JP2005289760A - 成形方法およびその装置 - Google Patents

成形方法およびその装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2005289760A
JP2005289760A JP2004109398A JP2004109398A JP2005289760A JP 2005289760 A JP2005289760 A JP 2005289760A JP 2004109398 A JP2004109398 A JP 2004109398A JP 2004109398 A JP2004109398 A JP 2004109398A JP 2005289760 A JP2005289760 A JP 2005289760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
molding
press
die
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004109398A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nomura
剛 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004109398A priority Critical patent/JP2005289760A/ja
Publication of JP2005289760A publication Critical patent/JP2005289760A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048—Moulds for lenses
    • B29D11/00519—Reusable moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06—Construction of plunger or mould
    • C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/361—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons
    • B29C2043/3615—Forming elements, e.g. mandrels or rams or stampers or pistons or plungers or punching devices
    • B29C2043/3628—Forming elements, e.g. mandrels or rams or stampers or pistons or plungers or punching devices moving inside a barrel or container like sleeve
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/40—Product characteristics
    • C03B2215/46—Lenses, e.g. bi-convex
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/60—Aligning press die axes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/66—Means for providing special atmospheres, e.g. reduced pressure, inert gas, reducing gas, clean room
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/69—Controlling the pressure applied to the glass via the dies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00—Press-moulding glass
    • C03B2215/72—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
