JPH08208248A

JPH08208248A - ガラスレンズおよびガラスレンズの成形方法

Info

Publication number: JPH08208248A
Application number: JP999395A
Authority: JP
Inventors: Takashi Koyama; 高志小山; Hiroshi Ito; 弘伊藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】面精度が高くて両面研磨レンズより安価なガ
ラスレンズの製造を実現する。【構成】遠心成形装置１はガラス原料を加熱溶融する
ガラス原料溶解部２と、溶融ガラスが注入された受け型
を回転させることにより成形を行う遠心成形部３と、成
形したガラスを取り出す排出ユニット４とから構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学素子として用いら
れるガラスレンズおよびガラスレンズの成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型を用いたレンズの成形におい
ては、成形用素材に気泡あるいは傷等の欠陥がない鏡面
状態となっているものを使用しなくてはならないため、
成形レンズは非常に高価なものになっていた。そこで、
成形レンズの原価を下げる製造装置として、例えば特開
平２−２２５３２４号公報記載の発明が提案されてい
る。

【０００３】上記発明は、図１１ａ，ｂ，ｃに示すよう
に、受け型２０１と、該受け型２０１にガラスを供給す
るためのルツボ２０２と、該ルツボ２０２内のガラスを
加熱するためのヒーター２０３と、受け型２０１に供給
されたガラスを加熱するためのヒーター２０４と、上型
２０５とを備えたもので、ルツボ２０２内のガラスを溶
かしてガラスを受け型２０１に滴下した後（図１１ａ参
照）、ヒーター２０４により再度ガラスの上面を加熱
（図１１ｂ参照）してから上型２０５でプレス（図１１
ｃ参照）してレンズを成形するものである。

【０００４】上記構成の装置によれば、受け型２０１に
ガラスを滴下した後、ヒーター２０４により再度ガラス
の上面を加熱するので、滴下時に生じるレンズ上面の糸
引等を消すことができ、安価なレンズを製造することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術においては、偏肉度や外径の大きいレンズを製造しよ
うとする場合、成形でガラスが冷える時に生じるヒケに
よって面精度が劣化するという欠点があった。また、受
け型で成形した方の面には、滴下時に最初に受け型へ接
触した部分のガラスとその後で接触した部分のガラスと
の粘度が異なることにより、プレスして成形したときに
段差が発生するという欠点があった。

【０００６】請求項１および２の目的は、偏肉度や外径
等が大きくても成形で生じるヒケによって面精度が劣化
したり、レンズの片面に段差を生じたりすることがない
安価なガラスレンズおよびその製造方法の提供にある。

【０００７】請求項３および請求項４の目的は、片面の
面精度が極めて高く、しかも片面のみしか型を必要とし
ないガラスレンズの製造方法の提供にある。

【０００８】請求項５の目的は、安価な装置でより安価
なガラスレンズを製造するガラスレンズの製造方法の提
供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一方
の面が溶融ガラスを成形して得た成形面からなり、他方
の面が研削・研磨加工にて得た研磨面であることを特徴
とするガラスレンズである。

【００１０】請求項２の発明は、溶融ガラスを成形型で
成形して一方の面を転写する工程と、他方の面を研削・
研磨して所望の曲率に研磨加工する工程とからなること
を特徴とするガラスレンズの成形方法である。

【００１１】請求項３の発明は、前記溶融ガラスを成形
型で成形して一方の面を転写する工程は、溶融ガラスが
供給された成形型を供給された溶融ガラス側に向かって
移動させて片面成形することを特徴とする請求項２記載
のガラスレンズの成形方法である。

【００１２】請求項４の発明は、前記溶融ガラスを成形
型で成形して一方の面を転写する工程は、溶融ガラスが
供給された成形型を回転運動させ、遠心力にて片面成形
することを特徴とする請求項２記載のガラスレンズの成
形方法である。

【００１３】請求項５の発明は、前記溶融ガラスを成形
型で成形して一方の面を転写する工程は、溶融ガラスを
受け型上に供給した後、該溶融ガラスの上面を上型で成
形して転写することを特徴とする請求項２記載のガラス
レンズの成形方法である。

【００１４】

【作用】請求項１および２の作用は、片面を溶融ガラス
から直接成形して形成し、他方の面を研削・研磨加工に
より形成することにより、成形に伴う欠陥（ヒケ，段差
およびシワ等）を研磨面に集中させる。

