JP3614902B2

JP3614902B2 - Preform for glass molded lens and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3614902B2
Application number: JP30408294A
Authority: JP
Inventors: 稔明鈴木; 弘伊藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: JPH08165122A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラスレンズを成形型でプレス成形する際に用いるガラス成形レンズ用プリフォーム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、非球面レンズ製造は、加熱軟化せしめたガラス素材をレンズの面形状にした成形型でプレス成形する方法（リヒートプレス）が当たり前となっている。その１つに、本出願人考案の特公平４−４３８５２号公報に開示の方法がある。このプレス成形方法は、図８に示すように、鏡面のガラス素材３１（これをプリフォームと呼ぶ）をヒータ３３で加熱軟化せしめ、加熱軟化したプリフォーム３１を一対の成形型３４でプレス成形するという方法であり、ヒータ３３による加熱工程から成形型３４によるプレス工程へのプリフォーム３１の搬送は、リング状の搬送皿３２でプリフォーム３１の外周下面を支持しつつ行われる点に特徴がある。従って、これに用いるプリフォーム３１の径は、成形型３４の径よりも大きいものを用いる必要がある。
【０００３】
従来、前記レンズの成形方法に用いるプリフォームの製造方法としては、特開平４−１４９０３２号公報に開示された方法がある。このプリフォームの製造方法は、図９に示すようにレンズ１個に計量された溶融ガラスゴブ４１をノズル４４から滴下して、まず第１の熱加工治具４２ａに受け、次に反転させて第２の熱加工治具４２ｂに移し変え、最後に反転面４１ａをヒータ４３で加熱した後、溶融ガラスゴブ４１を冷却固化させて、溶融ガラスゴブ４１をリヒートプレス用のガラス素材、すなわちプリフォームとして用いるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−１４９０３２号公報の方法にて製造されるプリフォームの径は、図１０に示す如く、溶融ガラス４１が熱加工治具４２の表面に濡れ広がろうとする力及び自重変形によって広がろうとする力Ａと、表面張力及び界面張力によって縮まろうとする力Ｂ及びＣとの釣り合いによって決まる。しかしながら、熱加工治具４２は溶融ガラス４１に濡れにくい材質が用いられるので、溶融ガラス４１の縮まろうとする力Ｂ，Ｃが勝り、製造されたプリフォームは近似球形状となって径の小さいものとなる。これに対し、特公平４−４３８５２号公報のレンズ成形方法に用いるプリフォーム３１は、図８に示したように偏平形状をしており、搬送皿３２に載置するためにプリフォーム３１の径は成形型３４の外径よりも大きくなければならない。
【０００５】
したがって、特開平４−１４９０３２号公報のプリフォーム製造方法にあっては簡単にプリフォームが製造できるものの、球状レンズ等、特殊な形状のレンズを除外すれば、プリフォームの径が小さすぎて特公平４−４３８５２号公報のレンズ成形方法に用いることができない。なお、熱加工治具に滴下する溶融ガラスの量を所望のレンズ体積よりかなり多くするとプリフォームの径は大きくなるが、余剰ガラスが多くなり経済性の問題が生じる。また、予め一対の成形型間にプリフォームを配置してから加熱・プレスする等温成形法では、成形型に密着するまでの押圧成形時間が長くなり、生産性が良くない。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１の発明は、搬送皿に載置してプレス成形するレンズ成形方法に使うことができる、すなわち、成形型からの余剰ガラスを激減できる成形型の径より大きな径のプリフォームを提供することを目的とする。また、等温成形の場合でも押圧成形時間を短縮できるプリフォームを提供することを目的とする。
【０００７】
請求項２，３は、レンズ１個分に計量された溶融ガラスゴブから、成形型の径より大きくて搬送皿に載置されてプレス成形するレンズ成形方法に使える、すなわち成形型からの余剰ガラスを激減でき、また等温成形の場合でも押圧成形時間を短縮できるガラス成形レンズ用プリフォームを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２の方法にあって、肉厚に偏りのないガラス成形レンズ用プリフォームを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は以下のように構成した。
請求項１の発明は、一方の面を成形型の成形面により成形し、他方の面を溶融状態での自由表面として製造したガラス成形レンズ用プリフォームにあって、溶融ガラスゴブを成形型上に供給した後、前記成形型上の溶融ガラスゴブの自由面方向に前記成形型を加速運動させることにより、（中肉（中心厚さ））／（外径）＜０．７とした。
【００１０】
請求項２の発明は、溶融ガラスゴブを成形型上に供給する工程と、この溶融ガラスゴブを前記成形型上で冷却固化する工程とからなるガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法において、前記溶融ガラスゴブを成形型上に供給した後、前記成形型上の溶融ガラスゴブの自由面方向に前記成形型を加速運動させる工程を設けて製造することとした。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２にあって、成形型を垂直上向きに加速直線運動させることとした。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項２または３にあって、成形型上における溶融ガラスゴブの外周を、供給時には成形型の外周よりも小さい内径の円筒で規制し、成形型の加速運動時には成形型の外周よりも大きい内径の円筒で規制するようにした。
