JP2007112639A - 光学素子の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の製造装置において、成形型を加熱する加熱ブロックからの放熱を抑え、加熱ブロックから成形型への伝熱の効率を高める。
【解決手段】光学素子材料５が配置された成形型１を加熱ブロック６，７により加熱し、成形型１をプレス成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造装置において、加熱ブロック６，７内に断熱部（６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ）を設けた構成とする。好ましくは、断熱部（６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ）を、加熱ブロック６，７に埋設される発熱体（６ｃ，７ｃ）と、成形型１に当接する加熱ブロック６，７の当接部との間を除く領域に設けた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素子を加熱プレスして成形する光学素子の製造装置に関し、さらに詳しくは、成形型を加熱する加熱ブロックからの放熱を抑える技術に関する。

近年、ガラスレンズ等の光学素子の製造に際しては、生産性の良さから加熱プレスによる成形が多く用いられている。光学素子の加熱プレス成形では、成形型に光学素子材料を配置し、成形型を加熱ブロック等により加熱プレスする手法が一般的に用いられている。また、この加熱ブロックの温度分布の均一化を図るべく、例えば特許文献１には以下のガラスレンズ成形装置が開示されている。

図６は、従来のガラスレンズ成形装置を示す断面図である。
同図において、成形型１０１は上型１０２、下型１０３及びスリーブ１０４からなり、この成形型１０１の内部にはレンズ素材１０５が配置されている。また、成形型１０１は、ヒータ１０６ａが埋設された下側加熱ブロック１０６上に載置され、同じくヒータ１０７ａが埋設された上側加熱ブロック１０７がプレス軸１０８の駆動により降下して当接することで上下から加熱されている。これら加熱ブロック１０６，１０７は、熱緩衝板１０９，１１０、冷却板１１１，１１２が順に積層されて、それぞれベース１１３，プレス軸１０８に固設されている。

以上の成形装置では、冷却板１１１，１１２との当接により生じる加熱ブロック１０６，１０７の温度低下を、熱緩衝板１０９，１１０を介在させることで防ぎ、加熱ブロック１０６，１０７の温度分布の均一化を図っている。
特許第２８１９８６６号公報

ところで、上記特許文献１の技術は、加熱ブロックの温度分布の均一化を図っているが、加熱ブロックの表面積が成形型との接触面積よりもはるかに大きいため、加熱ブロックのうち成形型と接触しない表面からの放熱により余計な熱量を要していた。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、成形型を加熱する加熱ブロックからの放熱を抑え、加熱ブロックから成形型への伝熱の効率を高める光学素子の製造装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造装置は、光学素子材料が配置された成形型を加熱ブロックにより加熱し、上記成形型をプレス成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造装置において、上記加熱ブロック内に断熱部を設けた構成とする。

好ましくは、上記断熱部を、上記加熱ブロックに埋設される発熱体と、上記成形型に当接する上記加熱ブロックの当接部との間を除く領域に設けた構成とする。
より好ましくは、上記断熱部を、上記加熱ブロックの側部に設けた構成とするとよい。

また、上記断熱部が空間部である構成としてもよい。
その際、上記空間部が上記加熱ブロックに形成された凹部である構成、又は上記空間部が上記加熱ブロックの中空部分である構成が採用可能である。

また、上記空間部に熱を反射する反射部材を挿入した構成、又は上記空間部に上記加熱ブロックよりも熱伝導率の低い部材を挿入した構成としてもよい。
さらに、上記反射部材は、表面がコーティングを施されてなる構成としてもよい。

また、上記断熱部は、上記加熱ブロックよりも熱伝導率の低い部材が上記加熱ブロックの少なくとも一部を覆うことでなる構成としてもよい。

本発明の光学素子製造装置によれば、加熱ブロックのうち成形型と接触しない表面からの放熱を抑えるように断熱部を設けることで、加熱ブロックからの放熱を抑え、加熱ブロックから成形型への伝熱の効率を高めることができる。

以下、本発明の実施形態に係る光学素子の製造装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。

同図において、成形型１は、上型２、下型３及びこれら型２，３の間に配置される光学素子材料５を覆うように介在するスリーブ４からなる。この成形型１は、下側加熱ブロック６と上側加熱ブロック７との間で加熱プレスされるべく下側加熱ブロック６上に載置されている。また、下側加熱ブロック６は製造装置のベース１０に、上側加熱ブロック７はプレス軸１１に、それぞれ断熱材８，９を介して固設されている。

