JP2006007551A - Processing method of lens mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部品に用いられるレンズ成形金型を精度良く加工し得るレンズ成形金型の加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a lens mold that can accurately process a lens mold used for an optical component.
光学部品に用いられるレンズ成形金型には、円筒状の成形面(シリンドリカル面またはトーリック面ともいう)を有するものがあり、このような成形面を有する工作物の加工方法としては、下記に示すような方法がある。 Some lens molding dies used for optical components have a cylindrical molding surface (also referred to as a cylindrical surface or a toric surface), and a method for processing a workpiece having such a molding surface is shown below. There are methods.
この加工方法は、図6に示すように、砥石回転台51の回転軸52の先端に取り付けられた円盤状で且つ外周端部の横断面形状を球面状に形成した、簡単に言えば、そろばん玉のような砥石53を回転させた状態でレンズ成形金型54の表面に接触させるとともに、矢印dで示すように、砥石53先端が所定の円筒状の成形面54aとなるように、レンズ成形金型54の円筒状の成形面54aの軸心に対して直交する方向で移動させる方法である(例えば、特許文献1の段落番号[0012]および図2参照)。
しかしながら、上記従来の加工方法によると、図6に示すように、砥石53の先端部の断面形状を球面状にしているため、言い換えれば、砥石53の形状がソロバン玉のように、水平断面形状および鉛直断面形状が共に円弧状にされているため、当該砥石のツルーイング作業が困難となってその形状精度が低下し、延いては、金型の成形面の加工精度が低下するという問題がある。
However, according to the above conventional processing method, the cross-sectional shape of the tip of the
また、砥石53の水平断面形状および鉛直断面形状が共に円弧状にされるとともに当該砥石53が矢印dで示すように移動されるため、成形面54aに対する砥石53の接触位置が異なると、その成形面54aと砥石53の回転軸心eとの相対距離が変化するため、砥石53の移動制御(NC制御)が難しくなるという問題がある。
Further, since the horizontal cross-sectional shape and the vertical cross-sectional shape of the
特に、光ディスク装置に用いられる半導体レーザが赤色から青色(所謂、ブルーレイ)に変わることで、成形金型の要求仕様、例えば形状精度(加工精度)が0.05μm以下等の仕様となってきており、従来の加工方法ではその仕様を満たすことが困難になってきている。 In particular, as semiconductor lasers used in optical disk devices change from red to blue (so-called Blu-ray), the required specifications of molding dies, such as specifications with a shape accuracy (processing accuracy) of 0.05 μm or less, have been achieved. However, it has become difficult to satisfy the specifications with conventional processing methods.
そこで、本発明は、上記課題を解決するもので、成形金型の成形面を精度良く且つより簡単な制御にて加工し得るレンズ成形金型の加工方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for processing a lens mold that can process the molding surface of the mold with high accuracy and simpler control.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係るレンズ成形金型の加工方法は、砥石部を有する研削工具によりレンズ成形金型に円筒状の成形面を加工するための加工方法であって、
砥石部が所定高さの円柱状に形成された研削工具を、回転させた状態で且つその回転軸心方向で一方向に繰返し移動させるとともに、当該研削工具とレンズ成形金型との相対距離を変化させながら研削する際に、研削工具をその回転軸心方向と直交する金型の幅方向で所定間隔おきに移動させて円筒状の成形面を形成する方法である。
In order to achieve the above object, a processing method of a lens molding die according to
A grinding tool having a grindstone formed in a columnar shape with a predetermined height is repeatedly moved in one direction in the rotated state and in the direction of the rotation axis, and the relative distance between the grinding tool and the lens molding die is set. This is a method of forming a cylindrical molding surface by moving the grinding tool at predetermined intervals in the width direction of the mold perpendicular to the rotational axis direction when grinding while changing.
