JPH08290924A - ガラス光学素子の成形装置 - Google Patents
ガラス光学素子の成形装置Info
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- JPH08290924A JPH08290924A JP9052395A JP9052395A JPH08290924A JP H08290924 A JPH08290924 A JP H08290924A JP 9052395 A JP9052395 A JP 9052395A JP 9052395 A JP9052395 A JP 9052395A JP H08290924 A JPH08290924 A JP H08290924A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/04—Other methods of shaping glass by centrifuging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 遠心力を利用して、転写性に優れた光学素子
の成形を行い、加えて溶融ガラスゴブの自由面と光学素
子の成形面との形状差が大きい場合にも成形を可能にす
る。 【構成】 ルツボ5のノズル6から溶融ガラスを受け型
17の受け面17a上に滴下する。滴下する前に、受け
型17及び押し型29を加熱ヒータ26によりガラス軟
化点以下に加熱しておく。その後、モータ23により回
転アーム15を水平方向に回転し、受け型17を遠心力
により支持点16A回りに回転させて回転アーム15に
設けた押し型29の成形面29aに受け面17aを対向
させるとともに、ガラスゴブを受け面17aに密着さ
せ、かつ自由面側を平坦化する。次に、回転アーム15
の回転速度を上昇し、押し型29に設けた重り35に生
じる遠心力により押し型29を受け型17の方向に移動
して、受け面17aと成形面29aによりガラスゴブを
押圧成形する。
の成形を行い、加えて溶融ガラスゴブの自由面と光学素
子の成形面との形状差が大きい場合にも成形を可能にす
る。 【構成】 ルツボ5のノズル6から溶融ガラスを受け型
17の受け面17a上に滴下する。滴下する前に、受け
型17及び押し型29を加熱ヒータ26によりガラス軟
化点以下に加熱しておく。その後、モータ23により回
転アーム15を水平方向に回転し、受け型17を遠心力
により支持点16A回りに回転させて回転アーム15に
設けた押し型29の成形面29aに受け面17aを対向
させるとともに、ガラスゴブを受け面17aに密着さ
せ、かつ自由面側を平坦化する。次に、回転アーム15
の回転速度を上昇し、押し型29に設けた重り35に生
じる遠心力により押し型29を受け型17の方向に移動
して、受け面17aと成形面29aによりガラスゴブを
押圧成形する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融ガラスからガラス
光学素子を製造する成形装置に関する。
光学素子を製造する成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明(請求項1、2)に関連する従来
技術としては、特開平4−149032号、特開平5−
238761号、特開平4−219328号の各公報に
記載された発明がある。
技術としては、特開平4−149032号、特開平5−
238761号、特開平4−219328号の各公報に
記載された発明がある。
【0003】特開平4−149032号公報の発明は、
熱加工治具で溶融ガラスを受けてガラスの表面張力によ
りできた自由面と熱加工治具に接してできた接触面をも
つガラスゴブを作成し、接触面を加熱して光学ガラス成
形体を製造するものである。
熱加工治具で溶融ガラスを受けてガラスの表面張力によ
りできた自由面と熱加工治具に接してできた接触面をも
つガラスゴブを作成し、接触面を加熱して光学ガラス成
形体を製造するものである。
【0004】特開平5−238761号公報の発明は、
溶融ガラスをリング形状の保持部材がセットされた受け
型上に吐出してプレ成形し、プレ成形ガラスを保持部材
に保持した状態で再加熱した後、一対の成形型にて精密
プレスするものである。
溶融ガラスをリング形状の保持部材がセットされた受け
型上に吐出してプレ成形し、プレ成形ガラスを保持部材
に保持した状態で再加熱した後、一対の成形型にて精密
プレスするものである。
【0005】特開平4−219328号公報の発明は、
溶融ガラスを回転可能なバケットに供給後、遠心力を作
用させて、バケット内の一対の成形型でガラスを押圧成
形するものである。
溶融ガラスを回転可能なバケットに供給後、遠心力を作
用させて、バケット内の一対の成形型でガラスを押圧成
形するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−14903
2号公報の発明は、熱加工治具に接してできた接触面に
シワ等の表面欠陥が生じ、その除去のために加熱が必要
であり、成形時間が長くなる。
2号公報の発明は、熱加工治具に接してできた接触面に
シワ等の表面欠陥が生じ、その除去のために加熱が必要
であり、成形時間が長くなる。
【0007】特開平5−238761号公報の発明は、
吐出された溶融ガラスをプレ成形により平坦化すること
はできるが、プレ成形で補助押し型を用いた場合、以下
の欠点がある。ガラスゴブの下面は上面から加圧力を受
けることによって受け型上に広がるので、この間に受け
型に接するガラスゴブの下面表層は固化が進む。一方、
軟化状態にある内部のガラスは外周方向に流動していく
ので、ガラスの下面はシワ状に成形され易い。このシワ
を除去するためには再加熱工程で十分に加熱する必要が
