JP2006193396A

JP2006193396A - 光学素子製造装置

Info

Publication number: JP2006193396A
Application number: JP2005009276A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Amano; 泰彦天野; Hiroyuki Seki; 博之関
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】成形室内のステージを構成する部材の熱膨張により、部材が変形または破損することを防止することが可能な光学素子製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】弾性体歪量調節機構に相当する六角ボルト３２を、弾性体に相当する４つの各皿バネ３３のそれぞれの孔３４及び均熱板２１に設けられている孔２８に通し、六角ボルト３２の先端部に設けられる雄ネジ３５と温度制御ブロック２０の上面に設けられる雌ネジ３６とを螺合することにより、六角ボルト３２を温度制御ブロック２０に固定し、かつ、皿バネを六角ボルト３２の頭部と均熱板２１との間に設ける。これにより、温度制御ブロック２０、均熱板２１などが熱膨張することにより生じる部材間の押圧に応じて皿バネを変形させて押力を緩和でき、部材の変形・破損を防止出来る。
【選択図】図３

Description

本発明は、成形ブロック内の光学素子素材を加熱して軟化させると共に加圧して成形し、レンズやプリズムなどの光学素子を製造する光学素子製造装置に関する。

近年、成形ブロック内に光学素子素材を収容し、その光学素子素材を加熱して軟化させると共に加圧して成形する方法により、高精度の光学素子を大量に低コストで製造することが広く行われている。また、そうして製造された光学素子がデジタルカメラ、カメラ付き携帯電話などに広く適用されている。

例えば、一対の成形型と胴型とにより構成される成形ブロックに光学素子素材を収容し、複数の成形ブロックを同時に連続して光学素子製造装置に挿入させることにより、高精度の光学素子を効率的に製造する光学素子製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１に記載される光学素子製造装置では、成形室内において、加熱工程、加圧成形工程、及び冷却工程の各工程を行うステージが工程毎に１以上備えられている。そして、各ステージは、それぞれ、温度制御可能なヒーターを内蔵した温度制御ブロックが、成形ブロックに当接する均熱板と光学素子製造装置本体側に固定される断熱板とに狭持されることにより構成されている。
特開平８−２５９２４０号（第３〜８頁、第１〜９図）

しかしながら、光学素子素材を軟化させるために十分に成形ブロックを加熱するとき、温度制御ブロック、均熱板、及び断熱板は、それぞれ、熱膨張により寸法が変化する。また、温度制御ブロック、均熱板、及び断熱板は、それぞれ、構造中心から外に向かって温度が低下する温度分布が存在するため、熱膨張による全体の寸法変化量は一様ではない。このとき、ステージを構成する各部材（上記温度制御ブロック、均熱板、及び断熱板など）がネジなどにより十分な強度で互いに固定されている場合、各部材の熱膨張によって生じる各部材同士の押力により部材が変形したり、破損したりすることがある。特に、均熱板の材料として、炭化タングステンなどの超硬金やセラミックなどの強度があり、且つ、脆い材料を適用したとき、その均熱板は温度制御ブロックなどの部材の熱膨張により変形し頻繁に破損してしまうという問題がある。

そこで、本発明では、成形室内のステージを構成する部材の熱膨張により部材が変形または破損することを防止することが可能な光学素子製造装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられ、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接する温度制御ブロックと、前記温度制御ブロックに設けられる孔を通り、前記温度制御ブロックを前記成形室に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、前記温度制御ブロックと前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、前記温度制御ブロック及び前記均熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック及び前記均熱板を前記成形室に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、前記均熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられ、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接する温度制御ブロックと、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記温度制御ブロックに設けられる孔を通り、前記温度制御ブロックを前記断熱板に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、前記温度制御ブロックと前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、上記光学素子製造装置の弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、前記弾性体は、前記温度制御ブロックと前記ボルトの頭部との間に設けられるように構成されてもよい。

