JP2000095532A - プレス成形光学素子とその製造方法と光学素子プレス成形用型および光学素子プレス成形装置 - Google Patents

プレス成形光学素子とその製造方法と光学素子プレス成形用型および光学素子プレス成形装置

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JP2000095532A
JP2000095532A JP26948098A JP26948098A JP2000095532A JP 2000095532 A JP2000095532 A JP 2000095532A JP 26948098 A JP26948098 A JP 26948098A JP 26948098 A JP26948098 A JP 26948098A JP 2000095532 A JP2000095532 A JP 2000095532A
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molding
press
die
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Kazuaki Takagi
一彰 高木
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学機能面と、鏡筒等への取付けに適した形
状の把持部とを、プレス加工により一体成形することに
より、芯取り加工や面取り加工等の後加工を必要とせず
に光学素子を成形する。 【解決手段】 光学素子素材を加熱軟化させてプレス成
形する光学素子成形用金型１０において、胴型３と上型
１および下型２との間に、中間胴型上部４ａおよび中間
胴型下部４ｂからなる中間胴型４を設ける。上型１の成
形面１ａが光学素子５の光学機能面５ａを成形し、下型
２の成形面２ａが光学機能面５ｂを成形し、中間胴型上
部４ａおよび中間胴型下部４ｂの互いに対向する面が、
光学素子５の把持部５ｄを成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学機器に使用され
るレンズ、プリズム等の高精度光学素子に関し、特に、
超精密プレス成形法によりこのような光学素子を安価に
形成するための光学素子プレス成形用型、これを用いた
プレス成形光学素子の製造方法およびプレス成形装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レンズ、プリズム等のプレス成形
光学素子の製造方法として、ガラスなどの光学素子用素
材を研磨する方法の代わりに、金型内に光学素子素材を
投入し、加熱加圧して成形する方法が、数多く提案され
ている。
【０００３】従来、一定形状に予備加工した光学素子素
材を一対の上下型の間に供給し、加熱加圧成形する方法
（リヒートプレス法）が一般的である。このような方法
で精密な光学素子を成形する場合、光学素子素材の形
状、表面の平滑性、重量精度が非常に重要な要素とな
る。これまでは、光学素子素材として、ボール硝材や円
柱硝材（丸棒を円柱状に分割したもの）、或いは溶融し
たガラスを滴下したゴブ材などが使われてきた。このよ
うな光学素子を成形する場合に光学素子素材に要求され
る重量精度は、金型の構成に依存する。
【０００４】例えば図７（ａ）に示す金型構成のよう
に、上型３１と下型３２と胴型３３とによって形成され
る金型キャビティの体積が光学素子３５の体積よりも大
きく、光学素子３５の光学機能面以外（例えば外周等）
に自由曲面を持つことが出来る金型であれば、光学素子
素材に要求される重量精度はそれほど厳しくはなく、比
較的安価な素材コストで光学素子を製造できる。しかし
ながら、この場合には、光学素子の成形後、外径等を均
一にするために芯取り加工を施す必要があり、その分の
コストが発生する。
【０００５】一方、図７（ｂ）に示す金型構成のよう
に、金型キャビティの体積が光学素子３５の体積と等し
ければ、成形後の加工を必要としない代わりに、光学素
子素材に要求される重量精度は非常に厳しいものとな
り、高いコストがかかる。
【０００６】上記の課題を解決しようとした技術が特開
平６−９２３１号公報に開示されている。前記技術は、
光学素子素材を加熱加圧して光学素子を成形するための
成形用型において、内部に段付形状が設けられた胴型
と、外径の異なった上下型とを使用することにより、光
学素子素材の重量吸収を可能とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された従来の成形用型は、胴型内部に段付形状
を設けるため、光学素子の一方の光学機能面しか成形す
ることができない。そのため、一方の面には基準面等を
形成できるが、他方の面には所望の形状が形成できず、
結果的に、成形後の後加工を必要とした。
【０００８】また、前記の構成では、光学素子の片面側
に、重量吸収させる空気断熱層を設けるので、その部位
だけ温度が上昇しにくく、同一面内での温度分布が均一
にならないことから所望の性能が得られなかったり、あ
るいは冷却時に温度差によるワレが発生したりした。
【０００９】本発明は、上記従来の光学素子プレス成形
用型の問題点に鑑み、成形後の後加工を必要とせずに、
所望の形状の光学素子をプレス成形によって作成するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる光学素子プレス成形用型は、胴型
と、前記胴型に嵌め込まれる上型および下型とを備えた
光学素子プレス成形用型において、前記上型において前
記下型に対向する面が、光学素子の光学機能面の一方を
成形する形状をなし、前記下型において前記上型に対向
する面が、光学素子の光学機能面の他方を成形する形状
をなし、前記胴型と、前記上型および下型の少なくとも
一方との間に、前記光学素子の把持部を成形する中間胴
型を備えたことを特徴とする。
【００１１】この構成により、上型と下型との間に光学
素子素材を配置すれば、上型において下型に対向する面
によって光学素子の光学機能面の一方が成形され、下型
において上型に対向する面によって光学素子の光学機能
面の他方が成形され、中間胴型によって光学素子の把持
部が成形される。従って、外径をそろえるための芯取り
加工や面取り加工等の後加工を必要とせずに、所望の形
状の光学素子を、プレス成形によって所望の形状に成形
することができる。なお、前記把持部は、例えば鏡筒等
へ前記光学素子を組み付けるために利用され得る。
【００１２】次に、前記中間胴型が、前記胴型の軸方向
に移動可能に設けられたことが好ましい。この構成によ
り、上型と下型との間に光学素子素材を配置し、上型お
よび下型を互いに近接させる方向すなわち胴型の軸方向
に加圧したときに、余分な光学素子素材は徐々に、光学
素子プレス成形用型の外周方向へ押し出される。このと
き、光学素子素材の量が所定量よりも多い場合には、中
間胴型が、前記胴型の軸方向であって把持部の体積を増
加させる方向へ移動する。また、光学素子素材の量が所
定量よりも少ない場合には、中間胴型が、前記胴型の軸
方向であって把持部の体積を減少させる方向へ移動す
る。このように、前記の構成によれば、光学素子素材の
重量ばらつきが、中間胴型が前記軸方向に移動すること
によって形成される容積に吸収される。従って、光学素
子素材に要求される重量精度が低くてすみ、材料コスト
を抑制できる。
【００１３】次に、前記中間胴型の線膨張係数が、前記
