JPH01167239A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学素子のプレス成形装置に関し、プレス成
形後の後加工を不要とした高精度光学素子を連続的に製
造できる光学素子製造装置に関する。

（従来の技術） 近年、所定の表面精度を有する成形用型内に光学素子材
料を収容してプレス成形することにより、研削及び研摩
等の後加工を不要とした高精度光学面を有する光学素子
を成形する方法が開発されている。

このようなプレス成形法を用い、しかも光学素子の連続
成形に好適する光学素子成形方法は、例えば特開昭５９
−１５０７２８号公報或いは特開昭６１−２６５２８号
公報に示されたように、光学素子の成形用素材を成形用
型内に収容配置して、この素材を型内で保持したまま加
熱部と成形部と冷却部とを有する連続炉内に順次取入れ
、加熱部にて成形用型とともに成形用素材を成形可能な
温度まで加熱軟化した後、成形部にてプレスし、次に冷
却部にてプレス時における成形用型の状態を維持したま
ま成形用素材がガラス転移点以下になるまで冷却し、し
かる後型内から成形品を取出すという工程を含むもので
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような工程中、光学素子の成形用素材
が成形可能な温度まで加熱される過程において、該成形
用素材は成形用型内にて型の表面に接触するか、又は近
接した状態にあるため、プレス成形前に成形用素材と型
の表面が反応してこの型表面が侵されてしまうという問
題点があった。特に、光学素子の成形用素材が鉛含有ガ
ラス素材である場合、カラス素材と型表面の間隔が１ｍ
ｍ程度の非接触状態であっても、加熱後においては型表
面にガラス素材中の鉛成分が付着して該型表面は急速に
侵され、型の表面精度が著しく低下してしまう。

本発明者等は、このような問題点を解決すべく、プレス
成形時における成形用型のガラス成分による侵食を防屯
して該成形用型の耐久性及び表面精度を維持し、高精度
光学素子を連続的かつ量産的に製造することができる光
学素子製造装置について既に提案しである。

本発明はこの製造装置に関するものであり、特に加熱部
を通過して昇温したパレットの熱膨張による該パレット
の寸法変化に応じてこのパレットの位置合せを行ない、
プレス成形の際に成形用素材が載置台から成形用型に的
確に移し替えられ、正確なプレス成形が行なわれるよう
にした光学素子の製造装置について提案せんとするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するために、本発明の光学素子製
造装置は、光学素子成形用素材を所定温度まで加熱する
加熱部と前記加熱された素材をプレス成形するプレス部
とを備えた光学素子製造装置において、前記素材をプレ
ス成形するための成形用型が配置された型台を前記プレ
ス部に至る所定位置で位置合わせする手段を有すること
を特徴とする。

（作　用） 上述した本発明においては、プレス部に至る所定位置に
成形用型の型台を位置合せするための手段が設けられて
いる。これにより、加熱部を通過して昇温した型台の熱
膨張による寸法変化に応じて型台の位置合せを行なうこ
とができ、正確なプレス成形が可能となる。ここに、プ
レス成形が正確に行なわれない場合とは、例えば炉体の
所定位置に設けられたプレス用ロッドの抑圧位置が、型
台の熱膨張による寸法変化によって成形用型の所定の抑
圧位置から相対的にずれてしまい、成形すべき光学素子
素材全体に均一な圧力がかからないような場合をいう。

上述のような型台の熱膨張による寸法変化に応じて核型
台をプレス用ロッドの押圧手段の所定位置に対して相対
的に移動する方法としては、該型台を炉体の長手方向に
対して相対的に移動すること、及び炉体の幅方向に相対
的に移動することが考えられる。

従って、型台を前記所定位置に位置合せするには、例え
ば、前記プレス成形部に至る所定位置に基準マークが付
された確認窓を設け、さらに型台に基準マークと対応し
た確認マークを設けておき、確認窓の基準マークと型台
の確認マークとを比較することにより型台の位置ずれを
検知し、これに基づきプレス部におけるプレス手段と成
形用素材の移替え手段を型台に対して炉体の幅方向に移
動する手段と、炉体の長手方向に対する型台の位置を調
整する手段を構成することにより行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図はこの装置全体の平面図であり、第２〜６図は工
程順における各部の断面図であり、第７図は素材移替部
周辺の斜視図であり、第８図（Ａ）は第７図のＡ−Ａ線
に沿う断面図であり、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）の平
面図であり、第８図（Ｃ）は確認窓から二股ハンドに設
けられた確認マークを目視した状況を示す図である。

第１図に示すように、この装置の全体的構成は、素材取
入室１、加熱部２、素材移替部３、プレス部５、徐冷部
６及び成形品取出室７から成るものである。素材取入室
１、加熱部２、素材移替部３及びプレス部５は、同一ラ
イン上にあり、これらのラインと並列して徐冷部６が配
設されている。

