JP2009279774A - 造形物の製造方法、スタンパの製造方法、マスタ製造装置、スタンパ製造システム、及びスタンパ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度に、短時間で造形物を製造することができる造形物の製造方法と、この造形物の製造方法に関連するスタンパの製造方法、マスタ製造装置、スタンパ製造システム、及びスタンパ製造装置とを提供する。
【解決手段】レンズアレイ６５０が有する第１の光学機能面６５２と同形状からなる第１の転写面６０２等を有するマスタ６００を製造し、第１の転写面６０２の反対形状からなる第１の反対形状面６２２を有する第１のスタンパ６２０等を製造し、第１のスタンパ６２０等を用いてレンズアレイ６５０を製造する。マスタ６００は、マスタ材料と転写体とを互いに接触させマスタ材料を変形させ、マスタ材料の変形した部分を硬化させ、マスタ材料と転写体とを離間させる転写工程を、マスタ材料の互いに異なる位置に転写体を接触させるように複数回、繰り返すことで製造される。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばレンズアレイ等の光学部品等の成形に用いられマスタやスタンパ等の型や、電鋳に用いられる母型等の造形物を造形する造形物の製造方法と、この造形物の製造方法に関連するスタンパの製造方法、マスタ製造装置、スタンパ製造システム、及びスタンパ製造装置とに関する。

特許文献１には、レンズ形状を形成する面を有する金型を用いたマイクロレンズアレイの製造方法であって、前記金型により第１の基板上に第１の樹脂を前記レンズ形状に硬化させレンズ基板を複数形成する工程と、前記レンズ基板をアレイ状に配列する工程と、前記アレイ状のレンズ基板上にメッキして前記レンズ形状を形成する面を有するマスタを形成する工程と、前記マスタのレンズ形状を形成する面上にメッキしてマザーを形成する工程と、前記マザーにより成形型を形成する工程と、前記成形型により第２の基板上に第２の樹脂を前記レンズ形状に硬化させ形成する工程と、ドライエッチングにより前記第２の樹脂を除去するとともに前記第２の基板の一部を除去する工程とを含むマイクロレンズアレイの製造方法が開示されている（特許文献１）。

特開２００５−４１１２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、複数の基板をアレイ状に配置する工程が必要になるため、複数の基板の配置にズレが生じることで製造されるマイクロレンズアレイの精度が低下したり、複数の基板をアレイ状に並べるために時間を要したりすることがあるとの問題点があった。

本発明の目的は、従来の技術と比較して、高精度に、短時間で造形物を製造することができる造形物の製造方法と、この造形物の製造方法に関連するスタンパの製造方法、マスタ製造装置、スタンパ製造システム、及びスタンパ製造装置とを提供することにある。

本発明の第１の特徴とするところは、造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するマスタ製造工程と、前記転写面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するスタンパ製造工程と、前記反対形状面を造形材料に転写して、前記造形物を製造する造形物製造工程と、を有し、前記マスタ製造工程は、マスタ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記マスタ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、前記マスタ材料の、少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、前記マスタ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、
を有し、前記マスタ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り返す造形物の製造方法にある。

好適には、前記変形工程では、前記転写体として、前記転写形状が一箇所に形成された転写体を用いる。

また、好適には、光硬化性材料からなるマスタ材料を用い、前記硬化工程では、光を照射して前記マスタ材料を硬化させる。

また、好適には、熱硬化性材料からなるマスタ材料を用い、前記硬化工程では、加熱により前記マスタ材料を硬化させる。

また、好適には、光硬化性樹脂からなる造形材料を用い、前記造形物製造工程は、前記反対形状面が互いに対向するように配置され、同形状、又は互いに異なる形状の前記反対形状面を有する２つの前記スタンパの間に存する造形材料を、前記２つのスタンパの間から照射される光によって硬化する硬化工程を有する。

また、好適には、光硬化性材料からなる造形材料を用い、前記造形物製造工程は、前記スタンパと、前記スタンパの反対形状面に対向するように配置された対向部材との間に存する造形材料を、前記スタンパと前記対向部材との間から照射される光で硬化する硬化工程を有する。

また、好適には、熱硬化性材料からなる造形材利用を用い、前記造形物製造工程は、加熱により前記熱硬化材料を硬化させる。

また、好適には、前記スタンパ製造工程は、前記マスタが有する前記転写面に金属イオンを堆積させる堆積工程と、金属イオンを堆積することにより形成されたスタンパと、前記マスタとを離間させる離間工程と、を有する。

また、好適には、前記造形物として、光学部品を製造する。

また、本発明の第２の特徴とするところは、造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するマスタ製造工程と、前記転写面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するスタンパ製造工程と、を有し、前記マスタ製造工程は、マスタ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記マスタ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、前記マスタ材料の、少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、前記マスタ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、を有し、前記マスタ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り返すスタンパの製造方法にある。

また、本発明の第３の特徴とするところは、造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するために用いられるマスタ材料を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記マスタ材料に接触可能に設けられ、転写形状が形成された転写体と、前記支持部に支持された前記マスタ材料と前記転写体とを、当接させ離間させるように、前記支持部及び前記転写体との少なくともいずれか一方を移動させる移動装置と、前記マスタ材料の、少なくとも前記転写体に接触し、前記転写形状に倣って変形した部分を硬化させる硬化装置と、前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように前記移動装置を駆動させ、前記マスタ材料の互いに異なる位置に前記転写形状が複数回、転写されるように、少なくとも前記移動装置及び前記硬化装置を制御する制御部と、を有するマスタ製造装置にある。

また、本発明の第４の特徴とするところは、造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するために用いられるマスタ製造装置と、前記マスタ製造装置で製造されたマスタが有する転写面の反対形状からなる反対形状面を有し、前記反対形状面を造形材料に転写して造形物を造形するために用いられるスタンパを製造するスタンパ製造装置と、を有し、前記マスタ製造装置は、造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するために用いられるマスタ材料を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記マスタ材料に接触可能に設けられ、転写形状が形成された転写体と、前記支持部に支持された前記マスタ材料と前記転写体とを、当接させ離間させるように、前記支持部及び前記転写体との少なくともいずれか一方を移動させる移動装置と、前記マスタ材料の、少なくとも前記転写体に接触し、前記転写形状に倣って変形した部分を硬化させる硬化装置と、前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように前記移動装置を駆動させ、前記マスタ材料の互いに異なる位置に前記転写形状が複数回、転写されるように、少なくとも前記移動装置及び前記硬化装置を制御する制御部と、を有するスタンパ製造システムにある。

また、本発明の第５の特徴とするところは、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するスタンパ製造工程と、前記反対形状面を造形材料に転写して、前記造形物を製造する造形物製造工程と、を有し、前記スタンパ製造工程は、光を透過するスタンパ材料を用い、該スタンパ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記スタンパ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、前記スタンパ材料の少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、前記スタンパ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、を有し、前記スタンパ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記スタンパ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り返し、前記造形物製造工程は、光硬化性材料からなる造形材料を用い、該造形材料を前記スタンパが有する反対形状面に倣って変形させる変形工程と、前記造形材料に対して、前記スタンパを通過するように光を照射して前記造形材料を硬化させる硬化工程と、を有する造形物の製造方法にある。

また、本発明の第６の特徴とするところは、光を透過するスタンパ材料を用い、該スタンパ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記スタンパ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、前記スタンパ材料の少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、前記スタンパ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、を有し、前記スタンパ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記スタンパ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記スタンパ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り繰り返し、光硬化性材料からなる造形材料を用い、該造形材料を、スタンパが有し、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状に倣って変形させ、変形した前記造形材料に対して、前記スタンパを通過するように光を照射して、前記造形材料を硬化させて造形物を製造するために用いられるスタンパを製造するスタンパの製造方法にある。

また、本発明の第７の特徴とするところは、光を透過するスタンパ材料であって、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するために用いられるスタンパ材料を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記スタンパ材料に接触可能に設けられ、転写形状が形成された転写体と、前記支持部に支持された前記スタンパ材料と前記転写体とを、当接させ離間させるように、前記支持部及び前記転写体との少なくともいずれか一方を移動させる移動装置と、前記スタンパ材料の、少なくとも前記転写体に接触し、前記転写形状に倣って変形した部分を硬化させる硬化装置と、前記転写体が前記スタンパ材料に接触する部分が、先に前記転写体が前記スタンパ材料に接触した位置と異なる位置となるように前記移動装置を駆動させ、前記スタンパ材料の互いに異なる位置に前記転写形状が複数回、転写されるように、少なくとも前記移動装置及び前記硬化装置を制御する制御部と、を有し、光硬化性材料からなる造形材料を用い、該造形材料を、スタンパが有し、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状に倣って変形させ、変形した前記造形材料に対して、前記スタンパを通過するように光を照射して、前記造形材料を硬化させて造形物を製造するために用いられるスタンパを製造するスタンパ製造装置にある。

