JP4790570B2

JP4790570B2 - 光学素子の製造方法

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Publication number: JP4790570B2
Application number: JP2006308379A
Authority: JP
Inventors: 博章藤井; 博之関
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Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2026-11-14
Also published as: JP2008120645A

Description

本発明は、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素子を成形型に収容して成形する光学素子の製造方法に関し、更に詳しくは、光学素子の品質を向上させる光学素子の製造方法に関する。

近年、ガラスレンズ等の光学素子を高精度且つ安価に成形する光学素子の製造装置として、成形型に収容した光学素材を、加熱軟化させて加圧し、冷却して固化させることで、成形型が有する光学面形状或いは表面粗さを成形転写して光学素子を製造する装置が用いられている。ここで、光学素材の成形時には、成形室を不活性ガス雰囲気で充填させるのが一般的である。

上記の光学素子の製造装置において、成形型のスリーブに雰囲気交換孔を放射状に形成することにより、光学素材から発生する酸化性揮発物を成形型のキャビティから雰囲気交換孔を介して外部に放出させる光学素子の製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３４２０２７号公報

ところで、上記特許文献１記載の光学素子の製造装置は、スリーブに形成した雰囲気交換孔により、キャビティから酸化性揮発物を排出しているが、キャビティの雰囲気交換に伴い、キャビティの温度が下がり、光学素材のうち成形型の成形面に当接する部分と当接しない部分との間に温度差が生じていた。そのため、成形型から光学素材への転写精度が悪化すると共に、光学素子の表面に曇りが発生しやすく、光学素子の品質が悪化してしまっていた。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、光学素子の品質を向上させる光学素子の製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造方法は、成形型内のキャビティにガラスからなる光学素材を収容する工程と、上記光学素材を収容したキャビティに、この光学素材のガラス転移点以上の温度に加熱された不活性ガスを流入させながら、この光学素材を加熱して軟化させる工程と、軟化した上記光学素材を上記成形型により加圧して成形する工程と、成形された上記光学素材を冷却する工程と、を含む。

また、上記光学素材の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度に加熱された不活性ガスを前記キャビティに流入させてもよい。
また、上記成形型は、上型と、下型と、この上型及び下型の外周に位置するスリーブとを含み、上記スリーブには、上記キャビティに連通可能なガス流入路及びガス排出路が形成され、上記不活性ガス流入手段は、上記スリーブの上記ガス流入路を介して上記キャビティに上記不活性ガスを流入させ、上記キャビティに流入された上記不活性ガスは、上記スリーブの上記ガス排出路を介して上記キャビティから排出されるようにしてもよい。

また、上記成形型は、上記スリーブの外周に位置する外スリーブを更に含み、上記光学素材を収容した上記成形型が上記光学素材の加熱時に載置されるプレート、及び上記外スリーブには、それぞれガス流入路が形成され、上記不活性ガス流入手段は、上記プレートの上記ガス流入路、上記外スリーブの上記ガス流入路、及び、上記スリーブの上記ガス流入路を介して、上記キャビティに上記不活性ガスを流入させるようにしてもよい。

また、上記外スリーブは、その下端が上記プレートに当接する位置と当接しない位置とに上記スリーブの外周面上を摺動可能な円筒形状に形成され、上記キャビティに流入される上記不活性ガスは、上記キャビティの圧力が一定以上高まると、上記外スリーブを上記プレートに当接しない位置に浮上させ、上記外スリーブと上記プレートとの間から排出されるようにしてもよい。

また、上記光学素材を収容した上記成形型が上記光学素材の加熱時に載置されるプレート、及び上記下型には、それぞれガス流入路が形成され、上記不活性ガス流入手段は、上記プレートの上記ガス流入路、上記下型の上記ガス流入路、及び、上記スリーブの上記ガス流入路を介して、上記キャビティに上記不活性ガスを流入させるようにしてもよい。

また、上記スリーブの上記ガス排出路は、上記上型に閉鎖されることにより上記キャビティへの開口面積が変動する位置に形成されているようにしてもよい。

本発明では、光学素材を収容したキャビティに、加熱した不活性ガスを流入させている。そのため、光学素材の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティから排出しながら、光学素材のうち成形型の成形面に当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、成形型から光学素材への転写精度の悪化、更には光学素子の表面への曇りの発生を抑えることができる。よって、本発明によれば、光学素子の品質を向上させることができる。

