JPH01164738A - 光学素子の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス成形による光学素子の成形装置に関し
、より詳細には、プレス成形後において研削及び研摩等
の工程を経ることなしに表面精度及び重量精度の良好な
光学素子又はそのリヒートプレス用として好適するプリ
フォームの成形装置に関する。

（従来の技術） 近年、所定の表面精度を有する成形用型内にガラス素材
を収容してプレス成形することにより、研削及び研摩等
の後加工を不要とした高精度の光学素子を成形する方法
が開発されている。

このプレス成形法には、一般にリヒートプレス法とダイ
レクトプレス法がある。

リヒートプレス法は、予め溶融固化したガラス材料の必
要量を切断し、砂すり等の方法により重量調整を施して
ガラス小塊とし、これを成形用型内に入れ、該ガラス小
塊と成形用型を同時に又は別々にプレス温度まで加熱し
た後、プレス成形して成形用型に形成した光学機能面を
抑圧転写して光学素子を成形する方法である。

一方、ダイレクトプレス法は、溶融ガラス流出オリフィ
スより流出若しくは押出される溶融ガラス流の必要量を
切断刃により切断し、これを成形用型内に直接落下させ
るか又はシュートによって投入し、しかる後成形用型を
押圧して光学素子を成形する方法である。

又、上記のリヒートプレス法において、切断及び砂すり
等のような生産性の低い工程を経ずに上記のダイレクト
プレス法における如く、溶融ガラスを成形用型に入れて
プレス成形し、最終製品に近似した形状の予備成形品（
プリフォーム）を得た上で該プリフォームを最終製品の
形状及び面精度と同じか若しくはそれ以上に精度の高い
光学機能面を有する成形用型に入れてプレス成形を行な
う方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） これらの成形方法により得られた光学素子は、良好な像
形成品質が得られるよう所定の面精度及び寸法精度が要
求され、又このため上記のいずれの方法においても最終
製品を得るためのプレス成形に供給されるガラス材料は
十分に重量調整がなされていなければならない。

しかしながら、上記のガラス小塊を用いてプレス成形す
る方法では、ガラス小塊の重量調整を切断及び砂すり等
により行なうため、成形品の表面に砂目が残留したり、
プレス成形前にガラス小塊を加熱する際、ガラスと加熱
用受皿との融着を防止するために塗布した離型済がプレ
ス時に成形品の表面に食い込んで該成形品の表面精度が
著しく悪化するという問題がある。

又、直接溶融ガラスを用いてプレス成形する方法では、
切断刃による切断の際、成形品にシャーマークと称せら
れる切断痕が生じ、成形品の面精度が劣化するという問
題がある。又、このプレス成形法においては、成形品の
重量調整を溶融ガラス流の切断によって行なうため、こ
の溶融ガラス流の温度変化や切断タイミング或いはガラ
ス流の脈動等により成形品に重量変動が生じ、所定の寸
法精度が得られないという問題点もある。

なお、特にシャーマークの発生を防止したプレス成形法
としては、特公昭４１−９１９０号公報或いは特開昭６
１−１３２５２３号公報に記載されたものがある。

特公昭４１−９１９０号公報に記載された成形方法では
、成形用型を溶融ガラスの流下方向に直角の方向に押圧
して型空所内に溶融ガラスを充填させてプレス成形する
方法であるが、成形用型の押圧時に型空所内の余剰ガラ
スが成形用型とこれに対向するアンビルとの間から流出
するという現象が生じる。この余剰ガラスは成形用型の
押圧動作が進行するに伴い、その流出抵抗を増大すると
ともに成形用型により冷却されて粘性を増し、これが成
形用型とこれに対向するアンビル間で完全に切取られな
いまま冷却されて成形品の外周にはみ出し部分を形成す
る。このため、プレス成形後においてこのはみ出し部分
の破断及び破断面を仕上げる作業が必要となる。又、溶
融ガラス流の大きさが変動することにより上記した成形
品とはみ出し部分との間のガラス厚さが変動して成形品
の厚さにバラツキが生じてしまい、重量調整が高精度に
行なえないという問題もある。

一方、特開昭６１−１３２５２３号公報に記載された成
形方法では、成形品の精度は流動するガラス体を打抜く
前の該ガラス体の大きさ等に依存しており高精度の寸法
形状を有するロンド又はガラスシートが必要となる。

本発明者等は、上述のような問題点を解決すべく、ガラ
ス流体を狭むように一対の成形用型を対向配置するとと
もに該成形用型のキャビティを設定し、前記ガラス流体
を前記成形用型で互いに押圧して被成形部を形成した後
、前記成形用型の外周に設けた切断部材により前記被成
形部とその他の部分とを切断分離することを特徴とする
光学素子の製造方法について既に提案しである。

