(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性の成形素材を金型組立体の内部に配置し加熱軟化させた状態で押圧変形させ光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記金型組立体は上型、下型、胴型、回転防止部材、補助型を備えており、
前記胴型は円形の貫通孔を有しており、
前記上型及び前記下型は、対向する夫々の端面に成形面が設けられ、側面部が前記胴型の貫通孔に嵌合可能であり、さらに、それぞれの側面部には中心軸と平行に切り欠き部を有しており、
前記下型は、前記回転防止部材が載置される段付部を有しており、
前記回転防止部材は前記胴型の内周面と前記上型及び前記下型の切り欠き部とで囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、且つ、嵌合する前記胴型の中心軸と直交方向の断面が略Ｄ形状を有しており、
前記補助型は、前記胴型の貫通孔、前記下型、前記回転防止部材で囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、その略中央に前記胴型の中心軸に沿う方向に貫通孔が設けられており、
前記貫通孔が設けられている前記補助型の内周面は、矩形状または多角形状を有しており、
前記光学素子は、非回転対称体であり、
前記下型と前記回転防止部材と前記補助型とを前記胴型の貫通孔に嵌め込み、前記成形素材を前記下型の成形面上に載置した後、前記上型を前記胴型の貫通孔に嵌め込んで前記金型組立体を組み立てる工程と、
前記成形素材を加熱軟化させた状態で前記上型の成形面及び前記下型の成形面で押圧して変形させて所望の形状に成形する工程と、
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性の成形素材を型本体内部に配置し加熱軟化させた状態で押圧変形させ光学素子を製造する光学素子の製造用金型組立体において、
金型組立体は上型、下型、胴型、回転防止部材、補助型を備えており、
前記胴型は円形の貫通孔を有しており、
前記上型及び前記下型は、対向する夫々の端面に成形面が設けられ、側面部が前記胴型の貫通孔に嵌合可能であり、
さらに、それぞれの側面部には中心軸と平行に切り欠き部を有しており、
前記下型は、前記回転防止部材が載置される段付部を有しており、
前記回転防止部材は前記胴型の内周面と前記上型及び前記下型の切り欠き部で囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、且つ、嵌合する前記胴型の中心軸と直交方向の断面が略Ｄ形状を有しており、
前記補助型は、前記胴型の貫通孔、前記下型、前記回転防止部材で囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、その略中央に前記胴型の中心軸に沿う方向に貫通孔が設けられており、
前記貫通孔が設けられている前記補助型の内周面は、矩形状または多角形状を有しており、
前記光学素子は、非回転対称体である
ことを特徴とする光学素子の製造用金型組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子、特に非回転対称体の光学素子の製造方法とその製造用金型組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度に形成された光学素子は、精密光学機器等に組み込まれて使用される。特に、非回転対称体の光学素子は、センサー集光、光ファイバ通信、照明などの用途に広く利用されている。
【０００３】
この種光学素子の製造方法として、略円柱形状の一対の上型と下型、及び円筒形状の胴型で構成された金型組立体を用いて光学素子を得る方法が知られている。例えば、成形素材を金型組立体の中に配置し、加熱軟化させた状態で押圧して、光学素子を成形する。
【０００４】
このとき、例えば特許文献１のように、光学素子の偏心、例えば、非回転対称体の光学素子における光学面の回転ズレを抑えるため、上型と下型に対して回転防止手段を用いた金型組立体が用いられている。
【０００５】
この回転防止手段としては、上型及び下型に一対の回転防止ピンと一対のブッシュとをそれぞれ固定して使用している。
【特許文献１】特開平１０−６７５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的な構成例である、略円柱形状の上型と下型、及び円筒形状の胴型を組み合わせだけでは、胴型の内周面の中心軸に対して上型と下型の相対的な回転量を規制することができない。
