(57)【要約】【課題】スタンパを金型に取り付ける際のスタンパの位置決めや交換を容易かつ正確に行える技術の提供。【解決手段】型閉め位置と型開き位置との間で相対的に可動する第１及び第２の型１Ａ，１Ｂを有する型部材を有し、成形品２に所定形状を転写する転写部材５を磁力を用いて前記型部材に固定した金型であって、前記転写部材は磁性を有し、前記第１及び第２の型の少なくとも一方に設けられ、磁気吸引力を付与して前記転写部材を所定位置に保持する第１の状態と、前記磁気吸引力の付与を解除する第２の状態とを切り換え可能に、前記型部材に対して可動する磁気吸引部材７，８を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型閉め位置と型開き位置との間で相対的に可動する第１及び第２の型を有する型部材を有し、成形品に所定形状を転写する転写部材を磁力を用いて前記型部材に固定した金型であって、
前記転写部材は磁性を有し、前記第１及び第２の型の少なくとも一方に設けられ、
磁気吸引力を付与して前記転写部材を所定位置に保持する第１の状態と、前記磁気吸引力の付与を解除する第２の状態とを切り換え可能に、前記型部材に対して可動する磁気吸引部材を備えることを特徴とする金型。
【請求項２】
光源から入射した光を面発光させる導光部材の成形用金型であって、
型閉め位置と型開き位置との間で相対的に可動する第１及び第２の型を有する型部材と、
前記第１及び第２の型の少なくとも一方に設けられ、前記導光部材に光学機能面を転写する転写面を有し、磁性を持つ転写部材と、
磁気吸引力を付与して前記転写部材を所定位置に保持する第１の状態と、前記磁気吸引力の付与を停止する第２の状態とを切り換え可能に、前記型部材に対して可動する磁気吸引部材とを具備することを特徴とする金型。
【請求項３】
前記磁気吸引部材は、前記型部材に対して相対的に、前記第１の状態を形成する位置と前記第２の状態を形成する位置との間でスライドすることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項４】
前記転写部材は、Ｎｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏの各単体、又はＮｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金型。
【請求項５】
前記転写部材は、前記磁気吸引部材から磁気吸引力を受ける第１の層と、当該第１の層より上に形成された前記磁気吸引力より弱い磁気吸引力を受ける第２の層とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金型。
【請求項６】
前記第１の層は、Ｎｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏを主成分とする合金又は酸化物からなることを特徴とする請求項５に記載の金型。
【請求項７】
前記転写部材は、電気めっき鋳造により形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光源から入射した光を面発光させて液晶表示パネルなどを照明する導光部材の成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から入射した光を面発光させる導光部材には、面光源としての輝度、出光方向、輝度ムラなどを適正化するために、少なくともその一面に光を拡散して反射させるための微細な凹凸状のドットパターンが形成されている。一般的な導光部材は、そのドットパターンを反転させた転写面を有する転写型（スタンパ波）を製作し、この転写面の形状をアクリルやポリカーボネイトなどの樹脂に転写させることによって成形される。成形法には、射出成形、熱プレス成形、ＵＶ硬化成形、熱硬化成形などが知られている。
【０００３】
また、上記スタンパ及び転写面は、ドットパターンと同形状のマスタ部材を製作し、このマスタ部材に対してニッケル、銅、ニッケル合金などを電気めっき鋳造（電鋳）によって厚く成長させ（例えば、５ｍｍ以上）、後で直接機械加工を施して金型固定用のねじ孔や位置決め部などが形成される。また、スタンパを薄くしたい場合には、例えば、スタンパの裏面に補強材を接着して強度を保持している（特許文献１及び２）。
【０００４】
スタンパは、例えば、射出成形用金型のキャビティ内に位置決めされて真空吸着又は磁気吸着により固定される（特許文献３及び４）。
【特許文献１】特開平６−０８９４７０号公報
【特許文献２】特開平６−１２８７８８号公報
【特許文献３】特開平５−１８５４７５号公報
【特許文献４】特開２００１−３３４５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、スタンパは、直接機械加工を施して金型固定用のねじ孔や位置決め部などが形成されるため、強度を考慮すると、電鋳によって最低５ｍｍ以上の厚さに成長させる必要がある。このため、電鋳に要する時間が長くなり、結果として製作に時間がかかるという課題がある（例えば、３週間以上）。
【０００６】
また、スタンパを１ｍｍ以下と薄くした場合、製作時間を１週間以下に短縮できるものの、強度が弱いために金型への固定に工夫を要する。例えば、スタンパの裏面に補強材を接着する方法（特許文献１及び２）では、成形時の熱により接着剤が劣化して剥離するおそれがあること、接着剤の塗布状態が凹凸になって平坦度が低下すること、等の欠点がある。
【０００７】
また、スタンパは、通常、強磁性体のＮｉ（ニッケル）などから構成されるので磁気吸着が可能であるが、一旦磁気吸着してしまうと、金型への位置決めを再度行う際に、磁石の吸引力が作用して位置の補正ができないか、又は補正が非常に困難になり、スタンパを変形させてしまうおそれもある。また、真空吸着は、金型構造が複雑になると同時に、外部に空気の吸引装置が必要である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、スタンパを確実に保持しつつ、スタンパを金型に取り付ける際のスタンパの位置決めや交換を容易かつ正確に行え、スタンパを薄くできるので金型の製作時間を短縮できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る金型は、型閉め位置と型開き位置との間で相対的に可動する第１及び第２の型１Ａ，１Ｂを有する型部材を有し、成形品２に所定形状を転写する転写部材５を磁力を用いて前記型部材に固定した金型であって、前記転写部材は磁性を有し、前記第１及び第２の型の少なくとも一方に設けられ、磁気吸引力を付与して前記転写部材を所定位置に保持する第１の状態と、前記磁気吸引力の付与を解除する第２の状態とを切り換え可能に、前記型部材に対して可動する磁気吸引部材７，８を備える。
【００１０】
また、本発明に係る導光部材の成形用金型は、光源から入射した光を面発光させる導光部材２の成形用金型であって、型閉め位置と型開き位置との間で相対的に可動する第１及び第２の型１Ａ，１Ｂを有する型部材と、前記第１及び第２の型の少なくとも一方に設けられ、前記導光部材に光学機能面を転写する転写面５ａを有し、磁性を持つ転写部材５と、磁気吸引力を付与して前記転写部材を所定位置に保持する第１の状態と、前記磁気吸引力の付与を停止する第２の状態とを切り換え可能に、前記型部材に対して可動する磁気吸引部材７，８とを具備する。
【００１１】
また、上記いずれかの構成において、前記磁気吸引部材は、前記型部材に対して相対的に、前記第１の状態を形成する位置と前記第２の状態を形成する位置との間でスライドする。
【００１２】
また、上記いずれかの構成において、前記転写部材は、Ｎｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏの各単体、又はＮｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏを主成分とする合金からなる。
【００１３】
また、上記いずれかの構成において、前記転写部材は、前記磁気吸引部材から磁気吸引力を受ける第１の層５Ａと、当該第１の層より上に形成された前記磁気吸引力より弱い磁気吸引力を受ける第２の層５Ｂとを有する。
【００１４】
また、上記いずれかの構成において、前記第１の層は、Ｎｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏを主成分とする合金又は酸化物からなることを特徴とする請求項５に記載の金型。
【００１５】
また、上記いずれかの構成において、前記転写部材は、電気めっき鋳造により形成される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、スタンパを薄く形成した場合であっても、スタンパを確実に保持しつつ、スタンパを金型に取り付ける際のスタンパの位置決めや交換を容易かつ正確に行うことができる。また、スタンパを薄くできるので金型の製作時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１９】
図１は本実施形態として例示する導光部材の成形用金型の概略図であり、（ａ）は型閉め時の状態、（ｂ）は型開き時の状態をそれぞれ示したものである。図２は本実施形態の射出成形用金型によるスタンパの固定時の磁気吸着作用（ａ）及び位置決め時の磁気吸着停止作用（ｂ）をそれぞれ説明する図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本発明に係る実施形態として例示する導光部材の成形用金型は、上下一対の固定型１Ａと可動型１Ｂとを備え、可動型１Ｂは、不図示のガイド機構によって固定型１Ａに対して上下方向に移動可能に連結されており、型閉め位置と及び型開き位置との間で移動する。なお、上記固定型１Ａと可動型１Ｂとは、いずれか又は両方が型閉め位置と型開き位置との間で相対的に可動すればよく、本実施形態の構成に限定されるものではない。
【００２１】
固定型１Ａにおける可動型１Ｂと対面する部位には、導光部材（成形品）２の外形に対応するキャビティを画定する凹部３と、キャビティと外部とを連通するランナ部を画定する溝部４とが形成されている。また、固定型１Ａのキャビティを画定する凹部３には、導光部材の少なくとも一面に光学機能面を転写する転写面５ａを有するスタンパ（転写部材）５が設けられている。
【００２２】
不図示の射出成形機からスクリュー又はプランジャーにより射出された溶融樹脂（例えば、ポリカーボネイトやアクリル）は、キャビティに充填され、スタンパ５の転写面が転写されて硬化する。
【００２３】
なお、スタンパ５及びその転写面５ａは、成形品としての導光部材２の光学機能面に対応するドットパターンと同形状のマスタ部材を製作し、このマスタ部材を用いて合金材料などから電気めっき鋳造により製作される。
【００２４】
本実施形態の射出成型用金型を用いて射出成形された導光部材は、透明なポリカーボネイト樹脂などの透光性の材料からなる板状の光学部品で、液晶表示装置のバックライトとして液晶表示パネルを背面から照明する。
【００２５】
スタンパ５は、軟磁性体（例えば、鉄系の金属）からなるヨーク部材６を介して磁気吸引部材（マグネットチャック）７，８により所望の位置に保持される。スタンパ自体も強磁性体であって、Ｎｉ（ニッケル），Ｆｅ（鉄），若しくはＣｏ（コバルト）の各単体、又はＮｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏを主成分とする合金からなる（単層構造の場合）。
【００２６】
磁気吸引部材７，８は固定型１Ａに対して相対的にスライド可能に設けられ、スタンパの転写面５ａとは反対面側に配置される。磁気吸引部材７，８は、互いに隣接して配置された複数（例えば、４個）のマグネット（永久磁石）７と、これらマグネット７を保持する可動ブロック８とを備える。磁気吸引部材７，８は、不図示の駆動機構（例えば、モータや油圧シリンダなど）によりスライド駆動される。
【００２７】
各マグネット７は、所定の略同じ間隙ｔ１を持って配置され、互いに隣接する極性が同じとなるように配置されている。また、ヨーク部材６も、互いに隣接して配置された複数（例えば、４個）の部材からなり、マグネット７と同様に所定の略同じ間隙ｔ１を持って配置される。
【００２８】
スタンパ５、ヨーク部材６、及びマグネット７は互いに当接し、磁気吸引部材７，８がヨーク部材６に対して相対的に移動することによって、ヨーク部材６を介してスタンパ５に磁気吸引力を付与して所望の位置に保持、固定する第１の状態（図１（ａ）の型閉め時）と、磁気吸引力の付与を停止或いは磁力を低減してスタンパ５の保持を解除する第２の状態（図１（ｂ）の型開き時）との間で切り換えが可能となっている。即ち、磁気吸引部材７，８は、固定型１Ａに対して、上記第１の状態を形成する位置と上記第２の状態を形成する位置との間で可動する。
【００２９】
上記第２の状態ではマグネット７とヨーク部材６が各々対面した位置、つまり、互いの間隙の位置がそれぞれ略一致し、１つのマグネット７の各磁極が一つのヨーク部材６に対面した位置となる。また、第１の状態では１つのマグネット７の各磁極に対して、隣接する一対のヨーク部材６が対面した位置となる。
【００３０】
なお、上記マグネット７間とヨーク部材６間の各隙間ｔ１は、スタンパ５に対する磁気吸着性能を満足する範囲であれば、強度を高めるために材料で埋めることもできる。
【００３１】
また、スタンパ５は、単層構造のほか、多層構造の場合もある。多層構造（例えば、２層）の場合には、図３に示すように、磁気吸引部材７，８から磁気吸引力を受ける強磁性材料で構成された下層（第１の層）５Ａと、上記磁気吸引力より弱い磁気吸引力を受ける軟磁性材料で構成された上層（第２の層）５Ｂとを有し、少なくとも下層５ＡはＮｉ，Ｆｅ，若しくはＣｏを主成分とする合金又は酸化物から構成される。このようにスタンパを多層構造にすることで、磁気吸引部材に近い下層５Ａはより強い磁力で吸引され、スタンパの固定が確実となる。一方、上層５Ａには転写性の良い材料を使うことで成形品の成形をより確実に行うことができる。
【００３２】
次に、図２を参照して、上記磁気吸引部材による磁気吸着作用について説明する。
【００３３】
図２（ａ）に示す第１の状態では、１つのマグネット７Ａに着目すると、マグネット７Ａの磁力線９が、Ｎ極から、対面する一方のヨーク部材６Ａ内部及びスタンパ５を通り、他方のヨーク部材６Ｂ内部を介してＳ極に達する磁路を形成するので、スタンパ５は各マグネットの磁気吸引力を受けて固定される。
【００３４】
一方、図２（ｂ）に示す第２の状態では、各マグネット７の磁力線が、Ｎ極から、スタンパ５を通らずに、対面する各ヨーク部材６内部を通ってＳ極に達する磁路を形成し、スタンパ５は磁気吸引力を受けないので、磁気吸引力の付与を停止或いは磁力を低減してスタンパの固定が解除され、移動させることが可能となる。
【００３５】
なお、上記固定型１Ａと磁気吸引部材７，８とはいずれか一方が他方に対して相対的に移動可能な構成であればよく、本実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
よって、スタンパ５を交換したい場合（型開き時）などには、磁気吸引部材７，８を第１の状態から第２の状態に切り換えて、スタンパ５を金型に対して取り外したり、容易に動かして位置決めできる。また、スタンパ５を位置決めした後、射出成形する際など（型閉め時）には、磁気吸引部材７，８を第２の状態から第１の状態に切り換えることで、スタンパ５を金型に対して強固に固定することができる。
【００３７】
従来の構成では、図４に示すように、スタンパ１５をヨーク部材１６及びマグネット１７の磁力線１９の磁気吸着作用により一旦固定してしまうと、再度移動させることは困難であったのに対して、上記実施形態によれば、金型に対するスタンパの移動と固定が任意に切り換えられるので、従来のようにスタンパを薄く形成した場合の補強部材などが不要となり、スタンパを確実に保持しつつ、スタンパを薄くした場合であっても、スタンパを金型に取り付ける際のスタンパの位置決めや交換を容易かつ正確に行うことができる。
【００３８】
また、スタンパを薄く（例えば、１ｍｍ以下）できるので金型の製作時間を短縮できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、導光部材の成形用金型に限定されるものではなく、成形品に所定形状を転写する転写部材を磁力を用いて金型に固定するものであれば、他の樹脂成形品（他とエアＢ、光ディスク、導光路、その他微細な形状を持つ光学部品）などにも適用できることは言うまでもない。
【００４０】
また、本発明は、樹脂の射出成形に用いられる金型に限定されるものではなく、他の成形法（例えば、プレス成形）で用いる金型にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態として例示する導光部材の成形用金型の概略図であり、（ａ）は型閉め時の状態、（ｂ）は型開き時の状態をそれぞれ示す図である。
【図２】本実施形態の射出成形用金型によるスタンパの固定時の磁気吸着作用（ａ）及び位置決め時の磁気吸着停止作用（ｂ）をそれぞれ説明する図である。
【図３】スタンパの他の構造例を示す図である。
【図４】従来の射出成形用金型によるスタンパの固定時の磁気吸着作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１Ａ  固定型
１Ｂ  可動型
２  導光部材（成形品）
３  凹部（キャビティ）
４  溝部（ランナ部）
５  スタンパ
５Ａ  下層（第１の層）
５Ｂ  上層（第２の層）
５ａ  転写面
６  ヨーク部材
７  マグネット
８  可動ブロック
９  磁力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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