JPH0948621A - 光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子の成形方法Info
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- JPH0948621A JPH0948621A JP7199533A JP19953395A JPH0948621A JP H0948621 A JPH0948621 A JP H0948621A JP 7199533 A JP7199533 A JP 7199533A JP 19953395 A JP19953395 A JP 19953395A JP H0948621 A JPH0948621 A JP H0948621A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/122—Heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/46—Lenses, e.g. bi-convex
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス成形品に割れや成形不良が発生しない
で、しかも、成形サイクルを短縮でき、経済性に寄与す
るための最適な成形条件での光学素子の成形方法を提供
する。 【解決手段】 重量調整されたガラス素材を成形用型内
に投入後に加熱、軟化し、成形用型でプレスして、光学
素子を成形する方法において、１０5 〜１０7 ｄＰａＳ
の粘度になるように加熱したガラス素材を、そのガラス
素材の１０9 〜１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度の
成形用型で、プレス成形することを特徴とする。
で、しかも、成形サイクルを短縮でき、経済性に寄与す
るための最適な成形条件での光学素子の成形方法を提供
する。 【解決手段】 重量調整されたガラス素材を成形用型内
に投入後に加熱、軟化し、成形用型でプレスして、光学
素子を成形する方法において、１０5 〜１０7 ｄＰａＳ
の粘度になるように加熱したガラス素材を、そのガラス
素材の１０9 〜１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度の
成形用型で、プレス成形することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形用型内におい
て、ガラス素材を加熱、軟化し、その後、プレス成形す
る、光学素子の成形方法に関する。
て、ガラス素材を加熱、軟化し、その後、プレス成形す
る、光学素子の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、所定の表面精度を有する成形用型
内に光学素子用のガラス素材、例えば、或る程度の形状
及び表面精度に予備成形されたガラスブランクを収容し
て、加熱下でプレス成形することにより、従来のよう
な、研削及び研磨などの後加工を必要としない、高精度
の光学機能面を有する光学素子を製造する方法が開発さ
れている。
内に光学素子用のガラス素材、例えば、或る程度の形状
及び表面精度に予備成形されたガラスブランクを収容し
て、加熱下でプレス成形することにより、従来のよう
な、研削及び研磨などの後加工を必要としない、高精度
の光学機能面を有する光学素子を製造する方法が開発さ
れている。
【０００３】このようなプレス成形法では、一般に、成
形用上型部材と成形用下型部材とをそれぞれ、成形用胴
型内において摺動可能な状態で、互いに上下に対向して
配置し、これら上型部材、下型部材および胴型部材によ
り形成されるキャビティ内に成形用ガラス素材を導入
し、成形するのに適した所定温度、即ち、材質により異
なるが、成形用ガラス素材が１０8 〜１０12ｄＰａＳの
粘度となる相当温度まで、型部材を加熱し、成形用型を
閉じ、適宜な時間、プレスして、型部材の成形面の形状
を成形用ガラス素材の表面に転写する。この場合、成形
を行う際、型部材の酸化防止のために、雰囲気を非酸化
性雰囲気、例えば、窒素雰囲気とする。
形用上型部材と成形用下型部材とをそれぞれ、成形用胴
型内において摺動可能な状態で、互いに上下に対向して
配置し、これら上型部材、下型部材および胴型部材によ
り形成されるキャビティ内に成形用ガラス素材を導入
し、成形するのに適した所定温度、即ち、材質により異
なるが、成形用ガラス素材が１０8 〜１０12ｄＰａＳの
粘度となる相当温度まで、型部材を加熱し、成形用型を
閉じ、適宜な時間、プレスして、型部材の成形面の形状
を成形用ガラス素材の表面に転写する。この場合、成形
を行う際、型部材の酸化防止のために、雰囲気を非酸化
性雰囲気、例えば、窒素雰囲気とする。
【０００４】そして、型部材を、成形用ガラス素材の転
移温度に十分に近い温度まで、冷却し、その後、プレス
圧力を除去し、成形用型を開いて、成形済みの光学素子
を取り出すのである。
移温度に十分に近い温度まで、冷却し、その後、プレス
圧力を除去し、成形用型を開いて、成形済みの光学素子
を取り出すのである。
【０００５】なお、成形用型内に導入する前に、成形用
ガラス素材を、適宜の温度まで予備加熱したり、あるい
は、成形に適した温度まで加熱してから、成形用型内に
導入することもなされている。さらに、型部材と共に成
形用ガラス素材を、プレス機に搬送しながら、それぞ
れ、所定の場所で加熱し、上記プレス機でプレス成形
し、また、冷却を行うような、連続成形も行われてお
り、これによって、成形の高速化も実現されている。
ガラス素材を、適宜の温度まで予備加熱したり、あるい
は、成形に適した温度まで加熱してから、成形用型内に
導入することもなされている。さらに、型部材と共に成
形用ガラス素材を、プレス機に搬送しながら、それぞ
れ、所定の場所で加熱し、上記プレス機でプレス成形
し、また、冷却を行うような、連続成形も行われてお
り、これによって、成形の高速化も実現されている。
【０００６】以上のような光学素子プレス成形法とし
て、米国特許第３，８３３，３４７号明細書、米国特許
第３，８４４，７５５号明細書、特開昭５８−８４１３