本発明によれば、従来の技術と比較して、高精度に、短時間で造形物を製造することができる造形物の製造方法と、この造形物の製造方法に関連するスタンパの製造方法、マスタ製造装置、スタンパ製造システム、及びスタンパ製造装置とを提供することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明が適用される第１の光学部品製造システム５が示されている。また、図２には、本発明が適用される第１の光学部品製造システム５を用いて造形物として用いられるレンズが製造される工程が示されている。

光学部品製造システム５は、レンズアレイや、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の受光素子を備えたカメラ等に用いられるレンズ等の光学部品を製造するために用いられ、光学部品製造システム５によって、本発明の実施形態に係る造形物の製造方法が実施される。図１に示されるように、光学部品製造システム５は、造形装置１０と、スタンパ製造装置３００と、レンズアレイ製造装置４００と、分離装置５００とを有する。造形装置１０は、マスタを製造するマスタ製造装置として用いられている。また、造形装置１０とスタンパ製造装置３００とで、本発明の実施形態に係るスタンパ製造システムが構成される。

図２に示されるように、レンズを製造する際には、まず、ステップＳ１００でマスタが製造され、次のステップＳ２００でスタンパが製造され、次のステップＳ３００でレンズアレイが製造され、次のステップＳ４００でレンズが製造される。そして、ステップＳ４００で製造されたレンズは、例えばカメラの製造に用いることができる（ステップＳ５００参照）。ここで、ステップＳ１００のマスタを製造する工程には造形装置１０が用いられ、ステップＳ２００のスタンパを製造する工程にはスタンパ製造装置３００が用いられ、ステップＳ３００のレンズアレイを製造する工程にはレンズアレイ製造装置４００が用いられ、ステップＳ４００のレンズを製造する工程には分離装置５００が用いられる。

図３及び図４には、光学部品製造システム５を用いてレンズ７００が製造される工程が、図２に示された工程順に説明されている。ここで説明される工程においては、造形物として用いられるレンズアレイ６５０、又はレンズアレイ６８０を製造した後に、レンズアレイ６５０、又はレンズアレイ６８０を切断する等して分離してレンズ７００を製造する。
図３（ｄ）に示されるように、レンズアレイ６５０は、それぞれが造形面として用いられる第１の光学機能面６５２と、第２の光学機能面６５４とを有し、第１の光学機能面６５２には、光学部品部として用いられる複数の凸レンズ部６５６が整列した状態で形成され、第２の光学機能面６５４には、光学部品部として用いられる複数の凹レンズ部６５８が整列して成形されている。

また、光学部品製造システム５では、レンズアレイ６５０の一方の面と他方の面とに、それぞれ第１の光学機能面６５２、及び第２の光学機能面６５４を有するレンズアレイ６５０を製造することに替えて、図３（ｄ）に示すように、一方の面だけに光学機能面６８２を有するレンズアレイ６８０を製造することもできる。光学機能面６８２には、光学部品部として用いられる複数の凸レンズ部６８４が整列した状態で成形されている。

レンズ７００を製造する際には、図３（ａ）に示すように、まず、マスタ６００が製造される。マスタ６００は、レンズアレイ６５０が備える第１の光学機能面６５２、及び第２の光学機能面６５４と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタとして用いられていて、第１の光学機能面６５２と同形状の第１の転写面６０２と、第２の光学機能面６５４と同形状の第２の転写面６０４を有している。転写面６０２には、凸レンズ部６５６と同形状、同数の凸部６０６が、凸レンズ部６５６と同間隔で成形されている。また、第２の転写面６０４には、凹レンズ部６５８と同形状、同数の凹部６０８が、凹レンズ部６５８と同間隔で成形されている。

以上では、レンズアレイ６５０を製造する際に用いられるマスタ６００について説明をしたが、レンズアレイ６８０を製造する場合は、マスタ６００に替えて、レンズアレイ６８０と同形状のマスタが用いられる。マスタ６００の製造方法の詳細は後述する。

光学部品製造システム５では、マスタ６００の製造に続いて、スタンパが製造される。すなわち、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、マスタ６００が備える第１転写面６０２の反対形状（反転形状）からなる第１の反対形状面６２２を有する第１のスタンパ６２０と、マスタ６００が備える第２の転写面６０４の反対形状からなる第２の反対形状面６２８を有する第２のスタンパ６２６とが製造される。
第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６を製造するには、図３（ｂ）に示されるように、マスタ６００の第１の転写面６０２、及び第２の転写面６０４に、電鋳によって例えばＮｉ（ニッケル）等の金属イオンをそれぞれ堆積させ、その後、金属イオンの堆積によって造られた第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６を、マスタ６００から離間する。

以上では、レンズアレイ６５０を製造する際に用いられる第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６の製造方法について説明したが、レンズアレイ６８０を製造する場合は、第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６に替えて、レンズアレイ６８０と同形状であるマスタに対する反対形状面６４２を有する１つのスタンパ６４０が製造される。尚、第１のスタンパ６２０、第２のスタンパ６２６、及びスタンパ６４０の製法の詳細は後述する。

光学部品製造システム５では、第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６の製造に続いて、第１のスタンパ６２０の第１の反対形状面６２２と、第２のスタンパ６２６の第２の反対形状面６２８とを、造形材料として用いられる光硬化性樹脂に、例えばナノインプリント（nanoimprint）の技術を用いて転写してレンズアレイ６５０が製造される。すなわち、図４（ｅ）に示されるように、まず、第２のスタンパ６２６を第２の反対形状面６２８が上方を向くように配置して、第２の反対形状面６２８に樹脂供給装置４０２を用いて光硬化性樹脂を供給し、供給された樹脂に第１のスタンパ６２０の第１の反対形状面６２２を上方から押圧するように重ね合わせることによって、光硬化性樹脂を第１の反対形状面６２２、及び第２の反対形状面６２８に倣って変形させる。次に、変形した状態にある光硬化性樹脂に光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させることでレンズアレイ６５０を製造する。

以上では、第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６を用いてレンズアレイ６５０を製造する場合について説明したが、同様にして、スタンパ６４０を用いてレンズアレイ６８０を製造することができる。また、以上のように、造形材料として用いられるレンズアレイ６５０の材料として光硬化性樹脂を用い、光を照射することで光硬化性樹脂を硬化させることに替えて、レンズアレイ６５０の材料として熱硬化性樹脂を用い、熱を照射することで熱硬化性樹脂を硬化させるようにしても良い。レンズアレイ６５０、レンズアレイ６８０を製造する工程の詳細は後述する。

成形されたレンズアレイ６５０、６８０は、図４（ｆ）、図４（ｇ）に示すように、必要に応じて複数枚が接合され、複数のレンズアレイが接合された接合レンズアレイ６９０とされ（接合工程）、接合レンズアレイ６９０が、少なくとも１つのレンズ部（凸レンズ部６５６及び凹レンズ部６５８と、凸レンズ部６８４との少なくともいずれか一方）を有するように分割されて（分割工程）、図４（ｈ）に示されるように、凸レンズ部６５６、レンズ部を少なくとも１つ有するレンズ７００が製造される。レンズ７００は、例えば、ＣＭＯＳセンサ等の受光素子に取り付けることでカメラを製造することができ、製造されたカメラは、例えば携帯電話機に内蔵されるカメラとして用いられる。

また、レンズアレイ６５０、レンズアレイ６８０は、接合することなく単層のまま分割することで、単層からなるレンズとして用いることができる。また、レンズアレイ６５０、レンズアレイ６８０、接合レンズアレイ６９０は、分割することなく利用することもできる。

図５には、レンズ７００を用いたカメラ７２０が示されている。
カメラ７２０は、レンズ７００に受光素子７２２が装着されることによる製造される。受光素子７２２は、例えばＣＯＭＳセンサからなり、フォトダイオード領域７２４を有していて、入力された光を電気的信号に変換することによって映像を記録するために用いられる素子である。受光素子７２２としては、ＣＯＭＳセンサに替えて、例えばＣＣＤセンサ等を用いることもできる。
カメラ７２０の上方から光が入射されると、光は、レンズ７００において収束するように屈折し、フォトダイオード領域７２４へと入射され、入射された光がフォトダイオード領域７２４によって電気的信号に変換される。

