硬化物の製造方法、硬化物の製造装置およびプログラム
【課題】気泡混入のない硬化物を好適に製造し得る硬化物の製造技術を提供する。
【解決手段】硬化性材料３０を下型２０に塗布する。硬化性材料３０が上型１０に接触するように、上型１０および下型２０を近接させる。上型１０および下型２０を上下に分離する。硬化性材料３０を下型２０に塗布する。上型１０および下型２０を近接させる。硬化性材料３０を硬化させることにより硬化物を製造する。
【解決手段】硬化性材料３０を下型２０に塗布する。硬化性材料３０が上型１０に接触するように、上型１０および下型２０を近接させる。上型１０および下型２０を上下に分離する。硬化性材料３０を下型２０に塗布する。上型１０および下型２０を近接させる。硬化性材料３０を硬化させることにより硬化物を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硬化物を製造するための硬化物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状の硬化性材料を上型および下型からなる成形型（例えば、金型）で挟み込んで成型して硬化物を製造するとき、当該硬化物にボイド（空洞）ができることがある。これは、以下のような理由による。
【０００３】
図６は、従来の硬化物の製造方法の流れを示す図である。従来の硬化物の製造方法では、まず、図６（ａ）に示すように、下型２０に硬化性材料３０を塗布する。
【０００４】
このとき、下型２０に塗布された硬化性材料３０の上面はフラットな形状となる。図５は、下型２０に塗布したときの液状の硬化性材料３０の表面の形状（液面形状）の一例を示す図である。図５では、下型に対する接触角が９０°であり、比重が１．０であり、容積が５０００ｍｍ３（５ｃｃ）である硬化性材料の典型的な液面形状を示す。硬化性材料の表面張力のみを考慮した場合、図５に点線で示すように、液面形状は円形となり得る。しかし、重力も考慮した場合、液面形状は、図５に実線で示すように、上面がほぼフラットな形状となる。
【０００５】
続いて、図６（ｂ）に示すように、上型１０を硬化性材料３０が塗布された下型２０に近接させる。上型１０が硬化性材料３０に接触するまで上型１０を下型２０に近接させた時、硬化性材料の上面の形状は、ほぼフラットであるため、図６（ｃ）に示すように、上型１０と硬化性材料３０とは多点で同時に接触する。そのため、上型１０の凹凸の形状に応じて、気泡が発生する。この状態のまま、上型１０と下型２０とを閉じると、図６（ｄ）に示すように、発生した気泡は硬化物内に混入し、製造された硬化物にボイドができてしまう。
【０００６】
そこで、特許文献１から４には、気泡の混入を防ぐ技術が提案されている。例えば、特許文献１には、上型を凸状になるように湾曲させ、上型と反応性原料液の表面とを中央部から両端部へと徐々に当接させていくことによって、気泡が外方へ排出させる反応注型成型方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、未硬化の光学材料樹脂に光学部材を押圧して光学材料樹脂を凹凸パターンに押し広げることによって気泡の混入を防止する方法が記載されている。
【０００８】
また、特許文献３には、ガラスレンズの中央部に所定量の放射線硬化型樹脂液を垂らし、当該ガラスレンズの天地を反転させて金型と近接させ、当該ガラスレンズと金型との間に挟まれた樹脂液を硬化させることによって、気泡が入らない樹脂接合型レンズを製造する方法が記載されている。
【０００９】
また、特許文献４には、基板と金型の両方に光硬化型樹脂を付着させ、基板と金型が設置された雰囲気を減圧し、両方に付着した光硬化型樹脂から脱泡した後、脱泡した光硬化型樹脂同士を密着させ、硬化させることによって、気泡の混入を防いだ光学素子の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−５０４４６号公報（１９９３年３月２日公開）
【特許文献２】特開２００８−４６４６９号公報（２００８年２月２８日公開）
【特許文献３】特開平６−１３０２０９号公報（１９９４年５月１３日公開）
【特許文献４】特開２０１１−８５７９１号公報（２０１１年４月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の技術では、外力によって上型を湾曲させ、その後、湾曲させた上型を水平に戻すため、製造された成形製品の平坦度等の精度が劣化する恐れがある。
【００１２】
また、特許文献２および特許文献３の技術では、レンズに樹脂を塗布する際、当該レンズの天地を反転させる必要があるため、硬化物を成型する際、レンズと下型との位置あわせを都度行う必要があり、製造工程および製造装置が複雑化するといった問題がある。
【００１３】
また、特許文献４の技術では、脱泡する際、基板と金型が設置された雰囲気を減圧する必要があるため、製造工程および製造装置が複雑化するといった問題がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡単な方法で気泡の混入を抑制することができる硬化物の製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明は、上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造方法であって、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程と、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程と、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程と、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程と、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程と、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料を硬化させることにより前記硬化物を製造する硬化工程と、を含むことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、上型と下型とを合わせるとき（第２の近接工程）に、下型の硬化性材料が上型にほぼ一点において接触し、そこから周囲に濡れ広がるため、硬化性材料中に気泡が混入する余地を首尾よく排除することができる。
【００１７】
すなわち、下型に塗布された第１の硬化性材料が、一旦、上型と下型とを近接させることにより、上型に付着する。その後、下型に塗布された第２の硬化性材料に、第１の硬化性材料が付着している上型を近接させることにより、上型に付着している第１の硬化性材料と、下型に塗布された第２の硬化性材料とを、最初ほぼ一点で接触するように接触させることができる。このとき、第１の硬化性材料は、表面張力により当該一点から外側へ向かって濡れ広がり、それゆえ、上型と下型内部の気泡が外側に向かって押し出される。結果として、硬化物への気泡の混入を抑制することができる。
【００１８】
また、このとき、上型および下型は、離接方向（典型的には、上下方向）にのみ移動させればよい。そのため、硬化物を製造する度に、左右方向の位置合わせ等を行う必要がない。
【００１９】
なお、本発明では、特許文献４に記載の技術とは異なり、まず、硬化物を形成するための硬化性材料の一部を下型に塗布し（第１の塗布工程）、第１の近接工程を実行した後に、残りの硬化性材料を下型に塗布するようにしている（第２の塗布工程）。このように、本発明では、第１の近接工程の前には、全ての硬化性材料を下型に塗布しない。これにより、第１の近接工程において硬化性材料が上型の複数地点に付着することを避け、第２の近接工程において、上型に付着した硬化性材料と、下型に塗布された硬化性材料とがほぼ一点から接触を開始するようにすることができる。それゆえ、上述したように、第２の近接工程において、成形型内部の気泡が外側に向かって押し出されるようにして、硬化物への気泡の混入を抑制することができる。
【００２０】
以上のように、本発明に係る硬化物の製造方法を用いることにより、簡単な方法で気泡の混入を抑制することができる。
【００２１】
また、前記製造方法において前記硬化物が、表面に複数の素子が配列されている基板であり、前記素子が、光学レンズであることが好ましい。本発明の硬化物の製造方法は、このような硬化物を製造するために好適に用いることができる。すなわち、このように表面に複数の素子が配列されている基板を製造するための凹凸が形成されている成形型を用いる場合であっても、本発明によれば、第２の近接工程において、上型に付着した硬化性材料と下型に塗布された硬化性材料とがほぼ一点から接触を開始するようになっているため、首尾よく、成形型内部の気泡が外側に向かって押し出されるようにして、硬化物への気泡の混入を抑制することができる。
【００２２】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【００２３】
【数１】
【００２４】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｈｓは前記基板の厚さを表す。）を満たすことが好ましい。
【００２５】
これにより、第１の塗布工程において、硬化物の厚さよりも高く第１の硬化性材料を塗布することができるので、第１の近接工程において、上型と下型とが衝突することなく、より確実に上型と第１の硬化性材料とを接触させることができる。
【００２６】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【００２７】
【数２】
【００２８】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｐは前記素子の配列ピッチを表す。）を満たすことが好ましい。
【００２９】
