(57)【要約】  光学素子成形用型セット１００は、互いに対向する第１の成形型（上型１０１）及び第２の成形型（下型１０２）と、第１の成形型（上型１０１）と第２の成形型（下型１０２）との間のキャビティＣの外周に位置する第３の成形型（外周型１０４）と、を備え、第３の成形型（外周型１０４）の内周面（成形面１０４ａ）は、第１の成形型（上型１０１）と第２の成形型（下型１０２）との対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型と、
前記第１の成形型と前記第２の成形型との間のキャビティの外周に位置する第３の成形型と、を備え、
前記第３の成形型の内周面は、前記第１の成形型と前記第２の成形型との対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる、
ことを特徴とする光学素子成形用型セット。
【請求項２】
前記第３の成形型の前記内周面は、前記対向方向における一方側と他方側とで表面粗さが異なることで摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形用型セット。
【請求項３】
前記第３の成形型の前記内周面は、算術平均粗さＲａが５０ｎｍ以下の部分と、算術平均粗さＲａが２００ｎｍ以上の部分とを含むことを特徴とする請求項２記載の光学素子成形用型セット。
【請求項４】
前記第３の成形型の前記内周面は、コーディングが施されていることで、前記対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形用型セット。
【請求項５】
前記コーティングがダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項４記載の光学素子成形用型セット。
【請求項６】
成形素材を挟んで互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型と、前記第１の成形型と前記第２の成形型との間のキャビティの外周に位置する第３の成形型と、を備える光学素子成形用型セットを用いて前記成形素材を加熱、プレス、及び冷却することで、光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記第１の成形型と前記第２の成形型との対向方向における一方側と他方側とで内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の外周面を成形することで、前記キャビティ内で加圧された前記成形素材が前記対向方向における前記キャビティの外周の一端側と他端側とに流動する速度を調整する、
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記対向方向における一方側と他方側とで前記内周面の表面粗さが異なることで前記内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項６記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記内周面が、算術平均粗さＲａが５０ｎｍ以下の部分と算術平均粗さＲａが２００ｎｍ以上の部分とを含む前記第３の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項７記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記内周面にコーティングが施されていることで前記対向方向における一方側と他方側とで前記内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項８記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記コーティングがダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項９記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の成形型に囲まれた空間において、前記成形素材が加圧されて前記第３の成形型の前記内周面に到達した時点における前記成形素材を挟んだ前記第１の成形型側の空間及び前記第２の成形型側の空間のうち体積が大きい空間側で体積が小さい空間側よりも、前記第３の成形型の前記内周面の摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第３の成形型の前記内周面は、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち、前記キャビティ内に載置された加圧前の前記成形素材の外周部との前記対向方向における距離が長い成形型側で他方の成形型側よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項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、光学素子を成形するための光学素子成形用型セットと、光学素子を製造する光学素子の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上型、下型、及び外周型を用いて、光学面及び外周面を同時に成形して芯取り不要なレンズを成形する場合、通常、成形前には、上型成形面とガラス素材上面との間の空間と、下型成形面とガラス素材下面との間の空間とに体積差がある。そのため、上型、下型、及び外周型により囲まれる空間であるキャビティにおいて、上型の成形面の外周部と下型の成形面の外周部とにガラスが充填されるまでに時間差が生じる。【０００３】
