JPH1129333A - ガラス光学素子用プレス成形装置及びガラス光学素子の成形方法 - Google Patents
ガラス光学素子用プレス成形装置及びガラス光学素子の成形方法Info
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- JPH1129333A JPH1129333A JP10129218A JP12921898A JPH1129333A JP H1129333 A JPH1129333 A JP H1129333A JP 10129218 A JP10129218 A JP 10129218A JP 12921898 A JP12921898 A JP 12921898A JP H1129333 A JPH1129333 A JP H1129333A
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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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/80—Simultaneous pressing of multiple products; Multiple parallel moulds
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の成形型を均一に加熱してプレス成形を
行い、面精度及び表面品質の良好なガラス光学素子を製
造し得る成形装置及び成形方法の提供。 【解決手段】 成形型、母型及び加熱手段を有する成形
装置において、前記母型が長尺形状であって、かつ一定
の幅を有し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等
間隔に一列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置す
るように設け、かつ少なくとも母型の短手方向端部での
前記加熱手段と母型との距離が一定であるガラス光学素
子用成形装置。複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材
を、長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列され
た複数個の成形型で同時に加圧成形する光学素子の成形
方法であって、前記複数個の成形型のそれぞれが、前記
母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された母型
からの熱伝導によって加熱され、かつこの加熱が、少な
くとも各成形型の水平断面における対向する２つの位置
が実質的に均等に熱せられるように行われる方法。
行い、面精度及び表面品質の良好なガラス光学素子を製
造し得る成形装置及び成形方法の提供。 【解決手段】 成形型、母型及び加熱手段を有する成形
装置において、前記母型が長尺形状であって、かつ一定
の幅を有し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等
間隔に一列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置す
るように設け、かつ少なくとも母型の短手方向端部での
前記加熱手段と母型との距離が一定であるガラス光学素
子用成形装置。複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材
を、長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列され
た複数個の成形型で同時に加圧成形する光学素子の成形
方法であって、前記複数個の成形型のそれぞれが、前記
母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された母型
からの熱伝導によって加熱され、かつこの加熱が、少な
くとも各成形型の水平断面における対向する２つの位置
が実質的に均等に熱せられるように行われる方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス光学素子の成
形装置及び成形方法、特に複数のガラス光学素子を同時
に成形するための成形装置及び成形方法に関する。
形装置及び成形方法、特に複数のガラス光学素子を同時
に成形するための成形装置及び成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軟化ガラスが融着せず、鏡面加工が可能
な型材料を精密加工した成形型を用いて、高精度のレン
ズ等のガラス光学素子を成形する方法が近年注目され、
種々開発されている。この方法において、生産効率を向
上させるために、複数の成形型を用いて複数のガラス光
学素子を同時にプレス成形することが検討されている。
な型材料を精密加工した成形型を用いて、高精度のレン
ズ等のガラス光学素子を成形する方法が近年注目され、
種々開発されている。この方法において、生産効率を向
上させるために、複数の成形型を用いて複数のガラス光
学素子を同時にプレス成形することが検討されている。
【０００３】例えば、特開昭63-170225 号公報には、円
盤形の上、下の金型に４個の上下キャビティダイを、各
キャビティダイの中心が金型の中心から同一半径上で、
等間隔になるように配置し、各下キャビティダイ上に被
成形ガラス素材をセットして、金型の周縁に巻回した誘
導加熱コイルにより金型を誘導加熱し、金型からの熱伝
導でキャビティダイおよび被成形ガラス素材を加熱し、
プレス成形することが示されている。一方、特開平7-33
452 号公報には、図１２に示すように、直列に配列した
ガラス材料成形用の上型部材502 及び下型部材503 を備
えた胴型501 を、該上型部材502 及び下型部材503 の列
に並行に配した熱源507 により加熱し、プレス成形をす
るように構成した光学素子の成形装置が提案されてい
る。
盤形の上、下の金型に４個の上下キャビティダイを、各
キャビティダイの中心が金型の中心から同一半径上で、
等間隔になるように配置し、各下キャビティダイ上に被
成形ガラス素材をセットして、金型の周縁に巻回した誘
導加熱コイルにより金型を誘導加熱し、金型からの熱伝
導でキャビティダイおよび被成形ガラス素材を加熱し、
プレス成形することが示されている。一方、特開平7-33
452 号公報には、図１２に示すように、直列に配列した
ガラス材料成形用の上型部材502 及び下型部材503 を備
えた胴型501 を、該上型部材502 及び下型部材503 の列
に並行に配した熱源507 により加熱し、プレス成形をす
るように構成した光学素子の成形装置が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】高精度のレンズ等のガ
ラス光学素子をプレス成形するには、成形型の成形面に
おける温度が均一であることが重要であり、例えば２〜
３℃以内の温度分布であることが必要とされる。しかし
ながら、特開昭63-170225 号の方法では金型の周縁部が
誘導加熱され、その熱が金型中心方向へ伝導して金型全
体を加熱することになるため、金型の周縁部が高く中心
部が低い温度分布が生じ、キャビティダイ成形面の温度
分布も、金型の周縁部側で高く中心部側で低いものとな
る。その結果、成形時に成形材料が金型の周縁部側に伸
び、キャビティダイからはみ出すという問題があった。
また、中心部側では逆にのび不良が生じやすく、結果と
して不良品を生じることがあった。また、成形品はこの
温度分布のためにアスが生じやすい問題があった。
ラス光学素子をプレス成形するには、成形型の成形面に
おける温度が均一であることが重要であり、例えば２〜
３℃以内の温度分布であることが必要とされる。しかし
ながら、特開昭63-170225 号の方法では金型の周縁部が
誘導加熱され、その熱が金型中心方向へ伝導して金型全
体を加熱することになるため、金型の周縁部が高く中心
部が低い温度分布が生じ、キャビティダイ成形面の温度
分布も、金型の周縁部側で高く中心部側で低いものとな
る。その結果、成形時に成形材料が金型の周縁部側に伸
び、キャビティダイからはみ出すという問題があった。
また、中心部側では逆にのび不良が生じやすく、結果と
して不良品を生じることがあった。また、成形品はこの
温度分布のためにアスが生じやすい問題があった。
【０００５】特開平7-33452 号の装置は、図１２に示す
ように、２列に配列した成形型をこれに平行な加熱源を
用いて胴型を加熱することにより加熱するものであるた
め、加熱源側は高温となり胴型の中心側は低温となり、
上記と同様の問題があった。また、特開平7-33452 の装
置では密閉容器内でガラス素材の自動供給および成形品
の取出しが行えるものの、加熱ゾーンで型と被成形ガラ
ス素材を加熱するものであるため、必ずしも成形のサイ
クルタイムは短いものではなかった。
ように、２列に配列した成形型をこれに平行な加熱源を
用いて胴型を加熱することにより加熱するものであるた
め、加熱源側は高温となり胴型の中心側は低温となり、
上記と同様の問題があった。また、特開平7-33452 の装
置では密閉容器内でガラス素材の自動供給および成形品
