JP2000264652A

JP2000264652A - 光学素子の成形装置および成形方法

Info

Publication number: JP2000264652A
Application number: JP11076807A
Authority: JP
Inventors: Koki Iwazawa; 広喜岩沢
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】肉厚精度および形状精度の良い光学素子を成
形する。【解決手段】ヒータ１Ａを配設した固定型２と、固定
型２に対向しヒータ１Ｂを配設した移動型５とを有する
光学素子の成形装置において、固定型２と移動型５との
間に介在し加熱軟化した光学素材を押圧するようにプレ
ス軸１２を介して移動型５を駆動する型駆動手段２２
と、型駆動手段２２で駆動した移動型５を光学素子の最
終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達した位置で停止さ
せ移動型５に近接した位置に配設されたストッパ２９
と、ストッパ２９により停止した移動型５の停止位置を
測定する位置検出手段３８と、移動型５を停止させる位
置と移動可能にする位置とにストッパ２９の位置を変更
できるとともに位置検出手段３８の出力から移動型５の
停止位置が調整可能なストッパ駆動手段３４と、ストッ
パ駆動手段３４および型駆動手段２２を制御するコント
ローラ３６とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の成形装
置および成形方法に係わり、詳しくは光学素子の成形精
度を確保する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の成形精度を確保する手段に関
しては、「ガラス成形機の制御装置」として特開平７−
１７２８５０号公報所載の技術（従来技術１）が開示さ
れている。この従来技術１では、サーボモータにより駆
動軸を回転し、移動型を固定型に押圧することによっ
て、加熱軟化状態にある硝材を任意の形状に成形するガ
ラス成形機の制御装置において、金型の移動位置と速
度、押付力、温度などを設定する表示操作部と、表示操
作部の設定データを利用してサーボモータの動作や温度
指令値を順次生成していく成形動作のプログラムを記憶
するプログラム記憶部と、金型を加熱冷却する温度制御
部と、サーボモータの動作を制御するサーボ制御部と、
金型に加わる押付力を検出する押付力検出部と、金型の
位置を検出する位置検出部と、金型の加熱温度を検出す
る温度検出部と、前記プログラム記憶部のプログラムに
従って表示操作部で設定されたガラス成形用の動作を順
次生成していくプログラム実行部とを有している。

【０００３】プログラム実行部からの指令に応じて前記
温度制御部で金型を加熱するとともにサーボ制御部でサ
ーボモータの制御を行い、プログラム実行部から金型に
印加する押付力、押付速度及び移動限などの押付指令デ
ータとともに押付力制御が指令された場合、サーボ制御
部では、前記押付力指令値と押付力検出部からのフィー
ドバック値との差異を求め、この値に基づいて金型の移
動速度を演算し、前記押付速度と移動限指令値の条件下
でサーボモータで金型を駆動することにより、クローズ
ドループ式の押付力制御モードで硝材に印加する押付力
を指令された押付力に保持し、押付力制御モードに入っ
たのち指定された時間経過後、又は、指定された移動限
まで達したことを検知後、もしくは外部からの信号によ
り押付力制御モードを解除し、位置検出部からのフィー
ドバック信号によるクローズドループ式の位置制御モー
ドに切換えることによって、表示操作部の成形パターン
で指定された動作を実現するようになっている。

【０００４】また、「光学素子の成形方法と装置」とし
て、特許第２５２０５２２号（平成８年５月１７日登
録）に開示された技術（従来技術２）がある。この従来
技術２の光学素子の成形装置では、上型と下型とからな
る金型間に、所定温度に加熱した光学素材を搬入して押
圧成形後、光学素子の肉厚よりも厚肉の状態において停
止手段により金型の押圧動作を停止し、上記光学素材が
所定の温度に冷却固化するのに伴って、前記停止手段を
解除して光学素材の収縮に連動して再び光学素材を加圧
する成形装置において、金型の変位を計測するセンサ
と、金型の押圧動作を停止させる停止装置と、停止装置
を駆動させる手段と、センサからの入力を感知し予め規
定した時間後に停止装置を駆動させる遅延手段とを有し
ている。

【０００５】上記成形装置を用いての成形方法では、金
型の変位を計測するセンサからの入力を感知した後、金
型が再び光学素材を加圧するまでの遅延時間を光学素子
の中肉精度規格値を満たす時間よりも遅くし、光学素子
の形状精度規格値を満たす時間よりも速くしている。

