JP4549798B2 - Mold press molding apparatus and optical element manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、精密加工を施した成形型によってガラス等の成形素材をプレス成形し、光学素子などの成形体を製造するモールドプレス成形装置、及びこのモールドプレス成形装置を用いた光学素子の製造方法に関し、特に、加熱室、プレス室、冷却室など、温度管理を要する複数の処理室を備えたモールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a mold press molding apparatus for producing a molded body such as an optical element by press molding a molding material such as glass with a precision processed mold, and a method for producing an optical element using the mold press molding apparatus. In particular, the present invention relates to a mold press molding apparatus including a plurality of processing chambers requiring temperature control, such as a heating chamber, a press chamber, and a cooling chamber, and an optical element manufacturing method.
精密加工された成形型を用い、軟化ガラスを融着させることなく、高精度ガラスレンズなどの光学素子をプレス成形する方法が種々開発されてきている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１は、並べて配置された加熱室、プレス室、冷却室等の処理室の中を成形型が順次移送することによって、成形素材（例えば、ガラスプリフォーム）をガラス成形体に製造する構成となっている。このような構成の装置によると、成形型の均熱性を維持し、成形体を連続的に高い処理スピードで製造することができるとされている。
通常、モールドプレス成形装置によるプレスは高温で行われ、特に、成形素材がガラス素材である場合には、プレス温度は５００〜８００℃程度となる。このような高温下では、型素材（セラミック、超硬、金属など）や、その成形面に施された離型膜（炭素を主成分とするもの、貴金属を主成分とするものなど）を保護する目的で、プレス雰囲気は非酸化性とすることが必要である。
したがって、プレス成形の行われるプレス室等の高温となる処理室は、大気を排気して真空とするか、又は窒素、アルゴンなどの非酸化性ガス雰囲気とする。また、処理室の雰囲気を維持するため、成形型の取り出し、取入れに際しては、外部との気体の流通を防いだ状態で行う必要がある。
Usually, the press by the mold press molding apparatus is performed at a high temperature. In particular, when the molding material is a glass material, the pressing temperature is about 500 to 800 ° C. Under such high temperatures, mold materials (ceramics, carbides, metals, etc.) and release films (those containing carbon as the main component, those containing precious metals as the main component) applied to the molding surface are protected. Therefore, the press atmosphere needs to be non-oxidizing.
Accordingly, a processing chamber that is at a high temperature, such as a press chamber in which press molding is performed, is evacuated to a vacuum, or a non-oxidizing gas atmosphere such as nitrogen or argon. Further, in order to maintain the atmosphere in the processing chamber, it is necessary to take out and take in the mold while preventing the gas from flowing outside.
ここで、特許文献１に示す装置の構成を、図１及び２に基づいて説明する。
本装置は、チャンバー１の上部に配置された搬出入室Ｐ１と、チャンバー１内に、周方向に並べて配置された多数の処理室（第一加熱室Ｐ２，第二加熱室Ｐ３，均熱室Ｐ４，プレス室Ｐ５，第一徐冷室Ｐ６，第二徐冷室Ｐ７，急冷室Ｐ８）を有している。チャンバー１内、すなわち各処理室Ｐ２〜Ｐ８は、常時、非酸化性ガスの雰囲気下にあり、成形素材（被成形ガラス）を収容した成形型４が回転テーブル２の支持台３に載置され、各処理室Ｐ２〜Ｐ８を順次移送されるように構成されている。各処理室Ｐ２〜Ｐ８は、図示の如くシャッターＳ１〜Ｓ６（均熱室Ｐ４とプレス室Ｐ５の間には設けてない）によって区画されている。
Here, the configuration of the apparatus disclosed in
This apparatus includes a carry-in / out chamber P1 disposed in the upper part of the
回転テーブル２は、その中央に、図示していない回転軸とインデックスマシンを備えている。支持台３は、ベース部の下部突起３ａが、回転テーブル２の外周部に形成された取付孔２ａに係合されている。被成形ガラスを収容する成形型４は支持台３の上に載置されている。支持台３は、成形型４がチャンバー１内の各処理室Ｐ２〜Ｐ８のほぼ中央を通過するように配置されている。
The rotary table 2 includes a rotary shaft and an index machine (not shown) at the center. In the
処理室の一つである第一加熱室（Ｐ２）５は、図２に示すように、外側面部材５１，内側面部材５２，上面部材５３，底面部材５４によってケース状に形成されている。また、第一加熱室５の内部には、加熱手段である抵抗発熱体６と反射板（リフレクタ）７とが成形型移送方向の両側に配置されている。そして、底面部材５４には、周方向に延びるスリット５５が形成されている。
なお、第一加熱室Ｐ２以外の処理室（他の加熱室，プレス室，冷却室など）は、主に室内温度が違うだけで第一加熱室Ｐ２とほぼ同じ構造を有している。
As shown in FIG. 2, the first heating chamber (P2) 5 that is one of the processing chambers is formed in a case shape by an
Note that the processing chambers (other heating chambers, press chambers, cooling chambers, etc.) other than the first heating chamber P2 have substantially the same structure as the first heating chamber P2 except that the room temperature is mainly different.
このように、従来の回転式のモールドプレス成形装置では、支持台を通すスリットが、ケースの内側面部材ではなく底面部材に形成されている。このため、ケースの内側面部材の内面全体にヒータを配置することができ、しかも、スリットから逃げる熱量を少なくすることができる。これにより、処理室内の温度分布をある程度均一にすることができ、その結果、形状精度の高い成形体を得ることができると記載されている。 Thus, in the conventional rotary mold press molding apparatus, the slit through which the support is passed is formed on the bottom surface member instead of the inner side surface member of the case. For this reason, a heater can be arrange | positioned to the whole inner surface of the inner surface member of a case, and also the calorie | heat amount escaped from a slit can be decreased. Thus, it is described that the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform to some extent, and as a result, a molded body with high shape accuracy can be obtained.
このように、特許文献１に記載の技術は、処理室内の温度分布を均一にするという効果が得られる点で有効な手段といえる。しかしながら、それは、ヒータ設置範囲の制限や熱量の漏洩といった従前の課題を解決することで得られたものであった。そのため、今日の光学素子に厳しく要求される面精度や形状精度の向上を実現するために必要とされる温度分布の均一性までは得ることができない。
そこで発明者は、処理室内の温度分布をさらに均一にすべく、精緻かつ厳格な温度管理を行うためには、どのようにすればよいかについて独自に研究を重ねた。その結果、処理室内の温度分布をさらに均一にする上での新たな課題として、処理室内の部位による温度相異の防止と、経時による温度変動の防止を図ることが必要不可欠であるとの認識に到達した。
Thus, the technique described in
Therefore, the inventor conducted independent research on how to perform precise and strict temperature control in order to make the temperature distribution in the processing chamber more uniform. As a result, as a new challenge in making the temperature distribution in the processing chamber even more uniform, it is essential to prevent temperature differences due to parts in the processing chamber and to prevent temperature fluctuations over time. Reached.
