JPH0472777B2 - - Google Patents

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成形装
置に関し、より詳細には、プレス成形後において
研削及び研摩等の工程を経ることなしに表面精度
及び重量精度の良好な光学素子又はそのリヒート
プレス用として好適するプリフオームの成形装置
に関する。

（従来の技術） 近年、所定の表面精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重
量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
オリフイスより流出若しくは押圧される溶融ガラ
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ユートによつて
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く、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（プリフオーム）を得
た上で該プリフオームを最終製品の形状及び面積
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い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） これらの成形方法により得られた光学素子は、
良好な像形成品質が得られるよう所定の面精度及
び寸法精度が要求され、又このため上記のいずれ
の方法においても最終製品を得るためのプレス成
形に供給されるガラス材料は十分に重量調整がな
されていなければならない。

しかしながら、上記のガラス小塊を用いてプレ
ス成形する方法では、ガラス小塊の重量調整を切
断及び砂ずり等により行なうため、成形品の表面
に砂目が残留したり、プレス成形前にガラス小塊
を加熱する際、ガラスと加熱用受皿との融着を防
止するために塗布した離型済がプレス時に成形品
の表面に食い込んで該成形品の表面精度が著しく
悪化するという問題がある。

又、直接溶融ガラスを用いてプレス成形する方
法では、切断刃による切断の際、成形品にシヤー
マークと称せられる切断痕が生じ、成形品の面精
度が劣化するという問題がある。又、このプレス
成形法においては、成形品の重量調整を溶融ガラ
ス流の切断によつて行なうため、この溶融ガラス
流の温度変化や切断タイミング或いはガラス流の
脈動等により成形品に重量変動が生じ、所定の寸
法精度が得られないという問題点もある。

なお、特にシヤーマークの発生を防止したプレ
ス成形法としては、特公昭41−9190号公報或いは
特開昭61−132523号公報に記載されたものがあ
る。

特公昭41−9190号公報に記載された成形方法で
は、成形用型を溶融ガラスの流下方向に直角の方
向に押圧して型空所内に溶融ガラスを充填させて
プレス成形する方法であるが、成形用型の押圧時
に型空所内の余剰ガラスが成形用型とこれに対向
するアンビルとの間から流出するという現象が生
じる。この余剰ガラスは成形用型の押圧動作が進
行するに伴い、その流出抵抗を増大するとともに
成形用型により冷却されて粘性を増し、これが成
形用型とこれに対向するアンビル間で完全に切取
られないまま冷却されて成形品の外周にはみ出し
部分を形成する。このため、プレス成形後におい
てこのはみ出し部分の破断及び破断面を仕上げる
作業が必要となる。又、溶融ガラス流の大きさが
変動することにより上記した成形品とはみ出し部
分との間のガラス厚さが変動して成形品の厚さに
バラツキが生じてしまい、重量調整が高精度に行
なえないという問題もある。

一方、特開昭61−132523号公報に記載された成
形方法では、成形品の精度は流動するガラス体を
打抜く前の該ガラス体の大きさ等に依存しており
高精度の寸法形状を有するロツド又はガラスシー
トが必要となる。

本発明者等は、上述のような問題点を解決すべ
く、成形品にシヤーマーク等の表面欠陥がなく、
寸法精度及び重量精度がすこぶる良好な光学素子
の製造方法について既に提案してある。

本発明は、この製造方法に関するもので、一対
の成形用型により形成された被成形部の外周を切
断部材により切断分離し成形品の外周形状を形成
するにあたり、この切断面を良好な性状に形成し
歪及びヒケ等の発生を抑えることができる成形装
置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） 上述した目的を達成するために、本発明の光学
素子の成形装置は、ガラス流体を狭むように対向
配置され該ガラス流体を押圧して被成形部を形成
する一対の成形用型と、前記成形用型の外周に設
けられ前記被成形部とその他の部分とを切断分離
する切断部材と、前記成形用型及び前記切断部材
を加熱する手段とを備えた光学素子の成形装置に
おいて、前記ガラス流体が10³〜10⁵ポアズの粘度
を有することと、該ガラス流体を押圧する際の成
形用型の温度がガラス粘度で10⁸ポアズに相当す
る温度とガラス転移点（ガラス粘度で約10¹³ポア
ズに相当する）より100℃低い温度の範囲内であ
ることと、前記被成形部を切断する際の切断部材
の温度が前記ガラス流体の押圧時の前記成形用型
の温度の±50℃の範囲内であることを特徴とす
る。

