JP2003146674A - プレス成形装置およびガラス光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形型の加熱および均熱化を促進することが
できるプレス成形装置およびガラス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、上型１０２及び下型
１０４よりなる成形型と、これらをそれぞれ誘導加熱す
る誘導加熱コイル１１４，１１６とを備えている。上型
１０２および／または下型１０４には、高周波誘導加熱
の際の加熱を促進するための多数の孔部１３０および／
または切り欠きが形成されている。これら孔部１３０に
おける加熱促進効果により、上型１０２及び下型１０４
の昇温速度が向上する。また、上型１０２及び下型１０
４における比較的加熱されにくい領域に孔部１３０や切
り欠きを形成することにより、成形型の均熱化が可能に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ等の製
造工程において、予め予備成形したガラス素材（プリフ
ォーム）を、加熱軟化させ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およびガラス光学素子
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
ス素材を予め目的形状に近い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】この種のプレス成形装置は、上型および下
型よりなる成形型を用いて複数（例えば４個）のプリフ
ォームを同時にプレスするよう構成されている。上型お
よび下型の周囲には誘導加熱コイルが設けられており、
上型および下型を所定の温度に高周波誘導加熱しておく
ようになっている。これら上型および下型は、予め加熱
軟化されたプリフォームを挟み込んでプレスすることに
より、プリフォームに高精度の加工面を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
プレス成形装置においては、生産効率を高めるため、サ
イクルタイムの短縮と、（複数のプリフォームを同時に
プレスする上で必要な）成形型における均熱性の向上が
求められている。そのため、プレスに先立つ成形型の加
熱を短時間で行う必要があり、成形型の昇温速度の向上
が強く望まれている。また、成形型における均熱性の向
上のため、成形型において温度の上昇しにくい部分を局
所的に加熱することも望まれている。

【０００５】従って本発明の目的は、成形型の昇温速度
を向上することができるプレス成形装置およびガラス光
学素子の製造方法を提供すること、および、成形型にお
ける均熱性を向上することができるプレス成形装置およ
びガラス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、それぞれ複数
の成形面を有する上型および下型を含む成形型で複数の
ガラス素材を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、前記上型および／また
は前記下型を巻回し、該上型および／または該下型を高
周波誘導加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、前記
上型および／または下型は、高周波誘導を受けると発熱
し、かつ温度分布を調節するための発熱調節部を有する
発熱体を有しており、前記誘導加熱コイルにより前記上
型および／または前記下型を高周波誘導加熱することに
より、前記上型の複数の成形面および／または前記下型
の複数の成形面が、それぞれ所定の温度に昇温すること
を特徴とする。

【０００７】このように構成すれば、誘導加熱コイルに
より各成形面を一括して所望の温度に加熱することがで
きると共に、昇温速度の向上を図ることができる。尚、
ここで発熱体とは、高周波誘導を受けて発熱するもので
あり、上型および／または下型の母型が発熱体からなっ
ていてもよく、また、前記母型がその一部に発熱体を有
しているものであってもよい。この発熱体としては、タ
ングステン合金あるいはその他の導電体を用いることが
できる。

【０００８】本発明においては、前記発熱調節部が、高
周波誘導加熱を受けると局所的に多く発熱する構成とし
てあることが好ましい。ここで、前記発熱調節部は、前
記成形型を誘導加熱コイルにより高周波誘導加熱すると
きに前記複数の成形面の温度が互いに近づくように形成
されていることが好ましい。このようにすれば、上型お
よび／または下型の内部における温度分布の均一化が可
能になる。

【０００９】更に、本発明においては、前記上型および
前記下型が長尺形状であり、その長手方向に沿って前記
複数の前記成形面が配置されており、前記発熱調節部
が、該上型および／または下型に形成された複数の成形
面のうち隣り合う成形面の間に対応した領域に形成され
ていることが好ましい。この場合、上型および／または
下型の温度分布をより均一化することができる。

