JP2754073B2 - 光学素子成形方法および成形装置 - Google Patents
光学素子成形方法および成形装置Info
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- JP2754073B2 JP2754073B2 JP2030759A JP3075990A JP2754073B2 JP 2754073 B2 JP2754073 B2 JP 2754073B2 JP 2030759 A JP2030759 A JP 2030759A JP 3075990 A JP3075990 A JP 3075990A JP 2754073 B2 JP2754073 B2 JP 2754073B2
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- 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
- C03B11/16—Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学素子をガラスなどの光学素子材料で成
形する光学素子の成形方法および成形装置に関する。
形する光学素子の成形方法および成形装置に関する。
近年、高精度光学レンズ、特に非球面ガラスレンズ等
の光学素子の製造法として、光学研磨法を用いず、プレ
ス成形する試みが多くなされ、具体化されつつある。そ
の成形法の一つとして、ガラス素材を変形可能な温度、
例えば、軟化点近傍の温度に加熱し、ガラスレンズ成形
型を用いて押圧成形する方法がある。第６図は従来のガ
ラスレンズ成形型によりレンズ素材を成形してレンズを
形成した状態を示す断面図である。図中1,2は加熱加圧
機構を有するプレスヘッドの一部、３および４はそれぞ
れ上型および下型、５は胴型、６は胴型５の周囲に設け
られた高周波コイル、７は成形された非球面レンズであ
る。
の光学素子の製造法として、光学研磨法を用いず、プレ
ス成形する試みが多くなされ、具体化されつつある。そ
の成形法の一つとして、ガラス素材を変形可能な温度、
例えば、軟化点近傍の温度に加熱し、ガラスレンズ成形
型を用いて押圧成形する方法がある。第６図は従来のガ
ラスレンズ成形型によりレンズ素材を成形してレンズを
形成した状態を示す断面図である。図中1,2は加熱加圧
機構を有するプレスヘッドの一部、３および４はそれぞ
れ上型および下型、５は胴型、６は胴型５の周囲に設け
られた高周波コイル、７は成形された非球面レンズであ
る。
非球面レンズ７を成形するときは、まず上型３とガラ
ス材料を置いた下型４を胴型５内に挿入した状態で高周
波コイル６に電流を流し、このコイル６から胴型５を介
してガラス材料および上下型3,4をそれぞれ加熱する。
そして第５図に示すように、ガラス材料がガラス軟化点
以上の温度まで加熱され且つ上下型3,4がガラス転移点
以上の温度まで加熱された後、上下型3,4のいずれか一
方を他方に接近させてガラス材料を加圧し、所定形状の
非球面レンズ７をプレス成形している。なお、上記の加
熱工程において、上下型3,4をガラス転移点以上の温度
まで加熱するようにしているのは、少なくとも加圧開始
前から加圧の途中までの間は上下型3,4を前記ガラス転
移点以上の温度に保っておかないと成形時の上下型3,4
とガラス材料との転写性が悪くなり、非球面レンズ７の
成形面が不良となってしまうことがあるからである。
ス材料を置いた下型４を胴型５内に挿入した状態で高周
波コイル６に電流を流し、このコイル６から胴型５を介
してガラス材料および上下型3,4をそれぞれ加熱する。
そして第５図に示すように、ガラス材料がガラス軟化点
以上の温度まで加熱され且つ上下型3,4がガラス転移点
以上の温度まで加熱された後、上下型3,4のいずれか一
方を他方に接近させてガラス材料を加圧し、所定形状の
非球面レンズ７をプレス成形している。なお、上記の加
熱工程において、上下型3,4をガラス転移点以上の温度
まで加熱するようにしているのは、少なくとも加圧開始
前から加圧の途中までの間は上下型3,4を前記ガラス転
移点以上の温度に保っておかないと成形時の上下型3,4
とガラス材料との転写性が悪くなり、非球面レンズ７の
成形面が不良となってしまうことがあるからである。
しかし、従来の成形方法および成形装置では以下の点
に問題がある。
に問題がある。
（ａ）高周波コイル６により胴型５を加熱し、この胴型
５を介して、上型３と下型４およびガラス材料を一緒に
加熱しているため、ガラス材料がガラス転移点以上の成
形に適した温度に加熱されるまで、上型３と下型４が長
い時間高温状態となるため、上型３と下型４が酸化によ
り劣化しやすい。
５を介して、上型３と下型４およびガラス材料を一緒に
加熱しているため、ガラス材料がガラス転移点以上の成