モールドプレス成形装置においては、処理室内の雰囲気（通常、非酸化性のＮ２などを用いる）の対流によって、上下方向に温度相異が生じてしまうことを避けられない。これは、上下型の温度差となり、また収容された成形素材（例えば、ガラスプリフォーム）内部の温度不均一を発生させ、面精度を劣化させる要因となっていた。
また、モールドプレス成形装置では、成形型が順次移送される各処理室は、各々の処理に適した温度設定に、それぞれ独立に制御されるため、進行方向に隣接した処理室では、互いに、数十℃〜２００℃程度の温度差がある。このため、処理室の構成部材の熱伝導や、移送時の雰囲気ガスの混入によって、成形型の進行方向に温度勾配が生じることが避けられなかった。
さらにまた、図２に示すように第１加熱室Ｐ２内において、その下側に支持台３が配置され、中央に成形型４が配置され、上側は空間領域になっているが、支持台３と成形型４の材質（熱伝導率）の違いや物体の有無によって室内の温度、特に上下方向の温度に差異が生じる。このように成形型の移送方向の温度勾配や処理室内の上下方向の温度差が生じると、安定に品質が均一な成形品を生産することが困難となる。
In the mold press molding apparatus, it is inevitable that a temperature difference occurs in the vertical direction due to convection in the atmosphere in the processing chamber (usually using non-oxidizing N 2 or the like). This is a temperature difference between the upper and lower molds, and also causes temperature non-uniformity inside the contained molding material (for example, glass preform), thereby deteriorating surface accuracy.
Further, in the mold press molding apparatus, the processing chambers in which the molds are sequentially transferred are independently controlled to temperature settings suitable for the respective processing. There is a temperature difference of about 10 ° C to 200 ° C. For this reason, it is inevitable that a temperature gradient is generated in the direction of travel of the mold due to heat conduction of the constituent members of the processing chamber and mixing of atmospheric gas during transfer.
Furthermore, as shown in FIG. 2, in the first heating chamber P <b> 2, the
なお、上記構成のモールドプレス成形装置においては、一つの成形型の必要とする熱サイクルの所要時間に対し、数分の１（処理室の数に応じて）の実質的な成形サイクルタイムで生産が可能であるため、量産上有利である。
ここで、生産効率を上げるために、複数の成形型を一の処理室内で同時に処理する場合が考えられる。ところが、このような場合、進行方向の温度勾配は極めて深刻となっていた。これは、進行方向に配列された複数の成形型の温度条件がそれぞれ異なってしまうためであった。
In the mold press molding apparatus having the above-described configuration, production is performed with a substantial molding cycle time that is a fraction (depending on the number of processing chambers) of the time required for a thermal cycle of one mold. Therefore, it is advantageous in mass production.
Here, in order to increase production efficiency, a case where a plurality of molding dies are simultaneously processed in one processing chamber can be considered. However, in such a case, the temperature gradient in the traveling direction has become extremely serious. This is because the temperature conditions of the plurality of molds arranged in the traveling direction are different.
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、処理室内の部位による温度相異や経時による温度変動を防止して、処理室内の精緻な温度管理を実現し、光学素子の面精度や形状精度のさらなる向上を可能とするモールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been considered in view of the above circumstances, and prevents temperature differences due to portions in the processing chamber and temperature fluctuations over time, and realizes precise temperature management in the processing chamber, and improves the surface accuracy of the optical element. An object of the present invention is to provide a mold press molding apparatus and an optical element manufacturing method capable of further improving the shape accuracy.
この目的を達成するため、本発明のモールドプレス成形装置は、加熱室、プレス室、冷却室を含む複数の処理室と、成形素材を収容した成形型を、各前記処理室に順次移送させる移送手段とを備えたモールドプレス成形装置において、少なくともいずれかの前記処理室内に設けられた、複数の加熱ユニットと、予め設定した相対出力に基づいて、前記複数の加熱ユニットをそれぞれ動作させ、室内部の雰囲気を所定の温度にする制御手段とを備え、前記複数の加熱ユニットを、前記処理室の内部において、上下方向及び前記成形型の移送方向のそれぞれに複数、配列して設けるとともに、前記処理室の内部における当該処理室よりも低温に設定された隣接する他の処理室寄りの下側の加熱領域に与えられる熱量が、当該処理室よりも高温に設定された隣接する他の処理室寄りの上側の加熱領域に与えられる熱量よりも多くなるようにした構成としてある。
上記の加熱ユニットごとの相対出力は、個々の出力の相互関係であり、出力を、出力比又は出力差などで相対的に定めたものでもよく、また、個々の出力値の組合せでもよい。
相対出力は、処理室内の温度勾配を制御可能に算出され設定される。又、予備実験により求めてもよい。このため、その設定した出力比等の相対出力により各加熱ユニットを動作させることで、処理室内の温度勾配を制御（緩和、抑制）でき、処理室内の温度分布の均一化を図ることができる。したがって、光学素子の面精度や形状精度をさらに向上させることができる。
In order to achieve this object, the mold press molding apparatus of the present invention includes a plurality of processing chambers including a heating chamber, a press chamber, and a cooling chamber, and a transfer for sequentially transferring a molding die containing a molding material to each of the processing chambers. A plurality of heating units provided in at least one of the processing chambers, and each of the heating units is operated based on a preset relative output. and control means for the atmosphere to a predetermined temperature, said plurality of heating units, in the interior of the processing chamber, a plurality each of the vertical direction and the transport direction of the mold, sequence and provided Rutotomoni, wherein The amount of heat given to the lower heating area near another adjacent processing chamber set at a lower temperature than the processing chamber inside the processing chamber is set at a higher temperature than the processing chamber. It has been there a structure in which set to be larger than the amount of heat applied to the upper side of the heating region of the adjacent other processing chamber close.
The relative output for each heating unit is a correlation between individual outputs, and the outputs may be relatively determined by an output ratio or an output difference, or may be a combination of individual output values.
The relative output is calculated and set so that the temperature gradient in the processing chamber can be controlled. Further, it may be obtained by a preliminary experiment. For this reason, by operating each heating unit with the relative output such as the set output ratio, the temperature gradient in the processing chamber can be controlled (relaxed and suppressed), and the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform. Therefore, the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved.
モールドプレス成形装置をこのような構成とすれば、処理室内に複数の加熱ユニットを設置するとともに、処理室内の温度勾配を制御（緩和、抑制）可能な出力をそれら複数の加熱ユニットごとにそれぞれ設定して動作させることができる。このため、処理室内の温度分布の均一化を図ることができ、したがって、処理室内の精緻な温度制御を実現して、光学素子の面精度や形状精度を向上させることができる。特に、処理室の内部において、複数の加熱ユニットを少なくとも上下方向に配列して設けることで、上型、下型の温度差を生じさせるような処理室内の上下方向の温度勾配を制御することができ、これによって、安定に品質が均一な成形品を生産することが困難となる要因となっていた、上型と下型の温度差を緩和することができる。好ましくは、前記処理室のうち、加熱室、プレス室、徐冷室のすべてにおいて、上記の制御を行うことが有利である。 With such a configuration of the mold press molding apparatus, a plurality of heating units are installed in the processing chamber, and outputs capable of controlling (relaxing and suppressing) the temperature gradient in the processing chamber are set for each of the plurality of heating units. Can be operated. For this reason, the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform, so that precise temperature control in the processing chamber can be realized, and the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be improved. Particularly, by providing a plurality of heating units arranged at least in the vertical direction inside the processing chamber, it is possible to control the vertical temperature gradient in the processing chamber that causes a temperature difference between the upper mold and the lower mold. Thus, the temperature difference between the upper mold and the lower mold, which has become a factor that makes it difficult to stably produce a molded product with uniform quality, can be mitigated. Preferably, it is advantageous to perform the above control in all of the heating chamber, the press chamber, and the slow cooling chamber among the processing chambers.
