JPH0421527A - 光学素子の製造装置 - 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］ 本発明は光学素子の製造装置に関し、特に光学機能面を
有する光学素子を成形用素材から直接プレス成形により
連続的に得るための装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］近年、
所定の表面精度を有する成形用型内に光学素子成形用の
素材たとえばある程度の形状及び表面精度に予備成形さ
れたガラスブランクを収容して加熱下でプレス成形する
ことにより、研削及び研摩等の後加工を不要とした、高
精度光学機能面を有する光学素子を製造する方法が開発
されている。

この様なプレス成形法では、一般に成形用上型部材と成
形用下型部材とをそれぞれ成形周胴型部材内に摺動可能
に対向配置し、これら上型部材、下型部材及び用型部材
により形成されるキャビティ内に成形用素材を導入し、
型部材の酸化防止のため雰囲気を非酸化性雰囲気たとえ
ば窒素雰囲気として、成形可能温度たとえば成形用素材
が１０８〜１０１２ポアズとなる温度まで型部材を加熱
し、型を閉じ適宜の時間プレスして型部材表面形状を成
形用素材表面に転写し、そして型部材温度を成形用素材
のガラス転移温度より十分低い温度まで冷却し、プレス
圧力を除去し、型を開いて成形済光学素子を取出す。

尚、型部材内に導入する前に成形用素材を適宜の温度ま
で予備加熱したり、あるいは成形用素材を成形可能温度
まで加熱してから型部材内に導入することもできる。更
に、型部材とともに成形用素材を搬送しながら、それぞ
れ所定の場所で加熱、プレス及び冷却を行い、連続化及
び高速化をはかることもできる。

以上の様な光学素子プレス成形法及びその装置は、たと
えば特開昭５８−８４１３４号公報、特開昭４９−９７
００９号公報、イギリス国特許第３７８１９９号公報、
特開昭６３−１１５２９号公報、特開昭５９−１５０７
２８号公報、特開昭６１−２６５２８号公報及び特開昭
６１−４４７２１号公報等に開示されている。

ところで、上記プレスを小型化された装置構成で連続し
て行うために、加熱ステーション、プレスステーション
及び冷却ステーション等を円周上に配置し、該円周の中
心のまわりに回転可能で且つ径方向伸縮可能アームを有
する移送手段を用いて成形用素材及び成形済光学素子を
移送する方法が提案されている（特公昭６３−３７０４
４号公報）。

しかし、この提案の方法では、全ステーションの数に対
応する数のアームが設けられており、各アームは１ステ
ツプごとに常に成形用素材及び成形済光学素子を次のス
テーションへと移送し、結局成形用素材は全ステーショ
ンを経由する。

従って、この方法はライン状の移送経路を単に円形状と
したものにすぎず、最も時間のかかるステーションによ
り光学素子製造の速度が決められ、速度向上に限界があ
る。また、１つのステーションでも故障が発生した場合
には、装置全体の稼動を直ちに停止しなければならない
という不利がある。更に、以上の様に、全ステーション
の数に対応する数のアームが設けられているので、構造
が複雑である。

そこで、本発明は、以上の様な従来技術の問題点に鑑み
、小型化及び構造の簡単化が可能で且つ各ステーション
でのプロセスに要する時間に応じて最適の効率で成形用
素材及び成形済光学素子の移送を行うことにより高速且
つ高効率でプレス成形を行うことのできる光学素子製造
装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的を達成するものとして、 成形室と該成形室に密閉可能なゲートを介して連通可能
に接続され得る入替え室とを有し、上記成形室には上記
入替え室から成形用素材を受取り更に上記成形室へと成
形済光学素子を受渡すための中継ステーションと上記成
形用素材の加熱ステーションと成形用型部材を備えた複
数のプレスステーションとが設けられており、これらス
テーションは上下方向を中心とする円周上に配列されて
おり、該上下方向中心の位置には成形用素材及び成形済
光学素子のための移送手段が配置されており、該移送手
段は上記上下方向中心のまわりに回動可能で且つ水平方
向の伸縮アームを有し、該アームの先端に成形用素材及
び成形済光学素子の保持部が設けられており、また上記
入替え室と上記中継ステーションとの間で成形用素材及
び成形済光学素子を搬送するための手段と上記入替え室
へと成形用素材を送入し該入替え室から成形済光学素子
を回収するための手段とを備えており、上記移送手段に
より中継ステーションにある成形用素材を空き状態の加
熱ステーションへと移送し加熱ステーションにある成形
用素材を空き状態のプレスステーションへと移送しプレ
スステーションにある成形済光学素子を空き状態の中継
ステーションへと移送する様にしてなることを特徴とす
る、光学素子製造装置、 が提供される。

