JPH03254911A

JPH03254911A - 光学素子の成形装置および方法

Info

Publication number: JPH03254911A
Application number: JP5435790A
Authority: JP
Inventors: Jun Inahashi; 潤稲橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1991-11-13

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、光学素子の成形装置および方法に関し、特に
プラスチックレンズの成形に関するものである。

［従来の技術］プラスチックレンズは従来のガラスレンズに比較して軽
量で多量生産性が良くコストが低い等の理由で、光学素
子として広く用いられる様になってきている。

この様な状況の下、近年比較的径が大きく、しかも肉厚
偏差の大きなレンズをプラスチック化する試みがなされ
てきている。この様なプラスチックレンズを加工する場
合、従来の射出成形法では大きい肉厚偏差の為にヒケや
残留応力等が住じ、所望の面精度を得るのは困難であっ
た。

そこで、プラスチック素材を加熱軟化した後、所望の面
精度に形成された成形型により押圧する加熱圧縮成形法
で用いられている。しかしながら、この加熱圧縮成形法
が用いるプラスチック素材の曲率半径が押圧成形時のい
わゆる転写性に大きな影響を与える。すなわち、第９図
（ａ）に示すように、凸面のプラスチック素材５１を成
形面が凹面に形成された成形型５２で押圧する時に、プ
ラスチソり素材５１の曲率半径が、成形型の成形面の曲
率半径より大きい場合、空気溜まり５３が発生して良好
な転写性が得られない。また、第９図（ｂ）に示すよう
に、プラスチック素材５４が凹面で、成形型５５の成形
面が凸面の時、プラスチック素材５４の曲率半径が、成
形面の曲率半径より小さい場合も同様に空気溜まり５３
が発生して良好な転写性が得られない。

因って、前記欠点を解消すべく以下の様な発明が開示さ
れている。

例えば、特公昭６２−１０１７７号公報記載の発明にお
いては、プラスチック素材が凸面で、成形面が凹面の成
形型の場合、プラスチック素材の曲率半径を成形面の曲
率半径よりも小さくする方法が提案されている。

また、特公平１−３９３３７号公報記載の発明において
は、低射出圧で射出成形したプラスチック素材を旋盤に
より所定の形状に切削した後、レンズ素材の表面近傍（
表面層）のみが溶融し、流動可能となった時点で圧縮成
形を行う方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題］しかるに、前記従来技術には以下の様な欠点がある。

すなわち、特公昭６２−１０１７７号公報記載の発明に
おいては、プラスチック素材の曲率半径の方が成形面の
曲率半径よりも小さい為、プラスチック素材の肉厚偏差
はより大きくなる傾向であり、プラスチック素材の加工
が困難になる欠点がある。

また、特公平１−３９３３７号公報記載の発明において
は、プラスチック素材を加工する為の工程が増え、しか
も生産性が低く、コストが極めて高くなってしまう欠点
がある。

本発明は以上の欠点に鑑みてなされたもので、安価で生
産性の高いプラスチック素材を用いて肉厚偏差の大きい
プラスチックレンズを成形する装置および方法の提供を
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、レンズ素材を加熱軟化して上下型により押圧
成形する光学素子の成形装置において、前記下型に載置
してレンズ素材を支持する側型にガス抜き孔を穿設した
ものである。また、レンズ素材を加熱軟化して上下型に
より押圧成形する光学素子の成形方法において、凸面の
成形面を形成した下型にレンズ素材を載置して加熱する
とともに、上下型とレンズ素材との間に存在する空気を
側型に設けたガス抜き孔より排出させて、上下型の成形
面にレンズ素材を密着させる方法である。

〔作用〕

本発明は、下型の成形面にレンズ素材を載置して加熱軟
化させる際、下型の成形面とレンズ素材との間に存在す
る空気を側型に穿設したガス抜き孔より排出することに
より、レンズ素材を下型の成形面に密着させることがで
きる。

〔実施例］以下、本発明に係る光学素子の成形装置および方法の実
施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施例）第１図および第２図ａ、ｂは本発明に係る第１実施例の
成形方法に用いる装置を示し、第１図は断面図、第２図
ａおよびｂは要部の部分拡大断面図である。

１は成形室で、この成形室１内には外周にヒータ２を設
けたスリーブ３が設置されている。スリーブ３には同軸
上に対向配設された上型４および下型５が嵌合されてい
る。上型４および下型５はそれぞれ所望の精度に形成さ
れた成形面４ａ、５ａを有している。上型４は加圧棒６
と接続されており、その加圧棒６により上下動自在に構
成されている。下型５の上部には上型４および下型５の
各成形面４ａ、５ａの外周に嵌合する側型７が載置され
ている。側型７にはガス抜き孔７ａが穿設されている。

そして、上型４．下型５および側型７のそれぞれはスリ
ーブ３の内周面と約１０μｍのクリアランスを有する様
に形成されている。

以上の構成から成る装置を用いての成形方法は、樹脂材
料としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ　Ａ　）を
使用し、両平面を板状に形成したプラスチック素材８を
下型５と側型７とにより形成される空間に挿入し、下型
５の成形面５ａ上に載置する。次に、ヒータ２に通電し
て上型４．下型５胴型７およびプラスチック素材８を加
熱する。プラスチック素材８は加熱軟化して下型５の成
形面５ａを覆う。この時、プラスチック素材８と下型５
の成形面５ａとの間に存在する空気は側型７に穿設され
たガス抜き孔７ａより排出され、プラスデック素材８は
下型５の成形面５ａと密着する（第２図ａ参照）。

この後、加圧棒６により上型４を下降させ、軟化したプ
ラスチック素材８を加圧成形し、その状態を保持する。

この時、上型４の成形面４ａはプラスチック素材８の中
心より外周に向かって順次加圧するので、空気溜まりは
発生しない。また、プラスチック素材８と上型４の成形
面４ａとの間に存在する空気は側型７に穿設されたガス
抜き孔７ａより排出されるため、上型４の成形面４ａと
プラスチック素材８とは密着する。

そして、ヒータ２の通電を停止し、上型４．下型５．側
型７およびプラスチック素材８を冷却する。プラスチッ
ク素材８の冷却固化後、加圧棒６により上型４を上昇さ
せて成形された光学素子を取り出す。

本実施例によれば、素材として低射出圧で容易に成形さ
れる側平面のプラスチック素材を用いている。従って、
安価で生産性も極めて高く、かつ成形面に密着すること
により転写性が極めて良好な光学素子の成形が行える。

（第２実施例）第３図、第４図および第５図は本発明に係る第２実施例
の成形方法に用いる装置を示し、第３図は縦断面図、第
４図は部分拡大断面図、第５図は一部を省略した断面図
である。

１０は成形装置で、この成形装置１０は予備加熱室１１
．加熱室１２．成形室１３．徐冷室１４および放冷室１
５を直線的に連設して構成されている。

予備加熱室１１内には上部にヒータ１６が内設され、下
部に搬送装置１７（例えば、ベルトコン− ベア等）が設けられている。予備加熱室１１の両側壁に
は搬送アーム（図示省略）の出入りする出入口１１ａ、
Ｉｌｂが設けられている。

加熱室１２にはヒータ１８が設けられている。

成形室１３には上型１９および載置台２０が同一軸線上
に対向配設され上下動自在に構成されている。成形室１
３の両側壁には搬送アーム（図示省略）の出入りする出
入口１３ａ、１３ｂが設けられている。上型１９には所
望する面精度の成形面１９ａが形成されている。

徐冷室１４にはヒータ２１が設けられている。

放冷室１５内には上部にヒータ２２が内設され、下部に
搬送装置（例えば、ヘルドコンベア等）２３が設けられ
ている。

また、下型２４には所望する面精度の成形面２４ａが形
成されている。下型２４の成形面２．４ａ側の端面外周
には下部にガス抜き孔２５ａを穿設した側型２５が固設
されている。

以上の構成から成る装置を用いての成形方法は、まず素
材にＰＭＭＡを用いて側平面に形成されたプラスチック
素材２６を下型２４と側型２５とにより形成される空間
に挿入し、下型２４の成形面２４ａ上に載置する。以下
、下型２４．側型２５およびプラスチック素材２６のセ
ットを成形セット２７という。

成形セット２７を搬送装置１７により予備加熱室１１に
搬送し、約５０°Ｃに加熱する。加熱後、搬送アーム（
図示省略）により成形セット２７を加熱室１２に搬送し
、約１９２°Ｃに加熱する。プラスチック素材２６は軟
化して下型２４の成形面２４ａを覆うが、プラスチック
素材２６と成形面２４ａとの間に存在する空気は側型２
５の下部に穿設されたガス抜き孔２５ａから排出される
ため、プラスチック素材２６は成形面２４ａに密着する
。

この後、搬送アームにより成形セット２７を成形室１３
に搬送する。その時、載置台２０は所定の位置に上昇し
ており、成形セット２７は載置台２０の上に、下型２４
の成形面２４ａが上型１９の成形面１９ａと同一軸線上
になる様に載置される。そして、上型１９を下降させプ
ラスチック素材２６を押圧成形する。プラスチック素材
２６は軟化変形しているため、上型１９の成形面１９ａ
に対していわゆる中当りとなり、空気溜まりは発生しな
い。

プラスチック素材２６の温度が約９５°Ｃに下がった時
点で、上型１９を上昇させて押圧を解除し、成形セット
２７を徐冷室１４に搬送する。そして、約５０°Ｃまで
徐冷した後、成形セット２７を放冷室１５へ搬送し、室
温まで放冷する。

本実施例によれば、前記第１実施例と同様なプラスチッ
ク素材を用いたので、安価で良好な転写性を有する光学
素子が得られるとともに、プラスデック素材を搬送する
ことによりタクトタイムも極めて短くできる。

（第３実施例）第６図、第７図および第８図は本発明に係る第３実施例
の成形方法に用いる装置を示す部分拡大断面図である。

本実施例は、前記第２実施例における下型２４および側
型２５を、下部にガス抜き孔２８ａを穿設した有低円筒
状の側型２８とし、側型２８の底面中央部に嵌合孔２８
ｂを設け、その嵌合孔２８ｂに下型２４を着脱可能に嵌
合して構成した点が異なり、他の構成は同一構成がら成
るもので、同一構成部分の説明は省略する。

ＰＭＭＡを素材に用い肉厚偏差の小さい平凸形状をした
プラスチック素材３０と側型２８と下型２９とから構成
された成形セット３１を加熱し、プラスチック素材３０
を自由に流動しない程度に軟化させると、プラスデック
素材３ｏの平面部３０ａは下型２９の成形面２９ａを覆
う。この時、プラスチック素材３０と側型２８の下部お
よび下型２９との間に存在する空気は側型２８のガス抜
き孔２８ａより排出され、プラスチック素材３゜の平面
部３０ａは下型２９の成形面２９ａに密着する。

そして、プラスチック素材３０の凸面部３０ｂの曲率半
径はプラスチック素材３０の変形により小さくなる。

その後、上型３２を下降させてプラスチック素１材３０を押圧成形する。この時、プラスチック素材３０
の凸面部３０ｂと上型３２の成形面３２ａとはプラスチ
ック素材３０の変形により、いわゆる中当りの状態とな
り空気溜まりは発生しない。

本実施例では、プラスチック素材３０の凸面部３０ｂの
曲率半径および口径等が異なった場合、それに対応させ
て異なる曲率半径の成形面を有する下型と交換すること
ができる。

本実施例によれば、プラスチック素材として肉厚偏差の
小さい平凸形状のものを使用し、凸メニスカスで肉厚偏
差の大きな光学素子が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は肉厚偏差の小さいプラス
チック素材を用いて転写性の良好な光学素子を成形する
ものであり、極めて生産性が高く、安価に光学素子が成
形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図ａ、ｂは本発明に係る第１実施例の
成形方法に用いる装置を示し、第１図は断面図、第２図
ａおよびｂは要部の部分拡大断面２図、第３図、第４図および第５図は同第２実施例を示し
、第３図は縦断面図、第４図は部分拡大断面図、第５図
は一部を省略した断面図、第６図。第７図および第８図は同第３実施例を示す部分拡大断面
図、第９図ａおよびｂは従来例を示す部分拡大断面図で
ある。１．１３・・・成形室２．１６．１８，２１．２２・・・ヒータ３・・・スリ
ーブ４．１９．３２・・・上型５．２４．２９・・・下型６・・・加圧棒７．２５．２８・・・側型８．２６．３０・・・プラスチック素材１０・・・成形
装置１１・・・予備加熱室１２・・・加熱室１４・・・徐冷室１５・・・放冷室１７゜２３・・・搬送装置２０・・・載置台２７゜３１・・・成形セット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レンズ素材を加熱軟化して上下型により押圧成形
する光学素子の成形装置において、前記下型に載置して
レンズ素材を支持する胴型にガス抜き孔を穿設したこと
を特徴とする光学素子の成形装置。
（２）レンズ素材を加熱軟化して上下型により押圧成形
する光学素子の成形方法において、凸面の成形面を形成
した下型にレンズ素材を載置して加熱するとともに、上
下型とレンズ素材との間に存在する空気を胴型に設けた
ガス抜き孔より排出させて、上下型の成形面にレンズ素
材を密着させることを特徴とする光学素子の成形方法。