JP2000264652A - Apparatus for molding optical element and molding - Google Patents

Apparatus for molding optical element and molding

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JP2000264652A
JP2000264652A JP11076807A JP7680799A JP2000264652A JP 2000264652 A JP2000264652 A JP 2000264652A JP 11076807 A JP11076807 A JP 11076807A JP 7680799 A JP7680799 A JP 7680799A JP 2000264652 A JP2000264652 A JP 2000264652A
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JP
Japan
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mold
stopper
optical element
movable
movable mold
Prior art date
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Withdrawn
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JP11076807A
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Japanese (ja)
Inventor
Koki Iwazawa
広喜 岩沢
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/16Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mold an optical element good in wall thickness accuracy and shape accuracy. SOLUTION: This apparatus for molding an optical element is equipped with a mold driving means 22 for driving a movable mold 5 through a pressing shaft 12 so as to press the heated and softened optical element interposed between a fixed mold 2 and the movable mold 5, a stopper 29 capable of stopping the movable mold 5 driven with the mold driving means 22 at a position reaching a wall thickness in a prescribed ratio based on the final wall thickness of the optical element and arranged at a position adjacent to the movable mold 5, a position detecting means 38 for measuring the stopping position of the movable mold 5 stopped with the stopper 29, a stopper driving means 34 capable of changing the position of the stopper 29 from a position for stopping the movable mold 5 to a position for making the movable mold 5 movable and regulating the stopping position of the movable mold 5 from an output of the position detecting means 38 and a controller 36 for controlling the stopper driving means 34 and the mold driving means 22 in the apparatus for molding the optical element provided with the fixed mold 2 having a heater 1A arranged therein and the movable mold 5 opposite to the fixed mold 2 and having a heater 1B installed therein.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の成形装
置および成形方法に係わり、詳しくは光学素子の成形精
度を確保する手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding apparatus and a molding method for an optical element, and more particularly to a means for ensuring the molding accuracy of an optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学素子の成形精度を確保する手段に関
しては、「ガラス成形機の制御装置」として特開平7−
172850号公報所載の技術(従来技術1)が開示さ
れている。この従来技術1では、サーボモータにより駆
動軸を回転し、移動型を固定型に押圧することによっ
て、加熱軟化状態にある硝材を任意の形状に成形するガ
ラス成形機の制御装置において、金型の移動位置と速
度、押付力、温度などを設定する表示操作部と、表示操
作部の設定データを利用してサーボモータの動作や温度
指令値を順次生成していく成形動作のプログラムを記憶
するプログラム記憶部と、金型を加熱冷却する温度制御
部と、サーボモータの動作を制御するサーボ制御部と、
金型に加わる押付力を検出する押付力検出部と、金型の
位置を検出する位置検出部と、金型の加熱温度を検出す
る温度検出部と、前記プログラム記憶部のプログラムに
従って表示操作部で設定されたガラス成形用の動作を順
次生成していくプログラム実行部とを有している。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Laid-Open Publication No.
The technology (prior art 1) described in Japanese Patent Publication No. 172850 is disclosed. In the prior art 1, a control device of a glass forming machine that forms a glass material in a heated and softened state into an arbitrary shape by rotating a drive shaft by a servomotor and pressing a movable mold against a fixed mold is used. A display and operation unit for setting the movement position and speed, pressing force, temperature, etc., and a program for storing a servo operation program and a molding operation program for sequentially generating temperature command values using the setting data of the display and operation unit A storage unit, a temperature control unit that heats and cools the mold, a servo control unit that controls the operation of the servo motor,
A pressing force detecting unit that detects a pressing force applied to a mold, a position detecting unit that detects a position of the mold, a temperature detecting unit that detects a heating temperature of the mold, and a display operation unit according to a program in the program storage unit. And a program execution unit for sequentially generating the glass forming operation set in the step (1).

【0003】プログラム実行部からの指令に応じて前記
温度制御部で金型を加熱するとともにサーボ制御部でサ
ーボモータの制御を行い、プログラム実行部から金型に
印加する押付力、押付速度及び移動限などの押付指令デ
ータとともに押付力制御が指令された場合、サーボ制御
部では、前記押付力指令値と押付力検出部からのフィー
ドバック値との差異を求め、この値に基づいて金型の移
動速度を演算し、前記押付速度と移動限指令値の条件下
でサーボモータで金型を駆動することにより、クローズ
ドループ式の押付力制御モードで硝材に印加する押付力
を指令された押付力に保持し、押付力制御モードに入っ
たのち指定された時間経過後、又は、指定された移動限
まで達したことを検知後、もしくは外部からの信号によ
り押付力制御モードを解除し、位置検出部からのフィー
ドバック信号によるクローズドループ式の位置制御モー
ドに切換えることによって、表示操作部の成形パターン
で指定された動作を実現するようになっている。
[0003] In response to a command from the program execution unit, the temperature control unit heats the mold and controls the servo motor by the servo control unit. The pressing force, the pressing speed, and the movement applied to the mold from the program execution unit. When the pressing force control is commanded together with the pressing command data such as the pressing limit, the servo control unit calculates the difference between the pressing force command value and the feedback value from the pressing force detecting unit, and moves the mold based on this value. By calculating the speed and driving the mold with a servomotor under the conditions of the pressing speed and the movement limit command value, the pressing force applied to the glass material in the closed loop type pressing force control mode is reduced to the specified pressing force. Hold and enter the pressing force control mode, after a specified time has elapsed, or after detecting that the specified movement limit has been reached, or by a signal from the outside, It was released by switching to position control mode of closed loop type by the feedback signal from the position detection unit, so as to implement the operation specified in the molding pattern of the display operation unit.

【0004】また、「光学素子の成形方法と装置」とし
て、特許第2520522号(平成8年5月17日登
録)に開示された技術(従来技術2)がある。この従来
技術2の光学素子の成形装置では、上型と下型とからな
る金型間に、所定温度に加熱した光学素材を搬入して押
圧成形後、光学素子の肉厚よりも厚肉の状態において停
止手段により金型の押圧動作を停止し、上記光学素材が
所定の温度に冷却固化するのに伴って、前記停止手段を
解除して光学素材の収縮に連動して再び光学素材を加圧
する成形装置において、金型の変位を計測するセンサ
と、金型の押圧動作を停止させる停止装置と、停止装置
を駆動させる手段と、センサからの入力を感知し予め規
定した時間後に停止装置を駆動させる遅延手段とを有し
ている。
[0004] As a "method and apparatus for molding an optical element", there is a technique (prior art 2) disclosed in Japanese Patent No. 2520522 (registered May 17, 1996). In the optical element molding apparatus of the prior art 2, an optical material heated to a predetermined temperature is carried in between a mold composed of an upper mold and a lower mold, and after press molding, the optical material is thicker than the optical element. In the state, the pressing operation of the mold is stopped by the stopping means, and as the optical material cools and solidifies to a predetermined temperature, the stopping means is released and the optical material is added again in conjunction with the contraction of the optical material. In the molding apparatus for pressing, a sensor for measuring the displacement of the mold, a stop device for stopping the pressing operation of the mold, a means for driving the stop device, and a stop device after a predetermined period of time by sensing an input from the sensor. Delay means for driving.

