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技術 光学ガラス素子成形型の清浄方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 中田耕平執行勇新垣誠一余語瑞和
出願日 1994年8月9日 (26年4ヶ月経過) 出願番号 1994-187177
公開日 1996年2月20日 (24年10ヶ月経過) 公開番号 1996-048530
状態 未査定
技術分野 ガラスの成形
主要キーワード 上下駆動軸 汚れ程度 ガラス溶解槽 横駆動軸 ガラスプレフォーム 所要回数 溶融坩堝 回転制御装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年2月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

繰り返される成形過程において、成形型成形面の汚れオンラインで簡単に除去できるようにした光学ガラス素子成形型清浄方法を提供する。

構成

溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを、少なくとも、その表面が固化するまで成形型内で冷却して、ガラス素子を得る光学ガラス成形方法において、繰り返し行われる成形過程において溶融ガラスが通常接触しない成形型の成形面の汚れ部分に対して、意図的に溶融ガラスを接触させて成形することにより、該溶融ガラス側に汚れ部分を付着させ、成形型内の成形面の、通常の成形のための溶融ガラスからの揮発による汚れを除去することを特徴とする。

概要

背景

従来、溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを成形型内で冷却して、ガラス素子を得るようにした光学ガラス成形方法においては、所定回数成形を行うと、成形型の成形面の周囲には、溶融ガラスからの揮発物による輪帯状汚れが生ずる。この輪帯状の汚れが蓄積されると、成形されるガラスに付着し、不良の原因となる。そこで、所定回数の成形に行った後に、輪帯状の汚れが成形品の不良発生のレベルに達する前に、前記成形面の汚れを除去する必要がある。

このように、溶融ガラスからの揮発による成形型の汚れを除去するためには、通常、成形過程中断して、成形型を成形装置から取り出している。このように、成形型内の成形面の汚れを除去し、清浄化する方法としては、例えば、特開昭64−3026号公報、特開昭64−9822号公報、特開平1−93429号公報、特開平1−234336号公報などに所載のものが知られている。

また、通常、光学ガラス素子の成形に際して使用する成形ガラス素材硝材よりも転移点の高い硝材を用いて、前記成形に使用された成形型で成形することにより、成形型の成形面のガラス融着(汚れ)を除去する方法として、例えば、特開平2−145444号公報に所載のものが知られている。

概要

繰り返される成形過程において、成形型の成形面の汚れをオンラインで簡単に除去できるようにした光学ガラス素子成形型清浄方法を提供する。

溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを、少なくとも、その表面が固化するまで成形型内で冷却して、ガラス素子を得る光学ガラスの成形方法において、繰り返し行われる成形過程において溶融ガラスが通常接触しない成形型の成形面の汚れ部分に対して、意図的に溶融ガラスを接触させて成形することにより、該溶融ガラス側に汚れ部分を付着させ、成形型内の成形面の、通常の成形のための溶融ガラスからの揮発による汚れを除去することを特徴とする。

目的

効果

実績

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請求項1

溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを、少なくとも、その表面が固化するまで成形型内で冷却して、ガラス素子を得る光学ガラス成形方法において、繰り返し行われる成形過程において溶融ガラスが通常接触しない成形型の成形面の汚れ部分に対して、意図的に溶融ガラスを接触させて成形することにより、該溶融ガラス側に汚れ部分を付着させ、成形型内の成形面の、通常の成形のための溶融ガラスからの揮発による汚れを除去することを特徴とする光学ガラス素子成形型清浄方法

請求項2

所要回数の成形毎に、通常の成形に要する溶融ガラスよりも容量の大きな溶融ガラスを成形型に供給して、前記汚れ部分に接触させた状態で成形することを特徴とする請求項1に記載の光学ガラス素子成形型の清浄方法。

