JPH04170328A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光学素子の製造方法に関し、特に光学素子を成
形用素材から直接プレス成形により連続して得るための
方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］近年、
所定の表面精度を有する成形用型内に光学素子成形用の
素材たとえばある程度の形状及び表面精度に予備成形さ
れたガラスブランクを収容して加熱下でプレス成形する
ことにより、研削及び研摩等の後加工を不要とした、高
精度光学機能面を有する光学素子を製造する方法が開発
されている。

この様なプレス成形法では、一般に成形用上型部材と成
形用下型部材とをそれぞれ成形周胴型部材内に摺動可能
に対向配置し、これら上型部材、下型部材及び胴型部材
により形成されるキャビティ内に成形用素材を導入し、
型部材の酸化防止のため雰囲気を非酸化性雰囲気たとえ
ば窒素雰囲気として、成形可能温度たとえば成形用素材
が１０６〜１０”ポアズとなる温度まで型部材を加熱し
、型を閉じ適宜の時間プレスして型部材表面形状を成形
用素材表面に転写し、そして型部材温度を成形用素材の
ガラス転移温度より十分低い温度まで冷却し、プレス圧
力を除去し、型を開いて成形済光学素子を取出す。

以上の様なプレス成形のための装置においては、プレス
圧力を印加するためにシリンダロッドによる型部材の押
圧を用いている。そして、プレス後、該シリンダロッド
による押圧を維持したままで、型内で冷却を行うことが
できる。しかし、成形時間を短縮して効率的な生産をす
るため冷却速度を大きくした場合、上記シリンダロッド
による型部材の押圧を維持したままで冷却を行うと、得
られる光学素子の面精度が低下しやすくなる。

これは、ガラスの熱膨張係数と型部材の熱膨張係数との
差により冷却中に型部材とガラスとの曲率半径が異なる
ようになり、その状態でプレス圧が維持されているため
、異なる曲率半径の型部材で再プレスされているのと同
じ状態となり、しかも冷却速度が大きいため、異なる曲
率半径の型部材に成形品が十分転写されないまま冷却固
化してしまうためである。

一方、ロッドによる押圧を解除した状態で冷却を行うプ
レス成形方法が特開昭６１−２１９２７号公報に開示さ
れている。

しかし、該公報に記載の方法では、ロッドによる押圧の
解除の際に、ロッドを上型部材から離隔させているため
、冷却時に該上型部材とロッドとの温度差が大きくなり
、それぞれ別々に温度変化する。このため、繰り返しプ
レス成形する場合、新たな成形用素材を型内に導入して
加熱及びプレスする際に、上記ロッドを上型部材に接触
させるまでに上記温度差をなかなか解消できず、該接触
により上型部材の温度が急激に変化し、良好な温度制御
が困難となり、安定して良好な精度の光学素子を得るこ
とができにくい。このことは、繰り返し成形のサイクル
タイムが短い場合に顕著である。この様な問題を回避し
ようとすれば、サイクルタイムを十分長くとればよいの
であるが、これでは、製造効率が低下し、コストアップ
の原因となる。

そこで、本発明は、以上の様な従来技術の問題点に鑑み
、光学素子を繰り返しプレス成形する際に温度制御を良
好に行い、良好な精度の光学素子を安定して繰り返し製
造することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的を達成するものとして、 光学素子の光学機能面を形成するための転写面をもつ下
型部材と上型部材とを胴型部材内に配置し少なくとも上
記上型部材を旧型部材に対し該旧型部材の長手方向に摺
動可能となしたるプレス成形用型を用いて、プレスを行
い光学素子を製造する方法において、 上記型内に成形用素材を導入し、該成形用素材を加熱し
、上記上型部材の上端部に押圧部材を突き当ててプレス
した後に、上記押圧部材と上型部材との接触状態を維持
しつつ該上型部材に対する押圧部材の押圧力を実質上除
去した状態で冷却を行い、しかる後に成形品を型外へと
取出し、以下同様の工程を繰り返すことを特徴とする、
光学素子の製造方法、 が提供される。

［実施例コ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の一例の概略構成を示す縦断面模式図であり、第２
図はそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面模式図である。

図において、２はケーシングであり、４ａ、４ｂはその
支持脚である。上記ケーシングにより外気と遮断可能に
成形室６及び置換室８が形成されている。成形室６と置
換室８とはその間に設けられた密閉可能なゲートバルブ
１０により区画されており、ちょうど成形室６の側方に
置換室８が付設された形態とされている。該置換室８の
下部には外部との間に密閉可能なゲートバルブ１２が設
けられている。

該ゲートバルブ１２の下方には、外部から置換室８内へ
と成形用素材を送入し更に該置換室８内から外部へと成
形済光学素子を取＄すための送入取出し手段２０が配置
されている。

上記置換室８の近傍には、該置換室８内の成形用素材を
上記成形室６内へと搬送し更に該成形室６内から置換室
８内へと成形済光学素子を搬送する搬送手段２２が配置
されている。

