JP3110874B2

JP3110874B2 - 光学素子の成形装置及びガラス製品の成形加工方法

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Publication number: JP3110874B2
Application number: JP04172274A
Authority: JP
Inventors: 伸行中川; 勇執行
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH0616435A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化されたガラス
素材を一対の型部材によってプレスすることにより、非
球面レンズなどの高精度な光学素子を加工するための光
学素子の成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラスレンズなどの光学素子を加
工する方法として、研削研磨による方法に代わって、加
熱軟化したガラス素材を上下一対の成形用型によりプレ
ス成形する方法が注目されている。図５は、このような
光学素子をプレス成形するための従来の成形装置の構造
を示した図である。図５において、不活性ガスによって
不活性雰囲気となっている成形装置内に配置された成形
用型１００は、上型部材１０２と下型部材１０４とこれ
らの上下の型部材１０２，１０４を保持する胴型１０６
とから概略構成されており、胴型１０６には、これら胴
型１０６及び上下の型部材１０２，１０４を加熱するた
めのヒーター１０８が配設されている。また、胴型１０
６にはガラス素材１３０をその内部に搬入すると共に、
成形が完了した光学素子をこの成形用型１００の内部か
ら取り出すための開口穴１０６ａが形成されている。こ
のような成形装置においては、ヒーター１０８の発生す
る熱は胴型１０６を介して上型部材１０２及び下型部材
１０４に伝達され、更にこれら上型部材１０２及び下型
部材１０４から、この伝達された熱がガラス素材１３０
に加えられ、ガラス素材１３０が所望のプレス温度まで
加熱される。

【０００３】ここで、このような成形装置により、光学
素子を大量に生産しようとする場合には、このような成
形装置１台だけでは、生産速度に限界があるため、複数
台の成形装置を同時に稼働して光学素子を複数個同時に
生産する方法が取られる。しかしながら、上記した様な
成形装置を複数台用意しようとすると、この成形装置へ
の投資額が大きくなるため、成形装置のローコスト化を
図る意味で、図６に示した様な成形装置が一般的に使用
される。図６に示した成形装置は、一つの胴型１１６内
に、複数の上型部材１１２と複数の下型部材１１４とを
配置し、胴型１１６の内部に配設されたヒーター１１８
により、これら複数個の上型部材１１２及び下型部材１
１４を加熱し、同時に複数個の光学素子を成形しようと
するものである。成形装置をこのような構造にすれば、
胴型やヒーターを複数個用意しなくて済むため装置のロ
ーコスト化を図ることができると共に、上記の成形用型
１００を複数台使用する場合に比較して、成形装置の設
置スペースも小さくすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、複数個の上型部材１１２及び複数個
の下型部材１１４を収納するために、胴型１１６が大型
となり、この胴型１１６及び上下の型部材１１２，１１
４とを合わせた成形用型全体の熱容量はきわめて大きい
ものとなる。そのため、これら胴型や型部材を、プレス
成形を行うための所望の温度まで加熱するには、非常に
大きいエネルギーが必要となり、胴型内に配置されるヒ
ーターが大きくなると共に、消費する電力も膨大なもの
となる。また、プレス動作が終了して、成形された光学
素子を冷却しようとした場合にも、成形用型の熱容量が
大きいと、冷却に時間がかかり、生産のタクトタイムが
長くなるという問題も生ずる。

【０００５】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、光学素子
を大量に生産する場合でも、型部材を加熱するためのエ
ネルギーを少なくでき、且つ冷却工程においても速やか
に型部材を冷却することができる光学素子の成形装置及
びガラス製品の成形加工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】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の光学素子の成形装置は、
加熱されることにより軟化状態となっているガラス素材
をプレスして、該ガラス素材の表面に所望の形状を転写
するための上型部材及び下型部材と、該上型部材及び下
型部材を案内する胴型とを備える光学素子の成形装置に
おいて、前記胴型は、前記ガラス素材をプレスするとき
のプレス荷重を受ける胴型本体と、該胴型本体の内側
に、該胴型本体と前記上型部材及び下型部材との間に位
置するように配置され、前記上型部材及び下型部材を上
下方向に摺動可能に案内すると共に、前記上型部材及び
下型部材と前記胴型本体との間を断熱状態に保持するた
めの案内部材とを具備することを特徴としている。

