JPH01316252A

JPH01316252A - 光学素子の成形方法

Info

Publication number: JPH01316252A
Application number: JP14893788A
Authority: JP
Inventors: Naohito Orito; 織戸　尚人; Nobuyoshi Iwasaki; 暢喜岩崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1989-12-21

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、振動による光学素子成形方法、特に熱可塑性
樹脂からなる被加工部材に上、下のポンチの各成形面の
転写が振動によって行われる光学素子の成形方法に関す
る。

〔従来の技術〕

プラスチックからなる光学素子を得る方法には、射出成
形、キャスティング等による成形、素材ブランクをダイ
ヤモンド等のバイトで直接切削加工するもの、そして第
５図ａ、ｂ、ｃに成形工程を示すように、熱可塑性のプ
ラスチック平板４０を上下ダイス４１．４２にて固定し
た状態で（図ａ）上下ポンチ４３．４４を平板４０に加
圧しながら振動することにより（図ｂ）、平板４０に自
己発熱による熱軟化をさせつつ各成形面４５．４６にて
所望の仕上げ面形状４７にして打抜く（図Ｃ）いわゆる
振動熱成形方法（特願昭６２−２２４７１９号）等があ
る。

これらの中から、加工対象となる光学素子に最適な方法
を選択して加工が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら従来技術においては次のような問題点があ
った。射出成形による方法は成形用金型や成形装置に多
大な設備投資が要請され、また射川底形工程においては
溶融樹脂を流入した後成形品を冷却硬化させる際にレン
ズ面形状の転写を良好にするための加圧調整等の制御が
難しいという問題点があった。またキャスティングの場
合は型は安価になるが圧力をかけないで固化させ成形す
るので樹脂が収縮し、厚肉部における成形面の転写が良
好に行えない問題点があり、切削加工では、レンズ面の
面精度に限度があり、面精度を高めるためには加工工程
や加工時間が長大になるといった問題点があった。さら
に先行技術としての振動熱成形による平凸レンズの場合
の成形方法は、第５図に示したように、上ポンチ４３の
成形面４５が凹面、下ポンチ４４の成形面４６が平面に
なっているために、上ポンチ４３の凹面と平板（被加工
部材）４０とにより形成される空間４８に空気が留まっ
た状態で成形が進行していくために、成形品には凹面の
転写が充分に行われずに外観不良が発生し、所望の光学
性能が得られなかった。この現象は両凸レンズの場合も
同様である。また特に第６図に示すように、上ポンチ４
３の成形面の外周縁（ランド部）４９を中心にして、被
加工部材４０には振動による発熱が波状線で示したよう
に伝播しているために被加工部材の成形面全体を均一的
に加熱することが難しく、さらに外観不良を発生しやす
いものとなっていた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、成形面の
転写性が良好であってかつ容易に所望の光学素子に成形
できる光学素子の成形方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、振動
熱成形方法において、逆位相で振動動作する上ポンチお
よび下ポンチの成形面の中心部にて、成形初期に被加工
部材と当接するようにしたものであって、上ポンチおよ
び下ポンチの成形面と被加工部材とによって形成される
空気留め空間を無くし、成形面の転写性と成形性を良好
にならしめている。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

（第１実施例）第１図は、本発明に係る両凸レンズの成形方法を実施す
るための成形装置１の断面説明図である。

図において、成形装置１の支持台（固定台）２には、対
向する上下の加振アクチュエータ３．４を介して上加振
フレーム５．下加振フレーム６が加振自在に装備しであ
る。上加振フレーム５には互に平行な３本の摺動軸部７
（図では２本を図示）を形設してあり、この各摺動軸部
７は下加振フレーム６側のガイド孔部８に摺動自在に嵌
合している。摺動軸部７の基部とガイド孔部８の入口部
にはそれぞればね受部９．１０を形設し、圧縮コイルば
ね１１を介装して上加振フレーム５．下加振フレーム６
を互に相離反するように付勢している。

