(57)【要約】【課題】  プリフォームと下型との間のすきまを完全に無くすことができるレンズ成形方法及びレンズ成形装置を提供する。【解決手段】  上型、下型、胴型の少なくとも一部に、低周波から超音波領域の高周波までの振動数の振動を可変の形で発生させ、上型と下型の間でモールドに圧力を掛け、レンズを成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型、下型および胴型によりレンズを成形する方法において、上型、下型および胴型の少なくとも一部に、低周波から超音波領域の高周波までの振動数の振動を可変の形で発生させ、上型と下型の間でモールドに圧力を掛け、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ成形方法において、レンズが押しつぶされて金型に密着している程度（密着度）をインプロセスで計測し、成形条件を制御することを特徴とするレンズ成形方法。
【請求項３】
請求項２に記載のレンズ形成方法において、成形条件は、加圧力、保持時間および温度のうち少なくとも１つを含むことを特徴とするレンズ成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ成形方法において、超音波振動の伝達力または反射波をモニタリングし、上型または下型とモールドとの空間の有無を密着度として計測することを特徴とするレンズ成形方法。
【請求項５】
上型、下型および胴型によりレンズを成形する方法において、上型および下型の各々に内蔵された超音波駆動手段により、振動数を変える形で上型および下型を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形方法。
【請求項６】
上型、下型および胴型によりレンズを成形する方法において、上型と下型の各々に衝撃波を与え、上型および下型の両方を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形方法。
【請求項７】
上型、下型および胴型によりレンズを成形するレンズ成形装置において、上型、下型および胴型の少なくとも一部に、低周波から超音波領域の高周波までの振動数の振動を可変の形で発生させる振動発生手段を設け、上型と下型の間でモールドに圧力を掛け、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレンズ成形装置において、レンズが押しつぶされて金型に密着している程度（密着度）をインプロセスで計測し、成形条件を制御することを特徴とするレンズ成形装置。
【請求項９】
請求項８に記載のレンズ形成装置において、成形条件は、少なくとも加圧力、保持時間、温度の１つの条件を含むことを特徴とするレンズ成形装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載のレンズ成形装置において、超音波振動の伝達力または反射波をモニタリングし、上型または下型とモールドとの空間の有無を密着度として計測する手段を有することを特徴とするレンズ成形装置。
【請求項１１】
上型、下型および胴型によりレンズを成形するレンズ成形装置において、上型と下型の各々の内部に、振動数を可変にする超音波駆動手段を内蔵し、上型および下型を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形装置。
【請求項１２】
上型、下型および胴型によりレンズを成形するレンズ成形装置において、上型と下型の各々に衝撃波を与える衝撃波付与手段を設け、該衝撃波付与手段により上型および下型を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ（例えばガラスレンズ）を成形するためのレンズ成形方法及びレンズ成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ成形において、プリフォームの直径が下型の開口の直径より大きい場合、プリフォームと下型との間にすきまができてしまう。この場合、いくら押圧力を加えたとしても、すきまを無くすことができず、下型側のレンズ面が正確な湾曲形状に形成されず、変形してしまっていた。
【０００３】
このような場合、とくに、正確な非球面形状、メニスカス形状に成形することができなかった。
【０００４】
そのため、従来のレンズ成形方法では、例えば特許文献１の段落０００９、００１７、００２０、００２４や、特許文献２の段落００１５、００３４〜００４３などに示されているように、上型および下型に一定の周波数の振動を与え、レンズ成形するレンズ成形装置が提案されている。
【特許文献１】特開平６−８０４２９号公報
【特許文献２】特開２００２−１２８５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記レンズ成形装置を用いたとしても、プリフォームと下型との間のすきまを完全に無くすことができない。
【０００６】
そこで、本発明は、プリフォームと下型との間のすきまを完全に無くすことができるレンズ成形方法及びレンズ成形装置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】
本発明の解決手段を例示すると、特許請求の範囲に記載したレンズ成形方法及びレンズ成形装置である。すなわち、
