(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度の偏心精度を有するビーム整形素子の成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子を提供すること。【解決手段】  両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角または丸形であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、素子の側面を形成する四角穴付きの部材の四角穴中、または丸穴付きの部材の丸穴中で、ガラス素材を成形することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。【選択図】図６
2006290692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、素子の４面の側面を形成する四角穴付きの部材の四角穴中で、ガラス素材を成形することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
【請求項２】
四角穴付き部材は、一体物である、請求項１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３】
下型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を四角穴に挿入する工程を経る、請求項２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項４】
上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項３に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項５】
四角穴の大きさは、室温において、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜５０μｍ大きい、請求項３または４に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項６】
上型の首周りの大きさは、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項３〜５いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項７】
上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を四角穴に挿入する工程を経る、請求項２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項８】
下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項７に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項９】
四角穴の大きさは、室温において、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜５０μｍ大きい、請求項７または８に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１０】
下型の首周りの大きさは、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項７〜９いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１１】
両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が円形のビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、素子の側面を形成する丸穴付きの部材の丸穴中で、ガラス素材を成形することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
【請求項１２】
丸穴付き部材は、一体物である、請求項１１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１３】
下型の首周り直径に丸穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を丸穴に挿入する工程を経る、請求項１２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１４】
上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項１３に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１５】
丸穴の大きさは、室温において、下型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜５０μｍ大きい、請求項１３または１４に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１６】
上型の首周り直径は、下型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項１３〜１５いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１７】
上型の首周り直径に丸穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を丸穴に挿入する工程を経る、請求項１２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１８】
