JPS6337043B2

JPS6337043B2 -

Info

Publication number: JPS6337043B2
Application number: JP58078082A
Authority: JP
Inventors: Yoshisuke Matsukawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-05-02
Filing date: 1983-05-02
Publication date: 1988-07-22
Also published as: JPS59203732A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はレンズの成形方法並びに成形装置に
関するものであり、特に、軟化ガラスをプレスす
ることによりレンズを連続成形し得るようにした
レンズの成形方法と成形装置の提供を目的とする
ものである。

上記種類のレンズの成形方法は、従来、第１図
にて示すごとく行なわれていた。以下、第１図を
用いて従来技術のレンズ成形方法とその問題点に
ついて説明する。

まず、方法を実施するための装置について説明
すると、ガラス溶融炉（図示省略）と接続構成さ
れたオリフイス１の下方位置には主軸２を介して
回転駆動、停止自在に構成されたロータリーテー
ブル３が配設されており、このロータリーテーブ
ル３上には溶融ガラス成形用の下型４，５，６，
７が円周を４等配する位置にそれぞれ４個配設さ
れている。そして、ロータリーテーブル３が停止
した状態、即ち、レンズ成形開始前においては、
下型４（図において左側の下型）の上方位置には
前記オリフイス１の開口部８が臨むように設定構
成されており、この下型４と隣接する下型５の上
方位置には、下型５と協働して下型５内の溶融ガ
ラス（軟化ガラス）９を押圧成形するためのプラ
ンジヤー１０が上下方向摺動自在に配設されてい
る。また、前記オリフイス１の開口部８とその下
方位置の下型４との間には、開口部８から流動垂
下する溶融ガラス９を所定量にて切断すべく開閉
動作自在に構成された切断挾１１が配設されてい
る。前記ロータリーテーブル３は、90度づつ回
転、停止を繰り返すように制御されており、下型
４が90度づつ４回回転、停止を繰り返して元の位
置に復元された際に、１行程が終了するようにな
つている。

上記装置によりレンズを成形する方法について
説明すると、まず、オリフイス１から溶融ガラス
９を下型４内に流動垂下せしめ、適量にて切断挾
１１を介して溶融ガラス９を切断する。次に、ロ
ータリーテーブル３を図において反時計方向に90
度回転させた後に停止させ、溶融ガラス９を充填
した下型４をプランジヤー１０の真下位置まで移
動せしめる。そして、その状態でプランジヤー１
０を下動せしめ、このプランジヤー１０と下型４
との協働作用により溶融ガラス９を押圧せしめ、
溶融ガラス９の押圧成形を行なう。この場合に
は、溶融ガラス９の熱はプランジヤー１０により
奪われる。

押圧成形後は、プランジヤー１０を上動せしめ
た後にロータリーテーブル３を図において反時計
方向に90度回転せしめて停止する。即ち、図にお
ける下型６の位置にて下型４が停止することにな
る。この停止位置では何の作業も行なわず、成形
ガラス（成形レンズ）９の形状維持のみを行な
う。

そして、ロータリーテーブル３をさらに90度回
転させた位置、即ち、図における下型７の位置に
て下型４を停止せしめ、下方から下型４内の成形
レンズ９を突き上げて成形レンズ９を取り出して
レンズの成形方法が完了する。

上記レンズの成形方法は、各下型４，５，６，
７にてそれぞれ行なわれるものであり、それによ
り、レンズが連続的に成形されるものである。

下型４から取り出された成形レンズ９は、図示
を省略している徐冷炉中に入れられ、温度勾配を
つけて光学特性を整えつつ常温にまで冷却され
る。

しかしながら、上記従来のレンズ成形方法にお
いては次のごとき問題点があつた。即ち、まず第
１に、軟化ガラスを粘性流動する程度まで高温に
して下型中に流動垂下せしめなければならず、そ
のために、オリフイス１、切断挾１１、下型４，
５，６，７及びプランジヤー１０等の各部材が酸
化し易く、これら各部材の寿命が短命化するとい
う問題点があつた。その結果、設備装置がコスト
高になるとともに、各部材の交換作業を頻繁に行
なわなければならず、その作業に多大の時間を要
していた。第２に、成形時に溶融ガラス９からの
熱を均一に奪いにくく、そのためにヒケが生じ易
いという問題点があつた。さらに、プランジヤー
１０を成形温度（成形に適した温度）に保ちにく
く、そのためにプランジヤー１０を冷却する装置
が必要となり、装置が複雑化するという欠点があ
つた。第３に、成形後のレンズ９を取り出す際に
成形レンズ９を下方から突き上げて離型させてい
たので、この作業時に成形レンズ９の曲率部分を
損傷し易く、成形レンズ９の品質を低下せしめる
一因となつていた。

