JPH04317426A - 光学素子の製造法 - Google Patents
光学素子の製造法Info
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- JPH04317426A JPH04317426A JP3108251A JP10825191A JPH04317426A JP H04317426 A JPH04317426 A JP H04317426A JP 3108251 A JP3108251 A JP 3108251A JP 10825191 A JP10825191 A JP 10825191A JP H04317426 A JPH04317426 A JP H04317426A
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- JP
- Japan
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- mold
- molded product
- mold member
- manufacturing
- molded
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/16—Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Organic Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子の製造法に関
し、特に光学機能面を有するガラス光学素子を、直接、
プレス成形で得るための光学素子の製造法に関する。
し、特に光学機能面を有するガラス光学素子を、直接、
プレス成形で得るための光学素子の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、所定の表面精度を有する上下型部
材間に光学素子を成形するためのガラス素材、例えば、
或る程度の形状、表面精度に予備成形されたガラスブラ
ンクを収容し、加熱下でプレス成形することにより、研
削および研磨などの後加工を不要にした光学素子の製造
法が開発されている。
材間に光学素子を成形するためのガラス素材、例えば、
或る程度の形状、表面精度に予備成形されたガラスブラ
ンクを収容し、加熱下でプレス成形することにより、研
削および研磨などの後加工を不要にした光学素子の製造
法が開発されている。
【０００３】このようなプレス成形で光学素子を製造す
る場合、一般に採用されている成形型は、上の型部材と
、下の型部材とを胴型内に摺動可能に対向して配置した
構造であり、これら部材で囲まれた領域に成形用のガラ
ス素材を導入し、上下の型部材を相対的に接近させて、
所定の形にプレスするのである。この時、上記型部材の
酸化を防止するために、窒素雰囲気などの非酸化性雰囲
気を用い、また、成形可能な温度、例えば、成形用ガラ
ス素材が１０８ 〜１０１２ポアズの粘度になる温度ま
で上記ガラス素材を加熱する。そして、成形型を閉じて
から、所要の時間をかけてプレスし、型部材の成形面を
素材表面に転写するのである。その後、上記型部材はガ
ラス転移温度まで冷却され、その状態で、プレス圧を除
かれる。このようにして、成形が終了したならば、成形
型を開いて製品を取出す。
る場合、一般に採用されている成形型は、上の型部材と
、下の型部材とを胴型内に摺動可能に対向して配置した
構造であり、これら部材で囲まれた領域に成形用のガラ
ス素材を導入し、上下の型部材を相対的に接近させて、
所定の形にプレスするのである。この時、上記型部材の
酸化を防止するために、窒素雰囲気などの非酸化性雰囲
気を用い、また、成形可能な温度、例えば、成形用ガラ
ス素材が１０８ 〜１０１２ポアズの粘度になる温度ま
で上記ガラス素材を加熱する。そして、成形型を閉じて
から、所要の時間をかけてプレスし、型部材の成形面を
素材表面に転写するのである。その後、上記型部材はガ
ラス転移温度まで冷却され、その状態で、プレス圧を除
かれる。このようにして、成形が終了したならば、成形
型を開いて製品を取出す。
【０００４】なお、型部材内に導入する前に、ガラス素
材を適宜の温度に加熱したり、あるいは、ガラス素材を
成形可能温度まで加熱してから型部材内に導入するよう
にしてもよい。更に、型部材とともにガラス素材を搬送
する過程で加熱、フレス、冷却などを行う作業の連続化
、高速化を図るようにしてもよい。
材を適宜の温度に加熱したり、あるいは、ガラス素材を
成形可能温度まで加熱してから型部材内に導入するよう
にしてもよい。更に、型部材とともにガラス素材を搬送
する過程で加熱、フレス、冷却などを行う作業の連続化
、高速化を図るようにしてもよい。
【０００５】以上のような光学素子の製造法、および、
その装置は、例えば、特開昭５８−８４１３４号公報、
特開昭４９−９７００９号公報、イギリス国特許第３７
８１９９号公報、特開昭６３−１１５２９号公報、特開
