光学元件的成形方法及成形装置的制作方法

专利名称：光学元件的成形方法及成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及加压成形光学仪器中所使用的高精度的玻璃透镜等光学元 件的成形方法及成形装置。
背景技术：
一直以来，广泛采用将加热软化了的玻璃原材料加压成形来制造由玻 璃透镜形成的光学元件的成形方法。即，例如将预成形为球状的玻璃原材
料设置在由上模、下模、主体模构成的模具内，通过加热工序加热至500
6ocrc使玻璃原材料软化后，加压而成形为透镜制品，冷却后取出制品。这
些工序中，特别是为了防止加热了的模具的氧化，在保持无氧的非氧化性 气氛的室中进行，将模具内的玻璃原材料依次搬运至配置于一直线状或圆 环状的搬运路径上的加热、加压成形、冷却的各工序。
光学仪器中所使用的玻璃透镜为例如凸透镜和凹透镜、弯月透镜等， 通常具有光学上对称的形状和对称的特性。近年来，光学仪器中所使用的 这些透镜被要求极高精度的性能。
作为玻璃透镜成形时的加热所用的热源，已知热块加热器(y口 、乂夕匕 一夕)和隧道加热器(卜v氺，匕一夕)。但是，这些热源不具有相对于所成 形的玻璃透镜对称的温度分布，或者热源的峰值温度的中心和所成形的玻 璃透镜的光轴并不一定一致。因此，通过模具传导到玻璃原材料的温度分 布不对称，对于具有对称的形状和特性的透镜有时无法以足够的精度成形。
热源的温度分布不对称的情况下，为了减少其影响，有加大模具的方 法。但是，如果加大模具，则热容量增大，因此不仅需要多余的热量，而 且加热和冷却所需的时间变长，生产性下降。
此外，作为一直以来所采用的加热和冷却方法，有基于接触传热的方 法、基于如辐射加热等非接触传热的方法。作为通过接触传热加热的成形方法，例如专利文献l中作为实施例揭示 了使具有多个圆柱状筒式加热器的块与模具接触的方法。使玻璃原材料软
化的500 60(TC左右的加热中，接触传热方式可以高效地进行加热。但是， 专利文献l的情况下，热源未与所成形的光学元件形成同心对称。
此外，作为釆用利用辐射加热的热源的成形方法，专利文献2中揭示了 在隧道状的壁面配置加热器的方法，而专利文献3中揭示了在模具周围呈近 似环状地配置灯加热器的聚光加热的方法。另外，专利文献4中揭示了采用 利用线圈的感应加热的成形方法。
然而，采用辐射加热或感应加热的加热方法的传热效率差。而且，难 以获得对称的温度分布，隔着空间进行模具的加热，因此难以使模具和热 源的中心一致。此外，这些方法中，热源所需的装置的价格昂贵，成本上 升。
作为用于对称地加热玻璃元件的方法，专利文献5中揭示了采用空岩皿 (^:/皿)的成形方法中的加热方法。但是，该方法中热源本身是不对称的， 因此根据空岩皿的大小等，不一定能够将玻璃对称地加热。此外，该方法 是加热搬运原材料或成形品的空岩皿的方法，不是对称地加热模具，设置 于模具内的原材料或成形品不被对称地加热。而且，局限于采用空岩皿的 成形方法，因此无法适用于不采用空岩皿而将原材料与模具一起搬运的成 形方法。
另一方面，冷却时将成形品均匀地冷却的方法在例如专利文献6有揭 示。例如成形像凸透镜那样中央部厚的透镜的情况下，如果将模具整体以 相同的条件冷却，则透镜外周部的薄的部分先冷却而与中央部产生温度差， 特别是经过玻璃化温度时由于成形品内产生温度分布而成形为品质不均匀 的透镜。专利文献6是以防止该情况的发生为目的的方案，它是通过组合在 同心圆方向上具有温度分布的加热装置和强弱加热进行加热控制，使冷却 速度慢且均匀的方法。虽然这是使透镜整体以规定速度冷却的方法，但会 减慢冷却速度，因此生产性差。