上型および下型の線膨張係数よりも大きいことが好まし
い。この構成により、胴型の内側において上型と下型と
の間に光学素子素材を配置し、前記光学素子素材を一旦
加熱した後に、光学素子が所望の中心厚になるまで上型
および下型を互いに近接させる方向に加圧したときに、
光学素子素材の体積が必要量よりも多い場合、中間胴型
が上型および下型よりも早く収縮することによって生じ
る容積に、余分な光学素子素材が吸収される。これによ
り、光学素子素材に要求される重量精度が低くてすみ、
比較的安価な材料コストで光学素子を提供できる。
【００１４】次に、前記中間胴型が、前記胴型との間に
微細な空隙を持って配置されると共に、前記中間胴型の
線膨張係数が、前記胴型の線膨張係数よりも大きいこと
が好ましい。
【００１５】この構成により、胴型の内側において上型
と下型との間に光学素子素材を配置し、前記光学素子素
材を加熱軟化させて加圧成形する場合、中間胴型は、熱
膨張によって胴型に圧着される。なお、前記の「微細な
空隙」とは、光学素子素材の加熱時の熱膨張によって中
間胴型が胴型に圧着固定される程度の空隙をいう。一
方、加熱の終了後には、中間胴型が胴型よりも早く収縮
することにより中間胴型と胴型との間に空隙が生じ、中
間胴型が胴型から解放される。
【００１６】このように、上型および下型を互いに近接
させる方向に加熱加圧する際に、中間胴型は、胴型に圧
着固定されているので移動せず、所望の形状の把持部を
成形する。また、加熱加圧が終了した後は、冷却によ
り、上述のように中間胴型が胴型から解放されるので、
中間胴型と上型または下型とを胴型から取り外して、光
学素子を取出せる。従って、前記光学素子プレス成形用
型から外した後に、後加工を行うことなく、鏡筒等への
組み付けに適した所望の形状の把持部を持つ光学素子を
製造できる。
【００１７】また、上記課題を解決するために、本発明
にかかるプレス成形光学素子の製造方法は、光学素子の
光学機能面を成形する一対の上下型と、前記光学素子の
把持部を成形する中間胴型とを胴型の内部に備えた光学
素子プレス成形用型を用いるプレス成形光学素子の製造
方法であって、前記上下型および中間胴型に圧力を加え
て光学素子素材を仮成形する工程と、前記中間胴型が移
動可能な状態で、前記光学素子素材が所定の厚さになる
よう上下型に圧力を加える工程とを含むことを特徴とす
る。
【００１８】この製造方法により、光学素子素材を仮成
形した後に、中間胴型が移動可能な状態で上下型に圧力
を加えることにより、余分な光学素子素材は外周方向へ
押し出され、中間胴型が移動することによって形成され
る容積に吸収される。これにより、光学素子プレス成形
用型から外した後に芯取り加工や面取り加工等の後加工
を行うことなく、鏡筒等への組み付けに適した形状の把
持部を持つ、所望の形状の光学素子を製造できる。ま
た、光学素子素材に要求される重量精度が低くてすみ、
比較的安価な材料コストで光学素子を製造できる。
【００１９】また、上記課題を解決するために、本発明
にかかるプレス成形光学素子の製造方法は、光学素子の
光学機能面を成形する一対の上下型と、前記光学素子の
把持部を成形する中間胴型とを備え、中間胴型の線膨張
係数が上下型の線膨張係数よりも大きい光学素子プレス
成形用型を用いるプレス成形光学素子の製造方法であっ
て、前記光学素子プレス成形用型を加熱しながら前記上
下型および中間胴型に圧力を加えて光学素子素材を仮成
形する工程と、前記光学素子プレス成形用型の温度を下
げながら、前記光学素子素材が所定の厚さになるよう上
下型に圧力を加える工程とを含むことを特徴とする。
【００２０】この製造方法により、加熱しながら光学素
子素材を仮成形した後に、温度を下げながら上下型に圧
力を加えることにより、光学素子プレス成形用型に載置
した光学素子素材が必要量よりも多い場合、中間胴型が
上下型よりも早く収縮することによって形成される容積
に、余分な光学素子素材が吸収される。これにより、光
学素子プレス成形用型から外した後に芯取り加工や面取
り加工等の後加工を行うことなく、鏡筒等への組み付け
に適した形状の把持部を持つ、所望の形状の光学素子を
製造することができる。また、光学素子素材に要求され
る重量精度が低くてすみ、比較的安価な材料コストで光
学素子を製造できる。
【００２１】上記課題を解決するために、本発明にかか
るプレス成形光学素子の製造方法は、光学素子の光学機
能面を成形する一対の上下型と、前記光学素子の把持部
を成形する中間胴型とを胴型の内部に備え、前記中間胴
型の線膨張係数が前記胴型の線膨張係数よりも大きい光
学素子プレス成形用型を用いるプレス成形光学素子の製
造方法であって、前記光学素子プレス成形用型を加熱
し、前記中間胴型を膨張させて胴型に圧着させた状態
で、前記上下型に圧力を加えて光学素子素材を成形する
工程と、前記光学素子プレス成形用型を冷却し、前記中
間胴型を収縮させて胴型から取り外す工程とを含むこと
を特徴とする。
【００２２】この製造方法により、上下型に圧力を加え
て光学素子素材を成形する際に、中間胴型は、胴型に圧
着固定されているので移動せず、所望の形状の把持部を
成形する。また、加熱加圧が終了した後は、中間胴型を
冷却によって収縮させて胴型から解放することにより、
光学素子を光学素子プレス成形用型から外すことができ
る。従って、前記光学素子プレス成形用型から外した後
に芯取り加工や面取り加工等の後加工を行うことなく、
鏡筒等への組み付けに適した所望の形状の把持部を持つ
光学素子を製造できる。
【００２３】次に、上記課題を解決するために、本発明
にかかる光学素子プレス成形装置は、光学素子の光学機
能面を成形する一対の上下型と、前記光学素子の把持部
を成形する中間胴型とを胴型の内部に備えた光学素子プ
レス成形用型を用いて光学素子を製造する光学素子プレ
ス成形装置であって、前記上下型および中間胴型に圧力
を加えて光学素子素材を仮成形する仮成形手段と、前記
中間胴型が移動可能な状態で、前記光学素子素材が所定
の厚さになるよう前記上下型に圧力を加える本成形手段
とを備えたことを特徴とする。
【００２４】この構成により、上下型の間に光学素子素
材を配置し、仮成形手段が仮成形を行った後、本成形手
段が上下型に圧力を加えることにより、余分な光学素子
素材は徐々に、光学素子プレス成形用型の外周方向へ押
し出される。このとき、光学素子素材の量が所定量より
も多い場合には、中間胴型が、前記胴型の軸方向であっ
て把持部の体積を増加させる方向へ移動する。また、光
学素子素材の量が所定量よりも少ない場合には、中間胴
型が、前記胴型の軸方向であって把持部の体積を減少さ
せる方向へ移動する。このように、前記の構成によれ
ば、光学素子プレス成形用型から外した後に後加工を行
うことなく、鏡筒等への組み付けに適した所望の形状の
把持部を持つ光学素子を製造できる。さらに、光学素子
素材の重量ばらつきが、中間胴型が前記軸方向に移動す
ることによって形成される容積に吸収される。従って、
光学素子素材に要求される重量精度が低くてすみ、材料
コストを抑制できる。
【００２５】また、前記仮成形手段が、前記上下型およ
び中間胴型の両方に接する面を持つ第１の加圧手段を備
えると共に、前記本成形手段が、前記上下型および中間
胴型のうち上下型のみに接する面を持つ第２の加圧手段
を備えたことが好ましい。
【００２６】この構成により、上下型のみに所望の圧力
を加えることができる。上記課題を解決するために、本
発明にかかる光学素子プレス成形装置は、光学素子の光
