(57)【要約】【課題】本発明は、光学材料を加熱加圧成形する光学レンズの成形方法に関し、光学レンズの生産性を向上させることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために、光学材料１を加熱加圧して光学レンズを形成する成形方法であって、光学材料１を加熱する加熱工程７と、光学材料１を成形金型で加圧変形させる加圧工程８と、加圧変形した光学材料を冷却する冷却工程９を含み、加圧工程８における加圧開始時点で光学材料１は内側部分の温度が外側部分の温度より低い温度分布を有するとともに、少なくとも加圧開始時点での加圧方法として成形金型４の加圧速度を制御して加圧変形させるとしたのである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学材料を加熱加圧して光学レンズを形成する成形方法であって、前記光学材料を一対の成形金型間に配置して加熱する加熱工程と、加熱された光学材料を前記成形金型で加圧変形させる加圧工程と、加圧変形した光学材料を冷却する冷却工程を含み、前記加圧工程における加圧開始時点で前記光学材料は内側部分の温度が外側部分の温度より低い温度分布を有するとともに、少なくとも前記加圧開始時点での加圧方法として前記成形金型の加圧速度を制御して加圧変形させたことを特徴とする光学レンズの成形方法。
【請求項２】
光学材料の熱伝導率が０．８０Ｗ・ｍ-1・ｋ-1以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学材料を加熱加圧して光学レンズを成形する光学レンズの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の光学レンズの成形方法としては、所望の光学レンズの体積に応じた光学材料を一対の成形金型間に配置し、成形金型に取り付けられたヒータブロックの温度を制御し光学材料をガラス転移点温度以上の成形可能な温度まで加熱し、光学材料の全体が成形可能な温度まで十分に加熱してから所定の成形圧力で加圧成形を行い、その後冷却し取り出す方法が知られている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような加熱加圧成形において、光学材料は成形金型を介して外側部分から加熱されるため光学材料の内側部分まで成形可能な温度となるよう十分に昇温させるためには多くの時間が掛かり、ヒータブロックの設定温度を上げて昇温速度を速めたとしても光学材料の熱伝導率により光学材料の内側部分と外側部分とで温度分布が生じてしまい、この温度分布の差が小さくなるのを待つ必要があり多くの時間が掛かってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、光学材料の昇温時間を短縮し光学レンズの生産性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明は、光学材料を加熱加圧して光学レンズを成形する成形方法であって、光学材料を一対の成形金型間に投入して加熱する加熱工程と、加熱された光学材料を成形金型で加圧変形させる加圧工程と、加圧変形した光学材料を冷却する冷却工程を含み、加圧工程における加圧開始時点で光学材料は内側の温度が外側の温度より低い温度分布を有するとともに、少なくとも加圧開始時点での加圧方法として成形金型の加圧速度を制御して加圧変形させるとしたのである。
【発明の効果】
【０００８】
これにより本発明は、光学レンズの生産性を高めることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る光学レンズの成形装置を示す断面図
【図２】同成形装置を用いた光学レンズの成形方法を示す模式図
【図３】同成形方法における金型温度と金型間距離の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について図を用いて説明する。
【００１１】
図１は光学ガラスや光学樹脂などの光学材料１を加熱加圧して光学レンズを成形する成形装置２を示したものであり、この成形装置２の基本構造は、貫通孔を有する円筒状の胴型３の一端に成形金型４ａを固定し、胴型３の他端側より貫通孔の内周面に沿って成形金型４ｂを摺動可能に挿入する構成となっており、上下一対の成形金型４ａ，４ｂと胴型３で囲まれた成形空間で光学材料１を加熱加圧成形するものである。なお、それぞれの成形金型４ａ，４ｂの端部にはそれぞれ加熱冷却温度を制御するヒータブロック５が取り付けられている。
【００１２】