４号公報などには、予め、ガラス素材を成形用型内に配
置して、成形用型部材とガラス素材とを等温状態になる
ように加熱して、所定温度で、プレス成形する方法が開
示されている。また、特開昭５９−２０３７３２号公
報、特開昭６２−２７３３４号公報などには、成形に適
した温度に加熱したガラス素材を、その温度より低温に
保持した成形用型内に移送して、そこで、プレス成形す
る方法が開示されている。
て、米国特許第３，８３３，３４７号明細書、米国特許
第３，８４４，７５５号明細書、特開昭５８−８４１３
４号公報などには、予め、ガラス素材を成形用型内に配
置して、成形用型部材とガラス素材とを等温状態になる
ように加熱して、所定温度で、プレス成形する方法が開
示されている。また、特開昭５９−２０３７３２号公
報、特開昭６２−２７３３４号公報などには、成形に適
した温度に加熱したガラス素材を、その温度より低温に
保持した成形用型内に移送して、そこで、プレス成形す
る方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述の従来例には、次のような問題点がある。まず、特開
昭５８−８４１３４号公報などに示されている方法につ
いて述べると、予め、成形用型内にガラス素材を配置し
て、そこで、成形用型部材とガラスとを、等温状態に加
熱する場合、ガラス粘度で１０9 〜１０9.5 ｄＰａＳに
相当する温度が、プレス成形の適温域である。
述の従来例には、次のような問題点がある。まず、特開
昭５８−８４１３４号公報などに示されている方法につ
いて述べると、予め、成形用型内にガラス素材を配置し
て、そこで、成形用型部材とガラスとを、等温状態に加
熱する場合、ガラス粘度で１０9 〜１０9.5 ｄＰａＳに
相当する温度が、プレス成形の適温域である。
【０００８】その理由は、１０9.5 ｄＰａＳ相当以下の
温度では、ガラスが破砕するか、または、プレス成形の
際の変形に長時間を要するため、生産性の上で現実的で
ないからであり、また、逆に、１０9 ｄＰａＳ相当以上
の温度では、型表面に対する融着や、転写面での曇りな
どの不具合が発生し易いからである。従って、通常のプ
レス時間は３０秒から１０分程度であり、プレスによる
ガラス素材の変形が完了した後、その形状の変化しない
温度域まで、ガラスを冷却し、それから離型するため
に、サイクルタイムが、相当に長いものとなる。
温度では、ガラスが破砕するか、または、プレス成形の
際の変形に長時間を要するため、生産性の上で現実的で
ないからであり、また、逆に、１０9 ｄＰａＳ相当以上
の温度では、型表面に対する融着や、転写面での曇りな
どの不具合が発生し易いからである。従って、通常のプ
レス時間は３０秒から１０分程度であり、プレスによる
ガラス素材の変形が完了した後、その形状の変化しない
温度域まで、ガラスを冷却し、それから離型するため
に、サイクルタイムが、相当に長いものとなる。
【０００９】また、特開昭５９−２０３７３２号公報で
は、ガラス素材を保持部材に載せて、そのガラス素材の
１０5.5 〜１０7 ｄＰａＳの粘度に相当する温度に加熱
し、そのガラス温度よりも１００℃ほど低温に保った型
部材によって、プレス成形する方法を開示している。
は、ガラス素材を保持部材に載せて、そのガラス素材の
１０5.5 〜１０7 ｄＰａＳの粘度に相当する温度に加熱
し、そのガラス温度よりも１００℃ほど低温に保った型
部材によって、プレス成形する方法を開示している。
【００１０】しかし、保持部材上でガラス素材を、上記
のような温度まで加熱すると、ガラスが変形して、成形
に際して、不適当な形状になってしまい、プレス成形し
た時に、成形面にガス残りが発生したり、また、保持部
材がガラスに喰い込んで、それが原因で、光学素子とし
ての精度が得られなくなったり、また、加熱したガラス
素材を成形用型内に移し変える時、ガラスの温度が低下
して、プレス成形できなくなるなどの不具合が発生す
る。
のような温度まで加熱すると、ガラスが変形して、成形
に際して、不適当な形状になってしまい、プレス成形し
た時に、成形面にガス残りが発生したり、また、保持部
材がガラスに喰い込んで、それが原因で、光学素子とし
ての精度が得られなくなったり、また、加熱したガラス
素材を成形用型内に移し変える時、ガラスの温度が低下
して、プレス成形できなくなるなどの不具合が発生す
る。
【００１１】さらに、保持部材によって保持されている
ガラス素材の周辺部分は、上記保持部材と接触している
ため、表面が荒れて、光学機能面として使用不可能であ
り、また、保持部材に載せた状態で、ガラスをプレス成
形するため、位置合わせが難しく、成形品には、ばりが
出やすく、また、取り出しに際しても、保持部材に成形
品が付着するため、取り出せないなどの問題もある。こ
れは、形状の関係で、凸レンズの場合に、更に困難度を
増すことになる。
ガラス素材の周辺部分は、上記保持部材と接触している
ため、表面が荒れて、光学機能面として使用不可能であ
り、また、保持部材に載せた状態で、ガラスをプレス成
形するため、位置合わせが難しく、成形品には、ばりが
出やすく、また、取り出しに際しても、保持部材に成形
品が付着するため、取り出せないなどの問題もある。こ
れは、形状の関係で、凸レンズの場合に、更に困難度を
増すことになる。
【００１２】次に、特開昭６２−２７３３４号公報で
は、ガラス素材を、１０6 〜１０8 ｄＰａＳの粘度に相
当する温度に、また、成形用型部材を、Ｔｇ〜Ｔｇ−２
００℃にして、プレス成形する方法が開示されている。
しかし、型温度が低すぎるために、プレス成形した際
に、ガラスの温度が急激に下がりすぎて、成形品に必要
な精度が得られないばかりか、所定の肉厚までプレスで
きなかったり、あるいは、ガラスが割れたり、急激な温
度降下で、ガラス内に温度分布のばらつきを生じ、これ
によって、成形品の表面にしわが発生したりする。加え
るに、これにも、保持部材に載せた状態で、プレス成形
する際の不具合は、前記公知例と同様に、発生すること
になる。
は、ガラス素材を、１０6 〜１０8 ｄＰａＳの粘度に相
当する温度に、また、成形用型部材を、Ｔｇ〜Ｔｇ−２
００℃にして、プレス成形する方法が開示されている。
しかし、型温度が低すぎるために、プレス成形した際