また、請求項2に係るレンズ成形金型の加工方法は、請求項1に記載の加工方法は、研削工具の砥石部の厚さを、0.05〜1.0mmの範囲とする方法である。
Moreover, the processing method of the lens shaping
上記の加工方法によると、砥石部として円柱状のものを用い且つ砥石部をその回転軸心方向で移動させるとともに所定間隔おきに金型幅方向で移動させることにより成形面を加工するようにしたので、例えば従来のように、砥石部が円盤状で且つ先端部の断面形状が球面状(所謂、そろばん玉形状)である場合に比べて、砥石部における加工精度(形状精度)すなわち金型の成形面の表面精度を向上させることができるとともに、砥石部を移動させる際の制御についても、より簡単に行うことができる。 According to the above processing method, the cylindrical surface is used as the grindstone portion, and the molding surface is machined by moving the grindstone portion in the direction of the rotation axis and moving in the mold width direction at predetermined intervals. Therefore, for example, as compared with the conventional case where the grindstone is disk-shaped and the cross-sectional shape of the tip is spherical (so-called abacus ball shape), the processing accuracy (shape accuracy) in the grindstone, that is, the mold The surface accuracy of the molding surface can be improved, and the control for moving the grindstone can be performed more easily.
すなわち、砥石部先端の高精度なツルーイング作業(輪郭精度)が不要となり、研削装置についても、形成面に対する砥石部の回転軸心のオフセット量の簡単な制御だけで、表面精度の良い光学鏡面を得ることができる。 In other words, high-precision truing work (contour accuracy) at the tip of the grindstone is not required, and the grinding device can also provide an optical mirror surface with good surface accuracy by simply controlling the offset amount of the rotation axis of the grindstone with respect to the forming surface. Obtainable.
以下、本発明の実施の形態に係るレンズ成型金型の加工方法について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るレンズ成形金型の加工方法に用いられる研削装置の概略構成を示す側面図、図2はレンズ成型金型の加工方法を説明する図である。
Hereinafter, a method for processing a lens molding die according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a grinding apparatus used in a method for processing a lens mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a method for processing a lens mold.
図1に示すように、この研削装置には、平面視が矩形状の基台1の一端側で且つ他端側に向って水平方向で移動自在に配置された第1水平移動テーブル2と、同じく基台1の他端側で且つ第1水平移動テーブル2の移動方向とは直交する水平方向で移動自在に配置された第2水平移動テーブル3と、この第2水平移動テーブル3上に立設された支柱体4に昇降自在に設けられた鉛直移動体5とが具備されている。
As shown in FIG. 1, the grinding apparatus includes a first horizontal movement table 2 disposed so as to be movable in a horizontal direction toward one end side and the other end side of a
そして、また第1水平移動テーブル2上には、円筒状の成形面(例えば、非球面であるシリンドリカル面、トーリック面などである)11aを有するレンズ成形金型(以下、単に、金型と称す)11を保持する金型保持具(勿論、位置割出し機能などを有するもの)12が配置され、さらに鉛直移動体5には、エアタービンにより高速回転されるとともに研削工具13を保持する回転軸体(回転スピンドルともいう)14が設けられている。
On the first horizontal movement table 2, a lens molding die (hereinafter simply referred to as a die) having a cylindrical molding surface (for example, an aspherical cylindrical surface, a toric surface, etc.) 11a. ) A mold holder 12 (of course, having a position indexing function) 12 is disposed, and the vertical moving
ここで、各テーブル2,3および鉛直移動体5の各移動方向について簡単に説明すると、図1に示すように、第1水平移動テーブル2の移動方向をZ軸とすると、第2水平移動テーブル3の移動方向がX軸となり、また鉛直移動体5の移動方向は上下方向であるY軸となり、3軸が互いに直交するようにされている。そして、図2および図3に示すように、研削工具13の回転軸心aは、当然に、Y軸方向に一致されており、したがって被研削部である金型11の円筒状の成形面11aの中心軸bもY軸方向となるように、金型11が金型保持具12にセットされる。
Here, each movement direction of the tables 2 and 3 and the vertical moving
次に、研削工具について説明する。
図2に示すように、回転軸体14に下向きに保持される研削工具13は、大きく分けて、太めの基端側軸部21と、それより少し細めの先端側軸部22とから構成され、さらにこの先端側軸部22については、基端側軸部21寄りの逃げ軸部23とその先端側で且つ所定厚さtにされた円柱状の砥石部24に形成されている。この砥石部24の円筒外面により、金型11に円筒状の成形面11aが形成される。勿論、図3に示すように、砥石部24の半径rは成形面11aの半径R(正確には、非球面定義式のR)よりも小さくされている。
Next, the grinding tool will be described.
