JPH05294643A - ガラス光学素子成形装置 - Google Patents

ガラス光学素子成形装置

Info

Publication number
JPH05294643A
JPH05294643A JP9533092A JP9533092A JPH05294643A JP H05294643 A JPH05294643 A JP H05294643A JP 9533092 A JP9533092 A JP 9533092A JP 9533092 A JP9533092 A JP 9533092A JP H05294643 A JPH05294643 A JP H05294643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
surface layer
optical element
die
barrel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9533092A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Uchida
秀樹 内田
Masashi Furuse
昌司 古瀬
Koichi Kawakami
浩一 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP9533092A priority Critical patent/JPH05294643A/ja
Publication of JPH05294643A publication Critical patent/JPH05294643A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上下一対の胴型に直接通電し加熱する方式に
おいて、型の温度をフィードバックして電流を制御する
上で、上下胴型が閉じた際にも、精密に制御がなし得る
ようにすることを目的とする。 【構成】 胴型表面に胴型よりも電気抵抗の高い表面層
を形成させ、胴型同士が閉じて接触した場合にも、上型
及び下型間に電気的接触や干渉が起こらず、精密な温度
制御が可能となり、精密なガラス光学素子の成形が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子を直接プレス
成形により製造する光学素子成形装置に係わるもので、
特に通電加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス光学素子を製造する方法と
して、研削、研磨による製造方法が一般的であった。近
年、これに代わり、高精度な金型により加熱軟化したガ
ラス材料をプレス成形する方法が試みられている。
【0003】この光学素子をプレス成形する際に、金型
及び硝子素材の加熱方法として、例えば特開昭63−1
70228号公報及び特開昭64−45734号公報で
示されるような高周波誘導加熱方式(RF誘導加熱方
式)がある。
【0004】別の方法として、特開昭62−59539
号公報に示されるような熱輻射加熱方式では、金型ある
いは胴型を赤外線により加熱し、その金型からの伝熱及
び輻射熱により、この金型内に置かれた硝材を加熱する
ものである。
【0005】また、より直接的に金型を加熱する方法と
して、特開昭61−266321号公報に示されるよう
な金型自体を導電性セラミックスで構成し、金型自体を
通電し発熱することにより金型及びガラス材料を加熱す
る通電加熱方式が提案されている。
【0006】
【従来技術の課題】しかしながら、高周波加熱や赤外線
加熱方式では、加熱源が金型や胴型の外側にあり、中心
部と周辺部とでは高周波の浸透の差、赤外線の照射の
差、の問題が発生し、胴型、金型を均一に加熱すること
は難しく、特に大口径化した場合やマルチキャビティー
化した場合は、この加熱の不均一性が顕著に表れる。こ
れらの問題に対処するため、金型を保持するための胴型
そのものを発熱体とする加熱方法が提案されている。こ
れによると、金型を保持する胴型そのものに通電し、ジ
ュール熱により胴型自体を発熱させ、金型及びガラス素
材を加熱する。この方法では、大口径化やマルチキャビ
ティー化を積極的におこなうことができ、そのうえ加熱
すべき物の直近で発熱するため加熱効率が良く、消費電
力が少なくて済み、また角型レンズやプリズムなどの複
雑な金型構造にも対応できる。
【0007】ところが、上下一対の胴型に電流を流し発
熱させ、その電流を胴型の温度をフィードバックして制
御する上で、上下胴型が閉じた際に、上下胴型間に電気
的干渉が起こり、その制御が精密になし得ないと言う問
題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、成形金型と、
該金型を保持する上下一対の胴型と、該胴型に通電して
加熱し、その温度を制御する制御装置とを具備し、該胴
型が閉じた際に上下胴型間に電気的干渉が起こらないよ
うに、該胴型表面に胴型よりも電気抵抗の高い表面層を
形成させるようにしたものである。
【0009】ここで、上記電気抵抗の高い表面層は、化
学気相成長(CVD)処理やプラズマ溶射により形成す
るSiC、Si3 4 、Al2 3 等、または、塗布固
