JP2008056532A - モールドプレス成形装置、及び成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 それぞれに成形素材を収容した複数の成形型を同時に処理して、光学素子をモールド成形するにあたり、各処理工程における成形型の温度を的確に均等化することによって、高精度の光学素子などの成形体を効率良く安定して製造することのできるモールドプレス成形装置、及び光学素子の製造方法を提供する。
【解決手段】 成形型Ｍ内に収容された成形素材Ｐを、成形型Ｍごと加熱して温度制御しながらプレス成形するにあたり、複数の成形型Ｍを同時に加熱する加熱手段８とともに、成形型間の温度差が解消されるように、相対的に温度が高い成形型Ｍに対して、加熱手段８から発せられた熱エネルギーを部分的に遮蔽する遮蔽部材５を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、精密加工された成形型によってガラスプリフォームなどの成形素材をプレス成形し、光学素子（例えば、ガラスレンズ）などの成形体を製造することができるモールドプレス成形装置、及び成形体の製造方法に関する。

近年、成形面を所定の表面精度に精密加工した成形型内に光学用のガラス素材を収容して、加熱下でプレス成形して成形面を転写することにより、成形後の転写面について研削や研磨などの後加工を必要としない、高精度の光学機能面を有するガラスレンズなどの光学素子を製造する方法が知られている。

例えば、特許文献１には、加熱室、プレス室、冷却室などの処理室が円周方向に並べて配置され、これらの処理室の中を、成形素材を入れた成形型が順次移送されるガラス成形体の製造装置が開示されている。
この製造装置にあっては、各処理室が炉体の中でケースによって取り囲まれて形成されているとともに、中央の回転軸回りに間歇的に回転駆動可能に設けられた回転テーブルに試料台が据え付けられており、この試料台に載置された成形型を、回転テーブルの回転駆動に伴って各処理室を循環させることで、ガラス成形体を連続的に成形することができる。

特公平７−２９７７９号公報

ところで、特許文献１の装置では、各処理室の温度管理を独立に、かつ、精緻に制御することが可能であり、成形型の移送に伴う温度変動が生じないようにすることができ、また、これに加えて、移送時の振動により成形型内での成形素材の位置ずれが生じてしまうと、成形される光学素子が偏肉し、形状不良となるだけでなく、偏肉に起因するプレス荷重印加の不均一によって、光学機能面の面精度が劣化してしまうが、特許文献１の装置によれば、成形型に振動を及ぼすことなく回転テーブルによって成形型をスムーズに移送することができる。
このように、特許文献１の装置は、高精度の光学機能面を有する光学素子を製造する上で、非常に優れた機能を備えている。

しかしながら、特許文献１の装置において、複数の成形型を同一の処理室内で同時に処理して、生産性を向上させようとした場合には、それぞれの成形型を載置させる試料台の配列位置や、成形型及び試料台の個体差などに起因して、成形型間に温度差が生じてしまうことがあることが見出された。
特に、複数の成形型を加熱手段からの距離を均等に保った状態で配列しても、その配列の両端に位置する成形型と、その配列の内側に位置する成形型の温度を比較すると、内側に位置する成形型の方が高温になる傾向がある。これは、隣接する成形型や、試料台から受ける熱エネルギー量の相違が一因と考えられる。

そして、このような温度差は、従来は問題視されることなく見落とされてきたが、光学素子に要求される精度がますます厳しくなってきているという近年の状況において、成形型間に生じる温度差は、高精度の成形に悪影響を及ぼしてしまうという知見を得るに至った。

すなわち、成形型ごとの成形条件（特に、加熱温度）が異なってしまうと、それぞれの成形型に同じ硝材の成形素材を収容して、同一の光学素子を成形しようとしても、要求される精度が高まるにつれて、一定の品質を備えた光学素子を安定して量産することができなくなってしまう。特に、低分散高屈折率の硝材で光学素子を成形する場合には、プレス温度の許容範囲が極めて狭く、その許容範囲を外れると、カンワレ、クモリ、融着などの不具合が生じて、高精度の成形品を得られなくなってしまう。

このため、高精度の成形を安定に行うためには、成形型間の温度差が生じないようにする対策が必要になってくるが、このような成形型間に生じる温度差を解消させるために、単に、加熱手段の設定温度を調整しても、成形型、及びそれを支持する支持台の配置関係や個数によってバラツキが生じてしまい、温度差を解消するのは非常に困難である。また、加熱手段を成形型や支持台に１対１で対応させて設置すると、装置全体が巨大化するだけでなく、コスト的な不利も増大してしまう。

