光学元件制造方法以及光学元件制造装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110203649.X

申请日:

2011.07.20

公开号:

CN102372417A

公开日:

2012.03.14

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

登录超时

IPC分类号:

C03B11/00

主分类号:

C03B11/00

申请人:

奥林巴斯株式会社

发明人:

澁木宏行

地址:

日本东京都

优先权:

2010.07.30 JP 2010-172491

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司 11127

代理人:

李辉;于靖帅

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内容摘要

本发明提供一种光学元件制造方法以及光学元件制造装置,在光学元件的制造方法以及制造装置中,提高光学坯料和成型模具之间的脱模性。光学元件制造方法具备如下工序:促进脱模气体供给工序,向隔着光学坯料(104)而相对的第1成型模具(上模101)和第2成型模具(下模102)之间供给包含促进脱模物质的气体(促进脱模气体A2/混合气体A3);以及加压工序,通过使所述第1成型模具(上模101)和第2成型模具(下模102)相对接近来对光学坯料(104)加压使其变形。

权利要求书

1: 一种制造光学元件的光学元件制造方法, 其中, 该光学元件制造方法具备如下工序 : 促进脱模气体供给工序, 向隔着光学坯料而相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之间 供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及 加压工序, 通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯料 加压使之变形。
2: 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加压工序之前具备加热软化工序, 该加热软化工序通过对加热软化用气体进行 加热并供给到所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具之间, 来对所述光学坯料加热使之软 化。
3: 根据权利要求 2 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述包含促进脱模物质的气体是混合有所述加热软化用气体和所述促进脱模物质的 混合气体。
4: 根据权利要求 3 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加热软化工序中, 通过对所述混合气体进行加热来对所述加热软化用气体进行 加热。
5: 根据权利要求 4 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述促进脱模气体供给工序的至少一部分与所述加热软化工序同时进行。
6: 根据权利要求 3 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加热软化工序中, 在混合了该加热软化用气体和所述促进脱模物质之后对所述 加热软化用气体进行加热。
7: 根据权利要求 3 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加热软化工序中, 在混合所述促进脱模物质之前对所述加热软化用气体进行加 热。
8: 根据权利要求 2 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述包含促进脱模物质的气体与所述加热软化用气体分开供给到所述第 1 成型模具 和所述第 2 成型模具之间。
9: 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述促进脱模气体供给工序中, 在所述光学坯料的形状变化过程中使所述促进脱模 物质的供给量变化。
10: 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述促进脱模物质是卤化碳、 氮化硼或碳素, 或者由作为原料的烃或卤化烃发生反应 而形成。
11: 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述促进脱模气体供给工序中, 对所述促进脱模物质的原料进行加热使其反应生成 所述促进脱模物质进行使用。
12: 一种制造光学元件的光学元件制造装置, 其具备 : 促进脱模气体供给单元, 其向隔着光学坯料而相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之 间供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及 2 加压单元, 其通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯 料加压使之变形。