化させたアルミナ系セメント等の高電気抵抗材料からな
るようにしたものである。
【0010】また、該胴型を炭素とSiCとの複合材料
から形成し、その表面層の炭素を酸化して除去し、上記
電気抵抗の高い表面層を形成させるようにしたものであ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1は、胴型に通電し発熱させる通電加熱方式に
おいて、その温度を制御するためのシステム図である。
図1において、胴型1、2は通電し発熱させるのに適し
た常温で体積電気抵抗率が8×10-8Ωmから7×10
-1Ωmの材料から成り、レンズを加圧成形するための金
型3、4を保持している。胴型1、2に通電し発熱さ
せ,熱輻射及び伝熱で金型3、4およびレンズ素材5を
加熱後、上下の金型3、4を閉め成形を行う。
【0012】胴型1、2または金型3、4の温度を熱電
対6、7で検出し、自動温度調節器(ATC)8、9に
より、設定値温度との差に応じて比例・積分・微分(P
ID)制御により適した電流値(例えば、4〜20m
A)またはリレー出力に変換される。これらの制御信号
によりサイリスタ10、11は、位相制御方式にてその
制御信号に応じた電圧または電流または電力量を出力す
る。
【0013】一般に、胴型1、2の電気抵抗の温度係数
が小さい場合、制御信号に対し電圧が一定になるように
制御を行う。胴型1、2が白金やモリブデンや導電性の
セラミック等から成り、冷却と高温時で4〜12倍も電
気抵抗が変化する場合は制御信号に対し電流が一定にな
るように制御を行う。更に、炭化珪素(SiC)のよう
に、発熱温度によってその抵抗が変化し、更に経年変化
によりその電気抵抗が初期の4倍近くまで劣化するよう
な材料で胴型1、2が形成されている場合は、制御信号
に対し電力量が一定になるように制御をする。
【0014】また、胴型1、2の抵抗値は材質や形状や
構造により異なるため、その抵抗値に合わせた電圧およ
び電流を与える必要性から、サイリスタ10、11から
の出力は変圧器12、13で適正な電圧・電流に変換
後、胴型1、2に供給される。これらの制御は、図1の
ように上下金型別々に独立して行われるため、上下金型
の構造が全く異なったものであっても、それぞれ精度良
く温度制御がなされる。また、上述の比例・積分・微分
(PID)制御により、それぞれの型は設定値に対して
±1℃以内で安定させることが可能である。
【0015】図2は、レンズ成形装置の概略構成図であ
る。図2において、胴型1、2と、金型3、4を具備
し、胴型1、2に通電発熱させ、熱輻射及び伝熱で金型
3、4およびレンズ素材5を加熱後、上下金型3、4を
閉め成形を行う。熱電対6、7はその温度を検出する。
【0016】固定軸14は上端側がフレーム15に固定
された上金型3用の軸であり、この固定軸14には上型
用断熱部材16を介して、上型用バックアッププレート
17が取り付けられている。上型用断熱部材16は、S
3 4 等のセラミックスまたは溶融石英で作られてお
り、バックアッププレート17、22および胴型1、2
をステンレス、タングステン、モリブデン等の金属製の
ネジで固定するには、電気的にも絶縁されている方が好
ましい。上型用バックアッププレート17は、上金型3
及び上型用胴型1を軸に固定するためのもので、胴型
1、2や金型3、4の構造によっては特に必要がない場
合もある。このバックアッププレート17、22もその
素材は熱伝導が悪く電気抵抗が大きい方が好ましく、少
なくても胴型1、2より電気抵抗が大きいことが条件と
なる。
【0017】一方、固定軸14と同軸状態に配置された
移動軸18は、ガラス光学素子を成形するため、油圧シ
リンダまたはモータから成る駆動源19により上下方向
に駆動され、この移動軸18の上端には、前記上型と同
様、下型用断熱部材21を介して下型用バックアッププ
レート22、下型用胴型2および下金型4が取り付けら
れている。
【0018】上型用胴型1はその周囲に取り付けられた
電極28および30により、下型用胴型2はその周囲に
取り付けられた電極29および31により、通電し発熱
する。これら電極は、平編み導線等の曲がり易い電線に
より外部から電気を供給される。
【0019】また、これら加熱される全ての部材は、ブ
ラケット23およびガラスチャンバー32により密閉さ
れ、酸化されないように、加熱時には空気を窒素ガスに
置換する。胴型1、2に通電するため電気は、気体を遮
断するポート24、25、26、27を介してブラケッ
ト23内に供給される。また、ガラスチャンバー32
は、胴型1、2が加熱されることにより発する熱線を反
射するため、内部に金等の反射物質を蒸着またはメッキ
すると良い。レンズ素材5や成形後のレンズは、ブラケ
ット23とガラスチャンバー32の間が開閉することに
より出し入れされる。
【0020】下金型4の上にガラス素材5を載せ、ブラ
ケット23内の空気を窒素ガス置換した後、図1で説明
を行った温度制御により所定温度まで加熱し、その後、
駆動源19にて加圧する。その圧力はロードセル20に
より検出され、駆動源19にフィードバックされ、適正
な圧力によって加圧される。これにより、移動軸18に
連なる系が上昇し、上型用胴型1と下型用胴型2の合わ
