JP2003104741A - 光学素子のプレス成形装置及び光学素子の製造方法 - Google Patents

光学素子のプレス成形装置及び光学素子の製造方法

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JP2003104741A JP2001300638A JP2001300638A JP2003104741A JP 2003104741 A JP2003104741 A JP 2003104741A JP 2001300638 A JP2001300638 A JP 2001300638A JP 2001300638 A JP2001300638 A JP 2001300638A JP 2003104741 A JP2003104741 A JP 2003104741A
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伸司 波田
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慎一郎 広田
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    • C03B2215/61Positioning the glass to be pressed with respect to the press dies or press axis
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/80Simultaneous pressing of multiple products; Multiple parallel moulds

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の被成形体をプレス成形して面精度の良
好な光学素子を得ることを可能にする。 【解決手段】 搬送アーム300は、複数のプリフォー
ムを一列に並べて保持し、これらを同時に下方に落下供
給するよう構成されている。位置決めアーム400は、
幅方向に分割してなる一対のアーム分割体402,40
4を備え、これらアーム分割体402,404の突き合
わせ面S側には、各プリフォームの外周に当接する位置
決め面502,504が設けられている。搬送アーム3
00からプリフォームを落下供給したのち、位置決めア
ーム400のアーム分割体402,404を開閉するこ
とにより、位置決め面502,504が各プリフォーム
の外周に当接してこれを位置決めする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、予め予備成形した
ガラス素材を加熱軟化したのちプレス成形して所定形状
の光学素子を得る光学素子のプレス成形装置及び光学素
子の製造装置及び製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光学レンズ等の製造分野では、表
面研磨を行わずに高精度のレンズ形状を得るため、ガラ
ス素材を予め所定の形状に予備成形したプリフォームを
用意し、このプリフォームを加熱軟化させたのち、高精
度なプレス面を持つ成形型を用いてプレス加工する方法
が提案されている(特開2001−10829号等)。
【0003】図6は、この種のプレス加工に用いられる
プレス成形装置の基本構成を示すものである。図6に示
したプレス成形装置は、上型602及び下型604によ
り、複数(例えば4個)のプリフォームを一度にプレス
するものである。上型602及び下型604は、いずれ
も図中左右方向に長い長尺形状を有している。上型60
2及び下型604の各対向面には、プリフォームにレン
ズ形状を付与するための複数の成形面614,616が
それぞれ一列に配列されている。上型602及び下型6
04は、それぞれ支持体606,608を介して上下一
対の支軸610,612に固定されている。上支軸61
0は装置フレーム(図示せず)に固定されており、下支
軸612は駆動機構により鉛直方向に駆動される。上型
602及び下型604の周囲には、これらを高周波加熱
するための加熱用コイル618,620が設けられてい
る。上型602及び下型604の間には、プリフォーム
が、加熱により105.5〜109ポアズの粘度まで軟化し
た状態で供給される。軟化状態のプリフォームを上型6
02及び下型604により挟み込んで加圧することによ
り、プリフォームに高精度の加工面が形成される。
【0004】このように、複数の成形型で複数のプリフ
ォームをプレス成形して複数の光学素子を製造する方法
において、成形型の複数の成形面上に複数のプリフォー
ムを同時に落下供給する方法が開示されている(特開平
11−29333)。しかしながら、複数のプリフォー
ムを成形面に落下供給すると、プリフォームが成形面の
中心に供給されず、そのままプレス成形すると偏肉を生
じるという問題がある。
【0005】そこで、各プリフォームを落下の途中で各
成形面に対してなるべく中心に供給するためのガイド手
