(57)【要約】【課題】特に光ファイバを精密に接続するためのプレート状ワークピースの製造方法を提供する。【解決手段】表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法を提供する。プレスステップを行う前に、プレフォームをパターンが形成された第一金型と第二金型と間に設置される。その第一金型及び第二金型を、プレフォームの状態を変化可能な温度程度に加熱すると、プレフォームにパターンを押し付ける。その後、パターン付きプレフォームを第二金型と共に冷却して収縮すると、ワークピースを完成する。そのパターン付きプレフォームは熱伝導により底面から上面まで冷却することから、温度分布は、水平方向に向かって等温となる。それによれば、表面に高精度の微小構造を備えるワークピースを製造することができ、複数の光ファイバを接続して信号を伝送する方面に利用することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成される第一面部を有する第一金型を設置すると共に、該第一面部に面するように第二金型を設置するプレス形成装置を設置するステップ（Ａ）と、
前記第一金型と第二金型との間にプレフォームを設置するステップ（Ｂ）と、
前記プレフォームをプレス形成可能な状態となるように、第一金型及び第二金型を加熱するステップ（Ｃ）と、
前記第一金型及び第二金型がプレフォームを押圧すると共に、該第一金型のパターンがプレフォームに押し付けることによって、パターン付きプレフォームを形成するステップ（Ｄ）と、
前記第二金型を冷却して、パターン付きプレフォームを第一金型から取り外すことによって、表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースを形成するステップ（Ｅ）と、を有することを特徴とする、
表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項２】
前記第一金型の第一面部に面する第一面部と、該第一面部と反対する側に形成される第二面部を備える第二金型を冷却する時、０．５度／秒の温度下降速度で第二面部から第二金型を冷却することを特徴とする請求項１に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項３】
前記第二金型を冷却するステップは、まず０．５度／秒の温度下降速度で第二面部から第二金型を冷却し、その後、第二金型を、１．５度／秒ないし２度／秒の温度下降速度で再度温度を下げることを特徴とする請求項２に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項４】
前記第二金型を冷却するステップにおいて前記第一金型を冷却する時、０．５度／秒の温度下降速度で冷却することを特徴とする請求項３に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項５】
前記プレフォームは、光学ガラスからなり、
前記プレフォームをプレス形成可能な状態となるように、第一金型及び第二金型を加熱するステップにおいて、前記第一金型及び第二金型を３５０度ないし７００度で加熱し、
前記第一金型及び第二金型がプレフォームを押圧して、パターン付きプレフォームを形成するステップにおいて、プレフォームを等温で６０秒ないし１００秒押圧し続けることを特徴とする請求項４に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項６】
前記第一金型の第一面部の中心線における平均表面粗度を、２０ナノメートル以下とすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項７】
前記第二金型を冷却するステップでは、窒素、酸素、またはそれらの組み合わせからなる冷気を前記第二金型の第二面部にへ向って吹き出して第二金型を冷却することを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項８】
前記第一金型と第二金型との間にプレフォームを設置するステップにおいて、その第一金型、第二金型、プレフォームを密閉空間に配置すると共に、該密閉空間の圧力を５×１０-3トル以下とすることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の表面に微構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項９】