【0005】上記成形装置を用いての成形方法では、金
型の変位を計測するセンサからの入力を感知した後、金
型が再び光学素材を加圧するまでの遅延時間を光学素子
の中肉精度規格値を満たす時間よりも遅くし、光学素子
の形状精度規格値を満たす時間よりも速くしている。
[0005] In the molding method using the molding apparatus, after detecting an input from a sensor for measuring the displacement of the mold, the delay time until the mold presses the optical material again is determined by the accuracy of the thickness of the optical element. The time is shorter than the time for satisfying the standard value, and is faster than the time for satisfying the standard value of the shape accuracy of the optical element.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術にはつぎのような問題点があった。すなわち、従来技
術1では、ガラス成形機のサーボモータの制御方法にお
いて、予め加熱軟化した光学素材を荷重制御(押付力制
御)しようとする場合、成形時の移動型の位置決め精度
が光学素子の肉厚や形状精度に大きく影響する。しか
し、従来技術1のガラス成形機では、サーボモータの位
置検出器からの出力信号をフィードバックしているの
で、サーボモータの位置制御系が持つ誤差に加え、ボー
ルネジその他の構成部品の熱膨張などの誤差により、位
置精度のバラツキは大きい。さらにサーボモータでプレ
ス軸(駆動軸)を高速で位置決めした場合、位置決め時
の過渡応答により、光学素材を押圧した瞬間に押圧力
(押付力)が変動し、成形された光学素子の表面にうね
りが発生する。また、荷重制御(押付力制御)で成形し
ようとした場合、予め加熱軟化した光学素材は弾性体で
あるため、押圧力は短時間で変化し、押付力検出部から
の出力信号に対する溜まりパルスが収束せずに、成形初
期段階に断続的な押圧力(押付力)のバラツキが生じ、
成形された光学素子の表面にうねりが発生する。
However, the above prior art has the following problems. That is, in the prior art 1, in the control method of the servo motor of the glass forming machine, when load control (pressing force control) is performed on the optical material that has been softened in advance by heating, the positioning accuracy of the movable mold at the time of forming is reduced by the thickness of the optical element. It greatly affects thickness and shape accuracy. However, in the glass forming machine of the prior art 1, since the output signal from the position detector of the servomotor is fed back, in addition to the error of the position control system of the servomotor, the thermal expansion of the ball screw and other components is caused. Variations in position accuracy are large due to errors. Furthermore, when the press shaft (drive shaft) is positioned at a high speed by a servomotor, the pressing force (pressing force) fluctuates the moment the optical material is pressed due to the transient response during positioning, and undulates on the surface of the molded optical element. Occurs. In addition, when an attempt is made to perform molding by load control (pressing force control), the pressing force changes in a short time because the optical material that has been softened by heating in advance is an elastic body, and the accumulated pulse corresponding to the output signal from the pressing force detecting unit is generated. Without converging, intermittent variations in pressing force (pressing force) occur in the initial stage of molding,
Undulation occurs on the surface of the molded optical element.

【0007】また、従来技術2では、光学素子の成形装
置において、長い保持軸(主軸)の下部に停止手段が配
設されているので、下型の停止位置は保持軸(主軸)の
熱膨張により大きくばらつき、成形された光学素子の肉
厚精度を確保することができなかった。また、装置構成
部材が大型で、駆動する駆動手段も大型になるため、荷
重制御分解能が大きくなり、微小荷重制御ができなかっ
たので、成形された光学素子の内部に残留応力が発生
し、形状精度の確保は困難であった。
In the prior art 2, since the stopping means is provided below the long holding shaft (spindle) in the optical element molding apparatus, the stop position of the lower die is the thermal expansion of the holding shaft (spindle). And the thickness accuracy of the molded optical element could not be ensured. In addition, since the component members of the apparatus are large and the driving means for driving are also large, the load control resolution is large, and fine load control cannot be performed, so residual stress is generated inside the molded optical element, and the shape is reduced. It was difficult to ensure accuracy.

【0008】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、請求項1または2に係る発明の課題は、肉厚
精度および形状精度の良い光学素子を成形することがで
きる光学素子の成形装置を提供することである。 請求
項3、4または5に係る発明の課題は、上記成形装置を
用いた光学素子の成形方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the invention according to claim 1 or 2 is to provide an optical element capable of molding an optical element having good wall thickness accuracy and shape accuracy. It is to provide a molding device. It is an object of the invention according to claims 3, 4 or 5 to provide a method for molding an optical element using the molding apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1または2に係る
発明は、ヒータを配設した固定型と、該固定型に対向し
ヒータを配設した移動型とを有する光学素子の成形装置
において、前記固定型と前記移動型との間に介在し加熱
軟化した光学素材を押圧するようにプレス軸を介して前
記移動型を駆動する型駆動手段と、該型駆動手段で駆動
した前記移動型を光学素子の最終肉厚に対して所定の割
合の肉厚に達した位置で停止させるストッパと、該スト
ッパにより停止した前記移動型の停止位置を測定する位
置検出手段と、前記移動型を停止させる位置と移動可能
にする位置とに前記ストッパの位置を変更できるととも
に前記位置検出手段の出力から前記移動型の停止位置が
調整可能なストッパ駆動手段と、該ストッパ駆動手段お
よび前記型駆動手段を制御するコントローラとを備え
た。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical element molding apparatus having a fixed type provided with a heater and a movable type provided with a heater opposed to the fixed type. Mold driving means for driving the movable mold via a press shaft so as to press the heat-softened optical material interposed between the fixed mold and the movable mold, and the movable mold driven by the mold driving means To stop at a position where the thickness of the optical element reaches a predetermined thickness with respect to the final thickness of the optical element, position detecting means for measuring the stop position of the movable mold stopped by the stopper, and stopping the movable mold A stopper driving means capable of changing a position of the stopper between a position to be moved and a position to be movable and adjusting a stop position of the movable die from an output of the position detecting means; And a controller for controlling the.

【0010】請求項3、4または5に係る発明は、光学
素子の成形方法において、固定型と移動型との間にガラ
ス転移点温度以上に加熱軟化した光学素材を配置する工
程と、型駆動手段を駆動して前記移動型で前記光学素材
を押圧するとともに光学素子の最終肉厚に対して所定の
割合の肉厚に達する位置で前記移動型を停止させる工程
と、前記移動型が停止した位置を位置検出手段で測定す
る工程と、位置検出手段で測定された停止位置と光学素
子の最終肉厚が得られる条件となる前記移動型の停止指
令位置とから前記停止位置の補正量を得る工程と、前記
移動型の停止位置で光学素材の温度がガラス転移点温度
に近づいた後に型駆動手段を駆動して前記光学素材を光
学素子の最終肉厚まで押圧成形する工程とを有する。
According to a third or fourth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an optical element, comprising the steps of: disposing an optical material heated and softened to a temperature equal to or higher than the glass transition point between a fixed mold and a movable mold; Driving the means to press the optical material with the movable mold and stopping the movable mold at a position where the thickness of the optical element reaches a predetermined ratio with respect to the final thickness of the optical element; and the movable mold is stopped. A step of measuring the position by the position detecting means; and obtaining the correction amount of the stop position from the stop position measured by the position detecting means and the stop command position of the movable type which is a condition for obtaining the final thickness of the optical element. And a step of driving the mold driving means after the temperature of the optical material approaches the glass transition temperature at the stop position of the movable mold to press-mold the optical material to the final thickness of the optical element.

【0011】請求項1または2に係る発明の光学素子の
成形装置では、型駆動手段により固定型と移動型との間
に介在する加熱軟化した光学素材を押圧しつつ光学素子
の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達する位置でス
トッパにより移動型を停止させ、位置検出手段により移
動型の停止位置を測定し、ストッパ駆動手段を制御する
コントローラにより位置検出手段で測定された停止位置
と光学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動型の停
止指令位置とから前記停止位置の補正量を得て、ストッ
パ駆動手段によりストッパ位置を補正して光学素材の押
圧を続行し、光学素材の温度がガラス転移点温度に近づ
いた後に、ストッパを解除して型駆動手段を制御するコ
ントローラの指令により型駆動手段を駆動し、光学素材
を光学素子の最終肉厚まで押圧成形する。
In the optical element molding apparatus according to the first or second aspect of the invention, the final thickness of the optical element is reduced while pressing the heat-softened optical material interposed between the fixed mold and the movable mold by the mold driving means. On the other hand, the movable die is stopped by the stopper at a position where the thickness reaches a predetermined ratio, the stop position of the movable die is measured by the position detecting means, and the stop position measured by the position detecting means by the controller controlling the stopper driving means. And obtaining a correction amount of the stop position from a movable stop command position that is a condition for obtaining a final thickness of the optical element, correcting the stopper position by stopper driving means to continue pressing the optical material, and After the temperature of the material approaches the glass transition temperature, the stopper is released and the mold driving means is driven by a command of a controller for controlling the mold driving means, so that the optical material is moved to the final optical element. Up to a thickness to press molding.

