JP4878537B2 - 光学素子の製造方法、成形型ユニット、成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性の成形素材を成形型の内部で加熱軟化させて光学素子を成形する光学素子の成形技術に適用して有効な技術に関する。

たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に開示されているように、光学素子の製造工程では、対向する一対の金型の成形面に熱可塑性の成形素材を挟持し、軟化温度まで加熱した状態で加圧することにより、金型の成形面の形状が光学機能面として転写されたレンズ等の光学素子を成形することが知られている。

この場合、製品によっては、金型の成形面以外に成型される光学素子が接触する面を構成する別部材が用いられる場合がある。
これらの別部材としては、たとえば、組立時の基準面となる光学素子の側面形状を転写する円筒部材や、外周規制リングが挙げられる。また、インサートガラス成形レンズの場合には、レンズと一体に成形され組立時の基準となるインサート部品が挙げられる。

たとえば、特許文献１の場合には、凹レンズの成形において、金型の外周部にリング部材を装着して、金型の成形面からはみ出すガラス素材の外周部を規制することが行われている。

また、特許文献２では、一方の金型の外周に筒状の嵌合部材を設けてレンズの外周を規制している。
また、特許文献３では、上型および下型の各々に対向端がテーパ面を有する筒状の中間胴型を装着して、光学素子の外周部に把持部を形成することが行われている。

このような別部材を用いる成形において、特許文献１、特許文献２および特許文献３の何れの場合も、当該別部材（リング部材、嵌合部材、中間胴型）と金型の成形面との相対的な位置関係が成形プロセスの間に常に完全に固定されているため、成形面から転写される光学機能面に非対称性の誤差が発生することが懸念される。

また、成形時の加熱状態から冷却する間に、別部材によって拘束されるため、光学素子のクラック、割れ、インサート部材等の別部材自体の変形等が発生することが懸念される、という技術的課題もある。

その理由は、成形面の光学素子の光学機能面への転写後から離型に至るまでの冷却、収縮のバランスが、光学素子の外周部に常に密着する別部材により阻害され、アス（Astigmatism）やコマ収差等の非対称性の誤差の原因となってしまう点にある。

金型の成形面の間で成型素材が完全にバランス良く押圧されていれば、大きな問題にならない場合もあるが、通常、僅かな位置ズレを完全に解消することは難しい。
これを避けるため、成形面以外の部材を金型に対して完全に固定しない場合は、別部材の光軸に対する位置規制精度が低下してしまったり、成形中にインサート部材等の別部材が変形してしまう等の大きな技術的課題を生じる。

また、特許文献１〜特許文献３のいずれにおいても、上述の技術的課題は認識されていない。
特開平９−３２８３２３号公報 特開平８−１３３７６４号公報 特開２０００−９５５３２号公報

本発明の目的は、成形型以外に、当該成形型とともにキャビティの一部を構成する別部材を用いる光学素子の成形技術において、成形面から転写される光学機能面に非対称性の誤差等が発生することを防止して、光学機能面の精度を向上させることにある。

本発明の他の目的は、成形型以外に、当該成形型とともにキャビティの一部を構成する別部材を用いる光学素子の成形技術において、光学素子のクラック、割れ、インサート部材等の別部材自体の変形等が発生することを防止して、光学素子の歩留りを向上させることにある。

本発明の第１の観点は、成形型ユニットを用いる光学素子の成形装置であって、
第１の成形型と前記第１の成形型に対向して配置された第２の成形型との間に実装された成形素材を挟圧する与圧手段と、
大径部および小径部を備える異径孔が貫通して形成された異径スリーブを、前記第１の成形型および前記第２の成形型に対して相対的に変位させる拘束力制御手段と、
前記成形型ユニットを加熱する昇温ステージと、
加熱された前記成形型ユニットを挟圧する加圧ステージと、
前記成形型ユニットを冷却する冷却ステージと、を含み、
前記成形型ユニットは、
前記異径スリーブと、
前記異径孔の前記大径部に挿入される前記第１の成形型と、
前記異径孔の前記小径部に挿入される前記第２の成形型と、を含み、
前記異径スリーブは、前記小径部側の外端面の外周部に突設された突起部を有し、
前記第１の成形型は、上型であり、
前記第２の成形型は、下型であり、
前記上型の外径は、前記異径スリーブの大径部とほぼ等しく設定され、
前記成形素材は、前記異径スリーブの異径孔の段差部と前記上型との間隙にはみ出して成形品と一体なコバ部を形成し、
前記下型と前記異径スリーブの軸方向の相対的な変位によって、前記コバ部の拘束および拘束解除が行われ、
前記拘束力制御手段は、前記冷却ステージに刻設された、前記異径スリーブの底面が嵌合する凹溝である光学素子の成形装置を提供する。

本発明の第２の観点は、成形型ユニットを用いる光学素子の製造方法であって、
第１の成形型と前記第１の成形型に対向して配置された第２の成形型との間に実装された成形素材を昇温ステージで加熱し、加圧ステージで押圧して変形させる変形工程と、
前記変形工程後、前記成形素材を冷却ステージで冷却する冷却工程と、を含み、
前記冷却工程では、大径部および小径部を備える異径孔が貫通して形成された異径スリーブを、前記第１の成形型および前記第２の成形型に対して、拘束力制御手段により相対的に変位させ、
前記成形型ユニットは、
前記異径スリーブと、
前記異径孔の前記大径部に挿入される前記第１の成形型と、
前記異径孔の前記小径部に挿入される前記第２の成形型と、を含み、
前記異径スリーブは、前記小径部側の外端面の外周部に突設された突起部を有し、
前記第１の成形型は、上型であり、
前記第２の成形型は、下型であり、
前記上型の外径は、前記異径スリーブの大径部とほぼ等しく設定され、
前記成形素材は、前記異径スリーブの異径孔の段差部と前記上型との間隙にはみ出して成形品と一体なコバ部を形成し、
前記下型と前記異径スリーブの軸方向の相対的な変位によって、前記コバ部の拘束および拘束解除が行われ、
前記拘束力制御手段は、前記冷却ステージに刻設された、前記異径スリーブの底面が嵌合する凹溝である光学素子の製造方法を提供する。

上記した本発明によれば、光学素子を変形させている最中は、少なくとも一度以上、成形面以外の外周規制部材を、どちらかの成形面に対し固定した状態を作って成形中における位置的な精度を向上させ、冷却中には、外周規制部材の固定を開放する事で極めて僅かな移動を許すことで、光学素子の収縮等に追随して外周規制部材を変位させることが可能となる。

この結果、外周規制部材によって常時、光学素子を拘束することに起因する光学素子の光学機能面の成形精度の低下や、クラック、割れ、インサート部材等の別部材自体の変形や熱応力等の発生を回避することができる。

本発明によれば、成形型以外に、当該成形型とともにキャビティの一部を構成する別部材を用いる光学素子の成形技術において、成形面から転写される光学機能面に非対称性の誤差等が発生することを防止して、光学機能面の精度を向上させることができる。

