JP3585260B2 - Apparatus and method for manufacturing optical element - Google Patents

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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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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学素子素材を押圧成形して光学素子を得る製造装置および製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガラスプレスレンズ成形において、加熱軟化させた素材レンズ(以下、プリフォームという)を成形型でブレスする際、成形型に高温となっているプリフォームが融着するのを防止する目的、あるいは成形レンズの加熱軟化状態から冷却固化までの時間を短縮させる目的として、強制的に冷却を行わせるようにレンズ外周部に向けてエアー(または窒素ガス)を吹きつける方法が知られている。
【0003】
しかしながら、上記方法は両凸レンズで特にコバ肉が薄いものの場合、外周からの強制冷却を行うと外周部が先に固化してしまい、成形が完了していないうちに変形流動を止めてしまう欠点があった。
また、外周部が先に固化して内部が軟化したままだと、冷却固化時の収縮による歪みが生じてリング状の割れが起こるという欠点があった。
【0004】
因って、上記欠点を解決すべく、例えば特開平5−193962号公報には以下の様な発明が提案されている。
上記発明は、成形型下部に空隙を設け、そこに冷却用流体吐出用ノズルを設けたものである。
これらの装置による製造方法は、成形工程において、上記ノズルから冷却用流体を吐出し、成形型を内部から冷却するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記特開平5−193962号公報記載の発明においては、冷却用流体による一様な冷却であるため、上記空隙による冷却範囲内で更に冷却に内外差を付けることができず、冷却能力の微調整が出来ない問題があった。
【0006】
請求項1に係わる本発明の目的は、微妙な冷却分布制御ができ、凸あるいは凹レンズの偏肉成形に対応できる光学素子製造装置を提供することにある。
請求項2に係わる本発明の目的は、微妙な冷却分布制御を行い、凸あるいは凹レンズの偏肉成形に対応する光学素子製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明は、加熱軟化したガラスを上下一対の成形型の各成形面で押圧成形する光学素子製造装置において、少なくとも一方の成形型内部に前記成形面に向かって空隙を形成した成形型と、前記空隙内でそれぞれ移動可能に配設された中心部が柱形および外部が一つ以上の中空な筒形からなり、前記空隙の天井部に接触する複数の接触部材と、前記複数の接触部材をそれぞれ温度調節する温度調節手段と、前記複数の接触部材をそれぞれ独立して上下動させる駆動手段と、前記温度調節手段を制御すると共に、前記複数の接触部材を前記駆動手段によってそれぞれ独立して前記空隙の天井部に接触させるタイミングと時間を制御する制御装置と、を具備することを特徴とする光学素子の製造装置である。
また本発明は、加熱軟化したガラスを上下一対の成形型の各成形面で押圧成形するにあたり、少なくとも一方の成形型内部に前記成形面に向かって形成された空隙の天井部へ前記ガラス成形工程中に、中心部が柱形および外部が一つ以上の中空な筒形からなる温度調節された複数の接触部材を時間差を設けてそれぞれ接触させることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【0008】
請求項1および2の作用は、ガラスプレスによる光学素子の成形において、型により押圧保持して光学素子の冷却を行う際、肉厚の厚いところほど接触部材の接触時間を長くし、冷却能力を強くするように任意に設定ができ、偏肉が大きい光学素子でも均一に冷却が行えることである。
【0009】
【実施例1】
図1〜図12は本実施例で用いる装置を示し、図1は装置全体の概略構成図、図2は図1のA部詳細断面図、図3〜図9は成形工程を示す断面図、図10はレンズの側面図、図11および図12は成形レンズの断面図である。
【0010】
図1を用いて装置全体の概略を説明する。
成形室93内には先端に上側成形型1を有する上型成形型ユニットベース91と、先端に下側成形型11を有する下型成形型ユニットベース10(以下、ユニットベースという)とが配設されている。ユニットベース10は成形機シャーシ部94上に固設されたユニットベース昇降装置41により上下動可能に支持されている。
成形室93には内部に加熱炉ヒーター97を有する加熱炉96が連設されている。95はホルダー搬送アームで、素材ガラス6を載置したレンズホルダー5を保持して搬送する。
【0011】
次に、図2を用いて下側成形型11とその周辺について説明する。
下側成形型11の内部には、その下端を開口部として成形面に向かい円柱形の空隙11hが形成されている。
ユニットベース10は有底円筒形で、その上部には蓋状の型載置台10pが取付けられている。型載置台10pの上面には下側成形型11が固定されている。型載置台10pには下側成形型11の空隙11hと略同径な孔10hが設けられている。
【0012】
ユニットベース10の底部上面には3つの接触部材12,13,14をそれぞれ独立して上下動可能に支持する3つの昇降装置32,33,34が駆動手段として固定されている。
