JP2002080227A - 光学素子の製造方法 - Google Patents
光学素子の製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
- C03B40/02—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it by lubrication; Use of materials as release or lubricating compositions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/125—Cooling
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- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/03—Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould parts
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- C03B2215/68—Means for parting the die from the pressed glass other than by cooling or use of a take-out
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラスからなる下型より光学素子を簡単に離
型させることができ、プレス成形で光学素子を大量、安
価に製造できる方法を提供する。 【解決手段】 下型３２が、ガラス素材からなる金型母
材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型
膜を形成した金型からなり、上型３１が、被成形物より
も熱膨張率が２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる
金型母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保
護離型膜を形成した金型からなる構成とし、かつ、プレ
ス成形後の冷却に際して、窒素ガス３９の噴射、或いは
上下型に冷却時の温度差を設けることにより、容易に金
型から光学素子が離型出来るようにする。
型させることができ、プレス成形で光学素子を大量、安
価に製造できる方法を提供する。 【解決手段】 下型３２が、ガラス素材からなる金型母
材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型
膜を形成した金型からなり、上型３１が、被成形物より
も熱膨張率が２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる
金型母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保
護離型膜を形成した金型からなる構成とし、かつ、プレ
ス成形後の冷却に際して、窒素ガス３９の噴射、或いは
上下型に冷却時の温度差を設けることにより、容易に金
型から光学素子が離型出来るようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高精度で光学性能
の良好な光学素子を安価に、プレス成形により製造する
方法に関するものである。
の良好な光学素子を安価に、プレス成形により製造する
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高精度な光学素子を直接プレス成形する
ためには、金型材料として熱伝導性、耐酸化性に優れ、
プレス成形する光学素子材料に対して不活性であり、プ
レスしたときに金型のプレス面形状が崩れないような高
温強度を有するものが必要である。しかし、その反面、
加工性に優れ、精密加工が容易で、かつ安価に製造でき
なくてはならない。
ためには、金型材料として熱伝導性、耐酸化性に優れ、
プレス成形する光学素子材料に対して不活性であり、プ
レスしたときに金型のプレス面形状が崩れないような高
温強度を有するものが必要である。しかし、その反面、
加工性に優れ、精密加工が容易で、かつ安価に製造でき
なくてはならない。
【０００３】以上のような光学素子成形用金型に必要な
条件をある程度満足するものとして、特公昭６２−２８
０９１号公報に記載されているＷＣを主成分とする超硬
合金、または、サーメットを金型素材に用い、前記金型
素材上に貴金属系保護膜をコーティングした金型があ
り、この様な金型を用いることによって、光学素子のプ
レス成形による量産が可能となっている。
条件をある程度満足するものとして、特公昭６２−２８
０９１号公報に記載されているＷＣを主成分とする超硬
合金、または、サーメットを金型素材に用い、前記金型
素材上に貴金属系保護膜をコーティングした金型があ