学機能面を成形する一対の上下型と、前記光学素子の把
持部を成形する中間胴型とを備え、中間胴型の線膨張係
数が上下型の線膨張係数よりも大きい光学素子プレス成
形用型を用いて光学素子を製造する光学素子プレス成形
装置であって、前記光学素子プレス成形用型を加熱しな
がら前記上下型および中間胴型に圧力を加えて光学素子
素材を仮成形する手段と、前記光学素子プレス成形用型
の温度を下げながら、前記光学素子素材が所定の厚さに
なるよう上下型に圧力を加える手段とを備えたことを特
徴とする。
【００２７】この構成により、仮成形を行った後、温度
を下げながら上下型に圧力を加えることにより、光学素
子素材の体積が必要量よりも多い場合、中間胴型が上型
および下型よりも早く収縮することによって生じる容積
に、余分な光学素子素材が吸収される。これにより、光
学素子プレス成形用型から外した後に後加工を行うこと
なく、鏡筒等への組み付けに適した所望の形状の把持部
を持つ光学素子を製造できる。さらに、光学素子素材に
要求される重量精度が低くてすみ、材料コストを比較的
安価に抑えることができる。
【００２８】また、上記課題を解決するために、本発明
にかかる光学素子プレス成形装置は、光学素子の光学機
能面を成形する一対の上下型と、前記光学素子の把持部
を成形する中間胴型とを胴型の内部に備え、前記中間胴
型の線膨張係数が前記胴型の線膨張係数よりも大きい光
学素子プレス成形用型を用いて光学素子を製造する光学
素子プレス成形装置であって、前記光学素子プレス成形
用型を加熱し、前記中間胴型を膨張させて胴型に圧着さ
せた状態で、前記上下型に圧力を加えて光学素子素材を
成形する手段と、前記光学素子プレス成形用型を冷却
し、前記中間胴型を収縮させて胴型から取り外す手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２９】この構成により、光学素子素材を加熱軟化
させて加圧成形する場合、中間胴型は、熱膨張によって
胴型に圧着固定されているので移動せず、所望の形状の
把持部を成形することができる。また、加熱加圧が終了
した後は、冷却により、中間胴型が胴型から解放される
ので、中間胴型と上下型とを胴型から取り外して、光学
素子を取出せる。従って、前記光学素子プレス成形用型
から外した後に、後加工を行うことなく、鏡筒等への組
み付けに適した所望の形状の把持部を持つ光学素子を製
造できる。
【００３０】また、上記課題を解決するために、本発明
にかかるプレス成形光学素子は、両面に光学機能面を有
するプレス成形光学素子において、前記光学機能面の外
側に外周部を備え、その外面に把持部を備えたことを特
徴とする。
【００３１】この構成により、光学機能面と、鏡筒等へ
の組み付けに適した所望の形状の外周部とを持つ光学素
子を、プレス成形によって安価に提供できる。なお、前
記外周部の厚さがほぼ一定であることが好ましい。
【００３２】また、前記把持部が、テーパ形状であるこ
とが好ましい。また、上記課題を解決するために、本発
明にかかるプレス成形光学素子は、請求項１ないし４の
いずれか一項に記載の光学素子プレス成形用型を用いて
成形されたことを特徴とする。
【００３３】これにより、後加工を必要とせず、比較的
安価に光学素子を提供できる。また、上記課題を解決す
るために、本発明にかかるプレス成形光学素子は、請求
項５ないし７のいずれか一項に記載のプレス成形光学素
子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【００３４】これにより、後加工を必要とせず、比較的
安価に光学素子を提供できる。また、上記課題を解決す
るために、本発明にかかるプレス成形光学素子は、請求
項８ないし１１のいずれか一項に記載の光学素子プレス
成形装置により製造されたことを特徴とする。
【００３５】これにより、後加工を必要とせず、比較的
安価に光学素子を提供できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 （実施形態１）図１に、実施形態１の光学素子成形用金
型の構成を示す。図１に示すように、光学素子成形用金
型１０は、プレス成形により光学素子を作成するもので
あり、円筒状の胴型３の内部に、上型１と、この上型１
と同軸上に対向配置される下型２とを備える。上型１に
おいて下型２に対向する成形面１ａが、光学素子５の光
学機能面の一方である光学機能面５ａを成形する。ま
た、下型２において上型１に対向する成形面２ａが、光
学素子５の光学機能面の他方である光学機能面５ｂを成
形する。また、上型１および下型２によって、光学機能
面５ａ・５ｂの外周に、ほぼ一定の厚さをもつ外周部５
ｃが形成される。この外周部５ｃにより、光学素子５の
強度が確保される。
【００３７】光学素子成形用金型１０は、上型１および
下型２と胴型３との間に、円筒状の中間胴型４を備えて
いる。中間胴型４は、光学素子５の光学機能面５ａ側に
位置する中間胴型上部４ａと、光学機能面５ｂ側に位置
する中間胴型下部４ｂとからなる。中間胴型上部４ａお
よび中間胴型下部４ｂは、上型１および下型２と同心に
配置される。なお、中間胴型上部４ａは、胴型３の軸方
向に上型１とは独立に移動可能に設けられている。
【００３８】中間胴型上部４ａおよび中間胴型下部４ｂ
において互いに対向する面が、光学素子５の外周部５ｃ
のさらに外側に、把持部５ｄを成形する。この実施形態
では、把持部５ｄの厚みが外周になるほど小さくなるよ
うに、上記の面に傾斜がつけられている。すなわち、把
持部５ｄは、その先端がテーパ形状に形成されることと
なる。把持部５ｄは、光学素子５を、鏡筒等に組み付け
る際に用いられる。
【００３９】光学素子成形用金型１０の各部材は、タン
グステンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合金に
より形成される。成形面１ａ・２ａは、所望の形状に鏡
面加工され、白金（Ｐｔ）系の合金保護膜により被覆さ
れている。光学素子５の硝種としては、ホウケイ酸バリ
ウム系のガラスである、住田光学ガラス株式会社製のＶ
Ｃ７９（ガラス転移点温度Ｔｇ＝516℃、線膨張係数α=
93×10-7(100−300℃）)を用いた。
【００４０】図２は、図１に示す光学素子成形用金型１
０を用いて光学素子５を製造する光学素子プレス成形装
置の概略構成を示す。この光学素子プレス成形装置は、
光学素子素材供給・金型組立工程Ｐ１、予熱・加圧成形
工程Ｐ２（仮成形手段）、加圧成形・冷却工程Ｐ３（本
成形手段）、金型分解・光学素子取出工程Ｐ４の４つの
工程からなり、金型移載装置（図示省略）により光学素
子成形用金型１０が順に移動される、いわゆる型移動方
式の装置である。
【００４１】光学素子素材供給・金型組立工程Ｐ１は、
光学素子成形用金型１０を分解するための装置（図示省
略）と、光学素子素材供給装置１７とを含む。予熱・加
圧成形工程Ｐ２は、窒素雰囲気を必要とするため、チャ
ンバー８内に配置され、ヒーター１２をそれぞれ備えた
上ヒーターブロック１６ａおよび下ヒーターブロック１
６ｂと、上ヒーターブロック１６ａを上下駆動させ、所
望の位置で停止できる上下駆動装置１３（第１の加圧手
段）とを備えている。
【００４２】また、加圧成形・冷却工程Ｐ３も、予熱・
加圧成形工程Ｐ２と同様にチャンバー８内に配置され
る。加圧成形・冷却工程Ｐ３は、ヒーター１２をそれぞ
れ備えた上ヒーターブロック１１ａおよび下ヒーターブ
ロック１１ｂと、上ヒーターブロック１１ａを上下駆動