    • C03B2215/73—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type with means to allow glass overflow in a direction perpendicular to the press axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】 従来の成形装置により光学素子をプレス成形した場合、複数の光学面の光軸のずれや傾きが要求精度を満たしていない。
【解決手段】 本発明による成形装置は、第１の成形面１１ａが形成された下型１１と、この下型１１の第１の成形面１１ａと対向する第２の形成面１８ａが形成された上型１８と、下型１１の第１の成形面１１ａと上型１８の第２の成形面１８ａとの間に保持されるガラスゴブＷを所定の温度に加熱するための加熱手段と、下型１１が一体的に連結され、かつ上型１８が下型１１との対向方向に摺動自在に嵌合された胴型１２と、この胴型１２を下型１１と共に上型との対向方向に沿って移動させる主プレスシリンダ１５と、上型１８を下型１１との対向方向に沿って移動させる副プレスシリンダ１９とを具える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学ガラスなどを所望の形状にプレス成形するための方法およびその装置に関する。
光学ガラスからレンズ，プリズム，フィルタなどの光学素子を製造するに際し、研削や研磨などの後加工を施すことなく、加熱軟化させた材料を精密プレス成形加工するだけで高い形状精度および面精度を持った光学素子を得る方法が特許文献１にて知られている。この方法は、成形可能温度、一般にはガラス転移点温度以上かつ軟化点温度以下に加熱した成形材料であるガラスゴブを、所定の成形面を有する一対の成形型の間に供給し、この一対の成形型を相互に近づけるように駆動してガラスゴブを所望の光学素子形状にプレス成形するものである。この方法は、特に非球面光学系を大量生産するような場合に有効である。
このような従来の成形装置の概略構造を図６に示す。すなわち、連結板９を介してバックアッププレート１上に設置された筒状をなす胴型２の上下に上型３と下型４とがそれぞれ摺動自在に嵌合されている。上型３の下面および下型４の上面には、これらの間に供給されるガラスゴブＷを所定形状に成形するための成形面３ａ，４ａがそれぞれ形成されている。上型３にはこれを下型４との対向方向に沿って変位させ得る上型駆動アクチュエータ５が連結され、下型４にはこれを上型３との対向方向に沿って変位させ得る下型駆動アクチュエータ６が連結されている。なお、これら２つのアクチュエータ５，６は、流体圧シリンダやサーボモータなどを用いるのが一般的である。
ガラスゴブＷをプレス成形する場合、上型３および下型４をそれぞれ退避位置に移動させてこれらの間にガラスゴブＷを供給し、この状態にてガラスゴブＷと共に金型全体を加熱し、ガラスゴブＷが所定温度に達した時点で上型駆動アクチュエータ５を作動させ、上型３の上端に形成されたフランジ部７が胴型２の上端面２ａに当接するまで上型３を下型４側へ押し下げる。この過程において、ガラスゴブＷが上型３および下型４の成形面３ａ，４ａに挟まれた状態となって所定形状にプレス成形される。
次いで、このように成形された成形品の冷却工程に移行する。この冷却工程においては、プレス成形された成形品の冷却に伴ってひけが発生し、上型３および下型４の成形面３ａ，４ａと成形品の表面との間に生ずる隙間によって成形品の面精度が低下する。このような不具合を防止するため、冷却工程中に下型駆動アクチュエータ６を作動させ、下型の下端に形成されたフランジ部８を胴型２が取り付けられた連結板９から浮き上がらせて下型４を所定圧で上型３側に付勢し、上型３および下型４の成形面３ａ，４ａと成形品との間に隙間が発生しないようにする。このようにして所定の温度に達するまで冷却を行い、まず下のアクチュエータ６を逆に作動させて下型４を再び図６に示す退避位置まで退避させる。そして、さらに冷却を続け、これが所定温度にまで低下した時点で冷却工程を停止し、上のアクチュエータ５を逆に作動させて上型３を再び図６に示す退避位置まで退避させ、成形品を金型から取り出す。
特開平８−４０７３２号公報