デジタルカメラなどの撮像機器や、光ピックアップ装置、携帯端末用小型撮像機器などに用いられる光学素子は、その光学的要求性能が極めて高く、今後、さらなる高性能化が求められてくると思われる。このため、このような光学素子を精密モールドプレスにより高精度に安定して成形するには、成形プロセスの各処理工程における温度管理、特に、複数の成形型を同一の処理室内で同時に処理する際の、成形型の均熱化を精緻に行う必要がある。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、それぞれに成形素材を収容した複数の成形型を同時に処理して、光学素子をモールド成形するにあたり、各処理工程における成形型の温度を的確に均等化することによって、高精度の光学素子などの成形体を効率良く安定して製造することのできるモールドプレス成形装置、及び光学素子の製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明のモールドプレス成形装置は、成形型内に収容された成形素材を、前記成形型ごと加熱して温度制御しながらプレス成形するモールドプレス成形装置であって、前記成形素材が収容された複数の前記成形型を同時に加熱する加熱手段とともに、前記加熱手段と前記成形型との間の任意の位置に配置され、前記加熱手段から発せられた熱エネルギーが、前記成形型に照射されるのを部分的に遮る遮蔽手段を備えた構成としてある。

このような構成を採用した本発明のモールドプレス成形装置によれば、それぞれの成形型に照射される熱エネルギーを部分的に遮ることにより、加熱手段の出力調整だけでは制御するのが困難な僅かな成形型間の温度差を解消して、同等の温度環境下におかれた複数の成形型により、高精度の成形体を効率良く安定して製造することができる。

また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記成形型に対して、加熱、プレス、冷却を含む各処理をそれぞれ行う複数の処理室と、前記成形型を同時に複数個ずつ前記各処理室に移送させる移送手段とを有し、前記各処理室のうち少なくとも一つの処理室が、前記加熱手段、及び前記遮蔽手段を備えている構成とすることができる。
このような構成とすれば、各処理室に、成形型を同時に複数ずつ移送して、一つの処理室内に複数の成形型を配列させて同時に同じ処理を施すことが可能となり、生産効率を向上させることができる。

また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記遮蔽手段が、前記加熱手段側に配設される絶縁性遮蔽部材と、前記成形型側に配設される金属製遮蔽部材とを有する構成とすることができる。
このような構成とすれば、加熱手段との絶縁を図りつつ、遮熱効果の程度を調整することができる。

また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記加熱手段が、前記加熱手段と平行に３個以上並べて配列された前記成形型を同時に加熱できるように設けられているとともに、前記配列の両端に位置する前記成形型に照射される熱エネルギーよりも、前記配列の内側に位置する前記成形型に照射される熱エネルギーの方が小さくなるように、前記遮蔽手段を設けた構成とすることができる。
このような構成とすれば、相対的に温度が高くなる傾向にある配列の内側に位置する成形型の温度上昇を抑制して、加熱手段と平行に配列された複数の成形型の温度を均等化させることができる。

また、本発明の成形体の製造方法は、成形型内に収容された成形素材を、前記成形型ごと加熱して温度制御しながらプレス成形する成形体の製造方法であって、加熱手段によって、前記成形素材が収容された複数の前記成形型を同時に加熱するとともに、前記加熱手段から発せられた熱エネルギーが、前記成形型に照射されるのを部分的に遮る遮蔽手段を、前記加熱手段と前記成形型との間の任意の位置に配置させることにより、前記成形型の各々の温度が均等化するように温度制御しながら前記成形素材をプレス成形する方法としてある。

このような方法とした本発明の成形体の製造方法によれば、温度が高い成形型については、加熱手段からの熱エネルギーの照射を部分的に遮ることで成形型間の温度差を解消し、成形型の各々の温度が均等化するように温度制御して、複数の成形型に対して同一の温度条件でプレス成形を行うことが可能となる。

また、本発明の成形体の製造方法は、前記成形型を同時に複数個ずつ移送しながら、前記加熱手段により前記成形型を加熱する加熱処理と、加熱によって軟化した前記成形素材を押圧するプレス処理と、前記成形型を冷却する冷却処理を含む各処理を順次施していく方法とすることができる。
このような方法とすれば、複数の成形型を同一の処理室内で同時に処理して、生産性を向上させつつも、高精度の成形を安定して行うことができる。

また、本発明の成形体の製造方法は、成形型の各々の温度が均等化するように温度制御するに際して、前記遮蔽手段の大きさ、厚さ、材質、固定位置の何れか一以上を調整して、前記成形型の各々の温度を均等化することができる。そして、遮蔽手段の配置などを具体的に決定するに際しては、前記加熱手段により加熱される前記成形型の各々の温度差を予め測定しておき、その測定結果に基づいて、相対的に温度が高い成形型に照射される熱エネルギーが低減するように前記遮蔽手段を設けることによって、前記成形型の各々の温度を均等化するようにしてもよい。

