JPH06256026A - 光学素子の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形型が酸化して劣化することなく、１組の
成形型で連続して光学素子を成形する。 【構成】 装置本体１の内部には１組の成形型５ａ，５
ｂを有する成形室２が設置されている。装置本体１と成
形室２との間には硝材３が通過できる搬出入通路４ａ，
４ｂが形成されている。成形室２の内部と搬出入通路４
ａ，４ｂとには非酸化性ガス６が充満・停留されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化させたガラス
を表面が鏡面加工された一対の成形型の間に挟んでプレ
スすることにより、レンズ等の光学素子を成形する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱軟化した光学素子をプレス成
形する場合、成形型もガラス転移点温度付近の高温（約
５００〜７００℃）にする必要がある。しかしながら、
高温の成形型が空気にさらされると、その表面が酸化し
て劣化してしまう。これを防止するために、プレス時に
は高温の成形型を窒素ガス等の非酸化性ガス雰囲気中に
保ち、プレスされた光学素子を取り出す際には成形型が
空気にさらされても酸化しない温度（約３００℃）まで
冷却するといった方法が採られている。

【０００３】しかるに、前記従来技術においては、プレ
ス成形の度ごとに成形型を加熱・冷却しなければなら
ず、生産性が極めて悪い欠点があった。因って、上記欠
点を解決すべく、例えば特開昭６１−２６５２８号公報
には以下の様な発明が提案されている。

【０００４】上記発明は、図５に示す用に、成形装置は
取り入れ室７１，加熱室７２，成形室７３，冷却室７４
および取り出し室７５の５つの部屋から構成されてお
り、それぞれの部屋はシャッター８１ａ〜８１ｆで密閉
されて内部には窒素ガス等の非酸化性ガスが満たされて
いる。この装置を使った光学素子の成形は、硝材７８を
成形型７９で挟んだ状態でベルトコンベア８０ａ〜８０
ｅに乗せ、それぞれの部屋７１，７２，７３，７４，７
５を順に通す事で行う。

【０００５】装置への硝材７８と成形型７９の投入は、
まずシャッター８１ａを開けて取り入れ室７１に入れた
後、シャッター８１ａを閉じて空気排出口７７より室内
の空気を抜き、代わりにガス流入口７６から非酸化性ガ
スを満たして行う。装置から硝材７８と成形型７９を取
り出す際も同様の要領で行う。

【０００６】取り入れ室７１と取り出し室７５において
は、硝材７８と成形型７９は冷却された状態にあるので
酸化することがなく、自由に外部から出し入れできる。
また、これらの部屋と他の部屋との行き来の際には、こ
れらの部屋を非酸化性雰囲気にしてあるので他の部屋に
空気が混じることがなく、従って他の部屋で高温状態に
ある成形型７９が酸化することもない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特開昭
６１−２６５２８号公報記載の発明においては、装置に
硝材と共に型を投入するので、連続して光学素子を成形
するには複数組の成形型が必要である。しかしながら、
この成形型は耐久性と形状精度とが必要とされるため、
高価であり非経済的である。また、１組の成形型を繰り
返し使って成形する方法も考えられるが、硝材を装置に
出し入れする度に成形型の酸化を防ぐため、成形型の冷
却加熱を繰り返すので成形が間欠的になってしまう。

【０００８】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑みてなされたもので、１組の成形型を使用して連
続的に光学素子のプレス成形が行える光学素子の成形装
置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、非
酸化性ガスが充満する成形室内に配置された一対の成形
型により加熱軟化したガラスをプレス成形する光学素子
の成形装置において前記成形室のガラス搬出入口に非酸
化性ガスを停留し得る通路を設けて構成したものであ
る。

【００１０】図１は本発明を示す概念図である。図１に
て示す光学素子成形装置は、その比重が空気の比重より
も大きいものを非酸化性ガスとして使用するものであ
る。１は上部が開口した箱体形状の装置本体で、この装
置本体１の内部には下部が開口した箱体形状の成形室２
が設置されている。成形室２の下端部は装置本体１の底
部より上方で、かつ装置本体１の上端部よりも低い位置
に保持されている。そして、装置本体１と成形室２との
間には硝材３が通過できる搬出入通路４ａ，４ｂが形成
されている。

