(57)【要約】【課題】液滴吐出機構および液滴硬化機構を含む部材形成装置ならびに部材形成方法を提供する。【解決手段】本発明の部材形成装置１００は、基体１０に対して液滴１２ａを吐出する液滴吐出機構と、着弾した液滴１２ａを硬化させる液滴硬化機構と、を含む。前記液滴硬化機構は、光源および光ファイバ３２を含む。光ファイバ３２は、前記光源からの光を導入し伝搬させた後、液滴１２ａに光を照射して、液滴１２ａを硬化させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に対して液滴を吐出する液滴吐出機構と、
前記液滴を硬化させる液滴硬化機構と、を含み、
前記液滴硬化機構は、光源および光ファイバを含み、
前記光ファイバは、前記光源からの光を導入し伝搬させた後、前記液滴に該光を照射して該液滴を硬化させる、部材形成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記液滴が着弾する前に、該液滴に光を照射する、部材形成装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記液滴吐出機構は、前記液滴を前記基体に向けて吐出可能な液滴吐出部を含み、
前記光ファイバは、前記液滴吐出部の近傍に設けられている、部材形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記液滴の吐出のタイミングに合わせて、前記光を照射する、部材形成装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記液滴の吐出および前記光の照射は、パルスによって制御されている、部材形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記光ファイバが可動する、部材形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記光ファイバが複数設けられている、部材形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記液滴吐出機構は、インクジェットヘッドからなる、部材形成装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記インクジェットヘッドに前記光ファイバが設置されている、部材形成装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記インクジェットヘッドは、
前記液滴の吐出を制御する回路を含む圧電素子フィルムと、
前記圧電素子フィルムの上方に設けられ、前記液滴の原料である液体材料を備蓄するためのキャビティと、を含み、
前記キャビティにはさらに、前記光ファイバを保持するための穴が設けられている、部材形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
前記液滴は、光硬化型樹脂の前駆体からなる、部材形成装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記液滴を硬化させて、所定のパターンの絶縁体を形成する、部材形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、
前記液滴を硬化させて、光学部材を形成する、部材形成装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記光学部材は、光導波路である、部材形成装置。
【請求項１５】
基体に対して液滴を吐出し、
前記液滴が着弾する前から該液滴を硬化させること、を含む、部材形成方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
光ファイバから出射する光を前記液滴に照射することにより、該液滴を硬化させること、を含む、部材形成方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６において、
前記液滴の吐出のタイミングに合わせて、前記光を前記液滴に照射する、部材形成方法。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記液滴の吐出および前記光の照射を、パルスによって制御する、部材形成方法。
【請求項１９】
請求項１６ないし１８のいずれかにおいて、
前記光ファイバが可動する、部材形成方法。
【請求項２０】
請求項１６ないし１９のいずれかにおいて、
前記光ファイバを複数用いる、部材形成方法。
【請求項２１】
請求項１５ないし２０のいずれかにおいて、
前記液滴の吐出を、インクジェットヘッドを用いて行なう、部材形成方法。
【請求項２２】
請求項１５ないし２１のいずれかにおいて、
前記液滴は、光硬化型樹脂の前駆体からなる、部材形成方法。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記液滴を硬化させて、所定のパターンの絶縁体を形成する、部材形成方法。
