JP4951394B2 - Optical element molding method - Google Patents

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Description

本発明は、一対の成形型を用いて成形素材を成形する光学素子の成形方法及びその成形装置に関する。   The present invention relates to an optical element molding method for molding a molding material using a pair of molding dies and a molding apparatus therefor.

従来から、光学機器に使用される光学素子を、成形型を用いて一発で高精度に成形する方法が公知である。このような成形方法では、例えば特許文献1に示すように、成形面が凹面でかつ球状のプリフォーム(成形素材)を用いた場合、プリフォームの重心が自然に成形面の中心に向かう効果を利用して位置決めしていた。   2. Description of the Related Art Conventionally, a method for forming an optical element used in an optical apparatus with high accuracy with a single shot using a mold is known. In such a molding method, for example, as shown in Patent Document 1, when a preform having a concave molding surface and a spherical shape (molding material) is used, the effect is that the center of gravity of the preform naturally moves toward the center of the molding surface. It was positioned using.

一方、プリフォームの重心が自然に中心に向かわない凸状の成形面形状に対しては、下型の成形面にプリフォームを載置した後、位置出し治具を用いて下型の成形面の中心にプリフォームを移動させ、プリフォームの自重によりその位置をキープするようにしていた。
特公平6−24992号公報
On the other hand, for the convex molding surface shape where the center of gravity of the preform does not naturally go to the center, after placing the preform on the molding surface of the lower mold, the molding surface of the lower mold is placed using a positioning jig The preform was moved to the center of the head and the position was kept by the weight of the preform.
Japanese Patent Publication No. 6-24992

しかしながら、位置出し治具を用いる方法では、成形の際に金型が移動するに伴う振動等で、成形前にプリフォームが金型中心からずれてしまうおそれがあった。この場合、軟化したプリフォームがキャビティ内で不均一に流動して必要なレンズ外形が得られなくなる。このため、プリフォームが芯ずれしないように慎重に位置決めしたり、或いは、目標よりも大きめのプリフォームを用い、成形後にレンズの余剰部分を削ったりしていた。   However, in the method using the positioning jig, the preform may be displaced from the center of the mold before molding due to vibration or the like accompanying the movement of the mold during molding. In this case, the softened preform flows non-uniformly in the cavity and the required lens outer shape cannot be obtained. For this reason, the preform is carefully positioned so as not to be misaligned, or a preform larger than the target is used, and the excess portion of the lens is shaved after molding.

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、成形型の中心で成形素材を成形可能とした光学素子の成形方法及びその成形装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method of molding an optical element and a molding apparatus thereof that can mold a molding material at the center of a molding die.

前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
成形素材を挟んで対向配置された一対の成形型を用いて前記成形素材を成形する光学素子の成形方法において、
前記成形素材を一方の成形型の成形面に載置し、
前記成形素材が軟化する以前から該成形素材に位置決め部材を当接し、
前記位置決め部材の自重により前記成形素材を前記一対の成形型の中心に移動させて位置決めし、
前記位置決め部材が前記成形素材を位置決めした後、前記一方の成形型に対向する他方の成形型が移動して、加熱軟化された前記成形素材を成形し、前記位置決め部材は途中から移動規制されて前記成形素材から離れる、ことを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In the molding method of the optical element that molds the molding material using a pair of molding dies arranged opposite to each other with the molding material sandwiched therebetween,
Place the molding material on the molding surface of one mold,
Before the molding material is softened, the positioning member is brought into contact with the molding material,
The positioning material is positioned by moving the molding material to the center of the pair of molds by its own weight ,
After the positioning member positions the molding material, the other molding die facing the one molding die moves to mold the molding material that has been softened by heating, and the positioning member is restricted from moving in the middle. It leaves | separates from the said shaping | molding raw material, It is characterized by the above-mentioned .

請求項に係る発明は、請求項1に記載の光学素子の成形方法において、
前記位置決め部材が筒状をなし、その内径側の周縁部が前記成形素材に当接することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the optical element molding method according to claim 1,
The positioning member has a cylindrical shape, and a peripheral portion on an inner diameter side thereof abuts on the molding material.

請求項に係る発明は、請求項1に記載の光学素子の成形方法において、
前記位置決め部材が筒状をなし、その内径側の周縁部がテーパ部に形成され、該テーパ部が前記成形素材に当接することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the method for molding an optical element according to claim 1,
The positioning member has a cylindrical shape, a peripheral portion on an inner diameter side thereof is formed as a tapered portion, and the tapered portion is in contact with the molding material.

