JPH0551224A - 光学素子のプレス成形法およびその装置 - Google Patents
光学素子のプレス成形法およびその装置Info
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- JPH0551224A JPH0551224A JP3334575A JP33457591A JPH0551224A JP H0551224 A JPH0551224 A JP H0551224A JP 3334575 A JP3334575 A JP 3334575A JP 33457591 A JP33457591 A JP 33457591A JP H0551224 A JPH0551224 A JP H0551224A
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- glass
- glass material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/16—Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/72—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
- Y10S425/808—Lens mold
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ガラス素材の温度分布が十分に均一化されて
いない初期段階では、比較的低いプレス圧で成形を行
い、全体が均一に昇温されてきた状態でプレス圧を上げ
て、プレス成形を行うように、連続的あるいは段階的に
プレス圧力を制御しながら成形する。 【構成】 ガラス成形温度に加熱した状態で開放されて
いる上・下型部材２，３に、所定温度に予備加熱したガ
ラス素材１を導入し、上記下型部材２，３の成形面に載
置する工程と、上・下型部材２，３を閉鎖する過程で、
昇温・均熱処理のためガラス素材１の内部温度をガラス
成形温度まで上昇させる時間経過の間、初期プレス圧を
加え、その後、上記プレス圧を上昇させてガラス素材１
を所要形状のガラス成形品に成形する工程と、上・下型
部材２，３の閉鎖状態で所定温度まで成形品を冷却する
工程と、上・下型部材２，３を開放して成形品を取出す
工程とよりなる。
いない初期段階では、比較的低いプレス圧で成形を行
い、全体が均一に昇温されてきた状態でプレス圧を上げ
て、プレス成形を行うように、連続的あるいは段階的に
プレス圧力を制御しながら成形する。 【構成】 ガラス成形温度に加熱した状態で開放されて
いる上・下型部材２，３に、所定温度に予備加熱したガ
ラス素材１を導入し、上記下型部材２，３の成形面に載
置する工程と、上・下型部材２，３を閉鎖する過程で、
昇温・均熱処理のためガラス素材１の内部温度をガラス
成形温度まで上昇させる時間経過の間、初期プレス圧を
加え、その後、上記プレス圧を上昇させてガラス素材１
を所要形状のガラス成形品に成形する工程と、上・下型
部材２，３の閉鎖状態で所定温度まで成形品を冷却する
工程と、上・下型部材２，３を開放して成形品を取出す
工程とよりなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、非球面レンズ
などの高精度な光学素子をプレス成形で形成するように
した光学素子のプレス成形法およびその装置に関する。
などの高精度な光学素子をプレス成形で形成するように
した光学素子のプレス成形法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、光学機器などに使用されるガラス
レンズを、研磨工程を経ずに、一発成形で成形してしま
う製造法が提唱された。ここでは、例えば、特開昭６４
−８７５２４号公報に開示してあるように、先ず、十分
な軟化状態で、ガラス素材を第１のプレス圧でプレス成
形し、その後、温度を下げてから、第２のプレス圧でプ
レス成形する成形法を採用して、高精度化がなされてい
る。
レンズを、研磨工程を経ずに、一発成形で成形してしま
う製造法が提唱された。ここでは、例えば、特開昭６４
−８７５２４号公報に開示してあるように、先ず、十分
な軟化状態で、ガラス素材を第１のプレス圧でプレス成
形し、その後、温度を下げてから、第２のプレス圧でプ
レス成形する成形法を採用して、高精度化がなされてい
る。
【０００３】また、一方では、特開平２−３８３２９号
公報のように、上下の型部材の成形面とガラスゴブとを
接触させ、上記型部材の周囲から誘導加熱などの手段
で、上記ガラスゴブを加熱し、その後プレス成形するこ
とで、プレス成形時のガラスゴブの均等な温度分布を得
て、不均一温度分布による不良品の発生を回避し、歩留
りの良い成形ができるようにすることも考えられてい
る。
公報のように、上下の型部材の成形面とガラスゴブとを
接触させ、上記型部材の周囲から誘導加熱などの手段
で、上記ガラスゴブを加熱し、その後プレス成形するこ
とで、プレス成形時のガラスゴブの均等な温度分布を得
て、不均一温度分布による不良品の発生を回避し、歩留
りの良い成形ができるようにすることも考えられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、いずれの場合も、プレス成形におけるガラス