この時間差によって、上型成形面及び下型成形面の外周部までガラスを充填させようとすると、先に充填される型の成形面の外周部から、この型と外周型との隙間にガラスが流入する。【０００４】
そこで、上下の成形型に温度差をつけて成形することで、成形素材の片側の面の変形を遅らせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１２８９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上型と下型とに温度差をつけすぎると面精度悪化、ガラスを一例とする成形素材の型への融着、プレス時間の増大等の不具合が発生する。特にメニスカス形状のレンズ等の光学素子を球形の成形素材から成形する場合など、成形素材との間の空間体積差が上型側と下型側とで大きい場合、生産性のある温度条件設定が困難となる。【０００７】
ところで、上述のように、上型成形面と成形素材上面との間の空間と、下型成形面と成形素材下面との間の空間とに体積差があることで、成形素材が上型又は下型と外周型との隙間に流入すると、成形された光学素子の周囲にバリが形成される。このバリを除去するためには、例えば面取り加工を行うことが必要になる。【０００８】
本発明の目的は、互いに対向する第１の成形型又は第２の成形型と、これらの間のキャビティの外周に位置する第３の成形型との隙間への成形素材の流入が抑制される光学素子成形用型セット及び光学素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様では、光学素子成形用型セットは、互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型と、前記第１の成形型と前記第２の成形型との間のキャビティの外周に位置する第３の成形型と、を備え、前記第３の成形型の内周面は、前記第１の成形型と前記第２の成形型との対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる。【００１０】
別の１つの態様では、光学素子の製造方法は、成形素材を挟んで互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型と、前記第１の成形型と前記第２の成形型との間のキャビティの外周に位置する第３の成形型と、を備える光学素子成形用型セットを用いて前記成形素材を加熱、プレス、及び冷却することで、光学素子を製造する光学素子の製造方法において、前記第１の成形型と前記第２の成形型との対向方向における一方側と他方側とで内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の外周面を成形することで、前記キャビティ内で加圧された前記成形素材が前記対向方向における前記キャビティの外周の一端側と他端側とに流動する速度を調整する。
【発明の効果】
【００１１】
前記態様によれば、互いに対向する第１の成形型又は第２の成形型と、これらの間のキャビティの外周に位置する第３の成形型との隙間への成形素材の流入が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態における光学素子の成形装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光学素子成形用型セットを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法により製造される光学素子を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における成形素材の外周部と型との距離を説明するための説明図（その１）である。
【図５】本発明の一実施の形態における成形素材の外周部と型との距離を説明するための説明図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る光学素子成形用型セット及び光学素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る光学素子の成形装置１を示す断面図である。
【００１４】
図１に示す光学素子の成形装置１は、成形室２と、予備加熱ステージ１０と、第１プレスステージ２０と、第２プレスステージ３０と、冷却ステージ４０と、を備える。
成形室２は、搬入側シャッタ２ａと、搬出側シャッタ２ｂと、流入口２ｃと、を有する。
【００１５】
搬入側シャッタ２ａは、光学素子成形用型セット（以下、単に「型セット」と呼ぶ）１００が成形室２内に搬入される際に開放するように図示しない制御部により制御される。また、搬出側シャッタ２ｂは、型セット１００が成形室２内から搬出される際に開放するように図示しない制御部により制御される。なお、図示しない制御部は、光学素子の成形装置１の各部の動作を制御する。また、型セット１００の搬入及び搬出並びに後述するステージ１０，２０，３０，４０間の搬送は図示しないアームで行われる。
