JPH11171566A - 光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子の成形方法Info
- Publication number
- JPH11171566A JPH11171566A JP33542497A JP33542497A JPH11171566A JP H11171566 A JPH11171566 A JP H11171566A JP 33542497 A JP33542497 A JP 33542497A JP 33542497 A JP33542497 A JP 33542497A JP H11171566 A JPH11171566 A JP H11171566A
- Authority
- JP
- Japan
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- mold
- optical element
- molding
- auxiliary
- pressure
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/41—Profiled surfaces
- C03B2215/414—Arrays of products, e.g. lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラスを型面の細部まで十分に充填しつつ、
肉厚精度と形状転写性の両方を確保し、高品質な光学素
子を成形する方法を提供する。 【解決手段】 光学素子の光学機能面を成形するための
成形面を有する、少なくとも上下の型部材からなる主型
と、光学機能面以外を成形するための、少なくとも1つ
の補助型を具備しており、前記主型と補助型を一体的に
移動させて、所定温度に加熱したガラス素材を完全密封
した状態で押圧成形した後、連続して、前記主型の圧力
を補助型の圧力よりも相対的に高くして、押圧成形する
ことを特徴とする。
肉厚精度と形状転写性の両方を確保し、高品質な光学素
子を成形する方法を提供する。 【解決手段】 光学素子の光学機能面を成形するための
成形面を有する、少なくとも上下の型部材からなる主型
と、光学機能面以外を成形するための、少なくとも1つ
の補助型を具備しており、前記主型と補助型を一体的に
移動させて、所定温度に加熱したガラス素材を完全密封
した状態で押圧成形した後、連続して、前記主型の圧力
を補助型の圧力よりも相対的に高くして、押圧成形する
ことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上下の型部材から
なる主型により、光学素子の光学機能面を、プレスによ
って、ガラス素材から成形する光学素子の成形方法に関
する。
なる主型により、光学素子の光学機能面を、プレスによ
って、ガラス素材から成形する光学素子の成形方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラスレンズなどの光学素子の成
形方法において、面精度を確保するために、図1のよう
に、胴型13と上下型部材1、2とに隙間が無い状態
で、ガラスを押すことにより、ガラスに均一に圧力がか
かるようにし、光学素子の光学機能面に対応する成形面
をガラス素材に良好に面転写している。
形方法において、面精度を確保するために、図1のよう
に、胴型13と上下型部材1、2とに隙間が無い状態
で、ガラスを押すことにより、ガラスに均一に圧力がか
かるようにし、光学素子の光学機能面に対応する成形面
をガラス素材に良好に面転写している。
【0003】また、例えば、特開平8−245225号
公報に所載のように、上下型部材によりガラス素材を押
圧した後、型から食み出したガラス素材を、型部材の周
りに設けた押圧リングで押して、ガラス素材に圧力をか
けて、型部材の縁に密着させることで面転写の問題を解
決してきた。
公報に所載のように、上下型部材によりガラス素材を押
圧した後、型から食み出したガラス素材を、型部材の周
りに設けた押圧リングで押して、ガラス素材に圧力をか
けて、型部材の縁に密着させることで面転写の問題を解
決してきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1の
ような、成形型の装置で、成形する場合、成形品の肉厚
は、ガラス素材12の容量により決定されるため、高精
度に肉厚を制御するには、ガラス素材12の容量精度を
高くする必要があり、実際上、困難である。また、食み
出したガラス素材を後から押さえて、圧力を加える方法
は、その肉厚精度を十分に確保できるが、成形品の形状
もしくは成形型の形状が複雑になると、最初の成形の段
階において、型面の細部にガラス素材が入り込む前に、
食み出し部にガラスが逃げてしまい、後から押圧リング
で押圧しても、ガラス素材を流動させて、型面の細部に
まで押し戻すことは困難であり、面転写性が悪くなる。
ような、成形型の装置で、成形する場合、成形品の肉厚
