光学素子の製造方法及び成形用型組立体

【課題】成形型の凹状の成形面とガラス素材との間に閉じた空間を形成する成形型において、形状精度の高い光学素子の成形方法を提供する。
【解決手段】対向配置された一対の上型及び下型１８であって、それらの間にはガラス素材２０が配置される該一対の上型及び下型１８と、一対の上型及び下型１８を嵌挿するスリーブとを有し、ガラス素材２０は、加熱、軟化、加圧されて成形され、一対の上型及び下型１８の少なくとも下型１８に形成された凹状の成形面１８ａには、ガラス素材２０と該成形面１８ａとの間に形成された閉じた空間２２から気体を逃がす微細流路２４が形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向配置された一対の成形型間に配置された成形素材を加熱軟化して加圧し光学素子を製造する光学素子の製造方法及び成形用型組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズの製造方法として、加熱軟化したガラス素材を金型でプレス成形する成形技術が採用されている。一方、データを記録したり読み取ったりする光ピックアップ装置に用いられるレンズでは、小型かつ高精度なものが求められている。
一方、球状のガラス素材（成形素材）を成形型で成形する場合、ガラス素材が成形型の成形面の曲率半径よりも大きいと、成形面とガラス素材との間に閉空間を形成してしまい、いわゆるガストラップを生じる。この場合、そのまま成形すると、成形面を転写することができない。
そこで、このガストラップを発生させないためには、例えば、ガラス素材が成形面の中央付近で点接触している状態が望ましい。
【０００３】
しかしながら、ガラス素材が所望の体積であるという条件と、ガラス素材の曲率半径が所定の曲率半径よりも小さいという条件とを両立させようとすると、球形状に収まらず、異形の形状にする必要が生じ、コストアップにつながる。
また、ガストラップの問題は真空成形を行うことで回避できるが、これによると製造装置が大型化したり、サイクルタイムも延びるという不具合がある。
一方、特許文献１には、図１に示すように、成形用金型において、金型１０１を貫通する気体の逃げ穴１０２を成形面１０３の中央に設けた点が開示されている。さらに、気体の逃げ穴１０２の外気口に不図示の吸引装置を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、金型１０１の中央に貫通する逃げ穴１０２を設けており、この逃げ穴１０２からガスを吸引排出することで、ガストラップを防ぐことができるが、逃げ穴１０２にガラスが入り込むおそれがあるし、また、吸引のための設備や工程が増加するおそれがある。また、金型１０１に設けた逃げ穴１０２にガラスやゴミが詰まって作業性が悪くなる等の不具合が発生する。特に、金型１０１を連続的に循環させて成形を行う循環式成形機にあっては、金型１０１に設けた逃げ穴１０２が塞がるおそれが高くなる。さらに、金型１０１の中央に逃げ穴１０２があると、凸状の成形面を有する金型や、複雑な異形状の成形面を有する金型の場合、気体を逃がすことができないおそれもある。
【０００６】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、成形型の凹状の成形面と熱可塑性素材との間に形成された閉じた空間を外気と連通させることでガス抜きを促進し、形状精度の高い光学素子を得ることが可能な光学素子の製造方法及び成形用型組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学素子の製造方法は、
対向配置された一対の成形型の少なくとも一方に形成された凹状の成形面であって、微細流路が形成された該成形面に熱可塑性素材を載置し、当該熱可塑性素材と前記成形面との間に閉じた空間を形成する工程と、
前記熱可塑性素材を加熱して軟化させる工程と、
