JP2010150059A - 光学素子の成形用型、製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スリーブ13内に対向して配置された下型11及び上型12により熱可塑性素材9を押圧して光学素子を成形する光学素子の成形ブロック10において、下型11及び上型12に一体に配置され、熱可塑性素材9の温度を制御する導電膜ヒータ14を具備する。下型11及び上型12の外端面には、導電膜ヒータ14に通電するための端子を備え、成形ブロック10の外部から通電することで成形面11a及び成形面12aとの間の熱可塑性素材9を直接的に加熱する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態である光学素子の製造方法を実施する成形ブロックを模式的に示した側断面図である。
できるように、リード16(端子)が電極15に接続されている。また、上型12も下型11と同様の構成になっている。
図1に示すように、熱可塑性素材9が成形ブロック10の下型11の成形面11a上に載置される。そして、図示しない駆動手段により、上型12の成形面12aを熱可塑性素材9に当接する位置まで下降させる。この時、図示しない電源装置からの給電によりリード16、電極15を介して導電膜ヒータ14に通電されて、導電膜ヒータ14が発熱して熱可塑性素材9を加熱する。
次に、熱可塑性素材9が所望の温度に到達したときに図示しない駆動手段により上型12を更に下降させて熱可塑性素材9を加圧する。この時も、導電膜ヒータ14には、図示しない電源装置からの給電によりリード16、電極15を介して導電膜ヒータ14に通電されて、導電膜ヒータ14が発熱して熱可塑性素材9を加熱しながら加圧する。そして、下型11の成形面11a及び上型12の成形面12aの形状或いは表面粗さが転写されて熱可塑性素材9が所望の形状に変形する。
図2Aは、本発明の他の実施の形態である光学素子の製造方法を実施する成形ブロックの構成の一例を模式的に示した側断面図である。
合して摺動自在に案内する円筒形状のスリーブ23と、を具備している。
この下型21及び上型22は、スリーブ23の内部にそれぞれの成形面21a及び成形面22aが対向するようにスリーブ23の両端側から挿嵌されて配置されている。そして、下型21及び上型22はスリーブ23の中心軸方向に摺動自在に配置されている。
また、上型22の導電膜ヒータ24は、上述の下型21と同様の構成で、電極25と、上基材28の貫通孔36の絶縁スリーブ30内に設けられたリード26を介して通電される構成となっている。
素材9に接しないので、導電膜ヒータ24との接触による熱可塑性素材9の汚染や、熱可塑性素材9との接触による導電膜ヒータ24の劣化を防ぐことができる。
以下、本実施の形態の成形用型を用いた成形工程の一例について、図2Aを参照しながら説明する。
品を得ることができる。
図2Bは、本発明のさらに他の実施の形態である成形用型のヒータ部分を模式的に示した平面図である。
図2Cは、本発明のさらに他の実施の形態である成形用型のヒータ部分を模式的に示した平面図である。
図3は、本発明のさらに他の実施の形態である成形用型を模式的に示した側断面図である。
合わせて絶縁膜29は、中心から外周に向けて膜厚が漸増するように形成されている。
図3に示すように、熱可塑性素材9が成形ブロック20Cの下型21の成形面21a上に載置される。そして、上型22の成形面22aを熱可塑性素材9に当接させる。その後、図示しない電源装置によりリード26、電極25を介して導電膜ヒータ34に通電され、導電膜ヒータ34が発熱して熱可塑性素材9を加熱する。
この時も、上型22においては、熱可塑性素材9の中心部は、熱可塑性素材9の外周端部よりも低い温度で加圧する。
例えば、熱可塑性素材9から、凹凸が逆な凹形状の光学素子を成形する場合には、導電膜ヒータ34の膜厚を、中央部を薄く、周辺部を厚くすることで、熱可塑性素材9の全体を均一に加熱および冷却することができる。
図4は、本実施の形態のさらに他の実施の形態である成形用型を模式的に示した側断面図である。
本実施の形態6の成形ブロック20Dにおいては、下型21及び上型22の一部を構成する下基材27及び上基材28の各々には、導電膜ヒータ24から下基材27及び上基材28側への熱移動を防止する断熱構造37を備えている。
すなわち、下基材27及び上基材28の絶縁膜29に当接する面の面積は、上述した実施形態に比べて少ない面積となる。
熱材は、特に限定されない。
図5Aは、本発明の一実施の形態の成形用型を用いる光学素子の製造装置を模式的に示した側断面図である。図5Bは、成形ブロックとプレートとの接触面を示した平面図である。なお、図5A及び図5Bについて実施形態1又は2と同一又は相当する部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