【００１５】請求項３の作用は、成形型に溶融ガラスを
滴下したあと、素早く成形型を溶融ガラス側に向かって
移動させ、成形型に溶融ガラスを密着させるものであ
る。

【００１６】請求項４の作用は、成形型に溶融ガラスを
滴下したあと、素早く成形型を回転運動させ、遠心力に
より成形型全面に溶融ガラスを密着させるものである。

【００１７】請求項５の作用は、上型で成形した面はそ
のまま残し、段差の生じる受け型で成形した面を研削・
研磨加工するものである。溶融ガラスの上面は受け型か
らの冷却作用が低く、固化速度が緩和しているので密着
して転写することができる。

【００１８】

【実施例１】図１〜図４は本実施例を示し、図１は遠心
成形装置の縦断面図、図２および図３は要部の断面図、
図４ａ〜ｃは加工工程図である。１は遠心成形装置で、
この遠心成形装置１はガラス原料を加熱溶融するガラス
原料溶解部２と、溶融ガラスが注入された受け型を回転
させることにより成形を行う遠心成形部３と、成形した
ガラスを取り出す排出ユニット４とから構成されてい
る。

【００１９】ガラス原料溶解部２は、ルツボ５と、該ル
ツボ５の底面に連設されたノズル６と、ルツボ５をガラ
ス粘度で１０ポアズ以下の温度（通常１０００℃〜１８
００℃）に加熱するためのルツボ用高周波加熱コイル７
と、ノズル６をガラス粘度で１０ポアズ前後の温度（通
常１０００℃〜１６００℃）に加熱するためのノズル用
高周波加熱コイル８とから構成されている。そして、ノ
ズル６の下方には、ノズル６から滴下される溶融ガラス
の滴下タイミングを検出するフォトセンサー４９が設置
されている。なお、ガラス原料溶解部２は遠心成形装置
１のフレーム９にアーム１０を介して固定されている。

【００２０】遠心成形部３は、遠心回転部１１と受け型
加熱部１２とから構成されている。遠心回転部１１は、
遠心成形装置１のベース１３に固定された軸受１４と、
軸受１４に回転自在に立設された回転軸１５と、回転軸
１５に取り付けられた回転アーム１６と、回転アーム１
６の先端に支持アーム１７を介して支持点Ｏの周りへ回
転自在に支持されたバケット１８と、回転軸１５に対し
て回転アーム１６の反対側に取り付けられた回転アーム
１９と、回転アーム１９の先端に取り付けられたバラン
スウェイト２０と、回転軸１５の中間部にはめ込まれて
一部にスリットが形成されたスリットプレート２１と、
スリットプレート２１のスリットを非接触状態で検出で
きるフォトセンサー２２と、回転軸１５下部にはめ込ま
れたプーリ２３と、プーリ２３にベルト２４を介して動
力を供給する制御可能なモータ２５とから構成されてい
る。

【００２１】モータ２５は、前記滴下検出用のフォトセ
ンサー４９からの信号を受けて回転動作するように構成
されている。なお、回転軸１５が停止しているときのバ
ケット１８の中心軸ａは、前記ガラス原料溶解部２のノ
ズル６の中心軸ｂと一致するような位置関係になってい
る。

【００２２】バケット１８は、図２に示すように、有底
円筒形状でその内周面１８ａには受け型２６が挿入され
ている。受け型２６は耐熱性および鏡面加工性を有し、
且つ溶融ガラスとの反応性の低い材質、例えばＡｌＮ，
ＢＮおよびＣＲ₂Ｏ₃等の焼結体や超硬合金あるいは前
記焼結体表面にＡｌＮ，ＢＮ，ＣＲ₂Ｏ₃，ＣｒＮおよ
び貴金属類のコーティング加工を施したものからできて
いる。受け型２６の受け面２６ａは成形レンズの曲率に
形成され、且つ表面粗さＲｍａｘ＝０．１μｍ未満に鏡
面加工されている。

【００２３】受け型２６の先端外周部２６ｂには、ガラ
ス搬送用の搬送部材２７が嵌挿されている。搬送部材２
７は、耐熱性を有し且つ溶融ガラスとの反応性の低い材
質、例えば前記受け型２６と同様の材質または緻密性の
みがやや劣る材質であってもよい。搬送部材２７の内周
部２７ａは所望のレンズ外径に一致している。２８は前
記ノズル６より受け型２６ａ上に供給されたガラスゴブ
である。

【００２４】受け型加熱部１２は、加熱ヒーター２９
と、前記ベース１３に固定されて加熱ヒーター２９を昇
降自在に支持する昇降機構３０とから構成されている。
なお、加熱ヒーター２９は前記中心軸ａの真下に位置し
ており、上昇したときに停止状態の前記バケット１８を
その内部でガラス転移点温度以上かつガラス軟化点温度
以下（通常５００℃〜８００℃）に加熱できるように構
成されている。

