(57)【要約】【課題】予備型を用いた加熱により光学素子素材の加熱効率の向上を図り、この光学素子素材を本成形型で成形することで、サイクルタイムの短縮を図る。【解決手段】光学素子の製造装置１０は、対向配置された上型４２及び下型４３により熱可塑性の光学素子素材４１をプレス成形することにより光学素子４５を得る装置であり、上型４２及び下型４３のうち少なくとも上型４２を成形面形状の異なる予備型４２１で構成し、さらに予備型４２１で加熱した光学素子素材４１を、対向する本成形型同士４２，４３でプレス成形するエアシリンダ３５を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された上型及び下型により熱可塑性の光学素子素材をプレス成形することにより光学素子を得る光学素子の製造方法において、
本成形型を構成する前記上型及び下型のうち少なくとも一方と成形面形状が異なる上型及び下型の少なくとも一方から構成される予備型を用い、
前記予備型で加熱した前記光学素子素材を、前記本成形型でプレス成形する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記予備型で前記光学素子素材を変形させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記予備型で変形されてできた予備成形品が、前記本成形型に中心から接触する
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記予備型の成形面形状は、前記光学素子素材と線接触するような形状を有する
ことを特徴とする請求項１〜３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
対向配置された上型及び下型により熱可塑性の光学素子素材をプレス成形することにより光学素子を得る光学素子の製造装置において、
前記上型及び下型から構成される本成形型と、
本成形型を構成する前記上型及び下型のうち少なくとも一方と成形面形状が異なる上型及び下型の少なくとも一方から構成される予備型と、
前記予備型で加熱した前記光学素子素材を、前記本成形型でプレス成形するプレス手段と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器等に用いられる光学素子を成形手段により成形する光学素子の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１のように、一対の成形型と胴型で構成される成形ブロック内に光学素子素材を収容して加熱軟化させ、加圧成形して光学素子を成形する手段が用いられている。
【０００３】
この特許文献１では、光学素子素材が収容された複数の成形ブロックを順次チャンバー内に投入し、加熱ステージ、加圧ステージ、冷却ステージの各ステージを移動しながら複数個を同時に成形している。
【０００４】
このような成形方法においては、通常、成形開始から終了まで（光学素子素材の加熱から所望の最終光学素子形状への変形、冷却まで）を同一の成形ブロックを用いて行われる。
【０００５】
また、近年、光学素子素材として、単価が安く、体積管理もしやすいボールプリフォームが頻繁に使用されている。
【特許文献１】特開平８−２５９２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、光学素子素材としてボールプリフォームを用い、成形開始から終了までを同一の成形ブロックを用いて加熱、加圧した場合、光学素子素材の加熱効率が悪く成形に時間を要していた。
【０００７】
例えば、図８Ａに示すように、成形初期にはボールプリフォーム１４１は上型１４２及び下型１４３と点接触である。やがて、図８Ｂ、図８Ｃに示すように、ボールプリフォーム１４１は加熱されながら変形されていく。さらに、図８Ｄに示すように、ボールプリフォーム１４１はプレス成形されて光学素子１４５に成形される。
【０００８】
なお、図８Ａ〜図８Ｄにおいて、ボールプリフォーム１４１に付した黒色領域は加熱されている領域を概略で示したものである。
このように、接触部付近が成形可能温度に到達し、変形が開始できたとしても、ボールプリフォーム１４１の外周や内部までは十分に加熱されておらず、変形させながら加熱を同時進行で行っているのが現状であり、光学素子素材の加熱効率が悪く、成形に時間を要する。
【０００９】
これは、接触点である型軸中心から外周に離れるほど、接触点からの熱伝熱による加熱効果が得られないこと、さらに、ボールプリフォーム１４１と型の成形面とは距離が離れていくため、輻射熱による加熱効果も得られないためである。