【０００６】

【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、従来技
術１では、ガラス成形機のサーボモータの制御方法にお
いて、予め加熱軟化した光学素材を荷重制御（押付力制
御）しようとする場合、成形時の移動型の位置決め精度
が光学素子の肉厚や形状精度に大きく影響する。しか
し、従来技術１のガラス成形機では、サーボモータの位
置検出器からの出力信号をフィードバックしているの
で、サーボモータの位置制御系が持つ誤差に加え、ボー
ルネジその他の構成部品の熱膨張などの誤差により、位
置精度のバラツキは大きい。さらにサーボモータでプレ
ス軸（駆動軸）を高速で位置決めした場合、位置決め時
の過渡応答により、光学素材を押圧した瞬間に押圧力
（押付力）が変動し、成形された光学素子の表面にうね
りが発生する。また、荷重制御（押付力制御）で成形し
ようとした場合、予め加熱軟化した光学素材は弾性体で
あるため、押圧力は短時間で変化し、押付力検出部から
の出力信号に対する溜まりパルスが収束せずに、成形初
期段階に断続的な押圧力（押付力）のバラツキが生じ、
成形された光学素子の表面にうねりが発生する。

【０００７】また、従来技術２では、光学素子の成形装
置において、長い保持軸（主軸）の下部に停止手段が配
設されているので、下型の停止位置は保持軸（主軸）の
熱膨張により大きくばらつき、成形された光学素子の肉
厚精度を確保することができなかった。また、装置構成
部材が大型で、駆動する駆動手段も大型になるため、荷
重制御分解能が大きくなり、微小荷重制御ができなかっ
たので、成形された光学素子の内部に残留応力が発生
し、形状精度の確保は困難であった。

【０００８】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または２に係る発明の課題は、肉厚
精度および形状精度の良い光学素子を成形することがで
きる光学素子の成形装置を提供することである。請求
項３、４または５に係る発明の課題は、上記成形装置を
用いた光学素子の成形方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１または２に係る
発明は、ヒータを配設した固定型と、該固定型に対向し
ヒータを配設した移動型とを有する光学素子の成形装置
において、前記固定型と前記移動型との間に介在し加熱
軟化した光学素材を押圧するようにプレス軸を介して前
記移動型を駆動する型駆動手段と、該型駆動手段で駆動
した前記移動型を光学素子の最終肉厚に対して所定の割
合の肉厚に達した位置で停止させるストッパと、該スト
ッパにより停止した前記移動型の停止位置を測定する位
置検出手段と、前記移動型を停止させる位置と移動可能
にする位置とに前記ストッパの位置を変更できるととも
に前記位置検出手段の出力から前記移動型の停止位置が
調整可能なストッパ駆動手段と、該ストッパ駆動手段お
よび前記型駆動手段を制御するコントローラとを備え
た。

【００１０】請求項３、４または５に係る発明は、光学
素子の成形方法において、固定型と移動型との間にガラ
ス転移点温度以上に加熱軟化した光学素材を配置する工
程と、型駆動手段を駆動して前記移動型で前記光学素材
を押圧するとともに光学素子の最終肉厚に対して所定の
割合の肉厚に達する位置で前記移動型を停止させる工程
と、前記移動型が停止した位置を位置検出手段で測定す
る工程と、位置検出手段で測定された停止位置と光学素
子の最終肉厚が得られる条件となる前記移動型の停止指
令位置とから前記停止位置の補正量を得る工程と、前記
移動型の停止位置で光学素材の温度がガラス転移点温度
に近づいた後に型駆動手段を駆動して前記光学素材を光
学素子の最終肉厚まで押圧成形する工程とを有する。

【００１１】請求項１または２に係る発明の光学素子の
成形装置では、型駆動手段により固定型と移動型との間
に介在する加熱軟化した光学素材を押圧しつつ光学素子
の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達する位置でス
トッパにより移動型を停止させ、位置検出手段により移
動型の停止位置を測定し、ストッパ駆動手段を制御する
コントローラにより位置検出手段で測定された停止位置
と光学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動型の停
止指令位置とから前記停止位置の補正量を得て、ストッ
パ駆動手段によりストッパ位置を補正して光学素材の押
圧を続行し、光学素材の温度がガラス転移点温度に近づ
いた後に、ストッパを解除して型駆動手段を制御するコ
ントローラの指令により型駆動手段を駆動し、光学素材
を光学素子の最終肉厚まで押圧成形する。