上記成形室６内には、加熱部２４．移送部２６及びプレ
ス部２８が配設されている。

尚、本実施例では、第２図に示されている様に、２つの
同等なプレス部Ｐ＋、Ｐ２が設けられている。

上記加熱部２４は、上記搬送手段２２により成形室６内
に搬送される成形用素材を受取り該素材を適宜の温度に
加熱し、更に上記移送部２６から成形済光学素子を受取
る。

上記移送部２６は、上記加熱部２４にある成形用素材を
上記プレス部２８へと移送し、更に該プレス部にある成
形済光学素子を上記加熱部２４へと移送する。

上記プレス部２８は、上記移送部２６により移送されて
きた成形用素材を適宜の温度にまで加熱した上で成形用
型部材によりプレスする。

以下、各部の詳細につき説明する。

上言己送入取出し手段２０において、シリンダ３２が支
持脚３４ａ、３４ｂにより支持されて上下方向に配置さ
れている。３６はシリンダ３６により上下移動せしめら
れるピストンロッドであり、その上端には成形用素材ま
たは成形済光学素子を載置するための載置台３８が取付
けられている。

該載置台３８は、上記成形室６内に２つのプレス部２８
　（Ｐ、、Ｐ、）が設けられてでいることに対応して、
成形用素材または成形済光学素子が２つ載置される様に
第１図の紙面に垂直の方向に２つの載置部が併設されて
いる。

上記載置台３８は、その上下移動ストロークの上下両端
位置が上記置換室８内及び該置換室外となる様に設定さ
れている。もちろん、載置台３８の上下移動の際には、
置換室８に付設されたゲートバルブ１２が開状態とされ
る。

上記搬送手段２２において、ロッドレスシリンダ４２が
ロッドレスシリンダ支持脚４４ａ、４４ｂにより支持さ
れて上記置換室８の方を向いて水平方向に配置されてい
る。４６は上記ロッドレスシリンダ４２により水平往復
移動せしめられる軸受は部材であり、該軸受は部材には
その移動方向と平行な水平方向の搬送軸４８の一端部が
該軸方向のまわりに回動可能に取付けられている。該搬
送軸の他端部は上記置換室８内まで延びており、その先
端には成形用素材または成形済光学素子を吸着するため
の吸着手段５０が取付けられている。一方、上記軸受は
部材４６には回転シリンダ５２が取付けられており、５
４はその出力ギヤである。また、上記搬送軸４８の先端
部には、上記ギヤ５４と噛み合うギヤ５６が固定されて
おり、従って上記回転シリンダ５２により搬送軸４８を
回動させることができる。

上記吸着手段５０には上下両面にそれぞれ２つづつ吸着
部が設けられており、その配置は上記載置台３８の２つ
の載置部の配置と対応している（第２図参照）。該上下
各面の吸着部は、上記搬送軸４８の１８０°回動により
、上下反転せしめられる。尚、吸着手段５ｏにはヒータ
が内蔵されている。

上記搬送軸４８に取付けられた吸着手段５ｏの水平方向
移動は、上記載置台３８の上方の置換室８内の位置（第
１図に示される位置）から上記成形室６内の加熱部２４
の位置まで行う、もちろん、吸着手段５０の水平移動の
際には、置換室８と成形室６との間のゲートバルブ１ｏ
が開状態とされる。

上配加熱部２４において、シリンダ６２が成形室６外に
てケーシング２に取付けられており、上下方向に配置さ
れている。６４はシリンダ６２により上下移動せしめら
れるピストンロッドであり、ケーシング２を貫通して成
形室６内まで延びており、その上端には成形用素材また
は成形済光学素子を載置するための載置台６６が取付け
られている。該載置台６６は成形用素材または成形済光
学素子が２つ載置される様に第１図の紙面に垂直の方向
に２つの載置部が併設されている（第２図参照）。

上記載置台６６の上方には加熱筒体６８が支持部材７０
により吊されて配置されている。該筒体６８は下方が開
放されており、その内面にはヒータ７２が取付けられて
いる。

上記載置台６６の上下移動は、上記吸着手段５０が到来
する位置より下方の位置（第１図に示される位置）から
上記加熱筒体６８内の位置まで行う。

上記移送部２６において、シリンダ８２が成形室６外に
てケーシング２に取付けられており、上下方向に配置さ
れている。８４はシリンダ８２により上下移動せしめら
れるピストンロッドであり、ケーシング２を貫通して成
形室６内まで延びており、その外面には上下方向のまわ
りに相対回動自在に回転スリーブ８６が取付けられてい
る。

該スリーブはケーシング２を貫通しており、その上端に
は水平方向に延びた２股のアーム８８ａ。

８８ｂが付設されている。これらアームの先端には、そ
れぞれ吸着手段９０ａ、９０ｂが取付けられている。一
方の吸着手段９０ａはプレス部Ｐ。

に対応しており、他方の吸着手段９０ｂはプレス部Ｐ２
に対応している。各吸着手段の下面には吸着部が設けら
れている。また、９２は上記スリーブ８６をピストンロ
ッド８４に対し回動させるための駆動手段である。

