JPH11100219A

JPH11100219A - 光学素子の成形方法とその装置

Info

Publication number: JPH11100219A
Application number: JP9261597A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakatani; 典雄中谷
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送代と余剰ガラスとを形成させないかまたは
減少させて、後加工の工数を低減させ得る光学素子の成
形方法を提供する。【解決手段】加熱軟化した光学素子素材１４を一対の成
形型８、１１間に搬送して押圧成形する光学素子の成形
方法において、所望の光学素子１７の体積に近似してお
り前記成形型８、１１の成形面８ａ、１１ａの外径より
もその外径が小さな光学素子素材１４を、前記成形型
８、１１間に搬送して押圧成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱軟化した光学
素子素材を一対の成形型間に搬送して押圧成形する光学
素子の成形方法とその装置に係わり、詳しくは光学素子
素材とその搬送手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラスレンズ等の光学素子の成形
方法では、予め光学素子素材を押圧成形可能な状態に加
熱軟化した後、成形する光学素子の光学面を反転した成
形面を有する一対の成形型間に搬入して、この成形型に
て押圧成形する方法が採用されている。この種の成形手
段には、例えば、「ガラス成形装置における搬送アー
ム」として、特開昭６２−１８２１２２号公報所載の技
術が開示されている。この技術は、光学素子素材である
ガラス素材をリング状の搬送皿に載置し、この搬送皿を
搬送アーム先端に設けられた載置部に載置した状態で加
熱炉内および成形型間に搬入して、この搬送皿の中央の
開口穴を成形型が貫通して、ガラス素材を押圧成形する
というものである。

【０００３】

【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、つぎのような問題点があった。すなわち、上記
従来技術では、ガラス素材はリング状の搬送皿に載置さ
れ、搬送皿を成形型が貫通して押圧成形されるため、成
形型の成形面外径よりも大径の搬送皿が必要になり、従
って、成形型の成形面外径よりも大きなガラス素材しか
押圧成形することができなかった。このため、成形され
た光学素子には、必ず成形型の成形面外径外に、搬送代
と成形によって生じた余剰ガラスとが形成されていた。
この搬送代と余剰ガラスとは、成形後にこれを除去する
ための工程を必要なものとさせていた。

【０００４】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に係る発明の課題は、搬送代と余剰
ガラスとを形成させないかまたは減少させて、後加工の
工数を低減させ得る光学素子の成形方法を提供すること
である。請求項２または３に係る発明の課題は、請求項
１の係る発明の光学素子の成形方法を容易に実施するた
めの光学素子の成形装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１に係る発明の光学素子の成形方法は、加熱
軟化した光学素子素材を一対の成形型間に搬送して押圧
成形する光学素子の成形方法において、所望の光学素子
の体積に近似しており前記成形型の成形面の外径よりも
その外径が小さな光学素子素材を、前記成形型間に搬送
して押圧成形するものである。また、請求項２に係る発
明の光学素子の成形装置は、加熱軟化した光学素子素材
を搬送アームで一対の成形型間に搬送して押圧成形する
光学素子の成形装置において、前記搬送アームは、前記
成形型の成形面の外径よりもその外径が小さな光学素子
素材を保持する開閉自在な光学素子素材保持部を有する
ものである。さらに、請求項３に係る発明の光学素子の
成形装置は、請求項２に係る発明の光学素子の成形装置
において、前記搬送アームの光学素子素材保持部に、冷
却手段を設けたものである。

【０００６】すなわち、請求項１に係る発明の光学素子
の成形方法は、所望の光学素子の体積に近似しており前
記成形型の成形面の外径よりもその外径が小さな光学素
子素材を、前記成形型間に搬送して押圧成形する。ま
た、請求項２に係る発明の光学素子の成形装置は、所望
の光学素子の体積に近似しており前記成形型の成形面の
外径よりもその外径が小さな光学素子素材を搬送用アー
ムの光学素子保持部で保持する。この光学素子素材を加
熱軟化し、搬送用アームで成形型間に搬送する。そし
て、搬送用アームの光学素子素材保持部を開くことによ
り、光学素子素材を成形型上に供給する。その後、光学
素子素材を成形型によって押圧成形する。さらに、請求
項３に係る発明の光学素子の成形装置は、光学素子素材
保持部を冷却しながら、光学素子素材保持部に保持され
た光学素子素材を加熱することにより、光学素子素材と
光学素子保持部との接触面の温度をコントロールし、光
学素子素材保持部に光学素子素材が融着するのを防止す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面とともに説明する。

【０００８】（実施の形態１）図１〜図４は実施の形態
１を示し、図１は光学素子の成形装置の縦断面図、図２
は搬送用アームの平面図、図３は光学素子素材の搬入か
ら成形までの工程図、図４は光学素子の成形から搬出ま
での工程図である。