図5Aに示すように、スリーブ13内の下型11の成形面11aに熱可塑性素材9を載置した後、上型12の成形面を熱可塑性素材9に当接させて、成形ブロック10を組み立てる。次に、成形ブロック10は、図示しない搬送手段により、下プレート41上に、下プレート41の給電電極41bと下型11のリード16とが接するように位置決めされて設置される。
図6は本発明の他の実施の形態である製造装置の成形ブロックとプレートとの接触面を示した平面図である。
図7は、本発明の他の実施の形態である製造装置の成形ブロックとプレートとの接触面を示した平面図である。
する導電膜ヒータ24Baに対する通電量を低下させて熱可塑性素材9の加熱温度や温度分布を制御することで、熱可塑性素材9の肉厚の大きな中心部の熱だまりによる過熱を抑えることができる。これにより、熱可塑性素材9の全体を均一に冷却することができる。
図8は、本発明の他の実施の形態である製造装置を模式的に示した平面図である。
この実施の形態10の光学素子の製造装置M4は、図2Cに示した成形ブロック20Bに対して加圧、冷却の工程を、それぞれ加圧ステージA、第1の冷却ステージB、第2の冷却ステージC及び第3の冷却ステージDにて行ういわゆる循環型の製造装置の構成例を示す。尚、図8は、加熱後の各ステージを示したものであり、加熱ステージを省略して示した図である。また、ここでは、下プレート41の対向面41aのみを示し、上プレート42の説明を割愛する。
成形ブロック20Bは、図示しない、加熱ステージで加熱された後、図示しない搬送手段により加圧ステージAに搬送される。この時、複数の導電膜ヒータ24Bは、全て稼動している。そして、熱可塑性素材9が所望の形状に成形された後、成形ブロック20Bは、第1の冷却ステージBに搬送される。この時、複数の導電膜ヒータ24Bは、内側の導電膜ヒータ24Baを除いた導電膜ヒータ24Bb、24Bcが稼動している。
変形可能な状態に加熱、軟化された光学素子素材をプレスし光学素子を成形する光学素子を得るための成形用型において、この成形用型の内部にヒータが組み込まれ、且つ、成形面とヒータとの距離が成形面の直径以内に収まることを特徴とする成形用型。
10 成形ブロック
11 下型
11a 成形面
12 上型
12a 成形面
13 スリーブ
14 導電膜ヒータ
15 電極
16 リード
17 下基材
18 上基材
19 貫通孔
20 成形ブロック
20A 成形ブロック
20B 成形ブロック
20C 成形ブロック
20D 成形ブロック
21 下型
21a 成形面
22 上型
22a 成形面
23 スリーブ
24 導電膜ヒータ
24A 導電膜ヒータ
24B 導電膜ヒータ
24Ba 導電膜ヒータ
24Bb 導電膜ヒータ
24Bc 導電膜ヒータ
25 電極
25a 電極
25b 電極
25c 電極
26 リード
27 下基材
28 上基材
29 絶縁膜
30 絶縁スリーブ
31 下型部材
32 上型部材
34 導電膜ヒータ
36 貫通孔
37 断熱構造
41 下プレート
41a 対向面
41b 給電電極
41ba 給電電極
41bb 給電電極
41bc 給電電極
41c 給電電極
42 上プレート
42a 対向面
42b 給電電極
42ba 給電電極
42bb 給電電極
42bc 給電電極
42c 給電電極
46 制御装置
47 電源装置
70 製造装置
A 加圧ステージ
B 第1の冷却ステージ
C 第2の冷却ステージ
D 第3の冷却ステージ
M1 製造装置
M2 製造装置
M3 製造装置
M4 製造装置
Claims (19)
- 加熱された熱可塑性素材を成形面で加圧して光学素子とする光学素子の成形用型において、
成形用型の一部を構成する型本体部と、
前記型本体部に一体に配置され、前記熱可塑性素材を加熱するヒータと、
を具備し、
前記成形面の中心部分から前記型本体部の中心軸方向に最も離れた前記ヒータ部分と前記成形面の中心部分との距離をL1とし、前記型本体部の外径をL2としたとき、
L1<L2
に設定すること、
を特徴とする光学素子の成形用型。 - 前記ヒータは、導電膜ヒータであり、
前記型本体部に配置され、前記導電膜ヒータに通電するための端子をさらに具備すること、
を特徴とする請求項1記載の光学素子の成形用型。 - 前記導電膜ヒータは、前記成形面が形成され、前記型本体部の表面に配置されていること、
を特徴とする請求項2記載の光学素子の成形用型。 - 前記型本体部は、前記成形面が形成されている型部材と、前記型部材を支持する基材と、を具備し、
前記導電膜ヒータは、前記型部材と前記基材との間に配置されていること、