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたものであつて、成形用レンズ素材におけるプ
レス面を予め円滑加工する工程と、前記加工後の
レンズ素材を所定粘度になるまで加熱する工程
と、前記所定粘度まで軟化されたレンズ素材を上
型、下型に搬入する工程と、前記上下の型により
前記レンズ素材を押圧成形する工程とよりなるレ
ンズ成形方法を提供することにより、上記従来技
術における諸問題を解決したものである。

以下には本発明レンズの成形方法を第２図以降
の図面に示すレンズの成形装置を使用して実施す
る場合について詳細に説明する。

本発明は成形用レンズ素材におけるプレス面を
予め円滑加工する工程と、前記加工後のレンズ素
材を所定粘度になるまで加熱する工程と、前記所
定粘度まで軟化されたレンズ素材を上型、下型間
に搬入する工程と、前記上下の型により前記レン
ズ素材を押圧成形する工程とによりレンズを成形
するものであり、以下、各工程について説明す
る。

まず、成形用レンズ素材におけるプレス面を円
滑に加工する工程について第２図を用いて説明す
る。即ち、第２図は、ホルダー１２の下面に均等
に貼設された複数のガラスブランク（レンズ素
材）１３を、その上面に研磨剤１４を塗布された
平面ラツプ皿１５を介して円滑に研磨する装置を
示すものであり、図に示すごとく、回転運動する
平面ラツプ皿１５とカンザシ１６によりオスカー
運動せしめられるホルダー１２との協働作用によ
り、ガラスブランク１３におけるプレス面（図に
おいては下面）が円滑に研磨加工されるようにな
つている。ガラスブランク１３は、ロツド材から
適量にブランク取りされたものであり、ホルダー
１２下面に貼設される各ガラスブランク１３は、
所定の定寸に切断加工されている。なお、ガラス
ブランク１３におけるプレス面の研磨加工は、平
面性が要求されるものではなく、円滑面に研磨加
工されればよい。従つて、円滑面に研磨されるも
のであれば、上記研磨手段に限らず他の手段であ
つてもよい。又、ガラスブランクは研磨を施した
球面を有する素材を用いることもできる。

次に、上記研磨加工されたレンズ素材１３を所
定粘度になるまで加熱させる工程について説明す
る。この工程は、第３図にて示すごとく、レンズ
素材１３を押圧成形する一連の成形装置１７の一
工程として行なわれるもので、この工程の作用を
行なうのは加熱炉１８である。この加熱炉１８は
両端が開口され、いわゆるトンネル状に成形され
ており、その内部にはレンズ素材１３を押圧成形
部１９方向に移送せしめるためのレール状の２列
のコンベア２０が貫通している。加熱炉１８にお
けるレンズ素材１３の移送始端開口部の温度は略
常温に設定されており、また、加熱炉１８におけ
るレンズ素材１３の移送終端側開口部付近の温度
はレンズ素材１３を押圧成形し得るように軟化せ
しめるべく所定の高温度に設定制御されている。
即ち、例えば、レンズ素材１３の材質が軟化点
480℃であるSFS₁という光学ガラスの場合には、
加熱炉１８中を通過させることにより525℃まで
加熱し、粘度が10⁶ポアズになるまで軟化せしめ
得るように設定されている。

