(57)【要約】【課題】切断端面に導光板としての優れた光の性能が得られる打ち抜き加工装置を提供する。【解決手段】熱可塑性を有する有機ガラスの基材から得られる導光板を加工対象として、一方側の切り刃３と他方側の受け刃４との間に前記基材Ｗを挟んで該切り刃３と受け刃４の刃先３ａ、４ａ間を狭めてプレス切断する打ち抜き加工装置であって、前記切り刃３は基材Ｗの板面に対して加工製品側は垂直且つ除去側は鋭角のレ字型に形成し、前記受け刃４は基材Ｗの板面に対して平行且つ平坦状の刃先４ａを有した台形状に形成し、前記切り刃３及び受け刃４を前記基材Ｗの軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の温度域に温度制御部７で制御して加熱可能としたヒータ５ｂ、６ｂを切り刃３及び受け刃４の刃固定部に備え、切り刃及び受け刃にはそれぞれ切断の進行、停止、後退及び進行速度を制御する刃先進行制御部を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性を有する有機ガラスの基材から得られる導光板を加工対象として、一方側の切り刃と他方側の受け刃との間に前記基材を挟んで該切り刃と受け刃の刃先間を狭めてプレス切断する打ち抜き加工装置であって、前記切り刃は基材の板面に対して加工製品側は垂直且つ除去側は鋭角のレ字型に形成し、前記受け刃は基材の板面に対して平行且つ平坦状の刃先を有した台形状に形成し、前記切り刃及び受け刃を前記基材の軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の温度域に加熱可能としたヒータを前記切り刃及び受け刃の刃固定部に備えたことを特徴とする導光板の打ち抜き加工装置。
【請求項２】
切り刃及び受け刃にはそれぞれ切断の進行、停止、後退及び進行速度を制御する刃先進行制御部を備えて成り、前記刃先進行制御部の制御で、加工に際して両刃先が基材の表面に接触したら、基材の表層部の刃先近接部分が軟化するまで一旦停止してから切断を進行可能としたことを特徴とする請求項１に記載の導光板の打ち抜き加工装置。
【請求項３】
ヒータの切り刃及び受け刃の各刃先の温度をそれぞれ加熱制御可能とする温度制御部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板の打ち抜き加工装置。
【請求項４】
切り刃の刃先の加工製品側部分の先端部を５〜９μｍの丸面に形成したことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の導光板の打ち抜き加工装置。
【請求項５】
受け刃の刃先の平坦部分の幅を０．０３〜０．１ｍｍに形成したことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載の導光板の打ち抜き加工装置。
【請求項６】
上記請求項１から５のうちいずれかに記載の導光板の打ち抜き加工装置を使用した打ち抜き加工方法であって、
予め切り刃の刃先を導光板の有機ガラスの基材の軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の温度域にヒータで加熱調整しておく刃先加熱調整工程と、
基材を受け刃の上部の設定された位置にセットする基材投入工程と、
切り刃を基材板面に接触するまで進行させる刃先進行開始工程と、
切り刃が基材の板面に接触後、切り刃の進行を一旦端停止させ、その停止中に前記基材の表層部の刃先近接部分を最適な温度にまで軟化させる基材軟化待機工程と、
切り刃で良好な切断面が得られる適正な速度に制御して切断進行させ、切り刃と受け刃とが近接したら切断完了設定位置で切り刃の進行を停止させる基材せん断工程と、
切り刃を高速で後退させる刃先後退工程と、
切断された導光板を受け刃の上から取り出す製品取出し工程と、
前記製品取出し工程から前記投入工程に戻り、それ以降の工程を何度も繰り返して行う繰返し工程と、
から成り、高性能な導光板を効率良く得られるようにしたことを特徴とする導光板の打ち抜き加工方法。
【請求項７】
有機ガラスの基材にアクリル樹脂を用いたことを特徴とする請求項６に記載の導光板の打ち抜き加工方法。
【請求項８】
基材軟化待機工程において、切り刃と受け刃の刃先が基材の板面に接触しときに０．２〜３秒の停止時間を設定したことを特徴とする請求項６又は７に記載の導光板の打ち抜き加工方法。
【請求項９】
刃先加熱調整工程において、切り刃と受け刃の刃先温度を６０〜１１０℃の範囲内としたことを特徴とする請求項７から８のうちいずれか１項に記載の導光板の打ち抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器の発光表示部などに使用される導光板のプレスによる打ち抜き加工装置及びその加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
目視情報を液晶表示する携帯電話やパソコンなどの電子機器の発光表示部などでは、導光板の端面にＬＥＤなどの光源を配して、基材内に光を導き入れて板面に形成した反射ドットなどの乱反射加工部で文字や図形などを光表示することが実施されている。
前記導光板には、ポリメタクリル酸メチル樹脂（以下アクリル樹脂と呼ぶ）やポリカーボネート樹脂などの硬質で高い光透過率を有する有機ガラス製の薄板が電子機器に組み込に可能な所望形状に切断加工して用いられている。
このような導光板の加工において、加工して得られる導光板の端面には表示部分に高い輝度が得られる光の入射性能が要求される。
従来その切断加工においては、破断や亀裂などの発生をさせずに切断端面が均一に加工できるルーター加工が実施されているが、ルーター加工ではワークの周囲に沿って刃を移動させて切断するものなので時間かかかるという難点があった。
