(57)【要約】【課題】本発明は、上型および下型を胴型に挿入する際に、上型および下型の成形面の外周端部が胴型の開口端部に接触して破損するということはなく、安定した状態で光学素子を製造することができる光学素子の製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の光学素子の製造方法は、胴型１３に挿入される上型１１の成形面１１ａと下型１２の成形面１２ａとの間で光学素材１５を加熱加圧して成形する光学素子の製造方法において、前記光学素子の外周側面を成形する側型１４を上型１１と下型１２の間に位置して設け、かつ前記上型１１と下型１２の両方と前記側型１４とを円錐面で当接させるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴型に挿入される上型の成形面と下型の成形面との間で光学素材を加熱加圧して成形する光学素子の製造方法において、前記光学素子の外周側面を成形する側型を前記上型と下型との間に位置して設け、かつ前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方と前記側型とを円錐面で当接させるようにした光学素子の製造方法。
【請求項２】
光学素子の上面を成形する成形面を有する上型と、前記光学素子の下面を成形する成形面を有する下型と、前記上型および下型とを同軸上に位置規制する胴型とを備え、前記胴型の内部において前記上型と下型との間に位置して前記光学素子の外周側面を成形する成形面を有する側型を設けるとともに、この側型に、前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方に設けた円錐面と当接する円錐面を設けた光学素子の成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種光学機器などに用いられるガラスからなる光学素子の製造方法およびその成形型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の光学素子の製造方法および成形型について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図６（ａ）（ｂ）は、従来の光学素子の製造方法および成形型を示す製造工程図である。
【０００４】
図６（ａ）（ｂ）において、１、２はそれぞれ超硬合金からなる上型および下型で、この上型１および下型２はそれぞれ光学素子の上下の面形状を転写するための成形面１ａおよび成形面２ａを備えている。３は中空円筒状の超硬合金からなる胴型で、この胴型３は、上型１と下型２の動作を同軸上に規制するとともに、光学素子の外周面をその内壁面３ａで成形するものである。
【０００５】
次に、従来の光学素子の製造方法について説明する。
【０００６】
まず、図６（ａ）に示すように、胴型３の下側開口から下型２を挿入し、そして、この下型２の成形面２ａの上にあらかじめ球形状に加工した光学素材４を載置する。そして、胴型３の上側開口から上型１を挿入し、かつ上型１および下型２を加熱するとともに加圧することにより光学素材４を成形し、図６（ｂ）に示すような光学素子５を製造していた。
【０００７】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００７−２３８３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した従来の光学素子の製造方法においては、上型１や下型２を胴型３に挿入する際に、上型１の成形面１ａの外周端部１ｂや下型２の成形面２ａの外周端部２ｂが胴型３の開口端部３ｂに接触して破損してしまい、その結果、正常な形状の光学素子を製造することができなくなってしまうという課題を有していた。このように成形面１ａまたは成形面１ｂが破損した場合には、新しく上型１または下型２を製作し直す必要があり、光学素子５の製造に支障を来たしてしまうものである。特に上面の中心軸と下面の中心軸の合致精度が高い光学素子を成形する場合や、光学素子の外周にコバが無く上型１や下型２の成形面１ａ、２ａの外周部が尖った形状の場合には、このような問題が生じやすいものである。
【０００９】