の取出しが行えるものの、加熱ゾーンで型と被成形ガラ
ス素材を加熱するものであるため、必ずしも成形のサイ
クルタイムは短いものではなかった。
【０００６】そこで本発明は、上記問題を解決し、複数
の成形型を均一に加熱してプレス成形を行い、面精度及
び表面品質の良好なガラス光学素子を製造し得るプレス
成形装置及びプレス成形方法を提供することを目的とす
る。
の成形型を均一に加熱してプレス成形を行い、面精度及
び表面品質の良好なガラス光学素子を製造し得るプレス
成形装置及びプレス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】本発明では上記課題を解
決するために、上型及び下型からなる成形型と、該成形
型を支持する母型と、前記母型の周囲に巻回された前記
成形型を加熱するための加熱手段を有する成形装置にお
いて、前記母型が長尺形状であって、かつ一定の幅を有
し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔に一
列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するように
設け、かつ少なくとも母型の短手方向端部での前記加熱
手段と母型との距離が一定であることを特徴とするガラ
ス光学素子用成形装置が提供される。さらに、本発明に
おいては、複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材を、
長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列された、
上型及び下型からなる複数個の成形型で同時に加圧成形
することからなる光学素子の成形方法において、前記複
数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻回され
た加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によって
加熱され、かつこの加熱が、少なくとも各成形型の水平
断面における対向する２つの位置が実質的に均等に熱せ
られるように行われることを特徴とする光学素子の成形
方法が提供される。
決するために、上型及び下型からなる成形型と、該成形
型を支持する母型と、前記母型の周囲に巻回された前記
成形型を加熱するための加熱手段を有する成形装置にお
いて、前記母型が長尺形状であって、かつ一定の幅を有
し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔に一
列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するように
設け、かつ少なくとも母型の短手方向端部での前記加熱
手段と母型との距離が一定であることを特徴とするガラ
ス光学素子用成形装置が提供される。さらに、本発明に
おいては、複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材を、
長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列された、
上型及び下型からなる複数個の成形型で同時に加圧成形
することからなる光学素子の成形方法において、前記複
数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻回され
た加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によって
加熱され、かつこの加熱が、少なくとも各成形型の水平
断面における対向する２つの位置が実質的に均等に熱せ
られるように行われることを特徴とする光学素子の成形
方法が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の成形装置は、成形型を支持する母型が長
尺形状であって、かつ一定の幅を有し、該母型に前記成
形型複数個を長手方向に等間隔に一列に、成形型の中心
が母型の中心線上に位置するように設け、さらに少なく
とも母型の短手方向端部での前記加熱手段と母型との距
離が一定であることが特徴である。本発明では、このよ
うな構造とすることにより、各成形型の成形面に加熱手
段からの距離の違いによる温度分布が生じることを極力
防止でき、その結果、面精度及び表面品質の良好なガラ
ス光学素子を複数個同時に成形することができる。上記
長尺形状の母型は、好ましくは両端部が略半円状になっ
ていることが、両端部に近い成形型への加熱が均一にで
きるという観点から好ましい。
する。本発明の成形装置は、成形型を支持する母型が長
尺形状であって、かつ一定の幅を有し、該母型に前記成
形型複数個を長手方向に等間隔に一列に、成形型の中心
が母型の中心線上に位置するように設け、さらに少なく
とも母型の短手方向端部での前記加熱手段と母型との距
離が一定であることが特徴である。本発明では、このよ
うな構造とすることにより、各成形型の成形面に加熱手
段からの距離の違いによる温度分布が生じることを極力
防止でき、その結果、面精度及び表面品質の良好なガラ
ス光学素子を複数個同時に成形することができる。上記
長尺形状の母型は、好ましくは両端部が略半円状になっ
ていることが、両端部に近い成形型への加熱が均一にで
きるという観点から好ましい。
【０００９】１つの母型に設けられる成形型の数は、特
に制限はなく、ガラス光学素子の形状や寸法等を考慮し
て適宜決定できる。但し、生産効率と生産技術とを考慮
すると、２個以上、１０個以下程度であることが好まし
い。しかし、１０個以上であっても勿論良い。本発明の
成形装置において、成形型の形状や構造及び材質は、公
知のものであることができ、例えば、特開平８−１３３
７５８号に記載のものを挙げることができる。具体的に
は、成形型として炭化ケイ素焼結体にＣＶＤ法により炭
化ケイ素膜を形成した後、イオンプレーティング法によ
りｉ−カーボン膜を形成したものを用いることができ
る。さらに、ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、
酸化アルミニウムと炭化チタンのサーメットや、これら
の表面にダイヤモンド、耐熱金属、貴金属合金、或いは
炭化物、窒化物、硼化物、酸化物などのセラミックスな
どを被覆したものも使用することができる。但し、ｉ−
カーボン膜等の炭素系膜は離型性がよい点で特に有利で
ある。
に制限はなく、ガラス光学素子の形状や寸法等を考慮し
て適宜決定できる。但し、生産効率と生産技術とを考慮
すると、２個以上、１０個以下程度であることが好まし
い。しかし、１０個以上であっても勿論良い。本発明の
成形装置において、成形型の形状や構造及び材質は、公
知のものであることができ、例えば、特開平８−１３３
７５８号に記載のものを挙げることができる。具体的に
は、成形型として炭化ケイ素焼結体にＣＶＤ法により炭
化ケイ素膜を形成した後、イオンプレーティング法によ
りｉ−カーボン膜を形成したものを用いることができ
る。さらに、ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、
酸化アルミニウムと炭化チタンのサーメットや、これら
の表面にダイヤモンド、耐熱金属、貴金属合金、或いは
炭化物、窒化物、硼化物、酸化物などのセラミックスな
どを被覆したものも使用することができる。但し、ｉ−
カーボン膜等の炭素系膜は離型性がよい点で特に有利で
ある。
【００１０】加熱手段は公知の種々のものから選択で
き、成形時に母型の周囲に接触状態または非接触状態で
位置するように母型の周囲に巻回される。加熱手段は、
誘導加熱コイルのような誘導加熱手段であり、成形時に
母型の周囲に非接触状態で位置するように母型の形状に
倣って巻回されているのが好ましい。尚、誘導加熱コイ
ル等の誘導加熱手段は公知のものから適宜選択できる。
加熱手段として誘導加熱手段を用いることにより、繰り
返し成形する場合に、成形型の昇温を素早く行うことが
出来るため、成形のサイクルタイムを短くできるという
利点がある。さらには、誘導加熱手段は、温度の再現性
が極めて良いため、精密な温度制御が可能であるという
利点もある。
き、成形時に母型の周囲に接触状態または非接触状態で
位置するように母型の周囲に巻回される。加熱手段は、
誘導加熱コイルのような誘導加熱手段であり、成形時に
母型の周囲に非接触状態で位置するように母型の形状に
倣って巻回されているのが好ましい。尚、誘導加熱コイ
ル等の誘導加熱手段は公知のものから適宜選択できる。
加熱手段として誘導加熱手段を用いることにより、繰り
返し成形する場合に、成形型の昇温を素早く行うことが
出来るため、成形のサイクルタイムを短くできるという
利点がある。さらには、誘導加熱手段は、温度の再現性
が極めて良いため、精密な温度制御が可能であるという
利点もある。
【００１１】本発明の成形装置において、加熱手段が誘
導加熱コイルである場合、少なくとも母型の短手方向端
部での前記加熱手段と母型との距離が一定であること
で、誘導加熱コイルからの母型へのエネルギーを均一に
与えることができ、成形型の均一加熱を可能にする。さ
らに、長尺形状であって、かつ一定の幅を有す母型に、
成形型を各成形型の中心が母型の中心線上に位置するよ
うに設けるることで、誘導加熱コイルにより母型の発熱
を長手方向で左右対照にすることができる。さらに、母
