JPH0967134A

JPH0967134A - 光学素子成形装置

Info

Publication number: JPH0967134A
Application number: JP21918995A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 高志小林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】成形型の成形面の軸心に傾きがあっても、成形
品の成形面の同心度を確保することができる光学素子成
形装置を提供する。【解決手段】ガラス素材１０を加熱軟化させた後、上下
一対の成形型１、２間に移送し、押圧成形する光学素子
成形装置において、上型１を水平方向に微動させる上型
位置調整機構３と、下型２をその上端に固設し軸方向に
移動自在に保持した保持軸６を傾斜させる傾斜機構８
と、この傾斜を調整する傾斜調整機構９とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス素材を加熱
軟化し上下一対の成形型にて押圧成形する光学素子の成
形装置に係わり、詳しくは上下一対の成形型の心出し機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上下一対の成形型の心出し機構に
関しては、特開平２−１０７５３３号公報所載の技術が
開示されている。図６はこの技術を示す光学素子成形装
置の縦断面図である。図６において、１０１は上型、１
０２は下型で互いに対向して配設されている。上型１０
１は、シフト調整機構１０３に固着され、下型１０２に
対し水平方向に移動調整することができる。下型１０２
は、チルト調整機構１０４に固着され、上型１０１に対
する傾きを調整することができる。チルト調整機構１０
４はスライド板１０６上に装着され、スライド板１０６
は支柱１０５に沿って上下動自在に駆動する下型駆動部
１０７に連設されている。

【０００３】チルト調整機構１０４では、下型１０２を
固着した下型マウント１０８とスライド板１０６とは球
面からなる摺動面１０９Ａ，Ｂによって、その球心に対
し傾動自在に構成されている。下型マウント１０８の摺
動面１０９Ａの中央部には、下型軸１１０が突設され、
スライド板１０６を貫通し、円形の下押さえ板１１１、
コイルバネ１１２およびナット１１３により、スライド
板１０６を挟持するように装着されている。スライド板
１０６と下押さえ板１１１との摺動面は、摺動面１０９
Ａ，Ｂと同心の球面に形成されている。スライド板１０
６の下面には、下押さえ板１１１を囲繞して、微調ネジ
ホルダ１１４と測定用ホルダ１１５とが複数個配設され
ている。微調ネジホルダ１１４には、下押さえ板１１１
の外周部をその端部で押圧して下押さえ板１１１ととも
に下型１０２をチルト調整したい方向に移動させる微調
ネジ１１６が螺合している。また、測定用ホルダー１１
５には、上記チルト量を測定するスタイラス１１７が装
着されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術には、以下に示すような問題点があった。図７および
図８において、上型１０１の成形面の軸心ｍが、上下の
成形型の押圧方向Ｚに対し、傾きθを有するとき、下型
１０２の成形面の軸心ｎは、チルト調整機構１０４によ
り上型１０１と同一の方向に同一角度θだけ傾斜させる
必要がある。この傾きθが生じた状態で押圧成形を行
い、かつ成形品１２３に中肉厚さのバラツキｌが生じる
と、δ＝ｌsin θだけ軸心ｍと軸心ｎとがずれることと
なり、成形品１２３の上下の成形面の同心度を悪化させ
る要因となる。また傾きθが生じていると、水平方向に
押圧力の分力が作用し、スライド板１０６を傾けるた
め、軸心ｍと軸心ｎとのずれδのバラツキを増大させ
る。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１、２または３に係る発明の課題
は、成形型の成形面の軸心に傾きがあっても、成形品の
成形面の同心度を確保することができる光学素子成形装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１、２または３に係る発明は、ガラス素材を
加熱軟化させた後、押圧成形する光学素子成形装置にお
いて、上型を水平方向に微動させる上型位置調整機構
と、下型をその上端に固設し軸方向に移動自在に保持し
た保持軸を傾斜させる傾斜機構と、この傾斜を調整する
傾斜調整機構とを設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項１、２または３に係る発明の作用で
は、上型を水平方向に微動させる上型位置調整機構と、
下型をその上端に固設し軸方向に移動自在に保持した保
持軸を傾斜させる傾斜機構と、この傾斜を調整する傾斜
調整機構とを設けたことにより、上型の成形面の傾きに
合わせ、下型の成形面を軸方向に移動自在な保持軸とと
もに傾斜させ、その後上型の成形面の軸心と下型の成形
面の軸心との水平方向のズレを零に調整する。請求項２
に係る発明の作用では、上記作用に加え、前記傾斜機構
が、前記保持軸を軸方向に移動自在に保持するハウジン
グの一部を傾斜自在に形成してなることにより、機構を
簡易化する。請求項３に係る発明の作用では、上記作用
に加え、前記傾斜機構を、前記保持軸を軸方向に移動自
在に保持するハウジングに連設したリンク機構で構成し
たことにより、傾斜角度の再現性を向上させる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜図２は発明の実施の形態を
示し、図１は光学素子成形装置の要部を示す概略構成
図、図２は成形装置の成形部分の拡大図である。