作为具有光轴对称的折射率分布的光学构件的制造方法，专利文献7 中揭示了自模具的外周或中心呈环带状均等地冷却的同时进行挤压成形的方法。但是，该方法中，冷却起点局限于环带状冷却部，因此模具或光学 元件的整体范围内的温度分布不一定可以保持在理想的状态。专利文献l:日本专利特开平5-17170号公报 专利文献2:日本专利特公平3-55417号公报 专利文献3:日本专利特开平5-186230号公报 专利文献4:日本专利特开昭63-170225号公报 专利文献5:日本专利特开平7-247126号公报 专利文献6:日本专利特开2001-328829号公报 专利文献7:日本专利特开2002-193627号公报发明的揭示本发明是考虑到上述现有技术而完成的，其目的在于提供能够以适应 于所成形的光学元件的形状或光学性能的对称的温度分布对模具内的原材 料进行加热或冷却的光学元件的成形方法及成形装置。本发明提供以下的光学元件的成形方法及成形装置。(1) 光学元件的成形方法，它是对于由上模、下模和主体模形成的模具 实施加热、加压成形和冷却的各工序的光学元件的成形方法，其特征在于， 在所述加热、加压成形和冷却的至少任一项工序中，使具有大致对称的温 度分布的传热构件和所述模具接触，将所述模具加热或冷却。(2) 如上述(1)所述的光学元件的成形方法，其中，所述温度分布为轴 对称，对称的中心轴与通过所述模具成形的光学元件的光轴大体一致。(3) 如上述(1)所述的光学元件的成形方法，其中，所述温度分布为点 对称，对称的中心点与通过所述模具成形的光学元件的光轴上的点大体一 致。(4) 如上述(1)所述的光学元件的成形方法，其中，所述温度分布为线 对称，对称的中心线与通过所述模具成形的光学元件的中心线大体一致。(5) 如上述(1)所述的光学元件的成形方法，其中，所述温度分布为面 对称，对称的中心面与通过所述模具成形的光学元件的中心面大体一致。(6) 如上述(1) (5)中的任一项所述的光学元件的成形方法，其中，所述模具和所述传热构件之间，将由相互契合的凸部和凹部形成的契合部的 一方形成于所述模具，将另一方形成于所述传热构件，通过该契合部结合， 于所述契合部的凸部和凹部的至少一方形成圆锥状的引导面，使所述契合 部沿该引导面契合来进行定位。(7) 如上述(6)所述的光学元件的成形方法，其中，在所述凸部和凹部形成有相同斜率的圆锥状引导面，在该引导面相互面接触的状态下进行嵌 合。(8) 用于实施上述(1) (7)中的任一项所述的光学元件的成形方法的 成形装置，其中，具有用于加热或冷却模具的热源，通过来自该热源的热 量在所述模具形成大致对称的温度分布。(9) 如上述(8)所述的光学元件的成形装置，其中，具有将来自热源的 热量传递至所述模具的传热构件。(10) 如上述(9)所述的光学元件的成形装置，其中，所述传热构件由所 述热源自身构成。(11) 如上述(9)所述的光学元件的成形装置，其中，所述传热构件由模 具托架构成，在所述模具和模具托架的一方一体地设有凸部，在另一方形 成有与该凸部嵌合的凹部。(12) 如上述(9)所述的光学元件的成形装置，其中，所述传热构件由安 装于所述热源和模具托架间且独立于所述热源和模具托架设置的传热块构 成，所述模具和所述传热块以相互轴芯吻合的状态结合。(13) 如上述(11)或(12)所述的光学元件的成形装置，其中，在所述传 热构件的中央设有可让所述热源穿过的通孔。如果采用本发明的成形方法，来自热源的热量传至传热构件的温度分 布对称或大致接近对称，因此可以几乎对称地加热或冷却模具。