【請求項２４】
請求項２２または２３において、
前記液滴を硬化させて、光学部材を形成する、部材形成方法。
【請求項２５】
請求項２４において、
前記光学部材は、光導波路である、部材形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出機構および液滴硬化機構を含む部材形成装置ならびに部材形成方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
光硬化性の材料を用いて部材を形成する方法は、例えばマイクロレンズなどの光学部材を形成する際に用いられている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、インクジェットヘッドを用いて基板上に液滴を吐出した後、該液滴を硬化させることにより、マイクロレンズを形成する。この場合、基板上に着弾した液滴は、表面張力によりその表面が丸くなる。このため、この方法によって液滴を連続して吐出して、例えば光導波路のように線状の光学部材を形成しようとした場合、着弾した液滴の隣に次の液滴が着弾すると、表面張力により隣接する液滴が融合してしまう。このため、線状の光学部材を形成することが難しい場合があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２８０３６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液滴吐出機構および液滴硬化機構を含む部材形成装置ならびに部材形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の部材形成装置は、
基体に対して液滴を吐出する液滴吐出機構と、
前記液滴を硬化させる液滴硬化機構と、を含み、
前記液滴硬化機構は、光源および光ファイバを含み、
前記光ファイバは、前記光源からの光を導入し伝搬させた後、前記液滴に該光を照射して該液滴を硬化させる。
【０００６】
本願において、「部材」とは、液滴を硬化させて形成することができる物であれば特に限定されない。このような「部材」としては、例えば光硬化型樹脂からなる光学部材や絶縁体が例示できる。前記光学部材としては、レンズや光導波路が例示できる。また、前記絶縁体としては、例えば半導体装置や、液晶表示装置、プラズマ表示装置、およびＥＬ装置等の表示装置等の電子デバイスに用いられる絶縁層が例示できる。
【０００７】
本発明の部材形成装置によれば、前記液滴硬化機構が光源および光ファイバを含み、前記光ファイバは、前記光源からの光を導入し伝搬させた後、前記液滴に該光を照射して該液滴を硬化させることにより、所望の形状および大きさの部材を、所定の位置に確実に形成することができる。
【０００８】
（２）上記部材形成装置において、前記液滴が着弾する前に、該液滴に光を照射することができる。これにより、前記液滴が着弾する前に、該液滴の粘度を高めることができる。その結果、着弾する際の前記液滴の形状を制御することができるため、該液滴によって形成される光学部材の形状を制御することができる。特に、前記液滴吐出機構がインクジェットヘッドである場合は、適用可能な液滴の粘度には上限がある。このため、前記液滴が着弾する前に、該液滴に光を照射することにより、インクジェットヘッドを使用する場合でも、粘度の低い液体を着弾前に粘度の高い液体にすることができるので、前記液滴として使用できる液体の粘度を実質的に高めることができる。
【０００９】
（３）上記部材形成装置において、前記液滴吐出機構は、前記液滴を前記基体に向けて吐出可能な液滴吐出部を含み、前記光ファイバを、前記液滴吐出部の近傍に設けることができる。これにより、前記光ファイバから出射する光を、前記液滴に的確に照射することができるため、該液滴を効率良く硬化させることができる。
【００１０】
（４）上記部材形成装置において、前記液滴の吐出のタイミングに合わせて、前記光を照射することができる。この場合、前記液滴の吐出および前記光の照射を、パルスによって制御できる。これにより、前記光ファイバから出射する光の照射時間および照射のタイミングを容易に制御することができる。
【００１１】
（５）上記部材形成装置において、前記光ファイバが可動することができる。
【００１２】
（６）上記部材形成装置において、前記光ファイバを複数設けることができる。これにより、前記液滴に照射する光の量を多くすることができる。
【００１３】
（７）上記部材形成装置において、前記液滴吐出機構は、インクジェットヘッドからなることができる。これにより、吐出する前記液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができるため、微細な構造を有する部材を正確に作成することができる。
【００１４】
この場合、前記インクジェットヘッドに前記光ファイバを設置することができる。
【００１５】
また、この場合、前記インクジェットヘッドは、
前記液滴の吐出を制御する回路を含む圧電素子フィルムと、
