(57)【要約】【課題】  超微細加工、高い寸法精度、低残留応力、低複屈折、高光透過性、優れた機械的強度を有する成形体を、超低圧の成形プロセスで、三次元、薄肉、かつ大面積の形状でもって提供可能な、成形体の製造装置および方法を提供する。【解決手段】  本発明の製造装置１は、樹脂溶融部２１、樹脂送出部２２および吐出部２３とを有する、下金型１００に溶融樹脂を塗布する手段２；溶融樹脂をプレスするプレス手段３；プレス手段３の前段に設けられ、溶融樹脂の塗布時に下金型１００を加熱する加熱手段４；および下金型１００を移動させる移動手段５；を備え、加熱手段４によって下金型１００を加熱し、移動手段５によって下金型１００を移動させながら、手段２によって被塗布面に溶融樹脂を塗布し、下金型１００を移動させ、プレス手段３によって溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得る。【選択図】  図１
2007136842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を溶融し輸送する樹脂溶融部と、前記樹脂溶融部に連結されているとともに、流入した溶融樹脂を規定量で送出する樹脂送出部と、前記樹脂送出部から送出された溶融樹脂を下金型上の被塗布面に上方から塗布する吐出部とを有する溶融樹脂塗布手段；
前記下金型上に塗布された溶融樹脂をプレスする上金型と、前記上金型を加熱または冷却する上金型加熱冷却部と、前記下金型を加熱または冷却する下金型加熱冷却部とを有するプレス手段；
前記プレス手段の前段に設けられるとともに、前記溶融樹脂の塗布時に前記下金型を加熱する加熱手段；および
前記下金型を移動させる移動手段；
を備え、
前記加熱手段によって前記下金型を加熱し、前記移動手段によって前記下金型を移動させながら、前記溶融樹脂塗布手段によって前記下金型上の被塗布面に溶融樹脂を塗布し、続いて、さらに前記移動手段によって下金型を移動させ、前記プレス手段によって前記塗布された溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得ることを特徴とする成形体の製造装置。
【請求項２】
前記下金型を複数枚用い、これを連結して無限軌道を形成し、前記移動手段によって前記無限軌道を回転させながら、前記被塗布面への溶融樹脂の塗布を行い、続いて、前記プレス手段による溶融樹脂のプレスを行い、前記複数枚の下金型上で成形体を連続的に製造するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の成形体の製造装置。
【請求項３】
前記下金型を複数枚用い、これを水平ステージ上に載置し、前記移動手段によって前記下金型を水平移動させながら、前記被塗布面への溶融樹脂の塗布を行い、続いて、前記プレス手段による溶融樹脂のプレスを行い、前記複数枚の下金型上で成形体を連続的に製造するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の成形体の製造装置。
【請求項４】
前記上金型および下金型の少なくとも一方に、微細な凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項５】
前記微細な凹凸部は、前記上金型および下金型の少なくとも一方の表面に直接加工することで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の成形体の製造装置。
【請求項６】
前記微細な凹凸部は、微細な凹凸形状が加工されたスタンパを前記上金型および下金型の少なくとも一方の表面に搭載することによって形成されていることを特徴とする請求項４に記載の成形体の製造装置。
【請求項７】
前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離を調節できるように、前記下金型上の被塗布面を鉛直方向に移動させる手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項８】
前記下金型上の被塗布面を鉛直方向に移動させる手段が、前記加熱手段を上下動させる手段であり、これにより前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離が調節され、前記加熱手段上で前記被塗布面に溶融樹脂が塗布されることを特徴とする請求項７に記載の成形体の製造装置。
【請求項９】
前記下金型上の被塗布面を鉛直方向に移動させる手段が、前記加熱手段とは別に独立して設けられた前記下金型を上下動する上下動ステージであり、これにより前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離が調節され、前記上下動ステージ上で前記被塗布面に溶融樹脂が塗布されることを特徴する請求項７に記載の成形体の製造装置。
【請求項１０】
前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離を調節できるように、前記吐出部の先端部を鉛直方向に移動させる手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１１】
前記加熱手段のさらに前段で、前記下金型を予備加熱する予備加熱手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１２】
前記予備加熱手段が、熱ふく射または熱伝達によって前記下金型を加熱する手段であることを特徴とする請求項１１に記載の成形体の製造装置。
【請求項１３】
前記溶融樹脂塗布手段が、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を射出する射出機能を有する樹脂送出部と、前記樹脂送出部から送出された溶融樹脂を前記下金型上の被塗布面に上方から塗布する吐出部とから構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１４】
前記溶融樹脂塗布手段が、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を押出す押出機からなる樹脂送出部と、前記樹脂送出部から送出された溶融樹脂を前記下金型上の被塗布面に上方から塗布する吐出部とから構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１５】
前記吐出部が、Ｔダイからなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１６】
前記吐出部が、吐出される溶融樹脂の幅を調節するための吐出幅調節部を備えてなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１７】
前記溶融樹脂塗布手段、プレス手段、加熱手段および移動手段を、あらかじめ設定された運転条件および運転順序に基いてシーケンス制御する手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の成形体の製造装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の製造装置を用いて成形体を製造する方法であって、
