JP2000246810A - 光学素子の製造装置および光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産時間が短くて、生産効率の高い光学素子
の製造装置および光学素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 この光学素子の製造方法および製造装置
によれば、上,下スタンパ４１,４０を紫外線透過型材質
とし、透明基材１の表側と裏側に配置した紫外線硬化樹
脂２ｂ,２ａを上,下スタンパ４１,４０で挟んで、紫外
線硬化樹脂２ｂ,２ａに原盤パターンを転写し、上,下ス
タンパ４１,４０に挟まれた紫外線硬化樹脂２ｂ,２ａに
紫外線を照射して、透明基材１の表と裏に光学パターン
を一括成形できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、透明基板の表裏
両面に光学パターンを一括的に形成するようにした光学
素子の製造方法および光学素子の製造装置に関し、特
に、光ディスクや光磁気ディスクに記録されている光情
報を光学的に読み取ると共にフォーカスエラー信号やト
ラッキングエラー信号を生成する光ピックアップに用い
られるホログラムの作製に好適である。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ(コンパクトディスク),ＣＤ-Ｒ(コ
ンパクトディスクレコーダブル),ＣＤ-ＲＯＭ(リードオ
ンリメモリ),ＬＤ(レーザディスク),ＭＤ(ミニディス
ク),ＤＶＤ(デジタルビデオディスク),ＤＶＤ-ＲＯＭ,
ＤＶＤ-ＲＡＭ(ランダムアクセスメモリ)などの光ディ
スク用の光ピックアップの部品として使用されるホログ
ラム素子は、通常数ｍｍ角の大きさのものである。この
ホログラム素子は、大量かつ安価に製造することを目的
として、大型の透明基板上に一括して複数個の光学パタ
ーンを形成した後に分断することによって製造される。

【０００３】ホログラム素子にはボログラムや回折格子
(グレーティング)を構成するきわめて微細なパターンが
精密に形成されている。微細パターンを形成する方法と
して、従来、図１６に示す半導体装置の製造方法を適用
する方法や図１７に示す一般に紫外線硬化型樹脂を用い
た成形方法によって製造する方法、その他の方法が知ら
れている。

【０００４】図１６を参照して、半導体装置の製造方法
を適用した第１従来例のホログラム素子の製造方法につ
いて説明する。まず、図１６(ａ)に示す透明基板として
のガラス基材７１を洗浄し、図１６(ｂ)に示すように、
洗浄したガラス基材７１の片面に対して感光性材料７２
をスピンコート法等によって塗布する。

【０００５】次に、図１６(ｃ)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術による露光によって感光材料７２に所要
のパターンを形成し、次いで、図１６(ｄ)に示すよう
に、ＣＦ₄やＣＨＦ₄等のガス雰囲気中で反応性イオンエ
ッチング法によって感光材料７２のパターンを介してガ
ラス基材７１に微細パターン７１ａを形成する。

【０００６】このとき、感光性材料７２も同時にエッチ
ングされるが、ガラス基材７１の加工レートと感光性材
料７２の加工レートとの関係を予め把握しておき、ガラ
ス基材７１に所要の深さの微細パターン７１ａが形成さ
れた後にも感光性材料７２がそのマスク機能を果たす状
態でガラス基材７１上に残るように感光性材料７２の塗
布厚を定めておく。

【０００７】次いで、図１６(ｅ)に示すように、溶剤で
溶かすか酸素ガス雰囲気中で灰化することによって、感
光性材料７２をガラス基材７１から除去する。以上のよ
うにして、ガラス基材７１上に複数個のホログラム素子
が形成されるが、図１６(ｆ)に示すように、最終的に必
要とされる形状、サイズに切断して複数に分割すること
によって所要のホログラム素子Ｈ１が得られる。そし
て、得られたホログラム素子をレーザユニットのキャッ
プに固定する (ホログラム固定工程)。

【０００８】以上を、各工程の流れに沿ってまとめる
と、透明基板の洗浄工程→感光性材料の塗布工程→露光
工程→微細パターン形成のエッチング工程→感光性材料
の除去工程→必要に応じた反射防止膜の成膜工程→分断
工程→ホログラム固定工程となる。

【０００９】ところが、上記第１従来例の製造方法で
は、反応性イオンエッチングの工程に多くの時間を要
し、製造効率が上がらない。

【００１０】そこで、図１７に示すように、２Ｐ法(フ
ォトポリマ法)を利用した第２従来例の製造方法が有効
である。この２Ｐ法は、従来、ＣＤ(コンパクトディス
ク)やＭＯ用ディスク製造で用いられている方法であ
る。

【００１１】この方法は、まず、図１７(ａ)に示すよう
に、予め原盤パターン３３３ａが形成されているスタン
パ３３３を用い、その上に液状の紫外線硬化型樹脂２２
２を塗布し、さらにその上に透明基板１１１を配置す
る。次に、図１７(ｂ)に示すように、必要に応じて加圧
しながら紫外線硬化型樹脂２２２をスタンパ３３３と透
明基板１１１との間の隙間に充分に圧し広げ、紫外線硬
化型樹脂２２２ｃとする。この紫外線硬化型樹脂２２２
ｃは、スタンパ３３３における原盤パターン３３３ａの
凹部の隅々まで圧し入れられている。

【００１２】次いで、紫外線を照射することによって紫
外線硬化型樹脂２２２ｃを硬化させた後に、図１７(ｃ)
に示すように、透明基板１１１に硬化した透明樹脂層２
２２ｄが接着されて一体化されたものを、スタンパ３３
３から離型する。

【００１３】なお、上記紫外線硬化型樹脂２２２ａとし
ては、硬化後にスタンパ３３３に対してよりも透明基板
１１１に対する接着性がより強いような材質のものを選
択しておく。もしくは、前処理によって透明基板１１１
に対する接着性の方がスタンパ３３３に対する接着性よ
りも高くなるようにしておく。このことによって、透明
樹脂２２２ｄを、透明基板１１１に一体化した状態で、
スタンパ３３３から剥離することができる。

【００１４】これにより、スタンパ３３３の原盤パター
ン３３３ａが転写された微細パターンをもつ透明樹脂層
２２２ｄが、透明基板１１１に一体化された基板Ｈ１'
が得られる。この基板Ｈ１'を、例えばホログラム素子
基板とした場合、このＨ１'基板を複数個に分断して複
数個のホログラム素子を得ることができる。

【００１５】ところで、１つのホログラム素子に信号光
を分岐して、フォーカス制御の機能とトラッキング制御
の機能とを付加するためには、ホログラム素子の表側に
「ホログラム」を、裏側に「回折格子」(グレーティン
グ)を形成する必要があり、表面のホログラムの微細パ
ターンと裏面の回折格子の微細パターンを高精度に位置
合わせする必要がある。

【００１６】図１６で先に説明した第１従来例としての
ホログラム素子の製造方法においては、表裏両面に一括
して微細パターンを形成することが困難であるので、片
面ずつに微細パターンを形成する方法を採用している。
まず、片面の微細パターンを従来の方法で形成し、次
に、他面の微細パターンを形成するために露光工程にお
いて、顕微鏡を用いて、既に形成されている一方の微細
パターンに対してマスクをアライメントし、露光を行
い、従来の方法で他面の微細パターンを形成する。この
アライメント自体は難しいものではないが、表裏の微細
パターンを一括して形成できず、２回に分けて行うこと
から、洗浄,塗布,露光,エッチング,除去の各工程をそれ
ぞれ２回ずつ行なわなければならず、これでは製造効率
が非常に悪いものとなっている。

【００１７】また、図１７に示す第２従来例のように、
２Ｐ法(フォトポリマ法)を適用して表裏両面に微細パタ
ーンを有するホログラム素子を製造する方法では、表裏
に一括して微細パターンを形成する場合、スタンパの取
付精度などにより表裏のスタンパの平行度の違いやスタ
ンパ上にかかる加圧力が位置により違ってくる。このた
め、紫外線硬化樹脂の広がりが均一にならず、紫外線硬
化樹脂がスタンパの範囲から外れたり、樹脂が行き渡ら
ない部分ができたりする。また、スタンパの端を囲むよ
うな構造とした場合でも、ホログラム素子のように表裏
パターンを高精度に位置決めする必要があるので、表裏
一括して微細パターンを形成するのは困難である。

【００１８】２Ｐ法(フォトポリマ法)を適用して、表裏
両面に微細パターンを有するホログラム素子の製造方法
は、片面に微細パターンを形成した後に、同様の工程を
経てもう一方の片面に微細パターンを形成することにな
る。図１８を参照して、そのプロセスを説明する。

【００１９】まず、図１８(ａ)に示すように、予め一方
の原盤パターン９１ａが形成されているホログラムスタ
ンパ９１の上に液状の紫外線硬化樹脂９２ａを塗布す
る。次に、図１８(ｂ)に示すように、透明基板９３をホ
ログラムスタンパ９１と透明部材９６の間に挿入し、図
１８(ｃ)に示すように加圧することによって紫外線硬化
樹脂９２ａをスタンパ９１と透明基板９３との隙間に充
分に押し広げる。