さらに、上記構成のモールドプレス成形装置においては、生産効率を上げるために、複数の成形型を一処理室内で同時に処理する場合が考えられる。この場合、進行方向の温度勾配は極めて深刻となるが、本発明によれば、処理室内の温度分布の均一化が図れるため、進行方向に配列された複数の成形型の温度条件が統一される。したがって、いずれの成形型においても、面精度や形状精度の非常に高い光学素子を得ることができる。 Furthermore, in the mold press molding apparatus having the above-described configuration, it is conceivable that a plurality of molding dies are simultaneously processed in one processing chamber in order to increase production efficiency. In this case, the temperature gradient in the traveling direction becomes extremely serious. However, according to the present invention, the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform, so that the temperature conditions of a plurality of molds arranged in the traveling direction are unified. . Therefore, in any mold, an optical element with very high surface accuracy and shape accuracy can be obtained.
さらに、上記でいう処理室の温度勾配は、前記処理室内の上下方向とともに、前記成形型の移送方向にも生じる。このため、前記複数の加熱ユニットを、前記処理室の内部において、上下方向及び前記成形型の移送方向のそれぞれに複数、配列して設けるとともに、前記処理室の内部における当該処理室よりも低温に設定された隣接する他の処理室寄りの下側の加熱領域に与えられる熱量が、当該処理室よりも高温に設定された隣接する他の処理室寄りの上側の加熱領域に与えられる熱量よりも多くなるように制御することにより、上型、下型の温度差を生じさせるような処理室内の上下方向の温度勾配や成形型の移送方向の温度勾配を制御できる。このため、処理室内の温度分布の均一化を図ることができ、したがって、光学素子の面精度や形状精度をさらに向上させることができる。 Furthermore, the temperature gradient of the processing chamber as referred to above, along with the vertical direction in the processing chamber, arising in the transport direction of the mold. For this reason, a plurality of the heating units are provided in the processing chamber in the vertical direction and in the transfer direction of the mold, and at a lower temperature than the processing chamber in the processing chamber. The amount of heat given to the lower heating region near the other adjacent processing chamber set is higher than the amount of heat given to the upper heating region near the other adjacent processing chamber set at a higher temperature than the processing chamber. by controlling so much, the upper mold, can control the temperature gradient in the transfer direction of the temperature gradient and the mold in the vertical direction of the process chamber, such as to generate a temperature difference of the lower mold. For this reason, the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform, and therefore the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved.
また、本発明のモールドプレス成形装置は、加熱ユニットが、前記処理室の内部において、上下方向に複数、設けられた構成とするとともに、前記成形型の移送方向に複数、設けられた構成とすることで、上下方向に複数設けられた加熱ユニットにより、上下方向の温度勾配を制御でき、一方、成形型の移送方向に複数設けられた加熱ユニットにより、その移送方向の温度勾配を制御できる。 Moreover, the mold press molding apparatus of the present invention has a configuration in which a plurality of heating units are provided in the vertical direction inside the processing chamber and a plurality are provided in the transfer direction of the molding die. Thus , the temperature gradient in the vertical direction can be controlled by a plurality of heating units provided in the vertical direction, while the temperature gradient in the transfer direction can be controlled by the plurality of heating units provided in the transfer direction of the molding die.
処理室内の温度勾配には、同室内の熱の対流によるものと、隣接室との温度干渉によるものとがある。前者は、処理室内の上下方向の温度勾配として現われ、後者は、成形型の移送方向の温度勾配として現われる。このため、加熱ユニットを上下方向と左右方向とのそれぞれに複数設けることで、それら二種類の温度勾配をいずれも制御することができる。したがって、処理室内の部位による温度相異や経時による温度変動を防止でき、処理室内の精緻な温度管理が実現可能となり、これにより、光学素子の面精度や形状精度のさらなる向上を図ることができる。 There are two types of temperature gradient in the processing chamber, one due to convection of heat in the same chamber and the other due to temperature interference with the adjacent chamber. The former appears as a temperature gradient in the vertical direction in the processing chamber, and the latter appears as a temperature gradient in the transfer direction of the mold. For this reason, by providing a plurality of heating units in each of the vertical direction and the horizontal direction, both of these two types of temperature gradients can be controlled. Therefore, it is possible to prevent temperature differences due to portions in the processing chamber and temperature fluctuations with time, and it is possible to realize precise temperature management in the processing chamber, thereby further improving the surface accuracy and shape accuracy of the optical element. .
また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記加熱ユニットが設けられた前記処理室内の所定位置における目標温度を設定温度として記憶する設定温度記憶手段と、前記処理室内に配置された複数の温度測定手段と、前記温度測定手段のうち、いずれか一の温度測定手段によって測定された温度と、前記設定温度記憶手段から出力された前記設定温度とを比較する比較手段とを備え、前記制御手段が、前記比較手段からの比較結果と、前記予め設定した相対出力に基づいて、前記複数の加熱ユニットを動作させる構成としてある。 Further, the mold press molding apparatus of the present invention includes a set temperature storage means for storing a target temperature at a predetermined position in the processing chamber provided with the heating unit as a set temperature, and a plurality of temperature measurements arranged in the processing chamber. And a comparison means for comparing the temperature measured by any one of the temperature measurement means and the set temperature output from the set temperature storage means, and the control means The plurality of heating units are operated based on the comparison result from the comparison means and the preset relative output.
モールドプレス成形装置をこのような構成とすると、処理室内の実際の温度と目標値である設定温度とに差が生じた場合、予め設定した出力にもとづいて複数の加熱ユニットを動作させることができる。このため、経時の温度変動や処理室内の部位による温度相異に即座に対応して、その温度変動を最小に抑えることができる。
このように、本発明は、処理室内の精緻かつ厳格な温度管理を実現できることから、光学素子の面精度や形状精度を従来よりもさらに向上させることができる。
When the mold press molding apparatus has such a configuration, when there is a difference between the actual temperature in the processing chamber and a set temperature that is a target value, a plurality of heating units can be operated based on a preset output. . For this reason, it is possible to immediately cope with temperature fluctuations over time and temperature differences due to parts in the processing chamber, and to minimize the temperature fluctuations.
As described above, the present invention can realize precise and strict temperature control in the processing chamber, so that the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved as compared with the conventional case.
本発明のモールドプレス成形装置では、例えば加熱ユニットの近傍の温度を測定することにより、処理室内の温度変化を監視することができる。また、測定した温度の一つと設定温度とを比較してフィードバックし加熱ユニットを動作させることにより、処理室内の経時の温度変動を最小に抑えることができる。
しかも、そのフィードバック用の温度を一つとすることで、複数の加熱ユニットの相互干渉の影響を受けずに、処理室内の温度制御を行うことができる。
In the mold press molding apparatus of the present invention, for example, the temperature change in the processing chamber can be monitored by measuring the temperature in the vicinity of the heating unit. In addition, by comparing one of the measured temperatures with the set temperature and feeding back to operate the heating unit, temperature fluctuations over time in the processing chamber can be minimized.
In addition, by setting the feedback temperature to one, the temperature in the processing chamber can be controlled without being affected by the mutual interference of the plurality of heating units.
