(57)【要約】【課題】紫外線硬化樹脂を硬化させる際、紫外線硬化樹脂が硬化収縮してしまい、型に基づいた所定の形状がえられない状態、すなわち、ひけという状態が発生するという課題があった。【解決手段】紫外線硬化樹脂を型に供給する供給ゲート部と、前記紫外線硬化樹脂を型に充填後、過剰な前記紫外線硬化樹脂をオーバーフローさせるフローゲート部と、前記供給ゲート部から供給された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで前記紫外線硬化樹脂を硬化させて所定の形状を形成する紫外線照射光源とを有しており、前記紫外線光源の発光部から発光される紫外線を被照射体に照射する際に、前記フローゲート部から前記供給ゲート部に向かって前記発光部を移動させ、前記フローゲート部と前記供給ゲート部の間にある前記紫外線硬化樹脂を硬化させる発光部移動制御部を有することを特徴とする紫外線照射光源を有するインプリント装置。【選択図】図１
2012016829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線硬化樹脂を型に供給する供給ゲート部と、
前記紫外線硬化樹脂を型に充填後、過剰な前記紫外線硬化樹脂をオーバーフローさせるフローゲート部と、
前記供給ゲート部から供給された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで前記紫外線硬化樹脂を硬化させて所定の形状を形成する紫外線照射光源と
を有するインプリント装置において、
前記紫外線光源の発光部から発光される紫外線を被照射体に照射する際に、
前記フローゲート部から前記供給ゲート部に向かって前記発光部を移動させ、前記フローゲート部と前記供給ゲート部の間にある前記紫外線硬化樹脂を硬化させる発光部移動制御部を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインプリント装置において、前記紫外線光源が複数あることを特徴とするインプリント装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインプリント装置において、複数の前記紫外線光源がＬＥＤであることを特徴とするインプリント装置。
【請求項４】
請求項３に記載のインプリント装置において、複数の前記ＬＥＤの発光部から発光される各紫外線の被照射エリアの端部が互いに重複するよう、前記ＬＥＤが配置されていることを特徴とするインプリント装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインプリント装置において、前記供給ゲート部は１箇所であり、かつ前記フローゲート部から前記供給ゲート部に向かって前記発光部を移動させることを特徴とするインプリント装置。
【請求項６】
請求項３に記載のインプリント装置において、複数の前記ＬＥＤが着脱可能とされていることを特徴とするインプリント装置。
【請求項７】
請求項３に記載のインプリント装置において、前記発光部移動制御部は、複数の前記ＬＥＤを順次点滅させることで前記発光部を移動させるよう制御することを特徴とするインプリント装置。
【請求項８】
請求項１に記載のインプリント装置において、前記発光部移動制御部は、前記紫外線光源を移動させることで前記発光部を移動させるよう制御することを特徴とするインプリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント装置に関し、特に、紫外線硬化樹脂を硬化させ成形体を形成することができるインプリント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のインプリント装置を示す図である。特許文献１には、透明なスタンパに形成した微細な凹凸パターンを、被成形素材としての紫外線硬化樹脂に押圧し、紫外線光源からの紫外光を前記紫外線硬化樹脂に照射して紫外線硬化を行うことにより、前記スタンパの微細な凹凸パターンを前記被成形素材に転写するインプリント装置の技術が記載されている。インプリント装置１０１は、被成形素材１０３としての紫外線硬化樹脂を上面に備えた基板１０５を載置自在のテーブル１０７を備えており、このテーブル１０７の上方には、テーブル１０７に対して相対的に上下動自在な昇降フレーム１０９が備えられている。前記昇降フレーム１０９には下側、すなわち前記テーブル１０７側に開口した中空室１１１が形成してあり、この中空室１１１の開口部すなわち下側には、透明な板状の型支持部材１１３が取付けてある。そして、この型支持部材１１３の下面には、微細な凹凸パターン１１５を下面に形成した透明なスタンパ（型）１１７が着脱交換可能に装着してある。前記型支持部材１１３及びスタンパ１１７を透過して前記被成形素材１０３へ紫外光を照射するために、紫外線照射手段１１９が備えられており、上記紫外線照射手段１１９は、円板状の支持プレート１２１の下面に、紫外線光源１２３として多数の紫外線ＬＥＤを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の紫外線硬化樹脂を硬化させ成形体を形成するインプリント装置１０１では、紫外線光源１２３として多数の紫外線ＬＥＤを備えており、紫外線硬化樹脂を硬化させる際、全ての紫外線ＬＥＤを同時に点燈させているが、紫外線硬化樹脂を硬化してえられる形状が複雑な場合、全ての紫外線ＬＥＤを同時に点燈させると、紫外線硬化樹脂が硬化収縮してしまい、型に基づいた所定の形状がえられない状態、すなわち、ひけという状態が発生するという課題があった。