【０００７】また、この発明に係わる光学素子の成形装
置において、前記上型部材と前記下型部材の内部にはこ
れら夫々の型部材を加熱するためのヒータが配設されて
いることを特徴としている。また、この発明に係わる光
学素子の成形装置において、前記案内部材は、前記上型
部材を案内する上案内部材と、前記下型部材を案内する
下案内部材とから構成されていることを特徴としてい
る。

【０００８】また、この発明に係わる光学素子の成形装
置において、前記上案内部材と前記下案内部材の夫々の
外側面には、少なくとも２つ以上の基準平面が形成され
ており、該基準平面を、該基準平面に対応して胴型本体
に形成された２つ以上の位置決め面に当接させることに
より、前記上案内部材と下案内部材とが、互いの相対位
置を規定された状態で、前記胴型に装着されることを特
徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる光学素子の成形装
置において、前記上案内部材と前記下案内部材は、１つ
の材料の外側面にに前記２つ以上の基準平面を加工する
と共に、前記上型部材と前記下型部材とを摺動可能に案
内するための案内穴を加工した加工体を上下に切断する
ことにより形成されることを特徴としている。また、こ
の発明に係わる光学素子の成形装置において、前記基準
平面のうち互いに隣接する２つの基準平面を、該２つの
基準平面に対応する前記胴型本体の２つの位置決め面に
当接させ、前記２つの基準平面以外の前記上案内部材と
前記下案内部材の外側面と、該外側面と対向する前記胴
型本体の内側面との間に隙間を設け、該隙間に充填部材
を装着することにより、前記２つの基準面を前記２つの
位置決め面に押し付ける様にしたことを特徴としてい
る。

【００１０】また、この発明に係わる光学素子の成形装
置において、前記充填部材の熱膨張率が、前記上案内部
材と前記下案内部材と前記胴型本体の熱膨張率よりも大
きいことを特徴としている。また、この発明に係わる光
学素子の成形装置において、前記案内部材の前記上型部
材及び下型部材との摺動面の一部に空間部を設けたこと
を特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる光学素子の成形装
置において、前記空間部には外部と連通する連通穴が接
続されていることを特徴としている。また、この発明に
係わる光学素子の成形装置において、前記案内部材がセ
ラミックス材料から形成されていることを特徴としてい
る。また、この発明に係わる光学素子の成形装置におい
て、前記胴型本体には、前記ガラス素材の供給及び取り
出しのための開口穴が形成されていることを特徴として
いる。

【００１２】また、この発明に係わる光学素子の成形装
置において、前記開口穴に輻射によるヒータを隣接させ
たことを特徴としている。また、本発明に係わるガラス
製品の成形加工方法は、ガラス材料を加熱加圧してガラ
ス製品を成形加工する方法であって、複数の一対の成形
用型部材を保持する胴型部材の内側に、該一対の各型部
材を前記胴型部材と断熱的に保持する保持部材を設け、
前記断熱保持部材は前記複数の型部材を冷却する冷却媒
体の通路を連結し、前記型部材内にガラス材料を入れて
加熱加圧してガラス製品に形状成形後、冷却媒体を前記
通路に供給し、該冷却媒体を前記通路と接続する前記胴
型に形成した前記各型部材に対応した排出口から排出す
るようにしたことを特徴としている。

