(57)【要約】【課題】光学素子の製造装置及び製造方法において、光学素子の品質を向上させる。【解決手段】成形型２０内のキャビティ２５に収容された光学素材２６を成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造装置１において、光学素材２６を収容したキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させる不活性ガス流入手段６と、この不活性ガス流入手段６が流入させる不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱する加熱手段（１８）とを備える構成とする。【選択図】図１
2008120645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型内のキャビティに収容された光学素材を成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造装置において、
前記光学素材を収容したキャビティに不活性ガスを流入させる不活性ガス流入手段と、
該不活性ガス流入手段が流入させる前記不活性ガスを加熱する加熱手段と
を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記光学素材の加熱時において、前記キャビティに流入される不活性ガスを前記光学素材の転移点温度以上に加熱することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造装置。
【請求項３】
前記成形型は、上型と、下型と、該上型及び下型の外周に位置するスリーブとを含み、
前記スリーブには、前記キャビティに連通可能なガス流入路及びガス排出路が形成され、
前記不活性ガス流入手段は、前記スリーブのガス流入路を介して前記キャビティに前記不活性ガスを流入させ、
前記キャビティに流入された不活性ガスは、前記スリーブのガス排出路を介して前記キャビティから排出されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光学素子の製造装置。
【請求項４】
前記光学素材を収容した成形型が前記光学素材の加熱時に載置されるプレートを更に備え、
前記成形型は、前記スリーブの外周に位置する外スリーブを更に含み、
前記プレート及び前記外スリーブには、それぞれガス流入路が形成され、
前記不活性ガス流入手段は、前記プレートのガス流入路、前記外スリーブのガス流入路、及び、前記スリーブのガス流入路を介して、前記キャビティに前記不活性ガスを流入させることを特徴とする請求項３記載の光学素子の製造装置。
【請求項５】
前記外スリーブは、その下端が前記プレートに当接する位置と当接しない位置とに前記スリーブの外周面上を摺動可能な円筒形状に形成され、
前記キャビティに流入される不活性ガスは、前記キャビティの圧力が一定以上高まると、前記外スリーブを前記プレートに当接しない位置に浮上させ、前記外スリーブと前記プレートとの間から排出されることを特徴とする請求項４記載の光学素子の製造装置。
【請求項６】
前記光学素材を収容した成形型が前記光学素材の加熱時に載置されるプレートを更に備え、
該プレート及び前記下型には、それぞれガス流入路が形成され、
前記不活性ガス流入手段は、前記プレートのガス流入路、前記下型のガス流入路、及び、前記スリーブのガス流入路を介して、前記キャビティに前記不活性ガスを流入させることを特徴とする請求項３記載の光学素子の製造装置。
【請求項７】
前記スリーブのガス排出路は、前記上型に閉鎖されることにより前記キャビティへの開口面積が変動する位置に形成されていることを特徴とする請求項３記載の光学素子の製造装置。
【請求項８】
前記加熱手段は、前記光学素材の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度に不活性ガスを加熱することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造装置。
【請求項９】
前記不活性ガス流入手段は、前記光学素材の加熱時において、前記光学素材の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎの不活性ガスを前記キャビティに流入させることを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造装置。
【請求項１０】
成形型内のキャビティに収容された光学素材を成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記光学素材を収容したキャビティに、加熱した不活性ガスを流入させながら、前記光学素子を成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記光学素材の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度に加熱した不活性ガスを流入させながら、前記光学素子を成形することを特徴とする請求項１０記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記光学素材の加熱時において、前記光学素材の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎの不活性ガスを流入させながら、前記光学素子を成形することを特徴とする請求項１０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、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素子を成形型に収容して成形する光学素子の製造装置及び製造方法に関し、更に詳しくは、光学素子の品質を向上させる光学素子の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラスレンズ等の光学素子を高精度且つ安価に成形する光学素子の製造装置として、成形型に収容した光学素材を、加熱軟化させて加圧し、冷却して固化させることで、成形型が有する光学面形状或いは表面粗さを成形転写して光学素子を製造する装置が用いられている。ここで、光学素材の成形時には、成形室を不活性ガス雰囲気で充填させるのが一般的である。
【０００３】
上記の光学素子の製造装置において、成形型のスリーブに雰囲気交換孔を放射状に形成することにより、光学素材から発生する酸化性揮発物を成形型のキャビティから雰囲気交換孔を介して外部に放出させる光学素子の製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４２０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１記載の光学素子の製造装置は、スリーブに形成した雰囲気交換孔により、キャビティから酸化性揮発物を排出しているが、キャビティの雰囲気交換に伴い、キャビティの温度が下がり、光学素材のうち成形型の成形面に当接する部分と当接しない部分との間に温度差が生じていた。そのため、成形型から光学素材への転写精度が悪化すると共に、光学素子の表面に曇りが発生しやすく、光学素子の品質が悪化してしまっていた。
【０００５】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、光学素子の品質を向上させる光学素子の製造装置及び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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造装置は、成形型内のキャビティに収容された光学素材を成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造装置において、上記光学素材を収容したキャビティに不活性ガスを流入させる不活性ガス流入手段と、この不活性ガス流入手段が流入させる上記不活性ガスを加熱する加熱手段とを備える構成とする。
【０００７】
また、上記加熱手段は、上記光学素材の加熱時において、上記キャビティに流入される不活性ガスを上記光学素材の転移点温度以上に加熱する構成とするとよい。
また、上記成形型は、上型と、下型と、この上型及び下型の外周に位置するスリーブとを含み、上記スリーブには、上記キャビティに連通可能なガス流入路及びガス排出路が形成され、上記不活性ガス流入手段は、上記スリーブのガス流入路を介して上記キャビティに上記不活性ガスを流入させ、上記キャビティに流入された不活性ガスは、上記スリーブのガス排出路を介して上記キャビティから排出される構成とするとよい。
【０００８】
また、上記光学素材を収容した成形型が上記光学素材の加熱時に載置されるプレートを更に備え、上記成形型は、上記スリーブの外周に位置する外スリーブを更に含み、上記プレート及び上記外スリーブには、それぞれガス流入路が形成され、上記不活性ガス流入手段は、上記プレートのガス流入路、上記外スリーブのガス流入路、及び、上記スリーブのガス流入路を介して、上記キャビティに上記不活性ガスを流入させる構成とするとよい。
【０００９】
また、上記外スリーブは、その下端が上記プレートに当接する位置と当接しない位置とに上記スリーブの外周面上を摺動可能な円筒形状に形成され、上記キャビティに流入される不活性ガスは、上記キャビティの圧力が一定以上高まると、上記外スリーブを上記プレートに当接しない位置に浮上させ、上記外スリーブと上記プレートとの間から排出される構成とするとよい。
【００１０】
また、上記光学素材を収容した成形型が上記光学素材の加熱時に載置されるプレートを更に備え、このプレート及び上記下型には、それぞれガス流入路が形成され、上記不活性ガス流入手段は、上記プレートのガス流入路、上記下型のガス流入路、及び、上記スリーブのガス流入路を介して、上記キャビティに上記不活性ガスを流入させる構成としてもよい。
【００１１】
また、上記スリーブのガス排出路は、上記上型に閉鎖されることにより上記キャビティへの開口面積が変動する位置に形成されている構成とするとよい。
また、上記加熱手段は、上記光学素材の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度に不活性ガスを加熱する構成とするとよい。
【００１２】
また、上記不活性ガス流入手段は、上記光学素材の加熱時において、上記光学素材の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎの不活性ガスを上記キャビティに流入させる構成とするとよい。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造方法は、成形型内のキャビティに収容された光学素材を成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造方法において、上記光学素材を収容したキャビティに、加熱した不活性ガスを流入させながら、上記光学素子を成形するようにする。
