JPH01201036A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス成形による光学素子の製造方法に関し
、より詳細には、プレス成形のための成形用型に供給す
るガラス流体を加熱する方法に関する。

（従来の技術） 近年、所定の表面料１度を有する成形用型内にガラス素
材を収容してプレス成形することにより、研削及び研摩
等の後加工を不要とした高精度の光学素子を成形する方
法が開発されている。

このプレス成形法には、一般にリヒートプレス法とダイ
レクトプレス法がある。

リヒートプレス法は、予め溶融固化したガラス材料の必
要量を切断し、砂ずり等の方法によりＩｒＩ晴調整を施
してガラス小塊とし、これを成形用型内に入れ、該ガラ
ス小塊と成形用型を同時に又は別々にプレス温度まで加
熱した後、プレス成形して成形用型に形成した光学機能
面を押圧転写して光学素子を成形する方法である。

一方、ダイレクトプレス法は、溶融ガラス流出オリフィ
スより流出若しくは押出される溶融ガラス流の必要量を
切断刃により切断し、これを成形用型内に直接落下させ
るか又はシュートによって投入し、しかる後成形用型を
押圧して光学素子を成形する方法である。

又、上記のリヒートプレス法において、切断及び砂ずり
等のような生産性の低い工程を経ずに上記のダイレクト
プレス法における如（、溶融ガラスを成形用型に入れて
プレス成形し、最終製品に近似した形状の予備成形品（
プリフォーム）を得たＬで該プリフォームを最終製品の
形状及び面精度と同じか若しくはそれ以上に精度の高い
光学機能面を有する成形用型に入れてプレス成形を行な
う方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） 」ユ述のようなプレス成形法において、成形用型に供給
するガラス流体を溶融炉の流出口から流出せしめる場合
、該ガラス流体が溶融炉から成形用型に至るまでに外気
に触れて冷却され、ガラス流体の表面が冷却硬化したり
、ガラス流体の温度分布にバラツキが生じるという問題
点がある。このため、従来からバーナ等の火炎を直接ガ
ラス流体ヒーターを用いて加熱することにより上述のよ
うな問題点を解消する方法が採られている。

しかしながら、ガラス流体をバーナ等で加熱する場合、
フリント形ガラス等は加熱の方法によっては、ｐｂが還
元されてくもりを生じることがあり、又ガラス流体を均
一に加熱することが比較的困難である。又、熱したガス
流を吹き付ける場合、ガラス流体に余計な力が加ってガ
ラス容ｉｔに変動がとｒじ、成形品の重量精度が不均一
になるという問題が生じる。又、この方法では、ガラス
表面にゴミや塵埃が付着して成形品が所定の光学精度を
確保できないという問題点があった。

さらに、」−述したような方法によりガラス流体を加熱
する場合、成形装置とは別に煩雑な加熱用の装置を必要
とし、又、この装置の設置スペースを確保するのに種々
の制約が課せられるという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するために成された
もので、簡単な装置により溶融炉の流出１コから流出す
るガラス流体を加熱して該ガラス流体の降温を抑え、良
好なプレス温度のガラス流体を成形用型に供給すること
ができる光学素子の製造方法を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） に述した従来の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、ガラス流体を成形用型でプレス成形
する光学素子の製造装置において、前記ガラス流体を流
出する流出Ｌ］の近傍に反射手段を設け、該反射手段に
より前記ガラス流体から発する熱を該ガラス流体に向け
て反射することを特徴とする。

（作　用） このように構成された光学素子の製造方法において、前
記ガラス流体を流出する流出口の近傍に設けられた反射
手段によりガラス流体から発する熱が該ガラス流体に向
けて反射され、この反射熱により該ガラス流体は昇温せ
しめられる。

この反射手段としては、複数焦点形成仮により構成され
たものを使用することができる。この複数焦点形成仮の
反射面により生じる一つの焦点をガラス流体のプレス成
形を行なう部分に形成するように構成して該部分を加熱
することにより、ガラス温度が最も降ドするガラス流の
先端付近を集中的に加熱しプレス直１ト１のガラス流を
最適なプレス温度までＮｆｆ１することができる。

