(57)【要約】【課題】樹脂ヤケによる劣化の問題がなく、溶融樹脂の粘度も調整され、また光学的な歪みの問題もなく、さらには溶融樹脂の無駄な消費もない溶融樹脂の塗布方法を提供する。【解決手段】シリンダ（１）とヘラ部（１２）とから構成する。シリンダ（１）にはピストン（２）を、ヘラ部（１２）の開口部（１４）にはニードル（１５）を設ける。図に示されていない可塑化装置により溶融した溶融樹脂をシリンダ（１）に貯える。ピストン（２）を駆動して、溶融樹脂をヘラ部（１２）の開口部（１４）から被塗布面上に押し出すと共に、へラ部（１２）を被塗布面と所定の間隔を保持して所定速度で移動させながら、被塗布面上に溶融樹脂を塗布する。このとき、シリンダ（１）内の溶融樹脂の温度と吐出流量とを調節すると共に、ニードル（１５）により開度を調節する。また、必要に応じて押し出した溶融樹脂を塗布する前に局所的に加熱する。【選択図】　図１
2004121986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から被塗布面上に押し出すと共に、前記へラ部を被塗布面に沿って所定速度で移動させながら、前記被塗布面上に溶融樹脂を塗布するとき、
前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に、前記開口部の開度を調節することを特徴とする溶融樹脂の塗布方法。
【請求項２】
樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面と所定の間隔を保持して、そして所定速度で移動させながら前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布するとき、
前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に、前記開口部の開度を調節することを特徴とする溶融樹脂の塗布方法。
【請求項３】
樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面と所定の間隔を保持して、そして所定速度で移動させながら、前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布し、次いで塗布された溶融樹脂を他の金型でプレスすることを特徴とする溶融樹脂の塗布方法。
【請求項４】
樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面と所定の間隔を保持して所定速度で移動させながら、前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布するとき、前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に前記開口部の開度を調節し、次いで塗布された溶融樹脂を他の金型の附形面でプレスすることを特徴とする溶融樹脂の塗布方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の、被塗布面上又は金型の附形面上に押し出した塗布前の溶融樹脂を、局所的に加熱する溶融樹脂の塗布方法。
【請求項６】
溶融樹脂が貯えられる樹脂貯蔵部と、ヘラ部を備えている塗布部とからなり、前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂が前記ヘラ部の開口部から被塗布面上に押し出され、前記ヘラ部を被塗布面に沿って移動させることにより被塗布面上に溶融樹脂が塗布されるようになっている塗布装置であって、
前記樹脂貯蔵部と塗布部には溶融樹脂を所定温度に保つための加熱手段が、前記樹脂貯蔵部には溶融樹脂を前記ヘラ部の開口部に向けて吐出する吐出手段が、そして前記ヘラ部の開口部には溶融樹脂が押し出される樹脂通路の大きさを調節する開度調節手段がそれぞれ設けられ、前記加熱手段と吐出手段と開度調節手段は制御装置により設定量になるように制御されることを特徴とする溶融樹脂の塗布装置。
【請求項７】
請求項６に記載のヘラ部には、それぞれ独立した開度調節手段が設けられている複数個の開口部が形成されている溶融樹脂の塗布装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の塗布装置が複数個集められて、１個の塗布装置となっている溶融樹脂の塗布装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかの項に記載のヘラ部の開口部の近傍には、該開口部から押し出される溶融樹脂を局所的に加熱する加熱手段が設けられている溶融樹脂の塗布装置。
【請求項１０】