【００２０】次いで、紫外線透過型の透明部材９６を介
して紫外線を照射することによって、紫外線硬化樹脂９
２ａを硬化させた後に、図１８(ｄ)に示すように、透明
基板９３の表面に硬化した透明樹脂層９２が接着によっ
て一体化されたものをスタンパ９１から離型する。

【００２１】以上により、透明基板９３の片面にスタン
パ９１の原盤パターン９１ａが転写されたホログラムを
作製できる。次に、透明基板９３の裏面に回折格子を作
製する場合には、ホログラムを作製するのと同様の方法
を再度実施する。

【００２２】まず、図１８(ｅ)に示すように、原盤パタ
ーン９５ａが形成されている回折格子用スタンパ９５の
上に液状の紫外線硬化樹脂９４ａを塗布する。次に、図
１８(ｆ)に示すように、透明基板９３を回折格子用スタ
ンパ９５と透明部材９６の間に挿入し、図１８(ｇ)に示
すように、加圧することによって紫外線硬化樹脂９４ａ
をスタンパ９５と透明基板９３との隙間に充分に押し広
げる。

【００２３】次いで、紫外線透過型の透明部材９６を介
して紫外線を照射することによって、紫外線硬化樹脂９
４ａを硬化させた後に、図１８(ｈ)に示すように、透明
基板９３の裏面に硬化した透明樹脂層９４が接着によっ
て一体化されたものをスタンパ９５から離型する。以上
により、透明基板９３の表裏にパターンを生成でき、半
導体製造工程の製造方法に比べて製造効率が良い。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記２
Ｐ法(フォトポリマ法)において、表裏各パターンを成形
するために同一工程を２回繰り返す必要があり、生産時
間がかかる。

【００２５】また、表裏を一括して成形する場合、表裏
の透明スタンパの平行度や紫外線硬化樹脂の塗布位置、
スタンパを加圧する機構の加圧誤差により、加圧時に紫
外線硬化樹脂がスタンパからはみ出ることがあったり、
均一に樹脂が広がらないことがある。紫外線硬化樹脂が
スタンパからはみ出すとスタンパ外に紫外線硬化樹脂が
残り、加圧時に不具合が生じたり、透明基板を挿入する
ときに邪魔になったりする。また、紫外線硬化樹脂から
表裏の透明スタンパを離型する場合に、加圧部を離す力
が強いと、表裏に形成する微細パターンを破損すること
がある。

【００２６】そこで、この発明の目的は、生産時間が短
くて、生産効率の高い光学素子の製造装置および光学素
子の製造方法を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の光学素子の製造方法は、転写用表
スタンパと転写用裏スタンパが有する原盤パターンを、
透明基材の表面と裏面に転写して、上記透明基材に光学
パターンを形成する光学素子の製造方法であって、上記
表,裏スタンパを紫外線透過型材質とし、上記透明基材
の表側と裏側に配置した紫外線硬化樹脂を上記表,裏ス
タンパで挟んで、上記紫外線硬化樹脂に上記原盤パター
ンを転写し、上記表,裏スタンパに挟まれた紫外線硬化
樹脂に紫外線を照射して、上記透明基材の表と裏に光学
パターンを一括成形することを特徴としている。

【００２８】また、請求項２の発明の光学素子の製造装
置は、転写用表スタンパと転写用裏スタンパが有する原
盤パターンを、透明基材の表面と裏面に転写して、上記
透明基材に光学パターンを形成する光学素子の製造装置
であって、上記表,裏スタンパを紫外線透過型材質と
し、上記透明基材の表側と裏側に配置した紫外線硬化樹
脂を上記表,裏スタンパで挟んで、上記紫外線硬化樹脂
に上記原盤パターンを転写する加圧手段と、上記表,裏
スタンパに挟まれた紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し
て、上記透明基材の表と裏に光学パターンを一括成形す
る紫外線照射部とを備えたことを特徴としている。

【００２９】請求項１,２の発明によれば、透明基材の
表面と裏面に密着させた紫外線硬化樹脂に、表,裏光学
パターンを同時に成形することができ、短い生産時間と
高い生産効率を達成できる。

【００３０】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の光学素子の製造装置において、上記透明基材を、上記
スタンパより大きい外形形状とし、かつ矩形形状とした
ことを特徴としている。

【００３１】この請求項３の発明では、上記透明基材
を、上記スタンパより大きい外形形状とし、かつ矩形形
状としたから、スタンパから透明基材を離型させ易くな
る。

【００３２】また、請求項４の発明は、請求項２または
３に記載の光学素子の製造装置において、上記透明基材
の外周部４辺を挟み込む形状の少なくとも２個の離型ハ
ンドを用いて、上記透明基材を、上記表スタンパおよび
裏スタンパから離型することを特徴としている。

【００３３】この請求項４の発明では、上記少なくとも
２個の離型ハンドで、上記透明基材の外周部４辺を挟み
込んだ安定した状態で、上記透明基材を表,裏スタンパ
から離型させることができる。したがって、離型時に、
第１,第２紫外線硬化樹脂に形成された表,裏光学パター
ンを損傷させることを防止でき、生産性を向上させるこ
とができる。

【００３４】また、請求項５の発明は、請求項４に記載
の光学素子の製造装置において、上記離型ハンドは、上
記透明基板を位置決めする位置決めピンを備えているこ
とを特徴としている。

【００３５】この請求項５の発明では、上記離型ハンド
は、上記透明基板を位置決めする位置決めピンを備えて
いるから、透明基板を離型ハンドで挟んだ状態で、離型
ハンドに対する透明基板の位置決めを正確に行うことが
できる。したがって、表,裏スタンパに対して透明基板
を高精度に位置決めできる。

【００３６】また、請求項６の発明は、請求項２乃至５
のいずれか１つに記載の光学素子の製造装置において、
上記表,裏スタンパの外周を面取り形状とし、上記面取
り形状に嵌合する形状を有するスタンパ押え部材を備
え、上記スタンパ押え部材に上記表,裏スタンパを嵌合
させて、上記スタンパ押え部材をダイセットにネジ固定
することで、上記表,裏スタンパを上記ダイセットに取
り付け可能とし、かつ、上記ネジを緩めて上記ダイセッ
トから上記表,裏スタンパを取り外すことができるよう
にしたことを特徴としている。

【００３７】この請求項６の発明では、ダイセットにネ
ジ固定できるスタンパ押え部材で、表,裏スタンパをダ
イセットに対して着脱可能になる。

【００３８】また、請求項７の発明は、請求項６に記載
の光学素子の製造装置において、上記表,裏スタンパと
上記スタンパ押え部材を嵌合させた状態で、上記表,裏
スタンパと上記スタンパ押え部材との間に、樹脂溜り部
が形成されるようにしたことを特徴としている。

【００３９】この請求項７の発明では、上記表,裏スタ
ンパと上記スタンパ押え部材との間に形成される樹脂溜
り部によって、外部への樹脂の流出を防ぎ、かつ、樹脂
の周りが悪い領域に樹脂を回り込み易くすることができ
る。

【００４０】また、請求項８の発明は、請求項６に記載
の光学素子の製造装置において、上記ダイセットが上記
加圧手段に対して脱着可能になっていて、上記ダイセッ
トを上記加圧手段から取り外した状態で、上記表,裏ス
タンパを位置調整できるようになっていることを特徴と
している。

【００４１】この請求項８の発明では、上記ダイセット
を上記加圧手段から取り外した状態で、上記表,裏スタ
ンパを位置調整できるから、上記ダイセットに対する
表,裏スタンパの位置調整を行い易くなる。

【００４２】また、請求項９の発明は、請求項８に記載
の光学素子の製造装置において、上記裏スタンパが搭載
され、上記表スタンパを基準にして、上記裏スタンパの
位置を調整できるアライメントステージを備えたことを
特徴としている。

【００４３】この請求項９の発明では、上記アライメン
トステージによって、表スタンパに対する裏スタンパの
位置調整を行えるから、表,裏スタンパの位置合わせを
正確に行うことができる。

【００４４】また、請求項１０の発明は、請求項９に記
載の光学素子の製造装置において、上記表スタンパと裏
スタンパには、それぞれ、アライメントマークが形成さ
れており、上記表,裏スタンパのアライメントマークを
認識する少なくとも２台の認識手段を備えたことを特徴
としている。

【００４５】この請求項１０の発明では、少なくとも２
台の認識手段で、表,裏スタンパに形成されたアライメ
ントマークを認識することによって、表スタンパと裏ス
タンパとを正確に位置合わせできる。