前記一対の成形型を接近移動させて前記熱可塑性素材を加圧し、前記微細流路を介して前記閉じた空間から気体を逃がしつつ前記熱可塑性素材を成形する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記の光学素子の製造方法において、
前記微細流路は、微細な凹凸又は微細な溝からなる。
さらに、本発明は、上記の光学素子の製造方法において、
前記微細流路は、前記閉じた空間の加圧方向の距離が最も長い部分の成形面位置から、少なくとも前記成形面の外周部まで連続して形成されている。
【０００８】
また、本発明は、
対向配置された一対の成形型であって、それらの間には熱可塑性素材が配置される該一対の成形型と、
前記一対の成形型を嵌挿するスリーブと、を有し、
前記熱可塑性素材は、加熱、軟化、加圧されて成形され、
前記一対の成形型の少なくとも一方に形成された凹状の成形面には、前記熱可塑性素材と該成形面との間に形成された閉じた空間から気体を逃がす微細流路が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記の成形用型組立体において、
前記微細流路は、微細な凹凸又は微細な溝からなる。
さらに、本発明は、上記の成形用型組立体において、
前記微細流路は、前記閉じた空間の加圧方向の距離が最も長い部分の成形面位置から、少なくとも前記成形面の外周部まで連続して形成されている。
また、本発明は、上記の成形用型組立体において、
前記微細流路は、微細な凹凸からなり、
前記凹凸における隣り合う凸部を結ぶ最も長い直線の長さは、５０μｍ以下であり、
前記凹部から前記凸部までの深さは、１０μｍ以上５０μｍ以下である。
さらに、本発明は、上記の成形用型組立体において、
前記微細流路は、微細な溝からなり、
前記溝の幅は、５０μｍ以下であり、
前記溝の深さは、１０μｍ以上５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形型の成形面に微細凹凸部又は溝を設け、成形素材と成形面との間に形成された閉じた空間を外気と連通させることでガストラップを防止し、形状精度の高い光学素子を得ることが可能な光学素子の製造方法及び光学素子成形用型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来例の金型の断面図である。
【図２】第１の実施の形態の光学素子の製造装置の断面図である。
【図３】型セットの断面図である。
【図４】ガラス素材の外観を示す図である。
【図５】下型の成形面に微細凹凸部を形成した実施の形態を示す図である。
【図６】下型の成形面が円錐状の場合の実施の形態を示す図である。
【図７Ａ】微細凹凸部を、下型の成形面の中心から成形面の外側の平坦面にまで連続して形成した状態を示す図である。
【図７Ｂ】微細凹凸部を、下型の成形面の中心から成形面と平坦面との境にまで連続して形成した状態を示す図である。
【図８Ａ】微細凹凸部を十字の帯状に設けた場合の平面図である。
【図８Ｂ】微細凹凸部の凹凸部の加工イメージを示す図である。
【図８Ｃ】微細凹凸部とガラス素材の転写イメージを示す図である。
【図９】微細凹凸部を半径方向に帯状に設けた場合の平面図である。
【図１０Ａ】放電加工により形成した微細凹凸部の平面図である。
【図１０Ｂ】同上のＡ−Ｂ断面図である。
【図１１】第２の実施の形態の循環式の成形機の断面図である。
【図１２】第３の実施の形態の微細溝とガラス素材の転写イメージを示す図である。
【図１３】成形面に複数の微細溝を形成した状態の平面図である。
【図１４】第４の実施の形態の凹球状の成形面に球形のガラス素材を載置した状態を示す図である。
【図１５】円錐面状の成形面に球形のガラス素材を載置した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図２は、本実施の形態で用いる光学素子の製造装置１０の断面図であり、図３は、内部にガラス素材２０が収容された型セット１６の断面図である。
なお、全実施の形態を通じて、固化した十分に粘度が高いガラス素材から光学素子を成形する場合について説明する。