【００１２】請求項２に係る発明の光学素子の成形装置
では、上記作用に加え、型駆動手段はサーボモータであ
り、コントローラはサーボモータを所定のトルクで制御
するものであることにより、光学素材を光学素子の最終
肉厚まで押圧成形する過程で、光学素材を押圧する押圧
力が成形過程に応じた値になるように所定のトルクでサ
ーボモータを制御する。

【００１３】請求項３、４、または５に係る発明の光学
素子の成形方法では、固定型と移動型との間にガラス転
移点温度以上に加熱軟化した光学素材を配置し、型駆動
手段を駆動して移動型で光学素材を押圧するとともに光
学素子の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達する位
置で前記移動型を停止させ、移動型が停止した位置を位
置検出手段で測定し、位置検出手段で測定された停止位
置と光学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動型の
停止指令位置とから停止位置の補正量を得、移動型の停
止位置で光学素材の温度がガラス転移点温度に近づいた
後に型駆動手段を駆動して光学素材を光学素子の最終肉
厚まで押圧成形する。

【００１４】請求項４または５に係る発明の光学素子の
成形方法では、上記作用に加え、型駆動手段はサーボモ
ータであり、該サーボモータは型駆動手段を制御するコ
ントローラによって所定のトルクで制御されるものであ
ることにより、光学素材を光学素子の最終肉厚まで押圧
成形する過程で、光学素材を押圧する押圧力が成形過程
に応じた値になるように所定のトルクでサーボモータを
制御しながら押圧成形する。

【００１５】請求項５に係る発明の光学素子の成形方法
では、上記作用に加え、停止位置の補正量が停止指令位
置の許容誤差範囲外になったときに、移動型の停止位置
の位置補正を行う工程を有することにより、移動型の停
止位置の補正量が停止指令位置の許容誤差範囲内になる
ようにストッパの位置を変更する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
る押圧力としてのプレス荷重と経過時間との関係を示す
図表である。本発明では、図１において、ガラス転移点
温度以上に加熱軟化した光学素材を固定型と移動型との
間に挿入し、予め位置を設定したストッパ機構を駆動し
た後、プレス軸の型駆動手段により所定のトルク又は所
定の空気圧力でプレス軸を駆動し、経過時間Ｔ₁ でスト
ッパにより移動型が停止するまでプレス荷重Ｆ₁ で一定
の肉厚になるまで光学素材を押圧し、経過時間Ｔ₂ まで
前記停止した押圧位置を保持する。ついで、光学素材が
ガラス転移点温度の近くまで冷却された後、ストッパを
解除し、光学素材の収縮速度に合わせて、プレス軸を前
記所定のトルクもしくはより高いトルクまたは前記所定
の空気圧力またはより高い空気圧力に設定して、経過時
間Ｔ₃ より経過時間Ｔ₄ までさらに一定のプレス荷重Ｆ
₂ で押圧する。

【００１７】さらに、プレス荷重を段階的に減少させた
後、経過時間Ｔ₅ でプレス軸を後退させ、移動型を離型
させる。ストッパ機構の設定位置は、ハウジングに設置
された位置検出手段により検出されて、設定位置がフィ
ードバックされ、設定位置に対して位置ズレが発生した
場合、コントローラで設定位置を補正し、常に一定の肉
厚での制御が可能である。以下具体的な実施の形態につ
いて説明する。

【００１８】（実施の形態１）図２〜図５は実施の形態
１を示し、図２は光学素子の成形装置の構成図、図３は
成形前の初期状態の成形装置の概略構成図、図４はプレ
ス軸がストッパに当接して成形中の成形装置の概略構成
図、図５はストッパが後退した後の成形中の成形装置の
概略構成図である。

【００１９】図２において、ヒータ１Ａを埋設した固定
型２は、型保持具３Ａによって成形室を形成するハウジ
ング４の天井面中央に取着されている。ハウジング４
は、上ベース板１４に取着され、上ベース板１４は支柱
１５を介して下ベース板１６に結合されている。また、
固定型２に対向して、ヒータ１Ｂを埋設した移動型５
は、型保持具３Ｂによりチルト調整手段であるチルト調
整ユニット６の上面に取着されている。チルト調整ユニ
ット６は、下面側の球面に沿って傾動自在に位置調整が
でき、かつ位置決め固定することができる。チルト調整
ユニット６はシフト調整手段であるシフト調整ユニット
７に取着されている。シフト調整ユニット７は、上面側
が球面となってチルト調整ユニット６を支持し、このチ
ルト調整ユニット６を水平な面で位置調整および位置決
め固定することができる。シフト調整ユニット７は移動
型ベース８に取着されている。移動型ベース８の両端は
ハウジング４の内壁に取着された高精度ガイドであるス
ライドガイド９に取着され、ハウジング４の内部で上下
動できるように構成されている。