【００２５】排出ユニット４は、図示しない駆動機構に
取り付けられた排出アーム３１とその先端に固定された
爪３２とから構成されている。排出ユニット４は、爪３
２にて前記受け型２６に嵌挿された搬送部材２７を取り
出して遠心成形装置１の外部に排出し、且つ別の搬送部
材２７を受け型２６に嵌挿して供給することが可能なよ
うに構成されている。

【００２６】以上の構成からなる遠心成形装置１は、ま
ずバケット１８内に受け型２６をセットし、これと釣り
合う重さのバランスウェイト２０を回転アーム１９先端
にセットする。そして回転軸１５を手動にて回転させ、
バケット１８内の受け型２６をノズル６の中心軸ｂの真
下に移動させて落下する溶融ガラスを受けるように位置
させる。この時、スリットプレート２１に形成されてい
るスリットがフォトセンサー２２により検出され、ＬＥ
Ｄが点灯することにより所定の位置に到達したことを知
ることができる。

【００２７】次に、受け型加熱部１２を上昇させて加熱
ヒーター２９により受け型２６をガラス転移点温度以上
かつガラス軟化点温度以下にする。この後、ルツボ５に
ガラス材料を入れ、ルツボ用高周波加熱コイル７により
ガラス粘度で１０ポアズ以下に加熱して溶融する。溶融
ガラスが均質で泡のない状態になった後、ノズル用高周
波加熱コイル８によりノズル６を加熱して滴下分離する
のに適したガラス粘度１０ポアズ前後に調整し、ノズル
６先端から溶融ガラス滴を滴下する。

【００２８】ノズル６先端から滴下された溶融ガラス
は、前記受け型２６の受け面２６ａ中央に滴下し、表面
張力により球状となったガラスゴブ２８（図２参照）と
なる。ガラスゴブ２８が受け面２６ａ上に滴下される
と、フォトセンサー４９の信号を受けて加熱ヒーター２
９は下降し、直ちにモーター２５が回転し始める。これ
により、バケット１８内の受け型２６およびガラスゴブ
２８は共に回転軸１５のまわりを回転する。この時生じ
る遠心力によってバケット１８は水平状態となり、ガラ
スゴブ２８は受け型２６の受け面２６ａに密着しつつ垂
直方向に平坦化して成形される（図３参照）。

【００２９】成形の際、ガラスゴブ２８は受け型２６に
熱移動するが、予め受け型２６が加熱されているととも
に、他方の表面は雰囲気に接しているだけなので熱の移
動が遅く、低い粘度状態を長く維持できる。従って、遠
心力を受けたガラスゴブ２８の一方の面は受け面２６ａ
に容易に密着してシワのない鏡面となり、他方の表面は
表面張力に逆らって平坦化し、搬送部材２７の内周部２
７ａに接するまで成形されながら固化して片面成形が終
了する。

【００３０】この成形条件は、モータ２５の回転数や回
転アーム１６の長さによって遠心力を変更したり、受け
型２６の加熱温度や温度制御手段によりガラスゴブ２８
の冷却速度を変更することにより、適宜決定される。

【００３１】成形終了後、モータ２５を停止してバケッ
ト１８を初期位置に停止する。その後、排出アーム３１
を前進させて爪３２を受け型２６上の搬送部材２７外周
に位置させ、上昇して受け型２６から搬送部材２７を取
り上げた後に後退し、遠心成形装置１の外部へ排出す
る。再び成形を繰り返す時は、別の搬送部材２７を排出
ユニット４によって受け型２６上に供給してから上記操
作を繰り返す。このようにして得られた片面形成レンズ
は、図４ａ〜ｃに示す様に、自由面側の研磨面３３ｂ
（ほぼフラットな形状）にＣＧ加工（球面創成加工、図
４ｂ参照）および研削・研磨加工（図４ｃ参照）を施す
ことによりガラスレンズ３３が完成する。

【００３２】以上のようにして、一方の面は溶融ガラス
を成形して得た成形面３３ａからなり、他方の面は研削
・研磨加工にて得た研磨面３３ｂであるガラスレンズ３
３が加工できる。この成形面３３ａは、溶融ガラスを成
形型面に転写させて得るものである。従って、成形型ひ
きめ（研削加工痕）や微小な付着物の転写は認められる
が、研磨キズや潜傷という微小なキズは認められない。
一方、前記研磨面３３ｂはならい加工に特有な研磨キズ
や潜傷が認められる特徴を有する。