また、成形型以外に、当該成形型とともにキャビティの一部を構成する別部材を用いる光学素子の成形技術において、光学素子のクラック、割れ、インサート部材等の別部材自体の変形等が発生することを防止して、光学素子の歩留りを向上させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
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装置の構成の一例を示す略断面図であり、図２Ａ、図２Ｂ、および図３Ａ、図３Ｂは、その作用の一例を示す略断面図、図４は、その作用の一例を示す線図である。

図１等に例示されるように、本実施の形態の成形装置１００は、成形ステージ１０１、下ヒータープレート１０２、上ヒータープレート１０３、プレスヘッド１０４、エアシリンダ１０５、拘束機構部１０６、保温カバー１０７、ロード／アンロードステージ１０８を、備えている。

上下方向に対向する成形ステージ１０１およびプレスヘッド１０４の各々には、下ヒータープレート１０２、上ヒータープレート１０３が対向して配置されている。下ヒータープレート１０２および上ヒータープレート１０３は、図示しない温度制御機構によって所望の温度に加熱／冷却されるようになっている。

上ヒータープレート１０３を背面から支持するプレスヘッド１０４は、エアシリンダ１０５によって上下方向に駆動される。
下ヒータープレート１０２の近傍には、拘束機構部１０６が配置されている。この拘束機構部１０６は、当該下ヒータープレート１０２と上ヒータープレート１０３に対向する方向に交差するように、水平に対向して配置された固定拘束部材１０６ａと可動拘束部材１０６ｂを備えている。

これらの構成の全体は、保温カバー１０７によって囲繞されている。
成形ステージ１０１の側方には、ロード／アンロードステージ１０８が配置されており、下ヒータープレート１０２と上ヒータープレート１０３の間に対する成形型ユニット１０の出し入れが行われる。

本実施の形態の場合、成形型ユニット１０は、下型１１、上型１２、変形スリーブ１４を備えている。
下型１１と上型１２は、変形スリーブ１４の内部に上下方向に対向する姿勢で収容され、各々の対向面には、成形面１１ａおよび成形面１２ａがそれぞれ形成されている。

この場合、成形面１１ａおよび成形面１２ａの各々は、曲率半径が互いに異なる凸型を呈しており、後述のように、成形素材１５から凹レンズ等の光学素子１６が成形される。
下型１１と上型１２の間には、ガラス素材等からなる成形素材１５と、この成形素材１５を取り囲む内周に成形面１３ａを備え、外径が下型１１と等しい円環条の外周規制部材１３が配置されている。上型１２は、下型１１よりも直径が僅かに小さく設定され、変形スリーブ１４の縮閉変形による下型１１および外周規制部材１３の拘束時にも、変形スリーブ１４の内部を上下動することが可能になっている。

この場合、下型１１の成形面１１ａと、上型１２の成形面１２ａと、外周規制部材１３の成形面１３ａによってキャビティＣ１が構成され、キャビティＣ１の内部に、成形素材１５が実装される。

変形スリーブ１４は、側面の軸方向にスリット１４ａが形成された、Ｃ字形の断面を呈しており、拡縮変形が可能になっている。この変形スリーブ１４は、外力が作用しない状態では、外周規制部材１３よりも大きな径に拡開した状態となっている。

以下、図４等を参照して、本実施の形態の光学素子の製造方法の作用の一例について説明する。図４の温度変化１１１、圧力変化１１２、規制力変化１１３は、本実施の形態におけるキャビティＣ１内の成形素材１５（光学素子１６）の温度、圧力、規制力の推移の一例を示す線図である。

まず、内部のキャビティＣ１に成形素材１５が装填された成形型ユニット１０がロード／アンロードステージ１０８に載置され、当該ロード／アンロードステージ１０８上を移動して、下ヒータープレート１０２と上ヒータープレート１０３の間に位置決めされ、下ヒータープレート１０２および上ヒータープレート１０３による成形型ユニット１０の加熱が開始される（温度変化１１１）。なお、この時、可動拘束部材１０６ｂは、成形型ユニット１０の移動経路から退避した状態にある。

その後、プレスヘッド１０４により上ヒータープレート１０３を下降させ、下型１１と上型１２の間に位置する成形素材１５を加圧する（圧力変化１１２）。
そして、キャビティＣ１内の成形素材１５の温度および加圧力が所定の成形温度および成形圧力に達する直前の時刻ｔ１で、可動拘束部材１０６ｂを固定拘束部材１０６ａに接近させることで、両者の間に変形スリーブ１４を挟圧することにより、図２Ｂのように変形スリーブ１４はスリット１４ａが狭まるように縮閉し、外周規制部材１３は直径の等しい下型１１と同軸になるように位置決めされ、変位が拘束される（規制力変化１１３ａ）。

その後、プレスヘッド１０４により上ヒータープレート１０３を下降させ、下型１１と上型１２の間に位置する成形素材１５を加圧する（圧力変化１１２）。
そして、キャビティＣ１内の成形素材１５の温度および加圧力が所定の成形温度および成形圧力に達する直前の時刻ｔ１で、可動拘束部材１０６ｂを固定拘束部材１０６ａに接近させることで、両者の間に変形スリーブ１４を挟圧することにより、図２Ｂのように変形スリーブ１４はスリット１４ａが狭まるように縮閉し、外周規制部材１３は直径の等しい下型１１と同軸になるように位置決めされ、変位が拘束される（規制力変化１１３ａ）。

この状態で、図３Ａに例示されるように、所定の成形温度および成形圧力の下で、プレスヘッド１０４により上ヒータープレート１０３を介して上型１２を与圧してキャビティＣ１内の成形素材１５を変形させ、成形面１１ａおよび成形面１２ａ、さらには成形面１３ａを成形素材１５に転写することで、光学機能面１６ａおよび光学機能面１６ｂ、外周面１６ｃを有する光学素子１６を形成する。

このとき、外周規制部材１３は、下型１１に対して拘束されているため、光学素子１６において、成形面１１ａおよび成形面１２ａが転写された光学機能面１６ａおよび光学機能面１６ｂと、成形面１３ａが転写された外周面に対して高い同心度で成形される。

ここで、本実施の形態の場合には、上型１２の相対的な移動量（上ヒータープレート１０３の当接開始からの下降量）が、成形工程の全ストロークの９０％程度まで完了した時刻ｔ２（この時点で、冷却と、成形圧の緩和が開始される）と、キャビティＣ１内で成形された光学素子１６が実質的に固化する時刻ｔ３の間で、一旦、可動拘束部材１０６ｂを図２Ａの状態に後退させて、図３Ｂのように、外周規制部材１３の下型１１に対する拘束状態を解除する（規制力変化１１３ｂ）。

すなわち、外周規制部材１３によるキャビティＣ１内の光学素子１６（成形素材１５）の位置規制を開放するタイミングとしては、成形素材１５の押圧変形がほぼ完了し、且つ成形素材１５の流動が僅かに可能な状態である温度（たとえば、成形素材１５を構成するガラスのＴｇ点、型（下型１１、上型１２）または型とガラスの離型温度以上の何れか温度の高い方）で外周規制部材１３の下型１１に対する拘束を開放し、開放されたことにより発生するガラス内部の歪みが光学機能面に影響を及ぼさない状態まで応力が緩和し、その後ガラスが固化、型とガラスの離型が行われる状態となる。