【００１３】

【作用】以上の様に、この発明に係わる光学素子の成形
装置及びガラス製品の成形加工方法は構成されているの
で、胴型本体と、上下の型部材との間に断熱作用を有す
る案内部材を配置し、上下の型部材のみを胴型本体とは
独立した状態で加熱冷却することにより、胴型も含めた
成形用型全体を加熱冷却する場合に比較して、型部材の
加熱冷却を少ないエネルギーで速やかに行なうことがで
きる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、一実施例の
光学素子の成形装置の構造を示した側断面図であり、光
学素子を４個一度に成形加工するために、上下一対の型
部材が４対備えられている。また図２は、図１を上方か
ら見たＡ−Ａ断面図である。図１及び図２を参照して一
実施例の成形装置の概略構成について説明する。

【００１５】図１において、成形用型１２の外殻部を構
成する胴型１４は、支持基板２２を介して光学素子の成
形装置本体１０上に載置されている。胴型１４は、後述
する上下の型部材２４，２６を案内する上下の案内部材
１６，１８と、この上下の案内部材１６，１８を支持す
るための胴型本体２０とから概略構成されている。胴型
本体２０は、図２に示したように上面視正方形の角筒状
に形成されており、その中央の空間部に、４対の上下の
型部材２４，２６を配置する様に構成されている。

【００１６】胴型本体２０の高さ方向の上部の内周面に
は、略その全周に渡って、フランジ部２０ａが形成され
ており、このフランジ部２０ａの上面に上案内部材１６
を載置することにより、この上案内部材１６が、胴型本
体２０に支持される。また、同様に、胴型本体２０の高
さ方向の下部の内周面には、略その全周に渡って、フラ
ンジ部２０ｂが形成されており、このフランジ部２０ｂ
の上面に下案内部材１８を載置することにより、この下
案内部材１８が、胴型本体２０に支持される。

【００１７】上案内部材１６は、図２に示すように上面
視正方形状に形成されており、その外形は、胴型本体２
０の内壁面が形成する四角形よりも僅かに小さくされて
おり、この胴型本体２０の内部に多少の余裕をもって挿
入される様になされている。また、上案内部材１６に
は、４個のガイド穴１６ａが形成されており、この４個
のガイド穴１６ａに円柱状に形成された４個の上型部材
２４が夫々上下方向に沿って摺動可能に装着されてい
る。

【００１８】一方、下案内部材１８は、その外形が上案
内部材１６と同形状に形成されており、上案内部材１６
と同様に、胴型本体２０の内部に多少の余裕をもって挿
入される様になされている。また、この下案内部材１８
にも、上案内部材１６と同様に４個のガイド穴１８ａが
形成されており、この４個のガイド穴１８ａに円柱状に
形成された４個の下型部材２６が夫々上下方向に沿って
摺動可能に装着されている。

【００１９】胴型本体２０の上端部には、この胴型本体
２０を閉止する様に天板部材２８が配置されており、こ
の天板部材２８の上面で上型部材２４の上端部に形成さ
れたフランジ部２４ａの下面を受けることにより、上型
部材２４の下方へのプレスストロークが規定されてい
る。また、プレス工程が終了し、図１に示したように上
型部材２４が完全に下方へ押しきられてフランジ部２４
ａの下面が天板部材２８の上面に当接した状態では、上
型部材２４に印加される下方へ向けてのプレス圧Ｐが、
この天板部材２８を介して、胴型本体２０により受けら
れる様になされている。従って、上案内部材には、プレ
ス荷重がかからない様に配慮されている。なお、上型部
材２４の下面には、ガラス素材５０をプレスして、その
表面に所望の形状を転写して光学機能面を形成するため
の成形面２４ｂが形成されている。

【００２０】一方、下型部材２６は、その外周面を下案
内部材１８のガイド穴１８ａに嵌合させた状態で、その
下面２６ａをスペーサー３０及び断熱材から成る断熱プ
レート３２を介して支持基板２２上に載置されており、
この支持基板２２により、上型部材２４からガラス素材
５０を介して下型部材２６に加えられる下方へのプレス
圧を受ける様に構成されている。下型部材２６の上端面
には、ガラス素材５０の下面に所望の形状を転写して光
学機能面を形成するための成形面２６ｂが形成されてい
る。従って、ガラス素材５０には、その上面に、上型部
材２４の成形面２４ｂの表面形状が転写された光学機能
面５０ａが形成され、下面には、下型部材２６の成形面
２６ｂの表面形状が転写された光学機能面５０ｂが形成
されることとなる。