り、この様な金型を用いることによって、光学素子のプ
レス成形による量産が可能となっている。
【０００４】また、特開昭６４−３３０２２号公報、特
開平１−２３９０３０号公報に記載されているように、
プレス面形状が光学素子形状に精密加工されたマスター
型でガラス材料を加熱、プレス転写させることにより得
られるガラス材のみからなる光学素子成形用金型や、特
開平１−１４８７１４号公報に記載されているように、
ガラス材のみからなる型本体と、そのプレス面に形成さ
れる薄膜とで構成される光学素子成形用金型、特開平１
−１０２１３６号公報に記載されているような、ガラス
よりなる成形用型本体と、耐熱性を有する金属またはセ
ラミックスからなる接合体とを融着接合させることによ
り得られる光学素子成形用金型等が提案されている。
開平１−２３９０３０号公報に記載されているように、
プレス面形状が光学素子形状に精密加工されたマスター
型でガラス材料を加熱、プレス転写させることにより得
られるガラス材のみからなる光学素子成形用金型や、特
開平１−１４８７１４号公報に記載されているように、
ガラス材のみからなる型本体と、そのプレス面に形成さ
れる薄膜とで構成される光学素子成形用金型、特開平１
−１０２１３６号公報に記載されているような、ガラス
よりなる成形用型本体と、耐熱性を有する金属またはセ
ラミックスからなる接合体とを融着接合させることによ
り得られる光学素子成形用金型等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
型材料、型構成では前記の条件を全て満足するものは得
られていない。
型材料、型構成では前記の条件を全て満足するものは得
られていない。
【０００６】例えば、特公昭６２−２８０９１号公報に
記載のようにＷＣを主成分とする超硬合金、または、サ
ーメットを金型素材に用い、前記金型素材上に貴金属系
保護膜をコーティングして構成される金型は、金型素材
に用いる超硬合金、または、サーメットの精密加工が困
難であり、そのために、加工には特別な加工装置を必要
とし、加工後も場合によっては面粗さ向上のため研磨加
工を必要とする。また、その加工は、主にダイヤモンド
砥石による研削加工によるため、砥石磨耗のため加工時
の切り込み量を大きくできず、加工時間も長く、加工コ
ストが非常に高いという問題がある。また、加工の難し
さゆえに金型形状のバラツキが大きく、その結果、成形
された光学素子に形状のバラツキが発生し光学性能が不
安定であり、金型コストが非常に高くつく要因である。
記載のようにＷＣを主成分とする超硬合金、または、サ
ーメットを金型素材に用い、前記金型素材上に貴金属系
保護膜をコーティングして構成される金型は、金型素材
に用いる超硬合金、または、サーメットの精密加工が困
難であり、そのために、加工には特別な加工装置を必要
とし、加工後も場合によっては面粗さ向上のため研磨加
工を必要とする。また、その加工は、主にダイヤモンド
砥石による研削加工によるため、砥石磨耗のため加工時
の切り込み量を大きくできず、加工時間も長く、加工コ
ストが非常に高いという問題がある。また、加工の難し
さゆえに金型形状のバラツキが大きく、その結果、成形
された光学素子に形状のバラツキが発生し光学性能が不
安定であり、金型コストが非常に高くつく要因である。
【０００７】このような問題を解決するために提案され
ている、特開昭６４−３３０２２号公報、特開平１−２
３９０３０号公報に記載のような、ガラス材のみからな
る光学素子成形用金型は、金型コストも安価であり、ガ
ラスの加工性は良好であるが、ガラス金型材料に用いら
れているＢＫ７の熱膨張係数は８６×１０-7／Ｋであ
り、例えば光学素子の材料としてＳＦ８を用いた場合、
ＳＦ８の熱膨張係数は９２×１０-7／Ｋであり、ガラス
金型材料と光学素子材料の熱膨張係数が近似している為
に、ガラス金型からレンズが離型し難い問題がある。
ている、特開昭６４−３３０２２号公報、特開平１−２
３９０３０号公報に記載のような、ガラス材のみからな
る光学素子成形用金型は、金型コストも安価であり、ガ
ラスの加工性は良好であるが、ガラス金型材料に用いら
れているＢＫ７の熱膨張係数は８６×１０-7／Ｋであ
り、例えば光学素子の材料としてＳＦ８を用いた場合、
ＳＦ８の熱膨張係数は９２×１０-7／Ｋであり、ガラス
金型材料と光学素子材料の熱膨張係数が近似している為
に、ガラス金型からレンズが離型し難い問題がある。
【０００８】本発明は、このような点に鑑み、ガラスか
らなる下型より光学素子を簡単に離型させることがで
き、プレス成形で光学素子を大量、安価に製造できる方
法を提供する事を目的とする。
らなる下型より光学素子を簡単に離型させることがで
き、プレス成形で光学素子を大量、安価に製造できる方
法を提供する事を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子のプレ
ス成形用金型は、加熱軟化したガラスからなる光学素子
材料を所望の形状に押圧成形するために用いる上下一対