接触部材12は中心部にあって円柱形に形成されており、下側端面から軸方向に温度測定用の熱電対12Tが挿入されている。
接触部材13は円筒形に形成され、接触部材12の外周(外部)に遊嵌されている。
接触部材14も円筒形に形成され、接触部材13の外周(外部)に遊嵌されている。
接触部材13および14にも、それぞれ下側端面から軸方向に温度測定用の熱電対13T,14Tが挿入されている。
各接触部材12〜14が下降端の状態にあるとき、接触部材12が一番高い位置に、接触部材13が中間位置に、接触部材14が一番低い位置となる様に段差をつけて保持されている。
【0013】
各接触部材12〜14の材質としては、耐熱性に富んで、熱伝導率の高いものが好ましく、表面に耐熱性の表面処理を施した、耐熱性鉄系合金やタングステン系の焼結材料などが例として挙げられる。
本実施例ではSUS420J2を材料とし、その表面に窒化クロムコーティングを施したものを用いた。なお、耐熱性に重点をおいてセラミックスの適用も考えられる。
【0014】
ユニットベース10内周面には各接触部材12〜14を冷却するブロー吐出用の3つのノズル22〜24が配置されており、その先端近傍にはそれぞれブローの吐出・停止制御を行う電磁バルブ22V〜24Vが温度調節手段として設けられている。
各ノズル22〜24の配置位置は、各接触部材12〜14が下降端の状態にあるとき、各接触部材12〜14に冷却ブローが直接当たる様に、上下に段差をつけて配置されている。
【0015】
ユニットベース10近傍には冷却ブロー供給源60(例えば、窒素ガス製造装置、または窒素ガスボンベや不活性ガスボンベ等)が設置され、エアーホース22H〜24Hにより各ノズル22〜24へ冷却ブロー用のガスを供給する。
なお、本実施例ではユニットベース10内周面に各ノズル22〜24を1組配置したが、ユニットベース10内周面に複数組の各ノズル22〜24を均等間隔で設ければ、各接触部材12〜14における冷却温度の均等化および冷却速度の向上が図れる。
【0016】
さらに、ユニットベース10近傍には、CPU50(中央処理ユニット。使用機材の例としてパーソナルコンピューターなどを用いる)が制御装置として設置されている。熱電対12T〜14T,バルブ22V〜24V,昇降装置32〜34および41はそれぞれケーブル12C〜14C,22C〜24C,32C〜34Cおよび41Cにより電気的にCPU50と接続され、CPU50によって冷却ブローによる各接触部材12〜14の温度調節および昇降動作の制御を行わせるものである。 ちなみに、ケーブル12C〜14C,22C〜24C,32C〜34C,41Cおよびエアーホース22H〜24Hは昇降装置41および32〜34の動作による各要素の動作に支障しない配置および長さで製作され、取付けられている。
【0017】
以上、下側成形型11周辺について解説したが、上側成形型1周辺装置に関しては、図2における昇降装置41およびケーブル41Cを略し(上側成形型1は押圧のための昇降動作を行わない)、その他を上下逆転させたものと考えればよく(冷却ブロー供給源およびCPUは下側成形型11用のものと共用する)、説明および図示を省略する。
【0018】
以下、本実施例の作用を説明する。なお、図3〜図9に示す2,3および4は、接触部材12〜14と同様な構成から成る接触部材である。
図3において、5はレンズホルダー、6は素材ガラスを示し、素材ガラス6の加熱軟化が完了し、上下側成形型1,11間に搬送されてきた状態を示す。
図3の状態で各接触部材2〜4,12〜14の冷却が完了し、加熱軟化された素材ガラス6がレンズホルダー5に収められて上下側成形型1,11間に搬送されてくると、下側成形型11が上昇し、上側成形型1とで素材ガラス6の押圧成形を行う。その状態を図4に示し、6aは成形後のレンズを示している。
【0019】
下側成形型11の上昇が完了すると同時、あるいはわずかなタイムラグをはさんでレンズ外側からエアーによる冷却を開始する(外側ブロー装置は図示を省略する)。
同様に、各接触部材2〜4,12〜14による成形型内側からの冷却も開始する。本実施例では凸レンズの場合であり、レンズ中心部の加熱度合いが大きく、中心から外周の順で冷却を行う必要がある。先ず、最中心部にある接触部材2が下降するとともに接触部材12が上昇し、それぞれ上下側成形型1,11と接触して中心部の冷却を行う。この状態を図5に示す。
【0020】
次に、すぐ外側の接触部材3が下降するとともに接触部材13が上昇し、それぞれ上下側成形型1,11と接触してやや外側まで冷却範囲を拡大する。この状態を図6に示す。
最後に、最外部の接触部材4が下降するとともに接触部材14が上昇し、それぞれ上下側成形型1および11と接触してレンズ全体に冷却を及ぼす。この状態(図7に示す)で冷却を継続する。
【0021】
レンズの冷却が完了すると、上側成形型1が上昇するとともに、下側成形型11が下降し、成形レンズ6aと上下側成形型1,11とが分離する。この状態を図8に示すが、図8では接触部材2〜4および12〜14は、それぞれ上側成形型1および下側成形型11と接触した状態を保っている。しかしながら、接触部材の昇降機構によってはこの限りではない。
【0022】
上側成形型1が上昇端まで到達し、下側成形型11が下降端まで到達して停止すると、各接触部材2〜4および12〜14が図3と同様の初期位置に戻る。この状態を図9に示すが、上記の通り接触部材の初期位置への移動タイミングはこの限りではなく、下側成形型11の下降中に行っても差し支えない。
【0023】