【００１４】
また、上記光学素材の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度に加熱した不活性ガスを流入させながら、上記光学素子を成形するようにするとよい。
また、上記光学素材の加熱時において、上記光学素材の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎの不活性ガスを流入させながら、上記光学素子を成形するようにするとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、光学素材を収容したキャビティに、加熱した不活性ガスを流入させている。そのため、光学素材の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティから排出しながら、光学素材のうち成形型の成形面に当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、成形型から光学素材への転写精度の悪化、更には光学素子の表面への曇りの発生を抑えることができる。よって、本発明によれば、光学素子の品質を向上させることができる。
【００１６】
また、加熱した不活性ガスをキャビティに流入させているため、キャビティの温度変化に起因する圧力変動を抑えて、キャビティにおける光学素材の位置ずれを防止することができる。したがって、これによっても、光学素子の品質を向上させることができる。更には、光学素材の加熱時間ひいては光学素子の製造時間を短縮することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る光学素子の製造装置及び製造方法について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。図２は、上記光学素子の製造装置に搬入される成形型を示す断面図である。
【００１８】
図１に示す光学素子製造装置１は、上ベース２、下ベース３及び側板４から構成される成形室５内において、下ベース３の下方に配置された不活性ガス流入手段６により図２にも示す成形型２０内のキャビティ２５に窒素等の不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させながら、キャビティ２５に収容した光学素材２６を成形している。なお、詳しくは後述するが、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、加熱手段としてのガス加熱ヒータ１８により加熱されている。
【００１９】
成形型２０は、上型２１と、下型２２と、これら上型２１及び下型２２の外周に位置する円筒形状のスリーブ２３と、このスリーブ２３の外周に位置する円筒形状の外スリーブ２４とから構成され、キャビティ２５に光学素材２６を収容している。
【００２０】
スリーブ２３には、不活性ガス流入手段６から供給される不活性ガス（矢印Ｎ）が通過するガス流入路２３ａ及びガス排出路２３ｂが、それぞれ水平方向且つ放射状に複数形成されている。これらガス流入路２３ａ及びガス排出路２３ｂは、上型２１に閉鎖されることによりキャビティ２５への開口面積が変動する位置に形成されている。ここで、図２に示す、ガス流入路２３ａと成形前の光学素材２６との距離Ｄは、２０ｍｍ以内に設定しておくとよい。
【００２１】
外スリーブ２４は、その上端の摺動部２４ａにおいてスリーブ２３の外周面上を摺動可能に配置されており、摺動部２４ａの下方の内周面はスリーブ２３との間に間隙からなるガス流入路２４ｂが設けられている。なお、後述するが、外スリーブ２４の下端２４ｃは、成形型２０が載置された下プレート１７に当接する位置と当接しない位置（即ち、浮上する位置）とに摺動可能となっている。
【００２２】
図１に示すように、上ベース２の上部には、シリンダベース７を介してシリンダ８が配置されている。このシリンダ８は、上ベース２及びシリンダベース７を貫通して配置された上軸９を昇降させている。この上軸９の下には、上から順に上冷却ブロック１０、上断熱ブロック１１、円柱形状の２本のヒータ１２ａ，１２ａが両端において露出するように埋設された上ヒータブロック１２、上型２１の上面に当接する上プレスプレート１３が配置されている。
【００２３】
また、下ベース３の上には、下から順に、下冷却ブロック１４、下断熱ブロック１５、円柱形状の２本のヒータ１６ａ，１６ａが両端において露出するように埋設された下ヒータブロック１６、成形型２０が載置される「プレート」としての下プレスプレート１７が配置されている。
【００２４】
不活性ガス流入手段６と下ヒータブロック１６の下部との間には、下ベース２、下冷却ブロック１４及び下断熱ブロック１５を貫通する円筒形状のガス加熱ヒータ１８が嵌入されている。このガス加熱ヒータ１８の中空部分は、ガス流入路１８ａとなっており、このガス流入路１８ａにおいて、図示しない制御手段によりガス加熱ヒータ１８が制御されて、目的の温度に不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱している。
【００２５】
