(57)【要約】【課題】光学素子の製造方法及び製造装置において、雰囲気によらず且つ光学素子の製造に悪影響を与えずに、型セットを確実に除電する。【解決手段】光学素子の製造方法は、光学素子成形用の型セット１００内に収容された成形素材１２０を加熱する加熱工程と、加熱された成形素材１２０を加圧する加圧工程と、加圧された成形素材１２０を冷却する冷却工程と、を含み、イオン性液体Ｌによって型セット１００を除電する除電工程を更に含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子成形用の型セット内に収容された成形素材を加熱する加熱工程と、
加熱された前記成形素材を加圧する加圧工程と、
加圧された前記成形素材を冷却する冷却工程と、を含み、
イオン性液体によって前記型セットを除電する除電工程を更に含む、光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程では、前記除電工程で流される前記イオン性液体を用いることにより、前記成形素材を冷却する、請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記除電工程では、前記型セットに当接する上当接部材及び下当接部材のそれぞれに前記イオン性液体を循環させ、
前記上当接部材の内部を通って循環する前記イオン性液体と、前記下当接部材の内部を通って循環する前記イオン性液体とは、正電荷および負電荷のうちの一方を帯びた状態から他方を帯びた状態に同時に切り替えられる、請求項１又は請求項２記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
光学素子成形用の型セット内に収容された成形素材を加熱する加熱部と、
前記成形素材を加圧する加圧部と、
イオン性液体によって前記型セットを除電する除電部と、を備える、光学素子の製造装置。
【請求項５】
前記成形素材を冷却する冷却部を更に備え、
前記冷却部は、前記除電部が流す前記イオン性液体を用いることにより、前記成形素材を冷却する、請求項４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、例えば、ガラス、プラスチック、又はその他の材料からなる光学素子を製造す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】
従来、成形素材を収容する型セットを循環させて光学素子を製造する製造装置では、型セットの搬送中に型セットと製造装置の部材との間に摩擦が生じるため、静電気によって型セットが帯電しやすい。このような型セットの帯電は、型セットや製造装置の部材がセラミックスなどの誘電体（絶縁体）の場合に特に生じやすいが、超硬等の他の材料の場合にも生じる。
【０００３】
光学素子、特に小径レンズ（直径（大きさ）が１０ｍｍ以下の小型光学素子）を製造する場合、型セットが帯電するとレンズが型セット内の側面や上面などの想定外の部位に張り付き、光学素子の製造に不具合が生じる。
【０００４】
例えば、成形工程（加熱工程、加圧工程、及び冷却工程）前に成形素材が型セットの中心からズレると、偏心精度などの成形品質に不具合が生じる。また、成形工程後にレンズが型セット内の想定外の部位に張り付いていると、レンズの回収が難しく、製造の自動化が困難になる。
【０００５】
光学素子の製造装置の静電気対策としては、アース、イオナイザ、及び加湿による除電方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６９１６０号公報
【特許文献２】特開２００６−２４０９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アースによる静電気対策は、特に微弱の静電気に対して除電の効果が少なく、上述のように成形素材又は成形後の光学素子が型セットに張り付く。
また、イオナイザによる静電気対策は、酸素雰囲気中でないと使用できず、光学素子を成形する非酸化雰囲気においては除電性能を発揮することができない。
【０００８】
また、加湿による静電気対策は、光学素子の製造装置の部材に錆を発生させたり光学素子にヤケなどの不具合を発生させたりする。更には、非酸化雰囲気を加湿すると酸素濃度が上昇する。
【０００９】