これにより、第１の塗布工程において、素子の配列ピッチよりも狭い範囲に、第１の硬化性材料を塗布することができるので、第１の近接工程において、上型と第１の硬化性材料とが多点で同時に接触することをより好適に防ぐことができる。
【００３０】
前記第２の近接工程において、前記上型および前記下型を近接させる速さが、０．０２ｍｍ／ｓ以下であってもよい。
【００３１】
上記構成によれば、第２の近接工程において、上型と下型との間隔が製造すべき硬化物の厚さとなるまでに、第１および第２の硬化性材料を十分に上型と下型との間に濡れ広がらせることができるため、首尾よく気泡を外側に向かって押し出して、硬化物の内部への気泡の混入を好適に抑制することができる。
【００３２】
上記の課題を解決するために、本発明は、上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造装置であって、硬化性材料を前記下型に塗布する塗布手段と、前記上型と前記下型とを離接方向に移動させる移動手段と、前記塗布手段を制御して、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程を実行する第１の塗布制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程を実行する第１の近接制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程を実行する分離制御手段と、前記塗布手段を制御して、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程を実行する第２の塗布制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程を実行する第２の近接制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料が硬化するまで前記上型および前記下型の間隔を維持することにより前記硬化物を製造する硬化工程を実行する硬化制御手段と、を含むことを特徴としている。
【００３３】
上記構成によれば、上記硬化物の製造方法と同様の効果を奏する。
【００３４】
また、上記硬化物の製造装置が備えているコンピュータを動作させるプログラムであって、上記コンピュータを上記の各制御手段として実行させるためのプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造方法であって、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程と、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程と、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程と、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程と、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程と、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料を硬化させることにより前記硬化物を製造する硬化工程と、を含むことを特徴としている。
【００３６】
このような硬化物の製造方法を用いることにより、簡単な方法で気泡の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ウェハレンズの製造方法の各工程を示す説明図である。
【図２】金型の断面概略図である。
【図３】第１の硬化性材料の塗布の一例を示す図である。
【図４】第１の硬化性材料が下型に塗布された時の第１の硬化性材料の断面図の例を示す図である。
【図５】硬化性材料の表面の形状（液面形状）の一例を示す図である。
【図６】従来の硬化物の製造方法の流れの一例を示す図である。
【図７】ウェハレンズの製造装置を示すブロック図である。
【図８】ウェハレンズの製造の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明すれば、以下のとおりである。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、この実施形態に記載されている硬化物の寸法、形状、硬化性材料の種類などは、特に限定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３９】
本実施形態では、硬化物として、図１（ｊ）に示すようなウェハレンズ６０を例に説明を行う。ウェハレンズ６０は、表面に複数の光学レンズ（素子）６０ａが配列されている基板である。本実施形態では、直径１００ｍｍ、基板の厚さ０．５ｍｍであり、複数の光学レンズが配列ピッチ（各光学レンズ６０ａの中心間距離）３ｍｍで格子状配列された円盤状のウェハレンズ６０の製造方法について説明を行う。なお、硬化物はこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、本実施形態において、ウェハレンズの製造方法は、熱転写ナノインプリントのように、硬化性材料に対し成形型（例えば、金型）を用いてプレスし、冷却することにより硬化させる方法を採用している。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、光ナノインプリントのように、紫外線を照射することによって樹脂を硬化させる方法を用いてもよい。
【００４１】
また、硬化性材料を成形する際、硬化性材料は、成形型内に密閉されるのではなく、上下のみが成形型に挟まれる状態であってもよい。つまり、成形型に挟まれたときに、硬化性材料の側面方向がフリー空間となっていてもよい。
【００４２】
（金型１の構成）
まず、本実施形態における金型（成形型）１について図２を参照して説明する。図２は、金型１の断面概略図である。図２に示すように、金型１は、上型１０および下型２０からなる。また、上型１０は、下側の面（下型２０側の面）に基材部１１と、素子部１２とを有している。また、下型２０は、上側の面（上型１０側の面）基材部２１と、素子部２２とを有している。
【００４３】
基材部１１および基材部２１は、ウェハレンズ６０における基板を形成するための平坦な部分である。素子部１２は、基材部１１に複数配列されて形成された略半円形状の凹部である。また、素子部２２は、基材部２１に複数配列されて形成された略半円形状の凹部である。素子部１２および素子部２２は、ウェハレンズ６０における光学レンズ６０ａを形成する部分である。なお、素子部１２および素子部２２はこれに限定されず、基材部１１または基材部２１に対し、凸状に形成されていてもよい。
【００４４】
（ウェハレンズの製造方法）
次に、図１を参照して、金型１を用いてウェハレンズ６０を製造するウェハレンズの製造方法について説明を行う。図１は、ウェハレンズの製造方法の各工程を示す説明図である。
【００４５】
本実施形態に係るウェハレンズの製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、ウェハレンズ６０を製造するのに必要な量より少量の硬化性材料（第１の硬化性材料）３０を下型２０に塗布する（第１の塗布工程）。本実施形態では、硬化性材料３０としては、金型１に対する接触角が４５°であり、未硬化時の粘度が０．１Ｐａ・ｓの熱硬化性材料を用いるがこれに限定されない。また、第１の塗布工程で下型２０に塗布する硬化性材料３０の量は、液面形状がほぼ球面状になる量である。なお、硬化性材料３０の量の詳細については、後述する。
【００４６】
その後、図１（ｂ）に示すように、上型１０を下型２０に近づける。このとき、図１（ｃ）に示すように、上型１０が硬化性材料３０に接触するまで、上型１０を下型２０に近づける（第１の近接工程）。硬化性材料３０の液面形状がほぼ球面状であるため、上型１０は、硬化性材料３０に最初ほぼ一点で接触する。これにより、硬化性材料３０が上型１０に付着する。
【００４７】
次に、図１（ｄ）に示すように、上型１０と下型２０とを上下に分離させる（分離工程）。これにより、硬化性材料３０が、上型１０に付着した硬化性材料３０ａと下型２０に残った硬化性材料３０ｂとに分離する。
【００４８】
その後、図１（ｅ）に示すようにウェハレンズ６０を製造するために必要な量の追加硬化性材料（第２の硬化性材料）を下型２０に塗布する（第２の塗布工程）。なお、本実施形態において、第２の塗布工程で下型２０に塗布する追加硬化性材料は硬化性材料３０と同じ材料であるとする。但し、第１および第２の塗布工程で異なる硬化性材料を塗布してもよい。また、図１（ｅ）以降、第２の塗布工程で下型２０に塗布した追加硬化性材料と硬化性材料３０ｂとを合わせて、硬化性材料４０として表す。
【００４９】
その後、図１（ｆ）〜（ｉ）に示すように、上型１０と下型２０との間隔が製造すべきウェハレンズ６０の厚さとなるまで、上型１０と下型２０とを近づける（第２の近接工程）。まず、図１（ｆ）の状態から、上型１０を下型２０に近づけると、図１（ｇ）に示すように、硬化性材料３０ａと硬化性材料４０とがほぼ一点において接触し、表面張力により、拡大図中矢印で示す方向に濡れ広がる。そして、さらに上型１０を下型２０に近づければ、図１（ｈ）に示すようになる。なお、図１（ｈ）以降では、硬化性材料４０と硬化性材料３０ａとを合わせて、硬化性材料５０として表す。ここで、図１（ｈ）に示すように、硬化性材料５０はほぼ一点から上型１０および下型２０の間で濡れ広がるので、気泡が外側に向かって押し出されており、気泡の混入が抑制されている。最終的には、図１（ｉ）に示すように、上型１０と下型２０との間隔が製造すべきウェハレンズ６０の厚さになるまで上型１０と下型２０とを近づける。
【００５０】
その後、図１（ｉ）の状態で、硬化性材料５０を硬化させることにより、図１（ｊ）に示すような、複数の光学レンズ６０ａが配列されているとともに、気泡の混入が抑制されたウェハレンズ６０を首尾よく製造することができる（硬化工程）。
