JPH08268725A

JPH08268725A - ガラスレンズの成形装置および成形方法

Info

Publication number: JPH08268725A
Application number: JP7104095A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Fujimura; 守藤村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】ヒケや焼き付きを生じることなく、転写精度
の高いガラスレンズを容易に得る。【構成】加熱炉６内において、両平面のガラスピース
を所定の温度に達するまで加熱する。加熱ブローリング
９から加熱した気体をガラスピース（ホルダー８に保持
されている）に吹き付け、ガラスピースを予め所望形状
に変形させる。その後、上型２および下型３間に変形し
たガラスピースを移動せさ、加圧成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化した平板状の
ガラスピースを加圧成形することによりガラスレンズを
得るガラスレンズの成形装置および成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガラスレンズなどの光学ガラス
素子をリヒートプレスにて成形する場合、所望するレン
ズなどの形状に近い形状にガラスプリフォームを仕上
げ、これを加熱軟化して成形している。ところが、この
方法では、プリフォームの作製にコストが非常に高くな
ってしまう。そこで、両面平面のフラットプリフォーム
（ガラスピース）を用いた成形が、研磨が楽なことから
プリフォームにかかるコストを低減できる手段として行
われている。

【０００３】しかし、両面平面のガラスピースを従来か
ら知られている方法で成形する際、しばしば問題となる
ことに、例えば凸レンズ成形では、成形型とガラスピー
スとの間に空気が出て行けずに残ってしまい、成形面の
転写性が悪くなるという空気溜まり現象がある。また、
凹レンズ成形では、成形の途中でガラスが固化してしま
い、中肉を充分に押圧できなかったり、レンズの外周付
近で転写精度が悪くなる現象がある。

【０００４】このため、従来では、特開平４−２８０８
２３号公報に開示される方法が実施されている。この方
法は、図１０に示すようなもので、（ａ）のように平板
状のガラスピース２１を加熱軟化した状態で、上型１７
および下型１８の周りからガラスピース２１に押圧部材
１６ａ，１６ｂを押し付け、上型１７とガラスピース２
１との間および下型１８とガラスピース２１との間にそ
れぞれ密閉空間１９ａ，１９ｂを作る。次に、同図
（ｂ）に示すように、押圧部材１６ａ，１６ｂの側面に
設けた排気孔２０ａ，２０ｂより密閉空間１９ａ，１９
ｂ内の空気を吸引して軟化状態にあるガラスピース２１
を上下に吸い上げる。この状態のままで、同図（ｃ）に
示すように、上型１７および下型１８を相互に接近さ
せ、加圧成形する。このように、ガラスピース２１を、
予め上下型１７，１８の成形面に近似した形状に変形さ
せた後、成形することで、空気溜まりができにくくな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報記載
の従来の成形方法では、次のような問題が生じる。すな
わち、排気孔２０ａ，２０ｂより排気して圧力を低下さ
せると、密閉空間１９ａ，１９ｂ内は真空に近い状態と
なる。このように、真空に近い状態では、上下型１７，
１８や成形されるガラスピース２１への温度伝達特性が
著しく悪化するので、温度ムラが発生してしまい、ヒケ
や焼き付きを惹起するおそれがある。また、真空となる
まで排気せずに成形しようとすると、ガラスピース２１
の温度を上げてその粘度をできるだけ低くしても、上下
型１７，１８の成形面の中心部からガラスピース２１が
接触するようになるほどガラスを吸引により引き上げる
ことは困難であり、空気溜まりができてしまう可能性が
高い。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ヒケや焼き付きを生じることなく、転写
精度の高いガラスレンズを容易に得ることができるガラ
スレンズの成形装置および成形方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、加熱軟化したガラスピース
を成形型により加圧成形してガラスレンズを得る成形装
置において、両平面のガラスピースを加熱軟化する加熱
炉と、加熱炉中に前記ガラスピースを搬入、搬出し、か
つガラスピースを成形位置まで搬送する供給アームと、
加熱炉中に出入り可能であってヒーターおよびブロー吹
き出し用の穴を有し、加熱炉中でガラスピースを加熱中
に、前記ヒーターで加熱した気体をガラスピースの表面
に吹き付けてガラス表面の形状を変化させる加熱ブロー
部材とを有することとした。請求項２に係る発明は、ガ
ラスレンズを成形するにあたり、両平面のガラスピース
を所定の温度に達するまで加熱し、加熱した気体をガラ
スピースに吹き付けることによりガラスピースを予め変
形させた後、成形型で加圧成形することとした。

