JPH04187533A - ガラス光学素子の成形方法 - Google Patents
ガラス光学素子の成形方法Info
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (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。
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、ガラス光学素子の精密加圧成形方法に関する
もので、特に精密加圧成形用のガラス素材の製造方法に
関する。
もので、特に精密加圧成形用のガラス素材の製造方法に
関する。
従来、光学素子を精密加圧成形する場合に成形用ガラス
素材としては円板状のガラス素材や球面状のガラス素材
が一般的に用いられている。両凸レンズやメニスカスレ
ンズの成形において、円板状のガラス素材を用いるとガ
ラスの流動方向が一方向でないため、中央部への充填不
足や成形型の表面に傷つき易い等の欠点があり、特に両
凸レンズなどの成形には円板状よりも球体状のガラス素
材が用いられる傾向になっている。球体状ガラス素材は
機械加工による形成方法や熱変形を利用した形成方法が
あるが、機械加工による形成方法では鏡面研磨等の加工
コストがかかるのて近年は熱変形を利用した形成方法が
用いられる様になっている。特開昭64−79023号
公報では、タンタル製からなる貫通穴を有した段付受皿
に所定の体積のガラス材料を載置して、加熱軟化させ両
凸状の成形用ガラス素材を得る方法が報じられている。
素材としては円板状のガラス素材や球面状のガラス素材
が一般的に用いられている。両凸レンズやメニスカスレ
ンズの成形において、円板状のガラス素材を用いるとガ
ラスの流動方向が一方向でないため、中央部への充填不
足や成形型の表面に傷つき易い等の欠点があり、特に両
凸レンズなどの成形には円板状よりも球体状のガラス素
材が用いられる傾向になっている。球体状ガラス素材は
機械加工による形成方法や熱変形を利用した形成方法が
あるが、機械加工による形成方法では鏡面研磨等の加工
コストがかかるのて近年は熱変形を利用した形成方法が
用いられる様になっている。特開昭64−79023号
公報では、タンタル製からなる貫通穴を有した段付受皿
に所定の体積のガラス材料を載置して、加熱軟化させ両
凸状の成形用ガラス素材を得る方法が報じられている。
熱変形を利用した成形用ガラス素材の製造方法ては、ガ
ラスの軟化点よりも150〜200″C程度高い温度で
あり、時間も長く加熱変形のサイクルタイムが長くなる
という問題点があった。これは伝熱手段が対流伝熱と治
具からの熱伝導が主となるため、ガラス表面から中心部
へ熱が伝導するために加熱時間が長くなるからである。
ラスの軟化点よりも150〜200″C程度高い温度で
あり、時間も長く加熱変形のサイクルタイムが長くなる
という問題点があった。これは伝熱手段が対流伝熱と治
具からの熱伝導が主となるため、ガラス表面から中心部
へ熱が伝導するために加熱時間が長くなるからである。
又、型利料としてのタンタル等の耐熱金属は材料費及び
加工費等が高価でありコスト的に問題であった。更に上
、下面が自由曲面であるため温度やガラス材料等のバラ
ツキによって成形用ガラス素材の形状が安定しないとい
う問題点があった。
加工費等が高価でありコスト的に問題であった。更に上
、下面が自由曲面であるため温度やガラス材料等のバラ
ツキによって成形用ガラス素材の形状が安定しないとい
う問題点があった。
本発明の目的は熱効率の良い受皿の材料と形状及び雰囲
気を選定することにより、効率良く短時間で精密成形に
適した略球体状の成形用素材の製造方法を提供すること
にある。
気を選定することにより、効率良く短時間で精密成形に
適した略球体状の成形用素材の製造方法を提供すること
にある。
上記目的を達成するために、所定の体積に切断あるいは
研削したガラス材料をカーボン製の受皿に載置し、20
Torrから50To r rに減圧した不活性ガス雰
囲気中で加熱軟化させて得られる精密加圧成形用のガラ
ス素材であって、該ガラス素材の曲率半径が第1面、第
2面とも成形光学素子の曲率半径よ・ッ6.轄<、しか
も該ガラス素材の第1面の曲率半径R1と第2面の曲率
半径R8とが2R1<R11の関係である該ガラス素材
を用いてガラス光学素子を精密成形することにより解決
できる。
研削したガラス材料をカーボン製の受皿に載置し、20
Torrから50To r rに減圧した不活性ガス雰
囲気中で加熱軟化させて得られる精密加圧成形用のガラ
ス素材であって、該ガラス素材の曲率半径が第1面、第
2面とも成形光学素子の曲率半径よ・ッ6.轄<、しか
も該ガラス素材の第1面の曲率半径R1と第2面の曲率
半径R8とが2R1<R11の関係である該ガラス素材
を用いてガラス光学素子を精密成形することにより解決
できる。
上記のような方法により、精密成形に適した略球体状の
成形用ガラス素材を効率良く短いサイクルタイムで安価
に供給できる。
成形用ガラス素材を効率良く短いサイクルタイムで安価
に供給できる。
次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明に使用した加熱用治具の構成を示す概略
断面図であり、円板状ガラス材料1をカーボン製の受皿
2に載置し、カーボン製のカバー3をかぶせる。円板状
ガラス材料1は第2図に示す様に、円柱状の硝材をカッ
トし外形φl及び高さhlにより体積が一定になる様に
管理されている。そのため素材の加工コストは安価であ
る。受皿2及びカバー3はカーボン製であり、カーボン
材料を用いた理由は、赤外線の吸収率が高く輻射率も大
きいため加熱保温効率が良いことと、軟化したガラス材
料と濡れにくいためガラスとの融着をおこさず#u型性
が良い等の理由からである。
断面図であり、円板状ガラス材料1をカーボン製の受皿
2に載置し、カーボン製のカバー3をかぶせる。円板状
ガラス材料1は第2図に示す様に、円柱状の硝材をカッ
トし外形φl及び高さhlにより体積が一定になる様に
管理されている。そのため素材の加工コストは安価であ
る。受皿2及びカバー3はカーボン製であり、カーボン
材料を用いた理由は、赤外線の吸収率が高く輻射率も大