該スリーブ８６の回動に基づく上記吸着手段９０ａの回
動は上記加熱部２４の載置台６６上方の位置から第２図
に示される中間位置を含む上記プレス部２８　（Ｐ、）
の位置まで行うことが必要であり、上記吸着手段９０ｂ
の回動は上記加熱部２４の載置台６６上方の位置から第
２図に示される中間位置を含む上記プレス部２８　（Ｐ
、）の位置まで行うことが必要である。

上記プレス部２８には、上下方向の固定筒１０２がケー
シング２に固定されている。シリンダ１０４が成形室６
外において上記固定筒１０２の下端部に取付けられてお
り、上下方向に配置されている。１０６はシリンダ１０
４のピストンロッドに接続され上下移動せしめられる下
軸であり、該下軸は上記固定筒１０２内に上下方向に摺
動可能な様に収容されている。

上記固定筒１０２の上端上にはリング状のヒータプレー
ト１０８を介して筒状の旧型部材１１０の下端が載置さ
れており、該下端が押えリング１１２により上記固定筒
１０２に対し固定されている。また、上記下軸１０６の
上端上には下型部材１１４が配置されている。該下型部
材は旧型部材１１０内に収容されており、該旧型部材に
対し上下方向に摺動可能である。

また、シリンダ１２２が成形室６外においてケーシング
２に対し取付けられており、上下方向に配置されている
。１２４はシリンダ１２２のピストンロッドに接続され
上下移動せしめられる上軸であり、該上軸は上記下軸１
０２の上方において該下軸と同軸状に配置されている。

上軸】２４の下端面は凸球面形状とされており、１２６
は該凸球面形状に対応する凹球面形状の上面を有する球
面座である。該球面座１２６はプレスの際の自動調心の
棲能を発揮する。該球面座１２６の下側には上型部材１
２８の上端フランジ部が配置されており、該上端フラン
ジ部が上軸固定の押えリング１３０により係止されてい
る。上型部材１２８は旧型部材１１０内に収容されてお
り、該旧型部材に対し上下方向に摺動可能である。

尚、上記下型部材１１４の上端面及び上記上型部材１２
８の下端面は成形すべき光学素子の光学機能面形成のた
めの転写面であり、所望の表面精度に仕上げられている
。

上記下軸１０６及び上軸１２４内にはそれぞれ冷媒流通
経路Ｃ，，Ｃ２が設けられている。また、上記ヒータプ
レート１０８、胴室部材１１０及び上軸１２４下部には
それぞれヒータＨ１゜Ｈａ、Ｈａが内蔵されている。

尚、図示はされていないが、下型部材１１４及び上型部
材１２８には、それぞれ温度検出のための熱電対が内蔵
されている。

次に、上記の装置の動作について説明する。第３図は各
部の動作タイミングを示す図である。

不図示の窒素ガス供給系により成形室６内を窒素雰囲気
で満たしておく。当初、ゲートバルブ１０．１２は閉じ
ている。

先ず、ゲートバルブ１２を開き（Ｔｏ　）　、第１図に
示される下方位置にある載置台３８上に２つの成形用素
材を載置して、該載置台３８をシリンダ３２により上昇
させ、ゲートバルブ１２を通って置換室８内へと導入す
る（Ｔ１）。該置換室内において、上記成形用素材は吸
着手段５０の下面側吸着部により吸着される。この時の
吸着手段５０の回動位置を基準状態とし、これから１８
０゜回動した状態を反転状態とする。該吸着は不図示の
エアー吸引手段によりなされる。

次に、載置台３８を少し下降させ、回転シリンダ５２に
より搬送軸４８を１８０°回転させ、置換室８内におい
て吸着手段５０を上下反転させる（Ｔ２）。これにより
、成形用素材は吸着手段５０の上面側に位置することに
なる。

次いで、上記載置台３８を置換室８内の位置から該置換
室外の下方位置まで下降させる（Ｔ、）。

次に、ゲートバルブ１２を閉じ（Ｔ、）　、不図示の減
圧手段により置換室８内を減圧し、吸着手段５０に内蔵
されているヒータにより成形用素材を予備加熱する。

次いで、置換室８内に不図示の窒素ガス供給系により窒
素ガスを供給し、該置換室８内を窒素雰囲気で満たした
後、ゲートバルブ１０を開く（Ｔ６）。

そして、シリンダ４２により搬送軸４８を成形室６の方
へと移動させ、吸着手段５ｏを成形室６内の加熱部２４
の下限位置の載置台６６の上方に位置させる（Ｔ６）。

次に、この位置で、回転シリンダ５２により搬送軸４８
を１８０°回転させ、吸着手段５ｏを上下反転させる（
Ｔ、）。

そして、加熱部のシリンダ６２により載置台６６を少し
上昇させ、上記吸着手段５ｏの下面側に吸着されている
成形用素材を吸着解除により載置台６６上に置く。

尚、該載置台６６は上記吸着手段５ｏの到来に先立って
、シリンダ６２により上限位置まで上昇せしめられ（Ｔ
、）、加熱筒体６８内に適宜の時間配置されることによ
り、適宜の温度まで加熱され、しかる後に第１図で示さ
れる下方位置まで下降せしめられ（Ｔゎ）でいる。従っ
て、該載置台６６上に成形用素材が置かれた時に、該素
材が温度ショックで割れる様なことがない。

