JPH06345444A - ガラス素子の製造方法 - Google Patents

ガラス素子の製造方法

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JPH06345444A
JPH06345444A JP13777393A JP13777393A JPH06345444A JP H06345444 A JPH06345444 A JP H06345444A JP 13777393 A JP13777393 A JP 13777393A JP 13777393 A JP13777393 A JP 13777393A JP H06345444 A JPH06345444 A JP H06345444A
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glass
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glass flow
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JP13777393A
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Kohei Nakada
耕平 中田
Isamu Shigyo
勇 執行
Hiroyuki Kubo
裕之 久保
Tamakazu Yogo
瑞和 余語
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/10Cutting-off or severing the glass flow with the aid of knives or scissors or non-contacting cutting means, e.g. a gas jet; Construction of the blades used

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 溶融ガラスを流出口(1)から流出させたガ
ラス流(2)に予め表面張力が集中する様な細い部位
(3)を形成する工程と、この部位からガラス流を切断
する工程を有するガラス素子の製造方法。 【効果】 ガラス流をシャーレスカットする場合、折れ
込みの無い高品位のガラスプレフォームを得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学機器に使用される
レンズ、プリズム等の高精度光学ガラス素子を精密プレ
ス成形により成形する際に使用するガラスプレフォーム
等を、流出口(オリフィス)から流出する溶融ガラスか
ら製造するガラス素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりガラスレンズの製造は、所定の
寸法に切断されたガラスブロックを研削、研磨により所
定形状に加工することによって行なわれていた。しか
し、非球面形状を有するレンズの製造には、熟練と時間
のかかる研磨加工か、NC加工機により非球面形状を形
成し、その後仕上げ研磨を行うバッチ加工であり、共に
加工時間が長く、多大な費用を要していた。
【0003】そこで近年、非球面形状を有する成形型を
用いて加熱軟化したガラス素材を精密プレス加工するこ
とにより非球面レンズを得る方法が提案された。例えば
特公昭61−32263号公報にその様な方法が記載さ
れている。
【0004】この様な方法においては、通常は、溶融炉
に設けられた流出口から流出する溶融ガラス流の両側か
ら、刃先部がV字形をした一対の切断刃(シャー)を交
差させることにより溶融ガラス流を切断し、成形用の所
定量のガラス塊を形成し、このガラス塊をプレス加工し
た後に研削・研磨し、このガラスプレフォームを精密プ
レスして光学素子を得ていた。
【0005】しかし、特公昭61−32263号公報に
記載の方法では、プレス成形前のガラスプレフォームに
は、次の事項が要求される。
【0006】(1) 最終レンズ形状に近似する形状、また
はその容量にほぼ等しい容量を有すること。
【0007】(2) 少なくともプレス時に成形型に接触す
るガラスプレフォームの面(すなわち光学機能面を形成
することになる面)が最終レンズ製品に要求される表面
状態(表面粗さ等)に等しいか、それ以上の状態である
こと。
【0008】この様な点から、この方法ではガラスプレ
フォームの作製に球面レンズと同様の費用を要する。
【0009】また更には、溶融ガラス流を切断するため
に切断刃(シャー)を使用すると、切断部にシャーによ
