(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度な偏芯精度の光学素子を成形する。【解決手段】光学素子素材２３の押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型１１と、該一対の金型１１が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されたスリーブ型１４とを備え、該スリーブ型１４は、前記押圧方向と略直交方向に付与される付勢力により内周面が弾性変形可能となっていて、一対の金型１１のうち、スリーブ型１４に対し前記押圧方向に相対変位量の小さい下型１３の外周面の寸法を、前記押圧方向に相対変位量の大きい上型１２の外周面の寸法よりも大きくした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
前記押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、を備え、
前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対して前記押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の寸法を、前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくしたことを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項２】
少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きくなるように、前記いずれか一方の金型と前記スリーブ型との熱膨張係数に差を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造装置。
【請求項３】
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造装置。
【請求項４】
加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
前記押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、を備え、
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対し前記押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の寸法が前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の寸法よりも小さく、
少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくなるように、前記いずれか一方の金型と前記いずれか他方の金型との熱膨張係数に差を設けたことを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項５】
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の寸法よりも小さく、少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくなるように、前記一対の金型温度をそれぞれ制御可能な加熱手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造装置。
【請求項６】
少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の直径寸法と前記いずれか他方の金型の外周面の直径寸法との差を、前記いずれか一方の金型の表面粗さと前記スリーブ型の前記内周面の表面粗さとの和の２倍以上としたことを特徴とする請求項１又は５のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【請求項７】
前記いずれか一方の金型の外周面の直径寸法と前記いずれか他方の金型の外周面の直径寸法との差を、１０μｍ以下としたことを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造装置。
【請求項８】
前記一対の金型を挿入可能な内周面を複数備えた前記スリーブ型を有していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【請求項９】
前記スリーブ型を、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面を弾性変形させる変形手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【請求項１０】
加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
対向配置された一対の金型を挿入可能に該一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有し、かつ一部に切欠部が形成されて前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型を用い、