型の長手方向に一列に設けられた成形型を等間隔にする
ことで、成形型の間で母型から受け取る熱量を均一にす
ることができる。そして、本発明の成形装置では上記要
件を満たすことで、特に、加熱手段が誘導加熱コイルで
ある場合であっても、複数の成形型を均一に加熱してプ
レス成形を行い、面精度及び表面品質の良好なガラス光
学素子を製造することがでるようになる。
導加熱コイルである場合、少なくとも母型の短手方向端
部での前記加熱手段と母型との距離が一定であること
で、誘導加熱コイルからの母型へのエネルギーを均一に
与えることができ、成形型の均一加熱を可能にする。さ
らに、長尺形状であって、かつ一定の幅を有す母型に、
成形型を各成形型の中心が母型の中心線上に位置するよ
うに設けるることで、誘導加熱コイルにより母型の発熱
を長手方向で左右対照にすることができる。さらに、母
型の長手方向に一列に設けられた成形型を等間隔にする
ことで、成形型の間で母型から受け取る熱量を均一にす
ることができる。そして、本発明の成形装置では上記要
件を満たすことで、特に、加熱手段が誘導加熱コイルで
ある場合であっても、複数の成形型を均一に加熱してプ
レス成形を行い、面精度及び表面品質の良好なガラス光
学素子を製造することがでるようになる。
【００１２】また、本発明のプレス成形装置は、誘導加
熱コイルによる成形型の加熱を均一に行うために、母型
の長手方向の一方または両方から気体を吹きつける手段
を設けることができる。成形型３０１ｂの長手方向の両
方に気体を吹きつける手段３０８を設けた場合を図９に
示す。成形型に吹きつけるための気体には特に制限はな
いが、例えば、窒素のような不活性ガスを用いることが
できる。
熱コイルによる成形型の加熱を均一に行うために、母型
の長手方向の一方または両方から気体を吹きつける手段
を設けることができる。成形型３０１ｂの長手方向の両
方に気体を吹きつける手段３０８を設けた場合を図９に
示す。成形型に吹きつけるための気体には特に制限はな
いが、例えば、窒素のような不活性ガスを用いることが
できる。
【００１３】また、本発明のプレス成形装置では、加熱
手段としての誘導加熱コイルは、母型の長手方向の端部
を除き、母型の周囲に非接触状態で位置するように母型
の形状に倣って巻回されることもできる。このような態
様の例を図１０に模式的に示す。例えば、長手方向端部
での加熱手段と母型との距離が、短手方向端部での加熱
手段と母型との距離より大きくすることができる。図１
０の（ａ）は、母型の長手方向の端部付近では、誘導加
熱コイル３０７ｂを母型から遠ざけ、母型の長手方向の
端部３０９ｂが加熱されないようにした。また、図１０
の（ｂ）では、母型の長手方向の端部３０９ｂを除く側
部のみに誘導加熱コイル３０７ｂを配置した。これによ
り、長手方向の端部に近い成形型の加熱と中央部の成形
型の加熱とをより均一化することができる。尚、図１０
の（ｂ）の場合、２つの誘導加熱コイルは、同一または
別々の回路で温度調節することができる。
手段としての誘導加熱コイルは、母型の長手方向の端部
を除き、母型の周囲に非接触状態で位置するように母型
の形状に倣って巻回されることもできる。このような態
様の例を図１０に模式的に示す。例えば、長手方向端部
での加熱手段と母型との距離が、短手方向端部での加熱
手段と母型との距離より大きくすることができる。図１
０の（ａ）は、母型の長手方向の端部付近では、誘導加
熱コイル３０７ｂを母型から遠ざけ、母型の長手方向の
端部３０９ｂが加熱されないようにした。また、図１０
の（ｂ）では、母型の長手方向の端部３０９ｂを除く側
部のみに誘導加熱コイル３０７ｂを配置した。これによ
り、長手方向の端部に近い成形型の加熱と中央部の成形
型の加熱とをより均一化することができる。尚、図１０
の（ｂ）の場合、２つの誘導加熱コイルは、同一または
別々の回路で温度調節することができる。
【００１４】上記と同様の理由から、成形型との接触部
から端部までの母型の幅を、短手方向より長手方向で大
きくすることができる。この状態を図１１に示す。図
中、母型の長手方向の端部３０９ｂを長めにすること
で、誘導加熱コイル３０７ｂにより加熱された母型の熱
が、両端の成形型３０３１及び３０３６に伝わりにくく
することもできる。尚、上記の図に基づく説明は下型に
ついてのものであるが、上型についても同様とすること
ができる。
から端部までの母型の幅を、短手方向より長手方向で大
きくすることができる。この状態を図１１に示す。図
中、母型の長手方向の端部３０９ｂを長めにすること
で、誘導加熱コイル３０７ｂにより加熱された母型の熱
が、両端の成形型３０３１及び３０３６に伝わりにくく
することもできる。尚、上記の図に基づく説明は下型に
ついてのものであるが、上型についても同様とすること
ができる。
【００１５】長尺形状の母型は、一の母型で上型及び下
型を支持するものであってもよく、また、上型を支持す
る上母型と下型を支持する下母型に分割されているもの
であっても良い。一の母型で支持する場合、上型及び下
型の少なくとも一方は該母型に対して上下動可能であ
る。この場合、例えば、母型をプレスの下軸上に位置
し、上型の上面をプレスの上軸に取り付けたプレスへッ
ドで押圧することにより、プレスを行い得る。上下に分
割されている母型の場合、上母型及び下母型を、少なく
とも一方が上下動可能であるプレスの上軸及び下軸に取
り付けてプレスを行い得る。
型を支持するものであってもよく、また、上型を支持す
る上母型と下型を支持する下母型に分割されているもの
であっても良い。一の母型で支持する場合、上型及び下
型の少なくとも一方は該母型に対して上下動可能であ
る。この場合、例えば、母型をプレスの下軸上に位置
し、上型の上面をプレスの上軸に取り付けたプレスへッ
ドで押圧することにより、プレスを行い得る。上下に分
割されている母型の場合、上母型及び下母型を、少なく
とも一方が上下動可能であるプレスの上軸及び下軸に取
り付けてプレスを行い得る。
【００１６】誘導加熱コイルは、成形時の母型の位置に
配置されるが、母型が上下に分割されている場合、好ま
しくは各々の母型の周囲に位置するように２個設けられ
る。上下のコイルは、被成形材料の供給及び成形品の取
り出しが可能なように、適当な間隔を開けて配置するの
が好ましい。尚、成形型を支持する母型の材質は公知の
ものであることができる。成形型を支持する母型の材質
は、例えば、ステンレス合金、鋳鉄、タングステン合
金、モリブデン合金等を挙げることができる。
配置されるが、母型が上下に分割されている場合、好ま
しくは各々の母型の周囲に位置するように２個設けられ
る。上下のコイルは、被成形材料の供給及び成形品の取
り出しが可能なように、適当な間隔を開けて配置するの
が好ましい。尚、成形型を支持する母型の材質は公知の
ものであることができる。成形型を支持する母型の材質
は、例えば、ステンレス合金、鋳鉄、タングステン合
金、モリブデン合金等を挙げることができる。
【００１７】本発明の装置において、好ましくは、上型
と下型との軸ずれを防止するためのスリーブが、前記上
型、下型、上母型及び下母型のいずれかに設けられる。
例えば、下型の外周にスリーブ部材を装着し、スリーブ
部材の内側に上型が挿入し得る構成とすることができ
る。
と下型との軸ずれを防止するためのスリーブが、前記上
型、下型、上母型及び下母型のいずれかに設けられる。
例えば、下型の外周にスリーブ部材を装着し、スリーブ
部材の内側に上型が挿入し得る構成とすることができ
る。
【００１８】本発明の成形装置は、前記複数の成形型に
複数の被成形用ガラス素材を同時に供給するための割型
皿をさらに設けることができる。さらに、この割型皿は
気体を上方に吹き出し、被成形用ガラス素材を浮上させ
るための細孔を有するものであることができる。このよ
うな被成形用ガラス素材浮上用の割型皿は、特開平８−
１３３７５８号に浮上治具として記載のものを挙げるこ
とができる。本発明の成形装置については、実施例にお
いてさらに具体的に説明する。
複数の被成形用ガラス素材を同時に供給するための割型
皿をさらに設けることができる。さらに、この割型皿は
気体を上方に吹き出し、被成形用ガラス素材を浮上させ
るための細孔を有するものであることができる。このよ
うな被成形用ガラス素材浮上用の割型皿は、特開平８−
１３３７５８号に浮上治具として記載のものを挙げるこ
とができる。本発明の成形装置については、実施例にお
いてさらに具体的に説明する。
【００１９】本発明の成形方法は、複数個の加熱軟化し
た被成形ガラス素材を、長尺形状の母型に長手方向に沿
って一列に配列された、上型及び下型からなる複数の成
形型で同時に加圧成形することからなる光学素子の成形
方法である。本発明の成形方法に用いる成形型の形状や
構造及び材質等、さらには、成形条件等は、公知のもの
であることができ、例えば、特開平８−１３３７５８号
に記載のものを挙げることができる。複数個の加熱軟化
した被成形ガラス素材を、複数の成形型で同時に加圧成
形する場合、複数の成形型の間で熱的条件が同一であ
り、かつ各成形型において、成形面の温度が成形面の中
心から当距離にある位置においては同一であることが好
ましい。
た被成形ガラス素材を、長尺形状の母型に長手方向に沿
って一列に配列された、上型及び下型からなる複数の成
形型で同時に加圧成形することからなる光学素子の成形