この方法によるとガラス流体の切断跡を避けた状態で成
形品の機能面を形成するとともに成形用型の外周に設け
た切断部材により成形品の外周側面を高精度に形成する
ことができ、シャーマーク等の表面欠陥がなく、寸法精
度及び重量精度がすこぶる良好な光学素子が得られる。

本発明は、この製造方法に関するものであり、成形用型
の軸ずれを防止して該成形用型の抑圧動作を円滑に行な
い、高精度の光軸を有する光学素子を製造し得る成形装
置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述した従来の問題点を解決するために、本発明の光学
素子の成形装置は、ガラス流体を狭むように対向配置さ
れ該ガラス流体に対し略直角方向に抑圧移動する一対の
成形用型と、前記成形用型の外周に設けられ前記被成形
部とその他の部分とを切断分離する切断部材と、前記成
形用型の押圧動作に伴ない互いに嵌合して摺動すること
により前記成形用型の押圧動作を案内する複数のガイド
部材と、前記切断部材及びガイド部材の周辺に設けられ
該切断部材及びガイド部材を加熱する加熱手段とを備え
たことを特徴とする。

（作　用） このように構成された光学素子の成形装置において、使
用される１対の成形用型を構成する各々の型部材を第１
の型部材及び第２の型部材とすると、これら型部材の各
成形面はガラス流体を介して互いに対向する如く配置さ
れる。このような成形用型の配置状況としては、ガラス
流体が例えば溶融炉からノズルを介して流出する溶融ガ
ラスである場合、該溶融ガラスの流下方向に対して略直
角方向に＄１の型部材と第２の型部材の各成形面が対向
するように配置することができる。又、ガラス流体が既
に成形加工されたものを再加熱することにより流動性を
有するロンド或いはシート状の場合、上記のような配置
状況のほか、第１の型部材と第２の型部材が各々上下方
向に対向するように配置することも可能である。

そこで、例えば流下する溶融ガラス流体に対して、本発
明における成形用型を構成すると、このガラス流体の流
れの方向に対して略直角方向から各々の型部材が互いに
押圧される構成となり、流下するガラス流体に対して各
々の型部材の抑圧のタイミングを調整することにより、
ガラス流体の先端部即ち切断跡を避けて被成形部を形成
することができる。

被成形部の肉厚は予め設定された成形用型のキャビティ
により決まる。このキャビティは、対向する各々の型部
材が最も接近したときに有する夫々の成形面間隔により
設定することができる。

各々の型部材の抑圧時に生じる余剰ガラスは成形面の外
方に自由に流出し、成形品の肉厚はガラス流の大きさ等
に影響されることなく上記成形用型のキャビティにより
決まる。

さらに、本発明においては、複数のガイド部材が設けら
れている。このガイド部材は成形用型の抑圧動作に伴な
い互いに嵌合して摺動することにより、成形用型の軸ず
れを防止して該成形用型の押圧動作を円滑に行なえるよ
う案内する。このガイド部材としては、例えば孔及びこ
れに嵌合摺動するピンにより構成することができる。

ところで、成形用型により押圧されるガラス流体は高温
度に加熱されているため、この熱が成形用型或は切断部
材を伝わって上記ガイド部材に伝導される際、かならず
しも均一に伝導するとは限らず熱膨張にバラツキが生じ
るおそれがある。

又、成形品のわれ防止や表面精度の向上のため、各型部
材の温度を上げる必要が生じる。この時、第１の型部材
より第２の型部材の方がガラスに長く接触しているため
、第２の型部材の外周に位置しているガイドブロックの
方が加熱されやすく、第１の型部材の外周に設けられた
ガイド部材（例えば、ピン）と第２の型部材の外周に設
けられたガイド部材（例えば、孔）とのピッチにズレが
生じてしまう。このような場合、複数のガイド部材相互
のピッチに変動が生じ、プレス成形時に該ガイド部材が
嵌合する際立いに食付きが生じてプレス成形の際の押圧
動作を滑らかに行なえないばかりか、このガイド部材の
ピッチ変動により切断部材にも食付きが生じたり、成形
用型に軸ずれが生じたりする。

本発明においては、このような不都合を解消するために
成形用型及び切断部材の近傍に加熱装置を設は上記成形
用型及び切断部材を加熱してガイド部材のピッチ変動を
防止している。

なお、本発明におけるガラス流体の粘度は、１０−１０
７ポアズが好適する。このガラス粘度が１０ポアズより
低くなるとガラス流は糸状になって成形用型のキャビテ
ィ内で必要とされるガラス容量が不足してしまう。一方
、ガラス粘度が１０７ポアズよりも高くなると、プレス
成形後のガラスの切断が困難となる。なお、これらのガ
ラス流体の粘度は１０３〜１０５ポアズが最適する。

