(57)【要約】  【課題】１回のプレスで複数の光学素子を成形し得る構成を有し、上下型に挟まれた空間と金型ユニット外部の間での通気を可能とし、金型成形面の酸化を抑制するとともに、成形作業時の金型成形面へのガラス付着を防止できる成形装置を提供する。  【解決手段】  複数個の貫通孔４ａが軸心を互いに平行にして同一円周上に配置された胴型４と、複数個の貫通孔のそれぞれに嵌合し光学面を形成する面を有する成形型２、３と、胴型及び成形型を支持し、かつ保護するための保護台６と、胴型及び成形型とを所定温度に加熱する加熱手段１３と、複数個の成形型を貫通孔の軸心方向に同時に押圧する押圧手段１０、１１とを備える。胴型には、貫通孔と外気とを連通させる複数個の通気孔４ｂが軸心に対する横方向に形成され、かつこれらの通気孔の少なくとも一部を連結する結合孔４ｃが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の貫通孔が軸心を互いに平行にして同一円周上に配置された胴型と、前記複数個の貫通孔のそれぞれに嵌合し光学面を形成する面を有する成形型と、前記胴型及び前記成形型を支持し、かつ保護するための保護台と、前記胴型及び前記成形型とを所定温度に加熱する加熱手段と、前記複数個の成形型を前記貫通孔の軸心方向に同時に押圧する押圧手段とを備えた光学素子成形装置において、
前記胴型には、前記貫通孔と外気とを連通させる複数個の通気孔が前記軸心に対する横方向に形成され、かつこれらの通気孔の少なくとも一部を連結する結合孔が形成されたことを特徴とする光学素子成形装置。
【請求項２】
前記胴型の各貫通孔に対して前記通気孔が複数個設けられ、全ての前記貫通孔の一部の通気孔と結合する１個の結合孔、あるいは隣接する前記貫通孔の通気孔の一部と結合する複数個の結合孔が設けられた請求項１記載の光学素子成形装置。
【請求項３】
前記胴型および前記保護台は、いずれか一方に設けた凹部と、他方に設けた凸部を嵌合させることによって、相互が位置決めされる請求項１記載の光学素子成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学機器に使用される光学素子（例えば、ガラスレンズ）を成形する際に用いられる光学素子成形装置、特に、１回のプレスで複数の光学素子を成形し得る成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラスレンズ等の光学素子の加工には、研磨加工法よりも生産性の優れたプレス成形工法が導入され、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の光学機器に使用されている。
【０００３】
従来、プレス成形工法では、１回のプレスで１個の成形光学素子を製造していたが、更なる生産性向上を図るため、例えば、特許文献１や特許文献２には、１回のプレスにより多数の光学素子を一度に成形し得る多数個成形工法に関する技術が開示されている。すなわち、胴型に複数個の成形型が嵌合できるように構成し、複数個のガラス素材を所定温度に加熱した後、同時にプレスする成形装置が開示されている。
【特許文献１】特公平４−２７１７５号公報
【特許文献２】特公平６−５３５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の金型構成では、次のような課題を有する。
【０００５】
１）ガラス素材がセットされた上下型に挟まれた空間は、通常、空気が充満しているが、完全に密閉されているため、金型ユニット外部に充満させた窒素や水素などの不活性気体に置換することが困難である。
【０００６】
２）そのため、金型成形面の酸化が促進されて、金型の寿命が短くなるとともに、成形作業時に金型成形面にガラスが付着し、生産性が著しく悪化する原因になる。
【０００７】
本発明は、ガラス素材がセットされた上下型に挟まれた空間と金型ユニット外部の間での通気を可能とし、金型成形面の酸化を抑制するとともに、成形作業時の金型成形面へのガラス付着を防止できる、生産効率の高い光学素子の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】
【０００８】
本発明の光学素子成形装置は、複数個の貫通孔が軸心を互いに平行にして同一円周上に配置された胴型と、前記複数個の貫通孔のそれぞれに嵌合し光学面を形成する面を有する成形型と、前記胴型及び前記成形型を支持し、かつ保護するための保護台と、前記胴型及び前記成形型とを所定温度に加熱する加熱手段と、前記複数個の成形型を前記貫通孔の軸心方向に同時に押圧する押圧手段とを備える。そして、前記胴型には、前記貫通孔と外気とを連通させる複数個の通気孔が前記軸心に対する横方向に形成され、かつこれらの通気孔の少なくとも一部を連結する結合孔が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の光学素子成形装置によれば、ガラス素材がセットされる上下型に挟まれた空間と金型ユニット外部の間で通気可能な通気孔を設けることによって、金型成形面の酸化を抑制するとともに、成形作業時の金型成形面へのガラス付着を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の光学素子成形装置において、前記胴型の各貫通孔に対して前記通気孔が複数個設けられ、全ての前記貫通孔の一部の通気孔と結合する１個の結合孔、あるいは隣接する前記貫通孔の通気孔の一部と結合する複数個の結合孔が設けられた構成とすることができる。それにより、より少ない通気孔で通気効率を高めることが出来る。
【００１１】
また、前記胴型および前記保護台は、いずれか一方に設けた凹部と、他方に設けた凸部を嵌合させることによって、相互が位置決めされる構成とすることができる。それにより、胴型と保護台の相対ズレに伴うキズ等の発生を防止できるので、胴型、成形型の機械的な劣化を抑制できる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態における光学素子成形装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における光学素子成形装置の概念を示す要部正面図であり、金型ユニットのみが断面形状で示される。図２は、図１の光学素子成形装置を構成する金型ユニットの斜視図を示す。図３は、同装置のプレス成形後の状態を示す要部正面図である。図４は、同装置の金型ユニットの横断面図を示す。
