JPH01157424A - 光学素子の成形方法とその装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス等の光学素材を加熱軟化しつつ加圧成
形する光学素子の成形方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の光学素子の成形手段に関しては、従来、種
々の提案がなされている。例えば特開昭６０−１１８６
４１号公報に、光学ガラスをプレス成形する際に、ガラ
スをリング状の胴型に保持したまま移送する方法が開示
されており、かかる方法によれば、金型がガラスと接触
する時間を短縮でき、金型寿命の向上と成形時間の短絡
化が図れるものである。

又、特開昭６１−６１３９号公報には、軸ずれの少ない
レンズをプレス成形する方法として、円筒状またはリン
グ状スリーブからなる金型を用い、上下両型のうち少な
（とも一方のモールドキャビティは被成形物のレンズ面
よりも広い面積にわたって球面形状をなし、該球面と前
記スリーブとを接触させてガラスゴブをプレス成形する
方法が開示されており、かかる方法によれば、球面とス
リーブとを接触させることにより軸合せを行いつつ軸ず
れの少ないレンズを成形できるものである。

又、特願昭６１−２１７７６９号には成形用金型を位置
を固定して設けた位置固定型と、この位置固定型に対向
停止すべく順次搬送される複数の搬送型とから構成し、
搬送型に押圧成形前にあっては成形素材を載置するとと
もに押圧成形後にあっては光学素子を載置し、位置固定
型と搬送型とを金型軸方向にて相対的に接近離反自在に
設けて構成する技術が開示されており、かかる成形装置
によれば、安価にして安定した成形を行うことができる
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記各従来技術においてはそれぞれ次のような問題点を
有するため、光学素子の成形手段として満足できるもの
ではなかった。

即ち、特開昭６０−１１８６４１号公報の技術は、レン
ズ素材であるガラスを移送するだけの技術であり、プレ
スレンズの光軸を調整する技術に関しては何ら開示され
ていない。

又、特開昭６１−６１３９号公報の技術は、型の軸合せ
をするために可動する中間介在物（円筒状スリーブやリ
ング状スリーブ）を介在させて成形を行う技術であるの
で、これらの中間介在物が可動するためのクリアランス
（間隙）が誤差としてそのまま積算されてしまうという
問題点があった。又、接触面や摺動面が多数存在するの
で、構造が複雑化するという欠点がある。さらに、高温
でかつ温度変化がある構成部に適用されるので、接触部
や摺動部に焼き付きを生ずるおそれがあった。

又、特願昭６１−２１７７６９号の技術は、搬送型を同
時に多数個搬送させる構成であるために装置が大型化す
るとともに、加熱時の面積が大きいために温度管理が困
難になるという問題点があった。又、加圧成形時には、
上下の型がテーバ部を介して位置合せされる構成である
が、チルト。

シフト方向の型の動きのための配慮がなされていないた
めに正確な心合せが困難であり、さらに、テーパ一部同
志を嵌合させた場合にしまり嵌め状態となり、抜けなく
なってしまうという問題点があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、簡単な構成で成形型の軸心を高精度に合致させ
て光学素子を成形する光学素子の成形方法とその装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、ガ
ラス素材を収容した下型を搬送アームの所定載置部にｓ
！置し、その載置した下型を前記搬送アームを介して加
熱炉内に搬送して加熱するとともに、加熱された下型を
成形位置まで搬送する工程と、前記成形位置まで搬送さ
れた搬送アーム上の下型を突上げ部材を介して搬送アー
ムの上方に上動させるとともに、前記下型における心出
し用面部を上型の心出し用面部に係合させて心出しを行
いつつ前記下型内のガラス素材を押圧成形する工程と、
成形後に前記突上げ部材を下動せしめて成形体である光
学素子を収容した前記下型を前記搬送アーム上に復帰！
３！直させ、前記下型を載置した搬送アームを下型回収
位置まで搬送して前記下型を回収する工程とよりなる成
形方法と、この方法を実施するための成形装置を提供す
ることにより、成形品外径面に対する光軸の心ずれの掻
めて小さい高精度の光学素子を成形しうるようにしたも
のである。