【００１０】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、予備型を用いた加熱により光学素子素材の加熱効率の向上を図ることができ、さらに予備型で加熱した光学素子素材を本成形型で成形することでサイクルタイムの短縮を図ることのできる光学素子の製造方法及びその製造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】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
対向配置された上型及び下型により熱可塑性の光学素子素材をプレス成形することにより光学素子を得る光学素子の製造方法において、
本成形型を構成する前記上型及び下型のうち少なくとも一方と成形面形状が異なる上型及び下型の少なくとも一方から構成される予備型を用い、
前記予備型で加熱した前記光学素子素材を、前記本成形型でプレス成形することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記予備型で前記光学素子素材を変形させることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の光学素子の製造方法において、
前記予備型で変形されてできた予備成形品が、前記本成形型に中心から接触することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３に記載の光学素子の製造方法において、
前記予備型の成形面形状は、前記光学素子素材と線接触するような形状を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、
対向配置された上型及び下型により熱可塑性の光学素子素材をプレス成形することにより光学素子を得る光学素子の製造装置において、
前記上型及び下型から構成される本成形型と、
本成形型を構成する前記上型及び下型のうち少なくとも一方と成形面形状が異なる上型及び下型の少なくとも一方から構成される予備型と、
前記予備型で加熱した前記光学素子素材を、前記本成形型でプレス成形するプレス手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、予備型を用いた加熱により光学素子素材の加熱効率の向上を図ることができる。そして、予備型で加熱した光学素子素材を本成形型で成形することでサイクルタイムの短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態における光学素子の製造装置の概要を示す断面正面図である。
【００１７】
この光学素子の製造装置１０は、装置架台１１上に区画された成形室１３を備えている。この成形室１３内を、後述する型セット４０が搬送方向（矢印方向）に順次搬送されて当該型セット４０内に収容された光学素子素材４１がプレス成形されて光学素子４５が成形される。
【００１８】
成形室１３内には、型セット４０の搬送方向の上流側から下流側に沿って列状に、予備加熱ステージ１９、加熱ステージ２０、プレスステージ２１、冷却ステージ２２が設けられている。
【００１９】
成形室１３の入口側（上流側）には、入口シャッタ１６が設けられている。また、成形室１３の出口側（下流側）には出口シャッタ１８が設けられている。
なお、入口シャッタ１６の上流側には、不図示のプッシャが設けられていて、型セット４０は、このプッシャにより所定圧で押圧されて入口シャッタ１６から成形室１３内に搬入される。搬入された型セット４０は、不図示の搬送アームにより各ステージ１９〜２２間を間欠的に搬送される。
【００２０】
なお、入口シャッタ１６、出口シャッタ１８の開閉時に成形室１３内の雰囲気に影響を与えないようにするためには、型セット４０を供給、排出する別のチャンバーを備えておくのが好ましい。
【００２１】
成形室１３内は、不図示の不活性ガス供給装置により不活性ガスで置換されるようになっている。これにより、主として型セット４０の酸化が防止されるようになっている。
次に、前述した各ステージ１９、２０、２１，２２の構成について説明する。
【００２２】
予備加熱ステージ１９は、上下に対向する上加熱プレート２３１及び下加熱プレート２３２を備えている。上加熱プレート２３１の先端部には型固定部材２５を介し、予備型４２１（上型）が固定されている。
【００２３】
上加熱プレート２３１及び下加熱プレート２３２には、夫々上カートリッジヒータ２４１と下カートリッジヒータ２４２が内蔵されている。また、上加熱プレート２３１（及び型固定部材２５、予備型４２１）を上下（対向）方向に駆動するエアシリンダ２６（具体的には作動ロッド）が設けられている。このエアシリンダ２６による上加熱プレート２３１の昇降動作により、型セット４０と予備型４２１（上型）の組付け、挟持、挟圧等の動作が行われる。