【０００７】
また、特許文献１では、一対のピンとブッシュとを上型及び下型に取り付けるためには、成形面以外の部位を使う必要があるが、成形面以外の部位には余裕が少ないためピンの径を小さくしなければならない。一方、成形素材を押圧変形させる際、上型及び下型には加圧力として大きな負荷が加わる。成形状態によってはピンにも大きな荷重が加わり、変形又は破損するおそれが生じる。
【０００８】
さらに、ピン及びブッシュを挿入する非貫通の小径孔を形成するには放電加工を用いる必要があり、高精度に位置決めして仕上げることが困難である。また、その加工には多くの時間を要し加工コストが増加する等の課題があった。
【０００９】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、光学面の横ずれ及び回転ずれに関わる偏心を抑制して高精度な非回転対称体の光学素子を製造し得る光学素子の製造方法とその製造用金型組立体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】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
熱可塑性の成形素材を金型組立体の内部に配置し加熱軟化させた状態で押圧変形させ光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記金型組立体は上型、下型、胴型、回転防止部材、補助型を備えており、
前記胴型は円形の貫通孔を有しており、
前記上型及び前記下型は、対向する夫々の端面に成形面が設けられ、側面部が前記胴型の貫通孔に嵌合可能であり、さらに、それぞれの側面部には中心軸と平行に切り欠き部を有しており、
前記下型は、前記回転防止部材が載置される段付部を有しており、
前記回転防止部材は前記胴型の内周面と前記上型及び前記下型の切り欠き部とで囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、且つ、嵌合する前記胴型の中心軸と直交方向の断面が略Ｄ形状を有しており、
前記補助型は、前記胴型の貫通孔、前記下型、前記回転防止部材で囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、その略中央に前記胴型の中心軸に沿う方向に貫通孔が設けられており、
前記貫通孔が設けられている前記補助型の内周面は、矩形状または多角形状を有しており、
前記光学素子は、非回転対称体であり、
前記下型と前記回転防止部材と前記補助型とを前記胴型の貫通孔に嵌め込み、前記成形素材を前記下型の成形面上に載置した後、前記上型を前記胴型の貫通孔に嵌め込んで前記金型組立体を組み立てる工程と、
前記成形素材を加熱軟化させた状態で前記上型の成形面及び前記下型の成形面で押圧して変形させて所望の形状に成形する工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、
熱可塑性の成形素材を型本体内部に配置し加熱軟化させた状態で押圧変形させ光学素子を製造する光学素子の製造用金型組立体において、
金型組立体は上型、下型、胴型、回転防止部材、補助型を備えており、
前記胴型は円形の貫通孔を有しており、
前記上型及び前記下型は、対向する夫々の端面に成形面が設けられ、側面部が前記胴型の貫通孔に嵌合可能であり、
さらに、それぞれの側面部には中心軸と平行に切り欠き部を有しており、
前記下型は、前記回転防止部材が載置される段付部を有しており、
前記回転防止部材は前記胴型の内周面と前記上型及び前記下型の切り欠き部で囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、且つ、嵌合する前記胴型の中心軸と直交方向の断面が略Ｄ形状を有しており、
前記補助型は、前記胴型の貫通孔、前記下型、前記回転防止部材で囲まれた空間に嵌合可能な形状を有しており、その略中央に前記胴型の中心軸に沿う方向に貫通孔が設けられており、
前記貫通孔が設けられている前記補助型の内周面は、矩形状または多角形状を有しており、
前記光学素子は、非回転対称体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光学面の横ずれ及び回転ずれに関わる偏心を抑制して高精度な非回転対称体の光学素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［成形装置の説明］