形に適した温度に加熱されるまで、上型３と下型４が長
い時間高温状態となるため、上型３と下型４が酸化によ
り劣化しやすい。
（ｂ）ガラス材料が、胴型５を介して間接的に加熱され
るため、ガラス材料が成形に適した温度に加熱されるま
でに長時間を要し、その結果、成形時間が長くなる。
るため、ガラス材料が成形に適した温度に加熱されるま
でに長時間を要し、その結果、成形時間が長くなる。
（ｃ）上型３と下型４の加圧位置が胴型５により決めら
れるため、胴型５の熱膨張が、成形時の上型３と下型４
の対向位置に影響を与え、よってレンズの成形精度に影
響を与える。
れるため、胴型５の熱膨張が、成形時の上型３と下型４
の対向位置に影響を与え、よってレンズの成形精度に影
響を与える。
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、金
型の酸化を防止でき、且つ光学素子材料を短時間で加熱
でき、さらにレンズの成形精度を高くできるようにした
光学素子成形方法および成形装置を提供することを目的
としている。
型の酸化を防止でき、且つ光学素子材料を短時間で加熱
でき、さらにレンズの成形精度を高くできるようにした
光学素子成形方法および成形装置を提供することを目的
としている。
本発明の光学素子成形方法は、下型と上型とから成る
金型で光学素子材料をプレス成形するに際し、光学素子
材料と金型の温度を以下のように制御することを特徴と
するものである。
金型で光学素子材料をプレス成形するに際し、光学素子
材料と金型の温度を以下のように制御することを特徴と
するものである。
（ａ）光学素子材料を金型内で加熱する、 （ｂ）光学素子材料がガラス転移点以上の温度に加熱さ
れた時点で、金型の温度を光学素子材料のガラス転移点
よりも低い温度にしておく、 （ｃ）プレス成形の開始直前に金型の温度をガラス転移
点以上の温度に上昇させて、成形可能な温度まで加熱さ
れた光学素子材料を金型でプレス成形する。
れた時点で、金型の温度を光学素子材料のガラス転移点
よりも低い温度にしておく、 （ｃ）プレス成形の開始直前に金型の温度をガラス転移
点以上の温度に上昇させて、成形可能な温度まで加熱さ
れた光学素子材料を金型でプレス成形する。
上記において、金型の加圧力を以下の通り制御するこ
とが好ましい。
とが好ましい。
（ｄ）プレス成形時に金型を加圧し、下型と上型で光学
素子材料に成形面を転写する、 （ｅ）前記転写後、光学素子材料がガラス転移点以下の
温度に冷却されるまで、金型の前記転写時の圧力を保持
する。
素子材料に成形面を転写する、 （ｅ）前記転写後、光学素子材料がガラス転移点以下の
温度に冷却されるまで、金型の前記転写時の圧力を保持
する。
次に本発明の光学素子成形装置は、光学素子材料を加
圧成形する下型および上型と、前記下型と上型との間に
介在する前記光学素子材料を直接加熱する加熱手段と、
前記下型と上型の温度を可変する調整手段と、下型と上
型と前記光学素子材料のそれぞれの温度変化を検知可能
な温度センサと、前記温度センサで検知された光学素子
材料の測定温度および下型と上型との加圧タイミングに
合わせて前記調整手段で下型と上型の温度を調整する制
御部と、が設けられていることを特徴とするものであ
る。
圧成形する下型および上型と、前記下型と上型との間に
介在する前記光学素子材料を直接加熱する加熱手段と、
前記下型と上型の温度を可変する調整手段と、下型と上
型と前記光学素子材料のそれぞれの温度変化を検知可能
な温度センサと、前記温度センサで検知された光学素子
材料の測定温度および下型と上型との加圧タイミングに
合わせて前記調整手段で下型と上型の温度を調整する制
御部と、が設けられていることを特徴とするものであ
る。
上記において、前記加熱手段は、光学素子材料および
下型と上型とを加熱するものであり、前記調整手段は、
下型と上型を冷却するものであることが好ましい。
下型と上型とを加熱するものであり、前記調整手段は、
下型と上型を冷却するものであることが好ましい。
さらに、前記下型と上型を加圧する動作がモータの動
力で行われることが好ましい。
力で行われることが好ましい。
本発明では、金型の温度を制御して、光学素子材料を
成形する前まで金型温度を抑制しておき、成形直前に金
型の温度を上昇させているため、金型が酸化して劣化す
ることなどを防止できる。また光学素子材料を直接に加
熱すると、光学素子材料を短時間に加熱でき、成形時間
を短縮できる。
成形する前まで金型温度を抑制しておき、成形直前に金
型の温度を上昇させているため、金型が酸化して劣化す
ることなどを防止できる。また光学素子材料を直接に加
熱すると、光学素子材料を短時間に加熱でき、成形時間
を短縮できる。
さらに、金型の加圧をモータなどで制御できるように
し、成形時に金型に圧力を保持することにより、光学素
子の成形精度を高くできる。
