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発明の名称 ガラスレンズの成形方法および成形装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−10830(P2001−10830A)
公開日 平成13年1月16日(2001.1.16)
出願番号 特願平11−177626
出願日 平成11年6月24日(1999.6.24)
代理人
発明者 上田 博之 / 榊原 啓行 / 久保 実
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】曲面形状を有する被成形材料を、曲面からなる成形面を有する上型および下型によりプレス成形するガラスレンズの成形方法において、前記被成形材料を下型の成形面上に載置した後、上型によりプレス成形する前に、下型を振動させることにより、この下型の成形面の中心に前記被成形材料中心が整合するように前記被成形材料を移動させて位置合せすることを特徴とするガラスレンズの成形方法。
【請求項2】前記被成形材料は、成形すべきレンズの嵩を有しプレス後の外形加工が不要な成形材料であることを特徴とする請求項1に記載のガラスレンズの成形方法。
【請求項3】曲面形状を有する被成形材料を、曲面からなる成形面を有する上型および下型によりプレス成形するガラスレンズの成形装置において、前記下型上に載置された被成形材料の中心をプレス成形前に下型の成形面の中心に整合させるための中心位置合せ用振動手段を備えたことを特徴とするガラスレンズの成形装置。
【請求項4】前記中心位置合せ用振動手段は、振動発生装置と、この振動発生装置からの振動を下型に伝達するための振動伝達ロッドからなることを特徴とする請求項3に記載のガラスレンズの成形装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガラスレンズの成形方法および成形装置に関する。より詳しくは、曲面形状を有する被成形材料をプレス成形するリヒートプレス成形方法および成形装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近の光学ピックアップ装置や撮像系鏡筒では、例えばラップトップコンピュータの液晶画面に付帯するカメラなどにおいて超小型の薄肉球面(あるいは非球面)レンズが用いられている。このような光学レンズを作製する方法としてガラスリヒートプレス方法が行われている。
【0003】このガラスレンズのリヒートプレス成形方法においては、例えば球体等の予めレンズ外形形状にほぼ対応した曲面形状を有するガラスレンズ材料を軟化温度まで加熱し、これを一対の上型および下型によりプレス成形してガラスレンズを形成する。
【0004】このようなリヒートプレス成形においては、プレス成形により最終的なレンズ形状が得られるため、レンズ外形加工や研磨等の後加工が不要になる。このため、従来一般に行われていた研磨法によって球面レンズを形成すると、研磨粉とガラスの混じった廃液が発生して環境上問題があったが、このような環境問題を起こすことなくガラス成形が可能になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のガラスリヒートプレス成形方法では、成形すべきレンズ材料を成形型の下型上に載置したときに、レンズ材料の曲面頂部と下型成形面の曲面頂部が一致せずに位置ずれしてセットされる場合がある。この位置ずれ状態のままプレス成形を行うと、成形型の一方の外周部にガラス材料の充填が不十分となる部分ができ全体的な面精度が悪化するとともに、この充填不十分となる部分と光軸に関し反対側の外周部分では逆に充填過多となって上下型間のクリアランスに軟化したガラス材料が入り込んで成形型を損傷させるおそれがある。
【0006】このような位置ずれは、下型の成形面が凹状に湾曲しているため、ガラス材料がこれに沿って移動してガラス材料の中心と下型成形面の中心が一致すれば自然に修正される。しかしながら、通常成形型は、プレス時の加熱や冷却等の影響で発生する静電気を帯びている。この静電気ためガラス材料が位置ずれした状態で下型に吸着される。また周囲雰囲気の湿気等によっても、ガラスレンズ材料が下型に吸着された状態になる場合がある。このような場合には位置ずれ状態が直されないままでセットされ、前述の面精度悪化や成形型の損傷の問題が起こる。
【0007】一方、樹脂材料の成形方法が特公平7−53383号公報に記載されている。この公報記載の成形方法は、キャビティ内に充填された樹脂に振動を与えてこれを熱エネルギーに変換し樹脂の固化を防止するものである。この公報記載の成形方法は、射出成形において、樹脂圧入後の成形プロセスで樹脂を振動させるものであり、成形材料の位置ずれ対する本願の課題に対処できない。
【0008】また、特許第2618527号公報に光学部品の製造法が記載されている。この公報記載の技術は、ガラスレンズ等のプレス成形において、プレス成形後の強制離型のために型部材に振動を与えるものであり、本願の課題とするプレス成形前の位置合せについての問題に対処できない。
