CN100404449C - 铸模加压成形装置及光学元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够提高生产效率地成形具有高偏心精度的玻璃产品(光学元件)，同时，能够同时成形不同种类的玻璃产品的铸模加压成形装置和光学元件的制造方法。本发明的构成是，设有具有成形模和加热该成形模的模加热部210的N个加压成形部21，将成形原材料传送至该N个加压成形部并被收纳于一个加热室10内的N个原材料传送部12，向上述N个模加热部210提供高频电流的高频电源装置60，和将从该高频电源装置60向上述N个模加热部210提供的高频电流分时控制的控制部50；并使用一台高频电源60交替向N个加压成形部21供给高频电流。

Description

铸模加压成形装置及光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及的是在光学元件等制造工序中，使成形原材料(预先预备成形了的预成形物等)加热软化，在成形模中加压成形，并使之成形为光学元件等的铸模加压成形装置及光学元件的制造方法。

背景技术

将加热软化状态的成形原材料，例如玻璃原材料等，在精密加工成规定形状并加热至规定温度的成形模中加压成形，使其成形面复印到玻璃原材料上，这样，无需经过研削、研磨等后序处理也可以得到高面精度、高成形精度的光学元件。在这种情况下，加压成形后将光学元件从模上脱模时，必须将成形模冷却到适当的温度以后再进行脱模。因此，在连续加压成形批量生产光学元件时，必须使成形模至少在处于加压温度和脱模温度之间的规定温度范围内进行热循环。

在这种情况下，如果采用感应加热的话，作为加热部的线圈自身并不发热，而是直接加热被加热体(发热体)，所以能够急速加热并迅速冷却，因此在缩短成形周期上也是有利的。

因此，在玻璃光学元件的精密加压中，作为加热成形模的手段，使用能够获得迅速且充分的加热容量的高频感应加热的方式已经被公开。

这样，如果采取使用高频感应加热制造光学元件的制造方法的话，可以缩短成形周期，提高生产率。但是，仅仅缩短成形周期并不能充分地提高生产率，所以建议使用一次制造多个光学元件的制造方法。

作为这种成形装置，例如通过将6个玻璃预成形物同时预热，同时供给到多个成形模中，就能够高生产率的制造玻璃光学元件。(例如、日本特开2001-335329号公报)

本发明人，即日本特开2001-335329号公报所记载的装置的发明者，紧接着对这种成形装置进行研究，研究结果，得到以下见解。

即，采用上述成形装置的话，是在上下母模上配置有6个成形模进行成形，所以一次能成形6个光学元件，实际的成形周期时间是所需时间的1/6，生产效率提高6倍，从而极大地提高了生产率。

另外，在这种装置中，是采用将比成形模温度高的高温预热软化的玻璃预成形物供给到加热至规定温度的成形模中，在成形模中进行加压成形及冷却，即所谓的非等温加压法，这种方法与将送入到模内的玻璃原材料和模一同加热的所谓等温加压方法相比，具有能够缩短周期的优点。

但是，由上述成形装置进行的成形，在以下方面还有改进的余地。

即，如果不能将高温加热状态下的上下母模进行精确定位、并同时嵌合多个成形模的话，会导致成形光学元件精度的恶化，因此在上下母模相对的面上设有用于对准上下母模位置的定位部件(例如定位销)。但是，必须在随着上下母模发生热膨胀的同时定位部件也同样热膨胀的状态下进行这种高精度定位部件的嵌合。

定位部件嵌合时的间隙若大的话，定位部件容易嵌合，但是间隙过大，即使一点也会在上母模和下母模之间产生错位，从而成形为同轴性差(轴错位大)的光学元件。

另一方面，定位部件嵌合时间隙若小的话，可以防止成形光学元件的轴错位以确保同轴性，得到高精度的光学元件。但是对热膨胀状态下的定位部件进行嵌合是不容易的。进而，会发生嵌合部破损而导致工序停止或由于磨耗间隙变大，这样都会降低定位精度。

进而，为了达到提高生产效率的目的，本发明人对在增加配置在母模上的成形模的数量时，成形光学元件的偏心精度会如何变化进行了调查。

即，通过在与后述图3具有同样形状的上下母模上呈一列配置有4个、6个及8个成形模的成形部，将光学元件予以成形，把这种情况下的光学元件的偏心精度进行比较，所得结果如表1所示。