素材の変形過程では一定の圧力が掛けられている。従っ
て、例えば、成形型およびガラス素材を予め別々に加熱
し、プレス成形直前に上記成形型に上記ガラス素材を投
入する場合、あるいは、成形型に投入されたガラス素材
を成形型からの熱伝導のみで保温し、あるいは加熱する
場合、投入直後からプレス成形すると、ガラス素材の中
心部が成形型の温度まで昇温されないうちに、プレス圧
を受け、熱応力歪みで、クラックを発生したり、あるい
は、成形型の方に変形を起こさせたりする危険がある。
来例では、いずれの場合も、プレス成形におけるガラス
素材の変形過程では一定の圧力が掛けられている。従っ
て、例えば、成形型およびガラス素材を予め別々に加熱
し、プレス成形直前に上記成形型に上記ガラス素材を投
入する場合、あるいは、成形型に投入されたガラス素材
を成形型からの熱伝導のみで保温し、あるいは加熱する
場合、投入直後からプレス成形すると、ガラス素材の中
心部が成形型の温度まで昇温されないうちに、プレス圧
を受け、熱応力歪みで、クラックを発生したり、あるい
は、成形型の方に変形を起こさせたりする危険がある。
【０００５】また、ガラス素材を成形型に投入してから
一定時間後にプレス成形する場合も、成形タクトが伸び
るばかりでなく、特に、厚肉のガラスブランクでは、そ
の表面の温度と中心部温度とにかなりの差があり、その
温度分布の差から上述のような問題を発生する。
一定時間後にプレス成形する場合も、成形タクトが伸び
るばかりでなく、特に、厚肉のガラスブランクでは、そ
の表面の温度と中心部温度とにかなりの差があり、その
温度分布の差から上述のような問題を発生する。
【０００６】
【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、ガラス素材の温度分布が十分に均一化されていない
初期段階では、比較的低いプレス圧で成形を行い、全体
が均一に昇温されてきた状態でプレス圧を上げて、プレ
ス成形を行うように、連続的あるいは段階的にプレス圧
力を制御しながら成形する光学素子のプレス成形法およ
びその装置を提供しようとするものである。
で、ガラス素材の温度分布が十分に均一化されていない
初期段階では、比較的低いプレス圧で成形を行い、全体
が均一に昇温されてきた状態でプレス圧を上げて、プレ
ス成形を行うように、連続的あるいは段階的にプレス圧
力を制御しながら成形する光学素子のプレス成形法およ
びその装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
軟化状態にあるガラス素材を成形用上・下型部材を用い
てプレスし、上記各型部材の成形面に対応した光学機能
面を上記ガラス素材に形成する光学素子のプレス成形法
において、ガラス成形温度に加熱した状態で開放されて
いる上記上・下型部材に、所定温度に予備加熱したガラ
ス素材を導入し、上記下型部材の成形面に載置する工程
と、上記上・下型部材を閉鎖する過程で、昇温・均熱処
理のため上記ガラス素材の内部温度をガラス成形温度ま
で上昇させる時間経過の間、初期プレス圧を加え、その
後、上記プレス圧を上昇させて上記ガラス素材を所要形
状のガラス成形品に成形する工程と、上記上・下型部材
の閉鎖状態で所定温度まで上記成形品を冷却する工程
と、上記上・下型部材を開放して上記成形品を取出す工
程とよりなることを特徴としている。
軟化状態にあるガラス素材を成形用上・下型部材を用い
てプレスし、上記各型部材の成形面に対応した光学機能
面を上記ガラス素材に形成する光学素子のプレス成形法
において、ガラス成形温度に加熱した状態で開放されて
いる上記上・下型部材に、所定温度に予備加熱したガラ
ス素材を導入し、上記下型部材の成形面に載置する工程
と、上記上・下型部材を閉鎖する過程で、昇温・均熱処
理のため上記ガラス素材の内部温度をガラス成形温度ま
で上昇させる時間経過の間、初期プレス圧を加え、その
後、上記プレス圧を上昇させて上記ガラス素材を所要形
状のガラス成形品に成形する工程と、上記上・下型部材
の閉鎖状態で所定温度まで上記成形品を冷却する工程
と、上記上・下型部材を開放して上記成形品を取出す工
程とよりなることを特徴としている。
【０００８】また、本発明では、軟化状態にあるガラス
素材を成形用上・下型部材を用いてプレスし、上記各型
部材の成形面に対応した光学機能面を上記ガラス素材に
形成するようにした光学素子のプレス成形装置におい
て、上記上・下型部材が開放された状態でこれらを少な
くともガラス成形温度に加熱する加熱手段と、上記上・
下型部材が開放された状態で所定温度に予備加熱したガ
ラス素材を導入し、上記下型部材の成形面に載置し、ま
た、成形後のガラス成形品を取出すロボット・ハンド
と、上記上・下型部材を閉鎖する過程で、上記型部材に
プレス圧を加える加圧手段と、上記昇温・均熱処理のた
め上記ガラス素材の内部温度をガラス成形温度まで上昇
させる時間経過の間、上記加圧手段で所要の初期プレス
圧を加え、その後、上記プレス圧を上昇させて上記ガラ
ス素材を所要形状のガラス成形品に成形するように上記
加圧手段のプレス圧を制御する圧力制御手段と、上記加
圧成形の間、時間経過に従って上記型部材の温度を制御
する温度制御手段とを具備している。
素材を成形用上・下型部材を用いてプレスし、上記各型