また、加熱した不活性ガスをキャビティに流入させているため、キャビティの温度変化に起因する圧力変動を抑えて、キャビティにおける光学素材の位置ずれを防止することができる。したがって、これによっても、光学素子の品質を向上させることができる。更には、光学素材の加熱時間ひいては光学素子の製造時間を短縮することもできる。

以下、本発明の実施の形態に係る光学素子の製造装置及び製造方法について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。図２は、上記光学素子の製造装置に搬入される成形型を示す断面図である。

図１に示す光学素子製造装置１は、上ベース２、下ベース３及び側板４から構成される成形室５内において、下ベース３の下方に配置された不活性ガス流入手段６により図２にも示す成形型２０内のキャビティ２５に窒素等の不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させながら、キャビティ２５に収容した光学素材２６を成形している。なお、詳しくは後述するが、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、加熱手段としてのガス加熱ヒータ１８により加熱されている。

成形型２０は、上型２１と、下型２２と、これら上型２１及び下型２２の外周に位置する円筒形状のスリーブ２３と、このスリーブ２３の外周に位置する円筒形状の外スリーブ２４とから構成され、キャビティ２５に光学素材２６を収容している。

スリーブ２３には、不活性ガス流入手段６から供給される不活性ガス（矢印Ｎ）が通過するガス流入路２３ａ及びガス排出路２３ｂが、それぞれ水平方向且つ放射状に複数形成されている。これらガス流入路２３ａ及びガス排出路２３ｂは、上型２１に閉鎖されることによりキャビティ２５への開口面積が変動する位置に形成されている。ここで、図２に示す、ガス流入路２３ａと成形前の光学素材２６との距離Ｄは、２０ｍｍ以内に設定しておくとよい。

外スリーブ２４は、その上端の摺動部２４ａにおいてスリーブ２３の外周面上を摺動可能に配置されており、摺動部２４ａの下方の内周面はスリーブ２３との間に間隙からなるガス流入路２４ｂが設けられている。なお、後述するが、外スリーブ２４の下端２４ｃは、成形型２０が載置された下プレート１７に当接する位置と当接しない位置（即ち、浮上する位置）とに摺動可能となっている。

図１に示すように、上ベース２の上部には、シリンダベース７を介してシリンダ８が配置されている。このシリンダ８は、上ベース２及びシリンダベース７を貫通して配置された上軸９を昇降させている。この上軸９の下には、上から順に上冷却ブロック１０、上断熱ブロック１１、円柱形状の２本のヒータ１２ａ，１２ａが両端において露出するように埋設された上ヒータブロック１２、上型２１の上面に当接する上プレスプレート１３が配置されている。

また、下ベース３の上には、下から順に、下冷却ブロック１４、下断熱ブロック１５、円柱形状の２本のヒータ１６ａ，１６ａが両端において露出するように埋設された下ヒータブロック１６、成形型２０が載置される「プレート」としての下プレスプレート１７が配置されている。

不活性ガス流入手段６と下ヒータブロック１６の下部との間には、下ベース２、下冷却ブロック１４及び下断熱ブロック１５を貫通する円筒形状のガス加熱ヒータ１８が嵌入されている。このガス加熱ヒータ１８の中空部分は、ガス流入路１８ａとなっており、このガス流入路１８ａにおいて、図示しない制御手段によりガス加熱ヒータ１８が制御されて、目的の温度に不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱している。

下ヒータブロック１６には、鉛直方向に延び、ガス加熱ヒータ１８のガス流入路１８ａに連通するガス流入路１６ｂが形成されている。また、下ヒータブロック１６の上面には、そのガス流入路１６ｂの上端から放射状に水平方向に延びる溝状のガス流入路１６ｃが形成されており、この放射状のガス流入路１６ｃは、下プレスプレート１７の鉛直方向に延びる複数のガス流入路１７ａのそれぞれに連通している。更に、下プレスプレート１７のガス流入路１７ａは、外スリーブ２４のガス流入路２４ｂに連通している。

以下、光学素子の製造方法について説明する。
まず、下プレスプレート１７上に光学素材２６を収容した成形型２０を載置する。そして、シリンダ８により上軸９を下降させ、上プレスプレート１３を上型２１に当接させ、上下のヒータブロック１２，１６から上型２１及び下型２２に伝熱させることにより、光学素材２６を加熱軟化させる。