前記一対の金型間に前記光学素子素材を挿入した後、少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法を強制的に大きくして、前記一対の金型を前記スリーブ型の前記内周面に挿入することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１１】
加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
対向配置された一対の金型を挿入可能に該一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有し、かつ一部に切欠部が形成されて前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型を用い、
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下においては、前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対し前記押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の直径寸法が前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の直径寸法よりも小さくなるようにし、この状態で前記いずれか一方の金型の光学面に前記光学素子素材を載置し、次いで前記一対の金型を前記スリーブ型の前記内周面に挿入する際、前記いずれか他方の金型の光学面を前記光学素子素材に離間して対向配置し、
更に、少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の直径寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の直径寸法よりも大きくなるようにして、前記いずれか他方の金型が前記押圧方向に移動容易としたことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記一対の金型間に前記光学素子素材を挿入すると共に、前記一対の金型を前記スリーブ型の前記内周面に挿入し、次いで前記スリーブ型に対し前記押圧方向と交差する方向から付勢力を付与し、前記内周面の寸法を小さくして前記一対の金型の光軸合わせをすることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱軟化させた光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造方法及び装置に関し、特に、成形品たる光学レンズ等の光学素子の偏芯精度を安定的に維持することが可能な光学素子の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子の成形では、対向する上下一対の金型をスリーブ型内に挿入し、スリーブ型内で上下の金型を摺動させてプレスし成形することが行われる。すなわち、光学素子素材を中間に挟んだ上型及び下型をスリーブ型内に摺動可能に挿入することで上下型の光軸を芯合わせ状態とし、この状態でプレスヘッドの間に配設する構造が採用されている。この成形装置では、加熱によって光学ガラス素材が変形可能な温度（ガラス転移温度）以上に達したとき、スリーブ型を固定した後、上型と下型を接近移動させて光学素子素材を加圧変形させて光学素子を成形する。
【０００３】
この場合、スリーブ型の内周面と上下の金型の外周面とは接触した状態となっていて、この接触状態で上下の金型がスリーブ型内で接近するように摺動する。このため、理想的にはスリーブ型はクリアランスがゼロとなるように上下の金型を挟むのが好ましいが、スリーブ型と上下の金型は剛体から成っていて、接触部分が摩耗する。この摩耗により、スリーブ型と上下の金型の真円度が崩れるため、上下の金型の光軸を合わせることが難しくなり、よって上下の金型を交換する必要が生じる。この摩耗を防止するため、上下の金型とスリーブ型との間に所定のクリアランスを設けるのが一般的であるが、この場合には、上下の金型の押圧方向と略直交する方向にずれるシフトずれと、押圧方向と傾斜した方向にずれるチルトずれとが上下の金型の間で発生し易い。このずれにより、成形品としての光学素子の精度が低下する原因となるため、近年、金型の高精度化が要求されており、レンズ両面の偏芯精度及び光軸精度の向上が必須となっている。
【０００４】
これを防止すべく、従来、例えば図６に示すように、上型２０１と下型２０２、及びスリーブ型２０３で構成される内部空間に光学素子素材２０４を投入し、この光学素子材料２０４を加熱加圧して成形されるが、下型２０２としてガラス材料を用い、また上型２０１及びスリーブ型２０３としてタングステンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、サーメット、セラミックス及び石英等の材料から任意に選択できる材料の組み合わせで構成している。そして、下型２０２とスリーブ型２０３の熱膨張係数を、下型２０２であるガラス材料の熱膨張係数＞スリーブ型２０３の熱膨張係数、のように設定することで、下型２０２とスリーブ型２０３の熱膨張係数の大小関係により、成形する温度領域（ガラス転移温度）では下型２０２はスリーブ型２０３に焼きばめ状態となるようにする。これにより、下型２０２の光軸の傾斜を小さくし、光学素子（成形品）の両面の光軸精度の向上を図っている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７７２４２号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の技術では、下型２０２とスリーブ型２０３との熱膨張係数の差を用いて下型２０２とスリーブ型２０３間のクリアランスを減少させ、金型精度を高くするには限界があった。