JP4908993B2 - 光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、精密プレス成形法は、高機能な光学素子を安価に量産することを目的に開発された技術であるから、低コストで、かつ、手間のかからない方法で、多数のプリフォームを取扱う必要がある。
このような構成とすれば、積み重ねられた各トレーが、水平方向にずれないようにすることができる。
このような構成とすれば、収容凹部内にプリフォームが固定された状態で梱包できる。
このような構成とすれば、最上段のトレーに収容された被収容物が、フィルム材に直に接するのを防止して、被収容物に傷がつくなどの不具合を有効に回避することができる。
このような構成とすれば、大きさや、形状などをトレーに適合させた保護部材を別途用意する必要がない。
このような構成とすれば、内外の気圧差によってフィルム材がトレーどうし、さらには、トレーと保護部材とを圧迫固定し、これによって、それらの間にあるプリフォームも固定されて、その状態で梱包することができる。
このような構成とすれば、トレーが帯電して埃を引きつけてしまうのを防止することができる。
まず、本実施形態においてガラスプリフォームを梱包する包装体について説明する。
なお、図1は、当該包装体の概略を示す説明図であり、包装体1には、同一形状、等重量の複数のプリフォーム40が収容、梱包されている。
また、トレー本体11に収容凹部13を設けるにあたっては、隣接する収容凹部13の間を仕切る仕切部13aを設けるのが好ましい。このようにすれば、隣接する収容凹部13のそれぞれに収容されたプリフォーム40どうしの接触を避け、接触による傷つきなどを防止することができる。
なお、図2は、トレー10の概略を示す斜視図であり、図3は、図2のA−A断面図である。
外周壁12をスペーサとして機能させるにあたっては、外周壁12の下端縁12bよりも収容凹部13の裏面が上位に位置するようにするとともに、それぞれの収容凹部13の間に形成される仕切部13aが、収容凹部13に収容されたプリフォーム40の頂部よりも低くなるようにするのが好ましい。このようにすることで、トレー10に収容されたプリフォーム40が、その直上に積み重ねられたトレー10(より具体的には、当該トレー10における収容凹部13の底部裏面)によって押さえつけられるようにして、収容凹部13内にプリフォーム40が固定された状態で梱包できる。
次いで、真空梱包機を用いて、フィルム材30中に存在する空気などを十分に脱気してトレー10の周囲を減圧状態とし、そのままフィルム材30を密封して減圧パックする。真空梱包機としては、市販のノズル式真空梱包機や、チャンバー式梱包機を用いることができる。
なお、図4は、減圧パックの一工程の概略を示す説明図である。
このとき、同様な帯電防止加工を保護部材20やフィルム材30に施してもよい。帯電防止加工としては、公知の加工法を適用することができる。
なお、トレー10が厚く必要以上に剛性が高くなっていると、減圧パック時の脱気が困難となってしまうおそれがあるが、このことも考慮して、前述した範囲でトレー10の厚みを設定するのが好ましい。
このようにすることで、フィルム材30中に閉じ込められた水蒸気がプリフォーム40の表面に結露して、プリフォーム40の表面を変質してしまうのを防止することができる。このような態様は、減圧パックした包装体1を寒冷地に送ったり、空輸したりする際に、特に有効である。
例えば、所定の光学ガラスが得られるように、ガラス原料を調合して加熱、熔融し、清澄工程により泡を切り、攪拌して十分に均質化した後に、鋳型に鋳込んで成形し、次いで、必要に応じてアニールし、適当な大きさに切断した後、研削、研磨して精密プレス成形品1個分の重量のプリフォームに仕上げる方法、又は熔融ガラスをガラス流出パイプから流出し、それからプリフォーム1個分の熔融ガラス塊を分離して、熔融ガラス塊が冷却固化するまでに、噴出ガスにより成形型上で浮上させながらプリフォームに成形する方法などにより作製することができる。
なお、図示する例では、便宜上、プリフォーム40を球形状で示している。
次に、本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態について説明する。
より具体的には、まず、包装体1を開封して積み重ねられた複数のトレー10を取り出し、次いで、トレー10を一段ずつ分けて後工程へ送る。
また、必要なコート処理が既に施されている場合には、そのまま、又は清浄化してから、精密プレス成形工程へ送るようにしてもよい。
なお、これらの処理操作において、プリフォーム40を包装体1から取り出してから精密プレス成形工程に供するまでの間、トレー10上のプリフォーム40の向きが、そのままの状態、すなわち、プリフォーム40の向きが揃った状態を保つようにする。
このような精密プレス成形は、レンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学素子の製造に好適であり、特に、非球面レンズを高い生産性のもとに製造する方法として適している。
本態様は、プレス成形型に、プリフォーム40を導入し、プレス成形型とプリフォームを一緒に加熱してから、精密プレス成形するものであり、プレス成形型とプリフォーム40の温度をともに、プリフォーム40を形成するガラスが106〜1012dPa・sの粘度を示す温度に加熱して、精密プレス成形を行うことが好ましい。そして、プレス後は、好ましくは1012dPa・s以上、より好ましくは1014dPa・s以上、さらに好ましくは1016dPa・s以上の粘度を示す温度にまで冷却してから、精密プレス成形品をプレス成形型から取り出す。
本態様は、予熱したプレス成形型に、加熱したプリフォーム40を導入して精密プレス成形するものである。本態様によれば、プリフォーム40をプレス成形型に導入する前に、予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度を有する光学素子を製造することができる。
このような態様において、プレス成形型の予熱温度は、プリフォーム40の予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このように、プレス成形型の予熱温度を低くすることにより、プレス成形型の消耗を低減することができる。
