JP2732861B2 - 光学素子の成形装置と成形方法 - Google Patents

光学素子の成形装置と成形方法

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JP2732861B2 JP63227847A JP22784788A JP2732861B2 JP 2732861 B2 JP2732861 B2 JP 2732861B2 JP 63227847 A JP63227847 A JP 63227847A JP 22784788 A JP22784788 A JP 22784788A JP 2732861 B2 JP2732861 B2 JP 2732861B2
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高精度ガラスレンズなどの光学素子を製造
するプレス成形装置とその成形方法に関する。
[従来の技術] 従来の高精度ガラスレンズなどの光学素子の成形方法
としての文献は、特開昭60−200833号公報がある。
この公報に開示されている成形方法は、第1工程とし
て、所定の重量範囲の最終のガラスレンズに近い面品質
を具えた高精度ガラスレンズ予備成形品を作り、第2工
程として、上記予備成形品を加熱し、第3工程として、
上記加熱した予備成形品を高温にてガラスに付着しかつ
高温にて酸化しやすい材料にて作り、かつ加熱されたガ
ラスレンズ用成形型に挿入して加圧成形し、第4工程と
しては、成形型を加圧した状態で徐冷し、その後成形型
の圧力を除去し、第5工程として、成形型より高精度ガ
ラスレンズ成形品を取り出すようにした高精度ガラスレ
ンズの成形方法において、少なくとも第3及び第5工程
時に上記成形型の成形層表面に向けて、その表面の酸化
防止用の非酸化性または、還元性ガスを吹き付けるよう
にした高精度ガラスレンズの成形方法の技術である。
また上記公報の他に特開昭62−191128号公報がある。
この公報に開示されている成形方法は、上型,下型,胴
型の各々に冷却媒体の流通用の空洞をそれぞれ設けられ
ている光学素子の加圧成形用型による成形方法が開示さ
れている。この成形方法によれば所定の温度への迅速な
加熱および精密な温度制御が可能になり、更に成形また
は、冷却中に光学素子に温度分布が生じないようにする
ことが可能であることが記載されている。更に上記の公
報と関連した成形装置に特開昭62−288119号公報があ
る。この公報に開示されている技術は、光学ガラス素材
を加熱軟化し、プレス成形金型によってレンズなど光学
素子を成形する装置において、光学ガラス素材を載置搬
送する胴型キャリアに加熱手段および冷却手段を設けた
光学素子成形装置が開示されている。この装置によれば
光学ガラス素材の成形サイクルタイムを短縮することが
でき、更には、プレス成形中の冷却により光学素子への
ヒケを発生させることなく高精度の成形品を得ることが
できるようにした成形装置が記載されている。
[発明が解決しようとする課題] しかし上記の各開示技術は、何れも欠点を有してい
る。即ち、特開昭60−200833号公報に開示されている成
形方法では、成形層表面に吹き付けるガスの温度が低過
ぎた場合、成形型の温度が不安定となり成形されたレン
ズの品質が安定しないという大きな欠点がある。また成
形層表面に吹き付けるガスの温度を高くすると、成形中
のレンズ内の温度分布が一定となる迄の時間を多く必要
とするためサイクルタイムが長くなるという生産性の欠
点も有している。
また、上記特開昭62−191128号公報に開示されている
方法によると、型の内部に冷却機能を有しているため
に、成形装置が複雑となり成形機が高価になるなどの欠
点がある。また上型,下型,胴型およびレンズの全てに
温度分布を生じさせないようにしてヒケ防止をしなけれ
ばならないため、温度を均一に制御する時間が必要以上
に要するという欠点が有り前記した公報と同様にサイク
ルタイムが長く生産性に向かないという欠点を有してい
る。
次に特開昭62−288119号公報に開示されている成形方
法では、胴型キャリアの冷却を他の冷却媒体により積極
的に冷却するために前記2公報とは異なり、サイクルタ
イムの短縮が計られているものの、単一方向のみからの
冷却する方法のため成形されたレンズに歪みが発生し、
そのために得られたレンズは、著しく劣化を免れないと
いう大きな欠点を有している。本発明は、上記の諸問題
に鑑みて創作されたものである。即ち光学素子の成形サ
