專利名稱：模壓成形裝置及光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在光學(xué)元件制造工序中，使成形坯料(預(yù)備成形的預(yù)制件等)加熱軟化，再用成形模加壓成形，用于形成光學(xué)元件的模壓成形裝置及光學(xué)元件的制造方法。
背景技術(shù)：
若把加熱軟化狀態(tài)的成形坯料、例如玻璃坯料，在精密加工成規(guī)定形狀、加熱到規(guī)定溫度的成形模中加壓成形，將該成形面復(fù)制到玻璃坯料上，則即使不進(jìn)行磨削、研磨之類的后處理，也能獲得表面精度、形狀精度均高的光學(xué)元件。
這時(shí)，為了高效地生產(chǎn)光學(xué)元件(如透鏡)，一般都是采用在母模型上配設(shè)多個(gè)成形模、用一次加壓動(dòng)作形成多個(gè)透鏡的裝置。
在采用這類成形裝置、一次加壓成形多個(gè)成形坯料時(shí)，若利用感應(yīng)加熱線圈之類的加熱手段對(duì)成形母模型加熱，則有時(shí)在母模型的上下面會(huì)產(chǎn)生溫度差，導(dǎo)致母模型產(chǎn)生如附圖4所示的彎曲。這是由于熱量從支承母模型的壓力軸處逸散，從而難以使母模型的整體溫度均勻。
特別是在母模型上配設(shè)多個(gè)成形模、多個(gè)同時(shí)進(jìn)行加壓時(shí)，由于母模型彎曲的影響更大。因此，根據(jù)母模型上的成形模位置，成形的光學(xué)元件的厚度發(fā)生變動(dòng)，或者有損于上下的同軸性，使偏心精度(傾斜)不良。這一問題隨著母模型上配設(shè)的成形模的數(shù)量越多，或是成形的光學(xué)元件的直徑越大越是明顯。
因此，本申請(qǐng)人曾提出了日本專利特開2003-54967號(hào)所記載的技術(shù)方案。該項(xiàng)技術(shù)方案是在多個(gè)同時(shí)進(jìn)行加熱時(shí)，使母模型水平方向的大小在規(guī)定值以下，母模型為多個(gè)、且該多個(gè)母模型由多個(gè)壓力軸單一地固定在支承構(gòu)件上，并由一根主軸對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的成形裝置。采用該成形裝置后，可以維持同時(shí)加壓的光學(xué)元件的數(shù)量，且縮小彎曲的影響。
因此，采用了日本專利特開2003-54967號(hào)記載的成形裝置后，可以進(jìn)行某種程度偏心精度的加壓成形。但是，光學(xué)元件所要求的精度越來越高，如光傳感器用的物鏡，隨著記錄密度的增大，偏心精度的允許范圍更加狹隘，有時(shí)采用上述成形裝置所得到的產(chǎn)品偏心精度未必充分。
所以本發(fā)明者為了進(jìn)一步提高偏心精度，尋找對(duì)于偏心精度產(chǎn)生不良影響的主要原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只要在支承多個(gè)加壓軸的支承構(gòu)件上稍微產(chǎn)生熱變形，這種現(xiàn)象就會(huì)對(duì)透鏡的厚度精度及偏心精度帶來不良影響。
即是加壓成形裝置在利用加熱手段升溫之前的位置關(guān)系如附圖5(a)所示，上母模型102a、102b和下母模型104a、104b之間對(duì)置面處于水平狀態(tài)，上下成形模的軸相一致。但是，當(dāng)加熱到適合加壓成形的溫度后，母模型達(dá)到高溫(根據(jù)成形坯料有時(shí)達(dá)600℃以上)，這時(shí)上下支承構(gòu)件114、116由于熱傳導(dǎo)和熱輻射而產(chǎn)生熱變形，如附圖5(b)所示，支承多個(gè)母模型的多個(gè)加壓軸相對(duì)于主軸稍微傾斜，從而使加壓成形的透鏡的上下面軸發(fā)生傾斜。這就是使透鏡的厚度精度和偏心精度不良的原因。
