KR100726506B1 - Optical element molding apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 성형몰드에 의해 복수개의 성형소재를 동시에 프레스 성형하는 몰드 프레스 성형장치로서, 예비성형물 공급장치의 흡착패드에 의해 흡착되는 성형소재의 수를 검지하는 압력센서와, 성형몰드를 구동시켜 프레스 성형하는 구동수단과, 검지된 성형소재의 수에 기초하여 프레스 하중을 선택하고, 그 선택된 프레스 하중에 따라 구동수단을 구동시키는 구동제어수단을 갖는다.The present invention relates to a mold press molding apparatus for simultaneously press molding a plurality of molding materials by means of a molding mold, the pressure sensor detecting the number of molding materials adsorbed by the adsorption pad of the preform supply device, and the molding mold being driven. Drive means for press molding, and a drive control means for selecting a press load based on the number of detected molding materials and driving the drive means in accordance with the selected press load.
Description
도 1은 본 발명을 적용한 몰드 프레스 성형장치의 일실시형태를 개략적으로 나타낸 평면도.1 is a plan view schematically showing an embodiment of a mold press molding apparatus to which the present invention is applied.
도 2는 성형소재의 검지수단으로서 압력센서를 이용하여, 그 압력센서를 성형소재 공급장치에 설치한 예를 개략적으로 나타낸 도면.2 is a view schematically showing an example in which a pressure sensor is installed in a molding material supply apparatus using a pressure sensor as a detection means of a molding material.
도 3의 (a), (b)는 성형소재의 검지수단으로서 광학센서를 이용하여, 그 광학센서를 하부몰드의 측부에 설치한 예를 개략적으로 나타낸 도면.3 (a) and 3 (b) schematically show an example in which the optical sensor is provided on the side of the lower mold by using the optical sensor as the detection means of the molded material.
도 4의 (a), (b)는 성형소재의 유무를 광학센서로 검지하는 경우의 설명도.4 (a) and 4 (b) are explanatory diagrams when detecting the presence or absence of a molding material with an optical sensor.
도 5는 제어수단의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.5 is a block diagram schematically showing the configuration of the control means.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 유리 광학소자의 제조장치 20 : 가열실10: manufacturing apparatus of glass optical element 20: heating chamber
22 : 예비성형물 공급장치 23 : 예비성형물 반송장치22: preform supply device 23: preform conveying device
24 : 예비성형물 가열장치 40 : 성형실24: preform heating device 40: molding chamber
41 : 프레스장치 42 : 유리 광학소자의 반출장치41: press device 42: apparatus for carrying out glass optical elements
43 : 추출준비실 50 : 제어수단43: extraction preparation room 50: control means
221 : 흡착패드 222 : 진공펌프221: suction pad 222: vacuum pump
223 : 흡인로 224 : 압력센서223: suction path 224: pressure sensor
420 : 하부몰드 421 : 광학센서420: lower mold 421: optical sensor
본 발명은, 광학소자 등의 제조공정에서, 복수의 성형소재(미리 예비성형된 예비성형물[preform] 등)를 가열연화시키고, 성형몰드로 프레스 성형하여 광학소자(렌즈 등)를 성형하기 위한 몰드 프레스 성형장치 및 광학소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a mold for forming an optical element (lens, etc.) by heat-softening a plurality of molding materials (preformed preforms, etc.) in a manufacturing process such as an optical element, and press molding with a molding mold. The present invention relates to a press molding apparatus and a manufacturing method of an optical element.
가열연화된 상태의 성형소재, 예컨대 유리소재를, 소정 형상으로 정밀가공되어 소정 온도로 가열된 성형몰드 내에서 프레스 성형하여, 그 성형면을 유리소재에 전사하면, 면 정밀도 및 형상 정밀도가 높은 광학소자를 얻을 수 있다.When a molded material, such as a glass material, in a heat-softened state is press-molded in a molding mold which is precisely processed into a predetermined shape and heated to a predetermined temperature, and the molded surface is transferred to the glass material, optical having high surface precision and shape accuracy is achieved. A device can be obtained.
이 경우, 생산 효율을 향상시키기 위해, 복수의 성형몰드를 이용하여 복수의 유리 광학소자를 동시에 프레스 성형하는 방법이 제안된 바 있다(예컨대, 일본 특허공개공보 평11(1999)-29333호(이하,‘특허문헌 1’이라고 함) 참조).In this case, in order to improve the production efficiency, a method of simultaneously press molding a plurality of glass optical elements using a plurality of molding molds has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11 (1999) -29333 (hereinafter referred to as "Patent Formation"). , Referred to as 'Patent Document 1').
상기 특허문헌 1에 기재된 프레스 방법은, 복수의 성형몰드를 직선형상으로 일렬로 배열하고, 이에 대해 양측으로부터 유도가열을 일으키고 있기 때문에, 각 성형몰드를 균일하게 가열하여 프레스 성형을 실시할 수 있다. 이에 따라, 부분적인 연장불량(defective elongation) 등의 문제점을 발생시키지 않고, 면 정밀도가 높으며 표면 품질이 양호한 유리 광학소자를 얻을 수 있다. In the press method described in Patent Document 1, a plurality of molding molds are arranged in a line in a straight line, and induction heating is caused from both sides, so that each molding mold can be uniformly heated to perform press molding. As a result, a glass optical device having high surface precision and good surface quality can be obtained without causing problems such as partial elongation.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 성형장치에서는, 성형공정에서 항상 동일한 수의 유리 예비성형물이 몰드에 공급되는 것은 아니다. 가령, 연속적으로 프레스하는 중에 소재공급 트레이 내의 유리 예비성형물이 없어졌을 경우, 흡착패드에 의한 유리 예비성형물의 흡착 미스(오류)가 발생한 경우, 몰드에 대한 유리 예비성형물의 공급 오류가 발생한 경우 등에는, 프레스시에 성형몰드내에 배치되는 유리 예비성형물의 개수가 정규 개수보다 적게 된다.However, in the molding apparatus described in Patent Document 1, the same number of glass preforms are not always supplied to the mold in the molding step. For example, when the glass preform in the material supply tray disappears during continuous pressing, a suction error (error) of the glass preform caused by the adsorption pad occurs, or a supply error of the glass preform to the mold occurs. In the press, the number of glass preforms disposed in the molding mold is smaller than the normal number.
광학소자의 프레스 성형에 있어서, 프레스 하중은 몰드에 배치될 유리 예비성형물의 개수에 기초하여 최적으로 조정되어 있다. 따라서, 배치된 예비성형물의 수가 정규 개수에 못미치면, 유리 예비성형물 1개당 가해지는 프레스 하중이 커진다.In press molding of an optical element, the press load is optimally adjusted based on the number of glass preforms to be placed in the mold. Therefore, if the number of the preforms arranged is less than the regular number, the press load applied per glass preform becomes large.