加熱部２の入口近傍には第１の移送室２１が構成され、
この第１の移送室２１に上記素材取入室１が設けられて
いる。又、プレス部５の出口近傍には第２の移送室２２
が構成され、徐冷部６の入口には第３の移送室２３が構
成され、これら第２と第３の移送室は移送路２５で連結
されている。

さらに、徐冷部６の出口付近には第４の移送室２４が構
成されている。この第４の移送室２４には素材取出室７
が設けられ、第４の移送室２４と上記第１の移送室２１
とは回送路２６で連結されている。これらの各室各部は
連続的な循環経路を成して炉体５９を構成し、加熱部２
、素材移替部３及びプレス部５を加熱するヒーター５７
と徐冷部６を加熱するヒーター５８とが設けられている
。

１１は、この経路を移送せしめられるパレ・ントである
。パレット１１上には素材載置台１２とプ隔を有して配
設されている。又、第２図に示すように、下型１４の外
周には、上型１３の載置動作を案内するとともに上型１
３の位置決め用としてガイド部材２７が下型１４の上端
部よりやや突出するように固設されれている。上型１３
及び下型１４のプレス成形面には、夫々光学素子機能面
を成形するための鏡面１３ａ、１４ａが施されている。

パレット１１を上記径路中にて移送せしめる手段として
、第１の移送室２１には押出しシリンダー５１が設けら
れ、第２の移送室２２には押出しシリンダー５３と引出
しシリンダー５２とが設けられ、第３の移送室２３には
押出しシリンダー５４が設けられ、第４の移送室２４に
は押出しシリンダー５５と引出しシリンダー５６とが設
けられており、パレット１１はこれらシリンダーの押出
し或いは引出し動作により各工程に移送される。

このバレン）１１の移動動作について、第１図を参照し
ながらより詳細に説明する。パレット１１は加熱部２の
入日付近からプレス部５の出口付近まで複数配列され、
第１の移送室２１の押出しシリンダー５１の押出動作に
よりこれらのバレン）１１は互いに接触した状態でプレ
ス部５の方向に移動する。

押出しシリンダー５１の作動により先頭パレットＡがプ
レス部５の位置まで押出され、次いで、コノバレットＡ
上の上型１３に対してプレス成形した後、引出しシリン
ダー５２を作動して該バレン）Ａは第２の移送室２２ま
で引出される。次いで、バレン）Ａは、第２の移送室２
２にて押出しシリンダー５３により押出されて移送路２
５を移動した後、第３の移送室２３に移送せしめられる
。この第３の移送室２３に移送された１個のバレン）１
１は、押出しシリンダー５４により徐冷部６の方向に押
出されると、徐冷部６に配列された複数のバレン）１１
が上記同様玉突き式に移動し、これらパレット１１のう
ち先頭のパレットＢが第４の移送室２４に押出される。

そして、このバレン）Ｂは該移送室２４にて押出しシリ
ンダー５５により押出され、回送路２６を経て第１の移
送室２１に到る。かくして、パレットｌｌは上述の動作
により上記循環経路を移動することができる。

次に、上記循環経路の各部について説明する。

素材移替部３及びプレス部５は、第７図及び第８図に示
すように、炉体５９の上側にフランジカバー６０が両端
をポルト締結６１により固定されて構成されている。こ
のポルト６１が貫通する孔はフランジカバー６０の幅方
向に遊びを有しており、ポルト６１の調整によりフラン
ジカバー６０は炉体５９の幅方向に移動して該炉体との
相対位置を変えることができる。炉体５９内の底部両側
にはレール２８が設けられ、この上にパレット１１が載
置され、上述した各種シリンダーの押出し及び引出し動
作により該レール上を移動する。

図中、１２．１３．１４は夫々素材蔵置台、上型、下型
な示している。

素材移替部３に該当するフランジ６ｏの中央付近には、
二股ハンド１６がシールド６２を介して上下方向に摺動
可能に設けられている。この二股ハンド１６の各先端に
は吸着フィンガー１６ａ、１６ｂが設けられ、夫々独立
した吸着動作により、一方の吸着フィンガー１６ａによ
り上型１３を吸着するとともに他方の吸着フィンガー１
６ｂにより素材１５を吸着して二股ハンド１６全体を回
転し、素材１５を下型１４」−に移し替えた後、再び二
股ハンド１６全体を元の状態に回転して吸着フィンカー
１６ａに吸着されている上型１３を素材１５が収容され
た下型１４」二に載置する。

又、プレス部５に該当するフランジ６０の中央付近には
、プレス用のロッド１７が、二股ハンド１６と同様にシ
ールド６２を介して上下方向に摺動可能に設けられてい
る。これら二股ハンド１６及びロッド１７は不図示のシ
リンダーにより駆動される。

