(57)【要約】【課題】本発明は、周囲の温度状態が変化して移動金型を移動させる移動手段が熱膨張により伸縮しても、その伸縮による移動手段の寸法変化が成形時における固定金型と移動金型との間の金型間距離に及ぼす影響を小さくすることができ、これにより、厚み寸法精度の高い光学素子を成形することが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。【解決手段】本発明の光学素子の成形方法は、固定金型１３と移動金型１４と胴型１５とで形成される空間１６ａに光学素材１７を供給した後、この光学素材１７を加熱加圧成形する光学素子の成形方法において、前記移動金型１４を移動させる加圧シャフト２１（移動手段）の移動位置を検出する複数のセンサ２３，２４（移動位置検出手段）を設け、かつこの複数のセンサ２３，２４（移動位置検出手段）から得られた移動位置検出結果を前記加圧シャフト２１（移動手段）の移動量に反映させるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と移動金型と胴型とで形成される空間に光学素材を供給した後、この光学素材を加熱加圧成形する光学素子の成形方法において、前記移動金型を移動させる移動手段の移動位置を検出する複数の移動位置検出手段を設け、かつこの複数の移動位置検出手段から得られた移動位置検出結果を前記移動手段の移動量に反映させるようにした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、各種光学機器などに用いられるガラスからなる光学素子の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の光学素子の成形方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図４、図５、図６は従来の光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図である。
【０００４】
図４〜図６において、１は光学素子を上方から成形する成形面１ａを備えた固定金型、２は光学素子を下方から成形する成形面２ａを備えた移動金型、３は固定金型１と移動金型２とを同軸上に規制する中空円筒状の胴型で、この胴型３と前記固定金型１および移動金型２とで一組の成形金型４を構成している。そして前記固定金型１、移動金型２および胴型３はいずれもタングステンカーバイドなどの超硬合金からなり、かつこの固定金型１と移動金型２と胴型３とで形成される空間４ａに光学素材５を供給した後、この光学素材５を加熱加圧成形することにより光学素子６を作製する。７，８はヒーターを内蔵した支持体で、この支持体７，８のうち、一方の支持体７は前記固定金型１を加熱するとともに支持するものであり、かつ他方の支持体８は前記移動金型２を加熱するとともに支持するものである。９は加圧シリンダ１０で発生させた加圧力を支持体８に伝えるための加圧シャフトである。この場合、この加圧シャフト９に設けた検出箇所９ａの移動位置をセンサ１１で検出することにより、加圧シャフト９の移動位置を検出して制御しているものである。そしてこの制御方式で固定金型１と移動金型２との間の金型間距離を制御することにより成形される光学素子６の厚みを制御しているものである。１２は枠体で、この枠体１２は前記支持体７を介して固定金型１を固定するとともに加圧シリンダ１０およびセンサ１１を固定しているものである。
【０００５】
次に従来の光学素子の成形方法について説明する。
【０００６】
まず、移動金型２の成形面２ａの上に光学ガラス材料よりなる光学素材５を載置し、そして固定金型１の成形面１ａと光学素材５の上面とが接触しない所定の位置まで接近させる。この状態を図４に示す。
【０００７】
次に、光学素材５および成形金型４を成形温度になるように昇温させ、その後、加圧シリンダ１０により固定金型１と移動金型２との間に加圧力を加えて光学素材５の成形を行う。この時、固定金型１と移動金型２との間の金型間距離が所定の寸法Ｘ０となるようにセンサ１１により加圧シャフト９の移動量を制御しながら加圧成形を行う。この加圧成形により光学素材５はプレスされて、図５に示すように光学素子６が成形される。
【０００８】
次に、成形金型４および光学素子６を所定の冷却速度で冷却させる。この冷却に伴って光学素子６および成形金型４は寸法収縮することになり、これにより、光学素子６は所定の厚みになる。
【０００９】
上記冷却の後は、図６に示すように、固定金型１と移動金型２を開放し、そして光学素子６を取り出す（図示せず）。
【００１０】
以上のように従来の光学素子の成形方法は、加圧シャフト９の移動量をセンサ１１で検出して、光学素子６が所定の厚みになるように制御していた。
【００１１】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭６０−１４５９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記した従来の光学素子の成形方法においては、光学素材５および成形金型４が成形温度において５００℃を超えるため、金型間距離を成形金型４の箇所において直接に測ることができず、そのため、加圧シャフト９における成形温度の影響の少ない成形金型４から離れた箇所においてセンサ１１を用いて、加圧シャフト９の移動位置を検出し、制御していた。