下ヒータブロック１６には、鉛直方向に延び、ガス加熱ヒータ１８のガス流入路１８ａに連通するガス流入路１６ｂが形成されている。また、下ヒータブロック１６の上面には、そのガス流入路１６ｂの上端から放射状に水平方向に延びる溝状のガス流入路１６ｃが形成されており、この放射状のガス流入路１６ｃは、下プレスプレート１７の鉛直方向に延びる複数のガス流入路１７ａのそれぞれに連通している。更に、下プレスプレート１７のガス流入路１７ａは、外スリーブ２４のガス流入路２４ｂに連通している。
【００２６】
以下、光学素子の製造方法について説明する。
まず、下プレスプレート１７上に光学素材２６を収容した成形型２０を載置する。そして、シリンダ８により上軸９を下降させ、上プレスプレート１３を上型２１に当接させ、上下のヒータブロック１２，１６から上型２１及び下型２２に伝熱させることにより、光学素材２６を加熱軟化させる。
【００２７】
この光学素材２６の加熱の際には、不活性ガス流入手段６からガス流入路１８ａ，１６ｃ，１７ａ，２４ｂ，２３ａを介してキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させると共に、この不活性ガス（矢印Ｎ）をガス加熱ヒータ１８により加熱する。
【００２８】
ここで、不活性ガス流入手段６による不活性ガス（矢印Ｎ）のキャビティ２５への供給量は、光学素材２６の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは４Ｌ／ｍｉｎ〜８Ｌ／ｍｉｎとするとよい。これにより、不活性ガス（矢印Ｎ）による光学素材２６の加熱を有効に行うことができる。
【００２９】
また、ガス加熱ヒータ１８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度は、光学素材２６を均等に加熱軟化させるべく、キャビティ２５に到達した際に光学素材２６の転移点以上で且つ軟化点以下となるようにしておくとよい。これにより、光学素材２６のうち上型２１及び下型２２の成形面２１ａ，２２ａと当接する部分と当接しない部分との温度差が解消される。
【００３０】
なお、キャビティ２５内に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、光学素材２６から発生する酸化性揮発物等と共に、スリーブ２３のガス排出路２３ｂから成形室５に排出される。この排出されたガスは、成形室５に設けられた図示しない微細な隙間等により成形室５から排出させるとよい。
【００３１】
光学素材２６を転移点以上で且つ軟化点以下まで加熱軟化させた後、シリンダ８の駆動により上型２１を押圧して光学素材２６を所望の形状に成形する。この際、図３Ａに示すように、光学素材２６は押圧されて変形することにより、上型２１が降下してスリーブ２３のガス流入路２３ａの一部及びガス排出路２３ｂの全部が上型２１により閉鎖される。
【００３２】
これに伴い、キャビティ２５内の圧力が高まり、図３Ｂに示すように、外スリーブ２４の摺動部２４ａがスリーブ２３の外周面上を摺動し、外スリーブ２４の下端２４ｃが下プレスプレート１７に当接する位置から当接しない位置に浮上する。そして、外スリーブ２４と下プレスプレート１７との間から不活性ガス（矢印Ｎ´）が排出され、キャビティ２５の圧力が一定となる。
【００３３】
なお、この際、不活性ガス流入手段６による不活性ガス（矢印Ｎ）の供給を停止させても圧力を一定にさせることは可能であるが、不活性ガス（矢印Ｎ´）を外スリーブ２４と下プレスプレート１７との間から逃がすことで、不活性ガス流入手段６の制御が簡略化する。
【００３４】
光学素材２６の加圧成形が終了した後、ガス加熱ヒータ１８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度を下げる。また、図１に示す上下のヒータブロック１２，１６の温度を下げ、例えば、上型２１及び下型２２の成形面２１ａ，２２ａが外気に触れても酸化しない温度になるまで冷却する。冷却が終了した後には、シリンダ８の駆動により上プレスプレート１３を上昇させ、図示しない搬送手段により、成形型２０を成形室５から搬出する。その後、成形型２０から成形された光学素子を取り出すことにより、光学素子の製造が完了する。
【００３５】
以上説明した本実施形態では、光学素材２６を収容したキャビティ２５に、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させている。そのため、光学素材２６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティ２５から排出しながら、光学素材２６のうち成形型２０（上型２１及び下型２２）の成形面２１ａ，２２ａに当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、成形型２０の成形面２１ａ，２２ａから光学素材２６への転写精度の悪化、更には光学素子の表面への曇りの発生を抑えることができる。よって、本実施形態によれば、光学素子の品質を向上させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に流入させているため、キャビティ２５の温度変化に起因する圧力変動を抑えて、キャビティ２５における光学素材２６の位置ずれを防止することができる。したがって、これによっても、光学素子の品質を向上させることができる。更には、光学素材２６の加熱時間ひいては光学素子の製造時間を短縮することもできる。
