(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を成形する成形型と、上記成形型に加える圧力を制御する圧力制御部と、上記成形型内の温度を制御する温度制御部とを備えた成形物製造装置において、
上記温度制御部によって、上記成形型内の加熱温度を一定温度に保持しながら、上記熱硬化性樹脂の硬化反応を進ませ成形した後、成形型内の温度を下降させる温度降下工程中に、
上記圧力制御部は、上記成形型に加えていた圧力を段階的に減じることを特徴とする成形物製造装置。
【請求項２】
成形開始時の初期圧力としての第１圧力よりも高い第２圧力を上記圧力制御部によって上記成形型に加えた状態で、上記温度制御部は、上記熱硬化性樹脂が完全に硬化するために必要な量未満の熱を上記熱硬化性樹脂に加え、
上記圧力制御部が、上記第２圧力よりも低く、かつ上記第１圧力よりも高い、第３圧力を上記成形型に加えながら、上記温度制御部が上記成形型を冷却することを特徴とする、請求項１に記載の成形物製造装置。
【請求項３】
上記圧力制御部によって上記第２圧力を上記成形型に加えた状態で、上記成形型内の加熱温度を上記一定温度に保持している間に到達する上記熱硬化性樹脂の硬化度は、８０％以上１００％未満であることを特徴とする、請求項２に記載の成形物製造装置。
【請求項４】
上記温度制御部によって、上記成形型内の温度が、上記一定温度から上記熱硬化性樹脂の上記硬化度に対応したガラス転移温度にまで冷却されるまでの間に、上記圧力制御部は、上記成形型に加える圧力を上記第２圧力から上記第３圧力へ低減するように、少なくとも１段階の圧力低減を行うことを特徴とする、請求項３に記載の成形物製造装置。
【請求項５】
上記温度制御部によって、上記成形型内の温度が、上記熱硬化性樹脂の上記硬化度に対応したガラス転移温度を下回ったときに、上記圧力制御部は、上記成形型に加える圧力を上記第３圧力から上記第１圧力へ低減するように、少なくとも１段階の圧力低減を行うことを特徴とする、請求項３または４に記載の成形物製造装置。
【請求項６】
上記圧力制御部は、上記成形型に加える圧力を上記第２圧力から上記第１圧力へ低減するにあたって、上記第２圧力から上記第３圧力へ低減した後、上記第３圧力から第１圧力へ低減するように、少なくとも２段階の低減を行うことを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の成形物製造装置。
【請求項７】
熱硬化性樹脂を成形型に入れて加熱および加圧することによって、成形物を製造する成形物製造方法において、
上記成形型の加熱温度を一定温度に保持しながら、上記熱硬化性樹脂の硬化反応を進ませ成形した後、成形型の温度を下降させる温度降下工程中に、上記成形型に加えていた圧力を段階的に減じることを特徴とする成形物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型を用いて成形物を製造する成形物製造装置、および製造方法に関し、特に、樹脂を用いたウェハレベルレンズアレイの製造装置、および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形型を用いた成形物の製造は、樹脂、ガラス、あるいは金属などを主な材料として、所定の形体を有する成形物を量産するときなどに広く用いられている。【０００３】
近年では、特に、光学ディスク（ＣＤ、ＤＶＤなど）ドライブの光ピックアップ、および携帯端末機器に搭載された小型カメラなど、多様な電子機器において使用されている樹脂製の光学レンズも成形型を用いて製造されている。これらのレンズの多くは、成形型に樹脂（オプティカルポリマー）を塗布し、あるいは流し込み、成形型の中で硬化反応を行うことで製造されている。【０００４】
例えば携帯端末機器の場合には、成形型を用いて量産されるレンズを使用することで、当該携帯端末機器の軽量化と小型化が達成され、また製造コストの低下も実現される。特に、小型かつ多数のレンズを製造する方法として、複数のレンズの成形型を配列した成形型にレンズの材質となる樹脂を塗布あるいは流し込み、ウェハレベルレンズアレイを製造する方法が知られている。このウェハレベルレンズアレイとは、基板部とレンズとが一体として形成された構成を有する成形物であり、一般的に、形成された複数のレンズは基板部を介して互いに連結している。このウェハレベルレンズアレイを成形型から剥離させ（離型）、それぞれのレンズの間の基板部を切断して個々のレンズを分離することにより、レンズを量産することができる。【０００５】
ウェハレベルレンズアレイの製造方法では、ウェハレベルレンズアレイ（成形物）が成形型に強く付着して円滑に離型することができない場合がある。そして、形成したレンズを離型するときに加える外力は、レンズの損傷、表面の擦り傷、あるいはレンズ球状面の歪み（レンズ収差の原因となる）などの原因となり、レンズの光学的特性を損なう可能性がある。このため、ウェハレベルレンズアレイを円滑に離型することは、レンズの品質と生産性とを確保するために重要である。【０００６】
成形物を成形型から離型する方法に関して、特許文献１では、成形物を離型する間またはその前に、一方の成形型を冷却して、あるいは一方の成形型を冷却すると同時に該一方の成形型に超音波振動を加えて、成形物を離型する工程を含むウェハレベルレンズアレイの製造方法について記載されている。【０００７】
また、特許文献２では、２つの成形型に樹脂材料を挟み込んで樹脂成形物を成形する成形方法において、一方の成形型を所定温度だけ降温して、樹脂成形物を当該降温した成形型と離型させる、樹脂成形物の離型工程を含む成形方法について開示されている。【０００８】
また、特許文献３では、平板形状の振動子を成形後の樹脂成形品に直接接触させて、音波または超音波の振動を樹脂成形品に伝え、かつ間接的に注形型にもこの振動を伝えることで、樹脂成形品の離型を容易にする離型方法について開示されている。【０００９】
さらに、特許文献４では、同心円上の複数の輪帯を有する輪帯タイプの回折レンズを製造するために用いられる、光学レンズ用プレス成形金型、ガラス製光学レンズの製造方法について開示されている。当該光学レンズ用プレス成形金型は、回折作用転写面と段差転写面とが設けられている。そして、回折作用転写面の表面粗さよりも段差転写面の表面粗さの方が粗く形成されており、離型時におけるレンズ素材に生じる応力を低減し、ガラスが光学レンズ用プレス成形金型に付着することを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１０−２６６６６５号公報（２０１０年１１月２５日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２０１０−１７３１９６号公報（２０１０年８月１２日公開）」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２００４−０７４４４５号公報（２００４年３月１１日公開）」
【特許文献４】日本国公開特許公報「特開２０１１−１１６５９８号公報（２０１１年６月１６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、上述のような従来技術は、レンズの品質と生産性とを低下させることなく、高光透過性および高屈折性などの光学的特性に優れた樹脂を材料とする高品質なレンズを、円滑かつ簡単に成形型から離型する方法であるとは言えない。【００１２】
具体的には、特許文献１、２に記載の離型方法では、成形型の急激な冷却によって、成形品と成形型との間、および成形品内において温度差が生じる。これにより、成形品の変形、あるいは破損が発生しやすくなり、高精度なレンズ形状を得られない可能性がある。【００１３】
また、特許文献３に記載の離型方法では、振動子を成形品に直接に接触させて振動を伝えるため、接触させた振動子あるいは伝えられた振動によってレンズに損傷を与えてしまう可能性がある。【００１４】