【０００３】
これに対して、プレス機による抜き加工は、型刃で一瞬にワークを切断するため、ルーター加工よりも極めて短時間で加工できる点で大量生産や低コスト化に適しているものの、アクリル樹脂などの導光板が硬質であるために切断部から板面に亀裂が生じて良質な製品を得ることができず、たとえ亀裂なく切断することができても切断端面には破断による凹凸が発生するため、導光板としての十分な光に関する性能が得られないという問題があった。このためこれまでは導光板の切断加工においてプレスによる加工は実施されていない。
【０００４】
一方、樹脂製カードのプレスによる打ち抜き加工の分野では、樹脂製カード用基材の上下に基材押え用ガイドを備えることで抜き加工でのバリやうねりがない安定した品質の製品を得ようとした下記特許文献１に記載の発明の提案がなされている。
しかしながら、これを導光板の製造に使用したとしても、導光板は基材が薄くて硬質であるため、板厚が約０．６ｍｍ以上では亀裂が発生し、板厚が０．６ｍｍ未満では亀裂の発生は少なくなるが切断面に破断現象が起こり、また亀裂や破断なく切断できた場合であっても板厚中央部に筋状の破断線が発生するのを防ぐことができず、このため切断端面に導光板としての光性能を得ることはできないのでこの特許文献１に記載の発明を導光板の製造に使用することはできない。
【０００５】
また、プラスチック製レンズの製造分野では、射出形成後に行われる樹脂製品のゲート部分の切断加工について、下記特許文献２には、ランナー部分の切断の際に切断刃を加熱して微細な切り屑の発生を抑えてレンズ製品に切り屑が付着するのを防止する装置の提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０５５９７号公報
【特許文献２】特開２００５−４７００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載の切断刃を加熱してプレス切断する技術を導光板の製造に用いようとしても、亀裂や切断端面の破断発生に関しては解消可能とはなるものの、切断刃を１２０〜１６０℃と高温に加熱するために、その高熱により薄いアクリル樹脂板の湾曲変形を誘発し、アクリル樹脂板の発光表示面の高い平面性と安定性が要求される導光板を得ることが困難となる。このため特許文献２に記載の技術を導光板の製造に使用することはできない。
【０００８】
そこで本発明は、アクリル樹脂などの有機ガラス製導光板のプレスによる打ち抜き加工において、その基材から高い平面性を維持しつつ切断端面に導光板としての優れた光の性能が得られる打ち抜き加工装置及びその加工方法を提供し、従来のルーター加工による方法よりも極めて短時間で高品質な導光板を製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の導光板の打ち抜き加工装置における請求項１に記載の発明にあっては、熱可塑性を有する有機ガラスの基材から得られる導光板を加工対象として、一方側の切り刃と他方側の受け刃との間に前記基材を挟んで該切り刃と受け刃の刃先間を狭めてプレス切断する打ち抜き加工装置であって、前記切り刃は基材の板面に対して加工製品側は垂直且つ除去側は鋭角のレ字型に形成し、前記受け刃は基材の板面に対して平行且つ平坦状の刃先を有した台形状に形成し、前記切り刃及び受け刃を前記基材の軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の温度域に加熱可能としたヒータを前記切り刃及び受け刃の刃固定部に備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明にあっては、上記発明において、前記切り刃及び受け刃にはそれぞれ切断の進行、停止、後退及び進行速度を制御する刃先進行制御部を備えて成り、前記刃先進行制御部の制御で、加工に際して両刃先が基材の表面に接触したら、基材の表層部の刃先近接部分が軟化するまで一旦停止してから切断を進行可能としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明にあっては、上記発明において、前記ヒータの切り刃及び受け刃の各刃先の温度をそれぞれ加熱制御可能とする温度制御部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明にあっては、上記発明において、前記切り刃の刃先の加工製品側部分の先端部を５〜９μｍの丸面に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明にあっては、上記発明において、前記受け刃の刃先の平坦部分の幅を０．０３〜０．１ｍｍに形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明にあっては、上記請求項１から５に記載の導光板の打ち抜き加工装置を使用した打ち抜き加工方法であって、
予め切り刃の刃先を導光板の有機ガラスの基材の軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の温度域にヒータで加熱調整しておく刃先加熱調整工程と、
基材を受け刃の上部の設定された位置にセットする基材投入工程と、
切り刃を基材板面に接触するまで進行させる刃先進行開始工程と、
切り刃が基材の板面に接触後、切り刃の進行を一旦端停止させ、その停止中に前記基材の表層部の刃先近接部分を最適な温度にまで軟化させる基材軟化待機工程と、
切り刃で良好な切断面が得られる適正な速度に制御して切断進行させ、切り刃と受け刃とが近接したら切断完了設定位置で切り刃の進行を停止させる基材せん断工程と、
