JP3164404B2

JP3164404B2 - ガラス光学素子の成形装置と成形方法

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Publication number: JP3164404B2
Application number: JP07243492A
Authority: JP
Inventors: 弘伊藤
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: US5378255A; US5588980A; JPH05238761A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス溶融炉より流出
した溶融ガラスを成形型で押圧成形してガラス光学素子
を成形する成形装置と成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記した本発明の利用分野における従来
の技術に関する文献としては、特開平３−４５５２３号
公報（以下公報１という）と、特公昭６１−３８１３０
号公報（以下公報２という）と、特公昭６３−３７０４
４号公報（以下公報３という）などがある。上記各公報
に記載されている技術内容は、次のとおりである。

【０００３】上記公報１に記載されている技術内容は、
以下の通りである。（１）溶融ガラスを第１の熱加工治具で受ける工程、
（２）第２の熱加工治具に溶融ガラスを接着した状態
で溶融ガラスと第２の熱加工治具とを反転させて置換す
る工程、（３）第２の熱加工治具で熱変形により光学
ガラス成形体を作製する工程、（４）光学ガラス成形
体をプレス成形用金型で加熱加圧成形する工程を含む光
学ガラス素子の製造方法である、溶融ガラスを比較的低
温の第１熱加工治具で受け後、第２の熱加工治具に付着
させ反転して光学ガラスのしわ状の面を上にして熱変形
を行うことにより、熱加工治具と接した面のしわ状の欠
陥を取り除くことができるという内容のものである。

【０００４】上記公報２に記載されている技術内容は以
下のとおりである。（１）溶融ガラスを切断して得たガラスを予備成形鋳
型で成形して予備成形ガラス塊とし、（２）このガラ
ス塊をその中心部が軟化状態にある間にその上表面部を
吸引して予備成形鋳型から取り出し、（３）このガラ
ス塊を加圧成形可能な粘度状態に加熱調整した後に、
（４）このガラス塊を加圧成形鋳型に吸引を解除して
供給し、（５）ガラス塊吸引面を加熱するとともに加
圧成形する厚肉光学ガラス成形品の加圧成形方法であ
る。上記のような方法によると、ガラス塊の中心部の温
度が外周部の温度とほぼ同一またはそれより低く、しか
もガラス塊の中心部の温度が成形温度域の低温度にある
状態でガラス塊を成形し得るので、ヒケがなく外観の良
好な成形品を得ることができるという内容の成形方法で
ある。

【０００５】上記公報３に記載されている技術内容は、
成形型アセンプリの胴型となるリング状胴型にプリフォ
ームまたはガラス成形品を支持させて成形セクション間
に移送するようにしたものである。即ち予熱、均熱加
熱、プレス成形、冷却および出し入れの各セクションを
同心円状に配置し、その中央に設けた挟持具をタクト回
転並びに各セクションに向け、伸縮させることによりプ
リフォームまたはガラス成形品を順次移送してプレスレ
ンズを成形する方法であって、プレス成形セクションに
おける成形型アセンブリの胴型となり、かつ外周面に、
上記挟持具が挿入される被挟持部を有するリング状胴型
内にプリフォームまたはプレス成形品を保持したまま、
各セクションに上記リング状胴型を移送するようにした
ガラスの移送方法が記載されている。

【０００６】しかしながら、上記した従来の技術（各公
報）には、次に述べるような問題がある。まず、公報１
においては、第２の熱加工治具上に熱変形させるために
最終形状に成形する下型である第２の加工治具と溶融ガ
ラスとの接触時間が極めて長くなる工程となっているの
で、成形のサイクルタイムが長く量産化を目的とした生
産性で問題がある。また、生産性を上げるためには、多
数の成形型を準備しなければならず、当初の生産コスト
（イニシアルコスト）が掛かるという問題などがある。

【０００７】次に、公報２においては、ガラス塊のその
上表面部を吸引して予備成形鋳型から取り出す工程で吸
引面が吸引筒により冷却してまうので吸引面の再加熱に
時間がかかり、生産性に問題がある。また、光学面に直
接吸引する方法を行っており、外観上の欠陥が生じ易い
という問題も生じていた。