因此，只要通過抑制加壓軸的傾斜，進(jìn)而就能提高厚度精度和偏心精度。
本發(fā)明鑒于上述情況，目的是要提供一種模壓成形裝置及光學(xué)元件的制造方法，采用這種成形裝置后，即使是偏心精度的公差極小的光學(xué)元件也能由加壓成形穩(wěn)定生產(chǎn)，而且即使采用縮短循環(huán)時(shí)間的非等溫加壓，也能以高精度的厚度同時(shí)穩(wěn)定生產(chǎn)多個(gè)元件。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的模壓成形裝置，其設(shè)有對(duì)置的上下成形模和對(duì)該上下成形模進(jìn)行加熱的加熱手段；其中，其還分別設(shè)有至少具有一對(duì)的上述上下成形模的復(fù)數(shù)對(duì)上下母模型，分別支承該復(fù)數(shù)對(duì)上下母模型的復(fù)數(shù)對(duì)上下加壓軸，支承上述復(fù)數(shù)對(duì)上下加壓軸的上下支承構(gòu)件，為了使上述上下成形模相對(duì)接近及離開而使上述上下支承構(gòu)件的至少一方移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)手段，設(shè)置于上述上下支承構(gòu)件的至少一方的調(diào)溫手段。
具有這樣的結(jié)構(gòu)，就能對(duì)于支承構(gòu)件進(jìn)行調(diào)溫，防止支承構(gòu)件的熱變形，由此就可以防止起因于支承構(gòu)件熱變形的成形元件厚度精度和偏心精度的降低。
此外，本發(fā)明的模壓成形裝置，調(diào)溫手段設(shè)置在上述支承構(gòu)件的內(nèi)部以及/或者外部。
具有這樣的結(jié)構(gòu)，就能從支承構(gòu)件的內(nèi)部以及/或者外部進(jìn)行調(diào)溫，可以有效地防止支承構(gòu)件的熱變形。特別是若對(duì)支承構(gòu)件的內(nèi)部進(jìn)行調(diào)溫，則可以縮小支承構(gòu)件內(nèi)部的溫度差。
此外，本發(fā)明的模壓成形裝置，調(diào)溫手段是冷卻手段。
具有這樣的結(jié)構(gòu)，就能在短時(shí)間內(nèi)高精度地調(diào)整支承構(gòu)件的溫度分布，可以有效防止熱變形。
本發(fā)明的模壓成形裝置，在上述上下支承構(gòu)件和上下母模型的間隙中，至少在一方的間隙中，介入設(shè)置熱阻值為1K/W以上的熱阻體。
具有這樣的結(jié)構(gòu)，就能抑制熱量從母模型傳遞到支承構(gòu)件，與對(duì)于支承構(gòu)件的調(diào)溫相結(jié)合，可以謀求進(jìn)一步提高成形元件的偏心精度。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光學(xué)元件的制造方法，其在使用上述模壓成形裝置，用含有模型加熱工序、坯料供給工序及加壓工序的方法制造光學(xué)元件時(shí)，在上述各工序中，至少在模型加熱工序中進(jìn)行上述支承構(gòu)件的調(diào)溫。
因此，若至少在母模型加熱到高溫的模型加熱工序中對(duì)支承構(gòu)件進(jìn)行調(diào)溫，就能有效防止支承構(gòu)件的熱變形，進(jìn)而可以謀求光學(xué)元件偏心精度的提高及均一化。
本發(fā)明的光學(xué)元件的制造方法，其是通過所說的調(diào)溫，來維持支承支承構(gòu)件的一側(cè)的面上的溫度分布在5℃以下的，最好維持在2℃以下。
這樣，若是將支承支承構(gòu)件的加壓軸側(cè)的面上的溫度分布維持在5℃以下、最好維持在2℃以下，就能抑制水平面上中心軸附近發(fā)生熱量積留，可以切實(shí)防止支承構(gòu)件的熱變形。