本発明によれば、成形型の中心で成形素材を成形できるため、位置ずれに起因する成形不良の発生を防止することができる。また、成形型の中心で成形素材の成形ができるため、成形された光学素子には外形不足等の不良が発生しない。このため、成形素材の体積を最小に設定することができる。   According to the present invention, since the molding material can be molded at the center of the molding die, it is possible to prevent the occurrence of molding defects due to misalignment. In addition, since the molding material can be molded at the center of the molding die, the molded optical element does not suffer from defects such as insufficient outer shape. For this reason, the volume of the molding material can be set to the minimum.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。なお、全図を通じて、型セット20の断面では、位置決め部材32とストッパ部材34にのみハッチングを施し、他の部材のハッチングは省略している。
(第1の実施の形態)
図1(A)、(B)は、本実施の形態における光学素子の成形装置の全体構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Throughout the drawings, in the cross section of the mold set 20, only the positioning member 32 and the stopper member 34 are hatched, and other members are not hatched.
(First embodiment)
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing an overall configuration of an optical element molding apparatus according to the present embodiment.

この成形装置10は、型セット20を挟んで対向配置された上側プレート12及び下側プレート14と、上側プレート12を下側プレート14に向けて押圧する不図示の加圧装置を有している。上側プレート12には、上側カートリッジヒータ16が内蔵されている。下側プレート14には、下側カートリッジヒータ18が内蔵されている。   The molding apparatus 10 includes an upper plate 12 and a lower plate 14 that are arranged to face each other with a mold set 20 interposed therebetween, and a pressure device (not shown) that presses the upper plate 12 toward the lower plate 14. . An upper cartridge heater 16 is built in the upper plate 12. A lower cartridge heater 18 is built in the lower plate 14.

型セット20は、これら上側プレート12と下側プレート14との間に挟持された状態で加熱、成形、冷却が行われる。
型セット20は、対向配置された上型22と下型24、及び上型22と下型24を嵌挿する円筒状のスリーブ26を有している。これら上型22、下型24、及びスリーブ26の材料としては、例えば炭化タングステンなどの合金が使用されている。
The mold set 20 is heated, molded, and cooled while being sandwiched between the upper plate 12 and the lower plate 14.
The mold set 20 includes an upper mold 22 and a lower mold 24 that are arranged to face each other, and a cylindrical sleeve 26 into which the upper mold 22 and the lower mold 24 are inserted. As materials for the upper mold 22, the lower mold 24, and the sleeve 26, for example, an alloy such as tungsten carbide is used.

上型22には、下型24との対向面側に突出する成形軸22bを有し、該成形軸22bの先端には成形面22aが形成されている。この成形面22aは、対向側に凸形状を有している。また、下型24には成形面24aが形成されている。この成形面24aは、対向側に凹形状を有している。このため、成形される光学素子はメニスカスレンズとなる。これら成形面22aと成形面24aは、離間して、かつ対向して配置されている。そして、成形面22aと成形面24aとの間に、成形素材(プリフォーム)30が配置されている。   The upper mold 22 has a molding shaft 22b that protrudes to the surface facing the lower mold 24, and a molding surface 22a is formed at the tip of the molding shaft 22b. The molding surface 22a has a convex shape on the opposite side. The lower mold 24 has a molding surface 24a. The molding surface 24a has a concave shape on the opposite side. For this reason, the optical element to be molded is a meniscus lens. The molding surface 22a and the molding surface 24a are spaced apart from each other. A molding material (preform) 30 is disposed between the molding surface 22a and the molding surface 24a.

本実施形態では、この成形素材30として、球状のガラスプリフォームを用いている。
上型22の成形軸22bには、鍔付き円筒状の位置決め部材32が嵌合されている。この位置決め部材32は、その内径部と外径部、及び鍔部32aが軸中心に対して高精度に加工されている。位置決め部材32の外径部は、後述するストッパ部材34に精度良く嵌合され、また、鍔部32aは、スリーブ26に精度良く嵌合されている。更に、位置決め部材32を円筒状としたことで、その内径部に、上型22の成形軸22bを簡単に嵌挿することが可能となっている。
In the present embodiment, a spherical glass preform is used as the molding material 30.
A cylindrical positioning member 32 with a flange is fitted to the molding shaft 22 b of the upper mold 22. As for this positioning member 32, the inner diameter part and the outer diameter part, and the collar part 32a are processed with high precision with respect to the shaft center. The outer diameter portion of the positioning member 32 is fitted with a stopper member 34 described later with high accuracy, and the flange portion 32a is fitted with the sleeve 26 with high accuracy. Furthermore, since the positioning member 32 has a cylindrical shape, the molding shaft 22b of the upper mold 22 can be easily fitted into the inner diameter portion thereof.

更に、スリーブ26の内側で下型24の成形面24a上には、円筒状のストッパ部材34が載置されている。このストッパ部材34は、その下端面が下型24の成形面24aの周囲に載置され、上端面は位置決め部材32の鍔部32aが当接されるようになっている。   Further, a cylindrical stopper member 34 is placed on the molding surface 24 a of the lower mold 24 inside the sleeve 26. The stopper member 34 has a lower end surface placed around the molding surface 24 a of the lower mold 24, and an upper end surface of the stopper member 34 abutted with the flange portion 32 a of the positioning member 32.

