JP6092561B2

JP6092561B2 - 被成形体組立体、被成形体組立体の製造装置および被成形体組立体の製造方法

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Publication number: JP6092561B2
Application number: JP2012219044A
Authority: JP
Inventors: 小久保　光典; 光典小久保; 裕喜杉浦; 鈴木　亨; 亨鈴木; 晃功久保木
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2032-10-01
Also published as: US10723063B2; WO2014054456A1; DE112013004829T5; TWI608917B; KR20150063473A; DE112013004829B4; JP2014069524A; US20150231820A1; TW201436974A; KR101685316B1; US20190105830A1

Description

本発明は、被成形体組立体、被成形体組立体の製造装置および被成形体組立体の製造方法に係り、特に、モールドから被成形体に微細な転写パターンが転写されたもの（転写されるもの）に関する。

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、被成形物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）。

例を掲げて説明すると、図１２（ａ）で示すように、モールド３０１と被成形体３０９とを対向させておく。

モールド３０１は、モールド用基材３０３と転写パターン形成体３０５とで構成されており、微細な転写パターン３０７は、転写パターン形成体３０５に形成されている。被成形体３０９は、被成形体用基材３１１と被成形物３１３とで構成されている。被成形物３１３としてたとえば未硬化の紫外線硬化樹脂が採用されている。

図１２（ａ）で示す状態からモールド３０１を下降し、図１２（ｂ）で示すように、モールド３０１を被成形体３０９に接触させ、モールド３０１で被成形体３０９を押圧するともに紫外線を照射して被成形物３１３を硬化している。

この後、図１２（ｄ）で示すように、モールド３０１を被成形体３０９から離すことで、微細な転写パターン３１５が転写された被成形体３０９を得ている。

Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001) 192-199

ところで、図１２（ｄ）で示す微細な転写パターン３１５が形成されている被成形体３０９は、たとえば、スマートフォンの表示部の光学フィルタとして使用されるものである。しかし、図１２（ｄ）で示す状態で搬送され、スマートフォン等の製品に組み込まれると、搬送のときや組み付けのときに、微細な転写パターンが傷付くおそれがあるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、転写によって被成形体に形成された微細な転写パターンが傷付くおそれを極力回避することができる被成形体組立体、被成形体組立体の製造装置および被成形体組立体の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被成形体と、シート状に形成され、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おり、前記被成形体に前記微細な転写パターンを転写したことによって前記被成形体に貼り付くモールドであって、前記転写後で前記被成形体が製品もしくは半製品として使用されるまでは前記被成形体への貼り付きによって前記被成形体に形成された微細な転写パターンを保護しているモールドとを有する被成形体組立体である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被成形体組立体において、前記モールドの長手方向で、前記モールドの寸法が前記被成形体の寸法よりも大きくなっており、前記モールドの長手方向の両端部が前記被成形体の両端から所定の長さだけ延出している被成形体組立体である。

請求項３に記載の発明は、被成形体と、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モールドとを有する被成形体組立体の製造方法において、前記モールドとして、前記微細な転写パターンを有する未切断モールドの一部を用いて、前記被成形体に前記微細な転写パターンを転写する転写工程と、前記転写工程での転写によってお互いが貼り付いている前記未切断モールドの一部と前記被成形体とを、前記転写がされた場所に前記未切断モールドの他の一部が位置するように、前記場所から引き出す引き出し工程と、前記未切断モールドの一部と前記被成形体とがお互いに貼り付いている状態で、前記未切断モールドの一部と他の一部との間を切断する切断工程とを有し、前記未切断モールドの切断後に前記被成形体に貼り付いているモールドは、前記被成形体が製品もしくは半製品として使用されるまでは前記被成形体に貼り付いている被成形体組立体の製造方法である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の被成形体組立体の製造方法において、前記切断工程は、前記モールドの長手方向の両端部が前記被成形体の両端から所定の長さだけ延出するように前記未切断モールドを切断する被成形体組立体の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の被成形体組立体の製造装置において、被成形体が設置されて保持される被成形体保持体と、モールド原反が設置される原反ロール設置部と、前記モールド原反から延出する未切断モールドの先端部を保持し、前記被成形体保持体に対して移動するモールド保持体と、前記未切断モールドの微細な転写パターンを前記被成形体保持体に設置され保持されている被成形体に転写する転写部と、前記未切断モールドをこの長手方向の所定の部位で切断する切断部と、前記被成形体が前記被成形体保持体に設置され保持されており、前記原反ロール設置部にモールド原反が設置されており、前記モールド保持体が前記未切断モールドの先端部を保持している状態で、前記未切断モールドの微細な転写パターンが前記被成形体保持体に設置され保持されている被成形体と対向するように、前記モールド保持体を移動して、前記未切断モールドを前記原反ロール設置部に設置されているモールド原反から引き出し、前記転写部で、前記未切断モールドの微細な転写パターンを、前記被成形体保持体に設置され保持されている被成形体に転写し、前記被成形体保持体による前記被成形体の保持を開放し、前記転写によって前記未切断モールドに貼り付いている被成形体が前記未切断モールドの長手方向で前記被成形体保持体から離れるまで、前記モールド保持体を移動して、前記未切断モールドを前記貼り付いている被成形体とともに、前記原反ロール設置部に設置されているモールド原反からさらに引き出し、前記未切断モールドを、前記切断部によって、前記原反ロール設置部に設置されているモールド原反側の前記貼り付いている被成形体から離れた所定の部位で切断するように、前記被成形体保持体と前記モールド保持体と前記転写部と前記切断部とを制御する制御部とを有する被成形体組立体の製造装置である。