し、成形時に金型に圧力を保持することにより、光学素
子の成形精度を高くできる。
以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は
第１図の部分拡大図、第３図は本実施例による加圧動作
を示すタイムチャート、第４図は本実施例による加熱動
作を示すタイムチャートである。
第１図の部分拡大図、第３図は本実施例による加圧動作
を示すタイムチャート、第４図は本実施例による加熱動
作を示すタイムチャートである。
まず第１図〜第２図に基づいて、本実施例の構成を説
明する。
明する。
第１図〜第２図中符号13は非球面レンズなどの上面を
形成するための上型、14は非球面レンズなど下面を形成
するための下型、15は上型13に外挿された円筒状の胴型
である。この胴型15は、例えば、WC−Ni系超硬材料から
成る超硬合金によって形成されている。また符号17は前
記下型14の上面に置かれた、非球面レンズの材料となる
ガラス材料、18は胴型15および下型14の周囲に設けられ
た筒状の加熱体、16は加熱体18の外周に設けられた高周
波コイルである。前記下型14は、図の上下方向に移動自
在となっており、ガラス材料17の加熱時には図に示すよ
うにガラス材料17が加熱体18の突部18aと対向する位置
に保持され、ガラス材料17の加圧時には後述するモータ
36によって、上型13に接近する方向（図の上方向）に移
動されるようになっている。
形成するための上型、14は非球面レンズなど下面を形成
するための下型、15は上型13に外挿された円筒状の胴型
である。この胴型15は、例えば、WC−Ni系超硬材料から
成る超硬合金によって形成されている。また符号17は前
記下型14の上面に置かれた、非球面レンズの材料となる
ガラス材料、18は胴型15および下型14の周囲に設けられ
た筒状の加熱体、16は加熱体18の外周に設けられた高周
波コイルである。前記下型14は、図の上下方向に移動自
在となっており、ガラス材料17の加熱時には図に示すよ
うにガラス材料17が加熱体18の突部18aと対向する位置
に保持され、ガラス材料17の加圧時には後述するモータ
36によって、上型13に接近する方向（図の上方向）に移
動されるようになっている。
また第１図に示すように、前記上型13には上型温度セ
ンサ21が、下型14には下型温度センサ22が加熱体18には
加熱体温度センサ23がそれぞれ設けられている。また上
型13および下型14にはそれぞれエアーノズル24,25が設
けられている。この各エアーノズル24,25には、冷却エ
アーが各流量比例弁26,27を介して送られるようになっ
ており、これによって、上下型13,14の温度をそれぞれ
調整できるようになっている。
ンサ21が、下型14には下型温度センサ22が加熱体18には
加熱体温度センサ23がそれぞれ設けられている。また上
型13および下型14にはそれぞれエアーノズル24,25が設
けられている。この各エアーノズル24,25には、冷却エ
アーが各流量比例弁26,27を介して送られるようになっ
ており、これによって、上下型13,14の温度をそれぞれ
調整できるようになっている。
また第１図のブロック図に示すように、前記各温度セ
ンサ21,22,23からの出力電圧は、温度アンプ28によって
増幅された後、A/D変換器29によってデジタル信号に変
換される。このデジタル信号はCPU30に入力され、必要
なデータ処理が行われる。このCPU30による演算結果
（デジタル信号）はD/A変換器31に出力され、このD/A変
換器31からは各デジタル信号に対応したアナログ電圧が
連続的に出力される。そしてこのD/A変換器31の出力は
高周波電源32に送られ、これによって高周波コイル16に
流される電流量、したがって加熱体18の温度が連続的に
制御される。また前記D/A変換器31の出力は各比例弁ア
ンプ33,34を介して各流量比例弁26,27に送られ、これに
よって上下型13,14に供給される冷却エアーの流量、し
たがって上下型13,14の温度が連続的に制御されるよう
になっている。
ンサ21,22,23からの出力電圧は、温度アンプ28によって
増幅された後、A/D変換器29によってデジタル信号に変
換される。このデジタル信号はCPU30に入力され、必要
なデータ処理が行われる。このCPU30による演算結果
（デジタル信号）はD/A変換器31に出力され、このD/A変
換器31からは各デジタル信号に対応したアナログ電圧が
連続的に出力される。そしてこのD/A変換器31の出力は
高周波電源32に送られ、これによって高周波コイル16に
流される電流量、したがって加熱体18の温度が連続的に
制御される。また前記D/A変換器31の出力は各比例弁ア
ンプ33,34を介して各流量比例弁26,27に送られ、これに
よって上下型13,14に供給される冷却エアーの流量、し
