JPH0712941B2 - ガラス光学素子の製造方法とその装置 - Google Patents
ガラス光学素子の製造方法とその装置Info
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- JPH0712941B2 JPH0712941B2 JP21197487A JP21197487A JPH0712941B2 JP H0712941 B2 JPH0712941 B2 JP H0712941B2 JP 21197487 A JP21197487 A JP 21197487A JP 21197487 A JP21197487 A JP 21197487A JP H0712941 B2 JPH0712941 B2 JP H0712941B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
-
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
- C03B29/04—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way
- C03B29/06—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way with horizontal displacement of the products
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学機器に使用されるガラスレンズ等の光学
素子を、精密ガラス成形により形成するガラス光学素子
の製造方法とその装置に関するものである。
素子を、精密ガラス成形により形成するガラス光学素子
の製造方法とその装置に関するものである。
従来の技術 従来、光学素子は、ガラス材料を予備加工してほぼ光学
素子に近似した形状のブランクを作り、粗削り，中仕上
げ，研磨等の多数の工程を経て、製造されてきた。
素子に近似した形状のブランクを作り、粗削り，中仕上
げ，研磨等の多数の工程を経て、製造されてきた。
まあ、最近では光学的精度を持つ機能面を有する製造型
により、ブランクを精密成形して一挙に光学素子を作製
し、研磨等の工程を省略して簡略化する製造方法が実用
化されつつある。この方法は非球面を有する光学素子を
容易に形成できるという特徴を持つため、光学素子の製
造方法として、今後重要な地位を占めていくものと考え
られる。（たとえば、特開昭59−203732号公報，特開昭
61−26528号公報，特開昭61−44721号公報） 以下、図面を参照しながら、上述した従来例をレンズの
製造方法を例として説明する。
により、ブランクを精密成形して一挙に光学素子を作製
し、研磨等の工程を省略して簡略化する製造方法が実用
化されつつある。この方法は非球面を有する光学素子を
容易に形成できるという特徴を持つため、光学素子の製
造方法として、今後重要な地位を占めていくものと考え
られる。（たとえば、特開昭59−203732号公報，特開昭
61−26528号公報，特開昭61−44721号公報） 以下、図面を参照しながら、上述した従来例をレンズの
製造方法を例として説明する。
第４図は従来例におけるレンズ製造装置の見取図であ
る。ガラス素材および成形したレンズを搬送する装置
と、加熱部，成形部，除冷部とからなる。最終レンズ形
状に近似した形に予備加工されたガラス素材20が、コン
ベヤなどの搬送装置21により矢印Ａの方向に運ばれる。
加熱部22でガラスが変形可能な温度まで予熱される。成
形部24でガラス素材は鋳型の中に入れられて、加圧装置
25により矢印Ｂの方向に加圧成形される。成形されたレ
ンズおよび鋳型が転移点以下の温度になったらレンズは
鋳型から取り出されて、コンベアで搬送され除冷部23で
除冷されてレンズが完成する。
る。ガラス素材および成形したレンズを搬送する装置
と、加熱部，成形部，除冷部とからなる。最終レンズ形
状に近似した形に予備加工されたガラス素材20が、コン
ベヤなどの搬送装置21により矢印Ａの方向に運ばれる。
加熱部22でガラスが変形可能な温度まで予熱される。成
形部24でガラス素材は鋳型の中に入れられて、加圧装置
25により矢印Ｂの方向に加圧成形される。成形されたレ
ンズおよび鋳型が転移点以下の温度になったらレンズは
鋳型から取り出されて、コンベアで搬送され除冷部23で
除冷されてレンズが完成する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方法では、成形に要する時間
が長く成形装置としての能率が悪いので、本発明はこれ
らの問題点を解消して光学素子の製造コストを下げる方
法を提供しようとするものである。
が長く成形装置としての能率が悪いので、本発明はこれ
らの問題点を解消して光学素子の製造コストを下げる方
法を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の光学素子の製造方
法は、光学的精度を持つ機能面を有する成形型と胴型の
中にガラス素材を充填して一体となして成形ブロックと