而且，由 于使传热构件与模具接触，因此不仅可以高效地传热，而且能够容易地进 行准确的对位。因此，不仅可以获得高精度的对称形状，而且能够以高生 产性成形具有高精度的光学特性的光学元件。本发明的优选实施方式中，所述温度分布为轴对称，对称的中心轴与 通过所述模具成形的光学元件的光轴大体一致，所以所成形的光学元件具有轴对称的形状或轴对称的光学特性的情况下，可以配合光学元件轴对称地进行加热或冷却，成形精度和光学特性提高的同时，生产性大幅提高。本发明的优选实施方式中，所述温度分布为点对称，对称的中心点与通过所述模具成形的光学元件的光轴上的点大体一致，所以所成形的光学 元件具有点对称的形状或点对称的光学特性的情况下，可以配合光学元件点对称地进行加热或冷却，成形精度和光学特性提高的同时，生产性大幅 提高。本发明的优选实施方式中，所述温度分布为线对称，对称的中心线与 通过所述模具成形的光学元件的中心线大体一致，所以所成形的光学元件 具有线对称的形状或线对称的光学特性的情况下，可以配合光学元件线对 称地进行加热或冷却，成形精度和光学特性提高的同时，生产性大幅提高。本发明的优选实施方式中，所述温度分布为面对称，对称的中心面与 通过所述模具成形的光学元件的中心面大体一致，所以所成形的光学元件 具有面对称的形状或面对称的光学特性的情况下，可以配合光学元件面对 称地进行加热或冷却，成形精度和光学特性提高的同时，生产性大幅提高。此外，本发明的优选实施方式中，模具通过相互契合的凸部和凹部定 位，所以容易使通过模具成形的成形品和传热构件的对称的中心轴、中心 点、中心线或中心面一致，高精度的光学元件的生产性提高。如果采用本发明的成形装置，模具和传热构件以圆锥状的引导面整体 或局部地接触，因此引导面不仅作为定位用容易使中心一致，而且成为用 于传热的接触部，接触面积增大。因此，加热或冷却时的传热效率提高， 生产性提高。该情况下，通过局部地设置非接触部(例如狭缝)，可以吸收 两者间的热膨胀率的差所产生的热应力。此外，通过改变非接触部的位置 和大小，可以改变传热量和位置，从而改变温度分布。本发明的成形装置中，具有用于加热或冷却模具的热源，通过来自该 热源的热量使模具形成对称或大致接近对称的温度分布，从而可以可靠地 实施本发明的成形方法，获得相应的效果。本发明的优选的成形装置中，具有将来自热源的热量传递至所述模具 的传热构件，所以可以通过传热构件使模具形成对称的温度分布，能够调整传热构件来改变温度分布或传热特性。本发明的优选的成形装置中，通过由所述热源自身构成所述传热构件， 可以使热源自身直接与模具接触来传热，因而传热效率提高。本发明的优选的成形装置中，通过在支承模具的模具托架上一体地形 成凸部(或凹部)，在模具上形成与之嵌合的凹部(或凸部)，可靠地自与模 具接触的模具托架向模具传热的同时，可以可靠地进行对称的对位，成形 处理中对称位置保持稳定。本发明的优选的成形装置中，通过作为传热构件形成另外的传热块， 使该传热块与模具一体化，可以预先准确地将模具和传热块对位。即，可 以容易且准确地使加热或冷却的对称中心一致。此外，改变所成形的光学 元件的形状或特性的情况下，不需要改变模具整体的外形，通过改变传热 块的形状，可以自由地调整来进行适应于光学元件的加热或冷却。由此， 在不改变模具托架和热源的情况下将和具有各种形状和温度分布的传热块 一体的模具模块化，使用相同的模具托架和热源，可以成形不同的透镜。本发明的优选的成形装置中，可以通过通孔将热源上下移动，因此可 以使用同一传热块或模具托架，通过改变加热时和冷却时的热源的前端位 置来自由地调整加热和冷却的方法，例如加热时自模具的周边部加热而冷 却时对中央部集中冷却，或者进行与之相反的加热和冷却等。附图的简单说明图l为表示本发明的加热时的实施例的图。图2为表示

