(57)【要約】【課題】成形品の上型からのはみ出しが微小であっても確実に離型を行うことができ、更には品質に不具合を生じることなく、高い生産効率でガラス光学素子の生産を行うことが可能なガラス光学素子の成形装置を提供すること。【解決手段】一対の成形型を用いてガラス光学素子を成形する成形装置に、前記成形型の開き方向摺動操作時に、成形された光学素子と前記成形型との付着を解除する手段と、前記付着解除手段を成形型摺動方向と直交方向に操作する手段を設け、付着解除手段は成形型と接触し少なくともその一部が駆動する成形型外周と１μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内に移動するものとする。又、前記付着解除手段は、前記成形型と接触し、接触部が転動するよう構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の成形型を用いてガラス光学素子を成形する装置であって、前記成形型の開き方向摺動操作時に、成形された光学素子と前記成形型との付着を解除する手段と、前記付着解除手段を成形型摺動方向と直交方向に操作する手段を有し、付着解除手段は成形型と接触し少なくともその一部が駆動する成形型外周と１μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内に移動することを特徴とするガラス光学素子の成形装置。
【請求項２】
前記付着解除手段は、前記成形型と接触し、接触部が転動するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のガラス光学素子の成形装置。
【請求項３】
一対の成形型を用いてガラス光学素子を成形する方法であって、前記成形型の開き方向摺動操作時に、成形された光学素子と前記成形型との付着を解除する手段と、前記付着解除手段を成形型摺動方向と直交方向に操作する手段を有し、付着解除手段は成形型と接触し少なくともその一部が駆動する成形型外周と１μm 以上１５０μｍ以下の範囲内に移動することを特徴とするガラス光学素子の成形方法。
【請求項４】
前記付着解除手段は、前記成形型と接触し、接触部が転動するように構成されたことを特徴とする請求項３記載のガラス光学素子の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱軟化された成形用ガラス素材を一対の成形型によってプレスすることにより、非球面レンズ等の高精度な光学素子を高い生産効率で加工するためのガラス光学素子の成形装置及び成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から加熱軟化したガラスをプレス成形して光学素子を得る方法が知られている。このプレス成形方法では上型及び下型で軟化したガラスをプレス成形し、成形後ガラスの温度がガラス転移点以下になるまで冷却し、その後、上型或は下型を開いて光学素子を離型し、下型の上に残った光学素子を取り出す。このとき、特にガラス転移点付近の高温で離型した場合上型と光学素子がオプティカルコンタクト状態で付着して下型の上に残らずに連続成形が不可能になる場合がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、特許文献１には、上型より外周側に光学素子をはみ出させ、そのはみ出し部を成形型の上下方向或は成形型摺動方向と直交方向に移動する保持部材で押さえながら上型を上昇させて下型の上に光学素子を残す方法が開示されている。
【０００４】
又、特許文献２には、上型或は下型の移動方向に、胴型によって移動規制された強制離型手段が移動して上型或は下型から光学素子の離型を行う方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−０００８２３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、はみ出し部を形成するために光学素子としては不必要な体積のガラスを成形することになり、そのはみ出し量を削減しようとしても、従来の方法では、保持部材と上型との接触を確実に避けるために、上型からのはみ出しは０．２ｍｍ程度までしか抑えることができなかった。更に、はみ出し量を削減するために保持部材を上型に接触させた場合は、上型上昇時に保持部材と上型の接触部から磨耗粉が発生し光学素子の品質に不具合が生じていた。
【０００７】
又、特許文献２に記載された方法では、上型と強制離型手段とのクリアランスを１５〜１００μｍに設定しているため、はみ出し量は１５０μｍ以下程度まで削減できるが、上型の摺動方向と同方向に強制離型手段が移動するため、上型から光学素子を離型させる温度がガラス転移点付近の高温の場合、光学素子が強制離型手段に付着する場合があり、その場合、上型への付着と同様に連続成形が不可能になる場合がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、成形品の上型からのはみ出しが微小であっても確実に離型を行うことができ、更には品質に不具合を生じることなく、高い生産効率でガラス光学素子の生産を行うことが可能なガラス光学素子の成形装置及び