JPH0437613A

JPH0437613A - 光学素子の成形装置と方法

Info

Publication number: JPH0437613A
Application number: JP14051090A
Authority: JP
Inventors: Jun Inahashi; 潤稲橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-02-07

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、光学素子に成形装置とその方法に関する。

［従来の技術］従来から成形型内に供給されるガラス素材を押圧成形す
る成形装置において、所望の形状の光学素子を成形する
先行技術には、次のようなものがある。

その第一の手段としては、一般にクローズタイプと云わ
れるもので、密閉式の成形型を用いてその成形型内に精
密に重量測定されたガラス素材を載置して、瞬間的に強
大な押圧力を与え、胴型が上型あるいば、下型に当接す
る位置まで押圧成形することにより成形を終了するとい
うものである。この場合にガラス成形品の厚さについて
は測定しない。

また第２の手段として、一般にオーブンタイプと云われ
るものである。即ち成形される成形品の形状よりも大き
い重量のガラス素材を使用し、上下一対の成形型の間に
、挿入載置し、上記成形型を所定距離抑圧移動したとき
成形型を停止させるストッパなどの制御機構によりその
移動が停止すると成形は終了する。続いて成形された成
形品は、所定の温度まで冷却固化される。

しかしこのような構成の成形型では、各成形型の尾部に
押圧力を伝導する押圧部が成形型を加熱するヒーターな
どによる熱膨張のため変形を生じ摺動が硬くなりビビリ
現象を生じたり、または垂直昇降精度、即ちプレス軸の
上昇下降の位置精度も著しく損なわれたりする。近時上
記問題点の対策として提案されたものに例えば特開昭６
２−２６５１３６号公報がある。この公報に開示された
技術は、成形加熱部をチャンバー内に包含し、成形加工
精度を左右する成形プレス軸の上下動を行うガイド部を
チャンバーと切離し、熱影響しない位置に配設すること
により、精度よく成形プレス軸の昇降作動を行うことが
できるように構成している。またプレス軸とチャンバー
とは、断熱材で成形したフランジで保持したリング状の
弾性体を設けてチャンバーからの熱伝導を防ぐと共にプ
レス軸の熱変形を生じさせないようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］上記構成の装置では、成形型の押圧部を断熱するための
構成が複雑であり、またその装置が大型化となり、更に
は成形型に合わせた形状としなければならないため抑圧
部の構成自体か大きく制約を受けるため、微小な押圧か
ら強大な押圧まで使用するような汎用的な使用できない
という問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたものであって
、押圧部が加熱により影響を受けることなく押圧成形で
き、かつ構成が簡単な装置で汎用的な成形を行うことの
できる押圧成形装置とその成形方法を提供することを目
的とするもの出ある。

［課題を解決する手段］本発明は光学素子を成形する装置および方法において少
なく共成彫型と、この成形型に被成形光学素材とを配設
した密閉成形室を密閉可能な成形装置内に配設し、その
装置内の圧力と成形室内の圧力との差により成形室に載
置した被成形光学素材を押圧成形するものであり、また
は上記成形型の基端部に弾性部材よりなる圧力受部を配
設し、上記装置内の圧力と成形室内の圧力差を上記圧力
受部を介して成形室に伝導して、被成形光学素材を押圧
する光学素子の成形装置と、その成形方法であります。

［作用］上記少なく共複数型より構成された成形型を配設した成
形室内と、成形室を配設した成形装置内との雰囲気と圧
力差とを成形型尾部で受け、それを成形の圧力とするた
め、成形型を加熱した場合、上記尾部と成形室のクリア
ランスとにおいて摺動抵抗などが決定される上記尾部と
、成形室の形状とを適当に成形することにより任意の圧
力が得られる。

また弾性体よりなる圧力受部を上記成形型尾部に装着し
た場合、その圧力受部により成形室は密閉され、成形室
内と成形（装置）との圧力差は、維持されたまま圧力受
部を介して成形型に伝導し押圧成形される。この圧力受
部の形状を所望の形状に成形することにより任意の圧力
が得られるというものである。

［実施例］本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

（第１実施例）第１図は、本発明の光学素子の成形装置の第１実施例を
示す正面よりの断面図である。

図に示すように、四角の箱体形状の成形装置１内の平面
状の基台２の面上の中央位置には、前後左右の回内側壁
６．７（２側壁は図示されず）により構成されている。

上記内側壁６．７内には、成形室および成形型を加熱す
る加熱ヒーター１０．１１を内股構成された成形室１２
が配設されている。

上記成形室１２の基台２の面上の中央位置、即ち成形装
置１の基台２の面上の上記加熱ヒーター１０．１１を配
設した内在右側壁６および７により囲い構成された成形
室１２内の中央部には、被成形光学素材を成形するため
中央に円形の凹部を形成した口形状の下型１３が配設さ
れている。