【０００９】図１において、１は上型で上型位置調整機
構３に固着され、水平方向に調整自在である。上型位置
調整機構３は複数の支柱４により支持されており、支柱
４は基板５に立設されている。２は下型で保持軸６に固
着され、保持軸６は直進ガイド７を介して傾斜機構８に
保持され、矢印Ｗの方向に移動自在に構成されている。
また、下型２の成形面の軸心ｂと、保持軸６の移動方向
Ｗとは平行になっている。傾斜機構８は、基板５の下部
に配設され、傾斜調整機構９により自在に傾斜角を調整
される。

【００１０】上型１の成形面の軸心ａ（非球面レンズの
光学面の軸心など）が垂直線に対して傾きφを生じてい
る場合、下型２を上端に装着した保持軸６を保持する傾
斜機構８を、傾斜調整機構９により、傾きφと同一角度
傾斜させる。これにより、保持軸６の移動方向Ｗと、上
型１の成形面の軸心ａとは平行になり、下型２の成形面
の軸心ｂは、上型１の成形面の軸心ａと平行に移動する
ようになる。つぎに、上型１の成形面の軸心ａと下型２
の成形面の軸心ｂとは、水平面上でズレｅを生じている
ので、上型位置調整機構３により、ズレｅと同一距離を
微動させ、軸心ａと軸心ｂとを合致させる。

【００１１】図２に示すように、上記の手順により、軸
心ａと軸心ｂとを、下型２の移動方向Ｗと一致させて、
押圧成形することにより、光学素材１０に対する成形面
の横ズレ（点ｃは点ｃ′まで常に押圧方向Ｗの線上を移
動する）や、押圧力の水平方向の分力も発生しなくな
る。また、上下の金型は常に軸心ａ、ｂが一致している
ので、成形品の中肉厚さにバラツキがあったとしても、
軸心合わせの精度には、影響を及ぼさない。

【００１２】

【実施例１】図３は実施例１を示し、光学素子成形装置
の縦断面図である。図３において、光学素子成形装置
は、主に、上型１１を保持して水平方向に微調整自在な
上型位置調整機構２１と、下型１２を固着した保持軸２
４を軸方向に移動させる傾斜機構２２と、下型１２の押
圧方向を傾斜調整する傾斜調整機構１９とから構成され
ている。

【００１３】まず、上型位置調整機構２１について説明
する。上型１１は、その外周を型加熱ヒータ２５が卷回
して、成形可能温度に維持することができる。また上型
１１は上型マウント２６の下端に固着され、上型マウン
ト２６は、マウントフランジ部２６ａが上型マウント支
持板２９の上面に載置され、水平方向に摺動自在となっ
ている。上型マウント２６の水平方向の微動は、上型マ
ウント２６を囲繞するように、上型マウント支持板２９
上に複数個立設された突起部２９ａに螺合するシフト調
整ネジ２８により行う。また、上型マウント２６と上型
マウント支持板２９とは、マウント固定ネジ２７により
固定される。上型マウント支持板２９は、基板１８に立
設された支柱３０により、基板１８の上面と平行かつ水
平に支持されている。

【００１４】つぎに、傾斜機構２２および傾斜調整機構
１９について説明する。下型１２は、上型１１と同様
に、その外周を型加熱ヒータ２５が卷回して、成形可能
温度に維持している。また、下型１２は保持軸２４の上
端に固着され、保持軸２４はハウジング３７にボールリ
テーナ３６を介して軸方向に移動自在に保持されてい
る。保持軸２４の移動は、下方に配設された保持軸駆動
部４０により行われる。ハウジング３７の上端は本光学
素子成形装置のベースとなる基板１８の上部裏面１８ａ
に固着されている。また、ハウジング３７の固着部分の
やや下方の弾性変形部３９の周囲は、ハウジング３７の
全周にわたって切欠き部３８が形成され、肉厚を薄くす
ることにより、弾性変形を容易にしている。切欠き部３
８の下部には、全周にわたってハウジングフランジ部５
５が突設されており、１０度の間隔で３６本の傾斜調整
ネジ４１が螺合している。傾斜調整ネジ４１の先端が、
基板１８の上部裏面１８ａを押圧して、ハウジング３７
を傾斜させ、傾斜調整機構１９を形成している。