図１は、加熱成形状態にある光学素子の製造装置の部分概念を示す図である。
【００２３】
この製造装置１０は、大気圧下又は不活性ガス（Ａｒガス等）、窒素ガス（Ｎ２等）の置換下で稼動でき、真空装置を必要としない一般的なものである。この製造装置１０は、金型組立体２０を挟んで対向配置された上側プレート１２及び下側プレート１４と、上側プレート１２を下側プレート１４に向けて（矢印Ａ方向に）押圧する加圧装置２１と、を有している。
【００２４】
下側プレート１４は基台１５に固定されており、上側プレート１２は加圧装置２１に連結されている。上側プレート１２には、上側カートリッジヒータ１６が内蔵されている。また、下側プレート１４には、下側カートリッジヒータ１８が内蔵されている。金型組立体２０は、下側プレート１４及び上側プレート１２を介して夫々のヒータ１６，１８で加熱される。なお、カートリッジヒータ１６，１８の代わりに、赤外線ランプを金型組立体２０の側面周辺に配置しても構わない。
【００２５】
金型組立体２０は、加熱、成形、冷却の各工程が実行されて成形品としてのレンズアレイ３２（図４Ａ、図４Ｂ等参照）が得られる。成形工程では、金型組立体２０は、上側プレート１２と下側プレート１４との間に挟持された状態で加圧装置２１により押圧成形される。
【００２６】
なお、この金型組立体２０の詳細については後述する。また、この金型組立体２０の図において、各部材の嵌合部には視認可能な程度のクリアランスが図示されているが、これは説明の便宜からである。
［第１の実施の形態］
図２Ａ、図２Ｂは、常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図、図３Ａ、図３Ｂは、加熱下での成形後の状態を示す図、図４Ａ、図４Ｂは、得られた光学素子の状態を示す図である。
【００２７】
金型組立体２０は、従来の型構成で使用される上型２２、下型２４、及び胴型としてのスリーブ２６に加え、回転防止部材２７を備えている。スリーブ２６は上下方向（押圧方向）に貫通孔２６ａを有する円筒形状を有している。この貫通孔２６ａに、上型２２と下型２４が夫々挿入されて嵌合可能な形状を有している。
【００２８】
上型２２と下型２４が嵌合された状態では、上型２２の側面円周部２２ａ、下型２４の側面円周部２４ａ、スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面の各中心軸Ｏが一致するようになっている。
【００２９】
上型２２と下型２４とは対向する面に夫々成形面２２ｂ，２４ｂが設けられている。この成形面２２ｂ，２４ｂの外周側も成形面であるが、これは平坦面２２ｃ，２４ｃに形成されている。
【００３０】
上型２２と下型２４の側面部には、中心軸Ｏと平行方向に夫々切り欠き部２２ｄ，２４ｄが設けられている。この切り欠き部２２ｄ，２４ｄは平坦面に形成されている。
上型２２及び下型２４の各成形面２２ｂ，２４ｂには、成形される光学素子の光学面に対応した２個の小レンズ成形面２２０，２２０、２４０，２４０が配置されている。
【００３１】
小レンズ成形面２２０、２４０の配置位置は、切り欠き部２２ｄ，２４ｄの平面部を基準に位置決めされる。すなわち、切り欠き部２２ｄ，２４ｄを位置合わせした状態で、上型２２と下型２４の成形面２２ｂ，２４ｂを対向配置したときに夫々の小レンズ成形面２２０、２４０が所望の位置にくるように形成しておく。
【００３２】
回転防止部材２７は、スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面と上型２２及び下型２４の切り欠き部２２ｄ，２４ｄとで囲まれた空間に嵌合可能な形状を有している。本実施形態では、円柱体が中心軸Ｏと平行な方向に切断され、中心軸Ｏと直交方向の断面が略Ｄ形状をなしている。
【００３３】
なお、略Ｄ形状の角部は、欠け等を防止するため、面取りあるいはラウンド（丸め処理）を設けてもよい。
この回転防止部材２７によれば、成形面２２ｂ，２４ｂ以外の領域にその中心軸Ｏと直交方向の断面を比較的広くとることができ、強度面の耐荷重値を高めることができる。なお、回転防止部材２７の中心軸Ｏ方向の長さはスリーブ２６の長さ以下に設定する。これは、成形時に上型２２等の移動量を規制しないようにするためである。
【００３４】
また、上型２２、下型２４、スリーブ２６、及び回転防止部材２７の材料は、超硬合金、炭化珪素、ステンレス鋼などが用いられる。さらに、小レンズ成形面２２０、２４０の形状は、切削加工、研削加工、研磨加工等の中から適当な処理を選択して製作することができる。
