JP2003054967A

JP2003054967A - プレス成形装置及び光学素子の製造方法

Info

Publication number: JP2003054967A
Application number: JP2001245360A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Fujimoto; 忠幸藤本
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-13
Also published as: JP3869231B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】成形型の温度分布を均一にすることができる
プレス成形装置及び光学素子の製造方法を提供する【解決手段】プレス成形装置は、上成形型１０２ａ，
１０２ｂ及び下成形型１０４ａ，１０４ｂよりなる成形
型セットと、この成形型セットを一括して高周波誘導加
熱する誘導加熱コイル１２２，１２４とを備えている。
上成形型１０２ａ，１０２ｂは、隣り合う側の角を取っ
た形状になっており、下成形型１０４ａ，１０４ｂも、
隣り合う側の角を取った形状になっている。これによ
り、高周波誘導加熱の際に局所的に加熱されやすい部分
が無くなり、上成形型１０２ａ，１０２ｂ及び下成形型
１０４ａ，１０４ｂの温度分布を均一化することができ
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、予備成形したガラ
ス素材を加熱軟化した状態でプレス成形して所定の形状
を付与するプレス成形装置及び光学素子の製造方法に関
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、高精度な成形面を持つ
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７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７に示
したプレス成形装置は、上型５０２及び下型５０４より
なる成形型を備えている。上型５０２及び下型５０４
は、いずれも、図中左右方向に長い長尺形状を有してお
り、支持体５０６，５０８によってそれぞれ支持されて
いる。上型の支持体５０６は、固定軸５１０に取り付け
られており、下側の支持体５０８はモータ機構等の駆動
軸５１２に取り付けられている。上型５０２及び下型５
０４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部５１４，５１６が形成されてい
る。上型５０２及び下型５０４の間には、予め所望の形
状に成形されたプリフォームが、図示しない加熱装置に
より１０^5.5〜１０⁹ポアズの粘度に相当する温度に加熱
された状態で搬送される。上型５０２及び下型５０４の
周囲には、これらを加熱するための誘導加熱コイル５１
８，５２０が設けられている。予め加熱された上型５０
２及び下型５０４により軟化状態のプリフォームを挟み
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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上型５
０２及び下型５０４は一方向に長い形状を有しているた
め、高周波誘導加熱により全体を均一に加熱することが
難しいという問題がある。又、上型５０２及び下型５０
４における温度分布を均一にするためには、上型５０２
及び下型５０４をそれぞれ長手方向に分割することも考
えられるが、分割された型が角（かど）を有している
と、その角の部分が誘導加熱されやすくなり、却って温
度差が大きくなるという問題がある。

【０００５】従って本発明の目的は、成形型における温
度分布を均一にすることができるプレス成形装置及び光
学素子の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、相対する複数
の成形面で、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プレス成形装置であっ
て、前記複数の成形面が一列になるように複数の成形型
を配置してなり、該複数の成形型の隣り合う側の角を取
ってなる成形型セットと、前記成形型セットを巻回し、
高周波誘導加熱により前記複数の成形型を一括して加熱
する誘導加熱コイルと、を備えて構成される。

【０００７】このように、成形型セットを複数の成形型
により構成すると共に、これら成形型の隣り合う側の角
を取ることにより、高周波誘導加熱により過昇温しやす
い角の部分を無くし、成形型における温度分布をより均
一にすることができる。

【０００８】尚、本発明においては、前記成形型の角に
対応する部分を面取りすることが好ましい。あるいは、
前記成形型の角に対応する部分を曲面又は鈍角としても
よい。

【０００９】更に、本発明においては、前記誘導加熱コ
イルが、前記成形型セットの外形にほぼ沿った形状をな
していることが好ましい。

【００１０】本発明は、又、相対する複数の成形面で、
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製造方法であって、前記複
数の成形面が一列になるように複数の成形型を配置して
なり、該複数の成形型の隣り合う側の角を取ってなる成
形型セットを用意する工程と、高周波誘導加熱により前
記成形型セットの前記複数の成形型を一括して加熱する
工程と、前記複数の被成形体を前記成形型セットの前記
相対する成形面でプレス成形する工程と、プレス成形さ
れた光学素子を取り出す工程と、を含むものである。