切り刃を高速で後退させる刃先後退工程と、
切断された導光板を受け刃の上から取り出す製品取出し工程と、
前記製品取出し工程から前記投入工程に戻り、それ以降の工程を何度も繰り返して行う繰返し工程と、
から成り、高性能な導光板を効率良く得られるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明にあっては、上記方法の発明において、前記有機ガラスの基材にアクリル樹脂を用いたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明にあっては、上記方法の発明において、前記基材軟化待機工程において、切り刃と受け刃の刃先が基材の板面に接触しときに０．２〜３秒の停止時間を設定したことを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明にあっては、上記方法の発明において、前記刃先加熱調整工程において、切り刃と受け刃の刃先温度を６０〜１１０℃の範囲内としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は導光板の原材料の熱可塑性を有する有機ガラス製基材をプレスによって打ち抜き加工する装置が、一方側の鋭角のレ字型に形成した切り刃と他方側の平坦状の受け刃を備え、且つ前記切り刃及び受け刃はヒータで基材の軟化温度に加熱可能となっており、この装置を用いて切断加工する際に、前記基材の切断部分の表面を切り刃及び受け刃の刃先で加熱して基材を軟化させることで、切断中の基材の破断を防止するとともに前記切り刃と受け刃の先端形状による鋭利性の違いと加熱温度の差による軟化度の違いにより前記切り刃と受け刃の異なったせん断抵抗を生じさせ、そのせん断抵抗の違いから切り刃を優先的に切断進行させて、基材の分離痕を前記受け刃側の基材表層部の刃先近接部分部に発生させ、その結果、加工された基材の切断端面に導光板として高い輝度を発現可能な高い光性能を有する端面を形成させることが可能となる。
その際に、前記受け刃は基材表面がポリエチレンや塩化ビニル製の軟質な保護フィルムが被覆されていても、それらは平坦な刃先に加えられた熱で容易に切断されるので、加工の障害にはならず、また導光板の光性能の低下も生じない。
【００１９】
前記基材にアクリル樹脂を用いた場合では、刃先が前記基材に食い込む前に基材の表面に０．２〜３秒の設定された停止時間だけ６０〜１１０℃の範囲内に加熱させた刃先を接触させて局部的に軟化させることで切断中の基材の破断を防止することが可能となる。
さらに、該切り刃の切断速度は前記刃先進行制御部の制御によって基材の軟化に要する時間に合わせるよう調整可能であるので、該切り刃のよる硬質な基材の破断を生じさせないように抑制しつつ継続的に正常な切断加工を行うことが可能となる。
【００２０】
上記の如き本発明は、基材は切り刃と受け刃を介して局部的には加熱されることはあっても、前記有機ガラスの基材にアクリル樹脂を使用した場合では、切り刃と受け刃の刃先温度を６０〜１１０℃の範囲内とすることで基材全体の温度が大きく上昇することがなく、基材が軟化されても溶融までは発生せず、また基材の板面が熱により変形を起こしたり、熱膨張により寸法変化を生じることのない安定した製品を得ることが可能となる。
【００２１】
その打ち抜き加工はルーター加工よりも極めて短時間に行うことができるので生産効率を格段に向上させることが可能となる。
【００２２】
そして、上記打ち抜き加工装置によって、刃先加熱調整工程、基材投入工程、刃先進行開始工程、基材軟化待機工程、基材せん断工程、刃先後退工程、製品取出し工程及び繰返し工程の各工程を手順通り行うことが可能となり、その結果、高性能な導光板を打ち抜き加工で得ることが可能となる。
【００２３】
その際、刃先進行制御部を設けることで前記切り刃及び受け刃の切断の進行、停止、後退及び進行速度を制御し、温度制御部を設けることで切り刃と受け刃の刃先の温度を６０〜１１０℃の範囲内で制御することが可能となり、さらに前記受け刃の刃先の平坦部分の幅を０．０３〜０．１ｍｍに形成すると、アクリル樹脂板に対して前記切り刃の先端形状と異なる軟化度及び異なるせん断抵抗が生じ、その違いから切り刃を優先的に切断進行させて、基材の分離痕を前記受け刃側の基材表層部の刃先近接部分部に発生させ、高い輝度を発現可能な優れた光性能を有する切断端面に基材を加工することが可能となる。
【００２４】
また、切り刃の刃先を５〜９μｍの丸面に形成した場合では、切断端面に全体にほぼ均一な細かい凹凸を形成することが可能となり、この端面から入射させた光性能は単に端面を鏡のように平滑に形成した場合との比較やルーター加工によるものと比較をしても、よりすぐれた高輝度を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の導光板の打ち抜き加工装置の抜き金型部分の要部を示す縦断側面図である。
【図２】基材投入工程を示す縦断側面図である。
【図３】基材軟化待機工程を示す縦断側面図である。
【図４】せん断途中の基材切断工程を示す縦断側面図である。
【図５】せん断終了の基材切断工程を示す縦断側面図である。
【図６】刃先後退工程を示す縦断側面図である。
【図７】取出し後の基材の繋がった状態を示す縦断側面図である。
【図８】取出し後の導光板が分離した状態を示す縦断側面図である。
【図９】基材軟化待機工程を示す刃先周囲の要部の拡大した縦断側面図である。
【図１０】せん断終了の基材切断工程における刃先周囲の要部の拡大縦断側面図である。
【図１１】刃先後退工程を示す刃先周囲の要部の拡大した縦断側面図である。