【００２０】移動型ベース８の下部には、ホルダ１０が
取着され、ホルダ１０には、プレス軸１２の上端に取着
された先端が球状のフローティングジョイント１１が回
動自在に連結されている。プレス軸１２の中間には、ス
トッパフランジ１３が固着され、ストッパフランジ１３
の右端には、カムフォロア１７が回転自在に取着されて
いる。プレス軸１２はプレス軸支持ブロック１８に取着
されており、プレス軸支持ブロック１８はスライドガイ
ド２６に取着され、スライドガイド２６は支持部材であ
るイケール２７の側面に上下動自在に取着されているの
で、プレス軸１２は、スライドガイド２６に案内されて
上下動することができる。

【００２１】また、プレス軸支持ブロック１８にはボー
ルネジ２０が螺合し、ボールネジ２０の上下両端は軸受
け部材であるサポートユニット１９によってそれぞれ支
持されている。両方のサポートユニット１９は支持部材
であるイケール２８に取着されている。イケール２７お
よびイケール２８はそれぞれ、複数の支柱２４により下
ベース１６上に支持された駆動部ベース板２３の上面に
取着されている。ボールネジ２０の下端には、カップリ
ング２１を介して型駆動手段としてのプレス用サーボモ
ータ２２が連結されている。プレス用サーボモータ２２
は、駆動部ベース板２３の下面に取着され、ボールネジ
２０を駆動することによってプレス軸１２を上下方向に
駆動させる。プレス用サーボモータ２２には、このプレ
ス用サーボモータ２２をトルク制御するためのプレス用
ＳＭドライバ２５が接続され、プレス用ＳＭドライバ２
５はコントローラ３６に接続されている。

【００２２】上ベース１４の下面に摺動するようにスト
ッパ２９が配設され、ストッパ２９のテーパ面２９ａは
プレス軸１２にストッパフランジ１３を介して取着され
たカムフォロア１７と係合し、テーパ面２９ａとカムフ
ォロア１７との当接位置によって、プレス軸１２の上下
方向の停止位置が変更できるように構成されている。ス
トッパ２９はスライドガイド３０に沿って左右方向に摺
動自在に構成され、ストッパ２９には、ボールネジ３１
が螺合している。ボールネジ３１の両端は軸受け部材で
あるサポートユニット３２によってそれぞれ支持されて
いる。スライドガイド３０と両方のサポートユニット３
２とはストッパベース板３７にそれぞれ取着され、スト
ッパベース板３７は上ベース板１４の下面に取着されて
いる。ボールネジ３１の右端には、カップリング３３を
介してストッパ駆動手段としてのストッパ用サーボモー
タ３４が連結されている。

【００２３】ストッパ用サーボモータ３４は、ストッパ
ベース板３７の側面に取着され、ボールネジ３１を回転
駆動することによってストッパ２９を左右方向に駆動さ
せる。従って、ストッパ用サーボモータ３４の駆動量
（回転量）によってストッパ２９の移動量が変化し、こ
の移動量によってストッパ２９のテーパ面２９ａとカム
フォロア１７との当接位置が変わり、移動型５の上下方
向の位置が変化する。ストッパ用サーボモータ３４に
は、ストッパ用ＳＭドライバ３５が接続され、ストッパ
用ＳＭドライバ３５はコントローラ３６に接続されてい
る。ハウジング４の天井面から、位置検出手段としての
変位センサ３８が垂設され、その先端はチルト調整ユニ
ット６の上面に当接し、基端はコントローラ３６に接続
されている。これによって、移動型５の上下方向の位置
を測定し、そのデータをコントローラ３６に伝送される
ようになっている。

【００２４】つぎに、上記構成の成形装置を用いた光学
素子の成形方法について説明する。図３に示すように、
固定型２、移動型５はそれぞれに埋設されたヒータ１
Ａ、ヒータ１Ｂにより、ガラス転移点以下の温度まで加
熱されている。移動型５はチルト調整ユニット６とシフ
ト調整ユニット７とにより、固定型２と同軸上に調整さ
れ、プレス用サーボモータ２２で、成形待機位置に位置
決めされている。固定型２と移動型５との間には、図示
しない搬送装置により、加熱軟化した光学素材３９が搬
入されている。ストッパ２９は、ストッパ用サーボモー
タ３４を駆動することにより、固定型２と移動型５との
成形面間に挟持される光学素材３９が最終肉厚に対して
１０５〜１１０％の肉厚となるような設定位置に位置決
めされている。なお、１１０〜１１５％のときは、最終
的に押圧するときに、大きなトルクを必要とすることに
なる。

