JP2000001322A - 光学素子成形装置および光学素子の製造方法 - Google Patents
光学素子成形装置および光学素子の製造方法Info
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- JP2000001322A JP2000001322A JP17530598A JP17530598A JP2000001322A JP 2000001322 A JP2000001322 A JP 2000001322A JP 17530598 A JP17530598 A JP 17530598A JP 17530598 A JP17530598 A JP 17530598A JP 2000001322 A JP2000001322 A JP 2000001322A
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- 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
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/72—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
- C03B2215/73—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type with means to allow glass overflow in a direction perpendicular to the press axis
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】成形後の芯取り作業を必要とせず、簡易な方法
で形状精度に優れた光学素子を製造する。 【解決手段】加熱軟化した光学素子材料５をプレスする
成形面を有する１対の成形型と、成形型の少なくとも一
方の外周面に装着され光学素子の外径を規制する環状の
外径型３とを、成形時に余剰の前記光学素子材料５を収
容可能な空間３３を有する。また外径型３の内径は前記
成形面の外径よりも大きくなるよう構成されている。空
間３３は成形型に設けられた切り欠き部２３と外径型内
周面３１とで形成されることが好ましい。
で形状精度に優れた光学素子を製造する。 【解決手段】加熱軟化した光学素子材料５をプレスする
成形面を有する１対の成形型と、成形型の少なくとも一
方の外周面に装着され光学素子の外径を規制する環状の
外径型３とを、成形時に余剰の前記光学素子材料５を収
容可能な空間３３を有する。また外径型３の内径は前記
成形面の外径よりも大きくなるよう構成されている。空
間３３は成形型に設けられた切り欠き部２３と外径型内
周面３１とで形成されることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、光学素子成形装
置、特に対向する一対の成形型の間で光学素子材料を押
圧し、光学素子を成形する光学素子成形装置およびその
装置を用いた光学素子の製造方法に関するものである。
置、特に対向する一対の成形型の間で光学素子材料を押
圧し、光学素子を成形する光学素子成形装置およびその
装置を用いた光学素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラスレンズ等の光学素子は、光
学素子素材（プリフォーム）を加熱・軟化し、これを通
常、一対の成形型間に入れて加圧することにより製造さ
れている。
学素子素材（プリフォーム）を加熱・軟化し、これを通
常、一対の成形型間に入れて加圧することにより製造さ
れている。
【０００３】このような製造方法の場合、光学素子の径
方向については何ら規制されておらず、プリフォーム
は、その供給量、型の押圧力如何により無秩序に拡が
り、成形される光学素子の外径にバラツキが生じてい
た。このため、光学素子材料を加圧成形した後に研削に
より、芯取り作業を必要としていたため、煩雑で製造効
率が悪く、コストが高くなるという問題があった。
方向については何ら規制されておらず、プリフォーム
は、その供給量、型の押圧力如何により無秩序に拡が
り、成形される光学素子の外径にバラツキが生じてい
た。このため、光学素子材料を加圧成形した後に研削に
より、芯取り作業を必要としていたため、煩雑で製造効
率が悪く、コストが高くなるという問題があった。
【０００４】このような問題を解決するために、成形面
に衝面を形成する胴型等を設け、光学素子の径方向への
拡がりを抑制することにより光学素子の外径を規制し、
高精度成形を行う方法が提案されている。
に衝面を形成する胴型等を設け、光学素子の径方向への
拡がりを抑制することにより光学素子の外径を規制し、
高精度成形を行う方法が提案されている。
【０００５】しかし、成形面に衝面を設ける場合、成形
部が閉空間となるため、光学素子の厚さを一定にするた
めには光学素子材料の厳密な体積管理が必要となる。こ
のため、プリフォームの供給量を精密に制御する手段等
を必要とし、製造工程が煩雑となりコスト高になるとい
う問題があった。
部が閉空間となるため、光学素子の厚さを一定にするた
めには光学素子材料の厳密な体積管理が必要となる。こ
のため、プリフォームの供給量を精密に制御する手段等
を必要とし、製造工程が煩雑となりコスト高になるとい
う問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
後の芯取り作業を必要とせず、簡易な方法でレンズの外
径が高精度に規制された光学素子を製造することができ
る光学素子成形装置および光学素子の製造方法を提供す
る。
後の芯取り作業を必要とせず、簡易な方法でレンズの外
径が高精度に規制された光学素子を製造することができ
る光学素子成形装置および光学素子の製造方法を提供す
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（19）の本発明により達成される。
（１）〜（19）の本発明により達成される。
【０００８】（１） 加熱軟化した光学素子材料をプレ
スする成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の少