As shown in FIG. 2, the
このように、砥石部24の研削面が円筒状に形成されているため、例えば図4の(a)に示すように、その回転軸心aから研削面までの距離rが一定であるため、同図(b)に示すように、従来の砥石の研削面までの距離r′がその接触位置に応じて砥石摩耗により変化するものに比べて、研削工具13を移動させる際の制御(NC機械によるオフセット量の制御)がより簡単になる。
Thus, since the grinding surface of the
そして、上記砥石部24の厚さtは、金型により成形されるレンズ径に対応する値にされており、例えばレンズ径が4mmの場合、所謂、ブルーレイ用である場合には、その厚さtは0.05〜1.0mmの範囲とされる。なお、このような範囲とした理由については後述する。
The thickness t of the
次に、上記研削装置により金型を加工する方法について説明する。
まず、回転軸体14に所定半径で且つ所定厚さtの円柱状の砥石部24を有する研削工具13を取り付けるとともに、金型11を第1水平移動テーブル2上の金型保持具12に保持させる。このとき、金型11の取付け方向については、図3に示すように、円筒状の形成面11aの中心軸bが研削工具13の回転軸心aと同一の上下方向となるように取り付けられる。
Next, a method for processing a mold with the grinding apparatus will be described.
First, a
次に、研削工具13を高速で回転させ、そして第1水平移動テーブル2を移動させるとともに鉛直移動体5を昇降させて、砥石部24により金型11に円柱状の成形面11aを形成する。そして、このとき、第2水平移動テーブル3については、図2の矢印cで示すように、ある位置での砥石部24の研削下降動作が1回終わると、所定間隔でもって金型11の幅方向で移動させた後、次の研削下降動作が行われる。この所定間隔おきの間欠的な研削下降動作(一方向の繰返し移動)が、順次、繰り返されて、最終的に、所定の円筒状の形成面11aが加工(研削)される。
Next, the
すなわち、円柱状の砥石部24と金型11とを3軸方向で制御して、金型11に円筒状の成形面11aを加工する際に、金型11を砥石部24にその回転軸心aと直交するZ軸方向で接触させるとともに、砥石部24をY軸方向の直線運動と、Z軸に対して直交するX軸方向すなわち金型幅方向にて分割されたピッチ送りとの組み合わせにより、加工が行われる。
That is, when the cylindrical
ここで、上記砥石部24の厚さtを、0.05〜1.0mmの範囲にした理由について説明しておく。
砥石部24の形状については、その厚さtを大きくすれば、その逃げ軸部23が長くなって軸剛性が低下するため、加工精度が低下する。この砥石部24の厚さtと逃げ軸部23における軸剛性との関係、および砥石部24の厚さtと金型11の成形面11aの加工精度との関係を調べると、図5に示すグラフが得られる。
Here, the reason why the thickness t of the
Regarding the shape of the
そして、ブルーレイ用のレンズを成形する場合には、その波長が短いため、少なくとも、金型11の成形面11aの加工精度(表面精度)が0.05μmであることが好ましい(なお、従来の加工方法によると、0.12μm程度の加工精度しか得られない)。したがって、図5のグラフから分かるように、加工精度を0.05μm以下とするためには、砥石部24の厚さtを、0.05〜1.0mmの範囲内にする必要がある。なお、レンズ径が4mmの場合を示している。
When a lens for Blu-ray is molded, since its wavelength is short, it is preferable that at least the processing accuracy (surface accuracy) of the
上述したように、砥石部として円柱状のものを用い且つ砥石部をその回転軸心方向で移動させるとともに所定間隔おきに金型幅方向で移動させるようにしたので、例えば従来のように、砥石部が円盤状で且つ先端部の断面形状が球面状(所謂、そろばん玉形状)である場合に比べて、砥石部における形状精度すなわち金型の成形面の表面精度を向上させることができるとともに、砥石部を移動させる際の制御についても、より簡単に行うことができる。 As described above, a cylindrical shape is used as the grindstone portion, and the grindstone portion is moved in the direction of the rotational axis and moved in the mold width direction at predetermined intervals. Compared to the case where the portion is disk-shaped and the cross-sectional shape of the tip is spherical (so-called abacus ball shape), the shape accuracy in the grindstone, that is, the surface accuracy of the molding surface of the mold can be improved, The control for moving the grindstone can also be performed more easily.