次に、載置台６６を下限位置まで少し下降させて搬送軸
４８を水平方向に移動させることにより吸着手段５０を
置換室８まで後退させ（Ｔ、）、ゲートバルブ１０を閉
じる（ＴＩ　）。

尚、成形用素材の載置された載置台６６は上記Ｔ８より
後且っＴ、より前において、シリンダ６２により上限位
置まで上昇せしめられ（Ｔｅ）、加熱筒体６８内に適宜
の時間配置されることにより、適宜の温度まで加熱され
、Ｔ、より後において第１図で示される下方位置まで下
降せしめられる（Ｔ、）。

次いで、回動駆動手段９２によりアーム８８ａ、８８ｂ
を回動させて、先ず吸着手段９０ａを上記載置台６６の
上方に位置させ（Ｔ、。）、加熱部のシリンダ６２によ
り載置台６６を少し上昇させ、該載置台６６上の第１の
成形用素材を上記吸着手段９０ａに吸着させ、再び載置
台６６を少し下降させる。該吸着は不図示のエアー吸引
手段によりなされる。

次に、回動駆動手段９２によりアーム８８ａ。

８８ｂを回動させて、吸着手段９０ａを第１のプレス部
Ｐ１へと移動させる（Ｔ、、）。ここで、吸着手段９０
ａにより吸着されている成形用素材Ｇ１は胴室部材１１
０の側部に設けられた開口１１１を通って旧型部材内部
へと導入され（第４図（ａ））、ここで移送部のシリン
ダ８２により吸着手段９０ａが少し下降せしめられ（第
４図（ｂ））、下型部材１１４上に成形用素材が置かれ
る（第４図（Ｃ））。

尚、上記Ｔ１゜において吸着手段９０ｂは上記第２のプ
レス部Ｐ、へと移動せしめられ、上記Ｔ　ＩＩにおいて
吸着手段９０ｂは上記載置台６６の上方に位置せしめら
れる。そして、Ｔ１１において加熱部のシリンダ６２に
より載置台６６を少し上昇させ、該載置台６６上の第２
の成形用素材を上記吸着手段９０ｂに吸着させ、再び載
置台６６を少し下降させる。

続いて、上記アーム８８ａ、８８ｂを回動させて、吸着
手段９０ｂを第２のプレス部Ｐ２へと移動させる（Ｔ、
、）。ここで、上記第１のプレス部Ｐ１の場合と同様に
、吸着手段９０ｂにより吸着されている成形用素材は胴
室部材１１０の側面に設けられた開口を通って旧型部材
内部へと導入され、ここでシリンダ８２により吸着手段
９０ｂが少し下降せしめられ、下型部材１１４上に成形
用素材が置かれる。

次に、アーム８８ａ、８８ｂを回動させて、吸着手段９
０ｂを第２のプレス部から中間位置に戻す（Ｔ、４）。

尚、上記Ｔ　＋３において吸着手段９０ａは上記載置台
６６の上方に位置せしめられ、上記Ｔ　Ｉ４において吸
着手段９０ａは中間位置に戻る。

か（して第２図に示される状態とする。

次に、２つのプレス部２８　（Ｐ、、Ｐ２）において、
プレス成形が実行される。

尚、上記旧型部材１１０内への成形用素材Ｇ１の導入時
には、上軸１２４はシリンダ１２２により上方へと引き
上げられており、これにより、上記第４図（ａ）〜（ｃ
）に示される様に、上型部材１２８が旧型部材１１０内
で上方位室へと移動しており、これにより上記旧型部材
側部の開口１１１が型部材内のキャビティと連通してい
て、ここからキャビティ内に成形用素材Ｇ、が導入され
る。

プレス時には、上記シリンダ１２２により上軸１２４が
下方へと移動せしめられ、上型部材１２８が上記胴室部
材１１０の開口１１１をふさぎ、キャビティが閉塞され
、更に上型部材１２８が下方へと押圧されることにより
キャビティ内の成形用素材がプレス成形され、光学素子
Ｇ２が形成される（第４図（ｄ））。尚、上型部材１２
８は押えリング１３０の下端が胴室部材１１０の上端に
当接するまで下方に移動する。

以上の様に、本実施例では、球面座１２６は常に上型部
材１２８に接触しているので、これを上型部材の一部と
見なすと、上軸１２４が本発明の押圧部材として機能す
る。

次に、上記プレス成形及びその後における成形済光学素
子の温度変化に関し説明する。

第５図は、成形用素材及び成形済光学素子の温度変化を
示すグラフであり、但しここでは温度は成形用素材ガラ
スの粘度に換算して示されている。

成形用素材は、プレス部２８へ到達するまでに、上記の
様に予備加熱により成形可能温度近くまで加熱されてい
る。上記成形用素材としては、光学素子の形状に対応し
た形状を有し且つ光学素子の光学面に対応する面の表面
粗さＲｗａｘが０゜０４μｍ以下のものを用いるのが好
ましい。

