラス板W1の厚さ方向の一方の面(たとえば全面)に設けられた薄膜状の紫外線硬化樹脂W2とで構成されている。転写前被成型品ストッカ13に格納されている転写前被成型品Wには、前もって別の装置で、液体状で薄膜状の紫外線硬化樹脂W2が設けられているものとする。
【0097】
転写装置5での転写は、薄膜状の紫外線硬化樹脂W2の微細な転写パターンM1を転写してなされるようになっている。なお、図21等で示す参照符号113は、ロボット21のハンドを示している。
【0098】
転写装置5で転写がなされる前の状態(転写準備状態)では、移動体49が下降端に位置している。硬化前の紫外線硬化樹脂W2が上になるようにして、被成型品Wが被成型品設置体33に載置されている。各ベローズ101,107は縮んでいる。また、被成型品Wと押圧体31(モールド接触材39)とは所定の距離だけ離れている(図21、図9(b)等参照)。モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAは、移送されることなく停止している。平板状のシート状モールドMAは、押圧体31と被成型品設置体33に載置されている被成型品Wとの間で、押圧体31からごく僅かに離れて(図9(a)に示しように僅かな距離L2だけ離れて)水平方向に延びている。
【0099】
転写装置5の転写準備状態や転写している状態で平面視すると、被成型品設置体33の上面と被成型品Wとが同じ大きさになっていて被成型品設置体33の上面の全面に被成型品Wが被さっている。なお、被成型品Wのほうが被成型品設置体33の上面よりも僅かに大きくなっていて、被成型品設置体33の上面が被成型品Wの内側に位置していてもよいし、被成型品Wのほうが被成型品設置体33の上面よりも僅かに小さくなっていて、被成型品設置体33の上面の内側に被成型品Wが位置していてもよい。
【0100】
また、転写装置5の転写準備状態や転写している状態で平面視すると、押圧体31の下面と被成型品Wとが同じ大きさになっていて押圧体31の下面の全面に被成型品Wが被さっている。なお、被成型品Wのほうが押圧体31の下面よりも僅かに大きくなっていて、押圧体31の下面が被成型品Wの内側に位置していてもよいし、被成型品Wのほうが押圧体31の下面よりも僅かに小さくなっていて、押圧体31の下面の内側に被成型品Wが位置していてもよい。
【0101】
また、転写装置5の転写準備状態や転写している状態で平面視すると、平板状のシート状モールドMAの1つの転写パターン形成領域AE1と被成型品Wとが同じ大きさになっていて、被成型品Wの全体に1つの転写パターン形成領域AE1が被さっている。なお、転写パターン形成領域AE1のほうが被成型品Wよりも僅かに大きくなっていて、転写パターン形成領域AE1の内側に被成型品Wが位置していてもよいし、転写パターン形成領域AE1のほうが被成型品Wよりも僅かに小さくなっていて、被成型品Wの内側に転写パターン形成領域AE1が位置していてもよい。
【0102】
なお、前述したように、図24(a)等で示すように、転写パターン形成領域AE1が矩形状に形成されていてもよいし、図4や図5で示すように、円形状に形成されていてもよい。さらに、転写パターン形成領域AE1が矩形や円形以外の所定の形状に形成されていてもよい。
【0103】
また、転写準備状態や転写している状態で平面視すると、円形状になっている各ベローズ101,107がお互いに重なっており、円環状の各接触部材103,109もお互いに重なっている。さらに、各ベローズ101,107と各接触部材103,109の内側に、被成型品設置体33、被成型品W、押圧体31が存在している。また、円環状の各接触部材103,109の直径よりも平板状のシート状モールドMAの幅が大きくなっており、平板状のシート状モールドMAの内側に各接触部材103,109が位置している(図5(a)参照)。なお、図5(a)は、平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す平面図であり、図5(b)は、平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す側面図である。
【0104】
すなわち、図4(a)で示すように、平板状のシート状モールドMAの幅が円環状の各接触部材103,109の直径よりも小さいと、図4(a)に示す部位AE3で、僅かな隙間(シート状モールドMAの厚みに起因する隙間)が生じてしまい、真空成型室99の気密性が悪化する。しかし、図5(a)で示すように、円環状の各接触部材103,109の直径よりも平板状のシート状モールドMAの幅が大きくすることで、真空成型室99の気密性を高めることができる。なお、図4(a)は、幅の狭い平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す平面図であり、図4(b)は、幅の狭い平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す側面図である。
【0105】
円環状の各接触部材103,109の直径よりも平板状のシート状モールドMAの幅を大きくすることで、転写をする直前や転写をするときに、各ベローズ101,107等によって真空成型室99が形成されるが、シート状モールドMAで仕切られることによって、真空成型室99は、上側真空成型室115と、下側真空成型室117とが形成されるようになっている(たとえば、図11(b)参照)。
【0106】
上側真空成型室115は、内部に押圧体31が位置する閉空間であり、上側部材55とベローズ101とシート状モールドMAとで閉空間が形成される。下側真空成型室117は、内部に被成型品設置体33と被成型品Wとが位置する閉空間であり、スペーサ97とベローズ107とシート状モールドMAとで閉空間が形成されている。
【0107】
下側真空成型室117と上側真空成型室115とは、これらの各真空成型室115,117の外部に延出している配管119によってお互いにつながっている。そして、図1に示す真空ポンプ121を用い、配管119によって各真空成型室115,117を同時に真空引きすることができるようになっている。真空引きをしたときには、各真空成型室115,117が等しい気圧を保って減圧されるようになっている。これにより、シート状モールドMAの撓みを無くすことができる。
【0108】
なお、平面視において、各ベローズ101,107の中心と各接触部材103,109の中心と被成型品Wの中心と押圧体31の中心と転写パターン形成領域AE1の中心とは、たとえば、お互いが一致している。
【0109】
押圧体31は、前述したように、また、図21に示すように、基材37と緩衝材35とモールド接触材39とを備えて構成されており、また、押圧体31は、押圧体支持体123の下側に設けられており、押圧体支持体123を介してベース部材47の上側部材55に一体的に設けられている。なお、モールド接触材39を削除した構成であってもよい。
【0110】
基材37と緩衝材35とモールド接触材39とは、たとえば、矩形な平板状に形成されており、それぞれの厚さ方向がお互いに一致するようにして基材37、緩衝材35、モールド接触材39の順に重ね合わされている。また、押圧体支持体123の上部には、被成型品Wの紫外線硬化樹脂W2を硬化する紫外線を発生する紫外線発生装置125が設けられている(たとえば、図12(a)参照)。
【0111】
また、転写装置5には、転写をする場合等に平板状のシート状モールド(移送されずに停止しているシート状モールド)MAの位置ずれが発生することを防止すべく、シート状モールドMAを一時的に保持するモールド保持機構127が設けられている(たとえば、図13(b)参照)。
【0112】
モールド保持機構127は、たとえば、ベース部材47に一体的に設けられている吸着パッド129によって構成されており、吸着パッド129でシート状モールドMAの上面(微細な転写パターンM1が形成されている面とは反対側の面)を真空吸着して、シート状モールドMAを保持するようになっている。
【0113】
吸着パッド129は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の上流側と下流側とで、転写装置5(各接触部材103,109)の近傍に設けられている。また、吸着パッド129は、前述したように、ベース部材47に一体的に設けられているが、ベース部材47に対して移動するようになっていてもよい。そして、平板状のシート状モールドMAが停止しているときには、平板状のシート状モールドMAに接触し、平板状のシート状モールドMAが移送されるときには、平板状のシート状モールドMAから離れるようになっていてもよい。
【0114】
また、モールド保持機構127による平板状のシート状モールドMAの保持は、たとえば、転写が終わって真空成型室99を無くすときになされるようになっている。なお、モールド保持機構127は、図13(b)、図14、図15で描いてあり、他の図では、図示を省略してある。
【0115】
シート状モールド作成装置27は、図22で示すように、ロール・ツー・ロール方式(ロールtoロール方式)でモールド原反MBを作成する装置であり、軸C7を中心にして回転する転写ロール131と軸C6を中心にして回転するバックアップロール133とシート状の素材(素材原反)M2を設置する素材原反設置装置135とシート状のモールドMを巻き取るモールド巻き取り装置137とを有する。
【0116】
シート状の素材M2は、厚さ方向の両面が平面状になっており、モールド原反MBと同様にロール状に形成されており、円柱状の芯材にPET樹脂等の樹脂材料で構成されたシート状の素材M2を巻き付けた素材原反になっている。
【0117】
素材原反設置装置135に設置された素材原反から繰り出したシート状の素材M2に、微細な転写パターンを転写して設け、この転写がされたシート状の素材をモールド巻き取り装置137で巻き取ると、モールド原反MBが生成されるようになっている。
【0118】
なお、素材原反設置装置135に設置された素材原反は、軸C5を中心にして回転し、モールド巻き取り装置で巻き取られるモールド原反MBは、軸C9を中心にして回転するようになっている。転写ロール131とモールド巻き取り装置137との間には、軸C8を中心にして回転するテンションローラ139が設けられている。
【0119】
さらに説明すると、素材原反設置装置135とモールド巻き取り装置137との間で、素材原反から繰り出しているシート状の素材M2の一方の面に、塗工ノズル141によって液体状の紫外線硬化樹脂W2を膜状に塗布するようになっている。続いて、液体状の紫外線硬化樹脂W2が塗布されたシート状の素材M2を、転写ロール131に巻き掛けるとともに、転写ロール131とバックアップロール133とで挟み込み、紫外線発生装置143が発する紫外線を紫外線硬化樹脂W2に照射して紫外線硬化樹脂W2を硬化させ、転写ロール131から紫外線硬化樹脂W2に、転写ロール131の円柱側面状の外周面に予め形成されていた微細な転写パターンが転写されるようになっている。そして、図21(a)で示すような、転写パターンM1が形成されるようになっている。
【0120】
また、図21(a)で示してあるエッジラインL1は、転写ロール131の外周の継ぎ目(図22で示す点P2の箇所で図22の紙面に直交する方向に直線状に延びている継ぎ目)によって形成されているものである。継ぎ目は、厚さ方向の一方の面に微細な転写パターンが形成されている矩形な薄い平板状の原型を、転写ロール131の外周に一体的に設置したときに、前記原型の各端部の突合せ部によって形成されるものである。
【0121】
なお、図22で示すシート状モールド作成装置27において、ラミネートフィルムS1を設置するようにしてもよい(図23参照)。図23で示したシート状モールド作成装置27aでは、微細な転写パターンが転写されたシート状の素材M2にラミネートフィルムS1を供給するようになっている。そして、モールド巻き取り装置137で巻き取られて生成されるモールド原反MBには、シート状のモールドMの間にラミネートフィルムS1が入り込むようになっている。
【0122】
すなわち、軸C10を中心にして回転するラミネート原反145からラミネートフィルムS1が供給されるようになっている。そして、モールド巻き取り装置137で巻き取られて生成されるモールド原反MBでは、シート状のモールドMの厚さ方向、ラミネートフィルムS1の厚さ方向が、モールド原反MBの径方向と一致しているとともに、シート状のモールドMとラミネートフィルムS1とが交互に重なっている(図24(c)参照)。これによって、モールド原反MBにおけるシート状のモールドM同士の貼り付きを防止することができ、モールド原反MBからのシート状のモールドMの繰り出しがしやすくなっている。
【0123】
ところで、ラミネートフィルムS1を、シート状のモールドMと同じ幅にして、シート状のモールドMの全面を覆うように設けられていてもよいが、本実施形態では、シート状のモールドMの一部にラミネートフィルムS1を設けてある。
【0124】
たとえば、ラミネートフィルムS1の幅を細くして、ラミネートフィルムS1をシート状のモールドMの幅方向の両端部(転写パターン非形成領域AE2の一部)にのみ設けてある(図24(a)、(b)、(c)参照)。これにより、前述したように、モールド原反MBにおいて、図24(c)で示すように、シート状モールドMの微細な転写パターンM1が、これに対向しているシート状モールドMの背面(微細な転写パターンM1が形成されている面とは反対側の面)に接触しないか接触しにくくなっており、微細な転写パターンM1の傷付きを防止することができる。
【0125】