【０００８】

【作用】上記構成のガラスレンズの成形装置において
は、加熱炉のヒーターにより、供給アームに載ったガラ
スピースを加熱軟化させ、加熱ブローが有効に機能する
ように雰囲気温度を高く保つ。また、供給アームは、加
熱炉内部と成形室内部との間を移動でき、ガラスピース
を加熱炉内の所定の位置に供給するとともに、ガラスピ
ースが加熱ブローにより変形された後にそのガラスピー
スを成形位置に供給する。加熱ブロー部材は、駆動機構
により加熱炉に出入りすることができ、例えば窒素など
の不活性ガスまたは不活性に近いガスが通じる管に接続
され、そのような気体を加熱するヒーターと加熱された
気体が吹き出るブロー吹き出し用の穴を有し、加熱軟化
したガラスピースの表面に加熱した気体を吹き付けるこ
とで、ガラスピースを適当な形状に変形させる。

【０００９】ここで、ガラスのＴｇ点（軟化点温度）を
超えた温度の気体をガラスピース表面に吹き付けると、
ガラスの表面は硬化することなく、流動して表面形状を
鏡面に保ったまま所望の形状に変形することができる。
したがって、従来の成形方法よりガラスの変形量が少な
くてすむ形状にしたり、高い面精度を出しやすい形状に
することができる。例えば、凸レンズの成形の場合に
は、成形型の成形面の中心部に先にガラスが接触し始め
るような形状に予めガラスピースを変形させることによ
り、空気溜まりをなくして成形面の形状をより精密にガ
ラスに転写させ易くすることができる。

【００１０】

【実施例】

〔実施例１〕（構成）本実施例では、両面凸のレンズを成形する例を
示す。本実施例の成形装置は、図１に示すようなもの
で、成形室１は加熱炉６に隣設されている。成形室１内
には、上下一対の上型２と下型３が設けられており、各
型２，３の凹面の成形面は鏡面に磨かれている。また、
下型３は主軸４上端に同軸的に設けられ、上下に駆動で
きるようになっている。加熱炉６内には、上下にそれぞ
れヒーター７ａ，７ｂが設置されている。供給アーム５
は、図示を省略した駆動機構により長手方向（図１で左
右方向）に移動できるようになっている。そして、供給
アーム５は、先端部の円形リング形状のホルダー８に載
っている両平面のガラスピース１１を、加熱炉６外部か
ら加熱炉６内に搬入でき、さらに成形室１内の上下型
２，３間の成形位置まで搬送できるような充分な可動距
離を持ってる。また、成形後のガラスレンズを成形室１
内から取り出す排出アーム１２は、供給アーム５と同様
な長手方向に移動できるように駆動機構（図示省略）を
備えている。

【００１１】図２は加熱炉６内を示す平面図で、加熱ブ
ローリング９は、ドーナツ形状に形成されている。上下
一対の加熱ブローリング９は、供給アーム５の移動方向
と直角方向にリング搬送軸１０により加熱炉６に出入り
でき、ホルダー８に保持されたガラスピース１１を挟み
込むようになっている。

【００１２】図３は上側の加熱ブローリング９を示す斜
視図で、加熱ブローリング９の内周部には、ブロー吹き
出し穴９ａが均等間隔で１２個設けられている。これら
ブロー吹き出し穴９ａは、図４に示すように、ガラスピ
ース１１表面に向かう方向に一定の角度（ブロー吹き出
し角度α）を持って形成されている。一方、下側の加熱
ブローリング９も上側と同様に形成されているが、ブロ
ー吹き出し穴９ａは上向きに吹き出し角度αを持って形
成されている。ここで、加熱ブローリング９の内径は１
８ｍｍ，ブロー吹き出し穴９ａの直径は０．８ｍｍ，ブ
ロー吹き出し角度αは３０度とした。また、ガラスピー
ス１１の硝材にはオハラＦＳＬ３（Ｔｇ３６３℃）を用
いた。また、ガラスピース１１は直径１８ｍｍ、厚さ４
ｍｍの平板である。加熱ブローリング９の材質はステン
レス鋼である。