これにより、時刻ｔ２以降の温度降下によってキャビティＣ１の内部で光学素子１６が収縮する際に、当該収縮に追随して外周規制部材１３が径方向および高さ方向に自由に変位できる状態となる。このため、硬化中の光学素子１６の外周部を外周規制部材１３で強く拘束することに起因して、光学素子１６の収縮のバランスが阻害されることが回避され、アスやコマ収差等の非対称性の誤差の発生を防止できる。

また、熱応力等に起因する歪みの発生が防止され、光学素子１６の割れ、クラック、外周規制部材１３の変形等を防止できる。
なお、時刻ｔ３以降に、拘束機構部１０６によって変形スリーブ１４を縮閉することで、外周規制部材１３を下型１１に再び拘束してもよい（規制力変化１１３ｃ）。

上述の成形工程が完了すると、成形型ユニット１０は、ロード／アンロードステージ１０８に取り出され、光学素子１６が取り出される。
なお、本実施の形態の場合には、光学素子１６の外周部の外周規制部材１３は取り外され、光学素子１６の外周面１６ｃが、組立時の基準面となる。

（実施の形態２）
図５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装置２００の構成の一例を示す略断面図、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、その作用の一例を工程順に例示した断面図、図７は、本実施の形態の成形装置２００に供される成形素材と成形後の光学素子を示す説明図、図８は、本実施の形態の作用の一例を示す線図である。

図７に例示されるように、本実施の形態では、成形対象の光学素子２６は、コバ付きであり、光学機能面２６ａ、光学機能面２６ｂの外に、製品組立時の枠入れ時の位置基準となる薄いコバ部２６ｃが外周部にフランジ状に突設された形状となっている。本実施の形態の場合、ボールレンズを成形素材２５として使用して光学素子２６を成形する。

図５に例示されるように、本実施の形態の成形装置２００は、複数の第１ステージ部２１０（昇温）、第２ステージ部２２０（昇温／押圧）、第３ステージ部２３０（押圧）、第４ステージ部２４０（冷却/押圧）、第５ステージ部２５０（冷却）、を一例に配置した構成となっており、配列の両端部には、投入ステージ２０７および取り出しステージ２０８が設けられている。

第１ステージ部２１０〜第５ステージ部２５０は、保温カバー２０９に収容されている。
第１ステージ部２１０〜第５ステージ部２５０は、基本的に同じ構成であり、第４ステージ部２４０のみ部分的に異なるため、第１ステージ部２１０の構成を説明し、他は、同一の符号を付して説明は省略する。

第１ステージ部２１０は、成形ステージ２０１、下ヒータープレート２０２、上ヒータープレート２０３、プレスヘッド２０４、エアシリンダ２０５を備えている。
上下方向に対向する成形ステージ２０１およびプレスヘッド２０４の各々には、下ヒータープレート２０２、上ヒータープレート２０３が対向して配置されている。下ヒータープレート２０２および上ヒータープレート２０３は、図示しない温度制御機構によって所望の温度に加熱／冷却されるようになっている。

上ヒータープレート２０３を背面から支持するプレスヘッド２０４は、エアシリンダ２０５によって上下方向に駆動される。
上下方向に対向する下ヒータープレート２０２と上ヒータープレート２０３の間には、後述のように成形型ユニット２０が投入される。

図６Ａに例示されるように、成形型ユニット２０は、下型２１、上型２２、異径スリーブ２３、を備えている。異径スリーブ２３の内部において、下型２１と上型２２は、各々の成形面２１ａと成形面２２ａが対向して配置されている。この場合、上型２２では、成形面２２ａの周囲の平坦な平面が成形面２２ｂとして機能する。

異径スリーブ２３は、小径の下型２１が貫通する小径の貫通孔と、大径の上型２２が挿入される大径の貫通孔が同軸に配置された異径孔が設けられており、異径孔の段差部が、上型２２の成形面２２ｂと対向する規制面２３ａとなっている。

上述の成形面２１ａ、成形面２２ａ、成形面２２ｂ、規制面２３ａでキャビティＣ２が構成されている。
異径スリーブ２３の底面には、外周部に全周にわたって底面凸部２３ｂが突設されている。この底面凸部２３ｂの凸部高さｈ１は、異径スリーブ２３に対する下型２１の正規の挿入位置における当該下型２１の下端部の突出高さと同一に設定されている。従って、下ヒータープレート２０２等の平坦面に異径スリーブ２３および下型２１が載置された状態では、下型２１の内端部に設けられた成形面２１ａの外周部は、規制面２３ａと同一の高さの正規の成形位置となる。

本実施の形態の場合、冷却が開始される第４ステージ部２４０の成形ステージ２０１には、他の下ヒータープレート２０２とは異なる凹型下ヒータープレート２０６が設けられている。この凹型下ヒータープレート２０６には、上述の異径スリーブ２３の底面に突設された底面凸部２３ｂに嵌合し、深さが前記凸部高さｈ１よりも大きな凹溝２０６ａが設けられている。

これにより、第４ステージ部２４０では、凹型下ヒータープレート２０６に成形型ユニット２０が載置され、異径スリーブ２３の底面凸部２３ｂが凹溝２０６ａに嵌合することにより、異径スリーブ２３は、下型２１に対して相対的に凸部高さｈ１だけ下降するように変位する。

まず、下型２１と上型２２の間に成形素材２５がキャビティＣ２内に実装された成形型ユニット２０が、投入ステージ２０７から第１ステージ部２１０の成形ステージ２０１に投入される。成形ステージ２０１では、下ヒータープレート２０２と上ヒータープレート２０３の間に所定の荷重で（圧力変化２６２ａ）、成形型ユニット２０を挟んで加熱する処理が行われる（温度変化２６１）。この状態が図６Ａである。

こうして加熱された成形型ユニット２０は、さらに次の第２ステージ部２２０に移動され、加熱下で、さらに大きな荷重で（圧力変化２６２ｂ）、下ヒータープレート２０２と上ヒータープレート２０３の間で加圧され、成形素材２５は、所定の高さにつぶれるように変形する。

さらに、この状態で成形型ユニット２０は、押圧のための第３ステージ部２３０に移動され、下ヒータープレート２０２と上ヒータープレート２０３の間で、さらに大きな所定の成形荷重（圧力変化２６２ｃ）で押圧され、高さ方向に潰れるように変形する。

この時、成形面２１ａと成形面２２ａの間から径方向に規制面２３ａと成形面２２ｂの間に放射状にはみ出した成形素材２５は、コバ部２６ｃとなるが、光学機能面２６ｂが径方向に伸展するにつれて、規制面２３ａと成形面２２ｂとの接触面積の増大によって当該伸展を妨げる規制力が漸増するように発生する（規制力変化２６３ａ）。

この規制力により、キャビティＣ２に充満する成形素材２５の内圧が増大し、成形面２１ａおよび成形面２２ａが光学機能面２６ａおよび光学機能面２６ｂとして転写された光学素子２６が成形される。この状態が図６Ｂである。