【００３７】
また、本実施形態では、ガス加熱ヒータ１８は、光学素材２６の加熱時において、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）を光学素材２６の転移点温度以上に加熱している。そのため、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、不活性ガス流入手段６は、スリーブ２３のガス流入路２３ａを介してキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させ、キャビティ２５に流入された不活性ガス（矢印Ｎ）は、スリーブ２３のガス排出路２３ｂを介してキャビティ２５から排出されている。そのため、不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に有効に流入させて光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えながら、光学素材２６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティ２５から有効に排出することができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、不活性ガス流入手段６は、下プレスプレート１７のガス流入路１７ａ、外スリーブ２４のガス流入路２４ｂ、及び、スリーブ２３のガス流入路２３ａを介して、キャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させている。そのため、不活性ガス（矢印Ｎ）を成形型２０の下方、更には下プレスプレート１７の下方から導くことができるため、成形室５内に余分な部材を配置する必要がなくなる。また、不活性ガス（矢印Ｎ）を安定してキャビティ２５に流入させることができ、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、成形室５の省スペース化ひいては光学素子製造装置１の小型化を図ることができると共に、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、外スリーブ２４は、その下端２４ｃが下プレスプレート１７に当接する位置と当接しない位置とにスリーブ２３の外周面上を摺動可能な円筒形状に形成され、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、キャビティ２５の圧力が一定以上高まると、外スリーブ２４を下プレスプレート１７に当接しない位置に浮上させ、外スリーブ２４と下プレスプレート１７との間から排出されている（矢印Ｎ´）。そのため、不活性ガス流入手段６による不活性ガス（矢印Ｎ）の供給を成形過程に伴って停止させる必要がなく、不活性ガス流入手段６の制御が複雑化せず、安定してキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を供給することができる。したがって、不活性ガス流入手段６の制御の複雑化を抑えることができると共に、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、スリーブ２３のガス流入路２３ａ及びガス排出路２３ｂは、上型２１に閉鎖されることによりキャビティ２５への開口面積が変動する位置に形成されている。そのため、光学素子２６の成形に連動させてキャビティ２５への不活性ガス（矢印Ｎ）の流入量を、キャビティ２５の体積或いは光学素材２６の不活性ガス（矢印Ｎ）との接触面積に合わせて、調節することができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、ガス加熱ヒータ１８は、光学素材２６の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度で、具体的には徐々に温度を下げて、不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱している。そのため、工程毎に最適の温度の不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に供給することができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、不活性ガス流入手段６は、光学素材２６の加熱時において、光学素材２６の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは４Ｌ／ｍｉｎ〜８Ｌ／ｍｉｎの不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に流入させている。そのため、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、ガス流入路２３ａと成形前の光学素材２６との距離Ｄを２０ｍｍ以内にしているため、加熱された不活性ガス（矢印Ｎ）によって、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、ガス加熱ヒータ（加熱手段）１８を、不活性ガス流入手段６から供給された不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱する構成としたが、不活性ガス流入手段６に供給する前段階の不活性ガスを加熱する構成としてもよい。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。