あり、軟化によるガラスの変形で精密成形工程での転写
性が悪化する不具合があった。
吐出された溶融ガラスをプレ成形により平坦化すること
はできるが、プレ成形で補助押し型を用いた場合、以下
の欠点がある。ガラスゴブの下面は上面から加圧力を受
けることによって受け型上に広がるので、この間に受け
型に接するガラスゴブの下面表層は固化が進む。一方、
軟化状態にある内部のガラスは外周方向に流動していく
ので、ガラスの下面はシワ状に成形され易い。このシワ
を除去するためには再加熱工程で十分に加熱する必要が
あり、軟化によるガラスの変形で精密成形工程での転写
性が悪化する不具合があった。
【0008】特開平4−219328号公報の発明は、
溶融ガラスを一対の成形型で一発成形するという最も低
コストの製造方法であるが、上記と同様に型との接触部
近辺のガラス表面は急激に固化し、一方軟化状態にある
内部のガラスは外周方向に流動していくので、ガラス面
はシワ状に成形され易く、転写精度が低い。
溶融ガラスを一対の成形型で一発成形するという最も低
コストの製造方法であるが、上記と同様に型との接触部
近辺のガラス表面は急激に固化し、一方軟化状態にある
内部のガラスは外周方向に流動していくので、ガラス面
はシワ状に成形され易く、転写精度が低い。
【0009】本願の請求項1、2の発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みてなされたものであって、遠心力を利
用して、溶融ガラスと成形型との接触による急激な固化
を回避し、成形時間が短くしかも転写性に優れた光学素
子の成形を実施でき、しかも溶融ガラスの自由面と光学
素子の成形面との形状差が大きい場合にも対応すること
ができるガラス光学素子の成形装置を提供することを目
的とする。
術の問題点に鑑みてなされたものであって、遠心力を利
用して、溶融ガラスと成形型との接触による急激な固化
を回避し、成形時間が短くしかも転写性に優れた光学素
子の成形を実施でき、しかも溶融ガラスの自由面と光学
素子の成形面との形状差が大きい場合にも対応すること
ができるガラス光学素子の成形装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は以下のように構成した。請求項1の発明
は、ガラス素材を溶融する手段と、受け型及び押し型か
らなる一対の成形型と、溶融されたガラスを前記受け型
上に供給する手段と、前記成形型を回転させる回転機構
とを有する光学素子の成形装置において、前記成形型を
予め加熱する加熱手段と、前記押し型に連設された重り
に働く遠心力により前記押し型を作動させて、前記受け
型上の溶融ガラスの自由面を前記押し型で押圧成形する
押圧機構とを設けて構成した。
に、本発明は以下のように構成した。請求項1の発明
は、ガラス素材を溶融する手段と、受け型及び押し型か
らなる一対の成形型と、溶融されたガラスを前記受け型
上に供給する手段と、前記成形型を回転させる回転機構
とを有する光学素子の成形装置において、前記成形型を
予め加熱する加熱手段と、前記押し型に連設された重り
に働く遠心力により前記押し型を作動させて、前記受け
型上の溶融ガラスの自由面を前記押し型で押圧成形する
押圧機構とを設けて構成した。
【0011】請求項2の発明は、前記請求項1にあっ
て、前記押圧機構を、前記回転機構に固定された回転支
点と、該回転支点に回動自在に設けられた重り固定腕
と、前記回転支点から距離Lの位置で前記重り固定腕に
取り付けられた重りと、前記重り固定腕上で前記回転支
点からの距離が前記Lより小さいrの位置に設けられた
押し型接触部材とから構成した。
て、前記押圧機構を、前記回転機構に固定された回転支
点と、該回転支点に回動自在に設けられた重り固定腕
と、前記回転支点から距離Lの位置で前記重り固定腕に
取り付けられた重りと、前記重り固定腕上で前記回転支
点からの距離が前記Lより小さいrの位置に設けられた
押し型接触部材とから構成した。
【0012】
【作用】請求項1の構成にあっては、溶融ガラスの供給
直前に加熱手段により成形型を熱するので、受け型上に
供給された溶融ガラスから受け型への熱の移動は遅くな
り、低い粘度状態を長く維持する。また、受け型を回転
させることにより受け型上の溶融ガラスにも遠心力が作
用し、溶融ガラスは受け型の成形面に押しつけられるの
で、溶融ガラスは成形面に容易に密着し、シワのない鏡
面が得られ、かつ表面張力に逆らって平坦化される。さ
らに、予め加熱されている押し型をこれを連設された重
りに働く遠心力Wによって、溶融ガラスの平坦化された
自由面を押圧成形することにより、自由面の固化を緩和
し、かつガラスの収縮に十分追従するための押圧力が得
られるので、溶融ガラスの自由面と光学素子の成形面と
の形状差が大きい場合でも、自由面側に押し型の成形面
を高精度に転写できる。
直前に加熱手段により成形型を熱するので、受け型上に
供給された溶融ガラスから受け型への熱の移動は遅くな
り、低い粘度状態を長く維持する。また、受け型を回転
させることにより受け型上の溶融ガラスにも遠心力が作
用し、溶融ガラスは受け型の成形面に押しつけられるの
で、溶融ガラスは成形面に容易に密着し、シワのない鏡
面が得られ、かつ表面張力に逆らって平坦化される。さ
らに、予め加熱されている押し型をこれを連設された重
りに働く遠心力Wによって、溶融ガラスの平坦化された
自由面を押圧成形することにより、自由面の固化を緩和
し、かつガラスの収縮に十分追従するための押圧力が得
られるので、溶融ガラスの自由面と光学素子の成形面と
の形状差が大きい場合でも、自由面側に押し型の成形面
を高精度に転写できる。
【0013】請求項2の構成にあっては、回転支点から
距離Lの位置に設けた重りに生ずる前記遠心力Wが、重
り固定腕の回転支点に回転モーメントM=W・Lを生じ