たがって上下型13,14の温度が連続的に制御されるよう
になっている。
以上のように、本実施例による光学素子の成形装置
は、高周波コイル16や高周波電源32などから成る高周波
加熱装置、冷却エアーの流量比例弁26,27、各温度セン
サ21〜23、およびCPU30などの演算装置などを備えてい
るので、ガラス材料17の温度と上下型13,14の温度をそ
れぞれ個別に検出して個別に温度制御できるようになっ
ている。
は、高周波コイル16や高周波電源32などから成る高周波
加熱装置、冷却エアーの流量比例弁26,27、各温度セン
サ21〜23、およびCPU30などの演算装置などを備えてい
るので、ガラス材料17の温度と上下型13,14の温度をそ
れぞれ個別に検出して個別に温度制御できるようになっ
ている。
またCPU30からはガラス材料17対する加圧制御のため
の信号がサーボコントローラ35に出力される。サーボコ
ントローラ35ではこのCPU30からの出力を受けて必要な
駆動信号をモータ36に出力する。このモータ36は所定の
伝達機構を介して下型14に接続されている。よって、こ
のモータ36の回転力を制御することによってガラス材料
17に対する加圧力を自動制御することができるようにな
っている。
の信号がサーボコントローラ35に出力される。サーボコ
ントローラ35ではこのCPU30からの出力を受けて必要な
駆動信号をモータ36に出力する。このモータ36は所定の
伝達機構を介して下型14に接続されている。よって、こ
のモータ36の回転力を制御することによってガラス材料
17に対する加圧力を自動制御することができるようにな
っている。
次に第３図〜第４図のタイムチャートに基づいて本実
施例の動作を説明する。
施例の動作を説明する。
まず第４図に基づいて本実施例によるガラス材料17お
よび上下型13,14などの加熱動作を説明する。本実施例
では、まず下型14の上面にガラス材料17を置いて、下型
14を、第１図〜第２図に示すような位置（すなわちガラ
ス材料17が加熱体18の突部18aに対向する位置）まで移
動させる。そしてこの状態で高周波電源32から高周波コ
イル16に電流を流して加熱体18を加熱させる。この加熱
された加熱体18は、これに対向するガラス材料17および
上下型13,14をそれぞれ直接に加熱させる。
よび上下型13,14などの加熱動作を説明する。本実施例
では、まず下型14の上面にガラス材料17を置いて、下型
14を、第１図〜第２図に示すような位置（すなわちガラ
ス材料17が加熱体18の突部18aに対向する位置）まで移
動させる。そしてこの状態で高周波電源32から高周波コ
イル16に電流を流して加熱体18を加熱させる。この加熱
された加熱体18は、これに対向するガラス材料17および
上下型13,14をそれぞれ直接に加熱させる。
これらのガラス材料17や各型13,14の温度は前記各温
度センサ21〜23によってそれぞれ検出される。そしてこ
の検出結果に基づいて、加熱体18については、加熱体18
の温度が所定の値まで上昇した時点t1（第４図参照）か
らは、CPU30によって、加熱体18の温度をその値のまま
保持するように高周波コイル16に流される電流量が制御
されている。また上下型13,14については、その温度が
ガラス転移点以下の所定の値まで上昇した時点t2から加
圧開始（第４図の時点t4）前５秒の時点t3までの間は、
各流量比例弁26,27を開けて冷却エアーを供給して上下
型13,14の温度がその値以上上昇しないように制御され
ている。なお前記加圧開始時点t4はガラス材料17がガラ
ス軟化点以上の所定の温度まで昇温した時点である。
度センサ21〜23によってそれぞれ検出される。そしてこ
の検出結果に基づいて、加熱体18については、加熱体18
の温度が所定の値まで上昇した時点t1（第４図参照）か
らは、CPU30によって、加熱体18の温度をその値のまま
保持するように高周波コイル16に流される電流量が制御
されている。また上下型13,14については、その温度が
ガラス転移点以下の所定の値まで上昇した時点t2から加
圧開始（第４図の時点t4）前５秒の時点t3までの間は、
各流量比例弁26,27を開けて冷却エアーを供給して上下
型13,14の温度がその値以上上昇しないように制御され
ている。なお前記加圧開始時点t4はガラス材料17がガラ
ス軟化点以上の所定の温度まで昇温した時点である。
また前記時点t3からは上下型13,14への前記冷却エア
ーの供給を停止または供給量を減少させ、上下型13,14
をガラス転移点以上でガラス屈伏点以下の必要温度まで
昇温させる。そして加圧開始（時点t4）後５秒が経過す
る時点t6まではそのままの温度に保持するようにしてい
る。また前記時点t6からは高周波コイル16への電流の供
給を停止または供給量を減少させ、加熱体18が減温され
