JPH04357123A - 光学素子の成形方法及びその成形方法により成形された光学素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型でプレス成形する
ことによってガラス製の光学素子を得る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非酸化性雰囲気中であらかじめ加
熱された光学材料（ガラス）をプレス成形する方法にお
いては、光学材料からガラスブランクを作成する工程、
ガラスブランクを予備加熱する工程、金型によりガラス
ブランクをプレス成形する工程、など多くの工程が必要
となり、多大な時間を要していた。特にガラスブランク
の作成においては、あらかじめガラスブランクが精度良
く切断、加工されていなければならず、その方法につい
て、従来より様々な提案がなされている。例えば、特公
昭６３−３７０４３号では、特にガラスブランク表面が
、鏡面を有していなければならないことから、表面を研
摩し円滑加工する技術が提案されている。この方法はガ
ラスブランクを精度よく加工することができるが、加工
に多くの時間を要し、その結果として費用がかさむとい
う問題があった。

【０００３】一方、本願出願人が以前出願した特開昭６
１−１４６７２１号公報には、溶融堝において溶融・軟
化したガラスを、ノズルから下金型上へ滴下し、ガラス
が金型に付着しない温度までガラス表面温度が下がった
後、滴下されたガラスをガラスの軟化温度より低い温度
でプレス成形する、いわゆる、液滴法が開示されている
。ところが、この液滴法においては、大気中で金型を加
熱した後に成形するため、金型の損耗が避けられないと
いう問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、あらかじめ
ガラスブランクを精密に加工する必要をなくすとともに
、金型の耐久性を改善することによって、より低価格で
品質の安定した高精度な光学素子を得ることが可能な成
形方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の成形方法では、
溶融堝において溶融・軟化したガラスを下金型上に滴下
して、この滴下されたガラスを非酸化性雰囲気中でプレ
ス成形するようにしている。

【０００６】

【作用】本発明の方法によれば、下金型上に滴下された
ガラスの表面は鏡面に近く、直接プレス成形が可能であ
り、さらに、このプレス成形は非酸化性雰囲気中で行わ
れるので、金型の耐久性が改善される。

【０００７】

【実施例】本発明による光学素子の成形方法を、図１に
従って説明する。図１は本発明にかかる製造装置の一実
施例の構成を示す図である。製造装置Ｅは、下金型１と
、レール２２上を移動自在に設けられている上金型２と
、金型１、２を内包し内部に成形室Ｒを形成する箱体３
、及び、箱体３の上方に設けられたガラス溶融滴下装置
４とから構成されている。

【０００８】上金型２は、レール２２上を移動し、下金
型１上の成形位置に来た段階で、レール２２と直交する
方向に進退し、成形を行う。ここでレール２２はガラス
の滴下を妨げないような配置になっていることは言うま
でもない。

【０００９】箱体３は耐熱性材料からなり、上板３１は
ノズル６に対して一定の傾斜がつけられている。上板３
１に傾斜をつける理由は、ノズル先端６２から断続的に
滴下する溶融ガラスのうち成形に使用しないもの（例え
ば、堝５及びノズル６の温度が所定温度に安定するまで
に滴下する溶融ガラスなど）が上板３１上を滑り落ち、
上板３１の低位置側端部より落下し、箱体３の底部に設
けられた回収箱３４に収納されるようにする為である。 また、上板３１の中央部付近には、円形の開口部３２が
設けられており、開口部３２の近傍には、所定のタイミ
ングで開口部３２を開閉する開閉部材３３が設けられて
いる。尚、成形室Ｒは開閉部材３３が閉の状態の時、完
全に密封された状態となる。

【００１０】ガラス溶融滴下装置４は、白金製の堝５と
、堝５の先端部に設けられたノズル６と、成形するレン
ズの形状に応じて取り替え可能なノズル先端部６２と、
堝５を加熱するヒーター５１と、ノズル６を加熱するノ
ズルヒーター６１とから構成されている。

【００１１】次に、成形装置Ｅを用いてレンズを成形す
る方法について説明する。まず、ガラス溶融滴下装置４
の堝５にガラス材料を投入し、ヒーター５１により加熱
溶融する。溶融ガラスはノズル先端６２から自重によっ
て下方に落下し、ガラス滴７を形成する。この時、ノズ
ル先端６２もヒーター６１によって所定温度に加熱され
ている必要がある。なお、堝５及びノズル先端６の温度
はガラス材料の性質に応じて設定すればよく、通常、５
００〜１４００℃の範囲内である。ガラス滴７は、自然
冷却または強制冷却により冷却されつつ箱体３の開口部
３２に向かって落下する。

【００１２】上板３１に設けられた開閉部材３３は、ノ
ズル先端部６２より落下したガラス滴７が開口部３２を
通過する瞬間、開口部３２を開放する。それ以外は、開
口部３２は遮蔽されている。成形室Ｒには、流入口８よ
り加熱された非酸化性ガス（例えば窒素ガス）が一定量
流入されており、成形室Ｒの内部を非酸化状態に保つと
ともに、その圧力を大気圧より若干高めに維持している
。これによって、開口部３２が開放した際に、外部より
空気などの酸化性気体が流入しないようにしている。 なお、開口部３２が開の状態となった時に、流入口８よ
り流入する非酸化性ガスの流量を瞬間的に増加させて、
酸化性気体が流入しないようにしてもよい。

【００１３】落下中に冷却されたガラス滴７は、上記開
口部３２を通過して所定形状の成形面１１を有する下金
型１に落下する。下金型１は図示しない加熱手段により
所定温度（ガラスの表面温度が軟化温度より低く、内部
温度が軟化温度より高い状態となる温度）に加熱されて
いる。ガラス滴７が金型１に収納されると、上金型２は
ノズル先端６の下部まで移動して、下金型１上のガラス
滴７を加圧成形する。上記のようにして得られたレンズ
は、表面に歪みがなく、従って、光学レンズとして使用
することができる。従って、ガラスブランクを作成する
際に必要となる切断、研摩、コート等の工程を省略する
ことができる。

【００１４】以下、上記した成形装置Ｅを用いて、直径
１０ｍｍ、曲率半径ｒ＝１５ｍｍの平凹レンズＬを成形
する例を具体的に説明する。

【００１５】底部に、長さ１０００ｍｍ、外径φ８ｍｍ
、内径φ６ｍｍの形状の白金ノズルのついた内容積２リ
ットルの白金製堝５に、ＳＦ６からなる硝材を投入し、
１０００℃に加熱溶融する。また、ノズル先端６２も１
０００℃となるよう加熱しながら、溶融ガラスを滴状に
して自然落下させる。滴状の溶融ガラス７は、ノズルの
下方１ｍに配置された下金型１の、高精度に鏡面研磨さ
れた成形面１１上に落下する。成形面１１上に落下した
溶融ガラス７の表面は、落下中の表面張力により、コー
トや研摩をする必要がない程度の鏡面となっている。こ
こで上金型２を移動させ、下金型２との間で押圧成形す
る。成形されたレンズ面は成形面１１、２１とほぼ同程
度の精度を有している。

【００１６】なお、本成形装置Ｅを用いて、５０００回
以上プレス成形を繰り返した後でも、金型表面に粗れな
どが生じておらず、成形したレンズの性質も劣化しなか
った。

【００１７】上記実施例では、平凹レンズを得るために
、使用する金型成形面の組み合わせを平面と凸面とした
が、両方とも凸面にしたり両面とも凹面にしたり、両非
球面または非球面と球面の組み合わせにしたりしてもよ
い。また、本発明の成形方法は、ほとんどすべての光学
ガラスに適用可能である。

【００１８】

【発明の効果】上記したように本発明の成形方法では、
溶融堝において溶融・軟化したガラスを下金型上に滴下
して、この滴下されたガラスを非酸化性雰囲気中でプレ
ス成形するようにしている。このため、あらかじめガラ
スブランクを精密に加工する必要がなく、簡単な工程で
光学素子を得ることができる。さらに、非酸化性雰囲気
中でプレス成形を行うことにより、金型の耐久性を大幅
に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】図１の実施例に使用される金型の正面図である
。

【図３】図１の実施例で成形されたレンズの正面図であ
る。

【符号の説明】

１　　下金型 ２　　上金型 ５　　堝 ７　　ガラス滴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス製光学素子の成形方法において、溶
   融堝においてガラスを溶融・軟化する第１工程と、溶融
   ・軟化したガラスを溶融堝から所定形状の成形面を有す
   る下金型上に滴下させる第２工程と、滴下されたガラス
   を非酸化性雰囲気中で上金型と下金型によりプレス成形
   する第３工程と、からなることを特徴とする光学素子の
   形成方法。