JPH03228836A

JPH03228836A - ガラス光学部品の製造方法

Info

Publication number: JPH03228836A
Application number: JP1933990A
Authority: JP
Inventors: Hiroe Tanaka; 田中　弘江; Takeshi Nomura; 剛野村; Hiroyuki Kubo; 裕之久保; Fumiyoshi Sato; 佐藤　文良; Mizukazu Yogo; 瑞和余語
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-09

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］本発明はガラス光学部品の製造方法に関し、特に溶融状
態にあるガラスを流下させながらその両側から成形用型
部材でプレスして光学部品を得る方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ガラス
素材からプレス成形により光学部品を得る方法としては
、いわゆるリヒートプレス法とダイレクトプレス法とが
ある。

上記リヒートプレス法では、−旦最終成形品の形状に近
似するガラスブランクを形成しておき、該ブランクを成
形用型装置内に収容して加熱及び加圧し、該型装置の型
部材により形成されるキャビティの形状に対応した最終
成形品を得る。

上記ダイレクトプレス法では、溶融ガラスを成形用型装
置内に導入し加圧して、該型装置の型部材により形成さ
れるキャビティの形状に対応した最終成形品を直接得る
。

ところで、上記リヒートプレス法に使用するガラスブラ
ンクは形状精度及び表面精度がある程度良好であること
が好ましいので、ガラス素材を研削及び研摩して所定の
精度のものを得ることもある。しかし、これでは研削及
び研摩に手間がかかるので、上記ガラスブランク製造の
ために、上記ダイレクトプレス法を利用することがある
。

ダイレクトプレス法としては、たとえば特開昭６３−２
４８７２７号公報及び特開平１−１３３９４８号公報に
記載されている様に、溶融ガラスをノズルから流下させ
ながら、その両側から水平方向に対向する１対の成形用
型部材を用いて上記溶融ガラスを挟み、かくして形成さ
れるキャビティ内でガラスを冷却硬化させ、所定の形状
の成形品を得る方式がある。この方式では、片側の成形
用型部材の光学面成形面の外周にリング状切断部材を配
置して、これを型部材前進と同時または型部材前進後に
前進させて、はみ出したガラスを切断除去して所望の形
状の光学部品を形成している。この方式によれば、流下
する溶融ガラスの切断痕を光学面に残留させずに光学部
品が得られるので、好ましい。

しかして、上記方式では、リング状切断部材によりガラ
スを切断する際に、該切断部材と他方の型部材との接触
により粉塵が発生し、該粉塵が成形品離型後に型部材の
成形面に付着し、次のプレスの際に光学面となるガラス
表面に付着して、成形品の光学的特性を劣化させること
がある。

更に、以上の様に、上記リング状切断部材は他方の型部
材と接触するので寿命が短く、その頻繁な交換が必要で
あり、製造能率の向上の妨げとなっていた。

そこで、本発明は、上記の如き従来技術に鑑み、良好な
光学的特性の光学部品が得られ、且つ製造能率を向上さ
せ得る、ガラス光学部品の製造方法を提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、上記目的を達成するものとして、流下する溶融ガラスをその両側から１対の成形用型部材
によりプレスし該型部材の成形面と対応する表面を有す
る光学部品を製造する方法において、上記成形用型部材
の少な（とも一方の成形面の周囲に溝形成リングを設け
、該溝形成リングにより上記プレス時に溶融ガラスに溝
を形成するとともに、流下する溶融ガラスを上記プレス
されている部分の上方にて切断し、光学部品本体部に対
し上記溝の外側にはみ出した耳部な付属させたガラス成
形品を得ることを特徴とする、ガラス光学部品の製造方
法、が提供される。

本発明においては、上記方法により得られた光学部品に
対し外力を与えて上記耳部を除去する形態がある。

本発明においては、上記溝の一部が上記光学部品本体部
外周の面取り部に対応している形態がある。

本発明によれば、上記方法により、外周部に上記溝の一
部と上記耳部除去の際の破断面とを有する、ガラス光学
部品、が提供される。

［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図は本発明によるガラス光学部品の製造方法の一実
施例の概略工程を示す断面図である。