说明书


光学元件制造方法以及光学元件制造装置

    【技术领域】
     本发明涉及制造透镜、 棱镜、 反射镜等光学元件的光学元件制造方法以及制造装置。 背景技术 以往, 在通过对加热软化后的玻璃坯料进行加压而使其变形为所希望的形状的过 程中, 因玻璃坯料和成型模具的材质的组合而在玻璃坯料和成型模具之间产生热粘接。此 外, 因该热粘接而使成型模具的表面变粗糙, 从而也使光学元件变得模糊。
     为了防止上述热粘接以及模糊的产生, 提出有如下的方案 ( 例如, 参照专利文献 1) : 在具有用于产生等离子的激励单元的真空装置内对玻璃表面层进行各种处理, 提高脱 模性来防止产生热粘接, 并且将模具的恶化抑制到最小程度从而防止其产生模糊。
     专利文献 1 : 日本特开 2001-158639 号公报
     一般而言, 光学坯料的表面积比光学元件的表面积小。这是由于随着光学坯料被 一对成型模具加压而逐渐变形, 处于光学坯料表面的原子、 分子的间隔变大, 一部分裂开而 形成新的表面。
     这样, 由于在光学坯料上随着逐渐变形而形成新的表面, 所以为了提高成型模具 和光学坯料的脱模性, 即使如上述专利文献 1 中记载的一样在光学坯料上进行表面处理, 也会产生没有进行表面处理的部分。该部分与成型模具紧贴, 光学坯料和成型模具以该部 分为基点产生热粘接, 进而, 成型模具的表面变粗糙, 从而产生光学元件的模糊不清的问 题。
     发明内容 本发明的目的在于提供一种能够提高光学坯料和成型模具之间的脱模性的光学 元件的制造方法以及制造装置。
     本发明的光学元件制造方法具备如下工序 : 促进脱模气体供给工序, 向隔着光学 坯料而相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之间供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及加压 工序, 通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯料加压使之 变形。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加压工序之前具备加热软化 工序, 该加热软化工序通过对加热软化用气体进行加热并供给到所述第 1 成型模具和所述 第 2 成型模具之间, 对所述光学坯料加热使之软化。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 包含所述促进脱模物质的气体是混 合有所述加热软化用气体和所述促进脱模物质的混合气体。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加热软化工序中, 通过对所述 混合气体进行加热来对所述加热软化用气体进行加热。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 所述促进脱模气体供给工序的至少
     一部分工序与所述加热软化工序同时进行。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加热软化工序中, 在混合了该 加热软化用气体和所述促进脱模物质之后对所述加热软化用气体进行加热。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加热软化工序中, 在混合所述 促进脱模物质之前对所述加热软化用气体进行加热。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 包含所述促进脱模物质的气体与所 述加热软化用气体分开供给到所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具之间。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述促进脱模气体供给工序中, 在 所述光学坯料的形状变化过程中使所述促进脱模物质的供给量变化。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 所述促进脱模物质是卤化碳、 氮化硼 或碳素, 或者由作为原料的烃或卤化烃发生反应而形成。
     此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述促进脱模气体供给工序中, 对 所述促进脱模物质的原料进行加热使其反应生成所述促进脱模物质进行使用。
     本发明的光学元件制造装置具备 : 促进脱模气体供给单元, 其向隔着光学坯料而 相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之间供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及加压单元, 其 通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯料加压使之变形。
     根据本发明, 能够提高光学坯料和成型模具之间的脱模性。 附图说明 图 1 是表示本发明的第 1 实施方式的光学元件的制造装置的概要结构图。
     图 2A 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凸透 镜的流程的说明图 ( 其 1)。
     图 2B 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凸透 镜的流程的说明图 ( 其 2)。
     图 2C 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凸透 镜的流程的说明图 ( 其 3)。
     图 3A 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凹透 镜的流程的说明图 ( 其 1)。
     图 3B 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凹透 镜的流程的说明图 ( 其 2)。
     图 3C 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凹透 镜的流程的说明图 ( 其 3)。
     图 4 是表示本发明的第 2 实施方式的光学元件的制造装置的概要结构图。
     图 5 是表示本发明的第 3 实施方式的光学元件的制造装置的概要结构图。
     符号说明
     10、 光学元件的制造装置 ; 11、 上加热块 ; 11a、 加热器 ; 12、 下加热块 ; 12a、 加热器 ; 13、 上均热板 ; 14、 下均热板 ; 15、 升降轴 ; 16、 成型室 ; 17、 惰性气体供给通路 ; 17a、 调节阀 ; 18、 促进脱模气体供给通路 ; 18a、 调节阀 ; 19、 混合气体供给通路 ; 19a、 气体加热器 ; 20、 光 学元件的制造装置 ; 27、 惰性气体供给通路 ; 27a、 调节阀 ; 27b、 气体加热器 ; 28、 促进脱模
     气体供给通路 ; 28a、 调节阀 ; 28b、 气体加热器 ; 29、 混合气体供给通路 ; 30、 光学元件的制 造装置 ; 37、 惰性气体供给通路 ; 37a、 调节阀 ; 37b、 气体加热器 ; 38、 促进脱模气体供给通 路; 38a、 调节阀 ; 38b、 气体加热器 ; 100、 模组 ; 101、 上模 ; 101a、 凹成型面 ; 101b、 大直径部 ; 102、 下模 ; 102a、 凹成型面 ; 102b、 大直径部 ; 103、 套筒 ; 103a、 贯通孔 ; 104、 光学坯料 ; 105、 型腔 ; 200、 模组 ; 201、 上模 ; 201a、 凸成型面 ; 201b、 大直径部 ; 202、 下模 ; 202a、 凸成型面 ; 202b、 大直径部 ; 203、 套筒 ; 203a、 贯通孔 ; 204、 光学坯料 ; 205、 型腔 ; A1、 惰性气体 ; A2、 促 进脱模气体 ; A3、 混合气体。 具体实施方式
     以下, 参照附图说明本发明的实施方式的光学元件的制造方法以及制造装置。
     < 第 1 实施方式 >
     图 1 是表示本发明的第 1 实施方式中光学元件的制造装置 10 的概要结构图。
     如图 1 所示, 光学元件的制造装置 10 具备上加热块 11、 下加热块 12、 上均热板 13、 下均热板 14、 升降轴 15、 成型室 16、 惰性气体供给通路 17、 促进脱模气体供给通路 18、 混合 气体供给通路 19。 另外, 在光学元件的制造装置 10 中, 在成型室 16 内配置有多个台 (stage), 该台具 有上加热块 11、 下加热块 12、 上均热板 13、 下均热板 14、 升降轴 15。例如, 后述的模组 100 分别被依次输送到 1 个以上的加热台、 加压台、 冷却台。惰性气体供给通路 17、 促进脱模气 体供给通路 18 以及混合气体供给通路 19 配置在例如加热台以及加压台上。
     在上加热块 11 以及下加热块 12 中插入例如 3 个加热器 11a、 12a, 该加热器兼有对 例如玻璃这样的光学坯料 104 进行加热的加热单元以及进行冷却的冷却单元。 加热器 11a、 12a 被未图示的控制单元进行温度控制。 上均热板 13 固定在上加热块 11 的下部, 下均热板 14 固定在下加热块 12 的上部。上均热板 13 以及下均热板 14 将由加热器 11a、 12a 发出并 经由上加热块 11 以及下加热块 12 进行了热传导的热量分散到与模组 100 接触的接触面并 使其进行热传导。
     升降轴 15 与例如汽缸这样的未图示的驱动单元一起构成加压单元。升降轴 15 的 下端固定在上加热块 11 上, 与上加热块 11 以及上均热板 13 一起升降。升降轴 15 在下降 时使得在模组 100 中收容的例如玻璃这样的光学坯料 104 被加压而变形。
     模组 100 具有作为第 1 成型模具的上模 101、 作为第 2 成型模具的下模 102、 套筒 103。
     在上模 101 以及下模 102 中, 在相对的端面上形成有用于在光学坯料 104 上转印 双凸形状的凹成型面 101a、 102a。
     上模 101 的上端呈现出形成有大直径部 101b 的圆柱形。下模 102 的下端呈现出 形成有大直径部 102b 的圆柱形。
     套筒 103 呈圆筒形, 其配置在上模 101 的大直径部 101b 和下模 102 的大直径部 102b 之间, 保持上模 101 以及下模 102。
     在套筒 103 上形成多个贯通孔 103a, 该多个贯通孔 103a 使上模 101 与下模 102 之 间的空间即型腔 105 与成型室 16 连通。贯通孔 103a 沿着套筒 103 的径向延伸, 在套筒 103 的外周面以及内周面开口。