【００１０】更に、本発明においては、前記発熱調節部
が、前記孔部および／または切欠部からなることが好ま
しい。ここで、発熱調節部とは、発熱体における発熱の
温度分布を調節することができるように加工された部分
をいい、発熱を調節することができる形態であればどの
ような形態でもよいが、例えば、発熱体の表面に形成し
た角や凹凸としたり、孔部および／または切欠部とした
りすることができる。

【００１１】本発明は、また、それぞれ複数の成形面を
有する上型および下型を含む成形型で複数のガラス素材
をプレス成形することにより複数のガラス光学素子を得
る製造方法において、高周波誘導されると発熱し、かつ
温度分布を調節するための発熱調節部を有する発熱体を
備えた前記上型および／または前記下型を用い、前記上
型および／または前記下型を誘導加熱することにより、
該上型の複数の成形面と該下型の複数の成形面をそれぞ
れ所望の温度に加熱したのち、前記加熱された上型およ
び／または下型を含む前記成形型により、該成形型に供
給された複数のガラス素材を同時にプレス成形してガラ
ス光学素子を得ることを特徴とする。

【００１２】本発明においては、前記発熱調節部が、高
周波誘導を受けると局所的に多く発熱するようにするこ
とが好ましい。そして、発熱調節部によって、前記上型
および／または前記下型を誘導加熱コイルにより高周波
誘導加熱するときに、前記複数の成形面の温度が互いに
近づくように調節することが好ましい。また、前記複数
のガラス素材を、所定の温度に加熱軟化してから前記成
形型に供給することが好ましい。特に、本発明において
は、前記複数のガラス素材を、前記成形面よりも高い温
度に加熱軟化したのち、前記成形型に供給することが好
ましい。

【００１３】更に、本発明においては、前記複数のガラ
ス素材を、１０⁹ポアズ未満の粘度になる温度まで加熱
軟化することが好ましい。また、前記発熱調節部を、孔
部および／または切欠部で形成し、これらに孔部および
／または切欠部によって温度分布の調節を行うことが好
ましい。

【００１４】

【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、本発明の第１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。このプレス成形装置は、扁平球形状に成形したプ
リフォームを用いて、例えば直径１７ｍｍの中口径レン
ズを製造するものである。プレス成形装置は、プリフォ
ームを挟み込んで加圧する上型１０２と下型１０４とか
らなる成形型を有している。上型１０２および下型１０
４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および下型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部（後述）が
形成されている。上型１０２および下型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および下主軸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および下型１０４の開閉が行われるようになっ
ている。上型１０２および下型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１１
４，１１６が設けられている。尚、共通の誘導加熱コイ
ルで上型１０２および下型１０４を加熱するようにして
も良い。また、上型１０２および下型１０４のいずれか
一方のみに、誘導加熱コイルと発熱体等を設ける構成と
することも可能である。

【００１５】図２は、下型１０４およびその周囲の誘導
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は、下型１０４と同様の平面形
状を有しているため、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１
０４の外周に倣った形状に巻回されている。尚、下型１
０４の長手方向における端部は、誘導加熱コイル１１６
との距離が大きくなるような形状、あるいは、成形部
（後述）から当該端部までの長手方向距離が短手方向距
離よりも長くなるような形状にすることができる。

【００１６】下型１０４の上面には、プリフォームにガ
ラス製品の形状を与える６個の成形部（凹部）１２０が
形成されている。これら成形部１２０は、上型１０２の
長手方向に沿って一列に配列されている。６個の成形部
１２０においてプリフォームをプレスする面を、成形面
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆとする。尚、上型１０２にも、
下型１０４の成形部１２０に対応する位置に６個の成形
部が設けられている。