（１）前記加熱手段によって、前記溶融樹脂が被塗布面に粘着する温度まで前記下金型を加熱する工程と、（２）前記移動手段によって下金型を移動させながら、前記溶融樹脂塗布手段によって前記下金型上の被塗布面に溶融樹脂を塗布する工程と、（３）前記移動手段によって下金型を移動させ、前記プレス手段によって前記塗布された溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得る工程と、を有することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項１９】
前記（１）の工程において、前記加熱手段は、前記溶融樹脂が被塗布面に粘着する温度以上に常時加熱されていることを特徴とする請求項１８に記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形体の製造装置および製造方法に関するものであり、詳しくは、超微細加工、高い寸法精度、低残留応力、低複屈折、高光透過性、優れた機械的強度を有する成形体を、超低圧の成形プロセスであっても、三次元、薄肉、かつ大面積の形状でもって提供可能な、成形体の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、数十ｎｍから数百μｍの超微細な凹凸形状を表面に有するとともに、三次元、薄肉、かつ大面積の形状を有する成形体が、マイクロレンズ・アレイのような電子ディスプレイ用光学部品、マルチモード光導波路のような光情報通信用部品、マイクロ化学チップのようなライフサイエンス部品等として求められている。
【０００３】
下記は、このような表面に微細な凹凸部を有する成形品の製造方法の従来技術である。
【０００４】
特許文献１には、光線透過性、低複屈折性、及び機械的強度特性に優れ、微細な凹凸を有し薄く且つ大型の光学用成形体を効率よく製造する方法を提供することを目的として、少なくとも一方の金型のキャビティ面に、高さ又は深さが５０μｍ未満である微細凹凸が形成され、距離を置いて設けられた上金型及び下金型からなるプレス成形機の下金型に、溶融したハロゲン不含有熱可塑性樹脂を供給し、該溶融樹脂の温度が該樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）に対し、（Ｔｇ＋１０℃）以上（Ｔｇ＋１５０℃）未満の温度範囲にある間にプレスすることを特徴とする光学用成形体の製造方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、微細凹凸パターンを正確に形成し、樹脂の不均一充填がなく、離型性が向上し離型時の製品の温度ムラがなくなり、且つ反りのない、広面積で薄い成形体を得るのに好適な製造法を提供することを目的として、ダイヤモンドライクカーボンで内面が被覆された可動側金型と、固定側金型とによって形成されたキャビティーに、溶融した脂環構造含有重合体樹脂を充填し、次いで可動側金型で前記溶融樹脂を圧縮することからなる、成形体の製造法が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、効率良く、精度の高い微細形状を転写する方法を提供することを目的として、凹凸パターンが形成された転写面を有する型を準備し、特定温度に加熱により軟化した基材に、前記転写面をプレスして押しつけたのち、強制的に前記型を特定温度で前記基材から引き離して、前記基材の表面に前記凹凸パターンの反転パターンを転写する微細形状転写方法が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、微細なフレネルレンズ、レンチキュラーレンズあるいはプリズムレンズ形状などの光学要素を有する光学物品を高品質にしかも安価に提供することを目的として、スリットノズルを用い、成形型の微細凹凸形状全面に放射線硬化型樹脂液を塗布形成する工程を含む光学物品の製造方法が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、安価で大量生産が可能な、光の波長以下を含む微細な凹凸パターンを被転写体に形成できる微細パターンの転写加工方法を提供することを目的として、微細な凹凸パターンを備えた転写体を準備し、被転写体となる材料を加熱により溶融している状態で前記転写体の凹凸パターン上に流し込み、その後冷却することにより被転写体となる材料を固化すると共に前記凹凸パターンを転写し、その後前記転写体から分離して被転写体として取り出すことを特徴とする微細パターンの転写加工方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２１１４７５号公報
【特許文献２】特開２００４−９８５８０号公報
【特許文献３】特開２００１−２６０５２号公報
【特許文献４】特開２００２−２６８１４６号公報
【特許文献５】特開２０００−３９７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記の従来技術では、成形体の光学的なひずみや反り、熱収縮による微細凹凸パターンの寸法変化等の不良が発生したり（特許文献１）、プレスに高圧が必要であったり（特許文献１，２，５）、三次元薄肉大面積の形状の成形品の製造には不適であったり（特許文献２，３）、樹脂液が飛び散り不良品が発生する（特許文献４）等の問題点がある。
【００１０】
したがって本発明の目的は、超微細加工、高い寸法精度、低残留応力、低複屈折、高光透過性、優れた機械的強度を有する成形体を、超低圧の成形プロセスであっても、三次元、薄肉、かつ大面積の形状でもって提供可能な、成形体の製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、熱可塑性樹脂を溶融し輸送する樹脂溶融部と、前記樹脂溶融部に連結されているとともに、流入した溶融樹脂を規定量で送出する樹脂送出部と、前記樹脂送出部から送出された溶融樹脂を下金型上の被塗布面に上方から塗布する吐出部とを有する溶融樹脂塗布手段；
前記下金型上に塗布された溶融樹脂をプレスする上金型と、前記上金型を加熱または冷却する上金型加熱冷却部と、前記下金型を加熱または冷却する下金型加熱冷却部とを有するプレス手段；
前記プレス手段の前段に設けられるとともに、前記溶融樹脂の塗布時に前記下金型を加熱する加熱手段；および
前記下金型を移動させる移動手段；
を備え、
前記加熱手段によって前記下金型を加熱し、前記移動手段によって前記下金型を移動させながら、前記溶融樹脂塗布手段によって前記下金型上の被塗布面に溶融樹脂を塗布し、続いて、さらに前記移動手段によって下金型を移動させ、前記プレス手段によって前記塗布された溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得ることを特徴とする成形体の製造装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記下金型を複数枚用い、これを連結して無限軌道を形成し、前記移動手段によって前記無限軌道を回転させながら、前記被塗布面への溶融樹脂の塗布を行い、続いて、前記プレス手段による溶融樹脂のプレスを行い、前記複数枚の下金型上で成形体を連続的に製造するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の成形体の製造装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、前記下金型を複数枚用い、これを水平ステージ上に載置し、前記移動手段によって前記下金型を水平移動させながら、前記被塗布面への溶融樹脂の塗布を行い、続いて、前記プレス手段による溶融樹脂のプレスを行い、前記複数枚の下金型上で成形体を連続的に製造するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の成形体の製造装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、前記上金型および下金型の少なくとも一方に、微細な凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００１５】