而且，上下母模的横向方向的尺寸均为40mm；纵向方向的尺寸，4个配置的是135mm、6个配置的是190mm、8个配置的是243。而且，都成形为直径为13mm的双凸透镜。成形原材料使用硼硅酸钡(Tg515℃、Ts545℃)的扁平球形的玻璃预成形物。

引导销215a和引导孔215之间的间隙为0.05mm。另外，套筒214a和套筒214b的间隙为0.032mm。有关加压成形工序参照后述方法。

在4、6、8个配置的任意一者中，成形周期均为120秒，调整模加热的高频输出功率及模冷却用的气体流量使模加热时间和冷却时间相等。

[表1]

偏心精度	4个配置	6个配置	8个配置
				斜度(平均值)	1.6分	3.0分	5.1分
斜度(最大/最小)	2.1分/1.0分	5.8分/1.0分	11.4分/1.1分
				备考			中途销发生滑动的话停止加压

在这，所谓的斜度称为上模和下模的中心轴相互的倾角(倒角)。

从表中可以判断，在6个配置和8个配置的情况下偏心精度已恶化。这被认为是因母模的增长和热加工中的热变形影响，在上下母模紧贴时，各成形模的上下中心轴不一致造成的。

一般，为使生产效率提高一倍，可以并列设置两台装置，或使配置在母模上的成形模增加一倍也可。但是，在前一情况中必须使加热室、成形室、高频电源等全部都增加一倍设置，从而使装置大型化。另一方面，在后一情况中会恶化如上述那样成形的光学元件的偏心精度。

发明人着眼于模加热工序完成后直至取出工序的时间内，模加热部停止上。即，已经准备一组加压成形部，在现有的停止时区内，如果将另外一组加压成形部进行加热的话，可以发现无需单一的倍增设备，而且在不降低光学元件的偏心精度的情况下就可以使生产效率倍增，也可以抑制装置成本和空间的增加，完成本发明。

本发明是根据本发明人的上述考察形成的，其目的在于提供一种能够提高生产效率地成形具有高偏心精度的玻璃产品(光学元件)，同时，能够同时成形不同种类的玻璃产品的铸模加压成形装置和光学元件的制造方法。

发明的内容

为达到上述目的，本发明的铸模加压成形装置，其设有：具有成形模和加热该成形模的模加热部的N个加压成形部，将成形原材料传送至该N个加压成形部的原材料传送部，向上述N个模加热部提供高频电流的高频电源装置，和将从该高频电源装置向上述N个模加热部提供的高频电流分时控制的控制部。

这种构成，能够使用一台高频电源向N个加压成形部提供高频电流，不会降低成形品的精度，能够将生产效率提高N倍。

另外，本发明的铸模加压成形装置中，具有与上述N个加压成形部一对一对应设置的N台原材料传送部，该N台原材料传送部设置在同一个加热室内，上述N个加压成形部分别配置在N个成形室内。

这种构成，因为能够将N台原材料传送部集中收容在一个加热室内，所以即使使用N台原材料传送部，也不会使装置全体的大小增加N倍，从而能够抑制装置的大型化。

进而，在N个成形室中，能够将成形周期没有显著不同的不同种类、形状或大小的光学元件同时进行成形。另外，能够将N个成形部的设定温度设置为不同，所以能够将成形温度不同的不同种类的成形原材料进行同时成形。

另外，在本发明的铸模加压成形装置中，所说的原材料传送部由一台原材料传送部构成，同时，将该一台原材料传送部配置在加热室内，上述N个加压成形部分别配置在N个成形室内。

这种构成，能够通过一台原材料传送部向N个成形部供给原材料，所以不仅使生产效率提高N倍，作为装置只需增加成形室即可，更具有抑制装置大型化的效果。进而，和上述同样，能够同时成形不同种类的光学元件。

另外，本发明的铸模加压成形装置中，所说的控制部，在从上述N个模加热部中的任意模加热部向另外的模加热部切换高频电流的供给时，是介于全部的模加热部上不通有高频电流的无通电时间进行切换的。

这种构成，介于无通电时间切换高频电流的供给，能够避免全部的加压成形部同时处于ON状态，高频电源不会发生过载。

上述铸模加压成形装置，用于预热上述成形原材料的所说的原材料加热部被安装设置在加热室内，所说的原材料传送部设有在使上述成形原材料通过上述原材料加热部进行预热、并且传送至上述各加压成形部上时，通过气体使上述成形原材料呈悬浮状态的悬浮器具。