【０００５】
本発明は、上述したひけという状態が発生するという課題を解決して、紫外線硬化樹脂を硬化させ成形体を形成できるインプリント装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインプリント装置は、紫外線硬化樹脂を型に供給する供給ゲート部と、前記紫外線硬化樹脂を型に充填後、過剰な前記紫外線硬化樹脂をオーバーフローさせるフローゲート部と、前記供給ゲート部から供給された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで前記紫外線硬化樹脂を硬化させて所定の形状を形成する紫外線照射光源とを有しており、前記紫外線光源の発光部から発光される紫外線を被照射体に照射する際に、前記フローゲート部から前記供給ゲート部に向かって前記発光部を移動させ、前記フローゲート部と前記供給ゲート部の間にある前記紫外線硬化樹脂を硬化させる発光部移動制御部を有することを特徴とするインプリント装置である。
【０００７】
本発明のインプリント装置は、前記紫外線光源の発光部から発光される紫外線を被照射体に照射する際に、前記フローゲート部から前記供給ゲート部に向かって前記発光部を移動させ、前記フローゲート部と前記供給ゲート部の間にある前記紫外線硬化樹脂を硬化させることにより、樹脂収縮による空間が型と紫外線硬化樹脂との間に発生しても、供給ゲート部から樹脂収縮による空間に紫外線硬化樹脂が順次供給されることにより紫外線硬化樹脂が型に基づいた所定の形状となるため、ひけという状態が発生しにくい。
【０００８】
また、本発明のインプリント装置は、前記紫外線光源が複数あることを特徴とするインプリント装置である。このため、フローゲート部が複数あったとしてもそれぞれのフローゲート部から同時に紫外線を照射できるようになるため、複数のフローゲート部から紫外線硬化樹脂を同時に硬化でき、供給ゲート部から樹脂収縮による複数の空間に紫外線硬化樹脂が適宜供給されることにより紫外線硬化樹脂が型に基づいた所定の形状となるため、それによりひけという状態がより発生しにくい制御が可能である。
【０００９】
また、本発明のインプリント装置は、複数の前記紫外線光源がＬＥＤであることを特徴とするインプリント装置である。このため、ＬＥＤは発熱が少ないので光源からの熱による紫外線硬化樹脂の供給ゲート側からの意図しない硬化が起こらないので、ひけという状態がより発生しにくい。さらに、高圧水銀ランプ等を使用した場合に比べ紫外線光源を小型化でき、冷却構造が不要となり、インプリント装置構成の単純化が可能となる。
【００１０】
また、本発明のインプリント装置は、複数の前記ＬＥＤの発光部から発光される各紫外線の被照射エリアの端部が互いに重複するよう、前記ＬＥＤが配置されていることを特徴とするインプリント装置である。このため、前記発光部を移動させたときに紫外線照射領域が連続となるように紫外線を照射でき、フローゲート部から供給ゲート部に向かって連続して確実に硬化されるため、ひけという状態がより発生しにくい。
【００１１】
また、本発明のインプリント装置は、前記供給ゲート部は１箇所であり、かつ前記フローゲート部から前記供給ゲート部に向かって前記発光部を移動させることを特徴とするインプリント装置である。このため、成形体を複数個取りしても、複数の成形体のそれぞれのフローゲート部から供給ゲート部に向かって連続して確実に紫外線硬化樹脂を硬化させることができるため、成形体のそれぞれでひけという状態が発生しにくい。
【００１２】
また、本発明のインプリント装置は、複数の前記ＬＥＤが着脱可能とされていることを特徴とするインプリント装置である。このため、被照射体の紫外線照射領域に対応したＬＥＤ配置が可能となり、紫外線照射不要な位置のＬＥＤを除去できる。さらに、ＬＥＤが故障した場合に故障箇所のＬＥＤのみ交換することで、装置性能を回復することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のインプリント装置は、前記発光部移動制御部は、複数の前記ＬＥＤを順次点滅させることで前記発光部を移動させるよう制御することを特徴とするインプリント装置である。このため、発光部から発光される光をミラーなどで被照射体の紫外線照射領域に照射する際の駆動機構が不要となるため、装置構成が単純となる。また光源の紫外線をスリット等で遮蔽せずに被照射体に照射することから、遮蔽板などの器具が不要となり、インプリント装置構成の単純化が可能となる。