ここで、加熱ブロック６，７に埋設される発熱体としてのヒータ６ｃ，７ｃと、成形型１に当接する加熱ブロック６，７の当接部との間を除く領域として、加熱ブロック６，７の側部及び断熱材８，９側には、空間部としての凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂが形成されている。これは、加熱ブロック６，７に埋設されるヒータ６ｃ，７ｃの熱を成形型１に効率良く伝熱するためであり、加熱ブロック６，７の側部に形成した凹部６ａ，７ａは加熱ブロック６，７のそれぞれに埋設される全てのヒータ６ｃ，７ｃを囲い込むように、且つヒータ６ｃ，７ｃと加熱ブロック６，７の外周側面との間に形成されていることが望ましい。

なお、加熱ブロック６，７に形成した凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂの形成位置は、ヒータ６ｃ，７ｃの熱を成形型１に効率良く伝熱することができる位置であればよい。また、凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂは、穿設の容易さや断熱性を考慮した形状に形成されればよい。

次に、成形型１の加熱プレスについて説明する。
まず、光学素子材料５が配置された成形型１を下側加熱ブロック６に載置する。そして、プレス軸１１の駆動により上側加熱ブロック７が降下して成形型１の上面に当接する。この状態でヒータ６ｃ，７ｃにより成形型１が加熱され、成形型１内の光学素子材料５が軟化し、さらに成形型１をプレスすることにより光学素子材料５が成形型１により所望の形状を転写されてプレス成形される。

この際、加熱ブロック６，７の側部及び断熱材８，９側に凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂが形成されているため、加熱ブロック６，７から成形型１への伝熱が効率よく行われる。
成形型１を冷却する際には、例えば、加熱ブロック６，７に埋設されるヒータ６ｃ，７ｃの温度を下げ、上側加熱ブロック７によるプレスを弱めながらも継続する。このようにして、成形型１に配置された光学素子材料５が成形され、光学素子が製造される。

以上のように、本実施形態によれば、加熱ブロック６，７のうち成形型１と接触しない表面からの放熱を抑えるように加熱ブロック６，７の側部及び断熱材８，９側に凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂを形成したことで、すなわち、加熱ブロック６，７のうち成形型１と接触しない部分へのヒータ６ｃ，７ｃからの熱伝導を抑えることができたことで、結果として、加熱ブロック６，７からの放熱を抑え、加熱ブロック６，７から成形型１への伝熱の効率を高めることができる。

図２は、本発明の第２実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。
本実施形態に係る光学素子製造装置は、加熱ブロック６，７の側部に形成した空間部としての凹部６ａ，７ａに熱を反射する反射部材６ｄ，７ｄを挿入した点のみ上記第１実施形態に係る光学素子製造装置と異なるため、詳細な説明は省略する。

同図において、下側加熱ブロック６及び上側加熱ブロック７の側部に形成した凹部６ａ，７ａには、熱を反射する反射部材６ｄ，７ｄが挿入されている。この反射部材６ｄ，７ｄは、例えば内周面又は内外周面等の表面に金メッキ等のコーティングが施されてある。

なお、反射部材６ｄ，７ｄは、コーティングが施されたものでなくとも、熱を反射すればよいため、例えば表面が表面研磨されて鏡面となったステンレス等であってもよい。
本実施形態によれば、加熱ブロック６，７に形成した凹部６ａ，７ａに熱を反射する反射部材６ｄ，７ｄを挿入したことで、上記第１実施形態よりも加熱ブロック６，７からの放熱を抑えて、加熱ブロック６，７から成形型１への伝熱の効率を一層高めることができる。

図３は、本発明の第３実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。
本実施例に係る光学素子製造装置は、加熱ブロック６，７の側部及び断熱材８，９側に形成した凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂに加熱ブロック６，７よりも熱伝導率が低い挿入部材６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆを挿入した点のみ上記第１実施形態に係る光学素子製造装置と異なるため、詳細な説明は省略する。

同図において、下側加熱ブロック６及び上側加熱ブロック７の側部及び断熱材８，９側に形成した凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂには、加熱ブロック６，７よりも熱伝導率が低い部材として例えばステンレスからなる挿入部材６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆが挿入されている。

なお、挿入部材６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆは加熱ブロック６，７よりも熱伝導率が低い部材であればよいため多孔質の軽石等を用いることも可能であるが、凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂに挿入することで空間部としての凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂによる断熱性が増す部材であることが望ましい。