部材の成形面に対応した光学機能面を上記ガラス素材に
形成するようにした光学素子のプレス成形装置におい
て、上記上・下型部材が開放された状態でこれらを少な
くともガラス成形温度に加熱する加熱手段と、上記上・
下型部材が開放された状態で所定温度に予備加熱したガ
ラス素材を導入し、上記下型部材の成形面に載置し、ま
た、成形後のガラス成形品を取出すロボット・ハンド
と、上記上・下型部材を閉鎖する過程で、上記型部材に
プレス圧を加える加圧手段と、上記昇温・均熱処理のた
め上記ガラス素材の内部温度をガラス成形温度まで上昇
させる時間経過の間、上記加圧手段で所要の初期プレス
圧を加え、その後、上記プレス圧を上昇させて上記ガラ
ス素材を所要形状のガラス成形品に成形するように上記
加圧手段のプレス圧を制御する圧力制御手段と、上記加
圧成形の間、時間経過に従って上記型部材の温度を制御
する温度制御手段とを具備している。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例にもとづいて具
体的に説明する。図において、符号１は成形されたガラ
ス素材（ガラスブランク）であり、上下の型部材２及び
３の間に位置している。そして、上記型部材２及び３
は、上下の対向面に成形面２ａおよび３ａを備え、ま
た、胴型４の中で、被成形品の光軸が合うような嵌合構
造になっており、いずれもその外周を上下に摺動できる
ようにしてある。なお、ここで成形される光学素子は、
例えば、２６mmφ直径の両面凸レンズ（硝種ＳＦ８＝ド
イツ・ショット社）である。
体的に説明する。図において、符号１は成形されたガラ
ス素材（ガラスブランク）であり、上下の型部材２及び
３の間に位置している。そして、上記型部材２及び３
は、上下の対向面に成形面２ａおよび３ａを備え、ま
た、胴型４の中で、被成形品の光軸が合うような嵌合構
造になっており、いずれもその外周を上下に摺動できる
ようにしてある。なお、ここで成形される光学素子は、
例えば、２６mmφ直径の両面凸レンズ（硝種ＳＦ８＝ド
イツ・ショット社）である。
【００１０】このようなプレス成形装置は次のようにし
て使用される。先ず、上の型部材２を持上げ手段（図示
せず）を用いて上昇させ、下の型部材３の上に、例え
ば、球形のガラス素材（ガラスブランク）１を装填し、
図１に示すように、上の型部材２を降下する。この場
合、上記型部材２、３は、適当な加熱手段（図示せず）
を用いて、例えば、５１０℃（ガラス粘度で１０9.5 ポ
アズ）まで昇温されている。また、ガラス素材１も、例
えば、４５０℃（ガラス粘度で１０13ポアズ）に昇温さ
れた後、ここに投入される。この直後、ラムなどの型操
作部材７を用いて上記型部材２を降下して、型部材２お
よび３間でガラス素材をプレス成形する。この段階で
は、上記ガラス素材は上記型部材２、３との接触個所か
ら熱を受けるが、その内部は未だ、符号１ａで示すよう
に低温部分を持っている（この時のガラス素材の温度
は、ガラスの粘度で示すとほぼ１０11ポアズである）。
この場合、初期プレス圧を５０kg/cm2とする。この状態
で、図４に示すように、３０秒間、保持すると、その間
に、ガラス素材は昇温して、ガラス粘度を１０10ポアズ
とする。そして、上記ガラス素材１が所要のプレス温度
に到達するまでに、プレス圧を１２０kg/cm2に上げ、こ
の状態で、約６０秒間、保持する。この間に、ガラス素
材は、図２に示すように、成形面２ａ、３ａに対してよ
り広い面積で接触される。そして、上記低温部分１ａは
減少して行く（ガラス中心部の温度はガラス粘度で、約
１０9 ポアズになる）。
て使用される。先ず、上の型部材２を持上げ手段（図示
せず）を用いて上昇させ、下の型部材３の上に、例え
ば、球形のガラス素材（ガラスブランク）１を装填し、
図１に示すように、上の型部材２を降下する。この場
合、上記型部材２、３は、適当な加熱手段（図示せず）
を用いて、例えば、５１０℃（ガラス粘度で１０9.5 ポ
アズ）まで昇温されている。また、ガラス素材１も、例
えば、４５０℃（ガラス粘度で１０13ポアズ）に昇温さ
れた後、ここに投入される。この直後、ラムなどの型操
作部材７を用いて上記型部材２を降下して、型部材２お
よび３間でガラス素材をプレス成形する。この段階で
は、上記ガラス素材は上記型部材２、３との接触個所か
ら熱を受けるが、その内部は未だ、符号１ａで示すよう
に低温部分を持っている（この時のガラス素材の温度
は、ガラスの粘度で示すとほぼ１０11ポアズである）。
この場合、初期プレス圧を５０kg/cm2とする。この状態
で、図４に示すように、３０秒間、保持すると、その間
に、ガラス素材は昇温して、ガラス粘度を１０10ポアズ
とする。そして、上記ガラス素材１が所要のプレス温度
に到達するまでに、プレス圧を１２０kg/cm2に上げ、こ
の状態で、約６０秒間、保持する。この間に、ガラス素
材は、図２に示すように、成形面２ａ、３ａに対してよ
り広い面積で接触される。そして、上記低温部分１ａは
減少して行く（ガラス中心部の温度はガラス粘度で、約
１０9 ポアズになる）。
【００１１】更に、プレス圧を２００kg/cm2まで上げる
と、図３に示すように、ガラス素材は所望の肉厚とな
り、型部材２、３はその成形面２ａ，３ａをガラス素材
１の上下に転写する。このような状態を、図４に示すよ