請求項６〜９に記載の塗布装置が複数個集められて、ＸＹＺ軸の並進方向および回転方向に移動可能なロボットに取り付けられるようになっている溶融樹脂の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から被塗布面上に押出すと共に、前記へラ部を所定速度で移動させながら、前記被塗布面上に溶融樹脂を塗布する溶融樹脂の塗布方法およびこの方法の実施に使用される溶融樹脂の塗布装置に関するもので、ポリイミド等の熱硬化樹脂、エポキシなどの紫外線硬化樹脂およびポリアミドイミド溶剤溶解の熱可塑性樹脂などの低〜中粘度の樹脂に加えて、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等の高粘度の一般の熱可塑性樹脂を数μｍから１００μｍ以下に塗布することが可能な溶融樹脂の塗布方法および溶融樹脂の塗布装置に関するもので、限定するものではないが特に、高品質かつ高寸法精度で複雑三次元形状を有する薄肉大面積の高分子系光導波路、プリズムシート、フレキシブルディスプレイ（有機ＥＬなど）基板、フレキシブルモノリシック基板、軽量太陽電池用基板等の製造に適した溶融樹脂の塗布方法および塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光通信用部品の一つである光導波路は、現状ではガラス基板の表面に、それより屈折率の大きい薄膜を付けたものが大半を占めている。その理由の一つは、光通信用部品に求められる微細な形状加工と、優れた光学特性を両立する上で好適なためである。しかし、ガラス製の光導波路の製造には１０００℃を越える高温プロセスが必要で、加えて１プロセスに１２時間前後と長時間必要なため、生産性に乏しく、製品が高価なものになっている。
【０００３】
上記のような基板に薄い樹脂膜を形成する方法に、例えばスピンコート法（小林昭：超精密生産技術体系　第４巻　応用技術、株式会社富士テクノシステム、１９９６、ｐ１９２〜１９３）が知られている。このスピンコート法は、平板上に溶融樹脂を垂らした後に平板を高速回転させ、その遠心力で溶融樹脂を半径外方に広がらせ、そして余分の溶融樹脂を平板外に飛ばし、板上に残った樹脂で成膜する方法である。この方法によれば、図５に示すような製造プロセスを経て高分子系の光導波路を得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４４１１６
【特許文献２】特開２００１−３５８４３６
【０００５】
本発明の直接的な先行技術を構成するものではないが、溶融樹脂の塗布・成膜という広い観点からみて従来の技術として、例えば特許文献１を挙げることができる。この文献に開示されている樹脂充填用の装置は、図６の（イ）に示されているように、ゴム、鉄、ステンレスなどの金属、あるいはセラミック等から形成されているスキージすなわちヘラ６０を備えている。そして、ヘラ６０の先端部はナイフ状に加工され、その面６１とマスク６３とがなす角度は２〜６０度になっている。したがって、マスク６３上に溶融樹脂６２を供給し、そしてヘラ６０を矢印方向に駆動すると、溶融樹脂６２はマスク６３の開口部６４を介して、その下方に配置されている基板に達する。これにより、基板のスルーホールを溶融樹脂で充填することができる。
【０００６】
また、上記装置と同様に本発明の先行技術をなすものではないが、類似した装置として、特許文献２により図６の（ロ）に示されているプリント配線板の製造装置が提案されている。この装置は、スキージすなわちヘラ７０と、ペーストが貯えられているタンクすなわちシリンダ７１とからなっている。シリンダ７１には、ペースト７３の押出用のピストン７２が設けられている。したがって、基板７５上にマスク７７を載置し、ピストン７２によりシリンダ７１中のペースト７３を押し出し、そしてスキージ７０を矢印方向に駆動すると、溶融樹脂７３はマスク７７の貫通孔７８を介して、基板７５のスルーホール７６に充填される。
【０００７】
さらには、微細形状の転写性が優れていると言われている既存の熱可塑性樹脂の成形加工方法の一つとして、射出成形方法が挙げられる。この射出成形方法により、固定金型と可動金型とで構成されるキャビテイに、射出ユニットから溶融樹脂を射出・充填し、そして冷却固化を待って可動型を開いて、キャビテイの形状をした成形品を得ることができる。
また、その表面に微細加工された加熱ロールに、フィルム・シートを押し当てて、シートに微細な加工をするフィルム・シート成形方法も知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
スピンコート法は、前記文献に記載されているように実用に供されてはいるが、溶融樹脂は遠心力により塗布されるので、粘度の影響を受けやすが、温度の制御が格別になされていないので、比較的低粘度（〜１００Ｐａ・ｓ程度）の紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂などが適用され、高粘度の熱可塑性溶融樹脂の塗布は困難と思われる。しかも、スピンコート法は、平板上に樹脂を垂らした後に平板を高速回転させ、板上に残った樹脂で成膜する方法であるので、溶融樹脂の９０％以上を捨てるという無駄の多い塗布方法でもある。加えて、ＵＶ硬化樹脂のような反応によって硬化する樹脂が用いられているので、硬化に時間を要し、生産性の向上には限界がある。このような硬化時間による生産性の問題も、３００〜４００℃以下の範囲で、加熱と冷却によって迅速に溶融・固化させることができる熱可塑性樹脂を用いることができれば解決されるが、上記のスピンコート法によると、遠心力により塗布されるので、高粘度（１０００Ｐａ・ｓ〜）の一般的な熱可塑性樹脂で成膜することは極めて困難である。
【０００９】