本実施形態に係る光学素子の製造装置３１は、加熱・加圧・冷却の工程を、それぞれ加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３にて行ういわゆる循環型の製造装置である。加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３の構成並びに成形型２０の構成は、図１に示す光学素子の製造装置１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
光学素子の製造装置３１は、上ベース３２、下ベース３３及び側板３４から構成される成形室３５内において、下ベース３３の下方に配置された加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３の不活性ガス流入手段３６により成形型２０内のキャビティ２５に窒素等の不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させながら、キャビティ２５に収容した光学素材２６を成形している。なお、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３に設けられた、加熱手段としてのガス加熱ヒータ４８により加熱されている。
【００４８】
側板３４には、搬入台４４から成形室３５に成形型２０が搬入される際に開放する搬入シャッタ３４ａと、成形室３５から搬出台４５に成形型２０が搬出される際に開放する搬出シャッタ３４ｂとが設けられている。
【００４９】
ここで、搬入台４４に載置された成形型２０は、搬入台４４に立設された支持部３７に支持される投入爪３８により押されて、開放した搬入シャッタ３４ａを通って成形室３５（加熱部４１）に搬入される。
【００５０】
光学素子の製造方法についても上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略するが、加熱部４１においてキャビティ２５に流入させる不活性ガス（矢印Ｎ）の供給量は、光学素材２６の表面積１ｃｍ2に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは４Ｌ／ｍｉｎ〜８Ｌ／ｍｉｎとするとよい。これにより、不活性ガス（矢印Ｎ）による光学素材２６の加熱を有効に行うことができる。
【００５１】
また、加熱部４１におけるガス加熱ヒータ４８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度は、光学素材２６を均等に加熱軟化させるべく、キャビティ２５に到達した際に光学素材２６の転移点以上で且つ軟化点以下となるようにしておくとよい。これにより、光学素材２６のうち上型２１及び下型２２の成形面と当接する部分と当接しない部分との温度差が解消される。
【００５２】
光学素材２６を転移点以上で且つ軟化点以下まで加熱軟化させた後、図示しない搬送手段により成形型２０を加圧部４２に搬送する。加圧部４２においては、好ましくは加圧部４２における上型２１及び下型２２の温度と同程度に設定しておく。そして、光学素材２６を所望の形状に成形する。
【００５３】
光学素材２６の加圧成形が終了した後、図示しない搬送手段により成形型２０を冷却部４３に搬送する。冷却部４３においても、ガス加熱ヒータ４８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度を加熱部４１及び加圧部４２における加熱温度よりも低めに、好ましくは冷却部４３における上型２１及び下型２２の温度と同程度に設定しておく。
【００５４】
光学素材２６の冷却が終了した後には、図示しない搬送手段により、成形型２０を成形室３５から搬出台４５に搬出する。その後、成形型２０から成形された光学素子を取り出すことにより、光学素子の製造が完了する。
【００５５】
以上説明した本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、光学素材２６を収容したキャビティ２５に、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させている。そのため、光学素材２６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティ２５から排出しながら、光学素材２６のうち成形型２０（上型２１及び下型２２）の成形面に当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、成形型２０の成形面から光学素材２６への転写精度の悪化、更には光学素子の表面への曇りの発生を抑えることができる。よって、本実施形態によっても、光学素子の品質を向上させることができる。
【００５６】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る光学素子の製造装置に位置する成形型を示す断面図である。図６は、上記成形型の下型を示す斜視図である。
【００５７】