정밀 몰드 프레스에 있어서, 프레스 하중의 관리는 면 정밀도 및 렌즈 두께의 정밀도를 달성하는데 매우 중요하다. 특히, 오목 메니스커스 렌즈[concave meniscus lens]나, 볼록 메니스커스 렌즈[convex meniscus lens] 또는 양면이 오목한 렌즈[biconcave lens]의 프레스 성형에서는, 초기 프레스나 그 후의 부가적인 프레스에서의 하중 스케줄 및 냉각 과정에서의 하중 스케줄을 적절히 제어하지 않으면, 면 정밀도 및 렌즈의 두께가 원하는 광학성능을 달성하는 값(사양)에서 벗어날 경우가 있다.In the precision mold press, the management of the press load is very important for achieving the surface precision and the precision of the lens thickness. In particular, in press forming of concave meniscus lenses, convex meniscus lenses, or biconcave lenses, the load schedule in the initial press or subsequent additional presses If the load schedule in the cooling process is not properly controlled, the surface precision and the thickness of the lens may deviate from the values (specifications) for achieving the desired optical performance.
또한, 프레스 개시후의 시간에 따라 프레스 스케줄을 제어하는 장치에서는, 예비성형물이 정규 개수보다 적은 상태에서 프레스되면, 유리를 소정량 변형시키기 위해 요구되는 시간이 짧아진다. 이 때문에, 성형장치의 사이클 운전이 흐트러진 다. 또한, 고온의 예비성형물을 그보다 온도가 낮은 몰드에 의해 프레스할 경우, 유리를 소정량 변형시키기 위해 요구되는 시간이 짧으면, 예비성형물의 온도가 정규인 경우보다 높은 상태인 채로 초기 프레스를 종료하고, 냉각공정으로 이행하기 때문에, 성형조건이 변하여 렌즈 두께에 이상이 발생된다. In addition, in the apparatus which controls a press schedule according to the time after press start, when the preform is pressed in the state less than a normal number, the time required for straining a predetermined amount of glass becomes short. For this reason, the cycle operation of the molding apparatus is disturbed. In addition, when the hot preform is pressed by a mold having a lower temperature, if the time required to deform a predetermined amount of glass is short, the initial press is terminated while the temperature of the preform is higher than normal, Since the process shifts to the cooling process, the molding conditions change and abnormality occurs in the lens thickness.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 다수개의 유리 예비성형물을 한번에 프레스 성형할 경우에, 유리 예비성형물의 공급 오류 등으로 인해 몰드에 배치된 유리 예비성형물의 개수가 변화된 경우에도, 원하는 두께·면 정밀도를 갖는 광학소자를 얻을 수 있는 광학소자의 성형장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, the object of which is the number of glass preforms disposed in the mold due to the supply error of the glass preforms, etc. when pressing a plurality of glass preforms at once The present invention provides a molding apparatus for an optical element and a method of manufacturing the same, in which an optical element having a desired thickness and surface precision can be obtained even when the? Is changed.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 성형장치는, 성형몰드에 의해 복수개의 성형소재를 동시에 프레스 성형하는 성형장치에 있어서, 프레스 성형할 상기 성형소재의 수를 검지하는 성형소재 검지수단과, 상기 성형몰드를 구동시켜 프레스 성형하는 구동수단과, 상기 검지된 성형소재의 수에 기초하여 프레스 조건을 선택하고, 그 선택된 프레스 조건에 따라 상기 구동수단을 구동시키는 구동제어수단을 구비한 구성으로 되어 있다.In order to achieve the above object, the molding apparatus of the present invention is a molding apparatus for press-molding a plurality of molding materials at the same time by a molding mold, the molding material detecting means for detecting the number of the molding material to be press-molded; And a drive control means for driving the molding mold by press molding and selecting a press condition based on the number of the detected molding materials and driving the drive means in accordance with the selected press condition. .
이러한 구성으로 하면, 검지된 성형소재의 개수에 따른 프레스 조건으로 성형할 수 있기 때문에 면 정밀도 및 두께 정밀도가 우수한 광학소자를 얻을 수 있다.With such a configuration, since the molding can be performed under the press condition corresponding to the number of the molding materials detected, an optical element having excellent surface precision and thickness precision can be obtained.
여기서,「성형소재의 수」란, 단순히 성형소재의 개수를 의미하는 것이 아니라, 검지수단이 출력하는 성형소재의 개수에 대응된 검출신호량도 포함하는 의미이다. Here, the number of molded materials does not mean simply the number of molded materials, but also includes the amount of detection signals corresponding to the number of molded materials output by the detection means.
또한, 본 발명에서, 상기 프레스 조건은 프레스 하중, 프레스량, 프레스 시간, 프레스 속도 중 어느 1개 또는 2개 이상의 조합으로 할 수 있다.In the present invention, the press condition may be any one of a press load, a press amount, a press time, a press speed, or a combination of two or more.
여기서,「프레스 하중」이란, 성형소재가 수용된 성형몰드를 가압하는 하중으로서, 다단계로 가압할 때의 하중도 포함된다.Here, the "press load" is a load for pressing the molding mold in which the molding material is accommodated, and includes a load when pressing in multiple stages.
또한,「프레스량」이란, 대향되는 성형몰드(예컨대, 상부몰드와 하부몰드)에 하중을 가하는 한 쌍의 프레스수단을 상대적으로 근접시키는 양(크기)을 말한다. In addition, the "press amount" means the quantity (size) which relatively closes a pair of press means which apply a load to the opposing molding mold (for example, upper mold and lower mold).
또한,「프레스 시간」이란, 성형몰드를 프레스 수단으로 가압하고 있을 때의 시간을 말하며, 프레스 수단이 상대적으로 근접하고 있을 때, 및 적절한 하중을 성형몰드에 가한 상태에서 정지되어 있을 때의 시간을 포함한다.In addition, the "press time" means the time when the shaping | molding mold is pressurized with a press means, and the time when the press means is relatively close, and when it stops in the state which applied the appropriate load to the shaping | molding mold, Include.
또한,「프레스 속도」란, 성형몰드를 프레스 수단으로 가압할 때의 속도를 말한다.In addition, a "press speed" means the speed at the time of pressurizing a molding mold with a press means.
상기한 바와 같은 구성으로 함으로써, 성형소재의 개수의 변화에 대응하여, 프레스 하중, 프레스량, 프레스 시간, 프레스 속도 중 1개 이상의 프레스 조건을 변경함으로써, 고정밀도의 광학소자를 얻을 수 있다.With the above structure, an optical element with high precision can be obtained by changing one or more press conditions among the press load, the press amount, the press time, and the press speed in response to the change in the number of molded materials.
또한, 본 발명은 상기 프레스 조건으로서, 상기 검지된 성형소재의 수에 기초하여 프레스 하중을 선택하고, 그 선택된 프레스 하중에 따라 상기 구동수단을 구동시키는 구성으로 할 수 있다.In addition, the present invention can be configured to select a press load based on the number of the molded materials detected as the press condition, and to drive the driving means in accordance with the selected press load.
더욱이, 본 발명은, 구동제어수단이 상기 검지된 성형소재의 수 또는 선택된 프레스 하중에 기초하여 프레스 정지위치를 선택하고, 그 선택된 프레스 정지위치에 따라 상기 구동수단을 구동시키는 구성으로 되어 있다.Further, the present invention has a configuration in which the drive control means selects the press stop position based on the number of the detected molding materials or the selected press load, and drives the drive means in accordance with the selected press stop position.