【００２４】
加熱ステージ２０は、上下に対向する上加熱プレート２８１及び下加熱プレート２８２を備えている。
上加熱プレート２８１及び下加熱プレート２８２には、夫々上カートリッジヒータ２９１と下カートリッジヒータ２９２が内蔵されている。また、上加熱プレート２８１を上下（対向）方向に駆動するエアシリンダ３０が設けられている。
【００２５】
さらに、上加熱プレート２８１から図１の上方に向けてエア吸引パイプ３１が延出されている。このエア吸引パイプ３１は、上加熱プレート２８１の先端部に形成された吸着孔（図示せず）に連通している。これにより、後述するように、上型４２は負圧により上加熱プレート２８１の先端部で真空吸着される。
【００２６】
エアシリンダ３０による上加熱プレート２８１の昇降動作により、型セット４０への上型４２の組付け、挟持、挟圧等の動作が行われる。
次に、プレスステージ２１は、上下に対向する上加熱プレート３３１及び下加熱プレート３３２を備えている。
【００２７】
上加熱プレート３３１及び下加熱プレート３３２には、夫々上カートリッジヒータ３４１と下カートリッジヒータ３４２が内蔵されている。また、上加熱プレート３３１を上下対向方向に駆動するプレス手段としてのエアシリンダ３５が設けられている。
【００２８】
このエアシリンダ３５による上加熱プレート３３１の昇降動作により、型セット４０と上型４２の挟持、挟圧、プレス等の動作が行われる。この型セット４０と上型４２がプレスされることで、内部に収容された光学素子素材４１が所望形状に成形される。
【００２９】
さらに、冷却ステージ２２は、上下に対向する上加熱プレート３７１及び下加熱プレート３７２を備えている。
上加熱プレート３７１及び下加熱プレート３７２には、夫々上カートリッジヒータ３８１と下カートリッジヒータ３８２が内蔵されている。また、上加熱プレート３７１を上下（対向）方向に駆動するエアシリンダ３９が設けられている。
【００３０】
このエアシリンダ３９による上加熱プレート３７１の昇降動作により、型セット４０と上型４２の挟持、挟圧等の動作が行われる。ここで、上加熱プレート３７１及び下加熱プレート３７２を介して型セット４０が所定温度に冷却される。
【００３１】
次に、図２Ａ及び図２Ｂに基づき型セット４０、上型４２、予備型４２１について説明する。
図２Ａにおいて、型セット４０は、下型４３、及びスリーブ４４を有している。下型４３は、スリーブ４４の内部で、成形面４３ａが図２Ａの上方を向いて、スリーブ４４の一端から嵌挿されている。下型４３の成形面４３ａは凹球面状に形成されている。
【００３２】
なお、４３ａの形状は球面に限らず、例えば非球面等であってもよい。この下型４３と上型４２とで本成形型を構成している。
下型４３の成形面４３ａ上には、光学素子素材としての光学素子素材４１が配置されている。この光学素子素材４１として、例えば光学ガラスから成るボールプリフォーム（球状）が用いられている。
【００３３】
スリーブ４４のもう一端（他端）側には、後述するように、上型４２あるいは予備型４２１（上型）が、スリーブ４４の軸方向に摺動可能に配置される。
なお、上型４２、予備型４２１（上型）、下型４３、及びスリーブ４４は、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研磨して仕上げられている。
【００３４】
図２Ａ、図２Ｂは、それぞれ上型４２及び予備型４２１（上型）の断面図を示している。
この上型４２、予備型４２１は、凹状の成形面４２ａ、４２ａ’を有している。予備型４２１の成形面４２ａ’は、光学素子素材４１の曲率半径よりも若干大きめに形成されている。これにより、後述するように、光学素子素材４１は予備型４２１との接触点では熱伝導により加熱され、それ以外の部分では予備型４２１からの輻射熱により全体が効率的に加熱される。
【００３５】
以上のように、上型及び下型のうち少なくとも一方（本実施の形態では上型４２）を、予備型で構成するようにした。すなわち、予備加熱ステージ１９では対向する上型及び下型のうち上型に予備型４２１を用い、加熱ステージ２０以降ではこの予備型４２１に換えて上型４２を用いている。
【００３６】
本実施形態では、予備加熱ステージ１９における上型のみを、成形面形状の異なる予備型４２１を用いることとしたが、これに限らない。例えば下型４３のみを成形面形状の異なる予備型を用いてもよいし、上型４２及び下型４３の双方を成形面形状の異なる予備型を用いてもよい。また、予備型４２１と上型４２（本成形型）とは、型の材質が違ってもよいし同じでもよい。
【００３７】