（実施例） 以上、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図（ａ）は本発明の実施例を示すノズル周辺の概略
断面図であり、反射手段として楕円曲面板を使用した例
を示し、第１図（ｂ）及び第１図（ｃ）は第１図（ａ）
に示す反射手段と異なる他の実施例を示す概略断面図で
あり、第２図は第１図に示す装置の適用例を示す装置の
全体的断面図、第３図〜第８図は第２図に示す装置の要
部断面図であり、同装置の工程順の作動状態が示しであ
る。

第１図（ａ）において、ｌは不図示の溶融炉から溶融ガ
ラスを流出するノズルであり、２はこのノズルから流出
したガラス流体である。このガラス流体はノズル１から
流ドした後、外気に触れその先端付近においてガラス温
度が最も降下する。

４はノズルｌのＦ方に設けられ、不図示の駆動装置によ
り開閉動作を行なうことによりガラス流体２を切断する
切断刃である。５．６は切断刃４により切断されたガラ
ス流体２をプレス成形する成形用型であり、第１の型部
材５と第２の型部材６とから成る。これら型部材５．６
は、後述する駆動り段により、矢印のようにガラス流体
２に対して横方向に作動する構成とされている。

さらに、本実施例においては、ノズル１の先端付近に内
側に反射面を有する回転楕円状の楕円曲面板による反射
手段３が固設しである。この反射手段３はノズル１から
流下するガラス流体２がＦ２反射面で包囲されるととも
に、該楕円曲面状の反射面による二つの焦点の内の一方
がノズルの流出［」付近のガラス流体２に形成され、他
方の焦点が該ガラス流体の先端付近に形成されるように
構成されている。。

第１図（ｂ）及び第１図（ｃ）に示すような反射１段を
用いることもできる。第１図（ｂ）に示す反Ｑ−ＦＴ′
、段は、複数の小さな・ト面反射板を全体が上述したよ
うな楕円局面状に形成したものであり、１゛記の反射手
段と同様の焦点を形成するように構成されている。又、
第１図（ｃ）に示す反射手段は、図示のようにガラス流
体２の先端付近に二重に焦点が形成されるように構成さ
れている。

このような構成により、ノズルｌからＭＴ’するガラス
流体２の最も温度降下が著しい先端付近即ちプレス成形
に供せられる部分がガラス流体２から発せられる熱の反
射熱により集中的に加熱され、ガラス流体２の温度降下
を最小限に抑えることができる。特にガラス流体２の表
面温度の加熱保温に有効であって、比較的均一な温度分
布状態で該ガラス流体を型部材５．６間に供給してプレ
ス成形することができる。

１、述した装置は、例えば第２図に示すようなプレス成
形装置に適用することができる。このプレス成形装置に
おいて、一対の型部材５．６は、−上述したように、ガ
ラス流体２を略直角方向から挟むように互いに対向した
状態で配置しである。そして、各型部材５．６の対向す
る夫々の面には鏡面加工が施された成形面５ａ、６ａが
設けられている。第１の型部材５はスライダー１４に保
持され、このスライダー１４はスライドシャフト１８に
摺動ｉｒ能に支持されている。１６はスライダー１４を
１動するシリンダーであり、このシリンダー＋６の作動
によりスライダー１４はスライドシャフト１８の摺動力
向に移動して第１の型部材５の抑圧動作が行なわれる。

一方、第２の型部材６はアダプター１２を介してシリン
ダー１３に連結され、このシリンダー１３の作動により
第２の型部材６の抑圧動作が行なわれる。これら型部材
５．６の各成形面５ａ、６Ｑにより形成されるキャビテ
ィは、各シリンダー１３．１６のストロークにより設定
することができる。又、第２の型＋′ｊ％材６の外周に
は、第１の型部材５の側に切断刃が形成された切断リン
グ７が設けられ、この切断リング７はスライドシャフト
１８に摺動可能に支持されたスライダー１５に連結され
ている。さらに、スライダー１５はシリンダー１７に連
結され、このシリンダー１７の作動により、切断リング
７は第２の型部材６とは独αした動作で該第２の型部材
６の外周を摺動することができる。