なお、本実施形態では、ストッパ部材34の形状を円筒状としたが、形状はこれに限らない。また、本実施形態では、位置決め部材32とストッパ部材34とを別体で形成したが、これらを一体で形成してもよい。   In the present embodiment, the stopper member 34 has a cylindrical shape, but the shape is not limited thereto. Further, in this embodiment, the positioning member 32 and the stopper member 34 are formed separately, but they may be formed integrally.

型セット20を組み立てるには、図1(A)に示すように、下型24の成形面24a上に成形素材30を載置し、続いて、下型24にスリーブ26を嵌挿する。次に、スリーブ26の内側で下型24の成形面24aの周囲に、円筒状のストッパ部材34を配置する。更に、スリーブ26の内側でかつストッパ部材34の内周側に位置決め部材32を嵌入する。   In order to assemble the mold set 20, as shown in FIG. 1A, the molding material 30 is placed on the molding surface 24 a of the lower mold 24, and then the sleeve 26 is fitted into the lower mold 24. Next, a cylindrical stopper member 34 is disposed around the molding surface 24 a of the lower mold 24 inside the sleeve 26. Further, the positioning member 32 is fitted inside the sleeve 26 and on the inner peripheral side of the stopper member 34.

この場合、位置決め部材32は、その内径側の周縁部32bが成形素材30の上部に自重によって当接される。また、位置決め部材32は、ストッパ部材34の直径方向には移動しない。これにより、成形素材30は、位置決め部材32の内径側の周縁部32bとの当接圧が均等となるように、下型24の成形面24aの中心側に移動する。このようにして、成形素材30の自然な中心位置決めが行われる。   In this case, as for the positioning member 32, the peripheral edge part 32b of the inner diameter side is brought into contact with the upper part of the molding material 30 by its own weight. Further, the positioning member 32 does not move in the diameter direction of the stopper member 34. Thereby, the molding material 30 moves to the center side of the molding surface 24a of the lower mold 24 so that the contact pressure with the peripheral edge portion 32b on the inner diameter side of the positioning member 32 becomes equal. In this way, natural center positioning of the molding material 30 is performed.

次に、成形素材30の中心位置決めがなされた状態で、上型22をスリーブ26に嵌挿し、かつ上型22の成形軸22bを、円筒状の位置決め部材32の内径側に嵌入する。こうして、型セット20の組み立てを終了する。なお、これらの手順は一例を示すものであり、その順序はこれに限らない。   Next, with the center of the molding material 30 being positioned, the upper mold 22 is fitted into the sleeve 26, and the molding shaft 22 b of the upper mold 22 is fitted into the inner diameter side of the cylindrical positioning member 32. Thus, the assembly of the mold set 20 is completed. In addition, these procedures show an example and the order is not restricted to this.

次いで、この型セット20を用いて成形するには、成形素材30を軟化温度まで加熱する。
この場合、上側カートリッジヒータ16と下側カートリッジヒータ18に通電し、成形素材30を加熱軟化する。この間、位置決め部材32は自重により成形素材30を押圧している。このため、前述したように、位置決め部材32はその内径側の周縁部32bが成形素材30に当接し、成形素材30は中心位置決めされた状態となる。次いで図1(B)に示すように、不図示の加圧装置により、上型22が下型24に接近するように移動する。上型22の移動による成形素材30の肉厚減少に連動して位置決め部材32も自重により下型24に接近する方向に移動する。やがて鍔部32aがストッパ部材34上端面に当接する。よって、これ以上、位置決め部材32は下方に移動することはない。すなわち、位置決め部材32は移動途中でストッパ部材34の上端面に当接し、それ以降は成形素材30に当接しない。
Next, in order to mold using the mold set 20, the molding material 30 is heated to the softening temperature.
In this case, the upper cartridge heater 16 and the lower cartridge heater 18 are energized to heat and soften the molding material 30. During this time, the positioning member 32 presses the molding material 30 by its own weight. For this reason, as described above, the positioning member 32 is in a state in which the peripheral portion 32b on the inner diameter side abuts on the molding material 30 and the molding material 30 is positioned at the center. Next, as shown in FIG. 1B, the upper die 22 is moved so as to approach the lower die 24 by a pressurizing device (not shown). The positioning member 32 also moves in the direction approaching the lower mold 24 by its own weight in conjunction with the thickness reduction of the molding material 30 due to the movement of the upper mold 22. Eventually, the collar portion 32 a comes into contact with the upper end surface of the stopper member 34. Therefore, the positioning member 32 does not move downward any more. That is, the positioning member 32 abuts on the upper end surface of the stopper member 34 during the movement, and does not abut on the molding material 30 thereafter.