前記圧電素子フィルムの上方に設けられ、前記液滴の原料である液体材料を設置するためのキャビティと、を含み、
前記キャビティにはさらに、前記光ファイバを保持するための穴を設けることができる。
【００１６】
（８）上記部材形成装置において、前記液滴は、光硬化型樹脂の前駆体からなることができる。
【００１７】
この場合、前記液滴を硬化させて、所定のパターンの絶縁体を形成することができる。
【００１８】
また、この場合、前記液滴を硬化させて、光学部材を形成することができる。ここで、前記光学部材は、光導波路であることができる。
【００１９】
（９）本発明の部材形成方法は、
基体に対して液滴を吐出し、
前記液滴が着弾する前から該液滴を硬化させること、を含む。
【００２０】
上記部材形成方法によれば、前記液滴が着弾する前に該液滴に光を照射することにより、前記液滴を吐出するために例えばインクジェットヘッドを使用する場合でも、着弾前に前記液滴の粘度を高めることができる。
【００２１】
（１０）上記部材形成方法において、
光ファイバから出射する光を前記液滴に照射することにより、該液滴を硬化させること、を含むことができる。
【００２２】
上記部材形成方法によれば、前記液滴を確実に硬化させることができるため、所望の形状および大きさの部材を、所定の位置に確実に形成することができる。
【００２３】
この場合、上記部材形成方法において、前記液滴の吐出のタイミングに合わせて、前記光を前記液滴に照射することができる。この場合、前記液滴の吐出および前記光の照射を、パルスによって制御することができる。
【００２４】
また、この場合、上記部材形成方法において、前記光ファイバが可動することができる。
【００２５】
さらに、この場合、上記部材形成方法において、前記光ファイバを複数用いることができる。
【００２６】
（１１）上記部材形成方法において、前記液滴の吐出を、インクジェットヘッドを用いて行なうことができる。
【００２７】
（１２）上記部材形成方法において、前記液滴は、光硬化型樹脂の前駆体からなることができる。
【００２８】
この場合、前記液滴を硬化させて、所定のパターンの絶縁体を形成することができる。
【００２９】
また、この場合、前記液滴を硬化させて、光学部材を形成することができる。ここで、前記光学部材は、光導波路であることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態の部材形成装置の概要について説明する。図１〜図８は、本実施の形態の部材形成装置および部材形成方法を模式的に説明する図である。なお、図１は、本実施の形態の部材形成装置のうち、液滴吐出部３０および光ファイバ３２を示している。
【００３２】
［部材形成装置］
本実施の形態の部材形成装置は、液滴吐出機構および液滴硬化機構を含む。前記液滴吐出機構は、基体１０に対して液滴１２ａを吐出する機能を有する。また、前記液滴硬化機構は、液滴１２ａを硬化させる機能を有する。
【００３３】
液体吐出機構としては、ディスペンサやインクジェットヘッドを用いることができる。液滴吐出機構がディスペンサからなる場合、比較的広い領域に液滴１２ａを吐出する場合に有効である。また、液滴吐出機構がインクジェットヘッドからなる場合、液滴１２ａの吐出量の制御が容易であり、かつ微細な領域に液滴１２ａを着弾させることができるので、微細な部材を、所望の形状および大きさに形成することができる。
【００３４】
インクジェットヘッドを用いた液滴の吐出方法としては、例えば、（ｉ）熱により液滴中の気泡の大きさを変化させることで圧力を生じさせて、液滴を吐出する方法、（ｉｉ）圧電素子により生じた圧力によって液滴を吐出させる方法、とがある。圧力の制御性の観点からは、前記（ｉｉ）の方法が望ましい。本実施の形態においては、（ｉｉ）の方法について説明する。
【００３５】
本実施の形態においては、液体吐出機構として、インクジェットヘッドを用いる場合について説明する。本実施の形態において、液体吐出機構は、液滴吐出部３０を含む。また、液滴硬化機構は、光源（図示せず）および光ファイバ３２を含む。
【００３６】
液滴吐出部３０は、図１に示すように、液滴１２ａを基体１０に向けて吐出することができる。これにより、基体１０上に液滴１２ａが着弾する。本実施の形態においては、液滴吐出部３０は、インクジェットヘッドの液滴吐出口である。なお、本願の図１，図２，図４，図６，図１０〜図１３，図１５および図１７においては、理解を容易にするために、液滴吐出部３０はノズル状に記載されているが、必ずしもノズル形状である必要はない。例えば図１９（ａ）および図２１に示すように、液滴吐出部３０は孔状であることができる。
【００３７】
光ファイバ３２は、図１および図２に示すように、光源からの光を一方の端面（図示せず）から導入し伝搬させた後、液滴１２ａに対して、端面３２ａから光１５を照射する。これにより、液滴１２ａを硬化させることができる。また、液滴１２ａは、光硬化型樹脂の前駆体からなることができる。なお、液滴１２ａの材質については、後述する部材形成方法の欄で説明する。
【００３８】