图1的传热构件的温度分布的图。图3为表示本发明的加热时的不同的实施例的图。图4为表示图3的传热构件的温度分布的图。图5为表示本发明的加热时的另一不同的实施例的图。图6为表示本发明的加热时的另一不同的实施例的图。图7为表示本发明的冷却时的实施例的图。图8为表示本发明的冷却时的不同的实施例的图。图9为表示本发明的契合部的不同的实施例的图。图10为表示本发明的契合部的另一不同的实施例的纵截面图。 图ll为表示本发明的契合部的另一不同的实施例的纵截面图。 图12为表示本发明的契合部的另一不同的实施例的纵截面图。 图13为表示本发明的模具和传热构件一体化的实施例的图。图14为表示图13的传热构件的图。图15为表示本发明的模具和传热构件一体化的另一实施例的纵截面图。图16为表示本发明的模具和传热构件一体化的另一不同的实施例的图。符号的说明2:加热用热源，3、 3a、 3b、 3c、 3d:模具托架，4:加热块，4a:加热块， 5:模具，6:玻璃原材料，7:冷却用热源，8:成形品，9、 9a、 9b:传热块， IO:搬运工具，ll:弹簧，12:模具托架，20:热源，21、 22:加热用热源，23、 24、 25、 26、 27:加热用辅助热源，30:契合部，31、 32、 34、 35:凸部，33: 凹部，39:引导面，51:上模，52:下模，53:主体模，54:沟部，55、 55a、 55b、 55c:凹部，56:法兰盘，57:契合部，58:凹部，59:引导面，71:冷却 用辅助热源，91:凸部，92:契合部，93:狭缝，94:下部通孔，95:上部通孔， 96:缺口部。实施发明的最佳方式本发明的成形玻璃透镜等光学元件的成形装置被收纳于密闭的室内， 为了防止模具等的氧化，室内保持为例如填充了氮等惰性气体的氮气气氛 等非氧化性气氛。在室内搬运模具，进行加热、加压成形、冷却的各工序。 加热工序中，将模具加热至玻璃原材料软化而可通过加压成形的温度。加 压成形工序中，根据需要继续加热而使被加热了的玻璃原材料的温度不下 降的同时进行加压，成形为规定尺寸的制品。冷却工序中，冷却成形品至 成形品的品质稳定的适当温度。本发明在这些加热、加压成形、冷却的至 少任一项工序中实施。图l表示本发明的实施例，示出上述的加热工序或加压成形工序中的加热方法的例子。(A)为纵截面图，(B)为加热块的平面图。模具5由筒状的主体模53、嵌入该主体模53内的下模52和可在主体模53 内部滑动的上模51构成。上模51的下表面和下模52的上表面为成形面，在 其间配置原材料6，加压，成形光学元件。在主体模53的外周形成有法兰盘 56。在主体模53的下端形成有向内侧突出的契合部57，通过形成于下模52 的下端的沟部54和契合部57的契合，在主体模53被搬运工具10抬起时，保 持下模52不会滑落，与主体模53—起被抬起。(A)表示模具5被搬运工具10 抬起的状态。模具5在被夹持于分别与上模51和下模52的上表面和下表面接触的承 受它们并保持的上下的模具托架3、 3间的状态下，实施加热、加压成形和 冷却的工序。下模52的下表面中央和上模51的上表面中央分别形成凹部55。凹部55 与设于分别同模具5的上下相接的模具托架3的和模具托架3 —体的凸部31 嵌合。这些相互嵌合的凹部55和凸部31形成模具5和模具托架3的契合部30。 