JPH0986939A

JPH0986939A - 光学素子成形方法および装置

Info

Publication number: JPH0986939A
Application number: JP25033495A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hayashi; 俊明林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】光学素子の形状に関係なく形状精度が高く、
かつ成形型の耐久性も高くガラスと融着しにくい光学素
子成形方法および装置を提供する。【解決手段】ガラスを坩堝内で溶融してノズル１０か
ら下型に供給する手段と、水平方向に回転する回転軸１
６を有するモータ１５と、回転軸１６から水平方向に少
なくとも１本以上設置されたアーム１１と、前記下型を
内部に保持しアーム１１の先端に揺動自在かつ着脱自在
に取り付けた加熱可能な遠心容器１と、遠心容器１をア
ーム１１から取り外すとともに遠心容器１の位置決め手
段を設けかつ前記下型と上型５間に成形圧を付与する上
下動自在なプレス主軸１７により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子成形方法
および装置に係り、特に溶融ガラスから高精度な光学素
子を成形することができる光学素子成形方法および装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術としては、特開平５−１３２３
２６号公報および特開平４−２１９３２８号公報に記載
された技術がある。特開平５−１３２３２６号公報の成
形装置は、図９に示すように、回転体５０の回転中心部
に溶融ガラス供給口５１および湯溜５２を設け、湯溜５
２から放射状に伸びる湯道５３を介して連絡する空洞の
壁面を成形面５４にした成形型５５を回転体５０の外周
内部に設けて構成されている。５６はガス抜き孔であ
る。この成形装置による成形方法は、溶融槽５７から溶
融ガラス供給口５１を介して湯溜５２に溶融ガラスを供
給した後、回転体５０を回転させ、遠心力により溶融ガ
ラスを湯溜５２から湯道５３を通じて回転体の外周部に
流動させて成形型５５内部に充填する。その際、遠心力
により成形面５４に圧力がかかり、成形面５４の形状が
転写される。

【０００３】特開平４−２１９３２８号公報の成形装置
は、図１０に示すように、上壁面に溶融ガラスの投入口
６０を設けた水平方向に回転可能なバケット６１を配置
し、バケット６１内に遠心力が作用する方向に滑動可能
な一対の成形型６２を配置して構成されている。そし
て、光学素子を成形する際には、投入口６０から一対の
成形型６２の間に溶融ガラス６３を供給し、その後、バ
ケット６１を回転させて遠心力により成形型６２の一方
を水平方向に移動させて他方の成形用型６２に接近さ
せ、遠心力により一対の成形型６２の間で光学素子を成
形する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には以下の問題点があった。特開平５−１３２３
２６号公報にあっては、図９（ａ）に示すように、回転
体５０を回転させると、遠心力により溶融ガラスには外
方向に力が作用し、溶融ガラスは回転体５０の外周部方
向へ流動する。その場合、回転方向に対し成形する光学
素子の中心より外周部では、図９（ｂ）に示すように、
溶融ガラスに対して成形面５４に押し付ける矢印５８の
方向に力が作用するが、回転方向に対し光学素子中心か
ら内側部では成形面５４から離れる矢印５９の方向の力
が作用する。よって、成形型５５の内部に溶融ガラスが
充填されても、冷却によるガラス収縮により形状精度が
得られにくい。特に、肉厚の薄いレンズでは成形面５４
に作用する力が小さくなるため形状精度が得られにく
く、本実験では形状精度０．２μｍのレンズは得られな
かった。

【０００５】特開平４−２１９３２８号公報にあって
は、図１０（ｂ）に示すように、遠心成形により溶融ガ
ラス６３は一対の成形型６２間で挟持されて成形面の下
部から上部へ流動する。よって、径の大きいレンズでは
成形面の全面に流動するまでガラスが成形型６２で冷却
され、流動最終部では流動しにくくなるため形状精度が
得られにくい。