なお、図示しないが、上型22の移動量を測定するスケールが設けられていて、その測定値により上型22の移動が制御される。こうして、上型22の成形面22aと、下型24の成形面24aとが成形素材30に転写される。これにより、製品としての光学素子(メニスカスレンズ)31が得られる。   Although not shown, a scale for measuring the amount of movement of the upper mold 22 is provided, and the movement of the upper mold 22 is controlled by the measured value. Thus, the molding surface 22 a of the upper mold 22 and the molding surface 24 a of the lower mold 24 are transferred to the molding material 30. Thereby, the optical element (meniscus lens) 31 as a product is obtained.

本実施形態では、成形終了時において、上型22と位置決め部材32との間にはギャップが生じている。よって、上型22の成形面22aが成形素材30を押圧して光学素子31が成形される。また、上型22の成形面22aの周囲には、成形素材30を押圧する部材は何もない。このため、型部材間の隙間に、軟化した成形素材30の一部が入り込むことはなく、成形された光学素子31にはバリが発生することがない。   In the present embodiment, a gap is generated between the upper mold 22 and the positioning member 32 at the end of molding. Therefore, the molding surface 22a of the upper mold 22 presses the molding material 30, and the optical element 31 is molded. Further, there is no member that presses the molding material 30 around the molding surface 22 a of the upper mold 22. For this reason, a part of the softened molding material 30 does not enter the gap between the mold members, and no burrs are generated in the molded optical element 31.

成形が完了したら、型セット20を冷却し、組み立てた型セット20を取り外して光学素子31を取り出す。なお、型セット20の取り外し順序は、例えば前述した組み立て時の順序と逆の手順で行う。   When molding is completed, the mold set 20 is cooled, the assembled mold set 20 is removed, and the optical element 31 is taken out. In addition, the removal order of the mold set 20 is performed, for example, by a procedure reverse to the order of assembly described above.

本実施形態によれば、成形型の中心に成形素材30を位置決めし、その状態で成形することができるため、成形された光学素子31に位置ずれは生じない。このため、成形された光学素子31には、位置ずれに起因する外径不足の不良は発生しない。また、成形型の中心で成形素材30を成形できるため、成形素材30の体積を最小に抑えることができる。よって、経済的である。
(変形例)
図2(A)、(B)は、第1の実施の形態の変形例を示す。なお、第1の実施の形態で示した上側プレート12及び下側プレート14は図示を省略している。また、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
According to the present embodiment, since the molding material 30 can be positioned at the center of the molding die and molded in that state, the molded optical element 31 is not displaced. For this reason, the molded optical element 31 does not have a defect of insufficient outer diameter due to positional deviation. Further, since the molding material 30 can be molded at the center of the molding die, the volume of the molding material 30 can be minimized. Therefore, it is economical.
(Modification)
2A and 2B show a modification of the first embodiment. Note that the upper plate 12 and the lower plate 14 shown in the first embodiment are not shown. Further, the same or corresponding members as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

第1の実施の形態では、成形の途中で位置決め部材32の鍔部32aが、ストッパ部材34の上端面に当接する構成であった。しかし、この変形例では、成形の途中で位置決め部材32の下面32cが、ストッパ部材34の上端面に当接する構成となっている。   In the first embodiment, the flange portion 32 a of the positioning member 32 is in contact with the upper end surface of the stopper member 34 during the molding. However, in this modification, the lower surface 32c of the positioning member 32 is in contact with the upper end surface of the stopper member 34 during the molding.

すなわち、図2(A)に示すように、型セット20の組み立て時には、下型24の成形面24aに成形素材30を載置した後、スリーブ26を嵌挿し、このスリーブ26の内側にストッパ部材34を配置する。更に、このストッパ部材34の上方で、スリーブ26の内周側に位置決め部材32を嵌挿する。   That is, as shown in FIG. 2A, when the mold set 20 is assembled, after the molding material 30 is placed on the molding surface 24a of the lower mold 24, the sleeve 26 is fitted and the stopper member is placed inside the sleeve 26. 34 is arranged. Further, the positioning member 32 is fitted on the inner peripheral side of the sleeve 26 above the stopper member 34.

この場合、位置決め部材32は、その内径側の周縁部32bが成形素材30の上部に自重によって当接される。これにより、成形素材30は、前記と同様にして、位置決め部材32の内径側の周縁部32bに均等に当接するように、下型24の成形面24aの中心に移動する。こうして、成形素材30の中心位置決めが行われる。   In this case, as for the positioning member 32, the peripheral edge part 32b of the inner diameter side is brought into contact with the upper part of the molding material 30 by its own weight. As a result, the molding material 30 moves to the center of the molding surface 24a of the lower mold 24 so as to evenly contact the peripheral portion 32b on the inner diameter side of the positioning member 32 in the same manner as described above. Thus, the centering of the molding material 30 is performed.