这种构成，能够防止在软化状态下被传送的原材料因与传送模具接触而产生玻璃表面的缺陷，所以不会损伤成形后的光学元件的成形精度。

本发明的光学元件的制造方法，其包括：将加热软化了的成形原材料通过成形模加压成形的成形工序，冷却成形品的冷却工序，和将上述成形品从上述成形模中脱模的脱模工序；其中，其使用的是铸模加压成形装置，在分别对N个加压成形部上的成形模进行加热时，是错开时间进行加热的。

这样，在现有的成形装置中利用电源装置被停止的时间，能够容易地将高偏心精度的光学元件的生产效率提高N倍。

进而，本发明的光学元件的制造方法，所说的控制部，在从上述N个模加热部中的任意模加热部向另外的模加热部切换高频电流的供给时，是介于全部的模加热部上不通有高频电流的无通电时间进行切换的。

这样，介于无通电时间切换高频电流的供给，能够避免全部的加压成形部同时处于ON状态，高频电源不会发生过载。

在本发明中，使用玻璃原材料作为所说的成形原材料，将该玻璃原材料预热至相当于粘度为10⁶～10^8.5dPa·s的温度，并且，供给到加热至相当于玻璃原材料粘度为10⁸～10¹⁰dPa·s的温度的成形模上，立即用上述成形模对上述玻璃原材料进行加压成形。

这样，能够将玻璃光学元件在较短的成形周期内进行成形，在提高生产率的状态下得到高偏心精度的光学元件，而且能够延长成形模的寿命。

在本发明中，具有两个加压成形部时，在其中一个加压成形部中从模加热工序到光学元件的取出工序为止的成形周期，是在另一个加压成形部中进行的同一成形周期的0.8～1.2倍。

这样，即使在由一台电源向两个加压成形部分时供给电源电流的情况下，电流供给的时区也不重复，并且能够防止由于各成形部的待机时间导致的生产率降低。

附图说明

[图1]是表示适用本发明的铸模加压成形装置的一实施形态的概略平面图。

[图2]是图1中的加压装置的概略平面图。

[图3]是图2所示的加压装置的侧剖面图和电源电路的表示图。

[图4]是表示适用本发明的铸模加压成形装置的另一实施形态的概略平面图。

[图5]是表示适用本发明的铸模加压成形装置的又另一实施形态的平面图。

[图6]是表示对两个加压成形部进行电流供给状态的时间图。

[图7]是表示预成形物传送部中的支架中的一个的平面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。

而且，以下是按照适用于玻璃光学元件的制造装置的实施形态对本发明进行说明的，但是本发明并不只限于此实施形态，也适用于树脂制光学元件或者是玻璃及树脂制光学元件以外的零件制造。

[玻璃光学元件的制造装置]

图1是本发明的铸模加压成形装置适用于光学元件的制造装置时的大致水平剖面图。

图1所示的制造装置，是将球状的玻璃预成形物(成形原材料)加压，制造出小型准直仪透镜的装置。简要地说，此装置具有2台原材料传送装置12和2个成形室20。

如图1所示，此玻璃光学元件的制造装置具有一个加热室10、以及位于加热室10两侧的两个成形室20、20。加热室10和两个成形室20、20通过设有开关阀门31的通道30相互连通，由该加热室10、成形室20、20及通道30形成一个与外部隔绝的密闭空间。此密闭空间的外壁是由不锈钢以及其他材料形成，并通过图中未示的密封材料保持其气密性。在玻璃光学元件成形时，由加热室10、成形室20、20及通道30形成的密闭空间充满惰性气体，即通过图中未示的气体交换装置将空间内的空气排出，代之填充惰性气体。推荐使用氮气或氮气与氢气的混合气体(例如、N2+0.02vol％H2)作为惰性气体。

加热室10是用于将作为被供给的成形原材料的玻璃预成形物在加压之前预先加热的区域，其中分别对应地设置有用于将玻璃预成形物从加热室10的外部送入到加热室10内的两个预成形物送入部11、11、将玻璃预成形物从预成形物送入部11、11传送到成形室20、20的2台预成形物传送部(原材料传送部)12、12、以及、将向成形室20、20传送的玻璃预成形物预先加热的预成形物加热部13、13。

2台预成形物传送部12、12并列设置在一个加热室10内，分别从预成形物送入部11、11处领取被送入的玻璃预成形物，传送至通过预成形物加热部13、13的加热区域，进而将加热软化了的玻璃预成形物向成形室20、20传送。各预成形物传送部12、12中，支架123的前端设有4个皿124，在其上保持有玻璃预成形物。