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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に従って一対の成形型を用いてガラス光学素子を成形する装置で、前記成形型の開き方向摺動操作時に、成形された光学素子を前記成形型との付着を解除する手段と、前記付着解除手段を成形型摺動方向と直交方向に操作する手段を有し、付着解除手段は成形型と接触し少なくともその一部が駆動する成形型外周と１μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内に移動することを特徴とするガラス光学素子の成形装置及びその装置を用いたガラス光学素子の成形方法が提供される。
【００１０】
更に、本発明に従って付着解除手段が成形型と接触し、接触部が転動するように構成されたことを特徴とするガラス光学素子の成形装置及び成形方法が提供される。
【００１１】
上記のように成形型の外周と１μｍ以上１５０μｍ以下の範囲に付着解除手段が移動するため、５０〜２００μm 程度の微小なはみ出し量であっても光学素子に接触するため確実に離型を行うことが可能である。更に、付着解除手段を成形型摺動方向と直交方向に操作するため上型から光学素子を離型させる温度がガラス転移点付近の高温の場合で、光学素子が付着解除手段に付着したとしても、付着解除手段の移動に伴い成形型とのごく軽微な接触によって確実に光学素子を落下させることが可能となる。
【００１２】
又、付着解除手段が成形型と接触する箇所は転動するように構成されているため、上型の摺動によって付着解除手段との磨耗粉の発生を起こすことがない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、微小のはみ出しで成形された光学素子を安定的に生産できるため、ガラス材料の削減や生産効率の向上が可能となり、コスト発生を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のガラス光学素子の成形装置及び成形方法について説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態１に係る成形装置における成形型の側断面図であり、光学素子の成形を終了した時点を表している。又、図２は光学素子離型時の光学素子外周周辺の拡大図である。
【００１６】
光学素子５が上型２及び下型３によって光学面を、更に胴型４によって外径側面を押圧成形されている。又、上型２の胴型４との摺動径２ｂと上型先端２ａは同心円で段差が６０μｍあり、光学素子５は、上型先端より径の片側で６０μｍ大きく成形されている。
【００１７】
付着解除手段１にはボールベアリング１ａを落下防止のためカシメ加工によって転がり可能に収納されたケージ１ｂが装備され、成形終了後に付着解除手段が上型及び下型の摺動操作方向とは直交方向に移動し、ボールベアリングを介して上型先端２ａの側面を挟んでいる。このとき、付着解除手段の光学素子接触部１ｃは、上型先端との距離が１μｍ以上５０μｍ以下の範囲になるように構成されている。
【００１８】
成形を終了した後、離型時には上型に付着した光学素子は上型と共に上昇し、上型先端より５０μｍ大きく成形された部分が光学素子接触部１ｃと接触する。この接触に伴って光学素子は上型との付着を解除され、下型３の上に落下する。尚、上型から光学素子を離型させる温度がガラス転移点付近の高温の場合で、光学素子が光学素子接触部に付着したとしても、付着解除手段の上型及び下型の摺動操作方向とは直交方向の移動に伴い胴型４とのごく軽微な接触によって付着が解除され、光学素子はやはり下型の上に落下する。
【００１９】
更に、付着解除手段の構成について説明する。図３は成形型の横断面図、図４は図１と別方向の側断面図である。
【００２０】
ボールベアリング１ａ、光学素子接触部１ｃ及び転動面１ｄが上型先端２ａと同心円に配置されているため、上型と光学素子接触部が１μm 以上５０μm 以下といった微小な距離を一定に保つように構成されている。更に、図４に示すように、ボールベアリングが交互に高さ方向に差を設けて配置されているため、付着解除手段が上型の側面を挟んだ際に傾きを生じて上型と光学素子接触部が接触することのないように構成されている。
【００２１】
次に、この成形装置を用いた成形方法について説明する。
【００２２】
図５は成形開始前の状態を表す図である。胴型４には上下に連通するように貫通穴が形成されており上型２、下型３が収納されている。又、付着解除手段１は、上型の摺動方向とは直交方向に駆動するシリンダー（図示せず）によって開き位置に移動している。
【００２３】
先ず、上型と連結されたプレス軸（図示せず）によって上型を上昇し、下型の中心にガラス素材６を供給する。次に、胴型に収納されたヒーター（図示せず）によって上型、下型、胴型及びガラス素材を成形可能な温度まで加熱し、プレス軸によって上型を下降し押圧成形を行う。このとき、図１のようにガラス素材は胴型、上型及び下型で形成されるキャビティ内に変形、充填され、上型及び下型の光学面及び胴型の内径側面が転写された光学素子５が成形される。
【００２４】