本發(fā)明的光學(xué)元件的制造方法，在加熱了的多個(gè)上下成形模中，分別同時(shí)供給加熱到比該上下成形模溫度高、軟化了的成形坯料，并且，由上述上下成形模同時(shí)加壓。
這樣，就能在短時(shí)間內(nèi)制造高精度、均一的光學(xué)元件。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的模壓成形裝置主要部分結(jié)構(gòu)的部分剖面?zhèn)纫晥D，(a)表示預(yù)制件的供給狀態(tài)，(b)表示加壓狀態(tài)，(c)表示脫模狀態(tài)。
圖2是圖1所示模型的概略俯視圖。
圖3是圖1所示支承構(gòu)件的概略平面剖面圖。
圖4是表示母模型熱變形(彎曲)的圖。
圖5是表示模壓成形裝置的支承構(gòu)件發(fā)生熱變形時(shí)主要部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，(a)表示模型加熱前的狀態(tài)，(b)表示模型加熱工序的狀態(tài)，(c)表示預(yù)制件的供給狀態(tài)。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
下面按照適用于玻璃光學(xué)元件制造的實(shí)施方式對(duì)于本發(fā)明進(jìn)行說明，但是本發(fā)明的模壓成形裝置并不限定于該實(shí)施方式，也能適用于樹脂制光學(xué)元件的制造，或者玻璃及樹脂制光學(xué)元件以外的零件的制造。
圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的模壓成形裝置主要部分結(jié)構(gòu)的部分剖面?zhèn)让鎴D，圖2是下模型的概略平面圖。該模壓成形裝置是采用預(yù)先將玻璃坯料成形為扁平球狀的作為被成形體的預(yù)制件成形為透鏡。如圖1所示，該模壓成形裝置，具有由上模102及下模104構(gòu)成的成形模組。上模102及下模104均具有左右方向長(zhǎng)的長(zhǎng)工件形狀，在其周圍分別設(shè)有感應(yīng)加熱線圈122、124。該感應(yīng)加熱線圈122、124通過高頻感應(yīng)加熱分別對(duì)上模102及下模104進(jìn)行加熱。
上模102具有左右一對(duì)母模型的上母模型102a、102b，下模104具有左右一對(duì)母模型的下母模型104a、104b。上母模型102a、102b和下母模型104a、104b在垂直方向分別具有相互對(duì)置的多個(gè)(本實(shí)施方式為各3個(gè))上成形模105a和下成形模105b(參照?qǐng)D2)。
上下母模型102a、102b、104a、104b的原材料采用能夠感應(yīng)加熱發(fā)熱、具有耐熱性的發(fā)熱體。作為這類發(fā)熱體以采用熱膨脹系數(shù)和成形模105a、105b的坯料相近似的材料為佳，例如可以采用鎢合金、鎳合金等。
上母模型102a、102b和下母模型104a、104b的對(duì)置面中，由于是決定關(guān)閉上下成形模105a、105b時(shí)的位置，所以適宜設(shè)有銷或套筒之類定位的構(gòu)件。
此外，呈一列配置的上下成形模105a、105b可以采用碳化硅、氮化硅等陶瓷或超硬合金。
上下成形模105a、105b的成形面，為了精密加工為成形光學(xué)元件的形狀、為了提高脫模性，適宜設(shè)有脫模膜。脫模膜可以使用貴金屬(鉑、銥、金等)或以碳為主成分的膜。