その後、成形型ユニット２０は、冷却のための第４ステージ部２４０に移動され、凹型下ヒータープレート２０６の上に異径スリーブ２３が載置されると、図６Ｃに例示されるように、底面凸部２３ｂが凹溝２０６ａと嵌合することで、異径スリーブ２３は下型２１に対して凸部高さｈ１だけ相対的に下降し、規制面２３ａがコバ部２６ｃから離れた状態となる。

これにより、異径スリーブ２３の規制面２３ａによるコバ部２６ｃの拘束状態が解除される（規制力変化２６３ｂ）。この状態で、ガラス等の成形素材２５から成形された光学素子２６が実質的に固化する時刻ｔ２１を通過する。

すなわち、光学素子２６の光学機能面２６ａと光学機能面２６ｂは、下型２１および上型２２から所定の挟圧荷重を受け続けるが、光学素子２６が実質的に固化する時刻ｔ２１では、規制面２３ａからの径方向（光軸に直交する方向）および上下方向（光軸方向）の規制力はなくなる。

これにより、光学素子２６は、規制面２３ａ等に拘束されることなく、径方向等にバランスよく均一に収縮して固化でき、非対称性の誤差が防止され、光学機能面２６ａと光学機能面２６ｂの光軸に対する同心度の高い高精度の光学素子２６が得られる。

また、収縮時の熱応力等に起因して光学素子２６やコバ部２６ｃ等に割れやクラックが発生することもなく、歩留りも向上する。
こうして異径スリーブ２３の規制面２３ａによる拘束力のない状態で冷却された光学素子２６は、成形型ユニット２０とともに次の第５ステージ部２５０に移動されてさらに冷却される。この時、光学素子２６の光学機能面２６ａおよび光学機能面２６ｂは収縮して下型２１の成形面２１ａおよび上型２２の成形面２２ａから離間しているため、上型２２から作用する押圧荷重はコバ部２６ｃにのみ作用する状態となる（規制力変化２６３ｃ）。

図９は、本実施の形態の成形型ユニット２０の変形例を示す断面図である。この変形例では、異径スリーブ２３の規制面２３ａに高さｈ２の段差部２３ｃが設けられている。
これにより、上型２２の成形面２２ｂが、異径スリーブ２３の段差部２３ｃに当接することで、上型２２の成形面２２ｂと異径スリーブ２３の規制面２３ａの間隔（すなわちコバ部２６ｃの厚さ寸法）、及び上型２２と異径スリーブ２３との位置関係が一義的に決まる。

この場合にも、上述の段差部２３ｃがない場合と同様の効果が得られるとともに、コバ部２６ｃの厚さ寸法や、光軸方向における位置等の精度が向上する。
（実施の形態３）
図１０は、本発明のさらに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装置２００Ａの構成の一例を示す断面図、図１１Ａおよび図１１Ｂは、本実施の形態の成形装置２００Ａの作用の一例を示す断面図、図１２は、本実施の形態の成形装置２００Ａで成形される光学素子の一例を示す断面図である。また、図１３は、本実施の形態の作用の一例を示す線図である。

この実施の形態では、図１２に例示されるように、光学素子３６として、別部材としてのレンズ枠３７が一体に成形されるメニスカスレンズを成形する場合について説明する。
図１１Ａ等に例示されるように、本実施の形態の成形型ユニット３０は、下型３１、上型３２、異径スリーブ３３、外周規制部材３４を備えている。

上述の成形型ユニット２０とほぼ同様の構成であるが、この場合、異径スリーブ３３の規制面３３ａに外周規制部材３４が配置されている。
この外周規制部材３４は、内径が異径スリーブ３３の底面を貫通する下型３１の外径にほぼ等しく、外径が、規制面３３ａの外径と等しくなっている。

外周規制部材３４の上面には、上からの深さが、高さｈ３０の嵌合凹部３４ｂが下型３１と同軸に形成されている。そして、嵌合凹部３４ｂに嵌合するようにレンズ枠３７が配置され、当該嵌合凹部３４ｂの底部が規制面３４ａとなっている。

異径スリーブ３３の底面には、凸部高さｈ１の底面凸部３３ｂが突設され、この異径スリーブ３３に同軸に貫通して挿通された下型３１の内端部の成形面３１ａの高さは、異径スリーブ３３とともに平面に載置された状態で、外周規制部材３４の規制面３３ａの高さと等しくなるように設定されている。

そして、下型３１の凹型の成形面３１ａ、上型３２の凸型の成形面３２ａ、成形面３２ａの周囲の平坦な成形面３２ｂ、外周規制部材３４の規制面３４ａ、レンズ枠３７の内周面によってキャビティＣ３が構成されている。

この場合、異径スリーブ３３の底面に設けられた底面凸部３３ｂの凸部高さｈ１は、上述の嵌合凹部３４ｂの高さｈ３０よりも大きく設定される。
上述のような成形型ユニット３０を用いて成形を行う本実施の形態の成形装置２００Ａは、上述の成形装置２００とほぼ同様の構成を呈するため、異なる構成部分を説明し、同様の部分には、同一の符号を付して重複した説明は割愛する。

この成形装置２００Ａでは、第４ステージ部２４０および第５ステージ部２５０に、上述の凹型下ヒータープレート２０６と同様に、異径スリーブ３３の底面凸部３３ｂと嵌合する凹溝２０６−１ａ、凹溝２０６−２ａを有する凹型下ヒータープレート２０６−１、凹型下ヒータープレート２０６−２が、それぞれ設けられている。

この場合、第４ステージ部２４０の凹型下ヒータープレート２０６−１の凹溝２０６−１ａの深さｈ３１は、上述の嵌合凹部３４ｂの高さｈ３０よりも小さく設定される。
また、第５ステージ部２５０の凹型下ヒータープレート２０６−２の凹溝２０６−２ａの深さｈ３２は、嵌合凹部３４ｂの高さｈ３０よりも大きい。

すなわち、ｈ３２ ＞ ｈ３０ ＞ ｈ３１の関係となっている。
以下、本実施の形態の成形装置２００Ａの作用の一例について、図１３等を参照して説明する。

なお、図１３において、温度変化２７１は、第１ステージ部２１０〜第５ステージ部２５０の間を移動する成形型ユニット３０の加熱温度の推移を示し、圧力変化２７２は、プレスヘッド２０４から成形型ユニット３０に作用する荷重の推移を示す。

また、規制力変化２７３は、外周規制部材３４からレンズ枠３７に対する規制力の推移を示し、光学機能面荷重変化２７４は、上型３２から光学素子３６の光学機能面３６ｂに作用する押圧荷重の推移を示している。

図１１Ａのように、キャビティＣ３に成形素材３５が実装された成形型ユニット３０は、投入ステージ２０７から第１ステージ部２１０の成形ステージ２０１に投入され、後段の第２ステージ部２２０、第３ステージ部２３０、第４ステージ部２４０、第５ステージ部２５０を移動する間に、加熱、押圧／成形、冷却の成形プロセスが進行する。