【０００６】また、上記従来技術は高温の溶融ガラスを
同時に成形するため、成形型の耐久性が低くなりかつガ
ラスが融着しやすい。

【０００７】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、請求項１の発明は、レンズ形状に関係なく形
状精度が高く、かつ成形型の耐久性も高くガラスと融着
しにくい光学素子成形方法を提供することを目的とす
る。請求項２の発明は、レンズ形状に関係なく形状精度
が高く、かつ成形型の耐久性も高くガラスと融着しにく
い光学素子成形装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のように構成した。請求項１の光学素
子成形方法は、溶融容器内でガラス粘度で１０²ポアズ
以下に相当する温度に加熱した溶融ガラスを、水平方向
へ回転自在なアームに揺動自在かつ着脱自在に取り付け
た支持部材に保持した下型に供給し、前記アームの回転
により前記下型を該下型が含まない位置を中心にして少
なくとも３００ｒｐｍ以上の速度で回転させることによ
り遠心力で前記供給ガラスを下型全面に流動させ、流動
完了後にガラス粘度が１０⁴ポアズから１０⁸ポアズに
相当する温度まで前記供給ガラスを冷却した後、プレス
装置により前記支持部材を前記アームから取り外して下
型と上型とにより前記供給ガラスをプレスすることとし
た。

【０００９】請求項２の光学素子成形装置は、ガラスを
溶融し下型に供給する手段と、水平方向に回転する回転
軸を有するモータと、前記回転軸から水平方向に少なく
とも１本以上設置されたアームと、前記下型を内部に保
持し前記アームの先端に揺動自在かつ着脱自在に取り付
けた加熱可能な支持部材と、前記支持部材を前記アーム
から取り外すとともに前記下型と上型間に成形圧を付与
しかつ前記支持部材の位置決め手段を設けたプレス主軸
を備えたプレス装置を設けて構成した。

【００１０】請求項１に係わる発明の作用を図１および
図２に基づいて説明する。図１は下型を保持した支持部
材を示す断面図で、図１（ａ）は下型に溶融ガラスを供
給した状態、図１（ｂ）は遠心成形の状態、図１（ｃ）
は下型と上型による成形の状態をそれぞれ示している。
図２は遠心成形時の冷却によるガラスの変形を示す断面
図である。

【００１１】支持部材（以下、遠心容器という）１の揺
動は、図１（ａ）に示すように、下型２の成形面２ａ中
心を軸として揺動する。ガラス粘度で１０²ポアズに相
当する温度の溶融ガラス（ガラスゴブ３）を溶融容器か
ら下型２上に供給し、アームを回転させて遠心容器１を
３００ｒｐｍ以上の回転数で水平に回転させると、図１
（ｂ）に示すように、遠心容器１は水平になるとともに
ガラスゴブ３には下型２の成形面２ａへ押し付ける矢印
４方向の遠心力が作用する。この遠心力によりガラスゴ
ブ３は中心から外周部へ流動し、成形面２ａ形状が転写
された下面が成形される。この際、ガラスゴブ３のガラ
ス粘度が１０²ポアズを越えると、粘度が高く遠心力で
は流動しない。また、遠心容器１の回転数も３００ｒｐ
ｍ未満の速度では遠心力が低く、下型２の成形面２ａ全
面にガラスが流動しない。遠心成形後、ガラス粘度が１
０⁴ポアズから１０⁸ポアズまで冷却された後、図１
（ｃ）に示すように、上型５と下型２とで成形される。
ガラス粘度を上記範囲としたのはガラスと型との融着が
生じさせないためであり、ガラス粘度が１０⁴ポアズ未
満で成形するとガラスと型が融着し、また１０⁸ポアズ
を越えると粘度が高く成形できない。また、ガラス粘度
が低い遠心成形にてガラスが融着しないのは、図２に示
すように、ガラス上面が自由面であるため冷却の際の収
縮が抑えられないため、図２（ａ）の状態のガラスゴブ
３が、図２（ｂ）に示すように矢印６の方向に反るから
である。

【００１２】請求項２の発明に係わる作用を図３に示す
光学素子成形装置の概念図に基づいて説明する。ガラス
を溶融し下型に供給する手段は坩堝とノズル等からな
り、ガラスは坩堝にて所定の粘度まで溶融され、溶融さ
れたガラスは遠心容器１に保持された下型２（図１参
照）にノズル１０から供給される。遠心容器１はアーム
１１の水平方向の回転によって前記遠心力により成形で
きるよう容器軸１２を中心として揺動でき、かつジョイ
ント１３の溝１４を中心としても揺動する。よって、ア
ーム１１を水平に回転させることにより遠心容器１は遠
心力で水平となるとともに、図１（ｂ）に示すようにガ
ラスゴブ３が下型２の成形面２ａに押し付けられる力が
働く。アーム１１はモータ１５の回転軸１６に設置さ
れ、回転軸１６の回転とともに水平方向に回転する。ガ
ラスゴブ３の遠心成形後にガラスゴブ３を下型２と上型
５との間で成形するため、遠心容器１はプレス主軸１７
の上方かつ上型５の下方に位置するように停止される。
容器軸１２は容器軸１２を支持するジョイント１３の溝
１４から脱着可能となっており、プレス主軸１７を上昇
させることにより遠心容器１はアーム１１に取り付けた
ジョイント１３の溝１４から上方に外れ、遠心成形され
たガラスゴブ３は上型５と下型２によりプレス成形され
る。この際、プレス主軸１７と遠心容器１とに設けた位
置決め手段により、上型５と下型２は光学軸が合わせら
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

