(57)【要約】【課題】  上下一対の成形型に挟み込むプリフォームを成形型内にセンタリング可能にした光学素子の成形技術を提供する。【解決手段】  上型と下型の一対からなる成形型２の間にプリフォーム１を挟み込んで成形型２を加熱プレスすることにより成形型２から光学成形面を転写して光学素子を成形する光学素子の成形方法において、保持手段により成形型２のプレス方向と交差する複数の方向からプリフォーム１を成形型２内にセンタリングし、成形型２内にセンタリングされたプリフォーム１を加熱プレスすることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型の一対からなる成形型の間にプリフォームを挟み込んで前記成形型を加熱プレスすることにより該成形型から光学成形面を転写して光学素子を成形する光学素子の成形方法において、
保持手段により前記成形型のプレス方向と交差する複数の方向から前記プリフォームを前記成形型内にセンタリングし、該成形型内にセンタリングされたプリフォームを加熱プレスすることを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子の成形方法であって、前記成形型内にセンタリングされたプリフォームの加熱プレスが開始した後、前記保持手段を、前記プリフォームをセンタリングする位置からセンタリングしない位置へと移動させることを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学素子の成形方法であって、成形型を加熱プレスするための加熱ステージの前段に、複数個の成形型を収容可能であって該複数個の成形型のそれぞれに対して同時に前記保持手段によるセンタリングを行うことの可能なバッファステージを設けておき、該バッファステージにてプリフォームのセンタリングを行った状態で該プリフォームに予備的な加熱プレスを施した後、前記センタリングを解除してから前記加熱ステージにて最終的な加熱プレスを施すことを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項４】
上型と下型の一対からなる成形型の間にプレス成形用プリフォームを挟み込んで前記成形型を加熱プレスすることにより該成形型から光学成形面を転写して光学素子を成形する光学素子の成形装置において、
保持手段により前記成形型のプレス方向と交差する複数の方向から前記プリフォームを前記成形型内の中心に固定するセンタリング手段と、
前記成形型内にセンタリングされたプリフォームの加熱プレスが開始した後、前記保持手段を、前記プリフォームをセンタリングする位置からセンタリングしない位置へと移動させるセンタリング解除手段と、
を備えたことを特徴とする光学素子の成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学素子の成形装置であって、成形型を加熱プレスするための加熱ステージの前段に、複数個の成形型を収容可能なバッファステージを備え、
該バッファステージにおける各成形型の収容位置毎に前記センタリング手段及び前記センタリング解除手段を設け、
前記複数個の成形型に対して同時に前記センタリング手段によるセンタリングを行うことが可能であり、
該バッファステージにて前記センタリング手段によりプリフォームのセンタリングを行った状態で該プリフォームに予備的な加熱プレスを施した後、前記センタリング解除手段によりセンタリングを解除してから前記加熱ステージにて最終的な加熱プレスを施すようにしたことを特徴とする光学素子の成形装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学素子の成形装置であって、前記バッファステージには、前記加熱ステージに前記成形型を送る方向と略同一方向にプリフォームを挟み込んだ成形型が送りこまれ、前記加熱ステージに成形型を送る方向と略直交方向に渡って複数個の成形型を前記バッファステージに収容することを特徴とする光学素子の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下一対の成形型に挟み込むプリフォームを成形型内にセンタリング可能な光学素子の成形技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上型と下型の一対からなる成形型の間にプレス成形用プリフォームを挟み込んで成形型を加熱プレスすることにより成形型から光学成形面を転写して光学素子を成形する場合、プリフォームを成形型の中心に載置して、留めておくセンタリング技術は高精度な光学素子を成形する上で重要な要素である。
【０００３】