【０００８】次に上記公報３においては、固化したガラ
ス素材であるプリフォーム７ａを、リング状の胴型２の
保持部に供給する移送方法であり、溶融したガラスをガ
ラス素材として成形品を得る場合のプリフォーム工程を
極力省略して低コスト化を図ろうとする方法において
は、粘性を有する溶融したガラスを供給し、各加熱、成
形セクション間を搬送するということは困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、型と溶融ガラスとの接触時間
およびガラス素材の加熱時間などを短縮するよう構成
し、成形品のサイクルタイムを短く行うことで生産性を
向上させると共に、生産コストを大幅に減じたガラス光
学素子の成形装置と成形方法とを提供することを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融ガラスを
リング形状の保持部材と先端面が被成形レンズの機能面
形状と近似の形状に形成された受け型上に所定量吐出し
てプレ成形するように設けたガラス吐出室と、このガラ
ス吐出室と隣設し、吐出ガラスを再加熱するように設け
た再加熱室と、この再加熱室と隣設し、再加熱した吐出
ガラスを上下一対の成形型間に載置して成形するよう設
けた精密プレス室と、この精密プレス室と上記再加熱室
およびガラス吐出室との間で上記保持部材を搬送するよ
うに設けた搬送手段とを具備したガラス光学素子の成形
装置である。

【００１１】

【作用】上記構成による本発明の作用を説明する。被成
形レンズの機能面と近似した成形面を形成した受け型
と、この受け型の外周と嵌着する内周面に段付き部を設
けたリング形状の保持部材上に溶融ガラスを所定量吐出
載置して成形するプレ成形工程と、このプレ成形工程に
てプレ成形した吐出ガラスを上記保持部材に保持した状
態で搬送し成形可能な温度に再加熱する再加熱工程と、
この再加熱工程により再加熱された吐出ガラスを保持し
た保持部材を一対の成形型間に搬送し、保持部材に保持
された状態の吐出ガラスを一対の成形型にて押圧成形す
る精密プレス工程とによりガラス光学素子が成形され
る。

【００１２】上記構成と作用により、プレ成形した吐出
ガラスの機能面を他の部材と接触させることなく保持部
材内に保持したのち、受け型をプレ成形品から離型させ
るようにしたので機能面の温度が急激に低下することが
ない。更に受け型を離型させた状態で次工程の再加熱を
上下方向より急速加熱することができるので精密プレス
工程への搬送が速くできる。また、吐出ガラスの再加熱
中に、次の保持部材を搬送し、その上面に溶融ガラスを
吐出する吐出工程を行うことが可能となるなどサイクル
タイムが短縮され、少ない型数で量産ができるという利
点は大きい。

【００１３】

【実施例１】本発明のガラス光学素子の成形装置の具体
的を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のガラス
光学素子の成形装置に係わる実施例１の概要を示す側面
よりの断面図である。図に示すように、本実施例におけ
るガラス光学素子の製造装置１の構成を、大別すると、
左側より、ガラス溶融炉２を上方位置に配設したガラス
吐出室４と、その右側に仕切壁９を隔てて隣設した再加
熱室５と、更にその再加熱室に仕切壁１０を隔てて隣設
した精密プレス室６と、上記ガラス吐出室４の左方向の
側壁を隔てた外側には、保持部材３６を上記ガラス吐出
室４内に搬送するように構成された帯状形の保持部材供
給アーム３と、図に示す上記精密プレス室６の右方向に
側壁４１を隔てた外側に配設された上記各室内を搬送す
るよう構成された帯状形の搬送アーム７とにより構成さ
れている。

【００１４】上記ガラス吐出室４の上方に配設された、
たらい形状のガラス溶融炉２は、その底面中心に吐出孔
２３を穿設してガラス吐出室４の上壁面に穿設した孔よ
り室内に溶融ガラス２２を供給するノズル２５を連設構
成している。また、ガラス溶融炉２の外周面には、ガラ
ス溶融炉２内に収納されるガラス素材を溶融する加熱ヒ
ータ２１が巻装されて溶融ガラス２２を所定の温度に制
御するようになっている。また、ガラス溶融炉２の底面
に穿設した吐出孔２３（ノズル２５）上には、図示され
ないが上方に設けられた駆動手段によりその基端を接続
した円柱形状で、かつ先端部にて上記孔２３を開閉する
ように擂りこぎ形状に形成されたプランジャー２４が上
下動可能に配設されている。即ち、プランジャ２４が下
降して吐出孔２３を開閉することによって溶融ガラス２
２の吐出量を制御するよう構成されている。また、上記
ノズル２５の外周面にも溶融ガラス２２を常に所定温度
に保持するための加熱ヒータ２６が巻装着されている。