下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項１７に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項１９】
丸穴の大きさは、室温において、上型の首周り直径よりも、１０〜５０μｍ大きい、請求項１７または１８に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２０】
下型の首周り直径は、上型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項１７〜１９いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２１】
四角穴付き部材が、複数構成部材で構成される、請求項１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２２】
下型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を四角穴に挿入する工程を経る、請求項２１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２３】
上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項２２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２４】
上型の首周りの大きさは、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項２２または２３に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２５】
上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を四角穴に挿入する工程を経る、請求項２１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２６】
下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項２５に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２７】
下型の首周りの大きさは、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項２５または２６に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２８】
下型の首周りに四角穴部材を取り付け、ガラス素材を自動もしくは手動で下型に設置した後、手動で上型を四角穴に挿入する工程を経る、請求項２１記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項２９】
上型の首周りの大きさが、下型の首周りの大きさとほぼ同一（±５μｍ）に構成されている、請求項２８に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３０】
丸穴付き部材が、複数構成部材で構成される、請求項１１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３１】
下型の首周りに丸穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を丸穴に挿入する工程を経る、請求項３０に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３２】
上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項３１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３３】
上型の首周り直径は、下型の首周りの大きさよりも、１０〜２００μｍ小さい、請求項３１または３２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３４】
上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を四角穴に挿入する工程を経る、請求項３０に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３５】
下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、請求項３４に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３６】
下型の首周り直径は、上型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、請求項３４または３５に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３７】
下型の首周りに丸穴付き部材を取り付け、ガラス素材を自動もしくは手動で下型上に設置した後、手動で上型を丸穴に挿入する工程を経る、請求項３０に記載のビーム整形素子の製造方法。
【請求項３８】
上型の首周りの大きさが、下型の首周りの大きさとほぼ同一（±５μｍ）に構成されている、請求項３７に記載のビーム整形素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