なくとも一方の外周面に装着され、光学素子の外径を規
制する環状の外径型とを備える光学素子成形装置におい
て、前記光学素子の成形時に余剰の前記光学素子材料を
収容可能な空間を有することを特徴とする光学素子成形
装置。
スする成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の少
なくとも一方の外周面に装着され、光学素子の外径を規
制する環状の外径型とを備える光学素子成形装置におい
て、前記光学素子の成形時に余剰の前記光学素子材料を
収容可能な空間を有することを特徴とする光学素子成形
装置。
【０００９】（２） 加熱軟化した光学素子材料をプレ
スする成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の少
なくとも一方の外周面に装着され、光学素子の外径を規
制する環状の外径型とを備える光学素子成形装置におい
て、前記外径型の内径は前記成形面の外径よりも大きい
ことを特徴とする光学素子成形装置。
スする成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の少
なくとも一方の外周面に装着され、光学素子の外径を規
制する環状の外径型とを備える光学素子成形装置におい
て、前記外径型の内径は前記成形面の外径よりも大きい
ことを特徴とする光学素子成形装置。
【００１０】（３） 前記空間は前記成形型に設けられ
た切り欠き部と前記外径型の内周面とで形成される上記
（１）に記載の光学素子成形装置。
た切り欠き部と前記外径型の内周面とで形成される上記
（１）に記載の光学素子成形装置。
【００１１】（４） 前記切り欠き部は前記成形面の外
周部に設けられている上記（３）に記載の光学素子成形
装置。
周部に設けられている上記（３）に記載の光学素子成形
装置。
【００１２】（５） 前記空間は前記成形面の全外周に
設けられている上記（３）または（４）に記載の光学素
子成形装置。
設けられている上記（３）または（４）に記載の光学素
子成形装置。
【００１３】（６） 前記外径型は該外径型の内周面で
前記光学素子の外径を規制する上記（１）ないし（５）
のいずれかに記載の光学素子成形装置。
前記光学素子の外径を規制する上記（１）ないし（５）
のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【００１４】（７） 前記外径型は前記光学素子の全周
について外径を規制する上記（１）ないし（６）のいず
れかに記載の光学素子成形装置。
について外径を規制する上記（１）ないし（６）のいず
れかに記載の光学素子成形装置。
【００１５】（８） 前記外径型は前記光学素子の外径
を調整可能な外径調整部を備える上記（１）ないし
（７）のいずれかに記載の光学素子成形装置。
を調整可能な外径調整部を備える上記（１）ないし
（７）のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【００１６】（９） 前記成形型の外周面には前記外径
型を嵌合するための段差部が形成されている上記（１）
ないし（８）のいずれかに記載の光学素子成形装置。
型を嵌合するための段差部が形成されている上記（１）
ないし（８）のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【００１７】（10） 前記外径型は前記成形型に装着し
た状態で前記成形面の中心軸方向に突出するよう構成さ
れている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光
学素子成形装置。
た状態で前記成形面の中心軸方向に突出するよう構成さ
れている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の光
学素子成形装置。
【００１８】（11） 前記外径型の突出の高さは前記光
学素子のこば厚よりも大きい上記（10）に記載の光学素
子成形装置。
学素子のこば厚よりも大きい上記（10）に記載の光学素
子成形装置。
【００１９】（12） 加熱軟化状態の光学素子材料をプ
レスする成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の
少なくとも一方の外周面に装着され光学素子の外径を規
制する環状の外径型とで構成されるキャビティー内で加
圧成形する光学素子の製造方法において、余剰の前記光
学素子材料を前記キャビティーの一部に設けられた空間
に収容することを特徴とする光学素子の製造方法。
レスする成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の
少なくとも一方の外周面に装着され光学素子の外径を規
制する環状の外径型とで構成されるキャビティー内で加
圧成形する光学素子の製造方法において、余剰の前記光
学素子材料を前記キャビティーの一部に設けられた空間
に収容することを特徴とする光学素子の製造方法。
【００２０】（13） 前記空間は前記成形型に設けられ
た切り欠き部と前記外径型の内周面とで形成される上記
（12）に記載の光学素子の製造方法。
た切り欠き部と前記外径型の内周面とで形成される上記
（12）に記載の光学素子の製造方法。
【００２１】（14） 前記切り欠き部は前記成形面の外
周部に設けられている上記（13）に記載の光学素子の製
造方法。
周部に設けられている上記（13）に記載の光学素子の製
造方法。
【００２２】（15） 前記空間は前記成形面の全外周に
設けられている上記（12）ないし（14）のいずれかに記
載の光学素子の製造方法。
設けられている上記（12）ないし（14）のいずれかに記
載の光学素子の製造方法。
【００２３】（16） 前記外径型はその内周面で光学素
子の外径を規制する上記（12）ないし（15）のいずれか
に記載の光学素子の製造方法。
子の外径を規制する上記（12）ないし（15）のいずれか
に記載の光学素子の製造方法。
【００２４】（17） 前記外径型は前記光学素子の全周
について外径を規制する上記（12）ないし（16）のいず
れかに記載の光学素子の製造方法。
について外径を規制する上記（12）ないし（16）のいず
れかに記載の光学素子の製造方法。
