JPH04357121A - 光学素子の成形方法およびその成形装置 - Google Patents
光学素子の成形方法およびその成形装置Info
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- JPH04357121A JPH04357121A JP12713991A JP12713991A JPH04357121A JP H04357121 A JPH04357121 A JP H04357121A JP 12713991 A JP12713991 A JP 12713991A JP 12713991 A JP12713991 A JP 12713991A JP H04357121 A JPH04357121 A JP H04357121A
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-
- 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
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレンズの成形方法並びに
その成形装置に関するものであり、特に、大口径のレン
ズを高精度に連続的に成形する成形方法並びに成形装置
の提供を目的とするものである。
その成形装置に関するものであり、特に、大口径のレン
ズを高精度に連続的に成形する成形方法並びに成形装置
の提供を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】レンズ成形方法には、溶融した素材を一
度に成形するダイレクトプレスと予めレンズに近い形状
に加工した素材を加熱成形するリヒ−トプレス法がある
が、高精度な成形にはリヒ−トプレス法が一般に用いら
れている。これは、一対の上下金型と胴型からなるキャ
ビティ−内に成形素材を供給した成形型を一対の上下加
熱ブロック間にセットし、金型と共に成形素材をその軟
化点付近の温度まで加熱・昇温し加圧成形した後、成形
素材が固化するガラス転移点以下の温度まで冷却すると
いう方法である。
度に成形するダイレクトプレスと予めレンズに近い形状
に加工した素材を加熱成形するリヒ−トプレス法がある
が、高精度な成形にはリヒ−トプレス法が一般に用いら
れている。これは、一対の上下金型と胴型からなるキャ
ビティ−内に成形素材を供給した成形型を一対の上下加
熱ブロック間にセットし、金型と共に成形素材をその軟
化点付近の温度まで加熱・昇温し加圧成形した後、成形
素材が固化するガラス転移点以下の温度まで冷却すると
いう方法である。
【０００３】しかしながらこの成形法は一対の上下加熱
ブロックによる単一ステ−ジ成形法のため、本ステ−ジ
で前記成形プロセスを全て行わなければならないことか
ら、非常に時間を要し量産性に乏しかった。そこでその
量産性を良くするため、複数のステ−ジを用いた成形方
法が既に考案されている。（例えば特開昭６２−２９２
６３６号公報）この成形装置の構造は図３に示すような
構成になっており、成形プロセスを、予熱、成形、冷却
の各工程に分割することにより成形タクトを短くしたも
のである。
ブロックによる単一ステ−ジ成形法のため、本ステ−ジ
で前記成形プロセスを全て行わなければならないことか
ら、非常に時間を要し量産性に乏しかった。そこでその
量産性を良くするため、複数のステ−ジを用いた成形方
法が既に考案されている。（例えば特開昭６２−２９２
６３６号公報）この成形装置の構造は図３に示すような
構成になっており、成形プロセスを、予熱、成形、冷却
の各工程に分割することにより成形タクトを短くしたも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の成形装置は
構造が簡単な上に量産性の良い特徴を有するものである
が、その加熱ブロックの構成は、図３に示すように成形
型５０を加熱ヒータ５３，５４を均一に内蔵した上下加
熱ブロック５１，５２で狭持し上下から均一に加熱或い
は冷却する構成で、成形型５０の側面から加熱或いは冷
却する機構を何ら設けていない。
構造が簡単な上に量産性の良い特徴を有するものである
が、その加熱ブロックの構成は、図３に示すように成形
型５０を加熱ヒータ５３，５４を均一に内蔵した上下加
熱ブロック５１，５２で狭持し上下から均一に加熱或い
は冷却する構成で、成形型５０の側面から加熱或いは冷
却する機構を何ら設けていない。
【０００５】そのため成形レンズの温度分布は、両凸レ
ンズの場合、図４（ａ）に示すようにレンズ中心ａに対
し外周ｂが低くなっている。そしてその中心ａと外周ｂ
の温度差はレンズサイズの増大に伴って大きくなる。大
口径のレンズはこの温度差が原因となり、図４（ｂ）に
示すようにレンズ中心付近にひけｃを生じ、高精度に成
