JPH0627007B2 - 光学素子製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学素子のプレス成形装置に関し、プレス成
形後の後加工を不要とした高精度光学素子を連続的に製
造できる光学素子製造装置に関する。

（従来の技術） 近年、所定の表面精度を有する成形用型内に光学素子材
料を収容してプレス成形することにより、研削及び研摩
等の後加工を不要とした高精度光学面を有する光学素子
を成形する方法が開発されている。

このようなプレス成形法を用い、しかも光学素子の連続
成形に好適する光学素子成形方法は、例えば特開昭５９
−１５０７２８号公報或いは特開昭６１−２６５２８号
公報に示されたように、光学素子の成形用素材を成形用
型内に収容配置して、この素材を型内で保持したまま加
熱部と成形部と冷却部とを有する連続炉内に順次取入
れ、加熱部にて成形用型とともに成形用素材を成形可能
な温度まで加熱軟化した後、成形部にプレスし、次に冷
却部にてプレス時における成形用型の状態を維持したま
ま成形用素材がガラス転移点以下になるまで冷却し、し
かる後型内から成形品を取出すという工程を含むもので
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような工程中、光学素子の成形用素材
が成形可能な温度まで加熱される過程において、該成形
用素材は成形用型内にて型の表面に接触するか、又は近
接した状態にあるため、プレス成形前に成形用素材と型
の表面が反応してこの型表面が侵されてしまうという問
題点があった。特に、光学素子の成形用素材が鉛含有ガ
ラス素材である場合、ガラス素材と型表面の間隔が１mm
程度の非接触状態であっても、加熱後においては型表面
にガラス素材中の鉛成分が付着して該型表面は急速に侵
され、型の表面精度が著しく低下してしまう。

本発明者等は、このような問題点を解決すべく、プレス
成形時における成形用型のガラス成分による侵食を防止
して該成形用型の耐久性及び表面精度を維持し、高精度
光学素子を連続的かつ量産的に製造することができる光
学素子製造装置について既に提案してある。

この種の光学素子製造装置において、光学素子成形用素
材をプレス成形するための成形用型が載置された載置台
が、加熱工程を通過する際、成形用型と同時に載置台も
加熱されて昇温し前記成形用型の昇温に影響を与える。
そして、各載置台は互いに当接しながら移動する際、隣
接する他の載置台及び該載置台を案内するガイドレール
等の熱伝達の影響を受ける。しかるに、この際、他の隣
接する載置台或はガイドレールに対する接触状態が各々
の載置台において相違すると各載置台に不均等な熱分布
が生じ、夫々の成形用型の温度が相違したり、同一の成
形用型でも部分的に温度分布が異なるという不都合が生
じる。このため、成形用型が所定のプレス温度より高す
ぎたり、低くぎたり或は不均等な熱分布が生じたりして
良好なプレス温度条件を附与できないという不都合が生
じる。

上述した載置台に不均等な熱分布が生じる場合とは、第
８図に示すように、ガイドレール４０に案内されて移送
される載置台４１が、他の載置台或はガイドレール４０
と接触する状況が例えばゴミの付着或は加工精度等によ
り相違し、接触状況が異なるような場合をいう。なお同
図において、パレット４１上に記した斜線は該パレット
が他のパレット及びガイドレール４０から熱伝達の影響
を受けた部分を模式的に示したものであり、この斜線部
分が他の部分より高温度に昇温した状況を示している。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、成形
用型の温度分布のバラツキを抑えて最良のプレス温度で
プレス成形することができる光学素子製造装置を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するために、本発明の光学素子製
造装置は、光学素子成形用素材を加熱する加熱工程と前
記加熱工程を通過した前記素材をプレス成形するプレス
工程を備えた光学素子製造装置において、前記素材をプ
レス成形するための成形用型が載置された複数の載置台
が前記加熱工程を互いに当接しながら押出し搬送される
ことと、前記各載置台が隣接する他の部材の熱伝達の影
響を回避する回避部を有することを特徴とする。（作
用） 本発明においては、各載置台に隣接する他の部材の熱伝
達の影響を回避する回避部が設けられている。この回避
部の例としては、該載置台の外周に切欠部を設け、或は
同外周に突起部を設けて他の部材との接触面を少なくす
る構成とするか、又は、載置台に加工を施すことなく該
載置台の外周に断熱材を貼り合わせるか、或は上述のよ
うな切欠部を設けた上でこの切欠部に断熱材を貼り合わ
せる構成とすることができる。このような載置台に設け
られた回避部により、隣接する他の部材からの熱伝達の
影響を回避し、成形用型の温度分布にバラツキが生じる
ことを防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本装置全体の概略平面図であり、第２〜６図は
工程順における本装置各部の断面図であり、第７図は本
実施例の要部を示す斜視図である。