【００２５】（18） 前記外径型は前記光学素子の外径
を調整可能な外径調整部を備える上記（12）ないし（1
7）のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
を調整可能な外径調整部を備える上記（12）ないし（1
7）のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【００２６】（19） 前記光学素子材料はガラスを主成
分とするものである上記（12）または（18）のいずれか
に記載の光学素子の製造方法。
分とするものである上記（12）または（18）のいずれか
に記載の光学素子の製造方法。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子成形装置
を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明す
る。
を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明す
る。
【００２８】図１は、本発明の光学素子成形装置の一実
施形態の成形部を示す断面図、図２は、図１に示す光学
素子成形装置を用いて光学素子材料を押圧する工程を示
す断面図、図５は図１に示す光学素子成形装置の要部を
示す斜視図であり、図６ないし図８は図１に示す光学素
子成形装置の成形型を示す断面図である。
施形態の成形部を示す断面図、図２は、図１に示す光学
素子成形装置を用いて光学素子材料を押圧する工程を示
す断面図、図５は図１に示す光学素子成形装置の要部を
示す斜視図であり、図６ないし図８は図１に示す光学素
子成形装置の成形型を示す断面図である。
【００２９】これらの図に示されるように、本発明の光
学素子成形装置１は、加熱軟化した光学素子材料をプレ
スする成形面２１ｂ、２１ａを有する上下１対の成形型
（上型２ｂ、下型２ａ）とを有する。
学素子成形装置１は、加熱軟化した光学素子材料をプレ
スする成形面２１ｂ、２１ａを有する上下１対の成形型
（上型２ｂ、下型２ａ）とを有する。
【００３０】上型２ｂと下型２ａとは成形面２１ｂ、２
１ａが対向するよう配設され、上型２ｂおよび下型２ａ
の中心軸が一致するよう後述する胴型６ａ、６ｂによっ
て調整されている。
１ａが対向するよう配設され、上型２ｂおよび下型２ａ
の中心軸が一致するよう後述する胴型６ａ、６ｂによっ
て調整されている。
【００３１】下型２ａは、図５に示すように断面形状が
略凸状であって、成形面２１ａの中心軸を中心に同心円
状に切り欠き部２３、段差部２２およびフランジ２４と
が形成されている。
略凸状であって、成形面２１ａの中心軸を中心に同心円
状に切り欠き部２３、段差部２２およびフランジ２４と
が形成されている。
【００３２】成形面２１ａは、光学素子の光学機能部を
形成する面を構成し、所望の光学素子の反転形状に形成
されている。
形成する面を構成し、所望の光学素子の反転形状に形成
されている。
【００３３】切り欠き部２３は、成形面２１ａの外周部
に形成された切り欠きにより設けられ、光学素子の体積
のばらつき等から生じる余肉を収容する空間を構成す
る。
に形成された切り欠きにより設けられ、光学素子の体積
のばらつき等から生じる余肉を収容する空間を構成す
る。
【００３４】段差部２２は、下型２ａの外周面に設けら
れた切り欠きからなり、かかる段差部２２には光学素子
の外径を規制する外径型３が装着される。
れた切り欠きからなり、かかる段差部２２には光学素子
の外径を規制する外径型３が装着される。
【００３５】嵌合用外周部２１２は、その中心軸と成形
面２１ａの中心軸とが一致するように形成されている。
これにより、嵌合用外周部２１２の外径とほぼ等しい内
径を有する外径型３を装着する場合、外径型３の中心軸
と成形面２１ａとの中心軸とを容易に一致させることが
できる。
面２１ａの中心軸とが一致するように形成されている。
これにより、嵌合用外周部２１２の外径とほぼ等しい内
径を有する外径型３を装着する場合、外径型３の中心軸
と成形面２１ａとの中心軸とを容易に一致させることが
できる。
【００３６】フランジ２４は、胴型６ａの凹部６１と嵌
合可能な形状をなしており、これにより下型２ａは胴型
６ａに固定される。
合可能な形状をなしており、これにより下型２ａは胴型
６ａに固定される。
【００３７】段差部２２とフランジ２４との間に設けら
れた外周部２１３は、成形面２１ａの中心線を定める基
準であって、成形面２１ａの中心線と外周部２１３の中
心線とは一致するよう形成されている。
れた外周部２１３は、成形面２１ａの中心線を定める基
準であって、成形面２１ａの中心線と外周部２１３の中
心線とは一致するよう形成されている。
【００３８】下型２ａ（上型２ｂ）は、例えば図６ない
し図８に示すような工程により作製される。以下、下型
２ａを例に説明する。
し図８に示すような工程により作製される。以下、下型
２ａを例に説明する。
【００３９】まず、下型２ａを構成する母材に、上述し
た成形面２１ａ、切り欠き部２３、段差部２２、フラン
ジ２４、成形面外周部２１１、嵌合用外周部２１２およ
び外周部２１３を形成する。
た成形面２１ａ、切り欠き部２３、段差部２２、フラン
ジ２４、成形面外周部２１１、嵌合用外周部２１２およ
び外周部２１３を形成する。
【００４０】次に、成形面２１ａの周縁部、段差部２２
および切り欠き部２３の欠損、変形、ダレ等を防止する
ために、図７に示すような超硬合金（ＷＣ）製の加工ヤ
トイ４を装着する。
および切り欠き部２３の欠損、変形、ダレ等を防止する
ために、図７に示すような超硬合金（ＷＣ）製の加工ヤ
トイ４を装着する。
【００４１】この状態で、成形面２１ａを研削加工によ
り所望の形状（非球面または球面）に形成する。その
後、ダイヤモンド研磨材を用いて表面を研磨し、例えば
最大表面粗さ（Ｒmax）＝０．０２μｍ以下とする。
り所望の形状（非球面または球面）に形成する。その
後、ダイヤモンド研磨材を用いて表面を研磨し、例えば
最大表面粗さ（Ｒmax）＝０．０２μｍ以下とする。
【００４２】次に、加工ヤトイ４を除去し、成形面２１
ａにスパッタリング等により、図８に示すように例えば
Ｐｔからなる薄膜２１０（膜厚：１μｍ程度）を積層
し、下型２ａが作製される。