本発明の目的は、雰囲気によらず且つ光学素子の製造に悪影響を与えずに、型セットを確実に除電することができる光学素子の製造方法及び製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光学素子の製造方法は、光学素子成形用の型セット内に収容された成形素材を加熱する加熱工程と、加熱された上記成形素材を加圧する加圧工程と、加圧された上記成形素材を冷却する冷却工程と、を含み、イオン性液体によって上記型セットを除電する除電工程を更に含む。
【００１１】
また、上記光学素子の製造方法において、上記冷却工程では、上記除電工程で流される上記イオン性液体を用いることにより、上記成形素材を冷却するようにしてもよい。
また、上記光学素子の製造方法において、上記除電工程では、上記型セットに当接する上当接部材及び下当接部材のそれぞれに上記イオン性液体を循環させ、上記上当接部材の内部を通って循環する上記イオン性液体と、上記下当接部材の内部を通って循環する上記イオン性液体とは、正電荷および負電荷のうちの一方を帯びた状態から他方を帯びた状態に同時に切り替えられるようにしてもよい。
【００１２】
本発明の光学素子の製造装置は、光学素子成形用の型セット内に収容された成形素材を加熱する加熱部と、上記成形素材を加圧する加圧部と、イオン性液体によって上記型セットを除電する除電部と、を備える。
【００１３】
また、上記光学素子の製造装置において、上記成形素材を冷却する冷却部を更に備え、上記冷却部は、上記除電部が流す上記イオン性液体を用いることにより、上記成形素材を冷却するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、雰囲気によらず且つ光学素子の製造に悪影響を与えずに、型セットを確実に除電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態における光学素子の製造システムの概略構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるイオン性液体について説明するためのタンクの概略構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるイオン性液体の循環経路を説明するための下当接部材の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の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製造装置１を示す概略構成図である。
【００１７】
光学素子の製造装置１は、搬入側予備室ステージ１１を有する搬入側予備室１０と、加熱ステージ２１、加圧ステージ２２、及び冷却ステージ２３を有する成形室２０と、搬出側予備室ステージ３１を有する搬出側予備室３０と、を備える。
【００１８】
搬入側予備室１０、成形室２０、及び搬出側予備室３０には、図示しない開閉シャッタが設けられ、不活性ガスである窒素が充填されることで非酸化雰囲気（低酸素雰囲気）の状態が維持されている。
【００１９】
光学素子成形用の型セット１００は、対向して配置された一対の上型１２０及び下型１３０と、これら上型１２０及び下型１３０の周囲に配置されたスリーブ１４０とを有する。型セット１００は、例えば炭化タングステン（ＷＣ）からなる。型セット１００は、成形素材１１０を収容する。
【００２０】
上型１２０及び下型１３０は、円柱形状（柱形状）を呈し、成形素材１１０に形状を転写する。スリーブ１４０は、円筒形状（筒形状）を呈する。
型セット１００は、光学素子の製造装置１において、搬入側予備室ステージ１１、加熱ステージ２１、加圧ステージ２２、冷却ステージ２３、搬出側予備室ステージ３１の順に移送される。成形素材１１０は、例えばガラス素材（株式会社オハラ社製Ｓ−ＢＳＬ７）であり、例えば、直径２ｍｍの球状を呈する。型セット１００は、例えば直径１０ｍｍである。
【００２１】
本実施の形態では、搬入側予備室ステージ１１が第１の除電部の一例であり、加熱ステージ２１が加熱部の一例であり、加圧ステージ２２が加圧部の一例であり、冷却ステージ２３が第１の冷却部の一例であり、搬出側予備室ステージ３１が第２の冷却部及び第２の除電部の一例である。
【００２２】