【００１４】
金型ユニット１は、上型２、下型３、胴型４、保護台６より構成される。胴型４には３つの貫通孔４ａが形成されており（図２参照）、各々上下型２、３が挿入される。貫通孔４ａは、両端開口部より嵌合する上下型２、３を所定位置関係に維持し、上下型２、３の軸心ズレ、傾きを所望の精度内に収める機能を有している。
【００１５】
下型３には、プリフォームされたガラス素材７が、上型２に挟まれるよう載置される。また胴型４には、貫通孔４ａの側面と連通する水平方向に形成された通気孔４ｂが、各貫通孔４ａに対して８個ずつ開いている（図１および図４参照）。この通気孔４ｂのうち、胴型４の中央部に向かう通気孔４ｂは、胴型４の中央部に垂直方向に形成された結合孔４ｃと交差して形成されており、上下型２、３に挟まれた空間８の空気を、金型ユニット１の外部に充満する不活性気体と容易に置換することができる。なお、上下型２、３の胴型４と嵌合する外周部のうち、成形面側の外周部は若干細くなっており、通気孔４ｂと上下型２、３がオーバーラップしても通気することが可能である。保護台６には、２つの凸部６ａ、６ｂが形成されており、それぞれ胴型４の結合孔４ｃ、位置決め孔４ｄに係合し、それにより、保護台６と胴型４が相互に位置決めされている。
【００１６】
図１に示すダイセット９は、上プレート１０、下プレート１１、駆動シリンダ１２によって構成される。上プレート１０は、駆動シリンダ１２によって矢印Ｘ，Ｘ’方向に所定ストローク量摺動する。上プレート１０及び下プレート１１には、カートリッジヒータ１３及び温度センサー（図示せず）が埋設されており、上下プレート１０、１１を、ガラス素材７が軟化する所定温度に加熱している。
【００１７】
次に金型ユニット１、ダイセット９を用いて、所望の光学素子をプレス成形する工程について説明する。
【００１８】
まず、下型３を胴型４と保護台６とで挟み込んだ状態で、胴型４の貫通孔４ａ内に下面が凸面、上面が平面にプリフォームされたガラス素材７を供給する。続いて上型２を嵌合して、金型ユニット１を組み立てる。その後、この金型ユニット１を所定の加熱装置、たとえばトンネル炉、オーブン、ホットプレート上などの手段（図示せず）を用いて加熱し、ガラス素材７を成形可能な所定温度まで加熱する。
【００１９】
その後、金型ユニット１をダイセット９の下プレート１１の上に載置し（図１参照）、上プレート１０を下降させ、上型２を介してガラス素材７を押圧変形させる。そして、図３に示すように、上型２のフランジが胴型４に当接する位置まで上プレート１０を下降させ、プレス成形が完了する。その後、金型ユニット１をダイセット９から外し、成形ガラスを所定温度まで冷却することにより成形光学素子１４が完成する。
【００２０】
なお、胴型４と保護台６の位置決めは、保護台６に凸部を設けた構成に限定されるものではなく、例えば、図５に示すような構成にすることもできる。つまり、保護台６における、胴型４の位置決め孔４ｄと同位置に、径の小さい位置決め孔６ｃを形成し、この２つの孔４ｄ、６ｃに段付きピン１５を装着することによって、胴型４と保護台６の位置決めを行うことができる。
【００２１】
また、保護台６を用いることにより、次のような利点が得られる。すなわち、加熱、プレス、冷却の各工程を移動する際、保護台６の裏面は移動時の摩擦磨耗によりキズ等の劣化が他の部材に比べて早くなるが、成形型３や胴型４は全く磨耗することがないので、使用寿命が延びる。保護台６が温度の不均一を生じるなど金型としての機能を果たし得なくなれば、保護台６のみを交換して、上型２、下型３、あるいは胴型４は、そのまま使用することができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における胴型を示す横断面図である。各貫通孔４ａにそれぞれ１６個の通気孔４ｂが形成されるとともに、一部の通気孔４ｂは、垂直方向に形成された４つの結合孔４ｃと交差している。この構造により、通気効率が高められる。
【００２３】
プレス成形時におけるガラス付着不良は、光学素子の形状やガラスの組成に依存している。例えば、凹メニスカスレンズは、凸レンズに比べてガラス付着不良が発生しやすい。また、ガラス組成の内、シリカ（ＳｉＯ2）や硼素（ＢａＯ）の組成比率の小さいガラスは、ガラス付着不良が発生しやすい。これら成形困難な形状、不安定なガラス材料に対して、通気孔の面積を増やすと成形性は安定する。従って本実施の形態は、このような成形性が不安定な形状及びガラス材料に使用して、特に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の光学素子成形装置によれば、ガラス素材を成形するために金型成形面の酸化を抑制するとともに、成形作業時の金型成形面へのガラス付着を防止でき、ガラスレンズ等を高い生産効率で成形するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１における光学素子成形装置を概念的に示す要部正面図
【図２】同光学素子成形装置を構成する金型ユニットの斜視図
【図３】同光学素子成形装置におけるプレス完了後の状態を示す要部正面図
【図４】同光学素子成形装置の金型ユニットの横断面図
【図５】同光学素子成形装置の変形例を示す断面図
【図６】実施の形態１における光学素子成形装置を構成する胴型を示す横断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  金型ユニット
２  上型
３  下型
４  胴型
４ａ  貫通孔
４ｂ  通気孔
４ｃ  結合孔
４ｄ  位置決め孔
６  保護台
７  ガラス素材
８  空間
９  ダイセット
１０、１１  プレート
１２  駆動シリンダ
１３  カートリッジヒータ
【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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【図６】
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