成形用素材を型内に収容した後に、先ずヒータＨ０，Ｈ
ｚ　、Ｈｓにより加熱する。そして、該成形用素材を粘
度１０’ポアズ相当の温度（Φ。）と粘度１０１０ポア
ズ相当の温度（Φ、）との間の温度まで加熱してプレス
する。上型部材１２８によるプレス圧は時刻ｔ０から成
形用素材に印加され、時刻ｔ、において押えリング１３
０の下端が旧型部材１１０の上端に当接し、所定の寸法
に成形される。

上記粘度１０９〜１０”ポアズ相当の温度範囲は、良好
にプレスするに十分な温度である。即ち、この温度範囲
内ではガラスと型部材との融着を防止しつつプレス時間
の短縮が可能である。

尚、このプレス工程では、上型部材１２８と下型部材１
１４との温度差を５℃以内とするのが好ましい。この温
度差が大きすぎると、続く冷却工程での成形済光学素子
の上面及び下面の収縮量が異なり良好な面精度を得るこ
とが困難となるからである。

時刻ｔ６から冷却が開始される。該冷却時には、上記ヒ
ータＨｒ　、Ｈ２、Ｈｓによる加熱を停止し、冷媒流通
経路Ｃ１，Ｃｘに冷媒たとえば冷却窒素ガスを流す。こ
の冷却時には、上軸１２４による球面座１２６を介して
の上型部材１２８の押圧は解除されている。但し、上軸
１２４の下端面は球面座１２６を介して上型部材１２８
の上端面と接触せしめられている。この上軸１２４の制
御は、例えば該上軸中にロードセンサを組み込んでおき
、該センサにより検出される上下方向荷重が０となる様
にすることで実現することができる。

該冷却は以下の２つの工程を含んでいる。

（１）粘度１０１３ポアズ相当の温度（Φ、）〜粘度Ｉ
Ｑ＋４．Ｉポアズ相当の温度（Φ、）へと冷却する、第
１冷却工程（ｔｓ〜ｔｌ。

この第１冷却工程では、上型部材１２８と下型部材１１
４との温度差を５℃以内でできるだけ小さくするのが好
ましい。

（２）上記第１冷却工程に続いて、上記上型部材１２８
及び下型部材１１４のうちの一方に接触する面を上記第
１冷却工程の温度に保持し、他方に接触する面を粘度Ｉ
Ｑ１４．ｉポアズ相当の温度（Φ３）未満へと冷却する
、第２冷却工程（ｔｂ〜ｔ３〜）。

この第２冷却工程では、上型部材１２８と下型部材１１
４との温度差を５℃以上とするのが好ましい。

上記第１冷却工程まで冷却された光学素子は、型部材の
表面精度を十分正確に転写していて、型部材表面との密
着性が高い。そのため、第１冷却工程後直ちに離型して
素子を取出そうとすると、該素子の表面が剥離したり離
型が困難になったりすることがある。そこで、更に第２
冷却工程で冷却を続けることにより、ガラスと型部材と
の熱膨張係数差に基づ（収縮の差を利用して離型しやす
くする。

尚、離型時に光学素子が上型部材１２８に付着したり下
型部材１１４に付着したりして一定しないと該光学素子
の型からの取出し操作が面倒になるので、該光学素子は
常に下型部材１１４上に位置するのが製造効率の向上の
観点から好ましい。

更に、できるだけ早（離型及び光学素子取出しを行うこ
とが製造効率の向上の観点から及び冷却時の型内での光
学素子の割れ発生の防止の観点から好ましい。

そこで、第２冷却工程の終了時点で上型部材１２８と下
型部材１１４とに温度差を形成し、これらと接触する光
学素子の両面に温度差を形成し、離型時に光学素子が上
型部材から確実に離れる様にしている。光学素子の上面
が凸面の場合には、上型部材の温度を下型部材の温度よ
り高くし、光学素子の上面が凹面の場合には、上型部材
の温度を下型部材の温度より低くするのがよい。

以上の説明では、各冷却工程での冷却速度が一定である
とされているが、冷却速度は連続的に徐々に変化させて
もよい。

上記第２冷却工程後に、上軸１２４を上昇させて上型部
材１２８を上昇させ、離型な行う、これにより、光学素
子は上型部材１２８から離れ下型部材１１４上に位置し
、旧型部材側部の開口１１１が開いて、光学素子の取出
しが可能になる。

そして、上言己ブレス部２８への成形用素材の導入時と
ほぼ逆の順序で、移送部２６の吸着手段９０ａ、９０ｂ
を移動させ、第１のプレス部Ｐ＋及び第２のプレス部Ｐ
、の成形済光学素子をそれぞれ吸着して取出し、順次加
熱部２４の載置台６６上に置き、最後に吸着手段９０ａ
、９０ｂを第２図に示される中間位置に置（（Ｔ１８〜
Ｔ、、）。

尚、上言己Ｔ＋ｓより後且つＴｆ６より前において、シ
リンダ６２により載置台６６を上昇させ（Ｔ、）で加熱
筒体６８内に移動させ、適宜の温度に加熱を行った後に
、第１図に示される下方位置へと移動させ（Ｔｆ）でお
く。これは、上記Ｔ、〜Ｔｌ、と同様の工程である。