光ファイバ３２を設置する位置は、適宜設定することができる。例えば、この光ファイバ３２を、液滴吐出部３０の近傍に設けることができる。これにより、液滴吐出部３０から吐出された液滴１２ａに対して、光１５を的確に照射することができる。このため、液滴１２ａを効率良く硬化させることができる。
【００３９】
例えば、後述するように、光ファイバ３２を、液滴吐出機構であるインクジェットヘッドのキャビティ５０の穴５４に設置することができる（図２０参照）。すなわち、この穴５４に光ファイバ３２を通すことで、光ファイバ３２を液滴吐出機構に設置することができる。この場合、インクジェットヘッドの液滴吐出部３０が移動するのに伴って、光ファイバ３２を可動させることができる。例えば、光ファイバ３２を、図１および図２に示すＺ方向に可動させることができる。これにより、例えば、液滴１２ａが着弾する前に、飛んでいる液滴１２ａを光ファイバ３２が追尾するように、光ファイバ３２を可動させることができる（後述する変形例３参照）。この場合、液滴１２ａが着弾する前に、液滴１２ａの粘度を高めることができる。
【００４０】
キャビティ５０は、図１９（ａ），図１９（ｂ）および図２０に示すように、液滴１２ａの原料である液体材料を備蓄する領域を有する。このキャビティ５０は液滴吐出機構の集合体である。
【００４１】
光ファイバ３２の端面３２ａから光１５を照射する時間および場所は、適宜設定することができる。光ファイバ３２は一般に折り曲げが可能であるため、液滴１２ａが着弾する位置に応じて、光ファイバ３２の端面３２ａを、適切な位置に設置することができる。これにより、光ファイバ３２から出射する光を液滴１２ａに効率良く照射することができる。
【００４２】
特に、本実施の形態においては、前記液滴吐出機構がインクジェットヘッドである。この場合、適用可能な液滴の粘度には上限がある。すなわち、粘度が極めて高い液滴は、インクジェットヘッドでは使用することができない。これに対して、液滴１２ａが着弾する前に、液滴１２ａに光を照射することにより、インクジェットヘッドを使用する場合でも、粘度の低い液体を着弾前に粘度の高い液体にすることができるので、液滴１２ａとして使用できる液体の粘度を実質的に高めることができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、液滴１２ａによって光導波路１２（図７および図８参照）を形成する。このように、光導波路やレンズ等の光学部材を形成する場合、液滴１２ａが着弾する前に、液滴１２ａの粘度を高めることにより、着弾した液滴１２ａが濡れ広がる度合いを小さくすることができる。これにより、光学部材の曲率を大きくすることができる。
【００４４】
本実施の形態の液滴硬化機構において、光ファイバ３２を複数設けることができる。図１および図２においては、光ファイバ３２が２つ設けられている場合を示している。光ファイバ３２を複数設けることにより、液滴１２ａに照射する光１５の量を多くすることができる。この場合、液滴１２ａの着弾位置に対して、光ファイバ３２を均等に配置することにより、液滴１２ａに対して均一に光１５を照射することができる。
【００４５】
また、液滴１２ａの吐出のタイミングに合わせて、光１５を照射することができる。この場合、液滴吐出機構による液滴１２ａの吐出と、液滴硬化機構による光１５の照射とを、パルスによって制御することができる。詳しくは、本実施の形態の部材形成方法において後述する。
【００４６】
［部材形成方法］
次に、本実施の形態の部材形成方法について、図１〜図８を参照して説明する。ここでは、本実施の形態の部材形成方法によって、光学部材を形成する場合について説明するが、本実施の形態の部材形成方法によって形成することができる部材は、光学部材に限定されるわけではない。具体的には、本実施の形態では、光学部材として光導波路１２（図７および図８参照）を形成する場合について説明する。
【００４７】
まず、図１に示すように、液滴吐出機構（インクジェット）内の液滴吐出部３０から、基体１０に対して液滴１２ａを吐出する。これにより、図２に示すように、基体１０上に液滴１２ａが着弾する。液滴吐出部３０からの液滴１２ａの吐出は、パルスによって制御することができる。
【００４８】
図３および図４は、液滴１２ａが、基体１０および光導波路１２ｂの上に着弾した状態を模式的に示す図である。図３は、図２に示す基体１０を模式的に示す平面図であり、図４は、図２に示す基体１０を、基体１０の側面からみた図である。なお、図６および図８も、図４と同様の方向から基体１０をみた図である。
【００４９】
ここでは、図３および図４に示すように、液滴１２ａの一部は基体１０上に着弾し、残りの部分は、光導波路１２ｂ上に着弾している。
【００５０】
光導波路１２ｂは、液滴吐出部３０から液滴１２ａを吐出して硬化させる工程を繰り返すことにより形成されたものである。すなわち、液滴吐出部３０は、液滴１２ａを吐出した後、図４に示すＹ方向に移動するという動作を繰り返すことにより、光導波路１２ｂが、図４に示すＹ方向に延びていく。
【００５１】