【００３３】本実施例によれば、成形面のみの片面成形
なので、ガラスの固化速度が緩和されるとともに、遠心
力により溶融ガラスみずからが型に押しつけられるの
で、極めて高い面精度が得られる。また、型を一つしか
必要とせず、型のコストを下げることができる。

【００３４】

【実施例２】図５および図６は本実施例を示し、図５は
成形装置の縦断面図、図６ａ〜ｃは加工工程図である。
本実施例では、前記実施例１と同一な構成部分に同一番
号を付してその説明を省略する。

【００３５】成形装置５０は、ガラス吹出室５２と、そ
の右に壁５５をへだててプレス室５３と、前記ガラス吹
出室５２の左に設けられて保持部材７２をガラス吹出室
５２内へ搬送するように構成された保持部材供給アーム
５１と、前記プレス室５３の右に設けられて保持部材７
２をプレス室５３より搬出するように構成された排出ア
ーム３１と、前記ガラス吹出室５２の上方に設けられた
ルツボ５とから構成されている。

【００３６】上記ルツボ５は、その中心にあるノズル６
によりガラス吹出室５２の室内に溶融ガラス６２を供給
できるようになっている。また、ルツボ５の外周面には
ルツボ用高周波加熱コイル７が巻装され、溶融ガラス６
２を所定の温度に制御できるようになっている。ルツボ
５の有面に設置された吹出孔６３は、駆動手段（図示省
略）により上下動可能なプランジャー６４にて開閉自在
になっている。また、前記ノズル６の外周面にも溶融ガ
ラス６２を常に所定温度に保持するためのノズル用高周
波加熱コイル８が巻装されている。

【００３７】ガラス吹出室５２内には、前記ルツボ５の
ノズル６の直下位置に、駆動手段（図示省略）によりベ
アリング６６，６７を介して上下可能に構成された円柱
形状のシャフト６５が立設されている。このシャフト６
５の上端面には外周面に加熱ヒータ６８を巻装した円柱
形状の受け型２６が脱着可能に設置されている。受け型
２６の上端部は、後述する保持部材供給アーム５１によ
り搬送されてくるリング形状の保持部材７２を脱着自在
に装備できるように構成されている。壁７４の中間位置
には、前記保持部材７２を外部より搬入するための保持
部材供給アーム５１の搬入用の開口部５４が形成され、
開口部５４にはシャッター５８が設置してある。

【００３８】保持部材供給アーム５１の先端部は、保持
部材７２の外周面と対応した寸法形状のＵ字状に形成さ
れ、保持部材７２を嵌合着して搬送するように形成され
ている。保持部材７２は、その上端外周面にフランジ部
６９が形成されており、内周面７２ａは成形されるレン
ズの外周寸法と対応した内径に形成されている。さら
に、その中間位置には、前記受け型２６の上端面２６ａ
に形成されたレンズ近似形成面を妨げない範囲内に突き
出した段付き部７０が形成されており、その段付き部７
０の下端面には前記受け型２６の外径寸法と対応した寸
法に形成された嵌合部が形成されている。

【００３９】受け型２６の先端面２６ａは成形されるガ
ラス光学素子の最終形状に近い形状面に形成されてい
る。その表面２６ａには、溶融ガラスの融着を防止する
ために、ＣｒＮ，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＴｉＮおよびＣ−ＢＮ等
の溶融ガラスに対して濡れ性の悪い物質の薄膜がコート
されている。壁７４の下方位置には、室内に非酸化性ガ
スを導入するため、外部に設けられたガス供給手段（図
示省略）と連設したガス導入口６０が形成されている。

【００４０】ガラス吐出室５２の隣室、即ち精密プレス
室５３との仕切壁５５には、壁７４に形成された開口部
５４およびシャッター５８と同様な構成の開口部５６お
よびシャッター５９が受け型２６の上端面２６ａと同じ
水平位置に形成されている。壁７５には、仕切壁５５と
同様の位置に同様の開口部７５およびシャッター８６が
配設されており、その開口部５７より成形レンズ７６を
外部に搬送する排出アーム３１が出入り可能に構成され
ている。壁７５の下方位置には、室内に非酸化性ガスを
導入するため、外部に設けられたガス供給手段（図示省
略）と連設したガス導入口６１が形成されている。

【００４１】プレス室５３内の上壁中央の位置にはマウ
ント８２が設けられている。マウント８２の下端面には
その基端部を着脱可能に形成された円柱状の上型８４が
配設されている。この上型８４の外周には上型８４の温
度を所定値に制御するための加熱ヒーター８３が巻装さ
れている。上型８４の成形面８４ａは成形レンズの最終
形状と対応した形状に精密に形成されている。また、成
形面８４ａの表面には加熱軟化されたガラスとの融着を
防止するために、ＣｒＮ，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＴｉＮおよびＣ
−ＢＮ等の加熱軟化されたガラスに対して濡れ性の悪い
物質の薄膜がコートされている。

