(57)【要約】【課題】単純な構造を有し、微細形状を被転写材料に転写することができる転写装置および転写方法を提供する。【解決手段】樹脂成形体３０を可塑化する流体で満たされる密閉室１３を有する第１金型１１および第２金型１２と、密閉室１３内に配置され、樹脂成形体３０に転写される形状を有する第１転写型１４を保持する内壁面１１１と、内壁面１１１に対向し、内壁面１１１に対して相対的に離接する方向に移動可能な保持部１６と、密閉室１３の容積を変化させる圧縮室１３２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写材料を可塑化する流体で満たされる密閉空間を有する基部と、
前記密閉空間内に配置され、前記被転写材料に転写される形状を有する転写型を保持する型保持部と、
前記型保持部に対向し、前記型保持部に対して相対的に離接する方向に移動可能な型対向部と、
前記密閉空間の容積を変化させる容積変化機構と、を備える、
転写装置。
【請求項２】
前記容積変化機構は、前記基部に対して相対移動するピストンを有する、
請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記型対向部が前記型保持部に対して相対的に離接する方向は、前記ピストンが前記基部に対して相対的に移動する方向と同じである、
請求項２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記ピストンを前記基部に対して相対的に移動させる第１アクチュエータと、
前記型対向部を前記型保持部に対して相対的に離接させる方向に移動させる第２アクチュエータと、
を更に備える、請求項２に記載の転写装置。
【請求項５】
前記第１アクチュエータが、前記第２アクチュエータを兼ねる、
請求項４に記載の転写装置。
【請求項６】
前記型対向部の側面と、前記密閉空間の内壁面とは、少なくとも一部で非接触である、
請求項１から５のいずれかに記載の転写装置。
【請求項７】
前記ピストンは、前記型保持部または前記型対向部の一方に当接し、前記型保持部または前記型対向部の一方を前記型保持部または前記型対向部の他方に対して相対的に近づく方向に移動させる、
請求項２または３に記載の転写装置。
【請求項８】
前記基部は、前記被転写材料の一方の面と前記型保持部との間に前記流体を導入する第１導入孔、および、前記被転写材料の他方の面と前記型対向部との間に前記流体を導入する第２導入孔を有する、
請求項７に記載の転写装置。
【請求項９】
前記ピストンは、前記型対向部または前記型保持部の一方を、前記型対向部または前記型保持部の他方から相対的に離れる方向に移動させる離隔部を有し、
前記離隔部は、前記型保持部または前記型対向部の一方に接続されている、
請求項７または８に記載の転写装置。
【請求項１０】
前記流体は二酸化炭素である、
請求項１から９のいずれかに記載の転写装置。
【請求項１１】
密閉空間内に被転写材料を配置し、
前記被転写材料を可塑化する流体で前記密閉空間内を満たし、
前記密閉空間の容積を小さくして前記流体を圧縮し、
前記被転写材料に転写される転写形状を有する転写型を前記被転写材料に押しつける、
転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写型が有する微細な転写形状を被転写材料に転写する転写装置および転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂の表面に微細形状を転写する方法として、射出成形法やインプリント法などが知られている。
【０００３】
射出成形法は、樹脂の軟化温度以下に加熱した転写型のキャビティ内に溶融させた樹脂を射出し、固化させることで形状を転写する方法である。
【０００４】
しかしながら、表面に微細な形状を有する部品を射出成形法で成形しようとしても、射出された溶融樹脂が転写型の微細な形状の中に完全に充填される前に固化してしまい、意図した形状が成形されないことがあった。
【０００５】
熱インプリント法は、板状の樹脂をガラス転移温度近傍まで加熱し、微細な形状を有する転写型を押し付けることで樹脂表面に微細形状を転写し、その後、冷却して転写型を樹脂から離型する方法である。樹脂が軟化している状態で転写型を押し付けることになるので、微細な形状を有する転写型に樹脂を完全に充填できる。
【０００６】
しかしながら、熱インプリント法では、転写型を加熱および冷却するため、並びに、転写型に微細な形状を有する樹脂が充填されるまでに時間が掛かるため、サイクルタイム（製品１つを製造するために要する時間）が長くなってしまう。
【０００７】
以上の経緯から、樹脂を可塑化させる作用を持った流体、例えば液体や加圧気体または超臨界流体等を適用した転写方法が提案されている。樹脂を可塑化させる作用を持った流体の具体例としては、加圧二酸化炭素または超臨界二酸化炭素等が挙げられる。それらを樹脂表面に含侵させると、樹脂が可塑化されて形状が転写されやすくなるため、通常の熱インプリント法のように転写型を高温にせずとも転写が可能となる。これにより熱インプリント法の欠点であるサイクルタイムが長いという問題を解消し、所望の転写物を得ることができる。
【０００８】
例えば特許文献１および２には、樹脂が保持された空間に、加圧された二酸化炭素が供給されることで樹脂が可塑化され、所定の微細パターンが設けられた転写型に樹脂が押しつけられてパターンが転写材料に転写される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２３５６１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１３７０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された技術では、転写の際に、加圧された二酸化炭素雰囲気中で、金型の微細パターンを転写するための圧力をさらに印加することになる。転写のために必要となる実効的な加圧力は、機械的な印加力に加え、加圧流体が転写面を押し返す力に抗するための力も必要となる。このため、結果として転写の際に非常に大きなプレス力が必要となる。
【００１１】
また、特許文献２に開示された技術では、樹脂成形体と超臨界二酸化炭素とが密閉された上室と下室とが移動可能な中間壁によって分けられている。そして、転写の際に、下室の圧力を上室の圧力より高くすることで中間壁に保持された樹脂成形体が上室側に移動して上室内の金型に押しつけられる。中間壁を上室側に移動させるためには密閉空間である上室内の二酸化炭素の体積を減少させる必要がある。この場合、上室内の二酸化炭素を圧縮するために大きな力が必要となる。このため、下室内の圧力を非常に大きくする必要がある。
【００１２】
以上のことから、特許文献１および２に開示された技術では、気体を加圧するためにポンプ等の外部装置を必要とする。また、加圧した気体中でのプレスを行うため、大きなプレス力が必要とされる。その結果、大きなプレス力に耐えうる構造や、大きなプレス力を発生させるための大きな駆動源等、大がかりな外部装置を用いる必要が生じ、装置の製造コストが増大してしまう。このため、微細な形状を有する樹脂を安価に製造することが困難になってしまう。
【００１３】
本発明は、金型の外部に大がかりな装置を使用することなく、微細形状を被転写材料に転写することができる転写装置および転写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】
【００１４】
本発明の転写装置は、被転写材料を可塑化する流体で満たされる密閉空間を有する基部と、前記密閉空間内に配置され、前記被転写材料に転写される形状を有する転写型を保持する型保持部と、前記型保持部に対向し、前記型保持部に対して相対的に離接する方向に移動可能な型対向部と、前記密閉空間の容積を変化させる容積変化機構と、を備える。