前記プレート状ワークピースの表面に複数の溝部が同じの方向Ｄに沿って延設され、該各溝部は、鋭角を構成する２つの隣接した傾斜面を備え、なお、該各溝部における、幅の平均を１０５マイクロメートルないし１９５マイクロメートルとし、幅の寸法公差を０．２マイクロメートルないし０．３５マイクロメートルとする微小構造を形成することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項１０】
前記各溝部との間の間隔の平均を１２７マイクロメートルないし２５０マイクロメートルとし、その間隔の寸法公差を０．２マイクロメートルないし０．５マイクロメートルとすることを特徴とする請求項９に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【請求項１１】
それぞれ相対するように第二金型上かつプレフォームの両側に２つの固定部材が取り付けられ、該各固定部材の長手方向は、微小構造を備えるプレート状ワークピースの溝部と平行に形成され、また、該各固定部材におけるプレフォームに面する側に、プラチナイリジウム合金膜或いはダイヤモンド状炭素膜が被覆されることを特徴とする請求項９または１０に記載の表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に光ファイバを精密に接続するための光ファイバのプレート状ワークピースの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバとは、内部からコア、クラッドが順に形成される複数のファイバからなり、ファイバの全反射により信号を長距離伝送するものであり、そのクラッドの内径は約１２５ミクロンであるが、コアの外径は約１０ミクロン乃至６２．５ミクロンしかないことから、複数の光ファイバを接続する場合には精密な作業が求められ、もし精度が足りないと、光ファイバで伝送された信号が減衰してしまい、信号伝送の目的を失ってしまう。
【０００３】
複数の光ファイバを接続する時は、接続効率を高めるために、よくパッシブアライメント（Ｐａｓｓｉｖｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）が利用される。これによれば、まず光ファイバをワークピースに配置し、光ファイバのワークピース或いは他の光学装置（例えば、発光体や、光受信体、光導波路など）に校正目盛を付け、その校正目盛によって、接続しようとする光ファイバを固定する。しかしながら、この接続方法では、光ファイバを精密に接続するために、微小構造を備える光ファイバのワークピースに高精度が求められる。
【０００４】
図６に示すように、２つの光ファイバのワークピース６１、６２にそれぞれ複数のＶ字形の溝部が形成され、これらの溝部に光ファイバ６１１、６１２、６２１，６２２が配置され、また、その光ファイバのワークピース６１、６２に高精度な微小構造があれば（すなわち、それらＶ字形の溝部がそれぞれ平行に配列されると共に、形状や寸法も一致する）、そのワークピース６１の光ファイバ６１１がワークピース６２の光ファイバ６２１と精密に接続することができるので、光学信号の減衰現象を大幅に減少できる。
【０００５】
一方、その光ファイバのワークピース６１の溝部が平行に配列されていない場合には、その傾斜した溝部に位置する光ファイバ６１２もずれてしまい、その結果、光ファイバ６１２がワークピース６２の光ファイバ６２１と精密に対応することができないので、その接続箇所における光学信号の減衰がひどくなり、光学信号の伝送できる距離を大幅に減少させてしまう。
【０００６】
また、２つの光ファイバをそれぞれ、平行に配列される溝部を有するワークピースに配置したとしても、それらＶ字形の溝部にわずかなずれがあれば、ワークピースに配置されている光ファイバもずれることになる。
【０００７】
図７においては、ワークピース７１に配置されている光ファイバ７１１、７１２と、ワークピース７２に配置されている光ファイバ７２１、７２２とが平行に配列されているが、そのワークピース７１の微小構造とワークピース７２の微小構造との寸法または間隔が異なる場合、例えば、図７の如く、溝部と溝部との間隔が等しくない状態において、その光ファイバ７１１が光ファイバ７２１と対応していても、その光ファイバ７１２が光ファイバ７２２と対応していない状態となることから、光ファイバ７１２と光ファイバ７２２との接続箇所における光学信号が大幅に減衰してしまうので、光学信号の伝送距離も大幅に減少してしまう。
【０００８】