【００５１】
（近接工程について）
第１の近接工程において、上型１０を下型２０に近づけることについて説明を行ったが、本発明はこれに限定されず、例えば、下型２０を上型１０に近づけてもよい。つまり、第１の近接工程では、上型１０が硬化性材料３０に接触するまで、上型１０と下型２０とを近接させればよい。同様に、第２の近接工程においても、上型１０を下型２０に近づけることに限定されず、上型１０と下型２０とを近接させればよい。
【００５２】
（近接速度について）
また、第２の近接工程における上型１０と下型２０とを近接させる速度（近接速度）は、適宜設定すればよいが、０．０２ｍｍ／ｓ以下の速度とすることがより好ましい。
【００５３】
また、本発明者は、第２の近接工程において、粘度が０．１Ｐａ・ｓの硬化性材料に対し、上型１０と下型２０とを０．０２ｍｍ／ｓより速く近接させると、気泡が外側に向かって押し出されるより速く上型１０と下型２０との間隔が製造すべきウェハレンズ６０の厚さになるまで近づいてしまい、ウェハレンズ６０の内部に気泡が混入してしまう可能性があることを見出した。
【００５４】
表１は、粘度が０．１Ｐａ・ｓの硬化性材料Ａ、粘度が０．２Ｐａ・ｓの硬化性材料Ｂおよび粘度が０．６Ｐａ・ｓの硬化性材料Ｃに対する気泡残量の量を示す表である。なお、表１に示す粘度は、各硬化性材料を５０度で下型２０に塗布した状態での値である。また使用した金型１の素材はＮｉであり、その上にフッ素系の離型処理を施している。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に示すように、硬化性材料Ａに対し、硬化性材料Ａを付着させてない上型１０と、下型２０とを、近接速度（金型近接速度）２０μｍ／ｓ（０．０２ｍｍ／ｓ）で近接させると、硬化性材料Ａには、気泡が予め定められた値より多く残留する。
【００５７】
同じ速度で、第１の近接工程で硬化性材料Ａを付着させた上型１０と、下型２０とを近接させると、硬化性材料Ａの気泡残留は、予め定められた値より少なくなる。
【００５８】
また、第１の近接工程で硬化性材料Ａを付着させた上型１０と、下型２０とを近接速度１０μｍ／ｓ（０．０１ｍｍ／ｓ）で近接させると、硬化性材料Ａには、ほとんど気泡が残留しない。
【００５９】
同じ速度で、硬化性材料Ｂに対し、硬化性材料Ｂを付着させた上型１０と、下型２０とを近接させると、硬化性材料Ｂにもほとんど気泡が残留しない。同様に、硬化性材料Ｃに対し、硬化性材料Ｃを付着させた上型１０と、下型２０とを近接させると、硬化性材料Ｃにもほとんど気泡が残留しない。
【００６０】
このように、上型１０に硬化性材料を付着し、近接速度２０μｍ／ｓ（０．０２ｍｍ／ｓ）で、上型１０と下型２０とを近接させることにより、硬化性材料に気泡の混入が抑制されることがわかる。また、上型１０に硬化性材料を付着した状態で、近接速度を１０μｍ／ｓ（０．０１ｍｍ／ｓ）で近接させると、より安定して気泡の混入を防ぐことができる。
【００６１】
それゆえ、上型１０と下型２０とを近接させる速さを、０．０２ｍｍ／ｓ以下にすることにより、気泡の混入が抑制されたウェハレンズ６０を好適に製造することができる。言い換えれば、第２の近接工程において、上型１０と下型２０との間隔が製造すべき硬化物の厚さとなるまでに、硬化性材料５０を十分に上型と下型との間に濡れ広がらせることができるため、首尾よく気泡を外側に向かって押し出して、ウェハレンズ６０の内部への気泡の混入を好適に抑制することができる。
【００６２】
なお、表１において、硬化性材料として、粘度が０．１Ｐａ・ｓ、０．２Ｐａ・ｓ、および、０．６Ｐａ・ｓの硬化性材料を用いているが、硬化性材料はこれに限定されない。また、粘度が０．６Ｐａ・ｓより大きいものについては、下型２０への塗布に要する時間がかかるため、硬化性材料は、粘度が０．６Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００６３】
（第１の塗布工程における硬化性材料の塗布について）
上述したとおり、第１の近接工程において、上型１０は、硬化性材料３０と最初ほぼ一点で接触し、これにより、上型１０に付着した硬化性材料３０ａに気泡が混入することを避けることができる。つまり、第１の塗布工程において、下型２０に塗布する硬化性材料３０の量（塗布量）は、第１の近接工程において上型１０が硬化性材料３０とほぼ一点で接触する量である。
【００６４】
図３は、硬化性材料３０の塗布の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、上型１０の素子部１２が凹状である時、最初に硬化性材料３０に接するのは、上型１０の基材部１１となる。そのため、図３（ａ）に示すように、下型２０の基材部２１を中心に硬化性材料３０を塗布することが好ましく、このとき、硬化性材料３０の頂点が、上型１０の基材部１１に接触する。また、図３（ｂ）に示すように、上型１０の素子部１２が凸状である時、最初に硬化性材料３０に接するのは、上型１０の素子部１２となる。そのため、図３（ｂ）に示すように、下型２０の素子部２２を中心に硬化性材料３０を塗布することが好ましく、このとき、硬化性材料３０の頂点が、上型１０の素子部１２に接触する。
【００６５】
このときの硬化性材料３０の塗布量について図４を参照して説明を行う。図４は、硬化性材料３０が下型２０に塗布された時の硬化性材料３０の断面の一例を示す図である。
【００６６】
図４（ａ）に示すように、下型２０に対する球面状の硬化性材料３０（液滴）の接触角をθｃとし、液滴の高さ（液滴の頂部の、基材部２１からの高さ）をｈとする。また、液滴の半径をＲとする。更に、図４（ｂ）に示すように、硬化性材料３０が塗布された下型２０上の面（塗布面）の半径をｒとする。また、液滴の左右端点の一端と液滴の頂点とを結ぶ線分の長さをｃとすると以下の式が成り立つ。
【００６７】
【数３】
【００６８】
よって、線分の長さｃは、以下の式となる。
【００６９】
【数４】
【００７０】
また、液滴の高さｈは、以下の式で表すことができる。
【００７１】
【数５】
【００７２】
液滴の体積（塗布量）Ｖは、次式で求めることができる。
【００７３】
【数６】
【００７４】
よって、液滴の体積Ｖは、以下の式（１）となる。
【００７５】
【数７】
【００７６】
ここで、硬化性材料３０を製造するウェハレンズの基板の厚さ以上に高く塗布することによって、第１の近接工程において、確実に上型１０を硬化性材料３０に接触させることができる。つまり、ウェハレンズの基板の厚さをｈｓとすると、ｈ≧ｈｓであればよい。よって、第１の塗布工程における硬化性材料３０の塗布量Ｖは以下の式を満たすことが好ましい。
【００７７】
【数８】
【００７８】
例えば、接触角θｃ＝４５°の硬化性材料３０を用いて、基板の厚さｈｓ＝０．５ｍｍのウェハレンズを製造する場合、塗布量Ｖは、Ｖ≧１．２ｍｍ３を満たすことが好ましい。
【００７９】
これにより、第１の近接工程において、上型１０が下型２０と衝突することなく、確実に上型１０を硬化性材料３０に接触させることができる。
【００８０】
なお、塗布面の半径ｒは、以下の式（２）で表すことができる。
【００８１】
【数９】
【００８２】
式（１）に式（２）を代入することにより、液滴の体積Ｖは、次式となる。
【００８３】
【数１０】
【００８４】
ここで、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、素子部２２の中央間の距離、つまり、製造するウェハレンズの光学レンズの配列ピッチをｐとする。硬化性材料３０の塗布面の半径ｒが、光学レンズの配列ピッチｐより大きくなるように、硬化性材料３０を塗布すると、上型１０と硬化性材料３０とが多点で同時に接触する可能性がある。つまり、塗布面の半径ｒを光学レンズの配列ピッチｐ以下にすることにより、上型１０と硬化性材料３０とをほぼ一点で接触させることができる。したがって、ｐ≧ｒであればよい。よって、第１の塗布工程における硬化性材料３０の塗布量Ｖは以下の式を満たすことが好ましい。
【００８５】
【数１１】
【００８６】
例えば、接触角θｃ＝４５°の硬化性材料３０を用いて、光学レンズの配列ピッチｐ＝３ｍｍのウェハレンズを製造する場合、塗布量Ｖは、Ｖ≦１８．６ｍｍ３を満たすことが好ましい。
【００８７】
これにより、第１の近接工程において、上型１０と硬化性材料３０とが多点で同時に接触することを好適に防ぐことができる。
【００８８】
（上型１０に付着した硬化性材料３０ａについて）
次に、分離工程後に、上型１０に付着した硬化性材料３０ａについて説明する。図３（ａ）に示すように、上型１０の素子部１２が凹状である時、基材部１１より突出する高さとなる量を上型１０に付着させることが好ましい。また、図３（ｂ）に示すように、上型１０の素子部１２が凸状である時、素子部１２より突出する高さとなる量を上型１０に付着させることが好ましい。
【００８９】
つまり、上型１０における基材部１１から下型２０方向への突出の高さ（素子部１２が凹状の場合は０、素子部１２が凸状の場合は、素子部１２の高さ）以上の高さとなる量の硬化性材料３０ａを上型１０に付着させることにより、硬化性材料３０ａが下型２０に最も近くなる。
【００９０】
ここで、上型１０に対する硬化性材料３０ａの接触角をθｕとし、上型１０における基材部１１から下型２０方向への突出の高さをｈｕとすると、硬化性材料３０ａの量（体積）Ｖｕは、以下の式を満たすことが好ましい。
【００９１】
【数１２】
【００９２】
例えば、突出の高さをｈｕ＝０．２ｍｍの上型１０に、接触角θｕ＝４５°の硬化性材料３０ａを付着させる場合、硬化性材料３０ａの量Ｖｕは、Ｖｕ≧０．０７８ｍｍ３を満たせばよい。
【００９３】
これにより、第２の近接工程において、硬化性材料３０ａが最初に硬化性材料４０に接触し得、本実施形態に係るウェハレンズが首尾よく製造される。
【００９４】