【００４６】また、請求項１１の発明の光学素子の製造
装置は、転写用表光学パターンが形成された透明な表ス
タンパと、転写用裏光学パターンが形成された透明な裏
スタンパと、透明基材の表面と上記表スタンパの間に挟
み込んだ第１紫外線硬化樹脂と、上記透明基材の裏面と
上記裏スタンパとの間に挟み込んだ第２紫外線硬化樹脂
とを、上記表,裏スタンパで上記透明基材に加圧して押
し広げ、上記第１,第２紫外線硬化樹脂に上記表,裏光学
パターンを転写する加圧手段と、上記透明基材と上記
表,裏スタンパの間に挟まれていて上記表,裏光学パター
ンが転写された第１,第２紫外線硬化樹脂に紫外線を照
射して、上記第１,第２紫外線硬化樹脂を硬化させる紫
外線照射手段と、上記透明基材と上記表,裏スタンパの
間での上記第１,第２紫外線硬化樹脂の広がりを認識す
る撮像手段とを備え、上記撮像手段が認識した紫外線硬
化樹脂の広がり状態に応じて、上記加圧手段による加圧
状態を制御することを特徴としている。

【００４７】この請求項１１の発明では、上記撮像手段
で、上記透明基材と上記表,裏スタンパの間での上記第
１,第２紫外線硬化樹脂の広がりを認識し、この撮像手
段が認識した紫外線硬化樹脂の広がり状態に応じて、上
記加圧手段による加圧状態を制御する。したがって、上
記加圧手段の加圧誤差を抑制でき、上記透明基材と表,
裏スタンパとの間で、上記第１,第２紫外線硬化樹脂を
均一、かつ、はみ出さないように広げることができる。
したがって、この発明の光学素子の製造装置によれば、
透明基材の表面と裏面に密着させた第１,第２紫外線硬
化樹脂に、表,裏光学パターンを同時に正確に転写する
ことができ、短い生産時間と高い生産効率を達成でき
る。

【００４８】また、請求項１２の発明は、請求項１１に
記載の光学素子の製造装置において、上記撮像手段が認
識した上記紫外線硬化樹脂の広がり情報に応じて、上記
スタンパ上および上記透明基材上に上記紫外線硬化樹脂
を塗布する位置を変更して、上記スタンパと上記透明基
材との間で、上記紫外線硬化樹脂が均等に広がるように
することを特徴としている。

【００４９】この請求項１２の発明の光学素子の製造装
置では、上記撮像手段が認識した上記紫外線硬化樹脂の
広がり情報に応じて、上記スタンパ上および上記透明基
材上に上記紫外線硬化樹脂を塗布する位置を変更して、
上記スタンパと上記透明基材との間で、上記紫外線硬化
樹脂を均等に広げるようにしている。したがって、より
一層高い生産効率の達成を図れる。

【００５０】また、請求項１３の発明は、請求項１１に
記載の光学素子の製造装置において、上記表スタンパま
たは裏スタンパが取り付けられるスタンパ固定部の傾き
を変えるスタンパ傾斜機構を備え、上記撮像手段が認識
した上記紫外線硬化樹脂の広がり情報に応じて、上記ス
タンパ傾斜機構を制御して、上記表,裏スタンパの平行
度を制御し、上記表,裏スタンパと上記透明基材との間
で、上記第１,第２紫外線硬化樹脂が均等に広がるよう
にすることを特徴としている。

【００５１】この請求項１３の発明では、上記スタンパ
傾斜機構で、スタンパ固定部の傾きを制御して、上記
表,裏スタンパの平行度を制御することによって、第１,
第２紫外線硬化樹脂が表,裏スタンパと透明基材との間
で均等に広がるようにする。したがって、この請求項１
３の発明によれば、より一層高い生産効率の達成を図れ
る。

【００５２】また、請求項１４の発明は、請求項１１に
記載の光学素子の製造装置において、上記加圧手段は、
複数の加圧部を備え、この複数の加圧部の加圧力を、上
記紫外線硬化樹脂の広がり情報に応じて制御して、上記
表,裏スタンパと上記透明基材との間で、上記第１,第２
紫外線硬化樹脂が均等に広がるようにすることを特徴と
している。

【００５３】この請求項１４の発明では、加圧手段が備
える複数の加圧部の加圧力を、紫外線硬化樹脂の広がり
情報に応じて制御して、表,裏スタンパと透明基材との
間で第１,第２紫外線硬化樹脂が均等に広がるようにす
る。したがって、この請求項１４の発明によれば、より
一層高い生産効率の達成を図れる。

【００５４】また、請求項１５の発明は、請求項１１乃
至１４のいずれか１つに記載の光学素子の製造装置にお
いて、上記加圧手段は、力学センサーを備え、上記加圧
手段が上記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂から上記
スタンパを離型するときの上記紫外線硬化樹脂の剥がれ
状態を上記撮像手段で認識し、上記認識した剥がれ状態
に応じて、上記力学センサーからの信号に基づいて上記
加圧部の力を制御することを特徴としている。

【００５５】この請求項１５の発明では、撮像手段が、
加圧手段が紫外線照射後に紫外線硬化樹脂からスタンパ
を離型するときの紫外線硬化樹脂の剥がれ状態を認識
し、上記認識した剥がれ状態に応じて、上記加圧部の力
を制御する。これにより、離型時に、紫外線硬化樹脂に
形成した光学パターンが破損することを防止できるか
ら、生産性を向上できる。

【００５６】また、請求項１６の発明は、請求項１３ま
たは１４に記載の光学素子の製造装置において、上記加
圧手段が上記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂から上
記スタンパを離型するときの上記紫外線硬化樹脂の剥が
れ状態を上記撮像手段で認識し、上記認識した剥がれ状
態に応じて、上記スタンパ傾斜機構または上記加圧手段
の複数の加圧部を制御して、上記表,裏スタンパの傾き
を制御することを特徴としている。

【００５７】この請求項１６の発明では、撮像手段が、
加圧手段が紫外線照射後に紫外線硬化樹脂からスタンパ
を離型するときの紫外線硬化樹脂の剥がれ状態を認識
し、この認識した剥がれ状態に応じて、スタンパ傾斜機
構または加圧手段の複数の加圧部を制御して、表,裏ス
タンパの傾きを制御する。これにより、表,裏スタンパ
の傾きに起因して、離型時に紫外線硬化樹脂に形成した
光学パターンが破損することを防止できるから、生産性
を向上できる。

【００５８】また、請求項１７の発明は、請求項１３ま
たは１４に記載の光学素子の製造装置において、上記透
明基材の少なくとも２点以上を、硬化した紫外線硬化樹
脂が表,裏スタンパから剥がれる方向に押さえる離型機
構部を備え、上記加圧手段が上記紫外線照射後に上記紫
外線硬化樹脂から上記スタンパを離型するときの上記紫
外線硬化樹脂の剥がれ状態を上記撮像手段で認識し、上
記認識した剥がれ状態に応じて上記離型機構部を制御す
ることを特徴としている。

【００５９】この請求項１７の発明では、撮像手段が撮
像した剥がれ状態に応じて、離型機構部が透明基材の少
なくとも２点以上を、紫外線硬化樹脂が表,裏スタンパ
から剥がれる方向に押さえるから、離型を容易にするこ
とができる。

【００６０】また、請求項１８の発明は、請求項１４に
記載の光学素子の製造装置において、上記加圧手段が上
記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂から上記スタンパ
を離型するときの上記紫外線硬化樹脂の剥がれ状態を上
記撮像手段で認識し、上記認識した剥がれ状態に応じて
上記複数の加圧部を制御して、離型を容易にすることを
特徴としている。

【００６１】この請求項１８の発明では、紫外線硬化樹
脂からスタンパを離型するときの紫外線硬化樹脂の剥が
れ状態を撮像手段で認識し、この認識した剥がれ状態に
応じて複数の加圧部を制御して離型を容易にする。これ
により、離型時に、紫外線硬化樹脂に形成した光学パタ
ーンが破損することを防止できるから、生産性を向上で
きる。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態に基づいて詳細に説明する。

【００６３】〔第１の実施の形態〕図１を参照して、こ
の発明の光学素子の製造方法の第１実施形態を説明す
る。この第１実施形態は、２Ｐ法(フォトポリマ法)によ
って基板の表裏に一括して光学パターンを形成する。

【００６４】まず、図１(ａ)に示すように、透明な裏ス
タンパ４０の上に紫外線硬化樹脂２ｂを塗布する。ま
た、透明基板１の上に紫外線硬化樹脂２ａを塗布し、こ
の透明基板１を、上記下スタンパ４０と上スタンパ４１
の間に挿入する。この上スタンパ４１には転写用表光学
パターン４１ａが形成されており、下スタンパ４０には
転写用裏光学パターン４０ａが形成されている。

【００６５】次に、図１(ｂ)に示すように、透明基板１
を、透明上スタンパ４１と透明下スタンパ４２とで挟み
込んで加圧し、紫外線硬化樹脂２ａおよび２ｂを透明基
板１の表面１ａと裏面１ｂ上に広げる。