方法である。本発明の成形方法に用いる成形型の形状や
構造及び材質等、さらには、成形条件等は、公知のもの
であることができ、例えば、特開平８−１３３７５８号
に記載のものを挙げることができる。複数個の加熱軟化
した被成形ガラス素材を、複数の成形型で同時に加圧成
形する場合、複数の成形型の間で熱的条件が同一であ
り、かつ各成形型において、成形面の温度が成形面の中
心から当距離にある位置においては同一であることが好
ましい。
【００２０】本発明の成形方法では、複数の成形型が長
尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列され、かつ
前記母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された
母型からの熱伝導によって、各成形型が加熱されること
から、複数の成形型の間での熱的条件を同一にすること
を可能にしている。さらに、本発明の成形方法では、前
記複数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻回
された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によ
って加熱され、かつこの加熱は、少なくとも各成形型の
水平断面における対向する２つの位置が実質的に均等に
加熱されるように行われることを特徴とする。
尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列され、かつ
前記母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された
母型からの熱伝導によって、各成形型が加熱されること
から、複数の成形型の間での熱的条件を同一にすること
を可能にしている。さらに、本発明の成形方法では、前
記複数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻回
された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によ
って加熱され、かつこの加熱は、少なくとも各成形型の
水平断面における対向する２つの位置が実質的に均等に
加熱されるように行われることを特徴とする。
【００２１】このような成形型の加熱を可能にする成形
装置として、前記本発明の成形装置を挙げることができ
る。即ち、前記母型が長尺形状であって、かつ一定の幅
を有し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔
に一列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するよ
うに設け、さらに少なくとも母型の短手方向端部での前
記加熱手段と母型との距離が一定である装置を用いるこ
とができる。
装置として、前記本発明の成形装置を挙げることができ
る。即ち、前記母型が長尺形状であって、かつ一定の幅
を有し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔
に一列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するよ
うに設け、さらに少なくとも母型の短手方向端部での前
記加熱手段と母型との距離が一定である装置を用いるこ
とができる。
【００２２】加熱手段は、母型をより均一に加熱できる
という観点から誘導加熱コイルであることが好ましい。
成形型はその周囲を母型で覆われており、母型からの熱
伝導によって加熱される。母型から伝えられる熱が１つ
の成形型について水平断面における対向する２つの位置
で異なると、成形型の成形面の中心から当距離にある位
置において温度分布（温度差）が生じることになり、面
精度及び表面品質の良好なガラス光学素子を得ることは
困難である。そこで、本発明の方法では、各成形型の水
平断面における対向する２つの位置が実質的に均等に加
熱されるように成形型の加熱を行う。このような成形型
の加熱方式とすることで、各成形型の成形面の中心から
当距離にある位置においての温度の違いを極力抑制で
き、その結果、面精度及び表面品質の良好なガラス光学
素子を複数個同時に成形することができる。
という観点から誘導加熱コイルであることが好ましい。
成形型はその周囲を母型で覆われており、母型からの熱
伝導によって加熱される。母型から伝えられる熱が１つ
の成形型について水平断面における対向する２つの位置
で異なると、成形型の成形面の中心から当距離にある位
置において温度分布（温度差）が生じることになり、面
精度及び表面品質の良好なガラス光学素子を得ることは
困難である。そこで、本発明の方法では、各成形型の水
平断面における対向する２つの位置が実質的に均等に加
熱されるように成形型の加熱を行う。このような成形型
の加熱方式とすることで、各成形型の成形面の中心から
当距離にある位置においての温度の違いを極力抑制で
き、その結果、面精度及び表面品質の良好なガラス光学
素子を複数個同時に成形することができる。
【００２３】さらに、複数の成形型の間での熱的条件を
同一にするという観点からは、誘導加熱コイルによる成
形型の加熱を均一に行うために、成形型の加熱時に母型
の長手方向の一方または両方から気体を吹きつけること
もできる。成形型に吹きつけるための気体には特に制限
はないが、例えば、窒素のような不活性ガスを用いるこ
とができる。さらに、図１０及び１１に示すようにな装
置を用いることで複数の成形型の加熱を均一に行うこと
もできる。
同一にするという観点からは、誘導加熱コイルによる成
形型の加熱を均一に行うために、成形型の加熱時に母型
の長手方向の一方または両方から気体を吹きつけること
もできる。成形型に吹きつけるための気体には特に制限
はないが、例えば、窒素のような不活性ガスを用いるこ
とができる。さらに、図１０及び１１に示すようにな装
置を用いることで複数の成形型の加熱を均一に行うこと
もできる。
【００２４】本発明のプレス成形は、例えばプレスの上
軸及び／又は下軸を駆動して成形型を誘導加熱コイル内
に配置した後、誘導加熱を行い、被成形材料が成形温度
まで昇温した後、上軸及び／又は下軸を駆動してさらに
上型と下型をプレスすることにより行い得る。被成形ガ
ラス素材は、成形型に供給した後に加熱軟化しても良い
が、好ましくは予め加熱軟化した状態で成形型に供給す
る。加熱軟化した状態で供給する場合は、成形型を予め
加熱しておくことが好ましい。特に本発明の成形方法に
おいては、予め加熱軟化した被成形ガラス素材を成形型
に供給する方法であって、成形型に供給される被成形ガ
ラス素材の温度が成形型の温度より高いことが、表面欠
陥等のないガラス光学素子を、比較的短いサイクル時間
で製造できるという観点から好ましい。
軸及び／又は下軸を駆動して成形型を誘導加熱コイル内
に配置した後、誘導加熱を行い、被成形材料が成形温度
まで昇温した後、上軸及び／又は下軸を駆動してさらに
上型と下型をプレスすることにより行い得る。被成形ガ
ラス素材は、成形型に供給した後に加熱軟化しても良い
が、好ましくは予め加熱軟化した状態で成形型に供給す
る。加熱軟化した状態で供給する場合は、成形型を予め
加熱しておくことが好ましい。特に本発明の成形方法に
おいては、予め加熱軟化した被成形ガラス素材を成形型
に供給する方法であって、成形型に供給される被成形ガ
ラス素材の温度が成形型の温度より高いことが、表面欠
陥等のないガラス光学素子を、比較的短いサイクル時間
で製造できるという観点から好ましい。
【００２５】例えば、ガラス素材を該ガラス素材の粘度
が１０9 ポアズ未満に相当する温度加熱して軟化させる
ことができる。ガラス素材の粘度が１０9 ポアズ未満で
あるとで、１０9 ポアズ以上の粘度に相当する温度に予
熱した成形型でガラス素材を分に変形させて成形するこ
とが可能である。成形型の温度を比較的低温にして成す
るには、ガラス素材は、好ましくは１０5.5 〜１０7.6
ポアズに相当する温度加熱して軟化させることが適当で
ある。成形型の予熱の温度は、前記ガラス素材の粘度が
１０9 〜１０12ポアズに相当る温度とすることができ
る。粘度が１０12ポアズに相当する温度未満では、ガラ
素材を大きく伸ばして、コバ厚の薄いガラス成形体を得
ることが難しくなり、ま、高面精度が得にくく、粘度が
１０9 ポアズに相当する温度を超える温度では、形のサ
イクルタイムが必要以上に長くなり、また、成形型の寿
命が短くなる。
が１０9 ポアズ未満に相当する温度加熱して軟化させる
ことができる。ガラス素材の粘度が１０9 ポアズ未満で
あるとで、１０9 ポアズ以上の粘度に相当する温度に予
熱した成形型でガラス素材を分に変形させて成形するこ
とが可能である。成形型の温度を比較的低温にして成す
るには、ガラス素材は、好ましくは１０5.5 〜１０7.6
ポアズに相当する温度加熱して軟化させることが適当で
ある。成形型の予熱の温度は、前記ガラス素材の粘度が
１０9 〜１０12ポアズに相当る温度とすることができ
る。粘度が１０12ポアズに相当する温度未満では、ガラ
素材を大きく伸ばして、コバ厚の薄いガラス成形体を得
ることが難しくなり、ま、高面精度が得にくく、粘度が
１０9 ポアズに相当する温度を超える温度では、形のサ
イクルタイムが必要以上に長くなり、また、成形型の寿
命が短くなる。