なお、以上では、本実施形態では硬化性材料３０と追加硬化性材料とが同じ材料であることを例に説明を行ったが、硬化性材料３０と追加硬化性材料とは異なる材料であってもよい。
【００９５】
（ウェハレンズ６０の製造装置１００について）
上述したウェハレンズ６０の製造方法は、ウェハレンズ６０の製造装置１００が実施するものであってもよい。以下、図７および図８を参照して、ウェハレンズ６０の製造装置１００について説明する。図７は、ウェハレンズ６０の製造装置１００を示すブロック図である。
【００９６】
図７に示すように、ウェハレンズ６０の製造装置１００は、塗布部（塗布手段）１０１、移動部（移動手段）１０２および制御部１１０を備えている。また、制御部１１０は、第１の塗布制御部（第１の塗布制御手段）１１１、第２の塗布制御部（第２の塗布制御手段）１１２、硬化制御部（硬化制御手段）１１３、第１の近接制御部（第１の近接制御手段）１１４、分離制御部（分離制御手段）１１５、および、第２の近接制御部（第２の近接制御手段）１１６を備えている。
【００９７】
塗布部１０１は、硬化性材料を下型２０に塗布する。また、移動部１０２は、上型１０および下型２０を離接方向（典型的には、上下方向）に移動させる。なお、移動部１０２は、上型１０のみを移動させるものであってもよいし、下型２０のみを移動させるものであってもよいし、上型１０および下型２０の両方を移動させるものであってもよい。制御部１１０は、塗布部１０１および移動部１０２を制御して、上述したウェハレンズ６０の製造方法を実行する。
【００９８】
次に、制御部１１０の各部の処理について、図８を参照し説明する。図８は、ウェハレンズ６０の製造の流れを示すフローチャートである。
【００９９】
第１の塗布制御部１１１は、第１の硬化性材料３０を下型２０に塗布する第１の塗布工程を実行するよう、塗布部１０１を制御する。塗布部１０１は、第１の塗布制御部１１１からの制御に従い、第１の硬化性材料３０を下型２０に塗布する（Ｓ１：第１の塗布工程）。第１の塗布制御部１１１は、第１の硬化性材料３０の塗布量について、上述した条件を満たすように調整することが好ましい。
【０１００】
次に、第１の近接制御部１１４は、第１の硬化性材料３０が前記上型に接触するように、上型１０および下型２０を近接させる第１の近接工程を実行するよう、移動部１０２を制御する。移動部１０２は、第１の近接制御部１１４からの制御に従い、上型１０および下型２０を近接させる（Ｓ２：第１の近接工程）。
【０１０１】
その後、分離制御部１１５は、上型１０および下型２０を上下に分離する分離工程を実行するよう、移動部１０２を制御する。移動部１０２は、分離制御部１１５からの制御に従い、上型１０および下型２０を上下に分離する（Ｓ３：分離工程）。
【０１０２】
次に、第２の塗布制御部１１２は、第２の硬化性材料（追加硬化性材料）を下型２０に塗布する第２の塗布工程を実行するよう、塗布部１０１を制御する。塗布部１０１は、第２の塗布制御部１１２からの制御に従い、第２の硬化性材料を下型２０に塗布する（Ｓ４：第２の塗布工程）。第２の塗布制御部１１２は、第２の硬化性材料の塗布量について、上述した条件を満たすように調整することが好ましい。
【０１０３】
その後、第２の近接制御部１１６は、上型１０および下型２０を近接させる第２の近接工程を実行するよう、移動部１０２を制御する。移動部１０２は、第２の近接制御部１１６からの制御に従い、上型１０および下型２０を近接させる（Ｓ５：第２の近接工程）。第２の近接制御部１１６は、第２の近接工程における近接速度について、上述した条件を満たすように調整することが好ましい。
【０１０４】
その後、硬化制御部１１３は、硬化性材料５０が硬化するまで上型１０および下型２０の間隔を維持することにより硬化物を製造する硬化工程を実行するよう移動部１０２を制御する。移動部１０２は、硬化制御部１１３からの制御に従い、上型１０および下型２０の間隔を維持する（Ｓ６：硬化工程）。
【０１０５】
以上により、ウェハレンズ６０の製造装置１００は、気泡の混入が抑制されたウェハレンズ６０を首尾よく製造することができる。
【０１０６】
（プログラム及び記録媒体について）
また、上述した製造装置１００の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０７】
すなわち、製造装置１００は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである製造装置１００の制御プログラム（認証プログラム）のプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記製造装置１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１０８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１０９】
また、製造装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ（high data rate）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１１０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、ウェハレンズなどの硬化物の製造分野および当該硬化物の製造装置の製造分野において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 金型（成形型）
１０ 上型
１１ 基材部
１２ 素子部
２０ 下型
２１ 基材部
２２ 素子部
３０ 硬化性材料（第１の硬化性材料）
４０ 硬化性材料（第１および第２の硬化性材料の混合物）
５０ 硬化性材料（第１および第２の硬化性材料の混合物）
６０ ウェハレンズ（基板）
６０ａ 光学レンズ（素子）
１００ 製造装置
１０１ 塗布部（塗布手段）
１０２ 移動部（移動手段）
１１０ 制御部
１１１ 第１の塗布制御部（第１の塗布制御手段）
１１２ 第２の塗布制御部（第２の塗布制御手段）
１１３ 硬化制御部（硬化制御手段）
１１４ 第１の近接制御部（第１の近接制御手段）
１１５ 分離制御部（分離制御手段）
１１６ 第２の近接制御部（第２の近接制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は硬化物を製造するための硬化物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状の硬化性材料を上型および下型からなる成形型（例えば、金型）で挟み込んで成型して硬化物を製造するとき、当該硬化物にボイド（空洞）ができることがある。これは、以下のような理由による。
【０００３】
図６は、従来の硬化物の製造方法の流れを示す図である。従来の硬化物の製造方法では、まず、図６（ａ）に示すように、下型２０に硬化性材料３０を塗布する。
【０００４】
このとき、下型２０に塗布された硬化性材料３０の上面はフラットな形状となる。図５は、下型２０に塗布したときの液状の硬化性材料３０の表面の形状（液面形状）の一例を示す図である。図５では、下型に対する接触角が９０°であり、比重が１．０であり、容積が５０００ｍｍ３（５ｃｃ）である硬化性材料の典型的な液面形状を示す。硬化性材料の表面張力のみを考慮した場合、図５に点線で示すように、液面形状は円形となり得る。しかし、重力も考慮した場合、液面形状は、図５に実線で示すように、上面がほぼフラットな形状となる。
【０００５】
続いて、図６（ｂ）に示すように、上型１０を硬化性材料３０が塗布された下型２０に近接させる。上型１０が硬化性材料３０に接触するまで上型１０を下型２０に近接させた時、硬化性材料の上面の形状は、ほぼフラットであるため、図６（ｃ）に示すように、上型１０と硬化性材料３０とは多点で同時に接触する。そのため、上型１０の凹凸の形状に応じて、気泡が発生する。この状態のまま、上型１０と下型２０とを閉じると、図６（ｄ）に示すように、発生した気泡は硬化物内に混入し、製造された硬化物にボイドができてしまう。
【０００６】
そこで、特許文献１から４には、気泡の混入を防ぐ技術が提案されている。例えば、特許文献１には、上型を凸状になるように湾曲させ、上型と反応性原料液の表面とを中央部から両端部へと徐々に当接させていくことによって、気泡が外方へ排出させる反応注型成型方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、未硬化の光学材料樹脂に光学部材を押圧して光学材料樹脂を凹凸パターンに押し広げることによって気泡の混入を防止する方法が記載されている。
【０００８】
また、特許文献３には、ガラスレンズの中央部に所定量の放射線硬化型樹脂液を垂らし、当該ガラスレンズの天地を反転させて金型と近接させ、当該ガラスレンズと金型との間に挟まれた樹脂液を硬化させることによって、気泡が入らない樹脂接合型レンズを製造する方法が記載されている。
【０００９】
また、特許文献４には、基板と金型の両方に光硬化型樹脂を付着させ、基板と金型が設置された雰囲気を減圧し、両方に付着した光硬化型樹脂から脱泡した後、脱泡した光硬化型樹脂同士を密着させ、硬化させることによって、気泡の混入を防いだ光学素子の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−５０４４６号公報（１９９３年３月２日公開）
【特許文献２】特開２００８−４６４６９号公報（２００８年２月２８日公開）
【特許文献３】特開平６−１３０２０９号公報（１９９４年５月１３日公開）
【特許文献４】特開２０１１−８５７９１号公報（２０１１年４月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の技術では、外力によって上型を湾曲させ、その後、湾曲させた上型を水平に戻すため、製造された成形製品の平坦度等の精度が劣化する恐れがある。
【００１２】