【００１１】尚、本発明においては、前記各被成形体
を、前記成形型よりも高い温度に加熱軟化したのち、前
記成形型セットの前記相対する成形面の間に供給するこ
とが好ましい。この場合、前記各被成形体を、１０⁹ポ
アズ未満の粘度に相当する温度に加熱軟化したのち、前
記成形型セットの前記相対する成形面の間に供給するこ
とが特に好ましい。

【００１２】

【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１７ｍｍの中口径レンズを成形するもの
である。図１に示したように、このプレス成形装置は、
上型１０２及び下型１０４よりなる成形型セットを備え
ている。上型１０２及び下型１０４は、いずれも図中左
右方向に長い長尺形状を有しており、例えばタングステ
ン合金により構成されている。上型１０２及び下型１０
４の周囲には、それぞれ誘導加熱コイル１２２，１２４
が設けられている。これら誘導加熱コイル１２２，１２
４は、高周波誘導加熱により、上型１０２及び下型１０
４をそれぞれ加熱するものである。

【００１３】上型１０２は、左右一対の成形型である上
成形型１０２ａ，１０２ｂからなっており、下型１０４
は、左右一対の成形型である下成形型１０４ａ，１０４
ｂからなっている。上成形型１０２ａ，１０２ｂと下成
形型１０４ａ，１０４ｂとは鉛直方向において互いに対
向し合っている。上成形型１０２ａ，１０２ｂの上面に
は、支持板１０６ａ，１０６ｂがそれぞれ固定されてお
り、支持板１０６ａ，１０６ｂの上面には上支持軸１１
０ａ，１１０ｂがそれぞれ取り付けられている。上支持
軸１１０ａ，１１０ｂは、共通の台座１１４を介して、
固定軸１１８に取り付けられている。一方、下成形型１
０４ａ，１０４ｂの下面には、支持板１０８ａ，１０８
ｂがそれぞれ固定されており、支持板１０８ａ，１０８
ｂの下面には下支持軸１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ取
り付けられている。下支持軸１１２ａ，１１２ｂは、共
通の台座１１６を介して、駆動軸１２０に取り付けられ
ている。駆動軸１２０は、ＡＣサーボモータを備えた駆
動機構により鉛直方向に直進駆動されるものであり、そ
の軸心１２０ａは、上型１０２及び下型１０４の各長手
方向中心に対応している。駆動軸１２０が鉛直方向に移
動すると、上型１０２と下型１０４との開閉が行われ
る。

【００１４】図２は、下型１０４（下成形型１０４ａ，
１０４ｂ）及びその周囲の誘導加熱コイル１２４を上方
から見た平面図である。上型１０２（上成形型１０２
ａ，１０２ｂ）の平面形状は下型１０４と同様なので、
図示を省略する。下成形型１０４ａ，１０４ｂは、下型
１０４の長手方向における中心位置Ｏを挟んで互いに対
称な形状を有している。下成形型１０４ａは、長手方向
に延びる２つの長辺２０２と、長辺２０２に直交する
（かつ中心位置Ｏに最も近い）内側短辺２０４と、内側
短辺２０４に対向する（かつ中心位置Ｏから最も離れ
た）外側短辺２０６とを有している。外側短辺２０６
は、２つの長辺２０２の間隔（すなわち、上成形型１０
２ａ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。もう一方の下成形型１０４ｂは、中心位
置Ｏを挟んで、下成形型１０４ａと対称な形状を有して
いる。下成形型１０４ａの内側短辺２０４と、下成形型
１０４ｂの内側短辺２０４との間には、０．５ｍｍ〜３
ｍｍの間隔が設けられていることが好ましい。