【００１１】成形室２の内部には１組の成形型５ａ，５
ｂが設置されている。成形室２の内部は非酸化性ガス６
で充満されており、搬出入通路４ａ，４ｂにも非酸化性
ガス６が停留されている。

【００１２】以上の構成から成る装置は、光学素子の成
形は予め加熱軟化させておいた硝材３を、搬入通路４ａ
をくぐらせて成形室２の内部の成形型５ａ，５ｂ間に導
入し、プレス成形を行う。その後、光学素子に成形され
た硝材３は搬出通路４ｂをくぐって成形室２から外に取
り出す。

【００１３】搬出入通路４ａ，４ｂにはそれぞれ非酸化
性ガス６が停留させてあり、外部の空気が成形室２の内
部に入ることがないので、硝材３の搬出入の際にも成形
室２の内部を非酸化性雰囲気に保つ事ができる。従っ
て、酸化することなく成形型５ａ，５ｂを常時高温に保
っておく事が可能であり、硝材３の搬出入の度に成形型
５ａ，５ｂを一々冷却・加熱する必要がない。

【００１４】

【実施例１】図２は本実施例を示す断面図である。本実
施例の成形装置は、空気より比重の大きい非酸化性ガス
を用いるものである。成形装置は、密封性の成形室１１
と、その内部上方に設置された上型１２ａと、シャフト
１５によって上下動する下型１２ｂと、成形室１１の下
部にある搬出入口１６とから構成され、搬出入口１６に
は上方を開口とする搬出入通路２５が取付けられてい
る。

【００１５】上下型１２ａ，１２ｂの高さの成形室１１
上部にはガス加熱ヒーター２２によって高温に加熱され
たＡｒガスを成形室内に導入するガス流入口２１ａが設
置され、搬出入通路２５の底部には常温のＡｒガスを流
出するガス流出口２１ｂが設けられている。

【００１６】成形室１１底部には回動および上下動自在
な搬送アーム２０が設けられている。搬送アーム２０は
硝材１９を載置した搬送皿１８を上下型１２ａ，１２ｂ
間に搬送できる様に構成されている。成形室１１下部と
搬出入通路２５下部との境いには上下動自在なシャッタ
ー１７が設けられている。

【００１７】搬出入通路２５の底部には上下動自在なエ
レベーター２３が設けられている。また、搬出入通路２
５の上部には硝材加熱ヒーター２４が設けられている。

【００１８】以上の構成から成る装置は、成形を行う前
準備として、まず成形室１１の内部にガス流入口２１ａ
から高温のＡｒガスを流し込み成形室１１を非酸化性の
高温雰囲気にしておき、シャッター１７を閉じておく。
なお、成形室１１への外部酸素の進入を防ぐためにはＡ
ｒガスを適量常に流し込んでいるのが望ましい。

【００１９】この時、シャッター１７を閉じた状態で予
め真空排気等（図示省略）の補助手段により成形室内の
空気を抜いてからＡｒガスを入れると効率的に非酸化性
の高温雰囲気を造り出せる。また、成形室１１の外部か
ら室内に空気が漏れる可能性があるので成形室内の気圧
を外気圧より若干高めになるようにしておくと良い。次
に、上型１２ａ，下型１２ｂをそれぞれヒーター１３
ａ，１３ｂでガラスの転移点温度付近まで加熱してお
く。以上で成形の為の準備は完了する。

【００２０】準備完了後、ガス流入口２１ｂより常温の
Ａｒガスを流出させ、搬出入通路２５より空気を追い出
してから、ガスの流出を止める。すると常温のＡｒガス
の比重は空気のそれよりも大きいので、流出を止めた後
もＡｒガスは搬出入通路２５に停留する。従って、通路
底部にある搬出入口１６の付近は非酸化性雰囲気に保た
れることになる。