又、本発明における軟化ガラス流体としては、上述のよ
うに、溶融ガラスのほか、予め成形加工されたガラスロ
ッド或いはシート状のものを再加熱することにより得た
ものでもよい。なお、これらのガラス流体の粘度は１０
３〜１０５ポアズが最適する。

又、成形用型の温度は、ガラス粘度で１０８ポアズに相
当する温度からガラス転移点（以下、Ｔｇと称する。ガ
ラス粘度で約１０１３に相当する。）よりも１００’Ｏ
低い温度（Ｔｇ−１００℃）の範囲内に設定するのが好
ましい。該型温が１０８ポアズに相当する温度を超える
とプレス成形後から切断までの間に成形された被成形部
におけるガラス表面の硬度変化が遅く、被成形部の外周
を切断して形成する際、所定の形状精度及び表面精度が
得られなくなる。又、ガラスと型の成形面が融着を生じ
易くなり、好ましくない。一方、型温か’ｒｇ−１００
°Ｃより低いと被成形部の外周を切断する際、切断が困
難になるばかりか切断部分からヒビ割れを生じるおそれ
がある。

切断部材の温度は、ガラスの温度変化の影響を成形用型
におけると同様にするため、成形用型の型温と同等にす
るのが好ましい。

さらに成形品の取出しの際の粘度は、この成形品をリヒ
ートプレス用のプリフォームとして用いる場合、１０８
ポアズ以上の粘度になるまで冷却すれば十分使用てきる
が、そのまま光学レンズ等に用いる場合、成形用型内で
圧力を加えたまま冷却し、１ＱＩ４．５ポアズ程度の粘
度になったところで取出すようにすれば形状精度及び表
面精度の良好な光学素子として使用することができる。

なお、本発明におけるプレス成形及びその後の切断処理
等は、成形用型や切断部材の寿命を保持するため、非酸
化雰囲気中で行なうことが望ましい。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の実施例に用いられるプレス成形装置の
概略斜視図である。第２〜７図は第１図のＡ−Ａ線に沿
う要部断面図であり、本装置の各工程順における作動状
態が示しである。

これらの図において、１は不図示の溶融炉から溶融ガラ
スを流出するノズルであり、このノズルからガラス流体
２が流出している（第１図では不図示）。４はノズルｌ
の下方に設けられ、不図示の駆動装置により開閉動作を
行なうことによりガラス流体２を切断する切断刃である
。この切断刃４が作動してガラス流体２が途中で切断さ
れることにより切断跡３が発生する。

本実施例に示すプレス成形装置は、ガラス流体２がノズ
ル１から流下する形式のものに対して構成してあり、１
対の成形用型を構成する第１の型部材５と第２の型部材
６とがガラス流体２を略直角方向から狭むように互いに
対向した状態で配置しである。

各型部材５，６は、対向する夫々の面に鏡面加工が施さ
れた成形面５ａ、６ａを有している。そして、第１の型
部材５及び第２の型部材６は例えばシリンダー等（不図
示）の駆動源により上方から流下するガラス流体２の流
出方向に対して互いに略直角方向に移動して押圧動作が
行なわれる。

ただし、これら第１及び第２の型部材５．６は別々に設
けられた駆動源により独立した開閉作動を行なうことが
できる。

これら型部材５．６の作動ストロークを調整して加圧成
形時における両者の間隔を設定することにより、製造す
べき成形品の肉厚を調整することができる。

又、第２の型部材６の外周には、切断リング７が設けら
れている。この切断リング７は第１の型部材５の方向に
エツジ状の切断刃７ａを有する構成とされ、型部材６の
外周を摺動しつつ移動し型部材５の外周に切断リング７
の先端が嵌合する構成とされている。又、型部材５の外
周には環状溝１８が設けられるとともにこの要部（本実
施例では４箇所）には切断リング７先端のエツジ状斜面
に当接する突起状の分断刃１６が設けられている。この
ような構成により、型部材５．６の押圧動作によりガラ
ス流体２の被成形部２３が加圧成形された後、切断リン
グ７が型部材５の方向に移動して分断刃１６に当接する
と被成形部２３は型部材５．６の外周で切断分離される
とともに、被成形部２３の余剰ガラス２２は分断刃１６
によりバラバラに分断される。

さらに、型部材６の外周には切断リング７に固着されて
該、切断リング７を包囲するガイドブロック１４が設け
られ、このガイドブロック１４は支持部材１０に固定さ
れている。又、型部材５の外周にもガイドブロック１３
が設けられていて該型部材５を包囲し、このガイドグロ
ック１３は支持部材１１に支持Ｓれている。支持部材ｌ
Ｏ，１１は夫々シリンダー等の駆動源（不図示）に接続
され、該駆動源の駆動により各々独立した動作で支持部
材１０．１１を作動する。支持部材ｌＯの作動によりガ
イドブロック１４に固着された切断リング７が第２の型
部材６の外周を第１の型部材５の方向に摺動しつつ往復
移動する。又、支持部材１１の作動により第１の型部材
５が第２の型部材６の方向に往復移動する。

又、ガイドブロック１３にはガイドピン１５がガイドブ
ロック１４側に突出するよう固着され、ガイドブロック
１４には上記ガイドピン１５に嵌合して摺動するガイド
孔１６が設けられている。

又、このガイド孔１６の内側にはスリーブ１６ａが設け
られている。ガイドブロック１３．１４が作動し互いに
接近するとガイドピン１５がガイド孔１６内でスリーブ
１６ａを介して摺動しつつ移動し、型部材５．６の押圧
動作が案内される。

型部材５．６の夫々の内部にはヒーター３０．３１が設
けられていて、このヒーターにより型部材５．６が所定
温度まで加熱される。

又、ガイドブッロク１３．１４内には夫々ヒーター３２
．３３及び熱電対３４．３５が設けられている。各ヒー
ター３２．３３はガイドブッロク１３．１４内で夫々の
ガイドピン１５及びガイド孔１５の相互のピッチが所定
間隔を保つよう均等に加熱し得るような位置に複数設け
られており、熱電対３４．３５による温度検出により外
部に設けられたコンントローラーにより温度制御される
。

次に本装置の動作について第２〜７図及び第８図を用い
て説明する。

第２〜７図は、本装置の各工程順における作動状態を示
す要部断面図であり、第８図は、本装置における作動部
、即ち第１の型部材５、第２の型部材６、切断刃４及び
切断リング７の各部の作動タイミングを示すタイミング
チャートであり、横軸は時間Ｔを示す。これら作動部の
作動タイミングは、各作動部を接続した不図示のコント
ローラーにより制御することができる。

第２図はプレス成形直前の状態であり、ノズルｌからは
カラス流体２が流下している。このガラス流体２の先端
、即ち切断跡３が対向する各成形面５ａ、６ａより下方
に流下した時点で、第１の型部材５及び第２の型部材６
の抑圧動作を開始する。この抑圧動作において、ガイド
ピン１５はガイド孔１６内に嵌合するとともに摺動し、
型部材５．６に多少の軸ずれがあってもこれら型部材５
．６がガイド部材に案内Ｓれて軸ずれが矯正される。

第８図においてＴ＝０はこの両型部材５，６の作動開始
時期を示す。これら型部材５，６の作動開始時期は双方
において同時でよいが、型部材５．６のガラス流体２に
対する抑圧動作終了時期Ｔ２は双方において同時か多く
とも±０．０５ｓの誤差に収めるのが好ましい。この誤
差が大きいと型部材５．６の片方のみがガラス流体２に
衝突して該ガラス流体２に横ブレが生じ好ましくない。

その後、型部材５，６は、第３図に示すように、ガラス
流体２の被成形部２１を押圧したままの状態を所定時間
保ち、この間被成形部２１の両表面に対して夫々の成形
面５ａ、６ａによる抑圧転写が行なわれる。

切断刃４の作動開始時期及び切断開始時期は、夫々型部
材５，６の作動開始時期Ｔ＝Ｏと同時であってよいが、
この切断刃４によるガラス流体２の切断終了時期Ｔ４は
型部材５．６がガラス流体２を保持すると同時か少なく
とも保持した後でなければならない。

その後、切断刃４は元の状態に復帰せしめられる。第８
図には、この切断刃４の復帰開始時期をＴ４とし、復帰
終了時期をＴ５として示しである。好ましくは、切断刃
４の作動開始時期Ｔ＝０から切断終了時期Ｔ２までに要
する時間を０．３〜Ｏ，，４ｓとする。

切断リング７の作動開始時期Ｔ１は、第５図に示すよう
に、少なくとも切断リング７′による被成形部２１の外
周切断終了（Ｔ３）前に切断刃４によるガラス流体２の
切断が終了（Ｔ２　）　Ｉ、た状態となるようにするの
が好ましい。こうすることにより、切断リング７の切断
動作が終了した時点においてガラス流体２は切断刃４に
より既に切り離された状態にあり、切断リング７で切取
られた切断片２２は容易に第１の型部材５の外部即ち環
状溝１６内に移動することができる。この際、切断片２
２は切断刃７のエツジ状傾斜部分が分断刃１７に当接す
ることによりに分断され、切断リング７の復帰時には自
然に落下する。

かくして、切断リング７は第２の型部材６の外周に沿っ
て摺動しつつ被成形部２１の外周を切断し、該被成形部
２１の外周形状を形成する。

その後、切断リング７は切断終了時（Ｔ３）の状態を維
持し、被成形部２１の外周を保持したままその温度差に
より被成形部２１を外周から冷却し、該被成形部２１の
外周付近は粘度を増してその形状が定着する。一方、型
部材５，６による押圧後、該型部材と被成形部２１の温
度差により該被成形部２１は両表面から冷却されて粘度
を増し、表面形状が安定化する。

次いで、第６図に示すように、カイトブロック１３を作
動させて第１の型部材５を元の状態に復帰する。この作
動開始時期なＴ６とし、作動終了時期をＴ７　とし、切
断リング７を元の状態に作動する開始時期を第１の型部
材５の復帰終了時期Ｔ７と同時かその終了後とすると、
切断リング７の作動開始前において被成形部２１は該切
断リング７により保持された状態にあり、自然に落下す
ることがない。又、分断刃１７でバラバラに分断された
切断片２２は切断リング７の復帰時には自然に落下する
。

被成形部即ち成形品２３の取り出しは、切断リング７の
復帰終了（Ｔ８）と同時に行なう。これは、周知の吸着
ハンド等を用いて行なうことができる。この取出し作業
の終了後、第２の型部材６を元の状態に復帰せしめる。

第８図には、この第２の型部材６の復帰開始時期をＴ９
とし、復帰終了時期をＴ１０としである。

なお、第７図に示すように、成形品２３の取出し時にお
いて、型部材６を型部材５の方向に押出すことにより成
形品２３を切断リング７の保持状態から解除して、成形
品２３の取り出しを容易にするようにしてもよい。

以上のような動作において、成形用型５，６によるプレ
ス成形は、ガラス流体２の先端即ち切断跡３を除いた部
分に対して行なわれるため、得られた成形品２３にシャ
ーマーク等の表面欠陥が生じない。

型部材５，６により形成されるキャビティ容量は、夫々
の型部材に押圧動作を行なわしめる不図示のシリンダー
のストロークにより設定することができる。即ち、設定
されたシリンダーのストロークによって、抑圧時におけ
る各型部材５．６間の最短接近幅が決まり、これが型部
材５，６の成形面間隔を規制する。

又、本実施例においては、ガイドピン１５とガイド孔１
６から構成されたガイド部材により型部材５．６の抑圧
動作が案内され、これら型部材５．６の軸ずれが矯正さ
れるため、製造される成形品２３は高精度の光軸を有す
る光学素子として使用することができる。

又、上記ヒーター３２．３３の加熱手段、これに温度制
御を行なうための熱電対３４．３５及び不図示のコント
ローラーにより、熱膨張のバラツキによるガイド部材相
互間のピッチ変動がなくなり、これらガイド部材の嵌合
及び摺動動作は円滑に行なわれる。

さらに、成形品２３の表面形状及び性状は各型部材５，
６の夫々の成形面５ａ、６ａにより決まる。成形品２３
の外周形状は切断リング７の内周形状により決まり、該
切断リング７の切断動作と同時に成形品２１の外周が形
成される。

なお、以上説明したプレス成形装置は、成形用素材たる
ガラス流体が下方に流下するノズルに対応して左右横方
向から抑圧動作を行なう成形用型が用いであるが、本発
明はこのような流下形式及び成形用型に限定されるもの
ではなく、例えば横方向或いは傾斜方向に供給されるガ
ラス流体に対して構成される成形用型を用いることもで
きる。

次に、上述のようなプレス成形法を用いた具体的実施例
について第１図〜第８図を参照しながら説明する。

（実施例１） 通常カメラレンズ等に使用される光学ガラスＳＦ８　（
Ｔｇ＝４４３℃、比重４．２２）を用いて、外径２０ｍ
ｍ、中心肉厚２．７　ｍｍ、コバ厚１　、２９ｍｍ、曲
率ＲＩ　＝２０ｍｍ、Ｒ２＝４０ｍｍ、ガラス容量０．
８３６　ｃｃ、重量２．８８ｇの凸メニスカス形状のリ
ヒートプレス用プリフォームの成形を行なった。

型部材５，６は５ＵＳ４２０Ｊから形成し、夫々の成形
面５ａ、６ａは光学鏡面に研磨しである。この型部材５
，６の型温か４００℃（ＳＦ８のＴｇ＝４４３°Ｃより
４３℃低い温度）となるようヒーター３０．３１で加熱
する。又、各々の型部材５，６の押圧動作時における最
大接近幅を２．７　ｍｍとなるように調整し、所望の肉
厚が得られるようにしである。