【００１５】誘導加熱コイル１２４は、下成形型１０４
ａ，１０４ｂの両方を囲むよう、これら下成形型１０４
ａ，１０４ｂの外周に倣った形状に巻回されている。
尚、上成形型１０２ａ，１０２ｂの周囲に設けられた誘
導加熱コイル１２２も、誘導加熱コイル１２４と同様の
平面形状を有している。

【００１６】下成形型１０４ａの上面には、プリフォー
ムにガラス製品の形状を与える３つの成形面２００が形
成されており、下成形型１０４ｂの上面にも、同様の３
つの成形面２００が形成されている。これら６つの成形
面２００は、下成形型１０４ａ，１０４ｂの幅方向中心
を規定する中心線Ｍ上に一列に配列されている。これら
６つの成形面２００においてプリフォームを加圧する面
を、成形面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆとする。

【００１７】下成形型１０４ａ，１０４ｂは、隣り合う
側の角を取った形状となっている。これは、角のある部
分は、高周波誘導加熱を受けるとその部分が昇温しすぎ
る傾向があるため、角を取ることにより、下成形型１０
４ａ，１０４ｂにおける温度分布を均一にするためであ
る。具体的には、下成形型１０４ａ，１０４ｂの内側短
辺２０４と長辺２０２との間のコーナー部分は曲面Ｒと
なっている。この曲面Ｒは、下型１０４の幅Ｗの半分
（Ｗ／２）未満の曲率半径を有する円弧であることが好
ましい。尚、曲面形状Ｒの代わりに、面取りしてもよい
し、コーナー部分を鈍角にしてもよい。あるいは、下成
形型１０４ａ，１０４ｂの内側短辺２０４を曲面形状と
してもよい。

【００１８】下成形型１０４ａ，１０４ｂにおける成形
面Ａ〜Ｆの配列は以下のとおりである。すなわち、成形
面Ａ，Ｂの間隔（配設ピッチ）ｄ１、成形面Ｂ，Ｃの間
隔ｄ２、成形面Ｄ，Ｅの間隔ｄ４及び成形面Ｅ，Ｆの間
隔ｄ５は、互いに略同じである。加えて、成形面Ａと外
側短辺２０６との間隔ｄ０、及び成形面Ｆと外側短辺２
０６との間隔ｄ６も、上記間隔（ｄ１等）と同じであ
る。これに対し、中心位置Ｏを挟んで隣り合う成形面
Ｃ，Ｄの間隔ｄ３は、上記間隔（ｄ１等）よりも大きく
設定されている。又、成形面Ｃから内側短辺２０４まで
の最短距離ｄ７は、成形面Ｃから長辺２０２までの最短
距離ｄ８と略同じであり、同様に、成形面Ｄから内側短
辺２０４までの最短距離は、成形面Ｄから長辺２０２ま
での最短距離と略同じである。ｄ０〜ｄ８をこのように
設定したのは、高周波誘導加熱の際の成形面Ａ〜Ｆにお
ける温度差をできるだけ小さくするためである。

【００１９】尚、上述した下支持軸１１２ａ（図１）の
水平面内における位置は、下成形型１０４ａの成形面Ａ
〜Ｃの配列方向における中心位置（すなわち、成形面
Ｂ）と対応している。同様に、下支持軸１１２ｂ（図
１）の水平面内における位置は、下成形型１０４ｂの成
形面Ｄ〜Ｆの配列方向における中心位置（すなわち、成
形面Ｅ）と対応している。これは、成形面Ａ〜Ｆにおい
てプリフォームにかかる圧力を均等にするためである。
同様に、上支持軸１１０ａ，１１０ｂの水平面内におけ
る位置は、上成形型１０２ａ，１０２ｂの各中心位置に
それぞれ対応している。

