JPH0435426B2 - - Google Patents
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- JPH0435426B2 JPH0435426B2 JP60162496A JP16249685A JPH0435426B2 JP H0435426 B2 JPH0435426 B2 JP H0435426B2 JP 60162496 A JP60162496 A JP 60162496A JP 16249685 A JP16249685 A JP 16249685A JP H0435426 B2 JPH0435426 B2 JP H0435426B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding
- mold
- temperature
- glass material
- glass
- Prior art date
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Links
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, 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)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はレンズ、プリズム、フイルター等の光
学素子を成形用金型により押圧成形する光学素子
の成形方法に関する。
学素子を成形用金型により押圧成形する光学素子
の成形方法に関する。
［従来の技術］
従来、研磨等の後加工を施すことなく、ガラス
素材を加熱軟化した後、所望の成形面を具備する
一対の成形用金型にて押圧成形する方法が開発実
施されるとともに高精度な成形方法として特公昭
56−378号公報所載の方法や、特開昭59−12112号
公報所載の方法が公知である。しかして、前者の
方法は成形用金型の型温を被成形素材であるガラ
ス素材の転移点以上、軟化点以下の範囲内にて一
定に保持する方法が開示されており、後者の場合
には第４図示の温度プロセスにより成形用金型の
成形面上にガラス素材を収容した後、成形用金型
を介してガラス素材に熱を与えつつ成形するもの
である。
素材を加熱軟化した後、所望の成形面を具備する
一対の成形用金型にて押圧成形する方法が開発実
施されるとともに高精度な成形方法として特公昭
56−378号公報所載の方法や、特開昭59−12112号
公報所載の方法が公知である。しかして、前者の
方法は成形用金型の型温を被成形素材であるガラ
ス素材の転移点以上、軟化点以下の範囲内にて一
定に保持する方法が開示されており、後者の場合
には第４図示の温度プロセスにより成形用金型の
成形面上にガラス素材を収容した後、成形用金型
を介してガラス素材に熱を与えつつ成形するもの
である。
［発明が解決しようとする問題点］
しかるに、従来公知の特公昭56−378号公報所
載の方法においては、金型温度を被成形素材であ
るガラスの転移点以上、軟化点以下で一定に保持
することが記載されているが、実際には、金型を
この温度領域に保持した場合、金型成形面上にガ
ラスが融着する現象が発生し易く、又、これをさ
ける為、金型面粗さをやや粗くすれば成形品の面
粗さが劣化する。
載の方法においては、金型温度を被成形素材であ
るガラスの転移点以上、軟化点以下で一定に保持
することが記載されているが、実際には、金型を
この温度領域に保持した場合、金型成形面上にガ
ラスが融着する現象が発生し易く、又、これをさ
ける為、金型面粗さをやや粗くすれば成形品の面
粗さが劣化する。
また、金型を転移点以上に保持した場合、成形
品の温度が下がりにくく、成形時間を永くとらね
ば光学的レベルでの成形品形状が安定しないとい
う欠点も有している。
品の温度が下がりにくく、成形時間を永くとらね
ば光学的レベルでの成形品形状が安定しないとい
う欠点も有している。
後者の特開昭59−121124号公報所載の方法中に
は第４図示の温度プロセスにより金型を介して金
型内に収容したガラス素材に熱を与える方法が記
載されているが、実際にはガラス素材と極めて近
い温度で、しかも該ガラス素材の軟化点以上の温
度まで昇温する為、成形品の形状反転性は良い
が、金型にガラスが融着する現象がこの場合も起
き易く、またガラスを転移点以下に徐冷するのに
時間がかかり、歩留まりが悪い。さらに、金型を
高温下にさらす為、その寿命は短かく、実用的で
はない。
は第４図示の温度プロセスにより金型を介して金
型内に収容したガラス素材に熱を与える方法が記