図６に示すような成形装置を用い、光学ガラスから光学素子をプレス成形する場合、上型３および下型４の成形面３ａ，４ａによって成形される一対の光学面の光軸精度に関する問題がある。すなわち、図６に示した従来の成形装置においては、胴型２に形成された嵌合穴２ｂに対して上型３および下型４を摺動自在に嵌合させる必要がある。このため、胴型２に形成された嵌合穴２ｂの内径寸法に対して上型３および下型４の外径寸法を必然的に小さく設定しなければならない。胴型２の嵌合穴２ｂに対して上型３および下型４を円滑に摺動させるためには、これらの間にある程度の嵌合隙間を確保する必要があるが、この嵌合隙間の存在によって上型３と下型４との同軸度が低下する。この結果、上型３の成形面３ａによって成形された光学面の光軸に対し、下型４の成形面４ａによって成形された光学面の光軸がずれたり、あるいは傾いたりする。
上型３と下型４との同軸度を向上させるためには、上述した嵌合隙間を極力小さく設定する必要があるが、この嵌合隙間を小さく設定し過ぎると、胴型２に対する上型３および下型４の摺動動作が不安定となり、かじりなどが発生するおそれがある。換言すると、図６に示すような従来の成形装置において成形される光学素子の光軸精度の向上には限界があった。
近年、プレス成形によって製造される光学素子に対する要求精度が厳しくなっており、プレス成形される複数の光学面の光軸のずれや傾きに関しても厳しい精度が要求されるようになってきており、何らかの改善が必要となっている。
本発明の第１の形態は、第１の成形型とこの第１の成形型と対向する第２の成形型との間にワークを供給するステップと、ワークを所定の温度にまで加熱するステップと、前記第２の成形型が前記第１の成形型との対向方向に沿って摺動自在に嵌合された胴型を前記第１の成形型と共に前記第２の成形型側の所定位置まで移動し、加熱されたワークを前記第１の成形型に形成された第１の成形面および前記第２の成形型に形成された第２の成形面と対応した形状にプレス成形するステップと、プレス成形されたワークを冷却するステップと、プレス成形されたワークの冷却中に前記第２の成形型を前記第１の成形型の方に付勢してワークに対する前記第１および第２の成形面の密着性を保持するステップと、ワークの冷却途中で前記第２の成形型を前記第１の成形型から離れる方向に移動させるステップと、ワークの冷却後に前記第１の成形型を前記胴型と共に前記第２の成形型から離れる方向に移動させ、冷却済みのワークを前記第１および第２の成形型の間から取り出すステップとを具えたことを特徴とする成形方法にある。
本発明によると、第１の成形型と第２の成形型との間にワークを供給して所定の温度にまで加熱する。ワークが所定の温度に達したならば、胴型を第１の成形型と共に第２の成形型側の所定位置まで移動し、ワークを第１および第２の成形面と対応した形状にプレス成形する。しかる後、プレス成形されたワークを冷却するが、この冷却中に第２の成形型を第１の成形型の方に付勢し、ワークに対する第１および第２の成形面の密着性を保つ。このワークの冷却途中で第２の成形型を第１の成形型から離れる方向に移動させる。そして、ワークの冷却を完了したならば、第１の成形型を胴型と共に第２の成形型から離れる方向に移動させ、冷却済みのワークを第１および第２の成形型の間から取り出す。
本発明による成形方法において、ワークの冷却ステップを窒素ガスなどを用いた不活性ガス雰囲気にて行うことができる。
本発明の第２の形態は、第１の成形面が形成された第１の成形型と、この第１の成形型の第１の成形面と対向する第２の形成面が形成された第２の成形型と、前記第１の成形型の第１の成形面と前記第２の成形型の第２の成形面との間に保持されるワークを所定の温度に加熱するための加熱手段と、前記第１の成形型が一体的に連結され、かつ前記第２の成形型が前記第１の成形型との対向方向に摺動自在に嵌合された胴型と、この胴型を前記第１の成形型と共に前記第２の成形型との対向方向に沿って移動させる第１の駆動手段と、前記第２の成形型を前記第１の成形型との対向方向に沿って移動させる第２の駆動手段とを具えたことを特徴とする成形装置にある。
本発明によると、第１の成形型と第２の成形型との間にワークを供給し、加熱手段によってワークを所定の温度にまで加熱し、この状態にて第１の駆動手段により胴型を第１の成形型と共に第２の成形型側の所定位置まで移動し、ワークを第１および第２の成形面と対応した形状にプレス成形する。しかる後、第２の駆動手段により第２の成形型を第１の成形型の方に付勢し、ワークに対する第１および第２の成形面の密着性を保つ。
