JP2015040147A - Method and apparatus for manufacturing optical element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for surely releasing an optical element material from a die and manufacturing an optical element with high accuracy.SOLUTION: A method for manufacturing an optical element comprises: the first cooling step (a) of cooling a molded optical element material 100 in a state pressurized by a first molding die (an upper die 11) and a second molding die (a lower die 12); a first release step (b) of releasing only a part 100b-1 including a periphery out of the contact surfaces 100a and 100b of the optical element material 100 cooled in the first cooling step from at least one of the first molding die 11 and the second molding die 12; the second cooling step (c, d) of cooling the optical element material 100 having a released part in a state pressurized by the first molding die 11 and the second molding die 12; and the second release step (e) of releasing from the first molding die 11 and the second molding die 12 the optical element material 100 cooled in the second cooling step.

Description

本発明は、光学素子を製造する光学素子の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to an optical element manufacturing method and manufacturing apparatus for manufacturing an optical element.

従来、光学素子材料を加熱軟化させた状態で成形型により加圧成形し、その後に冷却することで、光学素子を製造する光学素子の製造方法が知られている。このような光学素子の製造方法において、光学素子材料を冷却した後に、光学素子材料が成形型から離れられず、ワレが生じることがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a method for manufacturing an optical element is known in which an optical element is manufactured by press molding with a molding die in a state where the optical element material is heated and softened, and then cooling. In such a method for manufacturing an optical element, after the optical element material is cooled, the optical element material may not be separated from the mold, and cracking may occur.

そこで、光学素子材料と成形型との滑り性及び離型性を向上させるための離型膜や離型剤を成形型に付着させる手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、光学素子材料に離型の切っ掛けとなる窪みなどの異形部を設けることで、光学素子材料と成形型との間に隙間を生じやすくする手法も知られている(例えば、特許文献2参照)。
Therefore, a technique is known in which a release film and a release agent for improving the slipperiness and release properties between the optical element material and the mold are attached to the mold (see, for example, Patent Document 1).
In addition, there is also known a technique for easily forming a gap between the optical element material and the molding die by providing a deformed portion such as a depression that is used to release the mold in the optical element material (see, for example, Patent Document 2). ).

また、光学素子材料の加圧と、一対の成形型のうち少なくとも一方からの光学素子材料の離型とを2回以上繰り返す手法が知られている(例えば、特許文献3参照)。
その他、光学素子材料と成形型との密着状態での収縮による応力をシミュレーションにより算出する手法も知られている。
Further, a technique is known in which pressurization of the optical element material and release of the optical element material from at least one of the pair of molds are repeated twice or more (for example, see Patent Document 3).
In addition, there is also known a method for calculating a stress due to shrinkage in a close contact state between the optical element material and the mold by simulation.

特開2011−162371号公報JP 2011-162371 A 特許第2914508号公報Japanese Patent No. 2914508 特開平9−286623号公報JP-A-9-286623

ところで、光学素子材料のうち一対の成形型との接触面において、この接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部が存在する場合、例えば、光学素子が両凸形状や片凸形状などの形状である場合について考える。   By the way, in the contact surface with a pair of molds in the optical element material, when there is a maximum thickness portion thicker than the peripheral edge of the contact surface, for example, the optical element has a biconvex shape or a single convex shape. Consider the case of the shape.

この場合、光学素子材料が成形型から離型できないときの原因は、冷却工程において肉厚が厚い部分と薄い部分と収縮量に差があることが問題であると考えられる。
すなわち、肉厚が厚い部分の収縮量は、薄い部分の収縮量よりも大きいが、光学素子材料と成形型とが密着した状態で実際に収縮できるのは薄い部分の収縮分のみになる。薄い部分は、厚い部分の収縮力により成形型に強く押し付けられ、冷却が進むほど離型しづらくなる。光学素子材料は、まず周縁が離型し、隙間に空気が入って進行するため、特に周縁の肉厚が薄い形状で離型が困難になり、光学素子材料がワレてしまう。
In this case, it is considered that the cause when the optical element material cannot be released from the mold is that there is a difference in shrinkage between the thick part and the thin part in the cooling process.
That is, the shrinkage amount of the thick portion is larger than the shrinkage amount of the thin portion, but the shrinkage of the thin portion can actually be shrunk in a state where the optical element material and the mold are in close contact with each other. The thin part is strongly pressed against the mold by the contraction force of the thick part, and it becomes difficult to release as the cooling proceeds. Since the optical element material is first released from the periphery and air enters the gap, the release of the optical element material becomes difficult, particularly when the peripheral edge is thin.

しかしながら、上述のような離型膜や離型剤を用いる手法では、離型膜や離型剤が必須になるばかりか、離型膜や離型剤を用いてもなお離型が困難な場合もある。
また、上述のような光学素子材料に異形部を設ける手法では、離型の開始を前提とし、その後のスムーズな離型を担保するものであり、根本的な解決にはならない。
However, in the method using the release film and the release agent as described above, the release film and the release agent are not only essential, but the release is still difficult even if the release film or the release agent is used. There is also.
In addition, the above-described method of providing a deformed portion in the optical element material is based on the start of mold release and ensures a smooth mold release thereafter, and is not a fundamental solution.

更には、上述のような、加圧と離型とを2回以上繰り返す手法では、光学素子材料が再び成形型と接触する際に接触面がずれることなどによって、光学素子の面形状精度が悪化する。   Furthermore, in the above-described method of repeating pressurization and mold release twice or more, the surface shape accuracy of the optical element deteriorates due to the contact surface being displaced when the optical element material comes into contact with the mold again. To do.

本発明の目的は、光学素子材料を確実に離型させることができるとともに光学素子を高精度に製造することができる光学素子の製造方法及び製造装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical element manufacturing method and apparatus capable of reliably releasing an optical element material and manufacturing an optical element with high accuracy.

本発明の光学素子の製造方法は、光学素子材料を加熱軟化させる加熱工程と、加熱軟化した前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第1の成形型及び第2の成形型により加圧することで前記第1の成形型及び前記第2の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形工程と、成形された前記光学素子材料を、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する第1の冷却工程と、前記第1の冷却工程において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち前記周縁を含む一部のみを、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第1の離型工程と、前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する第2の冷却工程と、前記第2の冷却工程において冷却された前記光学素子材料を前記第1の成形型及び前記第2の成形型から離型させる第2の離型工程と、を含む。   The method of manufacturing an optical element of the present invention includes a heating step of heating and softening an optical element material, and heating and softening the optical element material by a first mold and a second mold that are arranged to face each other. A molding step in which the first and second molding dies are pressed to form a shape having a maximum thickness portion thicker than a peripheral edge of the contact surface at the contact surface of the optical element material; A first cooling step of cooling the molded optical element material in a state of being pressurized by the first molding die and the second molding die, and the optical cooled in the first cooling step. A first releasing step of releasing only a part of the contact surface of the element material including the peripheral edge from at least one of the first mold and the second mold; and The released optical element material is converted into the first component. A second cooling step of cooling in a state of being pressurized by the mold and the second molding die, and the optical element material cooled in the second cooling step, the first molding die and the second molding A second release step of releasing from the mold.