請求項５の発明は、前記微細な凹凸部は、前記上金型および下金型の少なくとも一方の表面に直接加工することで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の成形体の製造装置である。
【００１６】
請求項６の発明は、前記微細な凹凸部は、微細な凹凸形状が加工されたスタンパを前記上金型および下金型の少なくとも一方の表面に搭載することによって形成されていることを特徴とする請求項４に記載の成形体の製造装置である。
【００１７】
請求項７の発明は、前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離を調節できるように、前記下金型上の被塗布面を鉛直方向に移動させる手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００１８】
請求項８の発明は、前記下金型上の被塗布面を鉛直方向に移動させる手段が、前記加熱手段を上下動させる手段であり、これにより前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離が調節され、前記加熱手段上で前記被塗布面に溶融樹脂が塗布されることを特徴とする請求項７に記載の成形体の製造装置である。
【００１９】
請求項９の発明は、前記下金型上の被塗布面を鉛直方向に移動させる手段が、前記加熱手段とは別に独立して設けられた前記下金型を上下動する上下動ステージであり、これにより前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離が調節され、前記上下動ステージ上で前記被塗布面に溶融樹脂が塗布されることを特徴する請求項７に記載の成形体の製造装置である。
【００２０】
請求項１０の発明は、前記吐出部の先端部と前記下金型上の被塗布面との距離を調節できるように、前記吐出部の先端部を鉛直方向に移動させる手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２１】
請求項１１の発明は、前記加熱手段のさらに前段で、前記下金型を予備加熱する予備加熱手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２２】
請求項１２の発明は、前記予備加熱手段が、熱ふく射または熱伝達によって前記前記下金型を加熱する手段であることを特徴とする請求項１１に記載の成形体の製造装置である。
【００２３】
請求項１３の発明は、前記溶融樹脂塗布手段が、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を射出する射出機能を有する樹脂送出部と、前記樹脂送出部から送出された溶融樹脂を前記下金型上の被塗布面に上方から塗布する吐出部とから構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２４】
請求項１４の発明は、前記溶融樹脂塗布手段が、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を押出す押出機からなる樹脂送出部と、前記樹脂送出部から送出された溶融樹脂を前記下金型上の被塗布面に上方から塗布する吐出部とから構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２５】
請求項１５の発明は、前記吐出部が、Ｔダイからなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２６】
請求項１６の発明は、前記吐出部が、吐出される溶融樹脂の幅を調節するための吐出幅調節部を備えてなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２７】
請求項１７の発明は、前記溶融樹脂塗布手段、プレス手段、加熱手段および移動手段を、あらかじめ設定された運転条件および運転順序に基いてシーケンス制御する手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の成形体の製造装置である。
【００２８】
請求項１８の発明は、請求項１〜１７のいずれかに記載の製造装置を用いて成形体を製造する方法であって、
（１）前記加熱手段によって、前記溶融樹脂が被塗布面に粘着する温度まで前記下金型を加熱する工程と、（２）前記移動手段によって下金型を移動させながら、前記溶融樹脂塗布手段によって前記下金型上の被塗布面に溶融樹脂を塗布する工程と、（３）前記移動手段によって下金型を移動させ、前記プレス手段によって前記塗布された溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得る工程と、を有することを特徴とする成形体の製造方法である。
【００２９】
請求項１９の発明は、前記（１）の工程において、前記加熱手段は、前記溶融樹脂が被塗布面に粘着する温度以上に常時加熱されていることを特徴とする請求項１８に記載の成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、超微細加工、高い寸法精度、低残留応力、低複屈折、高光透過性、優れた機械的強度を有する成形体を、超低圧の成形プロセスであっても、三次元、薄肉、かつ大面積の形状でもって提供可能な、成形体の製造装置および製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
図１は本発明の製造装置の一実施形態を説明するための模式図である。
図１において、本発明の製造装置１は、下金型１００上の被塗布面１０１に溶融樹脂を塗布する溶融樹脂塗布手段２と、塗布された溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得るプレス手段３と、プレス手段３の前段に設けられるとともに、溶融樹脂の塗布時に下金型１００を加熱する加熱手段４と、下金型１００を移動させる移動手段５とから主に構成されている。なお、図１では、下金型１００を複数枚用い、これを連結して無限軌道を形成し、移動手段５によって無限軌道を回転させる形態を示している。
【００３２】
溶融樹脂塗布手段２は、熱可塑性樹脂を溶融し輸送する樹脂溶融部２１と、樹脂溶融部２１に連結されているとともに、流入した溶融樹脂を規定量で送出する樹脂送出部２２と、樹脂送出部２２から送出された溶融樹脂を下金型１００上の被塗布面に上方から塗布する吐出部２３とから主に構成されている。また、樹脂溶融部２１と樹脂送出部２２との間は、可とう性を有する加熱可能な流路２４によって連結されている。
【００３３】