     贯通孔 103a 的数目是可以进行混合气体 A3 的流入流出的数目, 例如为 2 个以上。 另外, 当贯通孔 103a 的开口形状是例如延伸孔形状等情形时, 也可以将贯通孔 103a 的数目 设为 1 个。
     惰性气体供给通路 17 构成用于将例如氮或氦这样的惰性气体 A1( 用于加热软化 的气体 ) 从未图示的供给源供给到型腔 105 的通路。
     促进脱模气体供给通路 18 构成用于将促进脱模气体 A2 从未图示的供给源供给到 型腔 105 的通路, 该促进脱模气体 A2 是包含促进脱模物质的气体。促进脱模物质本身可以 是气体 ( 促进脱模气体 A2), 也可以是粉末等固体, 还可以是液体。
     在惰性气体供给通路 17 以及促进脱模气体供给通路 18 中设有通过未图示的控制 部来调整流量的调节阀 17a、 18a。
     惰性气体供给通路 17 以及促进脱模气体供给通路 18 与混合气体供给通路 19 连 接。该混合气体供给通路 19 构成用于将混合气体 A3 供给到型腔 105 的通路, 该混合气体 A3 是混合由惰性气体供给通路 17 供给的惰性气体 A1 和由促进脱模气体供给通路 18 供给 的促进脱模气体 A2( 促进脱模物质 ) 而成的气体。
     这样, 促进脱模气体供给通路 18 以及混合气体供给通路 19 发挥将包含促进脱模 物质的气体提供给型腔 105 的促进脱模气体供给单元的功能。另外, 混合气体 A3 例如可以 这样生成 : 在配置于惰性气体 A1 等气体的供给通路内的具有促进脱模物质的过滤器内, 过 滤器上的促进脱模物质根据气体的流速情况而流入到气体中而生成。 在混合气体供给通路 19 中设有气体加热器 19a。 该气体加热器 19a 例如是使用铂 发热体的喷火筒加热器。
     另外, 促进脱模气体供给通路 18 中的促进脱模气体 A2 被混合气体供给通路 19 的 气体加热器 19a 加热。因此, 促进脱模气体 A2 中含有的促进脱模物质在促进脱模气体供给 通路 18 中可以是处于原料的状态。这种情况下, 气体加热器 19a 发挥以铂为催化剂的促 进脱模物质反应单元的功能, 促进脱模物质的原料被气体加热器 19a 加热而发生反应。由 此, 生成促进脱模物质。另外, 可以在混合气体供给通路 19 中设置温度调整机构, 该温度调 整机构将对促进脱模物质进行加热反应之后的混合气体 A3 的温度调整为适于供给到型腔 105 的温度。
     作为促进脱模物质, 可列举出例如卤化碳 ( 氟化碳 : (CF)n)、 氮化硼 (BN) 或碳素 (C)。
     作为促进脱模物质的原料, 可列举出例如烃 ( 甲烷 : CH4、 C2H6 : 乙烷、 C3H8 : 丙烷、 C4H10 : 异丁烷、 C2H4 : 乙烯、 C2H2 : 乙炔 )、 或卤化烃 (CH2Cl2 : 二氯甲烷、 C2H3Cl : 氯乙烯 )。
     作为促进脱模物质的原料, 在使用了气体状的上述原料时, 在型腔 105 中原料相 对于混合气体 A3 的供给浓度优选为 0.01 ~ 50vol%的体积分量。 这是因为, 该供给浓度在 体积分量不足 0.01vol%时促进脱模物质 ( 碳素 ) 的生成变少, 难以提高脱模性, 相反如果 体积分量超过 50vol%, 则促进脱模物质的生成过多, 容易在光学元件的表面上产生缺陷。
     以下说明利用光学坯料 104 制造光学元件的流程, 其中, 与上述说明重复的部分, 省略适当的说明。
     图 2A ~图 2C 是说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 来制造 双凸透镜这样的光学元件的流程的说明图。
     首先, 如图 1 以及图 2A 所示, 例如收容有球状的光学坯料 104 的模组 100 通过未 图示的输送机器人进行输送, 载置到成型室 16 内的下均热板 14 上。
     而且, 升降轴 15、 上加热块 11 以及上均热板 13 通过未图示的驱动单元而下降, 上 均热板 13 的底面与模组 100 的上模 101 的上表面相抵接。
     在惰性气体供给通路 17 以及促进脱模气体供给通路 18 中, 通过未图示的控制装 置的控制来开放调节阀 17a、 18a, 将来自未图示的供给源的惰性气体 A1 以及促进脱模气体 A2 供给到混合气体供给通路 19。
     混合气体供给通路 19 通过气体加热器 19a 对混合气体 A3( 体积流量 V1[m3/s]) 进行加热, 供给到型腔 105。这样, 就将包含脱模促进物质的气体即混合气体 A3 供给到型 腔 105( 促进脱模气体供给工序 )。另外, 如上所述, 当在促进脱模气体 A2 中使用了促进脱 模物质的原料时, 通过以该原料的反应温度以上的温度 ( 例如乙炔的反应温度为 1400℃以 上 ) 对混合气体 A3 进行加热, 使上述原料因加热而反应来生成促进脱模物质。
     在该促进脱模气体供给工序中, 通过对型腔 105 供给混合气体 A3 来加热软化光学 坯料 104( 加热软化工序 ), 该混合气体 A3 是通过气体加热器 19a 加热到光学坯料 104 的软 化温度 ( 玻璃转移温度 ) 以上的气体。 这样, 通过促进脱模气体供给工序的混合气体 A3 就可以同时进行加热软化工序。 另外, 也可以一个个依次进行促进脱模气体供给工序以及加热软化工序。促进脱模气体供 给工序在本实施方式中在加热软化工序之后在加压工序中也被进行。 促进脱模气体供给工 序可以在光学坯料 104 的加压变形结束之前向型腔 105 供给混合气体 A3( 促进脱模物质 )。
     另外, 由于上均热板 13 与模组 100 的上模 101 的上表面抵接, 所以由加热器 11a、 12a 发出的热量经由上加热块 11、 下加热块 12 以及上均热板 13、 下均热板 14, 热传导到模 组 100 乃至光学坯料 104。由此, 光学坯料 104 加热软化。
     因此, 可以省略混合气体供给通路 19 的加热器 19a。 此外, 反过来也可以省略上加 热块 11 以及下加热块 12 的加热器 11a、 12a。
     在光学坯料 104 加热软化之后, 模组 100 通过未图示的输送机器人输送到加压台。 而且, 如图 2B 所示, 通过未图示的驱动单元使升降轴 15、 上加热块 11 以及上均热板 13 下 降, 以使上均热板 13 按压上模 101。由此, 上模 101 和下模 102 相对接近, 光学坯料 104 被 加压变形 ( 加压工序 )。在该加压工序的初期, 混合气体供给通路 19 将体积流量 V1[m3/s] 的混合气体 A3 供给到型腔 105。
     而且, 当光学坯料 104 的加压变形不断进行时, 混合气体供给通路 19 将体积流量 3 V2( > V1)[m /s] 比之前多的混合气体 A3 供给到型腔 105。由此, 能够对光学坯料 104 的 边缘部分 ( 周缘 ) 可靠地供给促进脱模物质。
     另外, 将体积流量 V1[m3/s] 的混合气体 A3 供给到型腔 105 与将体积流量 V2[m3/ s] 的混合气体 A3 供给到型腔 105 可以在不同的加压台进行, 也可以在相同的加压台进行。
     在加压工序之后, 通过未图示的输送机器人将模组 100 输送到冷却台。在冷却台 上, 通过未图示的控制部将上加热块 11 以及下加热块 12 的加热器 11a、 12a 的温度设定为 冷却温度, 在上均热板 13 以及下均热板 14 与模组 100 抵接的状态下冷却光学坯料 104( 冷 却工序 )。
     而且, 在通过未图示的输送机器人将模组 100 从光学元件的制造装置 10 输送出之
     后, 通过未图示的脱模机器人从模组 100 取出光学坯料 104( 脱模工序 )。 由此, 能得到例如 玻璃透镜这样的光学元件。
     图 3A ~图 3C 是用于说明利用第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 来制造双 凹透镜这样的光学元件的流程的说明图。
     如图 3A 所示, 制造双凹透镜这样的光学元件时的模组 200 也具有作为第 1 成型模 具的上模 201、 作为第 2 成型模具的下模 202、 套筒 203。
     模组 200 与上述模组 100 的不同点在于 : 模组 200 在上模 201 与下模 202 相对的端 面上不形成凹成型面, 而形成用于在光学坯料 204 上转印双凹形状的凸成型面 201a、 202a。
     在模组 200 中也是, 在上模 201 以及下模 202 上形成大直径部 201b、 202b, 在套筒 203 上形成多个贯通孔 203a。
     当制造双凹透镜这样的光学元件时, 首先, 通过体积流量 V11[m3/s] 的混合气体 A3 以及上述加热器 11a、 12a 对光学坯料 204 进行加热软化 ( 加热软化工序 / 促进脱模气体供 给工序 )。其后, 在加压工序中, 混合气体供给通路 19 将体积流量 V12( < V11)[m3/s] 比加 热软化工序的体积流量少的混合气体 A3 供给到型腔 205( 加压工序 / 促进脱模气体供给工 序 )。
     这是为了防止当光学坯料 204 的边缘部分 ( 周缘 ) 的流动性变高时光学坯料 204 向外周方向按压的力变强而导致凸成型面 201a、 202a 的转印性变差。
     在加压工序之后, 进行上述的冷却工序以及脱模工序。
     在以上说明的本实施方式中, 光学元件的制造方法具备促进脱模气体供给工序和 加压工序, 该促进脱模气体供给工序将包含促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 的气体即混 合气体 A3 供给到型腔 105、 205 中, 该型腔 105、 205 是隔着光学坯料 104、 204 而相对的上模 101、 201 和下模 102、 202 之间的空间 ; 该加压工序通过使上模 101、 201 和下模 102、 202 相 对接近, 对光学坯料 104、 204 加压而使其变形。
     因此, 当光学坯料 104、 204 的形状变化时, 即使光学坯料 104、 204 的表面积变大而 产生新露出来的部分, 也能够通过将促进脱模气体 A2 供给到型腔 105、 205, 将促进脱模气 体 A2 喷到新露出的部分上。由此, 能防止光学坯料 104、 204 与成型模具 ( 上模 101、 201 和 下模 102、 202) 以新露出的部分为基点产生热粘接。
     由此, 根据本实施方式, 能提高光学坯料 104、 204 和成型模具 ( 上模 101、 201 以及 下模 102、 202) 之间的脱模性。
     进而, 因为是在气体 ( 混合气体 A3) 状态下将促进脱模物质供给到型腔 105、 205, 所以能够简单地控制气体供给的定时 / 供给量, 并且, 能够简单地控制与光学坯料 104、 204 对应的气体的选择, 增大促进脱模物质的供给自由度。