本発明の光学素子の製造装置は、光学素子材料を加熱軟化させる加熱部と、前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第1の成形型及び第2の成形型により加圧することで前記第1の成形型及び前記第2の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形部と、前記光学素子材料を前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する冷却部と、前記冷却部において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち周縁を含む一部のみを、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第1の制御と、前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する第2の制御と、前記冷却部において冷却された前記光学素子材料を前記第1の成形型及び前記第2の成形型から離型させる第3の制御と、を行う制御部と、を備える。   The optical element manufacturing apparatus of the present invention pressurizes the heating element that heats and softens the optical element material and the optical element material with a first mold and a second mold that are arranged to face each other. A molding part that molds the optical element material contact surface with the first molding die and the second molding die into a shape having a maximum thickness portion thicker than a peripheral edge of the contact surface; and the optical A cooling part that cools the element material in a state of being pressurized by the first mold and the second mold, and a part of the contact surface of the optical element material that is cooled in the cooling part, including a peripheral edge Only the first control for releasing from at least one of the first mold and the second mold, and the optical element material partially released from the first mold and Cooling in a state of being pressurized by the second mold Comprising a second control, and a control unit for performing the optical element material is cooled from the first mold and the second mold and the third control to release, the in the cooling unit.

本発明によれば、光学素子材料を確実に離型させることができるとともに光学素子を高精度に製造することができる。   According to the present invention, the optical element material can be reliably released and the optical element can be manufactured with high accuracy.

本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing apparatus of the optical element which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法を説明するための、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element material, the upper mold | type, and the lower mold | type for demonstrating the manufacturing method of the optical element which concerns on one embodiment of this invention. 比較例に係る光学素子の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the optical element which concerns on a comparative example. 本発明の一実施の形態の第1変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element material in the 1st modification of one embodiment of this invention, an upper mold | type, and a lower mold | type. 本発明の一実施の形態の第2変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element material in the 2nd modification of one embodiment of this invention, an upper mold | type, and a lower mold | type. 本発明の一実施の形態の第3変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element material in the 3rd modification of one embodiment of this invention, an upper mold | type, and a lower mold | type. 本発明の一実施の形態の第4変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element material, the upper mold | type, and the lower mold | type in the 4th modification of one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態の第5変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element material in the 5th modification of one embodiment of this invention, an upper mold | type, and a lower mold | type. 本発明の他の実施の形態に係る光学素子の製造装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing apparatus of the optical element which concerns on other embodiment of this invention.

以下、実施の形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造装置1を示す断面図である。
Hereinafter, an optical element manufacturing method and manufacturing apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an optical element manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

図1に示す光学素子の製造装置1は、第1のステージ2と、第2のステージ3と、第3のステージ4と、成形室5と、制御部6と、を備える。
第1のステージ2、第2のステージ3、及び第3のステージ4は、この順に、成形室5内において、光学素子材料100を収容する型セット10の移送方向に並んで配置されている。なお、光学素子材料100は例えばガラスであり、製造される光学素子は例えばガラスレンズである。
The optical element manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a first stage 2, a second stage 3, a third stage 4, a molding chamber 5, and a control unit 6.
The first stage 2, the second stage 3, and the third stage 4 are arranged in this order in the molding chamber 5 in the transfer direction of the mold set 10 that houses the optical element material 100. The optical element material 100 is, for example, glass, and the manufactured optical element is, for example, a glass lens.

型セット10は、互いに対向して配置された上型11及び下型12と、これらの周囲に配置される筒状の胴型13とを含むが、型セット10としては、光学素子材料100を収容し、後述する各工程を行いうるものであれば制限されない。   The mold set 10 includes an upper mold 11 and a lower mold 12 that are disposed to face each other, and a cylindrical body mold 13 that is disposed around the upper mold 11 and the lower mold 12, and the mold set 10 includes an optical element material 100. If it can accommodate and can perform each process mentioned later, it will not restrict | limit.

なお、上型11は第1の成形型の一例であり、下型12は第2の成形型の一例である。上型11は、図2に示すように例えば凹形状の成形面11aが底面に形成されている。下型12も、図2に示すように例えば凹形状の成形面12aが上面に形成されている。   The upper mold 11 is an example of a first mold, and the lower mold 12 is an example of a second mold. As shown in FIG. 2, the upper mold 11 has a concave molding surface 11a formed on the bottom surface, for example. As shown in FIG. 2, the lower mold 12 also has, for example, a concave molding surface 12a formed on the upper surface.

第1のステージ2、第2のステージ3、及び第3のステージ4は、上ヒータブロック2a,3a,4aと、上断熱ブロック2b,3b,4bと、プレス軸2c,3c,4cと、シリンダ2d,3d,4dと、下ヒータブロック2e,3e,4eと、下断熱ブロック2f,3f,4fと、を有する。   The first stage 2, the second stage 3, and the third stage 4 are composed of upper heater blocks 2a, 3a, 4a, upper heat insulating blocks 2b, 3b, 4b, press shafts 2c, 3c, 4c, and cylinders. 2d, 3d, 4d, lower heater blocks 2e, 3e, 4e, and lower heat insulation blocks 2f, 3f, 4f.

上ヒータブロック2a,3a,4aには、例えばカートリッジヒータが挿入されている。上ヒータブロック2a,3a,4aは、型セット10の上面に当接し、熱伝導により型セット10を加熱する。   For example, cartridge heaters are inserted into the upper heater blocks 2a, 3a, 4a. The upper heater blocks 2a, 3a, 4a are in contact with the upper surface of the mold set 10 and heat the mold set 10 by heat conduction.

上断熱ブロック2b,3b,4bは、上ヒータブロック2a,3a,4aの上部に配置されている。
プレス軸2c,3c,4cは、下端において上断熱ブロック2b,3b,4bの上面中央に連結されている。
The upper heat insulating blocks 2b, 3b, 4b are disposed on the upper heater blocks 2a, 3a, 4a.
The press shafts 2c, 3c, 4c are connected to the center of the upper surface of the upper heat insulating blocks 2b, 3b, 4b at the lower ends.

シリンダ2d,3d,4dは、プレス軸2c,3c,4cに接続され、上ヒータブロック2a,3a,4a、上断熱ブロック2b,3b,4b、及びプレス軸2c,3c,4cを上下動させる。   The cylinders 2d, 3d, and 4d are connected to the press shafts 2c, 3c, and 4c, and move the upper heater blocks 2a, 3a, and 4a, the upper heat insulating blocks 2b, 3b, and 4b, and the press shafts 2c, 3c, and 4c up and down.

下ヒータブロック2e,3e,4eは、上ヒータブロック2a,3a,4aと対向するように配置され、上面に型セット10が載置される。下ヒータブロック2e,3e,4eには、例えばカートリッジヒータが挿入されている。下ヒータブロック2e,3e,4eは、型セット10の底面に当接し、熱伝導により型セット10を加熱する。   The lower heater blocks 2e, 3e, 4e are arranged to face the upper heater blocks 2a, 3a, 4a, and the mold set 10 is placed on the upper surface. For example, cartridge heaters are inserted in the lower heater blocks 2e, 3e, 4e. The lower heater blocks 2e, 3e, and 4e are in contact with the bottom surface of the mold set 10 and heat the mold set 10 by heat conduction.

下断熱ブロック2f,3f,4fは、下ヒータブロック2e,3e,4eの下部に位置し、成形室5内の底面に固定されている。
なお、第1のステージ2における上ヒータブロック2a及び下ヒータブロック2eは、光学素子材料100を加熱軟化させる加熱部の一例として機能する。
The lower heat insulating blocks 2f, 3f, 4f are located below the lower heater blocks 2e, 3e, 4e and are fixed to the bottom surface in the molding chamber 5.
The upper heater block 2a and the lower heater block 2e in the first stage 2 function as an example of a heating unit that heats and softens the optical element material 100.

