JPH09286622A - 光学素子製造装置 - Google Patents

光学素子製造装置

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JPH09286622A
JPH09286622A JP10241896A JP10241896A JPH09286622A JP H09286622 A JPH09286622 A JP H09286622A JP 10241896 A JP10241896 A JP 10241896A JP 10241896 A JP10241896 A JP 10241896A JP H09286622 A JPH09286622 A JP H09286622A
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JP
Japan
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mold
preform
optical element
glass preform
holding means
Prior art date
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JP10241896A
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English (en)
Inventor
Jiro Matsuoka
次郎 松岡
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09286622A publication Critical patent/JPH09286622A/ja
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    • 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
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/40Product characteristics
    • C03B2215/46Lenses, e.g. bi-convex
    • C03B2215/47Bi-concave
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/61Positioning the glass to be pressed with respect to the press dies or press axis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/72Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
    • C03B2215/73Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type with means to allow glass overflow in a direction perpendicular to the press axis

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、上下金型間で加熱したプリ
フォームを加圧する際、外周に面歪みが生じない成形を
可能にする光学素子製造装置を提供することにある。 【解決手段】 プリフォーム3を加熱後、プリフォーム
3を保持する保持手段4をプリフォーム3から離脱させ
て上型1と下型2によって加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の製造方
法に関し、特にガラスレンズを周辺部まで歪みなく成形
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、精密な光学素子、例えばガラスレ
ンズを金型で成形する方法としては、特開平2-133327号
公報に開示されているように、プリフォームを上金型と
下金型との間に、段部を有する胴型によって保持して加
熱し、所定の温度に達すればプリフォームを保持したま
ま上下金型で加圧していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によれば、金型でプリフォームを加圧する際、プリフ
ォームを保持する段部が光学素子の有効径の外周近くに
あるため、段部によってガラスの径方向の流動が妨げら
れ、プリフォームの有効径の外周付近に局所的に応力が
集中し、光学素子の周辺部に歪みをもたらすという課題
があった。本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、周辺部に歪みのない光学素子を製造する光学素
子製造装置の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
光学素子製造装置は、ガラスプリフォームを端面で保持
する保持手段と、ガラスプリフォームを加熱する時に前
記保持手段がガラスプリフォームを金型から離れた位置
に保持した状態と、ガラスプリフォームを加圧する時に
前記保持手段がガラスプリフォームから離脱した状態と
を切り換えるべく前記保持手段と前記金型とを相対移動
させる手段と、を備えたことを特徴とする。
【0005】
【作用】上記構成により、加熱時には保持手段によっ
て、ガラスプリフォームを金型から離すので、ガラスと
金型との化学反応が避けられ、さらに、加圧時には保持
手段がガラスプリフォームから離れているので、加圧時
にプリフォームの径方向への流動が保持手段で妨げられ
ることはない。
【0006】また、金型の加熱補助手段である胴型を保
持手段と兼用するように構成すれば、従来の光学素子製
造装置を大幅に改造することなく、本発明の構成を実現
できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて本発
明の実施の形態を説明する。なお、図面の中で同一符号
は同一部分または相当する部分を示す。
【0008】図1は、本発明の第1の実施の形態におけ
る光学素子製造装置を示した図である。
【0009】光学素子製造装置300は上型ユニット1
00と下型ユニット200からなり、上型ユニットは上
金型1とその外周を覆う上胴型11で構成される。下型
ユニットは、下金型2とその外周を覆う下胴型12とそ
れらを固定する下背板22と保持リング4で構成され
る。保持リング4は下金型2と下胴型12の間に摺動可
能に取り付けられ、その上端でプリフォーム3を保持す
る。また、下胴型12の内周面の下部に上下に延びる案
内溝凹部が形成されているとともに、保持リング4の下
端に突設された移動規制部41が前記案内溝凹部に嵌入
している。これにより、保持リング4の上下動の範囲が
規制される。成形面は上金型1の下面10と下金型2の
上面20であり、それぞれ所望の形状に鏡面加工した。
上下の胴型の対向する面13は、双方とも平面に加工し
た。
【0010】プリフォームを加熱するときは、図1(a)
のように、移動規制部41が案内溝凹部の上端に当接す
る位置に移動する。この時保持リング4の上端に載置さ
れたプリフォーム3は、下金型2に接しない高さHを保
つ。
【0011】プリフォーム3が所定の温度に達すれば保
持リング4は図示しない駆動手段によってゆっくり下降
させ、図1(b)のようにその上端が成形面20の最も低
い位置より若干低い高さ(M)になるまで下げる。この
状態では、プリフォーム3は保持リング4と離脱して、
下金型2に載置されている。
【0012】その後、図1(c)のように上型ユニット1
00が図示しない駆動手段によって下降し、上下の金型
によってプリフォーム3を加圧する。
【0013】本実施形態では、直径30mm、厚さ4mmの平
板状のガラスプリフォームから、有効径26mm、心厚2m
