(57)【要約】【課題】通常の成形型からの熱伝達及び成形型と胴型からの熱放射によるガラス材料の加熱に比べ加熱時間が短く、又、ハロゲンランプ等の熱放射に比べて制御性が良いガラス材料加熱を実現する光学素子成形方法を提供すること。【解決手段】成形前ガラス材料であるプリフォームを一対の成形用金型にて加圧成形する光学素子成形方法において、成形キャビティ内に該プリフォームを投入した後、該プリフォームの非光学機能面を形成する面に、この投入時の該プリフォーム温度以上の部材を接触させた後、押圧して光学素子を成形するように構成する。【選択図】図３
2006265051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形前ガラス材料であるプリフォームを一対の成形用金型にて加圧成形する光学素子成形方法において、
成形キャビティ内に該プリフォームを投入した後、該プリフォームの非光学機能面を形成する面に、この投入時の該プリフォーム温度以上の部材を接触させた後、押圧して光学素子を成形することを特徴とする光学素子成形方法。
【請求項２】
前記リフォームの非光学機能面を形成する面に、該プリフォームのガラス転移点温度以上、望ましくは屈伏点温度以上、軟化点温度以下である部材を接触させた後、押圧して光学素子を成形することを特徴とする請求項１記載の光学素子成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、カメラ・ビデオ用レンズ、画像形成装置用の光学走査用レンズ、プリズム等の光学素子の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
研磨工程を必要としないでガラス素材のプレス成形によりレンズを製造する技術は、従来の製造において必要とされた複雑な工程を無くし、簡単に且つ安価にレンズを製造することを可能にした。
【０００３】
このようなプレス方法では、一般に成形用の上型部材と下型部材を用い、この型キャビティ内にガラス素材を挿入し、型部材の酸化防止のために雰囲気を非酸化性雰囲気、例えば、窒素雰囲気として成形に適した所定温度、即ち、成形用素材粘度がｌｏｇη＝８〜１２となるまで加熱して、所定圧力でプレス成形を行い、成形用型の成形面の形状を成形用ガラス素材の表面に転写する。この加熱時に、ガラス材料は下型部材からの熱伝導及び上型部材、下型部材及び胴型からの熱放射により加熱される。このとき、成形面の形状とガラス材料の表面形状が近く、成形面とガラス表面との隙間が小さい場合、伝熱が良く、ガラス材料の被成形面の温度は上型部材、下型部材、胴型の温度に近い温度になっている。
【０００４】
そして、型と成形済みガラス光学素子をガラス素材の転移温度に十分近い温度まで冷却し、その後、プレス圧力を除去し、成形用型を開いて成形済みガラス光学素子を取り出す。
【０００５】
特に、最近では非球面レンズなどの光学素子のみならず、ｆ−θレンズやプリズム等の、軸対称形状でないレンズ等にも、この押圧成形法が採用されている。
【０００６】
例えば、特許文献１又は特許文献２に記載の成形装置では、両面若しくは片面にトーリック面やアナモフィック面等を有する軸非対称面の光学素子を精度良く成形するために工夫された成形型が提示されている。
【０００７】
特許文献３では、分割されていない角穴の胴型と、それに対応して嵌合する矩形の上下型部材というインロー構造を成しており、この方形のキャビティ内にガラス素材を充填、プレスすることで、所要の矩形光学素子を成形する。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２５６０２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１００２２０号公報
【特許文献３】特開平２−４１２７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、ガラスを加熱して光学素子を成形する際、ガラス材料は主に上記のように下型部材からの熱伝導及び上型部材、下型部材及び胴型からの熱放射により加熱されるが、特許文献３では、外部よりガラス材料に対してハロゲンランプ等で輻射熱を与え、ガラス素材を所望温度に加熱、軟化できる光学素子の成形方法が提示されている。
【００１０】
しかしながら、この方法では、ガラス材料をハロゲンランプの赤外線が透過してしまう分が損失となり、又、透過した赤外線が成形型を加熱することになり、成形型の温度制御性を低下させてしまうことがあった。