本発明においては、加熱ステーションでの加熱プロセス
に要する時間を加熱ステーションの数で除した数値とプ
レスステーションでのプレスプロセスに要する時間をプ
レスステーションの数で除した数値とがほぼ等しくなる
様に、加熱ステーションの数及びプレスステーションの
数が設定されている、態様がある。

［実施例コ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明による光学素子の製造装置の一実施例の
概略構成を示す横断面模式図であり、第２図及び第３図
はそれぞれその■−■断面模式図及び■−■断面模式図
である。

これらの図において、２は成形室であり、４はその上部
に配置された入替え室である。これら成形室２と入替え
室４との間には密閉可能なゲートバルブ６が介在してい
る。

上記成形室２は上下方向に中心を有する円筒形状であり
、外気と遮断可能である。該成形室は不図示の減圧源及
び非酸化性ガスたる窒素ガスの供給源にそれぞれ接続さ
れている。成形室２内には１つの中継ステーション１２
．２つの加熱ステーション１４．１６及び５つのプレス
ステーション１８．２０，２２，２４．２６が配置され
ており、これらステーションは上記成形室２の円筒形状
の上下方向中心のまわりに円周に沿って均等に配列され
ている。そして、上記成形室２の円筒形状の上下方向の
中心には移送手段２８が配置されている。尚、上記中継
ステーション１２は上記ゲートバルブ６の真下に位置す
る。

上記中継ステーション１２は、第２図に示されている様
に、成形室２の下部に立設せしめられた支柱１２ａの上
端に受台１２ｂを取付けたものからなる。

上記加熱ステーション１４は、第３図に示されている様
に、成形室２外に配置されているシリンダ１４ａ、該シ
リンダの上下方向ピストンロッドの上端に取付けられて
いる受台１４ｂ、上記成形室２の上部に取付けられてい
る加熱筒１４ｃ及び該加熱筒内に設けられているヒータ
１４ｄからなる。上記シリンダ１４ａを作動させること
により、上記受台１４ｂを上記加熱筒１４ｃ内へと移動
させることができる。

加熱ステーション１４での加熱プロセスは、成形用素材
Ｇ１を保持した受台１４ｂを加熱筒１４Ｃ内まで上昇さ
せ、ここでヒータ１４ｄにより加熱して所望の温度まで
上昇させ、しかる後に上記受台１４ｂを下降させること
によりなされる。

以上、加熱ステーション１４に関し説明したが、上記加
熱ステーション１６も同様である。

上記プレスステーション２０においては、第２図に示さ
れている様に、成形室２の底部に上下方向の固定筒２０
ａが立設せしぬられている。そして、成形室２外の上記
固定筒２０ａの下方にシリンダ２０ｂが配置されている
。２０ｃはシリンダ２０ｂのピストンロッドに取付けら
れ上下移動せしめられる下軸であり、該下軸は上記固定
筒２０ａ内に上下方向に摺動可能な様に収容されている
。

上記固定筒２０ａの上端上には筒状の側型部材２０ｄの
下端が取付けられている。また、上記下軸２０ｃの上端
上には下型部材２０ｅが配置されている。該下型部材は
側型部材２Ｏｄ内に収容されており、該側型部材に対し
上下方向に摺動可能である。

また、成形室２の上部上にはシリンダ２Ｏｆが配置され
ており、該シリンダのピストンロッドには上記下軸２０
ｃとほぼ同心状の上軸２０ｇが取付けられている。該上
軸は成形室２内まで延びており、上下移動せしめられる
。上軸２０ｇの下端部には上型部材２０ｈが保持されて
おり、該上型部材は上記側型部材２Ｏｄ内に収容されて
おり、該側型部材に対し上下方向に摺動可能である。

尚、上記下型部材２０ｅの上端面及び上記上型部材２０
ｈの下端面は成形すべき光学素子の光学機能面形成のた
めの転写面であり、所望の表面精度に仕上げられている
。

上記下軸２０ｃ及び上軸２０ｇ内にはそれぞれ冷媒流通
経路Ｃ，，Ｃ２が設けられている。また、上記側型部材
２０ｄにはヒータＨが内蔵されている。

第４図は上記プレスステーション２０の構成の一部を詳
細に示す概略断面図である。本図において上記第１図〜
第３図におけると同様の部材には同一の符号が付されて
いる。