図６には、造形装置１０が示されている。造形装置１０は、先述のように、マスタ６００の造形に用いられ、設置面に設置される基台１２を有し、基台１２の上に可動台２４が支持されている。可動台２４の上側面には、さらに支持台１４が支持されている。

可動台２４は、下側に突出した形状の突出部２５が形成された下側部分２６と、下側部分２６の上側に位置する上側部分２７とからなり、突出部２５が基台１２の上向きの面１２ａに形成されたｙ軸方向の溝（不図示）に嵌め込まれるように基台１２に取り付けられている。このため、ｙ軸方向の溝にガイドされ、可動台２４は、面１２ａ上でｙ軸方向に移動可能となっている。突出部２５には、送りネジ２８が噛み合っている。送りねじ２８は、軸の方向（長手方向）がｙ軸方向となるように、軸受３０、３０を用いて基台１２に回動自在に支持されている。送りネジ２８の図１における左端部には、基台１２に固定されたｙ軸モータ３２が連結されている。したがって、ｙ軸モータ３２を回転させることで、送りネジ２８を介して突出部２５に駆動が伝達され、可動台２４がｙ軸方向に移動する。可動台をｙ軸のいずれの方向に移動させるかは、ｙ軸モータ３２の回転方向を制御することで決することができる。

可動台２４の上側部分２７には、θ軸モータ３４が設けられている。θ軸モータ３４は、可動台２４の上側部分２７を、可動台２４の下側部分２６に対してＺ軸に垂直な方向の回転軸を中心に回転させる。このように、可動台２４は全体としてｙ軸方向に移動可能であるとともに、上側部分２７が下側部分２６に対して回転可能となっている。

支持台１４には、例えばガラス等からなるウエハＷが載置され、支持台１４は載置されたウエハＷを重力方向下側から支持する。また、支持台１４には、例えばモータ等を備えた駆動源１８が連結されている。このため、支持台１４は、可動台２４の上側部分２７に対してウエハＷと一体として回転することができるようになっていて、ウエハＷにいわゆるスピンコートで樹脂等を塗布する際に用いられるスピンコート用の回転テーブルとして構成されている。支持台１４は、例えばガラス等の光透過性を有する材料を用いる等、後述する光照射装置６０が発する光が通過することができるようになっている。尚、支持台１４にウエハＷを載置し、支持台１４に載置された状態からウエハＷを除去するには、例えばロボット等からなる載置・除去装置（不図示）を用いても良いし、操作者が手作業で行っても良い。

可動台２４の上側部分２７には、マスタ材料として用いられる光硬化性樹脂を、ウエハＷに供給する供給装置３６が設けられている。供給装置３６には、バルブ３８を介して、光硬化性樹脂を貯蔵する貯蔵部４０が接続されていて、供給装置３６は、貯蔵部４０に貯蔵された光硬化性樹脂を、略円形（円板形状）からなるウエハＷの略中心部に上方から落下させるように供給することができる。ウエハＷに供給された光硬化性樹脂は、支持台１４が予め定められた所定時間回転することで遠心力によって拡散し、ウエハＷ表面に略均一な厚さで塗布された状態となる。

また、可動台２４の上側部分２７には、硬化装置として用いられる光照射装置６０が設けられている。光照射装置６０は、光伝達手段として用いられる光ファイバー６８によって光源７０に接続されていて、ウエハＷに塗布された光硬化性樹脂に光を照射するために用いられる。この実施形態では、光照射装置６０は、支持台１４、ウエハＷ、及びウエハＷに塗布された光硬化性樹脂に対して、後述する転写体６２とは逆側である下側に設けられている。このため、転写体６２を光硬化性樹脂に接触させた状態で、転写体６２に遮られることなく光硬化性樹脂に光を照射することができる。

基台１２には、可動台２４が装着されているとともに支柱４２が固定されている。支柱４２には、支柱４２に対してｘ軸方向に移動可能に可動ユニット４４が取り付けられている。可動ユニット４４は、図中左側に位置する左側部分４８と、左側部分４８に固定された右側部分５０とからなる。左側部分４８は、支柱４２に対してｘ軸方向に移動可能に支持され、送りネジ５２が噛み合っている。送りねじ５２は、軸の方向がｘ軸方向となるように軸受５４により支柱４２に回動可能に取り付けられている。

送りネジ５２の一端部には、支柱４２に取り付けられたｘ軸モータ５６が連結されている。したがって、ｘ軸モータ５６を回転させると、送りネジ５２を介して左側部分４８にｘ軸モータ５６の駆動が伝達され、可動ユニット４４の左側部分４８と右側部分５０とが一体としてｘ軸方向に移動する。可動ユニット４４をｘ軸方向におけるいずれの方向に移動させるかは、ｘ軸モータ５６の回転方向を制御することで決することができる。

可動ユニット４４の右側部分５０には、転写体６２が、支持部材４５を介して装着されている。支持部材４５は、可動ユニット４４に対してｚ軸方向に移動可能に取り付けられていて、図１中左側に突出した突出部４６と、突出部４６に固定された支持部４７とからなる。支持部４７には、例えば下向きの面に転写体６２が着脱できるように装着されている。

突出部４６には送りネジ５８が螺合している。送りネジ５８は、可動ユニット４４の右側部分５０に、軸受６１、６１を用いて軸方向がｚ軸方向となるように回動可能に取り付けられている。送りネジ５８の上端部は、支持部材用ｚ軸モータ６４に連結されている。よって、支持部材用ｚ軸モータ６４を回転させると、送りネジ５８を介して支持部材４５に駆動が伝達され、支持部材４５と、支持部材４５に支持された転写体６２とが一体としてｚ軸方向に移動する。

可動ユニット４４の右側部分５０には、ウエハＷ及び転写体６２の位置を検知する検知手段として用いられる検知装置７２が、支持部材４５とは独立して上下動可能に（ｚ軸方向に移動可能に）取り付けられている。検知装置７２は、例えばＣＣＤカメラからなる撮影部７４と、撮影部７４のウエハＷの側に設けられたレンズユニット７６と、撮影部７４による良好な撮影のための明るさを確保する照明手段として用いられるライト７８とを有する。検知装置７２には、検知装置用ｚ軸モータ８０が取り付けられていて、検知装置用ｚ軸モータ８０は、検知装置７２を可動ユニット４４に対してｚ軸方向に移動させるための駆動源として用いられ、検知装置７２を上下動させることにより、撮影部７４の焦点を転写体６２等に合わせることができる。

以上のように、支持部材４５は、可動ユニット４４に対してｚ軸方向に移動可能に取り付けられていて、可動ユニット４４は支柱４２に対してｘ軸方向に移動可能に取り付けられている。よって、ｘ軸モータ５６と支持部材用ｚ軸モータ６４とを制御することで、支持部材４５とともに転写体６２を、ｘ軸方向とｚ軸方向とに移動させることができる。また、先述のように、支持台１４は、ｙ軸モータ３２及びθ軸モータ３４を駆動することで、可動台２４とともにｙ軸方向に移動し、回転する。よって、ｙ軸モータ３２、ｘ軸モータ５６、支持部材用ｚ軸モータ６４、及びθ軸モータ３４を制御することにより、ウエハＷと、光照射装置６０及び転写体６２との相対的な位置関係を変更することができる。

そして、ウエハＷと転写体６２との相対的な位置関係を変更することで、ウエハＷに塗布された光硬化性樹脂と転写体６２とを、互いに当接させ離間させることができる。このように、この実施形態では、ｙ軸モータ３２、ｘ軸モータ５６、支持部材用ｚ軸モータ６４、及びθ軸モータ３４が、送りネジ２８、５２、５８等とともに、光硬化樹脂と転写体６２とを互いに当接させ離間させるように、光硬化性樹脂及び転写体６２の少なくともいずれ一方を移動させる移動装置として用いられている。ｙ軸モータ３２、ｘ軸モータ５６、支持部材用ｚ軸モータ６４、及びθ軸モータ３４の制御の詳細については後述する。

以上で説明をした実施形態において、光硬化性樹脂とは、例えば紫外線硬化樹脂等の不可視の光を照射することにより硬化する樹脂を含むものである。また、以上で説明した実施形態においては、マスタ６００の材料であるマスタ材料として光硬化性樹脂が用いられているが、マスタ材料としては、転写体６２が当接することで、又は転写体６２を圧接することで転写体６２の形状に倣って変形可能であり、変形した状態を保って硬化させることができる材料を適宜用いることができ、例えば、加熱することで硬化する熱硬化性樹脂を用いることができる。また、この実施形態では、被造形物を硬化させる硬化装置として、光硬化性樹脂を硬化させる光照射装置が用いられているが、硬化装置は被造形物として用いられる材料に応じて適宜選択される。例えば、前述のように被造形物として熱硬化性樹脂が用いられる場合、硬化装置としては、熱硬化性樹脂を加熱するヒータが選択される。

