JPH0688802B2 - 光学素子の成形装置 - Google Patents
光学素子の成形装置Info
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- JPH0688802B2 JPH0688802B2 JP41066190A JP41066190A JPH0688802B2 JP H0688802 B2 JPH0688802 B2 JP H0688802B2 JP 41066190 A JP41066190 A JP 41066190A JP 41066190 A JP41066190 A JP 41066190A JP H0688802 B2 JPH0688802 B2 JP H0688802B2
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- JP
- Japan
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- mold
- optical element
- molding
- energy beam
- barrel
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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
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学素子の成形装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラス材料等のような光学素子は
研磨工程により製造されてきたが、最近では、加熱によ
り素子材料を軟化させ、成形型間で押圧成形して光学素
子を製造するダイレクトプレス（ガラスモールド法）が
採用されつつある。このガラスモールド法において、成
形時間の短縮を図るため種々の加熱方法が検討されてい
るが、中でも有力な方法として誘導加熱法が挙げられ
る。
研磨工程により製造されてきたが、最近では、加熱によ
り素子材料を軟化させ、成形型間で押圧成形して光学素
子を製造するダイレクトプレス（ガラスモールド法）が
採用されつつある。このガラスモールド法において、成
形時間の短縮を図るため種々の加熱方法が検討されてい
るが、中でも有力な方法として誘導加熱法が挙げられ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この場合、光学素子材
料の成形型を誘導加熱され易い材料で形成すれば、その
効果を上げられるが、ガラス等の光学素子材料は誘導加
熱されないため、押圧成形するに際しては、成形型から
放射された熱を光学素子材料に吸収させる必要があり、
ある程度の時間を要するという欠点があった。更に、こ
の方法では、金型温度が光学素子温度に比べて高くな
り、ガラスとの離型を悪くさせるという問題もあった。
料の成形型を誘導加熱され易い材料で形成すれば、その
効果を上げられるが、ガラス等の光学素子材料は誘導加
熱されないため、押圧成形するに際しては、成形型から
放射された熱を光学素子材料に吸収させる必要があり、
ある程度の時間を要するという欠点があった。更に、こ
の方法では、金型温度が光学素子温度に比べて高くな
り、ガラスとの離型を悪くさせるという問題もあった。
【０００４】本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あって、本発明の目的は、誘導加熱により成形型を加熱
して光学素子を押圧成形する場合に、成形時間を更に短
縮でき、また、ガラスとの離型もうまく行なえる光学素
子の成形装置を提供することにある。
あって、本発明の目的は、誘導加熱により成形型を加熱
して光学素子を押圧成形する場合に、成形時間を更に短
縮でき、また、ガラスとの離型もうまく行なえる光学素
子の成形装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、誘導加熱され易い材料で形成された押圧成形
型と、前記押圧成形型を誘導加熱する誘導加熱手段と、
光学素子材料を加熱するためのエネルギビームとを備
え、前記押圧成形型は、胴型と、胴型の内部に配設され
る上型及び下型から構成され、前記胴型には、下型にセ
ットされた光学素子材料に向けて前記エネルギビームを
通過させ、且つ押圧成形時に上型或は下型により閉塞さ
れる孔が形成され、更に、上型と下型の各成形面及び胴
型の内部には、エネルギビームを反射させる反射面が形
成されていることを特徴とする。
本発明は、誘導加熱され易い材料で形成された押圧成形
型と、前記押圧成形型を誘導加熱する誘導加熱手段と、
光学素子材料を加熱するためのエネルギビームとを備
え、前記押圧成形型は、胴型と、胴型の内部に配設され