また、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記温度制御ブロック及び均熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック及び均熱板を前記断熱板に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、前記均熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、上記光学素子製造装置の弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、前記弾性体は、前記均熱板と前記ボルトの頭部との間に設けられるように構成されてもよい。
また、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記均熱板に設けられる孔を通り、前記均熱板を前記温度制御ブロックに押えつけるように固定する第１の弾性体歪量調整機構と、前記均熱板と前記第１の弾性体歪量調整機構との間に設けられる第１の弾性体とを備えることを特徴とする。

また、上記光学素子製造装置の第１の弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、前記第１の弾性体は、前記均熱板と前記ボルトの頭部との間に設けられるように構成されてもよい。

また、上記光学素子製造装置の１対のステージは、それぞれ、前記断熱板に設けられる孔を通り、前記断熱板を前記温度制御ブロックに押えつけるように固定する第２の弾性体歪量調整機構と、前記断熱板と前記第２の弾性体歪量調整機構との間に設けられる第２の弾性体とを備えるように構成されてもよい。

また、上記光学素子製造装置の第２の弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、
前記第２の弾性体は、前記断熱板と前記ボルトの頭部との間に設けられるように構成されてもよい。

また、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられ、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接する温度制御ブロックと、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記温度制御ブロック及び断熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック及び前記断熱板を挟持して互いに固定させる弾性体歪量調整機構と、前記断熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、本発明の光学素子製造装置は、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、前記１対のステージは、それぞれ、ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板を挟持して互いに固定させる弾性体歪量調整機構と、前記断熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、上記光学素子製造装置の弾性体歪量調整機構は、ボルトとナットとにより構成され、前記弾性体は、前記断熱板と前記ナットとの間に設けられるように構成されてもよい。

また、上記光学素子製造装置の弾性体は、１以上の皿バネにより構成されてもよい。
また、上記光学素子製造装置の弾性体は、コイルバネにより構成されてもよい。
また、上記光学素子製造装置の弾性体は、ゴムにより構成されてもよい。

また、本発明のステージは、成形室内に設けられ、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを加熱すると共に加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形するステージであって、ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記均熱板に設けられる孔を通り、前記均熱板を前記温度制御ブロックに押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、前記均熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

また、本発明のステージは、成形室内に設けられ、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを加熱すると共に加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形するステージであって、ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板を挟持して互いに固定させる弾性体歪量調整機構と、前記断熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ステージを構成する部材が熱膨張することにより生じる部材間の押力に応じて弾性体を変形させることができるので、部材にかかる押力を緩和させることができ、部材が変形または破損することを防止することができる。

このように、部材が変形または破損することを防止することができるので、部材が変形または破損したときに光学素子の製造が停止することを減少させることができ、変形または破損した部材の交換の手間や費用を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の光学素子製造装置を示す図である。
図１に示すように、光学素子製造装置１は、成形室２と、供給ステージ３と、光学素子素材供給装置４と、投入プッシャー５と、入口シャッター６と、成形ブロック１３を加熱する２つ（入口シャッター６側を第１、次を第２とする）の加熱ステージ７と、加圧成形ステージ８と、冷却ステージ９と、出口シャッター１０と、取出しステージ１１と、成形室２内で前記成形型と胴型とにより構成される成形ブロック１３を加熱ステージ７側から冷却ステージ９に移動させる移動手段（不図示）とを備えて構成されている。なお、成形室２内に設けられる加熱ステージ７、加圧成形ステージ８、及び冷却ステージ９のそれぞれの数は特に限定されない。

次に、光学素子製造装置１の動作について説明する。
まず、光学素子製造装置１は、供給ステージ３において、光学素子素材供給装置４により光学素子素材１２を一対の成形型と胴型とにより構成される成形ブロック１３内に、一対の成形型のうちの上型を取り外した状態で載置し、次いで上型を組み込んで成形ブロック１３内に光学素子素材１２を収容した状態にする。