本実施形態では、成形型６０に外スリーブを設けず、成形型６０が載置される「プレート」としての下プレスプレート５７のガス流入路５７ａ、下型６２の後述するガス流入路６２ｂ、及び、スリーブ６３の内周面に設けられ鉛直方向に延びるガス流入路６３ａを介して、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ６５に流入させている。この不活性ガス（矢印Ｎ）の流入経路を除いて、本実施形態の光学素子の製造装置及び製造方法は、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
図６に示すように、下型６２の底面には、十字状のガス流入路６２ｂ及び外周に沿った切り欠き６２ｃが設けられている。なお、下型６２の十字状のガス流入路６２ｂの先端は、それぞれ、スリーブ６３の４箇所に設けられたガス流入路６３ａの近傍に延びている。
【００５９】
以上説明した本実施形態でも、光学素材６６を収容したキャビティ６５に、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させることで、光学素材６６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をスリーブ６３のガス排出路６３ｂから排出しながら、光学素材６６のうち成形型６０（上型６１及び下型６２）の成形面６１ａ，６２ａに当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、上記第１及び第２実施形態と同様に、光学素子の品質を向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、不活性ガス（矢印Ｎ）を、下プレスプレート５７のガス流入路５７ａ、下型６２のガス流入路６２ｂ、及び、スリーブ６３のガス流入路６３ａを介して、キャビティ６５に流入させている。そのため、下プレスプレート５７及びこの下プレスプレート５７の下に配置される図示しない下ヒータブロックに単一のガス流入路を設けるだけでよい。また、成形型６０に外スリーブを設ける必要がないため、成形型６０の構成ひいては成形室のスペースが簡略化される。したがって、光学素子の製造装置の構成を簡略化することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、下型６２にガス流入路６２ｂを設けたが、下プレスプレート５７のガス流入路５７ａとスリーブ６３のガス流入路６３ａを連通させることで、下型６２にガス流入路６２ｂを形成しない構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。
【図２】上記光学素子の製造装置に搬入される成形型を示す断面図である。
【図３Ａ】上記成形型の光学素子の製造過程における断面図（その１）である。
【図３Ｂ】上記成形型の光学素子の製造過程における断面図（その２）である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る光学素子の製造装置に位置する成形型を示す断面図である。
【図６】上記成形型の下型を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      光学素子製造装置
２      上ベース
３      下ベース
４      側板
５      成形室
６      不活性ガス流入手段
７      シリンダベース
８      シリンダ
９      上軸
１０      上冷却ブロック
１１      上断熱ブロック
１２      上ヒータブロック１２
１２ａ      ヒータ
１３      上プレスプレート
１４      下冷却ブロック
１５      下断熱ブロック
１６      下ヒータブロック
１６ａ      ヒータ
１６ｂ，１６ｃ      ガス流入路
１７      下プレスプレート
１７ａ      ガス流入路
１８      ガス加熱ヒータ
２０      成形型
２１      上型
２１ａ      成形面
２２      下型
２２ａ      成形面
２３      スリーブ
２３ａ      ガス流入路
２３ｂ      ガス排出路
２４      外スリーブ
２４ａ      摺動部
２４ｂ      ガス流入路
２４ｃ      下端
２５      キャビティ
２６      光学素材
３１      光学素子製造装置
３２      上ベース
３３      下ベース
３４      側板
３４ａ      搬入シャッタ
３４ｂ      搬出シャッタ
３５      成形室
３６      不活性ガス流入手段
３７      支持部
３８      投入爪
４１      加熱部
４２      加圧部
４３      冷却部
４４      搬入台
４５      搬出台
４８      ガス加熱ヒータ
５７      下プレスプレート
５７ａ      ガス流入路
６０      成形型
６１      上型
６１ａ      成形面
６２      下型
６２ａ      成形面
６３      スリーブ
６３ａ      ガス流入路
６３ｂ      ガス排出路
６５      キャビティ
６６      光学素材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2008120645.tif 000008
【図６】
2008120645.tif 000009