玻璃预制件的制造装置、制造方法以及光学元件的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃预制件的制造装置、玻璃预制件的制造方法以及光学元件的制造 方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，正在研宄对于便携式电话等的小型的、配备于摄像功能的微小透镜，使用 玻璃制透镜来替代塑料制透镜。玻璃制透镜比塑料制透镜的光学性能高，但是存在生产成 本高的问题。
[0003] 作为生产玻璃制透镜的方法，广泛使用精密压制成型法。在精密压制成型法中，首 先制作被称为预制件的玻璃制的预成型体，对预制件进行压制成型而将成型模的成型面转 印到玻璃。因此，为了大量廉价地提供玻璃制透镜，需要能够大量廉价地生产预制件。
[0004] 作为生产预制件的方法，已知有热成型法和冷加工法。在热成型法中，将玻璃原 料熔融，从熔融玻璃直接成型预制件。具体地说，在热成型法中，如专利文献1、2所记载的 那样，将熔融玻璃从喷嘴滴下到具有倒圆锥形状的成型面的成型模，从成型面的下端向上 方喷出上浮气体而使熔融玻璃滴上浮、旋转，由此将熔融玻璃滴成型为球形来制造预制件。 另外，将像这样对熔融玻璃滴在使其上浮的状态下进行成型的方法称为上浮成型法。相对 于此，在冷加工法中，从熔融玻璃制作玻璃块，对玻璃块进行切断、磨削、抛光等来制作预制 件。
[0005] 上述说明的热成型法与冷加工法相比，玻璃材料的利用率高、作业工序少，因此适 合于以低成本制作大量的预制件。
[0006] 现有技术文献
[0007]专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2003-040632号公报；
[0009] 专利文献2 :日本特开2002-121032号公报。
[0010] 发明要解决的课题
[0011] 可是，近年来，在玻璃制微小透镜之中，两面均为凹面形状的透镜，即双凹透镜的 需求正在不断高涨。
[0012] 在通过精密压制成型法来制造双凹透镜时，使用均具有凸形状的成型面的上模和 下模。而且，将预制件配置在下模的凸形状的成型面上，将上模的凸形状的成型面配置在预 制件的上方，压合上模和下模。在此，在通过上述说明的热成型法来制造预制件的情况下， 因为通过使熔融玻璃滴在倒圆锥形状的成型面上上浮旋转从而将熔融玻璃滴成型为球形， 所以预制件成为球形。然而，将球状的预制件以稳定的状态配置在凸面形状的下模成型面 之上是困难的。进而，当从预制件的上方用凸面形状的上模成型面进行按压时，预制件有可 能向外侧位置偏移。当像这样预制件从上模和下模的中心偏移时，在压制时玻璃会产生大 的厚度偏差而成为透镜形状不良的原因。
[0013] 为了防止预制件从上模和下模的成型面的中心的位置偏移，需要将预制件的表面 的一部分成型为扁平或凹状。虽然也可以通过加热成型或抛光等而在球状的预制件形成扁 平或凹状的部分，但是当进行这样的处理时，成本会变高。
【发明内容】
[0014] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种用于廉价且大量制造适合 于双凹透镜等玻璃制的光学元件的预制件的玻璃预制件的制造装置和玻璃预制件的制造 方法，以及提供一种光学元件的制造方法。
[0015] 用于解决课题的方案
[0016] 在本发明的玻璃预制件的制造装置中，所述玻璃预制件是用于加热、软化而进行 压制成型的压制成型用玻璃材料，所述玻璃预制件的制造装置具备：将玻璃原料加热、熔融 而形成熔融玻璃的熔融部；断续地滴下熔融玻璃的滴下部；以及将从滴下部滴下的熔融玻 璃滴不从下方支承并从侧方压制而扁平地成型的压制部。
[0017] 此外，在本发明的玻璃预制件的制造方法中，所述玻璃预制件是用于加热、软化而 进行压制成型的压制成型用玻璃材料，所述玻璃预制件的制造方法具备：将玻璃原料加热、 熔融而形成熔融玻璃的熔融步骤；断续地滴下熔融玻璃的滴下步骤；以及将滴下的熔融玻 璃滴不从下方支承并从侧方压制而扁平地成型的压制步骤。
[0018] 发明效果
[0019] 根据本发明，将从滴下部滴下的球形状的熔融玻璃滴不从下方支承并通过压制部 从侧方夹住进行加压来制造预制件，因此，能够连续地、大量地以廉价制造具有平行的一对 扁平面的玻璃预制件。而且，像这样制造的玻璃预制件能够以稳定的状态配置在具有凸形 状的成型面的精密压制成型用的下模上，在精密压制成型的加压时上模的凸形状的成型面 和玻璃预制件的平坦的扁平面相接触，因此能够防止在压制成型时玻璃预制件发生位置偏 移。
[0020] 由此，能够廉价且大量地制造适合于双凹透镜等玻璃制的光学元件的预制件。
【附图说明】
[0021] 图1是示出本发明的第1实施方式的玻璃预制件的制造装置的结构的概略图。
[0022] 图2是用于说明使用了图1所示的制造装置的玻璃预制件的制造方法的图。
[0023] 图3是示出利用图1所示的制造装置形成的玻璃预制件的形状的立体图。