の金型である。上記課題を解決するために、一方の金型
は、ガラス素材からなる金型母材を光学素子の反転形状
に加工したプレス面に保護離型膜を形成した金型であ
り、他方の金型は、熱膨張率が被成形物よりも２０×１
０-7／Ｋ以上小さい材料からなる金型母材を、光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
金型である。他方の金型の金型母材として、超硬合金、
サーメット、セラミックス、または石英を用いることが
できる。
ス成形用金型は、加熱軟化したガラスからなる光学素子
材料を所望の形状に押圧成形するために用いる上下一対
の金型である。上記課題を解決するために、一方の金型
は、ガラス素材からなる金型母材を光学素子の反転形状
に加工したプレス面に保護離型膜を形成した金型であ
り、他方の金型は、熱膨張率が被成形物よりも２０×１
０-7／Ｋ以上小さい材料からなる金型母材を、光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
金型である。他方の金型の金型母材として、超硬合金、
サーメット、セラミックス、または石英を用いることが
できる。
【００１０】本発明の光学素子の製造方法は以下の工程
を含む。まず、ガラス素材からなる金型母材を光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
金型を下型に用い、前記下型にガラスからなる光学素子
材料を供給する。その後、前記ガラスよりも熱膨張率が
２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる金型母材を光
学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形
成した上型と、前記上型及び下型の位置規制のための胴
型とを組合せる。次に、全体を前記光学素子材料が軟化
する温度まで加熱し、前記上下型のプレス面形状を完全
に前記光学素子材料に転写するまで加圧する。次に全体
の温度が歪み点温度とガラス転移点温度の間の温度にな
るまで冷却させた後、先ず上型を取り外す。次に下型の
上に残存する成形された光学素子に冷却用のガスを直接
噴射した後、下型から光学素子を離型させ、成形された
光学素子を取り出す。冷却用のガスとしては、窒素ガス
を用いることができる。
を含む。まず、ガラス素材からなる金型母材を光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
金型を下型に用い、前記下型にガラスからなる光学素子
材料を供給する。その後、前記ガラスよりも熱膨張率が
２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる金型母材を光
学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形
成した上型と、前記上型及び下型の位置規制のための胴
型とを組合せる。次に、全体を前記光学素子材料が軟化
する温度まで加熱し、前記上下型のプレス面形状を完全
に前記光学素子材料に転写するまで加圧する。次に全体
の温度が歪み点温度とガラス転移点温度の間の温度にな
るまで冷却させた後、先ず上型を取り外す。次に下型の
上に残存する成形された光学素子に冷却用のガスを直接
噴射した後、下型から光学素子を離型させ、成形された
光学素子を取り出す。冷却用のガスとしては、窒素ガス
を用いることができる。
【００１１】本発明の他の光学素子の製造方法は、以下
の工程を含む。まず、ガラスからなる光学素子材料を光
学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形
成した金型を下型に用い、前記下型にガラスからなる光
学素子材料を供給する。その後、前記ガラスよりも熱膨
張率が２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる金型母
材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型
膜を形成した上型と、前記上型及び下型の位置規制のた
めの胴型とを組み合わせる。次に、全体を前記光学素子
材料が軟化する温度まで加熱し、前記上下型のプレス面
形状を完全に前記光学素子材料に転写するまで加圧す
る。その後、全体の温度が歪み点温度からガラス転移点
温度の間の温度になるまで冷却し、その際、前記下型が
上型より２００℃以上低い温度となるように温度差をつ
けて急冷した後、前記下型から先に前記光学素子材料が
成形された光学素子を離型させる。次に前記上型から前
記光学素子を取り出す。
の工程を含む。まず、ガラスからなる光学素子材料を光
学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形
成した金型を下型に用い、前記下型にガラスからなる光
学素子材料を供給する。その後、前記ガラスよりも熱膨