なお、この状態では、位置決め部材32の下面32cは、ストッパ部材34と非接触状態となっている。次に、上型22の成形軸22bを、スリーブ26の内側で、かつ円筒状の位置決め部材32の内径側に嵌入する。こうして、型セット20の組み立てが完了する。   In this state, the lower surface 32 c of the positioning member 32 is not in contact with the stopper member 34. Next, the molding shaft 22 b of the upper mold 22 is fitted inside the sleeve 26 and on the inner diameter side of the cylindrical positioning member 32. Thus, the assembly of the mold set 20 is completed.

次いで、図2(B)に示すように、成形素材30が加熱されて軟化すると、不図示の加圧装置により上型22が下型24に接近するように移動する。上型22の移動による成形素材30の肉厚減少に連動して、位置決め部材32も自重により下型24に接近する方向に移動する。やがて位置決め部材32の下面32cがストッパ部材34に当接して停止する。さらに上型22を下型24に接近するように移動させることで、上型22の成形面22aと、下型24の成形面24aとが成形素材30に転写される。   Next, as shown in FIG. 2B, when the molding material 30 is heated and softened, the upper die 22 is moved closer to the lower die 24 by a pressurizing device (not shown). In conjunction with the thickness reduction of the molding material 30 due to the movement of the upper mold 22, the positioning member 32 also moves in a direction approaching the lower mold 24 by its own weight. Eventually, the lower surface 32c of the positioning member 32 comes into contact with the stopper member 34 and stops. Further, by moving the upper mold 22 so as to approach the lower mold 24, the molding surface 22 a of the upper mold 22 and the molding surface 24 a of the lower mold 24 are transferred to the molding material 30.

このとき、軟化した成形素材30の外周部はストッパ部材34の内周面に当接している。このため、成形素材30の外周部はストッパ部材34によって成形される。なお、成形素材30の上面には当接する部材は存在しない。   At this time, the outer peripheral portion of the softened molding material 30 is in contact with the inner peripheral surface of the stopper member 34. For this reason, the outer peripheral portion of the molding material 30 is molded by the stopper member 34. There is no member in contact with the upper surface of the molding material 30.

本変形例によれば、成形素材30の上面を除く部分が型部材によって成形される。このため、成形素材30は上方には規制する部材がないので、バリの発生もなく最終形に近い光学素子31を得ることができる。このため、光学素子31において余剰部分を削り取る作業も少なくて済み、更に、成形後のバリを取り除く等の作業も不要となる。
(第2の実施の形態)
図3(A)、(B)は、第2の実施の形態における成形装置の全体構成を示す。なお、第1の実施の形態で示した上側プレート12及び下側プレート14は図示を省略している。また、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
According to this modification, the portion excluding the upper surface of the molding material 30 is molded by the mold member. For this reason, since the molding material 30 does not have a regulating member at the upper side, it is possible to obtain an optical element 31 close to the final shape without generation of burrs. For this reason, it is possible to reduce the work of scraping off the surplus portion in the optical element 31, and further, the work of removing the burrs after molding becomes unnecessary.
(Second Embodiment)
3A and 3B show the overall configuration of the molding apparatus according to the second embodiment. Note that the upper plate 12 and the lower plate 14 shown in the first embodiment are not shown. Further, the same or corresponding members as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

本実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、ストッパ部材34の長さを短くしている。このため、位置決め部材32の移動規制はなくなっている。また、位置決め部材32の下面は、上型22の成形面22aとともに成形素材30を成形する成形面を形成している。   In the present embodiment, the length of the stopper member 34 is shortened as compared with the first embodiment. For this reason, the movement restriction | limiting of the positioning member 32 is lose | eliminated. Further, the lower surface of the positioning member 32 forms a molding surface for molding the molding material 30 together with the molding surface 22 a of the upper mold 22.

図3(A)に示すように、型セット20の組み立て時には、前記と同様にして、成形素材30を下型24の成形面24aに載置した後、スリーブ26を嵌挿し、このスリーブ26の内側にストッパ部材34を配置する。更に、このストッパ部材34の内周側に位置決め部材32を嵌入する。この場合、位置決め部材32は、その内径側の周縁部32bが成形素材30の上部に自重によって当接される。   As shown in FIG. 3A, when the mold set 20 is assembled, after the molding material 30 is placed on the molding surface 24a of the lower mold 24 in the same manner as described above, the sleeve 26 is inserted and the sleeve 26 is inserted. A stopper member 34 is disposed inside. Further, the positioning member 32 is fitted on the inner peripheral side of the stopper member 34. In this case, as for the positioning member 32, the peripheral edge part 32b of the inner diameter side is brought into contact with the upper part of the molding material 30 by its own weight.

これにより、成形素材30は、位置決め部材32の内径側の周縁部32bに均等に当接するように、下型24の成形面24aの中心側に移動する。こうして、成形素材30の中心位置決めが行われる。   As a result, the molding material 30 moves to the center side of the molding surface 24a of the lower mold 24 so as to evenly contact the peripheral edge portion 32b on the inner diameter side of the positioning member 32. Thus, the centering of the molding material 30 is performed.