また、本発明の光学素子の製造方法は、加熱室、プレス室、冷却室を含む複数の処理室に、成形素材を収容した成形型を移送し、前記成形型に対して加熱、プレス、冷却を含む各処理を施すことによって成形体とすることを含む成形体の製造方法において、少なくともいずれかの前記処理室内に、複数の加熱ユニットを上下方向及び前記成形型の移送方向のそれぞれに配列して設け、前記複数の加熱ユニットの各々を、予め定めた相対出力によって動作させ、かつ、前記処理室内の当該処理室よりも低温に設定された隣接する他の処理室側の下側の加熱領域に与えられる熱量が、当該処理室よりも高温に設定された隣接する他の処理室側の上側の加熱領域に与えられる熱量よりも多くなるようすることにより、前記いずれかの処理室における上下方向の温度勾配を緩和するとともに、前記成形型の移送方向の温度勾配を緩和する方法としてある。 Further, the method of manufacturing an optical element of the present invention transfers a molding die containing a molding material to a plurality of processing chambers including a heating chamber, a press chamber, and a cooling chamber, and heats, presses, and cools the molding die. In a method for manufacturing a molded body including forming a molded body by performing each treatment including: a plurality of heating units are arranged in at least one of the processing chambers in a vertical direction and a transfer direction of the mold. Each of the plurality of heating units is operated with a predetermined relative output , and the lower heating region on the side of another adjacent processing chamber set at a lower temperature than the processing chamber in the processing chamber the amount of heat is given by Rukoto be to be more than the amount of heat applied to the upper side of the heating region of the other processing chamber side adjacent than the treatment chamber is set to a high temperature, in the one of the processing chamber Thereby alleviating the temperature gradient in the downward direction, it is a method of alleviating the temperature gradient in the transfer direction of the mold.
光学素子の製造方法をこのような方法とすると、処理室内に設けられた複数の加熱ユニットのそれぞれが、処理室内の温度勾配を緩和するように、加熱動作中の出力が設定されるため、処理室内の温度分布を均一に保つことができる。このように、本発明は、処理室内の部位による温度相異や経時による温度変動を防止して、処理室内の精緻な温度管理を実現できる。したがって、光学素子の面精度や形状精度をさらに向上させることができる。 When the optical element manufacturing method is such a method, the output during the heating operation is set so that each of the plurality of heating units provided in the processing chamber relaxes the temperature gradient in the processing chamber. The indoor temperature distribution can be kept uniform. As described above, according to the present invention, it is possible to prevent temperature differences due to portions in the processing chamber and temperature fluctuations with time, and to realize precise temperature management in the processing chamber. Therefore, the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved.
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記いずれかの処理室内の所定位置における温度を測定し、測定した温度と予め設定した目標温度を比較し、比較の結果によって、前記複数の加熱ユニットを、前記予め定めた相対出力によって動作する方法としてある。 Further, the method for manufacturing an optical element of the present invention measures the temperature at a predetermined position in any of the processing chambers, compares the measured temperature with a preset target temperature, and determines the plurality of heating units according to the comparison result. Is a method of operating by the predetermined relative output.
光学素子の製造方法をこのような方法とすれば、処理室内の測定温度と、目標とされる設定温度とが比較され、この比較結果がフィードバックされて、加熱ユニットが動作制御される。このため、経時の温度変動を最小に抑制でき、処理室内の温度分布を均一に保持して、光学素子の面精度や形状精度をさらに高めることができる。 If the manufacturing method of the optical element is such a method, the measured temperature in the processing chamber is compared with the target set temperature, the comparison result is fed back, and the operation of the heating unit is controlled. For this reason, the temperature fluctuation with time can be suppressed to the minimum, the temperature distribution in the processing chamber can be kept uniform, and the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further increased.
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記予め定めた相対出力が、各加熱ユニットの相対出力比としてある。
光学素子の製造方法をこのようにすれば、相対出力比を予め定め、その相対出力比により加熱ユニットを動作させることができる。相対出力比は、加熱ユニットの加熱源の最大出力を１００としたときの設定出力の割合を示すものである。この相対出力比は、相対出力と同様に、処理室内の温度勾配を緩和できるような値で設定される。したがって、各加熱ユニットを相対出力比により動作させることで、処理室内の温度分布の均一化を図ることができ、光学素子の面精度や形状精度をさらに向上させることができる。
In the method of manufacturing an optical element of the present invention, the predetermined relative output is a relative output ratio of each heating unit.
If the manufacturing method of an optical element is made in this way, the relative output ratio can be determined in advance, and the heating unit can be operated with the relative output ratio. The relative output ratio indicates the ratio of the set output when the maximum output of the heating source of the heating unit is 100. This relative output ratio is set to a value that can relieve the temperature gradient in the processing chamber, similarly to the relative output. Therefore, by operating each heating unit with the relative output ratio, the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform, and the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved.
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記成形型が上型と下型を備え、前記複数の加熱ユニットの各々を、予め定めた相対出力によって動作させることにより、上型と下型の温度差を緩和することとした方法としてある。
光学素子の製造方法をこのような方法とすると、上型と下型の温度差が緩和されることから、光学素子の面精度や形状精度をさらに向上させることができる。
In the method of manufacturing an optical element of the present invention, the molding die includes an upper die and a lower die, and each of the plurality of heating units is operated with a predetermined relative output, whereby the upper die and the lower die are operated. This is a method of reducing the temperature difference.
When the manufacturing method of the optical element is such a method, the temperature difference between the upper mold and the lower mold is alleviated, so that the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved.
また、本発明の光学素子の製造方法は、加熱室、プレス室、冷却室を含む前記複数の処理室のそれぞれにおいて、複数の成形型に対して同時に前記処理を施し、かつ、前記複数の成形型は、各処理室において移送方向に配列されることとした方法としてある。
光学素子の製造方法をこのような方法とすれば、一つの処理室内で複数の成形型に対し同時に処理を施す場合に、それら複数の成形型のいずれにおいても、面精度や形状精度の非常に高い光学素子を得ることができる。しかも、処理室内における成形型の移送方向の温度勾配を緩和することで、その移送方向に配列された複数の成形型のいずれに対しても均一な温度を与えることができる。したがって、それら複数の成形型のいずれにおいても、面精度や形状精度の非常に高い光学素子を得ることができる。
Further, in the method for manufacturing an optical element of the present invention, in each of the plurality of processing chambers including a heating chamber, a press chamber, and a cooling chamber, the processing is simultaneously performed on a plurality of molding dies, and the plurality of moldings are performed. The mold is a method in which each mold is arranged in the transfer direction in each processing chamber.
If the optical element manufacturing method is such a method, when processing is simultaneously performed on a plurality of molds in one processing chamber, the surface accuracy and shape accuracy of each of the plurality of molds are extremely high. A high optical element can be obtained. In addition, by relaxing the temperature gradient in the transfer direction of the mold in the processing chamber, a uniform temperature can be applied to any of the plurality of molds arranged in the transfer direction. Therefore, in any of the plurality of molds, an optical element having very high surface accuracy and shape accuracy can be obtained.