次に、光学素子製造装置１は、入口シャッター６及び出口シャッター１０を開け、投入プッシャー５により成形前の光学素子素材１２が入った成形ブロック１３を成形室２内の加熱ステージ７に投入すると共に、成形室２の冷却ステージ９から成形後の光学素子素材１２が入った成形ブロック１３を取出しステージ１１に取り出す。なお、光学素子製造装置１は、１つの成形ブロック１３が光学素子の製造に適した温度に調整された各ステージ上を設定されたサイクルに従って移動機構により順次移動するように構成されてもよいし、複数の成形ブロック１３が光学素子の製造に適した温度に調整された各ステージ上を設定されたサイクルに従って移動機構により同時に連続して移動するように構成されてもよい。

そして、光学素子製造装置１は、入口シャッター６及び出口シャッター１０を閉め、供給ステージ３から加熱ステージ７に移動した成形ブロック１３を所定の温度になるまで加熱することにより成形ブロック１３内の光学素子素材１２を軟化させ、加熱ステージ７から加圧成形ステージ８に移動した成形ブロック１３を所定の圧力で加圧することにより成形ブロック１３内の光学素子素材１２を成形し、加圧成形ステージ８から冷却ステージ９に移動した成形ブロック１３を所定の温度になるまで冷却する。その後、光学素子製造装置１は、再び、入口シャッター６及び出口シャッター１０を開け、成形ブロック１３を成形室２から取出しステージ１１に取り出し、成形後の光学素子素材１２を成形ブロック１３から取り出すことにより光学素子を製造する。

上記加熱ステージ７は、シャフト１４を備える上下動可能な上部加熱ステージ７−１と、その上部加熱ステージ７−１に対向して成形室２の底部に設けられる下部加熱ステージ７−２とから構成されている。また、上部加熱ステージ７−１が下部加熱ステージ７−２上に移動した成形ブロック１３まで下降し、成形ブロック１３に当接することにより、上部加熱ステージ７−１及び下部加熱ステージ７−２のそれぞれの温度を成形ブロック１３に伝え成形ブロック１３を加熱する。なお、加熱ステージ７の第１（入口シャッター６側の加熱ステージ）は、加熱ステージ７の第２（加圧成形ステージ８側の加熱ステージ）よりも高温度に制御されている。

上記加圧成形ステージ８は、シャフト１４を備える上下動可能な上部加圧成形ステージ８−１と、その上部加圧成形ステージ８−１に対向して成形室２の底部に設けられる下部加圧成形ステージ８−２とから構成されている。また、上部加圧成形ステージ８−１が下部加圧成形ステージ８−２上に移動した成形ブロック１３まで下降し、成形ブロック１３を加圧することにより、成形ブロック１３内の光学素子素材１２を所定の形に成形する。なお、上部加圧成形ステージ８−１及び下部加圧成形ステージ８−２も成形ブロック１３を加熱する機能を有しているものとする。

上記冷却ステージ９は、シャフト１４を備える上下動可能な上部冷却ステージ９−１と、その上部冷却ステージ９−１に対向して成形室２の底部に設けられる下部冷却ステージ９−２とから構成されている。また、上部冷却ステージ９−１が下部冷却ステージ９−２上に移動した成形ブロック１３まで下降し、成形ブロック１３に当接することにより、上部冷却ステージ９−１及び下部冷却ステージ９−２のそれぞれの温度（加熱ステージ７や加圧成形ステージ８の温度よりも低い温度）を成形ブロック１３に伝え成形ブロック１３を冷却する。

＜第１実施形態＞
図２は、図１に示す下部加圧成形ステージ８−２の断面図である。なお、上部加熱ステージ７−１、下部加熱ステージ７−２、上部加圧成形ステージ８−１、上部冷却ステージ９−１、及び下部冷却ステージ９−２は、下部加圧成形ステージ８−２と構成が同じであるため、各ステージのそれぞれの構成の説明を省略する。また、上部加熱ステージ７−１、上部加圧成形ステージ８−１、及び上部冷却ステージ９−１は、成形室２内において、下部加熱ステージ７−２、下部加圧成形ステージ８−２、及び下部冷却ステージ９−２に対して逆さに設けられているものとする。また、下部加圧成形ステージ８−２は、以下、単にステージ８とする。