但し、加圧ステージ２２は、加熱ステージ２１の上当接部材２１ａ及び下当接部材２１ｂ（例えば５００℃）よりも高温の上当接部材２２ａ及び下当接部材２２ｂ（例えば６５０℃）を有し、成形素材１１０を加圧するだけでなく加熱する。また、加熱ステージ２１及び冷却ステージ２３は、シリンダ２１ｃ，２３ｃ有し、成形素材１１０を加熱又は冷却するだけでなく加圧する。なお、冷却ステージ２３の上当接部材２３ａ及び下当接部材２３ｂは、例えば３００℃である。
【００２３】
搬入側予備室ステージ１１は、型セット１００に当接する下当接部材１１ａを有する。この下当接部材１１ａは、例えばステンレスなどの導電体からなる。下当接部材１１ａの形状は、例えば、プレート状、ブロック状である。
【００２４】
加熱ステージ２１、加圧ステージ２２、及び冷却ステージ２３は、それぞれ、型セット１００に当接しヒータが配置された上当接部材２１ａ，２２ａ，２３ａ及び下当接部材２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと、上当接部材２１ａ，２２ａ，２３ａを昇降させるシリンダ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃと、を有する。これらシリンダ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃが上当接部材２１ａ，２２ａ，２３ａを介して型セット１００を押圧する圧力は、例えば０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ２である。
【００２５】
搬出側予備室ステージ３１は、型セット１００に当接する上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂと、上当接部材３１ａを昇降させるシリンダ３１ｃとを有する。上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂは、例えばステンレスなどの導電体からなる。上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂの形状は、例えば、プレート状、ブロック状である。
【００２６】
搬入側予備室ステージ１１の下当接部材１１ａと、搬出側予備室ステージ３１の上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂの内部には、イオン性液体Ｌの循環路４０，５０，６０が挿入されている。これら循環路４０，５０，６０は、導電体である。
【００２７】
図２に示す光学素子の製造システムは、光学素子の製造装置１と、アースされたタンク７０と、循環路８０と、ポンプ９０とを含む。
図３に示すように、タンク７０は、貯留槽７１と、冷却機構７２と、正極７３と、負極７４と、正極側配管７５と、負極側配管７６と、切り替え弁７７とを備える。
【００２８】
貯留槽７１には、イオン性液体Ｌが貯留されている。貯留槽７１には、イオン性液体Ｌを左右に分離する分離壁７１ａが形成されている。イオン性液体Ｌとしては、例えば、ピリジニウム系イオン性液体、イミダゾリウム系イオン性液体、脂環式アミン系イオン性液体、脂肪族アミン系イオン性液体、脂肪族ホスホニウム系イオン性液体などのいずれか又は混合物といった電気伝導性、イオン電導性、及び熱伝導性が良好であるとともに耐熱性があるものが挙げられるが、特に限定されない。
【００２９】
冷却機構７２は、貯留槽７１の内周面に沿って形成されたらせん状の冷却水の配管であり、光学素子の製造装置１の搬出側予備室３０等を通ることで温度が上昇するイオン性液体Ｌを冷却する。
【００３０】
正極７３と負極７４とは、イオン性液体７１の内部において、分離壁７１ａを挟んで互いに反対側に位置する。
正極７３は、イオン性液体Ｌに負電荷を帯びさせ（イオン性液体Ｌ−ｎ）、負極７４は、イオン性液体Ｌに正電荷を帯びさせる（イオン性液体Ｌ−ｐ）。
【００３１】
循環路８０は、ポンプ９０によって、光学素子の製造装置１と、タンク７０と、ポンプ９０とにイオン性液体Ｌを循環させる。循環路８０は、図３に示すように、タンク７０においてイオン性液体Ｌを貯留槽７１に放出する。
【００３２】
また、循環路８０は、負電荷を帯びたイオン性液体Ｌ−ｎを正極側配管７５から供給されるか、又は正電荷を帯びたイオン性液体Ｌ−ｐを負極側配管７６から供給されるかを切り替え弁７７によって切り替えられる。この切り替えを行う間隔は、型セット１００のステージごとの処理時間（例えば６０秒）よりも短い時間、好ましくは、処理時間の半分以下の時間（例えば２０秒）である。
【００３３】
なお、循環路８０は、光学素子の製造装置１において上述の循環路４０，５０，６０の全てに分離するように連結されているが、循環路４０，５０，６０のそれぞれにタンク７０及び循環路８０を設けることも可能ではある。
【００３４】
以下、本実施の形態に係る光学素子の製造方法について、上述の説明と重複する点については適宜省略しながら説明する。
まず、図１に示すように、成形素材１１０を収容する型セット１００は、搬入側予備室１０に搬入される。搬入側予備室ステージ１１では、図４に示すように、下当接部材１１ａの内部を循環路４０（８０）が通ることで、上述のように正電荷および負電荷のうち一方を帯びた状態から他方を帯びた状態に切り替えられるイオン性液体Ｌにより、導電体である循環路４０及び下当接部材１１ａを介して型セット１００の電荷が中和され除電される（第１の除電工程）。
【００３５】
次に、型セット１００は、成形室２０の加熱ステージ２１に移送される。そして、型セット１００に収容された成形素材１１０は、例えば、シリンダ２１ｃによって上当接部材２１ａが下降して型セット１００に当接した状態で、加熱される（加熱工程）。
【００３６】
また、型セット１００は加圧ステージ２２に移送され、成形素材１１０は、シリンダ２２ｃによって上当接部材２２ａを介して型セット１００が押圧されることで加圧される（加圧工程）。
【００３７】
そして、型セット１００は冷却ステージ２３に移送され、成形素材１１０は、シリンダ２３ｃによって上当接部材２３ａを介して型セット１００が押圧された状態で冷却される（第１の冷却工程）。
【００３８】
次に、型セット１００は、成形室２０から搬出側予備室３０に移送される。搬出側予備室ステージ３１では、シリンダ３１ｃによって上当接部材３１ａが下降して型セット１００に当接する。
【００３９】
型セット１００は、上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂの内部を循環路５０，６０（８０）が通ることで、上述のように正電荷および負電荷のうち一方を帯びた状態から他方を帯びた状態に切り替えられるイオン性液体Ｌにより、導電体である循環路５０，６０、上当接部材３１ａ、及び下当接部材３１ｂを介して型セット１００の電荷が中和され除電される（第２の除電工程）。
【００４０】
この第２の除電工程において、イオン性液体Ｌは、熱伝導性が良好であるため、上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂの内部を循環することで、型セット１００の熱が上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂと循環路５０，６０を介してイオン性液体Ｌに伝導し、成形素材１１０の冷却も行われる（第２の冷却工程）。
【００４１】
なお、循環路５０，６０が上述のように単一の循環路８０に連結されている場合、循環路５０を循環するイオン性液体Ｌ及び循環路６０を循環するイオン性液体Ｌは、負電荷を帯びたイオン性液体Ｌ−ｎを正極側配管７５から供給されるか、又は正電荷を帯びたイオン性液体Ｌ−ｐを負極側配管７６から供給されるかを、同時に、切り替え弁７７によって切り替えられる。
【００４２】
以上説明した本実施の形態では、光学素子の製造方法は、加熱工程と、加圧工程と、冷却工程とを含み、イオン性液体Ｌによって型セット１００を除電する除電工程を更に含む。
そのため、アースのみによる除電の場合よりも確実に、且つイオナイザによる除電の場合のように雰囲気を制限されず、型セット１００を除電することができる。また、加湿による除電の場合のように、光学素子の製造装置の部材に錆を発生させたり光学素子にヤケなどの不具合を発生させたり、雰囲気の酸素濃度が上昇したりするのを防ぐことができる。
【００４３】
よって、本実施の形態によれば、光学素子の雰囲気によらず且つ光学素子の製造に悪影響を与えずに、型セット１００を確実に除電することができる。
【００４４】
また、本実施の形態の冷却工程（第２の冷却工程）では、除電工程（第２の除電工程）で流すイオン性液体Ｌを用いることにより、成形素材１１０を冷却する。そのため、型セット１００の除電と成形素材１１０の冷却とを同時に行うことができるため、光学素子の製造を効率良く行うことができる。
【００４５】