以上のように、本発明によれば、処理室内に設けられた複数の加熱ユニットのそれぞれに対し、処理室内の温度勾配を制御（緩和、抑制）するように、加熱動作時の出力が設定され、しかも、加熱ユニット近傍の測定温度と予め記憶された設定温度とが比較され、この結果がフィードバックされて加熱ユニットを動作させる。これにより、処理室内の部位による温度相異や経時による温度変動を防止して、処理室内の精緻かつ厳格な温度管理を実現でき、ひいては、光学素子の面精度や形状精度のさらなる向上を図ることができる。特に、処理室の内部において、上下方向及び前記成形型の移送方向のそれぞれに複数、配列して設けるとともに、前記処理室の内部における当該処理室よりも低温に設定された隣接する他の処理室寄りの下側の加熱領域に与えられる熱量が、当該処理室よりも高温に設定された隣接する他の処理室寄りの上側の加熱領域に与えられる熱量よりも多くなるように制御することにより、上型、下型の温度差を生じさせるような処理室内の上下方向の温度勾配や成形型の移送方向の温度勾配を制御できる。このため、処理室内の温度分布の均一化を図ることができ、したがって、光学素子の面精度や形状精度をさらに向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the output during the heating operation is set so as to control (relax, suppress) the temperature gradient in the processing chamber for each of the plurality of heating units provided in the processing chamber. Moreover, the measured temperature in the vicinity of the heating unit is compared with the preset temperature stored in advance, and the result is fed back to operate the heating unit. As a result, temperature differences due to parts in the processing chamber and temperature fluctuations over time can be prevented, and precise and strict temperature management in the processing chamber can be realized. As a result, the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved. Can do. In particular, in the processing chamber, a plurality of the processing chambers are arranged in the vertical direction and in the transfer direction of the mold, and other adjacent processing chambers set at a lower temperature than the processing chamber inside the processing chamber. By controlling so that the amount of heat given to the heating area on the lower side nearer than the amount of heat given to the upper heating area near the other adjacent processing chamber set to a higher temperature than the processing chamber, It is possible to control a temperature gradient in the vertical direction in the processing chamber that causes a temperature difference between the upper die and the lower die and a temperature gradient in the transfer direction of the molding die. For this reason, the temperature distribution in the processing chamber can be made uniform, and therefore the surface accuracy and shape accuracy of the optical element can be further improved.
以下、本発明に係るモールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a mold press molding apparatus and an optical element manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
［モールドプレス成形装置］
まず、本発明のモールドプレス成形装置の実施形態について説明する。
本実施形態のモールドプレス成形装置は、既に図１で示した従来のモールドプレス成形装置と同様に、取出・挿入室Ｐ１と、複数の処理室（第一加熱室Ｐ２，第二加熱室Ｐ３，均熱室Ｐ４，プレス室Ｐ５，第一徐冷室Ｐ６，第二徐冷室Ｐ７）と、急冷室Ｐ８とを備えており、これらは円周に沿って配置されている。また、その円の中心を支点として回転する回転テーブル２を備えている。
[Mold press molding equipment]
First, an embodiment of the mold press molding apparatus of the present invention will be described.
The mold press molding apparatus of this embodiment is similar to the conventional mold press molding apparatus already shown in FIG. 1 and includes an extraction / insertion chamber P1 and a plurality of processing chambers (first heating chamber P2, second heating chamber P3, A soaking chamber P4, a press chamber P5, a first annealing chamber P6, a second annealing chamber P7) and a quenching chamber P8 are provided, and these are arranged along the circumference. In addition, a rotary table 2 that rotates around the center of the circle is provided.
次に、複数ある処理室のうち第一加熱室Ｐ２の加熱構造について、図３、図４を参照して説明する。
図３は、第一加熱室Ｐ２の内部構造を示す縦方向断面図（図１に示すモールドプレス成形装置のＡ−Ａ断面図）、図４は、図３に示した第一加熱室Ｐ２のＢ−Ｂ断面図である。
なお、この実施形態では、処理室の代表例として第一加熱室Ｐ２の構造について説明するが、他の処理室（他の加熱室，加圧室，徐冷室）においても、ほぼ同様の構造とすることもできる。ただし、各処理室の室内温度は、それぞれの処理内容に応じて個別に設定されている。
Next, the heating structure of the first heating chamber P2 among the plurality of processing chambers will be described with reference to FIGS.
3 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the first heating chamber P2 (AA sectional view of the mold press forming apparatus shown in FIG. 1), and FIG. 4 is a view of the first heating chamber P2 shown in FIG. It is BB sectional drawing.
In this embodiment, the structure of the first heating chamber P2 will be described as a representative example of the processing chamber. However, in the other processing chambers (other heating chambers, pressurizing chambers, slow cooling chambers), substantially the same structure is used. It can also be. However, the indoor temperature of each processing chamber is individually set according to the content of each processing.
第一加熱室（Ｐ２）５は、図３に示すように、外側面部材５１と内側面部材５２と上面部材５３とによりケース状態に形成され、この内部に、反射板７と、加熱手段８とを配置してある。
加熱手段８は、図４に示すように、複数の加熱ユニット８ａ〜８ｄで構成されている。そして、各加熱ユニット８ａ〜８ｄは、帯状の抵抗発熱体８１が複数の支持部材８２により上下方向へ蛇行した状態で支持されている。
As shown in FIG. 3, the first heating chamber (P2) 5 is formed in a case state by an
As shown in FIG. 4, the
加熱ユニットは、成形型の移送方向に対して左右対称な状態で、ケース５の外側面部材５１の内面と、内側面部材５２の内面との双方に設けられる。例えば、加熱ユニットが、外側面部材５１の内面に四つ、内側面部材２２の内面に四つそれぞれ設けることができ、この場合、一つの処理室内には、加熱ユニットが計八つ設けられることになる。
また、加熱ユニットは、上下方向、移送方向の少なくともいずれかの方向に複数設けられる。上下方向に複数設けるのは、上下方向の温度勾配の制御を可能とするためである。また、成形型の移送方向に複数設けるのは、移送方向の温度勾配の制御を可能とするためである。
The heating unit is provided on both the inner surface of the
Further, a plurality of heating units are provided in at least one of the vertical direction and the transfer direction. The reason for providing a plurality in the vertical direction is to enable control of the temperature gradient in the vertical direction. The reason why a plurality of molds are provided in the transfer direction of the mold is to enable control of the temperature gradient in the transfer direction.
なお、図４においては、加熱ユニットが四つ設けられているが、四つに限るものではなく、二つ、三つ、あるいは五つ以上であってもよい。また、一つの処理室に設けられる加熱ユニットの数も、八つに限るものではなく、七つ以下や九つ以上であってもよい。
反射板７は、加熱手段８から発せられた熱を反射する。これにより、その熱を効率良く成形型４に与えることができる。
In FIG. 4, four heating units are provided, but the number is not limited to four, and may be two, three, or five or more. Further, the number of heating units provided in one processing chamber is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more.
The
次に、加熱ユニットの制御系について、図５を参照して説明する。
加熱ユニットの制御系９は、温度センサ（温度測定手段）Ｓａ〜Ｓｄと、設定温度記憶手段９１と、比較手段９２と、制御手段９３とを有している。なお、比較手段９２と制御手段９３とを総称して「制御部Ａ」という。
Next, the control system of the heating unit will be described with reference to FIG.
The control system 9 of the heating unit includes temperature sensors (temperature measuring means) Sa to Sd, a set temperature storage means 91, a comparison means 92, and a control means 93. The
温度センサＳａ〜Ｓｄは、例えば、熱電対などを用いることができ、一の加熱ユニットが加熱する範囲（以下、「加熱領域ＨＡ」という。）ごとに一つ以上設けられている。具体的には、図４に示すように、各加熱ユニット８ａ〜８ｄの近傍にそれぞれ設けることができる。
この温度センサＳａ〜Ｓｄを外側面部材５１の内面に複数設けた場合、一の温度センサ（本実施形態においては、温度センサＳｄ）は、設定温度との比較に用いる温度の測定用（制御用、フィードバック用）とされる。そして、他の温度センサ（本実施形態においては、温度センサＳａ〜Ｓｃ）は、処理室内の温度変動を監視するためのモニタ用とされる。
For example, a thermocouple or the like can be used as the temperature sensors Sa to Sd, and one or more temperature sensors Sa to Sd are provided for each heating range (hereinafter referred to as “heating area HA”). Specifically, as shown in FIG. 4, it can be provided in the vicinity of each of the heating units 8a to 8d.