【０００９】図１において、成形装置１は、主に、成形
室２と、成形室２に連設された加熱炉３とにより構成さ
れている。成形室２は、図示しない成形装置本体の上部
に配設されており、上側の上ベース６と、下側の下ベー
ス９と、四方の側壁５とによって囲繞されて形成されて
いる。上ベース６には、押圧成形する一対の成形型の一
方である上型８が上型マウント７を介して固着されてい
る。また、下型ベース９には、図示しない駆動装置に連
設した下型マウント１０が上下動自在に配設されてお
り、下型マウント１０の上面には、一対の成形型の他方
である下型１１が固着されている。上型８と下型１１と
は、それぞれの軸心が合致するように配置されている。
また、上型８と下型１１とには、図示しない温度制御装
置に接続された加熱装置（図示省略）が配備されてお
り、上型８と下型１１とを所定の温度に制御することが
できる。

【００１０】成形室１２の左方には、加熱炉３が連設さ
れ、後述する光学素子素材としてのガラス素材１４を所
定の温度に加熱するようになっている。また、成形室２
の右側の側壁５には、排出口４が穿設され、成形された
光学素子としてのガラスレンズ１７（図３（ｃ）参照）
を搬出できるようになっている。加熱炉３の外方には、
搬送用アームとしての搬入アーム１２が、加熱炉３およ
び成形室２内を水平方向に移動自在に配設されている。
図２に示すように、搬入アーム１２は２体に形成され、
互いに接近離反することにより開閉するようになってい
る。２体の搬送アーム１２のそれぞれの先端部には、光
学素子素材保持部としての半円状のガラス素材保持部１
３が凹設され、このガラス素材保持部１３は、搬送アー
ム１２が閉じたときにガラス素材１４の外周形状に合致
するようになっている。また、搬送アーム１２には、冷
却手段としての冷却流体を流すための流路１２ａが穿設
されている。そして、流路１２ａは、図示しない流体温
度制御装置と冷却流体源とに接続されている。

【００１１】成形室２の排出口４の右方には、搬出アー
ム１５が成形室１２内と成形室外を水平方向に移動自在
に配設されている。搬出アーム１５は、搬入アーム１２
と同様に、２体に形成され、互いに接近離反することに
より開閉するようになっている。２体の搬出アーム１５
のそれぞれの先端部には、半円状のガラスレンズ保持部
１６が凹設され、このガラスレンズ保持部１６は、搬出
アーム１５が閉じたときに成形されたガラスレンズ１７
（図４（ｂ）参照）の外周形状に合致するようになって
いる。

【００１２】上記構成の成形装置１を用いた光学素子と
しての両凸のガラスレンズの成形方法を説明する。ま
ず、搬入アーム１２のガラス素材保持部１３で両凸状の
ガラス素材１４の外周面を保持し、加熱炉３内に搬入す
る。なお、ガラス素材１４の外径は、図３（ａ）に示す
ように、上型８の成形面８ａの外径および下型１１の成
形面１１ａの外径よりも小さく形成されている。また、
ガラス素材１４の体積は、後述する成形されたガラスレ
ンズ１７の体積と略同じに形成されている。つぎに、加
熱炉３内にて、ガラス素材１４を成形可能な状態になる
まで加熱軟化する。このとき、搬入アーム１２の冷却用
の流体を流すための流路１２ａには、常に冷却流体が流
れていて、ガラス素材保持部１３の温度が、そのガラス
素材１４の軟化点温度以上に上昇しないように制御され
ている。

【００１３】ガラス素材１４の加熱軟化後、図３（ａ）
に示すように、搬入アーム１２は前進し、ガラス素材１
４は上型８と下型１１との間に搬送される。つぎに、図
３（ｂ）に示すように、搬入アーム１２が開くことによ
り、ガラス素材１４は下型１１の成形面１１ａ上に載置
される。このとき、搬入アーム１２は、下型１１の上昇
の妨げにならないように、ガラス素材保持部１３の相互
の間隔は、上型８の成形面８ａの外径および下型１１の
成形面１１ａの外径よりも広くなっている。ガラス素材
１４が下型１１上に載置された状態で下型１１が上昇
し、図３（ｃ）に示すように、ガラス素材１４は上型８
に押し付けられ、上型８および下型１１によって押圧成
形され、ガラスレンズ１７となる。この下型１１の上昇
終了後、搬入アーム１２は加熱炉３外に後退し、つぎの
ガラス素材を保持して待機する（図示省略）。