【００４２】上型８４を装着したマウント８２の外周面
には、駆動手段（図示省略）によって上下摺動（矢印）
自在に構成されたリング形状の離型部材８５が嵌着され
ている。この離型部材８５の先端部（下端部）内周縁辺
には、下降してきた時その先端面が保持部材７２のフラ
ンジ部６９への当接を容易とする突出部が形成されてい
る。離型部材８５は成形型により成形レンズが成形され
た際、下型８１の下降作動とほぼ同時に下降を始め、そ
の先端面が保持部材７２のフランジ部６９の上面と当接
して押圧することにより成形面８４ａと成形レンズ７６
の上面の光学面とを離型するように自動制御されてい
る。離型された成形レンズ７６は、保持部材７２と共に
排出アーム３１上に離型して落下するように構成されて
いる。

【００４３】上記上型８４の成形面８４ａと対向した下
方位置には、円柱状のシャフト７７が立設され、その基
端部と基台との間にベアリング７８，７９を配設し、駆
動手段（図示省略）により矢印にて示すように、上下方
向に移動自在に構成されている。このシャフト７７の上
端面には円柱形状の下型８１が脱着可能に装着されてい
る。下型８１の外周面には下型８１の温度を所定値に保
持制御する加熱ヒーター８０が巻装されている。

【００４４】下型８１の上端面８１ａは成形レンズの最
終形状に近い形状に形成され（後で研削・研磨する曲率
に対応している）、保持部材７２内の溶融ガラス７３を
挟んで所定のプレス圧力を加えるように構成されてい
る。上端面８１ａの表面には加熱軟化されたガラスとの
融着を防止するために、ＣｒＮ，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＴｉＮお
よびＣ−ＢＮ等の加熱軟化されたガラスに対して濡れ性
の悪い物質の薄膜がコートされている。排出アーム３１
は保持部材供給アーム５１と同様な構成で保持部材をガ
ラス吹出室５２，プレス室５３および外部へ搬送できる
ように構成されている。

【００４５】以下、上記構成よりなる本実施例の製造方
法を説明する。まず、成形装置５０内を非酸化性雰囲気
に保つため、ガラス吹出室５２，プレス室５３のガス導
入口６０，６１より窒素ガスを導入する。続いて、ルツ
ボ５内に収納されているガラス原料を高周波加熱コイル
７により加熱して、ガラス粘度１０³ポアズとなるまで
溶融する。また、予めガラス吹出室５２内の受け型２６
の温度は制御手段によって加熱ヒーター６８によりガラ
ス転移点より約５０°低い温度に加熱保持されている。

【００４６】次に、保持部材７２が搭載された保持部材
供給アーム５１を壁７４の開口部５４を経てガラス吹出
室５２内の受け型２６上にて停止する。この後、シャフ
ト６５を上昇させることにより受け型２６の上端が保持
部材７２の下端と嵌合し、保持部材７２は受け型２６に
搭載される。この保持部材７２と受け型２６の上面に、
ルツボ５内に設けたプランジャー６４を上昇させて溶融
ガラス６２を所定量吐出することでプレ成形工程が始ま
る。上記作動工程中において、保持部材７２をガラス吹
出室５２内に受け型２６上に搬送搭載した排出アーム３
１は外部に退避し、次の新しい保持部材７２を搭載搬送
するように準備される。これで保持部材７２を供給搬送
する工程は終了する。

【００４７】上記プレ成形工程において、受け型２６お
よび保持部材７２上に吐出された吐出ガラス７３は、予
め保持部材７２が搭載された上記受け型２６の上端面２
６ａの中央部において徐冷されながら自重により徐々に
外方向に広がっていく。本実施例においては、吐出ガラ
ス７３を保持部材７２および受け型２６上に吐出終了時
点で、排出アーム３１を作動してガラス吹出室５２内に
侵入させ、保持部材７２のフランジ部６９の下方位置に
て停止させる。この時、保持部材７２の内周面７２ａに
吐出ガラス７３は広がりながら接触して冷却され、一定
の形状に形成される。この後、シャフト６５を下降させ
ることにより、吹出ガラス７３は保持部材７２の段付き
部７０に引っ掛かり、また保持部材７２のフランジ部６
９が排出アーム３１に当接することにより受け型２６よ
り吐出ガラス７３は離型され、プレ成形工程が終了す
る。