なお、ラミネートフィルムS1の形状を適宜変更してもよい。図24(a)に二点鎖線L3で示す部位を付加し、ラミネートフィルムS1をはしご状(転写パターン形成領域AE1に相当する部分に、矩形な貫通孔を所定の間隔をあけて設けた形状)に形成し、転写パターン形成領域AE1を囲むようにしてもよい。
【0126】
モールド原反MBにラミネートフィルムS1を設けた場合には、図9(a)に二点鎖線で示すラミネートフィルム剥離装置145でラミネートフィルムS1を剥離して巻き取るようになっている。
【0127】
引き剥がし装置7は、図16(a)等で示すように、ベース部材147と被成型品保持部149とモールド保持部151とモールド挟持部153と離型部155とを備えて構成されている。
【0128】
被成型品保持部149は、平面状の上面を備えた被成型品保持体157を備えており、この被成型品保持体157が、上下方向で移動位置決め自在なようにベース部材147に設けられている。すなわち、被成型品保持体157がリニアガイドベアリング159を介してベース部材147に設けられており、図示しないエアーシリンダ等のアクチュエータで上下方向に移動するようになっている。また、転写装置5での転写後に平板状のシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wの下面に、被成型品保持体157の上面が面接触し、たとえば真空吸着によって被成型品W(基材W1)を保持することができるようになっている。
【0129】
モールド保持部151は、平面状の下面を備えたモールド保持体161を備えている。また、モールド保持体161は、被成型品保持体157の上方でベース部材147に設けられている。モールド保持体161の下面は、被成型品保持体157の上方で被成型品保持体157の上面と対向している。そして、転写後に被成型品Wが貼り付いている平板状のシート状モールドMAの上面に、モールド保持体161の下面が面接触し、たとえば真空吸着によって平板状のシート状モールドMAを保持するようになっている。
【0130】
なお、これらのお互いが対向している被成型品保持体157の上面とモールド保持体161の下面との間を、転写後にお互いが貼り付いている平板状のシート状モールドMAと被成型品Wとが位置するように、シート状モールドMAがシート状モールド移送位置決め装置3で移送位置決めされるようになっている。また、シート状モールドMAと被成型品Wとの厚さ方向が被成型品保持体157の上面やモールド保持体161の下面と直交している。
【0131】
転写装置5で転写がされた被成型品Wが、シート状モールドMAに貼り付いたまま転写装置5から引き剥がし装置7に移送されるのであるが、転写装置5と引き剥がし装置7との間に、所定の間隔(図24(a)で示すピッチp1)をあけて、単数もしくは複数の被成型品(シート状モールドMAに貼り付いている被成型品)Wが存在していてもよい(たとえば、図5参照)。これによって、転写装置5と引き剥がし装置7との距離を大きくとることができる。
【0132】
また、すでに理解されるように、被成型品保持体157が上昇端に位置しているときには、被成型品保持体157の上面が平板状のシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wに接触するようになっている。一方、被成型品保持体157が下昇端に位置しているときには、被成型品保持体157の上面が平板状のシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wの下方で被成型品保持体157から所定の距離だけ離れている。
【0133】
モールド保持体161は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の上流側(図16(a)の左側)で平板状のシート状モールドMAの幅方向に延伸している軸C12を回動中心にして回動するように、ベース部材147に設けられている。そして、常態では、モールド保持体161の下面が、図示しないストッパによって水平になっており、シート状モールドMAの水平な上面に接触している。また、モールド保持体161が回動することにより、モールド保持体161の下流側が持ち上がり、モールド保持体161の下面が僅かに斜めになるようになっている(図18(a)等を参照)。
【0134】
モールド挟持部153は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の下流側で、モールド保持体161に設けられている。モールド挟持部153は、棒状のモールド挟持体163を備えており、モールド挟持体163は、細長い平面状の上面を備えている。この上面はモールド保持体161の下面と対向しているとともに、上面の長手方向が平板状のシート状モールドMAの幅方向と一致しており、モールド挟持体163の上面の幅方向が、平板状のシート状モールドMAの長手方向(図16(a)の左右方向)と一致している。
【0135】
また、モールド挟持体163は、モールド保持体161に対して接近離反する方向で移動自在なように、図示しないリニアガイドベアリングを介してモールド保持体161に設けられている。
【0136】
そして、エアーシンリンダ165等のアクチュエータでモールド挟持体163がモールド保持体161側に移動することによって、モールド挟持体163とモールド保持体161とが協働してシート状のモールドMAを挟み込むようになっている(たとえば、図17(b)参照)。一方、モールド挟持体163がモールド保持体161から離れる側に移動することによって、シート状モールドMAの挟持が解除されるようになっている。
【0137】
なお、モールド挟持体163は、被成型品保持体157とは干渉しない位置に設けられており、また、モールド挟持体163とモールド保持体161とで、被成型品Wを挟み込むことが無いようになっている。
【0138】
離型部155は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の下流側でベース部材147に設けられている。離型部155は、離型体167を備えており、この離型体167をエアーシンダ169等のアクチュエータで上昇させることにより、離型体167でモールド保持体161(モールド挟持体163)を押し上げ、モールド保持体161を回動させ、前述したように、モールド保持体161の下面を斜めにすることができるようになっている。なお、離型体167でモールド保持体161を押し上げていない状態では、離型体167が下方に位置してモールド保持体161(モールド挟持体163)から離れている。
【0139】
また、平板状のシート状モールドMAの移送方向における引き剥がし装置7の下流には、モールド長調整装置171が設けられている。モールド長調整装置171は、ベース部材147に一体的に支持されているガイドレール173と、ガイドレール173に係合して上下方向に移動自在になっている軸受け部材175と、この軸受け部材175に軸(軸C12や図9(a)で示す軸C3に平行な軸)C4を回転中心にして回転自在に設けられているローラ177とを備えて構成されている。ローラ177の下方側には、シート状のモールドMが巻き掛けられている。
【0140】
さらに、軸受け部材175は、図示しない付勢手段によって、たとえば、シート状モールドMAを下方に一定の力で付勢している。具体的には、図示しない空気圧シリンダによって、軸受け部材175が付勢されている。この空気圧シリンダに供給される圧縮空気の配管部には、図示しないレギュレータとリリーフバルブとが接続されており、空気圧シリンダからのロッドの延出量にかかわらず、常に一定の付勢力を軸受け部材175に与えることができるようになっている。
【0141】
シート状モールド移送位置決め装置7での平板状のシート状モールドMAを移送するときには、図16(a)等で示すように、被成型品保持体157の上面はシート状モールドMAや被成型品Wの下方でシート状モールドMAや被成型品Wから離れており、モールド保持体161の下面は、水平になってシート状モールドMAの上面に接触しているがもしくはごく僅かに離れている。また、離型体167は、下方に位置しており、モールド挟持体163も下方に位置してモールドを挟んでいない。
【0142】
シート状モールド移送位置決め装置7での平板状のシート状モールドMAの移送が終了して、シート状モールドMAから被成型品Wを引き剥がすときには、たとえば、図17(a)で示すように、被成型品保持体157が上昇して、真空吸着により被成型品Wを保持し、真空吸着によりモールド保持体161でシート状モールドMAを保持するようになっている。
【0143】
そして、図18(a)等で示すように、モールド挟持体163とモールド保持体161とで、シート状モールドMAを挟持し、離型体167を上昇してモールド保持体161(モールド挟持体163)を回動し、シート状モールドMAと被成型品Wとの分離をするようになっている。このときに、モールド原反設置装置9(転写装置5)とモールド巻き取り装置11との間で延びている平板状のシート状モールドMAの長さに変化が生じるので、この変化をモールド長調整装置171で吸収し、シート状モールドMAにやたらな張力を発生させることなく(張力をほぼ一定にしておいて)、モールド保持体161(モールド挟持体163)の回動を可能にしている。
【0144】
なお、モールド引き剥がし装置7のベース部材147は、ベッド45に一体的に設けられている。また、モールド引き剥がし装置7でのシート状モールドMAからの被成型品Wの引き剥がしは、転写装置5による転写がされているとき(より具体的には、押圧体31と被成型品設置体33とで、シート状モールドMAと被成型品Wとの挟み込みをしているとき)になされるようになっている。
【0145】
次に、転写システム1の動作を説明する。
【0146】
初期状態では、図9(a)で示すように、モールド原反設置装置9にモールド原反MBが設置されており、モールド巻き取り装置11とモールド原反設置装置9との間に、平板状のシート状モールドMAが適宜の張力で存在している。また、シート状モールドMAの転写パターン形成領域AE1が、転写装置5での転写がなされる位置に位置している。
【0147】
転写装置5の真空成型室99は開放されており(各ベローズ101,107が縮んでおり)、移動体49は下降しており、紫外線発生装置125は、停止して紫外線を発生していない。なお、図9(a)で示す距離(押圧体31の下面と平板状のシート状モールドMAの上面との間の距離)L2は、実際には、ごく僅かな距離になっている。
【0148】
また、上記初期状態では、図16(a)で示すように、引き剥がし装置7の被成型品保持体157は下降しており、モールド保持体161は回動しておらず、モールド保持体161の下面は水平になっている。モールド挟持体163は下方に位置して、シート状モールドMAを挟持しておらず、離型体167は下方に位置しており、被成型品保持体157の押し上げをしていない。さらに、被成型品Wが貼り付いているシート状モールドMAが、引き剥がし装置7での引き剥がしに適した適宜の位置に位置している。
【0149】
まず、転写装置5の動作について説明する。
【0150】
上記初期状態において、制御装置179の制御の下、転写前被成型品搬送装置15によって転写前の被成型品Wを、転写装置5の被成型品設置体33に設置する(図9(b)参照)。
【0151】
続いて、各エアーシリンダ105,111で上下の各ベローズ101,107を延ばし(図10(a)参照)。移動体49を上昇して真空成型室99を形成し(図10(b)参照)、真空成型室99内を真空ポンプ(図2等参照)121によって減圧してほぼ真空の状態にする(図11(a)参照)。
【0152】
続いて、真空成型室99を維持したまま、上側のエアーシリンダ105を中間位置にし、移動体49をごく僅かにさらに上昇させ、平板状のシート状モールドMAを押圧体31(モールド接触材39)に接触させ(図11(b)等参照)、移動体49を僅かにさらに上昇し、押圧体31と被成型品設置体33とで被成型品Wとシート状モールドMAとを挟み込んで押圧し、紫外線発生装置125が発する紫外線を被成型品Wの紫外線硬化樹脂W2に照射して、紫外線硬化樹脂W2を硬化させる(図12(a)参照)。
【0153】
続いて、真空成型室99を大気圧に戻し(図12(b)参照)、上側のエアーシリンダ105で上側接触部材103を下降させるとともに移動体49をごくわすかに下降して、お互いが貼り付いているシート状モールドMAと被成型品Wとを、押圧体31と被成型品設置体33から離す(図13(a)参照)。
【0154】
続いて、モールド保持機構127でシート状モールドMAを保持し(図13(b)参照)、各エアーシリンダ105,111で上下の各ベローズ101,107を縮めて、真空成型室99を開放し(無くし、図14(a)参照)、移動体49をさらに下降する(図14(b)参照)。
【0155】
続いて、モールド保持機構127でのシート状モールドMAの保持を止めて、シート状モールド移送位置決め装置3で、シート状モールドMAを被成型品Wが貼り付いたまま引き剥がし装置7に移送し(図15参照)、次の転写にそなえる。
【0156】
次に、引き剥がし装置7の動作について説明する。
【0157】
上記初期状態において、制御装置179の制御の下、被成型品保持体157を上昇して、被成型品保持体157とモールド保持体161とでシート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込み(図16(b)参照)、真空吸着によって被成型品保持体157で被成型品Wを保持し、真空吸着によってモールド保持体161でシート状モールドMAを保持する(図17(a)参照)。