以上のように、本発明によれば、加熱手段の出力調整だけでは制御するのが困難な、僅かな成形型間の温度差を解消することができ、同等の温度環境下におかれた複数の成形型により、高精度の成形体を効率良く安定して製造することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、図１は、本発明に係るモールドプレス成形装置（以下、単に「成形装置」という）の実施形態を示す概略平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面に相当する装置内部の説明図である。また、図３は、図１のＢ−Ｂ断面に相当する装置内部の説明図であり、図中矢印で成形型Ｍの移送方向を示している。

本実施形態の成形装置は、成形型Ｍ内に収容された、ガラスプリフォームなどの成形素材Ｐを、成形型Ｍごと加熱して温度制御しながらプレス成形することにより、所望の形状に成形された光学素子などの成形体を得るためのものである。

本実施形態で用いる成形型Ｍは、成形素材Ｐを所望の形状にプレス成形できるものであれば、その具体的な構成は特に制限されない。例えば、互いに対向する成形面が形成された一対の上型１０及び下型２０と、上型１０及び下型２０の水平方向の相互位置を規制する胴型３０とを備え、下型２０と、下型２０に対して相対的に近接、離間するように胴型３０により摺動ガイドされる上型１０との間で、成形素材Ｐをプレス成形するようにしたものを用いることができる。

また、本実施形態の成形装置は、成形型Ｍに対して、加熱、プレス、冷却を含む各処理をそれぞれ行う複数の処理室と、成形型Ｍを同時に複数個ずつ各処理室に移送させる移送手段とを有するようにして、成形素材Ｐが収容された成形型Ｍを移送しながら、順次、加熱処理、プレス処理、冷却処理などの各処理を施すことによって、プレス成形が行われるようにすることができる。

ここで、図１に示す成形装置は、ステンレス、又はその他の耐熱性を有する金属で主に形成され、例えば、円筒形の上下開口部を密閉した形状とすることにより、内部を非酸化性ガス雰囲気（不活性ガス雰囲気）に保持できる気密構造とされた、チャンバ１を備えている。そして、このチャンバ１内には、周方向に沿ってほぼ等間隔に並べて配置された、取出・挿入室Ｐ１と、処理室Ｐ２〜Ｐ８とが設けられている。

図示する例において、Ｐ１は取出・挿入室である。この取出・挿入室Ｐ１では、処理室Ｐ２〜Ｐ８の設定環境を損なわないようにして、成形を終えた成形型Ｍの取り出し作業と、新たに成形に供される成形素材Ｐを収容した成形型Ｍの挿入作業とが行われる。

また、Ｐ２は第一加熱室、Ｐ３は第二加熱室、Ｐ４は第三加熱室（又は均熱室）である。これらは総称して加熱部ともいい、成形型Ｍに対して加熱処置が施される。Ｐ５はプレス室である。このプレス室Ｐ５では、加熱部での加熱処理によってプレス成形に適した温度とされた成形型Ｍに対し、プレス手段によりプレス荷重を印加するプレス処理が施される。
Ｐ６は第一徐冷室、Ｐ７は第二徐冷室、Ｐ８は急冷室である。これらは総称して冷却部ともいい、プレス荷重が印加された後の成形型Ｍに対して冷却処理が施されるが、急冷室Ｐ８には、冷却ガスによる急冷機構を設けておき、成形素材Ｐをプレス成形することによって所望の形状とされた成形体が、大気開放に支障のない温度となるまで成形型Ｍを冷却するようにしておくのが好ましい。
これらの処理室Ｐ２〜Ｐ８は、それぞれの処理に適した温度にそれぞれ独立に温度制御されるとともに、各処理室内の温度を所定温度に保つために、シャッターＳ１〜Ｓ６によって区画されている。

また、図示する例では、成形型Ｍを支持して移送する支持台３が、図１中矢印方向に回転する回転駆動手段に連結された、回転テーブル２に取り付けられている。回転テーブル２は、チャンバ１の内径より小さい径の円板状とし、その回転中心がチャンバ１の中心と一致するように、チャンバ１に対して回転自在に取り付けられる。

さらに、回転テーブル２は、特に図示しないが、インデックスマシンを備えた制御手段を中央に備えており、回転テーブル２が一定時間ごとに回転と停止を繰り返して、所定の回転角度分だけ間歇的に回転することにより、成形型Ｍを支持する支持台３が、隣設する処理室間を移動するようになっている。そして、このときの一定時間、すなわち、回転テーブル２の間歇的な回転により、支持台３が移動を開始してから、一旦停止して次の移動が開始されるまでの時間が、成形サイクルタイムとなる。