上母模型102a、102b上面，分別固定有支承板106a、106b，支承板106a、106b上面分別安裝有上加壓軸110a、110b。上加壓軸110a、110b通過共同的支承構(gòu)件114，安裝在固定軸118上。另一方面，下母模型104a、104b的下面，分別固定有支承板108a、108b，該支承板108a、108b的下面分別安裝有下加壓軸112a、112b。下加壓軸112a、112b通過共同的支承構(gòu)件116，安裝在驅(qū)動(dòng)軸120上。驅(qū)動(dòng)軸120通過具備AC伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，朝垂直方向直進(jìn)驅(qū)動(dòng)，其軸心與上模102和下模104的各長(zhǎng)方向中心相一致。若驅(qū)動(dòng)軸120朝垂直方向移動(dòng)，則可進(jìn)行上模102和下模104的開閉。由驅(qū)動(dòng)軸120及驅(qū)動(dòng)裝置等構(gòu)成驅(qū)動(dòng)手段。
固定軸118和驅(qū)動(dòng)軸120的軸心和相對(duì)于上下母模型的對(duì)置面相平行。
本實(shí)施方式中，可以是上模固定、下模進(jìn)行上下動(dòng)作，也可以是下模固定、上模進(jìn)行上下動(dòng)作，或者是上下模都進(jìn)行上下動(dòng)作。
如上所述，上母模型102a、102b和下母模型104a、104b通過上下支承板106a、106b、108a、108b固定于上下加壓軸110、112上。因此，作為上下加壓軸110、112和上下支承板106a、106b、108a、108b，可以通過選擇熱量難以傳遞的形狀及材料，來抑制熱量波及到支承構(gòu)件上。此外，若在上下加壓軸110、112和上下支承板106a、106b、108a、108b處使用熱阻體，則可以進(jìn)一步抑制熱傳遞。在此，熱阻體是指熱阻為1K/W(開耳芬/瓦)以上的熱阻體、例如，通過采用導(dǎo)熱率小的材料或者是加工成中空的形狀等，可以獲得上述熱阻體。例如若采用Si3N4、ZrO2等材料、中空的加壓軸，則能有效地抑制熱量波及到支承構(gòu)件，從而抑制支承構(gòu)件的熱變形。這里，熱阻可以用下式表示R＝d/(A·K)R熱阻、d距離(長(zhǎng)度)、A面積、K導(dǎo)熱率。
圖2是從上方看到的下模104(下母模型104a、104b)及其周圍的感應(yīng)加熱線圈124的俯視圖。上模102(上母模型102a、102b)的平面狀態(tài)也和下模104相同，圖中在括號(hào)內(nèi)標(biāo)柱了與上模相對(duì)應(yīng)的符號(hào)。
為了使感應(yīng)加熱線圈124包圍下母模型104a、104b的兩側(cè)，要按照上述下母模型104a、104b外周的形狀卷繞。設(shè)在上母模型102a、102b周圍的感應(yīng)加熱線圈122也具有和感應(yīng)加熱線圈124相同的平面形狀。
上下支承構(gòu)件114、116適宜使用耐熱性、加工性好、機(jī)械強(qiáng)度高的材料，線膨脹系數(shù)以在18×10-6/℃以下為好。作為原材料可以采用不銹鋼等。
上下支承構(gòu)件114、116的大小，要具有能固定多個(gè)加壓軸的面積，同時(shí)厚度最好是根據(jù)位于各加壓軸的斷面慣性矩及縱彈性模量計(jì)算的支承構(gòu)件撓度為2μm以下。
這里，撓度(δ)為δ＝βWL3/EI(W負(fù)載、L距離(這里是兩根加壓軸的間距)、E縱彈性模量、I斷面慣性矩、β?lián)隙认禂?shù))。