張率が２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる金型母
材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離型
膜を形成した上型と、前記上型及び下型の位置規制のた
めの胴型とを組み合わせる。次に、全体を前記光学素子
材料が軟化する温度まで加熱し、前記上下型のプレス面
形状を完全に前記光学素子材料に転写するまで加圧す
る。その後、全体の温度が歪み点温度からガラス転移点
温度の間の温度になるまで冷却し、その際、前記下型が
上型より２００℃以上低い温度となるように温度差をつ
けて急冷した後、前記下型から先に前記光学素子材料が
成形された光学素子を離型させる。次に前記上型から前
記光学素子を取り出す。
【００１２】上記の製造方法において、上型の金型母材
として、超硬合金、サーメット、セラミックス、または
石英を用いることができる。
として、超硬合金、サーメット、セラミックス、または
石英を用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
【００１４】（実施の形態１）本実施の形態に用いる下
型の断面図を図１に、上型の断面図を図２（ａ）及び
（ｂ）に示す。
型の断面図を図１に、上型の断面図を図２（ａ）及び
（ｂ）に示す。
【００１５】本実施の形態に基く実施例において、下型
は、ＢＫ７ガラスをプレス成形し、光学素子の反転形状
（曲率半径４．２ｍｍ、加工径φ５．０ｍｍ、軸対称非
球面、形状精度：±０．０５μｍ、表面粗さ：０．０１
μｍ以下）に加工した金型母材１１に、保護離型膜１２
を形成して製造した。
は、ＢＫ７ガラスをプレス成形し、光学素子の反転形状
（曲率半径４．２ｍｍ、加工径φ５．０ｍｍ、軸対称非
球面、形状精度：±０．０５μｍ、表面粗さ：０．０１
μｍ以下）に加工した金型母材１１に、保護離型膜１２
を形成して製造した。
【００１６】上型は、図２（ａ）に示すように、超硬合
金を金型母材に用い、ダイヤモンド砥石を用いた研削加
工により、光学素子の反転形状（曲率半径４．２ｍｍ、
加工径φ５．０ｍｍ、軸対称非球面、形状精度：±０．
０５μｍ、表面粗さ：０．０１μｍ以下）に加工した金
型母材２１に、保護離型膜２３を形成して製造した。ま
た、別の上型を、図２（ｂ）に示すように、サーメット
を用いた金型母材２２に同様に金型母材の加工を施し、
保護離型膜２３を形成して製造した。ここで、上型用の
金型母材として、熱膨張率が被成形物よりも２０×１０
-7／Ｋ以上小さい材料を用いることが要点であり、上記
の例以外でも、セラミックス、石英、等を用いることが
できる。
金を金型母材に用い、ダイヤモンド砥石を用いた研削加
工により、光学素子の反転形状（曲率半径４．２ｍｍ、
加工径φ５．０ｍｍ、軸対称非球面、形状精度：±０．
０５μｍ、表面粗さ：０．０１μｍ以下）に加工した金
型母材２１に、保護離型膜２３を形成して製造した。ま
た、別の上型を、図２（ｂ）に示すように、サーメット
を用いた金型母材２２に同様に金型母材の加工を施し、
保護離型膜２３を形成して製造した。ここで、上型用の
金型母材として、熱膨張率が被成形物よりも２０×１０
-7／Ｋ以上小さい材料を用いることが要点であり、上記
の例以外でも、セラミックス、石英、等を用いることが
できる。
【００１７】以下、これらの上型及び下型を用いて、ガ
ラスから成る光学素子をプレス成形する実施の形態１に
おける製造方法の実施例について説明する。
ラスから成る光学素子をプレス成形する実施の形態１に
おける製造方法の実施例について説明する。
【００１８】まず図３（ａ）に示すように、ガラスから
成る下型３２に、ボール状のＳＦ８ガラスから成る光学
素子材料３４を載せ、図２（ａ）に示したような超硬合
金を金型母材として用いた上型３１を、上下型を位置規
制するための胴型３３を用いて組み込んだ。続いて図３
（ｂ）に示すように、この状態の金型を成形機に搬送
し、ヒーター３７を内蔵した上下のプレスヘッド３５及
び３６で挟み込み、上下型３１、３２の両側から加熱
し、金型全体を５３０℃に加熱した。次に図３（ｃ）に
示すように、上プレスヘッド３５を下方に、プレス荷重
９８０Ｎで加圧した。すると図３（ｄ）に示すように、
ＳＦ８ガラスは軟化して変形し、上下型のプレス面形状
が完全に転写され、光学素子３８が形成された。この状
態で、上下プレスヘッド３５、３６のヒーターを切断
し、上下型３１、３２を同一温度勾配で冷却した。全体
の温度が、歪み点温度とガラス転移点温度の間の温度と
なる４００℃まで冷却させた。この時、上型３１は光学
素子３８から容易に離型した。次に図３（ｅ）に示すよ
うに、上型３１を取り外し、下型３２に残存する光学素
子３８に窒素ガス３９を直接噴射して光学素子３８を急
冷し、下型３２より離型させた。このようにすると、光
学素子３８は容易に下型３２から離型した。最後に、図
３（ｆ）に示すように、光学素子３８を金型から取り出
して光学素子の製造を完了した。取り出した光学素子３