【００２０】尚、下成形型１０４ａ，１０４ｂの中心位
置Ｏ側の領域は、他の領域よりも温度が上昇し易い傾向
があるため、この領域を局所的に空冷する空冷装置を設
け、下成形型１０４ａ，１０４ｂの温度分布の均一化を
図ることが好ましい。上成形型１０２ａ，１０２ｂにつ
いても、同様の空冷装置を設けることが好ましい。

【００２１】次に、本実施の形態に係るレンズ（ガラス
光学素子）の製造方法について説明する。まず、誘導加
熱コイル１２２，１２４の高周波誘導加熱により、上成
形型１０２ａ，１０２ｂ及び下成形型１０４ａ，１０４
ｂ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、上成形型１０２ａ，１０２ｂ及び下
成形型１０４ａ，１０４ｂよりも高い温度に予備加熱し
た状態で、図示しない搬送アームを用いて、下成形型１
０４ａ，１０４ｂ上に供給する。プリフォームを下成形
型１０４ａ，１０４ｂ上に供給する際には、図示しない
位置決め装置を用いてプリフォームを下成形型１０４
ａ，１０４ｂの成形面Ａ〜Ｆ上に位置決めしつつ落下供
給する。そののち、駆動軸１２０を上昇させ、上支持軸
１１０ａ，１１０ｂと下支持軸１１２ａ，１１２ｂとを
介して、上成形型１０２ａ，１０２ｂと下成形型１０４
ａ，１０４ｂとを閉じる。これにより、上成形型１０２
ａ，１０２ｂと下成形型１０４ａ，１０４ｂとの間で６
個のプリフォームをプレスして所望の形状のレンズを成
形する。プリフォームのプレスが完了すると、駆動軸１
２０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１０４
上に残った６個のレンズを吸着して取り出す。これによ
り、高精度に面加工されたレンズが得られる。

【００２２】次に、本実施の形態において、上成形型１
０２ａ，１０２ｂ及び下成形型１０４ａ，１０４ｂの角
を取ったことによる効果について説明する。図３には、
本実施の形態における下成形型１０４ａ，１０４ｂにつ
いて、幅方向中心を規定する中心線Ｍに沿った各位置に
おける温度分布の測定結果を示す。なお、温度分布は、
平均温度からの偏差で表す。比較のため、図４には、下
成形型１０４ａ，１０４ｂの角を取らなかった場合（隣
り合う側に直角コーナーを設けた場合）の温度分布の測
定結果を示す。図４に示したように、角を取らなかった
場合には、下成形型１０４ａ，１０４ｂの中心位置Ｏ寄
りの領域が他の領域よりも高温になっており、全体で約
３０℃の温度差がある。これは、高周波誘導加熱の際、
角の部分に熱が集中しやすくなるためと考えられる。こ
れに対し、本実施の形態では、図３に示したように、下
成形型１０４ａ，１０４ｂの全体の温度差は約１０℃と
極めて小さい。これは、角を取ったことにより、高周波
誘導加熱の際の熱の局所的な集中を回避したためと考え
られる。

【００２３】尚、下成形型１０４ａ，１０４ｂのコーナ
ー部分を曲面Ｒとする代わりに面取りした場合、あるい
は鈍角とした場合にも、温度分布を改善する効果があ
る。又、上成形型１０２ａ，１０２ｂについては説明を
省略するが、下成形型１０４ａ，１０４ｂと同様、角を
取った形状としたことによる温度分布の改善効果があ
る。

【００２４】以上説明したように、本実施の形態に係る
プレス成形装置によれば、上成形型１０２ａ，１０２ｂ
及び下成形型１０４ａ，１０４ｂの隣り合う側の角をな
くしたので、高周波誘導加熱の際に局所的に昇温しやす
い部分を無くすことができ、上成形型１０２ａ，１０２
ｂ及び下成形型１０４ａ，１０４ｂにおける温度分布を
確実に均一化することができる。