本实施形态的装置的构成如下：通过在固定于加热室10内的滑动部121上面移动的驱动台122，将设有皿124的支架123支承在水平方向上，该支架123在水平方向上能够转动以约90度的旋转角。

预成形物传送部12、12，在驱动台122的内部设有图中未示的支架开关机构，通过此开关机构打开支架123的前端，使皿124上方的玻璃预成形物下落到成形模上。

玻璃预成形物被预热、在软化状态下被传送时，由于与传送工具接触会使玻璃表面产生缺陷、而损伤成形后的光学元件的形状精度，所以本实施形态下的支架123，是使玻璃预成形物在气体悬浮状态下被传送的悬浮传送用具。

作为悬浮传送型的支架，例如，可以利用如图7所示的物件。该支架123，其前端侧设有分模式的皿124，在此通过贯穿支架内的供给槽，送入氮气及其他的惰性气体，通过惰性气体的喷射力能够将玻璃预成形物悬浮支持在皿124上方。

例如，该支架由在宽幅方向上能够分割成一对的支架分割体构成，通过将该支架分割体的前端侧相互打开，从打开的间隙使皿124上方的玻璃预成形物下落送到加压成形模上。即，皿124也是由被各个支架分割体支持的分割体构成的，这些分割体在相互对接支架分割体时也被对接，从而构成了浮悬皿。

预成形物加热部13、13用于将被送入的玻璃预成形物，加热到与规定粘度相对应的温度。为了使玻璃预成形物稳定并升温到一定的温度，推荐使用由电阻元件进行电阻加热的加热部13、13(例如、Fe-Cr加热器)。预成形物加热部13、13，从侧面看略呈“コ”字状，其内侧的上下面上均设有加热部件。预成形物加热部13、13设置在被支持于皿124、124上的玻璃预成形物的移动轨迹上。

本实施形态的装置，是将两个预成形物加热部13、13并列设置在加热室10的略中央部。这样，可以减少向加热室10的外部的散热，热损耗较少。但是，推荐将分别设定在不同温度的物件在无阻碍的程度下间隔以一定距离来配置。

而且，可以连续向预成形物加热部13、13供给恒定电流，也可以通过控制部(图中未示)交替分时供给。

预成形物加热部13、13的加热器表面温度约1100℃，炉内空气——即上下加热器之间的气体可以达到700～800℃。而且，在本实施形态中，通过设置上下加热器间的温度差，可以防止支架25在纵向上的翘曲。

另外，预成形物加热部13、13可以通过控制部(图中未示)设定互不相同的温度。这样的话，在分别使用不同种类的玻璃预成形物的情况下，可以进行适应于该玻璃构成的温度设定。

另一方面，在两个成形室20、20中分别设有输出部22、22，该输出部22、22包括有用于对在上述加热室10中被预先加热的玻璃预成形物加压、成形为希望形状的玻璃光学元件的加压成形部21、21和吸垫，能够自动地将成形后的光学元件从加压成形部21、21中取出并传送至元件取出部23、23。

元件取出部23、23将加压成形后的玻璃光学元件向成形室20的外部输出。

加压成形部21、21同时接收通过预成形物传送部12、12从加热室20传送来的4个玻璃预成形物，并将其加压成形为希望形状的玻璃光学元件。

加压成形部21、21如图3所示，具有4组上下成形模(213a、213b)和上母模211a、下母模211b以及套管214a，进而，还具有配置在上模周围的高频感应加热线圈210、210。而且，在上模和下模敞开的位置中，也可以在两方的模的周围配置高频感应加热线圈210、210。

在加压成形部21、21中，上下模打开的时候，悬浮支持于预成形物传送部12、12的支架123上的4个玻璃预成形物被下落到上述下模上，该支架从成形模间后退之后，立刻使下模向上模上升，这样就将夹在其间的4个玻璃预成形物同时加压。

元件输出部22、22是将通过加压成形部21、21加压的玻璃光学元件传递到元件取出部23、23的，元件输出部22、22设有滑动部221、221上移动的支架222、222前端的4个吸垫。吸垫能够将成形模下模上方的4个玻璃光学元件真空吸附，通过元件输出部22、22的支架222、222向元件取出部23、23传送。