【0009】本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ガラスレンズをリヒートプレス成形する場合に、被成形材料であるガラスレンズ材料の曲面頂部と成形型の成形面の曲面頂部とを整合させて被成形材料の成形型に対する位置ずれを防止したガラスレンズの成形方法および成形装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明では、曲面形状を有する被成形材料を、曲面からなる成形面を有する上型および下型によりプレス成形するガラスレンズの成形方法において、前記被成形材料を下型の成形面上に載置した後、上型によりプレス成形する前に、下型を振動させることにより、この下型の成形面の中心に前記被成形材料中心が整合するように前記被成形材料を移動させて位置合せすることを特徴とするガラスレンズの成形方法を提供する。
【0011】この構成によれば、プレス成形前に、下型を振動させることにより、この下型上に置かれた被成形材料が下型成形面の曲面に沿って移動し、両方の曲面頂部の中心が一致するように位置合せされる。
【0012】好ましい構成例では、前記被成形材料は、成形すべきレンズの嵩を有し、プレス後の外形加工が不要な成形材料であることを特徴としている。この構成によれば、プレス後の後加工が簡略化され生産性が向上する。
【0013】本発明ではさらに、曲面形状を有する被成形材料を、曲面からなる成形面を有する上型および下型によりプレス成形するガラスレンズの成形装置において、前記下型上に載置された被成形材料の中心をプレス成形前に下型の成形面の中心に整合させるための中心位置合せ用振動手段を備えたことを特徴とするガラスレンズの成形装置を提供する。
【0014】この構成によれば、被成形材料と下型との位置合せ用の振動手段により下型を振動させて被成形材料の曲面頂部と下型成形面の曲面頂部とを一致させることができ、前述の本発明方法を実施することができる。
【0015】好ましい構成例では、前記中心位置合せ用振動手段は、振動発生装置と、この振動発生装置からの振動を下型に伝達するための振動伝達ロッドからなることを特徴としている。
【0016】この構成によれば、超音波振動子等の振動発生装置からの振動が振動伝達ロッドを介して下型に伝達され、下型上の被成形材料を位置合せさせる。この場合、下型と振動発生装置との間に伝達ロッドが介在するため、下型からの熱的影響による超音波振動子の劣化が防止される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態に係るガラスレンズ成形装置の構成図である。このプレス成形装置1においては、上下移動可能な上側型枠2とこの上側型枠2に交換可能に嵌め込まれた上型材3とにより上型4が構成され、この上型4に対向して下側型枠5とこの下側型枠5に交換可能に嵌め込まれた下型材6とにより下型7が構成される。上型材3の下面および下型材6の上面にはそれぞれ成形すべきレンズに対応した曲面形状の成形面15が形成されている。これらの上型4および下型7により上下一対の成形型18を構成する。
【0018】上型4はダイプレート8に接合され断熱継手9を介して図示しない上下駆動機構に連結される。下型7はダイプレート10に接合され断熱継手11を介して基台12上に設置される。基台12側には超音波振動子19が備り、この超音波振動子19は、ダイプレート10および断熱継手11を貫通して設けた振動伝達ロッド13を介して下型材6に接触している。この下型材6にはさらにダイプレート10および断熱継手11貫通して離型用のプッシュロッド(図示しない)が当接している。下型材6は下側型枠5に対し上下にスライド可能である。
【0019】超音波振動子19と下型材6との間に振動伝達ロッド13を介在させることにより、後述の成形のための加熱時に、成形型からの熱的影響による超音波振動子19の劣化が防止される。
【0020】ガラスレンズのプレス成形を行う場合、まず(A)に示すように、上型材3と下型材6の成形面15間に、成形すべきレンズの嵩に対応した嵩を有するほぼ球状のガラス材料14をセットする。ここで超音波振動子19を駆動してその振動を振動伝達ロッド13を介して下型材6に伝達し、下型材6とともにその上に載置されたガラス材料14を振動させる。これにより、球状のガラス材料14が下型材6の凹状の成形面15の中央に移動して、ガラス材料14の中心と成形面15の中心が整合して位置合せされる。
【0021】この状態で高周波加熱器等によりガラス材料14および成形型を急速加熱する(例えば30秒程度で700℃程度まで)。その後ガラス材料14および成形型をソークして均熱化する。
【0022】次に(B)に示すように、上型4を下降させて上型材3と下型材6との間に形成されたキャビティ17内のガラス材料を加圧してプレス成形する。その後、窒素ガスを流して成形型およびキャビティ内で成形されたガラス材料を温度制御しながら冷却する。この場合、前述の高周波加熱器等により加熱しながら窒素ガスを流して冷却温度を制御する。所定の温度まで冷却されたら加熱を止めて窒素ガスのみで冷却する。その後、(C)に示すように、成形レンズ16を図示しないプッシュロッドにより下型材6を押圧して取り出す。
【0023】なお、振動発生手段として、超音波振動子19に代えてピエゾ圧電素子あるいはその他適当な機械的振動装置を用いてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、プレス成形前に、下型を振動させることにより、この下型上に置かれた被成形材料が下型成形面の曲面に沿って移動し、両方の曲面頂部の中心が一致するように位置合せされる。したがって、被成形材料が偏らずに型の中央にセットされ面精度の悪化や型の損傷が防止される。




 

 


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