［発明の実施の形態１］本発明の実施の形態１を図４お
よび図５に基づいて説明する。図４は本実施の形態の光
学素子成形装置を概略的に示す断面図、図５は図４の装
置に備えた遠心成形部の一部を示す正面図である。

【００１４】本実施の形態の成形装置は、図４に示すよ
うに、ガラスを溶融しゴブ状態で溶融ガラス２０を下型
２に供給するガラス溶融供給部Ａと、下型２に供給され
たガラスゴブ３に下型２方向への遠心力を作用させて下
型２の成形面２ａ全面に流動させた遠心ゴブ３ａを成形
する遠心成形部Ｂと、下型加熱部Ｃと、下型２を位置決
めし遠心ゴブ３ａをプレス成形する際の成形力を付与す
る下型位置決めプレス部Ｄと、遠心ゴブ３ａを下型２と
の間でプレス成形する上型部Ｅとから構成されている。

【００１５】ガラス溶融供給部Ａは、坩堝２１、ノズル
１０、坩堝ヒーター２２およびプランジャー２３から構
成されている。坩堝２１はＰｔ材またはその合金材から
なり、ガラスは坩堝２１内で溶融され、溶融ガラス２０
は坩堝２１内に貯蔵される。坩堝２１の形状は、溶融部
の内径φ１００ｍｍ、深さ１２５０ｍｍで、その下部は
下向きに傾斜させた４５°のテーパー形状の円錐形に形
成され、円錐形の最下部（頂部）すなわち坩堝２１の中
心に溶融ガラス供給用のノズル１０が下方に向けて接続
されている。ノズル１０は内径１０ｍｍで長さ１１００
ｍｍとなっている。坩堝２１とノズル１０の周囲には坩
堝ヒーター２２が配置されており、坩堝２１とノズル１
０の加熱が可能となっている。この坩堝ヒーター２２
は、二珪化モリブデン等のセラミックスヒーターが望ま
しい。また、坩堝２１内には、プランジャー２３がノズ
ル１０と同軸に設置されている。プランジャー２３は、
図示されていない駆動装置により上下動自在となってお
り、プランジャー２３を上下動させてノズル１０を開
放、閉鎖することにより、ノズル１０から所望の量の溶
融ガラス２０を坩堝２１から下型２上に供給し得るよう
になっている。プランジャー２３の先端部はｒ＝１０の
半球形状に形成されており、プランジャー２３を降下さ
せるとノズル２３に弁をする構成となっている。

【００１６】遠心成形部Ｂは、ガラス溶融供給部Ａの下
方に配置され、モータ１５と、アーム１１と、ジョイン
ト１３と、遠心容器１と、ホルダー２４と、下型２から
構成されている。

【００１７】モータ１５の回転軸１６は鉛直上方に向か
って配置されており、この回転軸１６にアーム１１が水
平となるように取り付けられている。アーム１１の先端
には、図５に示すように、遠心容器１を取り付けるた
め、上方に開口した溝１４を設けたジョイント１３が接
続されており、このジョイント１３はアーム１１の延長
方向の軸を中心としてアーム１１の回転方向へ自由に揺
動自在となっている。

【００１８】遠心容器１は下型２およびホルダー２４を
収納可能な有底円筒形状となっており、その内径部は公
差±０．００２５ｍｍに加工されている。この遠心容器
１は、下型２よりも線膨張率の小さい材料からなり、遠
心容器１の外周部には容器軸１２が突設されている。さ
らに、遠心容器１の底部には円錐形の４５°テーパーか
らなる円錐形状の下型位置決め２６が、内部に収納する
下型２との同軸度が±０．００２５ｍｍとなるように形
成されている。この遠心容器１は、容器軸１２をジョイ
ント１３の溝１４に係合させてアーム１３に支持され、
図５に示すように、容器軸１２を中心にして矢印イ方向
に自由に揺動可能で、かつアーム１１を基準にジョイン
ト１３を介して矢印ロ方向に自由に揺動可能となってい
る。