凸部31具有直径自前端向基端侧变大的圆锥状的引导面39，上模51和下模 52由该引导面39引导而嵌合于凸部31，使得即使在模具5搬运时产生错位， 凹部55也可靠地嵌合于凸部31。此外，在凹部55也形成与凸部31相同斜率 的圆锥状引导面59。由此，上模51和下模52与模具托架3轴心吻合地准确定 位。此外，通过凸部31嵌合于凹部55且各自的引导面39、 59相互接触，将 来自热源2的热量通过引导面39、 59传递至上模51和下模52的内部。另外， 圆锥状引导面可以仅形成于凸部31或凹部55的任一方。在上下的模具托架3的上侧和下侧配置有圆柱状的加热块4，在各加热 块4的中央，如图1(B)所示，配置有截面呈圆形的筒式加热器形成的加热用 热源2。该情况下，热源2相对于圆柱状的加热块4的中心轴呈轴对称的同时， 热源2的中心轴和模具5的中心轴实质上一致。该实施例中，来自热源2的热量通过一体形成有凸部31的模具托架3传 递至模具5，在模具5形成轴对称的温度分布。即，该例子中，模具托架3和 与其一体的凸部31构成本发明的传热构件。图2表示使用图1的热源2时的模具托架3的温度分布。接受热源2的热量的模具托架3具有与模具5的中心轴同轴的轴对称或非常接近轴对称的温度分布。因此，原材料6相对于通过模具5成形的成形品的中心轴轴对称地被加热。此外，接近热源2的位置的中心部的温度高，温度向外周逐渐下降。例如成形凸透镜的情况下，透镜的中央部厚而端部薄，因此通过采用这样中心部形成高温的加热方法，原材料6内的温度差小，以均匀的状态被加热。 图3表示本发明的加热时的不同的实施例。(A)为纵截面图，(B)为加热 块的平面图。模具5、模具托架3和圆柱状的加热块4的结构与图1相同。如(B)所示， 以同心圆状设有2个由圆环状的加热器形成的加热用热源21。该情况下，热 源21也相对于模具5的中心轴呈轴对称。另外，通常在模具5的上下两侧具 备同样的加热装置，但图3中略去了上侧的模具托架3的热源21的图示。对 于以下说明的表示实施例的图，也同样略去上侧的热源。图4表示使用图3的热源21时的模具托架3的温度分布。接受热源2的热 量的模具托架3具有与模具5的中心轴同轴的轴对称或非常接近轴对称的温 度分布。因此，原材料6相对于通过模具5成形的成形品的中心轴轴对称地 被加热。该例子中，配置有热源21的位置的温度高，中央的温度稍低。基 于热源21的大小和配置的温度分布可以根据透镜的形状和特性适当设定。 模具5的尺寸大而仅通过如图1所示在中央配置热源2难以加热模具5整体的 情况下，较好是使用这样的热源21。图5表示本发明的加热时的另一不同的实施例。(A)为纵截面图，(B) 为加热块的平面图。模具5和模具托架3的结构与图1相同。在具有空洞的圆筒状加热块4a内的中央设有截面为圆形的筒式加热器 形成的加热用热源22的同时，在热源22的周围设有加热用辅助热源23。辅 助热源23例如由卤素灯和反射板构成，相对于中央的热源22设置于对称位 置。该情况下，如(B)所示，呈现热源整体相对于中心轴为点对称的同时， 相对于以点划线表示的辅助热源23的中心轴呈线对称或面对称的结构。因 此，原材料6相对于通过模具5成形的成形品的中心点、中心线或中心面(中 心线通过的面)对称地被加热。图6表示本发明的加热时的另一不同的实施例。(A)为纵截面图，(B)为加热块的平面图。模具5、模具托架3和圆柱状的加热块4的结构与图1相 同。在中央的加热用热源22的周围以放射状配置棒状的筒式加热器形成的 加热用辅助热源24。