JPH0416414B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガラスプレスレンズ、より詳しくは
溶融ガラスから直ちに無研摩で完成レンズを得る
方法、およびその装置に関する。

従来の技術 レンズはブランクスと称するガラスゴブやプレ
ス成形品から製造されている。

従来のゴブはガラス丸棒の切断や溶融ガラスの
切断等の方法で製造されており、いずれもその表
面に傷、砂目、シヤーマーク、ひけ等を生じてお
り、これをレンズ用金型で成形しても傷や砂目、
シヤーマーク、ひけ等に基づく表面欠点を有する
レンズしか得られない。従つて、従来のレンズは
製造工程中表面欠点を除くための表面研摩を不可
欠としていた。この表面研摩はレンズ製造工程
上、最も手数のかかる工程であり、ゴブから直接
レンズを得る技術が検討されていた。

従来のガラスゴブは溶融ルツボからノズルを経
て流れ出るガラスを開閉ブレード刃で適当な大き
さに切断する方法、あるいはルツボ内の溶融ガラ
スをプランジヤーでノズルから押し出す方法等に
より得られている。前者は小さなものの製造が困
難である上、機構が複雑になる。また、高温のガ
ラスをブレードで切るためブレードにガラスが焼
きつくことがある。さらに、シヤーマークと称す
るブレード刃での切断痕がガラスに残り、これを
レンズ用金型で成形しても、成形レンズに表面欠
点として残る。後者は比較的粘性の高いガラスに
しか用いられない上、プランジヤーがガラスの均
一化を防ぎ、撹拌がしにくくなるので光学ガラス
には不適当である。

また、細いガラス棒を積み重ねて切断した後ゴ
ブ状に成形する方法があるが、刃厚分のロスが大
きく、精度が余り良くない。また、端面が砂かけ
面であるので、これをレンズ用金型で成形して
も、成形レンズに砂目が表面欠点として残る。

発明が解決しようとする課題 本発明は、従来におけるレンズ製造上最も手間
のかかる研摩工程を行わず、しかも、溶融状態の
ガラスから直接にレンズを製造するための方法お
よびその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 本発明はまず、ノズル先端から溶融ガラス滴を
滴下することにより、溶融ガラス滴の表面温度を
ガラスの軟化温度より低く内部温度を軟化温度よ
り高い状態にする工程と、上記状態で滴下された
ガラス滴を第１の鏡面金型で受ける工程と、第１
の鏡面金型と第１の鏡面金型に対向する第２の鏡
面金型で上記ガラス滴をプレス成形してガラスレ
ンズを得る工程とを有するガラスレンズの製造方
法を提供する。

第２に本発明は、ガラスを溶融するルツボと、
溶融されたガラスをガラス滴として滴下させるよ
う溶融ルツボ底部に設けられたノズルと、ノズル
から滴下されたガラス滴を受ける第１の鏡面金型
と、第１の鏡面金型と協同して滴下されたガラス
滴をガラスレンズにプレス成形するための第２の
鏡面金型と、滴下されたガラス滴の表面温度がガ
ラスの軟化温度よりも低く内部温度が軟化温度よ
りも高い状態で第１の鏡面金型に受けられるよう
に制御する制御手段を有することを特徴とするガ
ラスレンズ製造装置を提供する。

本発明ガラスゴブは第１図に示すごとく、ルツ
ボ１中で溶融したガラス２をノズル３の先端から
自然落下させ、落下する溶融ガラス滴の表面温度
が該ガラスの軟化温度より低くなるまで、即ち、
ガラス表面が固化するまでガラス滴を落下させる
ことにより製造する。ガラス表面が軟化温度より
低くなるとこれを適当な受器に捕集すれば表面に
シヤーマークやひけを生ずることがない。従つ
て、この様にして得られたガラスゴブを金型に入
れて成型したとき表面に歪みのないレンズを得る
ことができる。これはそのまま無研摩レンズとし
て使用することができる。

