JPH06171960A - 光学素子成形用素材の製造方法および装置 - Google Patents

光学素子成形用素材の製造方法および装置

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JPH06171960A
JPH06171960A JP35079292A JP35079292A JPH06171960A JP H06171960 A JPH06171960 A JP H06171960A JP 35079292 A JP35079292 A JP 35079292A JP 35079292 A JP35079292 A JP 35079292A JP H06171960 A JPH06171960 A JP H06171960A
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JP
Japan
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molten metal
glass
optical glass
mold
optical
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Withdrawn
Application number
JP35079292A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Yoneda
靖弘 米田
Hiroaki Negishi
広明 根岸
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/10Forming beads
    • C03B19/1005Forming solid beads
    • C03B19/1045Forming solid beads by bringing hot glass in contact with a liquid, e.g. shattering
    • C03B19/105Forming solid beads by bringing hot glass in contact with a liquid, e.g. shattering the liquid being a molten metal or salt

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多種の大きさおよび形状の光学素子成形用素
材を連続して製造する。 【構成】 ガラス溶融槽5内で光学ガラスを溶融させて
溶融ガラス2とし、孔3から、金属溶融槽1内の溶融金
属2中に光学ガラス塊15を送り込む。光学ガラス塊1
5は、浮力により浮上してとい11に案内されながら上
型12にて受け止められる。その後、下型13を上昇さ
せ、上下型12,13により押圧成形する。次に、その
ままの状態で上下型12,13を光学ガラス転移点より
低い温度の溶融金属2の箇所まで上昇させ、光学ガラス
塊15を固化させる。その後、浮上させた光学ガラス塊
15を光学素子成形用素材として得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ,プリズムまた
はフィルタ等の光学素子を押圧成形により得るために必
要な、表面が鏡面の光学素子成形用素材の製造方法およ
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、レンズ,プリズム,フィルタ等の
光学素子は、研磨処理した光学素子成形用素材を加熱軟
化し、上下一対の型によって押圧成形することによって
得られるようになった。しかし、この方法は、押圧成形
する前に光学素子素材を研磨加工する工程が必要であ
り、コスト高の原因となっていた。
【0003】そこで、従来、特開昭61−232236
号公報に開示されているように、切断または研削により
所定の体積にしたガラス塊を、加熱気体が下方から流れ
てくる鉛直方向に立てたS字管の中に落とすことによっ
て、表面が滑らかで球状化した光学素子成形用素材を得
る方法が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、下方から流れてくる加熱気体により光学ガラス
塊を浮かした状態で加熱軟化させ、表面張力により球体
に近い形状にし、さらに加熱気体の温度を徐々に下げる
という工程であるため、得られる光学素子成形用素材は
球状に限られてしまうという問題があった。
【0005】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、多種の大きさおよび形状の光学素子成形
用素材を連続して製造できる光学素子成形用素材の製造
方法および装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、溶融金属内にガラス素材を供給してガラ
ス素材を溶融し、この溶融ガラスを、この溶融金属内に
て所望の形状に押圧成形して、光学素子成形用素材を製
造することとした。
【0007】また、その製造に用いる装置を、低融点金
属を溶融して溶融金属を得る溶融槽と、この溶融金属内