るようにしている。
ーの供給を停止または供給量を減少させ、上下型13,14
をガラス転移点以上でガラス屈伏点以下の必要温度まで
昇温させる。そして加圧開始（時点t4）後５秒が経過す
る時点t6まではそのままの温度に保持するようにしてい
る。また前記時点t6からは高周波コイル16への電流の供
給を停止または供給量を減少させ、加熱体18が減温され
るようにしている。
次に加圧動作を第３図を参照して説明する。
前述のようにガラス転移点以上でガラス屈伏点以下の
必要温度に加熱された上下型13,14を用いてガラス材料1
7をガラス軟化点以上の所定温度に加熱した後は、ガラ
ス材料17がこのガラス軟化点以上の所定温度まで昇温さ
れた前記時点t4から、サーボコントローラ35からの信号
を受けてモータ36が駆動され、これにより下型14が第１
図〜第２図に示す位置から胴型15がガラス材料17の側部
に対向する所定位置まで上昇される。この下型14の上昇
動作は、第３図の時点t4からt5までの短時間内にモータ
36によって一気に行われる。これにより、ガラス材料17
が上下型13,14の間に充填され、レンズ厚さが決定され
るようになる。またガラス材料17の側部は胴型15に接触
し、この胴型15の内周面によって非球面レンズなどの円
筒側面が形成されるようになっている。
必要温度に加熱された上下型13,14を用いてガラス材料1
7をガラス軟化点以上の所定温度に加熱した後は、ガラ
ス材料17がこのガラス軟化点以上の所定温度まで昇温さ
れた前記時点t4から、サーボコントローラ35からの信号
を受けてモータ36が駆動され、これにより下型14が第１
図〜第２図に示す位置から胴型15がガラス材料17の側部
に対向する所定位置まで上昇される。この下型14の上昇
動作は、第３図の時点t4からt5までの短時間内にモータ
36によって一気に行われる。これにより、ガラス材料17
が上下型13,14の間に充填され、レンズ厚さが決定され
るようになる。またガラス材料17の側部は胴型15に接触
し、この胴型15の内周面によって非球面レンズなどの円
筒側面が形成されるようになっている。
次に前記時点t5からは、モータ36によって下型14を第
１図〜第２図の上方に徐々に加圧するようにし、ガラス
材料17の上下面にそれぞれ上下型13,14の各成形面を転
写するようにしている。そしてガラス材料17がガラス転
移点以下の所定温度まで冷却する時点t7までそのままモ
ータ36により保圧する。この場合、モータ36の回転力を
制御するためにCPU30およびサーボコントローラ35を使
用しているため、ガラス材料17への加圧力は予めROM
（図示せず）などに格納されるプログラムによって自由
に設定でき、且つ連続的に制御できる。
１図〜第２図の上方に徐々に加圧するようにし、ガラス
材料17の上下面にそれぞれ上下型13,14の各成形面を転
写するようにしている。そしてガラス材料17がガラス転
移点以下の所定温度まで冷却する時点t7までそのままモ
ータ36により保圧する。この場合、モータ36の回転力を
制御するためにCPU30およびサーボコントローラ35を使
用しているため、ガラス材料17への加圧力は予めROM
（図示せず）などに格納されるプログラムによって自由
に設定でき、且つ連続的に制御できる。
そして時点t7からはサーボモータによる保圧を解除し
て、下型14を第１図〜第２図に示す位置まで戻すように
している。このように、本実施例では、ガラス材料17の
加圧作業を、 （ａ）下型14を上昇させて上下型13,14間にガラス材料1
7を充填しレンズ厚さを決定する工程と、 （ｂ）この充填されたガラス材料17を加圧してその上下
面にそれぞれ上下型13,14の成形面を転写し、その後ガ
ラス材料17がガラス転移点以下に冷却されるまで保圧を
行う工程とにより行っている。そして（ａ）の工程から
（ｂ）の工程への切り換えは、加圧装置の制御を、前述
のようなサーボモータ36による下型14の速度・位置制御
からサーボモータ36による圧力制御に切り換えることに
よって行っている。
て、下型14を第１図〜第２図に示す位置まで戻すように
している。このように、本実施例では、ガラス材料17の
加圧作業を、 （ａ）下型14を上昇させて上下型13,14間にガラス材料1
7を充填しレンズ厚さを決定する工程と、 （ｂ）この充填されたガラス材料17を加圧してその上下
面にそれぞれ上下型13,14の成形面を転写し、その後ガ
ラス材料17がガラス転移点以下に冷却されるまで保圧を
行う工程とにより行っている。そして（ａ）の工程から
（ｂ）の工程への切り換えは、加圧装置の制御を、前述
のようなサーボモータ36による下型14の速度・位置制御
からサーボモータ36による圧力制御に切り換えることに
よって行っている。
以上のように本実施例によれば、ガラス材料17を加熱
体18によって直接加熱するようにしているので、従来の