下型１３の中央円形凹部１４の底面は、被成形光学素子
の成形面を成形するため高い面精度の成形面１５に形成
されている。また上記下型１３の円形凹部１４の上方に
は、凹部１４内に嵌合するように、その外形を対応して
形成された円柱形状のの上型１６が配設されている。こ
の上型１６の先端面（図に示す下端面）１７には、被成
形光学素子の成形面を成形するため高い面精度の成形面
１７に形成されている。

また上型１６の円形上の基端部は、シリコン系よりなる
弾性部材により、きのこ形状に形成された圧力受部１８
の下端面中心と接続装着されている。この圧力受部１８
は、その外周部を上記加熱ヒーター１０および１１の左
、右側壁６および７の内周面と螺合などにより一体的に
固定装着されている。

上記成形装置１は、その囲い構成した左側壁３と右側壁
４および前側壁（図示されず）と後側壁１９とにより密
閉構成されている。

上記後側壁１９には、図に示すように気体を流通する吸
気孔２０が穿設形成されている。この吸気孔２０の基端
は、図示していないが外部に配設された吸気手段および
窒素ボンベなどに接続されて上記成形装置１内に吸引さ
れるよう構成されている。更に後側壁１９には、排気孔
２１．２２がそれぞれ穿設されておりその基端部は、図
示されていないが外部に配設された真空手段と連結構成
されている。

また後側壁１９には、装置１内の圧力を制御する圧力セ
ンサ２２が配設されている。

上記成形室１２にも室内の流体を吸排気する開口部を設
けている。即ち後内側壁９には、吸気孔２３と排気口２
４をそれぞれ穿設形成して、図示されていないが、それ
ぞれに外部に配設した吸気手段（コンプレッサと窒素ボ
ンペイ）および排気手段（真空ポンプなど）とそれぞれ
連設されている。また上記成形装置１の後側壁１９と同
様に成形室１２にも圧力センサ２５が配設されている。

なお図中下型１３と上型１６間に示す符号２６は、被成
形光学素材である。

次に上記構成の本実施例の作用（作動工程）を説明する
。

まず、上壁５を取り外し続いて加熱ヒーター１０と１１
に囲まれた成形室１２内の成形型１３と１６の間に、被
成形光学素材２６である例えばＬＡＳＦＩＯを挿入配置
する。即ち図示していないが圧力受部１８を固設してい
る、螺合部材を取り除き圧力受部１８を除去し、続いて
上型１６を下型１３の凹部より上方へ取り除き、その下
型１３の凹部に予め所定の形状に成形（または形成）さ
れた被成形光学素材２６を載置する。続いて載置された
被成形光学素材２６上に上型１３およびその基端部に圧
力受部１８を載置し、リング状の螺合部材にて内在右側
壁６．７および前後内側壁８．９の内周面を密閉構成す
る。即ち成形室１２内を密閉構成される。続いて成形装
置１内を外気と遮断し密閉状態とする。この密閉構成が
終了すると同時にポンプを駆動して排気孔２１および２
２より成形室１２内および成形製Ｎ１内の気体を外部に
脱気する。

上記脱気は、成形装置１内および成形室１２内の脱気を
圧力センサ２２および２５にて、成形装置１内と成形室
１２内の圧力が等しくなるよう保持しながら、それぞれ
の圧力が０．０４ｔｏｌｌになる迄脱気した時点で、排
気孔２１および２２をそれぞれ閉鎖し、真空手段（ポン
プ）を停止する。

次に吸気孔２０および２３を開放し、窒素ガスを成形室
１２内および成形装置１内に導入する。

この場合圧力センサ２２と２５にて成形室１２内および
成形装置１内の圧力を等しく保ちながら１０００ｔｏｌ
ｌになった時点で吸気孔２０および２３を閉鎖する。こ
の状態において、加熱ヒータ１０および１１に通電し、
被成形光学素材２６が６４５℃に達したとき、吸引孔２
０を開放し、窒素ガスを成形装置１内の圧力のみ１２０
０ｔ。

１１に増圧する。

上記増圧は、上型１６の基端と連設した圧力受部１８の
外方より加圧され上型１６に伝導する。

この加圧状態を約１０分間保持される。

上記加圧を圧力受部１８にて受けた成形室１２内は、密
閉構成のため、外部に洩気しない。

しかるのち、加熱ヒーター１０および１１の通電を断ち
、成形光学素子２６が５００　’Ｃになった時点で真空
ポンプを駆動させ、排気孔２１と２２および２４を開放
し、成形装置１内および成形室１２内の圧力が７６０℃
になった時点で排気孔２１と２２および２４を閉鎖して
真空ポンプを停止することにより成形を終わる。

