(57)【要約】【課題】ランニングコストや時間を低減することができ、高価な型を破損することがない素子成形用型およびこのような素子成形用型を用いた素子成形品の成形方法を提供する。【解決手段】成形用プリフォームを加圧成形する上下型と、上下型を収容する筒状の胴型と、上下型の少なくとも一方と胴型との間に胴型の軸方向と平行に配置された複数の円柱状の偏心防止ピンとを備え、前記胴型、上下型の熱膨張差を利用することにより上下型の軸ズレを抑制する素子成形用型であって、上下型の少なくとも一方が偏心防止ピンに沿ってガイドされて摺動するように構成されており、偏心防止ピンが上下型と同じ材質、またはプリフォームの押圧成形温度における硬度が上下型よりも低い硬度の材質よりなる素子成形用型とこの素子成形用型を用いた素子成形品の成形方法。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用プリフォームを加圧成形する上下型と、前記上下型を収容する筒状の胴型と、前記上下型の少なくとも一方と前記胴型との間に前記胴型の軸方向と平行に配置された複数の円柱状の偏心防止ピンとを備え、前記胴型、上下型の熱膨張差を利用することにより上下型の軸ズレを抑制する素子成形用型であって、
前記上下型の少なくとも一方が、前記偏心防止ピンに沿ってガイドされて摺動するように構成されており、
前記偏心防止ピンが、前記上下型と同じ材質、またはプリフォームの押圧成形温度における硬度が前記上下型のプリフォームの押圧成形温度における硬度よりも低い硬度の材質よりなることを特徴とする素子成形用型。
【請求項２】
前記胴型の内周面に、前記偏心防止ピンの一部を拘束するガイド溝が、前記胴型の軸方向と平行に断面円弧状に形成されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の素子成形用型。
【請求項３】
前記胴型の外周面を覆うスリーブを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の素子成形用型。
【請求項４】
前記胴型内に収容された前記上下型の中間に、上下型の各成形面に対応した成形面を上下に有する中間型が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の素子成形用型。
【請求項５】
前記の上下型、胴型および偏心防止ピンが、以下の（１）、（２）式を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の素子成形用型。
（２×Ｒ１）α１−｛Ｄ２α２＋２×（Ｄ３α３）｝≦０．０３／Ｔ（ｍｍ／℃）
・・・（１）
０．０３０（ｍｍ）≧（２×Ｒ１α１−（Ｄ２α２＋２×Ｄ３α３））ΔＴ＋２×Ｒ１−（Ｄ２＋２×Ｄ３）≧０．００３（ｍｍ）・・・（２）
但し、Ｒ１：胴型の中心から胴型の内周面上の最も離れた位置までの距離（ｍｍ）
α１：胴型の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｄ２：上下型の外径（ｍｍ）
α２：上下型の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｄ３：偏心防止ピンの外径（ｍｍ）
α３：偏心防止ピンの材質の熱膨張係数（／℃）
Ｔ  ：加圧成形温度（℃）
ΔＴ：加圧成形温度と室温との差（℃）
【請求項６】
前記偏心防止ピンの材質が、ガラス状カーボン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、グラファイト、石英ガラス、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）のいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の素子成形用型。
【請求項７】
前記上下型および中間型の材質が、ガラス状カーボン、窒化ケイ素、炭化ケイ素のいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の素子成形用型。
【請求項８】
前記胴型の材質が、石英ガラス、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ガラス状カーボン、窒化アルミニウムのいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の素子成形用型。
【請求項９】
前記スリーブの材質が、グラファイト、ガラス状カーボン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウムのいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項３ないし請求項８のいずれか１項に記載の素子成形用型。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の素子成形用型を用いて、前記プリフォームをプレス成形することを特徴とする素子成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子成形用型および前記素子成形用型を用いた素子成形品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る素子成形用型の用途として、以下、光学素子の成形を例に挙げて説明する。光学素子の成形方法として、光学素子成形用型（以下、単に「成形用型」ともいう）を用いたプレス成形が一般に行われている。かかる成形用型は、例えば、素子成形面を有する上下型および前記上下型の水平方向の動きを規制する筒状の胴型を備えており、胴型により上下型の中心軸を同一直線上に保持しながら成形用プリフォーム（ガラス、樹脂、セラミックス）のプレス成形を行うことにより光学素子を得るようになっている。しかし、近年、光学機器の高性能化や小型化に伴い、光学素子にはより高い精度が要求され、上下型の中心軸を同一直線上に精度よく保持して、軸ズレがない光学素子を成形することが求められている。