【図１２】取出し後の基材の繋がった状態を示す拡大した縦断側面図である。
【図１３】取出し後の導光板が分離した状態を示す拡大した縦断側面図である。
【図１４】切り刃の鋭利な刃先の縦断側面図である。
【図１５】切り刃の丸面状刃先の縦断側面図である。
【図１６】本発明で得られた切り刃の鋭利な刃先で加工した導光板のせん断端面の写真図である。
【図１７】本発明で得られた切り刃の丸面状の刃先で加工した導光板のせん断端面の写真図である。
【図１８】図１７の拡大写真図である。
【図１９】従来のルーター加工によって得られた導光板の加工面の写真図である。
【図２０】本発明の導光板の打ち抜き加工工程を示すフロー図である
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の導光板の打ち抜き加工装置及びその加工方法を実施するための形態について、先に打ち抜き加工装置から説明する。
【００２７】
本発明の打ち抜き加工装置は、サーボモータ等を駆動源として切断部分の前進、後退、停止及び速度の制御を可能とするプレス機に、図１に示すように、導光板の形状に応じた形状に形成した上側の切り刃３と下側の受け刃４を備えた金型１、２が装着され、製品原料の基材Ｗである有機ガラス製の薄板を前記金型１、２内に投入してせん断による打ち抜き加工を行い、携帯電話やパソコンなどの電子機器の発光表示部など使用する導光板を得る装置である。
【００２８】
加工対象の前記基材Ｗは、ポリメタクリル酸メチル樹脂板（以下アクリル板と呼ぶ）やポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂である有機ガラスの薄板であり、例えば前記アクリル板は硬質で透明度が高くこのため導光板として一般的に使用され、８０〜１００℃程度で軟化変形し始め、ガラス点移転は約１１０℃でそれ以上の温度で液体化する性質がある。
本発明では前記基材Ｗ単独の場合だけではなく、その基材表面に該有機ガラスよりも低温で溶融可能な保護用シートや保護フィルムを張ったものも加工対象とするものである。
【００２９】
本発明の打ち抜き加工装置は、図１に示すように、前記切り刃３及び受け刃４を備えた上下の金型１、２間に基材Ｗをセット可能とする周辺の各種補助機構を備え、上側の切り刃３と下側の受け刃４の移動、停止及び速度の制御を可能とする駆動機構及び刃先進行制御部７を備えたプレス機であるが、該プレス機本体や刃先以外の金型１、２の刃金型固定部Ａなどは通常使用されている既知の構造なので、以下の装置を示す各図では基材Ｗの切断加工部の要部を示し、その他の部分は省略して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の打ち抜き加工装置における打ち抜き加工部の要部を示し、該図１に示すように、前記有機ガラス製薄板の基材Ｗの上側には、製品側が垂直面で、除去側が傾斜面であるレ字形をあいた刃先３ａを形成した切り刃３を取り付けた金型１、２を前記上側の刃金型固定部Ａに装着する。
また、基材Ｗの下側には該基材Ｗの板面に対して平行面となる平坦状の刃先４ａを備えた台形状の受け刃４を備えた金型２を下側の前記刃金型固定部Ａに装着する。
そして、前記金型１、２には前記刃先４ａ、４ｂの温度を感知するための熱電対５ａ、６ａと電気で発熱させるヒータ５ｂ、６ｂが埋め込まれ、該熱電対５ａ、６ａとヒータ５ｂ、６ｂのそれぞれの電気回路には温度制御部５ｃ、６ｃが接続されて、前記切り刃３及び受け刃４を異なる温度に調整加熱して温度を制御可能とする。
本発明では、前記上下の刃金型固定部Ａの一方又は両方を上下方向に移動操作して切り刃３と受け刃４との間を狭めることで基材Ｗを切断するものであるが、以下前記上側の刃金型固定部Ａのみを上下方向に移動操作する場合で説明する。
【００３１】
まず、前記切り刃３と受け刃４についてより詳細に説明する。
前記切り刃３は、図１に示すように、ストレートの基部の先を楔状のレ字型に形成し、図４に示すように、加工製品側は垂直面であるが除去側は該垂直面に対して２５度〜４０度の傾斜を有するものを使用する。
そして、その鋭角に形成した先端の刃先３ａの形状は、図１４に示すように、尖った形状の刃先３ａと、図１５に示すように、５〜９μｍの半径の丸面に形成した形状の刃先３ａとが使用でき、製品として要求される用途により選択して使用する。
特に、図１５に示す先端を８μｍの半径の丸面に形成した切り刃３では、尖った形状に形成されたものに比べ面粗度は粗くなるが入光性能が向上する。
【００３２】
前記切り刃３と対向する前記受け刃４は、全体が台形を成し、その先端の刃先４ａは基材Ｗの板面に対して平行面となる平坦状に形成し、アクリル樹脂の基材にはその平坦状部分の幅は数０．０３ｍｍから０．２ｍｍに形成したもの使用する。
該受け刃４の基部については、強度や加熱温度の伝播などを勘案して、図１に示すように、基部をストレートにし、その先部分を概ね台形状や、全体を各種山形状などの形成することができる。
【００３３】
次に、金型１、２のヒータ５ｂ、６ｂによる加熱について説明する。
図１に示すように、上の金型１の温調制御部５ｃには熱電対５ａと発熱するヒータ５ｂが接続され、また下の金型２の温度制御部６ｃには熱電対６ａと発熱するヒータ６ｂが接続されており、上の金型１と下の金型２は個々に加熱制御できるようにし、前記切り刃３及び受け刃４との温度を異なる温度で加熱制御を可能とする。
アクリル樹脂板を加工する場合では、上側の切り刃は概ね高めの８０〜１２０℃に、また下側の受け刃４は概ね６０〜７０℃に設定する。上側の切り刃の設定温度に幅があるのは刃先の形状や品質及びアクリル板の表面硬度により温度を調節する必要があるためである。