     此外, 在本实施方式中, 光学元件的制造方法在加压工序之前具备加热软化工序, 该加热软化工序通过对作为加热软化气体的惰性气体 A1 进行加热而供给到上模 101、 201 和下模 102、 202 之间, 来对光学坯料 104、 204 进行加热软化。 因此, 由被加热的惰性气体 A1 对光学坯料 104、 204 的边缘部分 ( 周缘 ) 进行加热, 就能够对光学坯料 104、 204 的整体更 均匀地进行加热软化。
     此外, 在本实施方式中, 供给到型腔 105、 205 并包含促进脱模物质的气体是混合 有惰性气体 A1 和促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 的混合气体 A3。因此, 能利用惰性气体A1 防止型腔 105、 205 的氧化, 并能将促进脱模物质供给到型腔 105、 205。此外, 能够防止包 含促进脱模物质的气体使光学元件 104、 204 的温度下降 ( 变化 )。
     此外, 在本实施方式中, 在加热软化工序中, 通过对混合气体 A3 进行加热来对惰 性气体 A1 进行加热。进而, 在本实施方式中, 促进脱模气体供给工序的至少一部分工序与 加热软化工序同时进行。因此, 能够将光学元件的制造装置 10 做成简单的结构。
     此外, 在本实施方式中, 在加热软化工序中, 在惰性气体 A1 和促进脱模物质 ( 促进 脱模气体 A2) 进行了混合之后对惰性气体 A1 进行加热。因此, 当混合促进脱模物质的原料 时, 能够对惰性气体 A1 进行加热并且使上述原料反应来生成促进脱模物质, 能够将光学元 件的制造装置 10 做成简单的结构。此外, 能够使惰性气体 A1 和促进脱模物质 ( 促进脱模 气体 A2) 容易地进行混合, 在光学元件 104、 204 的外周面上均匀地提高脱模性。
     此外, 在本实施方式中, 在促进脱模气体供给工序中, 在光学坯料 104、 204 的形状 变化的过程中, 混合气体 A3 的供给量 ( 体积流量 V1、 V2、 V11、 V12) 发生变化。因此, 能够 将与光学坯料 104、 204 的形状和制造出的光学元件的形状相应的量的促进脱模物质供给 到型腔 105。此外, 能够控制光学坯料 104、 204 的流动并且得到转印性良好的光学元件。
     另外, 在本实施方式中, 虽然按照混合气体 A3 的体积流量来使促进脱模物质的供 给量变化, 但是, 即使将混合气体 A3 的体积流量设为恒定, 通过增大促进脱模气体 A2 中包 含的促进脱模物质的量、 或者减少惰性气体 A1 的供给量且增大促进脱模气体 A2 的供给量, 也可以使促进脱模物质的供给量发生变化。此外, 可以在光学坯料 104、 204 的形状变化的 过程中使混合气体 A3 的供给量变化 2 次以上。 在本实施方式中, 说明了光学元件是双凸透镜 ( 光学坯料 104) 以及双凹透镜 ( 光 学坯料 204) 的情况, 但光学元件的形状也可以是单凸透镜或其他形状, 并不作特别的限 定。
     此外, 在本实施方式中说明了在光学元件的制造装置 10 中配置有多个台且该台 具有上加热块 11、 下加热块 12、 上均热板 13、 下均热板 14 和升降轴 15 的例子, 但也可以是 一个台。这种情况下, 能省略模组 100、 200 而将上模 101、 201 以及下模 102、 202 固定在台 上。
     < 第 2 实施方式 >
     图 4 是表示本发明的第 2 实施方式的光学元件的制造装置 20 的概要结构图。
     本实施方式的光学元件的制造装置 20, 除了不是在混合气体供给通路 29 而是在 惰性气体供给通路 27 中设置有气体加热器 27b 这一点以及与这一点相关的结构之外, 都与 上述第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 相同。因此, 适当地省略相同部分的说明。
     如图 4 所示, 光学元件的制造装置 20 具备上加热块 11 以及下加热块 12、 上均热 板 13 以及下均热板 14、 升降轴 15、 成型室 16、 惰性气体供给通路 27、 促进脱模气体供给通 路 28、 混合气体供给通路 29。
     惰性气体供给通路 27 构成用于将例如氮或氦这样的惰性气体 A1 从未图示的供给 源供给到型腔 105 的通路。
     促进脱模气体供给通路 28 构成用于将促进脱模气体 A2 从未图示的供给源供给到 型腔 105 的通路, 该促进脱模气体 A2 是包含促进脱模物质的气体。
     在惰性气体供给通路 27 以及促进脱模气体供给通路 28 中设有由未图示的控制部
     进行流量调整的调节阀 27a、 28a。
     惰性气体供给通路 27 以及促进脱模气体供给通路 28 与混合气体供给通路 29 连 接。该混合气体供给通路 29 构成用于将混合气体 A3 供给到型腔 105 的通路, 该混合气体 A3 混合有通过惰性气体供给通路 27 供给的惰性气体 A1 和通过促进脱模气体供给通路 28 供给的促进脱模气体 A2( 促进脱模物质 )。这样, 促进脱模气体供给通路 28 以及混合气体 供给通路 29 发挥将包含促进脱模物质的气体供给到型腔 105 的促进脱模气体供给单元的 功能。
     在惰性气体供给通路 27 中设有将惰性气体 A1 加热到例如光学坯料 104 的软化温 度 ( 玻璃转移温度 ) 以上的气体加热器 27b。
     另外, 可以在促进脱模气体供给通路 28 中设置作为促进脱模物质反应单元的气 体加热器 28b( 以双点划线进行图示 ), 该气体加热器 28b 是使用了铂加热器的喷火筒加热 器。此时, 促进脱模气体供给通路 28 中的促进脱模气体 A2 所包含的物质, 可以采用促进脱 模的原料。该原料被气体加热器 28b 加热而发生反应, 生成促进脱模物质。
     由光学坯料 104 制造光学元件的流程与上述第 1 实施方式相同。
     在以上说明的本实施方式中, 与上述第 1 实施方式同样地, 光学元件的制造方法 具备供给包含促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 的气体即混合气体 A3 的促进脱模气体供 给工序、 通过使上模 101 和下模 102 相对接近来对光学坯料 104 进行加压变形的加压工序。 因此, 当光学坯料 104 的形状变化时, 即使光学坯料 104 的表面积变大而产生新露 出来的部分, 也能够通过将促进脱模气体 A2 供给到型腔 105, 将促进脱模气体 A2 喷到新露 出的部分。由此, 能防止光学坯料 104 与成型模具 ( 上模 101 和下模 102) 以新露出的部分 为基点产生热粘接。
     因此, 根据本实施方式, 能够提高光学坯料 104 和成型模具 ( 上模 101 以及下模 102) 之间的脱模性。
     此外, 在本实施方式中, 在加热软化工序中, 在惰性气体 A1 中混合促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 之前对惰性气体 A1 进行加热。因此, 能够有效采用以下结构等 : 即使 在供给到型腔 105 时, 在促进脱模物质是固体状等情况下也不用气体加热器对促进脱模物 质进行加热的结构 ; 在使用促进脱模物质的原料时为了使反应温度与由气体加热器 27b 加 热的温度不同而使用用于原料的气体加热器 28b 的结构。
     < 第 3 实施方式 >
     图 5 是表示本发明的第 3 实施方式的光学元件的制造装置 30 的概要结构图。
     本实施方式的光学元件的制造装置 30 除了促进脱模气体 A2 是与惰性气体 A1 分 开 ( 通过另外的系统 ) 供给到型腔 105 这一点以及与这一点相关联的结构之外, 其余结构 与上述第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 相同。因此, 适当地省略相同部分的说明。
     如图 5 所示, 光学元件的制造装置 30 具备上加热块 11 以及下加热块 12、 上均热 板 13 以及下均热板 14、 升降轴 15、 成型室 16、 惰性气体供给通路 37、 促进脱模气体供给通 路 38。
     惰性气体供给通路 37 构成用于将例如氮或氦这样的惰性气体 A1 从未图示的供给 源供给到型腔 105 的通路。
     促进脱模气体供给通路 38 构成用于将促进脱模气体 A2 从未图示的供给源供给到
     型腔 105 的通路, 该促进脱模气体 A2 是包含促进脱模物质的气体。促进脱模气体供给通路 38 发挥促进脱模气体供给单元的功能。
     在惰性气体供给通路 37 以及促进脱模气体供给通路 38 中设有由未图示的控制部 进行流量调整的调节阀 37a、 38a。
     此外, 在惰性气体供给通路 37 以及促进脱模气体供给通路 38 中设置气体加热器 37b、 38b。促进脱模气体供给通路 38 的气体加热器 38b 能发挥上述促进脱模物质反应单元 的功能。
     惰性气体供给通路 37 以及促进脱模气体供给通路 38 相互独立地配置, 分别从套 筒 103 上不同的贯通孔 103a 将惰性气体 A1/ 促进脱模气体 A2 分开 ( 通过不同系统 ) 供给 到型腔 105。
     但是, 可以将惰性气体 A1/ 促进脱模气体 A2 供给到型腔 105 的定时设为同时, 也 可以如第 1 实施方式那样, 例如促进脱模气体供给工序的一部分工序与加热软化工序同时 进行, 并不特别限制定时。
     在惰性气体供给通路 37 上设置有加热惰性气体 A1 的气体加热器 37b。
     此外, 在促进脱模气体供给通路 38 上设置有加热促进脱模气体 A2 的气体加热器 38b。 由光学坯料 104 制造光学元件的流程与上述第 1 实施方式同样。
     在以上说明的本实施方式中也与上述第 1 实施方式和第 2 实施方式同样, 光学元 件的制造方法具备供给包含促进脱模物质的气体即促进脱模气体 A2 的促进脱模气体供给 工序、 通过使上模 101 和下模 102 相对接近来对光学坯料 104 加压而使其变形的加压工序。
     因此, 即便当光学坯料 104 的形状变化时, 光学素材 104 的表面积变大而产生新露 出来的部分, 也能够通过将促进脱模气体 A2 供给到型腔 105, 将促进脱模气体 A2 吹到新露 出的部分。由此, 能防止光学坯料 104 与成型模具 ( 上模 101 和下模 102) 以新露出的部分 为基点产生热粘结。
     根据本实施方式, 也能够提高光学坯料 104 和成型模具 ( 上模 101 以及下模 102) 之间的脱模性。
     此外, 在本实施方式中, 促进脱模气体 A2 与惰性气体 A1 是分开供给到型腔 105 的。 因此, 可以有效地采用以下结构 : 在使用促进脱模物质的原料时原料的反应温度 ( 气体 加热器 38b 的加热温度 ) 与由气体加热器 37b 进行加热的加热温度不同的结构 ; 想对光学 坯料 104 进行加热的位置和想供给促进脱模物质的位置不同的结构。
    