【００３５】
上型２２及び下型２４間に配置される成形素材３０は、熱可塑性材料としての光学ガラスからなる。本実施形態では、光学ガラスとして（Ｌ−ＢＳＬ７（株）オハラ製）  （ガラス転移点４９８℃、屈伏点５４９℃）を用いている。また、成形素材３０の体積は製造される光学素子の体積と一致させている。この成形素材３０の形状は、溶融ガラスを滴下して得られるガラス塊状のゴブ形状である。なお、成形素材３０として、合成樹脂等の熱可塑性材料を用いてもよい。
【００３６】
次に、光学素子の製造方法について説明する。
製造工程は、組み立て工程、加熱工程、成形工程、及び冷却工程を有している。
まず、金型組立体２０の組み立て工程について説明する。
【００３７】
スリーブ２６の貫通孔２６ａに下型２４を嵌合させる。次いで、回転防止部材２７を、スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面と下型２４の切り欠き部２４ｄとで囲まれた空間に嵌めこむ。
【００３８】
成形素材３０を下型２４の成形面２４ｂの上に載置する。このとき、成形素材３０の位置は、下型２４の成形面２４ｂの中心部に対して、成形素材３０の中心が一致するように位置決めする。
【００３９】
この状態で、上型２２をその成形面２２ｂが成形素材３０に向くようにスリーブ２６の貫通孔２６ａに嵌合させる。上型２２と下型２４は、スリーブ２６の貫通孔２６ａに挿入されると、上型２２の中心軸線と下型２４の中心軸線とがスリーブ２６の中心軸線Ｏに一致した状態となる。
【００４０】
この状態で、上型２２の小レンズ成形面２２０と下型２４の小レンズ成形面２４０とは、予め設定された配置関係になる。ここでは、２つの小レンズ成形面２２０，２４０の周方向の位置が一致するようになっている。
【００４１】
次いで、スリーブ２６を介して上型２２と下型２４とで成形素材３０を挟み込むことで、金型組立体２０が得られる。
次に、加熱工程について説明する。
【００４２】
光学素子の製造装置１０内に、成形素材３０を組み付けた金型組立体２０を搬入する。
製造装置１０内の下側プレート１４と上側プレート１２は、内蔵されたカートリッジヒータ１６、１８によって温度が上昇する。こうして、金型組立体２０と成形素材３０とが成形温度に達するように、下側プレート１４と上側プレート１２を介して金型組立体２０を所定時間加熱する。
【００４３】
このとき、成形温度は使用するガラスの屈伏点温度よりも高い温度に設定する。これにより、成形温度下において成形素材３０は軟化状態になる。
次に、図３Ａ及び図３Ｂに基づき成形工程について説明する。
【００４４】
成形温度に保持された状態で、加圧装置２１により下側プレート１４と上側プレート１２とを相対的に接近させ、金型組立体２０を加圧する。
すると、下型２４と上型２２で挟まれた成形素材３０は、変形しながら金型内の空間部に充填されていく。変形が進行すると、成形素材３０に光学面が形成される。
【００４５】
成形素材３０が変形する過程では、上型２２の成形面２２ｂと下型２４の成形面２４ｂはスリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面により、中心位置のずれが抑制され、横ずれ方向の相対位置が固定される。
【００４６】
さらに、上型２２の成形面２２ｂと下型２４の成形面２４ｂは、回転防止部材２７により中心軸Ｏに対する周方向の回転ずれが抑制され、軸周りの回転方向の相対位置が固定される。そして、所望形状が得られた段階で加圧を止めれば、光学素子としてのレンズアレイ３２の成形が完了する。なお、レンズアレイ３２の所望形状を得るためには、上側プレート１２の移動量を制御してもよいし、加圧力と加圧時間を制御するようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施形態において、回転防止部材２７はその長さがスリーブ２６の長さ以下に設定されているため、成形完了時に他部材と干渉することがない。
次に、冷却工程について説明する。
【００４８】
この冷却工程では、加熱された光学素子（レンズアレイ３２）を軟化状態から固化状態に移行させ、形状を安定させることを目的としている。
このために、図示しない冷却装置により金型組立体２０を冷却する。冷却時には、成形されたレンズアレイ３２の転写性確保と歪低減のため、ある程度の加圧状態が必要になる。なお、この加圧力は成形品に割れが発生しない程度の範囲で設定するのがよい。
【００４９】