させ、所望の位置で停止できる上下駆動装置１３と、成
形時に決め押しを行うための決め押しブロック１４（第
２の加圧手段）とを備えている。決め押しブロック１４
は、光学素子成形用金型１０の上型１に応じた大きさで
あり、上ヒーターブロック１１ａの下面に取り付けられ
る。
【００４３】金型分解・光学素子取出工程Ｐ４は、金型
を分解するための装置（図示省略）と、光学素子取出装
置（図示省略）とを有する。なお、この光学素子取出装
置は、光学素子素材供給装置１７と兼用される。
【００４４】次に、上記の光学素子成形用金型１０と光
学素子プレス成形装置を用いて、光学素子５を成形する
工程について説明する。まず、光学素子素材供給・金型
組立工程Ｐ１に光学素子成形用金型１０が載置され、金
型分解装置（図示省略）が上型１を取り除く。そして、
光学素子素材供給装置１７が、下型２の成形面２ａ上に
光学素子素材６を載置する。その後、上型１をゆっくり
と中間胴型上部４ａに嵌合させ、上型１の成形面１ａが
光学素子素材６に接触したところで、金型組立が終了す
る。
【００４５】金型組立が終了した光学素子成形用金型１
０は、予熱・加圧成形工程Ｐ２に移送される。すなわ
ち、チャンバー８の投入側シャッター９が開いた後、金
型移載装置（図示省略）が、チャンバー８内の予熱・加
圧成形工程Ｐ２へ光学素子成形用金型１０を投入する。
その後、投入側シャッター９が閉じられる。
【００４６】次に、上ヒーターブロック１６ａが、上下
駆動装置１３によりゆっくりと下降し、低荷重で光学素
子成形用金型１０に接触する。これにより、光学素子成
形用金型１０内の光学素子素材６が、加圧成形が可能な
温度まで加熱される。
【００４７】光学素子素材６は、加熱軟化された後その
温度を保ち、上下駆動装置１３が上ヒーターブロック１
６ａに高荷重をかけることにより加圧成形される。上型
１が荷重に伴って下降することにより、上型１と下型２
との間の容積が減少し、光学素子素材６は、光学素子成
形用金型１０の外周方向へ徐々に押し出される。そし
て、中間胴型上部４ａと中間胴型下部４ｂとの間に到達
した光学素子素材６の量が増えるに従って、中間胴型上
部４ａが上昇する。上型１と中間胴型上部４ａがつり合
ったところで、上型１および中間胴型上部４ａの移動が
終了する。
【００４８】このとき、光学素子５の中心厚は、光学素
子素材６の重量に依る。重量が極端に小さいときは、中
間胴型上部４ａは、上型１の下降に伴って上昇せず、初
期の位置、すなわち胴型３と中間胴型上部４ａとの高さ
方向の間にクリアランスができない位置で上型１とつり
合って、移動が終了する。
【００４９】次に、上下駆動装置１３が、上ヒーターブ
ロック１６ａを、光学素子成形用金型１０から離脱する
よう上昇させる。そして、金型移載装置（図示省略）
が、光学素子成形用金型１０を、次の加圧成形・冷却工
程Ｐ３へ移動させる。
【００５０】光学素子成形用金型１０が加圧成形・冷却
工程Ｐ３へ移動すると、上下駆動装置１３が、上ヒータ
ーブロック１１ａを光学素子成形用金型１０の上に下降
させる。上ヒーターブロック１１ａの下部には、上型１
に応じた大きさの決め押しブロック１４が設けられてい
る。決め押しブロック１４が上型１に高荷重を加えるこ
とにより、光学素子素材６が再び加圧成形される。
【００５１】このとき、中間胴型上部４ａには、決め押
しブロック１４からの荷重がかからない。従って、光学
素子５が所望の中心厚となるまで、余分な光学素子素材
６は、光学素子成形用金型１０の外周方向に押し出さ
れ、中間胴型上部４ａが上昇することによって中間胴型
上部４ａと中間胴型下部４ｂとの間に生じる容積に吸収
される。
【００５２】上下駆動装置１３は、光学素子５が所望の
中心厚となったところで上ヒーターブロック１１ａの下
降を停止する。そして、下降の停止後も加圧状態を所定
の時間保持した後、光学素子５が上型１および下型２の
成形面１ａ・２ａで成形された光学機能面の形状を良好
に保つように、ヒーター１２の温度が下げられる。
【００５３】次に、上下駆動装置１３が、上ヒーターブ
ロック１１ａを上昇させて、光学素子成形用金型１０か
ら離脱させる。そして、金型移載装置（図示省略）が、
チャンバー８の排出シャッター１５が開いた後に、金型
分解・光学素子取出工程Ｐ４へ、光学素子成形用金型１
０を移動する。
【００５４】金型分解・光学素子取出工程Ｐ４へ移動さ
れた光学素子成形用金型１０から、金型分解装置（図示
省略）が、上型１と中間胴型上部４ａとを取り除く。そ
して、光学素子取出装置を兼ねる光学素子取出装置１７
が、光学素子成形用金型１０から光学素子５を取出す。
【００５５】このような方法によって製造された光学素
子５は、光学素子素材６の重量に依って、図３の（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示す様な形状を持つ。すなわち、光学素
子素材６の重量が適切であった場合は、図３（ａ）に示
す形状となる。一方、光学素子素材６の重量が多かった
場合または少なかった場合は、それぞれ、図３（ｂ）ま
たは（ｃ）に示す形状となる。
【００５６】従って、重量の公差が広くなるため光学素
子素材６のコストが安価で済む。また、光学素子５の外
径を常に一定に作成できるため、芯取り等の工数が不要
である。さらに、光学素子５を鏡筒等に組み付けるとき
に有利な把持部５ｄを、プレス加工のみによって所望の
形状に形成できるという利点がある。ただし、必要に応
じて、外周部５ｃと把持部５ｄとの段差を削る加工等を
施しても良い。
【００５７】なお、本実施形態では、外周部５ｃの径方
向の長さＡ（図３（ａ）に表記）がおよそ０．１ｍｍ〜
０．７ｍｍ、外周部５ｃの厚みＣがおよそ０．３ｍｍ〜
２．０ｍｍ、把持部５ｄの径方向の長さＢがおよそ０．
１ｍｍ〜０．７ｍｍ、把持部５ｄの最外周部端部の厚み
がおよそ０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとなるように、光学素
子５を成形した。ただし、光学素子の各部の寸法はこれ
に限定されるものでなく、任意の大きさに成形すること
ができる。
【００５８】なお、以上の説明では、中間胴型４が、上
型１および下型２の双方と胴型３との間に設けられた構
成を例示したが、中間胴型４は、上型１および下型２の
少なくとも一方と、胴型３との間に設けられていれば良
い。
【００５９】また、光学素子５が凸レンズである例につ
いて説明したが、これに限定されるものでなく、凹レン
ズやメニスカスレンズ等、任意の形状の光学素子を作成
するために本発明を適用することができる。
【００６０】(実施形態２)本発明の実施形態２について
図面を参照しながら以下に説明する。図１に示すよう
に、本実施形態２の光学素子成形用金型１０は、プレス
成形により光学素子を作成するものであり、円筒状の胴
型３の内部に、上型１と、この上型１と同軸上に対向配
置される下型２とを備える。上型１において下型２に対
向する成形面１ａが、光学素子５の光学機能面の一方で
ある光学機能面５ａを成形する。また、下型２において
上型１に対向する成形面２ａが、光学素子５の光学機能
面の他方である光学機能面５ｂを成形する。また、上型
１および下型２によって、光学機能面５ａ・５ｂの外周
に、ほぼ一定の厚さをもつ外周部５ｃが形成される。こ
の外周部５ｃにより、光学素子５の強度が確保される。
【００６１】光学素子成形用金型１０は、上型１および
下型２と胴型３との間に、円筒状の中間胴型４を備えて