また、第1のステージ2におけるシリンダ2dは、光学素子材料100を加圧することで成形する成形部の一例として機能する。
また、第2のステージ3及び第3のステージ4における上ヒータブロック3a,4a及び下ヒータブロック3e,4eは、光学素子材料100を上型11及び下型12により加圧した状態で冷却する冷却部の一例として機能する。
Further, the cylinder 2d in the first stage 2 functions as an example of a molding unit that molds the optical element material 100 by pressurizing it.
The upper heater blocks 3a and 4a and the lower heater blocks 3e and 4e in the second stage 3 and the third stage 4 are cooled so that the optical element material 100 is cooled in a state of being pressurized by the upper mold 11 and the lower mold 12. It functions as an example of a unit.

成形室5は、型投入口シャッタ5aと、型排出口シャッタ5bと、型投入台5cと、型排出台5dと、を有する。   The molding chamber 5 includes a mold inlet shutter 5a, a mold outlet shutter 5b, a mold inlet base 5c, and a mold outlet base 5d.

型投入口シャッタ5aは、型セット10が型投入台5cから成形室5内に投入される際に開放する。
型排出口シャッタ5bは、型セット10が成形室5内から型排出台5dへ排出される際に開放する。
The mold inlet shutter 5a is opened when the mold set 10 is loaded into the molding chamber 5 from the mold loading table 5c.
The mold discharge shutter 5b is opened when the mold set 10 is discharged from the molding chamber 5 to the mold discharge table 5d.

制御部6は、詳しくは後述するが、第1のステージ2、第2のステージ3、及び第3のステージ4に対し、加熱、加圧、冷却、離型などの各工程の制御を行う。   As will be described in detail later, the control unit 6 controls the first stage 2, the second stage 3, and the third stage 4 in each step such as heating, pressurization, cooling, and mold release.

以下、本実施の形態に係る光学素子の製造方法について説明する。
図2は、本実施の形態に係る光学素子の製造方法を説明するための、光学素子材料100、上型11、及び下型12を示す断面図である。
Hereinafter, a method for manufacturing the optical element according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the optical element material 100, the upper mold 11, and the lower mold 12 for explaining the method of manufacturing an optical element according to the present embodiment.

図1に示すように、型セット10は、型投入口シャッタ5aが開放した状態で図示しない移送ロボットによって型投入台5cから成形室5内に投入される。
成形室5内に投入された型セット10は、第1のステージ2の下ヒータブロック2e上に載置される。そして、型セット10は、シリンダ2dが上ヒータブロック2aを下降させることにより、上ヒータブロック2aの底面に当接する。
As shown in FIG. 1, the mold set 10 is loaded into the molding chamber 5 from the mold loading table 5c by a transfer robot (not shown) with the mold loading shutter 5a opened.
The mold set 10 put into the molding chamber 5 is placed on the lower heater block 2 e of the first stage 2. The mold set 10 comes into contact with the bottom surface of the upper heater block 2a when the cylinder 2d lowers the upper heater block 2a.

型セット10内に収容された光学素子材料100は、上ヒータブロック2a及び下ヒータブロック2eから上型11及び下型12を介しての熱伝導などによって加熱軟化する(加熱工程)。   The optical element material 100 accommodated in the mold set 10 is heated and softened by heat conduction from the upper heater block 2a and the lower heater block 2e through the upper mold 11 and the lower mold 12 (heating process).

加熱軟化した光学素子材料100は、シリンダ2dにより上型11及び下型12を介して加圧され、成形される(成形工程)。この成形工程において成形される光学素子材料100の形状は、図2(a)に示すように、上型11及び下型12との接触面100a,100bにおいて周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部100cを有する形状である。   The heat-softened optical element material 100 is pressed and molded by the cylinder 2d through the upper mold 11 and the lower mold 12 (molding process). As shown in FIG. 2A, the shape of the optical element material 100 molded in this molding step is the maximum thickness that is thicker than the peripheral edge at the contact surfaces 100a, 100b with the upper mold 11 and the lower mold 12. It is the shape which has the part 100c.

本実施の形態では、光学素子材料100が成形される形状は、両凸形状である。あくまで一例であるが、本実施の形態では、直径10mmで、最大肉厚部100cの肉厚2.3mm、最外周部の肉厚(接触面100a,100bの周縁の肉厚と同一)0.9mmの光学素子であるガラスレンズが製造される。   In the present embodiment, the shape in which the optical element material 100 is molded is a biconvex shape. However, in the present embodiment, the diameter is 10 mm, the thickness of the maximum thickness portion 100 c is 2.3 mm, and the thickness of the outermost peripheral portion (the same as the thickness of the peripheral edges of the contact surfaces 100 a and 100 b). A glass lens which is a 9 mm optical element is manufactured.

成形工程では、光学素子材料100の接触面100a,100bのうち光学素子の有効径100dの外側の領域の少なくとも一部(フランジ部)に平坦部100e,100fが形成される。なお、光学素子の有効径100dは、光学的特性を発揮する部分(光学機能面)であり、例えば凸部分の一部である。   In the molding step, flat portions 100e and 100f are formed in at least a part (flange portion) of the contact surface 100a and 100b of the optical element material 100 outside the effective diameter 100d of the optical element. The effective diameter 100d of the optical element is a portion (optical functional surface) that exhibits optical characteristics, and is, for example, a part of a convex portion.

成形工程における光学素子材料100の加熱温度は、光学素子材料100がガラスである場合には、例えば軟化点近傍の温度、一例としては570℃〜580℃である。このときの光学素子材料100の粘度は、例えば、107.8[dPa・s]である。 When the optical element material 100 is glass, the heating temperature of the optical element material 100 in the molding step is, for example, a temperature near the softening point, for example, 570 ° C. to 580 ° C. The viscosity of the optical element material 100 at this time is, for example, 10 7.8 [dPa · s].

その後、型セット10は、図示しない移送ロボットにより第1のステージ2から第2のステージ3に移送される。なお、各ステージの移送間隔は、例えば40秒である。
成形工程において成形された光学素子材料100は、図2(a)に示すように上型11及び下型12により加圧された状態(矢印D1,D2)で冷却される(第1の冷却工程)。この第1の冷却工程では、光学素子材料100は、例えば、成形工程よりも弱い圧力で加圧される。
Thereafter, the mold set 10 is transferred from the first stage 2 to the second stage 3 by a transfer robot (not shown). Note that the transfer interval of each stage is, for example, 40 seconds.
The optical element material 100 molded in the molding process is cooled in a state where the upper mold 11 and the lower mold 12 are pressurized (arrows D1 and D2) as shown in FIG. 2A (first cooling process). ). In the first cooling process, the optical element material 100 is pressed with a pressure lower than that in the molding process, for example.

次に、型セット10は、図示しない移送ロボットにより第2のステージ3から第3のステージ4に移送される。この移送時に型セット10は、第2のステージ3における加圧状態から開放される。すなわち、上型11及び下型12により光学素子材料100を加圧する圧力が減少する。そのため、図2(b)に示すように、光学素子材料100が反発して変形し(矢印D11,D12,D13,D14)、上型11及び下型12の間隔を拡げる。   Next, the mold set 10 is transferred from the second stage 3 to the third stage 4 by a transfer robot (not shown). During this transfer, the mold set 10 is released from the pressurized state in the second stage 3. That is, the pressure for pressurizing the optical element material 100 by the upper mold 11 and the lower mold 12 is reduced. Therefore, as shown in FIG. 2B, the optical element material 100 is repelled and deformed (arrows D11, D12, D13, D14), and the interval between the upper mold 11 and the lower mold 12 is increased.