特許文献１に開示されているヘラ６０は、スルーホールに溶融樹脂を充填するためのものであるが、ヘラ６０を移動させることにより溶融樹脂を伸ばし、一応塗布することはできると思われる。しかしながら、塗布する溶融樹脂は、「２３±１℃における粘度が２０〜１００Ｐａ・ｓ程度」が好ましいと説明されているように、高粘度の熱可塑性溶融樹脂の塗布は困難と思われる。また、特許文献２に示されている装置も、同様にヘラ７０を備えているので一応塗布することはできる。しかしながら、塗布する溶融樹脂は、粘度の低いエポキシ系樹脂を用いるのが好ましいと記載されているように、高粘度の熱可塑性溶融樹脂の塗布は想定されていない。
【００１０】
射出成形方法によると、微細形状の転写性が優れていると言われているが、数μｍオーダー角の微細溝に対する転写率は５０〜８０％である。また、製品のアスペクト比「Ｌ／ｔ」、すなわち流動長さ／製品厚さの比が大きくなるにしたがって、金型内の溶融樹脂は、細い流路を遠くまで流動する必要がでてくるので、高圧・高速での充填が必要となる。この樹脂流動と、金型内での急速冷却によって溶融樹脂の分子配向が生じ、製品に光学的な歪みが発生する。結果として、光部品としての光学特性を満足することが困難になる。結局、射出成形で成形できる製品のアスペクト比Ｌ／ｔは６００前後が限界と言われており、薄肉かつ大面積の製品を得るのは困難である。
これに対し、フィルム・シート成形方法によると、アスペクト比Ｌ／ｔの大きな薄肉大面積の製品を得ることができる。しかしながら、シートに微細な加工をする場合は、フィルム・シートを微細加工した加熱ロールに押し当てて成形することになるので、転写性は射出成形に及ばない。また、得られる形状は２次元形状のシートに限定され、複雑な３次元形状の成形はできない。これは、今後の光通信部品の集積化、例えば導波路の二階建て構造等への対応ができないことを意味している。
【００１１】
本発明は、上記したような従来の問題点あるいは欠点を解決した溶融樹脂の塗布方法および塗布装置を提供することを目的とし、具体的には従来からある熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等の低〜中粘度樹脂に加えて、比較的高粘度の一般的な熱可塑性樹脂を塗布・成膜できる溶融樹脂の塗布方法および塗布装置、さらには今後の進展が類推される高分子光通信部品の集積化に対応するための複雑な３次元形状の塗布・成膜に対応できる溶融樹脂の塗布方法および塗布装置を提供することを目的としている。さらに具体的には、樹脂ヤケによる劣化の問題が解消されると共に、溶融樹脂の粘度も調整され、また光学的な歪みの問題もなく、さらには溶融樹脂の無駄な消費もない溶融樹脂の塗布方法および塗布装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる溶融樹脂の塗布方法あるいは塗布装置は、上記発明の目的を達成するために、樹脂貯蔵部を備えている。この樹脂貯蔵部は、望ましくは従来周知の形態をしたシリンダから構成されている。そして、樹脂貯蔵部には、樹脂貯蔵部の外部に設けられた、例えば押出機などの従来周知の樹脂可塑化装置によりあらかじめ可塑化された溶融樹脂が供給されるようになっている。この樹脂貯蔵部すなわちシリンダは、温度検出手段と加熱手段とを有しており、シリンダ内の温度は使用する樹脂を溶融した状態で維持できるように、適切な温度に制御されるようになっている。また、樹脂貯蔵部に溜められている溶融樹脂は、ピストンなどに代表される押出・加圧機構により、樹脂貯蔵部から塗布部へ押し出すことが可能なように構成されている。押出・加圧機構は、その駆動速度もしくは押圧力が設定値になるように、また加熱手段も設定温度になるように、例えばＰＩＤ制御すなわち比例積分微分制御により制御されるようになっている。
【００１３】
また、本発明は上記目的を達成するために、塗布部はヘラ部を備えている。ヘラ部は樹脂貯蔵部に連通し、そして樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂は、ヘラ部に設けられている開口部から被塗布面上に供給あるいは押し出されるようになっている。開口部は、望ましくは１個のヘラ部に対して複数個独立的に設けられ、そして各開口部はニードルなどの開度調節手段により、その開度が調節されるようになっている。上記開度調節手段も、さらにはヘラ部の外周部に設けられている加熱手段も、設定値になるように例えばフィードバックにより制御される。このように構成されている開口部は、より厳密にはヘラ部の進行方向の前方に位置している。
【００１４】
ヘラ部の開口部から押し出される溶融樹脂は、望ましくは赤外線ヒータ、レーザ光等の加熱手段により、塗布する前に局部的に加熱される。これにより、被塗布面上に押し出される溶融樹脂の粘度は低くなる。
【００１５】