昭５９−１５０７２８号公報および特開昭６１−２６５
２８号公報などに開示されている。
その装置は、例えば、特開昭５８−８４１３４号公報、
特開昭４９−９７００９号公報、イギリス国特許第３７
８１９９号公報、特開昭６３−１１５２９号公報、特開
昭５９−１５０７２８号公報および特開昭６１−２６５
２８号公報などに開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで、問題となるの
は、プレス成形後の離型作業である。プレス直後は、成
形品が強力に型部材に付着しているが、その後の温度低
下の過程で、型部材とガラス素材の熱膨張率の差により
、熱応力が発生し、自然に離型が起こる。しかし、最近
の大量生産を意図する成形装置では、時間効率的に光学
素子を製造するために、室温まで冷却をしないで、ガラ
ス転移点を過ぎた段階で、即ち、光学機能面が成形品に
転写され、離型しても変形しない硬さになった段階で、
出来るだけ速く、オ−トハンドなどを用いて成形型内か
ら上記成形品を取出すようにしている。この場合、この
離型のタイミングは一定せず、また、成形型を開放した
とき、上下いずれの型部材に付着したままであるかは定
まっていない。従って、例えば、上の型部材に成形品が
付着していると、上の型部材が上昇するとき、自重で剥
離し、下の型の上に落下し、破損し、また、下の型部材
の成形面を損傷するおそれがある。また、上の型部材に
付着したままであると、その後の工程である取出しに際
して、オ−トハンドリングを実施できない。
は、プレス成形後の離型作業である。プレス直後は、成
形品が強力に型部材に付着しているが、その後の温度低
下の過程で、型部材とガラス素材の熱膨張率の差により
、熱応力が発生し、自然に離型が起こる。しかし、最近
の大量生産を意図する成形装置では、時間効率的に光学
素子を製造するために、室温まで冷却をしないで、ガラ
ス転移点を過ぎた段階で、即ち、光学機能面が成形品に
転写され、離型しても変形しない硬さになった段階で、
出来るだけ速く、オ−トハンドなどを用いて成形型内か
ら上記成形品を取出すようにしている。この場合、この
離型のタイミングは一定せず、また、成形型を開放した
とき、上下いずれの型部材に付着したままであるかは定
まっていない。従って、例えば、上の型部材に成形品が
付着していると、上の型部材が上昇するとき、自重で剥
離し、下の型の上に落下し、破損し、また、下の型部材
の成形面を損傷するおそれがある。また、上の型部材に
付着したままであると、その後の工程である取出しに際
して、オ−トハンドリングを実施できない。
【０００７】このような上の型に対する付着は成形装置
のスム−ズな運転を阻害する要因となる。既に、成形装
置における冷却、離型工程に関しては、例えば、特開昭
６２−９１４３０号公報、特開昭６０−８１０３２号公
報、特開昭５２−４５６１３号公報および特公昭６１−
３２２６３号公報などが知られているが、これらの公報
に開示されている冷却、離型の様式は単純であり、上の
型部材に対する成形品の付着に関する問題の解決には何
等触れられていない。
のスム−ズな運転を阻害する要因となる。既に、成形装
置における冷却、離型工程に関しては、例えば、特開昭
６２−９１４３０号公報、特開昭６０−８１０３２号公
報、特開昭５２−４５６１３号公報および特公昭６１−
３２２６３号公報などが知られているが、これらの公報
に開示されている冷却、離型の様式は単純であり、上の
型部材に対する成形品の付着に関する問題の解決には何
等触れられていない。
【０００８】
【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、良好な光学素子の精度を保ちながら、連続的に、ま
た、時間効率的に成形を行うことができるように、成形
品が上の型部材から剥離した時のタイミングで成形型の
開放を行えるようにして、作業の自動化に際して、上の
型部材に対する成形品の付着に基くその後のトラブルを
回避できるようにした光学素子の製造法を提供しようと
するものである。
で、良好な光学素子の精度を保ちながら、連続的に、ま
た、時間効率的に成形を行うことができるように、成形
品が上の型部材から剥離した時のタイミングで成形型の
開放を行えるようにして、作業の自動化に際して、上の
型部材に対する成形品の付着に基くその後のトラブルを
回避できるようにした光学素子の製造法を提供しようと
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
成形用ガラス素材を成形型の上下型部材間に収容して、
所望温度に加熱した状態でプレス成形し、その後、冷却
、離型することで所要の光学機能面を有する成形品を製
造するようにした光学素子の製造法において、冷却過程
で型部材と成形品との界面で熱応力による離型が行われ
た時、上記離型の状態を検知し、その検知信号に基いて
型部材を動作して型開放を行い、成形品の取出しを行う
のである。