【００１５】
本発明の転写方法は、密閉空間内に被転写材料を配置し、前記被転写材料を可塑化する流体で前記密閉空間内を満たし、前記密閉空間の容積を小さくして前記流体を圧縮し、前記被転写材料に転写される転写形状を有する転写型を前記被転写材料に押しつける。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金型の外部に大がかりな装置を使用しない装置構成により、微細形状を被転写材料に転写することができる。特に被転写材料の被転写領域が大きくなった場合でも、安定して微細形状の転写を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転写装置について説明するための図
【図２】第１駆動プレートが上方向に移動した状態（第１の状態）の転写装置を説明するための図
【図３】室温（２０℃前後）における二酸化炭素の等温図（模式図）
【図４】第１の状態から第２駆動プレートが上方向に移動した状態（第２の状態）の転写装置について説明するための図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る転写装置を説明するための図
【図６】第１駆動プレートが上方向に移動し、第２駆動プレートに当接した状態（第３の状態）の転写装置を説明するための図
【図７】第１駆動プレートが第２駆動プレートと当接した状態で、第２駆動プレートと一体となってさらに移動した状態（第４の状態）の転写装置について説明するための図
【図８】本発明の第３の実施形態に係る転写装置について説明するための図
【図９Ａ】第３の実施形態に係る転写装置において、第１金型と第２金型とが型締めされていない状態で、第２金型を上側から見た様子を示す図
【図９Ｂ】被転写材料としてロール状の樹脂フィルムを用いる場合について説明するための図
【図１０】第３の実施形態に係る転写装置の型締め前における、樹脂フィルムを配置する様子を示す図
【図１１】第３の実施形態に係る転写装置において、ピストンが第２型保持部の下面に接触する位置まで上昇した様子を示す図
【図１２】第３の実施形態に係る転写装置において、ピストンの上昇により、第２転写型が第１転写型に押し付けられている様子を示す図
【図１３】ピストンが第２型保持部の中心からずれた位置に設けられた場合の転写装置の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（装置の説明）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、転写装置１００について説明するための図である。図１では、転写装置１００の縦断面図が示されている。図１における各部の縮尺は正確なものではなく、図１では各部の位置関係が模式的に示されている。なお、以下の説明における上下方向は、図１における上下方向に対応している。
【００２０】
図１に示すように、転写装置１００は、第１金型１１と、第１金型１１と対向する第２金型１２とを有する。図１では、第１金型１１と第２金型１２とが型締めされた状態が示されている。第１金型１１と第２金型１２とが型締めされた状態では、第１金型１１と第２金型１２との間には、密閉空間である密閉室１３が構成される。第１金型１１および第２金型１２は、本発明の基部の一例である。
【００２１】
密閉室１３は、内部に第１転写型１４、第２転写型１５および保持部１６が配置される転写室１３１と、密閉室１３内の流体に圧力を加えて圧縮するための圧縮室１３２と、転写室１３１と圧縮室１３２とを繋ぐ通路１３３と、を有する。
【００２２】
転写室１３１の内部には、互いに対向するように第１転写型１４および第２転写型１５が設けられており、第１転写型１４と第２転写型１５との間には被転写材料である樹脂成形体３０が配置されうる。本第１の実施形態において、第１転写型１４は、第１金型１１の転写室１３１における上側の内壁面１１１に保持されており、第２転写型１５は、保持部１６に保持されている。具体的な保持の方法については、例えば図示しないネジや接着剤などが挙げられる。なお、第１転写型１４および第２転写型１５は本発明の転写型の一例である。また、内壁面１１１は本発明の型保持部の一例であり、保持部１６は本発明の型対向部の一例である。
【００２３】
樹脂成形体３０は、例えばあらかじめ射出成形等により成形されていればよい。樹脂成形体３０に用いられる材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ、ＣＯＣ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）ポリスチレン（ＰＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、テトラフルオロエチレン／フルオロアルコキシトリフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレレン−エチレンテレフタレート（ＰＢＴ−ＰＥＴ共重合樹脂）、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、６ナイロン（ＰＡ６）、６−６ナイロン（ＰＡ６６）、６Ｔナイロン（ＰＡ６Ｔ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。また、これらは、フィラー等を配合したコンパウンド品や、複数種の樹脂をアロイ化またはブレンド化した混合品であってもよい。これらは用途に応じて適宜選択される。
【００２４】
第１転写型１４および第２転写型１５は、それぞれ樹脂成形体３０と対向する面に樹脂成形体３０に転写すべき微細な形状（パターン）を有する。この微細形状に、後述するように可塑化された樹脂成形体３０が押しつけられることによって、樹脂成形体３０の表面に微細形状が転写されるようになっている。
【００２５】
第１転写型１４を保持する内壁面１１１および／または第２転写型１５を保持する保持部１６の内部には、温度を調節するための図示しないヒーターが埋め込まれていてもよい。
【００２６】
転写室１３１の内部には、樹脂成形体３０および下側の第２転写型１５を保持した状態で上下方向に移動可能な保持部１６が配置されている。保持部１６には、その下端に保持部１６を移動させるための２本のロッド１７、１７の一端が接続されており、ロッド１７の他端は第２金型１２に形成された第１ガイド穴１２１を通じて、密閉室１３外の第２駆動プレート２０に接続されている。なお、ロッド１７には第１シール部材１２２（Ｏリング等）が設けられ、ロッド１７が第１ガイド穴１２１内を移動しても密閉室１３内の気密が破れないようになっている。
【００２７】
保持部１６の外周面、特に保持部１６の上下面以外の側面は、転写室１３１の内壁面との間に所定の空間が形成されている。これは、保持部１６の周囲と転写室１３１との間に樹脂成形体３０の可塑化用の流体が一様に入り込むとともに、保持部１６の下面側に流体が回り込むようにするためである。このような構成は、保持部１６の移動に対し、流体の圧縮を起こさせないようにするためのものであり、保持部１６を移動させる力の減少に寄与するものである。
【００２８】
第１駆動プレート１８は、第２金型１２内に設けられた空間である駆動室１２５内に設けられており、第１アクチュエータ２１（例えば、サーボモータや油圧シリンダ等）によって上下方向に移動することができる。また、第２駆動プレート２０は同様に駆動室１２５内に設けられており、第２アクチュエータ２２によって、第１駆動プレート１８とは独立して上下方向に動くことができる。
【００２９】