段が提案されている(上述した特開平11−2933
3)。図7は、このガイド手段の構造を模式的に示した
ものである。このガイド手段700は、水平に伸びると
共に、漏斗形状の(すなわち上方ほど内径が大きい)貫
通孔702を一列に備えたものである。この位置決めア
ーム700は、下型604の上側に位置し、図示しない
搬送装置によって上方から落下供給されたプリフォーム
(図中符号Pで示す)を、各貫通孔702によって各成
形面616に導くようになっている。このガイド手段7
00によれば、複数のプリフォームPを、各成形面61
6から飛び出さないように、各成形面616に導くこと
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示した位置決め装置では、プリフォームPの形や表面状
態によっては、プリフォームPが貫通孔702中を落下
する際に傾いてしまい、プリフォームが成形面616の
中心からずれてしまうことがあった。このようにプリフ
ォームが位置ずれしたままプレス成形を行うと、偏肉が
生じると共に、面精度も損なわれるという問題がある。
【0007】一方、特開平9−2825及び特開平5−
97448には、成形型(下型)に、各被成形体を把持
して位置決めするレバー状の可動部材を多数備えた位置
決め機構を取り付けたものが開示されている。しかしな
がら、このように成形型に位置決め機構を取り付けた構
造では、成形型の熱容量が位置決め機構の分だけ大きく
なるため、成形型の昇温速度が低下するという問題があ
る。更に、位置決め機構が成形型と同様に加熱・冷却の
サイクルを繰り返し受けると、変形を生じ易く、位置決
め精度が低下するという問題もある。
【0008】又、複数のプリフォームを成形型よりも高
温に加熱軟化してから成形型に導入してプレス成形する
方法において、一度にプレス成形するプリフォームの成
形条件を同じにするためには、複数のプリフォームを成
形型に同時に供給し、同時にプレス成形することも必要
である。しかしながら、特開平9−2825では、複数
のプリフォームを同時に位置修正することは可能であっ
たとしても、複数のプリフォームを同時に成形型に供給
し、同時にプレス成形することができるか否かは明らか
にされていない。
【0009】従って本発明の目的は、複数の被成形体を
プレス成形して複数個の面精度の良好な光学素子を得る
ことができる光学素子のプレス成形装置及び光学素子の
製造装置及び製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、予熱された複
数の成形面で、加熱軟化された複数の被成形体を同時に
プレス成形することにより複数の光学素子を得る光学素
子のプレス成形装置であって、前記複数の成形面は、上
型及び下型それぞれの成形面の中心が一列になるよう構
成されており、前記被成形体を保持する複数の保持部が
一列に配列され、かつ、該複数の保持部の並びに沿って
平行に分割することにより、該複数の保持部に保持した
複数の被成形体を同時に落下させ、これにより該複数の
被成形体を前記複数の成形面に落下供給する落下供給手
段と、前記複数の成形面の中心の列に対して対称であっ
て、かつ、互いに平行に開閉する一対の分割体からな
り、該分割体の突合せ面側に、前記各被成形体の外周に
当接する位置決め面を複数設け、該分割体を閉じる方向
に平行移動することにより、前記成形面上に落下供給さ
れた複数の被成形体をそれぞれ該成形面の中心に移動さ
せる位置修正手段と、位置修正された前記複数の被成形
体を、前記上型及び前記下型により同時にプレス成形す
るプレス成形手段と、を有する。
【0011】ここで、予熱された成形面とは、予熱され
た成形型の成形面をいう。又、上型は、複数の成形面が
形成された一体の上型であっても、上成形型と該上成形
型を複数個保持する上母型とからなるものであってもよ
い。下型も同様である。
【0012】尚、本発明では、前記加熱軟化された被成
形体はガラス材であり、かつ、前記予熱された成形面よ
りも高い温度で該成形面に落下供給されることが好まし
い。この場合、サイクルタイムの短縮、及び成形型の成
形面の離型膜の長寿命化の観点から、前記加熱軟化され
たガラス材は、109ポアズ未満の粘度まで加熱軟化さ
れることが特に好ましい。
【0013】更に、本発明では、前記落下供給手段は、
前記被成形体を前記保持部においてガスにより浮上させ
て保持したまま、前記保持部を分割することにより、前
記成形面に落下供給することが好ましい。
【0014】加えて、本発明では、前記位置修正手段を
予熱するヒータを更に備えると共に、前記位置修正手段
が、前記ヒータにより予熱される位置から前記成形面上
に移動し、前記被成形体を位置修正したのち、前記プレ
ス成形に先立ち、前記ヒータにより予熱される位置に退
避することが好ましい。
【0015】本発明は、又、予熱した複数の成形面で、
該成形面よりも高い温度に加熱軟化した複数の被成形体
をプレス成形することにより複数の光学素子を得る光学
素子の製造方法であって、加熱軟化された複数の被成形