【0012】請求項2に係る発明の光学素子の成形装置
では、上記作用に加え、型駆動手段はサーボモータであ
り、コントローラはサーボモータを所定のトルクで制御
するものであることにより、光学素材を光学素子の最終
肉厚まで押圧成形する過程で、光学素材を押圧する押圧
力が成形過程に応じた値になるように所定のトルクでサ
ーボモータを制御する。
In the optical element molding apparatus according to the second aspect of the present invention, in addition to the above operation, the mold driving means is a servomotor, and the controller controls the servomotor with a predetermined torque. In the process of press-molding the optical material to the final thickness of the optical element, the servomotor is controlled with a predetermined torque so that the pressing force for pressing the optical material has a value corresponding to the molding process.

【0013】請求項3、4、または5に係る発明の光学
素子の成形方法では、固定型と移動型との間にガラス転
移点温度以上に加熱軟化した光学素材を配置し、型駆動
手段を駆動して移動型で光学素材を押圧するとともに光
学素子の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達する位
置で前記移動型を停止させ、移動型が停止した位置を位
置検出手段で測定し、位置検出手段で測定された停止位
置と光学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動型の
停止指令位置とから停止位置の補正量を得、移動型の停
止位置で光学素材の温度がガラス転移点温度に近づいた
後に型駆動手段を駆動して光学素材を光学素子の最終肉
厚まで押圧成形する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for forming an optical element, wherein an optical material heated and softened to a temperature equal to or higher than a glass transition point is disposed between a fixed mold and a movable mold, and the mold driving means is provided. The movable mold is driven to press the optical material with the movable mold, and the movable mold is stopped at a position where the thickness of the optical element reaches a predetermined thickness with respect to the final thickness of the optical element, and the position where the movable mold is stopped is measured by the position detecting means. Then, a correction amount of the stop position is obtained from the stop position measured by the position detection means and the movable stop command position that is a condition for obtaining the final thickness of the optical element, and the temperature of the optical material at the movable stop position is obtained. After the temperature approaches the glass transition temperature, the mold driving means is driven to press-mold the optical material to the final thickness of the optical element.

【0014】請求項4または5に係る発明の光学素子の
成形方法では、上記作用に加え、型駆動手段はサーボモ
ータであり、該サーボモータは型駆動手段を制御するコ
ントローラによって所定のトルクで制御されるものであ
ることにより、光学素材を光学素子の最終肉厚まで押圧
成形する過程で、光学素材を押圧する押圧力が成形過程
に応じた値になるように所定のトルクでサーボモータを
制御しながら押圧成形する。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above operation, the mold driving means is a servomotor, and the servomotor is controlled at a predetermined torque by a controller for controlling the mold driving means. In the process of pressing and molding the optical material to the final thickness of the optical element, the servo motor is controlled with a predetermined torque so that the pressing force for pressing the optical material has a value corresponding to the molding process. Press molding while pressing.

【0015】請求項5に係る発明の光学素子の成形方法
では、上記作用に加え、停止位置の補正量が停止指令位
置の許容誤差範囲外になったときに、移動型の停止位置
の位置補正を行う工程を有することにより、移動型の停
止位置の補正量が停止指令位置の許容誤差範囲内になる
ようにストッパの位置を変更する。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the above operation, when the correction amount of the stop position is out of the allowable error range of the stop command position, the position of the movable stop position is corrected. The position of the stopper is changed so that the correction amount of the movable stop position is within the allowable error range of the stop command position.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態におけ
る押圧力としてのプレス荷重と経過時間との関係を示す
図表である。本発明では、図1において、ガラス転移点
温度以上に加熱軟化した光学素材を固定型と移動型との
間に挿入し、予め位置を設定したストッパ機構を駆動し
た後、プレス軸の型駆動手段により所定のトルク又は所
定の空気圧力でプレス軸を駆動し、経過時間T1 でスト
ッパにより移動型が停止するまでプレス荷重F1 で一定
の肉厚になるまで光学素材を押圧し、経過時間T2 まで
前記停止した押圧位置を保持する。ついで、光学素材が
ガラス転移点温度の近くまで冷却された後、ストッパを
解除し、光学素材の収縮速度に合わせて、プレス軸を前
記所定のトルクもしくはより高いトルクまたは前記所定
の空気圧力またはより高い空気圧力に設定して、経過時
間T3 より経過時間T4 までさらに一定のプレス荷重F
2 で押圧する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a table showing a relationship between a pressing load as a pressing force and an elapsed time according to an embodiment of the present invention. In the present invention, in FIG. 1, an optical material heated and softened to a temperature equal to or higher than the glass transition point is inserted between a fixed mold and a movable mold, and a stopper mechanism whose position is set in advance is driven. , The pressing shaft is driven with a predetermined torque or a predetermined air pressure, and the optical material is pressed with a press load F 1 until the movable die is stopped by the stopper at an elapsed time T 1 until a constant thickness is obtained. The stopped pressing position is held until 2 . Then, after the optical material is cooled to near the glass transition temperature, the stopper is released, and the press shaft is adjusted to the predetermined torque or higher torque or the predetermined air pressure or more in accordance with the contraction speed of the optical material. It is set to a high air pressure, further constant pressing load F until the elapsed time from elapsed time T 3 T 4
Press with 2 .

【0017】さらに、プレス荷重を段階的に減少させた
後、経過時間T5 でプレス軸を後退させ、移動型を離型
させる。ストッパ機構の設定位置は、ハウジングに設置
された位置検出手段により検出されて、設定位置がフィ
ードバックされ、設定位置に対して位置ズレが発生した
場合、コントローラで設定位置を補正し、常に一定の肉
厚での制御が可能である。以下具体的な実施の形態につ
いて説明する。
Furthermore, after reducing the press load stepwise, retract the press axis by the elapsed time T 5, thereby releasing the mobile. The set position of the stopper mechanism is detected by position detecting means installed in the housing, and the set position is fed back. If a position shift occurs with respect to the set position, the set position is corrected by the controller, and the fixed position is always maintained. Thickness control is possible. Hereinafter, specific embodiments will be described.

【0018】(実施の形態1)図2〜図5は実施の形態
1を示し、図2は光学素子の成形装置の構成図、図3は
成形前の初期状態の成形装置の概略構成図、図4はプレ
ス軸がストッパに当接して成形中の成形装置の概略構成
図、図5はストッパが後退した後の成形中の成形装置の
概略構成図である。
(Embodiment 1) FIGS. 2 to 5 show Embodiment 1, FIG. 2 is a configuration diagram of a molding device for an optical element, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a molding device in an initial state before molding, FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the molding device during molding by the press shaft contacting the stopper, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the molding device during molding after the stopper is retracted.

【0019】図2において、ヒータ1Aを埋設した固定
型2は、型保持具3Aによって成形室を形成するハウジ
ング4の天井面中央に取着されている。ハウジング4
は、上ベース板14に取着され、上ベース板14は支柱
15を介して下ベース板16に結合されている。また、
固定型2に対向して、ヒータ1Bを埋設した移動型5
は、型保持具3Bによりチルト調整手段であるチルト調
整ユニット6の上面に取着されている。チルト調整ユニ
ット6は、下面側の球面に沿って傾動自在に位置調整が
でき、かつ位置決め固定することができる。チルト調整
ユニット6はシフト調整手段であるシフト調整ユニット
7に取着されている。シフト調整ユニット7は、上面側
が球面となってチルト調整ユニット6を支持し、このチ
ルト調整ユニット6を水平な面で位置調整および位置決
め固定することができる。シフト調整ユニット7は移動
型ベース8に取着されている。移動型ベース8の両端は
ハウジング4の内壁に取着された高精度ガイドであるス
ライドガイド9に取着され、ハウジング4の内部で上下
動できるように構成されている。
In FIG. 2, a fixed mold 2 in which a heater 1A is embedded is attached to the center of a ceiling surface of a housing 4 forming a molding chamber by a mold holder 3A. Housing 4
Is attached to an upper base plate 14, and the upper base plate 14 is connected to a lower base plate 16 via a support 15. Also,
A movable mold 5 having a heater 1B embedded therein, opposite to the fixed mold 2.
Is attached to the upper surface of the tilt adjustment unit 6 which is a tilt adjustment means by a mold holder 3B. The tilt adjustment unit 6 can adjust the position so as to be tiltable along the spherical surface on the lower surface side, and can fix the position. The tilt adjustment unit 6 is attached to a shift adjustment unit 7 that is a shift adjustment unit. The shift adjustment unit 7 has a spherical upper surface to support the tilt adjustment unit 6, and the tilt adjustment unit 6 can be adjusted in position and fixed in position on a horizontal surface. The shift adjustment unit 7 is attached to the movable base 8. Both ends of the movable base 8 are attached to a slide guide 9 which is a high-precision guide attached to the inner wall of the housing 4, and is configured to be able to move up and down inside the housing 4.