本発明によれば、転写によって被成形体に形成された微細な転写パターンが傷付くおそれを極力回避することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。本発明の実施形態に係る被成形体組立体の製造装置の動作を示す図である。転写について説明する図であって、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る被成形体組立体の概略構成を示す図である。

本発明の実施形態に係る被成形体組立体１は、図１２（ｃ）で示すように、被成形体３とモールド５とを備えて構成されている。

被成形体３とモールド５は、シート状（フィルム状）に形成されている。

モールド５の厚さ方向の一方の面には、微細な転写パターン７が形成されている。モールド５は、微細な転写パターン７を転写したことによって、たとえば、転写したままの状態で被成形体３に貼り付き、被成形体３に形成された微細な転写パターン９を保護している。

モールド５は、被成形体３から剥がすことができるようになっている。微細な転写パターン９が形成された被成形体３が製品もしくは半製品として使用されるときには、モールド５は被成形体３から剥がされる。

被成形体組立体１では、被成形体３の厚さ方向とモールド５の厚さ方向とがお互いに一致しており、被成形体３にモールド５がくっついて重なっている。また、モールド５の微細な転写パターン７が形成されている面と被成形体３の微細な転写パターン９が転写された面とがお互いに密着している。

微細な転写パターン９が形成された被成形体３は、たとえば、スマートフォン（多機能携帯電話）やタブレットＰＣ（板状の携帯コンピュータ）の画像表示部でフィルタ等の光学素子として使用される。また、微細な転写パターン９が形成された被成形体３は、たとえば、ウェハー（ｗａｆｅｒ）やレクチル基板（たとえば、６０２５レチクル基板）として使用される。

被成形体組立体１での転写は、ロール状に巻かれているモールド原反（原反ロール）１１から延出している帯状の未切断モールド（長尺モールド）１３の一部（図１等参照）を用いてなされたものである。

モールド５は、モールド原反１１から延出している帯状の未切断モールド１３を長手方向の所定の部位で切断して形成されたものである。

図１２（ｃ）で示すように、モールド５の長手方向（図１２（ｃ）の左右方向）では、モールド５の寸法が被成形体３の寸法よりも大きくなっており、モールド５の長手方向の両端部が被成形体３の両端から所定の長さ延出（突出）している。

シート状（薄い板状）のモールド５の微細な転写パターン７は、ピッチや高さが、たとえば可視光線の波長程度である凹凸で形成されている。転写によって、モールド５に形成されている転写パターン７が被成形体３に転写され、モールド５に形成されている転写パターン７とは逆形態の転写パターン９が被成形体３に形成されるようになっている。

モールド５は、可撓性を備えている。さらに説明すると、シート状のモールド５は、この厚さ方向に対して直交する方向の引張り力が加えられても弾性変形をほとんどせずほぼ剛体とみなせるが、紙幣等のように厚さ方向でめくれるような変形（厚さ方向に対して直交する方向に延伸している軸まわりのモーメントによる変形）を容易にするようになっている。したがって、モールド５は、引き剥がしのときに、被成形体３から容易にめくれあがるようになっている。