【００１４】図４（ａ）に示すように、ガラスレンズ１
７が十分固化するのを待ってから、下型１１はガラスレ
ンズ１７を載置した状態で下降する。下型１１がガラス
レンズ１７の搬出位置まで下降したのち、搬出アーム１
５が開いた状態で搬出口４（図１参照）から成形室２内
に進入し、搬出アーム１５のガラスレンズ保持部１６が
下型１１に合致する位置まで前進し停止する。この位置
で、図４（ｂ）に示すように、搬出アーム１５が閉じる
ことにより、ガラスレンズ１７は搬出アーム１５のガラ
スレンズ保持部１６によって保持される。その後、下型
１１が待機位置まで下降してから、搬出アーム１５は後
退し、ガラスレンズ１７は搬出口４から成形室２外へ搬
出される。

【００１５】本実施の形態によれば、所望のガラスレン
ズの体積に近似した体積のガラス素材を成形することが
できるため、押圧成形して肉厚を出すことで所望のガラ
スレンズの外径寸法を確保することが可能になり、ガラ
スレンズ外周部の搬送代と成形による余剰ガラスとを減
少させて、後加工の心取りなどの工数を低減させること
ができる。

【００１６】本実施の形態では、両凸レンズを成形する
場合について説明したが、凸メニスカスレンズや平凸レ
ンズにも、本実施の形態をそのまま適用することができ
る。また、平板状のガラス素材を用いることにより、凹
メニスカスレンズや平凹レンズにも、本実施の形態を適
用することができる。

【００１７】（実施の形態２）図５〜図６は実施の形態
２を示し、図５は光学素子素材の搬入から成形までの工
程図、図６は光学素子の成形後から搬出までの工程図で
ある。本実施の形態で用いる成形装置は、成形型の形状
のみが異なり、他の構成は実施の形態１と同様のため、
工程図のみ示し、成形装置および搬送用アームの図と説
明を省略する。また、工程図においても実施の形態１と
同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００１８】図５（ａ）において、上型２１は、両凸の
ガラスレンズ２４（図５（ｃ）参照）の一方の光学面を
成形する光学面成形面２１ａと、ガラスレンズ２４の外
周面を成形する側面成形面２１ｂとを形成しているとと
もに、ガラスレンズ２４の外周面と他方の光学面との境
界に相当する位置に上型平面部２１ｃを形成している。
また、下型２２は、ガラスレンズ２４の他方の光学面を
成形する光学成形面２２ａと、ガラスレンズ２４の外周
面と他方の光学面との境界に相当する位置に下型平面部
２２ｂを形成している。上型平面部２１ｃと下型平面部
２２ｂとは、成形時に互いに当接し、上型２１の光学面
成形面２１ａ、側面成形面２１ｂおよび下型２２の光学
面成形面２２ａによって形成される密閉空間は、ガラス
レンズ２４の形状寸法および体積と同一になっている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

【００１９】上記構成の成形装置を用いた光学素子とし
ての両凸のガラスレンズの成形方法を説明する。まず、
搬入アーム１２のガラス素材保持部１３で両凸状のガラ
ス素材２３の外周面を保持し、加熱炉３内に搬入する。
なお、ガラス素材２３の外径は，図５（ａ）に示すよう
に、上型２１の側面成形面２１ｂの内径より小さく形成
されている。また、ガラス素材２３の体積は、成形され
たガラスレンズ２４の体積と同一に形成されている。つ
ぎに、加熱炉３内にて、ガラス素材２３を成形可能な状
態になるまで加熱軟化する。このとき、搬入アーム１２
の冷却用の流体を流すための流路１２ａには、常に冷却
流体が流れていて、ガラス素材保持部１３の温度が、そ
のガラス素材２３の軟化点温度以上に上昇しないように
制御されているのは、実施の形態１と同様でる。

【００２０】ガラス素材２３の加熱軟化後、図５（ａ）
に示すように、搬入アーム１２は前進し、ガラス素材２
３は上型２１と下型２２との間に搬送される。つぎに、
図５（ｂ）に示すように、搬入アーム１２が開くことに
より、ガラス素材２３は下型２２の光学面成形面２２ａ
上に載置される。このとき、搬送アーム１２は、下型２
２の上昇の妨げにならないように、ガラス素材保持部１
３の相互の間隔は、上型２１の上型平面部２１ｃの外径
および下型２２の下型平面部２２ｂの外径よりも広くな
っている。ガラス素材２３が下型２２上に載置された状
態で下型２２が上昇し、図５（ｃ）に示すように、ガラ
ス素材２３は上型２１に押し付けられ、上型２１の上型
平面部２１ｃに下型２２の下型平面部２２ｂが当接し、
密閉された空間内にガラス素材２３が充填されて押圧成
形され、ガラスレンズ２４となる。この下型２２の上昇
終了後、搬入アーム１２は加熱炉３外に後退し、つぎの
ガラス素材を保持して待機する（図示省略）。