すなわち、従来技術では下型２０２にガラス材料を用いているが、このガラス材料は上型２０１の材料である超硬合金に対し熱膨張係数が大きく異なるため、例えば冷却時にガラス材料の下型２０２は早急に縮んでいくのに対し、超硬合金の上型２０１の冷却速度は遅いため、成形品である光学素子（光学レンズ等）の両面での熱収縮差が大きく、レンズ面に良くない影響を与える。また、ガラス材料と超硬合金の熱伝導率、及び軟らかさの差も大きいため、ガラス材料からなる下型２０２の方が変形し易く、このため下型２０２のキャビティ部分の面がきれいに加工されていても、焼きばめ段階でその面に傷が付きやすい等の課題があった。
【０００６】
更に、下型２０２とスリーブ型２０３間のクリアランスを小さくしすぎた場合は、スリーブ型２０３が破損してしまうおそれがあると共に、クリアランスが小さすぎると、上型２０１及び下型２０２の摺動抵抗が増加して成形荷重が変化し、成形品の面精度に悪影響を及ぼすという課題があった。
【０００７】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高精度な偏芯精度の光学素子を成形することのできる光学素子の製造方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
前記押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、を備え、
前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対して前記押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の寸法を、前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造装置において、
少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きくなるように、前記いずれか一方の金型と前記スリーブ型との熱膨張係数に差を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学素子の製造装置において、
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造装置において、
前記押圧方向に移動自在に対向配置された一対の金型と、
該一対の金型が挿入されその外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されて、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型と、を備え、
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対し前記押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の寸法が前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の寸法よりも小さく、
少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくなるように、前記いずれか一方の金型と前記いずれか他方の金型との熱膨張係数に差を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の光学素子の製造装置において、
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の寸法よりも小さく、少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくなるように、前記一対の金型温度をそれぞれ制御可能な加熱手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１又は５のいずれかに記載の光学素子の製造装置において、
少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の直径寸法と前記いずれか他方の金型の外周面の直径寸法との差を、前記いずれか一方の金型の表面粗さと前記スリーブ型の前記内周面の表面粗さとの和の２倍以上としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光学素子の製造装置において、
前記いずれか一方の金型の外周面の直径寸法と前記いずれか他方の金型の外周面の直径寸法との差を、１０μｍ以下としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の光学素子の製造装置において、
前記一対の金型を挿入可能な内周面を複数備えた前記スリーブ型を有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の光学素子の製造装置において、
前記スリーブ型を、前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面を弾性変形させる変形手段を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