形することができないという課題を有していた。
ンズの場合、図４（ａ）に示すようにレンズ中心ａに対
し外周ｂが低くなっている。そしてその中心ａと外周ｂ
の温度差はレンズサイズの増大に伴って大きくなる。大
口径のレンズはこの温度差が原因となり、図４（ｂ）に
示すようにレンズ中心付近にひけｃを生じ、高精度に成
形することができないという課題を有していた。
【０００６】この温度差を抑える対策手段として、加熱
ブロックを成形型面に当接すると同時に成形型を側面か
ら加熱することも考えられるが、成形装置の構造が非常
に複雑化する上に成形型移動時の位置決めに高い精度を
必要とするなど、成形装置がコスト高になるという課題
を有していた。
ブロックを成形型面に当接すると同時に成形型を側面か
ら加熱することも考えられるが、成形装置の構造が非常
に複雑化する上に成形型移動時の位置決めに高い精度を
必要とするなど、成形装置がコスト高になるという課題
を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記ひけの原因がレンズ
等の光学素子の中心と外周の温度差にあることから、本
発明では、上記課題を解決するために、光学素子成形時
において、成形型を均等に加熱或いは冷却するのではな
く、光学素子において形成される温度差を補正する温度
差を成形型に設けるという手段を用いたものである。
等の光学素子の中心と外周の温度差にあることから、本
発明では、上記課題を解決するために、光学素子成形時
において、成形型を均等に加熱或いは冷却するのではな
く、光学素子において形成される温度差を補正する温度
差を成形型に設けるという手段を用いたものである。
【０００８】より具体的には、成形装置の加熱ブロック
には、中心部を加熱するヒ−タと周辺部を加熱するヒ−
タを分離配置する。
には、中心部を加熱するヒ−タと周辺部を加熱するヒ−
タを分離配置する。
【０００９】あるいは、成形装置の加熱ブロックと成形
型との接触面の位置、形状等を制限するものである。
型との接触面の位置、形状等を制限するものである。
【００１０】
【作用】上記第１の手段においては、成形される光学素
子内の温度分布がより均一になるように各々のヒ−タパ
ワ−を制御することが可能となる。
子内の温度分布がより均一になるように各々のヒ−タパ
ワ−を制御することが可能となる。
【００１１】また、上記第２の手段によれば、加熱ブロ
ックから成形型への熱供給、あるいは成形型から加熱ブ
ロックへの熱奪取における熱流路を制御し、光学素子の
温度分布をより均一にすることができる。
ックから成形型への熱供給、あるいは成形型から加熱ブ
ロックへの熱奪取における熱流路を制御し、光学素子の
温度分布をより均一にすることができる。
【００１２】その結果、光学素子の中心と外周との温度
差が十分小さくなり、例えば大口径レンズの成形も、ひ
けが殆ど発生することなく高精度に行なうことが可能と
なる。
差が十分小さくなり、例えば大口径レンズの成形も、ひ
けが殆ど発生することなく高精度に行なうことが可能と
なる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明による実施例について図面を用
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１４】まず成形装置の各ステ−ジに設けられた加
熱ブロックのヒ−タ配置を中心部加熱ヒ−タと周辺部加
熱ヒ−タに分離配置し、各々のヒ−タパワ−を制御して
加熱ブロックの中心と周辺に温度差を設けることによっ
て成形型を所望の温度分布にする、第１の実施例につい
て説明する。
熱ブロックのヒ−タ配置を中心部加熱ヒ−タと周辺部加
熱ヒ−タに分離配置し、各々のヒ−タパワ−を制御して
加熱ブロックの中心と周辺に温度差を設けることによっ
て成形型を所望の温度分布にする、第１の実施例につい
て説明する。
【００１５】図１は本発明の成形装置の第１の実施例の
構成を示す要部断面図である。本実施例は、予熱、成形
、冷却の３ステ−ジからなり、各ステ−ジには上加熱ブ
ロック１１、下加熱ブロック１２が配置されている。 この上下加熱ブロック１１，１２には中心部を加熱する
ヒ−タ２と周辺部を加熱する環状のヒ−タ３が内蔵され
、これらのヒータはそれぞれ独立に温度制御を行なうこ
とができるものである。
構成を示す要部断面図である。本実施例は、予熱、成形
、冷却の３ステ−ジからなり、各ステ−ジには上加熱ブ
ロック１１、下加熱ブロック１２が配置されている。 この上下加熱ブロック１１，１２には中心部を加熱する
ヒ−タ２と周辺部を加熱する環状のヒ−タ３が内蔵され
、これらのヒータはそれぞれ独立に温度制御を行なうこ
とができるものである。
【００１６】各加熱ブロックは加圧軸１３に固定されて
おり、加圧シリンダ（図示せず）の加圧動作により上下