【0158】
続いて、モールド挟持体163を上昇して、モールド挟持体163とモールド保持体161とでシート状モールドMAを挟み込み(図17(b)参照)、離型体167を上昇してモールド保持体161を回動し、被成型品(転写後被成型品)Wからシート状モールドMAを引き剥がし(図18(a)参照)、被成型品保持体157を下降する(図18(b)参照)。
【0159】
続いて、被成型品保持体157での真空吸着を停止し(図19(a)参照)、転写後被成型品搬送装置19によって、被成型品Wを搬出をし(図19(b)参照)、離型体167を下降してモールド保持体161の下面を水平にし、モールド挟持体163を下降してシート状モールドMAの挟持を止め、モールド保持体161での真空吸着を止め(図20(a)参照)、シート状モールド移送位置決め装置7でシート状モールドMAを移送し、上述した初期状態になる(図20(b)参照)。
【0160】
転写システム1によれば、転写装置5で転写を行い、シート状モールドMAと被成型品Wとがお互いにくっついている状態でシート状モールドMAを移送し、転写装置5から離れて別個に設けられている引き剥がし装置7でシート状モールドMAと被成型品Wとの引き剥がし行うので、換言すれば、転写と引き剥がしとを別の箇所の別工程で行うので、転写と引き剥がしとを並行して行うことができ、シート状のモールドMAに形成されている微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写するに際し、転写がされた被成型品Wを効率よく得ることができる(転写のスループットを短縮することがきる)。
【0161】
また、引き剥がし装置7を転写装置5から離して設けることができるので、引き剥がし装置7の設置スペースに余裕が生じ、無理の無い設計思想で転写装置5や引き剥がし装置7を作成することができる。また、転写前被成型品搬送装置15や転写後被成型品搬送装置19の設置がしやすくなる。
【0162】
また、転写システム1によれば、処理の能力の高い(タクトタイムの短い)1台のシート状モールド作成装置27に対して、シート状モールド作成装置27よりも処理能力が低い(タクトタイムの長い)転写装置5等を複数台設けてあるので(図25参照)、シート状モールド作成装置27の台数を少なくすることができ、転写システム1を簡素化し安価にすることができる。
【0163】
また、転写システム1によれば、転写装置5に緩衝材35を設けているので、転写の際に均一な圧力でシート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込むことができ、転写抜けの発生を抑制することができる。
【0164】
さらに、転写システム1によれば、転写装置5の緩衝材35にモールド接触材39を設けてあるので、転写の際におけるシート状モールドMAと被成型品Wとの挟み込みをして転写をし、この転写後に押圧体31をシート状モールドMAから離すときに、押圧体31がシート状モールドMAに貼り付きにくくなっており、転写後の挟み込みの開放を確実に行うことができる。
【0165】
また、転写システム1によれば、ラミネートフィルムS1が設けられているので、モールド原反MBにおける微細な転写パターンM1の傷付きを回避することができる。
【0166】
なお、上記説明では、シート状モールド作成装置27、転写装置5において、UVインプリント法をすることを例に掲げて説明したが、シート状モールド作成装置27、転写装置5において、熱インプリント法をするようにしてもよい。
【符号の説明】
【0167】
1 転写システム
3 シート状モールド移送位置決め装置
5 転写装置
7 引き剥がし装置
27、27a シート状モールド作成装置
29 移送・転写・引き剥がしユニット
31 押圧体
33 被成型品設置体
35 緩衝材
37 基材
39 モールド接触材
AE1 転写パターン形成領域
AE2 転写パターン非形成領域
M,MA シート状モールド
M1 微細な転写パターン
MB モールド原反
S1 ラミネートフィルム
W 被成型品
【技術分野】
【0001】
本発明は、転写システムおよび転写方法に係り、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写するものに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターンを形成して型(モールド)を作製し、被成型品に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている(たとえば、非特許文献1参照)。
【0003】
ナノオーダーの微細なパターン(転写パターン)を低コストで成型する方法としてリソグラフィ技術を用いたインプリント法が考案されている。この成型法は大別して熱インプリント法とUVインプリント法とに分類される。
【0004】
熱インプリント法では、型を基板に押圧し、熱可塑性ポリマからなる樹脂(熱可塑性樹脂)が十分に流動可能となる温度になるまで加熱して微細パターンに樹脂を流入させたのち、型と樹脂をガラス転移温度以下になるまで冷却し、基板に転写された微細パターンを固化したのち型を引き離す。
【0005】
UVインプリント法では、光を透過できる透明な型を使用し、UV硬化性液に型を押しつけてUV放射光を加える。適当な時間放射光を加えて液を硬化させ微細パターンを転写したのち型を引き離す。
【0006】
また、上記転写をするときに、モールドとしてシート状のものを使用する方式が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特願2009−164569
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001) 192-199
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、上記従来のシート状のモールドを用いた転写装置では、ロール状のモールド原反と転写後のロール状のモールドとの間に、転写装置を配し、この転写装置に付帯させて被成型品離型装置(転写後に被成型品と型とを分離する装置)を設けてある。
【0010】
したがって、転写後にモールドからの被成型品の引き剥がしを行い、この引き剥がし後に次の転写をする必要があり、転写を効率よく行うことができないという問題がある。
【0011】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写システムにおいて、転写を効率よく行うことができるもの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】
【0012】
請求項1に記載の発明は、微細な転写パターンが形成されている平板状のシート状モールドを所定の方向に移送位置決めするシート状モールド移送位置決め装置と、前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で上流側に設けられ、前記微細な転写パターンを被成型品に転写する転写装置と、前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で下流側に設けられ、前記転写装置による転写がされ前記シート状モールド移送位置決め装置による移送がされた後、お互いが貼り付いている前記シート状モールドと前記被成型品とを引き剥がす引き剥がし装置とを有する転写システムである。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の転写システムにおいて、シート状の素材に微細な転写パターンを形成して前記シート状モールドを作成するシート状モールド作成装置を有し、1台の前記シート状モールド作成装置に対して、1台の前記シート状モールド移送位置決め装置と1台の前記転写装置と1台の前記引き剥がし装置とを備えて構成されている1組の移送・転写・引き剥がしユニットが、複数組設けられている転写システムである。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2の記載の転写システムにおいて、前記転写装置は、押圧体と前記被成型品を設置する被成型品設置体とにより前記被成型品と前記平板状のシート状モールドとを挟み込んで、前記転写をするように構成されており、前記押圧体は、緩衝材によって前記挟み込みをするように構成されている転写システムである。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の転写システムにおいて、前記押圧体は、剛性の高い材料で構成された基材と、この基材を覆うように層状に設けられた前記緩衝材と、前記シート状モールドに貼り付きにくい材料で構成され前記記緩衝材を覆うように層状に設けられたモールド接触材とを備えて構成されている転写システムである。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の転写システムにおいて、前記平板状のシート状モールドは、前記シート状モールドが巻かれているモールド原反から延出しているシート状モールドであり、前記微細な転写パターンは、前記シート状モールドの一部である転写パターン形成領域に形成されており、前記転写パターン形成領域以外の前記シート状モールドの部位には、ラミネートフィルムが設けられている転写システムである。
【0017】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の転写システムを用いてさなれる前記被成型品への転写方法である。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成型品に転写する転写システムにおいて、転写を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係る転写システムの概要を示す図である。
【図2】転写システムの概要を示す平面図である。
【図3】転写システムの概要を示す平面図である。
【図4】平板状のシート状モールドと各接触部材等の大きさや位置の関係を示す図である。
【図5】平板状のシート状モールドと各接触部材等の大きさや位置の関係を示す図である。
【図6】転写装置概略構成を示す斜視図である。
【図7】転写装置概略構成を示す斜視図である。
【図8】転写装置の断面矢視図である。
【図9】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図10】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図11】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図12】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図13】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図14】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図15】転写装置の概要と動作を示す図である。
【図16】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図17】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図18】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図19】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図20】引き剥がし装置の概要と動作を示す図である。
【図21】図9(a)におけるXXI部の拡大図である。
【図22】シート状モールド作成装置の概要を示す図である。
【図23】変形例に係るシート状モールド作成装置の概要を示す図である。
【図24】シート状モールドを示す図である。
【図25】シート状モールド作成装置を含む転写システムの概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図1は、本発明の実施形態に係る転写システム1の概要を示す図であり、図2、図3は、転写システム1の概要を示す平面図である。
【0021】
転写システム1は、シート状のモールドMに形成されている微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写するシステムであり、シート状モールド移送位置決め装置3と転写装置5と引き剥がし装置7とを備えて構成されている。
【0022】
図6、図7は、転写装置5の概略構成を示す斜視図であり、図8は、転写装置5の断面矢視図であって、図8(a)は、図6におけるVIIIA−VIIIA断面矢視図であり、図8(b)は、図6におけるVIIIB−VIIIB断面矢視図であり、図8(c)は、図8(b)におけるC−C断面を示す図である。なお、図8(a)では、詳しくは後述するベローズ107、下側接触部材109の表示を省略してある。図9〜図15は、転写装置5の概要と動作を示す図であり、図16〜図20は、引き剥がし装置7の概要と動作を示す図であり、図21は、図9(a)におけるXXI部の拡大図である。
【0023】