は、ガラス素材12の容量により決定されるため、高精
度に肉厚を制御するには、ガラス素材12の容量精度を
高くする必要があり、実際上、困難である。また、食み
出したガラス素材を後から押さえて、圧力を加える方法
は、その肉厚精度を十分に確保できるが、成形品の形状
もしくは成形型の形状が複雑になると、最初の成形の段
階において、型面の細部にガラス素材が入り込む前に、
食み出し部にガラスが逃げてしまい、後から押圧リング
で押圧しても、ガラス素材を流動させて、型面の細部に
まで押し戻すことは困難であり、面転写性が悪くなる。
【0005】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、ガラスを型面の細部ま
で十分に充填しつつ、肉厚精度と形状転写性の両方を確
保し、高品質な光学素子を成形する方法を提供すること
にある。
ので、その目的とするところは、ガラスを型面の細部ま
で十分に充填しつつ、肉厚精度と形状転写性の両方を確
保し、高品質な光学素子を成形する方法を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
光学素子の光学機能面を成形するための成形面を有す
る、少なくとも上下の型部材からなる主型と、光学機能
面以外を成形するための、少なくとも1つの補助型を具
備しており、前記主型と補助型を一体的に移動させて、
所定温度に加熱したガラスレンズ素材を完全密封した状
態で押圧成形した後、連続して、前記主型の圧力を補助
型の圧力よりも相対的に高くして、押圧成形することを
特徴とする。
光学素子の光学機能面を成形するための成形面を有す
る、少なくとも上下の型部材からなる主型と、光学機能
面以外を成形するための、少なくとも1つの補助型を具
備しており、前記主型と補助型を一体的に移動させて、
所定温度に加熱したガラスレンズ素材を完全密封した状
態で押圧成形した後、連続して、前記主型の圧力を補助
型の圧力よりも相対的に高くして、押圧成形することを
特徴とする。
【0007】従って、圧力差によって、主型による押圧
で、成形品の肉厚が正確に制御されると共に、補助型で
も、押圧状態を保持することで、型面の細部までガラス
を行きわたらせる加圧効果を発揮できる。
で、成形品の肉厚が正確に制御されると共に、補助型で
も、押圧状態を保持することで、型面の細部までガラス
を行きわたらせる加圧効果を発揮できる。
【0008】即ち、所定温度に加熱された光学ガラス材
料を、上下型部材からなる主型と補助型とで同時に押圧
し、ガラスの逃げ部が無い状態(ガラスに自由表面が無
い状態)にするまで、先ず、ガラス素材を型表面に密着
させる。このため、型の細部までガラスが入り込むが、
その後、主型の押圧を補助型の押圧より高くする(ある
いは、その逆に、補助型の押圧を主型の押圧より低くす
る)ことで、ガラスが補助型を押し戻しつつ、その部分
にガラスが入り込んで、ガラスが入り込んだ分だけ、主
型が、設定した成形品の肉厚の位置まで前進した段階
で、押圧を解除することで、ガラス素材の量的なバラツ
キの影響を受けずに、形状転写性が良く、かつ、肉厚精
度の高い光学素子を得ることができる。
料を、上下型部材からなる主型と補助型とで同時に押圧
し、ガラスの逃げ部が無い状態(ガラスに自由表面が無
い状態)にするまで、先ず、ガラス素材を型表面に密着
させる。このため、型の細部までガラスが入り込むが、
その後、主型の押圧を補助型の押圧より高くする(ある
いは、その逆に、補助型の押圧を主型の押圧より低くす
る)ことで、ガラスが補助型を押し戻しつつ、その部分
にガラスが入り込んで、ガラスが入り込んだ分だけ、主
型が、設定した成形品の肉厚の位置まで前進した段階
で、押圧を解除することで、ガラス素材の量的なバラツ
キの影響を受けずに、形状転写性が良く、かつ、肉厚精
度の高い光学素子を得ることができる。
【0009】また、成形の過程では、常に、型表面がガ
ラス全体を囲んで、密着しているので、ガラス素材中の
熱分布を一定にできる。特に、補助型を複数設けること
により、ガラス材料の形状差による影響を受け難くする
ことも可能である。
ラス全体を囲んで、密着しているので、ガラス素材中の
熱分布を一定にできる。特に、補助型を複数設けること
により、ガラス材料の形状差による影響を受け難くする
ことも可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、図2〜図
7に基づいて、本発明の光学素子の成形方法の具体例を
説明する。図2には、本発明に係る光学素子の成形装置
の断面が示されており、図3には、図2の成形装置によ
り成形された光学素子の一例が模式的に示されている。
なお、その光学素子は、例えば、大きさ:30×10×
10mmである。
7に基づいて、本発明の光学素子の成形方法の具体例を
説明する。図2には、本発明に係る光学素子の成形装置
の断面が示されており、図3には、図2の成形装置によ
り成形された光学素子の一例が模式的に示されている。
なお、その光学素子は、例えば、大きさ:30×10×
10mmである。