成形用ガラス素材を成形型の上下型部材間に収容して、
所望温度に加熱した状態でプレス成形し、その後、冷却
、離型することで所要の光学機能面を有する成形品を製
造するようにした光学素子の製造法において、冷却過程
で型部材と成形品との界面で熱応力による離型が行われ
た時、上記離型の状態を検知し、その検知信号に基いて
型部材を動作して型開放を行い、成形品の取出しを行う
のである。
【００１０】この場合、型部材と成形品との離型の状態
を検知するため、上の型部材と成形品との界面における
密着状態から離型状態への変化を、超音波探傷法による
反射信号レベルの変化で検知するようにしてもよいし、
また、上記型部材に触れていない個所での上記成形品を
透過する光の変化量で検知するようにしてもよい。
を検知するため、上の型部材と成形品との界面における
密着状態から離型状態への変化を、超音波探傷法による
反射信号レベルの変化で検知するようにしてもよいし、
また、上記型部材に触れていない個所での上記成形品を
透過する光の変化量で検知するようにしてもよい。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の製造法を図示の実施例にもと
ずいて具体的に説明する。ここでは、直径１６ｍｍの両
凸レンズをガラスブランクから成形する場合が示されて
いる。なお、ここで使用するガラスブランクは光学ガラ
スＳＫ１２の球形のガラス素材３であり、その表面粗さ
はＲｍａｘ ＝０．０４μｍｍである。図１に示す成形
型はケ−シング６に収容されており、上記ケ−シング６
は１×１０−２Ｔｏｒｒに減圧されたあと、窒素ガスを
導入している。そして、上記成形型を構成する上の型部
材１および下の型部材２が、これらを囲む胴型４に設け
たヒ−タ５によって、６１０℃まで加熱される。
ずいて具体的に説明する。ここでは、直径１６ｍｍの両
凸レンズをガラスブランクから成形する場合が示されて
いる。なお、ここで使用するガラスブランクは光学ガラ
スＳＫ１２の球形のガラス素材３であり、その表面粗さ
はＲｍａｘ ＝０．０４μｍｍである。図１に示す成形
型はケ−シング６に収容されており、上記ケ−シング６
は１×１０−２Ｔｏｒｒに減圧されたあと、窒素ガスを
導入している。そして、上記成形型を構成する上の型部
材１および下の型部材２が、これらを囲む胴型４に設け
たヒ−タ５によって、６１０℃まで加熱される。
【００１２】上記型部材１および２が６１０℃迄昇温さ
れた時、予め同じケ−シング６内で予備加熱しておいた
上記ガラス素材３を吸着ハンド（図示せず）を使用して
吸着し、胴型４に開口した出入り口から下の型部材２の
上に載せる。そして、ラム７などの操作手段を介して上
記上の型部材１を下降し、プレス成形を行う。
れた時、予め同じケ−シング６内で予備加熱しておいた
上記ガラス素材３を吸着ハンド（図示せず）を使用して
吸着し、胴型４に開口した出入り口から下の型部材２の
上に載せる。そして、ラム７などの操作手段を介して上
記上の型部材１を下降し、プレス成形を行う。
【００１３】型部材１の上縁に設けたストッパ部１Ａが
上記胴型４に接するまで、上記型部材１の下降を続ける
が、その段階で上記ガラス素材３は所定の光学素子成形
品に成形される。その後、ヒ−タ５ヘの通電を断ち、そ
れぞれの型部材１および２に設けた冷却通路（図示せず
）に、例えば、窒素ガスなどを通して冷却を行う。
上記胴型４に接するまで、上記型部材１の下降を続ける
が、その段階で上記ガラス素材３は所定の光学素子成形
品に成形される。その後、ヒ−タ５ヘの通電を断ち、そ
れぞれの型部材１および２に設けた冷却通路（図示せず
）に、例えば、窒素ガスなどを通して冷却を行う。
【００１４】次に、上下の型部材１および２がガラスの
遷移温度以下、例えば５１０℃まで冷却されたとき、上
記型部材と成形品との界面には熱応力で離型作用が働く
。この状況は、例えば、図１に示すように、ラム７に設
けたトランスデュ−サ８を介して超音波探傷器９で検知
される。
遷移温度以下、例えば５１０℃まで冷却されたとき、上
記型部材と成形品との界面には熱応力で離型作用が働く
。この状況は、例えば、図１に示すように、ラム７に設
けたトランスデュ−サ８を介して超音波探傷器９で検知
される。
【００１５】即ち、上記超音波探傷器９は、図３（Ａ）
および図３（Ｂ）に示されているように、例えば、ラム
７と上型部材１との境界面で反射信号Ａを記録し、時間
的ずれをもって、それぞれ上型部材１の成形面および下
型部材の成形面で反射信号ＢおよびＣを記録する。上記
上型部材の成形面で成形品との離型がなされていない場
合、即ち、密着状態のときは、反射信号Ｃは、図３（Ａ
）のように相当のレベルを維持するが、離型が実現され
ると、上記界面には空隙が生じ、殆どの信号が上記界面
で反射され、上記下の型部材２と成形品との界面からの
反射波の戻りが激減し、反射信号Ｃが図３（Ｂ）のよう
に極端に小さくなる。
および図３（Ｂ）に示されているように、例えば、ラム
７と上型部材１との境界面で反射信号Ａを記録し、時間
