JPS6236973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学素子の成形用装置に関するもので
ある。

レンズ、プリズム、フイルターなどの光学素子
は従来多くはガラスの研磨処理によつて製造され
ている。しかし研磨処理には相当な時間と技能を
要するものである。また非球面レンズを研磨処理
で製造するには一層高度の研磨技術が必要でまた
処理時間も長くならざるを得ないものである。

このような研磨処理による光学素子の製造方法
に対して加熱、加圧による成形によつて光学素子
を製造する方法がある。この成形方法によれば短
時間に光学素子を製造することができまた非球面
レンズも球面レンズと同じように容易かつ短時間
に製造することが出来るものである。

加熱、加圧による成形方法においては型の酸化
が重要な問題点である。型が酸化すれば光学的オ
ーダ（面精度ニユトン５本、アス１本以内、面粗
さ0.03μｍ以下）のレンズを成形することが出来
ない。

この対策として不活性ガスまたは還元性ガスの
雰囲気で成形することが米国特許第2410616号、
3833347号、3844755号、4139677号等の明細書中
に述べられている。しかし、いづれも成形室全体
を１サイクルの成形作業終了後に排気し不活性ガ
スに置換えるかまたは還元性ガスの雰囲気にワー
クを押しこみ不完全な状態で成形する方法であ
る。

本発明は前述従来装置の様に成形加工する処理
室全体の吸・排気作業を必要とせず、作業効率を
向上し得る光学素子成形装置を提案する。

更に本発明は処理室内に被加工物を順次導入
し、処理室内に設けた加熱部・加圧成形部に順次
搬送し連続的に成形処理可能な光学素子成形装置
を提案する。

前述した公知の装置及び本発明の分野の装置に
おいて、被加工物を加熱後成形し所定の精度に加
工する技術においては、成形後の冷却期間に被加
工物の成形面形状が歪を起したり変形したりする
ことが多く、この成形後の歪発生を抑える装置の
開発が待たれていた。

本件出願に係る発明は、この問題を解決するこ
とができた装置を提案する。

以下に図を参照して本発明の一実施例を詳述す
る。

第１図・第２図は本発明の一実施例の装置を示
す説明図である。

図において、１は処理室を示し、該処理室１は
基板１Ａ上に第２図に示すブロツク室１B₁〜１
B₆を載置し、該ブロツク室１B₁〜１B₆を直列に
継いで形成する。前記ブロツク室１B₁〜１B₆は
断面コ字形状で両端は開口しかつ、ブロツク室ど
うしを密封しつつ接続する接続部１ｂを有し、接
続部１ｂどうしをシール材１ｃを挾んでネジ等で
締付け結合する。

第２図は前記ブロツク室１Ｂを接続した状態の
外観斜視図を示し、ブロツク室１B₁は第１図に
おける加熱部を示し前記ブロツク室１B₁内には
ヒーター１b₁を配し搬送されてくる後述する被加
工物及び型の上型及び下型を加熱する。

ブロツク室１B₂は前記ブロツク室１B₁に接続
したブロツク室であり、第１図における成形部を
示す。この成形部１B₂のブロツク室の上部は一
部が開口し、この開口部を通つて、シリンダー２
が上下動可能に支持されている。ブロツク室１
B₃，１B₄は第１図に示す冷却部を構成する。

ブロツク１B₅は前記加熱ブロツク室１B₁の前
に接続した搬入ブロツク室であり、該ブロツク室
１B₅は前記加熱ブロツク室１B₁との連通部のみ
開口している。該ブロツク１B₅には第１図に示
すベルジヤー４がシリンダー６によつて矢印方向
に上下動可能に支持されており、該シリンダー６
はブロツク室１B₅の天井の開口部を通つて不図
示のポンプに連結している。８は昇降板で不図示
のシリンダー装置によつて矢印方向に上・下動可
能に構成し、前記基板１Ａの開口部１a₁を通つて
被加工物を処理室１内に搬送する。

１B₆は前記冷却用ブロツク室１B₄の後に接続
する取出用ブロツク室を示し、該ブロツク室１
B₆は前記冷却用ブロツク室１B₄との連通部のみ
開口しており、更に該取出用ブロツク室１B₆に
は被加工物を取出す際、この取出用ブロツク室１
B₆のみを密封状態に保つ遮嵌板（不図示）の
上・下動移動用開口部１b₆を設ける。

１b₈は被加工物取出用開口部を閉じる蓋であ
る。１０は前記基板１Ａに固定した搬送用レール
である。

次に前記第１図・第２図の装置の操作及び動作
を第３図・第４図を補足して説明する。

基板１Ａ上に継がれた各ブロツク室１B₅，１
B₁，１B₂，１B₃，１B₄，１B₆は処理室１を形成
し、該処理室１内は不活性ガス例えば窒素ガス
（N₂）にて所定の気圧に保たれている。

この不活性ガスは成形用型及び被加工物の酸化
を防ぐためのものである。

まず、第１図において、シリンダー６によりベ
ルジヤー４を基板１Ａに押圧する。ベルジヤー４
の内側はパツキン１２によつて気密が保たれる。

次いでシリンダー１４によつて昇降板８が図示
点線に示す位置まで下降し、昇降板８の上に第３
図に示す成形用型の上型１４と下型１６及び上型
と下型の間に載置した光学材料から成る被加工物
１８のセツトに構成されたワークW₁を載せ、昇
降板８をシリンダー１４にて上昇させて昇降板８
の平面と基板１Ａの平面を一致させて停止する。
（第４図参照） この昇降板８と基板１Ａの平面が揃つた位置に
て昇降板８と基板１Ａはパツキン２０にて密封状
態に保たれる。

ベルジヤー４と基板１Ａの開口部の側壁１a₂及
び昇降板８にて気密室２２が形成される。この気
密室２２の中は昇降板８上に前記ワークW₁を載
せた状態では大気に満たされているため、基板１
Ａの側壁１a₂の孔よりロータリーポンプ２４にて
大気を抜き一度真室状態にしてからボンベ２６内
の窒素ガスを送り込む。

従つて前記気密室２２は大気と不活性ガスを入
れ換える入換室を構成する。入換室２２の不活性
ガス濃度が所定値に達したらベルジヤー４を上昇
させ、昇降板８上の前記ワークW₁を前記加熱用
ブロツク室１B₁内のレール１０上に送り込む。
第４図に示す２４は送り出し装置の押出棒を示
す。

尚、第４図における昇降板８平面上の略々Ｕ字
形状部材８ａは前記ワークW₁を昇降板８の平面
に置く際の位置決め用の部材である。

前述のようにワークW₁が加熱用ブロツク室１
B₁内のレール１０上に送り出した後に再びベル
ジヤー４が下降し、昇降板８が下降する。

次に昇降板８の上には第３図に示した断面円筒
形状のスペーサー２６を載置し、前述と同様にベ
ルジヤー４・基板１Ａの側壁１a₂及び昇降板８に
て入換室２２を構成し大気と不活性ガスの入れ換
え作業を行なう。そして、次に押出棒２４にてス
ペーサー２６を加熱用ブロツク室１B₁のレール
１０上に移動させる。このスペーサー２６ａのレ
ール１０上への押出しにより前記ワークW₁は加
熱ブロツク室１B₁内にて加熱されつつ送られ
る。

上述のように成形用型の上型１４と下型１６及
び該上型と下型の間に置かれた被加工物１８をセ
ツトにしたワークW₁，W₂と前記スペーサー２６
を第３図のように交互に搬入ブロツク室１B₅か
ら順次加熱室ブロツク室１B₁、成形ブロツク室
１B₂に搬送する。加熱用ブロツク室１B₁に送ら
れたワークW₁は成形用型の上型１４・下型１６
及び被加工物１８が加熱用ブロツク室内に設置し
たヒーター１b₁によつて所定の温度まで加熱され
る。加熱されたワークW₁は成形用ブロツク室１
B₂に送られる。ワークW₁が成形用ブロツク室１
B₂に送られてくると、前記レール１０上に設置
した公知のワーク検知センサーが作動し、シリン
ダー２が下降し、シリンダー２の下端が成形用型
の上型１４を所定の圧力で加圧された被加工物１
８は前記入換室２２に搬入された時には上型１４
と下型１６の間に未加工の状態又は予備加工され
た状態で挿入される。

そして加熱ブロツク室１B₁を通つて成形加圧
ブロツク室１B₂に送られてくると、該被加工物
１８は前記上型１４と下型１６の互いに対向した
光学素子の形状形成面を型作る空隙内に加圧成形
されて所定の形状及び仕上面精度に仕上られる。
加圧成形処理作業の終了したワークW₁は入換室
２２よりスペーサー２６又は他のワークＷが搬入
されると順次、次の冷却用ブロツク室１B₃，１
B₄に送られる。この冷却用ブロツク室１B₃，１
B₄に送られてきワークW₁は被加工物の成形形
状・材料の性質及び不活性ガスの種類等を考慮し
て適宜の冷却手段によつて所定温度まで冷却され
る。

冷却されたワークW₁は次に取出用ブロツク室
１B₆に送られる。取出用ブロツク室１B₆にワー
クW₁が搬入すると取出用ブロツク室１B₆の前述
開口部１b₆に不図示の遮蔽板が下降し冷却用ブロ
ツク室１B₄と取出用ブロツク室１B₆の開口部の
連通を断ち取出用ブロツク室１B₆のみ密封状態
に保つ。密封状態に保たれた取出用ブロツク室１
B₆の取出用窓１b₈を開け、ワークW₁を取出し上
型・下型より被加工物１８を抜き出すことにより
本装置の成形工程を終える。

第５図は前記入換室の他の例を示すものであ
る。図において、３０は搬入室を示し、該搬入室
３０は不図示の手段（例えば第２図１ｂ）にて加
熱ブロツク室１B₁と接続している。３０Ａ，３
０Ｂは搬入ブロツク室３０の周囲の壁面と継が
り、左方にワークＷの搬入のための開口３０Ｃを
設けた構成部材である。３２は前記構成部材３０
Ａ，３０Ｂに回転可能に支持された円筒部材であ
り、該円筒部材３２は円筒両端が塞がれ、円筒面
の一部に前記搬入ブロツク室３０の開口３０Ｃと
揃う開口３２ａを有する。３４は前記円筒部材３
２の中に置かれたワーク載置台。上記構成におい
て、円筒部材３２を回転し、外壁３０Ａ，３０Ｂ
の開口３０Ｃと円筒部材３２の開口３２ａを合わ
せワークＷを載置台３４上に載置する。次に円筒
部材３２を第５図Ｂに示す如く開口部３２ａが上
方にくるように回転する。これにより円筒部材３
２内の室内３２ｂは気密状態になる。

不図示のロータリーポンプにて大気を抜き窒素
ガスを注入し、第５図Ｃに示すように円筒部材３
２を回転し搬入室３０と加熱ブロツク室１B₁と
の接続開口部３０ｄと前記開口部３２ａを揃え
る。この後不図示の押出部材によつて載置台３４
上のワークＷを加熱ブロツク室１B₁内のレール
１０上に搬送する。

以後前述第５図Ａ〜第５図Ｂの動作を繰り返し
て順次ワークを加熱ブロツク室１B₁内に搬入
し、前述第１図乃至第４図の処理工程を経て被加
工物を成形加工する。

本発明の上記実施例の説明において、ワークＷ
とスペーサー２６ａ，２６ｂ…を交互に順次搬入
する例を述べたがスペーサーを間に介さずワーク
Ｗのみを連続的に搬入・搬送してもよい。この選
択は被加工物の形態に依つて決める。

又、本発明において第３図の例においてスペー
サー２６の搬送方向の寸法l₁，l₂によつて各ワー
クW₁，W₂の各処理工程における処理時間の調整
を行なうことができる。

即ち、スペーサー２６の寸法l₁が短かければワ
ークＷの搬送距離も短かく、ワークＷは長い時間
加熱又は加圧成形、冷却の各工程に留まりそれぞ
れの工程の作用を長い時間受けることになる。

以上のように本発明は被加工物を加熱、加圧成
形、冷却の各作用を行なう処理室に大気と不活性
ガスを入れ換える入換室２２（４，１a₂，８）を
設けたので処理室１内全体の雰囲気を入れ換える
ことを要せず作業能率の向上を図ることができ
た。更に本発明は成形用型の上型・下型及び被加
工物から成るワークをセツトで処理室内に搬入・
搬送し、ワークとワークの間にスペーサーを介し
たことにより被加工物の各処理工程における処理
時間を調整可能とすることができ、被加工物の種
類に応じた加工を行なうことができ汎用性に富む
装置を得ることができた。更に本発明によれば、
処理室内の加圧成形工程にて加圧成形された被加
工物は加圧成形工程の後の冷却工程中も上型と下
型に挾さまれ、上型に抑えられつつ冷却作用を受
けながら搬送される。この冷却作用中も被加工物
が上型と下型に挾さまれることにより被加工物の
成形面は冷却期間中に上型・下型の機能面（型形
成面）から外れることがなく、歪の発生を抑える
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の装置の構成概要を示
す説明図。第２図は第１図の装置の斜視図。第３
図は本発明に係る装置内に搬入し搬送されるワー
クとスペーサーの要部断面図。第４図は入換室２
２と加熱ブロツク室１B₁との連通部の説明図。
第５図Ａ，Ｂ，Ｃは入換室の他の実施例の要部断
面図。 １B₁，１B₂…１B₆……ブロツク室、１Ａ……
基板、４……ベルジヤー、Ｗ……ワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不活性ガス雰囲気中に被加工物及び成形用型
   を配置し加圧成形する処理室を有し、前記処理室
   内に少なくとも前記被加工物を導入する際に空気
   と不活性ガスを入れ換える入換室を設けたことを
   特徴とする光学素子成形装置。 ２ 光学材料から成る被加工物を加熱し不活性ガ
   ス中にて加圧成形する光学素子成形装置におい
   て、前記被加工物を加圧成形する処理室内に、成
   形用型の上型・下型及び被加工物を加熱部と加圧
   成形部に搬送する搬送路と、少なくとも前記被加
   工物を前記処理室に導入する際に空気と不活性ガ
   スを入れ換える入換室を設けたことを特徴とする
   光学素子成形装置。 ３ 前記入換室から前記処理室への被加工物の搬
   入において、成形用型の上型と下型及び前記上型
   と下型の間に置いた被加工物をセツトとして搬入
   するとともに、前記セツトとセツトの間にスペー
   サーを介在させたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の光学素子成形装置。