【００２５】図４に示すように、プレス用サーボモータ
２２をプレス用ＳＭドライバ２５にて設定したトルクで
回転駆動させ、プレス軸１２をスライドガイド２６に沿
って上昇させることにより、移動型５をスライドガイド
９に沿って上昇させる。プレス軸１２にストッパフラン
ジ１３を介して取着されたカムフォロア１７が、ストッ
パ２９に当接し、プレス軸１２が停止することにより、
移動型５は光学素材３９を押圧し、固定型２との間の距
離が一定の位置、すなわち、光学素材３９がガラス転移
点よりも高い温度状態で固定型２と移動型５とで成形さ
れる光学素材３９が最終肉厚に対して一定の割合となる
位置関係を保つ位置で停止する。この移動型５の停止位
置は、変位センサ３８で検出され、この検出信号がコン
トローラ３６に出力され、コントローラ３６で指令位置
すなわち光学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動
型の望ましい停止指令位置との誤差を算出し、誤差が許
容範囲を越えた場合は、補正した位置に対応した信号を
ストッパ用ＳＭドライバ３５に出力し、再度ストッパ用
サーボモータ３４を駆動してストッパ２９の位置決めを
し直す。

【００２６】図５に示すように、光学素材３９の温度が
低下して、ガラス転移点温度に近くなったらストッパ用
サーボモータ３４を駆動し、ボールネジ３１を逆回転さ
せ、スライドガイド３０に沿ってストッパ２９を後退さ
せる。プレス軸１２はストッパ２９が後退することによ
り、プレス用サーボモータ２２のトルク制御（前記設定
したトルク）により上昇可能となるが、移動型５と固定
型２との間に光学素材３９を挟持していることにより、
光学素材３９の温度が下がり収縮しても、常に一定のト
ルクで押圧し続ける。その後、経過時間に応じて、プレ
ス用サーボモータ２２のトルク値を減少させることによ
りプレス荷重を減少させ、光学素材３９の内部応力を緩
和する。その後、プレス用サーボモータ２２を逆転駆動
し、プレス軸１２を下降させることにより、移動型５を
成形待機位置へ後退させる。この後、図示しない搬送装
置により、成形された光学素子を取り出す。

【００２７】このように、光学素材３９の押圧成形はト
ルク制御で、光学素子の最終肉厚になる前の移動型５の
位置決めはストッパ２９で行うことにより、形状精度の
よい光学素子を得ることができる。また、光学素子を最
終肉厚にする移動型５の位置から近い位置にストッパ２
９を配設し、移動型５の停止位置を検出してこの停止位
置に補正量としてのズレがある場合にはストッパ２９の
位置を補正する。すなわち、ストッパ用サーボモータ３
４によりストッパ２９の位置を制御し、ストッパ２９の
テーパ面２９ａとカムフォロア１７との当接位置を変え
ることにより、肉厚精度のよい光学素子を得ることがで
きる。

【００２８】本実施の形態によれば、プレス軸を所定の
トルクで駆動させ、移動型の押圧動作をストッパを介し
て停止させることにより、固定型と移動型との間の距離
がモータ駆動系の持つ位置決め誤差や過渡応答などの影
響を受けることなく押圧成形することができる。また、
移動型のガイドをハウジングの側面と移動型ベースとに
配設することにより、ストッパを移動型に近接した位置
に配設することが可能となり、ボールネジやプレス軸な
どの機械要素の熱膨張による誤差も極めて小さく抑える
ことができる。また、光学素材の収縮に合わせて、スト
ッパを解除し、押圧し続けることにより、ヒケによる形
状精度の劣化を防ぐことができる。さらに、段階的にプ
レス荷重を高精度に制御することで、光学素子内部の残
留応力の発生を防ぐことができ、形状精度の良い光学素
子を得ることができる。また、ストッパの停止位置を位
置検出手段によるフィードバック制御することにより、
経時的な誤差または突発的な誤差が生じても、肉厚制御
に連続して影響を与えることはない。