いる。中間胴型４は、光学素子５の光学機能面５ａ側に
位置する中間胴型上部４ａと、光学機能面５ｂ側に位置
する中間胴型下部４ｂとからなる。中間胴型上部４ａお
よび中間胴型下部４ｂは、上型１および下型２と同心に
配置される。なお、中間胴型上部４ａは、胴型３の軸方
向に上型１とは独立に移動可能に設けられている。
【００６２】中間胴型上部４ａおよび中間胴型下部４ｂ
において互いに対向する面が、光学素子５の外周部５ｃ
のさらに外側に、把持部５ｄを成形する。この実施形態
では、把持部５ｄの厚みが外周になるほど小さくなるよ
うに、上記の面に傾斜がつけられている。すなわち、把
持部５ｄは、その先端がテーパ形状に形成されることと
なる。把持部５ｄは、光学素子５を、鏡筒等に組み付け
る際に用いられる。
【００６３】本実施形態２の光学素子成形用金型１０に
おいて、中間胴型上部４ａはSUS316（線膨張係数α=1.7
8×10-5(200-400℃)）で形成される。中間胴型上部４ａ
を除いた他の部材は、タングステンカーバイト（ＷＣ、
線膨張係数α=6.2×10-6(200-400℃)）を主成分とする
超硬合金により形成される。成形面１ａ・２ａは、所望
の形状に鏡面加工され、白金（Ｐｔ）系の合金保護膜に
より被覆されている。光学素子５の硝種としては、ホウ
ケイ酸バリウム系のガラスであるＶＣ７９（ガラス転移
点温度Ｔｇ＝516℃、線膨張係数α=93×10-7(100−300
℃）)を用いた。
【００６４】図４は、本実施形態２の光学素子成形用金
型１０を用いて光学素子５を製造する光学素子プレス成
形装置の概略構成を示す。この光学素子プレス成形装置
は、光学素子素材供給・金型組立工程Ｐ１、予熱・加圧
成形工程Ｐ２、加圧成形・冷却工程Ｐ３、金型分解・光
学素子取出工程Ｐ４の４つの工程からなり、金型移載装
置（図示省略）により光学素子成形用金型１０が順に移
動される、いわゆる型移動方式の装置である。
【００６５】光学素子素材供給・金型組立工程Ｐ１は、
光学素子成形用金型１０を分解するための装置（図示省
略）と、光学素子素材供給装置１７とを含む。予熱・加
圧成形工程Ｐ２は、窒素雰囲気を必要とするため、チャ
ンバー８内に配置される。予熱・加圧成形工程Ｐ２は、
ヒーター１２をそれぞれ備えた上ヒーターブロック１６
ａおよび下ヒーターブロック１６ｂと、上ヒーターブロ
ック１６ａを上下駆動させ、所望の位置で停止できる上
下駆動装置１３とを備えている。
【００６６】また、加圧成形・冷却工程Ｐ３も、予熱・
加圧成形工程Ｐ２と同様にチャンバー８内に配置され
る。加圧成形・冷却工程Ｐ３は、ヒーター１２をそれぞ
れ備えた上ヒーターブロック１１ａおよび下ヒーターブ
ロック１１ｂと、上ヒーターブロック１１ａを上下駆動
させ、所望の位置で停止できる上下駆動装置１３とを備
えている。
【００６７】金型分解・光学素子取出工程Ｐ４は、金型
を分解するための装置（図示省略）と、光学素子取出装
置（図示省略）とを有する。なお、この光学素子取出装
置は、光学素子素材供給装置１７と兼用される。
【００６８】次に、上記の光学素子成形用金型１０と光
学素子プレス成形装置とを用いて、光学素子５を成形す
る工程について説明する。まず、光学素子素材供給・金
型組立工程Ｐ１に光学素子成形用金型１０が載置され
る。次に、金型分解装置（図示省略）が光学素子成形用
金型１０から上型１を取り除く。そして、光学素子素材
供給装置１７が、下型２の成形面２ａ上に光学素子素材
６を載置する。その後、前記金型分解装置が上型１をゆ
っくりと中間胴型上部４ａに嵌合させ、上型１の成形面
１ａが光学素子素材６に接触したところで、金型組立が
終了する。
【００６９】金型組立が終了した光学素子成形用金型１
０は、予熱・加圧成形工程Ｐ２に移送される。すなわ
ち、チャンバー８の投入側シャッター９が開いた後、金
型移載装置（図示省略）が、チャンバー８内の予熱・加
圧成形工程Ｐ２へ光学素子成形用金型１０を投入する。
その後、投入側シャッター９が閉じられる。
【００７０】次に、上下駆動装置１３が、上ヒーターブ
ロック１６ａをゆっくりと下降させ、低荷重で光学素子
成形用金型１０に接触させる。これにより、光学素子成
形用金型１０内の光学素子素材６が、加圧成形が可能な
温度まで加熱される。
【００７１】光学素子素材６は、加熱軟化された後その
温度を保ち、上下駆動装置１３が上ヒーターブロック１
６ａに高荷重をかけることにより加圧成形される。上型
１が荷重に伴って下降することにより、上型１と下型２
との間の容積が減少し、光学素子素材６は、光学素子成
形用金型１０の外周方向へ徐々に押し出される。そし
て、中間胴型上部４ａと中間胴型下部４ｂとの間に到達
した光学素子素材６の量が増えるに従って、中間胴型上
部４ａが上昇する。上型１と中間胴型上部４ａがつり合
ったところで、上型１および中間胴型上部４ａの移動が
終了する。
【００７２】そして、上下駆動装置１３によって、上ヒ
ーターブロック１６ａが、光学素子成形用金型１０から
離れて上昇する。金型移載装置（図示省略）が、光学素
子成形用金型１０を、次の加圧成形・冷却工程Ｐ３へ移
動させる。
【００７３】光学素子成形用金型１０が加圧成形・冷却
工程Ｐ３へ移動すると、上下駆動装置１３が、光学素子
成形用金型１０の上に、上ヒーターブロック１１ａを下
降させる。このとき、上ヒーターブロック１１ａが上型
１に高荷重を加えると共に、ヒータ１２の温度が下げら
れる。これにより、光学素子素材６が再び加圧成形され
る。また、光学素子成形用金型１０を構成する各部材お
よび光学素子５は徐々に収縮を始める。
【００７４】このとき、中間胴型上部４ａは、光学素子
成形用金型１０を構成する他の部材よりも線膨張係数が
大きいため早く収縮する。光学素子成形用金型１０には
高荷重がかかっているため、光学素子成形用金型１０の
外部から見れば、胴型３と中間胴型上部４ａとの間の高
さ方向のクリアランスが徐々に減少しているだけに見え
る。しかしながら、光学素子成形用金型１０の内部で
は、光学素子５の中心厚が徐々に薄くなるように上型１
の成形面１ａが働き、光学素子５の把持部５ｄは徐々に
厚くなっている。このようにして、光学素子５が所望の
中心厚となるまで、余分な光学素子素材６は、光学素子
成形用金型１０の外周方向に押し出され、中間胴型上部
４ａが他の部材よりも早く収縮することによって中間胴
型上部４ａと中間胴型下部４ｂとの間に生じる容積に吸
収される。
【００７５】上下駆動装置１３は、光学素子５が所望の
中心厚となったところで上ヒーターブロック１１ａの下
降を停止する。そして、下降の停止後も加圧状態を所定
の時間保持した後、上型１および下型２の成形面１ａ・
２ａで成形された光学機能面５ａ・５ｂの形状が良好に
保たれるように、ヒーター１２の温度が下げられる。
【００７６】次に、上下駆動装置１３が、上ヒーターブ
ロック１１ａを光学素子成形用金型１０から離脱するよ
う上昇させる。そして、金型移載装置（図示省略）が、
チャンバー８の排出シャッター１５が開いた後に、金型
分解・光学素子取出工程Ｐ４へ、光学素子成形用金型１
０を移動させる。
【００７７】金型分解・光学素子取出工程Ｐ４へ移動さ
れた光学素子成形用金型１０から、金型分解装置（図示
省略）が、上型１と中間胴型上部４ａとを取り除く。そ
して、光学素子取出装置を兼ねる光学素子取出装置１７
が、光学素子成形用金型１０から光学素子５を取出す。
【００７８】このような方法によって製造された光学素
子５は、使用する光学素子素材６の重量によって、図３