に、ガラスの温度が急激に下がりすぎて、成形品に必要
な精度が得られないばかりか、所定の肉厚までプレスで
きなかったり、あるいは、ガラスが割れたり、急激な温
度降下で、ガラス内に温度分布のばらつきを生じ、これ
によって、成形品の表面にしわが発生したりする。加え
るに、これにも、保持部材に載せた状態で、プレス成形
する際の不具合は、前記公知例と同様に、発生すること
になる。
【００１３】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、ガラス成形品に割れや成形不良が発生しないで、
しかも、成形サイクルを短縮でき、経済性に寄与するた
めの最適な成形条件での光学素子の成形方法を提供する
ことを目的としている。
ので、ガラス成形品に割れや成形不良が発生しないで、
しかも、成形サイクルを短縮でき、経済性に寄与するた
めの最適な成形条件での光学素子の成形方法を提供する
ことを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
重量調整されたガラス素材を成形用型内に投入後に加
熱、軟化し、成形用型でプレスして、光学素子を成形す
る方法において、１０5〜１０7 ｄＰａＳの粘度になる
ように加熱したガラス素材を、そのガラス素材の１０9
〜１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度の成形用型で、
プレス成形することにより、上記問題を解決するのであ
る。
重量調整されたガラス素材を成形用型内に投入後に加
熱、軟化し、成形用型でプレスして、光学素子を成形す
る方法において、１０5〜１０7 ｄＰａＳの粘度になる
ように加熱したガラス素材を、そのガラス素材の１０9
〜１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度の成形用型で、
プレス成形することにより、上記問題を解決するのであ
る。
【００１５】この場合、上述のガラス粘度の範囲を特定
する根拠は、ガラス素材が１０5 ｄＰａＳの粘度に相当
する温度を越える場合は、加熱中にガラス素材が変形し
て、プレス成形に不適当な形になったり、プレスを開始
した直後のガラスの中心と表面との温度差が、大きすぎ
て、ひけが除去できないレベルとなり、形状精度が得ら
れないこと、および、１０7 ｄＰａＳの粘度に相当する
温度に満たない場合は、プレス中にガラス温度が下がり
すぎて、所定の肉厚まで変形しなかったり、形状精度が
得られなかったりすることに由来する。
する根拠は、ガラス素材が１０5 ｄＰａＳの粘度に相当
する温度を越える場合は、加熱中にガラス素材が変形し
て、プレス成形に不適当な形になったり、プレスを開始
した直後のガラスの中心と表面との温度差が、大きすぎ
て、ひけが除去できないレベルとなり、形状精度が得ら
れないこと、および、１０7 ｄＰａＳの粘度に相当する
温度に満たない場合は、プレス中にガラス温度が下がり
すぎて、所定の肉厚まで変形しなかったり、形状精度が
得られなかったりすることに由来する。
【００１６】成形用型部材の温度が、プレス成形するガ
ラス素材の１０9 ｄＰａＳの粘度に相当する温度を超え
る場合は、型部材の成形面とガラスとの融着が発生し易
く、１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度に満たない場
合は、プレスした際にガラスの温度が急激に下がりすぎ
て、成形品に必要な精度が得られないばかりか、所定の
肉厚までプレスできなかったり、あるいは、ガラスが割
れたり、急激な温度降下により、ガラス内の温度分布に
ばらつきが生じ、これによって、成形品の表面にしわが
発生したりする。
ラス素材の１０9 ｄＰａＳの粘度に相当する温度を超え
る場合は、型部材の成形面とガラスとの融着が発生し易
く、１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度に満たない場
合は、プレスした際にガラスの温度が急激に下がりすぎ
て、成形品に必要な精度が得られないばかりか、所定の
肉厚までプレスできなかったり、あるいは、ガラスが割
れたり、急激な温度降下により、ガラス内の温度分布に
ばらつきが生じ、これによって、成形品の表面にしわが
発生したりする。
【００１７】そこで、前記温度条件に設定することで、
これらの問題を解決したのであるが、更に、具体的に述
べれば、重量調整されたガラス素材を、予め、別の場所
で１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度以下の温度ま
で、予備加熱してから、成形用型に投入しても良い。こ
れによって、ガラス素材の加熱に要する時間を短縮する
ことが可能である。ただし、ガラス屈伏点（１０11ｄＰ
ａＳ）を超える温度まで、予備加熱をすると、予備加熱
中に保持部材がガラスにくい込んだり、ガラスを成形用
型に投入する際の搬送部材がガラスにくい込んだりし
て、ガラス素材の表面が劣化してしまう。
これらの問題を解決したのであるが、更に、具体的に述
べれば、重量調整されたガラス素材を、予め、別の場所
で１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度以下の温度ま
で、予備加熱してから、成形用型に投入しても良い。こ
れによって、ガラス素材の加熱に要する時間を短縮する
ことが可能である。ただし、ガラス屈伏点（１０11ｄＰ
ａＳ）を超える温度まで、予備加熱をすると、予備加熱
中に保持部材がガラスにくい込んだり、ガラスを成形用
型に投入する際の搬送部材がガラスにくい込んだりし
て、ガラス素材の表面が劣化してしまう。
【００１８】また、ガラス素材のプレス成形に際し、そ
の変形開始と同時に、成形用型部材の冷却を開始するこ
とによって、従来、変形が完了してから冷却を行ってい
た時よりも、成形サイクルの短縮が可能となった。ま
た、本発明の型温度は、１０9〜１０11ｄＰａＳの粘度
に相当する範囲にあるが、該範囲の中でも、１０9 ｄＰ
ａＳ付近の場合、ガラス温度が１０5 〜１０7 ｄＰａＳ
の粘度に相当する温度のガラスを、プレス成形して、長
時間保持すると、型部材の成形面での融着が発生しやす