【００２９】なお、本実施の形態では、プレス用サーボ
モータ２２を回転駆動させる際に、トルクを一定値に設
定して行っているが、プレス軸１２の上昇がストッパ２
９により停止させられた後に、ストッパ２９が後退して
再びプレス軸１２が上昇する場合には、光学素材の温度
が低下するのに対応させてトルク値を高く、または、光
学素材の変形量が少なくなるのに対応させてトルク値を
低く設定するようにサーボモータドライバ２５にて制御
することもでき、さらに、段階的にトルク値を高くもし
くは低くなるように設定することもできる。

【００３０】（実施の形態２）図６〜図９は実施の形態
２を示し、図６は光学素子の成形装置の構成図、図７は
成形前の初期状態の成形装置の概略構成図、図８はプレ
ス軸がストッパに当接して成形中の成形装置の概略構成
図、図９はストッパが後退した後の成形中の成形装置の
概略構成図である。本実施の形態の光学素子の成形装置
は、実施の形態１とプレス軸の駆動アクチュエータおよ
びこれに関連する部材のみが異なり、他の部分は実施の
形態１と同一のため、異なる部分のみ説明し、同一の部
材には同一の符号を付し説明を省略する。

【００３１】図６において、駆動部ベース板２３上に
は、型駆動手段としてのエアシリンダ５１が取着され、
そのシリンダロッド５１ａは、フローティングジョイン
ト５２を介してプレス軸１２の下端に連結されている。
また、エアシリンダ５１には電磁バルブ５３が、電磁バ
ルブ５３には電空比例弁５４がそれぞれ配管接続され、
電空比例弁５４は空圧源５５に配管接続されている。ま
た、電磁バルブ５３と電空比例弁５４とは、それぞれコ
ントローラ３６に電気的に接続されている。電空比例弁
５４は、エアシリンダ５１に送るエアの空気圧力をコン
トローラ３６からの指令により制御することができるも
のである。その他の構成は、実施の形態１と同様であ
る。

【００３２】つぎに、上記構成の成形装置を用いた光学
素子の成形方法について説明する。図７に示すように、
固定型２、移動型５はそれぞれに埋設されたヒータ１
Ａ、ヒータ１Ｂにより、ガラス転移点以下の温度まで加
熱されている。移動型５はチルト調整ユニット６とシフ
ト調整ユニット７とにより、固定型２と同軸上に調整さ
れ、エアシリンダ５１で、成形待機位置に位置決めされ
ている。固定型２と移動型５との間には、図示しない搬
送装置により、加熱軟化した光学素材３９が搬入されて
いる。実施の形態１と同様に、ストッパ２９は、ストッ
パ用サーボモータ３４を駆動することにより、固定型２
と移動型５との成形面間に挟持される光学素材３９が最
終肉厚に対して１０５〜１１０％の肉厚となるような設
定位置に位置決めされている。なお、１１０〜１１５％
のときは、最終的に押圧するときに、大きな空気圧力を
必要とすることになる。

【００３３】図８に示すように、電空比例弁５４で空気
圧力を設定し、電磁弁５３を作動させてエアシリンダ５
１にエアを送り込んで駆動させ、プレス軸１２をスライ
ドガイド２６に沿って上昇させることにより、移動型５
をスライドガイド９に沿って上昇させる。プレス軸１２
にストッパフランジ１３を介して取着されたカムフォロ
ア１７が、ストッパ２９に当接し、プレス軸１２が停止
することにより、移動型５は光学素材３９を押圧し、固
定型２との間の距離が一定の位置、すなわち、光学素材
３９がガラス転移点よりも高い温度状態で固定型２と移
動型５とで成形される光学素材３９が最終肉厚に対して
一定の割合となる位置関係を保つ位置で停止する。この
移動型５の停止位置は、変位センサ３８で検出され、こ
の検出信号がコントローラ３６に出力され、コントロー
ラ３６で指令位置すなわち光学素子の最終肉厚が得られ
る条件となる移動型の望ましい停止指令位置との誤差を
算出し、誤差が許容範囲を越えた場合は、補正した位置
に対応した信号をストッパ用ＳＭドライバ３５に出力
し、再度ストッパ用サーボモータ３４を駆動してストッ
パ２９の位置決めをし直す。

