JP2621917B2 - 光学素子の成形方法と装置 - Google Patents

光学素子の成形方法と装置

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    • C03B29/00Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス素材を加熱軟化させた後、所望の光
学素子に対応する高精度の成形面を有する成形型により
非球面レンズ等の高精度な光学素子を加圧成形する方法
と装置に係り、特に、ガラス素材の加熱軟化を所望の状
態に管理して行なえる光学素子の成形方法と装置に関す
る。
〔従来の技術〕 一般に、加熱軟化させたガラス素材を成形型により加
圧して高精度な光学素子を成形する場合、ガラス素材の
加熱軟化時におけるガラス素材の粘度を管理する必要が
ある。ガラス素材の粘度のバラツキは、成形された光学
素子の肉厚,外径,曲率等のバラツキに大きく関与する
からである。
従来、ガラス素材の加熱軟化状態を管理して光学素子
の成形を行う装置としては、例えば、特開昭62−101831
号公報に開示された光学素子成形装置が知られている。
この装置は、加熱炉および成形型間にガラス素材を搬
送し、成形型により押圧成形された光学素子を搬出する
搬送アームに加熱手段が設けられて構成されている。
しかして、上記装置により光学素子を成形する場合、
加熱炉および搬送アームの温度を常に一定温度を保持
し、その一定温度の状態で一定時間ガラス素材を加熱し
て軟化させ、その後、成形型により加圧して光学素子を
成形するものである。即ち、ガラス素材の加熱軟化時に
おける粘度の管理は、ガラス素材が押圧成形に必要な粘
度になるまでの必要時間を予め求めておき、その時間を
一定に保つことにより行われている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記光学素子成形装置とその成形方法
にあっては、搬送アームが加熱炉内を前後に移動するの
で加熱炉内の温度が変動し易く、常に一定の温度に維持
するのが困難となり、ガラス素材の粘度にバラツキが生
じ、成形された光学素子に肉厚,外径,曲率等のバラツ
キが発生し、光学素子の成形の歩留りを低下させるとい
う問題点があった。
また、搬送アームは、常に、ガラス素材を軟化させる
温度に加熱保持されているため、成形型により押圧成形
された光学素子を搬送アームで搬出する際、搬送アーム
の温度によって成形された成形品の形状を変形させる不
具合が生じていた。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであって、ガラス素材の加熱軟化時における粘度
を一定に管理し、かつ成形後の光学素子の変形を防止し
得る光学素子の成形方法と装置を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、光学ガラス素
材を搬送部材にて保持しつつ加熱炉内に搬入して加熱軟
化させた後、所望の光学素子と対応する成形面を有する
一対の成形型間に上記光学ガラス素材を搬送し、上記成
形型により押圧成形する光学素子の成形方法と装置にお
いて、上記搬送部材の上記光学ガラス素材の保持部に上
記搬送部材の温度測定手段を設け、該温度測定手段の温
度が所定の温度範囲となるように上記加熱炉の温度を制
御しつつ上記光学ガラス素材を加熱軟化し、上記温度測
定手段の温度が所定の温度範囲となったときに、上記成
形型により上記光学ガラス素材を押圧して光学素子を成
形し得るように構成されている。
〔作用〕
上記構成の光学素子の成形方法と装置によれば、搬送
部材に設けた温度測定手段によって光学ガラス素材の加
熱軟化温度が制御され、光学ガラス素材の粘度が一定状
態に管理される。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明に係る光学素子の成形方法
と装置の実施例について詳細に説明する。
(第1実施例) 第1図および第2図は、本発明の第1実施例を示し、
第1図はガラス素材を保持、搬送する搬送アームの斜視
図、第2図は成形装置の斜視図である。
図において1で示すのは、ガラス素材2を保持,搬送
する搬送アームで、この搬送アーム1は、ガラス素材2
を保持する保持縁3を形設した保持部4に熱電対5が設
けられるとともに、駆動装置6に連結されている。
熱電対5は、搬送アーム1の保持部4の温度を測定し
て保持縁3に保持されたガラス素材2の加熱軟化を管理
するもので、温度モニター7に接続されている。温度モ
ニター7は、制御装置8に接続され、熱電対5が所定の
温度となった時、制御装置8に信号が送られるようにな
っている。制御装置8は、上記駆動装置6に接続され、
上記信号により駆動装置6を作動させて上型9,下型10間
に搬送アーム1を前進動させるようになっている。
上型9,下型10は、所望の光学ガラス素材に対応した成
形面9a,10aを有し、プレス成形室11内に上下動自在に保
持されている。プレス成形室11には、加熱炉12が隣接し
て配置され、プレス成形室11と加熱炉12は、連通口13を
介して互いに連通されている。加熱炉12は、ガラス素材
2を所定状態に加熱軟化するもので、加熱炉12の前方に
は、ガラス素材2および押圧成形された光学素子15を載
置して移送する移送用部材16が載置されている。移送用
部材16は、載置されたガラス素材2が加熱炉12の搬入位
置に移送された時点で停止し、移送用部材16の下方に上
下動自在に設けられた持上棒17の上昇により搬送アーム
1にガラス素材2が受け渡しされ得るようになってい
る。
次に、上記構成からなる搬送アームを備えた光学素子
の成形装置による光学素子の成形方法を説明する。
まず、両面を平滑に研磨したガラス部材2を移送用部
材16上に載置し、この移送用部材16の作動によりガラス
素材2を加熱炉12の搬入位置に移送する。次に、駆動装
置6の作動により搬送アーム1を移送用部材16の移動方
向と直交する方向に前進させるとともに、移送用部材16
の下方に設けた持上棒17を上昇させて搬入位置にあるガ