体を、同時に前記複数の成形面に落下供給する工程と、
落下供給された被成形体を、各成形面の中心に移動させ
ることにより位置修正する工程と、位置修正された前記
被成形体を前記成形面で同時にプレス成形する工程と、
を含むものである。
【0016】尚、本発明では、前記加熱軟化された被成
形体はガラス材であり、かつ、前記予熱された成形面よ
りも高い温度で該成形面に落下供給されることが好まし
い。この場合、前記加熱軟化されたガラス材は、109
ポアズ未満の粘度まで加熱軟化されることが好ましい。
【0017】更に、本発明では、前記被成形体が、球形
状又は扁平球形状のプリフォームであることが好まし
い。
【0018】加えて、本発明では、前記被成形体を位置
修正する位置修正手段を、所定の予熱位置で所定温度に
予熱する工程を更に含むと共に、予熱した前記位置修正
手段を用いて前記被成形体の位置修正を行ったのち、前
記プレス成形工程に先立ち、前記位置修正手段を前記成
形面から退避させて前記予熱位置に移動させることが好
ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施形態に基いて
本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形
態に係る被成形体の位置決め装置と共に用いられるプレ
ス成形装置の要部構造を示す断面図である。このプレス
成形装置は、ガラス素材を予め扁平な球形状に成形した
被成形体としてのプリフォームを用いて、例えば直径1
7mmの中口径レンズを成形するものである。プレス成
形装置は、プリフォームを加圧する上型102及び下型
104を有している。上型102及び下型104は、例
えばタングステン合金により構成されており、図中左右
方向に長い長尺形状を有している。上型102及び下型
104の各対向面には、プリフォームに所定の形状を与
えるための複数の成形面(後述)が形成されている。上
型102及び下型104は、各対向面と反対の側におい
て、支持体106,108を介して上主軸110及び下
主軸112に取り付けられている。上主軸110は装置
フレーム(図示せず)に固定され、下主軸112は図示
しないモータにより鉛直方向に駆動される。すなわち、
下主軸112の駆動により、上型102及び下型104
の開閉が行われるようになっている。上型102及び下
型104の周囲には、これらをそれぞれ高周波誘導加熱
する誘導加熱コイル114,116が設けられている。
尚、共通の誘導加熱コイルで上型102及び下型104
を加熱するようにしても良い。
【0020】図2は、下型104及びその周囲の誘導加
熱コイル116を上方から見た平面形状を示す平面図で
ある。尚、上型102の平面形状は、下型104と同様
であるため、図示を省略する。下型104は、互いに平
行に延びる一対の長辺104aと、これら長辺104a
の両端に位置する一対の半円周状の辺104bとを有し
ている。半円周状の辺104bは、2つの長辺104a
の間隔(すなわち、上型102の幅)の1/2と等しい
半径を有する半円の円周を構成している。誘導加熱コイ
ル116は、下型104の周囲に、この下型104の外
周に倣った形状に巻回されている。
【0021】下型104の上面には、プリフォームに所
望のレンズ形状を付与する6個の成形面A,B,C,
D,E,Fが形成されている。これら成形面A〜Fは、
下型104の長手方向に沿って一列に配列されている。
尚、上型102にも、下型104の成形面A〜Fに対応
する位置にそれぞれ成形面が設けられている。以下で
は、成形面A〜Fを総括して、成形面120と称する。
【0022】図3(a)は、図1に示したプレス成形装
置までプリフォームを搬送する搬送アーム300を示す
平面図である。搬送アーム300は、耐熱性の高い金属
(例えばステンレス合金)により成形される長尺状部材
であり、その長手方向に沿って、プリフォームを保持す
る6個の保持ブロック304が一列に配列されている。
保持ブロック304は、すり鉢状の受け部306を有し
ている。保持ブロック304の材質としては、高密度カ
ーボンの表面をグラッシーカーボンとしたものを用いる
ことができる。図3(b)は、図3(a)におけるII
I−III断面図である。図3(b)に示したように、
搬送アーム300の内部には、この搬送アーム300の
長手方向に延びるガス孔314が形成されており、この
ガス孔314を介して供給される不活性ガスが受け部3
06内へ送られ、このガスの圧力により、プリフォーム
が受け部306内で僅かに浮上されながら搬送されるよ
うになっている。搬送アーム300は、その幅方向の中
心線において、2つのアーム片300a,300bに平
行に分割されるよう構成されている。搬送アーム300
を2つのアーム片300a,300bに分割すると、各
保持ブロック304も2つのブロック片304a,30
4bにそれぞれ分割される。このように搬送アーム30
0を分割し平行に開くことにより、その保持ブロック3
04において浮上保持していた、加熱軟化された複数個
のプリフォームを下方に同時に落下させることができ
る。