上下の加振フレーム５．６には上底形アクチエエータ１
４．下成形アクチュエータ１５が、対向する位置に固定
装備してあり、各アクチュエータ１４．１５の端部には
成形面１６ａ、１７ａを存する着脱自在な上ポンチ１６
．下ポンチ１７がそれぞれ取付けである。従って、上下
ポンチ１６゜１７は同一軸線上にあり、各成形アクチュ
エータ１４．１５を介して軸線方向に移動駆動自在の構
成となっている。上下の加振アクチュエータ３゜４及び
上下の成形アクチュエータ１４．１５は、油圧制御用管
１８，１９，２０．２１を介して油圧制御装置２２と接
続してあり、上下のポンチ１６．１７は油圧制御装置２
２を介して逆位相、即ち相接近、相離反する方向に作動
制御される構成となっている。またこの成形装置１には
、上下のポンチ１６．１７を摺動案内するように、上下
のポンチ１６．１７の周囲にそれぞれ案内部材２３．２
４を配置してあり、支持台２に取付けたそれぞれのアク
チュエータ（不図示）を介して、当接あるいは離反する
ように油圧制御装置１ｅ（２２によって制御される構成
となっている。

次に上記構成よりなるレンズ成形装置１を用いてレンズ
を成形する方法について説明する。まず、案内部材２３
．２４を相離反させた後、上下のポンチ１６．１７を上
下の成形アクチュエータ１４．１５を介して相離反する
方向に移動制御する。そして、下ポンチ１７の成形品１
７ａ上に熱可塑性樹脂よりなる球状体の被成形体（被加
工部材）２５を供給載置する。次に上下のポンチ１６．
１７を上下の成形アクチュエータ１４゜１５を介して作
動させ、被成形体２５を挟持する。

そして案内部材２３．２４を当接するように制御する（
第２図ａ状態）。次に上下の加振アクチュエータ３．４
を作動させ、上下の成形アクチュエータ１４．１５を介
して上下のポンチ１６゜１７を振動させる。この振動操
作の際には、第２図ａの矢印で示すように上下のポンチ
１６．１７の振動位相が逆位相となっており、振動によ
る自己発熱により被成形体２５は熱軟化する。そして、
この振動中に上下の成形アクチュエータ１４゜１５によ
り圧力Ｐを受けて間隔を狭めた上下のポンチ１６．１７
を介して被成形体２５を加圧する（第２図すの状態）。

この振動加圧工程によって、被成形体２５に上下のポン
チ１６．１７の成形面１６ａ、１７ａの形状がそれぞれ
転写される。

以上のように本実施例の成形方法によれば、上下ボンデ
１６，１７の成形面１６ａ、１７ａの中心部分に最初に
球状面を有する被成形体２５が当接（いわゆる中あたり
）するので、成形時に成形面１６ａ、１７ａと被成形体
２５との間に空気が封じ込められることがなく、成形面
１６ａ、１７ａの転写が良好に行われ、高精度の面形状
を有するレンズを成形できる。

なお、上記実施例においては、加振アクチュエータ３，
４の振動数を一定にしたが、被成形体２５の熱軟化とと
もに上下の成形アクチュエータ１４．１５による振動加
圧に際し、所望の変形量に達した時点から徐々に振動数
を減少させて、あるいは間欠に振動させ、熱軟化による
変形領域を徐々に小さくしながら振動加圧すれば、極め
て良好な成形面１６ａ、１７ａの転写を被成形体２５に
行うことができる。また、摺動軸部９゜ガイド孔部ｌＯ
の数は、適宜変更できることは勿論である。上記実施例
においては、上下ポンチ１６．１７の周囲に案内部材２
３．２４を配置したが、被成形体２５が下ポンチ１７の
成形面１７ａ上から落下しない場合には、案内部材２３
゜２４の必要は無くなる。