８の光学性能は非常に良好なものであった。
成る下型３２に、ボール状のＳＦ８ガラスから成る光学
素子材料３４を載せ、図２（ａ）に示したような超硬合
金を金型母材として用いた上型３１を、上下型を位置規
制するための胴型３３を用いて組み込んだ。続いて図３
（ｂ）に示すように、この状態の金型を成形機に搬送
し、ヒーター３７を内蔵した上下のプレスヘッド３５及
び３６で挟み込み、上下型３１、３２の両側から加熱
し、金型全体を５３０℃に加熱した。次に図３（ｃ）に
示すように、上プレスヘッド３５を下方に、プレス荷重
９８０Ｎで加圧した。すると図３（ｄ）に示すように、
ＳＦ８ガラスは軟化して変形し、上下型のプレス面形状
が完全に転写され、光学素子３８が形成された。この状
態で、上下プレスヘッド３５、３６のヒーターを切断
し、上下型３１、３２を同一温度勾配で冷却した。全体
の温度が、歪み点温度とガラス転移点温度の間の温度と
なる４００℃まで冷却させた。この時、上型３１は光学
素子３８から容易に離型した。次に図３（ｅ）に示すよ
うに、上型３１を取り外し、下型３２に残存する光学素
子３８に窒素ガス３９を直接噴射して光学素子３８を急
冷し、下型３２より離型させた。このようにすると、光
学素子３８は容易に下型３２から離型した。最後に、図
３（ｆ）に示すように、光学素子３８を金型から取り出
して光学素子の製造を完了した。取り出した光学素子３
８の光学性能は非常に良好なものであった。
【００１９】このように、本実施の形態の製造方法によ
れば、非常に安価なガラスから成る金型（下型）を用い
た場合の課題であった、被成形物と金型の熱膨張率の近
似により、金型から光学素子が離型しないという課題を
解決し、高精度な光学素子を非常に安価に製造できるよ
うになった。
れば、非常に安価なガラスから成る金型（下型）を用い
た場合の課題であった、被成形物と金型の熱膨張率の近
似により、金型から光学素子が離型しないという課題を
解決し、高精度な光学素子を非常に安価に製造できるよ
うになった。
【００２０】なお光学素子３８を急冷するために噴射す
るガスは、窒素ガス３９に限らず、適宜選択することが
できる。好ましくは、不活性ガスを用いる。
るガスは、窒素ガス３９に限らず、適宜選択することが
できる。好ましくは、不活性ガスを用いる。
【００２１】また、サーメットを金型母材２２に用いた
上型３１を使用した場合も、同様の結果が得られた。
上型３１を使用した場合も、同様の結果が得られた。
【００２２】（実施の形態２）次に、図１及び図２に示
した上型及び下型を用いて、ガラスから成る光学素子を
プレス成形する、実施の形態２における製造方法の実施
例について説明する。
した上型及び下型を用いて、ガラスから成る光学素子を
プレス成形する、実施の形態２における製造方法の実施
例について説明する。
【００２３】まず図４（ａ）に示すように、ガラスから
成る下型４２に、ボール状のＳＦ８ガラスから成る光学
素子材料４４を載せ、図２（ａ）の超硬合金を金型母材
２１として用いた上型４１を、上下型を位置規制するた
めの胴型４３を用いて組み込んだ。続いて図４（ｂ）に
示すように、この状態の金型を成形機に搬送し、ヒータ
ー４７を内蔵した上下のプレスヘッド４５及び４６で挟
み込み、上下型の両側から加熱し、金型全体を５３０℃
に加熱した。次に図４（ｃ）に示すように、上プレスヘ
ッド４５を下方に、プレス荷重９８０Ｎで加圧した。す
ると図４（ｄ）に示すように、ＳＦ８ガラスは軟化して
変形し、上下型のプレス面形状に完全に転写して、光学
素子４８が形成された。この状態で、上下プレスヘッド
４５、４６のヒーターを切断し、上下型４１、４２の冷
却勾配を変えて冷却した。上型が４００℃の時、下型の
温度を１８０℃になるようにした。このように上下型４
１、４２に冷却時の温度差を設けると、下型４２から先
に光学素子４８より離型するようになり、続いて、冷却
を続けると上型４１が光学素子４８より離型するように
なった。このようにして、図４（ｅ）に示すように、容
易に光学素子４８が取り出せるようになり、光学素子の
製造を完了した。取り出した光学素子の光学性能は非常
に良好なものであった。
成る下型４２に、ボール状のＳＦ８ガラスから成る光学
素子材料４４を載せ、図２（ａ）の超硬合金を金型母材
２１として用いた上型４１を、上下型を位置規制するた
めの胴型４３を用いて組み込んだ。続いて図４（ｂ）に
示すように、この状態の金型を成形機に搬送し、ヒータ
ー４７を内蔵した上下のプレスヘッド４５及び４６で挟
み込み、上下型の両側から加熱し、金型全体を５３０℃
に加熱した。次に図４（ｃ）に示すように、上プレスヘ
ッド４５を下方に、プレス荷重９８０Ｎで加圧した。す
ると図４（ｄ）に示すように、ＳＦ８ガラスは軟化して
変形し、上下型のプレス面形状に完全に転写して、光学
素子４８が形成された。この状態で、上下プレスヘッド
４５、４６のヒーターを切断し、上下型４１、４２の冷
却勾配を変えて冷却した。上型が４００℃の時、下型の
温度を１８０℃になるようにした。このように上下型４