下面，对此构成的玻璃光学元件制造装置中的预成形物传送部的运转情况进行说明。

构成预成形物传送部12、12的驱动台122、支架123，在用于从预成形物供给部11、11领取预成物的滑动部121、121上移动，将支架123、123的124、124定位于预成形物供给部11、11上。

在支架123、123的皿124、124上悬浮支持预成形物的话，驱动台122再次在滑动台121、121上移动，将预成形物传送到预成形物加热部13、13，并在此进行预热。

预热完成后，预成形物传送部12、12使支架123、123向成形室20、20侧旋转约90度，并且，向成形室20、20侧在滑动台121、121上移动。这时，加热室10、10和成形室20、20之间的通道30中的阀门31打开，预成形物传送部12、12的支架123、123的皿部124、124进入成形室20、20内，被定位于下文所述的加压成形部21、21的上模和下模之间。

作为光学元件的制造装置，除了上述形态以外，还可以采用如图4和图5所示的装置。

图4所示的形态是将加热室10、10小型化，同时对应于此，在将玻璃预成形物传送至成形室20、20时，减少预成形物传送部12、12在滑动台121、121上的移动量。即玻璃预成形物的预热完成后，预成形物传送部12、12返回至预成形物供给部11、11处，之后旋转约90度，将支架123、123的皿124、124定位于成形室20、20的加压成形部21、21上。

而且，这种情况下，预热完成后，也可以立即旋转预成形物传送部12、12。这样，加热室10、10和成形室20、20之间的通道可以如图4所示状态更狭窄一些。

图5所示的装置是，使用一台预成形物传送部12，加热室10进一步小型化的形态。在这种装置中，通过一台预成形物传送部12，将玻璃预成形物交替传送到左右两侧的成形室20、20内的加压成形部21、21中。

这种情况下，预成形物传送部12的旋转是，在将预成形物传送部12移动到与传送滑动台121上的玻璃预成形物的成形室20相反的一侧的状态下进行的，之后，在滑动台121上移动到传送玻璃预成形物的成形室20内。

而且，在图5所示的装置中，为了进一步提高偏心精度，在加压成形部21、21中分别包括2组上母模和下母模，其中一个母模中配置有两个成形模。2组上母模和下母模由一个支持部件支承。

[加压成形部]

接下来，详细说明加压成形部。

图2是本实施形态的玻璃光学元件制造装置的加压成形部的概略平面图，图3是表示相同重要部件构造的侧面剖视图。

加压成形部21、21中，上模及下模分别具有母模和成形模。上母模211a及下母模211b呈长尺状，分别安装在上主轴212a和下主轴212b上。而且，在上母模211a上安装有4个上成形模213a，下母模211b上安装有4个下成形模213b。

上母模211a安装在上主轴212a上，上主轴212a固定在装置本体上；下母模211b安装在通过伺服电动机(图中未示)驱动的可动主轴212b上。这样，成形工序的各工序(模加热工序、原材料供给工序、加压工序、脱模工序、取出工序)中，在上下成形模213a、213b相邻接的第一位置、和与上成形模213a间隔以规定距离的第二位置之间，使下母模211b移动，同时，也能够将其分别停止在第一位置和第二位置上。

上下母模211a、211b是通过与规定的成形周期相配的成形控制部(图中未示)向伺服电动机传送驱动信号来相接或相离的。

而且，在本实施形态的加压装置中，只能移动下母模，但也可以只移动上母模，或者移动上下母模双方。

在上母模211a被固定的位置上，配设有绕卷上母模211a的感应加热线圈(加热线圈)210。

而且，两个加压成形部21、21的加热线圈210、210，如下文所述，被接在共同的电源部上，但是能够独立控制各自的输出。

由此，在两个加压成形部21、21中，可以设定希望的温度差。另外，可以根据由加压成形部成形的光学元件的种类等来决定加热线圈210的圈数及配置范围等。

本实施形态下，上母模211a和下母模211b的成形模分别设有4个。成形模若少于4个的话，母模不会太长，母模加热后产生的母模翘曲不会增大，因此对于由翘曲而导致偏心精度(上下模的光轴的倾斜度：斜度tilt)恶化问题的高精度透镜而言，是特别有利的。进而，由于能够减小翘曲，并正确地进行上下母模的定位，所以对提高偏心精度(上下模光轴的水平方向的错位：偏心decenter)也是有效的。