该情况下，如(B)所示，也呈现热源整体相对于中心轴 为点对称的同时，相对于以点划线表示的辅助热源24的中心轴呈线对称或 面对称的结构。图7表示本发明的另一不同的实施例，示出冷却工序时的冷却方法。(A) 为纵截面图，(B)为加热块的平面图。模具5和模具托架3的结构与图1相同。通常，成形品的冷却中，经过玻璃化温度时，如果根据成形品内的位 置的不同而产生温度差，则无法获得品质均一的光学元件，因此必须在使 成形品内的温度差达到最低限度的同时进行冷却。例如，成形品为凸透镜 的情况下，中央部厚而端部薄，因此如果整体以相同的条件进行冷却，则 端部先冷却。因此，以下的方法是有效的如图7(A)所示，在具有空洞的 圆筒状的加热块4a内的中央设置由冷却管形成的冷却用热源7，其周围设置 与图5的实施例中使用的辅助热源23同样的加热用辅助热源25，对成形品8 的端部保温的同时实施整体冷却。即，通过将成形品8的中央部的厚的部分 强力冷却而端部的薄的部分慢慢冷却，成形品8整体以均一温度被冷却。冷 却用热源7的冷却可以在冷却管中通过冷媒来进行。该情况下，如(B)所示， 呈现热源整体相对于中心轴为点对称的同时，相对于以点划线表示的辅助 热源25的中心轴呈线对称或面对称的结构。图8表示本发明的冷却时的另一不同的实施例。(A)为纵截面图，(B) 为加热块的平面图。模具5、模具托架3和圆柱状的加热块4的结构与图1相 同。在圆柱状加热块4内的中央设置冷却用热源7，在其周围交替地呈放射 状配置冷却用辅助热源71和加热用辅助热源26。该情况下，也与图7同样， 为了将成形品8的中央部强力冷却而慢慢冷却端部，使用加热用辅助热源 26。为了不加热成形品8的中央部，加热用辅助热源26配置在稍稍偏离中央 的位置。模具5的尺寸大而仅通过如图7所示配置于中央的冷却用热源7难以 迅速冷却的情况下，该方法是理想的。该情况下，如(B)所示，也呈现热源整体相对于中心轴为点对称的同时，相对于以点划线表示的辅助热源26、 冷却用辅助热源71的中心轴呈线对称或面对称的结构。图9和图10为表示本发明的另一不同的实施例的纵截面图，示出模具托 架和模具5的契合部的形状不同的例子。图9为形成于上模51和下模52的具有圆锥状的引导面的凹部55a不同的 实施例，(A)为纵截面图，(B)为下模52的底面图。如(B)所示，凹部55a相 对于中心轴呈轴对称，以同心的圆环状设置多处(本例子中为2处)。形成于 模具托架3a的凸部32也同样。由此，在例如模具5的上下方向的尺寸小的情 况下，也可以充分确保模具5和模具托架3a的接触面积。该例子的情况下，也与所述的图1 图8的例子同样，模具托架3以及与 其一体的凸部32构成传热构件。图10中，在模具托架3b上形成有具有引导模具5的圆锥状引导面的凹部 33。模具5的上模51和下模52的中央部厚，端部薄，整体形成为凸状，从而 契合于凹部33。由此，玻璃原材料6的端部越接近模具托架，则越被强力地 加热或冷却。温度分布根据圆锥的倾斜和深度的不同而变化。在成形像凹 透镜那样端部比中央部厚的光学元件的情况下，是特别有效的。该例子的情况下，模具托架3b构成传热构件。图11和图12为表示本发明的另一不同的实施例的纵截面图，示出模具 托架和模具5的契合部的形状不同的另一例子。所有的例子都是模具5的凹部55b、 55c和模具托架3c、 3d的凸部34、 35 的引导面呈曲面的情况。图ll的情况下，自原材料6的中央，横向的广阔范 围被强力地加热或冷却。图12的情况下，仅原材料6的中央的狭小范围被强 力地加热或冷却，周边部被慢慢地加热或冷却。通过根据所成形的光学元 件的形状改变曲率，可以获得所需的传热状态。