転写室１３１には、転写の際に樹脂成形体３０を可塑化するために使用される流体を、転写後に外部に排出するための排出孔１３４が接続されている。排出孔１３４は、第２金型１２の側面を貫通し、転写装置１００の外部と転写室１３１の内部とを接続するように構成されている。排出孔１３４は、転写後に流体を排出するとき以外は、図示しないバルブ等によって閉じられている。
【００３０】
圧縮室１３２は、転写室１３１と通路１３３によって接続されている。すなわち、転写室１３１および圧縮室１３２は、同一の密閉空間である密閉室１３内に配置されている。圧縮室１３２は、第１金型１１の内壁と、第２金型１２の内壁と、第２金型１２の内部に設けられた第２ガイド穴１２３に沿って上下方向に移動可能なピストン１９の上端面と、によって構成されている。ピストン１９には第２シール部材１２４（Ｏリング等）が設けられ、ピストン１９が第２ガイド穴１２３内を移動しても密閉室１３内の気密が破れないようになっている。圧縮室１３２は、本発明の容積変化機構の一例である。
【００３１】
圧縮室１３２には、樹脂成形体３０を可塑化するための流体を密閉室１３内に導入するための導入孔１３５が接続されている。導入孔１３５は、第２金型１２の側面を貫通し、転写装置１００の外部と圧縮室１３２の内部とを接続するように構成されている。導入孔１３５の外部側には、例えば図示しないポンプや流体を貯留するボンベ等が接続されている。また、この導入孔１３５はボンベ等から流体を導入するとき以外は、図示しないバルブ等により閉じられている。
【００３２】
なお、本第１の実施形態に係る転写装置１００では、樹脂成形体３０を可塑化するための流体として、二酸化炭素が用いられる。本第１の実施形態に係る転写装置１００では、二酸化炭素は、気体の状態で導入孔１３５から圧縮室１３２（密閉室１３）内に導入され、圧縮室１３２において加圧されて圧縮され、気体状態と液体状態とが混合した気液混合状態とされて使用される。圧縮室１３２における二酸化炭素の圧縮についての詳細は、後述する。
【００３３】
上記説明したように、本第１の実施形態に係る転写装置１００では、樹脂成形体３０を可塑化する流体を圧縮する圧縮室１３２と、可塑化された樹脂成形体３０に転写する転写室１３１とを含む密閉室１３が、第１金型１１と第２金型１２との間に設けられている。
【００３４】
（方法の説明）
次に、上記説明した転写装置１００を用いて、被転写材料である樹脂成形体３０に転写を行う転写方法について説明する。
【００３５】
まず、第１転写型１４が内壁面１１１に取り付けられるとともに、樹脂成形体３０および第２転写型１５が保持部１６に保持される。この状態で、第１金型１１と第２金型１２とが型締めされる。これにより、転写装置１００は、図１に示す状態（以下、初期状態と記載する）となる。
【００３６】
第１金型１１と第２金型１２とが型締めされた状態では、図１に示すように、第１金型１１の内壁、第２金型１２の内壁、およびピストン１９により、転写室１３１および圧縮室１３２を含む密閉室１３が構成される。転写室１３１の内部には、第１転写型１４、第２転写型１５、保持部１６、および樹脂成形体３０が配置されている。
【００３７】
この状態で、導入孔１３５を通じて、転写装置１００の外部から所定量の二酸化炭素が密閉室１３内に導入される。
【００３８】
その後、第１アクチュエータ２１により、第１駆動プレート１８に上向きの力が与えられると、第１駆動プレート１８が駆動室１２５内を上方向に移動する。
【００３９】
図２は、第１駆動プレート１８が上方向に移動した状態（第１状態）の転写装置１００を説明するための図である。以下では、この状態を第１状態と記載する。
【００４０】
図２に示す第１状態は、第１駆動プレート１８が上方向に移動したことにより、第１駆動プレート１８に接続されているピストン１９も圧縮室１３２内で第１駆動プレート１８と同じ移動量上昇する。これにより、圧縮室１３２を含む密閉室１３全体の体積が図１に示す初期状態と比較してピストン１９が上方向に移動した分減少する。このため、圧縮室１３２を含む密閉室１３内の二酸化炭素が圧縮（等温圧縮）されて一部が液体となる。従って、圧縮室１３２を含む密閉室１３内は、気液混合状態の二酸化炭素によって満たされる。
【００４１】
図３は、室温（２０℃前後）における二酸化炭素の等温図（模式図）である。縦軸は圧力、横軸は体積にそれぞれ対応している。図３に示すように、二酸化炭素は等温圧縮されると、徐々に体積が減少していき（Ａ点→Ｂ点）、密度が上昇する。Ｂ点で二酸化炭素の液化が始まり、Ｂ点とＣ点との間では、気体と液体の二酸化炭素が共存する気液平衡状態となる。この状態では体積が変化しても圧力はほぼ一定である。Ｃ点で二酸化炭素の液化が完了すると、それ以上圧力を高くしても体積はほとんど減少しなくなる。
【００４２】
図３における気液平衡状態の圧力Ｐは、例えば２１．５℃の二酸化炭素においては約６ＭＰａである。すなわち、転写装置１００では、２１．５℃の二酸化炭素を用いる場合には、気体の二酸化炭素を転写装置１００内に導入した状態で、ピストン１９を上昇させて圧縮室１３２を含む密閉室１３内の二酸化炭素の圧力を約６ＭＰａとする。その状態で、さらに密閉室１３内の体積を減少させるようにピストン１９を上昇させることにより、密閉室１３内の二酸化炭素を好適に気液混合状態とすることができる。ここで、転写装置１００内に導入する二酸化炭素をあらかじめ６ＭＰａに近い値（例えば５．７ＭＰａ等）としておけば、圧縮室１３２内でのピストン１９の移動により二酸化炭素を気液混合状態まで圧縮するために必要な力は小さくてすむ。
【００４３】
転写装置１００における、密閉室１３内の体積、並びに、図１に示す初期状態から図２に示す第１状態へ移行する際の第１駆動プレート１８およびピストン１９の移動量（ストローク）は、上記のように密閉室１３内の二酸化炭素を好適に気液混合状態とすることができるような値に適宜設定されればよい。ピストンの移動量（ストローク）とは、ピストンが第１金型１１および第２金型１２に対して相対的に移動する距離を意味している。
【００４４】
ここで、ピストン１９の構造としては、所定の圧縮を行う際にその移動量が大きくなるように設計した方がより好ましい。具体的には、例えばピストン１９の移動量を、後述する保持部１６の移動量（保持部１６が内壁面１１１に対して相対的に移動する距離）より大きくすることが好ましい。ピストン１９の移動量を大きくすることで、ピストン１９の上端面の面積を小さくしても、密閉室１３内の二酸化炭素を気液混合状態とするために必要な密閉室１３の体積変化を生じさせることができるようになる。
【００４５】
ピストン１９の上端面の面積を小さくできれば、大面積のピストンを移動させる場合と比較して、ピストン１９の上端面に掛かる力が小さくなるため、ピストン１９を移動させるために必要とされる第１アクチュエータ２１の力を小さくすることができる。このため、ピストン１９を移動させるための第１アクチュエータ２１として、出力の小さい小型のものを使用できる。また、ピストン１９の上端面の面積を小さくすることで、転写装置１００そのものを小型化することもできる。
【００４６】
なお、上記説明は一例であって、転写装置１００において用いられる二酸化炭素の温度は２１．５℃に限定されず、適宜所望の温度の二酸化炭素を用いるようにしてもよい。その場合、密閉室１３内において所望の温度の二酸化炭素が気液平衡状態となるように転写装置１００を設計すればよい。あるいは、温度調節装置等によって、導入する二酸化炭素の温度を適宜調節するようにしてもよい。
【００４７】
次に、密閉室１３内の二酸化炭素が気液混合状態となった後、第２駆動プレート２０は、第２アクチュエータ２２により、上方向に移動する。図４は、第２駆動プレート２０が移動した状態の転写装置１００について説明するための図である。図４に示すように、第２駆動プレート２０が上方向に移動し、駆動室１２５の上側の内壁に接触する位置まで上昇する。