他方、上記７０〜丁、と同様にして、ゲートバルブ１２
を開き、載置台３８上の新たな成形用素材を置換室８内
にて吸着手段５０により吸着し、予備加熱して、成形室
６内の加熱部２４へと搬送する（Ｔ２゜〜Ｔ２６）。

尚、上記Ｔｘｓは上記Ｔ　１９より後となる様にタイミ
ングが調整されている。

そして、上記載置台６６を少し上昇させ、該載置台上に
ある成形済光学素子を吸着手段５０の下側吸着部により
吸着し、上記載置台６６を少し下降させた後に、上記吸
着手段５０を反転させ（Ｔ２．）、次いで上記載置台６
６を少し上昇させ、新たに下側となった吸着部に吸着さ
れている成形用素材を載置台６６上に置（。

そして、上記Ｔ８〜Ｔｇと同様にして、吸着手段５０を
加熱部２４から置換室８内へと移動させ（Ｔ　、、）だ
後に、ゲートバルブ１０を閉じる（Ｔ、９）　。

尚、上言己Ｔｃ〜Ｔ、と同様にして、成形用素材の載置
された載置台６６は上記Ｔ　２ｇより後且つＴ２９より
前において、シリンダ６２により上限位置まで上昇せし
められ（Ｔｇ）、加熱筒体６８内に適宜の時間配置され
ることにより、適宜の温度まで加熱され、Ｔ２９より後
において第１図で示される下方位置まで下降せしめられ
る（Ｔ７）。

以下、移送部２６及びプレス部２８において、上記Ｔ１
゜〜Ｔ１９と同様の工程が実行される。

一方、ゲートバルブ１２を開き（Ｔ、。）、更なる新た
な成形用素材を載置した載置台３８を上昇させ（Ｔ、、
）、置換室８内にて吸着手段５０の下側吸着部により吸
着した後に、該載置台３８を少し下降させ、次に回転シ
リンダ５２により搬送軸４８を１８０°回転させ、吸着
手段５０を上下反転させ（Ｔｓｓ）−載置台３８を少し
上昇させ、新たに下側となった吸着部に吸着されている
成形済光学素子な載置台３８上に置く。次に、該載置台
３８を置換室８外まで下降させ（Ｔ、、）、ゲートバル
ブ１２を閉じる（”ｒｓ、）。

以上により、載置台３８上に置いた成形用素材がプレス
成形されて、該載置台上に回収される。

以下、同様に繰り返すことにより、連続的にプレス成形
を行うことができる。

以上の様に、本実施例では、冷却工程において、押圧部
材たる上軸１２４と上型部材１２８との球面座１２６を
介しての接触状態を維持しつつ、且つ該上型部材１２８
に対する押圧力を実質上除去しているので、該冷却時の
上型部材１２８、球面座１２６及び上軸１２４のそれぞ
れの接触面の温度を同一に維持でき、このため繰り返し
成形の場合に新たな成形用素材のプレス時に上軸１２４
を球面座１２６を介して上型部材１２８に接触させる際
の接触面の温度差を小さくすることができ、かくしてプ
レス時の温度制御を良好に行うことができ、良好な精度
の光学面を有する光学素子を得ることができる。

次に、本発明方法を実施した結果につき説明する。

叉」１肚上： 第６図は本実施例で用いた成形用型装置の概略断面図で
ある。本図において、上記第１図におけると同様の部材
には同一の符号が付されている。

第６図において、上型部材１２８の下面が旧型部材１１
０の上面に当接して、所定形状のキャビティが形成され
る様になっている。Ｇは該キャビティ内の成形済光学素
子である。Ｓ、、Ｓ、はそれぞれ下型部材１１４及び上
型部材１２８の温度測定のための熱電対である。また、
１０９は旧型部材取付は用プレートである。Ｈはヒータ
であり、型部材の周囲に配置されている。

上記成形用型装置は不図示のケーシング内に収容されて
いる。

直径２６ｍｍの両凸レンズを製造するために、光学ガラ
スＳＦ８からなり目的形状に近似した形状で両面を研摩
処理により表面粗さ（Ｒｍａｘ）０．０４μｍに仕上げ
た成形用素材を複数、上言己ケーシング内に、用意した
。

第６図の成形用型装置を収容した不図示のケーシング内
を１０−”Ｔｏｒｒに減圧し、ヒータＨに通電して３０
０℃に加熱し、この温度で３分間維持し、上記ケーシン
グ内に窒素ガスを導入した。

次に、型装置内に成形用素材を導入し、ヒータＨにより
加熱して、熱電対で測定される温度が５１０℃（ガラス
粘度１０９２ポアズに相当する温度）になったときに、
不図示のシリンダにより上軸１２４を介して上型部材１
２８を６００Ｋｇの圧力（全圧）で押圧を開始し、この
温度で該押圧を１分間継続したところ、上型部材１２８
が旧型部材１１０に当接し、上型部材の下降が停止した
。このプレスにより所定形状の光学素子が形成された。