该例子的情况下，也与所述的图1 图8的例子同样，模具托架3c、 3d 以及与其一体的凸部34、 35构成传热构件。图13为表示本发明的另一不同的实施例的纵截面图，模具托架和模具 间安装作为中间构件的传热块，该传热块和模具一体化。独立于模具托架12设置的传热块中，在基端侧形成加热器或冷却管等热源20的前端部插入的契合部92，前端侧的凸部91嵌合于凹部55，该凹部 55形成于上模51和下模52。该传热块9以嵌合于模具5的状态一体化，搬运 模具5时与模具5—起搬运。传热块9的材质采用例如铜等热导率高的材料，与由超硬合金等制成的 模具5的材质不同，因此两构件间的热膨胀率不同。因此，由于加热或冷却 时的热收缩而产生尺寸差，传热块9可能会在上下方向错位。为了在该情况 下也使热源20的前端准确地契合于传热块9，在热源20侧设置弹簧11。图13的情况下，传热块9的凸部91嵌入上模51和下模52的中央部，因此 原材料6的中央部被强力地加热或冷却。通过调整传热块9的厚度和圆锥角 度，可以适应于模具5内所成形的光学元件的中央部和端部的厚度差，获得 适当的加热或冷却状态。该例子的情况下，独立于模具托架12形成的传热块9构成传热构件。图14表示图13中所用的传热块9的例子，(A)为主视图，(B)为平面图。为了在由于传热块9和模具5的热膨胀率之差而产生尺寸差时也可以保 持模具5和传热块9以正确的位置嵌合的状态，在传热块9上呈放射状形成多 条狭缝93。由此，吸收尺寸差，传热块9的凸部91适合于模具5的凹部55的 尺寸，以正确的位置嵌合。使用这样的传热块9的情况下，可以省去图13的 设于热源20的弹簧11。图15为表示本发明的另一不同的实施例的纵截面图，是传热块9a和模 具5—体化的例子，传热块的圆锥的倾斜方向与图13的例子相反。该情况下，原材料6的端部比中央部更接近传热块9a，因此被强力地加 热或冷却。通过这样改变传热块的形状或材质而调整模具的基于位置的传 热状态，可以使其适应于各种形状的光学元件的成形。该例子的情况下，也与图13的例子同样，传热块9a构成权利要求所述 的传热构件。图16为表示本发明的另一不同的实施例的纵截面图，传热块9b和模具5 一体化。(A)表示传热块9b，在中心部设有分别插入加热用热源2和冷却用热源7 的前端部的通孔94、 95。此外，在外周侧面的一部分形成缺口部96。该缺口部96形成模具5和传热块9b间的非接触部，通过其尺寸和位置来调整传热块9b和模具5的接触面积和温度分布。(B) 表示加热时的状态。加热用热源2从模具5的模具托架12的下方向传 热块9b的下部通孔94插入，进行加热。由此，模具5介以传热块9b的侧面被 加热。(C) 表示冷却时的状态。冷却用热源7从模具托架12的下方插入，贯通 传热块9b的下部通孔94和上部通孔95，插入至设于下模52的凹部58。由此， 冷却用热源7在非常接近模具5内的成形品8的位置接触，成形品8的中央部 被集中冷却。另外，模具5整体介以传热块9b的侧面被慢慢地冷却，成形品 8的端部随之被冷却。为了应对模具5和传热块9b的热膨胀率不同而产生的尺寸差，使加热用 热源2、冷却用热源7的前端准确地契合于规定位置，在这些热源侧设置弹 簧ll。通过使所述传热块9b和模具5—体化并在中央设置通孔来进行加热和 冷却工序，可以容易地在加热时自原材料6的周边加热，冷却时对成形品8 的中央部集中冷却。通过改变传热块的形状，也可以采用与之相反的加热 和冷却方法。(C)的情况下，冷却用热源7直接与模具接触，因此冷却用热源7本身与 传热块9b—起构成传热构件。产业上利用的可能性本发明可以用于具有加热、成形、冷却的各工序的成形制品的成形。另外，在这里引用2005年11月14日提出申请的日本专利申请2005-328 579号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的 揭示。