【００４８】
これにより、第２駆動プレート２０に接続されているロッド１７とともに、転写室１３１内の保持部１６が上昇する。すると、保持部１６に保持されている樹脂成形体３０の上側の面が、密閉室１３の上側の内壁面１１１に固定されている第１転写型１４に押しつけられる。また、樹脂成形体３０の下側の面が、樹脂成形体３０と保持部１６との間に配置されている第２転写型１５に押しつけられる。
【００４９】
なお、図４に示す第２状態において、密閉室１３内は気液混合状態の二酸化炭素に満たされている。保持部１６の周囲では、その側面と密閉室１３の内壁面との間に形成されている空間を通って、気液混合状態の二酸化炭素が保持部１６の下面側にも回り込んでいる。これにより、保持部１６の上面側と下面側とで圧力が均等となる。また、気液混合状態では、体積の変化により気相と液相の比が変わるのみであるので、密閉室内の体積を減少させても、実質的に密閉室内の圧力はほぼ一定といえる。この状態では、樹脂成形体３０の表面に二酸化炭素が含浸することで、樹脂成形体３０の表面が可塑化されている。したがって、この状態で樹脂成形体３０が第１転写型１４および第２転写型１５に押しつけられることで、樹脂成形体３０の表面には第１転写型１４および第２転写型１５がそれぞれ有する微細形状が好適に転写される。
【００５０】
なお、気液混合状態の二酸化炭素は、非常に浸透性が高いため、樹脂成形体３０と第１転写型１４および／または第２転写型１５とがあらかじめ接触していたとしても、その微細な隙間から入り込み、樹脂成形体３０の被転写面を好適に可塑化させることができる。
【００５１】
このように樹脂成形体３０への転写が完了すると、排出孔１３４が開かれて気液混合状態の二酸化炭素が排出される。排出完了後、転写装置１００は型開きされ、微細形状が転写された樹脂成形体３０が取り出される。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。本第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる構成については、符号にａを付して記載する。
【００５３】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る、転写装置１００ａについて説明するための図である。図５に示すように、転写装置１００ａは、互いに当接するように設けられた第１駆動プレート１８ａと第２駆動プレート２０ａとを有する。第１駆動プレート１８ａにはアクチュエータ２１ａが接続されており、第１駆動プレート１８ａはアクチュエータ２１ａによって上下方向に移動する。
【００５４】
第１駆動プレート１８ａがアクチュエータ２１ａによって上方向に移動するとき、第１駆動プレート１８ａは第２駆動プレート２０ａに下側から当接する。その後、アクチュエータ２１ａによって、第２駆動プレート２０ａの下側の面に接した状態となっていた第１駆動プレート１８ａはさらに上方向に移動することができる。このような構成により、本実施形態の転写装置１００ａでは、流体を圧縮するためのピストン１９の第１駆動プレート１８ａによる移動と、転写を行うための保持部１６の第２駆動プレート２０ａによる移動とを、同一（単一）のアクチュエータ２１ａによって行うことができる。
【００５５】
図６は、第１駆動プレート１８ａが上方向に移動し、第２駆動プレート２０ａに当接した状態（第３の状態）の転写装置１００ａを説明するための図である。図６では、第１駆動プレート１８ａの移動に伴ってピストン１９が上昇し、密閉室１３内の二酸化炭素が気液混合状態となる。この状態でさらにアクチュエータ２１ａによって第１駆動プレート１８ａが上昇することにより、第２駆動プレート２０ａが第１駆動プレート１８ａと一体となって上昇する。これにより、保持部１６に保持されている樹脂成形体３０の上側の面が、密閉室１３の上側の内壁面１１１に固定されている第１転写型１４に押しつけられる。また、樹脂成形体３０の下側の面が、樹脂成形体３０と保持部１６との間に配置されている第２転写型１５に押しつけられる。図７は、第１駆動プレート１８ａが第２駆動プレート２０ａと当接した状態で、第２駆動プレート２０ａと一体となってさらに移動した状態（第４の状態）の転写装置１００ａについて説明するための図である。
【００５６】
図７に示す第４の状態では、第３の状態よりも第１駆動プレート１８ａが上昇している分、ピストン１９も更に上昇することになるため、これに伴って密閉室１３の体積は第３の状態よりも減少することになる。しかしながら、第３の状態から第４の状態において、密閉室１３内の二酸化炭素は気液混合状態、すなわち気液平衡状態であるため、温度が変動しない限り、気相と液相が共存する範囲で密閉室１３内の体積がある程度変動しても室内の二酸化炭素の圧力はほぼ一定である（図３参照）。従って、第３の状態から第４の状態へ遷移する際にピストン１９によって生じる密閉室１３内の体積変化は、樹脂成形体の転写に全く悪影響を及ぼさない。
【００５７】
なお、気液混合状態を維持するためには、密閉室１３内の体積変化は、例えば密閉室１３全体の体積の約５０％以下に収められることが望ましい。その理由は以下の通りである。液体の二酸化炭素の密度は７７０ｋｇ／ｍ３であり、気体の二酸化炭素の密度は１９０ｋｇ／ｍ３である（２０℃の場合）。従って、２０℃の気液混合状態の二酸化炭素では、約７５％の体積変化が生じると、全てが液体の二酸化炭素に相転移してしまう。すなわち、密閉室１３内の体積変化は、約７５％より小さい値に収められる必要がある。
【００５８】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る転写装置１００ａでは、アクチュエータを１つに減らした分、第１の実施形態よりも簡単な構成とすることができる。これにより、転写装置１００ａ全体として小型化が可能となり、安価な転写装置１００ａを提供することができる。
【００５９】
＜第１および第２の実施形態に係る転写装置の作用・効果＞
以上説明したように、第１および第２の実施形態に係る転写装置１００（１００ａ）は、樹脂成形体３０を可塑化する流体で満たされる密閉室１３を有する第１金型１１および第２金型１２と、密閉室１３内に配置され、樹脂成形体３０に転写される形状を有する第１転写型１４を保持する内壁面１１１と、内壁面１１１に対向し、内壁面１１１に対して相対的に離接する保持部１６と、密閉室１３の容積を変化させる圧縮室１３２と、を備える。
【００６０】
このように、流体を圧縮するための圧縮室１３２と、樹脂成形体３０に転写を行うための転写室１３１と、が同一の密閉空間である密閉室１３内に設けられている。すなわち、転写装置１００（１００ａ）の内部に、導入気体の圧力調整機構と転写機構の２つの機能が独立して設けられている。このような構成により、流体を圧縮するための装置を転写装置１００（１００ａ）の外部に用意する必要がなく、流体を圧縮するための装置を外部に設けた場合と比較して、転写装置１００（１００ａ）全体の構成を簡単にすることができる。これにより、全体として安価な転写装置１００（１００ａ）を提供することができる。
【００６１】
また、実施形態に係る転写装置１００（１００ａ）では、ピストン１９が第１金型１１および第２金型１２に対して相対的に移動する距離は、保持部１６が内壁面１１１に対して相対的に移動する距離よりも大きい。これに伴い、ピストン１９の上端面の面積は、比較的小さくてすむようになる。このため、ピストン１９を移動させるための第１アクチュエータ２１（またはアクチュエータ２１ａ）として、出力の小さな小型のものを使用できる。また、ピストン１９の上端面の面積を小さくすることで、転写装置１００（１００ａ）そのものを小型化することもできる。
【００６２】