【００２６】被成形ガラスの成形型への供給は、吸着パ
ッド等公知の供給手段を用いうるが、被成形ガラスを加
熱軟化した状態で供給する場合は、浮上皿、好ましくは
割型式浮上皿を用い得る。例えば、支持アーム上に長手
方向一列に配置された複数の割型式浮上皿上に、下方か
ら噴出する気流により浮上させて、加熱軟化した複数の
被成形ガラス素材を、浮上させて搬送し、前記下型の直
上で該浮上皿を分割して被成形ガラス素材を落下させる
ことによりガラス素材を供給し得る。このような浮上皿
は、例えば、特開平８−１３３７５８号に記載の物を用
いることができる。
ッド等公知の供給手段を用いうるが、被成形ガラスを加
熱軟化した状態で供給する場合は、浮上皿、好ましくは
割型式浮上皿を用い得る。例えば、支持アーム上に長手
方向一列に配置された複数の割型式浮上皿上に、下方か
ら噴出する気流により浮上させて、加熱軟化した複数の
被成形ガラス素材を、浮上させて搬送し、前記下型の直
上で該浮上皿を分割して被成形ガラス素材を落下させる
ことによりガラス素材を供給し得る。このような浮上皿
は、例えば、特開平８−１３３７５８号に記載の物を用
いることができる。
【００２７】ガラス素材が、その自重によって変形する
程の低粘性域においては、加熱の際にガラス素材を保持
する治具とガラスの融着を防止するのは容易ではない。
治具の内部からガスを噴出する浮上皿を用い、ガラス素
材を気流により浮上させると、治具面とガラス両面にガ
スのレイヤーが形成され、このため治具とガラスが反応
することなく、加熱軟化することが可能となる。更にガ
ラス素材がプリフォームの場合、プリフォームの形状を
概ね維持しつつ加熱軟化することができる。また、ガラ
ス素材がガラスゴブであり、不規則な形状で表面にシワ
等の表面欠陥がある場合でも、加熱軟化しながら気流に
より浮上させることで、形状を整え、表面欠陥を消去す
ることも可能である。
程の低粘性域においては、加熱の際にガラス素材を保持
する治具とガラスの融着を防止するのは容易ではない。
治具の内部からガスを噴出する浮上皿を用い、ガラス素
材を気流により浮上させると、治具面とガラス両面にガ
スのレイヤーが形成され、このため治具とガラスが反応
することなく、加熱軟化することが可能となる。更にガ
ラス素材がプリフォームの場合、プリフォームの形状を
概ね維持しつつ加熱軟化することができる。また、ガラ
ス素材がガラスゴブであり、不規則な形状で表面にシワ
等の表面欠陥がある場合でも、加熱軟化しながら気流に
より浮上させることで、形状を整え、表面欠陥を消去す
ることも可能である。
【００２８】ガラス素材の浮上のために用いる気流とな
るガスとしては、特に制限はない。但し、加熱したガラ
ス素材が治具と反応しないこと、さらに、加熱した治具
の酸化による劣化を防止するという観点から、非酸化性
ガスであることが好ましく、例えば窒素等であることが
適当である。還元性のガス、例えば水素ガス等を添加す
ることもできる。気流の流量は、気流を吹き出す口の形
状やガラス素材の形状及び重量等を考慮して適宜変更で
きる。通常の場合、ガス流量は０．００５〜２０リット
ル／分の範囲がガラス素材の浮上に適している。但し、
ガス流量が０．００５リットル／分未満であると、ガラ
ス素材の重量が３００ｍｇ以上の場合、ガラス素材を十
分に浮上させることができない場合がある。また、ガス
流量が２０リットル／分を超えると、ガラス重量が２０
００ｍｇ以上の場合でも、浮上治具上のガラスが大きく
揺れて、加熱の際にガラス素材がプリフォームの場合、
その形状が変化することがあるからである。さらにガラ
ス素材の加熱軟化の条件は、ガラスの種類等により適宜
変えることができ、軟化したガラス素材に必要とされる
粘度となるように調整される。
るガスとしては、特に制限はない。但し、加熱したガラ
ス素材が治具と反応しないこと、さらに、加熱した治具
の酸化による劣化を防止するという観点から、非酸化性
ガスであることが好ましく、例えば窒素等であることが
適当である。還元性のガス、例えば水素ガス等を添加す
ることもできる。気流の流量は、気流を吹き出す口の形
状やガラス素材の形状及び重量等を考慮して適宜変更で
きる。通常の場合、ガス流量は０．００５〜２０リット
ル／分の範囲がガラス素材の浮上に適している。但し、
ガス流量が０．００５リットル／分未満であると、ガラ
ス素材の重量が３００ｍｇ以上の場合、ガラス素材を十
分に浮上させることができない場合がある。また、ガス
流量が２０リットル／分を超えると、ガラス重量が２０
００ｍｇ以上の場合でも、浮上治具上のガラスが大きく
揺れて、加熱の際にガラス素材がプリフォームの場合、
その形状が変化することがあるからである。さらにガラ
ス素材の加熱軟化の条件は、ガラスの種類等により適宜
変えることができ、軟化したガラス素材に必要とされる
粘度となるように調整される。
【００２９】プリフォームの気流による浮上は、例え
ば、プリフォームの径より小さいか、等しいか、または
大きい開口径を有する上方開口部から上方に流出する気
流により行うことができる。
ば、プリフォームの径より小さいか、等しいか、または
大きい開口径を有する上方開口部から上方に流出する気
流により行うことができる。
【００３０】さらに、上記のように割型式浮上皿を用い
る場合、下型の中央部に心ずれせずに落下させるため
に、前記被成形ガラス素材を、前記浮上皿と下型の間に
配置した心ずれ防止ファンネル部材の開口を通して落下
させることもできる。また、落下した被成形ガラス素材
の下型中央部からの位置ずれを直すためにガイド手段に
より幅寄せを行うことにより心ずれを補正することもで
きる。
る場合、下型の中央部に心ずれせずに落下させるため
に、前記被成形ガラス素材を、前記浮上皿と下型の間に
配置した心ずれ防止ファンネル部材の開口を通して落下
させることもできる。また、落下した被成形ガラス素材
の下型中央部からの位置ずれを直すためにガイド手段に
より幅寄せを行うことにより心ずれを補正することもで
きる。
【００３１】本発明の成形方法において適用できる被成
形ガラス素材の形状としては、例えば、球形状、マーブ
ル形状等を挙げることができる。また、被成形ガラス素
材の材質や成形により得られる光学素子の形状等には特
に制限はない。本発明の成形方法により得られるガラス
光学素子としては、例えば、非球面または球面の両凸レ
ンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等を挙
げることができる。
形ガラス素材の形状としては、例えば、球形状、マーブ
ル形状等を挙げることができる。また、被成形ガラス素
材の材質や成形により得られる光学素子の形状等には特
に制限はない。本発明の成形方法により得られるガラス
光学素子としては、例えば、非球面または球面の両凸レ
ンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等を挙
げることができる。
【００３２】本発明の成形方法において、押圧成形の条
件等には特に制限はなく、ガラス素の温度及び成形型の
温度等を考慮して適宜決定することができる。通常３０
〜２０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で、３〜６０秒間、好ましく
は５〜３０秒間押圧すること成形することができる。
又、プリフォーム及びゴブの温度、成形型の温度、並び
離型の温度も適宜選択できる。
件等には特に制限はなく、ガラス素の温度及び成形型の
温度等を考慮して適宜決定することができる。通常３０
〜２０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で、３〜６０秒間、好ましく
は５〜３０秒間押圧すること成形することができる。
又、プリフォーム及びゴブの温度、成形型の温度、並び
離型の温度も適宜選択できる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の装置及び方法を実施例によ
り、図面に基づいてさらに説明する。実施例１ 図１は本実施例のプレス成形装置の上型、下型及び母型
の組み付け状態を示す断面図であり、図に示すように本
実施例のプレス成形装置においては、長尺形状の母型１
により上下動可能に支持された４組の上型２、下型３か
らなる成形型を用いる。上型２および下型３は超硬合金
製であり、成形面には貴金属合金薄膜が被覆されてい
る。母型１はタングステン合金製であり、超硬合金より
わずかに大きい熱膨張係数を有する。５は上型２及び下
型３を備えた母型１をプレス成形室内に搬送するための
トレーである。６は各々の成形型において成形品の肉厚
が一定になるように、各成形型の寸法に応じて厚さを調
整するために、下型の下面に設けられたスペーサーであ
る。本実施例のプレス成形装置は、さらに図２に示すよ
うに、上型と下型をプレスするためのプレス手段の上主
軸９及び下主軸８と、成形時の誘導加熱を行うための誘
導加熱コイル７を有する。誘導加熱コイル７は長尺形状
の母型の周囲を取り巻く形状で巻回されている。
り、図面に基づいてさらに説明する。実施例１ 図１は本実施例のプレス成形装置の上型、下型及び母型
の組み付け状態を示す断面図であり、図に示すように本
実施例のプレス成形装置においては、長尺形状の母型１
により上下動可能に支持された４組の上型２、下型３か
らなる成形型を用いる。上型２および下型３は超硬合金