その温度の調節は熱電対５ａ、５ｂで各刃の温度を確認しつつ、設定温度を越えたらオフにして加熱を停止し、設定温度より低くなったらオンにして加熱することで、常に一定の温度域に温度を上げ下げして行うことが可能となる。
【００３４】
次に、使用するプレス機について詳しく説明する。
図１に示すように、上の刃金型固定部Ａに前記切り刃３の金型１が固定され、前記刃金型固定部Ａがプレス機のプレススライド面に支持されており、該プレススライド面が上下に動くことにより上の切り刃３の金型１が上下方向に移動する。
該プレススライド面の上下駆動はサーボモータが動力源となっており。そのサーボモータを刃先進行制御部（図省略）で制御することにより、切り刃３の任意の正確な位置での停止と、昇降移動速度の微細な調整が可能となる。
またプレス機は切断荷重を受けるとフレームに伸びが発生し、停止位置が変化してしまうが、本発明の加工では切り刃３の刃先３ａと受け刃４の刃先４ａとが接触手前まで接近するので、停止位置が大変重要であり、フレームに伸びが発生しても停止位置が変化しないようサーボモータの制御には、高精度のＮＣ工作機械等に使われているスケールフィードバック機構を用いて正確な位置停止の補正を行う必要がある。
【００３５】
そして、図９に示すように、せん断加工に際しては、前記切り刃３と受け刃４の刃先３ａ、４ａが基材Ｗの上下の表面８、９に接触したら、その基材Ｗの上下表層部の刃先近接部分部８ａ、９ａが両刃３、４の接触で軟化するまで、前記切り刃３の進行は一旦停止し、基材Ｗの刃接触部分が局部的に設定温度以上になったら前記切り刃３の切断を進行して基材Ｗを抜き加工する。
この際の前記切り刃３の移動速度、停止位置、停止時間の設定はアクリルの厚みや表面硬度及び保護フィルムでの被覆の有無により異なるので任意に設定できる必要がある。
なお、前記基材Ｗのセットやその基材Ｗの抜き加工後の製品及び端材の取り出しは、人が行うことと、ロボットアームによって行うこととのどちらでも可能である。
【００３６】
以上、本発明の打ち抜き加工装置について説明をしたが、その打ち抜き加工装置を使用して行う打ち抜き加工方法について次に説明する。
本発明の打ち抜き加工方法は、図２０に示すように、次ぎの（ａ）〜（ｈ）の工程順で行われる。
（ａ）刃先加熱調整工程
予め切り刃の刃先を良好な断面品質を得られる温度になるよう、有機ガラスの基材の軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の温度域にヒータで加熱調整しておく。
（ｂ）基材投入工程
基材を受け刃の上部の設定された位置にセットする。
（ｃ）刃先進行開始工程
切り刃を基材板面に接触するまで進行させる。
（ｄ）基材軟化待機工程
切り刃が基材の板面に接触後、切り刃の進行を一旦端停止させ、その停止中に前記基材の表層部の刃先近接部分を最適な温度にまで軟化させる。
（ｅ）基材せん断工程
切り刃で良好な切断面が得られる適正な速度に制御して切断進行させ、切り刃と受け刃とが近接したら切断完了設定位置で切り刃の進行を停止させる。
（ｆ）刃先後退工程
切り刃を高速で後退させる。
（ｇ）製品取り出し工程
切断された導光板を受け刃の上から取り出す。
（ｈ）繰返し工程
前記製品取出し工程から前記投入工程に戻り、それ以降の工程を何度も繰り返して行う。
そして、以上の（ａ）〜（ｈ）の工程により高性能な導光板を大量に生産し効率良く得ることが可能となる。
【００３７】
上記各工程について上記装置の図を基にさらに詳しく説明する。
先ず、前記（ａ）刃先加熱調整工程では、以下の打ち抜き加工の工程に先立って、基材Ｗをセットする前に、予め切り刃３と受け刃４の各刃先３ａ、４ａを導光板の基材の軟化温度以上且つ基材が固体から液体に変化する温度以下の良好な切断面を得られる温度に個別にヒータ５ｂ、６ｂで加熱調整しておく。
基材がアクリル樹脂の場合、その板の材質は軟化温度が６０〜１２０℃であるが、本発明では上側の切り刃３は先端部分が狭く形成されているため熱の伝達速度が小さいので概ね高めの８０〜１２０℃に、また下側の台形の受け刃４は概ね６０〜７０℃に差を付けて設定し、その設定した温度に前記温度制御部５ｃ、６ｃで制御して加熱する。
前記切り刃３の温度は刃先３ａの形状や品質及びアクリル板の表面硬度によりせん断具合を調節するため設定温度を広く選択して対応できるようにする。
なお、基材Ｗが上記アクリル板の場合、温度が６０℃以下であると基材に軟化が起こらないので切断面に破断が起こるので好ましくなく、また１２０℃以上であると接触部分に溶融が始まり、基材板面波打ち変形が起こり易くなるので好ましくない。
【００３８】
次に、前記（ｂ）基材投入工程では、図２に示すように、前記基材Ｗを受け刃４の上に基材Ｗをセットするが、このセット位置は予め設計された位置に正確にセットする。このセット位置は、ドットパターン等の前加工が施されている基材でも効果的な輝度がドットパターンに得られるように加工形状が予め設計さるので、その設計通りに加工できる位置に基材を正確にセットする。基材のセット位置決め方法はプレス加工における既知の方法となるので説明は省略する。
【００３９】
次に、前記（ｃ）刃先進行開始工程では、前記刃先進行制御部でプレス機の制御装置に設定した刃先進行条件で、前記切り刃３及び受け刃４の刃先３ａ、４ａを基材Ｗの上下の表面８，９に接触させるまで上側の切り刃３を進行させる。
このとき、基材投入工程での前記基材Ｗのセットは、図２に示すように、前記基材Ｗが受け刃４の刃先４ａに乗って接触状態となるので、受け刃の設定温度が７０℃以上の場合は基材を浮かせておくリフトピン（図省略）を金型２に設けると基材Ｗが金型２から離れるので金型２の熱が基材Ｗまで殆ど届かず、基材の熱による変形を防ぐことができる。