이러한 구성으로 하면, 프레스 하중의 변경에 수반되는 프레스장치의 탄성변형량이 약간 변화함에 따라 유리 광학소자의 두께가 변동할 경우에, 그 변동을 보정할 수 있어 보다 고정밀도의 광학소자를 얻을 수 있다. With such a configuration, when the thickness of the glass optical element fluctuates slightly as the amount of elastic deformation of the press apparatus accompanying the change of the press load changes, the fluctuation can be corrected and a higher precision optical element can be obtained. .
또한, 본 발명은 상기 성형소재를 흡인공급수단에 의해 흡인하여 유지할 경우에, 상기 흡인공급수단의 흡인로에 압력검지수단을 설치하고, 그 압력검지수단에 의해, 공급된 성형소재의 수를 검지하는 구성으로 되어 있다. 이 경우, 흡인공급수단의 흡인로를, 상기 복수의 성형소재마다 형성하고, 또한 그 복수의 흡인로마다 압력검지수단을 설치하는 구성으로 할 수 있다.Further, in the present invention, when the molded material is sucked and held by the suction supply means, a pressure detecting means is provided in the suction path of the suction supply means, and the pressure detecting means detects the number of the supplied molding materials. It becomes the structure to say. In this case, a suction path of the suction supply means may be formed for each of the plurality of molded materials, and pressure detection means may be provided for each of the plurality of suction paths.
이러한 구성으로 하면, 흡착패드에 의해 성형소재를 공급하거나, 반송할 때에 발생되는 성형소재의 공급 오류 등을 검지하고, 또한 공급소재의 수에 기초한 프레스 하중 등에 의해 성형을 실시할 수 있다.With such a configuration, it is possible to detect a supply error of the molded material generated when the molded material is supplied or conveyed by the adsorption pad, and to perform molding by press load or the like based on the number of the supply materials.
또, 복수의 흡착패드에서의 흡인을 1개의 흡인로에서 수행하고, 그 1개의 흡인로내에서의 압력값과 성형소재의 수와의 관계를 미리 구해 둠으로써, 성형소재의 수를 검지할 수도 있다.In addition, the number of molded materials can be detected by performing suction on a plurality of suction pads in one suction path and preliminarily obtaining a relationship between the pressure value in the suction path and the number of molded materials. have.
이들 경우에서, 검지된 성형소재의 수는, 압력센서로부터의 검출압력에 대응된 신호량 및 그 신호량에 의해 성형소재의 유무를 판단한 결과 도출되는 구체적인 개수이다.In these cases, the number of molded materials detected is a specific number derived as a result of judging the presence or absence of the molded material based on the signal amount corresponding to the detected pressure from the pressure sensor and the signal amount.
또한, 본 발명은 상기 복수의 성형소재의 공급위치에, 그 성형소재를 광학적으로 검지하는 광학적 검지수단을 배치하고, 상기 광학적 검지수단에 의해, 공급된 성형소재의 수를 검지하는 구성으로 할 수도 있다.In addition, the present invention may be arranged so that the optical detection means for optically detecting the molded material is arranged at a supply position of the plurality of molded materials, and the optical detection means detects the number of the molded material supplied. have.
이러한 구성으로 하면, 비접촉 상태에서 성형소재의 유무 및 전체의 수를 검지할 수 있다. 이 경우, 검출되는 성형소재마다 복수의 광학적 검지수단을 배치해도 되고, 또한, 라인센서 등의 광학적 검지수단을 이용하여 복수의 성형소재의 유무를 1개의 센서로 검지하도록 해도 된다.With such a configuration, the presence or absence of the molding material and the total number of the molded materials can be detected in the non-contact state. In this case, a plurality of optical detection means may be arranged for each of the molded materials to be detected, and the presence or absence of a plurality of molded materials may be detected by one sensor using optical detection means such as a line sensor.
이들 광학적 검지수단을 이용한 경우에서, 검지된 성형소재의 수란, 압력센서에 의한 경우와 마찬가지로, 광학센서에 의한 검출광량에 대응된 신호량 및 그 신호량에 의해 성형소재의 유무를 판단한 결과 도출되는 구체적인 개수이다.In the case where these optical detection means are used, the number of molded materials detected is derived as a result of judging the presence or absence of the molded material based on the signal amount corresponding to the amount of light detected by the optical sensor and the signal amount as in the case of the pressure sensor. The specific number.
본 발명에 따른 광학소자의 제조방법은, 상기 어느 하나에 기재된 성형장치를 이용하여, 가열에 의해 연화상태가 된 성형소재를 프레스 성형하여 제조한다.In the method for manufacturing an optical element according to the present invention, by using the molding apparatus described in any one of the above, a molding material which has been softened by heating is produced by press molding.
또한, 본 발명에 따른 광학소자의 제조방법은, 상기 프레스 성형의 공정이, 초기 프레스와, 초기 프레스보다 작은 하중으로 프레스를 실시하는 제 2 프레스를 갖도록 하고, 또한 상기 초기 프레스를, 상기 선택된 프레스 하중에 따라 상기 구동수단을 구동시킴으로써 실시한다. 이 경우, 상기 제 2 프레스를 냉각과 함께 실시하는 것이 바람직하다.In addition, in the method for manufacturing an optical element according to the present invention, the press molding step includes an initial press and a second press which presses with a smaller load than the initial press, and the initial press is used as the selected press. This is done by driving the drive means in accordance with the load. In this case, it is preferable to perform the said 2nd press together with cooling.
이러한 광학소자의 제조방법에 따르면, 복수의 광학소자를 동시에 제조하는 경우에도, 성형소재의 개수에 따른 적절한 프레스 하중에 의해 성형할 수 있기 때문에, 면 정밀도, 형상 정밀도가 우수한 광학소자를 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of such an optical element, even when a plurality of optical elements are manufactured at the same time, since it can be molded by an appropriate press load according to the number of molding materials, an optical element having excellent surface accuracy and shape accuracy can be manufactured. have.
본 발명에 따르면, 다수개의 성형소재를 한번에 프레스할 경우에, 성형소재의 공급 오류 등으로 인해 몰드에 배치된 성형소재의 개수가 변화된 경우에도, 성형소재의 개수에 따른 프레스 하중을 적용할 수 있기 때문에, 항상 원하는 두께·면 정밀도의 광학소자를 얻을 수 있게 된다.According to the present invention, when pressing a plurality of molding materials at a time, even if the number of molding materials placed in the mold is changed due to the supply error of the molding material, the press load according to the number of molding materials can be applied Therefore, an optical element having a desired thickness and surface precision can always be obtained.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
또, 이하에서는 본 발명을 유리 광학소자의 제조장치에 적용한 실시형태에 따라 설명하는데, 본 발명의 몰드 프레스 성형장치는, 본 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 수지제 광학소자의 제조 혹은 유리 및 수지제의 광학소자 이외의 부품제조에도 적용할 수 있다.In addition, below, although this invention is demonstrated according to embodiment applied to the manufacturing apparatus of a glass optical element, the mold press molding apparatus of this invention is not limited to this embodiment, The manufacturing of resin optical element or glass and resin The present invention can also be applied to the manufacture of parts other than optical elements.