【００１３】
そして、上記した加圧シャフト９の移動位置の検出時に、周囲の温度状態の影響により加圧シャフト９および枠体１２が熱膨張により伸縮していると、加圧シャフト９と枠体１２との伸縮量の差だけ成形時の金型間距離が所望の値Ｘ０からシフトしてしまい、これにより、成形後の光学素子６の厚みがシフトして所望の厚みの光学素子６が得られないという課題を有していた。
【００１４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、周囲の温度状態が変化して移動金型を移動させる移動手段が熱膨張により伸縮しても、その伸縮による寸法変化が成形時における固定金型と移動金型との間の金型間距離に及ぼす影響を小さくすることができ、これにより、厚み寸法精度の高い光学素子を成形することが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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、固定金型と移動金型と胴型とで形成される空間に光学素材を供給した後、この光学素材を加熱加圧成形する光学素子の成形方法において、前記移動金型を移動させる移動手段の移動位置を検出する複数の移動位置検出手段を設け、かつこの複数の移動位置検出手段から得られた移動位置検出結果を前記移動手段の移動量に反映させるようにしたもので、この成形方法によれば、移動金型を移動させる移動手段の移動位置を検出する複数の移動位置検出手段を設け、かつこの複数の移動位置検出手段から得られた移動位置検出結果を前記移動手段の移動量に反映させるようにしているため、移動金型を移動させる移動手段が周囲の温度変化により伸縮しても、移動手段の移動位置を複数の移動位置検出手段で検出してその検出結果から演算を行うことにより移動手段の熱膨張による寸法変化の影響を算出することができ、そしてこれを移動金型の移動量に反映させることにより、移動手段の寸法変化による影響を相殺することができるため、周囲の温度変化による熱膨張の影響の少ない寸法精度の高い光学素子を成形することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明の光学素子の成形方法は、固定金型と移動金型と胴型とで形成される空間に光学素材を供給した後、この光学素材を加熱加圧成形する光学素子の成形方法において、前記移動金型を移動させる移動手段の移動位置を検出する複数の移動位置検出手段を設け、かつこの複数の移動位置検出手段から得られた移動位置検出結果を前記移動手段の移動量に反映させるようにしているため、移動金型を移動させる移動手段が周囲の温度変化により伸縮しても、移動手段の移動位置を複数の移動位置検出手段で検出してその検出結果から演算を行うことにより移動手段の熱膨張による寸法変化の影響を算出することができ、そしてこれを移動金型の移動量に反映させることにより、移動手段の寸法変化による影響を相殺することができるため、周囲の温度変化による熱膨張の影響の少ない寸法精度の高い光学素子を成形することができるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態における光学素子の成形方法について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１、図２、図３は本発明の一実施の形態における光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図である。
【００２０】
図１〜図３において、１３は光学素子を上方から成形する成形面１３ａを備えた固定金型、１４は光学素子を下方から成形する成形面１４ａを備えた移動金型、１５は固定金型１３と移動金型１４とを同軸上に規制する中空円筒状の胴型で、この胴型１５と前記固定金型１３および移動金型１４とで一組の成形金型１６を構成している。そして前記固定金型１３、移動金型１４および胴型１５はいずれもタングステンカーバイドなどの超硬合金からなり、かつこの固定金型１３と移動金型１４と胴型１５とで形成される空間１６ａに光学素材１７を供給した後、この光学素材１７を加熱加圧成形することにより光学素子１８を作製する。１９，２０はヒーターを内蔵した支持体で、この支持体１９，２０のうち、一方の支持体１９は前記固定金型１３を加熱するとともに支持するものであり、かつ他方の支持体２０は前記移動金型１４を加熱するとともに支持するものである。２１は加圧シリンダ２２で発生させた加圧力を支持体２０に伝えるための加圧シャフトである。この場合、この加圧シャフト２１に設けた第１の検出箇所２１ａおよび第２の検出箇所２１ｂをそれぞれ第１のセンサ２３および第２のセンサ２４で検出して加圧シャフト２１の移動量を制御することにより、固定金型１３と移動金型１４との間の金型間距離を制御しているもので、これにより、成形される光学素子１８の厚みを制御しているものである。２５は枠体で、この枠体２５は前記支持体１９を介して固定金型１３を固定するとともに、加圧シリンダ２２、第１のセンサ２３および第２のセンサ２４を固定しているものである。