にガラス素材を供給する供給手段と、溶融金属内の溶融
ガラスを、溶融金属内にて所望の形状に押圧成形する成
形型とを備えて構成した。
【0008】より具体的には、融点が光学素子成形用素
材の転移点よりも低く、沸点が光学素子成形用素材の軟
化点よりも高く、かつ光学素子成形用素材の比重よりも
比重の大きい溶融金属を溶融状態にて垂直に立てた筒状
の容器に満たし、下方の溶融金属の温度を光学素子成形
用素材の軟化点よりも高い温度とし、上方の温度を光学
素子成形用素材のガラス転移点よりも低い温度として、
筒状の容器の下方から所望の体積の光学ガラスを供給し
て比重の差による浮力により浮上させ、軟化点よりも高
い温度の溶融浴中に設置された上型で受け止め、上型の
下方に設置された下型とでプレスする。プレスされた状
態で転移点より低い温度の溶融浴中まで上昇させ、光学
ガラスを固化し、型を開放することにより光学素子成形
用素材を得る。
【0009】
【作用】上記手段の光学素子成形用素材の製造方法によ
れば、溶融金属の融点が光学ガラスの転移点より低く、
沸点が光学ガラスの軟化点よりも高いので、光学ガラス
を軟化した状態から固化した状態になるまで変化させる
ことが可能であり、溶融金属の比重が光学ガラスの比重
よりも大きいため、筒状の容器の下方から光学ガラスを
供給すると浮力により上方へ浮上する。
【0010】光学ガラスは軟化点よりも高い温度の溶融
金属中を通って浮上するため、成形可能状態となる。成
形可能状態で浮上してきた光学ガラスを光学ガラスの軟
化点よりも高い温度の溶融金属中に設置された上型で受
け止める。さらに、上型と下型とで押圧することによ
り、上型と下型の形状が光学ガラスに転写される。上型
と下型とで押圧されたままの状態で、光学ガラスの転移
点よりも低い温度の溶融金属中に移動することにより、
光学ガラスを型の形状を転写させたままの状態で固化さ
せる。その後、型を開放し、光学ガラスを浮上させ、光
学素子成形用素材を得る。上型と下型のそれぞれの形状
を変えることにより、任意の形状の光学素子成形用素材
を得ることが可能である。
【0011】
【実施例1】図1は本発明の実施例1を示す縦断面図で
ある。図1に示すように、筒状の金属溶融槽1には、溶
融金属2が満たされている。溶融金属2には、スズを用
いた。金属溶融槽1の底には、孔3が穿設されている。
また、その金属溶融槽1の底面には、シャッタ4が設け
られている。さらに、そのシャッタ4の下には、ガラス
溶融槽5が設けられており、その中には溶融ガラス6が
満たされており、ピストン7を上方へ押し上げることに
より、溶融金属2が入っている金属溶融槽1の孔3から
溶融ガラス6が押し出されるようになっている。ヒータ
8は溶融ガラス6を加熱するためのものである。ピスト
ン7は、溶融ガラス6の押し出し量を正確に制御するた
め、パルスモータによる駆動とされ、シャッタ4はピス
トン7が動き始めた時に開き、ピストン7が停止した時
に閉じるように同期されている。
【0012】金属溶融槽1の下部外周には、ヒータ9が
配設されており、金属溶融槽1内の金属を溶融金属2に
することができるようになっている。また、金属溶融槽
1の上部には、冷却機構として冷却水管10が設けられ
ており、金属溶融槽1内の溶融金属2を下部の温度より
も低い温度となるように構成されている。
【0013】金属溶融槽1中の光学ガラスの軟化点以上
の温度の溶融金属2の箇所には、浮上してきたガラスを
浮上させながら型に搬送させるために傾きをもたせた断
面が半円状のとい11(図2参照)がR面を上にして設
置されている。とい11の上先端の先には、上型12が
設置され、その上型12の垂直下方には下型13が設置
されている。上型12と下型13とは、それぞれの支持
体14a,14bと接続されている。そして、上型12
と下型13とが別々に上下動可能なように、金属溶融槽
1上方の支持体14a,bの先にモータが別々に取り付
けられている。さらに、上型12には、上下動可能な支
持体18が接続されており、金属溶融槽1上方に支持体
18を押圧して移動させるための押圧部材24が設置さ
れている。それにより、上型12は転写する面が下向き
から上向きに回転するようになっている。
【0014】このような構成の製造装置によって、光学
ガラスとしてSF11を用い、それをガラス溶融槽5内
でヒータ8により軟化点温度より高い800℃に加熱し
た。このようにして溶融した溶融ガラス6を、ピストン
7を上方に押し上げ、同時にシャッタ4を開いて金属溶
融槽1に送り込み、所定のピストン7の押し上げ量にな
ったところでピストン7を止め、シャッタ4を閉じて溶
融ガラス(光学ガラス塊)6を溶融金属2中に送り込ん
だ。金属溶融槽1内の溶融金属2は、ヒータ9により底
部が800℃に加熱しており、溶融金属2の液面、すな
わち最上部は冷却水管10により、SF11の歪点(4
00℃)より低い350℃となるようにしている。ここ
で、溶融金属2はスズを用いており、融点が231.9
7℃、沸点が2270℃なので、上記の金属溶融槽1内
の溶融金属2は液体になっている。
【0015】金属溶融槽1内に送り込まれた光学ガラス
塊15は比重が4.79g/cm3、スズの比重が7.