請求項3

繰り返し行われる成形過程において溶融ガラスが成形型の成形面に接触する部分の周辺部の反射率を測定し、反射率の値が所定値を下回った時に、通常の成形に要する溶融ガラスよりも容量の大きな溶融ガラスを成形型に供給して、前記汚れ部分に接触させた状態で成形することを特徴とする請求項1に記載の光学ガラス素子成形型の清浄方法。

請求項4

所要回数の成形毎に、溶融ガラスと接する成形型の成形面の位置を変更し、繰り返し行われる成形過程において成形型の成形面の、ガラスからの揮発による汚れを、溶融ガラスに付着させて除去することを特徴とする請求項1に記載の光学ガラス素子成形型の清浄方法。

技術分野

0001

本発明は、溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを、少なくとも、成形型内で冷却して、ガラス素子を得る光学ガラス成形方法において、溶融ガラスからの揮発による汚れを、オンラインで除去し、成形面の清浄化を行う光学ガラス素子成形型清浄方法に関する。

背景技術

0002

従来、溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを成形型内で冷却して、ガラス素子を得るようにした光学ガラスの成形方法においては、所定回数の成形を行うと、成形型の成形面の周囲には、溶融ガラスからの揮発物による輪帯状の汚れが生ずる。この輪帯状の汚れが蓄積されると、成形されるガラスに付着し、不良の原因となる。そこで、所定回数の成形に行った後に、輪帯状の汚れが成形品の不良発生のレベルに達する前に、前記成形面の汚れを除去する必要がある。

0003

このように、溶融ガラスからの揮発による成形型の汚れを除去するためには、通常、成形過程中断して、成形型を成形装置から取り出している。このように、成形型内の成形面の汚れを除去し、清浄化する方法としては、例えば、特開昭64−3026号公報、特開昭64−9822号公報、特開平1−93429号公報、特開平1−234336号公報などに所載のものが知られている。

0004

また、通常、光学ガラス素子の成形に際して使用する成形ガラス素材硝材よりも転移点の高い硝材を用いて、前記成形に使用された成形型で成形することにより、成形型の成形面のガラス融着(汚れ)を除去する方法として、例えば、特開平2−145444号公報に所載のものが知られている。

0005

しかしながら、上記のような成形型の汚れを除去する方法では、汚れの除去の都度、成形装置を停止させる必要があるため、装置の稼働率が低下する欠点があった。また、成形型の清浄にも、時間のかかる工程が必要となるために、成形型の使用効率が低下するという欠点があった。

0006

また、後者のように、成形ガラス素材の硝材よりも転移点の高い硝材で成形することにより、成形型の成形面のガラス融着を除去する方法では、成形型の清浄のために、別途に特別な硝材を準備しなければならず、この硝材による溶融ガラスからの成形の際には、別にガラス溶融装置を1台追加する必要があり、そのためだけ設備コストが掛かる欠点がある。

0007

本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、繰り返される成形過程において、成形型の成形面の汚れをオンラインで簡単に除去できるようにした光学ガラス素子成形型の清浄方法を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0008

このため、本発明では、溶融ガラスを流出口から流出して、所望の容量で成形型に受け、溶融ガラスを、少なくとも、その表面が固化するまで成形型内で冷却して、ガラス素子を得る光学ガラスの成形方法において、繰り返し行われる成形過程において溶融ガラスが通常接触しない成形型の成形面の汚れ部分に対して、意図的に溶融ガラスを接触させて成形することにより、該溶融ガラス側に汚れ部分を付着させ、成形型内の成形面の、通常の成形のための溶融ガラスからの揮発による汚れを除去している。

0009

この場合、所要回数の成形毎に、通常の成形に要する溶融ガラスよりも容量の大きな溶融ガラスを成形型に供給して、前記汚れ部分に接触させた状態で成形することを有効である。また、繰り返し行われる成形過程において溶融ガラスが成形型の成形面に接触する部分の周辺部の反射率を測定し、反射率の値が所定値を下回った時に、上述の汚れ除去を行うようにしても良い。