【0023】図4は、搬送アーム300が下型104上
にプリフォームを落下供給する際、このプリフォームの
位置決めを行う位置修正手段である位置決めアーム40
0の平面形状を示す平面図である。位置決めアーム40
0は、長尺形状であり、その幅方向における中心線Nを
中心として2つのアーム分割体402,404に分割可
能な構造を有している。位置決めアーム400は、更
に、その長手方向に沿って、プリフォームを位置決めす
る6個の位置決めブロック410を有している。各位置
決めブロック410は、位置決めアーム400の中心線
Nにおいて2つの部分412,414に分割可能な構造
を有しており、アーム分割体402,404の開閉と共
に平行に開閉するようになっている。各位置決めブロッ
ク410は、平面視で菱形の開口部416を有してお
り、その内周面において、プリフォームの外周に接する
ような形状になっている。位置決めアーム400のアー
ム分割体402,404は、それぞれの長手方向一端
(図中左端)において、一対のスライド体406,40
8にそれぞれ取り付けられている。このスライド体40
6,408は、図示しない駆動機構により互いに接近及
び離間する方向(図中矢印で示した方向)に移動し、こ
れに伴ってスライド体406,408が互いに平行を保
ちつつ開閉するようになっている。すなわち、スライド
体406,408が互いに離間する方向に移動すると、
アーム分割体402,404が開き、スライド体40
6,408が互いに接近する方向に移動すると、アーム
分割体402,404が閉じるようになっている。
【0024】この位置決めアーム400は、水平面内に
おいて回転可能となっており、図示しない回転機構によ
り、下型104の上方位置と、下型104上から退避し
た位置(アーム予熱位置)との間で回転するようになっ
ている。位置決めアーム400は、プリフォームの位置
決めを行うときには下型104上に位置し、それ以外
は、下型104上から退避している。位置決めアーム4
00の回転角度は、モータパルスやエンコーダ等により
検出されており、これに基づいて回転制御がなされてい
る。尚、位置決めアーム400の移動は、回転移動に限
らず、水平移動や、水平移動と上下移動との組み合わせ
等も可能である。又、位置決めアーム400が下型10
4上から退避しているときに、この位置決めアーム40
0を予熱するため、図示しないアーム予熱装置が設けら
れている。
【0025】位置決めアーム400の予熱温度は、被成
形体であるプリフォームを位置修正する際に、プリフォ
ームに接触してもプリフォームの表面欠陥を招かない温
度に設定される。例えば、プリフォームを構成するガラ
スのTgおよびTsに対して、該予熱温度はTg−20
0〜Tg+100℃程度であり、好ましくはTg−10
0〜Ts程度である。
【0026】又、位置決めアーム400の素材として
は、耐熱性が高く、機械的強度に優れ、ガラスとの濡れ
性が低いものであることが好ましく、例えば炭素系材料
が挙げられる。この場合の炭素系材料としては、高密度
カーボン、グラッシーカーボンが好適である。尚、素材
としては単一素材である必要はなく、セラミックスや金
属の表面に薄膜を成したものでもよい。この場合の薄膜
としては、グラファイトカーボン膜、ダイヤモンドライ
クカーボン膜、ダイヤモンド膜等の炭素系薄膜、貴金属
膜が挙げられる。薄膜は、コーティングによるものであ
ってもプレーティングによるものであってもよい。
【0027】図5は、位置決めアーム400のアーム分
割体402,404を開いた状態(a)と閉じた状態
(b)を拡大して示すものである。図5において、アー
ム分割体402,404の各対向面を、突き合わせ面S
とする。アーム分割体402の突き合わせ面S側には、
プリフォーム(図5では符号Pで示す)の外周に当接す
る位置決め面502が形成されており、アーム分割体4
04の突き合わせ面S側には、プリフォームPの外周に
当接する位置決め面504が形成されている。これら位
置決め面502,504は、上述した開口部416の端
面をなすものである。図5(a)に示したようにアーム
分割体402,404が開いているときには、位置決め
面502,504は下型104(図1)の成形面上に落
下供給されたプリフォームPの外周に対向するようにな
っている。図5(b)に示したようにアーム分割体40
2,404を閉じると、位置決め面502,504が各
プリフォームPの外周に当接し、これを位置決めする。
位置決め面502,504が開閉方向(位置決めアーム
400の幅方向)に対してそれぞれ傾斜しているので、
各プリフォームPを位置決めアーム400の長手方向及
び幅方向に位置決めすることができる。この位置決めに
より、プリフォームPの中心と、下型104(図1)の
成形面120の中心とが略一致するようになっている。
【0028】この位置決めアーム400は、作用位置
(すなわち、位置決めブロック410が下型104の各
成形面120に対応する位置)において、アーム分割体
402,404を開いた状態でプリフォームの落下供給
を待つよう構成されている。搬送アーム300からプリ