上下支承構(gòu)件114、116設(shè)有調(diào)溫手段。上下支承構(gòu)件114、116的調(diào)溫是對(duì)因加熱而達(dá)到高溫的上下母模型102a、102b、104a、104b的熱量，在由加壓軸110a、110b、112a、112b和支承構(gòu)件114、116以及固定軸118和驅(qū)動(dòng)軸120傳遞逸散時(shí)所產(chǎn)生的支承構(gòu)件上下方向不均勻的溫度分布進(jìn)行調(diào)整，使支承構(gòu)件上不產(chǎn)生不均勻的熱膨脹。具體地說，可以在上下支承構(gòu)件114、116的外周以及/或者內(nèi)部使冷卻介質(zhì)循環(huán)來進(jìn)行調(diào)溫。
參照?qǐng)D1(b)及圖3，對(duì)形成于下部支承構(gòu)件116上的調(diào)溫手段的一例加以說明。
該調(diào)溫手段由從外部把冷卻水導(dǎo)入到固定于下部支承構(gòu)件116上的驅(qū)動(dòng)軸120的導(dǎo)水路121a及將冷卻水返回到外部的回水路121b、和形成于下部支承構(gòu)件116內(nèi)部的水路116a和連水路116b所構(gòu)成。形成于下部支承構(gòu)件116內(nèi)部的水路116a，在支承構(gòu)件116的上面?zhèn)瘸黍暄蚜魈市纬?，其一端和?dǎo)水路121a連通，另一端和回水路121b連通。
這樣，從導(dǎo)水路121a導(dǎo)入的一定溫度的冷卻介質(zhì)(例如冷卻水)從下部支承構(gòu)件116的大致中央部送入到水路116a中，首先對(duì)支承構(gòu)件116的上面?zhèn)茸蟀氩糠肿黩暄蚜魈世鋮s后，從圖中左端部通過連水路116b送到右端部，接著對(duì)下部支承構(gòu)件116的上面?zhèn)扔野氩糠肿黩暄蚜魈世鋮s，然后從下部支承構(gòu)件116的大致中央部通過回水路121b返回到外部。
這時(shí)，適宜采用備有熱交換器的冷卻裝置，使經(jīng)常保持一定溫度的水之類的冷卻介質(zhì)在下部支承構(gòu)件116中循環(huán)。
設(shè)有這樣的調(diào)溫手段后，即使對(duì)下部母模型加熱，也不會(huì)使下部支承構(gòu)件116的溫度達(dá)到規(guī)定值以上，可以縮小支承構(gòu)件局部的溫差，不會(huì)使下部支承構(gòu)件116變形。
另外，除了采用流體來進(jìn)行調(diào)溫之外，也可以采用派耳帖元件(Peltier element)等電子冷卻裝置。
由于調(diào)溫手段取決于支承構(gòu)件上溫度分布的平衡，所以也可以利用加熱手段或者并設(shè)冷卻手段和加熱手段。
進(jìn)而，調(diào)溫手段可以設(shè)在下部支承構(gòu)件116的外周，例如設(shè)置卷繞下部支承構(gòu)件116的冷卻水路，或者，也可以從下部支承構(gòu)件116的周圍噴吹冷風(fēng)。
進(jìn)而，也可以在下部支承構(gòu)件116的內(nèi)部及外部并設(shè)調(diào)溫手段。
上述調(diào)溫手段并設(shè)于上下支承構(gòu)件或是單設(shè)置于任意一方的支承構(gòu)件均可，在上部支承構(gòu)件114上設(shè)置調(diào)溫手段時(shí)，可以設(shè)置和下部支承構(gòu)件116相同的調(diào)溫手段。
因此，在由加壓軸支承各母模型、由一個(gè)支承構(gòu)件支承多個(gè)加壓軸的模壓成形裝置中，由于能夠防止支承構(gòu)件的熱變形，所以抑制了因母模型熱變形而引起的透鏡厚度的參差不齊或者偏心精度的不良。而且，由于支承構(gòu)件如同母模型不處于高溫下，所以不會(huì)受到熱變形的影響。使用本發(fā)明后，可以達(dá)到進(jìn)一步提高偏心精度、高合格率地穩(wěn)定生產(chǎn)光學(xué)性能更高的成形元件(光學(xué)元件)。
〔玻璃光學(xué)元件的制造方法〕下面，就采用上述結(jié)構(gòu)的玻璃光學(xué)元件制造裝置制造本發(fā)明的玻璃光學(xué)元件的方法的實(shí)施方式加以說明。