図２に示すように、ステージ８は、温度制御ブロック２０と、均熱板２１と、断熱板２２と、前記各部材が積層された状態で４隅部に設けられた第１の弾性体歪量調整機構２３と、第１の弾性体２４と、第１の弾性体歪量調整機構２３と対応する位置にそれぞれ設けられた第２の弾性体歪量調整機構２５と、第２の弾性体２６とを備えて構成されている。

上記温度制御ブロック２０は、例えば、ステンレスやインコネルなど強度や耐熱性がある板状の金属で構成され、温度制御可能な棒状のヒーター２７が２本内部に設けられている。なお、温度制御ブロック２０はＳｉＣ等のセラミック材でもよい。またヒーター２７は３本以上であってもよい。

上記均熱板２１は、例えば、炭化タングステンやセラミックなどの板状の超硬金属で構成され、成形ブロック１３を加熱する際に成形ブロック１３と接し、温度制御ブロック２０から発生する熱を成形ブロック１３に均一に伝える。

上記断熱板２２は、例えば、ステンレスなどの金属板の表面に溝を形成すること等により接触面積を減少した形態で構成され、成形室２の底部に固定されると共に、温度制御ブロック２０と成形室２との間に設けられる。

上記第１の弾性体歪量調整機構２３は、例えば、六角ボルトやフランジボルトなどであって、均熱板２１の４隅のそれぞれに設けられる孔２８に通され、先端部に設けられる雄ネジと温度制御ブロック２０の上面に設けられる雌ネジとが螺合されていくことにより均熱板２１を温度制御ブロック２０に押えつけるように固定させる。

上記第１の弾性体２４は、皿バネであって、均熱板２１と第１の弾性体歪量調整機構２３との間に設けられる。例えば、第１の弾性体２４は、均熱板２１と六角ボルトの頭部との間に設けられる。

これにより、第１の弾性体２４は、均熱板２１を温度制御ブロック２０に押えつけるように固定する。
上記第２の弾性体歪量調整機構２５は、例えば、六角ボルトやフランジボルトなどであって、断熱板２２の４隅部のそれぞれに設けられる切欠き部３０に穿設される孔２９に通され、先端部に設けられる雄ネジと温度制御ブロック２０の下面に設けられる雌ネジとが螺合されていくことにより断熱板２２を温度制御ブロック２０に押えつけるように固定させる。

上記第２の弾性体２６は、皿バネであって、断熱板２２と第２の弾性体歪量調整機構２５との間に設けられる。例えば、第２の弾性体２６は、孔２９が設けられている断熱板２２の切欠き部３０の上面と六角ボルトの頭部との間に設けられる。

これにより、第２の弾性体２６は、断熱板２２を温度制御ブロック２０に押えつけるように固定する。
なお、第１の弾性体歪量調整機構２３の長さを調整して製作しておくことにより第１の弾性体２４の弾性力を調整することができる。

また、第２の弾性体歪量調整機構２５の長さを調整して製作しておくことにより第２の弾性体２６の弾性力を調整することができる。
また、第１の弾性体２４及び第２の弾性体２６は、それぞれ、温度制御ブロック２０から発生する熱の影響をあまり受けないように、例えば、ステンレス、ニッケル、クロムなどを含む耐熱合金で構成されていることが望ましい。

また、第１の弾性体歪量調整機構２３及び第１の弾性体２４は、ステージ締結機構を構成するものとする。
また、第２の弾性体歪量調整機構２５及び第２の弾性体２６も、同様に、ステージ締結機構を構成するものとする。

また、各ステージ締結機構は、温度制御ブロック２０、均熱板２１、及び断熱板２２において、方形である各部材の四隅にそれぞれ設けられているものとする。
また、図２に示す一点鎖線は、温度制御ブロック２０がヒーター２７から発生する熱により熱膨張しているときの温度制御ブロック２０の形状を示しており、後述する図面に示す一点鎖線も同様である。一般に、構造物には、中心から外に向かって温度が低下していくことを示す温度分布が存在する。この温度分布は温度制御ブロック２０にも存在するため、ヒーター２７の熱により温度制御ブロック２０の中心部が温度制御ブロック２０の端部に比べて膨らみ、温度制御ブロック２０は太鼓状になる。