【0011】図に示すように、主型を構成する上型部材
1および下型部材2は、相対向した成形面を具備してお
り、符号3、4は、主型を構成する上型部材1の側面と
上胴型5の内面に隙間なく挟まれるように配置されてい
る左右一対の補助型で、下型部材2の両内側端部に対し
て摺動可能に嵌合する。なお、下型部材2はその胴型6
に支持され、共に、ラム8によって上下動されるように
なっている。
1および下型部材2は、相対向した成形面を具備してお
り、符号3、4は、主型を構成する上型部材1の側面と
上胴型5の内面に隙間なく挟まれるように配置されてい
る左右一対の補助型で、下型部材2の両内側端部に対し
て摺動可能に嵌合する。なお、下型部材2はその胴型6
に支持され、共に、ラム8によって上下動されるように
なっている。
【0012】また、符号9、10、11は液圧制御(あ
るいはエア制御)のためのピストンシリンダ機構を示し
ており、その駆動源は図示していない。また、この圧力
供給制御は図示していない制御装置によって行われる。
るいはエア制御)のためのピストンシリンダ機構を示し
ており、その駆動源は図示していない。また、この圧力
供給制御は図示していない制御装置によって行われる。
【0013】なお、この実施の形態では、上型部材1お
よび胴型5を支持するラム7は固定されており、ラム8
を上下動するための手段として、前記ピストンシリンダ
機構9を用いている。また、ピストンシリンダ機構1
0、11は、それぞれ、補助型3、4の押圧動作と押し
込み位置を制御できる。
よび胴型5を支持するラム7は固定されており、ラム8
を上下動するための手段として、前記ピストンシリンダ
機構9を用いている。また、ピストンシリンダ機構1
0、11は、それぞれ、補助型3、4の押圧動作と押し
込み位置を制御できる。
【0014】上型部材1と下型部材2には、それぞれ、
光学素子に必要な形状が成形面として、加工してあり、
ピストンシリンダ機構9への圧力制御により、ラム8を
上昇させることで、上型部材1と補助型3、4を下型部
材2の中に入り込ませる形となる。
光学素子に必要な形状が成形面として、加工してあり、
ピストンシリンダ機構9への圧力制御により、ラム8を
上昇させることで、上型部材1と補助型3、4を下型部
材2の中に入り込ませる形となる。
【0015】次に、図4〜図7を用いて、上記構成から
なる成形装置を用いた光学素子の成形方法を説明する。
まず、前述の制御装置によって、ピストンシリンダ機構
10、11への液圧供給(あるいはエア圧)を解除し
て、成形前に補助型3、4を上の胴型5の下内壁に突き
当てて、上型部材1の端面(成形面の縁)と補助型3、
4の下面の高さが一致するようにして調整する。そし
て、ガラス素材12(例えば光学素子材料としてSK1
2のガラス素材)を下型部材2の中に置き、上下の型部
材型1、2と上下胴型5、6およびガラス素材12を、
赤外線ランプなどのヒーター(図示せず)を用いて、例
えば、580℃で3分間、加熱保持する(図4を参
照)。
なる成形装置を用いた光学素子の成形方法を説明する。
まず、前述の制御装置によって、ピストンシリンダ機構
10、11への液圧供給(あるいはエア圧)を解除し
て、成形前に補助型3、4を上の胴型5の下内壁に突き
当てて、上型部材1の端面(成形面の縁)と補助型3、
4の下面の高さが一致するようにして調整する。そし
て、ガラス素材12(例えば光学素子材料としてSK1
2のガラス素材)を下型部材2の中に置き、上下の型部
材型1、2と上下胴型5、6およびガラス素材12を、
赤外線ランプなどのヒーター(図示せず)を用いて、例
えば、580℃で3分間、加熱保持する(図4を参
照)。
【0016】このとき、ガラス素材12の体積は、補助
型3、4を最下点に移動した状態で、下型部材2を光学
素子に必要な肉厚の位置に到達させる前の位置での型内
空間に相当する大きさにしておく。換言すれば、下型部
材2を設定された成形品の肉厚となる位置まで上昇させ
た場合の型内の容積より2%から5%程度大きくしてお
くことにより、ガラスの容量不足が起こらないようにす
るのである。
型3、4を最下点に移動した状態で、下型部材2を光学
素子に必要な肉厚の位置に到達させる前の位置での型内
空間に相当する大きさにしておく。換言すれば、下型部
材2を設定された成形品の肉厚となる位置まで上昇させ
た場合の型内の容積より2%から5%程度大きくしてお
くことにより、ガラスの容量不足が起こらないようにす
るのである。
【0017】次に、ピストンシリンダ機構9への液圧供
給(あるいはエア圧)によって、ラム8を上昇させ、例
えば、200N/cm2 でガラス素材12を押圧する。
このときに、補助型3、4がガラス素材12を介して加
わる負荷で上昇しないように、ピストンシリンダ機構1
0、11への液圧供給(あるいはエア圧)によって、補
助型3、4を200N/cm2 以上で押圧し、上の胴型
5の下内壁に突き当てた状態を維持する(図5を参
照)。つまり、補助型3、4を押す力は、補助型3、4
がガラス素材に接触する面の単位面積当たりの押圧が、