【０００３】
このような要請に応えるために、例えば特許文献１には、上下型および胴型の熱膨張差を利用することにより上下型の軸合わせを行うことが示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示された手段は、単に上下型と胴型の材質の熱膨張係数の差を利用して前記上下型の軸合わせを行うものであり、初期段階では軸ズレのない光学素子が得られるものの、上型の軸ズレを胴型の内面より規制する成形用型の構造上、成形回数の増加に従い、胴型の内面または上型の外面が摺動摩擦によって徐々に摩耗、変形して、上下型の軸ズレを生じ、光学素子成形品の軸精度を悪化させる。そして、軸精度の悪化状況によっては、上下型や胴型を再作製する必要が生じ、コストと時間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、摩耗が生じなかった場合でも胴型が外側に変形する可能性があった。胴型の変形も光学素子成形品の軸精度を悪化させるため、状況によっては、胴型を再作製、または変形量に応じて一回り大きな上下型を再作製する必要が生じ、この面からもコストと時間がかかるという問題があった。
【０００６】
上記した胴型や上下型の摩耗、変形を防止する手段として、特許文献２には、上下型および胴型の間隙において、球体状の偏心防止部材を上下型の外面または胴型の内面に固定することにより摺動抵抗を低減させて、上下型の中心軸を同一直線上に保持することが示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に示された手段では、偏心防止部材が胴型または上下型に固定されているため、偏心防止部材が摩耗等で損傷した場合には、胴型または上下型も含めて交換しなければならず、この面からコストと時間がかかるという問題があった。また、完全な球体状の偏心防止部材を作製するには、多大なコストがかかるという問題もあった。
【０００８】
以上、光学素子の成形における問題点を述べたが、これらの問題は光学素子のみならず、素子全般についても言えることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２５２３３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１１４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記の各問題に鑑み、軸ズレが精度よく抑制された素子成形品を得ることができる素子成形用型として、胴型や上下型、または偏心防止部材の交換等において発生するランニングコストや時間を低減することができる素子成形用型を提供することを目的とする。また、この素子成形用型を用いて、軸ズレが精度よく抑制された素子成形品の成形方法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】
【００１１】
本発明者は、以下の手段により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
成形用プリフォームを加圧成形する上下型と、前記上下型を収容する筒状の胴型と、前記上下型の少なくとも一方と前記胴型との間に前記胴型の軸方向と平行に配置された複数の円柱状の偏心防止ピンとを備え、前記胴型、上下型の熱膨張差を利用することにより上下型の軸ズレを抑制する素子成形用型であって、
前記上下型の少なくとも一方が、前記偏心防止ピンに沿ってガイドされて摺動するように構成されており、
前記偏心防止ピンが、前記上下型と同じ材質、またはプリフォームの押圧成形温度における硬度が前記上下型のプリフォームの押圧成形温度における硬度よりも低い硬度の材質よりなることを特徴とする素子成形用型である。
【００１３】
本請求項の発明においては、複数の円柱状の偏心防止ピンが胴型の軸方向と平行に配置されているため、上下型が前記偏心防止ピンに沿ってガイドされ摺動する際、偏心防止ピンと線接触して上下に円滑に摺動し、上下型の軸ズレを抑制することができる。そして、上下型が偏心防止ピンに沿ってガイドされ摺動する際、偏心防止ピンの硬度が上下型の硬度を上回らないため、成形を繰り返しても摺動により生じる摩耗は偏心防止ピンのみに生じ、上下型が摩耗されることがない。そして、偏心防止ピンは、胴型や上下型に固定されていないため、摺動部分が摩耗した場合、偏心防止ピンを交換するだけで済み、ランニングコストや時間を低減することができる。
【００１４】