る上型及び下型から構成され、前記胴型には、下型にセ
ットされた光学素子材料に向けて前記エネルギビームを
通過させ、且つ押圧成形時に上型或は下型により閉塞さ
れる孔が形成され、更に、上型と下型の各成形面及び胴
型の内部には、エネルギビームを反射させる反射面が形
成されていることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明に係る装置を添付図面に従って
説明する。図１は押圧成形前の成形部及び光学素子材料
の状態を示す概略側面図、図２はエネルギビームが照射
された状態の説明図、図３は押圧成形中の成形部及び光
学素子材料の状態を示す概略説明図、図４は本発明によ
り成形された光学素子の正面図を示す。
説明する。図１は押圧成形前の成形部及び光学素子材料
の状態を示す概略側面図、図２はエネルギビームが照射
された状態の説明図、図３は押圧成形中の成形部及び光
学素子材料の状態を示す概略説明図、図４は本発明によ
り成形された光学素子の正面図を示す。
【０００７】１は光学素子材料、３は上型、５は下型、
７は胴型で、下型５はホルダー９上で支持され、胴型７
はこの下型５を覆う如くホルダー９上で支持され、また
上型３は下型５の上方で且つ胴型７の内部に上下動可能
に配置されている。上型３はホルダー１１を介してシリ
ンダー１３に連結され、シリンダー１３の作動により上
型３は上下動する。これら上型３、下型５、胴型７は例
えばＷＣ、ステンレス、Ｎｉ基合金等の誘導加熱され易
い材料で形成されている。
７は胴型で、下型５はホルダー９上で支持され、胴型７
はこの下型５を覆う如くホルダー９上で支持され、また
上型３は下型５の上方で且つ胴型７の内部に上下動可能
に配置されている。上型３はホルダー１１を介してシリ
ンダー１３に連結され、シリンダー１３の作動により上
型３は上下動する。これら上型３、下型５、胴型７は例
えばＷＣ、ステンレス、Ｎｉ基合金等の誘導加熱され易
い材料で形成されている。
【０００８】前記上下の型３，５の各成形面１５は夫々
母材であるＷＣ１を超精密旋盤にて所望非球面に削った
後、ダイヤモンドペースト研磨材を用いて表面粗さＲma
x ＝0.02μm 以下になるように研磨し、その後、白金，
金合金被膜を 1μm 施すことで形成されている。この被
膜は後述するエネルギビームを反射させるためと、型の
表面の耐酸化性及び耐ぬれ性を向上させるため設けられ
るもので、被膜の材料として他に、例えば、白金、金等
の貴金属、或はこれらの合金や、或は、これらの材料に
ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4 、ＴｉＮ、ＴｉＣ等のセラミックス
を含有させたものでもよい。
母材であるＷＣ１を超精密旋盤にて所望非球面に削った
後、ダイヤモンドペースト研磨材を用いて表面粗さＲma
x ＝0.02μm 以下になるように研磨し、その後、白金，
金合金被膜を 1μm 施すことで形成されている。この被
膜は後述するエネルギビームを反射させるためと、型の
表面の耐酸化性及び耐ぬれ性を向上させるため設けられ
るもので、被膜の材料として他に、例えば、白金、金等
の貴金属、或はこれらの合金や、或は、これらの材料に
ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4 、ＴｉＮ、ＴｉＣ等のセラミックス
を含有させたものでもよい。
【０００９】前記胴型７には、下型５上に載置された光
学素子材料１を加熱するためのエネルギビーム１７を、
光学素子材料１に向けて胴型７の内部に通過させる孔１
９が形成されている。この孔１９は、光学素子材料１の
押圧成形が支障なく行なわれるように、図３に示すよう
に、押圧成形時に上型３で閉塞される箇所に形成されて
いる。また、上型３及び下型５が配置される胴型７の内
面７Ａは、Ｒmax ＝0.03μm 程度の鏡面仕上げで形成さ
れている。前記上下のホルダー９，１１の部分と、上下
の型３，５と、胴型７は石英からなるシールボックス２
１で覆われ、またシールボックス２１の外側に誘導コイ
ル２３が配設されている。
学素子材料１を加熱するためのエネルギビーム１７を、
光学素子材料１に向けて胴型７の内部に通過させる孔１
９が形成されている。この孔１９は、光学素子材料１の
押圧成形が支障なく行なわれるように、図３に示すよう
に、押圧成形時に上型３で閉塞される箇所に形成されて
いる。また、上型３及び下型５が配置される胴型７の内
面７Ａは、Ｒmax ＝0.03μm 程度の鏡面仕上げで形成さ
れている。前記上下のホルダー９，１１の部分と、上下
の型３，５と、胴型７は石英からなるシールボックス２
１で覆われ、またシールボックス２１の外側に誘導コイ
ル２３が配設されている。
【００１０】次に、成形方法について説明する。 実施例１ 光学素子材料１として球状に研磨したＦ２（小原光学ガ