いが、プレス開始と同時に、成形用型部材を冷却させる
ことによって、融着を防止することが可能である。
の変形開始と同時に、成形用型部材の冷却を開始するこ
とによって、従来、変形が完了してから冷却を行ってい
た時よりも、成形サイクルの短縮が可能となった。ま
た、本発明の型温度は、１０9〜１０11ｄＰａＳの粘度
に相当する範囲にあるが、該範囲の中でも、１０9 ｄＰ
ａＳ付近の場合、ガラス温度が１０5 〜１０7 ｄＰａＳ
の粘度に相当する温度のガラスを、プレス成形して、長
時間保持すると、型部材の成形面での融着が発生しやす
いが、プレス開始と同時に、成形用型部材を冷却させる
ことによって、融着を防止することが可能である。
【００１９】また、ガラス素材のプレス成形に際し、そ
の変形開始から所定の肉厚になるまで、５秒以内でプレ
スさせることによって、満足な形状精度を得ることが可
能である。因みに、プレス機のプレス荷重が低いなどの
理由により、変形完了までに５秒を超えてしまうと、ガ
ラスの温度が下がりすぎて、所定の肉厚まで変形できな
くなるおそれがある。
の変形開始から所定の肉厚になるまで、５秒以内でプレ
スさせることによって、満足な形状精度を得ることが可
能である。因みに、プレス機のプレス荷重が低いなどの
理由により、変形完了までに５秒を超えてしまうと、ガ
ラスの温度が下がりすぎて、所定の肉厚まで変形できな
くなるおそれがある。
【００２０】また、成形されたガラスの内部の粘度が１
０11〜１０13ｄＰａＳになるまで、ガラスに圧力をかけ
た状態で冷却し、その後、離型することにより、高精度
な光学素子が得られる。すなわち、直径の小さなレンズ
では、１０11ｄＰａＳ相当温度以上で離型しても、形状
精度が得られる場合もあるが、大きなレンズでは１０ 11
〜１０13ｄＰａＳまで圧力をかけて、冷却してから、離
型した方が優れた形状精度が得られる。
０11〜１０13ｄＰａＳになるまで、ガラスに圧力をかけ
た状態で冷却し、その後、離型することにより、高精度
な光学素子が得られる。すなわち、直径の小さなレンズ
では、１０11ｄＰａＳ相当温度以上で離型しても、形状
精度が得られる場合もあるが、大きなレンズでは１０ 11
〜１０13ｄＰａＳまで圧力をかけて、冷却してから、離
型した方が優れた形状精度が得られる。
【００２１】また、本発明では、ガラス保持部材を使用
しないために、ばりや、保持部材への付着などの問題が
発生しない。
しないために、ばりや、保持部材への付着などの問題が
発生しない。
【００２２】
〔実施の形態１〕図１は、本発明の成形方法を実施する
ための装置の概略図であり、図中、符号１は上型、２は
下型、３は開口部を持つ胴型、４は型ヒーター、５はガ
ラスヒーター、６はガラス素材、７はガラス素材および
成形品を成形用型に出し入れするための吸着ハンド、８
は成形用型への投入前のガラス素材を予備加熱するため
の予備加熱台、９はガラス素材を示している。なお、図
２は、光学素子を成形した後の状態を示す図であり、符
号１０は成形品を示している。
ための装置の概略図であり、図中、符号１は上型、２は
下型、３は開口部を持つ胴型、４は型ヒーター、５はガ
ラスヒーター、６はガラス素材、７はガラス素材および
成形品を成形用型に出し入れするための吸着ハンド、８
は成形用型への投入前のガラス素材を予備加熱するため
の予備加熱台、９はガラス素材を示している。なお、図
２は、光学素子を成形した後の状態を示す図であり、符
号１０は成形品を示している。
【００２３】図１に示すプレス成形装置は、成形チャン
バー（図示せず）の中で、Ｎ2 雰囲気下に置かれる。こ
の実施の形態の具体例としては、レンズ成形用に、ＳＫ
１２（ｎｄ＝１．５８３１３、νｄ＝５９．４、Ｔｇ＝
５０６℃、Ａｔ＝５３８℃）のガラス素材が用いられて
おり、上述の装置において、これを直径：１２ｍｍ、中
心厚：７ｍｍのゴブ（ガラス塊）に成形する。この際の
成形品は、上記ガラス素材からＲ１＝１６．４５ｍｍ、
Ｒ２＝１６．８６ｍｍ、中心厚＝４．５ｍｍ、光線有効
径＝φ１２．５ｍｍ、外径＝φ１５ｍｍの、両凸レンズ
である。なお、ＳＫ１２の温度粘度特性を表１に示す。
バー（図示せず）の中で、Ｎ2 雰囲気下に置かれる。こ
の実施の形態の具体例としては、レンズ成形用に、ＳＫ
１２（ｎｄ＝１．５８３１３、νｄ＝５９．４、Ｔｇ＝
５０６℃、Ａｔ＝５３８℃）のガラス素材が用いられて
おり、上述の装置において、これを直径：１２ｍｍ、中
心厚：７ｍｍのゴブ（ガラス塊）に成形する。この際の
成形品は、上記ガラス素材からＲ１＝１６．４５ｍｍ、
Ｒ２＝１６．８６ｍｍ、中心厚＝４．５ｍｍ、光線有効
径＝φ１２．５ｍｍ、外径＝φ１５ｍｍの、両凸レンズ
である。なお、ＳＫ１２の温度粘度特性を表１に示す。
【００２４】
【表１】 図３は、本実施例の中の１つの条件における成形用型と
ガラスの温度変化を示す図である。成形工程では、ま
ず、重量調整されたガラス素材６を吸着ハンド７で下型
２上に投入する。この時、上型１と下型２の温度は５０
０℃である。次に、ヒーター５を上下型の間、ガラス素
材の近傍に挿入し、ガラス素材を急速に加熱する。
ガラスの温度変化を示す図である。成形工程では、ま
ず、重量調整されたガラス素材６を吸着ハンド７で下型
２上に投入する。この時、上型１と下型２の温度は５０
０℃である。次に、ヒーター５を上下型の間、ガラス素
材の近傍に挿入し、ガラス素材を急速に加熱する。
【００２５】ガラス素材投入と同時に、型温度を上昇さ
せ、１７秒後で、５３５℃（粘度：１０11ｄＰａＳ相
当）とした。また、３２秒後において、そのガラス素材
の中心温度が６４２℃（粘度：１０7 ｄＰａＳ相当）と
なったところで、ヒーター５を退避させ、上型１を１０
０ｋｇの荷重で下降させて、プレス成形を行った。ガラ
ス素材を、その変形開始から所定の肉厚にプレスするま
での時間は、４秒であった。また、プレス開始と同時
に、１℃／秒の速度で、成形用型を冷却し、３５秒後に
５００℃になったところで、上型１を上昇させ、離型さ
せた。
せ、１７秒後で、５３５℃（粘度：１０11ｄＰａＳ相
当）とした。また、３２秒後において、そのガラス素材
の中心温度が６４２℃（粘度：１０7 ｄＰａＳ相当）と
なったところで、ヒーター５を退避させ、上型１を１０