ラス素材2を移送用部材16上から持ち上げて、ガラス素
材2を搬送アーム1の保持縁3に保持させる。そして、
駆動装置6を作動させて搬送アーム1を一旦、加熱炉12
の搬入口12aとの水平位置まで上動させ、その後、搬送
アーム1を前進動せしめて、第2図に示す如く、加熱炉
12内に保持部4を送入し、ガラス素材2を加熱炉12に搬
入する。なお、かかるガラス素材2の加熱炉12内への搬
入にあたって、加熱炉12の搬入口12aと搬送アーム1と
を同一高さとし、ガラス素材2が持上棒17を介して移送
用部材16から搬送アーム1に受け渡された高さで直接加
熱炉12内にガラス素材2を水平搬送する構成として実施
することもできる。
次に、搬送されたガラス素材2に対して、図示を省略
した温度コントローラによって、温度制御された加熱炉
12によって加熱が開始され、搬送アーム1に設けた熱電
対5の温度がガラス素材2の軟化点(Sp)付近(580℃
付近)になるまでガラス素材2が加熱軟化される。そし
て、熱電対5の温度が所定の温度となった時点で、温度
モニター7から制御装置8に信号が送られることにより
駆動装置6が駆動して搬送アーム1を前進動させ、プレ
ス成形室11内の上側9,下型10間に加熱軟化されたガラス
素材2を搬入し、上下型9,10により10秒間押圧成形(型
温度は420℃,ガラス素材の点移転温度以下)して直径1
0mmSF8の平凸レンズ15を成形する。しかる後、プレス成
形室11内での成形の終了に関連して再度駆動装置6を駆
動させ、上記した逆の工程により成形されたレンズ15を
搬送アーム1にてプレス成形室11から搬出して移送用部
材16上に乗載してレンズ15を回収する。
上記構成によれば、ガラス素材2の加熱炉12内におけ
る加熱軟化に際して、搬送アーム1の保持部4に保持さ
れているガラス素材2の加熱軟化と保持部4に設けた熱
電対5との温度関係は、予め求めることができるので、
放電対5の温度をコントロールすることによりガラス素
材2の加熱温度を管理しつつレンズ15を成形することが
できる。
本実施例によれば、ガラス素材の加熱軟化と相関関係
にある搬送アームの温度を熱電対により常に一定に管理
できるので、ガラス素材の加熱温度を一定にすることが
できる。したがって、ガラス素材の粘度が一定で、か
つ、再現性良くガラス素材を加熱軟化することができる
ので、成形されたレンズの肉厚,外径,曲率等のバラツ
キを防止し得、高精度、高品質な光学素子を成形するこ
とができる。
(第2実施例) 第3図は、本発明の第2実施例で、搬送アームを示す
斜視図である。
本実施例の搬送アーム20は、上記第1実施例における
搬送アーム1の加熱温度を測定する搬送アーム1に設け
た測定手段の構成のみが異なり、その他の構成は同一で
あるので、同一部分には同一番号を付して、その説明を
省略するとともに、成形装置の構成についても、本実施
例の搬送アーム20を用いて第2図に示す構成と同様に構
成することができるので、図示を省略し、かつ、その説
明についても省略する。
即ち、本実施例の搬送アーム20は、ガラス素材を保持
する保持部21にガラス素材と熱伝導率が等しく、かつ、
体積が等しい温度測定子22、例えばガラス素材より軟化
点の高いLaSFガラス等のガラスが取付けられ、この温度
測定子22に熱電対5が配設されている。
上記構成の搬送アーム20を用いて第2図示と同様に構
成した成形装置にあっても、上記第1実施例と同様な工
程により光学素子を押圧成形できるので、その説明を省
略する。
本実施例によれば、上記第1実施例と同様な作用,効
果を奏し得るとともに、加えて、保持されるガラス素材
と熱伝導率の等しい温度測定子を介して熱電対により温
度を測定し制御できるので、より正確なガラス素材の温
度制御をすることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ガラス素材を保持し搬送する搬送ア
ームの温度を一定に加熱制御し、この加熱制御によりガ
ラス素材の加熱温度を一定に保つことができる。したが
って、光学素子の精度に影響を与える、ガラス素材の粘
度のバラツキを防止できるので、光学素子の肉厚,外
径,曲率等のバラツキがなくなり、常に安定した高精度
な製品を再現性良く成形することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明の第実施例を示し、第1
図は搬送アームの斜視図、第2図は成形装置の斜視図、
第3図は、本発明の第2実施例における搬送アームの斜
視図である。 1……搬送アーム 2……ガラス素材 4……保持部 5……熱電対 6……駆動装置 7……温度モニター 8……制御装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学ガラス素材を搬送部材にて保持しつつ
    加熱炉内に搬入して加熱軟化させた後、所望の光学素子
    と対応する成形面を有する一対の成形型間に上記光学ガ
    ラス素材を搬送し、上記成形型により押圧成形する光学
    素子の成形方法において、 上記搬送部材の上記光学ガラス素材の保持部に上記搬送
    部材の温度測定手段を設け、該温度測定手段の温度が所
    定の温度範囲となるように上記加熱炉の温度を制御しつ
    つ上記光学ガラス素材を加熱軟化し、上記温度測定手段
    の温度が所定の温度範囲となったときに、上記成形型に
    より上記光学ガラス素材を押圧成形することを特徴とす
    る光学素子の成形方法。
  2. 【請求項2】光学ガラス素材を搬送部材にて保持しつつ
    加熱炉内に搬入して加熱軟化させた後、所望の光学素子
    と対応する成形面を有する一対の成形型間に上記光学ガ
    ラス素材を搬送し、上記成形型により押圧成形する光学
    素子の成形装置において、 上記搬送部材の上記光学ガラス素材の保持部に温度測定
    手段を設けて構成したことを特徴とする光学素子の成形
    装置。
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