ここで、図３および図４に示す光導波路１２ｂは、液滴１２ａが着弾する前に既に硬化しているため、液滴１２ａが着弾した段階で、光導波路１２ｂと液滴１２ａとは融合しにくい。これにより、液滴１２ａの吐出および硬化を繰り返し行なうことにより、線状で連続的な光導波路１２を形成することができる。
【００５２】
液滴１２ａは、光硬化型樹脂の前駆体からなる。すなわち、液滴１２ａは、光を付加することによって硬化することができる。前記光硬化型樹脂の前駆体としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。
【００５３】
次いで、光ファイバ３２の端面３２ａから出射する光１５が、液滴１２ａに照射されることにより、液滴１２ａが硬化する。これにより、図５および図６に示すように、光導波路１２ｃが形成される。
【００５４】
その後、液滴吐出部３０および光ファイバ３２が図６に示す矢印Ｙの方向に移動しながら、液滴吐出部３０からの液滴１２ａの吐出と、光ファイバ３２から液滴１２ａへの光の照射とが繰り返される。これにより、所望の形状の部材（光導波路１２）が得られる（図７および図８参照）。
【００５５】
光１５の種類は、液滴１２ａの種類によって決定される。例えば、液滴１２ａが紫外線硬化型樹脂の前駆体からなる場合、光１５として紫外線を用いる。また、光１５の照射量も、液滴１２ａの種類や量によって適宜調整する。
【００５６】
なお、形成される部材（光導波路１２）の形状は、図７および図８に示すものに限定されるわけではなく、液滴吐出部３０の配置や移動距離および移動方向、ならびに液滴１２ａの吐出量等を調整することによって、適宜設定することができる。
【００５７】
なお、上記部材形成方法において、液滴１２ａの吐出のタイミングに合わせて、光ファイバ３２から光を照射することができる。この方法について、図９〜図１２を参照して説明する。
【００５８】
図９は、液滴吐出機構（インクジェットヘッド）の駆動信号を模式的に示す図である。また、図１０〜図１２はそれぞれ、図９に示す液滴吐出機構の駆動信号がＡ〜Ｃの時点における、液滴吐出部３０および光ファイバ３２の動作状態を模式的に示す断面図である。
【００５９】
本実施の形態の液滴吐出機構は、液滴を吐出する液滴吐出部３０と、圧電素子（図示せず）とを含む。液滴吐出機構においては、この圧電素子にパルスが入力され、この圧電素子が変形することによって、液滴吐出部３０から液滴１２ａを吐出する。
【００６０】
また、ここでは、液滴１２ａの吐出および光１５の照射がともに、パルスによって制御される。
【００６１】
具体的には、まず、液滴吐出機構の駆動回路（図示せず）から送出された駆動信号は、例えば図９に示すようになっている。図９において、電圧Ｖｈは、圧電素子に対する最大印加電圧であり、周期Ｔは、連続して液滴１２ａの吐出動作を行なう場合の駆動信号の周期である。印加電圧が基準電圧Ｖ０であるときに、駆動信号による電圧を上昇させる電圧立ち上げ時（図９におけるＡ）には、前記圧電素子が変形することによって、液体材料供給路（図示せず）から、液滴１２ａの原料である液体材料（図示せず）が液滴吐出部３０内に移動する（図１０参照）。
【００６２】
次に、印加電圧を急激に低下させる電圧急降下時（図９におけるＢ）には、前記圧電素子が急激に変形して（例えば印加電圧によって変形していた状態から初期状態に戻って）、前記液体材料が急激に押出される。その結果、液滴１２ａが吐出される（図１１参照）。
【００６３】
しかる後に、電圧を再び基準電圧Ｖ０まで上昇させる電圧復帰時（図９におけるＣ）には、液滴１２ａの吐出が停止される（図１２参照）。それと同時に、この駆動信号に基づいて前記光源が点灯し、該光源から光ファイバ３２に該光が導入された後、光ファイバ３２の端面３２ａから光１５が出射して、液滴１２ａに照射される。
【００６４】
このように、液滴吐出機構を制御するパルスによって、光１５の照射を制御することにより、光１５の照射時間を制御することができる。これにより、液滴１２ａの状態に応じて、光１５の照射時間および照射のタイミングを容易に制御することができる。
【００６５】
例えば、飛んでいる最中の液滴１２ａに光１５を照射することができる。その結果、形成される光学部材（光導波路１２）の形状および大きさを制御することができる。
【００６６】
［変形例］
次に、本実施の形態の部材形成装置の一変形例（変形例１〜３）を、図１３〜図１８に示す。なお、液滴吐出部および光ファイバの配置は、下記の変形例に限定されるわけではなく、種々の態様をとることができる。
【００６７】
（１）変形例１
図１３は、変形例１の部材形成装置を模式的に示す断面図であり、図１４は、図１３に示す液滴吐出部および光ファイバを模式的に示す平面図である。
【００６８】
変形例１の部材形成装置では、図１４に示すように、光ファイバ３２が複数設けられている。具体的には、これらの光ファイバ３２は、液滴吐出部３０を取り囲んでいる。これにより、これらの光ファイバ３２から出射する光によって、液滴１２ａを効率良く硬化させることができる。
【００６９】