【００１７】下型１０４の外周に沿った領域には、発熱
調節部としての、多数の孔部１３０が配列されている。
孔部１３０は、高周波誘導加熱の際の加熱を促進し、下
型１０４の昇温速度を向上させるために設けられるもの
である。このような加熱促進効果が得られる理由は、高
周波誘導加熱の際、下型１０４の外周近傍に集中して電
流が流れる現象（いわゆる表皮効果）が生じ、孔部１３
０の存在により電流の流路が狭くなることによって電気
抵抗が増加し、そのジュール熱により温度が上昇するた
めと考えられている。孔部１３０は、例えば下型１０４
をそれぞれ厚さ方向に貫通する円形断面の貫通孔であ
る。また、孔部１３０の内径の好ましい範囲は、０．５
ｍｍ〜５．０ｍｍである。孔部１３０の内径が０．５ｍ
ｍ未満では加熱促進の効果が弱く、５．０ｍｍを超える
と形成可能な孔部の数が減少して効果が低下するからで
ある。

【００１８】更に、孔部１３０を、下型１０４において
高周波誘導加熱の際に比較的加熱されにくいエリアに対
応する領域に密に配列すれば、下型１０４の温度分布を
均一にすることができる。加熱され易さの分布は、下型
１０４の周縁部からの距離、誘導加熱コイル１１６およ
び下型１０４の形状・大きさ、下型１０４内における成
形部１２０の位置などによって決まるため、これらの条
件を加味して、加熱されにくいエリアに対応する領域に
孔部１３０を設けることが好ましい。例えば、下型１０
４の外周に沿った領域のうち、各成形部１２０から比較
的離れた領域に孔部１３０を形成することが好ましい。
より具体的には、下型１０４の外周に沿った領域であっ
て、成形面Ａ〜Ｆのうち、隣り合う成形面の間に対応す
る領域（例えば、成形面Ａと成形面Ｂとの間に対応する
領域ａや、成形面Ｂと成形面Ｃとの間に対応する領域ｂ
など）に、孔部１３０を配置することが好ましい。この
ような領域を「隣接する成形面の間に対応する領域」と
する。

【００１９】尚、上型１０２にも、下型１０４と同様の
孔部が形成されており、その配列は下型１０４における
孔部１３０の配列と同様である。

【００２０】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１１４，１１６の高周波誘導加熱により、上型
１０２および下型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、上型１０２お
よび下型１０４の各成形面Ａ〜Ｆの温度よりも高い温度
に予備加熱した状態で、下型１０４に供給する。プリフ
ォームを下型１０４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型１０４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、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形状のガラス製品
を成形する。尚、上型１０２および下型１０４に形成し
た多数の孔部１３０の加熱促進効果により、上型１０２
および下型１０４の昇温速度が向上する。従って、プリ
フォーム供給後に上型１０２および下型１０４を更に加
熱する必要がある場合でも、速やかに上型１０２および
下型１０４を所望の温度まで加熱することができ、その
結果、プリフォームの温度の低下を最小限に抑えつつ、
速やかにプレスを行うことができる。更に、上型１０２
および下型１０４のうち、比較的加熱されにくいエリア
に対応した領域に孔部１３０が密に配置されているた
め、各型内の温度分布が均一になる。上型１０２および
下型１０４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および下型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、高精度に面加工されたレンズ
（ガラス光学素子）が得られる。

【００２１】以上説明したように、本実施の形態に係る
プレス成形装置および製造方法によれば、上型１０２お
よび下型１０４に、高周波誘導加熱の際に温度分布を調
節する発熱調節部、具体的には、局所的に多く発熱させ
る孔部１３０を設けるようにしたので、上型１０２およ
び下型１０４の昇温速度が向上する。これにより、サイ
クルタイムを短縮し、生産効率を向上することが可能に
なる。更に、高周波誘導加熱の際に比較的加熱されにく
い領域に対応する領域に孔部１３０を密に配置するよう
にしたため、型内の温度分布を均一にすることができ
る。