載されているが、実際にはガラス素材と極めて近
い温度で、しかも該ガラス素材の軟化点以上の温
度まで昇温する為、成形品の形状反転性は良い
が、金型にガラスが融着する現象がこの場合も起
き易く、またガラスを転移点以下に徐冷するのに
時間がかかり、歩留まりが悪い。さらに、金型を
高温下にさらす為、その寿命は短かく、実用的で
はない。
上述した如く、こららの従来方法においては、
金型温度を被成形素材であるガラスの転移点より
高い温度に保持している為、金型成形面にガラス
が融着する現象が多発したり、成形品温度が下が
りにくいことにより、歩留まりが悪く面精度が安
定しないこと、また金型を高温度下に長時間さら
すことによる金型の短寿命等の欠点を有するもの
であつた。
金型温度を被成形素材であるガラスの転移点より
高い温度に保持している為、金型成形面にガラス
が融着する現象が多発したり、成形品温度が下が
りにくいことにより、歩留まりが悪く面精度が安
定しないこと、また金型を高温度下に長時間さら
すことによる金型の短寿命等の欠点を有するもの
であつた。
因て、本発明はこれら従来の欠点に着目してな
されたもので、金型成形面に対するガラスの融着
現象をなくするとともに成形時間の短縮を計り、
かつ金型寿命を延命化することができるとともに
高精度、高性能の光学素子を安定的に成形するこ
とのできる光学素子の成形方法の提供を目的とす
るものである。
されたもので、金型成形面に対するガラスの融着
現象をなくするとともに成形時間の短縮を計り、
かつ金型寿命を延命化することができるとともに
高精度、高性能の光学素子を安定的に成形するこ
とのできる光学素子の成形方法の提供を目的とす
るものである。
［問題点を解決するための手段および作用］
本発明光学素子の成形方法は、ガラス素材を加
熱した後成形金型により押圧成形して成形する光
学素子の成形方法において、前記ガラス素材を、
当該ガラス素材の粘度が106ポアズ乃至108ポアズ
となる温度に加熱するとともに前記成形用金型の
型温を、前記ガラス素材の転移点から、この転移
点より200℃低い温度範囲に設定し、さらに前記
成形用金型の成形面の表面粗さをRmax0.07μm
以下に加工した成形用金型を使用するとともに押
圧成形中の成形用金型の加熱を行なうことなく成
形するものである。
熱した後成形金型により押圧成形して成形する光
学素子の成形方法において、前記ガラス素材を、
当該ガラス素材の粘度が106ポアズ乃至108ポアズ
となる温度に加熱するとともに前記成形用金型の
型温を、前記ガラス素材の転移点から、この転移
点より200℃低い温度範囲に設定し、さらに前記
成形用金型の成形面の表面粗さをRmax0.07μm
以下に加工した成形用金型を使用するとともに押
圧成形中の成形用金型の加熱を行なうことなく成
形するものである。
［実施例］
以下本発明光学素子の成形方法の実施例につい
て図面とともに説明する。
て図面とともに説明する。
（第１実施例）
第１図は成形方法を示す説明図、第２図は当該
実施例にて成形した凹レンズの断面図、第３図は
成形後の凹レンズにおけるフイゾー干渉像を示す
図である。
実施例にて成形した凹レンズの断面図、第３図は
成形後の凹レンズにおけるフイゾー干渉像を示す
図である。
しかして、LaK14を被成形素材とする円柱状
のガラス素材１を加熱炉２内に搬入して加熱する
とともに加熱後のガラス素材１を上下金型３，４
を対向方向に移動自在に配置した成形用金型５に
搬入した後、上下金型３，４の成形面３ａ，４ａ
間にてガラス素材１を押圧成形することにより、
第２図示の凹メニスレンズ６を成形する。
のガラス素材１を加熱炉２内に搬入して加熱する
とともに加熱後のガラス素材１を上下金型３，４
を対向方向に移動自在に配置した成形用金型５に
搬入した後、上下金型３，４の成形面３ａ，４ａ
間にてガラス素材１を押圧成形することにより、
第２図示の凹メニスレンズ６を成形する。
また、前記成形方法における凹メニスレンズ６
の成形は、以下の成形条件に従つて成形したもの
である。
の成形は、以下の成形条件に従つて成形したもの
である。
成形条件
(1) ガラス素材１の加熱温度……730℃
（尚、LaK14ガラスの粘度は約107ポア
ズである） (2) 成形用金型５温度……510℃ （LaK14ガラスの転移点より約130℃低
い） (3) 成形用金型５の成形面３ａ，４ａの 表面粗さ……Rmax0.04μm （尚、表面にはSi3N4の被膜を設けてあ
る） (4) プレス圧力……約90Kg／cm2 また、ガラス素材１の加熱および成形用金型５
の押圧成形に当つては第１図に示す如くN2ガス
雰囲気（N2濃度90％以上）の非酸化性雰囲気７
