(57)【要約】【課題】離型性を向上させることができるとともに、成形サイクルを短くすることができるようにする。【解決手段】フレームに取り付けられた第１の金型と、該第１の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型１６及び型開閉用の外型１７を備えた第２の金型と、前記第１、第２の金型のうちの一方に配設された入れ子と、該入れ子と前記第１、第２の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型１５を加熱するための加熱要素と、前記成形品原型１５に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第１、第２の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有する。微細成形を行う際に、離型に失敗するのを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）フレームに取り付けられた第１の金型と、
（ｂ）該第１の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第２の金型と、
（ｃ）前記第１、第２の金型のうちの一方に配設された入れ子と、
（ｄ）該入れ子と前記第１、第２の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型を加熱するための加熱要素と、
（ｅ）前記成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第１、第２の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有することを特徴とする金型装置。
【請求項２】
（ａ）前記入れ子は第１の金型に配設され、
（ｂ）前記成形品原型は、前記入れ子の上に載置される請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記内型を後退位置に、前記外型を前進位置に置いたときに、成形品と第２の金型との間に、成形品を第１の面から冷却するための閉鎖空間が形成される請求項１又は２に記載の金型装置。
【請求項４】
（ａ）前記入れ子は第２の金型に配設され、
（ｂ）前記成形品原型は、前記第１の金型の上に載置される請求項１に記載の金型装置。
【請求項５】
前記第１の金型に、成形品を第１の面から冷却するための媒体流路が形成される請求項１又は４に記載の金型装置。
【請求項６】
前記第２の金型に、吹出し媒体を吹き出すことによって成形品を突き出すための吹出し流路が形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の金型装置。
【請求項７】
フレームに取り付けられた第１の金型、該第１の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第２の金型、並びに第１、第２の金型のうちの一方に配設された入れ子を有する金型装置による成形方法において、
（ａ）前記入れ子と前記第１、第２の金型の他方との間に成形品原型をセットし、
（ｂ）該成形品原型を加熱し、
（ｃ）成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形品を成形し、
（ｄ）該成形品に隣接させて配設された冷却要素によって成形品を冷却し、成形品の第１、第２の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させることを特徴とする金型装置による成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置及びそれによる成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、導光板、半導体素子等を製造する工程において、樹脂から成る成形品の原型、すなわち、成形品原型上にナノメートルサイズの微細な凹凸を形成する場合、金型装置に、前記微細な凹凸に対応する凹凸から成る微細パターンを備えたスタンパを前記成形品原型に押し付けて、微細パターンを転写するインプリントリソグラフィ法（以下「インプリント法」という。) が知られている。
【０００３】
該インプリント法においては、まず、下プレス台又は上プレス台の一方に成形品原型を取り付け、他方にスタンパを取り付ける。続いて、成形品原型を加熱した状態で上プレス台を下降させ、スタンパを成形品原型に押し付けると、微細パターンが成形品原型に転写される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
続いて、スタンパが成形品原型から離されて離型が行われるが、このとき、離型に失敗すると、スタンパが破損したり、下プレス台又は上プレス台から剥がれたりすることがある。
【０００５】
そこで、例えば、上プレス台を外型及び内型によって形成し、内型に微細パターンを形成し、かつ、内型を外型に対して移動自在に配設し、内型と成形品との間に離型用の圧縮流体を噴出するようにした金型装置が提供されている。