【００１５】上記ガラス溶融炉２の下方位置に配設した
ガラス吐出室４内には、上記ガラス溶融炉２のノズル２
５の直下位置には図示されない駆動手段によりベアリン
グ２８，２９を介して上下動可能に構成された円柱形状
のシャフト２７が直立にて配設されている。このシャフ
ト２７の上端面には、着脱可能で、かつ外周面に加熱ヒ
ータ３１を巻装着した円柱形状の受け型３０が配設され
ている。また、上記受け型３０の上端部には、後述する
保持部材供給アーム３により搬送されてくるリング形状
の保持部材３６を着脱自在に装着するよう構成されてい
る。

【００１６】ガラス吐出室４の側壁３８の中間位置、即
ち上記受け型３０の上端面側方位置には、上記保持部材
３６を外部より搬入するための保持部材供給アーム３の
搬入用の開口部８が形成され、その開口部８の近傍の外
側壁面には、例えばエアシリンダを駆動源とした開閉手
段により矢印にて示す方向に作動するように構成された
シッター１４が配設されている。また、上記開口部８を
通過して、ガラス吐出室４内の受け型３０上に保持部材
３６を搬送載置する保持部材供給搬送アーム３の先端部
は、保持部材３６の外周面と対応した寸法形状に形成し
たＵ字状形成されて保持部材３６を嵌合着にて載置搬送
するように形成されている。

【００１７】上記した保持部材供給アーム３および受け
型３０と嵌合着するよう形成したリング形状の保持部材
３６は、その上端外周面に鍔形状のフランジ部３２が形
成されており、また内周面３５には、成形されるガラス
光学素子の外形寸法と対応した内径に形成し、更にその
中間位置には上記受け型３０の上端面３４に形成された
ガラス光学素子の近似形成面を妨げない範囲内に突出し
た段付き部３３が形成されており、その段付き部３３の
下端面を上記受け型３０の外径寸法と対応した寸法に形
成された嵌合部が形成されている。上記した受け型３０
の先端面３４は、成形されるガラス光学素子の最終形状
面に近似した形状面に形成されており、その表面３４に
は、溶融ガラスの融着を防止するために、ＣｒＮ，Ｃｒ
₂Ｏ₃，ＴｉＮ，ｃ−ＢＮなどの溶融ガラスに対して濡
れ性の悪い物質の薄膜がコートされている。

【００１８】上記構成のガラス吐出室４内は、側壁３８
に成形した開口部８に設けられた矢印にて示すよう上下
方向にスライド作動するよう構成されたシャッター１４
によって、密閉度および雰囲気温度を保ったに構成され
ている。即ち、開閉自在のシャッター１４は、保持部材
供給アーム３が保持部材３６をガラス吐出室４内に載置
搬送するときは、その直前に解放し、保持部材３６を受
け型３０上に嵌合着して、元の位置の側壁３８の外側に
退避したときに閉じるように、図示されない制御手段に
よって開閉作動するよう構成されている。

【００１９】また、ガラス吐出室４の側壁３８の下方位
置には、室内を非酸化雰囲気に保つために、窒素ガスな
ど非酸化性ガスを導入するため、図示されないが外部に
設けられたガス供給手段と連設したガス導入口１８が形
成されている。

【００２０】ガラス吐出室４の上記側壁３８と対向する
隣室、即ち再加熱室５との仕切壁９には、上記ガラス吐
出室４の側壁３８に形成された開口部８と同様構成の開
口部１１が、受け型３０の上端面３４と水平位置に形成
されている。この開口部１１は、後述する搬出用の搬送
アーム７が、精密プレス室６と再加熱室５を通過して仕
切壁９の直前にて開作動し、搬送アーム７が保持部材３
６を載置し再加熱室５内に戻った時点で閉作動するよう
に構成されたシャッター１５が矢印にて示す方向に作動
するよう構成されて再加熱室５内の密閉度および雰囲気
温度を保つように構成されている。

【００２１】上記再加熱室５と対向する精密プレス室６
との間に設けられた仕切壁１０にも上記仕切壁９と同様
構成の開口部１２とシャッター１６が設けられている。
即ち、仕切壁１０の上記仕切壁９と同一の位置に開口部
１２を形成し、その開口部１２を開閉作動を制御された
シャッター１６が矢印に示すように上下動するよう構成
されている。上記のように仕切壁９，１０やシャッター
１５，１６で囲設して密閉度と雰囲気温度を保つよう構
成された再加熱室５の上壁には、上記したガラス吐出室
４と同様構成のガス導入口１９が形成され、室内に窒素
ガスなど非酸化性ガスを導入するように構成されてい
る。上記のように構成された再加熱室５内の上部（天
井）と下部（床）のそれぞれの位置には、搬送アーム７
にて搬送されてくる保持部材３６内の吐出ガラス２２を
保持部材３６の上方向と下方向の孔より、所定の温度ま
でに再加熱するための加熱ヒータ３９と４０がそれぞれ
配設されて、図示されない温度センサーと温度コントロ
ーラとによって所定の温度に制御されるよう構成されて
いる。

【００２２】上記した再加熱室５と隣接した精密プレス
室６との間に設けた仕切壁１０と対応構成した精密プレ
ス室６の外方との側壁４１には、上記再加熱室５と仕切
壁１０と同様の位置に同様の開口部１３と同様構成のシ
ャッター１７が配設されており、その開口部１３より成
形された成形品（成形レンズ）４２を外部に搬送するよ
う構成した搬送アーム７が入出可能に構成されている。

【００２３】上記構成の精密プレス室６内の上壁中央位
置には、マウント４８の下端面にその基端部を装着可能
に形成された円柱状に形成された上型５０が配設されて
いる。この上型５０の外周には、型の温度を所定値に制
御するための加熱ヒータ４９を巻装着し、更に先端面
（成形面）５１には成形される成形レンズ４２の最終形
状と対応した形状に、精密形成されている。また、成形
面５１の表面には、加熱軟化されたガラスとの融着を防
止するために、ＣｒＮ，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＴｉＮ，ｃ−ＢＮ
などの加熱軟化ガラスに対して濡れ例の悪い物質の薄膜
がコートされている。また、上型５０を装着したマウン
ト４８の外周面には、図示されないが駆動手段によって
上下摺動（矢印）自在に構成されたリング形状の離型部
材５２が嵌着されている。この離型部材５２の先端部
（下端部）内周縁辺には、下降摺動してきたときその先
端面が保持部材３６のフランジ部３２への当接を容易と
する突出部が形成されている。

【００２４】また、離型部材５２は、成形型により成形
レンズ４２が成形されたとき、下型４７の下降作動とほ
ぼ同時に下降を始め、その先端面は保持部材３６のフラ
ンジ部３２の上面と当接し押圧することにより上型５０
の下端面５１と成形レンズ４２の上面の光学面（機能
面）とを離型するように自動制御されている。離型され
た成形レンズ４２は、保持部材３６と共に搬送部材７上
に離型し落下するよう構成されている。

【００２５】上記上型５０の成形面（先端面）５１と対
向した下方位置、即ち上型５０と同軸上の下方向には、
円柱状のシャフト４３が直立に配設し、その基端部と基
台との間にベアリング４４，４５を配設し図示されない
駆動手段により矢印にて示すように、上下方向に移動自
在に構成されている。このシャフト４３の上端部には円
柱形状で外周面に、型の温度を所定値に保持制御するた
めの加熱ヒータ４６を巻装着した下型４７が着脱可能に
装着されている。この下型４７の上端面５３は、成形さ
れる成形レンズの最終形状に対応した形状に精密に形成
されて、保持部材３６内の溶融ガラス２２を挟持して所
定のプレス圧力を加えるように構成されている。その表
面には、加熱軟化されたガラスとの融着を防止するため
にＣｒＮ，Ｃｒ₂ Ｏ₃，ＴｉＮ，ｃ−ＢＮなどの加熱軟
化したガラスに対して濡れ性の悪い物質の薄膜がコート
構成されている。また、精密プレス室６の側壁４１の下
方位置には、上記したガラス吐出室４および再加熱室５
同様に室内６へ窒素ガスなどの非酸化性ガスを導入する
ためのガス導入口２０が配設されている。