樹脂溶融部２１は、当業界で公知の押出機を利用することができ、このような押出機は、よく知られているように、固体樹脂を可塑化・溶融するためのシリンダ２１１およびスクリュ２１２、スクリュ２１２を回転させるためのスクリュ回転機構２１３、固体樹脂をシリンダ２１１に導入するためのホッパ２１４を備え、シリンダ２１１の外周部に加熱手段としてのヒータ２１５を有し、必要に応じて図示していない冷却手段を有する。
【００３４】
樹脂送出部２２は、本発明の一実施形態によれば、流入した溶融樹脂を一旦貯留した後規定量で送出する貯留シリンダであるのが好ましい。
図２は、本発明に使用される貯留シリンダを説明するための模式的断面図である。
図２において、貯留シリンダ２２１は、全体形状が円筒状をなし溶融樹脂を貯留するシリンダ２２１１と、シリンダ２２１１内に設けられるとともに溶融樹脂を規定量で押し出し送出するピストン２２１２と、ピストンを前後進させるピストン駆動手段２２１３とを有する。また、貯留シリンダ２２１は、外周部に加熱手段としてのヒータ２２１４を有し、必要に応じて図示していない冷却手段を有する。図２に示すように、シリンダ２２１１とピストン２２１２との間には、溶融樹脂が通過可能な間隙部２２１５が設けられ、樹脂溶融部２１から溶融樹脂が流入口２２１６を経て流入する際には、この間隙部２２１５を通って溶融樹脂が矢印方向に流れていく。溶融樹脂の流速を速めに設定することにより、溶融樹脂の滞留を防止することができる。間隙部２２１５のサイズは、通過する溶融樹脂の流速をできるだけ速くすると同時に、そこに溶融樹脂が滞留しないように、また溶融樹脂を流入させるに際し、樹脂溶融部２１に過度の圧力負担がかからない程度で適宜決定すればよいが、例えば数ｍｍ程度、具体的には０．５〜５ｍｍである。
溶融樹脂の流入とともに、ピストン駆動手段２２１３を稼動させ、図３に示すようにピストン２２１２を後進させる。この操作により、溶融樹脂はシリンダ２２１１の先端部（吐出部側）から徐々に貯留していくことになる。これとは別に、所定量の溶融樹脂を貯留できる場所までピストン駆動手段２２１３によってピストン２２１２を後進させ、続いて樹脂溶融部２１から溶融樹脂を流入させてシリンダ２２１１内に所定量の溶融樹脂を先端部から徐々に貯留させてもよい。溶融樹脂の貯留が規定量でもって完了したら、ピストン駆動手段２２１３を稼動させ、ピストン２２１２を所定距離前進させ、規定量の溶融樹脂を送出することができる。なお、ピストン２２１２の位置制御精度および速度精度には比較的高い精度が要求される。よって、ピストン駆動手段２２１３としてサーボモータとボールネジとを組合わせた方法などの精度を確保しやすい機構を用いた手段を用いるのが好ましい。
【００３５】
このような構成によれば、最初に流入した溶融樹脂が最初に吐出部に送出され塗布されることになる。したがって、溶融樹脂の長い滞留時間による熱劣化（透明な樹脂が黄変したり（ヤケ）、茶褐色（黒点）になったりする）が防止される。なお、図１の形態では、樹脂溶融部２１と樹脂送出部２２との間が、可とう性を有する加熱可能な流路２４によって連結されているが、可とう性のない鋼管などの流路を用いてもよく、この場合短い流路でもって両者を連結すれば、溶融樹脂の滞留時間が短くなり、熱劣化の問題が一層防止され好ましい。ただし、下記で説明するように吐出部２３を鉛直方向に移動させる場合、可とう性のない鋼管などの流路を用いると溶融樹脂塗布手段２全体を移動させる必要があり、この点不利な場合もある。なお、熱劣化を起こした溶融樹脂を用いて成形体を製造すると、例えば成形体の用途が光学製品である場合、所望の光透過性や屈折率等が得られなくなる場合があり好ましくない。
なお、溶融樹脂が通過可能な間隙部２２１５を設けない場合、シリンダ２２１１とピストン２２１２が接してしまい、両金属の摩擦により金属粉が発生し、これが製品に悪影響を及ぼす恐れがあるが、本発明における貯留シリンダ２２１は、シリンダ２２１１とピストン２２１２との間に間隙部２２１５が設けられているため、このような金属粉の発生がない。
【００３６】
また、図２〜３に示すように、貯留シリンダ２２１には、シリンダ２２１１内に最初に流入した溶融樹脂がシリンダ２２１１の先端部とは逆の方向（ピストン駆動手段２２１３側）に侵入しないように、溶融樹脂を通過させない逆流防止部２２１７が設けられている。なお逆流防止部２２１７は、溶融樹脂がシリンダ２２１１の先端部に容易に導かれるように、溶融樹脂の流入口２２１６からシリンダ２２１１の先端部の方向に向かって曲面を形成している。
【００３７】
また本発明によれば、図１に示すように、流路２４から流入する溶融樹脂の流量を制御する樹脂流路開閉バルブ２２１８を流入口２２１６の上流に設けるのが好ましい。
本発明の一実施形態では、貯留シリンダ２２１のシリンダ２２１１内に溶融樹脂の貯留が完了した後、ピストン駆動手段２２１３を稼動させ、ピストン２２１２を所定距離前進させ、規定量の溶融樹脂を吐出部２３に送出するが、溶融樹脂の送出量は、成形体の体積によって決定される。したがって、精度よく成形体を製造するには、制御された量でもってシリンダ２２１１内に溶融樹脂を貯留し、溶融樹脂を送出する必要がある。しかし溶融樹脂の貯留後、樹脂溶融部２１および貯留シリンダ２２１間に圧力差が生じた場合（通常樹脂溶融部２１の溶融樹脂圧力が高くなる）、溶融樹脂部２１内の溶融樹脂が必要以上に流入し、規定量を超え、溶融樹脂の貯留量が過剰となり、精度よく成形体を製造することができなくなる。そこで、流入口２２１６の上流に樹脂流路開閉バルブ２２１８を設け、シリンダ２２１１内への溶融樹脂の貯留が完了した時点で樹脂流路開閉バルブ２２１８を閉じ、樹脂溶融部２１からの溶融樹脂の流入を遮断する。これにより、規定量の溶融樹脂の貯留が可能となる。
さらに、溶融樹脂の貯留が完了した後は、ピストン駆動手段２２１３を稼動させ、ピストン２２１１を所定距離前進させ、規定量の溶融樹脂を吐出部２３に送出するが、このときも樹脂流路開閉バルブ２２１８を閉じておくのが好ましい。樹脂流路開閉バルブ２２１８を閉じておくことで、ピストン２２１２の前進による溶融樹脂の送出圧力が、流路２４を経て樹脂溶融部２１に逃れることが防止される。これにより、規定量の溶融樹脂が吐出部２３に送出され、結果として精度よく成形体を製造することができる。
【００３８】
樹脂流路開閉バルブ２２１８としては、溶融樹脂の流路（流路２４）を遮断し、溶融樹脂の流入・流出を制御することができれば、とくに制限されないが、例えば流路閉塞部材２２１８１の前後進によって流路２４の連通・遮断が可能な公知のバルブを使用することができる。これとは別に、公知のロータリーバルブを利用することもできる。
【００３９】
また本発明において、樹脂送出部２２から送出された溶融樹脂を被塗布面に上方から吐出もしくは金型の被塗布面に塗布する吐出部２３は、とくに制限されないが、溶融樹脂を精度よくシート（フィルム）状に変形させて吐出するＴダイであるのが好ましい。また、吐出部２３は、吐出される溶融樹脂の幅を調節するための吐出幅調節部を備えてなることがさらに好ましい。吐出幅調節部は、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示したように、吐出口の吐出幅を連続的に変更できるように、吐出幅を変えるゲート２３２を吐出口２３１に付設し、所望の塗布形状となるようにゲート２３２の位置を逐次変更しながら塗布するように構成したものが挙げられる。なお通常、吐出部２３は樹脂送出部２２と直接連結している。吐出部２３からの溶融樹脂の吐出は、樹脂流路開閉バルブ２３３の開閉によって制御することができる。樹脂流路開閉バルブ２３３の構造としては、前述の樹脂流路開閉バルブ２２１８と同様である。