一方、特許文献４に記載の離型方法には、成形型の形状に制約があり、同心円上の複数の輪帯を有する輪帯タイプの回折レンズの製造以外の用途に適用することが困難である。【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高光透過性および高屈折性など光学的特性に優れたウェハレベルレンズアレイの製造方法において、成形型に強く付着したレンズを円滑に、かつ、レンズの品質と生産性とを低下させることなく、離型することのできる、成形物製造方法、および製造装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る成形物製造装置は、熱硬化性樹脂を成形する成形型と、上記成形型に加える圧力を制御する圧力制御部と、上記成形型内の温度を制御する温度制御部とを備えた成形物製造装置において、上記温度制御部によって、上記成形型内の加熱温度を一定温度に保持しながら、上記熱硬化性樹脂の硬化反応を進ませ成形した後、成形型内の温度を下降させる温度降下工程中に、上記圧力制御部は、上記成形型に加えていた圧力を段階的に減じることを特徴としている。【００１７】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る成形物製造方法は、熱硬化性樹脂を成形型に入れて加熱および加圧することによって、成形物を製造する成形物製造方法において、上記成形型の加熱温度を一定温度に保持しながら、上記熱硬化性樹脂の硬化反応を進ませ成形した後、成形型の温度を下降させる温度降下工程中に、上記成形型に加えていた圧力を段階的に減じることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様によれば、成形物の品質と生産性とを低下させることなく、円滑かつ簡単に離型することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様に係るウェハレベルレンズアレイ製造装置の構成を表す図である。
【図２】本発明の一態様に係るウェハレベルレンズアレイ製造装置の成形動作を表す図である。
【図３】本発明の一態様に係るウェハレベルレンズアレイ製造方法を用いて、ウェハレベルレンズアレイを成形し、離型するまでの流れを示すフローチャートである。
【図４】樹脂の未反応率（％）と、ガラス転移点（℃）との関係を示す図である。
【図５】ウェハレベルレンズアレイの製造工程における、樹脂の硬化反応の反応率と成形型の温度（型温）の時間変化について、模式的に示した図である。
【図６】図５に示したウェハレベルレンズアレイの製造工程において、樹脂に加えられる圧力（押し圧）と成形型の温度（型温）の時間変化について、模式的に示した図である。
【図７】図６に記載のウェハレベルレンズアレイ製造方法における、昇温中、プレス、硬化の各工程における樹脂の主な硬化挙動を説明する図である。
【図８】加熱することで分子の架橋反応が進行して硬化する性質を有する樹脂の状態変化と比容積との関係について、ウェハレベルレンズアレイを製造する各工程に対応させて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここでは、本発明を、樹脂を材料にしたウェハレベルレンズアレイ製造装置（成形物製造装置）に適用した例について、図１〜図８を用いて説明する。
【００２１】
〔実施形態１〕
（ウェハレベルレンズアレイ製造装置の概略構成）
図１を用いてウェハレベルレンズアレイ製造装置１の構成について説明する。図１は、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）装置５０を備える、本実施の形態に係るウェハレベルレンズアレイ製造装置１の構成例を表す図である。
【００２２】
以下では、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１の構造を説明するために、互いに直交して交差するＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向を導入して説明する。また、回転方向であるＣ軸方向も導入する。まずＺ軸方向は、図１の上下方向（鉛直方向）であり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＣ軸方向に直交する。すなわち、Ｚ軸方向に直交する平面内で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向はともに互いに直交する直線方向である。Ｃ軸方向は、Ｚ軸方向に平行な回転軸の周りに回転するときの回転方向である。Ｘ軸は図１の左右方向であり、Ｙ軸はそのＸ軸に直交する方向である。Ｚ軸方向のうち鉛直下方を第１の方向とし、一方、Ｚ軸方向に直交する方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）を第２の方向とする。
【００２３】
ウェハレベルレンズアレイ製造装置１は、上ベース部材２、上ベース部材２の下方に配された下ベース部材３、上ベース部材２および下ベース部材３を接続する複数の支柱４、上下移動可能に配されている支持体７、支持体７の下ベース部材３との対向面に配された上型保持部８、および下ベース部材３の支持体７との対向面に配されたテーブル９を備えている。
【００２４】
さらに、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１は、支持体７および上型保持部８をＺ軸方向に移動させるためのボールネジ６、およびサーボモータ（第１の駆動部）１１、テーブル９をＸ軸およびＹ軸方向にそれぞれ移動させるためのＸ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３、ロードセル１５、および制御部２０を備えている。また、テーブル９はＸ軸方向およびＹ軸方向に加えＣ軸方向へも移動する。図示しないが、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１は、テーブル９をＣ軸方向に移動させるためのＣ軸移動機構を備えている。
【００２５】
制御部２０は、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１の各駆動部の駆動制御をするための制御部である。制御部２０は、モータ制御部２１、押し圧低減指示部２２、ガラス転移点演算部２６、温度制御部３１、位置検出部４１、送受信部２３、圧力制御部２４、およびタイマー２５を備えている。
【００２６】
モータ制御部２１は、サーボモータ１１Ｘ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３のサーボモータの駆動テーブル９のＣ軸方向への移動とを制御する。なお、モータ制御部２１に関する説明は、タイマー２５などの構成と併せて後に説明する。
【００２７】
圧力制御部２４は、樹脂部品Ｗに加えられている圧力を制御するための制御部である。圧力制御部２４は、樹脂部品Ｗに加えられる圧力（押し圧）の大きさを後述のロードセル１５から取得し、この圧力が所定の押し圧となるように、モータ制御部２１へ指示を送る。なお、この時、樹脂部品Ｗ、上型ＭＵ、および下型ＭＬの相対位置を変えないことが望ましい。
【００２８】
温度制御部３１は上型ＭＵおよび下型ＭＬの温度制御をするための制御部である。
【００２９】
押し圧低減指示部２２は、後に図４を用いて詳述する、樹脂部品Ｗの硬化反応率（硬化度）（８０％以上）とガラス転移点（Ｔｇ）との関係性に基づいて、上記押し圧を減じる温度、および樹脂部品Ｗを離型する温度を決定する。なお、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１が樹脂部品Ｗの温度を測定する手段を備えることが好ましい。しかし、温度制御部３１が制御する上型ＭＵおよび下型ＭＬの温度を押し圧低減指示部２２が取得して、上記押し圧を減じる温度か否か、および樹脂部品Ｗの離型をすべき温度か否かを決定してもよい。
【００３０】
押し圧低減指示部２２は、樹脂部品Ｗの温度が、押し圧を低減すべき所定の温度にまで冷却したとき、圧力制御部２４に対して、樹脂に加えられている押し圧を、低減するように指示する。樹脂部品Ｗの温度は、例えば、テーブル９の温度センサ（図示せず）から取得する。
【００３１】
