(57)【要約】【課題】成形終端でも成形型内の温度分布の急速な変化を抑制して、成形精度の劣化を防止することが可能な成形装置を提供すること。【解決手段】低熱膨張係数を有した断熱材料からなる成形型保持部２０１を介して成形型の可動終端を一定位置に保つ成形終端規制手段２０２を備えたことにより、成形終端規制手段２０２は常温に近い状態に保たれたまま機能するので、成形終端で成形型内の温度分布の急速な変化を抑制することができ、成形精度の劣化を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子材料を加熱軟化させて光学素子の機能面を成形する上型及び下型からなる一対の成形型と、前記成形型の外周面を規制し前記上型と前記下型を同軸上に配置せしめる胴型の間で押圧形成することで前記光学素子成形する成形装置において、前記成形型の可動終端を一定位置に保つ成形終端規制手段として前記成形型と胴型端面との接触に依らない手段を備えたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
成形時に胴型に対して滑動可能に設けた成形型を光学素子の成形面側と反対面側で保持し、かつ低熱膨張係数を有した断熱材料からなる成形型保持部と、成形する光学素子の肉厚を一定にするために前記成形型の可動終端を一定位置に保ち、かつ前記成形型との間に少なくとも前記成形型保持部を介して設けた成形終端規制手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
成形型保持部に有効な断熱作用を持たせず、成形型保持部と成形終端規制手段の間に別途断熱部を備えたことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスレンズ等の光学素子を押圧成形によって成形する成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学素子の成形装置としては、光学素子材料を加熱軟化させて上型、下型及び胴型の間で押圧成形する際に、胴型は前記上型と前記下型を同軸上に配列するだけでなく、成形する光学素子の肉厚を一定にするために胴型の軸方向長さを利用して胴型端面に上型を当接させて成形終端を得るものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は特許文献１に記載された従来の光学素子の成形装置を示すものである。
【０００４】
図８において、上型１０１及び下型１０２の母材の有効成形面には、薄膜１０３が装着されている。１０４は胴型であり、１０５は成形品の肉厚調整部材である。この成形装置においては、胴型１０４の端面に穴１１１が設けられ、この穴１１１の上方、すなわち胴型から離れる方向に付勢するスプリング１１２が設置されている。
【０００５】
上記の構成によりスプリング１１２で上型１０１が支持されているため、上型１０１の重量が光学素子材料１０６を載せただけであれば、低荷重であり、上型１０１及び下型１０２上の薄膜１０３を傷つけることないとしている。
【０００６】
次に、この従来例の成形動作について説明する。
【０００７】
スプリング１１２で上型１０１が支持された状態で、図示されていない加熱手段によって、光学素子材料１０６を加熱軟化させる。加熱温度は熱電対１１０によって測定される。光学素子材料１０６が軟化したら、シリンダー１０８を降下させて所望の圧力でスプリング１１２を縮めながら押圧し、成形する。
【０００８】
このとき、最終的に穴１１１内にスプリング１１２を収容し、上型１０１が胴型１０４の端面に当接させることにより、成形品の肉厚を一定に保つものであった。
【特許文献１】特許第３２２２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成では、５００℃以上の高温雰囲気では加熱手段による加熱むら、さらに熱伝導や熱輻射作用により上型と胴型を一様な温度分布することは一般的に困難であり、上型と胴型の温度が異なったまま上型と胴型が接触し成形終端を迎えることになるので、成形終端で成形型内の温度分布が急速に変化し、これが原因で成形精度が劣化するという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、成形終端でも成形型内の温度分布の急速な変化を抑制して、成形精度の劣化を防止する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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の成形装置は、光学素子材料を加熱軟化させて光学素子の機能面を成形する上型及び下型からなる一対の成形型と、前記成形型の外周面を規制し前記上型と前記下型を同軸上に配置せしめる胴型の間で押圧成形することで前記光学素子成形する成形装置において、前記成形型の可動終端を一定位置に保つ成形終端規制手段として前記成形型と胴型端面との接触に依らない手段を有し、光学素子の成形を行う。
【００１２】
本構成によって、温度の異なる成形型と胴型端面とを接触させないで成形終端を迎えることができ、つまり成形終端で成形型内の温度分布の急速な変化を抑制することができるので成形精度の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の成形装置によれば、成形時に胴型に対して滑動可能に設けた成形型を保持しかつ低熱膨張係数を有した断熱材料からなる成形型保持部を有し、少なくともこの成形保持部を介して成形型の可動終端を一定位置に保つ成形終端規制手段を備えたことにより、成形終端規制手段は常温に近い状態に保たれたまま機能するので、成形終端で成形型内の温度分布の急速な変化を抑制することができ、成形精度の劣化を防止することができる。
【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について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光学素子の成形装置の成形部を光学素子材料の成形前の状態で示す説明図である。
【００１６】
図１において、前述した図８と同様な構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００１７】