０ｋｇの荷重で下降させて、プレス成形を行った。ガラ
ス素材を、その変形開始から所定の肉厚にプレスするま
での時間は、４秒であった。また、プレス開始と同時
に、１℃／秒の速度で、成形用型を冷却し、３５秒後に
５００℃になったところで、上型１を上昇させ、離型さ
せた。
【００２６】ガラスは、その表面がプレスした瞬間に、
成形用型の温度まで冷却されるが、その中心は、遅れて
冷却されるので、１５秒で表面温度と一致した。成形さ
れた光学素子１０は、形状精度がニュートンリングで、
クセ１本の良好なものであった。また、離型後、成形品
を取り出し、新しいガラス素材を投入して、連続的に成
形を行うことができた。この連続成形の１サイクルに必
要な時間は、８０秒であった。
成形用型の温度まで冷却されるが、その中心は、遅れて
冷却されるので、１５秒で表面温度と一致した。成形さ
れた光学素子１０は、形状精度がニュートンリングで、
クセ１本の良好なものであった。また、離型後、成形品
を取り出し、新しいガラス素材を投入して、連続的に成
形を行うことができた。この連続成形の１サイクルに必
要な時間は、８０秒であった。
【００２７】図４は、別の条件における成形用型とガラ
スの温度変化を示す図である。型温度が５８４℃（粘
度：１０9 ｄＰａＳ相当）で、ガラス素材が７２０℃
（粘度：１０5 ｄＰａＳ相当）でプレスを行い、５３５
℃で離型した。サイクルタイムは９８秒であった。さら
に、成形用型とガラスの温度を、各種、変化させて実験
した結果、その時の成形の成績を表２に示す。
スの温度変化を示す図である。型温度が５８４℃（粘
度：１０9 ｄＰａＳ相当）で、ガラス素材が７２０℃
（粘度：１０5 ｄＰａＳ相当）でプレスを行い、５３５
℃で離型した。サイクルタイムは９８秒であった。さら
に、成形用型とガラスの温度を、各種、変化させて実験
した結果、その時の成形の成績を表２に示す。
【００２８】
【表２】 上記結果から、ガラス温度が粘度：１０5 〜１０7 ｄＰ
ａＳに相当する温度、成形用型温度が粘度：１０9 〜１
０11ｄＰａＳに相当する温度の時に、良好な光学素子が
得られることが判る。 〔実施の形態２〕実施の形態１と同じ型装置を使用し
て、成形条件を変えて実験した結果、この内容を検討し
た。ここでは、図１に示す予備加熱台を用い、予め、ガ
ラス素材を５３５℃（粘度：１０11ｄＰａＳ相当）に加
熱してから、成形用型内に投入した。さらに、プレス工
程において、次のガラス素材を予備加熱して、予熱によ
るサイクル延長を回避した連続的成形を実現した。
ａＳに相当する温度、成形用型温度が粘度：１０9 〜１
０11ｄＰａＳに相当する温度の時に、良好な光学素子が
得られることが判る。 〔実施の形態２〕実施の形態１と同じ型装置を使用し
て、成形条件を変えて実験した結果、この内容を検討し
た。ここでは、図１に示す予備加熱台を用い、予め、ガ
ラス素材を５３５℃（粘度：１０11ｄＰａＳ相当）に加
熱してから、成形用型内に投入した。さらに、プレス工
程において、次のガラス素材を予備加熱して、予熱によ
るサイクル延長を回避した連続的成形を実現した。
【００２９】図６は、本実施の形態における具体例とし
て、成形用型とガラスの温度変化を示したものである。
型温度が５００℃で、５３５℃に予備加熱されたガラス
素材を、その成形用型内に投入し、ヒーター５を成形用
型内に挿入して、ガラスの加熱を行った。同時に、成形
用型の加熱も行い、１７秒後に成形用型が５３５℃、ガ
ラスが６４２℃とし、この状態において、プレス圧力：
１００ｋｇでプレス成形を行った。
て、成形用型とガラスの温度変化を示したものである。
型温度が５００℃で、５３５℃に予備加熱されたガラス
素材を、その成形用型内に投入し、ヒーター５を成形用
型内に挿入して、ガラスの加熱を行った。同時に、成形
用型の加熱も行い、１７秒後に成形用型が５３５℃、ガ
ラスが６４２℃とし、この状態において、プレス圧力：
１００ｋｇでプレス成形を行った。
【００３０】なお、ガラス素材の変形開始から所定の肉
厚にプレスできるまでの時間は、４秒であった。また、
プレス開始と同時に、１℃／秒の速度で、成形用型を冷
却し、３５秒後に５００℃になったところで、上型１を
上昇させ、離型させた。このようにして、成形された光
学素子１０は、形状精度がニュートンリングで、クセ１
本の良好なものであった。また、サイクルタイムは６５
秒で、実施例１において同一条件で予備加熱なしにて、
プレス成形した場合のサイクルよりも１５秒も短縮され
た。
厚にプレスできるまでの時間は、４秒であった。また、
プレス開始と同時に、１℃／秒の速度で、成形用型を冷
却し、３５秒後に５００℃になったところで、上型１を
上昇させ、離型させた。このようにして、成形された光
学素子１０は、形状精度がニュートンリングで、クセ１
本の良好なものであった。また、サイクルタイムは６５
秒で、実施例１において同一条件で予備加熱なしにて、
プレス成形した場合のサイクルよりも１５秒も短縮され
た。
【００３１】また、同一温度条件で、プレス圧力を変化
させて、成形を行った結果を表３に示す。
させて、成形を行った結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】 上記結果から、５秒を超えて変形させようとすると、ガ
ラスの温度が下がり過ぎるため、変形不能となり、所定
の肉厚にならないことが判る。 〔実施の形態３〕図７は、本発明の第３の実施の形態を
説明するための装置の概略図である。ここで、符号１１
は上型、１２は下型、１３は開口部を持つ胴型、１４は
型ヒーター、１５はガラスヒーター、１６はガラス素材
を示している。また、図８は光学素子を成形した後の状
態を示す図であり、符号１７は成形品を示している。
ラスの温度が下がり過ぎるため、変形不能となり、所定
の肉厚にならないことが判る。 〔実施の形態３〕図７は、本発明の第３の実施の形態を
説明するための装置の概略図である。ここで、符号１１
は上型、１２は下型、１３は開口部を持つ胴型、１４は
型ヒーター、１５はガラスヒーター、１６はガラス素材
を示している。また、図８は光学素子を成形した後の状
態を示す図であり、符号１７は成形品を示している。