ａにスパッタリング等により、図８に示すように例えば
Ｐｔからなる薄膜２１０（膜厚：１μｍ程度）を積層
し、下型２ａが作製される。
【００４３】このように薄膜２１０を積層することによ
って、成形面２１ａの耐熱性、耐酸化性、耐濡れ性等を
より向上させることができる。薄膜２１０としては、Ｐ
ｔの他にＡｕ等の貴金属およびこれらの金属を主とする
合金、セラミックス等からなる薄膜が好ましい。
って、成形面２１ａの耐熱性、耐酸化性、耐濡れ性等を
より向上させることができる。薄膜２１０としては、Ｐ
ｔの他にＡｕ等の貴金属およびこれらの金属を主とする
合金、セラミックス等からなる薄膜が好ましい。
【００４４】薄膜２１０の成膜方法は、特に限定され
ず、スパッタリングの他に例えばイオンプレーティング
等の方法が挙げられる。薄膜２１０の膜厚としては０．
１〜５μｍ程度が好ましい。
ず、スパッタリングの他に例えばイオンプレーティング
等の方法が挙げられる。薄膜２１０の膜厚としては０．
１〜５μｍ程度が好ましい。
【００４５】成形型の構成材料としては、高硬度材料か
らなるものが好ましく、例えば炭化珪素、窒化珪素、炭
化チタン、窒化チタン、炭化タングステン等の炭化物、
タングステンカーバイド系の超硬合金、モリブデン、タ
ングステン、タンタル等の金属等やアルミナ、ジルコニ
ア等の酸化物系セラミックス、窒化物セラミックス等を
用いることができる。これにより、光学素子成形装置１
の耐久性、耐熱性、耐食性等を大幅に向上させることが
できる。また、光学素子の成形時に成形型の摺動部にお
いて生じる、かじり、片当り、噛みつき等を防止するこ
とができる。
らなるものが好ましく、例えば炭化珪素、窒化珪素、炭
化チタン、窒化チタン、炭化タングステン等の炭化物、
タングステンカーバイド系の超硬合金、モリブデン、タ
ングステン、タンタル等の金属等やアルミナ、ジルコニ
ア等の酸化物系セラミックス、窒化物セラミックス等を
用いることができる。これにより、光学素子成形装置１
の耐久性、耐熱性、耐食性等を大幅に向上させることが
できる。また、光学素子の成形時に成形型の摺動部にお
いて生じる、かじり、片当り、噛みつき等を防止するこ
とができる。
【００４６】下型２ａの段差部２２には、光学素子の外
径を規制する環状の外径型３が装着されている。これに
より、光学素子を成形後に行われる芯取り工程を省略す
ることができる。
径を規制する環状の外径型３が装着されている。これに
より、光学素子を成形後に行われる芯取り工程を省略す
ることができる。
【００４７】外径型３の内径は成形面２１ａの外径より
も大きくなるよう構成されている。また、成形面２１ａ
の全外周に切り欠き部２３が設けられており、成形面２
１ａの外周にリング状凹溝からなる空間３３が形成され
る。
も大きくなるよう構成されている。また、成形面２１ａ
の全外周に切り欠き部２３が設けられており、成形面２
１ａの外周にリング状凹溝からなる空間３３が形成され
る。
【００４８】空間３３を設けることにより、成形時に光
学素子材料の余剰分を収容することができる。したがっ
て、光学素子材料（プリフォーム）の厳密な供給量精度
を必要とすることなく、高精度に光学素子の肉厚および
外径が確保され、芯取り工程を必要としない光学素子を
成形することができる。
学素子材料の余剰分を収容することができる。したがっ
て、光学素子材料（プリフォーム）の厳密な供給量精度
を必要とすることなく、高精度に光学素子の肉厚および
外径が確保され、芯取り工程を必要としない光学素子を
成形することができる。
【００４９】さらに、空間３３は成形面２１ａの全外周
に設けられた切り欠き部２３により形成されるため、光
学素子材料の余剰分は成形面２１ａの外周に逃がされ、
光学素子の厚さおよび外径に影響を及ぼさない。
に設けられた切り欠き部２３により形成されるため、光
学素子材料の余剰分は成形面２１ａの外周に逃がされ、
光学素子の厚さおよび外径に影響を及ぼさない。
【００５０】切り欠き部２３、すなわち空間３３は、成
形面２１ａの外周の一部に設けられたものであっても、
全外周に設けられていてもよいが、上記の効果を有効に
発揮させるためには全外周に設けられていることがより
好ましい。
形面２１ａの外周の一部に設けられたものであっても、
全外周に設けられていてもよいが、上記の効果を有効に
発揮させるためには全外周に設けられていることがより
好ましい。
【００５１】外径型３は、下型２ａに嵌合した状態で成
形面２１ａの中心軸方向（上方）に突出するよう構成さ
れていることが好ましい。これにより、光学素子の加圧
成形時に、外径型内周面３１、下型２ａおよび上型２ｂ
とでキャビティーを構成し、外径型内周面３１により光
学素子の外径が規制される。
形面２１ａの中心軸方向（上方）に突出するよう構成さ
れていることが好ましい。これにより、光学素子の加圧
成形時に、外径型内周面３１、下型２ａおよび上型２ｂ
とでキャビティーを構成し、外径型内周面３１により光
学素子の外径が規制される。
【００５２】また、切り欠き部２３によりキャビティー
内に余剰のプリフォームを収容可能な空間３３が形成さ
れ、プリフォームの容量の変動等により光学素子の形状
にバラツキを生じることがない。
内に余剰のプリフォームを収容可能な空間３３が形成さ
れ、プリフォームの容量の変動等により光学素子の形状
にバラツキを生じることがない。
【００５３】なお、キャビティーは本実施形態の場合の
ように上下一対の成形型と外径型とから構成されるもの
の他、いずれか一方の成形型と外径型とから構成される
ものであってもよい。
ように上下一対の成形型と外径型とから構成されるもの
の他、いずれか一方の成形型と外径型とから構成される
ものであってもよい。
【００５４】外径型３は、光学素子の一部において外径
を規制するものであっても、あるいは全周について規制
するものであってもよいが、全周について規制するもの
がより好ましい。これにより、光学素子の外径をより高
い精度で規制することができる。また、外径型内周面３
１により外径を規制する構成とすることにより、光学素
子の全周において外径を規制することが容易に可能とな
る。
を規制するものであっても、あるいは全周について規制
するものであってもよいが、全周について規制するもの
がより好ましい。これにより、光学素子の外径をより高
