JPH04295019A - プレスレンズの成形方法 - Google Patents

プレスレンズの成形方法

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JPH04295019A
JPH04295019A JP6161991A JP6161991A JPH04295019A JP H04295019 A JPH04295019 A JP H04295019A JP 6161991 A JP6161991 A JP 6161991A JP 6161991 A JP6161991 A JP 6161991A JP H04295019 A JPH04295019 A JP H04295019A
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JP
Japan
Prior art keywords
press
lens
cooling
glass
poise
Prior art date
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Pending
Application number
JP6161991A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Kimoto
高幸 木本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6161991A priority Critical patent/JPH04295019A/ja
Publication of JPH04295019A publication Critical patent/JPH04295019A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/02Re-forming glass sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として高精度なプレ
スガラスレンズをリヒートプレス成形する際に用いるプ
レスレンズの成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光学素子は光学機器のレンズ構成
の簡略化及びレンズ部分の軽量化を同時に達成しうる非
球面の方向にある。(例えば特開昭57−76512号
公報)その中でより安価に高精度ガラス製品を製造する
方法として、特開昭58ー84134号公報には加圧サ
イクルに要する時間を短くして高精度な光学ガラス素子
を得る方法が提案されている。その大要は最終製品に近
似した形状のガラスプリフォームを用いて、金型及びガ
ラスプリフォームを各々加熱し、ガラスと金型が108
 ポアズ〜1012ポアズのガラス粘度に対応する温度
でプレスを開始し、1013ポアズよりも低いガラス粘
度に対応する温度でプレスを終了して、ガラスを取り出
すことが提案されている。
【0003】また波長オーダーの面精度を有するレンズ
ではないが、レンズ素材の成形法として特公昭56−3
78号公報で、金属型の温度を被成形ガラスの転移点以
上、軟化点以下の温度に保ち、この金属型内に流動性を
有するガラスを入れて加圧成形し、そしてこの状態でガ
ラスの温度分布が均一化されるまで20秒以上保持する
ことを述べている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記ガラスレンズの製
造において、ガラスレンズの光学的性能は従来の研磨法
によるガラスレンズのそれに比べてより優れている必要
があり非常に高い面精度及び面粗度が要求される。例え
ば高精度カメラレンズの場合、面精度ニュートンリング
3本、アス1本以内、表面粗さ0.03ミクロン以内で
あることが要求される。しかしながら従来のガラスレン
ズの製造方法ではガラスと金型とを別々に加熱した後、
ガラスを金型内に供給しプレスを行なう為、プレス途中
で非常に温度が不均一になりやすく、一定時間以上プレ
スを保持しなければならなかった。したがってサイクル
タイムに影響を及ぼし安価なレンズを製造することは出
来なかった。すなわちサイクルタイムを短くするために
は、多数の成形型を準備し、成形型内にガラスをいれた