の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様な形状を持つ。すなわ
ち、光学素子素材６の重量が適切であった場合は、図３
（ａ）に示す形状となる。一方、光学素子素材６の重量
が多かった場合または少なかった場合は、それぞれ、図
３（ｂ）または（ｃ）に示す形状となる。
【００７９】従って、重量の公差が広くなるため光学素
子素材６のコストが安価で済む。また、光学素子５の外
径を常に一定に作成できるため、芯取り等の工数が不要
である。さらに、光学素子５を鏡筒等に組み付けるとき
に有利な把持部５ｄを、プレス加工のみによって所望の
形状に形成できるという利点がある。ただし、必要に応
じて、外周部５ｃと把持部５ｄとの段差を削る加工等を
施しても良い。
【００８０】なお、本実施形態では、外周部５ｃの径方
向の長さＡ（図３（ａ）に表記）がおよそ０．１ｍｍ〜
０．７ｍｍ、外周部５ｃの厚みＣがおよそ０．３ｍｍ〜
２．０ｍｍ、把持部５ｄの径方向の長さＢがおよそ０．
１ｍｍ〜０．７ｍｍ、把持部５ｄの最外周部端部の厚み
がおよそ０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとなるように、光学素
子５を成形した。ただし、光学素子の各部の寸法はこれ
に限定されるものでなく、任意の大きさに成形すること
ができる。
【００８１】なお、以上の説明では、中間胴型４が、上
型１および下型２の双方と胴型３との間に設けられた構
成を例示したが、中間胴型４は、上型１および下型２の
少なくとも一方と、胴型３との間に設けられていれば良
い。
【００８２】また、中間胴型上部４ａの材質としてSUS3
16を用いた例について説明したが、中間胴型上部４ａの
材質はこれに限定されるものでなく、線膨張係数が光学
素子成形用金型１０の他の部材を構成する材質の線膨張
係数よりも大きいものであれば、同様の効果が得られ
る。
【００８３】また、以上の説明では、光学素子５が凸レ
ンズである例について説明したが、これに限定されるも
のでなく、凹レンズやメニスカスレンズ等、任意の形状
の光学素子の作成に本発明を適用することができる。
【００８４】(実施形態３)本発明の実施形態３について
図面を参照しながら以下に説明する。図５に示すよう
に、実施形態３の光学素子成形用金型２０は、円筒状の
胴型２３の内部に、上型２１と、この上型２１と同軸上
に対向配置される下型２２とを備える。上型２１におい
て下型２２に対向する成形面２１ａが、光学素子５の光
学機能面の一方である光学機能面５ａを成形する。ま
た、下型２２において上型２１に対向する成形面２２ａ
が、光学素子５の光学機能面の他方である光学機能面５
ｂを成形する。また、上型２１および下型２２によっ
て、光学機能面５ａ・５ｂの外側に、外周部５ｃが形成
される。
【００８５】光学素子成形用金型２０は、さらに、上型
２１および下型２２と、胴型２３との間に、中間胴型２
４を備えている。中間胴型２４は、上型２１および下型
２２の各々と同心に配置される、円筒状の中間胴型上部
２４ａおよび中間胴型下部２４ｂから構成されている。
【００８６】胴型２３の内壁には、環状の突起部２３ａ
が設けられており、前記突起部２３ａの下側に、中間胴
型下部２４ｂが配置される。下型２２は、中間胴型下部
２４ｂの内周に嵌め込まれる。また、前記突起部２３ａ
の上側に、中間胴型上部２４ａが配置され、この中間胴
型上部２４ａの内周に、上型１が嵌め込まれる。
【００８７】中間胴型２４の内、少なくとも中間胴型上
部２４ａは、胴型２３との間に微細な空隙を持つように
形成されている。この微細な空隙の大きさは、後述する
ように光学素子素材に加熱下で圧力を加えて成形する際
に、中間胴型上部２４ａが熱膨張によって胴型２３に圧
着固定される程度とする。
【００８８】中間胴型上部２４ａおよび中間胴型下部２
４ｂにおいて互いに対向する面が、光学素子５の外周部
５ｃの外側に、把持部５ｄを成形する。この実施形態で
は、把持部５ｄの厚みが外周になるほど小さくなるよう
に、上記の面に傾斜がつけられている。すなわち、光学
素子５の把持部５ｄは、その先端がテーパ形状に形成さ
れることとなる。
【００８９】本実施形態３の光学素子成形用金型２０の
各部材は、タングステンカーバイト（ＷＣ）を主成分と
する超硬合金により形成される。中間胴型上部２４ａお
よび中間胴型下部２４ｂには、線膨張係数αが5.8×10
-6(100−400℃）のものを用い、他の部材には、線膨張
係数αが4.7×10-6(100−400℃）のものを用いた。成形
面２１ａ・２２ａは、所望の形状に鏡面加工され、白金
（Ｐｔ）系の合金保護膜により被覆されている。光学素
子５の硝種としては、ホウケイ酸バリウム系のガラスで
あるＶＣ７９（ガラス転移点温度Ｔｇ＝516℃、線膨張
係数α=93×10-7(100−300℃）)を用いた。
【００９０】図６は、光学素子成形用金型２０を用いて
光学素子５を製造する光学素子プレス成形装置の概略構
成を示す。この光学素子プレス成形装置は、光学素子素
材供給・金型組立工程Ｐ１、予熱・加圧成形工程Ｐ２、
加圧成形・冷却工程Ｐ３、金型分解・光学素子取出工程
Ｐ４の４つの工程からなり、金型移載装置（図示省略）
により光学素子成形用金型２０が順に移動される、いわ
ゆる型移動方式の装置である。
【００９１】光学素子素材供給・金型組立工程Ｐ１は、
光学素子成形用金型２０を分解するための装置（図示省
略）と、光学素子素材供給装置１７とを含む。予熱・加
圧成形工程Ｐ２は、窒素雰囲気を必要とするため、チャ
ンバー８内に配置され、ヒーター１２をそれぞれ備えた
上ヒーターブロック１６ａおよび下ヒーターブロック１
６ｂと、上ヒーターブロック１６ａを上下駆動させ、所
望の位置で停止できる上下駆動装置１３とを備えてい
る。
【００９２】また、加圧成形・冷却工程Ｐ３も、予熱・
加圧成形工程Ｐ２と同様にチャンバー８内に配置され
る。加圧成形・冷却工程Ｐ３は、ヒーター１２をそれぞ
れ備えた上ヒーターブロック１１ａおよび下ヒーターブ
ロック１１ｂと、上ヒーターブロック１１ａを上下駆動
させ、所望の位置で停止できる上下駆動装置１３とを備
えている。
【００９３】金型分解・光学素子取出工程Ｐ４は、金型
を分解するための装置（図示省略）と、光学素子取出装
置（図示省略）とを有する。なお、この光学素子取出装
置は、光学素子素材供給装置１７と兼用される。
【００９４】ここで、上記の光学素子成形用金型２０と
光学素子プレス成形装置を用いて、光学素子５を成形す
る工程について説明する。まず、光学素子素材供給・金
型組立工程Ｐ１に光学素子成形用金型２０が載置され、
金型分解装置（図示省略）が上型２１を取り除く。そし
て、光学素子素材供給装置１７が、下型２２の成形面２
２ａ上に光学素子素材６を載置する。その後、上型２１
をゆっくりと中間胴型上部２４ａに嵌合させ、上型２１
の成形面２１ａが光学素子素材６に接触したところで、
金型組立が終了する。
【００９５】金型組立が終了した光学素子成形用金型２
０は、予熱・加圧成形工程Ｐ２に移送される。すなわ
ち、チャンバー８の投入側シャッター９が開いた後、金
型移載装置（図示省略）が、チャンバー８内の予熱・加
圧成形工程Ｐ２へ光学素子成形用金型２０を投入する。
その後、投入側シャッター９が閉じられる。
【００９６】次に、上下駆動装置１３が、上ヒーターブ
ロック１６ａをゆっくりと下降させ、低荷重で光学素子
成形用金型２０に接触させる。これにより、光学素子成