【００２６】図に示すように、上記したガラス吐出室４
の側壁３８の開口部８の外側に配設された、帯状形で、
その基端部を図示されていない駆動手段と連設され、ガ
ラス吐出室４内の受け型３０上に搬送し、搬送後は元の
位置に戻るよう制御構成された保持部材供給アーム３に
対し、精密プレス室６の側壁４１の上記した開口部１３
の外側に配設された帯状形状に形成され、その基端部を
図示されない駆動手段と連設されて、上記精密プレス室
６と再加熱室５およびガラス吐出室４へそれぞれの仕切
壁１７，１０，９に設けられた開口部１３，１２，１１
を通過して、保持部材３６を搬送するように制御構成さ
れた搬送アーム７が配設されている。この搬送アーム７
は、保持部材供給アーム３と同様に、その先端部に保持
部材３６の外径と対応形成したＵ字形状の保持部材の載
置部を形成し、ガラス吐出室４の受け型３０上に載置さ
れ、溶融した吐出ガラス３７を載置した保持部材３６を
載置し、再加熱室５の加熱ヒータ３９，４０を配設した
加熱炉内に移送し、保持部材３６を載置した状態で上下
方向より加熱するよう構成されている。

【００２７】上記再加熱室５に移送し、所定温度に加熱
された吐出ガラス３７を隣接した精密プレス室６内に、
開口部１２を経て下型４７上に搬送する。下型４７上に
搬送された吐出ガラス３７を載置した保持部材３６の下
方向より駆動手段の作動によりシャフト４３を介して下
型４７が上昇し、搬送アーム７より保持部材３６を持ち
上げ（押し上げ）て上型５０とにより押圧成形されるよ
うに構成されている。この場合、搬送部材７は保持部材
３６を載置保持したままの状態にて成形型間に搬送配設
して保持部材３６のみ下型４７により持ち上げられて上
型５０とによって押圧成形される。

【００２８】上記上型５０と下型４７により成形された
後、下型５０の下降と離型部材５２の下降により保持部
材３６と成形された成形レンズ４２は、上記搬送部材７
上に離型されて落下する。再度保持部材３６を載置した
搬送アーム７は、開口部１３を経て外部に搬送されるよ
うに構成されている。上記において、上型５０に嵌着構
成した離型部材５２は図に示すようにプレス状態におい
ては上記保持部材３６には接触しない位置にあり、プレ
スが終了して下型４７が下降してから離型部材５２は下
降するようになっている。成形レンズ４２が上型に密着
した場合には、離型部材５２が保持部材３６のフランジ
部３２の上面に当接して離型し、搬送アーム７の先端部
にて回収される。なお、下型４７に密着した場合には、
搬送アーム７に保持部材３６のフランジ部３２が当接す
ることによって離型が行なわれる。離型して搬送アーム
７の先端部内に載置された保持部材３６および成形レン
ズ４２は、搬送アーム７によって成形装置１外部に搬送
されて、必要に応じて徐冷される。

【００２９】次に、上記構成よりなる本実施例の製造方
法を説明する。本実施例においてはＳＦ系の光学ガラス
を用いて外径１５ｍｍ，肉厚３ｍｍ，曲率２５ｍｍ，４
０ｍｍの両凸レンズを成形する事例にて説明する。ま
ず、成形装置１内を非酸化性雰囲気に保つために、ガラ
ス突出室４，再加熱室５，精密プレス室６のそれぞれの
ガス導入口１８，１９，２０より窒素ガスを導入する。
続いて、ガラス溶融ガラス炉２内に収納されているＳＦ
系のガラス原料を加熱ヒータ２１により加熱して、ガラ
ス粘度が１０³ポアズとなるまで溶融する。また、予
めガラス吐出室４内の受け型３０の温度を制御手段によ
って加熱ヒータ３１によりガラス転移点（４５０℃）よ
り低い温度（４００℃）に、加熱保持されている。