本発明の第２の形態による成形装置において、第１の駆動手段は、第１の成形型を第２の成形型から離す退避位置と、第１の成形型を第２の成形型の方に押圧し、所定温度に加熱されたワークをプレス成形するプレス成形位置とに移動させ、第２の駆動手段は、プレス成形されたワークの冷却中に第２の成形型を第１の成形型の方に付勢し、これらの成形面とワークとの密着性を保持する付勢位置と、第２の成形型をこの付勢位置よりも第１の成形型から離れた待機位置とに移動させるものであってよい。この場合、胴型が当接してプレス成形位置を規定すると共に第２の成形型が当接して待機位置を規定するストッパをさらに具えることができる。
本発明の第１および第２の形態において、ワークが光学ガラスであってよい。
本発明の成形方法によると、胴型を第１の成形型と共に第２の成形型側の所定位置まで移動し、加熱されたワークを第１の成形型に形成された第１の成形面および第２の成形型に形成された第２の成形面と対応した形状にプレス成形するようにしたので、胴型に対して第１の成形型を摺動可能に嵌合する必要がなくなり、これらを一体的に組み上げることによって、従来のものよりも高精度なワークの成形が可能である。特に、成形品がレンズなどの光学系の場合、これを一定の肉厚に成形することができる上、その光軸のずれや傾きなどの誤差を従来のものよりも半減させることが可能となる。
本発明の成形装置によると、第１の成形面が形成された第１の成形型と、この第１の成形型の第１の成形面と対向する第２の形成面が形成された第２の成形型と、第１の成形型の第１の成形面と第２の成形型の第２の成形面との間に保持されるワークを所定の温度に加熱するための加熱手段と、第１の成形型が一体的に連結され、かつ第２の成形型が第１の成形型との対向方向に摺動自在に嵌合された胴型と、この胴型を第１の成形型と共に第２の成形型との対向方向に沿って移動させる第１の駆動手段と、第２の成形型を第１の成形型との対向方向に沿って移動させる第２の駆動手段とを具えているので、胴型を第１の成形型と共に第２の成形型側の所定位置まで移動し、ワークを第１の成形型に形成された第１の成形面および第２の成形型に形成された第２の成形面と対応した形状にプレス成形することにより、胴型に対して第１の成形型を摺動可能に嵌合する必要がなくなり、これらを一体的に組み上げることによって、従来のものよりも高精度なワークの成形が可能である。特に、成形品がレンズなどの光学系の場合、これを一定の肉厚に成形することができる上、その光軸のずれの誤差を従来のものよりも半減させることができる。
第１の駆動手段が、第１の成形型を第２の成形型から離す退避位置と、第１の成形型を第２の成形型の方に押圧し、所定温度に加熱されたワークをプレス成形するプレス成形位置とに移動させ、第２の駆動手段が、プレス成形されたワークの冷却中に第２の成形型を第１の成形型の方に付勢し、これらの成形面とワークとの密着性を保持する付勢位置と、第２の成形型をこの付勢位置よりも第１の成形型から離れた待機位置とに移動させる場合、ワークの冷却中に第２の成形型を第１の成形型の方に付勢してこれらの成形面とワークとの密着性を確実に保持し、良好な成形面を得ることができる。
胴型が当接してプレス成形位置を規定すると共に第２の成形型が当接して待機位置を規定するストッパを具えた場合、プレス成形時における第１の成形面と第２の成形面との間隔を正確に規定して一定の肉厚を持った成形品を得ることができる上、プレス成形中に第２の成形型をより安定して支持することが可能となり、成形品をより高精度に成形することができる。
本発明による成形装置を両凸レンズのプレス成形に応用した実施形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
第１の実施形態における主要部の概略構造を図１〜図３に示す。図１はプレス工程前の状態を，図２はプレス完了後の状態を，図３は冷却工程中の状態をそれぞれ表す。すなわち、上端面が両凸レンズＷ'の一方の光学面に対応した成形面１１ａとなった円柱状をなす下型１１は、矩形の柱状をなす胴型１２の軸線方向（図中、上下方向）に沿って形成された円形断面の貫通穴１２ａの下部に嵌合され、連結板１３によってこれら下型１１と胴型１２とが一体的に連結固定されている。
