JPH02149433A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学素子の押圧成形方法に関する。

〔従来技術〕

光学素子の押圧成形方法は、従来例えば特公昭５４−３
８１２６号公報に見られる様に、レンズ形状を生み出す
ようなキャビティ規定表面を有する鋳型部材の間にガラ
ス塊を置き、非酸化性雰囲気で鋳型に熱と圧力を加え、
次いで鋳型を冷却し形成されたレンズを取り出してガラ
スレンズを成型する方法においてニキャビテイ壁が高い
表面性能と高い表面亨ａ度を有するガラス状炭素から形
成される鋳型を使用する成形方法をとっていた。この方
法においては、■ガラス素材を上型下型の間に設置しセ
ント状態にして一体とした後、この−体となった成形体
を設置した成形室を所定の圧力まで排気する。■成形室
を排気している間に成形体を加熱し、排気を完了する。

■成形室内に非酸化性ガスを導入する。■成形体をなお
も加熱する。

■上型を下型上にあるガラス素材に近接し、保持しガラ
ス素材の軟化を促進する。■成形一体に荷重をかけガラ
ス素材を押圧成形させるものである。

また、特公昭６３−８０５０号公報に見られるものは、
所望の光学素子に対応する形状で高い面積度をもつ型面
を備えた型の間に所定容量のガラス素材を置き、該ガラ
ス素材をガラス軟化点に加熱しつつ上記の型により成形
することによって光学素子を製造する方法において、前
記型の材料をモリブデンまたはタングステン、又はそれ
らの合金で作り、上記材料から成る前記型及び型の間に
入れたガラス素材を真空槽内に載置し、前記真空槽内を
１０−１乃至１０−’Ｔｏｒｒの真空に保って前記成形
を行うようにしたことを特徴とする光学素子の製造方法
であり、前出公報の■の工程より排気を行い続け、前記
■の工程にある様な非酸化性ガスを成形室内に導入せず
、成形終了まで排気する成形方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、これらの従来技術に掲げた成形方法にあって
は、成形型に吸着しているガスを脱気する作用効果はＬ
２められても、ガラス素材が加熱されている間に発生す
るガスの除去が困難な為に、成形型殊に成形面および成
形した光学素子の表面を汚すといった問題があった。

即ち、実際のガラスレンズ等の光学素子の製造に於いて
は、レンズの成形可能な温度に至る迄に、ガラス素材か
らガスが発生する。例えば、フリント系ガラスに於いて
はＰｂ０（酸化鉛）が含まれｐｂ＜鉛）が発生する。こ
のｐｂは、成形型や成形した光学素子の表面に付着する
。前記特公昭６３−８０５０号公報の襟に加熱中より成
形終了まで脱気し続けたとしても、成形型とガラス素材
との距離が極めて小さい為に発生したｐｂガスの成形型
や成形した光学素子への付着を完全に抑制することは困
難であり、僅かづつではあるが成形型への付着は免れ得
ない。この成形型特に成形面に付着したｐｂは、次回の
成形前に除去する必要がある。また、この付着したＰｂ
を除去せずに連続して成形する様な場合においては、成
形面の劣化を促進し、しかも成形中に上下いずれかの成
形型の成形面にガラス素材の一部が固着するいわゆる焼
付を生じる可能性が極めて大きくなる。

因って、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
って、ガラス素材を加熱してもガラス素材からガスを発
生させず、成形型および成形された光学素子の表面を汚
すことなく製造を行なえる光学素子の成形方法を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光学素子の成形方法は、同軸上に対向配置され
た一対の上型と下型から成る成形型により押圧成形する
光学素子の成形方法において、各成形工程中の少なくと
も押圧成形工程中に成形室雰囲気を非酸化性ガスにより
１．０００〜７．６００Ｔｏ　ｒ　ｒに保持することに
より構成したものである。