0010

また、所要回数の成形毎に、溶融ガラスと接する成形型の成形面の位置を変更し、繰り返し行われる成形過程において成形型の成形面の、ガラスからの揮発による汚れを、溶融ガラスに付着させて除去するようにしても良い。

0011

したがって、繰り返される成形過程で、そこで使用する溶融ガラスにより汚れを除去することで、後にこれを廃棄すれば、以後、汚れが成形品の不良発生のレベル以下で成形が行えることになり、成形を中断することなく、連続的に、光学ガラス素子を成形することができる。また、定期的な汚れ除去により、半永久的な成形作業連続性が確保され、生産性が向上される。

0012

また、成形面の反射率などの測定から汚れの判定を行うことで、成形条件の変更などにより、溶融ガラスからの揮発物による汚れの蓄積量が変化しても、常に、最適な成形型の清浄化を行うことができ、成形型の汚れを不良レベル以下に保つことができ、しかも、汚れ除去のための、容量の大きな溶融ガラスによる成形回数最低限度にとどめることができ、ガラスの無駄、時間ロスを低減することができる。

0013

また、成形型を動作させることなどにより、溶融ガラスが成形型の成形面に接触する箇所を、1回もしくは所要回数の成形ショット毎に変化させ、前段の成形で成形面に付着した汚れを、次段のガラスの成形時にガラスに転写させる方法により、成形面を常に清浄な状態に保つことが可能となる。この場合、1〜複数(少数ショットの成形による汚れは、成形品に付着しても、光学的に不都合の無いレベルに保たれている必要がある。

0014

[実施例1]以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。図1図3に示す実施例1は本発明の特徴を最も良く表しており、ここで、符号1はガラス溶融炉、2はガラス溶融坩堝、3は溶融光学ガラス(本実施例ではSK12を使用)、4はガラス溶解槽、5はガラス清澄槽、6はガラス攪拌器、7はガラス流出槽、8は流出パイプ、9はガラス原料投入装置、10はバルブ、11は原料投入量制御装置である。

0015

ガラス原料投入装置9より投入されたガラス素材は、ガラス原料投入量制御装置11により開度を制御されたバルブ10を通して、ガラス溶融坩堝2の一部の、ガラス溶解槽4中に供給され、ここで溶融され、次に、ガラス清澄槽5内でガラス攪拌器6により攪拌され、清澄工程を経た後、ガラス流出槽7に進み、流出パイプ8を通って、外部に導き出される。

0016

なお、ここでの流出パイプ8における溶融ガラスの温度は1180℃、ガラスの粘度は101.1 Pa・sであり、流出パイプ8の内径は6mm、ガラス流量は70g/minとした。また、ガラス溶融坩堝2は、その各部分が所定の温度になるように、ガラス溶融炉1内で、加熱手段(図には示さない)により加熱される。

0017

流出パイプ8を通って外部に導き出される溶融ガラス12は、溶融ガラス成形型13により受けられ、その後、溶融ガラスを、少なくとも、その表面が固化するまで成形型内で冷却して、ガラスプレフォーム溶融ガラスゴブ成形体)などの光学ガラス素子を得る。この場合、溶融ガラス成形型13は、駆動軸制御装置16により制御駆動される成形型用の上下駆動軸14及び横駆動軸15により上下・左右移動可能に支持されている。

0018

このため、流出パイプ8を通って外部に導き出された溶融ガラス12が溶融ガラス成形型13により受けられた後、溶融ガラスの量が所定量に達すると、駆動軸制御装置16により成形型用の上下駆動軸14が駆動され、これにより、溶融ガラス成形型13が下方に移動され、溶融ガラス流は、くびれを生じ、自然に切断される。そして、成形型内に所定のガラス塊を分離、滞留させる。

0019

なお、ここでは、例えば、流出パイプ−成形型間の距離は10mm以内とし、所定量のガラスを成形型に2秒間滞留させた後に、溶融ガラス成形型13を20mm/secの速度で下降させ、溶融ガラスをシャーレス・カットし、実質的に重量2.3gのガラスプレフォームを形成するのである。