【0020】移動型ベース8の下部には、ホルダ10が
取着され、ホルダ10には、プレス軸12の上端に取着
された先端が球状のフローティングジョイント11が回
動自在に連結されている。プレス軸12の中間には、ス
トッパフランジ13が固着され、ストッパフランジ13
の右端には、カムフォロア17が回転自在に取着されて
いる。プレス軸12はプレス軸支持ブロック18に取着
されており、プレス軸支持ブロック18はスライドガイ
ド26に取着され、スライドガイド26は支持部材であ
るイケール27の側面に上下動自在に取着されているの
で、プレス軸12は、スライドガイド26に案内されて
上下動することができる。
A holder 10 is attached to a lower portion of the movable base 8, and a floating joint 11 having a spherical tip attached to an upper end of a press shaft 12 is rotatably connected to the holder 10. . At the middle of the press shaft 12, a stopper flange 13 is fixed.
A cam follower 17 is rotatably attached to the right end of the cam follower. The press shaft 12 is attached to a press shaft support block 18. The press shaft support block 18 is attached to a slide guide 26, and the slide guide 26 is attached to a side surface of a scale 27 as a support member so as to be vertically movable. Therefore, the press shaft 12 can move up and down while being guided by the slide guide 26.

【0021】また、プレス軸支持ブロック18にはボー
ルネジ20が螺合し、ボールネジ20の上下両端は軸受
け部材であるサポートユニット19によってそれぞれ支
持されている。両方のサポートユニット19は支持部材
であるイケール28に取着されている。イケール27お
よびイケール28はそれぞれ、複数の支柱24により下
ベース16上に支持された駆動部ベース板23の上面に
取着されている。ボールネジ20の下端には、カップリ
ング21を介して型駆動手段としてのプレス用サーボモ
ータ22が連結されている。プレス用サーボモータ22
は、駆動部ベース板23の下面に取着され、ボールネジ
20を駆動することによってプレス軸12を上下方向に
駆動させる。プレス用サーボモータ22には、このプレ
ス用サーボモータ22をトルク制御するためのプレス用
SMドライバ25が接続され、プレス用SMドライバ2
5はコントローラ36に接続されている。
A ball screw 20 is screwed into the press shaft support block 18, and both upper and lower ends of the ball screw 20 are supported by support units 19 as bearing members. Both support units 19 are attached to a scale member 28, which is a support member. Each of the scales 27 and 28 is attached to the upper surface of the drive base plate 23 supported on the lower base 16 by the plurality of columns 24. A press servomotor 22 as a mold driving means is connected to a lower end of the ball screw 20 via a coupling 21. Servo motor for press 22
Is mounted on the lower surface of the drive base plate 23, and drives the ball screw 20 to drive the press shaft 12 in the vertical direction. A press SM driver 25 for controlling the torque of the press servo motor 22 is connected to the press servo motor 22.
5 is connected to the controller 36.

【0022】上ベース14の下面に摺動するようにスト
ッパ29が配設され、ストッパ29のテーパ面29aは
プレス軸12にストッパフランジ13を介して取着され
たカムフォロア17と係合し、テーパ面29aとカムフ
ォロア17との当接位置によって、プレス軸12の上下
方向の停止位置が変更できるように構成されている。ス
トッパ29はスライドガイド30に沿って左右方向に摺
動自在に構成され、ストッパ29には、ボールネジ31
が螺合している。ボールネジ31の両端は軸受け部材で
あるサポートユニット32によってそれぞれ支持されて
いる。スライドガイド30と両方のサポートユニット3
2とはストッパベース板37にそれぞれ取着され、スト
ッパベース板37は上ベース板14の下面に取着されて
いる。ボールネジ31の右端には、カップリング33を
介してストッパ駆動手段としてのストッパ用サーボモー
タ34が連結されている。
A stopper 29 is provided so as to slide on the lower surface of the upper base 14, and a tapered surface 29a of the stopper 29 engages with the cam follower 17 attached to the press shaft 12 via the stopper flange 13, thereby forming a taper. The vertical stop position of the press shaft 12 can be changed by the contact position between the surface 29a and the cam follower 17. The stopper 29 is configured to be slidable in the left-right direction along the slide guide 30.
Is screwed. Both ends of the ball screw 31 are respectively supported by support units 32 which are bearing members. Slide guide 30 and both support units 3
2 are attached to the stopper base plate 37, respectively, and the stopper base plate 37 is attached to the lower surface of the upper base plate 14. A stopper servomotor 34 as stopper driving means is connected to the right end of the ball screw 31 via a coupling 33.

【0023】ストッパ用サーボモータ34は、ストッパ
ベース板37の側面に取着され、ボールネジ31を回転
駆動することによってストッパ29を左右方向に駆動さ
せる。従って、ストッパ用サーボモータ34の駆動量
(回転量)によってストッパ29の移動量が変化し、こ
の移動量によってストッパ29のテーパ面29aとカム
フォロア17との当接位置が変わり、移動型5の上下方
向の位置が変化する。ストッパ用サーボモータ34に
は、ストッパ用SMドライバ35が接続され、ストッパ
用SMドライバ35はコントローラ36に接続されてい
る。ハウジング4の天井面から、位置検出手段としての
変位センサ38が垂設され、その先端はチルト調整ユニ
ット6の上面に当接し、基端はコントローラ36に接続
されている。これによって、移動型5の上下方向の位置
を測定し、そのデータをコントローラ36に伝送される
ようになっている。
The stopper servomotor 34 is attached to the side surface of the stopper base plate 37, and drives the stopper 29 in the left-right direction by rotating the ball screw 31. Therefore, the amount of movement of the stopper 29 changes according to the driving amount (rotation amount) of the stopper servomotor 34, and the contact position between the tapered surface 29 a of the stopper 29 and the cam follower 17 changes according to the amount of movement, and The position of the direction changes. The stopper SM driver 35 is connected to the stopper servo motor 34, and the stopper SM driver 35 is connected to the controller 36. A displacement sensor 38 as a position detecting means is vertically provided from the ceiling surface of the housing 4, and the tip thereof is in contact with the upper surface of the tilt adjustment unit 6, and the base end is connected to the controller 36. Thus, the vertical position of the mobile mold 5 is measured, and the data is transmitted to the controller 36.

【0024】つぎに、上記構成の成形装置を用いた光学
素子の成形方法について説明する。図3に示すように、
固定型2、移動型5はそれぞれに埋設されたヒータ1
A、ヒータ1Bにより、ガラス転移点以下の温度まで加
熱されている。移動型5はチルト調整ユニット6とシフ
ト調整ユニット7とにより、固定型2と同軸上に調整さ
れ、プレス用サーボモータ22で、成形待機位置に位置
決めされている。固定型2と移動型5との間には、図示
しない搬送装置により、加熱軟化した光学素材39が搬
入されている。ストッパ29は、ストッパ用サーボモー
タ34を駆動することにより、固定型2と移動型5との
成形面間に挟持される光学素材39が最終肉厚に対して
105〜110%の肉厚となるような設定位置に位置決
めされている。なお、110〜115%のときは、最終
的に押圧するときに、大きなトルクを必要とすることに
なる。
Next, a method for molding an optical element using the molding apparatus having the above configuration will be described. As shown in FIG.
The fixed mold 2 and the movable mold 5 each have a heater 1 embedded therein.
A, heater 1B heats to a temperature below the glass transition point. The movable die 5 is adjusted coaxially with the fixed die 2 by the tilt adjustment unit 6 and the shift adjustment unit 7, and is positioned at the molding standby position by the press servo motor 22. A heated and softened optical material 39 is carried in between the fixed mold 2 and the movable mold 5 by a transport device (not shown). The stopper 29 drives the stopper servo motor 34 so that the optical material 39 sandwiched between the molding surfaces of the fixed mold 2 and the movable mold 5 has a thickness of 105 to 110% of the final thickness. It is positioned at such a setting position. In the case of 110% to 115%, a large torque is required when finally pressed.