しかし、プリフォームを厳密に型の中心に載置する手法は用いられておらず、成形型と胴型の内部にプリフォームを入れるのみでプレスする手法が一般に用いられている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特公平７−６４５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学素子を成形しようにも、センタリングが出来なくては、成形の適用範囲が限定されてしまい、高精度な光学素子を成形することができない。また、比較的センタリングが容易な両凸形状の光学素子を成形する際にも十分なセンタリングがなされておらず、非対称性の光学素子が成形されてしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明の課題は、上述した従来の実情に鑑み、上下一対の成形型に挟み込むプリフォームを成形型内にセンタリング可能にした光学素子の成形技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の光学素子の成形方法は、上型と下型の一対からなる成形型の間にプリフォームを挟み込んで上記成形型を加熱プレスすることにより上記成形型から光学成形面を転写して光学素子を成形する光学素子の成形方法において、保持手段により上記成形型のプレス方向と交差する複数の方向から上記プリフォームを上記成形型内にセンタリングし、上記成形型内にセンタリングされたプリフォームを加熱プレスすることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の光学素子の成形方法は、上記第１の光学素子の成形方法であって、上記成形型内にセンタリングされたプリフォームの加熱プレスが開始した後、上記保持手段を、上記プリフォームをセンタリングする位置からセンタリングしない位置へと移動させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の光学素子の成形方法は、上記第１又は第２の光学素子の成形方法であって、成形型を加熱プレスするための加熱ステージの前段に、複数個の成形型を収容可能であって上記複数個の成形型のそれぞれに対して同時に上記保持手段によるセンタリングを行うことの可能なバッファステージを設けておき、上記バッファステージにてプリフォームのセンタリングを行った状態で上記プリフォームに予備的な加熱プレスを施した後、上記センタリングを解除してから上記加熱ステージにて最終的な加熱プレスを施すことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の光学素子の成形装置は、上型と下型の一対からなる成形型の間にプレス成形用プリフォームを挟み込んで上記成形型を加熱プレスすることにより上記成形型から光学成形面を転写して光学素子を成形する光学素子の成形装置において、保持手段により上記成形型のプレス方向と交差する複数の方向から上記プリフォームを上記成形型内の中心に固定するセンタリング手段と、上記成形型内にセンタリングされたプリフォームの加熱プレスが開始した後、上記保持手段を、上記プリフォームをセンタリングする位置からセンタリングしない位置へと移動させるセンタリング解除手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の光学素子の成形装置は、上記第１の光学素子の成形装置であって、成形型を加熱プレスするための加熱ステージの前段に、複数個の成形型を収容可能なバッファステージを備え、上記バッファステージにおける各成形型の収容位置毎に上記センタリング手段及び上記センタリング解除手段を設け、上記複数個の成形型に対して同時に上記センタリング手段によるセンタリングを行うことが可能であり、上記バッファステージにて上記センタリング手段によりプリフォームのセンタリングを行った状態で上記プリフォームに予備的な加熱プレスを施した後、上記センタリング解除手段によりセンタリングを解除してから上記加熱ステージにて最終的な加熱プレスを施すようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の光学素子の成形装置は、上記第２の光学素子の成形装置であって、上記バッファステージには、上記加熱ステージに上記成形型を送る方向と略同一方向にプリフォームを挟み込んだ成形型が送りこまれ、上記加熱ステージに成形型を送る方向と略直交方向に渡って複数個の成形型を上記バッファステージに収容することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、保持手段により成形型のプレス方向と交差する複数の方向からプリフォームを成形型内にセンタリングし、成形型内にセンタリングされたプリフォームを加熱プレスすることにより、高精度な光学素子の成形が可能である。