的ずれをもって、それぞれ上型部材１の成形面および下
型部材の成形面で反射信号ＢおよびＣを記録する。上記
上型部材の成形面で成形品との離型がなされていない場
合、即ち、密着状態のときは、反射信号Ｃは、図３（Ａ
）のように相当のレベルを維持するが、離型が実現され
ると、上記界面には空隙が生じ、殆どの信号が上記界面
で反射され、上記下の型部材２と成形品との界面からの
反射波の戻りが激減し、反射信号Ｃが図３（Ｂ）のよう
に極端に小さくなる。
【００１６】この信号変化に基いて判定手段１０が離型
状態を判定し、離型が確認された段階で、上記判定手段
１０からの制御信号で駆動手段１１を駆動し、上記ラム
７を動作し、上の型部材１を上昇させる。型部材１が所
定の高さまで上昇したならば、胴型４の出入り口から吸
着ハンド（図示せず）を介して下の型部材２の上に残さ
れた成形品を吸着保持し、成形型の外に取出すのである
。
状態を判定し、離型が確認された段階で、上記判定手段
１０からの制御信号で駆動手段１１を駆動し、上記ラム
７を動作し、上の型部材１を上昇させる。型部材１が所
定の高さまで上昇したならば、胴型４の出入り口から吸
着ハンド（図示せず）を介して下の型部材２の上に残さ
れた成形品を吸着保持し、成形型の外に取出すのである
。
【００１７】なお、このような成形装置を用いて、実際
に光学素子の成形を行ったところ、１００ショットほど
の連続的な成形を実施した場合で、光学素子の面精度に
ついては、ニュ−トン２本、アスクセ０．５本程度で、
肉厚精度０．００５ｍｍ以内で、全体として良好な連続
作業ができ、上の型部材１に成形品が付着した結果とし
てもたらされるような、従来における成形品の破損、あ
るいは下の型部材２の損傷を招くような事故がなく、作
業の中断がなく、作業性が向上するという効果を挙げた
。
に光学素子の成形を行ったところ、１００ショットほど
の連続的な成形を実施した場合で、光学素子の面精度に
ついては、ニュ−トン２本、アスクセ０．５本程度で、
肉厚精度０．００５ｍｍ以内で、全体として良好な連続
作業ができ、上の型部材１に成形品が付着した結果とし
てもたらされるような、従来における成形品の破損、あ
るいは下の型部材２の損傷を招くような事故がなく、作
業の中断がなく、作業性が向上するという効果を挙げた
。
【００１８】図２に示す実施例は、上記上の型部材１に
対する成形品の離型状態を、光学的に検知するもので、
ここでは、上記胴型４に形成した、ガラスブランクの導
入あるいは成形品の排出のための開口４Ａに臨んで、ケ
−シング６内にファイバ−スコ−プ１２を位置させてお
り、反対側から例えばハロゲンランプ１３などの光を照
射し、上下型部材１、２の間の開放間隙を介して、上記
ファイバ−スコ−プ１２へと光を取入れる。
対する成形品の離型状態を、光学的に検知するもので、
ここでは、上記胴型４に形成した、ガラスブランクの導
入あるいは成形品の排出のための開口４Ａに臨んで、ケ
−シング６内にファイバ−スコ−プ１２を位置させてお
り、反対側から例えばハロゲンランプ１３などの光を照
射し、上下型部材１、２の間の開放間隙を介して、上記
ファイバ−スコ−プ１２へと光を取入れる。
【００１９】また、上記ファイバ−スコ−プ１２に取入
れた光のうち、所定の波長λについて光量計１４が光量
を計測する。計測された光量はレコ−ダ１５に記録され
るとともに、その光量変化を判定手段１６で判定し、そ
の判定結果に基いて、制御信号を出し、ラム７の駆動手
段１７を動作する。
れた光のうち、所定の波長λについて光量計１４が光量
を計測する。計測された光量はレコ−ダ１５に記録され
るとともに、その光量変化を判定手段１６で判定し、そ
の判定結果に基いて、制御信号を出し、ラム７の駆動手
段１７を動作する。
【００２０】上の型部材１と成形品との間で密着状態が
維持されている場合には、その界面は、完全に反射鏡面
として働くので、上記ファイバ−スコ−プ１２に到達す
る光量は一定の値を維持するが、もし、上の型部材１と
成形品３との間で離型が実現すると、上記界面に空隙が
生じ、反射条件が代わるので、上記ファイバ−スコ−プ
の受光量が変化することになり、この時点で、上記判定
手段１６は離型が完了したことを検知するのである。そ
の他の構成および作用は上述の第１の実施例と同様であ
る。
維持されている場合には、その界面は、完全に反射鏡面
として働くので、上記ファイバ−スコ−プ１２に到達す
る光量は一定の値を維持するが、もし、上の型部材１と
成形品３との間で離型が実現すると、上記界面に空隙が
生じ、反射条件が代わるので、上記ファイバ−スコ−プ
の受光量が変化することになり、この時点で、上記判定
手段１６は離型が完了したことを検知するのである。そ
の他の構成および作用は上述の第１の実施例と同様であ
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上詳述したようになり、冷却
過程で型部材と成形品との界面で熱応力による離型が行