（作用） このように構成された光学素子の成形装置にお
いて、使用される１対の成形用型を構成する各々
の型部材を第１の型部材及び第２の型部材とする
と、これら型部材の各成形面はガラス流体を介し
て互いに対向する如く配置される。このような成
形用型の配置状況としては、ガラス流体が例えば
溶融炉からノズルを介して流出する溶融ガラスで
ある場合、該溶融ガラスの流下方向に対して略直
角方向に第１の型部材と第２の型部材の各成形面
が対向するように配置することができる。

又、ガラス流体が既に成形加工されたものを再
加熱することにより流動性を有するロツド或いは
シート状の場合、上記のような配置状況のほか、
第１の型部材と第２の型部材が各々上下方向に対
向するように配置することも可能である。

そこで、例えば流下する溶融ガラス流体に対し
て、本発明における成形用型を構成すると、この
ガラス流体の流れの方向に対して略直角方向から
各々の型部材が互いに押圧される構成となり、流
下するガラス流体に対して各々の型部材の押圧の
タイミングを調整することにより、ガラス流体の
先端部即ち切断跡を避けて被成形部を形成するこ
とができる。

被成形部の肉厚は形用型のキヤビテイを設定す
ることにより決まる。このキヤビテイは、プレス
成形時において各々の型部材が最も接近したとき
に有する夫々の成形面間隔により設定することが
できる。型部材の押圧時に生じる余剰ガラスは成
形面の外法に自由に流出し、成形品の肉厚はガラ
ス流の大きさ等に影響されることがない。

本発明におけるガラス流体の粘度は10³〜10⁵ポ
アズが最適する。このガラス粘度が10³より低く
なると成形時に成形用型と融着を起こしやすくな
り、10⁵ポアズより高くなると切断部材による切
断時にワレが生じやすくなる。なお、ガラス流体
の粘度が10ポアズより低くなると該ガラス流体は
糸状になつて成形用型のキヤビテイ内で必要とさ
れるガラス容量が不足してしまう。一方、ガラス
粘度が10⁷ポアズよりも高くなると、プレス成形
後のガラスの切断が困難となる。

本発明におけるガラス流体としては、上述のよ
うな溶融ガラスのほか、予め成形加工されたガラ
スロツド或いはシート状のものを再加熱すること
により得たものでもよい。

成形時（成形用型の押圧時）における成形用型
の温度は、ガラス粘度で10⁸ポアズに相当する温
度からガラス転移点（以下、Tgと称する。ガラ
ス粘度で約10¹³ポアズに相当する。）よりも100℃
低い温度（Tg−100℃）の範囲内に設定する必要
がある。該型温が10⁸ポアズに相当する温度を超
えるとプレス成形後から切断までの間に成形され
た被成形部におけるガラス表面の硬度変化が遅
く、被成形部の外周を切断して形成する際、所定
の形状精度及び表面精度が得られなくなる。又、
ガラスと型の成形面が融着を生じ易くなり、得ら
れた成形品の面精度が著しく低下し好ましくな
い。一方、型温がTg−100℃より低いと被成形部
の外周を切断する際、切断が困難になるばかりか
切断部分からヒビ割れを生じるおそれがある。

又、被成形部を切断する際の切断部材の温度は
ガラス流体の押圧時の成形用型の温度の±50℃の
範囲内が再適する。切断部材の温度がガラス流体
の押圧時の成形用型の温度に対し50℃より高くな
ると切断時に被成形部と融着を起こしやすくな
り、50℃より低くなると切断時に切断部分からワ
レが生じやすくなる。

このような条件下でガラス流体を各型部材で押
圧し被成形部を形成した後、成形用型の外周に設
けられた切断部材により被成形部とその他の余剰
ガラスとを切断分離すると、被成形部の外周形状
が形成される。