【００２５】更に、上成形型１０２ａ，１０２ｂを上支
持軸１１０ａ，１１０ｂで支持し、下成形型１０４ａ，
１０４ｂを下支持軸１１２ａ，１１２ｂで支持するよう
にしたので、上成形型１０２ａ，１０２ｂ及び下成形型
１０４ａ，１０４ｂのプレス条件（プレス圧力等）を均
等にすることができる。又、上支持軸１１０ａ，１１０
ｂを共通の固定軸１１８に取り付け、下支持軸１１２
ａ，１１２ｂを共通の駆動軸１２０に取り付けたので、
一つの駆動機構で正確なプレス加工を行うことができ
る。

【００２６】加えて、上支持軸１１０ａ，１１０ｂが上
成形型１０２ａ，１０２ｂのそれぞれの中央部を支持
し、下支持軸１１２ａ，１１２ｂが下成形型１０４ａ，
１０４ｂのそれぞれの中央部を支持するようにしたの
で、各成形面Ａ〜Ｆのプリフォームに与える圧力を均等
にすることができる。

【００２７】更に、上成形型１０２ａ，１０２ｂの間に
０．５〜３ｍｍの間隔を設けるようにしたので、上成形
型１０２ａ，１０２ｂの相互干渉を無くし、良好なプレ
ス加工を行うことができる。同様に、下成形型１０４
ａ，１０４ｂの間に０．５〜３ｍｍの間隔を設けるよう
にしたので、下成形型１０４ａ，１０４ｂの相互干渉を
無くし、良好なプレス加工を行うことができる。

【００２８】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図５は、第２の実施の形態に係るプレス成形
装置の要部構造を示す断面図である。本実施の形態のプ
レス装置は、長尺形状の母型６００と、この母型６００
により上下動可能に支持された４組の上型部材６０２及
び下型部材６０４とからなる成形型６０を２つ用いた成
形型セットを備える。図５では、２つの成形型６０のう
ち１つのみを示す。各成形型６０は、上型部材６０２及
び下型部材６０４がそれぞれ一列に配列されるよう構成
されている。更に、２つの成形型６０は、上型部材６０
２及び下型部材６０４がそれぞれ一列に配列されるよう
に（図５において左右方向に並んで）配置されている。
この成形型セットの周囲には、当該成形型セットの外周
にほぼ沿った略楕円形状に巻回する図示しない誘導加熱
コイルが設けられている。

【００２９】上型部材６０２及び下型部材６０４は、超
硬合金製であり、成形面（プリフォームＰを加圧する
面）には貴金属合金薄膜が被服されている。母型６００
はタングステン合金製であり、超硬合金より僅かに大き
い熱膨張係数を有する。各成形型６０は、トレー６０６
に支持され、鉛直方向に駆動される下支持軸６１２の上
端に取り付けられる。下支持軸６１２の上方には、固定
された軸である上支持軸６１０が設けられている。下支
持軸６１２を上昇させることにより、上型部材６０２が
上支持軸６１０のヘッド（下端面）に当接し、これによ
り上型部材６０２と下型部材６０４との間でプレスが行
われる。

【００３０】２つの成形型６０の平面形状は、図３に示
した下成形型１０４ａ，１０４ｂと同様である。すなわ
ち、２つの成形型６０は、隣り合う側の角を取った形状
となっている。