図において、２は不図示のガラス溶融装置に接続されて
いる溶融ガラス流出ノズルであり、４は該ノズルから連
続的に流下せしめられる溶融ガラスである。６は上記ノ
ズル４の直下にあって流下溶融ガラス４を適宜のタイミ
ングで切断するためのシャー（切断刃）である。

１２．１２°は上記流下溶融ガラスの両側に配置された
１対の成形用型部材であり、本実施例では凸メニスカス
レンズを成形するためのものである。１２ａ、１２ａ’
はその光学面形成のための成形面を示し、該成形面は鏡
面に仕上げられている。これら型部材は回転対称形であ
り、成形面を対向させて同軸状に配置されている。上記
各型部材１２．１２’を含んで１対の型セットが構成さ
れている。

左側の型セットにおいて、上記成形用型部材１２は支持
部材１４に固定されており、該支持部材は取付は部材１
６に取付けられている。また、上記型部材１２の周囲に
は溝形成リング１８が取付けられている。該リングの先
端は月形状とされている。該リング１８は上記取付は部
材１６に対しボルトで固定されており、該固定に際しス
ペーサリング２０が介在せしめられている。該スペーサ
リングの厚さに応じて型部材成形面１２ａからのリング
１８の刃の突出量が設定される。

尚、上記型部材１２の内部にはヒータ２２及び温度測定
のための熱電対２４が内蔵されている。

そして、図示はされていないが、上記取付は部材１６は
Ａ−Ｂ方向に往復移動可能に不図示の基台により支持さ
れている。該往復移動は不図示の駆動手段によりなされ
、Ａ方向の最前進停止位置は不図示のストッパにより設
定される。該ストッパの位置を可変としておき、その位
置を調節することにより、上記停止位置を適宜設定でき
る。

以上左側の型セットに関し述べたが、右側の型セットも
型部材成形面１２ａ’の形状を除き実質上同一であり、
対応する部材には「°」が付されている。

以下、図面に従い、製造工程を説明する。

先ず、第１図（ａ）に示される様に、左右の型セットを
所定の間隔に開き更にシャー６を開いた状態を維持しつ
つ、型部材１２．１２°間にノズル２から溶融ガラス４
を流下させる。そして、第１図（ａ）に示される様に該
溶融ガラス４の下端が型部材間より下方へと到達したこ
とを不図示のセンサで検知する。

次に、該検知信号に基づき、上記右側型セットをストッ
パに当接するまでＢ方向に前進させる。

該前進動作に対し極くわずかだけ遅延して上記左側型セ
ットをストッパに当接するまでＡ方向に前進させる。こ
れにより、第１図（ｂ）に示される様に、１対の型部材
１２，１２°及び溝形成リング１８．１８°により形成
されるキャビティに対応して溶融ガラスがプレスされる
。尚、この時、第１図（ｂ）に示される様に、溝形成リ
ング１８．１８°の先端どうしは接触しておらず間隔り
をもって隔てられており、従ってプレスされた溶融ガラ
スの左右両面には型部材成形面１２ａ、１２ａ’に対応
する面の周囲に溝が形成される。そして、該溝の内側に
ガラス光学部品本体部３０が形成される。

次に、第１図（Ｃ）に示される様に、シャー６を閉じ、
溶融ガラス４を切断する。これにより、上記ガラス光学
部品本体部３０の周囲に、上記溝の外側にはみ出した耳
部３２が形成される。

次に、第１図（ｄ）に示される様に、左右の型セットを
開き更にシャー６を開いて、成形品を取出す。該取出し
には不図示のテークアウトロボットが利用される。

第２図は以上の工程で得られた成形品を示す正面図であ
り、第３図はその部分断面概略図である。

これらの図において、３０は光学部品本体部であり、３
２はその外側にはみ出した耳部であり、３４．３６は上
記本体部３０と耳部３２との間において両面に形成され
た溝である。該溝の断面形状は、第３図に示されている
様に、くさび形であり、レンズ光軸と平行な方向に対し
、左面側で内側が角度θ、且つ外側が角度θ２をなし、
右面側で内側が角度θ、”で外側が角度θ２°をなす。