図７には、転写体６２及びウエハＷの詳細が示されている。
図７に示されるように、ウエハＷは、基板Ｗ１の上方に、保持板Ｗ２が重ねられた構造をしている。基板Ｗ１は、例えば光が透過することができる材料であるガラスからなり、その厚さｔ１は、例えば４００μである。保持板Ｗ２は、例えば液体からなり、流動性が高い硬化前の光硬化性樹脂を所定の位置に保持するために用いられ、例えばシリコンからなり、その厚さｔ２は、例えば７２５μであり、上方から下方に貫通する貫通孔ｈが複数形成されている。それぞれの貫通孔ｈは、例えば、上方から下方に向かって狭くなるすり鉢形状をしている。

転写体６２は、例えば金属からなり、例えば凸部９０の表面に転写形状が形成されている。凸部９０の表面に形成された転写形状の形状に倣って光硬化性樹脂を変形させ、変形した状態で光硬化性樹脂を硬化させることで、凸部９０の表面に形成された転写形状が光硬化樹脂へと転写される。凸部９０に形成される転写形状は、例えば球面、又は非球面からなり、転写体６２を例えば機械的に加工することで形成される。光硬化性樹脂を硬化させて造形された造形物を、例えばレンズ等の光学部品や、光学部品を成形する際に用いる型として用いる場合、被造形物には精度が要求される。このため、凸部に形成される転写形状にも精度が要求され、一般に表面形状を形成する加工には長時間且つ高コストを要することが多い。そこで、この実施形態では、加工時間を短縮し、コストを抑制するために、転写体６２に一箇所だけ転写形状が形成されている。

図７においては、ウエハＷの上向きの面に光硬化性樹脂が塗布され、塗布された光硬化性樹脂が保持板Ｗ２の貫通孔ｈに流れ込むようにして保持板Ｗ２に保持され、保持された光硬化性樹脂に対して、少なくとも凸部９０が光硬化性樹脂に接触するように、転写体６２が接触した状態が示されている。この状態で、光照射装置６０を用いて光硬化樹脂の凸部９０に接触した位置、及びその周辺に光を照射すると、光硬化性樹脂が硬化して凸部に形成された転写形状が光硬化樹脂へと転写される。そして、光硬化性樹脂が硬化した後、転写体６２は、図７に二点鎖線で示されるようにウエハＷから離間し、図７中に矢印で示されるように、例えば、硬化した樹脂を保持する貫通孔ｈの隣の貫通孔ｈに保持された未硬化の樹脂に接するように移動する。

図８には、ウエハＷの第１の変形例が示されている。先述の実施形態に係るウエハＷは、基板Ｗ１と保持板Ｗ２が積層されるようになっていたが、この第１の変形例に係る基板Ｗ１は、保持板Ｗ２だけからなる。第１の変形例に係る基板Ｗ１を用いる場合は、貫通孔ｈの少なくとも１つを下方から塞ぐように、転写体６２を保持板Ｗ２に対して下方から接触させ、下方から塞がれた貫通孔ｈに上方から光硬化性樹脂を供給し、貫通孔ｈに供給された光硬化性樹脂に上方から光を照射することができるように、造形装置１０の構成を変更することを要する。尚、先述の実施形態に係るウエハＷと同一部分については、図８に同一番号を付して説明を省略する。

図９には、ウエハＷの第２の変形例が示されている。
先述の実施形態に係るウエハＷは、基板Ｗ１と保持板Ｗ２とが積層されるようになっていたのに対して、この第２の変形例では、ウエハＷは、保持板Ｗ２を有せず、基板Ｗ１からなる。尚、先述の実施形態に係るウエハＷと同一部分については、図９に同一番号を付して説明を省略する。

図１０は、造形装置１０が有する制御装置２００を示すブロック図である。
図１０に示されるように、制御装置２００は、検知装置７２で撮影された画像を認識する画像認識装置２０２を介して検知装置７２からの出力が入力される主制御部２０４を有する。主制御部２０４は、モータ制御回路２０６を制御することで、ｙ軸モータ３２、ｘ軸モータ５６、支持部材用ｚ軸モータ６４、及びθ軸モータ３４を制御する。また、主制御部２０４は、光源駆動回路２０８を制御することで光源７０を制御する。また、主制御部２０４は、モータ制御回路２１０を制御することで検知装置用ｚ軸モータ８０を制御する。また、主制御部２０４は、バルブ駆動回路２１２を制御することで、バルブ３８を制御する。また、主制御部２０４は、駆動源制御回路２１４を制御することで、駆動源１８を制御する。

図１１は、制御装置２００による造形装置１０の制御を示すフローチャートであり、マスタ６００を製造する工程を示している。
一連の工程がスタートすると、ステップＳ１０２で、支持台１４にウエハＷを載置する載置工程が実行される。次のステップＳ１０４では、ウエハＷに光硬化性樹脂を塗布する光硬化性樹脂塗布工程が実行される。光硬化樹脂塗布工程では、主制御部２０４は、バルブ駆動回路２１２を制御して、バルブ３８を予め定められた時間、開いた状態とし、ウエハＷの表面に光硬化性樹脂を供給させる。光硬化性樹脂の供給が完了した後、主制御部２０４は、駆動源制御回路２１４を制御して駆動源１８を予め定められた時間、駆動させる。駆動源１８が駆動することで、支持台１４が回転し、支持台１４に載置されたウエハＷに供給された光硬化性樹脂が、遠心力によってウエハＷの表面に略均一に拡散した状態となる。

次のステップＳ１０６では、転写体６２に形成された転写形状を光硬化性樹脂に転写する転写工程が実行される。ステップＳ１０６の転写工程の詳細については後述する。

次のステップＳ１０８では、全ての転写工程が終了したか否かの判別がなされる。すなわち、ステップＳ１０６として、例えば、１５００回〜２４００回程度繰り返される転写工程のうち、最後の転写工程であるか否かの判別がなされる。ステップＳ１０８で、最後の転写工程ではないとの判別がなされると、ステップＳ１０６に戻る。一方、ステップＳ１０８で最後の転写工程であるとの判別がなされると、次のステップＳ１１０へと進む。

ステップＳ１１０では、塗布された光硬化性樹脂に転写がなされたウエハＷが、支持台１４に載置された状態から、造形装置１０外へと搬出される。尚、造形装置１０が、支持台１４にウエハＷを載置し、ウエハＷを造形装置１０から搬出するロボット等の装置を有していない場合は、ウエハＷの支持台１４への載置と、造形装置１０からのウエハＷの除去は操作者による手作業で行われ、主制御部２０４の制御によるステップＳ１０２及びステップＳ１１０の動作はなされない。

図１２は、制御装置２００による、熱硬化性樹脂に転写体６２に形成された転写形状を転写する転写工程（ステップＳ１０６）における制御の詳細を示すフローチャートである。
転写工程がスタートすると、ステップＳ１０６ａでウエハＷに塗布された光硬化性樹脂を、転写体６２に形成された転写形状に倣って変形させる変形工程が実行される。すなわち、ステップＳ１０６ａでは、主制御部２０４は、モータ制御回路２０６を制御して、ｙ軸モータ３２、ｘ軸モータ５６、支持部材用ｚ軸モータ６４、及びθ軸モータ３４を駆動させ、ウエハＷに塗布された光硬化性樹脂の所定の位置と転写体６２とが接触し、光硬化性材料を変形させるように、転写体６２及び支持台１４の少なくとも一方を移動させる。

ステップＳ１０６ａにおける変形工程では、検知装置７２で検知され、画像認識装置２０２で画像処理されたデータに基づいて、転写体６２が光硬化樹脂の適正な位置に接触するように支持台１４及び転写体６２に位置補正データを作成し、この補正データに基づいて、主制御部２０４による制御で転写体６２及び支持台１４の少なくとも一方を移動させるようにしても良い。

ステップＳ１０６ａの変形工程では、先述のように光硬化性樹脂が、転写体６２の凸部９０に倣って変形する。ここで、転写体６２の凸部９０は、マスタ６００の凹部６０８の反対形状を有するように加工されている。尚、以上の説明では、マスタ６００に凹部６０８を形成するために凸部９０を有する転写体６２を用いているが、マスタ６００に凸部を形成するためには、凹部を有する転写体が用いられる。