次に、成形素材30の中心位置決めが行われた状態で、上型22をスリーブ26に嵌挿し、上型22の成形軸22bを、円筒状の位置決め部材32の内径側に嵌入する。こうして、型セット20の組み立てが完了する。   Next, with the center positioning of the molding material 30 performed, the upper mold 22 is fitted into the sleeve 26, and the molding shaft 22 b of the upper mold 22 is fitted into the inner diameter side of the cylindrical positioning member 32. Thus, the assembly of the mold set 20 is completed.

次いで、この型セット20を用いて成形するには、成形素材30を軟化温度まで加熱する。
すなわち、上側カートリッジヒータ16と下側カートリッジヒータ18に通電し、成形素材30を加熱軟化する。次いで図3(B)に示すように、不図示の加圧装置により、上型22が下型24に接近するように移動する。上型22の移動による成形素材30の肉厚減少に連動して、位置決め部材32は自重により周縁部32bが均等に成形素材30に当接した状態で移動する。
Next, in order to mold using the mold set 20, the molding material 30 is heated to the softening temperature.
That is, the upper cartridge heater 16 and the lower cartridge heater 18 are energized to heat and soften the molding material 30. Next, as shown in FIG. 3 (B), the upper die 22 moves so as to approach the lower die 24 by a pressurizing device (not shown). In conjunction with the decrease in the thickness of the molding material 30 due to the movement of the upper mold 22, the positioning member 32 moves in a state where the peripheral edge portion 32 b is uniformly in contact with the molding material 30 by its own weight.

さらに上型22が移動すると、移動途中で鍔部32aが上型22に当接し、それ以降は上型22と位置決め部材32は一体で下降する。なお、上型22には移動量を測定する不図示のスケールが設けられていて、その測定値により上型22の移動が制御され、成形素材30が所望の肉厚になるように押圧して停止する。これと同時に、位置決め部材32の下面32cも、成形素材30の周囲の上面に当接して該成形素材30を成形する。   When the upper mold 22 is further moved, the collar portion 32a comes into contact with the upper mold 22 during the movement, and thereafter, the upper mold 22 and the positioning member 32 are integrally lowered. The upper mold 22 is provided with a scale (not shown) for measuring the amount of movement, and the movement of the upper mold 22 is controlled by the measured value so that the molding material 30 is pressed to a desired thickness. Stop. At the same time, the lower surface 32 c of the positioning member 32 is brought into contact with the upper surface around the molding material 30 to mold the molding material 30.

こうして、下型24の成形面24a、上型22の成形面22a、位置決め部材32の下面32c、及びストッパ部材34の内周面が成形素材30の全面を押圧する。そして、これらの成形面が成形素材30に転写される。これにより、製品としての光学素子(メニスカスレンズ)31が得られる。   Thus, the molding surface 24 a of the lower mold 24, the molding surface 22 a of the upper mold 22, the lower surface 32 c of the positioning member 32, and the inner peripheral surface of the stopper member 34 press the entire surface of the molding material 30. Then, these molding surfaces are transferred to the molding material 30. Thereby, the optical element (meniscus lens) 31 as a product is obtained.

なお、成形が完了した状態では、位置決め部材32の上面は上型22に当接され、位置決め部材32の鍔部32aは、ストッパ部材34との間に所定のギャップが形成されている。   In a state where the molding is completed, the upper surface of the positioning member 32 is in contact with the upper mold 22, and a predetermined gap is formed between the flange portion 32 a of the positioning member 32 and the stopper member 34.

本実施形態によれば、光学素子31の外周部及び上面を含む全ての面を成形することができる。これにより、目的とする最終形に近い光学素子31が得られる。よって、成形された光学素子31の削り量は少なくて済む。
(第3の実施の形態)
図4(A)、(B)は、第3の実施の形態における成形装置の全体構成を示す。なお、第1の実施の形態で示した上側プレート12及び下側プレート14は図示を省略している。また、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
According to this embodiment, all surfaces including the outer peripheral portion and the upper surface of the optical element 31 can be molded. Thereby, the optical element 31 close to the final shape of interest can be obtained. Therefore, the shaving amount of the molded optical element 31 can be small.
(Third embodiment)
4 (A) and 4 (B) show the overall configuration of the molding apparatus according to the third embodiment. Note that the upper plate 12 and the lower plate 14 shown in the first embodiment are not shown. Further, the same or corresponding members as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

本実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、位置決め部材32の形状が相違している。すなわち、位置決め部材32の内径側がテーパ部32dに形成されている。また、成形素材30の形状と、下型24の成形面24aの形状が相違している。   In the present embodiment, the shape of the positioning member 32 is different from that in the first embodiment. That is, the inner diameter side of the positioning member 32 is formed in the tapered portion 32d. Further, the shape of the molding material 30 is different from the shape of the molding surface 24 a of the lower mold 24.