かくして得られた成形品は、上記のようにガラ
ス流体の切断跡を含まない部分から形成されたも
のであるからシヤーマーク等の表面欠陥がなく、
設定されたキヤビテイ及び切断部材による被成形
部の外周形成により形状精度及び重量精度の高い
成形品が得られる。又、この成形品の機能面は各
型部材の成形面が転写されることにより形成され
るから、各々の成形面の表面性状を所望する成形
品の表面性状と同等かそれ以上に高精度なものに
仕上げてプレス成形することにより、高精度表面
を有する成形品が得られる。

又、本発明における軟化ガラス流体としては、
上述のように、溶融ガラスのほか、予め成形加工
されたガラスロツド或いはシート状のものを再加
熱することにより得たものでもよい。

なお、成形品の取出しの際の粘度は、この成形
品をリヒートプレス用のプリフオームとして用い
る場合、10⁸ポアズ以上の粘度になるまで冷却す
れば十分であるが、そのまま光学レンズ等に用い
る場合、成形用型内で圧力を加えたまま冷却し、
10^14.5ポアズ程度の粘度になつたところで取出す
ようにすれば形状精度及び表面精度の良好な光学
素子として使用することができる。

なお、本発明におけるプレス成形及びその後の
切断処理等は、成形用型や切断部材の寿命を維持
するため、非酸化雰囲気中で行なうことが望まし
い。

（実施例） 以下、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は本発明の実施例に用いられるプレス
成形装置の概略断面図であり、第１図ｂは第１図
ａに示すプレス成形装置に加熱装置を接続した要
部拡大断面図である。

第１図ａにおいて、１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り、３はガラス流
体２の先端に生じた切断跡である。４はノズル１
の下方に設けられ、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。この切断刃４が作動してガラス流
体２が途中で切断されることにより切断跡３が発
生する。

本実施例に示すプレス成形装置は、ガラス流体
２がノズル１から流下する形式のものに対して構
成してあり、１対の成形用型を構成する第１の型
部材５と第２の型部材６とがガラス流体２を略直
角方向から狭むように互いに対向した状態で配置
してある。各々の型部材５，６は、対向する夫々
の面に鏡面加工が施された成形面５ａ，６ａを有
している。

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はスライドシヤフト１８に摺
動可能に支持されている。１６はスライダー１４
を駆動するシリンダーであり、このシリンダー１
６の作動によりスライダー１４はスライドシヤフ
ト１８の摺動方向に移動して第１の型部材５の押
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１
３の作動により第２の型部材６の押圧動作が行な
われる。

これら型部材５，６の各成形面５ａ，６ａによ
り形成されるキヤビテイは、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の型部材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はスライドシヤフト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とは独立した
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、１９は本装置全体のベースであり、シリン
ダー１３，１６，１７及びスライドシヤフト１８
を堅固に支持している。

さらに、第１図ｂに示すように、第１の型部材
５及び第２の型部材６には型温測定用の熱電対が
内蔵された加熱用のヒーター３０，３１が内蔵さ
れている。３２，３３は夫々のヒータに接続され
た導線である。又、切断リング７にはヒーター３
４，３５及び熱電対３９が内蔵されている。３
６，３７，３８は夫々ヒーター及び熱電対に接続
された導線である。これらの導線は本成形装置の
外部に設置されたコントローラー４０に接続され
ている。このコントローラーには、電力調節器４
１、温度調節器４２、電力調節器４１の外部電源
４３が備えられている。

熱電対３６は温度調節器４２に接続され、熱電
対３６で検出された測定値を出力制御信号として
電力調節器４１に送り、該電力調節器にて制御さ
れてヒーター３４，３５により切断リング７が加
熱される。

上述した図示のコントローラーは、切断リング
７に接続されたものであるが、型部材５，６にも
これと同様のコントローラー（不図示）が接続さ
れている。

これらのコントローラーは成形工程に応じて型
部材５，６に温度変化を与え、又型部材５，６の
温度に応じて切断リング７の温度を制御する。

次に本装置の動作について第２〜７図及び第８
図を用いて説明する。

第２〜７図は、本装置の各工程順における作動
状態を示す要部断面図であり、第８図は、本装置
における作動部、即ち第１の型部材５、第２の型
部材６、切断刃４及び切断リング７の各部の作動
タイミングを示すタイミングチヤートであり、横
軸は時間Ｔを示す。これら作動部の作動タイミン
グは、各作動部を接続した不図示のコントローラ
ーにより制御することができる。

