JP2718451B2 - 光学ガラス部品の成形方法 - Google Patents

光学ガラス部品の成形方法

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JP2718451B2 JP63328570A JP32857088A JP2718451B2 JP 2718451 B2 JP2718451 B2 JP 2718451B2 JP 63328570 A JP63328570 A JP 63328570A JP 32857088 A JP32857088 A JP 32857088A JP 2718451 B2 JP2718451 B2 JP 2718451B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学ガラス部品の成形素材を加熱軟化した
後、成形用金型にて押圧成形する光学ガラス部品の成形
方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、光学ガラス部品の成形素材を加熱軟化した後、
所望の成形面を有する一対の成形用金型にて押圧成形
し、レンズ等の光学ガラス部品を得る方法が知られてお
り、例えば、特開昭63-74926号公報に開示されている。
一方、上記成形方法に使用する装置としては、例えば、
特開昭62-288119号公報に開示されている。
特開昭63-74926号公報の成形方法は、成形用金型によ
り押圧成形された光学ガラス部品を成形用金型から離型
する離型部材を成形用金型の金型温度より200℃低い温
度〜金型温度の所定温度に制御するとともに、離型部材
を成形素材に接触させながら成形用金型により光学ガラ
ス部品を押圧成形するものである。
特開昭62-288119号公報の成形装置は、一対の成形用
金型間に加熱手段および/または冷却手段を設けた胴型
キャリアに成形素材を載置して搬送し得るように構成さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
特開昭63-74926号公報の成形方法にあっては、離型部
材が、直接成形素材に接触するため、熱伝導による接触
部近辺の温度勾配の発生が避けられず、成形レンズ内の
温度分布の均一化に限界があった。特に、押圧成形時間
を短時間として生産性の向上を図る場合、押圧成形時間
内に成形素材と離型部材を接触させて急速に温度制御し
なければならず、成形レンズ内の温度分布の均一化が困
難となり、転写性が劣化する問題点があった。
一方、特開昭62-288119号公報の成形装置にあって
は、胴型キャリアが加熱手段、例えば、ヒータ部の材料
費および加工費等により高価となり、成形品が高価とな
る問題点があった。特に、成形品を大量生産する場合、
胴型キャリアが多数必要となり、上記問題は顕著であっ
た。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであって、押圧成形中の成形素材において成形用金型
が当接する部分以外の部分について、より精密に温度制
御することにより、成形素材内部の温度を均一化し、精
密な転写性を有するとともに、安価な光学ガラス部品を
短時間で成形することのできる光学ガラス部品の成形方
法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を解決するために、本発明は、所定温度に加
熱した光学ガラス部品の成形素材をその成形素材温度よ
り低温とした成型用金型により押圧成形し、離型部材に
より押圧成形品を離型する光学ガラス部品の成形方法に
おいて、上記成形素材の外周を保持した搬送部材を上記
成形用金型間に搬送する工程と、上記離型部材を所定の
温度に制御するとともに上記搬送部材に接触または接近
させつつ、上記成形素材を押圧成形する工程と、を有す
るものである。
かかる成形方法にあっては、高温の成形素材から、成
形素材より低温の成形用金型への熱の移動が生じる。こ
の熱移動間に、成形素材は粘性流動を起こし、次第に成
形素材内部は均温変化しつつ成形用金型の成形面形状が
転写される。しかるに、かかる熱移動は、熱伝導のきわ
めて低い成形素材によって支配されるので、一般に、成
形素材の押圧成形面間の厚み及び中心部と外周部の厚さ
の差によって、成形素材の均温変化に要する時間が定ま
ることとなる。
〔作用〕
本発明の光学ガラス部品の成形方法にあっては、成形
素材の外周を保持した搬送部材が、押圧成形時に所定の
温度に制御された離型部材と接触又は接近されると、成
形素材内部の均温度が促進されるので、成形素材は搬送
部材を介した熱伝導により温度勾配が緩和されて、より
精密な均温変化で冷却される。したがって、特に、中心
部と外周部間の厚みに差がある形状、例えば両凸形状又
は凹形状にあっても、成形素材温度の均温変化が促進さ
れるとともに、該均温変化が緩和されて、転写の良好な