これにより、冷却が進んでいることもあり、第1の冷却工程において冷却された光学素子材料100の接触面100a,100bのうち、下型12との接触面100bの周縁(好ましくは周縁全周)を含む一部100b−1のみが、下型12(上型11及び下型12のうち少なくとも一方の一例)から離型する(第1の離型工程)。周縁を含む一部100b−1は、例えば、有効径100dの外側の部分である。   Thereby, the cooling may have progressed, and of the contact surfaces 100a and 100b of the optical element material 100 cooled in the first cooling step, the periphery (preferably the entire periphery of the periphery) of the contact surface 100b with the lower mold 12 ) Including only a part 100b-1 is released from the lower mold 12 (an example of at least one of the upper mold 11 and the lower mold 12) (first mold release step). The part 100b-1 including the peripheral edge is, for example, a part outside the effective diameter 100d.

この第1の離型工程における制御部6の制御は、光学素子材料100の接触面100a,100bのうち周縁を含む一部100b−1のみを、下型12(上型11及び下型12のうち少なくとも一方)から離型させる第1の制御の一例である。   The control of the control unit 6 in the first mold release step is performed by removing only a part 100b-1 including the periphery of the contact surfaces 100a and 100b of the optical element material 100 from the lower mold 12 (the upper mold 11 and the lower mold 12). It is an example of the 1st control made to release from at least one of them.

なお、光学素子材料100の反発力については、光学素子材料100への圧力を解除した際に光学素子材料100が加圧方向と反対向きに変形しようとする力である。反発力を高めるために、第2のステージ3において光学素子材料100を加圧する圧力を、第3のステージ4への移送前に高めてもよい。なお、あくまで一例であるが、光学素子材料100の直径が12.5mm程度の両凸形状であれば32[N/mm]程度の圧力をかけて1010.5[dPa・s]の粘度まで冷却した際には十分な反発力が得られる。 The repulsive force of the optical element material 100 is a force that causes the optical element material 100 to deform in the direction opposite to the pressing direction when the pressure applied to the optical element material 100 is released. In order to increase the repulsive force, the pressure for pressurizing the optical element material 100 in the second stage 3 may be increased before the transfer to the third stage 4. Note that the viscosity is 10 10.5 [dPa · s] by applying a pressure of about 32 [N / mm 2 ] if the optical element material 100 has a biconvex shape with a diameter of about 12.5 mm. Sufficient repulsive force can be obtained when it is cooled down.

第1の離型工程では、光学素子材料100がガラス転移点以上の温度で且つ109.6[dPa・s]以上の粘度の状態で離型を行うとよいことがわかった。このときの光学素子材料100の粘度の一例としては1010.5[dPa・s]であり、温度の一例としては520℃〜540℃である。 In the first release step, it was found that the optical element material 100 should be released at a temperature not lower than the glass transition point and a viscosity not lower than 10 9.6 [dPa · s]. An example of the viscosity of the optical element material 100 at this time is 10 10.5 [dPa · s], and an example of the temperature is 520 ° C. to 540 ° C.

なお、第1の離型工程における光学素子材料100の温度が高すぎると、上型11及び下型12からの形状転写が十分に進んでいないことで面精度が悪化したり、光学素子材料100の反発力が不足することで周縁の離型が進まなかったり、最大肉厚部100cにおける収縮力が少ししか溜まっておらず離型の効果が小さかったりするという問題がある。   If the temperature of the optical element material 100 in the first mold release step is too high, shape transfer from the upper mold 11 and the lower mold 12 is not sufficiently advanced, so that the surface accuracy is deteriorated, or the optical element material 100 Insufficient repulsive force causes a problem in that the mold release at the periphery does not proceed, or the contraction force at the maximum thickness portion 100c is only slightly accumulated, and the mold release effect is small.

また、第1の離型工程における光学素子材料100の温度が低すぎると、形状転写が進んでおり、第1の離型工程を省略して全体離型(後述する第2の離型工程)を最初から行った場合と離型の状態が近くなる。そのため、第1の離型工程及び第2の離型工程の両方を行うことにより確実に離型を行うことができるという効果が十分に得られなくなる。   Further, if the temperature of the optical element material 100 in the first mold release step is too low, shape transfer proceeds, and the first mold release step is omitted and the entire mold is released (second mold release step described later). The state of mold release is close to the case of performing from the beginning. Therefore, the effect that the mold can be reliably removed by performing both the first mold release process and the second mold release process cannot be sufficiently obtained.

なお、第2のステージ3において、上型11の加圧方向と下型12の加圧方向との傾き、すなわち下ヒータブロック2eの上面に直交する方向に対するシリンダ2dの中心軸の傾きを例えば0.7分〜1.5分の範囲で設定してもよい。これは、光学素子材料100の形状に応じて反発力と収縮力とによる接触面100a,100bの周縁等における離型の作用を強めることができるためである。   In the second stage 3, the inclination between the pressurizing direction of the upper mold 11 and the pressurizing direction of the lower mold 12, that is, the inclination of the central axis of the cylinder 2d with respect to the direction orthogonal to the upper surface of the lower heater block 2e is 0, for example. It may be set in the range of 7 minutes to 1.5 minutes. This is because the releasing action at the peripheral edges of the contact surfaces 100a and 100b due to the repulsive force and the contracting force can be enhanced according to the shape of the optical element material 100.

一部100b−1が離型した光学素子材料100は、第3のステージ4のシリンダ4dにより上型11及び下型12を介して加圧された状態(図2(c)に示す矢印D1,D2)で冷却される(第2の冷却工程)。これにより、図2(d)に示すように、光学素子材料100は冷却により収縮する(矢印D21〜D28)。   The optical element material 100 from which the part 100b-1 has been released is pressed through the upper mold 11 and the lower mold 12 by the cylinder 4d of the third stage 4 (arrows D1 and D1 shown in FIG. 2C). It is cooled in D2) (second cooling step). Thereby, as shown in FIG.2 (d), the optical element material 100 shrink | contracts by cooling (arrow D21-D28).

第2の冷却工程における制御部6の制御は、一部100b−1が離型した光学素子材料100を、上型11及び下型12により加圧した状態で冷却する第2の制御の一例である。
なお、上述のように周縁を含む一部100b−1がまず離型することで周縁の上型11及び下型12との密着状態が一旦解除されるため、厚い部分が十分に収縮し、その後に周縁が上型11及び下型12と接触するため、周縁が上型11及び下型12により押さえつけられるタイミングを大きく遅らせることができる。
The control of the control unit 6 in the second cooling step is an example of second control for cooling the optical element material 100 from which the part 100b-1 has been released while being pressed by the upper mold 11 and the lower mold 12. is there.
As described above, the part 100b-1 including the periphery is first released from the mold, so that the close contact state between the upper mold 11 and the lower mold 12 is once released. Since the periphery is in contact with the upper mold 11 and the lower mold 12, the timing at which the periphery is pressed by the upper mold 11 and the lower mold 12 can be greatly delayed.

その結果、上型11及び下型12から光学素子材料100が受ける圧力D1,D2は、最大肉厚部100cにおける圧力D1−1,D2−1と周縁における圧力D1−2,D1−3,D2−2,D2−3とで差が少なくなる。ここで、光学素子材料100の離型していた一部100b−1は、下型12に再度密着してもよいし、所望の光学面が得られれば密着しなくてもよい。   As a result, the pressures D1 and D2 received by the optical element material 100 from the upper mold 11 and the lower mold 12 are the pressures D1-1 and D2-1 at the maximum thickness portion 100c and the pressures D1-2, D1-3 and D2 at the periphery. The difference between −2 and D2−3 is reduced. Here, the part 100b-1 that has been released from the optical element material 100 may be brought into close contact with the lower mold 12 again, or may not be attached as long as a desired optical surface is obtained.