次に、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図（加熱ステージ２０を搬送方向から見た断面図）である。
図３において、成形室１３の背面側には、上下に開閉する搬入シャッタ４６が設けられている。装置外で型セット４０から外された上型４２（本成形型）は、ハンドアーム４８により把持され、加熱ステージ２０の上加熱プレート２８１の先端部に真空吸着される。
【００３８】
この場合、搬入シャッタ４６を開き、ハンドアーム４８により把持された上型４２（本成形型）は加熱ステージ２０に搬入される。そして、ハンドアーム４８の操作（及び上加熱プレート２８１の下降）により、上型４２（本成形型）の反成形面４２ｂ側を上加熱プレート２８１の先端部に接触させる。
【００３９】
なお、上加熱プレート２８１の先端部と上型４２（本成形型）の反成形面４２ｂとは、密接可能に高精度な平坦面に仕上げ加工されている。そこで、図示しない真空吸着装置を駆動して上型４２（本成形型）を真空吸着する。その後、上型４２（本成形型）を把持していたハンドアーム４８を解放し、引っ込める。さらに、搬入シャッタ４６を閉じる。
【００４０】
なお、搬入シャッタ４６の開閉時に成形室１３内の雰囲気に影響を与えないようにするためには、ハンドアーム４８に上型４２（本成形型）を供給する別のチャンバーを備えておくのが好ましい。
【００４１】
また、加熱ステージ２０の下方で待機しているスリーブ４４に上型４２（本成形型）をスムーズに嵌挿するためには、上型４２（本成形型）の位置決めが重要となる。
この場合、上加熱プレート２８１と上型４２（本成形型）の位置決めは、ハンドアーム４８が精密に制御できる機構を備えているか、若しくは上加熱プレート２８１に位置決め部を設けておいて、そこに上型４２（本成形型）を当てつけて位置決めを行うようにしてもよい。
【００４２】
次に、図４Ａ〜図４Ｃに基づき、予備型４２１で光学素子素材４１を加熱した後の成形について説明する。
図４Ａ〜図４Ｃは、対向する上下の予備型４２１、４３１で光学素子素材４１を加熱した後、得られた予備成形品４１１を上型４２（本成形型）及び下型４３（本成形型）で成形した場合の実施の形態を示す。
【００４３】
予備型４２１、４３１の成形面形状は、光学素子素材４１の外形に近似した形状を有している。これは、予備加熱時に光学素子素材４１と予備型４２１、４３１とが近接する面積を大きくして加熱効率を向上させるためである。また、予備加熱時に光学素子素材４１は軟化して若干変形する。なお、図４Ｂ及び図４Ｃにおける上型４２（本成形型）及び下型４３（本成形型）の成形面形状は、所望の製品形状と略同一形状に形成されている。
【００４４】
なお、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、光学素子素材４１、予備成形品４１１、光学素子４５に付した黒色領域は加熱した領域を概略的に示したものである。
図４Ａに示すように、対向する上下の予備型４２１、４３１を加熱型として用いる。この予備型４２１、４３１は、光学素子素材４１の外形に近似した成形面４２ａ’，４３ａ’を有している。これにより、光学素子素材４１は予備型４２１、４３１との接触点では熱伝導により加熱され、それ以外の部分では予備型４２１、４３１からの輻射熱により全体が効率的に加熱される。すなわち、予備型４２１、４３１と光学素子素材４１との接触点である型軸中心から外周に離れた広い範囲の領域まで略均一に加熱することが可能となる。
【００４５】
この場合、予備型４２１，４３１の成形面４２ａ’，４３ａ’の形状は、本成形型としての上型４２及び下型４３に比べて成形面外周における光学素子素材４１との距離が近い。
【００４６】
このため、予備加熱の段階で成形面４２ａ’，４３ａ’から光学素子素材４１への伝熱量が多い。さらに、予備加熱時に光学素子素材４１が変形した場合にも、予備型４２１，４３１との接触面積がより一層大きくなる。こうして、予備加熱の効率が益々促進される。
【００４７】
光学素子素材４１は、この予備型４２１、４３１で加熱されて予備成形品４１１となる。この予備成形品４１１は、外形の略全面が均等に加熱されて軟化し、内部まで所定温度に加熱されたものとなる。なお、光学素子素材４１が変形して予備型４２１、４３１の端面同士が接触する（予備型４２１、４３１により閉空間が形成される）と、閉空間内の雰囲気により、より効率的に光学素子素材４１を加熱することができる。
【００４８】
図４Ｂは、対向する上型４２（本成形型）及び下型４３（本成形型）間に予備成形品４１１を配置した状態を示す図である。
この予備成形品４１１は、上型４２及び下型４３と最初に型中心で接触する。そして、上型４２及び下型４３によってさらに加熱されながら変形し、接触点の外周へ順次転写が進行していく。