図２において、光学素子の製造装置１０は、周囲を筐体１１で覆われた成形室１２と、筐体１１の天井に取付けられたエアシリンダ１３とを有している。筐体１１にはヒータ１４が内蔵されている。また、エアシリンダ１３の下端には、加圧プレート１５が固定されている。この加圧プレート１５は、エアシリンダ１３の上下方向への駆動に伴い一体的に上下移動する。
成形室１２内には、成形用型組立体としての型セット１６が搬入されるようになっている。この成形室１２内で、型セット１６に収容された熱可塑性素材としてのガラス素材２０は加熱された後、所定の形状に加圧成形される。
【００１３】
図３に示すように、この型セット１６は、上型１７、下型１８、及びスリーブ１９を有している。上型１７及び下型１８は、スリーブ１９の内部で、それぞれの成形面１７ａ，１８ａが対向するようにスリーブ１９の両端側から嵌挿されている。上型１７は円柱状をなし、その先端部に凹球面状の成形面１７ａが形成されている。また、下型１８も円柱状をなし、その先端部に凹球面状の成形面１８ａが形成されている。
なお、成形面１７ａ、１８ａは凹球面状に限らず、凹非球面状であってもよい。また、少なくとも下型１８の成形面１８ａが凹状を有するのは、この成形面１８ａと円柱状のガラス素材２０の端面との間に閉じた空間２２が形成されるためである。この点は、全ての実施の形態においても同様である。
【００１４】
上型１７は、スリーブ１９の軸方向に摺動可能となっている。また、上型１７の成形面１７ａと下型１８の成形面１８ａとの間には、円柱状のガラス素材２０が配置されている。このガラス素材２０は、図４に示すように、その外周面２０ａが中心の光軸Ｏ−Ｏと一致した状態に加工されている。また、このガラス素材２０の上端面２０ｂと下端面２０ｃは平坦面に加工されている。この円柱状のガラス素材２０は、安価に入手可能な市販品が用いられる。
なお、上型１７及び下型１８は、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研削
・研磨して仕上げられている。
なお、図１では、単独プレスによる成形室について説明したが、これに限らず、例えば循環式の成形機を用いてもよい。これについては後述する（図１１参照）。
【００１５】
図５は、下型１８の成形面１８ａに微細流路２４を形成した場合の実施の形態を示す図である。微細流路２４は、微細な凹凸からなり、以下、微細凹凸部２４ともいう。
本実施の形態では、放電加工などで下型１８の成形面１８ａに連続した微細凹凸部２４を形成した。この微細凹凸部２４は、型中心軸Ｏ−Ｏから成形面１８ａの外部にまで連続して形成されている。
なお、この微細凹凸部２４の加工は、下型１８の成形面１８ａの全体に形成してもよいし、一部に形成してもよい。また、本実施の形態では、下型１８の成形面１８ａのみに微細凹凸部２４を形成した場合について説明したが、これに限らず、例えば、上型１７の成形面１７ａにも、同様の微細凹凸部２４を形成してもよい。
【００１６】
図５において、円柱状のガラス素材２０を下型１８の凹状の成形面１８ａに載置したとき、ガラス素材２０の下端面２０ｃと下型１８の凹状の成形面１８ａとの間に閉じた空間２２が形成される。
すなわち、このガラス素材２０のフラットな下端面２０ｃを、下型１８の凹状の成形面１８ａの型中心軸Ｏ−Ｏに対し垂直な面で載置しようとすると、ガラス素材２０の下端面２０ｃの円形の稜線が凹状の成形面１８ａの途中で接触した状態で保持される。このため、凹状の成形面１８ａとガラス素材２０の表面（下端面２０ｃ）との間にドーム状の閉じた空間２２が形成される。
【００１７】
そして、このままの状態で、ガラス素材２０を加熱し加圧して成形すると、ガラス素材２０は接触した稜線から変形を始める。このため、ガラス素材２０の円形の稜線から外周部側の空間（開放された空間）は、上型１７とスリーブ１９との隙間から気体が抜け、軟化したガラスが充填される。
しかし、稜線から中心（型中心軸Ｏ−Ｏ）に向かって生じたドーム状の閉じた空間２２は、ガストラップとなって成形品に残ってしまう。このため、閉じた空間２２内の気体（ガス）を取り除く必要が生じる。そこで、本実施の形態では、下型１８の成形面１８ａにガス抜き用の微細凹凸部２４を形成した。
