(57)【要約】【課題】  ガラス製成形型の離型順序を確定することができ、離型ミスを確実に防止して成形サイクルの円滑化を図ることができる光学素子の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  複数のガラス製成形型により形成したキャビティ内に充填した光硬化型樹脂を硬化させる光学素子の製造方法であって、離型の順番が先後する少なくとも二つのガラス製成形型１１，２１の成形品３０に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型１１，２１の離型順序を確定している。離型性に差をもたせる具体的手段として、これらガラス製成形型１１，２１のシリカ又は／及びフッ素の含有量を互いに異ならせる。好ましくは、一のガラス製成形型１１のシリカ含有量を５０重量％以下とし、他のガラス製成形型２１のシリカ含有量と３０重量％以上の差をもたせ、又は、一と他のガラス製成形型１１，２１のフッ素含有量に３０重量％以上の差をもたせる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のガラス製成形型により形成したキャビティ内に充填した光硬化型樹脂を硬化させる光学素子の製造方法であって、離型の順番が先後する少なくとも二つのガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定したことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス製成形型を三つ以上備える場合に、最後のｎ番目に離型する前記ガラス製成形型と、ｎ−１番目に離型する前記ガラス製成形型との成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定したことを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、これらガラス製成形型のシリカ又は／及びフッ素の含有量を互いに異ならせたことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一の前記ガラス製成形型のシリカ含有量を５０重量％以下とし、他の前記ガラス製成形型のシリカ含有量と３０重量％以上の差をもたせたことを特徴とする請求項３記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一と他の前記ガラス製成形型のフッ素含有量に３０重量％以上の差をもたせたことを特徴とする請求項３記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
一と他の前記ガラス製成形型うち、その成形面の面積の小さい方の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性を高くしたことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
複数のガラス製成形型により形成したキャビティ内に充填した光硬化型樹脂を硬化させる光学素子の製造装置であって、離型の順番が先後する少なくとも二つのガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定したことを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項８】
前記ガラス製成形型を三つ以上備える場合に、最後のｎ番目に離型する前記ガラス製成形型と、ｎ−１番目に離型する前記ガラス製成形型との成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定したことを特徴とする請求項７記載の光学素子の製造装置。
【請求項９】
複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、これらガラス製成形型のシリカ又は／及びフッ素の含有量を互いに異ならせたことを特徴とする請求項７又は８光学素子の製造装置。
【請求項１０】
複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一の前記ガラス製成形型のシリカ含有量を５０重量％以下とし、他の前記ガラス製成形型のシリカ含有量と３０重量％以上の差をもたせたことを特徴とする請求項９記載の光学素子の製造装置。
【請求項１１】
複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一と他の前記ガラス製成形型のフッ素含有量に３０重量％以上の差をもたせたことを特徴とする請求項９記載の光学素子の製造装置。
【請求項１２】