また、シート状のモールド５は、シート状の基材（モールド用基材）１５と転写パターン形成体１７とを備えて構成されている（図１２（ａ）参照）。

シート状のモールド用基材１５は、たとえば、紫外線が透過可能なＰＥＴ樹脂等の樹脂材料で板状に形成されている。

微細な転写パターン７が形成されている転写パターン形成体１７は、たとえば、紫外線が透過可能な硬化した紫外線硬化樹脂（熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂であってもよい。）で薄い膜状に形成されている。転写パターン形成体１７は、この厚さ方向がモールド用基材１５の厚さ方向と一致するようにして、シート状のモールド用基材１５の厚さ方向の一方の面でモールド用基材１５に一体に設けられている。

転写パターン形成体１７の微細な転写パターン７は、転写パターン形成体１７の表面（厚さ方向における一方の面であって、モールド用基材１５に接している面とは反対の面）に形成されている。なお、転写パターン形成体１７の微細な転写パターン７は、図示しないマスターモールドに形成されている微細な転写パターンを転写することで生成されたものである。

モールド用基材１５は、たとえば、矩形な板状に形成されている。モールド用基材１５の幅寸法（図１２（ｃ）の紙面に直交する方向の寸法）や長さ寸法（図１２（ｃ）の左右方向の寸法）はモールド用基材１５の厚さ寸法（図１２（ｃ）の上下方向の寸法）に比べてかなり大きくなっている。

転写パターン形成体１７も、たとえば、矩形な板状に形成されている。転写パターン形成体１７は、幅方向がモールド用基材１５の幅方向と一致し、長さ方向がモールド用基材１５の長さ方向と一致するようにしてモールド用基材１５に設けられている。

転写パターン形成体１７の幅寸法は、モールド用基材１５の幅寸法よりも小さくなっており、転写パターン形成体１７の幅方向の中心と、モールド用基材１５の幅方向の中心とはお互いに一致している。

転写パターン形成体１７の長さ寸法は、モールド用基材１５の長さ寸法よりも小さくなっており、転写パターン形成体１７の長さ方向の中心と、モールド用基材１５の長さ方向の中心とはお互いに一致している。

これにより、モールド５の外周部には、「ロ」字状の転写パターン形成体非存在部（モールド用基材だけの部位）１９が形成されている。

被成形体３は、可撓性を備えているが、モールド５よりも剛性が高くなっている。したがって、モールド５を転写後、被成形体３からモールド５を引き剥がすとき、被成形体３はモールド５といっしょにめくれ上がりにくくなっている。

また、シート状の被成形体３は、シート状の基材（被成形体用基材）２１と被成形物２３とで構成されている。

シート状の被成形体用基材２１は、たとえば、ＰＥＴ樹脂等の樹脂材料で板状に形成されている。シート状のモールド５の微細な転写パターン７が転写される被成形物２３は、たとえば、紫外線硬化樹脂（熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂であってもよい。）で薄い膜状に形成されている。

被成形体用基材２１も、たとえば矩形な板状に形成されている。被成形体用基材２１の幅寸法は、モールド用基材１５の幅寸法と同程度になっており、被成形体用基材２１の長さ寸法は、モールド用基材１５の長さ寸法よりも小さくなっている。

被成形物２３も矩形な板状になって設けられている。被成形物２３は、この厚さ方向が被成形体用基材２１の厚さ方向と一致するようにして、シート状の被成形体用基材２１の厚さ方向の一方の面に設けられている。また、被成形物２３は、幅方向が被成形体用基材２１の幅方向と一致しており、長さ方向が被成形体用基材２１の長さ方向と一致している。

被成形物２３の幅寸法は、被成形体用基材２１の幅寸法よりも小さくなっており、被成形物２３の長さ寸法も、被成形体用基材２１の長さ寸法よりも小さくなっている。

被成形物２３の幅方向の中心と、被成形体用基材２１の幅方向の中心とはお互いに一致しており、被成形物２３の長さ方向の中心と、被成形体用基材２１の長さ方向の中心とはお互いに一致している。