切断リング７、ガイドブロック１３．１４はＳＫ３から
形成し、ガイド孔１６の内周に嵌合されたスリーブ１６
ａはＦｅ１２より形成されている。又、各々のピン、ガ
イド孔間のピッチが温度差によりずれるのを防ぐため、
ヒーター３２．３３により切断リンング７、ガイドブロ
ック１３．１４が４００　℃となるように加熱する。こ
の時、ガイドブロック１３．１４の温度差（ガイドピン
１５とのピッチは３０〜５０ｎｍ）は各々の大きさによ
るが、±５°Ｃ以内に収めると良好な結果が得られた。

通常、ガイドピン１５とガイド孔１６の隙間は冷間にお
いて径で５〜１０ｇｍ程度となるよう加熱するのが好ま
しい。そのために高温になる成形中においてもピッチず
れを防ぐため熱膨張によるピッチずれが５ルｍ以下にな
るようにガイドブロック１３．１４を温調するのが好ま
しい。

まず、不図示の溶融炉で溶融したガラスをガラス流体２
の粘度が約１０４６ポアズ（８１５°±５℃）となるよ
うに調整し、ノズル１より流出させた。次に、第２図及
び第３図に示すように、ガラス流体２の先端の切断跡３
が型部材５，６の各成形面５ａ、６ａより下方に流下し
た時点で該型部材５．６を作動Ｓせ、これと同時に切断
刃４も作動させた。型部材５．６を作動する不図示のシ
リンダーの作動圧力は夫々１２０ｋｇ、３００ｋｇであ
り、作動速度は双方とも２００ｍｍ／ｓとしである。

そして、第３図に示すように、型部材５，６のガラス流
体２に対する抑圧動作が開始された後、切断リング７を
作動させる。なお、この切断リンク７はＳＫ３より形成
され、予め型部材５，６の抑圧動作が完了した時点から
切断リング７による切断が完了するまでの時間を０．２
５となるよう不図示のコントローラーで各シリンダーの
作動タイミングを調整しておく。この切断リング７を駆
動する不図示のシリンターの作動圧力は１００ｋｇであ
り、作動速度は２００ｆｆｌＩＩ／Ｓとしである。

又、第５図に示すように、切断リング７による切断動作
が完了した時点では、切断刃４によるガラス流２の切断
も完了する。さらに同図に示すように、切断リング７の
切断動作により、被成形部２１の外周形状が形成される
と同時にこの被成形部２１と切断片２２とが分離され。

なお、第５図においては、第１の型部材５と切断リング
７はかみ合った状態になっているが、双方が接触するだ
けの状態でも切断状況は良好であった。

次に、型部材５．６の抑圧状態を維持したまま、成形品
２３の温度が型部材５，６の温度（４００°Ｃ）と略等
しくなるまで約１０秒間第５図の状態を保持し、しかる
後、第６図に示すように、型部材５のみを作動させて該
型部材５を成形品２３から引き離した。この時、成形品
２３は切断リング７に保持された状態を保ち勝手に落下
しない。次いで、切断リング７を引き戻すと同時に、不
図示のハンドリング装置により成形品２３を取り出し、
型部材６を作動させて該型部材６を元の位置に戻す。こ
の時、成形品外周の切断片２２は分断刃１７によりバラ
バラに分離され、型部材から除去される。

かくして、この実施例により得られた成形品２３は、所
望の成形品に対して外径精度で±０．００５　ｍ＋ｏ、
中心肉厚で±０．０１ｍｍ、重量で０．０２ｇ　（±０
゜７％）以内のバラツキに収まり、シャーマークはもと
より有害な表面欠陥は生じておらず、又ヒケも各型部材
５，６の形状に対して最大で１０ｇｍ以内に収るもので
あり、リヒートプレス用プリフォームとしてだけではな
く、あまり精度を要求されない光学レンズとして十分使
用できるものであった。

第９図は、本実施例における第１の型部材５゜第２の型
部材６及び被成形材料であるガラスの温度の時間的変化
を示すグラフである。なお、この説明にあたり、第８図
の時間Ｔが用いである。

当初（第８図においてＴ＝Ｏ）、第１及び第２の型部材
５，６は、ガラス材料のガラス転移点Ｔｇ　（ＳＦ８の
Ｔｇ＝４４３℃）より４３℃低い４００°Ｃに調整され
た。又、第２図に示すノズルｌから流化するガラス流体
２の粘度は約１０４・６ポアズ（８１５°±５°Ｃ）と
なるように調整された。

上記型部材５，６の抑圧開始時期Ｔ２から抑圧終了時期
Ｔ６までの成形期間（約１０秒間）において、被成形部
２１のガラスは、型部材５，６の温度差により急激に冷
却され、粘度は１０４６ポアズからＩＱＩＩｌ、　５ポ
アズ以上となる。本実施例においては、型部材５，６は
押圧終了時まで４００℃に保持されるよう夫々ヒーター
３０．３１により加熱され、この時成形品２３のガラス
温度はこの型部材５，６と略同温となる。

（実施例２） この実施例においては、光学ガラスＦ８　（Ｔｇ＝４４
５℃、比重３．３６）の溶融ガラスを用い、実施例１と
同様の方法で外径６■、中心肉厚４ｍｍ、コバ厚３．０
８ｍ＋ａ、曲率がＲ１＝　Ｒ２＝　１０ｍｍ、ガラス容
量０．１００ｃｃ　、重量３３７　ｍ　ｇの両凸形状の
リヒートプレス用プリフォームの成形を行なった。

この実施例では、型部材５，６として実施例１と同様の
ものを使用し、型温が３７５℃（Ｆ８のＴｇ４４５°Ｃ
より７０°Ｃ低い温度）、ガイド部材１５．１６及び切
断リング７は共に３５０℃となるようヒーター３０．３
１の調整を行なった。

又、不図示の溶融炉にて溶融されたガラスをガラス流体
２の粘度がｌＱ２．９５〜１０３１ポアズ（１０８０℃
〜１０５０°Ｃ）となるように調整した。

そして、型部材５．６及び切断リング７の各シリンダー
の作動圧力を夫々５０ｋｇ、　２００ｋｇ。

５０ｋｇに設定し、実施例１と同様の方法でプレス成形
及び切断処理を行ない、成形品２３の内部粘度が１０９
ポアズ（約５４０℃）になったところで第２の型部材６
から取り出したところ、得られた成形品２３は、所望の
成形品に対して外径精度で±０．０１ｍｍ、中心肉厚で
±０．０２、重量で±３＋ａｇ（±０．９％）のバラツ
キ内に収り、表面中心部のヒケも平均４０ｇｍ程度のも
のであり、表面状態も良好なリヒートプレス用プリフォ
ームとして十分使用できる精度のものであった。

（実施例３） この実施例においては、実施例１と同様の光学ガラスＳ
Ｆ８の丸棒を用い、外径２０ｍｍ、中心肉厚３ｍｍ、コ
バ厚１．６■、曲率がＲ１＝３２ｍｍ、ガラス容量０．
８８３ｃｃ　、重量２．９２ｇの平凸形状のレンズ成形
を非酸化雰囲気中で行なった。

ＳＦ８から成る丸棒は直径１０ｍｍ±１■のもので、表
面のキズやゴミを除去した上で、不図示の加熱炉で１０
５ポアズ（約７７５℃）程度の粘度となるように加熱し
た。

又、型部材５，６は炭化タングステンから成るものを用
い、成形面５ａ、６ａを光学鏡面とし、型温か５１０℃
（ガラス粘度で約１０９ポアズに相当する）となるよう
ヒーター３０．３１により加熱した。又、切断リングも
型部材５，６と同様炭化タングステンから成るものを用
い、この切断リング７を不図示の外部ヒータで４００°
Ｃとなるように加熱した。

又、本実施例においては、成形を非酸化雰囲気中で行な
うため、装置全体をカバーでおおい、アルゴンガスで置
換した。

そして、型部材５．６及び切断リング７の作動圧力を夫
々１７０ｋｇ、　３５０ｋｇ、　１５０ｋｇに設定し、
実施例１と同様の方法でプレス成形及び切断処理を行っ
た。ただし、本実施例においては、溶融ガラス流の代わ
りに先端付近を上記した粘度にまで軟化したガラス棒を
使用した。

プレス成形及び切断完了後、型部材５．６及び切断リン
グ７の加圧状態を維持したままの状態で、ヒーター３０
．３１及び切断リング加熱用の外部ヒーターの出力を徐
々に弱め、型部材５，６と成形品２２の温度が４００°
Ｃ（ガラス粘度で約１Ｑ１４．５ポアズ以上）になるま
で冷却した後、成形品２３を実施例１と同様の方法で第
２の型部材６から取り出した。得られた成形品は、所望
の成形品に対して外径精度で±０．００５ｍｍ　、中心
肉厚で±０．０１ｍｍ　　重量で±０．０２５　ｇ　Ｃ
±０．８５％）以内のバラツキに収まり、表面状態も良
好で、ヒケによる面変形もほとんど見られず、特に高精
度を要求されないレンズとしてこのままで十分使用でき
る状態であった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
が生じる。

（１）成形品表面にシャーマーク等の表面欠陥がなく、
寸法精度及び重量精度の高い光学レンズ或いはリヒート
プレス用プリフォーム等の光学素子をプレス成形後の研
削、研摩等の後加工を一切必要とせずに製造することが
できる。

