JPS62270427A - ガラスレンズの成形方法 - 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】 商、系よ−の一利用う）野 本発明け、無研摩ガラスレンズの直接成形力ｔ７；に関
する。

従米辣術 無研摩ガラスの製造方法としては、ノズル先端から溶融
ガラスを滴下し、治下ガラス滴を下金型で受けて、プレ
ス成型する液層法が、レンズの表面に傷、砂［−１、シ
ャーマークなどの欠陥のないレンズを？守る優れた方法
として、本発明考らに」、り開発され既に出願済みであ
る（特願昭５９２６７０５８号）。

液滴法は、無研摩ガラスの製造法とし２て侵イアへ方法
であるか、何点かの改良オへき点か見い出さイ１てさた
。かかる改良を必要とする問題点をより明瞭に°４゛ろ
たｙ）に、第２図を用いてさらに詳１−７＜液滴法を説
明−４〜る。

液層法は、ま「ルツボ（１）中で溶融したガラス（２）
をノズル（４）の光幅）である　一定ｙ）大きさの液体
状の滴にする。ルツボ（１）からノズル（４）の先端ま
ではヒーター（５ａ）〜（５ｄ）により、溶融したガラ
スが冷えて固体状にならないように、加熱さ］］ている
。次に所定の大きさとｌ態度に制御されたガラス滴（６
）をノズル（４）の先端から自然落下させた状態（以下
、その、Ｌうなガラス液滴をガラスゴブという）で、そ
の方ラスゴブの落下地点に設置１また適当な金型に捕集
し、捕集後すぐにガラス液滴の落Ｆ点より移動し、ｌ−
型でプレスケる。

本発明は、ト述した液滴法の後゛１′−の−Ｉ−程、４
−なイー）もカラスゴゾを適当な受器σ）１−に捕集Ｌ
　／二後、ｌ”型でプレスし成形４〜る］稈を改ＪＬｊ
　セろものであろ３ ずなイつち、従来は、ガラスゴブを下金型の七に捕集後
、その金型を直ちに移動させ、移動させた後に」二型で
プレスしてガラスゴブをガラスレンズに成形していた。

しかし、その方法では、ガラスゴブを捕集後玉の金型を
移動する時に、ガラスゴブに加速度的な力が働き、ガラ
スゴブが金型の中心点からずれ、その状態で上型でプレ
ス成形されることになる。

そのためレンズに片肉が起こり、そのことはレンズの最
終成形工程で、精度を持たせることを困難とさせる。そ
れゆえ、光軸と物理的中心の一致した、肉厚の均一な、
商品と１−ての価値があるレンズを、歩留まり良く得る
ことは困難であった。

以上のことは特にガラスゴブを捕集する金型が凸型の場
合、顕著な問題であり、凹面レンズの作製は不可能に近
いのが実状でる。

また、凸型の捕集金型の場合、ガラスゴブが金型からす
べり落ちてしまうことがある。そのまま凸型の」−型を
合致させプレスさせた場合、金型同士が接触し、鏡面仕
」−げの金型の表面が損傷を受ｉｊる問題点も存在する
。そのたＩｙ′）に、下金型として凹型を選択すること
になり、そうすると、プレス時にレンズの中心部に空気
が残留して、いわゆる″ヘソ″　が生じることになる。

解！！１ゲ人１−ようとする助則荻 無研摩ガラスレンズを製造する液滴法においては、ガラ
スゴブを捕集金型、特に凸型の捕集金型に捕集後、その
金型を移動させる際、ガラスゴブが金型の中心点からず
れたりする。　そのため、ガラスゴブの成型後、ガラス
レンズに片肉がおこり、光軸と物理的中心のずれとなり
、レンズの精度がでない問題点があった。又、その現象
は、凹レンズの作製を殆ど不可能ならしめる問題点でも
あ　っ　ノこ。

さらに、ガラスゴブが凸型の捕集金型から落下すること
もあり、その場合、金型の表面が損傷を受け、鏡面仕上
げの表面に傷が付（という問題点も存在する。

さらにまた、以」−のことは、ガラスレンズの製造の歩
留どまりの悪さの原因となる。

＝３一 本発明は、以上のような問題点を解消し、凹レンズでも
、精度良く、かつ効率良く作製できる無研摩ガラスレン
ズの成形方法を提供することを目的とする。

ｒＬ事卓４」ｑ決するための手段 すなわち本発明は、下金型」二にガラス溶融液を滴下し
てプレス成型するに際して、該下金型を滴下又は流入の
位置で静止させた状態で成形を行うガラスレンズの成形
方法に関する。