うに、約６０秒保持する。その後、上記プレス圧を解除
して、冷却工程に入る。そして、必要とあらば、上記冷
却工程中にもプレス位置を持続し、３５０℃になるま
で、成形型を閉じておく。その後、上の型部材２を上昇
させて、成形型を開き、成形品を取り出す。
と、図３に示すように、ガラス素材は所望の肉厚とな
り、型部材２、３はその成形面２ａ，３ａをガラス素材
１の上下に転写する。このような状態を、図４に示すよ
うに、約６０秒保持する。その後、上記プレス圧を解除
して、冷却工程に入る。そして、必要とあらば、上記冷
却工程中にもプレス位置を持続し、３５０℃になるま
で、成形型を閉じておく。その後、上の型部材２を上昇
させて、成形型を開き、成形品を取り出す。
【００１２】実際に、上記の成形法で約１００ショッ
ト、連続して成形を行ったあとに、その成形型を調べた
ところ、型には顕著な変形が認められず、十分使用でき
る精度が維持されていた。なお、因に、ブランク投入直
後にプレスを開始する従来の方法で２０〜３０ショッ
ト、連続成形した結果、成形品の面にニュ−トン縞が２
〜３本、形成され、変形が認められた。 また、成形型
内にガラス素材を投入し、これと成形型とが接触する状
態（圧力≒０）で３０秒、保持した後、一定のプレス圧
で成形したところ、５０ショット程度で、成形型の変形
が発生し、更に、成形型の成形面に僅かなくもりが認め
られたため、この方式は、ほかに、成形タクトも伸びる
という事情もあり、実験を中断した。
ト、連続して成形を行ったあとに、その成形型を調べた
ところ、型には顕著な変形が認められず、十分使用でき
る精度が維持されていた。なお、因に、ブランク投入直
後にプレスを開始する従来の方法で２０〜３０ショッ
ト、連続成形した結果、成形品の面にニュ−トン縞が２
〜３本、形成され、変形が認められた。 また、成形型
内にガラス素材を投入し、これと成形型とが接触する状
態（圧力≒０）で３０秒、保持した後、一定のプレス圧
で成形したところ、５０ショット程度で、成形型の変形
が発生し、更に、成形型の成形面に僅かなくもりが認め
られたため、この方式は、ほかに、成形タクトも伸びる
という事情もあり、実験を中断した。
【００１３】図４に示すようなステップの実施例では、
３段階にプレス圧を変えているが、特に、段階数は制約
されるものではなく、実施の態様の中で設定される。ま
た、できれば、連続的に圧力の変化を制御しても良い。
３段階にプレス圧を変えているが、特に、段階数は制約
されるものではなく、実施の態様の中で設定される。ま
た、できれば、連続的に圧力の変化を制御しても良い。
【００１４】また、ガラス素材の温度分布が、均一にな
るように、不均質部分の消滅を配慮したプレス成形を行
っているが、温度が均一であっても、変化する実プレス
面積（成形型とガラスの接触面積）におけるプレス圧に
注目し、これが一定となるようにプレス圧（全圧）を低
い状態から、高い状態へと変化させることにより、やは
り、成形型の変形が少ない成形法とすることができる。
るように、不均質部分の消滅を配慮したプレス成形を行
っているが、温度が均一であっても、変化する実プレス
面積（成形型とガラスの接触面積）におけるプレス圧に
注目し、これが一定となるようにプレス圧（全圧）を低
い状態から、高い状態へと変化させることにより、やは
り、成形型の変形が少ない成形法とすることができる。
【００１５】また、本実施例ではプレス直前にガラス素
材を成形型に投入しているが、特に問題とならないなら
ば、予め、成形型の中にガラス素材を入れておき、成形
型とともに昇温し、プレスするようにしても良く、ま
た、これは上記の変形例でも実施できる。
材を成形型に投入しているが、特に問題とならないなら
ば、予め、成形型の中にガラス素材を入れておき、成形
型とともに昇温し、プレスするようにしても良く、ま
た、これは上記の変形例でも実施できる。
【００１６】更に、上記実施態様において、従来の、成
形型、ブランク昇温過程が終了する以前にプレスを開始
することも考えられる。
形型、ブランク昇温過程が終了する以前にプレスを開始
することも考えられる。
【００１７】図６および図７には、本発明のプレス成形
装置の制御系がブロック図およびプロセスのためのフロ
ーチャートで示されている。図において、符号２Ａ、３
Ａは上下の型部材２、３に装備された電熱ヒーターなど
の加熱手段であり、符号２Ｂ、３Ｂは同じく冷却手段で
ある。また、これら型部材２、３の温度を検出する温度
センサ１０Ａ、１０Ｂが用意されている。そして、上記
温度センサで検出された温度検出値は、ＣＰＵなどの制
御手段１８に入力される。また、上記制御手段から制御
信号を受けて上記加熱手段２Ａ、３Ａに与える電流値を
調整し、また、冷却手段２Ｂ、３Ｂを付勢する温度制御
手段１０が装備してある。
装置の制御系がブロック図およびプロセスのためのフロ
ーチャートで示されている。図において、符号２Ａ、３
Ａは上下の型部材２、３に装備された電熱ヒーターなど
の加熱手段であり、符号２Ｂ、３Ｂは同じく冷却手段で
ある。また、これら型部材２、３の温度を検出する温度
センサ１０Ａ、１０Ｂが用意されている。そして、上記
温度センサで検出された温度検出値は、ＣＰＵなどの制
御手段１８に入力される。また、上記制御手段から制御
信号を受けて上記加熱手段２Ａ、３Ａに与える電流値を
