JP4226916B2 - 光学素子の成形方法及びその成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンパクトディスク装置、光ディスク装置に用いられるレンズ等の光学素子を成形するのに好適な光学素子の成形方法及び成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光学素子の成型方法及び成形装置には、光学素子成形用の成形素材を成形金型にセットして成形温度にまで成形素材を昇温しつつ加圧して光学素子を形成し、加圧成形後に光学素子がセットされたままの成形金型を搬送して冷却する光学素子の成形方法が知られている（例えば、特許文献等１参照）。
【０００３】
また、一定の成形温度に保持した成形金型により成形素材を加圧成形して光学素子を形成し、成形金型に光学素子を保持した状態で冷却する光学素子の成形方法も知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００４】
更に、成形金型に成形素材をセットして転移点付近よりも高い成形温度にまで加熱し、加熱後に成形金型により成形素材を加圧して光学素子を形成し、成形金型に光学素子を保持した状態で冷却する光学素子の成形方法も知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【０００５】
また、成形素材を成形金型に供給して成形ブロックとし、この成形ブロックを予熱ステージで成形温度まで予熱して、予熱した成形ブロックを成形ステージに搬送して加圧成形により光学素子を形成し、加圧成形後に成形ブロックを冷却ステージに搬送し、冷却後に光学素子を成形金型から取り外し、その光学素子が取り外された成形金型を予熱ステージに搬送する光学素子の成形方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−３５２６０号公報（特許請求の範囲の請求項１）
【特許文献２】
特公平３−５２４１４号公報（特許請求の範囲の請求項１）
【特許文献３】
特公平５−８１５４０号公報（特許請求の範囲の請求項２）
【特許文献４】
特公平６−４５４６３号公報（特許請求の範囲の請求項１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の光学素子の成形方法及び成形装置では、いずれも、成形素材を保持した状態で成形金型を成形装置本体にセットし、成形後に光学素子を保持した状態の成形金型を成形装置本体から取り外す工程を含むので、成形装置本体への成形金型のセット、成形装置本体から成形金型の取り外しに時間がかかるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、光学素子の成形精度を維持しつつ作業時間の短縮を図ることのできる光学素子の成形方法及び成形装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光学素子の成形方法は、複数個の光学素子成形用の成形素材を昇温用のパレットに配置して成形素材の転移点温度に近い温度にまで前記成形素材を昇温させる予備昇温工程と、昇温された成形素材を前記パレットから取り出して搬送手段により成形金型にセットする第１搬送工程と、前記成形素材を前記転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温させつつ前記成形金型により圧力を加えて所定形状の光学素子を形成すると共に、圧力を加えた状態を維持しつつ前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却する成形工程と、前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子を前記成形金型から取り外して冷却用のパレットに向けて搬送する第２搬送工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の光学素子の成形装置は、複数個の光学素子形成用の成形素材を配置して該成形素材の転移点温度に近い温度にまで前記成形素材を昇温させる昇温用のパレットと、昇温された成形素材を前記パレットから取り出して成形金型にセットするための第１搬送手段と、前記成形素材を前記転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温させつつ前記成形金型により圧力を加えて所定形状の光学素子を形成すると共に、圧力を加えた状態を維持しつつ前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却する成形装置本体と、前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子を前記成形金型から取り出して冷却用のパレットに向けて搬送する第２搬送手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記成形素材はガラス材料又はプラスチックス材料であることが望ましい。
【００１２】
また、前記成形素材及び成形金型が、成形素材の転移点温度近くで酸化する場合は、前記昇温用パレット、前記第１搬送手段、前記成形装置本体、前記第２搬送手段、前記冷却用パレットを囲むチャンバー内を無酸素状態にすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係わる光学素子の成形方法及び成形装置の発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明に係わる光学素子の成形方法を説明するための工程図であって、この図１において、１は昇温用のパレットである。昇温用のパレット１には、複数個の凹所２が形成されている。この凹所２には所定形状の成形素材３がセットされている。
【００１５】