上記のように構成されている溶融樹脂の塗布装置は、少なくともヘラ部は、塗布操作時には被塗布面に沿って移動させられる。このときの移動速度も、溶融樹脂の押出量に見合った速度に制御される。これにより、溶融樹脂は過不足なく塗布される。このような移動のために、あるいは３次元駆動のために、本塗布装置はロボットなどのアームに取り付けることができるようになっている。ロボットのアームに取り付けると、ロボットが持つ自由度によって、塗布装置すなわちヘラ部をＸＹの並進方向の移動、あるいは上下左右方向への直線方向、並進方向ならびにＸＹＺ軸周りの回転方向等に駆動可能となる。さらには、溶融樹脂を押し出しながらヘラ部を移動させることにより、溶融樹脂を３次元形状の金型表面に厚み分布を変えながら塗布・成膜することができる。また、塗布した溶融樹脂をプレスして、厚みと寸法の精度が高く、微細形状への転写率をさらに高くした薄肉かつ三次元形状の塗布膜を得ることができる。
【００１６】
かくして、請求項１に記載の発明は、前記本発明の目的を達成するために、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から被塗布面上に押し出すと共に、前記へラ部を被塗布面に沿って所定速度で移動させながら、前記被塗布面上に溶融樹脂を塗布するとき、前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に、前記開口部の開度を調節するように構成される。
請求項２に記載の発明は、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面と所定の間隔を保持して、そして所定速度で移動させながら前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布するとき、前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に、前記開口部の開度を調節するように構成される。
請求項３に記載の発明は、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面と所定の間隔を保持して、そして所定速度で移動させながら、前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布し、次いで塗布された溶融樹脂を他の金型でプレスするように構成される。
請求項４に記載の発明は、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面と所定の間隔を保持して所定速度で移動させながら、前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布するとき、前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に前記開口部の開度を調節し、次いで塗布された溶融樹脂を他の金型の附形面でプレスするように構成される。請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の、被塗布面上又は金型の附形面上に押し出した塗布前の溶融樹脂を、局所的に加熱するように構成される。　請求項６に記載の発明は、溶融樹脂が貯えられる樹脂貯蔵部と、ヘラ部を備えている塗布部とからなり、前記樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂が前記ヘラ部の開口部から被塗布面上に押し出され、前記ヘラ部を被塗布面に沿って移動させることにより被塗布面上に溶融樹脂が塗布されるようになっている塗布装置であって、前記樹脂貯蔵部と塗布部には溶融樹脂を所定温度に保つための加熱手段が、前記樹脂貯蔵部には溶融樹脂を前記ヘラ部の開口部に向けて吐出する吐出手段が、そして前記ヘラ部の開口部には溶融樹脂が押し出される樹脂通路の大きさを調節する開度調節手段がそれぞれ設けられ、前記加熱手段と吐出手段と開度調節手段は制御装置により設定量になるように制御されるように構成される。請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のヘラ部には、それぞれ独立した開度調節手段が設けられている複数個の開口部が形成され、請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の塗布装置が複数個集められて、１個の塗布装置となるように、請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれかの項に記載のヘラ部の開口部の近傍には、該開口部から押し出される溶融樹脂を局所的に加熱する加熱手段が設けられ、そして請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９に記載の塗布装置が複数個集められて、ＸＹＺ軸の並進方向および回転方向に移動可能なロボットに取り付けられるように構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１の（イ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置Ａ１の要部を示す断面図であるが、同図に示されているように、本実施の形態に係わる塗布装置Ａ１は、概略的には樹脂貯蔵部であるシリンダ１と、このシリンダ１に付属して略一体的に設けられている塗布部１０とから構成されている。シリンダ１は、従来周知のように全体として円筒状を呈し、その内部には、例えば油圧シリンダユニットからなるピストン駆動装置３により、図１の（イ）において上下方向に駆動されるピストン２が設けられている。