以上より、各接触部材2〜4および12〜14が上下側成形型1,11に接触している時間をt〜t、t12〜t14とすると、t>t>tおよびt12>t13>t14となり、中心部の冷却時間を長く、外周部のそれを短くし、冷却能力に内外差を設けることができる。ただし、t=t12、t=t13、あるいはt=t14、言い換えれば上下で相対する各接触部材2〜4および12〜14が同時に上下側成形型1,11への接触を行うという必要はない。例えば、図10に示したような上下面でRが極端に異なる形状のレンズ6bを成形する場合、Rによる偏肉が大きい上面の冷却能力の内外差を大きく取る必要があるので、冷却時間比は、t/t>t12/t14となる。すなわち、tの接触開始がt12より早くなり、t≠t12となるわけである。
【0024】
図11および図12は成形工程中に冷却が終了し、離型を行う直前の成形レンズ6aの断面で、高温部6d、中温部6e、低温部6fをそれぞれ示す。
図11は本発明を適用しない場合で、図12は適用した場合のものである。図11の場合、肉の厚い中心部の内部に高温部6dの塊が残り、これにより温度差の歪みを生じて割れなどが発生する。しかし、図12の場合は、レンズの熱状態が中心から外周にかけて均等になっており、温度差からくる歪みなどが発生しにくい状態になっているのがわかる。
【0025】
従来の外部からの冷却手段のみの成形では、偏肉の大きい凸レンズの場合、強力に冷却が進行する外周部と、高温のまま冷却が及びにくい中心とで大きな温度差が生じていた。
本実施例によれば、上下側成形型内部からの接触部材の順次冷却によって、レンズ中心部から外周に至るまで均一に冷却することができる。
【0026】
【実施例2】
図13〜図15は本実施例の成形工程を示す断面図である。
本実施例は、前記実施例1における凸レンズ成形用の上下側成形型1,11に代わり、凹レンズ成形用の上下側成形型1b,11bを用いた点が異なり、他の構成は同一な構成部分から成るもので、同一構成部分には同一番号を付し、構成の説明を省略する。
【0027】
以下、本実施例の作用を説明する。
まず、各接触部材2〜4,12〜14を冷却ブローにより冷却する。この状態は前記実施例1における図3と同様である(ただし、上下側成形型は、凹レンズ成形用の1b,11bに置き換えたものである)。冷却が完了し、成形押圧から保圧冷却状態に入ると、最初に最外周にある接触部材4と14とがそれぞれ上下側成形型1b,11bに接触する。次いで、接触部材3と13とが、最後に中心部の接触部材2と12とが上下側成形型1b,11bに接触する。
【0028】
以上より、各接触部材2〜4,12,14が上下側成形型1b,11bに接触している時間をt〜t、t12〜t14とすると、t<t<tおよびt12<t13<t14となり、冷却能力の内外差は外周部で強く、中心部で弱くなり、前記実施例1とは逆になる。ただし、t=t12、t=t13、あるいはt=t14である必要が無いという点では前記実施例1と同様な理由からである。
【0029】
本実施例によれば、凹レンズにおける外周部の厚肉による成形後の冷却の不均一を矯正することができ、その制御精度も通常のブロー冷却に比べて格段に向上する。さらに、凹レンズの場合、中心部の肉厚の極めて薄い成形を実現することが求められているが、レンズ全域で均等に冷却されることから中心部の加熱軟化が成形完了まで維持され、中心薄肉の成形限界を大幅に拡大することができる。
【0030】
【実施例3】
図16は本実施例で用いる装置の断面図である。
本実施例は、前記実施例1における下側成形型11を廃止し、代わりに空隙部が形成されていない下側平面成形型11fにて構成した点が異なり、他の構成は同一な構成部分から成るもので、同一構成部分には同一番号を付してその説明を省略する。
上側平面成形型11fのユニットベース(図示省略)には接触部材,接触部材昇降手段,接触部材昇降動作制御手段および接触部材冷却手段を設ける必要が無い。
【0031】
以下、本実施例の作用を説明する。
上側成形型1の冷却部材2〜4のタイミングは、凸面なので前記実施例1と同様にt>t>tとなるように設定する。また、凹面の場合には前記実施例2と同様にt<t<tとする。すなわち、凸レンズに適用する場合は前記実施例1と同様であり、凹レンズに適用する場合は前記実施例2と同様である。
【0032】
本実施例によれば、成形するレンズの偏肉が比較的小さな場合に適用することで、設備費用の削減ができる。
【0033】
尚、本実施例では下側平面成形型11fにて構成したが、本発明はこれに限定するものではなく、前記実施例1における下側成形型11を使用し、代わりに上側成形型1を廃止して空隙部が形成されていない上側平面成形型としてもよい。また、片側平面を例として示したが、他に片側の面のRの比較的浅い両凸レンズや両凹レンズまたは凸メニスカスレンズや凹メニスカスレンズへの適用も有効である。
【0034】
【発明の効果】
請求項1に係わる発明の効果は、偏肉のある凸あるいは凹の光学素子の成形であっても、成形中の光学素子内部を均等な温度になるように冷却でき、温度差からくる割れやヒケ等が無くなり、歩留まりの高い成形を行うことができることである。
請求項2に係わる発明の効果は、偏肉のある凸あるいは凹の光学素子の成形であっても、成形工程中に光学素子の内部温度の冷却分布を微調整でき、限界まで不良発生を抑制した歩留まりの高い成形条件設定を行うことができることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す概略構成図である。
【図2】図1のA部詳細断面図である。