また、本実施の形態の除電工程では、型セット１００に当接する搬出側予備室ステージ３１の上当接部材３１ａ及び下当接部材３１ｂのそれぞれにイオン性液体Ｌが循環する。そして、上当接部材３１ａの内部を通って循環するイオン性液体Ｌと下当接部材３１ｂの内部を通って循環するイオン性液体Ｌとは、例えば、循環路４０，５０が同一の循環路８０に連結されることにより、正電荷及び負電荷のうち一方を帯びた状態から他方を帯びた状態に同時に切り替えられる。そのため、型セット１００をより確実に除電することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、冷却ステージ２３による第１の冷却工程と、搬出側予備室ステージ３１のイオン性液体Ｌの循環による第２の冷却工程とが別のステージで行われているが、成形室２０内の冷却ステージ２３の温度に耐えられれば、冷却ステージ２３にイオン性液体Ｌを循環させ、冷却ステージ２３で上述の第１の冷却工程と第２の冷却工程とを同時に行うようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、搬入側予備室ステージ１１と搬出側予備室ステージ３１との両方にイオン性液体Ｌの循環路４０，５０，６０が配置される例について説明したが、一方のみに循環路が配置されるようにしてもよい。但し、搬出側予備室ステージ３１のように冷却工程と除電工程とを同時に行うのが光学素子の製造の上では効率的である。また、搬入側予備室ステージ１１にも上当接部材が配置されるようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態では、加熱ステージ２１、加圧ステージ２２、冷却ステージ２３に型セット１００を順次移送する循環型の光学素素子の製造装置１を例に説明したが、単一のステージにおいて、成形素材１１０に成形（加熱、加圧及び冷却）を行う光学素子の製造装置にも本実施の形態のイオン性液体Ｌを用いた型セット１００の除電は有効である。なお、その場合には、単一のステージが加熱部、加圧部、冷却部、及び除電部を兼ねる。
【００４９】
また、成形素材１１０の加熱を行うステージ（加熱ステージ２１）と加圧を行うステージ（加圧ステージ２２）とを共通の単一のステージとしたり、成形素材１１０の加圧を行うステージ（加圧ステージ２２）と冷却を行うステージ（冷却ステージ２３）とを共通の単一のステージとしたりしてもよい。また、加熱，加圧，冷却の各ステージが複数ずつ配置されるようにしてもよい。また、自然冷却により冷却工程を行うことができるため、冷却部は省略可能であるが、イオン性液体により冷却が行われる場合には、イオン性液体が循環するステージが冷却部として機能する。
また、本実施の形態では、イオン性液体Ｌを循環させる場合について説明したが、例えば、循環させることなくイオン性液体Ｌを一方的に流すことも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１      光学素子の製造装置
１０      搬入側予備室
１１      搬入側予備室ステージ
１１ａ      下当接部材
２０      成形室
２１      加熱ステージ
２１ａ      上当接部材
２１ｂ      下当接部材
２１ｃ      シリンダ
２２      加圧ステージ
２２ａ      上当接部材
２２ｂ      下当接部材
２２ｃ      シリンダ
２３      冷却ステージ
２３ａ      上当接部材
２３ｂ      下当接部材
２３ｃ      シリンダ
３０      搬出側予備室
３１      搬出側予備室ステージ
３１ａ      上当接部材
３１ｂ      下当接部材
３１ｃ      シリンダ
４０，５０，６０      循環路
７０      タンク
７１      貯留槽
７１ａ      分離壁
７２      冷却機構
７３      正極
７４      負極
７５      正極側配管
７６      負極側配管
７７      切り替え弁
８０      循環路
９０      ポンプ
１００      型セット
１１０      成形素材
１２０      上型
１３０      下型
１４０      スリーブ
Ｌ      イオン性液体
【図１】
2013063869.tif 000003
【図２】
2013063869.tif 000004
【図３】
2013063869.tif 000005
【図４】
2013063869.tif 000006