形用金型２０内の光学素子素材６が、加圧成形が可能な
温度まで加熱される。
【００９７】光学素子素材６は、加熱軟化された後その
温度を保ち、上下駆動装置１３が上ヒーターブロック１
６ａに高荷重をかけることにより加圧成形される。上型
２１が荷重に伴って下降することにより、上型２１と下
型２２との間の容積が減少し、光学素子素材６は、光学
素子成形用金型２０の外周方向へ徐々に押し出される。
【００９８】ただしこのとき、光学素子素材６が中間胴
型上部２４ａまたは中間胴型下部２４ｂに接しても、中
間胴型上部２４ａおよび中間胴型下部２４ｂは、熱膨張
により胴型２３としまりばめの状態になっているので、
移動することはない。上型２１の下降が止まったところ
で成形は終了するが、その後所定の時間、加圧状態が保
持される。すなわち、本実施形態３では、光学素子５の
中心厚が微妙に変化することにより、光学素子素材６の
重量吸収が生じる。
【００９９】次に、上下駆動装置１３が、上ヒーターブ
ロック１６ａを上昇させ、光学素子成形用金型１０から
離脱させる。そして、金型移載装置（図示省略）が、光
学素子成形用金型２０を、加圧成形・冷却工程Ｐ３へ移
動する。
【０１００】光学素子成形用金型２０が加圧成形・冷却
工程Ｐ３へ移動すると、上下駆動装置１３が、光学素子
成形用金型２０の上に、上ヒーターブロック１１ａを下
降させ、上型２１に荷重を加える。これと共に、成形面
２１ａ・２２ａで成形された光学機能面５ａ・５ｂの形
状が良好に保たれるように、ヒータ１２の温度が下げら
れる。これにより、光学素子成形用金型２０を構成する
各部材および光学素子５は徐々に収縮を始める。
【０１０１】このとき、中間胴型上部２４ａおよび中間
胴型下部２４ｂは、胴型２３よりも線膨張係数が大きい
ため早く収縮する。これにより、胴型２３と、中間胴型
上部２４ａおよび中間胴型下部２４ｂの各々との間隔
は、徐々に、常温時の状態に戻っていく。
【０１０２】その後、上下駆動装置１３が、上ヒーター
ブロック１１ａを上昇させ、光学素子成形用金型１０か
ら離脱させる。そして、金型移載装置（図示省略）が、
チャンバー８の排出シャッター１５が開いた後に、金型
分解・光学素子取出工程Ｐ４へ、光学素子成形用金型２
０を移動させる。
【０１０３】金型分解・光学素子取出工程Ｐ４へ移動さ
れた光学素子成形用金型２０から、金型分解装置（図示
省略）が、上型２１と中間胴型上部２４ａとを取り除
く。そして、光学素子取出装置を兼ねる光学素子取出装
置１７が、光学素子成形用金型２０から光学素子５を取
出す。
【０１０４】このような方法によって製造された光学素
子５は、使用する光学素子素材６の重量によって、図３
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す様な形状を持つ。すなわち、
光学素子素材６の重量が適切であった場合は、図３
（ａ）に示す形状となる。一方、光学素子素材６の重量
が多かった場合は図３（ｃ）、少なかった場合は図３
（ｂ）に示す形状となる。
【０１０５】従って、重量の公差が広くなるため光学素
子素材６のコストが安価で済む。また、光学素子５の外
径を常に一定に作成できるため、芯取り等の工数が不要
である。さらに、光学素子５を鏡筒等に組み付けるとき
に有利な把持部５ｄを、プレス加工のみによって所望の
形状に形成できるという利点がある。ただし、必要に応
じて、外周部５ｃと把持部５ｄとの段差を削る加工等を
施しても良い。
【０１０６】なお、本実施形態では、外周部５ｃの径方
向の長さＡ（図３（ａ）に表記）がおよそ０．１ｍｍ〜
０．７ｍｍ、外周部５ｃの厚みＣがおよそ０．３ｍｍ〜
２．０ｍｍ、把持部５ｄの径方向の長さＢがおよそ０．
１ｍｍ〜０．７ｍｍ、把持部５ｄの最外周部端部の厚み
がおよそ０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとなるように、光学素
子５を成形した。ただし、光学素子の各部の寸法はこれ
に限定されるものでなく、任意の大きさに成形すること
ができる。
【０１０７】なお、以上の説明では、中間胴型２４が、
上型２１および下型２２の双方と胴型２３との間に設け
られた構成を例示したが、中間胴型２４は、上型２１お
よび下型２２の少なくとも一方と、胴型２３との間に設
けられていれば良い。
【０１０８】また、上記では、中間胴型２４の材質とし
てＷＣを用いた例について説明したが、中間胴型２４の
材質はこれに限定されるものでなく、線膨張係数が胴型
２３の線膨張係数よりも大きいものであれば、同様の効
果が得られる。
【０１０９】また、以上の説明では、光学素子５が凸レ
ンズである例について説明したが、これに限定されるも
のでなく、凹レンズやメニスカスレンズ等、任意の形状
の光学素子を作成するために本発明を適用することがで
きる。
【０１１０】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる光学素子
プレス成形用型によれば、成形後に、光学素子の外形を
そろえるための芯取り加工や、光学機能面の外周部での
面取り加工等を必要とせずに、所望の形状の光学素子を
製造できる。
【０１１１】また、中間胴型が胴型の軸方向に移動可能
な構成とすれば、中間胴型が移動することによって形成
される容積に、余分な光学素子素材が吸収される。これ
により、光学素子素材に要求される重量精度が低くてす
み、比較的安価な材料コストで光学素子を製造できる。
【０１１２】さらに、中間胴型の線膨張係数が、上型お
よび下型の線膨張係数よりも大きい構成とすれば、冷却
時に中間胴型の収縮により形成される容積に、余分な光
学素子素材が吸収される。これにより、光学素子素材に
要求される重量精度が低くてすみ、比較的安価な材料コ
ストで光学素子を製造できる。
【０１１３】また、本発明にかかるプレス成形光学素子
の製造方法によれば、成形後に、光学素子の外形をそろ
えるための芯取り加工や、光学機能面の外周部での面取
り加工等を必要とせずに、所望の形状の光学素子を製造
できる。
【０１１４】また、本発明にかかる光学素子プレス成形
装置によれば、成形後に、光学素子の外形をそろえるた
めの芯取り加工や、光学機能面の外周部での面取り加工
等を必要とせずに、所望の形状の光学素子を製造でき
る。
【０１１５】さらに、本発明にかかる光学素子は、後加
工を必要とせずにプレス加工のみで成形されるので、製
造コストを抑えて安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１・２における光学素子成
形用金型の断面図
【図２】 本発明の実施形態１の光学素子プレス成形装
置の概略断面図
【図３】 本発明の各実施形態における光学素子の断面
図
【図４】 本発明の実施形態２の光学素子プレス成形装
置の概略断面図
【図５】 本発明の実施形態３における光学素子成形用
金型の断面図
【図６】 本発明の実施形態３の光学素子プレス成形装
置の概略断面図
【図７】 従来の光学素子成形用金型の断面図
【符号の説明】
１・２１ 上型 １ａ・２１ａ 成形面 ２・２２ 下型 ２ａ・２２ａ 成形面 ３・２３ 胴型 ４・２４ 中間胴型 ４ａ・２４ａ 中間胴型上部 ４ｂ・２４ｂ 中間胴型下部 ５ 光学素子 ５ａ 一方の光学機能面 ５ｂ 他方の光学機能面 ５ｃ 外周部 ５ｄ 把持部 ６ 光学素子素材 ８ チャンバー ９ 投入側シャッター １０ 光学素子成形用金型 １１ａ・１１ｂ ヒーターブロック １６ａ・１６ｂ ヒーターブロック １２ ヒーター １３ 上下駆動装置 １４ 決め押しブロック １５ 排出側シャッター １７ 光学素子素材供給装置 ２０ 光学素子成形用金型 Ｐ１ 光学素子素材供給・金型組立工程 Ｐ２ 予熱・加圧成形工程 Ｐ３ 加圧成形・冷却工程 Ｐ４ 金型分解・光学素子取出工程