（実施例〕 以下、図面を用いつつ本発明の実施例について詳細に説
明する。

（第１実施例） 第１図は、本発明に係る光学素子の成形方法の１実施例
を実施するための成形装置における成形部１の構成を示
すものであり、第２図は、その成形部１を装備した成形
製Ｗ２の構成を示す断面説明図である。

第２図に示すように本実施例の成形装置２は、成形され
るガラス素材３（第１図ａ参照）や成形の完了した光学
素子（球面レンズや非球面レンズ等）を搬送するための
搬送室部４と、搬送室部４の搬送アーム５を介して搬送
されるガラス素材３を押圧成形するための成形室部６と
、上記搬送室部４と成形室部６との間に配置構成された
加熱炉７等より構成しである。

搬送室部４及び成形室部６は、それぞれ搬送室フレーム
８．成形室フレーム９にて密閉構成されており、各室部
４．６は装置本体架台１０にて支持構成されている。

搬送室部４は、上記搬送室フレーム８と、搬送機構部１
１と、搬送室フレーム８の上部に立設状に固定保持され
た待機基１２９回収塔１３と、搬送室フレーム８の下部
に配備され、上記待機基１２、回収塔１３とそれぞれ協
働して回収塔１３内の下型（ガラス素材３を載置した）
１４を搬送アーム５上にセットしたり、成形の完了した
光学素子を載置した下型１４を回収塔１３内に回収させ
たりするための特機部アクチュエータ１５及び回収部ア
クチュエータ１６とより構成しである。

搬送機構部１１は、搬送アーム５上の所定位置にセット
されたガラス素材３を加熱炉７内や成形部１内に搬入し
たり、成形の完了した成形品（光学素子）を搬出したり
するためのもので、搬送アーム５．搬送機本体部１７．
及びモータ等の駆動装置１８等より構成しである。Ｒ送
アーム５は、第３図にて示すごと（、駆動装置１８を介
して回転駆動されるボールねじ軸１９．ボールねじ軸１
９に螺合するボールハウジング２０．及び一対のリニア
スライド２１を介して第２図における左右方向（矢印２
２方向）に移動制御自在に構成しである。より具体的に
は、搬送アーム５は、駆動装置１８を介して搬送アーム
５における下型嵌合部２３（第１図ａ参照）が、待機基
１２の真下位置１回収塔１３の真下位置、加熱炉７内位
置、及び成形部１における上型２４の真下位置に移動。

停止制御されるように制御構成しである。搬送アーム５
の先端部には、第１図ａにて示すように下型１４下面部
のテーパ面部１４ａと嵌合するテーパ状の嵌合部２３と
、上記各アクチュエータ１５．１６における待機軸２５
１回収軸２６の軸径よりも大径の孔２７とが形設してあ
り、嵌合部２３と孔２７とは同心にて加工形成しである
。

待機基１２は、その内部に、成形されるガラス素材３を
載置した（セツティングした）下型１４を複数個収納、
支持できるように設定しであるとともに、内部に収納、
支持した下型１４を１個ずつ下方位置の搬送アーム５上
に嵌合、セットしうるように構成しである。即ち、待機
基１２の拡大図を第４図に示すが、図に示すように待機
基１２の塔本体２８内には、モータ２９、タイミングベ
ルト３０，３１．３２を介して回転駆動される２本のチ
ェーン３３．３４が垂直にかつ平行に配設してあり、モ
ータ２９を介して各チェーン３３゜３４を矢印３５方向
に同期回転させることにより、各チェーン３３．３４に
固設した下型受は部３６に支持された下型１４を１個づ
つ下方向に搬送しうるように設定構成しである。塔本体
２日の下部にはフランジ部２８ａが形設してあり、塔本
体２８は、搬送室フレーム８に螺着される固定部材３７
を介して着脱自在に固定される構成となっている。３８
で示すのはＯリングである。

回収塔１３は、上記待機基１２と同様に構成しである。

但し、回収塔１３は、成形の完了した光学素子を載置、
収容した下型１４を１個づつ収容するためのものである
ため、各チェーン３３゜３４の回転方向を矢印３５方向
とは逆方向に設定しである。即ち、回収塔１３は、空の
塔本体２８内に下型１４を１個ずつ下方から上方に収納
しうるように設定構成しである。