る切断痕(シャーマーク)が生じ、ガラスプレフォーム
の表面に残留する。このシャーマークは精密プレスによ
り作成する光学ガラス素子にとって極めて有害なもので
あり、このシャーマークが無くなるまで研削・研磨を行
う必要がある。従ってこの点からも、生産コストが高く
つくという問題点があった。
【0010】これに対し、安価なガラスゴブを得る目的
で、溶融ガラスを受け型に受け、シャーを使用せず、受
け型を急速に下降させてガラス流の表面張力の作用によ
ってガラス流を切断してガラスゴブ(ガラス塊)を形成
する方法(いわゆるシャーレスカット)が提案されてお
り、例えば特公昭51−24525号公報、特開平2−
34525号公報にその方法が記載されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なシャ
ーを使用せず受け型の急速下降等により溶融ガラスを切
断しガラスゴブを得る方法では、流下ガラスが長く伸び
て不安定な形状となり、折れ込み防止効果が不十分であ
り、高品位のガラスプレフォームが得られ難いという課
題があった。
【0012】すなわち本発明の目的は、ガラス流をシャ
ーレスカットした場合であっても、折れ込みの無い高品
位のガラスプレフォームを得られるガラス素子の製造方
法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、溶
融ガラスを流出口から流出させたガラス流に予め表面張
力集中部位を形成する工程と、ガラスの表面張力により
該部位からガラス流を切断する工程を有することを特徴
とするガラス素子の製造方法により達成される。
【0014】また更には、溶融ガラスを流出口から流出
させたガラス流を下方に設けた受け型で受ける工程を有
するガラス素子の製造方法において、該受け型を該ガラ
ス流が切断しない速度で下降させる第一の下降工程と、
該第一の下降工程における下降速度よりも早い速度で該
受け型を下降させて該ガラス流を切断する第二の下降工
程とを有するガラス素子の製造方法によっても達成され
る。この第一の下降工程における下降速度は2〜10m
m/秒、第二の下降工程における下降速度は10〜10
0mm/秒(より好ましくは10〜20mm/秒)が望
ましい。
【0015】
【作用】本発明によれば、ガラス流に予め表面張力集中
部位を形成する工程を特別に有するので、その部位から
容易かつ良好にガラス流を切断することができ、所定量
のガラス塊が得られかつ折れ込みの無い高品位のガラス
プレフォームを製造できる。一方、従来の各種方法で
は、通常はガラス流全体に均一に表面張力が働いている
ので本発明の様な良好な結果は得られない。
【0016】この表面張力集中部位とは、図1に示す様
に、例えば流出口1から流出するガラス流2を部分的に
細くした場合(いわゆる狭隘部を形成した場合)に形成
される湾曲面4を有する部位3であり、ある太さのガラ
ス流を部分的に細くすれば必然的に形成されるものであ
る。その部位のガラス流の太さ等は特に限定されない。
すなわち、ガラス流の径の細い部分に表面張力が集中
し、そこから切断可能な形状となっていれば本発明にい
う表面張力集中部位に該当する。
【0017】本発明においては、例えば、底部に流出口
を有するガラス溶解装置から流出口を通して溶融ガラス
を流出して、流出口の下方に配置した受け型で受け、所
定量のガラス塊を成形する際に、流出口近傍において流
出する溶融ガラス流に表面張力集中部位を形成し、そこ
からガラス流を切断して、所定量のガラス塊を得ればよ
い。この表面張力集中部位を形成する方法としては、例
えば以下の態様が挙げられる。
【0018】(1) ガラス溶融坩堝から、ガラス流出口
(オリフィス)までの流出管までの帯域の温度を適宜制
御することにより、ガラスの流出量を脈動変化させ、流
出口近傍の溶融ガラス流に狭隘部を形成する。
【0019】(2) ガラス流出口から流出する溶融ガラス
を受け型で受け、溶融ガラスを型内に所定量滞留させた
後に、受け型を下降させ、溶融ガラス流に狭隘部を形成
する。
【0020】(3) ガラス流出口外部近傍に局所加熱手段
を設けて、溶融ガラス流を加熱し、溶融ガラスの温度を
上昇させ、粘性を低下させると同時に溶融ガラス流に狭
隘部位を形成する。
【0021】この様にして表面張力集中部位を形成した
後、ガラスの表面張力により該部位からガラス流を切断
する。この切断は、例えば、その部位の上下部分が表面
張力により丸まり切断するように受け型を下降させるこ
とにより行なう。この際にの受け型の下降速度は、切断
部でガラス流が細くなり切断しきれずに糸状の繋がりが
発生しないような早い速度にすればよい。
【0022】本発明においては、ガラス流を切断した
後、例えば、次の型をガラス流出口の所定位置に設定
し、上記の工程を繰り返すなどすればよい。また、型内
のガラスは、少なくともその表面が固化するまで、冷却
し、精密プレス成形に使用するガラスプレフォームを製
造できる。
【0023】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
【0024】<実施例1>図2は本実施例において用い
た装置を示す概略図である。また、図3(a)〜(f)
は、本実施例における各工程を時系列で表わした模式図
である。
【0025】図2において、201はガラス溶融炉、2
02はガラス溶融坩堝、203は溶融光学ガラス、20
4はガラス攪拌装置、205は流出管、206は流出口
(オリフィス)、207はガラス流、208は受け型、
209は受け型昇降軸、210は受け型昇降軸駆動装
置、211は受け型水平駆動装置である。
【0026】図2に示すガラス溶融坩堝202内の光学
ガラスを流出可能な温度まで加熱溶融し、攪拌装置20
4を回転させガラスの均質化を行った。
【0027】流出管205の各部分205−1、205
−2、205−3、205−4及び流出口206は白金
または白金合金製であり、直接通電により各部分毎に加
熱温度制御を行っている。例えば、流出管205の各部
分205−1から205−4を、同一温度(1000
℃)とする条件下では、流出口206からの溶融ガラス
の流出は図3(a)に示すように定常的な流出となる。
【0028】本実施例の場合はガラスとして、重クラウ
ン系の光学ガラス(SK12)を使用したので、溶融ガ
ラスの温度は960℃、流出管の各部の温度は、それぞ
れ、205−1:960℃、205−2:960℃、2
05−3:1000℃であり、205−4は1040℃
とした。
【0029】この温度条件下で、内径6mmの流出口2
06より流出した溶融ガラスは、粘性が101.1 Pa・
sであり、溶融ガラスの流出量は、70g/分であっ
た。そして、上記の様に205−1及び205−2部の
温度を下げ、溶融ガラスの流出量を絞り、205−3及
びオリフィス206部の温度を上げて、流出ガラスの温
度を上げているので、図3(a)〜(f)に示す様に流
出口301からのガラス流量の増減が繰返し起こる、い
わゆる脈動が生じる。この脈動によってガラス流302
に表面張力集中部位303が定間隔で形成される。
【0030】この脈動するガラス流を、流出口206か
ら7mmの位置に設定した受け型208で受けて2秒間
保持し、脈動により表面張力集中部位303が形成され
た時点で、受け型昇降軸駆動装置210により駆動され
る受け型昇降軸209により、受け型208を20mm
/秒の速度で10mm下降させ、溶融ガラス流を表面張
力集中部位303で切断した。
【0031】次いで、受け型208は駆動装置とともに
受け型水平駆動装置211により流出口直下から外し、
次の受け型208’を流出口直下に設定し上記工程を繰
り返した。
【0032】この様に、いわゆるシャーレス・カットし
たガラスを型内で冷却し重量3.8gのガラスプレフォ
ームを形成した。このガラスプレフォームは、シャーマ
ークが無く、重量精度、形状精度の優れたものであっ
た。また、このガラスプレフォームを精密プレス装置で
加熱プレス成形したところ、アス、クセ、ニュートンが
各々0.5本以下、曲率半径成分においてはニュートン
2本以下の良好な形状精度を有するレンズが得られた。
【0033】なお、本実施例においては、金型の下降に
よってガラス流の切断を行なったが、本発明はこれに限
定されるものでなく、脈動により表面張力集中部位を形
成した場合は特に金型を固定しておいても切断可能の場
合がある。
【0034】<実施例2>図4(a)〜(d)は、本実
施例における各工程を時系列で表わした模式図である。
なおガラス溶融装置、流出管および流出口は実施例1と
同一構造のものを用いたので図中には示していない。
【0035】まず、内径6mmの流出口401より、1
040℃の溶融ガラスを流量70g/分で定常的に流出
させた。次いで、図4(a)に示す様に、この一定流量
で流出するガラス流402を、流出口401から7mm
の位置に設定した受け型408で受けた。次いで、2秒
間保持した後に、図4(b)に示す様に、受け型208
を10mm/秒の速度で下降させ、ガラス流402に表
面張力集中部位403を形成した。
【0036】次いで、図4(c)に示す様に、受け型2
08を20mm/秒の速度(前記(b)の工程の2倍の
速度)で10mm下降させ、ガラス流402を表面張力
集中部位403で切断した。すなわち、受け型408の
下降速度を適切に制御することにより、切断部分におけ