金型組立体２０及び成形された光学素子（レンズアレイ３２）が常温付近まで冷却されると、冷却が完了する。冷却が完了した後、金型組立体２０から上型２２を外して分解すると、光学素子（レンズアレイ３２）を得ることができる。
【００５０】
次に、図４Ａ及び図４Ｂに基づき、成形された光学素子（レンズアレイ３２）について説明する。
このレンズアレイ３２は非回転対称の光学面３２ａを持っている。この非回転対称の光学面３２ａとして、本実施形態では、２個の小レンズが径方向に配列されたレンズアレイ状になっている。
【００５１】
このレンズアレイ３２の外径は平面視で円形状である。また、その外周面３２ｂは円弧状で自由な形状になっている。これは、レンズアレイ３２の外周面３２ｂは金型の成形面と非接触で成形されるためである。
【００５２】
以上において、本実施形態では、非回転対称の光学素子として、図４Ａ及び図４Ｂのようなレンズアレイ３２について説明したがこれに限らない。さらに、非回転対称体の光学素子の形状、ガラスの種類、成形素材の形状、製造工程の順序等については内容が限定されることはない。
【００５３】
例えば、光学素子の外形形状は、用途及び鏡枠への取り付け状態に応じて、円形以外にも矩形状、多角形状でも構わない。また、光学素子の光学面は、例えばレンズアレイ３２の場合、小レンズ部の形状および数を要求性能に応じて変更することができる。さらに、レンズアレイ３２以外では、トーリック面、自由曲面などの非回転対称面としてもよい。
【００５４】
また、上型２２及び下型２４はそれぞれ単一部品で構成されているが、複数の別体部品を組み合わせて構成してもよい。例えば、上型２２の場合、成形面２２ｂを有する基本部品に小レンズ成形面２２０を有する入れ子型部品を嵌合させて構成したものでもよい。
【００５５】
また、成形素材３０の形状は、ゴブ形状以外にも、平行平板形状、レンズ形状、ボール形状、或いはロッド形状等のものを用いることができる。
さらに、製造工程は、組立工程、加熱工程、成形工程、冷却工程を有する場合について説明したが、これに限らない。例えば、自動組立装置と組み合わせれば組立工程と加熱工程の順序を入れ替えることも可能であり、加熱工程後に組立工程を入れた順序で製造しても構わない。
【００５６】
また、後工程として、光学素子は外形寸法を確保するため、必要であれば芯取り工程を追加して、余分な外径部分を削り落としてもよい。また、反射防止機能などの副次的な機能を付加する場合は、後工程で光学素子の表面にコーティング処理を行うとよい。
【００５７】
本実施形態によれば、従来の型構成すなわち略円柱形状の型部品で構成された金型組立体を流用しつつ、成形される光学素子（３２）の光学面（３２ａ）の横ずれ及び回転ずれに関わる偏心を抑えることができる。また、回転防止部材２７の変形および破損の防止を図り、精度の良い非回転対称体の光学素子（３２）を得ることができる。さらに、金型の加工精度を確保しつつ、加工コストの抑制を図ることができる。
［第２の実施の形態］
本実施形態においては、基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、主に相違点について記載する。なお、第１の実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図５Ａ、図５Ｂは、常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図、図６Ａ、図６Ｂは、加熱下での成形後の状態を示す図、図７Ａ、図７Ｂは、得られた光学素子の状態を示す図である。
【００５９】
下型２４は、一方の端面に成形面２４ｂと反対側の端面にフランジ部２５が設けられている。このフランジ部２５は回転防止部材２７が載置可能になっている。
これにより、組み立て状態において、下型２４のフランジ部２５に回転防止部材２７の端面が当て付いた状態になる。さらに、その外周側でスリーブ２６の下側端面がフランジ部２５に当て付けられる。なお、上型２２においても下型２４と同様にフランジ部２５を設けても構わない。
【００６０】
図５Ａ、図６Ａに示すように、上型２２にフランジ部２３を設けた場合は、このフランジ部２３を、成形工程において機械的なストッパーとして機能させることが可能である。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、成形された光学素子（レンズアレイ３２）は非回転対称の光学面３２ａを持つ。この非回転対称の光学面３２ａとして、本実施形態ではそれぞれの光学面３２ａに２個の小レンズが径方向に配列されたレンズアレイ状になっている。