プリフォーム40が取り出された空のトレーは、積み重ねてプリフォーム生産工程へ戻され、新たに生産されたプリフォームを収容、梱包するのに供される。また、フィルム材30も、チャック付き密閉袋などに製袋して使用すれば、使い捨てではなく、トレー10と同様に繰り返し使用することができる。このようなリサイクル型のトレーやフィルム材を用いることにより、廃棄物を削減することができる。
まず、図2及び図3に示したものと同様の発泡ポリスチレン製のトレーを真空成形した。トレーの厚みは1mmとし、トレーの表面には帯電防止加工を施した。このようにして多数のトレーを用意した後、プリフォームの生産を行った。
次に、調合原料を熔融槽に入れて加熱、熔融して熔融ガラスを得た。そして、得られた熔融ガラスを清澄槽へ送って泡を切り、作業槽へ送って攪拌して十分に均質化した後、熔融ガラスをガラス流出パイプから連続して流出させた。パイプ下方には成形型を待機させておき、この成形型で、流下する熔融ガラスの下端を支持して熔融ガラス流の途中にくびれを作り、所定のタイミングで成形型を急降下させた。このとき、表面張力によって、熔融ガラス流のくびれより下の部分が分離され、成形型上に、熔融ガラス塊を形成した。成形型には、多数のガス噴出口が設けられており、これらの噴出口より噴出するガスによって、熔融ガラス塊を浮上させた状態でプリフォームに成形した。
以上のようにして、複数の成形型を使い回しして、連続流出する熔融ガラスから扁平球形状のプリフォームを順次成形した。
トレーの各収容凹部のそれぞれに、一つずつプリフォームを収容し、一枚のトレーがプリフォームで満たされた後に、別のトレーにプリフォームを収容していった。このような操作を繰り返し行うことにより、プリフォームが収容された複数のトレーを得た。これらのトレーを積み重ねるとともに、最上段のトレーの上に、さらに空のトレーを積み重ね、ビニール製のフィルム材を製袋してなる袋に、予め透湿性の袋に入れたシリカゲルとともに入れ、真空包装機で減圧パックした。
なお、シリカゲルはプリフォームと直接接触しないように、最下段のトレーの下、又は保護部材として積み重ねられた空のトレーの上に入れた。
次に、これらプリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形して、多数の非球面レンズを製造した。
すなわち、フィルム材30がトレー10どうし、トレー10と保護部材20とを圧迫固定し、これによって、それらの間にあるプリフォーム40が固定されて、その状態で梱包することができれば、積み重ねられたトレーなどをフィルム材30により一体に包み込む上での具体的な態様に制限はない。
10 トレー
11 トレー本体
12 外周壁
12a 上端縁
12b 下端縁
13 収容凹部
20 保護部材
30 フィルム材
40 プリフォーム(被収容物)
Claims (10)
- 回転対象軸を1本有し、当該軸の周りの任意の角度に対して対称であり、外側に凸の形状を有する多数のガラスプリフォームを精密プレス成形して光学素子を量産するにあたり、
複数の収容凹部が所定の配列で設けられたトレー本体を有し、かつ、前記収容凹部を取り囲むようにして、前記トレー本体の外周に沿って設けられた外周壁を介して積み重ねられるようにされた、柔軟性材料からなる複数のトレーを用意し、前記ガラスプリフォームの表面の曲率と、プレス成形型の成形面の曲率の関係に応じて、前記トレー上に置く前記ガラスプリフォームの向きを一定に揃えて、前記収容凹部の全部又は一部に前記ガラスプリフォームが向きを揃えて収容された状態で前記トレーを積み重ねるとともに、フィルム材により一体に包み込んで包装体を作製する工程、
前記包装体から前記ガラスプリフォームを取り出すプリフォーム取り出し工程、
前記ガラスプリフォームを精密プレス成形する精密プレス成形工程を備え、
前記プリフォーム取り出し工程から前記精密プレス成形工程に至るまで、前記ガラスプリフォームの向きが揃った状態を保つことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記包装体を開封し、前記トレーから前記ガラスプリフォームを取り出し、前記ガラスプリフォームの表面にコート処理を施し、前記精密プレス成形工程へ送る処理操作を、前記ガラスプリフォームの向きを揃えた状態で行う請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 前記包装体を開封し、前記トレーから前記ガラスプリフォームを取り出し、前記ガラスプリフォームを洗浄、乾燥工程を経て前記精密プレス成形工程へ送る処理操作を、前記ガラスプリフォームの向きを揃えた状態で行う請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 前記包装体を開封し、前記トレーから前記ガラスプリフォームを取り出し、前記ガラスプリフォームを洗浄、乾燥工程により清浄な状態とし、その後、前記ガラスプリフォームの表面にコート処理を施してから前記精密プレス成形工程へ送る処理操作を、前記ガラスプリフォームの向きを揃えた状態で行う請求項1に記載の光学素子の製造方法。
- 前記包装体に設けられた前記外周壁の下端縁が、直下に位置するトレーに設けられた外周壁の上端縁によって支持されるようにした請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
- 前記トレーに収容された被収容物が、直上に積み重ねられたトレーによって押さえつけられている請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
- 最上段に位置する被収容物が収容された前記トレーの上に、柔軟性材料からなる保護部材をさらに積み重ねた請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
- 被収容物が収容されていない前記トレーを前記保護部材とした請求項7に記載の光学素子の製造方法。
- 積み重ねられて前記フィルム材に包み込まれた前記トレーの周囲が、減圧状態とされている請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
- 前記トレーに、帯電防止加工が施されている請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。
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