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1、(10)申请公布号 CN 102372417 A (43)申请公布日 2012.03.14 CN 102372417 A *CN102372417A* (21)申请号 201110203649.X (22)申请日 2011.07.20 2010-172491 2010.07.30 JP C03B 11/00(2006.01) (71)申请人 奥林巴斯株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 澁木宏行 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 李辉 于靖帅 (54) 发明名称 光学元件制造方法以及光学元件制造装置 (57) 摘要 本发明提供一种光学元件制造方法以。

2、及光学 元件制造装置, 在光学元件的制造方法以及制造 装置中, 提高光学坯料和成型模具之间的脱模性。 光学元件制造方法具备如下工序 : 促进脱模气体 供给工序, 向隔着光学坯料(104)而相对的第1成 型模具 ( 上模 101) 和第 2 成型模具 ( 下模 102) 之间供给包含促进脱模物质的气体 ( 促进脱模气 体 A2/ 混合气体 A3) ; 以及加压工序, 通过使所述 第 1 成型模具 ( 上模 101) 和第 2 成型模具 ( 下 模102)相对接近来对光学坯料(104)加压使其变 形。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专。

3、利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 9 页 CN 102372420 A1/2 页 2 1. 一种制造光学元件的光学元件制造方法, 其中, 该光学元件制造方法具备如下工序 : 促进脱模气体供给工序, 向隔着光学坯料而相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之间 供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及 加压工序, 通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯料 加压使之变形。 2. 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加压工序之前具备加热软化工序, 该加热软化工序通过对加热软化用气体进行 加热并供给到所述第 1 成型模具和所述第 2 成。

4、型模具之间, 来对所述光学坯料加热使之软 化。 3. 根据权利要求 2 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述包含促进脱模物质的气体是混合有所述加热软化用气体和所述促进脱模物质的 混合气体。 4. 根据权利要求 3 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加热软化工序中, 通过对所述混合气体进行加热来对所述加热软化用气体进行 加热。 5. 根据权利要求 4 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述促进脱模气体供给工序的至少一部分与所述加热软化工序同时进行。 6. 根据权利要求 3 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加热软化工序中, 在混合了该加热软化用气体和所述促进脱模物质之后对所述 加热。

5、软化用气体进行加热。 7. 根据权利要求 3 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述加热软化工序中, 在混合所述促进脱模物质之前对所述加热软化用气体进行加 热。 8. 根据权利要求 2 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述包含促进脱模物质的气体与所述加热软化用气体分开供给到所述第 1 成型模具 和所述第 2 成型模具之间。 9. 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述促进脱模气体供给工序中, 在所述光学坯料的形状变化过程中使所述促进脱模 物质的供给量变化。 10. 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 所述促进脱模物质是卤化碳、 氮化硼或碳素, 或者由作为。

6、原料的烃或卤化烃发生反应 而形成。 11. 根据权利要求 1 所述的光学元件制造方法, 其中, 在所述促进脱模气体供给工序中, 对所述促进脱模物质的原料进行加热使其反应生成 所述促进脱模物质进行使用。 12. 一种制造光学元件的光学元件制造装置, 其具备 : 促进脱模气体供给单元, 其向隔着光学坯料而相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之 间供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及 权 利 要 求 书 CN 102372417 A CN 102372420 A2/2 页 3 加压单元, 其通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯 料加压使之变形。 权 利 要 求 。

7、书 CN 102372417 A CN 102372420 A1/9 页 4 光学元件制造方法以及光学元件制造装置 技术领域 0001 本发明涉及制造透镜、 棱镜、 反射镜等光学元件的光学元件制造方法以及制造装 置。 背景技术 0002 以往, 在通过对加热软化后的玻璃坯料进行加压而使其变形为所希望的形状的过 程中, 因玻璃坯料和成型模具的材质的组合而在玻璃坯料和成型模具之间产生热粘接。此 外, 因该热粘接而使成型模具的表面变粗糙, 从而也使光学元件变得模糊。 0003 为了防止上述热粘接以及模糊的产生, 提出有如下的方案 ( 例如, 参照专利文献 1) : 在具有用于产生等离子的激励单元的真。

8、空装置内对玻璃表面层进行各种处理, 提高脱 模性来防止产生热粘接, 并且将模具的恶化抑制到最小程度从而防止其产生模糊。 0004 专利文献 1 : 日本特开 2001-158639 号公报 0005 一般而言, 光学坯料的表面积比光学元件的表面积小。这是由于随着光学坯料被 一对成型模具加压而逐渐变形, 处于光学坯料表面的原子、 分子的间隔变大, 一部分裂开而 形成新的表面。 0006 这样, 由于在光学坯料上随着逐渐变形而形成新的表面, 所以为了提高成型模具 和光学坯料的脱模性, 即使如上述专利文献 1 中记载的一样在光学坯料上进行表面处理, 也会产生没有进行表面处理的部分。该部分与成型模具紧。

9、贴, 光学坯料和成型模具以该部 分为基点产生热粘接, 进而, 成型模具的表面变粗糙, 从而产生光学元件的模糊不清的问 题。 发明内容 0007 本发明的目的在于提供一种能够提高光学坯料和成型模具之间的脱模性的光学 元件的制造方法以及制造装置。 0008 本发明的光学元件制造方法具备如下工序 : 促进脱模气体供给工序, 向隔着光学 坯料而相对的第 1 成型模具和第 2 成型模具之间供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及加压 工序, 通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯料加压使之 变形。 0009 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加压工序之前具备加。

10、热软化 工序, 该加热软化工序通过对加热软化用气体进行加热并供给到所述第 1 成型模具和所述 第 2 成型模具之间, 对所述光学坯料加热使之软化。 0010 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 包含所述促进脱模物质的气体是混 合有所述加热软化用气体和所述促进脱模物质的混合气体。 0011 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加热软化工序中, 通过对所述 混合气体进行加热来对所述加热软化用气体进行加热。 0012 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 所述促进脱模气体供给工序的至少 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A2/9 页 5 。

11、一部分工序与所述加热软化工序同时进行。 0013 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加热软化工序中, 在混合了该 加热软化用气体和所述促进脱模物质之后对所述加热软化用气体进行加热。 0014 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述加热软化工序中, 在混合所述 促进脱模物质之前对所述加热软化用气体进行加热。 0015 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 包含所述促进脱模物质的气体与所 述加热软化用气体分开供给到所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具之间。 0016 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述促进脱模气体供给工序中, 在 所述光学坯料。

12、的形状变化过程中使所述促进脱模物质的供给量变化。 0017 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 所述促进脱模物质是卤化碳、 氮化硼 或碳素, 或者由作为原料的烃或卤化烃发生反应而形成。 0018 此外, 在上述光学元件制造方法中可以做成, 在所述促进脱模气体供给工序中, 对 所述促进脱模物质的原料进行加热使其反应生成所述促进脱模物质进行使用。 0019 本发明的光学元件制造装置具备 : 促进脱模气体供给单元, 其向隔着光学坯料而 相对的第1成型模具和第2成型模具之间供给包含促进脱模物质的气体 ; 以及加压单元, 其 通过使所述第 1 成型模具和所述第 2 成型模具相对接近来对所述光学坯。

13、料加压使之变形。 0020 根据本发明, 能够提高光学坯料和成型模具之间的脱模性。 附图说明 0021 图 1 是表示本发明的第 1 实施方式的光学元件的制造装置的概要结构图。 0022 图 2A 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凸透 镜的流程的说明图 ( 其 1)。 0023 图 2B 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凸透 镜的流程的说明图 ( 其 2)。 0024 图 2C 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凸透 镜的流程的说明图 ( 其 3)。 0025 图 3A 是用于说明利用本发明第 1 实。

14、施方式的光学元件的制造装置来制造双凹透 镜的流程的说明图 ( 其 1)。 0026 图 3B 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凹透 镜的流程的说明图 ( 其 2)。 0027 图 3C 是用于说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置来制造双凹透 镜的流程的说明图 ( 其 3)。 0028 图 4 是表示本发明的第 2 实施方式的光学元件的制造装置的概要结构图。 0029 图 5 是表示本发明的第 3 实施方式的光学元件的制造装置的概要结构图。 0030 符号说明 0031 10、 光学元件的制造装置 ; 11、 上加热块 ; 11a、 加热器 ; 12。