又、各型部材５．６の内部にはヒーター８．９が設けら
れている。１０．１１は夫々のヒーターに接続された導
線である。１９は本装置全体のベースであり、シリンダ
ー１３．１６．１７及びスライドシャフト１８を堅固に
支持している。

次に本装置の動作について第３〜８図を用いて説明する
。

第：３図はプレス成形直前の状態であり、ノズル１から
はガラス流体２が流下している。このガラス流体２の先
端が対向する各成形面５ａ、６ａよりト方に流下した時
点で、第１の型部材５及び第２の型部材６の抑圧動作を
開始する。これら型部材５．６の作動開始時期は双方に
おいて同時でよいが、型部材５．６のガラス流体２に対
する押Ｊ−ｆ、動作終ｒ時期は双方において同時か多く
とも±０．０５ｓの誤差に収めるのが好ましい。この誤
差が大きいと型部材５．６の片方のみがガラス流体２に
衝突して該ガラス流体２に横ブレが生じ好ましくない。

その後、型部材５．６は、第４図に示すように、ガラス
流体２の被成形部２１を押バーしたままの状態を所定時
間保ち、この間被成形部２１の両表面に対して人々の成
形部５ａ、６ａによる抑圧転写が行なわれる。

切断刃４の０動開始時期及び切断開始時期は、人々型部
材５．６の作動開始時期と同時であってよいが、この切
断刃４によるガラス流体２の切断開始時期は型部材５．
６がガラス流体２の切断終了時期は型部材５．６がガラ
ス流体２を保持すると同時か少なくとも保持した後でな
ければならない。

その後、切断刃４は元の状態に復帰せしめられる。好ま
しくは、切断刃４の作動開始時期から切断終了時期まで
に要する時間を０．３〜０．４８とする。

切断リング７の作動開始時期は、第６図に示すように、
少なくとも切断リング７による被成形部２１の外周切断
路７’　＋ｉｉｌに切断刃４によるガラス流体２の切断
が終−ｒした状態となるようにするのが好ましい。こう
することにより、切断リング７の切断動作が終ｒした時
点においてガラス流体２は切断刃４により既に切り離さ
れた状態にあり、１．ＩＪ断リすグ７で切取られた切断
片２２は容易に第１の型部材５の外部に移動することが
できる。かくして、切断リング７は第２のノリ１部材６
の外周に沿って摺動しつつ被成形部２１の外周を切断し
、該被成形部２１の外周形状を形成する。

その後、切断リング７は切断路ｒ時の状態を維持し、被
成形部２１の外周を保持したままその温度差により被成
形部２１を外周から冷却し、該被成形部２Ｉの外周付近
は粘度を増してその形状が定着する。一方、型部材５．
６による抑圧後、該型部材と被成形部２１の温度差によ
りｊ被成形部２１は両表面から冷却されて粘度を増し、
表面形状が安定化する。

次いで、第７図に示すように、第１の型部材５を元の状
態に復帰する。切断リング７を元の状態に作動する開始
時期を第１の型部材５の復帰終了時期と同時かその終了
後とすると、切断リング７の作動開始１１ηにおいて被
成形部２１は該切断リング７により保持された状態にあ
り、自然に落トすることがない。

そして、切断リング７の復帰路ｒ時期と同時に、被成形
部即ち成形品２３を取出す。これは、周知の吸着ハンド
等を用いて行なうことができる。この取出し作業の終了
後、第２の型部材６を元の状態に復帰せしめる。

なお、第８図は切断リング７を復帰した状態を示しであ
るが、この時成形品２３は切断リング７の保持を解除さ
れて自然落下する。従って、成形品２３の取出しは切断
リング７を元の状態に復帰する前に吸着ハンド等を用い
て行なうようにするのが望ましい。