特機部アクチュエータ１５は、待機基１２の下方位置に
おいて装置本体架台１０に固設しである。

特機部アクチュエータ１５には待機軸２５が軸方向に移
動制御自在に装備してあり、第５図ａ、ｂ。

Ｃにて示すごとく、待機軸２５を上動させて待機基１２
内の最下部の下型１４をその上端部に支持させ、その後
下動させることによって下型１４を１個ずつ待機基１２
から下方に取り出すことができるように設定構成しであ
る。３９で示すのは密閉シール用の０リングである。

回収部アクチュエータ１６は、回収塔１３の下方位置に
おいて装置本体架台１０に固設しである。

回収部アクチュエータ１６には待機軸２６が軸方向に移
動制御自在に装備してあり、第５図ａ、　　ｂ。

Ｃにて示す図の順序と逆の工程にて、成形された光学素
子を載置、収容した下型１４を１個ずつ回収塔１３内に
収容しうるように設定構成しである。

４０で示すのは密閉シール用の０リングである。

加熱炉７は、搬送アーム５上に保持されたガラス素材３
を成形可能状態に加熱軟化するためのもので、ヒーター
４１が装備しである。

成形部１は、搬送アーム５に保持された下型１４と協働
して下型１４上にｓｉ置、収容されているガラス素材３
を押圧成形するための上型２４と、搬送アーム５に保持
されている下型１４を下方から上方向に（即ち、上型２
４方向に）突上げ操作するための下型突上げ機構部５０
等より構成しである。

上型２４は、連結ピン５１を介してエアーシリンダー５
２の作動杆（ピストンロッド）５３と連結構成してあり
、エアーシリンダー５２を介して上下動操作自在に構成
しである。上型２４は、断熱材５４を介して成形室フレ
ーム９に取付けられたスリーブ５５の軸心孔部に嵌挿し
てあり、上型２４はこのスリーブ５５に摺動案内されつ
つ上下動操作されるようになっている。スリーブ５５の
外周部には上型２４加熱用のヒーター５６が装備しであ
る。スリーブ５５の下部には、下型１４におけるガラス
素材３収容用の円環状突起部１４ｂの外周テーパ面（上
型２４との軸心合せ用テーパ状案内面）１４Ｃと嵌合可
能なテーパ状案内面５７が形設しである。このスリーブ
５５のテーパ状案内面５７の最大径寸法は、下型１４に
おける外周テーパ面１４ｃの最大径寸法よりも数μ〜数
１０μ大きく設定してあり、従って、食い込みを生じる
ごとき完全なる嵌まり込みは生じないように設定しであ
る。スリーブ５５の下端面５８及び下型１４におけるス
リーブ下端面５８との当接面部１４ｄは、それぞれの軸
心に対する直角度が高精度となるように加工してあり、
成形時にスリーブ下端面５８と下型当接面部１４ｄとが
当接した際に上、上置型２４，１４の軸の傾きが生じな
いように設定構成しである。なお、第１図ａにおいては
、下型１４、全体を一体構成としであるが、第１図すに
て示すように、成形面１４ｅを有する構成部１４ｆと下
型本体部１４ｇとを別体にして加工し、両者を一体化さ
せるようにして加工を容易化させる構成であってもよい
。

下型突上げ機構部５０は、下型１４を突上げるための突
上げ杆（突上げ棒）６０と、突上げ軸部６１と、突上げ
杆６０を軸方向（上下方向）に駆動操作するための駆動
部６２等より構成してあり、突上げ杆６０には突上げ杆
６０加熱用のヒーター６３が装備しである。６４で示す
のは断熱材、６５で示すのは密封シール用のＯリングで
ある。

成形部１における成形室７０内は、パイプ７１を真空ポ
ンプ（図示省略）と接続しであるとともに、バイブ７２
を介して成形室７０内に不活性ガスを注入しうるように
設定しである。