このように、本実施形態では胴型１２の貫通穴１２ａに対して下型１１を摺動自在に嵌合させる必要がないので、これらの嵌合隙間をなくすることも可能となるが、胴型１２に対する下型１１の組み込みの容易性を考慮し、貫通穴１２ａの内径に対して下型１１の外径を２μm程度小さく設定している。また、下型１１の成形面１１ａの中心軸、つまり光軸に対し、下型１１の下端面の直角度およびその外周面の同軸度はそれぞれ１μm以下に仕上げられている。同様に、胴型１２の上端面１２ｂと下端面１２ｃとの平行度は１μm以下に仕上げられ、これらに対する貫通穴１２ａの中心軸線の直角度も１μm以下に仕上げられている。
下部バックアッププレート１４上に搭載される連結板１３は、下部バックアッププレート１４の下方に設けられてこれを貫通する主プレスシリンダ１５のピストンロッド１５ａに連結されており、主プレスシリンダ１５の作動によって下部バックアッププレート１４に当接する図１に示した退避位置と、後述する上部バックアッププレート１６に当接する図２および図３に示したプレス成形位置とに移動可能である。
プレス成形位置にて胴型１２の上端面１２ｂが当接する上部バックアッププレート１６は、複数本の支柱１７を介して下部バックアッププレート１４に連結固定され、本発明のストッパとして機能する。この上部バックアッププレート１６の上方には、胴型１２の貫通穴１２ａの上部に対して摺動自在に嵌合される上型１８を支持する副プレスシリンダ１９が設置されており、上部バックアッププレート１６を貫通するこの副プレスシリンダ１９のピストンロッド１９ａが上型１８に連結されている。下端面が両凸レンズＷ'の他方の光学面に対応した成形面１８ａとなった円柱状をなす上型１８は、副プレスシリンダ１９の作動によって上部バックアッププレート１６に当接する待機位置と、所定圧にて下型１１側に付勢される付勢位置とに移動可能である。本実施形態では、胴型１２の貫通穴１２ａに対する上型１８の円滑な上下動を実現するため、貫通穴１２ａの内径に対して上型１８の外径を１０μm程度小さく設定している。また、上型１８の成形面１８ａの中心軸、つまり光軸に対し、上型１８の上端面１８ｂの直角度およびその外周面の同軸度はそれぞれ１μm以下に仕上げられている。
胴型１２の中央部には、退避位置にある下型１１と待機位置にある上型１８との間に所定体積および形状のガラスゴブＷを径方向外側から供給する一方、プレス成形後の製品、つまり両凸レンズＷ'を径方向外側に取り出すための開口部１２ｄが形成されている。胴型１２内には、下型１１および上型１８をそれぞれ囲む図示しないヒータが埋設され、これらヒータには下型１１および上型１８の温度を独立に制御するための図示しない温度調整器が接続している。さらに下型１１および上型１８の温度は、図示しない温度センサによってそれぞれ検出され、上述した温度調整器によって制御される。これにより、胴型１２を介して下型１１および上型１８が共に加熱され、下型１１と上型１８との間に供給されたガラスゴブＷを所定温度に加熱保持することができる。
下型１１および上型１８の近傍には、冷却ガス、好ましくは不活性ガス（本実施形態では窒素ガス）供給源に連結された図示しない冷却ガス噴出ノズルが配置されており、これら冷却ガス噴出ノズルから下型１１および上型１８に向けて噴出される冷却ガスにより、プレス成形された両凸レンズＷ'を冷却することができるようになっている。
この成形装置を用いて両凸レンズＷ'を成形する場合、まず、主プレスシリンダ１５のピストンロッド１５ａを引き込み動作させ、連結板１３と共に胴型１２および下型１１を下部バックアッププレート１４に当接する退避位置に戻す一方、副プレスシリンダ１９のピストンロッド１９ａを引き込み動作させ、上型１８を上部バックアッププレート１６に当接する待機位置に戻しておく。
この状態において、図示しないオートハンドなどを用い、胴型１２の開口部１２ｄから所定温度に加熱されたガラスゴブＷを下型１１の成形面１１ａ上に移載する。この時、胴型１２，下型１１および上型１８は予め所定温度に加熱されている。ガラスゴブＷを下型１１の成形面１１ａに載せた後、さらに下型１１および上型１８を加熱する。
このようにして、下型１１，上型１８およびガラスゴブＷが所定の温度に達した時点で、主プレスシリンダ１５のピストンロッド１５ａを押し出し動作させ、連結板１３を介して胴型１２および下型１１を上型１８側に押し上げ、ガラスゴブＷを上型１８の成形面１８ａに当接させ、ガラスゴブＷにプレス圧を印加する。そして、胴型１２の上端面１２ｂが上部バックアッププレート１６に当接するプレス成形位置まで上昇することにより、ガラスゴブＷに対するプレス成形動作を完了し、これによって得られる成形品、つまり両凸レンズＷ'の肉厚が一時的に決まる。このプレス成形時においては、上型１８が上部バックアッププレート１６に当接した待機位置に保持されているため、上部バックアッププレート１６に対する上型１８の姿勢が一義的に決まり、胴型１２が上型１８の外周面に案内されながら安定状態で上昇することとなり、光軸のずれが最小限に抑えられる。