上記のごとく加熱、軟化されたレンズ素材１３
は、押圧成形用の上型と下型との間に搬入される
のであるが、その搬入工程は次のようになつてい
る。即ち、前記コンベア２０は、押圧成形部１９
を介して成形されたレンズを加熱炉１８と同様な
構成の徐冷炉２１中に移送せしめ得るように長く
設定されているのであるが、このコンベア２０の
上面には、レンズ素材１３を載置するための載置
台（運搬台）２２が適宜間隔にて固装されてお
り、この載置台２２に載置されたレンズ素材１３
は加熱炉１８を通過して押圧成形部１９方向に移
送されるようになつている。載置台２２は平板に
て正方形に形成されており、その中央部には第４
図〜第７図にて示すごとく、２段に形成された孔
２３，２４が穿設されている。孔２３，２４は、
上部側の孔２３の方が大径に形成されているが、
この孔２３の径はレンズ素材１３の外径寸法より
も小径に設定されている。そして、この２段の孔
２３，２４には、第４図にて示すごとく孔２３，
２４の段部と同様の（係合する）段部を有するレ
ンズ素材ステージ２５が上方から落し込み手段に
て嵌装されている。このレンズ素材ステージ２５
は、コンベア２０の幅方向中央部に昇降自在に配
設された移し換え部材となりうる突出杆２６を介
して上動自在に構成されており、この上動の際に
は、レンズ素材ステージ２５と突出杆２６とはそ
れぞれに凸設、凹設された磁石（電磁石）２７，
２８を介して互に固定接合されるようになつてい
る。前記載置台２２とレンズ素材ステージ２５と
は、ガラスと濡れにくい性質を有する材質、例え
ばBN（ボロンナイトライド）により構成されて
いる。前記突出杆２６の側方（コンベア２０の外
側方）には、図示を省略している油圧装置により
上型ガイド部材２９内、下型ガイド部材３０内を
摺動自在に構成された上型３１及び下型３２とが
配設されており、この上下の型３１，３２により
押圧成形部１９が構成されている。上型ガイド部
材２９と下型ガイド部材３０との間には空隙部３
３が設けられており、この空隙部３３には保持部
材となりうるレンズ素材挟持部材３４，３４が前
記コンベア２０の移送方向と直交する方向に移動
自在に介装されている。レンズ素材挾持部材３
４，３４は、前記突出杆２６を介して上動せしめ
られたレンズ素材１３をその上動位置にて挾持固
定し得るように分割構成されるとともに、各挾持
部材３４，３４における挾持部３４ａ，３４ａの
下部には、第８図にて示すごとくレンズ素材１３
を挾持した際にレンズ素材１３の下部周面を支持
し得るように突出部３５，３５がそれぞれ設けら
れている。また、レンズ素材１３を挾持支持した
際に形成される挾持部３４ａの上部側孔部の径寸
法D₁（第５図参照）は、上型ガイド部材２９の孔
径d₁と同径に形成されており、又、下部の突出部
３５により小径に形成される下部側孔部の径寸法
D₂は、下型ガイド部材３０の孔径d₂と同径に形
成されている。そして、レンズ素材挾持部材３
４，３４を介してレンズ素材１３を固定支持して
上型３１と下型３２との間に搬入した際には、挾
持部材３４，３４に形成される各孔の軸心と上下
ガイド部材２９，３０の軸心とが一致するように
なつている。レンズ素材挾持部材３４，３４にお
ける挾持部３４ａは、ガラスと濡れにくい材質、
例えばBNにて構成して付設固定するか、ガラス
と接触する面にBNの被覆を施してもよい。さら
に侵炭や酸化クロムのセラミツクコーテイング等
の表面処理を施して構成してもよい。また、レン
ズ素材１３をプレスする室内や加熱炉１８内及び
徐冷炉２１の内部は、N₂ガスによつて雰囲気が
保持されている。

上記レンズ素材挾持部材３４，３４により上下
型３１，３２間に搬入されたレンズ素材１３は、
上下の型３１，３２により押圧成形されるように
なつている。

前記上下型３１，３２により押圧成形されたレ
ンズは、再び挾持部材３４，３４を介して挾持さ
れ、コンベア２０の載置台２２上に載置されて徐
冷炉２１内に移送せしめられて常温まで徐冷され
るようになつている。なお、徐冷炉２１は、第３
図にて示すごとく加熱炉１８と対向配置されてお
り、成形後のレンズの徐冷始端側開口部付近の温
度は所定の高温状態に設定されているが、徐冷終
端側開口部付近の温度は常温となるように設定さ
れている。