本実施の形態では、型セット10が第2のステージ3から隣接する第3のステージ4に移送される際に第1の離型工程が行われるため、第1の離型工程の終了後から第2の冷却工程の開始までに光学素子材料100に温度差が生じるのを防ぐことができる。この温度差は、光学素子材料100の接触面100a,100bに不連続な面を生じさせうるため、例えば10℃以下であることが望ましい。また、第2のステージ3と第3のステージ4とで光学素子材料100の加圧方向の変化(上型11及び下型12それぞれの加圧方向の変化)が0.5分以内であることが望ましい。   In the present embodiment, since the first mold release process is performed when the mold set 10 is transferred from the second stage 3 to the adjacent third stage 4, the first mold release process is completed after the first mold release process is completed. It is possible to prevent a temperature difference from occurring in the optical element material 100 before the start of the second cooling step. Since this temperature difference can cause discontinuous surfaces on the contact surfaces 100a and 100b of the optical element material 100, it is desirable that the temperature difference be 10 ° C. or less, for example. Further, the change in the pressing direction of the optical element material 100 between the second stage 3 and the third stage 4 (change in the pressing direction of each of the upper mold 11 and the lower mold 12) is within 0.5 minutes. Is desirable.

なお、第2の冷却工程(第3のステージ4)では、光学素子材料100は、第1の冷却工程(第2のステージ3)よりも弱い圧力で加圧される。あくまで一例であるが、第2の冷却工程における圧力は、例えば100[kgf]〜200[kgf]であり、第1の冷却工程における圧力は、例えば、450[kgf]以下である。   In the second cooling step (third stage 4), the optical element material 100 is pressurized with a pressure lower than that in the first cooling step (second stage 3). Although it is an example to the last, the pressure in a 2nd cooling process is 100 [kgf]-200 [kgf], for example, and the pressure in a 1st cooling process is 450 [kgf] or less, for example.

第2のステージ3及び第3のステージ4のうち少なくとも一方においては、上ヒータブロック3a,4aと下ヒータブロック3e,4eとの間に例えば20℃以内の温度差を生じさせてもよい。これにより、光学素子材料100の収縮に伴う反りを制御し、光学素子材料100の形状に応じて離型する接触面100a,100bの形状を制御できる。   In at least one of the second stage 3 and the third stage 4, a temperature difference within, for example, 20 ° C. may be generated between the upper heater blocks 3a and 4a and the lower heater blocks 3e and 4e. Thereby, the curvature accompanying the shrinkage | contraction of the optical element material 100 can be controlled, and the shape of the contact surfaces 100a and 100b which release according to the shape of the optical element material 100 can be controlled.

次に、型セット10は、図示しない移送ロボットにより第3のステージ4から成形室5外に排出される。この排出時に型セット10は、第3のステージ4における加圧状態から開放される。   Next, the mold set 10 is discharged out of the molding chamber 5 from the third stage 4 by a transfer robot (not shown). During this discharge, the mold set 10 is released from the pressurized state in the third stage 4.

これにより、図2(e)に示すように、第2の冷却工程において冷却された光学素子材料100は、上型11及び下型12の全体から離型する(第2の離型工程)。なお、第2の離型工程は、第2のステージ3における加圧状態において冷却のみにより行われていてもよい。また、第2の離型工程は、第3のステージ4よりも低温まで冷却される第4以降のステージにおいて、又は成形室5の外において行われてもよい。   As a result, as shown in FIG. 2E, the optical element material 100 cooled in the second cooling step is released from the entire upper mold 11 and lower mold 12 (second release process). Note that the second release step may be performed only by cooling in the pressurized state of the second stage 3. Further, the second mold release step may be performed in the fourth and subsequent stages that are cooled to a temperature lower than that of the third stage 4 or outside the molding chamber 5.

第2の離型工程における制御部6の制御は、第3のステージ4の上ヒータブロック4a及び下ヒータブロック4eにおいて冷却された光学素子材料100を上型11及び下型12から離型させる第3の制御の一例である。   The control of the control unit 6 in the second mold release step is to release the optical element material 100 cooled in the upper heater block 4a and the lower heater block 4e of the third stage 4 from the upper mold 11 and the lower mold 12. 3 is an example of control 3.

第2の離型工程における光学素子材料100の粘度の一例としては1014.5[dPa・s]であり、温度は例えばひずみ点以上の温度であるとよいことがわかった。第2の離型工程における粘度は、1013[dPa・s]〜ひずみ点温度に対応する1014.6[dPa・s]の間であることが望ましい。但し、破壊のしやすさは、光学素子材料100の形状にも依存するため、光学素子材料100が破壊しない範囲であれば、1014.6[dPa・s]以上の粘度であってもよい。光学素子材料100の温度の一例としては480℃〜500℃である。 An example of the viscosity of the optical element material 100 in the second release step is 10 14.5 [dPa · s], and it has been found that the temperature may be, for example, a temperature equal to or higher than the strain point. The viscosity in the second release step is preferably between 10 13 [dPa · s] and 10 14.6 [dPa · s] corresponding to the strain point temperature. However, since the ease of destruction depends on the shape of the optical element material 100, the viscosity may be 10 14.6 [dPa · s] or more as long as the optical element material 100 does not break. . An example of the temperature of the optical element material 100 is 480 ° C to 500 ° C.

成形室5外に排出された型セット10からは、光学素子材料100が取り出される。この取り出された光学素子材料100が光学素子である。本実施の形態では、200個連続で光学素子を製造した場合もワレがなく、良好な面精度が得られた。   The optical element material 100 is taken out from the mold set 10 discharged out of the molding chamber 5. This extracted optical element material 100 is an optical element. In the present embodiment, there was no crack even when 200 optical elements were manufactured continuously, and good surface accuracy was obtained.

図3は、比較例に係る光学素子の製造方法を説明するための断面図である。
本比較例では、離型工程を本実施の形態のように第1の離型工程と第2の離型工程とに分けず、一度で全体の離型が行われる。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing an optical element according to a comparative example.
In this comparative example, the entire mold release is performed at one time without dividing the mold release process into the first mold release process and the second mold release process as in the present embodiment.

そのため、図3(a)に示すように加圧成形(矢印D1,D2)され、図3(b)に示すように冷却により収縮(矢印D21〜D28)する光学素子材料100は、中心部において収縮量が多くなる。   Therefore, the optical element material 100 that is pressure-molded (arrows D1 and D2) as shown in FIG. 3A and contracts by cooling (arrows D21 to D28) as shown in FIG. The amount of shrinkage increases.

これにより、図3(c)に示すように、中央において加わるはずの圧力(D1−1,D2−1)は小さくなり(矢印D1−11,D2−11)、周縁において加わるはずの圧力(D1−2,D1−3,D2−2,D2−3)は大きくなる(矢印D1−12,D1−13,D2−12,D2−13)。そのため、通常、離型のきっかけとなる周縁の離型が困難となり、光学素子材料100がワレうる。   Thereby, as shown in FIG. 3C, the pressure (D1-1, D2-1) that should be applied at the center is reduced (arrows D1-11, D2-11), and the pressure (D1) that should be applied at the periphery. -2, D1-3, D2-2, D2-3) becomes larger (arrows D1-12, D1-13, D2-12, D2-13). Therefore, it is usually difficult to release the peripheral edge that causes the release, and the optical element material 100 can be broken.