29g/cm3 なので、光学ガラス塊15は浮力により
上方へ浮上する。浮上してきた光学ガラス塊15は断面
が半円状のとい11に当たり、それに沿って上先端まで
浮上し、放出される。放出された光学ガラス塊15はさ
らに浮上し、とい11の上先端部の上方にある上型12
によって受け止められる。ガラス溶融槽5から浮上し始
めて、約15秒で上型12に達するように設置されてい
る。
【0016】その後、下型13を上昇させ、上型12と
下型13とで光学ガラス塊15を押圧して、型表面の形
状を転写する。押圧したままの状態で上型12と下型1
3とを同時に光学ガラス転移点より低い温度の溶融金属
2の箇所まで上昇させ、光学ガラスを固化する。固化し
たら、上型12と下型13とを離し、上型12に設置さ
れている支持体18を上昇させ、上型12の転写面が図
1中の左横に向くようにする。さらに、支持体18を押
圧部材24で図1中左から右に押圧することにより、上
型12の転写面が上方に向くようにする。
【0017】固化された光学ガラス塊15は、溶融金属
2の液面に浮上し、型の形状が転写された光学素子成形
用素材が得られる。浮遊している光学素子成形用素材は
溶融金属2よりも融点の高い金網ですくう。その後、支
持体18を押圧していた押圧部材24を戻し、押圧部材
24が押圧する前の位置に戻す。さらに、上型12およ
び下型13を下降させ、初期の位置に戻す。以後、この
一連の動作を繰り返す。
【0018】
【実施例2】図3は本発明の実施例2の要部を示す縦断
面図である。また、図4は流出防止部材16の横断面図
と側面図である。本実施例では、上型12の先端部の周
りに光学ガラス塊15の流出を防止するための円筒状の
流出防止部材16が取り付けられている。流出防止部材
16には、溶融金属2の巻き込み防止のための穴20が
設けられている。流出防止部材16上方には、セラミッ
クバネ26が設置され、流出防止部材16と上型12と
の間にストッパ構造19をもたせることにより、流出防
止部材16は下から押圧されると上昇し、押圧されてい
ない時は定位置になるように構成されている。下型17
は流出防止部材16を押圧するために段を有する構造に
なっている。その他の構成は、前記実施例1と同様であ
る。
【0019】本実施例にあっては、図1におけるとい1
1によって搬送されてきた光学ガラス塊15を円筒状の
流出防止部材16を備えた上型12で受ける。その後、
実施例1と同様にして、下型17を上昇させ、流出防止
部材16を押圧し、上昇させる。下型17の上昇に伴っ
て光学ガラス塊15が押圧され、型転写面に接しながら
外側に広がる。流出防止部材16の穴20から溶融金属
2が光学ガラス塊15に押されて流出する。ここに、光
学ガラス塊15が一緒に流出しないように、光学ガラス
塊15の流出直前に穴20が上方に逃げるように、流出
防止部材16の上型12転写面からのはみ出し長さと下
型17の段の長さが設定されている。このため、流出防
止部材16に覆われた上型12と下型17との間には、
光学ガラスしか存在しなくなる。なお、図5に示すよう
に、光学ガラス塊15の余剰部20aが上記穴20内に
はみでるが、このはみでた余剰部20aは、流出防止部
材16を上方に摺動させることにより、切断される。そ
の他の作用は、前記実施例1と同様である。
【0020】本実施例にあっては、円筒状の流出防止部
材16が上型12に設置されているため、上型12が凸
面であっても、光学ガラス塊15の浮力による流出なし
に上型12と下型13とで押圧することができる。ま
た、流出防止部材16に設けられた穴20によって、溶
融金属2を流出させることができるので、型形状の転写
性を向上させることができ、離型の際には、穴20から
溶融金属2が進入してくるため、上型12の転写面を上
方に向けるだけで、浮力により離型することができる。
さらに、セラミックバネ26とストッパ構造19によ
り、流出防止部材16は、下型17の押圧時以外は常に
上型12の先端部を覆う位置に保つことができる。その
他の効果は、前記実施例1と同様である。
【0021】
【実施例3】図6は本発明の実施例3の要部を示す正面
図である。下型17が支持体23との接続部で回動可能