その後、ガラス転移点まで成形型及び光学素子を冷却し、図１のように付着解除手段が上型先端２ａをボールベアリング１ａを介して挟むように移動し、図２のようにプレス軸によって上型を上昇させ、一旦停止させる。前述のように上型に付着した光学素子は、上型先端よりも大きく成形された部分が光学素子接触部１ｃと接触して付着が解除され、下型の上に落下する。
【００２５】
次に、付着解除手段が開き位置へ移動し、停止させていたプレス軸を更に上昇させる。このときに光学素子接触部に光学素子が付着していた場合は付着解除手段の移動により胴型と光学素子との軽微な接触によって下型の上に落下する。そして、下型の上の光学素子を取り出し、次のガラス素材を供給し連続的に成形を行う。
【００２６】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００２７】
図６は本実施の形態に係る成形装置における成形型の側断面図、図７は横断面図であり、光学素子を成形終了した時点を表している。
【００２８】
光学素子１１が上型８及び下型９によって光学面を、更に胴型１０によって外径側面を押圧成形されている。又、上型の摺動径と上型先端は同心円で段差が１６０μｍあり、光学素子５は、上型先端より径の片側で１６０μｍ大きく成形されている。又、図８は光学素子離型時の光学素子外周周辺の拡大図である。
【００２９】
付着解除手段７には両端の径が細くなっているローラー７ａを径の細い部分を掘り込み７ｅによって転がり可能に収納されたケージ７ｂが装備され、成形終了後に付着解除手段が上型及び下型の摺動操作方向とは直交方向に移動し、ローラー７ａを介して上型先端８ａの側面を挟んでいる。このとき、転動面７ｄ及び光学素子接触部は互いが平行な垂直面となっており、転動面は挟み角を成すように形成されている。又、付着解除手段の光学素子接触部７ｃは、上型先端との距離は５０μｍ以上１５０μｍ以下の任意の値になるように構成して良い。更に、図７のように２本のローラーが上下に配置されているため、付着解除手段が上型の側面を挟んだ際に傾きを生じて上型と光学素子接触部が接触することのないように構成されている。
【００３０】
本実施の形態の場合、実施の形態１とは異なり光学素子の外径寸法ごとに付着解除手段を製作する必要はない。つまり、実施の形態１の場合は光学素子接触部が円周に沿って光学素子と接触するのに対して、本実施の形態では、ローラーが上型と接触する位置に対応する光学素子接触部で光学素子と接触するため、光学素子の外径寸法が変わることによって上型の径寸法および先端径寸法が変わるに伴って付着解除手段で挟むことによって、ローラーと上型先端との接触点が移動し、常に光学素子接触部が予め設定した５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲の任意の値を保つように構成されている。
【００３１】
本実施の形態の成形方法及び離型時の作用については実施の形態１と同様で、付着解除手段の形態が前述のように異なっているだけであり、同様に光学素子を押圧成形後安定的に離型させて連続生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る成形装置における成形型の側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光学素子離型時の光学素子外周付近拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る成形装置における成形型の横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る成形装置における成形型の別方向からの側断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における成形開始前を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る成形装置における成形型の側断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る成形装置における成形型の横断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学素子離型時の光学素子外周付近拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，７      付着解除手段
１ａ        ボールベアリング
１ｂ，７ｂ  ケージ
２，８      上型
３，９      下型
４，１０    胴型
５，１１    光学素子
６          ガラス素材
７ａ        ローラー
７ｅ        掘り込み
【図１】
2006143514.tif 000003
【図２】
2006143514.tif 000004
【図３】
2006143514.tif 000005
【図４】
2006143514.tif 000006
【図５】
2006143514.tif 000007
【図６】
2006143514.tif 000008
【図７】
2006143514.tif 000009
【図８】
2006143514.tif 000010