側型部材２０ｄの下端面にはリングプレート２０ｉが固
定されており、該プレートが押えリング２０ｊにより上
記固定筒２０ａの上端面に係止せしめられている。また
、上記下型部材２０ｅの下端にはフランジ２０ｋが形成
されて下り、その下端面が上記リングプレート２０ｉに
対し突き当て可能であり、これにより下型部材２０ｅの
下限位置が設定される。

上型部材２０ｈの上端にはフランジ２０ｍが形成されて
おり、上軸２０ｇの下端部に固定された１対のフック２
Ｏｎにより上記フランジ２０ｍが係止保持されている。

尚、上型部材２０ｈには上記フランジ２０ｍの直下にお
いて肩部２０ｐが形成されており、該肩部が上記側型部
材２０ｄの上端面に突き当てられ、これにより上型部材
２０ｈの下限位置が設定される。

尚、側型部材２０ｄの側面には成形用素材及び成形済光
学素子の出し入れのための開口２０ｑが形成されている
。

第５図は上記フック２Ｏｎによる上型部材２０ｈの係止
保持の様子を示す概略分解斜視図である。即ち、上型部
材２０ｈのフランジ２０ｍには対向する２か所にノツチ
Ｎが形成されており、該ノツチを通して上記フック２Ｏ
ｎの先端を上方からフランジ下方へと移動させ、次いで
ほぼ９０度回転させることにより、第２図に示す様な配
置を実現することができる。

第６図は上記側型部材２０ｄ及び上型部材２０ｈのセッ
トを示す概略斜視図である。

プレスステーション２０でのプレスプロセスは、上型部
材２０ｈを上方へと移動させた状態にて成形用素材を側
型部材２Ｏｄ内で下型部材２０ｅと上型部材２０ｈとの
間に配置し、ヒータＨで加熱しながら上軸２０ｇを下降
させ上型部材２０ｈと下型部材２０ｅとをいずれも上記
下限位置まで移動させて型閉じを行い、所望の寸法にプ
レスして光学素子Ｇ２を形成し、その後ヒータＨによる
加熱を停止し冷媒流通経路Ｃ，，Ｃ２に冷媒を流して所
望の温度にまで冷却し、しかる後に上型部材２０ｈを上
昇させて型開きを行うことによりなされる。尚、この冷
却の際に下型部材２０ｅを適度の圧力で上方へと押圧し
てヒケ防止が図られる。

以上、プレスステーション２０に関し説明したが、上記
プレスステーション１８，２２，２４゜２６も同様であ
る。

上記移送手段２８は、第２図に示されている様に、成形
室２外に配置された回動駆動部２８ａと、該回動駆動部
に固定され上下方向に上記成形室２内へと延びている回
動軸２９ｂと、該回動軸の上端部に取付けられた水平方
向伸縮駆動部２８Ｃと、該駆動部に固定され水平方向に
延びている１本のアーム２８ｄと、該アームの先端の下
面側に取付けられた吸着部２８ｅとからなる。該吸着部
２８ｅは真空吸着によるものであり、成形用素材及び成
形済光学素子の上面を吸着保持することができる。また
、上記回動軸２９ｂは上下方向に伸縮可能な内部構造を
有している。

従って、上記回動軸２８ａの上下方向のまわりの回動及
び上下方向の伸縮ならびに上記アーム２８ｄの径方向の
伸縮の動作を組合わせることにより、上記吸着部２８ｅ
による上記中継ステーション１２、上記加熱ステーショ
ン１４．１６及び上記プレスステーション１８，２０，
２２，２４゜２６へのアクセス及び移送を実現すること
ができる。

即ち、上記中継ステーション１２へのアクセス及び移送
時には、回動軸２８ｂを回動させてアーム２８ｄを中継
ステーション１２の方へと向け、アーム２８ｄを伸長さ
せることにより、吸着部２８ｅを受台１２ｂの上方に位
置させ、しかる後に上記回動軸２８ｂを短縮させ、受台
１２ｂ上の成形用素材を吸着する（または吸着部２８ｅ
に吸着されていた成形済光学素子を受台１２ｂ上に置く
）。そして、上記回動軸２８ｂを伸長させ、アーム２８
ｄを短縮させて、中継ステーションから退避させる。