この間の温度変化２７１、圧力変化２７２、規制力変化２７３、光学機能面荷重変化２７４の推移は上述の図１３の通りである。
本実施の形態の場合、第３ステージ部２３０で、図１１Ｂのように異径スリーブ３３の規制面３３ａと、上型３２の成形面３２ｂとの間で外周規制部材３４とレンズ枠３７が密着する状態まで成形素材３５の変形が進行すると、上型３２から作用する押圧荷重が、外周規制部材３４およびレンズ枠３７によって負担されるため、上型３２から光学素子３６の光学機能面３６ｂに作用する光学機能面荷重変化２７４は漸減して零になり（光学機能面荷重変化２７４ａ）、逆に、外周規制部材３４によってレンズ枠３７を拘束する力を示す規制力変化２７３は、最大値（上型３２よる押圧荷重）まで増加する（規制力変化２７３ａ）。

すなわち、レンズ枠３７が外周規制部材３４と上型３２に挟まれて、上型３２と下型３１の相対的な距離が固定され、このタイミングで位置規制が行われる。
これにより、キャビティＣ３に充満した成形素材３５（光学素子３６）の内圧が確保され、下型３１の成形面３１ａ、および上型３２の成形面３２ａが、光学素子３６の光学機能面３６ａおよび光学機能面３６ｂに精度良く転写される。

その後、成形型ユニット３０は、第４ステージ部２４０に移動して凹型下ヒータープレート２０６−１に載置される。
このとき、異径スリーブ３３の底面凸部３３ｂが、深さｈ３１の凹溝２０６−１ａに嵌合することにより、異径スリーブ３３は、下型３１に対して当該ｈ３１の分だけ相対的に下降し、規制面３４ａは外周規制部材３４の下面から離間し、上下方向（光軸方向）のレンズ枠３７の拘束は解除される（規制力変化２７３ｂ）。

ただし、上述のように、ｈ３１＜ｈ３０であるため、レンズ枠３７は、嵌合凹部３４ｂから完全に離脱せず、径方向の変位は外周規制部材３４によって拘束されたままである。
また、当該ｈ３１の値を調整することにより、外周規制部材３４からレンズ枠３７に作用する規制力を制御できる。

図１３に例示されるように、この第４ステージ部２４０における時刻ｔ３１が実質的に光学素子３６が固化する時点であり、本実施の形態の場合には、それ以前に、外周規制部材３４による規制力が緩和されている。

この状態で光学素子３６の硬化が進行することにより、光学素子３６の光軸の回りの収縮がバランスよく行われ、光学素子３６の光学機能面３６ａと光学機能面３６ｂの光軸に対する同心度等の成形精度が向上する。

次に、成形型ユニット３０は、第５ステージ部２５０に移動され、凹型下ヒータープレート２０６−２に載置され、底面凸部３３ｂは、凹溝２０６−２ａに嵌合する。
上述のように、凹溝２０６−２ａの深さｈ３２は、外周規制部材３４の嵌合凹部３４ｂの深さｈ３０よりも大きいため、嵌合凹部３４ｂに嵌合していたレンズ枠３７は、当該嵌合凹部３４ｂから完全に離脱し、レンズ枠３７は、外周規制部材３４から全く拘束されない状態となる。

これにより、第５ステージ部２５０に位置する間において進行する光学素子３６の硬化においても、硬化中の外周規制部材３４による拘束に起因する非対称性の誤差や割れ等の発生が確実に防止される。

（実施の形態４）
図１４は、本発明のさらに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装置の構成の一例を示す断面図であり、図１５は、本実施の形態で用いられる成形型ユニットの構成の一例を示す断面図である。

この実施の形態では、成形素材と、当該成形素材から成形される光学素子の形状が近似している場合の成形例を示す。
本実施の形態の成形装置３００は、成形ステージ３０１、下ヒータープレート３０２、上ヒータープレート３０３、プレスヘッド３０４、エアシリンダ３０５、ロード／アンロードステージ３０８、保温カバー３０９、を備えている。

下ヒータープレート３０２、上ヒータープレート３０３は、その間に挟持される後述の成形型ユニット４０を所望の温度に加熱、冷却する動作を行う。
プレスヘッド３０４は、エアシリンダ３０５によって駆動されることにより、下ヒータープレート３０２と上ヒータープレート３０３の間に挟持される成形型ユニット４０を加圧する。

この場合、下ヒータープレート３０２は、成形ステージ３０１に支持された中央部の固定部３０２ａと、この固定部３０２ａと同心円状に設けられた可動部３０２ｂとで構成されている。

可動部３０２ｂは、成形ステージ３０１を貫通する下ヒータープレート昇降ロッド３０７を介して当該成形ステージ３０１の下部に配置されたエアシリンダ３０６に接続されている。そして、可動部３０２ｂは、上面が、固定部３０２ａと同じ高さに平坦になる位置と、それよりも低い位置との間で上下動する。

固定部３０２ａと可動部３０２ｂの寸法は、中央の固定部３０２ａが後述の下型４１の下端を支持し、可動部３０２ｂが後述の異径スリーブ４３の底面凸部４３ｂを支持するように設定されている。

図１５に例示されるように、本実施の形態の成形型ユニット４０は、下型４１、異径上型４２、異径スリーブ４３を備えている。
異径スリーブ４３の内部において、下型４１と異径上型４２は、各々の成形面４１ａと成形面４２ａが対向して配置されている。

この場合、異径上型４２は、対向する下型４１と同一径の小径部と大径部からなり、その段差部の平面が規制面４２ｂとして機能する。
異径スリーブ４３は、小径の下型４１が貫通する小径の貫通孔と、大径の異径上型４２が挿入される大径の貫通孔が同軸に設けられた異径孔を備えており、この異径孔の段差部が、異径上型４２の規制面４２ｂと対向する規制面４３ａとなっている。

異径上型４２の規制面４２ｂと異径スリーブ４３の規制面４３ａとの間には、内径が下型４１の外径にほぼ等しく、外径が異径スリーブ４３の大径部の内径にほぼ等しい筒状のレンズ枠４７が別部材として配置される。このレンズ枠４７の内部において、異径上型４２の小径部の成形面４２ａと、下型４１の成形面４１ａが対向する。

これにより、成形面４１ａ、成形面４２ａ、別部材（外周規制部材）であるレンズ枠４７の内周面によってキャビティＣ４が構成され、成形素材４５が実装される。
レンズ枠４７の高さは、当該レンズ枠４７の上面に異径上型４２の規制面４２ｂが当接する位置で、成形面４２ａと成形面４１ａの外周部に光軸方向に所定の間隙が生じるように設定されている。この間隙から露出したレンズ枠４７の内周面に成形素材４５が密着することにより、後述のように、成形素材４５から成形された光学素子４６とレンズ枠４７は一体となる。

異径スリーブ４３の底面には、外周部に全周にわたって底面凸部４３ｂが突設されている。この底面凸部４３ｂの凸部高さｈ１は、異径スリーブ４３に対する下型４１の正規の挿入位置における当該下型４１の下端部の突出高さと同一に設定されている。従って、下ヒータープレート３０２等の平坦面に異径スリーブ４３および下型４１が載置された状態では、下型４１の内端部に設けられた成形面４１ａの外周部は、規制面４３ａから所定の高さだけ突出した高さの正規の成形位置となる。

以下、本実施の形態の作用の一例を図１６の線図等を参照して説明する。この図１６は、成形装置２００に装填された成形型ユニット４０における温度、プレスヘッド４０４から受ける荷重、レンズ枠４７の変位を規制する規制力の各々の推移が、温度変化２８１、圧力変化２８２、規制力変化２８３として示されている。