イクルタイムを短縮すると共に、成形した光学素子に歪
みを生じさせない優れた品質でかつ生産性のよい成形方
法とその成形装置とを提供することを目的とするもので
ある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、上型と下型間に配置する光学素材を搬送
し、この上下型により光学素材をプレス成形するときに
光学素材の外周面を成形するとともに、プレス成形して
冷却後の光学素材を搬出する胴型キャリアと、上記上型
と下型の周辺に配設し、上記プレス成形された光学素材
を冷却する非酸化性ガスを供給する送気手段と、上記送
気手段に接続し、プレス成形されて胴型キャリア内に収
納されている光学素材の外周を均等冷却するように配設
した複数の吹き付けノズルと、を有することを特徴とす
る光学素子の成形装置である。
また、光学素材を胴型キャリアに載置して加熱炉に搬
送して成形可能な温度に加熱する工程と、加熱により軟
化した光学素材を載置した胴型キャリアを搬送アームに
て上型と下型間に搬送する工程と、上型と下型により光
学素材をプレス成形する工程と、成形状態を維持した状
態で光学素材の外周を非酸化性ガスにて均等に冷却する
工程と、冷却後の光学素材を上記胴型キャリアにて搬出
する工程とよりなることを特徴とする光学素子の成形方
法である。
上記の構成により、成形サイクルタイムを短縮しかつ
成形品に歪みを発生させず品質のよい成形品を生産性よ
く成形できるようになる。
[実施例] 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(第1実施例) 第1図は、本発明を実施した光学素子の成形装置を示
す概略した側面よりの断面図、第2図は、第1図に示す
A−A′線よりの断面を示す平面図である。第3図は、
第1図の成形装置により成形された光学素子(レンズ)
の干渉縞のパターンを表した平面図、第4図は、一方向
のみより非酸化性ガスを吹き付けて成形した従来の光学
素子(レンズ)の干渉縞のパターンを表した平面図であ
る。
先端に所定の光学素子の形状に形成された型1を一体
的に装着した円柱形状の上型2が、先端を下方に向けて
上部ベース3に装着されている。
上記上部ベース3と対応した下方位置には、下部ベー
ス4を円形状的に配設し、その下部ベース4のほぼ中心
に上記上型2と略同形状の下型6を挿通する孔5を穿設
している。
上記下型6には、先端に被成形素材17(光学素材とし
てガラス素材を用い、以下、ガラス素材という。)を成
形する型7が構成されて、上記上型2の先端の型1と相
対して配設すると共に矢印に示すように上・下方向に摺
動自在に構成されている。
上記上部ベース3と下部ベース4間には、側壁20,21,
22,23を設けて封鎖した箱状の成形室10を構成してい
る。
成形室10内の上型2の円周近傍には、上型2と所定の
間隔を設けたL字形状の非酸化性ガスの送気パイプ11,1
2,13,14が第2図に示すように等間隔に成形室10のそれ
ぞれの角に配設されている。また送気パイプ11,12,13,1
4の先端ノズル8,9(残りの先端ノズル8′,9′は第1図
で不図示)は、それぞれ上型2と下型6の径方向に噴出
口を向けた構成となっていると共に、その上下位置は、
上型2と下型6の中間位に配設されている。即ち下型6
と上型2が、プレス成形する位置における胴型キャリア
15の設置位置の周辺に配設されている。
上記下型6と上型2の中間位置に搬送入出されるガラ
ス素材17を載置して搬送するリング形状の胴型キャリア
15は、その一端を搬送アーム16の先端に半円形を形成
し、胴型キャリア15の周囲を半円的に囲むようにし、か
つ先端部に形成された鍔に縁辺を係合させて成形室10の
側壁21に形成された窓18より外方からまたは外方へ搬送
入出されるように構成されている。
上記胴型キャリア15は、第1図に示すように内周にガ
ラス素材17の外周が充分に嵌合載置するように段部を形
成している。また上記段部の軸方向の位置(寸法)は、
下型6の型7の肉厚寸法(軸方向に設けた段部の高さに
対応する寸法)より短く形成されて、成形時にガラス素
材17が型7上に、また胴型キャリア15が下型6上に載置
されるように構成されている。
上記構成による成形装置の成形工程を次に説明する。
光学素材(ガラス素材)17を胴型キャリア15上に載置
し、図示していないが成形室10の手前側に設けられた加
熱炉に搬送して成形可能な温度迄に上昇加熱される。加
熱されて軟化されたガラス素材17は、搬送アーム16によ