第２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、即ち切断跡３が対向する各成形
面５ａ，６ａより下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の押圧動作を開始す
る。第８図においてＴ＝０はこの両型部材５，６
の作動開始時期を示す。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に対する押圧動作終了時期
T₂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３図に示すように、ガラ
ス流体２の被成形部２１を押圧したままの状態を
所定時間保ち、この間被成形部２１の両表面に対
して夫々の成形面５ａ，６ａによる押圧転写が行
なわれる。

切断刃４の作動開始時期及び切断開始時期は、
夫々型部材５，６の作動開始時期Ｔ＝０と同時で
あつてよいが、この切断刃４によるガラス流体２
の切断完了時間T₄は型部材５，６がガラス流体
２の切断終了時間T₄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。第８図には、この切断刃４の復帰開始時期を
T₄とし、復帰終了時期をT₅として示してある。
好ましくは、切断刃４の作動開始時期Ｔ＝０から
切断終了時期T₂までに要する時間を0.3〜0.4sと
する。

切断リング７の作動開始時期T₁は、第５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の外周切断終了（T₃）前に切断刃４に
よるガラス流体２の切断が終了（T₂）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の切断動作が終了した時点に
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、切断リング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
の型部材６の外周に沿つて摺動しつつ被成形部２
１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は切断終了時（T₃）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２１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による押
圧後、該型部材と被成形部２１の温度差により該
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６図に示すように、第１の型部材５
を元の状態に復帰する。この作動開始時期をT₆
とし、作動終了時期をT₇とし、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T₇と同時かその終了後とすると、
切断リング７の作動開始前において被成形部２１
は該切断リング７により保持された状態にあり、
自然に落下することがない。

そして、切断リング７の復帰終了時期T₈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。第８図には、この第
２の型部材６の復帰開始時期をT₉とし、復帰終
了時期をT₁₀としてある。

なお、第７図は切断リング７を復帰した状態を
示してあるが、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。

以上のような動作において、成形用型５，６に
よるプレス成形は、ガラス流体２の先端即ち切断
跡３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にシヤ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ヤビテ
イ容量は、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のストロークによつて、押
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の各成形面間隔を
規制する。従つて、成形品２３の肉厚はこの成形
面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すべき成形品
２３の肉厚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２
３の表面形状及び性状は各成形部材５，６の夫々
の成形面５ａ，６ａ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、以上説明したプレス成形装置は、成形用
素材たるガラス流体が下方に流下するノズルに対
応して左右横方向から押圧動作を行なう成形用型
が用いてあるが、本発明はこのような流下形式及
び成形用型に限定されるものではなく、例えば横
方向或いは傾斜方向に供給されるガラス流体に対
して構成される成形用型を用いることもできる。

次に、上述のようなプレス成形法を用いた具体
的実施例について第１図〜第８図を参照しながら
説明する。

（実施例 １） 通常カメラレンズ等に使用される光学ガラス
SF8（Tg＝443℃、比重4.22）を用いて、外径20
mm、中心肉厚2.7mm、コバ厚1.29mm、曲率R₁＝20
mm、R₂＝40mm、ガラス容量0.636c.c.、重量2.68gの
凸メニスカス形状のリヒートプレス用プリフオー
ムの成形を行なつた。

型部材５，６はSUS420Jから形成し、夫々の
成形面５ａ，６ａは光学鏡面に研磨してある。こ
の型部材５，６の型温が400℃（SF8のTg＝443
℃より43℃低い温度）となるようヒーター３０，
３１で加熱する。又、切断リング７も型温と同
様、ヒーター３４，３５で400℃となるように加
熱する。

シリンダー１３，１６のストロークは各々の型
部材５，６の押圧動作時における最大接近幅が
2.7mmとなるように調整し、所望の肉厚が得られ
るようにしてある。

まず、不図示の溶融炉で溶融したガラスをガラ
ス流体２の粘度が約10^4.6ポアズ（815°±５℃）と
なるように調整し、ノズル１より流出させた。次
に、第２図及び第３図に示すように、ガラス流体
２の先端の切断跡３が型部材５，６の各成形面５
ａ，６ａより下方に流下した時点でシリンダー１
３，１６を作動させ、これと同時に切断刃４も作
動させた。このシリンダー１３，１６の作動圧力
は夫々120Kg、300Kgであり、作動速度は双方とも
200mm／ｓとしてある。