製であり、成形面には貴金属合金薄膜が被覆されてい
る。母型１はタングステン合金製であり、超硬合金より
わずかに大きい熱膨張係数を有する。５は上型２及び下
型３を備えた母型１をプレス成形室内に搬送するための
トレーである。６は各々の成形型において成形品の肉厚
が一定になるように、各成形型の寸法に応じて厚さを調
整するために、下型の下面に設けられたスペーサーであ
る。本実施例のプレス成形装置は、さらに図２に示すよ
うに、上型と下型をプレスするためのプレス手段の上主
軸９及び下主軸８と、成形時の誘導加熱を行うための誘
導加熱コイル７を有する。誘導加熱コイル７は長尺形状
の母型の周囲を取り巻く形状で巻回されている。
【００３４】上記成形装置により、バリウムホウケイ酸
ガラス（転移点514 ℃、屈伏点545℃）の球状プリフォ
ーム４を用いて、外径15mmの両凸レンズを成形した。球
状プリフォーム４を、母型１内の上型２と下型３の間に
セットし、この母型１をトレー５に載置して、不活性雰
囲気に保たれた成形装置内に入れ、成形装置の下主軸８
上にトレー５と共に配置した。その後、下主軸８を上昇
させ、下型３を成形装置の誘導加熱コイル７の内側に上
昇させた（図２ａ、ｂ）。高周波のパワーを入れ、タン
グステン合金製の母型１を誘導加熱し、被成形ガラス素
材を596 ℃（ガラス粘度が108 ポアズに相当する温度）
に加熱した後、下主軸を更に上昇し、上型の上面を上主
軸のヘッド９に押し当てることにより、軟化したプリフ
ォームを加圧した（図２ｃ）。その後、ガラス転移点以
下まで冷却した後、下主軸を下降させ、成形品を成形用
型と共に成形装置の外へ取り出した。各型の成形面の温
度分布は良好であり、偏ったのび方をすることがなく、
アスの少ない面精度の良好なレンズが得られた。
ガラス（転移点514 ℃、屈伏点545℃）の球状プリフォ
ーム４を用いて、外径15mmの両凸レンズを成形した。球
状プリフォーム４を、母型１内の上型２と下型３の間に
セットし、この母型１をトレー５に載置して、不活性雰
囲気に保たれた成形装置内に入れ、成形装置の下主軸８
上にトレー５と共に配置した。その後、下主軸８を上昇
させ、下型３を成形装置の誘導加熱コイル７の内側に上
昇させた（図２ａ、ｂ）。高周波のパワーを入れ、タン
グステン合金製の母型１を誘導加熱し、被成形ガラス素
材を596 ℃（ガラス粘度が108 ポアズに相当する温度）
に加熱した後、下主軸を更に上昇し、上型の上面を上主
軸のヘッド９に押し当てることにより、軟化したプリフ
ォームを加圧した（図２ｃ）。その後、ガラス転移点以
下まで冷却した後、下主軸を下降させ、成形品を成形用
型と共に成形装置の外へ取り出した。各型の成形面の温
度分布は良好であり、偏ったのび方をすることがなく、
アスの少ない面精度の良好なレンズが得られた。
【００３５】実施例２ 炭化珪素製の上下型を用い、成形面に炭素系薄膜を被覆
し、図３に示すように下型103 外周面にスリーブ110 を
設けた以外は実施例１と同様の成形装置により、実施例
１と同様の両凸レンズを成形した。スリーブ110 は、プ
レス時に上型102 と嵌合して上下型の軸ずれを防止する
と共にレンズの側面を形成するためのものであり、上下
型と同様炭化珪素に炭素系薄膜を被覆してある。実施例
１と同様の条件で成形を行ったところ、熱伝導のよいス
リーブが上下型の外周を取り囲むことによって、成形面
の温度分布がより良くなるため、実施例１以上に高精度
のレンズが得られた。
し、図３に示すように下型103 外周面にスリーブ110 を
設けた以外は実施例１と同様の成形装置により、実施例
１と同様の両凸レンズを成形した。スリーブ110 は、プ
レス時に上型102 と嵌合して上下型の軸ずれを防止する
と共にレンズの側面を形成するためのものであり、上下
型と同様炭化珪素に炭素系薄膜を被覆してある。実施例
１と同様の条件で成形を行ったところ、熱伝導のよいス
リーブが上下型の外周を取り囲むことによって、成形面
の温度分布がより良くなるため、実施例１以上に高精度
のレンズが得られた。
【００３６】実施例３ 本実施例の成形装置においては、図４に示すように、長
尺形状の上母型201a及び下母型201bが、各々プレスの上
主軸209 及び下主軸208 に取り付けられており、上母型
201a及下母型201bには、各々４個の上型202 及び下型20
3 が取り付けられている。さらに、上型202 の外周に
は、下型と狭いクリアランスで嵌合して滑動することに
よりレンズの上下面の軸ずれを防止するスリーブ210 が
設けられている。上母型201aの両側には、ガイドピン21
1 が突設され、これに対応して下母型201bには、ガイド
孔212 が設けられている。上母型201a及び下母型201b
は、タングステン合金により形成し、上型202 及び下型
203 並びにスリーブ210 は実施例２と同様の材質により
形成した。
尺形状の上母型201a及び下母型201bが、各々プレスの上
主軸209 及び下主軸208 に取り付けられており、上母型
201a及下母型201bには、各々４個の上型202 及び下型20
3 が取り付けられている。さらに、上型202 の外周に
は、下型と狭いクリアランスで嵌合して滑動することに
よりレンズの上下面の軸ずれを防止するスリーブ210 が
設けられている。上母型201aの両側には、ガイドピン21
1 が突設され、これに対応して下母型201bには、ガイド
孔212 が設けられている。上母型201a及び下母型201b
は、タングステン合金により形成し、上型202 及び下型
203 並びにスリーブ210 は実施例２と同様の材質により
形成した。
【００３７】この装置を用いて、バリウムホウケイ酸ガ
ラス（転移点514 ℃、屈伏点545 ℃）をプレスして外径
15mmの両凸形状のレンズ（１面が球面、他の１面が非球
面）を成形した。マーブル形状に熱間成形された表面欠
陥のないプリフォーム204 を470 ℃に予熱し、成形室の
下方にて約470 ℃に予熱された下母型201bの４個の下型
203 上に吸着パッド（図示せず）を用いて４個同時に移
送した。直ちに、下母型201bを上昇し470 ℃の上母型に
組み込んだ（図４ａ）。この時、下型203 がガイドピン
211 とガイド孔212 にガイドされ、その後各スリーブ21
0 が各下型203に嵌合する。高周波誘導加熱により上下
母型201a,201b をガラス粘度１０8 ポアズに相当する59
6 ℃に昇温した。均熱化した後、下母型201bを上昇させ
て70Kg/cm2の圧力でプレスした（図４Ｃ）。次に、型お
よび成形されたレンズをガラスの転移点以下になるまで
50℃/ 分の冷却速度で冷却した。このときガラスの収縮
に対して上型202 が追随し、上型自重のみかかった状態
で冷却された。すなわち冷却中はレンズの上面と上型の
接触が保たれていた。
ラス（転移点514 ℃、屈伏点545 ℃）をプレスして外径
15mmの両凸形状のレンズ（１面が球面、他の１面が非球
面）を成形した。マーブル形状に熱間成形された表面欠
陥のないプリフォーム204 を470 ℃に予熱し、成形室の
下方にて約470 ℃に予熱された下母型201bの４個の下型
203 上に吸着パッド（図示せず）を用いて４個同時に移
送した。直ちに、下母型201bを上昇し470 ℃の上母型に
組み込んだ（図４ａ）。この時、下型203 がガイドピン
211 とガイド孔212 にガイドされ、その後各スリーブ21
0 が各下型203に嵌合する。高周波誘導加熱により上下
母型201a,201b をガラス粘度１０8 ポアズに相当する59
6 ℃に昇温した。均熱化した後、下母型201bを上昇させ
て70Kg/cm2の圧力でプレスした（図４Ｃ）。次に、型お
よび成形されたレンズをガラスの転移点以下になるまで
50℃/ 分の冷却速度で冷却した。このときガラスの収縮
に対して上型202 が追随し、上型自重のみかかった状態
で冷却された。すなわち冷却中はレンズの上面と上型の
接触が保たれていた。
【００３８】各型において、加熱及び冷却がほぼ均等に
行われた。490 ℃で下母型201bを下降させて離型し、そ
のまま下母型201bを成形室の下まで下降させ、吸着パッ
ドを用いて４個のレンズを取り出した。取り出したレン
ズは必要に応じ、その後アニールする場合もある。得ら
れたレンズは高面精度で、表面品質も良好で、心取り後
の偏心も良好であった。
行われた。490 ℃で下母型201bを下降させて離型し、そ
のまま下母型201bを成形室の下まで下降させ、吸着パッ
ドを用いて４個のレンズを取り出した。取り出したレン
ズは必要に応じ、その後アニールする場合もある。得ら
れたレンズは高面精度で、表面品質も良好で、心取り後
の偏心も良好であった。
【００３９】実施例４ 本実施例の成形装置においては、長尺形状の上母型及び
下母型に各々６個の上型及び下型が組み込まれている以
外は実施例３と同様の構造の母型及び成形型を用いて、
直径10mmの両凸レンズを成形した。本実施例の装置にお
いては、図6 に示すように上母型301a( 不図示) 及び下
母型301bの長尺形状を倣った形に巻回された誘導加熱コ
イルが２箇所(307a(不図示) 、307b) 、即ち上母型301b
( 不図示) 及び下母型301bの周囲に設けられている。高
周波パワーは、下側を制御し、上側は下側に対して何％
かを設定できるようにした。上側のコイルと下側のコイ
ルの間には20mmの隙間を設けた。