上下母模211a、211b的原材料使用的是通过感应加热而发热、具有耐热性的发热体。这种发热体，例如，可以使用钨合金、镍合金等。另外，在上下成形模213a、213b中，例如，可以使用碳化硅、氮化硅等陶瓷、或硬质合金等。

在此，作为上下母模211a、211b的发热体，推荐使用热膨胀率与成形模213a、213b的原材料相近的物体，例如，在使用陶瓷作为成形模的原材料的情况下，推荐使用钨合金等作为发热体。

而且，能够在上下成形模213a、213b的成形面上设置脱模膜。作为脱模膜可以适用以贵金属(Pt、Ir、Au等)、或炭为主要成分的膜。炭膜因为便宜、脱模效果好，所以特别适合。

另外、上下母模211a、211b在原材料供给及产品取出时，处于完全相离分开的构成，所以加压使上下母模211a、211b接近时，必须对上下母模211a、211b进行精密的定位。在此，设有用于对上下母模211a、211b进行定位的引导销215a和引导孔215b。在本实施形态中，在上母模211a上突出设置有引导销215a，在下母模211b上设有引导孔215b。

进而，在4个上成形模213a的外周，设有套筒214a，在4个下成形模213b的外周，设有与套筒214a以狭窄间隙相嵌合的套筒孔214b。由此，上下母模211a、211b相接近时，上成形模213a的套筒214a与下成形模213b的套筒孔214b以狭窄间隙滑动嵌合，从而对上下成形模213a及213b进行更精密的定位。其结果是能够将偏心精度(偏心及斜度)维持在规定的范围内。

用于上下母模211a、211b定位的引导销215a与引导孔215b之间的间隙推荐在10～40μm范围内，另外，上成形模213a的套筒214a与下成形模213b的套筒孔214b之间的间隙，推荐在1～10μm。在任何情况下，间隙小于上述范围的话，则不能顺利地进行滑动，间隙若大于上述范围的话会发生松动，降低定位精度。

而且，上模和下模的定位部件不只限于上述例子，也可以在下母模(下模)侧设置突出部件，另外，也可以只设置引导部件和套筒部件的任意一者。

本实施形态中的高频电源60如图3所示，分别独立将电流供给至2个模加热部(感应加热线圈)210、210上。即，高频电源60根据控制部50的信号使高频电源ON/OFF，OFF时通过序列发生器52使切换开关51运转工作。由此，形成由一个电源60分别分时对2个加压成形部21、21的加热线圈210提供电流的构成。控制部50，每隔规定的时间向高频电源60输出ON/OFF信号。由此，电流供给OFF时通过运转切换开关51，能够吸收两个加压成形部21、21中的加热进度的一些不匹配。

而且，本实施形态中，加压成形部21虽然为2个，但并不只限于此。加压成形部21为N个时，根据来自序列发生器52的指令将切换开关51依次切换至N个的加压成形部21。

另外，一个加压成形部21中的母模211的数量也不只限于1个，多个也可以。这种情况下，推荐为2个或3个。母模211若多的话生产效率会提高，但是超过3个的话，用以支承它们的支持部件及驱动部件也会增加。另一方面，支持部件共用化的话，因支持部件的热变形，偏心精度也容易恶化。

而且，如果成形模数目相同的话，分开配置在多个母模上对偏心精度也是有利的。

[玻璃光学元件的制造方法]

下面，使用如上所述构成的玻璃光学元件制造装置，对制造本发明的玻璃光学元件的方法的实施形态进行说明。

(a)模加热工序

加压成形部的各部件中，通过高频感应加热线圈将母模加热到规定温度。连续成形的情况下，对于已进行预先实施了的循环(e)取出工序的母模而言，因为被冷却至玻璃化点Tg附近的温度，同时为了下个循环，实施向规定温度的加热。母模的温度可以与玻璃预成形物的粘度10⁸～10¹²dPa·s相当，以10⁸～10¹⁰dPa·s为佳。

在本实施形态的成形装置中，由一个电源交替向两个加压成形部21a、21b提供高频电流。用于交替加热两个加压成形部21a、21b的时机如图6所示，在完成对一方的加压成形部21a的加热和均热后，停止向一方的加压成形部21a的电流供给，之后，开始向另一方加压成形部21b供给电流并开始加热。然后，在完成对另一方的加压成形部21b的加热和均热后，停止向另一方的加压成形部的供电，之后，再次向一方加压成形部21a供给电流，并再次开始加热。