本実施の形態の場合には、最終的に得られる光学素子４６の形状とほぼ同じ形状の成形素材４５が用いられ、キャビティＣ４に実装される。従って、成形中の変形量は比較的小さい。

キャビティＣ４に成形素材４５が実装された成形型ユニット４０は、ロード／アンロードステージ３０８から、平坦な下ヒータープレート３０２と上ヒータープレート３０３の間に装填される。この時、下型４１の下端は、下ヒータープレート３０２の中央部の固定部３０２ａに当接して支持され、異径スリーブ４３の底面凸部４３ｂは、可動部３０２ｂに当接して支持される。

そして、下ヒータープレート３０２および上ヒータープレート３０３によって上下方向から加熱されるとともに、上ヒータープレート３０３から作用する荷重によって押圧され、キャビティＣ４内の成形素材４５の変形が進行し、異径上型４２の規制面４２ｂがレンズ枠４７の上面に当接した段階でレンズ枠４７の変位が拘束され（規制力変化２８３ａ）、成形面４１ａおよび成形面４２ａから転写される光学素子４６の光学機能面４６ａ、光学機能面４６ｂと、レンズ枠４７の光軸に対する同心度が維持される。

本実施の形態の場合には、成形素材４５が変形して成形面４１ａ、成形面４２ａと接触する接触面積が、光学素子４６の変形完了時の接触面積の９０％程度の段階で冷却を開始するが（時刻ｔ４１）、この冷却開始後、成形素材４５が実質的に固化する前に（時刻ｔ４２）、異径スリーブ４３の底面凸部４３ｂを支持する可動部３０２ｂを下降させて、レンズ枠４７の拘束状態を解除する（規制力変化２８３ｂ）。

なお、時刻ｔ４２は、たとえば、ガラスからなる成形素材４５が実質的に固まる時点であり、この時の温度は、たとえば、成形素材４５の外周部の温度＝Ｔｇ−１５℃である。
これにより、光学素子４６が温度低下によって硬化して収縮する際に、レンズ枠４７によって拘束されることがなく、全体が均等に収縮できるため、レンズ枠４７に拘束されつづけることに起因して、光学機能面４６ａと光学機能面４６ｂ、の中心が光軸からずれるような非対称性の誤差が防止され、光学素子４６の成形精度が向上するとともに、割れ等の損傷の防止できる。

なお、この場合は、成形素材４５とそれを変形させて得られる光学素子４６の形状が近似しているため、異径上型４２と下型４１の相対的な接近量が非常に小さく、成形素材４５が変形して成形面４１ａ、成形面４２ａと接触する接触面積が、光学素子４６の変形完了時の接触面積の９０％程度の段階で冷却を開始しても、（残り僅かな相対的な下型４１と異径上型４２の接近量で転写面積が増えるため）ガラス等からなる光学素子４６（成形素材４５）が固化するまでに転写を完了させることが出来る。

図１７は、上述のようにして成形された光学素子４６の断面図であり、外周部にレンズ枠４７が一体に固定された状態となっている。
このレンズ枠４７は、上述のように、光学機能面４６ａおよび光学機能面４６ｂに対して高い同心度を有するので、レンズ枠４７を基準とて光学素子４６を所望の光学系に組み込む際の取付精度が向上する。

図１８は、光学素子４６の光学系９００に対する取付例を示す断面図である。光学系９００は、鏡筒９０１に対して、レンズ９０２および光学素子４６を同軸に固定する構造である。

上述のように、本実施の形態の成形方法では、成形時にレンズ枠４７を拘束することにより、光学機能面４６ａおよび光学機能面４６ｂとレンズ枠４７の同心度が高いので、レンズ枠４７を基準として鏡筒９０１に光学素子４６を組み込むことで、光学素子４６とレンズ９０２を光軸上に正確に位置決めでき、光学系９００の性能が向上する。

また、成形時に一旦、レンズ枠５７の拘束を解除することにより、光学素子４６における光学機能面４６ａおよび光学機能面４６ｂの同心度が高く、また光学的な歪み等もなく成形できるので、光学素子４６自体の光学的な性能も高く、アスやコマ収差等の問題も発生しない。

（実施の形態５）
図１９は、本発明のさらに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装置４００の構成例を示す断面図である。図２０は、本実施の形態で用いられる成形型ユニット５０の構成の一例を示す断面図である。

本実施の形態の成形ステージ４０１、下ヒータープレート４０２、上ヒータープレート４０３、プレスヘッド４０４、エアシリンダ４０５、エアシリンダ４０６、与圧ロッド４０７ａ、ロード／アンロードステージ４０８、保温カバー４０９を備えている。

基本的な構造は、上述の成形装置１００と同様であるが、本実施の形態の場合には、後述の成形型ユニット５０の異径スリーブ５３を、独立に押圧するための与圧プレート４０７、与圧ロッド４０７ａ、を設けた点が異なっている。

図２０に例示されるように、本実施の形態の成形型ユニット５０は、異径下型５１、上型５２、異径スリーブ５３、位置調整部材５４を備えている。
この成形型ユニット５０は、上述の実施の形態４の成形型ユニット４０を上下に反転させた構成となっている。

すなわち、異径下型５１の大径と小径部の段差部に規制面５１ｂが設けられ、異径スリーブ５３の規制面５３ａとの間に挟持されるように、位置調整部材５４が設けられている。

この位置調整部材５４の上面には、収納凹部５４ａが設けられ、この収納凹部５４ａに、別部材としてのレンズ枠５７が嵌合して配置され、その上に異径スリーブ５３が載置される。

従って、レンズ枠５７は、位置調整部材５４を介して異径スリーブ５３の規制面５３ａと異径下型５１の規制面５１ｂとの間で挟持されることによって拘束される。
そして、互いに対向する異径下型５１の成形面５１ａ、上型５２の成形面５２ａ、レンズ枠５７の内周面によってキャビティＣ５が形成される。

この場合、成形型ユニット５０の組立状態で上型５２の上端部は、異径スリーブ５３の上面よりも高く突出しており、後述の上ヒータープレート４０３からの成形圧は、上型５２にのみ作用する。

従って、拘束力は、異径スリーブ５３の自重および与圧プレート４０７から作用する荷重で制御され、最小でも異径スリーブ５３の自重が拘束力として作用する。
以下、本実施の形態の作用の一例を説明する。

キャビティＣ５にレンズ枠５７と成形素材５５が実装された成形型ユニット５０は、ロード／アンロードステージ４０８から成形ステージ４０１の下ヒータープレート４０２の上に装填される。

そして、エアシリンダ４０６によって与圧プレート４０７を下降させて、所定の拘束荷重で異径スリーブ５３の上面に当接させることにより、異径スリーブ５３の規制面５３ａと、異径下型５１の規制面５１ｂとの間で、レンズ枠５７および位置調整部材５４を拘束する。