上記した問題の解決のために、製造しようとする光学素子に対して外周方向に余剰の大きさを有する成形体を成形した後、外周方向の余剰の部分を芯取り加工により除去して光学素子を製造する方法もあるが、この製造方法においては、製造工程が煩雑になって製造コストがかさんでしまうという課題を有していた。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、上型および下型を胴型に挿入する際に、上型および下型の成形面の外周端部が胴型の開口端部に接触して破損するということはなく、安定した状態で光学素子を製造することができる光学素子の製造方法およびその成形型を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、胴型に挿入される上型の成形面と下型の成形面との間で光学素材を加熱加圧して成形する光学素子の製造方法において、前記光学素子の外周側面を成形する側型を前記上型と下型との間に位置して設け、かつ前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方と前記側型とを円錐面で当接させるようにしたもので、この製造方法によれば、光学素子の外周側面を成形する側型を上型と下型との間に位置して設け、かつ前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方と前記側型とを円錐面で当接させるようにしているため、上型および下型を胴型に挿入する際に、上型または下型の中心軸と胴型の中心軸との間に若干のずれが生じたとしても、上型または下型の円錐面は胴型の開口端部に接触した後、胴型に挿入されるにつれて円錐面の斜面に沿って互いの中心軸を合わせる方向に移動することになり、これにより、上型または下型の成形面の外周端部が胴型の開口端部に接触して破損するということはなくなるため、安定した状態で光学素子を製造することができるという作用効果を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、光学素子の上面を成形する成形面を有する上型と、前記光学素子の下面を成形する成形面を有する下型と、前記上型および下型とを同軸上に位置規制する胴型とを備え、前記胴型の内部において前記上型と下型との間に位置して前記光学素子の外周側面を成形する成形面を有する側型を設けるとともに、この側型に、前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方に設けた円錐面と当接する円錐面を設けたもので、この構成によれば、胴型の内部において上型と下型との間に位置して光学素子の外周側面を成形する成形面を有する側型を設けるとともに、この側型に、前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方に設けた円錐面と当接する円錐面を設けているため、上型および下型を胴型に挿入する際に、上型または下型の中心軸と胴型の中心軸との間に若干のずれが生じたとしても、上型または下型の円錐面は胴型の開口端部に接触した後、胴型に挿入されるにつれて円錐面の斜面に沿って互いの中心軸を合わせる方向に移動することになり、これにより、上型または下型の成形面の外周端部が胴型の開口端部に接触して破損するということはなくなるため、安定した状態で光学素子を製造することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明の光学素子の製造方法は、胴型に挿入される上型の成形面と下型の成形面との間で光学素材を加熱加圧して成形する光学素子の製造方法において、前記光学素子の外周側面を成形する側型を前記上型と下型との間に位置して設け、かつ前記上型と下型のいずれか一方もしくは両方と前記側型とを円錐面で当接させるようにしているため、上型および下型を胴型に挿入する際に、上型または下型の中心軸と胴型の中心軸との間に若干のずれが生じたとしても、上型または下型の円錐面は胴型の開口端部に接触した後、胴型に挿入されるにつれて円錐面の斜面に沿って互いの中心軸を合わせる方向に移動することになり、これにより、上型または下型の成形面の外周端部が胴型の開口端部に接触して破損するということはなくなるため、安定した状態で光学素子を製造することができるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法およびその成形型について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１（ａ）（ｂ）〜図３（ａ）（ｂ）は本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法を示す製造工程図である。
【００１７】
図１（ａ）（ｂ）〜図３（ａ）（ｂ）において、１１は熱膨張係数７×１０-6／℃のタングステンカーバイドを加工して作製した円柱状の上型で、この上型１１は、円柱形状の先端に光学素子の上面を成形するための成形面１１ａと、この成形面１１ａの外周に連なるとともに成形時の押圧方向に向かって凸形状の円錐面１１ｂとを備え、そして前記成形面１１ａおよび円錐面１１ｂの表面にはそれぞれ貴金属の離型膜（図示せず）を設けているものである。
【００１８】
１２は熱膨張係数７×１０-6／℃のタングステンカーバイドを加工して作製した円柱状の下型で、この下型１２は、円柱形状の先端に光学素子の下面を成形するための成形面１２ａと、この成形面１２ａの外周に連なるとともに成形時の押圧方向に向かって凸形状の円錐面１２ｂとを備え、そして前記成形面１２ａおよび円錐面１２ｂの表面にはそれぞれ貴金属の離型膜（図示せず）を設けているものである。