【００１５】また、本光学素子成形装置には、上型マウ
ント支持板２９と基板１８と成形室側板３３とで、上型
１１と下型１２を囲繞し、成形室３５を形成している。
この成形室３５に、光学素材２３を加熱軟化して上型１
１と下型１２との間に給排するための素材加熱ヒータ３
１と素材搬送部３２とが連設されている。素材搬送部３
２には、光学素材２３を載置して搬送する搬送アーム４
３が配設されている。搬送アーム４３は、光学素材４３
を載置して素材加熱ヒータ３１内に搬送して加熱し、軟
化後さらに上型１１と下型１２との間の成形位置に搬送
する。

【００１６】本光学素子成形装置の作用について説明す
る。押圧成形した成形品からの測定データを検討し、さ
らに上型１１および下型１２の成形面の位置関係を測定
して、上型１１の成形面の軸心ａに対する下型１２の成
形面の軸心ｂの傾きの大きさと方向とを求める。つぎ
に、傾斜調整ネジ４１のうち、ハウジング３７を傾ける
側の傾斜調整ネジ４１を緩め、反対側の傾斜調整ネジの
先端で基板１８の上部裏面１８ａを押すことにより、テ
コの原理を応用し、弾性変形部３９を弾性変形させ、ハ
ウジング３７を傾斜させる。これにより、保持軸２４の
上端に固着された下型１２の軸心ｂの傾きを上型１１の
軸心ａの傾きの方向と傾斜角が同一となるように調整す
る（この段階では、軸心ａと軸心ｂとは同一直線上には
ない）。

【００１７】その後、成形を行い、成形品からの測定デ
ータを検討したり、直接上下型の位置関係を測定して、
上型１１の軸心ａと下型１２の軸心ｂとの水平面上での
シフト方向のズレ量を求める。そのデータにより、マウ
ント固定ネジ２７を緩め、上型マウント２６をシフト調
整ネジを用いてシフト方向にズレ量だけ動かし、軸心ａ
を軸心ｂに一致させる。その後、マウント固定ネジ２７
を締め付け、上型マウント２６を固定し調整を終了す
る。

【００１８】光学素子の成形工程は、つぎの手順で行わ
れる。まず、素材搬送部３２の搬送アーム４３に載置さ
れた光学素材２３が、素材加熱ヒータ３１内で成形可能
温度まで加熱軟化される。加熱完了後、搬送アーム４３
は前進し、光学素材２３を上型１１と下型１２の間の成
形位置に搬送する。つぎに、保持軸駆動部４０が作動
し、保持軸２４を上昇させ、光学素材２３を押圧成形す
る。最後に、一定時間押圧後に、保持軸２４は下降し、
成形品は搬送アーム４３により、成形室３５の外に搬出
され、成形工程を終了する。

【００１９】本実施例によれば、上型の成形面の軸心と
下型の成形面の軸心とを合致させることにより、非球面
レンズ等の光軸の同心度を要求される高性能の光学素子
を成形することができる。また、下型を保持するハウジ
ングの弾性変形を利用した傾斜機構とすることにより、
簡単な構造で、無用なガタを生ずることなく、高精度の
傾き調整が可能である。

【００２０】本実施例では、傾斜調整ネジおよびシフト
調整ネジは、手操作により行う構成となっているが、こ
れに替えて、油空圧または電動などの動力を用いた調整
機構としてもよい。

【００２１】

【実施例２】図４〜図５は実施例２を示し、図４は光学
素子成形装置の縦断面図、図５は傾斜機構の分解斜視図
である。本実施例の光学素子成形装置の基本構成は実施
例１の光学素子成形装置と同様なので、傾斜機構２２Ａ
および傾斜調整機構１９Ａ以外については、同一の部材
には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００２２】本実施例の傾斜機構２２Ａおよび傾斜調整
機構１９Ａについて説明する。図４および図５に示すよ
うに、傾斜機構２２Ａは、外輪４４、内輪４６、第１連
結ピン４５、第２連結ピン４７、およびハウジング３７
Ａからなるリンク機構により構成されている。外輪４４
は、基板１８に固着され、側面には直径方向に第１連結
ピン穴４８が穿設されている。内輪４６の側面には、直
径方向でかつ互いに９０度異なる位置に第１連結ピン穴
４８と第２連結ピン穴４９とが穿設されている。また、
ハウジング３７Ａの上部側面には、第２連結ピン穴４９
が穿設されている。内輪４６は、第１連結ピン穴４８に
第１連結ピン４５を嵌入して、外輪４４に一定の隙間を
もって回動自在に保持されている。また、ハウジング３
７Ａは、第２連結ピン穴４９に第２連結ピン４７を嵌入
して、内輪４６に一定の隙間をもって回動自在に保持さ
れている。なお、第１連結ピン４５および第２連結ピン
４７は、第１連結ピン穴４８および第２連結ピン穴９と
不要な隙間なく嵌入している。また、外輪４４、内輪４
５およびハウジング３７Ａは、第１連結ピン４５および
第２連結ピン４７に対して、回動はするが、各々のピン
の軸方向には摺動しない構造となっている。

【００２３】傾斜調整機構１９Ａは、図４に示すよう
に、ハウジング３７Ａの下部に周設され、基板１８の側
壁に突設された基板突起５０に螺合する複数個の調整ネ
ジ５１により構成される。調整ネジ５１の先端は、ハウ
ジング３７Ａの外周の下端部に当接し、傾斜方向によ
り、互いに前進または後退するようにして傾斜角度を調
整する。

【００２４】傾斜機構２２Ａおよび傾斜調整機構１９Ａ
の作用について説明する。上型１１の成形面の軸心ａの
傾きに、下型１２の成形面の軸心ｂの傾きを合わせるに
は、調整ネジ５１を回動して、ハウジング３７Ａの下端
部を傾斜方向に押し出すことにより行う。内輪４６は、
基板１８に固着された外輪４４に対して図５の矢印αの
方向に自由度を有する。また、ハウジング３７Ａは、内
輪４６に対して矢印βの方向に自由度を有する。これに
より、ハウジング３７Ａは、基板１８に対して自在に傾
斜できる自由度を有し、任意の方向に傾斜することがで
きる。

【００２５】本実施例によれば、上型の成形面の軸心と
下型の成形面の軸心とを合致させることにより、非球面
レンズ等の光軸の同心度を要求される高性能の光学素子
を成形することができる。また、ハウジングの傾斜機構
がリンク機構であるため、常に決められた回転軸を中心
にした再現性のあるハウジングの傾きをすることができ
るとともに、調整時間を短縮することができる。

【００２６】本実施例では、直交する２軸によるリンク
機構で傾斜機構を構成しているが、これに替えて、ハウ
ジングの一部を球体とし、球体部分を受ける球座を基板
に連設して、球体の球心を中心に傾動自在に構成しても
よい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１、２または３に係る発明によれ
ば、上型の成形面の軸心と下型の成形面の軸心とを合致
させることにより、非球面レンズ等の光軸の同心度を要
求される高性能の光学素子を成形することができる。請
求項２に係る発明によれば、上記効果に加え、下型を保
持するハウジングの弾性変形を利用した傾斜機構とする
ことにより、簡単な構造で、無用なガタを生ずることな
く、高精度の傾き調整が可能である。請求項３に係る発
明によれば、上記効果に加え、ハウジングの傾斜機構が
リンク機構であるため、常に決められた回転軸を中心に
した再現性のあるハウジングの傾きをすることができる
とともに、調整時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態の光学素子成形装置の要部を
示す概略構成図である。

【図２】発明の実施の形態の成形装置の成形部分の拡大
図である。

【図３】実施例１の光学素子成形装置の縦断面図であ
る。

【図４】実施例２の光学素子成形装置の縦断面図であ
る。

【図５】実施例２の傾斜機構の分解斜視図である。

【図６】従来技術の光学素子成形装置の縦断面図であ
る。

【図７】従来技術の問題点の説明図である。

【図８】従来技術の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１上型２下型３上型位置調整機構４支柱５基板６保持軸７直進ガイド８傾斜機構９傾斜調整機構１０光学素材ａ上型成形面の軸心ｂ下型成形面の軸心Ｗ押圧方向 φ 上型成形面の傾き

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス素材を加熱軟化させた後、上下一
対の成形型間に移送し、押圧成形する光学素子成形装置
において、上型を水平方向に微動させる上型位置調整機構と、下型
をその上端に固設し軸方向に移動自在に保持した保持軸
を傾斜させる傾斜機構と、この傾斜を調整する傾斜調整
機構とを設けたことを特徴とする光学素子成形装置。
【請求項２】前記傾斜機構は、前記保持軸を軸方向に
移動自在に保持するハウジングの一部を傾斜自在に形成
してなることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形
装置。
【請求項３】前記傾斜機構は、前記保持軸を軸方向に
移動自在に保持するハウジングに連設したリンク機構に
より構成したことを特徴とする請求項１記載の光学素子
成形装置。