【００４８】上記吐出ガラス７３を搭載した保持部材７
２は排出アーム３１の後退によりプレス室５３へ搬送さ
れる。この時、上型８４および下型８１はガラス転移点
付近の一定温度となるように制御されている。続いて、
下型８１を上昇させると、下型８１の成形面８１ａは保
持部材７２の下端部内径に挿入して保持部材７２および
吐出ガラス７３と当接する。さらに、下型８１を上昇作
動することにより、下型８１は保持部材７２を持ち上げ
て上型８４の成形面８４ａと吐出ガラス７３の成形され
る表面とが当接し、吐出ガラス７３に１８４ｋｇ／ｃｍ
²の圧力を加えつつ２０秒間保持して押圧成形が行われ
る。吐出ガラス７３の上面は受け型２６からの冷却作用
が低く、固化速度が緩和しているので密着して転写する
ことができる。

【００４９】押圧成形後、シャフト７７を下降作動させ
ると共に上型８４の外周に設けた離型部材８５をも下降
作動させ、成形された成形レンズ７６を上型８４より離
型させて排出アーム３１の先端部に搭載し、回収するこ
とによりプレス工程を終了する。成形レンズ７６が上型
８４に密着した場合には、離型部材８５が保持部材７２
のフランジ部６９の上面に当接して離型する。また、下
型８１に密着した場合には、排出アーム３１に保持部材
７２のフランジ部６９が当接することによって離型が行
われる。離型して排出アーム３１の先端部内に搭載され
た保持部材７２および成形レンズ７６は排出アーム３１
によって成形装置５０外部に搬送されて徐冷される。

【００５０】以上のようにして得た上型成形面７６ａと
下型成形面７６ｂとからなる成形レンズ７６は、下型成
形面７６ｂに成形に伴う欠陥（ヒケ，段差およびシワ
等）が生じている。そこで、図６ａ〜ｃに示すように、
下型成形面７６ｂにＣＧ加工（球面創成加工、図６ｂ参
照）および研削・研磨加工（図６ｃ参照）を施し、レン
ズとして完成する。ＣＧ加工で切り込む量は、前記実施
例１に比べて少なくなる。

【００５１】本実施例によれば、遠心成形機に比べて装
置を小型化できる。また、研削・研磨加工する面のＣＧ
加工（球面創成加工）の切り込み量が少なくなり、加工
時間が短縮できる。さらに、シワの深さが浅い場合に
は、ＣＧ加工を省略して研削・研磨加工だけで製造する
ことができる。

【００５２】尚、本発明では、研削・研磨加工する曲率
半径とほぼ等しい曲率半径に受け型の形状を形成するこ
とができる。上記構成としたことで、研削・研磨加工す
る前に行う球面創成加工の加工時間が、角材から加工を
行う場合よりも切り込み量が小さくなり、球面創成加工
の加工時間が短縮される。上記構成によれば、加工時間
を短縮できるため、製造コストを下げることができる。
さらに、面粗さが良好な場合には、球面創成加工の工程
を省略することができる。

【００５３】

【実施例３】図７および図８は本実施例を示し、図７は
成形装置の縦断面図、図８ａ〜ｃは加工工程図である。
本実施例が前記実施例２と異なる点は、成形されたレン
ズにおける中心から外周の全面にかけてそれぞれの肉厚
が同一となるように、上型９１の成形面９１ａから計算
した曲率に下型９２の成形面９２ａを形成した点にあ
り、偏肉度が大きくて成形が難しいレンズに特に適する
ものである。本実施例では、前記実施例２と同一な構成
部分には同一番号を付してその説明を省略する。

【００５４】下型９２の成形面９２ａは、上型９１の成
形面９１ａと下型９２の成形面９２ａとが全面にわたり
等間隔となるように計算されて形成されている。また、
下型９２の成形面９２ａの表面には、加熱軟化されたガ
ラスとの融着を防止するために、ＣｒＮ，Ｃｒ₂Ｏ₃，
ＴｉＮおよびＣ−ＢＮ等の加熱軟化されたガラスに対し
て濡れ性の悪い物質の薄膜がコートされている。

【００５５】前記実施例２と同様の手順でレンズを成形
すると、成形レンズ９３は全面にわたり肉厚が均一に成
形される。従って、中心部と外周部との冷える速度が等
しく（レンズは表面から冷えていくので偏肉度が大きい
場合、薄い所が速く冷えて固くなってしまう）、レンズ
全面が同時に固くなっていくので、型へ密着して転写さ
れる。