し、あらかじめ所望の温度勾配を持つよう設定した加熱
装置の中を前記成形ブロックを通過させつつ、加熱装置
の外側から成形型の上に成形方向に力が加わるように重
りを配置し、前記成形ブロックとともに移動して加圧成
形するという手段を用いるものである。
法は、光学的精度を持つ機能面を有する成形型と胴型の
中にガラス素材を充填して一体となして成形ブロックと
し、あらかじめ所望の温度勾配を持つよう設定した加熱
装置の中を前記成形ブロックを通過させつつ、加熱装置
の外側から成形型の上に成形方向に力が加わるように重
りを配置し、前記成形ブロックとともに移動して加圧成
形するという手段を用いるものである。
作用 本発明は上記したように光学的機能面を有する成形型と
ガラス素材を一体となして成形ブロックとしトンネル型
の高温部の中を通過させることにより成形するので、成
形装置の中に機械的な加圧手段が必要がなく、装置が非
常に簡単になる。また、従来の成形では加圧装置の温度
を上下するため、成形に要する時間が長いという欠点が
あるが、本発明では加圧装置の温度の上下が必要でな
く、成形ブロックを次々に成形装置の中に送ることによ
り、短いタクトで連続して成形が可能となる。
ガラス素材を一体となして成形ブロックとしトンネル型
の高温部の中を通過させることにより成形するので、成
形装置の中に機械的な加圧手段が必要がなく、装置が非
常に簡単になる。また、従来の成形では加圧装置の温度
を上下するため、成形に要する時間が長いという欠点が
あるが、本発明では加圧装置の温度の上下が必要でな
く、成形ブロックを次々に成形装置の中に送ることによ
り、短いタクトで連続して成形が可能となる。
実施例 以下本発明の一実施例の光学素子の製造方法とその装置
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例であるレンズを成形するため
の成形装置の一部の断面図で、第２図に示す本発明によ
る成形装置の加熱部の中央付近の断面を示す。第１図に
おいて、上下型2,3と胴型４の中にガラス素材１を充填
して成形ブロックとする。下型２と上型３はそれぞれ光
学的精度の機能面を持ち、ガラス素材１を加圧成形する
ことにより、光学面を転写してレンズを形成する。胴型
４はレンズの外径を規制するとともに、上下の型の位置
を規制してレンズの光軸を決める。重り５はガラス素材
を変形させる力を与えるもので、比重の大きい金属、セ
ラミック等を用いる。６は成形ブロックを加熱するヒー
タで成形ブロックが通過する両側に配置する。７は成形
ブロックと重りを搬送するコンベア、８は断熱壁であ
る。
の成形装置の一部の断面図で、第２図に示す本発明によ
る成形装置の加熱部の中央付近の断面を示す。第１図に
おいて、上下型2,3と胴型４の中にガラス素材１を充填
して成形ブロックとする。下型２と上型３はそれぞれ光
学的精度の機能面を持ち、ガラス素材１を加圧成形する
ことにより、光学面を転写してレンズを形成する。胴型
４はレンズの外径を規制するとともに、上下の型の位置
を規制してレンズの光軸を決める。重り５はガラス素材
を変形させる力を与えるもので、比重の大きい金属、セ
ラミック等を用いる。６は成形ブロックを加熱するヒー
タで成形ブロックが通過する両側に配置する。７は成形
ブロックと重りを搬送するコンベア、８は断熱壁であ
る。
第２図は、本発明による成形装置の見取図を示す。第１
図で示したガラス素材１、上下型2,3、胴型４からなる
成形ブロック10は、搬送装置11により矢印Ａの方向に運
ばれる。加熱部に入ったところで重り５が成形ブロック
の上に配置され成形ブロックとともに、さらに矢印の方
向に搬送される。連続的に自動成形するためには、成形
ブロック10および重り５を定められた手順により供給す
る装置が必要であるが、本図には示していない。加熱部
12の入口13と出口14、および重りの入口16と出口17は加
熱部内の雰囲気を一定に維持するため、シャッター機構
を有する。17は成形部の雰囲気を維持するためのおおい
である。不活性ガス、または還元性ガスをガス取入れ口
18から導入し、加熱部内の雰囲気を非酸化性に保持し
て、成形型の酸化を防ぐ。装置内に導入されたガスは前
記シャッタ部の近傍から排出する。19は搬送装置の駆動
部、および加熱部の電源を収納する部分である。加熱部
のヒータは分割されており、それぞれ温度制御機構を有
し、加熱部内の温度をガラス素材の種類に応じて、成形
に必要な温度分布を持つように設定する。その温度設定
の一例を第３図に示す。加熱部の温度の設定は搬送装置
のスピードにより、成形に必要な温度曲線を得る。予熱
は比較的短時間で行うことができ、できるだけ短時間の
方が能率が良いが、冷却は残留歪を取り除くため、比較
的ゆっくり行う必要がある。
図で示したガラス素材１、上下型2,3、胴型４からなる
成形ブロック10は、搬送装置11により矢印Ａの方向に運
ばれる。加熱部に入ったところで重り５が成形ブロック
の上に配置され成形ブロックとともに、さらに矢印の方
向に搬送される。連続的に自動成形するためには、成形
ブロック10および重り５を定められた手順により供給す
る装置が必要であるが、本図には示していない。加熱部