【図3】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図4】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図5】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図6】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図7】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図8】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図9】実施例1の成形工程を示す断面図である。
【図10】実施例1を示す側面図である。
【図11】実施例1を示す断面図である。
【図12】実施例1を示す断面図である。
【図13】実施例2の成形工程を示す断面図である。
【図14】実施例2の成形工程を示す断面図である。
【図15】実施例2の成形工程を示す断面図である。
【図16】実施例3を示す断面図である。
【符号の説明】
1 上側成形型
2,3,4,12,13,14 接触部材
5 レンズホルダー
6 素材ガラス
10 下型成形型ユニットベース
11 下側成形型
22,23,24 ノズル
32,33,34,41 昇降装置
50 CPU
60 冷却ブロー供給源
91 上型成形型ユニットベース
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method for obtaining an optical element by pressing an optical element material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in glass press lens molding, when a heat-softened material lens (hereinafter, referred to as a preform) is blown with a molding die, the purpose is to prevent the preform that is at a high temperature from being fused to the molding die, or As a method for shortening the time from the heat softening state of the molded lens to the cooling and solidification, a method of blowing air (or nitrogen gas) toward the outer periphery of the lens so as to forcibly perform cooling is known.
[0003]
However, the above method has a drawback that when the edge is forcibly cooled from the outer periphery, the outer peripheral portion is solidified first, and the deformation flow is stopped before the molding is completed, particularly in the case of a biconvex lens having a thin edge. there were.
Further, when the outer peripheral portion is first solidified and the inside is softened, there is a disadvantage that distortion due to shrinkage at the time of cooling and solidification occurs and a ring-shaped crack occurs.
[0004]
Therefore, in order to solve the above-mentioned drawbacks, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-193962 proposes the following invention.
In the above invention, a cavity is provided in the lower part of the mold, and a cooling fluid discharge nozzle is provided there.
In the manufacturing method using these devices, a cooling fluid is discharged from the nozzle in the forming step to cool the forming die from the inside.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-193962, since the cooling is performed uniformly by the cooling fluid, it is not possible to further make a difference between the inside and outside of the cooling within the cooling range due to the gap, and the cooling capacity is reduced. There was a problem that fine adjustment was not possible.