【００４９】
図４Ｃは、図４Ｂの状態からさらに予備成形品４１１をプレスして所望の光学素子４５を成形した状態を示す図である。この光学素子４５は、外周部にいわゆるコバ部４５ａを有している。
【００５０】
同図４Ｃに示すように、予備成形品４１１は不図示のプレス手段により所望の中心肉厚になるまでプレスされる。
この場合、予備成形品４１１は、外形の略全面が予備加熱により均等に加熱されて軟化し、内部まで加熱されている。このため、予備成形品４１１が所望の成形品に成形されるまでに、従来よりも短時間で変形を完了することができる。
【００５１】
次に、図５Ａ及び図５Ｂと図６Ａ及び図６Ｂは、その他の予備型４３１（下型）の成形面形状のバリエーションを示す図である。
図５Ａは、予備型４３１の成形面４３ａ’が光学素子素材４１のＡ点で示す所定径で外当りする場合を示している。この場合、予備型４３１の成形面４３ａ’と光学素子素材４１とは線接触となっているため、点接触の場合に比べて加熱効率が向上する。
【００５２】
このため、図５Ｂに示すように、予備型４３１で予備加熱された予備成形品４１１は、成形面４３ａ’に近接する領域の略全面が均等に加熱されて軟化している。こうして、予備成形品４１１が下型４３（本成形型）に載置された後も、所望の中心肉厚までプレスするのに短時間で成形を完了することができる。
【００５３】
図６Ａは、予備型４３１の成形面４３ａ’が平坦に形成され、光学素子素材４１も円板状をなしている。このため、成形面４３ａ’と光学素子素材４１とは面接触して予備加熱される。この場合、光学素子素材４１は面接触状態で予備加熱されるため、点接触や線接触に比べて効率的に加熱される。
【００５４】
次いで、図６Ｂに示すように、予備型４３１で予備加熱された予備成形品４１１は、凸状の成形面４３ａを有する下型４３に載置されて成形される。この場合、予備成形品４１１と成形面４３ａとは、点接触で下型４３の成形面４３ａに載置されるが、予備成形品４１１は予め効率的に予備加熱されているため、所望の中心肉厚までプレスするのに短時間で成形を完了することができる。
【００５５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図１において、予備加熱ステージ１９、加熱ステージ２０、プレスステージ２１、冷却ステージ２２は、それぞれの上下カートリッジヒータに通電されて、予め所望の温度に加熱、制御されている。
【００５６】
予備加熱ステージ１９の型固定部材２５の先端部には本成形型とは成形面形状の異なる予備型４２１が固定されている。
そして、下型４３（本成形型）、スリーブ４４、及び光学素子素材４１が搬入口から不図示のプッシャ等により成形室１３内に搬入される。すると、予備加熱ステージ１９において、エアシリンダ２６により予備型４２１が下降してきて光学素子素材４１を挟持し、光学素子素材４１の予備加熱が行われる。
【００５７】
このとき、予備型４２１の成形面の曲率半径は光学素子素材４１も若干大きく、かつその曲率半径と近似した大きさに形成されている。このため、予備型４２１の成形面とボール形状の光学素子素材４１とは、光学素子素材４１の面頂で点接触であるが、予備型４２１の成形面と光学素子素材４１の外周面との距離は広い領域に亘って近くなっている。
【００５８】
これにより、予備型４２１の成形面からの輻射熱或いは雰囲気により、光学素子素材４１を予備型４２１との接触点から離れた広い範囲の領域まで加熱することができる。この場合、ボール形状の光学素子素材４１の内部まで加熱される。こうして、光学素子素材４１は略均等に軟化しかつ若干変形した予備成形品４１１となる。
【００５９】
予備加熱ステージ１９では、この予備加熱の終了後、予備型４２１が待機位置に上昇する。
続いて、下型４３（本成形型）、スリーブ４４、及び予備成形品４１１がそのまま加熱ステージ２０に搬送される。この加熱ステージ２０で、上加熱プレート２８１の先端部に真空吸着された上型４２（本成形型）がエアシリンダ３０により下降する。その後、真空吸着が解除され、上型４２による挟持変形が行われる。
【００６０】
次いで、この上型４２、下型４３、及びスリーブ４４と予備成形品４１１とがそのままプレスステージ２１に搬送される。ここで、エアシリンダ３５により上型４２が押圧されて予備成形品４１１の中心肉厚が所定の値になるまでプレス成形される。なお、このとき、上加熱プレート３３１と上型４２とは固定されていない。
【００６１】
次に、上型４２、下型４３、及びスリーブ４４と予備成形品４１１とがそのまま冷却ステージ２２に搬送される。ここで、エアシリンダ３９により上型４２、下型４３、及びスリーブ４４と予備成形品４１１が上下加熱プレート３７１、３７２間に挟持され、所定温度に冷却される。こうして、上型４２、下型４３、及びスリーブ４４と光学素子４５が出口シャッタ１８から搬出される。