【００６６】次に、図１(ｃ)に示すように、上スタンパ
４１の上方から紫外線を照射して、上記紫外線硬化樹脂
２ａおよび２ｂを硬化させる。次に、図１(ｄ)に示すよ
うに、上スタンパ４１と下スタンパ４０を透明基板１か
ら離型させる。これにより、透明基板１の表裏両面に、
上,下スタンパ４１,４０の表,裏光学パターン４１ａ,４
０ａが形成される。

【００６７】この第１実施形態の光学素子の製造方法に
よれば、透明基板１の表面１ａと裏面１ｂに密着させた
紫外線硬化樹脂２ａおよび２ｂに、表,裏光学パターン
４１ａ,４０ａを同時に形成でき、短い生産時間と高い
生産効率を達成できる。

【００６８】〔第２の実施の形態〕次に、上記第１の実
施の形態で使用する光学素子の製造装置を、図２を参照
して説明する。この製造装置が、この発明の第２の実施
の形態である。

【００６９】この製造装置は、透明な表,下スタンパ４
１,４０を固定し挟み込む機構を有するダイセット部４
４と、このダイセット部４４を加圧する加圧部４９と、
透明基板１を固定するための基板固定用ハンド５９を備
えている。

【００７０】また、この製造装置は、透明基板１上の紫
外線硬化樹脂２ａ,２ｂの広がりを認識するカメラ４７
と、加圧位置と紫外線照射位置にダイセット部４４をＸ
軸方向に移動させるための搬送部４５と、紫外線を照射
する紫外線照射部４６を備えている。

【００７１】図２に示すように、ダイセット部４４に
は、あらかじめ位置決めされた透明な上スタンパ４１と
透明な下スタンパ４０が取り付けられている。図２で
は、下側に下スタンパ４０を取り付け、上側に上スタン
パ４１を取り付けたが、その逆でもよい。

【００７２】そして、図１(ａ)に示したように、上記透
明な下スタンパ４０の中心部に紫外線硬化樹脂２ｂを塗
布し、透明基板１の中心部にも紫外線硬化樹脂２ａを塗
布し、透明基板１を、図２のダイセット部４４の中に挿
入し、基板固定用ハンド５９にて透明基板１を固定す
る。基板固定用ハンド５９は、透明基板１の中心が透明
な下スタンパ４０の中心になるように透明基板１を固定
する。この基板固定用ハンド５９は、加圧方向つまり上
下方向(Ｚ軸方向)に自由に移動できるようになってい
る。

【００７３】加圧部４９は、ダイセット部４４に取りつ
けられた上スタンパ４１と下スタンパ４０が、図１(ｂ)
に示すように、透明基板１を上下から挟むように、ダイ
セット部４４を駆動する。この時、上記表,下スタンパ
４１,４０の間で、紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂが透明基板
１上に広がるのをカメラ４７で撮像する。

【００７４】このカメラ４７は、あらかじめスタンパ４
０,４１の領域を記憶した画像メモリーを有する制御部
に接続されている。そして、この制御部は、カメラ４７
が撮像した紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂの広がり領域が、
上記スタンパ４０,４１の領域外に外れたときに、加圧
部４９の加圧を停止して、透明基板１をスタンパ４０,
４１が挟み付けるのを停止させる。

【００７５】次に、上記制御部は、搬送部４５を駆動し
て、紫外線照射部４６の直下の紫外線照射位置にダイセ
ット部４４を移動させ、紫外線照射部４６からダイセッ
ト部４４に紫外線を照射して紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂ
を硬化させる。

【００７６】この第２実施形態によれば、上記カメラ４
７で紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂを撮像して、加圧部４９
による加圧を制御するから、紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂ
にスタンパ４１,４０の光学パターン４１ａ,４０ａを正
確に転写できる。

【００７７】また、この第２実施形態では、カメラ４７
で紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂの広がり領域を撮像し、上
記制御部で、上記広がり領域の重心を求める。そして、
次にホログラム素子を成形するときに、前回に求めた紫
外線硬化樹脂２ａ,２ｂの広がり領域の重心が、上,下ス
タンパ４１,４０の中心に一致するように、紫外線硬化
樹脂２ａ,２ｂを透明基板１,下スタンパ４０上に塗布す
る位置を変更する。

【００７８】この紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂの塗布位置
は、紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂを塗布した後、カメラ４
７で撮像して認識してもよく、Ｘ-Ｙ直交ステージ等に
取り付けたシリンジを使用することで機構的に紫外線硬
化樹脂を塗布できるようにしてもよい。これにより、紫
外線硬化樹脂２ａ,２ｂの塗布位置を、データとして残
すことができる。また、紫外線硬化樹脂の塗布位置と紫
外線硬化樹脂の広がり領域の重心の関係をあらかじめデ
ータベース化しておくと、紫外線硬化樹脂の正確な塗布
位置を早く決定でき、生産性向上に有効である。

【００７９】また、図３に示すような構成にしてもよ
い。この構成は、下スタンパ４０を搭載するステージ５
５を、傾きを変えられるものとし、ステージ５５の位置
データと紫外線硬化樹脂の広がり領域の重心との関係を
データベース化しておく。そして、新たに成形すると
き、このデータベースを利用して、前回に成形したとき
の紫外線硬化樹脂の広がり領域の重心に基づいて、紫外
線硬化樹脂の広がり領域の重心がスタンパの中心に来る
ように、ステージ５５を傾斜させて透明な下スタンパ４
０の傾きを変化させる。

【００８０】さらには、図４に示すように、３つの独立
した加圧機構４９ａ,４９ｂ,４９ｃからなる加圧部４９
を採用することで、紫外線硬化樹脂の広がり領域の重心
をリアルタイムで変化させるようにしてもよい。

【００８１】この加圧部４９が備える３つの独立した加
圧機構４９ａ,４９ｂ,４９ｃがダイセット部４４に接続
されている。この３つの加圧機構４９ａは、ダイセット
部４４に独立して加圧力を加えることができる。まず、
ダイセット部４４を３つの加圧機構４９ａで同等の力で
加圧していき、紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂの広がる領域
の面積がスタンパ４０の大きさの３分の１程度になった
とき、紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂが広がる領域の重心位
置がスタンパ４０の中心に一致するように、１つの加圧
機構または２つの加圧機構を残りの加圧機構より強く加
圧する。次に、紫外線硬化樹脂２ａ,２ｂが広がる領域
の面積がスタンパ４０の大きさの３分の２程度になった
ときに、再度、紫外線硬化樹脂の広がる領域の重心の位
置がスタンパの中心位置に一致するように１つの加圧機
構または２つの加圧機構を残りの加圧機構より強く加圧
し、３つの加圧機構４９ａ,４９ｂ,４９ｃの力の加減を
修正し、スタンパ４０の大きさに紫外線硬化樹脂２ａ,
２ｂが広がるようにする。

【００８２】次に、紫外線照射後、図２の加圧部４９の
上下動部４９ａを下げて、透明基板１の表裏の紫外線硬
化樹脂２ａ,２ｂから上,下スタンパ４１,４０を離型さ
せる工程について説明する。

【００８３】紫外線照射後、搬送部４５により紫外線照
射位置から加圧位置にダイセット部４４を移動する。加
圧部４９の上下動部４９ａを下げることによって、上,
下スタンパ４１,４０と透明基板１を離型できる。

【００８４】ところが、この離型が急激であると、図５
(ａ)に示すように、紫外線硬化樹脂２ａに形成された微
細パターン２ａ-１の接触部５３の摩擦力等により微細
パターン部２ａ-１に力が加わり、図５(ｂ)に示すよう
に、微細パターン２ａ-１に破損部５４が生じる。

【００８５】そこで、上記離型時に、紫外線硬化樹脂２
ａの剥がれ情報をカメラ４７で撮像し、紫外線硬化樹脂
２ａがスタンパ４１と接触している部分の面積と重心を
求める。さらに、加圧部４９に力学センサー(図示せず)
を取り付け、この力学センサーが検知した力に基づい
て、上記制御部で、加圧部４９が上下動部４９ａを下げ
る力を制御する。

【００８６】そして、上記紫外線硬化樹脂２ａと上記ス
タンパ４１との接触面積が少し小さくなるときまで、上
記加圧部４９による加圧力を少しずつ増加していき、紫
外線硬化樹脂２ａとスタンパ４１との接触面積が少し小
さくなったときの加圧力を維持する。このように加圧力
を制御することによって、加圧部４９を離型に必要な最
小限の力で駆動するようにして、ホログラム素子の微細
パターン２ａ-１に破損部５４が発生することを防止す
る。

【００８７】なお、図３に示したように、透明な下スタ
ンパ４０の下に傾きが変えられるステージ５５が設置さ
れている場合には、紫外線硬化樹脂が離型時に剥がれ始
めた箇所を、紫外線硬化樹脂とスタンパとの接触面の重
心から求めて認識し、上記傾きが可変なステージ５５に
よって、上記剥がれ始めた部分を僅かに下に傾ける。こ
れにより、離型が容易になり、離型時間を短縮でき、生
産時間を短縮できる。