【００１９】
１３は熱膨張係数５×１０-6／℃のタングステンカーバイドを加工して作製した中空円筒状の胴型で、この胴型１３の上部開口と下部開口には前記上型１１と下型１２が挿入され、そしてこの胴型１３は上型１１と下型１２の動作を同軸上に規制するものである。また、この胴型１３は、成形温度に加熱したときに上型１１および下型１２との間のクリアランスが小さくなって中心軸の合致精度が高まるように、熱膨張係数を上型１１および下型１２の熱膨張係数よりも小さくしているものである。
【００２０】
１４は熱膨張係数７×１０-6／℃のタングステンカーバイドを加工して作製したリング状の側型で、この側型１４は、前記胴型１３の内部において上型１１と下型１２との間に位置して光学素子の外周側面を成形するもので、光学素子の外周側面を成形するための成形面１４ａと、上型１１の円錐面１１ｂと合わさる凹形状の円錐面１４ｂと、下型１２の円錐面１２ｂと合わさる凹形状の円錐面１４ｃとを備え、そして前記成形面１４ａと円錐面１４ｂ、１４ｃの表面にはそれぞれ貴金属の離型膜（図示せず）を設けているものである。また、前記上型１１と下型１２、胴型１３および側型１４とで一組の成形型を構成し、かつ上型１１と下型１２および側型１４は、それぞれ対面する円錐面１１ｂ、１２ｂ、１４ｂ、１４ｃで合わさったときにそれぞれの中心軸が一致するように加工しているものである。
【００２１】
次に、本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法について説明する。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すように、上型１１と下型１２、胴型１３および側型１４とを位置合わせして組み立てた状態で成形装置（図示せず）の内部にセッティングする。ここで、胴型１３に下型１２を挿入する際に、下型１２の中心軸と胴型１３の中心軸との間に若干のずれが生じた場合、胴型１３の開口端部１３ａに下型１２の成形面１２ａが接触するおそれは少ないが、下型１２の円錐面１２ｂが胴型１３の開口端部１３ａに接触することになるもので、この場合は、下型１２が胴型１３に挿入されるにつれて下型１２の円錐面１２ｂの斜面に沿って互いの中心軸を合わせる方向に移動して下型１２が胴型１３に挿入されることになるため、下型１２の成形面１２ａの外周端部を破損させることなく下型１２を胴型１３に確実に挿入することができるものである。このことは、上型１１を胴型１３に挿入する際にも同様の事が言えるもので、この場合も、上型１１の成形面１１ａの外周端部を破損させることなく上型１１を胴型１３に確実に挿入することができるものである。このようにして上型１１と下型１２とを胴型１３に挿入すると、上型１１の中心軸と下型１２の中心軸とは、上型１１と胴型１３との間のクリアランスおよび下型１２と胴型１３との間のクリアランスの範囲内で合致するものである。さらに、上型１１の円錐面１１ｂを側型１４の円錐面１４ｂに押し当てるとともに、側型１４の円錐面１４ｃを下型１２の円錐面１２ｂに押し当てることにより、上型１１と側型１４および下型１２との間のクリアランスがゼロになるため、上型１１の中心軸と下型１２の中心軸との合致精度が最も高くなるもので、この状態で上型１１および下型１２の位置を固定することによって上型１１の中心軸と下型１２との中心軸との合致精度が高いセッティングが可能になるものである。
【００２３】
次に、図１（ｂ）に示すように、胴型１３から上型１１を引き上げ、そして下型１２の成形面１２ａの上にあらかじめ所定体積の球形状に加工したガラス製の光学素材１５を載置する。
【００２４】
次に、図２（ａ）に示すように、胴型１３の上部開口から上型１１を挿入して、上型１１の成形面１１ａを光学素材１５に所定の距離まで近づけ、次いで、上型１１、下型１２、胴型１３、側型１４、光学素材１５を光学素材１５が成形可能な所定の温度に加熱する。ここで、上型１１を胴型１３に挿入する際に、成形装置（図示せず）の駆動のバラツキにより、上型１１の中心軸と胴型１３の中心軸との間に若干のずれが生じた場合、胴型１３の開口端部１３ａに上型１１の円錐面１１ｂが接触することになるが、この場合は、上型１１の挿入速度を適切に設定することにより、上型１１の円錐面１１ｂは胴型１３の開口端部１３ａに接触した後、胴型１３に挿入されるにつれて円錐面１１ｂの斜面に沿って滑り込むため、胴型１３や上型１１を破損させることなく、上型１１の中心軸が胴型１３の中心軸に合うように移動して上型１１が胴型１３に挿入されるものである。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、上型１１と下型１２との間に所定の加圧力を加えて光学素材１５を成形し、光学素子１６を形作る。