JPH04209724A

JPH04209724A - 光学素子の遠心成形装置および遠心成形方法

Info

Publication number: JPH04209724A
Application number: JP33982290A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawamata; 川俣　健; Masao Agawa; 阿川　正夫; Hajime Ichikawa; 市川　一; Koji Go; 郷　広治; Mitsuo Goto; 光夫後藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-31

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遠心成形装置および遠心成形方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、光学ガラスを加熱プレスにより所望の形状に成形
して光学素子を得る方法が一般に知られている。光学素
子の成形においては、極めて高精度な転写性を要求され
るため、温度やプレス圧力を厳しく管理する必要かある
。このプレス圧力を加える手段としては以下の様な発明
が開示されている。

例えば、特開平１−１３３９４８号公報記載の発明にお
いては、第５図に示す如く、略コの字形状をしたベース
５１の一方の側面５１ａ内壁には金型５２が設置され、
他の一方の側面５１ｂ内壁にはエアシリンダー５３が設
置されている。

また、ベース５１の底面５１ｃ上方近傍には底面５１ｃ
と平行にシャフト５４が設けられ、シャフト５４にはス
ライダー５５の下部が摺動自在に遊嵌されている。スラ
イダー５５の上部側面には前記金型５２と対応する位置
に金型５６が設置されており、他の側面にはエアシリン
ダー５３のシリンダロッドが係止されている。

以上の構成から成る成形装置の金型５２，５６間に光学
素子５７を介在させ、エアシリンダー５３によりプレス
圧力を加えて成形を行う発明が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記従来技術におけるエアシリンダー５３を
用いてのプレス圧力を加える方法には以下の様な欠点が
ある。

エアー圧力を一定に保った場合おいても、光学素子５７
に加わる圧力には第６図に示す様な変動が生じる。すな
わち、プレス初期には衝撃力により圧力がオーバーシュ
ートしてしまうことになる。

また、時間がたつにつれて光学素子５７の温度が下がり
、収縮して来た時にはエアシリンダー５３が摺動抵抗に
より微小な変化に追従しきれず、プレス圧力が徐々に下
がってしまうことになる。

プレス初期において、必要以上に大きな圧力が掛かると
、金型５２，５６と光学素子５７とが融着しやす（なる
。特に、溶融した高温のガラス素材を用いて成形を行う
場合には型に過度な負担が掛かることになり、型寿命を
著しく短くする原因となる。

また、プレス途中において、プレス圧力を正確に制御で
きないことは、光学素子における高精度な面形状を得る
ために必要なヒケの防止か困難となってしまう。

上記の様な欠点を改善しようとすると、複雑な機構か必
要となり、成形装置は高価なものとなってしまう。また
、シリンダーを利用した加圧機構の場合、プレス圧力を
成形途中で変化させようとしてもその応答性は極めて悪
い。

因って、本発明は前記従来技術における欠点に鑑みて開
発されたもので、溶融したガラス素材を用いぞ成形を行
う成形装置においても、構造が簡単で安価であり、かつ
プレス圧力を正確に制御することのできる光学素子の遠
心成形装置および遠心成形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、加熱炉内に設置されたルツボに光学ガラス材
料を投入して溶融し、該溶融ガラスを光学素子成形用型
により加圧成形する成形装置において、前記光学素子成
形用型を遠心機ユニットの回転アーム先端に揺動自在に
支持して構成したものである。また、ルツボ内の光学ガ
ラスを溶融し、該溶融ガラスを遠心機ユニットの回転ア
ーム先端に支持された光学素子成形用型内に注入した後
、遠心機ユニットを制御しつつ回転させることにより加
圧成形する方法である。

〔作用〕

本発明では、プレス圧力として遠心力を利用し、かつ必
要に応じて遠心回転の回転数を制御できるようにしたた
め、加圧機構を極めて簡単で安価な構造とすることがで
きるとともに、プレス圧力を正確かつ適切に加えること
ができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明に係る光学素子の遠心成形装置および遠心
成形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図は本発明に係る光学素子の遠心成形方法に用いる
光学素子の遠心成形装置を示す縦断面図、第２図はアー
ム回転時のパケットの挙動を示す半裁側面図である。

ｌは遠心成形装置て、この遠心成形装置１の内部は２つ
のベース板２．３によりガラス原料を加熱溶融するガラ
ス原料融解部４の上段と、溶融したガラスが注入された
光学素子成形用型を回転させることにより成形を行う遠
心成形部５の中段と、前記光学素子成形用型を回転駆動
する回転駆動部６の下段との３段に構成されている。