【００３３】レンズ成形用ガラス素材としては、ＬａＫ
１２（ｎｄ＝１．６６９１０、νｄ＝５５．４、Ｔｇ＝
５３０℃、Ａｔ＝５６２℃）が用いられ、これを用い
て、直径：１２．７ｍｍ、中心厚：６ｍｍ、片面が凹の
ゴブを製作した。
１２（ｎｄ＝１．６６９１０、νｄ＝５５．４、Ｔｇ＝
５３０℃、Ａｔ＝５６２℃）が用いられ、これを用い
て、直径：１２．７ｍｍ、中心厚：６ｍｍ、片面が凹の
ゴブを製作した。
【００３４】ここでは、上記ガラス素材から、Ｒ１＝１
７．５８ｍｍ、Ｒ２＝３７．３７７ｍｍ、中心厚＝１．
３ｍｍ、光線有効径＝１２．５ｍｍ、外径＝φ１４ｍｍ
の両凹レンズを成形する。なお、ＬａＫ１２の温度粘度
特性を表４に示す。
７．５８ｍｍ、Ｒ２＝３７．３７７ｍｍ、中心厚＝１．
３ｍｍ、光線有効径＝１２．５ｍｍ、外径＝φ１４ｍｍ
の両凹レンズを成形する。なお、ＬａＫ１２の温度粘度
特性を表４に示す。
【００３５】
【表４】 図９は、本実施例の中の１つの条件における成形用型と
ガラスの温度変化を示す図である。成形工程では、５３
５℃の成形用型に、予め、予備加熱台で５１３℃（粘
度：１０13ｄＰａＳ相当）に予熱したガラス素材を投入
し、ヒーター１５を挿入して、ガラス素材を加熱する。
同時に、型温度を５４９℃（粘度：１０11ｄＰａＳ相
当）に上昇させ、ガラスが６３６℃（粘度：１０7 ｄＰ
ａＳ相当）になったところで、ヒーター１５を退避さ
せ、上型１１をプレス圧：８０ｋｇで、下降させ、プレ
スを行った。
ガラスの温度変化を示す図である。成形工程では、５３
５℃の成形用型に、予め、予備加熱台で５１３℃（粘
度：１０13ｄＰａＳ相当）に予熱したガラス素材を投入
し、ヒーター１５を挿入して、ガラス素材を加熱する。
同時に、型温度を５４９℃（粘度：１０11ｄＰａＳ相
当）に上昇させ、ガラスが６３６℃（粘度：１０7 ｄＰ
ａＳ相当）になったところで、ヒーター１５を退避さ
せ、上型１１をプレス圧：８０ｋｇで、下降させ、プレ
スを行った。
【００３６】また、プレス開始と同時に、１℃／秒の速
度で、成形用型を冷却し、１５秒後に５３５℃になった
ところで、上型１１を上昇させ、離型させた。ガラス
は、その表面がプレスした瞬間に型の温度まで冷却され
るが、最も肉の厚い部分は、遅れて冷却され、１４秒で
表面温度と一致した。このようにして、成形された光学
素子１７は、形状精度がニュートンリングで、クセ１．
５本の良好なものであった。また、離型後、成形品を取
り出し、新しいガラス素材を投入して、連続的に成形を
行うことができた。このサイクルタイムは３８秒であっ
た。
度で、成形用型を冷却し、１５秒後に５３５℃になった
ところで、上型１１を上昇させ、離型させた。ガラス
は、その表面がプレスした瞬間に型の温度まで冷却され
るが、最も肉の厚い部分は、遅れて冷却され、１４秒で
表面温度と一致した。このようにして、成形された光学
素子１７は、形状精度がニュートンリングで、クセ１．
５本の良好なものであった。また、離型後、成形品を取
り出し、新しいガラス素材を投入して、連続的に成形を
行うことができた。このサイクルタイムは３８秒であっ
た。
【００３７】更に、成形用型とガラスの温度を、各種変
化させて、その時の成形の結果を表５に示す。
化させて、その時の成形の結果を表５に示す。
【００３８】
【表５】 上記結果から、ガラス温度が粘度：１０5 〜１０7 ｄＰ
ａＳに相当する温度、成形用型の温度が粘度：１０9 〜
１０11ｄＰａＳに相当する時に、良好な光学素子が得ら
れることが判る。 〔比較例〕実施の形態１と同じ型の装置を使用して、従
来の成形プロセスを比較例として、以下に示す。即ち、
図５は、従来例における成形用型とガラスの温度変化を
示す図である。型温度が５００℃の時にガラス素材（Ｓ
Ｋ１２）を投入し、それを起点として４２秒後に成形用
型、ガラスが共に５８４℃（粘度：１０9 ｄＰａＳに相
当）になった時点で、上型を下降させ、プレスを行う。
この際、変形が完了するまで、６５秒を要した。その
後、１℃／秒の速度で、成形用型を冷却し、８４秒後に
５００℃になったところで、上型を上昇させ、離型させ
た。離型後、成形品を取り出して、新しいガラス素材を
投入し、連続的に成形を行った。サイクルタイムは２０
４秒を要し、本発明の実施の形態で示すサイクルタイム
に比較して著しく長い。
ａＳに相当する温度、成形用型の温度が粘度：１０9 〜
１０11ｄＰａＳに相当する時に、良好な光学素子が得ら
れることが判る。 〔比較例〕実施の形態１と同じ型の装置を使用して、従
来の成形プロセスを比較例として、以下に示す。即ち、
図５は、従来例における成形用型とガラスの温度変化を
示す図である。型温度が５００℃の時にガラス素材（Ｓ
Ｋ１２）を投入し、それを起点として４２秒後に成形用
型、ガラスが共に５８４℃（粘度：１０9 ｄＰａＳに相
当）になった時点で、上型を下降させ、プレスを行う。
この際、変形が完了するまで、６５秒を要した。その
後、１℃／秒の速度で、成形用型を冷却し、８４秒後に
５００℃になったところで、上型を上昇させ、離型させ
た。離型後、成形品を取り出して、新しいガラス素材を
投入し、連続的に成形を行った。サイクルタイムは２０
４秒を要し、本発明の実施の形態で示すサイクルタイム
に比較して著しく長い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、重量調整されたガ
ラス素材を成形用型内に投入した後、加熱軟化し、成形
用型でプレスして光学素子を成形する方法において、１
０5 〜１０7 ｄＰａＳの粘度になるようにガラス素材を
加熱し、そのガラス素材の１０ 9 〜１０11ｄＰａＳの粘
度に相当する温度に加熱した成形用型で、プレスするこ
とにより、良好な品質を持つ光学素子を、従来よりも短
い時間で成形することができ、経済性の向上に寄与する
ことができる。
ラス素材を成形用型内に投入した後、加熱軟化し、成形
用型でプレスして光学素子を成形する方法において、１
０5 〜１０7 ｄＰａＳの粘度になるようにガラス素材を
加熱し、そのガラス素材の１０ 9 〜１０11ｄＰａＳの粘
度に相当する温度に加熱した成形用型で、プレスするこ
とにより、良好な品質を持つ光学素子を、従来よりも短
い時間で成形することができ、経済性の向上に寄与する