図３は、上記ステージ締結機構の断面図である。なお、図２に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図３に示すステージ締結機構３１は、第１の弾性体歪量調整機構２３に相当する六角ボルト３２と、第１の弾性体２４に相当する４つの皿バネ３３（３３−１、３３−２、３３−３、及び３３―４）とにより構成されている。なお、皿バネ３３の個数や弾性力が互いに異なる皿バネ３３の組合せは特に限定されない。

上記六角ボルト３２は、互い違いに重ねられた４つの皿バネ３３のそれぞれの孔３４及び均熱板２１に設けられている孔２８に通され、六角ボルト３２の雄ネジ３５と温度制御ブロック２０の上面に設けられる雌ネジ３６とが螺合されることにより、温度制御ブロック２０に固定される。

これにより、皿バネ３３は、均熱板２１を温度制御ブロック２０に押えつけるように固定する。
なお、六角ボルト３２の頭部は、プラスドライバと係合される溝やマイナスドライバと係合される溝が設けられていてもよい。

また、孔２８及び孔３４は、それぞれ、六角ボルト３２のネジが切られていない部分が孔２８及び孔３４に対して遊嵌するような大きさに構成されていることが望ましい。
例えば、図２において、ヒーター２７の熱により温度制御ブロック２０の中心部が熱膨張する場合を考える。

まず、温度制御ブロック２０の中心部が熱膨張すると、温度制御ブロック２０から均熱板２１に対してと、温度制御ブロック２０から断熱板２２に対してそれぞれ押力が発生する。そして、これらの押力により均熱板２１が温度制御ブロック２０に対して浮き上がろうとすると共に、温度制御ブロック２０が断熱板２２に対して浮き上がろうとし、第１の弾性体２４及び第２の弾性体２６がそれぞれ変形する。

すなわち、温度制御ブロック２０から均熱板２１への押力が均熱板２１を介して第１の弾性体２４に伝わり、その力により第１の弾性体２４が変形する。また、温度制御ブロック２０から断熱板２２への押力が断熱板２２を介して第２の弾性体２６に伝わり、その力により第２の弾性体２６が変形する。

このように、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する各押力を第１の弾性体２４及び第２の弾性体２６で吸収することができるので、均熱板２１や断熱板２２にかかる各押力を緩和することができ、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

同様に、均熱板２１や断熱板２２が熱膨張することにより発生する押力も、第１の弾性体２４及び第２の弾性体２６で吸収することができるので、均熱板２１や断熱板２２にかかるそれぞれの押力を緩和することができ、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

このように、本実施形態では、ステージ８を構成する部材、すなわち、温度制御ブロック２０、均熱板２１、及び断熱板２２などが熱膨張することにより生じる部材間の押力に応じて第１の弾性体２４及び第２の弾性体２６をそれぞれ変形させることができるので、部材にかかる押力を緩和させることができ、部材が変形することや破損することを防止することができる。

これにより、部材が変形または破損したときに光学素子の製造が停止することを減少させることができ、変形または破損した部材の交換の手間や費用を抑えることができる。
なお、上記ステージ８は、第２の弾性体歪量調整機構２５及び第２の弾性体２６を省略して構成してもよい。

このように構成しても、ステージ８を構成する部材、すなわち、温度制御ブロック２０や均熱板２１などが熱膨張することにより生じる押力を、第１の弾性体２４の変形により緩和させることができ、均熱板２１が破損することを防止することができる。

＜第２実施形態＞
図４は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図２に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図４に示すように、ステージ４０は、温度制御ブロック２０と、均熱板２１と、断熱板２２と、押えシャフト４１と、ナット４２と、弾性体４３とを備えて構成されている。なお、押えシャフト４１及びナット４２により、弾性体歪量調整機構Ａを構成するものとする。また、弾性体歪量調整機構Ａ及び弾性体４３によりステージ締結機構Ｂを構成するものとする。

