JP5916101B2 - 光学ガラスの加工方法及び光学ガラスレンズの製造方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献3においても難硝材以外の硝材により形成されたガラス成形体を被研削物として想定しているが、CG加工+ELID研削の手法を用いているため、被研削物が難硝材により形成されたガラス成形体の場合であっても良好な加工品質が得られると考えられる。しかし、非特許文献1に開示された加工条件では、#4000のみの送りでは送り速度fが遅いため、また、#325、#600、および、#4000を用いた場合には多段加工となるために、多くの加工時間を要してしまい、難硝材に対する加工コスト低減を実現することが非常に困難である。
つまり、上述した従来技術では、難硝材により形成されたガラス成形体に対して球面創成加工を行う場合、加工面の品質確保と加工コスト抑制とを両立させることが非常に困難である。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の発明において、前記難硝材は、フツリン酸ガラス、リン酸ガラス、リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラス、または、ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラスのいずれか1つからなることを特徴とする。
本発明の第3の態様は、第1または第2の態様に記載の発明において、前記難硝材は、摩耗度FAが45以上95以下である光学ガラス、または、160以上500以下となる光学ガラスの形成材料となるものであり、前記難硝材以外の硝材は、摩耗度FAが95超160未満となるガラスの形成材料となるものであることを特徴とする。
本発明の第4の態様は、第1、第2または第3の態様に記載の発明において、前記カーブジェネレーティング工程における前記カップ砥石の回転数は18000rpm以上であり、かつ、前記難硝材により形成された前記ガラス成形体と前記カップ砥石の当接可変方向における相対位置移動の送り速度は1.0μm/sec以上で15.0μm/sec以下であることを特徴とする。
本発明の第5の態様は、第1〜第4のいずれか1項に記載の発明において、前記カップ砥石は、前記被研削面を研削する砥粒と、当該砥粒を結合するボンド材を含み、前記砥粒の粒度が#1500〜#4000であることを特徴とする。
本発明の第6の態様は、第1〜第5のいずれか1態様に記載の発明において、前記電解インプロセスドレッシング工程において印加する電圧は、30〜150Vであることを特徴とする。
本発明の第7の態様は、第5の態様に記載の発明において、前記ボンド材は、メタルボンド、または、レジンボンドからなることを特徴とする。
本発明の第8の態様は、第1〜第7のいずれか1態様に記載の発明において、前記カーブジェネレーティング工程は、前記難硝材により形成された前記ガラス成形体が回転テーブルにチャックされた状態で行われ、前記回転テーブルの回転数が1rpm〜100rpmであることを特徴とする。
本発明の第9の態様は、第1〜第8のいずれか1態様に記載の光学ガラスの加工方法を用いて、前記難硝材により形成された前記ガラス成形体から光学ガラスレンズを製造する光学ガラスレンズの製造方法である。
本実施形態では、先ず、球面創成加工の被研削物である難硝材について説明し、次いで、難硝材により形成されたガラス成形体に対する球面創成加工(研削加工)を行う硝材加工装置の構成例、当該硝材加工装置の動作例(研削加工の手順)、および、本実施形態における効果について、順に説明する。
本実施形態において球面創成加工の被研削物を形成する難硝材は、光学ガラスのガラス材料の一種に相当するが、他種のガラス材料(すなわち難硝材以外)とは異なり、レンズ製造工程におけるレンズ加工プロセス上で何らかの工夫を必要とするガラス材料である。そのため、難硝材は、ガラス成形体を形成した場合に当該ガラス成形体に対する加工時に傷が発生しやすい性質、または、加工がし難い性質を有するガラス材料と捉えることができる。
難硝材により形成される被研削物(ガラス成形体)は、難硝材以外の硝材により形成されるガラスに比べると、加工困難性を有している。ここでいう加工困難性には、柔らかく傷が付きやすいという性質(以下に記載するガラスのうち、フツリン酸ガラス、リン酸ガラス、および、リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラス)や、硬過ぎて加工が進み難い性質(以下に記載するガラスのうち、ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラス)が含まれる。このような加工困難性を有していることから、難硝材により形成される被研削物(ガラス成形体)は、その加工困難性に対応するために何らかの工夫を必要とするのである。なお、硬過ぎて加工が進み難いガラスを加工する場合には、通常粗い砥石(例えば#270)を使う必要があり、かえって大きい傷の原因になる。