この光学素材２６の加熱の際には、不活性ガス流入手段６からガス流入路１８ａ，１６ｃ，１７ａ，２４ｂ，２３ａを介してキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させると共に、この不活性ガス（矢印Ｎ）をガス加熱ヒータ１８により加熱する。

ここで、不活性ガス流入手段６による不活性ガス（矢印Ｎ）のキャビティ２５への供給量は、光学素材２６の表面積１ｃｍ²に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは４Ｌ／ｍｉｎ〜８Ｌ／ｍｉｎとするとよい。これにより、不活性ガス（矢印Ｎ）による光学素材２６の加熱を有効に行うことができる。

また、ガス加熱ヒータ１８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度は、光学素材２６を均等に加熱軟化させるべく、キャビティ２５に到達した際に光学素材２６の転移点以上で且つ軟化点以下となるようにしておくとよい。これにより、光学素材２６のうち上型２１及び下型２２の成形面２１ａ，２２ａと当接する部分と当接しない部分との温度差が解消される。

なお、キャビティ２５内に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、光学素材２６から発生する酸化性揮発物等と共に、スリーブ２３のガス排出路２３ｂから成形室５に排出される。この排出されたガスは、成形室５に設けられた図示しない微細な隙間等により成形室５から排出させるとよい。

光学素材２６を転移点以上で且つ軟化点以下まで加熱軟化させた後、シリンダ８の駆動により上型２１を押圧して光学素材２６を所望の形状に成形する。この際、図３Ａに示すように、光学素材２６は押圧されて変形することにより、上型２１が降下してスリーブ２３のガス流入路２３ａの一部及びガス排出路２３ｂの全部が上型２１により閉鎖される。

これに伴い、キャビティ２５内の圧力が高まり、図３Ｂに示すように、外スリーブ２４の摺動部２４ａがスリーブ２３の外周面上を摺動し、外スリーブ２４の下端２４ｃが下プレスプレート１７に当接する位置から当接しない位置に浮上する。そして、外スリーブ２４と下プレスプレート１７との間から不活性ガス（矢印Ｎ´）が排出され、キャビティ２５の圧力が一定となる。

なお、この際、不活性ガス流入手段６による不活性ガス（矢印Ｎ）の供給を停止させても圧力を一定にさせることは可能であるが、不活性ガス（矢印Ｎ´）を外スリーブ２４と下プレスプレート１７との間から逃がすことで、不活性ガス流入手段６の制御が簡略化する。

光学素材２６の加圧成形が終了した後、ガス加熱ヒータ１８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度を下げる。また、図１に示す上下のヒータブロック１２，１６の温度を下げ、例えば、上型２１及び下型２２の成形面２１ａ，２２ａが外気に触れても酸化しない温度になるまで冷却する。冷却が終了した後には、シリンダ８の駆動により上プレスプレート１３を上昇させ、図示しない搬送手段により、成形型２０を成形室５から搬出する。その後、成形型２０から成形された光学素子を取り出すことにより、光学素子の製造が完了する。

以上説明した本実施形態では、光学素材２６を収容したキャビティ２５に、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させている。そのため、光学素材２６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティ２５から排出しながら、光学素材２６のうち成形型２０（上型２１及び下型２２）の成形面２１ａ，２２ａに当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、成形型２０の成形面２１ａ，２２ａから光学素材２６への転写精度の悪化、更には光学素子の表面への曇りの発生を抑えることができる。よって、本実施形態によれば、光学素子の品質を向上させることができる。

また、本実施形態では、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に流入させているため、キャビティ２５の温度変化に起因する圧力変動を抑えて、キャビティ２５における光学素材２６の位置ずれを防止することができる。したがって、これによっても、光学素子の品質を向上させることができる。更には、光学素材２６の加熱時間ひいては光学素子の製造時間を短縮することもできる。