도 1은, 본 발명에 따른 몰드 프레스 성형장치를 유리 광학소자의 제조장치에 적용한 경우의 개략적인 평단면도이다.1 is a schematic plan sectional view when the mold press molding apparatus according to the present invention is applied to a manufacturing apparatus for a glass optical element.
도 1에 도시한 제조장치는, 성형소재로서 구형상의 유리 예비성형물을 프레스하여, 소형의 콜리메이터 렌즈[collimator lens]를 제조하는 것이다. 개략적으로, 구형상의 유리 예비성형물은, 본 제조장치의 하우징내에 복수개(도면의 예에서는 6개)가 동시에 공급되고, 그 후, 가열에 의해 연화되어 성형몰드에 의해 프레스, 냉각되고, 하우징 외부로 반출된다. 이러한 공정의 반복에 의해, 연속적으로 다수의 콜리메이터 렌즈가 제조된다.In the manufacturing apparatus shown in Fig. 1, a spherical glass preform is pressed as a molding material to produce a compact collimator lens. In general, a plurality of spherical glass preforms are simultaneously supplied into a housing of the present apparatus (six in the example in the drawing), and then softened by heating, pressed and cooled by a molding mold, and moved out of the housing. Are taken out. By repetition of this process, a number of collimator lenses are produced in succession.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 유리 광학소자의 제조장치(10)는, 가열실(20) 및 성형실(40)을 구비하고 있다. 가열실(20)과 성형실(40)은, 개폐밸브(61)를 구비한 통로(60)에 의해 상호 연통되어 있고, 상기 가열실(20)과 성형실(40)과 통로(60)에 의해, 외부로부터 차단된 하나의 밀폐공간이 형성되어 있다. 상기 밀폐공간의 외벽은, 스테인리스 이외의 부재에 의해 형성되어 있고, 밀봉재에 의해 그 기밀성이 유지되어 있다. 상기 가열실(20)과 성형실(40)과 통로(60)에 의해 형성되는 밀폐공간은, 유리 광학소자의 성형시에 불활성가스 분위기가 된다. 즉, 가스교환장치(도시생략)에 의해, 공간내의 공기가 배기되고, 대신에 불활성가스가 충전된다. 불활성가스로서는, 질소가스 또는 질소와 수소의 혼합가스(예컨대, N2+0.02vol%H2)를 이용하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 10 of the said glass optical element is equipped with the heating chamber 20 and the shaping | molding chamber 40. As shown in FIG. The heating chamber 20 and the shaping chamber 40 are mutually communicated by the passage 60 provided with the on-off
가열실(20)은, 공급되는 유리 예비성형물(G)을 프레스하기에 앞서 예비 가열시키기 위한 영역으로서, 여기에는 예비성형물 공급장치(22)와 예비성형물 반송장치(23)와 예비성형물 가열장치(24)가 설치된다. 또한, 외부로부터 유리 예비성형물(G)을 가열실(20)내로 공급하기 위한 공급준비실(21)이 설치되어 있다.The heating chamber 20 is an area for preheating the glass preform G to be supplied prior to pressing. The heating chamber 20 includes a preform supply device 22, a preform conveying device 23, and a preform heating device ( 24) is installed. In addition, a
공급준비실(21)은, 가열실(20)내로 공기가 유입되는 것을 금지하기 위해, 유리 예비성형물(G)을 트레이에 배치한 후, 밀폐되어 불활성가스 분위기로 치환된다.The
또한, 공급준비실(21)에는, 6개의 트레이(도시생략)가 배치되고, 여기에 로보트 아암(도시생략)을 이용하여 6개의 유리 예비성형물(G)이 놓인다.Moreover, six trays (not shown) are arrange | positioned at the
도 2에 도시한 바와 같이, 공급준비실(21)내에 설치되어 있는 예비성형물 공급장치(22)는, 6개의 흡착패드(221)를 갖는다. 이들 흡착패드(221)에는, 진공펌프(222)와 연결되어 접하는 흡인로(223)가 각각(6개) 형성되어 있다. 또한, 이들 흡인로(223)에는, 압력센서(224)가 각각 설치되어, 각 흡인로(223)에서의 압력을 측정한다. 상기 압력센서(224)는 측정결과를, 이후에 상세히 기술할 제어부(구동제어수단;50)에 출력한다.As shown in FIG. 2, the preform supply device 22 provided in the
이러한 구성의 예비성형물 공급장치(22)에 의해, 공급준비실(21)내의 트레이 위의 유리 예비성형물(G)이 흡착되어 가열실(20)내로 반입된다. 이 때, 6개의 흡착패드(221) 중 어느 하나의 흡착패드(221)가 유리 예비성형물(G)을 흡착하지 않으면, 대응되는 흡인로(223)내의 진공도가 저하되기 때문에, 압력센서(224)가 이를 검출한다. 제어수단(50)은, 압력센서(224)로부터의 신호에 기초하여, 유리 예비성형물(G)을 흡착하지 않은 흡착패드(221)의 위치를 검출하는 동시에, 예비성형물 공급장치(22)의 전체가 흡착한 유리 예비성형물(G)의 개수를 검출한다.By the preform supply device 22 having such a configuration, the glass preform G on the tray in the
도 1에 도시한 바와 같이, 예비성형물 반송장치(23)는, 공급준비실(21)로부터 반입되는 유리 예비성형물(G)을 받아서, 예비성형물 가열장치(24)에 의한 가열영역으로 반송하고, 또한 가열연화된 유리 예비성형물(G)을 성형실(40)로 반송한다. 예비성형물 반송장치(23)는, 그 아암(25)의 선단에 6개의 트레이(26)를 구비하고, 그 위에서 유리 예비성형물(G)을 유지한다.As shown in FIG. 1, the preform conveyance apparatus 23 receives the glass preform G carried in from the
본 실시형태에서는, 가열실(20)내에 고정되는 구동부(23a)에 의해, 트레이(26)를 구비하는 아암(25)이 수평으로 지지되고, 아암(25)은 거의 90도의 회전각으로 수평방향으로 회동된다. 또한, 아암(25)은 구동부(23a)를 중심으로 한 반경방향으로 진출 및 후퇴가 가능하도록 구성되어 있으며, 이에 따라, 유지된 유리 예비성형물(G)을 성형실(40)로 반송한다.In this embodiment, the
예비성형물 반송장치(23)는, 구동부(23a)내에 아암개폐기구(도시생략)를 구 비하며, 이에 따라 아암(25)의 선단을 개방하여 유리 예비성형물(G)을 상기 성형몰드 위에 낙하시킨다.The preform conveying apparatus 23 has an arm opening / closing mechanism (not shown) in the
유리 예비성형물(G)이 예열되어 연화된 상태로 반송될 때, 반송 지그에 접촉됨으로써 유리 표면에 결함이 발생되면, 성형후의 광학소자의 형상 정밀도를 손상시킨다. 이 때문에, 예비성형물 반송장치(23)에는, 유리 예비성형물(G)을 가스 플로팅(floating, 浮上)시킨 상태로 반송하는 플로팅 지그가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 가령, 분할몰드 타입의 플로팅 트레이를, 분리가능한 아암으로 지지하는 것을 이용할 수 있다.When the glass preform G is conveyed in a preheated and softened state, if a defect occurs on the glass surface by contacting the conveying jig, the shape accuracy of the optical element after molding is impaired. For this reason, it is preferable that the preform conveyance apparatus 23 is equipped with the floating jig which conveys the glass preform G in the state which carried out the gas floating. For example, it may be possible to support a split mold type floating tray with a detachable arm.