【００２１】エレベーター２３へ板状の硝材１９を搬送
皿１８に乗せて配置し、硝材加熱ヒーター２４の高さま
で上昇させて加熱し、硝材１９を軟化させる。次に、エ
レベーター２３を搬出入口１６まで下降させ、シャッタ
ー１７を開けて搬送アーム２０を旋回させて搬送皿１８
と硝材１９とを成形室１１に取り込み、シャッター１７
を閉じる。この時、搬出入口１６の付近は非酸化性雰囲
気にあるので、硝材１９の搬入の際に成形室１１の内部
に空気が入り込むことが無く、成形室１１は非酸化性雰
囲気に保たれる。

【００２２】この後、搬送アームが上昇した後旋回して
搬送皿１８と硝材１９とを上下型１２ａ，１２ｂ間に配
置し、シャフト１５が駆動して下型１２ｂを上昇させる
ことによって、硝材１９を上下型１２ａ，１２ｂでプレ
ス成形する。プレス成形後、成形された硝材１９を取り
出すには下型１２ｂを下降して硝材１９を搬送皿１８に
戻し、搬入作業と同じ要領で、これらを搬送アーム２０
により搬出入口１６からエレベーター２３の上に戻し、
シャッター１７を閉じる。

【００２３】なお、エレベーター２３の上下動時にはシ
ャッター１７を閉じるとともにガス流入口２１ｂからＡ
ｒガスを流し込めばＡｒガスの停留状態が良好に保たれ
る。この後、徐冷装置（図示省略）にて光学素子のアニ
ール歪みを取り除き、成形が完了する。搬出作業時にお
いても搬入の時と同じ理由から成形室１１に空気が入り
込むことが無い。

【００２４】本実施例によれば、搬出入口付近にＡｒガ
スを停留させているので、硝材を成形室へ出し入れする
際も空気が成形室に入り込むことがなく、成形室を非酸
化性雰囲気に保つことができる。従って、成形型を酸化
劣化させることなく常時高温に保つことができ、光学素
子を次々と連続してプレス成形することが可能となる。

【００２５】尚、本実施例では、成形室を非酸化性雰囲
気に保つのにＡｒガスを用いたが、型を酸化させないガ
スで、常温における比重が空気よりも大きいガスであれ
ばこれに限らない。例えば、ＣＯ₂ ガスは本発明の型温
度では十分に非酸化性であり、かつ空気よりも重いので
本発明に使用することができる。また、硝材の搬出口と
搬入口とを同一としたが、それぞれ別々にしておくこと
も可能である。

【００２６】また、本実施例において搬出入通路２５の
上方に硝材加熱ヒーター２４を備えた理由は、硝材加熱
ヒーター２４を下方に配置すると、ヒーターの熱により
対流が生じるためであり、空気より比重の大きいＡｒガ
スが、搬出入通路２５の下方に停留せず、搬出入通路２
５上部開口より流出してしまう可能性があるためであ
る。

【００２７】さらに、比重が空気よりも大きい非酸化性
ガスの場合であると、成形室１１の上方を密閉しなくて
も非酸化性のガスは成形室１１内に停留し得る。しかし
ながら、成形室１１内の上下型１２ａ，１２ｂは硝材１
９を成形し得る程度の高温に保持されているので、成形
室１１内に対流が生じてガスが上方に流れてしまう。よ
って、比重が空気よりも大きい非酸化性ガスの場合であ
っても、成形室１１の上方を密閉する必要がある。

【００２８】

【実施例２】図３は本実施例を示す断面図である。前記
実施例１は加熱軟化させた板状のガラスを光学素子に成
形する装置であるのに対し、本実施例は溶融ガラスを成
形する装置である。本実施例では、前記実施例１と同様
な構成部分に同一番号を付してその説明を省略するとと
もに、異なる部分のみ述べる。