一と他の前記ガラス製成形型うち、その成形面の面積の小さい方の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性を高くしたことを特徴とする請求項７〜１１いずれか記載の光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のガラス製成形型により形成したキャビティ内に充填した光硬化型樹脂を硬化させる光学素子の製造方法及び製造装置に関し、特に、これらガラス製成形型の離型順序を確定することができる光学素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レンズやミラー，プリズム等の光学素子を型成形する場合には、例えば、可動側及び固定側に分割した二以上の成形型から成形品を取り出すための離型工程が不可避であり、光硬化型樹脂により光学素子を型成形する場合も同様である。ここで、光硬化型樹脂は、紫外線や電子線又は可視光線の照射によって硬化する性質を有しており、液状の樹脂材料を成形型内で硬化させた後、該成形型に固着した成形品をスムーズに離型することが、成形品たる光学素子の面精度の向上、及び成形サイクルの円滑化を図るうえで重要となる。
【０００３】
このような観点から、例えば、特開２００２−１２７１５７号では、まず、成形型の型面に、溶媒で希釈したフッ素含有の材料を塗布し、次いで、前記型面を温度上昇させることによって前記溶媒を揮発させ、該型面にフッ素含有の材料からなる薄膜を形成し、その後、前記型面に電離放射線を照射して、該型面にフッ素含有の材料の薄膜を固定する光学素子の製造方法が提案されている。これにより、成形型の離型抵抗による成形品の不規則な変形を防止し、光学素子の面精度を向上させている。
【特許文献１】特開２００２−１２７１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の光学素子の製造方法では、成形型の離型抵抗の軽減が図れたとしても、例えば、固定側と可動側に二分割した双方の成形型にフッ素含有の薄膜を固定した場合には、実際に、これら固定側と可動側の成形型のどちらが先に離型するか（どちらの成形面に成形品が残るか）常に一定ではなく、予定外の成形型に成形品が残ってしまうという離型ミスが生じてしまう問題があった。
【０００５】
特に、レンズの成形型のように、固定側と可動側の成形型の成形面がほぼ同じ面積である場合には、上述のような離型ミスが頻発してしまう。そこで、このような離型ミスに対処するために、例えば、固定側と可動側の成形型の双方に成形品のイジェクト手段を設けることも考えられるが、この場合は、製造装置の構成及び制御が複雑になるという問題がある。
【０００６】
また、上述した従来の光学素子の製造方法では、成形型の離型抵抗を軽減するために、型面にフッ素含有の材料を塗布する第１工程、前記材料からなる被膜を形成する第２工程及び前記被膜を固定する第３工程を必要とし、多くの処理工数が掛かるという問題があった。さらに、このような被膜にも一定の寿命があり、成形型の離型抵抗を定常的に軽減するためには、上記の処理工数を経て繰り返し型面に被膜を施さなければならないという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光硬化型樹脂により光学素子を型成形するに際して、ガラス製成形型の離型順序を確定することができ、離型ミスを確実に防止して成形サイクルの円滑化を図ることができる光学素子の製造方法及び製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の光学素子の製造方法は、複数のガラス製成形型により形成したキャビティ内に充填した光硬化型樹脂を硬化させる光学素子の製造方法であって、離型の順番が先後する少なくとも二つのガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定するようにしている。
【０００９】
好ましくは、前記ガラス製成形型を三つ以上備える場合に、最後のｎ番目に離型する前記ガラス製成形型と、ｎ−１番目に離型する前記ガラス製成形型との成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定する方法とし、また、複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、これらガラス製成形型のシリカ又は／及びフッ素の含有量を互いに異ならせた方法とする。
【００１０】
より好ましくは、複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一の前記ガラス製成形型のシリカ含有量を５０重量％以下とし、他の前記ガラス製成形型のシリカ含有量と３０重量％以上の差をもたせた方法、又は、複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一と他の前記ガラス製成形型のフッ素含有量に３０重量％以上の差をもたせた方法とする。さらに、一と他の前記ガラス製成形型うち、その成形面の面積の小さい方の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性を高くした方法とする。