【００２２】次に、本実施の形態の第１〜第３の変形例
について説明する。上述した実施の形態では、発熱調節
部として、上型１０２および下型１０４に孔部１３０を
形成することとしたが、孔部１３０の代わりに、図３
（ａ）〜（ｃ）に示したような切欠部を形成することも
可能である。切欠部は、上型１０２および下型１０４の
各外周端面（側端面）Ｅに形成されるものである。図３
（ａ）に示した変形例では、各型の外周端面Ｅにローレ
ット加工等を施すことにより谷形状の切欠部３０２を連
続して形成している。図３（ｂ）に示した変形例では、
各型の外周端面Ｅに多数の切欠部３０４を一定間隔で形
成しており、切欠部３０４の底は曲面形状となってい
る。図３（ｃ）に示した変形例では、各型の外周端面Ｅ
に多数の切欠部３０６を一定間隔で形成しており、切欠
部３０６の底は平面形状となっている。図３（ａ）〜
（ｃ）に示した各変形例では、高周波誘導加熱の際に切
欠部３０２〜３０６の近傍が局所的に多く発熱するた
め、上述した実施の形態と同様、各型の昇温速度を向上
することができる。さらに、各切欠部３０２〜３０６
を、上型１０２および下型１０４の比較的温度が上昇し
にくい部分に密に形成することにより、各型内の温度分
布を均一化することができる。尚、図示は省略するが、
上型１０２および下型１０４の外周端面Ｅに孔部を穿孔
してもよい。

【００２３】発熱調節部としては、上述した実施の形態
における孔部１３０と、各変形例における切欠部とを組
み合わせて用いることも可能である。また、発熱調節部
は、孔部と切欠部以外の形態としてもよく、これらを適
宜組み合わせて用いることもできる。尚、この発熱調節
部の態様は、以下の実施形態においても同様に採用する
ことができる。

【００２４】次に、本実施の形態の第４の変形例につい
て説明する。図４は、本変形例における下型４００の平
面形状を示す平面図である。尚、この下型４００と対に
なる上型の平面形状は、下型４００と同一であるため、
図示を省略する。図４に示したように、下型４００は、
長尺形状を有し、その長手方向に沿ってプリフォームに
形状を付与するための６個の成形部４２０を備えたもの
である。この下型４００は、その全周に沿って孔部４３
０を有している。但し、この孔部４３０は、下型４００
の周辺領域のうち、各成形部４２０に近接する領域より
も、各成形部４２０から比較的離れた領域に、特に密に
形成されている。より具体的には、下型４００の外周に
沿った領域であって、成形面Ａ〜Ｆのうち、隣り合う成
形面の間に対応する領域（例えば、成形面Ａと成形面Ｂ
との間に対応する領域ａ）に、孔部４３０を特に密に配
置されている。本変形例においても、高周波誘導加熱の
際に孔部４３０の近傍が多く発熱するため、下型４００
および上型の昇温速度を向上し、かつ型内の温度分布を
均一化することができる。

【００２５】次に、本実施の形態の第５の変形例につい
て説明する。図５は、本変形例における下型５００の平
面形状を示す平面図である。尚、この下型５００と対に
なる上型の平面形状は、下型５００と同一であるため、
図示を省略する。図５に示したように、下型５００は円
形であり、その中央部に複数の成形部５２０を備えてい
る。この下型５００は、その外周に沿った領域に、第１
の実施の形態と同様の孔部５３０を有している。この孔
部５３０は、下型５００の外周の全域に亘って均等に配
列されている。本実施の形態においても、孔部５３０の
加熱促進効果により、下型５００および上型の昇温速度
を向上し、かつ型内の温度分布を均一化することができ
る。

【００２６】次に、本発明の第２〜第４の実施の形態に
ついて説明する。これらの実施の形態では、成形型が、
それぞれ成形面を有する複数の下型部材および複数の上
型部材と、これらを支持する母型とを備えて構成される
ものである。母型は誘導加熱され易い素材（高周波誘導
を受けて発熱する発熱体）で構成されており、この母型
からの熱伝導により下型部材および上型部材が加熱され
るようになっている。これら実施の形態における母型
は、本発明における「上型および／または下型」の一具
体例に対応するものである。