【００１３】
また、保持手段により複数の方向からプリフォームをセンタリングするため、光学素子の目的の形状が凹型形状や凸型形状であっても制限なくセンタリング可能である。
なお、成形型を加熱プレスするための加熱ステージの前段に、複数個の成形型を収容可能であって複数個の成形型のそれぞれに対して同時に保持手段によるセンタリングを行うことの可能なバッファステージを設けてもよく、その場合、効率良く光学素子の成形を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）乃至（ｃ）は、実施の形態における成形装置の固定具を説明する透視図である。本実施の形態における成形装置は、少なくとも成形型を加熱プレスするための加熱ステージを備え、固定具は例えば、加熱ステージの前段に複数個の成形型を収容可能なバッファステージに設けられる。同図（ａ）は、成形型内のプリフォームを示す透視図である。プリフォーム１は、例えば両凹形状の光学素子を成形するための成形型２と筒状の胴型３との間に入れられる。なお、プリフォーム１、成形型２、及び胴型３をまとめて成形ブロック２０と称する。同図（ｂ）及び（ｃ）は、成形型内のプリフォームをセンタリングする固定具を説明する透視図である。固定具４は、胴型３に設けられた例えば３つの穴３ａを通ってプリフォーム１を成形型２内の中心に固定可能な保持手段としてのチャックアーム４ａと、このチャックアーム４ａを矢印Ａ方向に開閉させる駆動装置（本実施の形態では、エアシリンダーを使用）４ｃと、を備えている。このエアシリンダー４ｃは、センタリング手段とセンタリング解除手段を構成している。また、エアシリンダー４ｃの制御と、固定具４全体を矢印Ｂ方向に移動させる後述するシリンダー４ｂの制御は、不図示の制御部によって、それぞれ行うようになっている。ここで、チャックアーム４ａ及び固定具４の移動距離は、精度良くセンタリングを行うため、所望の光学素子ごとにあらかじめ設定されるものとする。
【００１５】
なお、固定具４は、上述したようなチャックアーム４ａが胴型３の穴３ａを通ってプリフォーム１を成形型２内の中心に固定する構成でなくとも、成形型２のプレス方向（矢印Ｂ方向に相当する）と交差する複数の方向（例えば、矢印Ａ方向）からプリフォーム１を成形型２内にセンタリング可能な構成であればよく、この形状に限定されない。
【００１６】
図２（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態における成形装置のバッファステージの正面図である。図２（ａ）は、成形型内にプリフォームをセンタリングしている状態を示す正面図であり、図２（ｂ）は、センタリングしていない状態を示す正面図である。バッファステージ５の下部には成形型２を加熱するためのヒーター５ａが取り付けられている。このバッファステージ５に収容される成形型２内のプリフォームをセンタリングするための固定具４は、チャックアーム４ａと、このチャックアーム４ａを矢印Ａ方向に移動させるエアシリンダー４ｃと、固定具４全体を矢印Ｂ方向に移動させるためのシリンダー４ｂとからなる。成形型２は、型送り具６により供給位置７からバッファステージ５に、シャッター５ｂを通って移動される。
【００１７】
なお、固定具４は、図１の説明でも述べたように形状は限定されない。型送り具６も、バッファステージ５に成形型２を供給できればよく、形状は限定されない。また、バッファステージ５において、センタリングのみを目的とし、加熱及びプレスをしない場合は、ヒーター５ａを必要としない。
【００１８】
図３は、実施の形態における成形装置のバッファステージを示す断面図である。バッファステージ５は、矢印Ｄ方向に渡って、成形型２（この成形型２は、他にプリフォーム１と胴型３とを含んだ成形ブロックであるが、以下単に成形型と称する）の３箇所の収容位置であるバッファステージ位置５ｃ、５ｄ、及び５ｅを備える。プリフォームを挟み込んだ成形型２を供給位置７からバッファステージ５に供給するための型送り具６は、把持部６ａとシリンダー６ｂからなり、シリンダー６ｂにより矢印Ｃ方向に移動可能となっている。また、成形型２をバッファステージ５から加熱ステージ９へ供給するための型送り具８は、把持部８ａとシリンダー８ｂからなり、シリンダー８ｂにより矢印Ｃ方向に移動可能となっている。その際、バッファステージ５上の目的の成形型２を加熱ステージ９に送るため、バッファステージ送り具１０を備える。バッファステージ送り具１０は、シリンダー１０ａを備え、シリンダー１０ａによりバッファステージ５を矢印Ｄ方向に移動可能となっている。上記のシリンダー６ｂ、８ｂ及び１０ａは、それぞれ不図示の制御部により所定のタイミングで適宜制御される。
【００１９】