われた時、上記離型の状態を検知し、その検知信号に基
いて上の型部材を動作して型開放を行い、成形品の取出
しを行うので、良好な光学素子の精度を保ちながら、連
続的に、あるいは高速に成形を行うことができ、また、
離型時、上の型部材に対して成形品が付着したまま成形
型が開放されることなく、その付着に基くその後のトラ
ブルなどを回避できる。
過程で型部材と成形品との界面で熱応力による離型が行
われた時、上記離型の状態を検知し、その検知信号に基
いて上の型部材を動作して型開放を行い、成形品の取出
しを行うので、良好な光学素子の精度を保ちながら、連
続的に、あるいは高速に成形を行うことができ、また、
離型時、上の型部材に対して成形品が付着したまま成形
型が開放されることなく、その付着に基くその後のトラ
ブルなどを回避できる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための概略構成図
である。
である。
【図２】別の実施例を説明するための概略構成図である
。
。
【図３（Ａ）】超音波探傷法での信号出力を示すグラフ
である。
である。
【図３（Ｂ）】超音波探傷法での信号出力を示すグラフ
である。
である。
１ 上の型部材
２ 下の型部材
３ ガラス素材
４ 胴型
５ ヒ−タ
６ ケ−シング
７ ラム
８ トランスデュ−サ
９ 超音波探傷器
１０ 判定手段
１１ 駆動手段
１２ ファイバ−スコ−プ
１３ ハロゲンランプ
１４ 光量計
１５ レコ−ダ
１６ 判定手段
１７ 駆動手段
Claims (3)
- 【請求項１】 成形用ガラス素材を成形型の上下型部
材間に収容して、所望温度に加熱した状態でプレス成形
し、その後、冷却、離型することで所要の光学機能面を
有する成形品を製造するようにした光学素子の製造法に
おいて、冷却過程で型部材と成形品との界面で熱応力に
よる離型が行われた時、上記離型の状態を検知し、その
検知信号に基いて型部材を動作して型開放を行い、成形
品の取出しを行うことを特徴とする光学素子の製造法。 - 【請求項２】 型部材と成形品との離型の状態を検知
するため、型部材と成形品との界面における密着状態か
ら離型状態への変化を、超音波探傷法による反射信号レ
ベルの変化で検知するようにした請求項１に記載の光学
素子の製造法。 - 【請求項３】 型部材と成形品との離型の状態を検知
するため、型部材と成形品との界面における密着状態か
ら離型状態への変化を、上記型部材に触れていない個所
での上記成形品を透過する光の変化量で検知するように
した請求項１に記載の光学素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108251A JPH04317426A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光学素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108251A JPH04317426A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光学素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317426A true JPH04317426A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14479923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3108251A Pending JPH04317426A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光学素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317426A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011116631A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-06-16 | Olympus Corp | ガラス光学素子の製造方法、及び、ガラス光学素子の製造装置 |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3108251A patent/JPH04317426A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011116631A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-06-16 | Olympus Corp | ガラス光学素子の製造方法、及び、ガラス光学素子の製造装置 |
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