【００１３】
【作用】
本発明の作用を図１の概念図を用いて説明する。
請求項１の構成にあっては、ガラス成形レンズ用プリフォーム１ａは成形型２上に供給された初期の溶融ガラスゴブ１より大きい径に平担化して成形されているので、最終成形品の押圧成形時間の短縮及び余剰ガラスの低減ができる。なお、成形型で成形された成形面の面精度はＰＶ（ＰｅａｋｔｏＶａｌｌｅｙ：成形面の設計形状からの誤差の最大値から最小値を引いた値）≦２０μｍが良い。
【００１４】
請求項２の構成にあっては、溶融ガラスゴブ１を乗せた成形型２を溶融ガラスゴブ１の自由表面方向に加速度ａで運動させると、溶融ガラスゴブ１は加速度ａの方向と反対方向の力、すなわち、加速度ａに比例するＦ＝ｍａ（ｍは溶融ガラスゴブ１の質量）の慣性力が働く。これにより溶融ガラスゴブ１は、その自由表面側から力を受けて偏平化して径が広がるとともに、成形型２との接触面は受け面２ａの形状に倣った形状になる。
したがって、成形型２の加速度ａを適宜調節することによって溶融ガラスゴブ１を所望の径に偏平させて冷却固化することで、所望の径のガラス成形レンズ用プリフォーム１ａを得ることができる。
【００１５】
請求項３の構成にあっては、成形型１を垂直上向きに加速度ａで加速直線運動させると、慣性力Ｆ＝ｍａが成形型１上に載置した溶融ガラスゴブ１の自由表面を垂直下向きに押す力として働き、請求項２と同様な作用が得られる。
【００１６】
請求項４の構成にあっては、溶融ガラスゴブの供給時には、小径の円筒により溶融ガラスゴブが成形型の中心に位置するように外周規制される。これにより、成形型の加速運動により溶融ガラスゴブが成形型の中心からズレることなく中心対称に成形されるとともに、大径の円筒により外周は規制されたガラス成形レンズ用プリフォームが得られる。
【００１７】
【実施例１】
図２は本発明に係る実施例１のガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法の実施に用いる製造装置を示す正面図、図３は成形型を収納したバケットを示す中央縦断面図である。
【００１８】
図２において３は基台で、この基台３上には支柱４が立設固定されている。支柱４の一側面にはガイドレール５が鉛直方向に固設されており、ガイドレール５にはアーム６を介してバケット７が上下方向へ移動自在に支持されている。
【００１９】
アーム６にはロープ８の一端が連結され、このロープ８の他端は支柱４の上部に設けた滑車９によって、ガイドレール５を設けた反対側の支柱４側面に案内されている。ロープ８の他端には、バケット７に加速運動を与える重り１８が連結されており、この重り１８は重力加速度を受けて落下自在となっている。
【００２０】
バケット７には、図３に示すように、その内部にスリーブ１０と成形型１１が配置されている。スリーブ１０の内部には中空部１０ａが形成されており、この中空部１０ａに成形型１１が成形型１１の外周面と中空部１０ａの内周面を接するようにして嵌合されている。中空部１０ａの上部には、成形型１１上に溶融ガラスゴブ１２を供給するための孔１０ｂが形成されており、この孔１０ｂに連通するすり鉢状のテーパ１０ｃがスリーブ１０の上部に設けられている。
【００２１】
前記基台３上には、バケット７が最下部に降下した際に、バケット７を加熱する型ヒータ１３が設けられている。また、バケット７の側方には、バケット７内の成形型１１上に溶融ガラスゴブ１２を滴下供給するためのパイプ１４を保持するスタンド１５が配置されている。パイプ１４はアーム１５ａを介してスタンド１５に保持されており、スタンド１５は、その軸回りに回転自在となっており、スタンド１５を回転することにより、パイプ１４の先端が前記スリーブ１０の孔１０ｂのほぼ中心に位置し、かつバケット７の移動を阻害しない位置にパイプ１４が退避されるようになっている。
【００２２】
また、パイプ１４の近傍には、パイプ１４内のガラス素材を所定の粘度まで加熱溶融するためのガスバーナー１６が設けられている。さらに、支柱４の上部側方にはバケット７内の溶融ガラス１２ａを成形型１１に押し付けつつアニールするためのガスノズル１７がバケット７の孔１０ｂに向けて配置されている。
【００２３】
次に、上記構成からなる装置を用いた、本実施例のガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法を説明する。
予め鏡面の成形型１１を収めたバケット７を型ヒータ１３で、使用するガラス素材のガラス転移点温度Ｔｇ−１００℃〜Ｔｇ＋７０℃の温度に加熱しておく。次に、パイプ１４に投入したガラス素材をガスバーナー１６で１０² ポアズ以下の粘度まで加熱溶融し、ガラス素材をパイプ１４の下端（先端）から自然流出させて、バケット７内の成形型１１上に溶融ガラスゴブ１２を滴下する。成形型１１上に溶融ガラスゴブ１２が供給された後、パイプ１４をスタンド１５の回転によりバケット７の上方から退避させ、重り１８の支持を解除して重力により落下させることで、重り１８の荷重でロープ８を介しバケット７を牽引して等加速直線運動で上昇させる。その後、支柱４上部に位置するガスノズル１７から噴射する熱風で、バケット７内の溶融ガラス１２ａを成形型１１に押し付けつつアニールする。
【００２４】
次に、本実施例の作用を説明する。
パイプ１４から滴下した直後の溶融ガラスゴブ１２は、成形型１１の上で成形に適した１０² ポアズの粘度に加熱溶融されているので、バケット７が重り１８に牽引されて上昇すると、成形型１１は上向きに等加速直線運動するため、成形型１１上の溶融ガラスゴブ１２は下向きの慣性力Ｆで成形型１１に押し付けられて偏平する。この慣性力Ｆは、溶融ガラスゴブの質量をＭG 、バケット全体の質量をｍ、重りの質量をＭ、重力加速度をｇとすると
ｆ＝ＭG ｇ（Ｍ−ｍ）／（Ｍ＋ｍ）・・・（１）
となる。
【００２５】
このため、慣性力Ｆの大きさが十分大きければ、溶融ガラスゴブ１２はその外周を規制するスリーブ１０の内壁まで成形型１１上で押し広げられ、図３に示すような形状の溶融ガラス１２ａになる。したがって、重り１８を適宜選択して所望の慣性力Ｆを溶融ガラス１２ａに働かせ、かつ成形型１１の外径及びスリーブ１０の内径を所望するガラス成形レンズ用プリフォームの大きさに対応して設定使用しておくことにより、溶融ガラス１２ａ（以下、溶融ガラスゴブ１２ａという）は成形型１１上で所望する径に成形される。