また、本実施形態では、ガス加熱ヒータ１８は、光学素材２６の加熱時において、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）を光学素材２６の転移点温度以上に加熱している。そのため、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、不活性ガス流入手段６は、スリーブ２３のガス流入路２３ａを介してキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させ、キャビティ２５に流入された不活性ガス（矢印Ｎ）は、スリーブ２３のガス排出路２３ｂを介してキャビティ２５から排出されている。そのため、不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に有効に流入させて光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えながら、光学素材２６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティ２５から有効に排出することができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、不活性ガス流入手段６は、下プレスプレート１７のガス流入路１７ａ、外スリーブ２４のガス流入路２４ｂ、及び、スリーブ２３のガス流入路２３ａを介して、キャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させている。そのため、不活性ガス（矢印Ｎ）を成形型２０の下方、更には下プレスプレート１７の下方から導くことができるため、成形室５内に余分な部材を配置する必要がなくなる。また、不活性ガス（矢印Ｎ）を安定してキャビティ２５に流入させることができ、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、成形室５の省スペース化ひいては光学素子製造装置１の小型化を図ることができると共に、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、外スリーブ２４は、その下端２４ｃが下プレスプレート１７に当接する位置と当接しない位置とにスリーブ２３の外周面上を摺動可能な円筒形状に形成され、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、キャビティ２５の圧力が一定以上高まると、外スリーブ２４を下プレスプレート１７に当接しない位置に浮上させ、外スリーブ２４と下プレスプレート１７との間から排出されている（矢印Ｎ´）。そのため、不活性ガス流入手段６による不活性ガス（矢印Ｎ）の供給を成形過程に伴って停止させる必要がなく、不活性ガス流入手段６の制御が複雑化せず、安定してキャビティ２５に不活性ガス（矢印Ｎ）を供給することができる。したがって、不活性ガス流入手段６の制御の複雑化を抑えることができると共に、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、スリーブ２３のガス流入路２３ａ及びガス排出路２３ｂは、上型２１に閉鎖されることによりキャビティ２５への開口面積が変動する位置に形成されている。そのため、光学素子２６の成形に連動させてキャビティ２５への不活性ガス（矢印Ｎ）の流入量を、キャビティ２５の体積或いは光学素材２６の不活性ガス（矢印Ｎ）との接触面積に合わせて、調節することができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、ガス加熱ヒータ１８は、光学素材２６の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度で、具体的には徐々に温度を下げて、不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱している。そのため、工程毎に最適の温度の不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に供給することができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、不活性ガス流入手段６は、光学素材２６の加熱時において、光学素材２６の表面積１ｃｍ²に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは４Ｌ／ｍｉｎ〜８Ｌ／ｍｉｎの不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ２５に流入させている。そのため、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。

また、本実施形態では、ガス流入路２３ａと成形前の光学素材２６との距離Ｄを２０ｍｍ以内にしているため、加熱された不活性ガス（矢印Ｎ）によって、光学素材２６の部分毎に生じる温度差を有効に抑えることができる。したがって、光学素子の品質を一層向上させることができる。

なお、本実施形態においては、ガス加熱ヒータ（加熱手段）１８を、不活性ガス流入手段６から供給された不活性ガス（矢印Ｎ）を加熱する構成としたが、不活性ガス流入手段６に供給する前段階の不活性ガスを加熱する構成としてもよい。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。
本実施形態に係る光学素子の製造装置３１は、加熱・加圧・冷却の工程を、それぞれ加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３にて行ういわゆる循環型の製造装置である。加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３の構成並びに成形型２０の構成は、図１に示す光学素子の製造装置１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

光学素子の製造装置３１は、上ベース３２、下ベース３３及び側板３４から構成される成形室３５内において、下ベース３３の下方に配置された加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３の不活性ガス流入手段３６により成形型２０内のキャビティ２５に窒素等の不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させながら、キャビティ２５に収容した光学素材２６を成形している。なお、キャビティ２５に流入される不活性ガス（矢印Ｎ）は、加熱部４１、加圧部４２及び冷却部４３に設けられた、加熱手段としてのガス加熱ヒータ４８により加熱されている。

側板３４には、搬入台４４から成形室３５に成形型２０が搬入される際に開放する搬入シャッタ３４ａと、成形室３５から搬出台４５に成形型２０が搬出される際に開放する搬出シャッタ３４ｂとが設けられている。

ここで、搬入台４４に載置された成形型２０は、搬入台４４に立設された支持部３７に支持される投入爪３８により押されて、開放した搬入シャッタ３４ａを通って成形室３５（加熱部４１）に搬入される。

光学素子の製造方法についても上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略するが、加熱部４１においてキャビティ２５に流入させる不活性ガス（矢印Ｎ）の供給量は、光学素材２６の表面積１ｃｍ²に対し、２Ｌ／ｍｉｎ〜１２Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは４Ｌ／ｍｉｎ〜８Ｌ／ｍｉｎとするとよい。これにより、不活性ガス（矢印Ｎ）による光学素材２６の加熱を有効に行うことができる。

