JPH0345522A - 光学部品の成形方法および成形装置 - 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 本発明は光学機器に使用されるガラスレンズを精密ガラ
ス成形法により形成するガラスレンズの成形装置ならび
に成形方法に関するものである。

従来の技術 近年、光学レンズを研磨工程なしの一発成形により形成
する試みが多くなされている。ガラス素材を溶融状態か
ら型に流しこみ加圧成形する方法が最も能率的であるが
、冷却時のガラスの収縮を制御することが難しく、ｉｌ
ｌ密なレンズ成形には適しない。従って、ガラス素材を
一定の形状に予備加工してこれを金型の間に供給し、加
熱後押圧成形するのが一般的な方法である。（たとえば
、特開昭５８−８４１３４号公報、特開昭６０２００８
３３号公報等） この成形方法をより量産に適した方式に改善した工法と
して、型移動式成形法が既に公開されている。（特開昭
６２−２９２６３６号公報）以下、図面を参照しながら
上述した従来の成形方法を説明する。

第４図は従来の型移動式成形法の正面図、第５図は成形
ブロックを示す。

本方式は成形型を成形装置から分離して、第５図に示す
ように一対の成形型１，２、胴型３および成形素材４を
一体とした成形ブロックを構威し、第４図に示すように
まず予熱ステージＳ１にて成形温度まで予熱する。次に
前記成形ブロックＫを成形ステージＳ２へ移送し加圧成
形することにより金型形状を成形素材に転写する。その
後成形ブロックＫを冷却ステージＳ３．Ｓ４へ順次移送
し成形品を充分冷却固化した後、成形ブロックＫから成
形品を取り出すものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような方法では、成形ブロックへの
素材の供給或いは成形ブロソクからの成形品の取り出し
作業を常温にて行なう場合、成形ブロックの熱容量が大
きくなると成形温度までの昇温或いは成形温度からの降
温に非常に時間を要するため、予熱、成形、冷却のタク
トがあわず生産性が非常に悪くなる。従って、予熱およ
び冷却を複数のステージに分割し、予熱、成形、冷却の
タクトを合すことにより生産性を改善することも考えら
れるが、成形機が複雑になると共に多数の金型が必要に
なるという課題を有していた。

また、金型使用数を削減するには金型からの成形品の取
り出し或いは成形素材の供給温度を高くすることにより
可能であるが、第５図に示す上下金型１．　２と胴型３
とのクリアランスがｌＯμｍ前後と非常に小さいため、
高温下での金型の組立。

分解が型移動式成形法では非常に困難であるという課題
を有していた。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のガラスレンズの成形
方法は、ガラス転移点付近の温度雰囲気内においても成
形ブロソクを分解組立しうる装置を実現することにより
、成形型からの成形品を取り出し或いは成形素材の供給
作業を成形品が固化するガラス転移点温度付近で行なう
という手段を用いたものである。

作用 本発明は上記した手段によって、第３図に示すように成
形ブロックの昇降温の温度範囲を大幅に小さくできる。

従って、予熱、冷却のステージ数も少なくて良く、成形
機構造が簡素化できると同時に金型使用数も大幅に削減
し得るものである。

実施例 以下、本発明のガラスレンズ成形方法の一実施例につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明による成形装置の概要
を示す。第１図（ａ）は第１図０））のＸ２−Ｘ２より
見た平面図の概要、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＸ、
−Ｘ。

より見た正面図の概要を示す。

ｌは成形ブロック、ｌａ、ｌｂは成形ブロックを構成す
る上型、下型、２は成形ブロックより取り出した成形品
、３は予熱された成形素材、４゜５．６は予熱、成形、
冷却へンドで、７，８．９は前記ヘッドに対応する予熱
、成形、冷却ステージである。１０は成形完了した成形
ブロックｌより成形品２を取り出した後、新たな成形素
材３を供給するための金型分解１組立ステージである。

１１は各ステージ間をつなぐレール、１２は成形素材３
．成形品２を移送するベルト、１３は成形品２および成
形素材３を移載する吸着アーム、１４は成形部、１５は
徐冷部、１６は金型投入口を示す。

次に、本成形装置の動作について説明する。

予め成形素材３をベルト１２に載置し、順次移送する。

徐冷部Ｉ５は図示している付近が最も高温で、冷却ステ
ージと同一の温度に設定されている。そして、これより
左方向に進むに従い順次温度が低くなるように設定され
ており、左方向から送られてくる成形素材３はヘルド１
２の移送に伴い徐々に予熱され、成形品２は反対に徐冷
されるしくみになっている。