【００２６】
次に、バケット７の上昇は支柱４の上部で停止する（バケット７の停止は、図示を省略したストッパに行われる。ストッパはバケット７側あるいは重り１８側に設ける）。バケット７が停止した時に、成形型１１上のガラスが高温軟化状態にある場合、溶融ガラスゴブ１２ａの径は表面張力で元の形状に戻ろうとするが、この時、溶融ガラスゴブ１２ａはガスノズル１７からの熱風で上方から押圧保持された状態でアニールされつつ冷却され、所望の径のまま偏平して固化する。これにより、レンズのプレス成形に適したガラス成形体（プリフォーム）が得られる。ここで、スリーブ１０、成形型１１の温度を予めＴｇ−１００℃〜Ｔｇ＋７０℃に加熱しておくことによって、前記ガラス成形体は割れることなく、また成形型１１に融着することなく、容易にバケット７から取り出すことができる。
【００２７】
以上のようにして所望の径のガラス成形体が得られるが、このガラス成形体は溶融ガラスより得られたものであるから鏡面を有しており、プリフォームとして利用することができる。
【００２８】
次に、前記本実施例の製造方法により、ＬａＳＦ０３の溶融ガラスゴブ０．３ｇからφ７ｍｍの円盤状のプリフォームを成形した場合について説明する。
【００２９】
まず、ＬａＳＦ０３のガラスペレットをパイプ１４の内部でガスバーナー１６により１２００℃で溶融した。この温度における溶融ガラスの粘度は１０ポアズ以下であり、成形に適している。この溶融ガラスをφ５ｍｍのパイプ１４の下端から自然流出させたところ、０．３ｇの溶融ガラス滴となって、パイプ１４の下に位置するバケット７内の成形型１１上に滴下した。なお、成形型１は予め型ヒータ１３でＴｇ温度に相当する６１０℃の温度に加熱しておいた。
【００３０】
次に、１０Ｋｇの重り１８を落下させ、その荷重で２５０ｇのバケット７を上方へ牽引した。この時、バケット７は、前述の（１）式から０．９５Ｇの加速度で加速上昇し、成形型１１上の溶融ガラスゴブ１２ａには０．２８ｇ重（＝０．９５×０．３ｇ重）の慣性力Ｆが鉛直下方に働くことになる。そして、上昇しながら、バケット７内の成形型１１上で雰囲気により冷却固化する。
【００３１】
以上のようにしてバケット７が支柱４の上端である高さ２ｍまで上昇すると、バケット７の内部にガスノズル１７からＴｇ温度に相当する６１０℃の熱風を吹き込み、バケット７内の溶融ガラスゴブ１２ａをアニールした。
【００３２】
１分後、バケット７から成形されたガラスを取り出してみると、ガラスは成形型１１上の全面に広がっており、その外周がスリーブ７の内壁に規制されて所望の径φ７ｍｍの円盤状に成形されていた。かかる円盤状のガラス成形体は、片面が成形型１１の受け面７ａの形状が転写され、もう片面は多少のうねりがあるものの、両面とも表面粗さＲｍａｘ≦０．１μｍの鏡面となっており、リヒートプレス用プリフォームとして使用するには申し分のないものであった。
【００３３】
図４に前記ガラス成形体（プリフォーム）１２ｂの形状を示した。
また、比較のため、図５には従来のように溶融ガラスゴブを滴下し、成形型で受けただけのガラス成形体（プリフォーム）１２ｃの形状を示した。従来のプリフォーム１２ｃは偏平率ｄ／φ＝０．７の近似球形状で、その径はφ＝５ｍｍと本実施例によるプリフォーム１２ｂより小さく、また成形型との接触面には大きなヒケが見られ、その面精度はＰＶ２４μｍであった。これに対し、本実施例のプリフォーム１２ｂは偏平率ｄ／φ＝０．２８の円盤状で、所望の径φ７ｍｍを有し、成形型との接触面の面精度はＰＶ３．９μｍであった。
【００３４】
本実施例によれば、溶融ガラスゴブ１２ａは慣性力により成形型１１上でつぶされ、従来の方法では得られなかった大径である所望の径を有し、面精度の良いプリフォームを製造することができる。
【００３５】
次に、実施例１の変形例を説明する。
成形型１１の受け面７ａを、最終成形レンズの曲率に近い形状で、かつ表面粗さＲｍａｘ≦０．１μｍに鏡面加工する。これにより、成形型面側は受け面７ａの形状により自由に形状を賦与できるので、さらに、最終成形品の押圧成形時間の短縮、あるいは余剰ガラスの低減ができる。成形型１１の受け面７ａの形状精度は、最終成形レンズの形状に近い程、最終成形レンズ形状と受け面球面部との球欠深さの差で０．５ｍｍ以内にすることが望ましい。但し、０．５ｍｍを超えても加熱温度を高くすることで、最終成形レンズを得ることが可能である。
【００３６】
【実施例２】
本発明の実施例２の製造方法は、成形型上の溶融ガラスゴブを、供給時にはその外周を成形型の外周よりも小さい内径の円筒で規制し、成形型の加速運動時には成形型の外周よりも大きい内径の円筒で規制するようにしたことを特徴とする。
【００３７】
具体的には、例えば、図６，図７に示すように、成形型２１を収めるバケット２２を構成する。すなわち、実施例１ではスリーブ１０にテーパー１０ｃを形成した１体構成としたが、本実施例に用いるバケット２２内にはスリーブ部材２３とテーパー部材２４の２体が設けられている。スリーブ部材２３は中空円筒形に形成され、その内径部に成形型２１がスライド自在に嵌合されている。テーパー部材はスリーブ部材２３の上端に配置されており、テーパー面２４ａの下端に設けた孔２４ｂの内径は、成形型２１の外径より小さく、かつ成形型２１上に滴下した場合の溶融ガラスゴブ１２の径よりも若干大きく形成されている。また、バケット２１の底部には、スリーブ２３に嵌合した成形型２１の底面に対応するように孔２２ａが設けられており、支柱４（図２参照）の下端に位置する（例えば、基台３上に取り付ける）突き上げ台２５が貫通して成形型２１を上方に移動し得るようになっている。
【００３８】
次に、本実施例の作用を説明する。
バケット２２が支柱４（図２参照）の下部に位置する場合、図６に示すように突き上げ台２５がバケット２２の底部の孔２２ａを貫通して成形型２１を持ち上げた状態で支持する。この状態で溶融ガラスゴブ１２を成形型２１上に供給すると、溶融ガラスゴブ１２は、その外周がテーパー部材２４の孔２４ｂに規制され、成形型２１上の中心部に保持される。