【００１１】
一方、上記目的を達成するために、本発明の光学素子の製造装置は、複数のガラス製成形型により形成したキャビティ内に充填した光硬化型樹脂を硬化させる光学素子の製造装置であって、離型の順番が先後する少なくとも二つのガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定した構成としてある。
【００１２】
好ましくは、前記ガラス製成形型を三つ以上備える場合に、最後のｎ番目に離型する前記ガラス製成形型と、ｎ−１番目に離型する前記ガラス製成形型との成形品に対する離型性に差をもたせ、これらガラス製成形型の離型順序を確定する構成とし、また、複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、これらガラス製成形型のシリカ又は／及びフッ素の含有量を互いに異ならせた構成とする。
【００１３】
より好ましくは、複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一の前記ガラス製成形型のシリカ含有量を５０重量％以下とし、他の前記ガラス製成形型のシリカ含有量と３０重量％以上の差をもたせた構成、又は、複数の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせるため、一と他の前記ガラス製成形型のフッ素含有量に３０重量％以上の差をもたせた構成とする。さらに、一と他の前記ガラス製成形型うち、その成形面の面積の小さい方の前記ガラス製成形型の成形品に対する離型性を高くした構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光学素子の製造方法及び製造装置によれば、離型の順番が先後する少なくとも二つのガラス製成形型の成形品に対する離型性に差をもたせることによって、光硬化型樹脂により光学素子を型成形するに際し、ガラス製成形型の離型順序を確定することができ、離型ミスを確実に防止して成形サイクルの円滑化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置について、図面を参照しつつ説明する。まず、第１実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置について図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置を説明するための、該製造装置の要部断面図である。
【００１６】
同図において、１は本実施形態に係る光学素子の製造装置であり、キャビティＣ内に充填した紫外線硬化型樹脂（光硬化型樹脂）に、紫外線を照射して硬化させ、両凸レンズを型成形するものである。該光学素子の製造装置１は、固定側成形型である第１ガラス製成形型１１及び胴型１２と、可動側成形型である第２ガラス製成形型２１と、該第２ガラス製成形型２１から成形品３０を離型するためのイジェクト手段であるスリーブ２２とを備えた構成としてある。
【００１７】
第１ガラス製成形型１１は、例えば、石英ガラス製の型板に成形面となる凹面を鏡面加工で形成した構成としてあり、図示しないＵＶ光源から照射される紫外線の透過が可能となっている。胴型１２は、円筒状の鋼材からなり、キャビティＣに連通する樹脂注入口１２ａが穿設してある。これら第１ガラス製成形型１１と胴型１２は、図示しない固定側プラテンに取り付けてある。
【００１８】
一方、第２ガラス製成形型２１は、上述した第１ガラス製成形型１１と同様、石英ガラス製の型板に成形面となる凹面を鏡面加工で形成した構成としてあり、その外周にスリーブ２２が摺動自在に装着してある。これら第２ガラス製成形型２１及びスリーブ２２は、図示しない可動側プラテンに取り付けてあり、該可動側プラテンによって両者一体で水平方向に進退可能な構成となっている。また、スリーブ２２は、図示しない駆動機構により第２ガラス製成形型２１の外周に沿って進退可能な構成としてあり、該第２ガラス製成形型２１を成形品３０から離型するイジェクト手段としての役割を果たしている。
【００１９】
ここで、本実施形態では、第１番目に離型する第１ガラス製成形型１１と、第２番目に離型する第２ガラス製成形型２１との成形品３０に対する離型性に差をもたせ、これら第１及び第２ガラス製成形型１１，２１の離型順序を確定した構成としてある。離型性に差をもたせる具体的手段として、これら第１及び第２ガラス製成形型１１，２１を形成するガラス材料の組成中、シリカ，フッ素の一方又は両方の含有量を互いに異ならせることが考えられる。
【００２０】
