JP6132481B2 - 光学素子の製造方法 - Google Patents
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Description
Na 2 Oが3.42質量%以上6.2質量%以下であり、K 2 Oが1.1質量%以上1.42質量%以下であり、Li 2 Oが2.5質量%以上4.5質量%以下であり、BaOが0質量%以上1.1質量%以下であり、ZnOが0質量%以上1.2質量%以下であり、TiO 3 が0質量%以上2.84質量%以下であり、Nb 2 O 5 が24.3質量%以上34.3質量%以下であり、Sb 2 O 3 が0質量%以上0.1質量%以下であり、WO 3 が0質量%以上10.7質量%以下であり、前記ガラスを型のプレス面にガラス粘度logη=9から10[dPa・sec]で接触させてから、前記ガラスを熱間の型の間で10MPa以上100MPa以下の圧力でプレスするプレス工程と、前記プレス工程の後にプレスした圧力より低い圧力で、5.05MPa以上10MPa以下の圧力で保圧工程と、前記保圧工程で保圧したガラスをガラス粘度logηが12[dPa・sec]に増加するまでの間、酸素の臨界圧以上ガラス強度以下の圧力を前記ガラスに負荷しながら冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする。
本実施例では、次に示す各種の条件で成形を行い、レンズの外観品質を確認した。なお、成形方法は本発明の第1の実施形態で述べた図1の(a)から(e)工程に準じている。
本比較例では、実施例1に対して、次の条件を変更して成形を行い、外観品質が悪化するかを確認した。図1(b)の上型プレス工程で、上型プレス時のガラス粘度ηを2段階に変化させた。具体的には、logη=8.5、10.5[dPa・sec]である。
その結果、図1(b)の上型プレス工程における上型プレス時のガラス粘度ηをlogη=8.5[dPa・sec]の条件とすると、プレス前に既に揮発量が多く、ガラス表面にくもりが発生した。このくもりは、後工程の成形条件を如何なる条件としても改善することができず、外観品質は不良のままであった。一方、logη=10.5[dPa・sec]の条件にすると、くもりの発生は抑制されたものの、粘度が高すぎるため、標準的なプレス圧力値である50から100MPaから、徐々に荷重を増加させていっても所定の肉厚までプレス変形させることができない問題が出た。更に荷重を200MPaまで増加させたところで割れが発生してガラスが破壊してしまい、後工程を実施することができなくなった。なお、図1(b)の上型プレス工程では、上型1に圧力値は100MPaの圧力を負荷した。
本比較例では、実施例1で外観が良好であった条件に対して、次の条件を変更して成形を行い、外観品質が悪化するかを確認した。
本比較例では、実施例1で外観が良好であった条件に対して、図1(c)の保圧工程で、保圧を終了するガラス粘度ηをlogη=11.5 [dPa・sec]とし、外観品質が悪化するかを確認した。
その結果、くもりが発生し外観品質が不良となった。保圧を終了するガラスの粘度ηをlogη=12.0[dPa・sec]よりも低くすると外観品質が悪化することが確認できた。
本比較例では、実施例1に記述したガラス材料B−2を使用し、実施例1と同様の成形プロセス条件で成形した光学素子の外観品質を確認した。
その結果、ガラス材料B−2にではBi2O3が40wt%と多く含まれているため、図1(a)の加熱工程での揮発成分の発生量が多く、全ての成形プロセス条件で外観品質を満足できなかった。
本参考例では、実施例1に記述した材料A−1を使用し、実施例1と同様の成形プロセス条件で成形した光学素子の外観品質を確認した。
その結果、ガラス材料A−1では、Bi2O3が5wt%しか含まれていないため、ガラスからの揮発成分の発生量が少なく、割れが発生する成形プロセス条件を除く、全ての成形プロセス条件で外観品質が良好であった。
Bi2O3が10wt%未満のリン酸系ガラスでは、本発明の成形プロセス条件で成形を行わなくても外観品質が良好である。
本実施例では、本発明の第2の実施形態で説明した図3(a)から(e)の工程で、ガラスに作用する圧力プロファイルが実施例1と同様になるように、図3に示したP1からP3の圧力を設定した。具体的には、図1(b)でガラスに負荷した圧力がP1、同様に、図1(c)がP2、図1(d)がP3に対応する。レンズ形状は、径が14mmの凸メニス形状で、凸面のRが21mm、凹面のRを14mm、中心厚は1.3mmとした。なお、材料については、実施例1に記述した材料B−1を用いた。以上の条件で、光学素子の外観品質と中心厚精度を確認した。
その結果、外観品質は実施例1と同様の結果が得られた。ガラスに負荷される圧力パターンが同じであれば、上下2軸の成形型構造であっても良好な外観品質が得られた。
2 下型
3 胴型
4 ヒータ
5 ガラスプリフォーム
6 成形されたガラスレンズ
7 上型のフランジ面
8 胴型の上面
Claims (2)
- Bi2O3 を含むリン酸系のガラスを、熱間の型でプレスした後、冷却して光学素子を製造する方法において、
前記リン酸系ガラスの組成は、Bi 2 O 3 が10質量%以上30質量%以下であり、P 2 O 5 が21.1質量%以上26.1質量%以下であり、SiO 2 が0質量%以上0.7質量%以下であり、B 2 O 3 が0質量%以上3.1質量%以下であり、
Na 2 Oが3.42質量%以上6.2質量%以下であり、K 2 Oが1.1質量%以上1.42質量%以下であり、Li 2 Oが2.5質量%以上4.5質量%以下であり、BaOが0質量%以上1.1質量%以下であり、ZnOが0質量%以上1.2質量%以下であり、TiO 3 が0質量%以上2.84質量%以下であり、Nb 2 O 5 が24.3質量%以上34.3質量%以下であり、Sb 2 O 3 が0質量%以上0.1質量%以下であり、WO 3 が0質量%以上10.7質量%以下であり、
前記ガラスを型のプレス面にガラス粘度logη=9から10[dPa・sec]で接触させてから、前記ガラスを熱間の型の間で10MPa以上100MPa以下の圧力でプレスするプレス工程と、
前記プレス工程の後にプレスした圧力より低い圧力で、5.05MPa以上10MPa以下の圧力で保圧する保圧工程と、
前記保圧工程で保圧したガラスをガラス粘度logηが12[dPa・sec]に増加するまでの間、酸素の臨界圧以上ガラス強度以下の圧力を前記ガラスに負荷しながら冷却する冷却工程と、
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記冷却工程では、50MPa以上100MPa以下の圧力を負荷しながら冷却することを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。
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