ルツボおよびノズルは、通常の光学ガラスの溶
融と同様、ガラスの着色を防ぐために白金製のも
のを用いるのが好ましいが、これに限定されるも
のではない。

ルツボは撹拌機４および加熱用ヒーター５ａを
備えている。

ルツボ１およびノズル３の温度は加熱ヒーター
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを調節することにより所
望の温度に保持される。ルツボ１およびノズル３
の温度はガラスの性質、得ようとするゴブの大き
さ等に応じて設定すればよく、通常500〜1400℃
の範囲内である。特に、ノズル３の下方部と上方
部の温度は下方部を高く、上方部をを低く設定す
ると、ガラス滴６の滴下を容易にする。好ましく
は下方部を50〜200℃程度、上方部より高くする。

上記の温度は、ガラスの表面張力、即ち、ガラ
ス滴の大きさに影響するため、重量精度の高いガ
ラスゴブを得るためには、この温度を精密に管理
する必要がある。ノズル温度、必要ならばルツボ
中のガラス温度を精密に管理するために、これら
の温度を自動的に制御する手段を講ずるのが好ま
しい。その手段としてノズル先端でガラス滴が形
成され、落下するまでの時間、即ち、ガラス滴の
滴下時間とノズル先端でのガラス滴の温度とによ
つて制御するのがよい。具体的には、例えば発光
器８によつてノズル先端を通過する光９を放射
し、その光を感知する受光器１０をノズル先端に
関し、発光器の対面に配置し、ガラス滴の形成か
ら落下までの時間を測定し、その測定値に対応る
信号を制御部１１に送り、その時間の変化量に応
じてノズルおよび必要ならばルツボに設けられた
加熱ヒーター５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの通電量を
制御する方法等を採ればよい。

ノズル先端径はガラス滴の重量を左右する一因
子である。即ち、ガラス滴の重量は概ね、 mg＝2πrγ （ｍ：重量、ｒ：ノズル先端径、γ：表面張力）
で表わされる。一般にノズル先端径は0.5〜15mm、
好ましくは0.5〜10mmである。ノズル先端径が大
き過ぎると表面張力よりも流出するガラスが勝つ
て、層流になるのでガラス滴を得ることができな
い。

ノズル先端から出たガラスは表面張力により雫
状になつて順次落下する。

ガラス滴６はその表面温度がガラスの軟化温度
より低く内部温度が軟化温度より高い温度になる
まで落下させる。落下距離は、雰囲気温度、ガラ
ス滴の大きさ、温度、ガラスの熱伝導率、強制的
な冷却手段を設けるか否か等によつて異なる。従
つて、室温自然落下の場合は、一般に150cm以上、
好ましくは200cm以上の落下距離をとる。

落下距離の調節は、受器７の支持台１２を上下
に移動することにより行なえばよい。その際、前
述のノズル温度調節に使用したのと同じ制御手段
を用い、受光器および放射温度計からの信号に基
づき制御部を作動させて、支持台を上下し、落下
距離を調節してもよい。

また、ガラス滴を強制冷却してもよく、その場
合はノズル下方から、送風して落下距離を短くす
る方法等を採用してもよい。

本発明では、落下したガラス滴をその内部温度
が軟化温度以上の温度を保つている間にレンズ用
金型内７，１３に回収し、その場でプレス成型し
てレンズ１４を製造する。この方法では、レンズ
成型時にガラスゴブを再加熱する必要がなく、し
かも、ガラス滴表面温度が軟化温度以下になつて
いるため金型に粘着することなく、非常に効果的
である。得られたガラスゴブは、シヤーマークや
ひけを有さないため、これをプレス成形して得ら
れるレンズは、表面に歪みがなく従つて、光学レ
ンズとして使用し得る。即ち、研摩工程を省略す
ることができる。

本発明で得られるガラスゴブの最大値は主とし
てガラスの表面張力によつて支配される。各種光
学レンズの溶融温度域（700〜1500℃）における
表面張力は、150〜600dyne／cm程度であり、本
発明の方法で得られるゴブの最大重量は、ガラス
の表面張力に応じて異なるが、各々１〜５ｇ程度
である。例えば、表面張力の大きいランタン系ガ
ラスでは４〜５ｇ程度のゴブを得ることができる
が、表面張力の小さい重フリントガラスで得られ
るゴブは、２〜３ｇ程度である。一方、製造しう
るガラスゴブの最小値は、主としてノズル先端径
によつて決まる。ノズルはガラスの着色を防ぐた
めに白金など貴金属製のものが用いられるが、加
工が困難なので、その先端径の実用上の下限は
0.5mm程度であり、従つて、ゴブの最小値は50mg
程度である。

また、本発明においては、第２図のように、ガ
ラス滴の温度を測定する放射温度計１５を設け
て、その測定値に関する信号を制御部１１に送
り、ガラス滴の形成から落下までの時間の変化量
およびガラス滴の温度に応じて、ヒーター５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄの通電量を制御してもよい。

尚、本発明はほとんどすべての光学ガラスに適
用可能である。

以下実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 底部に内径10mm、先端径５mm、長さ1000mmの白
金ノズルを有する内容積２の白金製ルツボに重
フリントガラス1.8を入れ、これを撹拌下1000
℃に加熱溶融した。ノズル上部（400mm）を850±
２℃に、ノズル中部（400mm）を850±２℃にノズ
ル下部（200mm）を900±２℃に加熱しながら、溶
融ガラスを自然滴下させた。

ノズルの３ｍ下方に直径10mm、深さ0.36mm、曲
率半径34.9mmの凸レンズ用ステンレス製鏡面仕上
げ金型を配置し、落下ガラス滴を受け、そのまま
400℃でプレス成形してガラスレンズ100個を得
た。得られたガラスレンズの重量は277〜283mgの
範囲にあり、±１％の精度があつた。また、ガラ
ス表面を顕微鏡により観察したところ表面に傷ま
たはシヤーマークやひけに起因する歪みを有する
ものは全くなく、研摩することなく、そのまま光
学レンズとして使用し得るものであつた。

発明の効果 本発明の方法および装置によつて得られるレン
ズは、光学レンズ成型上問題となる傷、砂目、ひ
け、シヤーマーク等を有さず、かつ一定条件で得
られるものは非常に高い重量精度を有していた。

さらに本発明では、レンズを簡単な装置および
操作で得ることができ、しかも、その重量精度の
コントロールが極めて容易である。しかも、ガラ
ス損失が少なく経済的である。

本発明方法で得られるレンズは、そのままで光
学レンズとしての使用が可能となり、従来の研摩
作業が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置の概要図であ
る。 １……ルツボ、２……溶融ガラス、３……ノズ
ル、４……撹拌機、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ……
ヒーター、６……ガラス滴、７……受器、８……
発光器、９……光、１０……受光器、１１……制
御部、１２……支持台、１３……レンズ金型、１
４……レンズ、１５……放射温度計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ノズル先端から溶融ガラス滴を滴下すること
   により、溶融ガラス滴の表面温度をガラスの軟化
   温度より低く内部温度を軟化温度より高い状態に
   する工程と、上記状態で滴下されたガラス滴を第
   １の鏡面金型で受ける工程と、第１の鏡面金型と
   第１の鏡面金型に対向する第２の鏡面金型で上記
   ガラス滴をプレス成形してガラスレンズを得る工
   程とを有するガラスレンズの製造方法。 ２ ガラスを溶融する溶融ルツボと、溶融された
   ガラスをガラス滴として滴下させるよう溶融ルツ
   ボ底部に設けられたノズルと、ノズルから滴下さ
   れたガラス滴を受ける第１の鏡面金型と、第１の
   鏡面金型と協同して滴下されたガラス滴をガラス
   レンズにプレス成形するための第２の鏡面金型
   と、滴下されたガラス滴の表面温度がガラスの軟
   化温度よりも低く内部温度が軟化温度よりも高い
   状態で第１の鏡面金型に受けられるように制御す
   る制御手段とを有することを特徴とするガラスレ
   ンズの製造装置。 ３ 制御手段は、ノズルと第１の鏡面金型との距
   離を調整する手段であることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の製造装置。