【００１９】下型２は、成形面２ａを上に向けて遠心容
器１内に収納され、ジョイント１３に遠心容器１が支持
された状態で前記ノズル１０の中心かつ下方に配置され
るとともに、モータ１５の駆動により遠心容器１と一緒
に回転するようになっている。この下型２はガラスゴブ
３と融着しにくいＡｌＮ、ＷＣにＣｒＮをコートした材
料等が好ましく、その形状は外径φ３０ｍｍ成形面部の
みが成形する光学素子の径となっている。下型２の成形
面２ａは、面形状ＰＶ０．３μｍ以下、面粗さＲｍａｘ
０．１μｍ以下に加工されている。また、型外径部は公
差±０．００２５ｍｍに加工されており、下型２７より
線膨張率の小さい遠心容器１内に下型２を収納し、下型
２と遠心容器１を加熱することにより下型２と容器１は
熱嵌合し、下型２は遠心容器１内に固定される。

【００２０】ホルダー２４は、遠心容器１の内径部かつ
下型２の成形面部の外周に脱着可能に配置され、成形す
る光学素子の外径を規制するとともに成形後の光学素子
を取り出す際に使用される。このホルダー２４は、図４
に示すように中空円筒形状に形成され、その内径部は下
型２の成形面部外周と嵌め合わされる部分とそれより径
が大きいガラス受け部からなっている。この形状により
成形されたガラスはガラス受け部まで流動するため、ホ
ルダー２４を搬送することにより成形した光学素子が遠
心容器１内から取り出すことができる。

【００２１】下型加熱部Ｃは、下型ヒーター２７と下型
シリンダ２８から構成されている。下型ヒーター２７は
遠心容器１に収納した下型２を所望の温度に加熱保持す
るためもので、遠心容器１の下方に配置され、その内部
に遠心容器１を挿入させるための開口部が上部に形成さ
れている。この下型ヒーター２７は下型シリンダ２８に
取り付けられており、下型シリンダ２８より上下動さ
れ、上昇した際に遠心容器１が下型ヒーター２７内に収
納される。

【００２２】下型位置決めプレス部Ｄは、プレス主軸１
７と図示を省略したステッピングモータ、エアーシリン
ダから構成されている。プレス主軸１７は、遠心成形部
Ｂのモータ１２を中心にして下型ヒーター２７とは対称
位置に配置されている。プレス主軸１７はステッピング
モータにより上下に駆動自在となっており、また下部に
エアーシリンダが設置され、遠心ゴブ３ａの成形圧力は
エアーシリンダの空圧により制御される。そして、成形
方向に対するシフト方向の公差は１０μｍの精度となっ
ている。プレス主軸１７の先端部には。高温セラミック
ス材からなる主軸位置決め２９が設置されている。主軸
位置決め２９は、遠心容器１の底部に形成した下型位置
決め２６と同形状で上部を小径にした４５°テーパーか
らなる円錐形状に形成されており、光学素子の成形の際
はプレス主軸１３が上昇して主軸位置決め２９と下型位
置決め２６が嵌合し、下型２と上型５が同軸上に位置出
しされる。更に、プレス主軸１７を上昇させると、遠心
容器１の容器軸１２がジョイント１３の溝１４を伝わっ
て上方に移動してアーム１１から外れ、下型２の成形面
２ａ上にある遠心ゴブ３ａは上型５によりプレス成形さ
れる。

【００２３】上型部Ｅは、上型５と上型ヒーター３０か
ら構成されている。上型５は成形面５ａを下に向けてプ
レス主軸１７および遠心容器１の上方に固定されてい
る。上型ヒーター３０は上型５を所定温度に加熱するた
めのもので、上型５の周囲に配置されている。

【００２４】ノズル１０およびプレス主軸１７と下型２
の位置決めは遠心成形部Ｂのモータ１５によって行われ
る。このモータ１５はサーボモータからなり、位置決
め、加速、減速が制御可能となっている。