【００３９】
次に、ロープ８、アーム６を介して実施例１と同様にバケット２２を加速上昇させると、バケット２２は突き上げ台２５から離れる方向に移動するので、図７に示すように成形型２１は自重でスリーブ部材２３内をスライドしてバケット２２の底部に下降する。これにより、成形型２１上の溶融ガラスゴブ１２ａは今度は成形型２１に嵌合するスリーブ部材２３の内径で外周を規制されつつ、実施例１と同様に慣性力Ｆで偏平し成形される、その他の作用は実施例１と同様である。
【００４０】
本実施例によれば溶融ガラスゴブ１２を成形型に供給したとき、溶融ガラスゴブ１２が成形型２１の中心部に位置するよう外周規制されているので、成形型２１に図６のような凸型を用いた場合でも溶融ガラスゴブ１２が中心からズレることなく、中心対称に成形される。すなわち、本実施例の製造方法を用いれば、実施例１と同様、所望の径を有するだけでなく、肉厚に偏りのないプリフォームの成形を行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば以下の効果が得られる。
請求項１のガラス成形レンズ用プリフォームによれば、偏平率を０．７未満にしたので、最終成形品（例えばガラスレンズ）の押圧成形時間が短く、あるいは成形後の余剰ガラスの発生が少なく、さらに最終成形品の転写精度を良好にすることができる。
【００４２】
請求項２，３のガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法によれば、成形型上の溶融ガラスゴブに上方から慣性力を働かせて製造しているので、溶融ガラスゴブが受け面上で広がり、搬送皿に載置することができる所望の径のガラス成形レンズ用プリフォームを得ることができる。
【００４３】
請求項４のガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法によれば、溶融ガラスゴブを成形型上に供給したとき、溶湯ガラスゴブは小径の内筒で成形型の中心部に位置するように外周規制され、成形型を加速運動する時には大径の内筒で外周を規制するようにしたので、凸状の成形型を用いた場合にあっても、肉厚に偏りのない中心対称なガラス成形レンズ用プリフォームを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法を示す概念図である。
【図２】本発明の実施例１の製造方法に用いる製造装置を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例１の製造方法に用いる製造装置におけるバケットを示す中央縦断面図である。
【図４】本発明の実施例１の製造方法により製造したプリフォームを説明するための説明図である。
【図５】従来の技術により製造したプリフォームを説明する説明図である。
【図６】本発明の実施例２の製造方法における溶融ガラスゴブの供給時を示すバケットの中央縦面図である。
【図７】本発明の実施例２の製造方法におけるプリフォーム成形時を示すバケットの中央縦断面図である。
【図８】ガラス成形レンズ用プリフォームを用いてレンズを成形する工程を説明するための説明図である。
【図９】従来のガラス成形レンズ用プリフォームを成形する工程を説明するための説明図である。
【図１０】溶融ガラスゴブに作用する力を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１，１２溶融ガラスゴブ
１ａ，１２ｂガラス成形レンズ用プリフォーム
２，１１，２１成形型
７，２２バケット
１０スリーブ
２３スリーブ部材
２４テーパー部材[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a preform for a glass molded lens used when press molding a glass lens with a molding die and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has become common to manufacture aspherical lenses by a method (reheat press) in which a heat-softened glass material is press-molded with a molding die having a lens surface shape. One of them is a method disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 4-43852 invented by the present applicant. In this press molding method, as shown in FIG. 8, a mirror-finished glass material 31 (referred to as a preform) is heated and softened with a heater 33, and the heat-softened preform 31 is press-molded with a pair of molds 34. The preform 31 is transported from the heating process by the heater 33 to the pressing process by the mold 34 while the ring-shaped transport tray 32 supports the outer peripheral lower surface of the preform 31. . Therefore, it is necessary to use a preform 31 having a diameter larger than that of the mold 34.