从一方的加压成形部21a向另一方加压成形部21b的切换，是在电流供给OFF时进行的。即，对任意的加压成形部21a、21b都设有不供给电流的时区(无通电时间)，通过此无通电时间切换高频电流的供给，能够避免两方的加压成形部21a、21b同时处于ON的状态，这样高频电源60不会发生过载。

两个加压成形部21a、21b的温度设定值可以相同，也可以设有温度差。例如，由两个加压成形部21a、21b成形的光学元件的材质、形状、或直径等不同的情况下，推荐设置温度差。

由此，将高价的高频电源共同使用于两个加压成形部中，能够使生产效率最大化。

两个加压成形部21a、21b的温度控制，设置在各自的母模211上，分别通过控制部50输入图中未示的温度传感器的(热电偶)的输出，形成设定温度。例如，通过PID控制来进行。

一旦接近目标温度的话，可以减少电流的供给，使加热线圈的输出功率降低。

而且，在模加热工序中，根据母模的大小(热容量)或电源容量，可以设定任意的时间，例如，约20～40秒之间。由此，能够独立并迅速地进行加压成形部的温度控制。

(b)原材料供给工序

预成形物的供给是，供给使用预先成形为合适重量的规定形状的玻璃预成形物、软化至与适宜成形的粘度的预成形物，或者，将较适宜成形的温度低的低温玻璃预成形物供给至上模与下模之间，在成形模中进一步加热。因为在供给预先加热至高于模的设定温度的高温、软化了的玻璃预成形物的情况下(所谓的非等温加压)，特别有必要对模温度进行精密控制，所以实施于本发明的话是合适的。另外，通过这样可以缩短成形周期、提高生产效率。

这时的预成形物的温度，在粘度上相当于不足10⁹dPa·s，以相当于10⁶～10^8.5dPa·s为佳。

另外，这时的预成形物的供给是在悬浮支持状态下被传送，下落到下模上的。这是在传送加热软化了的预成形物并载置在下模上时，防止预成形物与传送部件接触而使表面产生缺陷，影响被成形的光学元件的表面精度的。

(c)加压工序

玻璃预成形物被供给后，立即使作为下母模侧的驱动部的伺服电动机(图中未示)运转，并使下模上升，以规定的重量予以加压，通过将上下成形模的成形面复印到玻璃预成形物上，成形为具有规定面形状的光学元件。

用于加压的下模的上升行程是，根据预先成形的光学元件的厚度设定的数值，在之后的冷却工序中为将玻璃热收缩部分计算在内的设定量。

而且，加压的进度可以根据成形的光学元件的形状或大小任意设定，也可以采用在初期加压后，增加或减少重量之后再进行二次加压等的多次加压方法。

(d)冷却、脱模工序

在维持加压或减少加压的状态下，使成形了的玻璃光学元件和成形模保持紧贴，在冷却到相当于玻璃粘度10¹²dPa·s的温度后立刻进行脱模。脱模温度，以相当于10^12.5～10^13.5dPa·s或者在此之下为佳。

(e)取出工序

通过设有吸附部件的取出支架等，从间隔以一定距离的上下成形模之间将成形了的玻璃光学元件自动取出。

在本发明中，在两个成形室20、20中成形相同的产品是当然的，但也可以成形不同种类的产品。在成形不同的产品时，推荐使该成形工序的成形周期相近似的产品。例如，在一个成形室中从模加热开始直至取出为止的成形周期，是在另一个成形室中进行的成形周期的0.8～1.2倍为佳。在成形周期短的一方成形室中，取出后，设定停顿时间等，以与另一方的成形周期相协调。而且，若周期如上述那样大致相协调的话，在一方成形室与另一方成形室内的模加热时间也可以不同。即，为了不重复模加热时间进行设定，并且，相对于一方而言，另一方的待机时间若不过长的话则不会产生问题。

例如，在凹透镜中可以快速地进行模加热，但是由于加压后的快速冷却会损伤成形了的光学元件的面精度。因此，在这种透镜中有必要减慢冷却速度，在1循环中不需要高频电源的时区相对的要长。这种物件在一方成形室内成形时，可以在另一方成形室中成形需要加热时间、并能迅速冷却的物件，例如，可以安排直径大的双凸透镜。

而且，为了调整冷却速度(所需时间)，推荐同时使用向成形室内吹风供给冷却气体(氮气等惰性气体)的手段，以控制流量。

这样，如果采用本实施形态的装置的话，在成形周期大致相等的成形种类中，一方的模加热时间和冷却时间与另一方的冷却时间和模加热时间是相对应的，或是将能够对应的种类从多个中选择出来，通过各成形部能够分别成形的。