対向配置された一対の金型を挿入可能に該一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有し、かつ一部に切欠部が形成されて前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型を用い、
前記一対の金型間に前記光学素子素材を挿入した後、少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記スリーブ型の自由状態の前記内周面の寸法を強制的に大きくして、前記一対の金型を前記スリーブ型の前記内周面に挿入することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、加熱軟化した光学素子素材を押圧、変形させて光学素子を成形する光学素子の製造方法において、
対向配置された一対の金型を挿入可能に該一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有し、かつ一部に切欠部が形成されて前記押圧方向と交差する方向からの付勢力により前記内周面が弾性変形可能なスリーブ型を用い、
前記一対の金型から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材を金型へ投入する温度以下においては、前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対し前記押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の直径寸法が前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の直径寸法よりも小さくなるようにし、この状態で前記いずれか一方の金型の光学面に前記光学素子素材を載置し、次いで前記一対の金型を前記スリーブ型の前記内周面に挿入する際、前記いずれか他方の金型の光学面を前記光学素子素材に離間して対向配置し、
更に、少なくとも前記光学素子素材のガラス転移点以上の温度では、前記いずれか一方の金型の外周面の直径寸法が前記いずれか他方の金型の外周面の直径寸法よりも大きくなるようにして、前記いずれか他方の金型が前記押圧方向に移動容易としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、請求項１０又は１１に記載の光学素子の製造方法において、
前記一対の金型間に前記光学素子素材を挿入すると共に、前記一対の金型を前記スリーブ型の前記内周面に挿入し、次いで前記スリーブ型に対し前記押圧方向と交差する方向から付勢力を付与し、前記内周面の寸法を小さくして前記一対の金型の光軸合わせをすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一対の金型と、この一対の金型の外周面と略同形状の内周面を有しかつ一部に切欠部が形成されたスリーブ型とを備え、前記一対の金型のうち、前記スリーブ型に対し光学素子素材の押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型の外周面の寸法を、前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型の外周面の寸法よりも大きくしたことにより、前記いずれか一方の金型の外周面はスリーブ型の内周面にほとんど隙間なく挿入されるため、挿入と略同時にいずれか一方の金型の光軸合わせを高精度で行うことができる。一方、前記いずれか他方の金型は、スリーブ型の内周面にスムーズに挿入されるので、前記いずれか他方の金型とスリーブ型の内周面との間のクリアランスを適宜に調整することで、高精度な偏芯精度の光学素子を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る光学素子の製造装置の全体正面図であり、図２は、その平面図である。この図１及び図２において、光学素子の製造装置１０は、対向する一対の金型１１としての上型１２及び下型１３と、これら上型１２及び下型１３の外周面（本実施形態では円形）と略同形状の内周面１５を有し、かつ一部に切欠部１６が形成されたスリーブ型１４と、このスリーブ型１４を、光学素子素材２３の押圧方向（図１の矢印Ａ方向、すなわち光軸方向）と略直交する方向（図１の矢印Ｂ方向）に付勢力を付与して前記内周面１５の径を大小に弾性変形させる変形手段２０と、を備えている。前記スリーブ型１４は、前記内周面１５に上型１２及び下型１３が挿入される本体１７と、この本体１７の端部から径方向に延びる一対のアーム部１８Ａ，１８Ｂと、を備えている。
【００２２】
また、変形手段２０は、操作部材２１Ａ，２１Ｂを有し、スリーブ型１４の一方のアーム部１８Ａ及び他方のアーム部１８Ｂにそれぞれ操作部材２１Ａ，２１Ｂが配設されている。この操作部材２１Ａ，２１Ｂを、シリンダ等の各種アクチュエータ（図示せず）を作動させて、光学素子素材２３の押圧方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向（矢印Ｂ方向）に押し引きして付勢力を付与する。こうすることで、スリーブ型１４は切欠部１６を有しているので、その内周面１５の内径を小さく又は大きく弾性変形させることができる。これにより、例えば自由状態のスリーブ型１４の内周面の径よりも大きい下型１３を挿入する際は、操作部材２１Ａ，２１Ｂを引き側（切欠部１６を大きくする方向）に付勢力を付与して、スリーブ型１４の内周面１５の内径を大きくする。また、スリーブ型１４に上型１２及び下型１３を挿入した状態で、操作部材２１Ａ，２１Ｂを押し側（切欠部１６を小さくする方向）に付勢力を付与すれば、スリーブ型１４の内周面１５の内径を小さくすることができる。これにより、スリーブ型１４の内周面１５を、上型１２及び下型１３の外周面に当接して移動させ、上型１２及び下型１３の光軸合わせを行うことができる。なお、光学素子素材２３は、上型１２と下型１３との間の光学面１２ａ，１３ａ（図１参照）に挿入され、両者に挟まれた状態で加圧成形される。