【0025】図4に示すように、プレス用サーボモータ
22をプレス用SMドライバ25にて設定したトルクで
回転駆動させ、プレス軸12をスライドガイド26に沿
って上昇させることにより、移動型5をスライドガイド
9に沿って上昇させる。プレス軸12にストッパフラン
ジ13を介して取着されたカムフォロア17が、ストッ
パ29に当接し、プレス軸12が停止することにより、
移動型5は光学素材39を押圧し、固定型2との間の距
離が一定の位置、すなわち、光学素材39がガラス転移
点よりも高い温度状態で固定型2と移動型5とで成形さ
れる光学素材39が最終肉厚に対して一定の割合となる
位置関係を保つ位置で停止する。この移動型5の停止位
置は、変位センサ38で検出され、この検出信号がコン
トローラ36に出力され、コントローラ36で指令位置
すなわち光学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動
型の望ましい停止指令位置との誤差を算出し、誤差が許
容範囲を越えた場合は、補正した位置に対応した信号を
ストッパ用SMドライバ35に出力し、再度ストッパ用
サーボモータ34を駆動してストッパ29の位置決めを
し直す。
As shown in FIG. 4, the press servomotor 22 is driven to rotate by the torque set by the press SM driver 25, and the press shaft 12 is raised along the slide guide 26. It is raised along the slide guide 9. When the cam follower 17 attached to the press shaft 12 via the stopper flange 13 contacts the stopper 29 and the press shaft 12 stops,
The movable mold 5 presses the optical material 39 and is formed by the fixed mold 2 and the movable mold 5 at a position where the distance between the movable mold 5 and the fixed mold 2 is constant, that is, at a temperature where the optical material 39 is higher than the glass transition point. The optical material 39 is stopped at a position where the optical material 39 maintains a positional relationship with a constant ratio with respect to the final thickness. The stop position of the movable mold 5 is detected by a displacement sensor 38, and a detection signal is output to a controller 36. The controller 36 determines the command position, that is, the desired stop command of the movable mold that is a condition for obtaining the final thickness of the optical element. An error from the position is calculated, and if the error exceeds an allowable range, a signal corresponding to the corrected position is output to the stopper SM driver 35, and the stopper servo motor 34 is driven again to position the stopper 29. Do it again.

【0026】図5に示すように、光学素材39の温度が
低下して、ガラス転移点温度に近くなったらストッパ用
サーボモータ34を駆動し、ボールネジ31を逆回転さ
せ、スライドガイド30に沿ってストッパ29を後退さ
せる。プレス軸12はストッパ29が後退することによ
り、プレス用サーボモータ22のトルク制御(前記設定
したトルク)により上昇可能となるが、移動型5と固定
型2との間に光学素材39を挟持していることにより、
光学素材39の温度が下がり収縮しても、常に一定のト
ルクで押圧し続ける。その後、経過時間に応じて、プレ
ス用サーボモータ22のトルク値を減少させることによ
りプレス荷重を減少させ、光学素材39の内部応力を緩
和する。その後、プレス用サーボモータ22を逆転駆動
し、プレス軸12を下降させることにより、移動型5を
成形待機位置へ後退させる。この後、図示しない搬送装
置により、成形された光学素子を取り出す。
As shown in FIG. 5, when the temperature of the optical material 39 decreases and approaches the glass transition point temperature, the servo motor 34 for stopper is driven, the ball screw 31 is rotated in the reverse direction, and along the slide guide 30. The stopper 29 is retracted. The press shaft 12 can be raised by the torque control (the set torque) of the press servomotor 22 by the retraction of the stopper 29, but the optical material 39 is sandwiched between the movable mold 5 and the fixed mold 2. By having
Even if the temperature of the optical material 39 decreases and contracts, the optical material 39 is always pressed with a constant torque. Thereafter, the press load is reduced by reducing the torque value of the press servo motor 22 according to the elapsed time, and the internal stress of the optical material 39 is relaxed. After that, the press servomotor 22 is driven to rotate in the reverse direction, and the press shaft 12 is lowered, whereby the movable die 5 is retracted to the molding standby position. Thereafter, the formed optical element is taken out by a transport device (not shown).

【0027】このように、光学素材39の押圧成形はト
ルク制御で、光学素子の最終肉厚になる前の移動型5の
位置決めはストッパ29で行うことにより、形状精度の
よい光学素子を得ることができる。また、光学素子を最
終肉厚にする移動型5の位置から近い位置にストッパ2
9を配設し、移動型5の停止位置を検出してこの停止位
置に補正量としてのズレがある場合にはストッパ29の
位置を補正する。すなわち、ストッパ用サーボモータ3
4によりストッパ29の位置を制御し、ストッパ29の
テーパ面29aとカムフォロア17との当接位置を変え
ることにより、肉厚精度のよい光学素子を得ることがで
きる。
As described above, the pressing of the optical material 39 is performed by torque control, and the positioning of the movable mold 5 before the final thickness of the optical element is performed by the stopper 29, thereby obtaining an optical element with good shape accuracy. Can be. The stopper 2 is located at a position close to the position of the movable mold 5 for making the optical element the final thickness.
The stop position of the movable mold 5 is detected, and when the stop position has a deviation as a correction amount, the position of the stopper 29 is corrected. That is, the stopper servomotor 3
By controlling the position of the stopper 29 by 4 and changing the contact position between the tapered surface 29a of the stopper 29 and the cam follower 17, an optical element with good wall thickness accuracy can be obtained.

【0028】本実施の形態によれば、プレス軸を所定の
トルクで駆動させ、移動型の押圧動作をストッパを介し
て停止させることにより、固定型と移動型との間の距離
がモータ駆動系の持つ位置決め誤差や過渡応答などの影
響を受けることなく押圧成形することができる。また、
移動型のガイドをハウジングの側面と移動型ベースとに
配設することにより、ストッパを移動型に近接した位置
に配設することが可能となり、ボールネジやプレス軸な
どの機械要素の熱膨張による誤差も極めて小さく抑える
ことができる。また、光学素材の収縮に合わせて、スト
ッパを解除し、押圧し続けることにより、ヒケによる形
状精度の劣化を防ぐことができる。さらに、段階的にプ
レス荷重を高精度に制御することで、光学素子内部の残
留応力の発生を防ぐことができ、形状精度の良い光学素
子を得ることができる。また、ストッパの停止位置を位
置検出手段によるフィードバック制御することにより、
経時的な誤差または突発的な誤差が生じても、肉厚制御
に連続して影響を与えることはない。
According to the present embodiment, the press shaft is driven with a predetermined torque and the pressing operation of the movable mold is stopped via the stopper, so that the distance between the fixed mold and the movable mold is reduced by the motor drive system. Press molding can be performed without being affected by the positioning error, transient response, and the like of the device. Also,
By disposing the movable type guide on the side of the housing and the movable type base, it is possible to dispose the stopper at a position close to the movable type, and errors due to thermal expansion of mechanical elements such as ball screws and press shafts can be achieved. Can also be kept very small. Further, by releasing the stopper and keeping the stopper pressed in accordance with the contraction of the optical material, deterioration of the shape accuracy due to sink can be prevented. Furthermore, by controlling the press load step by step with high accuracy, it is possible to prevent the generation of residual stress inside the optical element, and to obtain an optical element with good shape accuracy. In addition, by performing feedback control of the stop position of the stopper by the position detection means,
Even if a temporal error or a sudden error occurs, the thickness control is not continuously affected.

【0029】なお、本実施の形態では、プレス用サーボ
モータ22を回転駆動させる際に、トルクを一定値に設
定して行っているが、プレス軸12の上昇がストッパ2
9により停止させられた後に、ストッパ29が後退して
再びプレス軸12が上昇する場合には、光学素材の温度
が低下するのに対応させてトルク値を高く、または、光
学素材の変形量が少なくなるのに対応させてトルク値を
低く設定するようにサーボモータドライバ25にて制御
することもでき、さらに、段階的にトルク値を高くもし
くは低くなるように設定することもできる。
In the present embodiment, when the press servomotor 22 is driven to rotate, the torque is set at a constant value.
In the case where the stopper 29 retreats and the press shaft 12 rises again after being stopped by the step 9, the torque value is increased corresponding to the decrease in the temperature of the optical material, or the amount of deformation of the optical material is reduced. The servo motor driver 25 can control so that the torque value is set low in response to the decrease, and the torque value can be set so as to be increased or decreased stepwise.