15、、 下加热块 ; 12a、 加热器 ; 13、 上均热板 ; 14、 下均热板 ; 15、 升降轴 ; 16、 成型室 ; 17、 惰性气体供给通路 ; 17a、 调节阀 ; 18、 促进脱模气体供给通路 ; 18a、 调节阀 ; 19、 混合气体供给通路 ; 19a、 气体加热器 ; 20、 光 学元件的制造装置 ; 27、 惰性气体供给通路 ; 27a、 调节阀 ; 27b、 气体加热器 ; 28、 促进脱模 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A3/9 页 6 气体供给通路 ; 28a、 调节阀 ; 28b、 气体加热器 ; 29、 混合气体供给通路 ; 。

16、30、 光学元件的制 造装置 ; 37、 惰性气体供给通路 ; 37a、 调节阀 ; 37b、 气体加热器 ; 38、 促进脱模气体供给通 路 ; 38a、 调节阀 ; 38b、 气体加热器 ; 100、 模组 ; 101、 上模 ; 101a、 凹成型面 ; 101b、 大直径部 ; 102、 下模 ; 102a、 凹成型面 ; 102b、 大直径部 ; 103、 套筒 ; 103a、 贯通孔 ; 104、 光学坯料 ; 105、 型腔 ; 200、 模组 ; 201、 上模 ; 201a、 凸成型面 ; 201b、 大直径部 ; 202、 下模 ; 202a、 凸成型面 ; 202b、 大。

17、直径部 ; 203、 套筒 ; 203a、 贯通孔 ; 204、 光学坯料 ; 205、 型腔 ; A1、 惰性气体 ; A2、 促 进脱模气体 ; A3、 混合气体。 具体实施方式 0032 以下, 参照附图说明本发明的实施方式的光学元件的制造方法以及制造装置。 0033 0034 图 1 是表示本发明的第 1 实施方式中光学元件的制造装置 10 的概要结构图。 0035 如图1所示, 光学元件的制造装置10具备上加热块11、 下加热块12、 上均热板13、 下均热板 14、 升降轴 15、 成型室 16、 惰性气体供给通路 17、 促进脱模气体供给通路 18、 混合 气体供给通路 19。 。

18、0036 另外, 在光学元件的制造装置10中, 在成型室16内配置有多个台(stage), 该台具 有上加热块 11、 下加热块 12、 上均热板 13、 下均热板 14、 升降轴 15。例如, 后述的模组 100 分别被依次输送到 1 个以上的加热台、 加压台、 冷却台。惰性气体供给通路 17、 促进脱模气 体供给通路 18 以及混合气体供给通路 19 配置在例如加热台以及加压台上。 0037 在上加热块11以及下加热块12中插入例如3个加热器11a、 12a, 该加热器兼有对 例如玻璃这样的光学坯料104进行加热的加热单元以及进行冷却的冷却单元。 加热器11a、 12a被未图示的控制单元进。

19、行温度控制。 上均热板13固定在上加热块11的下部, 下均热板 14 固定在下加热块 12 的上部。上均热板 13 以及下均热板 14 将由加热器 11a、 12a 发出并 经由上加热块 11 以及下加热块 12 进行了热传导的热量分散到与模组 100 接触的接触面并 使其进行热传导。 0038 升降轴 15 与例如汽缸这样的未图示的驱动单元一起构成加压单元。升降轴 15 的 下端固定在上加热块 11 上, 与上加热块 11 以及上均热板 13 一起升降。升降轴 15 在下降 时使得在模组 100 中收容的例如玻璃这样的光学坯料 104 被加压而变形。 0039 模组 100 具有作为第 1 。

20、成型模具的上模 101、 作为第 2 成型模具的下模 102、 套筒 103。 0040 在上模 101 以及下模 102 中, 在相对的端面上形成有用于在光学坯料 104 上转印 双凸形状的凹成型面 101a、 102a。 0041 上模 101 的上端呈现出形成有大直径部 101b 的圆柱形。下模 102 的下端呈现出 形成有大直径部 102b 的圆柱形。 0042 套筒 103 呈圆筒形, 其配置在上模 101 的大直径部 101b 和下模 102 的大直径部 102b 之间, 保持上模 101 以及下模 102。 0043 在套筒103上形成多个贯通孔103a, 该多个贯通孔103a使。

21、上模101与下模102之 间的空间即型腔 105 与成型室 16 连通。贯通孔 103a 沿着套筒 103 的径向延伸, 在套筒 103 的外周面以及内周面开口。 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A4/9 页 7 0044 贯通孔 103a 的数目是可以进行混合气体 A3 的流入流出的数目, 例如为 2 个以上。 另外, 当贯通孔103a的开口形状是例如延伸孔形状等情形时, 也可以将贯通孔103a的数目 设为 1 个。 0045 惰性气体供给通路 17 构成用于将例如氮或氦这样的惰性气体 A1( 用于加热软化 的气体 ) 从未图示的供给源供给到型腔 105 。

22、的通路。 0046 促进脱模气体供给通路18构成用于将促进脱模气体A2从未图示的供给源供给到 型腔 105 的通路, 该促进脱模气体 A2 是包含促进脱模物质的气体。促进脱模物质本身可以 是气体 ( 促进脱模气体 A2), 也可以是粉末等固体, 还可以是液体。 0047 在惰性气体供给通路17以及促进脱模气体供给通路18中设有通过未图示的控制 部来调整流量的调节阀 17a、 18a。 0048 惰性气体供给通路 17 以及促进脱模气体供给通路 18 与混合气体供给通路 19 连 接。该混合气体供给通路 19 构成用于将混合气体 A3 供给到型腔 105 的通路, 该混合气体 A3 是混合由惰性。

23、气体供给通路 17 供给的惰性气体 A1 和由促进脱模气体供给通路 18 供给 的促进脱模气体 A2( 促进脱模物质 ) 而成的气体。 0049 这样, 促进脱模气体供给通路 18 以及混合气体供给通路 19 发挥将包含促进脱模 物质的气体提供给型腔 105 的促进脱模气体供给单元的功能。另外, 混合气体 A3 例如可以 这样生成 : 在配置于惰性气体 A1 等气体的供给通路内的具有促进脱模物质的过滤器内, 过 滤器上的促进脱模物质根据气体的流速情况而流入到气体中而生成。 0050 在混合气体供给通路19中设有气体加热器19a。 该气体加热器19a例如是使用铂 发热体的喷火筒加热器。 0051。

24、 另外, 促进脱模气体供给通路 18 中的促进脱模气体 A2 被混合气体供给通路 19 的 气体加热器 19a 加热。因此, 促进脱模气体 A2 中含有的促进脱模物质在促进脱模气体供给 通路 18 中可以是处于原料的状态。这种情况下, 气体加热器 19a 发挥以铂为催化剂的促 进脱模物质反应单元的功能, 促进脱模物质的原料被气体加热器 19a 加热而发生反应。由 此, 生成促进脱模物质。另外, 可以在混合气体供给通路 19 中设置温度调整机构, 该温度调 整机构将对促进脱模物质进行加热反应之后的混合气体 A3 的温度调整为适于供给到型腔 105 的温度。 0052 作为促进脱模物质, 可列举出。

25、例如卤化碳 ( 氟化碳 : (CF)n)、 氮化硼 (BN) 或碳素 (C)。 0053 作为促进脱模物质的原料, 可列举出例如烃 ( 甲烷 : CH4、 C2H6: 乙烷、 C3H8: 丙烷、 C4H10: 异丁烷、 C2H4: 乙烯、 C2H2: 乙炔 )、 或卤化烃 (CH2Cl2: 二氯甲烷、 C2H3Cl : 氯乙烯 )。 0054 作为促进脱模物质的原料, 在使用了气体状的上述原料时, 在型腔 105 中原料相 对于混合气体A3的供给浓度优选为0.0150vol的体积分量。 这是因为, 该供给浓度在 体积分量不足 0.01vol时促进脱模物质 ( 碳素 ) 的生成变少, 难以提高脱。

26、模性, 相反如果 体积分量超过 50vol, 则促进脱模物质的生成过多, 容易在光学元件的表面上产生缺陷。 0055 以下说明利用光学坯料 104 制造光学元件的流程, 其中, 与上述说明重复的部分, 省略适当的说明。 0056 图 2A 图 2C 是说明利用本发明第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 来制造 双凸透镜这样的光学元件的流程的说明图。 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A5/9 页 8 0057 首先, 如图 1 以及图 2A 所示, 例如收容有球状的光学坯料 104 的模组 100 通过未 图示的输送机器人进行输送, 载置到成型室 16 。