上述した説明では、難硝材以外の硝材に関し、日本光学硝子工業会により指定された標準試料を例に挙げて、ガラスの性質について説明した。ただし、本発明における「難硝材」は、これに限定されるものではなく、ガラス成形体となった場合に、摩耗度FAが45以上95以下である光学ガラス、または、160以上500以下となるものである。これに対して、難硝材以外の硝材とは、ガラス成形体となった場合に、摩耗度FAが95超160未満となるものを意味している。このような範囲の摩耗度FAとなるガラス成形体の形成材料に対して、本発明を適用することができる。
具体的には、フツリン酸ガラスとして、カチオン%表示にて、P5+;3〜50%、Al3+;5〜40%、Mg2+;0〜10%、Ca2+;0〜30%、Sr2+;0〜30%、Ba2+;0〜40%、Li+;0〜30%、Y3+;0〜10%、La3+;0〜10%、を含有し、アニオン%表示にて、F−;20〜95%、O2−;5〜80%を含有する光学ガラスが挙げられる。また、フツリン酸ガラスにおける摩耗度(FA)は、380〜500を有することが好ましく、より好ましくは400〜460とするのがよい。
具体的には、リン酸ガラスとして、質量%表示で、P2O5;18〜70%、B2O3;1〜35%、Al2O3;0〜8%、Li2O;0〜20%(ただし、0%を除く)、Na2O;0〜18%、K2O;0〜15%、MgO;1〜25%、CaO;0〜18%(ただし、MgO+CaO>4%)、SrO;0〜20%、BaO;1〜40%、ZnO;0〜14%、Gd2O3;0〜18%、Sb2O3;0〜1%を含有する光学ガラスが挙げられる。また、リン酸ガラスにおける摩耗度(FA)は、250〜350を有することが好ましく、より好ましくは270〜310とするのがよい。
具体的には、リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラスとして、モル%表示で、P2O5;10〜45%、Nb2O5;3〜35%、Li2O;2〜35%、TiO2;0〜25%、WO3;0〜20%、Bi2O3;0〜40%、B2O3;0〜20%、BaO;0〜25%、ZnO;0〜25%、Na2O;0〜50%、K2O;0〜20%、Al2O3;0〜15%、SiO2;0〜15%、(ただし、WO3、TiO2、Bi2O3およびNb2O5の合計量が10%以上65%未満)を含有する光学ガラスが挙げられる。また、リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラスにおける摩耗度(FA)は、150〜300を有することが好ましく、より好ましくは160〜290とするのがよい。
具体的には、ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラスとして、モル%表示で、SiO2;0〜50%、B2O3;5〜70%、Li2O;0〜20%、Na2O;0〜10%、K2O;0〜10%、ZnO;1〜50%、CaO:0〜10%、BaO:0〜10%、SrO:0〜10%、MgO:0〜10%、La2O3;5〜50%、Gd2O3;0〜22%、Yb2O3;0〜10%、Nb2O5;0〜15%、WO3;0〜20%、TiO2;0〜40%、Bi2O3;0〜20%、ZrO2;0〜15%、Ta2O5;0〜20%、GeO2;0〜10%を含有する光学ガラスが挙げられる。また、ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラスにおける摩耗度(FA)は、45〜95を有することが好ましく、より好ましくは50〜80とするのがよい。
また、リン酸ガラスについては、その具体例としてPCD4(HOYA株式会社製、nd=1.61800、νd=63.40)、および、PCD51(HOYA株式会社製、nd=1.59349、νd=67.00)が挙げられる。
また、リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラスについては、その具体例として、E-FDS1(HOYA株式会社製、nd=1.92286、νd=20.88)、FDS18(HOYA株式会社製、nd=1.94595、νd=17.98)、FDS90(HOYA株式会社製、nd=1.84666、νd=23.78)が挙げられる。
また、ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラスについては、その具体例として、TAFD25(HOYA株式会社製、nd=1.90366、νd=31.32)、TAFD35(HOYA株式会社製、nd=1.91082、νd=35.25)、TAFD40(HOYA株式会社製、nd=2.00069、νd=25.46)が挙げられる。
摩耗度(FA)=(m/d)/(m0/d0)×100 ・・・(1)式
ここで、dは試料の比重であり、d0は標準試料の比重である。
次に、難硝材により形成されたガラス成形体に対して球面創成加工を行う硝材加工装置の構成例を説明する。
図1は、硝材加工装置の構成例を模式的に示す説明図である。
