JPH0333024A - 光学ガラス部品の成形方法及び装置 - 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、光学ガラス部品の成形素材を加熱軟化した後
、成形用型にて押圧成形する光学ガラス部品の成形方法
及び装置に関する。

〔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、成形用型
により押圧成形された光学ガラス部品を成形用型から離
型する離型部材を成形用型の金型温度より２００°Ｃ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
た胴壁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なず、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、胴壁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、胴壁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型が当
接する部分以外の部分について、加熱制御することによ
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及び装置を提
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搬送部材に保持しつつ
加熱した後、核成形素材温度より低温とした成形用型に
より押圧成形する光学ガラス部品の成形方法及び装置に
おいて、押圧成形工程で前記搬送部材を高周波加熱手段
により加熱しつつ押圧成形することとしたものである。

Ｃ作　用〕 かかる成形方法にあっては、成形可能な所定温度の成形
素材から、成形素材より低温の成形用型への熱の移動が
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になる
。

本発明の光学ガラス部品の成形方法及び装置にあっては
、成形素材の外周を保持した搬送部材が、押圧成形時に
高周波手段により加熱されることにより、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もので、
第１図ａおよびｂは成形状態における縦断面図および横
断面図、第２図はガラス素材のセット状態を示す縦断面
図である。

しかして、図における成形装置は対をなして同軸的に対
向配置された円柱状のＳｉＣから成る上型１と下型２と
から成形用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０
本実施例では、光学ガラス素材として、ガラス転移点Ｔ
ｇ　：　５３５°Ｃ９軟化点Ｓｐ：６３９°Ｃ１屈伏点
Ａ　ｔ　：　５９５℃の５ＫＩＩを用い、直径１６ｍ、
　ＲＡ４３．６．　　Ｒ１３７，７（非球面）及び肉厚
ｔ　＝３ｖｒｍ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の成形頭１ａ、２ａに対し、わずかに中当たりとなる
ように、ＲＡ４３．　Ｒ＊３６．５の概略Ｒに形成され
ており、ガラス素材４が成形頭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底形し得
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。ｓｌ直置
孔内には、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くかつ導電体で誘導加熱可
能な材質、例えば導電性の超硬合金（α−６，５Ｘ１０
−６）で形成され、ガラス素材４の押圧成形時には、成
形用型外周で搬送部材５の外周とほぼ一致する高さに設
定された誘導加熱コイル４０により加熱され、冷却過程
においては、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。

なお、誘導加熱コイル４０は保持具４１により成形室壁
４２に固定されるとともに、加熱用電力は発振器４３か
ら供給されるように構成されている。

また、搬送部材５は誘導加熱コイル４０の下方より、下
型２により突き上げられて押圧成形時に搬送されるため
、誘導加熱コイル４０と干渉することはない（第１図す
参照）。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
底形レンズ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の押圧終了後には、離型部
材８を下降して搬送部材５の上面１２と離型部材８の下
面８ａが当接するようになっている。

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ｌＯ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°Ｃ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５５０℃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°Ｃ位に保持さ
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、誘導加熱
コイル４０により搬送部材５は５６０℃となるよう加熱
されつつ、ガラス素材４を１５秒間押圧成形し、両成形
面１ａ、２ａ形状を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底形レンズ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が殿送台７によって係止されることで、底形
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ｌ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、底形レンズ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、底形レンズ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、押圧成形中に誘導加熱コイル４０を作動さ
せず、従って搬送部材５を加熱しない前記従来の成形方
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実施例を示す縦断面である。

本実施例は、比較的口径の大きなレンズを押圧成形する
場合について示しである。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
と面粗度の成形部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５ＫＩＩを用い、直径２２ｍｍ、　ＲＡ４５．３
（凹）、Ｒ，３９，４（凸）（非球面）及び肉厚ｔ　＝
３．５ａ＋ｍの凸メニスカスレンズ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の成形部３１ａ、３２ａ
に中当たりされるように、ＲＡ４６．Ｏ（凸）、Ｒ５３
８，７（凹）の概略Ｒに加工されている。

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。

なお、本実施例では搬送部材５の高周波加熱手段として
、誘導加熱手段を示したが、搬送部材５を誘電体材料で
形成してこれに高周波電界を加える誘電加熱手段とする
ことにより実施することもできる。

〔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及び
装置によれば、押圧成形工程で、成形素材外周を保持し
た搬送部材を高周波加熱手段により加熱しながら、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、清書な転写性
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１ＶＩＪａは押圧成形中
の縦断面図、第１図すは同横断面図、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図は押圧成形中の縦断面図、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 ４０・・・誘導加熱コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定温度に加熱した光学ガラス部品の成形素材を
   、搬送部材に保持しつつ加熱した後、核成形素材温度よ
   り低温とした成形用型により押圧する、ガラス部品の成
   形方法において、 押圧成形工程で前記搬送部材を高周波加熱手段により加
   熱しつつ押圧成形することを特徴とする光学ガラス部品
   の成形方法。
2. （２）所定温度に加熱した光学ガラス部品の成形素材を
   、搬送部材に保持しつつ加熱した後、該成形素材温度よ
   り低温とした成形用型により押圧成形する光学ガラス部
   品の成形装置において、該成形用型外周部に高周波加熱
   手段を設けることにより構成したことを特徴とする光学
   ガラス部品の成形装置。