JPS6350333A - ガラス成形体の成形方法 - Google Patents

ガラス成形体の成形方法

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JPS6350333A
JPS6350333A JP61192521A JP19252186A JPS6350333A JP S6350333 A JPS6350333 A JP S6350333A JP 61192521 A JP61192521 A JP 61192521A JP 19252186 A JP19252186 A JP 19252186A JP S6350333 A JPS6350333 A JP S6350333A
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glass
molding
poise
viscosity
preform
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Takaharu Kobayashi
隆治 小林
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Hoya Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラス成形体くガラスレンズ、ペンタプリズム
、コーナープリズム、コネクターレンズ等)の加圧成形
方法に関Jる。
〔従来の技術〕
近年、光学機器のレンズ構成の簡素化を達成する為に、
ガラスレンズは非球面化が要望されている。この非球面
レンズの製造方法として、冷間での研削及び研磨を必要
としない直接プレス成形が有望となっている。
従来、この直接プレス成形方法として、例えば特開昭5
8−84134号公報記載の方法がある。この方法はガ
ラス成形体の形状に近似したプリフォーム(ここで、プ
リフォームとは、所定の形状に予め成形された被成形ガ
ラスである。また、ガラス成形体とは、プレス成形を終
了した被成形ガラスである。)を用いて、被成形ガラス
の粘度で1o8ポアズ〜1012ポアズに相当する温度
にまで加熱し、ガラスと同じか或いは、その近傍の温度
に設定した成形型にて、少なくともガラスと成形型とが
ほぼ同じ温度になるまで加圧成形し1013ポアズ以下
の粘度で取り出す被成形ガラスの製造方法である。
従来技術による加圧成形に供されるプリフォームは、上
述の如く最n製品に近似したプリフォームである。例え
ば、コンパクトディスク用対物レンズとして使用される
画才球面又は型非球面レンズについて述べると、従来技
術では一面が極めて曲率半径の小さい凸形状で、残りの
一面が曲率半径の大きい凸形状又は凹形状のプリフォー
ムとなる。
一方で、コンパクトディスク用対物レンズに要求される
精度は[で±0.5%、厚みで±2%、面精度にして2
/100μmである。ところが、従来技術に必要となる
プリフォームは複雑な形状であるために、コンパクトデ
ィスク用対物レンズ成形に必要となる寸法精度や重j精
度を得ることが困難で、これらの結果としてコスト高や
歩留の悪化を引きおこしていた。また、プリフォームは
複雑な形状である為に、多数個ぼりによる研磨が行なえ
ずに、1個ずつ研磨を行なっている。これらに対して、
球状や板状に代表される単純形状のプリフォームの場合
には、容易に所定の寸法開度や重61精度が得られコス
ト面、歩留り面で、所望のガラス成形体に近似した形状
のプリフォームよりも右利である。また、球状や板状に
代表される単純な形状のプリフォームは、多数個ばりに
よる研磨を行うことができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のガラス成形体の成形方法では、被成形ガラスの粘
度で108ポアズ〜1012ポアズの範囲という加圧成
形時の粘度としては比較的高い粘度に相当する温度領域
にて加圧成形を行う為に、所望のガラス成形体に極めて
近い形状のプリフォームを用いなければならない(言い
換えると、単純形状のプリフォームを使用できない)問
題点があった。
これはガラス成形体の形状に合せて多種類のプリフォー
ムを用意しなければならない欠点と、プリフォーム形状
が比較的複雑な為に単純形状のプリフォームに比べて要
求される寸法精度及び重量変動を満たすことが著しく困
難である欠点ともなっていた。
また、冷却中に被成形ガラス及び成形型付近に温度や分
布が生じる為に、ガラス成形体の寸法精度や面精度が悪
化する問題点があった。(つまり、冷却中に熱収縮によ
る形状のズレが、被成形ガラスに生じる問題点があった
。) 〔問題点を解決する為の手段〕 本発明は、上記した問題点及f欠点を解決するために成
されたものであり、被成形ガラスの粘度で106ポアズ
〜108ポアズに相当する温度領域にて、被成形ガラス
を所望のガラス成形体の形状に実質的に近似した形状に
加圧成形した後、所定の圧力を加えたまま前記被成形ガ
ラスを、被成形ガラスの粘度で1012・5ポアズ−1
0日・5ポアズに相当する温度領域にて実質的に一定な
温度に保持したまま加圧成形することを特徴とするガラ
ス成形体の加圧成形方法である。
ここで、前記の所定の圧力とは、被成形ガラスと成形型
との接触面が離れない圧力以上であれば良く、加圧成形
時の圧力と同一である必要性は無い。また、被成形ガラ
スの粘度で106ポアズ〜108ポアズに相当する温度
領域にて加圧成形を行うのは、106ポアズよりも低粘
性の温度領域では、成形型表面と被成形ガラスとが融着
を発生し易くなり、108ポアズよりも高粘性の湿度領
域では、所望のガラス成形体に近似した形状までの加圧
成形が困難であるからである。また、被成形ガラスの粘
度で1012・5ポアズ〜1013・5ポアズに相当す
る温度領域での加圧成形を1012・5ポアズ〜101
3・5ポアズに限定した理由は、10I3・5ポアズよ
りも高い粘性では被成形ガラスは粘性流動を起こさない
為に前記した形状のズレを補正できないがらであり、1
012・5ポアズよりも低い粘性領域では、型から取り
出した時に変形して寸法精度が保てないからである。
〔作 用〕
本発明によれば、被成形ガラスの粘性で106ポアズ〜
108ポアズという比較的低い粘性領域で加圧成形を行
うことにより、プリフォーム形状を自由に設定でき、ま
たガラス成形体の粘度で1Q12.5ポアズ〜10I3
・5ポアズに相当する湿度領域にて加圧成形することか
ら、温度分布に起因する形状寸法のズレを修正すること
ができ、高精度のガラス成形することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図に基づいて説明する。第
1図は、本発明に用いられた被成形ガラスの成形装置の
主要部の縦断面図である。1は球形(直径5m)の酸化
鉛系ガラス(■01Jfl側製 :FD6 、ガラス転
移温度435℃)製のプリフォームである。20は成形
型で上型21、下型22、案内型23とから成り材質は
タンゲスデンカ−バイトである。
上型21、下型22、案内型23は、保持具3(材質ニ
ステンレス鋼)を介して、支持台4(材質ニステンレス
鋼)にて支持されている。上型21のガラス成形面21
1は曲率半径が170mの凸面で、下型22のガラス成
形面221は曲率半径が3mの凹面である。プリフォー
ム1及び成形型2の温度コントロールは、下型22に挿
入された熱電対9の温度指示に基づぎ高周波コイル7に
供給する電力をコントロールすることにより行っている
。上型21と下型22と案内型23とから形成される空
間であるキャビティー5内にプリフォーム1を設置し、
真空ポンプ(図示せず)により1〜2分間石英管6内の
空気を排気した後、非酸化性気体(本例では窒素ガス)
を導入し、0.3Kg/ cm 2程度の陽圧に保ちな
がら石英管6内を非酸化性雰囲気とした。石英管6内の
雰囲気調整後、石英管6の外に設置された周波コイル7
により下型の温度で524℃(本例に用いた被成形ガラ
スの粘性で108ポアズに相当する温度)まで型20及
びプリフォーム1を加熱し、次いで上型21の上方に位
置する押し棒8(材質:ステンレス鋼)を下降させて、
40Kg/ClR2圧力にて加圧成形を行った。プレス
開始20秒後に10Kg1−の冷却速度にて冷却を開始
した。型20とプリフォーム1の温度が411℃(本例
のガラス粘度で1013ポアズに相当)に達した後、4
17m温度にて90秒間加圧成形を行った後、圧力を除
いて室温まで徐冷を行った。こうして得られたメニスカ
ス形状のプレスレンズは型面を基準として面精度はアス
ティグマ176本以下、中心肉厚及び外径はそれぞれ1
0μm以下の精度が得られた。本例と同一の型にて成形
条件(プレス温度、プレス時間)のみを変えて加圧成形
型を行った場合の面精度と寸法粘度とを表1に示す。ま
た、被成形ガラスの粘度で1012・5ポアズ〜101
3・5ポアズに相当する湿度領域での加圧成形を行わな
かった場合の結果を表2に示す。
表1と表2とから被成形ガラスの粘度で1Q12.5ポ
アズ〜1013・5ポアズに相当する温度領域にて加圧
成形(プレス)を行なうことにより面精度と寸法精度(
中心肉厚・外径寸法)とbに改善されていることが解る
(実施例2) 実施例1と同じ成形型及び成形装置を用いて、ランタン
ホウ酸系ガラス(IQす1ll([%”J : NbF
D2 、転移点温度595℃〕製の球形(直径5 rm
 )のプリフォームを用いて加圧成形を行った。非酸化
性雰囲気として98%の窒素ガスと2%の水素ガスとの
混合ガスを用いて下型の温度で671℃(被成形ガラス
の粘性で107.65ポアズに相当)にて、20Kg/
c!R2で20秒間加圧成形を行った後、30Kg /
 cm 2にて10℃/ m1ttの冷却速度にて冷却
した後、下型温度で595℃(被成形ガラスの粘度で1
0日ポアズに相当)にて、3ONg/ cm 2の圧力
で20秒間加圧成形を行った。この後、加圧したまま室
温まで徐冷を行った。
(qられたメニスカス形状のレンズの面精度は、型面を
基準としてアスティグマ176本以下で、寸法精度も1