また、カップ砥石3は、電動モータ等の図示せぬ駆動源により回転駆動されるように構成されている。カップ砥石3の回転軸は、回転テーブル2の回転軸に対して角度αをなす線上に位置している。この角度αは作製する球面レンズの曲率によって1対1で決まるものであり、レンズの曲率に合わせて角度αを決めた後、原則的にはその角度αを維持したまま連続加工される。複数のレンズ形状に対応可能なように、角度αについては、図示せぬ揺動機構により、所定の範囲(例えば0°〜60°)で可変させ得るようになっている。
さらに、カップ砥石3は、図示せぬ移動機構により、当該カップ砥石3の送り方向に沿って、回転テーブル2との相対位置を可変させ得るように構成されている。「送り方向」とは、難硝材製のプレス品10と砥粒部3aとの当接圧を可変させる方向のことをいう。送り方向の相対位置可変のための移動機構は、電動モータや送りねじ等の公知技術を利用して構成すればよい。なお、移動機構は、回転テーブル2とカップ砥石3との相対位置を可変させ得るものであれば、カップ砥石3ではなく回転テーブル2を移動させるものであってもよい。
次に、上述した構成の硝材加工装置1の動作例を説明する。
ここでは、光学ガラスレンズの製造方法に、上述した構成の硝材加工装置1を用いる場合を例に挙げる。
ここで、上述した構成の硝材加工装置1の動作例の説明に先立ち、光学ガラスレンズの製造方法の概要について簡単に説明する。
このようなプレス品を利用する場合には、以下に述べるような手順で、光学ガラスレンズの製造が行われる。
図2は、光学ガラスレンズの製造方法の製造手順の一例を示すフロー図である。
光学ガラスレンズの製造にあたっては、先ず、所望の光学特性を有した光学ガラスが得られるように、当該光学ガラスを構成する上述の組成物を、上述した所定割合で調合して、当該光学ガラスの基になるガラス材料(すなわち難硝材)を得る(S1)。ここでいうガラス材料とは、バッチと呼ばれる金属酸化物や無機酸化物などからなる粉体、および/又は、バッチを一度粗熔解して冷却することにより得られるカレットを意味し、多くの場合はバッチを指す。
その後は、上述したステップS1で得られたガラス材料を、熔融炉内に投入して熔融(熔解)し、清澄(脱泡含む)して、均質化された熔融ガラス(すなわち、バッチが熔融した状態のガラス)をガラス流出パイプの流出口から流出する。
そして、例えばRP品を用いる場合であれば、パイプから流出した熔融ガラスを鋳型上で水平方向へ取り出す。鋳型から取り出した熔融ガラスは、連続式アニール炉内へと水平移動し、炉内でアニールされる。これは、冷却後のガラスに歪等が残らないように窒素などの不活性ガス雰囲気中で徐冷する工程である。これにより、熔融ガラスを成形したガラス成形体が得られる(S3)。アニール後、所望の長さでガラス成形体から分離されたものが、所定形状のEバー(板状のガラス体)となる(S4A)。その後は、連続するガラス成形体から分離したEバー(板状のガラス)を、カットピースと呼ばれる例えば立方体状の複数のガラス片に分割し、研削あるいは研磨などの冷間加工を行う(立方体の面取りや重量バラツキを整える)工程があり、その工程を経て所定形状・所定体積にすることで、リヒートプレス成形用のガラス素材を得る。このようにして得られたリヒートプレス成形用ガラス素材を加熱して軟化した状態で成形型を用いてプレス成形することにより、光学ガラスレンズの製造するための素材となるRP品を得る(S5A)。このとき、リヒートプレス成形用ガラス素材は、予め加熱したものを成形型に供給してもよく(非等温プレス成形)、また、成形型に供給した後、成形型と共に加熱してプレスしてもよい(等温プレス成形)。
一方、例えばDP品を用いる場合であれば、熔融ガラス塊を回転テーブルに配置された下型上に供給し、上型と下型により熔融ガラス塊を所望の形状となるようにプレス成形する(S3,S4B,S5B)。このとき、下型上に供給(キャスト)される熔融ガラス塊が下型との接触により急激に冷却されてプレス成形不能にならないように下型の温度は調整されている。下型温度は熔融ガラスの温度よりも低いので、キャストからプレス成形、そして成形されたガラス成形体(DP品、レンズブランク)がプレス成形型から取り出される(テイクアウト)まで、ガラスと下型の接触面からガラス成形品のもつ熱量が奪われて行く。さらに、プレス成形時においても、上型の温度は調整されているものの、一般に熔融ガラスの温度よりも低いので、上型が熔融ガラス塊あるいはプレス成形品に触れている間は、上型によっても、熔融ガラス塊およびガラス成形品のもつ熱量が奪われていく。なお、熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離する際には、得ようとするガラス塊の重量により自然滴下してもよく、或いは熱融着しないように冷却された一対のシアブレードを用いて熔融ガラスを挟んで切断し、熔融ガラス塊を得ることができる。この他に熔融ガラスの切断方法として、下型をガラス流出パイプの流出口の下方に上昇させて熔融ガラスを受け、所定重量に達した後、下型を熔融ガラスの流下速度より速い速度で降下させることにより熔融ガラスを切断する降下切断法を採用してもよい。このDP品に関する説明において、熔融ガラスはバッチが熔融した状態のガラスの呼称であり、熔融ガラス流はパイプから流下する熔融ガラスであり、熔融ガラス塊は熔融ガラス流から分離(滴下または切断)したガラスの塊であり、ガラス成形体はプレス後のガラス品(すなわちDP品)を意味している。なお、上述の説明においては、下型上に熔融ガラス塊を供給し、熔融ガラス塊と下型とが接触する例について説明したが、下型に熔融ガラス塊を浮上させるためのガス孔が形成された浮上成形型を採用し、熔融ガラス塊を浮上した状態でプレス成形することができる。
