JPH0431327A - 光学素子の成形方法及びその成形装置 - 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、下型部材及び調型部材
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１０’〜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。

本発明に係る光学素子例えばレンズはレンズを組み込む
光学機器例えばカメラの仕様によってレンズの仕様が異
なる。例えばレンズの曲率はカメラによってまたは交換
レンズによって異なり、レンズの製造現場は組立日程、
数量に応じてレンズ成形の型部材の設置を各製造装置毎
に変更しなければならない。

本発明はレンズの光学機能面を成形する上型又は下型部
材の一方を交換容易とすることにより交換した型部材と
他方の型部材との組み合わせによりレンズ曲率、レンズ
寸法、レンズ形状の異なるレンズを容易に製造可能な成
形方法を提案する。

更に本発明は成形型装置に型部材の交換手段を構成した
成形装置を提案する。

〔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、加熱
したガラスを光学機能面を持った光学素子に加圧成形す
るために少なくとも上型と大型を備えた型装置を用いて
成形する成形方法において、前記上型及び下型のうち少
なくとも一方の型部材を変換することにより、変換した
型部材と他方の型部材との組み合わせによって異なる光
学機能面を持った光学素子を成形するようにしたことを
特徴とする光学素子の成形方法を提案する。

加熱したガラスを光学機能面を持つ光学素子に加圧成形
するための少な（とも上型部材と下型部材を備える型装
置において、 前記上型部材に加圧力を作用させる軸部材を有し、前記
軸部材と前記上型部材に型部材変換を設けたことを特徴
とする光学素子の成形装置を提案する。

〔実施例〕

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
はそれぞれのｎ−ｎ断面模式図及びｍ−ｍ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の下部に立役せしめられた支柱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１４ｂ１上記成形室２の上部に取付けられてい
る加熱筒ｉ４ｃ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
Ｇ、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が立設せしめられている。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調型部材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、該調型部材に対し
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２０ｆ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、該調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２Ｏｇ内にはそれぞれ冷媒流通
経路Ｃ２Ｃ２が設けられている。また、上記調型部材２
０ｄ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。

調型部材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
されており、その下端面が上記リングプレート２０ｉに
対して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、該肩部が上記調型部
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、調型部材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開口２０ｑが形成されている。

第５図Ａ−Ｂは本発明に係る型部材交換手段を示す。

上型部材２０ｈのフランジ２０ｍには対向する２か所の
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２Ｏｎ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。

前記第４図の上型部材２０ｈは図示においてガラスＧ、
を成形した上部光学機能面Ｇ、−１は凹面であり、第４
図示の型部材２０ｈ、２０ｅによって成形されるレンズ
は第５図Ｂに示すメニスカスレンズとなる。

第１図示の装置を用いて多様な形状、または曲率の異な
るレンズ、例えば第５図Ｃに示す両凸レンズや小さい曲
率のレンズを成形する場合に、上型部材の光学面成形面
（Ｏ８面）が１５図Ｃ（１）、（２）に対応した形状を
有する第５図Ｄ（１）、（２）に示す上型部材２０ｈ、
　　２０ｈ、を用意する。

交換用上型部材２０ｈ、　　２０ｈ、には第５図Ａに示
した上型２０ｈと同様の切り欠き部Ｎ１フランジ部２０
ｍ１肩部２０ｍを形成しておく。

以上の構成において、成形レンズの形状変更の要求に応
じて上軸２０ｇと上型部材２０ｈ、２０ｈ、　　２０ｈ
！はそれぞれフック２０ｎ１切り欠きＮ、、１ｉ部２０
ｐから構成される型交換手段によって交換することがで
きる。

第６図は上記調型部材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調
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，，Ｃ，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
に固定された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エ２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２８　ｄｔ−
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１
４ｂ等上に置（（または受台１４ｂ等上の成形用素材を
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、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２＆ｂ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を胴室部材開口２９ｑ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
雰囲気で渦たすことができる。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渦たし、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。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、加熱したガラスを光学機能面を
持った光学素子に加圧成形するために少なくとも上型と
大型を備えた型装置を用いて成形する成形方法において
、前記上型及び下型のうち少なくとも一方の型部材を変
換することにより、変換した型部材と他方の型部材との
組み合わせによって異なる光学機能面を持った光学素子
を成形するように成したことによりレンズの形状、レン
ズ曲率の異なるレンズを容易に同じ成形装置で成形する
ことができた。

また、本発明は成形型を構成する前記上型部材に加圧力
を作用させる軸部材を有し、前記軸部材と前記上型部材
に型部材変換手段を設けたことにより交換のための装置
構造の複雑化を避けることができた。

【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、それぞれの■−■断面模式図及び■−■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ＡＳＢ、Ｃ，Ｄは、上型部材の説明図、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
。 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 １８．２０．２２．２４．２６：プレスステーション ２０ｄ：側型部材 ２０ｅ：下型部材 ２０ｈ、　　２０ｈ２　：上型部材 ２８：移送手段 ２８ｄ：アーム ２８ｅ：吸着部 ３２：吸着部 Ｇｌ　：成形用素材 Ｇ、：成形済光学素子 Ｎ：切り欠き型交換手段 ２０ｍ＝フランジ部型交換手段 ２０ｐ：肩部 ２Ｏｎ、２Ｏｎ ：フック型交換手段 ２υｐ 第５図Ｂ 第５図Ｃ 第５図Ｄ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱したガラスを光学機能面を持った光学素子に
   加圧成形するために少なくとも上型と大型を備えた型装
   置を用いて成形する成形方法において、前記上型及び下
   型のうち少なくとも一方の型部材を変換することにより
   、変換した型部材と他方の型部材との組み合わせによっ
   て異なる光学機能面を持った光学素子を成形するように
   したことを特徴とする光学素子の成形方法。
2. （２）加熱したガラスを光学機能面を持つ光学素子に加
   圧成形するための少なくとも上型部材と下型部材を備え
   る型装置において、 前記上型部材に加圧力を作用させる軸部材を有し、前記
   軸部材と前記上型部材に型部材変換手段を設けたことを
   特徴とする光学素子の成形装置。