さらに、内径が広がる等して胴型が変形した場合であっても、径の異なる偏心防止ピンを予め準備しておいて、変形に応じて交換することにより、上下型の軸ズレを効率的に抑制することができるため、変形の都度、高価な胴型を再作製する必要がなく、ランニングコストを低減することができる。
【００１５】
また、円柱状の偏心防止ピンは、製造費用が安価なセンタレス加工等により容易に大量生産して準備することができるため、この面からもランニングコストを低減することができる。これに比べ、上下型の成形面は主に非球面や回折面形状を有しており、非球面や回折面を加工するためには、超精密加工が必要であり非常にコストと時間がかかる。また、胴型の内面は精密ホーニング加工および必要に応じて研磨加工が必要であり、同様に非常にコストと時間がかかる。このため、これら上下型や胴型を再作製することはコストの面、時間の面から非常に効率が悪い。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、
前記胴型の内周面に、前記偏心防止ピンの一部を拘束するガイド溝が、前記胴型の軸方向と平行に断面円弧状に形成されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の素子成形用型である。
【００１７】
本請求項においては、胴型の内周面に、胴型の軸方向と平行に断面円弧状のガイド溝が形成されているため、円柱状の偏心防止ピンをガイド溝に沿って配置するだけで、偏心防止ピンが傾きを生じることなく、確実かつ速やかに胴型の軸方向と平行に固定することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、
前記胴型の外周面を覆うスリーブを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の素子成形用型である。
【００１９】
胴型の外周面にスリーブを設けることにより、素子成形用型の均熱化を促進することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、
前記胴型内に収容された前記上下型の中間に、上下型の各成形面に対応した成形面を上下に有する中間型が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の素子成形用型である。
【００２１】
上下型の中間に、上下型の各成形面に対応した成形面を上下に有する中間型を配置することにより、素子の多数個取りができ、生産性を向上させることが可能な素子成形用型を提供することができる。なお、配置される中間型の数は、特に限定されない。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、
前記の上下型、胴型および偏心防止ピンが、以下の（１）、（２）式を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の素子成形用型である。
（２×Ｒ１）α１−｛Ｄ２α２＋２×（Ｄ３α３）｝≦０．０３／Ｔ（ｍｍ／℃）
・・・（１）
０．０３０（ｍｍ）≧（２×Ｒ１α１−（Ｄ２α２＋２×Ｄ３α３））ΔＴ＋２×Ｒ１−（Ｄ２＋２×Ｄ３）≧０．００３（ｍｍ）・・・（２）
但し、Ｒ１：胴型の中心から胴型の内周面上の最も離れた位置までの距離（ｍｍ）
α１：胴型の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｄ２：上下型の外径（ｍｍ）
α２：上下型の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｄ３：偏心防止ピンの外径（ｍｍ）
α３：偏心防止ピンの材質の熱膨張係数（／℃）
Ｔ  ：加圧成形温度（℃）
ΔＴ：加圧成形温度と室温との差（℃）
【００２３】
本請求項の発明においては、構成部材の材質選定における自由度が大きくなる。即ち、特許文献２においては、上下型と胴型の材質に比べて偏心防止ピンの材質の熱膨張係数を最も大きくすることが記載されている。しかし、本発明者の検討によれば、成形されたレンズ等素子の軸ズレを抑制するためには、必ずしも偏心防止ピンの材質の熱膨張係数を最も大きくすることは必要ではなく、胴型の内径の成形温度まで昇温する際に膨張する膨張量と、上下型と偏心防止ピンとを一体とみなした場合の膨張量との差が、３０μｍ以下となるようにすれば充分であることが分かった。
【００２４】
（１）式は、以上の点を具体的に規定するものである。即ち、本請求項の発明に係る素子成形用型は、胴型の内径の膨張量（２×Ｒ１）α１と、上下型の膨張量（Ｄ２α２）および上下型の両側に配置された偏心防止ピンの膨張量（２×Ｄ３α３）の和との差が、３０μｍ以下となるように構成されている。
【００２５】
このように構成すれば、特許文献２に記載された条件を満足していなくても、例えば、偏心防止ピン、胴型、上下型の順に熱膨張係数を大きくしても、適宜設計を工夫することにより軸ズレを抑制することが可能である。また、上下型と偏心防止ピンの熱膨張係数が同じで、胴型の熱膨張係数よりも大きくしてもよく、さらに、上下型、偏心防止ピン、胴型の順に熱膨張係数を大きくしても軸ズレの抑制を図ることが可能である。
【００２６】
このように、（１）式を満足する範囲であれば、胴型、上下型、偏心防止ピンのサイズおよび各部材を構成する材質の熱膨張係数に基づいて、素子成形用型の構成を適宜規定することが可能であるため、構成部材の材質選定における自由度を高くすることができる。
【００２７】
また、本発明においては、高い軸ズレの精度が求められる素子を対象としているため、本請求項においては、さらに、成形温度におけるクリアランス、即ち偏心量を（２）式のように規定している。そして、この偏心量について、上限値を０．０３０ｍｍとし、また加工精度誤差（真円度）や成形時の温度分布誤差（温度むら）等の影響を受けて、上下型や偏心防止ピンが胴型に噛み込むことを防止する等の観点より下限値を０．００３ｍｍとしている。
【００２８】
請求項６〜９は、胴型、上下型および中間型、偏心防止ピンおよびスリーブの材質につき、物性、コスト、入手の容易さ等の面より具体的に規定したものである。
【００２９】
即ち、請求項６に記載の発明は、
前記偏心防止ピンの材質が、ガラス状カーボン、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、グラファイト、石英ガラス、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）のいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の素子成形用型である。
【００３０】
そして、請求項７に記載の発明は、
前記上下型および中間型の材質が、ガラス状カーボン、窒化ケイ素、炭化ケイ素のいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の素子成形用型である。
【００３１】
また、請求項８に記載の発明は、
前記胴型の材質が、石英ガラス、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ガラス状カーボン、窒化アルミニウムのいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の素子成形用型である。
【００３２】
さらに、請求項９に記載の発明は、
前記スリーブの材質が、グラファイト、ガラス状カーボン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウムのいずれかを主成分としていることを特徴とする請求項３ないし請求項８のいずれか１項に記載の素子成形用型である。
【００３３】
請求項１０に記載の発明は、
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の素子成形用型を用いて、前記プリフォームをプレス成形することを特徴とする素子成形品の成形方法である。
【００３４】
本請求項の発明においては、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の素子成形用型を用いているため、軸ズレが精度よく抑制されて、安定した性能の素子成形品を生産性高く提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明により、軸ズレが精度よく抑制された素子成形品を得ることができる素子成形用型として、胴型や上下型、または偏心防止部材の交換等において発生するランニングコストや時間を低減することができる素子成形用型を提供することができる。また、このような素子成形用型を用いることにより、軸ズレが精度よく抑制された素子成形品の成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る素子成形用型を構成する各部材を分解して模式的に示した斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る素子成形用型の軸方向断面を模式的に示した図である。
【図３】（ａ）は図２に示した素子成形用型のＸ−Ｘ面における模式的断面図であり、（ｂ）は胴型の模式的側面図である
【図４】本発明の他の実施の形態に係る素子成形用型の軸方向断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態につき、図１〜図３を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００３８】
図１は、本実施の形態に係る素子成形用型を構成する各部材を分解して模式的に示した斜視図である。そして、図２は、本実施の形態に係る素子成形用型の軸方向断面を模式的に示した図である。また、図３において、（ａ）は図２に示した素子成形用型のＸ−Ｙ面における模式的断面図であり、（ｂ）は模式的側面図である。なお、各図においては、本発明の理解を容易にするため、各部材の寸法を適宜変更して記載している。
【００３９】
各図において、１は筒状の胴型、２は偏心防止ピン、３、４は上下型である。そして、５は胴型１の内周面に設けられたガイド溝である。そして、３ａ、４ａは上下型３、４の加圧面に設けられた成形面である。そして、１０は成形用プリフォームである。なお、図２には、側面側に設けられたヒーター２１ａ、２２ａと共に、上下型３、４を加圧するプレスの加圧軸２１、２２も記載している。
【００４０】
１．素子成形用型の構成
最初に、本実施の形態に係る素子成形用型の構成につき説明する。図１に示すように、筒状の胴型１の内周面には、偏心防止ピン２を配置するためのガイド溝５が、胴型１の軸方向と平行に等間隔に設けられ、複数本の偏心防止ピン２がガイド溝５に等間隔に配置されている。なお、図１では、一例として、ガイド溝５を２０度毎に１８本設け、偏心防止ピン２を６本配置している。
【００４１】
なお、偏心防止ピン２は、上下型と同じ材質、またはプリフォームの押圧成形温度における硬度が上下型よりも低い硬度の材質よりなっている。そして、胴型１の外周を図示しないスリーブにより覆うことにより、胴型１の均熱化が促進される。
【００４２】
偏心防止ピン２が配置された胴型１には、図２に示すように、上下型３、４が偏心防止ピン２の外周面に線接触した状態で収容されている。そして、上下型３、４は、中心軸が同一直線上に保持されるように偏心防止ピン２に沿って摺動して上下に移動可能となっている。
【００４３】
上記したように、偏心防止ピン２は、上下型と同じ材質、またはプリフォームの押圧成形温度における硬度が上下型よりも低い硬度の材質よりなっているため、上下型３、４が偏心防止ピン２に沿って摺動して上下に移動するに際して上下型が摩耗されず、摺動部分が摩耗した場合でも、偏心防止ピンを交換するだけで済む。
【００４４】
また、この素子成形用型は、以下の（１）式および（２）式を満足する条件に従って作製されている。
（２×Ｒ１）α１−｛Ｄ２α２＋２×（Ｄ３α３）｝≦０．０３／Ｔ（ｍｍ／℃）
・・・（１）
０．０３０（ｍｍ）≧（２×Ｒ１α１−（Ｄ２α２＋２×Ｄ３α３））ΔＴ＋２×Ｒ１−（Ｄ２＋２×Ｄ３）≧０．００３（ｍｍ）・・・（２）
但し、Ｒ１：胴型１の中心から胴型の内周面上の最も離れた位置までの距離（ｍｍ）（以下、「最広半径」ともいう）
α１：胴型１の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｄ２：上下型３、４の外径（ｍｍ）
α２：上下型３、４の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｄ３：偏心防止ピン２の外径（ｍｍ）
α３：偏心防止ピン２の材質の熱膨張係数（／℃）
Ｔ  ：加圧成形温度（℃）
ΔＴ：加圧成形温度と室温との差（℃）
【００４５】
図３は上記（１）式における胴型１、偏心防止ピン２、上下型３、４の関係を示している。なお、図３においては、クリアランスがない状態を示したが、実際には、２×Ｒ１−（Ｄ２＋２×Ｄ３）が加圧成形前におけるクリアランスとなる。
【００４６】
このように、胴型１の最広内径（２×Ｒ１）、上下型３、４の外径Ｄ２および偏心防止ピン２の外径Ｄ３と各部材の材質の熱膨張係数α１、α２、α３とで素子成形用型を規定することにより、胴型１の内径の成形温度まで昇温する際に膨張する膨張量と、上下型３、４と偏心防止ピン２とを一体とみなした場合の膨張量との差が、３０μｍ以下となるようにしているため、また、成形温度におけるクリアランス、即ち偏心量を０．００３〜０．０３０ｍｍに抑制しているため、構成部材の材質選定における自由度を高くして、熱膨張に伴う各部材間の隙間の発生を防止できる。また、偏心防止ピン２の熱膨張により、上下型３、４の軸ズレを防止でき、しかも、線接触により上型３が移動する際の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００４７】
２．本実施の形態に係る素子成形用型を用いた素子成形品の成形方法
次に、本実施の形態に係る素子成形用型を用いた素子成形品の成形方法につき、図２に基づいて説明する。
【００４８】
まず、室温において、上下型３、４の成形面３ａ、４ａの間に成形用プリフォーム１０を配置し、その後、上下型３、４を偏心防止ピン２に沿って胴型１内にセットする。次に、側面側から、ヒーター２１ａ、２２ａを介して上下型３、４、胴型１、偏心防止ピン２、成形用プリフォーム１０、加圧軸２１、２２を所定の温度にまで上昇させ、上下型３、４を偏心防止ピン２に沿って移動させてプリフォーム１０をプレス成形する。その後、加圧を解除し、温度を降下させて上型３を胴型１から引き抜いて素子成形品を取り出す。
【００４９】
（実施例）
以下に、実施例を挙げ、本実施の形態を具体的に説明する。なお、以下の各実施例において示すビッカース硬度（Ｈｖ）は、成形温度（１０００℃）における硬度である。
（実施例１）
本実施例は、胴型１の材質として石英ガラス（溶融石英ガラスが望ましく、電気溶融石英［無水石英］ガラスがより望ましい）（α１＝０．５×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質としてガラス状カーボン（α２＝３．５×１０−６／℃、ビッカース硬度Ｈｖ＝５００）を、偏心防止ピン２の材質としてガラス状カーボン（α３＝３．５×１０−６／℃、Ｈｖ硬度＝５００）を用いた例である。
【００５０】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１５．０５ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は２５．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は２．５ｍｍの成形型である。
