JPH0259449A - 光学素子製造方法及び装置 - 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後において成形品の取
出しを良好に行なうことができる光学素子製造方法及び
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
等の後加り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ｆ５１−２６５２８
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ドになるまで冷却し、
しかる後型内から成形品を取出すという［程を含むもの
である。

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＝＝Ｔ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
と型の表向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、ガラス素材と型表面の間隔が
１ｍｍ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十してしまう。

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止
、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。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記のように成形用素材を成形用型内でプレ
ス成形するプレス成形工程、成形された成形品を取出し
温度まで徐冷する冷却［程、及び成形品の取出し］稈を
有する光学素子の製造装置において成形品の取出し時に
おける問題点を改丹ずべく成されたものである。

上記のような成形用型から成形品を取出すには、通常り
、　！？！！を持ち上げてから吸着ハンド等を成形品に
近づけるようにしている。ところが、成形品の冷却過程
において成形品が上型に付着すると上型を持ちＬげる際
この成形品が１゜型に付着したまま持ち上げられること
があり、成形品の自動取出しに不都合なばかりか、成形
品が」二型に付着して持ち上げられた後１−型から離脱
して落Ｆして破損したり損傷するおそれがある。

本発明は、このような問題点を解消するためになされた
もので、プレス成形加工の冷却後における成形品の離型
性を良好にし、成形品の自動取出しを的確に行なうこと
ができる光学素子の！！Ｊ遣方法及び装置を提供するこ
とを［１的をする。

（課題を解決するための手段） 述した°問題点を解決するために本発明の光学素子製造
方法及び装置は、一対の成形用型で光学素ｒ−成形用素
材をプレス成形した後前記型内から成形品を取出すに際
し、１ｊ；１記双方の雪ｌに温度差を設けてから型を開
けること及び一対の成形用型で尤忙と素−ｒ成形用素材
をプレス成形する光学素子製造装置において、前記成形
用型から成形品を取出すし稈に前記成形用型のいずれか
一方をより低いＵＪｆｆに冷却する手段を設けたことを
特徴とする。

（作用） 第９図に凹面を有する上型６２及び凸面を何する下型６
１から成る成形用型を用いてガラス素材６３をプレス成
形した直後の状態が示しである。

この状態において、を型６２の成形面と素材６：３のＬ
面及び下型６Ｉの成形前と素材６３の下面は接触した状
態にある。次いで、このプレス成形された素材６３を冷
却するため］−型６２及び′下型６１を徐冷すると、第
１０図に示すように、素材６３の上面と１−型６２との
間に間隙ができる。この間隙はほぼ真空状態であって、
素材６３は上型６２に吸着された状態となる。従って、
Ｊ：型６２を持ち上げたときこのｔ二型とともに素材６
３も持ちにげられてしまう。これは、型材よりガラス素
材のほうが熱収縮Ｉｄが大きく、冷却にともない素材６
：３の四面（上面）側を収縮するよう変形してこの凹面
と１−１型６２の成形面とに真空状態の間隙を作るから
である。

しかるに本発明においては、成形用型で素材をプレス成
形した後、この型内から成形品を取出すに際して双方の
型に温度差を設けるようにしている。これは、例えば−
上記のような−［−型の方向に凹状の成形品を作る場合
、素材６３の下側を収縮すべく下型６１に冷却ノズル６
６から供給される冷却ガスを噴射してこの下型な冷却す
ることにより実現される。このとき、素材６３の下側に
収縮が生じるとこの素材は、第１１図に示すように５上
側にたわみが生じ、素材６３のト面とＥ型６２の成形面
との間に上記のような真空状の間隙を作ることがない。

（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、本実施例における成形品取出室の断面図であ
る。

第２図は、第１図に示す成形品取出室を備えたプレス成
形装置の概略平面図である。

第３〜第７図は、第２図に示す成形装置の各工程におけ
る断面図である。

第２図に示す成形装置の全体的構成は、素材取入室ｌ、
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ｌ、加熱
部２．素材移替部３及びプレス部５は同一ライン状にあ
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２１が設けられ
ている。又、プレス部５の出［１近傍には第２の移送室
２２が構成され、徐冷部６の入口には第二０の移送室２
３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の出口近傍には第
４の移送室２４が構成され、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１−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ットであり、
該パレット１１ヒには素材載置台１２とプレス成形用の
上型１３及び−上型Ｉ４とが一定の間隔を有して配設さ
れている。又、′ＦＩＭ１４の外周には５」−型１３の
！！直動作を案内するとともに十型１３の位置決め用と
してガイド部材２７が上型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
レス成形面は、夫々光学素子機能面を成形するための鏡
面１３ａ、＋４ａが施されている。なお、このパレット
１１にはある程度の大きさを有する貫通孔４３ａが下型
１４の下方位置に設けられている（第１図）が、これに
ついては後述する。