い精度で規制することができる。また、外径型内周面３
１により外径を規制する構成とすることにより、光学素
子の全周において外径を規制することが容易に可能とな
る。
【００５５】外径型３の突出量は成形される光学素子の
こば厚よりも大きいことがより好ましい。外径型の突出
量がこば厚よりも小さいと、必要な光学素子材料の一部
が径方向へ流出してしまうおそれがあり、光学素子の外
径寸法および肉厚精度が低下するおそれがある。
こば厚よりも大きいことがより好ましい。外径型の突出
量がこば厚よりも小さいと、必要な光学素子材料の一部
が径方向へ流出してしまうおそれがあり、光学素子の外
径寸法および肉厚精度が低下するおそれがある。
【００５６】外径型３の構成材料としては特に限定され
ず、下型２ａ（上型２ｂ）と同様の高硬度材料を挙げる
ことができるが、熱膨張係数が下型２ａと近似するもの
がより好ましい。これにより、光学素子の成形工程にお
いて成形型の加熱、冷却を繰り返し行っても、外径型３
と下型２ａとの嵌合状態を維持することができ、軸ずれ
等を生じるおそれがない。
ず、下型２ａ（上型２ｂ）と同様の高硬度材料を挙げる
ことができるが、熱膨張係数が下型２ａと近似するもの
がより好ましい。これにより、光学素子の成形工程にお
いて成形型の加熱、冷却を繰り返し行っても、外径型３
と下型２ａとの嵌合状態を維持することができ、軸ずれ
等を生じるおそれがない。
【００５７】下型２ａは、円筒状の胴型６ａに挿入さ
れ、フランジ２４を胴型６ａの凹部６１に嵌合させるこ
とにより固定されている。胴型６ａの内径部の中心軸と
成形面２１ａの中心軸とは一致するよう予め調整されて
いる。
れ、フランジ２４を胴型６ａの凹部６１に嵌合させるこ
とにより固定されている。胴型６ａの内径部の中心軸と
成形面２１ａの中心軸とは一致するよう予め調整されて
いる。
【００５８】外径型３の内径が嵌合用外周部２１２の外
径とほぼ等しい場合、外径型３を装着した下型２ａを胴
型６ａ内に固定したとき、外径型の中心軸と胴型６ａの
中心軸とを一致させることができる。また、外径型３の
外径が胴型６ａの内径とほぼ等しい場合、外径型３を胴
型６ａに嵌入したとき、両者の中心軸を一致させること
ができる。これらの方法により、外径型３、胴型６ａお
よび成形面２１ａのすべての中心軸を一致させることが
できる。
径とほぼ等しい場合、外径型３を装着した下型２ａを胴
型６ａ内に固定したとき、外径型の中心軸と胴型６ａの
中心軸とを一致させることができる。また、外径型３の
外径が胴型６ａの内径とほぼ等しい場合、外径型３を胴
型６ａに嵌入したとき、両者の中心軸を一致させること
ができる。これらの方法により、外径型３、胴型６ａお
よび成形面２１ａのすべての中心軸を一致させることが
できる。
【００５９】上型２ｂは、下型２ａと同様にフランジ２
４を胴型６ｂの凹部６１に嵌合させることにより胴型６
ｂに固定されている。そして、両者の中心軸は一致する
よう調整されている。
４を胴型６ｂの凹部６１に嵌合させることにより胴型６
ｂに固定されている。そして、両者の中心軸は一致する
よう調整されている。
【００６０】さらに、胴型６ａおよび６ｂは、各々の中
心軸が一致するよう配置されている。これにより成形面
２１ａと成形面２１ｂの中心軸が一致し、成形される光
学素子の面相互の軸ずれや傾きの発生を抑制することが
できる。
心軸が一致するよう配置されている。これにより成形面
２１ａと成形面２１ｂの中心軸が一致し、成形される光
学素子の面相互の軸ずれや傾きの発生を抑制することが
できる。
【００６１】胴型６ａおよび６ｂは、図示しないボルト
等の固定手段により、各々下部土台７、上部土台８に脱
着可能に固定されている。
等の固定手段により、各々下部土台７、上部土台８に脱
着可能に固定されている。
【００６２】下部土台７、上部土台８の少なくとも一方
は、駆動機構（図示せず）により中心軸に沿って上下方
向に駆動される。
は、駆動機構（図示せず）により中心軸に沿って上下方
向に駆動される。
【００６３】なお、１つの成形装置で複数の光学素子を
成形する場合には、例えば下型２ａと下部土台７との間
に光学素子の肉厚を調整するためのスペーサ７１を介在
させることがより好ましい。
成形する場合には、例えば下型２ａと下部土台７との間
に光学素子の肉厚を調整するためのスペーサ７１を介在
させることがより好ましい。
【００６４】次に、本発明の光学素子成形装置を用いた
光学素子の成形方法の一例を説明する。
光学素子の成形方法の一例を説明する。
【００６５】光学素子成形装置１に図示しない光学素子
材料搬送手段により光学素子材料が搬送され、下型２ａ
の成形面２１ａ上に供給される。
材料搬送手段により光学素子材料が搬送され、下型２ａ
の成形面２１ａ上に供給される。
【００６６】光学素子材料５は、ガラス材料、樹脂材料
のいずれでもよいが、ガラスを主成分とするものがより
好ましい。これにより、より高精度かつ耐熱性の良好な
光学素子を成形することができる。
のいずれでもよいが、ガラスを主成分とするものがより
好ましい。これにより、より高精度かつ耐熱性の良好な
光学素子を成形することができる。
【００６７】光学素子材料５が供給されたら、下部土台
７および上部土台８のうち、少なくとも一方が移動し、
上型２ｂが光学素子材料５に接触しない程度に接近す
る。
７および上部土台８のうち、少なくとも一方が移動し、
上型２ｂが光学素子材料５に接触しない程度に接近す
る。
【００６８】上部土台８の付近には、昇降可能な石英管
１０が配設されており、この石英管１０は、押圧成形時
には下降して成形面２１ａ、２１ｂの周囲を取り囲み閉
空間を形成する。
１０が配設されており、この石英管１０は、押圧成形時
には下降して成形面２１ａ、２１ｂの周囲を取り囲み閉
空間を形成する。
【００６９】この状態で、石英管１０の周囲に配設され
たヒータ１１に通電し、成形型（２ａ、２ｂ）全体を加
熱する。
たヒータ１１に通電し、成形型（２ａ、２ｂ）全体を加
熱する。
【００７０】このとき、石英管１０の閉空間内に不活性
ガスを導入することが好ましい。これにより、光学素子
材料、型材料の酸化反応等を抑制することができる。導
入される不活性ガスとは、例えば希ガスや窒素ガスおよ
びこれらの混合ガス等が挙げられる。