なお、バッファステージ５は、成形型２を３つ収容可能な構成となっているが、収容数は限定されない。また、バッファステージ５は、加熱ステージ９に成形型２を送る方向（矢印Ｃ方向に相当する）に供給位置７から成形型２を送りこまれ、加熱ステージ９に成形型２を送る方向と直交する方向（矢印Ｄ方向に相当する）に渡って複数個の成形型２を収容する構成となっているが、矢印Ｃ方向に渡って成形型２を収容してもよく、この構成に限定されるものではない。また、型送り具６又は８は２個でなくともよく、成形型２を供給位置７からバッファステージ５に、バッファステージ５から加熱ステージ９へ送れる構成であればよい。同様に、バッファステージ送り具１０は、バッファステージ５を移動させることができればよく構成は限定されない。なお、バッファステージ送り具１０を用いなくとも、成形型２をバッファステージ５から加熱ステージ９に送ることができる構成であれば、バッファステージ送り具１０はなくともよい。
【００２０】
本実施の形態は、上述したように構成されており、以下その作用について説明する。
図４（ａ）乃至（ｋ）は、実施の形態における成形装置の成形型の流れを説明する断面図である。同図を用いて、成形装置内をバッファステージから加熱ステージへと複数の成形型２ａ、２ｂ、・・・、２ｅが順次送られていく様子を説明する。
（１）図４（ａ）に示すように、最初にバッファステージ５上の第１のバッファステージ位置５ｃに送られた成形型２ａは、第１のバッファステージ位置５ｃで固定具４のチャックアーム４ａにより成形型２ａ内に挟み込まれたプリフォームがセンタリングされ、不図示のヒーター及びプレス制御部により固定具４のチャックアーム４ａによるセンタリングを解除しても位置がずれない程度まで加熱プレスされる。その一方で、次の成形型２ｂが、バッファステージ５への供給位置７に不図示の搬送手段により送られる。
（２）供給位置７に送られた成形型２ｂは、図４（ｂ）に示すように、型送り具６によりバッファステージ５上の第２のバッファステージ位置５ｄに送られる。この際、供給位置７から第２のバッファステージ位置５ｄに成形型２ｂを送るため、バッファステージ送り具１０が、バッファステージ５を移動させる。供給位置７からバッファステージ５に成形型が送られる間隔は例えば１分とする。
（３）成形型２ｂが第２のバッファステージ位置５ｄに送られると、図４（ｃ）に示すように、型送り具６は元の位置に戻り、次の成形型２ｃが供給位置７に送られる。
（４）成形型２ｃを第３のバッファステージ位置５ｅに送るため、図４（ｄ）に示すように、バッファステージ送り具１０がバッファステージ５を移動させ、型送り具６により成形型２ｃが供給位置７から第３のバッファステージ位置５ｅに送られる。
（５）成形型２ａ内のプリフォームが例えば３分間センタリング及び加熱プレスされた後、図４（ｅ）に示すように、バッファステージ送り具１０がバッファステージ５を移動させ、その一方で、不図示の制御部が型送り具８を供給位置７に移動させ、第１のバッファステージ位置５ｃにある成形型２ａは、型送り具８により第１の加熱ステージ位置９ａに送られる。
（６）図４（ｆ）に示すように、次の成形型２ｄが供給位置７に送られ、その一方で、型送り具６を供給位置７に移動させる。
（７）成形型２ａが第１の加熱ステージ位置９ａに送られたことで空いた第１のバッファステージ位置５ｃに成形型２ｄを送るため、図４（ｇ）に示すように、成形型２ｄは型送り具６により供給位置７から第１のバッファステージ位置５ｃに送られる。
（８）図４（ｈ）に示すように、成形型２ｂを第１の加熱ステージ位置９ａに送るため、バッファステージ５及び型送り具８を移動させ、型送り具８により成形型２ｂが第２のバッファステージ位置５ｄから第１の加熱ステージ位置９ａに送られる。この際、成形型２ａも加熱ステージ９の不図示の制御部により第２の加熱ステージ位置９ｂに送られる。
（９）図４（ｉ）に示すように、次の成形型２ｅが供給位置７に送られ、その一方で、型送り具６を供給位置７に移動させる。
（１０）成形型２ｂが第１の加熱ステージ位置９ａに送られたことで空いた第２のバッファステージ位置５ｄに成形型２ｅを送るため、図４（ｊ）に示すように、成形型２ｅは型送り具６により第２のバッファステージ位置５ｄに送られる。
（１１）図４（ｋ）に示すように、成形型２ｃを第１の加熱ステージ位置９ａに送るため、バッファステージ５及び型送り具８を移動させ、型送り具８により成形型２ｃが第３のバッファステージ位置５ｅから第１の加熱ステージ位置９ａに送られる。これと同時に、成形型２ａは第３の加熱ステージ位置９ｃに、成形型２ｂは第２の加熱ステージ位置９ｂにそれぞれ送られる。
【００２１】