つまり、光ファイバの接続におけるパッシブアライメントにより、光ファイバの接続箇所において光学信号が減衰してしまうという問題を解決するために、ワークピースに精密な微小構造を備えることが必要であり、そのような構造があれば、複数の光ファイバの接続効率が高まる。
【０００９】
また、従来の光ファイバのワークピースの製造方法は、鋳型及びプレフォームの加熱、プレフォームのプレス、鋳型からの取り外し、プレフォームの周囲からの冷却のステップを有し、従来の冷却ステップでは、プレフォームを冷却する温度分布を水平方向に向かって等温となることができない。
【００１０】
図８においては、表面の温度分布が同心円の形状となり、微小構造の表面に外周と中心との温度差が多い。そのため、光ファイバのワークピースの微小構造に大きな変形や湾曲が起こり、微小構造の表面の精度が悪くなる。
【００１１】
更に、光ファイバのワークピースの表面における溝部の数量を増やすと、該ワークピースの微小構造の外側と中心との温度差がさらに激しくなることから、微小構造の各溝部の幅の差及び溝部と溝部との間隔の差が±１ミクロ以上となってしまう。故に、従来の製造方法では、高精度の微小構造を備える光ファイバのワークピースを製造することが難しかった。
【００１２】
上記の問題を解決するために、本発明は、表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、既存の技術においては、ワークピースの精度が足りなく、複数の光ファイバを接続する際に、光ファイバが精密に対応できないことから、接続箇所で信号が減衰してしまうという問題があったので、微小構造を備えるワークピースの製造方法を改良する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法は、主に光ファイバのワークピースの表面に形成された微小構造の精度を向上させ、複数の光ファイバを接続する時に、それらの接続箇所での信号減衰を大幅に減少することができる。
【００１５】
上述したような効果を達成するために、本発明は以下のステップを有する。
本発明に係る表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法は、パターンが形成される第一面部を有する第一金型を設置すると共に、該第一面部に面するように第二金型を設置するプレス形成装置を設置するステップ（Ａ）と、
前記第一金型と第二金型との間にプレフォームを設置するステップ（Ｂ）と、
前記プレフォームをプレス形成可能な状態となるように、第一金型及び第二金型を加熱するステップ（Ｃ）と、
前記第一金型及び第二金型がプレフォームを押圧すると共に、該第一金型のパターンがプレフォームに押し付けることによって、パターン付きプレフォームを形成するステップ（Ｄ）と、
前記第二金型を冷却して、パターン付きプレフォームを第一金型から取り外すことによって、表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースを形成するステップ（Ｅ）と、を有するものである。
【００１６】
前記ステップ（Ｅ）について、パターン付きプレフォームが第二金型上に設置されるこから、熱伝導原理により第二金型と共に底部から上部まで冷却する。また、そのパターン付きプレフォームの温度分布は、水平方向に向かって等温となり、垂直方向に向かって変化となる。そのため、ワークピースに微小構造の精度を高める。
【００１７】
なお、ここでの“パターン”とは、複数の三維の微小構造からなる。前記第一金型の第一面部に凸設されたパターンがプレフォームに押し付けられると、パターン付きプレフォームを形成する。
つまり、そのパターン付きプレフォームは、第一金型のパターンと対応するように形成される。具体的に言えば、パターン付きプレフォームの三維パターンと第一金型の三維パターンとは、互いに反対する凹凸形状を有する。
【００１８】
ここでの精度は、パターン付きプレフォームの微小構造の誤差分散と負の相関がある。その誤差の原因は、冷却するステップを行う時に、プレフォームの収縮が均一にしないことである。また、微小構造における表面の外周と表面の中央との収縮率の誤差は多ければ、その微小構造の形状、寸法、または間隔の均一性が悪くなる。
一方、その微小構造における表面の外周と表面の中央との収縮率の誤差は、少なければ、その微小構造の形状、寸法、または間隔の均一性がよくなる。
【００１９】