シート状モールド移送位置決め装置3は、シート状のモールドMを所定の箇所(たとえばモールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間)で平板状にして、この平板状のシート状モールドMAを所定の方向(たとえばモールド原反設置装置9からモールド巻き取り装置11で向かう水平方向)に移送位置決めする装置である。
【0024】
なお、微細な転写パターンM1は、たとえば、多数の微細な凹凸で形成されており、高さやピッチが可視光線の波長程度かもしくは可視光線の波長よりも僅かに大きいか僅かに小さいパターンであり、シート状モールドMの厚さ方向の一方の面に形成されている。すなわち、図1、図9〜図20では、平板状のシート状モールドMAの下面に微細な転写パターンが形成されている。
【0025】
転写装置5は、平板状のシート状モールドMAに形成されている微細な転写パターンM1を被成型品(被転写品)Wに、平板状のシート状モールドMAで被成型品Wを押圧して転写する装置であり、シート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMの移送方向で上流側(図1、図9〜図20等では左側)に設けられている。
【0026】
引き剥がし装置(被成型品分離装置)7は、転写装置5による転写がされてお互いが貼り付いているシート状モールドMAと被成型品(転写後被成型品)Wとを、引き剥がす(シート状モールドMAから被成型品Wを引き剥がす;分離する)装置であり、シート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMAの移送方向で下流側(転写装置5から離れて転写装置5よりも下流側;図1、図9〜図20等では右側)に設けられている。
【0027】
なお、引き剥がし装置7による引き剥がしは、転写装置5による転写がされた後であってシート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMAとこのシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wとの移送位置決めがされた後、転写装置5での次の別の転写がなされているときに行われるようになっている。また、シート状モールド移送位置決め装置3によるシート状モールドMAと被成型品Wとの移送位置決めは、平板状のシート状モールドMAをモールド巻き取り装置11で巻き取ることによって行われるようになっている。
【0028】
また、転写システム1には、転写前被成型品ストッカ(転写前基板ストッカ)13と転写前被成型品搬送装置15と転写後被成型品ストッカ(転写済み基板ストッカ)17と転写後被成型品搬送装置19とが設けられている。
【0029】
転写前被成型品ストッカ13は、転写装置5での転写がなされる前の複数の転写前被成型品Wを格納するストッカであり、転写前被成型品搬送装置15は、転写前被成型品ストッカ13に格納されている転写前被成型品Wを枚葉で(1枚ずつ)転写装置5に供給する装置である。
【0030】
転写後被成型品ストッカ17は、転写装置5での転写がなされた後の複数の転写後被成型品Wを格納するストッカであり、転写後被成型品搬送装置19は、引き剥がし装置7でシート状モールドMAから引き剥がされた転写後被成型品Wを枚葉で転写後被成型品ストッカ17に供給する装置である。
【0031】
なお、転写前被成型品搬送装置15は、ロボット21とスライダ23とを備えて構成されている。スライダ23は、転写前被成型品ストッカ13に格納されている転写前被成型品Wを枚葉で転写前被成型品ストッカ13から取り出しロボット21に引き渡す装置である。
【0032】
また、転写後被成型品搬送装置19は、ロボット21とスライダ25とを備えて構成されている。スライダ25は、ロボット21から受け取った転写後被成型品Wを、転写後被成型品ストッカ17に枚葉で格納する装置である。
【0033】
さらに、転写システム1には、シート状モールド作成装置27が設けられている。
【0034】
図22は、シート状モールド作成装置27の概要を示す図である。
【0035】
シート状モールド作成装置27は、シート状の素材M2の厚さ方向の一方の面に微細な転写パターンM1をたとえば転写によって形成してシート状モールド(シート状の型)Mを作成する装置である。転写システム1では、1台のシート状モールド作成装置27に対して、1台のシート状モールド移送位置決め装置3と1台の転写装置5と1台の引き剥がし装置7とを備えて構成されている1組の移送・転写・引き剥がしユニット29が、複数組設けられている。
【0036】
すなわち、図25で示すように、1台のシート状モールド作成装置27に対して、複数台の移送・転写・引き剥がしユニット29が設けられている。そして、シート状モールド作成装置27で作成されたシート状のモールドMが各々の移送・転写・引き剥がしユニット29に供給されるようになっている。シート状モールド作成装置27と移送・転写・引き剥がしユニット29との数の比は、シート状モールド作成装置27のタクトタイムと移送・転写・引き剥がしユニット29のタクトタイムとを参照して、シート状モールド作成装置27や移送・転写・引き剥がしユニット29のあそび時間(アイドリングタイム)が最小になり、最も効率良くシート状モールドMから被成型品Wへの転写がなされるように決められている。
【0037】
なお、移送・転写・引き剥がしユニット29が、転写前被成型品ストッカ13、転写前被成型品搬送装置15、転写後被成型品ストッカ17、転写後被成型品搬送装置19を備えていてもよい。
【0038】
転写装置5は、たとえば、図9(a)で示すように、押圧体31と被成型品Wを設置する被成型品設置体33とで被成型品Wと平板状のシート状モールドMAとを挟み込み、転写をするように構成されている。
【0039】
押圧体31は、平板状の緩衝材(たとえば、紫外線が透過する硬質ゴムもしくは柔らかい樹脂等の弾性材で構成された緩衝材)35によって、被成型品Wと平板状のシート状モールドMAとの挟み込みを行うように構成されている。
【0040】
被成型品設置体33と押圧体31とで、シート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込んでいる状態では、被成型品設置体33に被成型品Wが接触し、被成型品Wにシート状モールドMAが接触し、シート状モールドMAに押圧体31が接触している(たとえば、図12(a)参照)。
【0041】
転写装置5の押圧体31は、図21に示すように、紫外線が透過するガラス等の剛性の高い材料で構成された平板状の基材(たとえば、バックアップガラス)37と、この基材37を覆うように層状に設けられた緩衝材35と、紫外線が透過しシート状モールドMに貼り付きにくい(たとえば摩擦係数の小さい材料)材料(たとえば、ガラス、PET樹脂)で構成された平板状のモールド接触材39とを備えて構成されている。モールド接触材39は、緩衝材35を覆うように層状(緩衝材35の弾性変形に応じて弾性変形する程度の薄い層状)に設けられている。
【0042】
なお、被成型品設置体33と押圧体31とで、シート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込んでいる状態では、モールド接触材39がシート状モールドMAに接触している。
【0043】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間でたとえば水平方向に延出している平板状のシート状モールドMAは、シート状モールドMが巻かれているモールド原反MBから延出しているシート状モールドである(図1等参照)。
【0044】
図21で示す微細な転写パターンM1は、シート状モールドMの一部である転写パターン形成領域AE1に形成されており、転写パターン形成領域以外のシート状モールドMの部位AE2の少なくとも一部には、スペーサ(ラミネートフィルム)S1が設けられている(図24参照)。なお、図24(a)は、平板状のシート状モールドMAの平面図であり、図24(b)は、図24(a)におけるB−B断面を示す図である。
【0045】
ラミネートフィルムS1は、図24(c)(モールド原反MBの断面図)で示すように、モールド原反MBになっているシート状モールドM(Mx)の微細な転写パターンM1;Mx1(転写パターン形成領域AE1)が、この微細な転写パターンM1(Mx1)に隣接して対向しているシート状モールドM(My)に押圧されることを防ぐ(たとえば、接触することを防ぐ)ための所定の厚さになっている。
【0046】
シート状のモールドMは、すでに理解されるように、所定の幅で長く形成されている。なお、図1、図9〜図22の紙面に直交する方向がシート状のモールドMの幅方向になっている。
【0047】
微細な転写パターンM1は、図24(a)で示すように、たとえば、矩形状の領域AE1に形成されている。この矩形状の転写パターン形成領域AE1はシート状のモールドMの幅よりも小さくなっている。シート状のモールドMの厚さ方向から見ると、転写パターン形成領域AE1は、この幅方向がシート状のモールドMの幅方向と一致して、シート状のモールドMの中程に位置している。シート状のモールドMの長手方向では、転写パターン形成領域AE1が、所定の間隔をあけて(ピッチp1で)、シート状モールドMの長手方向に並んでいる。
【0048】
シート状モールド移送位置決め装置3は、モールド原反MBを設置するモールド原反設置装置(繰り出しローラ)9と、このモールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBから繰り出している(延出している)シート状のモールドMAを巻き取るモールド巻き取り装置(巻き取りローラ)11とを備えて構成されている。そして、前述したように、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で、シート状モールドMAが延出し、ほぼ平板状になっている(図1等参照)。なお、モールド原反設置装置9、モールド巻き取り装置11は、ベッド45に一体的に設けられている。
【0049】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で、平板状になっているシート状モールド(平板状のシート状モールド)MAには、この長手方向(モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11とをお互いにむすぶたとえば水平な方向)で所定の張力がかかっている。これによって、平板状の形態を保つようになっている。微細な転写パターンM1は、図9〜図20では図示してはいないが、前述したように、平板状のシート状モールドMAの下面に形成されている(図21参照)。
【0050】
モールド原反(反物状のモールド)MBは、転写装置5での転写に使用される前のロール状のモールドである。モールド原反MBは、シート状のモールドMを、円柱状の芯材の外周に、この外周の周方向とシート状のモールドMの長手方向とがお互いに一致するようにして巻き重ね、円筒状もしくは円柱状に形成されている。
【0051】
モールド巻き取り装置11で巻き取られた巻き取り済みモールドMCは、転写装置5での転写に使用されたモールドであり、モールド原反MBと同様にしてロール状になっている。
【0052】
モールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBは、この中心軸(たとえば水平方向に延びている軸;図1や図9(a)等の紙面に直交する方向に延出している軸)C1を回転中心にして回転するようになっている。モールド巻き取り装置11で巻き取られる巻き取り済みモールドMCも、この中心軸(軸C1と平行で水平方向に延びている軸)C2を回転中心にして回転するようになっている。
【0053】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間に存在している平板状のシート状モールドMAは、前述したように、たとえば、厚さ方向が上下方向になっており、長手方向が水平な1方向であってモールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11とをお互いにむすぶ方向になっており、幅方向が水平な他の1方向であって厚さ方向と長手方向とに直交する方向になっている。
【0054】
平板状のシート状モールドMAは、この長手方向であって、モールド原反設置装置9からモールド巻き取り装置11に向かう方向に、ほぼ平板状の形態を保ったまま、シート状モールド移送位置決め装置3で移送位置決めされるようになっている。
【0055】
シート状モールド移送位置決め装置3による1回の移送距離は、たとえば、微細な転写パターンM1が形成されている領域AE1のピッチp1と等しくなっている。また、シート状モールド移送位置決め装置3による移送がされた後は、次の移送がされるまで、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出しているシート状モールドMAは、所定の張力を保った状態でその位置がほぼ維持されるようになっている。
【0056】
具体的には、モールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBは、パウダークラッチ等のトルク制御クラッチを介してモータ等のアクチュエータの回転出力軸に連結されて、回転するようになっている。モールド巻き取り装置11で巻き取られるシート状モールドM(巻き取り済みモールドMC)は、サーボモータ等のアクチュエータの回転出力軸にされて、回転するようになっている。
【0057】