以上説明した本実施の形態では、光学素子の製造方法は、加熱工程と、成形工程と、第1の冷却工程と、第1の離型工程と、第2の冷却工程と、第2の離型工程とを備える。加熱工程では、光学素子材料100を加熱軟化させる。成形工程では、加熱軟化した光学素子材料100を、互いに対向して配置された上型(第1の成形型の一例)11及び下型(第2の成形型の一例)12により加圧することで上型11及び下型12との光学素子材料100の接触面100a,100bにおいて接触面100a,100bの周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部100cを有する形状に成形する。第1の冷却工程では、成形された光学素子材料100を、上型11及び下型12により加圧した状態で冷却する。第1の離型工程では、第1の冷却工程において冷却された光学素子材料100の接触面100a,100bのうち周縁を含む一部100b−1のみを、下型12(上型11及び下型12のうち少なくとも一方)から離型させる。第2の冷却工程では、一部100b−1が離型した光学素子材料100を、上型11及び下型12により加圧した状態で冷却する。第2の離型工程では、第2の冷却工程において冷却された光学素子材料100を上型11及び下型12から離型させる。   In the present embodiment described above, the optical element manufacturing method includes a heating step, a molding step, a first cooling step, a first mold release step, a second cooling step, and a second release step. And a mold process. In the heating step, the optical element material 100 is softened by heating. In the molding process, the heat-softened optical element material 100 is pressurized by an upper mold (an example of a first mold) 11 and a lower mold (an example of a second mold) 12 that are arranged to face each other. The contact surfaces 100a and 100b of the optical element material 100 with the upper mold 11 and the lower mold 12 are molded into a shape having a maximum thickness portion 100c that is thicker than the peripheral edges of the contact surfaces 100a and 100b. In the first cooling step, the molded optical element material 100 is cooled while being pressed by the upper mold 11 and the lower mold 12. In the first mold release step, only a part 100b-1 including the periphery of the contact surfaces 100a and 100b of the optical element material 100 cooled in the first cooling step is removed from the lower die 12 (the upper die 11 and the lower die). Release from at least one of 12). In the second cooling step, the optical element material 100 from which the part 100b-1 has been released is cooled in a state of being pressurized by the upper mold 11 and the lower mold 12. In the second release step, the optical element material 100 cooled in the second cooling step is released from the upper mold 11 and the lower mold 12.

そのため、接触面100a,100bにおいて、その周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部100cが存在する場合において、最大肉厚部100cにおける収縮量が周縁の収縮量よりも多くても、周縁がまず離型することで周縁の上型11及び下型12との密着状態が解除される。これにより、厚い部分が十分に収縮し、その後に周縁が上型11及び下型12と接触するため、周縁が上型11及び下型12により押さえつけられるタイミングを大きく遅らせることができる。これにより、周縁が収縮力の差によって上型11及び下型12に強く押し付けられるのを抑えることができる。そのため、周縁からの離型が容易になる。また、第1の離型工程では一部100b−1のみを離型させるため、第2の冷却工程における再加圧時において接触面100a,100bがずれることなどによって光学素子の面形状精度が悪化するのを抑えることができる。   For this reason, in the contact surfaces 100a and 100b, when the maximum thickness portion 100c having a thickness larger than that of the periphery exists, even if the contraction amount in the maximum thickness portion 100c is larger than the contraction amount of the periphery, the periphery is first The state of close contact with the upper mold 11 and the lower mold 12 at the periphery is released by releasing the mold. As a result, the thick portion contracts sufficiently, and then the peripheral edge comes into contact with the upper mold 11 and the lower mold 12, so that the timing at which the peripheral edge is pressed by the upper mold 11 and the lower mold 12 can be greatly delayed. Thereby, it can suppress that a periphery is strongly pressed by the upper mold | type 11 and the lower mold | type 12 by the difference in contraction force. Therefore, mold release from the periphery becomes easy. In addition, since only part 100b-1 is released in the first release step, the surface shape accuracy of the optical element is deteriorated due to the contact surfaces 100a and 100b being displaced during re-pressurization in the second cooling step. Can be suppressed.

よって、本実施の形態によれば、光学素子材料100を確実に離型させることができるとともに光学素子を高精度に製造することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the optical element material 100 can be reliably released and the optical element can be manufactured with high accuracy.

また、本実施の形態では、第1の離型工程において、光学素子材料100がガラス転移点以上の温度で且つ109.6[dPa・s]以上の粘度の状態で、周縁を含む一部100b−1のみの離型が行われる。そのため、接触面100a,100bの周縁の押さえつけが進んでいない状態で且つ光学素子材料100に粘性が残っている状態で離型が行われることで、光学素子材料100の反発力と収縮力とによって最大肉厚部100cが盛り上がりながら周縁が径方向に縮み、周縁を含む一部100b−1のみの離型が容易になる。したがって、光学素子材料100をより確実に離型させることができる。 In the present embodiment, in the first mold release step, the optical element material 100 includes a part including the peripheral edge at a temperature equal to or higher than the glass transition point and a viscosity equal to or higher than 10 9.6 [dPa · s]. Release of only 100b-1 is performed. Therefore, the mold release is performed in a state where the pressing of the peripheral edges of the contact surfaces 100a and 100b is not progressing and the viscosity remains in the optical element material 100, whereby the repulsive force and contraction force of the optical element material 100 While the maximum thickness part 100c rises, the peripheral edge shrinks in the radial direction, and the mold release of only a part 100b-1 including the peripheral edge becomes easy. Therefore, the optical element material 100 can be released more reliably.

また、本実施の形態では、第1の離型工程において、第2のステージ3から第3のステージ4に光学素子材料100を移送する際に、上型11及び下型12により光学素子材料100を加圧する圧力を減少させ光学素子材料100が反発により上型11及び下型12の間隔を拡げることで、周縁を含む一部100b−1のみの離型が行われる。これにより、上型11及び下型12を直接移動させなくとも離型が行われるため、光学素子材料100の状態に合わせて離型を行うことができる。したがって、光学素子材料100をより確実に離型させることができる。   In the present embodiment, when the optical element material 100 is transferred from the second stage 3 to the third stage 4 in the first mold release step, the optical element material 100 is used by the upper mold 11 and the lower mold 12. The pressure of pressurizing is reduced and the optical element material 100 is repelled to widen the distance between the upper mold 11 and the lower mold 12, so that only part of the part 100 b-1 including the peripheral edge is released. Thereby, since the mold release is performed without directly moving the upper mold 11 and the lower mold 12, the mold can be released according to the state of the optical element material 100. Therefore, the optical element material 100 can be released more reliably.

また、本実施の形態では、光学素子材料100が成形工程において成形される形状は、両凸形状である。そのため、最大肉厚部100cの肉厚が接触面100a,100bの周縁の肉厚との比較で大きくなるため離型が困難になるが、第1の離型工程及び第2の離型工程によって光学素子材料100を確実に離型させることができる。   Moreover, in this Embodiment, the shape by which the optical element material 100 is shape | molded in a shaping | molding process is a biconvex shape. Therefore, since the thickness of the maximum thickness portion 100c is larger than the thickness of the peripheral edges of the contact surfaces 100a and 100b, it becomes difficult to release the mold. However, the first and second release processes are difficult. The optical element material 100 can be reliably released.

また、本実施の形態では、成形工程において、光学素子材料100の接触面100のうち光学素子の有効径100dの外側の領域の少なくとも一部に平坦部100e,100fが形成される。そのため、径方向の収縮が上型11及び下型12の成形面11a,12aにおける滑り作用になり離型が困難な平坦部100e,100fを有する光学素子材料100であっても、第1の離型工程及び第2の離型工程によって光学素子材料100を確実に離型させることができる。   In the present embodiment, in the molding step, flat portions 100e and 100f are formed in at least a part of a region outside the effective diameter 100d of the optical element in the contact surface 100 of the optical element material 100. Therefore, even in the optical element material 100 having the flat portions 100e and 100f in which the radial contraction is a sliding action on the molding surfaces 11a and 12a of the upper mold 11 and the lower mold 12, and the mold release is difficult, the first separation is performed. The optical element material 100 can be reliably released by the mold process and the second mold release process.