この装置の全体的構成は、素材取入室１、加熱部２、素
材移替部３、プレス部５、徐冷部６及び成形品取出室７
から成るものである。素材取入れ室１、加熱部２、素材
移替部３及びプレス部５は、同一ライン上にあり、これ
らのラインと並列して徐冷部６が配設されている。

加熱部２の入口近傍には第１の移送室２１が構成され、
この第１の移送室２１に上記素材取入室１が設けられて
いる。プレス部５の出口近傍には第２の移送室２２が構
成され、徐冷部６の入口には第３の移送室２３が構成さ
れ、これら第２と第３の移送室は移送路２５で連結され
ている。又、徐冷部６の出口近傍には第４の移送室２４
が構成され、この第４の移送室２４には成形品取出室７
が設けられ、第４の移送室２４と上記第１の移送室２１
とは回送路２６で連結されている。このような構成によ
り本成形装置は、連続的な経路を成す成形室５９を構成
している。

１１は、上記の成形室内を移送せしめられるパレットで
あり、熱伝達率及び耐熱性に優れるＳＵＳ３０３或はＳ
ＵＳ３０４が適する。該パレットの外周四面の夫々には
切欠部３０が設けられている。これらの切欠部は夫々の
パレット１１について同様の位置及び大きさに設けてあ
り、各パレット１１の熱伝達の状況は同様に形成されて
いる。又、同パレット１１上には素材載置台１２とプレ
ス成形用の上型１３及び下型１４とが一定の間隔を有し
て配設され、上型１３及び下型１４のプレス成形面の夫
々には、光学素子機能面を成形するための鏡面１３ａ，
１４ａが施されている。

パレット１１は成形室５９内に設けられたガイドレール
２８上に複数個載置され、後述するシリンダーの押出し
動作によりガイドレール２８上を互いに押圧しながら当
接した状態で移動する。

このようなパレット１１によれば、外周面が平坦に形成
された通常のパレット１１に比較して、該パレットが隣
接する他のパレット或はガイドレール２８との接触面積
は大幅に少なく、他の部材からの熱伝達の影響を受けに
くい。従って、パレット１１自体に不均一な熱分布が生
じにくく、又このパレット上に載置された上下型１３、
１４及び素材載置台１２にも不均一な熱分布が生じにく
い。

パレット１１を上記成形室中にて移送せしめる手段とし
て、第１図に示すように、第１の移送室２１には押出し
シリンダー５１が設けられ、この押出しシリンダーによ
りパレット１１はプレス部５に移動せしめられる。第２
の移送室２２には引出しシリンダー５２と押出しシリン
ダー５３とが設けられ、引出しシリンダー５２によりプ
レス部５に移動せしめられたパレット１１が第２の移送
室２２に引出され、押出しシリンダー５３により該第２
の移送室に移動されたパレット１１が第３の移送室２３
にまで押出される。第３の移送室２３には押出しシリン
ダー５４が設けられ、この押出しシリンダーにより当該
第３の移送室２３に移動せしめられたパレット１１が第
４の移送室２４直前まで押れる。第４の移送室２４には
引出しシリンダー５５と押出しシリンダー５６とが設け
られ、引出しシリンダー５５により第４の移送室２４直
前まで移動されたパレット１１が該第４の移送室２４に
まで引出され、押出しシリンダー５６によりパレット１
１を再び第１の移送室２１まで押出す。かくして、パレ
ット１１はこれらシリンダーの押出し或いは引出し動作
により各工程に移送され、本装置の成形室５９内を移動
する。