【００４０】
また、前記で説明した形態とは異なり、本発明における溶融樹脂塗布手段は、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を射出する射出機能を有する樹脂送出部と、樹脂送出部から送出された溶融樹脂を被塗布面に移動しながら上方から塗布する吐出部とを備えたものであってもよい。
図５は、このような本発明の別の形態の溶融樹脂塗布手段２’を説明するための模式的断面図である。
図５において、溶融樹脂塗布手段２’は、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を射出する射出機能を有する樹脂送出部６２と、樹脂送出部６２から送出された溶融樹脂を被塗布面に上方から塗布する吐出部２３とから主に構成されている。本形態では、樹脂送出部６２として、射出成形機用のシリンダを用いることができ、例えば当該シリンダは、全体形状が円筒状をなしスクリュ６２１が内設された貫通内孔６２２を有し、このシリンダの外周面には複数のヒータ６２５を有し、必要に応じて図示していない冷却手段が装着されている。スクリュ６２１は駆動手段６２３により回転駆動および前後方向に駆動されるように構成されている。
固体樹脂をホッパ６２４から投入すると、固体樹脂はシリンダ内でスクリュ６２１の回転によって先端部方向に送られるが、この時、シリンダはヒータ６２５によって加熱されているので、シリンダからの伝熱とスクリュ６２１の回転による剪断熱により固体樹脂が溶融する。先端部に所定量の溶融樹脂が貯留された後、スクリュ６２１を前進させ、規定量の溶融樹脂を吐出部２３に送出する。
【００４１】
さらにまた本発明の製造装置は、前記した図５の形態において、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を射出する射出機能を有する樹脂送出部６２の替わりに押出機を用いることもできる。よく知られているように、押出機はシリンダとその内部のスクリュと、スクリュを回転駆動する駆動手段が設けられている。この場合、溶融樹脂の吐出量は、スクリュの単位時間あたりの回転数によって調節することができ、総吐出量は、回転時間によって調節することができる。
また樹脂溶融部２１は、重合釜や重合槽で熱可塑性樹脂を重合し、得られた溶融樹脂を樹脂送出部２２に供給してもよく、これも本発明の範囲に含むものとする。
【００４２】
次に、プレス手段３について説明する。プレス手段３は、塗布された溶融樹脂をプレスして樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得る手段である。プレス手段３は、図１に示したように、下金型１００上に塗布された溶融樹脂をプレスする上金型３１と、上金型３１を加熱または冷却する上金型加熱冷却部３１１と、下金型１００を加熱または冷却する下金型加熱冷却部３２とを有する。
【００４３】
プレス手段３におけるプレスは、上下金型の少なくともいずれか一方を移動させることで金型を開閉させることと型締め・プレスが可能な精密加力発生器、例えば竪型プレス機などで実現される。
図１に示す形態では、プレス手段３として前記のような竪型プレス機３３が使用され、竪型プレス機３３に上金型３１が取り付けられている。
【００４４】
またプレス手段３は、上金型３１を加熱または冷却する上金型加熱冷却部３１１と、下金型１００を加熱または冷却する下金型加熱冷却部３２とを有する。
このような加熱冷却部を設ける手段は様々な方法がある。
加熱を達成するには、例えば下記のような方法がある。
(1)温調された水(湯)や油などの熱媒体を、加熱冷却部に設けられた該媒体の流路に流通させて加熱する方法。図１に示す形態はこの方法を採用するものであり、上金型３１および下金型加熱冷却部３２に該媒体の流路を設け、ここに熱媒体を流通させ加熱している。
(2)プレートヒータ、カートリッジヒータなどの電熱ヒータを加熱部に装着して加熱する方法。
(3)ハロゲンランプ、遠赤外線ヒータなど、赤外線を放射する装置によって、赤外線を加熱冷却部の表面に照射して加熱する方法。
(4)誘導加熱する方法。
(5)加熱冷却部本体を電気絶縁体として、その表面に薄い導電性膜を形成し、導電性膜に通電することで、導電性膜を発熱させる方法。
【００４５】
冷却を達成するには、例えば下記のような方法がある。
(1) 加熱冷却部に設けられた媒体の流路に温調水を流通させて冷却する方法。図１に示す形態はこの方法を採用するものであり、上金型３１および下金型加熱冷却部３２に該媒体の流路を設け、ここに温調水を流通させ加熱している。なお、図１に示す形態では、加熱時と冷却時で同じ流路を使用することになるが、加熱用の流路と冷却用の流路を別に設け、加熱または冷却速度を高めてもよい。
(2)前記(1)の形態において、媒体として冷却空気を用いる方法。
(3) 加熱冷却部表面に空気や揮発性（キャビティ表面で液体から気体に相変化する）の液体と気体とを混合したミストを吹き付けて冷却する方法。
(4)ヒートパイプにより、金型内の熱を金型外に輸送・放出することで冷却する方法。
(5)ペルチェ素子などの電気的冷却器によって、加熱冷却部内部または表面の熱を奪って冷却する方法。
【００４６】
なお下金型１００と下金型加熱冷却部３２とは、真空力によって剥離しないように保持してもよいし、ツメのようなもので機械的に拘束・保持してもよい。
【００４７】
また本発明の製造装置１は、プレス手段３の前段に設けられるとともに、溶融樹脂の塗布時に下金型１００を加熱する加熱手段４と、下金型１００を移動させる移動手段５とを有する。
加熱手段４としては、前記の下金型加熱冷却部３２と同様の加熱方法を採用したものが挙げられる。移動手段５は、下金型１００を所望の方向に移動させ得るものであればとくに制限はない。具体例については後述する。
【００４８】
本発明の製造装置の基本的な構造は、上記のとおりであるが、以下、図１に記載の本発明の製造装置１を用いて成形体を製造する工程について説明する。
【００４９】
図１の形態では、下金型１００を塗布方向に並べ、連結部材１０３を介して環状に連結し無限軌道を形成し、移動手段５が無限軌道を回転させることにより下金型１００を移動するようになっている。移動手段５は、断面６角形の角柱状の構造を有し、図１のＹ方向（図１の紙面の手前側に伸びる方向）に広がる平面上で下金型１００の幅方向（塗布方向と直交する方向）を支持するとともに、下金型１００の下面の任意の場所と係合することにより、移動手段５の回転と同時に下金型をＸ方向（塗布方向）に移動させることができる。図１の形態では、連結部材１０３に図示しない孔部を設け、この孔部と移動手段５の断面６角形の頂点がなす突起部とが係合し、移動手段５の矢印方向の回転によって下金型をＸ方向（塗布方向）に移動させている。なお図１においてＺは鉛直方向である。
【００５０】