図4〜図8は、本実施の形態の第1〜第5変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
成形工程において成形される光学素子材料の形状としては、図2に示す平坦部100e,100fが形成されたフランジ部を有する光学素子材料100の両凸形状のほか、任意の形状とすることができる。
4 to 8 are cross-sectional views showing the optical element material, the upper mold, and the lower mold in the first to fifth modifications of the present embodiment.
The shape of the optical element material molded in the molding step can be any shape other than the biconvex shape of the optical element material 100 having the flange portion formed with the flat portions 100e and 100f shown in FIG. .

形状の例としては、図4(第1変形例)に示す光学素子材料200のように、中央に最大肉厚部200cを有する両凸形状であるが、接触面200a,200bに平坦部やフランジ部を有さない形状が挙げられる。この光学素子材料200は、凹形状の成形面21a,22aが形成された上型21及び下型22により成形される。   An example of the shape is a biconvex shape having a maximum thickness portion 200c at the center as in the optical element material 200 shown in FIG. 4 (first modification), but flat portions or flanges on the contact surfaces 200a and 200b. The shape which does not have a part is mentioned. The optical element material 200 is molded by the upper mold 21 and the lower mold 22 on which concave molding surfaces 21a and 22a are formed.

また、図5(第2変形例)に示す光学素子材料300のように、中央に最大肉厚部300cを有し、接触面300a,300bに平坦部300e,300fが形成されたフランジ部を有する凸メニスカス形状が挙げられる。この光学素子材料300は、凸形状の成形面31aが形成された上型31、及び凹形状の成形面32aが形成された下型32により成形される。   Further, like the optical element material 300 shown in FIG. 5 (second modified example), the optical element material 300 has a flange portion having a maximum thickness portion 300c at the center and flat portions 300e and 300f formed on the contact surfaces 300a and 300b. Examples include a convex meniscus shape. The optical element material 300 is molded by an upper mold 31 on which a convex molding surface 31a is formed and a lower mold 32 on which a concave molding surface 32a is formed.

また、図6(第3変形例)に示す光学素子材料400のように、中央に最大肉厚部400cを有し、接触面400a,400bに平坦部やフランジ部を有さない凸メニスカス形状が挙げられる。この光学素子材料400は、凸形状の成形面41aが形成された上型41、及び凹形状の成形面42aが形成された下型42により成形される。   Further, like the optical element material 400 shown in FIG. 6 (third modified example), a convex meniscus shape having a maximum thickness portion 400c at the center and no flat portions or flange portions on the contact surfaces 400a and 400b. Can be mentioned. The optical element material 400 is molded by an upper mold 41 having a convex molding surface 41a and a lower mold 42 having a concave molding surface 42a.

また、図7(第4変形例)に示す光学素子材料500のように、周縁以外で且つ中央以外の部分に最大肉厚部500cを有し、接触面500a,500bに平坦部500e,500fが形成されたフランジ部を有する凹メニスカス形状が挙げられる。この光学素子材料500は、凸形状の成形面51aが形成された上型51、及び凹形状の成形面52aが形成された下型52により成形される。   Further, like the optical element material 500 shown in FIG. 7 (fourth modified example), the maximum thickness portion 500c is provided in a portion other than the periphery and other than the center, and the flat portions 500e and 500f are provided on the contact surfaces 500a and 500b. The concave meniscus shape which has the formed flange part is mentioned. This optical element material 500 is molded by an upper mold 51 having a convex molding surface 51a and a lower mold 52 having a concave molding surface 52a.

また、図8(第5変形例)に示す光学素子材料600のように、周縁以外で且つ中央以外の部分に最大肉厚部600cを有し、接触面600a,600bに平坦部600e,600fが形成されたフランジ部を有する両凹形状が挙げられる。この光学素子材料600は、凸形状の成形面61a,62aが形成された上型61及び下型62により成形される。   Further, like the optical element material 600 shown in FIG. 8 (fifth modified example), the thickest portion 600c is provided at a portion other than the periphery and other than the center, and the flat portions 600e and 600f are formed on the contact surfaces 600a and 600b. The biconcave shape which has the formed flange part is mentioned. The optical element material 600 is molded by an upper mold 61 and a lower mold 62 on which convex molding surfaces 61a and 62a are formed.

なお、図6に示す下型62は、例えば、外周側の筒状部分と内周側の柱状部分とに分割されている。
もちろん、成形される光学素子材料の形状は、図2,図4〜8の例に限られず、これらは例示にすぎない。
In addition, the lower mold | type 62 shown in FIG. 6 is divided | segmented into the cylindrical part of the outer peripheral side, and the columnar part of the inner peripheral side, for example.
Of course, the shape of the optical element material to be molded is not limited to the examples of FIGS. 2 and 4 to 8, and these are merely examples.

図9は、本発明の他の実施の形態に係る光学素子の製造装置1−1を示す断面図である。
本実施の形態の光学素子の製造装置1−1では、ステージは単一ステージ7のみである。単一ステージ7は、第1のステージ2、第2のステージ3、及び第3のステージ4と同様に、上ヒータブロック7aと、上断熱ブロック7bと、プレス軸7cと、シリンダ7dと、下ヒータブロック7eと、下断熱ブロック7fと、を有する。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an optical element manufacturing apparatus 1-1 according to another embodiment of the present invention.
In the optical element manufacturing apparatus 1-1 of the present embodiment, the stage is only the single stage 7. As with the first stage 2, the second stage 3, and the third stage 4, the single stage 7 includes an upper heater block 7a, an upper heat insulating block 7b, a press shaft 7c, a cylinder 7d, and a lower stage. It has a heater block 7e and a lower heat insulation block 7f.

本実施の形態では、上型11−1は、上ヒータブロック7aの底面に固定されている。下型12−1は、下ヒータブロック7eの上面に固定されている。
成形室8は、光学素子材料100を投入及び排出するための材料投入排出口シャッタ8aを有する。
In the present embodiment, the upper mold 11-1 is fixed to the bottom surface of the upper heater block 7a. The lower mold 12-1 is fixed to the upper surface of the lower heater block 7e.
The molding chamber 8 has a material loading / unloading shutter 8a for loading and discharging the optical element material 100.

制御部9は、単一ステージ7のみに対し、上述の加熱、加圧、冷却、離型などの各工程の制御を行う。ステージが単一ステージ7のみであるため、制御部9は、図示しない温度測定手段を用いて光学素子材料100の状態を検知しながら制御を行うことができる。もちろん、制御部9は、時間で各工程を区切ってもよい。   The control unit 9 controls each process such as heating, pressurization, cooling, and mold release described above for only the single stage 7. Since the stage is only the single stage 7, the control unit 9 can perform control while detecting the state of the optical element material 100 using a temperature measurement unit (not shown). Of course, the control unit 9 may divide each process by time.

本実施の形態における光学素子の製造方法の各工程(加熱工程、成形工程、第1の冷却工程、第1の離型工程、第2の冷却工程、及び第2の離型工程)については、光学素子材料100(型セット10)を移送せず単一ステージ7において各工程を行うこと以外は上述の一実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   About each process (heating process, molding process, first cooling process, first mold releasing process, second cooling process, and second mold releasing process) of the manufacturing method of the optical element in the present embodiment, Since the optical element material 100 (the mold set 10) is not transferred and the respective steps are performed in the single stage 7, it is the same as that of the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

但し、第1の離型工程においては、上述の一実施の形態と同様に、上型11−1及び下型12−1により光学素子材料100を加圧する圧力を減少させることで光学素子材料100を反発させて変形させてもよいが、上型11−1及び下型12−1のうち少なくとも一方(本実施の形態では上型11−1)を他方から遠ざけるように移動させることで、離型を行ってもよい。   However, in the first mold release step, the optical element material 100 is reduced by reducing the pressure applied to the optical element material 100 by the upper mold 11-1 and the lower mold 12-1, as in the above-described embodiment. May be deformed by repelling, but by moving at least one of the upper mold 11-1 and the lower mold 12-1 (in this embodiment, the upper mold 11-1) away from the other, You may do the mold.