(a)模型加熱工序由高頻感應(yīng)加熱線圈把上下母模型加熱到規(guī)定溫度。連續(xù)成形時(shí)，上一次成形周期結(jié)束狀態(tài)下的上下成形模，由于冷卻到Tg附近或Tg以下的溫度，所以有必要加熱到適宜于加壓成形的溫度。即，使卷繞在上母模型和下母模型周圍的感應(yīng)加熱線圈通電流，使上下母模型發(fā)熱，由于此熱傳導(dǎo)使上下各成形模加熱到規(guī)定溫度。
上下母模型的發(fā)熱體發(fā)熱升溫，多個(gè)成形模溫度上升。上下母模型的溫度設(shè)定值可以上下一致，也可以設(shè)有溫度差。例如，根據(jù)成形的光學(xué)元件的形狀或直徑，將下母模型溫度設(shè)定為比上母模型高，或是將下母模型溫度設(shè)定為比上母模型低。上下母模型的溫度可以設(shè)定為相當(dāng)于玻璃預(yù)制件粘度在108～1012泊。上下母模型411a、411b設(shè)有溫度差時(shí)，最好在2～15℃的范圍內(nèi)。
(b)坯料供給工序把運(yùn)送來的預(yù)制件(玻璃坯料)供給到加熱后的上模及下模之間，配置于下模之上。玻璃坯料的供給采用適當(dāng)重量的、預(yù)先成形為規(guī)定形狀的玻璃坯料，軟化到適合成形的粘度，或者是把溫度比適合成形的溫度低的玻璃坯料供給到上模及下模之間，在成形模中再進(jìn)行加熱。
在供給預(yù)先加熱到比模型設(shè)定溫度還高、處于軟化狀態(tài)的玻璃坯料后(所謂非等溫加壓)，立即使上下成形模密貼進(jìn)行加壓成形時(shí)，在加熱的狀態(tài)下，需要精密地確保成對(duì)的上下成形模的同軸性，所以適合于實(shí)施本發(fā)明。非等溫加壓可以縮短成形周期時(shí)間，有利于提高生產(chǎn)效率。
這時(shí)，玻璃坯料的溫度為相當(dāng)于粘度不滿109泊的溫度，最好為相當(dāng)于106～108泊。
若在運(yùn)送被軟化了的玻璃坯料配置于下模上時(shí)，玻璃坯料接觸到運(yùn)送構(gòu)件，在表面引起缺陷，則會(huì)影響到成形后的光學(xué)元件的表面形狀，所以最好要使軟化了的玻璃坯料在用氣體上浮后的狀態(tài)下運(yùn)送，并采用使玻璃坯料落下到下模上的工夾具為好。
根據(jù)需要，還可以將用于把供給的玻璃預(yù)制件落下的下成形模上的位置修正為成形面中央的構(gòu)件(夾頭)，插入于上下母模型之間，或者插入對(duì)落下時(shí)的玻璃坯料進(jìn)行導(dǎo)向的漏斗之類的構(gòu)件。
(c)加壓工序在上模及下模與玻璃坯料分別處于規(guī)定的溫度范圍內(nèi)、玻璃坯料處于加熱軟化的狀態(tài)下，使下母模型上升進(jìn)行加壓，將上下成形模的成形面復(fù)制，形成具有規(guī)定表面形狀的玻璃光學(xué)元件。下模的上升是使驅(qū)動(dòng)手段(如伺服電動(dòng)機(jī))動(dòng)作來進(jìn)行的。玻璃坯料在加熱軟化的狀態(tài)供給時(shí)，供給后立即進(jìn)行加壓。
用于加壓的下模的上升行程為預(yù)先根據(jù)成形光學(xué)元件的厚度來設(shè)定的值，還要把以后冷卻工序中玻璃熱收縮的量估計(jì)在內(nèi)。加壓的程序可以根據(jù)成形光學(xué)元件的形狀和大小任意設(shè)定，也可以采用在初始加壓后釋放負(fù)載，然后進(jìn)行二次加壓之類的多次加壓方法。
(d)冷卻、脫模工序在保持加壓或是減少加壓的狀態(tài)下，保持成形了的玻璃光學(xué)元件和成形模密貼，冷卻到相當(dāng)于玻璃的粘度為1012泊的溫度，然后使下成形模下降，上下成形模分開、脫模。冷卻速度最好為40～200℃/min。脫模溫度最好是在相當(dāng)于粘度為1012.5～1013.5泊的溫度或在此以下的溫度。