以上のような手順を経てRP品またはDP品を得た後は、RP品またはDP品に対して、所望形状のレンズ表面を得るための研削加工を行う(S6)。研削加工は、例えば、粗研削を行う粗研削工程(S6a)と、精研削を行う精研削工程(S6b)とを、順に経て行う。粗研削工程(S6a)は、表面粗さ等の研削面の品位よりも加工能率を優先して実行する研削工程であり、例えば砥石の粒度表示の番手が#600未満、さらに具体的には#325程度のカップ砥石を用いて実行する研削工程である。一方、精研削工程(S6b)は、主として形状精度と表面状態を整えるために実行する研削工程であり、例えば砥石の粒度表示の番手が#600以上、さらに具体的には#1500〜#4000程度のカップ砥石を用いて実行する研削工程である。
研削工程(S6,S6a,S6b)を経てRP品またはDP品のレンズ表面となる部分を球面形状に研削した後は、その研削品に対して、研削加工後のレンズ表面の傷を除去する、または、レンズ表面の表面粗さをより小さくする研磨処理を行う(S7)。以上のような一連の手順を経て、レンズ表面が球面形状に加工された光学ガラスレンズ(球面レンズ)が製造されるのである(S8)。
ところで、本実施形態においては、上述した手順とは異なり、以下に述べるような手順で、光学ガラスレンズの製造を行うことも考えられる。
図3は、光学ガラスレンズの製造方法の製造手順の他の例を示すフロー図である。
続いて、硝材加工装置1における動作例を説明する。
硝材加工装置1は、上述した研削加工(S6)を行う際に、被研削物である難硝材製のプレス品(RP品またはDP品)10に対して球面創成加工を行う。
CG加工工程は、難硝材製のプレス品10に対してCG加工を行って、当該プレス品10の被加工面(すなわちレンズ表面となる部分)を球面形状に研削する工程である。
ELID工程は、CG加工工程の実行中に、カップ砥石3に対してELID研削法による電解ドレッシングを行う工程である。
ELID研削法では、電圧印加によって、先ず、砥粒部3aの結合材3bが電解され、適度なダイヤモンド砥粒3cの突出が得られる(図4(a)参照)。この間に、電解溶出した結合材3bが一部不導体化されて砥石端面に堆積して不導体被膜3dを形成するため、電解電流が自動的に低下する。このときが初期ドレッシング完了となる(図4(b)参照)。この状態で実際に研削を実行すると、砥石端面の不導体被膜3dが被研削物の表面(すなわち難硝材製の被加工面)と接触して摩擦により剥離除去されていき、またこれと同時にダイヤモンド砥粒3cが被研削物を研削し始めて砥粒摩耗が生じる(図4(c)参照)。すると、砥石端面の絶縁性が低下して、電解電流が回復する。これにより、摩耗したダイヤモンド砥粒3c間の不導体被膜3dが薄くなった部分から電解溶出が再開され(図4(d)参照)、再びダイヤモンド砥粒3cの突出が得られることになる(図4(b)参照)。
次に、硝材加工装置1が上述したCG加工工程およびELID工程を実行する際の加工条件について説明する。
本実施形態で説明した硝材加工装置1、当該硝材加工装置1が実行する光学ガラスの加工方法、および、当該光学ガラスの加工方法を用いて行う光学ガラスレンズの製造方法によれば、以下に述べる効果が得られる。
本実施形態では、CG加工工程の実行中にELID工程を実行する。そのため、ELID工程による目立て(電解ドレッシング)の作用により、カップ砥石3の砥粒部3aは、ダイヤモンド砥粒が結合材から突出した状態を十分に維持し得るもの、すなわちいわゆる刃が立ったものとなる。しかも、カップ砥石3は、難硝材以外の硝材により形成されるガラス成形体の場合よりも高速で回転駆動されている。したがって、難硝材により形成されるガラス成形体の被加工面(すなわちレンズ表面となる部分)からみれば、ELID作用により刃が立った状態のダイヤモンド砥粒が、難硝材以外の硝材により形成されるガラス成形体に対する加工条件の場合よりも単位時間当たり多く擦り付けられることになる。これにより、難硝材により形成されるガラス成形体の被加工面は、削り残しがなく良好に削られた状態となる。また、削り残しが生じないことから、カップ砥石3による研削加工の際の抵抗を低減させることにもなる。これらのことが相俟って、すなわちELID工程を実行しつつカップ砥石3を高速回転させることで、難硝材により形成されるガラス成形体の被加工面は、当該難硝材により形成されるガラス成形体が柔らかく傷が付きやすいという加工困難性を有していても、レンズに適した品質の加工面となる。
さらに、本実施形態では、回転テーブル2とカップ砥石3との送り方向における相対位置移動の送り速度が、難硝材以外の硝材により形成されるガラス成形体に対する場合よりも高く設定されている。つまり、単位時間当たりの相対位置移動の送り量が、難硝材以外の硝材により形成されるガラス成形体に対する場合よりも大きい。一般的には、送り量が大きいと、加工面に傷が入り易くなる。ところが、本実施形態では、カップ砥石3を高速で回転駆動している。したがって、相対位置移動の送り量を大きくすることが可能となり、また送り量を大きくした場合であっても難硝材により形成されるガラス成形体の加工面に傷が入るのを抑制できるのである。このように、単位時間当たりの相対位置移動の送り量を大きくすれば、研削加工に要する時間の短縮が実現可能となり、これに伴って難硝材により形成されるガラス成形体に対する研削加工の効率も向上させることができる。故に、難硝材により形成されるガラス成形体に対する加工コスト増大の抑制が実現可能となる。
例えば、本実施形態では、RP品またはDP品といったプレス品10に対して、研削加工(S6)において球面創成加工を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明は、「バッチ(ガラス原料)」である「難硝材」を、熔融し、清澄、均質化させ、冷却または成形して得られる「ガラス成形体」であれば、Eバー(板状のガラス体)や浮上成形により成形されたガラス素材(ゴブやプリフォーム)等といったプレス品10以外のものであっても、これらを被研削物として適用することが可能である。なお、ゴブやプリフォームを成形する際、プレス成形を行うことにより製造したガラス成形体を被研削物としてもよい。
図5〜図8は、本発明の実施例1〜実施例15における加工条件を示す説明図である。また、図9は、本発明の比較例1〜比較例3における加工条件を示す説明図である。
実施例1では、難硝材であるFCD1(HOYA株式会社製、nd=1.49700、νd=81.61)により形成されたプレス品に対して球面創成加工を行い、レンズ径35.8mm、表面曲率半径44.72mmの光学ガラスレンズ(球面レンズ)を製造した。球面創成加工は、粗研削工程と精研削工程とを纏めた一つの研削工程において、CG加工工程の実行中にELID工程を実行することによって行った。CG加工工程は、カップ径40mm、砥石番手#2000のカップ砥石3を用い、カップ砥石3の回転軸をα=14°傾けた状態で、以下に述べる加工条件で行った。すなわち、カップ砥石3の回転数を20000rpm、送り速度を2μm/secとした。なお、回転テーブル2の回転数は50rpm、電圧印加部6による印加電圧は150Vとした。また、研削液供給部5が供給する導電性研削液としては、シミロンCG−7(大同化学工業株式会社製)を用いた。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.18μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、50秒であった。
実施例2では、上述した実施例1の場合とは、カップ砥石3の回転数および送り速度が異なる。実施例2では、カップ砥石3の回転数を30000rpm、送り速度を5μm/secとした。他の条件は、実施例1の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.20μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、25秒であった。
実施例3では、上述した実施例1の場合とは、カップ砥石3の送り速度が異なる。実施例3では、カップ砥石3の送り速度を1μm/secとした。他の条件は、実施例1の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.60μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、90秒であった。
実施例4では、上述した実施例1の場合とは、カップ砥石3の送り速度および砥石番手が異なる。実施例4では、カップ砥石3の送り速度を10μm/sec、砥石番手を#1500とした。他の条件は、実施例1の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.22μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、20秒であった。
実施例5では、上述した実施例4の場合とは、カップ砥石3の送り速度が異なる。実施例5では、カップ砥石3の送り速度を15μm/secとした。他の条件は、実施例4の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.27μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、20秒であった。
実施例6では、上述した実施例4の場合とは、カップ砥石3の送り速度およびボンド材の材質が異なる。実施例6では、カップ砥石3の送り速度を2μm/sec、ボンド材の材質をメタルボンドではなくレジンボンドとした。他の条件は、実施例4の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.16μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、50秒であった。
実施例7では、上述した実施例3の場合とは、カップ砥石3の回転数が異なる。実施例2では、カップ砥石3の回転数を18000rpmとした。他の条件は、実施例3の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.87μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、90秒であった。
実施例8では、上述した実施例4の場合とは、難硝材の種類およびカップ砥石3の送り速度が異なる。実施例8では、研削対象物をE-FDS1(HOYA株式会社製、nd=1.92286、νd=20.88)、カップ砥石3の送り速度を5μm/secとした。他の条件は、実施例4の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.08μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、25秒であった。
実施例9では、上述した実施例8の場合とは、難硝材の種類が異なる。実施例9では、研削対象物をFDS18(HOYA株式会社製、nd=1.94595、νd=17.98)とした。他の条件は、実施例8の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.05μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、25秒であった。
実施例10では、上述した実施例8の場合とは、難硝材の種類が異なる。実施例10では、研削対象物をFDS90(HOYA株式会社製、nd=1.84666、νd=23.78)とした。他の条件は、実施例8の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.50μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、25秒であった。
実施例11では、上述した実施例8の場合とは、難硝材の種類およびカップ砥石3の送り速度が異なる。実施例11では、研削対象物をPCD4(HOYA株式会社製、nd=1.61800、νd=63.40)、カップ砥石3の送り速度を4μm/secとした。他の条件は、実施例8の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.56μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、30秒であった。
実施例12では、上述した実施例11の場合とは、カップ砥石3の送り速度および砥石番手が異なる。実施例12では、カップ砥石3の送り速度を3μm/sec、石番手を#2000とした。他の条件は、実施例11の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.30μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、40秒であった。
実施例13では、上述した実施例8の場合とは、難硝材の種類およびカップ砥石3の送り速度が異なる。実施例13では、研削対象物をTAFD25(HOYA株式会社製、nd=1.90366、νd=31.32)、カップ砥石3の送り速度を8μm/secとした。他の条件は、実施例8の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.40μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、20秒であった。
実施例14では、上述した実施例13の場合とは、難硝材の種類が異なる。実施例14では、研削対象物をTAFD35(HOYA株式会社製、nd=1.91082、νd=35.25)とした。他の条件は、実施例13の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.19μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、20秒であった。
実施例15では、上述した実施例13の場合とは、難硝材の種類が異なる。実施例15では、研削対象物をTAFD40(HOYA株式会社製、nd=2.00069、νd=25.46)とした。他の条件は、実施例13の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが0.49μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、20秒であった。
比較例1では、上述した実施例3の場合とは、カップ砥石3の回転数が異なる。比較例1では、カップ砥石3の回転数を15000rpmとした。他の条件は、実施例3の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが1.34μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、90秒であった。
比較例2では、上述した実施例3の場合とは、カップ砥石3の回転数が異なる。比較例2では、カップ砥石3の回転数を6000rpmとした。他の条件は、実施例3の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが2.1μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、90秒であった。
比較例3では、上述した実施例3の場合とは、カップ砥石3の回転数および送り速度が異なる。比較例3では、カップ砥石3の回転数を6000rpm、送り速度を0.5μm/secとした。他の条件は、実施例3の場合と同様である。
以上の加工条件で球面創成加工を行った結果、加工後における難硝材により形成されたレンズのレンズ表面は、表面粗さRzが1.3μmであった。また、削り代を80μmとした場合の加工時間は、170秒であった。
以上に挙げた実施例1〜15および比較例1〜3の結果を勘案すると、研削加工後に加工面の表面粗さRzを1μm以下とするためには、難硝材により形成されたガラス成形体に対する加工条件につき、カップ砥石3の回転数を18000rpm以上、送り速度を1.0μm/sec以上15.0μm/sec以下、砥粒の粒度の番手を#1500〜#4000、印加電圧を30〜150V、ボンド材をメタルボンドまたはレジンボンドのいずれか、回転テーブルの回転数を1rpm〜100rpmとすればよいことがわかる。
2…回転テーブル
2a…チャック部
3…カップ砥石
3a…砥粒部
3b…結合材
3c…ダイヤモンド砥粒
3d…不導体被膜
4…電極
5…研削液供給部
6…電圧印加部
7…動作コントローラ
10…難硝材のプレス品
Claims (8)
- 光学ガラスである難硝材により形成されるガラス成形体に対し、回転駆動されるカップ砥石を当接させて、当該ガラス成形体の被加工面を球面形状に研削するカーブジェネレーティング工程と、
前記カーブジェネレーティング工程の実行中に、前記カップ砥石と当該カップ砥石の対向電極との間に導電性研削液を供給しつつ電圧を印加して、前記カップ砥石に対する電解ドレッシングを行う電解インプロセスドレッシング工程と、を備え、
前記カーブジェネレーティング工程は、前記カップ砥石の回転数、または、前記カップ砥石の回転数および前記ガラス成形体と前記カップ砥石の当接圧可変方向における相対位置移動の送り速度の両方が、前記難硝材以外の硝材により形成されるガラス成形体に対して研削を行う場合よりも高く設定されており、
前記カーブジェネレーティング工程における前記カップ砥石の回転数は18000rpm以上であり、かつ、前記難硝材により形成される前記ガラス成形体と前記カップ砥石の当接可変方向における相対位置移動の送り速度は1.0μm/sec以上で15.0μm/sec以下である
ことを特徴とする光学ガラスの加工方法。 - 前記難硝材は、フツリン酸ガラス、リン酸ガラス、リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラス、または、ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラスのいずれか1つの形成材料となるものである
ことを特徴とする請求項1記載の光学ガラスの加工方法。 - 前記難硝材は、摩耗度FAが45以上95以下である光学ガラス、または、160以上500以下となる光学ガラスの形成材料となるものであり、
前記難硝材以外の硝材は、摩耗度FAが95超160未満となるガラスの形成材料となるものである
ことを特徴とする請求項1または2記載の光学ガラスの加工方法。 - 前記カップ砥石は、前記被研削面を研削する砥粒と、当該砥粒を結合するボンド材を含み、
前記砥粒の粒度が#1500〜#4000である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学ガラスの加工方法。 - 前記電解インプロセスドレッシング工程において印加する電圧は、30〜150Vである
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学ガラスの加工方法。 - 前記ボンド材は、メタルボンド、または、レジンボンドからなる
ことを特徴とする請求項4記載の光学ガラスの加工方法。 - 前記カーブジェネレーティング工程は、前記難硝材により形成される前記ガラス成形体が回転テーブルにチャックされた状態で行われ、前記回転テーブルの回転数が1rpm〜100rpmである
ことを特徴とする請求項1〜6記載の光学ガラスの加工方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学ガラスの加工方法を用いて、前記難硝材により形成される前記ガラス成形体から光学ガラスレンズを製造する光学ガラスレンズの製造方法。
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