【００２３】
しかして、スリーブ型１４は、上型１２及び下型１３が挿入された状態で下型ヒータプレート２４上に載置され、この下型ヒータプレート２４は下型ヒータ２５の上面に取り付けられている。また、上型１２の上端面には、上型ヒータプレート２６が密接するように当接配置されていて、この上型ヒータプレート２６は上型ヒータ２７の下面に取り付けられている。成形時には、上型ヒータプレート２６が光学素子素材２３の押圧方向（光軸方向）の下方に移動して、上型１２が下方に移動し、光学素子素材２３の加圧成形が行われる。なお、上型１２、下型１３、スリーブ型１４の材料としては、例えば超硬合金（タングステンカーバイト（ＷＣ））等が用いられる。
【００２４】
また、図３は、図２の変形例を示しており、この変形例では、スリーブ型１４'は、内周面１５'を有し、かつ一部に切欠部１６'が形成されて上型１２及び下型１３が挿入される本体１７'と、この本体１７'の端部から径方向に延びる一対のアーム部１８Ａ'，１８Ｂ'と、を備えている。前記本体１７'の肉厚は均一ではなく、一対のアーム部１８Ａ'，１８Ｂ'に近接するほど肉厚が薄くなっている。これにより、変形手段２０によってスリーブ型１４'に付勢力を付与する際、小さい力でスリーブ型１４'の内周面１５'の径を弾性変形させることができる。
【００２５】
以上において、光学素子を成形するには、一対の金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下（ローディング可能温度）、例えば常温としての一対の金型１１の大気暴露状態での酸化開始温度以下において、上型１２及び下型１３の光学面１２ａ，１３ａに光学素子素材２３を挟み込んだ後に、上型１２及び下型１３をスリーブ型１４内に挿入し、この組み立て状態で、上型１２、下型１３、及びスリーブ型１４を下型ヒータプレート２４上に載置する。この状態で、上型ヒータプレート２６を上型１２の上端面に接触させ、上型ヒータ２７及び下型ヒータ２５によって下型１３、上型１２、スリーブ型１４を加熱する。この加熱により、上型１２及び下型１３間に挟み込まれた光学素子素材２３が加熱される。光学素子素材２３が成形可能な所定の温度（ガラス転移温度）に加熱されたときに、上型ヒータプレート２６及び下型ヒータプレート２４を相対的に接近させる。これにより、上型１２及び下型１３による光学素子素材２３の加圧成形が開始される。
［第１の実施の形態］
本実施の形態では、図１に示したように、前記一対の金型１２，１３のうち、スリーブ型１４に対し光学素子素材２３の押圧方向に相対変位量の小さいいずれか一方の金型、例えば下型１３の外周面の寸法（外径）を、前記押圧方向に相対変位量の大きいいずれか他方の金型、例えば上型１２の外径よりも大きくしている（図１参照）。この構成により、スリーブ型１４に挿入された状態の上型１２及び下型１３のうち、下型１３の外周面がスリーブ型１４の内周面１５にほとんど隙間なく挿入されるため、挿入と略同時に下型１３の光軸合わせを高精度で行うことができる。一方、上型１２は、スリーブ型１４の内周面１５にスムーズに（わずかなクリアランスをもって）挿入されるので、上型１２とスリーブ型１４の内周面１５との間のクリアランスを適宜に調整することで、上型１２の光軸合わせも容易かつ高精度で行うことができる。
【００２６】
この場合、スリーブ型１４の一対のアーム部１８Ａ，１８Ｂを、変形手段２０の操作部材２１Ａ，２１Ｂにより把持し、図２のＢ方向に引き操作して付勢力を付与すれば、スリーブ型１４は切欠部１６を有しているので、その内周面１５の寸法（内径）を簡単に大きくすることができ、この内径を大きくした状態で下型１３（及び上型１２）をスリーブ型１４の内周面１５に挿入することができる。
［第２の実施の形態］
また、本実施の形態では、少なくとも光学素子素材２３のガラス転移点以上の温度（成形温度）、すなわち、ガラス等の光学素子素材２３が溶融する温度以上の温度で、前記いずれか一方の金型、例えば下型１３の外径がスリーブ型１４の自由状態の内周面１５の内径よりも大きくなるように、下型１３とスリーブ型１４との型材料の熱膨張係数に差を設けている。例えば、金型の材料として、下型１３の熱膨張係数が上型１２の熱膨張係数よりも大きい材料を用いることで、光学素子素材２３のガラス転移点以上の温度になると、下型１３の外径をスリーブ型１４の内径よりも大きくすることができる。
【００２７】
この場合、一対の金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下（ローディング可能温度）、例えば一対の金型１１の大気暴露状態での酸化開始温度以下（常温）においては、下型１３の径がスリーブ型１４の内周面１５の内径よりも小さいのであれば、常温においてスリーブ型１４内に下型１３を簡単に挿入することができるし、一方、常温において下型１３の径がスリーブ型１４の内周面１５の内径よりも大きいのであれば、前述と同様に、スリーブ型１４の一対のアーム部１８Ａ，１８Ｂを、変形手段２０の操作部材２１Ａ，２１Ｂにより把持し、引き側に付勢力を付与して、スリーブ型１４の内周面１５の内径を大きくした状態で下型１３を挿入することができる。