【００５６】以上のようにして得た上型成形面９３ａと
下型成形面９３ｂからなる成形レンズ９３は、下型成形
面９３ｂに成形に伴う欠陥（ヒケ，段差およびシワ等）
が生じている。そこで、図８ａ〜ｃに示すように、下型
成形面９３ｂにＣＧ加工（球面創成加工、図８ｂ参照）
および研削・研磨加工（図８ｃ参照）を施し、レンズと
して完成する。

【００５７】本実施例によれば、偏肉度が大きく、前記
実施例２の方法では製造できなかったレンズでも製造す
ることができる。また、レンズの全面にわたって固化速
度が等しいので、型への転写性が良く、面精度も前記実
施例２以上のものを得ることができるため、高精度レン
ズの製造が可能である。

【００５８】尚、成形レンズにおける中心から外周にか
けてのそれぞれの肉厚が同一となるように、下型成形面
を上型成形面の曲率形状に沿った曲率に形成してもよ
い。

【００５９】上記構成の下型成形面は、上型成形面の形
状（曲率半径）と成形後のレンズ厚さとから計算して形
成する。これにより、冷却に伴う収縮が全体を通して相
似的におこるので、収縮の度合を調べれば冷却後のレン
ズの形状（曲率半径）を知ることができ、収縮を考慮に
いれて上型を設計することができる。

【００６０】上記構成によれば、より偏肉度や外径の大
きなレンズでも成形面（転写面）側の精度を良好にする
ことができる。

【００６１】

【実施例４】図９および図１０は本実施例を示し、図９
は成形装置の縦断面図、図１０は成形型を収納したバケ
ットを示す縦断面図である。１０３は基台で、この基台
１０３上には支柱１０４が立設固定されている。支柱１
０４の一側面には、ガイドレール１０５が鉛直方向に固
設されており、ガイドレール１０５にはアーム１０６を
介してバケット１０７が上下方向へ移動自在に支持され
ている。

【００６２】アーム１０６にはロープ１０８の一端が連
結され、このロープ１０８の他端は支柱１０４の上部に
設けた滑車１０９によって、ガイドレール１０５を設け
た反対側の支柱１０４面に案内されている。ロープ１０
８の他端にはバケット１０７に加速度運動を与えるおも
り１１８が連結されており、このおもり１１８は重力に
より落下自在となっている。

【００６３】バケット１０７には、図１０に示すよう
に、その内部にスリーブ１１０と成形レンズの曲率に鏡
面加工された成形型１１１とが配置されている。スリー
ブ１１０の内部には中空部１１０ａが形成されており、
この中空部１１０ａに成形型１１１が成形型１１１の外
周面と中空部１１０ａの内周面とを接するようにして嵌
合されている。中空部１１０ａの上部には、成形型１１
１上に溶融ガラス１１２を供給するための孔１１０ｂが
形成されており、この孔１１０ｂに連通するすり鉢状の
テーパ１１０ｃがスリーブ１１０の上部に設けられてい
る。

【００６４】前記基台１１３上には、バケット１０７が
最下部に下降した際に、バケット１０７を加熱する型ヒ
ータ１１３が設けられている。また、バケット１０７の
側方にはバケット１０７内の成形型１１１上に溶融ガラ
ス１１２を滴下供給するためのパイプ１１４を保持する
スタンド１１５が配置されている。パイプ１１４は、ア
ーム１１５ａを介してスタンド１１５に保持されてお
り、スタンド１１５はその軸回りに回転自在となってお
り、スタンド１１５を回転させることによりパイプ１１
４の先端が前記スリーブ１１０の孔１１０ｂのほぼ中心
上方に位置し、且つバケット１０７の移動を阻害しない
位置にパイプ１１４が退避できるようになっている。

【００６５】パイプ１１４の近傍には、パイプ１１４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１１６が設けられている。さらに、支柱１０４
の上部側方にはバケット１０７内の溶融ガラス１１２ａ
を成形型１１１に押しつけつつアニールするための、ガ
スノズル１１７がバケット１０７の孔１１０ｂに向けて
配置されている。

【００６６】次に、上記構成からなる装置での成形方法
を説明する。予め鏡面の成形型１１１を収めたバケット
１０７を型ヒータ１１３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１１４に投入したガラス素材を
ガスバーナ１１６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１１４の下端（先端）から自
然流出させて、バケット１０７内の成形型１１１上に溶
融ガラス１１２を滴下する。

【００６７】成形型１１１上に溶融ガラス１１２が供給
された後、パイプ１１４をスタンド１１５の回転によ
り、バケット１０７の上方から退避させ、おもり１１８
の支持を解除して重力により落下させることで、おもり
１１８の荷重でロープ１０８を介してバケット１０７を
引き、等加速直線運動で上昇させる。その後、支柱１０
４上部側方に位置するガスノズル１１７から噴射する熱
風で、バケット１０７内の溶融ガラス１１２ａを成形型
１１１に押しつけつつアニールする。