上記押えシャフト４１は、例えば、六角ボルトやフランジボルトなどであって、均熱板２１に設けられる孔２８、温度制御ブロック２０に設けられる孔４４、及び断熱板２２に設けられる孔２９に通され、先端部に設けられる雄ネジとナット４２の雌ネジとが螺合されることによりナット４２に固定される。

上記弾性体４３は、皿バネであって、断熱板２２と弾性体歪量調整機構Ａとの間に設けられる。例えば、弾性体４３は、断熱板２２の切欠き部３０の上面とナット４２との間に設けられる。

これにより、押えシャフト４１及びナット４２は、温度制御ブロック２０、均熱板２１、及び断熱板２２を弾性体４３を介して挟持し互いに固定させる。
図４に示すように、ステージ締結機構Ｂを構成しても、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０などが熱膨張することにより発生する押力を弾性体４３の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

また、断熱板２２を隔てて弾性体４３を設ける構成としているため、温度制御ブロック２０から離れた位置に弾性体４３を配置させることができる。そのため、耐熱材料により弾性体４３を構成する必要がなくなり、弾性体４３を構成する皿バネの材料の選択肢を広げることができる。

＜第３実施形態＞
図５は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図４に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図５に示すステージ５０の特徴とする点は、図４に示すステージ４０の弾性体４３が皿バネではなくゴム（例えば、フッ素ゴムなど）で構成されている点である。
すなわち、図４に示すステージ締結機構Ｂのように、押えシャフト４１とナット４２とにより弾性体歪量調整機構Ａを構成する場合、温度制御ブロック２０から離れた位置に弾性体４３を設けることができるので、弾性体４３をゴムなどの耐熱性が低い材料で構成することができる。例えば、断熱板２２において２５０℃以下になる部分に切欠き部３０を設け、その切欠き部３０に弾性体４３を配置する場合、その弾性体４３をゴムで構成することができる。

このように、ゴムで構成される弾性体４３は、弾性体４３を皿バネで構成する場合に比べて同体積での歪量がゴムの方が大きいので、皿バネで構成される弾性体４３よりも体格を小さくすることができる。これにより、ステージ締結機構Ｂを小型化することができるので、その分光学素子製造装置１の製造コストを下げることができる。

また、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を弾性体４３の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

＜第４実施形態＞
図６は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図２及び図４に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図６に示すステージ６０の特徴とする点は、図２に示すステージ８の第１の弾性体歪量調整機構２３が、均熱板２１に設けられる孔２８及び温度制御ブロック２０に設けられる孔４４を通り、第１の弾性体歪量調整機構２３の先端部に設けられる雄ネジと断熱板２２の上面に設けられる雌ネジとが螺合されることにより断熱板２２に固定される点と、第１の弾性体２４が皿バネではなくコイルバネで構成されている点である。

これにより、第１の弾性体２４は、温度制御ブロック２０及び均熱板２１を押えつけるように断熱板２２に固定する。
このように、第１の弾性体歪量調整機構２３及び第１の弾性体２４のみでステージ締結機構Ｃを構成することにより、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を第１の弾性体２４の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

また、ステージ締結機構Ｃのみで温度制御ブロック２０の熱膨張による均熱板２１の破損や断熱板２２の変形を防ぐことができるので、図２に示す第２の弾性体歪量調整機構２５や第２の弾性体２６を省略することができる分、ステージ６０の体格をステージ８に比べて小さくすることができ、光学素子製造装置１の製造コストを下げることができる。

＜第５実施形態＞
図７は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図４に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図７に示すステージ７０の特徴とする点は、図４に示すステージ４０の弾性体４３が皿バネではなくコイルバネで構成されている点である。なお、コイルバネのバネ定数や材質は特に限定されない。

このようにステージ７０を構成しても、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を弾性体４３の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

＜第６実施形態＞
図８は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図６に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図８に示すステージ８０の特徴とする点は、図６に示すステージ６０の温度制御ブロック２０が均熱板２１の機能を兼ね備えている点である。
すなわち、温度制御ブロック２０は、例えば、炭化タングステンやセラミックなどの板状の超硬金属で構成され、温度制御ブロック２０から発生する熱が成形ブロック１３に均一に伝わるように構成されている。