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。パレッ
ト１１は炉体５９内に設けられた不図示のレールｔにａ
置され、シリンダーの押出し或は引き出しによりレール
上を移動する。

このムレｎ１ト１１の移動動作について、より詳細に述
べれば５パレツト１１は加熱部２の入口付近からプレス
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パレッ
トＩＩは斤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がパレット１１を１個分だけ押出
すと、プレス部５から先頭に位置するパレット八が１個
だけ不突き式に押出される。さらこのパレット１１が第
２の移送室２２に引出しシリンダー５２により引出され
ると、この第２の移送室２２にて押出しシリンダー５３
により押出されて移送路２５を移動した後、第３の移送
室２３に移送せしめられる。次いで、この第３の移送室
２３に移送された１個のパレット１１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、徐冷部６に
配列された複数のパレット１１が」−記聞様玉突き式に
移動し、これらバレ・ｌト１目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、このパレッ
ト１３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に至る。

次に、１−０記成形室の各部について説明する。

素材移替部２及び成形品取出室７には上型１３を上型１
４に所要間隔をあけて持Ｆ、げるための持トげハンド１
６．２０が設けられている。この持トげハンドは、不図
示のリフト手段により１ユＦ動する。さらに、＾材移替
部３には、素材取入室ｌにて素材載置台１２−Ｆに配置
された素材１５を下型１４　、にに移替えるための吸着
フィンガー４が設けられており（第５図）、を把持−ヒ
げハンド１６の作動により！−型１３が−（１持１・げ
られた後、該吸着ハンド４が作動し、素材１５が下を１
４　Ｊ：の所定位置に移替えられる。この吸着フィンガ
ー４は、Ｆ記のような素材１５の移替時に、該素材１５
が正確にド型１４ヒの所定位１６に配置されるよう、パ
レットｌｌ上の素材、ＪｉＩｉ置台１２と上型Ｉ４とが
有する所定間隔の長さだけ正確に１Ｌ行移動する一定の
ストロークを有して作動するように構成されている。

又、素材取入室！及び成形品取出室７には、素材１５を
載置台１２１に配置したり、成形品１８をＩ−型１４か
ら取出すための吸着フィンガーＩ９が設けられている（
第７図）。

プレス部５には、プレス成形時にｈ９＋３を抑圧するだ
めのプレス用ロッド１７が設けられている（第６図）。

ここで５第１図を参照しながら成形品取出室７について
詳細に説明する。

この成形品取出室７を形成する炉体５９内には、上述し
たように、冷却部６から回送路２６に連続的に設けられ
たレール４１が付設され、このシールド、にパレット１
１が載ｊ６されている。パレットＩｌｌには、上記のよ
うに、素材載置台１２、プレス成形用の−Ｌ型！３およ
び上型１４とが配設されている。又、パレット１１の下
型１４のド方位置には貫通孔４３　ａが設けられるとと
もに、この成形品取出室７におけるレール４１の下方で
あってパレット１１の１１通孔４３ａに対応する位１ｎ
に貫通孔４３ｂが設けられ、炉体５９のＦ方から伸張す
る冷却ノズル４４をこれらの貫通孔４３ａ、４３ｂに挿
通ａ１能としである。冷却ノズル４４はシリンダー４５
により上下動することができ、バルブ４６を介して不図
示の供給源からＮ２ガス等を供給し、上型１４の底部に
向けて噴ｔＨ−ｉＩ能とされている。なお、４２は冷却
ノズル４４と炉体５９の気密性を確保するための真空シ
ールである。

本装置において炉体５９の内部は、上型１３及びドを１
４を形成する型材が高４Ｆで酸化されるのを防１卜する
よう、真空排気の後、Ｎ、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ｌ−げハンド１６．吸着
フィンガー４及びプレスロット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（必要があ
る。

又１本装置においては、図示は省略しであるが、素材１
５を素材取入室１に取入れる際、外気が炉体５９の内部
に侵入しないように、雰囲気置換室を設ける必要がある
。

次に、上述のように構成された装置の動作について第３
図〜第７図に示すプレス成形工程順に従って説明する。

第３図は素材１５が配置されていない状態のパレット１
１を示す。

まず、１ニジ己したよう（こ、十トＩルリ１３．１４の
型材の酸化防］トのために、炉体５９の内部を不図示の
真空ポンプによりＩ　Ｘ　ｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒまで真空
排気した後、Ｎ２ガス又はその他の非酸化性ガスを充填
する。次いで、ヒーター５７．５８に通電し、炉内温度
を所定値にまでｌ／ｉｆＪ＋する　ｎ　ｍ完了後。