【００２７】図６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６０
０により上下動可能に支持された６組の上型部材６０２
および下型部材６０４とを備えている。上型部材６０２
および下型部材６０４は、超硬合金製であり、成形面
（プリフォームＰをプレスする面）には貴金属合金薄膜
が被覆されている。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。
母型６００、上型部材６０２および下型部材６０４は、
トレー６０６に支持されて成形チャンバ（図示せず）内
に搬送されるようになっている。下型部材６０４とトレ
ー６０６との間には、各成形面の高さを調節するための
スペーサ６０８が設けられている。トレー６０６は、図
示しないモータ機構により鉛直方向に駆動される下主軸
６１２上に取り付けられる。下主軸６１２を上昇させる
ことにより、上型部材６０２が、装置フレーム（図示せ
ず）に固定された上主軸６１０のヘッド（下端面）に当
接するようになっている。母型６００の周囲には、母型
６００並びに上型部材６０２および下型部材６０４を高
周波誘導加熱するため、誘導加熱コイル６１４が設けら
れている。誘導加熱コイル６１４は、長尺形状の母型６
００の周囲を取り巻く形状で巻回されている。

【００２８】図７は、本実施の形態の成形型（母型６０
０、上型部材６０２および下型部材６０４）を上方から
見た形状を示す平面図である。図７において、６個の下
型部材６０４の上面を成形面Ａ〜Ｆとすると、母型６０
０の外周に沿う領域のうち、各成形面Ａ〜Ｆの間に対応
した領域に、母型６００の温度分布を調節する孔部６３
０が形成されている。

【００２９】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５１２℃、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、下主軸６１２（図６）上にトレー６
０６を配置した。そののち、下主軸６１２を上昇させ、
母型６００が誘導加熱コイル６１４の内側に位置するよ
うにし、誘導加熱コイル６１４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Ａ〜
Ｆ（下型部材６０４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６０２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、下
側の成形面Ａ〜Ｆおよ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６１４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、下主軸６１２を
更に上昇させ、上型部材６０２の上面を上主軸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、下主軸６
１２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、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。

【００３０】図８（ａ）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８０２および下母型８０４が、それぞれ上主軸８
０６および下主軸８０８に取り付けられて構成されてい
る。上母型８０２および下母型８０４には、それぞれ４
個の上型部材８１２および下型部材８１４が取り付けら
れている。上母型８０２および下母型８０４の周囲に
は、誘導加熱コイル８２２，８２４がそれぞれ設けられ
ている。更に、上型部材８１２の外周には、下型部材８
１４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お
よび下母型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およびスリーブ
８１６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。図８（ｂ）は、
下母型８０４の平面形状を示す図である。尚、上母型８
０２の平面形状は、下母型８０４と同様であるため、図
示を省略する。下型部材８１４がプリフォームを加圧す
る面を成形面Ａ〜Ｄとすると、下母型８０４の外周に沿
う領域のうち、各成形面Ａ〜Ｄの間に対応した領域に、
孔部８３０が形成されている。尚、孔部８３０の代わり
に、図３（ａ）〜（ｃ）に示した切欠部を用いてもよい
し、孔部８３０と切欠部とを組み合わせて用いてもよ
い。

【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５１２℃、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、マーブル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８１
８とガイド孔８２０とが係合し、各スリーブ８１６が各
下型部材８１４に嵌合する。誘導加熱コイル８２２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１
０⁸ポアズになる温度）とした。このとき、下側の成形
面Ａ〜Ｄ（下型部材８１４の上面）および上側の成形面
（上型部材８１２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７
０Ｋｇ／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８
１２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。各型（上下の母
型８０２，８０４、上型部材８１２および下型部材８１
４）において、ほぼ均等な加熱および冷却が行われた。
得られたレンズは高面精度で、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。