また、この変形例１においては、液滴吐出部３０の周囲を光ファイバ３２が均一に取り囲んでいる例について示したが、液滴吐出部３０の周囲に光ファイバ３２を不均一に配置することもできる。この場合、液滴１２ａの一部を硬化させることができる。このことは、後述する変形例２，３でも同様に適用することができる。
【００７０】
（２）変形例２
図１５は、変形例２の部材形成装置を模式的に示す断面図であり、図１６は、図１５に示す液滴吐出部および光ファイバを模式的に示す平面図である。
【００７１】
変形例２の部材形成装置では、図１５に示すように、液滴吐出部３０と光ファイバ３２とが交互に配置されている。この場合、隣り合う液滴吐出部３０同士の幅を小さくすることができるため、インクジェットヘッドの高密度化が可能である。
【００７２】
（３）変形例３
図１７は、変形例３の部材形成装置を模式的に示す断面図であり、図１８は、図１７に示す液滴吐出部および光ファイバを模式的に示す平面図である。
【００７３】
変形例３の部材形成装置では、図１８に示すように、光ファイバ４２が複数設けられ、これらの光ファイバ４２が液滴吐出部３０を取り囲んでいる点で、変形例１の部材形成装置（図１４および図１５参照）と同様の構造を有する。
【００７４】
さらに、変形例３の部材形成装置においては、光ファイバ４２の端面４２ａから、着弾する前の液滴１２ａに光１５が照射されている点で、変形例１の部材形成装置と異なる構成を有する。
【００７５】
また、光ファイバ４２の先端が適当な曲率を持って折れ曲がっている。これにより、飛んでいる最中の液滴１２ａに光１５を照射することができる。光ファイバ４２は一般に折り曲げが可能であるため、このような構造をとることが可能である。
【００７６】
このように、飛んでいる最中の液滴１２ａに光１５を照射して硬化させることにより、液滴１２ａが着弾する前に、液滴１２ａの粘度を高めることができる。これにより、着弾する際の液滴１２ａの形状を制御することができる。その結果、液滴１２ａによって形成される光学部材の形状を制御することができる。
【００７７】
（第２の実施の形態）
［部材形成装置］
次に、第１の実施の形態の液滴吐出機構（図１参照）の一具体例について、図１９〜図２１を参照して説明する。本実施の形態の部材形成装置は、液滴吐出機構（インクジェットヘッド）を含む。この液滴吐出機構は、液体吐出部３０（図１参照）を含む。なお、この液滴吐出機構には、後述するように、光ファイバ３２（図１参照）を設けることができる。
【００７８】
図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、本実施の形態の部材形成装置に含まれる液滴吐出機構（インクジェットヘッド）２００を模式的に示す斜視図である。図２０は、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すキャビティ５０を模式的に示す斜視図である。図２１は、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示す液滴吐出機構の一変形例を模式的に示す図である。
【００７９】
本実施の形態の液滴吐出機構２００は、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、図１に示す液滴吐出部３０と、キャビティ５０と、圧電素子フィルム６０とを含む。キャビティ５０は、例えば樹脂からなり、開口部５２が設けられている。この開口部５２は、液滴１２ａの原料である液体材料を供給するために設けられている。この開口部５２に、各インクジェットヘッドが設置される。
【００８０】
圧電素子フィルム６０には、各インクジェットヘッドを駆動させるための圧電素子（図示せず）および配線６２が形成されている。さらに、圧電素子フィルム６０には、図１９（ａ）に示すように、液滴吐出部３０が設けられている。すなわち、液滴吐出部３０（図１参照）から液滴１２ａが吐出される。
【００８１】
本実施の形態の液滴吐出機構２００は、図１９（ａ）に示すように、圧電素子フィルム６０の上にキャビティ５０を設置した後、図１９（ｂ）に示すように、圧電素子フィルム６０の端部を折り曲げることにより形成される。また、キャビティ５０の上方には、プリント基板（図示せず）と、液滴１２ａ（図１参照）の原料である液体材料を供給するための機構（図示せず）とが設けられている。具体的には、図１９（ｂ）に示す破線で囲んだ領域の上方に、前記プリント基板および前記機構が設けられる。
【００８２】
また、本実施の形態の液体吐出機構２００の近傍には、図１に示す光ファイバ３２（図１９（ａ）および図１９（ｂ）では図示せず）を設置することができる。例えば、図１９（ｂ）に示すように、液滴吐出機構２００の側面５０ａ，５０ｂには、圧電素子フィルム６０で覆われない領域が存在する。この領域に、光ファイバ３２を保持するための穴を設けることができる。この穴に光ファイバ３２を通すことにより、光ファイバ３２を保持することができる。
【００８３】