ガラス転移点演算部２６は、樹脂部品Ｗのガラス転移点（Ｔｇ）を、樹脂部品Ｗの硬化反応の反応率（未反応率）とガラス転移点（Ｔｇ）との関係性（図４参照）に基づいて算出する。
【００３２】
すなわち、ガラス転移点演算部２６は、樹脂部品Ｗの硬化反応の反応率（未反応率）として、後述のＤＳＣ装置５０の反応率演算部５４が算出した樹脂部品Ｗの反応率を取得し、当該反応率に対応するガラス転移点（Ｔｇ）を算出する。算出されたガラス転移点（Ｔｇ）は、押し圧低減指示部２２と圧力制御部２４とに送られる。
【００３３】
押し圧低減指示部２２と圧力制御部２４とによる温度と圧力の制御、特に、ウェハレベルレンズアレイを冷却するときの制御については、後に詳述する。
【００３４】
位置検出部４１はＸ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３それぞれのリニアスケールから、テーブル９のＸＹ座標位置を取得する。
【００３５】
上型ＭＵおよび下型ＭＬは樹脂を成形するための金型である。上型ＭＵおよび下型ＭＬは一対で、上型ＭＵおよび下型ＭＬの間に配された被成形品である樹脂部品Ｗを挟み、その樹脂部品Ｗを成形する。ウェハレベルレンズアレイ製造装置１は、この上型ＭＵおよび下型ＭＬの間に樹脂部品Ｗを挟んでその樹脂部品Ｗを成形する。
【００３６】
上型保持部８のテーブル９との対向面には上型ＭＵが配されている。テーブル９の上型保持部８との対向面には下型ＭＬが配されている。
【００３７】
複数の支柱４は、Ｚ軸方向を延設方向として、下ベース部材３上に配されており、上ベース部材２を支持している。複数の支柱４は、それぞれ、下ベース部材３と上ベース部材２との互いに対向する角を接続するように、例えば合計４本配されている。なお、複数の支柱４の数は、上ベース部材２を支持できる程度の本数であればよく、特に、４本に限定されるものではない。
【００３８】
サーボモータ１１およびボールネジ６は、支持体７および上型保持部８をＺ軸方向に移動させるための駆動部である。
【００３９】
サーボモータ１１は、モータ制御部２１からの指示により駆動し、ボールネジ６を回転駆動させる。例えば、サーボモータ１１は上ベース部材２の上面に配されている。
【００４０】
ボールネジ６は、Ｚ軸を延設方向として上ベース部材２の下方に、直接、又はロードセル１５を介して配されている。
【００４１】
支持体７は上型保持部８を上方側から支持するものである。支持体７の４つの角には、それぞれ支柱４が貫通して配されている。支持体７の上面側から支持体７の内部にボールネジ６が挿入されて配されている。そして、ボールネジ６が回転することで、支持体７はボールネジ６の延設方向、すなわちＺ軸方向に沿って上下移動する。
【００４２】
この支持体７のＺ軸方向への移動に伴い上型保持部８および上型ＭＵもＺ軸方向へ移動する。
【００４３】
上型保持部８は、上型ＭＵを上方側から保持するものである。また、上型保持部８は、図示しないが、熱源および温度センサを備えている。上型保持部８は、温度制御部３１からの指示により、熱源の温度を上昇させ、その熱を上型ＭＵに伝熱する。また、上型保持部８は、温度制御部３１からの指示により、温度センサが検出した上型ＭＵの温度情報を温度制御部３１に出力する。
【００４４】
ロードセル１５は、上型ＭＵで樹脂部品Ｗを押圧する際の圧力（押し圧）を検出し、当該検出した押し圧を制御部２０の圧力制御部２４に出力するものである。ロードセル１５は、例えば、上ベース部材２の下面（支持体７との対向面）に配されている。
【００４５】
テーブル９はＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＣ軸方向に移動する。テーブル９の上面（上型保持部８との対向面）に下型ＭＬが配されている。テーブル９は、図示しないが、熱源および温度センサを備えている。
【００４６】
テーブル９は、温度制御部３１からの指示により、熱源の温度を上昇させその熱を下型ＭＬに伝熱する。上型ＭＵおよび下型ＭＬによって加熱されることにより、熱硬化性樹脂である樹脂部品Ｗの硬化反応が進行し硬化する。また、テーブル９は、温度制御部３１からの指示により、温度センサが検出した下型ＭＬの温度情報を温度制御部３１に出力する。
【００４７】
Ｘ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３は、テーブル９の下方であって、テーブル９と下ベース部材３との間に配されている。Ｘ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３は、どちらが上方および下方に配されていてもよい。一例として、Ｘ軸用サーボモータ機構１２が下方、Ｙ軸用サーボモータ機構１３が上方に配されているものとする。
【００４８】
Ｘ軸用サーボモータ機構１２は、モータ制御部２１からの指示により、テーブル９および下型ＭＬをＸ軸方向に移動させるための駆動部である。Ｘ軸用サーボモータ機構１２は、サーボモータ１２ａと、Ｘ軸用のリニアスケール１２ｂとを備えている。Ｘ軸用のリニアスケール１２ｂにより、テーブル９のＸ軸の位置の検出が可能である。Ｘ軸用のリニアスケール１２ｂは、検出したテーブル９のＸ軸の位置を位置検出部４１に出力する。
【００４９】
Ｙ軸用サーボモータ機構１３は、モータ制御部２１からの指示により、テーブル９および下型ＭＬをＹ軸方向に移動させるための駆動部である。Ｙ軸用サーボモータ機構１３は、サーボモータ１３ａと、Ｙ軸用のリニアスケール１３ｂとを備えている。Ｙ軸用のリニアスケール１３ｂにより、テーブル９のＹ軸の位置の検出が可能である。Ｙ軸用のリニアスケール１３ｂは、検出したテーブル９のＹ軸の位置を位置検出部４１に出力する。
【００５０】
モータ制御部２１は、前述のように、サーボモータ１１、Ｘ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３それぞれのサーボモータ１２ａおよび１３ａ、および上記Ｃ軸移動機構の駆動を制御するためコントローラである。
【００５１】
モータ制御部２１は、電流をサーボモータ１１、１２ａ、および１３ａに流すことで、サーボモータ１２ａおよび１３ａを駆動する。あるいはモータ制御部２１は、サーボモータ１１、１２ａ、および１３ａへ流す電流を制御することで、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸方向の駆動を停止（固定）することもできる。
【００５２】
モータ制御部２１は、サーボモータ１１を駆動させることで、支持体７や上型保持部８および上型ＭＵをＺ軸方向に下降させる。モータ制御部２１は、ロードセル１５から圧力制御部２４が一定の押し圧となった旨の情報を取得するまで、上型ＭＵをＺ軸方向に下降させる。そして、モータ制御部２１は、ロードセル１５から圧力制御部２４が一定の押し圧となった旨の情報を取得すると、上型ＭＵの下降を停止させて、その位置で上型ＭＵを固定する。
【００５３】
また、モータ制御部２１は、サーボモータ１２ａおよび１３aの駆動を制御することで、テーブル９のＸＹ座標位置を調整し、上型ＭＵと下型ＭＬとの相対位置を調整する。上型ＭＵと下型ＭＬとの相対位置が所定の位置となると、モータ制御部２１は、サーボモータ１２ａおよび１３ａに一定の電流を加えることで、テーブル９に保持力を加える。これにより、テーブル９のＸＹ座標位置を固定する。
【００５４】
タイマー２５は、温度制御部３１が、上型保持部８およびテーブル９それぞれの熱源の加温を開始したと同時にカウントを開始する。そして、タイマー２５は、カウント開始後の経過時間を送受信部２３に出力する。
【００５５】
なお、樹脂部品Ｗを成型しているとき、タイマー２５が、樹脂部品Ｗの硬化反応を判定するようにしてもよい。具体的には、樹脂部品Ｗの性質、加熱温度、および時間などに基づいて、所望の硬化点（図８の点Ｐ）は予め割り出すことが出来る。このため、樹脂部品Ｗの加熱条件を一定とすることにより、樹脂部品Ｗの硬化反応率、および硬化度を、樹脂部品Ｗを加熱した時間のみに基づいて、判定するように構成してもよい。
【００５６】
ウェハレベルレンズアレイ製造装置１のＤＳＣ装置５０は、例えば、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１の制御部２０を介して通信可能に連結された構成である。