【0030】(実施の形態2)図6〜図9は実施の形態
2を示し、図6は光学素子の成形装置の構成図、図7は
成形前の初期状態の成形装置の概略構成図、図8はプレ
ス軸がストッパに当接して成形中の成形装置の概略構成
図、図9はストッパが後退した後の成形中の成形装置の
概略構成図である。本実施の形態の光学素子の成形装置
は、実施の形態1とプレス軸の駆動アクチュエータおよ
びこれに関連する部材のみが異なり、他の部分は実施の
形態1と同一のため、異なる部分のみ説明し、同一の部
材には同一の符号を付し説明を省略する。
(Embodiment 2) FIGS. 6 to 9 show Embodiment 2, FIG. 6 is a configuration diagram of an optical element molding device, FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an initial molding device before molding, FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a molding device during molding while the press shaft is in contact with the stopper, and FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the molding device during molding after the stopper is retracted. The optical element molding apparatus of the present embodiment is different from the first embodiment only in the drive actuator of the press shaft and members related thereto, and the other parts are the same as in the first embodiment. Therefore, only different parts will be described. , The same members are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0031】図6において、駆動部ベース板23上に
は、型駆動手段としてのエアシリンダ51が取着され、
そのシリンダロッド51aは、フローティングジョイン
ト52を介してプレス軸12の下端に連結されている。
また、エアシリンダ51には電磁バルブ53が、電磁バ
ルブ53には電空比例弁54がそれぞれ配管接続され、
電空比例弁54は空圧源55に配管接続されている。ま
た、電磁バルブ53と電空比例弁54とは、それぞれコ
ントローラ36に電気的に接続されている。電空比例弁
54は、エアシリンダ51に送るエアの空気圧力をコン
トローラ36からの指令により制御することができるも
のである。その他の構成は、実施の形態1と同様であ
る。
In FIG. 6, an air cylinder 51 as a mold driving means is mounted on the drive base plate 23.
The cylinder rod 51a is connected to a lower end of the press shaft 12 via a floating joint 52.
An electromagnetic valve 53 is connected to the air cylinder 51, and an electropneumatic proportional valve 54 is connected to the electromagnetic valve 53, respectively.
The electropneumatic proportional valve 54 is connected to a pneumatic pressure source 55 by piping. The electromagnetic valve 53 and the electropneumatic proportional valve 54 are electrically connected to the controller 36, respectively. The electropneumatic proportional valve 54 can control the air pressure of the air sent to the air cylinder 51 in accordance with a command from the controller 36. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0032】つぎに、上記構成の成形装置を用いた光学
素子の成形方法について説明する。図7に示すように、
固定型2、移動型5はそれぞれに埋設されたヒータ1
A、ヒータ1Bにより、ガラス転移点以下の温度まで加
熱されている。移動型5はチルト調整ユニット6とシフ
ト調整ユニット7とにより、固定型2と同軸上に調整さ
れ、エアシリンダ51で、成形待機位置に位置決めされ
ている。固定型2と移動型5との間には、図示しない搬
送装置により、加熱軟化した光学素材39が搬入されて
いる。実施の形態1と同様に、ストッパ29は、ストッ
パ用サーボモータ34を駆動することにより、固定型2
と移動型5との成形面間に挟持される光学素材39が最
終肉厚に対して105〜110%の肉厚となるような設
定位置に位置決めされている。なお、110〜115%
のときは、最終的に押圧するときに、大きな空気圧力を
必要とすることになる。
Next, a method for molding an optical element using the molding apparatus having the above configuration will be described. As shown in FIG.
The fixed mold 2 and the movable mold 5 each have a heater 1 embedded therein.
A, heater 1B heats to a temperature below the glass transition point. The movable die 5 is adjusted coaxially with the fixed die 2 by the tilt adjustment unit 6 and the shift adjustment unit 7, and is positioned at the molding standby position by the air cylinder 51. A heated and softened optical material 39 is carried in between the fixed mold 2 and the movable mold 5 by a transport device (not shown). As in the first embodiment, the stopper 29 is driven by the stopper servomotor 34 so that
The optical material 39 sandwiched between the molding surfaces of the and the movable mold 5 is positioned at a set position such that the thickness is 105 to 110% of the final thickness. In addition, 110-115%
In the case of (1), a large air pressure is required for the final pressing.

【0033】図8に示すように、電空比例弁54で空気
圧力を設定し、電磁弁53を作動させてエアシリンダ5
1にエアを送り込んで駆動させ、プレス軸12をスライ
ドガイド26に沿って上昇させることにより、移動型5
をスライドガイド9に沿って上昇させる。プレス軸12
にストッパフランジ13を介して取着されたカムフォロ
ア17が、ストッパ29に当接し、プレス軸12が停止
することにより、移動型5は光学素材39を押圧し、固
定型2との間の距離が一定の位置、すなわち、光学素材
39がガラス転移点よりも高い温度状態で固定型2と移
動型5とで成形される光学素材39が最終肉厚に対して
一定の割合となる位置関係を保つ位置で停止する。この
移動型5の停止位置は、変位センサ38で検出され、こ
の検出信号がコントローラ36に出力され、コントロー
ラ36で指令位置すなわち光学素子の最終肉厚が得られ
る条件となる移動型の望ましい停止指令位置との誤差を
算出し、誤差が許容範囲を越えた場合は、補正した位置
に対応した信号をストッパ用SMドライバ35に出力
し、再度ストッパ用サーボモータ34を駆動してストッ
パ29の位置決めをし直す。
As shown in FIG. 8, the air pressure is set by the electropneumatic proportional valve 54, and the solenoid valve 53 is operated to set the air cylinder 5
1 is driven by sending air to the movable die 5 by raising the press shaft 12 along the slide guide 26.
Is raised along the slide guide 9. Press shaft 12
When the cam follower 17 attached via the stopper flange 13 contacts the stopper 29 and the press shaft 12 stops, the movable mold 5 presses the optical material 39 and the distance between the movable mold 5 and the fixed mold 2 is reduced. At a certain position, that is, in a state where the optical material 39 is at a temperature higher than the glass transition point, the optical material 39 formed by the fixed mold 2 and the movable mold 5 maintains a positional relationship with a constant ratio to the final thickness. Stop at the position. The stop position of the movable mold 5 is detected by a displacement sensor 38, and this detection signal is output to a controller 36, and the controller 36 determines the command position, that is, the desired stop command of the movable mold which is a condition for obtaining the final thickness of the optical element. An error from the position is calculated, and if the error exceeds an allowable range, a signal corresponding to the corrected position is output to the stopper SM driver 35, and the stopper servo motor 34 is driven again to position the stopper 29. Do it again.

【0034】図9に示すように、光学素材39の温度が
低下して、ガラス転移点温度に近くなったらストッパ用
サーボモータ34を駆動し、ボールネジ31を逆回転さ
せ、スライドガイド30に沿ってストッパ29を後退さ
せる。プレス軸12はストッパ29が後退することによ
り、エアシリンダ51の空気圧力制御(電空比例弁54
で設定した空気圧力)により上昇可能となるが、移動型
5と固定型2との間に光学素材39を挟持していること
により、光学素材39の温度が下がり収縮しても、常に
一定の荷重で押圧し続ける。その後、経過時間に応じ
て、電空比例弁54で空気圧力を減少させることにより
プレス荷重を減少させ、光学素材39の内部応力を緩和
する。その後、電磁弁53を切り替えてエアシリンダ5
1を駆動し、プレス軸12を下降させることにより、移
動型5を成形待機位置へ後退させる。この後、図示しな
い搬送装置により、成形された光学素子を取り出す。
As shown in FIG. 9, when the temperature of the optical material 39 decreases and approaches the glass transition temperature, the stopper servomotor 34 is driven, the ball screw 31 is rotated in the reverse direction, and along the slide guide 30. The stopper 29 is retracted. When the stopper 29 is retracted, the press shaft 12 controls the air pressure of the air cylinder 51 (the electropneumatic proportional valve 54).
The air pressure can be increased by the air pressure set in step (1), but the optical material 39 is sandwiched between the movable mold 5 and the fixed mold 2 so that the optical material 39 is always kept constant even if the temperature of the optical material 39 decreases and contracts. Continue pressing with load. Thereafter, the press load is reduced by reducing the air pressure by the electropneumatic proportional valve 54 according to the elapsed time, and the internal stress of the optical material 39 is reduced. After that, the solenoid valve 53 is switched so that the air cylinder 5
The movable die 5 is retracted to the molding standby position by driving the drive shaft 1 and lowering the press shaft 12. Thereafter, the formed optical element is taken out by a transport device (not shown).