になっている。支持体23は図6中で左右に動き、下型
17を傾けるためのスプリング22がスプリング取り付
け部材27を介して取り付けられている。支持体23の
下部には、下型17の傾斜を制御するための型ストッパ
28が設置されている。図6中において下型17右方に
下型17を接触させ、すべらせながら型の向きを変える
ためのストッパ21が設置されており、下型17は、ス
トッパ21に接触している時以外は、常にある一定の傾
斜を保つように構成されている。その他の構成は、前記
実施例1と同様である。
【0022】本実施例にあっては、実施例1におけると
い11によって上型12に搬送された光学ガラス塊15
を、下型17の転写面を傾斜させたまま支持体14によ
ってストッパ21方向に押圧すると、下型17はストッ
パ21に接触する。さらに下型17を押圧すると、下型
17とストッパ21との接点がすべり、転写面が弧を描
くように上方に向く。そこで、上型12と下型17との
転写面は平行となる。型間隔もある一定値となるように
設定してあるため、転写面が平行となった時点で光学ガ
ラス塊15の押圧は完了する。その他の作用は、前記実
施例1と同様である。
【0023】本実施例にあっては、下型17の転写面が
弧を描くように動くため、斜め下方から光学ガラス塊1
5を押圧することができる。そのため、押圧時に型の間
に存在する溶融金属2が除かれ、溶融金属2が型と光学
ガラス塊15との間に残ることなく、押圧することがで
き、上型12と下型17との形状を精度よく転写するこ
とができる。その他の効果は、前記実施例1と同様であ
る。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学素子成形用
素材の製造方法および装置によれば、溶融ガラスを溶融
金属中で浮上させ、その溶融ガラスを上型で受け、上型
と下型とで押圧し、その後溶融ガラスを固化させること
としたので、光学素子に近い形状で容易に光学素子を成
形することができる、多種の大きさおよび形状の光学素
子成形用素材を連続して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の製造装置を示す縦断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例1の製造装置におけるといを示
す縦断面図である。
【図3】本発明の実施例2の製造装置の要部を示す縦断
面図である。
【図4】本発明の実施例2の製造装置の流出防止部材を
示す横断面図および側面図である。
【図5】本発明の実施例2の製造装置の要部を示す縦断
面図である。
【図6】本発明の実施例3の製造装置の要部を示す縦断
面図である。
【符号の説明】
1 金属溶融槽 2 溶融金属 5 ガラス溶融槽 6 溶融ガラス 12 上型 13,17 下型 15 光学ガラス塊

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属内にガラス素材を供給してガラ
    ス素材を溶融し、この溶融ガラスを、この溶融金属内に
    て所望の形状に押圧成形することを特徴とする光学素子
    成形用素材の製造方法。
  2. 【請求項2】 低融点金属を溶融して溶融金属を得る溶
    融槽と、この溶融金属内にガラス素材を供給する供給手
    段と、溶融金属内の溶融ガラスを、溶融金属内にて所望
    の形状に押圧成形する成形型とを備えたことを特徴とす
    る光学素子成形用素材の製造装置。
JP35079292A 1992-12-04 1992-12-04 光学素子成形用素材の製造方法および装置 Withdrawn JPH06171960A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022157340A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-28 Tobii Ab Improvements relating to lenses

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