【００６２】
以上の工程が繰り返して実行される。
本実施形態によれば、光学素子素材４１を、成形面形状の異なる予備型４２１で加熱して予備成形品４１１を得、この予備成形品４１１を本成形型（４２，４３）同士で成形することで、光学素子素材４１の加熱効率の向上及びサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
［第２の実施の形態］
次に、図７は、成形室５０内に予備成形ステージ５１と本成形ステージ５２とを有する光学素子の製造装置の実施の形態を示している。
【００６３】
同図７において、予備成形ステージ５１で光学素子素材５５の予備成形が行われる。次いで、予備成形された光学素子素材５５が本成形ステージ５２に移送され、ここで最終成形が行われる。
【００６４】
予備成形ステージ５１では、対向する上型及び下型の両方が本成形型とは成形面形状の異なる予備型４２１，４３１で構成されている。また、本成形ステージ５２では、対向する上型及び下型の両方が本成形型（上型４２及び下型４３）で構成されている。
【００６５】
なお、予備成形ステージ５１における上方の予備型４２１の成形面４２ａ’は若干凸面に形成され、下方の予備型４３１の成形面４３ａ’は平坦に形成されている。また、成形室１３の搬入口には窓５３が設けられ、搬出口には窓５４が設けられている。
【００６６】
予備成形ステージ５１は、上下に対向する上加熱プレート５７１及び下加熱プレート５７２を備えている。上加熱プレート５７１及び下加熱プレート５７２の先端部には型固定部材５８１，５８２を介して、予備型４２１，４３１が固定されている。
【００６７】
上加熱プレート５７１及び下加熱プレート５７２には、夫々上カートリッジヒータ５９１と下カートリッジヒータ５９２が内蔵されている。また、上加熱プレート５７１（及び型固定部材５８１、予備型４２１）を上下（対向）方向に駆動する予備プレス手段としてのエアシリンダ６０（具体的には作動ロッド）が設けられている。このエアシリンダ６０による上加熱プレート５７１の昇降動作により、光学素子素材５５の挟持、プレス等の動作が行われる。
【００６８】
本成形ステージ５２は、上下に対向する上加熱プレート６１１及び下加熱プレート６１２を備えている。上加熱プレート６１１及び下加熱プレート６１２の先端部には型固定部材６２１，６２２を介して、上型４２、下型４３が固定されている。
【００６９】
上加熱プレート６１１及び下加熱プレート６１２には、夫々上カートリッジヒータ６３１と下カートリッジヒータ６３２が内蔵されている。また、上加熱プレート６１１（及び型固定部材６２１、上型４２）を上下（対向）方向に駆動するプレス手段としてのエアシリンダ６４（具体的には作動ロッド）が設けられている。このエアシリンダ６４による上加熱プレート６１１の昇降動作により、光学素子素材５５の挟持、プレス等の動作が行われる。
【００７０】
以上において、予備成形ステージ５１において、上方の予備型４２１と下方の予備型４３１とを型軸中心が一致するように対向配置する。また、本成形ステージ５２においても、上型４２と下型４３とを型軸中心が一致するように対向配置する。
【００７１】
次いで、予備成形ステージ５１では、円板状の光学素子素材５５を細長いアーム５６で把持し、下方の予備型４３１の成形面４３ａ’に載置する。このとき、光学素子素材５５と成形面４３ａ’とは面接触で載置される。その後、上方の予備型４２１を下降させる。こうして、光学素子素材５５を予備型４２１，４３１を介して、上加熱プレート５７１及び下加熱プレート５７２により加熱し、予備成形する。すると、光学素子素材５５の表面は凹部に変形される。
【００７２】
次いで、本成形ステージ５２では、アーム５６を矢印方向に１８０°回転し、予備成形ステージ５１で変形した凹部が裏面にくるようにする。こうして、本成形ステージ５２において、上方の上型４２（本成形型）を下降し、下型４３（本成形型）と相対的に接近移動させて成形する。ここで、下型４３の成形面４３ａは凸面に形成されているが、光学素子素材５５が凹部に変形されているため、この成形面４３ａに、光学素子素材５５を安定して保持することができる。
【００７３】
なお、本成形後の成形品は搬出口側の窓５４から搬出される。
また、予備成形ステージ５１から本成形ステージ５２への搬送時に予備加熱した光学素子素材５５が冷却されないよう、成形室５０の雰囲気を高温にするために、加熱した不活性ガスを導入しておくとよりよい。
【００７４】