これら角度は、たとえばθ、＝３０＠、θ、＝１５°、
θ、”＝４５°　θ、　　＝１５”である。

上記溝形成リング１８．１８’の先端突出量にそれぞれ
対応する溝３４の深さｄｌ及び溝３６の深さｄ２は、耳
部除去の際の破断を良好に行うため、少なくとも一方が
０．３ｍｍ以上であるのが好ましい。また、上記溝形成
リング１８．１８’の先端どうしの間隔Ｄ、即ち本体部
３０と耳部３２との境界において上記溝３４．３６によ
り形成されるくびれ部の厚さは、プレス後の形状維持を
良好に行うため、０．３ｍｍ以上であるのが好ましい。

更に、耳部除去の際の破断を良好に行うため、（ａｔ　
＋ｄ２）が（ａ、＋ｄ２＋Ｄ）の局以上であるのが好ま
しい。

尚、上記工程において、型部材１２，１２°は熱電対２
４，２４°による温度測定結果に基づき定点温度にＰＩ
Ｄ制御されており、該定点温度は成形品が取出し可能な
粘度まで硬化する温度に設定される。そして、上記第１
図（ｄ）に示される左右の型セット開きは、成形品が取
出し可能な粘度まで硬化した後になされる。

以上の様にして成形された成形品は、その後、耳部３２
が除去される。

この除去は、溝３４．３６が形成されているため、所望
の位置に引張り応力を発生せしめ容易に機械的に行うこ
とができる。即ち、たとえば手指にて力をかけて割るこ
とにより除去できるし、あるいはわずかな高さからの落
下衝撃により除去することもできるし、更に専用の治具
を用いて本体部３０を支持しつつ耳部３２に力をかけて
除去することもできる。

第４図は耳部３２の除去された光学部品本体部３０を示
す部分概略断面図である。

図示されている様に、光学部品本体部３０は、その外周
部に上記溝３４．３６の一部たる斜面３５．３７と上記
耳部除去の際の破断面４０とを有する。該破断面は耳部
除去の際に溝３４の底部から溝３６の底部へと安定して
破断が発生するため、所望の位置に形成される。

尚、上記斜面３５．３７は、ちょうど光学部品本体部３
０の両面の面取り部としての機能を発揮している。

第５図は本発明によるガラス光学部品の製造方法の上記
実施例の変形例を示す断面図である。本図は上記第１図
（ｂ）に対応する図であり、同図におけると同様の部材
には同一の符号が付されている。

本変形例は、右側の型部材１２°の周囲に溝形成リング
が設けられておらず、型部材１２゛の外径が大きい点の
み上記第１図の実施例と異なる。

また、第５図では、右側の型セットのＢ方向の最前進停
止位置設定のためのストッパ５０が図示されている。

第６図及び第７図は溝形成リング１８．１８゜の他の例
を示す概略断面図である。

これらの図に示されている様に、右側の型セットの溝形
成リング１８°は光学部品の凹面の大きな面取り部を形
成するのに利用されている。

次に、以上の様な方法を用いて、具体的にガラス光学部
品を製造した結果を以下に示す。

実】■引よ− 上記第１図に示される様な装置を用いて、外径２８．８
ｍｍφ、最大光線有効口径２７．０ｍｍφ、コバ厚２．
３８ｍｍ、肉厚差０．９８ｍｍの両法面の凸メニスカス
レンズを、以下のとおり製造した。