以上説明した他の実施の形態では、上述の一実施の形態と同様の効果を得られる。更には、加熱工程から第2の離型工程までを単一ステージ7において行うことができるため、第1の離型工程前後で異なるステージにおいて加圧されることによる加圧方向の変化(傾き)が生じるのを防ぐことができる。また、各工程に要する時間を一律の時間制御ではなく、温度を考慮しての制御を行うことができる。したがって、光学素子材料100をより確実に離型させることができる。   In the other embodiments described above, the same effects as those of the one embodiment described above can be obtained. Furthermore, since the heating process to the second mold release process can be performed in the single stage 7, a change (inclination) in the pressurization direction due to pressurization in different stages before and after the first mold release process. Can be prevented. In addition, the time required for each process can be controlled in consideration of temperature, not uniform time control. Therefore, the optical element material 100 can be released more reliably.

1 光学素子の製造装置
2 第1のステージ
3 第2のステージ
4 第3のステージ
2a,3a,4a 上ヒータブロック
2b,3b,4b 上断熱ブロック
2c,3c,4c プレス軸
2d,3d,4d シリンダ
2e,3e,4e 下ヒータブロック
2f,3f,4f 下断熱ブロック
5 成形室
5a 型投入口シャッタ
5b 型排出口シャッタ
5c 型投入台
5d 型排出台
6 制御部
7 単一ステージ
7a 上ヒータブロック
7b 上断熱ブロック
7c プレス軸
7d シリンダ
7e 下ヒータブロック
7f 下断熱ブロック
8 成形室
8a 材料投入排出口シャッタ
9 制御部
10 型セット
11 上型
11a 成形面
12 下型
12a 成形面
13 胴型
100 光学素子材料
100a,100b 接触面
100c 最大肉厚部
100d 有効径
100e,100f 平坦部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element manufacturing apparatus 2 1st stage 3 2nd stage 4 3rd stage 2a, 3a, 4a Upper heater block 2b, 3b, 4b Upper heat insulation block 2c, 3c, 4c Press shaft 2d, 3d, 4d Cylinder 2e, 3e, 4e Lower heater block 2f, 3f, 4f Lower heat insulating block 5 Molding chamber 5a Type inlet shutter 5b Type outlet shutter 5c Type inlet 5d Type outlet 6 Controller 7 Single stage 7a Upper heater block 7b Heat insulation block 7c Press shaft 7d Cylinder 7e Lower heater block 7f Lower heat insulation block 8 Molding chamber 8a Material input / discharge port shutter 9 Control unit 10 Mold set 11 Upper mold 11a Molded surface 12 Lower mold 12a Molded surface 13 Body mold 100 Optical element material 100a , 100b Contact surface 100c Maximum thickness portion 100d Effective diameter 100e, 1 00f Flat part

Claims (7)

光学素子材料を加熱軟化させる加熱工程と、
加熱軟化した前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第1の成形型及び第2の成形型により加圧することで前記第1の成形型及び前記第2の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形工程と、
成形された前記光学素子材料を、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する第1の冷却工程と、
前記第1の冷却工程において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち前記周縁を含む一部のみを、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第1の離型工程と、
前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する第2の冷却工程と、
前記第2の冷却工程において冷却された前記光学素子材料を前記第1の成形型及び前記第2の成形型から離型させる第2の離型工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
A heating step for heating and softening the optical element material;
The optical element material of the first mold and the second mold by pressing the heat-softened optical element material with a first mold and a second mold that are arranged to face each other. A molding step of molding into a shape having a maximum thickness portion that is thicker than the peripheral edge of the contact surface at the contact surface of the material;
A first cooling step of cooling the molded optical element material in a state of being pressurized by the first mold and the second mold;
Of the contact surface of the optical element material cooled in the first cooling step, only a part including the peripheral edge is released from at least one of the first mold and the second mold. A first mold release step;
A second cooling step of cooling the part of the optical element material released from the part in a state of being pressurized by the first mold and the second mold;
A second release step of releasing the optical element material cooled in the second cooling step from the first mold and the second mold;
The manufacturing method of the optical element characterized by the above-mentioned.
前記第1の離型工程では、前記光学素子材料がガラス転移点以上の温度で且つ109.6[dPa・s]以上の粘度の状態で前記一部のみの離型を行うことを特徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法。 In the first mold releasing step, only a part of the optical element material is released at a temperature equal to or higher than a glass transition point and a viscosity equal to or higher than 10 9.6 [dPa · s]. The method for producing an optical element according to claim 1. 前記第1の離型工程では、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち少なくとも一方を他方から遠ざけるように移動させることで、前記一部のみの離型を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の光学素子の製造方法。   In the first mold release step, only the part of the mold is released by moving at least one of the first mold and the second mold away from the other. The manufacturing method of the optical element of Claim 1 or 2. 前記第1の離型工程では、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により前記光学素子材料を加圧する圧力を減少させ前記光学素子材料が反発により前記第1の成形型及び前記第2の成形型の間隔を拡げることで、前記一部のみの離型を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の光学素子の製造方法。   In the first release step, the pressure for pressurizing the optical element material by the first mold and the second mold is decreased, and the optical element material is repelled to repel the first mold and the first mold. 3. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein only a part of the mold is released by widening an interval between the two molds. 前記光学素子材料が前記成形工程において成形される形状は、両凸形状であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項記載の光学素子の製造方法。   5. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the shape of the optical element material formed in the forming step is a biconvex shape. 6. 前記成形工程では、前記光学素子材料の前記接触面のうち前記光学素子の有効径の外側の領域の少なくとも一部に平坦部を形成することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項記載の光学素子の製造方法。   The flat part is formed in at least one part of the area | region outside the effective diameter of the said optical element among the said contact surfaces of the said optical element material in the said shaping | molding process. 2. A method for producing an optical element according to item 1. 光学素子材料を加熱軟化させる加熱部と、
前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第1の成形型及び第2の成形型により加圧することで前記第1の成形型及び前記第2の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形部と、
前記光学素子材料を前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する冷却部と、
前記冷却部において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち周縁を含む一部のみを、前記第1の成形型及び前記第2の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第1の制御と、前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第1の成形型及び前記第2の成形型により加圧した状態で冷却する第2の制御と、前記冷却部において冷却された前記光学素子材料を前記第1の成形型及び前記第2の成形型から離型させる第3の制御と、を行う制御部と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
A heating section for heating and softening the optical element material;
Contact of the optical element material with the first mold and the second mold by pressurizing the optical element material with a first mold and a second mold which are arranged opposite to each other. A molded part that is molded into a shape having a maximum thickness part that is thicker than the peripheral edge of the contact surface on the surface;
A cooling unit that cools the optical element material in a state of being pressurized by the first mold and the second mold;
First control for releasing only a part including the periphery of the contact surface of the optical element material cooled in the cooling unit from at least one of the first molding die and the second molding die. A second control for cooling the optical element material partly released from the first mold and the second mold in a pressurized state, and the cooling by the cooling unit. A control unit that performs a third control for releasing the optical element material from the first mold and the second mold;
An optical element manufacturing apparatus comprising:
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