以上のように、本実施の形態におけるバッファステージ５は、３箇所のバッファステージ位置５ｃ、５ｄ、及び５ｅを設け、同時にセンタリング及び予備的な加熱プレスを行うことで、センタリング及び予備的な加熱プレスに要する時間が加熱ステージ９などの他のステージにおいて要する時間と比較して数倍かかって全体のタクトタイムが長くなることを防止し、効率良く光学素子の成形を行うことが可能である。
【００２２】
図５（ａ）乃至（ｅ）は、プリフォームを成形内にセンタリングする様子を説明する断面図である。図中の上の図は、成形型の上部から見た図であり、下の図は、正面から見た図である。図中に示す一点鎖線は中心線である。同図を用いて、プリフォームを成形内にセンタリングする様子を説明する。
（１）図５（ａ）に示すように、プリフォーム１は、成形型２と胴型３内に入れられる。胴型３には穴３ａが例えば３箇所設けられている。
（２）成形型２が例えばバッファステージに送られると、図５（ｂ）に示すように、プリフォーム１は、胴型３の穴３ａからチャックアーム４ａにより、例えば３方向からセンタリングされる。
（３）図５（ｃ）に示すように、プリフォーム１は、チャックアーム４ａによるセンタリングを解除しても位置がずれない程度まで、不図示のヒーター及びプレス制御部により加熱プレスされる。
（４）プリフォーム１は、センタリングを解除しても位置がずれない程度まで加熱プレスされているため、図５（ｄ）に示すように、チャックアーム４ａがプリフォーム１から離れても、プリフォーム１は動かない。その後、通常の加熱ステージに送られる。
（５）図５（ｅ）に示すように、プリフォーム１がセンタリングされた状態でプレスされるため、対称性の良い光学素子が成形される。
【００２３】
以上のように、本実施の形態によれば、固定具のチャックアームにより成形型のプレス方向と交差する複数の方向からプリフォームを成形型内にセンタリングし、成形型内にセンタリングされたプリフォームを加熱プレスすることにより、高精度な光学素子の成形が可能になる。
【００２４】
また、固定具のチャックアームにより複数の方向からプリフォームをセンタリングするため、光学素子の目的の形状が凹型形状や凸型形状であっても制限なくセンタリング可能である。
【００２５】
なお、成形型を加熱プレスするための加熱ステージの前段に、複数個の成形型を収容可能であって複数個の成形型のそれぞれに対して同時に固定具のチャックアームによるセンタリングを行うことの可能なバッファステージを設けることで、効率良く光学素子の成形を行うことができる。
【００２６】
本実施の形態においては、バッファステージに固定具を設けてセンタリングを行う場合を説明したが、バッファステージを設けなくとも、加熱ステージに固定具を設ければ高精度な光学素子の成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）乃至（ｃ）は、実施の形態における成形装置の固定具を説明する透視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態における成形装置のバッファステージの正面図である。
【図３】実施の形態における成形装置のバッファステージを示す断面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｋ）は、実施の形態における成形装置の成形型の流れを説明する断面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｅ）は、プリフォームを成形内にセンタリングする様子を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      プリフォーム
２      成形型
２ａ    成形型
２ｂ    成形型
２ｃ    成形型
２ｄ    成形型
２ｅ    成形型
３      胴型
３ａ    穴
４      固定具
４ａ    チャックアーム
４ｂ    シリンダー
４ｃ    エアシリンダー
５      バッファステージ
５ａ    ヒーター
５ｂ    シャッター
５ｃ    第１のバッファステージ位置
５ｄ    第２のバッファステージ位置
５ｅ    第３のバッファステージ位置
６      型送り具
６ａ    把持部
６ｂ    シリンダー
７      供給位置
８      型送り具
８ａ    把持部
８ｂ    シリンダー
９      加熱ステージ
９ａ    第１の加熱ステージ位置
９ｂ    第２の加熱ステージ位置
９ｃ    第３の加熱ステージ位置
１０      バッファステージ送り具
１０ａ    シリンダー
２０      成形ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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