【００２１】また、胴型本体２０の側面には、この胴型
本体２０内にガラス素材５０を供給すると共に、完成し
た光学素子をこの胴型本体２０から取り出すために、開
口穴２０ｃが形成されている。この開口穴２０ｃの外部
には、輻射加熱ヒータ３４が配置されており、上下の型
部材２４，２６の内部に配置されたヒータ３６，３８と
共に、ガラス素材５０を所望のプレス温度まで加熱する
様になされている。なお、この輻射加熱ヒータ３４は、
必要に応じて、開口穴２０ｃに面した位置から退避する
様不図示の移動手段により支持されており、胴型本体２
０へのガラス素材５０の供給動作及び完成した光学素子
の胴型本体２０からの搬出動作を妨げない様に配慮され
ている。

【００２２】次に、一実施例の成形装置の特徴的な部分
についてもう少し詳しく説明する。すなわち、この実施
例においては、上下の型部材２４，２６及びガラス素材
５０の加熱冷却速度を早めることを主たる目的としてお
り、これを実現するために、プレスを行うために高温に
しなければならない部分の熱容量をなるべく小さくする
様にしている。

【００２３】具体的には、上下の型部材２４，２６を摺
動可能に案内する上下の案内部材１６，１８が、断熱性
を有する材料（例えばセラミックス）で形成されてお
り、上下の型部材２４，２６と、胴型本体２０との間
で、熱エネルギーの伝達が起こりにくい様になされてい
る。そして、上下の型部材２４，２６の内部には、これ
ら上下の型部材２４，２６を加熱すると共に、上下の型
部材２４，２６を介してガラス素材５０を加熱するため
のヒータ３６，３８が配置されている。従って、ヒータ
３６，３８が発生する熱エネルギーのほとんどの部分
は、熱容量の比較的小さい上下の型部材２４，２６とガ
ラス素材５０を加熱するために消費され、熱容量の大き
い胴型本体２０には伝達されにくい。従ってヒータ３
６，３８が発生すべき熱エネルギーは小さくて済み、ま
た、上下の型部材２４，２６及びガラス素材は、急速に
加熱される。

【００２４】また、成形された光学素子を冷却する過程
においても、上下の型部材２４，２６とガラス素材５０
のみが冷却されればよいので、熱容量の大きい成形用型
１２全体を冷却する場合に比較して、冷却時間が短くて
済む。なお、上下の案内部材１６，１８の、上下の型部
材２４，２６と摺動する摺動面には、座グリ部１６ｂ，
１８ｂが形成されており、この座グリ部１６ｂ，１８ｂ
には不活性ガス（例えばＮ₂ ）が充填されており、上下
の型部材２４，２６と胴型本体２０との間の断熱効果を
更に高める様になされている。

【００２５】また、図２に示したように、４個のガイド
穴１６ａの夫々に対応して形成された４個所の座グリ部
１６ｂは、上案内部材１６に形成されたトンネル状の連
通穴１６ｃにより互いに連結されており、また、これら
座グリ部１６ｂは、上案内部材１６に形成された開口穴
１６ｄと胴型本体２０に形成された開口穴２０ｄを介し
て外部に開放されている。そして、上記の連通穴１６ｃ
が交差する上案内部材１６の部分には、成形用型１２の
外部から伸びるパイプ４０が接続されている。プレスが
終了し、ガラス素材５０を冷却する工程においては、こ
のパイプ４０から冷却された不活性ガスが噴出され、上
型部材２４が冷却される。またパイプ４０から噴出され
た不活性ガスは、上述した開口穴１６ｄと開口穴２０ｄ
を介して成形用型１２の外部に放出される。