[0003]
Conventionally, as a method for producing a preform used in the lens molding method, there is a method disclosed in JP-A-4-149032. In this preform manufacturing method, as shown in FIG. 9, a molten glass gob 41 weighed for one lens is dropped from a nozzle 44, first received by a first thermal processing jig 42a, and then inverted to be first. 2 is transferred to the thermal processing jig 42b, and finally the reversing surface 41a is heated by the heater 43, and then the molten glass gob 41 is cooled and solidified, and the molten glass gob 41 is used as a glass material for reheat press, that is, a preform. Is.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 10, the diameter of the preform manufactured by the method of Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-149032 is widened by the force that the molten glass 41 tends to wet and spread on the surface of the thermal processing jig 42 and its own weight deformation. It is determined by the balance between the force A to be reduced and the forces B and C to be reduced by the surface tension and the interfacial tension. However, since the heat processing jig 42 is made of a material that is difficult to wet the molten glass 41, the force B, C for shrinking the molten glass 41 is superior, and the manufactured preform has an approximate spherical shape and a small diameter. It becomes. On the other hand, the preform 31 used in the lens forming method of Japanese Patent Publication No. 4-43852 has a flat shape as shown in FIG. Must be larger than the outer diameter of the mold 34.
[0005]
Therefore, in the preform manufacturing method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4 (1990) -149032, a preform can be easily manufactured. However, if a specially shaped lens such as a spherical lens is excluded, the diameter of the preform is too small. It cannot be used in the lens molding method disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-43852. Note that if the amount of molten glass dripped onto the heat processing jig is considerably larger than the desired lens volume, the diameter of the preform increases, but the excess glass increases, resulting in an economical problem. Further, in the isothermal molding method in which a preform is placed between a pair of molds in advance and then heated and pressed, the press molding time until the molds are in close contact with each other is long, and the productivity is not good.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the invention of claim 1 can be used in a lens molding method of placing on a conveying tray and press molding, that is, from a mold. An object of the present invention is to provide a preform having a diameter larger than the diameter of a mold capable of drastically reducing excess glass. It is another object of the present invention to provide a preform that can shorten the press molding time even in the case of isothermal molding.
[0007]
Claims 2 and 3 can be used in a lens molding method in which a molten glass gob weighed for one lens is larger than the diameter of the mold and placed on a conveying tray and press-molded, that is, surplus glass from the mold is used. An object of the present invention is to provide a method for producing a preform for a glass molded lens that can be drastically reduced and that can reduce the press molding time even in the case of isothermal molding.
[0008]
The invention of claim 4 is the method of claim 2, and an object thereof is to provide a method for producing a preform for a glass molded lens having no uneven thickness.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is configured as follows.
The invention of claim 1 is a preform for a glass molded lens produced by molding one surface by a molding surface of a mold and using the other surface as a free surface in a molten state, wherein the molten glass gob is placed on the mold. After the supply, the mold was accelerated in the free surface direction of the molten glass gob on the mold to obtain (medium thickness (center thickness) ) / (outer diameter) <0.7.
[0010]
The invention of claim 2 is a method for producing a preform for a glass molded lens comprising a step of supplying a molten glass gob onto a mold and a step of cooling and solidifying the molten glass gob on the mold. After supplying on a shaping | molding die, it decided to provide and provide the process of accelerating the said shaping | molding die in the free surface direction of the molten glass gob on the said shaping | molding die.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect , the mold is accelerated and linearly moved vertically upward.
[0012]
The invention of claim 4 is the invention of claim 2 or 3, wherein the outer periphery of the molten glass gob on the mold is regulated by a cylinder having an inner diameter smaller than the outer periphery of the mold when supplied, and the mold is accelerated during the acceleration of the mold. It was made to regulate with the cylinder of the internal diameter larger than the outer periphery of.
[0013]
[Action]
The operation of the present invention will be described with reference to the conceptual diagram of FIG.
In the configuration of claim 1, the glass molded lens preform 1 a is flattened to a diameter larger than that of the initial molten glass gob 1 supplied on the mold 2, so that the final molded product is pressed. The molding time can be shortened and excess glass can be reduced. The surface accuracy of the molding surface formed by the molding die is preferably PV (Peak to Valley: a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the error from the design shape of the molding surface) ≦ 20 μm.
[0014]
In the configuration of claim 2, when the mold 2 on which the molten glass gob 1 is placed is moved in the free surface direction of the molten glass gob 1 with an acceleration a, the molten glass gob 1 has a force in a direction opposite to the direction of the acceleration a, Then, an inertial force F = ma (m is the mass of the molten glass gob 1) proportional to the acceleration a works. As a result, the molten glass gob 1 is flattened by receiving a force from the free surface side thereof, and the diameter of the molten glass gob 1 is widened, and the contact surface with the mold 2 has a shape following the shape of the receiving surface 2a.
Therefore, by appropriately adjusting the acceleration a of the mold 2 and flattening the molten glass gob 1 to a desired diameter and cooling and solidifying it, a glass molded lens preform 1a having a desired diameter can be obtained.
[0015]
In the configuration of claim 3, when the mold 1 is accelerated and linearly moved vertically upward at an acceleration a, the inertial force F = ma causes the free surface of the molten glass gob 1 placed on the mold 1 to face vertically downward. It acts as a pushing force, and the same effect as in claim 2 can be obtained.
