JP4552297B2 - 光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、胴型と金型との組み合せ成形型を用いて光学素子、例えばガラスレンズを製造するに当たっての成形型の加熱方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光学素子等の微細製品を成形するに当たっては胴型とその中に設置される金型とからなる組み合わせ型が好んで使用される。成形材料は通常ガラスが使用され、ガラス材料をその軟化温度以上に加熱して圧縮成形される。加熱は通常胴型の外側から加えられ、胴型または金型部分での温度を検知して温度制御される。この場合温度検知は胴型または金型のどちらか一方によって、エネルギー供給源にフィードバックして行われる。
【0003】
胴型のみの温度を検知して温度制御を行う場合は、ガラス材料等の成形材料から温度検知部位までの距離が遠いため、成形材料の温度を正確に適切な温度に加熱することは困難である。一方、金型のみの温度を検知して温度制御を行う場合は、温度検知部と熱源に近い胴型部とでは温度が異なり、検知された温度に比べて胴型部の温度は常にかなり高いものとなっている。したがって、金型部が成形に最適な温度に達した時には胴型の温度は適性温度より高くなりすぎていて、成形品、例えばレンズの胴型に近接する周辺が軟化しすぎて成形できない状態となる。胴型部と金型部の温度を近づけるためには、昇温速度を非常に遅くするか、または胴型温度が成形温度に達した後、胴型温度をその温度に保持して金型温度が同じ温度に追い付くまで長時間待たなければならず、いずれの場合も成形サイクルが長くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記のような問題を生じることなく、胴型と金型の全体ができるだけ均一な温度になるように加熱し、製品のばらつきを減少し、かつ成形サイクルを短縮し、生産効率を向上する光学素子の製造方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、胴型と金型とからなる組み合わせ成形型を胴型の外側から加熱して加圧成形する光学素子の製造方法において、昇温段階の温度制御を胴型温度を基に行い、胴型温度が所定値T1に到達したのちは胴型温度をT1に保持し、金型温度が所定温度T2(T2≦T1)に到達後は金型温度を基に加圧成形を行う光学素子の製造方法に関する。
詳しくは、本発明は、胴型と金型とからなる組み合わせ成形型を胴型の外側から加熱して加圧成形する光学素子の製造方法において、昇温段階の温度制御を胴型温度を基に行い、胴型温度が所定値T1に到達したのちは胴型温度をT1に保持し、金型温度が所定温度T2に達した時点で加圧成形を開始する光学素子の製造方法に関する。
なお、本発明で、温度検出位置は、金型ではその中心、胴型では金型に近い位置を意味する。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の光学素子の成形方法では、胴型とその内部を摺動して嵌合する上下金型からなる組み合わせ成形型が用いられ、光学素子に成形されるガラス原料は上下型の間の型内に置かれて、そのガラス原料を成形温度まで加熱するために、胴型の外側に組み込まれた熱源によって伝熱される。
本発明の方法の特徴は、胴型が成形温度以上の高温に過熱されるのを防止するために、当初は胴型の温度を検知して、成形温度T2またはそれよりやや高い温度であるT1まで昇温(工程1)し、胴型温度をT1に保持(工程2)した状態で金型温度を監視し、金型温度がT2に到達したのちに加圧成形する(工程3)ところにある。また胴型の保持温度T1と成形温度T2との温度差を小さくしておけば、金型温度がT2に達したのちの温度上昇は小さくなり、最適な成形条件を保つことができる。
【0007】
T2とT1との差は、レンズ形状等によって異なるが、20℃以下にすることが好ましい。更に金型温度を基に冷却速度の変更や型開きのタイミングを制御してもよい。
【0008】
以下実施例により本発明をより具体的且つ詳細に説明する。
実施例 1
図1に示すように、胴型1および金型2からなる組み合わせ成形型の光学素子(レンズ)型3に成形原料である粗成形ガラスを置き、胴型の外側から電気により加熱を行った。胴型内の温度を検知して760℃(T1)まで加熱した(工程1)。胴型温度が760(T1)に達した後、胴型の温度を保持するように外部ヒーターを制御するとともに、金型温度のモニターを始めた(工程2)。37秒後、金型温度が747℃(T2)に達したので上下型を170kg/cm2で相互に押し付けて成形を行った。
加圧開始直後から除冷を開始し、400℃で上下型を開いて成形されたレンズ取り出した。得られたレンズは、従来の成形方法で得られたレンズと同程度の性能を持っていた。
【0009】
上記工程での胴型内部(a)および金型中心部(b)の温度パターンを図2に示した。
【0010】
比較例 1
金型部で温度制御して実施例1と同じ昇温速度で昇温し、金型部の温度が成形温度に達した時に成形を実施した。このとき胴型部の温度は金型部より70℃高くなっていた。
冷却して取り出したところレンズは胴型と金型の隙間にガラスが入り込み不良品であった。
【0011】
比較例 2
胴型部で温度制御して実施例1と同じ昇温速度で昇温し、加圧開始時点をタイマーで管理を行う場合、金型温度が成形温度に達したかどうかわからないので、工程2の温度維持時間を50秒に設定した。
【0012】
【発明の効果】
本発明の方法により、不必要な待ち時間がなく、製品個体内で品質バラツキの少ない成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明で使用した組み合わせ成形型の断面概念図。
【図2】 本発明の成形方法における胴型および金型部の工程温度。
【符号の説明】
1:胴型、
2:金型、
3:光学素子型部、
4:胴型温度検出部、
5:金型温度検出部、
6:外部ヒーター、
a:胴型部検出温度、
b:金型部検出温度、
c:プレス開始温度。
Claims (3)
- 胴型と金型とからなる組み合わせ成形型を胴型の外側から加熱して加圧成形する光学素子の製造方法において、昇温段階の温度制御を胴型温度を基に行い、胴型温度が所定値T1に到達したのちは胴型温度をT1に保持し、金型温度が所定温度T2に達した時点で加圧成形を開始することを特徴とする、光学素子の製造方法。
- 前記加圧成形を開始した直後から除冷を開始することを特徴とする、請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 前記所定温度T 2 と前記所定値T 1 との差は、20℃以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学素子の製造方法。
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