예비성형물 가열장치(24)는, 공급된 유리 예비성형물(G)을 소정의 점도(粘度)에 대응된 온도까지 가열하기 위한 것이다. 유리 예비성형물(G)을 일정한 온도까지 안정적으로 온도 상승시키기 위해, 저항소자를 이용한 저항가열에 의한 가열장치(예컨대, Fe-Cr 히터)를 이용하는 것이 바람직하다. 예비성형물 가열장치(24)는, 측면에서 보아 개략적으로‘コ’형상이며, 그 내측의 상하면에 히터부재를 구비하고 있다. 예비성형물 가열장치(24)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 아암(25) 위에 유지된 유리 예비성형물(G)의 이동 궤적상에 설치된다. The
아암(25)은, 상기 예비성형물 공급장치(22)로부터 유리 예비성형물(G)을 받을 때 및 성형실(40)로 이것을 반송할 때를 제외하고, 상기 예비성형물 가열장치(24)내에 놓인다. 상기 예비성형물 가열장치(24)의 히터 표면의 온도는 약 1100℃, 로(furnace) 내부 분위기, 즉 상하 히터간의 분위기는 약 700~800℃로 할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 상하 히터간에 온도차를 둠으로써, 아암(25)의 세 로방향에서의 휨을 방지하도록 하고 있다.The
한편, 성형실(40)은, 상기 가열실(20)에서 예비 가열된 유리 예비성형물(G)을 프레스하여, 원하는 형상의 유리 광학소자를 형성하기 위한 영역이다. 성형실(40)내에는, 프레스장치(41) 및 유리 광학소자의 반출장치(42)가 설치되어 있다. 또한, 프레스 성형된 유리 광학소자를 외부로 반출하기 위한 추출준비실(43)이 설치되어 있다.On the other hand, the shaping | molding chamber 40 is an area | region for pressing the glass preform G preheated by the said heating chamber 20, and forming the glass optical element of a desired shape. In the shaping chamber 40, the press apparatus 41 and the carrying-
프레스장치(41)는, 예비성형물 반송장치(23)에 의해 가열실(20)로부터 반송되는 6개의 유리 예비성형물(G)을 동시에 받아들이고, 이를 프레스하여 원하는 형상의 유리 광학소자를 얻는다. 프레스장치(41)는, 상부몰드(도시생략) 및 하부몰드(420, 도 3 참조)를 구비하고 있으며, 그 사이에 공급된 6개의 유리 예비성형물(G)을 그들의 성형면에 의해 동시에 프레스한다. 예비성형물 반송장치(23)의 아암(25) 위의 6개의 유리 예비성형물(G)은, 아암의 선단이 개방됨으로써 하부몰드(420)위에 떨어진다. 그리고, 아암이 성형몰드 사이로부터 후퇴된 직후에, 하부몰드(420)가 상부몰드를 향해 상승하고, 이에 따라 그 사이에 삽입된 유리 예비성형물(G)이 프레스된다. 하부몰드(420)는, 제어수단(50)으로부터의 지령에 기초하여 구동되는 구동수단(서보모터;51)에 의해, 소정의 하중으로 소정의 거리만큼 상승하여 프레스 성형을 실시한다(도 5 참조).The press apparatus 41 simultaneously receives the six glass preforms G conveyed from the heating chamber 20 by the preform conveyance apparatus 23, and presses this, and obtains the glass optical element of a desired shape. The press apparatus 41 is equipped with the upper mold (not shown) and the lower mold 420 (refer FIG. 3), and presses six glass preforms G supplied between them simultaneously by the molding surface. . The six glass preforms G on the
또한, 도 3의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 프레스장치(41)의 6개의 하부몰드(420)의 측부에는, 각각 광학센서(421)가 배치되어 있다. 상기 광학센서(421)는, 하부몰드(420)의 일측에 배치되어 레이저 광 등을 투광(投光)하는 투광기 (421a)와, 하부몰드(420)의 타측에 배치되어 투광기(421a)로부터의 광을 수광(受光)하는 수광기(421b)로 이루어져 있다. 이들 투광기(421a)와 수광기(421b)는 제어수단(50)과 접속되어 있다. 제어수단(50)은, 투광기(421a)로 작동신호를 출력하고, 수광기(421b)로부터의 측정신호를 입력한다(도 5 참조).As shown in Figs. 3A and 3B, optical sensors 421 are disposed on the side portions of the six
상기 광센서(421)에 따르면, 하부몰드(420) 위에 유리 예비성형물(G)이 없을 경우, 수광기(421b)는 최대의 광량을 수광한다. 한편, 하부몰드(420) 위에 유리 예비성형물(G)이 있으면, 투광기(421a)로부터 투광된 광의 일부는 유리 예비성형물(G)의 표면에서 반사되고, 나머지는 굴절되어 유리 예비성형물(G)을 투과한다. 이 경우, 투과광은 확산광이 되기 때문에, 수광기(421b)를 유리 예비성형물(G)로부터 어느 정도 떨어뜨림으로써, 수광기(421b)가 수광하는 광량을 상당히 감소시킬 수 있게 된다(도 4의 (a) 참조). 특히, 유리 예비성형물(G)의 형상에도 기인하지만, 유리 예비성형물(G)에 대해 투광기(421a)로부터의 광을 비스듬히 입사시키면, 투과광의 방향도 비스듬해져 수광기(421b)에서의 수광량을 더욱 감소시킬 수 있으며, 유리 예비성형물(G)의 유무에 따라 수광량에 큰 차이를 발생시킬 수 있다(도 4의 (b) 참조). 따라서, 수광기(421b)에서의 수광량을 검출하면, 하부몰드(420) 위에 유리 예비성형물(G)이 존재하는지의 여부를 검출할 수 있다.According to the optical sensor 421, when there is no glass preform G on the
또, 투광기(421a) 및 수광기(421b)에는, 반도체 레이저 광원이나 반도체 광전소자 등이 이용되기 때문에, 가능한 한 프레스장치(41)로부터 떨어뜨려 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 반도체 레이저나 반도체 광전소자를 몰드 가까이에 놓은 경우에 비해, 온도제어가 용이해져 고주파 가열용 전류의 영향(노이즈) 이 경감된다.Moreover, since a semiconductor laser light source, a semiconductor photoelectric element, etc. are used for the
여기서, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어수단(50)은, 센서(압력센서(224), 광학센서(421)(수광기(421b))로부터의 측정신호를 입력하여, 유리 예비성형물(G)의 개수를 판정하는 판정부(501)와, 예비성형물(G)의 수에 대응된 프레스 조건(초기 프레스 하중(토크), 초기 프레스 완료위치, 제 2 프레스 하중 및 제 3 프레스 하중 등)을, 미리 구하여 데이터(표)화해서 보존하고 있는 기억부(502)와, 판정부(501)로부터의 신호 및 기억부(502)에 보존되어 있는 데이터에 기초하여, 성형시의 프레스 조건을 결정하는 설정부(503)와, 설정부(503)로부터의 출력에 따른 신호를 서보모터(구동수단;51)에 출력하는 서보 컨트롤러(504)를 갖는다.Here, as shown in FIG. 5, the control means 50 inputs the measurement signal from a sensor (
또한, 서보모터(51)는 하부몰드(420)가 소정의 프레스 스트로크 만큼 이동하였는지의 여부를 검지하기 위한 인코더(51a)를 갖는다.The servomotor 51 also has an
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 성형몰드의 주위에는 이를 가열하기 위한 고주파의 유도가열코일(410)이 설치되어 있다. 유리 예비성형물(G)의 프레스에 앞서, 성형몰드를 유도가열코일(410)에 의해 가열하여, 소정의 온도로 유지한다. 프레스시의 성형몰드의 온도는, 예열된 유리 예비성형물(G)의 온도와 거의 동일하여도 되고, 그보다 낮아도 된다.In addition, as shown in FIG. 1, a high frequency induction heating coil 410 is installed around the molding mold to heat it. Prior to pressing the glass preform G, the molding mold is heated by the induction heating coil 410 and maintained at a predetermined temperature. The temperature of the molding mold at the time of press may be substantially the same as the temperature of the preheated glass preform G, and may be lower than it.