【００５７】
送受信部２３は、ＤＳＣ装置５０とのインターフェースとして機能する。送受信部２３は、ＤＳＣ装置５０のインターフェース部である送受信部５１とオンライン接続されている。なお、送受信部２３と、送受信部５１とを接続する方法は、有線又は無線の何れであってもよい。
【００５８】
送受信部２３は、タイマー２５から取得した経過時間と、温度制御部３１から取得した温度情報とを、ＤＳＣ装置５０の送受信部５１に出力する。また、送受信部２３は、ＤＳＣ装置５０の送受信部５１から出力されるサーボフリー指示情報を取得すると、当該取得したサーボフリー指示情報を、モータ制御部２１に出力する。
【００５９】
モータ制御部２１は、このサーボフリー指示情報を送受信部２３から取得すると、サーボモータ１２ａおよび１３aに流す電流の出力を停止し、テーブル９のＸ軸およびＹ軸方向の保持力を開放する。すなわちサーボフリーとする。
【００６０】
温度制御部３１は、上型保持部８およびテーブル９のそれぞれに配された熱源（不図示）の駆動制御することで、上型ＭＵおよび下型ＭＬの温度を制御するものである。温度制御部３１は、上型保持部８およびテーブル９それぞれに配された温度センサから、上型ＭＵおよび下型ＭＬそれぞれの温度情報を取得する。また、温度制御部３１は、上型ＭＵおよび下型ＭＬから得た温度情報を送受信部２３に出力する。
【００６１】
位置検出部４１は、所定の時間間隔で、リニアスケール１２ｂからの情報を取得することでテーブル９のＸ座標位置を取得し、また、リニアスケール１３ｂからの情報を取得することでテーブル９のＹ座標位置を取得する。
【００６２】
また、図８を用いて後述するように、成形中に樹脂部品Ｗの硬化が進み、樹脂部品Ｗの硬化点近傍になると、テーブル９の単位時間当たりの移動量が、他の期間と比べて小さくなる。
【００６３】
位置検出部４１は、この成形中のテーブル９の単位時間当たりの移動量を見ることで樹脂部品Ｗが離型する前の硬化点を検出するものである。
【００６４】
成形中のテーブル９の単位時間当たりの移動量を見ることで樹脂部品Ｗの硬化点を検出する方法としては、様々な方法が挙げられる。例えば、位置検出部４１は、リニアスケール１２ｂおよび１３ｂから単位時間当たりに取得するＸＹ座標位置から、テーブル９の単位時間当たりのＸＹ座標位置の移動量が、予め決められた値以下であり、その予め決められた値以下の移動量が所定回数続いたと判定する。これにより、樹脂部品Ｗが硬化点となったと判定することができる。
【００６５】
そして、位置検出部４１は、樹脂部品Ｗが硬化点となったと判定すると、樹脂部品Ｗの硬化点を検出した旨の情報をモータ制御部２１に出力する。
【００６６】
ＤＳＣ装置５０は、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１が成形している樹脂部品Ｗの硬化状態をみるために、樹脂部品Ｗの発熱量を算出し、反応率を演算するものである。すなわち、ＤＳＣ装置５０反応率を演算することで樹脂部品Ｗが離型する前の硬化点を検出するものである。なお、ＤＳＣ装置５０は、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１が成形している樹脂部品Ｗの硬化状態を測定できる装置であれば特に限定されない。つまり、如何なる測定手段を用いた装置を、ＤＳＣ装置５０の代替として用いてもよい。
【００６７】
ＤＳＣ装置５０は、送受信部５１と、記憶部５２と、発熱量演算部５３と、反応率演算部（硬化判定部）５４とを備えている。
【００６８】
送受信部５１は、制御部２０とのインターフェースとして機能する。送受信部５１は、反応率演算部５４からサーボフリー指示情報を取得すると、当該取得したサーボフリー指示情報を送受信部２３に出力する。また、送受信部５１は、送受信部２３から、経過時間および温度情報を取得すると、当該取得した経過時間および温度情報を発熱量演算部５３に出力する。
【００６９】
記憶部５２には、予め、樹脂部品Ｗの樹脂材料の硬化に必要な発熱量（発熱量ＲＥＦと称する）を記憶しておく。この記憶部５２に記憶させる上記発熱量ＲＥＦは、予め、例えば、ＤＳＣ装置５０を用いて測定しておく。発熱量ＲＥＦは、樹脂部品Ｗの樹脂材料が十分に硬化したと考えられる発熱量であり、かつ、樹脂部品Ｗが上型ＭＵおよび下型ＭＬから離型する前の発熱量である。
【００７０】
発熱量演算部５３は、送受信部５１から出力される経過時間と温度情報とを取得すると、当該取得した経過時間と温度情報とから、成形中の樹脂部品Ｗの発熱量（発熱量ＳＡＭと称する）をリアルタイムで演算する。発熱量演算部５３は、演算した発熱量ＳＡＭを反応率演算部５４に出力する。
【００７１】
反応率演算部５４は、成形中の樹脂部品Ｗの樹脂材料の反応率を算出する。すなわち、上型ＭＵと下型ＭＬとに挟まれた樹脂部品Ｗの樹脂の発熱量が所定の値を超えたことを検出すると硬化したと判定し、その硬化反応の反応率を算出する。
【００７２】
より具体的には、反応率演算部５４は、発熱量演算部５３が演算した発熱量ＳＡＭと、記憶部５２に記憶された発熱量ＲＥＦとから、成型中の樹脂部品Ｗの反応率を演算する。反応率演算部５４は、この反応率を以下の（式１）のように算出する。
（反応率）＝（１−（発熱量ＳＡＭ）/（発熱量ＲＥＦ））×１００      （式１）
そして、反応率演算部５４は、反応率の算出結果が８０％以上となると、樹脂部品Ｗは硬化したと見なし、硬化点を検出した旨の情報であるサーボフリー指示情報を送受信部５１に出力する。
【００７３】
また、反応率演算部５４は、反応率の算出結果が８０％以上となると、算出した反応率をガラス転移点演算部２６に出力する。
【００７４】
（ウェハレベルレンズアレイ製造装置の動作の概要）
次に、図２、および図３を用いてウェハレベルレンズアレイ製造装置１の動作の概略について説明する。
【００７５】
図２は、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１の成形動作を表す図である。
【００７６】
一方、図３は、本発明の一態様に係るウェハレベルレンズアレイ製造方法を用いて、ウェハレベルレンズアレイを成形し、離型するまでの流れを示すフローチャートである。
【００７７】
図２の（ａ）に示すように、テーブル９上の下型ＭＬ上に、被成形材である樹脂部品Ｗを、例えば塗布する、あるいは注入することにより配する。上型ＭＵと下型ＭＬとの温度（型温）は、待機温度があり、そこに樹脂部品Ｗを供給する（図３のステップ１０１、以後Ｓ１０１のように略記する）。
【００７８】
上型ＭＵと下型ＭＬとが樹脂部品Ｗを適切に挟んで成形物を形成するように、上型ＭＵと下型ＭＬとの位置合せを行う（図３のＳ１０２）。
【００７９】
次に、図２の（ｂ）に示すように、モータ制御部２１が上型保持部８をＺ軸方向に下降させる（図３のＳ１０３）ことで、上型ＭＵと樹脂部品Ｗとを接触させ、樹脂部品Ｗを、上型ＭＵと、下型ＭＬとで挟み、上型ＭＵの降下が停止する（図３のＳ１０４）。
【００８０】
このとき、圧力制御部２４は、サーボモータ１１からの力を制御して上型保持部８および上型ＭＵは鉛直下方へ一定の押し圧Ｐ１（第１圧力、初期圧力）となるようにモータ制御部２１に指示する（図３のＳ１０５）。また、テーブル９および下型ＭＬは、Ｘ軸用サーボモータ機構１２およびＹ軸用サーボモータ機構１３により、Ｘ方向およびＹ方向へ移動しないように、位置を固定するための保持力が加わっている。
【００８１】
そして、上型ＭＵの鉛直下方への押し圧がＰ１（一定）となると、温度制御部３１によって上型ＭＵおよび下型ＭＬの加熱が開始され、樹脂部品Ｗが硬化する温度以上となるまで昇温する。これにより、樹脂部品Ｗの硬化が開始する。このとき、タイマー２５は、カウントを開始し、反応率演算部５４は樹脂部品Ｗの反応率の演算を開始する（図３のＳ１０６）。
【００８２】
上型ＭＵおよび下型ＭＬの温度が、所定の温度（例えば、図５の型温Ｔ２）に達した後は、当該所定の温度を維持して樹脂部品Ｗの硬化反応を進行させる（図３のＳ１０７）。すなわち、上型ＭＵおよび下型ＭＬは、設定温度に向けて昇温を開始し、設定温度（Ｔ２）に到達した時点で樹脂部品Ｗの硬化を進行させるため温度を一定に保持する。
