JP5916102B2 - Optical glass grinding method and optical glass lens manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラスの研削加工方法及び光学ガラスレンズの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical glass grinding method and an optical glass lens manufacturing method.
カメラなどの光学機器に使用される光学ガラスレンズ(以下、単にレンズとも呼ぶ。)は、所望の光学的特性を有する硝材から製造された光学ガラスを、研削加工し、さらに研磨加工をすることで得ることができる。 An optical glass lens (hereinafter also simply referred to as a lens) used in an optical device such as a camera is obtained by grinding and further polishing an optical glass produced from a glass material having desired optical characteristics. Can be obtained.
このうち研削加工は、粗さなど被研削面の品位よりも加工能率を優先する加工工程である粗研削加工を行ってから、形状精度と表面状態を整える加工工程である精研削加工を行うという2段階の工程を必要としている。具体的には、以下に示すような研削加工法が考案されている。 Among these, grinding is to perform rough grinding, which is a processing process that prioritizes processing efficiency over the quality of the surface to be ground, such as roughness, and then to fine grinding, which is a process that adjusts shape accuracy and surface condition. A two-step process is required. Specifically, the following grinding methods have been devised.
例えば、特許文献1では、球面創成機(以下CG)を用いて、粗研削工程を行い、続いて同じくCGによる精研削工程を行うことでレンズの研削工程を実行している。
For example, in
また、特許文献2では、球面レンズの粗加工方式として広く知られている、カップ砥石を使用したミル・グラインディング加工により球面を粗加工する研削法に、導電性砥石を用い、この砥石を電解ドレッシングしながら被加工物(ワーク)を研削加工する電解インプロセスドレッシング研削法(ELID:Electrolytic In-process Dressing)を適用する手法が開示されている。
In
また、特許文献3には、CG加工による研削手法が開示されている。
光学ガラスレンズは、様々な手法によって製造されるが、研削加工、研磨加工により減少する分をなるべく少なくし加工時間の短縮によるコスト削減を図るために、最終的に生産する光学ガラスレンズに近似させた形状を有するプレス品を用いることが多い。 Optical glass lenses are manufactured by various methods, but in order to reduce the amount of reduction due to grinding and polishing processes as much as possible and to reduce costs by shortening the processing time, they are approximated to the optical glass lenses that are finally produced. In many cases, press products having different shapes are used.
プレス品は、熔融した硝材(この場合は熔融ガラスの状態)を下型上にキャストし、キャストされた熔融ガラス塊を上型および下型を用いてプレスすることで製造されるDP(Direct Press)品や、所定形状に予備成形したガラス素材を加熱し軟化させて金型でプレスすることで製造されるRP(Reheat Press)品などの光学ガラスの総称である。 A pressed product is produced by casting a molten glass material (in this case, in the state of molten glass) onto a lower mold, and pressing the cast molten glass lump using the upper mold and the lower mold. ) And optical glass such as RP (Reheat Press) manufactured by heating and softening a glass material preformed into a predetermined shape and pressing it with a mold.
RP品は、製品(ガラス素材)の屈折率を測定してから再加熱、軟化させてプレスするため屈折率の正確性に優れている。一方、DP品は、ガラス材料となる硝材を熔融し、熔融した熔融ガラスを熱くて軟らかいうちに、そのまま型でプレスしたもので、外形、肉厚などの寸法精度に優れている。 The RP product is excellent in the accuracy of the refractive index because it is measured by measuring the refractive index of the product (glass material) and then reheating, softening and pressing. On the other hand, the DP product is obtained by melting a glass material as a glass material and pressing the molten glass as it is while it is hot and soft, and is excellent in dimensional accuracy such as an outer shape and a wall thickness.
このような光学ガラスのプレス品は、ガラス材料となる硝材を一旦熔融させてから形成しているため被研削面が大変滑らかであり滑りやすくなっている。したがって、このような光学ガラスのプレス品を研削加工する場合には、被研削面に対してまずは砥石の研削性を持続させる必要がある。つまり、砥石の選択が大変重要になる。 Such a pressed product of optical glass is formed after once melting a glass material as a glass material, so that the surface to be ground is very smooth and slippery. Therefore, when grinding such an optical glass press product, it is necessary to first maintain the grindability of the grindstone with respect to the surface to be ground. In other words, the selection of the grindstone is very important.
光学ガラスのプレス品を研削加工する場合、例えば、精研削加工用の砥粒を有する砥石を用いても、被研削面に対して砥石研削力の持続性を得られないため研削をすることができない。そこで、通常、当業者は、粗研削加工用の砥粒、例えば、粒度表示♯325などの砥粒を有する砥石を選択し、粗研削加工を最初に実行することになる。
When grinding a pressed product of optical glass, for example, even if a grindstone having abrasive grains for fine grinding is used, grinding cannot be performed because the sustainability of the grinding wheel grinding force cannot be obtained on the surface to be ground. Can not. Therefore, a person skilled in the art usually selects a grindstone having abrasive grains for coarse grinding, for example, abrasive grains such as grain
つまり、光学ガラスのプレス品を研削加工する場合においても、まず粗研削加工用の砥粒を有する砥石により粗研削加工を実行する必要があり、その後、精研削加工用の砥粒を有する砥石により精研削加工を実行するという、特許文献1でも開示されている2段階の研削加工工程を経る必要がある。
In other words, even when grinding a pressed product of optical glass, it is necessary to first perform coarse grinding with a grindstone having coarse abrasive grains, and then with a grindstone having fine grinding grains. It is necessary to go through a two-stage grinding process disclosed in
ところで、特許文献2においては、光学ガラスの一種であるBK7(ボロシリケートクラウンガラス、日本光学硝子工業会規格JOGIS−10に基づいて測定した摩耗度が118)に対して、粒度表示♯325、♯600、♯4000の3種類の砥石を使用し、粗加工(粗研削加工)と仕上げ加工(精研削加工)とに分けた多段研削加工を行っている。つまり、特許文献2においても、上述した特許文献1と同様に2段階の研削加工工程を経ている。
Incidentally, in
このように、光学ガラスの研磨加工の前段に実行される研削加工において、被研削面の品質を確保するためには、粗研削加工と精研削加工という2段階の工程が必須である。したがって、研磨に至るまでの研削加工に要する時間が必然的に増加してしまうことから、生産効率の低下を招来し、生産コストを増大させてしまうといった問題があった。 Thus, in the grinding process performed before the polishing process of the optical glass, in order to ensure the quality of the surface to be ground, the two-stage process of the rough grinding process and the fine grinding process is essential. Accordingly, the time required for the grinding process until polishing is inevitably increased, which causes a problem that the production efficiency is lowered and the production cost is increased.
特に、光学ガラスのプレス品を研削加工する場合には、物理的に粗研削加工が必要であることから、従来においては、これ以上の生産効率の向上を図ることは困難であった。 In particular, when grinding a pressed product of optical glass, since rough grinding is physically required, it has been difficult to improve the production efficiency further.
そこで、本発明は、上述した問題を解決するために案出されたものであり、光学ガラスのプレス品に対して、品質を低減させることなく(被研削面の品質確保)、低コスト(加工コストの抑制)で研削加工を実行することができる光学ガラスの研削加工方法及び光学ガラスレンズの製造方法を提供するものである。 Therefore, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and does not reduce the quality (ensure the quality of the surface to be ground) and is low in cost (processing) with respect to optical glass press products. The present invention provides a method for grinding optical glass and a method for producing an optical glass lens, which can perform grinding processing with reduced cost).