り予め非酸性雰囲気となっている成形室10内に搬送され
る。次いで搬送アーム16により搬入されたガラス素材17
はその軸心と、上型2と下型6のそれぞれの軸心とが一
致するように上型2と下型6との間に位置決めされる。
続いて、下型6が上昇作動することにより下型6の型7
によって胴型キャリア15の段部からガラス素材17は持ち
上げられて、上型2の型1の面と下型6の型7の面によ
ってガラス素材17は押圧されてプレス成形される。
上記の場合胴型キャリア15にてガラス素材17の外周面
も同時に成形される。
上記ガラス素材17が上型2と下型6とによりプレス成
形された後もプレス成形状態を維持したままの状態で上
型2の周辺に等間隔に配設された送気パイプ11,12,13,1
4の先端の噴出ノズル8,8′,9,9′より一斉に非酸化性ガ
ス(N2)を胴型キャリア15とガラス素材17の外周面に均
等に吹き付けされる。
非酸化性ガス(N2)の吹き付けにより胴型キャリア15
とガラス素材17は、均等にかつ急速に冷却される。
冷却された胴型キャリア15とガラス素材17は、続いて
上型2と下型6とからそれぞれ離型して成形室10より搬
出される。即ち冷却終了と同時に下型6を下方に移動す
ると、型7とガラス素材17間は離型される。次いで下型
6の下降にて胴型キャリア15を下方に(第1図の状態)
移動すると、胴型キャリア15および成形されたガラス素
材17の自重により型1とガラス素材17間は離型され、胴
型キャリア15は搬送アーム16上に係合(載置)させられ
る。
離型された胴型キャリア15ととガラス素材17は搬送ア
ーム16によって窓18より外部に搬出される。
上記冷却された胴型キャリア15とガラス素材17は、成
形時において型1と型7とにより成形面は、密着されて
いるが、ガラス素材17と胴型キャリア15との材質による
膨張係数の差により容易に全周から均等に離型される。
上記実施例による外周を均等に冷却する方法と従来の
一方向よりのみ冷却方法との比較を第3図と第4図にて
説明する。
第3図は、本実施例による均一冷却により成形された
成形レンズの干渉縞を表し、第4図は、従来における一
方向のみよりの冷却方法により冷却された成形レンズの
干渉縞を表している。第3図,第4図にて明らかなとお
り、本実施例によると、アスの無い高品質のレンズが成
形できることが解る。また上記実施例においては、非酸
化性ガスの送気パイプ11,12,13,14およびノズル8,8′,
9,9′を4ケ所に均等配設したが必ずしも4ケ所に限定
されるものではなく成形する光学素材の大・小および胴
型キャリアの形状などにより3ケ所,4ケ所,5ケ所,6ケ所
とそれぞれ必要に応じて増減すればよい。また非酸化性
ガスの送気パイプは、個々に配設してもよいが一本の太
いパイプを上型2の近傍迄配設し、その太いパイプから
数本に分岐構成した小パイプで構成し、太パイプが外部
に設けた冷却装置と接続し、更にそれぞれのノズルより
胴型キャリア15およびガラス素材17に向けて吹き付ける
よう配設することも勿論である。
(第2実施例) 第5図は、本発明の第2実施例の成形装置の要部を示
す斜視図、第6図は、第5図の作動を示す斜視図であ
る。
図中前記した第1実施例と同一部材,同一構成につい
ては、同一符号を用い、その説明を省略する。
第5図に示すは、ガラス素材(図示されず)を成形し
ている状態を示している。即ち第1実施例と同一工程を
経て加熱軟化したガラス素材17を固定型の上型2と、上
下動自在に構成された可動型の下型6の間に搬送入され
てサンドイッチ的にプレス成形されているガラス素材17
を載置した胴型キャリア15を介在構成している。
上型2と下型6によるプレス成形位置の左右側近に
は、帯状形で先端に胴型キャリア15を囲設するよう半円
形の囲持部(液体ガスの噴出する部分となる)24,25を
形成して、左右より胴型キャリア15の外周を囲むよう左
右方向に移動自在に構成した冷却用アーム26,27を設け
ている。
冷却アーム26,27の上記半円形の囲持部24,25の側壁に
は別に設けた非酸化性ガスの貯蔵タンクと接続した非酸
化性ガス噴出用(吹き付け)ノズル28,29を多数穿設し
ている。
第6図に示す符号16は、胴型キャリア15を搬送する搬
送アームである。即ち先端に胴型キャリア15の外周と同
形の半円形状に形成し、側方より胴型キャリア15の外周
に当接し、胴型キャリア15の上端部外周に設けた鍔に係
合して持ち上げまたは、持下げ更には加熱炉などに搬送