【００８８】また、図２に示す基板固定用ハンド５９を
上下に駆動制御できるようにして、離型時に紫外線硬化
樹脂からスタンパが剥がれ始めた箇所で、基板固定用ハ
ンド５９を下降させて、離型を促進するようにしてもよ
い。

【００８９】また、図４に示すように、加圧部４９が３
つの加圧機構４９ａ,４９ｂ,４９ｃを備える場合には、
この３つの加圧機構４９ａ,４９ｂ,４９ｃにそれぞれ力
学センサーを取り付け、離型時には、まず、この３つの
加圧機構４９ａ,４９ｂ,４９ｃの上下動部４９ａ-１,４
９ｂ−１,４９ｃ−１を均等な力で下降させる。次に、
紫外線硬化樹脂からスタンパが剥がれ始めたときの力を
維持し、紫外線硬化樹脂の剥がれ位置に最も近い加圧機
構の下降力を少し増加させることによって、離型を促進
し、離型時間を短縮できる。

【００９０】〔第３の実施の形態〕次に、図６に、この
発明の第３実施形態としてのホログラム素子の製造装置
を示す。この第３実施形態は、図２に示した第２実施形
態と同じ構成の搬送部４５と紫外線照射部４６とを備え
ている。

【００９１】図６(ｂ)に示すように、加圧ユニット３１
は、天板３２と、ベース板３４と、ベース板３４に対し
て天板３２を支える４本の支柱３３を備える。天板３２
の下面には、ダイセットユニット８０がネジで固定さ
れ、ベース板３４の上面には、加圧手段としてのＺ軸ス
テージ６９が固定されている。このＺ軸ステージ６９
は、ダイセットユニット８０を開閉するためのものであ
る。

【００９２】図６(ａ),(ｂ)に示すように、加圧ユニッ
ト３１内には、１対(２個)の離型ハンド５０および位置
決め兼離型ハンド５１が、周方向に９０°ずつ位相がず
れた状態に配置されている。離型ハンド５０は、図示し
ない駆動源により、Ｙ方向とＺ方向に移動可能になって
いる。このＹ方向とは、図６(ｂ)において奥行き方向で
あり、Ｚ方向とは、図６(ｂ)において上下方向である。
また、位置決め兼離型ハンド５１は、図示せぬ駆動源に
より、Ｘ方向,Ｚ方向に移動可能となっている。

【００９３】図７(ｂ)に示すように、位置決め兼離型ハ
ンド５１は、透明基板１の隣接する２辺を上下から挟む
腕５１ａ,５１ｂを有している。この腕５１ａ,５１ｂ
は、基部５１ｃから斜め外方に延びており、図７(ａ)に
示すように、基板１を挟むための間隙を隔てて対向する
２枚の板５１-１,５１-２で構成されている。また、図
７(ａ),(ｂ)に示すように、この腕５１ａ,５１ｂの先端
部分には、上記２枚の板５１-１,５１-２を貫通する位
置決めピン５５５,５５５が固定されており、基部５１
ｃには、板５１-１,５１-２を貫通する位置決めピン５
７７,５７７が固定されている。

【００９４】また、離型ハンド５０は、図７(ｄ)に示す
形状をしている。この離型ハンド５０は、透明基板１を
上下から挟む腕５０ａを有している。この腕５０ａは、
基板１を挟むための間隙を隔てて対向する２枚の板５０
-１,５０-２で構成されている。

【００９５】次に、図１０を参照して、ダイセットユニ
ット８０の構造を詳細に説明する。ダイセットユニット
８０は、上ダイセット８５と下ダイセット８６を有して
いる。下ダイセット８６は、上下動用Ｚ軸ステージ６９
に連結されており、下ダイセット８６の下面には４個の
リニアブッシュ４８が固定されている。そして、このリ
ニアブッシュ４８には、ガイドポスト４７が挿通されて
おりガイドポスト４７の上端は上ダイセット８５の下面
に固定されている。これにより、上記Ｚ軸ステージ６９
を駆動することで、上ダイセット８５に対して下ダイセ
ット８６が上下動するようになっている。この下ダイセ
ット８６の上動が、ダイセットユニット８０の閉動作で
あり、下ダイセット８６の下動が、ダイセットユニット
８０の開動作である。なお、図１０に示すように、上記
天板３２および上ダイセット８５は、中央貫通穴３２ａ
および８５ａを有し、この貫通穴３２ａ,８５ａを通し
て、その下の紫外線透過型台部材４３,紫外線透過型材
質の上スタンパ４１に紫外線を照射できるようになって
いる。

【００９６】下ダイセット８６には、アライメントステ
ージ４２が取付けられている。このアライメントステー
ジ４２の上面に紫外線透過型材質の下スタンパ４０が取
付けられる。この下スタンパ４０の外周面取り部４０ａ
に、円環状のスタンパ押え治具３８が上下に嵌合してお
り、このスタンパ押え治具３８は、アライメントステー
ジ４２にネジで固定されている。

【００９７】一方、上ダイセット８５には、紫外線透過
型台部材４３が取付けられる。この台部材４３の下面に
紫外線透過型材質の上スタンパ４１が取付けられる。こ
の上スタンパ４１の外周面取り部４１ａに、円環状のス
タンパ押え治具３９が上下に嵌合しており、このスタン
パ押え治具３９は、上記台部材４３にネジで固定されて
いる。

【００９８】次に、図１１(ａ),(ｂ)を参照して、上ス
タンパ押え治具３９の構造を説明する。この上スタンパ
押え治具３９は、図１１(ａ)に示すように、内周側に周
方向に所定間隔を隔てて８個の爪３９ａを有し、この爪
３９ａは、図１１(ｂ)に示すように、上スタンパ４１の
外周面取り部４１ａに嵌合するテーパ形状になってい
る。なお、下スタンパ押え治具３８も、上スタンパ押え
治具３９と同じ構造になっている。また、図１１(ｃ),
(ｄ)に、上スタンパ４１を示す。上スタンパ４１は、円
板形状であり、外周縁部が面取り形状になっている。こ
の外周面取り部４１ａが、図１１(ａ),(ｂ)に示す上ス
タンパ押え治具３９のテーパ形状の爪３９ａに嵌合する
形状になっている。

【００９９】図１０の破線で囲んだ円内に示すように、
上記上スタンパ４１の外周面取り部４１ａが、上スタン
パ押え治具３９のテーパ形状の爪３９ａに下から嵌合す
るようになっており、かつ、爪３９ａと面取り部４１ａ
の間に、略くさび形状の樹脂溜め部３７が形成されるよ
うになっている。この樹脂溜め部３７に、上スタンパ４
１と基板１の間からはみ出してきた余分な樹脂を溜める
ことができるので、樹脂が外部に流失されることを防ぐ
ことができる。また、この樹脂溜め部３７に樹脂を流入
させる作用によって、樹脂の回り込みが悪い領域に樹脂
がまわり易くすることができる。したがって、この樹脂
溜め部３７の容量相当分だけ樹脂量を規定値より多めに
塗布すれば、領域不良の発生率を極力抑えることがで
き、かつ、成形完了後の基板の形状を均一にすることが
できる。

【０１００】次に、上記構成のホログラム素子の製造装
置を用いてホログラム素子を製造する方法を説明する。

【０１０１】まず、製造の前準備として、上下のスタン
パ４１,４０の位置調整を実施する。図８と図９を参照
して、スタンパ４１,４０の位置調整について説明す
る。図８に示すように、ダイセットユニット８０を、ダ
イセット搭載部６５に搭載する。そして、上ダイセット
８５の貫通穴８５ａの上方に、２台のＣＣＤカメラ６
１,６１を設置する。この２台のＣＣＤカメラ６１,６１
には、それぞれ、鏡筒６０,６０が取りつけられてい
る。この鏡筒６０,６０には、それぞれ、同軸落射照明
６２が接続されている。また、上記ＣＣＤカメラ６１
は、モニター６３に接続されている。上記モニター６
３,ＣＣＤカメラ６１,鏡筒６０,同軸落射照明６２が上
下スタンパ認識部６４を構成している。

【０１０２】そして、まず、ダイセットユニット８０を
ダイセット搭載部６５のＺ軸ステージ６６の上に搭載す
る。次に、Ｚ軸ステージ６６を用いて下ダイセット８６
を上昇させ、上スタンパ４１と下スタンパ４０が接触す
る少し前で止める。次に、上下スタンパ認識部６４で
上,下スタンパ４１,４０の任意の箇所を撮像し、モニタ
ー６３にその像を写す。モニター６３には、２台のＣＣ
Ｄカメラ６１,６１で撮像した像が写し出されるように
なっており、上,下スタンパ４１,４０に形成されている
パターンの任意の箇所の位置ズレを認識できる。もし、
上,下スタンパ４１,４０の位置がズレていれば、アライ
メントステージ４２に対向しているアライメント治具４
２-１を用いて、上スタンパ４１に対する下スタンパ４
０の位置を調整する。図９に示すように、８個のアライ
メント治具４２-１が、アライメントステージ４２の各
辺に２個づつ対向するように、下ダイセット４６に固定
されている。このアライメント治具４２-１は、アライ
メントステージ４２の４つの側面を４組(８個)の押しネ
ジ４２-１ａと引きネジ４２-１ｂによって、Ｘ,Ｙ方向
およびθ方向に調整できるようになっている。