ここで、上型１１と下型１２は胴型１３とのクリアランスの範囲内で中心軸が一致した状態で光学素材１５を加圧するが、加圧が進むにつれて上型１１の円錐面１１ｂと下型１２の円錐面１２ｂとがそれぞれ対向する側型１４の円錐面１４ｂ、１４ｃと押し当てられることによりさらに中心軸が一致する方向に移動して、円錐面同士のクリアランスがゼロになるときに中心軸同士の合致精度が最も高くなるものである。そのため、成形前の光学素材１５の体積は、上型１１と下型１２および側型１３とが押し当てられた状態で内部に形成する成形空間の体積よりも小さくしておくとよい。そうすることによって、図３（ａ）の要部拡大図に示すように、上型１１の成形面１１ａと側型１４の成形面１４ａとが組み合わされたときに接する位置１７において光学素材１５の体積のばらつきを吸収することができるものである。
【００２６】
次に、光学素子１６が取り出し可能な温度になるまで一組の成形型を冷却し、次いで、図３（ｂ）に示すように、上型１１を引き上げた後に光学素子１６を取り出す。
【００２７】
上記したように本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法においては、光学素子１６の外周側面を成形する側型１４を上型１１と下型１２との間に位置して設け、かつ前記上型１１および下型１２と側型１４とを円錐面で当接させるようにしているため、上型１１の成形面１１ａまたは下型１２の成形面１２ａが胴型の開口端部１３ａに接触して破損するということはなく、安定した状態で光学素子１６を製造することができるものである。
【００２８】
なお、上記した本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法においては、図３（ａ）の要部拡大図に示すように、上型１１の成形面１１ａと円錐面１１ｂとの境界と、側型１４の成形面１４ａと円錐面１４ｂとの境界とを一致させているが、図４の要部拡大図に示すように、上型１１の円錐面１１ｂを側型１４の成形面１４ａよりも内部に延長させるようにしてもよいもので、このような構成にした場合は、上型１１の円錐面１１ｂと側型１４の成形面１４ａとの間に空間１８を設けることができ、そして、この空間１８は光学素材１５の体積のばらつきを吸収するために活用することが可能となるものである。
【００２９】
また、図５の要部拡大図に示すように、上型１１における成形面１１ａの最外周に中心軸と垂直な平坦面１１ｃを設けてもよいもので、このような構成にした場合は、上型１１の平坦面１１ｃと側型１４の成形面１４ａとの間に空間１９を設けることができ、そして、この空間１９も光学素材１５の体積のばらつきを吸収するために活用することが可能となるものである。
【００３０】
そしてまた、上記した本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法においては、上型と側型とが当接する面と下型と側型とが当接する面の両方を円錐面としているが、上型と側型とが当接する面と下型と側型とが当接する面のどちらか一方のみを円錐面としてもよいもので、この場合には、側型と円錐面で接する側の型の中心軸と外周側面の中心軸とをクリアランスゼロで合致させることができ、かつ円錐面で当接しない側の型は胴型とのクリアランスの範囲内で合致させることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る光学素子の製造方法は、光学素子の外周側面を成形する側型を設け、かつ上型と下型のいずれか一方もしくは両方と側型とを円錐面で当接させることにより、上型または下型の成形面の外周端部が胴型の開口端部に接触して破損するということはなく、安定した状態で光学素子を製造することができるという効果を有するものであり、特に光学素子の製造に用いることにより有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における光学素子の製造方法を示す製造工程図
【図２】（ａ）（ｂ）同光学素子の製造方法を示す製造工程図
【図３】（ａ）（ｂ）同光学素子の製造方法を示す製造工程図
【図４】本発明の他の実施の形態における光学素子の製造方法を示す要部拡大図
【図５】本発明のさらに他の実施の形態における光学素子の製造方法を示す要部拡大図
【図６】（ａ）（ｂ）従来の光学素子の製造方法を示す製造工程図
【符号の説明】
【００３３】
１１  上型
１１ａ  成形面
１１ｂ  円錐面
１２  下型
１２ａ  成形面
１２ｂ  円錐面
１３  胴型
１４  側型
１４ａ  成形面
１４ｂ  円錐面
１４ｃ  円錐面
１５  光学素材
１６  光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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