また、加熱部４１におけるガス加熱ヒータ４８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度は、光学素材２６を均等に加熱軟化させるべく、キャビティ２５に到達した際に光学素材２６の転移点以上で且つ軟化点以下となるようにしておくとよい。これにより、光学素材２６のうち上型２１及び下型２２の成形面と当接する部分と当接しない部分との温度差が解消される。

光学素材２６を転移点以上で且つ軟化点以下まで加熱軟化させた後、図示しない搬送手段により成形型２０を加圧部４２に搬送する。加圧部４２においては、好ましくは加圧部４２における上型２１及び下型２２の温度と同程度に設定しておく。そして、光学素材２６を所望の形状に成形する。

光学素材２６の加圧成形が終了した後、図示しない搬送手段により成形型２０を冷却部４３に搬送する。冷却部４３においても、ガス加熱ヒータ４８による不活性ガス（矢印Ｎ）の加熱温度を加熱部４１及び加圧部４２における加熱温度よりも低めに、好ましくは冷却部４３における上型２１及び下型２２の温度と同程度に設定しておく。

光学素材２６の冷却が終了した後には、図示しない搬送手段により、成形型２０を成形室３５から搬出台４５に搬出する。その後、成形型２０から成形された光学素子を取り出すことにより、光学素子の製造が完了する。

以上説明した本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、光学素材２６を収容したキャビティ２５に、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させている。そのため、光学素材２６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をキャビティ２５から排出しながら、光学素材２６のうち成形型２０（上型２１及び下型２２）の成形面に当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、成形型２０の成形面から光学素材２６への転写精度の悪化、更には光学素子の表面への曇りの発生を抑えることができる。よって、本実施形態によっても、光学素子の品質を向上させることができる。

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る光学素子の製造装置に位置する成形型を示す断面図である。図６は、上記成形型の下型を示す斜視図である。

本実施形態では、成形型６０に外スリーブを設けず、成形型６０が載置される「プレート」としての下プレスプレート５７のガス流入路５７ａ、下型６２の後述するガス流入路６２ｂ、及び、スリーブ６３の内周面に設けられ鉛直方向に延びるガス流入路６３ａを介して、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）をキャビティ６５に流入させている。この不活性ガス（矢印Ｎ）の流入経路を除いて、本実施形態の光学素子の製造装置及び製造方法は、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、下型６２の底面には、十字状のガス流入路６２ｂ及び外周に沿った切り欠き６２ｃが設けられている。なお、下型６２の十字状のガス流入路６２ｂの先端は、それぞれ、スリーブ６３の４箇所に設けられたガス流入路６３ａの近傍に延びている。

以上説明した本実施形態でも、光学素材６６を収容したキャビティ６５に、加熱した不活性ガス（矢印Ｎ）を流入させることで、光学素材６６の特に加熱時において発生する酸化性揮発物をスリーブ６３のガス排出路６３ｂから排出しながら、光学素材６６のうち成形型６０（上型６１及び下型６２）の成形面６１ａ，６２ａに当接する部分と当接しない部分との間に、温度差を生じにくくすることができる。したがって、上記第１及び第２実施形態と同様に、光学素子の品質を向上させることができる。

また、本実施形態では、不活性ガス（矢印Ｎ）を、下プレスプレート５７のガス流入路５７ａ、下型６２のガス流入路６２ｂ、及び、スリーブ６３のガス流入路６３ａを介して、キャビティ６５に流入させている。そのため、下プレスプレート５７及びこの下プレスプレート５７の下に配置される図示しない下ヒータブロックに単一のガス流入路を設けるだけでよい。また、成形型６０に外スリーブを設ける必要がないため、成形型６０の構成ひいては成形室のスペースが簡略化される。したがって、光学素子の製造装置の構成を簡略化することができる。

なお、本実施形態では、下型６２にガス流入路６２ｂを設けたが、下プレスプレート５７のガス流入路５７ａとスリーブ６３のガス流入路６３ａを連通させることで、下型６２にガス流入路６２ｂを形成しない構成とすることも可能である。