ことができる。
【図１】本発明の成形方法の実施の形態を示す装置の一
例の概略図である。
例の概略図である。
【図２】図１の装置におけるプレス成形後の状態を示す
図である。
図である。
【図３】実施の形態１における１つの条件についての成
形用型とガラスの温度変化を示す図である。
形用型とガラスの温度変化を示す図である。
【図４】同じく、別の条件についての成形用型とガラス
の温度変化を示す図である。
の温度変化を示す図である。
【図５】従来の成形方法における成形用型とガラスの温
度変化を示す図である。
度変化を示す図である。
【図６】実施の形態２における成形用型とガラスの温度
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図７】実施の形態３における成形方法を実施するため
の装置の概略図である。
の装置の概略図である。
【図８】図７の装置におけるプレス成形後の状態を示す
図である。
図である。
【図９】実施の形態３における１つの条件についての成
形用型とガラスの温度変化を示す図である。
形用型とガラスの温度変化を示す図である。
１ 上型 ２ 下型 ３ 胴型 ４ 型ヒーター ５ ガラスヒーター ６ ガラス素材 ７ 吸着バンド ８ 予備加熱台 ９ ガラス素材 １０ 成形品 １１ 上型 １２ 下型 １３ 胴型 １４ 型ヒーター １５ ガラスヒーター １６ ガラス素材 １７ 成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真重 雅志 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 (5)
- 【請求項１】 重量調整されたガラス素材を成形用型内
に投入後に加熱、軟化し、成形用型でプレスして、光学
素子を成形する方法において、１０5 〜１０ 7 ｄＰａＳ
の粘度になるように加熱したガラス素材を、そのガラス
素材の１０9〜１０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度の
成形用型で、プレス成形することを特徴とする光学素子
の成形方法。 - 【請求項２】 重量調整されたガラス素材を、予め、１
０11ｄＰａＳの粘度に相当する温度以下の温度まで予備
加熱し、その後に成形用型内に投入し、所定の温度まで
加熱軟化し、成形用型でプレス成形することを特徴とす
る請求項１に記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項３】 プレス成形に際して、ガラス素材の変形
開始と同時に、成形用型の冷却を開始することを特徴と
する請求項１に記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項４】 プレス成形に際して、ガラス素材の変形
開始から所定の肉厚になるまでを、５秒以内で行うこと
を特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項５】 プレス成形に際して、ガラス素材の変形
開始から所定の肉厚になるまでを、５秒以内で行い、次
に、成形されたガラスの内部の粘度が１０11〜１０13ｄ
ＰａＳになるまで、ガラスにプレス圧力をかけた状態で
冷却し、その後に離型することを特徴とする請求項１に
記載の光学素子の成形方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199533A JPH0948621A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 光学素子の成形方法 |
| KR1019960031824A KR0175131B1 (ko) | 1995-08-04 | 1996-07-31 | 광학 소자의 성형 방법 |
| US08/690,869 US6003338A (en) | 1995-08-04 | 1996-08-01 | Molding method for optical element |
| CN96109275A CN1093841C (zh) | 1995-08-04 | 1996-08-02 | 光学元件的成形方法 |
| MYPI96003175A MY121592A (en) | 1995-08-04 | 1996-08-02 | Molding method for optical element |
| TW085109438A TW352381B (en) | 1995-08-04 | 1996-08-05 | Molding method for optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199533A JPH0948621A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=16409421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7199533A Pending JPH0948621A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH0948621A (ja) |
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| CN (1) | CN1093841C (ja) |
| MY (1) | MY121592A (ja) |
| TW (1) | TW352381B (ja) |
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| US20050172671A1 (en) * | 2002-06-26 | 2005-08-11 | Hoya Corporation | Methods of manufacturing molded glass articles |
| US7143609B2 (en) * | 2002-10-29 | 2006-12-05 | Corning Incorporated | Low-temperature fabrication of glass optical components |