素材取入室Ｉにて上記雰囲気１？？換室な通し、吸着フ
ィンガー１９により、第４図に示すように、素材１５を
素材取入室ｌにあるパレット１１の載置台１２１：に配
置する。次に、］、述した如く押出しシリンダー５１．
５３：　５４．５５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ｌに送られてくるたびに素材１５を上記の方法で各
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１５とに型１３及び下型１４が素材移替部３付近にお
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１５を下型１４へ移替る。なおこの時、素材１５と下
型１３及び下！＋４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１
５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、第
５図に示すように、持上げハンド＋６により上型１３を
持上げ、次いで吸着フィンガー４により素材１５を吸着
して下型１４上に移替える。

この後、押出しシリンダー５１を押出して木材１５の移
替えが完ｒしたパレット１１をプレス部５の位置に移動
させる。この時、第６図に示すように、持ｌ−げハンド
Ｉ６を除去すると共にプレス用ロッド１７を作動させ、
所定のプレス圧にて上型１３を押圧し、素材Ｉ５に対す
るプレス成形を行なう。次いで、プレス用ロッド１７の
押ｔｆを解除し、上型１３はプレス時における状態を維
持したまま押出しシリンダー５１の作動によりこのパレ
ット１１はプレス部５から移動して該プレス部５の出口
付近に至る。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、パレット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ｔｍ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、パレット１！が徐冷部６の出［１付
近に至る同上型１３と下型１４内で保持された成形品１
８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１６まで移動したパレッ
ト１１は引出しシリンダー５６により成形品取出室７に
今る。

ここで、成形品取出室７における動作について第１図を
参照しながら詳述する。

］４記のように成形品取出室７に移送されたパレット１
１はここで一貝停止Ｆ−する。このとき、レール４１と
パレット１１の貫通孔４３　ｂと４３ａは−Ｌ下方向に
ついて同位置にある。そこで、シリンダー４５を作動し
て冷却ノズル４４を一ヒｄし、レール４１の貫通孔４３
ｂ次いでパレット１１の貫通孔４３ａを挿通して冷却ノ
ズル４４の噴出口を上型１４の底部付近まで近づける。

次いで、バルブ４６を開けてＮ２ガスを下型１４に噴射
し、成形品１８の下型１４に接触した下面が上型１３に
接触した土面より所定温度だけ低温度となるように冷却
する。このとき、成形品１８の下面に第１ｆ図に示すよ
うな収縮による反りが生じる３、かくして生じた成形品
の反りにより成形品１８の上面中心部が上型１３に接触
する形状となる。従って、従来において問題となってい
たプレス後の冷却による上型１３と成形品１８の間の真
空状の間隙ができず、成形品取出しの際に成形品１８が
」−型１３に付着するおそれがなくなる。

次に、Ｅ記のように下型１４を上型１３に対して所定温
度だけ低温度に冷却した後、第７図に示すように、持上
げハンド２０を作動してｔ型！３を除去し、次いで吸着
フィンガー１９により成形品１８を取出す。そして、こ
の成形品取出しの完ｒしたパレットＩＩは押出しシリン
ダー５５の押出しにより回送路２６を経て素材取入室１
に移送され、再び上述の動作を繰返す。

以上説明したような実施例装置によれば、素材１５はプ
レス成形の直曲まで素材載置台１２トに配置されｈ　９
　＋　３及び下型１４から分離された状態にあるため、
素＋４１５と型１３．１４との反応が防１１−さする。

勿論、プレス成形時及びその後の徐冷時において素材１
５と型１３．１４との反応が生じるごとは妨げられない
が、プレス成形後の降温ドにあっては、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１に有益となる。

叉１本実施例装置は、同一パレット１−で素材の移替え
を行なう構成となっているため、素材載置台１２と型と
の位置の相対的な変化がなく、吸着フィンガー４のハン
ドリングの位置決め精度が出やすい。又、吸着フィンガ
ー４は炉体５９の内部にてパレットＩｔと同時に加熱さ
れるから、熱膨張によるハンドリングの位置決め精度の
誤差が生じにくい。