すなわち、上型22の成形面22aは、対向側に凸形状を有し、下型24の成形面24aは、対向側に凸形状を有している。このため、成形される光学素子は両凹レンズとなる。これら成形面22aと成形面24aは、離間して、かつ対向して配置されている。そして、成形面22aと成形面24aとの間に、成形素材30が配置されている。   That is, the molding surface 22a of the upper mold 22 has a convex shape on the opposite side, and the molding surface 24a of the lower mold 24 has a convex shape on the opposite side. For this reason, the optical element to be molded is a biconcave lens. The molding surface 22a and the molding surface 24a are spaced apart from each other. And the molding raw material 30 is arrange | positioned between the molding surface 22a and the molding surface 24a.

この成形素材30は、円柱状のガラスプリフォームである。円柱状のガラスプリフォームは、主としてコストが安いために多用されている。
型セット20を組み立てるには、図4(A)に示すように、成形素材30を下型24の成形面24aに載置した後、スリーブ26を嵌挿し、このスリーブ26の内側にストッパ部材34を配置する。更に、このストッパ部材34の内周側に位置決め部材32を嵌挿する。
The molding material 30 is a columnar glass preform. Cylindrical glass preforms are frequently used mainly because of their low cost.
In order to assemble the mold set 20, as shown in FIG. 4A, after the molding material 30 is placed on the molding surface 24 a of the lower mold 24, the sleeve 26 is fitted and the stopper member 34 is inserted inside the sleeve 26. Place. Further, the positioning member 32 is inserted into the inner peripheral side of the stopper member 34.

この場合、位置決め部材32は、その内径側のテーパ部32dが成形素材30の上部に自重によって当接される。このため、成形素材30は、そのエッジ部が位置決め部材32の内径側のテーパ部32dの斜面に均等に当接するように、下型24の成形面24aの中心側に移動する。   In this case, the positioning member 32 has a taper portion 32 d on its inner diameter side abutted on the upper portion of the molding material 30 by its own weight. For this reason, the molding material 30 moves to the center side of the molding surface 24a of the lower mold 24 so that the edge portion thereof is evenly in contact with the inclined surface of the tapered portion 32d on the inner diameter side of the positioning member 32.

次に、成形素材30の中心位置決めがなされた状態で、上型22をスリーブ26の内側に嵌挿し、上型22の成形軸22bを、円筒状の位置決め部材32の内径側に嵌入する。こうして、成形素材30の中心位置決めが行われ、組み立てが完了する。   Next, with the center of the molding material 30 being positioned, the upper mold 22 is inserted into the sleeve 26, and the molding shaft 22 b of the upper mold 22 is inserted into the inner diameter side of the cylindrical positioning member 32. Thus, the positioning of the molding material 30 is performed, and the assembly is completed.

次いで、この型セット20を用いて成形するには、成形素材30を軟化温度まで加熱する。
すなわち、上側カートリッジヒータ16と下側カートリッジヒータ18に通電し、成形素材30を加熱軟化する。次いで図4(B)に示すように、不図示の加圧装置により、上型22が下型24に接近するように移動する。このとき、上型22の移動による成形素材30の肉厚減少に連動して、位置決め部材32は自重によりテーパ部32dの斜面が成形素材30に当接した状態で移動する。
Next, in order to mold using the mold set 20, the molding material 30 is heated to the softening temperature.
That is, the upper cartridge heater 16 and the lower cartridge heater 18 are energized to heat and soften the molding material 30. Next, as shown in FIG. 4B, the upper die 22 is moved so as to approach the lower die 24 by a pressurizing device (not shown). At this time, the positioning member 32 moves in a state in which the inclined surface of the tapered portion 32 d is in contact with the molding material 30 by its own weight in conjunction with the thickness reduction of the molding material 30 due to the movement of the upper mold 22.

さらに上型22が移動すると、位置決め部材32は鍔部32aがストッパ部材34の上端面に当接する。よってこれ以上、位置決め部材32は下方に移動することはない。
すなわち、位置決め部材32は成形開始からしばらくは下降するが、移動途中でストッパ部材34に当接し、それ以降は成形素材30に接触しない。
When the upper die 22 further moves, the positioning member 32 has the flange portion 32 a abutting against the upper end surface of the stopper member 34. Therefore, the positioning member 32 does not move downward any more.
That is, the positioning member 32 is lowered for a while from the start of molding, but abuts against the stopper member 34 while moving, and does not contact the molding material 30 thereafter.