フォームが落下供給されると、アーム分割体402,4
04を1回〜数回平行に開閉させ、位置決め面502又
は位置決め面504(又は両面)を各プリフォームPの
外周に当接させて、複数個のプリフォームPの中心を、
下型104の成形面120の中心に同時に略一致させ
る。
【0029】プリフォームの位置決めが完了した後は、
下型104が下降するか位置決めアーム400が上昇す
るかして、プリフォームと位置決めアーム400とが接
触しない状態として、位置決めアーム400が下型10
4上から退避する。そののち、プレス成形装置(図1)
によるプリフォームのプレス成形が行われる。すなわ
ち、プレス成形装置が、上型102又は下型104(又
は両方)を移動させ、これらの成形面においてプリフォ
ームをプレスし、所望のレンズ形状を有するレンズを成
形する。
【0030】次に、本実施の形態に係る成形品の製造方
法について説明する。プレス成形装置においては、誘導
加熱コイル114,116の高周波誘導加熱により、上
型102及び下型104を加熱する。次いで、予め扁平
球形状に予備成形されたプリフォームを、搬送アーム3
00により搬送すると共に、図示しない加熱装置により
各プリフォームを加熱する。尚、プリフォームの加熱温
度は、上型102及び下型104の温度よりも高く、プ
リフォームの粘度が109ポアズ未満となる温度である
ことが好ましい。そののち、搬送アーム300をプレス
成形装置の上型102と下型104との間に挿入する。
次いで、位置決めアーム400を退避位置から下型10
4の上方位置まで回転させ、下型104と搬送アーム3
00との間に位置させる。これにより、位置決めアーム
400の各位置決めブロック410が下型104の各成
形面120にそれぞれ対応する。そののち、下型104
が位置決めアーム400の下面よりも僅かに低い位置ま
で上昇する。位置決めアーム400は、そのアーム分割
体402,404を開いた状態で、搬送アーム300か
らのプリフォームの落下供給を待つ。搬送アーム300
がプリフォームを下型104上に落下供給すると、アー
ム分割体402,404の各位置決め面502,504
が、下型104上の各プリフォームの外周に対向する。
位置決めアーム400は、アーム分割体402,404
を1回ないし数回閉じることにより、位置決め面50
2,504をプリフォームの外周に当接させ、これを成
形面120の中央に寄せるようにして位置決めする。こ
れにより、プリフォームの中心を、下型104の成形面
120の中心に同時に略一致させることができる。プリ
フォームの位置決めが完了すると、プリフォームが位置
決めアーム400よりも下方に位置するよう下型104
を下降させ、そののち、位置決めアーム400を退避位
置に退避させる。位置決めアーム400が退避したの
ち、下主軸112を上昇させて上型102と下型104
との間で6個のプリフォームを加圧して、所望のレンズ
形状を有するレンズを成形する。上型102及び下型1
04によるプリフォームのプレスが完了すると、下主軸
112を下降させ、上型102及び下型104を開放さ
せる。ついで、図示しない取出し装置により、下型10
4上に残った6個のガラス光学素子を吸着して取り出
す。これにより、高精度にプレス成形されたレンズが得
られる。
【0031】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、位置決めアーム400を開閉させ、アーム分割体4
02,404の各位置決め面502,504を各プリフ
ォームの外周に当接させるようにしたので、プリフォー
ムの傾き等を生じさせること無く、正確に位置決めする
ことができる。又、位置決めアーム400を下型104
上から退避させる構造としたので、位置決め機構を下型
に取り付けたものと比較して、下型104の熱容量を小
さくすることができ、それだけ下型104の昇温速度及
び冷却速度を向上することができる。
【0032】又、位置決めアーム400を、アーム分割
体402,404が開閉する構造としたので、複数のプ
リフォームを同時に且つ迅速に位置決めすることができ
る。更に、位置決めアーム400を、別に設けたヒータ
で予熱するようにしたので、各位置決め面502,50
4を適切な温度に保つことができる。
【0033】更に、本実施の形態では、各アーム分割体
402,404の突き合わせ面Sを突き合わせた状態
で、位置決め面502がプリフォームの外周にちょうど
当接してこれを位置決めするようにしたので、単にアー
ム分割体402,404を閉じるだけで位置決めを行う
ことができ、従ってアーム分割体402,404の開閉
機構を簡単にすることができる。
【0034】更に、位置決めアーム400と下型104
とを接触させない構造としたので、下型104の熱の位
置決めアーム400への散逸が殆どなくなり、下型の温
度分布を均一に制御することが容易になる。又、位置決
めアーム400を退避位置で加熱するアーム予熱装置を
設けるようにしたので、位置決めアーム400を予め十
分高温にしておくことができ、プリフォームの熱が位置