【００１６】
流入口２ｃは、例えば窒素などの不活性ガスの流入口であり、成形室２内は、流入口２ｃから流入される気体で置換可能な構造になっている。
予備加熱ステージ１０、第１プレスステージ２０、第２プレスステージ３０、及び冷却ステージ４０は、一対の下プレスプレート１１，２１，３１，４１及び上プレスプレート１２，２２，３２，４２と、加圧駆動部１３，２３，３３，４３と、を有する。
【００１７】
下プレスプレート１１，２１，３１，４１と上プレスプレート１２，２２，３２，４２とは、型セット１００を挟むように対向して配置されている。また、下プレスプレート１１，２１，３１，４１及び上プレスプレート１２，２２，３２，４２には、加熱源の一例であるカートリッジヒータ１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａが内蔵され、任意の温度に設定可能となっている。
【００１８】
下プレスプレート１１，２１，３１，４１は、例えば成形室２内の基台に固定されている。上プレスプレート１２，２２，３２，４２は、上下方向に駆動する例えばエアシリンダである加圧駆動部１３，２３，３３，４３に連結されている。上プレスプレート１２，２２，３２，４２は、加圧駆動部１３，２３，３３，４３による昇降動作によって、型セット１００の挟持、挟圧等の動作を行う。
【００１９】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、型セット１００は、上型１０１と、下型１０２と、胴型１０３と、外周型１０４と、を有する。
上型１０１及び下型１０２は、互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型の一例である。また、外周型１０４は、上型１０１と下型１０２との間のキャビティＣの外周に位置する第３の成形型の一例である。
【００２０】
上型１０１及び下型１０２は、例えば円柱形状を呈する。
上型１０１の底面には、光学素子の光学機能面を成形するための例えば凸型の成形面１０１ａが形成されている。また、下型１０２の上面には、光学素子の光学機能面を成形するための例えば凹型の成形面１０２ａが形成されている。なお、上型１０１及び下型１０２の成形面１０１ａ，１０２ａのうち中央に位置する凸部又は凹部を除く周囲は、例えば平坦面である。
【００２１】
上型１０１の上端には、フランジ部１０１ｂが形成されている。また、下型１０２の下端にも、フランジ部１０２ｂが形成されている。
胴型１０３は、例えば円筒形状を呈する。胴型１０３には、上端から上型１０１が挿入され、下端から下型１０２が挿入される。胴型１０３は、上型１０１のフランジ部１０１ｂと下型１０２のフランジ部１０２ｂとの間において、上型１０１及び下型１０２の周囲に位置する。なお、上型１０１は、外周面において胴型１０３の内周面に対し摺動可能である。
【００２２】
外周型１０４は、例えば円筒形状を呈し、上型１０１と下型１０２との間のキャビティＣの外周に位置する。また、外周型１０４は、上型１０１と下型１０２との間で且つ胴型１０３の内側に配置されている。なお、外周型１０４は、例えば、上型１０１及び下型１０２の成形面１０１ａ，１０２ａの平坦面の間に位置する。
【００２３】
外周型１０４の内周面は、光学素子側面の円筒面（図３に示すいわゆるコバ部３０１ｄ）を成形するための成形面１０４ａである。
外周型１０４の成形面１０４ａは、上型１０１と下型１０２との対向方向（矢印Ｄ）における第１の成形型１０１側に位置する鏡面１０４ａ−１と、下型１０２側に位置する粗面１０４ａ−２と、を含む。なお、鏡面１０４ａ−１と粗面１０４ａ−２との境界位置は、例えば球状の成形素材２０１のプレスによる変形で最初に外周型１０４に接触する位置の近傍とするとよい。
【００２４】
上型１０１と下型１０２との間に配置される成形素材２０１は、まず、上型１０１と下型１０２との中間部分において図２に示す外周型１０４の成形面１０４ａに接触し、その後、成形面１０４ａに沿って上下に移動する。この際、成形素材２０１は、摩擦係数が小さい鏡面１０４ａ−１側で、摩擦係数が大きい粗面１０４ａ−２側よりも、成形面１０４ａに沿って移動する流動速度が速くなる。
【００２５】
鏡面１０４ａ−１は、研削加工により形成され、例えば算術平均粗さが４０ｎｍである。また、粗面１０４ａ−２は、放電加工により形成され、例えば算術平均粗さが３００ｎｍである。このように、外周型１０４の成形面１０４ａは、対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで表面粗さが異なる。これにより、外周型１０４の成形面１０４ａは、対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる。
【００２６】
なお、鏡面１０４ａ−１の算術平均粗さＲａが例えば５０ｎｍ以下で、粗面１０４ａ−２の算術平均粗さＲａが例えば２００ｎｍ以上であるとよい。但し、鏡面１０４ａ−１及び粗面１０４ａ−２という呼び名は、あくまで一例にすぎない。
【００２７】
型セット１００は、例えば、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を精密加工して仕上げられているとよい。また、成形素材２０１は、例えば市販の光学ガラスなどの光学材料が用いればよい。