そして、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAを移送する場合には、モールド原反設置装置9のモータを逆回転させておき(平板状のシート状モールドMAをモールド原反設置装置9で巻き取るようにモールド原反MBのモータの回転出力軸を回転させておき)、パウダークラッチのトルクを所定の値T1にしておき、モールド巻き取り装置11のサーボモータの回転出力軸を、平板状のシート状モールドMAを巻き取る方向に所定のトルクT2で所定の回転角度だけ回転する。この場合において、モールド原反設置装置9に設置されているモールド原反MBの半径を「R1」とし、モールド巻き取り装置11における巻き取り済みモールドMCの半径を「R2」とすると、「T1/R1<T2/R2」になっている。これにより、所定の張力F1(F1=T1/R2−T1/R1)を保って、モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAが、モールド巻き取り装置11側に移送されるようになっている。
【0058】
シート状モールド移送位置決め装置3による平板状のシート状モールドMAの移送がされておらず、平板状のシート状モールドMAがその位置を維持している状態では、モールド巻き取り装置11のサーボモータの回転出力軸は、所定の保持トルクで停止している。また、モールド原反設置装置9のモータとパウダークラッチとで、平板状のシート状モールドMAが所定の張力を得ている。
【0059】
モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAの移送距離の決定(移送位置決め)は、たとえば、センサを用いてなされるようになっている。
【0060】
すなわち、光透過型センサの発光部を平板状のシート状モールドMAの下側に設置し、光透過型センサの受光部を平板状のシート状モールドMAの上側に設置してある。そして、光透過型センサの発光部と光透過型センサの受光部との間を、平板状のシート状モールドMAの転写パターン形成領域AE1と転写パターン非形成領域AE2とが、平板状のシート状モールドMAの移送によって通過するようになっている。そして、透過型センサの発光部と光透過型センサの受光部との間を移送される平板状のシート状モールドMAでの光の透過率の違いによって、平板状のシート状モールドMAの移送位置決めがなされるようになっている。
【0061】
更に説明すると、図24(a)の点P1の位置にセンサが設けられているとする。センサの光の透過率は、転写パターン形成領域AE1では低く、転写パターン形成領域AE2では高くなっているものとする。また、図24(a)に示す状態では、予め平板状のシート状モールドMAが移送され位置決めがなされているものとする。
【0062】
図24(a)で示す状態から、センサに対して平板状のシート状モールドMAを右方向に所定の距離であるピッチp1だけ移送して位置決めするときには、センサによる光の透過率が始めに低く次に高くなり、この後低くなったときに、平板状のシート状モールドMAの移動を停止する。
【0063】
なお、平板状のシート状モールドMAの移送距離(移送位置決め)を、光透過型センサの代わりに光反射型センサを用いて行ってもよいし、平板状のシート状モールドMAの所定の位置に、アライメントマークをシート状モールド作成装置27で予めつけておいて、そのアライメントマークをカメラや画像処理装置で検出して行ってもよい。また、モールド巻き取り装置11に設けられているサーボモータの回転出力軸の回転角度を検出可能なロータリエンコーダを設けるとともに、モールド巻き取り装置11で巻き取っている巻き取り済みモールドMCの外径をセンサで測定することにより、平板状のシート状モールドMAの移送距離(移送位置決め)をするようにしてもよい。
【0064】
さらに、モールド原反MBを作成するときに生成されるエッジラインL1(図24(a)参照;詳しくは後述)を光透過型センサ等で検出して、平板状のシート状モールドMAの移送距離の決定(移送位置決め)をするようにしてもよい。
【0065】
ところで、平板状のシート状モールドMAの張力F1は、図9(a)等で示すように、テンショナ(張力検出装置)41で検出されるようになっている。この検出結果に応じて、張力F1が所定の値になるように、パウダークラッチのトルクが制御されるようになっている。
【0066】
テンショナ41は、円柱状のローラ43と、基台(図示せず)とを備えている。ローラ43は、軸受け(図示せず)を介して基台(図1に示すベッド45に一体的に設けられている基台)に設けられており、ローラ43の中心軸(図9(a)等の紙面に直交する方向に延出している軸)C3を回転中心にして回転するようになっている。
【0067】
また、基台と軸受けとの間には、ロードセル(図示せず)が設けられており、平板状のシート状モールドMAの張力に応じてローラ43にかかる荷重を検出することができるようになっている。すなわち、ローラ43には、平板状のシート状モールドMAが巻き掛けられている。この巻き掛けられているシート状のモールドMAが、ローラ43の軸受けに荷重をかけるように構成されている。そして、ロードセルにかかる荷重を検出(測定)することによって、平板状のシート状モールドMAの張力を検出することができるようになっている。
【0068】
転写装置5は、図6等で示すように、ベース部材47と移動体49と移動体支持体51とを備えている。ベース部材47は、下側部材53と上側部材55とタイバ(タイロッド)57とを備えている。下側部材53と上側部材55と移動体49とは、たとえば、矩形な平板状であってお互いがほぼ同形状に形成されている。
【0069】
下側部材53と上側部材55とは、たとえば、厚さ方向が上下方向になるようにして、上下方向で所定の間隔をあけて設けられている。下側部材53と上側部材55とを平面視すると、お互いがほぼ重なっている。また、下側部材53と上側部材55とは、たとえば4本のタイバ57によって連結されている。
【0070】
タイバ57は、たとえば円柱状に形成されており、中心軸の延伸方向が上下方向になるようにして、下側部材53と上側部材55との間で、下側部材53と上側部材55とに一体的に設けられている。平面視すると、4本のタイバ57は、下側部材53や上側部材55の角部の近傍に設けられている。また、4本のタイバ57は、下側部材53や上側部材55の中心に対して対称的に配置されている。すなわち、転写装置5での転写の際の押圧によって、タイバ57に引っ張り応力が発生してごくわずかに弾性変形するのであるが、この引っ張り応力による4本のタイバ57の僅かな延び量がお互いに等しくなるのである。
【0071】
移動体支持体51は、矩形な平板状の基部59と「コ」字状の側部61とをそなえてたとえば一体で形成されている。さらに説明すると、基部59は、下側部材53や上側部材55と同様にして矩形な平板状に形成されており、側部61は、基部59の側面から基部59の厚さ方向に起立している。そして、平面視すると(基部59の厚さ方向から見ると)、側部61は、「コ」字状になっており、基部59の1つの辺と、この1つの辺に隣接している2つの辺のところに位置している。また、平面視した場合、「コ」字状の側部61の一端部は、基部59の1つの辺に隣接している一方の辺のほぼ中央部に位置しており、「コ」字状の側部61の他端部は、基部59の1つの辺に隣接している他方の辺のほぼ中央部に位置している(図8等参照)。
【0072】
そして、移動体支持体51は、基部59の厚さ方向の一方の面(側部61が延出している側の面)が、下側部材53の下面に対向するようにして、下側部材53に一体的に設けられている。また、平面視すると、移動体支持体51の基部59は、下側部材53にほぼ重なっており、移動体支持体51の側部61は、下側部材53から僅かに離れて下側部材53の外周の半分を囲んでいる(下側部材53の1つの辺とこの1つの辺に隣接している2つの辺のほぼ半分を囲んでいる)。また、側面視すると、側部61の先端面(上面;図6参照)63は、下側部材53と上側部材55との間に位置している。
【0073】
移動体支持体51と下側部材53との接合は、下側部材53や移動体支持体51の基部59の中心の近傍のみでなされている。たとえば、移動体支持体51の基部59の中心近傍には複数の座(基部59の上側の面より僅かに突出しているとともに上面が平面になっている部位)65が設けられている。座65はたとえば4つ設けられている。平面視すると、4つの座65は、移動体支持体51の基部59の中心(下側部材53の中心)の近傍周辺に配置されている。また、基部59の中心を中心とした小さな円を4等配する位置に、各座65が設けられている。
【0074】
移動体支持体51の座65の上面と下側部材53の下面の一部とがお互いに面接触して(図8(c)参照)、しかも、移動体支持体51の他の部位が、下側部材53等のベース部材47とは一切接触せず支持されないように離れて、移動体支持体51が下側部材53にボルト67等の締結具によって一体的に設けられている。
【0075】
移動体49は、厚さ方向が上下方向になるようにして、下側部材53と上側部材55との間に設けられている。平面視すると、移動体49は下側部材53や上側部材55とほぼ重なっている。なお、移動体49の角部には、切り欠き69が設けられており、この切り欠き69によって、移動体49は、タイバ57(ベース部材47)から離れて、タイバ57とは非接触になっている(図8(a)参照)。
【0076】
また、移動体49は、リニアガイドベアリング71を介して、移動体支持体51に支持されており、上下方向(下側部材53と上側部材55とをお互いにむすぶ方向;タイバ57の中心軸の延伸方向)で移動するようになっている。
【0077】
すなわち、移動体支持体51の側部61の一方の端部には、リニアガイドベアリング71のレール73が一体的に設けられている。このレール73は上下方向に延伸している。移動体支持体51の側部61の他方の端部にも、リニアガイドベアリング71のレール73が上下方向に延伸して一体的に設けられている(たとえば、図8(a)、(b)参照)。
【0078】
移動体49には、一対のレール73と係合している一対のベアリング75が一体的に設けられている。これによって、移動体49が、リニアガイドベアリング71のみで支持されて、下側部材53と上側部材55との間で、上下方向に移動自在になっている。また、平面視すると、一対のリニアガイドベアリング71は、下側部材53や上側部材55や移動体49の中心に対して対称的に(たとえば点対称の位置に)配置されている。
【0079】
また、移動体49は、たとえば、ボールねじ77とサーボモータ79等のアクチュエータによって、上下方向で移動位置決め自在になっている。
【0080】
詳しく説明すると、図6〜図8で示すように、ボールねじ77のねじ軸部81の中心軸が下側部材53の中心を通って上下方向に延伸して、ねじ軸部81が下側部材53に回転自在に設けられている。ボールねじ77のねじ軸部81は、下側部材53に設置されている軸受け83を介して、下側部材53に回転自在に設けられており、下側部材53から上方に延出している。ボールねじ77のねじ軸部81の上側の部位は、移動体49に一体的に設けられたナット85に係合している。
【0081】
ボールねじ77のねじ軸部81の下側の部位は、カップリング87を介してサーボモータ79の回転出力軸に連結されている。サーボモータ79の筐体は、筒状のスペーサ89を介して、下側部材53の下側で下側部材53に一体的に設けられている。なお、サーボモータ79やスペーサ89と移動体支持体51との干渉を避けるために、移動体支持体51の基部59の中心部には、貫通孔91が設けられている。各座65は、貫通孔91の周辺近傍で、貫通孔91のできるだけ近くに配置されている。
【0082】
このように構成されていることによって、移動体49が上下方向(上側部材55に対して接近離反する方向)で移動位置決め自在になっている。また、微細な粉塵を発するおそれ(発塵のおそれ)がある部位(ナット85や軸受け83やサーボモータ79)が、移動体49の下側に配置されており、転写をする際に、被成型品Wに微細な異物が混入することを防止することができる。
【0083】
なお、転写装置5とベッド45(図1参照)との固定は、下側部材53、移動体支持体51の少なくともいずれかが、ベッド45に係合することによりなされている。たとえば、下側部材53をボルト等の締結具を用いて、ベッド45に固定している。
【0084】
上側部材55の下面には、図9(a)等で示すように、押圧体31が一体的に設けられている。押圧体31は、上側部材55の下面から下方に突出しており、押圧体31の下面は水平な平面(たとえば、円形や矩形状の平面)になっており、転写をするときに、この平面がシート状のモールドMAに面接触するようになっている。
【0085】
移動体49の上面には、図9(a)等で示すように、ロードセル95やスペーサ97を間にして、被成型品設置体33が一体的に設けられている。平板状のロードセル95や平板状のスペーサ97や被成型品設置体33は、移動体49の上面から上方に突出しており、被成型品設置体33の上面は水平な平面(たとえば、円形状や矩形状の平面)になっている。
【0086】
そして、被成型品Wの下面(平板状の被成型品Wの厚さ方向の一方の面;図21で示す基材W1の下面)が、被成型品設置体33の上面に面接触し、被成型品Wの厚さ方向が上下方向になるようにして、被成型品Wが被成型品設置体33に載置されている。また、被成型品Wは、たとえば真空吸着で、被成型品設置体33に一体的に設置されるようになっている。
【0087】