반출장치(42)는, 프레스장치(41)에 의해 프레스된 유리 광학소자를 추출준비실(43)로 전달하는 것이다. 반출장치(42)는, 구동부(42a)에 대해 회동이 자유롭게 지지된 아암(42b)의 선단에 6개의 흡착패드(42c)를 구비하고 있다. 흡착패드(42c)는, 성형몰드의 하부몰드 위에 있는 6개의 유리 광학소자를 진공흡착하여, 반출장 치(42)에 의한 반송을 가능하게 한다. 아암(42b)의 회동에 의해 흡착된 유리 광학소자는, 추출준비실(43) 아래로 반송되고, 여기에 설치된 승강수단(도시생략) 위에 놓인다. 아암(42b)의 퇴피 후에, 승강수단이 상승하고, 유리 광학소자는 추출준비실(43)로 전달된다. 반출장치(42)에도, 예비성형물 공급장치(22)에 설치된 압력센서 타입의 검출장치를 설치할 수 있다. 이와 같이 하면, 하부몰드(420)로부터의 유리 광학소자의 흡착 오류를 검출할 수 있다.The carrying out
본 실시형태에서는, 승강수단의 렌즈 재치면(載置面)에 의해, 성형실(40)과 통하는 추출준비실(43)의 개구가 폐쇄되고, 이에 따라 추출준비실(43)과 성형실(40)간의 기체교환이 불가능한 상태가 된다. 추출준비실(43)의 상부를 개방함으로써, 로보트 아암 기타의 반출수단을 이용하여, 그 내부의 유리 광학소자가 차례로 외부로 반출된다. 유리 광학소자의 반출후, 추출준비실(43)은 밀폐되고, 여기에 불활성가스가 충전된다.In this embodiment, the opening of the
또, 상기 실시형태에서는, 예비성형물 공급장치(22)의 흡인로(223)의 압력 변화에 따라 예비성형물의 개수를 검출하는 동시에, 하부몰드(420) 위에 놓인 예비성형물의 개수를 광학센서(421)로 검출하는 예에 대해 설명하였으나, 어느 한쪽의 검출수단만을 이용하는 양태라 하더라도 문제는 없다.In the above embodiment, the number of the preforms is detected in accordance with the pressure change of the suction path 223 of the preform supply device 22, and the number of the preforms placed on the
상기 구성으로 이루어진 본 실시형태의 광학소자 제조장치는, 다음과 같이 작동한다. The optical element manufacturing apparatus of this embodiment which consists of the said structure operates as follows.
유리 예비성형물(G)은, 가열실(20) 상부의 예비성형물 공급장치(22)의 6개의 흡착패드(221)에 흡착된 채로, 유리 예비성형물 공급위치에 있는 예비성형물 반송 장치(23)의 아암(25) 위에 운반된다. 그 후, 흡인을 정지하여 예비성형물(G)을 아암(25)의 트레이(26)에 떨어뜨린 후, 흡착패드(221)는 상승된다. 이어서, 아암(25)이 회동하여 예비성형물 가열장치(24)로 유리 예비성형물(G)을 예열한다. 유리 예비성형물(G)은, 아암(25) 내부를 통해 플로팅 트레이(26)의 하부로부터 분출되는 가스에 의해 플로팅되어 있으며, 예비성형물 가열장치(24)에 의해, 원하는 온도로 예열되면, 아암(25)이 더욱 회동하여 통로(60)에 정지된다. 그 후, 게이트(61)가 개방되고, 아암(25)이 전진하여 프레스장치(41)의 하부몰드(420)위까지 이동하며, 여기서 아암(25)이 개방되어 플로팅 트레이(26)로부터 하부몰드(420) 위로 유리 예비성형물(G)을 낙하시켜 공급한다. 그 후, 아암(25)이 후퇴 및 회동하여 유리 예비성형물(G)의 공급위치로 되돌아 온다.The glass preform G of the preform conveyance device 23 at the glass preform supply position at the glass preform supply position while being adsorbed by the six adsorption pads 221 of the preform supply device 22 above the heating chamber 20. It is carried on the
성형실(40)에서는, 하부몰드(420)에 유리 예비성형물(G)이 공급된 후, 하부몰드(420)가 상승하여 상하 성형몰드에 의한 프레스가 시작된다. 프레스가 종료되고, 몰드분리(demold)·하부몰드 하강이 시작되면 유리 광학소자의 반출장치(42)가 대기위치(예열위치)로부터 회전하여 하부몰드(420) 위로 이동하고, 흡착패드(42c)에 의해 성형품을 흡착하여 추출한다.In the molding chamber 40, after the glass preform G is supplied to the
상기 각 공정을 반복함으로써, 연속 프레스 성형을 실시한다.By repeating the above steps, continuous press molding is performed.