（第２実施例）第３図ａ、ｂは本発明に係るレンズの成形方法の第２実
施例の成形装置の要部を示す断面図、第４図は上下ポン
チの成形部近傍の斜視図である。

本実施例は、上下のポンチ２６．２７の端面（成形面）
にランド部２８．２９を設け、それぞれの一部に切り欠
き３０．３１を形成している。この切り欠き３０．３１
は被加工部材２５の振動熱成形時に、圧縮されて余剰と
なった樹脂を溜めることができる逃げ空間３２となって
いる。

その他の構成は第１実施例と同一であるので、その図示
及び説明を省略する。なお、切り欠き３０゜３１はラン
ド部２８．２９に複数個を設け、その位置を違えて良い
し、形状を変えて設けても良い（第４図）。

本実施例の成形工程は、第１実施例と同様であるが、本
実施例によれば、切り欠き３０．３１によって余剰の樹
脂が溜められるので、成形品の内部応力が少なくなり、
さらに光学性能上好ましいレンズ３３を成形することが
できる。また上下ポンチ２６．２７で被加工部材２５を
圧縮するときに、それぞれのランド部２８．２９が互い
に当接するまで各成形アクチュエータ１４．１５で押圧
することができるから、得られる各成形品の肉厚のバラ
ツキも無くすことができる。また切り欠きの位置１間隔
、形状によってレンズの種類の区分けもできるようにな
る。

なお、上記第１．第２実施例では、被加工部材として球
状体の光学用熱可塑性樹脂を用いたが、これに限らず、
上下ポンチの成形面の周囲を案内部材で囲んだ場合には
、棒状の長尺物例えばロンドレンズも成形加工できる。

この場合、成形面が凹面の場合は棒状の被加工部材端面
が、該凹面の曲率半径より小さい曲率半径を有する凸状
物であればよい。又、成形面が凸面の場合は、棒状の被
加工部材の端面が、該凸面の曲率半径より大きい曲率半
径を有する凹状物や平面あるいは適宜な凸状物であって
もよい。

（発明の効果）上下のポンチの各成形面の中心部に、最初に当接するよ
うにしたいわゆる中あたりする被加工部材を用いること
により、上下ポンチの各成形面と被加工部材との間に、
振動熱成形時に空気の溜まりが生じないので、前記各成
形面の転写が良好に行われ、外観のよい光学素子を得る
ことができる。

また特に中高の光学素子にあっては、成形面の中心（被
成形体の肉厚部）から加熱することになるので、被加工
部材の全体の均一的な加熱が行い得、特に外観不良のな
い成形品を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレンズの成形方法を実施するため
の成形装置の断面説明図、第２図ａ、ｂは工程説明図、
第３図ａ、ｂは本発明に係る成形方法の第２実施例の成
形装置の要部断面説明図、第４図は成形部近傍の斜視図
、第５図、第６図は先行技術に係る説明図である。１・・・成形装置２・・・支持台３・・・上加振アクチュエータ４・・・下加振アクチュエータ５・・・上加振フレーム６・・・下加振フレーム１４・・・下成形アクチュエータ１５・・・下成形アクチュエータ１６．２６・・・上ポンチ１７．２７・・・下ポンチ１６ａ、１７ａ・・・成形面２３．２４・・・案内部材３０．３１・・・切り欠き特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社第２図（ａ）　　　　　（ｂ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】上、下のポンチで挟持した被加工部材を振動によって熱
軟化しつつ光学素子を成形する方法において、上ポンチおよび下ポンチの各成形面の中心部にて接触す
る光学用熱可塑性樹脂からなる被加工部材を下ポンチ上
に載置し、上、下のポンチで該被加工部材を挟持し、上
、下のポンチにそれぞれ逆位相の振動を加えつつ被加工
部材を加熱軟化するとともに各成形面の間隔を狭めつつ
各成形面を被加工部材に転写して成形することを特徴と
する光学素子の成形方法。