【００６１】
このレンズアレイ３２の外形は平面視で円形状であり、その外周面３２ｂは自由形状になっている。これは、前記と同様に、レンズアレイ３２の外周面３２ｂは、金型の成形面と非接触で成形されるためである。
【００６２】
本実施形態によれば、成形される光学素子（３２）の光学面（３２ａ）の横ずれ及び回転ずれに関わる偏心を抑制等することができる。さらに、下型２４に設けたフランジ部２５により、金型組立体２０の移動や搬送時に、回転防止部材２７やスリーブ２６の脱落を防止することができる。
【００６３】
本実施形態では、組立工程、加熱工程、成形工程、冷却工程で各装置に金型組立体２０が移送され、各装置の間に段差や間隙が生じている場合に特に有効である。
［第３の実施の形態］
本実施形態においては、基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、主に相違点について記載する。なお、第１の実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図８Ａ、図８Ｂは、常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図、図９Ａ、図９Ｂは、加熱下での成形後の状態を示す図、図１０Ａ、図１０Ｂは、得られた光学素子の状態を示す図である。
【００６５】
本実施形態では、金型組立体２０に補助型２８を組み合わせることが可能である。この補助型２８は、スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面と回転防止部材２７の側面とで囲まれた空間に嵌め込まれ、下型２４の成形面２４ｂ、２４ｃの上に載置される。この補助型２８は、略中央にスリーブ２６の中心軸Ｏに沿う方向に円形の貫通孔２８ａが設けられている。外周部は一部が切り欠かれた円環状をなしている。
【００６６】
この補助型２８の貫通孔２８ａは、その内周面を成形工程での光学素子（レンズアレイ３２）の外周面３２ｂの変形規制部として利用される。
次に、作用について簡単に説明する。
【００６７】
組立工程では、補助型２８を、スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面２６ａに嵌合させた状態で、下型２４の成形面２４ｂの上に載置する。このとき、補助型２８は回転防止部材２７の側面により中心軸Ｏに対する回転方向の向きが固定される。
【００６８】
成形工程では、下型２４と上型２２で挟まれた成形素材３０は変形しながら、下型２４の成形面２４ｂ、上型２２の成形面２２ｂ、及び補助型２８の内周面で囲まれた空間内に充填される。こうして、光学素子（レンズアレイ３２）が成形される。
【００６９】
本実施形態では、補助型２８の貫通孔２８ａの内周面を軟化した成形素材３０の変形規制部としている。このため、成形素材３０の変形は補助型２８の内周面に沿って進む。なお、補助型２８の内周面は平面視で円形をなしている。このため、成形素材３０が上型２２、下型２４、及び補助型２８で構成される空間に充填されると、成形される光学素子（レンズアレイ３２）の外周面３２ｂは平面視で円形状になる。
【００７０】
本実施形態によれば、成形される光学素子（３２）の光学面（３２ａ）の横ずれ及び回転ずれに関わる偏心を抑制等することができる。また、補助型２８を設けたことにより、光学素子（レンズアレイ３２）の外形寸法を制御することが可能となる。これにより、後工程の心取り工程をなくすことができる。
［第４の実施の形態］
本実施形態においては、基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、主に相違点について記載する。なお、第１の実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
本実施形態では、前述した各実施形態で用いた回転防止部材２７の熱線膨張係数α１を、上型２２、下型２４、及びスリーブ２６の熱線膨張係数α０よりも大きくする点が特徴である。
【００７２】
例えば、金型組立体２０の各構成部材にタングステンカーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金を使用する場合、各構成部材を、構成物質の含有比率の異なるグレード間、あるいは、含有物質の異なるタイプから選択することで、材料の熱線膨張係数を変えることができる。
【００７３】