なお、上型22には移動量を測定する不図示のスケールが設けられていて、その測定値により上型22の移動が制御される。
上型22の移動により、上型22の成形面22aは、成形素材30をその中心厚さとなるように押圧して停止する。こうして、成形素材30は上型22の成形面22aと下型24の成形面24aによって成形される。なお、位置決め部材32のテーパ部32dは成形素材30には接触していない。
The upper mold 22 is provided with a scale (not shown) for measuring the movement amount, and the movement of the upper mold 22 is controlled by the measured value.
Due to the movement of the upper mold 22, the molding surface 22 a of the upper mold 22 presses the molding material 30 to the center thickness thereof and stops. Thus, the molding material 30 is molded by the molding surface 22a of the upper mold 22 and the molding surface 24a of the lower mold 24. The tapered portion 32 d of the positioning member 32 is not in contact with the molding material 30.

こうして、下型24の成形面24aと上型22の成形面22aが成形素材30に転写され、製品としての光学素子(凹レンズ)31が得られる。なお、成形が終了した状態では、上型22と位置決め部材32間にはギャップが形成されている。   Thus, the molding surface 24a of the lower mold 24 and the molding surface 22a of the upper mold 22 are transferred to the molding material 30, and an optical element (concave lens) 31 as a product is obtained. Note that a gap is formed between the upper mold 22 and the positioning member 32 in a state where the molding is completed.

本実施形態によれば、成形型の中心で成形素材30を成形することができるため、成形された光学素子31に位置ずれが生じない。このため、光学素子31には位置ずれに起因する外径不足の不良が生じない。また、上下の成形面22a、24aが成形素材30に転写されるため、得られた光学素子31にはバリが発生しない。更に、位置決め部材32の内径側がテーパ部32dに形成されているので、成形素材30が円柱状である場合の芯出しに有効である。   According to the present embodiment, since the molding material 30 can be molded at the center of the molding die, no positional deviation occurs in the molded optical element 31. For this reason, the optical element 31 does not have a defect of insufficient outer diameter due to the positional deviation. Moreover, since the upper and lower molding surfaces 22a and 24a are transferred to the molding material 30, no burr is generated in the obtained optical element 31. Furthermore, since the inner diameter side of the positioning member 32 is formed in the tapered portion 32d, it is effective for centering when the molding material 30 is cylindrical.

第1の実施の形態における成形装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the shaping | molding apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of 1st Embodiment. 第2の実施の形態における成形装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the shaping | molding apparatus in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態における成形装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the shaping | molding apparatus in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 成形装置
12 上側プレート
14 下側プレート
16 上側カートリッジヒータ
18 下側カートリッジヒータ
20 型セット
22 上型
22a 成形面
22b 成形軸
24 下型
24a 成形面
26 スリーブ
30 成形素材
31 光学素子
32 位置決め部材
32a 鍔部
32b 周縁部
32c 下面
32d テーパ部
34 ストッパ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molding apparatus 12 Upper plate 14 Lower plate 16 Upper cartridge heater 18 Lower cartridge heater 20 Mold set 22 Upper mold 22a Molding surface 22b Molding shaft 24 Lower mold 24a Molding surface 26 Sleeve 30 Molding material 31 Optical element 32 Positioning member 32a Part 32b peripheral edge part 32c lower surface 32d taper part 34 stopper member

Claims (3)

成形素材を挟んで対向配置された一対の成形型を用いて前記成形素材を成形する光学素子の成形方法において、
前記成形素材を一方の成形型の成形面に載置し、
前記成形素材が軟化する以前から該成形素材に位置決め部材を当接し、
前記位置決め部材の自重により前記成形素材を前記一対の成形型の中心に移動させて位置決めし、
前記位置決め部材が前記成形素材を位置決めした後、前記一方の成形型に対向する他方の成形型が移動して、加熱軟化された前記成形素材を成形し、前記位置決め部材は途中から移動規制されて前記成形素材から離れる、光学素子の成形方法。
In the molding method of the optical element that molds the molding material using a pair of molding dies arranged opposite to each other with the molding material sandwiched therebetween,
Place the molding material on the molding surface of one mold,
Before the molding material is softened, the positioning member is brought into contact with the molding material,
The positioning material is positioned by moving the molding material to the center of the pair of molds by its own weight ,
After the positioning member positions the molding material, the other molding die facing the one molding die moves to mold the molding material that has been softened by heating, and the positioning member is restricted from moving in the middle. A method for molding an optical element, which is separated from the molding material .
前記位置決め部材が筒状をなし、その内径側の周縁部が前記成形素材に当接する
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。
The method for molding an optical element according to claim 1, wherein the positioning member has a cylindrical shape, and a peripheral portion on an inner diameter side thereof abuts on the molding material.
前記位置決め部材が筒状をなし、その内径側の周縁部がテーパ部に形成され、該テーパ部が前記成形素材に当接する
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。
The optical element molding method according to claim 1, wherein the positioning member has a cylindrical shape, a peripheral edge portion on an inner diameter side thereof is formed as a tapered portion, and the tapered portion abuts on the molding material.
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