상기 프레스 성형의 공정중, 예비성형물 공급장치(22)로부터 반송장치(23)로 유리 예비성형물(G)을 공급할 때에 유리 예비성형물(G)의 개수를 검출한다. 이 때, 예비성형물 공급장치(22)의 각 흡인로(223) 내부의 압력을 압력센서(224)로 측정하고, 그 측정 데이터를 제어부(50)로 보낸다.During the press molding process, the number of glass preforms G is detected when the glass preforms G are supplied from the preform supply device 22 to the conveying device 23. At this time, the pressure inside each suction path 223 of the preform supply device 22 is measured by the
또한, 하부몰드(420)에 공급된 유리 예비성형물(G)을 광학센서(421)로 측정하여 유리 예비성형물(G)의 개수를 검출할 때에는, 아암(25)으로부터 하부몰드(420)에 유리 예비성형물(G)이 공급된 타이밍을 가늠하여 투광기(421a)로부터 레이저광을 투광하는 동시에, 수광기(421b)로부터의 측정데이터를 제어부(50)에 입력한다(도 3 및 도 4 참조).In addition, when the glass preform G supplied to the
제어부(50)는, 입력된 측정데이터(개수)에 기초하여, 기억부(502)에 보존되어 있는 표로부터 초기 프레스 하중 ~ 제 3 프레스 하중(및 초기 프레스 완료위치)을 선택하여, 출력데이터로서 설정한다(도 5 참조). 설정된 데이터에 기초하여 서보 컨트롤러(504)로부터 서보모터(51)로 구동신호를 출력하고, 하부몰드(420)의 구동축(도시생략)을 상승시켜 설정된 프레스 하중에 의해 초기 프레스를 실시한다. 그리고, 소정 두께가 되었을 때에 초기 프레스를 완료한다.The
여기서, 소정 두께가 되었는지 여부의 판단은, 미리 정해진 하부몰드(420)의 이동 스트로크에 의해 판단한다. 즉, 소정 두께에 상당하는 프레스 스트로크를 미리 구해 두고, 이를 서보모터(51)의 인코더(51a)로 검지하여, 소정 두께가 된 것으로 판단한다(도 5 참조).Here, the determination of whether or not the predetermined thickness is achieved is determined by the movement stroke of the
또, 프레스시에 하중이 가해지면, 프레스장치(41)의 구조물, 예를 들어 성형몰드의 고정부재나 프레스 축에 약간의 탄성변형이 일어나는 경우가 있다. 그리고, 이러한 변형량은 하중이 변경되면 변화된다. 따라서, 예비성형물(G)의 개수에 따라 하중을 변경하면, 유리 광학소자의 두께가 변동하는 경우가 있기 때문에, 탄성변형에 의한 변화량을 프레스 스트로크량에 따라 보정할 필요가 있다. 따라서, 이러한 현상이 일어날 가능성이 있을 때에는, 미리 보정분을 감안한 스트로크를, 선택할 하중의 값마다 초기 프레스 종료위치로서 구해 두고, 초기 프레스가 종료된 후에, 그 초기 프레스 종료위치까지 구동축을 이동시킨다.In addition, when a load is applied at the time of pressing, some elastic deformation may occur in the structure of the press apparatus 41, for example, the holding member of the molding mold or the press shaft. And this amount of deformation changes when the load is changed. Therefore, when the load is changed in accordance with the number of preforms G, the thickness of the glass optical element may vary. Therefore, it is necessary to correct the amount of change due to elastic deformation according to the amount of press stroke. Therefore, when such a phenomenon may occur, the stroke considering the correction amount is obtained in advance as the initial press end position for each value of the load to be selected, and after the initial press is finished, the drive shaft is moved to the initial press end position.
여기서, 소정 두께란, 후공정의 냉각에 의한 제품의 수축을 감안한 것으로서, 최종 제품의 두께보다 0~200㎛ 정도, 바람직하게는 10~100㎛ 큰 두께를 말한다.Here, the predetermined thickness is taken into account the shrinkage of the product by the cooling of the post-process, and refers to a thickness of about 0 to 200 µm, preferably 10 to 100 µm larger than the thickness of the final product.
다음으로, 하중을 감소시켜 제 2 프레스 하중을 인가한다. 이때, 냉각도 동시에 실시한다. 더욱이, 소정 온도까지 냉각이 이루어지면, 제 3 프레스 하중에 의해 프레스를 실시한다. 제 3 프레스 하중은, 초기 프레스시의 하중보다 작고, 또한 제 2 프레스시의 하중보다 크게 하는 것이 바람직하다. 냉각을 실시하면서 제 3 프레스를 실시하여 최종 제품의 두께로 한다.Next, the load is reduced to apply a second press load. At this time, cooling is also performed simultaneously. Moreover, when cooling to predetermined temperature is performed, it presses by a 3rd press load. It is preferable to make a 3rd press load smaller than the load at the time of an initial press, and to make it larger than the load at the time of a 2nd press. The third press is carried out while cooling to obtain the thickness of the final product.
제 2 및 제 3 프레스에서의 프레스 하중도, 예비성형물(G)의 개수에 따른 것을 선택하여 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable to select and set the press loads in the second and third presses according to the number of the preforms G, too.
또, 본 실시형태에서는 상부몰드를 고정적인 것으로 하고 하부몰드를 이동이가능한 것으로 하였는데, 상부몰드를 이동이 가능한 것으로 하고 하부몰드를 고정적인 것으로 해도 된다. 또는, 상부몰드와 하부몰드의 양자를 이동이 가능한 것으로 하여도 된다. 또한, 예비성형물 공급장치(22)에서 흡착패드(221)의 흡인로(222)는, 흡착패드(221)마다 독립적으로 형성하지 않고, 1개의 흡인로에 의해 흡인할 수도 있다. 이러한 경우에는 상기 1개의 흡인로내의 압력을 측정함으로써 예비성형물(G)의 개수를 검지한다.In the present embodiment, the upper mold is fixed and the lower mold is movable. However, the upper mold may be movable and the lower mold may be fixed. Alternatively, both the upper mold and the lower mold may be moved. In addition, the
더욱이, 광학식 센서는, 각 하부몰드마다 1개씩 설치하는 것 이외에, 라인센서를 이용할 수도 있다. 이러한 경우에는 수광기의 수광량에 따라 유리 예비성형물(G)의 개수를 판단하게 된다.Furthermore, in addition to providing one optical sensor for each lower mold, a line sensor can also be used. In this case, the number of glass preforms G is determined according to the light receiving amount of the light receiver.
또한, 본 실시형태에서는 검지된 유리 예비성형물(G)의 개수에 기초하여, 기억부(502)에 보존되어 있는 표로부터, 적절한 프레스 하중 데이터를 선택하여 프레스 성형을 실시하는 예를 나타내었으나, 프레스 하중 데이터에 한하지 않고, 프레스량, 프레스 시간, 프레스 속도에 관한 데이터를 선택하여, 당해 데이터에 따라 프레스 성형을 실시하여도 된다.In addition, in this embodiment, although the example which press-molds by selecting suitable press load data was shown from the table | storage stored in the memory |
본 발명의 방법에 의해 제조되는 광학소자는, 예를 들어 렌즈로 할 수 있으며, 형상에는 특별히 제약은 없어 양 볼록, 오목 메니스커스, 볼록 메니스커스 등으로 할 수 있다. 특히, 렌즈 외경(外徑)이 15~25mm 정도인 중구경 렌즈여도, 두께, 편심 정밀도 등을 양호하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 두께 정밀도가 ±0.03mm 이내의 것이다. 또한, 편심 정밀도에 대해서는 틸트[tilt](상부몰드와 하부몰드의 상호 축의 경사)가 2분(分) 이내이고, 시프트[shift](상부몰드와 하부몰드의 상호 축의 수평방향의 어긋남)가 10㎛ 이내인 것을 제조함에 있어서, 본 발명은 적절히 적용될 수 있다.The optical element manufactured by the method of this invention can be made into a lens, for example, and there is no restriction | limiting in particular in shape, It can be set as both convex, concave meniscus, convex meniscus, etc. In particular, even a medium-diameter lens having a lens outer diameter of about 15 to 25 mm, thickness, eccentricity, and the like can be maintained well. For example, the thickness precision is within ± 0.03 mm. In terms of eccentricity, the tilt (inclination of the mutual axis of the upper mold and the lower mold) is within 2 minutes, and the shift (shift in the horizontal direction of the mutual axis of the upper mold and the lower mold) is 10 minutes. In manufacturing the thing within a micrometer, this invention can be applied suitably.