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、通常の成形型からの熱伝達及び成形型と胴型からの熱放射によるガラス材料の加熱に比べ加熱時間が短く、又、ハロゲンランプ等の熱放射に比べて制御性が良いガラス材料加熱を実現する光学素子成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、成形前ガラス材料であるプリフォームを一対の成形用金型にて加圧成形する光学素子成形方法において、成形キャビティ内に該プリフォームを投入した後、該プリフォームの非光学機能面を形成する面に、この投入時の該プリフォーム温度以上の部材を接触させた後、押圧して光学素子を成形するように構成する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光学素子成形方法に関し、該プリフォームの非光学機能面を形成する面に、該プリフォームのガラス転移点温度以上、望ましくは屈伏点温度以上、軟化点温度以下である部材を接触させた後、押圧して光学素子を成形するように構成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明方法を用いると、通常の成形型からの熱伝達及び成形型と胴型からの熱放射によるガラス材料の加熱に比べ加熱時間が短く、又、ハロゲンランプ等の熱放射に比べて制御性が良いガラス材料加熱が実現される。
【００１５】
特に、ｆ−θレンズやプリズム等の、軸対称形状でないレンズ等を押圧成形する際には、ガラス材料であるプリフォームの非光学機能面を形成する面が平面である場合が多く、本発明のプリフォーム加熱方法は、特に効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態による光学素子の成形法と成形装置について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１には、本発明による光学素子の成形装置の一実施形態が示されている。ここで、符号１は上型、２は下型、３は上下一対の成形型のガイド機構と加熱機構を有する胴型である。又、４はガラス材料であるプリフォームであり、成形後の光学素子形状に近似した形状をなしており、非光学機能面を形成する面５は近似平面となっている。本実施形態では、上記プリフォームはリン酸系のガラスであり、転移点温度は３８０℃、屈伏点温度は４０７℃、軟化点は４４０℃である。又、６はガラス材料及び晴景品のハンドリングをするための胴型に設けられた開口部である。上記成形装置にて、プレス成形される光学素子は、矩形形状のレンズである。
【００１８】
そして、７は上記プリフォーム４を加熱する加熱装置であり、上記プリフォーム４を押圧成形する直前まで近似平面部５に接触させてプリフォームを接触加熱している。
【００１９】
又、８は上記プリフォーム加熱装置にてプリフォームを加熱完了後、スライドさせて面５を成形する側面窓型である。
【００２０】
次に、上記構造の光学素子の成形装置を用いて、実施する本発明の光学素子の成形方法について説明する。
【００２１】
先ず、成形品に近似した形状であるプリフォーム４がハンドリング装置（不図示）に吸着された状態で、胴型の開口部６を通って成形型内空間であるキャビティ内に入ってきて、下型２の上に置かれる。この時、プリフォーム４の温度はガラス転移点温度である３８０℃以下である。
【００２２】
次に、プリフォーム用の加熱装置７を前記投入時のプリフォーム温度以上、本実施形態では、プリフォーム７の屈伏点以上、軟化点以下である４２０℃±１０℃に保った状態で、胴型開口部６よりプリフォーム側面５へ接触させ加熱する。又、それと同時に胴型３内のヒーター（不図示）により、上型１と下型２とが成形に最適な温度、例えば、ガラスの粘度でｌｏｇη＝８〜１０となる温度、本実施形態では４２０℃まで加熱される。
【００２３】
プリフォーム４の温度と成形用上下型１、２が成形に適した温度、例えば、ガラス粘度でｌｏｇη＝８〜１２の温度、本実施形態では４２０℃になると、加熱装置７を胴型開口部６より退避させ、側面窓型８をスライドさせて胴型開口部を閉じた後、下型１を下降させ、プリフォームをプレス成形する。
【００２４】
このように、プリフォームを下型上に置いた後、プリフォームを加熱装置で加熱してから成形することにより、図４に示すように、短い時間でプリフォームを成形温度まで加熱することができ、最終成形品まで成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態を示す成形型の構造正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す成形型の構造側面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す成形型の構造斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の昇温プロセスを示す温度―時間グラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１      上型
２      下型
３      胴型
４      ガラス材料であるプリフォーム
５      成形後に非光学機能面を形成するプリフォーム近似平面
６      胴型３に設けられた開口部
７      プリフォーム４を加熱する加熱装置
８      側面窓型
【図１】
2006265051.tif 000003
【図２】
2006265051.tif 000004
【図３】
2006265051.tif 000005
【図４】
2006265051.tif 000006