図２０および図２１は、液滴吐出機構２００のキャビティ５０に、光ファイバ３２を保持するための穴５４を設けた場合の一例を模式的に示す図である。図２０に示すように、穴５４は、キャビティ５０の側面５０ａから底面５０ｃへと貫通している。この穴５４に光ファイバ３２を通すことにより、液滴吐出部３０（図２０では図示せず）の近傍に、光ファイバ３２を設けることができる。なお、キャビティ５０に設けられた、穴５４を有する管の部分（図２０参照）は、キャビティ５０を射出成形法などを用いて作成する際にキャビティ５０と一体成形して形成することができる。
【００８４】
また、図１９（ａ），図１９（ｂ）および図２０では、キャビティ５０に開口部５２が４つ設けられている例について説明したが、開口部５２の数はこれに限定されるわけではない。また、光ファイバ３２を通す穴５４の数および位置は、配置する光ファイバの位置および数に応じて適宜設定することができる。
【００８５】
例えば、図２１に示すように、キャビティ５０内に開口部５２をライン状に設け、この開口部５２にインクジェットヘッド４０を設置する。これにより、インクジェットヘッド４０をライン状に配置することができる。この場合、液滴１２ａを吐出するための液滴吐出部３０をライン状に配置することができる。さらに、液滴吐出部３０の近傍に穴５４を設け、この穴５４に光ファイバ３２を通すことにより、液滴吐出部３０に隣り合う位置に、光ファイバ３２を設置することができる。
【００８６】
本実施の形態の部材形成装置によれば、第１の実施の形態の部材形成装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００８７】
（第３の実施の形態）
［部材形成装置］
次に、第２の実施の形態の部材形成装置の一例について説明する。ここでは、本実施の形態の部材形成装置が、第２の実施の形態の液滴吐出機構（インクジェットヘッド）を含む場合について説明する。したがって、本実施の形態のインクジェットヘッドは、第１の実施の形態の液滴吐出部３０および光ファイバ３２（図１参照）を含む。
【００８８】
図２２は、本実施の形態の部材形成装置１００の概略斜視図である。図２２に示すように、部材形成装置１００は、インクジェットヘッド群１と、インクジェットヘッド群１をＸ方向に駆動するためのＸ方向ガイド軸２と、Ｘ方向ガイド軸２を回転させるＸ方向駆動モータ３とを含む。
【００８９】
部材形成装置１００は、載置台４と、載置台４をＹ方向に駆動するためのＹ方向ガイド軸５と、Ｙ方向駆動モータ６とを含む。載置台４には、基体１０が設置される。
【００９０】
また、Ｘ方向ガイド軸２とＹ方向ガイド軸５とが、各々所定の位置に固定される基台７を備え、その基台７の下部には制御装置８を備えている。
【００９１】
さらに、部材形成装置１００は、クリーニング機構部１４を含む。
【００９２】
インクジェットヘッド群１には、第２の実施の形態の液滴吐出機構２００（インクジェットヘッド）（図示せず）が複数設置されている。液滴吐出機構２００は、液滴１２ａを、液滴吐出部３０から吐出して、載置台４上の基体１０の上方に着弾させる（図１参照）。液滴吐出機構２００各々から、制御装置８から供給される吐出電圧に応じて個別に液滴１２ａを吐出できるようになっている。具体的には、液滴吐出機構２００は、図１に示す液滴吐出部３０から液滴１２ａを吐出する。また、図１に示す光ファイバ３２から出射する光１５によって液滴１２ａを硬化させる。
【００９３】
インクジェットヘッド群１は、Ｘ方向ガイド軸２に固定され、Ｘ方向ガイド軸２には、Ｘ方向駆動モータ３が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３は、ステッピングモータ等であり、制御装置８からＸ方向の駆動パルス信号が供給されると、Ｘ方向ガイド軸２を回転させるようになっている。そして、Ｘ方向ガイド軸２が回転させられると、インクジェットヘッド群１が基台７に対してＸ軸または−Ｘ軸方向に移動するようになっている。
【００９４】
載置台４は、液滴１２ａを着弾させる基体１０を載置させるもので、この基体１０を基準位置に固定する機構を有する。
【００９５】
載置台４は、Ｙ方向ガイド軸５に固定され、Ｙ方向ガイド軸５には、Ｙ方向駆動モータ６，１６が接続されている。Ｙ方向駆動モータ６，１６は、ステッピングモータ等を含む移動ユニットであり、制御装置８からＹ軸方向の駆動パルス信号が供給されると、Ｙ方向ガイド軸５を解放させるようになっている。そして、Ｙ方向ガイド軸５が解放させられると、載置台４が基台７に対してＹ軸または−Ｙ軸方向に移動するようになっている。
【００９６】
クリーニング機構部１４は、インクジェットヘッド群１をクリーニングする機構を有する。クリーニング機構部１４は、Ｙ方向の駆動モータ１６によってＹ方向ガイド軸５に沿って移動するようになっている。クリーニング機構部１４の移動も、制御装置８によって制御されている。
【００９７】