に移動する機構になっている。これらの上下加熱ブロッ
ク１１、１２はチャンバ−１５でおおわれた構造になっ
ている。
おり、加圧シリンダ（図示せず）の加圧動作により上下
に移動する機構になっている。これらの上下加熱ブロッ
ク１１、１２はチャンバ−１５でおおわれた構造になっ
ている。
【００１７】またＫは成形型を示し、上型６と下型７そ
して胴型８からなるキャビティ−内に成形素材９がセッ
トされており、金型投入口よりプッシャ−（図示せず）
により予熱ステ−ジまで投入され以降は竿送りにて成形
、冷却ステ−ジへと順次移送される。１６は成形型Ｋを
案内するレ−ル、１４は断熱材である。
して胴型８からなるキャビティ−内に成形素材９がセッ
トされており、金型投入口よりプッシャ−（図示せず）
により予熱ステ−ジまで投入され以降は竿送りにて成形
、冷却ステ−ジへと順次移送される。１６は成形型Ｋを
案内するレ−ル、１４は断熱材である。
【００１８】次に本実施例装置におけて実施される成形
プロセスについて説明する。成形するレンズは直径３０
ｍｍ，中心厚７ｍｍの両凸のガラスレンズで、成形素材
はＳＦ−８を用いた。その成形プロセスは、まず型投入
口１７より投入された成形型Ｋを予熱ステ−ジで上下加
熱ブロック１１，１２で狭持し、成形型Ｋと共に成形素
材９をその軟化点付近の温度５１０℃まで予熱した後、
成形ステ−ジに移送し上加熱ブロック１１を下降して予
熱ステ−ジと同様の温度で成形型Ｋを加圧成形する。
プロセスについて説明する。成形するレンズは直径３０
ｍｍ，中心厚７ｍｍの両凸のガラスレンズで、成形素材
はＳＦ−８を用いた。その成形プロセスは、まず型投入
口１７より投入された成形型Ｋを予熱ステ−ジで上下加
熱ブロック１１，１２で狭持し、成形型Ｋと共に成形素
材９をその軟化点付近の温度５１０℃まで予熱した後、
成形ステ−ジに移送し上加熱ブロック１１を下降して予
熱ステ−ジと同様の温度で成形型Ｋを加圧成形する。
【００１９】その後冷却ステ−ジに移送し上下加熱ブロ
ック１１，１２で成形型Ｋを狭持することにより、成形
レンズ１０をガラス転移点温度４２０℃以下にまで冷却
し型出口１８より取り出す。各ステ−ジでの保持時間は
５分とした。そして本実施例装置で実施した成形プロセ
スにおける、各ステ−ジの加熱ブロックに内蔵したヒ−
タ２，３の温度は（表１）のように設定した。
ック１１，１２で成形型Ｋを狭持することにより、成形
レンズ１０をガラス転移点温度４２０℃以下にまで冷却
し型出口１８より取り出す。各ステ−ジでの保持時間は
５分とした。そして本実施例装置で実施した成形プロセ
スにおける、各ステ−ジの加熱ブロックに内蔵したヒ−
タ２，３の温度は（表１）のように設定した。
【００２０】
【表１】
【００２１】このように、各ステ−ジとも加熱ブロック
の中心部に比べ周辺部のヒ−タ温度を５０℃高く設定す
ることにより、予熱，成形ステ−ジにおいては成形型の
中心より外周がより高く加熱され、冷却ステ−ジにおい
ては外周より中心がより早く冷却されることになる。そ
の結果、成形型Ｋの側面からの放熱による成形レンズ１
０の周辺の温度低下が補正され、成形レンズの中心と周
辺の温度差が小さく抑えられることになり、大口径のレ
ンズにおいてもひけのない高精度な成形レンズが得られ
た。このレンズの形状精度はλ／４以下であった。
の中心部に比べ周辺部のヒ−タ温度を５０℃高く設定す
ることにより、予熱，成形ステ−ジにおいては成形型の
中心より外周がより高く加熱され、冷却ステ−ジにおい
ては外周より中心がより早く冷却されることになる。そ
の結果、成形型Ｋの側面からの放熱による成形レンズ１
０の周辺の温度低下が補正され、成形レンズの中心と周
辺の温度差が小さく抑えられることになり、大口径のレ
ンズにおいてもひけのない高精度な成形レンズが得られ
た。このレンズの形状精度はλ／４以下であった。
【００２２】本実施例において加熱ブロック１１、１２
の周辺部の加熱は、加熱ヒ−タ３のように内蔵せず加熱
ブロック１１、１２の外周に巻きつける方法でも可能な
ことは容易に類推できる。
の周辺部の加熱は、加熱ヒ−タ３のように内蔵せず加熱
ブロック１１、１２の外周に巻きつける方法でも可能な
ことは容易に類推できる。
【００２３】次に、成形装置の各ステ−ジに設けられた
加熱ブロックの成形型との接触面に凹部を設け、そこに
スペ−サを配置し成形型と加熱ブロックとの接触面の領
域を変えることによって、加熱ブロックからの熱の伝達
を制御し金型を所望の温度分布にする、第２の実施例装
置について説明する。
加熱ブロックの成形型との接触面に凹部を設け、そこに
スペ−サを配置し成形型と加熱ブロックとの接触面の領
域を変えることによって、加熱ブロックからの熱の伝達
を制御し金型を所望の温度分布にする、第２の実施例装
置について説明する。
【００２４】図２はこの第２の実施例装置における加熱