【００２８】
以上により、本実施の形態によれば、少なくとも光学素子素材２３のガラス転移点以上の温度（成形温度）において、上型１２及び下型１３の光軸合わせを高精度で行うことができる。
［第３の実施の形態］
更に、本実施の形態では、一対の金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下（例えば２００℃以下）では、いずれか一方の金型、例えば下型１３の外径がスリーブ型１４の自由状態の内周面１５の内径よりも大きくなるように設定している。この場合、下型１３をスリーブ型１４内に挿入するには、前記と同様に、変形手段２０の操作部材２１Ａ，２１Ｂを引き側に付勢して、スリーブ型１４の内周面１５の内径を大きくした状態で下型１３を挿入する。これにより、少なくとも下型１３の光軸合わせを高精度で行うことができると共に、金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下においては、下型１３はスリーブ型１４に対し光学素子素材２３の押圧方向に相対移動することはないため、不用意に下型１３がスリーブ型１４から離脱するのが防止される。
［第４の実施の形態］
本実施の形態では、一対の金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下では、いずれか一方の金型（例えば下型１３）の外径がいずれか他方の金型（例えば上型１２）の外径よりも小さく、少なくとも光学素子素材２３のガラス転移点以上の温度では、下型１３の外径が上型１２の外径よりも大きくなるように、下型１３と上型１２との熱膨張係数に差を設けている。
【００２９】
そして、金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下、すなわち成形前の温度（例えば常温）では、例えば下型１３の径を上型１２の外径よりも小さくし、上型１２がスリーブ型１４に対し容易に移動しないように圧入状態とする一方、下型１３はスリーブ型１４に対し容易に摺動可能とする。この状態で、下型１３の光学面１３ａに光学素子素材２３を配置し、この光学素子素材２３に対し上型１２の光学面１２ａが接触しないように離間して対向配置する。こうして、ローディング可能温度（例えば常温）では光学素子素材２３は下型１３の光学面１３ａに載置されているが、上型１２の光学面１２ａは光学素子素材２３に接触しない。一方、ガラス転移点以上の温度では、前記とは反対に、下型１３の外径が上型１２の外径よりも大きくなるようにする。これにより、いわゆる成形時にはスリーブ型１４に対し下型１３は容易に移動しないように圧入状態となり、一方、上型１２とスリーブ型１４とは容易に摺動可能となる。
【００３０】
すなわち、金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下では、光学素子素材２３は下型１３の光学面１３ａにのみ接触して支持され、上型１２の光学面１２ａには接触しない一方、ガラス転移点以上の温度では、スリーブ型１４に対し下型１３はほとんど隙間ない状態となる。よって、この状態で上型１２を押圧方向にわずかな力を作用させれば、該上型１２が降下して光学素子素材２３を加圧成形することができる。
【００３１】
このように、本実施の形態で、金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下では、光学素子素材２３が上型１２の光学面１２ａに接触しないようにしたのは、この温度で光学素子素材２３が上型１２の光学面１２ａに接触すると、該光学素子素材２３に傷が付く等の不具合が生じるため、成形時にのみ光学素子素材２３が上型１２の光学面１２ａに接触するようにしたものである。
［第５の実施の形態］
上述した実施の形態では、下型１３と上型１２との熱膨張係数に差を設けた場合について説明したが、本実施の形態では、例えば一対の金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下では、下型１３の外径が上型１２の外径よりも小さく、一方、少なくとも光学素子素材２３のガラス転移点以上の温度では、下型１３の外径が上型１２の外径よりも大きくなるように一対の金型１１の温度をそれぞれ制御可能な加熱手段２５，２７を備えている。
【００３２】
すなわち、図１において、下型１３の温度を制御可能な下型ヒータ２５と、上型１２の温度を制御可能な上型ヒータ２７とを備え、これら下型ヒータ２５及び上型ヒータ２７にて加熱手段を構成している。
【００３３】
これにより、上述した実施形態と同様に、金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下では、下型１３の外径を上型１２の外径よりも小さくし、スリーブ型１４と上型１２とは容易に移動しないように圧入状態とすると共に、下型１３とスリーブ型１４とは光学素子素材２３の押圧方向に摺動可能とすることができる。一方、ガラス転移点以上の温度では、下型１３の外径が上型１２の外径よりも大きくして、スリーブ型１４に対し下型１３が容易に移動しないように圧入状態とすると共に、上型１２とスリーブ型１４とは光学素子素材２３の押圧方向に摺動可能とすることができる。
【００３４】
この実施形態によれば、前述と同様に、金型１１から成形された光学素子を取出す、又は光学素子素材２３を金型１１へ投入する温度以下では、光学素子素材２３は下型１３の光学面１３ａにのみ接触して支持されるが、上型１２の光学面１２ａには接触しない状態となり、一方、ガラス転移点以上の温度では、スリーブ型１４に対し下型１３は圧入状態となって高精度で光軸合わせを行うことができる。