また、特許文献２および特許文献３の技術では、レンズに樹脂を塗布する際、当該レンズの天地を反転させる必要があるため、硬化物を成型する際、レンズと下型との位置あわせを都度行う必要があり、製造工程および製造装置が複雑化するといった問題がある。
【００１３】
また、特許文献４の技術では、脱泡する際、基板と金型が設置された雰囲気を減圧する必要があるため、製造工程および製造装置が複雑化するといった問題がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡単な方法で気泡の混入を抑制することができる硬化物の製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明は、上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造方法であって、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程と、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程と、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程と、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程と、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程と、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料を硬化させることにより前記硬化物を製造する硬化工程と、を含むことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、上型と下型とを合わせるとき（第２の近接工程）に、下型の硬化性材料が上型にほぼ一点において接触し、そこから周囲に濡れ広がるため、硬化性材料中に気泡が混入する余地を首尾よく排除することができる。
【００１７】
すなわち、下型に塗布された第１の硬化性材料が、一旦、上型と下型とを近接させることにより、上型に付着する。その後、下型に塗布された第２の硬化性材料に、第１の硬化性材料が付着している上型を近接させることにより、上型に付着している第１の硬化性材料と、下型に塗布された第２の硬化性材料とを、最初ほぼ一点で接触するように接触させることができる。このとき、第１の硬化性材料は、表面張力により当該一点から外側へ向かって濡れ広がり、それゆえ、上型と下型内部の気泡が外側に向かって押し出される。結果として、硬化物への気泡の混入を抑制することができる。
【００１８】
また、このとき、上型および下型は、離接方向（典型的には、上下方向）にのみ移動させればよい。そのため、硬化物を製造する度に、左右方向の位置合わせ等を行う必要がない。
【００１９】
なお、本発明では、特許文献４に記載の技術とは異なり、まず、硬化物を形成するための硬化性材料の一部を下型に塗布し（第１の塗布工程）、第１の近接工程を実行した後に、残りの硬化性材料を下型に塗布するようにしている（第２の塗布工程）。このように、本発明では、第１の近接工程の前には、全ての硬化性材料を下型に塗布しない。これにより、第１の近接工程において硬化性材料が上型の複数地点に付着することを避け、第２の近接工程において、上型に付着した硬化性材料と、下型に塗布された硬化性材料とがほぼ一点から接触を開始するようにすることができる。それゆえ、上述したように、第２の近接工程において、成形型内部の気泡が外側に向かって押し出されるようにして、硬化物への気泡の混入を抑制することができる。
【００２０】
以上のように、本発明に係る硬化物の製造方法を用いることにより、簡単な方法で気泡の混入を抑制することができる。
【００２１】
また、前記製造方法において前記硬化物が、表面に複数の素子が配列されている基板であり、前記素子が、光学レンズであることが好ましい。本発明の硬化物の製造方法は、このような硬化物を製造するために好適に用いることができる。すなわち、このように表面に複数の素子が配列されている基板を製造するための凹凸が形成されている成形型を用いる場合であっても、本発明によれば、第２の近接工程において、上型に付着した硬化性材料と下型に塗布された硬化性材料とがほぼ一点から接触を開始するようになっているため、首尾よく、成形型内部の気泡が外側に向かって押し出されるようにして、硬化物への気泡の混入を抑制することができる。
【００２２】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【００２３】
【数１】
【００２４】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｈｓは前記基板の厚さを表す。）を満たすことが好ましい。
【００２５】
これにより、第１の塗布工程において、硬化物の厚さよりも高く第１の硬化性材料を塗布することができるので、第１の近接工程において、上型と下型とが衝突することなく、より確実に上型と第１の硬化性材料とを接触させることができる。
【００２６】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【００２７】
【数２】
【００２８】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｐは前記素子の配列ピッチを表す。）を満たすことが好ましい。
【００２９】
これにより、第１の塗布工程において、素子の配列ピッチよりも狭い範囲に、第１の硬化性材料を塗布することができるので、第１の近接工程において、上型と第１の硬化性材料とが多点で同時に接触することをより好適に防ぐことができる。
【００３０】
前記第２の近接工程において、前記上型および前記下型を近接させる速さが、０．０２ｍｍ／ｓ以下であってもよい。
【００３１】
上記構成によれば、第２の近接工程において、上型と下型との間隔が製造すべき硬化物の厚さとなるまでに、第１および第２の硬化性材料を十分に上型と下型との間に濡れ広がらせることができるため、首尾よく気泡を外側に向かって押し出して、硬化物の内部への気泡の混入を好適に抑制することができる。
【００３２】
上記の課題を解決するために、本発明は、上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造装置であって、硬化性材料を前記下型に塗布する塗布手段と、前記上型と前記下型とを離接方向に移動させる移動手段と、前記塗布手段を制御して、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程を実行する第１の塗布制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程を実行する第１の近接制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程を実行する分離制御手段と、前記塗布手段を制御して、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程を実行する第２の塗布制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程を実行する第２の近接制御手段と、前記移動手段を制御して、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料が硬化するまで前記上型および前記下型の間隔を維持することにより前記硬化物を製造する硬化工程を実行する硬化制御手段と、を含むことを特徴としている。
【００３３】
上記構成によれば、上記硬化物の製造方法と同様の効果を奏する。
【００３４】
また、上記硬化物の製造装置が備えているコンピュータを動作させるプログラムであって、上記コンピュータを上記の各制御手段として実行させるためのプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造方法であって、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程と、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程と、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程と、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程と、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程と、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料を硬化させることにより前記硬化物を製造する硬化工程と、を含むことを特徴としている。
【００３６】
このような硬化物の製造方法を用いることにより、簡単な方法で気泡の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ウェハレンズの製造方法の各工程を示す説明図である。
【図２】金型の断面概略図である。
【図３】第１の硬化性材料の塗布の一例を示す図である。
【図４】第１の硬化性材料が下型に塗布された時の第１の硬化性材料の断面図の例を示す図である。
【図５】硬化性材料の表面の形状（液面形状）の一例を示す図である。
【図６】従来の硬化物の製造方法の流れの一例を示す図である。
【図７】ウェハレンズの製造装置を示すブロック図である。
【図８】ウェハレンズの製造の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明すれば、以下のとおりである。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、この実施形態に記載されている硬化物の寸法、形状、硬化性材料の種類などは、特に限定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３９】