ブロック部を示す。図の構成は先の第１の実施例で述べ
た内容とほぼ同様であるが、加熱ヒ−タ１が分離方式で
はなくプレスヘッド全体を均一に加熱するように配置さ
れており、加熱ブロック１１から成形型Ｋへの熱の伝達
は、成形型Ｋに温度差をつけるためにスペ−サ４，５を
介して行われるようになっている。予熱ステージと成形
ステ−ジにおいては、スペ−サ４，５の形状は図示の通
り、成形型Ｋの周辺を加熱するため中凹スペ−サ４を用
い、冷却ステ−ジでは成形型Ｋの中心を冷却するため中
凸のスペ−サ５を用いた。
ブロック部を示す。図の構成は先の第１の実施例で述べ
た内容とほぼ同様であるが、加熱ヒ−タ１が分離方式で
はなくプレスヘッド全体を均一に加熱するように配置さ
れており、加熱ブロック１１から成形型Ｋへの熱の伝達
は、成形型Ｋに温度差をつけるためにスペ−サ４，５を
介して行われるようになっている。予熱ステージと成形
ステ−ジにおいては、スペ−サ４，５の形状は図示の通
り、成形型Ｋの周辺を加熱するため中凹スペ−サ４を用
い、冷却ステ−ジでは成形型Ｋの中心を冷却するため中
凸のスペ−サ５を用いた。
【００２５】次にこの実施例装置において実施した成形
プロセスについて説明する。成形レンズは第１の実施例
と同様のレンズとした。予熱ステ−ジで成形型Ｋを成形
素材９の軟化温度付近の５１０℃まで予熱した後成形ス
テ−ジにて予熱ステ−ジと同様の温度で加圧成形する。 その後冷却ステ−ジにて成形レンズ１０をガラス転移温
度４２０℃以下にまで冷却する。各ステ−ジでの保持時
間は５分とした。この成形プロセスにおける各ステ−ジ
の加熱ブロックに内蔵したヒ−タ１の温度設定は、予熱
ステ−ジおよび成形ステ−ジは５３０℃、冷却ステ−ジ
は３８０℃とした。
プロセスについて説明する。成形レンズは第１の実施例
と同様のレンズとした。予熱ステ−ジで成形型Ｋを成形
素材９の軟化温度付近の５１０℃まで予熱した後成形ス
テ−ジにて予熱ステ−ジと同様の温度で加圧成形する。 その後冷却ステ−ジにて成形レンズ１０をガラス転移温
度４２０℃以下にまで冷却する。各ステ−ジでの保持時
間は５分とした。この成形プロセスにおける各ステ−ジ
の加熱ブロックに内蔵したヒ−タ１の温度設定は、予熱
ステ−ジおよび成形ステ−ジは５３０℃、冷却ステ−ジ
は３８０℃とした。
【００２６】このように、予熱，成形ステ−ジには中凹
スペ−サを、冷却ステ−ジには中凸のスペ−サを用いる
ことにより、予熱，成形ステ−ジにおいては成形型の中
心より外周がより高く加熱され、冷却ステ−ジにおいて
は外周より中心がより早く冷却されることになる。その
結果、成形型Ｋの側面からの放熱による成形レンズ１０
の周辺の温度低下が補正され、成形レンズの中心と周辺
の温度差が小さく抑えられることになり、大口径のレン
ズにおいてもひけのない高精度な成形レンズが得られた
。
スペ−サを、冷却ステ−ジには中凸のスペ−サを用いる
ことにより、予熱，成形ステ−ジにおいては成形型の中
心より外周がより高く加熱され、冷却ステ−ジにおいて
は外周より中心がより早く冷却されることになる。その
結果、成形型Ｋの側面からの放熱による成形レンズ１０
の周辺の温度低下が補正され、成形レンズの中心と周辺
の温度差が小さく抑えられることになり、大口径のレン
ズにおいてもひけのない高精度な成形レンズが得られた
。
【００２７】本実施例においても第１の実施例と同様、
大口径のレンズを高精度に成形することができ、その形
状精度はλ／４以下であった。また、スペーサ４、５は
、本実施例の様に加熱ブロック１１に着脱自在に構成し
てもよいし、加熱ブロック１１に一体となしてもよい。 あるいはスペーサは、加熱ブロック１１に設けるのでは
なく上型６に設けてもよい。
大口径のレンズを高精度に成形することができ、その形
状精度はλ／４以下であった。また、スペーサ４、５は
、本実施例の様に加熱ブロック１１に着脱自在に構成し
てもよいし、加熱ブロック１１に一体となしてもよい。 あるいはスペーサは、加熱ブロック１１に設けるのでは
なく上型６に設けてもよい。
【００２８】
【発明の効果】レンズの型移動成形方式は、成形機構造
が簡単でかつ量産性に富んだものである反面、成形型を
上下から加熱すると同時に側面からも加熱することが困
難であるという課題を有していたが、本発明を用いるこ
とにより比較的簡単な手段によってその対策が実現でき
、これまで冷却過程、特に成形レンズが固まるガラス転
移点付近、における温度差によりひけの生じやすかった
大口径レンズをも高精度に連続的に成形することが可能
となった。
が簡単でかつ量産性に富んだものである反面、成形型を
上下から加熱すると同時に側面からも加熱することが困
難であるという課題を有していたが、本発明を用いるこ
とにより比較的簡単な手段によってその対策が実現でき
、これまで冷却過程、特に成形レンズが固まるガラス転