【００２６】同様に、下案内部材１８についても、４個
のガイド穴１８ａの夫々に対応して形成された４個所の
座グリ部１８ｂは、下案内部材１８に形成されたトンネ
ル状の連通穴１８ｃにより互いに連結されており、ま
た、これら座グリ部１８ｂは、下案内部材１６に形成さ
れた開口穴１８ｄと胴型本体２０に形成された開口穴２
０ｅを介して外部に開放されている。そして、上記の連
通穴１８ｃが交差する部分には、成形用型１２の外部か
ら伸びるパイプ４２が接続されている。プレスが終了
し、ガラス素材５０を冷却する工程においては、このパ
イプ４２から冷却された不活性ガスが噴出され、下型部
材２４が冷却される。またパイプ４２から噴出された不
活性ガスは、上述した開口穴１８ｄと開口穴２０ｅを介
して成形用型１２の外部に放出される。

【００２７】次に、上下の案内部材１６，１８の胴型本
体２０に対する位置決めの仕方について説明する。ガラ
ス素材５０を上下の型部材２４，２６によりプレスし、
光学素子へと加工する場合、上下の型部材２４，２６の
中心軸が正確に一致していることが、成形された光学素
子の光学性能を確保する上できわめて重要である。この
ように上下の型部材２４，２６の中心軸を一致させるた
めには、上下の案内部材をこの実施例の様に分離せず、
一体とすれば良い様であるが、このように案内部材を一
体型とすると、案内部材の体積が大きくなり熱容量も大
きくなる。これを防止するため、この実施例において
は、案内部材を上案内部材１６と下案内部材１８とに分
離している。

【００２８】このように、案内部材を上下２つに分離し
た場合には、上下の型部材２４，２６の中心軸を正確に
一致させるためには、上下の案内部材１６，１８の夫々
のガイド穴１６ａ，１８ａを互いに正確に位置合わせす
ることが必要である。これを実現するために、この実施
例においては以下の様な方法をとっている。まず、図３
（ａ）に示したように、上下の案内部材１６，１８の厚
みを合計した厚みを有する加工材料４４を用意し、この
加工材料４４の２つの側面４４ａ，４４ｂを、精度良く
加工し、基準面とする。次に、この２つの基準面４４
ａ，４４ｂを基準として、この加工材料４４を上下に貫
通する４個の貫通穴４４ｃを加工する。その後、この加
工材料４４を図３（ａ）に破線で示した部分で、上下に
切断する。このようにして切断された上下２つの部材
を、図３（ｂ）に示したように、上下の案内部材１６，
１８として使用するわけである。従って、上下の案内部
材１６，１８の平面形状は正確に同一に形成され、夫々
の案内部材において、基準面１６ｅ，１６ｆとガイド穴
１６ａとの位置関係と、基準面１８ｅ，１８ｆとガイド
穴１８ａとの位置関係は正確に一致している。

【００２９】また、このとき加工される上下の案内部材
１６，１８の平面形状は、図２に示した様に正方形であ
り、その一辺の長さはＷ1 である。一方、胴型本体２０
の内壁面の一辺の長さは、Ｗ2 に設定されており、これ
らＷ1 とＷ2 の関係は、Ｗ2＝Ｗ1 ＋ｔ（ただしｔ＞
０）に設定されている。従って、上下の案内部材１６，
１８は、胴型本体２０の内壁面に対して、ｔの長さだけ
の余裕をもって胴型本体２０に挿入される。