本発明の第1の態様は、光学ガラスを所定形状にプレス成形したプレス品を準備する準備工程と、粗研削加工前の被研削面を有するプレス品に対して精研削加工用の研削面を有する導電性のカップ砥石を当接させて回転駆動させることで精研削を行う研削工程と、前記研削工程時に、前記カップ砥石の研削面と対向する位置に配設された電極と前記カップ砥石との間に導電性研削液を供給しながら、前記電極と前記カップ砥石間に所定の電圧を印加することをで、前記研削面の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ることを特徴とする光学ガラスの研削加工方法である。
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、前記準備工程は、所定形状に予備成形したガラス成形体を加熱することにより軟化させた後、成形型を用いて当該ガラス成形体をプレス成形することにより前記光学ガラスのプレス品を作製する工程であることを特徴とする。
本発明の第3の態様は、第1の態様に記載の発明において、前記準備工程は、所望の光学特性を有する光学ガラスを得られるように調整されたガラス原料を熔融させて熔融ガラスを得た後、当該熔融ガラスをパイプの流出口から成形型に供給し、当該成形型を用いてプレス成形することにより前記光学ガラスのプレス品を作製する工程であることを特徴とする。
本発明の第4の態様は、第2または第3の態様に記載の発明において、前記光学ガラスのプレス品は、前記被研削面の表面粗さRzが2.0μm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態様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#2000〜#8000であることを特徴とする。
本発明の第6の態様は、第5の態様に記載の発明において、前記砥粒の平均粒子径は1.0〜10.0μm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、前記研削工程における前記カップ砥石の回転数は、18000rpm以上30000rpm以下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態様に記載の発明において、前記研削工程における前記光学ガラスのプレス品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15.0μm/sec以下であることを特徴とする。
本発明の第10の態様は、第1〜第9のいずれか1態様に記載の発明において、前記光学ガラスのプレス品は、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11の態様は、第1〜第10のいずれか1態様に記載の光学ガラスの研削加工方法を用いて、前記光学ガラスのプレス品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。
According to a first aspect of the present invention, a preparatory step for preparing a press product obtained by press-molding optical glass into a predetermined shape, and a grinding surface for fine grinding with respect to a press product having a surface to be ground before rough grinding are provided. A grinding step of performing precise grinding by contacting and rotating a conductive cup grindstone, and an electrode disposed at a position facing the grinding surface of the cup grindstone during the grinding step, and the cup grindstone An electrolytic in-process dressing step of dressing the ground surface by applying a predetermined voltage between the electrode and the cup grindstone while supplying a conductive grinding liquid between This is a grinding method for optical glass.
According to a second aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, in the preparation step, the glass forming body preliminarily formed into a predetermined shape is softened by heating, and then the glass is formed using a forming die. It is a step of producing a pressed product of the optical glass by press-molding a molded body.
According to a third aspect of the present invention, in the invention described in the first aspect, in the preparation step, a glass raw material adjusted so as to obtain an optical glass having desired optical characteristics is melted to obtain a molten glass. Thereafter, the molten glass is supplied from a pipe outlet to a forming die, and is press-formed using the forming die, thereby producing a pressed product of the optical glass.
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention described in the second or third aspect, the optical glass press product has a surface roughness Rz of the ground surface of 2.0 μm or less. To do.
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the cup grindstone includes an abrasive that grinds the ground surface and a bond material that bonds the abrasive. And the grain size of the abrasive grains is # 2000 to # 8000.
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention described in the fifth aspect, the average particle diameter of the abrasive grains is 1.0 to 10.0 μm.
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention described in the fifth aspect, the bond material is made of a metal bond or a resin bond.
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the rotational speed of the cup grindstone in the grinding step is 18000 rpm or more and 30000 rpm or less.
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the relative position movement feed in the contact variable direction of the pressed product of the optical glass and the cup grindstone in the grinding step. The speed is 1.0 μm / sec or more and 15.0 μm / sec or less.
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention described in any one of the first to ninth aspects, the optical glass press is made of fluorophosphate glass, phosphate glass, niobium phosphate-containing high refractive index and high refractive index. It consists of any one of dispersion glass or high refractive index low dispersion glass containing lanthanum borate.
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an optical glass lens for producing an optical glass lens from the optical glass press using the optical glass grinding method according to any one of the first to tenth aspects. Is the method.
本発明によれば、光学ガラスのプレス品に対して、品質を低減させることなく低コストで研削加工を実行することを可能とする。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to perform a grinding process at low cost, without reducing quality with respect to the press goods of optical glass.
以下、本発明の形態について図面を用いて説明をする。
本実施の形態においては、光学ガラス研削装置を用いた光学ガラスの研削加工方法及び光学ガラスレンズの製造方法について次の順序で説明を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, an optical glass grinding method and an optical glass lens manufacturing method using an optical glass grinding apparatus will be described in the following order.
1.被研削物についての説明
2.光学ガラス研削装置の構成
3.光学ガラス研削装置の動作例
4.本実施の形態の効果
1. 1. Explanation of
<1.被研削物についての説明>
本実施の形態における研削加工の被研削物は、最終的なレンズ形状に近似させた形状を有するプレス品である。プレス品は、プレス品を成形するために予備成形されたガラス素材を加熱、軟化させ、成形型内でプレスすることで得られるリヒートプレス(以下「RP」と略す。)品と、熔融した熔融ガラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離して、その熔融ガラス塊を金型でプレスすることで得られるダイレクトプレス(以下「DP」と略す。)品とがあり、研削加工、研磨加工による減少分をなるべく少なくし加工時間の短縮によるコスト削減を図るために用いることが多い。RP品は、製品の屈折率を測定してから再加熱軟化させてプレスするため屈折率の正確性に優れている。一方、DP品は、ガラス材料となる硝材を熔融し、清澄、均質化させた熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、熔融ガラス塊が高温で軟らかいうちに、そのまま型でプレスしたもので、外形、肉厚などの寸法精度に優れている。なお、プレス品は、RP品とDP品のいずれについても、その表面粗さRzが2.0μm以下になる。
<1. Explanation of work piece>
The object to be ground in the present embodiment is a press product having a shape approximated to the final lens shape. The press product is a reheat press (hereinafter abbreviated as “RP”) product obtained by heating and softening a pre-formed glass material to form a press product and pressing it in a mold, and a molten melt. There is a direct press (hereinafter abbreviated as “DP”) product that is obtained by separating a molten glass lump of a predetermined weight from glass and pressing the molten glass lump with a mold. Reduction by grinding and polishing It is often used to reduce the cost as much as possible and to reduce the cost by shortening the processing time. The RP product is excellent in the accuracy of the refractive index because it is measured after the refractive index of the product is measured and then softened again by heating and then pressed. On the other hand, the DP product is a glass material that is melted, separated from the glass melt that has been clarified and homogenized, and then pressed into a mold while the glass melt is soft at high temperatures. Excellent in dimensional accuracy such as wall thickness. Note that the surface roughness Rz of the pressed product is 2.0 μm or less for both the RP product and the DP product.
プレス品の基になる硝材(ガラス材料)としては、例えば光学ガラスのガラス材料の一種である難硝材が挙げられる。難硝材は、他種のガラス材料の(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、難硝材は加工時に傷が発生しやすい性質を有するガラスと捉えることができる。
このような性質の難硝材は、例えば、後述する摩耗度(FA)を基準にすることで、難硝材以外の硝材と区分することができる。ここでは、一例として後述する摩耗度(FA)を測定する際に日本光学硝子工業会により指定された標準試料(難硝材以外の硝材であり、摩耗度FA=100)を用いて摩耗度を測定した場合について説明する。難硝材により形成される被研削物(ガラス成形体)は、例えば、標準試料の被研削物(ガラス成形体)に比べて、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)、すなわち加工困難性を有していることから、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。
上述の説明において、難硝材以外の硝材として標準試料を例に挙げ、ガラスの性質について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明における「難硝材」とは摩耗度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であり、難硝材以外の硝材とは摩耗度FAが95超160未満となる光学ガラスを意味している。このような範囲のガラスに本発明を適用することができる。
Examples of the glass material (glass material) on which the press product is based include, for example, a hardly glass material that is a kind of glass material of optical glass. Unlike a glass material of another type (that is, other than a difficult glass material), the difficult glass material is a glass material that requires some device in the lens processing process in the lens manufacturing process. Therefore, the difficult glass material can be regarded as glass having a property that scratches are easily generated during processing.