上記加熱ステーション１４．１６へのアクセス及び移送
時には、回動軸２８ｂを回動させてアーム２８ｄを所望
の加熱ステーションの方へと向け、アーム２８ｄを伸長
させることにより、吸着部２８ｅを受台１４ｂ等の上方
に位置させ、しかる後に上記回動軸２８ｂを短縮させ、
吸着部２８ｅに吸着されていた成形用素材を受台１４ｂ
等上に置く　（または受台１４ｂ等上の成形用素材を吸
着する）。そして、上言己回動軸２８ｂを伸長させ、ア
ーム２８ｄを短縮させて、加熱ステーションから退避さ
せる。

上記プレスステーション１８，２０，２２，２４．２６
へのアクセス及び移送時には、回動軸２８ｂを回動させ
てアーム２８ｄを所望のプレスステーションの方へと向
け、アーム２８ｄを伸長させることにより、吸着部２８
ｅを側型部材開口２０９等から該側型部材内へと進入さ
せて下型部材２０ｅの上方に位置させ、しかる後に上記
回動軸２８ｂを短縮させ、吸着部２８ｅに吸着されてい
た成形用素材を下型部材２Ｏｅ等上に置く（または下型
部材２Ｏｅ等上の成形済光学素子を吸着する）。そして
、上記回動軸２８ｂを伸長させ、アーム２８ｄを短縮さ
せて、プレスステーションから退避させる。

上記入替え室４の上部には、第２図に示されている様に
、シリンダ３０が付設されており、該シリンダの上下方
向ピストンロッドの下端部が上記入替え室４内へと延び
ており、その先端には吸着部３２が設けられている。該
吸着部は上記吸着部２８ｅと同様の真空吸着によるもの
であり、成形用素材及び成形済光学素子の上面を吸着保
持することができる。上記シリンダ３０及び吸着部３２
を含んで、入替え室４と中継ステーション１２との間で
の成形用素材及び成形済光学素子の搬送手段が構成され
る。

上記入替え室４は、成形室２外に配置されている上下方
向回動支柱３４に固定されているアーム３６の先端に取
付けられており、不図示の回動駆動手段により、第２図
に示される位置と不図示の成形用素材供給部及び成形済
光学素子回収部との間を移動することができる。尚、こ
の移動はゲートバルブ６が閉じている状態で行われる。

上記入替え室４は不図示の減圧源及び非酸化性ガスたる
窒素ガスの供給源にそれぞれ接続されている。また、該
入替え室は上記第２図の位置において外気と遮断可能で
あり、従ってこの位置において内部を減圧して窒素ガス
雰囲気で満たすことができる。そして、該入替え室４内
の吸着部３２と上記中継ステーション１２との間で成形
用素材及び成形済光学素子を搬送する際には、成形室２
内及び入替え室４内を窒素ガス雰囲気で満たし、ゲート
バルブ６を開き、吸着部３２を下降させ、該吸着部に吸
着されていた成形用素材Ｇ１を受台１２ｂ上に置く（ま
たは受台１２ｂ上の成形済光学素子を吸着する）。そし
て、上記吸着部３２を上昇させて入替え室４内まで移動
させ、しかる後にゲートバルブ６を閉じる。

次に、上記実施例装置における上記入替え室４と中継ス
テーション１２との間での成形用素材及び成形済光学素
子の搬送動作ならびに上記移送手段２８による成形用素
材及び成形済光学素子の移送の動作の関連について説明
する。第７図は各部間での成形用素材及び成形済光学素
子の搬送及び移送のタイミングを示すダイヤグラムであ
る。

ここでは、説明を簡単化するために、上記搬送及び移送
の動作に要する時間を無視している。また、入替え室４
へと成形用素材を送入する動作及び該入替え室から成形
済光学素子を回収する動作に要する時間を無視している
。

更に、加熱ステーションでの加熱プロセスに要する最低
時間を６分間とし、プレスステーションでのプレスプロ
セス（該プロセスには、上記の様に、光学素子が型部材
から取出し可能となる温度まで冷却するプロセスをも含
む）に要する最低時間を１５分間としている。従って、
本実施例では、加熱ステーションでの加熱プロセスに要
する時間（６分間）を加熱ステーションの数（２）で除
した数値（３）とプレスステーションでのプレスプロセ
スに要する時間（１５分間）をプレスステーションの数
（５）で除した数値（３）とが等しく設定されている。

第７図において、入替え室４と中継ステーション１２と
の間の縦方向矢印は上記搬送動作を示しており、中継ス
テーション１２と加熱ステーション１４．１６とプレス
ステーション１８，２０゜２２．２４．２６との間の縦
方向矢印は上記移送動作を示しており、上記加熱ステー
ション１４゜１６及びプレスステーション１８，２０，
２２゜２４．２６における横方向の矢印はそれぞれ上記
加熱プロセス及び上記プレスプロセスを示している。

先ず、成形用素材（１）を入替え室４から中継ステーシ
ョン１２へと搬送し、更に加熱ステジョン１４へと移送
し、ここで６分間かけて加熱プロセスを行った後に、プ
レスステーション１８へと移送し、ここで１５分間かけ
てプレスプロセスを行い、ここで得られた光学素子を中
継ステーション１２へと移送し、更に入替え室４へと搬
送する。

この間に、順次、成形用素材（２）、（３）。

（４）、（５）を同様に空き状態の各ステーションへと
移送し、同様に処理する。

続いて、成形用素材（Ｉ）、　　（ＩＩ）、　　（ｍ）
。

（ｒＶ）、（Ｖ）を同様に処理する。この処理は、上記
成形用素材（１）〜（５）の処理と一部並行して実施す
ることができ、以下同様にして連続的に処理することが
できる。かくして、各加熱ステーションにおける加熱プ
ロセス及び各プレスステーションにおけるプレスプロセ
スを十分効率よく行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明装置によれば、中継ステーシ
ョンと加熱ステーションと複数のプレスステーションと
を上下方向を中心とする円周上に配列し該上下方向中心
の位置に移送手段を配置し、該移送手段により中継ステ
ーションにある成形用素材を空き状態の加熱ステーショ
ンへと移送し加熱ステーションにある成形用素材を空き
状態のプレスステーションへと移送しプレスステーショ
ンにある成形済光学素子を空き状態の中継ステーション
へと移送する様にしたことにより、小型化及び構造の簡
単化が可能であり、更に各ステーションでのプロセスに
要する時間に応じて最適の効率で成形用素材及び成形済
光学素子の移送を行うことができるので高速且つ高効率
でプレス成形を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学素子の製造装置の実施例の概
略構成を示す横断面模式図であり、第２図及び第３図は
それぞれその■−■断面模式図及びＩＩＩ−ＩＩＩ断面
模式図である。 第４図はプレスステーションの構成の一部を詳細に示す
概略断面図である。 第５図は上型部材の係止保持の様子を示す概略分解斜視
図である。 第６図は側型部材及び上型部材のセットを示す概略斜視
図である。 第７図は成形用素材及び成形済光学素子の搬送及び移送
のタイミングを示すダイヤグラムである。 ２・成形室、　　　　４：入替え室、 ６：ゲートバルブ、 １２：中継ステーション、 １４．１６：加熱ステーション、 ２０゜ ２４、　２６　　・ プレスステーション、 ２０ｄ：側型部材、 ２０ｈ　：上型部材、 ２８：移送手段、 ２８ｄ：アーム、 ３２：吸着部、 Ｇ１　：成形用素材、 ２０ｅ、下型部材、 ２８ｅ：吸着部、 ：成形済光学素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形室と該成形室に密閉可能なゲートを介して連
   通可能に接続され得る入替え室とを有し、上記成形室に
   は上記入替え室から成形用素材を受取り更に上記成形室
   へと成形済光学素子を受渡すための中継ステーションと
   上記成形用素材の加熱ステーションと成形用型部材を備
   えた複数のプレスステーションとが設けられており、こ
   れらステーションは上下方向を中心とする円周上に配列
   されており、該上下方向中心の位置には成形用素材及び
   成形済光学素子のための移送手段が配置されており、該
   移送手段は上記上下方向中心のまわりに回動可能で且つ
   水平方向の伸縮アームを有し、該アームの先端に成形用
   素材及び成形済光学素子の保持部が設けられており、ま
   た上記入替え室と上記中継ステーションとの間で成形用
   素材及び成形済光学素子を搬送するための手段と上記入
   替え室へと成形用素材を送入し該入替え室から成形済光
   学素子を回収するための手段とを備えており、上記移送
   手段により中継ステーションにある成形用素材を空き状
   態の加熱ステーションへと移送し加熱ステーションにあ
   る成形用素材を空き状態のプレスステーションへと移送
   しプレスステーションにある成形済光学素子を空き状態
   の中継ステーションへと移送する様にしてなることを特
   徴とする、光学素子製造装置。
2. （２）加熱ステーションでの加熱プロセスに要する時間
   を加熱ステーションの数で除した数値とプレスステーシ
   ョンでのプレスプロセスに要する時間をプレスステーシ
   ョンの数で除した数値とがほぼ等しくなる様に、加熱ス
   テーションの数及びプレスステーションの数が設定され
   ている、請求項１に記載の光学素子製造装置。