まま加熱し成形することが最も好ましいと考えられる。 しかしながら特開昭61−26528公報に示されてい
るように、プレス後の冷却において温度傾斜式の徐冷室
を使用して冷却を行なった場合、冷却過程で莫大な数の
成形型を必要とするため好ましい成形方法とは言えない
【0005】またプレス後の冷却速度がレンズ性能を決
定する上で非常に重要であるが特開昭61−53126
公報に述べられているように、加圧力を除去して0.9
℃/秒以下の一定速度で冷却することは、サイクルタイ
ムを長くすることになるため、加圧を行なって1010
.5ポアズ〜1011.5ポアズまでは急冷を行なった
ほうが使用する金型の数が少なくなりより安価なプレス
レンズを供給することが可能となる。
【0006】本発明は上記問題点に鑑み、高精度でかつ
安価なプレスレンズを早く製造するためのプレスレンズ
の成形方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のプレスレンズの成形方法は、成形型に、ガ
ラス素材を供給し、ガラス素材と成形型の光学面付近の
温度を108 〜1010ポアズのガラス粘度に対応す
る温度まで加熱し、プレスした後第1の加圧冷却を行な
い1010.5ポアズ〜1011.5ポアズに達した時
、300kg/cm2 〜500kg/cm 2 で再
加熱してから、第2の加圧冷却を行ない、ガラス転移点
以下でプレスレンズを取り出すプレスレンズの成形方法
である。
【0008】また別の本発明は、300kg/cm 2
 〜500kg/cm 2 で再加熱してから、圧力を
除去し、少なくとも1ステージ以上を移送させて冷却を
行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取り出すプ
レスレンズの成形方法である。本発明においてガラス素
材とは表面欠陥が除去された予備加工物であり、形状は
任意である。また平均冷却速度は一定速度とは異なり、
速度微分値が定数にならない冷却速度のことを示す。
【0009】
【作用】本発明のプレスレンズの成形方法は、成形型に
ガラス素材を供給し、ガラス素材と成形型の光学面付近
の温度を108 〜1010ポアズのガラス粘度に対応
する温度まで加熱し、プレスした後第1の加圧冷却を行
ない1010.5ポアズ〜1011.5ポアズに達した
時、300kg/cm 2 〜500kg/cm 2 
で再加熱してから、第2の加圧冷却を行ない、ガラス転
移点以下でプレスレンズを取り出すもので、また別の本
発明は、300kg/cm 2〜500kg/cm 2
 で再加熱してから、圧力を除去し、少なくとも1ステ
ージ以上を移送させて冷却を行ない、ガラス転移点以下
でプレスレンズを取り出すので、第1の冷却で生じるプ
レスレンズの薄肉部と厚肉部との温度差を再加熱するこ
とにより、温度差を緩和させることができ、成形金型の
転写面をガラスに対して超精密に転写出来る。 したがって高精度なプレスレンズを得ることができると
ともに、サイクルタイムも短くすることができる。但し
再加熱を開始するガラス粘度が1010.5ポアズ以下
の場合、第2の冷却工程のガラス転移点付近において再
び薄肉部と厚肉部との間に温度差を生じるため再加熱の
効果がない。また1011.5ポアズ以上で再加熱を行
なおうとすると、第1の冷却で生じた温度差により、厚
肉部が不均一な収縮をしており、再度成形型の転写面を
転写させるためには莫大な成形圧力を必要とする。した
がって1010.5ポアズ〜1011.5ポアズで再加
熱を行ない、薄肉部の温度を厚肉部の温度と等しくなる
まで均熱化を図る。また再加熱時間が長すぎると厚肉部
の内部も上昇するため、再加熱の効果が減少する。した
がって再加熱から60秒以内、好ましくは30秒以内に
第2の冷却に移送することが望ましい。さらに、第2の
冷却速度は第1の冷却速度より遅くすることにより、ガ
ラス転移点付近での厚肉部と薄肉部との温度差を小さく
出来る。さらに冷却工程における圧力コントロールとし
て、再加熱時のプレス圧力を300kg/cm 2 〜
500kg/cm 2 に制御することが極めて重要で
ある。
【0010】このプレスレンズの成形方法においてレン
ズ成形機は空気と不活性ガスを入れ換える特別の空間を
有しておらず、また真空排気も行なわない簡略化された
レンズ成形機である。したがって前記プレスレンズ成形
を行なうことによって非常に安価にプレスレンズを得る
ことが可能である。
【0011】
【実施例】以下、本発明のプレスレンズの成形方法を図
面を参照しながら説明する。(図1)は本実施例に使用
したプレスレンズを成形するための成形金型を示すもの
である。1は第1の光学面を備えた第1の凹成形型であ
り、2は第2の光学面を備えた第2の凹成形型である。 第1及び第2の成形型1,2の光学面は球面または非球
面に加工されている。これら第1及び第2の成形型1,
2を案内する胴型3を有する。この胴型3の長さはレン
ズ寸法により決定されるが、図示されていないプレスシ
リンダによりレンズ寸法を決定しても構わない。4は本
実施例に使用したガラス素材である。この成形金型にお
いて成形されるレンズの形状は上が曲率半径45mm、
下が曲率半径32mmで、中心肉厚が7.5mm、周辺
肉厚が1.2mmである。(図2)は本実施例における
プレスレンズ成形装置の平面図であり、成形金型供給口
5aから第1図に示す成形金型を入れ、搬送レールによ
り各ステージへ移送する。(図3)、(図4)はプレス
レンズ成形装置内部のプレスステージ、第1冷却ステー
ジの断面図である。ここで、6a,6bはカートリッジ
ヒータ、7a,7bは冷却管、8はプレスレンズである
。(図5)は第1の実施例におけるプレスレンズの成形
方法を示す温度プロフィール図であり、(図6)は第2
の実施例におけるプレスレンズの成形方法を示す温度プ
ロフィール図である。
【0012】実施例1 (図1)に示す成形金型を使用して成形を行なった。プ
レスしたガラス材料はSF3であり、まずガラス素材を
200℃に予備加熱しておき、常温の成形金型の中に供
給し480℃(108.5 ポアズ)まで加熱ステージ
で加熱した。次いでプレスステージに移送しプレスシリ
ンダを下降させて30秒間プレスを行なった。プレス圧
力は500kg/cm 2 であった。その後一旦プレ
ス圧力を開放して第1冷却ステージへ移送した。第1冷
却ステージは430℃一定に保たれており、移送後30
秒間200kg/cm 2 でプレス圧力を加えた。こ
の時の圧力はプレス時より小さくて、好ましくは300
kg/cm 2 以下であれば問題はない。また平均冷
却速度は1.3℃/秒であり、435℃(1011.5
ポアズ)までガラスを冷却させ、次いで一旦プレス圧力
を開放して再加熱ステージへ移送した。再加熱ステージ
は442℃一定に保たれており、ガラスを440℃(1
011ポアズ)まで再加熱した。この時ガラス薄肉部と
厚肉部との間に生じていた温度差10℃が1℃となり、
ガラス内部の温度均一を図る事ができた。またこの再加
熱時の圧力は450kg/cm 2 とした。 そして400℃の第2冷却ステージに移送して加圧した
状態で50秒間冷却した。この時ガラスは405℃(1
013ポアズ)になり、ここでプレスレンズを取り出し
アニール炉に供給した。以上のプレスレンズの成形方法
を行なったことにより、波面収差RMS=0.028λ
と極めて良好なプレスレンズを得る事ができた。
【0013】実施例2 実施例1と同じ成形金型を使用して成形を行なった。プ
レスしたガラス材料はSF3で480℃(108.5 
ポアズ)まで加熱ステージで加熱し、次いでプレスステ
ージに移送しプレスシリンダを下降させて60秒間プレ
スを行なった。プレス圧力は400kg/cm 2 で
あった。その後一旦プレス圧力を開放して第1冷却ステ
ージへ移送した。第1冷却ステージは430℃一定に保
たれており、移送後60秒間200kg/cm 2 で
プレス圧力を加えた。 次いで実施例1と同じ再加熱ステージへ移送し400k
g/cm 2 でプレスを行なった。さらに405℃の
第2冷却ステージに移送して圧力を除去して60秒間冷
却し、取り出した。このようにして得られたプレスレン
ズは波面収差RMS=0.040λと極めて良好であっ
た。
【0014】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のプレスレンズの成形方法は、成形型にガラス素材を
供給し、ガラス素材と成形型の光学面付近の温度を10
8 〜1010ポアズのガラス粘度に対応する温度まで
加熱し、プレスした後第1の加圧冷却を行ない1010
.5ポアズ〜1011.5ポアズに達した時、300k
g/cm 2 〜500kg/cm 2 で100.5
 ポアズ〜10ポアズ再加熱してから、第2の加圧冷却
を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取り出す
プレスレンズの成形方法である。
【0015】また別の本発明は、プレス、第1の冷却終
了後、300kg/cm 2 〜500kg/cm 2
 で再加熱してから、圧力を除去し、少なくとも1ステ
ージ以上を移送させて冷却を行ない、ガラス転移点以下
でプレスレンズを取り出すプレスレンズの成形方法であ
るので非常にサイクルタイムの短縮化が図られ、かつ高
精度なプレスレンズを成形することができ本発明の工業
的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における成形金型の断面図
【図
2】本発明の実施例に用いたプレスレンズ成形装置
【図
3】本発明の実施例に用いたプレスレンズ成形装置内部
のプレスステージ断面図
【図4】本発明の実施例に用いたプレスレンズ成形装置
内部の第1冷却ステージの断面図
【図5】本発明の実施例1を示す温度プロフィール図

図6】本発明の実施例2を示す温度プロフィール図
【符号の説明】
1  上成形型 2  下成形型 3  胴型 4  ガラス素材 5  搬送レール 6a,6b  カートリッジヒータ 7a,7b  冷却管 8  プレスレンズ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】  成形型に、ガラス素材を供給し、前記
    ガラス素材及び前記成形型の光学面付近の温度を108
     〜1010ポアズのガラス粘度に対応する温度まで加
    熱し、プレスした後第1の加圧冷却を行ない1010.
    5ポアズ〜1011.5ポアズに達した時、300kg
    /cm 2 〜500kg/cm 2 で再加熱してか
    ら、第2の加圧冷却を行ない、ガラス転移点以下でプレ
    スレンズを取り出すことを特徴とするプレスレンズの成
    形方法。 【請求項2】  プレス時のプレス圧力が500kg/
    cm 2 以下であることを特徴とする請求項(1)記
    載のプレスレンズの成形方法。 【請求項3】  第1の加圧冷却時のプレス圧力が30
    0kg/cm 2 以下であることを特徴とする請求項
    (1)記載のプレスレンズの成形方法。 【請求項4】  第1の冷却工程後の再加熱は60秒以
    内に終了し、第2の冷却工程に移送することを特徴とす
    る請求項(1)記載のプレスレンズの成形方法【請求項
    5】  第1の冷却は平均冷却速度を1.0℃/秒以上
    で行ない、第2の冷却は平均冷却速度を1.0℃/秒以
    下で行なうことを特徴とする請求項(1)記載のプレス
    レンズの成形方法。 【請求項6】  再加熱は1010〜1011ポアズま
    で行なうことを特徴する請求項(1)記載のプレスレン
    ズの成形方法 【請求項7】  ガラス転移点以下の温度を有する成形
    型に、ガラス素材を供給し、前記ガラス素材及び前記成
    形型の光学面付近の温度を108 〜1010ポアズの
    ガラス粘度に対応する温度まで加熱し、プレスした後第
    1の加圧冷却を行ない1010.5ポアズ〜1011.
    5ポアズに達した時、300kg/cm 2 〜500
    kg/cm2 で再加熱してから、圧力を除去し、少な
    くとも1ステージ以上を移送させて冷却を行ない、ガラ
    ス転移点以下でプレスレンズを取り出すことを特徴とす
    るプレスレンズの成形方法。 【請求項8】  プレス時のプレス圧力が500kg/
    cm 2 以下であることを特徴とする請求項(7)記
    載のプレスレンズの成形方法。 【請求項9】  第1の加圧冷却時のプレス圧力が30
    0kg/cm 2 以下であることを特徴とする請求項
    (7)記載のプレスレンズの成形方法。 【請求項10】  第1の冷却工程後の再加熱は60秒
    以内に終了し、第2以下の冷却ステージに移送すること
    を特徴とする請求項(7)記載のプレスレンズの成形方
    法【請求項11】  再加熱は1010〜1011ポア
    ズまで行なうことを特徴する請求項(7)記載のプレス
    レンズの成形方法
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