【0035】本実施の形態によれば、実施の形態1と同
様の効果に加え、駆動手段であるエアシリンダがプレス
軸と同軸上にあるため、駆動部分にプレス荷重を受ける
モーメントが発生せず、装置構成を簡単にすることがで
きる。
According to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, since the air cylinder as the driving means is coaxial with the press shaft, no moment is applied to the driving portion to receive a press load. In addition, the device configuration can be simplified.

【0036】なお、上述した具体的な実施の形態からつ
ぎのような構成の技術的思想が導き出される。 (付記) (1) 内部にヒータを埋設した固定型と、該固定型に
対向して配設され内部にヒータを埋設した移動型と、前
記固定型と前記移動型との間に加熱軟化した光学素材を
供給する手段とを有する光学素子の成形装置において、
前記固定型が配設されたハウジングと、前記移動型、前
記移動型のシフト調整手段および前記移動型のチルト調
整手段よりなる移動金型部と、前記ハウジング内部に配
設され前記移動金型部側面を上下動自在に支持する高精
度ガイドと、前記ハウジング内に配設され前記固定型と
前記移動型との距離を測定する位置検出手段と、前記移
動金型部を上端に支持したプレス軸と、前記移動金型部
の下方近傍に配設され前記プレス軸を所定の位置で停止
可能なストッパと、該ストッパを駆動させるストッパ駆
動手段と、前記プレス軸を上下に駆動させる型駆動手段
と、前記全ての駆動手段が制御可能であり前記位置検出
手段の出力から前記ストッパの停止位置が補正可能なコ
ントローラとを具備することを特徴とする光学素子の成
形装置。
The technical idea of the following configuration is derived from the specific embodiment described above. (Supplementary note) (1) A fixed type having a heater embedded therein, a movable type disposed opposite to the fixed type and having a heater embedded therein, and heat-softened between the fixed type and the movable type. An optical element molding device having means for supplying an optical material,
A housing in which the fixed mold is disposed, a movable mold part including the movable mold, the movable shift adjustment means and the movable tilt adjustment means, and a movable mold part disposed in the housing. A high-precision guide for supporting the side surface so as to be movable up and down, position detecting means disposed in the housing for measuring a distance between the fixed die and the movable die, and a press shaft having the movable die portion supported at an upper end thereof A stopper disposed near the lower part of the movable mold part and capable of stopping the press shaft at a predetermined position, stopper driving means for driving the stopper, and mold driving means for driving the press shaft up and down; And a controller capable of controlling all the driving means and correcting the stop position of the stopper from the output of the position detecting means.

【0037】付記(1)によれば、ストッパを移動型に
近接した位置に配設し、ストッパ位置の補正手段を用い
ることにより光学素子の肉厚精度を確保し、ストッパを
解除した後、段階的に押圧力を調整することにより形状
精度のよい光学素子を得る光学素子の成形装置を提供す
ることができる。
According to the appendix (1), the stopper is disposed at a position close to the movable mold, the thickness accuracy of the optical element is secured by using the stopper position correcting means, and after the stopper is released, the step is performed. It is possible to provide an optical element molding apparatus that obtains an optical element with good shape accuracy by adjusting the pressing force in a targeted manner.

【0038】(2) 光学素材をガラス転移点以上に加
熱軟化させ、固定型と移動型との間に供給する第1の工
程と、ストッパを駆動しトルクまたは空気圧力を制御し
ながらプレス軸を駆動することにより前記移動型、前記
移動型のシフト調整手段および前記移動型のチルト調整
手段よりなる移動金型部を前記ストッパが係合し前記プ
レス軸が停止する位置まで上昇させ、位置検出手段によ
り停止位置を計測し、光学素材を押圧する第2の工程
と、光学素材の温度がガラス転移点に下がるまで待機し
た後前記ストッパを解除し光学素材のヒケに追従し前記
移動金型部をトルクまたは空気圧力を制御しながらプレ
ス軸を駆動させ押圧成形する第3の工程と、コントロー
ラによって前記ストッパの位置を補正し、前記第1から
第3までの工程を繰り返すことを特徴とする光学素子の
成形方法。
(2) A first step in which the optical material is heated and softened to a temperature equal to or higher than the glass transition point and supplied between the fixed mold and the movable mold, and a press shaft is driven while driving a stopper to control torque or air pressure. By driving, the movable mold portion including the movable mold, the shift adjuster of the movable mold and the tilt adjuster of the movable mold is raised to a position where the stopper engages and the press shaft stops, and a position detecting means is provided. A second step of measuring the stop position and pressing the optical material, and after waiting until the temperature of the optical material falls to the glass transition point, release the stopper, follow the sink of the optical material, and move the movable mold part. The third step of driving and pressing the press shaft while controlling the torque or the air pressure, and correcting the position of the stopper by the controller, and repeating the first to third steps. A method for molding an optical element, comprising:

【0039】付記(2)によれば、肉厚精度および形状
精度のよい光学素子を得ることができる。
According to the supplementary note (2), it is possible to obtain an optical element having good wall thickness accuracy and shape accuracy.

【0040】(3) 前記第2の工程において、前記ス
トッパの停止位置が適正な値から外れた場合は、前記位
置検出手段の出力から、前記コントローラで補正値を算
出し、前記ストッパの位置補正をすることを特徴とする
付記(2)記載の光学素子の成形方法。
(3) In the second step, when the stop position of the stopper deviates from an appropriate value, the controller calculates a correction value from the output of the position detection means, and corrects the position of the stopper. (2) The method for molding an optical element according to (2).

【0041】付記(3)によれば、付記(2)の効果に
加え、バラツキのない肉厚精度の光学素子を得ることが
できる。
According to the supplementary note (3), in addition to the effect of the supplementary note (2), it is possible to obtain an optical element having a thickness accuracy without variation.

【0042】[0042]