また、実施形態に係る転写装置１００（１００ａ）では、保持部１６を支持しかつ移動させるロッド１７の太さは、保持部１６を移動させるための力を伝達できるだけの強度を確保でき、かつなるべく細くなるように形成されている。このような構成により、転写室１３１内で保持部１６が移動した場合でも、ロッド１７が密閉室１３内に侵入することによって生じる密閉室１３内の体積変化を小さくすることができる。
【００６３】
また、ロッド１７をなるべく細くすることで、保持部１６の上面（樹脂成形体３０および第２転写型１５が載置される面）と下面（ロッド１７が接続される面）との面積差を小さくすることができる。また、保持部１６の周囲と転写室１３１の内壁面との間に隙間が設けられているため、保持部１６の下面と転写室１３１の内壁面との間に二酸化炭素が入り込むようになっている。
【００６４】
このような構成により、密閉室１３内の二酸化炭素から保持部１６の上面と下面に掛かる力が打ち消しあい、上面にかかる力は、実質的にロッドの断面積と二酸化炭素の蒸気圧力を掛け合わせたものとなる。その結果、密閉室１３内で保持部１６を移動させる際に加圧流体が転写面を押し返す力は、流体が保持部１６の下側に回り込まない構造の転写装置の場合と比較して小さくなる。このため、保持部１６を移動させる力は比較的小さくてよく、第２アクチュエータ２２（またはアクチュエータ２１ａ）として、出力の小さい小型のものを使用できる。これにより、装置を大がかりなものにすることなく樹脂成形体３０の大面積化が可能となる。
【００６５】
また、上記した実施形態に係る転写装置１００（１００ａ）では、流体は二酸化炭素である。転写装置１００（１００ａ）内に導入された二酸化炭素は、圧縮室１３２内で圧縮されて気液混合状態となる。気液混合状態の流体は、樹脂成形体３０の表面に含浸し、可塑化させるため、第１転写型１４および第２転写型１５に押しつけられた樹脂成形体３０の表面に、第１転写型１４および第２転写型１５の微細形状を好適に転写できる。
【００６６】
さらに、密閉室１３内が気液混合状態の二酸化炭素で満たされることにより、以下のような効果が得られる。図３に示すように、気液混合状態、すなわち気液平衡状態では、体積変化があっても圧力はほぼ一定である。すなわち、圧縮室１３２における圧縮により密閉室１３内の二酸化炭素が気液混合状態となった後は、温度が変動しない限り、気相と液相が共存する範囲で密閉室１３内の体積が変動しても室内の二酸化炭素の圧力はほぼ一定である。以上のことから、密閉室１３内が気液混合状態の二酸化炭素で満たされることにより、密閉室１３内に体積変化があっても気相と液相が共存する範囲であれば密閉室１３内の圧力を一定に保つことができる。なお、気相と液相が共存する範囲とは、上記第２の実施形態に説明したように、密閉室１３内の体積変化が約７５％より小さい範囲、より好適には約５０％より小さい範囲である。
【００６７】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。図８は、第３の実施形態に係る転写装置２００について説明するための図である。図８では、転写装置２００の縦断面図が示されている。図８における各部の縮尺は正確なものではなく、図８では各部の位置関係が模式的に示されている。なお、以下の説明における上下方向は、図８における上下方向に対応している。
【００６８】
図８に示すように、転写装置２００は、第１金型２１１と、第１金型２１１と対向する第２金型２１２とを有する。図８では、第１金型２１１と第２金型２１２とが型締めされた状態が示されている。第１金型２１１と第２金型２１２とが型締めされた状態では、第１金型２１１と第２金型２１２との間には、密閉空間である密閉室２２０が構成される。第１金型２１１および第２金型２１２は、本発明の基部の一例である。
【００６９】
密閉室２２０は、互いに対向する第１型保持部２３１および第２型保持部２３２が配置される転写室２２１と、密閉室２２０内の流体に圧力を加えて圧縮するための圧縮室２２２と、を有する。転写室２２１と圧縮室２２２とは、第２型保持部２３２と、密閉室２２０を構成する第２金型２１２との間に設けられた隙間によって空間的に接続されている。
【００７０】
転写室２２１の内部に配置される第１型保持部２３１および第２型保持部２３２のそれぞれは、第１転写型２１４および第２転写型２１５を互いに対向するように保持する。第１転写型２１４と第２転写型２１５との間には被転写材料である樹脂フィルム２４０が配置されうる。第１型保持部２３１および第２型保持部２３２による、第１転写型２１４および第２転写型２１５の保持の具体的な方法としては、例えば図示しないネジや接着剤等が挙げられる。第１転写型２１４および第２転写型２１５は本発明の転写型の一例である。また、第１型保持部２３１および第２型保持部２３２の一方は本発明の型保持部の一例であり、他方は本発明の型対向部の一例である。
【００７１】
樹脂フィルム２４０は、例えばフィルム状の樹脂材料である。樹脂フィルムを構成する材料の具体例としては、上述した第１の実施形態で説明した材料が挙げられる。
【００７２】
なお、第１の実施形態で説明した転写装置１００では、被転写材料である樹脂成形体３０は、転写が行われる際に転写室１３１内に封入されていたが、本第３の実施形態に係る転写装置２００では、樹脂フィルム２４０の全体が転写室２２１内に封入されない場合がある。
【００７３】
図９Ａおよび図９Ｂは、第３の実施形態における転写装置２００と樹脂フィルム２４０との関係を説明するための図である。図９Ａは、転写装置２００の第１金型２１１と第２金型２１２とが型締めされていない状態で、第２金型２１２を上側から見た様子を示す図である。図９Ａでは、図示の都合上、樹脂フィルム２４０を透過して第２金型２１２が示されている。
【００７４】
図９Ａに示すように、第２金型２１２の上面の一部には、型締めされた際に密閉室２２０を形成するための開口２２３が形成されている。被転写材料である樹脂フィルム２４０は、この開口２２３を覆うように配置される。
【００７５】
図９Ａでは、図９Ｂに示すように、被転写材料として、ロール状の樹脂フィルム２４０が用いられる例について示している。図９Ｂは、被転写材料としてロール状の樹脂フィルム２４０を用いる場合について説明するための図であって、図９Ｂは、ロール状の樹脂フィルム２４０の巻き取り方向に沿った平面における断面図である。図９Ｂでは、転写装置２００の両側に樹脂フィルム２４０を巻き付けるロール３００Ａおよび３００Ｂを配置し、一方のロール３００Ａで他方のロール３００Ｂに巻き付けられた樹脂フィルム２４０を巻き取る例が示されている。
【００７６】
図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、ロール３００Ｂが樹脂フィルム２４０を巻き取っていく。樹脂フィルム２４０の転写されるべき所定の位置が開口２２３に重なった時点で、ロール３００Ｂは樹脂フィルム２４０の巻き取りを停止させる。この状態で第１金型２１１と第２金型２１２との型締めがなされ、樹脂フィルム２４０への転写が行われる。
【００７７】
開口２２３の周囲には、第３シール部材２６１（Ｏリング等）が設けられている。言い換えると、第３シール部材２６１は、第１金型２１１と第２金型２１２とが型締めされた状態において、転写室２２１の周囲における、第１金型２１１と第２金型２１２との間の空間を塞ぐように設けられている。このような第３シール部材２６１によって、第１金型２１１と第２金型２１２とが型締めされた状態における、転写室２２１の気密が確保される。このような構成により、第３の実施形態の転写装置２００では、被転写材料の全体が転写室２２１の内部に封入されない場合でも、好適に転写を行うことができる。
【００７８】