上側部材55の下面には、真空成型室99(たとえば図11(a)参照)を形成するための筒状のベローズ(上側ベローズ)101が下方に突出して設けられている。ベローズ101の基端(上端)は、上側部材55に一体的に設けられており、ベローズ101の先端(下端)には、円環状の上側接触部材103が一体的に設けられている。上側接触部材103の下面は、たとえば水平な円環状の平面になっている。
【0088】
上側接触部材103と上側部材55とには、たとえば、図9(a)で示すように、エアーシリンダ105等のアクチュエータが設けられている。エアーシリンダ105は、上側部材55に一体的に設けられており、エアーシリンダ105のロッド(ピストンロッド)は、上側接触部材103に一体的に設けられている。そして、エアーシリンダ105によって、ベローズ101が伸縮するようになっている。
【0089】
エアーシンンダ105は、3ポジションタイプのものであり、ロッドのストロークの両端部に加えて、ロッドのストロークの中間部の所定の位置で、シリンダに対するロッドの位置を固定することができるようになっている。
【0090】
そして、ロッドが最も引っ込んだ状態では、上側接触部材103の下面が押圧体31の下面よりも上方に位置しており(たとえば、図9(a)参照)、ロッドが中間部の所定の位置に位置している状態では、上側接触部材103の下面が押圧体31の下面と同じ高さに位置しており(たとえば、図11(b)参照)、ロッドが最も延出した状態では、上側接触部材103の下面が押圧体31の下面よりも僅かに下方に位置するようになっている(たとえば、図10(a)参照)。
【0091】
平板状のスペーサ97は、たとえば、図9(a)で示すように、この厚さ方向が上下方向になるようにして、ロードセル95と被成型品設置体33とに一体的に設けられている。ロードセル95は、移動体49に一体的に設けられている。
【0092】
スペーサ97の上面には、真空成型室99を形成するための筒状のベローズ(上側ベローズと同形状に形成された下側ベローズ)107が上方に突出して設けられている。ベローズ107の基端(下端)は、スペーサ97に一体的に設けられており、ベローズ107の先端(上端)には、円環状の下側接触部材(上側接触部材103と同形状に形成された下側接触部材)109が一体的に設けられている。下側接触部材109の上面は、たとえば、水平な円環状の平面になっている。
【0093】
下側接触部材109とスペーサ97とには、エアーシリンダ111等のアクチュエータが設けられている。エアーシリンダ111のシリンダは、スペーサ97に一体的に設けられており、エアーシリンダ111のロッド(ピストンロッド)は、下側接触部材109に一体的に設けられている。そして、エアーシリンダ111によって、ベローズ107が伸縮するようになっている。
【0094】
そして、ロッドが最も引っ込んだ状態では、下側接触部材109の上面が被成型品設置体33の上面よりも下方に位置しており(たとえば、図9(a)参照)、ロッドが最も延出した状態では、下側接触部材109の上面が被成型品設置体33の上よりも僅かに上方に位置するようになっている(たとえば、図10(a)参照)。
【0095】
なお、上側ベローズ101を伸縮させるエアーシリンダ105の推力は、下側ベローズ107を伸縮させるエアーシリンダ111の推力よりも大きくなっている。したがって、たとえば、下側接触部材109で上側接触部材103が押されても、上側ベローズ101を伸縮させるエアーシリンダ105のロッドは引っ込まない(上側ベローズ101が縮まず上側接触部材103が上方に移動しない)ようになっている。
【0096】
図21等で示すように、被成型品Wは、たとえば、円形状もしくは矩形状で平板状の基材(たとえばガラス板)W1と、このガラス板W1の厚さ方向の一方の面(たとえば全面)に設けられた薄膜状の紫外線硬化樹脂W2とで構成されている。転写前被成型品ストッカ13に格納されている転写前被成型品Wには、前もって別の装置で、液体状で薄膜状の紫外線硬化樹脂W2が設けられているものとする。
【0097】
転写装置5での転写は、薄膜状の紫外線硬化樹脂W2の微細な転写パターンM1を転写してなされるようになっている。なお、図21等で示す参照符号113は、ロボット21のハンドを示している。
【0098】
転写装置5で転写がなされる前の状態(転写準備状態)では、移動体49が下降端に位置している。硬化前の紫外線硬化樹脂W2が上になるようにして、被成型品Wが被成型品設置体33に載置されている。各ベローズ101,107は縮んでいる。また、被成型品Wと押圧体31(モールド接触材39)とは所定の距離だけ離れている(図21、図9(b)等参照)。モールド原反設置装置9とモールド巻き取り装置11との間で延出している平板状のシート状モールドMAは、移送されることなく停止している。平板状のシート状モールドMAは、押圧体31と被成型品設置体33に載置されている被成型品Wとの間で、押圧体31からごく僅かに離れて(図9(a)に示しように僅かな距離L2だけ離れて)水平方向に延びている。
【0099】
転写装置5の転写準備状態や転写している状態で平面視すると、被成型品設置体33の上面と被成型品Wとが同じ大きさになっていて被成型品設置体33の上面の全面に被成型品Wが被さっている。なお、被成型品Wのほうが被成型品設置体33の上面よりも僅かに大きくなっていて、被成型品設置体33の上面が被成型品Wの内側に位置していてもよいし、被成型品Wのほうが被成型品設置体33の上面よりも僅かに小さくなっていて、被成型品設置体33の上面の内側に被成型品Wが位置していてもよい。
【0100】
また、転写装置5の転写準備状態や転写している状態で平面視すると、押圧体31の下面と被成型品Wとが同じ大きさになっていて押圧体31の下面の全面に被成型品Wが被さっている。なお、被成型品Wのほうが押圧体31の下面よりも僅かに大きくなっていて、押圧体31の下面が被成型品Wの内側に位置していてもよいし、被成型品Wのほうが押圧体31の下面よりも僅かに小さくなっていて、押圧体31の下面の内側に被成型品Wが位置していてもよい。
【0101】
また、転写装置5の転写準備状態や転写している状態で平面視すると、平板状のシート状モールドMAの1つの転写パターン形成領域AE1と被成型品Wとが同じ大きさになっていて、被成型品Wの全体に1つの転写パターン形成領域AE1が被さっている。なお、転写パターン形成領域AE1のほうが被成型品Wよりも僅かに大きくなっていて、転写パターン形成領域AE1の内側に被成型品Wが位置していてもよいし、転写パターン形成領域AE1のほうが被成型品Wよりも僅かに小さくなっていて、被成型品Wの内側に転写パターン形成領域AE1が位置していてもよい。
【0102】
なお、前述したように、図24(a)等で示すように、転写パターン形成領域AE1が矩形状に形成されていてもよいし、図4や図5で示すように、円形状に形成されていてもよい。さらに、転写パターン形成領域AE1が矩形や円形以外の所定の形状に形成されていてもよい。
【0103】
また、転写準備状態や転写している状態で平面視すると、円形状になっている各ベローズ101,107がお互いに重なっており、円環状の各接触部材103,109もお互いに重なっている。さらに、各ベローズ101,107と各接触部材103,109の内側に、被成型品設置体33、被成型品W、押圧体31が存在している。また、円環状の各接触部材103,109の直径よりも平板状のシート状モールドMAの幅が大きくなっており、平板状のシート状モールドMAの内側に各接触部材103,109が位置している(図5(a)参照)。なお、図5(a)は、平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す平面図であり、図5(b)は、平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す側面図である。
【0104】
すなわち、図4(a)で示すように、平板状のシート状モールドMAの幅が円環状の各接触部材103,109の直径よりも小さいと、図4(a)に示す部位AE3で、僅かな隙間(シート状モールドMAの厚みに起因する隙間)が生じてしまい、真空成型室99の気密性が悪化する。しかし、図5(a)で示すように、円環状の各接触部材103,109の直径よりも平板状のシート状モールドMAの幅が大きくすることで、真空成型室99の気密性を高めることができる。なお、図4(a)は、幅の狭い平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す平面図であり、図4(b)は、幅の狭い平板状のシート状モールドMAと各接触部材103,109等の大きさや位置の関係を示す側面図である。
【0105】
円環状の各接触部材103,109の直径よりも平板状のシート状モールドMAの幅を大きくすることで、転写をする直前や転写をするときに、各ベローズ101,107等によって真空成型室99が形成されるが、シート状モールドMAで仕切られることによって、真空成型室99は、上側真空成型室115と、下側真空成型室117とが形成されるようになっている(たとえば、図11(b)参照)。
【0106】
上側真空成型室115は、内部に押圧体31が位置する閉空間であり、上側部材55とベローズ101とシート状モールドMAとで閉空間が形成される。下側真空成型室117は、内部に被成型品設置体33と被成型品Wとが位置する閉空間であり、スペーサ97とベローズ107とシート状モールドMAとで閉空間が形成されている。
【0107】
下側真空成型室117と上側真空成型室115とは、これらの各真空成型室115,117の外部に延出している配管119によってお互いにつながっている。そして、図1に示す真空ポンプ121を用い、配管119によって各真空成型室115,117を同時に真空引きすることができるようになっている。真空引きをしたときには、各真空成型室115,117が等しい気圧を保って減圧されるようになっている。これにより、シート状モールドMAの撓みを無くすことができる。
【0108】
なお、平面視において、各ベローズ101,107の中心と各接触部材103,109の中心と被成型品Wの中心と押圧体31の中心と転写パターン形成領域AE1の中心とは、たとえば、お互いが一致している。
【0109】
押圧体31は、前述したように、また、図21に示すように、基材37と緩衝材35とモールド接触材39とを備えて構成されており、また、押圧体31は、押圧体支持体123の下側に設けられており、押圧体支持体123を介してベース部材47の上側部材55に一体的に設けられている。なお、モールド接触材39を削除した構成であってもよい。
【0110】
基材37と緩衝材35とモールド接触材39とは、たとえば、矩形な平板状に形成されており、それぞれの厚さ方向がお互いに一致するようにして基材37、緩衝材35、モールド接触材39の順に重ね合わされている。また、押圧体支持体123の上部には、被成型品Wの紫外線硬化樹脂W2を硬化する紫外線を発生する紫外線発生装置125が設けられている(たとえば、図12(a)参照)。
【0111】
また、転写装置5には、転写をする場合等に平板状のシート状モールド(移送されずに停止しているシート状モールド)MAの位置ずれが発生することを防止すべく、シート状モールドMAを一時的に保持するモールド保持機構127が設けられている(たとえば、図13(b)参照)。
【0112】
モールド保持機構127は、たとえば、ベース部材47に一体的に設けられている吸着パッド129によって構成されており、吸着パッド129でシート状モールドMAの上面(微細な転写パターンM1が形成されている面とは反対側の面)を真空吸着して、シート状モールドMAを保持するようになっている。
【0113】
吸着パッド129は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の上流側と下流側とで、転写装置5(各接触部材103,109)の近傍に設けられている。また、吸着パッド129は、前述したように、ベース部材47に一体的に設けられているが、ベース部材47に対して移動するようになっていてもよい。そして、平板状のシート状モールドMAが停止しているときには、平板状のシート状モールドMAに接触し、平板状のシート状モールドMAが移送されるときには、平板状のシート状モールドMAから離れるようになっていてもよい。
【0114】
また、モールド保持機構127による平板状のシート状モールドMAの保持は、たとえば、転写が終わって真空成型室99を無くすときになされるようになっている。なお、モールド保持機構127は、図13(b)、図14、図15で描いてあり、他の図では、図示を省略してある。
【0115】
シート状モールド作成装置27は、図22で示すように、ロール・ツー・ロール方式(ロールtoロール方式)でモールド原反MBを作成する装置であり、軸C7を中心にして回転する転写ロール131と軸C6を中心にして回転するバックアップロール133とシート状の素材(素材原反)M2を設置する素材原反設置装置135とシート状のモールドMを巻き取るモールド巻き取り装置137とを有する。
【0116】
シート状の素材M2は、厚さ方向の両面が平面状になっており、モールド原反MBと同様にロール状に形成されており、円柱状の芯材にPET樹脂等の樹脂材料で構成されたシート状の素材M2を巻き付けた素材原反になっている。
【0117】
素材原反設置装置135に設置された素材原反から繰り出したシート状の素材M2に、微細な転写パターンを転写して設け、この転写がされたシート状の素材をモールド巻き取り装置137で巻き取ると、モールド原反MBが生成されるようになっている。
【0118】