ラス製）を使用し、エネルギビーム１７としてヘリウム
・ネオンガスレーザビームを使用した。先ず、下型５に
光学素子材料１を載せ、図１に示すようにセットする。
そして、セット直後から誘導コイル２３で上下の型３，
５及び胴型７を誘導加熱し、この加熱と並行してヘリウ
ム・ネオンガスレーザビームをシールボックス２１の外
側から孔１９を通して光学素子材料１に照射し、光学素
子材料１を加熱する。この場合、図２に示すように、光
学素子材料１を透過したヘリウム・ネオンガスレーザビ
ームは、胴型７の内面７Ａ、上下の型３，５の各成形面
１５において反射されるので、何重にも加熱されること
になり、成形時間の短縮化が図れる。また、以上の加熱
中は、上下の型３，５と、胴型７等の酸化を防ぐため、
非酸化性である窒素ガスをガス供給口２１Ａからシール
ボックス２１内に供給する。以上の方法により所定の温
度（金型４４０℃、光学素子材料４８０℃）まで４分で
加熱できた。
ラス製）を使用し、エネルギビーム１７としてヘリウム
・ネオンガスレーザビームを使用した。先ず、下型５に
光学素子材料１を載せ、図１に示すようにセットする。
そして、セット直後から誘導コイル２３で上下の型３，
５及び胴型７を誘導加熱し、この加熱と並行してヘリウ
ム・ネオンガスレーザビームをシールボックス２１の外
側から孔１９を通して光学素子材料１に照射し、光学素
子材料１を加熱する。この場合、図２に示すように、光
学素子材料１を透過したヘリウム・ネオンガスレーザビ
ームは、胴型７の内面７Ａ、上下の型３，５の各成形面
１５において反射されるので、何重にも加熱されること
になり、成形時間の短縮化が図れる。また、以上の加熱
中は、上下の型３，５と、胴型７等の酸化を防ぐため、
非酸化性である窒素ガスをガス供給口２１Ａからシール
ボックス２１内に供給する。以上の方法により所定の温
度（金型４４０℃、光学素子材料４８０℃）まで４分で
加熱できた。
【００１１】その後、誘導コイル２３とレーザビームに
よる加熱を中断した後、図３に示すように、上下の型
３，５により約１００Kg/cm2の圧力で光学素子材料１を
押圧成形する。そして、その状態のまま冷却し、成形部
の温度が光学素子材料１の転移点を下回った時点（４３
０℃）で圧力を抜き、シリンダー１３を上昇させ、図４
に示す成形品であるレンズ２５を取り出す。以上の条件
で成形を繰り返すことにより短時間で高精度の光学素子
を再現性良く成形することができた。
よる加熱を中断した後、図３に示すように、上下の型
３，５により約１００Kg/cm2の圧力で光学素子材料１を
押圧成形する。そして、その状態のまま冷却し、成形部
の温度が光学素子材料１の転移点を下回った時点（４３
０℃）で圧力を抜き、シリンダー１３を上昇させ、図４
に示す成形品であるレンズ２５を取り出す。以上の条件
で成形を繰り返すことにより短時間で高精度の光学素子
を再現性良く成形することができた。
【００１２】実施例２ 光学素子材料１としてＬＦ５（小原光学ガラス製）を使
用し、エネルギビーム１７としてＹＡＧレーザビームを
使用した。実施例１と同様に誘導加熱により上下の型
３，５及び胴型７を加熱し、ＹＡＧレーザビームにより
光学素子材料１を加熱したところ、約５分で所定の温度
（金型５２０℃、光学素子材料５５０℃）まで加熱でき
た。その後、実施例１と同様に押圧成形し、冷却して４
８０℃で圧力を抜き、シリンダー１３を上昇させてレン
ズ２５を取り出す。以上の条件で成形を繰り返すことに
より短時間で高精度の光学素子を再現性良く成形するこ
とができた。
用し、エネルギビーム１７としてＹＡＧレーザビームを
使用した。実施例１と同様に誘導加熱により上下の型
３，５及び胴型７を加熱し、ＹＡＧレーザビームにより
光学素子材料１を加熱したところ、約５分で所定の温度
（金型５２０℃、光学素子材料５５０℃）まで加熱でき
た。その後、実施例１と同様に押圧成形し、冷却して４
８０℃で圧力を抜き、シリンダー１３を上昇させてレン
ズ２５を取り出す。以上の条件で成形を繰り返すことに
より短時間で高精度の光学素子を再現性良く成形するこ
とができた。
【００１３】尚、実施例ではエネルギビーム１７として
レーザビームを用いた場合について説明したが、他に可
視光線や赤外線等の光や熱線を集束させて使用すること
も可能であり、また、これらを組み合わせて使用するこ
とも可能である。また、実施例の如くシールボックス２
１を用いる場合には、エネルギビーム１７として、シー
ルボックス２１に吸収されず透過する性質のものを使用
することが必要となる。
レーザビームを用いた場合について説明したが、他に可
視光線や赤外線等の光や熱線を集束させて使用すること
も可能であり、また、これらを組み合わせて使用するこ
とも可能である。また、実施例の如くシールボックス２
１を用いる場合には、エネルギビーム１７として、シー
ルボックス２１に吸収されず透過する性質のものを使用