ガラス素材に接触する下型部材2の面の単位面積当たり
の押圧より少なくとも強くなるように設定してあって、
補助型3、4がガラスによって押し戻されないようにす
るのである。
給(あるいはエア圧)によって、ラム8を上昇させ、例
えば、200N/cm2 でガラス素材12を押圧する。
このときに、補助型3、4がガラス素材12を介して加
わる負荷で上昇しないように、ピストンシリンダ機構1
0、11への液圧供給(あるいはエア圧)によって、補
助型3、4を200N/cm2 以上で押圧し、上の胴型
5の下内壁に突き当てた状態を維持する(図5を参
照)。つまり、補助型3、4を押す力は、補助型3、4
がガラス素材に接触する面の単位面積当たりの押圧が、
ガラス素材に接触する下型部材2の面の単位面積当たり
の押圧より少なくとも強くなるように設定してあって、
補助型3、4がガラスによって押し戻されないようにす
るのである。
【0018】このように、ガラス素材12が型内表面の
全ての部分に密着したことを、ピストンシリンダ機構9
に取り付けたエンコーダー(図示せず)で判断する。即
ち、エンコーダーの変位速度が、ラム8などの熱膨張に
よる値の変化を考慮した1μm/sec以下になったこ
とにより判断する。この判断は、前記制御装置に含まれ
る中央処理回路(図示せず)で行われる。
全ての部分に密着したことを、ピストンシリンダ機構9
に取り付けたエンコーダー(図示せず)で判断する。即
ち、エンコーダーの変位速度が、ラム8などの熱膨張に
よる値の変化を考慮した1μm/sec以下になったこ
とにより判断する。この判断は、前記制御装置に含まれ
る中央処理回路(図示せず)で行われる。
【0019】型の内表面にガラス素材が密着し、光学素
子(成形品)の所要の光学機能面が型部材1、2の成形
面から転写されたことが判断されると、次に、補助型
3、4の押圧を徐々に下げて行く(例えば、−20N/
cm2 ・sec)。その結果、補助型3、4の押圧がガ
ラス素材から受ける圧力より小さくなった時点で、補助
型3、4がガラス素材にて押し戻され(上昇し)、ガラ
ス素材の一部が、補助型3、4の上昇した部分に流入し
始め、その分量だけ、ラム8が上昇する(図6を参
照)。
子(成形品)の所要の光学機能面が型部材1、2の成形
面から転写されたことが判断されると、次に、補助型
3、4の押圧を徐々に下げて行く(例えば、−20N/
cm2 ・sec)。その結果、補助型3、4の押圧がガ
ラス素材から受ける圧力より小さくなった時点で、補助
型3、4がガラス素材にて押し戻され(上昇し)、ガラ
ス素材の一部が、補助型3、4の上昇した部分に流入し
始め、その分量だけ、ラム8が上昇する(図6を参
照)。
【0020】そして、ラム8が設定した位置(即ち、所
定の肉厚になるまで下型部材2が上昇する位置:図7に
は設定軸位置として示している)に到達するとともに、
ラム8および補助型3、4の押圧をガラス成形品が変形
せず、型内表面から剥がれない程度の圧力(10N/c
m2)まで徐々に下げながら、冷却し、200℃に達し
た時に、ピストンシリンダ機構9、10、11への制御
圧力を解除し、ラム8を降下することで、型開きし、成
形の1サイクルを完了する。
定の肉厚になるまで下型部材2が上昇する位置:図7に
は設定軸位置として示している)に到達するとともに、
ラム8および補助型3、4の押圧をガラス成形品が変形
せず、型内表面から剥がれない程度の圧力(10N/c
m2)まで徐々に下げながら、冷却し、200℃に達し
た時に、ピストンシリンダ機構9、10、11への制御
圧力を解除し、ラム8を降下することで、型開きし、成
形の1サイクルを完了する。
【0021】(実施の形態2)本発明の実施の形態2
は、ガラス素材を型に密着させた後(図6を参照)、前
記実施の形態1において、補助型3、4の圧力を小さく
して行く代わりに、ラム8の押圧力を上げて行くように
圧力制御する(例えば、ピストンシリンダ機構9の圧力
を+20N/cm2 ・secとする)。その他の部分
は、実施の形態1と同様である。
は、ガラス素材を型に密着させた後(図6を参照)、前
記実施の形態1において、補助型3、4の圧力を小さく
して行く代わりに、ラム8の押圧力を上げて行くように
圧力制御する(例えば、ピストンシリンダ機構9の圧力
を+20N/cm2 ・secとする)。その他の部分
は、実施の形態1と同様である。
【0022】なお、ここで使用する成形装置は、本質的
には、実施の形態1で用いた成形装置と同様であるが、
圧力制御プログラムが異なる。これは、図8を参照する
ことで理解されよう。
には、実施の形態1で用いた成形装置と同様であるが、
圧力制御プログラムが異なる。これは、図8を参照する
ことで理解されよう。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学素子の成形
方法によれば、最初に型の隅々まで、ガラス素材が入り
込むので、複雑な形状をした型でも、面転写性を向上さ
せることができ、さらに、肉厚を高精度に制御できる。
また、補助型で、常にガラスを押さえていて、外気に触