させ、力のバランスにより、回転支点から距離rの位置
に設けた押し型接触部材により、押し型に作用する押圧
力P=(W・L)/rを生じさせる。ここで、距離Lよ
りも距離rの方が小さいので、遠心力WはL/r倍に変
換されて押圧力Pが大きく設定できる。
距離Lの位置に設けた重りに生ずる前記遠心力Wが、重
り固定腕の回転支点に回転モーメントM=W・Lを生じ
させ、力のバランスにより、回転支点から距離rの位置
に設けた押し型接触部材により、押し型に作用する押圧
力P=(W・L)/rを生じさせる。ここで、距離Lよ
りも距離rの方が小さいので、遠心力WはL/r倍に変
換されて押圧力Pが大きく設定できる。
【0014】
[実施例1]図1、図2、図3、図4に本発明の実施例
1を示す。図1は本実施例のガラス光学素子の成形装置
を示す縦断面図である。図2及び図3は本実施例の成形
装置における受け型及び搬送部材を示す中央縦断面図で
あり、特に図2はガラスゴブ供給直後の状態を示し、図
3は遠心成形中の状態を示している。図4は本実施例の
成形装置における押し型の押圧機構を水平方向に切断し
て示す断面図である。
1を示す。図1は本実施例のガラス光学素子の成形装置
を示す縦断面図である。図2及び図3は本実施例の成形
装置における受け型及び搬送部材を示す中央縦断面図で
あり、特に図2はガラスゴブ供給直後の状態を示し、図
3は遠心成形中の状態を示している。図4は本実施例の
成形装置における押し型の押圧機構を水平方向に切断し
て示す断面図である。
【0015】図1において、1は成形装置で、この成形
装置1はガラス原料を加熱溶融するガラス原料溶融部2
と、溶融したガラスが供給された受け型17を公転させ
ることにより成形を行う遠心成形部3と、該遠心成形部
3の部材として構成される前記受け型17及び押し型2
9を加熱する型加熱部4とから構成されている。
装置1はガラス原料を加熱溶融するガラス原料溶融部2
と、溶融したガラスが供給された受け型17を公転させ
ることにより成形を行う遠心成形部3と、該遠心成形部
3の部材として構成される前記受け型17及び押し型2
9を加熱する型加熱部4とから構成されている。
【0016】ガラス原料溶融部2は、ルツボ5と、ルツ
ボ5の底面に連設されルツボ5内の溶融ガラスを下方に
滴下するノズル6と、ルツボ5をガラス粘度で10ポア
ズ以下の温度(通常1000℃〜1800℃)に加熱す
るためのルツボ用高周波加熱コイル7と、ノズル6をガ
ラス粘度で10ポアズ前後の温度(通常1000℃〜1
600℃)に加熱するためのノズル用高周波加熱コイル
8から構成されている。ノズル6の下方には、ノズル6
から滴下される溶融ガラスの滴下タイミングを検出する
フォトセンサー9が設置されている。このガラス原料溶
融部2は、遠心成形装置1のフレーム10にアーム11
を介して固定され、遠心成形部3の受け型17の上方に
位置するように設けられている。
ボ5の底面に連設されルツボ5内の溶融ガラスを下方に
滴下するノズル6と、ルツボ5をガラス粘度で10ポア
ズ以下の温度(通常1000℃〜1800℃)に加熱す
るためのルツボ用高周波加熱コイル7と、ノズル6をガ
ラス粘度で10ポアズ前後の温度(通常1000℃〜1
600℃)に加熱するためのノズル用高周波加熱コイル
8から構成されている。ノズル6の下方には、ノズル6
から滴下される溶融ガラスの滴下タイミングを検出する
フォトセンサー9が設置されている。このガラス原料溶
融部2は、遠心成形装置1のフレーム10にアーム11
を介して固定され、遠心成形部3の受け型17の上方に
位置するように設けられている。
【0017】遠心成形部3は、成形装置1のベース12
に固定された軸受け13と、軸受け13に回転自在に軸
支された回転軸14と、回転軸14に取り付けられ水平
方向に回転する中空状の回転アーム15と、回転アーム
15の先端に支持アーム16を介して支持点16A回り
に回動自在に軸支された受け型17と、回転アーム15
に設けられ受け型17に供給された溶融ガラスを押圧成
形する押し型29と、押し型29に押圧力を付与する押
圧機構31と、回転軸14を挟んで受け型17を設けた
反対側の回転アーム15の端部(以下、後端という)に
取り付けられたバランスウエイト18と、回転軸14の
中間部に嵌め込まれ一部にスリットが形成されたスリッ
トプレート19と、スリットプレート9のスリットを非
接触状態で検出できるフォトセンサー20と、回転軸1
4下部に嵌め込まれたプーリ21と、プーリ21にベル
ト22を介して動力を供給する制御可能なモータ23と
から構成されている。モータ23は、前記滴下検出用の
フォトセンサー9からの信号を受けて回転動作するよう
に構成されている。なお、回転軸14が停止していると
きの受け型17の中心軸mは、前記ガラス原料溶融部2
のノズル6の中心軸nと一致するような位置関係になっ
ている。
に固定された軸受け13と、軸受け13に回転自在に軸
支された回転軸14と、回転軸14に取り付けられ水平
方向に回転する中空状の回転アーム15と、回転アーム
15の先端に支持アーム16を介して支持点16A回り
に回動自在に軸支された受け型17と、回転アーム15
に設けられ受け型17に供給された溶融ガラスを押圧成
形する押し型29と、押し型29に押圧力を付与する押
圧機構31と、回転軸14を挟んで受け型17を設けた
反対側の回転アーム15の端部(以下、後端という)に
取り付けられたバランスウエイト18と、回転軸14の
中間部に嵌め込まれ一部にスリットが形成されたスリッ
トプレート19と、スリットプレート9のスリットを非
接触状態で検出できるフォトセンサー20と、回転軸1
4下部に嵌め込まれたプーリ21と、プーリ21にベル
ト22を介して動力を供給する制御可能なモータ23と
から構成されている。モータ23は、前記滴下検出用の