本実施形態によれば、予備成形ステージ５１において、上下の予備型４２１、４３１で光学素子素材５５を加熱するので、上下の一方の予備型で加熱する場合と比較して、より効率的に光学素子素材５５を予備加熱することができる。これにより、予備成形ステージ５１と本成形ステージ５２という簡略化した工程で光学素子素材５５を成形することができ、一層のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施の形態における光学素子の製造装置の概要を示す断面正面図である。
【図２Ａ】型セットの断面図である。
【図２Ｂ】予備型の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４Ａ】対向する上下の予備型で光学素子素材を加熱する状態を示す図である。
【図４Ｂ】得られた予備成形品を本成形型同士で成形する状態を示す図である。
【図４Ｃ】同上の予備成形品を本成形型同士で成形する状態を示す図である。
【図５Ａ】異なる成形面形状の予備型で加熱する状態を示す図である。
【図５Ｂ】同上で得られた予備成形品を本成形型で成形する状態を示す図である。
【図６Ａ】異なる成形面形状の予備型で加熱する状態を示す図である。
【図６Ｂ】同上で得られた予備成形品を本成形型で成形する状態を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における光学素子の製造装置の概要を示す断面正面図である。
【図８Ａ】対向する上下型で光学素子素材を加熱する従来例を示す図である。
【図８Ｂ】対向する上下型で光学素子素材を加熱プレスする従来例を示す図である。
【図８Ｃ】対向する上下型で光学素子素材を加熱プレスする従来例を示す図である。
【図８Ｄ】対向する上下型で光学素子素材を加熱プレスする従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０      光学素子の製造装置
１１      装置架台
１３      成形室
１６      入口シャッタ
１８      出口シャッタ
１９      予備加熱ステージ
２０      加熱ステージ
２１      プレスステージ
２２      冷却ステージ
２３１      上加熱プレート
２３２      下加熱プレート
２４１      上カートリッジヒータ
２４２      下カートリッジヒータ
２５      型固定部材
２６      エアシリンダ
２８１      上加熱プレート
２８２      下加熱プレート
２９１      上カートリッジヒータ
２９２      下カートリッジヒータ
３０      エアシリンダ
３１      エア吸引パイプ
３３１      上加熱プレート
３３２      下加熱プレート
３４１      上カートリッジヒータ
３４２      下カートリッジヒータ
３５      エアシリンダ
３７１      上加熱プレート
３７２      下加熱プレート
３８１      上カートリッジヒータ
３８２      下カートリッジヒータ
３９      エアシリンダ
４０      型セット
４１      光学素子素材
４１１      予備成形品
４２      上型
４２ａ      成形面
４２ａ’    成形面
４２ｂ      反成形面
４２１      予備型
４３      下型
４３ａ      成形面
４３ａ’    成形面
４３１      予備型
４４      スリーブ
４５      光学素子
４５ａ      コバ部
４６      搬入シャッタ
４８      ハンドアーム
５０      成形室
５１      予備成形ステージ
５２      本成形ステージ
５３      窓
５４      窓
５５      光学素子素材
５６      アーム
５７１      上加熱プレート
５７２      下加熱プレート
５８１      型固定部材
５８２      型固定部材
５９１      上カートリッジヒータ
５９２      下カートリッジヒータ
６０      エアシリンダ
６１１      上加熱プレート
６１２      下加熱プレート
６２１      型固定部材
６２２      型固定部材
６３１      上カートリッジヒータ
６３２      下カートリッジヒータ
６４        エアシリンダ
１４１      プリフォーム
１４２      上型
１４３      下型
１４５      光学素子
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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