以上のような動作において、型部材５，６によるプレス
成形は、ガラス流体２の先端を除いた部分に対して行な
われるため、得られた成形品２３にシャーマーク等の表
面欠陥が生じない。

又、成形用型５．６により形成されるキャビティ容１ｉ
ｌは、各シリンダー１３．１６のストロークにより設定
することができる。即ち、設定されたシリンダー１３．
１６のストロークによって、抑圧時における各成形部材
５．６間の最短接近幅が決まり、これが成形用型５．６
の各成形部間隔を規制する。従って、成形品２３の肉厚
はこの成形部間隔により決定されるものであるから、シ
リンダー１３．１６のストロークを製造ずべき成形品２
３の肉１′ノに応じて設定することにより常に所定の肉
厚を有する成形品が得られる。又、成形品２３の表面形
状及び性状は各成形部材５．６の人々の成形部５　ａ　
、６　ａにより決まる。さらに、成形品２３の外周形状
は切断リング７の内周形状により決まり、該切断リング
７の切断動作と同時に成形品２１の外周が形成される。

なお、Ｌ記の反射ｐ段は回転楕円状の反射向からの焦点
をガラス流体２に集中的に加熱する構成としであるが、
本発明はこのような構成に限定されず、他の形状の反射
板を用いてガラス流体２の比較的広範囲に対して熱反射
することによりガラス流体を保温するような構成として
もよい。

叉、上記装置のように、型部材をガラス流体に対して横
方向からプレス成形する形式の成形用型でなく、成形用
型をトド方向から押ＩＦ作動する形式とし、下型に所定
量のガラス流体を切り落とした後プレス成形する形式の
成形用型に本発明の反！Ｊ−１７’段を応用するように
してもよい。

なお、本発明は、ガラス流体を、例えばヒーター専のよ
うな加熱手段を併用することにより加熱するようにして
もよ（、特に他の加熱手段の併用を制限するものではな
い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、上記反Ｑ［−段
により、ガラス流体自体から発する熱を利用して該ガラ
ス流体を加熱する方法により、別熱源を設けることなく
、流出口から流下したガラス流体を比較的均一な温度状
態でプレス成形装置に供給することができる。

従って、従来の加熱装置にみられるように、ガラス流体
にゴミが付着したり、ガラス流体に変質を来たしたり、
ガラス流体に余計な外力を加えたりすることがないばか
りか、比較的狭いスペースであっても本発明手段を設け
ることができ、設置ａ０業も容易に行なうことができる
。

なお、本発明においては、反射手段として複数箇所に焦
点を形成することができる反射板より構成して、ガラス
流体の必要箇所特にプレス成形を行なうガラス流体の先
端付近を効果的に加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すノズル周辺の概略断面図
であり、反射手段として楕円曲面板を使用した例を示し
、第１図（【））及び第１図（ｃ）は第１図（ａ）に小
す反射手段と異なる他の実施例を示す概略断面図であり
、第２図は第１図に示す装置の適用例を示す装置の全体
的断面図、第３〜８図は第２図に示す装置の要部断面図
であり、同装置の工程順の作動状態が示しである。 １　・・・ノズル ２・・・ガラス流体 ３・・・反射手段 ４・・・切断刃 ５・・・第１の型部材 ６・・・第２の型部材 代理人　　弁理士　山　十　穣　平 第１図（ｂ） 第　１　図　（Ｃ） 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス流体を成形用型でプレス成形する光学素子
   の製造装置において、前記ガラス流体を流出する流出口
   の近傍に反射手段を設け、該反射手段により前記ガラス
   流体から発する熱を該ガラス流体に向けて反射すること
   を特徴とする光学素子の製造方法。
2. （２）前記反射手段を複数焦点形成板より構成し、該焦
   点形成板における反射面により生じる一つの焦点を前記
   ガラス流体の流出口付近に形成するとともに、他の一つ
   の焦点をガラス流体のプレス成形を行なう部分に形成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学素
   子の製造方法。