光学ガラス部品が成形される。
〔実施例〕
以下、図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
(第1実施例) 第1図及び第2図は、本発明に係る光学ガラス部品の
成形方法の第1実施例に使用する成形装置を示す図で、
対をなして同軸的に対向配置された円柱状の上型1と下
型2とから成形用金型が構成されている。上型1及び下
型2の各対向面には、所望の成形レンズ3に対向した高
い面形状と面粗度の成形面1a,2aが形成されている。上
型1と下型2とは、図示を省略した駆動装置に連結さ
れ、相互に接近離反自在となっている。本実施例では、
光学ガラス素材として、ガラス転移点Tg:535℃,軟化点
Sp:639℃,屈伏点At:595℃のSK11を用い、直径16mm,RA4
3.6,RB37.7(非球面)及び肉厚t=3mmの両凸レンズを
成形する場合を示す。
第2図において4で示すのは、上記光学ガラス材料か
らなるガラス素材で、予め研削,研磨により予備成形さ
れている。ガラス素材4は、押圧成形時に上下両型1,2
の成形面1a,2aに対し、わずかに中当たりとなるよう
に、RA43,RB36.5の概略Rに形成されており、ガラス素
材4が成形面1a,2aの中心から当接(押圧)され、気泡
のまき込みを防止しつつ成形し得るようになっている。
5はガラス素材4を保持・搬送する搬送部材である。
搬送部材5は、リング形状に形成され、その中央にガラ
ス素材4を載置する載置孔6が形設されている。載置孔
6内には、段部からなる受部6aが形成されている。ま
た、搬送部材5外周面の略中央部には、搬送台7あるい
は離型部材8との係止突起9が設けられている。この搬
送部材5は、ガラス素材4の線膨張係数より小さい材
質、例えば超硬合金(α=6.5×10-6)で形成され、ガ
ラス素材4の押圧成形後、冷却過程において、成形レン
ズ3と搬送部材5とは、その収縮差により分離されるよ
うになっている。
搬送台7は、上記搬送部材5を保持して、搬送部材5
に載置されたガラス素材4とともに加熱炉(図示省略)
及び上下両型1,2間に搬送し、押圧成形された成形レン
ズ3を搬送部材5とともに徐冷炉(図示省略)に搬送す
るものである。搬送台7の中央には、上記押圧成形用金
型の下型2の外径の透孔10が貫設されている。この透孔
10には、搬送部材5が、透孔10の上側開口縁部11と搬送
部材5の係止突起9とを係止しつつ保持されるようにな
っている。
離型部材8は、耐熱性素材、例えば耐熱ステンレスで
リング形状に形成され、その中央部に、搬送部材5の上
外周面12と嵌合自在な内周面13aを有する貫通孔13が形
成されている。この離型部材8は、貫通孔13を介して上
型1と同軸的に配置され、図示を省略した駆動装置によ
り上型1の軸線方向に移動自在になっている。そして、
ガラス素材4の押圧時には、離型部材8を下降して搬送
部材5の上外周面12と貫通孔13の内周面13aとが嵌合あ
るいは接近されるとともに、離型部材8の下面13bと搬
送部材5の係止突起9の上面9aとが当接あるいは接近さ
れるようになっている。さらに、離型部材8の内部に
は、ヒータ15及び図示を省略した熱電対が設けられ、離
型部材8を所定温度で制御自在になっている。
次に、上記成形装置により成形レンズ3の成形方法を
説明する。
まず、ガラス素材4を載置孔6に載置した搬送部材5
を搬送台7の透孔10に保持するとともに、これを加熱炉
中に搬入し、ガラス素材4を680℃に加熱軟化させる。
その後、第2図に示すように、ガラス素材4を上下両型
1,2間に搬入する。ここで、上下両型1,2は金型温度が55
0℃となるように加熱されるとともに、上下両型1,2周り
の雰囲気温度は300℃位に保持され、また、離型部材8
は熱電対付ヒータ15により560℃となるように加熱され
ている。
上記ガラス素材4の搬入に関連して、上下両型1,2に
連結した駆動装置が作動を開始すると同時に、離型部材
8に連結した駆動装置も作動を開始する。
そして、第1図に示すように、離型部材8の内周面13
aが搬送部材5の上外周面12に嵌合して、離型部材8の
下面13bと係止突起9の上面9aが接触しつつ、ガラス素
材4を15秒間押圧成形し、両成形面1a,2a形状に転写さ
せるとともに、ガラス素材4の薄肉となっている外周部
付近が、上下両型1,2および雰囲気によって冷却される
のを搬送部材5を介してゆるやかな温度勾配の熱伝導で
保温する。
このようにして得られた成形レンズ3を離型するに
は、下型2への密着度が強い場合は、下型2が下降した
際、搬送部材5が搬送台7によって係止されることで、
成形レンズ3が搬送部材5に保持されて離型される。一
方、上型1への密着度が強い場合は、離型部材8の下降
動作によって、成形レンズ3は搬送部材5とともに下降
し、上型1から離型される。そして、離型した後、搬送
部材5は搬送台7の透孔10に保持され、成形レンズ3