27、内的下均热板 14 上。 0058 而且, 升降轴 15、 上加热块 11 以及上均热板 13 通过未图示的驱动单元而下降, 上 均热板 13 的底面与模组 100 的上模 101 的上表面相抵接。 0059 在惰性气体供给通路 17 以及促进脱模气体供给通路 18 中, 通过未图示的控制装 置的控制来开放调节阀 17a、 18a, 将来自未图示的供给源的惰性气体 A1 以及促进脱模气体 A2 供给到混合气体供给通路 19。 0060 混合气体供给通路 19 通过气体加热器 19a 对混合气体 A3( 体积流量 V1m3/s) 进行加热, 供给到型腔 105。这样, 就将包含脱模促进物质的气体。

28、即混合气体 A3 供给到型 腔 105( 促进脱模气体供给工序 )。另外, 如上所述, 当在促进脱模气体 A2 中使用了促进脱 模物质的原料时, 通过以该原料的反应温度以上的温度 ( 例如乙炔的反应温度为 1400以 上 ) 对混合气体 A3 进行加热, 使上述原料因加热而反应来生成促进脱模物质。 0061 在该促进脱模气体供给工序中, 通过对型腔105供给混合气体A3来加热软化光学 坯料104(加热软化工序), 该混合气体A3是通过气体加热器19a加热到光学坯料104的软 化温度 ( 玻璃转移温度 ) 以上的气体。 0062 这样, 通过促进脱模气体供给工序的混合气体 A3 就可以同时进行加。

29、热软化工序。 另外, 也可以一个个依次进行促进脱模气体供给工序以及加热软化工序。促进脱模气体供 给工序在本实施方式中在加热软化工序之后在加压工序中也被进行。 促进脱模气体供给工 序可以在光学坯料104的加压变形结束之前向型腔105供给混合气体A3(促进脱模物质)。 0063 另外, 由于上均热板 13 与模组 100 的上模 101 的上表面抵接, 所以由加热器 11a、 12a 发出的热量经由上加热块 11、 下加热块 12 以及上均热板 13、 下均热板 14, 热传导到模 组 100 乃至光学坯料 104。由此, 光学坯料 104 加热软化。 0064 因此, 可以省略混合气体供给通路1。

30、9的加热器19a。 此外, 反过来也可以省略上加 热块 11 以及下加热块 12 的加热器 11a、 12a。 0065 在光学坯料104加热软化之后, 模组100通过未图示的输送机器人输送到加压台。 而且, 如图 2B 所示, 通过未图示的驱动单元使升降轴 15、 上加热块 11 以及上均热板 13 下 降, 以使上均热板 13 按压上模 101。由此, 上模 101 和下模 102 相对接近, 光学坯料 104 被 加压变形 ( 加压工序 )。在该加压工序的初期, 混合气体供给通路 19 将体积流量 V1m3/s 的混合气体 A3 供给到型腔 105。 0066 而且, 当光学坯料 104。

31、 的加压变形不断进行时, 混合气体供给通路 19 将体积流量 V2( V1)m3/s 比之前多的混合气体 A3 供给到型腔 105。由此, 能够对光学坯料 104 的 边缘部分 ( 周缘 ) 可靠地供给促进脱模物质。 0067 另外, 将体积流量 V1m3/s 的混合气体 A3 供给到型腔 105 与将体积流量 V2m3/ s 的混合气体 A3 供给到型腔 105 可以在不同的加压台进行, 也可以在相同的加压台进行。 0068 在加压工序之后, 通过未图示的输送机器人将模组 100 输送到冷却台。在冷却台 上, 通过未图示的控制部将上加热块 11 以及下加热块 12 的加热器 11a、 12a。

32、 的温度设定为 冷却温度, 在上均热板 13 以及下均热板 14 与模组 100 抵接的状态下冷却光学坯料 104( 冷 却工序 )。 0069 而且, 在通过未图示的输送机器人将模组100从光学元件的制造装置10输送出之 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A6/9 页 9 后, 通过未图示的脱模机器人从模组100取出光学坯料104(脱模工序)。 由此, 能得到例如 玻璃透镜这样的光学元件。 0070 图 3A 图 3C 是用于说明利用第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 来制造双 凹透镜这样的光学元件的流程的说明图。 0071 如图 3A 所示, 制造。

33、双凹透镜这样的光学元件时的模组 200 也具有作为第 1 成型模 具的上模 201、 作为第 2 成型模具的下模 202、 套筒 203。 0072 模组200与上述模组100的不同点在于 : 模组200在上模201与下模202相对的端 面上不形成凹成型面, 而形成用于在光学坯料 204 上转印双凹形状的凸成型面 201a、 202a。 0073 在模组 200 中也是, 在上模 201 以及下模 202 上形成大直径部 201b、 202b, 在套筒 203 上形成多个贯通孔 203a。 0074 当制造双凹透镜这样的光学元件时, 首先, 通过体积流量V11m3/s的混合气体A3 以及上述加。

34、热器 11a、 12a 对光学坯料 204 进行加热软化 ( 加热软化工序 / 促进脱模气体供 给工序 )。其后, 在加压工序中, 混合气体供给通路 19 将体积流量 V12( V11)m3/s 比加 热软化工序的体积流量少的混合气体 A3 供给到型腔 205( 加压工序 / 促进脱模气体供给工 序 )。 0075 这是为了防止当光学坯料 204 的边缘部分 ( 周缘 ) 的流动性变高时光学坯料 204 向外周方向按压的力变强而导致凸成型面 201a、 202a 的转印性变差。 0076 在加压工序之后, 进行上述的冷却工序以及脱模工序。 0077 在以上说明的本实施方式中, 光学元件的制造方。

35、法具备促进脱模气体供给工序和 加压工序, 该促进脱模气体供给工序将包含促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 的气体即混 合气体 A3 供给到型腔 105、 205 中, 该型腔 105、 205 是隔着光学坯料 104、 204 而相对的上模 101、 201 和下模 102、 202 之间的空间 ; 该加压工序通过使上模 101、 201 和下模 102、 202 相 对接近, 对光学坯料 104、 204 加压而使其变形。 0078 因此, 当光学坯料104、 204的形状变化时, 即使光学坯料104、 204的表面积变大而 产生新露出来的部分, 也能够通过将促进脱模气体 A2 供给到型。

36、腔 105、 205, 将促进脱模气 体 A2 喷到新露出的部分上。由此, 能防止光学坯料 104、 204 与成型模具 ( 上模 101、 201 和 下模 102、 202) 以新露出的部分为基点产生热粘接。 0079 由此, 根据本实施方式, 能提高光学坯料 104、 204 和成型模具 ( 上模 101、 201 以及 下模 102、 202) 之间的脱模性。 0080 进而, 因为是在气体 ( 混合气体 A3) 状态下将促进脱模物质供给到型腔 105、 205, 所以能够简单地控制气体供给的定时 / 供给量, 并且, 能够简单地控制与光学坯料 104、 204 对应的气体的选择, 增。

37、大促进脱模物质的供给自由度。 0081 此外, 在本实施方式中, 光学元件的制造方法在加压工序之前具备加热软化工序, 该加热软化工序通过对作为加热软化气体的惰性气体 A1 进行加热而供给到上模 101、 201 和下模102、 202之间, 来对光学坯料104、 204进行加热软化。 因此, 由被加热的惰性气体A1 对光学坯料 104、 204 的边缘部分 ( 周缘 ) 进行加热, 就能够对光学坯料 104、 204 的整体更 均匀地进行加热软化。 0082 此外, 在本实施方式中, 供给到型腔 105、 205 并包含促进脱模物质的气体是混合 有惰性气体 A1 和促进脱模物质 ( 促进脱模气。

38、体 A2) 的混合气体 A3。因此, 能利用惰性气体 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A7/9 页 10 A1 防止型腔 105、 205 的氧化, 并能将促进脱模物质供给到型腔 105、 205。此外, 能够防止包 含促进脱模物质的气体使光学元件 104、 204 的温度下降 ( 变化 )。 0083 此外, 在本实施方式中, 在加热软化工序中, 通过对混合气体 A3 进行加热来对惰 性气体 A1 进行加热。进而, 在本实施方式中, 促进脱模气体供给工序的至少一部分工序与 加热软化工序同时进行。因此, 能够将光学元件的制造装置 10 做成简单的结构。 00。