１、４２に冷却時の温度差を設けると、下型４２から先
に光学素子４８より離型するようになり、続いて、冷却
を続けると上型４１が光学素子４８より離型するように
なった。このようにして、図４（ｅ）に示すように、容
易に光学素子４８が取り出せるようになり、光学素子の
製造を完了した。取り出した光学素子の光学性能は非常
に良好なものであった。
【００２４】このように本実施の形態の製造方法によれ
ば、非常に安価なガラスから成る金型（下型）を用いた
場合の課題であった、被成形物と金型の熱膨張率の近似
により、金型から光学素子が離型しないという課題を解
決し、高精度な光学素子を非常に安価に製造できるよう
になった。
ば、非常に安価なガラスから成る金型（下型）を用いた
場合の課題であった、被成形物と金型の熱膨張率の近似
により、金型から光学素子が離型しないという課題を解
決し、高精度な光学素子を非常に安価に製造できるよう
になった。
【００２５】また、サーメットを金型母材２２に用いた
上型３１を使用した場合も、同様の結果が得られた。
上型３１を使用した場合も、同様の結果が得られた。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、下型がガラス素材から
なる金型母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面
に保護離型膜を形成した金型からなり、上型が超硬合
金、サーメット、セラミックス、石英、等の被成形物よ
りも熱膨張率が２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からな
る金型母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に
保護離型膜を形成した金型からなる構成とすることによ
り、加工時間が短く、金型の製造コストを非常に安価に
できる。しかも、ガラス素材からなる金型母材を光学素
子の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成し
た金型を用いたときの、光学素子が金型から離型しない
という問題を、窒素ガスの噴射、或いは冷却時に上下型
に温度差を設けることにより解決して、容易に金型から
光学素子が離型出来るようにすることができる。
なる金型母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面
に保護離型膜を形成した金型からなり、上型が超硬合
金、サーメット、セラミックス、石英、等の被成形物よ
りも熱膨張率が２０×１０-7／Ｋ以上小さな材料からな
る金型母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に
保護離型膜を形成した金型からなる構成とすることによ
り、加工時間が短く、金型の製造コストを非常に安価に
できる。しかも、ガラス素材からなる金型母材を光学素
子の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成し
た金型を用いたときの、光学素子が金型から離型しない
という問題を、窒素ガスの噴射、或いは冷却時に上下型
に温度差を設けることにより解決して、容易に金型から
光学素子が離型出来るようにすることができる。
【００２７】従って、本発明の金型構成並びに製造方法
により、安価で高精度な光学素子を大量に製造すること
が可能となる。
により、安価で高精度な光学素子を大量に製造すること
が可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態における下型の断面図
【図２】 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形
態における上型の断面図
態における上型の断面図
【図３】 本発明の実施の形態１における光学素子の製
造方法の工程図
造方法の工程図
【図４】 本発明の実施の形態２における光学素子の製
造方法の工程図
造方法の工程図
１１ ガラスからなる金型母材 １２ 保護離型膜 ２１ 超硬合金からなる金型母材 ２２ サーメットからなる金型母材 ２３ 保護離型膜 ３１ ガラスからなる下型 ３２ 超硬合金あるいはサーメットからなる上型 ３３ 胴型 ３４ 光学素子材料（ＳＦ８ガラス） ３５ 上プレスヘッド ３６ 下プレスヘッド ３７ ヒーター ３８ 光学素子 ３９ 窒素ガス ４１ ガラスからなる下型 ４２ 超硬合金あるいはサーメットからなる上型 ４３ 胴型 ４４ 光学素子材料（ＳＦ８ガラス） ４５ 上プレスヘッド ４６ 下プレスヘッド ４７ ヒーター ４８ 光学素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 3/00 Ｇ０２Ｂ 3/00 Ｚ
Claims (6)
- 【請求項１】 加熱軟化したガラスからなる光学素子材
料を所望の形状に押圧成形するために用いる上下一対の
金型において、一方の金型は、ガラス素材からなる金型