【００３０】このように形成された上下の案内部材１
６，１８を、胴型本体２０に固定する場合には、まず、
図２に示したように、胴型本体２０の２つの内壁面に精
度良く形成された位置決め面２０ｆ，２０ｇに、上下の
案内部材１６，１８の基準面１６ｅ，１６ｆ，１８ｅ，
１８ｆを夫々当接させる。その後、長さｔで示される上
下の案内部材１６，１８と胴型部材２０の内壁面との間
の空間に押し付けプレート４６を挟んで、上下の案内部
材１６，１８の基準面１６ｅ，１６ｆ，１８ｅ，１８ｆ
を、胴型本体２０の位置決め面２０ｆ，２０ｇに押し付
ける。このようにすれば、上下の案内部材１６，１８
は、胴型本体２０に対して、相対位置を正確に規定され
た状態で固定されることになり、夫々の案内部材１６，
１８のガイド穴１６ａと１８ａの夫々の中心軸が正確に
一致することとなる。これにより、上下の型部材２４，
２６は、これら上下のガイド部材１６，１８により、正
確に中心軸を一致された状態で案内されることとなる。

【００３１】ここで、上記の押し付けプレート４６につ
いて説明しておくと、この押し付けプレート４６は、常
温においては、その厚みがｔよりも僅かに小さく設定さ
れている。従って、常温においては、この押し付けプレ
ート４６は、上下の案内部材１６，１８と胴型本体２０
の内壁面との隙間に容易に挿入することができる。しか
し、この押し付けプレート４６には、熱膨張率が、胴型
本体２０及び上下の案内部材１６，１８よりも大きい材
料が使用されているので、成形用型１２が加熱されるに
つれて、この押し付けプレート４６は、上下の案内部材
１６，１８と胴型部材２０の間の隙間を埋める様に膨張
し、最終的にプレス成形を行う温度においては、上下の
案内部材１６，１８を、胴型本体２０の位置決め面２０
ｆ，２０ｇに完全に押し付ける様になる。このように、
実際にプレス成形を行う時点においては、上下の案内部
材１６，１８は胴型本体２０に対してその相対位置を正
確に規定された状態となり、上下の型部材２４，２６の
中心軸が正確に一致した状態でプレス成形が実行される
こととなる。

【００３２】なお、具体的には上下の案内部材１６，１
８の寸法Ｗ1 を５４ｍｍとし、熱膨張率が３．２５×１
０^-6の材料を使用した。また、胴型本体２０の寸法Ｗ2
を６０ｍｍとし、熱膨張率が６×１０^-6の材料を使用し
た。更に、押し付けプレート４６の厚みｔを５．９６ｍ
ｍとし、熱膨張率が１８×１０^-6の材料を使用した。こ
の場合室温を２５°Ｃとすると、案内部材１６，１８は
５５０°Ｃまで温度上昇し、胴型本体２０は３００°Ｃ
まで温度上昇し、押し付けプレート４６は５００°Ｃま
で温度上昇する。そして、これらの温度まで上昇したと
きには、寸法Ｗ1 は５４．０９２ｍｍとなり、寸法Ｗ2
は６０．０９９ｍｍとなり、寸法ｔは６．０１１ｍｍと
なるので、上下の案内部材１６，１８は、確実に胴型本
体２０に押し付けられることとなった。

【００３３】次に、上記の様に構成された成形装置にお
いて、光学素子をプレス成形する手順について説明す
る。まず、不図示の駆動装置により、４つの上型部材２
４を上方にスライドさせて下型部材２６から退避させ
る。また、輻射加熱ヒータ３４も、胴型本体２０から所
定の位置まで退避させる。次に、胴型本体２０の開口穴
２０ｃを介して、下型部材２６の成形面２６ｂ上にガラ
ス素材５０を供給する。この後、上型部材２４をガラス
素材に接触する直前まで下降させる。また、輻射加熱ヒ
ータ３４も図１に示した動作位置に復帰させる。