[0006]
An object of the present invention according to claim 1 is to provide an optical element manufacturing apparatus capable of delicate cooling distribution control and capable of coping with uneven thickness molding of a convex or concave lens.
An object of the present invention according to claim 2 is to provide a method of manufacturing an optical element which performs delicate cooling distribution control and copes with uneven thickness molding of a convex or concave lens.
[0007]
Means and action for solving the problem
The present invention is directed to an optical element manufacturing apparatus for press-molding heat-softened glass on each of the molding surfaces of a pair of upper and lower molding dies, wherein a molding die having a void formed toward the molding surface inside at least one of the molding dies, A plurality of contact members that contact the ceiling of the gap and the plurality of contact members, wherein the center portion movably disposed in the gap is formed of a column and the outside is formed of one or more hollow cylinders. A temperature adjusting unit for adjusting the temperature, a driving unit for vertically moving the plurality of contact members independently, and controlling the temperature adjusting unit; and the plurality of contact members are independently controlled by the driving unit. An apparatus for manufacturing an optical element, comprising: a control device for controlling timing and time of contact with a ceiling portion of an air gap.
Further, in the present invention, when the heat-softened glass is pressed and formed on each of the forming surfaces of the pair of upper and lower forming dies, the glass forming step may be performed on at least one of the forming dies inside a ceiling formed toward the forming surface. A method of manufacturing an optical element, wherein a plurality of temperature-adjusted contact members each having a columnar shape at the center and one or more hollow cylindrical shapes at the outside are brought into contact with a time difference therebetween.
[0008]
In the molding of the optical element by the glass press, when the optical element is cooled while being pressed and held by the mold, the contact time of the contact member is lengthened as the thickness increases, and the cooling capacity is increased. It is possible to arbitrarily set the optical element to be strong, and to uniformly cool an optical element having a large uneven thickness.
[0009]
Embodiment 1
1 to 12 show an apparatus used in this embodiment, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entire apparatus, FIG. 2 is a detailed sectional view of a portion A in FIG. 1, FIG. 3 to FIG. FIG. 10 is a side view of the lens, and FIGS. 11 and 12 are cross-sectional views of the molded lens.
[0010]
An outline of the entire apparatus will be described with reference to FIG.
An upper mold unit base 91 having an upper mold 1 at the tip and a lower mold unit base 10 (hereinafter, referred to as a unit base) having a lower mold 11 at the tip are provided in the molding chamber 93. Have been. The unit base 10 is vertically movably supported by a unit base lifting device 41 fixed on a molding machine chassis 94.
The molding chamber 93 is provided with a heating furnace 96 having a heating furnace heater 97 therein. Reference numeral 95 denotes a holder transfer arm which holds and transfers the lens holder 5 on which the material glass 6 is placed.
[0011]
Next, the lower mold 11 and its surroundings will be described with reference to FIG.
Inside the lower molding die 11, a columnar gap 11h is formed with its lower end as an opening toward the molding surface.
The unit base 10 has a cylindrical shape with a bottom, and a lid-shaped mold mounting table 10p is mounted on an upper portion thereof. A lower molding die 11 is fixed to the upper surface of the mold mounting table 10p. A hole 10h having substantially the same diameter as the gap 11h of the lower molding die 11 is provided in the mold mounting table 10p.
[0012]
On the upper surface of the bottom of the unit base 10, three lifting devices 32, 33, and 34 for independently supporting the three contact members 12, 13, and 14 to be vertically movable are fixed as driving means.
The contact member 12 is formed in a cylindrical shape at the center, and a thermocouple 12T for temperature measurement is inserted in the axial direction from the lower end surface.
The contact member 13 is formed in a cylindrical shape, and is loosely fitted on the outer periphery (outside) of the contact member 12.
The contact member 14 is also formed in a cylindrical shape, and is loosely fitted on the outer periphery (outside) of the contact member 13.
Thermocouples 13T and 14T for temperature measurement are also inserted into the contact members 13 and 14 in the axial direction from the lower end surfaces, respectively.
When each of the contact members 12 to 14 is at the lower end, a step is held so that the contact member 12 is at the highest position, the contact member 13 is at the intermediate position, and the contact member 14 is at the lowest position. Have been.
[0013]
As a material of each of the contact members 12 to 14, a material having a high heat resistance and a high thermal conductivity is preferable, and a heat-resistant iron-based alloy or a tungsten-based sintered material whose surface is subjected to a heat-resistant surface treatment is used. Is given as an example.
