JPS623029A

JPS623029A - レンズ成形法

Info

Publication number: JPS623029A
Application number: JP14188085A
Authority: JP
Inventors: Masaki Watanabe; 正樹渡辺
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-09
Also published as: JPH0339977B2

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】［技術分野Ｊ本発明はレンズの成形法に関するものである。

［従来技術１一般にレンズをプレス成形により成形する方法には、以
下のものがあった。

すなわち、ロッド状のガラス素材を、所定の幅でもって
カッターで切断し、この切断面を研磨砥石で研磨して所
望の容量のレンズ素材を形成していた。そして、このレ
ンズ素材を、金型に挿入し、金型温度を上げてレンズ素
材を熱軟化し、上下の金型に圧力を加えてプレス成形し
、金型を冷却して金型成形面をガラス表面に転写した後
、金型の圧力を取り除き、仕上がったレンズを取り出し
ていた。

［問　題　点］従来のレンズ素材は、カッターマ切断しその切断面を研
磨していたので以下の不具合があった。

即ち、切断面の表面付近に、カッターや研磨砥石の砥粒
が付着したり食いついていたので、砥粒がレンズに残る
ばかりでなく、金型の成形面を損傷する不具合があった
。

また、レンズ素材の切断面を研磨しているので研磨作業
に要する時間を多く必要とした。このとき研磨程度を簡
略化した場合には、レンズ素材の研磨跡を完全に溶融（
流動した状態）して滑らかにする必要があり、そのため
にレンズ素材の加熱温度を研磨跡が消失して滑らかにな
る温度まで上昇させる必要があり、このようなレンズ素
材を成形すると金型表面温度が異常に上昇し、金型寿命
の短命化や焼き付き現象が生じてしまうものであった。

　さらに、成形後のレンズ面に研磨跡が残っている場合
には、該レンズに研磨作業を必要とするものであった。

その結果、設備装置がコスト高になるとともに、各部材
の交換作業を頻繁におこ行なわねばならず、上記した作
業と相俟って多大な時間を要していた。

［問題点を解決するための手段・目的］因って、本発明
はレンズ素材のプレス面をガラス素材のロッドから割断
する加工により遂行した後、この割断後のレンズ素材を
加圧したとき変形可能な粘度になるまで加熱し、加熱軟
化したレンズ素材を上下金型間でプレス成形するように
したことにより、前記レンズ素材の割断加工で得られる
円滑な鏡面がそのままレンズ面として形成され、この種
レンズ成形の簡略化が計れると共に金型寿命が大いに向
上できるレンズ成形法を提供することを目的とする。

［実施例］以下、本発明レンズ成形法の実施例を図面とともに説明
する。

第１実施例第」図は本発明レンズ成形法の実施に使用する装置の概
要を示す側面図、第２図は同装置におけるレンズ素材２
０の加工部の縦断側面図、第３゜４図は、レンズ素材に
対する高圧の応力分布および割断状態を示す説明図であ
る。

しかして、第１図のレンズ成形装置において、２１はレ
ンズ素材２０の加工部、２２は必要に応じて用いられる
レンズ素材２０の洗浄部、２３は加熱炉、２４は成形部
、２５は徐冷炉で、これらの各部はレンズ素材２０の搬
送用キャリア２６を列設して装備するチェーン等のコン
ヘア２７をホイール２８．２９．３０．３１間に張設し
て構成される搬送ライン３２の上側搬送部３２ａの搬送
方向に添って列設配置されている。

また、３３は成形レンズ３４の取り出し部で、この取り
出し部３３は、搬送ライン３２の下側搬送部３２ｂの始
端部に配置されている。

さらに、前記レンズ素材２０の加工部２１は、第２図に
示すとおり、圧力発生装置４０を備える圧力容器４１と
、この圧力容器４１内に装填されるロッド状のレンズ素
材４２を押し出す押し棒４３と、前記圧力容器４１内に
て割断されたレンズ素材２０を取り出して洗浄部２２内
に搬送する搬送バッド４４とから構成されている。

また、前記加工部２１の圧力容器４１内には、ロッド状
のレンズ素材４２を装填する装入孔４５を設けるととも
にこの装入孔４５の大径部４５ａの先端部には気密性を
保持するための０リング等のシール４６を設け、このシ
ール４６間に側面に貫通孔を有する間隔リングを配置し
かつ大径部４５ａ中に、前記圧力発生装置４０との連結
孔４７を貫通するとともに大径部４５ａの後部にはステ
ンレス等の緩衝部材４８を介装しである。さらに前記装
入孔４５の後端開口部４５ｂには、緩衝部材４８等を押
圧支持するとともにレンズ素材４２の装填用固定部材４
９をネジ部５０を介して脱着自在に螺着しである。