移点付近、における温度差によりひけの生じやすかった
大口径レンズをも高精度に連続的に成形することが可能
となった。
【図１】本発明の光学素子の成形装置の第１の実施例を
示す要部断面図
示す要部断面図
【図２】本発明の光学素子の成形装置の第２の実施例に
おける加熱ブロック部の要部断面図
おける加熱ブロック部の要部断面図
【図３】従来の成形装置の要部断面図
【図４】（ａ）は、従来の成形装置を用いた場合の成形
レンズの温度の分布図 （ｂ）は、従来のひけの生じた成形レンズを示す正面図
レンズの温度の分布図 （ｂ）は、従来のひけの生じた成形レンズを示す正面図
２ 中心部加熱ヒータ
３ 周辺部加熱ヒータ
６ 上型
７ 下型
８ 胴型
９ 成形素材
１０ 成形レンズ
１１ 上加熱ブロック
１２ 下加熱ブロック
１３ 加圧軸
１４ 断熱材
１５ チャンバー
１６ レール
１７ 型投入口
１８ 型出口
Ｋ 成形型
Claims (6)
- 【請求項１】 一対の上下金型および胴型からなる成
形型内に素材を供給し、予熱、成形、冷却と成形装置の
各ステ−ジに成形型を移動成形する型移動成形法におい
て、成形型に中心から外周への径方向の温度差を設けて
成形することを特徴とする光学素子の成形方法。 - 【請求項２】 成形型に温度差を設ける手段として、
成形装置の各ステ−ジに設けられた加熱ブロックに、中
心から周辺への径方向の温度差を設けて成形することを
特徴とする請求項１記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項３】 成形型に温度差を設ける手段として、
成形装置の各ステ−ジに設けられた加熱ブロックと成形
型との接触面の領域を変えたことを特徴とする請求項１
記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項４】 一対の上下金型および胴型からなる成
形型内に素材を供給し、予熱、成形、冷却と成形装置の
各ステ−ジに成形型を移動成形する型移動成形法におい
て、成形型に中心から外周へと径方向に温度差を設ける
ことが可能な、加熱および冷却の機能を有することを特
徴とする光学素子の成形装置。 - 【請求項５】 成形型に温度差を設ける手段として、
成形装置の各ステ−ジに設けられた加熱ブロックの中心
から周辺への径方向に温度差をつけたことを特徴とする
請求項４記載の光学素子の成形装置。 - 【請求項６】 成形型に温度差を設ける手段として、
成形装置の各ステ−ジに設けられた加熱ブロックと成形
型との接触面の領域を変えたことを特徴とする請求項４
記載の光学素子の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12713991A JPH04357121A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 光学素子の成形方法およびその成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12713991A JPH04357121A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 光学素子の成形方法およびその成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357121A true JPH04357121A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=14952585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12713991A Pending JPH04357121A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 光学素子の成形方法およびその成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357121A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07133121A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-23 | Ohara Inc | ディスク状ガラス製品のプレス成形方法 |
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1991
- 1991-05-30 JP JP12713991A patent/JPH04357121A/ja active Pending
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