次ぎに、上記成形室５９の各部について説明する。

加熱部２、素材移替部３及びプレス部５に該当する炉体
にはヒーター５７が設けられ、徐冷部６に該当する炉体
にはヒーター５８が設けられている。これら各ヒーター
は、素材１５の加熱及びプレス後の成形品１８の冷却に
用いられる。

素材移替部２及び成形品取出室７には上型１３を下型１
４に所要間隔をあけて持ち上げるための持上げハンド１
６、２０が設けられている（第４図、第６図）。持上げ
ハンドは、不図示のリフト手段により上下動する。さら
に、素材移替部３には、素材取入室１にて素材載置第１
２上に配置された素材１５を下型１４上に移し替えるた
めの吸着フィンガー４が設けられており（第４図）、上
記持ち上げハンド１６の作動により上型１３が一旦持ち
上げられた後、該吸着ハンドが作動し、素材１５が下型
１４上の所定位置に移し替えられる。この吸着フィンガ
ー４は、上記のような素材１５の移替え時に、素材１５
が正確に下型１４上の所定位置に配置されるよう、パレ
ット１１の素材載置第１２と下型１４とが有する間隔に
対応した一定のストロークを有して作動するように構成
されている。又、素材取り入れ室１及び成形品取出室７
には、素材１５を載置台１２上に配置したり、成形品１
８を上型１３から取り出すための吸着フィンガー１９が
設けられている（第６図）。

プレス部５には、プレス成形時に上型１３を押圧するた
めのプレス用ロッド１７が設けられている（第５図）。

なお、本装置において成形室５９の内部は、上型１３及
び下型１４を形成する型材が高温下で酸化されるのを防
止するよう、真空排気の後、Ｎ_２ガス等の非酸化性ガス
を充填する必要があり、上記の持上げハンド１６、吸着
フィンガー４、１９及びプレスロッド１７等と成形室５
９の外壁との摺動部分には充分のシールドを施し、成形
室内の気密性を確保してある。

次に、上述のように構成された装置の各工程における動
作について第１図の全体平面図及び第２図〜第６図に示
すプレス成形工程順に従って説明する。第２図は素材１
５が配置されていない状態のパレット１１を示す。パレ
ット１１は、ＳＵＳ３０３或はＳＵＳ３０４で形成され
ている。

まず、上記したように、上下型１３，１４の型材の酸化
防止のために、成形室５９の内部を不図示の真空ポンプ
により１×１０^-2Torrまで真空排気した後、Ｎ_２ガス又
はその他の非酸化性ガスを充填する。

次いで、ヒーター５７，５８に通電し、成形室の温度を
所定値まで昇温する。昇温完了後、素材取入室１にて上
記雰囲気置換室を通し、吸着フィンガー１９により第３
図に示すように素材１５を素材取入室１にあるパレット
１１を載置台１２上に配置する。

次に、上述した如く押出しシリンダー５１，５３，５
４，５５及び引出しシリンダー５２，５６を作動して順
次パレット１１が成形品取出室７から素材取入室１に送
られてくるたびに素材１５を上記の方法で各々の載置台
１２上に配置する。このような動作を繰り返し行うこと
により、最初のパレット１１に供給された素材１５と上
型１３及び下型１４が素材移替部３付近においてプレス
成形に必要な温度にまで加熱された時点で素材１５の下
型１４への移替えを行なう。なお、この時、素材１５と
上型１３及び下型１４とは略同温度にまで加熱されてい
ることが望ましい。こうすることにより、移替後の素材
１５の温度が上型１３或いは下型１４の温度によって変
化するとなく最適なプレス温度条件下でプレス成形を行
なうことができる。そして、素材移替部３６おいて、持
上げハンド１６により上型１３を持上げ、次いで吸着フ
ィンガー４により素材１５を吸着して下型１４上に移替
える。この後、素材１５の移替えが完了したパレット１
１をプレス部５の位置に移動させる。この時、持上げハ
ンド１６を除去すると共に、プレス用ロッド１７を作動
させ、所定のプレス圧にて上型１３を押圧し、素材１５
に対するプレス成形を行なう。次いで、プレス用ロッド
１７の押圧を解除し、上型１３はプレス時における状態
を維持したまま、該パレット１１をプレス部５から第２
の移送室２２に移動する。さらに、このパレット１１を
移送路２５を経て第３の移送室２３に移送する。