青色レーザダイオード（ＬＤ）などの楕円形状の出力光を、円形に変換するビーム整形素子の成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ピックアップ光学系で用いられる光源はＬＤであり、その射出ビームは楕円形の発散ビームである。この発散ビームをそのまま対物レンズで収束させると、ビームを円形の記録領域の−部のみに照射したり記録領域の外部にも照射したりするとことなり、記録や再生の正確度が低下する。したがって記録媒体上での断面が円形となるようにビーム整形を行う必要がある。
【０００３】
特に近年では光源に青色半導体レーザーが用いられているが、波長が短くなったことにより記録再生の信号に要求される精度は厳しくなっている。ところが現在青色レーザーの出力は弱く、精度良く記録再生するのに十分なレーザーパワーを確保できていない。これを解決する為にはＬＤから出てくる楕円のビーム断面を円形のビーム断面に整形することでレーザーの利用効率を高める必要があり、その為のビーム整形技術が非常に重要になってきている。
【０００４】
ビーム整形は通常ビーム整形素子によって行われる。これにより発散ビームを直接整形し、しかもほとんど収差を発生させることなく断面を略円形状のビームを作成することができる。このような素子として両面シリンドリカル面のビーム整形素子  （特許文献１）、あるいは、片面シリンドリカル面、もう一方の面がアナモフィック面のビーム整形素子が提案されている。
【０００５】
このようなビーム整形素子では、各シリンドリカル面の母線間の偏心精度は高いものが要求される（平行偏心で約１〜１０μｍ、傾き偏心で約１〜１０分程度）。
【０００６】
また、上記のようなビーム整形素子は、ピックアップ組み込み時に高精度なアライメント作業が必要であり、調整方法が非常に困難となっている（平行偏心で約１〜１０μｍ、傾き偏心で１〜５分レベル）。
【特許文献１】特開２００２−２０８１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高精度の偏心精度を有するビーム整形素子の成形方法および該方法により製造されたビーム整形素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角または丸形であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、素子の側面を形成する四角穴付きの部材の四角穴中、または丸穴付きの部材の丸穴中で、ガラス素材を成形することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法に関する。
【０００９】
図１に両面シリンドリカル面のビーム整形素子を作製する際に使用する一組の上下金型の概略断面図の一例を示す。
【００１０】
上金型は、金型母材３上にシリンドリカル面（ＨＩＪＫＧ）４が形成されてなり、その金型断面は、長方形ＡＢＣＤと辺ＣＤの長さ以下の長さの辺ＥＦを有する長方形ＥＦＧＨ、辺ＨＧ上に形成されたシリンドリカル断面ＩＪＫよりなる。該シリンドリカル断面は、図１においては凸型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。
【００１１】
本発明においては、図１の金型断面が記載されている紙面に垂直な方向を「母線方向」と定義し、母線に垂直な方向、例えば辺ＡＢに平行な方向を「子線方向」と定義する。本発明においては、「平行」あるいは「垂直」は、それぞれ「略平行」あるいは「略垂直」で表される概念で使用されており、本明細書においては「略」は、６０分（１度）以下を意味している。
【００１２】
上金型１は、上記金型断面を母線方向に積み重ねた厚みを有していることになる。また、シリンドリカル断面ＩＪＫを有する辺ＨＧを含む母線方向の面が、上金型のシリンドリカル面（表面）である。
【００１３】
本発明で使用する上金型は、非円弧軸あるいは円弧中心軸とシリンドリカル断面ＩＪＫとの交点が母線方向に繋がる線（「上金型母線」という）を有す。該母線が金型断面中央（シリンドリカル面中央）に位置するように加工されてなるシリンドリカル面を有するようにすることが好ましい。なお、「非円弧軸」とは、非球面式および非球面係数で定義される非円弧形状の線対称形状の中心線で定義され、「円弧中心軸」とは、金型の円弧加工領域の両端（図１のＩとＫ）の垂直二等分線で定義される。
【００１４】
下金型２は、金型母材上に成形面（ｈｉｊｋｇ）が形成されており、その断面は、長方形ａｂｃｄと辺ｃｄの長さ以下の長さの辺ｅｆを有する長方形ｅｆｇｈ、辺ｈｇ上に形成されたシリンドリカル断面ｉｊｋよりなる。該シリンドリカル断面は、図１においては凹型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。
【００１５】
下金型は、上記金型断面を母線方向に積み重ねた厚みを有していることになる。また、シリンドリカル断面ｉｊｋを有する辺ｈｇを含む母線方向の面が、下金型のシリンドリカル面（表面）である。
【００１６】
本発明で使用する下金型は、非円弧軸あるいは円弧中心軸とシリンドリカル断面ｉｊｋとの交点が母線方向に繋がる線（「下金型母線」という）を有し、該母線が金型断面中央（シリンドリカル面中央）に位置するように加工されてなるシリンドリカル面を有する。
【００１７】
図２に、片面にシリンドリカル面、他方の片面にアナモフィック面を有するビーム整形素子の概略斜視図を示した。図中、Ｘ軸方向は、本発明でいう子線方向に対応し、Ｙ軸方向は、本発明でいう母線方向に対応する。ＸＹ平面上に、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる曲率および非球面係数を有するアナモフィック面が形成された構成を示しており、アナモフィック面の長軸ｙｙ’をＹ軸に、アナモフィック面の短軸ｘｘ’をＸ軸に一致させている。
【００１８】
図２に示したような片面にアナモフィック面を有するビーム整形素子を作製する場合には、図１に示した下型は、金型表面に上記したようなアナモフィック面を凹型に有する形状をしている。そして、アナモフィック面の長軸が、下金型母線に一致するように金型表面加工が施されている。