【００３１】実施例として、このプレス成形装置によ
り、バリウムホウケイ酸ガラス（転移点１１２℃、屈伏
点５４５℃）の球状プリフォームＰを用いて、外形１５
ｍｍの両凸レンズを成形した。具体的には、球状プリフ
ォームＰを、母型６００の上型部材６０２と下型部材６
０４との間にセットし、この母型６００をトレー６０６
に載置して、不活性雰囲気に保たれた成形チャンバ（図
示せず）内に入れ、下支持軸６１２（図１）上にトレー
６０６を配置した。そののち、下支持軸６１２を上昇さ
せ、成形型６０が誘導加熱コイルの内側に位置するよう
にし、誘導加熱コイルに高周波電流を流して母型６００
を誘導加熱した。このとき、下側の成形面（下型部材６
０４の上面）の温度を、下型部材６０４に挿入した型測
温用熱電対により測定し、上側の成形面（上型部材６０
２の下面）の温度を、上型部材６０２に挿入した型測温
用熱電対により測定した。その結果、誘導加熱中の下側
の成形面及び上側の成形面の温度偏差は、±１０℃以下
であった。次いで、誘導加熱コイルにより、プリフォー
ムを５９６℃（ガラス粘度が１０⁹ポアズに相当する温
度）に加熱したのち、下支持軸６１２を更に上昇させ、
上型部材６０２の上面を上支持軸６１０のヘッドに当接
させることにより、軟化したプリフォームＰをプレスし
た。そののち、成形されたレンズの温度がガラス転移温
度以下になるまで冷却したのち、下支持軸６１２を下降
させ、成形されたレンズを成形型と共に取り出した。そ
の結果、いずれのレンズも、偏った伸び方をすることが
なく、アスの少ない面精度の良好なレンズが得られた。

【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係るプ
レス成形装置の要部構造を示す側断面図である。本実施
の形態に係るプレス成形装置は、長尺形状の上母型８０
２及び下母型８０４にそれぞれ４組の上型部材８１２及
び下型部材８１４を備えて構成した成形型８０を２つ用
いた成形型セットを備える。図６では、２つの成形型８
０のうち１つのみを示す。各成形型８０は、成形面が一
列に配置されるように、上型部材８１２及び下型部材８
１４がそれぞれ一列に配列されるよう構成されている。
更に、２つの成形型８０からなる成形型セットは、上型
部材８１２及び下型部材８１４がそれぞれ一列に配列さ
れるように（図６では左右方向に並んで）配置されてい
る。この成形型セットを囲むように、図示しない誘導加
熱コイルが、当該成形型セットの外形にほぼ沿った略楕
円形状に巻回している。上母型８０２は、固定された軸
である上支持軸８０６により支持され、下母型８０４
は、鉛直方向に駆動される下支持軸８０８に固定されて
いる。

【００３３】上型部材８１２の外周には、下型部材８１
４と狭いクリアランスで嵌合して滑動することによりレ
ンズの上下面の軸ずれを防止するスリーブ８１６が設け
られている。上母型８０２には、ガイドピン８１８が突
設され、下母型８０４には、ガイドピン８１８に係合す
るガイド孔８２０が形成されている。上母型８０２及び
下母型８０４はタングステン合金により構成されてい
る。上型部材８１２、下型部材８１４及びスリーブ８１
６は、焼結炭化ケイ素の表面にＣＶＤにより形成された
炭化ケイ素により構成されている。

【００３４】２つの成形型８０の平面形状は、図３に示
した下成形型１０４ａ，１０４ｂと同様である。すなわ
ち、２つの成形型８０は、隣り合う側の角を取った形状
となっている。