ように胴型を介してガラス材料17を加熱する場合に比べ
てガラス材料17の加熱時間が大幅に短縮されるようにな
る。したがって非球面レンズなどの成形時間を大幅に短
縮することができるようになる。また、前述のようにガ
ラス材料17の加熱時間が短縮される結果、従来のように
ガラス材料が必要温度に加熱されるまでの長時間上下型
を加熱した状態で待っておく必要がなくなるので、上下
型13,14自体の加熱時間が短縮され上下型13,14の酸化に
よる劣化が防止されるようになる。
体18によって直接加熱するようにしているので、従来の
ように胴型を介してガラス材料17を加熱する場合に比べ
てガラス材料17の加熱時間が大幅に短縮されるようにな
る。したがって非球面レンズなどの成形時間を大幅に短
縮することができるようになる。また、前述のようにガ
ラス材料17の加熱時間が短縮される結果、従来のように
ガラス材料が必要温度に加熱されるまでの長時間上下型
を加熱した状態で待っておく必要がなくなるので、上下
型13,14自体の加熱時間が短縮され上下型13,14の酸化に
よる劣化が防止されるようになる。
とくに本実施例においては、流量比例弁26,27によっ
て加熱体18による加熱中に上下型13,14に対して常時任
意量の冷却エアーを供給することにより、上下型13,14
の温度を自動調節することができるようになる。したが
って第４図に示すように加熱体18によるガラス材料17お
よび上下型13,14の加熱中は冷却エアーを供給して上下
型13,14の温度を抑え、加圧開始直前に前記冷却エアー
の供給を停止して上下型13,14をガラス転移点以上に昇
温することも可能となる。よって上下型13,14をガラス
転移点以上に加熱しておく時間t2（第４図参照）は、従
来の装置における上下型の加熱時間t1は（第５図参照）
に比べて大幅に短縮されることになり、上下型13,14の
酸化による劣化がより確実に防止されるようになる。
て加熱体18による加熱中に上下型13,14に対して常時任
意量の冷却エアーを供給することにより、上下型13,14
の温度を自動調節することができるようになる。したが
って第４図に示すように加熱体18によるガラス材料17お
よび上下型13,14の加熱中は冷却エアーを供給して上下
型13,14の温度を抑え、加圧開始直前に前記冷却エアー
の供給を停止して上下型13,14をガラス転移点以上に昇
温することも可能となる。よって上下型13,14をガラス
転移点以上に加熱しておく時間t2（第４図参照）は、従
来の装置における上下型の加熱時間t1は（第５図参照）
に比べて大幅に短縮されることになり、上下型13,14の
酸化による劣化がより確実に防止されるようになる。
また本実施例では、下型14を駆動するためにモータ36
およびサーボコントローラ35を設け、CPUからの制御信
号によって下型14の位置およびその第１図〜第２図の上
方向への駆動力（加圧力）を自由に設定できるようにな
っている。したがって、ガラス材料17および上下型13,1
4の加熱作業後のガラス材料17に対する加圧成形作業時
においては、まず下型14の速度・位置制御によってガラ
ス材料17を上下型13,14間に充填させてレンズ厚さを決
め、その後下型14に対する制御を速度・位置制御から圧
力制御に切り換えて、ガラス材料17を加圧して成形面
（金型面）を転写しガラス材料17がガラス転移点以下に
冷却するまで保圧を行うことが可能となる。よって、従
来のように胴型やガラス材料の熱膨張率に影響を受ける
ことなく、高い形状精度の光学素子を成形することがで
きるようになる。また前記ガラス材料17の保圧中にガラ
ス材料17の温度変化などに即応して加圧力を微調整する
こともできるようになり、より高精度の非球面レンズな
どを成形できるようになる。
およびサーボコントローラ35を設け、CPUからの制御信
号によって下型14の位置およびその第１図〜第２図の上
方向への駆動力（加圧力）を自由に設定できるようにな
っている。したがって、ガラス材料17および上下型13,1
4の加熱作業後のガラス材料17に対する加圧成形作業時
においては、まず下型14の速度・位置制御によってガラ
ス材料17を上下型13,14間に充填させてレンズ厚さを決
め、その後下型14に対する制御を速度・位置制御から圧
力制御に切り換えて、ガラス材料17を加圧して成形面
（金型面）を転写しガラス材料17がガラス転移点以下に
冷却するまで保圧を行うことが可能となる。よって、従
来のように胴型やガラス材料の熱膨張率に影響を受ける
ことなく、高い形状精度の光学素子を成形することがで
きるようになる。また前記ガラス材料17の保圧中にガラ
ス材料17の温度変化などに即応して加圧力を微調整する
こともできるようになり、より高精度の非球面レンズな
どを成形できるようになる。
なお、本実施例においては、サーボモータ36によって