尚、第２図中５１は均一な外径に加工されたロッド状の
レンズ素材４２の長さ方向間にレンズの容量に対応して
刻設したノツチ、５２は圧力発生装置４０の回路部５３
中に設けた圧力表示計を示すものである。

次に、前記加工部２１に隣接して配設された洗浄部２２
は、加工部２１にて、後述する如く割断加工されたレン
ズ素材２０に対して搬送路等の雰囲気中のゴミや油が付
着して成形加工に支障をきたすことがないように水洗等
の必要な洗浄を遂行し得る構成を備える。なおこの洗浄
部２２は加工部２１の雰囲気や加熱炉２３までの搬送炉
が清浄なときは省略できるものである。この洗浄部２２
に隣接して配置される加熱炉２３は、洗浄部２２にて洗
浄後、搬送ライン３２のキャリア２６に保持されて当該
加熱炉２３内に搬入されてくるレンズ素材２０を所定の
粘度、即ち、加圧したとき変形可能な粘度に軟化し得る
加熱雰囲気を維持し得るように構成されている。

また、前記洗浄後のレンズ素材２０を搬送するキャリア
２６は、第１図示の成形部２４において示す如く、上側
を開口するとともに底部２６ａにプレス成形用の開口部
２６ｂを設けた環状体からなり、開口部２６ｂの内側開
口縁にレンズ素材２０の係合用段部２６ｃを設けること
により形成されている。

さらに、前記成形部２４は、加熱炉２３に隣接して配置
され、第１図に示される如く、搬送ライン３２の上側搬
送部３２ａにおけるコンベア２７を介してキャリア２６
に保持されつつ搬入されたレンズ素材２０の上下両側部
に、レンズ成形用の上下両全型５４．５５をそれぞれ流
体シリンダー等に連結して上下動自在に架設装備するこ
とにより構成されている。

尚、上下両金型５４，５５は図示しないヒーターにより
、レンズ素材２００転位点付近の温度に加熱し得るよう
に構成されるとともに当該成形部２４内は常時不活性雰
囲気に保持し得るように構成されている。

加えて、当該成形部２４に隣接して配置される徐冷部２
５は、成形後のレンズ５６に歪を生じさせないようｌ−
”、また、屈折率等の光学的性能を均一に保持し得るよ
うに、温度、時間等の条件を設定しつつ徐冷し得るよう
に構成されている。

尚、この徐冷炉２４は、レンズ素材を上下金型内で加圧
保持後に金型内で長時間にわたって上記歪や光学的性能
を保持し得るようにすれば格別に必要としなくなるが歩
留まりは低下する。

さらに、搬送ライン３２の下部搬送部３２ｂの始端部に
配設した取り出し部３３は、キャリア２６が上側搬送部
３２ａより下部搬送部３２ｂに至り、反転された段階で
、キャリア２６内に保持されていた成形レンズ５６が自
重もしくは図示を省略した押し棒により落下するのをレ
ンズ面等にキズ等の損傷を与えることがないように受け
ることのできる受台５７を配置することにより構成され
ている。

さて以上のような構成から成るレンズ成形装置を使用し
てレンズを成形する場合について以下に説明する。

まず、第２図示の加工部２１において、固定部材４９の
装入孔４９ａにロッド状のレンズ素材４２の後部を装入
後、この固定部材４９を圧力容器４１のネジ部５０に螺
着しつつ、ロッド状のレンズ素材４２．の前部を圧力容
器４１の装入孔４５中に装填する。

また、ロッド状のレンズ素材４２の外周に刻設したノツ
チ５１が、既に割断幅に対応する間隔に調整されたシー
ル４６間の中心に位置されるようにセットする。尚、割
断後、押し棒４３によってレンズ素材４２を前方に押し
出す量については、次に割断するノツチ５１がシール４
６間の中心に位置せしめるとともに割断面がシール４６
にかからないように設定されている。

前記レンズ素材４２のセット状態下において、圧力発生
装置４０を作動して、水、油等の流体あるいは気体の圧
力媒体を回路部５３および圧力容器４１の連結孔４７を
介してレンズ素材４２の外周に掛ける。