調整し、また、冷却手段２Ｂ、３Ｂを付勢する温度制御
手段１０が装備してある。
【００１８】また、ここには、上記上・下型部材のう
ち、可動側の上型部材２を上下操作するシリンダ機構１
９が装備してあり、また、上記制御手段１８から指令信
号を受けて所要のプレス圧を上記シリンダ機構１９に発
生させるための駆動操作をなす圧力制御手段１６が装備
してある。
ち、可動側の上型部材２を上下操作するシリンダ機構１
９が装備してあり、また、上記制御手段１８から指令信
号を受けて所要のプレス圧を上記シリンダ機構１９に発
生させるための駆動操作をなす圧力制御手段１６が装備
してある。
【００１９】上記上型部材２の操作ロッドの部分に上下
方向に位置検出する位置検出部１４Ａを備えた位置検出
手段１４が、別に用意してあって、上記型部材の閉鎖過
程における上記上型部材２のストローク量を検出でき、
上記制御手段１８に情報を与えることができるようにな
っている。
方向に位置検出する位置検出部１４Ａを備えた位置検出
手段１４が、別に用意してあって、上記型部材の閉鎖過
程における上記上型部材２のストローク量を検出でき、
上記制御手段１８に情報を与えることができるようにな
っている。
【００２０】更に、上記制御手段１８には、上・下型部
材が開放されている状態で型加熱が行なわれ、予熱され
たガラス素材が上記型部材間に装填される段階から、成
形品取出し終了までの時間情報が、時間計数手段２０か
ら与えられるようになっている。
材が開放されている状態で型加熱が行なわれ、予熱され
たガラス素材が上記型部材間に装填される段階から、成
形品取出し終了までの時間情報が、時間計数手段２０か
ら与えられるようになっている。
【００２１】次に、上記制御系を基にして、本発明のプ
レス成形法のプロセスを、具体的に説明する。先ず、球
形のガラスブランクを所要温度（例えば、ガラス粘度で
１０12-11 ポアスの温度範囲）に予備加熱し、他方、上
・下型部材２、３を少なくともガラス成形温度以上（例
えば、ガラス粘度で１０11-10 ポアズの温度範囲）に加
熱する（STEP 1および2 ）。しかして、上記圧力制御手
段１６に対して、上記制御手段１８から上記型部材２、
３を初期位置（開放位置）に設定するための信号Ｓ1 を
出力し、上記型部材を開放状態とする（この実施例で
は、上記シリンダ機構１９の働きで上型部材２が上昇す
る）（STEP 3）。
レス成形法のプロセスを、具体的に説明する。先ず、球
形のガラスブランクを所要温度（例えば、ガラス粘度で
１０12-11 ポアスの温度範囲）に予備加熱し、他方、上
・下型部材２、３を少なくともガラス成形温度以上（例
えば、ガラス粘度で１０11-10 ポアズの温度範囲）に加
熱する（STEP 1および2 ）。しかして、上記圧力制御手
段１６に対して、上記制御手段１８から上記型部材２、
３を初期位置（開放位置）に設定するための信号Ｓ1 を
出力し、上記型部材を開放状態とする（この実施例で
は、上記シリンダ機構１９の働きで上型部材２が上昇す
る）（STEP 3）。
【００２２】また、上記信号Ｓ1 の働きで、ロボット・
ハンド（図示せず）が機能し、上記ガラスブランクが上
・下型部材間に投入され、下型部材３の成形面３ａ上に
載置される（STEP 4）。上記ロボット・ハンドは、その
操作終了を信号として上記制御手段１８に与え、これに
よって、上記制御手段１８は、圧力制御手段１６に指令
信号Ｓ2 を与え、上記圧力制御手段１６は所要の圧力で
上記シリンダ機構１９を駆動する。位置検出部１４Ａ
は、上記シリンダ機構１９が上記ガラスブランクの押圧
を行なって、所定位置に到達した時、シリンダ機構１９
による上型部材２の下降量をキャッチして、上記制御手
段１８に位置情報を送る（STEP 5 - 10 ）。この間の初
期プレス圧は、例えば、５０kg/cm2である。その結果、
上記ガラスブランクは、図１の球形状態から、図２の扁
平状態へと変形する。このような上型部材２の降下に
は、上記時間計数手段２０から上記制御手段１８に与え
た時間情報に基いて、例えば、３０秒をかける。
ハンド（図示せず）が機能し、上記ガラスブランクが上
・下型部材間に投入され、下型部材３の成形面３ａ上に
載置される（STEP 4）。上記ロボット・ハンドは、その
操作終了を信号として上記制御手段１８に与え、これに
よって、上記制御手段１８は、圧力制御手段１６に指令
信号Ｓ2 を与え、上記圧力制御手段１６は所要の圧力で
上記シリンダ機構１９を駆動する。位置検出部１４Ａ
は、上記シリンダ機構１９が上記ガラスブランクの押圧
を行なって、所定位置に到達した時、シリンダ機構１９
による上型部材２の下降量をキャッチして、上記制御手
段１８に位置情報を送る（STEP 5 - 10 ）。この間の初
期プレス圧は、例えば、５０kg/cm2である。その結果、
上記ガラスブランクは、図１の球形状態から、図２の扁
平状態へと変形する。このような上型部材２の降下に
は、上記時間計数手段２０から上記制御手段１８に与え
た時間情報に基いて、例えば、３０秒をかける。
【００２３】上記位置検出部１４Ａの位置情報で、上記
制御手段１８は、第２の加圧工程に入るため、時間係数
手段２０からの情報に基いて次の制御信号Ｓ3 を圧力制
御手段に与える（STEP 11 ）。上記圧力制御手段１６は
新たに設定された圧力で上記シリンダ機構１９を駆動す