下母型に各々６個の上型及び下型が組み込まれている以
外は実施例３と同様の構造の母型及び成形型を用いて、
直径10mmの両凸レンズを成形した。本実施例の装置にお
いては、図6 に示すように上母型301a( 不図示) 及び下
母型301bの長尺形状を倣った形に巻回された誘導加熱コ
イルが２箇所(307a(不図示) 、307b) 、即ち上母型301b
( 不図示) 及び下母型301bの周囲に設けられている。高
周波パワーは、下側を制御し、上側は下側に対して何％
かを設定できるようにした。上側のコイルと下側のコイ
ルの間には20mmの隙間を設けた。
【００４０】６個の球状プリフォーム304 を、図５に示
す開閉可能な支持アーム314 上に直線上に１列配置（上
下型の間隔と等間隔に配置）された6 個の割型式浮上皿
315（グラッシーカーボン製）上で、下方から噴出する
気流により、浮上させて加熱、軟化（特開平8-133758号
参照）させた（図7a参照）。その後、支持アーム314を
上下の誘導加熱コイル307 の間に挿入し、複数の下型30
3 の直上に配置して、支持アーム314 を素早く開くこと
により、複数の浮上皿315 を左右に分割し、複数のプリ
フォーム304 を、浮上皿315 からそれぞれに対応する下
型303 上に同時に落下させることにより、下型303 上に
供給した（図7b）。プリフォーム304 が各下型303 の中
央部に心ずれせずにより確実に落下するように、浮上皿
315 と下型303 の間に図６に平面形状を、また図７に断
面形状を示すファンネル状部材316 を挟んで落下させる
ことが好ましい。
す開閉可能な支持アーム314 上に直線上に１列配置（上
下型の間隔と等間隔に配置）された6 個の割型式浮上皿
315（グラッシーカーボン製）上で、下方から噴出する
気流により、浮上させて加熱、軟化（特開平8-133758号
参照）させた（図7a参照）。その後、支持アーム314を
上下の誘導加熱コイル307 の間に挿入し、複数の下型30
3 の直上に配置して、支持アーム314 を素早く開くこと
により、複数の浮上皿315 を左右に分割し、複数のプリ
フォーム304 を、浮上皿315 からそれぞれに対応する下
型303 上に同時に落下させることにより、下型303 上に
供給した（図7b）。プリフォーム304 が各下型303 の中
央部に心ずれせずにより確実に落下するように、浮上皿
315 と下型303 の間に図６に平面形状を、また図７に断
面形状を示すファンネル状部材316 を挟んで落下させる
ことが好ましい。
【００４１】その後、直ちに支持アームおよびファンネ
ルを下型上から後退させ、高周波パワーを切り、下母型
を上昇させて70Kg/cm2の圧力でプレスした。ガラスにか
かる圧力は上型自重のみとし、ガラスの転移点以下まで
冷却し、その後下母型を約20mm下降して離型し、吸着パ
ッド（図示せず）を上下の誘導加熱コイルの間に挿入し
36個の成形品を同時に取り出した。そして上下の母型温
度は高周波パワーにより直ちにプレス開始温度に回復さ
せ、次の成形を同様にして行った。本実施例の成形条件
の例を表１に示す。
ルを下型上から後退させ、高周波パワーを切り、下母型
を上昇させて70Kg/cm2の圧力でプレスした。ガラスにか
かる圧力は上型自重のみとし、ガラスの転移点以下まで
冷却し、その後下母型を約20mm下降して離型し、吸着パ
ッド（図示せず）を上下の誘導加熱コイルの間に挿入し
36個の成形品を同時に取り出した。そして上下の母型温
度は高周波パワーにより直ちにプレス開始温度に回復さ
せ、次の成形を同様にして行った。本実施例の成形条件
の例を表１に示す。
【００４２】
【表１】 温度：℃、粘度：ポアズ
【００４３】いずれの成形条件においても品質の良好な
レンズが連続して得られた。本実施例の方法によると、
非常に速い生産速度で、高い効率で、多量のレンズが連
続生産できる。
レンズが連続して得られた。本実施例の方法によると、
非常に速い生産速度で、高い効率で、多量のレンズが連
続生産できる。
【００４４】実施例５ 本実施例ではプリフォームとして、マーブル形状に熱間
成形されたプリフォーム404 を用いた。球状プリフォー
ムの場合は、実施例４で説明したように落下時にファン
ネルでガイドすることが非常に有効であったが、マーブ
ル形状のプレイフォームの場合、下型中心からずれる場
合がある。そこで、落下したプリフォームの下型中央部
からの位置ずれを直すためにガイド手段417 により幅寄
せを行った。ガイド手段417 としては、プリフォーム径
よりわずかに大きい内径の円形開口418 を有する部材が
用いられた。このガイド手段417 を、開口418 の中心が
下型403 の中心と合うように被せた（図７参照）。ずれ
たプリフォーム404 の周縁部に部材が当たることによ
り、プリフォーム404 は中心位置に滑り、これにより幅
寄せが行われる。その後、プレス成形を行うことによ
り、偏肉の少ないレンズが得られた。他の条件について
は実施例４と同様である。
成形されたプリフォーム404 を用いた。球状プリフォー
ムの場合は、実施例４で説明したように落下時にファン
ネルでガイドすることが非常に有効であったが、マーブ
ル形状のプレイフォームの場合、下型中心からずれる場
合がある。そこで、落下したプリフォームの下型中央部
からの位置ずれを直すためにガイド手段417 により幅寄
せを行った。ガイド手段417 としては、プリフォーム径
よりわずかに大きい内径の円形開口418 を有する部材が
用いられた。このガイド手段417 を、開口418 の中心が
下型403 の中心と合うように被せた（図７参照）。ずれ
たプリフォーム404 の周縁部に部材が当たることによ
り、プリフォーム404 は中心位置に滑り、これにより幅
寄せが行われる。その後、プレス成形を行うことによ
り、偏肉の少ないレンズが得られた。他の条件について
は実施例４と同様である。
【００４５】
【発明の効果】本発明のプレス成形装置においては、複
数の成形型を直線状一列に配列し、これに対して両側か
ら誘導加熱を生じさせるため、各成形型を均一に加熱し
てプレス成形を行うことができる。このため、部分的な
のび不良等の問題が生じることなく、面精度が高く、か
つ表面品質の良好なガラス光学素子を得ることができ
る。
数の成形型を直線状一列に配列し、これに対して両側か
ら誘導加熱を生じさせるため、各成形型を均一に加熱し
てプレス成形を行うことができる。このため、部分的な
のび不良等の問題が生じることなく、面精度が高く、か
つ表面品質の良好なガラス光学素子を得ることができ
る。
【図１】 本発明の一実施例のプレス成形装置の組み付
け状態を示す断面図。
け状態を示す断面図。
【図２】 図１のプレス成形装置の成形時の状態を示す
説明図。
説明図。
【図３】 本発明の他の実施例のプレス成形装置の組み
付け状態を示す断面図。
付け状態を示す断面図。
【図４】 本発明の他の実施例のプレス成形装置の成形
時の状態を示す説明図。
時の状態を示す説明図。
【図５】 本発明の他の実施例に用いる成形材料供給手
段を示す上面図。
段を示す上面図。
【図６】 本発明の他の実施例の装置を示す上面図。
【図７】 図６の装置を示す断面図。
【図８】 本発明の他の実施例の成形材料供給方法を示
す断面図。
す断面図。
【図９】 本発明のプレス成形装置を示す上面図。
【図１０】 本発明のプレス成形装置を示す上面図。
【図１１】 本発明のプレス成形装置を示す上面図。
【図１２】 従来例のプレス成形装置を示す図。
１ 母型 ２ 上型 ３ 下型 ７ 誘導加熱コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波田 伸司 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内
Claims (19)
- 【請求項１】 上型及び下型からなる成形型と、該成形
型を支持する母型と、前記母型の周囲に巻回された前記
成形型を加熱するための加熱手段を有する成形装置にお
いて、 前記母型が長尺形状であって、かつ一定の幅を有し、 該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔に一列
に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するように設
け、かつ少なくとも母型の短手方向端部での前記加熱手
段と母型との距離が一定であることを特徴とするガラス
光学素子用成形装置。 - 【請求項２】 前記加熱手段が誘導加熱コイルであるこ
とを特徴とする請求項１記載の成形装置。 - 【請求項３】 前記母型の長手方向端部に、気体を吹き
つけるための手段を有することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の成形装置。 - 【請求項４】 長手方向端部での加熱手段と母型との距
離が、短手方向端部での加熱手段と母型との距離より大
きいことを特徴とする請求項１または２に記載の成形装
置。 - 【請求項５】 成形型との接触部から端部までの母型の
幅が、短手方向より長手方向で大きいことを特徴とする
請求項１または２に記載の成形装置。 - 【請求項６】 前記長尺形状の母型が、上型を支持する
上母型と下型を支持する下母型に分割されており、少な
くとも一方が上下動可能であることを特徴とする請求項