きいため加熱保温効率が良いことと、軟化したガラス材
料と濡れにくいためガラスとの融着をおこさず#u型性
が良い等の理由からである。
次に第1図の様にセットされた加熱用治具は第5図に示
す様に石英ガラス製の置台5に載せ、ハロゲンランプ6
から放射される赤外線によって熱輻射加熱を行うことに
より所定の温度になるように加熱する。円板状ガラス材
料1は受皿2からの熱伝導及び輻射と雰囲気内8の対流
による伝熱及びカバー2からの輻射により効率良く加熱
される。
す様に石英ガラス製の置台5に載せ、ハロゲンランプ6
から放射される赤外線によって熱輻射加熱を行うことに
より所定の温度になるように加熱する。円板状ガラス材
料1は受皿2からの熱伝導及び輻射と雰囲気内8の対流
による伝熱及びカバー2からの輻射により効率良く加熱
される。
加熱条件及び雰囲気条件について表1に示す。
表1
遠赤外線による加熱条件としてはガラス材質が5F−6
の場合には軟化温度よりも100℃高い630’Cの温
度条件にお−で2分間保持することにより、円板状ガラ
ス材料】は加熱軟化して第3図に示すように両凸状の成
形用ガラス素材4が得られる。
の場合には軟化温度よりも100℃高い630’Cの温
度条件にお−で2分間保持することにより、円板状ガラ
ス材料】は加熱軟化して第3図に示すように両凸状の成
形用ガラス素材4が得られる。
ここで加熱室内の雰囲気は窒素に置換されて、対流を減
らすため20Torrに減圧されている。20 Tor
r以下では対流伝熱効果が小さくなり、50Torr以
上では対流による放熱効果が大きく、良好な伝熱保温状
態を得るには20Torrから50Torrの減圧下が
適した条件である。また、赤外線により加熱されたカー
ボンから2次放射される赤外線の波長は3〜50μm程
度であることは良く知られており、この波長帯はすべて
ガラスの吸収波長領域であるため加熱効率が高い。
らすため20Torrに減圧されている。20 Tor
r以下では対流伝熱効果が小さくなり、50Torr以
上では対流による放熱効果が大きく、良好な伝熱保温状
態を得るには20Torrから50Torrの減圧下が
適した条件である。また、赤外線により加熱されたカー
ボンから2次放射される赤外線の波長は3〜50μm程
度であることは良く知られており、この波長帯はすべて
ガラスの吸収波長領域であるため加熱効率が高い。
このようにして得られた成形用ガラス素材4は第4図に
示す様な形状となっており曲率半径R。
示す様な形状となっており曲率半径R。
が受皿2の曲率半径に近似し、曲率半径R2は表面張力
により決定された形状となる。 この時2RI <R
2の曲率半径の関係になる。実際に得られた成形用ガラ
ス素材4の測定結果を表2に示す。
により決定された形状となる。 この時2RI <R
2の曲率半径の関係になる。実際に得られた成形用ガラ
ス素材4の測定結果を表2に示す。
表2
(サンプル数 100個)
次に精密光学ガラス素子の成形方法を概略説明する。第
6図に示すように成形型9.10内に成形用ガラス素材
4を配置して所定の条件で加圧成形し、第7図に示すよ
うに成形体11を得る。本実施例では上成形型9の曲率
半径はR4=41゜666mm、下成形型10の曲率半
径はR3=IO。
6図に示すように成形型9.10内に成形用ガラス素材
4を配置して所定の条件で加圧成形し、第7図に示すよ
うに成形体11を得る。本実施例では上成形型9の曲率
半径はR4=41゜666mm、下成形型10の曲率半
径はR3=IO。
85mnてあり製作したガラス素材の曲率半径は成形型
の曲率半径よりもそれぞれ小さくなっている。
の曲率半径よりもそれぞれ小さくなっている。
これによって、成形時のガラスの流動方向は外周方向の
みとなり中心部への充填不足を解消することができた。
みとなり中心部への充填不足を解消することができた。
以上のことから、成形レンズの第1面の曲率半径R3と
第2面の曲率半径R4がガラス素材の曲率半径のR1,
R2に対してR+ <Rs 、R2<R4でかつ2R3
<R4の関係を満たす形状のレンズで、例えば第8図に
示すような両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカスレンズ
なとの成形には本発明による成形用ガラス素材を利用す
ると効果がある。
第2面の曲率半径R4がガラス素材の曲率半径のR1,
R2に対してR+ <Rs 、R2<R4でかつ2R3
<R4の関係を満たす形状のレンズで、例えば第8図に
示すような両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカスレンズ
なとの成形には本発明による成形用ガラス素材を利用す
ると効果がある。
以上説明したように、本発明によれば加熱効率−が高〈
従来に比べて低温短時間て略球体状の成形用ガラス素材
が得られ、これを精密加圧成形することにより品質の高
い安価なガラス光学素子を提供できる。
従来に比べて低温短時間て略球体状の成形用ガラス素材
が得られ、これを精密加圧成形することにより品質の高
い安価なガラス光学素子を提供できる。
第1図は本発明の一実施例における円板状ガラス材料を
受皿に載置した状態の概略断面図、第2図は円板状ガラ
ス材料の側面図、第3図は第1図のものを加熱変形した
後の概略断面図、第4図は加熱変形後得られた成形用ガ
ラス素材、第5図は本実施例における加熱炉の概略構成
図、第6図は第4図のガラス素材を精密成形型内に配置
したときの概略図、第7図は精密成形終了時の概略図、
第8図は本発明により製作したガラス素材が成形に適す
るレンズ形状の例である。 1・・・・円板状ガラス材料 2・・・・受皿3・・・
・カバー 4・・・・ガラス素材5・・・・
石英ガラス製置台 6・・・・ハロゲンランプ7・・・
・放物面部反射板 8・・・・N2ガス雰囲気9・・
・・上成形型 10・・・・下成形型11・・
・・成形体
受皿に載置した状態の概略断面図、第2図は円板状ガラ
ス材料の側面図、第3図は第1図のものを加熱変形した
後の概略断面図、第4図は加熱変形後得られた成形用ガ
ラス素材、第5図は本実施例における加熱炉の概略構成
図、第6図は第4図のガラス素材を精密成形型内に配置
したときの概略図、第7図は精密成形終了時の概略図、