本発明に従うと、片肉のない精度の良いレンズを効率良
く得ることができる。

下金型上に滴下するガラス溶融液滴は、表面の温度がガ
ラスの軟化温度より低く、内部の温度が軟化温度より高
い液滴が好ましい。表面の温度がカラスの軟化温度より
高いと金型とガラスとが融着し易くなり、内部の温度が
軟化温度より低いと成形できない。

本発明の実施の１態様を第１図に示す。

本発明は、金型（Ｉ５）に捕集したガラス液滴を、金型
を移動せずその場で、その内部温度が軟化温４一 度以上の温度を保っている間に、上金型（１８）を下金
型（１５）の」−に移動１７て、該ガラス液滴をプレス
して、レンズを成型する点に特徴がある。

そうすることにより、下金型（１５）に滴下したガラス
溶融液滴は、下金型（１５）が凸型の金型でも、滴下し
た位置からずれ片肉が生じるという問題がな（なり、精
度の良いレンズを得ることが可能となる。

」二金型（１８）の移動手段は、いかなる方法で移動し
てもよく、たとえば」−金型を金型移動シリンダー（１
９）に取り付け、プレスシリンダーの力により移動させ
る手段を例示することができる。

その際、上金型（１８）の移動工程、特に移動の開始と
移動の終点時において発生ずる振動等の力が下金型（１
５）に伝２つらないようにする。それ故、本発明を実施
するに当たっては、−１−金型（１８）の動作による振
動等の力が下金型に伝わらないように、あるいは影響の
ない構成とすることが重要である。

移動後、」二金型（１８）を、ガラスゴブ（１７）に、
プレスし、ガラスゴブを成型する。

プレスする方法はいかなる方法であっても良く、たとえ
ば、）−金型（１８）上にプレスンリンダー（２０）を
取り付（Ｊｌそのプレスンリンダー（２０）の力により
金型（１８）を押し下げる方法が例示される。その際、
押１７下げる速度は、ガラスゴブが破壊されず、飛び散
らないような速度を選択する。

また、この工程においても、Ｌ金型（１８）の、特にプ
レスの開始時に発生する振動等の力が下金型（１５）に
伝わらないようにすることが重要である。

本発明においては、金型（１５）上に捕集後、プレスす
るまでの時間も重要な因子となる。しかし、通常は、ガ
ラスゴブが下金型−ヒに滴下したあど、次のガラスゴブ
が滴下してくるまでの時間は、製造効率を重要視する関
係−１−１通常１〜５秒程度と設定されるので、本発明
においては、下金型（１５）−１−に落してくるカラス
ゴブの温度を、Ｌり厳密に制御する方が好ましい。

ずなわら下金型−１−に滴下するガラス溶融液滴は、表
面の温度がガラスの軟化温度より低く、内部の温度が軟
化温度より高い状態でプレスされることが重要である。

ガラスゴブの温度は、落下距離、雰囲気温度、ガラス滴
の大きさ、温度、ガラスの熱伝導率、強制的な冷却手段
を設（Ｊるか否か等によって異なるし、さらに、金型（
１，５）］−に捕集後のガラスゴブの冷却速度が、金型
の構成材料、金型の設定温度等により異なるので、本発
明の実施に当たっては、それらの条件を考慮することが
重要である。

ガラスゴブの温度は、」−述したように本発明の実施に
重要な因子であり、その制御方法は、ガラスゴブか金型
（１，５）、Ｊ−に落下するまでの過程と、落下後のプ
Ｉ／スするまでの過程で制御することができる。ガラス
ゴブの温度制御の方法を、第１図に示した液滴法を例に
とり説明する。