【００１８】
この微細凹凸部２４は、閉じた空間２２内の気体を外気に逃がすために、成形工程の最後までガストラップが残ると思われる閉じた空間２２の加圧方向の距離が最も長い部分の成形面位置から、少なくとも下型１８の成形面１８ａの外周部（外縁）１８ｃにまで連続して形成されている必要がある。
本実施の形態では、閉じた空間２２の加圧方向の距離が最も長い部分（型中心軸Ｏ−Ｏの部分）と外気とを連通可能に、微細凹凸部２４を連続して形成している。
なお、本実施の形態では、下型１８の凹状の成形面１８ａとして、凹球面状の場合について説明したが、例えば、図６に示すように、下型１８の成形面１６ａが円錐状の成形面の場合にも同様の微細凹凸部２４を形成することができる。また、図６では、微細凹凸部２４の図示は省略している。
【００１９】
次に、図７Ａは、微細凹凸部２４を、下型１８の成形面１８ａの中心から成形面１８ａの外側の平坦面１８ｂにまで連続して形成した状態を示す図であり、図７Ｂは、微細凹凸部２４を、下型１８の成形面１８ａの中心から成形面１８ａと平坦面１８ｂとの境界にまで連続して形成した状態を示す図である。
図７Ａと図７Ｂのいずれの場合も、成形時にはガラス素材２０を加圧することに伴い、微細凹凸部２４を介して閉じた空間２２内の気体を逃がしつつ、ガラス素材２０は所望の形状に成形される。このように、ガス抜きを促進した状態で成形が行われるため、成形品
に転写されない部分は生じない。
さらに、図７Ａの場合は、微細凹凸部２４が、成形面１８ａの中心から外側にまで形成されているので、ガラス素材２０が、成形面１８ａの外側の平坦面１８ｂにまで充填された場合であっても、確実に閉じた空間２２内の気体を逃がしながら成形することができる。
【００２０】
次に、図８Ａは、この微細凹凸部２４を十字の帯状に設けた場合の平面図、図８Ｂは、微細凹凸部２４の凹凸部の加工イメージ図、図８Ｃは、微細凹凸部２４とガラス素材２０の転写イメージ図である。
図８Ａのように、微細凹凸部２４を十字の帯状に設けた場合、閉じた空間２２（図７Ａ等参照）内の気体を成形面１８ａの中心から外部に均等に逃がすことができる。さらに、図示しないが、この微細凹凸部２４を、下型１８の成形面１８ａの中心から成形面１８ａの外側の平坦面１８ｂにまで連続して形成してもよい。
【００２１】
この微細凹凸部２４は、図８Ｂに示すように、多数の凹部２４ａと凸部２４ｂとが連続的に形成されている。そして、閉じた空間２２内の気体は、これら多数の凹部２４ａと凸部２４ｂとの間の隙間を通って外気に逃げる。
この微細凹凸部２４における隣り合う凸部を結ぶ最も長い直線の長さＴは、図８Ｃに示すように、Ｔ＝５μｍ以上で５０μｍ以下が好ましい。長さＴが５０μｍよりも大きくなると、凹部２４ａの幅が大きくなり過ぎてしまい、凹部２４ａ内にガラス素材２０が入り込んで気体の逃げ道を塞いでしまうためである。また、長さＴが５μｍよりも小さくなると、微細凹凸部２４の望ましい深さ（１０μｍ以上）を得るためには、加工が困難になってしまうためである。
また、微細凹凸部２４の深さＨについては、Ｈ＝１０μｍ以上で５０μｍ以下が望ましい。深さＨが１０μｍより小さくなると、凹部２４ａが浅くなり過ぎてしまい、凹部２４ａ内にガラス素材２０が入り込んで気体の逃げ道を塞いでしまうためである。また、深さＨが５０μｍよりも大きくなると、微細凹凸部２４の上記長さＴを好ましい長さ（５０μｍ以下）に抑えるためには、加工が困難になってしまうためである。
なお、本実験結果によれば、粘度の低いガラスであるＳ−ＦＴＬ５１（（株）オハラ社製）のガラスを用いた場合、Ｈ＝１０μｍ〜１４μｍの深さの凹部２４ａに対し、４μｍ〜６μｍのガラスの入り込みが認められたが、凹部２４ａが埋まることはなかった。
【００２２】
図９は、微細凹凸部２４を半径方向に帯状に設けた場合の平面図である。
本実施の形態では、この微細凹凸部２４は、成形面１８ａの中心から成形面１８ａと平坦面１８ｂとの境界にまで連続して形成されている。