フォトセンサー9からの信号を受けて回転動作するよう
に構成されている。なお、回転軸14が停止していると
きの受け型17の中心軸mは、前記ガラス原料溶融部2
のノズル6の中心軸nと一致するような位置関係になっ
ている。
【0018】前記押し型29は、回転アーム15の中空
部15aに挿入配置されており、ガタなく回転アーム1
5内部をバネ30を介して移動可能に設けられている。
押し型29は耐熱性、鏡面加工性を有し、かつ溶融ガラ
スとの反応性の低い材質、例えばAlN、BN、Cr2
O3 等の焼結体や超硬合金や前記焼結体表面にAlN、
BN、Cr2 O3 、CrN、貴金属類のコ−ティング加
工を施したものからできている。押し型29の端面すな
わち成形面29aは、最終成形レンズの曲率に近い形状
に鏡面加工されている。また、前記受け型17の受け面
17aは、最終成形レンズ面に対応した形状で、かつ表
面粗さRmax ≦0.1ミクロンに鏡面加工されている。
部15aに挿入配置されており、ガタなく回転アーム1
5内部をバネ30を介して移動可能に設けられている。
押し型29は耐熱性、鏡面加工性を有し、かつ溶融ガラ
スとの反応性の低い材質、例えばAlN、BN、Cr2
O3 等の焼結体や超硬合金や前記焼結体表面にAlN、
BN、Cr2 O3 、CrN、貴金属類のコ−ティング加
工を施したものからできている。押し型29の端面すな
わち成形面29aは、最終成形レンズの曲率に近い形状
に鏡面加工されている。また、前記受け型17の受け面
17aは、最終成形レンズ面に対応した形状で、かつ表
面粗さRmax ≦0.1ミクロンに鏡面加工されている。
【0019】前記押圧機構31は、図1及び図4に示す
ように、支持腕32と重り固定腕34と重り35とから
構成されている。支持腕32は、前記回転アーム15の
内部に設けた押し型29に水平方向に固定されており、
その両端は回転アーム15の側方部に設けた長穴36か
ら回転アーム15の外部に突き出されている。支持腕3
2の両端部には軸受け33を介して前記重り固定腕34
が回動自在に取り付けられている。重り固定腕34の先
端には前記重り35が所定位置に固定されている。この
ような構成により、回転アーム15の回転によって重り
35に生ずる遠心力Wを受けて、重り固定腕34は水平
方向に回動するとともに、重り35に働く遠心力Wが作
用するので、押し型29はバネ30の弾発力に抗して外
周方向(受け型17の方向)に移動し、既に、回転アー
ム15の回転によって受け型17に生ずる遠心力により
水平状態になった受け型17の受け面17aと該押し型
29の成形面29aとの間で、バネ30の弾発力に抗し
た押圧力Pを作用させることができる。この押圧力Pの
設定は、重り35の重量、回転軸14からの重り35の
距離、回転アーム15の回転速度、バネ30のバネ定数
によって適宜調整が可能であり、特に重り35によっ
て、冷却ガラスの収縮に追従した押圧成形を実現するた
めの押圧力Pを十分に発生させることができる。
ように、支持腕32と重り固定腕34と重り35とから
構成されている。支持腕32は、前記回転アーム15の
内部に設けた押し型29に水平方向に固定されており、
その両端は回転アーム15の側方部に設けた長穴36か
ら回転アーム15の外部に突き出されている。支持腕3
2の両端部には軸受け33を介して前記重り固定腕34
が回動自在に取り付けられている。重り固定腕34の先
端には前記重り35が所定位置に固定されている。この
ような構成により、回転アーム15の回転によって重り
35に生ずる遠心力Wを受けて、重り固定腕34は水平
方向に回動するとともに、重り35に働く遠心力Wが作
用するので、押し型29はバネ30の弾発力に抗して外
周方向(受け型17の方向)に移動し、既に、回転アー
ム15の回転によって受け型17に生ずる遠心力により
水平状態になった受け型17の受け面17aと該押し型
29の成形面29aとの間で、バネ30の弾発力に抗し
た押圧力Pを作用させることができる。この押圧力Pの
設定は、重り35の重量、回転軸14からの重り35の
距離、回転アーム15の回転速度、バネ30のバネ定数
によって適宜調整が可能であり、特に重り35によっ
て、冷却ガラスの収縮に追従した押圧成形を実現するた
めの押圧力Pを十分に発生させることができる。
【0020】次に、受け型17の詳細を図2に基づいて
説明する。受け型17は、押し型29と同様に耐熱性、
鏡面加工性を有し、かつ溶融ガラスとの反応性の低い材
質、例えばAlN、BN、Cr2 O3 等の焼結体や超硬
合金や前記焼結体表面にAlN、BN、Cr2 O3 、C
rN、貴金属類のコ−ティング加工を施したものからで
きている。受け型17の受け面17aは、最終成形レン
ズ面に対応した形状で、表面粗さRmax ≦0.1ミクロ
ンに鏡面加工されている。この表面粗さは、0.1ミク
ロンを越えると、ガラスの成形面に転写して鏡面が得に
くい。
説明する。受け型17は、押し型29と同様に耐熱性、
鏡面加工性を有し、かつ溶融ガラスとの反応性の低い材
質、例えばAlN、BN、Cr2 O3 等の焼結体や超硬
合金や前記焼結体表面にAlN、BN、Cr2 O3 、C
rN、貴金属類のコ−ティング加工を施したものからで
きている。受け型17の受け面17aは、最終成形レン
ズ面に対応した形状で、表面粗さRmax ≦0.1ミクロ
ンに鏡面加工されている。この表面粗さは、0.1ミク
ロンを越えると、ガラスの成形面に転写して鏡面が得に
くい。
【0021】受け型17の先端外周部17bには、ガラ
ス搬送用の搬送部材24が嵌挿されている。搬送部材2
4は、耐熱性を有し、かつ溶融ガラスとの反応性の低い
材質、例えば前記受け型17と同様の材質または緻密性
のみがやや劣る材質であってもよい。搬送部材24の内
周部24aは、所望のプリフォーム外径に一致してい