上記各工程よりなる本実施例の作用、効果につ
いて説明する。第１の工程でプレス面を円滑に研
磨された円筒状のレンズ素材１３は、コンベア２
０の載置台２２上に載置された加熱炉１８内に移
送される。加熱炉１８を通過して所定温度に加熱
されたレンズ素材１３が挾持部材３４，３４の摺
動移動面上に達した時点でコンベア２０が停止さ
れる（第４図参照）。そして、第５図にて示すご
とく突出杆２６が上動して素材１３を挾持部材３
４，３４間位置まで上動せしめ、その後に各挾持
部材３４，３４を矢印方向に移動せしめてレンズ
素材１３を挾持する。そして、第６図にて示すご
とく、挾持部材３４，３４を介してレンズ素材１
３をレンズ素材１３の温度より100℃低温に保持
された上下の型３１，３２間に搬入せしめ、各型
３１，３２によりレンズ素材１３を押圧成形せし
める。この成形時の各型３１，３２の成型速度は
250mm／min程度である。この成形工程の際に、
成形されたレンズ素材１３の上部外周端と上型３
１との間に適度な間隙が形成されるように押込み
量を設定すれば、レンズ素材１３の体積のバラツ
キが吸収されることになり、都合がよい。成形後
に上下型３１，３２を元の状態に復元させ、成形
後のレンズ１３ａを第７図にて示すごとく、挾持
部材３４，３４を介して第５図にて示す位置に復
元させる。そして、挾持部材３４，３４における
各挾持部３４ａを開口せしめて成形後のレンズ１
３ａを上動されたレンズステージ２５上に載せ
る。その後に、レンズ１３ａを突出杆２６を介し
てコンベア２０上に下降せしめ、コンベア２０を
ONせしめてレンズ１３ａを徐冷炉２１中に移送
して徐冷する。そして、徐冷後のレンズ１３ａを
取り出せばよい。

上記本実施例レンズの成形方法並びに装置によ
れば、レンズ素材１３は押圧成形し得る程度の温
度まで加熱するだけでよく、従来技術のように溶
融する程度まで加熱する必要がない。従つて、上
下の型３１，３２が酸化されにくくなり、延命化
できる。又、レンズ１３ａの冷却範囲が小さくな
るので、従来技術に比してレンズの歪やヒケ等の
発生が防止できる。又、上下の型３１，３２とレ
ンズ素材１３とは、押圧成形時（プレス時）しか
接触しないので、型３１，３２の温度を一定に制
御し易く、成形時のレンズ素材１３の冷却を均一
に行ないうるという利点がある。又、レンズ素材
１３に多少の体積誤差があつても吸収し得るとい
う利点も有する。さらに、レンズ素材１３を型３
１，３２間に搬入する操作を胴型を兼用する挾持
部材３４，３４を用いているので、成形後のレン
ズ１３ａに傷を付けることなく離型せしめること
ができるので、レンズの品質の向上が図れるもの
である。

第９図にて示すのは、挾持部材３４の他の実施
例を示すものであつて、レンズ素材１３の量のバ
ラツキを吸収するために、胴型になる部分に均等
に孔３６を設けて構成したものである。

上記挾持部材３４によれば、レンズ素材１３の
体積誤差が吸収し得るとともに、それにより形成
された外周の凸部を枠組の際の基準に利用できる
という利点がある。

第１０図にて示すのは、この発明の第３の実施
例を示すものであつて、凸レンズを成形する方法
を実施するための装置を示すものである。成形工
程は前記第１の実施例と同様であるが、この場合
はレンズ素材１３としてボール研磨等により球形
に定量研磨されたものを用いる。また、レンズ素
材１３を上動せしめる移し換え部材としてレンズ
素材吸着部材３７を用い、レンズ素材１３を移送
するコンベア２０の上部に、凹部３８ａを有する
載置台３８が固定されている。又、挾持部材３
４，３４の下部には、第１１図にて示すごとく一
対の載置部材３９が設けられている。この載置部
材３９は、ガラス素材を上型、下型間に搬入した
後、挟持部材３４，３４の下部をスライドして下
型３２の成形面から退避する構成となつている。

上記装置により凸レンズを成形する作用は第１
の実施例とほぼ同様であるが、レンズ素材１３が
球形であるので、その上動、下動操作は真空ポン
プ（図示省略）と連通された吸着部材３７を介し
て行なう。その他の作用は第１の実施例と同一で
あるのでその説明を省略する。

なお、上記各実施例では、レンズ素材１３の粘
度は10⁶ポアズとしたが、これに限定されるもの
ではなく、型温とレンズ素材１３との温度を50℃
にして成型速度を100mm／min程度に遅くすれば、
10⁷ポアズの粘度でも可能である。また、粘度の
下限値としては、レンズ素材１３が自重により変
形を生じない10^5.5ポアズまで可能である。従つ
て、レンズ素材１３の粘度が10⁷〜10^5.5ポアズで
あれば本発明が適用できるものである。