上記構成による本実施例によれば、圧力受部により成形
室の内部が密閉されるという簡単な構成で気圧差を保持
したまま押圧することができるので原価性、生産性、品
質性において良好な光学素子の成形ができる。

（第２実施例）第２図は、本発明に係る光学素子の成形装置の第２実施
例の要部を示す正面より断面図である。

なお図中において、上記第１実施例と同一部材および同
一構成には、同一符合を用いてその説明は省略する。

図に示すは、上記した第１実施例の第１図に示す箱体形
状の成形装置１を除去した成形室１２の構成のみを拡大
にて示したものである。従って第１実施例と同一構成の
説明は省略する。

底壁（基台）２上面中央位置には、中央に被成形光学素
材を成形するよう高精度に成形されたブロック形状の成
形型３０が載置配設されている。

この成形型３０左右側内面には傾斜形成され、その一方
（左側）の傾斜形成面には短形状の成形型３１が傾斜配
設されている。他方（右側）の傾斜形成面にも同様に短
形状に成形型３２が傾斜載置配設されている。

上記成形型３１と３２との中間位は、被成形光学素子（
プリズム）３３を挿入し成形するよう空間が構成されて
いる。

上記成形型３１と３２のそれぞれの被成形光学素子３３
とその先端部の成形面は、高精度に形成されている。

傾斜載置配設された上記成形型３１と３２の上方位置の
三角形状部には、きのこ形状に形成された成形型３４が
載置配設構成されている。また加熱ヒーター１０および
１１を設けた内在右側壁６および７の内周壁面と基台２
間には、同一の三角形状に形成された支持部材３５と３
６がその三角形状面を対向して装着されている。この支
持部材３５および３６の上記対向配設したそれぞれの三
角傾斜面上と上記成形型３４のきのこ状の傾斜面間には
、その摺動面をそれぞれ、上記成形型３１と３２の被成
形光学素材３３の成形面をその先端面にて押圧するよう
構成された例えばシリコン系により形成された短形状の
圧力受部３７および３８の端面がそれぞれ当接構成され
ている。

上記成形型３４のきのこ状の傾斜面と支持部材３５の傾
斜面間に配設した圧力受部３７と、上記両傾斜面間には
１５ｕｍの間隔が構成されて、このクリアランスによっ
て圧力受部３７は、押圧による摺動が可能に構成されて
いる。

また圧力受部３８と成形型３４のきのこ状の傾斜面と支
持部材３６の傾斜面間においても上記圧力受部３８と同
様に間隔１０ｔＬｍを構成している。この間隔（クリア
ランス）によって圧力受部３８は、押圧による摺動が可
能に構成されている。

上記成形型３１と被成形光学素材３３および成形型３０
の上記被成形光学素材３３の下端面即ち成形面の延長線
上に構成された小穴は、成形特被成形光学素材３３の成
形時に発生する互斬の抜は穴３９および４０である。

また成形型３１と３４間の後内壁９には、成形室１２内
を吸気する吸気孔２３が穿設されている。またこの吸気
孔２３の近傍には、成形室１２内を制御する圧力センサ
２５が配設されている。

また成形型３２と上記成形型３４間の後内側壁９には、
排気孔２４が穿設されている。

上記成形型３０．３１．３２．３４間に構成された空間
には被成形光学素材３３が挿入載置されて上記成形型３
１．３２．３４の圧力により押圧成形されるよう構成さ
れている。

上記構成の成形装置による本実施例の作用（作動工程）
を説明する。

まず、加熱ヒーター１０と１１に囲い構成された成形室
１２内の成形型３０上に、被成形光学素材３３を載置す
る。この実施例においての上記被成形光学素材３３とし
ては、例えばＦ２の光学素材を用いて成形される。載置
された被成形光学素材３３の上面に成形型３４を載置し
、更に支持部材３５および３６の傾斜面と、上記成形型
３４の下面傾斜面との間に成形型３１および３２をそれ
ぞれ挿入配設する。即ち被成形光学素材３３の予め成形
された光学素材面上にその端面を高精度に形成されたそ
れぞれの面を当接した各成形型３０．３１．３２．３４
を図に示すよう当接して囲い構成される。