すなわち、砥石部先端の高精度なツルーイング作業(輪郭精度)が不要となり、研削装置についても、形成面に対する砥石部の回転軸心のオフセット量の簡単な制御だけで、加工精度(形状精度)が0.05μm以下で粗さがRy=0.02μm以下の光学鏡面を得ることができる。 In other words, high-precision truing work (contour accuracy) at the tip of the grindstone is not required, and the grinding machine can also achieve machining accuracy (shape accuracy) simply by controlling the offset amount of the rotation axis of the grindstone with respect to the forming surface. An optical mirror surface having a roughness of Ry = 0.02 μm or less at 0.05 μm or less can be obtained.
本発明のレンズ成形金型の加工方法は、高精度な形状面すなわち光学鏡面を有する金型の成形面を、より簡単な制御でしかも精度良く加工することができるので、例えば青色レーザを使う光学レンズの成形金型を加工するのに最適である。 The processing method of the lens molding die according to the present invention can process a molding surface having a highly accurate shape surface, that is, an optical mirror surface, with a simpler control and with a higher accuracy. Ideal for processing lens molds.
2 第1水平移動テーブル
3 第2水平移動テーブル
4 支柱体
5 鉛直移動体
11 レンズ成形金型
11a 成形面
13 研削工具
14 回転軸体
24 砥石部
2 1st horizontal movement table 3 2nd horizontal movement table 4
Claims (2)
砥石部が所定高さの円柱状に形成された研削工具を、回転させた状態で且つその回転軸心方向で一方向に繰返し移動させるとともに、当該研削工具とレンズ成形金型との相対距離を変化させながら研削する際に、研削工具をその回転軸心方向と直交する金型の幅方向で所定間隔おきに移動させて円筒状の成形面を形成することを特徴とするレンズ成形金型の加工方法。 A processing method for processing a cylindrical molding surface into a lens molding die with a grinding tool having a grindstone part,
A grinding tool having a grindstone formed in a columnar shape with a predetermined height is repeatedly moved in one direction in the rotated state and in the direction of the rotation axis, and the relative distance between the grinding tool and the lens molding die is set. When grinding while changing, a grinding tool is moved at predetermined intervals in the width direction of the mold perpendicular to the direction of the rotation axis to form a cylindrical molding surface. Processing method.
The method for processing a lens molding die according to claim 1, wherein the thickness of the grindstone portion of the grinding tool is in the range of 0.05 to 1.0 mm.
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WO2012120566A1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-13 | ナルックス株式会社 | Lens, lens mould and mould processing method |
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2004
- 2004-06-25 JP JP2004187130A patent/JP2006007551A/en active Pending
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WO2012120566A1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-13 | ナルックス株式会社 | Lens, lens mould and mould processing method |
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