このように、成形面１８ａには、少なくとも帯状の微細凹凸部２４が１本だけ形成されていればよい。このような微細凹凸部２４であっても、閉じた空間２２内の気体を外部に逃がすことができる。
このことは、後述する図１２の微細溝２６についても同様であり、成形面１８ａに最低でも１本の微細溝２６が形成されていればよい。
【００２３】
図１０Ａは、放電加工により形成した微細凹凸部２４の平面図、図１０Ｂは、そのＡ−Ｂ断面図である。
放電加工により微細凹凸部２４を形成する場合、均一な凹部２４ａ及び凸部２４ｂを得ることは困難で、形状も大きさも区々となる。図１０Ａの場合、微細凹凸部２４における隣り合う凸部２４ｂを結ぶ最も長い直線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の長さＴのそれぞれは、上述したように、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。即ち、微細凹凸部２４では、平面視において、凸部２４ｂの外縁から５μｍ以上５０μｍ以下の距離に、他の凸部２４ｂの外縁が存在することが好ましい。凸部２４ｂと他の凸部２４ｂとの間には、凹部２４ａが設けられている。
【００２４】
また、微細凹凸部２４の深さＨ（図１０Ｂ参照）は、上述したように、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
なお、軟化したガラス素材２０は、温度に応じた粘度を有しているため、細かな空間にまで入ることはできない。このため、軟化したガラス素材２０が、微細凹凸部２４の凸部２４ｂから凹部２４ａへと移動しようとしても、途中で移動が止まってしまう。また、閉じた空間２２内の気体は、この微細凹凸部２４の間に生じた空間を通って外気に排出される。
【００２５】
本実施の形態によれば、下型１８の成形面１８ａに微細凹凸部２４を設け、円柱形状のガラス素材２０と成形面１８ａとの間に形成された閉じた空間２２を外気と連通させることでガストラップを防止し、ガス抜きを促進して形状精度の高い光学素子を得ることができる。
また、成形品の表面は、微細凹凸部２４が多少転写されることとなるが、成形後に研磨加工することで高精度な光学素子を得ることができる。さらに、粗面を必要とする照明系レンズなどではそのまま使用することができる。
また、本実施の形態によれば、安価な円柱形状のガラス素材２０から、転写不良のない形状精度の高い光学素子を得ることができる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
図１１は、本発明を循環式の成形機３０に適用した場合の実施の形態を示している。
循環式成形機の構成を簡単に説明すると、この循環式の成形機３０は、成形室３３内に５つのステージ（搬入、加熱、加圧、徐冷、冷却）を有し、各ステージにおいて上下に対向する各一対の上加熱板３１Ａ〜３１Ｅ及び下加熱板３２Ａ〜３２Ｅと、これら上加熱板３１Ａ〜３１Ｅ及び下加熱板３２Ａ〜３２Ｅ間に移動して挟持される型セット１６と、を備えている。
【００２７】
この型セット１６は、第１の実施の形態で用いたものと同様に、上型１７、下型１８、スリーブ１９を備えている。この型セット１６には、球状のガラス素材２０’が収容されている。
また、最初の搬入ステージを除く、上加熱板３１Ｂ〜３１Ｅ及び下加熱板３２Ｂ〜３２Ｅには、夫々不図示のカートリッジヒータが内蔵されている。さらに、加圧ステージには、上加熱板３１Ｃを上下（対向）方向に駆動するエアシリンダ３６が設けられている。このエアシリンダ３６による上加熱板３１Ｃの昇降動作により、型セット１６の挟持、挟圧等の動作が行われる。
【００２８】
こうして、型セット１６は、搬入ステージから搬入され、順次、加熱ステージでガラス素材２０’が所定温度に加熱され、加熱されたガラス素材２０’が加圧ステージで所定量プレスされ、さらにプレス後の半成形品が徐冷ステージで徐冷され、最後に冷却ステージで冷却されて、成形品としての光学素子が得られる。