【００５１】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した（室温：２０℃）。なお、成形にあたっては、成形回数を１００回毎に、５μｍずつ径の大きな偏心防止ピン２に順次交換した。その結果、胴型１の内径は最終的に３０μｍ広がったが、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．０１２ｍｍである。
【００５２】
（実施例２）
本実施例は、胴型１の材質として窒化ケイ素（α１＝３．２×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質として炭化ケイ素（α２＝４．４×１０−６／℃、Ｈｖ＝１２５０）を、偏心防止ピン２の材質として窒化ケイ素（α３＝３．２×１０−６／℃、Ｈｖ＝１２００）を用いた例である。
【００５３】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１５．０２５ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は２５．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は２．５ｍｍの成形型である。
【００５４】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した。その結果、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．０２１ｍｍである。
【００５５】
（実施例３）
本実施例は、胴型１の材質として窒化ケイ素（α１＝３．２×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質としてガラス状カーボン（α２＝３．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝５００）を、偏心防止ピン２の材質として石英ガラス（α３＝０．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝２００）を用いた例である。
【００５６】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１５．０２０ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は２５．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は２．５１０ｍｍの成形型である。
【００５７】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した。なお、成形にあたっては、成形回数を２００回毎に、新しい偏心防止ピン２に順次交換した。その結果、ガラス状カーボン製の上下型３、４との摩擦により偏心防止ピン２の外径が小さくなり、素子（レンズ）の偏心精度が悪化することを未然に防止することができ、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．０２６ｍｍである。
【００５８】
（実施例４）
本実施例は、胴型１の材質として炭化ケイ素（α１＝４．４×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質としてガラス状カーボン（α２＝３．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝５００）を、偏心防止ピン２の材質として六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）（α３＝３０×１０−６／℃、Ｈｖ＜３００）を用いた例である。
【００５９】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１０．０６ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は１６．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は２．０１５ｍｍの成形型である。
【００６０】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した。なお、成形にあたっては、成形回数を１００回毎に、新しい偏心防止ピン２に順次交換した。その結果、ガラス状カーボン製の上下型３、４との摩擦により偏心防止ピン２の外径が小さくなり、素子（レンズ）の偏心精度が悪化することを未然に防止することができ、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．００３ｍｍである。
【００６１】
（実施例５）
本実施例は、胴型１の材質として石英ガラス（α１＝０．５×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質としてガラス状カーボン（α２＝３．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝５００）を、偏心防止ピン２の材質として石英ガラス（α３＝０．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝２００）を用いた例である。