また、本発明における第一金型と第二金型との間にプレフォームを設置するステップにおいて、第一金型、第二金型、プレフォームを密閉空間に位置すると共に、該密封空間の圧力を５×１０-3トル以下とする。そのため、加熱したプレフォームが空気との間に熱伝導または熱対流からの熱交換現象を防止することができる。
【００２０】
さらに、ワークピースの温度分布は、水平方向に向かって等温となることから、ワークピースに微小構造の精度を高める。
【００２１】
本発明におけるプレフォームは、加熱すると形成可能な材料からなり、また、その適当な加熱温度は、材料の状態を変化し始める温度と同じかそれより高いほどである。その材料は、限定されるものではなく、例えば、光学ガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂や石英などであってもよく、光学ガラスのほうが好ましい。
【００２２】
前記ステップ（Ｃ）について、その第一金型及び第二金型は、ランプにより３５０度ないし７００度に加熱され、なお、プレフォームも熱伝導により加熱される。
【００２３】
その第一金型及び第二金型は、熱伝導可能な材料からなり、例えば、タングステンカーバイド或いは工具鋼からなることが好ましい。
【００２４】
その第一金型の第一面部の中心線における平均表面粗度を、２０ナノメートル以下とすることが好ましい。
【００２５】
前記第一金型及び第二金型がプレフォームを押圧するステップにおいて、第一金型及び第二金型が等温でプレフォームをプレスして６０秒ないし１００秒で押圧し続ける。
このステップによって、プレフォームに加熱ステップ及びプレスステップを行う後、パターン付きプレフォームに生じた熱応力を解消するため、微小構造の変形を防止することができる。
【００２６】
前記第二金型は、第一金型の第一面部に面する第一面部と、該第一面部と反対する側に形成される第二面部を備え、また、該第二金型を冷却する時、第二面部から冷却し始める。
【００２７】
前記ステップ（Ｅ）において、第二金型を冷却する時、０．５度／秒の温度下降速度で冷却し、そうすると、パターン付きプレフォームを収縮させて第一金型から取り外すことが出来る、また、表面に微小構造を備えるワークピースが形成される。
【００２８】
前記ステップ（Ｅ）において、パターン付きプレフォームを第一金型から簡単に取り外すために、第二金型を冷却する時、０．５度／秒の温度下降速度で冷却すると共に、第一金型を冷却する時も、０．５度／秒の温度下降速度で冷却する。
【００２９】
前記ステップ（Ｅ）の後にさらに、ステップ（Ｅ’）を有し、該ステップ（Ｅ’）において、第二金型は、１．５度／秒ないし２度／秒の温度下降速度でもう一度温度が下がる。
【００３０】
前記ステップ（Ｅ）またはステップ（Ｅ’）について、冷気を第二金型の第二面部に向いて均一に吹き付け、そのため、パターン付きプレフォームが熱伝導原理により第二金型と接触した箇所に片面から冷却する。また、その冷気は、窒素、酸素、またはそれらの組み合わせ（例えば、空気）からなることが好ましい。
【００３１】
本発明におけるワークピースの微小構造は、表面に複数の溝部を備える。それら溝部は、同じの方向に沿って延設され、平行に配置される。また、該各溝部は、鋭角を構成する２つの隣接した２つの傾斜面を備え、Ｖ字形の断面に形成される。
【００３２】
前記プレス形成装置はさらに、それぞれ対向するように第二金型上に取り付けられると共に、プレフォームの両側に設置される２つの固定部材を有する。該各固定部材の長手方向は、微小構造を備えるワークピースの溝部の方向と平行に形成される。
そのため、ワークピースの微小構造の縁部に精度を高める。また、その微小構造の溝部の両端に固定部材が設置されていないので、ワークピースに生じた熱応力を解消することが出来る。さらに、該各固定部材におけるプレフォームに面する側に、プラチナイリジウム合金膜或いはダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ）が被覆される。
【００３３】
本発明における微小構造の各溝部は、幅の平均が１０５マイクロメートルないし１９５マイクロメートルを有し、幅の寸法公差が０．２マイクロメートルないし０．３５マイクロメートルを有する。
該各溝部との間の平均の間隔距離が１２７マイクロメートルないし２５０マイクロメートルを有し、その間隔距離の寸法公差が０．２マイクロメートルないし０．５マイクロメートルを有する。
【００３４】
本発明の製造方法により製造した微小構造を備えるワークピースは、光ファイバワークピースであることが好ましい。
【００３５】
本発明における微小構造を備えるワークピースは、表面の溝部に複数の光ファイバを設置して接続することが出来る。