【００３２】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図９（ａ）は、本実施の形態における下母型
の平面形状を示す平面図であり、図１０は、本実施の形
態に係るプレス成形装置における要部構成の断面図を示
す。尚、上母型の平面形状は、下母型と同様であるた
め、図示を省略する。本実施形態では、上母型８０２お
よび下母型８０４にそれぞれ６個の上型部材８１２およ
び下型部材８１４を組み込んであり、上下にコイル８２
２，８２４を設け、上下で離間して予熱が行われる。本
実施の形態においても、下母型８０４の外周に沿う領域
のうち各成形面Ａ〜Ｆの間に対応した領域に、孔部８３
０が形成されている。尚、孔部８３０の代わりに、図３
（ａ）〜（ｃ）に示した切欠部を用いてもよいし、孔部
８３０と切欠部とを組み合わせて用いてもよい。

【００３３】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、図１
０に示した誘導加熱コイル８２２，８２４により上母型
８０２および下母型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Ａ〜Ｆおよ
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。

【００３４】

【表１】

【００３５】型の予熱とは別に、６個のプリフォーム
を、図９（ｂ）に示す開閉可能な支持アーム９００上に
おいて上型／下型の配置間隔と等間隔に直列に配列され
た６個の割型式浮上皿９０２（グラッシーカーボン製）
上で、下方から噴出する気流により浮上させて予熱し
た。そののち、型の昇温とタイミングを取りながら搬送
して、支持アーム９００を上下の誘導加熱コイルの間に
挿入し、６個の下型部材８１４の直上に配置して、支持
アーム９００を素早く開くことにより、複数の浮上皿９
０２を左右に分割し、プリフォームを成形面Ａ〜Ｆ（図
９（ａ））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、直ちに支持アーム９００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、下主軸８０
８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、上型部材８１２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。

【００３６】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。

【００３７】この第４の実施の形態に対する比較例とし
て、下母型および上母型に孔部が無いことを除き、本実
施の形態と同様に構成されたプレス成形装置を用いて、
６個のレンズのプレス成形を行った。その結果、６つの
成形面においてプレス成形されたレンズは、伸び不良を
発生し、良好な面精度は得られなかった。

【００３８】尚、上述した第４の実施の形態に関する実
施例として、孔部が、母型の全周に亘って孔部が形成さ
れ、且つ、隣り合う成形面の間に対応する領域に特に密
に形成されたもの（図４参照）を用いてプレス成形を行
った。その結果、目標とする温度（表１）に到達するま
での時間を短縮することができた。

【００３９】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。上述した
各実施の形態では、上型と下型の両方に孔部（または切
欠部）を設けることとしたが、上型および下型のいずれ
か一方にのみ孔部（または切欠部）を設けてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、誘導加熱コ
イルにより各成形面を一括して所望の温度に加熱するこ
とができ、更に、上型および／または下型に、高周波誘
導加熱の際に局所的に多く発熱させる発熱調節部を設け
たので、上型および下型の昇温速度を向上することがで
きる。

【００４１】更に、発熱調節部を、誘導加熱時に複数の
成形面の温度が互いに近づくように形成することによ
り、上型および／または下型の内部における温度分布の
均一化が可能になる。なお、複数の成形面の温度は、誘
導加熱コイルとの位置関係などによって影響を受ける
が、発熱体に設けた発熱調節部によって昇温を促進した
り、温度分布を調節することにより、これらを総合的に
考慮することで、所望の成形温度や均一な熱を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプレス成形装
置の要部を示す側面図である。

【図２】図１に示したプレス成形装置における下型の平
面形状を示す平面図である。

【図３】第１の実施の形態の第１ないし第３の変形例に
係るプレス成形装置の下型の一部を拡大して示す図であ
る。

【図４】第１の実施の形態の第４の変形例に係るプレス
成形装置の下型の平面形状を示す平面図である。

【図５】第１の実施の形態の第５の変形例に係るプレス
成形装置の下型の平面形状を示す平面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプレス成形装
置の要部を示す側断面図である。