なお、本実施形態では、回転移送式の成形装置の例を図示して説明するが、成形型Ｍの移送手段は、直線動作を主とする公知の駆動手段に連結して構成することもでき、その具体的な構成は特に限定されない。また、取出・挿入室Ｐ１、処理室Ｐ２〜Ｐ８の配置も図示する例には限定されず、成形型Ｍの移送手段の構成に応じて種々変更することができる。
さらに、成形素材Ｐの組成や、得ようとする光学素子などの成形体の形状にあわせて、加熱、プレス、冷却の各処理を最適化するために、例えば、加熱室を四つにしたり、プレス室を二つにしたり、徐冷室を三つにしたりしてもよい。生産効率を向上させるために、同数の加熱室、プレス室、徐冷室を並設し、異なる温度条件、異なる加圧条件を要する複数種類のプレス成形を同時並行的に行うようにすることもできる。

図示する例において、支持台３は、鉛直方向に起立して、上端側が成形型Ｍを支持する支持部３ｂとされた、円筒形状の起立部３ｂを備えている。そして、共通の基台３ｃに固定された四つの支持台３が、回転テーブル２の外周側に形成された穴２ａに基台３ｃを嵌合させることによって、回転テーブル２に取り付けられている。
このように、複数（図示する例では四つ）の支持台３を共通の基台３ｃに固定して、加熱処理、プレス処理、冷却処理の各処理が施されるそれぞれの処理室を、ひとまとまりで移動できるようにすることで、各処理室に、成形型Ｍを同時に複数ずつ移送して、一つの処理室内に複数の成形型Ｍを配列させて同時に同じ処理を施すことが可能となり、生産効率を向上させることができる。

なお、取出・挿入室Ｐ１から装置内に挿入された成形型Ｍは、回転テーブル２に取り付けられた支持台３に支持され、成形素材（又は成形体）Ｐを収容した状態で、常時、非酸化性ガス雰囲気下に環境設定された処理室Ｐ２〜Ｐ８に、順次移送されるが、便宜的に、図示する例において同時に移送される四つの成形型Ｍにつき、移送方向先頭から順に、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４とする。

また、図示する例において、第一加熱室Ｐ２、第二加熱室Ｐ３、第三加熱室Ｐ４、プレス室Ｐ５、第一徐冷室Ｐ６、及び第二徐冷室Ｐ７の各処理室は、ケース７によって周囲が取り囲まれており、このケース７は、図示しない適当な手段によってチャンバ１に固定されている。また、図２に示すように、ケース７の底壁７ａには、成形型Ｍを移送する際の支持台３の移動通路となる周方向に延びるスリット７ｂが形成されており、このスリット７ｂを通って、各処理室内に、支持台３が入り込むようになっている。

ここで、図２は、第一加熱室Ｐ２の内部を代表して示しているが、第二加熱室Ｐ３、第三加熱室Ｐ４、第一徐冷室Ｐ６、第二徐冷室Ｐ７は、設定温度や、後述する遮蔽手段５の配置などが異なるだけで、第一加熱室Ｐ２と共通の構造とすることができる。また、プレス室Ｐ５も、プレス手段を備えている以外は、他の処理室と共通の構造とすることができる。

図示する例において、処理室Ｐ２〜Ｐ７の周囲を取り囲むケース７の内側側面には、成形型Ｍの移送路に面して、互いに対向するように加熱手段８が設置されている。また、ケース７内には、加熱手段８から発せられた熱エネルギーを反射して、その熱エネルギーを効率よく成形型Ｍに与えることができるように、ケース７の内面を覆うリフレクタ９を配設しておくことができる。

処理室Ｐ２〜Ｐ７は、加熱手段８の出力を調整することで、各々の設定温度に維持されるが、例えば、支持台３の先端に熱電対を配し、その導線を回転テーブル２の回転軸に導いて、支持台３の先端部、すなわち、成形型Ｍの底部の温度を測定し、その測定結果に基づいて、各処理室に設置された加熱手段８の出力を制御することができる。

加熱手段８は、処理室内に移送されてきた複数の成形型Ｍを同時に加熱することができるものであれば、その具体的な構成は特に制限されない。例えば、抵抗加熱によるものなどを任意に用いることができる。抵抗加熱による場合には、図３、及び図４に示すように、帯状の抵抗加熱発熱体８１，８２を、ケース７の内側側面に沿って上下方向に数回蛇行した状態で、対向する側面に互いにほぼ対称に取り付けるのが好ましい。
なお、図４は、第一加熱室Ｐ１の内部を上方からみた概略平面図である。また、図中８ａは、抵抗加熱発熱体８１，８２に電圧を印加する電極である。