二股ハンド１６の上方に該当するフランジ６０の所定位
置には確認窓４０が設けられている。

この確認窓としては、レンズ面４１に基準マーク４２が
施さた周知のトランシートスコープを用いることができ
る。一方、パレ、、　ト１１の上面には該パレットの位
置合せ確認用マーク４３が施されている。初期設定にお
いては、目視により確認窓４０の基準マーク４１の中央
基準位置とパレット１１の確認用マーク４３とは一致す
るように設定されている。又、二股ハンド１６の所定位
置には該二股ハンドの位置合せ確認用マーク４４が施さ
れている。この確認用マーク４４もまた、初期設定にお
いて、目視により基準マーク４１の所定位置と一致する
ように設定されている。なお、パレット１１の確認用マ
ーク４３と二股ハンド１６の確認用マーク４４とは、確
認窓４０から不等距離にあるが、ピント調整をして正確
に確認することができる。

４５はフランジカバー６０に設けられた確認窓４０の近
傍に設けられたライトであり、炉体５９内部の照明用と
して設けられている。

又、素材取入室１及び成形品取出室７の夫々には、第６
図に示すように、上型１３を持」−げるだめの持上げハ
ンド２０、上型１３が持上げられた際、素材１５を取り
入れ又は成形品１８を取り出す吸着フィンガー１９が設
けられている。

なお、本装置において炉体５９の内部は、上型１３及び
下型１４を形成する型材が高温下で酸化されるのを防止
するよう、真空排気の後、Ｎ２ガス等の非酸化性ガスを
充填する必要があるため、上記の持上げハンド２０、二
股ハンド１６及びプレスロッド１７等と炉体５９外壁と
の摺動部分には充分のシールドを施しておく必要がある
。

次に、」二連のように構成された装置の動作について第
１図の全体平面図及び第２図〜第６図に示すプレス成形
工程順に従って説明する。第２図は素材１５が配置され
ていない状態のパレット１１を示す。

まず、北記したように、上下型１３．１４の型材の酸化
防止のために、炉体５９の内部を不図示の真空ポンプに
よりＩ　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒまで真空排気した後、Ｎ
ノガス又はその他の非酸性ガスを充填する。

又、確認窓４０から目視でパレッ）１１」二の確認マー
ク４３及び吸着フィンガー１６の確認マーク４４を検知
して確認窓４０の基準マーク４２と比較たうえで、位置
ずれに応じてフランジ６０を移動して炉体５９の幅方向
に対するパレット１１の位置合せを行なう。さらに、炉
体５９の長手方向に対するパレッ）１１の位置ずれは押
出しシリンダー５１のストロークを調整することにより
行なう。

次いで、ヒーター５７．５８に通電し、炉内温度を所定
値にまで昇温する。昇温完了後、素材取入室１にて上記
雰囲気置換室を通し、吸着フィンガー１９を用いて素材
１５を素材取入室１にあるパレット１１の載置台１２」
二に配置する（第３図）。

次に、」二連した如く押出しシリンダー５１゜５３．５
４，５！５及び′引出しシリンダー５２゜５６を作動し
て順次パレット１１が成形品取出室７から素材取入室１
に送られてくるたびに素材１５を」−記の方法で各々の
載置台１２上に配置する。このような動作を繰り返し行
うことにより、最初のパレット１１に供給された素材１
５と上型１３及び下型１４が素材移替部３伺近において
プレス成形に必要な温度にまで加熱された時点で素材１
５の下型１４への移替えを行なう。なお、この時、素材
１５と上型１３及び下型１４とは略同温度にまで加熱さ
れていることが望ましい。こうすることにより、移替後
の素材１５の温度が上型１３或いは下型１４の温度によ
って変化することなく最適なプレス温度条件下でプレス
成形を行なうことができる。そして、素材移替部３にお
いて、二股ハンド１６により上型１３を持上げ、素材■
５を下型１４上に移替える。この後、押出しシリンダー
５１を押出して素材１５の移替えが完了したパレット１
１をプレス部５の位置に移動させる（第４図）。

次いで、プレス用ロンド１７を作動させ、所定のプレス
圧にて、上型１３を押圧し、素材１５に対するプレス成
形を行なう（第５図）。

次ぎに、プレス用ロッド１７の抑圧を解除し、上型１３
は下型１４上に載置したままで押出しシリンダー５１の
作動させてパレット１１をプレス部５から該プレス部５
の出口付近に移動する。さらに、このパレット１１を引
出しシリンダー５２により引出して第２の移送室２２に
移動した後、押出しシリンダー５３により押出し、移送
路２５を経て移送室２３に移送する。

次いで、バレンｌ−１１は押出しシリンダー５４の押出
しにより、成形品の取出室７の方向に押出されるが、押
出し方向の前方には他のパレット１１が配列された状態
にあるので、上述のような動作が継続する中で、当該バ
レン）１１が徐冷部６の出口付近に致る間上型１３と下
型１４内で保持された成形品１８は徐冷部６を通過し、
ここで徐々に冷却せしめられる。