これにより、被成形体２３の外周部には、「ロ」字状の被成形物非存在部（被成形体用基材２１だけの部位）２５が形成されている。

被成形物２３の微細な転写パターン９は、被成形物２３の表面（厚さ方向における一方の面であって、被成形体用基材２１に接している面とは反対の面）に形成されるようになっている。

被成形物２３が紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂である場合、モールド５の微細な転写パターン７が転写される前の被成形物（未硬化の樹脂）２３は、液体状もしくは流動体状になっている。転写がなされるときに、被成形物２３が硬化し、転写終了時には、被成形物２３は硬化している。

被成形体組立体１では、モールド用基材１５の幅方向と被成形体用基材２１の幅方向とはお互いに一致しており、モールド用基材１５の長さ方向と被成形体用基材２１の長さ方向とはお互いに一致している。

また、モールド用基材１５の幅方向の中心と被成形体用基材２１の幅方の中心とはお互いに一致しており、モールド用基材１５の長さ方向の中心と被成形体用基材２１の長さ方の中心とはお互いに一致している。

これにより、被成形体組立体１の外周には、モールド５が被成形体３から離れている「ロ」字状の非密着部位２７が形成されている。

モールド原反（反物状のモールド）１１は、転写に使用される前の長い未切断モールド１３がロール状に巻かれているものである。すなわち、モールド原反１１は、帯状の未切断モールド１３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未切断モールド１３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。

帯状の未切断モールド１３では、転写パターン形成体１７が、帯状の長いモールド用基材１３（未切断モールド基材１５）の長さ方向で所定の間隔をあけて断続的に複数設けられている。帯状の未切断モールド１３は、お互いが隣接している転写パターン形成体１７の間の部位において切断がなされ、モールド５が生成されるようになっている。

次に、被成形体組立体１の製造・使用方法について説明する。

まず、モールド５の微細な転写パターン７を被成形体３に転写する（図１２（ａ）、（ｂ）参照；転写工程）。

続いて、転写工程での転写によってお互いが貼り付いているモールド５と被成形体３（図１２（ｃ）参照）とを所定の場所に（たとえば、後工程まで、もしくは、製品に組み付けられた後も）搬送する（搬送工程）。

続いて、搬送工程で搬送されてきた被成形体組立体１からモールド５を引き剥がし、被成形体３に転写された微細な転写パターン９を露出させる（図１２（ｄ）参照；引き剥がし工程）。

次に、被成形体組立体１の製造装置（被成形体組立体製造装置）２９について説明する。

被成形体組立体製造装置２９は、図１等で示すように、被成形体保持体３１と原反ロール設置部（モールド原反設置部）３３とモールド保持体３５と転写部３７と切断部３９と制御部４１とを備えて構成されている。

被成形体保持体３１には、被成形体３が設置されて保持されるようになっている。

原反ロール設置部３３には、モールド原反が設置されるようになっている。なお、被成形体保持体３１に対する、原反ロール設置部３３に設置されたモールド原反（設置済みモールド原反）１１の回転中心軸Ｃ２の位置は一定である。すなわち、設置済みモールド原反１１の回転中心軸Ｃ２は、被成形体保持体３１に対して移動することはない。

モールド保持体（モールドガイド体）３５は、モールド原反１１から延出する帯状の未切断モールド１３の先端部を保持し、被成形体保持体３１に対して移動するようになっている。

転写部３７は、帯状の未切断モールド１３の微細な転写パターン７を、被成形体保持体３１に設置され保持されている被成形体３に転写するものである。

切断部３９は、帯状の未切断モールド１３をこの長手方向の所定の部位で切断するものである。

制御部（ＣＰＵを含む制御部）４１は、被成形体保持体３１と原反ロール設置部３３とモールド保持体３５と転写部３７と切断部３９とを、次のようにして制御するものである。

初期状態として、被成形体３が被成形体保持体３１に設置され保持されており、原反ロール設置部３３にモールド原反１１が設置されており、帯状の未切断モールド１３がモールド原反１１から僅かに延出しており、モールド保持体３５が、モールド原反１１の近くで帯状の未切断モールド１３の先端部を保持しているものとする（図２参照）。

上記初期状態において、帯状の未切断モールド１３の微細な転写パターン７が被成形体保持体３１に設置された被成形体３と対向するように、モールド保持体３５を移動して、帯状の未切断モールド１３を原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１から引き出すようになっている（図３参照）。