【００３４】この状態で、ヒータ３６，３８を動作させ
て上下の型部材２４，２６を加熱すると共に、ガラス素
材５０も同時に加熱する。また、輻射加熱ヒータ３４も
動作させて、ガラス素材５０に更に熱を加える。このと
き、上下の型部材２４，２６は、案内部材１６，１８に
より、胴型本体２０に対して断熱状態に保持されている
ので、この胴型本体２０にヒータ３６，３８の熱が逃げ
ることなく、上下の型部材２４，２６は急速に加熱され
る。そして、ガラス素材５０及び上下の型部材２４，２
６が所定のプレス温度となったところで、上型部材２４
を下降させ、ガラス素材５０のプレス動作を開始する。
このプレス動作により、ガラス素材５０は、下型部材２
６の成形面２６ｂ上に押し広げられていき、上型部材２
４のフランジ部２４ａの下面が、天板部材２８の上面に
当接したところで、プレス動作を終了する。このとき天
板２８に加えられるプレス圧Ｐは、胴型本体２０が受け
るので、例えばセラミックス材料等のもろい材料からな
る上案内部材１６には、プレス荷重Ｐは加わらない。

【００３５】このプレス動作が終了すると、成形された
光学素子を冷却する冷却工程に移行する。この冷却工程
においては、上下の案内部材１６，１８の座グリ部１６
ｂ，１８ｂに、冷却された不活性ガスが供給され、上下
の型部材２４，２６とガラス素材５０が急速に冷却され
る。この冷却工程においても、上下の型部材２４，２６
は、胴型本体２０に対して断熱状態にされているので、
熱容量が小さく、急速に冷却される。そして、この冷却
工程が終了した後に、上型部材２４を不図示の駆動装置
により再び上方に退避させて型開きをし、胴型本体２０
の開口穴２０ｃから完成した光学素子を取り出して成形
動作を終了する。

【００３６】なお、上記の実施例に基づいて具体的に成
形用型を作って実験した結果、熱容量は従来２７５ｃａ
ｌ／°Ｃであったものが１６０ｃａｌ／°Ｃとなり約４
０％減少した。また、昇温時間は従来２分３０秒であっ
たものが１分３０秒と短縮された。また冷却時間は従来
３分かかっていたものが１分３０秒と短縮された。以上
説明した様に、一実施例の光学素子の成形装置において
は、上下の型部材を熱容量の大きい胴型本体に対して断
熱状態にしているので、上下の型部材及びガラス素材を
急速に加熱及び冷却することができ、光学素子の生産に
おけるタクトタイムを短縮することができる。

【００３７】また、上下の案内部材を１個物で加工した
後に、切断する様にしているので、上下の案内部材の寸
法誤差が発生せず、上下の型部材の中心軸の相対位置精
度を正確に規定することができる。なお、本発明はその
主旨を逸脱しない範囲で上記実施例を修正または変形し
たものに適用可能である。

【００３８】例えば、上記実施例では、押し付けプレー
トを２個所に挟む様に説明したが、図４に示したように
胴型部材と上下の案内部材の一隅にアール状の部分を形
成すれば、押し付けプレートを１個所に挟むだけでも、
上下の案内部材を胴型本体に対して固定することが可能
である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の光学素子の
成形装置及びガラス製品の成形加工方法によれば、胴型
本体と、上下の型部材との間に断熱作用を有する案内部
材を配置し、上下の型部材のみを胴型本体とは独立した
状態で加熱冷却することにより、胴型も含めた成形用型
全体を加熱冷却する場合に比較して、型部材の加熱冷却
を少ないエネルギーで速やかに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の光学素子の成形装置の構造を示した
側断面図である。