次にこの成形装置２を用いた光学レンズの成形方法を説明する。この成形方法は図２に示すように、まず成形金型４ｂの成形面上に光学材料１を配置する投入工程６と、ヒータブロック５で温度制御して光学材料１を昇温させる加熱工程７と、昇温された光学材料１に対して下側の成形金型４ｂを上昇させ加圧変形させる加圧工程８と、加圧変形された光学材料１を冷却する冷却工程９と、下側の成形金型４ｂを下降させ光学材料１（光学レンズ）を成形装置２から取り出す取出工程１０を順に行うものである。
【００１３】
また、各工程における成形金型４ａ，４ｂの温度と金型間距離の関係を図３に示す。この成形装置２を用いた加熱加圧成形は、先ず成形金型４ａ，４ｂが低温である時に成形金型４ｂの成形面上に光学材料１を配置し、成形金型４ａの成形面が光学材料１の表面に近接するところまで成形金型４ｂを上昇させた状態でヒータブロック５の温度を昇温させ成形金型４ａ，４ｂ、胴型３および光学材料１を加熱する加熱工程７を行う。ついで光学材料１の温度がガラス転移点温度以上の成形温度となるようヒータブロック５の温度を昇温させ、その後、成形金型４ｂをさらに上昇させ光学材料１を加圧変形させる加圧工程８を行う。次いで光学材料１を取り出し可能温度まで冷却する冷却工程９を行い、成形金型４ｂを下降させ成形後の光学材料１である光学レンズを取り出す取出工程１０を行う。なお、加圧工程８は成形金型４の冷却を開始しガラス転移点温度の近傍となった時点で加圧完了とし冷却工程９における光学材料１の収縮変形を抑制している。
【００１４】
そして、この一実施の形態においては、図３に示す成形金型４ａ，４ｂの温度が所定の成形温度に達してから加圧開始するまでの待機時間１１を短縮したことにある。すなわち、この待機時間１１は成形金型４を介して光学材料１の外側部分から昇温される内側部分までの温度分布が小さくなるように均熱化するための時間であり、この待機時間１１を短縮することで生産時間を大幅に短縮出来るのであるが、上述したように均熱化のための待機時間１１を短縮した場合、加圧工程８での加圧開始時点で光学材料１の内側部分が外側部分に比べ温度が低くなりこれに伴い粘度も高くなることから、加圧開始時点で加圧成形に必要な所定の成形圧力を光学材料１に加えてしまうと内側部分の高粘度領域に大きな押圧力が加わり成形後の光学レンズの割れの原因となってしまう。
【００１５】
そこで、待機時間１１を短縮し温度分布を有する光学材料１を加圧成形するにあたり、成形金型４による加圧方法をエアーシリンダやオイルシリンダといった圧力制御での加圧手法とするのではなく、サーボモータやカム機構により成形金型４ｂの加圧速度つまり成形金型４ｂの移動速度を制御する加圧手法を用いたのである。
【００１６】
すなわち、成形金型４ｂによる加圧を移動速度により制御したことで、光学材料１に加わる圧力は粘度や変形量により変化するため、加圧開始時点で光学材料１に大きな成形圧力が一気に加わるのではなく、変形速度に応じた圧力が加わるので、加圧開始時点での圧力は小さく光学材料１の当接部分もしくはその近傍から変形が始まり、またこの変形に伴い光学材料１と成形金型４との当接面積が増すことから成形金型４からの熱伝達が高まり、これにより光学材料１の内側部分の温度上昇が進み、更なる変形が可能となるのである。
【００１７】
つまり、成形開始時点で光学材料１が温度分布を有した状態であっても、加圧成形の進捗に応じて温度分布が小さくなるので、加圧開始前において光学材料１を均熱化するための待機時間１１を短縮し光学レンズの生産性を向上させることが出来るのである。
【００１８】
また、このように待機時間１１を短縮することについては、アッベ数が大きい低分散のガラスの組成がリン酸塩系、フッ化系、フツリン酸塩系ガラスに属しガラス組成に多くのアルカリ性修飾酸化物を含みガラス本来のネットワーク構造が弱くなっていることから熱伝導率も０．８０Ｗ・ｍ-1・ｋ-1以下と低く、このような熱伝導率が低い光学材料１に対して特に有効となる。
【００１９】
なお、加圧工程における加圧速度の制御は光学材料１の外側部分と内側部分で温度分布を有する際に有用な加圧手段であり、この温度分布が小さくなり実質的に差が無くなった後は圧力による制御に切り換えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、光学レンズの成形時間を短縮する効果を有し、特に熱伝導率が低い低分散ガラスの加熱加圧成形に有用となる。
【符号の説明】
【００２１】
１  光学材料
４ａ，４ｂ  成形金型
７  加熱工程
８  加圧工程
９  冷却工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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