また、図１の形態によれば、加熱手段４の前段で、下金型１００を予備加熱する予備加熱手段７がさらに設けられている。図１の形態では予備加熱手段７は２箇所設置されているが、本発明はこれに限定されず、１箇所でもよいし２箇所以上設置してもよい。予備加熱手段７は、例えば赤外線ランプ(ふく射により加熱する手段)を使用することができるが、加熱された空気などを用いて熱伝達によって下金型１００を加熱するようにしてもよい。この際、予備加熱手段７は常に一定の出力で加熱を行っていてもよい(制御は行わない)し、例えば下金型１００の裏側(加熱されている面の逆側)から非接触式の温度センサで下金型１００の温度を測定しながら、あらかじめ設定される温度になるように加熱量を制御してもよい。予備加熱手段７を設けることにより、続く加熱手段４での下金型１００の加熱時間が短くなり、生産性が向上し好ましい。
【００５１】
予備加熱手段７によって予備加熱された下金型１００は、移動手段５の回転によって加熱手段４の設置場所（以下、第一の場所ということがある）に移動する。
この第一の場所で、下金型１００が例えばプレート状の加熱手段４に接触し、急速に加熱される。ここで加熱手段４は、常に一定の出力で加熱を行っていてもよい(制御は行わない)し、温度センサで下金型１００の温度を測定しながら、あらかじめ設定される温度になるように加熱量を制御してもよい。加熱手段４を常時加熱しておく形態では、下金型１００の加熱温度の再現性が高まり、製品の品質に変動が生じないので好ましい。
【００５２】
加熱手段４によって、溶融樹脂が被塗布面に粘着する温度まで下金型１００が加熱された後、移動手段５により無限軌道を回転させる。これにより、下金型１００の移動が開始される。下金型１００の移動開始とともに、溶融樹脂塗布手段２の吐出部２３から溶融樹脂を吐出することで、溶融樹脂塗布手段２をＸ方向に移動させることなく、下金型１００上の被塗布面に溶融樹脂を薄くかつ均一に塗布することができる。本発明では溶融樹脂塗布手段２をＸ方向に移動させることなく、下金型１００をＸ方向に移動させて溶融樹脂の塗布を行っているので、溶融樹脂塗布手段２全体をＸ方向に移動させる大掛かりな装置構成に比べて、装置の構成を簡略化することができる。溶融樹脂の塗布の厚みは、吐出部２３の先端と被塗布面との距離や、溶融樹脂の吐出量と無限軌道の回転速度によって調節することができる。下金型１００が塗布終了位置まで移動したら、吐出部２３からの樹脂吐出を止める。溶融樹脂塗布手段２によって下金型１００上の被塗布面に溶融樹脂を塗布する工程の詳細については後述する。
【００５３】
なお、下金型１００上の被塗布面が凸部または凹部を有している場合、吐出部２３の先端部が下金型１００上の被塗布面の形状に沿って移動できるように、吐出部２３の先端部と下金型１００上の被塗布面との距離を調節できる手段、例えば該被塗布面を鉛直方向に移動させる手段を設けるのが好ましい。このような手段を設けることにより、溶融樹脂塗布手段２全体を鉛直方向に移動させる大掛かりな装置構成に比べて、迅速な鉛直方向の動作が可能となり、ひいては生産性を高めることができる。
このような手段の一例としては、図１に示すようにアクチュエータ４２を加熱手段４に設置して加熱手段４を上下動させる方法；加熱手段４とは別に独立して設けられた下金型１００を上下動する上下動ステージによって、下金型１００を上下動させる方法；などがある。後者の方法は、図６に示すように、加熱手段４全体を上下動させるのではなく、加熱手段４とは別に独立して設けられたアクチュエータ９１を有する上下動ステージ９２によって下金型１００のみを上下動させるようにし、この上下動によって吐出部２３の先端部９３と下金型１００の距離を調節する構成である。
【００５４】
続いて、溶融樹脂が塗布された下金型１００は、移動手段５の回転によってプレス手段３の設置場所（以下、第二の場所ということがある）に移動する。
この第二の場所で、プレス手段３により塗布された溶融樹脂をプレスし、樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得る。図１の形態では竪型プレス機３３が用いられ、この竪型プレス機３３に上金型３１が取り付けられ、上金型３１を移動させることにより下金型１００上の被塗布面の溶融樹脂をプレスする構成となっている。また前述のようにプレス手段３は、上金型３１を加熱または冷却する上金型加熱冷却部３１１と、下金型１００を加熱または冷却する下金型加熱冷却部３２とを有する。
下金型１００を第二の場所まで移動させた後、直ちに上金型３１を移動させ両金型を閉じる。下金型１００と上金型３１との位置決めは、例えば上金型３１に付設されたガイドピン３１２が下金型１００のガイドピン挿入穴１０２に挿入されることによって行われる。もちろん、下金型１００の位置を検出する手段と、検出された結果に基づいて、下金型１００をＸＹ方向に移動させるアクチュエータを設け、上金型３１と嵌合するように位置決めを行ってもよい。
【００５５】
プレス力によって、塗布された溶融樹脂は例えば微細な凹凸形状に押し付けられ、凹凸形状を高精度に転写すると同時に、金型閉空間で形成される所望の形状が付与される。プレス手段３は、上金型加熱冷却部３１１と下金型加熱冷却部３２とを備えていることから、上金型３１および下金型１００の加熱冷却が個別に可能である。例えば、下金型加熱冷却部３２を常時一定温度に冷却(溶融樹脂が固化する程度の温度維持)しておけば、下金型１００は急速に冷却される。これにより、内部の樹脂も急速に冷却され、短時間に成形体を得ることが可能になる。プレス初期段階では上下金型を冷却したくない場合、上金型３１および下金型１００を加熱しておき、プレスをスタートした後に上下金型の冷却をはじめてもよい。プレス力を印加したままで成形体を冷却すれば、樹脂の体積収縮にともなうヒケなどの不良発生を防止し、寸法精度の高い高品位な成形体を得ることができる。
プレスが完了し上金型３１を開いた後、移動手段５によって無限軌道を回転させ、下金型１００を第二の場所の後段まで移動させ、剥離手段８により製品を下金型１００から剥離させてもよい。なお、従来は剥離手段は金型内に挿入され成形体を剥離していたため、金型の開閉ストロークを大きくするか、剥離装置自体を薄い構造にするかのいずれかが必要であったが、本発明では下金型１００が剥離場所まで移動するため、このような装置上の制約がない。
【００５６】
実施の形態２．
図７は、本発明の製造装置の別の実施形態を説明するための模式図である。
本実施の形態２は、前記の実施の形態１とほぼ同様であるが、第一の場所における溶融樹脂塗布手段２’は、射出成形機のシリンダと吐出部とからなる点が異なる。該シリンダは、熱可塑性樹脂を溶融する機能および規定量で溶融樹脂を射出する射出機能を有する樹脂送出部６２と吐出部２３とから構成され、吐出部２３は、前記と同様に、樹脂送出部６２から送出された溶融樹脂を下金型１００上の被塗布面に上方から塗布する機能を有する。
また図７に示す形態では、溶融樹脂塗布手段２’は、支持部材６３によって支持され、支持部材６３における支点６３１を軸として溶融樹脂塗布手段２’を軸回転させることにより、吐出部２３の先端部を鉛直方向の移動が可能となり、下金型１００上の被塗布面との距離を調節することができる。
なお、図１に示すように樹脂溶融部２１と樹脂送出部２２とが分割されている場合は、樹脂送出部２２を上記と同様にして軸回転させ、吐出部２３を鉛直方向に移動させてもよい。また、樹脂溶融部２１と樹脂送出部２２とを鋼管などの可撓性のない流路で連結した場合、溶融樹脂塗布手段２全体を鉛直方向に移動させることになる。
図７の形態において、第一の場所での加熱手段４は、下金型１００の支持部材４２と赤外線ランプ４３とから構成され、下金型１００は、赤外線透過性材料からなる支持部材４２で支持され、その裏側から赤外線ランプ４３によって加熱される。