【００３５】実施例として、このプレス成形装置によ
り、バリウムホウケイ酸ガラス（転移点１１２℃、屈伏
点５４５℃）をプレスして外形１５ｍｍの両凸形状のレ
ンズ（１面が球面、他の１面が非球面）を成形した。具
体的には、扁平球形状に熱間成形された表面欠陥の無い
プリフォームを４７０℃に予熱し、これら４個のプリフ
ォームを、約４７０℃に予熱された下母型８０４の４個
の下型部材８１４上に供給した。そののち、直ちに、下
母型８０４を上昇させて、予め４７０℃に予熱された上
母型８０２に組み込んだ。このとき、ガイドピン８１８
とガイド孔８２０とを係合させ、各スリーブ８１６が各
下型部材８１４に嵌合させた。誘導加熱コイルの高周波
誘導加熱により上下の母型８０２，８０４を加熱し、プ
リフォームを５９６℃（プリフォームの粘度が１０⁸ポ
アズになる温度）とした。このとき、下側の成形面（下
型部材８１４の上面）及び上側の成形面（上型部材８１
２の下面）における温度偏差を型温測定用熱電対を用い
て測定したところ、温度偏差は±１０℃以下であった。
そののち、下母型８０４を上昇させて７０Ｋｇ／ｃｍ²
の圧力でプレス成形した。プレス完了後、成形されたレ
ンズの温度がガラス転移点以下になるまで５０℃／分の
冷却速度で冷却した。このとき、レンズの収縮に対して
上型部材８１２が追随し、上型部材８１２の自重のみが
かかった状態で冷却された。すなわち、冷却中はレンズ
の上面と上型の接触が保たれていた。４９０℃まで降温
したところで、下母型８０４を下降させて離型し、その
まま下母型８０４を成形室（図示せず）の下方まで下降
させ、吸着パッドを用いて４個のレンズを取り出した。
尚、取り出したレンズは必要に応じ、その後、アニ−ル
する場合もある。その結果、各型（上下の母型８０２，
８０４、上型部材８１２及び下型部材８１４）におい
て、ほぼ均等な加熱及び冷却が行われた。得られたレン
ズはいずれも高面精度で、表面品質も良好であり、心取
り加工後の偏心も良好であった。

【００３６】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。本実施の形態に係るプレス成形装置は、上母
型８０２及び下母型８０４にそれぞれ６個の上型部材８
１２及び下型部材８１４を組み込んだ以外は、上記第３
の実施の形態と同様に構成された２つの成形型を用いた
成形型セットを備える。上母型、下母型、上型部材及び
下型部材は、いずれも第３の実施の形態と同様（上型部
材及び下型部材の個数を除く）に構成されているため、
それぞれ第３の実施の形態と同様の符号を用いて説明す
る。２つの成形型の平面形状は、図３に示した下成形型
１０４ａ，１０４ｂと同様である。すなわち、２つの成
形型は、隣り合う側の角を取った形状となっている。

【００３７】実施例として、このプレス成形装置を用い
て、直径１０ｍｍの両凸レンズを成形した。まず、誘導
加熱コイルにより上母型８０２及び下母型８０４を誘導
加熱し、表１に示した型温度が得られるようにした。
尚、型温度は、表１に示したように３通りに設定した。
下側の成形面（下型部材８１４の上面）及び上側の成形
面（上型部材８１２の下面）の温度偏差を型温測定用熱
電対により測定したところ、温度偏差は±１０℃以内で
あった。

【００３８】

【表１】

【００３９】次いで、６個のプリフォームを、図示しな
い搬送アーム上において気流により浮上させて搬送し
た。そののち、搬送アームを６個の下型部材８１４の直
上に配置して、プリフォームを下型部材８１４上に同時
に落下供給した。尚、プリフォームの予熱温度は、表１
に示したように３通りに設定した。そののち、直ちに搬
送アームを下母型８０４上から退避させ、誘導加熱コイ
ルの電流を切り、下支持軸８０８を上昇させて７０ｋｇ
／ｃｍ²の圧力でプレスした。プレス完了後、成形され
たレンズの温度がガラス転移点以下になるまで冷却し
た。尚、冷却中、レンズにかかる圧力は、上母型８０２
の自重のみとなるようにした。そののち、下母型８０４
を約２０ｍｍ下降させて離型し、吸着パッドを用いてレ
ンズを取り出した。そして、誘導加熱コイルにより、上
下の母型の温度を直ちにプレス開始温度に回復させ、次
の成形を同様にして行った。

【００４０】その結果、表１に示したいずれの成形条件
においても、品質の良好なレンズが連続して得られた。
すなわち、本実施の形態によると、非常に早い生産速度
で、高い効率で、多量のレンズが連続生産できることが
分かった。