そして、第３図に示すように、型部材５，６の
ガラス流体２に対する押圧動作が開始された後、
切断リング７を作動させる。なお、この切断リン
グ７はSK3より形成され、予め型部材５，６の押
圧動作が完了した時点から切断リング７による切
断が完了するまでの時間を0.2sとなるよう不図示
のコントローラーで各シリンダー１３，１６，１
７の作動タイミングを調整しておく。この切断リ
ング７を駆動するシリンダー１７の作動圧力は
100Kgであり、作動速度は200mm／ｓとしてある。
又、第５図に示すように、切断リング７による切
断動作が完了した時点では、切断刃４によるガラ
ス流２の切断も完了する。さらに同図に示すよう
に、切断リング７の切断動作により、被成形部２
１の外周形状が形成されると同時にこの被成形部
２１と切断片２２とが分離される。

なお、第５図においては、第１の型部材５と切
断リング７はかみ合つた状態になつているが、双
方が接触するだけの状態でも切断状況は良好であ
つた。

次に、シリンダー１３，１６に圧力を加えたま
ま、成形品２３の温度が型部材５，６の温度
（400℃）と略等しくなるまで約10秒間第５図の状
態を保持し、しかる後、第６図に示すように、シ
リンダー１６のみを作動させ、第１の型部材５を
成形品２３から引き離した。この時、成形品２３
は切断リング７に保持された状態を保ち勝手に落
下しない。次いで、シリンダー１７を作動させて
切断リング７を引き戻すと同時に、不図示のハン
ドリング装置により成形品２３を取り出し、シリ
ンダー１３を作動させて第１の型部材６を元の位
置に戻す。そして、切断片２２を不図示の切断片
排除装置により取り除く。

かくして、この実施例により得られた成形品２
３は、所望成形品に対して外径精度で±0.005mm、
中心肉厚で±0.01mm、重量で0.02g（±0.7％）以内
のバラツキに収まり、シヤーマークはもとより有
害な表面欠陥は生じておらず、又ヒケも各型部材
５，６の形状に対して最大で10μm以内に収るも
のであり、リヒートプレス用プリフオームとして
だけではなく、あまり精度を要求されない光学レ
ンズとして十分使用できるものであつた。

第９図は、本実施例における切断リング７及び
第１の型部材５、第２の型部材６及び被成形材料
であるガラスの温度の時間的変化を示すグラフで
ある。なお、この説明にあたり、第８図に時間Ｔ
が用いてある。

当初（第８図においてＴ＝０）、第１及び第２
の型部材５，６は、ガラス材料のガラス転移点
Tg（SF8のTg＝443℃）より43℃低い400℃に調
整された。又、第２図に示すノズル１から流化す
るガラス流体２の粘度は約10^4.6ポアズ（815°±５
℃）となるように調整された。

上記型部材５，６の押圧開始時期T₂から押圧
終了時期T₆までの成形期間（約10秒間）におい
て、被成形部２１のガラスは、型部材５，６の温
度差により急激に冷却され、粘度は10^4.6ポアズか
ら10^14.5ポアズ以上となる。

本実施例においては、型部材５，６及び切断リ
ング７は押圧終了時まで400℃に保持されるよう
夫々ヒーターで加熱してある。この時成形品２３
のガラス温度はこの型部材５，６と略同温とな
る。

又、切断リング７を350℃（型温は400℃）にし
て成形を行なつたところ上記同様の結果が得られ
た。

（実施例 ２） この実施例においては、光学ガラスF8（Tg＝
445℃、比重3.36）の溶融ガラスを用い、実施例
１と同様の方法で外径６mm、中心肉厚４mm、コバ
厚3.08mm、曲率がR₁＝R₂＝10mm、ガラス容量
0.100c.c.、重量337mgの両凸形状のリヒートプレス
用プリフオームの成形を行なつた。