る糸状ガラスは不要に伸びることなく表面張力により上
下の溶融ガラス中に良好に吸収され、得られたガラスプ
レフォームには折れ込み等の欠陥は生じなかった。
【0037】流出口401と受け型408間の距離は5
〜15mmが好適であり、下降距離は5〜15mmが好
適であった。また、第一の下降工程における下降速度は
2〜10mm/秒の範囲内とし、第二の下降工程におけ
る下降速度は10〜100mm/秒の範囲内とした。
【0038】また受け型保持時間と、得られたガラスプ
レフォームの重量及び成形時間間隔を下記に示す。
【0039】
【表1】 これらのガラスプレフォームを、精密プレス装置で加熱
プレス成形したところ、アス、クセ、ニュートンが各々
0.5以下、曲率半径成分においてはニュートン2本以
下の良好な形状精度を有するレンズが得られた。
【0040】特に本実施例においては、受け型の下降速
度の制御のみによって表面張力集中部位の形成及び切断
を簡易にかつ連続して行なえるという利点が有る。
【0041】<実施例3>図5は本実施例において用い
た装置の流出口付近を示す概略図である。図5に示す様
に、流出口501の下端にはフランジ504が設けられ
ており、フランジ504の下部にリング状のガスバーナ
ー505が流出口内径と同軸上に締結されている。ま
た、ガスバーナー505の内径側には、流出口内径と直
交方向(=水平方向)に複数の火口孔506が設けられ
ており、ガスバーナー505の外径側には火口孔506
に燃焼ガスを導入するための導入口507及び不図示の
着火(発火)装置が設置され、更にその直下に受け型5
09が設けられている。また本実施例では、火口孔直径
0.8mm、火口孔数4か所(内径等分)、孔位置H=
10mm、リング内径30mmとした。
【0042】まず、内径6mmの流出口501より、1
000℃の溶融ガラス502を流量50g/分で定常的
に流出させた。そして、この流出する溶融ガラス502
に対して一定間隔でガスバーナー505の外周に設置さ
れた導入口507より酸素+水素の混合ガス(圧力19
6kPa)を導入し、着火させ、火口孔506より溶融
ガラス流の衷心に向けてフレーム加熱を1〜2秒以内で
行い(フレーム先端温度3000℃)、表面張力集中部
位503を形成した。
【0043】その後、受け型509を20mm/秒の速
度で15mm下降させ、ガラス流502を表面張力集中
部位503から切断しガラス塊508を得、型内で冷却
しガラスプレフォームを得た。これらのガラスプレフォ
ームを、精密プレス装置で加熱プレス成形したところ、
アス、クセ、ニュートンが各々0.5本以下、曲率半径
成分においてはニュートン2本以下の良好な形状精度を
有するレンズが得られた。
【0044】本実施例では、溶融ガラス流の加熱をバー
ナーにより行ったが、バーナーの代わりに、リング状の
抵抗加熱ヒーターや反射型の赤外加熱ヒーターを使用す
ることも勿論可能である。
【0045】また特に本実施例においては、溶融ガラス
流を流出口付近で局所的に加熱するので、実施例1〜2
と比較して、流出管内の温度を低温に保持して流出を行
ってもシャーレスカットが可能となるのでガラス流出速
度を抑えることができる。従って、次の受け型を所定位
置に設定するための時間間隔を長くすることが可能とな
り設定の手順が容易になるという利点も有る。また更に
は、加熱により、溶融ガラスの粘性を下げることができ
るため、切断時に糸を引くことがなく折れ込みの無い、
より高品位のガラスプレフォームを得ることができる。
【0046】以上の各実施例では、光学ガラスとしてS
K12を使用した場合について述べたが、勿論、他の光
学ガラスについても溶融条件を適合させることにより、
本発明の方法を適用することが可能である。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ラス流をシャーレスカットする場合、折れ込みの無い高
品位のガラスプレフォームを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によってガラス流に形成された表面張力
集中部位を表わす模式図である。
【図2】実施例1において用いた装置を示す概略図であ
る。
【図3】実施例1における各工程を時系列で表わした模
式図である。
【図4】実施例2における各工程を時系列で表わした模
式図である。
【図5】実施例3において用いた装置の流出口付近を示
す概略図である。
【符号の説明】
1 流出口 2 ガラス流 3 表面張力集中部位 4 湾曲面 201 ガラス溶融炉 202 ガラス溶融坩堝 203 溶融光学ガラス 204 ガラス攪拌装置 205 流出管 206 流出口(オリフィス) 207 流出ガラス 208 受け型 209 受け型昇降軸 210 受け型昇降軸駆動装置 211 受け型水平駆動装置 301 流出口 302 ガラス流 303 表面張力集中部位 401 流出口 402 ガラス流 403 表面張力集中部位 408 受け型 501 流出口 502 溶融ガラス 503 表面張力集中部位 504 フランジ 505 ガスバーナー 506 火口孔 507 導入口 508 ガラス塊 509 受け型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 余語 瑞和 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融ガラスを流出口から流出させたガラ
    ス流に予め表面張力集中部位を形成する工程と、ガラス
    の表面張力により該部位からガラス流を切断する工程を
    有することを特徴とするガラス素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 該表面張力集中部位は、流出させたガラ
    ス流を部分的に細くした場合に形成される湾曲面を有す
    る部位である請求項1記載のガラス素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 流出口からのガラスの流出量を脈動変化
    させることにより、前記表面張力集中部位を形成する請
    求項1または2記載のガラス素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 ガラス流を下方で受ける型を下降させる
    ことにより、前記表面張力集中部位を形成する請求項1
    または2記載のガラス素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 ガラス流を部分的に加熱することによ
    り、前記表面張力集中部位を形成する請求項1または2
    記載のガラス素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 溶融ガラスを流出口から流出させたガラ
    ス流を下方に設けた受け型で受ける工程を有するガラス
    素子の製造方法において、該受け型を該ガラス流が切断
    しない速度で下降させる第一の下降工程と、該第一の下
    降工程における下降速度よりも早い速度で該受け型を下
    降させて該ガラス流を切断する第二の下降工程とを有す
    るガラス素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 該第一の下降工程における下降速度が2
    〜10mm/秒であり、該第二の下降工程における下降
    速度が10〜100mm/秒である請求項6記載のガラ
    ス素子の製造方法。
JP13777393A 1993-06-08 1993-06-08 ガラス素子の製造方法 Pending JPH06345444A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100394652B1 (ko) * 2000-12-30 2003-08-14 기아자동차주식회사 연료량 피드백 제어방법
EP2108622A1 (en) 2008-04-11 2009-10-14 BOTTERO S.p.A. Method and assembly for cutting a molten glass rope on a glassware molding machine
JP2015160797A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 AvanStrate株式会社 ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置

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KR100394652B1 (ko) * 2000-12-30 2003-08-14 기아자동차주식회사 연료량 피드백 제어방법
EP2108622A1 (en) 2008-04-11 2009-10-14 BOTTERO S.p.A. Method and assembly for cutting a molten glass rope on a glassware molding machine
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