【図７】図６に示したプレス成形装置における下側の下
型の平面形状を示す平面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係るプレス成形装
置の要部を示す側断面図（ａ）および下型の平面形状を
示す平面図（ｂ）である。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係るプレス成形装
置の下型の平面形状を示す平面図（ａ）および支持アー
ムの平面形状を示す平面図（ｂ）である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態にかかるプレス成
形装置の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１０２ 上型 １０４，４００，５００ 下型 １１４，１１６，６１４ 誘導加熱コイル １２０，４２０，５２０ 成形部 １３０，４３０，５３０，６３０，８３０ 孔部 ３０２，３０４，３０６ 切欠部 ６００ 母型 ６０２ 上型部材 ６０４ 下型部材 ８０２ 上母型 ８０４ 下母型 ８１２ 上型部材 ８１４ 下型部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 裕之 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 田島 英身 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 Ｆターム(参考） 3K059 AB00 AD02 AD05 CD65

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ複数の成形面を有する上型およ
   び下型を含む成形型で複数のガラス素材をプレス成形す
   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、 前記上型および／または前記下型を巻回し、該上型およ
   び／または該下型を高周波誘導加熱する誘導加熱コイル
   を備えると共に、 前記上型および／または下型は、高周波誘導を受けると
   発熱し、かつ温度分布を調節するための発熱調節部を有
   する発熱体を有しており、 前記誘導加熱コイルにより前記上型および／または前記
   下型を高周波誘導加熱することにより、前記上型の複数
   の成形面および／または前記下型の複数の成形面が、そ
   れぞれ所定の温度に昇温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】 前記発熱調節部が、高周波誘導を受ける
   と局所的に多く発熱す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】 前記発熱調節部が、前記上型および／ま
   たは前記下型を前記誘導加熱コイルにより高周波誘導加
   熱するときに、前記複数の成形面の温度が互いに近づく
   ように形成されていることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の光学素子のプレス成形装置。
4. 【請求項４】 前記上型および前記下型が長尺形状であ
   り、その長手方向に沿って前記複数の前記成形面を備え
   ており、 前記発熱調節部が、前記上型および／または下型に形成
   された複数の成形面のうち、隣り合う成形面の間に対応
   した領域に形成され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光学素子のプレス成形装置。
5. 【請求項５】 前記発熱調節部が、孔部および／または
   切欠部からな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成形装置。
6. 【請求項６】 それぞれ複数の成形面を有する上型およ
   び下型を含む成形型で複数のガラス素材をプレス成形す
   ることにより複数のガラス光学素子を得る製造方法にお
   いて、 高周波誘導を受けると発熱し、かつ温度分布を調節する
   ための発熱調節部を有する発熱体を備えた前記上型およ
   び／または前記下型を用い、 前記上型および／または前記下型を高周波誘導加熱する
   ことにより、該上型および／または下型の複数の成形面
   を所望の温度に加熱したのち、 前記加熱された上型および／または下型を含む前記成形
   型により、該成形型に供給された複数のガラス素材を同
   時にプレス成形してガラス光学素子を得ることを特徴と
   するガラス光学素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記発熱調節部が、高周波誘導を受ける
   と局所的に多く発熱することを特徴とする請求項６に記
   載のガラス光学素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記発熱調節部によって、前記上型およ
   び／または前記下型を誘導加熱コイルにより高周波誘導
   加熱するときに、前記複数の成形面の温度が互いに近づ
   くように調節することを特徴とする請求項６または７記
   載のガラス光学素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記複数のガラス素材を、所定の温度に
   加熱軟化したのち、前記成形型に供給することを特徴と
   する請求項６〜８のいずれかに記載のガラス光学素子の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 前記複数のガラス素材を、前記成形面
    よりも高い温度に加熱軟化したのち、前記成形型に供給
    することを特徴とする請求項９に記載のガラス光学素子
    の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記複数のガラス素材を、１０⁹ポア
    ズ未満の粘度になる温度まで加熱軟化することを特徴と
    する請求項６〜１０のいずれかに記載のガラス光学素子
    の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記発熱調節部が、孔部および／また
    は切欠部により温度分布の調節を行うことを特徴とする
    請求項６〜１１のいずれかに記載の光学素子の製造方
    法。