さらに、本実施例装置によれば、成形品取出しの際、上
述したように成形品が十をに付着することかなく吸着フ
ィンガー等による成形品の自動取出しを的確に行なうこ
とが可能となる。又、従来の様に成形品取出しの際に、
成形品を損傷するおそれがなく、装置ｒｆの信頼性が向
−ヒする。叉、このような成形品の自動取出Ｌ７をｒｉ
（能とする１段は、Ｌ記実施例のような連続的な自動プ
レス成形ラインに特に好適するものである３゜ なお、本発明は第８図に示１ようなロータリーデープル
を用いてバレ・・ｌトの回転移動を行なう構成のプレス
成形装置にも適用可能である。

この成形装置の全体的構成は、第８図に示すように、不
図示の駆動装置′ｎによるロータリーデープル：３６１
−に素材取入室３１．加熱部ご３２、素材移替部：３３
、プレス部：３４、徐冷室３５及び成形品取出室４０か
ら成り、このテーブルヒにパレット３７を一定ピッチで
配置し、このパレット：３７ヒに素材ａ１η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ｎの
成形品取出室４０に−に記聞様の冷却ノズルを設は下型
な冷却するようにずれば、１−記実施例と同様の効果を
得ることができる。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以外は上記実施例と略同様である
。

又、−■１記実施例においては、成形品取出室において
上型を冷却するようにしであるが、本発明はこれに限定
されず、成形品の形状に応じて下型と」ソ（りのいずれ
かをより低温度に冷却すればよい。

ちなみに本発明の効果について実験例に基き説明する。

成形用型としては、１−型を曲率゛ト径が３８ｍｍの凹
面とし、上型を曲十牢、径が２！ｍｍの凸面とし、中心
厚を２．５ｍｍ、径を２２ｍｍとして下型及び下型とも
超硬合金で構成した。

このような成形用型に対して光字ガラスＳド８で形成し
た成形用素材を５４０℃でプレス成形した後、冷却玉押
でコ３７０℃まで冷却した。かくして成形された成形品
を取出室にて取出す際５　ト記の実施例で示したように
下型或は１−型に温度差を設けた。そして、各種温度差
のもとて夫々について５０回程度の実験を繰り返し成形
品が１塑に付着する回数を得た。上表に、その実験結果
を記しである。。

上表からは、上型と下型との温度差が１００℃程度で成
形品が」−型に付着するおそれが全く無いこと、またこ
の場合下型をに型より低い温度にしたほうがより効果的
であることが理解できる。

（発明の効果） 以ヒ説明したように１本発明によれば、成形品の取出し
に際し、成形品を上型に付着するような収縮を防１トす
るよう成形用型に温度差を設けることにより、この成形
品の取出し時に１．型を持ちｔ−ばても成形品は常に上
型内に保持されるから、従来のように成形品が損傷する
おそれもな（、又吸着フィンガー等を用いた自動取出し
を確実に打なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本実施例における成形品取出室の断面図であ
る。 第２図は、第１図に示す成形品取出室を備えたプレス成
形装置の概略平面図である。 第３〜７図は、第２図に示す成形装置の各工程における
断面図である。 第８図は、第２図に示す成形装置の他の゛欠施例を承オ
概略ｆ面図である。 第９〜ｌＩ図は、成形用型に成形品が付着する状況と本
発明の原理について説明するための成形用型の縦断面図
である。 １．３１・・・素材取入室 ２．３２−・・加熱部 ：３．３３−・・素材移替部 ５．３４・・・プレス部 ６、コ３５−・・徐冷部 １１．３７・・・パレット １２．３８・・・素材載置台 １３・・・上型 １４・・・上型 ４１・・・レール ４：３ａ、４３ｂ・＝貫通孔 ４４・・・冷却ノズル ４５・・・シリンダー ４６・・・バルブ 代卸人　　弁理士　山 第３図 第５ 第 図 第 図 第 悶

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の成形用型で光学素子成形用素材をプレス成
   形した後前記型内から成形品を取出すに際し、前記双方
   の型に温度差を設けてから型を開けることを特徴とする
   光学素子製造方法。
2. （２）前記成形用型を上型と下型より構成し、前記下型
   を前記上型より低い温度にすることを特徴とする請求項
   ２記載の光学素子製造方法。
3. （３）一対の成形用型で光学素子成形用素材をプレス成
   形する光学素子製造装置において、前記成形用型から成
   形品を取出す工程に前記成形用型のいずれか一方をより
   低い温度に冷却する手段を設けたことを特徴とする光学
   素子製造装置。
4. （４）前記成形用型を上型と下型より構成し、前記下型
   を前記上型より低い温度に冷却する手段を設けたことを
   特徴とする請求項３記載の光学素子製造装置。