【００２８】
以下、型セット１００を用いて成形素材２０１を加熱、プレス、及び冷却することで、光学素子３０１を製造する光学素子の製造方法について説明する。
成形素材２０１として、直径２．３６ｍｍの球形の研磨品を用いて、図３に示す光学素子３０１を製造する例について説明する。この光学素子３０１では、一方の凹光学機能面３０１ａが、曲率半径１．２６６mm，球欠直径２．１２ｍｍの凹面と、この凹面に続く周囲に位置する平坦面３０１ｃとを有する。また、光学素子３０１のもう一方の凸光学機能面３０１ｂが曲率半径１０．９mmの凸面を有する。
【００２９】
また、光学素子３０１は、外径（直径）３．３ｍｍ、中心厚０．３８ｍｍの凹メニスレンズであり、凹光学機能面３０１ａ、凸光学機能面３０１ｂ、平坦面３０１ｃ、及びコバ部３０１ｄが同時に成形される。なお、コバ部３０１ｄの上端は上側稜線部３０１ｅであり、コバ部３０１ｄの下端は下側稜線部３０１ｆである。
【００３０】
まず、図１に示すように、型セット１００は、搬入側シャッタ２ａが開放した状態で成形室２に搬入される。また、型セット１００は、予めガラス転移点以下の所定温度に加熱してある予備加熱ステージ１０の下プレスプレート１１と上プレスプレート１２との間に搬送される。そして、予備加熱ステージ１０の加圧駆動部１３が上プレスプレート１２を下降させて、型セット１００の図２に示す上型１０１に上プレスプレート１２が当接した状態で、型セット１００ひいては成形素材２０１が加熱される。
【００３１】
所定時間経過後（例えば６０秒後）、型セット１００は、予めガラス屈伏点以上の所定温度に加熱してある第１プレスステージ２０の下プレスプレート２１と上プレスプレート２２との間に搬送される。そして、第１プレスステージ２０の加圧駆動部２３が上プレスプレート２２を下降させて型セット１００の上型１０１に上プレスプレート２２が当接した状態で、型セット１００ひいては成形素材２０１が加熱される。
【００３２】
所定時間経過後（例えば３０秒後）、第１プレスステージ２０の上プレスプレート２２の下降圧を増圧することでメインプレス工程が開始する。プレス中の成形素材２０１は、図２（ｂ）に示すように、上型１０１及び下型１０２の成形面１０１ａ，１０２ａの中央から外周に押し広げられ、図３に示す凹光学機能面３０１ａ、凸光学機能面３０１ｂ、及び平坦面３０１ｃが形成される。ついで、成形素材２０１には、外周型１０４によりコバ部３０１ｄが成形され、最後に上側稜線部３０１ｅ及び下側稜線部３０１ｆに成形素材２０１が充填される。
【００３３】
この際、外周型１０４の成形面１０４ａは、成形素材２０１が最初に接触する位置から上部を鏡面１０４ａ−１に、下部を粗面１０４ａ−２に形成されているため、成形素材２０１が成形面１０４ａに沿って変形する際の流動抵抗が下部の方で大きくなる。すなわち、未充填空間への成形素材２０１の充填速度が上部より下部で遅くなる。その結果、未充填空間の大きい上部と未充填空間の小さい下部との最終充填時間がほぼ一致する。
【００３４】
このように、キャビティＣ内で加圧された成形素材２０１が、対向方向（矢印Ｄ）におけるキャビティＣの外周の一端側と他端側とに流動する速度が調整され、キャビティＣの外周の一端と他端とのうち一方に先に到達するのが防がれている。なお、成形素材２０１の過充填によるバリやプレス時間の増大を考慮してキャビティＣに完全に成形素材２０１を充填せず例えばＲ０．０５ｍｍ相当の未充填部（自由面）が形成されるとよい。
【００３５】
第１プレスステージ２０で成形素材２０１のプレスが完了した後、型セット１００は、予めガラス素材の転移点付近の所定温度に加熱してある第２プレスステージ３０の下プレスプレート３１と上プレスプレート３２との間に搬送される。そして、第２プレスステージ３０の加圧駆動部３３が上プレスプレート３２を下降させて型セット１００を所定時間加圧させつつ除冷する。
【００３６】
その後、型セット１００は、冷却ステージ４０の下プレスプレート４１と上プレスプレート４２との間に搬送される。そして、冷却ステージ４０の加圧駆動部４３が上プレスプレート４２を下降させて型セット１００の上型１０１に上プレスプレート４２が当接した状態で、型セット１００は、所定時間保持され、冷却される。その後、型セット１００は、搬出側シャッタ２ｂが開放した状態で成形室２外に搬出される。
【００３７】
このように製造される光学素子３０１は、図３に示すように、凹光学機能面３０１ａ、凸光学機能面３０１ｂ、平坦面３０１ｃ、及びコバ部３０１ｄが形成され、上側稜線部３０１ｅ及び下側稜線部３０１ｆの未転写部（自由面）が例えばＲ０．０５ｍｍ相当で均等となる。
【００３８】
ここで、外周型１０４の成形面１０４ａにおいて摩擦係数を異ならせる条件の例について説明する。
図２（ｂ）に示すように、外周型１０４に囲まれた空間において、成形素材２０１が加圧されて外周型１０４の内周面１０４ａに到達した時点における成形素材２０１を挟んだ上型１０１側の空間Ｓ１及び下型１０２側の空間Ｓ２について考える。これらの空間Ｓ１，Ｓ２のうち、体積が大きい空間（例えばＳ１）側で体積が小さい空間（例えばＳ２）側よりも、外周型１０４の成形面１０４ａの摩擦係数が小さくなるようにするとよい。
【００３９】