0μm以下であった。
(実施例3) 次に、板状のプリフォームをガラス成形体に成形する方
法について、第2図に基づき説明する。
第2図は、成形型及びプリフォームの縦断面である。タ
ングステンカーバイド製の成形型24(上型25、下型
26、案内型27、リング状型28)のキャビティー1
1内のリング状型28ヒに、外径10m、厚2rrrm
の板状の酸化鉛系ガラス(lOνIlfm:F8.転移
点温度440℃)製のプリフォーム12を設置し、実施
例1と同様に非酸化性雰囲気(窒素ガス)中にて、下型
630℃(被成形ガラスの粘度で107ポアズに相当)
にて5 K!j / cm 2のプレス圧で10秒間加
圧成形した後、20℃/ mn  の冷2JI速度で冷
却した後、422℃(被成形ガラスの粘度で1013ポ
アズに相当)で120秒間加圧成形を行った。この後、
圧力を除去して室温まで徐冷を行った。こうして得られ
た両凹レンズは、型面を基準として面精度がアスティグ
マ174本以下であり、寸法精度も10珈以下であった
。本例の上型25の成形面251は曲率半径52IHの
凸面、下型26の成形面261は曲率半径14Mの凸面
である。
実施例に挙げたガラス成形体は、メニスカス形状のレン
ズ及び両凹形状のレンズであったが、本発明の成形方法
は両凹形状のレンズ、平凹形状のレンズ、非球面レンズ
、ペンタプリズム等の成形にも適用できる。また、プリ
フォームの形状も、千h1精度及び面精度が良好であれ
ば、球状や平板状に限らず使用できる。また非酸化性雰
囲気として窒素ガス及び窒素ガスと水素ガスとの混合ガ
スを用いたが、−酸化炭素等のガラス成形型素面を酸化
しないガスならば使用できる。また、実施例では、成形
型中で被成形ガラスの徐冷を行ったが、型からガラス成
形体を取り出した後に徐冷を行っても良い。また、加圧
成形時のプレス圧力は、3 K3/ cm2.10?C
g/ cm2.4CrK9/ cm2を挙げたが、1 
K9 / crs 2〜200kg/ cffi2(7
)範囲ノ圧’jJ ’; ラバ可能である。また、被成
形ガラスの粘度領域で106ポアズ〜108ポアズに相
当する温度領域での加圧成形の加圧時間は、5秒、10
秒、20秒、30秒を挙げたが、必要な変形mが得られ
れば構わない。被成形ガラスの粘度で1012・5ポア
ズ〜10t3・5ポアズに相当づる温度での加圧時間は
、ガラス成形体の重量、型の熱伝導度、型の熱膨張率等
によって変わってくるものであって、実施例の数値に限
定されるものではない。
〔発明の効果〕
以上述べた通り、本発明のガラス成形方法によれば、球
状や平板状に代表される単純形状のプリフォームを用い
ることが可能となり、被成形ガラスの粘度で1012・
5ポアズ〜1013・5ポアズに相当する温度領域にて
加圧成形を行う点と相持って、寸法精度や面精度の良好
なガラス成形体が得られた。
また、単純形状のプリフォームを用いることから、必要
とされるプリフォームの種類が少なくすみ経済的効果も
大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1及び実施例2に用いた成形装置の縦断
面図、第2図は実施例3に用いた成形装置の縦断面図で
ある。 1.12・・・プリフォーム、21.25−・・上型、
22.26・・・下型、23.27・・・案内型、28
・・・リング状型、9・・・熱電対

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被成形ガラス粘度で10^6ポアズ〜10^8ポ
    アズに相当する温度領域にて、被成形ガラスを所望のガ
    ラス成形体の形状に実質的に近似した形状に加圧成形し
    た後、所定の圧力を加えたまま前記被成形ガラスを、被
    成形ガラスの粘度で10^1^2^.^5ポアズ〜10
    ^1^3^.^5ポアズに相当する温度領域にて実質的
    に一定な温度に保持したまま加圧成形することを特徴と
    するガラス成形体の加圧成形方法。
JP61192521A 1986-08-18 1986-08-18 ガラス成形体の成形方法 Granted JPS6350333A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60189238U (ja) * 1984-05-28 1985-12-14 池田物産株式会社 車両用シ−トにおける肩叩きヘツドレスト機構
JPS61196741U (ja) * 1985-05-31 1986-12-08

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60189238U (ja) * 1984-05-28 1985-12-14 池田物産株式会社 車両用シ−トにおける肩叩きヘツドレスト機構
JPS61196741U (ja) * 1985-05-31 1986-12-08

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