【００２５】次に、前記光学素子成形装置を用いて光学
素子を成形する方法を作用とともに説明する。まず、プ
ランジャー２３でノズル１０を閉鎖した状態でガラスブ
ロックを坩堝２１内に投入し、坩堝ヒーター２２にてガ
ラス粘度で１０ポアズに相当する温度に加熱溶融する。
溶融後ノズル１０も同温度に加熱し、プランジャー２３
を上昇距離５ｍｍ、上昇時間０．８ｓｅｃにて約１．５
ｇの溶融ガラス２０を下型２の成形面２ａ上に供給す
る。下型２は下型ヒーター２７により予めガラス粘度で
１０12ポアズに相当する温度で加熱保持しておく。ガラ
スゴブ３を下型２に供給後すぐにモータ１５にて遠心容
器１を水平方向に回転させ、約８００ｒｐｍで５秒間遠
心成形を行う。遠心成形後、遠心容器１を主軸位置決め
２９の中心軸上で停止させる。遠心ゴブ３ａのガラス粘
度が１０⁴ポアズまで冷却後、プレス主軸１７を上昇さ
せる。それにより主軸位置決め２９と下型位置決め２６
とが嵌合し、遠心容器１はアーム１１からはずれ、プレ
ス主軸１７により上方に移動される遠心容器１内の下型
２と、予め上型ヒーター３０にてガラス粘度で１０¹²ポ
アズに相当する温度に加熱保持された上型５とで遠心ゴ
ブ３ａがプレスされ、所望形状の光学素子が成形され
る。この時の成形圧は１００ｋｇ／ｃｍ²で１２秒間行
った。成形後、プレス主軸１７が下降され、遠心容器１
は再びアーム１１にジョイント１３の溝１４と容器軸１
２を介して設置される。遠心容器１をアーム１１に設置
後、図示されていない搬送ユニットにより、ホルダー２
４を遠心容器１から取り出して搬送する。

【００２６】本実施の形態によれば、形状精度ＰＶ０．
３μｍ以下の高精度光学素子が溶融ガラスから成形可能
となった。従来の成形方法では５０００ショット程度で
ガラスの融着、型成形面の劣化等が生じたが、本発明の
実施の形態による方法では遠心力で溶融ガラスを下型２
の成形面２ａ全面に流動させ、温度が低下した後に両面
成形するため１００００ショット成形しても型の劣化が
生じなかった。また、外径φ２０ｍｍの光学素子でも下
型２の成形面２ａ上に供給したガラスゴブ３の中心から
ガラスを成形面２ａの外周方向へ流動させるため、遠心
成形中に冷却固化することなく成形可能となった。しか
し、従来の方法では全面に流動させることができず成形
できなかった。さらに、本実施の形態では遠心成形後ガ
ラス粘度で１０⁴ポアズで成形したが、外径φ１０ｍｍ
以下のレンズでは１０⁸ポアズに相当する温度でも成形
可能である。また、遠心成形の回転数を８００ｒｐｍと
したが、φ５ｍｍ程度の光学素子では３００ｒｐｍでも
成形可能である。しかし、それ以下になるとガラスの表
面張力が強く下型全面に流動できない問題が生じた。

【００２７】［発明の実施の形態２］本発明の実施の形
態２を図６に基づいて説明する。図６は本実施の形態の
光学素子成形装置に備えた遠心容器の保持部を示してお
り、遠心容器を保持した状態を上方から見た図である。
なお、保持部以外は、図４に示す構成と同様であるため
図示を省略し、以下の説明においては必要に応じて図４
の番号を用いて説明する。

【００２８】本実施の形態の成形装置に備えたジョイン
ト１３には、遠心容器１の各容器軸１２とそれぞれ係止
する２本の容器取り付けアーム３５が遠心容器１の外径
より若干広い間隔を有し、回動軸３６を中心にして水平
方向へ回動可能に設けられている。回動軸３６側の容器
取り付けアーム３５間には、アーム開閉シリンダ３７が
配置され、そのロッドの先端に容器取り付けアーム３５
が固着されている。このアーム開閉シリンダ３７は両端
が同時に動くチャックシリンダを用いてもよく、または
片ロッドシリンダを２本組み合わせてもよい。容器取り
付けアーム３５の先部には容器軸１２が挿入可能な穴状
の係合部３８が設けられており、アーム開閉シリンダ３
７により容器取り付けアーム３５を閉状態（平行状態）
としたとき、容器軸１２が係合部３８に挿入し、遠心容
器１がジョイント１３を介してアーム１１に揺動自在に
支持され、容器取り付けアーム３５を開状態としたと
き、容器軸１２と係合部３８との係合が解除されて遠心
容器１をアーム１１から取り外すことができるようにな
っている。