0020

次に、溶融ガラス成形型13は、駆動軸制御装置16により制御された成形型横駆動軸15の駆動により、流出パイプ8の直下から外れるが、その後、成形型内では、ガラス表面が固化するまで冷却がなされ、上述したような光学ガラス素子17が得られる(図2参照)。この間、成形型用の横駆動軸15に取り付けられた別の溶融ガラス成形型(図示せず)により、前述同様な、溶融ガラスのシャーレス・カットの工程が繰り返され、連続的に光学ガラス素子の成形が繰り返される。

0021

所定回数の成形を行うと、成形型の成形面の周囲には、溶融ガラスからの揮発物による汚れ18が輪帯状に付着する。この輪帯状の汚れが蓄積されると、成形されるガラスに付着し、成形品の光学的な不良の原因となる。そこで、本発明では、所定回数の成形を行った後に、輪帯状の汚れの程度が、不良発生のレベルに達する前の段階で、成形型の停止時間を長くすることにより、溶融ガラスの型内のガラスの滞留量を増加させて、通常の成形での溶融ガラスよりも容量の大きなガラス塊19をシャーレスカットする。これにより、溶融ガラスが通常接触しない成形型の成形面の汚れ部分に対して、意図的に溶融ガラスを接触させて成形することにより、成形型の成形面の汚れを、この容量の大きなガラス19に付着させて、冷却後、成形品を取り出す際に、符号20に示すように除去する(図3参照)。なお、このガラス成形品破棄される。

0022

本実施例では、繰り返される成形過程で、例えば、10ショットに一度の割合で、容量の大きな重量3グラムのガラスを、汚れ除去のために成形することにより、従来では、30ショットに一度、成形型をオフラインで清浄化する必要があったのが、100ショットに一度、成形型の清浄化をオフラインで行うだけで、表面性の良好なガラス素子を定常的に得ることができた。
[実施例2]次に、本発明の第2の実施例を、図4を参照して具体的に説明する。ここでは、成形過程において、溶融ガラス成形型13が、流出パイプ8の直下に位置する直前待機位置にある時に、成形型の成形面に付着した汚れ付近の反射率の測定を行う。即ち、光投射部21より投射された光を、成形型の成形面に付着した汚れ18部分で反射し、光入射部22に入射する。なお、投射光及び反射光は、光ファイバー23を通じて、反射率測定装置24に出入し、その結果、成形型の反射率が求められる。

0023

成形型の成形面に汚れが付着すると、成形型表面の反射率が低下し、その蓄積された汚れが成形品の不良の原因となるレベルに達する前段で、成形型表面の反射率が所定の値に達した時点に、反射率測定装置24から判定信号が駆動軸制御装置へ送られ、これにより、溶融ガラスを受ける成形型の停止時間を長くする。その結果、溶融ガラスの型内のガラス滞留量を増加させて、繰り返される成形過程で、所望のガラスよりも容量の大きなガラス(重量3グラム)を成形することにより、成形型の成形面の輪帯状の汚れを、この容量の大きなガラスに付着させる。その後、冷却したガラス素子を取り出す際に、成形型の輪帯状の汚れは成形されたガラスに転写され除かれる。なお、この容量の大きなガラス成形品は、後に破棄される。

0024

このように、本実施例では、成形型表面の反射率の変化を測定することにより、成形型の清浄のために、容量の大きなガラスの成形を行うタイミングが決定されるので、成形条件の変更により、溶融ガラスからの揮発物による汚れの蓄積量が変化しても、常に、最適な成形をの清浄化することができ、成形型の汚れを、成形品の不良レベル以下に保つことができ、しかも、容量の大きなガラスの成形の回数を最低限度にとどめることができ、ガラスの無駄を低減することができた。
[実施例3]更に、本発明の第3の実施例を、図5を参照して具体的に説明する。ここでは、回転制御装置26により制御される成形型回転機構25に対して、溶融ガラス成形型13が支持されている。そして、溶融ガラス成形型13は、流出パイプ8の先端部の溶融ガラス流出口を中心として回転する。このように、成形型を回転させることにより、溶融ガラスが成形型に接触する面を、例えば、1あるいは複数(少数)成形ショット毎に変化させ、前回の成形で付着した成形型の成形面の汚れを、成形ガラス側に付着、転写させる方法により、前記成形面を、常に、清浄な状態に保つことが可能となる。