m、上凹面曲率半径72mm、下凹面曲率半径35mmの両凹レ
ンズを成形した。
【0014】上下の金型の材料は、酸化アルミニウムで
あって、上下の胴型と保持リングの材料は超硬合金であ
る。ここで、酸化アルミニウムは誘導加熱できないの
で、金型の外周を、誘導加熱できる超硬合金製の胴型で
覆った。従って、図示しない加熱手段で加熱する熱は、
胴型を介して金型・プリフォームに伝達される。
【0015】保持部40は保持リング4の上端の平面で
あり、その幅は2mmとした。また、加熱位置Hは、熱効率
を考えるとプリフォーム3を下金型成形面20に近づけ
ることが望ましい。ここでは保持リング4が加熱位置H
にある時、保持リング4の上端平面の高さと下金型成形
面20の面頂点の高さとの差を2mmとした。なお、退避
位置Mは、下金型成形面20の端部の高さから2mm低い位
置とした。
【0016】前述の成形プロセスによって、まず、5個
のプリフォームを成形し、できたレンズの成形面を干渉
計で測定したところ、面精度がλ/4以上であることを確
認した。
【0017】さらに、150ショットを成形し、できたレ
ンズすべてを測定したところ、融着の発生率は2.5%以下
で、面精度がλ/4以上のレンズの割合が90%以上であっ
た。また、レンズ周辺に顕著なクセが発生しているもの
は見いだせなかった。
【0018】比較のため、加圧時にもプリフォーム3を
保持リング4で保持したまま、成形を行った。これを50
回繰り返してできたレンズを測定したところ、面精度が
λ/2以下のレンズの割合が18%であり、その多くはレン
ズ外周にクセが見られた。この現象は、ガラスの径方向
の流動が保持リング4の内壁部によって妨げられ、レン
ズ外周部に応力が集中したものと考えられる。
【0019】なお、本実施形態では、上型ユニットが下
降したが、下型ユニットを上昇させてプリフォームを加
圧してもよい。
【0020】なお、本実施形態では、保持リングの上端
幅を2mmとしたが、プリフォームの形状及び径に応じて
上端幅は決められる。
【0021】なお、本実施形態では、保持リングの形状
は、円筒形であるが、三点支持でプリフォームを支えて
もよい。
【0022】なお、本実施形態では、加圧時保持リング
が下方に移動したが、横方向に移動してプリフォームか
ら離脱してもよい。
【0023】図2は、本発明の第2の実施の形態におけ
る光学素子製造装置を示した図である。
【0024】上型ユニット100は実施例1と共通であ
る。下型ユニット200は、下金型2とその外周を覆う
下胴型12で構成され、下胴型12は下背板22に固定
されている。下金型2は下胴型12に摺動可能に固定さ
れ、下背板22を貫通する押棒Aによって、下金型2は
上下動する。保持部40は、下胴型12の上部に設けた
切り欠き段であり、ここにプリフォーム3を載置する。
【0025】加熱時プリフォーム3は、図2(a)のよう
に保持部40によって保持され、下金型2から離れてい
る。プリフォーム3が所定の温度に達すれば、図2(b)
のように押棒Aによって金型2が上方に移動し、さらに
プリフォーム3を押し上げる。即ち、加圧直前には、プ
リフォーム3は保持部40から離脱し、金型2上に載置
されている。次に、降下させた上型ユニット100とと
もにプリフォーム3を加圧する。
【0026】前述の成形プロセスによって、100ショッ
トを成形し、できたレンズすべてを測定したところ、融
着の発生率は3%以下で、反射波面の精度がλ/4以上のレ
ンズの割合が90%以上であった。
【0027】この構成によれば、保持部材を新たに加え
ることなく、加熱用の胴型を兼用しているので、従来の
装置を改造する費用が小さくてすむ。
【0028】図3は、本発明の第3の実施の形態におけ
る光学素子製造装置を示した図である。
【0029】上型ユニット100は実施例1と共通であ
る。下型ユニット200は、下金型2と下胴型12と下
背板22と保持リング4からなり、下金型2と下胴型1
2は下背板22に固定されている。保持リング4は、下
金型2と下胴型12の間に設けられた案内溝23内で摺
動できるように保持されている。
【0030】案内溝23の下端には下背板22を通して
ガス供給パイプ13が導かれ、図示しないガス供給源か
ら導入弁24を介して窒素ガスが供給される。ストッパ
5は下胴型12の上部に設けられ、保持リングの上方移
動を規制する。
【0031】プリフォーム3を加熱する時は図3(a)の
ように、まず、窒素ガスを案内溝23の下端に導入し、
保持リング4を持ち上げ、上端をストッパ5に当接させ
る。次に、テーパをつけたプリフォーム3を、同じくテ
ーパ加工した保持リング4上に載置する。この状態で、
金型とプリフォームを加熱する。
【0032】ここで、プリフォーム3のテーパ角度は10
度で、保持リング4のテーパ角度は15度とした。保持側
のテーパ角度を大きくしたのは、成形後の抜き取りをし
易くするためである。テーパ面同士の接触なので、プリ
フォームの位置決めが容易かつ確実に行われる。
【0033】プリフォーム3の温度が所定の温度に達す
れば、案内溝23から窒素ガスを吸引して、保持リング
4をゆっくり下降させる。図3(b)のように、保持リン
グ4を高さMまで下げると、プリフォーム3は保持部4
0から離れ、下金型2の上に載置される。この状態で、
上型ユニット100を下降させて、プリフォーム3を加
圧する。
【0034】本実施形態では、直径20mm、厚さ3mmの平
板状のガラスプリフォームから、有効径16mm、心厚2m
m、上凹面曲率半径90mm、下凹面曲率半径75mmの両凹レ
ンズを成形した。
【0035】前述の成形プロセスによって、100ショッ
トを成形し、できたレンズすべてを測定したところ、融
着の発生率は2%以下で、面精度がλ/4以上のレンズの割
合が90%以上であった。
【0036】なお、保持リングを駆動する手段として、
窒素ガスを用いたが、金型を酸化させない非酸化性のガ
スであれば、例えばアルゴンガスなどでもかまわない。
ここでガス駆動を採用したのは、高温環境下において
は、電気系や油圧系に比べて信頼性に優れているためで
ある。高温環境では、ガスも膨張するなど影響を受ける
が、製造装置内の温度は管理されているので、その温度
に基づいて膨張量を計算しておけば、高精度な制御が可
能である。
【0037】なお、ここでは、ガスを駆動手段としてし
か用いなかったが、ガスの温度制御装置を設けて、補助
的に下金型の温度制御を行ってもよい。
【0038】
【発明の効果】請求項1及び4の発明によれば、プリフ
ォームを上下の金型で加圧する時に、保持手段がプリフ
ォームから離脱することによって、下金型以外の部材が
上金型に近い位置に留まることがなくなった。それによ
って、プリフォームの径方向の流動を阻害することなく
成形でき、プリフォームに均一な応力がかかるので、成
形した光学素子の外周に面歪みが発生することが著しく
減少する。
【0039】また、請求項2の発明によれば、プリフォ
ームを保持する手段を下胴型で兼用することによって、
光学素子製造装置の構成を複雑にすることなく、前記効
果が得られる。
【0040】また、請求項3の発明によれば、保持手段
をガス圧で駆動することによって、高温環境下でも安定
した動作制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における光学素子製
造装置を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態における光学素子製
造装置を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態における光学素子製
造装置を示す図である。
【符号の説明】
100 上型ユニット、 1 上金
型 200 下型ユニット、 2 下金
型 300 光学素子製造装置、 3 プリ
フォーム H プリフォームを加熱する際のプリフォーム下面の高
さ M プリフォームを加圧する際の保持手段上面の高さ A プリフォームを加圧する際下金型を押し上げる棒