【０１０３】アライメント用治具４２-１を用いて、ア
ライメントステージ４２を下ダイセット８６の上面８６
ａ上でＸ,Ｙ,θ方向の位置調整を行う。この位置調整が
完了すると、アライメントステージ４２を下ダイセット
８６にネジで固定する。これにより、上スタンパ４１を
基準にして下スタンパを位置調整することによるスタン
パ位置調整が完了する。なお、上記上スタンパ４１およ
び下スタンパ４０にそれぞれ、位置調整用のアライメン
トマークを形成しておけば、位置調整を行い易くなる。

【０１０４】次に、上記上,下スタンパ４０,４１の位置
調整が完了したダイセットユニット３０を加圧ユニット
３１に取り付け、ホログラム素子を製造する工程を、図
１２,１３,１４,１５を順に参照して説明する。なお、
図１２〜１５では、透明基板１を中心にして、Ｚ軸方向
の上方から下方に見た様子と、Ｙ軸方向前方から見た様
子を１セットにして示している。

【０１０５】まず、図１２(ａ)に示すように、下スタン
パ４０の上面に紫外線硬化樹脂２ａを塗布する。そし
て、透明基板１の上面に紫外線硬化樹脂２ｂを塗布し、
ダイセットユニット８０内に挿入し、一対の離型ハンド
５０,５０と一対の位置決め兼離型ハンド５１,５１の間
に、透明基板１を位置させる。

【０１０６】次に、図１２(ｂ)に示すように、一対の離
型ハンド５１をＸ軸方向に接近移動させ、離型ハンド５
１が有する腕５１ａ５１ｂの２枚の板５１-１,５１-２
の間に透明基板１を上下から挟むようにすると同時に、
透明基板１の隣接する２辺に位置決めピン５５,５７を
当接させて、透明基板１の位置決めが完了する。次に、
図１２(ｃ)に示すように、位置決め兼離型ハンド５１を
Ｚ軸上方向に移動させ、透明基板１を上スタンパ４１に
接触する寸前で停止させる。

【０１０７】次に、ダイセット開閉用Ｚ軸ステージ６９
を駆動し、図１３(ｄ)に示すように、下スタンパ４０を
上昇させる。これにより、下スタンパ４０が、位置決め
兼離型ハンド５１に支持されている透明基板１の下面に
接触する。そして、下スタンパ４０を、さらに、上昇さ
せることによって、透明基板１は、下スタンパ４０と上
スタンパ４１の両方に接触する。すなわち、上,下スタ
ンパ４０,４１によって、透明基板１が挟まれて加圧さ
れる。

【０１０８】次に、図１３(ｅ)に示すように、上,下ス
タンパ４０,４１で上下方向から透明基板１を加圧し、
この加圧状態を保持することによって、透明基板１の上
面と下スタンパ４０の上面に塗布した紫外線硬化樹脂２
ａ,２ｂが透明基板１内で広がり、所定の領域に紫外線
硬化樹脂２ａ,２ｂが満たされる。その後、紫外線光を
上ダイセット８５の上方から照射することによって、紫
外線硬化樹脂２ａ,２ｂを硬化させる。次に、図１３
(ｆ)に示すように、一対の離型ハンド５０,５０をＹ軸
方向に移動させ接近させて中心部に近づけ、各離型ハン
ド５０で、透明基板１の隣接２辺を挟む。これにより、
離型ハンド５０,５０と５１,５１の４つのハンドで、透
明基板１の４つの角部が支持されたことになる。

【０１０９】次に、ダイセット上下動用Ｚ軸ステージ６
９を駆動し、図１４(ｇ)に示すように、下スタンパ４０
を下降させ、ダイセットユニット８０を開く。このよう
に、４つのハンド５０,５０,５１,５１で透明基板１を
上下から挟んでいる状態で、下スタンパ４０を下降させ
るから、離型ハンド５１,５０が、基板１が下降するこ
とを防ぐストッパとなり、透明基板１を下スタンパ４０
から確実に離型できる。次に、図１４(ｈ)に示すよう
に、一対の離型ハンド５０,５０を、Ｙ軸方向に移動さ
せ、中心部から離隔させる。次に、図１４(ｉ)に示すよ
うに、一対の位置決め兼離型ハンド５１,５１を、Ｚ軸
方向下方に移動させて、透明基板１を上スタンパ４１か
ら離型させる。次に、図１５(ｊ)に示すように、一対の
位置決め兼離型ハンド５１を、中心部から離れるＸ軸方
向に移動させることによって、透明基板１が、フリーに
なり、ダイセットユニット８０から排出できる。

【０１１０】上記図１２〜１５に示した工程によって、
透明基板１の両面に、上,下スタンパ４１,４０が有する
転写用光学パターン形状を同時に転写でき、効率よくホ
ログラム素子基板１を作製できる。また、上下スタンパ
のパターン位置調整が、スタンパを取り付けた時の一回
だけですみ、製造効率の向上を図ることができる。

【０１１１】また、この第３実施形態のホログラム素子
の製造装置によれば、図１０に示したように、上スタン
パ４１と上スタンパ押え治具３９の間に樹脂溜め部３７
が形成されている。したがって、紫外線硬化樹脂２ｂの
塗布位置のズレが発生した場合や、上,下ダイセット８
５,８６の平行度が出ていなかった場合であっても、上
スタンパ４１の全域に紫外線硬化樹脂２ｂを回わすこと
ができ、スタンパパターンを透明基板１に正確に転写す
ることができる。

【０１１２】なお、この発明が対象とする光学素子は、
その表裏両面に何らかの光学パターンを有する光学素子
であれば何でもよいが、光ディスク,光磁気ディスクに
記録されている光情報を光学的に読み取ると共に、フォ
ーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成する
光ピックアップに用いられるホログラムに適用すれば好
適である。

【０１１３】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１およ
び２の発明の光学素子の製造方法および製造装置によれ
ば、表,下スタンパを紫外線透過型材質とし、透明基材
の表側と裏側に配置した紫外線硬化樹脂を表,下スタン
パで挟んで、紫外線硬化樹脂に原盤パターンを転写し、
表,下スタンパに挟まれた紫外線硬化樹脂に紫外線を照
射して、透明基材の表と裏に光学パターンを一括成形す
る。

【０１１４】したがって、この請求項１,２の発明によ
れば、透明基材の表面と裏面に密着させた紫外線硬化樹
脂に、表,裏光学パターンを同時に成形することがで
き、短い生産時間と高い生産効率を達成できる。

【０１１５】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の光学素子の製造装置において、透明基材を、スタンパ
より大きい外形形状とし、かつ矩形形状としたから、ス
タンパから透明基材を離型させ易くなる。

【０１１６】また、請求項４の発明は、請求項２または
３に記載の光学素子の製造装置において、少なくとも２
個の離型ハンドで、透明基材の外周部４辺を挟み込んだ
安定した状態で、透明基材を表,下スタンパから離型さ
せることができる。したがって、離型時に、第１,第２
紫外線硬化樹脂に形成された表,裏光学パターンを損傷
させることを防止でき、生産性を向上させることができ
る。

【０１１７】また、請求項５の発明は、請求項４に記載
の光学素子の製造装置において、離型ハンドは、透明基
板を位置決めする位置決めピンを備えているから、透明
基板を離型ハンドで挟んだ状態で、離型ハンドに対する
透明基板の位置決めを正確に行うことができる。したが
って、表,下スタンパに対して透明基板を高精度に位置
決めできる。

【０１１８】また、請求項６の発明は、請求項２乃至５
のいずれか１つに記載の光学素子の製造装置において、
表,下スタンパの外周を面取り形状とし、面取り形状に
嵌合する形状を有するスタンパ押え部材を備え、スタン
パ押え部材に表,下スタンパを嵌合させて、スタンパ押
え部材をダイセットにネジ固定することで、表,下スタ
ンパをダイセットに取り付け可能とし、かつ、ネジを緩
めて上記ダイセットから上記表,下スタンパを取り外す
ことができるようにした。この請求項６の発明では、ダ
イセットにネジ固定できるスタンパ押え部材で、表,下
スタンパをダイセットに対して着脱可能になる。