母材を光学素子の反転形状に加工したプレス面に保護離
型膜を形成した金型であり、他方の金型は、熱膨張率が
被成形物よりも２０×１０-7／Ｋ以上小さい材料からな
る金型母材を、光学素子の反転形状に加工したプレス面
に保護離型膜を形成した金型であることを特徴とする光
学素子のプレス成形用金型。 - 【請求項２】 他方の金型の金型母材が、超硬合金、サ
ーメット、セラミックス、または石英を用いて形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子のプ
レス成形用金型。 - 【請求項３】 ガラス素材からなる金型母材を光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
金型を下型に用い、前記下型にガラスからなる光学素子
材料を供給した後、前記ガラスよりも熱膨張率が２０×
１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる金型母材を光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
上型と、前記上型及び下型の位置規制のための胴型とを
組合せて、全体を前記光学素子材料が軟化する温度まで
加熱し、前記上下型のプレス面形状を完全に前記光学素
子材料に転写するまで加圧し、次に全体の温度が歪み点
温度とガラス転移点温度の間の温度になるまで冷却させ
た後、先ず上型を取り外し、次に下型の上に残存する成
形された光学素子に冷却用のガスを直接噴射した後、下
型から光学素子を離型させ、成形された光学素子を取り
出すことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項４】 冷却用のガスが窒素ガスである請求項３
に記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項５】 ガラスからなる光学素子材料を光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
金型を下型に用い、前記下型にガラスからなる光学素子
材料を供給した後、前記ガラスよりも熱膨張率が２０×
１０-7／Ｋ以上小さな材料からなる金型母材を光学素子
の反転形状に加工したプレス面に保護離型膜を形成した
上型と、前記上型及び下型の位置規制のための胴型とを
組み合わせて、全体を前記光学素子材料が軟化する温度
まで加熱し、前記上下型のプレス面形状を完全に前記光
学素子材料に転写するまで加圧した後、全体の温度が歪
み点温度からガラス転移点温度の間の温度になるまで冷
却し、その際、前記下型が上型より２００℃以上低い温
度となるように温度差をつけて急冷した後、前記下型か
ら先に前記光学素子材料が成形された光学素子を離型さ
せ、次に前記上型から前記光学素子を取り出すことを特
徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項６】 上型の金型母材が、超硬合金、サーメッ
ト、セラミックス、または石英を用いて形成されている
ことを特徴とする請求項３または５に記載の光学素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272909A JP2002080227A (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272909A JP2002080227A (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002080227A true JP2002080227A (ja) | 2002-03-19 |
Family
ID=18758952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000272909A Pending JP2002080227A (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002080227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091199A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Fujinon Corp | 光学素子用成形型 |
-
2000
- 2000-09-08 JP JP2000272909A patent/JP2002080227A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091199A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Fujinon Corp | 光学素子用成形型 |
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