【００３０】次に、保持部材３６を載置した保持部材供
給アーム３を側壁３８の開口部８を経てガラス吐出室４
内の受け型３０上にて停止し、受け型３０はシャフト２
７を介して上昇することにより受け型３０の上端は保持
部材３６の下端と嵌合し搬送載置される。この保持部材
３６と受け型３０の上面にガラス溶融炉２内に設けたプ
ランジャー２４を上昇させてノズル２５より溶融ガラス
２２を所定量吐出することでプレ成形工程は始まる。上
記作動工程中において、保持部材３６をガラス吐出室４
内の受け型３０上に搬送載置した保持部材供給アーム３
は、開口部８より外部（室外）に退避し、次に保持部材
３６を載置搬送するよう準備される、これで保持部材３
６を供給搬送する工程は終了する。

【００３１】上記プレ成形工程において受け型３０およ
び保持部材３６上に吐出された吐出ガラス３７は、予め
保持部材３６が載置された上記受け型３０の上端面３４
の中央部において受け型３０内にて徐冷されながら自重
にいより徐々に外方向に広がっていく。このとき、特に
吐出ガラス３７の表面が急激に徐冷されるので周辺部と
中心部とでは、温度差が大きく、熱応力が残留して形状
精度のよい成形レンズは得られないので、再度ガラス表
面を加熱して均温化してやる必要がある。本実施例にお
いては、吐出ガラス３７を保持部材３６および受け型３
０上に吐出終了時点で側壁４１の外部に配設した搬送ア
ーム７を作動し、開口部１３と精密プレス室６と開口部
１２と再加熱室５と開口部１１とをそれぞれ貫通してガ
ラス吐出室４内に侵入させ保持部材３６のフランジ３２
の下方位置にて停止させる。この場合保持部材３６の内
周面３５内の吐出ガラス３７が広がりながら接触したの
ち、シャフト２７を下降させることにより、吐出ガラス
３７は保持部材３６の段付き部３３に引っ掛かり、また
保持部材３６のフランジ部３２は搬送アーム７に当接す
ることにより受け型３０より吐出ガラス３７は離型さ
れ、プレ成形工程は終了する。

【００３２】上記吐出ガラス３７を載置した保持部材３
６を先端部に載置した搬送アーム７は、開口部１１を経
て再加熱室５内の加熱炉内に搬送されて再加熱工程され
る。このときの保持部材３６上の吐出ガラス３７の粘度
は離型時および搬送時に吐出ガラス３７が自重変形しに
くい１０⁷ポアズ以上が好ましい。

【００３３】上記再加熱室５内に搬送された保持部材３
６上の吐出ガラス３７は、加熱ヒータ３９，４０によ
り、上方向と保持部材３６の孔を介して下方向とによっ
て所望の温度例えばガラス粘度が１０⁶〜１０^8.5ポア
ズになるまで再加熱されることにより再加熱工程は終了
する。この場合の加熱方法は、吐出ガラス３７を収納し
た保持部材３６を搬送アーム７に載置したまま加熱が行
なわれている。上記プレ成形工程で急激に冷却した吐出
ガラス３７の表面付近の温度は、両面ともに短時間で加
熱されて中心部の温度に近付けることができる。即ち、
再加熱は短時間で急速に行なった方より表面の加熱温度
が高くなり好ましいとされている。

【００３４】上記再加熱工程にて成形可能な温度に加熱
された保持部材３６上の吐出ガラス（プレ成形ガラス）
３７を次工程、即ち精密プレス成形工程である精密プレ
ス室６内に移送するため搬送アーム７を作動して開口部
１２を経て進入し、上下一対の成形型間に挿入停止す
る。上記作動において、上型５０および下型４７は、予
めガラス転移点付近の温度例えば４５０℃の一定温度と
なるように制御されている。続いてシャフト４３を介し
て下型４７を上昇すると、下型４７の先端部は、保持部
材３６の下端部内径に挿入し保持部材３６およびプレ成
形ガラス３７と当接し、更に下型４７を上昇作動するこ
とにより、下型４７は保持部材３６を持ち上げて、上型
５０成形面（下端面）５１と吐出ガラス３７の成形され
る表面とは当接し、吐出ガラス（プレ成形ガラス）３７
に、１５０Ｋｇ／Ｃｍ²の圧力を加えつつ２０秒間保持
して押圧成形が行なわれる。続いて、下型４７を下降さ
せるためシャフト４３を下降作動させると共に、上型５
０の外周に設けた離型部材５２をも下降作動させて成形
された成形レンズ４２を上型５０より離型させて搬送ア
ーム７の先端部の載置部上に載置回収することにより精
密プレス工程を終了する。