決めアーム400を通じて散逸することを防止できる。
加えて、アーム分割体402,404を互いに平行に開
閉するようにしたので、各プリフォームを同一の条件で
同時に位置決めすることができる。
【0035】尚、図5(C)に示したように、アーム分
割体402,404がその移動ストロークの途中でプリ
フォームの外周に当接するようにしてもよい。この場
合、アーム分割体402,404を、プリフォームの位
置決めに最適な位置(例えば位置決め面502,504
により形成される開口部416の中心と成形面120の
中心とが略一致し、且つ、位置決め面502,504が
プリフォームの外周に当接する位置)で停止させること
が好ましい。
【0036】次に、本実施の形態に関する実施例を、以
下に説明する。ここでは、プリフォームとして、バリウ
ムホウケイ酸ガラスからなる扁平球状のガラスプリフォ
ームを用いた。上型102及び下型104は、それぞ
れ、炭化ケイ素(SiC)焼結体からなり成形面にCV
D法による炭化ケイ素膜を形成した成形型を5個、タン
グステン系合金の成形母型で保持する構造により、複数
の成形面を有するものとなっている。又、該成形面には
さらに、500Åの厚さのダイヤモンドライクカーボン
膜及び/又はi−カーボン膜が形成されている。上型1
02及び下型104は、同軸上にセットされ、プレス成
形の際は、上型102と下型104とこれを互いの同軸
を維持するようにガイドする案内型(図示せず)とによ
り成形型が構成される。上型102と下型104の各々
の複数の成形面は、それぞれ一列になるように構成され
るとともに、上型成形面と下型成形面の光学中心が一致
するように対向して配置されている。上型102及び下
型104の加熱は、誘導加熱コイルによって行い、下型
104内に挿入した型測温用熱電対にて制御する。この
とき、誘導加熱されにくい炭化ケイ素からなる成形型
を、誘導加熱されうるタングステン系合金からなる成形
母型で保持する上記構造により、誘導加熱された成形母
型からの熱伝導により成形型およびその成形面が加熱さ
れる。搬送アーム300は、表1に示す流量の98%N
2+2%H2ガスの噴出によって、プリフォームを浮上保
持するようにした。
【0037】
【表1】
【0038】プレス成形装置等が収められた成形室内を
真空排気した後、98%N2+2%H2ガスを導入し、同
ガス雰囲気としたのち、誘導加熱コイルにより上型10
2及び下型104を加熱し、型測温用熱電対で測温した
上型102及び下型104の温度が、ガラスプリフォー
ムの粘度が1011ポアズに相当する572℃(例1〜
3、5)又は1012ポアズに相当する554℃(例4)
になるまで加熱し、同温度で保持した。尚、このとき
は、上型102及び下型104は離間した状態でそれぞ
れ加熱され、成形の際に前記案内型と共に一体の成形型
となる。一方、図示しないプリフォーム加熱装置によ
り、搬送アーム300上のプリフォームの温度を、表1
に示すように、ガラスの粘度105.5ポアズに相当する
温度である718℃まで加熱保持する。
【0039】このとき、プリフォームは搬送アーム30
0上でガスにより浮上しながら加熱軟化する。そして、
そのまま、加熱軟化した複数個のプリフォームを浮上保
持したアーム300を、下型104の直上まで速やかに
移動させ、下型104の成形面120にプリフォームを
同時に落下供給する。このとき、下型104の直上に
は、位置決めアーム400の位置決めブロック410が
位置しており、上述したように、落下供給された複数個
のプリフォームを下型104の成形面120に対して同
時に位置決めする。そののち、位置決めアーム400を
下型104上から退避させたのち、プリフォームを10
秒間100kg/cm2の圧力にて加圧成形して所定の
肉厚とした後、圧力を一気に50kg/cm2とすると
同時に、この圧力で保持したガラス成形体及び成形型
を、誘導加熱コイルを断電することで放冷して、表1に
成形時間(初期加圧時間(10秒間)+2次加圧時間)
として示す時間経過秒後に型測温用熱電対で測温した上
型102及び下型104の温度が、表1に離型時型温度
として示す粘度に相当する温度になったところで、成形
型からガラス成形体を離型し取り出した。
【0040】このようにして得られたガラス成形体(外
径φ18mm、肉厚2.9mm、コバ厚1.0mmの両
凸レンズ)のアニール後の性能を、干渉計による面精度
と、目視外観及び実体顕微鏡による表面状態について評
価し、結果を表1に示す。評価は、同一方法で得られた
5個のレンズについて行った。表1は、軟化したガラス
プリフォームの温度、ガラスプリフォームの形状、アー
ムの浮上皿から流出するガス流量、成形型温度、離型温
度を変化させて得られたガラス成形体の評価結果を示
す。その結果、何れの成形体(レンズ)も良好なもので
あった。又、得られた5個のレンズは、いずれも偏肉が
なく良好な形状のものであった。
【0041】以上、本発明の一実施形態を図面に沿って
説明した。しかしながら、本発明は前記実施形態に示し