ガラスゴブは第２図に示すごとく、ルツボ（１）中で溶
融したガラス（２）をノズル（４）の先端から自然落下
させることにより製造する。

ルツボおよびノズルは、通常の光学ガラスの溶融と同様
、ガラスの着色を防ぐために白金製のものを用いるのが
好ましいが、これに限定されるものではない。

ルツボは撹拌機（３）および加熱用ヒーター（５ａ）を
備えている。

ルツボ（＋、）およびノズル（４）の温度は加熱ヒータ
ー（５ａ、、　　５ｂ、　　５ｃ、　　５（１）を調節
することにより所望の温度に保持される。ルツボ（＋、
）およびノズル（４）の温度はガラスの性質、得ようと
するゴブの大きさ等に応じて設定すればよく、通常５０
０〜１４００°Ｃの範囲内である。特に、ノズル（４）
の下方部と−１−刃部の温度は下方部を高く、Ｌ刃部を
低く設定すると、ガラス滴（６）の滴下を容易にケる。

好ましくは下方部を５０〜２００℃程度、−に刃部、Ｌ
り高くする１、 上記の温度は、ガラスの表面張力、即し、ガラス滴の大
きさに影響するため、重量精度の高いカラスゴブを得る
ためには、この温度を精密に管理する必要がある。ノズ
ル温度、必要ならばルツボ中のガラス１Ｍ、度を精密に
管理するために、これらの温度を自動的に制御する手段
を講計るのが好よ＝８＝ しい。その手段としてノズル先端でガラス滴が形成され
、落下するまでの時間とノズル先端でのガラス滴の温度
とによって制御するのがよい。具体的には、例えば発光
器（８）によってノズル先端を通過する光線（９）を放
射し、その光を感知する受光器（１０）をノズル先端に
関し、発光器の対面に配置し、ガラス滴の形成から落下
までの時間を測定１７、その測定値に対応する信号を制
御部（１２）に送り、その時間の変化徹に応じてノズル
および必要ならばルツボに設けられた加熱ヒーター（５
ａ。

５ｂ、　５Ｃ，５（１）の通１ｉｔｉを制御する方法等
を採ればよい。

ノズル先端径はガラス滴の重量を左右する一因子である
。即ち、ガラス滴の重量は概ね、ｍｇ＝２πｒγ （和１重量、ｒ１ノズル先端径、γ　：表面張力）で表
わされる。一般にノズル先端径は０．５〜１５　ｔｓｍ
、好ましくは０．５〜ｌｏｉｍである。ノズル先端径が
大き過ぎろと表面張力よりも流出するガラスが勝−）ζ
、層流になるのでガラス滴を得ることができない。

ノズル先端から出たガラスは表面張力により甲状になっ
て順次落下する。

ガラス滴（６）はその表面温度がガラスの軟化、・１１
１１度より低い温度になるまで落下させる。落ド距離は
、雰囲気温度、ガラス滴の大きさ、温度、ガラスの熱伝
導率、強制的な冷却手段を設（＋ろか否か等によって異
なる。室温自然落下の場合は、一般に５０ｃｕ以−１−
１好ましくは２　（１０ｃ、ｒｈ以−１−の落下距離を
とる。

落下距離の調節は、第１図中には示していないか、金型
（１５）の支持台（２１）を」１下に移動することによ
り行なえばよい。その際前述のノズル温度調節に使１］
１シたのと同じ制御手段を用い、受光器および放射温度
計からの信号に基づき制御部を作動させて、支持台を上
下し、落下距離を調節してもよい。

また、カラス戊を強制冷却してもよく、その場合はノズ
ル下方から、送風して落下距離を短かくする方法等を採
用してもよい。

落下距離が短かく、ガラス滴表面の温度がガラスの軟化
温度より低くならない場合は受器に接した際ゴブ表面に
ひ（う、またはギズが生じ易い。

得られたガラスゴブは必らずしも真球状になる必要（Ｊ
なく、所要のレンズを得るに十分な厚みの楕円球であっ
て３Ｌい。

この方法では、レンズ成型時にガラスゴブを再加熱する
必要がなく、しかも、ガラス滴表面温度が軟化温度以下
になっているため金ル１！に粘着することなく、非常に
効果的である。

また、本発明においては、第２図のように、ガラス滴の
温度を測定する放射温度計（１１）を設（Ｊて、その測
定値に関する信号を制御部（１２）に送り、ガラス滴の
形成から落下までの時間の変化量およびガラス滴の温度
に応じて、ヒーター（５ａ。