れる部分がほとんど無いので、ガラス内に温度差がつき
にくく、複数の補助型で押さえることにより、ガラス素
材の形状差異などにより生じる食み出しの違いを、それ
ぞれの補助型の移動量で対応することもできる。
方法によれば、最初に型の隅々まで、ガラス素材が入り
込むので、複雑な形状をした型でも、面転写性を向上さ
せることができ、さらに、肉厚を高精度に制御できる。
また、補助型で、常にガラスを押さえていて、外気に触
れる部分がほとんど無いので、ガラス内に温度差がつき
にくく、複数の補助型で押さえることにより、ガラス素
材の形状差異などにより生じる食み出しの違いを、それ
ぞれの補助型の移動量で対応することもできる。
【図1】従来技術を説明するための、光学素子の成形装
置の要部の断面図である。
置の要部の断面図である。
【図2】本発明の実施の形態を示す光学素子の成形装置
の要部の断面図である。
の要部の断面図である。
【図3】本発明に係わる光学素子の成形品の一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図4】本発明に係る光学素子の成形方法を実施する際
の、ガラス素材を配置し、補助型の位置を合わせる工程
を示す断面図である。
の、ガラス素材を配置し、補助型の位置を合わせる工程
を示す断面図である。
【図5】同じく、型内にガラスを充填させるプレス工程
の初期段階を示す断面図である。
の初期段階を示す断面図である。
【図6】同じく、所望の肉厚までプレスしたときの工程
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図7】本発明に係る光学素子の成形方法の一例を示す
プロセス線図である。
プロセス線図である。
【図8】同じく、本発明に係る光学素子の成形方法の他
の例を示すプロセス線図である。
の例を示すプロセス線図である。
1 上型部材 2 下型部材 3、4 補助型 5 上胴型 6 下胴型 7 ラム 8 ラム 9、10、11 ピストンシリンダ機構 12 ガラス素材 13 胴型
Claims (3)
- 【請求項1】 光学素子の光学機能面を成形するための
成形面を有する、少なくとも上下の型部材からなる主型
と、光学機能面以外を成形するための、少なくとも1つ
の補助型を具備しており、前記主型と補助型を一体的に
移動させて、所定温度に加熱したガラス素材を完全密封
した状態で押圧成形した後、連続して、前記主型の圧力
を補助型の圧力よりも相対的に高くして、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】 前記主型の移動速度が所定の値よりも小
さくなった段階で、前記主型の圧力を補助型の圧力より
も相対的に高くするように制御することを特徴とする請
求項1記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項3】 前記補助型で、光学素子の鍔部における
非光学機能面を押圧成形することを特徴とする請求項1
または2に記載の光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33542497A JPH11171566A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33542497A JPH11171566A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 光学素子の成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11171566A true JPH11171566A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18288413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33542497A Pending JPH11171566A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11171566A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1765786A (zh) * | 2001-08-27 | 2006-05-03 | Hoya株式会社 | 压模成型装置及压模成型方法 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33542497A patent/JPH11171566A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1765786A (zh) * | 2001-08-27 | 2006-05-03 | Hoya株式会社 | 压模成型装置及压模成型方法 |
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