る。25はノズル6より受け型17の受け面17a上に
供給されたガラスゴブである。
ス搬送用の搬送部材24が嵌挿されている。搬送部材2
4は、耐熱性を有し、かつ溶融ガラスとの反応性の低い
材質、例えば前記受け型17と同様の材質または緻密性
のみがやや劣る材質であってもよい。搬送部材24の内
周部24aは、所望のプリフォーム外径に一致してい
る。25はノズル6より受け型17の受け面17a上に
供給されたガラスゴブである。
【0022】型加熱部4は、図1に示すように、加熱ヒ
ータ26と、該加熱ヒータ26を内蔵した断熱性を有す
る断熱カバー27と、前記ベース12に固定され前記断
熱カバー27を水平方向に移動自在に案内するスライド
ベース28から構成されている。この加熱ヒータ26は
前記回転軸15の側方に位置しているとともに、断熱カ
バー27は回転軸15側を開口した中空状に形成され、
加熱ヒータ26を図面左方に移動したときに、ノズル6
の真下で停止状態の前記受け型17及び回転軸15内部
の押し型29を、断熱カバー27で囲まれる空間におい
てガラス転移点温度以上、ガラス軟化点温度以下(通常
500〜800℃)に加熱できるようになっている。な
お、図示していないが、搬送部材24を挟持して受け型
17に供給、排出する搬送ユニットが設けられている。
ータ26と、該加熱ヒータ26を内蔵した断熱性を有す
る断熱カバー27と、前記ベース12に固定され前記断
熱カバー27を水平方向に移動自在に案内するスライド
ベース28から構成されている。この加熱ヒータ26は
前記回転軸15の側方に位置しているとともに、断熱カ
バー27は回転軸15側を開口した中空状に形成され、
加熱ヒータ26を図面左方に移動したときに、ノズル6
の真下で停止状態の前記受け型17及び回転軸15内部
の押し型29を、断熱カバー27で囲まれる空間におい
てガラス転移点温度以上、ガラス軟化点温度以下(通常
500〜800℃)に加熱できるようになっている。な
お、図示していないが、搬送部材24を挟持して受け型
17に供給、排出する搬送ユニットが設けられている。
【0023】次に、以上の構成からなる本実施例の成形
装置1を用いてガラス光学素子を製造する手順を説明す
る。まず、回転アーム15がスムーズに回転するよう
に、適当な重量のバランスウエイト18を回転アーム1
5の後端にセットする。そして、回転軸14を回転させ
て、受け型17の中心軸mをノズル6の中心軸nの直下
に合致させ、ノズル6から落下する溶融ガラスを受け型
17の受け面17a中央で受けるように位置させる。こ
の時、スリットプレート19に形成されているスリット
がフォトセンサ20により検出され、LEDが点灯する
ことにより所定の位置に到達したことを知ることができ
る。
装置1を用いてガラス光学素子を製造する手順を説明す
る。まず、回転アーム15がスムーズに回転するよう
に、適当な重量のバランスウエイト18を回転アーム1
5の後端にセットする。そして、回転軸14を回転させ
て、受け型17の中心軸mをノズル6の中心軸nの直下
に合致させ、ノズル6から落下する溶融ガラスを受け型
17の受け面17a中央で受けるように位置させる。こ
の時、スリットプレート19に形成されているスリット
がフォトセンサ20により検出され、LEDが点灯する
ことにより所定の位置に到達したことを知ることができ
る。
【0024】次に、型加熱部4を図面左方に移動して、
加熱ヒータ26により受け型17及び押し型29をガラ
ス転移点温度以上、ガラス軟化点温度以下に加熱する。
これと並行して、ルツボ5にガラス原料を投入し、ルツ
ボ用高周波加熱コイル7によりガラス粘度で10ポアズ
以下に加熱して溶融する。溶融ガラスが均質で泡のない
状態になった後、ノズル用高周波加熱コイル8によりノ
ズル6を加熱して滴下分離するのに適したガラス粘度1
0ポアズ前後に調整して、ノズル6先端から溶融ガラス
滴を滴下する。なお、溶融ガラスを滴下する直前に型加
熱部4を図1の右方に退避させておく。
加熱ヒータ26により受け型17及び押し型29をガラ
ス転移点温度以上、ガラス軟化点温度以下に加熱する。
これと並行して、ルツボ5にガラス原料を投入し、ルツ
ボ用高周波加熱コイル7によりガラス粘度で10ポアズ
以下に加熱して溶融する。溶融ガラスが均質で泡のない
状態になった後、ノズル用高周波加熱コイル8によりノ
ズル6を加熱して滴下分離するのに適したガラス粘度1
0ポアズ前後に調整して、ノズル6先端から溶融ガラス
滴を滴下する。なお、溶融ガラスを滴下する直前に型加
熱部4を図1の右方に退避させておく。
【0025】ノズル6先端から滴下された溶融ガラス
は、前記受け型17の受け面17a中央に落下し、表面
張力により球形となったガラスゴブ25を形成する(図
2参照)。ガラスゴブ25が受け面17a上に滴下され
るとともに、フォトセンサー9の信号を受けて直ちにモ
ータ23が回転し始める。モータ23の回転により、回
転アーム15はベルト22、プーリ41、回転軸14に
より回転するため、受け型17及びガラスゴブ25は共
に回転軸14のまわりを回転する。この時に生ずる遠心
力によって、図3に示すように、受け型17は水平状態
となりながら受け面17aに対して垂直方向にガラスゴ
ブ25を密着させつつ、自由面を平坦化して成形する。
このとき、ガラスゴブ25の熱は受け型17に熱移動す
るが、予め受け型17が加熱されており、自由面は雰囲
気に接しているだけなので、熱の移動は遅く、ガラスゴ
ブ25を低い粘度状態に長く維持できる。従って、遠心
力を受けたガラスゴブ25は受け面17aに容易に密着
し、シワのない鏡面が得られ、かつ自由面は表面張力に
逆らって平坦化する。
は、前記受け型17の受け面17a中央に落下し、表面
張力により球形となったガラスゴブ25を形成する(図
2参照)。ガラスゴブ25が受け面17a上に滴下され