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 胴型と、前記胴型に嵌め込まれる上型お
    よび下型とを備えた光学素子プレス成形用型において、 前記上型において前記下型に対向する面が、光学素子の
    光学機能面の一方を成形する形状をなし、前記下型にお
    いて前記上型に対向する面が、光学素子の光学機能面の
    他方を成形する形状をなし、 前記胴型と、前記上型および下型の少なくとも一方との
    間に、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型を備え
    たことを特徴とする光学素子プレス成形用型。
  2. 【請求項２】 前記中間胴型が、前記胴型の軸方向に移
    動可能に設けられた請求項１に記載の光学素子プレス成
    形用型。
  3. 【請求項３】 前記中間胴型の線膨張係数が、前記上型
    および下型の線膨張係数よりも大きい請求項１に記載の
    光学素子プレス成形用型。
  4. 【請求項４】 前記中間胴型が、前記胴型との間に微細
    な空隙を持って配置されると共に、前記中間胴型の線膨
    張係数が、前記胴型の線膨張係数よりも大きい請求項１
    に記載の光学素子プレス成形用型。
  5. 【請求項５】 光学素子の光学機能面を成形する一対の
    上下型と、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型と
    を胴型の内部に備えた光学素子プレス成形用型を用いる
    プレス成形光学素子の製造方法であって、 前記上下型および中間胴型に圧力を加えて光学素子素材
    を仮成形する工程と、 前記中間胴型が移動可能な状態で、前記光学素子素材が
    所定の厚さになるよう上下型に圧力を加える工程とを含
    むことを特徴とするプレス成形光学素子の製造方法。
  6. 【請求項６】 光学素子の光学機能面を成形する一対の
    上下型と、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型と
    を備え、中間胴型の線膨張係数が上下型の線膨張係数よ
    りも大きい光学素子プレス成形用型を用いるプレス成形
    光学素子の製造方法であって、 前記光学素子プレス成形用型を加熱しながら前記上下型
    および中間胴型に圧力を加えて光学素子素材を仮成形す
    る工程と、 前記光学素子プレス成形用型の温度を下げながら、前記
    光学素子素材が所定の厚さになるよう上下型に圧力を加
    える工程とを含むことを特徴とするプレス成形光学素子
    の製造方法。
  7. 【請求項７】 光学素子の光学機能面を成形する一対の
    上下型と、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型と
    を胴型の内部に備え、前記中間胴型の線膨張係数が前記
    胴型の線膨張係数よりも大きい光学素子プレス成形用型
    を用いるプレス成形光学素子の製造方法であって、 前記光学素子プレス成形用型を加熱し、前記中間胴型を
    膨張させて胴型に圧着させた状態で、前記上下型に圧力
    を加えて光学素子素材を成形する工程と、 前記光学素子プレス成形用型を冷却し、前記中間胴型を
    収縮させて胴型から取り外す工程とを含むことを特徴と
    するプレス成形光学素子の製造方法。
  8. 【請求項８】 光学素子の光学機能面を成形する一対の
    上下型と、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型と
    を胴型の内部に備えた光学素子プレス成形用型を用いて
    光学素子を製造する光学素子プレス成形装置であって、 前記上下型および中間胴型に圧力を加えて光学素子素材
    を仮成形する仮成形手段と、 前記中間胴型が移動可能な状態で、前記光学素子素材が
    所定の厚さになるよう前記上下型に圧力を加える本成形
    手段とを備えたことを特徴とする光学素子プレス成形装
    置。
  9. 【請求項９】 前記仮成形手段が、前記上下型および中
    間胴型の両方に接する面を持つ第１の加圧手段を備える
    と共に、 前記本成形手段が、前記上下型および中間胴型のうち上
    下型のみに接する面を持つ第２の加圧手段を備えた請求
    項８に記載の光学素子プレス成形装置。
  10. 【請求項１０】 光学素子の光学機能面を成形する一対
    の上下型と、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型
    とを備え、中間胴型の線膨張係数が上下型の線膨張係数
    よりも大きい光学素子プレス成形用型を用いて光学素子
    を製造する光学素子プレス成形装置であって、 前記光学素子プレス成形用型を加熱しながら前記上下型
    および中間胴型に圧力を加えて光学素子素材を仮成形す
    る手段と、 前記光学素子プレス成形用型の温度を下げながら、前記
    光学素子素材が所定の厚さになるよう上下型に圧力を加
    える手段とを備えたことを特徴とする光学素子プレス成
    形装置。
  11. 【請求項１１】 光学素子の光学機能面を成形する一対
    の上下型と、前記光学素子の把持部を成形する中間胴型
    とを胴型の内部に備え、前記中間胴型の線膨張係数が前
    記胴型の線膨張係数よりも大きい光学素子プレス成形用
    型を用いて光学素子を製造する光学素子プレス成形装置
    であって、 前記光学素子プレス成形用型を加熱し、前記中間胴型を
    膨張させて胴型に圧着させた状態で、前記上下型に圧力
    を加えて光学素子素材を成形する手段と、 前記光学素子プレス成形用型を冷却し、前記中間胴型を
    収縮させて胴型から取り外す手段とを備えたことを特徴
    とする光学素子プレス成形装置。
  12. 【請求項１２】 両面に光学機能面を有するプレス成形
    光学素子において、前記光学機能面の外側に外周部を備
    え、その外面に把持部を備えたことを特徴とするプレス
    成形光学素子。
  13. 【請求項１３】 前記外周部の厚さがほぼ一定である請
    求項１２に記載のプレス成形光学素子。
  14. 【請求項１４】 前記把持部が、テーパ形状である請求
    項１２に記載のプレス成形光学素子。
  15. 【請求項１５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記
    載の光学素子プレス成形用型を用いて成形されたプレス
    成形光学素子。
  16. 【請求項１６】 請求項５ないし７のいずれか一項に記
    載のプレス成形光学素子の製造方法により製造されたプ
    レス成形光学素子。
  17. 【請求項１７】 請求項８ないし１１のいずれか一項に
    記載の光学素子プレス成形装置により製造されたプレス
    成形光学素子。
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