次のステップＳ１０６ｂでは、転写体６２と接触することにより、転写体６２に倣って変形した光硬化性樹脂を硬化させる硬化工程が実行される。すなわち、主制御部２０４は、光源駆動回路２０８を制御して、光源７０に、光硬化樹脂の少なくとも転写体６２と接触して変形した部分に予め定められた時間光を照射させる。ステップＳ１０６ｂによる転写工程を経ることにより、光硬化性樹脂は、レンズ部の形状に変形した状態で硬化し、光硬化性樹脂に１つのレンズ部が造られる。

次のステップＳ１０６ｃでは、硬化した光硬化樹脂と転写体６２とを離間させる離婚工程が実行させる。すなわち、主制御部２０４は、モータ制御回路２０６を制御し、例えば、熱硬化樹脂と接触した状態にある転写体６２を上方に移動させるように支持部材用ｚ軸モータ６４を駆動させる。

以上で説明をしたステップＳ１０６ａ、ステップＳ１０６ｂ、ステップＳ１０６ｃにより一連の転写工程が終了し、転写工程が終了することで、光硬化性樹脂に１つのレンズ部が形成される。そして、図１１に示されるように、形成するレンズ部の数に応じて全ての転写が終了するまで転写工程が繰り返されることにより、光硬化性樹脂に繰り返した転写工程の回数と同数の凹部６０８が形成されマスタ６００の第２の転写面６０４が形成される。ここで、転写工程が繰り返されるにあっては、変形工程Ｓ１０６ａにおいて、転写体６２が光硬化性樹脂に接触する位置が、先に転写体６２が光硬化性樹脂に接触した位置と異なる位置となるように、制御装置２００によって制御がなされる。

次に、以上で説明をした工程と同じ工程を経ることにより、一方の面に第２の転写面６０４が形成されたマスタ６００の他方の面に、凸部６０６を形成することによって第１の転写面６０２が形成される。この際、転写体６２は、第１の転写面６０２に凸部６０６を形成するための形状を有するものに交換される。尚、一方の面に第１の転写面６０２が形成され、他方の面に第２の転写面６０４が形成されたマスタ６００を製造することに替えて、一方の面に第１の転写面６０２が形成されたマスタと、このマスタと別体である一方の面に第２の転写面が形成されたマスタとを製造しても良い。

図１３には、スタンパ製造装置３００が示されている。
スタンパ製造装置３００は、容器３０２を有し、容器３０２内にＮｉメッキ液からなる電解液３０４がたくわえられている。また、容器３０２の例えば底部には、電解液３０４を加熱し、電解液３０４の温度を適温に保つための加熱装置３０６が取り付けられている。電解液３０４中には、Ｎｉペレット３０８が配置されている。また、スタンパ製造装置３００は、Ｎｉペレット３０８を陽極として、スパッタ等によって表面に導電膜が形成されたマスタ６００を陰電極とする電源３１０を有している。

以上のように構成されたスタンパ製造装置３００では、電源３１０による通電がなされると、陽極側のＮｉペレット３０８からＮｉが溶け出し、陰極側の表面にメッキがなされたマスタ６００の表面にＮｉが析出し、第１のスタンパ６２０と、第２のスタンパ６２６とが形成される。第１のスタンパ６２０、及び第２のスタンパ６２６は、その後、マスタ６００から採り外され、先述のようにレンズアレイ６８０の製造に用いられる。

図１４には、レンズアレイ製造装置４００が示されている。
図１４に示されるように、レンズアレイ製造装置４００は、基台４０４を有し、基台４０４の上に支持台４０６が取り付けられ、支持台４０６には、例えばモータ等の駆動源４０８に連結され、スピンコート用の回転テーブルとして用いられる回転台４１０が取り付けられている。回転台４１０には、例えば、第１のスタンパ６２０が載置される。

また、レンズアレイ製造装置４００は、回転台４１０の載置された第１のスタンパ６２０に、光硬化性樹脂を供給するために用いられる樹脂供給装置４０２と、例えば第２のスタンパ６２６を把持し、把持した第２のスタンパ６２６を回転台４１０に載置された第１のスタンパ６２０に重ねるように移動させることができる例えばロボットアーム等からなる移動装置４１４と、光硬化性樹脂を硬化させるための光を発する光照射装置４１６とを有している。図１４においては、１つのみが示されているものの、光照射装置４１６は、例えば９０度間隔で４個等、回転台４１０の周囲に複数個を設けることが望ましい。

以上のように構成されたレンズアレイ製造装置４００では、回転台４１０に載置された第１のスタンパ６２０の上向きの面（第１の反対形状面６２２）に樹脂供給装置４０２から光硬化性樹脂が供給され、駆動源４０８からの駆動伝達を受けて回転台４１０が回転することで、第１のスタンパ６２０表面に光硬化性樹脂が拡散した状態となり、拡散した状態となった光硬化性樹脂の上に重ねるように、移動装置４１４によって第２のスタンパ６２６が搬送される。そして、第１のスタンパ６２０の第１の反対形状面６２２と、第２のスタンパ６２６の第２の反対形状面６２８とに倣って変形した状態の光硬化性樹脂に、光照射装置４１６から光の照射がなされ、光硬化性樹脂が変形した状態で硬化することで、レンズアレイ６８０が製造される。

図１５には、光照射装置４１６からの光の照射を受けて光硬化性樹脂が硬化し、レンズアレイ６５０が製造される工程が説明されている。
例えば、４個の光照射装置４１６（図１５では２個を図示）から、第１のスタンパ６２０と第２のスタンパ６２６との間に存する光硬化性樹脂に向けて光が照射されると、図１５に示すように、ともにＮｉからなる第１のスタンパ６２０の第１の反対形状面６２２と第２のスタンパ６２６の第２の反対形状面６２８との間で反射するようにして光線が光硬化性樹脂の間で拡散し、光硬化性樹脂が硬化する。

図１６には、光照射装置４１６からの光の照射を受けて光構成樹脂が硬化し、レンズアレイ６８０が製造される工程が説明されている。
レンズアレイ６８０を製造する場合は、図１６に示すように、回転台４１０として表面が鏡面加工されたものを用い、回転台４１０をレンズアレイ６５０に対向する対向部材として用いる。そして、回転台４１０の表面に、例えばガラス基板等の光を透過する材質からなる基板６４４を載置し、基板６４４の上に光硬化樹脂を拡散させ、拡散した状態の光硬化性樹脂の上に重ねるようにスタンパ６４０を載置する。そして、この状態で、例えば４個の光照射装置４１６（図１６では２個を図示）から、スタンパ６４０と基板６４４との間に存する光硬化性樹脂に向けて光が照射されると、図１６に示すように、Ｎｉからなるスタンパ６４０の下向きの面（反対形状面６４２）と、鏡面加工された回転台４１０の表面との間で反射するようにして光線が光硬化性樹脂の間で拡散し、光硬化性樹脂が硬化する。

図１７には、レンズアレイ製造装置４００の変形例が示されている。
先述のレンズアレイ製造装置４００は、レンズアレイ６５０等のレンズアレイの材料として光硬化性樹脂を用い、この光硬化性樹脂を硬化させる工程を実現させることができるようになっていた。これに対して、この変形例に係るレンズアレイ製造装置４００は、レンズアレイの材料として熱硬化性樹脂を用い、熱硬化性樹脂を硬化させる工程を実現することができるようになっている。

図１７に示すように、この変形例に係るレンズアレイ製造装置４００は、先述のレンズアレイ製造装置４００が有していた光照射装置４１６を有していない。一方、この変形例に係るレンズアレイ製造装置４００は、熱硬化性樹脂を加熱することによって硬化させる加熱手段として用いられる加熱装置４３０を有している。加熱装置４３０は、回転台４１０の上向きの面に装着されていて、例えば第１のスタンパ６２０等の上向きの面に載置されるスタンパより大径の円板形状からなり、内部に発熱体４３２が装着されている。発熱体４３２は、図示を省略する電源からの電力の供給を受けて発熱する。

以上のように構成された、この変形例に係るレンズアレイ製造装置４００では、加熱装置４３０の上向きの面に、第１のスタンパ６２０が載置され、スタンパ６２０の第１の反対形状面６２２に樹脂供給装置４０２によって熱硬化性樹脂が供給される。そして、樹脂供給装置４０２によって供給された熱硬化性樹脂の上に、第２のスタンパ６２６第２の反対形状面６２８が熱硬化性樹脂に接触するように押し付けられる。以上の工程を経ることと、熱硬化性樹脂は、第１のスタンパ６２０の第１の反対形状面６２２、及び第２のスタンパ６２６の第２の反対形状面６２８の形状に倣って変形する。