【発明の効果】請求項1または2に係る発明によれば、
ストッパを移動型に近接した位置に配設し、ストッパ位
置の補正手段を用いることにより光学素子の肉厚精度を
確保し、ストッパを解除した後、段階的に押圧力を調整
することにより形状精度のよい光学素子を得る光学素子
の成形装置を提供することができる。請求項2に係る発
明によれば、上記効果に加え、光学素材を光学素子の最
終肉厚まで押圧成形する過程で、光学素材を押圧する押
圧力を成形過程に応じた値になるように所定のトルクで
サーボモータを制御するので、押圧力を正確にかつ容易
に制御することができる。請求項3、4または5に係る
発明によれば、固定型と移動型との間にガラス転移点温
度以上に加熱軟化した光学素材を配置し、型駆動手段を
駆動して移動型で光学素材を押圧するとともに光学素子
の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達する位置で前
記移動型を停止させ、移動型が停止した位置を位置検出
手段で測定し、位置検出手段で測定された停止位置と光
学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動型の停止指
令位置とから停止位置の補正量を得、移動型の停止位置
で光学素材の温度がガラス転移点温度に近づいた後に型
駆動手段を駆動して光学素材を光学素子の最終肉厚まで
押圧成形することにより、肉厚精度および形状精度のよ
い光学素子を得ることができる。請求項4または5に係
る発明によれば、上記効果に加え、光学素材を光学素子
の最終肉厚まで押圧成形する過程で、光学素材を押圧す
る押圧力を成形過程に応じた値になるように所定のトル
クでサーボモータを制御しながら押圧成形するので、押
圧力が正確にかつ容易に制御され、光学素子の形状精度
を容易に得ることができる。請求項5に係る発明によれ
ば、上記効果に加え、移動型の停止位置の補正量が停止
指令位置の許容誤差範囲内になるようにストッパの位置
を変更するので、バラツキのない肉厚精度の光学素子を
得ることができる。
According to the first or second aspect of the present invention,
The stopper is placed at a position close to the movable mold, the thickness accuracy of the optical element is secured by using the stopper position correcting means, and the pressing accuracy is adjusted stepwise after the stopper is released, and the shape accuracy is adjusted. An optical element molding apparatus for obtaining an optical element with good quality can be provided. According to the invention according to claim 2, in addition to the above effects, in the process of press-molding the optical material to the final thickness of the optical element, the pressing force for pressing the optical material is set to a value corresponding to the molding process. Since the servomotor is controlled by the torque, the pressing force can be accurately and easily controlled. According to the invention according to claim 3, 4 or 5, an optical material heated and softened to a temperature equal to or higher than the glass transition point is disposed between the fixed mold and the movable mold, and the mold driving means is driven to move the optical material. The movable mold is stopped at a position where the thickness of the optical element reaches a predetermined thickness with respect to the final thickness of the optical element, and the position at which the movable mold has stopped is measured by the position detecting means, and is measured by the position detecting means. The amount of correction of the stop position was obtained from the stopped position and the movable stop command position, which is a condition for obtaining the final thickness of the optical element, and the temperature of the optical material approached the glass transition point temperature at the movable stop position. Later, by driving the mold driving means to press-mold the optical material to the final thickness of the optical element, an optical element with good wall thickness accuracy and shape accuracy can be obtained. According to the invention according to claim 4 or 5, in addition to the above effects, in the process of press-molding the optical material to the final thickness of the optical element, the pressing force for pressing the optical material is set to a value corresponding to the molding process. Since the press forming is performed while controlling the servomotor with a predetermined torque, the pressing force is accurately and easily controlled, and the shape accuracy of the optical element can be easily obtained. According to the invention according to claim 5, in addition to the above effects, the position of the stopper is changed so that the correction amount of the stop position of the movable die falls within the allowable error range of the stop command position. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】発明の実施の形態のプレス荷重と経過時間との
関係を示す図表である。
FIG. 1 is a table showing a relationship between a press load and an elapsed time according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施の形態1の光学素子の成形装置の構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of an optical element molding apparatus according to the first embodiment.

【図3】実施の形態1の成形前の初期状態の成形装置の
概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a molding apparatus in an initial state before molding according to the first embodiment.

【図4】実施の形態1のプレス軸がストッパに当接して
成形中の成形装置の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a molding device according to the first embodiment during molding by a press shaft being in contact with a stopper.

【図5】実施の形態1のストッパが後退した後の成形中
の成形装置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the molding apparatus during molding after the stopper of Embodiment 1 is retracted.

【図6】実施の形態2の光学素子の成形装置の構成図で
ある。
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical element molding apparatus according to a second embodiment.

【図7】実施の形態2の成形前の初期状態の成形装置の
概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a molding apparatus in an initial state before molding according to a second embodiment.

【図8】実施の形態2のプレス軸がストッパに当接して
成形中の成形装置の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a molding apparatus according to a second embodiment in which a press shaft is in contact with a stopper and is being molded.

【図9】実施の形態2のストッパが後退した後の成形中
の成形装置の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a molding apparatus during molding after a stopper of Embodiment 2 is retracted.

【符号の説明】 1A ヒータ 1B ヒータ 2 固定型 5 移動型 12 プレス軸 22 プレス用サーボモータ 29 ストッパ 34 ストッパ用サーボモータ 36 コントローラ 38 変位センサ[Description of Signs] 1A heater 1B heater 2 Fixed type 5 Moving type 12 Press shaft 22 Pressing servomotor 29 Stopper 34 Stopper servomotor 36 Controller 38 Displacement sensor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヒータを配設した固定型と、該固定型に
対向しヒータを配設した移動型とを有する光学素子の成
形装置において、 前記固定型と前記移動型との間に介在し加熱軟化した光
学素材を押圧するようにプレス軸を介して前記移動型を
駆動する型駆動手段と、該型駆動手段で駆動した前記移
動型を光学素子の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に
達した位置で停止させるストッパと、該ストッパにより
停止した前記移動型の停止位置を測定する位置検出手段
と、前記移動型を停止させる位置と移動可能にする位置
とに前記ストッパの位置を変更できるとともに前記位置
検出手段の出力から前記移動型の停止位置が調整可能な
ストッパ駆動手段と、該ストッパ駆動手段および前記型
駆動手段を制御するコントローラとを備えたことを特徴
とする光学素子の成形装置。
1. An optical element molding apparatus comprising: a fixed mold provided with a heater; and a movable mold opposed to the fixed mold and provided with a heater, wherein the molding device is provided between the fixed mold and the movable mold. A mold driving means for driving the movable mold via a press shaft so as to press the heat-softened optical material; and a method in which the movable mold driven by the mold driving means has a predetermined ratio to a final thickness of the optical element. A stopper for stopping at a position where the thickness of the movable mold is stopped, position detecting means for measuring a stop position of the movable mold stopped by the stopper, and positions of the stopper at a position where the movable mold is stopped and a movable position. And a controller for controlling the stopper driving means and the mold driving means, the stopper driving means being capable of changing the stop position of the movable mold from the output of the position detecting means. Forming apparatus of optical elements.
【請求項2】 前記型駆動手段はサーボモータであり、
前記型駆動手段を制御するコントローラは前記サーボモ
ータを所定のトルクで制御するものであることを特徴と
する請求項1記載の光学素子の成形装置。
2. The mold driving means is a servomotor,
The optical element molding apparatus according to claim 1, wherein the controller that controls the mold driving unit controls the servomotor with a predetermined torque.
【請求項3】 固定型と移動型との間にガラス転移点温
度以上に加熱軟化した光学素材を配置する工程と、型駆
動手段を駆動して前記移動型で前記光学素材を押圧する
とともに光学素子の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚
に達する位置で前記移動型を停止させる工程と、前記移
動型が停止した位置を位置検出手段で測定する工程と、
位置検出手段で測定された停止位置と光学素子の最終肉
厚が得られる条件となる前記移動型の停止指令位置とか
ら前記停止位置の補正量を得る工程と、前記移動型の停
止位置で光学素材の温度がガラス転移点温度に近づいた
後に前記型駆動手段を駆動して前記光学素材を光学素子
の最終肉厚まで押圧成形する工程とを有することを特徴
とする光学素子の成形方法。
3. A step of arranging an optical material heated and softened to a temperature equal to or higher than a glass transition point between a fixed mold and a movable mold; A step of stopping the movable mold at a position where the thickness of the element reaches a predetermined thickness with respect to the final thickness of the element, and a step of measuring the position at which the movable mold has stopped by position detection means,
Obtaining a correction amount of the stop position from the stop position measured by the position detection unit and the stop command position of the movable type, which is a condition for obtaining the final thickness of the optical element; A step of driving the mold driving means after the temperature of the material approaches the glass transition temperature to press-mold the optical material to a final thickness of the optical element.
【請求項4】 前記型駆動手段はサーボモータであり、
該サーボモータは前記型駆動手段を制御するコントロー
ラによって所定のトルクで制御されるものであることを
特徴とする請求項3記載の光学素子の成形方法。
4. The mold driving means is a servomotor,
4. The method of molding an optical element according to claim 3, wherein said servomotor is controlled at a predetermined torque by a controller for controlling said mold driving means.
【請求項5】 前記停止位置の補正量が停止指令位置の
許容誤差範囲外になったときに、前記移動型の停止位置
の位置補正を行う工程を有することを特徴とする請求項
3または4記載の光学素子の成形方法。
5. The method according to claim 3, further comprising the step of correcting the position of the movable stop position when the correction amount of the stop position is out of an allowable error range of a stop command position. The method for molding the optical element according to the above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006265060A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Hoya Corp Mold press molding apparatus, and method of manufacturing molded product
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