型部材１２，１２°の径をいずれも２８．８ｍｍφとし
、溝形成リング１８．１８’の先端の突出量をいずれも
０．４５ｍｍとした。

クラウンガラスを、粘度１０３７ボアズとして白金製ノ
ズル２から太さ２０〜２２ｍｍに安定化させ流下させた
。

プレス条件は、型部材温度を５５０℃に定点制御し、プ
レス圧力を２０Ｋｇ／ｃｍ２とし、ブレス時間を５秒間
とした。このプレスを連続的に行った。

そして、成形品の耳部３２は手指で割ることにより容易
に除去出来た。

かくして得られた光学部品本体部３０は、中心部に若干
のヒケが認められるものの、表面欠陥はな（外観は良好
であり、リヒートプレス用のブランクとして十分実用可
能であった。

実１１壓λ：上記第５図に示される様な装置を用いて、外径２１．０
ｍｍφ、最大光線有効口径２０．０ｍｍφ、コバ厚１．
９８ｍｍ、肉厚差１．４２ｍｍの両球面の凸メニスカス
レンズを、以下のとおり製造した。

型部材１２の径を２１．０ｍｍφとし、溝形成リング１
８の先端の突出量を１．３０ｍｍとした。

フリントガラスを、粘度１０４５ポアズとして白金製ノ
ズル２から流下させた。

プレス条件は、型部材温度を３４０℃に定点制御し、プ
レス圧力を５０Ｋｇ／ｃｍ”とし、プレス時間を５秒間
とした。このプレスを連続的に行った。

か（して得られた光学部品本体部３０は、中心部に若干
のヒケが認められるものの、表面欠陥はな（外観は良好
であり、リヒートプレス用のブランクとして十分実用可
能であった。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明によれば、溝形成リングによ
りプレス時に溶融ガラスに溝を形成し光学部品本体部に
対し上記溝の外側にはみ出した耳部を付属させたガラス
光学部品を得ることにより、プレス時において粉塵の発
生がないため型部材成形面に粉塵が付着して表面精度を
劣化させる様なことがなく良好な光学的特性の光学部品
が得られ、且つ溝形成リングは他の金属部材と接触する
ことかないので交換作業の頻度は極めて低く光学部品製
造能率の向上に有利である。また、得られた成形品の溝
部を破断することにより容易に耳部な除去でき、所望の
形状の光学部品が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガラス光学部品の製造方法の一実
施例の概略工程を示す断面図である。第２図は成形品を示す正面図であり、第３図はその部分
断面概略図である。第４図は耳部の除去された光学部品本体部を示す部分概
略断面図である。第５図は本発明によるガラス光学部品の製造方法の変形
例を示す断面図である。第６図及び第７図は溝形成リングの例を示す概略断面図
である。２：ノズル、　　　４：溶融ガラス、６：シャー１２．１２°　：成形用型部材、１２ａ、１２ａ’　　：成形面、１８．１８°　：溝形成リング、２２．２２’　　：ヒータ、２４．２４’　　：熱電対、３０：光学部品本体部、３２：耳部、　　　３４，３６：溝、３５．３７：面取り部、４０：破断面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流下する溶融ガラスをその両側から１対の成形用
型部材によりプレスし該型部材の成形面と対応する表面
を有する光学部品を製造する方法において、上記成形用
型部材の少なくとも一方の成形面の周囲に溝形成リング
を設け、該溝形成リングにより上記プレス時に溶融ガラ
スに溝を形成するとともに、流下する溶融ガラスを上記
プレスされている部分の上方にて切断し、光学部品本体
部に対し上記溝の外側にはみ出した耳部を付属させたガ
ラス成形品を得ることを特徴とする、ガラス光学部品の
製造方法。
（２）請求項１の方法により得られた光学部品に対し外
力を与えて上記耳部を除去する、ガラス光学部品の製造
方法。
（３）上記溝の一部が上記光学部品本体部外周の面取り
部に対応している、請求項１に記載のガラス光学部品の
製造方法。
（４）上記請求項２に記載の方法により得られた、外周
部に上記溝の一部と上記耳部除去の際の破断面とを有す
る、ガラス光学部品。