次に、上記成形装置２にて光学素子を成形する方法につ
いて説明する。

まず、搬送アーム５を、その嵌合部２３が待機基１２の
真下位置となるように駆動装置１８を介して移動させて
停止させる。

次に、待機軸２５を上動させ、待機軸２５が搬送アーム
５の孔２７を貫通して待機基１２の下方位置に達した時
点で停止させる。次に、待機基１２内の各チェーン３３
．３４を矢印３５方向に回動させ、下型１４を第５図ａ
にて示すごとく待機軸２５上にｆ２置させる。次に、第
５図すにて示すように各チェーン３３．３４を回転させ
た後に待機軸２５を下動させる。この下動操作時に下型
１４を搬送アーム５の嵌合部２３上に嵌合させる。

下型１４と嵌合部２３は互のテーパ状嵌合部１４ａ、２
３を介して正確に嵌合する。待機軸２５は、搬送アーム
５の動作に支障のない位置まで下動せしめる。

次に、下型１４が加熱炉７内に収容されるように搬送ア
ーム５を移動制御し、ガラス素材３と下型１４とを加熱
する。この加熱工程において、ガラス素材３は成形可能
な粘度に加熱軟化される。

次に、搬送アーム５を成形部１方向に移動せしめ第６図
ａにて示すように搬送アーム５に保持された下型１４の
軸心が成形部１の上型２４の軸心と一致した時点で停止
制御する。

次に、第６図すにて示すように、突上げ杆６０を上動さ
せて下型１４を搬送部５から上動せしめる。この上動時
には、第６図Ｃにて示すごとく下型１４側の当接面部１
４ｄが上型２４側のスリーブ５５の下端面５８に当接し
て停止する。

次に、上型２４をエアーシリンダー５２を介して下動操
作し、下型１４に対してガラス素材３を押圧し、プレス
成形する。この際、上型２４が第６図Ｃにおいて２点鎖
線で示す位置から実線で示す位置まで下動されたとする
と、この下動量相当分の加圧力がプレス力としてガラス
素材３に作用することになる。又、この成形工程におい
ては、下型１４の外周テーパ面１４ｃとスリーブ５５の
テーパ状案内面５７が案内面となり、この各面１４ｃ、
５７の公差が数μ〜数１０μであるところから、上、下
各型２４．１４の軸心のシフト方向の位置合せが数μ〜
数１０μの誤差範囲となるように設定されて光学素子３
ａが成形される。また成形工程においては、各型２４．
１４との直角度を高精度に出した当接面部１４ｄとスリ
ーブ下端面５８とを当接させて成形を行うので、チルト
誤差の極めて小さな光学素子３ａが成形される。

成形後は、光学素子３ａは徐々に固化する。

成形工程が終了したら、上型２４を第６図ｄにて示すよ
うに上動させるとともに、突上げ杆６０を下動せしめる
。この工程にて、成形品である光学素子３ａを収容した
下型１４は搬送アーム５の嵌合部２３に嵌合保持される
。

次に、搬送アーム５を第６図ｅにて示すように矢印２２
方向に移動せしめ、下型１４が回収塔１３の真下位置に
達した時点で停止制御する。

次に、回収軸２６を上動させ、待機基１２からの下型取
出し工程とは逆の工程を経て光学素子３ａを収容した下
型１４を回収塔１３内に収容する。

次に、回収軸２６を下動せしめた後、搬送アーム５の嵌
合部２３が待機基１２の真下位置に達するまで搬送アー
ム５を移動させ、停止制御させる。

以下、上記工程を繰り返して光学素子３ａを連続成形す
る。

以上のように、本実施例の成形方法及びその成形装置２
によれば、球面レンズ、非球面レンズいずれの光学素子
についても、成形された成形品の外径面に対する光軸の
シフト方向の誤差及びチルト誤差を極めて小さくするこ
とができ、心取り工程を必要としない高精度の光学素子
を成形できる利点がある。

又、上記構成において、下型１４を上動させる突上げ杆
６０先端を球面とすることにより、下型１４の動きの自
由度を大きくさせて成形工程時の上、下型２４，１４の
心出し調整精度をより向上させることも可能である。