せ面が密着し、上型用金型3と下型用金型4により構成
される形状にレンズ素材5が変形され、ガラス光学素子
が成形される。上型用胴型1と下型用胴型2は、レンズ
の偏心を最小限に押さえるため、成形時横ズレしないよ
うな構造になっている。
【0021】ここで問題となるのが、上型用胴型1と下
型用胴型2の合わせ面が密着した時、両胴型間に起こる
電気的干渉である。上型用胴型1は、電極28および3
0により、下型用胴型2は電極29および31により通
電されるが、これらが密着すると電気は抵抗が低い方へ
流れようとし、電極28から29へ流れたりする。この
ため、正確な温度コントロールができなくなるだけでな
く、電気的にショート状態になる危険性がある。
【0022】実験例1 本発明では、胴型表面に胴型よりも電気抵抗の高い表面
層を形成させることにより、電気的干渉を防止する。。
図3において、導電性セラミックスを胴型部材33とし
て用い、上および下型用胴型の合わせ面となる表面に、
電気抵抗の高い材質から成る表面層34を形成させる。
その方法として、SiC、Si3 4 、Al2 3 等の
物質を化学気相成長(CVD)処理やプラズマ溶射によ
り50〜700μm蓄積させた。その後、上下型の偏心
を抑えるため合わせ面の再加工を行う。この表面層34
は上および下型用胴型の一方に設ければ良いが、両方に
設けた方が好ましい。これにより、胴型部材33の10
倍以上の電気抵抗を持つ表面層34が形成され、上下型
が閉じた時にも電気的干渉が起こらず、正確な温度コン
トロールが可能となる。また、化学気相成長(CVD)
やプラズマ照射は、高硬度な膜を形成でき、モールドの
耐久も1万回以上と大変安定した結果が得られた。
【0023】実験例2 また、別の上記電気抵抗の高い表面層34を形成させる
方法として、アルミナ系セメントを塗布固化させること
も可能である。これは、上記方法に比べ、合わせ面の再
加工や耐久に多少問題があるが、コスト的には安くで
き、少量生産の光学素子の成形には大変有用である。
【0024】実験例3 また、別の上記電気抵抗の高い表面層34を形成させる
方法として、胴型部材33を炭素とSiCとの複合材料
により形成し、それを空気中で加熱して表面の炭素を酸
化除去する。ここで、胴型部材33を空気中で800℃
にて約2時間加熱することにより、数100μmの表面
層34が形成され、もとの素材の100倍以上の電気抵
抗の高い表面層が得られた。
【0025】
【発明の効果】このように本発明によれば、胴型表面に
形成した胴型よりも電気抵抗の高い物質により、胴型同
士が閉じて接触した場合にも、電気的接触が起こらず、
精密な温度コントロールが可能となり、精密なガラス光
学素子成形が可能となる。
【0026】上記のように胴型に電気を通じて発熱させ
る方法では、従来の高周波加熱や赤外線加熱と異なり、
胴型そのものが発熱するため、胴型の形状を工夫してや
ることにより型の均熱性が図り易く、電気消費量が少な
くて済み、効率も高い。また、発熱させる胴型の温度を
直接モニターし、胴型に通じる電気量を調整することに
より、胴型または金型の温度をコントロールし易く、装
置的にも大型の高周波発信器や赤外線ランプユニットが
不要となり、小型化が可能となる。
【0027】また、本方式では、胴型内部から発熱する
ため、大口径レンズやマルチキャビティー化において、
型全体が大型化した場合でも、温度コントロールし易
く、量産性が向上する。装置としても、大型の高周波発
信器や赤外線ランプユニットが不要となり小型化が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における、温度制御するための
システム図である。
【図2】本発明の実施例における、ガラス光学素子成形
装置の概略構成図である。
【図3】電気抵抗の高い表面層を形成させた胴型の概略
説明図である。
【符号の説明】
1、2 胴型 3、4 金型 5 レンズ素材 6、7 熱電対 8、9 自動温度調節器 10、11 サイリスタ 12、13 変圧器 14 固定軸 15 フレーム 16、21 断熱部材 17、22 バックアッププレート 18 移動軸 19 駆動源 20 ロードセル 23 ブラケット 24、25、26、27 電気ポート 28、29、30、31 電極 32 ガラスチャンバー 33 胴型部材 34 表面層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成形金型と、該金型を保持する上下一対の
    胴型と、該胴型に通電して加熱し、その温度を制御する
    制御装置とを具備し、該胴型が閉じた際に上下胴型間に
    電気的干渉が起こらないように、該胴型表面に胴型より
    も電気抵抗の高い表面層を形成させることを特徴とする
    ガラス光学素子成形装置。
  2. 【請求項2】上記電気抵抗の高い表面層は、化学気相成
    長(CVD)処理やプラズマ溶射により形成するSi
    C、Si3 4 、Al2 3 等、または、塗布固化させ
    たアルミナ系セメント等の高電気抵抗材料からなること
    を特徴とする請求項1記載のガラス光学素子成形装置。
  3. 【請求項3】該胴型は、炭素とSiCとの複合材料から