フッ素が成形型の離型性に影響を与えることは従来から公知であるが、本発明者らは、ガラス製成形型のガラス材料にフッ素を含有した場合でも、その離型性に影響を与えることを実験により見出した。すなわち、フッ素の含有量が多いガラス製成形型の方が、フッ素の含有量が少ない又は含有していないガラス製成形型より、成形品に対する離型性が良好となる（離型しやすくなる）。また、フッ素含有量に３０重量％以上の差をもたせたときに、両ガラス製成形型の離型性に顕著な差が現れることも実験により見出した。
【００２１】
例えば、第１番目に離型する第１ガラス製成形型１１のフッ素含有量を、第２番目に離型する第２ガラス製成形型２１のフッ素含有量よりも３０重量％以上多くすることにより、第１ガラス製成形型１１の成形品３０に対する離型性が良好となって、確実に第２ガラス製成形型２１よりも先に離型されるようになり、これら第１及び第２ガラス製成形型１１，２１の離型順序が確定する。
【００２２】
また、本実施形態では、第１及び第２ガラス製成形型１１，２１のガラス材料にフッ素を含有しているので、従来の如くフッ素含有の薄膜を型面に形成する処理工数を削減することができ、また、フッ素含有の薄膜を繰り返し型面に形成し直す手間もなくなる。
【００２３】
一方、本発明者らは、ガラス製成形型のシリカ含有量が５０重量％以下のときに、成形品に対する離型性が良好となる（離型しやすくなる）ことを実験により見出した。また、上述したフッ素の場合と同様、シリカ含有量に３０重量％以上の差をもたせたときに、両ガラス製成形型の離型性に顕著な差が現れることも実験により見出した。
【００２４】
例えば、第２番目に離型する第２ガラス製成形型２１のシリカ含有量を通常通りの約７０重量％とするとともに、第１番目に離型する第１ガラス製成形型１１のシリカ含有量を約４０重量％とすることにより、該第１ガラス製成形型１１の成形品３０に対する離型性が良好となって、確実に第２ガラス製成形型２１よりも先に離型されるようになり、これら第１及び第２ガラス製成形型１１，２１の離型順序が確定する。
【００２５】
次に、上述した光学素子の製造装置１における成形品３０の離型工程について、図１〜図４を参照しつつ説明する。図２〜図４は本第１実施形態における光学素子の離型工程を説明するためのものであり、図２は第１番目の離型工程、図３及び図４は第２番目の離型工程を示す要部断面図である。
【００２６】
図１において、第１又は第２ガラス製成形型１１，２１を介して、キャビティＣ内に前記ＵＶ光源からの紫外線を照射し成形品３０を硬化させた後、図２に示すように、可動側の第２ガラス製成形型２１及びスリーブ２２を水平方向に後退させ、固定側の第１ガラス製成形型１１と胴型１２を成形品３０から離型する。
【００２７】
このとき、第１ガラス製成形型１１の成形品３０に対する離型性を、第２ガラス製成形型２１よりも良好としてあるので、成形品３０が第１ガラス製成形型１１の型面に残ってしまうことはなく、確実に、第１ガラス製成形型１１が第２ガラス製成形型２１よりも先に離型が行われる。
【００２８】
次いで、図３に示すように、スリーブ２２を図中の矢印方向に後退させる。該スリーブ２２は成形品３０との接触面積が小さいため、比較的容易に離型することが可能である。その後、図４に示すように、スリーブ２２を図中の矢印方向に突き出し、第２ガラス製成形型２１に固着した成形品３０を離型する。なお、このとき、スリーブ２２を移動させる代わりに第２ガラス製成形型２１を後退させて離型を行うようにしてもよい。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の光学素子の製造方法及び製造装置によれば、離型の順番が先後する第１及び第２ガラス製成形型１１，２１の成形品３０に対する離型性に差をもたせることによって、紫外線硬化型樹脂により光学素子を型成形するに際し、これら第１及び第２ガラス製成形型１１，２１の離型順序を確定することができ、離型ミスを確実に防止して成形サイクルの円滑化を図ることができる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置について、図５及び図６を参照しつつ説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置によって製造される成形品（プリズム）の斜視図である。図６は本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置を説明するための、該製造装置の要部断面図である。
【００３１】
これら図面において、４０は実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置によって製造される成形品であり、縦横がそれぞれ10mm、幅15mmの断面が直角二等辺三角形状のプリズムである。このような形状の成形品４０を形成すべく、本実施形態の光学素子の製造装置２は、該成形品４０の三面をそれぞれ形成するための三つの成形型を有している。すなわち、成形品４０の入射面４１を形成する金属製成形型５１と、成形品４０の出射面４２を形成する第１ガラス製成形型５２と、成形品４０の反射面４３を形成する第２ガラス製成形型５３と備えている。