しかる後、冷却工程に移行して冷却ガス噴出ノズルから冷却ガスを噴出させ、所定の温度勾配にて両凸レンズＷ'の冷却を行う。この時、副プレスシリンダ１９のピストンロッド１９ａを押し出し動作させ、冷却に伴って両凸レンズＷ'にひけが発生しても、下型１１および上型１８の成形面１１ａ，１８ａが両凸レンズＷ'の光学面に密着し続けるように、上型１８を所定の圧力で下型１１側に付勢し、両凸レンズＷ'光学面の精度を確保する。
このようにして、下型１１および上型１８がガラス転移点温度近傍の所定温度にまで降下した時点で、再び副プレスシリンダ１９のピストンロッド１９ａを引き込み動作させ、下型１１に対する上型１８の付勢力を解除し、上型１８をその待機位置まで引き上げる。
その後、冷却ガスによる冷却を続け、所定の温度勾配にて下型１１および上型１８を所定温度まで冷却し、ここで再び主プレスシリンダ１５のピストンロッド１５ａを引き込み動作させ、下型１１を胴型１２および連結板１３と共に下部バックアッププレート１４に当接する退避位置まで戻し、下型１１の成形面１１ａ上にある両凸レンズＷ'をオートハンドにより胴型１２の開口部１２ｄから外部に取り出す。
ガラスゴブＷとして重クラウンガラス（屈折率１.５８，アッベ数５９.４，ガラス転移点温度５０６℃）を用い、両面とも凸非球面（曲率半径の近似値が９mm）で外径が７mm，中心肉厚が３.０mm，外周肉厚が１.６mmの両凸レンズＷ'のプレス成形を行った。胴型１２の貫通穴１２ａの内径に対して下型１１の外径を２μm，上型１８の外径を８μmそれぞれ小さく設定した。胴型１２，下型１１および上型１８はほぼ同じ熱膨張係数を持つ材料を使用した。
４７０℃（１０15.2ポアズ相当）に加熱保持された下型１１および上型１８の間にガラスゴブＷを供給し、この状態から下型１１および上型１８をガラスゴブＷと共に５８０℃（１０9.0ポアズ相当）になるまで加熱した後、下型１１に３４００Ｎのプレス圧を与えてガラスゴブＷのプレス成形を行った。下型１１に対するプレス圧を保持したまま、冷却を開始し、５６０℃（１０9.8ポアズ相当）になった時点で上型１８に２９００Ｎの付勢力を与え、この状態のまま冷却を続けて４９０℃（１０13.5ポアズ相当）となった時点で上型１８を待機位置まで引き上げた。
その後、４７０℃（１０15.2ポアズ相当）まで温度が降下した時点で胴型１２と共に下型１１を退避位置まで下降させ、得られた両凸レンズＷ'を取り出した。
この方法によって得られた両凸レンズＷ'は、その一対の光学面の光軸の平行偏心量が５μm以下、干渉計を用いたニュートン縞による面転写精度が０.５本以下、中心部分の肉厚のばらつきが３μm以下となり、極めて高い光軸精度，面転写精度，肉厚精度を持った両凸レンズＷ'を成形することができた。
上述した実施形態では下型１１を胴型１２と一体化したが、逆に上型１８を胴型１２と一体化しても同様な効果を得ることができる。このような本発明による成形装置の他の実施形態の概略構造を図４に示すが、先の実施形態と同一機能の部材にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、下端面が両凸レンズＷ'の一方の光学面に対応した成形面１８ａとなった円柱状をなす上型１８は、矩形の柱状をなす胴型１２に形成された貫通穴１２ａの上部に嵌合され、連結板１３によってこれら上型１８と胴型１２とが一体的に連結固定されている。
本実施形態では、胴型１２の貫通穴１２ａに対して上型１８を摺動自在に嵌合させる必要がないので、これらの嵌合隙間を０に設定することが可能となる。例えば、胴型１２および上型１８を構成する金型材料として、胴型１２よりも熱膨張係数が大きな材料にて上型１８を作り、これらの組み立て時には嵌合隙間が例えば２μm以上であっても、プレス成形時にはこれらの嵌合隙間がなくなるように設定することができ、これによって光軸精度をさらに改善することが可能となる。
連結板１３は、主プレスシリンダ１５のピストンロッド１５ａに連結されており、主プレスシリンダ１５の作動によって図４に示した退避位置と、下部バックアッププレート１４に当接するプレス成形位置とに移動可能である。