【００１３】（作用）まず、図示しない供給手段によ
り、ホルダー８に載ったガラスピース１１を供給アーム
５の先端に載置する。次に、供給アーム５を加熱炉６の
所定位置まで移動させ、ヒーター７ａ，７ｂによりガラ
スピース１１を加熱する。ガラスピース１１が１０⁵ポ
アズ程度まで加熱されたところで、リング搬送軸１０に
より加熱ブローリング９を加熱炉６内のガラスピース１
１の上下に挟み込むように位置させる。この状態を図５
（ａ）に示す。

【００１４】次に、加熱ブロー１４を所定時間吹き出し
て、図５（ｂ）に示すように、上下面の各中心部が盛り
上がるような形状にガラスを変形させる。つまり、上下
両方向から加熱ブローリング９のブロー吹き出し穴９ａ
を介してガラス表面の外周部付近に所定角度を持って中
心方向に向かう加熱した気体（加熱ブロー１４）を吹き
付けると、気体が当たったガラス表面には部分的に風圧
による圧力が加わる。ここに、ガラス表面は柔らかくな
っており、また気体はガラスが硬化しない程度の温度に
なっているため、気体が当たった場所はガラスが変形し
てへこむことになる。さらに、ガラスに当たった気体
は、加熱ブローリング９がドーナツ形状をしており、ま
たガラスピース１１を通り抜けられないため、ガラスの
中心部に集まり、ドーナツの輪の部分を抜けて流れる。
軟化しているガラスピース１１は、この流れの影響を受
けて変形し、中心部に集まってくるために図５（ｂ）の
ような形状に変形するのである。

【００１５】ブロー終了後は、リング搬送軸１０を駆動
して加熱ブローリング９を後退させて加熱炉６から出
す。その後、供給アーム５により成形室１内の成形位置
に加熱変形したガラスピース１５を移動し、主軸４を駆
動して上下型２，３によりガラスを成形する。ガラスが
固化して成形が終了した後、排出アーム１２を成形室１
に入れて下型３をさげ、排出アーム１２によりガラスレ
ンズを保持し、成形室１から取り出して成形を終了す
る。

【００１６】（効果）本実施例では、加熱ブロー１４を
かけてガラスピース１１の形状を予め整えているので、
図６（ｂ）に示すように、加熱変形したガラスピース１
５の上下面の中心部は外周部よりも盛り上がっているた
め、ガラスの中心部が上下型２，３の成形面に先に接触
し、空気溜まりはできず、良好な成形を行うことができ
た。これに対し、比較のために加熱ブロー１４をかけず
に他の条件を本実施例と同様にした成形を行った。その
結果、この比較例では、図６（ａ）に示すように、ガラ
スピース１１と上型２の成形面との間に空気溜まりがで
きてしまい、良好な成形をすることができなかった。

【００１７】なお、加熱ブロー１４をガラスにかける場
合、吹き付ける気体の温度が高すぎると、ガラスは変形
してもすぐに自重により戻ってしまう。一方、温度が低
すぎると、ブローによりガラスが固まってしまい、ガラ
スを成形できなくなってしまう。したがって、加熱ブロ
ー１４の温度は、適当な値に設定する必要がある。

【００１８】また、本実施例においては、加熱ブロー１
４の吹き出し角度αを３０度としたが、成形対象とする
レンズの形状により吹き出し角度αを１５度や４５度な
ど、任意に変更することは可能である。さらに、加熱ブ
ロー１４の吹き出す流量を変更することでもレンズの変
形量を制御することができる。また、ブロー吹き出し穴
９ａの数や間隔、穴の直径も自由に変更することができ
る。加熱ブローリング９は、上下に２個配置したが、必
要に応じて上側だけまたは下側だけに配置してもよい。

【００１９】〔実施例２〕（構成）本実施例では、両面凹のレンズを成形する例を
示す。本実施例の成形装置は、図７に示すようなもの
で、図１に示す装置と同一構成部分については同一符号
を持って示し、その説明は省略する。