は、搬送台7の移動により図示を省略した徐冷炉内に搬
入され、徐冷される。
第3図は、上記実施例により得られたガラスレンズの
球面部のフィゾー干渉計による干渉像を干渉パターンに
より示したもので、ガラスレンズ17は、その周辺部にヒ
ケがなく、転写性の良好なレンズであることが判る。
これに対し、押圧成形中に低温の離型部材をガラス素
材に直接接触させる前記従来の成形方法により得たガラ
スレンズの球面部の干渉像を第4図に干渉パターンによ
り示した。第4図から判るように、従来方法によれば、
本実施例のような口径の大きい両凸のガラスレンズ18に
ヒケが発生してしまう。
(第2実施例) 第5図及び第6図は、本発明に係る光学ガラス部品の
成形方法の第2実施例を示すものである。
本実施例は、中心肉厚が薄い両凹レンズを押圧成形す
る場合について示してある。なお、本実施例に使用する
成形装置は、所望の成形レンズ30に対応した高い面形状
と面粗度の成形面31a,32aを有する上型31,下型32以外
は、上記第1実施例と同様であるので、同一部分には同
一番号を符して、その説明を省略する。
即ち、本実施例は、ガラス素材として上記第1実施例
と同様にSK11を用い、直径14mm,RA45.3,RB39.4(非球
面)及び肉厚t=3.5mmの両凹レンズ30を成形する場合
を示し、ガラス素材33は、予め研削,研磨により予備成
形され、上下両型31,32の成形面31a,32aに中当たりされ
るように、RA44.5,RB38.7の概略Rに加工されている。
本実施例の成形方法は、離型部材8の温度を熱電対付
ヒータ15により480℃に加熱制御する以外は、上記第1
実施例と同様であるので、その説明を省略する。
本実施例によれば、ガラス素材33が上下両型31,32の
成形面31a,32a形状に転写されるとともに、ガラス素材3
3の薄肉の中央部に較べ厚肉の外周部付近の冷却が遅く
なるのを、搬送部材5を介した熱伝導により温度勾配を
緩和しつつ外周面部近傍を冷却し、ガラス素材33の均温
変化を促進することができる。
第7図は、上記実施例により得られたガラスレンズの
球面部のフィゾー干渉計による干渉像を干渉パターンに
より示したもので、ガラスレンズ35は、その周辺部にヒ
ケがなく、転写性の良好なレンズであることが判る。
これに対し、押圧成形中に低温部材をガラス素材に直
接接触させる前記従来の成形方法により得たガラスレン
ズの球面部の干渉像を第8図に干渉パターンにより示し
た。第8図から判るように、従来方法によれば、本実施
例のような口径の大きい両凹のガラスレンズ36にヒケが
発生してしまう。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明の光学ガラス部品の成形方法に
よれば、離型部材を所定の温度に制御するとともに、該
離型部材を成形素材外周を保持した搬送部材に接触又は
接近させながら押圧成形することとしたので、成形素材
外周近傍が搬送部材を介してゆるやかな温度勾配で冷却
され、精密な転写性の成形品を短時間かつ安価に得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明成形方法の第1実施例にお
ける成形装置を示すもので、第1図は押圧成形中の縦断
面図、第2図は押圧成形前の縦断面図、第3図及び第4
図は、それぞれ第1図に示す実施例及び従来例により成
形された各ガラスレンズにおける干渉像を示す干渉パタ
ーン、第5図及び第6図は、本発明成形方法の第2実施
例における成形装置を示すもので、第5図は押圧成形前
の縦断面図、第6図は押圧成形中の縦断面図、第7図及
び第8図は、それぞれ第5図に示す実施例及び従来例に
より成形された各ガラスレンズにおける干渉像を示す干
渉パターンである。 1,31……上型 2,32……下型 3,30……成形レンズ 4,33……ガラス素材 5……搬送部材 8……離型部材 15……ヒータ
フロントページの続き (72)発明者 岩崎 暢喜 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−74926(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定温度に加熱した光学ガラス部品の成形
    素材をその成形素材温度より低温とした成型用金型によ
    り押圧成形し、離型部材により押圧成形品を離型する光
    学ガラス部品の成形方法において、 上記成形素材の外周を保持した搬送部材を上記成形用金
    型間に搬送する工程と、上記離型部材を所定の温度に制
    御するとともに上記搬送部材に接触または接近させつ
    つ、上記成形素材を押圧成形する工程と、 を有することを特徴とする光学ガラス部品の成形方法。
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