12の入口13と出口14、および重りの入口16と出口17は加
熱部内の雰囲気を一定に維持するため、シャッター機構
を有する。17は成形部の雰囲気を維持するためのおおい
である。不活性ガス、または還元性ガスをガス取入れ口
18から導入し、加熱部内の雰囲気を非酸化性に保持し
て、成形型の酸化を防ぐ。装置内に導入されたガスは前
記シャッタ部の近傍から排出する。19は搬送装置の駆動
部、および加熱部の電源を収納する部分である。加熱部
のヒータは分割されており、それぞれ温度制御機構を有
し、加熱部内の温度をガラス素材の種類に応じて、成形
に必要な温度分布を持つように設定する。その温度設定
の一例を第３図に示す。加熱部の温度の設定は搬送装置
のスピードにより、成形に必要な温度曲線を得る。予熱
は比較的短時間で行うことができ、できるだけ短時間の
方が能率が良いが、冷却は残留歪を取り除くため、比較
的ゆっくり行う必要がある。
第２図に示す装置で実際に成形した例を次に述べる。ガ
ラス素材としてSF−８を用い、直径7mm,厚さ3mmの凸レ
ンズを成形した。SF−８の軟化温度（粘度：10765ポア
ズ）は551℃である。重りは5kgの金属ブロックを用い
た。加熱部の温度は第３図に示すように入口，出口とも
約300℃とし、ガラスを変形させる最高温度はガラスの
粘度が約107ポアズになる580℃に設定した。入口から最
高温度に達するまでの時間を約10分になるようコンベア
の速度を調整し、最高温度を通過する時間は約10分とし
た。最高温度を通過後、出口に達するまでの冷却は約20
分とした。成形ブロックが入口13、出口14を通過する
時、また重りが入口16、出口17を通過するとき、シャッ
ターの開閉に伴い空気が侵入するので、ガス導入口15よ
り窒素を流し続けた。成形したレンズをアニールした
後、光学面の形状を測定すると、１μｍ以下の形状誤差
で金型の光学面を精度良く転写していた。成形ブロック
を複数個用意して、次々に成形装置に投入して成形した
レンズはばらつきが小さく、安定した性能を示した。
ラス素材としてSF−８を用い、直径7mm,厚さ3mmの凸レ
ンズを成形した。SF−８の軟化温度（粘度：10765ポア
ズ）は551℃である。重りは5kgの金属ブロックを用い
た。加熱部の温度は第３図に示すように入口，出口とも
約300℃とし、ガラスを変形させる最高温度はガラスの
粘度が約107ポアズになる580℃に設定した。入口から最
高温度に達するまでの時間を約10分になるようコンベア
の速度を調整し、最高温度を通過する時間は約10分とし
た。最高温度を通過後、出口に達するまでの冷却は約20
分とした。成形ブロックが入口13、出口14を通過する
時、また重りが入口16、出口17を通過するとき、シャッ
ターの開閉に伴い空気が侵入するので、ガス導入口15よ
り窒素を流し続けた。成形したレンズをアニールした
後、光学面の形状を測定すると、１μｍ以下の形状誤差
で金型の光学面を精度良く転写していた。成形ブロック
を複数個用意して、次々に成形装置に投入して成形した
レンズはばらつきが小さく、安定した性能を示した。
なお、加熱部の最高温度がガラス素材の粘度が109ポア
ズより高い範囲では、実際的な重りの大きさではほとん
どガラスに変形を起させることができず、また、ガラス
素材の粘度が107ポアズ以下になるような高温では、ガ
ラスと型の融着、型寿命の低下など好ましくない減少が
生ずる。さらに成形装置の耐熱性，エネルギ消費量の点
からも、可能な限り低い温度で成形することが好まし
い。
ズより高い範囲では、実際的な重りの大きさではほとん
どガラスに変形を起させることができず、また、ガラス
素材の粘度が107ポアズ以下になるような高温では、ガ
ラスと型の融着、型寿命の低下など好ましくない減少が
生ずる。さらに成形装置の耐熱性，エネルギ消費量の点
からも、可能な限り低い温度で成形することが好まし
い。
以上の実施例においては、精密な光学素子としてレンズ
の成形を説明したが、本発明の方法はレンズに限らず、
一般的なガラス光学素子の成形に適用できることは言う
までもない。
の成形を説明したが、本発明の方法はレンズに限らず、
一般的なガラス光学素子の成形に適用できることは言う
までもない。
発明の効果 以上のように本発明は、光学的精度を持つ機能面を有す
る成形型と胴型の中にガラス素材を充填して一体となし
成形ブロックとし、あらかじめ所望の温度勾配を持つよ
う設定した加熱装置の中を前記成形ブロックを通過さ
せ、成形型の上に成形方向に力が加わるように重りを配
置し、成形ブロックとともに移動して成形するという簡
単な方法で精密なガラス光学素子を成形することを可能
とするので、成形装置が極めて単純な構造で構成でき、
型を複数用意すれば、短いタクトで連続的に成形が可能
である。また重りを加熱装置の外に配置するので、重り
を加熱する必要がなく、少ない熱エネルギーで成形を行
うことができる。以上の結果、精密な精度を持つガラス
光学素子を安価に大量に生産することが可能となる。
る成形型と胴型の中にガラス素材を充填して一体となし
成形ブロックとし、あらかじめ所望の温度勾配を持つよ
う設定した加熱装置の中を前記成形ブロックを通過さ
せ、成形型の上に成形方向に力が加わるように重りを配