かくして、徐冷部６の先頭位置まで移動したパレット１
１は引出しシリンダー５６により成形品取出室７に致る
。

次ぎに、持上げハンド２０を作動して上型１３を除去し
、吸着フィンガー１９により成形品１８を取出する。そ
して、この成形品取出しの完了したパレット１１を押出
しシリンダー５５の押出しにより回送路２６を経て素材
取入室１に移送し、該素材取入室１にて再び上述の動作
を行なう。

以上説明したような実施例装置によれば、素材１５はプ
レス成形の直前まで素材載置台１２上に配置され上型１
３及び下型１４から分離された状態にあるため、素材１
５と型１３．１４との反応が防１にされる。勿論、プレ
ス成形時及びその後の徐冷時において素材１５と型１３
．１４との反応が生じることは妨げられないが、プレス
成形後の降温下にあっては、プレス成形時はどの反応も
生じず、上述した反応時間の短縮効果と合わせ、型の耐
久性向上に有益となる。

又、本実施例装置によれば、上述したように型の耐久性
が保証されると共に、成形面の侵食が防止され、比較的
長期間に渡り成形面の鏡面性が保持されるから、高精度
光学素子の連続製造に好適する。

ざらに又、本実施例においては、素材移替部３の所定位
置に基準マーク４２が付された確認窓４０を設け、さら
にバレン）１１に該バレントノ位置合せ確認用基準マー
ク４２と対応した確認マーク４３を設けておき、確認窓
の基準マーク４２とパレットの確認マークとを比較する
ことによりパレット１１の位置ずれを検知し、これに基
づきプレス部５におけるプレス用ロッド１７と成形用素
材の移替え手段たる二股ハンド１６をパレット１１に対
して相対的に移動することができる。

従って、定期的に上記方法によりパレット１１の位置ず
れを検知してこの位置合せを行なうことにより、的確な
素材１５の移し替え及び正確なプレス用ロッドによる押
圧動作を行なうことができる。

以下、本発明の他の実施例について第９図を参照しなが
ら説明する。本実施例における光学素子製造装置は、上
記実施例がライン状の工程経路を有し、パレットの移動
を押出し又は引出しシリンダーで行なうよう構成したの
に対し　、ロータリーテーブルを用いてパレットの回転
移動を行なう構成を有するものである。全体的構成は、
第９図に示すように、不図示の駆動装置によるロータリ
ーテーブル３６上に素材取入室３１（成形品取出室を兼
ねる）、加熱部３２、素材移替部３３、プレス部３４及
び徐冷室３５から成り、このテーブル上にパレット３７
を一定ピッチで配置し、このパレット３７上に素材載置
台３８と型３９が所定間隔で配設されたものである。こ
の装置に対して上記実施例同様のパレット３７の位置合
せを行なう手段を設けることができる。この装置の基本
的な動作及び効果は、本装置がロータリーテーブル形式
で動作してパレットの移動が行なわれる点景外は上記実
施例と略同様である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、加熱部を通過して
昇温したパレットの熱膨張による寸法変化に応じて、簡
単な手段によりパレットの位置合せを行なうことができ
、これによりプレス成形の際に成形用素材が載置台から
成形用型に的確に移し替えられ、正確なプレス成形が可
能となる。

従って、本発明装着は高精度光学素子をプレス成形によ
り製造するのに好適する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの装置の全体の平面図であり、第２〜６図は
工程順における各部の断面図であり、第７図は素材移＃
部周辺の斜視図であり、第８図（Ａ）は第７図のＡ−Ａ
線に沿う断面図であり、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）の
平面図であり、第８図（Ｃ）は確認窓から二股ハンドに
設けられた確認マークを目視した状況を示す図であり、
第９図は他の実施例を示す概略平面図である。 １、・・・素材取入室 ２、・・・加熱部 ３、・・・素材移替部 ５、・・・プレス部 ６、・・・徐冷部 １１、・・・パレット １２、・・・素材載置台 １３・・・上型 １４・・・下型 １６・・・二股ハンド １７・・・プレス用ロンド ４０・・・確認窓 ４２・・・基準マーク ４３．４４・・・確認マーク ５９・・・炉体 ６０・・・フランジカバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学素子成形用素材を所定温度まで加熱する加熱
   部と前記加熱された素材をプレス成形するプレス部とを
   備えた光学素子製造装置において、前記素材をプレス成
   形するための成形用型が配置された型台を前記プレス部
   に至る所定位置で位置合わせする手段を有することを特
   徴とする光学素子製造装置。
2. （２）前記型台を位置合わせする手段に、前記型台の位
   置を確認できる確認窓を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光学素子製造装置。