したがって、ピストン２を下方へ駆動すると、シリンダ１内に貯えられている溶融樹脂には圧力が立ち、溶融樹脂は所定速度で詳しくは後述する塗布部１０を介して被塗装面に押し出されることになる。シリンダ１の側部には、樹脂補給路４が開けられている。そして、この樹脂補給路４に対応してロータリバルブ５が設けられている。なお、図１の（イ）には示されていないが、本塗布装置Ａ１には、固体状の樹脂を溶融する可塑化装置例えば押出機が設けられ、押出機で可塑化される溶融樹脂は、ロータリバルブ５を介してシリンダ１に供給されるようになっている。このように、本実施の形態によると、固体状の樹脂は押出機で可塑化され、シリンダ１は押し出し専用となっている。したがって、シリンダ１内の溶融樹脂の押出量は、ピストン２の駆動速度によりきめ細かに制御されることになる。このように構成されているシリンダ１の外周部には、発熱手段としての複数個のヒータ６、６、…が設けられている。これらのヒータ６、６、…の発熱量は、後述する制御装置２０で演算されるヒータの操作量に基づいて、ヒータ６、６、…への通電時間をＯＮ／ＯＦＦする電磁接触器またはＳＳＲ、ヒータへの印加電圧を調節するサイリスタ等で制御されるようになっている。
【００１８】
シリンダ１の下端部は、テーパ状に絞られ、そして樹脂通路７となって塗布部１０に連なっている。塗布部１０は、溶融状態の樹脂が通過する、あるいは一時的に貯えられる樹脂調整部１１と、その下端に位置するヘラ部１２とからなっている。ヘラ部１２は、例えば不銹鋼、セラミック等から形成されている。そして、その表面は研磨され、あるいは摩擦抵抗の小さい、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（四ふっ化エチレン−パーフルオロアルギルビニルエーテル共重合樹脂）、ＦＥＰ（四ふっ化エチレン−六ふっ化プロピレン共重合樹脂）等の樹脂でコーテイングされている。ヘラ部１２の下端部は斜めに切り落とされ、そして切り落とされた斜面１３を前方にして矢印Ｄ方向に所定速度で駆動あるいは移動されるようになっている。このように斜面１３が移動方向の前方に位置するので、斜面１３に溶融樹脂の出口となる開口部１４が開けられている。開口部１４は、図１の（イ）では１個だけ示されているが、望ましくは複数個設けられている。これらの開口部１４は、本実施の形態では１個の樹脂調整部１１と連通している。そして、各開口部１４には先端部がテーパ状に縮経されているニードル１５がそれぞれ設けられている。ニードル１５の上端部は、例えば電動モータ、ネジ機構等からなるニードル駆動装置１６の出力軸に接続され、そしてグランドパッキン１７、１７によりシールされて、樹脂調整部１１の方へ伸び、そのテーパ状に縮経されている下端部は、開口部１４に及んでいる。したがって、ニードル駆動装置１６によりニードル１５を適宜上下方向に駆動すると、開口部１４の開度が調節されることになる。なお、ヘラ部１２の外周部にも、発熱手段としてのヒータ１８が設けられている。このヒータ１８の発熱量も前述したように制御される。
【００１９】
本実施の形態によると、溶融樹脂の塗布装置Ａ１は制御装置２０も備えている。制御装置２０は、設定値と検出値あるいは測定値とを比較し、その偏差量に基づいてＰＩＤ制御などの制御アルゴリズムに基づいてその操作量を算出する演算機能を備えている。また、ヘラ部１２の開口部１４の開度すなわちニードル１５の位置と、ピストン２の駆動速度とから溶融樹脂の押出速度を演算する機能も有する。さらには、押出速度と開口部１４の開度とから溶融樹脂の押出量を演算する機能も備えている。また、溶融樹脂の押出量からヘラ部の移動速度を演算する機能あるいはヘラ部の移動速度から溶融樹脂の押出量を演算する機能も備えている。これにより、ヘラ部の開口部から押し出される溶融樹脂は過不足なく被塗布面に塗布される。なお、溶融樹脂の押出量は、ピストン２の駆動速度により決まるが、このとき開口部１４の開度を調節して、開口部１４における溶融樹脂の流速が所定値になるように制御される。これにより、例えば流速が大きいとき生じる「樹脂の性状の荒れ」が回避され、膜表面は荒れることなく滑らかになり、膜厚は一定になる。
【００２０】
制御装置２０は、シリンダ１と塗布部１０内の溶融樹脂の温度、溶融樹脂の圧力、ピストン２の駆動速度、開口部１４の開度、塗布動作時の塗布装置Ａ１の移動速度等を設定する設定手段２１も備えている。このような機能および設定手段２１を有する制御装置２０は、シリンダ１内の溶融樹脂の圧力を計測する樹脂圧力センサ２２とは信号ラインａにより、溶融樹脂温度を検出する熱電対などからなる温度センサ２３とは信号ラインｂにより、ピストン２の駆動速度を検出する速度センサ２４とは信号ラインｃによりそれぞれ接続されている。なお、速度センサ２４は、ピストン駆動装置３の構成部材例えばピストンの速度を間接的に検出するように実施するすることもできる。
【００２１】