本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。上記光学素子の製造装置に搬入される成形型を示す断面図である。上記成形型の光学素子の製造過程における断面図（その１）である。上記成形型の光学素子の製造過程における断面図（その２）である。本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造装置を示す部分断面図である。本発明の第３実施形態に係る光学素子の製造装置に位置する成形型を示す断面図である。上記成形型の下型を示す斜視図である。

符号の説明

１光学素子製造装置
２上ベース
３下ベース
４側板
５成形室
６不活性ガス流入手段
７シリンダベース
８シリンダ
９上軸
１０上冷却ブロック
１１上断熱ブロック
１２上ヒータブロック１２
１２ａヒータ
１３上プレスプレート
１４下冷却ブロック
１５下断熱ブロック
１６下ヒータブロック
１６ａヒータ
１６ｂ，１６ｃガス流入路
１７下プレスプレート
１７ａガス流入路
１８ガス加熱ヒータ
２０成形型
２１上型
２１ａ成形面
２２下型
２２ａ成形面
２３スリーブ
２３ａガス流入路
２３ｂガス排出路
２４外スリーブ
２４ａ摺動部
２４ｂガス流入路
２４ｃ下端
２５キャビティ
２６光学素材
３１光学素子製造装置
３２上ベース
３３下ベース
３４側板
３４ａ搬入シャッタ
３４ｂ搬出シャッタ
３５成形室
３６不活性ガス流入手段
３７支持部
３８投入爪
４１加熱部
４２加圧部
４３冷却部
４４搬入台
４５搬出台
４８ガス加熱ヒータ
５７下プレスプレート
５７ａガス流入路
６０成形型
６１上型
６１ａ成形面
６２下型
６２ａ成形面
６３スリーブ
６３ａガス流入路
６３ｂガス排出路
６５キャビティ
６６光学素材

Claims

成形型内のキャビティにガラスからなる光学素材を収容する工程と、
前記光学素材を収容したキャビティに、該光学素材のガラス転移点以上の温度に加熱された不活性ガスを流入させながら、該光学素材を加熱して軟化させる工程と、
軟化した前記光学素材を前記成形型により加圧して成形する工程と、
成形された前記光学素材を冷却する工程と、を含む、光学素子の製造方法。
前記光学素材の加熱時、加圧時、及び、冷却時において、それぞれ異なる温度に加熱された不活性ガスを前記キャビティに流入させる、請求項１記載の光学素子の製造方法。
前記成形型は、上型と、下型と、該上型及び下型の外周に位置するスリーブとを含み、
前記スリーブには、前記キャビティに連通可能なガス流入路及びガス排出路が形成され、
前記不活性ガス流入手段は、前記スリーブの前記ガス流入路を介して前記キャビティに前記不活性ガスを流入させ、
前記キャビティに流入された前記不活性ガスは、前記スリーブの前記ガス排出路を介して前記キャビティから排出される、請求項１又は請求項２記載の光学素子の製造方法。
前記成形型は、前記スリーブの外周に位置する外スリーブを更に含み、
前記光学素材を収容した前記成形型が前記光学素材の加熱時に載置されるプレート、及び前記外スリーブには、それぞれガス流入路が形成され、
前記不活性ガス流入手段は、前記プレートの前記ガス流入路、前記外スリーブの前記ガス流入路、及び、前記スリーブの前記ガス流入路を介して、前記キャビティに前記不活性ガスを流入させる、請求項３記載の光学素子の製造方法。
前記外スリーブは、その下端が前記プレートに当接する位置と当接しない位置とに前記スリーブの外周面上を摺動可能な円筒形状に形成され、
前記キャビティに流入される前記不活性ガスは、前記キャビティの圧力が一定以上高まると、前記外スリーブを前記プレートに当接しない位置に浮上させ、前記外スリーブと前記プレートとの間から排出される、請求項４記載の光学素子の製造方法。
前記光学素材を収容した前記成形型が前記光学素材の加熱時に載置されるプレート、及び前記下型には、それぞれガス流入路が形成され、
前記不活性ガス流入手段は、前記プレートの前記ガス流入路、前記下型の前記ガス流入路、及び、前記スリーブの前記ガス流入路を介して、前記キャビティに前記不活性ガスを流入させる、請求項３記載の光学素子の製造方法。
前記スリーブの前記ガス排出路は、前記上型に閉鎖されることにより前記キャビティへの開口面積が変動する位置に形成されている、請求項３記載の光学素子の製造方法。