ガスを導入することが好ましい。これにより、光学素子
材料、型材料の酸化反応等を抑制することができる。導
入される不活性ガスとは、例えば希ガスや窒素ガスおよ
びこれらの混合ガス等が挙げられる。
【００７１】熱電対１２が所定の温度に達した段階で、
上型２ｂおよび下型２ａのうち少なくとも一方が移動
し、成形面２１ａと２１ｂとの間で光学素子材料５を加
圧しながら、成形量に応じて予め設定された型間間隔を
保つよう調整する。このとき、上型２ｂ、下型２ａおよ
び外径型３とでキャビティーが形成される。
上型２ｂおよび下型２ａのうち少なくとも一方が移動
し、成形面２１ａと２１ｂとの間で光学素子材料５を加
圧しながら、成形量に応じて予め設定された型間間隔を
保つよう調整する。このとき、上型２ｂ、下型２ａおよ
び外径型３とでキャビティーが形成される。
【００７２】光学素子材料５の加熱温度は、４００〜８
００℃程度とすることが好ましい。また、プレス圧は成
形する光学素子の大きさや個数等により適宜設定される
が、５０〜２０００kgf/cm2 程度とすることが好まし
い。
００℃程度とすることが好ましい。また、プレス圧は成
形する光学素子の大きさや個数等により適宜設定される
が、５０〜２０００kgf/cm2 程度とすることが好まし
い。
【００７３】このように光学素子材料５が加熱・加圧さ
れると、成形面２１ａ、２１ｂの径方向に圧延される。
余剰の光学素子材料が供給された場合には、図２に示す
ように余肉５１として成形面２１から径方向に押し出さ
れる。
れると、成形面２１ａ、２１ｂの径方向に圧延される。
余剰の光学素子材料が供給された場合には、図２に示す
ように余肉５１として成形面２１から径方向に押し出さ
れる。
【００７４】余肉５１は、まず外径型内周面３１に接触
し、さらに加圧されるとその内周面３１に沿って延び、
空間３３内に収容される。
し、さらに加圧されるとその内周面３１に沿って延び、
空間３３内に収容される。
【００７５】このように、外径型３により光学素子の外
径を規制するとともに、光学素子の光学的機能を発揮す
る部分以外の部位に、余剰の光学素子材料（余肉５１）
を逃がすことにより、光学素子材料の容量に多少の変動
があっても成形される光学素子の肉厚や外径等の寸法に
バラツキがなく、形状精度の向上を図ることができる。
径を規制するとともに、光学素子の光学的機能を発揮す
る部分以外の部位に、余剰の光学素子材料（余肉５１）
を逃がすことにより、光学素子材料の容量に多少の変動
があっても成形される光学素子の肉厚や外径等の寸法に
バラツキがなく、形状精度の向上を図ることができる。
【００７６】成形終了後から冷却過程において、光学素
子材料の熱収縮により生じるヒケを防止し、光学素子の
光学機能面の面精度を保持するために、加圧状態を維持
しておく。
子材料の熱収縮により生じるヒケを防止し、光学素子の
光学機能面の面精度を保持するために、加圧状態を維持
しておく。
【００７７】成形終了後、石英管１０を上昇させ閉空間
を開放し、成形された光学素子を取出す。
を開放し、成形された光学素子を取出す。
【００７８】図３および図４は、本発明の光学素子成形
装置の他の実施形態を示す断面図である。図１に示した
光学素子成形装置と同一構成および同一部材には同一符
号を付し、説明を省略する。
装置の他の実施形態を示す断面図である。図１に示した
光学素子成形装置と同一構成および同一部材には同一符
号を付し、説明を省略する。
【００７９】本実施形態の光学素子成形装置１は、外径
型３に光学素子の外径を調整可能な外径調整部３５が設
けられている点で上記実施形態と異なる。
型３に光学素子の外径を調整可能な外径調整部３５が設
けられている点で上記実施形態と異なる。
【００８０】外径調整部３５は、外径型３のキャビティ
ーを形成する部分の内周面に設けられた環状部材で構成
されており、光学素子の外径はかかる外径調整部３５に
より規制される。
ーを形成する部分の内周面に設けられた環状部材で構成
されており、光学素子の外径はかかる外径調整部３５に
より規制される。
【００８１】光学素子の外径が熱膨張等により、精度よ
く規制されていない場合、外径調整部３５の一部または
全部をダイヤモンド砥石等で研削することにより径を調
整し、光学素子の外径精度を維持・向上させることがで
きる。
く規制されていない場合、外径調整部３５の一部または
全部をダイヤモンド砥石等で研削することにより径を調
整し、光学素子の外径精度を維持・向上させることがで
きる。
【００８２】このように外径型３に外径調整部３５を設
けることによって、光学素子の形状精度、光軸精度をよ
り高度に保つことができ、成形後の芯取り作業を必要と
しない光学素子を成形することができる。
けることによって、光学素子の形状精度、光軸精度をよ
り高度に保つことができ、成形後の芯取り作業を必要と
しない光学素子を成形することができる。
【００８３】なお、外径調整部３５は、外径型３と一体
成形されたものであってもよく、別部材で構成されたも
のであってもよい。
成形されたものであってもよく、別部材で構成されたも
のであってもよい。
【００８４】以上、本発明の光学素子成形装置およびこ
の装置を用いた光学素子の製造方法を図示の各実施形態
について説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、各手段の構成は同様の機能を有する任意の構
成に置換することができる。例えば、本発明の外径型
は、下型２ａに装着される場合に限定されるものではな
く、上型２ｂのみまたは上下の成形型のいずれにも設け
ることが可能である。
の装置を用いた光学素子の製造方法を図示の各実施形態
について説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、各手段の構成は同様の機能を有する任意の構
成に置換することができる。例えば、本発明の外径型
は、下型２ａに装着される場合に限定されるものではな
く、上型２ｂのみまたは上下の成形型のいずれにも設け
ることが可能である。
【００８５】また、成形型および成形面は任意の構成と
することができ、例えば、成形面を備える別部材が母材
２に取付けられた構成としてもよい。
することができ、例えば、成形面を備える別部材が母材
２に取付けられた構成としてもよい。
