JPS61205630A

JPS61205630A - 光学素子の製造方法とその装置

Info

Publication number: JPS61205630A
Application number: JP4673585A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Goto; 光夫後藤; Shigeya Sugata; 茂也菅田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-03-10
Filing date: 1985-03-10
Publication date: 1986-09-11
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0674150B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、光学素子の製造方法および装置に係シ、特に
ガラスレンズ等の光学素子を加圧成形するための光学素
子の製造方法および装置に関する。

従来技術と問題点従来から、金型内に供給される軟化ガラス船下、ゴブと
いう。）を加圧成形する装置において、所望の形状の光
学素子を得る手段として次のようなものがあった。まず
、第１の手段は一般にクローズタイプといわれるもので
、密閉式の型を用い、精密に重量測定したゴブに瞬間的
に強大な加圧力を与え、潤製が上型あるいは下型に尚接
する位置まで押圧成形し、上記当接により成形は終了し
ガラス成形品の厚さは測定しない。また、第２の手段は
一般にオープンタイプといわれるもので、所望のガラス
成形品よシも大きい重量のゴブを使用し、上下一対の金
型間に、上下各金型が所定距離離れた位置に移動したと
きく上記各金型を停止させるストッパ等の制御機構を設
け、この制御機構により上下各金型が停止すると成形が
終了する。

そして、上記いずれの手段においても、ガラス成形品の
加圧成形後所定温度まで冷却固化させるものである。

しかし、一般に高温に加熱されたゴブが金型内で成形さ
れる過程において、押圧成形中のゴブの内部温度は、そ
の表面温度に比べて高くゴブの温度分布が不均一となる
ため、型内でのガラス成形品の冷却固化過程で、体積収
縮が均一に行なわれなくな）、比較的温度の高い部分に
上記体積収縮が集中してしまうという問題があった。こ
れにより、レンズ等のガラス成形品表面が内部側に引張
られ、該表面にひけを生じてしまい、高精度のガラスレ
ンズを得ることができないという問題を生じさせていた
。このことは、特に厚肉レンズを成形する場合に顕著で
あった。

発明の目的本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、冷却固化
時に局部収縮やひけの発生を防ぐことのできる光学素子
の製造方法およびその装置を提供することを目的とする
ものである。

発明の概要上記目的を達成するため、本発明は、金型とピストンと
の関に加圧部材を介設するとともに、光学素子を所望の
肉厚とするため金型の移動を停止させるストッパを設け
てなシ、上記光学素子の冷却固化による収縮に連動して
上記金型が光学素子を加圧するようになされておシ、上
記加圧処理により光学素子の局部収縮やひけを防ぐもの
である。

実　　施　　例以下、本発明の実施例を第１図乃至第６図を参照して説
明する。

第１図は本発明に係る光学素子の製造装置の一実施例を
示したもので、上下に対向しかつ同軸上上に上型１およ
び下型２をそれぞれ配設し、上記下型２の下方には、加
圧部材３を介して図示しないプレス装置のピストン４が
連結されている。また、上記ピストン４の上昇を所定位
置で停止させるストッパ５が設けられておシ、上型１と
下型２との間にゴブを充填し、ピストン４の上昇により
押してレンズ６を加圧成形するものである。この方式に
よる製造装置を、第２図を参照してさらに具体的に説明
する。

第２図は下型２部分の構成を示しだもので、下型２の内
部には、金型温度をゴブのガラス転移温度付近の所定温
度に加熱保持するための熱電討入シヒータ７が設けられ
、この下型２の下方には、小さな径を有する連結軸８が
形成されている。この連結軸８の下端部には、下型２か
らの熱を遮断するケイ酸カルシウム系の断熱材９．９に
上下両面を保護された加圧部材としての弾性体１０力ζ
アルミナを主成分とする無機系耐熱性接着剤により接着
されてお如、この弾性体１０には、例えば約２５０℃ま
で使用可能なシリコンラバーが適している。また、上記
連結軸８は、下面にピストン４が連結された摺動軸１１
の内部に上下動自在に軸支されておシ、この摺動軸１１
の内部であって上記連結軸８の弾性体１０の周囲部分に
は、冷却室１２が形成されている。この冷却室１２には
、圧縮空気、水あるいはＮｌ　、　Ａｒ等の不活性ガス
等の冷却媒体を供給、排出するための導管１３が接続さ
へこの冷却室１２により弾性体１０を所定温度以下に冷
却保持するようになされておシ、上記導管１３は図示し
ない冷却媒体供給装置に接続されている。

さらに、上記摺動軸１１は、ガイド１４の内部に摺動自
在に軸支されておシ、このガイド１４の上端部には、内
側に突出形成され摺動軸１１の上限位置を規制するスト
ッパ５が、一体に形成されている。このガイド１４は、
所望の光学素子の肉厚に応じて任意の位置に上下動自在
とされている。

また、金型の材料としては、耐熱性に優れ膨張係数がガ
ラスと同程度でかつ加工しゃすい４２０系ステンレス鋼
、超硬合金あるいはＮｉ基合金を用い、その表面にＴｉ
Ｎ４るいはＣｒＮ等の窒化層を形成したものが好ましい
。金型形状は、光学素子に対応した形状を有し、かつ高
い精度を有する必要があシ、表面粗さは、５７１００μ
以下、好ましくはＬ／１００μ以下とされる。

本実施例においては、ピストン４の上昇により、摺動軸
１１および連結軸８を介して下型２が上昇し、下型２が
図示しないゴブを加圧すると、弾性体１０は圧縮され始
める。そして、ゴブが所定肉厚のレンズに加圧成形され
たときに、ストッパ５により摺動軸８の上昇が停止され
る。このとき、ストッパ５の位置は、下型２がゴブを加
圧し弾性体１０が収縮した状態において、所望肉厚のレ
ンズを得ることができるようにあらかじめ設定しておく
。

そして、加圧成形されたレンズは、冷却固化するととも
に収縮するが、この収縮に伴ない弾性体１０が膨張する
ため、下型２がレンズを加圧するように作用し、したが
って、レンズの局部収縮やひけの発生を確実に防ぐこと
が可能となる。レンズ全体が金型温度まで冷却固化され
た後、ピストン４を下降させ押圧成形が完了する。

通常、光学素子の肉厚精度は、設計値に対して±３０〜
５０μの誤差が許容されるが、本実施例における弾性体
１０の変形によるばらつきはわずか数μであるため、光
学素子の肉厚精度に何ら影響を及ぼさない。

なお、上記成形行程をＮｌ　、　Ｈｅ　、　Ａｒ等の不
活性ガス雰囲気中で行なうようにすれば、金型の酸化を
防ぐことができ、長期にわたシ安定した成形を行なうこ
とができる。

また、第３図は本発明の他の実施例を示したもので、下
型２の側面には、テーパが形成され、ヒータ１が内蔵さ
れた金型台１５に密接嵌合されている。上記下型２は、
金型台１５の側面を貫通するボルト１Ｂにより固定され
、このボルト１ＢをはずすことＫより容易に下型２を脱
着できるようになされている。そして、上記金型台１５
の下方には、連結軸８が連設されておシ、その他の部分
は第２図に示す実施例と同様であるので同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。

本実施例においては、ボルト１６の取シはずしにより、
下型２を容易に交換することができ、小ロットの生産に
も短時間で対応することが可能となる。

また、第４図は本発明のさらに他の実施例を示したもの
で、本実施例においては、連結軸８の上端部には、下型
２が脱着自在に嵌合され、第３図に示す実施例と同様に
、ボルト１６の取りはずしにより下型２を交換できるよ
うになされている。上記連結軸８は、長寸法に形成され
、その下方すなわち下型２の熱影響を受けない部分には
、弾性体１０を介して、ピストン４が連結されており、
このピストン４の中途部には、大径とされた肩部１７が
形成され、この肩部１７に当接してピストン４の上昇を
停止させる位置可変式のストッパ５が配設されている。

本実施例においても上記各実施例と同様に、ストッパ５
に肩部１７が当接するまでピストン４を上昇させて、下
型２によりゴブを加圧成形し、弾性体１０の膨張により
レンズ収縮時に加圧することができるので、光学素子の
ひけ等を防止することができる。さらに、本実施例にお
いては、弾性体１０が下型２の熱影響を受けないので、
冷却媒体が不要となシ、シかも、種々の材料の弾性体を
使用することができる。

第５図は本発明のオープンタイプによる他の実施例を示
したもので、上型１および下型２を互いに対向しかつ同
軸上に配置し、上型１は、圧力調整装＃ｔ１８が連結さ
れた油圧シリンダ１９のピストン４の下端部に固定され
、下型２は、基台２０の上面に固定されている。上記ピ
ストン４の中途部には、下方を小径とした肩部１７が形
成され、この肩部１７の下方には、上下および前後方向
に移動自在なストッパ５が配設されている。

本実施例においては、ピストン４の下降により押圧成形
を行ない、ピストン４の肩部１７がストッパ５に当接す
ることにより、ピストン４はレンズ６が所望の肉厚とな
る位置で停止する。そして、冷却同化によるレンズＢの
収縮に連動してストンの加圧力が与えられ、レンズ収縮
時の加圧を行なうことができ、レンズのひけの発生を防
ぐことができる。

また、第６図は本発明の他の実施例を示したもので、上
型１および下型２には、それぞれピストン４．４が連結
され、各ピストン４．４の駆動を停止させる位置可変式
のストッパ５，５が配設されている。さらに、下型２に
連結されたピストン４の中途部には、圧力調整装［１８
が連結された加圧装置２１が介設されている。

本実施例においては、レンズ収縮時に連動して、圧力調
整装置１８から加圧装置２１に空気等を送り加圧装置２
１を膨張させ、これにより、下型２に圧力を加えるもの
であシ、レンズ６のひけを容易に防ぐことができる。ま
た、圧力調整装置１８により圧力を制御することにより
、最適の圧力を与えることができ、しかも、時間の経過
とともに圧力を細かくかつ任意に変化させることができ
る。

発明の効果以上述べたように本発明に係る光学素子の製造方法およ
びその装置は、レンズの冷却固化時における収縮に連動
して、上記レンズを加圧するようにしているので、スト
ッパを使用していても、局部収縮およびひけの発生を確
実に防止することができ、高精度なレンズ等の光学素子
を容易にかつ安価に製造することができる等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の実施例を示したもので、第
１図は説明図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ縦断
面図、第５図および第６図はそれぞれオープンタイプの
装置を示す縦断面図である。１・・・・・・上型２・・・・・・下型３・・・・・・加圧部材４・・…・ピストン５・・・・・・ストッパ６０．−−−−レンズ７・・・・・・ヒータ８・・・・・・連結軸９・・・・・・断熱材１０・・・・・・弾性体１１・・・・・・摺動軸１２・・・・・・冷却室１３・・・・・・導管１４・・・・・・ガイド１５・・・・・・金型台１６・・・・・・ボルト１７・・・・・・肩部１８・・・・・・圧力調整装置１９・・・・・・油圧シリンダ２０・・・・・・基台２１・・・・・・加圧装置。第１図　　第２図第３図第４図第５図手続補正書（自発）昭和６０年９月１１日１、事件の表示昭和６０年特許願第４６７３５号２、発明の名称４、代理人６、補正の対象明細書の「発明の詳細な説明、の欄７、補正の内容（１）明細書第６頁第１７行目に記載するｒ上に上型ｌ
」をｒに上型１」と補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上型および下型からなる金型間に、所定温度に加
熱したガラス素材を充填し、上記金型により上記ガラス
素材を押圧成形する光学素子の製造方法において、上記
金型により押圧成形された光学素子が冷却固化するのに
伴つて収縮するのに連動して、上記金型が光学素子を加
圧しつつ成形することを特徴とする光学素子の製造方法
。
（２）上記、光学素子の加圧は、上記金型により押圧成
形された光学素子が所望の肉厚となる位置で、位置可変
式のストッパによりプレスを停止させ、この光学素子が
冷却固化するのに伴つて収縮するのに連動して、上記金
型が上記光学素子を加圧するようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光学素子の製造方法。
（３）上記金型の加圧手段は、上記金型とこの金型のピ
ストン間に介装された加圧部材の弾力を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学素子の製造方
法。
（４）上記金型の加圧手段は、ストッパ解除後における
金型加圧用ピストンの自重および／またはピストンに対
する残圧を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学素子の製造方法。
（５）上記金型の加圧手段は、上記金型に対する流体圧
力等の加圧装置を介する加圧力を用いることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光学素子の製造方法。
（６）上記金型の温度を、上記ガラス素材の転移温度付
近に保持することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光学素子の製造方法。
（７）上記金型は、不活性ガス雰囲気中に配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学素
子の製造方法。
（８）上型および下型からなる金型を有し、この金型に
よりガラス素材を押圧成形する光学素子の製造装置にお
いて、上記金型を押圧する押圧手段を設け、当該押圧手
段と上記金型間に加圧手段を介設するとともに上記光学
素子の肉厚を決定するため上記金型の移動を阻止するス
トッパ手段を設けたことを特徴とする光学素子の製造装
置。
（９）上記加圧手段は、シリコンラバー等の弾性部材か
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の光
学素子の製造装置。
（１０）上記加圧手段は圧力調整装置を具備する加圧装
置から成ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載
の光学素子の製造装置。
（１１）上記加圧手段は、その周囲に冷却室を設け、こ
の冷却室に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を設け
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の光
学素子の製造装置。
（１２）上記加圧手段は、上記金型の熱影響を受けない
部分に設けて成ることを特徴とする特許請求の範囲第８
項記載の光学素子の製造装置。