| US20050011227A1 (en) * | 2003-03-26 | 2005-01-20 | Hoya Corporation | Method of preparation of lens |
| JP2005001917A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Hoya Corp | モールドプレス成形装置及び光学素子の製造方法 |
| EP1986967B1 (de) * | 2006-02-23 | 2013-04-17 | Docter Optics Gmbh | Verfahren zur herstellung technischer glasteile für optische anwendungen |
| JP5610684B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2014-10-22 | キヤノン株式会社 | 光学ガラス及び光学素子 |
| JP5033768B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2012-09-26 | 株式会社オハラ | 薄板状ガラス成形体の製造方法及びディスク状磁気記録媒体の製造方法 |
| JP6234316B2 (ja) * | 2014-04-25 | 2017-11-22 | オリンパス株式会社 | 光学素子の製造装置 |
| KR101780208B1 (ko) * | 2016-05-12 | 2017-10-10 | (주)대호테크 | 로딩/언로딩수단을 구비한 냉각성형장치 |
| CN113480148B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-06-17 | 重庆市机电设计研究院 | 大型光学玻璃压机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3844755A (en) * | 1972-11-16 | 1974-10-29 | Eastman Kodak Co | Method and apparatus for transfer molding glass lenses |
| NL7903914A (nl) * | 1979-05-18 | 1980-11-20 | Philips Nv | Glas, werkwijze voor het bereiden van glas, voorwerpen van glas. |
| KR860001491B1 (ko) * | 1981-10-30 | 1986-09-27 | 코오닝 그라아스 와아크스 | 정밀유리제품의 성형방법 |
| US4734118A (en) * | 1981-10-30 | 1988-03-29 | Corning Glass Works | Process to mold precision glass articles |
| JPS59203732A (ja) * | 1983-05-02 | 1984-11-17 | Olympus Optical Co Ltd | レンズの成形方法と装置 |
| JPS6227334A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-02-05 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子の成形方法 |
| DE68915676T2 (de) * | 1988-10-07 | 1994-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Verfahren zur Herstellung von Linsen. |
| JP2651266B2 (ja) * | 1990-07-24 | 1997-09-10 | キヤノン株式会社 | 光学素子製造用ガラスブランク及びその製造方法 |
| JP2803046B2 (ja) * | 1990-12-21 | 1998-09-24 | キヤノン株式会社 | 光学素子の成形方法 |
| JP2783713B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1998-08-06 | キヤノン株式会社 | 光学素子のプレス成形法およびその装置 |
| CN1100071A (zh) * | 1993-05-31 | 1995-03-15 | 佳能株式会社 | 生产精密玻璃制品的方法 |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP7199533A patent/JPH0948621A/ja active Pending
-
1996
- 1996-07-31 KR KR1019960031824A patent/KR0175131B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1996-08-02 MY MYPI96003175A patent/MY121592A/en unknown
- 1996-08-05 TW TW085109438A patent/TW352381B/zh active
Also Published As
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| TW352381B (en) | 1999-02-11 |
| US6003338A (en) | 1999-12-21 |
| CN1093841C (zh) | 2002-11-06 |
| KR0175131B1 (ko) | 1999-02-18 |
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| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
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