[0016]
In the configuration of the fourth aspect, when the molten glass gob is supplied, the outer periphery is regulated by the small diameter cylinder so that the molten glass gob is positioned at the center of the mold. As a result, the molten glass gob is formed symmetrically without being displaced from the center of the mold by the acceleration movement of the mold, and a preform for a glass molded lens whose outer periphery is regulated by a large-diameter cylinder is obtained.
[0017]
[Example 1]
FIG. 2 is a front view showing a production apparatus used for carrying out the method for producing a preform for a glass molded lens of Example 1 according to the present invention, and FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a bucket housing a mold.
[0018]
In FIG. 2, reference numeral 3 denotes a base, and a column 4 is erected and fixed on the base 3. A guide rail 5 is fixed to one side of the support column 4 in the vertical direction, and a bucket 7 is supported on the guide rail 5 via an arm 6 so as to be movable in the vertical direction.
[0019]
One end of a rope 8 is connected to the arm 6, and the other end of the rope 8 is guided by a pulley 9 provided on the top of the column 4 to the side surface of the opposite column 4 provided with the guide rail 5. A weight 18 for accelerating the bucket 7 is connected to the other end of the rope 8. The weight 18 is free to fall due to gravitational acceleration.
[0020]
As shown in FIG. 3, a sleeve 10 and a molding die 11 are disposed in the bucket 7. A hollow portion 10a is formed inside the sleeve 10, and a molding die 11 is fitted into the hollow portion 10a so that the outer peripheral surface of the molding die 11 and the inner peripheral surface of the hollow portion 10a are in contact with each other. A hole 10b for supplying the molten glass gob 12 is formed on the mold 11 at the upper part of the hollow part 10a, and a mortar-shaped taper 10c communicating with the hole 10b is provided at the upper part of the sleeve 10. .
[0021]
A mold heater 13 is provided on the base 3 to heat the bucket 7 when the bucket 7 descends to the lowest position. Further, a stand 15 that holds a pipe 14 for dropping and supplying the molten glass gob 12 onto the mold 11 in the bucket 7 is disposed on the side of the bucket 7. The pipe 14 is held by a stand 15 via an arm 15a, and the stand 15 is rotatable about its axis. By rotating the stand 15, the tip of the pipe 14 becomes the hole 10b of the sleeve 10. The pipe 14 is retracted to a position that is substantially at the center of the center and does not hinder the movement of the bucket 7.
[0022]
A gas burner 16 for heating and melting the glass material in the pipe 14 to a predetermined viscosity is provided in the vicinity of the pipe 14. Further, a gas nozzle 17 for annealing while pressing the molten glass 12 a in the bucket 7 against the mold 11 is arranged toward the hole 10 b of the bucket 7 on the upper side of the column 4.
[0023]
Next, the manufacturing method of the preform for glass molded lenses of the present Example using the apparatus having the above configuration will be described.
The bucket 7 containing the mold 11 having a mirror surface is heated by a mold heater 13 to a glass transition temperature Tg-100 ° C. to Tg + 70 ° C. of the glass material to be used. Next, the glass material put into the pipe 14 is heated and melted to a viscosity of 10 ² poise or less by the gas burner 16, and the glass material is naturally discharged from the lower end (tip) of the pipe 14 to be placed on the mold 11 in the bucket 7. The molten glass gob 12 is dropped into the container . After the molten glass gob 12 is supplied onto the mold 11, the pipe 14 is retracted from above the bucket 7 by rotating the stand 15, the support of the weight 18 is released, and the weight 18 is dropped by gravity. The bucket 7 is pulled through the rope 8 and is lifted by a uniform acceleration linear motion. Thereafter, the molten glass 12 a in the bucket 7 is annealed while being pressed against the mold 11 with hot air jetted from the gas nozzle 17 located above the support column 4.
[0024]
Next, the operation of this embodiment will be described.
Since the molten glass gob 12 immediately after dropping from the pipe 14 is heated and melted to a viscosity of 10 ² poise suitable for molding on the mold 11, when the bucket 7 is pulled up by the weight 18 and rises, the mold 11 Since the linearly-accelerated linear motion is upward, the molten glass gob 12 on the mold 11 is flattened by being pressed against the mold 11 by the downward inertia force F. This inertial force F is expressed as f = MG g (M−m) / (M + m) (1) where MG is the mass of the molten glass gob, m is the mass of the entire bucket, M is the mass of the weight, and g is the acceleration of gravity. )
It becomes.
[0025]
For this reason, if the magnitude of the inertial force F is sufficiently large, the molten glass gob 12 is spread on the mold 11 to the inner wall of the sleeve 10 that regulates the outer periphery thereof, and becomes a molten glass 12a having a shape as shown in FIG. . Accordingly, the weight 18 is appropriately selected to apply a desired inertial force F to the molten glass 12a, and the outer diameter of the mold 11 and the inner diameter of the sleeve 10 are set in accordance with the desired size of the preform for the glass molding lens. By using it, the molten glass 12a (hereinafter referred to as a molten glass gob 12a) is formed on the mold 11 to a desired diameter.
[0026]
Next, the raising of the bucket 7 stops at the upper part of the support column 4 (the stopping of the bucket 7 is performed by a stopper (not shown). The stopper is provided on the bucket 7 side or the weight 18 side). When the glass on the mold 11 is in a high temperature softened state when the bucket 7 is stopped, the diameter of the molten glass gob 12a tries to return to the original shape by surface tension. At this time, the molten glass gob 12a It is cooled while being annealed while being pressed and held from above by hot air, and is flattened and solidified with a desired diameter. Thereby, a glass molding (preform) suitable for lens press molding is obtained. Here, by heating the temperature of the sleeve 10 and the mold 11 to Tg-100 ° C. to Tg + 70 ° C. in advance, the glass molded body is not cracked and easily fused without being fused to the mold 11. It can be taken out from the bucket 7.