【図２】図１を上方から見たＡ−Ａ断面図である。

【図３】上下の案内部材を加工する手順を示した図であ
る。

【図４】一実施例の変形例を示した図である。

【図５】従来の光学素子の成形装置の構造を示した図で
ある。

【図６】光学素子を大量に生産する場合に用いられる従
来の成形装置の構造を示した図である。

【符号の説明】

１０成形装置本体１２成形用型１４胴型１６上案内部材１８下案内部材２０胴型本体２２支持基板２４上型部材２６下型部材２８天板３０スペーサ３２断熱プレート３４輻射加熱ヒータ３６，３８ヒータ４０，４２パイプ４４加工材料４６押し付けプレート５０ガラス素材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03B 11/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱されることにより軟化状態となって
いるガラス素材をプレスして、該ガラス素材の表面に所
望の形状を転写するための上型部材及び下型部材と、該
上型部材及び下型部材を案内する胴型とを備える光学素
子の成形装置において、前記胴型は、前記ガラス素材をプレスするときのプレス
荷重を受ける胴型本体と、該胴型本体の内側に、該胴型本体と前記上型部材及び下
型部材との間に位置するように配置され、前記上型部材
及び下型部材を上下方向に摺動可能に案内すると共に、
前記上型部材及び下型部材と前記胴型本体との間を断熱
状態に保持するための案内部材とを具備することを特徴
とする光学素子の成形装置。
【請求項２】前記上型部材と前記下型部材の内部には
これら夫々の型部材を加熱するためのヒータが配設され
ていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成
形装置。
【請求項３】前記案内部材は、前記上型部材を案内す
る上案内部材と、前記下型部材を案内する下案内部材と
から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
光学素子の成形装置。
【請求項４】前記上案内部材と前記下案内部材の夫々
の外側面には、少なくとも２つ以上の基準平面が形成さ
れており、該基準平面を、該基準平面に対応して胴型本
体に形成された２つ以上の位置決め面に当接させること
により、前記上案内部材と下案内部材とが、互いの相対
位置を規定された状態で、前記胴型に装着されることを
特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形装置。
【請求項５】前記上案内部材と前記下案内部材は、１
つの材料の外側面に前記２つ以上の基準平面を加工する
と共に、前記上型部材と前記下型部材とを摺動可能に案
内するための案内穴を加工した加工体を上下に切断する
ことにより形成されることを特徴とする請求項４に記載
の光学素子の成形装置。
【請求項６】前記基準平面のうち互いに隣接する２つ
の基準平面を、該２つの基準平面に対応する前記胴型本
体の２つの位置決め面に当接させ、前記２つの基準平面
以外の前記上案内部材と前記下案内部材の外側面と、該
外側面と対向する前記胴型本体の内側面との間に隙間を
設け、該隙間に充填部材を装着することにより、前記２
つの基準平面を前記２つの位置決め面に押し付ける様に
したことを特徴とする請求項４に記載の光学素子の成形
装置。
【請求項７】前記充填部材の熱膨張率が、前記上案内
部材と前記下案内部材と前記胴型本体の熱膨張率よりも
大きいことを特徴とする請求項４に記載の光学素子の成
形装置。
【請求項８】前記案内部材の前記上型部材及び下型部
材との摺動面の一部に空間部を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の光学素子の成形装置。
【請求項９】前記空間部には外部と連通する連通穴が
接続されていることを特徴とする請求項８に記載の光学
素子の成形装置。
【請求項１０】前記案内部材がセラミックス材料から
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学
素子の成形装置。
【請求項１１】前記胴型本体には、前記ガラス素材の
供給及び取り出しのための開口穴が形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形装置。
【請求項１２】前記開口穴に輻射によるヒータを隣接
させたことを特徴とする請求項１１に記載の光学素子の
成形装置。
【請求項１３】ガラス材料を加熱加圧してガラス製品
を成形加工する方法であって、複数の一対の成形用型部材を保持する胴型部材の内側
に、該一対の各型部材を前記胴型部材と断熱的に保持す
る保持部材を設け、前記断熱保持部材は前記複数の型部材を冷却する冷却媒
体の通路を連結し、前記型部材内にガラス材料を入れて加熱加圧してガラス
製品に形状成形後、冷却媒体を前記通路に供給し、該冷
却媒体を前記通路と接続する前記胴型に形成した前記各
型部材に対応した排出口から排出するようにしたことを
特徴とするガラス製品の成形加工方法。