る。位置検出部１４Ａは、上記シリンダ機構１９が上記
ガラスブランクの押圧を行なって、最終下降位置に到達
した時、シリンダ機構１９による上型部材２の最終下降
量をキャッチして、上記制御手段１８に位置情報を送る
（STEP 12 - 17）。この間のプレス圧は、例えば、１２
０kg/cm2である。その結果、上記ガラスブランクは、図
２の扁平状態から、図３の成形状態へと変形する。この
ような上型部材２の降下には、上記時間計数手段２０か
ら上記制御手段１８に与えた時間情報に基いて、例え
ば、６０秒をかける。
制御手段１８は、第２の加圧工程に入るため、時間係数
手段２０からの情報に基いて次の制御信号Ｓ3 を圧力制
御手段に与える（STEP 11 ）。上記圧力制御手段１６は
新たに設定された圧力で上記シリンダ機構１９を駆動す
る。位置検出部１４Ａは、上記シリンダ機構１９が上記
ガラスブランクの押圧を行なって、最終下降位置に到達
した時、シリンダ機構１９による上型部材２の最終下降
量をキャッチして、上記制御手段１８に位置情報を送る
（STEP 12 - 17）。この間のプレス圧は、例えば、１２
０kg/cm2である。その結果、上記ガラスブランクは、図
２の扁平状態から、図３の成形状態へと変形する。この
ような上型部材２の降下には、上記時間計数手段２０か
ら上記制御手段１８に与えた時間情報に基いて、例え
ば、６０秒をかける。
【００２４】そして、上記制御手段１８からは上記圧力
制御手段１６に制御信号Ｓ3 が送り出され、上記圧力制
御手段１６はシリンダ機構１９による上型部材２の下降
を停止させるが、プレス圧力は、例えば、２００kg/cm2
に保持する（STEP 18 ）。この時、温度センサ１０Ａ、
１０Ｂの情報を基にして、上記制御手段１８からは上記
温度制御手段１０に制御信号が送られ、加熱手段２Ａ、
３Ａが稼動され、ガラスブランクの温度はガラス成形温
度（ガラス粘度で１０11-10 ）に保たれる。また、時間
計数手段２０からの情報で、例えば、６０秒間、上記加
圧状態が保たれる。この間に、ガラスブランクは成形面
２ａ、３ａから、その光学機能面を転写できる。
制御手段１６に制御信号Ｓ3 が送り出され、上記圧力制
御手段１６はシリンダ機構１９による上型部材２の下降
を停止させるが、プレス圧力は、例えば、２００kg/cm2
に保持する（STEP 18 ）。この時、温度センサ１０Ａ、
１０Ｂの情報を基にして、上記制御手段１８からは上記
温度制御手段１０に制御信号が送られ、加熱手段２Ａ、
３Ａが稼動され、ガラスブランクの温度はガラス成形温
度（ガラス粘度で１０11-10 ）に保たれる。また、時間
計数手段２０からの情報で、例えば、６０秒間、上記加
圧状態が保たれる。この間に、ガラスブランクは成形面
２ａ、３ａから、その光学機能面を転写できる。
【００２５】最後に、制御手段１８から冷却のための制
御信号Ｓ4 が上記温度制御手段１０に与えられ、冷却手
段２Ｂ、３Ｂが稼動される。これによって、ガラス成形
品は、所定時間を掛けて、所定温度まで冷却される（ST
EP 19 ）。その後は、型部材２を上昇してガラス成形品
を取出すのである（STEP 20 ）。
御信号Ｓ4 が上記温度制御手段１０に与えられ、冷却手
段２Ｂ、３Ｂが稼動される。これによって、ガラス成形
品は、所定時間を掛けて、所定温度まで冷却される（ST
EP 19 ）。その後は、型部材２を上昇してガラス成形品
を取出すのである（STEP 20 ）。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上詳述したようになり、ガラ
ス素材の温度分布が十分に均一化されていない初期段階
では、比較的低いプレス圧で成形を行い、全体が均一に
昇温されてきた状態でプレス圧を上げて、プレス成形を
行うように、連続的あるいは段階的にプレス圧力を制御
しながら成形するので、成形型やガラス素材に無理がか
からず、成形型が変形することがなく、型の寿命が伸
び、また、プレス時のガラスのクラックが無くなり、歩
留りを良くし、タクトを伸ばすことなく成形ができる。
更に、要すれば、比較的強度の低い材料で成形型を作る
ことが可能となる。また、ガラスブランクを成形品に近
似した形状に限る必要がなく、例えば、ボ−ル状のガラ
スブランクを採用することもできる。
ス素材の温度分布が十分に均一化されていない初期段階
では、比較的低いプレス圧で成形を行い、全体が均一に
昇温されてきた状態でプレス圧を上げて、プレス成形を
行うように、連続的あるいは段階的にプレス圧力を制御
しながら成形するので、成形型やガラス素材に無理がか
からず、成形型が変形することがなく、型の寿命が伸
び、また、プレス時のガラスのクラックが無くなり、歩
留りを良くし、タクトを伸ばすことなく成形ができる。
更に、要すれば、比較的強度の低い材料で成形型を作る
ことが可能となる。また、ガラスブランクを成形品に近
似した形状に限る必要がなく、例えば、ボ−ル状のガラ
スブランクを採用することもできる。