In this embodiment, SUS420J2 is used as a material, and the surface thereof is coated with chromium nitride. It should be noted that ceramics may be applied with an emphasis on heat resistance.
[0014]
On the inner peripheral surface of the unit base 10, three nozzles 22 to 24 for blow discharge for cooling the contact members 12 to 14 are arranged, and electromagnetic valves 22V for controlling discharge and stop of blow are provided near the tips thereof. -24V is provided as temperature control means.
The arrangement positions of the nozzles 22 to 24 are arranged with steps up and down so that the cooling blow directly hits the respective contact members 12 to 14 when the respective contact members 12 to 14 are in the lower end state. .
[0015]
In the vicinity of the unit base 10, a cooling blow supply source 60 (for example, a nitrogen gas producing device or a nitrogen gas cylinder or an inert gas cylinder) is installed, and a gas for cooling blow is supplied to each of the nozzles 22 to 24 by the air hoses 22H to 24H. Supply.
In this embodiment, one set of the nozzles 22 to 24 is arranged on the inner peripheral surface of the unit base 10. However, if a plurality of sets of the nozzles 22 to 24 are provided at equal intervals on the inner peripheral surface of the unit base 10, each contact 22 The cooling temperatures of the members 12 to 14 can be equalized and the cooling rate can be improved.
[0016]
Further, a CPU 50 (central processing unit; a personal computer or the like is used as an example of equipment to be used) is installed near the unit base 10 as a control device. The thermocouples 12T to 14T, valves 22V to 24V, lifting devices 32 to 34 and 41 are electrically connected to the CPU 50 by cables 12C to 14C, 22C to 24C, 32C to 34C and 41C, respectively. It controls the temperature of the members 12 to 14 and controls the elevating operation. Incidentally, the cables 12C to 14C, 22C to 24C, 32C to 34C, 41C and the air hoses 22H to 24H are manufactured and mounted in a layout and length that do not interfere with the operation of each element by the operation of the lifting devices 41 and 32 to 34. ing.
[0017]
As described above, the periphery of the lower molding die 11 has been described. However, regarding the peripheral device of the upper molding die 1, the lifting device 41 and the cable 41C in FIG. 2 are omitted (the upper molding die 1 does not perform the lifting / lowering operation for pressing). Others may be considered to be upside down (the cooling blow supply source and the CPU are shared with those for the lower mold 11), and description and illustration are omitted.
[0018]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. Note that 2, 3 and 4 shown in FIGS. 3 to 9 are contact members having the same configuration as the contact members 12 to 14.
In FIG. 3, reference numeral 5 denotes a lens holder, 6 denotes a raw glass, and shows a state in which the heating and softening of the raw glass 6 has been completed and the raw glass 6 has been conveyed between the upper and lower molding dies 1, 11.
In the state of FIG. 3, the cooling of the contact members 2 to 4 and 12 to 14 is completed, and the heated and softened material glass 6 is stored in the lens holder 5 and conveyed between the upper and lower molds 1 and 11. Then, the lower molding die 11 is raised, and the material glass 6 is pressed with the upper molding die 1. FIG. 4 shows the state, and 6a shows the lens after molding.
[0019]
At the same time as the raising of the lower mold 11 is completed, or with a slight time lag, cooling with air is started from the outside of the lens (the outside blow device is not shown).
Similarly, the cooling from the inside of the mold by the contact members 2 to 4 and 12 to 14 starts. In the present embodiment, the case of a convex lens is used, and the degree of heating at the center of the lens is large, and it is necessary to perform cooling from the center to the outer periphery. First, the contact member 2 located at the most central portion is lowered and the contact member 12 is raised, and contacts the upper and lower molds 1 and 11 to cool the central portion. This state is shown in FIG.
[0020]
Next, the contact member 3 immediately below is lowered and the contact member 13 is raised, and contacts the upper and lower molds 1 and 11, respectively, to expand the cooling range slightly to the outside. This state is shown in FIG.
Finally, the outermost contact member 4 is lowered and the contact member 14 is raised, and comes into contact with the upper and lower molds 1 and 11 to apply cooling to the entire lens. Cooling is continued in this state (shown in FIG. 7).
[0021]
When the cooling of the lens is completed, the upper mold 1 rises, the lower mold 11 descends, and the molded lens 6a and the upper and lower molds 1, 11 are separated. FIG. 8 shows this state. In FIG. 8, the contact members 2 to 4 and 12 to 14 are kept in contact with the upper mold 1 and the lower mold 11, respectively. However, this is not always the case depending on the elevating mechanism of the contact member.