【００２１】
次に、本発明の一実施の形態における光学素子の成形方法について説明する。
【００２２】
まず、移動金型１４の成形面１４ａの上に光学ガラス材料よりなる光学素材１７を載置する。この光学素材１７は、予め所定の寸法の球形状に研磨加工しているものである。そして固定金型１３の成形面１３ａと光学素材１７の上面とが接触しない所定の位置まで接近させる。この状態を図１に示す。
【００２３】
次に、光学素材１７および成形金型１６を成形温度になるように昇温させ、その後、加圧シリンダ２２により固定金型１３と移動金型１４との間に加圧力を加えて光学素材１７の成形を行う。この時、固定金型１３と移動金型１４との間の金型間距離が所定の寸法Ｘとなるように、第１のセンサ２３および第２のセンサ２４により得られた加圧シャフト２１の移動位置の検出結果から演算を行い、この演算結果に基づいて加圧シャフト２１の移動量を制御しながら加圧成形を行う。この加圧成形により光学素材１７はプレスされて、図２に示すように光学素子１８が成形される。
【００２４】
次に、成形金型１６および光学素子１８を所定の冷却速度で冷却させる。この冷却に伴って光学素子１８および成形金型１６は寸法収縮することになり、これにより、光学素子１８は所定の厚みになる。
【００２５】
上記冷却の後は、図３に示すように、固定金型１３と移動金型１４とを開放し、そして光学素子１８を取り出す（図示せず）。
【００２６】
上記したように本発明の一実施の形態における光学素子の成形方法においては、移動金型１４を移動させる移動手段である加圧シャフト２１にその移動位置を検出するための第１のセンサ２３および第２のセンサ２４を設け、かつこの複数のセンサ２３，２４から得られた移動位置検出結果から演算を行い、この演算結果に基づいて加圧シャフト２１の移動量を制御して移動金型１４の移動量に反映させるようにしているため、枠体２５や加圧シャフト２１などの移動手段が周囲の温度変化により伸縮しても、加圧シャフト２１の移動位置を複数のセンサ２３，２４で検出してその検出結果から演算を行うことにより、これらの熱膨張による寸法変化の影響を算出することができる。そしてこの寸法変化の影響を加圧シャフト２１の移動量に反映させることにより、加圧シャフト２１などの移動手段の寸法変化による影響を相殺することができるため、周囲の温度変化による熱膨張の影響の少ない寸法精度の高い光学素子を成形することができるものである。
【００２７】
なお、上記した本発明の一実施の形態における光学素子の成形方法においては、光学素子１８の上側の面を成形する金型を固定し、そして光学素子１８の下側の面を成形する金型を移動させて成形する方法について説明したが、光学素子１８の下側の面を成形する金型を固定し、そして光学素子１８の上側の面を成形する金型を移動させて成形する光学素子の成形方法であっても、上記本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る光学素子の成形方法は、固定金型と移動金型と胴型とで形成される空間に光学素材を供給した後、この光学素材を加熱加圧成形する光学素子の成形方法において、前記移動金型を移動させる移動手段の移動位置を検出する複数の移動位置検出手段を設け、かつこの複数の移動位置検出手段から得られた移動位置検出結果を前記移動手段の移動量に反映させることにより、厚み寸法精度の高い光学素子を成形することができるという効果が得られるようにしたものであり、特に光学素子の製造に用いることにより有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態における光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図
【図２】同光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図
【図３】同光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図
【図４】従来の光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図
【図５】同光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図
【図６】同光学素子の成形方法を示す成形装置の要部断面図
【符号の説明】
【００３０】
１３  固定金型
１４  移動金型
１５  胴型
１６ａ  空間
１７  光学素材
１８  光学素子
２０  支持体
２１  加圧シャフト
２２  加圧シリンダ
２３  第１のセンサ
２４  第２のセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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