【００８３】
樹脂部品Ｗの硬化反応が進行すると、反応に伴う樹脂の収縮（成形収縮ともいう）が生じ、上型ＭＵおよび下型ＭＬ内に負圧が発生するため、上型ＭＵをおよび下型ＭＬ内の圧力が、一時的に押し圧Ｐ１以下に下がる現象が起きる。この一時的な減圧が発生したことを契機として、圧力制御部２４はモータ制御部２１に指示して、上型ＭＵの鉛直下方への押し圧の設定値を押し圧Ｐ１から押し圧Ｐ２（第２圧力）（後述する図６を参照）へ増加させる（図３のＳ１０８）。これにより、樹脂部品Ｗを上型ＭＵおよび下型ＭＬに対して高い押し圧を加えて、樹脂部品Ｗに上型ＭＵおよび下型ＭＬの形状を転写させる。
【００８４】
前述のように、樹脂部品Ｗの反応率が８０％以上（１００％未満）になったことを反応率演算部５４の演算結果が示すと（図３のＳ１０９でＹＥＳ）、樹脂部品Ｗは硬化したと見なし、硬化点を検出した旨の情報であるサーボフリー指示情報を送受信部５１に出力する。
【００８５】
そして、モータ制御部２１はテーブル９側のＸ軸およびＹ軸移動用のサーボモータ１２ａおよび１３ａの保持力を開放する（サーボフリーにする）（図３のＳ１１０）。
【００８６】
これは、上型ＭＵおよび下型ＭＬ内の樹脂部品Ｗのゲル化が始まることにより、樹脂部品Ｗの比容積は減少に転じ、急激な収縮が起こるためである（後述する図８を参照）。この収縮により上型ＭＵおよび下型ＭＬに密着した樹脂部品Ｗの硬化が進行するため内部歪みが発生する。そして、樹脂部品Ｗの硬化に伴って収縮が進むと、テーブル９のＸＹ座標位置の保持力が効かなくなり、密着した樹脂部品の内部歪みが開放される。そして、上型ＭＵと下型ＭＬとの相対位置が保持できなくなる。このため、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１では、この密着した樹脂部品の内部歪みが開放される前に、テーブル９側のＸ軸およびＹ軸をサーボフリーとする。
【００８７】
これにより、上型保持部８の鉛直方向の押し圧によって、保持力が開放されたテーブル９の下型ＭＬは上型ＭＵに追従する。これにより、下型ＭＬと上型ＭＵとの相対位置を保持することが可能となり、後述するように、成形後の樹脂部品Ｗの光学機能面の面精度を向上させることができる。
【００８８】
サーボフリーにするタイミングは、例えば図８に示す樹脂の特性（ＰＶＴ特性）に基づいて決められる。この樹脂部品Ｗの比容積の変化については後に詳述する。
【００８９】
次に、樹脂部品Ｗの硬化反応が８０％以上になった時点で冷却に転じる（図３のＳ１１１）。下型ＭＬ、および上型ＭＵを冷却に転じる方法としては、上型ＭＵを支持する上型保持部８、あるいは下型ＭＬを支えるテーブル９の少なくとも一方に冷却ユニット（図示せず）に冷却媒体（冷媒）を供給して型温を下げる方法が好ましい。なお、好ましい降温レート（単位時間あたりに下型ＭＬ、および上型ＭＵの温度が低下する速度）を実現するためには、冷却媒体の温度と流量とを管理して制御する手段を備えるように構成することが望ましい。
【００９０】
樹脂部品Ｗの硬化反応が進行している間、高い圧力をかけ続けると、樹脂部品Ｗにとって過度の圧力となる結果、樹脂部品Ｗに歪みが生じる。前記硬化点から冷却を開始し、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも低くなるほど、樹脂部品Ｗの弾性率は高くなるため、この状態で過剰な押し圧を樹脂部品Ｗに加えると歪み（内部歪み）が生じ、当該歪みが成形物（樹脂部品Ｗ）に残存してしまう恐れが高くなる。従って、歪みの発生と残存とを回避するために、当該樹脂部品Ｗのガラス転移点（Ｔｇ）まで冷却する以前に押し圧を低減することが望ましい（図８参照）。さらに、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）を下回ったときに、押し圧をさらに低減することが望ましい。なお、図４を参照して後に説明するが、樹脂部品Ｗのガラス転移点（Ｔｇ）は樹脂部品Ｗの反応率に依存している。
【００９１】
ここでは、樹脂部品Ｗの温度が硬化後に、硬化反応率に対応するガラス転移点（Ｔｇ）まで冷却されるまでの間に、少なくとも１段階の減圧を行うとともに、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）以下になったときに、さらに少なくとも１段階の減圧を行う例について説明する。
【００９２】
具体的には、下型ＭＬ、および上型ＭＵの温度が、冷却によって図８の硬化点Ｐの温度からガラス転移点（Ｔｇ）に至るまでの冷却工程の間に、押し圧低減指示部２２は圧力制御部２４に対して、樹脂部品Ｗに加えられている圧力を、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ３（第３圧力）に低減するように指示する（図３のＳ１１２）。ここで、押し圧Ｐ２＞押し圧Ｐ３＞押し圧Ｐ１である。
【００９３】
例えば、反応率が８０％の樹脂部品Ｗの場合には、樹脂部品Ｗの温度がおよそ８０℃（ガラス転移点（Ｔｇ）：図８を参照）にまで低下するまでに、樹脂部品Ｗに加えられている圧力を、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ３に低減することになる（詳細は、図４を参照しながら後述する）。このとき、下型ＭＬと上型ＭＵとの相対位置は保持している。
【００９４】
なお、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ３への１段階の減圧に限らず、２段階以上の減圧を行ってもよい。
【００９５】
押し圧Ｐ３を維持した状態で冷却をさらに進め（図３のＳ１１３）、樹脂部品Ｗの温度が離型の温度（離型点Ｒ：図８を参照）にまで低下するまでに、望ましくは、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）を下回ったときに、押し圧を押し圧Ｐ３から押し圧Ｐ１に低減する（図３のＳ１１４）。この間も、下型ＭＬと上型ＭＵとの相対位置は保持したままである。
【００９６】
なお、押し圧Ｐ３から押し圧Ｐ１への１段階の減圧に限らず、２段階以上の減圧を行ってもよい。
【００９７】
つまり、下型ＭＬ、および上型ＭＵの冷却が進行していく過程で、樹脂部品Ｗに加えられる圧力（押し圧）を段階的に低減する。具体的には、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）にまで低下するまでに押し圧を低減し、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）からさらに低下して離型点Ｒに到達するまでに、押し圧を低減する。
【００９８】
下型ＭＬと上型ＭＵとの温度が離型点Ｒの温度まで低下すると（図３のＳ１１５）、図２の（ｃ）に示すように、モータ制御部２１がサーボモータ１１を駆動させて、上型保持部８および上型ＭＵを鉛直上方へ移動させる（図３のＳ１１６）。これにより、成形された樹脂部品Ｗ（成形物）が完成し、取り出すことが出来る。
【００９９】
（樹脂の硬化反応の未反応率とガラス転移点との関係）
ここでは、図４を用いて、樹脂部品Ｗの未反応率（％）と、ガラス転移点（℃）とについて簡単に説明する。その前に、まず、ガラス転移点、および未反応率について簡単に説明する。
【０１００】
ガラス転移点とは、樹脂が非結晶性のガラス状固体に変化する温度である。ガラス転移点の測定は、例えば以下のように行われる。
【０１０１】
ガラス転移点を測定したい樹脂（試料）と基準物質（アルミナなど、検査に用いる温度範囲で物性変化が生じない物質）とを、同じヒーター内に格納して加熱する。物性変化の無い基準物質の温度変化は一様である。しかし、樹脂では、ガラス転移、結晶化、融解などの状態変化（相転移）が生じたときに熱容量、および熱膨張係数が変化するため、その温度変化は一様ではない。このことを利用して、ガラス転移点を測定することができる。このような測定法を、ＤＳＣ（示差走査熱量測定法）という。
【０１０２】
なお、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１のＤＡＣ装置５０は、上記の示差走査熱量測定法の原理に基づいて、樹脂部品Ｗの反応率を演算している。