た事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてそ
の変更、改良等が可能であることは明らかである。例え
ば、位置決めアーム400に設ける位置決めブロックの
数は、二以上であれば幾つでもよい。又、各位置決めブ
ロック410の開口部416の形状は、プリフォームを
位置決めする作用を奏することができるものであれば、
どのような形状であってもよい。
【0042】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、上型及び下
型それぞれの複数の成形面の中心が一列になるよう構成
すると共に、前記被成形体を保持する複数の保持部が一
列に配列され、かつ、該複数の保持部の並びに沿って平
行に分割することにより、該複数の保持部に保持した複
数の被成形体を同時に落下させ、これにより該複数の被
成形体を前記複数の成形面に落下供給する落下供給手段
と、前記複数の成形面の中心の列に対して対称であっ
て、かつ、互いに平行に開閉する一対の分割体からな
り、該分割体の突合せ面側に、前記各被成形体の外周に
当接する位置決め面を複数設け、該分割体を閉じる方向
に平行移動することにより、前記成形面上に落下供給さ
れた複数の被成形体をそれぞれ該成形面の中心に移動さ
せる位置修正手段と、位置修正された前記複数の被成形
体を、前記上型及び前記下型により同時にプレス成形す
るプレス成形手段と、を有するようにしたので、複数の
被成形体を成形面に同時に供給し、同時に位置修正し、
更に同時にプレス成形することができる。つまり、一度
にプレス成形する複数の被成形体について、成形条件を
同じにすることができる。従って、最適な成形条件を選
べば、一度にプレス成形する被成形体を全て面精度のよ
い光学素子に成形することができる。
【0043】又、加熱軟化したガラスプリフォームを、
これよりも低い温度に予熱された成形型の成形面に供給
したのちプレス成形する方法の場合には、該ガラスプリ
フォームは成形型と接触したときから接触部分について
冷却が始まるため、同時に成形面に供給され、同時に位
置修正され、同時にプレス成形される本発明により、各
ガラスプリフォームについて成形条件を同じにできる効
果がより一層奏される。更に、ガラスプリフォームの成
形面への供給からプレス成形が開始されるまでに要する
時間が短いため、面精度の向上にも寄与する。
【0044】加えて、ガラスプリフォームが変形しやす
い粘度、例えば10 9ポアズ未満になるまで加熱軟化し
たガラスプリフォームを成形面に供給する際、ガラスプ
リフォームの表面欠陥を防止するために浮上させながら
保持した状態から落下供給することによりガラスプリフ
ォームの供給位置をコントロールしにくい場合でも、本
発明によれば、複数のガラスプリフォームが同時にかつ
正確に位置修正されるので、偏肉もなく、上記効果が奏
される。
【0045】更に、ガラスプリフォームとして、成形面
に供給されたのちに自ら成形面中央に転がるような形状
(例えば球形状)ではない形状(例えば扁平球形状)の
ものを用いた場合や、成形面上でガラスがへたって変形
するような粘性(例えば109ポアズ未満)に加熱軟化
されている場合にも、該複数のガラスプリフォームが同
時にかつ正確に位置修正されるので、偏肉もなく、上記
効果が奏される。
【0046】又、複数の被成形体を、落下供給手段の保
持部上で一列に保持するようにしたので、単に保持部を
平行に分割するだけで、これら複数の被成形体を同時に
落下供給することができる。そのため、複数の被成形体
を同時供給する際に通常用いられる吸着パッドが不要に
なる。従って、被成形体が109ポアズ未満の低粘度に
なるまで加熱軟化されたガラスプリフォームであって
も、被成形体に(吸着パッドとの接触により生じるよう
な)表面欠陥が発生することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置と共
に使用されるプレス成形装置の要部構造を示す断面図で
ある。
【図2】図1に示したプレス成形装置の下型の平面形状
を示す平面図である。
【図3】図1に示したプレス成形装置にプリフォームを
供給するための搬送アームの平面図(a)及び断面図
(b)である。
【図4】図1に示したプレス成形装置の下型に対してプ
リフォームの位置決めを行う位置決めアームの平面形状
を示す正面図である。
【図5】図4に示した位置決めアームを拡大して示す図
である。
【図6】従来のプレス成形装置の基本構成を示す図であ
る。
【図7】従来の被成形体の位置決め装置の基本構成を示
す図である。
【符号の説明】
102 上型 104 下型 110 上主軸 112 下主軸 114,116 誘導加熱コイル 120 成形面 300 搬送アーム 400 位置決めアーム 402,404 アーム分割体 406,408 スライド体 410 位置決めブロック 416 開口部 502,504 位置決め面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C03B 11/12 C03B 11/12 (72)発明者 波田 伸司 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内 (72)発明者 広田 慎一郎 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内 (72)発明者 藤本 忠幸 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予熱された複数の成形面で、加熱軟化さ