【０１１９】また、請求項７の発明は、請求項６に記載
の光学素子の製造装置において、表,下スタンパとスタ
ンパ押え部材を嵌合させた状態で、表,下スタンパとス
タンパ押え部材との間に、樹脂溜り部が形成されるよう
にした。この請求項７の発明では、表,下スタンパとス
タンパ押え部材との間に形成される樹脂溜り部によっ
て、外部への樹脂の流出を防ぎ、かつ、樹脂の周りが悪
い領域に樹脂を回り込み易くすることができる。

【０１２０】また、請求項８の発明は、請求項７に記載
の光学素子の製造装置において、ダイセットが加圧手段
に対して脱着可能になっていて、ダイセットを加圧手段
から取り外した状態で、表,下スタンパを位置調整でき
る。したがって、ダイセットに対する表,下スタンパの
位置調整を行い易くなる。

【０１２１】また、請求項９の発明は、請求項８に記載
の光学素子の製造装置において、上記下スタンパが搭載
され、上記上スタンパを基準にして、上記下スタンパの
位置を調整できるアライメントステージを備えた。この
請求項９の発明では、アライメントステージによって、
上スタンパに対する下スタンパの位置調整を行えるか
ら、表,下スタンパの位置合わせを正確に行うことがで
きる。

【０１２２】また、請求項１０の発明は、請求項９に記
載の光学素子の製造装置において、上記上スタンパと下
スタンパには、それぞれ、アライメントマークが形成さ
れており、上記表,下スタンパのアライメントマークを
認識する少なくとも２台の認識手段を備えた。この請求
項１０の発明では、少なくとも２台の認識手段で、表,
下スタンパに形成されたアライメントマークを認識する
ことによって、上スタンパと下スタンパとを正確に位置
合わせできる。

【０１２３】また、請求項１１の発明の光学素子の製造
装置は、撮像手段で、透明基材と表,下スタンパの間で
の第１,第２紫外線硬化樹脂の広がりを認識し、この撮
像手段が認識した紫外線硬化樹脂の広がり状態に応じ
て、加圧手段による加圧状態を制御する。したがって、
加圧手段の加圧誤差を抑制でき、透明基材と表,下スタ
ンパとの間で、第１,第２紫外線硬化樹脂を均一、か
つ、はみ出さないように広げることができる。したがっ
て、この発明の光学素子の製造装置によれば、透明基材
の表面と裏面に密着させた第１,第２紫外線硬化樹脂
に、表,裏光学パターンを同時に正確に転写することが
でき、短い生産時間と高い生産効率を達成できる。

【０１２４】また、請求項１２の発明は、請求項１１に
記載の光学素子の製造装置において、撮像手段が認識し
た紫外線硬化樹脂の広がり情報に応じて、スタンパ上お
よび透明基材上に紫外線硬化樹脂を塗布する位置を変更
して、スタンパと透明基材との間で紫外線硬化樹脂を均
等に広げるようにしている。したがって、より一層高い
生産効率の達成を図れる。

【０１２５】また、請求項１３の発明は、請求項１１に
記載の光学素子の製造装置において、スタンパ傾斜機構
で、スタンパ固定部の傾きを制御して、表,下スタンパ
の平行度を制御することによって、第１,第２紫外線硬
化樹脂が表,下スタンパと透明基材との間で均等に広が
るようにする。したがって、この請求項３の発明によれ
ば、より一層高い生産効率の達成を図れる。

【０１２６】また、請求項１４の発明は、請求項１１に
記載の光学素子の製造装置において、加圧手段が備える
複数の加圧部の加圧力を、紫外線硬化樹脂の広がり情報
に応じて制御して、表,下スタンパと透明基材との間で
第１,第２紫外線硬化樹脂が均等に広がるようにする。
したがって、この請求項４の発明によれば、より一層高
い生産効率の達成を図れる。

【０１２７】また、請求項１５の発明は、請求項１１乃
至１４のいずれか１つに記載の光学素子の製造装置にお
いて、上記加圧手段は、力学センサーを備え、撮像手段
が、加圧手段が紫外線照射後に紫外線硬化樹脂からスタ
ンパを離型するときの紫外線硬化樹脂の剥がれ状態を認
識し、上記認識した剥がれ状態に応じて、上記加圧部の
力を制御する。これにより、離型時に、紫外線硬化樹脂
に形成した光学パターンが破損することを防止できるか
ら、生産性を向上できる。

【０１２８】また、請求項１６の発明は、請求項１３ま
たは１４に記載の光学素子の製造装置において、撮像手
段が、加圧手段が紫外線照射後に紫外線硬化樹脂からス
タンパを離型するときの紫外線硬化樹脂の剥がれ状態を
認識し、この認識した剥がれ状態に応じて、スタンパ傾
斜機構または加圧手段の複数の加圧部を制御して、表,
下スタンパの傾きを制御する。これにより、表,下スタ
ンパの傾きに起因して、離型時に紫外線硬化樹脂に形成
した光学パターンが破損することを防止できるから、生
産性を向上できる。

【０１２９】また、請求項１７の発明は、請求項１３ま
たは１４に記載の光学素子の製造装置において、撮像手
段が撮像した剥がれ状態に応じて、離型機構部が透明基
材の少なくとも２点以上を、紫外線硬化樹脂が表,下ス
タンパから剥がれる方向に押さえるから、離型を容易に
することができる。

【０１３０】また、請求項１８の発明は、紫外線硬化樹
脂からスタンパを離型するときの紫外線硬化樹脂の剥が
れ状態を撮像手段で認識し、この認識した剥がれ状態に
応じて複数の加圧部を制御して離型を容易にする。これ
により、離型時に、紫外線硬化樹脂に形成した光学パタ
ーンが破損することを防止できるから、生産性を向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の光学素子の製造方法の第１の実施
の形態を説明する工程図である。

【図２】 上記第１の実施の形態で使用する本発明の光
学素子の製造装置の第２実施形態であるホログラム素子
の製造装置の構成図である。

【図３】 上記第２実施形態で採用される傾き機構を持
つダイセット部４４を示す図である。

【図４】 上記第２実施形態で採用される３つの加圧機
構を持つダイセット部を示す図である。

【図５】 上記第２実施形態における離型時の微細パタ
ーンの破損説明図である。

【図６】 図６(ａ)はこの発明の第３実施形態のホログ
ラム素子の製造装置を上方から見た様子を示す平面図で
あり、図６(ｂ)は上記第３実施形態をＹ方向から見た様
子を示す側面図であり、図６(ｃ)は上記第３実施形態を
Ｘ方向から見た様子を示す側面図である。

【図７】 図７(ａ)は上記第３実施形態の位置決め兼離
型ハンド５１の正面図であり、図７(ｂ)は上記離型ハン
ド５１の平面図であり、図７(ｃ)は上記離型ハンド５１
の側面図であり、図７(ｄ)は離型ハンド５０の正面図で
あり、図７(ｅ)は離型ハンド５０の平面図であり、図７
(ｆ)は離型ハンド５０の側面図である。

【図８】 上記第３実施形態において、ダイセット８０
の上方に上下スタンパ認識部６４を配置した様子を示す
模式図である。

【図９】 上記第３実施形態におけるアライメントステ
ージ４２とアライメント治具４２-１を示す模式図であ
る。

【図１０】 上記第３実施形態のダイセットユニット８
０の構造を示す部分断面図である。

【図１１】 図１１(ａ)は上記第３実施形態の上スタン
パ押え治具３９の平面図であり、図１１(ｂ)は図１１
(ａ)のＸ-Ｘ断面図であり、図１１(ｃ)は第３実施形態
の上スタンパ４１の平面図であり、図１１(ｄ)は図１１
(ｃ)のＸ-Ｘ断面図である。