When a plurality of the temperature sensors Sa to Sd are provided on the inner surface of the
なお、本実施形態においては、加熱ユニットが外側面部材５１の内面に四つ備えられる。このため、温度センサは、外側面部材５１の内面に計四つ以上（一の処理室内には、内側面部材５２の内面も含めて計八つ以上）設けられる。ただし、後述するように、設定温度と比較される温度は、四つの測定温度のうちの一つだけである。このため、温度センサは、最低限、処理室内に一つ以上設けられる。
また、本実施形態においては、加熱ユニット８ｄの近傍に設けられた温度センサＳｄを制御用の温度センサとしているが、制御用の温度センサは温度センサＳｄに限るものではなく、他の温度センサを用いることもできる。
In the present embodiment, four heating units are provided on the inner surface of the
In this embodiment, the temperature sensor Sd provided in the vicinity of the heating unit 8d is used as a control temperature sensor. However, the control temperature sensor is not limited to the temperature sensor Sd, and other temperature sensors may be used. It can also be used.
設定温度記憶手段９１は、各加熱領域ＨＡにおける設定温度を記憶する。
設定温度は、図６に示すように、各加熱領域ＨＡごとに異ならせることができる。
具体的には、例えば、設定温度は、処理室の外側面部材５１の内面に向かって左上の加熱領域ＨＡａでは６８０℃、右上の加熱領域ＨＡｂでは７００℃、左下の加熱領域ＨＡｃでは７３０℃、右下の加熱領域ＨＡｄでは７５０℃などとすることができる。
The set
As shown in FIG. 6, the set temperature can be made different for each heating area HA.
Specifically, for example, the set temperature is 680 ° C. in the upper left heating area HAa, 700 ° C. in the upper right heating area HAb, and 730 ° C. in the lower left heating area HAc toward the inner surface of the
比較手段９２は、制御用の温度センサＳｄから送られてきた測定温度と、設定温度記憶手段９１から取り出した設定温度とを比較し、この結果を制御手段９３へ伝える。
なお、本実施形態においては、加熱ユニットの近傍で測定される温度は複数あるものの、設定温度と比較する測定温度は一つとしてある。これは、複数の測定温度を用いて設定温度と比較しこれをフィードバックさせた場合、加熱ユニット同士の干渉がフィードバックに反映されてしまい温度制御が不安定になるためである。
The
In this embodiment, there are a plurality of temperatures measured in the vicinity of the heating unit, but there is only one measured temperature to be compared with the set temperature. This is because when a plurality of measured temperatures are used and compared with the set temperature and fed back, the interference between the heating units is reflected in the feedback and the temperature control becomes unstable.
制御手段９３は、比較手段９２から比較結果を受け取ると、この比較結果にもとづいて、加熱ユニット８ａ〜８ｄを動作させるか否かの判断を行う。判断の結果、動作させる場合は、予め設定した出力比にもとづいて各加熱ユニット８ａ〜８ｄを動作させる。
なお、複数の加熱ユニット８ａ〜８ｄには、処理室内の温度勾配を考慮して算出された出力比が予め設定されているため、複数の加熱ユニット８ａ〜８ｄのすべてに対して一度に動作制御を行うことが望ましい。
When the
In addition, since the output ratio calculated in consideration of the temperature gradient in the processing chamber is preset in the plurality of heating units 8a to 8d, operation control is performed on all of the plurality of heating units 8a to 8d at a time. It is desirable to do.
また、制御手段９３は、各加熱ユニット８ａ〜８ｄの出力比を設定・記憶する。
出力比は、加熱ユニットの加熱源の最大出力を１００としたときの設定出力の割合を示したものである。
なお、本実施形態においては、各加熱ユニットを動作させるときの設定出力を「出力比」で表すものとするが、その設定出力の表し方は、「出力比」に限るものではなく、例えば、「○○ｋＷ」などのように、比率ではなく、出力の数値の組合せで表すこともできる。
Moreover, the control means 93 sets and memorize | stores the output ratio of each heating unit 8a-8d.
The output ratio indicates the ratio of the set output when the maximum output of the heating source of the heating unit is 100.
In the present embodiment, the set output when operating each heating unit is represented by “output ratio”, but the way of representing the set output is not limited to “output ratio”. Instead of a ratio, it can be expressed by a combination of output numerical values, such as “OOkW”.
また、出力比は、図６に示すように、各加熱ユニット８ａ〜８ｄごとに異ならせることができる。
具体的には、例えば、加熱ユニット８ａの出力比は５５％、加熱ユニット８ｂは６０％、加熱ユニット８ｃは６５％、加熱ユニット８ｄは７０％などとすることができる。
これら出力比は、最も均熱性が得られるもの（処理室内に生じる温度勾配を抑止できるもの）として算出され、成形体の製造がモールドプレス成形装置で開始される前に予め設定される。このように算出・設定された出力比は、その後固定しておくことが望ましい。ただし、出力比は、成形する成形素材の体積や、成形体の形状などの依存する、成形条件によって、適宜変更可能なことはいうまでもない。
Moreover, as shown in FIG. 6, an output ratio can be varied for each heating unit 8a-8d.
Specifically, for example, the output ratio of the heating unit 8a can be 55%, the heating unit 8b can be 60%, the heating unit 8c can be 65%, the heating unit 8d can be 70%, and the like.
These output ratios are calculated as those that provide the most uniform temperature (those that can suppress the temperature gradient generated in the processing chamber), and are set in advance before the production of the molded body is started by the mold press molding apparatus. The output ratio calculated and set in this way is preferably fixed thereafter. However, it goes without saying that the output ratio can be appropriately changed depending on the molding conditions depending on the volume of the molding material to be molded, the shape of the molded body, and the like.
次に、出力比及び設定温度の設定について、図５及び図７を参照して説明する。
図５又は図７（ａ）に示すように、処理室内には四つの加熱領域ＨＡａ〜ＨＡｄ（左上の加熱領域ＨＡａ、右上の加熱領域ＨＡｂ、左下の加熱領域ＨＡｃ、右下の加熱領域ＨＡｄ）があるものとする。また、各加熱領域ＨＡａ〜ＨＡｄには、それぞれ温度センサＳａ〜Ｓｄが設けられている。
各温度センサＳａ〜Ｓｄからの測定温度にもとづいて、制御手段９３は、処理室内の温度分布を明らかにする。処理室内は、熱の対流により上下方向に温度勾配が生じるとともに、隣室との温度干渉により成形型の移送方向にも温度勾配が生じる。
Next, the setting of the output ratio and the set temperature will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5 or FIG. 7A, there are four heating areas HAa to HAd (upper left heating area HAa, upper right heating area HAb, lower left heating area HAc, lower right heating area HAd) in the processing chamber. There shall be. In addition, temperature sensors Sa to Sd are provided in the heating regions HAa to HAd, respectively.
Based on the measured temperature from each of the temperature sensors Sa to Sd, the control means 93 reveals the temperature distribution in the processing chamber. In the processing chamber, a temperature gradient is generated in the vertical direction due to heat convection, and a temperature gradient is also generated in the transfer direction of the mold due to temperature interference with the adjacent chamber.