図４は、成形素材２０２の外周部２０２ａと上型１１１及び下型１１２との距離Ｌ１，Ｌ２を説明するための説明図（その１）である。
【００４０】
図４に示すように、上型１１１は凸型の成形面１１１ａを有し、下型１１２は凹型の成形面１１２ａを有する。成形素材２０２は、例えば楕円球状又は球状である。
上型１１１と下型１１２との対向方向（矢印Ｄ）における、成形素材２０２の外周部２０２ａと上型１１１との距離Ｌ１は、外周部２０２ａと下型１１２との対向方向（矢印Ｄ）における距離Ｌ２よりも長い。
【００４１】
この観点では、図２に示すのと同様に、外周型１０４の成形面１０４ａには、距離Ｌ１，Ｌ２のうち長い方の上部側で流動速度を速めるために、上部側に摩擦係数の小さい鏡面１０４ａ−１を形成し、下部側に摩擦係数の大きい粗面１０４ａ−２を形成するとよい。なお、距離Ｌ１，Ｌ２の比較により摩擦係数の大小を設定する場合、図２（ｂ）に示す空間Ｓ１，Ｓ２の体積を算出する必要がなく、簡易に摩擦係数の大小を設定することができる。
【００４２】
図５は、成形素材２０３の外周部２０３ａと上型１２１及び下型１２２との距離Ｌ１１，Ｌ１２を説明するための説明図（その２）である。
図５に示すように、上型１２１は凸型の成形面１２１ａを有し、下型１２２も凸型の成形面１２２ａを有する。成形素材２０３は、例えば円板形状である。
上型１２１と下型１２２との対向方向（矢印Ｄ）における、成形素材２０３の外周部２０３ａと上型１２１との距離Ｌ１１は、外周部２０３ａと下型１２２との対向方向（矢印Ｄ）における距離Ｌ１２よりも長い。
【００４３】
そのため、この観点では、図２に示すのと同様に、外周型１０４の成形面１０４ａには、距離Ｌ１１，Ｌ１２のうち長い方の上部側で流動速度を速めるために、上部側に摩擦係数の小さい鏡面１０４ａ−１を形成し、下部側に摩擦係数の大きい粗面１０４ａ−２を形成するとよい。
【００４４】
なお、図２に示す外周型１０４の成形面１０４ａにおいて、上型１０１と下型１０２との対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで摩擦係数を異ならせるためには、鏡面１０４ａ−１や粗面１０４ａ−２を形成して表面粗さを変更しなくともよい。例えば、外周型１０４の成形面１０４ａのうち例えば摩擦係数を小さくしたい側にコーティングを施してもよい。コーティングの一例としては、ダイヤモンドライクカーボンが挙げられる。
【００４５】
また、図２に示す外周型１０４の成形面１０４ａにおいて、上型１０１と下型１０２との対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで摩擦係数を異ならせるためには、対向方向（矢印Ｄ）における一端と他端とで摩擦係数が異ならなくともよい。例えば、外周型１０４の成形面１０４ａの一部に摩擦係数の大きい部分または小さい部分を形成してもよい。また、外周型１０４の成形面１０４ａは、上型１０１側又は下型１０２側に向かって摩擦係数が徐々に大きくなったり小さくなったりしていてもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、上型１０１及び下型１０２（互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型の一例）の間のキャビティＣの外周に位置する第３の成形型の一例として、外周型１０４について説明した。しかし、外周型１０４が配置されない型セット１００において、胴型１０３の内周面が成形面（キャビティＣの外周）として機能する場合には、胴型１０３を第３の成形型として用いることができる。なお、胴型１０３と外周型１０４とが一体になった形状の成形型を第３の成形型として用いてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、光学素子成形用型セットとして、光学素子の成形装置１内を搬送される型セット１００について説明した。しかし、上型１０１及び下型１０２が光学素子の成形装置１に固定された例えば１ステージのみの光学素子の成形装置における上型１０１、下型１０２、及び外周型１０４を光学素子成形用型セットとして捉えることも可能である。
【００４８】
以上説明した本実施の形態では、型セット１００は、互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型の一例である上型１０１及び下型１０２と、これらの間のキャビティＣの外周に位置する第３の成形型の一例である外周型１０４と、を備える。また、外周型１０４の内周面である成形面１０４ａは、上型１０１と下型１０２との対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる。
【００４９】
そのため、キャビティＣ内で加圧された成形素材２０１が、上型１０１と下型１０２との対向方向（矢印Ｄ）におけるキャビティＣの外周の一端側と他端側とに流動する速度を調整することができる。よって、本実施の形態によれば、互いに対向する上型１０１又は下型１０２と、これらの間のキャビティＣの外周に位置する外周型１０４との隙間への成形素材２０１の流入が抑制される。これにより、光学素子３０１のバリの発生を抑えることができるため、バリを除去するための面取り加工が省略され、低コストで光学素子３０１の製造が可能となる。