    なり、その表面層の炭素を酸化して除去し、上記電気抵
    抗の高い表面層を形成させることを特徴とする請求項1
    記載のガラス光学素子成形装置。
JP9533092A 1992-04-15 1992-04-15 ガラス光学素子成形装置 Pending JPH05294643A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9533092A JPH05294643A (ja) 1992-04-15 1992-04-15 ガラス光学素子成形装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9533092A JPH05294643A (ja) 1992-04-15 1992-04-15 ガラス光学素子成形装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05294643A true JPH05294643A (ja) 1993-11-09

Family

ID=14134716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9533092A Pending JPH05294643A (ja) 1992-04-15 1992-04-15 ガラス光学素子成形装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05294643A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09188529A (ja) * 1996-01-11 1997-07-22 Asahi Optical Co Ltd 光学素子の成形装置
JP2010030863A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Nikon Corp 成形型の劣化判定方法、石英ガラスの成形方法及び成形装置
WO2011040180A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 コニカミノルタオプト株式会社 成形金型
CN114956520A (zh) * 2022-04-12 2022-08-30 深圳技术大学 非等温加热的模压方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09188529A (ja) * 1996-01-11 1997-07-22 Asahi Optical Co Ltd 光学素子の成形装置
JP2010030863A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Nikon Corp 成形型の劣化判定方法、石英ガラスの成形方法及び成形装置
WO2011040180A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 コニカミノルタオプト株式会社 成形金型
CN114956520A (zh) * 2022-04-12 2022-08-30 深圳技术大学 非等温加热的模压方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1187187B1 (en) Plasma processing apparatus
US6566632B1 (en) Hot plate and semiconductor device manufacturing method using the same
JPH05294643A (ja) ガラス光学素子成形装置
JP5056131B2 (ja) インプリント用金型及びこれを備えたインプリント装置
JP4656785B2 (ja) ハイブリッドホットプレスとその制御方法
JPH05294641A (ja) ガラス光学素子成形装置
JPS63160355A (ja) 静電チヤツク
JPS59149385A (ja) 加熱定着装置
JPH0325880A (ja) 加熱方法及び加熱装置
JPH05294647A (ja) 光学素子成形装置
JP4163394B2 (ja) 加圧通電焼結装置およびそのパンチ温度制御方法
JP4154787B2 (ja) ハイブリッド焼結装置とその方法
JP3835008B2 (ja) 通電加熱式加圧焼結装置
GB2099670A (en) Furnace elements and furnaces
JP4088823B2 (ja) 負電荷酸素イオン発生用真空処理装置
JPS6363506B2 (ja)
JPH06239630A (ja) ガラス光学素子成形装置
JPH0692659A (ja) ガラス光学素子成形装置
JP2003026432A (ja) 光学素子の成形装置
JPS61165248A (ja) 真空雰囲気炉の加熱方法
JP2003113405A (ja) 通電加圧焼結装置
JP2536881Y2 (ja) 光学素子成形用金型の加熱装置
JP2005317807A (ja) 陽極接合装置
JP6349210B2 (ja) 熱可塑性材料のプレス成形装置
JPH06171961A (ja) ガラス光学素子成形装置