なお、素材原反設置装置135に設置された素材原反は、軸C5を中心にして回転し、モールド巻き取り装置で巻き取られるモールド原反MBは、軸C9を中心にして回転するようになっている。転写ロール131とモールド巻き取り装置137との間には、軸C8を中心にして回転するテンションローラ139が設けられている。
【0119】
さらに説明すると、素材原反設置装置135とモールド巻き取り装置137との間で、素材原反から繰り出しているシート状の素材M2の一方の面に、塗工ノズル141によって液体状の紫外線硬化樹脂W2を膜状に塗布するようになっている。続いて、液体状の紫外線硬化樹脂W2が塗布されたシート状の素材M2を、転写ロール131に巻き掛けるとともに、転写ロール131とバックアップロール133とで挟み込み、紫外線発生装置143が発する紫外線を紫外線硬化樹脂W2に照射して紫外線硬化樹脂W2を硬化させ、転写ロール131から紫外線硬化樹脂W2に、転写ロール131の円柱側面状の外周面に予め形成されていた微細な転写パターンが転写されるようになっている。そして、図21(a)で示すような、転写パターンM1が形成されるようになっている。
【0120】
また、図21(a)で示してあるエッジラインL1は、転写ロール131の外周の継ぎ目(図22で示す点P2の箇所で図22の紙面に直交する方向に直線状に延びている継ぎ目)によって形成されているものである。継ぎ目は、厚さ方向の一方の面に微細な転写パターンが形成されている矩形な薄い平板状の原型を、転写ロール131の外周に一体的に設置したときに、前記原型の各端部の突合せ部によって形成されるものである。
【0121】
なお、図22で示すシート状モールド作成装置27において、ラミネートフィルムS1を設置するようにしてもよい(図23参照)。図23で示したシート状モールド作成装置27aでは、微細な転写パターンが転写されたシート状の素材M2にラミネートフィルムS1を供給するようになっている。そして、モールド巻き取り装置137で巻き取られて生成されるモールド原反MBには、シート状のモールドMの間にラミネートフィルムS1が入り込むようになっている。
【0122】
すなわち、軸C10を中心にして回転するラミネート原反145からラミネートフィルムS1が供給されるようになっている。そして、モールド巻き取り装置137で巻き取られて生成されるモールド原反MBでは、シート状のモールドMの厚さ方向、ラミネートフィルムS1の厚さ方向が、モールド原反MBの径方向と一致しているとともに、シート状のモールドMとラミネートフィルムS1とが交互に重なっている(図24(c)参照)。これによって、モールド原反MBにおけるシート状のモールドM同士の貼り付きを防止することができ、モールド原反MBからのシート状のモールドMの繰り出しがしやすくなっている。
【0123】
ところで、ラミネートフィルムS1を、シート状のモールドMと同じ幅にして、シート状のモールドMの全面を覆うように設けられていてもよいが、本実施形態では、シート状のモールドMの一部にラミネートフィルムS1を設けてある。
【0124】
たとえば、ラミネートフィルムS1の幅を細くして、ラミネートフィルムS1をシート状のモールドMの幅方向の両端部(転写パターン非形成領域AE2の一部)にのみ設けてある(図24(a)、(b)、(c)参照)。これにより、前述したように、モールド原反MBにおいて、図24(c)で示すように、シート状モールドMの微細な転写パターンM1が、これに対向しているシート状モールドMの背面(微細な転写パターンM1が形成されている面とは反対側の面)に接触しないか接触しにくくなっており、微細な転写パターンM1の傷付きを防止することができる。
【0125】
なお、ラミネートフィルムS1の形状を適宜変更してもよい。図24(a)に二点鎖線L3で示す部位を付加し、ラミネートフィルムS1をはしご状(転写パターン形成領域AE1に相当する部分に、矩形な貫通孔を所定の間隔をあけて設けた形状)に形成し、転写パターン形成領域AE1を囲むようにしてもよい。
【0126】
モールド原反MBにラミネートフィルムS1を設けた場合には、図9(a)に二点鎖線で示すラミネートフィルム剥離装置145でラミネートフィルムS1を剥離して巻き取るようになっている。
【0127】
引き剥がし装置7は、図16(a)等で示すように、ベース部材147と被成型品保持部149とモールド保持部151とモールド挟持部153と離型部155とを備えて構成されている。
【0128】
被成型品保持部149は、平面状の上面を備えた被成型品保持体157を備えており、この被成型品保持体157が、上下方向で移動位置決め自在なようにベース部材147に設けられている。すなわち、被成型品保持体157がリニアガイドベアリング159を介してベース部材147に設けられており、図示しないエアーシリンダ等のアクチュエータで上下方向に移動するようになっている。また、転写装置5での転写後に平板状のシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wの下面に、被成型品保持体157の上面が面接触し、たとえば真空吸着によって被成型品W(基材W1)を保持することができるようになっている。
【0129】
モールド保持部151は、平面状の下面を備えたモールド保持体161を備えている。また、モールド保持体161は、被成型品保持体157の上方でベース部材147に設けられている。モールド保持体161の下面は、被成型品保持体157の上方で被成型品保持体157の上面と対向している。そして、転写後に被成型品Wが貼り付いている平板状のシート状モールドMAの上面に、モールド保持体161の下面が面接触し、たとえば真空吸着によって平板状のシート状モールドMAを保持するようになっている。
【0130】
なお、これらのお互いが対向している被成型品保持体157の上面とモールド保持体161の下面との間を、転写後にお互いが貼り付いている平板状のシート状モールドMAと被成型品Wとが位置するように、シート状モールドMAがシート状モールド移送位置決め装置3で移送位置決めされるようになっている。また、シート状モールドMAと被成型品Wとの厚さ方向が被成型品保持体157の上面やモールド保持体161の下面と直交している。
【0131】
転写装置5で転写がされた被成型品Wが、シート状モールドMAに貼り付いたまま転写装置5から引き剥がし装置7に移送されるのであるが、転写装置5と引き剥がし装置7との間に、所定の間隔(図24(a)で示すピッチp1)をあけて、単数もしくは複数の被成型品(シート状モールドMAに貼り付いている被成型品)Wが存在していてもよい(たとえば、図5参照)。これによって、転写装置5と引き剥がし装置7との距離を大きくとることができる。
【0132】
また、すでに理解されるように、被成型品保持体157が上昇端に位置しているときには、被成型品保持体157の上面が平板状のシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wに接触するようになっている。一方、被成型品保持体157が下昇端に位置しているときには、被成型品保持体157の上面が平板状のシート状モールドMAに貼り付いている被成型品Wの下方で被成型品保持体157から所定の距離だけ離れている。
【0133】
モールド保持体161は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の上流側(図16(a)の左側)で平板状のシート状モールドMAの幅方向に延伸している軸C12を回動中心にして回動するように、ベース部材147に設けられている。そして、常態では、モールド保持体161の下面が、図示しないストッパによって水平になっており、シート状モールドMAの水平な上面に接触している。また、モールド保持体161が回動することにより、モールド保持体161の下流側が持ち上がり、モールド保持体161の下面が僅かに斜めになるようになっている(図18(a)等を参照)。
【0134】
モールド挟持部153は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の下流側で、モールド保持体161に設けられている。モールド挟持部153は、棒状のモールド挟持体163を備えており、モールド挟持体163は、細長い平面状の上面を備えている。この上面はモールド保持体161の下面と対向しているとともに、上面の長手方向が平板状のシート状モールドMAの幅方向と一致しており、モールド挟持体163の上面の幅方向が、平板状のシート状モールドMAの長手方向(図16(a)の左右方向)と一致している。
【0135】
また、モールド挟持体163は、モールド保持体161に対して接近離反する方向で移動自在なように、図示しないリニアガイドベアリングを介してモールド保持体161に設けられている。
【0136】
そして、エアーシンリンダ165等のアクチュエータでモールド挟持体163がモールド保持体161側に移動することによって、モールド挟持体163とモールド保持体161とが協働してシート状のモールドMAを挟み込むようになっている(たとえば、図17(b)参照)。一方、モールド挟持体163がモールド保持体161から離れる側に移動することによって、シート状モールドMAの挟持が解除されるようになっている。
【0137】
なお、モールド挟持体163は、被成型品保持体157とは干渉しない位置に設けられており、また、モールド挟持体163とモールド保持体161とで、被成型品Wを挟み込むことが無いようになっている。
【0138】
離型部155は、平板状のシート状モールドMAの移送方向の下流側でベース部材147に設けられている。離型部155は、離型体167を備えており、この離型体167をエアーシンダ169等のアクチュエータで上昇させることにより、離型体167でモールド保持体161(モールド挟持体163)を押し上げ、モールド保持体161を回動させ、前述したように、モールド保持体161の下面を斜めにすることができるようになっている。なお、離型体167でモールド保持体161を押し上げていない状態では、離型体167が下方に位置してモールド保持体161(モールド挟持体163)から離れている。
【0139】
また、平板状のシート状モールドMAの移送方向における引き剥がし装置7の下流には、モールド長調整装置171が設けられている。モールド長調整装置171は、ベース部材147に一体的に支持されているガイドレール173と、ガイドレール173に係合して上下方向に移動自在になっている軸受け部材175と、この軸受け部材175に軸(軸C12や図9(a)で示す軸C3に平行な軸)C4を回転中心にして回転自在に設けられているローラ177とを備えて構成されている。ローラ177の下方側には、シート状のモールドMが巻き掛けられている。
【0140】
さらに、軸受け部材175は、図示しない付勢手段によって、たとえば、シート状モールドMAを下方に一定の力で付勢している。具体的には、図示しない空気圧シリンダによって、軸受け部材175が付勢されている。この空気圧シリンダに供給される圧縮空気の配管部には、図示しないレギュレータとリリーフバルブとが接続されており、空気圧シリンダからのロッドの延出量にかかわらず、常に一定の付勢力を軸受け部材175に与えることができるようになっている。
【0141】
シート状モールド移送位置決め装置7での平板状のシート状モールドMAを移送するときには、図16(a)等で示すように、被成型品保持体157の上面はシート状モールドMAや被成型品Wの下方でシート状モールドMAや被成型品Wから離れており、モールド保持体161の下面は、水平になってシート状モールドMAの上面に接触しているがもしくはごく僅かに離れている。また、離型体167は、下方に位置しており、モールド挟持体163も下方に位置してモールドを挟んでいない。
【0142】
シート状モールド移送位置決め装置7での平板状のシート状モールドMAの移送が終了して、シート状モールドMAから被成型品Wを引き剥がすときには、たとえば、図17(a)で示すように、被成型品保持体157が上昇して、真空吸着により被成型品Wを保持し、真空吸着によりモールド保持体161でシート状モールドMAを保持するようになっている。
【0143】
そして、図18(a)等で示すように、モールド挟持体163とモールド保持体161とで、シート状モールドMAを挟持し、離型体167を上昇してモールド保持体161(モールド挟持体163)を回動し、シート状モールドMAと被成型品Wとの分離をするようになっている。このときに、モールド原反設置装置9(転写装置5)とモールド巻き取り装置11との間で延びている平板状のシート状モールドMAの長さに変化が生じるので、この変化をモールド長調整装置171で吸収し、シート状モールドMAにやたらな張力を発生させることなく(張力をほぼ一定にしておいて)、モールド保持体161(モールド挟持体163)の回動を可能にしている。
【0144】
なお、モールド引き剥がし装置7のベース部材147は、ベッド45に一体的に設けられている。また、モールド引き剥がし装置7でのシート状モールドMAからの被成型品Wの引き剥がしは、転写装置5による転写がされているとき(より具体的には、押圧体31と被成型品設置体33とで、シート状モールドMAと被成型品Wとの挟み込みをしているとき)になされるようになっている。
【0145】
次に、転写システム1の動作を説明する。
【0146】
初期状態では、図9(a)で示すように、モールド原反設置装置9にモールド原反MBが設置されており、モールド巻き取り装置11とモールド原反設置装置9との間に、平板状のシート状モールドMAが適宜の張力で存在している。また、シート状モールドMAの転写パターン形成領域AE1が、転写装置5での転写がなされる位置に位置している。
【0147】