るとともに、フォトセンサー9の信号を受けて直ちにモ
ータ23が回転し始める。モータ23の回転により、回
転アーム15はベルト22、プーリ41、回転軸14に
より回転するため、受け型17及びガラスゴブ25は共
に回転軸14のまわりを回転する。この時に生ずる遠心
力によって、図3に示すように、受け型17は水平状態
となりながら受け面17aに対して垂直方向にガラスゴ
ブ25を密着させつつ、自由面を平坦化して成形する。
このとき、ガラスゴブ25の熱は受け型17に熱移動す
るが、予め受け型17が加熱されており、自由面は雰囲
気に接しているだけなので、熱の移動は遅く、ガラスゴ
ブ25を低い粘度状態に長く維持できる。従って、遠心
力を受けたガラスゴブ25は受け面17aに容易に密着
し、シワのない鏡面が得られ、かつ自由面は表面張力に
逆らって平坦化する。
【0026】ガラスゴブ25の受け型接触面が受け面1
7aにほぼ密着してから、回転軸14の回転速度を上昇
させ、押し型29をバネ30の弾発力に抗して外周方向
に移動し、既に遠心力により水平状態となった受け型1
7の受け面17aと該押し型29の成形面29aとの間
で前記押圧力Pを作用させる。このように、遠心成形中
に押し型29をガラスゴブ25の自由面に接触させて押
圧成形するので、ガラスゴブ25の粘度が低い状態の中
で高精度の転写精度を得るために十分な押圧力を作用さ
せて押圧成形ができる。また、ガラスゴブ25の自由面
側の形状が平坦化しているので、ガラスゴブ25の自由
面側の成形は粘度の低い接触初期段階で押し型29の成
形面29aに全面接触させることができる。従って、溶
融ガラス(ガラスゴブ25)の自由面と光学素子の成形
面との形状差が大きい場合でも、ガラスの収縮に対し
て、十分に型による押圧成形によって密着転写させるこ
とが可能になる。そして搬送部材24の内周部24aに
接するまで成形されながら固化し、受け面17aと成形
面29aを高精度に転写した光学素子とすることができ
る。
7aにほぼ密着してから、回転軸14の回転速度を上昇
させ、押し型29をバネ30の弾発力に抗して外周方向
に移動し、既に遠心力により水平状態となった受け型1
7の受け面17aと該押し型29の成形面29aとの間
で前記押圧力Pを作用させる。このように、遠心成形中
に押し型29をガラスゴブ25の自由面に接触させて押
圧成形するので、ガラスゴブ25の粘度が低い状態の中
で高精度の転写精度を得るために十分な押圧力を作用さ
せて押圧成形ができる。また、ガラスゴブ25の自由面
側の形状が平坦化しているので、ガラスゴブ25の自由
面側の成形は粘度の低い接触初期段階で押し型29の成
形面29aに全面接触させることができる。従って、溶
融ガラス(ガラスゴブ25)の自由面と光学素子の成形
面との形状差が大きい場合でも、ガラスの収縮に対し
て、十分に型による押圧成形によって密着転写させるこ
とが可能になる。そして搬送部材24の内周部24aに
接するまで成形されながら固化し、受け面17aと成形
面29aを高精度に転写した光学素子とすることができ
る。
【0027】この成形の条件は、重り35の重量、回転
軸からの重り35の距離、回転アーム15の回転速度、
バネ30のバネ定数によって押圧力を変更したり、受け
型17、押し型29の加熱温度や温度制御手段によりガ
ラスゴブ25の冷却速度を変更することにより、適宜決
定される。
軸からの重り35の距離、回転アーム15の回転速度、
バネ30のバネ定数によって押圧力を変更したり、受け
型17、押し型29の加熱温度や温度制御手段によりガ
ラスゴブ25の冷却速度を変更することにより、適宜決
定される。
【0028】成形終了後、モータ23を停止して受け型
17を初期位置で停止させる。押し型29はバネ30の
復元力(弾発力)により、ガラス成形品から離型し、初
期位置に復帰する。その後、図示を省略した搬送ユニッ
トにより、受け型17から搬送部材24をピックアップ
し、後退して遠心成形装置1の外部に排出する。再び、
成形作業を繰り返すときは、別の搬送部材24を搬送ユ
ニットによって受け型17上に供給してから、上記操作
を繰り返す。
17を初期位置で停止させる。押し型29はバネ30の
復元力(弾発力)により、ガラス成形品から離型し、初
期位置に復帰する。その後、図示を省略した搬送ユニッ
トにより、受け型17から搬送部材24をピックアップ
し、後退して遠心成形装置1の外部に排出する。再び、
成形作業を繰り返すときは、別の搬送部材24を搬送ユ
ニットによって受け型17上に供給してから、上記操作
を繰り返す。
【0029】以上のように、本実施例によれば、成形時
間が短くて済み、しかも転写性に優れた光学素子を得る
ことができる。また、本実施例特有の効果として、押し
型による自由面の成形も遠心力を利用するので、遠心成
形装置の構造が簡単となり、成形も連続して可能なの
で、成形時間がより短くできる。
間が短くて済み、しかも転写性に優れた光学素子を得る
ことができる。また、本実施例特有の効果として、押し
型による自由面の成形も遠心力を利用するので、遠心成
形装置の構造が簡単となり、成形も連続して可能なの
で、成形時間がより短くできる。
【0030】[実施例2]図5及び図6に本発明の実施
例2を示す。図5は本実施例における押し型の押圧機構
を水平方向に切断して示す断面図、図6は本実施例にお
ける押し型の押圧機構を鉛直方向に切断して示す断面図
である。実施例1と異なる点は、押し型29の押圧機構
にあり、遠心力により重り35に働いた回転力をカム3
7を介して押し型29に伝達するように構成したところ
にある。
例2を示す。図5は本実施例における押し型の押圧機構
を水平方向に切断して示す断面図、図6は本実施例にお
ける押し型の押圧機構を鉛直方向に切断して示す断面図
である。実施例1と異なる点は、押し型29の押圧機構