【００３２】
これら三つの成形型の離型順序は、第１番目が金属製成形型５１、第２番目（ｎ−１番目）が第１ガラス製成形型５２、第３番目（ｎ番目）が第２ガラス製成形型５３であり、第１ガラス製成形型５２と第２ガラス製成形型５３との成形品に対する離型性に差をもたせ、これら第１及び第２ガラス製成形型５２，５３の離型順序を確定している。
【００３３】
すなわち、第１番目に金属製成形型５１を成形品４０の一面から離型するときは、該成形品４０の他の二面が第１及び第２ガラス製成形型５２，５３と固着しており、金属製成形型５１と、第１及び第２ガラス製成形型５２，５３との接触面積の格段の相違より、離型ミスはほとんど問題とならない。ところが、第２番目に第１ガラス製成形型５２を離型するときは、第１及び第２ガラス製成形型５２，５３の成形品４０との接触面積が互いに近似しているので、離型ミスが問題となる。
【００３４】
そこで、このような場合に、より面積の小さい第１ガラス製成形型５２の離型性を、第２ガラス製成形型５３よりも良好とすることによって、より面積の小さい第１ガラス製成形型５２が先に離型することを確実ならしめ、これら第１及び第２ガラス製成形型５２，５３の離型順序を確定している。
【００３５】
第１及び第２ガラス製成形型５２，５３の離型性に差をもたせる手段としては、上記実施形態と同様に、第１ガラス製成形型５２のフッ素含有量を、第２ガラス製成形型５３より３０重量％以上多くし、又は、第１ガラス製成形型５２のシリカ含有量を５０重量％以下とし、第２ガラス製成形型５３より３０重量％以上少なくする。
【００３６】
例えば、フッ素含有量で離型性に差をもたせる場合、第１ガラス製成形型５２としてS-FPL53（フッ素含有量約４０重量％：（株）オハラ製）、第２ガラス製成形型５３としてBK7（フッ素含有量５重量％未満）を用いることができる。また、シリカ含有量で離型性に差をもたせる場合、第１ガラス製成形型５２としてS-LAH53（シリカ含有量約５重量％未満：（株）オハラ製）、第２ガラス製成形型５３としてBK7（シリカ含有量約７０重量％）を用いることができる。
【００３７】
このような本実施形態の光学素子の製造方法及び製造装置によれば、三つの成形型５１〜５３のうち、最後（ｎ番目）とその前（ｎ−１番目）の成形型５２，５３の離型性に差をもたせることにより、全ての成形型５１〜５３の離型順序を確定することができ、離型ミスのない円滑な成形サイクルが実現する。
【００３８】
なお、本発明の光学素子の製造方法及び製造装置は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、離型順序を確定させるガラス製成形型は二つ又は三つに限らず、四つ以上のガラス製成形型にも適用することができる。すなわち、離型順序が先のガラス製成形型の離型性を、離型順序が後のガラス製成形型の集合体よりも良好とし、且つ最後（ｎ番目）とその前（ｎ−１番目）に離型するガラス製成形型の離型性に差をもたせることにより、四つ以上のガラス製成形型の離型順序を確定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置の主要部を示す断面図である。
【図２】本第１実施形態における光学素子の第１番目の離型工程を示す要部断面図である。
【図３】本第１実施形態における光学素子の第２番目の離型工程を示す要部断面図である。
【図４】同じく、本第１実施形態における光学素子の第２番目の離型工程を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置によって製造される成形品（プリズム）の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置を説明するための、該製造装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  光学素子の製造装置
１１  第１ガラス製成形型（可動側成形型）
１２  胴型（可動側成形型）
１２ａ  樹脂注入口
２１  第２ガラス製成形型（可動側成形型）
２２  スリーブ
３０  成形品（両凸レンズ）
４０  成形品（プリズム）
４１  入射面
４２  出射面
４３  反射面
２  光学素子の製造装置
５１  金属製成形型
５２  第１ガラス製成形型
５３  第２ガラス製成形型
Ｃ  キャビティ
【図１】
2006021507.tif 000003
【図２】
2006021507.tif 000004
【図３】
2006021507.tif 000005
【図４】
2006021507.tif 000006
【図５】
2006021507.tif 000007
【図６】
2006021507.tif 000008