図７（ｂ）に示すように、それら上下方向の温度勾配と成形型の移送方向の温度勾配を合成すると、処理室内の右下の加熱領域ＨＡｄが相対的に低温となり、左上の加熱領域ＨＡａが高温となる。
この場合、室内温度を均一にするためには、右下の加熱領域ＨＡｄに与えられる熱量を左上の加熱領域ＨＡａに与えられる熱量よりも多くするとよい。
As shown in FIG. 7B, when the temperature gradient in the vertical direction and the temperature gradient in the transfer direction of the mold are combined, the lower right heating area HAd in the processing chamber becomes relatively low temperature, and the upper left heating area HAa. Becomes hot.
In this case, in order to make the room temperature uniform, the amount of heat given to the lower right heating area HAd may be made larger than the amount of heat given to the upper left heating area HAa.
そこで、図７（ｃ）に示すように、加熱ユニットの出力比は、右下の加熱領域ＨＡｄにある加熱ユニット８ｄについては相対的に高く設定し、一方、左上の加熱領域ＨＡａにある加熱ユニット８ａについては相対的に低く設定する。
例えば、右下の加熱領域ＨＡｄにある加熱ユニット８ｄについては７０％を設定し、左下の加熱領域ＨＡｃにある加熱ユニット８ｃについては６５％を設定し、右上の加熱領域ＨＡｂにある加熱ユニット８ｂについては６０％を設定し、左上の加熱領域ＨＡａにある加熱ユニット８ａについては５５％を設定する。
Therefore, as shown in FIG. 7C, the output ratio of the heating unit is set relatively high for the heating unit 8d in the lower right heating area HAd, while the heating unit in the upper left heating area HAa. 8a is set relatively low.
For example, 70% is set for the heating unit 8d in the lower right heating area HAd, 65% is set for the heating unit 8c in the lower left heating area HAc, and the heating unit 8b in the upper right heating area HAb is set. Is set to 60%, and 55% is set for the heating unit 8a in the upper left heating area HAa.
また、図７（ｄ）に示すように、各加熱ユニットの近傍の設定温度は、右下の加熱領域ＨＡｄにある加熱ユニット８ｄの近傍については相対的に高く設定し、一方、左上の加熱領域ＨＡａにある加熱ユニット８ａの近傍については相対的に低く設定する。
例えば、右下の加熱領域ＨＡｄにある加熱ユニット８ｄについては７５０℃を設定し、左下の加熱領域ＨＡｃにある加熱ユニット８ｃについては７３０℃を設定し、右上の加熱領域ＨＡｂにある加熱ユニット８ｂについては７００℃を設定し、左上の加熱領域ＨＡａにある加熱ユニット８ａについては６８０℃を設定する。
Further, as shown in FIG. 7D, the set temperature in the vicinity of each heating unit is set relatively high in the vicinity of the heating unit 8d in the lower right heating area HAd, while the upper left heating area. The vicinity of the heating unit 8a in HAa is set relatively low.
For example, 750 ° C. is set for the heating unit 8d in the lower right heating area HAd, 730 ° C. is set for the heating unit 8c in the lower left heating area HAc, and the heating unit 8b in the upper right heating area HAb is set. Is set to 700 ° C., and 680 ° C. is set for the heating unit 8a in the upper left heating area HAa.
このように、処理室の上下方向の温度勾配や成形型の移送方向の温度勾配を考慮して出力比や設定温度を設定することにより、その温度勾配を制御して、処理室内の温度分布の均一化を図ることができる。
なお、設定温度は、設定温度記憶手段９１へ送られて記憶される。また、出力比は、制御手段９３で記憶される。
In this way, by setting the output ratio and the set temperature in consideration of the temperature gradient in the vertical direction of the processing chamber and the temperature gradient in the transfer direction of the mold, the temperature gradient is controlled to control the temperature distribution in the processing chamber. Uniformity can be achieved.
The set temperature is sent to the set
［光学素子の製造方法］
次に、本実施形態の光学素子の製造方法について、図８を参照して説明する。
同図は、本実施形態の光学素子の製造方法の動作手順を示すフローチャートである。
同図に示すように、本実施形態の光学素子の製造方法は、まず、相対出力設定工程（ステップ１０）と、設定温度記憶工程（ステップ１１）とが行われ、その後に、加熱工程（ステップ１２）、加圧成形工程（ステップ１３）、冷却工程（ステップ１４）などが行われる。
[Method for Manufacturing Optical Element]
Next, the manufacturing method of the optical element of this embodiment is demonstrated with reference to FIG.
This figure is a flowchart showing the operation procedure of the method of manufacturing the optical element of the present embodiment.
As shown in the figure, in the optical element manufacturing method of the present embodiment, first, a relative output setting step (step 10) and a set temperature storage step (step 11) are performed, and then a heating step (step). 12), a pressure molding process (step 13), a cooling process (step 14), etc. are performed.
相対出力設定工程においては、処理室内の上下方向の温度勾配や成形型の移送方向の温度勾配を制御するように、複数の加熱ユニットの出力比が、各加熱ユニットごとに、制御手段９３において設定され、記憶される。
次いで、設定温度記憶工程においては、処理室内の所定位置における目標の温度が設定温度として設定温度記憶手段９１で記憶される。
なお、これら相対出力設定工程と設定温度記憶工程は、予備実験として行うこともできる。
In the relative output setting step, the output ratio of the plurality of heating units is set in the control means 93 for each heating unit so as to control the temperature gradient in the vertical direction in the processing chamber and the temperature gradient in the transfer direction of the mold. And memorized.
Next, in the set temperature storage step, the target temperature at a predetermined position in the processing chamber is stored in the set
The relative output setting step and the set temperature storage step can also be performed as a preliminary experiment.
その後、成形型に収容された成形素材を加熱する加熱工程、加熱軟化した成形素材をプレス成形する加圧成形工程、成形体を冷却する冷却工程が順次行われる。
そして、これら加熱工程、加圧成形工程、冷却工程が行われている間、各処理室においては、図９に示すように、温度測定工程（ステップ２０）、比較工程（ステップ２１）、加熱ユニット制御工程（ステップ２２）が行われる。
Thereafter, a heating process for heating the molding material accommodated in the mold, a pressure molding process for press-molding the heat-softened molding material, and a cooling process for cooling the molded body are sequentially performed.
While these heating process, pressure molding process, and cooling process are performed, in each processing chamber, as shown in FIG. 9, a temperature measurement process (step 20), a comparison process (step 21), a heating unit A control process (step 22) is performed.
温度測定工程においては、処理室内の所定位置の温度が温度センサＳａ〜Ｓｄにより測定される。
比較工程においては、この温度測定工程で得られた測定温度と、設定温度記憶工程で記憶された設定温度とが比較される。すなわち、温度センサＳｄでの測定温度が比較手段９２へ送られると、この比較手段９２に設定温度記憶手段９１から出力された設定温度と測定温度とが例えば電圧にそれぞれ変換されて比較される。
In the temperature measurement step, the temperature at a predetermined position in the processing chamber is measured by the temperature sensors Sa to Sd.