本実施形態では、硬化物として、図１（ｊ）に示すようなウェハレンズ６０を例に説明を行う。ウェハレンズ６０は、表面に複数の光学レンズ（素子）６０ａが配列されている基板である。本実施形態では、直径１００ｍｍ、基板の厚さ０．５ｍｍであり、複数の光学レンズが配列ピッチ（各光学レンズ６０ａの中心間距離）３ｍｍで格子状配列された円盤状のウェハレンズ６０の製造方法について説明を行う。なお、硬化物はこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、本実施形態において、ウェハレンズの製造方法は、熱転写ナノインプリントのように、硬化性材料に対し成形型（例えば、金型）を用いてプレスし、冷却することにより硬化させる方法を採用している。なお、本発明はこれに限定されず、例えば、光ナノインプリントのように、紫外線を照射することによって樹脂を硬化させる方法を用いてもよい。
【００４１】
また、硬化性材料を成形する際、硬化性材料は、成形型内に密閉されるのではなく、上下のみが成形型に挟まれる状態であってもよい。つまり、成形型に挟まれたときに、硬化性材料の側面方向がフリー空間となっていてもよい。
【００４２】
（金型１の構成）
まず、本実施形態における金型（成形型）１について図２を参照して説明する。図２は、金型１の断面概略図である。図２に示すように、金型１は、上型１０および下型２０からなる。また、上型１０は、下側の面（下型２０側の面）に基材部１１と、素子部１２とを有している。また、下型２０は、上側の面（上型１０側の面）基材部２１と、素子部２２とを有している。
【００４３】
基材部１１および基材部２１は、ウェハレンズ６０における基板を形成するための平坦な部分である。素子部１２は、基材部１１に複数配列されて形成された略半円形状の凹部である。また、素子部２２は、基材部２１に複数配列されて形成された略半円形状の凹部である。素子部１２および素子部２２は、ウェハレンズ６０における光学レンズ６０ａを形成する部分である。なお、素子部１２および素子部２２はこれに限定されず、基材部１１または基材部２１に対し、凸状に形成されていてもよい。
【００４４】
（ウェハレンズの製造方法）
次に、図１を参照して、金型１を用いてウェハレンズ６０を製造するウェハレンズの製造方法について説明を行う。図１は、ウェハレンズの製造方法の各工程を示す説明図である。
【００４５】
本実施形態に係るウェハレンズの製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、ウェハレンズ６０を製造するのに必要な量より少量の硬化性材料（第１の硬化性材料）３０を下型２０に塗布する（第１の塗布工程）。本実施形態では、硬化性材料３０としては、金型１に対する接触角が４５°であり、未硬化時の粘度が０．１Ｐａ・ｓの熱硬化性材料を用いるがこれに限定されない。また、第１の塗布工程で下型２０に塗布する硬化性材料３０の量は、液面形状がほぼ球面状になる量である。なお、硬化性材料３０の量の詳細については、後述する。
【００４６】
その後、図１（ｂ）に示すように、上型１０を下型２０に近づける。このとき、図１（ｃ）に示すように、上型１０が硬化性材料３０に接触するまで、上型１０を下型２０に近づける（第１の近接工程）。硬化性材料３０の液面形状がほぼ球面状であるため、上型１０は、硬化性材料３０に最初ほぼ一点で接触する。これにより、硬化性材料３０が上型１０に付着する。
【００４７】
次に、図１（ｄ）に示すように、上型１０と下型２０とを上下に分離させる（分離工程）。これにより、硬化性材料３０が、上型１０に付着した硬化性材料３０ａと下型２０に残った硬化性材料３０ｂとに分離する。
【００４８】
その後、図１（ｅ）に示すようにウェハレンズ６０を製造するために必要な量の追加硬化性材料（第２の硬化性材料）を下型２０に塗布する（第２の塗布工程）。なお、本実施形態において、第２の塗布工程で下型２０に塗布する追加硬化性材料は硬化性材料３０と同じ材料であるとする。但し、第１および第２の塗布工程で異なる硬化性材料を塗布してもよい。また、図１（ｅ）以降、第２の塗布工程で下型２０に塗布した追加硬化性材料と硬化性材料３０ｂとを合わせて、硬化性材料４０として表す。
【００４９】
その後、図１（ｆ）〜（ｉ）に示すように、上型１０と下型２０との間隔が製造すべきウェハレンズ６０の厚さとなるまで、上型１０と下型２０とを近づける（第２の近接工程）。まず、図１（ｆ）の状態から、上型１０を下型２０に近づけると、図１（ｇ）に示すように、硬化性材料３０ａと硬化性材料４０とがほぼ一点において接触し、表面張力により、拡大図中矢印で示す方向に濡れ広がる。そして、さらに上型１０を下型２０に近づければ、図１（ｈ）に示すようになる。なお、図１（ｈ）以降では、硬化性材料４０と硬化性材料３０ａとを合わせて、硬化性材料５０として表す。ここで、図１（ｈ）に示すように、硬化性材料５０はほぼ一点から上型１０および下型２０の間で濡れ広がるので、気泡が外側に向かって押し出されており、気泡の混入が抑制されている。最終的には、図１（ｉ）に示すように、上型１０と下型２０との間隔が製造すべきウェハレンズ６０の厚さになるまで上型１０と下型２０とを近づける。
【００５０】
その後、図１（ｉ）の状態で、硬化性材料５０を硬化させることにより、図１（ｊ）に示すような、複数の光学レンズ６０ａが配列されているとともに、気泡の混入が抑制されたウェハレンズ６０を首尾よく製造することができる（硬化工程）。
【００５１】
（近接工程について）
第１の近接工程において、上型１０を下型２０に近づけることについて説明を行ったが、本発明はこれに限定されず、例えば、下型２０を上型１０に近づけてもよい。つまり、第１の近接工程では、上型１０が硬化性材料３０に接触するまで、上型１０と下型２０とを近接させればよい。同様に、第２の近接工程においても、上型１０を下型２０に近づけることに限定されず、上型１０と下型２０とを近接させればよい。
【００５２】
（近接速度について）
また、第２の近接工程における上型１０と下型２０とを近接させる速度（近接速度）は、適宜設定すればよいが、０．０２ｍｍ／ｓ以下の速度とすることがより好ましい。
【００５３】
また、本発明者は、第２の近接工程において、粘度が０．１Ｐａ・ｓの硬化性材料に対し、上型１０と下型２０とを０．０２ｍｍ／ｓより速く近接させると、気泡が外側に向かって押し出されるより速く上型１０と下型２０との間隔が製造すべきウェハレンズ６０の厚さになるまで近づいてしまい、ウェハレンズ６０の内部に気泡が混入してしまう可能性があることを見出した。
【００５４】
表１は、粘度が０．１Ｐａ・ｓの硬化性材料Ａ、粘度が０．２Ｐａ・ｓの硬化性材料Ｂおよび粘度が０．６Ｐａ・ｓの硬化性材料Ｃに対する気泡残量の量を示す表である。なお、表１に示す粘度は、各硬化性材料を５０度で下型２０に塗布した状態での値である。また使用した金型１の素材はＮｉであり、その上にフッ素系の離型処理を施している。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に示すように、硬化性材料Ａに対し、硬化性材料Ａを付着させてない上型１０と、下型２０とを、近接速度（金型近接速度）２０μｍ／ｓ（０．０２ｍｍ／ｓ）で近接させると、硬化性材料Ａには、気泡が予め定められた値より多く残留する。
【００５７】
同じ速度で、第１の近接工程で硬化性材料Ａを付着させた上型１０と、下型２０とを近接させると、硬化性材料Ａの気泡残留は、予め定められた値より少なくなる。
【００５８】
また、第１の近接工程で硬化性材料Ａを付着させた上型１０と、下型２０とを近接速度１０μｍ／ｓ（０．０１ｍｍ／ｓ）で近接させると、硬化性材料Ａには、ほとんど気泡が残留しない。
【００５９】
同じ速度で、硬化性材料Ｂに対し、硬化性材料Ｂを付着させた上型１０と、下型２０とを近接させると、硬化性材料Ｂにもほとんど気泡が残留しない。同様に、硬化性材料Ｃに対し、硬化性材料Ｃを付着させた上型１０と、下型２０とを近接させると、硬化性材料Ｃにもほとんど気泡が残留しない。
【００６０】
このように、上型１０に硬化性材料を付着し、近接速度２０μｍ／ｓ（０．０２ｍｍ／ｓ）で、上型１０と下型２０とを近接させることにより、硬化性材料に気泡の混入が抑制されることがわかる。また、上型１０に硬化性材料を付着した状態で、近接速度を１０μｍ／ｓ（０．０１ｍｍ／ｓ）で近接させると、より安定して気泡の混入を防ぐことができる。
【００６１】
それゆえ、上型１０と下型２０とを近接させる速さを、０．０２ｍｍ／ｓ以下にすることにより、気泡の混入が抑制されたウェハレンズ６０を好適に製造することができる。言い換えれば、第２の近接工程において、上型１０と下型２０との間隔が製造すべき硬化物の厚さとなるまでに、硬化性材料５０を十分に上型と下型との間に濡れ広がらせることができるため、首尾よく気泡を外側に向かって押し出して、ウェハレンズ６０の内部への気泡の混入を好適に抑制することができる。
【００６２】
なお、表１において、硬化性材料として、粘度が０．１Ｐａ・ｓ、０．２Ｐａ・ｓ、および、０．６Ｐａ・ｓの硬化性材料を用いているが、硬化性材料はこれに限定されない。また、粘度が０．６Ｐａ・ｓより大きいものについては、下型２０への塗布に要する時間がかかるため、硬化性材料は、粘度が０．６Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００６３】
（第１の塗布工程における硬化性材料の塗布について）
上述したとおり、第１の近接工程において、上型１０は、硬化性材料３０と最初ほぼ一点で接触し、これにより、上型１０に付着した硬化性材料３０ａに気泡が混入することを避けることができる。つまり、第１の塗布工程において、下型２０に塗布する硬化性材料３０の量（塗布量）は、第１の近接工程において上型１０が硬化性材料３０とほぼ一点で接触する量である。
【００６４】