[0027]
As described above, a glass molded body having a desired diameter is obtained. Since this glass molded body is obtained from molten glass, it has a mirror surface and can be used as a preform.
[0028]
Next, the case where a disk-shaped preform of φ7 mm is formed from 0.3 g of LaSF03 molten glass gob by the manufacturing method of the present embodiment will be described.
[0029]
First, glass pellets of LaSF03 were melted at 1200 ° C. by the gas burner 16 inside the pipe 14. The viscosity of the molten glass at this temperature is 10 poise or less, which is suitable for molding. When this molten glass naturally flowed out from the lower end of the pipe 14 having a diameter of 5 mm, 0.3 g of molten glass droplets were dropped on the mold 11 in the bucket 7 located under the pipe 14. The mold 1 was previously heated to a temperature of 610 ° C. corresponding to the Tg temperature by the mold heater 13.
[0030]
Next, the 10 kg weight 18 was dropped, and the 250 g bucket 7 was pulled upward by the load. At this time, the bucket 7 accelerates and rises at an acceleration of 0.95 G from the above-described equation (1), and the molten glass gob 12 a on the mold 11 has a weight of 0.28 g (= 0.95 × 0.3 g). Inertial force F works vertically downward. And while solidifying, it cools and solidifies by the atmosphere on the mold 11 in the bucket 7.
[0031]
When the bucket 7 rises to a height of 2 m, which is the upper end of the support column 4 as described above, hot air of 610 ° C. corresponding to the Tg temperature is blown into the bucket 7 from the gas nozzle 17 to anneal the molten glass gob 12a in the bucket 7. did.
[0032]
After 1 minute, when the glass molded from the bucket 7 is taken out, the glass spreads over the entire surface of the mold 11, and the outer periphery thereof is regulated by the inner wall of the sleeve 7 to be molded into a disk shape with a desired diameter of 7 mm. It had been. Such a disk-shaped glass molded body has a mirror surface with a surface roughness Rmax ≦ 0.1 μm on both sides, although the shape of the receiving surface 7a of the mold 11 is transferred on one side and the other side has some undulation. It was perfect for use as a reheat press preform.
[0033]
FIG. 4 shows the shape of the glass molded body (preform) 12b.
For comparison, FIG. 5 shows the shape of a glass molded body (preform) 12c in which molten glass gob is dropped as in the prior art and is received by a mold. The conventional preform 12c has an approximate spherical shape with a flatness ratio d / φ = 0.7, and its diameter is φ = 5 mm, which is smaller than that of the preform 12b according to this embodiment, and there is a large sink on the contact surface with the mold. The surface accuracy was PV24 μm. On the other hand, the preform 12b of this example was a disk shape with a flatness ratio d / φ = 0.28, had a desired diameter φ7 mm, and the surface accuracy of the contact surface with the mold was PV 3.9 μm. .
[0034]
According to the present embodiment, the molten glass gob 12a is crushed on the mold 11 by the inertial force, and has a desired diameter which is a large diameter which cannot be obtained by a conventional method, and manufactures a preform having a good surface accuracy. be able to.
[0035]
Next, a modification of the first embodiment will be described.
The receiving surface 7a of the mold 11 is mirror-finished with a shape close to the curvature of the final molded lens and with a surface roughness Rmax ≦ 0.1 μm. Thereby, since the shape of the mold surface can be freely given by the shape of the receiving surface 7a, it is possible to further shorten the press molding time of the final molded product or reduce the excess glass. It is desirable that the shape accuracy of the receiving surface 7a of the mold 11 be within 0.5 mm as the difference in the sphere depth between the final molded lens shape and the spherical surface of the receiving surface becomes closer to the shape of the final molded lens. However, even if it exceeds 0.5 mm, it is possible to obtain a final molded lens by increasing the heating temperature.
[0036]
[Example 2]
In the manufacturing method of Example 2 of the present invention, the outer periphery of the molten glass gob on the mold is regulated by a cylinder having an inner diameter smaller than the outer periphery of the mold when supplied, and the outer periphery of the mold is accelerated during the acceleration movement of the mold. It is characterized by being restricted by a cylinder with a large inner diameter.
[0037]
Specifically, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, a bucket 22 that accommodates the mold 21 is configured. In other words, in the first embodiment, the sleeve 10 is formed with a single taper 10c, but in the bucket 22 used in the present embodiment, two bodies, a sleeve member 23 and a taper member 24, are provided. The sleeve member 23 is formed in a hollow cylindrical shape, and a molding die 21 is slidably fitted to an inner diameter portion thereof. The tapered member is disposed at the upper end of the sleeve member 23, and the inner diameter of the hole 24 b provided at the lower end of the tapered surface 24 a is smaller than the outer diameter of the molding die 21 and when the molten glass gob 12 is dropped onto the molding die 21. It is formed slightly larger than the diameter. Further, a hole 22a is provided at the bottom of the bucket 21 so as to correspond to the bottom surface of the mold 21 fitted to the sleeve 23, and is located at the lower end of the support column 4 (see FIG. 2) (for example, a base) 3), the push-up base 25 penetrates and the mold 21 can be moved upward.