第8図は本発明により製作したガラス素材が成形に適す
るレンズ形状の例である。 1・・・・円板状ガラス材料 2・・・・受皿3・・・
・カバー 4・・・・ガラス素材5・・・・
石英ガラス製置台 6・・・・ハロゲンランプ7・・・
・放物面部反射板 8・・・・N2ガス雰囲気9・・
・・上成形型 10・・・・下成形型11・・
・・成形体
Claims (1)
- 所定の体積に切断あるいは研削したガラス材料をカーボ
ン製の受皿に載置し、20Torrから50Torrに
減圧した不活性ガス雰囲気中で加熱軟化させて得られる
精密加圧成形用のガラス素材であって、該ガラス素材の
曲率半径が第1面、第2面とも成形光学素子の曲率半径
より小さく、しかも該ガラス素材の第1面の曲率半径R
_1と第2面の曲率半径R_2とが2R_1<R_2の
関係である該ガラス素材を用いて精密加圧成形すること
を特徴とするガラス光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31833590A JPH04187533A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | ガラス光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31833590A JPH04187533A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | ガラス光学素子の成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04187533A true JPH04187533A (ja) | 1992-07-06 |
Family
ID=18098018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31833590A Pending JPH04187533A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | ガラス光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04187533A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1593656A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-09 | Schott AG | Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines optischen Elements |
EP1967498A1 (en) * | 2005-11-30 | 2008-09-10 | Hoya Corporation | Process for production of molded articles, occluding member, and molding equipment with the same |
JP2010248048A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Tokyo Keiso Co Ltd | ガラス管成形方法及び成形装置 |
US9242889B2 (en) | 2005-11-18 | 2016-01-26 | Hoya Corporation | Method of manufacturing formed article, glass material, and method of determining shape of glass material and mold |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31833590A patent/JPH04187533A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1593656A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-09 | Schott AG | Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines optischen Elements |
US7611648B2 (en) | 2004-04-29 | 2009-11-03 | Schott Ag | Method for forming an optical element |
US9242889B2 (en) | 2005-11-18 | 2016-01-26 | Hoya Corporation | Method of manufacturing formed article, glass material, and method of determining shape of glass material and mold |
EP1967498A1 (en) * | 2005-11-30 | 2008-09-10 | Hoya Corporation | Process for production of molded articles, occluding member, and molding equipment with the same |
EP1967498A4 (en) * | 2005-11-30 | 2014-10-01 | Hoya Corp | METHOD FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES, CLOSURE ELEMENT AND SHAPING EQUIPMENT THEREWITH |
JP2010248048A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Tokyo Keiso Co Ltd | ガラス管成形方法及び成形装置 |
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