この実施例では、型部材５，６として実施例１
と同様のものを使用し、型温が375℃（F8の
Tg445℃より70℃低い温度）となるようヒーター
３０，３１の調整を行なつた。切断リング７も同
様にヒーター３４，３５により375℃±10℃に調
整した。

又、不図示の溶融炉にて溶融されたガラスをガ
ラス流体２の粘度が10^2.95〜10^3.1ポアズ（約1080
℃〜1050℃）となるように調整した。

そして、各シリンダー１３，１６，１７の作動
圧力を夫々50Kg、200Kg、50Kgに設定し、実施例
１と同様の方法でプレス成形及び切断処理を行な
い、成形品２３の内部粘度が10⁹ポアズ（約540
℃）になつたところで第２の型部材６から取り出
したところ、得られた成形品２３は、所望の成形
品に対して外径精度で±0.01mm、中心肉厚で±
0.02、重量で±３mg（±0.9％）のバラツキ内に
収り、表面中心部のヒケも平均40μm程度のもの
であり、表面状態も良好なリヒートプレス用プリ
フオームとして十分使用できる精度のものであつ
た。

（実施例 ３） この実施例においては、実施例１と同様の光学
ガラスSF8の丸棒を用い、外径20mm、中心肉厚３
mm、コバ厚1.6mm、曲率がR₁＝32mm、ガラス容量
0.693c.c.、重量2.92gの凸形状のレンズ成形を非酸
化雰囲気中で行なつた。

SF8から成る丸棒は直径10mm±１mmのもので、
表面のキズやゴミを除去した上で、不図示の加熱
炉で10⁵ポアズ（約775℃）程度の粘度となるよう
に加熱した。

又、型部材５，６は炭化タングステンから成る
ものを用い、成形面５ａ，６ａを光学鏡面とし、
型温が510℃（ガラス粘度で約10⁹ポアズに相当す
る）となるようヒーター３０，３１により加熱し
た。又、切断リングも型部材５，６と同様炭化タ
ングステンから成るものを用い、この切断リング
７を不図示の外部ヒーターで400℃となるように
加熱した。

又、本実施例においては、成形を非酸化雰囲気
中で行なうため、装置全体をカバーでおおい、ア
ルゴンガスで置換した。

そして、各シリンダー１３，１６，１７の作動
圧力を夫々170Kg、350Kg、150Kgに設定し、実施
例１と同様の方法でプレス成形及び切断処理を行
つた。ただし、本実施例においては、溶融ガラス
流の代わりに先端付近を上記した粘度にまで軟化
したガラス棒を使用した。

プレス成形及び切断完了後、各シリンダー１
３，１６，１７は圧力を加えたままの状態で、ヒ
ーター３０，３１及び切断リング加熱用のヒータ
ーの３４，３５の出力を徐々に弱め、型部材５，
６と成形品２３の温度が40℃（ガラス粘度で約
10^14.5ポアズ以上）になるまで冷却した後、成形
品２３を実施例１と同様の方法で第２の型部材６
から取り出した。

得られた成形品は、所望の成形品に対して外径
精度で±0.005mm、中心肉厚で±0.01mm重量で±
0.025g（±0.85％）以内のバラツキに収まり、表
面状態も良好で、ヒケによる面変形もほとんどみ
られず、特に高精度を要求されないレンズとして
このままで十分使用できる状態であつた。

（実施例 ４） この実施例においては、光学ガラスSF8（Tg＝
443℃、比重4.22）の溶融ガラスを用い、実施例
１と同様の方法で外径６mm、中心肉厚４mm、コバ
厚3.08mm、曲率がR₁＝R₂＝10mm、ガラス容量
0.100c.c.、重量422mgの両凸形状のレンズ成形を非
酸素雰囲気中で行なつた。

この実施例では、型部材５，６として実施例１
と同様のものを使用し、型温が510℃（ガラス粘
度で約10⁹ポアズに相当する）となるようヒータ
ー３０，３１の調整を行ない、切断リング７も又
ヒーター３４，３５で510℃に調整した。