下型14の位置を、加熱中はガラス材料17が加熱体18の突
部18aに対向するように制御すると共に、加圧中はガラ
ス材料17が胴型15と対向する位置まで上昇するように制
御しているが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば、上型13、胴型15および加熱体18の位置をサーボ
モータで制御して、加熱中はこれらを第１図〜第２図に
示す位置にくるようにすると共に加圧中はこれらを胴型
15がガラス材料17に対する位置まで下降させるようにし
てもよい。
下型14の位置を、加熱中はガラス材料17が加熱体18の突
部18aに対向するように制御すると共に、加圧中はガラ
ス材料17が胴型15と対向する位置まで上昇するように制
御しているが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば、上型13、胴型15および加熱体18の位置をサーボ
モータで制御して、加熱中はこれらを第１図〜第２図に
示す位置にくるようにすると共に加圧中はこれらを胴型
15がガラス材料17に対する位置まで下降させるようにし
てもよい。
また、本実施例では下型14の速度・位置制御および圧
力制御をサーボモータ36によって行っているが、本考案
はこれに限られるものではなく、例えば油圧ポンプとソ
レノイド弁を使用して同様の制御を行うことも可能であ
る。
力制御をサーボモータ36によって行っているが、本考案
はこれに限られるものではなく、例えば油圧ポンプとソ
レノイド弁を使用して同様の制御を行うことも可能であ
る。
以上のように本発明によれば、従来のように胴型（の
長さ寸法）によらないで加圧制御手段および駆動部によ
って上型および下型間の位置制御および圧力制御を行っ
ているので、胴型や光学素子材料の熱膨張率に影響を受
けることなく高い形状精度の光学素子を成形することが
できるようになる。
長さ寸法）によらないで加圧制御手段および駆動部によ
って上型および下型間の位置制御および圧力制御を行っ
ているので、胴型や光学素子材料の熱膨張率に影響を受
けることなく高い形状精度の光学素子を成形することが
できるようになる。
また光学素子材料に対する加圧保持時間中に光学素子
材料の温度変化などに即応して加圧力を微調整すること
ができるので、より高精度な光学素子の成形が可能とな
る。
材料の温度変化などに即応して加圧力を微調整すること
ができるので、より高精度な光学素子の成形が可能とな
る。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図の部分拡大図、第３図は本実施例による加圧動作を
示すタイムチャート、第４図は本実施例による加熱動作
を示すタイムチャート、第５図は従来の光学素子の成形
装置の動作を示すタイムチャート、第６図は従来のガラ
スレンズ成形型によりレンズ素材を成形してレンズを形
成した状態を示す断面図である。 13……上型、14……下型、30……CPU、35……サーボコ
ントローラ、36……モータ。
１図の部分拡大図、第３図は本実施例による加圧動作を
示すタイムチャート、第４図は本実施例による加熱動作
を示すタイムチャート、第５図は従来の光学素子の成形
装置の動作を示すタイムチャート、第６図は従来のガラ
スレンズ成形型によりレンズ素材を成形してレンズを形
成した状態を示す断面図である。 13……上型、14……下型、30……CPU、35……サーボコ
ントローラ、36……モータ。
フロントページの続き (72)発明者 田中 浩 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 児山 輝 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−292629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−45737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−83941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−207729（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−124727（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03B 11/00 C03B 11/12
Claims (5)
- 【請求項１】下型と上型とから成る金型で光学素子材料
をプレス成形するに際し、光学素子材料と金型の温度を
以下のように制御することを特徴とする光学素子成形方
法。 （ａ）光学素子材料を金型内で加熱する、 （ｂ）光学素子材料がガラス転移点以上の温度に加熱さ