（１）上型、下型および胴型によりレンズを成形する方法において、上型、下型および胴型の少なくとも一部に、低周波から超音波領域の高周波までの振動数の振動を可変の形で発生させ、上型と下型の間でモールドに圧力を掛け、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形方法。
【０００８】
（２）前述のレンズ成形方法において、レンズが押しつぶされて金型に密着している程度（密着度）をインプロセスで計測し、成形条件を制御することを特徴とするレンズ成形方法。
【０００９】
（３）前述のレンズ形成方法において、成形条件は、加圧力、保持時間および温度のうち少なくとも１つを含むことを特徴とするレンズ成形方法。
【００１０】
（４）前述のレンズ成形方法において、超音波振動の伝達力または反射波をモニタリングし、上型または下型とモールドとの空間の有無を密着度として計測することを特徴とするレンズ成形方法。
【００１１】
（５）上型、下型および胴型によりレンズを成形する方法において、上型および下型の各々に内蔵された超音波駆動手段により、振動数を変える形で上型および下型を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形方法。
【００１２】
（６）上型、下型および胴型によりレンズを成形する方法において、上型と下型の各々に衝撃波を与え、上型および下型の両方を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形方法。
【００１３】
（７）上型、下型および胴型によりレンズを成形するレンズ成形装置において、上型、下型および胴型の少なくとも一部に、低周波から超音波領域の高周波までの振動数の振動を可変の形で発生させる振動発生手段を設け、上型と下型の間でモールドに圧力を掛け、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形装置。
【００１４】
（８）前述のレンズ成形装置において、レンズが押しつぶされて金型に密着している程度（密着度）をインプロセスで計測し、成形条件を制御することを特徴とするレンズ成形装置。
【００１５】
（９）前述のレンズ形成装置において、成形条件は、少なくとも加圧力、保持時間、温度の１つの条件を含むことを特徴とするレンズ成形装置。
【００１６】
（１０）前述のレンズ成形装置において、超音波振動の伝達力または反射波をモニタリングし、上型または下型とモールドとの空間の有無を密着度として計測する機能を有することを特徴とするレンズ成形装置。
【００１７】
（１１）上型、下型および胴型によりレンズを成形するレンズ成形装置において、上型と下型の各々の内部に、振動数を可変にする超音波駆動手段を内蔵し、上型および下型を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形装置。
【００１８】
（１２）上型、下型および胴型によりレンズを成形するレンズ成形装置において、上型と下型の各々に衝撃波を与える衝撃波付与手段を設け、該衝撃波付与手段により上型および下型を振動させ、レンズを成形することを特徴とするレンズ成形装置。
【発明の効果】
【００１９】
上型、下型、胴型の少なくとも一部（好ましくは装置全体）に低周波から超音波領域の高周波までの振動数を有する振動を可変な形で与え、プリフォームと下型との間のすきまを完全に無くすことができる。改良のために振動発生装置を備えるだけで済むため、非常に低いコストで改良できる。しかも、プリフォームをうまく下型におさまらせながら、上型と下型の間でプリフォームに圧力を掛け、レンズ成形することができるため、精密なレンズを製造しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施形態においては、上型、下型、胴型の装置全体に、低周波から超音波領域の高周波までの振動数を有する振動を可変の形で与える。そして、上型、下型、胴型の所定位置に配置されたプリフォームをうまく下型におさまらせながら、上型と下型でプリフォームに圧力を掛け、レンズ成形する。
【００２１】
その際、上型、下型および胴型のいずれについても、従来公知のものを採用することができる。振動発生装置を備えるだけでよい。
【００２２】
＜第１実施例＞
図１は、本発明の第１実施例を示す。
【００２３】
成形装置は、上型１０、下型１１、胴型１２、上下の加熱プレート１３、１４を有する。レンズの硝材であるプリフォーム１５を上型１０と下型１１の間に配置し、胴型１２で覆い、上型１０と下型１１の両方から、加熱プレート１３、１４によってプリフォーム１５を加熱する。
【００２４】
プリフォーム１５は、事前にガラス転移点温度に近い温度まで予備的に昇温され、成形装置に搬送されてもよいし、成形装置にて予備的温度にまで昇温されていてもよい。
【００２５】
なお、プリフォーム１５が昇温用のパレット（図示せず）などにより予備的温度まで昇温される場合、搬送手段として、例えば、搬送用ロボット（図示せず）を用いてもよい。
【００２６】
図１の実施例では、胴型１２内に成形中のプリフォーム１５の酸化を防止するために胴型１２内に窒素ガスが充満されているが、胴型１２内は真空雰囲気に保ってもよい。
【００２７】
プリフォーム１５は、予備的な温度まで昇温された後、転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温されて、上型１０と下型１１により圧力を加えられる。その結果、プリフォーム１５は、所定形状の光学素子に形成される。