[0038]
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the bucket 22 is located at the lower part of the support column 4 (see FIG. 2), as shown in FIG. 6, the push-up stand 25 supports the mold 21 in a state where the mold 21 is lifted through the hole 22 a at the bottom of the bucket 22. When the molten glass gob 12 is supplied onto the mold 21 in this state, the outer periphery of the molten glass gob 12 is regulated by the hole 24 b of the taper member 24 and is held at the center on the mold 21.
[0039]
Next, when the bucket 22 is accelerated and raised through the rope 8 and the arm 6 in the same manner as in the first embodiment, the bucket 22 moves in a direction away from the push-up stand 25, so that the molding die 21 has its own weight as shown in FIG. Then, it slides within the sleeve member 23 and descends to the bottom of the bucket 22. As a result, the molten glass gob 12a on the mold 21 is flattened by the inertial force F in the same manner as in the first embodiment while the outer periphery is regulated by the inner diameter of the sleeve member 23 fitted to the mold 21. The operation of is the same as that of the first embodiment.
[0040]
According to the present embodiment, when the molten glass gob 12 is supplied to the molding die, the outer periphery is regulated so that the molten glass gob 12 is positioned at the center of the molding die 21, so that the convex die as shown in FIG. Even when it is used, the molten glass gob 12 is formed symmetrically with no deviation from the center. That is, if the manufacturing method of the present embodiment is used, a preform having not only a desired diameter but also no uneven thickness can be formed as in the first embodiment.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the preform for glass molded lens of claim 1, since the flatness ratio is less than 0.7, the time required for pressing the final molded product (for example, glass lens) is short, or the generation of excess glass after molding is small. Furthermore, the transfer accuracy of the final molded product can be improved.
[0042]
According to the method for manufacturing a preform for a glass molded lens according to claims 2 and 3, since the molten glass gob on the mold is manufactured by applying an inertial force from above, the molten glass gob spreads on the receiving surface, and the conveying dish A preform for a glass molded lens having a desired diameter that can be placed on the glass can be obtained.
[0043]
According to the method for manufacturing a preform for a glass molded lens according to claim 4, when the molten glass gob is supplied onto the mold, the molten glass gob is regulated to be positioned at the center of the mold with a small-diameter inner cylinder, Since the outer periphery is regulated by a large-diameter inner cylinder when the mold is accelerated, even if a convex mold is used, a centrally symmetric glass molded lens profile is not biased. Renovation can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a method for producing a preform for glass molded lens of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a manufacturing apparatus used in the manufacturing method of Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a bucket in a manufacturing apparatus used in the manufacturing method of Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a preform manufactured by the manufacturing method of Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view for explaining a preform manufactured by a conventional technique.
6 is a central longitudinal view of a bucket showing a molten glass gob being supplied in the manufacturing method of Embodiment 2 of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a central longitudinal sectional view of a bucket showing a preform molding time in the manufacturing method of Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a process of molding a lens using a preform for glass molded lens.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a process of molding a conventional preform for a glass molded lens.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a force acting on a molten glass gob.
[Explanation of symbols]
1,12 Molten glass gob 1a, 12b Glass molded lens preform 2, 11, 21 Mold 7, 22, Bucket 10 Sleeve 23 Sleeve member 24 Tapered member

Claims

一方の面を成形型の成形面により成形し、他方の面を溶融状態での自由表面として製造したガラス成形レンズ用プリフォームにあって、
溶融ガラスゴブを成形型上に供給した後、前記成形型上の溶融ガラスゴブの自由面方向に前記成形型を加速運動させることにより、（中肉）／（外径）＜０．７としたことを特徴とするガラス成形レンズ用プリフォーム。There is a preform for a glass-molded lens in which one surface is molded by a molding surface of a mold and the other surface is manufactured as a free surface in a molten state,
After the molten glass gob is supplied onto the mold, the mold is accelerated in the free surface direction of the molten glass gob on the mold, so that (medium) / (outer diameter) <0.7. Characteristic preform for glass molded lenses.

溶融ガラスゴブを成形型上に供給する工程と、この溶融ガラスゴブを前記成形型上で冷却固化する工程とからなるガラス成形レンズ用プリフォームの製造方法において、前記溶融ガラスゴブを成形型上に供給した後、前記成形型上の溶融ガラスゴブの自由面方向に前記成形型を加速運動させる工程を設けたことを特徴とするガラス成形レンズ用プリフォーム製造方法。In a method for producing a preform for a glass molded lens comprising a step of supplying a molten glass gob onto a mold and a step of cooling and solidifying the molten glass gob on the mold, after supplying the molten glass gob onto the mold A method for producing a preform for a glass molded lens, comprising a step of accelerating the mold in the free surface direction of the molten glass gob on the mold.

成形型は垂直上向きに加速直線運動させることを特徴とする請求項２記載のガラス成形レンズ用プリフォーム製造方法。3. The method for producing a preform for a glass molded lens according to claim 2, wherein the mold is accelerated and linearly moved vertically upward.

成形型上の溶融ガラスゴブは、その外周を、供給時には成形型の外周よりも小さい内径の円筒で規制し、成形型の加速運動時には成形型の外周よりも大きい内径の円筒で規制することを特徴とする請求項２または３に記載のガラス成形レンズ用プリフォーム製造方法。 The molten glass gob on the mold is controlled by a cylinder having an inner diameter smaller than the outer periphery of the mold when supplied, and by a cylinder having an inner diameter larger than the outer periphery of the mold when accelerating the mold. The method for producing a preform for a glass molded lens according to claim 2 or 3.