【特許文献１】特開２００４−３３５０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の金型装置においては、内型が外型によって包囲されるので、内型を成形品から良好に離型させることができない場合、転写された微細パターンの精度が低下し、その結果、成形品の品質が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の金型装置の問題点を解決して、離型性を向上させることができ、成形品の品質を向上させることができる金型装置及びそれによる成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の金型装置においては、フレームに取り付けられた第１の金型と、該第１の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第２の金型と、前記第１、第２の金型のうちの一方に配設された入れ子と、該入れ子と前記第１、第２の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型を加熱するための加熱要素と、前記成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第１、第２の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金型装置においては、フレームに取り付けられた第１の金型と、該第１の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第２の金型と、前記第１、第２の金型のうちの一方に配設された入れ子と、該入れ子と前記第１、第２の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型を加熱するための加熱要素と、前記成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第１、第２の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有する。
【００１０】
この場合、成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品を冷却し、成形品の第１、第２の面間に温度差を形成し、入れ子から成形品を離型させる冷却要素を有するので、微細成形を行う際に、離型に失敗するのを防止することができる。したがって、成形品と入れ子との間の離型性を向上させることができ、入れ子が破損したり、金型装置から剥がれたりすることがなくなる。
【００１１】
また、成形品と隣接させて冷却要素が配設されるので、成形品の冷却の効率を向上させることができるとともに、成形サイクルを短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図である。
【００１４】
図において、１０は金型装置、１１は図示されないフレームに取り付けられた第１の金型としての、かつ、固定金型としての下プレス台、１２は該下プレス台１１と対向させて、かつ、上下方向に進退自在に配設された第２の金型としての、かつ、可動金型としての上プレス台である。前記下プレス台１１及び上プレス台１２は、いずれも、矩形の形状を有するが、円形の形状を有するようにしてもよい。                                        
【００１５】
前記下プレス台１１には、上プレス台１２と対向する面Ｓ１に、入れ子としてのスタンパ１４が着脱自在に取り付けられ、該スタンパ１４上に、成形材料としての樹脂から成り、プレート状の形状を有する予備成形品である成形品の原型、すなわち、成形品原型１５が位置決めして配設される。前記スタンパ１４における上プレス台１２と対向する面には、微細な凹凸から成る図示されない微細パターンが形成される。また、前記スタンパ１４及び成形品原型１５は、いずれも、矩形の形状を有するが、円形の形状を有するようにしてもよい。
【００１６】
そして、前記下プレス台１１には、スタンパ１４を吸引し、所定の位置に位置決めするための第１の流路としての吸引流路２０、成形が行われた後の成形品を突き出すための第２の流路としての、かつ、突出し要素としての吹出し流路１３が形成される。前記吸引流路２０は、下プレス台１１のほぼ中央を、垂直方向に貫通させて形成され、吸引ポンプ等の図示されない負圧源と接続された流路２１、該流路２１の先端に形成され、円形の形状を有する吸引分岐部２２、及び該吸引分岐部２２の周方向における複数箇所、本実施の形態においては、２箇所において前記面Ｓ１で開口する開口部２３を備える。また、前記吹出し流路１３は、前記各開口部２３より外側部分を、垂直方向に貫通させて形成され、加圧ポンプ等の図示されない加圧源と接続された流路２５、及び該流路２５の先端において前記面Ｓ１で開口する開口部２６を備える。そして、前記スタンパ１４には、前記吹出し流路１３と対応する箇所に、吹出し流路３０が形成され、前記スタンパ１４は、吹出し流路３０及び吹出し流路１３を介して前記加圧源と接続される。
【００１７】