そして、熱硬化性樹脂が、第１のスタンパ６２０の第１の反対形状面６２２、及び第２のスタンパ６２６の第２の反対形状面６２８の形状に倣って変形した状態で、発熱体４３２に電力の供給がなされる。発熱体４３２に電力の供給がなされると、発熱体４３２が発熱し、熱がＮｉからなる第１のスタンパ６２０を伝導して光硬化性樹脂に伝えられ、光硬化性樹脂が硬化する。

以上のように、先述のレンズアレイ製造装置４００は、レンズアレイの材料として専ら光硬化性樹脂を用いるように構成され、変形例に係るレンズアレイ製造装置４００は、レンズアレイの材料として専ら熱硬化性樹脂を用いるように構成されているが、レンズアレイ製造装置４００を、レンズアレイの材料として、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂との双方を選択して用いることができるようにしても良い。すなわち、レンズアレイ製造装置４００に、光照射装置４１６と加熱装置４３０との双方を設け、光硬化性樹脂を用いる場合は、光硬化性樹脂を光照射装置４１６を用いて硬化させ、熱硬化性樹脂を用いる場合は、熱硬化性樹脂を加熱装置４３０を用いて硬化させるようにしても良い。

図１８には、分離装置５００が示されている。
分離装置５００は、例えばレンズアレイ６５０、６８０が載置される載置台５０２と、載置台５０２に載置されたレンズアレイ６５０等にレーザ光線を照射して、レンズアレイ６５０等を切断し、分離するレーザ照射装置５０４とを有している。レーザ照射装置５０４は、例えばロボットアームからなる移動装置５０６に移動可能に支持されるとともに、レーザ光源５０８が取り付けられている。

分離装置５００では、レーザを照射することでレンズアレイ６５０、６８０を切断し、分離することでレンズ７００を製造する。

図１９には、本発明が適用される第２の光学部品製造システム５が示されている。また、図２０には、この第２の光学部品製造システム５を用いて、造形物として用いられるレンズが製造される工程が説明されている。この第２の光学部品製造システム５は、先述の本発明が適用される第１の光学部品製造システム５と同様に、例えばレンズ等の光学部品を製造するために用いられていて、この第２の光学部品製造システム５で、本発明の実施形態に係る造形物の製造方法が実施される。

先述の第１の光学部品製造システム５は、造形装置１０と、スタンパ製造装置３００と、レンズアレイ製造装置４００と、分離装置５００とを有していた。これに対して、この第２の光学部品製造システム５は、図１９に示されるように、スタンパ製造装置３００を有せずに、造形装置１０と、レンズアレイ製造装置４００と、分離装置５００とを有する。また、先述の第１の光学部品製造システム５では、造形装置１０は、マスタを製造するマスタ製造装置として用いられていた。これに対して、この第２の光学部品製造システム５では、造形装置１０は、スタンパを製造するスタンパ製造装置として用いられている。

また、先述の第１の光学部品製造システム５では、レンズを製造する際には、まず、ステップＳ１００でマスタが製造され、次のステップＳ２００でスタンパが製造され、次のステップＳ３００でレンズアレイが製造され、次のステップＳ４００でレンズが製造され、ステップＳ４００で製造されたレンズで、例えばカメラが製造された。
これ対して、この第２の光学部品製造システム５では、図２０に示されるように、まず、ステップＳ２００でスタンパが製造され、次のステップＳ３００でレンズアレイが製造され、次のステップＳ４００でレンズが製造され、ステップＳ４００で製造されたレンズで、例えばカメラが製造される。すなわち、先述の第１の光学部品製造システム５とは異なり、この第２の光学部品製造システム５では、マスタの製造がなされない。

また、この第２の光学部品製造システム５においては、ステップＳ２００のスタンパを製造する工程に造形装置１０が用いられ、ステップＳ３００のレンズアレイを製造する工程にレンズアレイ製造装置４００が用いられ、ステップＳ４００のレンズを製造する工程に分離装置５００が用いられる。

図２１には、第２の光学部品製造システム５を用いてレンズ７００が製造される工程が、図２０に示された工程順に説明されている。
レンズ７００を製造するには、まず、図２１（ｃ）に示されるようにスタンパ６４０が製造される。次に、図２１（ｄ）に示されるようにレンズアレイ６８０が製造される。次に、図２１（ｇ）に示されるように、必要に応じて複数のレンズアレイ６５０や、レンズアレイ６５０と他のレンズアレイとが接合されてなる接合レンズアレイ６９０が製造される。そして、図２１（ｈ）に示されるように、接合レンズアレイ６９０が分割されてレンズ７００とされる。

図２１（ｃ）には、第２の光学部品製造システム５で製造されたスタンパ６４０の一部分が拡大されて示されている。
先述の第１の光学部品製造システム５では、製造されるスタンパの材質はＮｉであり、製造されるスタンパは光を透過しないものであった。これに対して、この第２の光学部品製造システム５で製造されるスタンパ６４０は、光を透過する材料を用いて製造され、光を透過することができるものとなっている。光を透過する材料としては、樹脂が用いられる。また、スタンパ６４０は、造形物として用いられるレンズアレイ６８０の光学機能面６８２の反対形状からなる反対形状面６４２を有する。反対形状面６４２には、レンズアレイ６８０が有する凸レンズ部６８４と反対形状であって形状、凸レンズ部６８４と同数の凹部６４３が、凸レンズ部６８４と同間隔で成形されている。

また、スタンパ６４０は、先述のように造形装置１０で製造される。
すなわち、第１の光学部品製造システム５において、造形装置１０でマスタ６００が製造された際の工程と同様の工程を経て、複数の凹部６４３を有するスタンパ６４０が形成される。但し、スタンパ６４０を形成する際には、光透過性を有する樹脂が用いられる。

図２１（ｄ）には、第２の光学部品製造システム５で製造されたレンズアレイ６８０の一部分が拡大して示されている。
レンズアレイ６８０は、先述の第１の光学部品製造システム５で製造されるレンズアレイ６８０と同じものであり、造形面として用いられる光学機能面６８２を有している。光学機能面６８２には、光学部品部として用いられる複数の凸レンズ部６８４が整列した状態で成形されている。先述のように、レンズアレイ６８０は、レンズアレイ製造装置４００で製造される。レンズアレイ製造装置４００によるレンズアレイ６８０の製造の詳細は後述する。

図２１（ｇ）には、第２の光学部品製造システム５で製造された接合レンズアレイ６９０が示されている。図２０（ｇ）には、第２の光学部品製造システム５で製造されたレンズアレイ６８０、２枚を接合する例が示されているが、接合レンズアレイ６９０は、レンズアレイ６８０と、例えば先述の第１の光学部品製造システム５で製造されたレンズアレイ６５０（図３参照）等とを接合したものであっても良い。

図２１（ｈ）には、第２の光学部品製造システム５で製造されたレンズ７００が示されている。レンズ７００は、先述の第１の光学部品製造システム５と同様に、分離装置５００を用いて、接合レンズアレイ６９０を切断し、分離することにより製造される。第２の光学部品製造システム５が有する分離装置５００は、先述の第１の光学部品製造システム５が有する分離装置５００（図１８参照）と同じものである。

図２２には、第２の光学部品製造システム５が有するレンズアレイ製造装置４００が示されている。
先述の第１の光学部品製造システム５においては、レンズアレイ製造装置４００の光照射装置４１６は、例えば９０度間隔で４個等、回転台４１０の周囲に複数個が、レンズアレイ６８０等の製造に用いられる光硬化性樹脂の横方向から、該樹脂に対して光を照射するように配置されていた。これに対して、この第２の光学部品製造システム５が有するレンズアレイ製造装置４００においては、光照射装置４１６は、レンズアレイ６８０等の製造に用いられる光硬化性樹脂の上側（基台４０４の逆側）から、該樹脂の全体に光を照射することができるように、例えば１つが配置されている。