れた時点で、金型の温度を光学素子材料のガラス転移点
よりも低い温度にしておく、 （ｃ）プレス成形の開始直前に金型の温度をガラス転移
点以上の温度に上昇させて、成形可能な温度まで加熱さ
れた光学素子材料を金型でプレス成形する、 - 【請求項２】金型の加圧力を以下の通り制御する請求項
１記載の光学素子成形方法。 （ｄ）プレス成形時に金型を加圧し、下型と上型で光学
素子材料に成形面を転写する、 （ｅ）前記転写後、光学素子材料がガラス転移点以下の
温度に冷却されるまで、金型の前記転写時の圧力を保持
する。 - 【請求項３】光学素子材料を加圧成形する下型および上
型と、前記下型と上型との間に介在する前記光学素子材
料を直接加熱する加熱手段と、前記下型と上型の温度を
可変する調整手段と、下型と上型と前記光学素子材料の
それぞれの温度変化を検知可能な温度センサと、前記温
度センサで検知された光学素子材料の測定温度および下
型と上型との加圧タイミングに合わせて前記調整手段で
下型と上型の温度を調整する制御部と、が設けられてい
ることを特徴とする光学素子成形装置。 - 【請求項４】前記加熱手段は、光学素子材料および下型
と上型とを加熱するものであり、前記調整手段は、下型
と上型を冷却するものである請求項３記載の光学素子成
形装置。 - 【請求項５】前記下型と上型を加圧する動作がモータの
動力で行われる請求項３または４記載の光学素子成形装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030759A JP2754073B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 光学素子成形方法および成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030759A JP2754073B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 光学素子成形方法および成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237022A JPH03237022A (ja) | 1991-10-22 |
| JP2754073B2 true JP2754073B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=12312617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030759A Expired - Lifetime JP2754073B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 光学素子成形方法および成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754073B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06122525A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学素子の成形装置及び成形方法並びに光学素子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5983941A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-15 | Toshiba Glass Co Ltd | ガラスのプレスモ−シヨン制御装置 |
| JPS61197428A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-01 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子の肉厚制御方法 |
| JPS62207729A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-12 | Olympus Optical Co Ltd | ガラス成形品の肉厚制御装置 |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2030759A patent/JP2754073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03237022A (ja) | 1991-10-22 |
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Legal Events
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