一方、前記上プレス台１２は、加圧用の内型１６、及び該内型１６を包囲して、内型１６に対して摺動自在に、かつ、相対的に進退自在に配設された、型開閉用の環状の外型１７を備える。前記内型１６は、矩形の形状を有するが、円形の形状を有するようにしてもよい。前記内型１６を進退させるために、第１の駆動部としての、かつ、加圧装置としての加圧用の油圧シリンダである図示されない加圧シリンダが配設され、外型１７を進退させるために、第２の駆動部としての、かつ、型締装置としての型締め用の油圧シリンダである図示されない型締シリンダが配設される。なお、前記油圧シリンダに代えて、エアシリンダ、モータ（電動機）等を使用することができる。
【００１８】
そして、前記内型１６には、成形品原型１５を加熱するための加熱要素としての、かつ、加熱体としてのヒータ２７が配設され、該ヒータ２７は図示されない電源と接続される。また、前記外型１７には、第１の媒体流路としての媒体流入路２８、及び第２の媒体流路としての媒体流出路２９が水平方向に貫通させて形成され、前記媒体流入路２８及び媒体流出路２９はブロア等の図示されない冷却媒体供給源と接続される。
【００１９】
次に、前記構成の金型装置１０の動作について説明する。
【００２０】
図２は本発明の第１の実施の形態における金型装置の制御回路を示す図である。
【００２１】
図において、３１は制御部、３２は前記吸引流路２０と前記負圧源とを接続する管路に配設された開閉弁、３３は前記吹出し流路１３と前記加圧源とを接続する管路に配設された開閉弁である。また、３４はヒータ２７の通電を制御するスイッチ回路、４５は媒体流入路２８と前記冷却媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁、４６は媒体流出路２９と冷却媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁である。
【００２２】
そして、３６は加圧シリンダ、３８は該加圧シリンダ３６に対して油を給排するための切換弁、３７は型締シリンダ、３９は該型締シリンダ３７に対して油を給排するための切換弁である。
【００２３】
図３は本発明の第１の実施の形態における成形品原型セット工程を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における加熱工程を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における加圧工程を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における冷却工程を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における型開工程を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における成形品取出工程を示す図である。
【００２４】
まず、制御部３１の図示されない初期化処理手段（初期化処理部）は、初期化処理を行い、図３に示されるように、内型１６及び外型１７が後退位置である上位置に置かれた状態で、スタンパ１４を下プレス台１１の面Ｓ１上に載置し、開閉弁３２を作動させて開放し、吸引流路２０と負圧源とを連通させ、スタンパ１４を吸引する。これにより、スタンパ１４を下プレス台１１に取り付けることができる。
【００２５】
続いて、成形品原型セット工程において、制御部３１の図示されない成形品原型セット処理手段（成形品原型セット処理部）は、成形品原型セット処理を行い、図３に示されるように、内型１６及び外型１７が上位置に置かれた状態で、図示されないロボットを作動させて成形品原型１５をスタンパ１４上に載置し、金型装置１０にセットする。
【００２６】
次に、加熱工程において、制御部３１の図示されない型開閉処理手段（型開閉処理部）は、型開閉処理を行い、図４に示されるように、内型１６が上位置に置かれた状態で、切換弁３９を作動させ、型締シリンダ３７を駆動して外型１７を前進させ、前進位置である下位置に置く。これにより、金型装置１０の型閉じが行われ、成形品原型１５、内型１６及び外型１７によって閉鎖空間４１が形成される。また、前記制御部３１の図示されない加熱処理手段（加熱処理部）は、加熱処理を行い、スイッチ回路３４を作動させ、ヒータ２７に通電し、閉鎖空間４１内及び成形品原型１５を加熱する。
【００２７】
続いて、加圧工程において、制御部３１の図示されない加圧処理手段（加圧処理部）は、加圧処理を行い、図５に示されるように、外型１７が下位置に置かれた状態で、切換弁３８を作動させ、加圧シリンダ３６を駆動して内型１６を前進させ、前進位置である下位置に置く。これにより、金型装置１０の加圧が行われ、成形品原型１５にスタンパ１４が押し付けられ、スタンパ１４の微細パターンが成形品原型１５に転写される。なお、このとき、成形品原型１５の一部が吹出し流路３０内に侵入する。このようにして、成形品原型１５から成形品５５が成形される。
【００２８】
次に、冷却工程において、前記型開閉処理手段は、図６に示されるように、外型１７が下位置に置かれた状態で、切換弁３８を作動させ、加圧シリンダ３６を駆動して内型１６を後退させ、上位置に置く。これにより、内型１６の離型が行われ、成形品原型１５、内型１６及び外型１７によって冷却要素として機能する閉鎖空間４１が形成される。また、前記制御部３１の図示されない冷却処理手段（冷却処理部）は、冷却処理を行い、開閉弁４５、４６を開放し、媒体流入路２８を介して閉鎖空間４１内に冷却媒体としての空気を供給し、閉鎖空間４１内で滞留させ、その間に、下プレス台１１、上プレス台１２、スタンパ１４及び成形品５５を冷却し、その後、媒体流出路２９を介して空気を金型装置１０から排出する。なお、冷却媒体としては、空気のほかに、炭酸ガス、窒素ガス等の不活性ガスを使用することができる。
【００２９】
次に、型開工程において、前記型開閉処理手段は、図７に示されるように、内型１６が上位置に置かれた状態で、切換弁３９を作動させ、型締シリンダ３７を駆動して外型１７を後退させ、上位置に置く。これにより、外型１７の離型が行われ、閉鎖空間４１は開放される。
【００３０】
続いて、成形品取出工程において、前記制御部３１の図示されない成形品取出処理手段（成形品取出処理部）は、成形品取出処理を行い、開閉弁３３を開放し、吹出し流路１３と加圧源とを連通させ、吹出し媒体としての空気を吹出し流路１３に供給し、開口部２６から吹き出させ、図８に示されるように、成形品５５を突き出し、スタンパ１４から成形品５５を完全に離型させる。そして、前記成形品取出し処理手段は、前記ロボットを作動させて成形品５５を取り出す。このとき、単に空気を吹出し流路１３に供給し、開口部２６から吹き出させて成形品５５を離型させるだけでは、離型の際に、成形品５５に転写された微細パターンが崩れたり、離型に失敗してスタンパ１４が破損したりする恐れがある。
【００３１】
そこで、前記冷却工程において、閉鎖空間４１内に空気が供給され、閉鎖空間４１内で滞留させられる。このとき、成形品５５が、上プレス台１２と対向する第１の面である上面Ｓ５から冷却される。したがって、冷却工程が完了するまでの間、成形品５５の上面Ｓ５と第２の面である反対の下面Ｓ６との間で温度差が形成され、熱膨張（収縮差）が生じて、成形品５５にそりが形成される。その結果、スタンパ１４から成形品５５を離型させることができる。そして、微細成形を行う際に離型に失敗するのを防止することができるので、成形品５５とスタンパ１４との間の離型性を向上させることができ、スタンパ１４が破損したり、下プレス台１１から剥がれたりすることがなくなる。
【００３２】
また、閉鎖空間４１が所定の容量を有するので、媒体流入路２８を介して閉鎖空間４１内に侵入した空気は、閉鎖空間４１内に滞留させられ、その間、成形品５５を冷却し続ける。したがって、成形品５５、特に、微細パターンが転写された部分の冷却の効率を向上させることができるので、成形サイクルを短くすることができる。
【００３３】
さらに、冷却工程において、外型１７が下位置に置かれた状態で、内型１６が後退させられて上位置に置かれ、続いて、離型工程において外型１７が後退させられて上位置に置かれるので、その間、成形品５５が常に下プレス台１１側に置かれる。したがって、成形品５５を円滑に取り出すことができる。
【００３４】
そして、成形品取出工程において、前記成形品５５が開口部２６から吹き出される空気によって突き出されるとともに、冷却されるので、冷却の効率を一層向上させることができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００３６】
図９は本発明の第２の実施の形態における金型装置の断面図である。
【００３７】
この場合、内型１６には、下プレス台１１と対向する面Ｓ１１に、入れ子としてのスタンパ１４が着脱自在に取り付けられ、下プレス台１１には、上プレス台１２と対向する面Ｓ１２に、成形材料としての樹脂から成り、プレート状の形状を有する成形品原型１５が位置決めして配設される。前記スタンパ１４における下プレス台１１と対向する面に、微細な凹凸から成る微細パターンｐｔが形成される。そして、前記上プレス台１２には、スタンパ１４を吸引し、所定の位置に位置決めするための第１の流路としての吸引流路２０が形成され、前記下プレス台１１には、成形が行われた後の成形品を突き出すための第２の流路としての、かつ、突出し要素としての吹出し流路１３が形成される。前記吸引流路２０は、下プレス台１１のほぼ中央を、垂直方向に貫通させて形成され、図示されない負圧源と接続された流路２１、該流路２１の先端に形成され、円形の形状を有する吸引分岐部２２、及び該吸引分岐部２２の周方向における複数箇所、本実施の形態においては、２箇所において前記面Ｓ１１で開口する開口部２３を備える。また、前記吹出し流路１３は、前記各開口部２３に対応する位置より外側部分を、垂直方向に貫通させて形成され、図示されない加圧源と接続された流路２５、及び該流路２５の先端において前記面Ｓ１２で開口する開口部２６を備える。
【００３８】
前記上プレス台１２は、内型１６、及び該内型１６を包囲して、内型１６に対して摺動自在に、かつ、相対的に進退自在に配設された環状の外型１７を備える。前記内型１６を進退させるために、第１の駆動部としての、かつ、加圧装置としての図示されない加圧シリンダが配設され、外型１７を進退させるために、第２の駆動部としての、かつ、型締装置としての図示されない型締シリンダが配設される。
【００３９】
そして、前記内型１６には、成形品原型１５を加熱するための第１の加熱要素としての、かつ、加熱体としてのヒータ２７が配設され、該ヒータ２７は図示されない電源と接続される。また、前記外型１７には、第１の媒体流路としての媒体流入路６８、及び第２の媒体流路としての媒体流出路６９が水平方向に貫通させて形成され、前記媒体流入路６８及び媒体流出路６９は、第２の加熱要素としての空気加熱器等の図示されない加熱媒体供給源と接続される。
【００４０】