【００３６】
また、本発明の製造方法により製造したワークピースは、高精度の微小構造を有し、その微小構造に複数の溝部を備え、それら溝部はそれぞれ所定方向に沿って平行に配列される。その微小構造を有すれば、光ファイバを接続する時に、接続箇所で信号を減衰することを大幅に減少することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法は、上記の課題を解決するものであり、以下に示すような利点を有する。
【００３８】
１．プレスステップを行ってから直接に冷却ステップを行うことから、パターン付きプレフォームも共に冷却するので、パターン付きプレフォームが収縮すると、簡単に第一金型から取り外すことが出来る。故に、ワークピースの微小構造の精度を高めると共に、その品質も向上させることができる。
【００３９】
２．第二金型は、第二面部から均一に冷却することから、第二金型に設置されたパターン付きプレフォームも底面から上面まで均一に収縮するので、プレフォームの温度分布は、水平方向に等温となってワークピースの微小構造を高精度とする。
【００４０】
３．加熱ステップ、プレスステップ、冷却ステップ、取り外しステップは、密閉空間において行われることから、プレフォームの表面と空気との接触が大幅に減少して水平方向の温度分布の変化も減少する。これにより、ワークピースの微小構造の精度が向上するので、その密閉空間により第一金型及び第二金型の酸化現象を防ぐので、ワークピースの微小構造の精度を向上させることが出来る。
【００４１】
４．２つの固定部材が設置されることから、パターン付きプレフォームと第二金型との摩擦力を増加させ、パターン付きプレフォームを第一金型から取り外してもずれることはない。
【００４２】
５．本発明に係る表面に微小構造を備えるワークピースは、光ファイバのワークピースであり、微小構造により、複数の光ファイバを精密に接続することができるので、光ファイバの接続箇所からの減衰現象を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るブロック図である。
【図２Ａ】本発明に係るステップ（Ｃ）においての、プレス形成装置及びプレフォームの側面断面図である。
【図２Ｂ】本発明に係るステップ（Ｄ）においての、プレス形成装置及びプレフォームの側面断面図である。
【図２Ｃ】本発明に係る冷却ステップを行った後の、プレス形成装置及び微小構造を備えるワークピースの側面断面図である。
【図３】本発明に係る表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法において各ステップを行う場合における、圧力、第一金型の温度、第二金型の温度、第一金型の下降距離のそれぞれの時間を示す曲線図である。
【図４】本発明に係る表面に微小構造を備えるワークピースの斜視図である。
【図５】本発明の製造方法において、表面に微小構造を備えるワークピースの温度分布状態の側面断面図である。
【図６】従来の２つの光ファイバを接続するためのワークピースを利用して複数の光ファイバを接続する状態を示す概略図である。
【図７】従来の他の２つの光ファイバを接続するワークピースを利用して複数の光ファイバを接続する状態を示す概略図である。
【図８】従来の製造方法において、周囲から冷却を行い、表面に微小構造を備えるワークピースの温度分布状態の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明に係る表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法は、以下のステップを有する。
【００４５】
第一実施例：
本発明に係る表面に微小構造を備えるプレート状ワークピースの製造方法は、図１のブロック図に示すように実施される。
図２Ａに示すように、ステップ（Ａ）においては、第一金型１１と、第二金型１２と、２つの固定部材１３を備えるプレス形成装置１を設置する。
【００４６】
その第一金型１１は、第一面部１１１及び第二面部１１２を備える。該第一面部１１１にパターン１４が形成される。該第二金型１２は、第一金型１１の第一面部１１１のパターン１４に面するように設置される。その２つの固定部材１３はそれぞれ、第一金型１１の両側に位置するように、第二金型１２上に取り付けられる。
【００４７】
ステップ（Ｂ）においては、前記プレフォーム２１を固定部材１３の間、且つ第一金型１１と第二金型１２との間に位置するように、該第二金型１２上に設置する。尚、前記プレフォーム２１は、光学ガラスからなり、プレス形成により第一金型１１のパターン１４と対応するパターンを形成可能である。
【００４８】
本実施例において、その第一金型１１、第二金型１２、プレフォーム２１が配置される箇所は密閉空間となっている（図示せず）。また、図３に示すように、ステップ（Ｂ’）は、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｅ’）ステップ、すなわち、加熱、プレス、冷却、取り外しというステップより前に行われ、これにより、前記密閉空間の圧力が５×１０−３トルに下がるので、密閉空間においての空気の熱交換現象や第一金型１１及び第二金型１２の酸化現象を防ぐと共に、プレフォームを片側から冷却する時の安定性を改善することができる。
【００４９】
その後、第一金型１１を、５度／秒の加熱速度で５４０度まで加熱して１００秒を保持すると共に、第二金型１２を、３．８６度／秒の加熱速度で５４０度まで加熱して８０秒を保持する。この時、プレフォーム２１は、第二金型１２に設置されているので、一緒に加熱されてプレス形成可能な状態となる。
【００５０】
本実施例における第一金型１１及び第二金型１２は、熱伝導可能な材料であるタングステンカーバイドからなり、第一金型１１の第一面部１１１の中心線における平均表面粗度は、２０ナノメートル以下である。
【００５１】
続いて、ステップ（Ｄ）においては、１５０Ｎの荷重を第一金型１１に加え、１．５マイクロメートル／秒の下降速度で８６．４マイクロメートルの高さまで押し下げることによって、その加熱されているプレフォーム２１を押圧する。
【００５２】
図２Ａ、図２Ｂ、図３に示すように、プレフォーム２１が第一金型１１及び第二金型１２に押圧されることから、プレフォーム２１を第一金型１１の第一面部１１１上のパターン１４に押し付ければ、パターン付きプレフォーム２１Ａを完成させることができる。
【００５３】
前記パターン付きプレフォーム２１Ａは、上面に複数の溝部２１１が形成され、該各溝部２１１の幅は１０５．８マイクロメートルであり、該各溝部２１１は１２８マイクロメートルである。
更に、ステップ（Ｄ’）において、そのパターン付きプレフォーム２１Ａを１００秒押圧することにより、加熱ステップ及びプレスステップからの熱応力を解消することが出来る。
【００５４】
更に、ステップ（Ｅ）において、冷気を第一金型１１の第二面部１１２及び第二金型１２の第二面部１２２に吹き付けることにより、第一金型１１及び第二金型１２の冷却を行う。
尚、この冷却方法によれば、第一金型１１は、第二面部１１２から冷却し始めると共に、第二金型１２は、第二面部１２２から冷やし始め、且つ、温度の下降速度は、０．５度／秒であり、本実施例においては、第一金型１１及び第二金型１２はそれぞれ４６０度ほど冷却される。
【００５５】
また、上述したように、この方法によれば、冷気を、第二金型１２の第二面部１２２に向かって吹き付けるので、パターン付きプレフォーム２１Ａを熱伝導原理により第二金型１２と同様に底部から上部まで冷却できる。
【００５６】
更に、第一金型１１の温度を４９０度ほど冷やすと、パターン付きプレフォーム２１Ａと第一金型１１との接触力が殆どゼロになると共に、パターン付きプレフォーム２１Ａが収縮して体積が縮まるので、パターン付きプレフォーム２１Ａを第一金型１１の第一面部１１１または両側の固定部材１３から簡単に取り外すことが出来る。
【００５７】
続いて、ステップ（Ｅ’）においては、第二金型１２を第二面部１２２から１．５度／秒の温度下降速度で再度温度を下げると共に、第一金型１１を５度／秒弱の温度下降速度で再度温度を下げ、第二金型１２及び第一金型１１の温度を室温程度まで下げることにより、第一金型１１を元の位置に復位させる。
【００５８】
図４に示すように、前記第一金型１１及び第二金型１２の冷却ステップが完了し、その密閉空間の真空状態を解放すると、ワークピースの表面に微小構造４を有するパターン付きプレフォーム２１Ａの完成となる。
【００５９】
図４に示すように、前記ワークピースの微小構造４は、表面に複数の溝部４１を備え、それら溝部４１は、方向Ｄに沿って平行に延設される。尚、本実施例における溝部４１は、Ｖ字形の溝であるが、他の形状であっても構わない。
【００６０】
本実施例におけるワークピースの溝部４１について、その幅の平均は１０５マイクロメートルであり、幅の寸法公差は０．１マイクロメートルであり、各溝部４１の間の平均の間隔は１２７マイクロメートルであり、その間隔の寸法公差は０．３マイクロメートル以下である。故に、本発明の製造方法によれば、ワークピースに高精度の微小構造を形成することが出来る。
【００６１】
また、図２Ｂ及び図４に示すように、第一金型１１がプレフォーム２１を押圧する時、そのプレフォーム２１が垂直方向に押圧されると、水平方向に圧延されるが、２つの固定部材１３はそれぞれ、溝部２１１の長手方向と一致する方向Ｄに沿ってパターン付きプレフォーム２１Ａの両側に配置されることから、パターン付きプレフォーム２１Ａを所定の寸法に制限することができる。
故に、ワークピースの表面の微小構造の精度を高められ、つまり、微小構造の幅または間隔における誤差を減少させることが出来る。
【００６２】
本実施例においては、２つの固定部材１３が熱絶縁材からなり、それら固定部材１３がパターン付きプレフォーム２１Ａに粘着しないように、固定部材１３における、パターン付きプレフォーム２１Ａに面する側に、１００ナノメートルの厚さのプラチナイリジウム合金膜１３１が被覆されていることから、溝部２１１の両端に固定部材１３が被覆されている訳ではないので、ワークピースに生じた熱応力を解消することが出来る。
【００６３】
図５に示すように、ステップ（Ｅ）及びステップ（Ｅ’）において、第一金型１１及び第二金型１２を片側から冷却すると、プレフォームの温度分布が水平方向に向かって等温となり、垂直方向に向かって変化となる。したがって、本発明は、従来の製造方法と比べ、水平方向の温度場の変化を低減できるので、ワークピースにおける微小構造の精度を高めることができる。
【００６４】
実施例２
本実施例において用いられる方法は、前記第一実施例と略同一であるが、プレフォームに形成されたパターンの模様が異なる。
【００６５】
また、ステップ（Ｄ）においては、プレフォームを第一金型１１と第二金型１２との間に設置し、該第一金型１１に２８０Ｎの荷重を加え、該第一金型１１を２．５マイクロメートル／秒の下降速度で１７０マイクロメートルの高さまで降下させることにより、その加熱されているプレフォーム２１を押圧し、パターン付きプレフォームを完成させる。
尚、そのパターン付きプレフォームにおける各溝部は、１９８マイクロメートルの幅を有し、該各溝部の間の間隔は２５２マイクロメートルである。
【００６６】
また、第二実施例において、第一実施例と同一の冷却ステップを行うと、ワークピースの溝部における幅の平均が１９６マイクロメートルとなり、幅の寸法公差が０．１となり、各溝部４１の間の平均の間隔が２５０マイクロメートルとなり、その間隔の寸法公差が０．３５マイクロメートル以下となる。故に、本発明の製造方法によれば、ワークピースに高精度の微小構造を形成することが出来る。
【００６７】
また、本実施例によれば、プレスステップを行って第二金型の第二面部を冷却すると、パターン付きプレフォームが収縮して簡単に第一金型１１から取り外すことが出来ることから、高精度の微小構造を備えるワークピースを製造することができ、品質向上を図ることができる。
【００６８】
前記実施例は、本発明の好適な実施の形態を示したものにすぎず、本発明の技術的範囲は、前記実施例そのものに何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６９】
１１    第一金型
１１１  第一面部
１１２  第二面部
１２    第二金型
１２１  第一面部
１２２  第二面部
１３    固定部材
１３１  プラチナイリジウム合金膜
１４    パターン
２１    プレフォーム
２１Ａ  パターン付きプレフォーム
２１１  溝部
４      微小構造
４１    溝部
Ｄ      方向
６１    ワークピース
６１１  光ファイバ
６１２  光ファイバ
６２    ホルダー
６２１  光ファイバ
６２２  光ファイバ
７１    プレフォーム
７１１  光ファイバ
７１２  光ファイバ
７２    ホルダー
７２１  光ファイバ
７２２  光ファイバ
【図１】
2014139112.tif 000003
【図２Ａ】
2014139112.tif 000004
【図２Ｂ】
2014139112.tif 000005
【図２Ｃ】
2014139112.tif 000006
【図３】
2014139112.tif 000007
【図４】
2014139112.tif 000008
【図５】
2014139112.tif 000009
【図６】
2014139112.tif 000010
【図７】
2014139112.tif 000011
【図８】
2014139112.tif 000012
【外国語明細書】
2014139112000001.pdf