その昇温用のパレット１には、その下部にヒーター（図示を略す）が内蔵され、成形素材３は転移点温度に近い温度にまで昇温される。成形素材３には、ガラス材料又はプラスチックス材料が用いられるが、ここでは、成形素材３にはガラス材料が用いられているものとする。
【００１６】
成形素材３は、昇温用のパレット１によりガラス転移点温度に近い温度にまで予備的に昇温される。昇温された成形素材３は昇温用のパレット１から取り出されて搬送手段により成形装置本体４に向かって搬送される。その搬送手段には、例えば、搬送用ロボットが用いられる。
【００１７】
成形装置本体４には、図２に示すように、その密閉壁５内に成形用上金型６、成型用下金型７が設けられている。すなわち、成形システムの全てが密閉壁内に設けられている。
【００１８】
成型用上金型６、成型用金型７にはヒーター８、９が設けられている。その密閉壁５内には成形中の成形素材３の酸化を防止するために窒素ガスが充満されているが、密閉室５内は真空雰囲気に保っても良い。ここでは、成型用上金型６、成型用下金型７からなる一対の成形金型を複数組設けて複数個づつ同時に光学素子１０を製造できるものとされている。
【００１９】
成形素材３は転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温されて成形用上金型６、成型用下金型７により圧力を加えられ、これにより所定形状の光学素子１０が形成される。なお、符号１１は加圧プランジャーを示す。
【００２０】
光学素子１０は、成形装置本体４内で圧力を加えられた状態を維持しつつ転移点温度よりも低い温度、酸化が生じない温度（例えば、３００℃）にまで冷却される。
【００２１】
転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子１０は成形用上金型６、成型用下金型７から取り外される。そして、搬送用ロボット（図示を略す）により冷却用のパレット１２に向けて搬送され、その冷却用のパレット１２に載置されて常温にまで冷却される。
【００２２】
本発明の実施の形態によれば、成形素材３を予め転移点温度に近い温度にまで予備昇温し、成形素材３を転移点温度よりも高い成形温度に保持しつつ加圧して所定形状の光学素子１０を成形し、加圧状態を維持した状態で光学素子１０が変形を生じないガラス転移点温度以下又は酸化が生じない温度以下にまで冷却するので、光学素子１０の高精密化を図ることができる。
【００２３】
また、成形金型の個数を低減できるので、イニシャルコストの低減、成形金型のばらつきに伴う光学素子１０の寸法、形状のばらつきを防止できる。
【００２４】
更に、成形素材３の昇温と光学素子１０の冷却とには時間がかかるので、昇温工程と冷却工程とでは、バッチ処理方式（成形素材３を昇温パレット１にセットして一度に予備昇温する方式、光学素子１０を冷却用パレット１２にセットして一度に冷却する方式）を採用したので、予備昇温時間、加圧成形に要する時間との差を調整するのが容易となる。
【００２５】
加えて、成形装置本体４に成形金型を取り付けた状態として、成形素材３のみを搬送して成形金型にセットし、成形後には光学素子１０を成形金型から取り外して搬送することにしたので、成形装置本体への成形金型のセット、成形装置本体から成形金型の取り外しに時間がかかるという問題点も解消できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、光学素子の成形精度を維持しつつ光学素子の成形時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる光学素子の成形方法を説明するための工程図である。
【図２】 本発明に係わる成形装置本体の拡大説明図である。
【符号の説明】
１ 昇温用のパレット
３ 成形素材
６ 成型用上金型
７ 成型用下金型
１０ 光学素子
１２ 冷却用のパレット
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンパクトディスク装置、光ディスク装置に用いられるレンズ等の光学素子を成形するのに好適な光学素子の成形方法及び成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光学素子の成型方法及び成形装置には、光学素子成形用の成形素材を成形金型にセットして成形温度にまで成形素材を昇温しつつ加圧して光学素子を形成し、加圧成形後に光学素子がセットされたままの成形金型を搬送して冷却する光学素子の成形方法が知られている（例えば、特許文献等１参照）。
【０００３】
また、一定の成形温度に保持した成形金型により成形素材を加圧成形して光学素子を形成し、成形金型に光学素子を保持した状態で冷却する光学素子の成形方法も知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００４】
更に、成形金型に成形素材をセットして転移点付近よりも高い成形温度にまで加熱し、加熱後に成形金型により成形素材を加圧して光学素子を形成し、成形金型に光学素子を保持した状態で冷却する光学素子の成形方法も知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【０００５】
また、成形素材を成形金型に供給して成形ブロックとし、この成形ブロックを予熱ステージで成形温度まで予熱して、予熱した成形ブロックを成形ステージに搬送して加圧成形により光学素子を形成し、加圧成形後に成形ブロックを冷却ステージに搬送し、冷却後に光学素子を成形金型から取り外し、その光学素子が取り外された成形金型を予熱ステージに搬送する光学素子の成形方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−３５２６０号公報（特許請求の範囲の請求項１）
【特許文献２】
特公平３−５２４１４号公報（特許請求の範囲の請求項１）
【特許文献３】