【図１】本発明の実施例を説明するための動作説明図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例を説明するための動作説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例を説明するための動作説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明を実施したプレス圧、変形量と時間との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図５】従来のプレス圧、変形量と時間との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】本発明の制御系の構成を例示したブロック図で
ある。
ある。
【図７】上記制御系によるプロセスを例示したフローチ
ャートである。
ャートである。
１ ガラス素材 ２、３ 型部材 ２ａ、３ａ 成形面 ２Ａ、３Ａ 加熱手段 ２Ｂ、３Ｂ 冷却手段 ４ 胴型 ５ ベ−ス部材 １０ 温度制御手段 １０Ａ、１０Ｂ 温度センサ １４ 位置検出手段 １４Ａ 位置検出部 １６ 圧力制御手段 １８ 制御手段（ＣＰＵ） １９ シリンダ機構 ２０ 時間計数手段
Claims (9)
- 【請求項１】 軟化状態にあるガラス素材を成形用上・
下型部材を用いてプレスし、上記各型部材の成形面に対
応した光学機能面を上記ガラス素材に形成する光学素子
のプレス成形法において、ガラス成形温度に加熱した状
態で開放されている上記上・下型部材に、所定温度に予
備加熱したガラス素材を導入し、上記下型部材の成形面
に載置する工程と、上記上・下型部材を閉鎖する過程
で、昇温・均熱処理のため上記ガラス素材の内部温度を
ガラス成形温度まで上昇させる時間経過の間、初期プレ
ス圧を加え、その後、上記プレス圧を上昇させて上記ガ
ラス素材を所要形状のガラス成形品に成形する工程と、
上記上・下型部材の閉鎖状態で所定温度まで上記成形品
を冷却する工程と、上記上・下型部材を開放して上記成
形品を取出す工程とよりなることを特徴とする光学素子
のプレス成形法。 - 【請求項２】 初期プレス圧を加えて上記ガラス素材を
成形する過程では、上記ガラス素材の温度上昇を、上・
下型部材の成形面からの伝熱により行なうことを特徴と
する請求項１に記載の光学素子のプレス成形法。 - 【請求項３】 上記ガラス素材に対するプレス圧の負荷
を、上記ガラス素材の内部温度がガラス成形温度まで上
昇する過程での第１加圧工程と、その後の残された上記
上・下型部材の閉鎖過程でプレス圧を上昇変化する第２
加圧工程とに分けて、段階的に設定してあることを特徴
とする請求項１に記載の光学素子のプレス成形法。 - 【請求項４】 第１および第２加圧工程での加圧力は所
定時間保持されるようにしたことを特徴とする請求項３
に記載の光学素子のプレス成形法。 - 【請求項５】 第１加圧工程は、上記ガラス素材のガラ
ス粘度が１０12〜１０11ポアズに相当する温度範囲で行
なわれ、第２加圧工程は、上記ガラス素材のガラス粘度
が１０11〜１０10ポアズに相当する温度範囲で行なわれ
るように加圧制御することを特徴とする請求項３に記載
の光学素子のプレス成形法。 - 【請求項６】 加圧成形時、上記ガラス素材のガラス粘
度が１０12〜１０11ポアズに相当する温度で、圧力が１
０kg/cm2〜１００kg/cm2のプレス圧で成形を開始し、そ
の後のガラス素材の中心部におけるガラス粘度が１０11
〜１０10ポアズに相当する温度領域では１０×（１０
11-x）〜１００＋１０×（１０11-x）kg/cm2（但し、指
数Ｘ＝１１〜１０）の範囲のプレス圧をかけ、更に、上
記ガラス粘度が１０10以下に相当する温度では、１００
kg/cm2以上のプレス圧をかけるように、連続的あるいは
段階的に上記プレス圧を変化させながら上記ガラス素材
をプレス成形することを特徴とする請求項１に記載の光
学素子のプレス成形法。 - 【請求項７】 軟化状態にあるガラス素材を成形用上・
下型部材を用いてプレスし、上記各型部材の成形面に対
応した光学機能面を上記ガラス素材に形成するようにし
た光学素子のプレス成形装置において、上記上・下型部
材が開放された状態でこれらを少なくともガラス成形温
度に加熱する加熱手段と、上記上・下型部材が開放され
た状態で所定温度に予備加熱したガラス素材を導入し、
上記下型部材の成形面に載置し、また、成形後のガラス
成形品を取出すロボット・ハンドと、上記上・下型部材
を閉鎖する過程で、上記型部材にプレス圧を加える加圧
手段と、上記昇温・均熱処理のため上記ガラス素材の内
部温度をガラス成形温度まで上昇させる時間経過の間、
上記加圧手段で所要の初期プレス圧を加え、その後、上
記プレス圧を上昇させて上記ガラス素材を所要形状のガ
ラス成形品に成形するように上記加圧手段のプレス圧を
制御する圧力制御手段と、上記加圧成形の間、時間経過
に従って上記型部材の温度を制御する温度制御手段とを
具備していることを特徴とする光学素子のプレス成形装
置。 - 【請求項８】 上記上・下型部材には、上記加熱手段と
は別に、上記温度制御手段で制御される冷却手段を具備
している請求項７に記載の光学素子のプレス成形装置。 - 【請求項９】 上記上・下型部材の閉鎖過程における可
動側の型部材の位置を検出する位置検出手段と、上記位
置検出手段の検出情報および時間経過の情報に基いて上
記圧力制御手段におけるプレス圧力を指定する制御手段
とを具備していることを特徴とする請求項７に記載の光