【００５０】
また、本実施の形態では、外周型１０４の成形面１０４ａは、上型１０１と下型１０２との対向方向（矢印Ｄ）における一方側と他方側とで表面粗さが異なることで摩擦係数が異なる。そのため、外周型１０４の成形面１０４ａの表面粗さを異ならせるという簡単な手法で、上型１０１又は下型１０２と外周型１０４との隙間への成形素材２０１の流入が抑制される。
【００５１】
また、本実施の形態では、外周型１０４の成形面１０４ａが、算術平均粗さＲａが５０ｎｍ以下の部分（鏡面１０４ａ−１）と、算術平均粗さＲａが２００ｎｍ以上の部分（粗面１０４ａ−２）とを含むとよい。この場合、成形素材２０１の流動速度に差がつきやすくなり、上型１０１又は下型１０２と外周型１０４との隙間への成形素材２０１の流入がより一層抑制される。
【００５２】
また、本実施の形態では、外周型１０４の成形面１０４ａにコーディングが施されている場合、外周型１０４への研削加工や放電加工などの加工を要さずに、上型１０１又は下型１０２と外周型１０４との隙間への成形素材２０１の流入が抑制される。
【００５３】
また、本実施の形態では、上記のコーティングがダイヤモンドライクカーボンである場合、成形素材２０１の流動速度に差がつきやすくなり、上型１０１又は下型１０２と外周型１０４との隙間への成形素材２０１の流入がより一層抑制される。
【００５４】
また、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、外周型１０４に囲まれた空間において、成形素材２０１が加圧されて外周型１０４の成形面１０４ａに到達する。この到達時点における成形素材２０１を挟んだ上型１０１側の空間Ｓ１及び下型１０２側の空間Ｓ２のうち体積が大きい空間側で体積が小さい空間側よりも、外周型１０４の成形面１０４ａの摩擦係数が小さい。そのため、キャビティＣのうち未充填空間が大きい成形型（上型１０１）側で成形素材２０１の流動速度を速めることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、図２に示す外周型１０４の成形面１０４ａは、上型１０１及び下型１０２のうち一方の成形型である上型１０１側で他方の成形型である下型１０２側よりも摩擦係数が小さい。この一方の成形型は、図４及び図５に示すように、加圧前の成形素材２０２，２０３の外周部２０２ａ，２０３ａとの上記対向方向（矢印Ｄ）における距離が、下型１１２，１２２（Ｌ２，Ｌ１２）よりも長い上型１１１，１２１（Ｌ１，Ｌ１１）である。そのため、上述のような空間Ｓ１，Ｓ２の体積を算出する必要がなく、簡易に摩擦係数の大小を設定して、キャビティＣのうち未充填空間が大きい成形型（上型１０１）側で成形素材２０１の流動速度を速めることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１      光学素子の成形装置
２      成形室
２ａ      搬入側シャッタ
２ｂ      搬出側シャッタ
２ｃ      流入口
１０      予備加熱ステージ
２０      第１プレスステージ
３０      第２プレスステージ
４０      冷却ステージ
１１，２１，３１，４１      下プレスプレート
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ      カートリッジヒータ
１２，２２，３２，４２      上プレスプレート
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ      カートリッジヒータ
１３，２３，３３，４３      加圧駆動部
１００      光学素子成形用型セット（型セット）
１０１      上型
１０２      下型
１０１ａ，１０２ａ      成形面
１０１ｂ，１０２ｂ      フランジ部
１０３      胴型
１０４      外周型
１０４ａ      成形面
１０４ａ−１      鏡面
１０４ａ−２      粗面
１１１，１２１      上型
１１２，１２２      下型
１１１ａ，１１２ａ，１２１ａ，１２２ａ      成形面
２０１，２０２，２０３      成形素材
２０２ａ，２０３ａ      外周部
３０１      光学素子
３０１ａ      凹光学機能面
３０１ｂ      凸光学機能面
３０１ｃ      平坦面
３０１ｄ      コバ部
３０１ｅ      上側稜線部
３０１ｆ      下側稜線部
Ｃ      キャビティ
Ｄ      対向方向
Ｓ１，Ｓ２      空間
【図１】
2015151690.tif 000003
【図２】
2015151690.tif 000004
【図３】
2015151690.tif 000005
【図４】
2015151690.tif 000006
【図５】
2015151690.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月7日(2015.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型と、
前記第１の成形型と前記第２の成形型との間のキャビティの外周に位置する第３の成形型と、を備え、