プレス成形位置にて胴型１２の下端面１２ｃが当接する下部バックアッププレート１４は、本発明のストッパとして機能する。この下部バックアッププレート１４の下方には、胴型１２の貫通穴１２ａの下部に対して摺動自在に嵌合される下型１１を支持する副プレスシリンダ１９が設置されており、下部バックアッププレート１４を貫通するこの副プレスシリンダ１９のピストンロッド１９ａが下型１１に連結されている。上端面が両凸レンズＷ'の他方の光学面に対応した成形面１１ａとなった円柱状をなす下型１１は、副プレスシリンダ１９の作動によって下部バックアッププレート１４に当接する図４に示すような待機位置と、所定圧にて上型１８側に付勢される付勢位置とに移動可能である。本実施形態では、胴型１２の貫通穴１２ａに対する下型１１の円滑な上下動を実現するため、貫通穴１２ａの内径に対して下型１１の外径を１０μm程度小さく設定している。
上述した２つの実施形態では、１組の下型１１と上型１８とを有する成型装置について説明したが２組以上の下型１１と上型１８とを有する成型装置であっても何ら問題なく適用させることが可能である。また、成形品は上述した実施形態のような円板状に限らず、矩形の棒状をなすもの、例えばｆθレンズなどの成形にも応用することができる。この場合における胴型の横断面形状の一例を図５に示す。すなわち、成形面２０ａが形成された一方の成形型２０を囲む胴型２１を、複数（図示例では４つ）の矩形の部材２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを図示しない締結部材を介して組み合わせることにより一体化し、これによって成形型２０との隙間を完全に無くすように設定することが可能であり、より光軸精度を高めることができる。
本発明による成形装置の一実施形態の概略構造を表す縦断面図であり、プレス工程前の状態を表す。 図１と同様の縦断面図であり、プレス完了後の状態を表す。 図１と同様の縦断面図であり、冷却工程中の状態を表す。 本発明による成形装置の他の実施形態の概略構造を表す縦断面図である。 本発明による成形装置の別な実施形態における胴型の部分の横断面図である。 従来の成形装置の一例を表す縦断面図である。
符号の説明
Ｗ ガラスゴブ
Ｗ' 両凸レンズ
１１ 下型
１１ａ 成形面
１２ 胴型
１２ａ 貫通穴
１２ｂ 上端面
１２ｃ 下端面
１２ｄ 開口部
１３ 連結板
１４ 下部バックアッププレート
１５ 主プレスシリンダ
１５ａ ピストンロッド
１６ 上部バックアッププレート
１７ 支柱
１８ 上型
１８ａ 成形面
１８ｂ 上端面
１９ 副プレスシリンダ
１９ａ ピストンロッド
２０ 成形型
２０ａ 成形面
２１ 胴型
２１ａ〜２１ｄ 胴型を構成する部材

Claims (5)

  1. 第１の成形型とこの第１の成形型と対向する第２の成形型との間にワークを供給するステップと、
    ワークを所定の温度にまで加熱するステップと、
    前記第２の成形型が前記第１の成形型との対向方向に沿って摺動自在に嵌合された胴型を前記第１の成形型と共に前記第２の成形型側の所定位置まで移動し、加熱されたワークを前記第１の成形型に形成された第１の成形面および前記第２の成形型に形成された第２の成形面と対応した形状にプレス成形するステップと、
    プレス成形されたワークを冷却するステップと、
    プレス成形されたワークの冷却中に前記第２の成形型を前記第１の成形型の方に付勢してワークに対する前記第１および第２の成形面の密着性を保持するステップと、
    ワークの冷却途中で前記第２の成形型を前記第１の成形型から離れる方向に移動させるステップと、
    ワークの冷却後に前記第１の成形型を前記胴型と共に前記第２の成形型から離れる方向に移動させ、冷却済みのワークを前記第１および第２の成形型の間から取り出すステップと
    を具えたことを特徴とする成形方法。
  2. ワークが光学ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
  3. 第１の成形面が形成された第１の成形型と、
    この第１の成形型の第１の成形面と対向する第２の形成面が形成された第２の成形型と、
    前記第１の成形型の第１の成形面と前記第２の成形型の第２の成形面との間に保持されるワークを所定の温度に加熱するための加熱手段と、
    前記第１の成形型が一体的に連結され、かつ前記第２の成形型が前記第１の成形型との対向方向に摺動自在に嵌合された胴型と、
    この胴型を前記第１の成形型と共に前記第２の成形型との対向方向に沿って移動させる第１の駆動手段と、