(e)取出工序通過具有吸附構(gòu)件的取出桿等，從分開的上下模之間自動(dòng)取出成形的玻璃光學(xué)元件。
在本實(shí)施方式中為上模固定、下?？蓜?dòng)作，但也可以是上?？梢詣?dòng)作、而下模固定，或者是上模和下模雙方均能動(dòng)作。
反復(fù)進(jìn)行上述工序，就能連續(xù)進(jìn)行加壓成形。
其中，至少要在加熱成形模的工序中，對(duì)支承構(gòu)件進(jìn)行調(diào)溫。最好是在模型加壓、坯料供給、加壓等所有工序中對(duì)支承構(gòu)件進(jìn)行調(diào)溫。通過這樣的調(diào)溫，適宜使支承構(gòu)件上下面的溫度差保持在5℃以下、最好在2℃以下。此外，支承構(gòu)件的上面和下面的面內(nèi)溫度差最好也在同樣的范圍內(nèi)。
此外，也可以根據(jù)裝置的加熱周期、降溫、升溫的時(shí)機(jī)，調(diào)整冷卻介質(zhì)的流量。
實(shí)施例如下所示的是采用本發(fā)明的成形裝置和制造方法來制造玻璃光學(xué)元件的實(shí)施例和比較例的結(jié)果。
〔實(shí)施例1〕采用圖1、圖2所示的裝置，對(duì)玻璃坯料進(jìn)行加壓成形。在此，通過在1根加壓主軸上設(shè)有支承構(gòu)件、在該支承構(gòu)件上設(shè)有2根加壓軸，形成制造采用2個(gè)母模型進(jìn)行加壓的成形裝置。各母模型上以3個(gè)成形模為1組，上下各2個(gè)母模型上共載有上下各6個(gè)成形模，一次成形6個(gè)透鏡。
這里所采用的上下支承構(gòu)件，利用的是本實(shí)施方式所說明的冷卻水循環(huán)型的調(diào)溫手段。而且，通過該調(diào)溫手段，在加熱、供給、加壓的所有工序中進(jìn)行調(diào)溫。
采用該成形機(jī)，使用硼硅酸鹽玻璃(Tg515℃、Ts545℃)的玻璃預(yù)制件，進(jìn)行直徑15mm的凹透鏡的成形。把上下成形模加熱到590℃(相當(dāng)于玻璃粘度108.1泊)后，把加熱到625℃(相當(dāng)于107泊)的玻璃預(yù)制件6個(gè)同時(shí)落下來供給，通過下主軸向上方驅(qū)動(dòng)，使上下成形模密貼、加壓。然后，以60℃/分的冷卻速度冷卻到Tg以下的溫度，使下主軸向下方驅(qū)動(dòng)打開模型，取出成形的透鏡。
在整個(gè)工序中，支承構(gòu)件整體在30～33℃范圍內(nèi)調(diào)溫。同時(shí)成形的6個(gè)透鏡的厚度差如下表所示，均在10μm以下，成形偏心斜度也在2分以下，屬于良好。
這里所謂的成形傾斜是指由于上下成形模的軸傾斜而引起的透鏡偏心。
〔表1〕

〔比較例1〕采用和實(shí)施例1相同的方法，不對(duì)支承構(gòu)件進(jìn)行調(diào)溫，同時(shí)成形6個(gè)透鏡。結(jié)果是6個(gè)透鏡的厚度差為最大70μm，成形偏心傾斜為5分以下。
〔表2〕

產(chǎn)業(yè)上利用的可能性采用本發(fā)明后，除提供能適用于玻璃光學(xué)元件的制造外，還適用于樹脂光學(xué)元件的制造以及玻璃與樹脂光學(xué)元件之外的零件制造的模壓成形裝置。
此外，采用本發(fā)明制造的光學(xué)元件，例如可以適用于直徑2～22mm的凹透鏡、凸透鏡、雙凸透鏡等。而且，偏心精度的公差極小(例如傾斜為2分以下)、有效適用于光傳感用物鏡等。
符號(hào)說明102 上模102a，102b 上母模型104 下模104a，104b 下母模型105a 上成形模105b 下成形模106a 上支承板106b 下支承板110a，110b 上加壓軸112a，112b 下加壓軸114 上支承構(gòu)件116 下支承構(gòu)件116a 水路116b 連水路118 固定軸(主軸)120 驅(qū)動(dòng)軸(主軸)121a 導(dǎo)水路121b 回水路122，124 高頻感應(yīng)線圈