引き出された帯状の未切断モールド１３は、被成形体保持体３１に設置され保持されている被成形体３を間にして、被成形体保持体３１とは反対側に位置しており、たとえば、被成形体保持体３１に設置され保持されている被成形体３から僅かに離れている。

モールド保持体３５による引き出しがなされた後に、転写部３７で、未切断モールド１３の微細な転写パターン７を、被成形体保持体３１に設置され保持されている被成形体３に転写するようになっている（図４〜図７参照）。

転写部３７での転写がなされた後に、被成形体保持体３１による被成形体３の保持を開放するようになっている（図８参照）。

被成形体保持体３１による被成形体３の保持を開放した後、転写によって帯状の未切断モールド１３に貼り付いている被成形体３が帯状の未切断モールド１３の長手方向で被成形体保持体３１から離れるまで、モールド保持体３５を移動して、帯状の未切断モールド１３を張り付いている被成形体３とともに、原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１からさらに引き出すようになっている（図９参照）。

モールド保持体３５によるさらなる引き出しをした後、帯状の未切断モールド１３を、切断部３９によって、原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１側に貼り付いている被成形体３から離れた所定の部位で切断するようになっている（図１０、図１１参照）。

これにより、図１２（ｃ）で示す被成形体組立体１を得ることができるようになっている。

なお、制御部４１の制御の下、上記動作をしているときには、モールド保持体３５で保持している帯状の未切断モールド１３は、モールド保持体３５と原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１との間で、この長手方向で所定の張力を持ち弛みの無い状態で延出している。

また、被成形体組立体製造装置２９には、仮保持部４３とガイドローラ４５（４５Ａ，４５Ｂ）とが設けられている。

仮保持部４３は、切断部３９で帯状の未切断モールド１３を切断するときに、制御部４１の制御の下、帯状の未切断モールド１３をこの長手方向の所定の部位で保持するものである。

仮保持部４３で帯状の未切断モールド１３を保持し、切断部３９で帯状の未切断モールド１３を切断するときには、原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１から延出している帯状の未切断モールド１３の長手方向（延出方向）で、帯状の未切断モールド１３の基端側（モールド原反１１側）から先端側（モールド保持体３５側）に向かって、被成形体保持体３１（転写部３７）、仮保持部４３、切断部３９、転写によって帯状の未切断モールド１３に貼り付いている被成形体３、モールド保持体３５がこの順にならんでいる（図１０参照）。

仮保持部４３で、帯状の未切断モールド１３を保持することにより、切断部３９で切断した後も、仮保持部４３と原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１との間では、帯状の未切断モールド１３がこの長手方向で所定の張力を持ち弛みの無い状態で延出している。

切断部３９での切断がなされた後、モールド保持体３５を移動して切断された帯状の未切断モールド１３の先端部を保持し（図１１参照）、仮保持部４３による保持を開放し（保持を止め）、原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１でモールド（未切断モールド１３）を巻き取るとともにモールド保持体３５を原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１の近くに移動し、次の被成形体３を被成形体保持体３１に設置し被成形体保持体３１で保持することで、上記初期状態に戻るようになっている（図２参照）。

ガイドローラ４５（４５Ａ，４５Ｂ）は、未切断モールド１３を間にして被成形体保持体３１と反対側に設けられており、制御部４１の制御の下、被成形体保持体３１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。

一方のガイドローラ４５Ａは、未切断モールド１３の長手方向では、被成形体保持体３１の一端から僅かに離れており、他方のガイドローラ４５Ｂは、被成形体保持体３１の他端から僅かに離れている。

そして、転写部３７での転写のときに、未切断モールド１３を被成形体保持体３１側に適宜移動するガイドをするようになっている。

ここで、被成形体組立体製造装置２９についてさらに詳しく説明する。

説明の便宜のために水平な一方向をＸ軸方向とし、水平な他の一方向であってＸ軸方向に対して直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに対して直交する上下方向をＺ軸方向とする。

被成形体組立体製造装置２９は、ベース体４７を備えている。

被成形体保持体３１は、ベース体４７に一体的に設けられている。被成形体保持体３１の上端には、Ｚ軸方向に対して直交している平面（被成形体設置面）４９が形成されている。被成形体３は、たとえば、真空吸着によって、被成形体保持体３１に保持されるようになっている。