成形素材３をベルト１２に移載後、空の金型を金型投入
口１６より投入し、順次空送りする。この金型の送りタ
クトとベルト１２の送りタクトはマツチングされており
、最初の金型を金型分解組立ステージ１０に移送したと
ころで、金型を分解する。（この金型分解１組立および
成形品取り出し、素材供給の動作は別途後述する。）そ
こへ吸着アーム１３により吸着された成形素材３を供給
した後金型を組立て成形ブロックとし、予熱ステージ７
へ移送する。予熱完了した成形ブロックｌは成形ステー
ジ８に移送され、直ちに成形ヘッド５にて加圧成形され
る。成形完了後、冷却ステージ９にて成形品が固化する
ガラス転移点以下の温度まで成形ブロック１を冷却する
。冷却した成形プロ、り１を冷却ステージ９と同一温度
に保たれた金型分解１組立ステージに移送し、前述の如
く金型を分解し、吸着アーム１３により成形品２を吸着
して下型１ｂより取り出し、ベル）１２へ移載する。ベ
ルト１２に移載された成形品２は成形タクトに合せて順
次ステップ送りされ、一定時間冷却ステージ９と同一温
度に保持された後常温まで徐冷される。

一方、吸着アーム１３は成形品２をベル）１２に移載し
た後、ステップ送りされてきた成形素材３を吸着し前述
の下型１ｂに供給する。以後は以上の動作の繰り返しと
なる。

次に金型の分解・組立動作について第２図（ａ）〜（ｆ
）を用いて詳細に説明する。

第２図（ａ）〜（ｆ）は金型の分解７組立動作の過程を
示す。第２図（ａ）に示すＢは冷却ステージ９よりプッ
シャー２５により送られてきた成形プロツタ、２１．２
２はその上下型、２３は胴型、２４は成形品である。ブ
ツシャ−２５により概略位置決めされた成形ブロックＢ
は、第２図〜）に示す如くガイドパンチ２８が下降しガ
イドパンチ２８の先端に設けたテーパ一部２８ａと胴型
２３に設けたテーパ一部２３ａとの嵌合によりガイドパ
ンチ２８の内壁と晒型２３の内壁が同軸的に一致するよ
うに正確に位置決めされる。次に上プランジャー２９が
下降し上型２１に当接すると、下プランジャー２６によ
り成形品２４を上下型２１．２２と共に押し上げ、第２
図（Ｃ）に示す如く下型２２の端面２２ａが胴型２３の
端面２３ｂと同じか若干高くなる位置で停止される。こ
の時胴型２３はプランジャー２５により固定されている
。その後、吸引口２７．３０を同時に真空吸引し、上型
２１を上プランジャー２９に、下型２２を下プランジャ
ー２６に真空密着させる。そして上型２１をガイドパン
チ２８、上プランジャー２９の上昇と共に引き上げ、上
下型を分割する。この時下型２２は下プランジャー２６
に真空密着されており、上型２１の上昇と共に移動する
ことはない、上型２１が一定寸法引き上げられた後、上
下型間の空隙におよそ等しい厚みのノックバーを上型２
１と下型２２の間に挿入し、上下型のいずれかに密着し
た成形品２４（この図では上型の密着している。）の側
面を押すことにより成形品２４を上下型より離型する０
次に、第２図（ｄ）の如く吸着アーム３２を上下型間に
移動し、離型された成形品２４を真空吸着して、第１図
（ａ）に示すようにアームを回動させ成形品２（第２図
の２４）をベル）１２に移載する。その後、ベルト１２
のステップ送りにより送られてきた成形素材３（第２図
では３３）を吸着し、下型１ｂ（第２図では２２）に供
給する。

次に第２図（ｅ）に示す如く、下プランジャー２６の下
降と共に下型２２が成形素材３３と共に引き下げられる
。その後ガイドパンチ２８が下降し、ガイドパンチ２８
のテーパ一部２８ａと胴型のテーパ一部２３ａの嵌合に
より再度現型２３の内壁とガイドパンチの内壁を一致さ
せる。次に上プランジャー２９の下降と共に上型２１も
下降し、上型２１が成形材３３に当接した後吸引口２７
．３０からの真空吸引を停止し、ガイドパンチ２８およ
び上プランジャー２９を引き上げ第２図（ｆ）のように
金型が組み上り成形ブロックＢとなる。この成形ブロッ
クＢをその後方から手前方向にブツシャ−（図示してい
ない、）により、第１図（ａ）の如くレール１１に送り
出し、予熱ステージ７に戻る。

以上、金型の分解・組立動作を述べたが、前記動作を実
現するポイントは１０ｔＩｍ前後のクリアランスで摺動
する胴型２３と上下型２１．２２の分解１組立にあり、
ガイドパンチ２８と胴型２３に設けた位置決め機構と、
ガイドパンチ２８．上下プランジャー２６，２９と金型
との熱膨張率を合せるための材質の選択およびガイドパ
ンチ２８と上プランジャー２９と上型２１により密閉空
間を形威し、その空間内のガスを吸引口３０を通じ吸引
することにより、簡単な真空引きで強力な吸引を得る構
造にある。本実施例ではガイドパンチ２８、上下プラン
ジャー２６，２９の材質として金型と熱膨張率の近いセ
ラミック材料を用いた。