この工程では、図３に示すように、前記切り刃３が該基材Ｗに表面に接触するまでは、生産効率を上げるためと熱による基材板面の反りなどの変形が防げるために、プレス機の持っている最大の速度で降下させると良い。
【００４０】
次に、前記（ｄ）基材軟化待機工程では、図３に示すように、前記切り刃３が基材の表面に接触後、対向する受け刃４との間に基材Ｗを接触状態で挟んで前記切り刃３の進行を一旦端停止させる。
そして、前記切り刃３が停止中の基材の表面８，９に前記切り刃３と受け刃４の刃先３ａ、４ａを接触させたままで前記基材の表層部の刃先近接部分８ａ、９ａを前記刃先３ａ、４ａの熱で最適な温度にまで軟化させる。図９では刃先近接部分８ａ、９ａの軟化された部分を黒く表示している。
前記刃先近接部分８ａ、９ａを軟化するのに必要な前記切り刃３の待機時間は基材Ｗの板厚や硬度により異なるが、０．２ｍｍ厚さの一般的なアクリル板では約０．４秒、０．４ｍｍのアクリル板では約１秒が適した停止時間である。このように、前記切り刃３の進行の停止時間は基材Ｗの種類や厚さ、硬度を考慮して最良の時間の設定を行うこととする。
しかし、停止時間が長過ぎると軟化が進み過ぎて、切断加工後の基材８ａ、９ａ部分にダレが発生するおそれがあるので好ましくない。また停止時間が短過ぎる軟化が不十分となって切断端面の異常な破断が生じるおそれがあるので好ましくない。
なお、切り刃３が該基材Ｗに表面に接触するまでは、生産効率を上げる為にプレス機の持っている最大の速度で降下させると良い。
【００４１】
次に、前記（ｅ）基材せん断工程では、図４に示すように、基材Ｗの表層部の刃先近接部分８ａ、９ａの局部的に基材Ｗが軟化した部分から基材Ｗの内部に切り刃３の刃先３ａを侵入させ、基材の切断を開始すると前記切り刃３の刃先３ａは、図４に示すように、降下移動しつつ継続的なせん断加工が進む。
このとき刃先３ａの切断進行速度は良好な切断面が得られる適正な速度（軟化は促進するが溶解しない速度）に前記刃先進行制御部で制御するが、切り刃３の刃先３ａは継続的にせん断加工を行いながら降下進行する。
また、このとき下側の受け刃４は対向面が僅かに平坦部を有しているのでせん断抵抗が高く、基材Ｗは表層部の刃先近接部分９ａが刃先４ａの温度を受けて軟化しているので、図１０に示すように、平坦な刃先４ａは基材Ｗに極僅かに陥没状態になって食い込む。
そして前記切り刃３の刃先３ａは、降下進行して下側の受け刃４の刃先４ａとの間隔を１０〜２０μｍ保った位置で停止させる。このように対向した両刃先３ａ、４ａを直接接触させないのは刃先同士の接触破損を防ぐためである。
【００４２】
前記受け刃４の刃先４ａが基材Ｗに僅かに陥没状態に食い込む影響については、切断時に発生するバリの抑制と、バリが発生しても発生箇所が基材表面でなく、切断面の一部になるのでバリの悪影響を低減させる効果がある。また基材への食い込みは切断端面の表面間際のごく一部なので、図１６の写真図に示すように加工後に得られた導光板の光性能には、影響は殆ど見られない。
【００４３】
以上の如く前記切り刃の刃先３ａと受け刃の刃先４ａとは１０〜２０μｍの距離を残して切断工程が完了することから、図１２に示すように、切断直後には下側の受け刃４の直上部分は完全には分離されずに僅かに繋がった状態となっているが、その残った僅かな基材部分は、軟化程度が僅かであれば切り刃３の刃先３ａの楔形状により破断が発生して自然に分離し、また図１３に示すように、軟化程度が進んでいれば僅かな外力により分離可能な状態となる。
【００４４】
次の、前記（ｆ）刃先後退工程では、図６に示すように、前記基材Ｗをせん断加工後、前記切り刃３を前記受け刃４から高速で後退させる（基材Ｗから切り刃３が離れた状態を図１１に示す）。この速度は生産効率を上げるために前記刃先進行制御部で制御してプレス機の持っている最大の速度で切り刃３を後退させると良い。
【００４５】
次に、前記（ｇ）製品取出し工程では、図６に示すように、基材Ｗのせん断後、前記切り刃３を上昇させ最上位置にて停止させ、図８に示すように、切断加工された導光板Ｗ１を前記切り刃３及び受け刃４の間から速やかに取り出して導光板Ｗ１を得る。
このとき、導光板Ｗ１以外の部分の端切れである外側端材Ｗ２も一緒に取り出し除去する。
この導光板Ｗ１と外側端材Ｗ２とは、図７に示すように、基材Ｗが切断溝部分Ｋで僅かに接続した状態で取り出しても良い。その場合、導光板Ｗ１と外側端材Ｗ２が同時に取り出せるのでその後に僅かな外力を加えて分離すれば良いので、外側端材Ｗ２の除去も容易となる。
【００４６】
前記基材に保護フィルムが被服してある状態で切断加工を行なった場合には、切り刃３の刃先３ａと受け刃４の刃先４ａとの距離を１０〜２０μｍ残してせん断工程が完了することから、受け刃４ａに接する保護フィルムだけを残して基材は完全にせん断される。この状態は基材シート１枚から複数の導光板を抜き加工する際に、導光板Ｗ１と外側端材Ｗ２とが保護フィルムを介して接続していることから、金型から導光板Ｗ１と外側端材Ｗ２を取り出す作業が基材シート１枚分に要する複数回の抜き加工後に一度に行うことができるため生産効率を高めることが可能となる。  
【００４７】
（比較試験例）
次に本発明との比較のため雄雌型を用いた打ち抜き加工についての実験を行った結果を記載する。
雄雌型は１０μｍ程度のクリアランスで雄刃と雌刃が交差することから膨張が発生する加熱を行うことができないので常温でのプレス加工実験となった。
アクリル基材厚が０．６以上の基材を打ち抜きした場合、基材を分断するような割れが発生してしまい商品にならなかった。アクリル基材厚０．６未満の基材を打ち抜きした場合、基材を分断するような割れは発生しなかったが、板厚中央付近に２次せん断が発生し、また２次せん断部分の上下両側に大きな破断部分が発生した。したがってこの場合でも導光板としての要求品質の端面を得ることはできなかった。