[0022]
When the upper mold 1 reaches the upper end and the lower mold 11 reaches the lower end and stops, the contact members 2 to 4 and 12 to 14 return to the initial positions similar to FIG. This state is shown in FIG. 9, but the timing of moving the contact member to the initial position is not limited to this as described above, and may be performed while the lower molding die 11 is descending.
[0023]
As described above, assuming that the contact members 2 to 4 and 12 to 14 are in contact with the upper and lower molds 1 and 11 at times t 2 to t 4 and t 12 to t 14 , respectively, t 2 > t 3 > t 4. And t 12 > t 13 > t 14 , so that the cooling time in the central part is longer, that in the outer peripheral part is shorter, and a difference in cooling capacity between the inside and outside can be provided. However, t 2 = t 12 , t 3 = t 13 , or t 4 = t 14 , in other words, the upper and lower opposing contact members 2 to 4 and 12 to 14 simultaneously contact the upper and lower molds 1, 11. You don't have to. For example, when molding the lens 6b having an extremely different R on the upper and lower surfaces as shown in FIG. 10, it is necessary to make a large difference between the inside and outside of the cooling capacity of the upper surface where the uneven thickness due to R is large. is a t 2 / t 4> t 12 / t 14. That is, the start of contact t 2 is faster than t 12, it is not a t 2t 12.
[0024]
FIGS. 11 and 12 are cross-sections of the molded lens 6a immediately after the cooling is completed during the molding process and immediately before the mold release, and show a high-temperature portion 6d, a medium-temperature portion 6e, and a low-temperature portion 6f, respectively.
FIG. 11 shows a case where the present invention is not applied, and FIG. 12 shows a case where the present invention is applied. In the case of FIG. 11, a lump of the high-temperature portion 6d remains inside the thick central portion, which causes distortion of the temperature difference and causes cracks and the like. However, in the case of FIG. 12, it can be seen that the thermal state of the lens is uniform from the center to the outer periphery, so that distortion due to a temperature difference is hardly generated.
[0025]
In the conventional molding using only a cooling means from the outside, in the case of a convex lens having a large uneven thickness, a large temperature difference occurs between an outer peripheral portion where cooling proceeds strongly and a center where cooling is difficult at high temperature.
According to the present embodiment, by sequentially cooling the contact members from inside the upper and lower molds, it is possible to uniformly cool the lens from the center to the outer periphery.
[0026]
Embodiment 2
FIGS. 13 to 15 are cross-sectional views showing the molding process of this embodiment.
This embodiment, the upper and lower side instead of the mold 1 and 11, the upper and lower side mold 1b, except using 11b, other configurations are the same constituent parts of the concave lens molding convex lens molding in Example 1 The same components are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
[0027]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
First, the contact members 2 to 4 and 12 to 14 are cooled by cooling blow. This state is the same as FIG. 3 in the first embodiment (however, the upper and lower side mold, 1b of concave lens molding are replaced with 11b). When the cooling is completed and the pressure enters the holding pressure cooling state from the molding pressing, the contact members 4 and 14 on the outermost periphery first contact the upper and lower molding dies 1b and 11b, respectively. Next, the contact members 3 and 13 and finally the contact members 2 and 12 at the center contact the upper and lower molds 1b and 11b.
[0028]
As described above, when each of the contact members 2~4,12,14 to upper and lower mold 1b, and the time in contact with 11b and t 2 ~t 4, t 12 ~t 14, t 2 <t 3 <t 4 And t 12 <t 13 <t 14 , and the difference between the inside and outside of the cooling capacity is strong at the outer periphery and weaker at the center, which is opposite to that of the first embodiment. However, for the same reason as in the first embodiment, it is not necessary that t 2 = t 12 , t 3 = t 13 , or t 4 = t 14 .
[0029]
According to the present embodiment, it is possible to correct uneven cooling after molding due to the thick wall of the outer peripheral portion of the concave lens, and the control accuracy is remarkably improved as compared with normal blow cooling. Furthermore, in the case of a concave lens, it is required to realize an extremely thin molding at the center portion. However, since the entire lens is uniformly cooled, the heating and softening at the center portion is maintained until the molding is completed, and the center thin portion is formed. Can greatly increase the molding limit.
[0030]
Embodiment 3
FIG. 16 is a sectional view of the device used in this embodiment.
This embodiment is different from the first embodiment in that the lower mold 11 in the first embodiment is abolished, and the lower mold 11 is replaced with a lower flat mold 11f in which no void is formed. The same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
It is not necessary to provide a contact member, a contact member elevating means, a contact member elevating / lowering operation control means, and a contact member cooling means on a unit base (not shown) of the upper flat mold 11f.