置し、成形ブロックとともに移動して成形するという簡
単な方法で精密なガラス光学素子を成形することを可能
とするので、成形装置が極めて単純な構造で構成でき、
型を複数用意すれば、短いタクトで連続的に成形が可能
である。また重りを加熱装置の外に配置するので、重り
を加熱する必要がなく、少ない熱エネルギーで成形を行
うことができる。以上の結果、精密な精度を持つガラス
光学素子を安価に大量に生産することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例におけるレンズの成形に用い
る成形装置の一部の断面図、第２図は本発明の一実施例
におけるレンズの製造装置の見取図、第３図は本発明の
一実施例におけるレンズの製造装置の加熱部の温度分布
図、第４図は従来例におけるレンズ製造装置の見取図で
ある。 １……ガラス素材、２……下型、３……上型、４……胴
型、５……重り、６……ヒータ、10……成形ブロック、
11……搬送装置、12……加熱部。
る成形装置の一部の断面図、第２図は本発明の一実施例
におけるレンズの製造装置の見取図、第３図は本発明の
一実施例におけるレンズの製造装置の加熱部の温度分布
図、第４図は従来例におけるレンズ製造装置の見取図で
ある。 １……ガラス素材、２……下型、３……上型、４……胴
型、５……重り、６……ヒータ、10……成形ブロック、
11……搬送装置、12……加熱部。
Claims (3)
- 【請求項１】光学的精度を持つ機能面を有する成形型と
胴型の中にガラス素材を充填して一体となして成形ブロ
ックとし、あらかじめ所望の温度勾配を持つよう設定し
た加熱装置の中を前記成形ブロックを通過させつつ、加
熱装置の外側から成形型の上に成形方向に力が加わるよ
うに重りを配置し、前記成形ブロックとともに移動して
加圧成形することを特徴とするガラス光学素子の製造方
法。 - 【請求項２】成形ブロックが通過する部分の最高温度
が、成形されるガラス素材の粘度が106〜109ポアズの範
囲の温度であることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項に記載のガラス光学素子の製造方法。 - 【請求項３】光学的精度を持つ機能面を有する成形型と
胴型の中にガラス素材を充填して一体となした成形ブロ
ックを搬送する手段と、所望の温度勾配を持つよう設定
可能な加熱装置と、加熱装置の外側から成形型の上に成
形方向に力が加わるように重りを配置して搬送する装置
と、成形ブロックが通過する部分の雰囲気を調整する装
置とからなり、前記成形ブロックが加熱部の中を通過し
て成形することを特徴とするガラス光学素子の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21197487A JPH0712941B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | ガラス光学素子の製造方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21197487A JPH0712941B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | ガラス光学素子の製造方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6456332A JPS6456332A (en) | 1989-03-03 |
| JPH0712941B2 true JPH0712941B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16614791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21197487A Expired - Lifetime JPH0712941B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | ガラス光学素子の製造方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712941B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2509305B2 (ja) * | 1988-07-29 | 1996-06-19 | ホーヤ株式会社 | ガラスレンズの成形方法と装置 |
| JPH02267127A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形方法および装置 |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP21197487A patent/JPH0712941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6456332A (en) | 1989-03-03 |
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