このようにして所定の位置への転写が完了すると、型締めが解除され、ロール３００Ｂによって樹脂フィルム２４０が所定量巻き取られる。所定量の巻き取りが完了すると、再度型締めがなされ、樹脂フィルム２４０への転写が行われる。このような工程を繰り返すことにより、ロール状の樹脂フィルム２４０への連続した転写が好適に行われる。
【００７９】
図９Ａに示すように、第２金型２１２には、開口２２３の他、後に詳細を説明する第２導入孔２５２が開口しており、この第２導入孔２５２の周囲にも第４シール部材２６２（Ｏリング等）が設けられることで、第２導入孔２５２からも密閉室２２０の気密が破れないようになっている。
【００８０】
なお、図９Ａおよび図９Ｂでは、樹脂フィルム２４０がロール３００Ｂにより巻き取られることで、ロール状の樹脂フィルム２４０に連続した転写が行われる例を示したが、本発明はこれに限定されない。転写室２２１の内部に封入できない大きさの樹脂フィルム１枚に転写を行う場合や、転写室２２１の内部に樹脂フィルムが封入される場合でも、本発明の転写装置２００を適用することが可能である。
【００８１】
図８の説明に戻る。第１転写型２１４および第２転写型２１５は、それぞれ樹脂フィルム２４０と対向する面に樹脂フィルム２４０に転写すべき微細な形状（パターン）を有する。この微細形状に、可塑化された樹脂フィルム２４０が押しつけられることによって、樹脂フィルム２４０の表面に微細形状が転写されるようになっている。
【００８２】
第１転写型２１４を保持する第１型保持部２３１および／または第２転写型２１５を保持する第２型保持部２３２の内部には、温度を調節するための図示しないヒーターが埋め込まれていてもよい。
【００８３】
第１転写型２１４を保持する第１型保持部２３１は、第１金型２１１の転写室２２１における上側の面である内壁面２１１Ｗに固定されている。一方、第２転写型２１５を保持する第２型保持部２３２と、第２金型２１２の転写室２２１における内壁面２１２Ｗとの間には所定の空間が形成されている。これは、第２型保持部２３２の周囲と内壁面２１２Ｗの間に樹脂フィルム２４０を可塑化するための流体を一様に入り込ませるとともに、転写室２２１と、第２型保持部２３２の下面側に存在する圧縮室２２２とを空間的に接続するためである。このような構成は、第２型保持部２３２の移動に対し、流体の圧縮を起こさせないようにするためのものであり、第２型保持部２３２を移動させる力の減少に寄与するものである。
【００８４】
第２型保持部２３２の下方の面には、下方に突出するガイドピン２３２Ｐが設けられている。図８に示す例では、ガイドピン２３２Ｐは、２本設けられている。ガイドピン２３２Ｐは、第２金型２１２に設けられた第３ガイド穴２１２１の内部に嵌め入れられている。ガイドピン２３２Ｐおよび第３ガイド穴２１２１により、第２型保持部２３２の水平方向への移動は規制されており、第２型保持部２３２は上下方向にのみ移動可能となっている。また、転写室２２１とガイドピン２３２Ｐの下部空間とを空間的に接続するため、ガイドピン２３２Ｐと第３ガイド穴２１２１の内壁面との間に図示しない隙間が形成されている。
【００８５】
また、第２型保持部２３２の下方には、第２転写型２１５の水平方向の断面積より小さい断面積を有する、例えば円筒形のピストン２７１が、第２転写型２１５と離隔可能に配置されている。ピストン２７１は、第２金型２１２に設けられた第４ガイド穴２１２２の内部に、上下方向に移動可能に嵌め入れられている。ピストン２７１には第５シール部材２６３（Ｏリング等）が設けられ、ピストン２７１が第４ガイド穴２１２２内を移動しても、密閉室２２０内の気密が破れないようになっている。ピストン２７１は、図示しないアクチュエータにより、上下方向の移動を行うようになっている。
【００８６】
ピストン２７１は、第２型保持部２３２を下方に移動させて第１型保持部２３１から離隔させるリターンピン２７２を有する。リターンピン２７２は、本発明の離隔部の一例である。リターンピン２７２は、軸と、軸よりも断面積が大きい下端部とによって構成されている。リターンピン２７２の軸の上端部は、第２型保持部２３２の下面に接続されている。ピストン２７１の上端部には、リターンピン２７２の軸を通す穴が設けられており、当該穴の大きさはリターンピン２７２の下端部の断面積より小さくなっている。これにより、ピストン２７１が下方に移動する際、リターンピン２７２およびリターンピン２７２と接続されている第２型保持部２３２もピストン２７１と一体となって下方に移動する。
【００８７】
転写室２２１には、転写の際に樹脂フィルム２４０を可塑化するために使用される流体を、転写前に導入する第１導入孔２５１および第２導入孔２５２が接続されている。第２導入孔２５２は、第２金型２１２の側面を貫通し、転写装置２００の外部と転写室２２１の内部とを接続するように構成されている。そして、第２導入孔２５２は、途中で枝分かれして第１金型に設けられた第１導入孔２５１に接続される。
【００８８】
第２導入孔２５２の入口から流体が流し込まれると、流体は第２導入孔２５２を通って転写室２２１の樹脂フィルム２４０の下面側に導入される。また、第２導入孔２５２から流し込まれた流体の一部は、上述の枝分かれした部位から第１導入孔２５１へ流れ込み、第１導入孔２５１を通って第１型保持部２３１の下面側、すなわち転写室２２１の樹脂フィルム２４０の上面側に導入される。
【００８９】
このように枝分かれした流体の導入孔により、被転写材料である樹脂フィルム２４０の全体が転写室２２１内に封入されないために転写室２２１が樹脂フィルム２４０によって上下に分断されてしまう場合でも、樹脂フィルム２４０の上下の面に好適に流体を導入することができる。これとともに、樹脂フィルム２４０の上下に存在する流体の圧力を速やかに同じ圧力とすることができる。
【００９０】
一方、転写室２２１には、転写後に外部に排出するための排出孔２５３も接続されている。排出孔２５３は、第２金型２１２の側面を貫通し、転写装置２００の外部と転写室２２１の内部とを接続するように構成されている。排出孔２５３は、転写後に流体を排出するとき以外は、図示しないバルブ等によって閉じられている。
【００９１】
圧縮室２２２は、第２型保持部２３２の下面と、第２金型２１２の内壁と、ピストン２７１の上端面と、によって構成されている。圧縮室２２２は、上述したように、第２型保持部２３２と第２金型２１２の内壁面２１２Ｗとの間の所定の空間によって、転写室２２１と空間的に接続されている。すなわち、転写室２２１および圧縮室２２２は、同一の密閉空間である密閉室２２０を構成している。
【００９２】
ピストン２７１が上昇することで、圧縮室２２２内の流体が圧縮される。圧縮室２２２と転写室２２１とは上述したように空間的に接続されているため、ピストン２７１の上昇により、密閉室２２０内の流体の圧力が上昇する。第３の実施形態における流体は、第１の実施形態と同様、二酸化炭素である。二酸化炭素は、気体の状態で第１導入孔２５１および第２導入孔２５２から密閉室２２０内に導入され、ピストン２７１の上昇によって加圧、圧縮されて、気体状態と液体状態とが混合した気液混合状態となる。この状態で転写装置２００における転写が行われる。圧縮室２２２は、本発明の容積変化機構の一例である。
【００９３】
上記説明したように、本第３の実施形態に係る転写装置２００では、樹脂フィルム２４０を可塑化する流体を圧縮する圧縮室２２２と、可塑化された樹脂フィルム２４０に転写する転写室２２１とを含む密閉室２２０が、第１金型２１１と第２金型２１２との間に設けられている。
【００９４】
（方法の説明）
次に、上記説明した転写装置２００を用いて、被転写材料である樹脂フィルム２４０に転写を行う転写方法について説明する。
【００９５】
まず、第１転写型２１４が第１型保持部２３１に取り付けられるとともに、第２転写型２１５が第２型保持部２３２に保持される。そして、図１０に示すように、樹脂フィルム２４０が転写されるべき位置に配置される。図１０は、転写装置２００の型締め前における、樹脂フィルム２４０を配置する様子を示す図である。なお、以下の方法の説明に用いられる図１０〜図１２は、図８と同じ断面における縦断面図である。