[0024] 图4是示出利用图1所示的制造装置形成的玻璃预制件的形状的轴向截面图。
[0025] 图5是示出使用图3所示的玻璃预制件通过压制成型来制造双凹透镜的方法的 图。
[0026] 图6是示出本发明的第2实施方式的玻璃预制件的制造装置的结构的概略图。
[0027] 图7是用于说明使用了图6所示的制造装置的玻璃预制件的制造方法的图。
[0028] 图8是示出本发明的第3实施方式的玻璃预制件的制造装置的结构的概略图。
[0029] 图9是用于说明使用了图8所示的制造装置的玻璃预制件的制造方法的图。
[0030] 图10是示出将由一对旋转辊构成的压制部和由一对旋转传送带构成的压制部组 合起来的第4实施方式的概略图。
[0031]图11示出设置有两个由一对旋转辊构成的压制部的情况下的实施方式。
[0032]图12是示出设置有两个由一对旋转传送带构成的压制部的情况下的实施方式的 概略图。
【具体实施方式】
[0033] 以下，一边参照附图一边对本发明的第1实施方式进行详细说明。另外，在各实施 方式中，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
[0034] 图1是对本发明的第1实施方式的玻璃预制件的制造装置的一个例子示出其结构 的概略图。本实施方式的玻璃预制件的制造装置1具备未图示的熔融坩埚、连接在熔融坩 埚的下方的滴下管2、相互分开设置在侧方的激光照射装置6和光传感器8、设置在激光照 射装置6和光传感器8的下方的压制部4、设置在压制部4的下方的冷却槽12、以及控制部 10。
[0035] 在熔融坩埚中蓄积有熔融玻璃，例如利用电加热器等加热单元将熔融玻璃保持在 不凝固的温度。
[0036] 滴下管2连接在熔融坩埚的底部，将熔融坩埚中蓄积的熔融玻璃滴下而成为熔融 玻璃滴。另外，本说明书中的"熔融玻璃滴"是指从滴下管2内的熔融玻璃分离、由于表面 张力而形成的大致球状的玻璃滴。通过未图示的加热装置和保温材料，以使熔融玻璃不失 透、从滴下管2滴下的熔融玻璃滴成为所需的量的方式对滴下管2进行温度控制。另外，对 于加热装置，例如能够应用如下公知的装置，即，在滴下管2流过电流来进行加热的通电加 热结构，在滴下管2的外周配置高频线圈，通过在高频线圈流过高频电流而对滴下管2进行 感应加热的高频感应加热结构等。此外，作为保温材料也能使用公知的材料。
[0037] 当熔融玻璃从熔解坩埚送到滴下管2时，由于界面张力，熔融玻璃趋于以滴状留 在滴下管2的顶端。但是，当从熔融坩埚进一步输送熔融玻璃时，作用于滴下管2的顶端的 熔融玻璃的重力变大。而且，滴下管2顶端的熔融玻璃从滴状变成向下方拉伸的形状，由 于表面张力而产生缩颈部。当进一步从熔融坩埚向滴下管输送熔融玻璃时，滴下管2的顶 端的熔融玻璃的自重增大而不能留在滴下管2的顶端，缩颈部下方的熔融玻璃成为玻璃滴 而断续地落下。以下，熔融玻璃的滴下意味着留在滴下管2的下端的熔融玻璃由于自重及 表面张力而从滴下管2的下端成为滴状而落下，熔融玻璃滴意味着该呈滴状分离的熔融玻 璃。
[0038] 激光照射装置6是包括例如激光二极管等能够照射激光束的结构的装置。激光照 射装置6以如下方式配置，即，在水平方向上照射激光束，该照射的激光束横穿从滴下管2 滴下的熔融玻璃滴落下的路径而到达光传感器8。激光照射装置6通过无线或有线以可通 信方式与控制部10连接，能够由控制部10控制启动和停止。
[0039] 光传感器8是包括光接收元件的装置，对从激光照射装置6照射的激光束进行接 收。而且，如后述那样，当熔融玻璃滴滴下至激光束而遮断激光束时，检测出该情况。光传 感器8通过无线或有线以可通信方式与控制部10连接，向控制部10发送与检测出的激光 束的接收状态相关的信号。
[0040] 压制部4具有在顶端设置有压头14A的一对压制构件14和分别驱动这些压制构 件14的一对致动装置（未图示）。作为致动装置，例如能够使用主轴电机、气缸等，通过同 时驱动一对致动装置，从而压制构件14向相互接近的方向进行水平移动，从侧方对通过压 头14A之间的熔融玻璃滴16进行压制。在压制时，压制构件14通过致动装置进入到压头 14A的按压面成为规定的间隔t'的位置。另外，该压制时的压头14A的间隔t'根据想要 制造的玻璃预制件20的厚度t进行设定。关于压头14A的间隔t'与玻璃预制件20的厚 度t的关系在后面叙述。
[0041]压头14A的按压面形成为与应成型的预制件的形状对应的形状。即，在本实施方 式中，如后述那样，因为平坦地形成预制件的侧面，所以平坦地形成压头14A的按压面。此 外，关于压头14A，当温度过高时，熔融玻璃滴16有可能会熔着，相反当温度过低时，在压制 时熔融玻璃滴16会固化，有可能在固化的玻璃产生裂纹或破裂。因此，通过适当的方法对 压头14A进行温度控制。作为温度控制的方法，适当地组合水冷或空冷等冷却方法、加热器 等加热方法来进行。另外，在本实施方式中，一对压头14A被控制在大致相等的温度。
[0042] 一对压制构件14以压头14A的压制面互相平行且成为铅直的方式配置。进而，这 一对压制构件1