权利要求
1. 光学元件的成形方法，它是对于由上模、下模和主体模形成的模具实施加热、加压成形和冷却的各工序的光学元件的成形方法，其特征在于，在所述加热、加压成形和冷却的至少任一项工序中，使具有大致对称的温度分布的传热构件和所述模具接触，将所述模具加热或冷却。
2. 如权利要求l所述的光学元件的成形方法，其特征在于，所述温度分布为轴对称，对称的中心轴与通过所述模具成形的光学元件的光轴大体一致。
3. 如权利要求l所述的光学元件的成形方法，其特征在于，所述温度 分布为点对称，对称的中心点与通过所述模具成形的光学元件的光轴上的 点大体一致。
4. 如权利要求l所述的光学元件的成形方法，其特征在于，所述温度 分布为线对称，对称的中心线与通过所述模具成形的光学元件的中心线大 体一致。
5. 如权利要求l所述的光学元件的成形方法，其特征在于，所述温度 分布为面对称，对称的中心面与通过所述模具成形的光学元件的中心面大 体一致。
6. 如权利要求1 5中的任一项所述的光学元件的成形方法，其特征在 于，所述模具和所述传热构件之间，将由相互契合的凸部和凹部形成的契 合部的一方形成于所述模具，将另一方形成于所述传热构件，通过该契合 部结合，于所述契合部的凸部和凹部的至少一方形成圆锥状的引导面，使 所述契合部沿该引导面契合来进行定位。
7. 如权利要求6所述的光学元件的成形方法，其特征在于，在所述凸 部和凹部形成有相同斜率的圆锥状引导面，在该引导面相互面接触的状态 下进行嵌合。
8. 用于实施权利要求1 7中的任一项所述的光学元件的成形方法的成 形装置，其特征在于，具有用于加热或冷却模具的热源，通过来自该热源 的热量在所述模具形成大致对称的温度分布。
9. 如权利要求8所述的光学元件的成形装置，其特征在于，具有将来 自热源的热量传递至所述模具的传热构件。
10. 如权利要求9所述的光学元件的成形装置，其特征在于，所述传热 构件由所述热源自身构成。
11. 如权利要求9所述的光学元件的成形装置，其特征在于，所述传热 构件由模具托架构成，在所述模具和模具托架的一方一体地设有凸部，在 另一方形成有与该凸部嵌合的凹部。
12. 如权利要求9所述的光学元件的成形装置，其特征在于，所述传热 构件由安装于所述热源和模具托架间且独立于所述热源和模具托架设置的 传热块构成，所述模具和所述传热块以相互轴芯吻合的状态结合。
13. 如权利要求11或12所述的光学元件的成形装置，其特征在于，在 所述传热构件的中央设有可让所述热源穿过的通孔。
全文摘要
本发明提供能够以适应于所成形的光学元件的形状或光学性能的对称的温度分布对模具内的原材料进行加热或冷却的光学元件的成形方法及成形装置。对于由上模、下模和主体模形成的模具实施加热、加压成形和冷却的各工序的光学元件的成形方法中，在加热、加压成形和冷却的至少任一项工序中，使具有大致对称的温度分布的模具托架(传热构件)和模具接触，将模具加热或冷却。
文档编号G02B3/00GK101304953SQ200680042094
公开日2008年11月12日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月14日
发明者上冈利人, 田中信嗣 申请人:旭硝子株式会社