を特徴とする請求項2記載の光学素子の成形用型。 - 前記型部材は絶縁体から構成され、
前記基材は導体から構成されており、
前記導電膜ヒータと前記基材との間に配置された絶縁膜をさらに具備すること、
を特徴とする請求項4記載の光学素子の成形用型。 - 前記絶縁体はガラス又はセラミックであり、
前記導体は金属であること、
を特徴とする請求項5記載の光学素子の成形用型。 - 前記導電膜ヒータは、不均一な膜厚分布を有すること、
を特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の光学素子の成形用型。 - 前記導電膜ヒータは、同心円状に配置され、各々が独立して通電される複数の円弧形状を呈すること、
を特徴とする請求項2記載の光学素子の成形用型。 - 前記導電膜ヒータは、螺旋形状を呈すること、を特徴とする請求項2記載の光学素子の成形用型。
- 前記基材には、前記導電膜ヒータから前記基材側への熱移動を防止する断熱構造を備えたこと、
を特徴とする請求項4記載の光学素子の成形用型。 - 加熱された熱可塑性素材を成形用型の成形面で加圧して光学素子とする光学素子の製造方法において、
前記成形用型の一部を構成する型本体部に、
前記成形面の中心部分から前記型本体部の中心軸方向に最も離れたヒータ部分と前記成形面の中心部分との距離をL1とし、前記型本体部の外径をL2としたとき、
L1<L2
となるように、
ヒータが一体に配置された前記成形用型によって、前記熱可塑性素材を加圧する工程を有すること
を特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記ヒータは、導電膜ヒータであり、
前記導電膜ヒータに通電して発熱させることで前記熱可塑性素材の温度を制御すること、
を特徴とする請求項11記載の光学素子の成形方法。 - 前記導電膜ヒータは、前記型本体部の中心軸を中心として同心円状に複数の円弧形状をなして成膜され、前記導電膜ヒータの各々に独立に通電して発熱させて前記熱可塑性素材の温度を制御すること、
を特徴とする請求項12記載の光学素子の成形方法。 - 加熱された熱可塑性素材を加圧して光学素子とする光学素子の製造装置において、
型本体部と、前記型本体部に一体に配置され、前記熱可塑性素材を加熱するヒータと、を含む成形用型と、
前記ヒータに電力を供給する給電手段と、
を具備し、
前記成形用型の成形面の中心部分から前記型本体部の中心軸方向に最も離れた前記ヒータ部分と前記成形面の中心部分との距離をL1とし、前記本体部の外径をL2としたとき、
L1<L2
に設定すること
を特徴とする光学素子の製造装置。 - 前記ヒータは、導電膜ヒータであること、
を特徴とする請求項14記載の光学素子の製造装置。 - 前記成形用型が嵌合するスリーブと、
前記給電手段を備え、前記成形用型及び前記スリーブを含む成形ブロックを挟持する一対のプレートと、
をさらに具備することを特徴とする請求項14または15記載の光学素子の製造装置。 - 前記導電膜ヒータは、前記型本体部の中心軸を中心として同心円状に複数の円弧形状をなして成膜され、
前記一対のプレートに接する前記成形用型の外端面には、個々の前記導電膜ヒータに個別に接続された電極を備え、
前記給電手段は、前記電極に対応した位置に配置された複数の給電電極と、前記給電電極に電力を供給する電源と、を具備すること、
を特徴とする請求項16記載の光学素子の製造装置。 - 前記成形用型の前記外端面に設けられた前記電極に対応した位置における前記給電電極
の配置の有無により、前記成形用型の複数の前記導電膜ヒータの一部又は全部に選択的に通電されるようにしたこと、
を特徴とする請求項17記載の光学素子の製造装置。 - 前記給電電極と前記電源との間に配置され、個々の前記給電電極に選択的に電力を供給するセレクタをさらに具備すること、
を特徴とする請求項17記載の光学素子の製造装置。
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JP2008328222A JP2010150059A (ja) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | 光学素子の成形用型、製造方法及び製造装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2008
- 2008-12-24 JP JP2008328222A patent/JP2010150059A/ja active Pending
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