本実施の形態の部材形成装置１００において、液滴１２ａ（図１参照）を吐出するためには、制御装置８からの所定の駆動パルス信号を、Ｘ方向駆動モータ３および／またはＹ方向駆動モータ６に供給し、インクジェットヘッド群１および／または載置台４を移動させることにより、インクジェットヘッド群１と基体１０（載置台４）とを相対移動させる。そして、この相対移動の間に、インクジェットヘッド群１における所定のインクジェットヘッドに制御装置８からの吐出電圧を供給し、前記インクジェットヘッドから液滴１２ａを吐出させる。
【００９８】
本実施の形態の部材形成装置１００において、インクジェットヘッド群１の各ヘッドから吐出される液滴１２ａの量は、制御装置８から供給される吐出電圧の大きさによって調整できる。
【００９９】
また、基体１０に吐出される液滴のピッチは、インクジェットヘッド群１と基体１０（載置台４）との相対移動速度と、インクジェットヘッド群１からの吐出周波数（吐出電圧供給の周波数）によって決定される。
【０１００】
本実施の形態の部材形成装置によれば、第２の実施の形態の部材形成装置と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【０１０２】
例えば、上記第１の実施の形態では、形成する部材が光学部材（光導波路）である場合について説明したが、この光学部材のかわりに、所定のパターンを有する絶縁体を形成することができる。このような絶縁体としては、例えば半導体装置や、液晶表示装置やプラズマ表示装置、ＥＬ装置等の表示装置等の電子デバイスにおいて用いられる絶縁層が例示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の部材形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態の部材形成方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示す工程によって着弾した液滴を模式的に示す平面図である。
【図４】図３に示す工程を模式的に示す図である。
【図５】第１の実施の形態の部材形成方法の一工程を模式的に示す平面図である。
【図６】図５に示す工程を模式的に示す図である。
【図７】第１の実施の形態の部材形成方法によって得られた光導波路を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示す光導波路を模式的に示す図である。
【図９】第１の実施の形態の部材形成装置に含まれる液滴吐出機構の駆動信号を模式的に示す図である。
【図１０】図９に示す液滴吐出機構の駆動信号がＡの時点における、液滴吐出部および光ファイバの動作状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】図９に示す液滴吐出機構の駆動信号がＢの時点における、液滴吐出部および光ファイバの動作状態を模式的に示す断面図である。
【図１２】図９に示す液滴吐出機構の駆動信号がＣの時点における、液滴吐出部および光ファイバの動作状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】第１の実施の形態の一変形例の部材形成装置を模式的に示す図である。
【図１４】図１３に示す液滴吐出機構および光ファイバを模式的に示す図である。
【図１５】第１の実施の形態の一変形例の部材形成装置を模式的に示す図である。
【図１６】図１５に示す液滴吐出機構および光ファイバを模式的に示す図である。
【図１７】第１の実施の形態の一変形例の部材形成装置を模式的に示す図である。
【図１８】図１７に示す液滴吐出機構および光ファイバを模式的に示す図である。
【図１９】第２の実施の形態の部材形成装置を模式的に示す斜視図である。
【図２０】図１９に示すキャビティを模式的に示す斜視図である。
【図２１】図１９に示す液滴吐出機構の一変形例を模式的に示す平面図である。
【図２２】第３の実施の形態の部材形成装置を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１  インクジェットヘッド群、  ２  Ｘ方向ガイド軸、  ３  Ｘ方向駆動モータ、  ４  載置台、  ５  Ｙ方向ガイド軸、  ６，１６  Ｙ方向駆動モータ、  ７  基台、  ８  制御装置、  １０  基体、  １２  光学部材、  １２ａ  液滴、  １２ｂ，１２ｃ  光学部材前駆体、  １４  クリーニング機構部、  １５  光、  ３０  液滴吐出部、  ３２，４２  光ファイバ、  ３２ａ，４２ａ  光ファイバの端面、  ４０，２００  液滴吐出機構（インクジェットヘッド）、  ５０  キャビティ、  ５０ａ，５０ｂ  キャビティの側面、  ５０ｃ  キャビティの底面、  ５２  凹部、  ５４  穴、  ６０  圧電素子駆動用回路、  ６２  配線、  １００  部材形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004341167.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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