In the comparison step, the measured temperature obtained in this temperature measurement step is compared with the set temperature stored in the set temperature storage step. That is, when the temperature measured by the temperature sensor Sd is sent to the
加熱ユニット制御工程においては、比較工程での比較の結果にもとづいて、相対出力設定工程で設定された出力により、複数の加熱ユニットをそれぞれ動作させる。すなわち、比較手段９２での比較の結果が制御手段９３へ送られると、この制御手段９３において、その比較結果の内容が判断される。判断の結果、測定温度が設定温度を下回っている場合は、加熱ユニット８ａ〜８ｄを動作させる。
光学素子の製造方法をこのような方法とすることで、処理室内の精緻かつ厳格な温度管理を実現できることから、処理室内の温度分布を均一化して、光学素子の面精度、形状制度をさらに高めることができる。しかも、処理室内の温度が常に管理され、設定温度との差異が生じるとフィードバックされて加熱ユニットが動作するため、温度変動を最小に抑えることができる。
In the heating unit control step, each of the plurality of heating units is operated by the output set in the relative output setting step based on the comparison result in the comparison step. That is, when the result of comparison by the comparison means 92 is sent to the control means 93, the control means 93 determines the contents of the comparison results. As a result of the determination, if the measured temperature is lower than the set temperature, the heating units 8a to 8d are operated.
By adopting such an optical element manufacturing method, it is possible to realize precise and strict temperature control in the processing chamber, so that the temperature distribution in the processing chamber is made uniform and the surface accuracy and shape system of the optical element are further improved. be able to. In addition, the temperature in the processing chamber is always managed, and when a difference from the set temperature occurs, the heating unit operates by being fed back, so that temperature fluctuations can be minimized.
以上、本発明のモールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係るモールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。 The preferred embodiments of the mold press molding apparatus and the optical element manufacturing method of the present invention have been described above. However, the mold press molding apparatus and the optical element manufacturing method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. Needless to say, various modifications can be made within the scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、処理室の代表例として第一加熱室について説明したが、図１に示すような構成は、第一加熱室に限るものではなく、他の処理室においても実現可能である。
また、図１においては、ケースに底面部材を設けていないが、底面部材を設けた処理室においても、本発明を実現できる。
さらに、上記の実施形態では、回転テーブル２を用いて成形型４を円形の搬送経路に沿って搬送して、各種処理を行う構成の成形装置を示したが、他の形態、例えば直線状の搬送経路を採用した成形装置にも本発明を適用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the first heating chamber has been described as a representative example of the processing chamber. However, the configuration illustrated in FIG. 1 is not limited to the first heating chamber, and can be realized in other processing chambers. It is.
In FIG. 1, the bottom member is not provided in the case, but the present invention can be realized even in a processing chamber provided with the bottom member.
Furthermore, in the above-described embodiment, the molding apparatus configured to perform various processes by transporting the molding die 4 along the circular transport path using the rotary table 2 has been described. The present invention can also be applied to a molding apparatus that employs a conveyance path.
本発明は、加熱手段を備えた処理室内の温度管理に関する発明であるため、所定空間内の温度管理が必要な装置に利用可能である。 Since the present invention relates to temperature management in a processing chamber provided with heating means, it can be used for an apparatus that requires temperature management in a predetermined space.
１ チャンバー
３ 支持台
４ 成形型
５ ケース
７ 反射板
８ 加熱手段
８ａ〜８ｄ 加熱ユニット
９ 加熱ユニットの制御系
９１ 設定温度記憶手段
９２ 比較手段
９３ 制御手段
ＨＡａ〜ＨＡｄ 加熱領域
Ｓａ〜Ｓｄ 温度センサ（温度測定手段）
Ｐ２ 第一加熱室
DESCRIPTION OF
P2 first heating chamber
Claims (7)
少なくともいずれかの前記処理室内に設けられた、複数の加熱ユニットと、
予め設定した相対出力に基づいて、前記複数の加熱ユニットをそれぞれ動作させ、室内部の雰囲気を所定の温度にする制御手段とを備え、
前記複数の加熱ユニットを、前記処理室の内部において、上下方向及び前記成形型の移送方向のそれぞれに複数、配列して設けるとともに、
前記処理室の内部における当該処理室よりも低温に設定された隣接する他の処理室寄りの下側の加熱領域に与えられる熱量が、当該処理室よりも高温に設定された隣接する他の処理室寄りの上側の加熱領域に与えられる熱量よりも多くなるようにしたことを特徴とする、モールドプレス成形装置。 In a mold press molding apparatus comprising a plurality of processing chambers including a heating chamber, a press chamber, and a cooling chamber, and a transfer means for sequentially transferring a molding die containing a molding material to each of the processing chambers,
A plurality of heating units provided in at least one of the processing chambers;
Control means for operating each of the plurality of heating units based on a preset relative output to bring the indoor atmosphere to a predetermined temperature;
Wherein a plurality of heating units, in the interior of the processing chamber, a plurality each of the vertical direction and the transport direction of the mold, sequence and provided Rutotomoni,
The amount of heat given to the lower heating region near the other processing chamber that is set lower than the processing chamber in the processing chamber is set to a temperature higher than that of the processing chamber. A mold press molding apparatus characterized in that the amount of heat applied to the upper heating region near the room is larger .
前記処理室内に配置された複数の温度測定手段と、
前記温度測定手段のうち、いずれか一の温度測定手段によって測定された温度と、前記設定温度記憶手段から出力された前記設定温度とを比較する比較手段とを備え、
前記制御手段が、前記比較手段からの比較結果と、前記予め設定した相対出力に基づいて、前記複数の加熱ユニットを動作させることを特徴とする、請求項１に記載のモールドプレス成形装置。 Set temperature storage means for storing a target temperature at a predetermined position in the processing chamber in which the heating unit is provided as a set temperature;
A plurality of temperature measuring means disposed in the processing chamber;
Comparing means for comparing the temperature measured by any one of the temperature measuring means with the set temperature output from the set temperature storage means,
2. The mold press molding apparatus according to claim 1 , wherein the control unit operates the plurality of heating units based on a comparison result from the comparison unit and the preset relative output.
少なくともいずれかの前記処理室内に、複数の加熱ユニットを上下方向及び前記成形型の移送方向のそれぞれに配列して設け、
前記複数の加熱ユニットの各々を、予め定めた相対出力によって動作させ、かつ、前記処理室内の当該処理室よりも低温に設定された隣接する他の処理室側の下側の加熱領域に与えられる熱量が、当該処理室よりも高温に設定された隣接する他の処理室側の上側の加熱領域に与えられる熱量よりも多くなるようすることにより、
前記いずれかの処理室における上下方向の温度勾配を緩和するとともに、前記成形型の移送方向の温度勾配を緩和することを特徴とする、
前記製造方法。 A molding die containing a molding material is transferred to a plurality of processing chambers including a heating chamber, a press chamber, and a cooling chamber, and a molding is obtained by performing each treatment including heating, pressing, and cooling on the molding die. In the manufacturing method of the optical element including
In at least one of the processing chambers, a plurality of heating units are arranged in the vertical direction and the transfer direction of the mold, respectively ,
Each of the plurality of heating units is operated by a predetermined relative output , and is given to a lower heating region on the side of another processing chamber adjacent to the processing chamber set at a lower temperature than the processing chamber. heat is by Rukoto be to be larger than the amount of heat applied to the upper side of the heating region of the other processing chamber side adjacent than the treatment chamber is set to a high temperature,
While relieving the temperature gradient in the vertical direction in any one of the processing chambers, the temperature gradient in the transfer direction of the mold is relieved ,
The manufacturing method.
請求項３に記載の製造方法。 The temperature at a predetermined position in any one of the processing chambers is measured, the measured temperature is compared with a preset target temperature, and the plurality of heating units are controlled by the predetermined relative output according to the comparison result. Characterized by
The manufacturing method according to claim 3 .
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