【００３４】図９に示すように、光学素材３９の温度が
低下して、ガラス転移点温度に近くなったらストッパ用
サーボモータ３４を駆動し、ボールネジ３１を逆回転さ
せ、スライドガイド３０に沿ってストッパ２９を後退さ
せる。プレス軸１２はストッパ２９が後退することによ
り、エアシリンダ５１の空気圧力制御（電空比例弁５４
で設定した空気圧力）により上昇可能となるが、移動型
５と固定型２との間に光学素材３９を挟持していること
により、光学素材３９の温度が下がり収縮しても、常に
一定の荷重で押圧し続ける。その後、経過時間に応じ
て、電空比例弁５４で空気圧力を減少させることにより
プレス荷重を減少させ、光学素材３９の内部応力を緩和
する。その後、電磁弁５３を切り替えてエアシリンダ５
１を駆動し、プレス軸１２を下降させることにより、移
動型５を成形待機位置へ後退させる。この後、図示しな
い搬送装置により、成形された光学素子を取り出す。

【００３５】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、駆動手段であるエアシリンダがプレス
軸と同軸上にあるため、駆動部分にプレス荷重を受ける
モーメントが発生せず、装置構成を簡単にすることがで
きる。

【００３６】なお、上述した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）内部にヒータを埋設した固定型と、該固定型に
対向して配設され内部にヒータを埋設した移動型と、前
記固定型と前記移動型との間に加熱軟化した光学素材を
供給する手段とを有する光学素子の成形装置において、
前記固定型が配設されたハウジングと、前記移動型、前
記移動型のシフト調整手段および前記移動型のチルト調
整手段よりなる移動金型部と、前記ハウジング内部に配
設され前記移動金型部側面を上下動自在に支持する高精
度ガイドと、前記ハウジング内に配設され前記固定型と
前記移動型との距離を測定する位置検出手段と、前記移
動金型部を上端に支持したプレス軸と、前記移動金型部
の下方近傍に配設され前記プレス軸を所定の位置で停止
可能なストッパと、該ストッパを駆動させるストッパ駆
動手段と、前記プレス軸を上下に駆動させる型駆動手段
と、前記全ての駆動手段が制御可能であり前記位置検出
手段の出力から前記ストッパの停止位置が補正可能なコ
ントローラとを具備することを特徴とする光学素子の成
形装置。

【００３７】付記（１）によれば、ストッパを移動型に
近接した位置に配設し、ストッパ位置の補正手段を用い
ることにより光学素子の肉厚精度を確保し、ストッパを
解除した後、段階的に押圧力を調整することにより形状
精度のよい光学素子を得る光学素子の成形装置を提供す
ることができる。

【００３８】（２）光学素材をガラス転移点以上に加
熱軟化させ、固定型と移動型との間に供給する第１の工
程と、ストッパを駆動しトルクまたは空気圧力を制御し
ながらプレス軸を駆動することにより前記移動型、前記
移動型のシフト調整手段および前記移動型のチルト調整
手段よりなる移動金型部を前記ストッパが係合し前記プ
レス軸が停止する位置まで上昇させ、位置検出手段によ
り停止位置を計測し、光学素材を押圧する第２の工程
と、光学素材の温度がガラス転移点に下がるまで待機し
た後前記ストッパを解除し光学素材のヒケに追従し前記
移動金型部をトルクまたは空気圧力を制御しながらプレ
ス軸を駆動させ押圧成形する第３の工程と、コントロー
ラによって前記ストッパの位置を補正し、前記第１から
第３までの工程を繰り返すことを特徴とする光学素子の
成形方法。

【００３９】付記（２）によれば、肉厚精度および形状
精度のよい光学素子を得ることができる。

【００４０】（３）前記第２の工程において、前記ス
トッパの停止位置が適正な値から外れた場合は、前記位
置検出手段の出力から、前記コントローラで補正値を算
出し、前記ストッパの位置補正をすることを特徴とする
付記（２）記載の光学素子の成形方法。