本実施形態の成形装置にあっては、加熱手段８とともに、加熱手段８から発せられた熱エネルギーが、成形型Ｍに照射されるのを部分的に遮る遮蔽手段５を併せて備えている。このような遮蔽手段５を設ける位置は、プレス処理が施される直前の成形型Ｍの温度に応じて決定することができ、少なくとも一つの処理室において、加熱手段８と成形型Ｍとの間の任意の位置に配置することができる。
例えば、図示する例では、進行方向内側に位置する成形型Ｍ２，Ｍ３への熱エネルギーの照射が部分的に遮られるように、遮蔽手段５としての絶縁性遮蔽板５ａ、及び金属遮蔽板を配置するとともに、進行方向最後尾に位置する成形型Ｍ４への熱エネルギーの照射が部分的に遮られるように、遮蔽手段５としての絶縁性遮蔽板５ａを配置している。

また、図示する例において、遮蔽手段５は、第一加熱室Ｐ２、第二加熱室Ｐ３、第三加熱室Ｐ４の全てが備えるようにしてもよいが、第一加熱室Ｐ２では、通常、成形型Ｍに対する急熱処理が行われ、このような加熱初期の段階では、成形型Ｍや、支持台３、さらには処理室内の温度が安定しておらず、また、支持台３から成形型Ｍへの輻射伝熱の影響も無視できないため、遮蔽手段５を備えることによる効果が大きい傾向にある。一方、加熱処理が進んだ第三加熱室（均熱室）Ｐ４では、成形型Ｍとともに支持台３もほぼプレス温度付近の温度となっており、処理室内の温度も安定してきているため、遮蔽手段５を備えることによる効果が小さい傾向にある。
したがって、遮蔽手段５は、加熱初期の段階にある処理室が備えるほど、その効果が大きくなり、図示する例では、少なくとも第一加熱室Ｐ２に備えるようにするのが好ましい。

ここで、抵抗加熱発熱体８１，８２には高電圧が印加されているため、仮に、導電性の部材を抵抗加熱発熱体８１，８２に近接して取り付けると、抵抗加熱発熱体８１，８２と接触してしまったような場合に、当該部材自体が発熱して遮熱効果が得られなくなったり、隣接する抵抗加熱発熱体８１，８２どうしが短絡して加熱手段８を損傷したりするというような不具合が考えられる。
一方、金属材は、絶縁性の部材に比べて遮熱効果を高めることができ、特に、銀色系の金属材は、発熱体からの輻射熱を反射する熱反射性に優れており、板厚を薄くしても充分な遮熱効果を得ることができる。

したがって、本実施形態にあっては、加熱手段８との絶縁を図るために、絶縁性遮蔽板５ａを加熱手段８に近接して取り付け、その外側に遮熱効果の高い金属遮蔽板５ｂを取り付けるようにするのが好ましい。
すなわち、絶縁性遮蔽板５ａや、金属遮蔽板５ｂは、加熱手段８との接触などによる不具合が生じない限り、単独で遮蔽手段５を構成するようにしてもよいが、上記した理由から、絶縁性遮蔽板５ａ単独とするのを基本構成とし、絶縁性遮蔽板５ａだけでは遮熱効果が不足する場合に、絶縁性遮蔽板５ａからはみ出さない程度の大きさとされた金属遮蔽板５ｂを、絶縁性遮蔽板５ａに重ねて遮蔽手段５を構成するのが好ましい。

本実施形態において、絶縁性遮蔽板５ａとしては、絶縁性、及び耐熱性を有するアルミナ製遮蔽板などのセラミック材を用いることができ、その板厚は、０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができる。また、金属遮蔽体５ｂとしては、耐熱性を有するステンレス材やアルミ材などの銀色系の金属材を用いることができ、その板厚は、０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができる。
なお、遮蔽手段５を構成するこれらの部材５ａ，５ｂは、例えば、加熱手段８をケース７の内側側面に設置するに際して、加熱手段８を支持する碍子を固定しているねじなどの固定具を共通に利用して取り付けることができる。

図示する成形装置は、以上のような構成を備え、処理室Ｐ２〜Ｐ７の温度は、加熱手段８の出力を調整することで、各々について設定された温度に維持されるが、生産効率を向上させるために、各処理室に、成形型Ｍを同時に複数ずつ移送し、一つの処理室内に複数の成形型Ｍを配列させて同時に同じ処理を施すようにした場合には、処理室内における成形型Ｍの配列位置などによって、成形型間の温度差が生じることがある。