【００２９】本実施例の装置は、前記実施例１の装置の
下型１２ｂをシャフト１５から脱着可能とし、さらに下
型１２ｂを搬送皿と兼用したものである。また、搬出入
通路２５の開口部には溶融ガラスを流出させるノズル２
６が設けてある。

【００３０】上記構成の装置は、まず前記実施例１と同
様に成形室１１と搬出入通路２５とにＡｒガスを満たし
ておく。また、上型１２ａと下型１２ｂとを予めヒータ
ー１３ａ，１３ｂでそれぞれ転移点温度付近まで加熱し
ておく。次に、下型１２ｂを搬送アーム２０で搬出入通
路２５の底部のノズル２６真下に搬送し、ノズル２６か
ら溶融ガラス２７を下型１２ｂに滴下する。

【００３１】この後、溶融ガラス２７の載った下型１２
ｂを搬送アーム２０でシャフト１５上に搬送し、シャフ
ト１５を駆動して下型１２ｂを上昇させることにより、
溶融ガラス２７を上型１２ａと下型１２ｂとでプレス成
形する。以下、前記実施例１と同様な作用であり、作用
の説明を省略する。

【００３２】本実施例によれば、前記実施例１と同様に
光学素子の連続成形が出来るのは勿論、予め大量のガラ
スを溶融させておいてノズル２６から液滴として成形装
置に供給すれば、前記実施例１の様に１個ごとにガラス
を加熱する必要がなくなり、成形のサイクルタイムが短
くで済むという利点がある。

【００３３】尚、本実施例においても、前記実施例１と
同様に、Ａｒガスの替わりにＣＯ₂ガスを用いても良
い。

【００３４】

【実施例３】図４は本実施例を示す断面図である。本実
施例の成形装置は空気より、比重の小さな非酸化性ガス
を用いるものである。本実施例は、前記実施例１の変形
例であり、同様な構成部分には同一番号を付してその説
明を省略するとともに、異なる部分のみ述べる。

【００３５】本実施例では、搬出入通路２５の開口を下
向きとし、さらに非酸化性ガスとして空気より比重の小
さいガスを用いる様にした光学素子の成形装置である。
空気より比重の小さい非酸化性ガスとしては、例えば窒
素９５％と水素５％を混合した弱還元性ガスを用いる。

【００３６】また、前記実施例１の装置では硝材加熱ヒ
ーター２４が搬出入通路２５の内壁に設けてあったが、
本実施例では成形室１１の内部に設けてあり、硝材１９
の加熱は成形室内で行う。これは、空気の上昇気流が生
じて搬出入口１６付近が酸化性雰囲気になってしまうの
を防止するためである。

【００３７】上記構成の装置を使った光学素子の成形要
領は前記実施例１と同様である。本実施例の装置では、
空気よりも軽い非酸化性ガスが搬出入通路２５の上部に
ある搬出入口１６の付近に停留して、成形室１１に空気
が進入するのを防ぐ。

【００３８】本実施例によれば、前記実施例１の装置と
同様に常時、成形型を高温に保った状態で自由に硝材を
成形室に出し入れすることが可能となり、光学素子の連
続成形が可能である。また、いかなる気体であっても、
加熱すれば密度が小さくなり比重を空気より小さくする
ことが可能なので、非酸化性ガスであればどのような物
でも使用する事が出来るという利点がある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学素
子の成形装置によれば、成形型が酸化して劣化すること
なく、１組の成形型で連続して光学素子の成形を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す概念図である。

【図２】実施例１を示す断面図である。

【図３】実施例２を示す断面図である。

【図４】実施例３を示す断面図である。

【図５】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 成形室 ３ 硝材 ４ａ，４ｂ 搬出入通路 ５ａ，５ｂ 成形型 ６ 非酸化性ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非酸化性ガスが充満する成形室内に配置
   された一対の成形型により加熱軟化したガラスをプレス
   成形する光学素子の成形装置において、前記成形室のガ
   ラス搬出入口に非酸化性ガスを停留し得る通路を設けて
   構成したことを特徴とする光学素子の成形装置。