【００８６】さらに、本発明の光学素子成形装置により
成形される光学素子は、凸レンズに限られず、凹面レン
ズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ等、種々の光
学素子を成形することができる。
成形される光学素子は、凸レンズに限られず、凹面レン
ズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ等、種々の光
学素子を成形することができる。
【００８７】
【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。
る。
【００８８】（実施例１）図１に示す光学素子成形装置
１を用いて光学素子を成形した。
１を用いて光学素子を成形した。
【００８９】まず、外径型３を下型２ａに装着した。成
形面２１ａ上に光学ガラスＶＣ７８（住田光学ガラス社
製）からなる光学素子材料５（プリフォーム）を載置し
た。
形面２１ａ上に光学ガラスＶＣ７８（住田光学ガラス社
製）からなる光学素子材料５（プリフォーム）を載置し
た。
【００９０】次に、上型２ｂの成形面２１ｂと光学素子
材料５との距離が０．５mmになるよう上部土台８を降下
させた後、石英管１０を降下させて成形面２１ａ、２１
ｂを覆い、石英管１０内をＮ2 ガス雰囲気とした。
材料５との距離が０．５mmになるよう上部土台８を降下
させた後、石英管１０を降下させて成形面２１ａ、２１
ｂを覆い、石英管１０内をＮ2 ガス雰囲気とした。
【００９１】ヒータ１１に通電することにより加熱し、
型温度は熱電対１２により監視した。型温度が５８０℃
に達した時点で、上部土台８をさらに下降させて光学素
子材料５の加圧成形を開始した。成形時の加圧力は２０
０kgf/cm2 とした。
型温度は熱電対１２により監視した。型温度が５８０℃
に達した時点で、上部土台８をさらに下降させて光学素
子材料５の加圧成形を開始した。成形時の加圧力は２０
０kgf/cm2 とした。
【００９２】光学素子材料５は加熱により軟化し、上下
の型による押圧にしたがって成形面２１に沿って径方向
に拡がった。余剰のプリフォームは、成形面外周部２１
１から空間３３に流入し、余肉５１として収容された。
の型による押圧にしたがって成形面２１に沿って径方向
に拡がった。余剰のプリフォームは、成形面外周部２１
１から空間３３に流入し、余肉５１として収容された。
【００９３】（実施例２）図３および図４に示すような
外径型３に厚さ規制部２１４が設けられた光学素子成形
装置を用いて、実施例１と同様にして光学素子を成形し
た。
外径型３に厚さ規制部２１４が設けられた光学素子成形
装置を用いて、実施例１と同様にして光学素子を成形し
た。
【００９４】実施例１および実施例２で製造された光学
素子は、いずれも所望形状に成形され、肉厚および外径
の寸法精度に優れ、後工程での芯取りが不要であった。
素子は、いずれも所望形状に成形され、肉厚および外径
の寸法精度に優れ、後工程での芯取りが不要であった。
【００９５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光学素子成
形装置によれば、光学素子の成形時に光学素子材料（プ
リフォーム）の余剰分を収容する空間が設けられている
ため、プリフォームの厳密な体積管理を必要とすること
なく、光学素子の外径および肉厚を厳密に確保すること
ができ、高精度の光学機能面を有する光学素子を成形す
ることができる。また、後工程での芯取りが不要とな
り、製造コストの低下を図ることができる。
形装置によれば、光学素子の成形時に光学素子材料（プ
リフォーム）の余剰分を収容する空間が設けられている
ため、プリフォームの厳密な体積管理を必要とすること
なく、光学素子の外径および肉厚を厳密に確保すること
ができ、高精度の光学機能面を有する光学素子を成形す
ることができる。また、後工程での芯取りが不要とな
り、製造コストの低下を図ることができる。
【図１】本発明の光学素子成形装置の一実施形態の成形
部を示す断面図である。
部を示す断面図である。
【図２】図１に示す光学素子成形装置の成形部を示す断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の光学素子成形装置の他の実施形態の成
形部を示す断面図である。
形部を示す断面図である。
【図４】図３に示す光学素子成形装置の成形部を示す断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の光学素子成形装置の要部を示す斜視図
である。
である。
【図６】本発明の光学素子成形装置の要部を示す断面図
である。
である。
【図７】本発明の光学素子成形装置の要部を示す断面図
である。
である。
【図８】本発明の光学素子成形装置の要部を示す断面図
である。
である。
１ 光学素子成形装置 ２ａ 下型 ２ｂ 上型 ２１ａ、２１ｂ 成形面 ２１０ 薄膜 ２２ 段差部 ２３ 切り欠き部 ２４ フランジ ２１１ 成形面外周部 ２１２ 嵌合用外周部 ２１３ 外周部 ３ 外径型 ３１ 外径型内周面 ３３ 空間 ３５ 外径調整部 ４ 加工ヤトイ ５ 光学素子材料 ５１ 余肉 ６ａ、６ｂ 胴型 ６１ 凹部 ７ 下部土台 ７１ スペーサ ８ 上部土台 １０ 石英管 １１ ヒータ １２ 熱電対
Claims (19)
- 【請求項１】 加熱軟化した光学素子材料をプレスする
成形面を有する１対の成形型と、 前記成形型の少なくとも一方の外周面に装着され、光学
素子の外径を規制する環状の外径型とを備える光学素子
成形装置において、 前記光学素子の成形時に余剰の前記光学素子材料を収容
可能な空間を有することを特徴とする光学素子成形装
置。 - 【請求項２】 加熱軟化した光学素子材料をプレスする
成形面を有する１対の成形型と、 前記成形型の少なくとも一方の外周面に装着され、光学
素子の外径を規制する環状の外径型とを備える光学素子
成形装置において、 前記外径型の内径は前記成形面の外径よりも大きいこと
を特徴とする光学素子成形装置。 - 【請求項３】 前記空間は前記成形型に設けられた切り
欠き部と前記外径型の内周面とで形成される請求項１に
記載の光学素子成形装置。 - 【請求項４】 前記切り欠き部は前記成形面の外周部に