上記構成が終了すると、以降の成形作動（工程）は、上
記第１実施例と同様な脱気作動が行われて諸条件の基で
成形される。

ただし上記第１実施例の作動と異なる点は、第１実施例
においては、成形型が上・下の２型であるのに対し本実
施例においては、４個に成形型を用いた点と、弾性部材
よりなる圧力受部３７と３８を基端部に配設した成形型
３１と３２を設けた点である。

即ち成形型３０．３１．３２．３４を図に示すよう被成
形光学素材３３に先端面を当接して、囲い構成される。

上記構成が終了すると、上記第１実施例と同様に成形装
置１内および成−形室１２内の脱気を行う。続いて窒素
ガスを吸引孔２ｏおよび２３により成形装置１および成
形室１２内に導入する。次に成形室１２内および成形室
１内の圧力を等しく保ちながら１０００ｔｏｌｌになっ
た時点で吸弓孔２０および２３を閉鎖する。

この状態において、加熱ヒーター１０および１１に通電
し、被成形光学素材３３が４９０℃に達したとき、吸引
孔２０を開放し窒素ガスを装置１内の圧力のみ１４００
ｔｏｌｌに増圧する。

上記増圧は、成形室３１および３２と連接した圧力受部
３７および３８は外方より加圧されて摺動してそれぞれ
成形型３１および３２に伝導されて被成形光学素材３３
を押圧成形される。この加圧状態を約１５分間保持され
る。

上記成形時において、被成形光学素材３３などより発生
するガスは、ガス抜は穴３９および４０を経て排気孔２
４により外部に排気される。

また上記加圧時間後において、加熱ヒーター１０および
１１の電通を断ち、成形光学素子が３２０℃になった時
点でｈｈ気孔２２および２４を閉鎖し、真空ポンプを駆
動させ、排気孔２２および２４を閉鎖し、成形装置１内
および成形室１２内の圧力が７６０ｔｏｌｌとなるまで
脱気したのち、真空ポンプを停止することにより光学素
子の成形を終わる。

上記構成による本実施例によれば、プリズムにような多
面形状でかつ、圧力受部の面積の異なる光学素子も簡単
な構成で任意に選定でき、また良質な光学素子が成形で
きるという生産面に貢献することは太きい。

［発明の効果］上記構成および方法による本発明によれば、成形型を配
設した成形室とその成形室を設置した成形装置との圧力
差を利用して押圧成形するため、押圧摺動する成形型の
形状が任意に設定できると共に成形型の摺動抵抗が成る
程度事前予測できるので、その押圧力も任意に設定でき
生産面、品質面に与える効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光学素子の成形装置を示す第１
実施例の正面断面図。第２図は、本発明に係る光学素子の成形装置の要部を示
す第２実施例の正面断面図。ｌ・・・成形装置２・・・基台３・・・左側壁４・・・右側壁５・・・土壁６・・・内方側壁７・・・内布側壁８・・・前内側壁９・・・右内側壁１０．１１・・・加熱ヒーター１２・・・成形室１３・・・下型１４・・・凹１５．１７・・・成形面１６・・・上型１８．３７．３８・・・圧力受部１９・・・後側壁２０．２３・・・吸気孔２１．２４・・・排気孔２２．２５・・・圧力センサ２６．３３・・・被成形光学素材３０．３１．３２・・・成形型３５．３６・・・支持部材３９．４０・・・ガス抜き穴

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被成形光学素材を成形する少なく共複数よりなる
成形型と、この成形型を配設した密閉成形室と、この成
形室を配設した密閉可能に構成された成形装置と、上記
成形室内と成形装置内との吸気または排気を行う吸排気
手段とを具備したことを特徴とする光学素子の成形装置
。
（２）被成形光学素材を成形する少なく共複数よりなる
成形型と、この成形型の基端部に設けた弾性部材よりな
る圧力受部と、上記成形型を配設した密閉成形室と、こ
の成形室を配設した密閉可能に構成された成形装置と、
上記成形室内と成形装置内との吸気または排気を行う吸
排気手段とを具備したことを特徴とする光学素子の成形
装置。
（３）光学素子を成形する方法において、少なく共、成
形型とこの成形型に被成形光学素材を載置した密閉成形
室を密閉可能な成形装置内に配設し、その成形装置内の
圧力と上記成形室内の圧力との差により成形型に配置し
た被成形光学素材を押圧成形することを特徴とする光学
素子の成形方法。
（４）光学素子を成形する方法において、少なく共、成
形型とこの成形型に被成形光学素材とを載配置した密閉
成形室を密閉可能な成形装置内に配設して、その成形装
置内の圧力と成形室内の圧力との差により成形型内の被
成形光学素材を成形型の基端部に連設した弾性部材より
なる圧力受部を介して押圧成形することを特徴とする光
学素子の成形方法。