又、不図示の溶融炉にて溶融されたガラスをガ
ラス流体２の粘度が10⁵ポアズ（約775℃）となる
ように調整した。

そして、各シリンダー１３，１６，１７の作動
圧力を夫々150Kg、350Kg、100Kgに設定し、実施
例１と同様の方法でプレス成形及び切断処理を行
なつた。その後、成形品２３を型部材５，６と切
断リング７内に保持したままヒーター３０，３
１，３４の出力を徐々に弱め、成形用型５，６、
切断リング７及び成形品２３が370℃（ガラス粘
度で10^14.5ポアズ以上）になるまで冷却した後、
成形品２３を実施例１と同様の方法で取り出し
た。この時、第１０図に示すように、切断リング
の温度が型部材５，６の温度より常に５〜10℃高
くなるように調整しながら冷却した。得られた成
形品は所望の形状に対して外径精度で±0.005mm、
中心肉厚で±0.02mm、重量で±３mg（±0.7％）
以内のバラツキに収まり、表面状態も良好で、収
縮に伴なうヒケは切断リングの冷却速度を成形用
型より若干速くしているためレンズ外周側面中央
部に集中し、表面精度も非常に良好で、このまま
で通常のレンズとして十分に使用できるものであ
つた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果が生じる。

(1) 成形品表面にシヤーマーク等の表面欠陥がな
く、寸法精度及び重量精度の高い光学レンズ或
いはリヒートプレス用プリフオーム等の光学素
子をプレス成形後の研削、研摩等の後加工を一
切必要とせずに製造することができる。

又、成形用型の温度を所定温度に設定するこ
とによりヒケの発生を抑え、融着の発生を抑え
た面精度の高い成形品が得られる。

さらに、切断部材が加熱されず低温状態で切
断を行なうと、成形品の外周から先に固化する
ため成形品自体の熱のバランスがくずれ歪の発
生が多くなるのに対して、本発明は切断部材を
所定のガラス粘度に相当する温度に加熱して切
断するため、切断面即ち成形品の外周側面の性
状が良好となる。

(2) 成形に用いるガラス流体の精度があまり要求
されないめ、溶融ガラス等の流出装置が安価な
ものでよく、高い技術を必要としない。又、溶
融炉のガラス液面変動による流出ガラスの流
量、温度変化に対して柔軟性があるため、溶融
炉も安価なものでよい。

(3) 成形に用いるガラス材料は、溶融ガラスのほ
かガラス棒或いはシート状のものでも差し支え
なく、又これらの精度もさほど要求されない。

(4) ガラス流体に対して直接プレス成形及び切断
処理をするため、従来プレス成形が困難であつ
た小型で薄い成形品も高精度かつ容易に製造で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の実施例を示すプレス成形装
置の概略的断面図である。第１図ｂは第１図ａに
示す装置に加熱装置を加えた要部拡大断面図であ
る。第２図〜第７図は第１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て
ある。第８図は第１図に示すプレス成形装置の各
作動部のタイミングチヤートを示す図である。第
９図は第１実施例におけるプレス成形時の型部材
及びガラスの温度の時間的変化を示すグラフであ
る。第１０図は第４実施例におけるプレス成形時
の型部材及びガラスの温度の時間的変化を示すグ
ラフである。 １……ノズル、２……ガラス流体、３……切断
跡、４……切断刃、５……第１の型部材、６……
第２の型部材、７……切断リング、２１……被成
形部、２２……切断片、２３……成形品、３０…
…第１の型部材の加熱用ヒーター、３１……第２
の型部材の加熱用ヒーター、３４，３５……切断
リングの加熱用ヒーター、４０……コントローラ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 10³〜10⁵ポアズの粘度に相当する温度のガラ
   ス流体を挟むように対向して配置され該ガラス流
   体を押圧して被成形部を形成する一対の成形用型
   と、前記成形用型の外周に設けられ前記被成形部
   とその他の部分とを切断分離する切断部材と、前
   記成形用型および前記切断部材を駆動する手段
   と、前記成形用型の温度を10⁸ポアズの粘度に相
   当する温度とガラス転移点より100℃低い温度の
   範囲内に設定し、更に、前記切断部材の温度を前
   記ガラス流体の押圧時の前記成形用型の温度の±
   50℃の範囲内に設定するコントローラーを有する
   ことを特徴とする光学素子の成形装置。