［第６の実施の形態］
次に、本実施の形態では、少なくとも光学素子素材２３のガラス転移点以上の温度では、いずれか一方の金型（例えば下型１３）の外径といずれか他方の金型（例えば上型１２）の外径との差を、下型１３の表面粗さとスリーブ型１４の内周面１５の表面粗さとの和の２倍以上とした。
【００３５】
図４において、下型１３の外径ｄ１と上型１２の外径ｄ２との差を、下型１３の表面粗さｓ１とスリーブ型１４の内周面１５の表面粗さｓ２との和の２倍以上とする。これは、スリーブ型１４に対して下型１３の光軸合わせをしながら、上型１２を所定精度で摺動可能な条件を示したものである。
［第７の実施の形態］
また、好ましくは、下型１３の外径と上型１２の外径との差を、上型１２の表面粗さとスリーブ型１４の内周面１５の表面粗さとの和の２倍以上でかつ１０μｍ以下とする。
【００３６】
図４において、下型１３の外径ｄ１と上型１２の外径ｄ２との差を、下型１３の表面粗さｓ１とスリーブ型１４の内周面１５の表面粗さｓ２との和の２倍以上とすると共に、かつ１０μｍ以下とする。なお、表面粗さｓ１，ｓ２の具体的な数値は、およそ０．０５μｍ〜０．０８μｍのレベルを想定している。本実施形態も、スリーブ型１４に対して下型１３の光軸合わせをしながら、上型１２を所定精度で摺動可能な条件を示したものである。また、発明者の実験によれば、上記「１０μｍ以下」という値は、金型の外形寸法等にはほとんど左右されない値であるとの認識が得られている。
［第８の実施の形態］
本実施の形態では、スリーブ型１４の内周面１５に一対の金型１１を挿入し、更に該一対の金型１１間に光学素子素材２３を配置した後に、スリーブ型１４に対し光学素子素材２３の押圧方向と交差する方向に付勢力を付与することにより前記内周面１５の寸法を小さくして一対の金型１１の光軸合わせをする。
【００３７】
すなわち、図１乃至図３において、スリーブ型１４の内周面１５に上型１２と下型１３
を挿入し、更に上型１２と下型１３の光学面１２ａ，１３ａ間に光学素子素材２３が配置されるが、スリーブ型１４の内周面１５と上型１２及び下型１３の外周面間には、それぞれ僅かながらクリアランスが残っている。このクリアランスが存在すると、高精度な光軸合わせの妨げとなる。そこで、光学素子素材２３のガラス転移点以上の成形温度において、変形手段２０の操作部材２１Ａ，２１Ｂを矢印Ｂ方向の押し側に操作して、内周面１５の寸法を小さくして上型１２及び下型１３の光軸合わせをするものである。この場合において、上型１２及び下型１３にガラス材料を用いなければ、破損したり傷が付いたりするおそれもない。
［第９の実施の形態］
本実施の形態の光学素子の製造装置は、一対の金型１１を挿入可能な内周面１５０を複数備えたスリーブ型１４０を有している。なお、図５では、図１乃至図４に示した部材と同一又は相当する部材には、１０を乗算した符号を付して説明する。
【００３８】
図５において、このスリーブ型１４０は、上型１２及び下型１３と略同形状の内周面１５０を有しかつ一部に切欠部１６０が形成されたスリーブ型１４０を４個有している。前記内周面１５０は、スリーブ型１４０の中心から略等間隔で放射状に配置されている。このスリーブ型１４０は、内周面１５０に上型１２及び下型１３が挿入される本体１７０と、この本体１７０の端部から径方向に延びる二対のアーム部１８０Ａ，１８０Ｂと、を備えている。更に、スリーブ型１４０を、光学素子素材２３の押圧方向と略直交する方向に押圧付勢して前記内周面１５０の内径を弾性変形させる変形手段２００を備えている。
【００３９】
前記二対のアーム部１８０Ａ，１８０Ｂは、該各アーム部１８０Ａ，１８０Ｂに対向配置された変形手段２００，２００によって矢印方向の力が作用することにより、内周面１５０を閉じる方向に移動する。これにより、内周面１５０は閉じられるように変形して、該内周面１５０に挿入された上型及び下型（図示せず）の外周面に当接することから、上型及び下型の光軸合わせを行うことができる。本実施形態では、上型及び下型がそれぞれ挿入される内周面１５０を４箇所に有しており、この数に限定されるものではないが、それぞれの内周面１５０での上型及び下型の位置決めを同時に行うことができるため、多数の光学素子を同時に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る光学素子の製造装置の全体正面図である。
【図２】スリーブ型の断面平面図である。
【図３】同上の変形例を示す図である。
【図４】上型と下型の外周面の寸法差を示す図である。
【図５】スリーブ型の他の実施の形態の断面平面図である。
【図６】従来の光学素子の製造装置の断面正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    光学素子の製造装置
１１    一対の金型
１２    上型
１３    下型
１４，１４０  スリーブ型
１５，１５０  内周面
１６，１６０  切欠部
２０，２００  変形手段
２３    光学素子素材
２５    下型ヒータ
２７    上型ヒータ
【図２】
2006219316.tif 000003
【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１】
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