５ｂ、　　５ｃ、　５ｄ）の通電型を制御してもよい。

本発明は、金型（１５）Ｊ−に捕集したガラスゴブの内
部温度が、軟化温度以」―の温度を保っている間に上金
型（１８）によりプレスする。

捕集する金型（１５）は凸型であっても、凹型で一１１
＝ あってもよい。本発明は特に凸型の金型を使用して凹型
のレンズを作製するのに有効である。

上部金型（１８）は、下部金型（１５）と同様材料で構
成されている金型を使用しても良いし、異なった材料で
構成されている金型を使用しても良い。

下部金型（１５）と、−１二部金型（１８）とはヒータ
ー（１４）によりそれぞれ熱盤（＋３ａ）および（１３
ｂ）を通じて加熱し、カラスコブの温度を制御１７ても
よい。下金型（１５）は、使用するガラスの軟化温度よ
り１０〜１５０℃、好ましくは３０〜１００℃低い温度
にに加熱した状頼にしておくことが好ましい。そうする
ことにより面精度の高いレンズが成形できるとともに、
金型とガラスとの融着を防ぐ効果がある。

ｊ−金型（１８）は、使用するガラスの軟化温度より１
０〜１５０℃、好ましくは３０〜１００℃低い温度に加
熱した状態にしておくことが好ましい。

そう４−ることにより下金型と同様の効果がある。

本発明に従い、さらに−１−金型、−Ｆ金型を選択ずろ
ことにより、両面凸、両面凹、片面凸、片面凹、片面凸
で片面四等の各種レンズを精度よく、効率よく製造する
ことができる。

実施例１ 底部に長さ１０（１０ｍｍ先端径５ｍｍの白金ノズルを
有ずろ内容積２Ｑの白金ルツボに重フリントガラス（Ｓ
Ｆｌｌ）１．８１２を入れこれを攪拌下＋　０　（１０
℃（熱電対（２２））に加熱溶融した。滴下ガラス（６
）が９００℃±２℃で滴下間隔が５秒±０１秒になるよ
う制御装置（１２）で５ｂ〜５ｄを制御して、ガラスを
落下させた。

金型（１５）を熱盤（１３ａ）にセットし４００℃に加
熱した。

ガラス液滴の金型（１５）の直上に落下するよう台板（
２１）をセットしてガラス液滴（７）を金型（１５）１
−１になるよう落下させた３、直ちにシリンダー（１９
）で熱板（１３ｂ）を同（］、３ａ）の直」−へ移動し
、シリンダー（２０）を作動させて金型（１Ｂ）でプレ
ス１２、両凹レンズを得た。この時金型（１８）ＩＪ、
４００℃となるようヒーター（１４）にて加熱した。　
成形したｌノンズ（Ｊ、光軸ど物理的中心のずれが０Ｉ
ｎｎ以内であり心取りにより容易に両中心を一致さ■ろ
ことができた。この歩留は１００／ｌ０（１てあった。

従来例のように下型を移動したものでは、４゛れが０１
１ｎ１以内は２５／１０（１，０，１−０，３ｍｍが４
５／＋００、これ以１−に４″打て心取り不ロＪ能のも
のが３０／＋００であった。

弁明のり１果 本発明を液滴法に適用すると、光軸と物理的中心か・致
した精度の良いガラスレンズを得ることがでΔる。

本発明に従うと、液滴法でも両面凹レンズの成型が１１
］能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための成型機の１態様を示す
図である。 第２図は液滴法の概要図である。 （１）白金ルツボ、　　　　（２）溶融ガラス、（３）
攪拌機、　　　　　　（４）白金ノズル、（５ａ）、（
５ｂ）、（５Ｃ）、（５ｄ）ヒータ　、（６）ガラス液
滴（滴下前）、 （７）ガラス液滴（滴下中）、 （８）発光器、　　　　　（９）光線 （ｌＯ）受光器、　　　　　（１１）放射温度旧、（１
２）制御装置、（１３ａ）　−（＋３ｂ）熱板、（１４
）ヒーター、　　　　　（１５）金型、（１７）ガラス
ゴブ、　　　（１８）金型、（１９）金型移動シリンダ
ー、 （２０）プレスシリンダー、（２１）支持台（２２）〜
（２５）熱雷対

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、下金型上にガラス溶融液を滴下してプレス成型する
   に際して、該下金型を滴下又は流入の位置で静止させた
   状態で成形を行うガラスレンズの成形方法。