【００３５】成形レンズ４２を先端部に回収した搬送部
材７は、開口部１３より精密プレス室６の外部に搬送さ
れて取り出され成形レンズ４２に割れが生じないように
徐冷されて次工程に搬送される。上記した成形方法によ
り成形されて得た成形レンズは、カメラなどの光学素子
として充分に機能する形状精度・光学特性を備えてい
た。

【００３６】上記構成と方法による本実施例によれば、
ガラスの光学面（機能面）を接触させることなく保持部
材に保持した状態にて、成形型を成形レンズから離型さ
せることが容易としたので、光学面の温度が急激に低下
することがない。更に、受け型を離型させた状態で吐出
ガラス（プレ成形ガラス）を上下方向から急速に再加熱
することができるので、ガラス吐出工程において次の溶
融ガラスによるプレ成形工程が可能となり、少ない型数
で量産可能となり、原価性、生産性に優れたガラス光学
素子が成形できるなどの利点は大きい。

【００３７】

【実施例２】図２は、本発明のガラス光学素子の成形型
装置に係わる実施例２の概要を示す側面よりの断面図で
ある。なお、図中において、上記実施例１と同一部材、
同一形状および同一構成については、同一符号を付して
その説明は省略する。図に示すように、本実施例と上記
実施例１との相違する構成は、溶融ガラスを供給するプ
レ成形工程であるガラス吐出室４内に配設したプレ成形
用の受け型３０の上方位置に補助押し型５５を同軸上に
上下動可能に配設した点と溶融ガラス２２の吐出時に側
方向に退避移動可能に構成した点である。

【００３８】上記した相違構成を詳しく説明する。図面
において受け型３０の成形面（上端面）３４と対向した
軸上に、成形する成形レンズの最終形状面と対応した近
似形状に形成された成形面（下端面）５８を有し、その
表面に溶融ガラス２２との融着を防止するために、Ｃｒ
Ｎ，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＴｉＮ，Ｃ−ＢＮなどの溶融ガラスに
対して濡れ性の悪い物質の薄膜がコートされている補助
押し型５５を配設されている。この円形状の補助押し型
５５の外周面には、面に沿って上下動可能に構成された
リング形状の離型部材５６が嵌着されている。更に、こ
の離型部材５６の外周面には、補助押し型５５を所定値
の温度に制御する加熱ヒータ５７が巻装着されている。

【００３９】上記補助押し型５５は、図示されていない
が駆動手段により、受け型３０および保持部材３６上に
ガラス溶融炉２から所定量溶融ガラス２２をノズル２５
を介して吐出するときは、予め側方に退避するように構
成されている。また、溶融ガラス２２を保持部材３６お
よび受け型３０上に吐出した後は、受け型３０の上方位
置の受け型３０と同軸上に移動し、吐出された溶融ガラ
ス２２の上面上に下降し、その成形面５８を吐出ガラス
３７の表面上に当接し、押圧にて所定の形状にプレ成形
するよう構成されている。押圧成形後は上昇し、再び退
避位置即ち側方向に戻るように構成されている。上記プ
レ成形した後の補助押し出型５５の上昇時においてプレ
成形した吐出ガラス３７と補助押し型５５との離型を確
実に行なうために離型部材５６を補助押し型５５の円周
面に沿って下降して保持部材３６のフランジ部３２の上
面にその下端部を当接して離型するよう構成されてい
る。

【００４０】上記構成により、保持部材３６および受け
型３０上に吐出した吐出ガラス３７を補助押し型５５に
より押圧することにより、吐出ガラス３７は、保持部材
３６内に速やかに押し広げられて確実に保持部材３６の
内周面３５に接触するようになる。上記のように、吐出
ガラス３７が確実に、かつ速やかに保持部材３６内に保
持されると共に補助押し型５５が離型されるため、吐出
ガラス３７および保持部材３６を次工程である再加熱室
５内への搬送が速くなるため、連続して安定した成形レ
ンズ４２が生産性よく成形できる。