するように構成されている。
上記構成による第2実施例の成形工程は、上記したよ
うに工程順は、第1実施例と同一であるが非酸化性ガス
にて冷却する手段のみが異なる。即ちガラス素材17を成
形し、冷却アーム26,27を左右からそれぞれ胴型キャリ
ア15を囲持するため移動させて胴型キャリア15の外周を
囲み構成する。
続いて多数のノズル28,29より非酸化性ガスを一斉に
噴出(吹き付け)させて冷却する。胴型キャリア15およ
びガラス素材17は、多数のノズル28,29より噴出する非
酸化性ガスにより外周より均等にかつ急速に冷却され
る。
ガラス素材17と胴型キャリア15を冷却した後、第6図
に示すように冷却アーム26,27は、それぞれ左右方向へ
離れるように移動し、続いて搬送アーム16が、下型6の
位置方向に近づくように移動して先端の半円形部にて胴
型キャリア15の鍔部と係合する。係合した後に下型6を
下降すると型7とガラス素材17は冷却時の膨張係数の差
により容易に離型する。続いて上型2の型1よりガラス
素材17を離型させて、搬送アーム16により胴型キャリア
15を介してガラス素材17を成形室10より窓18を介して搬
出される。
[発明の効果] 上記構成および工程とによる本発明によれば、非酸化
性ガスを吹き付けるノズルにより光学素材の外周を均等
に冷却するように配設し、且つ光学素材をプレス成形の
前後において上下型に対して胴型キャリアにより搬送、
搬出し得るよう構成したので、光学素材は均一にかつ速
やかに冷却することができるとともに、光学素材の搬送
や搬出も容易に行なわれるので成形サイクルタイムを短
縮すると共に歪みの無い高品質の光学素子が生産性よく
成形できる効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示し、その要部を概略に
て示す断面図、第2図は、第1図に示すA−A′線より
の断面を示す平面図、第3図は、本発明により成形され
た光学素子の干渉縞のパターンを表した平面図(写
真)、第4図は、従来の成形方法により成形された光学
素子の干渉縞のパターンを表した平面図(写真)、第5
図は本発明の第2実施例を示し、その要部を概略にて示
す斜視図、第6図は、第5図に示す実施例の作用を示す
斜視図である。 1……型、2……上型、3……上部ベース、4……下部
ベース、6……下型 7……型、8,8′,9,9′……ノズル、10……成形室 11,12,13,14……送気パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−123823(JP,A) 特開 昭60−200833(JP,A) 特開 昭63−100028(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上型と下型間に配置する光学素材を搬送
    し、この上下型により光学素材をプレス成形するときに
    光学素材の外周面を成形するとともに、プレス成形して
    冷却後の光学素材を搬出する胴型キャリアと、 上記上型と下型の周辺に配設し、上記プレス成形された
    光学素材を冷却する非酸化性ガスを供給する送気手段
    と、 上記送気手段に接続し、プレス成形されて胴型キャリア
    内に収納されている光学素材の外周を均等冷却するよう
    に配設した複数の吹き付けノズルと、 を有することを特徴とする光学素子の成形装置。
  2. 【請求項2】光学素材を胴型キャリアに載置して加熱炉
    に搬送して成形可能な温度に加熱する工程と、加熱によ
    り軟化した光学素材を載置した胴型キャリアを搬送アー
    ムにて上型と下型間に搬送する工程と、上型と下型によ
    り光学素材をプレス成形する工程と、成形状態を維持し
    た状態で光学素材の外周を非酸化性ガスにて均等に冷却
    する工程と、冷却後の光学素材を上記胴型キャリアにて
    搬出する工程とよりなることを特徴とする光学素子の成
    形方法。
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JPS63100028A (ja) * 1986-10-16 1988-05-02 Teisan Kk ガラス製品のプレス成形方法
JPS63123823A (ja) * 1986-11-12 1988-05-27 Hitachi Ltd プレス用金型

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