続いて、ヒータＨへの通電を停止し、冷媒流通経路Ｃ＋
、Ｃａにそれぞれ２０２７分の流量で冷却窒素ガスを流
通させ、上型部材１２８及び下型部材１１４の冷却を開
始した。尚、冷却工程では、上軸１２４と上型部材１２
８との球面座１２６を介しての接触状態を維持しつつ、
且つ該上型部材１２８に対する押圧力が実質上零となる
様にした。

冷却開始後、２分で３９０℃（ガラス粘度１０”’ポア
ズに相当する温度）となったところで、上型部材１２８
の冷却を停止しく第１冷却工程）、以後該上型部材を３
９０℃よりわずかに低い温度に保持した。下型部材１１
４の冷却を更に継続し、該下型部材が３５０℃（ガラス
粘度１０１６ボアズに相当する温度）になった時点で冷
却を停止した（第２冷却工程）。

そしで、上型部材１２８を上方へと引上げ、離型を行っ
た。成形済光学素子Ｇは下型部材１１４上に残っていた
。

その後、光学素子を型装置から取り出した。

以下、直ちに同様に繰り返し成形を行ったところ、得ら
れた光学素子の精度は、いずれも面精度ニュートン２本
、アス・クセ０．５本、中心厚精度±０．００５ｍｍ以
内の精度良好なものであった。

東」１乱λ： 上記実施例１と同様にして、直径２６ｍｍの凸メニスカ
スレンズを製造した。尚、レンズの凹面が上型部材によ
り転写形成され、レンズの凸面が下型部材により転写形
成される様にした。

本実施例では、第２冷却工程で、下型部材を３９０℃よ
りわずかに低い温度に保持し、上型部材の冷却を継続し
、該上型部材が３５０℃になった時点で冷却を停止した
。それ以外は上記実施例１と同様である。