することが必要となる。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、押圧成形型を誘導加熱により加熱し、同時に、誘
導加熱とは別にエネルギビームにより光学素子材料を直
接加熱し、更に、光学素子材料を透過したエネルギビー
ムを成形型の内面で反射させて再び光学素子材料を加熱
するので、光学素子の軟化に要する時間を短縮でき、光
学素子の成形時間を短縮することが可能となる。また、
金型温度が光学素子材料に比べて高くなることもないの
で、金型と光学素子との離型性が良くなる効果も得られ
る。
れば、押圧成形型を誘導加熱により加熱し、同時に、誘
導加熱とは別にエネルギビームにより光学素子材料を直
接加熱し、更に、光学素子材料を透過したエネルギビー
ムを成形型の内面で反射させて再び光学素子材料を加熱
するので、光学素子の軟化に要する時間を短縮でき、光
学素子の成形時間を短縮することが可能となる。また、
金型温度が光学素子材料に比べて高くなることもないの
で、金型と光学素子との離型性が良くなる効果も得られ
る。
【図１】押圧成形前の成形部及び光学素子の状態を示す
概略側面図である。
概略側面図である。
【図２】エネルギビームが照射された成形部及び光学素
子の説明図である。
子の説明図である。
【図３】押圧成形中の成形部及び光学素子の状態を示す
概略説明図である。
概略説明図である。
【図４】本発明により成形された光学素子の正面図であ
る。
る。
１ 光学素子材料 ３ 上型 ５ 下型 ７ 胴型 １７ エネルギビーム １９ 孔 ２１ シールボックス ２３ 誘導コイル ２５ レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】誘導加熱され易い材料で形成された押圧成
形型と、前記押圧成形型を誘導加熱する誘導加熱手段
と、光学素子材料を加熱するためのエネルギビームとを
備え、前記押圧成形型は、胴型と、胴型の内部に配設さ
れる上型及び下型から構成され、前記胴型には、下型に
セットされた光学素子材料に向けて前記エネルギビーム
を通過させ、且つ押圧成形時に上型或は下型により閉塞
される孔が形成され、更に、上型と下型の各成形面及び
胴型の内部には、前記エネルギビームを反射させる反射
面が形成されている、ことを特徴とする光学素子の成形
装置。 - 【請求項２】前記エネルギビームは、レーザビーム、或
は集束させた光又は熱線、或はこれらの組み合わせで構
成されている請求項１記載の光学素子の成形装置。 - 【請求項３】前記上型と下型の反射面は、貴金属からな
る保護膜で形成されている請求項１記載の光学素子の成
形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41066190A JPH0688802B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 光学素子の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41066190A JPH0688802B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 光学素子の成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219327A JPH04219327A (ja) | 1992-08-10 |
| JPH0688802B2 true JPH0688802B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=18519782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41066190A Expired - Fee Related JPH0688802B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 光学素子の成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688802B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2803046B2 (ja) * | 1990-12-21 | 1998-09-24 | キヤノン株式会社 | 光学素子の成形方法 |
-
1990
- 1990-12-14 JP JP41066190A patent/JPH0688802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04219327A (ja) | 1992-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |