JPH04187533A - ガラス光学素子の成形方法 - Google Patents
ガラス光学素子の成形方法Info
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- JPH04187533A JPH04187533A JP31833590A JP31833590A JPH04187533A JP H04187533 A JPH04187533 A JP H04187533A JP 31833590 A JP31833590 A JP 31833590A JP 31833590 A JP31833590 A JP 31833590A JP H04187533 A JPH04187533 A JP H04187533A
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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。
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、ガラス光学素子の精密加圧成形方法に関する
もので、特に精密加圧成形用のガラス素材の製造方法に
関する。
もので、特に精密加圧成形用のガラス素材の製造方法に
関する。
従来、光学素子を精密加圧成形する場合に成形用ガラス
素材としては円板状のガラス素材や球面状のガラス素材
が一般的に用いられている。両凸レンズやメニスカスレ
ンズの成形において、円板状のガラス素材を用いるとガ
ラスの流動方向が一方向でないため、中央部への充填不
足や成形型の表面に傷つき易い等の欠点があり、特に両
凸レンズなどの成形には円板状よりも球体状のガラス素
材が用いられる傾向になっている。球体状ガラス素材は
機械加工による形成方法や熱変形を利用した形成方法が
あるが、機械加工による形成方法では鏡面研磨等の加工
コストがかかるのて近年は熱変形を利用した形成方法が
用いられる様になっている。特開昭６４−７９０２３号
公報では、タンタル製からなる貫通穴を有した段付受皿
に所定の体積のガラス材料を載置して、加熱軟化させ両
凸状の成形用ガラス素材を得る方法が報じられている。
素材としては円板状のガラス素材や球面状のガラス素材
が一般的に用いられている。両凸レンズやメニスカスレ
ンズの成形において、円板状のガラス素材を用いるとガ
ラスの流動方向が一方向でないため、中央部への充填不
足や成形型の表面に傷つき易い等の欠点があり、特に両
凸レンズなどの成形には円板状よりも球体状のガラス素
材が用いられる傾向になっている。球体状ガラス素材は
機械加工による形成方法や熱変形を利用した形成方法が
あるが、機械加工による形成方法では鏡面研磨等の加工
コストがかかるのて近年は熱変形を利用した形成方法が
用いられる様になっている。特開昭６４−７９０２３号
公報では、タンタル製からなる貫通穴を有した段付受皿
に所定の体積のガラス材料を載置して、加熱軟化させ両
凸状の成形用ガラス素材を得る方法が報じられている。
熱変形を利用した成形用ガラス素材の製造方法ては、ガ
ラスの軟化点よりも１５０〜２００″Ｃ程度高い温度で
あり、時間も長く加熱変形のサイクルタイムが長くなる
という問題点があった。これは伝熱手段が対流伝熱と治
具からの熱伝導が主となるため、ガラス表面から中心部
へ熱が伝導するために加熱時間が長くなるからである。
ラスの軟化点よりも１５０〜２００″Ｃ程度高い温度で
あり、時間も長く加熱変形のサイクルタイムが長くなる
という問題点があった。これは伝熱手段が対流伝熱と治
具からの熱伝導が主となるため、ガラス表面から中心部
へ熱が伝導するために加熱時間が長くなるからである。
又、型利料としてのタンタル等の耐熱金属は材料費及び
加工費等が高価でありコスト的に問題であった。更に上
、下面が自由曲面であるため温度やガラス材料等のバラ
ツキによって成形用ガラス素材の形状が安定しないとい
う問題点があった。
加工費等が高価でありコスト的に問題であった。更に上
、下面が自由曲面であるため温度やガラス材料等のバラ
ツキによって成形用ガラス素材の形状が安定しないとい
う問題点があった。
本発明の目的は熱効率の良い受皿の材料と形状及び雰囲
気を選定することにより、効率良く短時間で精密成形に
適した略球体状の成形用素材の製造方法を提供すること
にある。
気を選定することにより、効率良く短時間で精密成形に
適した略球体状の成形用素材の製造方法を提供すること
にある。
上記目的を達成するために、所定の体積に切断あるいは
研削したガラス材料をカーボン製の受皿に載置し、２０
Ｔｏｒｒから５０Ｔｏ ｒ ｒに減圧した不活性ガス雰
囲気中で加熱軟化させて得られる精密加圧成形用のガラ
ス素材であって、該ガラス素材の曲率半径が第１面、第
２面とも成形光学素子の曲率半径よ・ッ６．轄＜、しか
も該ガラス素材の第１面の曲率半径Ｒ１と第２面の曲率
半径Ｒ８とが２Ｒ１＜Ｒ１１の関係である該ガラス素材
を用いてガラス光学素子を精密成形することにより解決
できる。
研削したガラス材料をカーボン製の受皿に載置し、２０
Ｔｏｒｒから５０Ｔｏ ｒ ｒに減圧した不活性ガス雰
囲気中で加熱軟化させて得られる精密加圧成形用のガラ
ス素材であって、該ガラス素材の曲率半径が第１面、第
２面とも成形光学素子の曲率半径よ・ッ６．轄＜、しか
も該ガラス素材の第１面の曲率半径Ｒ１と第２面の曲率
半径Ｒ８とが２Ｒ１＜Ｒ１１の関係である該ガラス素材
を用いてガラス光学素子を精密成形することにより解決
できる。
上記のような方法により、精密成形に適した略球体状の
成形用ガラス素材を効率良く短いサイクルタイムで安価
に供給できる。
成形用ガラス素材を効率良く短いサイクルタイムで安価
に供給できる。
次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明に使用した加熱用治具の構成を示す概略
断面図であり、円板状ガラス材料１をカーボン製の受皿
２に載置し、カーボン製のカバー３をかぶせる。円板状
ガラス材料１は第２図に示す様に、円柱状の硝材をカッ
トし外形φｌ及び高さｈｌにより体積が一定になる様に
管理されている。そのため素材の加工コストは安価であ
る。受皿２及びカバー３はカーボン製であり、カーボン
材料を用いた理由は、赤外線の吸収率が高く輻射率も大
きいため加熱保温効率が良いことと、軟化したガラス材
料と濡れにくいためガラスとの融着をおこさず＃ｕ型性
が良い等の理由からである。
断面図であり、円板状ガラス材料１をカーボン製の受皿
２に載置し、カーボン製のカバー３をかぶせる。円板状
ガラス材料１は第２図に示す様に、円柱状の硝材をカッ
トし外形φｌ及び高さｈｌにより体積が一定になる様に
管理されている。そのため素材の加工コストは安価であ
る。受皿２及びカバー３はカーボン製であり、カーボン
材料を用いた理由は、赤外線の吸収率が高く輻射率も大
きいため加熱保温効率が良いことと、軟化したガラス材
料と濡れにくいためガラスとの融着をおこさず＃ｕ型性
が良い等の理由からである。
次に第１図の様にセットされた加熱用治具は第５図に示
す様に石英ガラス製の置台５に載せ、ハロゲンランプ６
から放射される赤外線によって熱輻射加熱を行うことに
より所定の温度になるように加熱する。円板状ガラス材
料１は受皿２からの熱伝導及び輻射と雰囲気内８の対流
による伝熱及びカバー２からの輻射により効率良く加熱
される。
す様に石英ガラス製の置台５に載せ、ハロゲンランプ６
から放射される赤外線によって熱輻射加熱を行うことに
より所定の温度になるように加熱する。円板状ガラス材
料１は受皿２からの熱伝導及び輻射と雰囲気内８の対流
による伝熱及びカバー２からの輻射により効率良く加熱
される。
加熱条件及び雰囲気条件について表１に示す。
表１
遠赤外線による加熱条件としてはガラス材質が５Ｆ−６
の場合には軟化温度よりも１００℃高い６３０’Ｃの温
度条件にお−で２分間保持することにより、円板状ガラ
ス材料】は加熱軟化して第３図に示すように両凸状の成
形用ガラス素材４が得られる。
の場合には軟化温度よりも１００℃高い６３０’Ｃの温
度条件にお−で２分間保持することにより、円板状ガラ
ス材料】は加熱軟化して第３図に示すように両凸状の成
形用ガラス素材４が得られる。
ここで加熱室内の雰囲気は窒素に置換されて、対流を減
らすため２０Ｔｏｒｒに減圧されている。２０ Ｔｏｒ
ｒ以下では対流伝熱効果が小さくなり、５０Ｔｏｒｒ以
上では対流による放熱効果が大きく、良好な伝熱保温状
態を得るには２０Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒの減圧下が
適した条件である。また、赤外線により加熱されたカー
ボンから２次放射される赤外線の波長は３〜５０μｍ程
度であることは良く知られており、この波長帯はすべて
ガラスの吸収波長領域であるため加熱効率が高い。
らすため２０Ｔｏｒｒに減圧されている。２０ Ｔｏｒ
ｒ以下では対流伝熱効果が小さくなり、５０Ｔｏｒｒ以
上では対流による放熱効果が大きく、良好な伝熱保温状
態を得るには２０Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒの減圧下が
適した条件である。また、赤外線により加熱されたカー
ボンから２次放射される赤外線の波長は３〜５０μｍ程
度であることは良く知られており、この波長帯はすべて
ガラスの吸収波長領域であるため加熱効率が高い。
このようにして得られた成形用ガラス素材４は第４図に
示す様な形状となっており曲率半径Ｒ。
示す様な形状となっており曲率半径Ｒ。
が受皿２の曲率半径に近似し、曲率半径Ｒ２は表面張力
により決定された形状となる。 この時２ＲＩ ＜Ｒ
２の曲率半径の関係になる。実際に得られた成形用ガラ
ス素材４の測定結果を表２に示す。
により決定された形状となる。 この時２ＲＩ ＜Ｒ
２の曲率半径の関係になる。実際に得られた成形用ガラ
ス素材４の測定結果を表２に示す。
表２
（サンプル数 １００個）
次に精密光学ガラス素子の成形方法を概略説明する。第
６図に示すように成形型９．１０内に成形用ガラス素材
４を配置して所定の条件で加圧成形し、第７図に示すよ
うに成形体１１を得る。本実施例では上成形型９の曲率
半径はＲ４＝４１゜６６６ｍｍ、下成形型１０の曲率半
径はＲ３＝ＩＯ。
６図に示すように成形型９．１０内に成形用ガラス素材
４を配置して所定の条件で加圧成形し、第７図に示すよ
うに成形体１１を得る。本実施例では上成形型９の曲率
半径はＲ４＝４１゜６６６ｍｍ、下成形型１０の曲率半
径はＲ３＝ＩＯ。
８５ｍｎてあり製作したガラス素材の曲率半径は成形型
の曲率半径よりもそれぞれ小さくなっている。
の曲率半径よりもそれぞれ小さくなっている。
これによって、成形時のガラスの流動方向は外周方向の
みとなり中心部への充填不足を解消することができた。
みとなり中心部への充填不足を解消することができた。
以上のことから、成形レンズの第１面の曲率半径Ｒ３と
第２面の曲率半径Ｒ４がガラス素材の曲率半径のＲ１，
Ｒ２に対してＲ＋ ＜Ｒｓ 、Ｒ２＜Ｒ４でかつ２Ｒ３
＜Ｒ４の関係を満たす形状のレンズで、例えば第８図に
示すような両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカスレンズ
なとの成形には本発明による成形用ガラス素材を利用す
ると効果がある。
第２面の曲率半径Ｒ４がガラス素材の曲率半径のＲ１，
Ｒ２に対してＲ＋ ＜Ｒｓ 、Ｒ２＜Ｒ４でかつ２Ｒ３
＜Ｒ４の関係を満たす形状のレンズで、例えば第８図に
示すような両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカスレンズ
なとの成形には本発明による成形用ガラス素材を利用す
ると効果がある。
以上説明したように、本発明によれば加熱効率−が高〈
従来に比べて低温短時間て略球体状の成形用ガラス素材
が得られ、これを精密加圧成形することにより品質の高
い安価なガラス光学素子を提供できる。
従来に比べて低温短時間て略球体状の成形用ガラス素材
が得られ、これを精密加圧成形することにより品質の高
い安価なガラス光学素子を提供できる。
第１図は本発明の一実施例における円板状ガラス材料を
受皿に載置した状態の概略断面図、第２図は円板状ガラ
ス材料の側面図、第３図は第１図のものを加熱変形した
後の概略断面図、第４図は加熱変形後得られた成形用ガ
ラス素材、第５図は本実施例における加熱炉の概略構成
図、第６図は第４図のガラス素材を精密成形型内に配置
したときの概略図、第７図は精密成形終了時の概略図、
第８図は本発明により製作したガラス素材が成形に適す
るレンズ形状の例である。 １・・・・円板状ガラス材料 ２・・・・受皿３・・・
・カバー ４・・・・ガラス素材５・・・・
石英ガラス製置台 ６・・・・ハロゲンランプ７・・・
・放物面部反射板 ８・・・・Ｎ２ガス雰囲気９・・
・・上成形型 １０・・・・下成形型１１・・
・・成形体
受皿に載置した状態の概略断面図、第２図は円板状ガラ
ス材料の側面図、第３図は第１図のものを加熱変形した
後の概略断面図、第４図は加熱変形後得られた成形用ガ
ラス素材、第５図は本実施例における加熱炉の概略構成
図、第６図は第４図のガラス素材を精密成形型内に配置
したときの概略図、第７図は精密成形終了時の概略図、
第８図は本発明により製作したガラス素材が成形に適す
るレンズ形状の例である。 １・・・・円板状ガラス材料 ２・・・・受皿３・・・
・カバー ４・・・・ガラス素材５・・・・
石英ガラス製置台 ６・・・・ハロゲンランプ７・・・
・放物面部反射板 ８・・・・Ｎ２ガス雰囲気９・・
・・上成形型 １０・・・・下成形型１１・・
・・成形体
Claims (1)
- 所定の体積に切断あるいは研削したガラス材料をカーボ
ン製の受皿に載置し、２０Ｔｏｒｒから５０Ｔｏｒｒに
減圧した不活性ガス雰囲気中で加熱軟化させて得られる
精密加圧成形用のガラス素材であって、該ガラス素材の
曲率半径が第１面、第２面とも成形光学素子の曲率半径
より小さく、しかも該ガラス素材の第１面の曲率半径Ｒ
＿１と第２面の曲率半径Ｒ＿２とが２Ｒ＿１＜Ｒ＿２の
関係である該ガラス素材を用いて精密加圧成形すること
を特徴とするガラス光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31833590A JPH04187533A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | ガラス光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31833590A JPH04187533A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | ガラス光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04187533A true JPH04187533A (ja) | 1992-07-06 |
Family
ID=18098018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31833590A Pending JPH04187533A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | ガラス光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04187533A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1593656A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-09 | Schott AG | Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines optischen Elements |
| EP1967498A1 (en) * | 2005-11-30 | 2008-09-10 | Hoya Corporation | Process for production of molded articles, occluding member, and molding equipment with the same |
| JP2010248048A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Tokyo Keiso Co Ltd | ガラス管成形方法及び成形装置 |
| US9242889B2 (en) | 2005-11-18 | 2016-01-26 | Hoya Corporation | Method of manufacturing formed article, glass material, and method of determining shape of glass material and mold |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31833590A patent/JPH04187533A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1593656A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-09 | Schott AG | Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines optischen Elements |
| US7611648B2 (en) | 2004-04-29 | 2009-11-03 | Schott Ag | Method for forming an optical element |
| US9242889B2 (en) | 2005-11-18 | 2016-01-26 | Hoya Corporation | Method of manufacturing formed article, glass material, and method of determining shape of glass material and mold |
| EP1967498A1 (en) * | 2005-11-30 | 2008-09-10 | Hoya Corporation | Process for production of molded articles, occluding member, and molding equipment with the same |
| EP1967498A4 (en) * | 2005-11-30 | 2014-10-01 | Hoya Corp | METHOD FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES, CLOSURE ELEMENT AND SHAPING EQUIPMENT THEREWITH |
| JP2010248048A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Tokyo Keiso Co Ltd | ガラス管成形方法及び成形装置 |
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