39、84 此外, 在本实施方式中, 在加热软化工序中, 在惰性气体A1和促进脱模物质(促进 脱模气体 A2) 进行了混合之后对惰性气体 A1 进行加热。因此, 当混合促进脱模物质的原料 时, 能够对惰性气体 A1 进行加热并且使上述原料反应来生成促进脱模物质, 能够将光学元 件的制造装置 10 做成简单的结构。此外, 能够使惰性气体 A1 和促进脱模物质 ( 促进脱模 气体 A2) 容易地进行混合, 在光学元件 104、 204 的外周面上均匀地提高脱模性。 0085 此外, 在本实施方式中, 在促进脱模气体供给工序中, 在光学坯料 104、 204 的形状 变化的过程中, 混合气体 A3 的供给。

40、量 ( 体积流量 V1、 V2、 V11、 V12) 发生变化。因此, 能够 将与光学坯料 104、 204 的形状和制造出的光学元件的形状相应的量的促进脱模物质供给 到型腔 105。此外, 能够控制光学坯料 104、 204 的流动并且得到转印性良好的光学元件。 0086 另外, 在本实施方式中, 虽然按照混合气体 A3 的体积流量来使促进脱模物质的供 给量变化, 但是, 即使将混合气体 A3 的体积流量设为恒定, 通过增大促进脱模气体 A2 中包 含的促进脱模物质的量、 或者减少惰性气体A1的供给量且增大促进脱模气体A2的供给量, 也可以使促进脱模物质的供给量发生变化。此外, 可以在光学坯。

41、料 104、 204 的形状变化的 过程中使混合气体 A3 的供给量变化 2 次以上。 0087 在本实施方式中, 说明了光学元件是双凸透镜 ( 光学坯料 104) 以及双凹透镜 ( 光 学坯料 204) 的情况, 但光学元件的形状也可以是单凸透镜或其他形状, 并不作特别的限 定。 0088 此外, 在本实施方式中说明了在光学元件的制造装置 10 中配置有多个台且该台 具有上加热块 11、 下加热块 12、 上均热板 13、 下均热板 14 和升降轴 15 的例子, 但也可以是 一个台。这种情况下, 能省略模组 100、 200 而将上模 101、 201 以及下模 102、 202 固定在台。

42、 上。 0089 0090 图 4 是表示本发明的第 2 实施方式的光学元件的制造装置 20 的概要结构图。 0091 本实施方式的光学元件的制造装置 20, 除了不是在混合气体供给通路 29 而是在 惰性气体供给通路27中设置有气体加热器27b这一点以及与这一点相关的结构之外, 都与 上述第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 相同。因此, 适当地省略相同部分的说明。 0092 如图 4 所示, 光学元件的制造装置 20 具备上加热块 11 以及下加热块 12、 上均热 板 13 以及下均热板 14、 升降轴 15、 成型室 16、 惰性气体供给通路 27、 促进脱模气体供给通 路 28。

43、、 混合气体供给通路 29。 0093 惰性气体供给通路27构成用于将例如氮或氦这样的惰性气体A1从未图示的供给 源供给到型腔 105 的通路。 0094 促进脱模气体供给通路28构成用于将促进脱模气体A2从未图示的供给源供给到 型腔 105 的通路, 该促进脱模气体 A2 是包含促进脱模物质的气体。 0095 在惰性气体供给通路27以及促进脱模气体供给通路28中设有由未图示的控制部 说 明 书 CN 102372417 A CN 102372420 A8/9 页 11 进行流量调整的调节阀 27a、 28a。 0096 惰性气体供给通路 27 以及促进脱模气体供给通路 28 与混合气体供给通。

44、路 29 连 接。该混合气体供给通路 29 构成用于将混合气体 A3 供给到型腔 105 的通路, 该混合气体 A3 混合有通过惰性气体供给通路 27 供给的惰性气体 A1 和通过促进脱模气体供给通路 28 供给的促进脱模气体 A2( 促进脱模物质 )。这样, 促进脱模气体供给通路 28 以及混合气体 供给通路 29 发挥将包含促进脱模物质的气体供给到型腔 105 的促进脱模气体供给单元的 功能。 0097 在惰性气体供给通路 27 中设有将惰性气体 A1 加热到例如光学坯料 104 的软化温 度 ( 玻璃转移温度 ) 以上的气体加热器 27b。 0098 另外, 可以在促进脱模气体供给通路 。

45、28 中设置作为促进脱模物质反应单元的气 体加热器 28b( 以双点划线进行图示 ), 该气体加热器 28b 是使用了铂加热器的喷火筒加热 器。此时, 促进脱模气体供给通路 28 中的促进脱模气体 A2 所包含的物质, 可以采用促进脱 模的原料。该原料被气体加热器 28b 加热而发生反应, 生成促进脱模物质。 0099 由光学坯料 104 制造光学元件的流程与上述第 1 实施方式相同。 0100 在以上说明的本实施方式中, 与上述第 1 实施方式同样地, 光学元件的制造方法 具备供给包含促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 的气体即混合气体 A3 的促进脱模气体供 给工序、 通过使上模 10。

46、1 和下模 102 相对接近来对光学坯料 104 进行加压变形的加压工序。 0101 因此, 当光学坯料104的形状变化时, 即使光学坯料104的表面积变大而产生新露 出来的部分, 也能够通过将促进脱模气体 A2 供给到型腔 105, 将促进脱模气体 A2 喷到新露 出的部分。由此, 能防止光学坯料 104 与成型模具 ( 上模 101 和下模 102) 以新露出的部分 为基点产生热粘接。 0102 因此, 根据本实施方式, 能够提高光学坯料 104 和成型模具 ( 上模 101 以及下模 102) 之间的脱模性。 0103 此外, 在本实施方式中, 在加热软化工序中, 在惰性气体 A1 中混。

47、合促进脱模物质 ( 促进脱模气体 A2) 之前对惰性气体 A1 进行加热。因此, 能够有效采用以下结构等 : 即使 在供给到型腔 105 时, 在促进脱模物质是固体状等情况下也不用气体加热器对促进脱模物 质进行加热的结构 ; 在使用促进脱模物质的原料时为了使反应温度与由气体加热器 27b 加 热的温度不同而使用用于原料的气体加热器 28b 的结构。 0104 0105 图 5 是表示本发明的第 3 实施方式的光学元件的制造装置 30 的概要结构图。 0106 本实施方式的光学元件的制造装置 30 除了促进脱模气体 A2 是与惰性气体 A1 分 开 ( 通过另外的系统 ) 供给到型腔 105 这。

48、一点以及与这一点相关联的结构之外, 其余结构 与上述第 1 实施方式的光学元件的制造装置 10 相同。因此, 适当地省略相同部分的说明。 0107 如图 5 所示, 光学元件的制造装置 30 具备上加热块 11 以及下加热块 12、 上均热 板 13 以及下均热板 14、 升降轴 15、 成型室 16、 惰性气体供给通路 37、 促进脱模气体供给通 路 38。 0108 惰性气体供给通路37构成用于将例如氮或氦这样的惰性气体A1从未图示的供给 源供给到型腔 105 的通路。 0109 促进脱模气体供给通路38构成用于将促进脱模气体A2从未图示的供给源供给到 说 明 书 CN 102372417。

49、 A CN 102372420 A9/9 页 12 型腔 105 的通路, 该促进脱模气体 A2 是包含促进脱模物质的气体。促进脱模气体供给通路 38 发挥促进脱模气体供给单元的功能。 0110 在惰性气体供给通路37以及促进脱模气体供给通路38中设有由未图示的控制部 进行流量调整的调节阀 37a、 38a。 0111 此外, 在惰性气体供给通路 37 以及促进脱模气体供给通路 38 中设置气体加热器 37b、 38b。促进脱模气体供给通路 38 的气体加热器 38b 能发挥上述促进脱模物质反应单元 的功能。 0112 惰性气体供给通路 37 以及促进脱模气体供给通路 38 相互独立地配置, 分别从套 筒 103 上不同的贯通孔 103a 将惰性气体 A1/ 促进脱模气体 A2 分开 ( 通过。

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