この循環式の成形機３０に用いられる型セット１６にも、下型１８の成形面１８ａには微細凹凸部２４を設けられている。この場合、下型１８の成形面１８ａの曲率半径よりも、球状のガラス素材２０’の半径が大きい場合、ガラス素材２０’と成形面１８ａとの間に閉じた空間２２が形成される。しかし、この場合も、成形面１８ａに形成された微細凹凸部２４により、閉じた空間２２内のガス抜きを促進することができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、循環式の成形機３０を用いた場合においても、第１の実施の形態と同様に、下型１８の成形面１８ａに微細凹凸部２４を設け、球状のガラス素材２０’と成形面１８ａとの間に形成された閉じた空間２２を外気と連通させることでガストラップを防止し、ガス抜きを促進して形状精度の高い光学素子を得ることができる。
【００３０】
［第３の実施の形態］
図１２は、第３の実施の形態の微細流路２６とガラス素材２０の転写イメージを示す図である。また、図１３は、成形面１８ａに複数の微細流路２６を形成した状態の平面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
第１の実施の形態では、下型１８の成形面１８ａに連続した微細凹凸部２４を形成した場合について説明した。
しかし、本実施の形態では、図１２に示すように、微細流路２６は、下型１８の成形面１８ａにガラスが入り込めない程度の微細な溝からなり、以下、微細溝２６ともいう。微細溝２６は、成形面１８ａの中心から放射状に形成されたものである。この微細溝２６の溝幅をＷで示し、深さをＨで示している。図１２では、軟化したガラス素材２０の一部２０ｄが、微細溝２６に入り込もうとする様子が示されている。しかし、微細溝２６の溝幅が小さく、かつガラス粘度により入り込むことはできない。
【００３１】
この微細溝２６は、１本でも複数本でもかまわないが、第１の実施の形態と同様に、閉じた空間２２の加圧方向の距離が最も長い部分の成形面位置と外気とを連通可能に、凹状の成形面１８ａの外周部にまで連続して形成される必要がある。
例えば、図１３においては、微細溝２６は、成形面１８ａの中心から成形面１８ａと平坦面１８ｂとの境界にまで連続して形成されている。さらに、図示しないが、この微細溝２６を、下型１８の成形面１８ａの中心から成形面１８ａの外側の平坦面１８ｂにまで連続して形成してもよい。
この微細溝２６の溝幅Ｗは、Ｗ＝５μｍ以上で５０μｍ以下が望ましい。また、深さＨは、Ｈ＝１０μｍ以上で５０μｍ以下が望ましい。微細凹凸部２４の場合と同様に、あまりに大きな幅の溝や浅い溝である場合は、軟化したガラス素材２０が入り込んで気体の逃げ道を塞いでしまうためである。
【００３２】
本実施の形態によれば、下型１８の成形面１８ａに微細溝２６を設け、ガラス素材２０と成形面１８ａとの間に形成された閉じた空間２２を外気と連通させることでガストラップを防止し、形状精度の高い光学素子を得ることができる。
【００３３】
［第４の実施の形態］
図１４は、凹球状の成形面１８ａに球形のガラス素材２０’を載置した状態を示す図であり、図１５は、円錐面状の成形面１８ａに球形のガラス素材２０’を載置した状態を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
本実施の形態では、熱可塑性素材として球形状のガラス素材２０’を用いた点が第１の実施の形態と相違する。
【００３４】
図１４に示すように、球形状のガラス素材２０’の半径が凹状の成形面１８ａの曲率半径よりも大きい場合は、ガラス素材２０’と成形面１８ａとの間に、ドーム状ではないが、同様の閉じた空間２２が形成される。
このため、球形状のガラス素材２０’の場合にも、下型１８の成形面１８ａに微細凹凸部２４又は微細溝２６を形成する必要がある。
また、本発明における凹状の成形面（例えば下型１８の成形面１８ａ）は、球形状でなくてもよく、例えば、非球面形状や、１又は複数の溝を有する形状等であってもよい。成形面１８ａが非球面形状等であっても、ガラス素材２０’と成形面１８ａとの間に閉じた空間２２が発生するような形状であれば、微細凹凸部２４又は微細溝２６を形成することが有効であるためである。なお、図１４では、微細凹凸部２４又は微細溝２６の図示は省略している。