そして、第１の弾性体歪量調整機構２３は、温度制御ブロック２０に設けられる孔４４に通され、先端部に設けられる雄ネジと断熱板２２の上面に設けられる雌ネジとが螺合されることにより断熱板２２に固定される。

これにより、第１の弾性体２４は、温度制御ブロック２０を断熱板２２に押えつけるよう固定する。
このようにステージ８０を構成しても、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を第１の弾性体２４の変形により吸収することができるので、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

＜第７実施形態＞
図９は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図４に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図９に示すステージ９０の特徴とする点は、図４に示すステージ４０の温度制御ブロック２０が均熱板２１の機能を兼ね備えている点である。
すなわち、温度制御ブロック２０は、例えば、炭化タングステンやセラミックなどの板状の超硬金属で構成され、温度制御ブロック２０から発生する熱が成形ブロック１３に均一に伝えわるように構成されている。

そして、押えシャフト４１は、温度制御ブロック２０に設けられる孔４４に通され、先端部に設けられる雄ネジとナット４２の雌ネジとが螺合される。
これにより、押えシャフト４１及びナット４２は、温度制御ブロック２０及び断熱板２２を弾性体４３を介して挟持し互いに固定させる。

このようにステージ９０を構成しても、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を弾性体４３の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや断熱板２２が変形することを防止することができる。

＜第８実施形態＞
図１０は、他の実施形態のステージの断面図である。なお、図６に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図６に示すステージ１００の特徴とする点は、図６に示すステージ６０の第１の弾性体歪量調整機構２３が均熱板２１に設けられる孔２８及び温度制御ブロック２０に設けられる孔４４に通され、第１の弾性体歪量調整機構２３の先端部に設けられる雄ネジと成形室２に設けられる雌ネジとが螺合されている点である。

これにより、第１の弾性体２４は、温度制御ブロック２０及び均熱板２１を成形室２に押えつけるように固定する。
このようにステージ１００を構成しても、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を第１の弾性体２４の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや成形室２が変形することを防止することができる。

なお、ステージ１００は、さらに、温度制御ブロック２０が均熱板２１の機能を兼ね備えるように構成してもよい。すなわち、温度制御ブロック２０を、例えば、炭化タングステンやセラミックなどの板状の超硬金属で構成し、温度制御ブロック２０から発生する熱が成形ブロック１３に均一に伝えわるように構成してもよい。また、第１の弾性体歪量調整機構２３は、温度制御ブロック２０に設けられる孔４４に通し、第１の弾性体歪量調整機構２３の先端部に設けられる雄ネジと成形室２に設けられる雌ネジとを螺合するように構成してもよい。

これにより、第１の弾性体２４は、温度制御ブロック２０を成形室２に押えつけるように固定する。
このように構成しても、上述の第１実施形態と同様、温度制御ブロック２０が熱膨張することにより発生する押力を第１の弾性体２４の変形により緩和させることができるので、均熱板２１が破損することや成形室２が変形することを防止することができる。

また、上述の第１〜第８実施形態において、各ステージと成形室２との間に水冷式の冷却装置が設けられていてもよい。

本発明の実施形態の光学素子製造装置を示す図である。ステージの断面図である。ステージ締結機構の断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。他の実施形態のステージの断面図である。

符号の説明

１光学素子製造装置
２成形室
７加熱ステージ
８加圧成形ステージ
９冷却ステージ
１２光学素子素材
１３成形ブロック
２０温度制御ブロック
２１均熱板
２２断熱板
２３第１の弾性体歪量調整機構
２４第１の弾性体
２５第２の弾性体歪量調整機構
２６第２の弾性体
２７ヒーター
３１ステージ締結機構
３２六角ボルト
３３皿バネ
４１押えシャフト
４２ナット
４３弾性体