また、上ヒータープレート４０３を上型５２の上端部に当接させて所定の温度に加熱する。
そして、プレスヘッド４０４によって上ヒータープレート４０３を上型５２に押圧してキャビティＣ５の内部の成形素材５５を変形させ、当該キャビティＣ４内に充填することで、異径下型５１の成形面５１ａ、上型５２の成形面５２ａが、光学機能面５６ａ、および光学機能面５６ｂとして転写された光学素子５６が成形される。

そして、たとえば、上述の実施の形態４の場合と同様に、光学素子５６を硬化させるための冷却の開始時に、与圧プレート４０７による異径スリーブ５３の加圧を緩和あるいは解除することで、レンズ枠５７の拘束を緩和する。

すなわち、本実施の形態では、レンズ枠５７の拘束の解除のタイミングや拘束力の大きさを、プレスヘッド４０４による成形荷重とは独立に任意に制御できる、という利点がある。

これにより、成形時には、レンズ枠５７を拘束することによって、光学素子５６の光学機能面５６ａ、光学機能面５６ｂの光軸に対するレンズ枠５７の同心度を高精度に設定可能であるとともに、成形後の硬化時には、レンズ枠５７の拘束を緩和して、光学素子５６の収縮変形を阻害しないように制御して、光学素子５６の光学機能面５６ａ、光学機能面５６ｂの非対称性の誤差の発生を防止することができる。

また、成形型ユニット５０に外力が作用しない状態でも、異径スリーブ５３の自重がレンズ枠５７に作用するので、レンズ枠５７が移動中に浮き上がって位置ずれする等の不具合が防止され、成形型ユニット５０の内部における位置調整部材５４とレンズ枠５７の装填状態を安定に維持することができる。

図２１に例示されるように、上述のようにして成形装置４００にて成形された光学素子５６は、上述のように高精度にてレンズ枠５７と一体となっており、このレンズ枠５７を組立時の取付基準として用いることにより、高精度な光学系を実現できる。

（実施の形態６）
図２２は、本発明のさらに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型ユニットの構成例を示す断面図である。

この実施の形態では、成形型ユニット６０を構成する各部材の熱膨張の差を利用して拘束力の設定／緩和を実現する例を示す。
本実施の形態では、成形装置として、上述の実施の形態１の成形装置１００を用いることができる。

成形型ユニット６０は、異径下型６１、上型６２、位置規制部材６３、変形スリーブ１４を備えている。
異径下型６１は、大径部と小径部が同軸に形成され、小径部の先端に成形面６１ａが形成されている。

同様に、上型６２は、上述の異径下型６１の大径部と同径の大径部と、小径部が同軸に形成され、上述の異径下型６１の小径部と同径の小径部の先端に成形面６２ａが形成されている。

異径下型６１の成形面６１ａ、および上型６２の成形面６２ａは、各小径部と同径の筒状の位置規制部材６３の内部に対向するように配置され、位置規制部材６３の両端部に対する規制面６１ｂおよび規制面６２ｂの当接位置が成形完了位置である。位置規制部材６３の外径は、異径下型６１および上型６２と同一である。

そして、成形面６１ａ、成形面６２ａ、位置規制部材６３の内周面にてキャビティＣ６が形成され、成形素材６５が実装される。
この場合、膨張係数は、異径下型６１（上型６２）＜位置規制部材６３＜成形素材６５（たとえばガラス）、の関係となっている。

このような構成の成形型ユニット６０を、上述の成形装置１００に装填して、下ヒータープレート１０２と上ヒータープレート１０３の間で挟圧し、異径下型６１および上型６２による成形素材６５の押圧完了と同時に、拘束機構部１０６によって、変形スリーブ１４を介して位置規制部材６３を挟み込んで位置規制を行う。

この位置規制により、成形面６１ａ、成形面６２ａ、および位置規制部材６３は、光軸に対して同軸になるように位置決めされ、この状態で、成形が行われる。
その後、硬化のための成形型ユニット６０の冷却に移行すると、この冷却が進行するにつれて、膨張係数の大きい位置規制部材６３は成形素材６５よりも光軸方向（この場合、上下方向）へ大きく収縮し、位置規制部材６３の規制が光軸方向について解除される。