    れた複数の被成形体を同時にプレス成形することにより
    複数の光学素子を得る光学素子のプレス成形装置であっ
    て、 前記複数の成形面は、上型及び下型それぞれの成形面の
    中心が一列になるよう構成されており、 前記被成形体を保持する複数の保持部が一列に配列さ
    れ、かつ、該複数の保持部の並びに沿って平行に分割す
    ることにより、該複数の保持部に保持した複数の被成形
    体を同時に落下させ、これにより該複数の被成形体を前
    記複数の成形面に落下供給する落下供給手段と、 前記複数の成形面の中心の列に対して対称であって、か
    つ、互いに平行に開閉する一対の分割体からなり、該分
    割体の突合せ面側に、前記各被成形体の外周に当接する
    位置決め面を複数設け、該分割体を閉じる方向に平行移
    動することにより、前記成形面上に落下供給された複数
    の被成形体をそれぞれ該成形面の中心に移動させる位置
    修正手段と、 位置修正された前記複数の被成形体を、前記上型及び前
    記下型により同時にプレス成形するプレス成形手段と、
    を有することを特徴とする光学素子のプレス成形装置。
  2. 【請求項2】 前記加熱軟化された被成形体はガラス材
    であり、かつ、前記予熱された成形面よりも高い温度で
    該成形面に落下供給されることを特徴とする請求項1に
    記載の光学素子のプレス成形装置。
  3. 【請求項3】 前記加熱軟化されたガラス材は、109
    ポアズ未満の粘度まで加熱軟化されることを特徴とする
    請求項2に記載の光学素子のプレス成形装置。
  4. 【請求項4】 前記落下供給手段は、前記被成形体を前
    記保持部においてガスにより浮上させて保持したまま、
    前記保持部を分割することにより、前記成形面に落下供
    給することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の光学素子のプレス成形装置。
  5. 【請求項5】 前記位置修正手段を予熱するヒータを更
    に備えると共に、 前記位置修正手段が、前記ヒータにより予熱される位置
    から前記成形面上に移動し、前記複数の被成形体を位置
    修正したのち、前記プレス成形に先立ち、前記ヒータに
    より予熱される位置に退避することを特徴とする請求項
    1〜4のいずれかに記載の光学素子のプレス装置。
  6. 【請求項6】 予熱した複数の成形面で、該成形面より
    も高い温度に加熱軟化した複数の被成形体をプレス成形
    することにより複数の光学素子を得る光学素子の製造方
    法であって、 加熱軟化された複数の被成形体を、同時に、前記複数の
    成形面に落下供給する工程と、 落下供給された被成形体を、各成形面の中心に移動させ
    ることにより位置修正する工程と、 位置修正された前記複数の被成形体を前記成形面で同時
    にプレス成形する工程と、を含むことを特徴とする光学
    素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記加熱軟化された被成形体はガラス材
    であり、かつ、前記予熱された成形面よりも高い温度で
    該成形面に落下供給されることを特徴とする請求項6に
    記載の光学素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記加熱軟化されたガラス材は、109
    ポアズ未満の粘度まで加熱軟化されることを特徴とする
    請求項7に記載の光学素子の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記被成形体が、球形状又は扁平球形状
    のプリフォームであることを特徴とする請求項6〜8の
    いずれかに記載の光学素子の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記被成形体を位置修正する位置修正
    手段を、所定の予熱位置で所定温度に予熱する工程を更
    に含むと共に、 予熱した前記位置修正手段を用いて前記被成形体の位置
    修正を行ったのち、前記プレス成形工程に先立ち、前記
    位置修正手段を前記成形面から退避させて前記予熱位置
    に移動させることを特徴とする請求項6〜9のいずれか
    に記載の光学素子の製造方法。
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