例えば、市販の超硬合金は熱線膨張係数が４×１０−６〜８×１０−６ｍｍ／ｍｍ・℃の範囲にある。よって、この範囲内で熱線膨張係数の小さめの材料と大きめの材料を選択して使用すればよい。
【００７４】
そして、選択した材料間の熱線膨張係数の差から、スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面の内径寸法に対する下型２４と回転防止部材２７を合わせた断面の外形寸法の差分を設定する。この差分はクリアランス量に相当している。
【００７５】
また、常温下での差分量（クリアランス量）は、成形温度下での差分量が０に近くなるよう、回転防止部材２７の熱膨張分を考慮して設定する。クリアランス量が小さくなると、上型２２と下型２４の各成形面の横ずれ、及び回転ずれは小さくなる。
【００７６】
一般に、成形温度下では回転防止部材２７、上型２２、及び下型２４の熱膨張によってスリーブ２６は大きな応力を受けやすくなる。この際、スリーブ２６の破損を防止するため該スリーブ２６の貫通孔２６ａの内周面に部分的なスリットを設けてもよい。スリーブ２６に応力が発生した場合、スリット部が変形するため応力が緩和でき、破損しにくくなる。
【００７７】
本実施形態によれば、成形される光学素子の光学面の横ずれ及び回転ずれに関わる偏心を抑制等することができる。また、回転防止部材２７の熱線膨張係数α１を上型２２、下型２４、及びスリーブ２６の熱線膨張係数α０よりも大きくしたため、成形工程での上型２２と下型２４との偏心をより小さく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】加熱成形状態にある光学素子の製造装置の部分概念を示す図である。
【図２Ａ】第１実施形態の常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。
【図２Ｂ】同上の常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。
【図３Ａ】同上の加熱下での成形後の状態を示す図である。
【図３Ｂ】同上の加熱下での成形後の状態を示す図である。
【図４Ａ】同上の得られた光学素子の状態を示す図である。
【図４Ｂ】同上の得られた光学素子の状態を示す図である。
【図５Ａ】第２実施形態の常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。
【図５Ｂ】同上の常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。
【図６Ａ】同上の加熱下での成形後の状態を示す図である。
【図６Ｂ】同上の加熱下での成形後の状態を示す図である。
【図７Ａ】同上の得られた光学素子の状態を示す図である。
【図７Ｂ】同上の得られた光学素子の状態を示す図である。
【図８Ａ】第３実施形態の常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。
【図８Ｂ】同上の常温下での金型組立体の組み立て状態を示す図である。
【図９Ａ】同上の加熱下での成形後の状態を示す図である。
【図９Ｂ】同上の加熱下での成形後の状態を示す図である。
【図１０Ａ】同上の得られた光学素子の状態を示す図である。
【図１０Ｂ】同上の得られた光学素子の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０      光学素子の製造装置
１２      上側プレート
１４      下側プレート
１５      基台
１６      上側カートリッジヒータ
１８      下側カートリッジヒータ
２０      金型組立体
２１      加圧装置
２２ａ    側面円周部
２２ｂ    成形面
２２ｃ    平坦面
２２ｄ    切り欠き部
２２０    小レンズ成形面
２３      フランジ部
２４      下型
２４ａ    側面円周部
２４ｂ    成形面
２４ｃ    平坦面
２４ｄ    切り欠き部
２４０    小レンズ成形面
２５      フランジ部
２６      スリーブ
２６ａ    貫通孔
２７      回転防止部材
２８      補助型
２８ａ    貫通孔
３０      成形素材
３２      レンズアレイ
３２ａ    光学面
３２ｂ    外周面
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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