具体的には、複数の成形型Ｍを加熱手段８からの距離を均等に保った状態で配列しても、隣接する成形型Ｍや、支持台３から受ける熱エネルギー量の相違などにより、その配列の両端に位置する成形型よりも内側に位置する成形型の方が高温になる傾向がある。
さらに、個々の処理室内の温度は、隣接する処理室の設定温度にも影響を受け、隣接する処理室が相対的に高い温度に設定されていれば、その処理室に近い部分では温度が高くなる傾向にある。逆に、隣接する処理室の温度が相対的に低く設定されていれば、その処理室に近い部分では温度が低くなる傾向にある。そして、このような処理室内の温度勾配は、各処理室間を同時に移送される複数の成形型Ｍの温度差に反映される。

本実施形態によれば、加熱手段８からの熱エネルギーを部分的に遮る遮蔽手段５を介在させ、この遮蔽手段５の大きさ、厚さ、材質、固定位置のいずれか一つ以上を調整することにより、温度が高い成形型Ｍについては、加熱手段８からの熱エネルギーの照射を部分的に遮ることで成形型間の温度差を解消し、成形型Ｍの各々の温度が均等化するように温度制御して、複数の成形型Ｍに収容された成形素材に対して同一の温度条件でプレス成形を行うことが可能となる。

例えば、加熱手段８と平行に３個以上並べて配列された成形型Ｍを同時に加熱する場合には、この配列の内側に位置する成形型Ｍの温度が相対的に高くなる傾向にあり、この場合には、配列の両端に位置する成形型Ｍに照射される熱エネルギーよりも、配列の内側に位置する成形型Ｍに照射される熱エネルギーの方が小さくなるように遮蔽手段５を設ければよい。また、遮蔽手段５の具体的な配置は、遮蔽手段５を設けない状態で成形型Ｍの温度のばらつき（温度差）を予め測定しておき、その測定結果に基づいて、相対的に温度が高い成形型Ｍに照射される熱エネルギーを低減させ、成形型Ｍの各々の温度が均等化するような配置とすることができる。

また、本実施形態にあっては、加熱手段８として、図５、及び図６に示すように、成形型Ｍの移送方向に沿って複数（図示する例では二対）の抵抗加熱発熱体８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂを設けることもできる。このようにすれば、遮蔽手段５と組み合わせつつ、抵抗加熱発熱体８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの出力を独自に制御することで、成形型間の温度差をより確実に解消し、成形型Ｍの各々の温度をよりいっそう均等化させることができる。
なお、図５、及び図６は、加熱手段８の他の例を示す説明図であり、それぞれ前述した加熱手段の例を示す図３、及び図４に対応する。

以上のように、本実施形態の成形装置は、複数の成形型Ｍを同時に加熱する加熱手段８と、成形型Ｍへの熱エネルギーの照射を部分的に遮る遮蔽手段５とを一体的に固定して設けてあるため、成形型Ｍを移送する移送式の成形装置であっても、順次移送されてくる複数の成形型Ｍに対して一定の加熱処理を施すことができる。さらに、移送されてくる成形型Ｍや、これを支持する支持台３と、遮蔽手段５とは、所定の距離が保たれているので、両者が干渉し合うといったトラブルを未然に防止できる。
さらに、本実施形態の成形装置によれば、複数の成形型Ｍに対して同一の温度条件でプレス成形を行うことができるため、それぞれの成形型Ｍについて、同じ硝種による光学素子の多数個取りの生産が可能となり、また、同じ硝種であれば形状の異なる光学素子を多数同時に生産することも可能となる。

次に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

［実施例１］
まず、遮蔽手段５が配置されていない以外は、処理室Ｐ２〜Ｐ５の内部構造が、図３、及び図４に示す例と同様とされた既存の成形装置において、共通の基台３ｃに固定された四つの支持台３のそれぞれに、成形素材Ｐを収容した成形型Ｍ１〜Ｍ４を支持させて、同時に、第一加熱室Ｐ２、第二加熱室Ｐ３、均熱室Ｐ４、プレス室Ｐ５へ順次移送しながらプレス成形を行った。
なお、成形素材Ｐとして、両凸曲面形状に予備成形した光学ガラス（転移温度：５００℃）を使用した。

このとき、プレス室Ｐ５におけるプレス直前の各成形型Ｍ１〜Ｍ４の温度を測定したところ、図７に示す結果となった。この結果から、成形型Ｍ１〜Ｍ４の最大温度差は９℃もあり、成形型Ｍ１を基準にするとＭ２，Ｍ３，Ｍ４の温度が相対的に高いことが判った。
また、さらに製造プロセスを続け、プレス処理、冷却処理を行い、各成形型Ｍ１〜Ｍ４からプレス成形品を取り出してこれらを観察したところ、その肉厚に大きなバラツキが見られた。