【００４８】
また、本発明の装置を使い加熱しないでアクリル基材を打ち抜き加工した場合は、板厚中央付近に２次せん断が発生した。また、切り刃３及び受け刃４の温度を基材のガラス転移点の温度１２０℃以上に加熱した場合には、基材の板面に波打ち変形を生じ、また断面された端面は基材Ｗの液状化した樹脂が熱変形して鏡面化され、正常な導光板を得ることはできなかった。
【実施例】
【００４９】
本発明の上記導光板の打ち抜き加工装置によって上記加工工程で導光板を抜き加工して導光板として好ましい光性能を有する切断端面を備えた導光板が得られるが、次に、さらに具体的に基材Ｗを厚さ０．４ｍｍのアクリル板を用いて上記打ち抜き加工装置によって導光板を得る場合の実施例を以下説明する。
【００５０】
アクリル板の基材は上記のように、熱可塑性があり、透明度が高く、樹脂としては高い硬度を有し、非結晶質プラスチックで６０〜１００℃程度となると軟化変形し始め、ガラス点移転は１１０〜１２０℃で、それ以上の温度で液体化する性質がある。
したがって、このようなアクリル板の物性に合わせて装置の加工条件を設定する。
具体的には、前記刃先加熱工程において、前記切り刃３と受け刃４の設定温度は、温度制御部５ｃ、６ｃで上下別々に制御し、切り刃３を有する上の金型１は１００℃に設定し、受け刃４を有する下の金型２は７０℃に設定した。
【００５１】
また、前記基材軟化待機工程において、前記プレス機の制御は、切り刃３と受け刃４の刃先３ａ、４ａが基材Ｗの上下の表面８、９に接触したときに切り刃３と受け刃４の進行を１秒間停止した後、前記基材せん断工程において、上側の切り刃３を下側の受け刃４の方へ進行させ、基材Ｗを切断後、前記切り刃３及び受け刃４を基材Ｗから後退させた。
このときの切り刃３と受け刃４のせん断速度は、０．４ｍｍ／ｓｅｃ程度とした。
そして、前記製品取出し工程において、切り刃３及び受け刃４の間からせん断加工した基材Ｗを取り出して、せん断面から入射した光から高い輝度が得られる導光板Ｗ１が得られた。
【００５２】
上記打ち抜き加工装置及びその加工方法で打ち抜き加工された導光板Ｗ１の切断端面は、板表面に対し垂直であり、平坦な面となっているが、上記丸面の形成した刃先を用いた場合と鋭利な刃先を用いた場合とでは下記の如く異なったものが得られた。これを以下の写真図１６〜１８に示す。
【００５３】
図１６の写真図は、切り刃の刃先３ａに図１４の如く鋭利な刃先の切り刃を用いて切断加工した導光板の断面を電子顕微鏡の１７０倍で観察したものである。
図１７の写真図は、切り刃の刃先３ａに図１５の如く丸面に形成した刃先の切り刃を用いて切断加工した導光板の断面を電子顕微鏡の１７０倍で観察したものである。
図１８の写真図は、図１７の断面をさらに電子顕微鏡の５００倍で観察したものである。
図１６では、切り刃に鋭利な刃先の切り刃を用いた場合は、一部に引き摺ったような切断方向に並んだ細かい凹凸が見られるが全体としては均一な平面であり一般的なせん断加工に見られる破断現象の発生はないことが確認できる。
図１７では、切り刃に丸面の形状の刃先を用いて加工した場合であり、表面部分に殆ど溝が見られないが端面の中央ほぼ全面に細かな深い溝が連なって全体で平坦化した面を構成している。
なお、比較のために、従来のルーター加工による場合の切断端面を図１９で示した。この加工端面には板面と平行な多くの刃回転条痕とこの条痕に直交する筋が認められる。
【００５４】
上記実施例で得られた導光板のせん断面について性能評価に実験をした。
下記表１は、「ルーター加工」による場合と、本発明の図１４に示した切り刃３に鋭利な刃先３ａ「鋭利刃加工」を用いた場合と、本発明の図１５に示した切り刃３の丸面の刃先３ａ「丸面刃加工」を用いた場合との各場合のおける、四角板の板面の４角寄り部位と中央部位の５箇所に光表示用の反射ドットを設けた導光板のそれぞれの輝度を測定した試験結果の比較データである。
【００５５】
【表１】
2012056018.tif 000003
【００５６】
上記表１では、輝度の平均値がルーター加工による場合（この切断端面を図１９で示す）では１６.８Ｃｄ/ｍ２であるのに対して、本発明の鋭利な刃先による場合（この切断端面を図１６で示す）が１６.９Ｃｄ/ｍ２であり、丸面に形成した刃先による場合（この切断端面を図１７で示す）が２０.８Ｃｄ/ｍ２と高い数値となっている。
このときの切断条件は、下記（１）〜（５）である。
（１）「鋭利刃加工」では刃先３ａに約３０度勾配を持った鋭利な刃を使用
（２）「丸面刃加工」では刃先３ａに８μｍの半径に形成した丸面の刃先を使用。
（３）受け刃４には刃先４ａの平坦状部分の幅は０．０４ｍｍのものを使用。
（４）切り刃３の刃先３ａの温度は１００℃、受け刃４の刃先４ａの温度は７０℃に設定。
（５）基材軟化待機工程での基材Ｗの板表面８、９に接触した時の停止時間を１秒に設定。
【００５７】
本発明で得られた導光板では、上記の実験データに示されるようにルーター加工による場合よりは「丸面刃加工」と「鋭利刃加工」とのいずれでも優れていることが確認できる。
なお、上記（１）〜（５）のうち、刃先の丸面を１２μｍの半径に形成したものや、刃先をこれらとは温度設定と異なる温度で切断した場合には、切断面に破断が発生したり溶けてしまったりと平坦な切断面を得ることは出来なかった。また、鋭利刃加工において刃先を更に磨いて鋭利性を上げた場合は端面の一部に発生した図１６に示すような引き摺ったような細かい凹凸も殆どなくなった。
【００５８】
次に、別の導光板の切断端面について性能評価に試験をした。