被成形体保持体３１に保持されている被成形体３は、被成形体用基材２１の厚さ方向の他方の面（被成形物２３とは反対側の面）が、被成形体設置面４９に面接触しており、被成形物２３が被成形体用基材２１の上面に存在している。

原反ロール設置部３３に設置されたモールド原反１１は、Ｚ軸方向では、被成形体保持体３１の上側に位置しており、Ｘ軸方向では、被成形体保持体３１の一端から離れており、Ｙ軸方向に延びた軸Ｃ２を回転中心にして回転するようになっている。

モールド保持体３５は、たとえば、未切断モールド１３の先端をこの厚さ方向から把持することで保持するようになっている。モールド保持体３５は、Ｚ軸方向では、被成形体保持体３１の上側に位置している。

また、モールド保持体３５は、図示しないリニアガイドベアリングを介してベース体４７に支持されており、図示しないサーボモータ等のアクチュエータにより、Ｘ軸方向で移動位置決めされるようになっている。

原反ロール設置部３３は、モータ等のアクチュエータとトルクリミッタとを用いて、モールド原反１１から延出している帯状の未切断モールド１３を巻き取る方向の回転トルクを、原反ロール設置部３３に設置されているモールド原反１１に付与するようになっている。

これにより、モールド保持体３５とモールド原反１１との間で延出している未切断モールド１３には、Ｘ軸方向で所定の張力がかかるようになっている。

モールド保持体３５とモールド原反１１との間で延出している未切断モールド１３は、厚さ方向がＺ軸方向になっており、長さ方向がＸ軸方向になっており、幅方向がＹ軸方向になっている。転写パターン形成体１７は、モールド用基材１５の下面に位置している。

また、モールド保持体３５が適宜移動位置決めされ転写の準備ができた状態をＺ軸方向から見ると、未切断モールド１３の微細な転写パターン７が、被成形体保持体３１に設置され保持されている被成形体３の被成形物２３に重なっている。

ガイドローラ４５（４５Ａ，４５Ｂ）は、図示しないガイドローラ支持体に支持されており、Ｙ軸方向に延びた軸Ｃ３，Ｃ４を中心にして回転するようになっている。ガイドローラ支持体は図示しないリニアガイドベアリングを介してベース体４７に支持されており、制御部４１の制御の下、Ｚ軸方向で移動位置決めされるようになっている。

転写部３７は、押圧ローラ５１と紫外線発生装置５３とを備えて構成されている。

押圧ローラ５１は、図示しない押圧ローラ支持体に支持されており、Ｙ軸方向に延びた軸Ｃ１を中心にして回転するようになっている。押圧ローラ支持体は図示しないリニアガイドベアリングを介してベース体４７に支持されており、制御部４１の制御の下、Ｚ軸方向とＸ軸方向で移動位置決めされるようになっている。

また、押圧ローラ５１は、アクチュエータ等のサーボモータにより、軸Ｃ１を中心にして回転駆動するようになっている。

すなわち、転写の際に、押圧ローラ５１は、制御部４１の制御の下、Ｚ軸方向で移動位置決めされ、被成形体保持体３１と協同して被成形体３を挟み込んで押圧するようになっている。また、被成形体３を挟み込んで押圧している状態で、Ｘ軸方向に移動することで、未切断モールド１３ところがり対偶をなし、未切断モールド１３と被成形体３との押圧されている部位が、Ｘ軸方向の一端側から他端側に移動するようになっている。

これにより、被成形体３の被成形物２３の総てが、Ｘ軸方向の一端から他端に向かって順に押圧されるようになっている。

このＸ軸方向で移動をするときに、押圧ローラ５１と未切断モールド１３との間に滑りが発生しないように、押圧ローラ５１が同期した速度（押圧ローラ５１のＸ軸方向の移動速度に同期した回転速度）で回転するようになっている。なお、押圧ローラ５１がフリーな状態で回転し、上記滑りの発生を防止する構成であってもよい。

紫外線発生装置５３が発した紫外線は、押圧ローラ５１で押圧されている部位の近傍で被成形物２３に照射されて、被成形物２３が硬化するようになっている。

仮保持部４３は、一対のクランパ５５によって形成されている。クランパ５５はシリンダ等のアクチュエータで、制御部４１の制御の下、Ｚ軸方向で移動し、未切断モールド１３をこの厚さ方向で把持することで保持するようになっている。