【０１０３】
一方、樹脂部品Ｗの未反応率（％）とは、樹脂部品Ｗの硬化反応が完了していない度合いを、パーセント（％）で示したものである。
【０１０４】
図４は、樹脂の未反応率（％）と、ガラス転移点（℃）との関係を示している。
【０１０５】
未反応率（％）がそれぞれ異なる樹脂製の成形物（レンズ）について、それぞれのガラス転移点を測定した１２の測定結果がプロットされている。さらに、各々の測定結果から最小二乗法を利用して得られる一次回帰直線が描かれている。
【０１０６】
図４に示す樹脂の例では、未反応率２０％のとき（すなわち、反応率８０％）には、ガラス転移点はおよそ８０℃であり、未反応率１０％のとき（すなわち、反応率９０％）には、ガラス転移点はおよそ１１５℃であることがわかる。このように、樹脂部品Ｗの未反応率（％）が大きいほど、ガラス転移点Ｔｇがより低温であること、および両者の関係は略線形であることがわかる。
【０１０７】
樹脂部品Ｗの前述した歪みは、樹脂部品Ｗから作られる樹脂成形物が例えばレンズであるとき、当該レンズの光学的性質を悪化させる主たる要因となる。
【０１０８】
そこで、本発明の一態様におけるウェハレベルレンズアレイ製造装置１では、前述のように、下型ＭＬ、および上型ＭＵの温度が樹脂部品Ｗの硬化反応率が８０％以上になったところで冷却に転じた後に、樹脂部品Ｗの温度が、例えばガラス転移点（Ｔｇ）にまで冷却する前の時点で、樹脂部品Ｗに加えられている圧力を、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ３に低減する。ここで、押し圧Ｐ２＞押し圧Ｐ３＞押し圧Ｐ１である。このとき、下型ＭＬと上型ＭＵとの相対位置は保持している。
【０１０９】
これにより、下型ＭＬ、および上型ＭＵの冷却が進行していく過程で樹脂部品Ｗの弾性率が高くなった後には、樹脂部品Ｗに対して過剰な圧力が加わらない。さらに、樹脂部品Ｗの温度が、ガラス転移点（Ｔｇ）を下回ったときに、樹脂部品Ｗに加えられている圧力を、押し圧Ｐ３から押し圧Ｐ１にさらに低減する。よって、樹脂部品Ｗ（成形物）に歪みが生じさせることなく、樹脂部品Ｗを冷却し、離型することができる。
【０１１０】
なお、未反応率（％）は、例えば、樹脂部品Ｗの主成分である分子の化学構造の中で、分子間の架橋反応により構造が変化する官能基（例えば、分子間の架橋により開裂して消失するエポキシ環など）の含有量を測定することで求めてもよい。
【０１１１】
具体的には、樹脂部品Ｗの未反応率（％）を以下のようにして求めることができる。まず、樹脂部品Ｗの硬化反応開始前の官能基Ｒの含有量αと硬化反応を完全に進行させた後の樹脂部品Ｗにおける官能基Ｒの含有量βとを測定する。硬化反応前後の官能基Ｒの上記含有量の差（α−β）は、硬化反応の反応率が１００％である時の官能基Ｒの含有量の変化量である。次に、未反応率（％）を求めたい樹脂部品Ｗの官能基Ｒの含有量γ（γ≧β）を測定して、（γ−β）／（α−β）×１００を計算することにより、樹脂部品Ｗの未反応率（％）を求めることができる。
【０１１２】
また、樹脂部品Ｗの未反応率を定量するために用いることのできる官能基の含有量の測定には、例えば、ラマン分光法、あるいは赤外分光法（ＦＴ−ＩＲなど）などを好適に利用することができる。
【０１１３】
従って、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１が、ＤＳＣ装置５０の代替として、上記のように、樹脂部品Ｗの化学構造に着目した測定法で反応率を算出する手段を備えてもよい。
【０１１４】
（成形物の離型を困難にする要因について）
成形物（例えば、樹脂部品Ｗ，ウェハレベルレンズアレイなど）を成形型（例えば、前述の下型ＭＬおよび上型ＭＵ）に対して強く付着させて、成形物の離型を困難にする原因として、（１）分子間力、（２）金型形状、（３）真空吸引力、（４）静電気力、（５）成形収縮、などが挙げられる。
【０１１５】
（１）分子間力とは、成形型の表面で樹脂と接触する面の分子と、成形物の表面の分子との間に働く引力である。
【０１１６】
（２）金型形状とは、成形型と成形物との接触面の総面積、および該接触面に設けられた凹凸の形状である。
【０１１７】
（３）真空吸引力とは、成形物が成形型から剥がされるときに、成形物と成形型とが離れた間隙の気圧が外環境に比べて低いことにより、外気圧が成形物を成形型に向けて再び押込むように働く力である。
【０１１８】
（４）静電気力とは、成形型から成形物が離れるときに、双方の表面において生じる静電気が互いを引き寄せる引力である。
【０１１９】
（５）成形収縮とは、樹脂などが液体状態から硬化するときに、成形物の体積が収縮する現象である。成形型の大きさ（例えば、体積）の変化と比較して、該成形物の収縮が大きいことにより、成形型の凹凸に対して成形物が強く付着する原因となる。
【０１２０】
そして、上記（１）〜（５）の中で、最も成形物の離型を困難にしているものは、（５）成形収縮である。
【０１２１】
例えば、ウェハレベルレンズアレイを形成した後に離型する工程で、ウェハレベルレンズアレイに過大な負荷（押し圧）を加えると、レンズに変形、割れなどの損傷を生じる可能性がある。従って、成形型に強く付着したレンズを円滑に、かつ、レンズの品質と生産性とを低下させることなく、離型することが重要となる。
【０１２２】
（ウェハレベルレンズアレイの製造方法の実施例）
図５と図６を用いて、ウェハレベルレンズアレイの製造方法の実施例を説明する。
【０１２３】
ここでは、樹脂を成形型に塗布、あるいは注入してからウェハレベルレンズアレイを冷却するまでの流れについて、図５を用いて説明する。
【０１２４】
図５は、本発明の一態様に係るウェハレベルレンズアレイの製造工程における、樹脂（例えば、樹脂部品Ｗ，ウェハレベルレンズアレイなど）の硬化反応の反応率と成形型（例えば、前述の下型ＭＬおよび上型ＭＵ）の温度（型温）の時間変化について、模式的に示した図である。
【０１２５】
まず、加熱前で硬化反応を開始していない樹脂を成形型に塗布、あるいは注入する（図３のＳ１０１）。時間Ｚ１から時間Ｚ２の間に加熱して、成形型の温度を温度Ｔ１から温度Ｔ２まで一定の昇温率で昇温する（破線）（図３のＳ１０６）。
【０１２６】
図５に示すように、この昇温の過程で、成形型内の樹脂の硬化反応が開始され、進行する。
【０１２７】
時間Ｚ２から時間Ｚ３では、昇温を止めて温度Ｔ２で維持する（図３のＳ１０７）。この時間で樹脂の硬化反応をさらに進行させる。
【０１２８】
時間Ｚ３において、樹脂の硬化反応が８０％以上または９０％以上（１００％未満）に達したとき（実線）（図３のＳ１０９でＹＥＳ）、成形型の冷却を開始して（図３のＳ１１１）、型温を温度Ｔ２から一定の降温率で温度Ｔ１まで低下させて、形成された樹脂を冷却する（図３のＳ１１５）。
【０１２９】
次に、図５で示したウェハレベルレンズアレイの製造工程において、樹脂に加える圧力をどのように変化させて、ウェハレベルレンズアレイの離型を行うかについて、図６を用いて説明する。
【０１３０】
図６は、図５に示したウェハレベルレンズアレイの製造工程において、樹脂に加えられる圧力（押し圧）と成形型の温度（型温）の時間変化について、模式的に示した図である。
【０１３１】
まず、加熱前で硬化反応を開始していない樹脂を成形型に塗布、あるいは注入する。時間Ｚ１から時間Ｚ２の間に加熱して、型温を温度Ｔ１から温度Ｔ２まで一定の昇温率で昇温する（図５、および図６の破線）。このとき樹脂には押し圧Ｐ１が加える（Ｓ１０５）。
【０１３２】
時間Ｚ２の付近で樹脂の硬化反応に伴う成形収縮が生じ、これにより成形型に対して、負圧（引き圧；押し圧と逆方向に働く力）が発生する。この負圧によって、樹脂に加えていた押し圧は、押し圧Ｐ１から一時的に低下する。
【０１３３】
この負圧が生じたときから樹脂の硬化反応の反応率が８０〜９０％に到達する時間Ｚ３（図５を参照）まで、樹脂に加える押し圧Ｐ２まで圧力を増加させて、成形型に樹脂を強く押し付ける。これにより、樹脂に対して成形型の形状をよく転写させる（図３のＳ１０８）。
【０１３４】