本実施例によれば、加熱ブロック６，７に形成した凹部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂに加熱ブロック６，７よりも熱伝導率が低い挿入部材６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆを挿入したことで、上記第１実施形態よりも、加熱ブロック６，７からの放熱を抑え、加熱ブロック６，７から成形型１への伝熱の効率を一層高めることができる。

図４は、本発明の第４実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。
本実施形態に係る光学素子製造装置は、加熱ブロック６，７の側部及び断熱材８，９側に、空間部として凹部ではなく中空部６ｇ，７ｇ，６ｈ，７ｈを形成した点のみ上記第１実施形態に係る光学素子製造装置と異なるため、詳細な説明は省略する。

同図において、下側加熱ブロック６及び上側加熱ブロック７の側部及び断熱材８，９側に形成した中空部６ｇ，７ｇ，６ｈ，７ｈは、例えば加熱ブロック６，７に孔を穿設した後に蓋部６ｉ，７ｉを覆うことによりなる。

本実施形態によれば、加熱ブロック６，７のうち成形型１と接触しない表面からの放熱を抑えるように加熱ブロック６，７の側部及び断熱材８，９側に中空部６ｇ，７ｇ，６ｈ，７ｈを形成することでも、加熱ブロック６，７からの放熱を抑え、加熱ブロック６，７から成形型１への伝熱の効率を高めることができる。

図５は、本発明の第５実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。
本実施形態に係る光学素子製造装置は、加熱ブロック６，７を覆うように加熱ブロック６，７の側部に囲繞部６ｊ，７ｊを形成した点のみ上記第１実施形態に係る光学素子製造装置と異なるため、詳細な説明は省略する。

同図において、下側加熱ブロック６及び上側加熱ブロック７の側部を覆うように形成した囲繞部６ｊ，７ｊは、加熱ブロック６，７よりも熱伝導率の低い部材からなり、加熱ブロック６，７の例えば外周側部を囲い込んでいる。

本実施形態によれば、加熱ブロック６，７を覆うように囲繞部６ｊ，７ｊを形成することでも、加熱ブロック６，７のうち成形型１と接触しない例えば外周側部からの放熱を抑えることができ、加熱ブロック６，７から成形型１への伝熱の効率を高めることができる。

なお、本発明における加熱ブロックとは、発熱体としてのヒータ６ｃ，７ｃを有さない部材、例えば成形型１と、ヒータ６ｃ、７ｃを有する加熱ブロック６，７との間で成形型１を加熱する役割を果たしている部材も含むものとする。

本発明の第１実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係る光学素子製造装置の主要部を示す断面図である。 従来のガラスレンズ成形装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 成形型
２ 上型
３ 下型
４ スリーブ
５ 光学素子材料
６ 下側加熱ブロック
６ａ 凹部
６ｂ 凹部
６ｃ ヒータ
６ｄ 反射部材
６ｅ 挿入部材
６ｆ 挿入部材
６ｇ 中空部
６ｈ 中空部
６ｉ 蓋部
６ｊ 囲繞部
７ 上側加熱ブロック
８ 断熱材
９ 断熱材
１０ ベース
１１ プレス軸

Claims (10)

1. 光学素子材料が配置された成形型を加熱ブロックにより加熱し、前記成形型をプレス成形することにより光学素子を製造する光学素子の製造装置において、
   前記加熱ブロック内に断熱部を設けたことを特徴とする光学素子の製造装置。
2. 前記断熱部を、前記加熱ブロックに埋設される発熱体と、前記成形型に当接する前記加熱ブロックの当接部との間を除く領域に設けたことを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造装置。
3. 前記断熱部を、前記加熱ブロックの側部に設けたことを特徴とする請求項２記載の光学素子の製造装置。
4. 前記断熱部が空間部であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載の光学素子の製造装置。
5. 前記空間部が前記加熱ブロックに形成された凹部であることを特徴とする請求項４記載の光学素子の製造装置。
6. 前記空間部が前記加熱ブロックの中空部分であることを特徴とする請求項４記載の光学素子の製造装置。
7. 前記空間部に熱を反射する反射部材を挿入したことを特徴とする請求項４記載の光学素子の製造装置。
8. 前記反射部材は、表面がコーティングを施されてなることを特徴とする請求項７記載の光学素子の製造装置。
9. 前記空間部に前記加熱ブロックよりも熱伝導率の低い部材を挿入したことを特徴とする請求項４記載の光学素子の製造装置。
10. 前記断熱部は、前記加熱ブロックよりも熱伝導率の低い部材が前記加熱ブロックの少なくとも一部を覆うことでなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載の光学素子の製造装置。