設けられている請求項３に記載の光学素子成形装置。 - 【請求項５】 前記空間は前記成形面の全外周に設けら
れている請求項３または４に記載の光学素子成形装置。 - 【請求項６】 前記外径型は該外径型の内周面で前記光
学素子の外径を規制する請求項１ないし５のいずれかに
記載の光学素子成形装置。 - 【請求項７】 前記外径型は前記光学素子の全周につい
て外径を規制する請求項１ないし６のいずれかに記載の
光学素子成形装置。 - 【請求項８】 前記外径型は前記光学素子の外径を調整
可能な外径調整部を備える請求項１ないし７のいずれか
に記載の光学素子成形装置。 - 【請求項９】 前記成形型の外周面には前記外径型を嵌
合するための段差部が形成されている請求項１ないし８
のいずれかに記載の光学素子成形装置。 - 【請求項１０】 前記外径型は前記成形型に装着した状
態で前記成形面の中心軸方向に突出するよう構成されて
いる請求項１ないし９のいずれかに記載の光学素子成形
装置。 - 【請求項１１】 前記外径型の突出の高さは前記光学素
子のこば厚よりも大きい請求項１０に記載の光学素子成
形装置。 - 【請求項１２】 加熱軟化状態の光学素子材料をプレス
する成形面を有する１対の成形型と、前記成形型の少な
くとも一方の外周面に装着され光学素子の外径を規制す
る環状の外径型とで構成されるキャビティー内で加圧成
形する光学素子の製造方法において、 余剰の前記光学素子材料を前記キャビティーの一部に設
けられた空間に収容することを特徴とする光学素子の製
造方法。 - 【請求項１３】 前記空間は前記成形型に設けられた切
り欠き部と前記外径型の内周面とで形成される請求項１
２に記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項１４】 前記切り欠き部は前記成形面の外周部
に設けられている請求項１３に記載の光学素子の製造方
法。 - 【請求項１５】 前記空間は前記成形面の全外周に設け
られている請求項１２ないし１４のいずれかに記載の光
学素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記外径型はその内周面で光学素子の
外径を規制する請求項１２ないし１５のいずれかに記載
の光学素子の製造方法。 - 【請求項１７】 前記外径型は前記光学素子の全周につ
いて外径を規制する請求項１２ないし１６のいずれかに
記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項１８】 前記外径型は前記光学素子の外径を調
整可能な外径調整部を備える請求項１２ないし１７のい
ずれかに記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記光学素子材料はガラスを主成分と
するものである請求項１２または１８のいずれかに記載
の光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17530598A JP2000001322A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 光学素子成形装置および光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17530598A JP2000001322A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 光学素子成形装置および光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000001322A true JP2000001322A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=15993782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17530598A Pending JP2000001322A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 光学素子成形装置および光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000001322A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006323257A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学素子およびその成形方法 |
| JP2007091568A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Hoya Corp | ガラスレンズ、ガラスレンズの製造方法、及びモールドプレス成形型 |
| JP2007091569A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Hoya Corp | 光学素子の製造方法、及びガラスレンズ |
| JP2009221089A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-01 | Hoya Corp | 情報記録媒体用基板ガラスブランク、情報記録媒体用基板、情報記録媒体それぞれの製造方法 |
| WO2013172245A1 (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | コニカミノルタ株式会社 | ガラス成形体の製造方法およびガラス成形用下型 |
| CN109368995A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-22 | 亚琛科技(深圳)有限公司 | 应用于模造光学玻璃镜片的模具结构及加工设备 |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP17530598A patent/JP2000001322A/ja active Pending
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