さらに、下プレス台１１には、成形品原型１５と対応する位置の面Ｓ１２の近傍に、成形品原型１５と隣接させて、第３の媒体流路としての、かつ、第１の冷却要素としての温調流路６１が配設され、該温調流路６１が温調器等の図示されない冷却媒体供給源と連通させられ、該冷却媒体供給源から冷却媒体としての水が供給される。
【００４１】
次に、前記構成の金型装置１０の動作について説明する。
【００４２】
図１０は本発明の第２の実施の形態における金型装置の制御回路を示す図である。
【００４３】
図において、３１は制御部、３２は前記吸引流路２０と前記負圧源とを接続する管路に配設された開閉弁、３３は前記吹出し流路１３と前記加圧源とを接続する管路に配設された開閉弁である。また、３４はヒータ２７の通電を制御するスイッチ回路、７５は媒体流入路６８と前記加熱媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁、７６は媒体流出路６９と加熱媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁、７７は温調流路６１と冷却媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁である。
【００４４】
そして、３６は加圧シリンダ、３８は該加圧シリンダ３６に対して油を給排するための切換弁、３７は型締シリンダ、３９は該型締シリンダ３７に対して油を給排するための切換弁である。
【００４５】
図１１は本発明の第２の実施の形態における成形品原型セット工程を示す図、図１２は本発明の第２の実施の形態における加熱工程を示す図、図１３は本発明の第２の実施の形態における加圧工程を示す図、図１４は本発明の第２の実施の形態における冷却工程を示す図、図１５は本発明の第２の実施の形態における型開工程を示す図、図１６は本発明の第２の実施の形態における成形品取出工程を示す図である。
【００４６】
まず、前記初期化処理手段は、図１１に示されるように、内型１６及び外型１７が上位置に置かれた状態で、スタンパ１４を内型１６の面Ｓ１１上に載置し、開閉弁３２を作動させて開放し、吸引流路２０と負圧源とを連通させ、スタンパ１４を吸引する。これにより、スタンパ１４を上プレス台１２に取り付けることができる。なお、この場合、内型１６の厚さをδ１とし、スタンパ１４の厚さをδ２とし、外型１７の厚さをδ３としたとき、
δ１＋δ２＝δ３
にされ、内型１６及び外型１７が上位置に置かれた状態で、スタンパ１４における下プレス台１１と対向する面Ｓ１３と、外型１７における下プレス台１１と対向する面Ｓ１４とが高さ方向において一致させられる。
【００４７】
続いて、成形品原型セット工程において、前記成形品原型セット処理手段は、図１１に示されるように、内型１６及び外型１７が上位置に置かれた状態で、図示されないロボットを作動させて成形品原型１５を面Ｓ１２上に載置し、金型装置１０にセットする。
【００４８】
次に、加熱工程において、前記型開閉処理手段は、図１２に示されるように、内型１６が上位置に置かれた状態で、切換弁３９を作動させ、型締シリンダ３７を駆動して外型１７を前進させ、下位置に置く。これにより、金型装置１０の型閉じが行われ、スタンパ１４、成形品原型１５及び外型１７によって加熱要素としての、かつ、第２の冷却要素としての閉鎖空間４１が形成される。また、前記加熱処理手段は、スイッチ回路３４を作動させ、ヒータ２７に通電し、閉鎖空間４１内及び成形品原型１５を加熱する。さらに、前記加熱処理手段は、開閉弁７５、７６を作動させて開放し、媒体流入路６８を介して閉鎖空間４１内に加熱媒体としての加熱された空気を供給し、閉鎖空間４１内で滞留させ、その間に、スタンパ１４及び成形品原型１５を加熱し、その後、媒体流出路６９を介して空気を金型装置１０から排出する。
【００４９】
次に、加圧工程において、前記加圧処理手段は、図１３に示されるように、外型１７が下位置に置かれた状態で、切換弁３８を作動させ、加圧シリンダ３６を駆動して内型１６を前進させ、前進位置である下位置に置く。これにより、金型装置１０の加圧が行われ、成形品原型１５にスタンパ１４が押し付けられ、スタンパ１４の微細パターンが成形品原型１５に転写される。このようにして、成形品原型１５から成形品５５が成形される。
【００５０】
続いて、冷却工程において、前記冷却処理手段は、開閉弁７７を作動させて開放し、温調流路６１に水を供給し、成形品５５を冷却する。
【００５１】
また、前記型開閉処理手段は、図１４に示されるように、外型１７が下位置に置かれた状態で、切換弁３８を作動させ、加圧シリンダ３６を駆動して内型１６を後退させ、上位置に置く。これにより、成形品５５の離型が行われる。
【００５２】
なお、内型１６を上位置に置くのに伴って、スタンパ１４、成形品原型１５及び外型１７によって閉鎖空間４１が形成されるので、該閉鎖空間４１に冷却媒体としての空気を供給し、空気によって成形品５５を冷却することができる。その場合、媒体流入路６８及び媒体流出路６９に、前記加熱媒体供給源とは別に、ブロア等の図示されない冷却媒体供給源が接続され、切換弁によって管路が切り換えられ、媒体流入路６８及び媒体流出路６９を介して空気を閉鎖空間４１に供給し、該閉鎖空間４１内で滞留させ、その間に、下プレス台１１、上プレス台１２、スタンパ１４及び成形品５５を冷却し、その後、金型装置１０から空気を排出する。
【００５３】