The difficult glass material having such properties can be distinguished from glass materials other than the difficult glass material, for example, based on the degree of wear (FA) described later. Here, as an example, when measuring the degree of wear (FA), which will be described later, the degree of wear is measured using a standard sample specified by the Japan Optical Glass Industry Association (a glass material other than a difficult glass material, with a degree of wear of FA = 100). The case will be described. An object to be ground (glass molded body) formed of a difficult glass material is softer and more easily scratched than a standard sample object to be ground (glass molded body). Acid glass, phosphate glass, and high refractive index high dispersion glass containing niobium phosphate) and properties that are too hard to process easily (among the glasses described below, lanthanum borate-containing high refractive index low dispersion glass) ) That is, since it has processing difficulty, some device is required to cope with the processing difficulty. When processing glass that is too hard and difficult to process, it is usually necessary to use a rough grindstone (for example, # 270), which causes large scratches.
In the above description, the standard sample is exemplified as a glass material other than the difficult glass material, and the properties of the glass have been described. However, the present invention is not limited to this, and the “hard glass material” in the present invention has an abrasion degree FA of 45 or more. An optical glass that is 95 or less, or an optical glass that is 160 or more and 500 or less, and a glass material other than a difficult glass material means an optical glass having an abrasion degree FA of more than 95 and less than 160. The present invention can be applied to such a range of glass.
このような難硝材からなるガラスの具体例としては、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が挙げられる。つまり、ここで例に挙げたガラスの形成材料となるものを、本明細書では「難硝材」として定義する。本実施形態では、これらフツリン酸ガラス、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一つのガラスにより形成されたものを、球面創成加工の被研削物(ガラス成形体)とする。 Specific examples of the glass made of such a difficult glass material include fluorophosphate glass, phosphate glass, niobium phosphate-containing high-refractive index high-dispersion glass, or lanthanum borate-containing high-refractive index low-dispersion glass. That is, the glass forming material mentioned here is defined as “hard glass” in this specification. In the present embodiment, a glass made of any one of these fluorophosphate glass, phosphate glass, high refractive index and high dispersion glass containing niobium phosphate, or high refractive index and low dispersion glass containing lanthanum borate is used. The object to be ground (glass molded body) for spherical surface creation processing.
フツリン酸ガラスは、低屈折率低分散ガラスであり、以下のような構成を有している。フツリン酸ガラスは、必須カチオン成分としてP5+、Al3+およびアルカリ土類金属イオンを含むとともに、必須アニオン成分としてF−およびO2−を含む光学ガラスであって、屈折率(nd)が1.45以上で、アッベ数(νd)が65以上という光学特性を有する光学ガラスである。特に、P5+は3〜50カチオン%、Al3+は3〜40カチオン%を含むことが好ましい。また、F−は20〜95アニオン%を含み、O2−は5〜80アニオン%とすることが好ましく、F−とO2−の合計含有量が100アニオン%とすることが好ましい。また、アルカリ土類金属イオンとしては、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+からなる群から選ばれる少なくとも1種以上を含むことが好ましい。さらに、フツリン酸塩ガラスの揮発性、侵蝕性を抑制する上から、P5+の含有量に対するO2−の含有量のモル比O2−/P5+を3.5以上にすることが望ましい。
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。
Fluorophosphate glass is a low refractive index and low dispersion glass, and has the following configuration. Fluorophosphate glass is an optical glass containing P 5+ , Al 3+ and alkaline earth metal ions as essential cation components and F − and O 2− as essential anion components, and having a refractive index (nd) of 1. It is an optical glass having optical characteristics of 45 or more and an Abbe number (νd) of 65 or more. In particular, P 5+ preferably contains 3 to 50 cation%, and
Specifically, as fluorophosphate glass, P 5+ ; 3-50%, Al 3+ ; 5-40%, Mg 2+ ; 0-10%, Ca 2+ ; 0-30%, Sr 2+ in terms of cation%. ; 0~30%, Ba 2+; 0~40 %, Li +; 0~30%,
リン酸ガラスは、低分散ガラスであり、以下のような構成を有している。リン酸ガラスは、必須成分としてP2O5、B2O3、Li2O、MgO、CaOおよびBaOを含み、屈折率(nd)が1.50〜1.70、アッベ数(νd)が60〜70という光学特性を有する光学ガラスである。
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。
Phosphate glass is a low-dispersion glass and has the following configuration. Phosphate glass contains P 2 O 5 , B 2 O 3 , Li 2 O, MgO, CaO and BaO as essential components, and has a refractive index (nd) of 1.50 to 1.70 and an Abbe number (νd) of It is an optical glass having optical characteristics of 60 to 70.
Specifically, as phosphate glass, P 2 O 5 ; 18 to 70%, B 2 O 3 ; 1 to 35%, Al 2 O 3 ; 0 to 8%, Li 2 O; 20% (excluding 0%), Na 2 O; 0~18%, K 2 O; 0~15%, MgO; 1~25%, CaO; 0~18% ( provided that MgO + CaO> 4% ), SrO; 0~20%, BaO ; 1~40%, ZnO; 0~14%, Gd 2
リン酸ニオブ含有の高屈折率高分散ガラスは、W、Ti、BiおよびNbからなる易還元成分を少なくとも一種含有する光学ガラスからなり、これらの易還元成分の含有量の合計が5〜60モル%であり、屈折率(nd)が1.80以上で、アッベ数(νd)が30以下という光学特性を有する光学ガラスである。
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。
Niobium phosphate-containing high-refractive index high-dispersion glass is composed of optical glass containing at least one kind of easily-reducing component consisting of W, Ti, Bi and Nb, and the total content of these easily-reducing components is 5 to 60 mol. %, The refractive index (nd) is 1.80 or more, and the Abbe number (νd) is 30 or less.
Specifically, as a high refractive index and high dispersion glass containing niobium phosphate, in terms of mol%, P 2 O 5 ; 10 to 45%, Nb 2 O 5 ; 3 to 35%, Li 2 O; 2 to 35 %, TiO 2; 0~25%, WO 3; 0~20%, Bi 2
ホウ酸ランタン含有高屈折率低分散ガラスは、W、Ti、Bi、Nbからなる易還元成分を少なくとも一種含有するほか、必須成分としてB2O3、La2O3、ZnOを含む光学ガラスであって、屈折率(nd)が1.8以上、アッベ数(νd)が25〜50という光学特性を有する光学ガラスである。この光学ガラスにおいて、B2O3はガラスのネットワーク構成のために必須の成分であり、La2O3は高屈折率、低分散特性を付与するために必須の成分であって、両成分が共存することにより、ガラスの安定性がより一層向上する。
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。
The lanthanum borate-containing high-refractive index low-dispersion glass is an optical glass containing at least one easy-reducing component composed of W, Ti, Bi, and Nb and containing B 2 O 3 , La 2 O 3 , and ZnO as essential components. In this optical glass, the refractive index (nd) is 1.8 or more and the Abbe number (νd) is 25 to 50. In this optical glass, B 2 O 3 is an essential component for the glass network configuration, and La 2 O 3 is an essential component for imparting a high refractive index and low dispersion characteristics. By coexisting, the stability of the glass is further improved.
Specifically, as a high refractive index low dispersion glass containing lanthanum borate, expressed in mol%, SiO 2 = 0 to 50%, B 2 O 3 ; 5 to 70%, Li 2 O; 0 to 20%, Na 2 O; 0~10%, K 2 O; 0~10%, ZnO; 1~50%, CaO: 0~10%, BaO: 0~10%, SrO: 0~10%, MgO: 0~10 %, La 2 O 3; 5~50 %, Gd 2
このような難硝材からなるガラスのうち、フツリン酸ガラスについては、その具体例としてFCD1(HOYA株式会社製、nd=1.49700、νd=81.61)が挙げられる。ここで例に挙げたFCD1は、例えばヌープ硬さHk≦350N/mm2で磨耗度FA≧400という機械的性質を有している。したがって、難硝材以外の硝材により形成される光学ガラス(例えばHk≧500N/mm2、FA≦200)に比べると柔らかく加工の際に傷が付きやすいという特徴がある。
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。
Among the glass made of such a difficult glass material, FCD1 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.490000, νd = 81.61) is given as a specific example of the fluorophosphate glass. The
Specific examples of the phosphate glass include PCD4 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.61800, νd = 63.40) and PCD51 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.59349, νd = 67.00).
As specific examples of high refractive index and high dispersion glass containing niobium phosphate, E-FDS1 (manufactured by HOYA, nd = 1.92286, νd = 20.88), FDS18 (manufactured by HOYA, nd = 1.94595, νd = 17.98), FDS90 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.84666, νd = 23.78).
As specific examples of lanthanum borate-containing high refractive index and low dispersion glass, TAFD25 (manufactured by HOYA, nd = 1.90366, νd = 31.32), TAFD35 (manufactured by HOYA, nd = 1.91082, νd = 35.25) ), TAFD40 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 2.00069, νd = 25.46).
なお、上述の摩耗度(FA)は、日本光学硝子工業会規格JOGIS-10に基づいて測定している。その測定方法は、測定面積が9cm2の試料を、水平に毎分60回転する鋳鉄製平面皿の中心より80mmの定位置に保持し、平均粒径20μmのアルミナ砥粒10gに水20mlを添加したラップ駅を5分間一様に供給し、9.807Nの荷重をかけてラップする。ラップ前後の試料質量を秤量して摩耗質量mを求める。同様にして、日本光学硝子工業会で指定された標準試料)の摩耗質量m0を測定し、次式により摩耗度(FA)を算出した。
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。
In addition, the above-mentioned abrasion degree (FA) is measured based on Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-10. The measurement method is to hold a sample with a measurement area of 9 cm 2 at a fixed position of 80 mm from the center of a flat plate made of cast iron that rotates horizontally 60 minutes per minute, and add 20 ml of water to 10 g of alumina abrasive grains having an average particle diameter of 20 μm. The supplied lap station is supplied uniformly for 5 minutes and lap is applied with a load of 9.807N. The sample mass before and after the lapping is weighed to determine the wear mass m. Similarly, the wear mass m 0 of a standard sample designated by the Japan Optical Glass Industry Association was measured, and the degree of wear (FA) was calculated by the following equation.
Degree of wear (FA) = (m / d) / (m 0 / d 0 ) × 100 (1) where d is the specific gravity of the sample, and d 0 is the specific gravity of the standard sample.
<2.光学ガラス研削装置の構成>
図1は、光学ガラスのプレス品を研削加工する光学ガラス研削装置1の概略構成例について説明するための模式的な図である。
<2. Configuration of optical glass grinding machine>
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration example of an optical
図1に示す光学ガラス研削装置1は、一般に研削加工の粗研削加工にて球面に研削する際に用いられるカーブ・ジェネレーター(CG:Curve Generator)によるカーブジェネレーティング加工研削法(以下「CG加工工程」という)対して、電解インプロセスドレッシング(ELID:Electrolytic In-process Dressing)による電解インプロセスドレッシング研削法(以下「ELID工程」という)を適用した装置構成となっている。なお、「CG加工工程」、「ELID工程」については、後で詳細に説明をする。
An optical
図1に示すように、本実施の形態で説明する光学ガラス研削装置1は、回転テーブル2と、カップ砥石3と、電極4と、研削液供給部5と、電圧印加部6と、動作コントローラ7とを備えている。
As shown in FIG. 1, an optical
このような光学ガラス研削装置1は、動作コントローラ7の制御に応じて、ELID工程によるELIDサイクルによりカップ砥石3の研削面のドレッシング(目立て)を自動的に実行しながら、GG加工工程によってカップ砥石3による光学ガラスのプレス品10の被研削面を球面形状へと研削していくことができる。
Such an optical
なお、図1に示す光学ガラス研削装置1は、いわゆる縦型であり、凸面を研削するカーブ・ジェネレーターに対して、電解インプロセスドレッシング研削法を適用した装置構成を示している。図1に示す光学ガラス研削装置1は、いわゆる横型としてもよいし、凹面を研削するカーブ・ジェネレーターに対して、電解インプロセスドレッシング研削法を適用するようにしてもよい。
The optical
回転テーブル2は、被研削物である光学ガラスのプレス品10を保持するチャック部2aを有している。このチャック部2aは、プレス品10を保持した状態で図示しない駆動源により回転駆動されるように構成されている。チャック部2aによるプレス品10の保持は、真空吸着または固定治具利用等の公知技術を用いて行えばよい。また、回転テーブル2を回転駆動する駆動源についても、電動モータ等といった公知のものを用いればよい。
The
カップ砥石3は、カップ状(開放端を有する円筒状)に形成されており、開放端が回転テーブル2のチャック部2aと対向するように配されるとともに、チャック部2aと対向する側の端面付近に研削面である砥粒部3aが設けられている。
The
つまり、カップ砥石3は、回転テーブル2のチャック部2aに保持された光学ガラス製のプレス品10に対して、砥粒部3aを当接させ得るように構成されている。
That is, the
砥粒部3aは、ダイヤモンド砥粒を鋳鉄や青銅等の金属材料からなる結合材(ボンド材)で固めたものである。結合材として金属材料を用いることで、カップ砥石3は、導電性を有したメタルボンド砥石として機能するようになっている。ただし、導電性を有していれば、レジンボンド砥石であってもよい。
The
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。
The
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、光学ガラスのプレス品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。
Furthermore, the
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。
The moving mechanism may move the rotary table 2 instead of the
電極4は、カップ砥石3の砥粒部3aと所定の隙間(例えば0.1〜0.3mm、好ましくは0.2mm程度)を隔てて対向するように配されたものである。
The
研削液供給部5は、カップ砥石3の砥粒部3aと電極4との間、および、カップ砥石3の砥粒部3aと被研削物である光学ガラス製のプレス品10との間に、導電性研削液を供給するものである。
The grinding
導電性研削液は、砥粒部3aと電極4との間の電気抵抗を低減させる機能を有するものであればよい。具体的には、導電性研削液として、ある程度の電気伝導度(例えば1300〜1800μS/cm、好ましくは1500〜1600μS/cm程度)を有したELID研削用の水溶性研削液を用いることが考えられる。
The conductive grinding liquid only needs to have a function of reducing the electrical resistance between the
電圧印加部6は、メタルボンド砥石であるカップ砥石3を陽極(プラス)とし、これに対向する電極4を陰極(マイナス)として、これらの極間に直流パルス電圧を印加するものである。
The
そのため、電圧印加部6は、所定の直流パルス電圧を発生させるELID電源6aと、カップ砥石3の回転軸に摺動しながら接触する給電ブラシ6bと、ELID電源6aと給電ブラシ6bとの間およびELID電源6aと電極4との間を接続する電流供給ライン6cとを備えて構成されている。
Therefore, the
動作コントローラ7は、上述した各部2〜6の動作を制御するものである。この動作コントローラ7の制御によって、少なくとも、カップ砥石3の回転数と、回転テーブル2とカップ砥石3の送り方向における相対位置移動の送り速度とが、詳細を後述するように設定されるようになっている。
The
<3.光学ガラス研削装置の動作例>
次に、上述した構成の光学ガラス研削装置1の動作例について説明をする。
ここでは、光学ガラスレンズの製造方法に、上述した構成の光学ガラス研削装置1を用いる場合を例に挙げる。
<3. Example of operation of optical glass grinding machine>
Next, an operation example of the optical
Here, a case where the optical
(一般的な製造手順)
一般に、光学ガラスレンズは、例えば、プレス品といったガラス成形体に対して、粗研削を行う粗研削加工工程、精研削を行う精研削加工工程を順に実行することでガラス成形体のレンズ表面となる被研削面を球面形状に研削し、さらに、この被研削面に対して研磨を行う研磨加工工程を実行することで製造される。
(General manufacturing procedure)
In general, an optical glass lens, for example, becomes a lens surface of a glass molded body by sequentially performing a rough grinding process for performing rough grinding and a fine grinding process for performing precise grinding on a glass molded body such as a press product. It is manufactured by grinding a surface to be ground into a spherical shape and further performing a polishing process for polishing the surface to be ground.
図2は、一般的な光学ガラスレンズの製造手順の一例を示すフロー図である。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of a procedure for manufacturing a general optical glass lens.
(S1;バッチの調整・混合)
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。
(S1: Batch adjustment / mixing)
In the production of the optical glass lens, first, the above-mentioned composition constituting the optical glass is prepared at the above-described predetermined ratio so that an optical glass having desired optical characteristics is obtained. A base glass material (that is, a difficult glass material) is obtained (S1). Glass material here means powder made of metal oxide or inorganic oxide called batch, and / or cullet obtained by roughly melting and cooling the batch once, in many cases Refers to batch.
(S2;ガラスの溶融・清澄)
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。
(S2: Glass melting / clarification)
Thereafter, the glass material obtained in step S1 described above is put into a melting furnace, melted (melted), refined (including defoaming), and homogenized molten glass (that is, the batch melted). Glass) is discharged from the outlet of the glass outlet pipe.
(S3;ガラスの成形〜S5A;RP品)
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)。
(S3: Glass molding to S5A; RP product)
For example, when using an RP product, the molten glass flowing out from the pipe is taken out in the horizontal direction on the mold. The molten glass taken out from the mold moves horizontally into the continuous annealing furnace and is annealed in the furnace. This is a step of gradual cooling in an inert gas atmosphere such as nitrogen so that no strain or the like remains in the cooled glass. Thereby, the glass molded object which shape | molded the molten glass is obtained (S3). After annealing, what is separated from the glass molded body with a desired length becomes an E-bar (plate-shaped glass body) having a predetermined shape (S4A). After that, the E-bar (plate glass) separated from the continuous glass molded body is divided into a plurality of cubic glass pieces called cut pieces, for example, and subjected to cold processing such as grinding or polishing (cubic processing). There is a process for adjusting chamfering and weight variation), and a glass material for reheat press molding is obtained by making the process into a predetermined shape and a predetermined volume. The reheat press-molded glass material thus obtained is heated and softened and then press-molded using a mold to obtain an RP product as a material for producing an optical glass lens (S5A). . At this time, the reheat press-molding glass material may be supplied with a pre-heated glass material (non-isothermal press molding), or may be supplied to the mold and then heated and pressed together with the mold. Good (isothermal press molding).
(S3;ガラスの成形〜S5B;DP品)
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(N2ガスなどの不活性ガス)を通す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。
(S3: Glass molding to S5B; DP product)
On the other hand, for example, in the case of using a DP product, the molten glass lump is supplied onto a lower mold arranged on a rotary table, and the molten glass lump is press-molded into a desired shape by the upper mold and the lower mold ( S3, S4B, S5B). At this time, the temperature of the lower mold is adjusted so that the molten glass lump supplied (cast) onto the lower mold is rapidly cooled by contact with the lower mold and cannot be press-molded. Since the lower mold temperature is lower than the temperature of the molten glass, the glass and lower mold are in contact until the molded glass molded product (DP product, lens blank) is taken out from the press mold (takeout). The amount of heat of the glass molded product is taken away from the surface. Furthermore, although the temperature of the upper mold is adjusted at the time of press molding, it is generally lower than the temperature of the molten glass. Therefore, while the upper mold is in contact with the molten glass lump or the press molded product, the upper mold is also used. The amount of heat possessed by the molten glass lump and the glass molded product is deprived. When the molten glass lump is separated from the molten glass stream, it may be dropped spontaneously depending on the weight of the glass lump to be obtained, or it is melted using a pair of shear blades cooled so as not to be thermally fused. It can cut | disconnect on both sides of glass and can obtain a molten glass lump. In addition to this, as a method for cutting molten glass, the lower mold is raised below the outlet of the glass outflow pipe to receive the molten glass, and after reaching a predetermined weight, the lower mold is lowered at a speed higher than the flowing speed of the molten glass. You may employ | adopt the fall cutting method which cut | disconnects a molten glass by making it. In the description of the DP product, the molten glass is the name of the glass in a molten state of the batch, the molten glass flow is the molten glass flowing down from the pipe, and the molten glass lump is separated (dropped or cut) from the molten glass flow. It is a lump of glass, and the glass molded body means a glass product after pressing (that is, a DP product). In the above description, the example in which the molten glass lump is supplied onto the lower mold and the molten glass lump contacts the lower mold has been described. However, the gas (N2 gas) for floating the molten glass lump on the lower mold is described. It is possible to press mold in a state where the molten glass lump is floated by using a floating mold in which a gas hole for passing an inert gas) is formed.
(S6;RP品・DP品研削)
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〜#8000程度のカップ砥石を用いて実行する研削工程である。
(S6: RP / DP product grinding)
After obtaining the RP product or DP product through the above procedure, the RP product or DP product is ground to obtain a lens surface having a desired shape (S6). The grinding process is performed, for example, through a rough grinding step (S6a) for performing rough grinding and a fine grinding step (S6b) for performing fine grinding in this order. The rough grinding step (S6a) is a grinding step that is performed with priority given to the processing efficiency over the quality of the ground surface such as surface roughness. For example, the count of the grindstone particle size is less than # 600, more specifically, # It is a grinding process executed using a cup grindstone of about 325. On the other hand, the fine grinding step (S6b) is a grinding step executed mainly for adjusting the shape accuracy and the surface condition. For example, the grindstone particle size display count is # 600 or more, more specifically, about # 1500 to # 8000. It is a grinding process performed using a cup grindstone.
(S7;研削品を研磨)
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)。
(S7: Polishing the ground product)
After grinding the portion to be the lens surface of the RP product or DP product through the grinding process (S6, S6a, S6b) into a spherical shape, the scratches on the lens surface after grinding are removed from the ground product. Alternatively, a polishing process for reducing the surface roughness of the lens surface is performed (S7). Through a series of procedures as described above, an optical glass lens (spherical lens) whose lens surface is processed into a spherical shape is manufactured (S8).
(本実施の形態における製造手順)
以上に説明した光学ガラスレンズの一般的な製造手順に対し、本実施の形態では、粗研削加工工程、精研削加工工程というように研削加工工程を2段階に実行するのではなく、上述した構成の光学ガラス研削装置1により、精研削加工用の複数の砥粒によって形成された研削面である砥粒部3aを有するカップ砥石3を用いて、1段階のみの研削加工工程にて、結果的に粗研削加工工程と、精研削加工工程とを同時に実行することができる。
(Manufacturing procedure in the present embodiment)
In contrast to the general manufacturing procedure of the optical glass lens described above, in the present embodiment, the grinding process is not performed in two stages as in the rough grinding process and the fine grinding process, but the configuration described above is used. With the optical
図3は、本実施の形態における光学ガラスレンズの製造手順の一例を示すフロー図である。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of the manufacturing procedure of the optical glass lens in the present embodiment.
図3に示す製造手順は、RP品またはDP品に対する研削加工(S6)が、上述した一般的な製造手順の場合とは異なる。上述した図2に示す一般的な製造手順の場合は、粗研削工程(S6a)と精研削工程(S6b)とを段階的に行っている。これに対して、図3に示す製造手順の場合は、粗研削工程(S6a)を経ずに、いきなり精研削工程(S6b)を行っている。つまり、研削加工(S6)において、粗研削工程(S6a)を省いている。これは、本実施の形態で説明する光学ガラス研削装置1によれば、詳細を後述するように、ELID研削法による電解ドレッシングを行うため、CG加工を実行しながらカップ砥石3に対する目立てを行うことができ、効率的に研削加工を行うことができるからである。さらには、本実施形態で説明する光学ガラス研削装置1によれば、後述するように加工面の品質確保と加工コスト抑制との両立が実現可能であり、粗研削前の硝材成形品に対して短い研削時間で精研削後の加工品質が得られるようになるからである。
The manufacturing procedure shown in FIG. 3 is different from the general manufacturing procedure described above in the grinding process (S6) for the RP product or the DP product. In the case of the general manufacturing procedure shown in FIG. 2 described above, the rough grinding step (S6a) and the fine grinding step (S6b) are performed in stages. On the other hand, in the manufacturing procedure shown in FIG. 3, the fine grinding step (S6b) is suddenly performed without going through the rough grinding step (S6a). That is, in the grinding process (S6), the rough grinding process (S6a) is omitted. This is because, according to the optical
(光学ガラス研削装置の動作例の詳細)
続いて、光学ガラス研削装置1における動作例を説明する。
光学ガラス研削装置1は、上述した工程中において、被研削物である光学ガラス(難硝材製)のプレス品(RP品またはDP品)10に対して研削加工を行う。
(Details of operation example of optical glass grinding machine)
Then, the operation example in the optical
The optical
光学ガラス研削装置1が行う研削加工は、上述したCG加工工程に対して、ELID工程が適用される。以下、これらの各工程について順に説明する。
The ELID process is applied to the above-described CG processing process in the grinding process performed by the optical
(CG加工工程)
CG加工工程は、難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10に対してCG加工を行って、当該プレス品10の被研削面(すなわち、滑らかな熔融面)を球面形状に研削する工程である。
(CG machining process)
The CG processing step is a step of performing CG processing on an optical
まず、CG加工工程では、被研削物である光学ガラス(難硝材製)のプレス品10を、回転テーブル2のチャック部2aに保持させる。次に、動作コントローラ7からの制御指示により、揺動機構を動作させてカップ砥石3の回転軸を、研削するレンズ表面の曲率に対応した角度αを有し、かつ、砥粒部3aとレンズ表面との接触箇所がレンズ光軸上に存在することになる位置に固定する。
First, in the CG processing step, a pressed
このような状態で、動作コントローラ7からの制御指示により、回転テーブル2を所定の回転数で回転駆動させるとともに、カップ砥石3を回転テーブル2とは別の所定の回転数で回転駆動させる。
In this state, according to a control instruction from the
そして、動作コントローラ7からの制御指示により移動機構を動作させて、回転テーブル2のチャック部2aに保持された光学ガラスのプレス品10に対してカップ砥石3の砥粒部3aを当接させるとともに、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を所定の送り速度で可変させる。
Then, the moving mechanism is operated in accordance with a control instruction from the
以上の動作を行うことで、CG加工工程では、回転テーブル2の回転によるカップ砥石3の公転と、カップ砥石3の回転による当該カップ砥石3の自転とにより、光学ガラスのプレス品10に対するCG加工を行う。
By performing the above operation, in the CG processing step, the CG processing for the
つまり、難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10において、砥粒のひっかかりのない面である被研削面に対し、回転駆動されるカップ砥石3の研削面である砥粒部3aを当接させることで、この被研削面を球面形状に研削する。
That is, in the optical
(ELID工程)
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 process)
The ELID step is a step of performing electrolytic dressing by the ELID grinding method on the
したがって、ELID工程では、少なくとも難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10へのカップ砥石3の当接開始から当該カップ砥石3による研削終了までの間、動作コントローラ7が研削液供給部5および電圧印加部6に対して以下のような制御指示を与える。
Therefore, in the ELID process, at least from the start of contact of the
すなわち、研削液供給部5は、動作コントローラ7からの制御指示に従い、カップ砥石3の砥粒部3aと電極4との間、および、カップ砥石3の砥粒部3aと被研削物である光学ガラスのプレス品10との間に、導電性研削液を供給する。
That is, the grinding
また、電圧印加部6は、動作コントローラ7からの制御指示に従い、ELID電源6aに所定の直流パルス電圧を発生させる。
The
以上の動作を行うことで、ELID工程では、電圧印加部6の電流供給ライン6cおよび給電ブラシ6bを通じて、カップ砥石3と電極4との間に直流パルス電圧を印加することになり、これによりカップ砥石3の研削面である砥粒部3aに対して自動的に目立て(電解ドレッシング)を行うのである。
By performing the above operation, in the ELID process, a direct-current pulse voltage is applied between the
つまり、CG加工工程の実行中に、カップ砥石3と電極4との間に導電性研削液を供給しつつ電圧を印加して、カップ砥石3に対する電解ドレッシングを行う。
That is, during the execution of the CG processing step, a voltage is applied while supplying a conductive grinding liquid between the
図4は、ELID研削法による電解ドレッシングのメカニズムを示す説明図である。
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。このタイミングにおいて初期ドレッシング完了となる(図4(b)参照)。
FIG. 4 is an explanatory view showing a mechanism of electrolytic dressing by the ELID grinding method.
In the ELID grinding method, first, by applying a voltage, the binding
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(すなわち難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10の被研削面)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)。
When grinding is actually performed in this state, the
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が薄くなった箇所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)。
Then, the insulating property of the grindstone end face is lowered and the electrolytic current is recovered. As a result, electrolytic elution is resumed from the point where the
(本実施の形態における加工条件)
次に、光学ガラス研削装置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。
(Processing conditions in the present embodiment)
Next, processing conditions when the optical
光学ガラス研削装置1は、粗研削加工を経ずに精研削加工だけを実行することが困難である光学ガラス(難硝材製)のプレス品10を被研削物とする。したがって、既に説明したように、プレス品10を想定した従来の加工条件では、被研削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。
The optical
そこで、光学ガラス研削装置1は、以下に述べる加工条件で、難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10に対する加工、すなわち上述したCG加工工程およびELID工程を実行する。かかる加工条件は、従来の技術常識にはない発想による本願発明者らの知見に基づくものである。
Therefore, the optical
難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10に対する加工条件は、CG加工工程において、カップ砥石3の回転数と、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とが、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を実行する場合よりも高く設定されている、というものである。これらの加工条件は、動作コントローラ7からの制御指示として、カップ砥石3の回転駆動源や移動機構等に対して与えられる。
The processing conditions for the pressed
具体的には、カップ砥石3の回転数については、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を実行する場合の回転数である10000rpm(rotation per minute)以下(例えば特許文献3参照)という条件に対して、これよりも高回転数である18000rpm以上という条件に設定する。回転数の上限値は、カップ砥石3の回転軸受部の許容回転数内(すなわち装置の機械的仕様の範囲内)であればよい。ただし、ELID工程の際に供給する導電性研削液の膜切れが生じてしまうのを回避すべく、例えば40000rpm程度を上限とすることも考えられる。つまり、カップ砥石3の回転数は、18000rpm以上40000rpm以下、好ましくは20000rpm〜30000rpm程度に設定する。
Specifically, the rotational speed of the
また、回転テーブル2とカップ砥石3との相対位置移動の送り速度については、1.0μm/sec以上15.0μm/sec以下であればよく、好ましくは2.0μm/sec以上15.0μm/sec以下という条件に設定する。
Further, the feed speed of the relative position movement between the rotary table 2 and the
他の加工条件については、難硝材以外の硝材により形成される光学ガラスに対して研削を行う場合と同様で構わない。例えば、回転テーブル2の回転数であれば、1〜100rpmという条件であればよく、好ましくは50rpm程度という条件に設定することが考えられる。また、例えば、電圧印加部6による印加電圧については、30〜150Vという条件であればよく、好ましくは150V程度という条件に設定することが考えられる。
Other processing conditions may be the same as in the case of grinding an optical glass formed of a glass material other than the difficult glass material. For example, if it is the rotation speed of the
なお、本実施の形態では、以上に説明した加工条件を採用しつつ、CG加工工程の実行中にELID工程を実行し、カップ砥石3の砥粒部3aに対して自動的に目立て(電解ドレッシング)を行う。
In the present embodiment, the ELID process is executed during the execution of the CG processing process while adopting the processing conditions described above, and the
したがって、本実施の形態では、カップ砥石3の砥粒部3aの砥粒径について、粗いものから細かいものへ段階的に遷移させるといった手法ではなく、はじめから精研削加工用の砥粒径(例えば、砥粒の粒度の番手が#1500〜#8000であり、好ましくは粒度表示#2000、平均粒径1μm〜5μm)を用いて研削加工を行うこと、すなわち研削加工(S6)において、粗研削工程(S6a)を経ずに、いきなり精研削工程(S6b)を行うことが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the abrasive grain size of the
つまり、粗研削加工前の被研削面に対して、粗研削工程と精研削工程とで2段階に研削加工を行うのではなく、はじめから精研削加工用の複数の砥粒によって形成された研削面である砥粒部3aを有するカップ砥石3を用いて研削加工を行うのである。
In other words, the surface to be ground before the rough grinding process is not formed in two stages by the rough grinding process and the fine grinding process, but is formed from a plurality of abrasive grains for fine grinding from the beginning. Grinding is performed using a
このように、精研削加工用の砥粒部3aを有するカップ砥石3を用い、ELID工程を併用すれば、常に目立てを行うことが可能となるため、難硝材により形成される光学ガラスのプレス品10を研削加工する場合であっても、被研削面に対して砥石研削力の持続性が得られ、研削加工を行うことが可能となり、その結果として被研削面の品質確保を実現する上で非常に好適なものとなる。
As described above, if the
<4.本実施の形態の効果>
本実施の形態で説明した光学ガラス研削装置1、当該光学ガラス研削装置1が実行する光学ガラスの研削加工方法、および、当該光学ガラスの研削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。
<4. Effects of the present embodiment>
According to the optical
本実施の形態によれば、光学ガラス製のプレス品10に対して研削加工を行う場合に、CG加工工程の実行中にELID工程を実行しつつ、カップ砥石3の回転数および送り速度の両方が、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を実行する場合よりも高く設定されているという加工条件で当該CG加工工程を実行する。
According to the present embodiment, when grinding is performed on the optical
したがって、プレス品10を被研削物とする場合であっても、従来技術による2段階の研削加工を実行する場合を想定した加工条件では実現することが困難であった被研削面の品質確保と加工コスト抑制とを両立させることができる。
Therefore, even when the
つまり、精研削加工用の複数の砥粒によって形成された研削面である砥粒部3aを有するカップ砥石3で研削加工を実行する場合であっても、粗研削加工前の被研削面に対して砥石研削力の持続性が常に得られ、研削加工を行うことが可能となり、レンズに適した品質の被研削面が確実に得られるようになる。
That is, even when the grinding process is performed with the
ここで、レンズに適した品質とは、研削加工後かつ研磨処理前の状態において、例えば被研削面の表面粗さRzが1μm以下であることをいう。表面粗さRzが1μm以下であれば、その後に行う研磨処理を、高い精度で、かつ、短時間で効率的に行うことができるからである。また、レンズ表面の傷を抑制できるので、必要以上に研磨処理に多くの時間や熟練技能等を要することがなく、さらには送り速度等の高速化によりCG加工工程の迅速化(加工時間短縮)も図れるので、その結果としてプレス品10に対する加工コストが増大してしまうのを抑えることができる。
Here, the quality suitable for the lens means that, for example, the surface roughness Rz of the surface to be ground is 1 μm or less in a state after the grinding process and before the polishing process. This is because if the surface roughness Rz is 1 μm or less, the subsequent polishing treatment can be efficiently performed with high accuracy and in a short time. In addition, since scratches on the lens surface can be suppressed, the polishing process does not require much time and skill, etc. more than necessary, and the CG processing process is accelerated by shortening the feed rate (reducing the processing time). As a result, it is possible to suppress an increase in processing cost for the
これらのことは、以下に述べる理由によるものと推測される。
本実施の形態では、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。
These are presumed to be due to the following reasons.
In the present embodiment, the ELID process is executed during the execution of the CG machining process. Therefore, by the action of the setting (electrolytic dressing) in the ELID process, the
しかも、カップ砥石3は、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を実行する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光学ガラスのプレス品10の被研削面(すなわち、滑らかな熔融面)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、通常の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。
In addition, the
これにより、プレス品10の被研削面は、削り残しがなく良好に削られた状態となる。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、プレス品10の被研削面は、砥粒のひっかかりを得ることができるため、レンズに適した品質の被研削面となる。
Thereby, the to-be-ground surface of the
さらに、本実施の形態では、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、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を実行する場合よりも高く設定されている。
Furthermore, in the present embodiment, the feed speed of the relative position movement in the feed direction between the rotary table 2 and the
つまり、単位時間当たりの相対位置移動の送り量が、通常の研削加工における場合よりも大きい。このように送り量が大きいと、被研削面に対して砥粒のひっかかりをさらに得やすくなる。また、本実施の形態では、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で被研削面の品質を保ちながら良好に研削加工することができる。
That is, the feed amount of the relative position movement per unit time is larger than that in normal grinding. When the feed amount is large in this way, it becomes easier to get the abrasive grains caught on the surface to be ground. Moreover, in this Embodiment, the
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、これに伴ってプレス品10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、プレス品10に対する加工コスト増大の抑制が実現可能となる。
As described above, if the feed amount of the relative position movement per unit time is increased, the time required for the grinding process can be shortened, and accordingly, the efficiency of the grinding process for the
また、本実施の形態では、カップ砥石3の回転数および送り速度の両方について、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を実行するよりも高く設定する。したがって、被研削面の品質確保と加工コスト抑制との両立が確実なものとなる。
In the present embodiment, both the rotational speed and feed rate of the
例えば、送り速度のみを高速化しても、回転数を高速化しなければ、送りによって被研削面に傷が入る可能性が非常に高くなり、この場合は被研削面の品質確保と加工コスト抑制とを両立できるとはいえない。つまり、回転数および送り速度の両方の高速化によって、被研削面の品質確保と加工コスト抑制との両立が実現可能となるのである。 For example, even if only the feed speed is increased, if the rotation speed is not increased, the possibility of scratches on the surface to be ground due to the feed becomes very high. Cannot be said to be compatible. That is, it is possible to realize both the quality of the surface to be ground and the reduction of the machining cost by increasing both the rotational speed and the feed rate.
一方、回転数のみを高速化すれば、被研削面の品質確保が実現可能である。ただし、被研削面の品質確保と加工コスト抑制とを両立させるためには、送り速度を高速化して研削加工の効率向上を図ることが好ましい。 On the other hand, if only the rotational speed is increased, the quality of the surface to be ground can be ensured. However, in order to achieve both ensuring the quality of the surface to be ground and reducing the processing cost, it is preferable to increase the feed rate and improve the efficiency of the grinding process.
なお、本実施の形態は、本発明の好適な実施の一態様を示すものである。すなわち、本発明は、本実施の形態の内容に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that this embodiment mode shows a preferable embodiment mode of the present invention. That is, the present invention is not limited to the contents of the present embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.
次に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明が、以下の実施例に限定されないことは勿論である。
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2における加工条件を示す説明図である。
Next, an Example is given and this invention is demonstrated concretely. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the following examples.
5-8 is explanatory drawing which shows the processing conditions in Example 1- Example 15 of this invention. Moreover, FIG. 9 is explanatory drawing which shows the processing conditions in the comparative example 1- comparative example 2 of this invention.
<実施例1>
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研削加工を行い、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。研削加工は、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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 1>
In Example 1, a pressed product formed by FCD1 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.490000, νd = 81.61), which is a difficult glass material, is ground to obtain a lens diameter of 35.8 mm and a surface curvature radius of 44.72 mm. An optical glass lens (spherical lens) was manufactured. The grinding process was performed by executing the ELID process during the execution of the CG machining process in one grinding process in which the rough grinding process and the fine grinding process were combined. The CG processing step was performed using the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.18 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 50 seconds.
<実施例2>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 2>
In the second embodiment, the rotational speed and feed speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.20 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 25 seconds.
<実施例3>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 3>
In Example 3, the feeding speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.60 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 90 seconds.
<実施例4>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 4>
In the fourth embodiment, the feeding speed and the grindstone count of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.22 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 20 seconds.
<実施例5>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 5>
In Example 5, the feeding speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.27 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 20 seconds.
<実施例6>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 6>
In Example 6, the feeding speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.16 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 50 seconds.
<実施例7>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 7>
In Example 7, the rotation speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.87 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 90 seconds.
<実施例8>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 8>
In Example 8, the kind of non-glass material and the feed speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.08 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 25 seconds.
<実施例9>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 9>
In Example 9, the kind of non-glass material is different from that in Example 8 described above. In Example 9, the object to be ground was FDS18 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.94595, νd = 17.98). Other conditions are the same as in the eighth embodiment.
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.05 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 25 seconds.
<実施例10>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 10>
In Example 10, the kind of non-glass material is different from that in Example 8 described above. In Example 10, the object to be ground was FDS90 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.84666, νd = 23.78). Other conditions are the same as in the eighth embodiment.
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.50 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 25 seconds.
<実施例11>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 11>
In Example 11, the kind of non-glass material and the feed speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.56 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 30 seconds.
<実施例12>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 12>
In the twelfth embodiment, the feeding speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.30 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 40 seconds.
<実施例13>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 13>
In Example 13, the kind of non-glass material and the feed speed of the
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.40 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 20 seconds.
<実施例14>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 14>
In Example 14, the kind of non-glass material is different from that in Example 13 described above. In Example 14, the object to be ground was TAFD35 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 1.91082, νd = 35.25). Other conditions are the same as in the case of Example 13.
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.19 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 20 seconds.
<実施例15>
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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、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。
<Example 15>
In the fifteenth embodiment, the kind of the difficult glass material is different from that in the thirteenth embodiment. In Example 15, the object to be ground was TAFD40 (manufactured by HOYA Corporation, nd = 2.00069, νd = 25.46). Other conditions are the same as in the case of Example 13.
As a result of grinding under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after processing was 0.49 μm. Further, the machining time when the machining allowance was 80 μm was 20 seconds.
<比較例1>
比較例1では、上述した実施例1〜15の場合とは異なり、粗研削加工と精研削加工という2段階の研削加工を行っている。粗研削加工では、カップ砥石3の送り速度を20μm/sec、砥石番手を#325とした。一方、精研削加工では、カップ砥石3の送り速度を10μm/sec、砥石番手を#1500とした。カップ砥石3の回転数は、粗研削加工と精研削加工のいずれも6000rpm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0V(すなわちELID工程を実行せず)とした。また、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。
以上の加工条件で研削加工を行った結果、粗研削加工後における難硝材のレンズ表面は、表面粗さRzが15.0μmであった。削り代を80μmとした場合の粗研削加工の加工時間は15秒であった。また、精研削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1.0μmであった。削り代を80μmとした場合の粗研削加工の加工時間は18秒であった。
<Comparative Example 1>
In the first comparative example, unlike the first to fifteenth embodiments described above, two-stage grinding is performed: rough grinding and fine grinding. In the rough grinding process, the feeding speed of the
As a result of grinding under the above-described processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the non-glass material after rough grinding was 15.0 μm. When the cutting allowance was 80 μm, the processing time for the rough grinding was 15 seconds. Moreover, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after the precision grinding was 1.0 μm. When the cutting allowance was 80 μm, the processing time of the rough grinding was 18 seconds.
<比較例2>
比較例2では、上述した比較例1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15000rpmとした。他の条件は、比較例1の場合と同様である。
以上の加工条件で検索加工を行った結果、粗研削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13.5μmであった。削り代を80μmとした場合の粗研削加工の加工時間は15秒であった。また、精研削加工後における難硝材のレンズ表面は、表面粗さRzが1.0〜2.0μmであった。1.0〜2.0μmというばらつきが生じているのは、カップ砥石3の目立て状態による粗さのばらつきがあるためと考えられる。削り代を80μmとした場合の粗研削加工の加工時間は18秒であった。
<Comparative Example 2>
In the comparative example 2, the rotation speed of the
As a result of performing the search processing under the above processing conditions, the surface roughness Rz of the lens surface of the lens formed of the difficult glass material after the rough grinding was 13.5 μm. When the cutting allowance was 80 μm, the processing time for the rough grinding was 15 seconds. Moreover, the surface roughness Rz of the lens surface of the difficult glass material after the precision grinding was 1.0 to 2.0 μm. It is considered that the variation of 1.0 to 2.0 μm is caused by the variation of roughness due to the sharpened state of the
<まとめ>
以上に挙げた実施例1〜15および比較例1〜2の結果を勘案すると、難硝材からなる光学ガラスの粗研削加工前の被研削面に対して、粗研削工程(S6a)を経ずにいきなり精研削工程(S6b)を行う場合において、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光学ガラスに対する加工条件につき、カップ砥石3の回転数を18000rpm〜30000rpm、送り速度を1.0μm/sec以上15.0μm/sec以下、砥粒の粒度の番手を#2000〜#8000、砥粒の平均粒径1.0μm〜10.0μm、印加電圧を30V〜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。
<Summary>
Considering the results of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 listed above, the surface to be ground before rough grinding of the optical glass made of a difficult glass material is not subjected to the rough grinding step (S6a). When the precision grinding step (S6b) is performed suddenly, in order to reduce the surface roughness Rz of the processed surface to 1 μm or less after the grinding process, the rotational speed of the
1 光学ガラス研削装置
2 回転テーブル
3 カップ砥石
3a 砥粒部
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 プレス品
DESCRIPTION OF
Claims (10)
粗研削加工前の被研削面を有するプレス品に対して精研削加工用の研削面を有する導電性のカップ砥石を当接させて回転駆動させることで精研削を行う研削工程と、
前記研削工程時に、前記カップ砥石の研削面と対向する位置に配設された電極と前記カップ砥石との間に導電性研削液を供給しながら、前記電極と前記カップ砥石間に所定の電圧を印加することをで、前記研削面の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
前記研削工程における前記光学ガラスのプレス品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15.0μm/sec以下である
ことを特徴とする光学ガラスの研削加工方法。 A preparation step of preparing a press product obtained by press-molding optical glass into a predetermined shape;
A grinding process for performing fine grinding by bringing a conductive cup grindstone having a grinding surface for fine grinding into contact with a press product having a surface to be ground before rough grinding and rotating it;
During the grinding step, a predetermined voltage is applied between the electrode and the cup grindstone while supplying a conductive grinding liquid between the electrode disposed at a position facing the grinding surface of the cup grindstone and the cup grindstone. de that applied to, and a electrolytic in-process dressing step for dressing the grinding surface
The optical glass press product in the grinding step and the feed speed of the relative position movement in the contact variable direction of the cup grindstone are 1.0 μm / sec or more and 15.0 μm / sec or less . Grinding method.
ことを特徴とする請求項1記載の光学ガラスの研削加工方法。 The preparatory step is a step of producing a press product of the optical glass by softening a glass molded body preformed into a predetermined shape by heating and then press molding the glass molded body using a mold. The optical glass grinding method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載の光学ガラスの研削加工方法。 The preparatory step is to obtain a molten glass by melting a glass raw material adjusted so as to obtain an optical glass having desired optical characteristics, and then supplying the molten glass from a pipe outlet to a mold, The optical glass grinding method according to claim 1, wherein the optical glass is manufactured by press molding using a molding die.
ことを特徴とする請求項2または3記載の光学ガラスの研削加工方法。 4. The optical glass grinding method according to claim 2, wherein the pressed product of the optical glass has a surface roughness Rz of the surface to be ground of 2.0 μm or less. 5.
前記砥粒の粒度が#2000〜#8000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研削加工方法。 The cup grindstone includes abrasive grains for grinding the surface to be ground, and a bond material for bonding the abrasive grains,
The grain size of the abrasive grains is # 2000 to # 8000. The optical glass grinding method according to any one of claims 1 to 4, wherein the abrasive grain size is # 2000 to # 8000.
ことを特徴とする請求項5記載の光学ガラスの研削加工方法。 6. The optical glass grinding method according to claim 5, wherein an average particle diameter of the abrasive grains is 1.0 to 10.0 [mu] m.
ことを特徴とする請求項5記載の光学ガラスの研削加工方法。 The optical glass grinding method according to claim 5, wherein the bond material is a metal bond or a resin bond.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学ガラスの研削加工方法。 The optical glass grinding method according to any one of claims 1 to 7, wherein a rotational speed of the cup grindstone in the grinding step is 18000 rpm or more and 30000 rpm or less.
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学ガラスの研削加工方法。 The optical glass press product is made of any one of fluorophosphate glass, phosphate glass, high refractive index and high dispersion glass containing niobium phosphate, or high refractive index and low dispersion glass containing lanthanum borate. The optical glass grinding method according to any one of claims 1 to 8 .
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