金型と熱膨張率が近似しておれば他の材質でも良いこと
は言うまでもない。

次に本発明による成形装置を用い、実際に成形した実施
例について説明する。

成形素材としてＳＦ６ガラスを用い、直径２０閣の両凸
レンズを成形した。第１図に示す予熱ステージ７は５４
０℃、成形ステージ８は５２０°Ｃ１冷却ステージ９は
４００℃に設定した。（ＳＦ６のガラス転移温度は４２
０°Ｃ） また、徐冷部は金型分解１組立ステージ１０付近を４０
０　’Ｃに設定し、４００°Ｃにて１時間保持した後徐
冷するように各ゾーンの温度を設定した。

金型は４組使用し、成形タクトは２分で成形した。

成形したレンズの性能を評価すると形状精度はλ／２　
（Ｐ−Ｖ値）、内部歪は２０ｎｍ以下であった。

発明の効果 以上のように、本発明による成形装置並びに成形方法を
用いることにより成形ブロックの昇降温の温度範囲を大
幅に小さくできる。従って、予熱。

冷却のステージ数も最小限度に抑えることができ、成形
機構造が簡素化できると同時に、金型使用数も大幅に削
減し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による成形装置のＸ２−Ｘ２組立
て動作の過程を示す工程図、第３図は成形プロフィール
を示す説明図、第４図および第５図は一従来例の型移動
式成形法を示す正面図とブロック図である。 １・・・・・・成形ブロック、２・・・・・・成形品、
３・・・・・・成形素材、４，５．６・・・・・・予熱
、成形、冷却ヘッド、７．８．９・−・・・・予熱、成
形、冷却ステージ、１０・・・・・・金型分解１組立ス
テージ、１１・・・・・・レール、１２・・・・・・ベ
ルト、１３・・・・・・吸着アーム、１４・・・・・・
成形部、１５・・・・・・徐冷部、１６・・・・・・金
型投入口、２１．２２・・・・・・上型、下型、２３・
・・・・・胴型、２４成形品、Ｂ・・・・・・成形ブロ
ック、２５・・・・・・ブツシャ、２９．２６・・・・
・・上下プランジャー、２７３０・・・・・・吸引口、
２８・・・・・・ガイドパンチ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一面以上の光学面を有する上型及び下
   型と胴型から成る成形型内に成形素材を供給して成形ブ
   ロックとし、前記成形ブロックを予熱ステージに移送し
   成形温度まで予熱する工程と、前記予熱された成形ブロ
   ックを成形ステージに移送し加圧成形する工程と、前記
   成形完了した成形ブロックを冷却ステージに移送し成形
   品の温度を歪点以上の温度からガラス転移点以下の温度
   の間の温度にまで冷却する工程と、前記冷却された成形
   ブロックを成形品取り出しステージに移送し成形品の冷
   却完了温度を維持しつつ成形品を成形ブロックから取り
   出すと共に、前記成形型内に成形素材を供給し成形ブロ
   ックとし、前述の予熱ステージヘ戻す工程から成ること
   を特徴とする光学部品の成形方法。
2. （２）予熱された素材を供給することを特徴とする請求
   項（１）記載の光学部品の成形方法。
3. （３）予熱、成形、冷却の各ステージが複数のステージ
   から成ることを特徴とする請求項（１）記載の光学部品
   の成形方法。
4. （４）冷却ステージにて冷却された成形品をその冷却完
   了温度を維持しつつ成形ブロックより取り出し、徐冷炉
   にて歪点以上の温度からガラス転移点以下の温度の間の
   温度で一定時間保温した後徐冷することを特徴とする請
   求項（１）記載の光学部品の成形方法。
5. （５）少なくとも一面以上の光学面を有する上型及び下
   型と胴型から成る成形型内に成形素材を供給した成形ブ
   ロックを、成形温度まで昇温する予熱ステージと、予熱
   された成形ブロックを加圧成形するステージと、加圧成
   形された成形ブロックをガラス転移点以下の温度まで冷
   却する冷却ステージと、歪点以上の温度からガラス転移
   点以下の温度の間の温度に保持された、成形品取り出し
   及び素材供給ステージと、前記各ステージへ成形型を移
   送する成形型移送機構と、成形ブロックから取り出した
   成形品を徐冷する徐冷炉を具備したことを特徴とする光
   学部品の成形装置。
6. （６）成形ブロックより成形品を取り出す機構として、
   成形ブロックの位置決め機構と、胴型を保持固定する機
   構と、胴型と同一の内径を有する筒の一端を、胴型の外
   周部に少なくとも一部嵌合させることにより、胴型の内
   壁面と筒の内壁面を同心的に一致させる機構と、上下型
   の光学面に相対する底面に密着／吸着する事により上下
   型を一体的に前記胴型及び筒内を摺動させかつ、上下型
   を上下に開く押圧部材と、上下型のいずれかに密着した
   成形品を金型から離型させる機構と、成形品を金型から
   取り出した後新な成形素材を供給する機構を具備したこ
   とを特徴とする請求項（５）記載の光学部品の成形装置
   。