転写装置5の真空成型室99は開放されており(各ベローズ101,107が縮んでおり)、移動体49は下降しており、紫外線発生装置125は、停止して紫外線を発生していない。なお、図9(a)で示す距離(押圧体31の下面と平板状のシート状モールドMAの上面との間の距離)L2は、実際には、ごく僅かな距離になっている。
【0148】
また、上記初期状態では、図16(a)で示すように、引き剥がし装置7の被成型品保持体157は下降しており、モールド保持体161は回動しておらず、モールド保持体161の下面は水平になっている。モールド挟持体163は下方に位置して、シート状モールドMAを挟持しておらず、離型体167は下方に位置しており、被成型品保持体157の押し上げをしていない。さらに、被成型品Wが貼り付いているシート状モールドMAが、引き剥がし装置7での引き剥がしに適した適宜の位置に位置している。
【0149】
まず、転写装置5の動作について説明する。
【0150】
上記初期状態において、制御装置179の制御の下、転写前被成型品搬送装置15によって転写前の被成型品Wを、転写装置5の被成型品設置体33に設置する(図9(b)参照)。
【0151】
続いて、各エアーシリンダ105,111で上下の各ベローズ101,107を延ばし(図10(a)参照)。移動体49を上昇して真空成型室99を形成し(図10(b)参照)、真空成型室99内を真空ポンプ(図2等参照)121によって減圧してほぼ真空の状態にする(図11(a)参照)。
【0152】
続いて、真空成型室99を維持したまま、上側のエアーシリンダ105を中間位置にし、移動体49をごく僅かにさらに上昇させ、平板状のシート状モールドMAを押圧体31(モールド接触材39)に接触させ(図11(b)等参照)、移動体49を僅かにさらに上昇し、押圧体31と被成型品設置体33とで被成型品Wとシート状モールドMAとを挟み込んで押圧し、紫外線発生装置125が発する紫外線を被成型品Wの紫外線硬化樹脂W2に照射して、紫外線硬化樹脂W2を硬化させる(図12(a)参照)。
【0153】
続いて、真空成型室99を大気圧に戻し(図12(b)参照)、上側のエアーシリンダ105で上側接触部材103を下降させるとともに移動体49をごくわすかに下降して、お互いが貼り付いているシート状モールドMAと被成型品Wとを、押圧体31と被成型品設置体33から離す(図13(a)参照)。
【0154】
続いて、モールド保持機構127でシート状モールドMAを保持し(図13(b)参照)、各エアーシリンダ105,111で上下の各ベローズ101,107を縮めて、真空成型室99を開放し(無くし、図14(a)参照)、移動体49をさらに下降する(図14(b)参照)。
【0155】
続いて、モールド保持機構127でのシート状モールドMAの保持を止めて、シート状モールド移送位置決め装置3で、シート状モールドMAを被成型品Wが貼り付いたまま引き剥がし装置7に移送し(図15参照)、次の転写にそなえる。
【0156】
次に、引き剥がし装置7の動作について説明する。
【0157】
上記初期状態において、制御装置179の制御の下、被成型品保持体157を上昇して、被成型品保持体157とモールド保持体161とでシート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込み(図16(b)参照)、真空吸着によって被成型品保持体157で被成型品Wを保持し、真空吸着によってモールド保持体161でシート状モールドMAを保持する(図17(a)参照)。
【0158】
続いて、モールド挟持体163を上昇して、モールド挟持体163とモールド保持体161とでシート状モールドMAを挟み込み(図17(b)参照)、離型体167を上昇してモールド保持体161を回動し、被成型品(転写後被成型品)Wからシート状モールドMAを引き剥がし(図18(a)参照)、被成型品保持体157を下降する(図18(b)参照)。
【0159】
続いて、被成型品保持体157での真空吸着を停止し(図19(a)参照)、転写後被成型品搬送装置19によって、被成型品Wを搬出をし(図19(b)参照)、離型体167を下降してモールド保持体161の下面を水平にし、モールド挟持体163を下降してシート状モールドMAの挟持を止め、モールド保持体161での真空吸着を止め(図20(a)参照)、シート状モールド移送位置決め装置7でシート状モールドMAを移送し、上述した初期状態になる(図20(b)参照)。
【0160】
転写システム1によれば、転写装置5で転写を行い、シート状モールドMAと被成型品Wとがお互いにくっついている状態でシート状モールドMAを移送し、転写装置5から離れて別個に設けられている引き剥がし装置7でシート状モールドMAと被成型品Wとの引き剥がし行うので、換言すれば、転写と引き剥がしとを別の箇所の別工程で行うので、転写と引き剥がしとを並行して行うことができ、シート状のモールドMAに形成されている微細な転写パターンM1を被成型品Wに転写するに際し、転写がされた被成型品Wを効率よく得ることができる(転写のスループットを短縮することがきる)。
【0161】
また、引き剥がし装置7を転写装置5から離して設けることができるので、引き剥がし装置7の設置スペースに余裕が生じ、無理の無い設計思想で転写装置5や引き剥がし装置7を作成することができる。また、転写前被成型品搬送装置15や転写後被成型品搬送装置19の設置がしやすくなる。
【0162】
また、転写システム1によれば、処理の能力の高い(タクトタイムの短い)1台のシート状モールド作成装置27に対して、シート状モールド作成装置27よりも処理能力が低い(タクトタイムの長い)転写装置5等を複数台設けてあるので(図25参照)、シート状モールド作成装置27の台数を少なくすることができ、転写システム1を簡素化し安価にすることができる。
【0163】
また、転写システム1によれば、転写装置5に緩衝材35を設けているので、転写の際に均一な圧力でシート状モールドMAと被成型品Wとを挟み込むことができ、転写抜けの発生を抑制することができる。
【0164】
さらに、転写システム1によれば、転写装置5の緩衝材35にモールド接触材39を設けてあるので、転写の際におけるシート状モールドMAと被成型品Wとの挟み込みをして転写をし、この転写後に押圧体31をシート状モールドMAから離すときに、押圧体31がシート状モールドMAに貼り付きにくくなっており、転写後の挟み込みの開放を確実に行うことができる。
【0165】
また、転写システム1によれば、ラミネートフィルムS1が設けられているので、モールド原反MBにおける微細な転写パターンM1の傷付きを回避することができる。
【0166】
なお、上記説明では、シート状モールド作成装置27、転写装置5において、UVインプリント法をすることを例に掲げて説明したが、シート状モールド作成装置27、転写装置5において、熱インプリント法をするようにしてもよい。
【符号の説明】
【0167】
1 転写システム
3 シート状モールド移送位置決め装置
5 転写装置
7 引き剥がし装置
27、27a シート状モールド作成装置
29 移送・転写・引き剥がしユニット
31 押圧体
33 被成型品設置体
35 緩衝材
37 基材
39 モールド接触材
AE1 転写パターン形成領域
AE2 転写パターン非形成領域
M,MA シート状モールド
M1 微細な転写パターン
MB モールド原反
S1 ラミネートフィルム
W 被成型品
【特許請求の範囲】
【請求項1】
微細な転写パターンが形成されている平板状のシート状モールドを所定の方向に移送位置決めするシート状モールド移送位置決め装置と、
前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で上流側に設けられ、前記微細な転写パターンを被成型品に転写する転写装置と、
前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で下流側に設けられ、前記転写装置による転写がされ前記シート状モールド移送位置決め装置による移送がされた後、お互いが貼り付いている前記シート状モールドと前記被成型品とを引き剥がす引き剥がし装置と、
を有することを特徴とする転写システム。
【請求項2】
請求項1に記載の転写システムにおいて、
シート状の素材に微細な転写パターンを形成して前記シート状モールドを作成するシート状モールド作成装置を有し、
1台の前記シート状モールド作成装置に対して、1台の前記シート状モールド移送位置決め装置と1台の前記転写装置と1台の前記引き剥がし装置とを備えて構成されている1組の移送・転写・引き剥がしユニットが、複数組設けられていることを特徴とする転写システム。
【請求項3】
請求項1または請求項2の記載の転写システムにおいて、
前記転写装置は、
押圧体と前記被成型品を設置する被成型品設置体とにより前記被成型品と前記平板状のシート状モールドとを挟み込んで、前記転写をするように構成されており、
前記押圧体は、緩衝材によって前記挟み込みをするように構成されていることを特徴とする転写システム。
【請求項4】
請求項3に記載の転写システムにおいて、
前記押圧体は、剛性の高い材料で構成された基材と、この基材を覆うように層状に設けられた前記緩衝材と、前記シート状モールドに貼り付きにくい材料で構成され前記記緩衝材を覆うように層状に設けられたモールド接触材とを備えて構成されていることを特徴とする転写システム。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の転写システムにおいて、
前記平板状のシート状モールドは、前記シート状モールドが巻かれているモールド原反から延出しているシート状モールドであり、
前記微細な転写パターンは、前記シート状モールドの一部である転写パターン形成領域に形成されており、前記転写パターン形成領域以外の前記シート状モールドの部位には、ラミネートフィルムが設けられていることを特徴とする転写システム。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の転写システムを用いてさなれることを特徴とする前記被成型品への転写方法。
【請求項1】
微細な転写パターンが形成されている平板状のシート状モールドを所定の方向に移送位置決めするシート状モールド移送位置決め装置と、
前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で上流側に設けられ、前記微細な転写パターンを被成型品に転写する転写装置と、
前記シート状モールド移送位置決め装置の移送方向で下流側に設けられ、前記転写装置による転写がされ前記シート状モールド移送位置決め装置による移送がされた後、お互いが貼り付いている前記シート状モールドと前記被成型品とを引き剥がす引き剥がし装置と、
を有することを特徴とする転写システム。
【請求項2】
請求項1に記載の転写システムにおいて、
シート状の素材に微細な転写パターンを形成して前記シート状モールドを作成するシート状モールド作成装置を有し、
1台の前記シート状モールド作成装置に対して、1台の前記シート状モールド移送位置決め装置と1台の前記転写装置と1台の前記引き剥がし装置とを備えて構成されている1組の移送・転写・引き剥がしユニットが、複数組設けられていることを特徴とする転写システム。
【請求項3】
請求項1または請求項2の記載の転写システムにおいて、
前記転写装置は、
押圧体と前記被成型品を設置する被成型品設置体とにより前記被成型品と前記平板状のシート状モールドとを挟み込んで、前記転写をするように構成されており、
前記押圧体は、緩衝材によって前記挟み込みをするように構成されていることを特徴とする転写システム。
【請求項4】
請求項3に記載の転写システムにおいて、
前記押圧体は、剛性の高い材料で構成された基材と、この基材を覆うように層状に設けられた前記緩衝材と、前記シート状モールドに貼り付きにくい材料で構成され前記記緩衝材を覆うように層状に設けられたモールド接触材とを備えて構成されていることを特徴とする転写システム。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の転写システムにおいて、
前記平板状のシート状モールドは、前記シート状モールドが巻かれているモールド原反から延出しているシート状モールドであり、
前記微細な転写パターンは、前記シート状モールドの一部である転写パターン形成領域に形成されており、前記転写パターン形成領域以外の前記シート状モールドの部位には、ラミネートフィルムが設けられていることを特徴とする転写システム。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の転写システムを用いてさなれることを特徴とする前記被成型品への転写方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【公開番号】特開2011−177956(P2011−177956A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−42398(P2010−42398)
【出願日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【出願人】(000003458)東芝機械株式会社 (843)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【出願人】(000003458)東芝機械株式会社 (843)
【Fターム(参考)】
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