【００６２】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１０．０３ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は１６．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は２．０ｍｍの成形型である。
【００６３】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した。なお、成形にあたっては、成形回数を２００回毎に、５μｍずつ径の大きな偏心防止ピン２に順次交換した。その結果、石英ガラス製の胴型１の内径は最終的に３０μｍ広がったが、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．０１３ｍｍである。
【００６４】
（実施例６）
本実施例は、胴型１の材質として窒化アルミニウム（α１＝５．３×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質として窒化ケイ素（α２＝３．２×１０−６／℃、Ｈｖ＝１２００）を、偏心防止ピン２の材質として酸化ジルコニウム（ジルコニア）（α３＝１０．５×１０−６／℃、Ｈｖ＜３００）を用いた例である。
【００６５】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１０．０ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は１６．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は１．９９５ｍｍの成形型である。
【００６６】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した。なお、成形にあたっては、成形回数を２５０回毎に、新しい偏心防止ピン２に順次交換した。その結果、窒化ケイ素製の上下型３、４との摩擦により偏心防止ピン２の外径が小さくなり、素子（レンズ）の偏心精度が悪化することを未然に防止することができ、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．０２３ｍｍである。
【００６７】
（実施例７）
本実施例は、胴型１の材質としてガラス状カーボン（α１＝３．５×１０−６／℃）を、上下型３、４の材質としてガラス状カーボン（α２＝３．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝５００）を、偏心防止ピン２の材質としてグラファイト（α３＝５．５×１０−６／℃、Ｈｖ＝７０）を用いた例である。
【００６８】
本実施例における成形型は、胴型１の最広半径Ｒ１は１０．０１０ｍｍであり、上下型３、４の外径Ｄ２は１６．０ｍｍであり、偏心防止ピン２の外径Ｄ３は２．０ｍｍの成形型である。
【００６９】
上記の成形型を用いて硫化亜鉛プリフォームを１０００℃で５００個成形した。なお、成形にあたっては、成形回数を１０回毎に、新しい偏心防止ピン２に順次交換した。その結果、ガラス状カーボン製の上下型３、４との摩擦により偏心防止ピン２の外径が小さくなり、素子（レンズ）の偏心精度が悪化することを未然に防止することができ、成形された硫化亜鉛素子の偏心は全て３０μｍ以下に抑えることができた。なお、本実施例での成形温度におけるクリアランス、即ち計算上の偏心量は０．０１２ｍｍである。
【００７０】
以上の実施例１〜７のいずれの実施例においても、上下型の硬度を上回らない硬度の偏心防止ピンを用いたため、成型にあたっては偏心防止ピンのみに摩耗が生じ、上下型には摩耗が見られなかった。その結果、費用のかかる胴型や上下型を再作成する必要がなく、非常に安価に作製可能な偏心防止ピンを交換するだけでよいため、ランニングコストを大幅に低減することができた。
【００７１】
また、実施例１〜７のいずれの実施例においても、偏心量を３０μｍ以下と充分小さく抑制することができ、軸ズレがない素子を得ることができた。
【００７２】
３．他の実施の形態
上記の実施の形態では一対の上下型だけを用いているが、上下型３、４の間に中間型を配置することもできる。図４にこの一例を示す。図４においては、上下型３、４の間に、上下型３、４に設けられた成形面に対応した成形面を上下に有する中間型１１が配置されている。このような中間型１１が配置された素子成形用型を用いることにより、素子の多数個取りが可能となり、生産性がより向上する。なお、具体的な成形方法は、上記と同様であるため、説明は省略する。
【符号の説明】
【００７３】
１                    胴型
２                    偏心防止ピン
３                    上型
３ａ、４ａ            成形面
４                    下型
５                    ガイド溝
１０                  成形用プリフォーム
１１                  中間型
２１、２２            加圧軸
２１ａ、２２ａ        ヒーター
【図１】
2010195652.tif 000003
【図２】
2010195652.tif 000004
【図３】
2010195652.tif 000005
【図４】
2010195652.tif 000006