なお、クランパ５５は、Ｘ軸方向では、他方のガイドローラ４５Ｂを間にして被成形体保持体３１とは反対側に位置している。

切断部３９は、一対のカッタ５７によって形成されている。カッタ５７はシリンダ等のアクチュエータで、制御部４１の制御の下、Ｚ軸方向で移動し、未切断モールド１３をこの厚さ方向で挟み切断するようになっている。

なお、カッタ５７は、Ｘ軸方向では、クランパ５５を間にしてガイドローラ４５Ｂとは反対側に位置している。

また、モールド保持体３５は、Ｚ軸方向では、被成形体保持体３１の上側に存在し、ガイドローラ４５の下側に存在し、各クランパ５５の間に存在し、各カッタ５７の間に存在している。そして、Ｘ軸方向に移動するようになっている。

次に、被成形体組立体製造装置２９の動作について説明する。

上述した初期状態では、図２で示すように、被成形体保持体３１に被成形体３が設置されて保持されており、原反ロール設置部３３に設置されたモールド原反１１から延出している未切断モールド１３の先端をモールド保持体３５が保持しており、ガイドローラ４５が上昇しており、押圧ローラ５１が上昇しているとともにＸ軸方向の一端に位置しており、紫外線発生装置５３は紫外線を発生しておらず、クランパ５５とカッタ５７は開いている。

初期状態から、制御部４１の制御の下、モールド保持体３５が、カッタ５７の近傍でカッタ５７の他端側に位置するまで、モールド保持体３５を移動する（図３参照）。この状態では、未切断モールド１３の下面に設けられている転写パターン形成体１７（図１〜図１１では図示せず）が、被成形体３から離れて被成形体３の真上に位置している。

続いて、ガイドローラ４５を下降する（図４参照）。図４に示す状態では、各ローラ４５Ａ，４５Ｂの間に存在している未切断モールド１３が、被成形体３に接している。

続いて、押圧ローラ５１を下降して、押圧ローラ５１をＸ軸方向に移動して、被成形体３と未切断モールド１３とを、被成形体保持体３１と押圧ローラ５１とで挟み込んで押圧する。このときに、紫外線発生装置５３が紫外線を発して被成形物２３を硬化し転写を行う（図５、図６参照）。

続いて、押圧ローラ５１を上昇し（図７参照）、被成形体保持体３１での被成形体３の保持をやめる（被成形体３を開放する）。ガイドローラ４５が上昇すると、被成形体３が未切断モールド１３の張力で上昇し、被成形体保持体３１から離れる（図８参照）。

続いて、未切断モールド１３に貼り付いている被成形体３が、カッタ５７の他端側に位置するまでモールド保持体３５を移動する（図９参照）。

続いて、仮保持部４３で未切断モールド１３を保持し、切断部３９で未切断モールド１３を切断する（図１０参照）。

続いて、カッタ５７を開き、モールド保持体３５によるモールド５（被成形体組立体１）の保持をやめ（被成形体組立体１を開放し）、被成形体組立体１を、被成形体組立体製造装置２９から、図示しないロボット等を用いて搬出し、仮保持部４３の近傍でモールド保持体３５が未切断モールド１３の端部を保持する（図１１参照）。

続いて、仮保持部４３での未切断モールド１３の保持をやめ（未切断モールド１３を開放し）、モールド保持体３５をＸ軸方向の一端側に移動することで、図２に示す初期状態に戻る。

被成形体組立体１によれば、微細な転写パターン７を転写したことによって被成形体３に貼り付き被成形体３に形成された微細な転写パターン９を保護しているモールド５により、別途保護フィルムを設置することなく、被成形体３に形成された微細な転写パターン９が傷付くおそれを極力回避することができる。

すなわち、被成形体組立体１は、この状態で、後工程までもしくは製品に組み付けられた状態で製品の一部として搬送され、さらには、販売されるのであるが、被成形体３に貼り付いているモールド５によって保護されているので、被成形体３に形成された微細な転写パターン９が傷付くおそれがほぼ無くなる。

被成形体組立体１の被成形体３に貼り付いているモールド５は、必要なときに被成形体３から剥がされるようになっている。

また、被成形体組立体１によれば、転写がロール状に巻かれているモールド原反１１から延出している帯状の未切断モールド１３の一部を用いてなされ、モールド５の両端部が被成形体３の両端から所定の長さ延出しているので、転写を効率良く行うことができるとともに、モールド５を被成形体から剥がしやすくなっている。