【００４１】

【発明の効果】上記構成と方法による本発明によれば、
成形中吐出ガラスの光学面に他の部材を接触させること
なく保持部材に保持して成形型から離型させることが容
易となるので、光学面の温度が急激に低下することがな
い。また、受け型を離型させた状態で吐出ガラスの再加
熱と精密プレス工程とを行なうことが可能となり、更に
搬送アームに吐出された吐出ガラスを載置した状態のま
ま再加熱工程と精密プレス工程とを行なうため、プレ成
形工程から精密プレス工程までの時間が短縮され、特に
プレ成形工程を終了して再加熱工程中に、次の溶融ガラ
スを吐出するプレ成形工程を行なうことが可能となるな
ど少ない成形型で量産が可能となったため、原価性、生
産性に優れたガラス光学素子が成形できるという効果は
大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス光学素子の成形装置に係わる実
施例１の概要を示す側面よりの断面図である。

【図２】本発明のガラス光学素子の成形装置に係わる実
施例２の概要を示す側面よりの断面図である。

【符号の説明】

１成形装置２ガラス溶融炉３保持部材供給アーム４ガラス吐出室５再加熱室６精密プレス室７搬送アーム８，１１，１２，１３開口部９，１０仕切壁１４，１５，１６，１７シャッター１８，１９，２０ガス導入口２１，２６，３１，３９，４０，４６，４９，５７加
熱ヒータ２２溶融ガラス２３吐出口２４プランジャー２５ノズル２７，４３シャフト２８，２９，４４，４５ベアリング３０受け型３２フランジ部３３段付き部３４上端面３５内周面３６保持部材３７吐出ガラス３８，４１側壁４２成形レンズ４７下型４８マウント５０上型５１下端面５２，５６離型部材５３上端面５５補助押し型

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融ガラスをリング形状の保持部材と先
端面が被成形レンズの機能面形状と近似の形状に形成さ
れた受け型上に所定量吐出してプレ成形するように設け
たガラス吐出室と、このガラス吐出室と隣設し、吐出ガラスを再加熱する加
熱炉を設けた再加熱室と、この再加熱室と隣設し、再加熱した吐出ガラスを上下一
対の成形型間に載置して成形するように設けた精密プレ
ス室と、この精密プレス室と上記再加熱室およびガラス吐出室と
の間で、上記吐出ガラスを載置した保持部材を搬送する
ように設けた搬送手段と、を具備し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】ガラス溶融炉より吐出される溶融ガラス
を先端面が被成形レンズの一方の機能面形状と近似の形
状に形成された受け型の上端部に着脱自在に載置された
リング形状の保持部材上に所定量吐出し、この吐出された溶融ガラス上に下端面が被成形レンズの
他方の機能面形状と近似の形状に形成された補助押し型
を押圧して溶融ガラスをプレ成形するように設けたガラ
ス吐出室と、このガラス吐出室と隣設し、プレ成形した吐出ガラスを
再加熱する加熱炉を設けた再加熱室と、この再加熱室と隣設し、再加熱した吐出ガラスを成形す
るように上下一対の成形型を設けた精密プレス室と、この精密プレス室と上記再加熱室およびガラス吐出室に
上記保持部材を搬送するように設けた搬送手段とを具備
したことを特徴とするガラス光学素子の成形装置。
【請求項３】溶融ガラスを成形型で押圧してガラス光
学素子を成形する成形方法において、被成形レンズの機能面と近似した成形面を形成した受け
型と、この受け型の外周と嵌着する内周面に段付き部を
設けたリング形状の保持部材上に溶融ガラスを所定量吐
出載置して成形するプレ成形工程と、このプレ成形工程にてプレ成形した吐出ガラスを上記保
持部材に保持した状態で搬送し成形可能な温度に再加熱
する再加熱工程と、この再加熱工程により再加熱された吐出ガラスを保持部
材に保持して一対の成形型間に搬送し、保持部材に保持
された状態の吐出ガラスを押圧成形する精密プレス工程
と、よりなることを特徴とするガラス光学素子の成形方法。