上段のガラス原料融解部４は、ルツボ７を内設した高周
波誘導加熱炉８と、高周波誘導加熱炉８下部に設けられ
た溶融ガラスを切断するシャー９とから構成されている
。

中段の遠心成形部５は遠心回転部１０とヒータ１１とか
ら構成されている。遠心回転部１０は、ベース板３に固
設された軸受１２と、軸受１２に回転自在に軸支された
回転軸１３と、回転軸１３に支持された回転アーム１４
と、回転アーム１４の両端に取着された２つのパケット
ホルダ１５゜１６と、パケットホルダ１５の先端に揺動
自在に支持された第１のパケット１７と、パケットホル
ダ１６の先端に揺動自在に支持された第２のパケット１
８とから構成され、遠心回転部１ｏの周囲を囲繞するよ
うに前記ヒータ１１か設置されている。

下段の回転駆動部６は、前記遠心回転部１ｏの回転軸１
３を回転駆動する軸体２１と、軸体２１の中間部に嵌め
込まれ一部にスリットが形成されたスリットプレート２
２と、発光部と受光部とを有し前記スリットプレート２
２のスリットを非接触状態で検出できるフォトセンサ２
３と、前記軸体２１の下部に嵌め込まれたプーリ２４と
、ブーＩＪ２４にベルト２５を介して動力を供給する制
御可能なモータ２６とから構成されている。

以上の構成から成る光学素子の遠心成形装置を用いての
光学素子の遠心成形方法は、まず第１のパケット１７内
に光学素子成形用型３１をセットし、第２のパケット１
８内にバランスウェイト３２をセットする。そして、回
転軸１３を手動にて回転させ、パケットエフ内の光学素
子成形用型３１がルツボ７より落下する溶融ガラスを受
は入れられる位置まで移動させる。この時、スリットプ
レート２２に形成されているスリットがフォトセンサ２
３により検出され、ＬＥＤ　（図示省略）が点灯するこ
とにより所定の位置に到達したことを知ることかできる
。

次に、ヒータ１１により中段の遠心成形部５を加熱する
。

次に、ルツボ７に光学ガラス材料を入れて加熱炉８によ
り加熱・溶融する。

次に、溶融ガラスか均質で泡の無い状態となった後、成
形に適した粘度に調整されてルツボ７から流れ出る。そ
して、所定の量が流出した時点でシャー９により切断さ
れる。

次に、ルツボ７から流出した所定量の溶融ガラスは光学
素子成形用型３１に流し込まれるとともに、ヒータ１１
がＯＦＦされ、モータ２６が回転を始める。遠心回転部
１ｏが回転を始めると、第２図に示す如く、第１のパケ
ット１７と第２のパケット１８とは遠心力により各パケ
ットホルダ１５．１６の支持軸１５ａ、１６ａを中心と
して破、線の様に振り上げられる。この時に生じる遠心
力により溶融ガラスは加圧されて成形される。また、成
形途中にモータ２６の回転数を適宜変化させて成形を行
うこともできる。

第３図ａおよびｂに成形に用いる光学素子成形用型３１
の例を示す。第３図ａの光学素子成形用型３１ａは、溶
融ガラスを受ける湯受は部４１と、光学素子の外径を定
める円筒部４２と、光学素子の機能面を形成する成形面
部４３とから構成されている。光学素子成形用型３１ａ
の様な型の場合には、所望する光学素子の一方の面のみ
成形し、もう一方の面は研削研磨加工により仕上げられ
る。

また、第３図すの光学素子成形用型３１ｂは、溶融ガラ
スを受ける湯受は部４１と、溶融ガラスの通り道となる
湯道部４４と、所望の光学素子形状に対応した空１’１
７４５とから構成されている。光学素子成形用型３１ｂ
の様な型の場合には、所望の光学素子形状が一度に得ら
れるため光学素子成形用型３１ａよりも有利ではあるが
、光学素子の形状によってはヒケのコントロールが困難
であり、光学素子成形用型３１ａの様に、片面のみを成
形し、他面は研削研磨加工をしなければならないことも
ある。