【００４１】比較例として、第４の実施の形態の成形型
の角を取らないもの（図４参照）を用い、第４の実施の
形態において説明した実施例と同様の条件で、レンズを
作成した。その結果、６つの成形面のうち、両端を除く
４つの成形面（図４における成形面Ｂ〜Ｅに対応）で成
形したレンズには伸び不良が発生し、良好な面精度は得
られなかった。

【００４２】以上、本発明の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、
前記実施形態では、上下にそれぞれ２つの成形型（上成
形型１０２ａ，１０２ｂ及び下成形型１０４ａ，１０４
ｂ）を備えた成形型セットを用いたが、それぞれ３つ以
上の成形型を備えるものであってもよい。尚、それぞれ
の成形型は、（その成形型が構成する成形型セットの長
手方向における）幅が互いに等しいことが好ましい。更
に、前記実施形態では、上型１０２及び下型１０４に成
形面をそれぞれ６個形成したが、成形面の数は５個以下
あるいは７個以上であってもよい。又、各成形型に形成
する成形面の数は、１つであってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、以上の如く
本発明によれば、成形型セットを複数の成形型により構
成すると共に、これら成形型の隣り合う側の角を取るよ
うにしたので、高周波誘導加熱の際の熱の局所的な集中
を抑制し、当該成形型に形成された成形面間の温度のば
らつきを小さくすることができる。これにより、複数の
光学素子を高い精度で加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係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】本実施の形態における効果を説明するための温
度分布を示す図である。

【図４】本実施の形態に対する比較例を示す図である。

【図５】第２の実施の形態に係る成形型の構造を示す断
面図である。

【図６】第３の実施の形態に係る成形型の構造を示す断
面図である。

【図７】従来のプレス成形装置の基本構成を示す概略図
である。

【符号の説明】

６０，８０成形型１０２上型１０２ａ，１０２ｂ上成形型１０４下型１０４ａ，１０４ｂ下成形型１０６ａ，１０６ｂ，１０８ａ，１０８ｂ支持板１１０ａ，１１０ｂ，１１２ａ，１１２ｂ支持軸１１２駆動軸１１８固定軸１２０駆動軸１２２，１２４誘導加熱コイル２００成形面６００母型６１０，８０６上支持軸６１２，８０８下支持軸８０２上母型８０４下母型

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対する複数の成形面で、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
得るプレス成形装置であって、前記複数の成形面が一列になるように複数の成形型を配
置してなり、該複数の成形型の隣り合う側の角を取って
なる成形型セットと、前記成形型セットを巻回し、高周波誘導加熱により前記
複数の成形型を一括して加熱する誘導加熱コイルと、を
備えたことを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】前記成形型セットにおいて、前記各成形
型の角に対応する部分を面取りしたことを特徴とする請
求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】前記成形型セットにおいて、前記各成形
型の角に対応する部分を曲面又は鈍角としたことを特徴
とする請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項４】前記誘導加熱コイルが、前記成形型セッ
トの外形にほぼ沿った形状をなしていることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成形装置。
【請求項５】相対する複数の成形面で、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
得る光学素子の製造方法であって、前記複数の成形面が一列になるように複数の成形型を配
置してなり、該複数の成形型の隣り合う側の角を取って
なる成形型セットを用意する工程と、高周波誘導加熱により前記成形型セットの前記複数の成
形型を一括して加熱する工程と、前記複数の被成形体を前記成形型セットの前記相対する
成形面でプレス成形する工程と、プレス成形された光学素子を取り出す工程と、を含む光
学素子の製造方法。
【請求項６】前記各被成形体を、前記成形型よりも高
い温度に加熱軟化したのち、前記成形型セットの前記相
対する成形面の間に供給することを特徴とする請求項５
に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】前記各被成形体を、１０⁹ポアズ未満の
粘度に相当する温度に加熱軟化したのち、前記成形型セ
ットの前記相対する成形面の間に供給することを特徴と
する請求項５又は請求項６に記載の光学素子の製造方
法。