前記第３の成形型の内周面は、前記第１の成形型と前記第２の成形型との対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なる、
ことを特徴とする光学素子成形用型セット。
【請求項２】
前記第３の成形型の前記内周面は、前記対向方向における一方側と他方側とで表面粗さが異なることで摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形用型セット。
【請求項３】
前記第３の成形型の前記内周面は、算術平均粗さＲａが５０ｎｍ以下の部分と、算術平均粗さＲａが２００ｎｍ以上の部分とを含むことを特徴とする請求項２記載の光学素子成形用型セット。
【請求項４】
前記第３の成形型の前記内周面は、コーディングが施されていることで、前記対向方向における一方側と他方側とで摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形用型セット。
【請求項５】
前記コーティングがダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項４記載の光学素子成形用型セット。
【請求項６】
成形素材を挟んで互いに対向する第１の成形型及び第２の成形型と、前記第１の成形型と前記第２の成形型との間のキャビティの外周に位置する第３の成形型と、を備える光学素子成形用型セットを用いて前記成形素材を加熱、プレス、及び冷却することで、光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記第１の成形型と前記第２の成形型との対向方向における一方側と他方側とで内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の外周面を成形することで、前記キャビティ内で加圧された前記成形素材が前記対向方向における前記キャビティの外周の一端側と他端側とに流動する速度を調整する、
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記対向方向における一方側と他方側とで前記内周面の表面粗さが異なることで前記内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項６記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記内周面が、算術平均粗さＲａが５０ｎｍ以下の部分と算術平均粗さＲａが２００ｎｍ以上の部分とを含む前記第３の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項７記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記内周面にコーティングが施されていることで前記対向方向における一方側と他方側とで前記内周面の摩擦係数が異なる前記第３の成形型によって前記光学素子の前記外周面を成形することを特徴とする請求項８記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記コーティングがダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項９記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の成形型に囲まれた空間において、前記成形素材が加圧されて前記第３の成形型の前記内周面に到達した時点における前記成形素材を挟んだ前記第１の成形型側の空間及び前記第２の成形型側の空間のうち体積が大きい空間側で体積が小さい空間側よりも、前記第３の成形型の前記内周面の摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第３の成形型の前記内周面は、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち、前記キャビティ内に載置された加圧前の前記成形素材の外周部との前記対向方向における距離が長い成形型側で他方の成形型側よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第３の成形型に囲まれた空間において、前記成形素材が加圧されて前記第３の成形型の前記内周面に到達した時点における前記成形素材を挟んだ前記第１の成形型側の空間及び前記第２の成形型側の空間のうち体積が大きい空間側で体積が小さい空間側よりも、前記第３の成形型の前記内周面の摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の光学素子成形用型セット。
【請求項１４】
前記第３の成形型の前記内周面は、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち、前記キャビティ内に載置された加圧前の前記成形素材の外周部との前記対向方向における距離が長い成形型側で他方の成形型側よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の光学素子成形用型セット。
【国際調査報告】
2015151690.tif 000008
2015151690.tif 000009
2015151690.tif 000010
2015151690.tif 000011