0025

この場合、1あるいは複数ショットの間の成形による汚れは、実質的に光学的に不都合の無いレベルに保持されていることが肝要である。特に、本実施例では、1ショット毎に成形型の清浄を行うことにより、成形条件の変更により、溶融ガラスからの揮発物による汚れの蓄積量が変化しても、常に最適な型清浄を行うことができ、成形型の汚れを成形品の不良レベル以下に保つことができ、容量の大きなガラスの成形を最低限度にとどめることができ、ガラスの無駄を低減することができた。更に、従来では、30ショットに一度、成形型のオフライン清浄が必要であったのが、本発明では、100ショットに一度の成形型のオフライン清浄でも、十分、表面性の良好なガラス素子を定常的に得ることができた。

0026

なお、以上の実施例では、光学ガラスとして、SK12を使用した場合について述べたが、勿論、他の光学ガラス素材についても溶融条件適合させることにより、本発明の方法を適用することが可能である。

発明の効果

0027

本発明は、以上説明したような工程により、繰り返される成形過程において、溶融ガラスを成形型の成形面の汚れ部分に接触させて、ガラス塊を成形することにより、該溶融ガラスに汚れ部分を付着させ、成形面の溶融ガラスからの揮発による汚れを除去し、成形型の清浄を行うことができ、所定回数の成形を行った後、輪帯状の汚れが成形品の不良発生のレベルに達する前段に、成形型の成形面の汚れを、除去することが可能となった。

0028

また、輪帯状の汚れが成形品の不良発生のレベルに達するのを判定する手段として、溶融ガラスが成形型の成形面に接触する部分の周辺部の反射率の測定を行うことにより、汚れが蓄積して、成形型の成形面周辺部の反射率の値が所定値を下回った時を、不良発生のレベルに達したと判定することで、成形条件の変更などにより、溶融ガラスからの揮発物による汚れの蓄積量が変化しても、常に、最適な成形型の清浄化を達成でき、成形型の汚れを不良レベル以下に保つことができ、しかも、容量の大きなガラスの成形の回数を最低限度にとどめることができ、ガラスの無駄を低減することができる。

0029

また、成形型を回転、駆動することにより、溶融ガラスが成形型に接触する面を、1または複数成形ショット毎に変化させ、前回の成形で付着した成形型の汚れを、成形ガラスに転写させる方法により、成形面を常に清浄な状態に保つことが可能となる。この場合、1あるいは複数ショットの成形による汚れ程度は、それが付着しても、光学的に何等、不都合のないレベルに保たれていることが必要である。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明の第1の実施例を示した成形装置の概略図である。
図2第1図の要部を示す概略側面図である。
図3汚れ除去の状態を示す説明図である。
図4本発明の第2の実施例を示した汚れ検出方法図解した説明図である。
図5本発明の第3の実施例を示した要部の概略側面図である。

--

0031

1ガラス溶融炉
2ガラス溶融坩堝
3溶融光学ガラス
4ガラス溶解槽
5 ガラス清澄槽
6 ガラス攪拌器
7ガラス流出槽
8流出パイプ
9ガラス原料投入装置
10バルブ
11原料投入量制御装置
12 流出溶融ガラス
13 溶融ガラス成形型
14 成形型用上下駆動軸
15 成形型用横駆動軸
16駆動軸制御装置
17成形した溶融ガラス
18 型に付着した汚れ
19 容量の大きなガラス
20ガラス成形品に転写された汚れ
21光投射部
22光入射部
23光ファイバー
24反射率測定装置
25 成形型回転機構
26 回転制御装置

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