【００１９】
本発明においては，上下金型とも、金型母材は、超硬、サーメット、ＳｉＣ、Ｎｉメッキを施したステンレスなど、通常、ガラスレンズ成形金型に使用される一般的材料、特に超硬で構成される。また、シリンドリカル面およびアナモフィック面は、成形面に従来から知られている所望の鏡面加工、例えば研削加工が施されてなる面である。ただし、本発明の主旨から、ここに述べた金型母材、加工方法で作製した金型を用いた構成も本発明に含まれる。
【００２０】
上記においては、図３に表したような直方体タイプの金型を例示して説明したが、図４に表したような円筒体タイプの金型も本発明に使用可能である。以下に、「首周り大きさ」という用語を使用するが、図３の方形タイプの金型の場合は、金型表面四角の子線方向３３の辺の長さ３１あるいは母線方向の辺の長さ３２をいい、図４の円筒体タイプの金型の場合、金型表面円形の直径４１を意味している。
【００２１】
素子の４面の側面を形成する四角穴付きの部材の一例の斜視図を図５に示す。図５に示した四角穴付き部材は、四角柱の中に、四角柱の空洞（四角穴）が形成されている一体物である。外周は、図５に示した四角形状の他に、円形等の他の形状でもよい。
【００２２】
四角穴付きの部材は、超硬等からなり、四角穴表面は、その面粗さが成形後のビーム整形素子の側面の面粗さに反映されることと、成形後のビーム整形素子の四角穴部材からの取り出しの容易性を考慮すると、最大高さＲｙが０．０２μｍ以下となるように加工されているのが好適である。
【００２３】
四角穴付き部材を用いてビーム整形素子を成形するに際しては、第６図に示したように下金型（単に「下型」というこもある）の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により上金型（単に「上型」というこもある）を四角穴に挿入する工程を含む。または、図７に示したように、上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により下型を四角穴に挿入する工程を含む。
【００２４】
図６に示したような下型６２の首周りに四角穴付き部材６１を取り付け、成形機の自動動作により上型６３を四角穴に挿入する工程を経る場合を説明する。
【００２５】
四角穴の大きさは、室温で比較したとき、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに１０〜５０μｍ大きくなるように構成することが好ましい。その値が小さすぎると、金型に穴付き部材を取り付けるのが困難であり、金型が破損するおそれがある。その値が大きすぎると、ガラス素材６４成形時に、穴付き部材と金型間にガラスがはみ出し、成形品のエッジ部に外観不良が発生する。
【００２６】
上型の首周りの大きさは、室温で比較したとき、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに１０〜２００μｍ小さくなるように構成することが好ましい。上型が大きすぎると、成形機の自動動作において上型が四角穴に入り込むときに、上型と四角穴が衝突し、上型が破損するおそれがある。上型が小さすぎると、穴付き部材と金型間にガラスがはみ出し、成形品のエッジ部に外観不良が発生する。
【００２７】
下型に四角穴をはめる工程は、手動でおこなってもよいし、成形機の自動動作によりおこなってもよい。下型に四角穴をはめた後に、成形機の自動動作もしくは手動により、ガラス素材を四角穴の中に入れ下金型上に載置する。ガラス素材としては、種々のガラス材料、例えば、クラウン系ランタンシリカガラス、フリント系鉛シリカガラス、チタンシリカガラスなどが使用可能である。ガラス素材は、一般的な再加熱成形法に用いる成形品の近似形状のプリフォームであってもよいし、いわゆる滴下法（液滴法）により、軟化状態のものを用いてもよい。
【００２８】
上記で説明した事項以外の上下金型、四角穴付き部材、それらの大きさ等の種々の条件は、目的とする成形品の大きさ、シリンドリカル面やアナモフィック面の形状、必要な側面の平面性などにより適宜設定すればよい。また、ガラス素材の種々の成形条件（温度、圧力、体積、工程順序）等は、従来の再加熱法、いわゆる滴下法（液滴法）等に準じて適宜設定すればよい。
【００２９】
次に、上金型６３を成形機の自動動作により、四角穴付き部材６１に挿入する。その後、上型６３と下型６２との相対的な距離を小さくし、ガラス素材６４の成形をおこなう。「上型が四角穴に挿入された」とは、金型表面エッジ部が四角穴に入ったということを意味している。
【００３０】
上型、下型間の相対的な平行偏心、傾き偏心を調整（偏心調整）できる機構を成形機に付与した構成とすることが好ましい。平行偏心調整は、図８に示したように、ｘ軸方向、ｙ軸方向で行い、傾き偏心調整はｘ軸まわり、ｙ軸まわりまたは／およびｚ軸まわりで行うようにする。それらの偏心調整機構を構成しうるものとしては、ピエゾステージ、マイクロメータ（高精度品）などが例示できる。
平行偏心、傾き偏心の調整の手順について述べる。まず、成形により得られたビーム整形素子の平行偏心量、傾き偏心量を、３次元形状測定装置を用いて測定したり、透過波面精度の測定結果の解析により算出することで得る。この平行偏心量、傾き偏心量をもとに、成形機の自動運転を停止した状態で、成形機に付与された各平行偏心、傾き偏心の調整軸を自動または手動で動作させる。そうした状態で再び成形を再開し、さらに得られたビーム整形素子の平行偏心量、傾き偏心量を測定し、前述と同様に、成形機の調整軸を動作させる。この手順を繰り返すことで、平行偏心、傾き偏心を所定の公差におさえたビーム整形素子を得ることができるようになる。
【００３１】