また、制御装置２０とニードル位置検出センサ２５は、信号ラインｄにより接続されている。なお、このニードル１５の位置も、ニードル駆動装置１６の構成部材の位置を間接的に検出するように実施することもできる。このような各種のセンサ２２〜２５で計測される各種の計測値は、上記それぞれの信号ラインａ〜ｄにより制御装置２０に入力され、そして前述したように演算され、その操作量は電力ラインｈによりヒータ６、６、…（１８）に、電力ラインｉによりピストン駆動装置３に、そして同様に電力ラインｊによりニードル駆動装置１６にそれぞれ印加されるようになっている。
【００２２】
図１の（ロ）に、本発明の第２の実施の形態に係わる塗布装置Ａ２の要部が簡略化して示されている。主要な構成要素のみに参照数字を付け、詳しい説明はしないが、第２の実施の形態によると、シリンダ１と塗布部１０は別体に構成され、そしてシリンダ１の下端部と塗布部１０の樹脂調整部１１とが、配管１９で接続されている。配管１９の外周部には、制御装置２０により同様に発熱量が制御されるヒータが設けられているが、図１の（ロ）には示されていない。このように実施すると、設計に融通性が得られ機械加工は容易になり、また保守点検も簡単になる。
【００２３】
次に、上記第１、２の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置Ａ１、Ａ２を使用した塗布方法について説明する。ヒータ６、６、…１８の温度、ピストン２の駆動速度、溶融樹脂の圧力、開口部１４の開度等を設定手段２１により制御装置２０に設定する。ロータリバルブ５を開き、押出機により従来周知のようにして固体状の樹脂を可塑化して、シリンダ１に溶融樹脂を補給する。このとき、ピストン２は補給される溶融樹脂の圧力により上昇する。または、ピストン２には必要に応じて背圧をかける、あるいはピストン２を補給に応じた所定速度で引く。次いで、塗布操作に入る。ピストン２が駆動され、設定温度に維持されているシリンダ１内の溶融樹脂は、所定の圧力により塗布部１０の樹脂調整部１１へと圧送される。そして、ニードル１５により所定開度になっている開口部１４から被塗布面上に押し出される。これに同期して、塗布装置Ａ１、Ａ２のヘラ部１２を矢印Ｄ方向に移動させる。押し出された溶融樹脂は、ヘラ部１２により被塗布面上に延ばされる。塗布された溶融樹脂が放熱により固化して塗布を終わる。
【００２４】
本実施の形態によると、シリンダ１と塗布部１０内の溶融樹脂は設定温度に維持されるので、粘度が所定値に維持される。また、熱による劣化の問題もない。さらには、塗布装置Ａ１、Ａ２からの溶融樹脂の押出量が調節されるので、溶融樹脂に過大なせん断が作用したときに発生するメルトフラクチャーやシャークスキンなどの発生を抑制することができる。これにより、溶融樹脂は滑らかな流動状態で塗布装置Ａ１、Ａ２から押し出され、成膜時の樹脂（膜）表面は平滑化される。
【００２５】
本発明に係わる溶融樹脂の塗布装置あるいは塗布方法は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、図１の（イ）あるいは（ロ）に示されている塗布装置Ａ１、Ａ２に加熱装置を設けることもできる。このように、加熱装置を設けた本発明の第３の実施の形態に係わる塗布装置Ａ３が、図２の（イ）に模式的に示されている。本実施の形態によると、ヘラ部１２の開口部１４から押し出される溶融樹脂Ｊは局所的に加熱するようになっている。すなわち、開口部１４の近傍に、凹面鏡３１と、赤外線ランプ、レーザー等の熱源３２とからなる加熱装置３０が設けられている。このように、加熱装置３０により、ヘラ部１２の前部に押し出された溶融樹脂Ｊを局部的に加熱すれば、押し出された溶融樹脂Ｊを高温にして、粘度を低くすることが可能で、ヘラ部１２による塗布が容易になり塗布面は滑らかになる。
【００２６】
上記第３の実施の形態によると、次のような効果が得られる。すなわち、一般に熱可塑性樹脂は、粘度の温度依存性が強いことで知られており、塗布するには粘度が低い、すなわち樹脂の温度が高い方が好ましい。しかし、塗布装置外に設置された周知の可塑化装置と本実施の形態に係わる塗布装置Ａ１〜Ａ３のシリンダ１等の全体の温度を高くすると、熱可塑性樹脂は長時間高い温度にさらされることになり、樹脂が熱分解したり、焼けて黄ばむなどの不都合が生じる。これは、分解して黒くなった樹脂が膜に混入したり、本来透明であるはずの膜が黄ばんだり茶色くなったりするなど、膜の光学特性を著しく劣化させる。これに対し、本実施の形態によると、塗布装置外に設置された周知の可塑化装置および塗布装置Ａ１〜Ａ３のシリンダ１等の温度は低いままで、押し出された溶融樹脂のみが加熱されるので、溶融樹脂が高温にさらされる時間が大幅に短縮でき、塗布された樹脂の光学特性が劣化するようなことはない。また、可塑化装置や塗布装置Ａ１〜Ａ３を高温にすると周囲への放熱損失量も増大するが、上記のように、可塑化装置や塗布装置Ａ１〜Ａ３の温度をできるだけ低くして、塗布する溶融樹脂のみを直接加熱すれば、省エネルギー化も達成される。なお、押し出された溶融樹脂の温度を検出して、所望の温度となるように加熱装置３０を制御すれば、例えば熱源３２が赤外線ランプのときは、赤外線の照射量を調節すれば、さらに好適に塗布する溶融樹脂の粘度を調節することができる。
【００２７】