【００２９】次に、本実施の形態の成形装置を用いて光
学素子を成形する方法を作用とともに説明する。成形方
法は前記実施の形態１とほぼ同様であるが、遠心容器１
のチャックタイミングのみ異なる。前記実施の形態１と
同様に溶融ガラス２０を下型２に供給してガラスゴブ３
を遠心成形した後、モータ１５によりプレス主軸１７の
軸上まで遠心容器１を移動して停止する。遠心容器１を
移動した後、遠心ゴブ３ａのガラス粘度が１０⁴ポアズ
になるまで冷却し、プレス主軸１７を上昇させる。それ
により、主軸位置決め２９と下型位置決め２６とが嵌合
し、その時点で手でプレス主軸１７の上昇を停止する。
プレス主軸１７を停止した後、アーム開閉シリンダ３７
を作動させて容器取り付けアーム３５を開き、遠心容器
１をアーム１１から外す。遠心容器１がアーム１１から
外れた後、遠心容器１を支持したプレス主軸１７を再度
上昇させ、遠心容器１内の下型２と予め上型ヒーター３
０によりガラス粘度で１０¹²ポアズに相当する温度に加
熱保持された上型５とで遠心ゴブ３ａをプレスし光学素
子を成形する。この成形が終了した後、プレス主軸１７
を下降し、容器軸１２と係合部３８が対応する位置でプ
レス主軸１７の下降を一時停止しする。そして、アーム
開閉シリンダ３７を作動させて容器取り付けアーム３５
を閉じ、容器軸１２を係合部３８に挿入して遠心容器１
をアーム１１にセットする。これにより、遠心容器１は
再びアーム１１に設置される。

【００３０】本実施の形態によれば、アーム１１に対す
る遠心容器１の取り付け、取り外しを確実に行うことが
で、遠心成形中に遠心容器１がアーム１１から外れる等
が生じない。その他の効果は前記実施の形態１と同様で
ある。

【００３１】［発明の実施の形態３］本発明の実施の形
態３を図７および図８に基づいて説明する。図７は本実
施の形態の光学素子成形装置に備えた遠心容器と下型位
置決めプレス部を示す断面図、図８は下型位置決めプレ
ス部を示す平面図である。なお、遠心容器の下型位置決
めと下型位置決めプレス部の主軸位置決め以外は、図４
に示す構成と同様であるため図示を省略し、以下の説明
においては必要に応じて図４の番号を用いて説明する。

【００３２】本実施の形態の遠心容器１には、その底部
外周面に底部側を小径にしたテーパー形状の下型位置決
め２６が設けられている。プレス主軸１７の先端部に設
けた主軸位置決め２９は、位置決め部材２９ａ、２９
ｂ、２９ｃにより３分割して構成され、位置決め部材２
９ａ〜２９ｃを組み合わせた際に下型位置決め２６が嵌
合する凹形状のテーパーからなる主軸位置決め２９が形
成されるようになっている。位置決め部材２９ａ、２９
ｂ、２９ｃの外面には、ボルト（図示省略）によりプレ
ス主軸１７の先端面にそれぞれ固定された位置決め開閉
シリンダ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが取り付けられてい
る。また、各位置決め部材２９ａ、２９ｂ、２９ｃとプ
レス主軸１７の間には、精度が±５μｍ以下のリニアガ
イド（図示省略）が設置され位置決め部材２９ａ〜２９
ｃが位置決めされるとともに、位置決め開閉シリンダ４
０ａ、４０ｂ、４０ｃを作動させることにより位置決め
部材２９ａ、２９ｂ、２９ｃが３方向に開閉動し、閉動
作で位置決め部材２９ａ〜２９ｃが図８に示すように接
合し、主軸位置決め２９が構成されるようになている。
その他の構成は図４と同様である。

【００３３】次に、本実施の形態の成形装置を用いて光
学素子を成形する方法を作用とともに説明する。前記実
施の形態１と同様に、遠心成形した遠心ゴブ３ａを位置
決め部材２９ａ〜２９ｃを接合した状態で主軸位置決め
２９と下型位置決め２６を嵌合させ、遠心容器１を支持
し上昇させて下型２と上型５との間で光学素子をプレス
成形する。成形終了後、プレス主軸１７を降下させ、ア
ーム１１が遠心容器１を保持する位置でプレス主軸１７
の降下を停止させる。プレス主軸１７が停止した後、位
置決め開閉シリンダ４０ａ〜４０ｃを作動させて位置決
め部材２９ａ〜２９ｃを外方向に移動して主軸位置決め
２９を開き、主軸位置決め２９と下型位置決め２６との
嵌合を解除した後、さらにプレス主軸１７を下降させ
る。それ以降の方法は実施の形態１と同様である。