次に、光学素子の遠心成形装置を用いて光学素子の成形
を行った例を示す。まず、ガラス原料としてＳＦ６相当
のものを用い、１３５０″Ｃて加熱溶融した後、１２８
０°Ｃでルツボ７より流出させた。型は第３図ａに示す
光学素子成形用型３１ａの様な形状のものを用い、ヒー
タ１１−は５５０’Ｃに設定し、モータ２６の回転数は
４０００ｒｐｍに設定して成形中一定とし、４５秒間回
転させた。

上記の成形を１００回試みたが、全てガラスには十分な
光学機能面が形成され、ガラスが型に融着することは無
かった。

続いて、ガラス原料としてＦ２相当のものを用い、１４
５０℃で加熱溶融した後、１４００”Ｃでルツボ７より
流出させた。型は第３図ａに示す光学素子成形用型３１
ａの様な形状のものを用い、ヒータ１１は５５０℃に設
定した。モータ２６の回転数と回転時間は第４図ａ、　
　ｂおよびＣに示す３種類に設定した。すなわち、第４
図ａは回転数を２０００ｒｐｍで一分間回転させた。第
４図すは回転数を４００Ｏｒｐｍで一分間回転させた。

第４図Ｃは、回転初期には２７０　ｒｐｍ／ｓｅｃずつ
回転数を上げてゆき、１５秒後から３５秒までは４００
０ｒｐｍで回転させ、３５秒後から４０秒までは４００
　ｒｐｍ／ｓｅｃずつ回転数を下げてゆき、４０秒後か
ら１分までは２０００ｒｐｍで回転させた。

回転数を上記３種類に設定して成形を行ったところ、第
４図ａの設定の場合、型形状が十分に反転しなかった。

第４図すの設定の場合、反転性は良好なものの、数千回
の成形を繰り返して行ううちに、ガラスが型に融着する
ようになった。第４図Ｃの設定の場合、反転性は良好で
あり、百回以上の成形を行ってもガラスが型に融着する
ことはなかった。これは、ガラスが冷えて粘性か高くな
っていくのに応じて遠心力を適切に調整できたものと思
われる。

本実施例によれば、遠心回転部１０の回転数を制御でき
ることにより、良好な反転性が得られるとともに、型寿
命の延命に育効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る光学素子の遠心成形
装置および遠心成形方法によれば、構造か簡単なためコ
ストを安くてき、かつプレス圧力を適確に制御できるこ
とで良好な反転性が得られるとともに、型寿命を延ばす
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学素子の遠心成形方法に用いる
光学素子の遠心成形装置の実施例を示す縦断面図、第２
図はアーム回転時のパケットの挙動を示す半裁側面図、
第３図ａおよびｂはそれぞれ成形゛用型の断面図、第４
図ａ、　ｂおよびＣはそれぞれモータの回転数と回転時
間を示すグラフ、第５図および第６図は従来例を示し、
第５図は縦断面図、第６図はプレス圧力と時間を示すグ
ラフである。ｌ・・・遠心成形装置２．３・・・ベース板４・・・ガラス原料融解部５・・・遠心成形部６・・・回転駆動部７・・・ルツボ８・・・高周波誘導加熱炉９・・・シャー１０・・・遠心回転部１１・・・ヒータ１２・・・軸受１３・・・回転軸１４・・・回転アーム１５．１６・・・パケットホルダ１７．１８・・・パケット２１・・・軸体２２・・・スリットプレート２３・・・フォトセンサ２４・・・プーリ２５・・・ベルト２６・・・モータ３１・・・光学素子成形用型３２・・・バランスウェイト４１・・・湯受は部４２・・・円筒部４３・・・成形面部− ４４・・・湯道部４５・・・空間特許出願人　オリンパス光学工業株式会社２５・・・ベ
ルト第１図３１ａ　　　　　　　　　　　　　３１ｂ第４図（ａ）（ｂ）（ｅ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱炉内に設置されたルツボに光学ガラス材料を
投入して溶融し、該溶融ガラスを光学素子成形用型によ
り加圧成形する成形装置において、前記光学素子成形用
型を遠心機ユニットの回転アーム先端に揺動自在に支持
して構成したことを特徴とする光学素子の遠心成形装置
。
（２）ルツボ内の光学ガラスを溶融し、該溶融ガラスを
遠心機ユニットの回転アーム先端に支持された光学素子
成形用型内に注入した後、遠心機ユニットを制御しつつ
回転させることにより加圧成形することを特徴とする光
学素子の遠心成形方法。