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスプリフォームを上下の金型で加圧
    成形することにより光学素子を製造する光学素子製造装
    置において、ガラスプリフォームを端面で保持する保持
    手段と、ガラスプリフォームを加熱する時に前記保持手
    段がガラスプリフォームを金型から離れた位置に保持し
    た状態と、ガラスプリフォームを加圧する時に前記保持
    手段がガラスプリフォームから離脱した状態とを切り換
    えるべく前記保持手段と前記金型とを相対移動させる手
    段と、を備えたことを特徴とした光学素子製造装置
  2. 【請求項2】 請求項1における保持手段は、下金型を
    摺動固定した胴型であることを特徴とした光学素子製造
    装置
  3. 【請求項3】 請求項1における相対移動させる手段
    は、ガス圧によることを特徴とした光学素子製造装置
  4. 【請求項4】 ガラスプリフォームを上下の金型で加圧
    成形することにより光学素子を製造する光学素子製造方
    法において、前記ガラスプリフォームを金型から離れた
    位置に保持手段で保持した後、前記ガラスプリフォーム
    を加熱し、続いて、前記ガラスプリフォームから前記保
    持手段を離脱させ前記ガラスプリフォームを前記金型に
    接触させた後、前記ガラスプリフォームを前記金型で加
    圧することを特徴とした光学素子製造方法
JP10241896A 1996-04-24 1996-04-24 光学素子製造装置 Pending JPH09286622A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283581A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表面に微細な凹凸構造を有する構造体の製造方法
KR100839731B1 (ko) * 2005-01-19 2008-06-19 호야 가부시키가이샤 몰드 프레스 성형 몰드 및 광학소자의 제조방법
JP2009227532A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Olympus Corp 光学素子の製造方法

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