（第２実施例） 第７回は、本発明に係る成形装置２における成形部１の
他の実施例を示すものである。本実施例の特徴は、下型
１４における成形面１４ｅの外周部に、ガラス素材３の
外径規制用の円環部材８０を設け、テーパ状の案内面１
４ｃと成形面１４ｅとを一体化させて同時加工できるよ
うに構成した点であ葛。又、下型１４と搬送アーム５の
案内面１４ａ、２３は垂直案内面に形設しである。他の
構成は第１実施例と同一であるので、その説明を省略す
る。

上記本実施例によれば、成形される光学素子３ａの外周
面と光軸との心ずれがさらに少ない高精度の光学素子を
成形できる利点がある。

本実施例による成彩工程及びその効果については第１実
施例と同一であるので、その説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、球面レンズ、非球面レン
ズいずれの光学素子を成形する場合にも、光学素子の外
径に対する光軸の精度を高晴度に成形できるので、心取
り工程の不要な光学素子を成形することができるととも
に、成形装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明の１実施例の要部である成形部周辺
の説明図、 第１図すは、第１図ａの要部の他の構成例を示す説明図
、 第２図は、本発明に係る成形装置の１実施例を示す構成
説明図、 第３図、第４図は、第２図の要部の詳細図、第５図ａ、
ｂ、ｃは、第４図の作用説明図、第６図ａ、ｂ、ｃ、ｄ
、ｅは、光学素子を成形する工程の説明図、 第７図は、成形部の他の実施例を示す説明図である。 ３・・・ガラス素材 ５・・・搬送アーム １４・・・下型 １４ｃ・・・テーパ状案内面 ２４・・・上型 ５７・・・テーパ状案内面 ６０・・・突上げ杆 特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社第　１　図
（、） 第１図（ｂ） 第２図 第３１ 第４図 第５図 第６図 （ａ） （ｂ） 第６図 （ｃ） （ｄ） 第６図 （ｅ） 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年　特　許　願　第３１５８２４号２、発明の
名称 光学素子の成形方法とその装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号名　称　
（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表者　　下　
　山　　敏　　部 ４、代理人〒１０５ 住　所　東京都港区浜松町２丁目２番１５号６、補正の
対象 （１）　　明細書の「発明の詳細な現物」の欄７、補正
の内容 （１）　　明細書第３頁第３行目中に、「成形時間の短
絡化」とあるのを、「成形時間の短縮化」と補正する。 （２）明細書第１６頁第３行目〜同真第５行目にかけて
、「位置まで下動されたとすると、この下動量相当分の
加圧力がプレス力としてガラス素材３に作用することに
なる。」とあるのを、「位置まで移動し、ガラス素材３
に加圧力を加えることになる。」と補正する。 （３）明細書第１６頁第１６行目に、「成形後は、光学
素子３ａは徐々に固化する。」とあるのを削除する。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス素材を収容した下型を搬送アームの所定載
   置部に載置し、その載置した下型を前記搬送アームを介
   して加熱炉内に搬送して加熱するとともに、加熱された
   下型を成形位置まで搬送する工程と、 前記成形位置まで搬送された搬送アーム上の下型を突上
   げ部材を介して搬送アームの上方に上動させるとともに
   、前記下型における心出し用面部を上型の心出し用面部
   に係合させて心出しを行いつつ前記下型内のガラス素材
   を押圧成形する工程と、 成形後に前記突上げ部材を下動せしめて成形体である光
   学素子を収容した前記下型を前記搬送アーム上に復帰載
   置させ、前記下型を載置した搬送アームを下型回収位置
   まで搬送して前記下型を回収する工程とよりなることを
   特徴とする光学素子の成形方法。
2. （２）ガラス素材を収容した下型を移動可能な搬送アー
   ム上に載置して成形位置まで搬送し、前記下型と成形部
   に配備された上型とにより前記ガラス素材を押圧成形し
   うるように構成してなる光学素子の成形装置において、 前記搬送アームに、前記下型を前記搬送アームの上方に
   上動させるための操作部材が通る孔を貫設して構成した
   ことを特徴とする光学素子の成形装置。