ついで、上記の測定結果に基づいて、図３、及び図４に示す例のように、遮蔽手段５を第一加熱室Ｐ２に固定配置した。
すなわち、成形型Ｍ２，Ｍ３に対しては、アルミナ製の絶縁性遮蔽板５ａと、ステンレス製の金属遮蔽板５ｂを１枚ずつ内側と外側にそれぞれ装着した。このとき、絶縁性遮蔽板５ａと金属遮蔽板５ｂとの間隔は０．１ｍｍとした。また、成形型Ｍ４の温度が成形型Ｍ２，Ｍ３より低いことから、成形型Ｍ４に対する遮蔽効果が相対的に低減するように、成型型Ｍ４に対しては、アルミナ製の絶縁性遮蔽板５ａを単独で配置した。

このような構成とし、上記と同様にプレス成形を行ったところ、プレス直前の成形型Ｍ１〜Ｍ４の温度は、第８図に示すようになり、その最大温度差は１．４℃で、各成形型の温度差が均等化された。
また、さらに製造プロセスを続けて、プレス処理、冷却処理を行い、各成形型Ｍ１〜Ｍ４からプレス成形品を取り出してこれらを観察したところ、光学素子の肉厚は何れも許容範囲内であった。

［実施例２］
遮蔽手段５が配置されていない以外は、処理室Ｐ２〜Ｐ５の内部構造が、図５、及び図６に示す例と同様とされた既存の成形装置において、実施例１と同様にしてプレス成形を行った。プレス直前の各成形型Ｍ１〜Ｍ４の温度を図９に示す。この結果から、成形型Ｍ１〜Ｍ４の最大温度差は９℃もあり、その配列の内側に位置する成形型Ｍ２，Ｍ３の温度が相対的に高いことが判った。
また、さらに製造プロセスを続けて、プレス処理、冷却処理を行い、各成形型からプレス成形品を取り出してこれらを観察したところ、光学素子の肉厚に大きなバラツキが見られた。

ついで、上記の測定結果に基づいて、図５、及び図６に示す例のように、遮蔽手段５を第一加熱室Ｐ２に固定配置した。
すなわち、成形型Ｍ２，Ｍ３に対して、アルミナ製の絶縁性遮蔽板５ａと、ステンレス製の金属遮蔽板５ｂを１枚ずつ内側と外側にそれぞれ装着した。このとき、絶縁性遮蔽板５ａと金属遮蔽板５ｂとの間隔は０．１ｍｍとした。これとともに、加熱手段８の抵抗加熱発熱体８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂの出力を制御して、成形型Ｍ１と成形型Ｍ４が同じ温度となるようにした。

このような構成とし、上記と同様にプレス成形を行ったところ、プレス直前の成形型Ｍ１〜Ｍ４の温度は、第１０図に示すようになり、その最大温度差は０．３℃で、各成形型の温度差が均等化された。
また、さらに製造プロセスを続けて、プレス処理、冷却処理を行い、各成形型Ｍ１〜Ｍ４からプレス成形品を取り出してこれらを観察したところ、光学素子の肉厚は何れも許容範囲内であった。

［実施例３］
処理室Ｐ２〜Ｐ５の内部構造が、第１実施例と同様の構成の別の製造装置において、実施例１と同様にしてプレス成形を行った。プレス直前の各成形型Ｍ１〜Ｍ４の温度を図１１に示す。このように、成形型Ｍ１，Ｍ２，Ｍ４は、第１実施例とほぼ同様であったが、成形型Ｍ３だけは少し温度が低かった。
そこで、成形型Ｍ３に対する遮蔽手段５としての金属遮蔽板５ｂを省略し、アルミナ製の絶縁性遮蔽板５ａのみとした以外は、遮蔽手段５の配置を実施例１と同様とした。

このような構成とし、実施例１と同様にプレス成形を行ったところ、プレス直前の成形型Ｍ１〜Ｍ４の温度は、図１２に示すようになり、その最大温度差は０．９℃で、各成形型の温度差が均等化された。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

例えば、前述した実施形態では、複数の成形型Ｍを同時に、加熱、プレス、冷却を含む処理を行う処理室に移送する移送手段を具備する成形装置の例を示したが、必ずしも移送手段を設ける必要はなく、本発明は、複数の成形型Ｍを同時に加熱する加熱手段８を備えた成形装置に適用可能である。

また、前述した実施形態では、四本の支持台３のそれぞれに成形型Ｍを載置して、これらを同時に加熱する例を示したが、支持台３は四本に限らず、二本，三本、又は五本以上とし、これらの支持台３に支持された成形型Ｍを同時に加熱する場合にも、本発明は適用可能である。

また、前述した実施形態では、矩形形状の絶縁性遮蔽板５ａと金属遮蔽板５ｂとを重ね合わせて遮蔽手段５を構成した例を示したが、その形状は楕円形、円形、穴あき形状など任意に設定できる。