特公平５−８１５４０号公報（特許請求の範囲の請求項２）
【特許文献４】
特公平６−４５４６３号公報（特許請求の範囲の請求項１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の光学素子の成形方法及び成形装置では、いずれも、成形素材を保持した状態で成形金型を成形装置本体にセットし、成形後に光学素子を保持した状態の成形金型を成形装置本体から取り外す工程を含むので、成形装置本体への成形金型のセット、成形装置本体から成形金型の取り外しに時間がかかるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、光学素子の成形精度を維持しつつ作業時間の短縮を図ることのできる光学素子の成形方法及び成形装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光学素子の成形方法は、複数個の光学素子成形用の成形素材を昇温用のパレットに配置して成形素材の転移点温度に近い温度にまで前記成形素材を昇温させる予備昇温工程と、昇温された成形素材を前記パレットから取り出して搬送手段により成形金型にセットする第１搬送工程と、前記成形素材を前記転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温させつつ前記成形金型により圧力を加えて所定形状の光学素子を形成すると共に、圧力を加えた状態を維持しつつ前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却する成形工程と、前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子を前記成形金型から取り外して冷却用のパレットに向けて搬送する第２搬送工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の光学素子の成形装置は、複数個の光学素子形成用の成形素材を配置して該成形素材の転移点温度に近い温度にまで前記成形素材を昇温させる昇温用のパレットと、昇温された成形素材を前記パレットから取り出して成形金型にセットするための第１搬送手段と、前記成形素材を前記転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温させつつ前記成形金型により圧力を加えて所定形状の光学素子を形成すると共に、圧力を加えた状態を維持しつつ前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却する成形装置本体と、前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子を前記成形金型から取り出して冷却用のパレットに向けて搬送する第２搬送手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記成形素材はガラス材料又はプラスチックス材料であることが望ましい。
【００１２】
また、前記成形素材及び成形金型が、成形素材の転移点温度近くで酸化する場合は、前記昇温用パレット、前記第１搬送手段、前記成形装置本体、前記第２搬送手段、前記冷却用パレットを囲むチャンバー内を無酸素状態にすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係わる光学素子の成形方法及び成形装置の発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明に係わる光学素子の成形方法を説明するための工程図であって、この図１において、１は昇温用のパレットである。昇温用のパレット１には、複数個の凹所２が形成されている。この凹所２には所定形状の成形素材３がセットされている。
【００１５】
その昇温用のパレット１には、その下部にヒーター（図示を略す）が内蔵され、成形素材３は転移点温度に近い温度にまで昇温される。成形素材３には、ガラス材料又はプラスチックス材料が用いられるが、ここでは、成形素材３にはガラス材料が用いられているものとする。
【００１６】
成形素材３は、昇温用のパレット１によりガラス転移点温度に近い温度にまで予備的に昇温される。昇温された成形素材３は昇温用のパレット１から取り出されて搬送手段により成形装置本体４に向かって搬送される。その搬送手段には、例えば、搬送用ロボットが用いられる。
【００１７】
成形装置本体４には、図２に示すように、その密閉壁５内に成形用上金型６、成型用下金型７が設けられている。すなわち、成形システムの全てが密閉壁内に設けられている。
【００１８】
成型用上金型６、成型用金型７にはヒーター８、９が設けられている。その密閉壁５内には成形中の成形素材３の酸化を防止するために窒素ガスが充満されているが、密閉室５内は真空雰囲気に保っても良い。ここでは、成型用上金型６、成型用下金型７からなる一対の成形金型を複数組設けて複数個づつ同時に光学素子１０を製造できるものとされている。
【００１９】
成形素材３は転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温されて成形用上金型６、成型用下金型７により圧力を加えられ、これにより所定形状の光学素子１０が形成される。なお、符号１１は加圧プランジャーを示す。
【００２０】
光学素子１０は、成形装置本体４内で圧力を加えられた状態を維持しつつ転移点温度よりも低い温度、酸化が生じない温度（例えば、３００℃）にまで冷却される。
【００２１】
転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子１０は成形用上金型６、成型用下金型７から取り外される。そして、搬送用ロボット（図示を略す）により冷却用のパレット１２に向けて搬送され、その冷却用のパレット１２に載置されて常温にまで冷却される。
【００２２】