（２）成形に用いるガラス流体の精度があまり要求され
ないため、溶融ガラス等の流出装置が安価なものでよく
、高い技術を必要としない。又、溶融炉のガラス液面変
動による流出ガラスの流量、温度変化に対して柔軟性が
あるため、溶融炉も安価なものでよい。

（３）成形に用いるガラス材料は、溶融ガラスのばかガ
ラス棒或いはシート状のものでも差し支えなく、又これ
らの精度もさほど要求されない。

（４）ガラス流体に対して直接プレス成形及び切断処理
をするため、従来プレス成形が困難であった小型で薄い
成形品も高精度かつ容易に製造できる。

特に、本発明によれば、ガイド部劇相互間のピッチ変動
がないように成形用型及び切断部材の近傍に加熱装置を
設は上記成形用型及び切断部材を均等に加熱してガイド
部材のピッチ変動を防止し、該ガイド部材の円滑な嵌合
摺動動作及び成形用型の押圧動作を保障することにより
成形用型の軸ずれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すプレス成形装置の概略的
斜視図である。第２図〜第７図は第１図に示す装置のＡ
−Ａ線に沿う要部断面図であり、同装置の工程順の作動
状態が示しである。第８図は第１図に示すプレス成形装
置の各作動部のタイミングチャートを示す図である。第
９図は第１実施例におけるプレス成形時の型部材及びガ
ラスの温度の時間的変化を示すグラフである。 １・・・ノズル ２・・・ガラス流体 ３・・・切断跡 ４・・・切断刃 ５・・・第１の型部材 ６・・・第２の型部材 ７・・・切断リング １５・・・ガイドピン １６・・・カイト孔 ２１・・・被成形部 ２２・・・切断片 ２３・・・成形品 ３２．３３・・・ガイドブロック内のヒーター代理人　
弁理士　　山　下　穣　平 第 −ｍ−−− −−一−− 手続補正帯 昭和６３年　４月２６日 特許庁長官　　小　　川　　邦　　夫　　殿■、事件の
表示 特願昭６２−３２２８３７号 ２、発明の名称 光学素子の成形装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　キャノン株式会社 ４、代理人 住所　　東京都港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門４０
森ビル明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第８頁の２行目と３１ｊ目の間に次の文は
を加入する。 ［Ｌ述のような光学素子の製造方法に適用される装置に
おいては、成形用型と成形用型の移動を案内するガイド
部材との接触状況が成形用型の抑圧動作を円滑に行える
かどうかの重要な要因となる。特に、成形用型及びガイ
ド部材の温度変化に伴う熱膨張により、−１−記成形用
型の摺動性が左右されるため、これらの部材の熱膨張を
制御する手段を備えることが重要となる。なお、摺動軸
と該摺動軸の摺動動作を案内する摺動軸受けとの熱膨張
を制御する従来例としては、実開昭６］−１８０１３５
号公報がある。」 （２）明細書第８頁第３行口の「この製造方法に関する
ものであり」を「このような事情に鑑みてなされたもの
で」に訂正する。 （３）明細書第１６頁第１０行「１の「分断刃１６」を
［分断刃１７］に訂ＩＥする。 （４）明細書第１６頁第１４行目の［分断刃＋６Ｊを「
分断刃１７」に訂正する。 （５）明細書第１８頁第５行目の１ガイトブツロク」を
「ガイドブロック」に訂正する。 （６）明細書第１８頁第７行［Ｉの「ガイドブロッ」を
１ガイドブロツク」に訂正する。 （７）明細書第１８頁第１２行［１の「コントローラー
」を「コントローラー」に訂正する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス流体を狭むように対向配置され該ガラス流
   体に対し略直角方向に押圧移動する一対の成形用型と、
   前記成形用型の外周に設けられ前記被成形部とその他の
   部分とを切断分離する切断部材と、前記成形用型の押圧
   動作に伴ない互いに嵌合して摺動することにより前記成
   形用型の押圧動作を案内する複数のガイド部材と、前記
   切断部材及びガイド部材の周辺に設けられ該切断部材及
   びガイド部材を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴
   とする光学素子の成形装置。
2. （２）前記ガラス流体が１０〜１０＾７ポアズの粘度を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   学素子の成形装置。
3. （３）前記ガラス流体がガラス溶融炉の流出ノズルから
   流下する溶融ガラス流であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の光学素子の成形装置。
4. （４）前記ガラス流体が再加熱されたロッド又はシート
   状のガラス材料から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の光学素子の成形装置。
5. （５）前記ガラス流体をガラス粘度で１０＾８ポアズに
   相当する温度とガラス転移点（ガラス粘度で約１０＾１
   ＾３ポアズに相当する）より１００℃低い温度の範囲内
   の成形用型で加圧成形することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の光学素子の成形装置。