上型を四角穴付き部材の四角穴に挿入する場合、図９に示したように、四角穴付き部材９０の四角穴上部周辺を面取り９１した構成とすることが好ましい。そうすることにより、上型の四角穴付き部材への激突を避け、よりスムーズに上型を四角穴に挿入することができる。また、偏心調整のために、上下金型を相対的に動かす場合、図９に示したように、面取りの部分のみに金型が入り込んだ状態、あるいはそれ以降で調整をした方が、穴付き部材と金型が激突するおそれが小さくなり安全である。なお、四角穴上部周辺を面取りされている場合、図９に示したように、金型表面エッジ部が面取り部分に入った状態も、「上型が四角穴に挿入された」状態を意味する。
【００３２】
以下、図７に示したような上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、その後に下型を四角穴に挿入する工程を経る場合を説明する。
四角穴の大きさは、室温で比較したとき、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに１０〜５０μｍ大きくなるように構成することが好ましい。その値が小さすぎると、金型に穴付き部材を取り付けるのが困難であり、金型が破損するおそれがある。その値が大きすぎると、ガラス素材成形時に、穴付き部材と金型間にガラスがはみ出し、成形品のエッジ部に外観不良が発生する。
【００３３】
下型の首周りの大きさは、室温で比較したとき、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに１０〜２００μｍ小さくなるように構成することが好ましい。下型が大きすぎると、成形機の自動動作において、下型が四角穴に入り込むときに、下型と四角穴が衝突し、下型が破損するおそれがある。下型が小さすぎると、穴付き部材と金型間にガラスがはみ出し、成形品のエッジ部に外観不良が発生する。
【００３４】
上型に四角穴をはめる工程は、手動でおこなってもよいし、成形機の自動動作によりおこなってもよい。上型を四角穴にはめた後に、成形機の自動動作もしくは手動により、ガラス素材を四角穴の中に入れ下金型上に載置する。ガラス素材としては種々のガラス材料、例えば、クラウン系ランタンシリカガラス、フリント系鉛シリカガラス、チタンシリカガラスなどが使用可能である。ガラス素材は、一般的な再加熱成形法に用いる成形品の近似形状のプリフォームであってもよいし、いわゆる滴下法（液滴法）により、軟化状態のものを用いてもよい。
【００３５】
次に、下金型７２を成形機の自動動作により、四角穴付き部材７１に挿入する。その後、上型７３と下型７２との相対的な距離を小さくし、ガラス素材７４の成形をおこなう。「下型が四角穴に挿入された」とは、金型表面エッジ部が四角穴に入ったということを意味している。
【００３６】
図８で説明したと同様に、上型、下型間の相対的な平行偏心、傾き偏心を調整（偏心調整）できる機構を成形機に付与し、偏心調整を行い、ガラス成形を行うようにすることが好ましい。また、図９で説明したと同様に、下型の挿入される側の四角穴付き部材の四角穴入り口周辺を面取りした構成とすることが好ましい。
【００３７】
図１０および図１１に、図５に示した一体物たる四角穴付き部材に代えて、複数部材から構成される四角穴付き部材を示した。図１０は、２部材９１，９２で四角穴５１が構成される四角穴付き部材を示し、図１１は、４部材９３〜９６で四角穴５１が構成される四角穴付き部材を示している。このように、複数の部材で四角穴付き部材を構成すると、四角穴の成形品に当接する面を研磨加工することが可能となるので、一体物の四角穴部材を用いたときに比べ、成形品の側面の面粗さを向上させることができる。
【００３８】
図１０および図１１共に、四角柱中に四角穴が構成される態様を示しているが、四角穴５１が構成される限り、外周は円形等の形状でもよい。
【００３９】
このような四角穴付き部材を用いて、第６図に示したように下型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、その後に上型を四角穴に挿入する工程、図７に示したように、上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、その後に下型を四角穴に挿入する工程を経てガラス素子の成形を行うことができる。複数の部材を密着させてできる四角穴の大きさは、成形温度（約５００℃）において、はめられる金型の首周りの大きさよりも若干小さめにしておくのが良い。具体的には、成形温度（約５００℃）において、四角穴を形成する複数の部材間に、５〜５０μｍ程度の隙間が生じるのが良い。
【００４０】
上型の首周りの大きさは、室温で比較したとき、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに１０〜２００μｍ小さくなるように構成することが好ましい。上型が大きすぎると、上型が四角穴に入り込むときに、上型と四角穴が衝突し、上型が破損するおそれあり。上型が小さすぎると、穴付き部材と金型間にガラスがはみ出し、成形品のエッジ部に外観不良が発生する。
【００４１】
複数部材からなる四角穴付き部材を金型に取り付ける方法の一例を、図１２を用いて説明する。図１２は、図１１に示したような４部材９３〜９６で四角穴５１が構成される四角穴付き部材を金型への取り付ける際の方法を説明するための図である。基準枠１２１の中に四角穴付き部材（複数部材９３〜９６）が入る構成であり、基準枠１２１と複数部材の間に、基準枠、複数部材よりも熱膨張率の大きい部材（「締付部材」という）１２２，１２３を入れる構成である。基準枠、締付部材、複数部材の接触面間は室温で可能な限り小さくしておくことが好ましい。基準枠、締付部材、四角穴付き部材の固定および金型への取り付けは、基準枠、複数部材の熱膨張率よりも締付部材の熱膨張率の方が大きいことを利用して行われる。例えば、基準枠１２１、複数部材９３〜９６を超硬で構成し、締付部材１２２，１２３をそれよりも熱膨張率の大きいステンレスで構成すると、室温では、基準枠と締付部材との部材間に間隙が形成される構成が可能となり、基準枠、締付部材、複数部材の組立が容易となり、環境温度を上げることにより複数部材９３〜９６が、締付部材１２２，１２３を介して基準枠に固定されることになる。成形温度（７００℃など）では、複数部材間の隙間は、５〜５０μｍの最小値となる。
【００４２】
複数部材から構成される四角穴付き部材を使用し、図１２に示したような四角穴付き部材の取り付け方法を採る場合、図１３に示したように下型１２４の首周りに四角穴付き部材１２１を取り付け、ガラス素材を自動もしくは手動で下型上に設置した後、手動で上型１２３を四角穴に取り付ける手順とするのが好ましい。
【００４３】
図１３に示したような四角穴付きの部材の上下金型への取り付け工程を採る場合、上型の首周りの大きさは、下型の首周りの大きさとほぼ同一（±５μｍ）とするのがよい。そうすることで、例えば両面シリンダーのビーム整形素子を製造する場合、金型子線方向の四角穴付き部材が当たる面から各金型のシリンダー面の母線までの距離が、規定値（子線方向平行偏心公差が１０μｍの場合、２．５μｍ）内となるようにすれば、子線方向平行偏心の調整機構を用いる必要がなくなる。ｚ軸まわり傾き偏心、ｙ軸まわり傾き偏心、ｘ軸まわり傾き偏心、母線方向平行偏心についても同様である。すべての偏心成分について無調整で成形可能とすると、成形準備時間の大幅短縮、成形品の性能安定化が実現できる。
【００４４】
複数部材からなる四角穴付き部材を金型に取り付ける他の方法としては、四角穴付き部材を、固定部材と締付部材を利用してねじ止めする機構（以下、単に「ねじ締め取付け方法」という）を例示できる。この方法を図１４〜図１６を用いて説明する。
【００４５】
ねじ締め取付け方法で使用する四角穴付き部材は、図１０に示した２部材からなる四角穴付きの部材の外形形状を円形とし、さらに図１４に示したように断面曲面スカート部１４１を有する円柱形状であるものを使用するとよい。ここでは四角穴付き部材を構成する２部材を１４２，１４３で示している。
【００４６】
図１５に示したように、この四角穴付き部材を構成する２部材１４２，１４３を金型の首周りに取り付けるとともに、金型固定部材１４４を金型１４８周辺に取り付け、締付部材１４５を四角穴付き部材周辺に取り付ける。締付部材１４５と固定部材１４４はねじで結合されるように構成されており、締付部材１４５は、四角穴付き部材１４２、１４３と四角穴付き部材の曲面スカート部と接しており、固定部材１４４と締付部材１４５との間は空隙１４７が形成される。この状態で、ねじを締めると、締付部材が下方に移動し、四角穴付き部材１４２、１４３と四角穴付き部材の曲面スカート部と接して箇所で、締付部材１４５から四角穴付き部材１４２，１４３へ図１５中に示した矢印ａ方向の締付力が付加し、四角穴付き部材１４２，１４３が金型首周りに矢印ｂ方向から押圧される。
【００４７】
図４に表したような円筒体タイプの金型を使用する場合は、四角穴付き部材における四角穴の代わりに丸穴付き部材を使用し、上記記載を四角穴付き部材に対する場合と同様に丸穴付き部材に対して適用すればよい。その際、「首周り」という用語に代えて、「首周り直径」という用語を使用すれば、より内容の適用が容易となる。
【００４８】
丸穴付き部材を用いて作製した外形が円形のビーム整形素子は、ｚ軸まわりなどのアセンブリ時の調整が難しい。これを回避するために、素子の母線と平行な平面部を側面に設けること好ましい。平面部を形成する方法として、切断加工や研磨加工などが利用できる。切断加工や研磨加工をする場合、基準線や基準点があると加工がより容易となる。そのような基準線、基準点が成形後の素子に形成されるような線加工、点加工を予め金型の表面に施しておき、基準線、基準点が成形品に転写形成されるようにしておくとよい。
【００４９】
以上の記載から、以下に記載したような本発明の代表的なビーム整形素子の製造方法が提供される。他の種々の態様が、本発明の趣旨、目的、本明細書の記載を参照すれば可能であり、それらの発明も本発明に含まれるものである。
【００５０】
１．両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が四角であるビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、素子の４面の側面を形成する四角穴付きの部材の四角穴中で、ガラス素材を成形することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
【００５１】
２．四角穴付き部材は、一体物である、上記１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５２】
３．下型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を四角穴に挿入する工程を経る、上記２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５３】
４．上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記３に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５４】
５．四角穴の大きさは、室温において、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜５０μｍ大きい、上記３または４に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５５】
６．上型の首周りの大きさは、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記３〜５いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５６】
７．上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を四角穴に挿入する工程を経る、上記２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５７】
８．下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記７に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５８】
９．四角穴の大きさは、室温において、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜５０μｍ大きい、上記７または８に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００５９】
１０．下型の首周りの大きさは、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記７〜９いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６０】
１１．両面がシリンドリカル面、または、片面がシリンドリカル面であり他方の面がアナモフィック面である外形形状が円形のビーム整形素子の製造方法であって、各面を形成する１組の金型を使用して、素子の側面を形成する丸穴付きの部材の丸穴中で、ガラス素材を成形することを特徴とする、ビーム整形素子の製造方法。
【００６１】
１２．丸穴付き部材は、一体物である、上記１１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６２】
１３．下型の首周り直径に丸穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を丸穴に挿入する工程を経る、上記１２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６３】
１４．上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記１３に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６４】
１５．丸穴の大きさは、室温において、下型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜５０μｍ大きい、上記１３または１４に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６５】
１６．上型の首周り直径は、下型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記１３〜１５いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６６】
１７．上型の首周り直径に丸穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を丸穴に挿入する工程を経る、上記１２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６７】
１８．下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記１７に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６８】
１９．丸穴の大きさは、室温において、上型の首周り直径よりも、１０〜５０μｍ大きい、上記１７または１８に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００６９】
２０．下型の首周り直径は、上型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記１７〜１９いずれかに記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７０】
２１．四角穴付き部材が、複数構成部材で構成される、上記１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７１】
２２．下型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を四角穴に挿入する工程を経る、上記２１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７２】
２３．上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記２２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７３】
２４．上型の首周りの大きさは、下型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記２２または２３に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７４】
２５．上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を四角穴に挿入する工程を経る、上記２１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７５】
２６．下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記２５に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７６】
２７．下型の首周りの大きさは、上型の首周りの大きさよりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記２５または２６に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７７】
２８．下型の首周りに四角穴部材を取り付け、ガラス素材を自動もしくは手動で下型に設置した後、手動で上型を四角穴に挿入する工程を経る、上記２１記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７８】
２９．上型の首周りの大きさが、下型の首周りの大きさとほぼ同一（±５μｍ）に構成されている、上記２８に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００７９】
３０．丸穴付き部材が、複数構成部材で構成される、上記１１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８０】
３１．下型の首周りに丸穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、上型を丸穴に挿入する工程を経る、上記３０に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８１】
３２．上型と下型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記３１に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８２】
３３．上型の首周り直径は、下型の首周りの大きさよりも、１０〜２００μｍ小さい、上記３１または３２に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８３】
３４．上型の首周りに四角穴付き部材を取り付け、成形機の自動動作により、下型を四角穴に挿入する工程を経る、上記３０に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８４】
３５．下型と上型間の相対的な平行偏心および／または傾き偏心の偏心調整可能な機構が成形機に付与されている、上記３４に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８５】
３６．下型の首周り直径は、上型の首周り直径よりも、縦横ともに、１０〜２００μｍ小さい、上記３４または３５に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８６】
３７．下型の首周りに丸穴付き部材を取り付け、ガラス素材を自動もしくは手動で下型上に設置した後、手動で上型を丸穴に挿入する工程を経る、上記３０に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８７】
３８．上型の首周りの大きさが、下型の首周りの大きさとほぼ同一（±５μｍ）に構成されている、請求項３７に記載のビーム整形素子の製造方法。
【００８８】
（発明の効果）
本発明は、新規なビーム整形素子成形方法を提供した。
本発明の成形方法によりビーム整形素子を製造すると、成形後の後加工が不要である。
本発明の成形方法により製造されたビーム整形素子は、高精度の偏心精度を有する。平行偏心調整、傾き偏心調整が極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】上下金型の概略断面図。
【図２】ビーム整形素子の概略斜視図。
【図３】金型の概略斜視図。
【図４】金型の概略斜視図。
【図５】四角穴付きの部材の概略斜視図。
【図６】四角穴付きの部材の上下金型への取り付け工程を説明するための図。
【図７】四角穴付きの部材の上下金型への取り付け工程を説明するための図。
【図８】偏心調整を説明するための図。
【図９】四角穴付きの部材と金型の相対的位置関係を説明するための図。
【図１０】複数部材からなる四角穴付きの部材の概略斜視図。
【図１１】複数部材からなる四角穴付きの部材の概略断面図。
【図１２】複数部材からなる四角穴付き部材の金型への取り付け方法を説明するための図。
【図１３】四角穴付きの部材の上下金型への取り付け工程を説明するための図。
【図１４】複数部材からなる四角穴付きの部材の概略断面図。
【図１５】複数部材からなる四角穴付き部材の金型への取り付け方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００９０】
１  上金型
２  下金型
３  金型母材
４  シリンドリカル面
３１  首周り大きさ
３２  首周り大きさ
３３  子線方向
４１  首周り直径
５１  四角穴
６１  四角穴付き部材
６２  下型
６３  上型
６４  ガラス素材
７１  四角穴付き部材
７２  下型
７３  上型
７４  ガラス素材
１４１  断面曲面スカート部
１４２  四角穴付き部材構成部材
１４３  四角穴付き部材構成部材
１４４  金型固定部材
１４５  締付部材
１４６  ねじ
１４７  間隙
１４８  金型
【図１】
2006290692.tif 000003
【図２】
2006290692.tif 000004
【図３】
2006290692.tif 000005
【図４】
2006290692.tif 000006
【図５】
2006290692.tif 000007
【図６】
2006290692.tif 000008
【図７】
2006290692.tif 000009
【図８】
2006290692.tif 000010
【図９】
2006290692.tif 000011
【図１０】
2006290692.tif 000012
【図１１】
2006290692.tif 000013
【図１２】
2006290692.tif 000014
【図１３】
2006290692.tif 000015
【図１４】
2006290692.tif 000016
【図１５】
2006290692.tif 000017