前述した実施の形態によると、塗布装置Ａ１〜Ａ３は、１個のシリンダ１と１個の塗布部１０とからなっているが、このような塗布装置Ａ１〜Ａ３を複数個例えば３個並べて１台の塗布装置Ａ４を構成した例が図２の（ロ）に示されている。すなわち、図２の（ロ）は、図１の（イ）、（ロ）または図２の（イ）に示されている塗布装置Ａ１〜Ａ３が３個並列的に配置された例を模式的に示す平面図であるが、各塗布装置Ａ１〜Ａ３のシリンダ１、１、１と塗布部１０、１０、１０は、独立した機能を有し、図に示されていない可塑化装置である押出機は共通化されている。なお、本実施の形態によると、シリンダ１と塗布部１０を各１個ずつ設置した例であるので、開口部は３個あることになるが、それぞれのヘラ部に複数個の開口部を設けることもできる。すなわち、ヘラ部１２の斜面１３に並列的に複数個設けることもできる。本実施の形態によると、塗布装置Ａ１〜Ａ３が複数個束ねられて開口部が複数個あるので、一度に広い面積に塗布できる効果が得られる。
【００２８】
本実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置Ａ１〜Ａ４を２台用意すると、材質の異なる樹脂を２層に塗布することができる。さらに詳しく説明すると、第１の塗布装置には第１の溶融樹脂を、第２の塗布装置には第２の溶融樹脂を充填しておき、まず第１の塗布装置で被塗布面上に第１の溶融樹脂を前述したようにして塗布し、その後第２の塗布装置により第２の溶融樹脂を塗布された第１の溶融樹脂の上に、同様に前述したように塗布する。これにより、異材質の溶融樹脂を２層に塗布することができる。塗布装置を複数台用意すれば、同様にして複数層に塗布することができることは明らかである。
【００２９】
上記のように構成されている塗布装置Ａ１〜４により、溶融樹脂を塗布するときヘラ部１２を移動させる装置については格別に説明されていないが、上記した塗布装置Ａ１〜Ａ４を、図２の（ハ）に示されているように、上下左右のＸＹＺ軸並進方向運動およびＸＹＺ軸周りの回転方向運動が可能なロボットのアームＲに把持させると、前述したようにヘラ部１２を水平方向に移動させることができることは勿論のこと、ヘラ部１２の角度、被塗布面との間隔、塗布装置Ａ１〜Ａ４の位置、姿勢などを調節することができる。このようにロボットのアームＲに把持させると、前述したような塗布ができると共に、例えば第４の実施の形態に係わる塗布装置Ａ４を取り付けると、図３に示されているような溶融樹脂Ｊの塗布厚さや塗布位置を任意に変えることが可能となり、必要な部位に必要な量だけ溶融樹脂を塗布することができる。また、塗布装置の数を増やせば、塗布位置のより細かな調節が可能となる。さらには、今後の進展が類推される高分子光通信部品の集積化に対応するための複雑な３次元形状の塗布・成膜に対応することもできる。なお、前述した第２〜４の実施の形態では、制御装置は図には示されていないが、第１の実施の形態と同様に溶融樹脂の温度、吐出流量、開口部の開度等が制御される。
【００３０】
本実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置Ａ１〜Ａ４を使用すれば、例えば金型３０の表面に塗布することもできる。その塗布の例が図４の（イ）に示されている。本実施の形態によると、金型３０の表面には微細な２本の溝３１、３２が形成されている。ヘラ部１２の先端部を金型３０の表面から所定の間隔に保持して、そして前述したようにしてヘラ部１２の開口部１４から溶融樹脂Ｊを押し出すと共に、ヘラ部１２を図４の（イ）において左方へ所定速度で移動させる。このとき、ヘラ部１２の開口部１４から押し出された直後の溶融樹脂の温度は高く、粘度の低い状態で塗布する。あるいは、図２の（イ）に示されているような加熱手段３０を適用する。これにより、射出成形法などに比べて微細な溝３１、３２への転写性能に優れた塗膜ＪＭを得ることができる。
【００３１】
また、図４の（ロ）に示されているようにして、所定の形状をした下型３５と、所望の微細なパターン３６、３６、…が付けられている上型３７とを使用し、初めに上記した塗布装置Ａ１〜Ａ４を使用して下型３５の表面に前述したようにして溶融樹脂Ｊを塗布する。そうして、塗布された溶融樹脂Ｊが固化する前に、図４の（ロ）の（ｂ）に示されているように、下型３５と上型３７で塗布された溶融樹脂Ｊをプレスする。これにより、厚みと寸法の精度の高い薄肉大面積かつ三次元の塗膜ＪＭを得ることができる。なお、下型３５と上型３７は、相対的であるので、下型３５の表面に、あるいは両型の３５、３７の表面にパターンを付けることもできることは明らかである。
【００３２】
上記実施の各形態では、熱可塑性溶融樹脂の塗布を想定して説明したが、粘度の低い液状の熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化樹脂も同様にして塗布できることは明らかである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から被塗布面上に押し出すと共に、前記へラ部を被塗布面に沿って所定速度で移動させながら、前記被塗布面上に溶融樹脂を塗布するとき、溶融樹脂の温度と溶融樹脂の吐出流量とを調節すると共に、前記開口部の開度を調節するので、すなわち溶融樹脂の温度を調節するので、樹脂ヤケによる劣化の問題が解消されると共に、溶融樹脂の粘度も調整され、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等の低〜中粘度樹脂に加えて、比較的高粘度の一般的な熱可塑性樹脂も好条件で塗布することができるという本発明に特有の効果が得られる。