權(quán)利要求
1.一種模壓成形裝置，其設(shè)有對(duì)置的上下成形模和對(duì)該上下成形模進(jìn)行加熱的加熱手段，其中，其還分別設(shè)有至少具有一對(duì)的上述上下成形模的復(fù)數(shù)對(duì)上下母模型，分別支承該復(fù)數(shù)對(duì)上下母模型的復(fù)數(shù)對(duì)上下加壓軸，支承上述復(fù)數(shù)對(duì)上下加壓軸的上下支承構(gòu)件，為了使上述上下成形模相對(duì)接近及離開而使上述上下支承構(gòu)件的至少一方移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)手段，設(shè)置于上述上下支承構(gòu)件的至少一方的調(diào)溫手段。
2.如權(quán)利要求1所述的模壓成形裝置，其特征在于所說的調(diào)溫手段，設(shè)置在上述支承構(gòu)件的內(nèi)部以及/或者外部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模壓成形裝置，其特征在于所說的調(diào)溫手段，是冷卻手段。
4.如權(quán)利要求1或2所述的模壓成形裝置，其特征在于在上述上下支承構(gòu)件和上下母模型的間隙中，至少在一方的間隙中，介入設(shè)置熱阻值為1K/W以上的熱阻體。
5.一種光學(xué)元件的制造方法，其在使用權(quán)利要求1所述的模壓成形裝置，用含有模型加熱工序、坯料供給工序及加壓工序的方法制造光學(xué)元件時(shí)，在上述各工序中，至少在模型加熱工序中進(jìn)行上述支承構(gòu)件的調(diào)溫。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于通過所說的調(diào)溫，來維持支承支承構(gòu)件的一側(cè)的面上的溫度分布在5℃以下。
7.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于在加熱了的多個(gè)上下成形模中，分別同時(shí)供給加熱到比該上下成形模溫度高、軟化了的成形坯料，并且，由上述上下成形模同時(shí)加壓。
全文摘要
本發(fā)明的模壓成形裝置，其設(shè)有對(duì)置的上下成形模和對(duì)該上下成形模進(jìn)行加熱的加熱手段，其中，其還分別設(shè)有至少具有一對(duì)的上述上下成形模的復(fù)數(shù)對(duì)上下母模型102a、102b、104a、104b，分別支承該復(fù)數(shù)對(duì)上下母模型的復(fù)數(shù)對(duì)上下加壓軸110、112，支承上述復(fù)數(shù)對(duì)上下加壓軸的上下支承構(gòu)件114、116，為了使上述上下成形模相對(duì)接近及離開而使上述上下支承構(gòu)件的至少一方移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)手段，設(shè)置于上述上下支承構(gòu)件的至少一方的冷卻水路116a、116b的調(diào)溫手段。這樣，能夠防止支承多個(gè)母模型的支承構(gòu)件的熱變形，提高光學(xué)元件的偏心精度。
文檔編號(hào)C03B11/06GK1572732SQ20041004841
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者坂井裕之, 藤本忠幸 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社