中にて成形したものである。
ズである） (2) 成形用金型５温度……510℃ （LaK14ガラスの転移点より約130℃低
い） (3) 成形用金型５の成形面３ａ，４ａの 表面粗さ……Rmax0.04μm （尚、表面にはSi3N4の被膜を設けてあ
る） (4) プレス圧力……約90Kg／cm2 また、ガラス素材１の加熱および成形用金型５
の押圧成形に当つては第１図に示す如くN2ガス
雰囲気（N2濃度90％以上）の非酸化性雰囲気７
中にて成形したものである。
前記成形条件により成形したR1，R2を有する
凹メニスレンズ６（外径６mmφ、中心厚約0.9mm）
についてフイゾー型干渉計により測定したフイゾ
ー干渉像を示すのが第３図であり、目標とする球
面半径に対し、ニユートンリング３本以内、イレ
ギユラリテイー同0.2本以内、アス同0.2本以内の
値の凹メニスレンズ６が得られた。
凹メニスレンズ６（外径６mmφ、中心厚約0.9mm）
についてフイゾー型干渉計により測定したフイゾ
ー干渉像を示すのが第３図であり、目標とする球
面半径に対し、ニユートンリング３本以内、イレ
ギユラリテイー同0.2本以内、アス同0.2本以内の
値の凹メニスレンズ６が得られた。
また、同一条件による前記成形方法によつて、
凹メニスレンズ６を再現性良く成形することがで
きた。
凹メニスレンズ６を再現性良く成形することがで
きた。
（第２実施例）
次に下記成形条件によりSK11ガラスを円柱状
にしたガラス素材を使用して前記第１実施例と同
様の成形方法を採用しつつ凸レンズ（R1＝11.5
mm，R2＝50mm）を押圧成形したところ、フイゾ
ー型干渉像による評価において、研磨レンズに匹
敵する光学特性レンズを有するとともにレンズの
表面粗さはRmax0.01μmであつた。
にしたガラス素材を使用して前記第１実施例と同
様の成形方法を採用しつつ凸レンズ（R1＝11.5
mm，R2＝50mm）を押圧成形したところ、フイゾ
ー型干渉像による評価において、研磨レンズに匹
敵する光学特性レンズを有するとともにレンズの
表面粗さはRmax0.01μmであつた。
成形条件
(1) ガラス素材の加熱温度……670℃
(2) 成形用金型温度……470℃
（SK11ガラスの転移点より約60℃低い）
(3) 成形用金型の成形面の表面粗さ
……Rmax0.03μm
(4) プレス圧力……約50Kg／cm2
（第３実施例）
また、ガラス素材としてBaLK1ガラスを使用
して第２実施例における凸レンズを下記成形条件
によつて、第１実施例と同様に成形方法を採用し
つつ成形したところ、フイゾー干渉像による評価
において、目標球面半径に対し、ニユートンリン
グ２本、イレギユラリテイー同0.3本、アス同0.2
本以内と光学レンズとして充分使用可能なレンズ
であることが確認できた。
して第２実施例における凸レンズを下記成形条件
によつて、第１実施例と同様に成形方法を採用し
つつ成形したところ、フイゾー干渉像による評価
において、目標球面半径に対し、ニユートンリン
グ２本、イレギユラリテイー同0.3本、アス同0.2
本以内と光学レンズとして充分使用可能なレンズ
であることが確認できた。
成形条件
(1) ガラス素材の加熱温度……680℃
（BaLK1ガラスの粘度は約107.5ポアズ）
(2) 成形用金型温度……430℃
（BaLK1ガラスの転移点より約100℃低
い） (3) 成形用金型の成形面の表面粗さ ……Rmax0.01μm （Ni基合金にBNをプラズマCVD法に
より2μm厚で被覆した） (4) プレス圧力……約30Kg／cm2〜70Kg／cm2 （第４実施例） さらに、ガラス素材としてLaSF08ガラスを使
用して平凸レンズ（R1＝∞（平面）），R2＝11.5）
を第１実施例と同様の成形方法により下記の成形
条件に従つて成形したところ、充分な光学的性能
を有する平凸レンズを得ることができた。
い） (3) 成形用金型の成形面の表面粗さ ……Rmax0.01μm （Ni基合金にBNをプラズマCVD法に
より2μm厚で被覆した） (4) プレス圧力……約30Kg／cm2〜70Kg／cm2 （第４実施例） さらに、ガラス素材としてLaSF08ガラスを使
用して平凸レンズ（R1＝∞（平面）），R2＝11.5）
を第１実施例と同様の成形方法により下記の成形
条件に従つて成形したところ、充分な光学的性能
を有する平凸レンズを得ることができた。
尚、レンズ面はRmax0.02μm以下であるとと
もに成形時間（プレス荷重時間）については10秒
〜20秒で成形可能であること、さらには10000シ
ヨツトの成形後にも成形レンズの光学的性能等に
変化のないことが確認された。
もに成形時間（プレス荷重時間）については10秒