【００３５】
図１５は、下型１８の成形面１８ａが円錐状である場合を示しており、この場合も、ガラス素材２０’と成形面１８ａとの間に閉じた空間２２が発生する。なお、図１５でも、微細凹凸部２４又は微細溝２６の図示は省略している。
【００３６】
本実施の形態によれば、下型１８の成形面１８ａに微細凹凸部２４又は微細溝２６を設け、球形状のガラス素材２０’と成形面１８ａとの間に形成された閉じた空間２２を外気と連通させることでガストラップを防止し、形状精度の高い光学素子を得ることができる。
また、成形品の表面は、微細凹凸部２４が多少転写されることとなるが、成形後に研磨加工することで高精度な光学素子を得ることができる。さらに、粗面を必要とする照明系レンズなどではそのまま使用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０光学素子の製造装置
１１筐体
１２成形室
１３エアシリンダ
１４ヒータ
１５加圧プレート
１６型セット
１７上型
１７ａ成形面
１８下型
１８ａ成形面
１９スリーブ
２０ガラス素材
２０ａ側面
２０ｂ上端面
２０ｃ下端面
２０ｄガラス素材の一部
２０’ 球状のガラス素材
２２閉じた空間
２４微細凹凸部
２４ａ凹部
２４ｂ凸部
２６微細溝
３０循環式成形機
３１（３１Ａ〜３１Ｅ）上加熱板
３２（３２Ａ〜３２Ｅ）下加熱板
３３成形室
３６エアシリンダ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の成形型の少なくとも一方に形成された凹状の成形面であって、微細流路が形成された該成形面に熱可塑性素材を載置し、当該熱可塑性素材と前記成形面との間に閉じた空間を形成する工程と、
前記熱可塑性素材を加熱して軟化させる工程と、
前記一対の成形型を接近移動させて前記熱可塑性素材を加圧し、前記微細流路を介して前記閉じた空間から気体を逃がしつつ前記熱可塑性素材を成形する工程と、を有する、光学素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記微細流路は、微細な凹凸又は微細な溝からなる、光学素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法において、
前記微細流路は、前記閉じた空間の加圧方向の距離が最も長い部分の成形面位置から、少なくとも前記成形面の外周部まで連続して形成されている、光学素子の製造方法。
【請求項４】
対向配置された一対の成形型であって、それらの間には熱可塑性素材が配置される該一対の成形型と、
前記一対の成形型を嵌挿するスリーブと、を有し、
前記熱可塑性素材は、加熱、軟化、加圧されて成形され、
前記一対の成形型の少なくとも一方に形成された凹状の成形面には、前記熱可塑性素材と該成形面との間に形成された閉じた空間から気体を逃がす微細流路が形成されている、成形用型組立体。
【請求項５】
請求項４に記載の成形用型組立体において、
前記微細流路は、微細な凹凸又は微細な溝からなる、成形用型組立体。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の成形用型組立体において、
前記微細流路は、前記閉じた空間の加圧方向の距離が最も長い部分の成形面位置から、少なくとも前記成形面の外周部まで連続して形成されている、成形用型組立体。
【請求項７】
請求項５に記載の成形用型組立体において、
前記微細流路は、微細な凹凸からなり、
前記凹凸における隣り合う凸部を結ぶ最も長い直線の長さは、５０μｍ以下であり、
前記凹部から前記凸部までの深さは、１０μｍ以上５０μｍ以下である、成形用型組立体。
【請求項８】
請求項５に記載の成形用型組立体において、
前記微細流路は、微細な溝からなり、
前記溝の幅は、５０μｍ以下であり、
前記溝の深さは、１０μｍ以上５０μｍ以下である、成形用型組立体。

【図１】