図３は、硬化性材料３０の塗布の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、上型１０の素子部１２が凹状である時、最初に硬化性材料３０に接するのは、上型１０の基材部１１となる。そのため、図３（ａ）に示すように、下型２０の基材部２１を中心に硬化性材料３０を塗布することが好ましく、このとき、硬化性材料３０の頂点が、上型１０の基材部１１に接触する。また、図３（ｂ）に示すように、上型１０の素子部１２が凸状である時、最初に硬化性材料３０に接するのは、上型１０の素子部１２となる。そのため、図３（ｂ）に示すように、下型２０の素子部２２を中心に硬化性材料３０を塗布することが好ましく、このとき、硬化性材料３０の頂点が、上型１０の素子部１２に接触する。
【００６５】
このときの硬化性材料３０の塗布量について図４を参照して説明を行う。図４は、硬化性材料３０が下型２０に塗布された時の硬化性材料３０の断面の一例を示す図である。
【００６６】
図４（ａ）に示すように、下型２０に対する球面状の硬化性材料３０（液滴）の接触角をθｃとし、液滴の高さ（液滴の頂部の、基材部２１からの高さ）をｈとする。また、液滴の半径をＲとする。更に、図４（ｂ）に示すように、硬化性材料３０が塗布された下型２０上の面（塗布面）の半径をｒとする。また、液滴の左右端点の一端と液滴の頂点とを結ぶ線分の長さをｃとすると以下の式が成り立つ。
【００６７】
【数３】
【００６８】
よって、線分の長さｃは、以下の式となる。
【００６９】
【数４】
【００７０】
また、液滴の高さｈは、以下の式で表すことができる。
【００７１】
【数５】
【００７２】
液滴の体積（塗布量）Ｖは、次式で求めることができる。
【００７３】
【数６】
【００７４】
よって、液滴の体積Ｖは、以下の式（１）となる。
【００７５】
【数７】
【００７６】
ここで、硬化性材料３０を製造するウェハレンズの基板の厚さ以上に高く塗布することによって、第１の近接工程において、確実に上型１０を硬化性材料３０に接触させることができる。つまり、ウェハレンズの基板の厚さをｈｓとすると、ｈ≧ｈｓであればよい。よって、第１の塗布工程における硬化性材料３０の塗布量Ｖは以下の式を満たすことが好ましい。
【００７７】
【数８】
【００７８】
例えば、接触角θｃ＝４５°の硬化性材料３０を用いて、基板の厚さｈｓ＝０．５ｍｍのウェハレンズを製造する場合、塗布量Ｖは、Ｖ≧１．２ｍｍ３を満たすことが好ましい。
【００７９】
これにより、第１の近接工程において、上型１０が下型２０と衝突することなく、確実に上型１０を硬化性材料３０に接触させることができる。
【００８０】
なお、塗布面の半径ｒは、以下の式（２）で表すことができる。
【００８１】
【数９】
【００８２】
式（１）に式（２）を代入することにより、液滴の体積Ｖは、次式となる。
【００８３】
【数１０】
【００８４】
ここで、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、素子部２２の中央間の距離、つまり、製造するウェハレンズの光学レンズの配列ピッチをｐとする。硬化性材料３０の塗布面の半径ｒが、光学レンズの配列ピッチｐより大きくなるように、硬化性材料３０を塗布すると、上型１０と硬化性材料３０とが多点で同時に接触する可能性がある。つまり、塗布面の半径ｒを光学レンズの配列ピッチｐ以下にすることにより、上型１０と硬化性材料３０とをほぼ一点で接触させることができる。したがって、ｐ≧ｒであればよい。よって、第１の塗布工程における硬化性材料３０の塗布量Ｖは以下の式を満たすことが好ましい。
【００８５】
【数１１】
【００８６】
例えば、接触角θｃ＝４５°の硬化性材料３０を用いて、光学レンズの配列ピッチｐ＝３ｍｍのウェハレンズを製造する場合、塗布量Ｖは、Ｖ≦１８．６ｍｍ３を満たすことが好ましい。
【００８７】
これにより、第１の近接工程において、上型１０と硬化性材料３０とが多点で同時に接触することを好適に防ぐことができる。
【００８８】
（上型１０に付着した硬化性材料３０ａについて）
次に、分離工程後に、上型１０に付着した硬化性材料３０ａについて説明する。図３（ａ）に示すように、上型１０の素子部１２が凹状である時、基材部１１より突出する高さとなる量を上型１０に付着させることが好ましい。また、図３（ｂ）に示すように、上型１０の素子部１２が凸状である時、素子部１２より突出する高さとなる量を上型１０に付着させることが好ましい。
【００８９】
つまり、上型１０における基材部１１から下型２０方向への突出の高さ（素子部１２が凹状の場合は０、素子部１２が凸状の場合は、素子部１２の高さ）以上の高さとなる量の硬化性材料３０ａを上型１０に付着させることにより、硬化性材料３０ａが下型２０に最も近くなる。
【００９０】
ここで、上型１０に対する硬化性材料３０ａの接触角をθｕとし、上型１０における基材部１１から下型２０方向への突出の高さをｈｕとすると、硬化性材料３０ａの量（体積）Ｖｕは、以下の式を満たすことが好ましい。
【００９１】
【数１２】
【００９２】
例えば、突出の高さをｈｕ＝０．２ｍｍの上型１０に、接触角θｕ＝４５°の硬化性材料３０ａを付着させる場合、硬化性材料３０ａの量Ｖｕは、Ｖｕ≧０．０７８ｍｍ３を満たせばよい。
【００９３】
これにより、第２の近接工程において、硬化性材料３０ａが最初に硬化性材料４０に接触し得、本実施形態に係るウェハレンズが首尾よく製造される。
【００９４】
なお、以上では、本実施形態では硬化性材料３０と追加硬化性材料とが同じ材料であることを例に説明を行ったが、硬化性材料３０と追加硬化性材料とは異なる材料であってもよい。
【００９５】
（ウェハレンズ６０の製造装置１００について）
上述したウェハレンズ６０の製造方法は、ウェハレンズ６０の製造装置１００が実施するものであってもよい。以下、図７および図８を参照して、ウェハレンズ６０の製造装置１００について説明する。図７は、ウェハレンズ６０の製造装置１００を示すブロック図である。
【００９６】
図７に示すように、ウェハレンズ６０の製造装置１００は、塗布部（塗布手段）１０１、移動部（移動手段）１０２および制御部１１０を備えている。また、制御部１１０は、第１の塗布制御部（第１の塗布制御手段）１１１、第２の塗布制御部（第２の塗布制御手段）１１２、硬化制御部（硬化制御手段）１１３、第１の近接制御部（第１の近接制御手段）１１４、分離制御部（分離制御手段）１１５、および、第２の近接制御部（第２の近接制御手段）１１６を備えている。
【００９７】
塗布部１０１は、硬化性材料を下型２０に塗布する。また、移動部１０２は、上型１０および下型２０を離接方向（典型的には、上下方向）に移動させる。なお、移動部１０２は、上型１０のみを移動させるものであってもよいし、下型２０のみを移動させるものであってもよいし、上型１０および下型２０の両方を移動させるものであってもよい。制御部１１０は、塗布部１０１および移動部１０２を制御して、上述したウェハレンズ６０の製造方法を実行する。
【００９８】
次に、制御部１１０の各部の処理について、図８を参照し説明する。図８は、ウェハレンズ６０の製造の流れを示すフローチャートである。
【００９９】
第１の塗布制御部１１１は、第１の硬化性材料３０を下型２０に塗布する第１の塗布工程を実行するよう、塗布部１０１を制御する。塗布部１０１は、第１の塗布制御部１１１からの制御に従い、第１の硬化性材料３０を下型２０に塗布する（Ｓ１：第１の塗布工程）。第１の塗布制御部１１１は、第１の硬化性材料３０の塗布量について、上述した条件を満たすように調整することが好ましい。
【０１００】
次に、第１の近接制御部１１４は、第１の硬化性材料３０が前記上型に接触するように、上型１０および下型２０を近接させる第１の近接工程を実行するよう、移動部１０２を制御する。移動部１０２は、第１の近接制御部１１４からの制御に従い、上型１０および下型２０を近接させる（Ｓ２：第１の近接工程）。
【０１０１】
その後、分離制御部１１５は、上型１０および下型２０を上下に分離する分離工程を実行するよう、移動部１０２を制御する。移動部１０２は、分離制御部１１５からの制御に従い、上型１０および下型２０を上下に分離する（Ｓ３：分離工程）。
【０１０２】
次に、第２の塗布制御部１１２は、第２の硬化性材料（追加硬化性材料）を下型２０に塗布する第２の塗布工程を実行するよう、塗布部１０１を制御する。塗布部１０１は、第２の塗布制御部１１２からの制御に従い、第２の硬化性材料を下型２０に塗布する（Ｓ４：第２の塗布工程）。第２の塗布制御部１１２は、第２の硬化性材料の塗布量について、上述した条件を満たすように調整することが好ましい。
【０１０３】
その後、第２の近接制御部１１６は、上型１０および下型２０を近接させる第２の近接工程を実行するよう、移動部１０２を制御する。移動部１０２は、第２の近接制御部１１６からの制御に従い、上型１０および下型２０を近接させる（Ｓ５：第２の近接工程）。第２の近接制御部１１６は、第２の近接工程における近接速度について、上述した条件を満たすように調整することが好ましい。
【０１０４】
その後、硬化制御部１１３は、硬化性材料５０が硬化するまで上型１０および下型２０の間隔を維持することにより硬化物を製造する硬化工程を実行するよう移動部１０２を制御する。移動部１０２は、硬化制御部１１３からの制御に従い、上型１０および下型２０の間隔を維持する（Ｓ６：硬化工程）。
【０１０５】
以上により、ウェハレンズ６０の製造装置１００は、気泡の混入が抑制されたウェハレンズ６０を首尾よく製造することができる。
【０１０６】
（プログラム及び記録媒体について）
また、上述した製造装置１００の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０７】
すなわち、製造装置１００は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである製造装置１００の制御プログラム（認証プログラム）のプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記製造装置１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１０８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１０９】