上記本発明レンズの成形方法並びに装置によれ
ば、レンズ素材は押圧成形し得る程度の温度まで
加熱するだけでよく、従来技術のように溶融する
程度まで加熱する必要がない。従つて、上下の型
が酸化されにくくなり延命化できる。又、成形後
のレンズの冷却範囲が小さくなるので、従来技術
に比してレンズの歪みやヒケ等の発生が防止でき
る。又、上下の型とレンズ素材とは、押圧成形
（プレス時）しか接触しないので、上下の型の温
度を一定に制御し易く、成形時のレンズ素材の冷
却を均一に行いうるという利点がある。さらに、
レンズ素材を上下の型間に搬入する操作を胴型を
兼用するような保持部材例えば挟持部材を用いて
いるので、成形後のレンズに傷を付けることなく
離型せしめることができるので、レンズの品質の
向上が計れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法の説明図、第２図はこの発明
の一工程であるレンズ素材の研磨方法の説明図、
第３図はこの発明を実施するための装置の要部の
斜視図、第４図〜第７図はこの発明を実施するた
めの装置の作用状態を示す説明図、第８図はこの
発明の実施装置の要部の斜視図、第９図は第８図
にて示す要部の第２実施例を示す斜視図、第１０
図はこの発明の第３の実施例を示す説明図、第１
１図は第１０図の要部の斜視図である。１２……ホルダー、１３……レンズ素材、１４
……研磨剤、１５……平面ラツプ皿、１６……カ
ンザシ、１８……加熱炉、１９……押圧成形部、
２０……コンベア、２１……徐冷炉、２２，３８
……載置台、２３，２４……孔、２５……レンズ
素材ステージ、２６……突出杆、２７，２８……
磁石、２９……上型ガイド部材、３０……下型ガ
イド部材、３１……上型、３２……下型、３３…
…空隙部、３４……レンズ素材挾持部材、３４ａ
……挾持部、３５……突出部、３７……レンズ素
材吸着部材、３９……載置部材。

Claims

【特許請求の範囲】１複数個の列設した各載置台上にそれぞれレン
ズ素材を載置し、載置台とともにレンズ素材を移
送しつつ該レンズ素材を10⁷〜10^5.5ポアズに加熱
軟化し、載置台とともにレンズ素材を停止して前
記軟化後のレンズ素材を載置台から持上げ、該レ
ンズ素材を保持部材で保持して移し換え、該保持
部材により前記レンズ素材を上型、下型に搬入
し、保持部材でレンズ素材を保持しつつレンズ素
材の温度よりも低い温度の前記上型、下型により
所望のレンズ形状に押圧成形し、成形後のガラス
レンズを前記保持部材により前記載置台の上方に
搬出し、ガラスレンズを降下させるとともに該載
置台上に載置して移し換え、載置台とともにガラ
スレンズを再度移送して該ガラスレンズを徐冷す
ることを特徴とするレンズの成形方法。２前記レンズ素材は、プレス面を予め円滑加工
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のレンズの成形方法。３ガラス素材を加熱軟化した後上型、下型によ
り成形レンズを連続成形する成形装置において、
レンズ素材が載置される載置台を所要間隔に配置
するとともに間欠移動するコンベアと、該コンベアの搬送方向にレンズ素材を加熱軟化
するための加熱雰囲気を構成する加熱炉と、前記
コンベアの搬送方向でかつ前記加熱炉と離隔して
対向配置された成形レンズの徐冷雰囲気を構成す
る徐冷炉と、前記加熱炉と徐冷炉との間に配置されるととも
に、該加熱炉と徐冷炉間に停止した前記載置台上
のレンズ素材を上昇保持および成形後の成形レン
ズを該載置台上に加工載置する昇降自在な移し換
え部材と、該移し換え部材の側方にあつて、加熱軟化され
たガラス素材を所要の形状に押圧成形する上型、
下型を上下方向に移動自在に配置した押圧成形部
と、前記移し換え部材で上昇保持されたレンズ素材
を押圧成形部の上型、下型間に搬入するととも
に、上型、下型にて成形された成形後の成形レン
ズを再度載置台上に搬出する、前記コンベアの搬
送方向に対して直交方向に往復動自在な一対のレ
ンズ素材挾持部材と、から構成したことを特徴と
するレンズの成形装置。４前記移し換え部材は、上側方向にのみ離脱自
在なレンズ素材ステージを介して前記載置台に載
置されたレンズ素材を、該レンズ素材ステージと
ともに上昇保持する突出杆であることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載のレンズの成形装
置。５前記移し換え部材は、レンズ素材および成形
レンズの成形面の上面を吸着保持するレンズ素材
吸着部材であることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載のレンズ成形装置。