これにより光学素子６６（成形素材６５）の自由な収縮が位置規制部材６３の拘束によって阻害されることがなく、非対称性の誤差等のない高精度の光学機能面６６ａおよび光学機能面６６ｂを有する光学素子６６を製造することができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の実施の形態１である光学素子の製造方法を実施する成形装置の構成の一例を示す略断面図である。 その作用の一例を示す略断面図である。 その作用の一例を示す略断面図である。 その作用の一例を示す略断面図である。 その作用の一例を示す略断面図である。 その作用の一例を示す線図である。 本発明の実施の形態２である光学素子の製造方法を実施する成形装置の構成の一例を示す略断面図である。 その作用の一例を工程順に例示した断面図である。 その作用の一例を工程順に例示した断面図である。 その作用の一例を工程順に例示した断面図である。 本発明の実施の形態２である光学素子の製造方法に供される成形素材と成形後の光学素子を示す説明図である。 本発明の実施の形態２である光学素子の製造方法の作用の一例を示す線図である。 本発明の実施の形態２における成形型ユニットの変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態３である光学素子の製造方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。 その作用の一例を示す断面図である。 その作用の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態３である光学素子の製造方法で成形される光学素子の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態３である光学素子の製造方法の作用の一例を示す線図である。 本発明の実施の形態４である光学素子の製造方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態４で用いられる成形型ユニットの構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態４の光学素子の製造方法の作用の一例を示す線図である。 本発明の実施の形態４の光学素子の製造方法で成形された光学素子の断面図である。 本発明の実施の形態４の光学素子の製造方法で成形された光学素子が組み込まれた光学系の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態５である光学素子の製造方法を実施する成形装置の構成例を示す断面図である。 本発明の実施の形態５である光学素子の製造方法で用いられる成形型ユニットの構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態５である光学素子の製造方法で成形された光学素子の断面図である。 本発明の実施の形態６である光学素子の製造方法を実施する成形型ユニットの構成例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 成形型ユニット
１１ 下型
１１ａ 成形面
１２ 上型
１２ａ 成形面
１３ 外周規制部材
１３ａ 成形面
１４ 変形スリーブ
１４ａ スリット
１５ 成形素材
１６ 光学素子
１６ａ 光学機能面
１６ｂ 光学機能面
１６ｃ 外周面
２０ 成形型ユニット
２１ 下型
２１ａ 成形面
２２ 上型
２２ａ 成形面
２２ｂ 成形面
２３ 異径スリーブ
２３ａ 規制面
２３ｂ 底面凸部
２３ｃ 段差部
２５ 成形素材
２６ 光学素子
２６ａ 光学機能面
２６ｂ 光学機能面
２６ｃ コバ部
３０ 成形型ユニット
３１ 下型
３１ａ 成形面
３２ 上型
３２ａ 成形面
３２ｂ 成形面
３３ 異径スリーブ
３３ａ 規制面
３３ｂ 底面凸部
３４ 外周規制部材
３４ａ 規制面
３４ｂ 嵌合凹部
３５ 成形素材
３６ 光学素子
３６ａ 光学機能面
３６ｂ 光学機能面
３７ レンズ枠
４０ 成形型ユニット
４１ 下型
４１ａ 成形面
４２ 異径上型
４２ａ 成形面
４２ｂ 規制面
４３ 異径スリーブ
４３ａ 規制面
４３ｂ 底面凸部
４５ 成形素材
４６ 光学素子
４６ａ 光学機能面
４６ｂ 光学機能面
４７ レンズ枠
５０ 成形型ユニット
５１ 異径下型
５１ａ 成形面
５１ｂ 規制面
５２ 上型
５２ａ 成形面
５３ 異径スリーブ
５３ａ 規制面
５４ 位置調整部材
５４ａ 収納凹部
５５ 成形素材
５６ 光学素子
５６ａ 光学機能面
５６ｂ 光学機能面
５７ レンズ枠
６０ 成形型ユニット
６１ 異径下型
６１ａ 成形面
６１ｂ 規制面
６２ 上型
６２ａ 成形面
６２ｂ 規制面
６３ 位置規制部材
６５ 成形素材
６６ 光学素子
６６ａ 光学機能面
６６ｂ 光学機能面
１００ 成形装置
１０１ 成形ステージ
１０２ 下ヒータープレート
１０３ 上ヒータープレート
１０４ プレスヘッド
１０５ エアシリンダ
１０６ 拘束機構部
１０６ａ 固定拘束部材
１０６ｂ 可動拘束部材
１０７ 保温カバー
１０８ ロード／アンロードステージ
１１１ 温度変化
１１２ 圧力変化
１１３ 規制力変化
２００ 成形装置
２００Ａ 成形装置
２０１ 成形ステージ
２０２ 下ヒータープレート
２０３ 上ヒータープレート
２０４ プレスヘッド
２０５ エアシリンダ
２０６ 凹型下ヒータープレート
２０６ａ 凹溝
２０６−１ 凹型下ヒータープレート
２０６−１ａ 凹溝
２０６−２ 凹型下ヒータープレート
２０６−２ａ 凹溝
２０７ 投入ステージ
２０８ 取り出しステージ
２０９ 保温カバー
２１０ 第１ステージ部
２２０ 第２ステージ部
２３０ 第３ステージ部
２４０ 第４ステージ部
２５０ 第５ステージ部
２６１ 温度変化
２６２ 圧力変化
２６３ 規制力変化
２７１ 温度変化
２７２ 圧力変化
２７３ 規制力変化
２７３ａ 規制力変化
２７４ 光学機能面荷重変化
２８１ 温度変化
２８２ 圧力変化
２８３ 規制力変化
２８３ａ 規制力変化
２８３ｂ 規制力変化
３００ 成形装置
３０１ 成形ステージ
３０２ 下ヒータープレート
３０２ａ 固定部
３０２ｂ 可動部
３０３ 上ヒータープレート
３０４ プレスヘッド
３０５ エアシリンダ
３０６ エアシリンダ
３０７ 下ヒータープレート昇降ロッド
３０８ ロード／アンロードステージ
３０９ 保温カバー
４００ 成形装置
４０１ 成形ステージ
４０２ 下ヒータープレート
４０３ 上ヒータープレート
４０４ プレスヘッド
４０５ エアシリンダ
４０６ エアシリンダ
４０７ 与圧プレート
４０７ａ 与圧ロッド
４０８ ロード／アンロードステージ
４０９ 保温カバー
９００ 光学系
９０１ 鏡筒
９０２ レンズ
Ｃ１ キャビティ
Ｃ２ キャビティ
Ｃ３ キャビティ
Ｃ４ キャビティ
Ｃ５ キャビティ
Ｃ６ キャビティ

Claims (5)

1. 成形型ユニットを用いる光学素子の成形装置であって、
   第１の成形型と前記第１の成形型に対向して配置された第２の成形型との間に実装された成形素材を挟圧する与圧手段と、
   大径部および小径部を備える異径孔が貫通して形成された異径スリーブを、前記第１の成形型および前記第２の成形型に対して相対的に変位させる拘束力制御手段と、
   前記成形型ユニットを加熱する昇温ステージと、
   加熱された前記成形型ユニットを挟圧する加圧ステージと、
   前記成形型ユニットを冷却する冷却ステージと、を含み、
   前記成形型ユニットは、
   前記異径スリーブと、
   前記異径孔の前記大径部に挿入される前記第１の成形型と、
   前記異径孔の前記小径部に挿入される前記第２の成形型と、を含み、
   前記異径スリーブは、前記小径部側の外端面の外周部に突設された突起部を有し、
   前記第１の成形型は、上型であり、
   前記第２の成形型は、下型であり、
   前記上型の外径は、前記異径スリーブの大径部とほぼ等しく設定され、
   前記成形素材は、前記異径スリーブの異径孔の段差部と前記上型との間隙にはみ出して成形品と一体なコバ部を形成し、
   前記下型と前記異径スリーブの軸方向の相対的な変位によって、前記コバ部の拘束および拘束解除が行われ、
   前記拘束力制御手段は、前記冷却ステージに刻設された、前記異径スリーブの底面が嵌合する凹溝であることを特徴とする光学素子の成形装置。
2. 請求項１記載の光学素子の成形装置において、
   前記異径孔の段差部には、当該段差部に露出する前記下型と前記異径孔の大径部との間に嵌合される外周規制部材が配置されることを特徴とする光学素子の成形装置。
3. 請求項２記載の光学素子の成形装置において、
   前記外周規制部材には、前記下型を取り囲むように段差部が形成され、
   前記段差部には、前記上型と前記下型の間で成形される成形品と一体となる枠部材が嵌合されることを特徴とする光学素子の成形装置。
4. 請求項２記載の光学素子の成形装置において、
   前記外周規制部材は、前記上型と前記下型の間で成形される成形品と一体となる枠部材であることを特徴とする光学素子の成形装置。
5. 成形型ユニットを用いる光学素子の製造方法であって、
   第１の成形型と前記第１の成形型に対向して配置された第２の成形型との間に実装された成形素材を昇温ステージで加熱し、加圧ステージで押圧して変形させる変形工程と、
   前記変形工程後、前記成形素材を冷却ステージで冷却する冷却工程と、を含み、
   前記冷却工程では、大径部および小径部を備える異径孔が貫通して形成された異径スリーブを、前記第１の成形型および前記第２の成形型に対して、拘束力制御手段により相対的に変位させ、
   前記成形型ユニットは、
   前記異径スリーブと、
   前記異径孔の前記大径部に挿入される前記第１の成形型と、
   前記異径孔の前記小径部に挿入される前記第２の成形型と、を含み、
   前記異径スリーブは、前記小径部側の外端面の外周部に突設された突起部を有し、
   前記第１の成形型は、上型であり、
   前記第２の成形型は、下型であり、
   前記上型の外径は、前記異径スリーブの大径部とほぼ等しく設定され、
   前記成形素材は、前記異径スリーブの異径孔の段差部と前記上型との間隙にはみ出して成形品と一体なコバ部を形成し、
   前記下型と前記異径スリーブの軸方向の相対的な変位によって、前記コバ部の拘束および拘束解除が行われ、
   前記拘束力制御手段は、前記冷却ステージに刻設された、前記異径スリーブの底面が嵌合する凹溝であることを特徴とする光学素子の製造方法。