【００９６】
そして、図８に示すように、第１金型２１１と第２金型２１２とが型締めされる。これにより、転写装置２００は、図８に示す状態（以下、初期状態と記載する）となる。初期状態において、樹脂フィルム２４０の一部は転写室２２１の外側へ露出している（図９Ａおよび図９Ｂ参照）が、転写室２２１の周囲における第１金型２１１と第２金型２１２との間の隙間を塞ぐように配置された第３シール部材２６１によって、転写室２２１内の気密は確保されている。
【００９７】
従って、初期状態では、図８に示すように、転写室２２１の内部に、第１転写型２１４と、第２転写型２１５と、第１型保持部２３１と、第２型保持部２３２と、樹脂フィルム２４０の一部が配置されている。
【００９８】
この状態で、第２導入孔２５２および第１導入孔２５１を通じて、転写装置２００の外部から所定量の二酸化炭素が転写室２２１および圧縮室２２２内に導入される。
【００９９】
そして、図１１に示すように、図示しないアクチュエータにより、ピストン２７１が上方向に移動させられる。図１１は、ピストン２７１が第２型保持部２３２の下面に接触する位置まで上昇した様子を示す図である。これにより、図１１における圧縮室２２２を含む密閉室２２０全体の体積は、図８に示す初期状態と比較して、ピストン２７１が上方向に移動した分減少する。このため、圧縮室２２２を含む密閉室２２０内の二酸化炭素が圧縮（等温圧縮）されて一部が液体となる。従って、圧縮室２２２を含む密閉室２２０内は、気液混合状態の二酸化炭素によって満たされる。
【０１００】
転写装置２００における、密閉室２２０内の体積、並びに、図８に示す初期状態から図１１に示す状態へのピストン２７１の移動量（ストローク）は、上記のように密閉室２２０内の二酸化炭素を好適に気液混合状態とすることができるような値に適宜設定されればよい。ピストンの移動量（ストローク）とは、ピストンが第１金型２１１および第２金型２１２に対して相対的に移動する距離を意味している。
【０１０１】
ここで、ピストン２７１の水平方向の断面積は、第１型保持部２３１の下面または第２型保持部２３２の上面の面積、換言すれば転写室２２１の水平方向の断面積と比較して、小さくなるように形成されている。そして、ピストン２７１の上下方向の移動量は、密閉室２２０内の二酸化炭素を気液混合状態とするために必要な密閉室２２０の体積変化を生じさせることができる移動量に設定される。
【０１０２】
ピストン２７１の上端面の面積を小さくすることで、大面積のピストンを移動させる場合と比較して、ピストン２７１の上端面に掛かる力が小さくなる。このため、ピストン２７１を移動させるために必要な力を小さくすることができる。このため、ピストン２７１を移動させるためのアクチュエータとして、出力の小さい小型のものを使用できる。また、ピストン２７１の上端面の面積を小さくすることで、転写装置２００そのものを小型化することもできる。
【０１０３】
次に、密閉室２２０内の二酸化炭素が気液混合状態となった後、ピストン２７１には図示しないアクチュエータにより、更に上方向の力が加えられる。圧縮室２２２内の流体の圧縮が完了した状態（図１１に示す状態）において、ピストン２７１の上端面は第２型保持部２３２の下面と接触する。このため、図１２に示すように、図示しないアクチュエータによってピストン２７１に更に上方向の力が加えられることにより、第２型保持部２３２に保持されている第２転写型２１５が、樹脂フィルム２４０を挟んで、転写室２２１の上側の内壁面２１１Ｗに保持された第１型保持部２３１に保持されている第１転写型２１４に押し付けられる。図１２は、ピストン２７１の上昇により、第２転写型２１５が第１転写型２１４に押し付けられている様子を示す図である。
【０１０４】
図１２に示す状態では、樹脂フィルム２４０の表面に二酸化炭素が含浸することで、樹脂フィルム２４０の表面が可塑化されている。従って、樹脂フィルム２４０を挟んで第２転写型２１５が第１転写型２１４に押しつけられることで、樹脂フィルム２４０の表面には第１転写型２１４および第２転写型２１５がそれぞれ有する微細形状が好適に転写される。
【０１０５】
なお、気液混合状態の二酸化炭素は、非常に浸透性が高いため、図８および図１１に示すように樹脂フィルム２４０と第１転写型２１４とがあらかじめ接触していたとしても、その微細な隙間から入り込み、樹脂フィルム２４０の被転写面を好適に可塑化させることができる。
【０１０６】
このようにして樹脂フィルム２４０への転写が完了すると、排出孔２５３が開かれて気液混合状態の二酸化炭素が排出される。排出完了後、転写装置２００は型開きされ、ピストン２７１が下方に移動させられる。ピストン２７１と一体となって移動するリターンピン２７２により、第２型保持部２３２が下方に移動される。
【０１０７】
そして、図９Ｂで説明したロール３００Ｂにより樹脂フィルム２４０が所定量巻き取られた後、上述した工程が繰り返されることにより、ロール状の樹脂フィルム２４０に対する連続した転写が行われる。
【０１０８】
以上説明したように、本第３の実施形態に係る転写装置２００は、ピストン２７１により、流体の圧縮と転写のための加圧との両方が行われる構成を有するため、第１および第２の実施形態よりも簡単な構成となっている。これにより、転写装置２００全体として小型化が可能となり、安価な転写装置２００を提供することができる。
【０１０９】
＜第３の実施形態の作用、効果＞
以上説明したように、第３の実施の形態に係る転写装置２００は、被転写材料である樹脂フィルム２４０を可塑化する流体で満たされる密閉室２２０を有する第１金型２１１および第２金型２１２（基部）と、密閉室２２０内に配置され、第１型保持部２３１と、第１型保持部２３１に対向し、第１型保持部２３１に対して相対的に離接する方向に移動可能な第２型保持部２３２と、上下移動により密閉室２２０の容積を変化させるピストン２７１と、を備える。そして、ピストン２７１は、第２型保持部２３２に当接し、第２型保持部２３２を第１型保持部２３１に対して相対的に近づく方向に移動させる。
【０１１０】
このような構成により、第１転写型２１４および第２転写型２１５が樹脂フィルム２４０に転写を行うための転写室２２１と、流体を圧縮するための圧縮室２２２と、が同一の密閉空間である密閉室２２０内に設けられている。すなわち、転写装置２００の内部には、流体の圧力調整機構と転写機構の２つの機能が独立して設けられている。このような構成により、流体を圧縮するための装置を転写装置２００の外部に用意する必要がなく、流体を圧縮するための装置を外部に設けた場合と比較して、転写装置２００全体の構成を簡単にすることができる。これにより、全体として安価な転写装置２００を提供することができる。
【０１１１】
また、第３の実施形態に係る転写装置２００では、ピストン２７１の水平方向の断面積は、転写室２２１の水平方向の断面積と比較して、小さく構成されている。このため、流体を圧縮するために必要な力、すなわちピストン２７１を上昇させる力を大きくすることなく、転写面積を大きくすることができるようになる。なお、本第３の実施形態において、転写面積とは、樹脂フィルムにパターンが転写される部分の面積を意味している。
【０１１２】
また、第３の実施形態に係る転写装置２００では、樹脂フィルム２４０の上面と第１型保持部２３１との間に流体を導入する第１導入孔２５１、および、樹脂フィルム２４０の下面と第２型保持部２３２との間に流体を導入する第２導入孔２５２を有する。これにより、被転写材料である樹脂フィルム２４０の全体が転写室２２１内に封入されないために転写室２２１が樹脂フィルム２４０によって上下に分断されてしまう場合でも、樹脂フィルム２４０の上下の面に好適に流体を導入することができる。これとともに、樹脂フィルム２４０の上下に存在する流体の圧力を速やかに同じ圧力とすることができる。