【００１４】
さらに、光源からの紫外線を遮蔽せずに被照射体に照射するため、紫外線の使用効率が向上し、個々のＬＥＤの通電時間が短縮でき、発熱が少なくなり、光源からの熱による紫外線硬化樹脂の供給ゲート側からの意図しない硬化が起こらないので、ひけという状態がより発生しにくい。
【００１５】
また、本発明のインプリント装置は、前記発光部移動制御部は、前記紫外線光源を移動させることで前記発光部を移動させるよう制御することを特徴とするインプリント装置である。このため、光源が物理的に移動し所望の領域に紫外線を照射する機構を持つことにより、光源数を減らすことができ、光源からの熱による紫外線硬化樹脂の供給ゲート側からの意図しない硬化が起こらないので、ひけという状態がより発生しにくい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のインプリント装置により、樹脂収縮による空間が型と紫外線硬化樹脂との間に発生しても、供給ゲート部から樹脂収縮部に紫外線硬化樹脂が順次供給されるため、所定の形状の紫外線硬化樹脂の成形体を確実に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態のインプリント装置を示す図である。
【図２】第１の実施形態のインプリント装置での紫外線硬化樹脂を注入する工程を示す図である。
【図３】第１の実施形態のインプリント装置での１回目の紫外線照射工程を示す図である。
【図４】第１の実施形態のインプリント装置での樹脂の注入工程を示す図である。
【図５】第１の実施形態のインプリント装置での２回目の紫外線照射工程を示す図である。
【図６】第１の実施形態のインプリント装置の光源を示す図である。
【図７】従来のインプリント装置を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態の例について図を参照しながら詳細に説明をする。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのインプリント装置を示す図である。図２ないし図５は、本発明の第１の実施形態を説明するためのインプリント装置で成形体を成形する工程を示す図である。図６は、本発明の第１の実施形態を説明するためのインプリント装置の光源を示す図である。
【００２０】
図１は、本発明のインプリント装置を示す概略図である。図１に示されるように、インプリント装置１は、テーブル１３上に設置された複数の支柱２０に沿って、昇降する昇降フレーム９が設けられている。テーブル１３には、型１７および型１７と協働し、キャビティ８を形成する基板６を設置することができる。キャビティ８は複数設けられている。キャビティ８には、紫外線硬化樹脂を注入するための供給ゲート部２が１箇所設けられ、１箇所の供給ゲート部２と複数のキャビティ８が連通されている。また複数のキャビティ８には、紫外線硬化樹脂を注入後、紫外線硬化樹脂をオーバーフローさせるフローゲート部７がそれぞれ設けられている。尚、本実施形態では、キャビティ８が複数設けられている場合を例示したが、キャビティ８は１個であってもかまわない。本発明では、型１７と協働し、キャビティ８を形成する部材として、透明なフィルムであるシクロオレフィンポリマーを用いた基板６の場合を例示するが、型１７と協働し、キャビティ８を形成する部材は、これに限られるものではなく、石英などの紫外線を透過する誘電体材料を用いた型であってもかまわない。一方、昇降フレーム９には、紫外線硬化樹脂を供給ゲート部２に注入するためのシリンジ５と、紫外線照射光源２３であるＬＥＤが複数配置された支持プレート２１が設けられている。紫外線照射光源２３は、発光部移動制御部２５により、ＬＥＤの点燈順番が制御される。尚、本実施形態では、供給ゲート部２が１箇所設けられた場合を例示したが、複数個設けられていてもかまわない。
【００２１】
図２ないし図５は、本発明のインプリント装置で成形体を成形する工程を示す図である。図２は、本実施形態に係る紫外線硬化樹脂を注入する工程を示す図である。図２に示されるように、昇降フレーム９に設置されたシリンジ５と供給ゲート部２が接続されるように、昇降フレーム９は下降する。シリンジ５から紫外線硬化樹脂３が供給され、紫外線硬化樹脂３は、供給ゲート部２を通り、キャビティ８内に充填され、全てのフローゲート部７に達するまで、紫外線硬化樹脂３は注入される。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る１回目の紫外線照射工程を示す図である。図３に示されるように、フローゲート部７に最も近い紫外線照射光源２３の一部であるＬＥＤが点燈する。このことにより、ＬＥＤによって紫外線が照射された紫外線硬化樹脂３の一部である紫外線照射部１２が硬化する。紫外線照射部１２が硬化後には、ＬＥＤの点燈を止める。ＬＥＤの点燈および消燈は、発光部移動制御部２５により制御される。紫外線照射部１２は、紫外線照射によって硬化収縮し、キャビティ８内の供給ゲート部２近傍には、ひけ１０といわれる空間が発生する。