[0031]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
Since the timing of the cooling members 2 to 4 of the upper mold 1 is a convex surface, it is set such that t 2 > t 3 > t 4 as in the first embodiment. In the case of a concave surface, t 2 <t 3 <t 4 as in the second embodiment. That is, when applied to a convex lens, it is the same as in the first embodiment, and when applied to a concave lens, the same as in the second embodiment.
[0032]
According to the present embodiment, it is possible to reduce equipment costs by applying the present invention when the thickness of the lens to be molded is relatively small.
[0033]
In this embodiment, the lower mold 11f is used. However, the present invention is not limited to this. The lower mold 11 in the first embodiment is used, and the upper mold 1 is used instead. It is good also as an upper side flat mold where a void part is not formed and abolished. In addition, although a one-sided plane is shown as an example, the present invention is also effectively applied to a biconvex lens, a biconcave lens, a convex meniscus lens, or a concave meniscus lens having a relatively shallow R on one side.
[0034]
【The invention's effect】
The effect of the invention according to claim 1 is that even when molding a convex or concave optical element having uneven thickness, the inside of the optical element during molding can be cooled to an even temperature, and cracks caused by a temperature difference are prevented. There is no sink mark or the like, and molding with high yield can be performed.
The effect of the invention according to claim 2 is that even when molding a convex or concave optical element having uneven thickness, the cooling distribution of the internal temperature of the optical element can be finely adjusted during the molding process, and the occurrence of defects is suppressed to the limit. Thus, it is possible to set molding conditions with a high yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a detailed sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a forming step of Example 1.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 1.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 1.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a molding step according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 1.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a molding step according to the first embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 1.
FIG. 10 is a side view showing the first embodiment.
FIG. 11 is a sectional view showing Example 1.
FIG. 12 is a sectional view showing the first embodiment.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 2.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 2.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a molding step of Example 2.
FIG. 16 is a sectional view showing a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper molding die 2,3,4,12,13,14 Contact member 5 Lens holder 6 Material glass 10 Lower molding die unit base 11 Lower molding die 22,23,24 Nozzle 32,33,34,41 Lifting device 50 CPU
60 Cooling blow supply source 91 Upper mold unit base

Claims (2)

加熱軟化したガラスを上下一対の成形型の各成形面で押圧成形する光学素子製造装置において、
少なくとも一方の成形型内部に前記成形面に向かって空隙を形成した成形型と、前記空隙内でそれぞれ移動可能に配設された中心部が柱形および外部が一つ以上の中空な筒形からなり、前記空隙の天井部に接触する複数の接触部材と、
前記複数の接触部材をそれぞれ温度調節する温度調節手段と、
前記複数の接触部材をそれぞれ独立して上下動させる駆動手段と、
前記温度調節手段を制御すると共に、前記複数の接触部材を前記駆動手段によってそれぞれ独立して前記空隙の天井部に接触させるタイミングと時間を制御する制御装置と、
を具備することを特徴とする光学素子の製造装置。
In an optical element manufacturing apparatus that press-molds the heat-softened glass on each molding surface of a pair of upper and lower molds,
At least one of the molds having a cavity formed therein toward the molding surface, and a central portion movably disposed in the cavity has a columnar shape and an outer portion formed of one or more hollow cylindrical shapes. A plurality of contact members that contact the ceiling of the gap,
Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the plurality of contact members,
Driving means for vertically moving the plurality of contact members independently,
A control device that controls the temperature adjusting unit and controls the timing and time for bringing the plurality of contact members into contact with the ceiling of the gap independently by the driving unit,
An apparatus for producing an optical element, comprising:
加熱軟化したガラスを上下一対の成形型の各成形面で押圧成形するにあたり、少なくとも一方の成形型内部に前記成形面に向かって形成された空隙の天井部へ前記ガラス成形工程中に、中心部が柱形および外部が一つ以上の中空な筒形からなる温度調節された複数の接触部材を時間差を設けてそれぞれ接触させることを特徴とする光学素子の製造方法。In press-molding the heat-softened glass on each molding surface of a pair of upper and lower molding dies, at least one of the molding dies inside the glass molding step to the ceiling portion of the void formed toward the molding surface during the glass molding step. A method for producing an optical element, comprising: contacting a plurality of temperature-controlled contact members each having a columnar shape and one or more hollow cylindrical shapes with a time difference.
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