樹脂の硬化反応の反応率が８０〜９０％になったところで、型温を低下させて樹脂の冷却を開始する（図３のＳ１１１）。樹脂の温度が、当該樹脂の硬化反応の反応率（または、未反応率）に対応するガラス転移点（Ｔｇ）にまで低下する前に、時間Ｚ３において、樹脂に加えられる押し圧を押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ３にまで低減する（図３のＳ１１２）。
【０１３５】
さらに、樹脂の冷却が進行して、樹脂の温度が離型する温度（図８の離型点Ｒ）に低下するまでに（図３のＳ１１３）、時間Ｚ５において、樹脂に加えられている圧力を、押し圧Ｐ３から押し圧Ｐ１に低減する（図３のＳ１１４）。ここで、押し圧Ｐ２＞押し圧Ｐ３＞押し圧Ｐ１である。
【０１３６】
その後、成形型の冷却が進み、時間Ｚ４には型温がＴ１にまで低下する。
【０１３７】
つまり、型温を低下させて樹脂の冷却と離型を行う過程で、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ１へ圧力を段階的に低減する。
【０１３８】
なお、ここでは、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ１にまで低減する過程に、押し圧Ｐ２と押し圧Ｐ１との中間の圧力である押し圧Ｐ３を設定して、押し圧Ｐ２から押し圧Ｐ１にまで圧力を２段階で低減する例を示した。しかしながら、型温の低下（樹脂の冷却）の途中で押し圧を低減する方法は、ここで例示した２段階での圧力低減に限定されず、多段階（２段階以上）で押し圧を低減してもよい。
【０１３９】
さらに、樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上のときに、成形物に対して過度の押し圧を樹脂に対して加えることを防ぐことがより望ましい。
【０１４０】
（樹脂の硬化挙動について）
図７は、図６に記載のウェハレベルレンズアレイ製造方法における、昇温中、プレス、硬化の各工程における樹脂の主な硬化挙動を説明する図である。
【０１４１】
昇温中の樹脂はゲル状、あるいは不定形固体である。流動性が失われるため、成形物の形状の基本となる。反応率はまだ低いため、比容積は型温の影響を受けやすい。
【０１４２】
昇温後に高温下で高い押し圧を加えられる樹脂は、ゲル状、あるいはゴム状である。成形型（図７中では型と表現している）をしっかりと樹脂に押し付け、形状転写する段階。比容積、および弾性率が硬化反応率（硬化度）に依存するため、圧力を増加するタイミングが重要になる。
【０１４３】
樹脂の硬化反応が進行すると、成形型に強制的に形状が保持された状態のまま成形収縮が生じる。ここで過大な負荷を加えると、レンズに変形、割れなどの損傷を生じる可能性があり、その結果、成形物に歪みが残存する。
【０１４４】
この歪みの残存を回避、あるいは低減するために、成形収縮して弾性率が高くなった樹脂に対して、過剰な圧力が加わらないように、押し圧を低減することが望ましい。
【０１４５】
図８は、加熱することで分子の架橋反応が進行して硬化する性質を有する樹脂の状態変化と比容積との関係について、ウェハレベルレンズアレイを製造する各工程に対応させて示す図である。図８の縦軸は樹脂の比容積を表し、横軸は温度を表している。
【０１４６】
ここで、比容積とは単位質量当たりの樹脂の容積であり、樹脂の密度の逆数である。すなわち、比容積の増加は樹脂の膨張を意味し、逆に比容積の減少は樹脂の収縮を意味する。
【０１４７】
まず、樹脂を成形型に塗布あるいは注入し、成形型を加熱して樹脂を加温する（点Ｌ）。加熱された樹脂は緩やかに熱膨張する。樹脂の分子の架橋反応が進行することにより、樹脂の分子が互いに連結して分子運動の自由度が低下して、樹脂はゲル化する（点Ｇ）。
【０１４８】
樹脂の硬化反応がさらに進行するにつれて、樹脂の比容積は急激に低下する。これは、樹脂の硬化反応に伴う収縮（成形収縮）に起因している。
【０１４９】
なお、樹脂がゲル状の状態（点Ｇ）から固体化（硬化点Ｐ）する途中にガラス転移点Ｔｇが存在する。すなわち、樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、図８に示すように、点Ｇと点Ｐとの間にあり、温度が高い順に並べると、点Ｐ＞Ｔｇ＞点Ｇである。
【０１５０】
成形型の昇温を停止して温度を一定（図５、および図６における温度Ｔ２）にしているので、樹脂の温度上昇は緩やかになる。点Ｐにおける樹脂の硬化反応の反応率は、８０〜９０％である。点Ｇから点Ｐにかけて、樹脂は前述の成形収縮によって比容積が急激に減少する。
【０１５１】
なお、成形の開始から離型に至るまでの成形過程では、ガラス転移点Ｔｇは定まらず、変化する。硬化率が高まるのに伴って比容積が減少すると、図４のグラフからわかるように、ガラス転移点Ｔｇは高くなるように変化する。一方、樹脂部品Ｗの温度を硬化点Ｐから冷却すると、最終的な硬化率は減少方向になるので、図４のグラフからわかるように、Ｔｇは低くなるように変化する。
【０１５２】
成形物となった樹脂は点Ｐから点Ｓまでの冷却の過程で緩やかに収縮する。冷却が進み、樹脂の温度が離型する温度（離型点Ｒ）にまで低下する（図３のＳ１１５）。離型点Ｒから、さらに、点Ｓまで成形物を冷却して、ウェハレベルレンズアレイの製造が完了する（図３のＳ１１６）。
【０１５３】
〔まとめ〕
本発明の一態様に係る成形物製造装置（ウェハレベルレンズアレイ製造装置１）は、熱硬化性樹脂（樹脂部品Ｗ）を成形する成形型（上型ＭＵおよび下型ＭＬ）と、上記成形型に加える圧力（押し圧）を制御する圧力制御部（圧力制御部２４）と、上記成形型内の温度を制御する温度制御部（温度制御部３１）とを備えた成形物製造装置において、上記温度制御部によって、上記成形型内の加熱温度を一定温度（温度Ｔ２）に保持しながら、上記熱硬化性樹脂の硬化反応を進ませ成形した後、成形型内の温度を下降させる温度降下工程中に、上記圧力制御部は、上記成形型に加えていた圧力を段階的に減じる（Ｓ１１２およびＳ１１４）ことを特徴としている。
【０１５４】
また、本発明の一態様に係る成形物製造方法は、熱硬化性樹脂を成形型に入れて加熱および加圧することによって、成形物を製造する成形物製造方法において、上記成形型の加熱温度を一定温度に保持しながら、上記熱硬化性樹脂の硬化反応を進ませ成形した後、成形型の温度を下降させる温度降下工程中に、上記成形型に加えていた圧力を段階的に減じることを特徴としている。
【０１５５】
上記の構成、および方法によれば、成形型内の温度の下降を開始してから成形物を完全に離型させるまでの工程において、成形型に加えられていた圧力を一度に低減するのではなく、段階的に減じる。
【０１５６】
これにより、成形収縮によって成形型に付着した、成形終了後の成形物に対して必要以上の負荷が加わらない。
【０１５７】
よって、成形物を離型するために要する力が比較的小さくなるため、成形物の品質と生産性とを低下させることなく、円滑かつ簡単に離型することができる。
【０１５８】
また、本発明の一態様に係る成形物製造装置は、成形開始時の初期圧力としての第１圧力（押し圧Ｐ１）よりも高い第２圧力（押し圧Ｐ２）を上記圧力制御部によって上記成形型に加えた状態で、上記温度制御部は、上記熱硬化性樹脂が完全に硬化するために必要な量未満の熱を上記熱硬化性樹脂に加え、上記圧力制御部が、上記第２圧力よりも低く、かつ上記第１圧力よりも高い、第３圧力（押し圧Ｐ３）を上記成形型に加えながら、上記温度制御部が上記成形型を冷却することを特徴としている。
【０１５９】
上記の構成によれば、成形物を製造するために必要な硬化反応率で加熱を止める。そして、成形型に加えられていた圧力を一度に低減するのではなく、段階的に減じる。
【０１６０】
これにより、成形物を製造するために要する熱量と時間とを低減することができるため、生産コストを抑え、成形物の生産性を高くすることができる。さらに、成形終了後の成形物に対して必要以上の負荷が加わらない。
【０１６１】
また、本発明の一態様に係る成形物製造装置は、上記圧力制御部によって上記第２圧力を上記成形型に加えた状態で、上記成形型内の加熱温度を上記一定温度に保持している間に到達する上記熱硬化性樹脂の硬化度（硬化反応率、硬化反応の反応率）は、８０％以上１００％未満であることが望ましい。