다음으로, 본 발명의 성형장치와 제조방법을 이용하여 유리 광학소자를 제조한 실시예와 비교예를 나타낸다.Next, the Example and comparative example which produced the glass optical element using the shaping | molding apparatus of this invention and a manufacturing method are shown.
[실시예]EXAMPLE
도 1에 도시한 광학유리 제조장치(10;프레스 성형장치)를 사용하여, 오목 메 니스커스 렌즈를 프레스 성형한 예를 나타낸다. 상기 프레스 성형장치에서는, 예비성형물 공급장치(22)에 의해, 유리 예비성형물(G)을 아암(25)으로 공급할 때의 흡인압력을 검출하는, 도 2에 도시한 방식을 채용하였다.The example which press-molded the concave meniscus lens is shown using the optical glass manufacturing apparatus 10 (press molding apparatus) shown in FIG. In the press-molding apparatus, the method shown in Fig. 2 is employed in which the preform supply device 22 detects the suction pressure when the glass preform G is supplied to the
유리 예비성형물(G)로는, 붕규산 바륨계 유리[barium borosilicate glass] M-BaCD5N(Tg 515℃)의 편평구형상 예비성형물을 사용하였다. 공급준비실(21)에서의 공급 트레이에 6개의 유리 예비성형물(G)을 배치하여, 예비성형물 공급장치(22)가 6개의 유리 예비성형물(G)을 흡착하도록 하였다. 유리 예비성형물(G)은 예비성형물 공급장치(22)로부터 예비성형물 반송장치(23)의 아암(25)에 공급되고, 상기 아암(25)에 의해 플로팅 상태로 유지되면서, 가열장치(24)에 의해 610℃로 예열되고, 또한 580℃로 예열된 하부몰드(420) 위에 공급되었다.As the glass preform (G), a flat spherical preform of barium borosilicate glass M-BaCD5N (Tg 515 ° C) was used. Six glass preforms (G) were placed in a supply tray in the supply preparation chamber (21) so that the preform supply device (22) adsorbs the six glass preforms (G). The glass preform G is supplied from the preform supply device 22 to the
이어서, 하부몰드(420)를 상승시켜, 소정의 하중으로 초기 프레스를 실시하였다. 이 초기 프레스는, 중심 두께가 소망하는 값보다 70㎛ 정도 두꺼울 때까지 실시된다. 초기 프레스가 완료된 후, 소정의 하중으로 제 2 프레스를 실시하였다. 이때 냉각을 개시하여 555℃에 도달된 시점에서, 더욱 소정의 하중으로 제 3 프레스를 실시하였다. 그 후, 하부몰드가 Tg보다 낮아진 시점에서 몰드 분리하였다. 이때의 초기 프레스 ~ 제 3 프레스의 하중과 초기 프레스 완료위치는, 6개의 유리 예비성형물(G)에 대한 값이 선택·설정되어 있었다.Subsequently, the
다음으로, 예비성형물 공급장치(22)에 의해 흡착되는 유리 예비성형물(G)이 4개가 되도록, 공급준비실(21)의 공급트레이에 4개의 유리 예비성형물(G)을 배치하였다. 연속 프레스한 바, 압력센서(224)는 유리 예비성형물(G)의 개수가 4개임을 검지하고, 4개에 대응된 초기 프레스 ~ 제 3 프레스의 하중과 초기 프레스 완료위치가 선택·설정되며, 이 데이터에 기초하여 프레스 성형이 실시되었다. 이와 같이 하여 성형된 4개의 렌즈의 중심 두께는 1.195mmt, 1.192mmt, 1.193mmt, 1.189mmt이며, 어떤 렌즈도 면 정밀도는 굴곡 [irregularity(rotationally symmetric curvature deviation occurring in the lens)] 0.5개[0.5 fringe] 이내로서, 6개가 동시에 프레스된 경우와 동등하여 양호품이 얻어졌다. 여기서, 「굴곡」은 간섭 줄무늬의 왜곡을 가리키며, 렌즈의 평가에 이용된다.Next, four glass preforms G were placed in the supply tray of the
한번에 프레스하는 개수에 따라, 중심 두께가 약 1.20mm가 되도록, 미리 초기 프레스 ~ 제 3 프레스의 하중과 초기 프레스 완료위치를 구한 결과를 표 1에 나타낸다(또, 하중에는, 슬라이딩 저항분이 포함되어 있다).According to the number of presses at a time, the results of obtaining the loads of the initial presses and the third presses and the initial press completion positions in advance so that the center thickness is about 1.20 mm are shown in Table 1 (in addition, the sliding resistance component is included in the loads). ).
[비교예][Comparative Example]
유리 예비성형물(G)의 개수 검출 및 제어 시스템을 작동시키기 않도록 하고, 표 1의 6개의 유리 예비성형물의 조건만 설정하였다. 이 상태에서 4개의 유리 예비성형물(G)을 공급하여 성형을 실시하였다. 그 이외에는 실시예와 동일하게 성형하였다. 4개 공급된 사이클의 렌즈는, 1.165mmt, 1.161mmt, 1.162mmt, 1.157mmt로, 중심 두께가 사양값 1.200mm±0.03mm의 범위를 하회하며, 면 정밀도도 굴곡 3~4개가 되어 불량품이 되었다.The number detection and control system of the glass preform G was not operated and only the conditions of the six glass preforms of Table 1 were set. In this state, four glass preforms (G) were supplied and molded. Other than that, it shape | molded similarly to an Example. The lenses supplied in four cycles were 1.165mmt, 1.161mmt, 1.162mmt, and 1.157mmt, and the center thickness was less than the specification value of 1.200mm ± 0.03mm, and the surface precision became 3-4 pieces, resulting in defective products. .
본 발명에 의하면, 다수개의 유리 예비성형물을 한번에 프레스 성형할 경우에, 유리 예비성형물의 공급 오류 등으로 인해 몰드에 배치된 유리 예비성형물의 개수가 변화된 경우에도, 원하는 두께·면 정밀도를 갖는 광학소자를 얻을 수 있는 광학소자의 성형장치 및 그 제조방법을 얻을 수 있다. According to the present invention, in the case of press molding a plurality of glass preforms at once, an optical element having a desired thickness and surface precision even when the number of glass preforms disposed in the mold is changed due to a supply error or the like of the glass preforms. It is possible to obtain a molding apparatus for an optical element and a method of manufacturing the same.
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