【００６８】パイプ１１４から滴下した直後の溶融ガラ
ス１１２は、成形型１１１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１０７
がおもり１１８に引かれて上昇すると、成形型１１１は
上向きに等加速直線運動するため、成形型１１１上の溶
融ガラス１１２ａは下向きの慣性力Ｆで成形型１１１に
押しつけられて偏平する。この慣性力Ｆは、溶融ガラス
の質量をＭ_G、バケット全体の質量をｍ、おもりの質量
をＭ、重力加速度をｇとすると、Ｆ＝Ｍ_Gｇ（Ｍ−ｍ）／（Ｍ＋ｍ）となる。

【００６９】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１１２ａはその外周を規制するスリー
ブ１１０の内壁まで成形型１１１で押し広げられ、図１
０に示すような形状の溶融ガラス１１２ａになる。従っ
て、おもり１１８を適宜選択して所望の慣性力Ｆを溶融
ガラス１１２ａに働かせ、且つ成形型１１１の外周およ
びスリーブ１１０の内径を所望するレンズの外径に対応
して設定使用しておくことにより、溶融ガラス１１２ａ
（以下、片面成形レンズ１１２ａ）は、成形型１１１上
で所望する径に成形される。

【００７０】次に、バケット１０７の上昇は、支柱１０
４の上部で停止する（バケット１０７の停止は、図示を
省略したストッパで行われる。ストッパは、バケット１
０７側あるいは、おもり１１８側に設ける）。バケット
１０７が停止した時に、成形型１１１上のガラスが高温
軟化状態にある場合、片面成形レンズ１１２ａの径は、
表面張力で元の形状に戻ろうとするが、この片面成形レ
ンズ１１２ａはガスノズル１１７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。ここで、スリーブ１１０
および成形型１１１の温度を予めＴｇ−１００℃〜Ｔｇ
＋７０℃に加熱しておくことによって、容易にバケット
１０７から取り出すことができる。

【００７１】以上のようにして得た所望の径の片面成形
レンズは、自由面側（成形型１１１と接触していない方
の面）を研削・研磨され、レンズとして完成する。

【００７２】本実施例によれば、実施例１に比べて成形
装置を安価に作ることができ、またスペースを最小限に
することができる。

【００７３】

【発明の効果】請求項１および２の効果は、面精度が高
くて両面研磨レンズより安価なガラスレンズの製造が実
現できることである。請求項３および請求項４の効果
は、極めて面精度が高く、型も片面しか必要としないガ
ラスレンズの製造方法が実現できることである。請求項
５の効果は、より安価なガラスレンズの製造が実現でき
ることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す縦断面図である。

【図２】実施例１を示す要部の断面図である。

【図３】実施例１を示す要部の断面図である。

【図４】ａ〜ｃは実施例１の加工工程図である。

【図５】実施例２を示す縦断面図である。

【図６】ａ〜ｃは実施例２の加工工程図である。

【図７】実施例３を示す縦断面図である。

【図８】ａ〜ｃは実施例３の加工工程図である。

【図９】実施例４を示す縦断面図である。

【図１０】実施例４を示す縦断面図である。

【図１１】ａ〜ｃは従来例を示す成形工程図である。

【符号の説明】

１遠心成形装置２ガラス原料溶解部３遠心成形部４排出ユニット５ルツボ６ノズル１１遠心回転部１２受け型加熱部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の面が溶融ガラスを成形して得た成
形面からなり、他方の面が研削・研磨加工にて得た研磨
面であることを特徴とするガラスレンズ。
【請求項２】溶融ガラスを成形型で成形して一方の面
を転写する工程と、他方の面を研削・研磨して所望の曲
率に研磨加工する工程とからなることを特徴とするガラ
スレンズの成形方法。
【請求項３】前記溶融ガラスを成形型で成形して一方
の面を転写する工程は、溶融ガラスが供給された成形型
を供給された溶融ガラス側に向かって移動させて片面成
形することを特徴とする請求項２記載のガラスレンズの
成形方法。
【請求項４】前記溶融ガラスを成形型で成形して一方
の面を転写する工程は、溶融ガラスが供給された成形型
を回転運動させ、遠心力にて片面成形することを特徴と
する請求項２記載のガラスレンズの成形方法。
【請求項５】前記溶融ガラスを成形型で成形して一方
の面を転写する工程は、溶融ガラスを受け型上に供給し
た後、該溶融ガラスの上面を上型で成形して転写するこ
とを特徴とする請求項２記載のガラスレンズの成形方
法。