【０１６２】
これにより、成形物がレンズである場合に、良好な光学機能面の面精度を実現することができる。
【０１６３】
また、本発明の一態様に係る成形物製造装置は、上記温度制御部によって、上記成形型内の温度が、上記一定温度から上記熱硬化性樹脂の上記硬化度に対応したガラス転移温度（ガラス転移点（Ｔｇ））にまで冷却されるまでの間に、上記圧力制御部は、上記成形型に加える圧力を上記第２圧力から上記第３圧力へ低減するように、少なくとも１段階の圧力低減を行うことが望ましい。
【０１６４】
もし、樹脂部品Ｗの硬化反応が進行している間、高い圧力をかけ続けると、樹脂部品Ｗにとって過度の圧力となる結果、樹脂部品Ｗに歪みが生じる。前記硬化点から冷却を開始し、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも低くなるほど、樹脂部品Ｗの弾性率は高くなるため、この状態で過剰な押し圧を樹脂部品Ｗに加えると歪み（内部歪み）が生じ、当該歪みが成形物（樹脂部品Ｗ）に残存してしまう恐れが高くなる。
【０１６５】
そこで、成形型内の温度の下降を開始してから成形型内で硬化した樹脂の温度が、当該樹脂のガラス転移温度より低くなる前に、成形物に対して加えられている圧力を少なくとも１段階の圧力低減を行う。
【０１６６】
これにより、成形物がレンズであるとき、硬化した後の成形物を冷却して離型するまでの温度降下工程において、光学的性質を悪化させる主たる要因となる歪みの発生および残存の防止、あるいは軽減を好適に行うことができる。
【０１６７】
よって、成形物の品質と生産性とを低下させることなく、円滑かつ簡単に離型することができる。
【０１６８】
また、本発明の一態様に係る成形物製造装置は、上記温度制御部によって、上記成形型内の温度が、上記熱硬化性樹脂の上記硬化度に対応したガラス転移温度を下回ったときに、上記圧力制御部は、上記成形型に加える圧力を上記第３圧力から上記第１圧力へ低減するように、少なくとも１段階の圧力低減を行うことが好ましい。
【０１６９】
これにより、樹脂部品Ｗの温度がガラス転移点（Ｔｇ）を下回ったときに、成形物に加えられる圧力を好適に低減することができ、弾性率が高くなった樹脂部品Ｗに過度の圧力がかかるのを的確に回避することができる。
【０１７０】
この状態で冷却をさらに進めることによって、成形物の品質と生産性とを低下させることなく、円滑かつ簡単に離型することができる。
【０１７１】
また、本発明の一態様に係る成形物製造装置は、上記圧力制御部は、上記成形型に加える圧力を上記第２圧力から上記第１圧力へ低減するにあたって、上記第２圧力から上記第３圧力へ低減した後、上記第３圧力から第１圧力へ低減するように、少なくとも２段階の低減を行うことが好ましい。
【０１７２】
これにより、成形型内の温度の下降を開始してから成形物を完全に離型させるまでの工程において、成形収縮によって成形型に付着した、成形終了後の成形物に対して必要以上の負荷が加わらないように、成形型に加えられていた圧力を一度に低減するのではなく、好適に減じることができる。
【０１７３】
よって、成形物の品質と生産性とを低下させることなく、円滑かつ簡単に成形物を離型することができる。
【０１７４】
本発明は上述した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。さらに、上述の実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【０１７５】
〔ソフトウェアによる実現例〕
最後に、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１の各ブロック、特に制御部２０と、ＤＳＣ装置５０に含まれる発熱量演算部５３および反応率演算部５４とは、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
【０１７６】
後者の場合、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、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）、上記プログラムおよ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ウェハレベルレンズアレイ製造装置１の制御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、上記ウェハレベルレンズアレイ製造装置１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。
【０１７７】
上記記録媒体としては、一時的でない有形の媒体（non-transitory tangible medium）、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、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類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
【０１７８】
また、ウェハレベルレンズアレイ製造装置１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は、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。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、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）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）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（登録商標）（Digital Living Network Alliance）、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。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明は、成形型を用いて所定の形体を有する成形物を量産する技術に利用することができる。
【符号の説明】
【０１８０】
１  ウェハレベルレンズアレイ製造装置（成形物製造装置）
６  ボールネジ
８  上型保持部
９  テーブル
１１  サーボモータ（第１の駆動部）
１２ａ・１３a  サーボモータ（第２の駆動部）
１２ｂ・１３ｂ  リニアスケール
１５  ロードセル
２０  制御部
２１  モータ制御部
２２  押し圧低減指示部
２４  圧力制御部
２５  タイマー
２６  ガラス転移点演算部
３１  温度制御部
４１  位置検出部（硬化判定部）
５０  ＤＳＣ装置
５１  送受信部
５２  記憶部
５３  発熱量演算部
５４  反応率演算部（硬化判定部）
ＭＬ  下型（成形型）
ＭＵ  上型（成形型）
Ｐ  硬化点
Ｒ  離型点
Ｔｇ  ガラス転移点
Ｗ  樹脂部品（熱硬化性樹脂）
Ｐ１  押し圧（第１圧力、初期圧力）
Ｐ２  押し圧（第２圧力）
Ｐ３  押し圧（第３圧力）
【要約】
成形物の品質と生産性とが向上した成形物製造方法および製造装置を実現する。
上型（ＭＵ）および下型（ＭＬ）内の温度の下降を開始してから樹脂部品（Ｗ）を完全に離型させるまでの工程において、型内の圧力を段階的に減じる。これにより、成形終了後かつ離型前の樹脂部品（Ｗ）に対して必要以上の負荷を加えることがない。【図１】
0005538640.tif 000002
【図２】
0005538640.tif 000003
【図３】
0005538640.tif 000004
【図４】
0005538640.tif 000005
【図５】
0005538640.tif 000006
【図６】
0005538640.tif 000007
【図７】
0005538640.tif 000008
【図８】
0005538640.tif 000009