図１において、成形型保持部２０１は成形時に胴型１０４に対して滑動可能に設けた上型１０１を光学素子の成形面側と反対面側で保持し、かつ低熱膨張係数を有した断熱材料からなるものである。成形終端規制手段２０２は成形規制プレート２０２ａとストッパー２０２ｂから構成されている。前記成形規制プレート２０２ａは前記成形型保持部２０１と成形荷重を発生させるシリンダー１０８の間に固定されており、ストッパー２０２ｂは図示されていないアクチュエータにより成形軸方向に位置決め可能に設けられているので、上型１０１の下降位置はストッパー２０２ｂと成形規制プレート２０２ａを接触させることにより決定される。
【００１８】
次に、上記のように構成された本発明の実施の形態１について、その動作を説明する。
【００１９】
上述の如く図１は光学素子材料の成形前の状態を示している。このとき、成形終端規制手段２０２は上型１０１と光学素子材料１０６が接触しないように上型１０１の位置決めを行う役目も果たしている。つまり、ストッパー２０２ｂは上型１０１と光学素子材料１０６が接触しないように位置決めされている。
【００２０】
次いで、図示されていないヒーターにより熱電対１１０が成形温度５７０℃になるまで加熱する。この温度を一定時間保つことによって、光学素子材料１０６および成形型温度分布を定常状態に近づけることができる。昇温終了後、ストッパー２０２ｂは破線で図示した成形終端位置に移動し、その後シリンダー１０８を下降させ、昇温軟化した光学素子材料１０６を上型１０１と下型１０２で押圧成形する。
【００２１】
上述のように予め成形終端位置に降下したストッパー２０２ｂに成形規制プレート２０２ａが接触すれば、シリンダー１０８の下降は停止し、光学素子材料１０６は所望の厚みが得られる。成形終端規制手段２０２により、シリンダー１０８の下降が停止した後も、成形温度５７０℃を一定時間保ち、その後光学素子材料のＴｇ点以下まで徐冷し、次に急冷する。光学素子及び成形型の冷却が完了すれば、シリンダー１０８を上昇させて、光学素子の取り出しと新しい光学素子材料の投入を行うこととなる。
【００２２】
かかる構成によれば、低熱膨張係数を有した断熱材料からなる成形型保持部を介して成形型の可動終端を一定位置に保つ成形終端規制手段を備えたことにより、成形終端規制手段は常温に近い状態に保たれたまま機能するので、成形終端で成形型内の温度分布の急速な変化を抑制することができ、成形精度の劣化を防止することができる。
【００２３】
さらに、本発明の実施の形態１の成形精度に与える効果について従来との測定比較結果に基づいて説明する。
【００２４】
図２は測定比較に供した従来の光学素子の成形装置である。つまり、光学素子材料を加熱軟化させて上型、下型及び胴型の間で押圧成形する際に、胴型は前記上型と前記下型を同軸上に配列するだけでなく、成形する光学素子の肉厚を一定にするために胴型の軸方向長さを利用して胴型端面に上型を当接させて成形終端を得るものである。熱電対３０１は上型温度を測定するために設けている。
【００２５】
図３は従来の光学素子の成形装置で成形した際の上下型の温度変化を示している。図中、胴型１０４と上型１０１が接触した後上型温度が急速に降下しているのがわかる。
【００２６】
この現象は、胴型１０４に対して上型１０１の上部の温度が低く、胴型１０４と上型１０１の接触により、胴型上部の温度低下が生じ、ひいては上型全体の温度低下につながっていることを意味している。
【００２７】
図４は従来の光学素子の成形装置で成形した光学素子を上面の形状精度測定結果である。上型の急速な温度低下により光学素子上下方向に歪みが生じた結果、光学素子中央部分で形状の対称性が大きく崩れており、この成形精度の劣化は重大な問題となる。
【００２８】
これに対して本発明の実施の形態１によれば、成形精度の劣化抑止が可能であることを以下に説明する。
【００２９】
図５は測定比較に供した本発明の光学素子の成形装置である。
【００３０】
本成形装置の構成および動作については前述のとおりである。ただし、熱電対３０１は上型温度を測定するために追加設置している。
【００３１】
図６は本発明の光学素子の成形装置で成形した際の上下型の温度変化を示している。図中、成形終端規制手段が接触した後も上下型の温度は安定しており、従来のように上型温度の低下は発生しない。
【００３２】
図７は本発明の光学素子の成形装置で成形した光学素子上面の形状精度測定結果である。上下型の温度の安定が図られたことによって光学素子に大きな歪みが生じず、形状の対称性も保たれており、成形精度の劣化を防止できている。
【００３３】
以上のように、成形時に胴型に対して滑動可能に設けた成形型を保持しかつ低熱膨張係数を有した断熱材料からなる成形型保持部を有し、少なくともこの成形型保持部を介して成形型の可動終端を一定位置に保つ成形終端規制手段で備えたことにより、成形終端規制手段は常温に近い状態に保たれたまま機能するので、成形終端で成形型内の温度分布の急速な変化を抑制することができ、成形精度の劣化を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の光学素子の成形装置は、成形型内の急速な温度変化を抑制し成形制度の劣化を防止できるという効果を有し、ガラスレンズ等の光学素子を押圧成形によって成形する光学素子の成形等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における光学素子の成形装置の断面図
【図２】測定比較に供した従来の光学素子の成形装置の断面図
【図３】従来の光学素子の成形装置で成形した際の上下型の温度変化を示す図
【図４】従来の光学素子の成形装置で成形した光学素子上面の形状精度測定結果を示す図
【図５】測定比較に供した本発明の光学素子の成形装置の断面図
【図６】本発明の光学素子の成形装置で成形した際の上下型の温度変化を示す図
【図７】本発明の光学素子の成形装置で成形した光学素子上面の形状精度測定結果を示す図
【図８】従来の光学素子の成形装置の断面図
【符号の説明】
【００３６】
１０１  上型
１０２  下型
１０４  胴型
１０６  光学素子材料
１０８  シリンダー
１１０  熱電対
２０１  成形型保持部
２０２  成形終端規制手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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