【００４１】付記（３）によれば、付記（２）の効果に
加え、バラツキのない肉厚精度の光学素子を得ることが
できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１または２に係る発明によれば、
ストッパを移動型に近接した位置に配設し、ストッパ位
置の補正手段を用いることにより光学素子の肉厚精度を
確保し、ストッパを解除した後、段階的に押圧力を調整
することにより形状精度のよい光学素子を得る光学素子
の成形装置を提供することができる。請求項２に係る発
明によれば、上記効果に加え、光学素材を光学素子の最
終肉厚まで押圧成形する過程で、光学素材を押圧する押
圧力を成形過程に応じた値になるように所定のトルクで
サーボモータを制御するので、押圧力を正確にかつ容易
に制御することができる。請求項３、４または５に係る
発明によれば、固定型と移動型との間にガラス転移点温
度以上に加熱軟化した光学素材を配置し、型駆動手段を
駆動して移動型で光学素材を押圧するとともに光学素子
の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に達する位置で前
記移動型を停止させ、移動型が停止した位置を位置検出
手段で測定し、位置検出手段で測定された停止位置と光
学素子の最終肉厚が得られる条件となる移動型の停止指
令位置とから停止位置の補正量を得、移動型の停止位置
で光学素材の温度がガラス転移点温度に近づいた後に型
駆動手段を駆動して光学素材を光学素子の最終肉厚まで
押圧成形することにより、肉厚精度および形状精度のよ
い光学素子を得ることができる。請求項４または５に係
る発明によれば、上記効果に加え、光学素材を光学素子
の最終肉厚まで押圧成形する過程で、光学素材を押圧す
る押圧力を成形過程に応じた値になるように所定のトル
クでサーボモータを制御しながら押圧成形するので、押
圧力が正確にかつ容易に制御され、光学素子の形状精度
を容易に得ることができる。請求項５に係る発明によれ
ば、上記効果に加え、移動型の停止位置の補正量が停止
指令位置の許容誤差範囲内になるようにストッパの位置
を変更するので、バラツキのない肉厚精度の光学素子を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態のプレス荷重と経過時間との
関係を示す図表である。

【図２】実施の形態１の光学素子の成形装置の構成図で
ある。

【図３】実施の形態１の成形前の初期状態の成形装置の
概略構成図である。

【図４】実施の形態１のプレス軸がストッパに当接して
成形中の成形装置の概略構成図である。

【図５】実施の形態１のストッパが後退した後の成形中
の成形装置の概略構成図である。

【図６】実施の形態２の光学素子の成形装置の構成図で
ある。

【図７】実施の形態２の成形前の初期状態の成形装置の
概略構成図である。

【図８】実施の形態２のプレス軸がストッパに当接して
成形中の成形装置の概略構成図である。

【図９】実施の形態２のストッパが後退した後の成形中
の成形装置の概略構成図である。

【符号の説明】１Ａヒータ１Ｂヒータ２固定型５移動型１２プレス軸２２プレス用サーボモータ２９ストッパ３４ストッパ用サーボモータ３６コントローラ３８変位センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒータを配設した固定型と、該固定型に
対向しヒータを配設した移動型とを有する光学素子の成
形装置において、前記固定型と前記移動型との間に介在し加熱軟化した光
学素材を押圧するようにプレス軸を介して前記移動型を
駆動する型駆動手段と、該型駆動手段で駆動した前記移
動型を光学素子の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚に
達した位置で停止させるストッパと、該ストッパにより
停止した前記移動型の停止位置を測定する位置検出手段
と、前記移動型を停止させる位置と移動可能にする位置
とに前記ストッパの位置を変更できるとともに前記位置
検出手段の出力から前記移動型の停止位置が調整可能な
ストッパ駆動手段と、該ストッパ駆動手段および前記型
駆動手段を制御するコントローラとを備えたことを特徴
とする光学素子の成形装置。
【請求項２】前記型駆動手段はサーボモータであり、
前記型駆動手段を制御するコントローラは前記サーボモ
ータを所定のトルクで制御するものであることを特徴と
する請求項１記載の光学素子の成形装置。
【請求項３】固定型と移動型との間にガラス転移点温
度以上に加熱軟化した光学素材を配置する工程と、型駆
動手段を駆動して前記移動型で前記光学素材を押圧する
とともに光学素子の最終肉厚に対して所定の割合の肉厚
に達する位置で前記移動型を停止させる工程と、前記移
動型が停止した位置を位置検出手段で測定する工程と、
位置検出手段で測定された停止位置と光学素子の最終肉
厚が得られる条件となる前記移動型の停止指令位置とか
ら前記停止位置の補正量を得る工程と、前記移動型の停
止位置で光学素材の温度がガラス転移点温度に近づいた
後に前記型駆動手段を駆動して前記光学素材を光学素子
の最終肉厚まで押圧成形する工程とを有することを特徴
とする光学素子の成形方法。
【請求項４】前記型駆動手段はサーボモータであり、
該サーボモータは前記型駆動手段を制御するコントロー
ラによって所定のトルクで制御されるものであることを
特徴とする請求項３記載の光学素子の成形方法。
【請求項５】前記停止位置の補正量が停止指令位置の
許容誤差範囲外になったときに、前記移動型の停止位置
の位置補正を行う工程を有することを特徴とする請求項
３または４記載の光学素子の成形方法。