这些是，根据依赖于各成形种类的组成的加压温度范围、组成和形状的脱模温度的设定、依赖于光学元件形状和直径的成形模的大小、上述冷却气体的流量等来决定的。

另外，在本实施形态中，各成形室内分别设有一台加压成形部，但是在一个成形室中可以设两个加压成形部。另外，加压室和成形室为同室亦可。但是，为了在成形模的交换、修理等保养时，能够维持预热室的温度和气压，修复时间快，推荐将成形室和加热室设置为不同室。

如果采用本发明的话，在无需使装置大型化就能够高生产效率地成形具有高偏心精度的玻璃产品(光学元件)，同时，也能够同时成形不同种类的玻璃产品。

工业上的利用可能性

本发明可以利用于制造玻璃或塑料的成形元件的场合，特别适用于制造玻璃光学元件。作为光学元件，例如，能够制造透镜，此时，无需对透镜的形状进行特别的限制，就可以制造双凸、凹透镜、凸透镜等。另外，即使是透镜外径为15～25mm程度的中口径透镜，也能够达到厚度、偏心精度等的良好，例如，可以制造厚度精度在±0.03mm以内，偏心精度的斜度在2分以内、偏心在10μm以内的产品。

Claims (9)

1.一种铸模加压成形装置，其设有：

具有成形模和加热该成形模的模加热部的N个加压成形部，

将成形原材料传送至该N个加压成形部的原材料传送部，

向上述N个模加热部提供高频电流的高频电源装置，

和将从该高频电源装置向上述N个模加热部提供的高频电流分时控制的控制部。

2.如权利要求1所述的铸模加压成形装置，其特征在于：具有与上述N个加压成形部一对一对应设置的N台原材料传送部，该N台原材料传送部设置在同一个加热室内，上述N个加压成形部分别配置在N个成形室内。

3.如权利要求1所述的铸模加压成形装置，其特征在于：所说的原材料传送部由一台原材料传送部构成，同时，将该一台原材料传送部配置在加热室内，上述N个加压成形部分别配置在N个成形室内。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的铸模加压成形装置，其特征在于：所说的控制部，在从上述N个模加热部中的任意模加热部向另外的模加热部切换高频电流的供给时，是介于全部的模加热部上不通有高频电流的无通电时间进行切换的。

5.如权利要求1～3中任意一项所述的铸模加压成形装置，其特征在于：用于预热上述成形原材料的所说的原材料加热部被安装设置在加热室内，

所说的原材料传送部设有在使上述成形原材料通过上述原材料加热部进行预热、并且传送至上述各加压成形部上时，通过气体使上述成形原材料呈悬浮状态的悬浮器具。

6.一种光学元件的制造方法，其包括：将加热软化了的成形原材料通过成形模加压成形的成形工序，冷却成形品的冷却工序，和将上述成形品从上述成形模中脱模的脱模工序；

其中，其使用的是设有包含成形模和用于加热该成形模的模加热部在内的N个加压成形部、将成形原材料传送至该N个加压成形部上的原材料传送部、向上述N个模加热部提供高频电流的高频电源装置、和将从该高频电源装置向上述N个模加热部提供的高频电流进行分时控制的控制部的铸模加压成形装置，在分别对N个加压成形部上的成形模进行加热时，是错开时间进行加热的。

7.如权利要求6所述的光学元件的制造方法，其特征在于：所说的控制部，在从上述N个模加热部中的任意模加热部向另外的模加热部切换高频电流的供给时，是介于全部的模加热部上不通有高频电流的无通电时间进行切换的。

8.如权利要求6或7所述的光学元件的制造方法，其特征在于：使用玻璃原材料作为所说的成形原材料，将该玻璃原材料预热至相当于粘度为10⁶～10^8.5dPa·s的温度，并且，供给到加热至相当于玻璃原材料粘度为10⁸～10¹⁰dPa·s的温度的成形模上，立即用上述成形模对上述玻璃原材料进行加压成形。

9.如权利要求6或7所述的光学元件的制造方法，其特征在于：具有两个加压成形部时，在其中一个加压成形部中从模加热工序到光学元件的取出工序为止的成形周期，是在另一个加压成形部中进行的同一成形周期的0.8～1.2倍。

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