以上のように構成された第２の光学部品製造システム５の有するレンズアレイ製造装置４００では、回転台４１０に、例えばＮｉからなる第２のスタンパ６２６が、反対形状面６２８が上向きになるように載置され、第２のスタンパ６２６に樹脂供給装置４０２から光硬化性樹脂が供給され、駆動源４０８からの駆動伝達を受けて回転台４１０が回転することで、第２のスタンパ６２６表面に光硬化性樹脂が拡散した状態となり、拡散した状態となった光硬化性樹脂の上に重ねるように、移動装置４１４によって、光透過性材料からなり、光透過性を有するスタンパ６４０が搬送される。そして、第２のスタンパ６２６の反対形状面６２８と、スタンパ６４０の反対形状面６４２とに倣って変形した状態の光硬化性樹脂に、光照射装置４１６から光の照射がなされ、光硬化性樹脂が変形した状態で硬化することで、レンズアレイ６８０が製造される。

ここで、支持台４０６に載置されるスタンパは、上述のように第２のスタンパ６２６等の、材質がＮｉであり、光透過性を有しないものに替えて、光透過性樹脂からなり、光透過性を有するスタンパ６４０等を用いても良い。一方、光硬化性樹脂の上から重ねるスタンパは、光透過性を有するものであることを要し、材質がＮｉからなる第２のスタンパ６２６等の光透過性を有しないスタンパに替えることはできない。

図２３には、光照射装置４１６からの光の照射を受けて光硬化性樹脂が硬化し、レンズアレイ６８０が製造される工程が説明されている。
光照射装置４１６から光が照射されると、図２３に示すように、光透過性を有するスタンパ６４０を通過した光が光硬化性樹脂の全域に到達し、光硬化性樹脂は未硬化の部分を残すことなく硬化する。

図２４には、第２の光学部品製造システム５が有するレンズアレイ製造装置４００の第１の変形例が示されている。
先述の第２の光学部品製造システム５が有するレンズアレイ製造装置４００では、光照射装置４１６は、光硬化性樹脂の上側（基台４０４の逆側）に、例えば１つが配置されていた。これに対して、この第１の変形例に係るレンズアレイ製造装置４００では、光照射装置４１６は、例えば９０度間隔で４個、又は４５度間隔で８個等、回転台４１０の周囲に複数個が、レンズアレイ６８０等の製造に用いられる光硬化性樹脂の横方向から、該樹脂に対して光を照射するように配置されている。また、この第１の変形例に係るレンズアレイ製造装置４００では、回転台４１０として、光を反射することができるように、上向きの面が鏡面加工されたものが用いられる。

この第１の変形例に係るレンズアレイ製造装置４００を用いてレンズアレイ６８０等を製造するには、回転台４１０の表面に、例えばガラス基板等の光を透過する材質からなる基板６４４が載置され、基板６４４の上に光を透過する材料を用いて製造され、光を透過することができるスタンパとして、スタンパ６４０が載置される。そして、スタンパ６４０の上向きの面に光硬化性樹脂が供給され、供給され光硬化性樹脂に対して、光を透過せず、且つ望ましくは光を反射することができるスタンパとして、例えばＮｉからなる第２のスタンパ６２６が、上方から押し付けられる。

図２５には、レンズアレイ製造装置４００の第１の変形例において、光照射装置４１６からの光の照射を受けて光硬化性樹脂が硬化し、レンズアレイ６８０が製造される工程が説明されている。
この第１の変形例では、図２５に示すように、例えば８個の光照射装置４１６（図２５では２個を図示）から、第２のスタンパ６２６と基板６４４との間に光が照射されると、第２のスタンパ６２６と鏡面加工された回転台４１０との間で反射するようにして、光線が光硬化性樹脂の間で拡散し、光硬化性樹脂が硬化する。この際、回転台４１０で反射した光は、スタンパ６４０を通過して光硬化性樹脂に到達する。

図２６には、第２の光学部品製造システム５が有するレンズアレイ製造装置４００の第２の変形例が示されている。
先述の第２の光学部品製造システム５が有するレンズアレイ製造装置４００では、光照射装置４１６によって光硬化性樹脂の上方から光の照射がなされ、先述の第１の変形例に係るレンズアレイ製造装置４００においては、光硬化性樹脂の側方から光の照射がなされた。これに対して、この第２の変形例に係るレンズアレイ製造装置４００では、光硬化性樹脂の下方から光の照射がなされる。すなわち、この第２の変形例で用いられる光照射装置４１６は、回転台４１０の上向きの面に装着されていて、例えばスタンパ６４０等の回転台４１０に載置されるスタンパよりも大径の円板形状からなり、少なくとも硬化させようとする光硬化性樹脂が分布する領域よりも大きい発光領域を内部に有する発光体４１８が装着されている。発光体４１８は、図示を省略する電源からの電力の供給を受けて発光する。

この第２の変形例に係るレンズアレイ製造装置４００を用いてレンズアレイ６８０等を製造する場合は、先述の第１の変形例と同様に、回転台４１０の表面に、例えばガラス基板等の光を透過する材質からなる基板６４４が載置され、基板６４４の上に光を透過する材料を用いて製造され、光を透過することができるスタンパとして、スタンパ６４０が載置される。そして、スタンパ６４０の上向きの面に供給された光硬化性樹脂に対して、光を透過せず、且つ望ましくは光を反射することができるスタンパとして、例えばＮｉからなる第２のスタンパ６２６が、上方から押し付けられる。

図２７には、レンズアレイ製造装置４００の第２の変形例において、光照射装置４１６からの光の照射を受けて光硬化性樹脂が硬化し、レンズアレイ６８０が製造される工程が説明されている。
この第２の変形例では、図２７に示すように、発光体４１８が発光すると、発光体４１８から発せられた光が、基板６４４を通過し、さらにスタンパ６４０を通過して光硬化性樹脂に到達し、また、光硬化性樹脂を通過した光が第２のスタンパ６２６で反射され、再び光硬化性樹脂内に到達するため、光硬化性樹脂が硬化する。

以上で述べたように、本発明は、例えばレンズアレイ等の光学部品、光学部品等の成形に用いられマスタやスタンパ等の型、電鋳に用いられる母型等の造形物を造形する造形物の製造方法と、この造形物の製造方法に関連するスタンパの製造方法、マスタ製造装置、スタンパ製造システム、及びスタンパ製造装置とに適用することができる。

本発明が適用される第１の光学部品製造システムを示す図である。 図１に示す光学部品製造システムでレンズが製造される工程を示す図である。 図１に示す光学部品製造システムでレンズが製造される工程を説明する第１の説明図である。 図１に示す光学部品製造システムで光学部品が製造される工程を説明する第２の説明図である。 図１に示す光学部品製造システムで製造されたレンズを用いて製造された撮影装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る造形装置を示し、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は左側面図である。 本発明の実施形態に係る造形装置が有する転写体の動作と、該造形装置で処理されるウエハとを示す図である。 本発明の実施形態に係る造形装置が有する転写体の動作と、該造形装置で処理されるウエハとの第１の変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係る造形装置が有する転写体の動作と、該造形装置で処理されるウエハとの第２の変形例を示す図である。 本発明第実施形態に係る造形装置に用いられる制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る造形装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第実施形態に係る造形装置の転写動作を示すフローチャートである。 図１に示す光学部品製造システムが有するスタンパ製造装置を示す図である。 図１に示す光学部品製造システムが有するレンズアレイ製造装置であって、レンズアレイの材料として熱硬化性樹脂を用いるレンズアレイ製造装置を示す図である。 図１４に示すレンズアレイ製造装置を用いて、光硬化性樹脂を硬化させる工程を説明する第１の図である。 図１４に示すレンズアレイ製造装置を用いて、光硬化性樹脂を硬化させる工程を示す第２の図である。 図１に示す光学部品製造システムが有するレンズアレイ製造装置の変形例であって、レンズアレイの材料として熱硬化性樹脂を用いるレンズアレイ製造装置を示す図である。 図１に示す光学部品製造システムが有する分離装置を示す図である。 本発明が適用される第２の光学部品製造システムを示す図である。 図１９に示す光学部品製造システムでレンズが製造される工程を示す図である。 図１９に示す光学部品製造システムでレンズが製造される工程を説明する説明図である。 図１９に示す光学部品製造システムが有するレンズアレイ製造装置を示す図である。 図２２に示すレンズアレイ製造装置を用いて、光硬化性樹脂を硬化させる工程を説明する図である。 図１９に示す光学部品製造システムが有するレンズアレイ製造装置の第１の変形例を示す図である。 図２４に示すレンズアレイ製造装置の第１の変形例を用いて、光硬化性樹脂を硬化させる工程を説明する図である。 図１９に示す光学部品製造システムが有するレンズアレイ製造装置の第２の変形例を示す図である。 図２６に示すレンズアレイ製造装置の第２の変形例を用いて、光硬化性樹脂を硬化させる工程を説明する図である。