本発明の実施の形態によれば、成形素材３を予め転移点温度に近い温度にまで予備昇温し、成形素材３を転移点温度よりも高い成形温度に保持しつつ加圧して所定形状の光学素子１０を成形し、加圧状態を維持した状態で光学素子１０が変形を生じないガラス転移点温度以下又は酸化が生じない温度以下にまで冷却するので、光学素子１０の高精密化を図ることができる。
【００２３】
また、成形金型の個数を低減できるので、イニシャルコストの低減、成形金型のばらつきに伴う光学素子１０の寸法、形状のばらつきを防止できる。
【００２４】
更に、成形素材３の昇温と光学素子１０の冷却とには時間がかかるので、昇温工程と冷却工程とでは、バッチ処理方式（成形素材３を昇温パレット１にセットして一度に予備昇温する方式、光学素子１０を冷却用パレット１２にセットして一度に冷却する方式）を採用したので、予備昇温時間、加圧成形に要する時間との差を調整するのが容易となる。
【００２５】
加えて、成形装置本体４に成形金型を取り付けた状態として、成形素材３のみを搬送して成形金型にセットし、成形後には光学素子１０を成形金型から取り外して搬送することにしたので、成形装置本体への成形金型のセット、成形装置本体から成形金型の取り外しに時間がかかるという問題点も解消できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、光学素子の成形精度を維持しつつ光学素子の成形時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる光学素子の成形方法を説明するための工程図である。
【図２】 本発明に係わる成形装置本体の拡大説明図である。
【符号の説明】
１ 昇温用のパレット
３ 成形素材
６ 成型用上金型
７ 成型用下金型
１０ 光学素子
１２ 冷却用のパレット
Claims (5)
- 複数個の光学素子成形用の成形素材を昇温用のパレットに配置して成形素材の転移点温度に近い温度にまで前記成形素材を昇温させる予備昇温工程と、
昇温された成形素材を前記パレットから取り出して搬送手段により成形金型にセットする第１搬送工程と、
前記成形素材を前記転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温させつつ前記成形金型により圧力を加えて所定形状の光学素子を形成すると共に、圧力を加えた状態を維持しつつ前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却する成形工程と、
前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子を前記成形金型から取り外して冷却用のパレットに向けて搬送する第２搬送工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。 - 前記成形素材がガラス材料又はプラスチックス材料であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
- 複数個の光学素子形成用の成形素材を配置して該成形素材の転移点温度に近い温度にまで前記成形素材を昇温させる昇温用のパレットと、
昇温された成形素材を前記パレットから取り出して成形金型にセットするための第１搬送手段と、
前記成形素材を前記転移点温度よりも高い成形温度にまで昇温させつつ前記成形金型により圧力を加えて所定形状の光学素子を形成すると共に、圧力を加えた状態を維持しつつ前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却する成形装置本体と、
前記転移点温度よりも低い温度にまで冷却された光学素子を前記成形金型から取り出して冷却用のパレットに向けて搬送する第２搬送手段と、
を有することを特徴とする光学素子の成形装置。 - 前記成形素材がガラス材料又はプラスチックス材料であることを特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形装置。
- 前記成形素材及び成形金型が、成形素材の転移点温度近くで酸化する場合は、前記昇温用パレット、前記第１搬送手段、前記成形装置本体、前記第２搬送手段、前記冷却用パレットを囲むチャンバー内を無酸素状態にすることを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
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| JP2003011415A JP4226916B2 (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | 光学素子の成形方法及びその成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003011415A JP4226916B2 (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | 光学素子の成形方法及びその成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JPWO2011105186A1 (ja) * | 2010-02-23 | 2013-06-20 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 光学素子の製造方法及び光学素子成形金型 |
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2003
- 2003-01-20 JP JP2003011415A patent/JP4226916B2/ja not_active Expired - Fee Related
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