【図１２】 図１２(ａ)〜(ｃ)は、上記第３実施形態の
製造装置でホログラム素子を製造する工程を説明する工
程図である。

【図１３】 図１３(ｄ)〜(ｆ)は、図１２(ａ)〜(ｃ)に
示した工程に続く工程を示す工程図である。

【図１４】 図１４(ｇ)〜(ｉ)は、図１３(ｄ)〜(ｆ)に
示した工程に続く工程を示す工程図である。

【図１５】 図１５(ｊ)は、図１４(ｇ)〜(ｉ)に示した
工程に続く工程を示す工程図である。

【図１６】 第１従来例のホログラム素子の製造方法を
示す工程図である。

【図１７】 第２従来例の２Ｐ法(フォトポリマ法)によ
るホログラム素子の製造方法を示す工程図である。

【図１８】 第３従来例の２Ｐ法によるホログラム素子
を製造する方法を示す工程図である。

【符号の説明】

１…透明基板、１ａ…表面、１ｂ…裏面、２ａ,２ｂ…
紫外線硬化樹脂、３１…加圧ユニット、３２…天板、３
３…支柱、３４…ベース板、３８…上スタンパ押さえ治
具、３９…下スタンパ押さえ治具、４０…下スタンパ、
４１…上スタンパ、４１ａ…転写用表光学パターン、４
０ａ…転写用裏光学パターン、４２…アライメントステ
ージ、４４…ダイセット部、４５…搬送部、４６…紫外
線照射部、４７…画像認識カメラ、４９…加圧部、５０
…離型ハンド、５１…位置決め兼離型ハンド、６１…Ｃ
ＣＤカメラ、６４…上下スタンパ認識部、６９…Ｚ軸ス
テージ、８０…ダイセットユニット、８５…上ダイセッ
ト、８６…下ダイセット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/22 Ｇ１１Ｂ 7/22 Ｆターム(参考） 2H049 AA40 AA43 AA57 AA65 CA08 CA20 CA28 2K008 AA00 GG05 4F213 AA44 AH73 AH79 AJ03 AJ06 WA05 WA53 WA56 WA86 WA97 WB01 WC01 5D119 AA04 AA38 BA01 JA03 JA22 NA05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写用表スタンパと転写用裏スタンパが
   有する原盤パターンを、透明基材の表面と裏面に転写し
   て、上記透明基材に光学パターンを形成する光学素子の
   製造方法であって、 上記表,裏スタンパを紫外線透過型材質とし、上記透明
   基材の表側と裏側に配置した紫外線硬化樹脂を上記表,
   裏スタンパで挟んで、上記紫外線硬化樹脂に上記原盤パ
   ターンを転写し、上記表,裏スタンパに挟まれた紫外線
   硬化樹脂に紫外線を照射して、上記透明基材の表と裏に
   光学パターンを一括成形することを特徴とする光学素子
   の製造方法。
2. 【請求項２】 転写用表スタンパと転写用裏スタンパが
   有する原盤パターンを、透明基材の表面と裏面に転写し
   て、上記透明基材に光学パターンを形成する光学素子の
   製造装置であって、 上記表,裏スタンパを紫外線透過型材質とし、 上記透明基材の表側と裏側に配置した紫外線硬化樹脂を
   上記表,裏スタンパで挟んで、上記紫外線硬化樹脂に上
   記原盤パターンを転写する加圧手段と、 上記表,裏スタンパに挟まれた紫外線硬化樹脂に紫外線
   を照射して、上記透明基材の表と裏に光学パターンを一
   括成形する紫外線照射部とを備えたことを特徴とする光
   学素子の製造装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光学素子の製造装置に
   おいて、 上記透明基材を、上記スタンパより大きい外形形状と
   し、かつ矩形形状としたことを特徴とする光学素子の製
   造装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の光学素子の製
   造装置において、 上記透明基材の外周部４辺を挟み込む形状の少なくとも
   ２個の離型ハンドを用いて、上記透明基材を、上記表ス
   タンパおよび裏スタンパから離型することを特徴とする
   光学素子の製造装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光学素子の製造装置に
   おいて、 上記離型ハンドは、上記透明基板を位置決めする位置決
   めピンを備えていることを特徴とする光学素子の製造装
   置。
6. 【請求項６】 請求項２乃至５のいずれか１つに記載の
   光学素子の製造装置において、 上記表,裏スタンパの外周を面取り形状とし、 上記面取り形状に嵌合する形状を有するスタンパ押え部
   材を備え、 上記スタンパ押え部材に上記表,裏スタンパを嵌合させ
   て、上記スタンパ押え部材をダイセットにネジ固定する
   ことで、上記表,裏スタンパを上記ダイセットに取り付
   け可能とし、かつ、上記ネジを緩めて上記ダイセットか
   ら上記表,裏スタンパを取り外すことができるようにし
   たことを特徴とする光学素子の製造装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の光学素子の製造装置に
   おいて、 上記表,裏スタンパと上記スタンパ押え部材を嵌合させ
   た状態で、上記表,裏スタンパと上記スタンパ押え部材
   との間に、樹脂溜り部が形成されるようにしたことを特
   徴とする光学素子の製造装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の光学素子の製造装置に
   おいて、 上記ダイセットが上記加圧手段に対して脱着可能になっ
   ていて、 上記ダイセットを上記加圧手段から取り外した状態で、
   上記表,裏スタンパを位置調整できるようになっている
   ことを特徴とする光学素子の製造装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の光学素子の製造装置に
   おいて、 上記裏スタンパが搭載され、上記表スタンパを基準にし
   て、上記裏スタンパの位置を調整できるアライメントス
   テージを備えたことを特徴とする光学素子の製造装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の光学素子の製造装置
    において、 上記表スタンパと裏スタンパには、それぞれ、アライメ
    ントマークが形成されており、 上記表,裏スタンパのアライメントマークを認識する少
    なくとも２台の認識手段を備えたことを特徴とする光学
    素子の製造装置。
11. 【請求項１１】 転写用表光学パターンが形成された透
    明な表スタンパと、転写用裏光学パターンが形成された
    透明な裏スタンパと、 透明基材の表面と上記表スタンパの間に挟み込んだ第１
    紫外線硬化樹脂と、上記透明基材の裏面と上記裏スタン
    パとの間に挟み込んだ第２紫外線硬化樹脂とを、上記
    表,裏スタンパで上記透明基材に加圧して押し広げ、上
    記第１,第２紫外線硬化樹脂に上記表,裏光学パターンを
    転写する加圧手段と、 上記透明基材と上記表,裏スタンパの間に挟まれていて
    上記表,裏光学パターンが転写された第１,第２紫外線硬
    化樹脂に紫外線を照射して、上記第１,第２紫外線硬化
    樹脂を硬化させる紫外線照射手段と、 上記透明基材と上記表,裏スタンパの間での上記第１,第
    ２紫外線硬化樹脂の広がりを認識する撮像手段とを備
    え、 上記撮像手段が認識した紫外線硬化樹脂の広がり状態に
    応じて、上記加圧手段による加圧状態を制御することを
    特徴とする光学素子の製造装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の光学素子の製造装
    置において、 上記撮像手段が認識した上記紫外線硬化樹脂の広がり情
    報に応じて、上記スタンパ上および上記透明基材上に上
    記紫外線硬化樹脂を塗布する位置を変更して、上記スタ
    ンパと上記透明基材との間で、上記紫外線硬化樹脂が均
    等に広がるようにすることを特徴とする光学素子の製造
    装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の光学素子の製造装
    置において、 上記表スタンパまたは裏スタンパが取り付けられるスタ
    ンパ固定部の傾きを変えるスタンパ傾斜機構を備え、 上記撮像手段が認識した上記紫外線硬化樹脂の広がり情
    報に応じて、上記スタンパ傾斜機構を制御して、上記
    表,裏スタンパの平行度を制御し、 上記表,裏スタンパと上記透明基材との間で、上記第１,
    第２紫外線硬化樹脂が均等に広がるようにすることを特
    徴とする光学素子の製造装置。
14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の光学素子の製造装
    置において、 上記加圧手段は、複数の加圧部を備え、 この複数の加圧部の加圧力を、上記紫外線硬化樹脂の広
    がり情報に応じて制御して、上記表,裏スタンパと上記
    透明基材との間で、上記第１,第２紫外線硬化樹脂が均
    等に広がるようにすることを特徴とする光学素子の製造
    装置。
15. 【請求項１５】 請求項１１乃至１４のいずれか１つに
    記載の光学素子の製造装置において、 上記加圧手段は、力学センサーを備え、 上記加圧手段が上記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂
    から上記スタンパを離型するときの上記紫外線硬化樹脂
    の剥がれ状態を上記撮像手段で認識し、 上記認識した剥がれ状態に応じ、上記力学センサーから
    の信号に基づいて、上記加圧部の力を制御することを特
    徴とする光学素子の製造装置。
16. 【請求項１６】 請求項１３または１４に記載の光学素
    子の製造装置において、 上記加圧手段が上記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂
    から上記スタンパを離型するときの上記紫外線硬化樹脂
    の剥がれ状態を上記撮像手段で認識し、 上記認識した剥がれ状態に応じて、上記スタンパ傾斜機
    構または上記加圧手段の複数の加圧部を制御して、上記
    表,裏スタンパの傾きを制御することを特徴とする光学
    素子の製造装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３または１４に記載の光学素
    子の製造装置において、 上記透明基材の少なくとも２点以上を、硬化した紫外線
    硬化樹脂が表,裏スタンパから剥がれる方向に押さえる
    離型機構部を備え、 上記加圧手段が上記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂
    から上記スタンパを離型するときの上記紫外線硬化樹脂
    の剥がれ状態を上記撮像手段で認識し、上記認識した剥
    がれ状態に応じて上記離型機構部を制御することを特徴
    とする光学素子の製造装置。
18. 【請求項１８】 請求項１４に記載の光学素子の製造装
    置において、 上記加圧手段が上記紫外線照射後に上記紫外線硬化樹脂
    から上記スタンパを離型するときの上記紫外線硬化樹脂
    の剥がれ状態を上記撮像手段で認識し、 上記認識した剥がれ状態に応じて上記複数の加圧部を制
    御して、離型を容易にすることを特徴とする光学素子の
    製造装置。