本発明は、光学素子（例えば、ガラスレンズ）などの成形体をプレス成形するためのモールドプレス成形装置や、成形体の製造方法に適用される。特に、成形素材が収容された成形型を、加熱、プレス、冷却などの処理が行われる各処理室に順次移送してプレス成形を連続的に行うにあたり、成形型の温度が均等となるように調整して高精度の成形体を安定に製造するのに好適である。

本発明に係るモールドプレス成形装置の実施形態を示す概略平面図である。 図１のＡ−Ａ断面に相当する装置内部の説明図である。 図１のＢ−Ｂ断面に相当する装置内部の説明図である。 処理室の内部を上方からみた概略平面図である。 加熱手段、及び遮蔽手段の他の例を示す説明図である。 加熱手段、及び遮蔽手段の他の例を示す説明図である。 実施例１において遮蔽手段を設けない場合の成形型間の温度差を示すグラフである。 実施例１において遮蔽手段を設けた場合の成形型間の温度差を示すグラフである。 実施例２において遮蔽手段を設けない場合の成形型間の温度差を示すグラフである。 実施例２において遮蔽手段を設けた場合の成形型間の温度差を示すグラフである。 実施例３において遮蔽手段を設けない場合の成形型間の温度差を示すグラフである。 実施例３において遮蔽手段を設けた場合の成形型間の温度差を示すグラフである。

符号の説明

３ 支持台
５ 遮蔽手段
５ａ 絶縁性遮蔽板
５ｂ 金属遮蔽板
８ 加熱手段
Ｍ 成形型
Ｐ 成形素材
Ｐ１ 取出・挿入室
Ｐ２ 第一加熱室
Ｐ３ 第二加熱室
Ｐ４ 第三加熱室
Ｐ５ プレス室
Ｐ６ 第一徐冷室
Ｐ７ 第二徐冷室
Ｐ８ 急冷室

Claims (8)

1. 成形型内に収容された成形素材を、前記成形型ごと加熱して温度制御しながらプレス成形するモールドプレス成形装置であって、
   前記成形素材が収容された複数の前記成形型を同時に加熱する加熱手段とともに、
   前記加熱手段と前記成形型との間の任意の位置に配置され、前記加熱手段から発せられた熱エネルギーが、前記成形型に照射されるのを部分的に遮る遮蔽手段を備えたことを特徴とするモールドプレス成形装置。
2. 前記成形型に対して、加熱、プレス、冷却を含む各処理をそれぞれ行う複数の処理室と、
   前記成形型を同時に複数個ずつ前記各処理室に移送させる移送手段とを有し、
   前記各処理室のうち少なくとも一つの処理室が、前記加熱手段、及び前記遮蔽手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のモールドプレス成形装置。
3. 前記遮蔽手段が、前記加熱手段側に配設される絶縁性遮蔽部材と、前記成形型側に配設される金属製遮蔽部材とを有することを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のモールドプレス成形装置。
4. 前記加熱手段が、前記加熱手段と平行に３個以上並べて配列された前記成形型を同時に加熱できるように設けられているとともに、
   前記配列の両端に位置する前記成形型に照射される熱エネルギーよりも、前記配列の内側に位置する前記成形型に照射される熱エネルギーの方が小さくなるように、前記遮蔽手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールドプレス成形装置。
5. 成形型内に収容された成形素材を、前記成形型ごと加熱して温度制御しながらプレス成形する成形体の製造方法であって、
   加熱手段によって、前記成形素材が収容された複数の前記成形型を同時に加熱するとともに、
   前記加熱手段から発せられた熱エネルギーが、前記成形型に照射されるのを部分的に遮る遮蔽手段を、前記加熱手段と前記成形型との間の任意の位置に配置させることにより、
   前記成形型の各々の温度が均等化するように温度制御しながら前記成形素材をプレス成形することを特徴とする成形体の製造方法。
6. 前記成形型を同時に複数個ずつ移送しながら、前記加熱手段により前記成形型を加熱する加熱処理と、加熱によって軟化した前記成形素材を押圧するプレス処理と、前記成形型を冷却する冷却処理を含む各処理を順次施していくことを特徴とする請求項５に記載の成形体の製造方法。
7. 前記遮蔽手段の大きさ、厚さ、材質、固定位置の何れか一以上を調整して、前記成形型の各々の温度を均等化することを特徴とする請求項５〜６のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
8. 前記加熱手段により加熱される前記成形型の各々の温度差を予め測定しておき、その測定結果に基づいて、相対的に温度が高い成形型に照射される熱エネルギーが低減するように前記遮蔽手段を設けることによって、前記成形型の各々の温度を均等化することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。

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