この試験は導光板としての性能を要求される輝度についての測定試験である。
その結果が下記表２及び表３である。
【００５９】
【表２】
2012056018.tif 000004
【００６０】
【表３】
2012056018.tif 000005
【００６１】
上記表２及び表３は、従来の「ルーター加工」で得られた導光板と本発明の「鋭利刃加工」で得られた導光板との輝度の違いを比較したデータである。
上記表３では厚さｔ＝０．４ｍｍ、表４では厚さｔ＝０．５ｍｍの各アクリル板を使用した試験結果である。
試験体には、５箇所の反射ドットのパターン印刷を施した導光板を用いた。
輝度の単位はＣｄ/ｍ２である。
また光源のＬＥＤの入力電圧は１３Ｖ（０．６８ｍＡ）であり、いずれも切断端面から入射した。
なお、上記各表の数値は板面から放出される光の強さ（輝度）を示している。
また測定点の１、２、３、４、５は、四角板の導光板板面の４角寄り部位の左上の１、左下の２、右上の４、右下の５と中央部位の３との５箇所に設けた光表示用の反射ドットを示している。
【００６２】
上記の各表にあるように平均値で０．４ｍｍ厚のアクリル板ではルーター加工が２３．４７３Ｃｄ/ｍ２に対して本発明は２４.６３５ｄ/ｍ２であり、０．５ｍｍ厚のアクリル板ではルーター加工が２４．８０９Ｃｄ/ｍ２に対して、本発明は２４．８２９Ｃｄ/ｍ２であり、この数値から本発明の加工品ではルーター加工の製品よりもいずれの場合でも良好な結果が得られることが確認できた。
【００６３】
本発明の鋭利な切り刃の刃先３ａで切断した図１６に表れる切断面は、均一な平坦であり透明性を有していることから、ルーター加工と比べても入光性が劣らないものと思われる。
またこれに比較して本発明の丸面に形成した切り刃の刃先３ａで切断した図１７に表れる切断端面では、全体に細かい溝が連なり、前記図１６の場合よりは入射する光が少なくなると考えられたが、実際にはそうではなく、上記実施例中の表１の試験結果をみると、本発明の鋭利な刃先３ａによる場合の数値１６.９Ｃｄ/ｍ２に対して、丸面に刃先による場合による数値２０.８Ｃｄ/ｍ２が格段に高い数値であった。
【００６４】
このように丸面状刃先で加工した場合に輝度が上がる要因については考察すると、切断面は図１７に示すとおり細かな一見不規則な溝が連なって平坦面と構成しているが、図１８にてさらに拡大した写真を見るとその溝の底が観察でき、その溝底部は光沢のある透明な湾曲面がほぼ切断端面に向かって多数形成されていることが確認できる。
この溝底部の光沢性の湾曲面の形成で入光性に富んだ切断端面が得られ、その溝底部周囲の切り立った側面が光の拡散性を高める作用をして、この結果、上記各表のデータの如く輝度が上がったものと推察される。
【００６５】
本発明で得られる切断端面が、図１６のような平坦な状態や、図１７のような細かな溝により構成される状態は、切り刃のせん断抵抗と基材の軟化状態と加工速度のバランスにより成り立っており、この３つの要素を調整・制御することにより切断端面の性能もコントロールすることが可能となる。
【００６６】
このように本発明で製造される導光板が、これまでのルーター加工で提供されている導光板よりも良好な輝度が得られることは、ＩＴ機器に使用される携帯電話や情報端末などの表示部に本発明で得られる導光板を使用すれば、それらの機器の表示面に電力消費でしかも明るく表示させることが可能となるので、使用される充電バッテリーの寿命を延ばし、１回の充電で機器類が長時間使用可能となる点でこれまでになく高く評価されるものであると思料する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、有機ガラスの導光板をプレスによる抜き加工を行うことが可能とするものであるが、その他各種樹脂の加工においても綺麗なせん断面をバリなく得ることが可能となる点で、導光板以外でも多くの樹脂基材の抜き加工に広く利用できる可能性がある。
【符号の説明】
【００６８】
１    刃金型
２    刃金型
３    切り刃
３ａ  切り刃の刃先
４    受け刃
４ａ  切り刃の刃先
５ａ  熱電対
５ｂ  ヒータ
５ｃ  温度制御部
６ａ  熱電対
６ｂ  ヒータ
６ｃ  温度制御部
７    削除
８    基材の上表面
８ａ  基材の上表層の刃先近接部分
９    基材の下表面
９ａ  基材の下表層の刃先近接部分
Ｗ    基材
Ｗ１  導光板
Ｗ２  端材
Ｋ    切断溝
Ａ    プレス機の刃金型固定部
【図１】
2012056018.tif 000006
【図２】
2012056018.tif 000007
【図３】
2012056018.tif 000008
【図４】
2012056018.tif 000009
【図５】
2012056018.tif 000010
【図６】
2012056018.tif 000011
【図７】
2012056018.tif 000012
【図８】
2012056018.tif 000013
【図９】
2012056018.tif 000014
【図１０】
2012056018.tif 000015
【図１１】
2012056018.tif 000016
【図１２】
2012056018.tif 000017
【図１３】
2012056018.tif 000018
【図１４】
2012056018.tif 000019
【図１５】
2012056018.tif 000020
【図１６】
2012056018.tif 000021
【図１７】
2012056018.tif 000022
【図１８】
2012056018.tif 000023
【図１９】
2012056018.tif 000024
【図２０】
2012056018.tif 000025