符号の説明

５ 光学部品製造システム
１０ 造形装置
６０ 光照射装置
６２ 転写体
９０ 凸部
２００ 制御装置
３００ スタンパ製造装置
３０２ 容器
３０４ 電解液
３０６ 加熱装置
３０８ Ｎｉペレット
３１０ 電源
４００ レンズアレイ製造装置
４０２ 樹脂供給装置
４１６ 光照射装置
４１８ 発光体
４３０ 加熱装置
４３２ 発熱体
５００ 分離装置
６００ マスタ
６０２ 第１の転写面
６０４ 第２の転写面
６０６ 凸部
６０８ 凹部
６２０ 第１のスタンパ
６２２ 第１の反対形状面
６２６ 第２のスタンパ
６２８ 第２の反対形状面
６４０ スタンパ
６４２ 反対形状面
６４３ 凹部
６４４ 基板
６５０ レンズアレイ
６５２ 第１の光学機能面
６５４ 第２の光学機能面
６５６ 凸レンズ部
６５８ 凹レンズ部
６８０ レンズアレイ
６８２ 光学機能面
６８４ 凸レンズ部
６９０ 接合レンズアレイ
７００ レンズ
７２０ カメラ

Claims (15)

1. 造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するマスタ製造工程と、
   前記転写面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するスタンパ製造工程と、
   前記反対形状面を造形材料に転写して、前記造形物を製造する造形物製造工程と、
   を有し、
   前記マスタ製造工程は、
   マスタ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記マスタ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、
   前記マスタ材料の、少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、
   前記マスタ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、
   を有し、前記マスタ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り返す造形物の製造方法。
2. 前記変形工程では、前記転写体として、前記転写形状が一箇所に形成された転写体を用いる請求項１記載の造形物の製造方法。
3. 光硬化性材料からなるマスタ材料を用い、
   前記硬化工程では、光を照射して前記マスタ材料を硬化させる請求項１又は２記載の造形物の製造方法。
4. 熱硬化性材料からなるマスタ材料を用い、
   前記硬化工程では、加熱により前記マスタ材料を硬化させる請求項１又は２記載の造形物の製造方法。
5. 光硬化性樹脂からなる造形材料を用い、
   前記造形物製造工程は、前記反対形状面が互いに対向するように配置され、同形状、又は互いに異なる形状の前記反対形状面を有する２つの前記スタンパの間に存する造形材料を、前記２つのスタンパの間から照射される光によって硬化する硬化工程を有する請求項１乃至４いずれか記載の造形物の製造方法。
6. 光硬化性材料からなる造形材料を用い、
   前記造形物製造工程は、前記スタンパと、前記スタンパの反対形状面に対向するように配置された対向部材との間に存する造形材料を、前記スタンパと前記対向部材との間から照射される光で硬化する硬化工程を有する請求項１乃至４いずれか記載の造形物の製造方法。
7. 熱硬化性材料からなる造形材利用を用い、
   前記造形物製造工程は、加熱により前記熱硬化材料を硬化させる請求項１乃至４いずれか記載の造形物の製造方法。
8. 前記スタンパ製造工程は、
   前記マスタが有する前記転写面に金属イオンを堆積させる堆積工程と、
   金属イオンを堆積することにより形成されたスタンパと、前記マスタとを離間させる離間工程と、
   を有する請求項１乃至７いずれか記載の造形物の製造方法。
9. 前記造形物として、光学部品を製造する請求項１乃至８いずれか記載の造形物の製造方法。
10. 造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するマスタ製造工程と、
    前記転写面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するスタンパ製造工程と、
    を有し、
    前記マスタ製造工程は、
    マスタ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記マスタ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、
    前記マスタ材料の、少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、
    前記マスタ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、
    を有し、前記マスタ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り返すスタンパの製造方法。
11. 造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するために用いられるマスタ材料を支持する支持部と、
    前記支持部に支持された前記マスタ材料に接触可能に設けられ、転写形状が形成された転写体と、
    前記支持部に支持された前記マスタ材料と前記転写体とを、当接させ離間させるように、前記支持部及び前記転写体との少なくともいずれか一方を移動させる移動装置と、
    前記マスタ材料の、少なくとも前記転写体に接触し、前記転写形状に倣って変形した部分を硬化させる硬化装置と、
    前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように前記移動装置を駆動させ、前記マスタ材料の互いに異なる位置に前記転写形状が複数回、転写されるように、少なくとも前記移動装置及び前記硬化装置を制御する制御部と、
    を有するマスタ製造装置。
12. 造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するために用いられるマスタ製造装置と、
    前記マスタ製造装置で製造されたマスタが有する転写面の反対形状からなる反対形状面を有し、前記反対形状面を造形材料に転写して造形物を造形するために用いられるスタンパを製造するスタンパ製造装置と、
    を有し、
    前記マスタ製造装置は、
    造形物が備える造形面と同形状からなる転写面を少なくとも１つ有するマスタを製造するために用いられるマスタ材料を支持する支持部と、
    前記支持部に支持された前記マスタ材料に接触可能に設けられ、転写形状が形成された転写体と、
    前記支持部に支持された前記マスタ材料と前記転写体とを、当接させ離間させるように、前記支持部及び前記転写体との少なくともいずれか一方を移動させる移動装置と、
    前記マスタ材料の、少なくとも前記転写体に接触し、前記転写形状に倣って変形した部分を硬化させる硬化装置と、
    前記転写体が前記マスタ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように前記移動装置を駆動させ、前記マスタ材料の互いに異なる位置に前記転写形状が複数回、転写されるように、少なくとも前記移動装置及び前記硬化装置を制御する制御部と、
    を有するスタンパ製造システム。
13. 造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するスタンパ製造工程と、
    前記反対形状面を造形材料に転写して、前記造形物を製造する造形物製造工程と、
    を有し、
    前記スタンパ製造工程は、
    光を透過するスタンパ材料を用い、該スタンパ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記スタンパ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、
    前記スタンパ材料の少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、
    前記スタンパ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、
    を有し、前記スタンパ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記スタンパ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記マスタ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り返し、
    前記造形物製造工程は、
    光硬化性材料からなる造形材料を用い、該造形材料を前記スタンパが有する反対形状面に倣って変形させる変形工程と、
    前記造形材料に対して、前記スタンパを通過するように光を照射して前記造形材料を硬化させる硬化工程と、
    を有する造形物の製造方法。
14. 光を透過するスタンパ材料を用い、該スタンパ材料と、転写形状が形成された転写体とを互いに接触させ、前記スタンパ材料を前記転写形状に倣って変形させる変形工程と、
    前記スタンパ材料の少なくとも変形した部分を硬化させる硬化工程と、
    前記スタンパ材料と、前記転写体とを互いに離間させる離間工程と、
    を有し、前記スタンパ材料に前記転写形状を転写する転写工程を、前記変形工程において前記転写体が前記スタンパ材料に接触する位置が、先に前記転写体が前記スタンパ材料に接触した位置と異なる位置となるように複数回繰り繰り返し、
    光硬化性材料からなる造形材料を用い、該造形材料を、スタンパが有し、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状に倣って変形させ、変形した前記造形材料に対して、前記スタンパを通過するように光を照射して、前記造形材料を硬化させて造形物を製造するために用いられるスタンパを製造するスタンパの製造方法。
15. 光を透過するスタンパ材料であって、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状面を有するスタンパを製造するために用いられるスタンパ材料を支持する支持部と、
    前記支持部に支持された前記スタンパ材料に接触可能に設けられ、転写形状が形成された転写体と、
    前記支持部に支持された前記スタンパ材料と前記転写体とを、当接させ離間させるように、前記支持部及び前記転写体との少なくともいずれか一方を移動させる移動装置と、
    前記スタンパ材料の、少なくとも前記転写体に接触し、前記転写形状に倣って変形した部分を硬化させる硬化装置と、
    前記転写体が前記スタンパ材料に接触する部分が、先に前記転写体が前記スタンパ材料に接触した位置と異なる位置となるように前記移動装置を駆動させ、前記スタンパ材料の互いに異なる位置に前記転写形状が複数回、転写されるように、少なくとも前記移動装置及び前記硬化装置を制御する制御部と、
    を有し、
    光硬化性材料からなる造形材料を用い、該造形材料を、スタンパが有し、造形物が備える造形面の反対形状からなる反対形状に倣って変形させ、変形した前記造形材料に対して、前記スタンパを通過するように光を照射して、前記造形材料を硬化させて造形物を製造するために用いられるスタンパを製造するスタンパ製造装置。

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