１〜５のいずれか１項に記載の成形装置。 - 【請求項７】 前記誘導加熱コイルが各々前記上母型と
前記下母型の周囲に位置するように２個設けられている
ことを特徴とする請求項６記載の成形装置。 - 【請求項８】 前記上型、下型、上母型及び下母型のい
ずれかに、上下型の軸ずれを防止するためのスリーブが
設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
か１項に記載の成形装置。 - 【請求項９】 前記複数の成形型に複数の被成形用ガラ
ス素材を同時に供給するための割型皿をさらに設けたこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の成
形装置。 - 【請求項１０】 前記割型皿が気体を上方に吹き出すた
めの細孔を有するものである請求項９に記載の成形装
置。 - 【請求項１１】 複数個の加熱軟化した被成形ガラス素
材を、長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列さ
れた、上型及び下型からなる複数個の成形型で同時に加
圧成形することからなる光学素子の成形方法において、 前記複数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻
回された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導に
よって加熱され、かつこの加熱が、少なくとも各成形型
の水平断面における対向する２つの位置が実質的に均等
に熱せられるように行われることを特徴とする光学素子
の成形方法。 - 【請求項１２】 加熱手段が誘導加熱コイルであること
を特徴とする請求項１１記載の成形方法。 - 【請求項１３】 被成形ガラス素材を成形型に供給し、
成形型とともに加熱し、次いで加圧成形することを特徴
とする請求項１１または１２に記載の成形方法。 - 【請求項１４】 予め加熱して軟化した被成形ガラス素
材を、加熱された成形型に供給し、次いで前記軟化した
被成形ガラス素材を加圧成形することを特徴とする請求
項１１または１２に記載の成形方法。 - 【請求項１５】 加熱軟化した複数個の被成形ガラス素
材を、複数個の割型式浮上皿のそれぞれの上で、下方か
ら噴出する気流により浮上させながら、前記下型の直上
まで搬送し、次いで上記浮上皿を分割して被成形ガラス
素材を落下させることにより、被成形ガラス素材の成形
型への供給を行うことを特徴とする請求項１３または１
４に記載の成形方法。 - 【請求項１６】 複数の割型式浮上皿が、支持アーム上
に長手方向一列に配置され、前記複数の割型式浮上皿を
同時に分割することで、一度に各被成形ガラス素材を各
成形型に供給する請求項１５記載の成形方法。 - 【請求項１７】 前記被成形ガラス素材を、前記浮上皿
と下型の間に設けた心ずれ防止ファンネル部材を通して
下型に落下させることを特徴とする請求項１５または１
６に記載の成形方法。 - 【請求項１８】 下型に落下した被成形ガラス素材の下
型中央部からの位置ずれを直すためにガイド手段により
幅寄せを行うことを特徴とする請求項１５〜１７のいず
れか１項に記載の成形方法。 - 【請求項１９】 被成形ガラス素材が球形であることを
特徴とする請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の成
形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12921898A JP3608768B2 (ja) | 1997-05-13 | 1998-05-12 | ガラス光学素子用プレス成形装置及びガラス光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12215397 | 1997-05-13 | ||
| JP9-122153 | 1997-05-13 | ||
| JP12921898A JP3608768B2 (ja) | 1997-05-13 | 1998-05-12 | ガラス光学素子用プレス成形装置及びガラス光学素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1129333A true JPH1129333A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3608768B2 JP3608768B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=26459343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12921898A Expired - Fee Related JP3608768B2 (ja) | 1997-05-13 | 1998-05-12 | ガラス光学素子用プレス成形装置及びガラス光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3608768B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6918267B2 (en) | 2001-08-27 | 2005-07-19 | Hoya Corporation | Press molding apparatus and press molding method |
| CN1765786A (zh) * | 2001-08-27 | 2006-05-03 | Hoya株式会社 | 压模成型装置及压模成型方法 |
| US7121119B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-10-17 | Hoya Corporation | Press molding apparatus for an optical element and method of manufacturing the optical element |
| CN100341807C (zh) * | 2003-04-28 | 2007-10-10 | Hoya株式会社 | 压模成形设备和制造光学元件的方法 |
| JP2010159170A (ja) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Canon Inc | ガラス光学素子の製造方法 |
| WO2014115205A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | パナソニック株式会社 | レンズ付き蓋体の製造方法 |
| CN107089790A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-08-25 | 深圳市和西智能装备股份有限公司 | 一种玻璃热弯多段式加热成型预压装置 |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP12921898A patent/JP3608768B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6918267B2 (en) | 2001-08-27 | 2005-07-19 | Hoya Corporation | Press molding apparatus and press molding method |
| CN1765786A (zh) * | 2001-08-27 | 2006-05-03 | Hoya株式会社 | 压模成型装置及压模成型方法 |
| US7121119B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-10-17 | Hoya Corporation | Press molding apparatus for an optical element and method of manufacturing the optical element |
| CN100341807C (zh) * | 2003-04-28 | 2007-10-10 | Hoya株式会社 | 压模成形设备和制造光学元件的方法 |
| JP2010159170A (ja) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Canon Inc | ガラス光学素子の製造方法 |
| WO2014115205A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | パナソニック株式会社 | レンズ付き蓋体の製造方法 |
| CN107089790A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-08-25 | 深圳市和西智能装备股份有限公司 | 一种玻璃热弯多段式加热成型预压装置 |
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|---|---|
| JP3608768B2 (ja) | 2005-01-12 |
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