Claims

成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられ、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接する温度制御ブロックと、
前記温度制御ブロックに設けられる孔を通り、前記温度制御ブロックを前記成形室に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、
前記温度制御ブロックと前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、
前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、
前記温度制御ブロック及び前記均熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック及び前記均熱板を前記成形室に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、
前記均熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられ、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接する温度制御ブロックと、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記温度制御ブロックに設けられる孔を通り、前記温度制御ブロックを前記断熱板に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、
前記温度制御ブロックと前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項１または請求項３に記載の光学素子製造装置であって、
前記弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、
前記弾性体は、前記温度制御ブロックと前記ボルトの頭部との間に設けられる、
ことを特徴とする光学素子製造装置。
成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、
前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記温度制御ブロック及び均熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック及び均熱板を前記断熱板に押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、
前記均熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項２または請求項５に記載の光学素子製造装置であって、
前記弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、
前記弾性体は、前記均熱板と前記ボルトの頭部との間に設けられる、
ことを特徴とする光学素子製造装置。
成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、
前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記均熱板に設けられる孔を通り、前記均熱板を前記温度制御ブロックに押えつけるように固定する第１の弾性体歪量調整機構と、
前記均熱板と前記第１の弾性体歪量調整機構との間に設けられる第１の弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項７に記載の光学素子製造装置であって、
前記第１の弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、
前記第１の弾性体は、前記均熱板と前記ボルトの頭部との間に設けられる、
ことを特徴とする光学素子製造装置。
請求項７に記載の光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
前記断熱板に設けられる孔を通り、前記断熱板を前記温度制御ブロックに押えつけるように固定する第２の弾性体歪量調整機構と、
前記断熱板と前記第２の弾性体歪量調整機構との間に設けられる第２の弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項９に記載の光学素子製造装置であって、
前記第２の弾性体歪量調整機構は、ボルトにより構成され、
前記第２の弾性体は、前記断熱板と前記ボルトの頭部との間に設けられる、
ことを特徴とする光学素子製造装置。
成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられ、前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接する温度制御ブロックと、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記温度制御ブロック及び断熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック及び前記断熱板を挟持して互いに固定させる弾性体歪量調整機構と、
前記断熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを上下方向から加熱すると共に上方向から加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形する１対のステージと、該１対のステージが内部に１以上設けられる成形室とを備える光学素子製造装置であって、
前記１対のステージは、それぞれ、
ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、
前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板を挟持して互いに固定させる弾性体歪量調整機構と、
前記断熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項１１または請求項１２に記載の光学素子製造装置であって、
前記弾性体歪量調整機構は、ボルトとナットとにより構成され、
前記弾性体は、前記断熱板と前記ナットとの間に設けられる、
ことを特徴とする光学素子製造装置。
請求項１〜１３の何れか１項に記載の光学素子製造装置であって、
前記弾性体は、１以上の皿バネにより構成されることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項１〜１３の何れか１項に記載の光学素子製造装置であって、
前記弾性体は、コイルバネにより構成されることを特徴とする光学素子製造装置。
請求項１１〜１３の何れか１項に記載の光学素子製造装置であって、
前記弾性体は、ゴムにより構成されることを特徴とする光学素子製造装置。
成形室内に設けられ、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを加熱すると共に加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形するステージであって、
ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、
前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記均熱板に設けられる孔を通り、前記均熱板を前記温度制御ブロックに押えつけるように固定する弾性体歪量調整機構と、
前記均熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とするステージ。
成形室内に設けられ、成形型と胴型とにより構成される成形ブロックを加熱すると共に加圧し前記成形ブロック内の光学素子素材を成形するステージであって、
ヒーターが内部に設けられる温度制御ブロックと、
前記成形ブロックを加熱する際に前記成形ブロックと接し、前記温度制御ブロックから発生する熱を前記成形ブロックに均一に伝える均熱板と、
前記温度制御ブロックと前記成形室との間に設けられる断熱板と、
前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板にそれぞれ設けられる孔を通り、前記温度制御ブロック、前記均熱板、及び断熱板を挟持して互いに固定させる弾性体歪量調整機構と、
前記断熱板と前記弾性体歪量調整機構との間に設けられる弾性体と、
を備えることを特徴とするステージ。