にあり、遠心力により重り35に働いた回転力をカム3
7を介して押し型29に伝達するように構成したところ
にある。
【0031】図5において、支持腕32は回転アーム1
5の側面に貫通された受け穴38に回転自在に嵌挿され
ている。回転アーム15内に位置した部分の支持腕32
には、カム37が固定されており、支持腕32の回転と
共にカム37が回転するようになっている。このカム3
7は、図6に示すように、短径がr1 で長径がr2 の楕
円形状をしており、重り35が重り固定腕34を介して
鉛直方向に位置している状態では、短径r1 の部分が前
記バネ30に押された押し型29の端面に接触した状態
になるように構成されている。また、重り35が水平方
向に位置している状態では、長径r2 の部分が前記バネ
30に押された押し型29の端面に接触した状態になる
ように構成されている。すなわち、重り35が遠心力を
受けて鉛直状態から水平状態に変化することによってカ
ム37が回転し、押し型29はカム37に押されて「r
2 −r1 」の距離だけ、図面右方に移動することができ
るようになっている。また、押し型29に対する受け型
17の位置関係は、遠心力を受けて受け型17が水平位
置になったとき、受け面17a上のガラスゴブ25が押
し型29の成形面29aによって押圧成形され、所定の
肉厚となるように構成されている。
5の側面に貫通された受け穴38に回転自在に嵌挿され
ている。回転アーム15内に位置した部分の支持腕32
には、カム37が固定されており、支持腕32の回転と
共にカム37が回転するようになっている。このカム3
7は、図6に示すように、短径がr1 で長径がr2 の楕
円形状をしており、重り35が重り固定腕34を介して
鉛直方向に位置している状態では、短径r1 の部分が前
記バネ30に押された押し型29の端面に接触した状態
になるように構成されている。また、重り35が水平方
向に位置している状態では、長径r2 の部分が前記バネ
30に押された押し型29の端面に接触した状態になる
ように構成されている。すなわち、重り35が遠心力を
受けて鉛直状態から水平状態に変化することによってカ
ム37が回転し、押し型29はカム37に押されて「r
2 −r1 」の距離だけ、図面右方に移動することができ
るようになっている。また、押し型29に対する受け型
17の位置関係は、遠心力を受けて受け型17が水平位
置になったとき、受け面17a上のガラスゴブ25が押
し型29の成形面29aによって押圧成形され、所定の
肉厚となるように構成されている。
【0032】以上の構成からなる成形装置の作用につい
て、主に実施例1と異なる点を次に説明する。回転アー
ム15が回転することによって重り35に遠心力Wが生
ずるが、この遠心力Wは支持腕32を回転支点にして回
転モーメントM=W・Lが、カム37を介することによ
って押し型29に生ずる押圧力P=(W・L)/rに変
換される(ここで、rは押し型に接触している部分のカ
ム半径)。つまり、重り35に生ずる遠心力WをL/r
倍にした力を押圧力Pとして押し型29に作用させるこ
とができる。なお、カム37の形状は楕円に限らず、必
要な押圧力や押し型29の移動量により、適宜形状を設
定することができる。
て、主に実施例1と異なる点を次に説明する。回転アー
ム15が回転することによって重り35に遠心力Wが生
ずるが、この遠心力Wは支持腕32を回転支点にして回
転モーメントM=W・Lが、カム37を介することによ
って押し型29に生ずる押圧力P=(W・L)/rに変
換される(ここで、rは押し型に接触している部分のカ
ム半径)。つまり、重り35に生ずる遠心力WをL/r
倍にした力を押圧力Pとして押し型29に作用させるこ
とができる。なお、カム37の形状は楕円に限らず、必
要な押圧力や押し型29の移動量により、適宜形状を設
定することができる。
【0033】以上により、本実施例によれば、実施例1
の効果に加え、さらに大きな押圧力Pの得られる遠心成
形装置が実現できる。
の効果に加え、さらに大きな押圧力Pの得られる遠心成
形装置が実現できる。
【0034】[実施例3]図7に本発明の実施例3を示
す。図7は本実施例における押し型の押圧機構を鉛直方
向に切断して示す断面図である。実施例1、2と異なる
点は、押し型29の押圧機構にあり、重り固定腕34の
上端部に回転支点39を設け、重り固定腕34上で重り
35と回転支点39の中間に押圧円盤40を設けて押し
型29を押圧するように構成したことである。
す。図7は本実施例における押し型の押圧機構を鉛直方
向に切断して示す断面図である。実施例1、2と異なる
点は、押し型29の押圧機構にあり、重り固定腕34の
上端部に回転支点39を設け、重り固定腕34上で重り
35と回転支点39の中間に押圧円盤40を設けて押し
型29を押圧するように構成したことである。
【0035】回転支点39は前記回転アーム15の上部
に設けられ、重り固定腕34を回動自在に支持してい
る。重り固定腕34の先端には、回転支点39から距離
Lの位置に重り35が取り付けられている。前記押圧円
盤40は、回転支点39から距離rの位置に回転自在に
取り付けられており、この距離rは距離Lよりも小さく
なるように設定されている。
に設けられ、重り固定腕34を回動自在に支持してい
る。重り固定腕34の先端には、回転支点39から距離
Lの位置に重り35が取り付けられている。前記押圧円
盤40は、回転支点39から距離rの位置に回転自在に
取り付けられており、この距離rは距離Lよりも小さく
なるように設定されている。
【0036】以上の構成からなる成形装置の作用につい
て、次に説明する。回転アーム15が回転することによ
って重り35に遠心力Wが生ずるが、この遠心力Wは回
転支点39に回転モーメントM=W・Lを生じさせ、力