また、本発明によると、溶融樹脂の吐出流量と開口部の開度とが調整されるので、低圧力・低速度により塗布することができ、例えば射出成形により流動長さ／製品厚さの比が大きい製品を得るときは、高圧・高速で溶融樹脂を充填する必要があり、金型内での急速な冷却によって樹脂の分子配向が生じ、製品に光学的な歪みが発生し、光部品としての性能を満足することが困難になるが、本発明によると、このような光学的な歪みの問題が解消される効果も得られる。さらには、樹脂貯蔵部の溶融樹脂の温度、圧力、開口部の開度などを調節するので、溶融樹脂に過大なせん断が作用したときに発生するメルトフラクチャー、シャークスキン等の発生を防止できる。これにより、塗布膜の性状を平滑にすることが容易となる。また、溶融樹脂の吐出流量と開口部の開度とが調整されるので、すなわち開口部からの溶融樹脂の押出量が調整されるので、従来のスピンコート法のような溶融樹脂の無駄な消費を抑制できる効果も得られる。また、従来は「反応によって硬化する樹脂」が用いられているので、生産性の向上に限界があったが、本発明によると溶融樹脂の温度、圧力、開口部の開度等が調節されるので、温度変化で溶融・固化する「熱可塑性樹脂」を用いることができる。したがって、塗布サイクルは短く、生産性が向上する。
また、他の発明によると、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面から所定の間隔に保持して所定速度で移動させながら、前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布するので、上記のような効果に加えて転写性に優れた塗膜を得ることができる。さらに他の発明によると、樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂をヘラ部に形成されている開口部から、金型の附形面上に押し出すと共に、前記へラ部を金型の附形面から所定の間隔に保持して移動させながら、前記金型の附形面上に溶融樹脂を塗布し、次いで塗布された溶融樹脂を他の金型の附形面でプレスするので、すなわち溶融樹脂の塗布とプレス附形とを組み合わせるので、従来の射出成形法では不可能であった、流動長さと製品厚さの比が１００００以上の薄肉大面積かつ複雑三次元形状を有する高寸法精度の塗膜を得ることができる。
また、他の発明によると、被塗布面上又は金型の附形面上に押し出した溶融樹脂を局所的に加熱するので、上記のような効果に加えて、粘度が低い状態で塗布できる効果がさらに得られる。これに対し、粘度を低くするために樹脂貯蔵部に貯えられている溶融樹脂の全体の温度を高くすると、高温にさらされる時間が長くなり、樹脂が分解、変色するなど、塗布した樹脂の光学特性が劣化するが、このような劣化の問題がなくなる。また、全体の温度を高くすると周辺雰囲気への放熱量が増大し、エネルギーロスが増大するが、本発明によると樹脂貯蔵部の温度を低く維持したままで、押し出された塗布直前の溶融樹脂のみを直接加熱するので、溶融樹脂の塗布を容易にし、省エネルギー化も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置を示す図で、その（イ）は第１の実施の形態を一部断面にして示す正面図、その（ロ）は第２の実施の形態の要部を一部断面にして示す正面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置を示す図で、その（イ）は第３の実施の形態を一部断面にして示す正面図、その（ロ）は第４の実施の形態の要部を模式的に示す平面図、その（ハ）は本発明の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置をロボットのアームに取り付けて示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置により塗布する、一つの塗布例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる溶融樹脂の塗布装置により塗布する、他の塗布例を示す図で、その（イ）は１個の金型を使用した塗布例を、その（ロ）は２個の金型を使用した塗布例をそれぞれ示す模式図である。
【図５】従来の高分子系光導波路の製造工程を示す模式図である。
【図６】従来例を示す図で、その（イ）は樹脂充填用スキージの断面図、その（ロ）はペーストの充填装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　シリンダ　　　　　　　２　　　ピストン
６　　　ヒータ　　　　　　　１０　　　塗布部
１２　　　ヘラ部　　　　　　　１４　　　開口部
１５　　　ニードル　　　　　　２０　　　制御装置
３０　　　加熱装置　　　　　　３２　　熱源
Ｒ　　　ロボットのアーム
【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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