【００２１】ガラスレンズ２４が十分固化するのを待っ
てから、下型２２はガラスレンズ２４を載置した状態で
下降する。下型２２がガラスレンズ２３の搬出位置まで
下降したのち、搬出アーム１５が開いた状態で搬出口４
（図１参照）から成形室２内に進入し、搬出アーム１５
のガラスレンズ保持部１６が下型２２に合致する位置ま
で前進し停止する。この位置で、図６（ａ）に示すよう
に、搬出アーム１５が閉じることにより、ガラスレンズ
２４は搬出アーム１５のガラスレンズ保持部１６によっ
て保持される。その後、図６（ｂ）に示すように、下型
２２が待機位置まで下降してから、搬出アーム１５は後
退し、ガラスレンズ２４は搬出口４から成形室２外へ搬
出される。

【００２２】本実施の形態によれば、ガラス素材の体積
を、所望のガラスレンズの体積に設定することにより、
ガラスレンズの光学面とともに外周面まで、押圧成形に
よって形成することができる。従って、心取り等の後加
工を行うことなくガラスレンズを製造することができ
る。

【００２３】実施の形態１で示した変形例は、本実施の
形態でも適用することができる。

【００２４】さらに、上述の具体的な実施の形態から、
つぎのような構成の技術的思想が導き出される。（付記）（１）加熱軟化したガラス素材を上下一対の成形型間
に搬送してプレス成形する光学素子の成形方法におい
て、成形型の成形面よりも外径の小さいガラス素材を成
形型間に搬送してプレス成形することを特徴とする光学
素子の成形方法。（１）の光学素子の成形方法によれ
ば、要求される光学素子に近似の体積の光学素子素材を
プレス成形することができるため、成形によって、要求
される光学素子の外径を出すことが可能になり、心取り
等の後加工にかかるコストを低減することができる。（２）加熱軟化したガラス素材を上下一対の成形型間
に搬送してプレス成形する光学素子の成形装置におい
て、ガラス素材を搬送する搬送アームのガラス素材保持
部が開閉することを特徴とする光学素子の成形装置。
（２）の光学素子の成形装置によれば、加熱軟化され
た、型径よりも小さい素材を直接、成形型間に搬送する
ことができるため、（１）の成形方法を容易に実施する
ことができる。（３）加熱軟化したガラス素材を上下一対の成形型間
に搬送してプレス成形する光学素子の成形装置におい
て、ガラス素材を搬送する搬送用アームのガラス素材保
持部に冷却手段を設けたことを特徴とする光学素子の成
形装置。（３）の光学素子の成形装置によれば、ガラス
素材と搬送用アームのガラス素材保持部が融着せずにガ
ラス素材を安定して成形型間に搬送できる。また、素材
の搬送用アームの素材保持部との接触面が荒れることな
くガラス素材を搬送することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係る発明の光学素子の成形方
法によれば、所望の光学素子の体積に近似しており前記
成形型の成形面の外径よりもその外径が小さな光学素子
素材を、前記成形型間に搬送して押圧成形することによ
り、搬送代と余剰ガラスとを形成させないかまたは減少
させて、後加工の工数を低減させることができる。請求
項２または３に係る発明の光学素子の成形装置によれ
ば、搬送アームが、前記成形型の成形面の外径よりもそ
の外径が小さな光学素子素材を保持する開閉自在な光学
素子素材保持部を有するので、請求項１に係る発明の光
学素子の成形方法を容易に実施することができる。請求
項３に係る発明の光学素子の成形装置によれば、上記効
果に加え、光学素子素材と光学素子保持部との接触面の
温度をコントロールし、光学素子素材保持部に光学素子
素材が融着することを防止するので、キズのない光学素
子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の光学素子の成形装置の縦断面図
である。

【図２】実施の形態１の搬送用アームの平面図である。

【図３】実施の形態１の光学素子素材の搬入から成形ま
での工程図である。

【図４】実施の形態１の光学素子の成形から搬出までの
工程図である。

【図５】実施の形態２の光学素子素材の搬入から成形ま
での工程図である。

【図６】実施の形態２の光学素子の成形後から搬出まで
の工程図である。

【符号の説明】

８上型８ａ成形面１１下型１１ａ成形面１４ガラス素材１７ガラスレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱軟化した光学素子素材を一対の成形
型間に搬送して押圧成形する光学素子の成形方法におい
て、所望の光学素子の体積に近似しており前記成形型の成形
面の外径よりもその外径が小さな光学素子素材を、前記
成形型間に搬送して押圧成形することを特徴とする光学
素子の成形方法。
【請求項２】加熱軟化した光学素子素材を搬送アーム
で一対の成形型間に搬送して押圧成形する光学素子の成
形装置において、前記搬送アームは、前記成形型の成形面の外径よりもそ
の外径が小さな光学素子素材を保持する開閉自在な光学
素子素材保持部を有することを特徴とする光学素子の成
形装置。
【請求項３】前記搬送アームの光学素子素材保持部
に、冷却手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の
光学素子の成形装置。