【００２８】
上型１０と下型１１によりプリフォーム１５に圧力が加えられるとき、加振装置１６（振動発生手段）は、下方の加熱プレート１４を介して、下型１１に超音波振動を加える。そのときの振動波形は、図４に示すように、略一定の振幅の振動であってもよいし、振幅を可変にして振動を与えてもよい。
【００２９】
振動を与える時間は、可変にすることができる。数十分から数時間まで、可変にすることができる。
【００３０】
また、図には示されていないが、下型１１だけでなく、上型１０にも同様の超音波振動を加えることができる。成形装置全体に超音波振動を加えることもできる。
【００３１】
また、低周波（例えば数Ｈｚ）から超音波領域の高周波（例えば数千Ｈｚ）までの間で振動数を可変にする形で振動を与えることもできる。
【００３２】
なお、周波数スイープを含むようにして、間欠的に周波数を与えることができる。
【００３３】
さらに、図５に示すような超音波振動の衝撃波を与えることもできる。この場合、振動を与える時間を短くすることができ、光学素子成形作業の効率を向上させることができる。
【００３４】
低周波から超音波領域の高周波までの振動数を可変に（または固定して）発生させる振動発生手段１６を設け、上型１０と下型１１で圧力を掛け、レンズを成形すると、仮に当初プリフォーム１５と下型１１との間にすきまができていたり、プリフォーム１５が下型１１の中央に配置されずに、偏ってプリフォーム１５が配置されていたりしても、振動によりプリフォーム１５を下型１１の中央に移動させて正確な位置にかつプリフォーム１５と下型１１との間にすきまが生じないように配置することができる。その結果、正確な所定形状の光学素子が成形できる。
【００３５】
また、超音波振動によりレンズの形状転写性がよくなり、精度の高いレンズが成形できる。
【００３６】
好ましくは、加圧した後、成形された光学素子は、成形装置本体の内部で圧力を加えられた状態を維持しつつ転移点温度よりも低い温度、酸化が生じない温度（例えば、３００℃）にまで冷却される。その後、転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子は、上型１０および下型１１から取り外され、搬送用ロボット（図示せず）により冷却用のパレット（図示せず）に向けて搬送され、その冷却用のパレットに載置された状態で常温にまで冷却される。
【００３７】
光学素子が上型１０と下型１１から取り外されるときにも、上述した超音波振動をプリフォーム１５に与えることが好ましい。この場合、上型１０及び下型１１の内面に設けられた離型膜から剥がし易くなり、しかも取り出しやすくなり、取り外した後の光学素子の表面粗さも改善される。
【００３８】
＜第２実施例＞
図２は、本発明の第２実施例を示す。
【００３９】
図２に示すように、成形装置の上方位置と下方位置にそれぞれ超音波発生装置２０と振動検知器２１（超音波探知手段）を設ける。そして、成形装置による成形作業中に、超音波発生装置２０により超音波エコー２２をプリフォーム１５に照射させ、上型１０または下型１１とプリフォーム１５との密着度を判断する。上型１０、下型１１及びプリフォーム１５にあたって跳ね返ってきた超音波２２を超音波探知手段２１により探知することにより、上型１０とプリフォーム１５、下型１１とプリフォーム１５、上型１０と下型１１の間の超音波エコー２２を判別して、それらの超音波エコー２２の長さから、レンズが押しつぶされて、どの程度、上型１０または下型１１の金型面にレンズが密着しているか（空間の有無又は密着度）をインプロセスで計測することができる。計測された密着度に応じて、成形条件（加圧力、保持時間、温度など）を制御し、プリフォーム１５毎にあわせた最適なレンズ形成条件で成形作業を進めることができる。
【００４０】
要するに、超音波振動の伝達力または反射波（エコー）をモニタリングし、空間の有無（密着度）を探知することができるのである。
【００４１】
＜第３実施例＞
図３は、本発明の第３実施例を示す。
【００４２】
上型１０及び／又は下型１１の内部に超音波振動モータ３０、３１が内蔵されている。これらの、超音波振動モータ３０、３１が上型１０と下型１１の基部内を周回運動し、上型１０と下型１１に低周波から超音波領域の高周波までの振動数で可変に、超音波振動を与える。
【００４３】
超音波振動を与えることにより作用効果は、前述の実施例と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例を示す。
【図２】本発明の第２実施例を示す。
【図３】本発明の第３実施例を示す。
【図４】本発明においてプリフォームに与える超音波振動の波形の一例を示す。
【図５】本発明においてプリフォームに与える衝撃波の波形の一例を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１０  上型
１１  下型
１２  胴型
１３、１４  加熱プレート
１５  プリフォーム
１６  加振装置
２０  超音波発生装置
２１  振動探知器
２２  超音波エコー
３１、３１  超音波振動モータ
【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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