また図７の形態において、プレス手段３は、レール３４上Ｘ方向に移動できるように構成されている。例えば、下金型１００の冷却時間が不足が予想される場合、プレス状態を維持したままプレス手段３全体をＸ方向に移動させ、上金型３１を開いた後、元の場所に戻る。その後は移動手段５によって無限軌道を回転させ、下金型１００を第二の場所の後段まで移動させ、剥離手段８により製品を下金型１００から剥離させてもよい。
なお、溶融樹脂塗布手段２’における射出成形機のシリンダの替わりに、公知の押出機を用いてもよいことは前述のとおりである。
【００５７】
実施の形態３．
図８は、本発明の製造装置の別の実施形態を説明するための模式図である。
本実施の形態３は、実施の形態１と同様の溶融樹脂塗布手段２を用いているが、実施の形態２で示したように、樹脂送出部２２を軸回転させ、吐出部２３を鉛直方向に移動可能としている。
図８の形態では、図示しない移動手段によって、下金型１００が少なくとも第一の場所と第二の場所とを往復する。実施の形態１および２と異なる点は、下金型１００が連結されて無限軌道を形成するのではなく、Ｘ方向に水平移動する点にある。
また図８の形態では、図示しない移動手段によって下金型１００を第二の場所の後段まで移動させ、剥離手段８により製品を下金型１００から剥離させてもよい。
【００５８】
実施の形態４．
図９は、本発明の製造装置の別の実施形態を説明するための模式図である。
本実施の形態４は、８枚の下金型１００を用いて（図９では平面図として示してある）、図示しない移動手段によって「ロ」の字状に水平に下金型１００を順次移動させる例である。
図９において、（１）は第一の場所であり、加熱手段４によって下金型１００の加熱を行い、下金型１００を図示しない移動手段によってＸ方向に移動させながら溶融樹脂塗布手段２によって下金型１００上の被塗布面に溶融樹脂を塗布する。（２）は第二の場所であり、プレス手段３により塗布された溶融樹脂をプレスし、樹脂の形状を整えながら冷却し固化させ成形体を得る。（３）の場所では、例えば剥離手段８を備えておき、下金型１００から製品を剥離させる。（４）〜（６）の場所ではとくに図示していないが、下金型１００の被塗布面の清掃など、必要に応じた作業を行う猶予が与えられる。（７）および（８）の場所では、予備加熱手段７によって下金型１００の予備加熱を行っている。
なお本発明では下金型１００の枚数にとくに制限はない。
【００５９】
前記では本発明の実施の形態１〜４により本発明の製造装置および製造方法を説明したが、以下、溶融樹脂塗布手段２による被塗布面への溶融樹脂の塗布について、さらに説明する。該塗布は、次のような（ａ）〜（ｄ）の工程を実施することで可能となる。
（ａ）樹脂溶融部２１において熱可塑性樹脂を溶融する工程；
（ｂ）得られた溶融樹脂を樹脂送出部２２に流入させ、貯留させる工程；
（ｃ）樹脂送出部２２に貯留した溶融樹脂を規定量で送出する工程；および
（ｄ）移動手段５によって下金型１００を移動させながら、送出した溶融樹脂を吐出部２３を用いて下金型１００上の被塗布面に上方から塗布し被塗布面に塗布する工程。
なお、下記の説明では、樹脂送出部２２として、図１で示したような、流入した溶融樹脂を一旦貯留した後規定量で送出する貯留シリンダを用いる形態を例示しているが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００６０】
（ａ）工程では、固体樹脂が樹脂溶融部２１のホッパ２１４からシリンダ２１１内に導入され、シリンダ２１１の外周部の加熱とスクリュ２１２の回転による剪断熱により固体樹脂が溶融する。
固体樹脂としては、とくに制限されないが、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィン(COP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアリレート(PAR)、ポリイミド(PI)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリアセタール(POM)、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)またはこれらの混合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、成形体に求められる性能にあわせて、特別に製造された熱可塑性樹脂でもよい。なお熱可塑性樹脂には必要に応じてガラス繊維やカーボンなどの各種充填材や、耐熱安定剤、耐候安定剤、耐電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックスなどの公知の各種添加剤を配合することもできる。
【００６１】
次に（ｂ）工程において、溶融樹脂を連結流路２４を経て貯留シリンダ２２１に流入させる。貯留シリンダ２２１には、シリンダ２２１１とピストン２２１２との間に溶融樹脂が通過可能な間隙部２２１５が設けられており、樹脂溶融部２１から溶融樹脂が流入口２２１６から流入する際には、この間隙部２２１５を通って溶融樹脂が矢印方向に流れていく。樹脂溶融部２１からの溶融樹脂の流入とともにピストン駆動手段２２１３によってピストン２２１２を後進させ、所定量の溶融樹脂をシリンダ２２１１の先端部から徐々に貯留させる。貯留が完了した後、樹脂流路開閉バルブ２２１８を閉じ、樹脂溶融部２１からの溶融樹脂の流入を遮断するのが好ましいことは、前述のとおりである。
【００６２】
続いて、（ｃ）工程において、貯留シリンダ２２１１に貯留した溶融樹脂を規定量で吐出部２３に送出する。この溶融樹脂の送出は、ピストン駆動手段２２１３の稼動により、ピストン２２１２を所定距離前進させることにより行う。ピストン２２１２の前進により、最初に流入した溶融樹脂が最初に吐出部２３に送出され塗布されることになり、溶融樹脂の長い滞留時間による熱劣化が防止される。なお、溶融樹脂の送出時は、樹脂流路開閉バルブ２２１８を閉じ、ピストン２２１２の前進による溶融樹脂の送出圧力が、流路２４を経て樹脂溶融部２１に逃れることを防止するのが好ましい。
【００６３】
次に、（ｄ）工程において、移動手段５によって下金型１００を移動させながら、吐出部２３を用いて溶融樹脂を被塗布面に上方から塗布する。
吐出部２３は、例えばＴダイであり、吐出される溶融樹脂の幅を調節するための吐出幅調節部を備えてなることが好ましいことは、前述のとおりである。吐出部２３からの溶融樹脂の吐出は、樹脂流路開閉バルブ２３３の開閉によって制御する。
また、吐出部２３の先端と被塗布面との距離や、吐出部２３からの溶融樹脂の吐出量および移動手段５の移動速度を調節することにより、溶融樹脂の塗布量（例えば厚み）を制御することができる。
【００６４】
ここで、数十ｎｍから数百μｍの超微細な凹凸形状を表面に有する成形体を製造するには、この微細な凹凸形状の反転形状が、下金型の被塗布面または上金型のキャビティ表面に形成されていることになる。
微細な凹凸形状は、例えば上金型および下金型の少なくとも一方の表面に直接加工するか、あるいは微細な凹凸部を有するスタンパを上金型および下金型の少なくとも一方の表面に搭載することにより形成することができる。