【０１１３】
また、第３の実施形態に係る転写装置２００では、ピストン２７１は、第２型保持部２３２を第１型保持部２３１から相対的に離れる方向に移動させる部材であって、第２型保持部２３２に接続されているリターンピン２７２（離隔部）を有する。これにより、転写が完了した後、第２型保持部２３２を図１０に示す初期の位置まで容易に戻すことができるようになる。
【０１１４】
＜変形例＞
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素は任意に組み合わせられてもよい。
【０１１５】
上記した第１の実施形態では、図１に例示したように、第１転写型１４が第１金型１１の内壁面１１１に保持されており、樹脂成形体３０および第２転写型１５が保持部１６に保持されていた。すなわち、第１の実施形態では、内壁面１１１が本発明の型保持部の一例であり、保持部１６が本発明の型対向部の一例であった。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
【０１１６】
例えば、樹脂成形体３０の上面側、あるいは下面側にのみ転写型が１つだけ配置されるようにしてもよい。すなわち、第１転写型１４のみ、または第２転写型１５のみが配置され、樹脂成形体３０の片面のみに転写が行われるような構成も本発明に含まれる。第１転写型１４のみが配置される場合は、内壁面１１１が本発明の型保持部の一例であり、保持部１６が本発明の型対向部の一例である。一方、第２転写型１５のみが配置される場合は、保持部１６が本発明の型保持部の一例となり、内壁面１１１が本発明の型対向部の一例となる。第２の実施形態においても同様である。
【０１１７】
第３の実施形態においては、第１転写型２１４が第１型保持部２３１に、第２転写型２１５が第２型保持部２３２に、それぞれ保持されていた。しかしながら、第１転写型２１４のみ、または第２転写型２１５のみが配置され、樹脂フィルム２４０の片面のみに転写が行われるような構成も本発明に含まれる点については、上述した第１の実施形態と同様である。第１転写型２１４のみが配置される場合は、第１型保持部２３１が本発明の型保持部の一例であり、第２型保持部２３２が本発明の型対向部の一例である。一方、第２転写型２１５のみが配置される場合は、第２型保持部２３２が本発明の型保持部の一例となり、第１型保持部２３１が本発明の型対向部の一例となる。
【０１１８】
上記した第１および第２の実施形態では、図１、図５等に例示したように、密閉室１３を構成する転写室１３１と二酸化炭素を圧縮する圧縮室１３２とが水平方向に離れた位置に設けられ、通路１３３によって互いに接続されていたが、本発明はこれに限定されない。転写室１３１と圧縮室１３２とは同じ密閉空間である密閉室１３内に設けられていればよく、例えば隣接していてもよい。
【０１１９】
上記した第１の実施形態では、第１アクチュエータ２１が第１駆動プレート１８を介してピストン１９を、第２アクチュエータ２２が第２駆動プレート２２を介して保持部１６を転写装置１００の下側から上方向に上昇させていた。また、第２の実施形態では、アクチュエータ２１ａが第１駆動プレート１８ａと第２駆動プレート２０ａとを介して、保持部１６およびピストン１９を転写装置１００ａの下側から上方向に上昇させていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。転写装置１００（１００ａ）は、必ずしも図１、図５等に示す向きに設置されなくてもよく、例えば横向きに設置されてもよい。その場合、保持部１６およびピストン１９は水平方向に沿って移動すればよい。
【０１２０】
上記した第２の実施形態では、第１駆動プレート１８ａが第２駆動プレート２０ａを押すことで、同一のアクチュエータ２１ａにより保持部１６の移動とピストン１９の移動とが行われていたが、本発明はこれに限定されない。保持部１６の移動方向とピストン１９の移動方向は必ずしも同一でなくてもよく、例えば保持部１６が上方向に移動する一方、ピストン１９が水平方向に移動してもよい。
【０１２１】
上記した第１および第２の実施形態では、図１に例示したように、保持部１６には２本のロッド１７が接続されている様子が示されているが、本発明はこれに限定されない。十分な強度を確保でき、また保持部１６を正確に上下方向に移動させることができるのであれば、ロッド１７は１本または３本より多数であってもよい。
【０１２２】
上記した第３の実施形態では、図８等に例示したように、ピストン２７１が第２型保持部２３２の水平方向におけるほぼ中心に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば図１３に示すように、ピストン２７１が第２型保持部２３２の中心からずれた位置に設けられていてもよい。図１３は、ピストン２７１が第２型保持部２３２の中心からずれた位置に設けられた場合の転写装置２００の変形例を示す図である。このような構成であっても、上記した第３の実施形態で説明した転写装置２００による効果は、全て得ることができる。
【０１２３】
上記した第１から第３の実施形態では、樹脂成形体３０または樹脂フィルム２４０を可塑化させるための流体として、気液混合状態の二酸化炭素を用いていたが、本発明はこれに限定されない。流体としては、例えば水や窒素等を用いても、加圧気体状態もしくは気液混合状態を作り出して樹脂成形体３０または樹脂フィルム２４０の可塑化を行うことができる。また、樹脂成形体３０または樹脂フィルム２４０を可塑化させるための流体として、気液混合状態ではなく、例えば超臨界状態の二酸化炭素、エタン、エチレン、プロパンやそれらの混合物を用いてもよい。ただし、流体が気液混合状態ではない場合、密閉室１３、２２０内の体積変化による流体の圧力変化を無視できなくなることがある。このため、加圧気体状態、または超臨界状態の流体を用いる場合には、より密閉室１３内の体積変化が小さい第１の実施形態の転写装置１００を採用することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明によれば、微細形状を好適に転写できる転写装置および転写方法が提供される。
【符号の説明】
【０１２５】
１００，１００ａ、２００  転写装置
１１、２１１  第１金型
１１１、２１１Ｗ、２１２Ｗ  内壁面
１２、２１２  第２金型
１２１  第１ガイド穴
１２２  第１シール部材
１２３  第２ガイド穴
１２４  第２シール部材
１２５  駆動室
１３  密閉室
１３１  転写室
１３２  圧縮室
１３３  通路
１３４  排出孔
１３５  導入孔
１４、２１４  第１転写型
１５、２１５  第２転写型
１６  保持部
１７  ロッド
１８，１８ａ  第１駆動プレート
１９  ピストン
２０，２０ａ  第２駆動プレート
２１  第１アクチュエータ
２１ａ  アクチュエータ
２２  第２アクチュエータ
３０  樹脂成形体
２１２１  第３ガイド穴
２１２２  第４ガイド穴
２２０  密閉室
２２１  転写室
２２２  圧縮室
２２３  開口
２３１  第１型保持部
２３２  第２型保持部
２３２Ｐ  ガイドピン
２４０  樹脂フィルム
２５１  第１導入孔
２５２  第２導入孔
２５３  排出孔
２６１  第３シール部材
２６２  第４シール部材
２６３  第５シール部材
２７１  ピストン
２７２  リターンピン
３００Ａ、３００Ｂ  ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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