例えば、２００〜１０００　ｋｒ／ｃ＋＋ｆ程度の高圧
Ｐを掛けることにより、レンズ素材４２には第３図に示
すような応力分布が生じ、ノツチ５１をきっかけとして
、第４図に示すようにａ−ｆという伝播で割れが進行し
、割断される。

そこで、このノツチ５１を介するレンズ素材４２の割断
加工において、割断音等により割断完了が確認された時
点にて、押し棒４３を前進動して、レンズ素材４２を所
定量前進し、次項のノツチ５ｌをシール４６間の中心位
置に位置せしめつつセットする。

他方、前記押し棒４３の押し込みによって、ロッド状の
レンズ素材４２より割断されたレンズ素材２０は、圧力
容器４１の装入孔４５の開口側に押し出される。

その時に、搬送パッド４４が装入孔４５の開口側に移動
し、その前側に取付けた吸着盤４４ａにより、割断後の
レンズ素材２０を吸着して保持する。

また、搬送パッド４４は、吸着保持したレンズ素材２０
を洗浄部２２内に供給し、間部２２内にて、所要の洗浄
後、搬送ライン３２のキャリア２６内に装入載置せしめ
る。

しかる後、搬送ライン３２の移動により、キャリア２６
内に載置されたレンズ素材２０は、加熱炉２３中に搬入
され、搬送ライン３２の移動速度に対応した加熱をうけ
、成形に必要な所定の粘度まで軟化されつつ、成形部２
４内に搬入される。

しかして、軟化されたレンズ素材２０は成形部２４内に
おいて、キャリア２６内において上下に正確に芯出しせ
しめつつ静置される。このレンズ素材２０の芯出し静置
操作に関連して、成形用の上下金型５４．５５が流体シ
リンダ等の作動により、対向方向に下動および上動し、
キャリア２６内のレンズ素材２０を所望の形状にプレス
成形する。

また、両全型５４．５５のプレス成形状態において、レ
ンズ素材２０が変形しない温度（両金型５４．５５の成
形型温度）まで冷却される。すなわち、レンズの径や厚
さによって異なるが数秒がら数１０秒あるいは数分で成
形レンズ５６全体は型温度と同程度となり、その段階で
両全型５４゜５５を型開きした後、搬送ライン３２のキ
ャリア２６を介して、徐冷炉２５中に搬送し、前述した
如く、成形レンズ５６に歪や光学特性に変化を生じない
範囲内における徐冷処理を行うものである。

このとき前述したように成形レンズを金型内で徐冷すれ
ば格別に徐冷炉を要しない。

前記徐冷処理後、キャリア２６は第１図に示される如く
、ホイール２９．３０を経て、下側搬送部３２ｂに至り
、取り出し部３３において反転され、キャリア２６内に
保持されていた徐冷後の成形レンズ５６は、その自重も
しくは図示を省略した押し棒により受台５７上に落下し
て離型される。

このとき受台５７をキャリア２６内の成形レンズ５６に
上昇させるべく、往復動作するシリンダー等に接続し、
落下時の衝撃をなくしてもよい。

因って、以上の如き、レンズ成形装置におけるレンズ素
材２０の割断加工、熱処理、プレス成形、徐冷および離
型の各工程が一連の繰り返し作業により連続して成形レ
ンズ５６を成形することができるものである。

尚、第５図において、ロッド状レンズ素材４２より割断
加工により得たレンズ素材２０の割断面の状態を示すと
ともに第６図において、その面粗度を示し、かつ第７図
ａ、ｂにおいて、成形レンズ５６の表面形状の干渉像を
示した。

第２実施例第８図は、第１図における加工部２１の、第２図とは別
の実施例を示す縦断面図である。

しかして、当該実施例における加工部２１は、ロッド状
のレンズ素材４２を回転自在に保持する保持部５８と、
この保持部５８にて保持するロッド状のレンズ素材４２
の外周にダイヤモンド針５９を圧接せしめつつ保持する
ダイヤモンド針５９の保持部６０と、この保持部６ｏと
は対向側に保持される火炎部６１とがら構成されている
。

しかして、かかる加工部２１にて、レンズ素材２０を割
断加工する場合には、保持部５８にてロッド状のレンズ
素材４２を回転しつつ保持するとともに保持部６０を介
してダイヤモンド針５９を回転するレンズ素材４２の切
断位置に圧接して、ロッド状のレンズ素材４２の外周に
キズ６２を刻設する。

しかる後、火炎部６１より火炎６１ａを前記レンズ素材
４２の外周に刻設されたキズ６２に当てて加熱すること
により、レンズ素材４２に熱応力を生じさせ、前記キズ
６２を介して所望幅のレンズ素材２０を割断加工するこ
とができるものであまた、周知のように、このようにし
て得られた割断面は、多少のうねり等は存在するものの
、高い面粗度を有するものである。