このような微細な凹凸形状は、フォトリソグラフィ法、電気鋳造法、イオンエッチング法などの半導体プロセスを利用して形成することができる。スタンパの材質は、ニッケル(またはニッケル合金)、シリコン、ガラスなどが挙げられ、このような材料のみで形成されてもよいし、例えば数十μm〜数mmの厚さを有する板状母材（シリコン基板）上にニッケルで微細凹凸を形成するなどしてもよい。凹凸部の断面形状は、矩形を基本とするが、テーパー(台形)型、三角型、半円型、半楕円型などでもよい。
【００６５】
また前記の移動手段は各種アクチュエータを用いて行えばよい。
【００６６】
また、本発明でいう「溶融樹脂が被塗布面に粘着する温度」は、下金型１００の表面性状(表面粗さなど)、材質(材質、離型剤処理の有無など)、樹脂の種類や温度、下金型１００の移動速度(塗布速度)などに鑑みて決定される。
一般的に溶融樹脂は、例えば液状の紫外線硬化型樹脂とは異なり、溶融状態であっても一定の粘度を有しているため（例えば１０００Ｐａ．ｓ以上）、成形体の最終形状にほぼ近い形状にまで塗布を行うことができる。なお、前記の形態では、移動手段５の稼動により下金型１００の被塗布面に樹脂を１回塗布するものであるが、本発明はこれに限定されず移動手段５を逆方向に稼動させて、樹脂の塗布を複数回行ってもよい。溶融樹脂は、成形体の最終形状にほぼ近い形状まで塗布され、その厚みは、例えば５０μｍ〜３ｍｍであるのが好ましい。
【００６７】
また、プレス手段３により施されるプレス圧力は、１０ＭＰａ以下であることができる。したがって、加力発生器が小さくても、大面積製品を製造することができる。また、装置の小型化、省スペース化、省エネルギー化、低コスト化に繋がる。また、成形体の最終形状にほぼ近い形状に塗布できるため、プレス時に溶融樹脂が殆ど流動しない。このため、プレス時に樹脂の流動に伴う高分子鎖の配向など、光学的歪みや反りの原因となる現象を生じにくい。さらに、プレス時および先の塗布時に高粘度となった熱可塑性樹脂を無理矢理流動させることがない。この結果、従来技術の射出成形法などに比べて低残留応力、低複屈折、高光透過性などの光学特性に優れ、反りなどがない高い寸法精度を有する成形体を得ることができる。さらに、微細な凹凸部が破壊されにくく、長寿命化につながる。さらにまた、強大なプレス力を必要としないので、圧力に耐性のないセレン化亜鉛(ZnSe)やシリコン(Si)などからなる金型を使用することができる。
【００６８】
また、プレス時は、上金型３１と下金型１００とを嵌合させ、上金型３１のキャビティ面と溶融樹脂上面との間に微小間隙を有する状態で、前記微小間隙内の空気を吸引し、減圧または略真空状態とした後に、上金型３１のキャビティ面と溶融樹脂上面とを接触させ、プレス力を印加するのがさらに好ましい。このようにすれば、溶融樹脂とキャビティとの間の空気が排除され、空気の巻き込み・封じ込みによる転写不良を回避できる。
空気吸引口は、キャビティ面に特別に設けてもよいが、例えば機械式エジェクタを有する金型であれば、エジェクタが摺動するために生じるキャビティの間隙から吸引することも可能である。吸引手段は公知の真空ポンプなどを用いればよい。
前記微小間隙内の空気を吸引する場合には、金型を移動させる際の位置決め精度、速度制御精度および型締時(プレス時)の圧力制御精度には比較的高い精度が要求される。よって、駆動系としてサーボモータとボールネジとを組合わせた方法などの精度を確保しやすい機構を用いた加力発生器の方が好ましい。
【００６９】
また、剥離手段８としては、前記の実施の形態では下金型１００上で成形が完了した製品を吸引して剥離する手段を例示しているが、これとは別に、下金型１００に機械式エジェクタやエアブロー機構を設け、これによって製品全面を下金型１００から剥離することもできる。
【００７０】
本発明によれば、厚さが５０μｍ〜５ｍｍの範囲であり、成形体の辺長が厚さの１０００倍を超える薄肉大面積の成形体を得ることができる。
【００７１】
また、樹脂溶融部、樹脂送出部、加熱手段、上金型、下金型などの温度制御；樹脂溶融部および樹脂送出部におけるスクリュ、ピストン等の回転および前後動制御；樹脂溶融部および樹脂送出部間の流路および吐出部に設けられたバルブの開閉制御；下金型の鉛直方向の上下動の制御などは、各々図示されていない制御装置によって行われる。またこれらの制御装置とともに、前記溶融樹脂塗布手段、プレス手段、加熱手段および移動手段を、あらかじめ設定された運転条件および運転順序に基いてシーケンス制御する手段をさらに設け、成形体の製造を自動化する形態も本発明では好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明により得られる成形体は、超微細加工、高い寸法精度、低残留応力、低複屈折、高光透過性、優れた機械的強度を有する成形体を、超低圧の成形プロセスであっても、三次元、薄肉、かつ大面積の形状でもって提供可能であり、例えば、 (a)マイクロレンズアレイ、液晶用導光板、フレキシブルディスプレイ基板、波長板、反射板、位相差板、自由曲面ミラー、LED発光パネル、フレネルレンズなどの電子ディスプレイ分野の基幹部品、(b)フレキシブルポリマー製光導波路、自由曲面回折格子、二次元イメージセンサアレイ、ピックアップレンズ、ホログラム、フレキシブル導波路型照明板などの光情報通信分野の基幹部品、(c)次世代DVD(ブルーレイディスク)、ブルーレイディスクのカバー層、DVD、CD、超薄肉ICカードなどの光記録媒体分野の基幹部品、(d)集積化学チップ、DNAチップ、バイオチップ、プロテインチップ、マイクロ流体デバイス、環境分析チップなどライフサイエンス分野の基幹部品、(e)燃料電池セパレータ、携帯電話超薄肉バッテリーケース、太陽光集光フレネルレンズなど新エネルギー分野の基幹部品、等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の製造装置の一実施形態を説明するための模式図である。
【図２】本発明に使用される貯留シリンダを説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明に使用される貯留シリンダにおいて、ピストンが後退した形態を説明するための図である。
【図４】吐出部の吐出幅調節部を説明するための図である。
【図５】本発明の別の形態の溶融樹脂塗布手段を説明するための模式的断面図である。
【図６】加熱手段を上下動させる方法を説明するための図である。
【図７】本発明の製造装置の別の実施形態を説明するための模式図である。
【図８】本発明の製造装置の別の実施形態を説明するための模式図である。
【図９】本発明の製造装置の別の実施形態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    本発明の製造装置
２，２’    溶融樹脂塗布手段
３    プレス手段
４    加熱手段
５    移動手段
７    予備加熱手段
８    剥離手段
２１    樹脂溶融部
２２，６２    樹脂送出部
２３    吐出部
２４    流路
３１    上金型
３２    下金型加熱冷却部
３３    竪型プレス機
４３    赤外線ランプ
９２    上下動ステージ
１００    下金型
１０１    被塗布面
３１１    上金型加熱冷却部
【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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