【００２３】
図４は、本実施形態に係る収縮による空間への樹脂の注入工程を示す図である。図４に示されるように、ひけ１０が発生した部分にシリンジ５から紫外線硬化樹脂３を追加供給する。
【００２４】
図５は、本実施形態に係る２回目の紫外線照射工程を示す図である。図５に示されるように、１回目の紫外線照射工程において、点燈したＬＥＤに隣接したＬＥＤが点燈することにより、紫外線硬化樹脂３の一部である紫外線照射部１４が硬化する。尚、隣接したＬＥＤは、それぞれのＬＥＤの発光部から発光される各紫外線の被照射エリアの端部が互いに重複するよう、配置されている。紫外線照射部１４が硬化後には、ＬＥＤの点燈を止める。紫外線照射部１４は、紫外線照射によって硬化収縮し、キャビティ８内の供給ゲート部２近傍には、図３に示される１回目の紫外線照射工程と同様に、ひけ１０といわれる空間が発生する。
【００２５】
２回目の紫外線照射工程以降は、図示はしないが、図４に示される収縮による空間への樹脂の注入工程と、紫外線照射工程を繰り返す。尚、紫外線照射工程おける紫外線照射する時のＬＥＤは、発光部移動制御部２５により、順次フローゲート部７から供給ゲート部２に向けて点燈させる。このことによって、供給ゲート部から樹脂収縮部に紫外線硬化樹脂が順次供給され、最終的には、ひけ１０といわれる空間が紫外線硬化樹脂３により、埋められるため、ひけ１０のない所定の形状の紫外線硬化樹脂の成形体を確実に製造できる。尚、本実施形態では、樹脂の注入工程と、紫外線照射工程の繰り返しを段階的に行う場合を例示したが、連続的に行っても効果は同様にえられる。また本発明では、光源からの紫外線を遮蔽することなく、所望の部位の被照射体に紫外線を照射できるため、紫外線の使用効率が向上し、個々のＬＥＤの通電時間が短縮でき、発熱が少なくなり、光源からの熱による紫外線硬化樹脂３の供給ゲート部２側からの意図しない硬化が起こらないので、ひけの発生をより確実に防止できる。さらに、発光部から発光される光をミラーなどで被照射体の紫外線照射領域に照射する際の駆動機構が不要となるため、装置構成が単純となる。また光源の紫外線をスリット等で遮蔽せずに被照射体に照射することから、遮蔽板などの器具が不要となり、インプリント装置構成の単純化が可能となる。
【００２６】
図６は、本発明のインプリント装置の光源を示す図である。図６に示されるように、支持プレート２１の上には、紫外線照射光源２３であるＬＥＤが、アレイ状に並べられて、配置されている。本発明では、紫外線照射光源２３のＬＥＤの内、キャビティ８だけを紫外線照射するエリア１８に対応するＬＥＤを順次点燈させており、本実施形態では、図示はしないが、紫外線照射するエリア１８以外のＬＥＤは無くともよい。さらに本発明のＬＥＤアレイ２７は、ＬＥＤ単体の脱着が可能で、成形時のキャビティ８の形状に合わせた
部位だけにＬＥＤを装着することが可能であり、複雑なキャビティ８の形状にも対応可能である。また、ＬＥＤが故障した場合に故障箇所のＬＥＤのみ交換することで、装置性能を回復することが可能となる。
【００２７】
また本実施形態では、紫外線照射光源２３であるＬＥＤが、アレイ状に並べられて、順次フローゲート部７から供給ゲート部２に向けてＬＥＤを点燈させる場合を例示したが、光源移動機構を設け、発光部移動制御部２５で、フローゲート部７から供給ゲート部２に向けて直接ＬＥＤを移動制御することでも、本発明の効果をえることができる。このことにより、光源が物理的に移動し所望の領域に紫外線を照射する機構を持つことになり、光源数を減らすことができ、光源からの熱による紫外線硬化樹脂の供給ゲート側からの意図しない硬化が起こらないので、ひけという状態がより発生しにくい。
【符号の説明】
【００２８】
１  インプリント装置
２  供給ゲート部
３  紫外線硬化樹脂
５  シリンジ
６  基板
７  フローゲート部
８  キャビティ
９  昇降フレーム
１０  ひけ
１２、１４  紫外線照射部
１３  テーブル
１７  型
１８  紫外線照射するエリア
２０  支柱
２１  支持プレート
２３  紫外線照射光源
２５  発光部移動制御部
２７  ＬＥＤアレイ
【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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