従って、かかるレンズ素材２０を、第１図示の成形装置
における成形工程により、前記第１実施例と同様の成形
レンズを成形することが確認できた。

第３実施例第９図は、第８図の加工部２１とは別の実施例を示す縦
断面図である。

しかして、当該加工部２１は、前記第２実施例における
レンズ素材４２の保持部５８およびダイヤモンド針５９
の保持部６０についての構成と同一であるが、熱応力を
生じさせる火炎部６０に換えて、より局部的な加熱の可
能なレーザー光等の熱光源部６３を装備することにより
構成したものである。

尚、６４は集光レンズ６４．６５は集光レンズ６４を介
して、キズ６２に照射される熱線を示すものである。

しかして、第２実施例と同様に、レンズ素材４２の切断
位置にダイヤモンド針５９を介してキズ６２をつけると
ともに熱光源部６３より集光レンズ６４を介して熱線を
照射して、間部に熱応力を生じさせることにより、所定
幅のレンズ素材２０を割断加工することができる。

従って、かかるレンズ素材２０を、第１図示の成形装置
の各工程を経ることにより第１実施例と同様の成形レン
ズを成形することが確認できた。

［発明の効果］以上の説明から明かな通り、本発明のレンズ成形法によ
れば、レンズ素材の予備加工工程において、ロッド状の
レンズ素材を割断加工することを特徴とするものである
から、鏡面を有するレンズ素材を短時間に自動的に加工
することができ、当該レンズ素材を加熱軟化させる程度
で成形を可能ならしめ得ることと相俟って、この種レン
ズ成形法における成形の簡略化、成形時間の短縮化が計
れる。

加えて、レンズ素材の予備加工から成形及び離型作業ま
でを完全に自動化することができ、全体として、低コス
トで高精度のレンズ成形を可能ならしめることができる
。

また、ロッド状のレンズ素材を割断加工して得た所定幅
のレンズ素材によるレンズ成形によって要求される成形
温度は、研磨跡が残っているレンズ素材の成形と比較し
て低温で済み、しがも成形用金型に悪影響を与える異物
が、割断面には付着していないので、金型寿命を大いに
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明レンズ成形法に使用するレンズ成形装置
の概要を示す側面図、第２図はロッド状レンズ素材の加
工部を示す縦断面図、第３図はレンズ素材における応力
分布を示す説明図、第４図は同伝播状態を示す説明図、
第５図は割断加工後のレンズ素材における割断面を示す
表面図、第６図は同面における面粗度を示す線図、第７
図ａ、ｂは成形レンズにおける表面形状の干渉像を示す
説明図、第８図および第９図はロッド状レンズ素材の加
工部を示す縦断面図である。２０・・・レンズ素材２１・・・加工部２２・・・洗浄部２３・・・加熱部２４・・・成形部２５・・・徐冷炉２６・・・キャリア２７・・・コンベア２８．２９．３０．３１・・・ホイール３２・・・搬送
ライン３３・・・取り出し部４０・・・圧力発生装置４１・・・圧力容器４２・・・ロッド状のレンズ素材４３・・・押し棒４４・・・搬送パッド４５・・・装入孔４６・・・シール４７・・・連結孔４８・・・緩衝部材４９・・・固定部材５０・・・ネジ部５１・・・ノツチ５２・・・圧力表示計５３・・・回路部５４・・・上型５５・・・下型５６・・・成形レンズ５７・・・受台第２図第５図り第７図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロッド状のガラス素材を所定幅に割断加工する工
程と、割断加工されたレンズ素材を加圧したとき変形可
能な粘度まで加熱炉で加熱する工程と、前記粘度まで加
熱軟化したレンズ素材を、該レンズ素材の転位点付近に
加熱した型により押圧成形する工程と、押圧成形後の型
温度と成形レンズの温度とが同程度となるまで該型内で
成形レンズを冷却する工程と、冷却後の成形レンズを冷
却炉あるいは型内で徐冷する工程とよりなることを特徴
とするレンズ成形法。
（２）前記ロッド状のガラス素材を所定幅に割断する加
工は、ガラス素材に形成したノッチに加圧して割断する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレンズ成
形法。
（３）前記ロッド状のガラス素材を所定幅に割断する加
工は、ガラス素材に刻設したキズを、加熱による熱応力
で行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレ
ンズ成形法。