学素子のプレス成形装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3334575A JP2783713B2 (ja) | 1990-12-28 | 1991-11-25 | 光学素子のプレス成形法およびその装置 |
| US07/807,509 US5188650A (en) | 1990-12-28 | 1991-12-16 | Press molding method for an optical element and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41547390 | 1990-12-28 | ||
| JP2-415473 | 1990-12-28 | ||
| JP3334575A JP2783713B2 (ja) | 1990-12-28 | 1991-11-25 | 光学素子のプレス成形法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551224A true JPH0551224A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2783713B2 JP2783713B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=26574878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3334575A Expired - Fee Related JP2783713B2 (ja) | 1990-12-28 | 1991-11-25 | 光学素子のプレス成形法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5188650A (ja) |
| JP (1) | JP2783713B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003104734A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形方法 |
| WO2005000751A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Nikon Corporation | 光学素子成形方法および装置 |
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| US5288221A (en) * | 1992-05-18 | 1994-02-22 | Essilor Of America, Inc. | Apparatus for making ophthalmic lenses |
| US5630967A (en) * | 1992-08-19 | 1997-05-20 | Greshes; Martin | Method and apparatus for making lenses |
| US5368790A (en) * | 1992-08-19 | 1994-11-29 | Greshes; Martin | Method for making lenses |
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| JP2017075060A (ja) * | 2015-10-13 | 2017-04-20 | オリンパス株式会社 | 光学素子製造装置の制御方法、光学素子の製造方法及び光学素子製造装置 |
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| US4734118A (en) * | 1981-10-30 | 1988-03-29 | Corning Glass Works | Process to mold precision glass articles |
| JPS60145919A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-08-01 | Ohara Inc | 高精度ガラス成形品のプレス成形方法 |
| DE3729281A1 (de) * | 1987-09-02 | 1989-03-16 | Schott Glaswerke | Verfahren zum herstellen von gepressten glasformkoerpern fuer praezisionsoptische zwecke |
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1991
- 1991-11-25 JP JP3334575A patent/JP2783713B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-16 US US07/807,509 patent/US5188650A/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2783713B2 (ja) | 1998-08-06 |
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