ここでは、モールド５の転写パターン７は連続して設けられていないが、連続して設けられていてもよい。また、押圧ローラ５１で押圧するようになっているが、平面状の押圧装置でモールド５を押圧してもよい。

１被成形体組立体
３被成形体
５モールド
７モールドの微細な転写パターン
９被成形体の微細な転写パターン
１１モールド原反
１３未切断モールド
２９被成形体組立体製造装置
３１被成形体保持体
３３原反ロール設置部
３５モールド保持体
３７転写部
３９切断部
４１制御部

Claims

被成形体と、
シート状に形成され、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おり、前記被成形体に前記微細な転写パターンを転写したことによって前記被成形体に貼り付くモールドであって、前記転写後で前記被成形体が製品もしくは半製品として使用されるまでは前記被成形体への貼り付きによって前記被成形体に形成された微細な転写パターンを保護しているモールドと、
を有することを特徴とする被成形体組立体。
請求項１に記載の被成形体組立体において、
前記モールドの長手方向で、前記モールドの寸法が前記被成形体の寸法よりも大きくなっており、前記モールドの長手方向の両端部が前記被成形体の両端から所定の長さだけ延出していることを特徴とする被成形体組立体。
被成形体と、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モールドとを有する被成形体組立体の製造方法において、
前記モールドとして、前記微細な転写パターンを有する未切断モールドの一部を用いて、前記被成形体に前記微細な転写パターンを転写する転写工程と、
前記転写工程での転写によってお互いが貼り付いている前記未切断モールドの一部と前記被成形体とを、前記転写がされた場所に前記未切断モールドの他の一部が位置するように、前記場所から引き出す引き出し工程と、
前記未切断モールドの一部と前記被成形体とがお互いに貼り付いている状態で、前記未切断モールドの一部と他の一部との間を切断する切断工程と、
を有し、
前記未切断モールドの切断後に前記被成形体に貼り付いているモールドは、前記被成形体が製品もしくは半製品として使用されるまでは前記被成形体に貼り付いていることを特徴とする被成形体組立体の製造方法。
請求項３に記載の被成形体組立体の製造方法において、
前記切断工程は、前記モールドの長手方向の両端部が前記被成形体の両端から所定の長さだけ延出するように前記未切断モールドを切断することを特徴とする被成形体組立体の製造方法。
請求項１または請求項２に記載の被成形体組立体の製造装置において、
被成形体が設置されて保持される被成形体保持体と、
モールド原反が設置される原反ロール設置部と、
前記モールド原反から延出する未切断モールドの先端部を保持し、前記被成形体保持体に対して移動するモールド保持体と、
前記未切断モールドの微細な転写パターンを前記被成形体保持体に設置され保持されている被成形体に転写する転写部と、
前記未切断モールドをこの長手方向の所定の部位で切断する切断部と、
前記被成形体が前記被成形体保持体に設置され保持されており、前記原反ロール設置部にモールド原反が設置されており、前記モールド保持体が前記未切断モールドの先端部を保持している状態で、
前記未切断モールドの微細な転写パターンが前記被成形体保持体に設置され保持されている被成形体と対向するように、前記モールド保持体を移動して、前記未切断モールドを前記原反ロール設置部に設置されているモールド原反から引き出し、
前記転写部で、前記未切断モールドの微細な転写パターンを、前記被成形体保持体に設置され保持されている被成形体に転写し、
前記被成形体保持体による前記被成形体の保持を開放し、
前記転写によって前記未切断モールドに貼り付いている被成形体が前記未切断モールドの長手方向で前記被成形体保持体から離れるまで、前記モールド保持体を移動して、前記未切断モールドを前記貼り付いている被成形体とともに、前記原反ロール設置部に設置されているモールド原反からさらに引き出し、
前記未切断モールドを、前記切断部によって、前記原反ロール設置部に設置されているモールド原反側の前記貼り付いている被成形体から離れた所定の部位で切断するように、
前記被成形体保持体と前記モールド保持体と前記転写部と前記切断部とを制御する制御部と、
を有することを特徴とする被成形体組立体の製造装置。