〔作用〕

上記手段による成形方法を用いれば、前記成形室の気圧
をガラス素材中の成分の蒸気圧より高めることで、加熱
によるガラス素材からのガスの発生を防げる。

〔実施例〕

以下、本発明の光学素子の成形方法の実施例を図面とと
もに説明する。

（第１実施例） 第１図は本発明光学素子の成形方法の第１実施例を示す
成形装置の断面図で、成形室１内には加熱コイル２が後
述の成形型４．５を囲むように設けられ、また所要スト
ロークだけ上下動自在なプレス軸３０を持つプレスシリ
ンダ３が前記成形室１の外周側上部に装備されている。

前記加熱コイル２の内部には高い面精度に加工された成
形面４ａ、５ａを持つ成形型の上型、下型４，５が同軸
上に上下対向的に設けられており、成形面４ａ。

５ａの間にはガラス素材６としてＬａ５ＦＯ３が挿入さ
れている。前記成形室ｌは密閉が可能でその壁面に導入
ロアと排気口８が設けられており、導入ロアは図示しな
いコンプレッサに連結され、コンプレッサには窒素ガス
ボンベが連結されている。また、排気口８には図示しな
い真空ポンプが連結されている。

しかして、本実施例の作用について述べれば、ガラス素
材６を成形型上型、下型４．５の間に挿入し、成形室１
内に設けられた加熱ヒータ２の内部に設置して成形室１
を密閉する。真空ポンプを起動させた後、排気口８を開
き成形室１内を脱気する。成形室１内が０．０５Ｔｏｒ
ｒまで脱気した時点で排気口８を閉じて真空ポンプの作
動を停止する。導入ロアを開は窒素ガスを成形室１に導
入する。コンプレッサで窒素ガスを増圧し、成形室１内
の雰囲気が５．７００Ｔｏｒｒになった時点で導入ロア
を閉じる。加熱ヒータ２に通電してガラス素材６を加熱
し、ガラス素材６が６５０℃になった時にプレスシリン
ダ３を作動させてプレス軸３ａを下げ成形型上型４を１
２ｋｇ／ｃｊ　　で押圧し、１０分間保持する。その後
、プレス軸３ａを上昇させ押圧を解除し加熱ヒータ２の
通電を停止する。しかる後に、真空ポンプを起動させ排
気口８を開は成形室１内の雰囲気が７６０Ｔｏ　ｒ　ｒ
になった時点で排気口８を閉め、真空ポンプの作動を停
止する。

ガラス素材６の加熱および押圧成形中、成形室１内の雰
囲気を陽圧に保持していた為、ガラス素材６よりガスが
発生せず成形型上型、下型４．５の成形面４ａ、５ａお
よび成形された光学素子の表面をともに汚すことなく成
形が行え、本実施例の効果が認められた。

（第２実施例） 第２図及び第３図は本発明光学素子の成形方法の第２実
施例を示す成形装置の断面図で、成形室９の両側には、
上下動するシャッター１０８，１ｏｂが備えられており
、このシャッター１０ａ。

１０ｂにより、成形室９は密閉できる様になっている。

成形室９内には上下動自在な上型１２ａ。

下型１２ｂが同軸上に対向的に設置されており、この成
形型１２ａ、１２ｂと成形室９の壁１１とのクリアラン
スは約５μｍである。成形室９内には窒素ガス導入口１
３が穿設されており、導入口１３は図示を省略した窒素
ボンベに連結されている。前記成形室９の前段には加熱
室１４が、次段には徐冷室１７がそれぞれ成形室９に隣
接されており、加熱室１４には加熱ヒータ１５と窒素ガ
ス導入口１６が、また徐冷室１７には急激な冷却を避け
るための徐冷ヒータ１８と窒素ガス導入口１９がそれぞ
れ設けられている。導入口１６．１９はそれぞれ図示を
省略した窒素ガスボンベに連結されている。前記加熱室
１４の前段には予備加熱室２０が、また前記徐冷室１７
の次段には放冷室２２がそれぞれ隣接されている。予備
加熱室２０にしよ予備加熱ヒータ２１が、放冷室２２に
は急激な冷却を避けるための放冷ヒータ２３がそれぞれ
設置されている。ガラス素材２５は搬送部材２４により
予備加熱室２０．加熱室１４．成形室９゜徐冷室１７．
放冷室２２とに順次搬送される。本実施例では５Ｆ−８
ガラスをガラス素材として用いた。

しかして、本実施例の作用について述べれば、ガラス素
材２５は予備加熱室２０内において予備加熱ヒータ２１
により４５０′ｃまで加熱された後、次いで加熱室１４
内において加熱ヒータ１５により５７０℃まで加熱され
る。加熱室１４では６１／ｌ１ｉｎの窒素ガスが導入口
１６より導入されている。上記工程により十分加熱軟化
したガラス素材２５は搬送部材２４により成形室９に搬
送され、上型１２ａと下型１２ｂの間に設置される。上
型１２ａ、下型１２ｂはともに３７０℃に保持されてお
り且つ導入口１３から５１／鵠ｉｎの窒素ガスが成形室
９内に流れ込んでいる。ガラス素材２５が上型１２ａと
下型１２ｂの間に配備された後、シャッター１０ａ、１
０ｂがともに閉じ、上型１２ａは下降、下型１２ｂは上
昇してガラス素材２５を搬送部材２４よ衿持ち上げ押圧
成形する。この時、成形室９内は上・下型１２ａ、１２
ｂの体積の為に容積が小さくなり且つシャッター１０ａ
１０ｂの為に密閉状態であるので、雰囲気の気圧は約２
．５００Ｔｏｒｒとなる。この状態を１５秒間保持した
後、上型１２ａ、下型１２ｂを元の位置に戻し押圧成形
されて光学素子２６となったガラス素材２５は再び搬送
部材２４上にのり、シャッター１０ｂが開き、次段の徐
冷室１７に搬送される。徐冷室１７の導入口１９より窒
素ガスが３４４／ｓｉｎ流入し、徐冷ヒータ１８ととも
に光学素子２６は２０分間で１００℃まで徐冷された後
、更に搬送部材２４により放冷室２２に搬送され放冷ヒ
ータ２３により、１分間で５０℃まで放冷される。

本実施例に於いて１よ、ガラス素材は成形型を備える成
形室とは異なる加熱室で加熱され、しかも加熱室に常に
窒素ガスが流入しているのでガラス素材から発生したガ
スは常に外部に流れる。また、ガラス素材の押圧成形中
、成形室内は陽圧に保持されている為、ガラス素材から
発生するガスを抑制することができ、成形型および光学
素子とも汚すことなく成形が行え、本実施例の効果が認
められた。

（第３実施例） 第４図は本発明光学素子の成形方法の第３実施例を示す
成形装置の断面図で、成形室２７には上型２８ａ、下型
２８ｂが同軸上に対向的に配設されており、上型２８ａ
は成形室２７の壁２９に固定されている。下型２８ｂは
壁２９と約ｌＯμｍのクリアランスで上下動自在となっ
ている。前記成形室２７には後述する前段加熱室側にシ
ャッター３１ａ、３１ｂがシリンダー、シリンダーロン
ド、シャッターケースとともに設けられて上下動し、成
形室７内を密閉することが可能であり且つ成形室７内に
は導入口３０が穿設されており図示を省略したヘリウム
ボンベに連結されている。

成形室７の前段には加熱室３２が隣接されており、力■
熱室３２には加熱ヒータ３３，４人口３４、排気口３５
及び他側に前記シャッター３１２，３１ｂと対向するシ
ャツ々−３６ａ、３６ｂが設けられている。導入口３４
には図示を省略したヘリウムボンベが、排気口３５には
やはり図示を省略した真空ポンプがそれぞれ連結されて
いる。前記シャッター３１２，３１ｂ及びシー１”　’
７ター３６ａ。

３６ｂをシリンダ、シリンダロンドを介して閉じると、
加熱室３２は密閉状態に保てる。ガラス素材３８は長平
方向に水平移動する搬送具３７により、加熱室３２から
成形室２７へと搬送される。

本実施例ではガラス素材としてＬＬＦ７を用いた。

しかして、本実施例の作用を述べれば、ガラス素材３８
は搬送具３７により加熱室３２に搬送される。シ＋−／
ター３１ａ、３１ｂ及び３６ａ、３６ｂをともに閉め、
真空ポンプを起動した後、排気口３５を開く、加熱ヒー
タ３３に通電し、ガラス素材３８を加熱し６５０℃まで
加熱する。この時加熱室３２内の雰囲気は０．０２Ｔｏ
ｒｒで保持されている。ガラス素材３８を十分加熱した
後、排気口３５を閉じ真空ポンプを停止する０次いで、
導入口３４を開き加熱室３２内にヘリウムガスを導入し
、１．　　ＯＯＯＴｏ　ｒ　ｒになった時、成形室２７
と加熱室３２間のシ＋−／ター３１ａ、３１ｂを開きガ
ラス素材３８を成形室２７内の上型２８ａ、下型２８ｂ
の間に搬送する。成形室２７内の導入口３０は、ヘリウ
ムガスを断続的に供給し、雰囲気を１，０００Ｔｏｒｒ
で保持しており、また、上型２８ａ、下型２８ｂはとも
に４２０℃に保持されている。次いで、成形室２７と加
熱室３２間のシャッター３１２．３１ｂを閉じ、下型２
８ｂを上昇させ、ガラス素材３８を押圧成形する。

この時、下型２８ｂの上昇に伴い、成形室２７内の容積
が小さくなり、その為ガラス素材３８の押圧成形時には
成形室２７内は１．　８００Ｔｏ　ｒ　ｒに保持される
。１０秒間この状態を保持した後、下型２８ｂを下降さ
せ元の位置に復帰させ、シャッター３１ａ、３１ｂを開
き、成形されたガラス素材３８を搬送具３７により加熱
室３２に搬送しシャッター３１ａ、３１ｂを閉じる。加
熱室３２内の雰囲気を７６０Ｔｏ　ｒ　ｒにまで脱気し
た後、シャッター３６ａ、３６ｂを開いて成形されたガ
ラス素材３８を取り出す。

本実施例ではガラス素材を加熱中に脱気する為、次工程
のガラス素材の押圧成形時にガスが発生し難くなり、そ
の押圧成形時に成形室の雰囲気をそれ程高圧に保つ必要
がない。しかも、成形室が独立しているのでヘリウムガ
ス等の希ガスの流出量は少なくて済み、しかもガラス素
材の抑圧成形時に成形室内を陽圧に保持しているので、
ガラス素材からガスが発生せず成形型および成形された
光学素子とも汚れることなく成形できるという本実施例
の効果が認められた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各成形工程中の少なくとも押圧成形時
に成形室内を陽圧に保持するのでガラス素材より加熱の
為に発生するガスを抑制することができ、成形型および
成形した光学素子の表面を汚すことなくガラスレンズ等
の光学素子を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光学素子の成形方法の第１実施例を示す
成形装置の断面図、第２図および第３図は同第２実施例
を示す断面図、第４図は同第３実施例を示す断面図であ
る。 １・・・成形室 ２・・・加熱コイル ３・・・プレスシリンダ ３ａ・・プレス軸 ４・・・上型 ４ａ・・成形面 ５・・・下型 ５ａ・・成形面 ６・・・ガラス素材 ７・・・導入口 ８・・・排気口 特許出願人　オリンパス光学工業株式会社第 図 第 図 手続補正書 （自発） １、事件の表示 昭和６３年　特　許　願　第３０３８０９号２、発明の
名称 光学素子の成形方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　東京都渋谷区軒ケ谷２丁目４３番２号名　称　
（０３７）オリンパス光学工業株式会社代表者　　下　
　山　　敏　　部 ７、補正の内容 （１）　　明細書第５頁第１９行Ｈの「プレス軸３０Ｊ
を「プレス軸３ａ」と補正する。 （２）同書第１１頁第１５．１６．１８行目の「成形室
７」との記載をそれぞれ「成形室２７」と補正する。 （３）図面中第１図を別紙補正図面の通り補正する。 ８、添付書類の目録 （り補正図面（第１図）　　　　　　　　１通４、代理
人〒１０５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　同軸上に対向配置された一対の上型と下型から成る成
   形型により押圧成形する光学素子の成形方法において、
   各成形工程中の少なくとも押圧成形工程中に成形室雰囲
   気を非酸化性ガスにより１，０００〜７，６００Ｔｏｒ
   ｒに保持することを特徴とする光学素子の成形方法。