【００３４】本実施の形態によれば、主軸位置決め２９
を３分割構成にしたので、主軸位置決め２９と下型位置
決め２６との嵌合を容易に解除することができる。位置
決めする構成が一体型では高精度で嵌合させるため成形
後抜けにくくなるが、本実施の形態のように３分割構成
にすると、そのような問題が生じない。また、高精度光
軸光学素子の成形の場合、高精度を得るため位置決め径
を大きくするが、位置決め径を大きくすると嵌合面積が
大きくなるため抜けにくくなるが、本実施の形態の構成
ではそのような問題は生じない。よって、高精度光学素
子の成形が可能になる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明したように、本発明では以下
の効果を得ることができる。請求項１の発明では、レン
ズ外径に関係なく形状精度が高く、かつ成形型の耐久性
も高くかつレンズと融着しにくい光学素子成形が可能に
なった。

【００３６】請求項２の発明では、レンズ外径に関係な
く形状精度が高く、かつ成形型の耐久性も高くガラスと
融着しにくい光学成形装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子成形装置の支持部材を示す断
面図で、図１（ａ）は下型に溶融ガラスを供給した状
態、図１（ｂ）は遠心成形の状態、図１（ｃ）は下型と
上型による成形の状態をそれぞれ示している。

【図２】本発明の光学素子成形方法における遠心成形時
の冷却によるガラスの変形を示す断面図である。

【図３】本発明の光学素子成形装置を概念的に示す斜視
図である。

【図４】本発明の実施の形態１の光学素子成形装置を概
略的に示す断面図である。

【図５】本発明の実施の形態１の光学素子成形装置に備
えた遠心成形部の一部を示す正面図である。

【図６】本発明の実施の形態２の光学素子成形装置に備
えた遠心容器の保持部を示す平面図である。

【図７】本発明の実施の形態３の光学素子成形装置に備
えた遠心容器と下型位置決めプレス部を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の実施の形態３の光学素子成形装置に備
えた下型位置決めプレス部を示す平面図である。

【図９】従来技術を示す断面図である。

【図１０】従来技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１支持部材（遠心容器）２下型３ガラスゴブ５上型１０ノズル１１アーム１２容器軸１３ジョイント１４溝１５モータ１６回転軸１７プレス主軸２０溶融ガラス２１坩堝２４ホルダー２６下型位置決め２７下型ヒーター２９主軸位置決め２９ａ、２９ｂ、２９ｃ位置決め部材３５容器取り付けアーム３６回動軸３７アーム開閉シリンダ３８係合部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ位置決め開閉シリンダＡガラス溶融供給部Ｂ遠心成形部Ｃ下型加熱部Ｄ下型位置決めプレス部Ｅ上型部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融容器内でガラス粘度で１０²ポアズ
以下に相当する温度に加熱した溶融ガラスを、水平方向
へ回転自在なアームに揺動自在かつ着脱自在に取り付け
た支持部材に保持した下型に供給し、前記アームの回転
により前記下型を該下型が含まない位置を中心にして少
なくとも３００ｒｐｍ以上の速度で回転させることによ
り遠心力で前記供給ガラスを下型全面に流動させ、流動
完了後にガラス粘度が１０⁴ポアズから１０⁸ポアズに
相当する温度まで前記供給ガラスを冷却した後、プレス
装置により前記支持部材を前記アームから取り外して下
型と上型とにより前記供給ガラスをプレスすることを特
徴とする光学素子成形方法。
【請求項２】ガラスを溶融し下型に供給する手段と、
水平方向に回転する回転軸を有するモータと、前記回転
軸から水平方向に少なくとも１本以上設置されたアーム
と、前記下型を内部に保持し前記アームの先端に揺動自
在かつ着脱自在に取り付けた加熱可能な支持部材と、前
記支持部材を前記アームから取り外すとともに前記下型
と上型間に成形圧を付与しかつ前記支持部材の位置決め
手段を設けたプレス主軸を備えたプレス装置を有するこ
とを特徴とする光学素子成形装置。