また、製造装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ（high data rate）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１１０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、ウェハレンズなどの硬化物の製造分野および当該硬化物の製造装置の製造分野において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 金型（成形型）
１０ 上型
１１ 基材部
１２ 素子部
２０ 下型
２１ 基材部
２２ 素子部
３０ 硬化性材料（第１の硬化性材料）
４０ 硬化性材料（第１および第２の硬化性材料の混合物）
５０ 硬化性材料（第１および第２の硬化性材料の混合物）
６０ ウェハレンズ（基板）
６０ａ 光学レンズ（素子）
１００ 製造装置
１０１ 塗布部（塗布手段）
１０２ 移動部（移動手段）
１１０ 制御部
１１１ 第１の塗布制御部（第１の塗布制御手段）
１１２ 第２の塗布制御部（第２の塗布制御手段）
１１３ 硬化制御部（硬化制御手段）
１１４ 第１の近接制御部（第１の近接制御手段）
１１５ 分離制御部（分離制御手段）
１１６ 第２の近接制御部（第２の近接制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造方法であって、
第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程と、
前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程と、
前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程と、
前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程と、
前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程と、
前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料を硬化させることにより前記硬化物を製造する硬化工程と、を含むことを特徴とする硬化物の製造方法。
【請求項２】
前記硬化物が、表面に複数の素子が配列されている基板であることを特徴とする請求項１に記載の硬化物の製造方法。
【請求項３】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【数１】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｈｓは前記基板の厚さを表す。）
を満たすことを特徴とする請求項２に記載の硬化物の製造方法。
【請求項４】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【数２】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｐは前記素子の配列ピッチを表す。）
を満たすことを特徴とする請求項２または３に記載の硬化物の製造方法。
【請求項５】
前記素子が、光学レンズであることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の硬化物の製造方法。
【請求項６】
前記第２の近接工程において、前記上型および前記下型を近接させる速さが、０．０２ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の硬化物の製造方法。
【請求項７】
上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造装置であって、
硬化性材料を前記下型に塗布する塗布手段と、
前記上型と前記下型とを離接方向に移動させる移動手段と、
前記塗布手段を制御して、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程を実行する第１の塗布制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程を実行する第１の近接制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程を実行する分離制御手段と、
前記塗布手段を制御して、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程を実行する第２の塗布制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程を実行する第２の近接制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料が硬化するまで前記上型および前記下型の間隔を維持することにより前記硬化物を製造する硬化工程を実行する硬化制御手段と、を含むことを特徴とする硬化物の製造装置。
【請求項８】
コンピュータを請求項７に記載の硬化物の製造装置として動作させるためのプログラムであって、上記コンピュータを上記硬化物の製造装置が備えている各制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造方法であって、
第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程と、
前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程と、
前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程と、
前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程と、
前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程と、
前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料を硬化させることにより前記硬化物を製造する硬化工程と、を含むことを特徴とする硬化物の製造方法。
【請求項２】
前記硬化物が、表面に複数の素子が配列されている基板であることを特徴とする請求項１に記載の硬化物の製造方法。
【請求項３】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【数１】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｈｓは前記基板の厚さを表す。）
を満たすことを特徴とする請求項２に記載の硬化物の製造方法。
【請求項４】
前記第１の塗布工程における前記第１の硬化性材料の塗布量Ｖが、
【数２】
（ここで、θｃは前記下型に対する前記第１の硬化性材料の接触角を表し、ｐは前記素子の配列ピッチを表す。）
を満たすことを特徴とする請求項２または３に記載の硬化物の製造方法。
【請求項５】
前記素子が、光学レンズであることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の硬化物の製造方法。
【請求項６】
前記第２の近接工程において、前記上型および前記下型を近接させる速さが、０．０２ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の硬化物の製造方法。
【請求項７】
上型および下型からなる成形型を用いて硬化物を製造する硬化物の製造装置であって、
硬化性材料を前記下型に塗布する塗布手段と、
前記上型と前記下型とを離接方向に移動させる移動手段と、
前記塗布手段を制御して、第１の硬化性材料を前記下型に塗布する第１の塗布工程を実行する第１の塗布制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第１の塗布工程の後、前記第１の硬化性材料が前記上型に接触するように、前記上型および前記下型を近接させる第１の近接工程を実行する第１の近接制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第１の近接工程の後、前記上型および前記下型を上下に分離する分離工程を実行する分離制御手段と、
前記塗布手段を制御して、前記分離工程の後、第２の硬化性材料を前記下型に塗布する第２の塗布工程を実行する第２の塗布制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第２の塗布工程の後、前記上型および前記下型を近接させる第２の近接工程を実行する第２の近接制御手段と、
前記移動手段を制御して、前記第２の近接工程の後、前記第１および第２の硬化性材料が硬化するまで前記上型および前記下型の間隔を維持することにより前記硬化物を製造する硬化工程を実行する硬化制御手段と、を含むことを特徴とする硬化物の製造装置。
【請求項８】
コンピュータを請求項７に記載の硬化物の製造装置として動作させるためのプログラムであって、上記コンピュータを上記硬化物の製造装置が備えている各制御手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２２７７０（Ｐ２０１３−２２７７０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７１６９（Ｐ２０１１−１５７１６９）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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