本実施例２においても、良好な精度の光学素子が得られ
た。

第７図は、上記第６図の成形用型装置の変形例を示すも
のである。本変形例では、上型部材１２８の上端面部の
中央に突起１２９が形成されている。そして、該突起に
対し上軸１２４により上方から押圧力が印加されるので
、該上軸１２４の水平方向位置がずれても、均一なプレ
ス力印加ができる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明方法によれば、押圧部材と上
型部材との接触状態を維持しつつ該上型部材に対する押
圧部材の押圧力を実質上除去した状態で冷却を行うこと
により、冷却時の上型部材と押圧部材との接触面の温度
を同一に維持でき、このため繰り返し成形の場合に新た
な成形用素材のプレス時に押圧部材を上型部材に接触さ
せる際の接触面の温度差を小さ（することができ、かく
してプレス時の温度制御を良好に行うことができ、良好
な精度の光学］を有する光学素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学４素子の製造方法の実施され
る装置の一例の概略構成を示す縦断面模式図であり、第
２図はそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面模式図である。 第３図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の各部の動作タイミングを示す図である。 第４図（ａ）〜（ｄ）はいずれも本発明による光学素子
の製造方法の実施される装置のプレス部の断面概略図で
ある。 第５図は成形用素材及び成形済光学素子の温度変化を示
すグラフである。 第６図及び第７図は本発明方法で用いられる成形用型装
置の概略断面図である。 ６：成形室、　　８：置換室、 １０．１２：ゲートバルブ、 ２０：送火取出し手段、 ２２：搬送手段、　　　２４：加熱部、２６：移送部、
　　　２８ニブレス部、３８：載置台、　　４８：搬送
軸、 ５０：吸着手段、　　　６６；載置台、６８：加熱筒体
、 ９０ａ、９０ｂ：吸着手段、 １０６：下軸、　　　１１０：旧型部材、１１４：下型
部材、　　　１２４：上軸、１２８：上型部材、 Ｈ，Ｈ，〜Ｈ３：ヒータ、 Ｃ，、Ｃ，：冷媒流通経路、 ｐ、、Ｐ、ニブレス部。 第４図 （ａ）　　　　　　（ｂ） （Ｃ）　　　　　　（ｄ） 第５図 １、　　　　　　ｒａ　τイ　　　１２　　　−７１　
　　）Ｊ４ｉ１１゜ 第７図 手続補正書 平成　３年１０月２８日 特許庁長官　　深　沢　　　亘　　殿 １、事件の表示 特願平２−２９５２３５号 ２、発明の名称 光学素子の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名　　称　　（１００）キャノン株式会社４、代理人〒
１０５　２ＳＯ３（３４３１）　１８３１住所　東京都
港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門４０森ビル明細書の
発明の詳細な説明の欄及び図面／レー　、ニー ６、補正の内容 （１）願書添付の明細書中、「発明の詳細な説明」の一
部を下記のように補正する。 記 ｌ）明細書筒１６頁２０行目から第１８頁１３行目まで
を次のように訂正する。 「　次いで、不図示の窒素ガス供給系により窒素ガスを
置換室８内に供給し、該置換室８内を窒素雰囲気で満た
した後、ゲートバルブｌＯを開く　（Ｉ５）。 そして、シリンダ４２により搬送軸４８を成形室６の方
へと移動させ、吸着手段５０を成形室６内の加熱部２４
の位置に導＜（Ｔ、）。 なお、該載置台６６は、上記吸着手段５０の到来に先立
って（例えばＴ、のタイミングで）、シリンダ６２によ
り上限位置まで上昇され、更に、加熱筒体６８内に適宜
の時間（Ｔ、からＴ、まで）配置されることにより、適
宜の温度まで加熱され、然る後（前述のタイミングＴ、
の前に）、第１図で示される位置まで下降される。 この状態で、回転シリンダ５２の働きにより搬送軸４８
を１８′Ｏ度、回転させることで、既に載置台６６の上
方に到達している上記吸着手段５０を上下反転させる（
Ｔ、）、そして、上記載置台６６を少し上昇して、上記
吸着手段５ｏの下面に近づけ、その状態で上記吸着手段
５０による吸着を解除し、成形用素材を上記載置台６６
上に受ける。従って、上記載置台６６が予め加熱されて
いることにより、その上に成形用素材が置かれた時に、
該素材が温度ショックで割れるようなことがない。 次に、上記載置台６６を、第１図に示す位置（下限位置
）まで下降させ、その後、上記搬送軸４８を水平方向に
移動させ、吸着手段５０を置換室８まで後退させる（Ｔ
、）、この状態で、ゲートバルブｌＯを閉じる（Ｔ、）
。 なお、成形用素材を載置した載置台６６は、上記吸着手
段５０が置換室８に後退した後（Ｔ−）、上記シリンダ
６２の働きで上昇され、その時から、上記ゲートバルブ
１０が閉じられ（Ｔ、）、次のタイミングＴ１゜（後述
）までの時間帯内で適宜の時間（ＴｃからＩ６）、上記
加熱筒体６８内に置かれ、適宜の温度まで加熱される。 」２）明細書第１９頁１２行目から同頁１３行目までを
次のように訂正する。 「一方、上記Ｔ、。と同じタイミングで、吸着手段９０
ｂは、第２のプレス部Ｐ、へと移動され、同じ（Ｔ、の
タイミング」と訂正する。 ３）明細書第２７頁３行目から同頁１７行目までを次の
ように訂正する。 「なお、プレス成形の過程で、すなわち、タイミングＴ
　Ｉ４からＴｌｇの過程で、載置台６６を加熱するため
に、シリンダ６２の操作で上記載置台６６を加熱筒体６
８内に移動させ（Ｔ、）、適宜の温度に加熱しておき、
回動駆動手段９２が中間位置にあるうちに、すなわち、
タイミングＴ１１の前に、上記シリンダ６２の操作で、
上記載置台６６を下降しく”ｒｔ　）　、成形済素材を
受は取れる状態に保持する。これは、先述のＴ、〜ＴＩ
ｌの工程と同じである。 プレス成形終了後の成形済素材の取出し工程は、先述の
プレス成形素材の取り込み工程に重ねて実現される。す
なわち、上記吸着手段５０が！換型８に後退した後、新
たな成形素材の取り込みが上記タイミングＴ０〜Ｔ、と
同様にして、行われており（Ｔ、。〜Ｔ、、）、そのタ
イミングＴ　ｌｆｉが上記タイミングＴ　＋ｓ、、後に
なるように設定されている。そして、上記成形素材の取
り込み工程において加熱部２４に導入された吸着手段５
０が、反転位！から基準位置に戻る前（Ｔ２６〜Ｔ！？
）に、吸着手段の空の面（すなわち、下面）に、載置台
６６上の成形済素材を吸着させるのである。すなわち、
吸着手段５０が載置台６６上方に到達した段階で、上記
載置台６６を少し上昇させ、該載」４）　明細書簡２８
頁８行目から同頁１４行目までを下記のように訂正する
。 「なお、先述のＴｃ−Ｔ、と同様に、成形用素材を載置
した載置台６６は、Ｔｏ後に上記シリンダ６２により加
熱筒体６８内に上昇され（Ｔ１）、適宜の温度まで加熱
され、次に、回転駆動手段９２の操作で成形用素材が９
０ａ、９０ｂがそれぞれ加熱部２４に移動され、成形用
素材を載置台６６から吸着する前までに、同じく、上記
シリンダ６２の操作で下限位置（第１図参照）まで降下
され、待機する（Ｔｈ）、Ｊ （２）願書添付の図面中、第３図を別添のように訂正す
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学素子の光学機能面を形成するための転写面を
   もつ下型部材と上型部材とを胴型部材内に配置し少なく
   とも上記上型部材を胴型部材に対し該胴型部材の長手方
   向に摺動可能となしたるプレス成形用型を用いて、プレ
   スを行い光学素子を製造する方法において、上記型内に
   成形用素材を導入し、該成形用素材を加熱し、上記上型
   部材の上端部に押圧部材を突き当ててプレスした後に、
   上記押圧部材と上型部材との接触状態を維持しつつ該上
   型部材に対する押圧部材の押圧力を実質上除去した状態
   で冷却を行い、しかる後に成形品を型外へと取出し、以
   下同様の工程を繰り返すことを特徴とする、光学素子の
   製造方法。