次いで、パレット１１は押出しシリンダー５４の押出し
により、成形品の徐冷部６の方向に押出されるが、移動
方向の前方には他のパレット１１が配列された状態にあ
るので、上述のような動作が継続する中で、当該パレッ
ト１１が徐冷部６の出口付近に至る間上型１３と下型１
４内で保持された成形品１８は徐冷部６を通過し、ここ
で徐々に冷却せしめられる。次いで、徐冷部６の先頭位
置まで移動したパレット１１は成形品取出し室７に移動
せしめられる。

次ぎに、持上げハンド２０を作動して上型１３を除去
し、次いで吸着フィンガー１９により成形品１８が取り
出される。そして、この成形品取出しの完了したパレッ
ト１１は回送路２６を経て素材取入室１に移送され、再
び上述の動作を繰返すことにより連続的な成形品１８の
製造が行なわれる。

ちなみに下表において、パレット１１に切欠部３０を設
けた場合と設けない場合のプレス成形の結果について記
載してある。

なお、上表において、「切欠部あり」の欄の型NOと「切
欠部なし」の欄の型NOはレール２８上において同様の状
態にあるパレット１１に配置された成形用型を示してお
り、各欄において切欠部ありの場合となしの場合とが比
較してある。

この表からも明らかなように、レール２８上において同
様に配置された状態にあるパレット１１上に載置された
成形用型であっても、切欠部ありの場合では型温にさほ
どの変化がみられず、プレス成形の結果は良好であった
が、切欠部なしの場合は著しい変化が生じ、プレス不足
或は成形品にあれが生じるという結果を招いている。

従って、本実施例によれば、成形用型の温度分布のバラ
ツキを抑えて良好なプレス温度状態でプレス成形するこ
とができる。

又、本実施例によれは、素材１５はプレス成形の直前ま
で素材載置台１２上に配置され上型１３及び下型１４か
ら分離された状態にあるため、素材１５と型１３，１４
との反応が防止される。勿論、プレス成形時及びその後
の徐冷時において素材１５と型１３，１４との反応が生
じることは妨げられないが、プレス成形後の降温下にあ
ってはプレス成形時ほどの反応も生ぜず、上述した反応
時間の短縮効果と合せ、型の耐久性向上に有益となる。

さらに、本実施例装置は、同一パレット上で素材の移替
えを行なう構成となっているため、素材載置台１２と型
との相対的な位置変化が発生せず、吸着フィンガー４、
１９のハンドリング等の位置決め精度が出やすい。又、
吸着フィンガー４、１９は成形室５９の内部にてパレッ
ト１１と同時に加熱されるから、熱膨張によるハンドリ
ング位置決め精度の誤差が生じにくい。

さらに又、本実施例装置によれば、上述したように型の
耐久性が保証されると共に、成形面の侵食が防止され、
比較的長期間に渡り成形面の鏡面生が保持されるから、
高精度光学素子の連続製造に好適する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、成形用型の載置台
に上述した熱伝達の回避を行なう回避部を設けたことに
より、成形用型の温度分布のバラツキを抑えて良好なプ
レス温度条件でプレス成形することができる。

従って、本発明装置は高精度光学素子をプレス成形によ
り連続的に製造するのに好適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例に関する装置全体の概略平
面図であり、第２〜６図は工程順における各部の断面図
であり、第７図は本実施例の要部を示す斜視図であり、
第８図は各載置台が他の部材と接触する状態が相違する
ことによって各々の載置台にバラツキが生じることを説
明するための図である。 ２……加熱部 ３……素材移替部 ５……プレス部 ６……徐冷部 １１……パレット １２……素材載置台 １３……上型 １４……下型 ３０……切欠部 ５９……成形室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学素子成形用素材を加熱する加熱工程と
   前記加熱工程を通過した前記素材をプレス成形するプレ
   ス工程を備えた光学素子製造装置において、前記素材を
   プレス成形するための成形用型が載置された複数の載置
   台が前記加熱工程を搬送されることと、前記各載置台が
   隣接する他の部材の熱伝達の影響を回避する回避部を有
   することを特徴とする光学素子製造装置。
2. 【請求項２】前記回避部は前記載置台の外周に切欠部を
   設けることにより構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の光学素子製造装置。