次に、型開工程において、前記型開閉処理手段は、図１５に示されるように、内型１６が上位置に置かれた状態で、切換弁３９を作動させ、型締シリンダ３７を駆動して外型１７を後退させ、上位置に置く。これにより、外型１７の離型が行われ、閉鎖空間４１は開放される。
【００５４】
続いて、成形品取出工程において、前記成形品取出し処理手段は、開閉弁３３を作動させて開放し、吹出し流路１３と加圧源とを連通させ、吹出し媒体としての空気を吹出し流路１３に供給し、開口部２６から吹き出させ、図１６に示されるように、成形品５５を突き出し、スタンパ１４から成形品５５を完全に離型させる。そして、前記成形品取出し処理手段は、前記ロボットを作動させて成形品５５を取り出す。このとき、単に型開閉処理手段によって内型１６を後退させて成形品５５を離型させるだけでは、離型の際に、成形品５５に転写された微細パターンが崩れたり、離型に失敗してスタンパ１４が破損したりする恐れがある。
【００５５】
そこで、前記冷却工程において、温調流路６１に水が供給され、成形品５５が冷却される。このとき、成形品５５が、下プレス台１１と対向する第１の面である下面Ｓ１５から冷却される。したがって、冷却工程が完了するまでの間、成形品５５の下面Ｓ１５と、第２の面である反対の上面Ｓ１６との間で温度差が形成され、熱膨張が生じて、成形品５５にそりが形成される。その結果、スタンパ１４から成形品５５を離型させることができる。そして、微細成形を行う際に離型に失敗するのを防止することができるので、成形品５５とスタンパ１４との間の離型性を向上させることができ、スタンパ１４が破損したり、下プレス台１１から剥がれたりすることがなくなる。
【００５６】
また、冷却工程で閉鎖空間４１に空気を供給する場合、閉鎖空間４１が所定の容量を有するので、媒体流入路６８を介して閉鎖空間４１内に侵入した空気は、閉鎖空間４１内に滞留させられ、その間、成形品５５を冷却し続ける。したがって、成形品５５、特に、微細パターンが転写された部分の冷却の効率を向上させることができるので、成形サイクルを短くすることができる。
【００５７】
前記各実施の形態においては、上プレス台１２にヒータ２７を配設し、下プレス台１１に成形品原型１５をセットするようになっているが、下プレス台１１にヒータを配設し、上プレス台１２に成形品原型をセットすることもできる。
【００５８】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における金型装置の制御回路を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における成形品原型セット工程を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における加熱工程を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における加圧工程を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における冷却工程を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における型開工程を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における成形品取出工程を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における金型装置の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における金型装置の制御回路を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における成形品原型セット工程を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における加熱工程を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における加圧工程を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における冷却工程を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における型開工程を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における成形品取出工程を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    金型装置
１１    下プレス台
１２    上プレス台
１４    スタンパ
１５    成形品原型
１６    内型
１７    外型
２７    ヒータ
４１    閉鎖空間
５５    成形品
６１    温調流路
Ｓ５、Ｓ１５    上面
Ｓ６、Ｓ１６    下面
【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９】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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