のバランスにより、回転支点39から距離rの位置に設
けた押圧円盤40により押し型29に作用する押圧力と
して、P=(W・L)/rが生ずる。ここで距離Lより
も距離rの方が小さいので、遠心力WはL/r倍に変換
されて押圧力Pが大きく設定できる。なお、距離L及び
距離rの大きさは、必要な押圧力や押し型29の移動量
により、適宜設定することができる。
て、次に説明する。回転アーム15が回転することによ
って重り35に遠心力Wが生ずるが、この遠心力Wは回
転支点39に回転モーメントM=W・Lを生じさせ、力
のバランスにより、回転支点39から距離rの位置に設
けた押圧円盤40により押し型29に作用する押圧力と
して、P=(W・L)/rが生ずる。ここで距離Lより
も距離rの方が小さいので、遠心力WはL/r倍に変換
されて押圧力Pが大きく設定できる。なお、距離L及び
距離rの大きさは、必要な押圧力や押し型29の移動量
により、適宜設定することができる。
【0037】本実施例によれば、実施例2と同様に、大
きな押圧力の得られる遠心成形装置が実現できる。
きな押圧力の得られる遠心成形装置が実現できる。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1及び請
求項2によれば、遠心力を利用して、溶融ガラスと成形
型との接触による急激な固化を回避し、成形時間が短く
しかも転写性に優れた光学素子の成形を実施でき、しか
も溶融ガラスの自由面と光学素子の成形面との形状差が
大きい場合にも対応して光学素子を成形することができ
る。
求項2によれば、遠心力を利用して、溶融ガラスと成形
型との接触による急激な固化を回避し、成形時間が短く
しかも転写性に優れた光学素子の成形を実施でき、しか
も溶融ガラスの自由面と光学素子の成形面との形状差が
大きい場合にも対応して光学素子を成形することができ
る。
【図1】本発明の実施例1を示す縦断面図である。
【図2】本発明の各実施例の成形装置に備えた受け型及
び搬送部材の縦断面図で、ガラスゴブ供給直後の状態を
示している。
び搬送部材の縦断面図で、ガラスゴブ供給直後の状態を
示している。
【図3】本発明の各実施例の成形装置に備えた受け型及
び搬送部材の縦断面図で、遠心成形中の状態を示してい
る。
び搬送部材の縦断面図で、遠心成形中の状態を示してい
る。
【図4】本発明の実施例1の成形装置に備えた押圧機構
を水平方向に切断して示す切断図である。
を水平方向に切断して示す切断図である。
【図5】本発明の実施例2の成形装置に備えた押圧機構
を水平方向に切断して示す切断図である。
を水平方向に切断して示す切断図である。
【図6】本発明の実施例2の成形装置に備えた押圧機構
を鉛直方向に切断して示す切断図である。
を鉛直方向に切断して示す切断図である。
【図7】本発明の実施例3の成形装置に備えた押圧機構
を鉛直方向に切断して示す切断図である。
を鉛直方向に切断して示す切断図である。
5 ルツボ 14 回転軸 15 回転アーム 17 受け型 23 モータ 29 押し型 31 押圧機構 32 支持腕 34 重り固定腕 35 重り 37 カム 39 回転支点 40 押圧円盤
Claims (2)
- 【請求項1】 ガラス素材を溶融する手段と、受け型及
び押し型からなる一対の成形型と、溶融されたガラスを
前記受け型上に供給する手段と、前記成形型を回転させ
る回転機構とを有する光学素子の成形装置において前記
成形型を予め加熱する加熱手段と、前記押し型に連設さ
れた重りに働く遠心力により前記押し型を作動させて、
前記受け型上の溶融ガラスの自由面を前記押し型で押圧
成形する押圧機構とを設けたことを特徴とするガラス光
学素子の成形装置。 - 【請求項2】 前記押圧機構は、前記回転機構に固定さ
れた回転支点と、該回転支点に回動自在に設けられた重
り固定腕と、前記回転支点から距離Lの位置で前記重り
固定腕に取り付けられた重りと、前記重り固定腕上で前
記回転支点からの距離が前記Lより小さいrの位置に設
けられた押し型接触部材とから構成されたことを特徴と
する請求項1記載のガラス光学素子の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052395A JPH08290924A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | ガラス光学素子の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052395A JPH08290924A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | ガラス光学素子の成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08290924A true JPH08290924A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14000805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9052395A Withdrawn JPH08290924A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | ガラス光学素子の成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08290924A (ja) |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP9052395A patent/JPH08290924A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |