JPH04300221A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

光学素子の成形方法

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JPH04300221A
JPH04300221A JP9121191A JP9121191A JPH04300221A JP H04300221 A JPH04300221 A JP H04300221A JP 9121191 A JP9121191 A JP 9121191A JP 9121191 A JP9121191 A JP 9121191A JP H04300221 A JPH04300221 A JP H04300221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass material
surface roughness
poise
glass
viscosity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9121191A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Hayashi
俊明 林
Mitsuo Goto
光夫 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH04300221A publication Critical patent/JPH04300221A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (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、加熱軟化したガラス素
材を成形型により押圧成形する光学素子の成形方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ガラス素材を加熱軟化した後、
一対の成形型で押圧して、非球面のガラスレンズ等の光
学素子を成形する方法が知られている。かかる方法にあ
っては、ガラス素材を所望光学素子の近似形状まで研削
、研磨加工し、かつ表面粗さをRmax ≒0.05μ
m以下に仕上げる必要があった。
【0003】従来、ガラス素材の表面粗さを向上するた
めに、例えば特開昭61−146723号公報および特
開昭62−241833号公報に開示されるように、近
似形状に加工したガラス素材を酸性溶液等により酸処理
していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報で開
示するように、酸処理でガラス素材の表面粗さを向上す
る方法では、酸処理工程、洗浄工程等が必要となり光学
素子の成形工数が増加する問題点があった。このため、
光学素子の成形に時間がかかるとともに光学素子が高価
になっていた。さらに、強酸が用いられるため公害等の
危険性があった。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、短時間でかつ安全にガラス素材の表面粗さを向上
し、このガラス素材を用いて成形性が良くかつ安価に光
学素子を成形できる光学素子の成形方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学素子の成形方法は、所望の光学素子に
近似した形状に加工した光学ガラス素材の一方の表面を
粘度109 〜105 ポアズに加熱すると同時に上記
光学ガラス素材の他方の表面を粘度1014〜1013
.5ポアズに冷却し、ついで上記加熱した一方の表面を
粘度1014〜1013.5ポアズに冷却すると同時に
上記冷却した他方の表面を粘度109 〜105 ポア
ズに加熱する表面粗さ調整工程を少なくとも1回行うこ
とにより、上記光学ガラス素材の表面粗さをRmax 
=0.05μm以下にし、その後、この光学ガラス素材
を一対の成形用型で押圧成形することとした。
【0007】また、本発明の光学素子の成形方法は、少
なくとも1回の上記表面粗さ調整工程と、この工程後に
光学ガラス素材を押圧する調整工程とからなる予備工程
を少なくとも1回行うことにより、上記予備光学ガラス
素材の表面粗さをRmax =0.5μm以下にし、さ
らに、この予備光学ガラス素材について上記表面粗さ調
整工程を少なくとも1回行うことにより、上記予備光学
ガラス素材の表面粗さをRmax =0.05μm以下
にし、その後、この予備光学ガラス素材を一対の成形用
型で押圧成形することとした。
【0008】
【作用】上記構成によれば、光学ガラス素材の一方の表
面を粘度109 〜105 ポアズに加熱し、その表面
を軟化させて表面粗さを向上する。この加熱軟化により
、光学ガラス素材に自重で変形が生じ、このまま成形用
型で押圧成形を行うとガラスの流動量が多くなり成形用
型の形状転写性が悪化する。そこで、加熱されない他方
の表面を自重変形が生じにくい粘度1014〜1013
.5ポアズに冷却して光学ガラス素材の変形を防止する
。この加熱と冷却を同時に片面づつ交互に行うことによ
り、押圧成形に必要とされる表面粗Rmax =0.0
5以下でかつ形状変形のない所望の光学素子の形状に近
似した光学ガラス素材を得ることができる。
【0009】また、ガラス素材の初期表面粗さによって
は、上記片面加熱を1回づつ行う方法では、表面粗さR
max =0.05μmが得られない場合がある。この
とき、加熱の時間延長、温度上昇すると、光学ガラス素
材の加熱変形により、所望の光学素子の形状から大きく
変形する。そこで、上記片面加熱を一定時間で繰り返し
行い、または、片面加熱してある程度表面粗さを向上さ
せた後、成形用型で光学ガラス素材の整形をし、ついで
片面加熱を繰り返し行うことにより、所望の光学素子の
形状に近似した光学ガラス素材が得られる。
【0010】この上記光学ガラス素材の表面の加熱、冷
却の際に、粘度1014以下の温度に冷却すると加熱表
面との温度差が大きくなりすぎ、光学ガラス素材に割れ
等の不具合が生じる。また、粘度1013.5以上しか
冷却しないと光学ガラス素材が自重変形し易くなる。
【0011】
【実施例1】図1は、本発明に係る光学素子の成形方法
の実施例1に用いる成形装置1を示す断面図である。
【0012】成形装置1には、両端を開放した筒状の加
熱炉2が設けられている。加熱炉2は、搬送治具3内に
保持したガラス素材(プリフォーム)4の加熱部5と、
この加熱部5に隣り合わせて加熱部5により加熱軟化さ
れたガラス素材4を光学素子に押圧成形する成形部6と
が設けられている。
【0013】加熱部5は、第1の加熱部7aと第2の加
熱部7bとからなり、第1の加熱部7aで加熱されたガ
ラス素材4を第2の加熱部7bで加熱し得るようになっ
ている。
【0014】第1の加熱部7aには、搬送治具3内に保
持したガラス素材4の一方のガラス面を加熱するヒータ
8,10,12,14,16,18および他方のガラス
面を冷却する冷却ガス噴出用のガスノズル9,11,1
3,15,17,19が、ガラス素材4の搬送方向に順
次設けられている。このヒータ8とガスノズル9,10
と11,12と13,14と15,16と17,18と
19は、一方のガラス面を加熱すると同時に他方のガラ
ス面を冷却し得るようにそれぞれ対向配置されるととも
に、加熱したガラス面を冷却し、冷却したガラス面を加
熱し得るように交互に配置されている。
【0015】第2の加熱部7aには、ガラス素材4のガ
ラス両面を同時に加熱するヒータ20,21が対向配置
されている。なお、図中22で示すのは、第1の加熱部
7aと第2の加熱部7bにおける搬送治具3の保持・移
送用の部材である。
【0016】成形部6には、第2の加熱部7bで加熱さ
れたガラス素材4を押圧して所望形状の光学素子を成形
する上型23と下型24が上下動自在に対向配置されて
いる。上下型23,24の外周部には、上下型23,2
4を加熱する型ヒータ25,26がそれぞれ配置されて
いる。
【0017】図において27で示すものは、ガラス素材
4を搬送治具3とともに上下型23,24間の成形ポイ
ントに搬送する搬送アームで、この搬送アーム27は、
第2の加熱部7bから搬送治具3を受け取り、押圧成形
後のガラスレンズを保持した搬送治具3を加熱炉2外に
搬送し得るように移動自在に設けられている。
【0018】次に、上記成形装置1を用いた本発明に係
る光学素子の成形方法の実施例1を説明する。
【0019】本実施例は、ガラス素材4として所望レン
ズ形状に近似する形状に研削した表面粗さRmax ≒
0.5μmの光学ガラス素材を用いた。
【0020】まず、ガラス素材4を搬送治具3内に保持
して、搬送治具3とともに搬送機(図示省略)により加
熱炉2の第1の加熱部7aに搬送し、ヒータ8とガスノ
ズル9間に配置する。そして、ガラス素材4の一方のガ
ラス面4aをヒータ8により109 ポアズの粘度に相
当する温度まで加熱軟化する。同時に、他方のガラス面
4bにガスノズル9から不活性ガスを吹きかけガラス面
4bを1013.5ポアズの粘度に相当する温度に冷却
する。 次にガラス素材4をヒータ10とガスノズル11間に移
送し、ガラス面4aをガスノズル11からの不活性ガス
により1013.5ポアズの粘度に相当する温度に冷却
するとともに、ガラス面4bをヒータ10により109
 ポアズの粘度に相当する温度に加熱する。そして、順
次、ガラス素材4をヒータ12とガスノズル13,14
,と15,16と17,18と19間に移送し、ガラス
面4a,4bを上記の粘度となるように加熱し冷却する
。そして、この第1の加熱部7aの工程を1200秒間
行った。この工程において、ガラス素材4の両ガラス面
4a,4bは、順次加熱軟化されて表面粗さがRmax
 ≒0.05μmに向上される。また、加熱と同時に一
方のガラス面4a(4b)が自重変形を生じにくい粘度
に冷却されるので、ガラス素材4の形状変形が防止され
、所望形状に近似したガラス素材4の形状が保たれる。
【0021】次に、ガラス素材4をヒータ20,21間
に移送し、ヒータ20,21により両ガラス面4a,4
bが107 ポアズの粘度に相当する温度となるように
ガラス素材4を加熱する。これにより、上下型23,2
4による押圧成形可能な状態とする。その後、ガラス素
材4を搬送アーム27により上下型23,24間に搬送
し、ガラス素材4の粘度の1013.5ポアズに相当す
る温度に保持された上下型23,24でガラス素材4を
押圧し、ガラスレンズの成形を行う。そして、搬送アー
ム27により、ガラスレンズを搬送治具3とともに加熱
炉2外に搬送する。
【0022】なお、同レベルの表面粗さでガラス転移点
が異なる硝材を用いたガラス素材の場合については、ガ
ラス素材の表面温度が109 ポアズの粘度となるよう
にヒータ8,10,12,14,16,18の温度を変
化させ、かつ不活性ガスの冷却によりガラス素材の表面
温度が1013.5ポアズの粘度に冷却する。さらに、
第2の加熱部7bのヒータ20,21および上下型23
,24の温度をガラス素材の粘度が、それぞれ107 
ポアズおよび1013.5ポアズに相当する温度にする
【0023】本実施例によれば、ガラス素材4の表面粗
さRmax ≒0.5μmを一連の工程でガラス素材4
の加熱軟化による自重変形量が少ない状態で表面粗さを
向上でき、表面粗さRmax ≒0.05μmの良好な
光学ガラスレンズを成形することができる。
【0024】
【実施例2】本実施例は、図1に示した成形装置1によ
り、表面粗さRmax ≒1μmのガラス素材4を用い
て表面粗さRmax ≒0.05μmのガラスレンズを
成形した。
【0025】まず、ガラス素材4を搬送治具3で保持し
て加熱炉2内に搬送し、実施例1と同様にガラス素材4
の一方のガラス面4a(4b)をヒータ8,10,12
,14で109 ポアズの粘度に相当する温度に加熱し
、同時にガスノズル9,11,13,15から不活性ガ
スを流出して、他方のガラス面4b(4a)を1013
.5ポアズの粘度に相当する温度に冷却する。この加熱
と冷却する工程を100秒間づつ繰り返し行った後、ガ
ラス素材4をヒータ16,18とガスノズル17,19
間に順次移送して、ガラス素材4の一方のガラス面4a
(4b)を107 ポアズの粘度に相当する温度に加熱
し、同時に他方のガラス面4b(4a)を1013.5
ポアズの粘度に相当する温度に冷却する。そして、この
工程を12秒間行った後、ガラス素材4をヒータ20,
21間に移送し、両ガラス面4a,4bを同時に加熱し
て押圧成形可能な状態にすべく108 ポアズの粘度に
相当する温度にし、上記実施例1と同様に上下型23,
24によりガラスレンズを押圧成形する。
【0026】本実施例にあっては、表面粗さRmax 
≒1μmのガラス面4a,4bを、まずヒータ8,10
,12,14で加熱し、その後ヒータ16,18で急激
に加熱することによりガラス面4a,4bのみ流動され
つつ表面粗さがRmax ≒0.05μmに向上される
。その他の作用は、上記実施例1と同様である。
【0027】本実施例によれば、表面粗さがRmax 
≒1μmのガラス素材を用いて、表面粗さRmax ≒
0.05μmのガラスレンズを成形することができる。
【0028】
【実施例3】本実施例は、図1に示した成形装置1によ
り、表面粗さRmax ≒5μmのガラス素材4を用い
て表面粗さRmax ≒0.05μmのガラスレンズを
成形した。
【0029】まず、上記実施例2と同一条件に設定した
加熱炉2により、ガラス素材4を実施例2と同一工程で
加熱、冷却して表面粗さをRmax ≒0.5μmにし
、ついでヒータ20,21により両面加熱を行い、その
後上下型23,24で押してガラス素材4の形状を整形
した予備光学ガラス素材を得る。
【0030】次に、上記予備光学ガラス素材を上記実施
例1と同一条件に設定した加熱炉2により、実施例1と
同一工程で表面粗さRmax ≒0.5μmのガラスレ
ンズを押圧成形する。
【0031】本実施例によれば、カーブジェネレータの
研削レベルである表面粗さRmax ≒5μmのガラス
素材4を用いて、表面粗さRmax ≒0.05μmの
ガラスレンズを成形することができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、光学ガラス素材の片面
を交互に加熱し、押圧成形に必要とされる光学ガラス素
材の面粗度を得ることができる。さらに、上記加熱と同
時に、加熱されない片面を交互に冷却するので、加熱軟
化による光学ガラス素材の自重変形を防止でき、従来の
研磨プリフォームと同レベルの成形性を有する。このた
め、光学素子を低コストで高精度に押圧成形することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光学素子の成形方法の実施例に用
いる成形装置の断面図である。
【符号の説明】
2  加熱炉 4  ガラス素材 4a  4b  ガラス面 8  10  12  14  16  18  ヒー
タ9  11  13  15  17  19  ガ
スノズル20  21  ヒータ 23  上型 24  下型

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  所望の光学素子に近似した形状に加工
    した光学ガラス素材の一方の表面を粘度109 〜10
    5 ポアズに加熱すると同時に上記光学ガラス素材の他
    方の表面を粘度1014〜1013.5ポアズに冷却し
    、ついで上記加熱した一方の表面を粘度1014〜10
    13.5ポアズに冷却すると同時に上記冷却した他方の
    表面を粘度109 〜105 ポアズに加熱する表面粗
    さ調整工程を少なくとも1回行うことにより、上記光学
    ガラス素材の表面粗さをRmax =0.05μm以下
    にし、その後、この光学ガラス素材を一対の成形用型で
    押圧成形することを特徴とする光学素子の成形方法。
  2. 【請求項2】  少なくとも1回の上記表面粗さ調整工
    程と、この工程後に光学ガラス素材を押圧する整形工程
    とからなる予備工程を少なくとも1回行うことにより、
    上記予備光学ガラス素材の表面粗さをRmax =0.
    5μm以下にし、さらに、この予備光学ガラス素材につ
    いて上記表面粗さ調整工程を少なくとも1回行うことに
    より、上記予備光学ガラス素材の表面粗さをRmax 
    =0.05μm以下にし、その後、この予備光学ガラス
    素材を一対の成形用型で押圧成形することを特徴とする
    光学素子の成形方法。
JP9121191A 1991-03-28 1991-03-28 光学素子の成形方法 Withdrawn JPH04300221A (ja)

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