    前記第２の成形型を前記第１の成形型との対向方向に沿って移動させる第２の駆動手段と
    を具えたことを特徴とする成形装置。
  4. 前記第１の駆動手段は、前記第１の成形型を前記第２の成形型から離す退避位置と、前記第１の成形型を前記第２の成形型の方に押圧し、所定温度に加熱されたワークをプレス成形するプレス成形位置とに移動させ、
    前記第２の駆動手段は、プレス成形されたワークの冷却中に前記第２の成形型を前記第１の成形型の方に付勢し、これらの成形面とワークとの密着性を保持する付勢位置と、前記第２の成形型をこの付勢位置よりも前記第１の成形型から離れた待機位置とに移動させることを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
  5. 前記胴型が当接して前記プレス成形位置を規定すると共に前記第２の成形型が当接して前記待機位置を規定するストッパをさらに具えたことを特徴とする請求項４に記載の成形装置。

JP2004109398A 2004-04-01 2004-04-01 成形方法およびその装置 Pending JP2005289760A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004109398A JP2005289760A (ja) 2004-04-01 2004-04-01 成形方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004109398A JP2005289760A (ja) 2004-04-01 2004-04-01 成形方法およびその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005289760A true JP2005289760A (ja) 2005-10-20

Family

ID=35323146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004109398A Pending JP2005289760A (ja) 2004-04-01 2004-04-01 成形方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005289760A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4666677B2 (ja) モールドプレス成形型、及び光学素子の製造方法
JPH10182173A (ja) ガラス成形品とガラス成形方法及びガラス成形装置
CN1807297B (zh) 玻璃成形体的制造方法
JP5317962B2 (ja) ガラス成形体の製造方法およびモールドプレス成形装置
JP5458822B2 (ja) 光学素子用成形型及び光学素子の成形方法
CN101386465A (zh) 模造玻璃的模具
TWI388415B (zh) 光學元件的模製方法及光學元件模製裝置
JP2005289760A (ja) 成形方法およびその装置
JP3886022B2 (ja) ガラス成形体の製造方法及び装置
JP3618983B2 (ja) 光学素子の成形方法及びその装置
JP3825978B2 (ja) 光学素子の成形方法
JP2006016275A (ja) モールドプレス成形型及び光学素子の製造方法
JP2011132096A (ja) 光学素子の成形装置及び成形方法
JP2006298668A (ja) 光学素子の成形方法とその装置、及び光学素子
JP4708958B2 (ja) 光学素子の成形用型
JP2000001322A (ja) 光学素子成形装置および光学素子の製造方法
JP2005281053A (ja) モールドプレス用成形装置、光学素子の製造方法及び光学素子
JP4118668B2 (ja) プレス成形用成形装置及びそれを用いた成形体の製造方法
JP4508501B2 (ja) 光学ガラス素子の成形型
JP7103977B2 (ja) プレス成形装置
JP4373278B2 (ja) 光学素子の成形方法
JP2008083190A (ja) 光学素子の成形方法
JPH08133767A (ja) 光学素子の成形方法
JP2006219316A (ja) 光学素子の製造方法及び装置
JP4366179B2 (ja) ガラス成形装置およびその方法