【００２０】本実施例における上型２３および下型２４
の成形面は、凸形状に形成され、鏡面に磨かれている。

【００２１】また、加熱ブローを出す機構は、図８に示
すようなもので、コ字型のアームの先端部内側にブロー
吹き出し穴３０ａのあいた加熱ブローアーム３０を用い
た。加熱ブローアーム３０の内部には、窒素などの不活
性気体が通る管とヒーターが設けられており、気体の供
給とともに気体を加熱することができるようになってい
る。また、ブロー吹き出し穴３０ａは、供給アーム５に
よって搬送されてきたガラスピース１１の中心部に加熱
ブローを吹き付けられる位置に設けられている。加熱ブ
ローアーム３０は、図示省略したアーム搬送軸により供
給アーム５の移動する方向と直角な方向に進退できるよ
うになっている。ブロー吹き出し穴３０ａの直径は１ｍ
ｍ，加熱ブローアーム３０ａの材質はステンレス鋼であ
る。

【００２２】（作用）前記実施例１と同様である。ただ
し、本実施例では、アーム搬送軸により加熱ブローアー
ム３０の先端がガラスピース１１を挟むように位置させ
た後、ブローの吹き出しにより図９に示すように、ガラ
スピース１１の外周部が盛り上がるような形状に変形さ
せ、その後に加圧成形した。

【００２３】（効果）従来の成形方法でフラットなガラ
スピースから凹レンズを成形する場合、成形の途中でガ
ラスが硬化してしまい、中肉を充分に押せなかったり、
中肉を押せてもレンズの外周部付近で転写精度が出なく
なることが多かった。これに対し、本実施例では、ガラ
スピース１１の両面の中心部に加熱ブローを吹き付ける
ことで、成形直前にガラスの形状を外周部より中心部が
薄くなるように変形させているので、外周部まで型の形
状が精度よく転写された。

【００２４】なお、加熱ブローの温度設定やブロー吹き
出し流量、ブロー吹き出し穴３０ａの数、大きさ等につ
いて、実施例１と同様に任意に変更してもよく、例えば
ブロー吹き出し穴３０ａをガラスピース１１の上側だけ
とすれば、メニスカスレンズの成形に有利である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明の成形装置および
成形方法によれば、ガラスピースが加熱軟化した状態で
加熱ブローを吹き付けて所望形状に整えた後に成形で
き、従来に比較して、より転写精度の高いガラスレンズ
を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の成形装置を示す概略構成図である。

【図２】同成形装置の要部を示す平面図である。

【図３】同成形装置の加熱ブローリングを示す斜視図で
ある。

【図４】同成形装置の加熱ブローリングを示す縦断面図
である。

【図５】実施例１の成形工程を示す要部正面図である。

【図６】実施例１と比較例の成形状態を示す正面図であ
る。

【図７】実施例２の成形装置を示す概略構成図である。

【図８】同成形装置の要部を示す斜視図である。

【図９】実施例２の一成形工程を示す要部正面図であ
る。

【図１０】従来の成形方法を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１成形室２，２３上型３，２４下型５供給アーム６加熱炉７ａ，７ｂヒーター８ホルダー９加熱ブローリング９ａブロー吹き出し穴１１ガラスピース１２排出アーム１４加熱ブロー１５加熱変形したガラスピース３０加熱ブローアーム３０ａブロー吹き出し穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱軟化したガラスピースを成形型によ
り加圧成形してガラスレンズを得る成形装置において、
両平面のガラスピースを加熱軟化する加熱炉と、加熱炉
中に前記ガラスピースを搬入、搬出し、かつガラスピー
スを成形位置まで搬送する供給アームと、加熱炉中に出
入り可能であってヒーターおよびブロー吹き出し用の穴
を有し、加熱炉中でガラスピースを加熱中に、前記ヒー
ターで加熱した気体をガラスピースの表面に吹き付けて
ガラス表面の形状を変化させる加熱ブロー部材とを有す
るガラスレンズの成形装置。
【請求項２】両平面のガラスピースを所定の温度に達
するまで加熱し、加熱した気体をガラスピースに吹き付
けることによりガラスピースを予め変形させた後、成形
型で加圧成形することを特徴とするガラスレンズの成形
方法。