〜20秒で成形可能であること、さらには10000シ
ヨツトの成形後にも成形レンズの光学的性能等に
変化のないことが確認された。
成形条件
(1) ガラス素材の加熱温度……795℃
（LaSF08ガラスの粘度は約106.7ポアズ）
(2) 成形用金型温度……589℃
（LaSF08ガラスの転移点より約160℃
低い） (3) 成形用金型の成形面の表面粗さ ……Rmax0.04μm （成形面にはNi基合金にBNをプラズマ
CVD法により2μm厚の被膜を施した） (4) プレス圧力……約70Kg／cm2 尚、以上の各実施例における成形条件について
は、ガラス素材を加熱し、これを成形金型にて押
圧成形する成形方法中、成形金型の加熱条件とし
てはガラス素材の転移点より200℃低い温度範囲
内にて実施するとともに使用する押圧成形用の成
形用金型の成形面をRmax0.07μm以下に研磨し、
かつガラス素材と成形用金型の素材の熱膨張係数
の違いに起因する形状差異を計算により予め補正
してある。またガラス素材の加熱温度について
は、該ガラス粘度が106ポアズ以上108ポアズとな
る温度範囲、成形用金型の温度を該ガラスの転移
点とこの転移点より200℃低い温度までの範囲に
より実施することが可能であり、その理由は成形
時間の短縮と成形用金型の延命化の目的に起因
し、成形用金型の温度は低いほど有利であるが、
その場合ガラス素材は少なくとも108ポアズより
低い粘度が必要であることが、実験・研究により
判明した。しかしガラス加熱温度を過度に上昇さ
せ、その粘度が106ポアズより低い状態となると、
短い成形時間（120秒以内）ではガラス素材の温
度が低下しない為、その形状が光学的レンズでは
不安定である。従つて、ガラス素材の加熱温度は
該ガラスの粘度が106ポアズ〜108ポアズとなる温
度範囲が好適である。さらに成形せんとする光学
素子の表面粗さは少なくともRmax0.03μm以下
であることが望ましいが、この面粗さを実現する
為には前記成形用金型の表面粗さを少なくとも
Rmax0.07μm以下に設定することが必要である。
しかも、ガラス素材の加熱および成形用金型によ
るガラス素材の押圧成形には、非酸化性雰囲気中
で実施することが望ましく、特にN2ガス濃度が
90％以上となる雰囲気中での条件中80％位では大
気中と同じく離型しにくい欠点を有し好適には96
〜97％であることが判明した。
低い） (3) 成形用金型の成形面の表面粗さ ……Rmax0.04μm （成形面にはNi基合金にBNをプラズマ
CVD法により2μm厚の被膜を施した） (4) プレス圧力……約70Kg／cm2 尚、以上の各実施例における成形条件について
は、ガラス素材を加熱し、これを成形金型にて押
圧成形する成形方法中、成形金型の加熱条件とし
てはガラス素材の転移点より200℃低い温度範囲
内にて実施するとともに使用する押圧成形用の成
形用金型の成形面をRmax0.07μm以下に研磨し、
かつガラス素材と成形用金型の素材の熱膨張係数
の違いに起因する形状差異を計算により予め補正
してある。またガラス素材の加熱温度について
は、該ガラス粘度が106ポアズ以上108ポアズとな
る温度範囲、成形用金型の温度を該ガラスの転移
点とこの転移点より200℃低い温度までの範囲に
より実施することが可能であり、その理由は成形
時間の短縮と成形用金型の延命化の目的に起因
し、成形用金型の温度は低いほど有利であるが、
その場合ガラス素材は少なくとも108ポアズより
低い粘度が必要であることが、実験・研究により
判明した。しかしガラス加熱温度を過度に上昇さ
せ、その粘度が106ポアズより低い状態となると、
短い成形時間（120秒以内）ではガラス素材の温
度が低下しない為、その形状が光学的レンズでは
不安定である。従つて、ガラス素材の加熱温度は
該ガラスの粘度が106ポアズ〜108ポアズとなる温
度範囲が好適である。さらに成形せんとする光学
素子の表面粗さは少なくともRmax0.03μm以下
であることが望ましいが、この面粗さを実現する
為には前記成形用金型の表面粗さを少なくとも
Rmax0.07μm以下に設定することが必要である。
しかも、ガラス素材の加熱および成形用金型によ
るガラス素材の押圧成形には、非酸化性雰囲気中
で実施することが望ましく、特にN2ガス濃度が
90％以上となる雰囲気中での条件中80％位では大
気中と同じく離型しにくい欠点を有し好適には96
〜97％であることが判明した。
［発明の効果］
以上の説明から明らかな如く、本発明の成形方
法によれば、成形用金型の成形面が
Rmax0.07μm以下の表面粗さでも、融着現像を
起こすことなく高精度・高性能のガラス光学素子
を短い成形時間で得ることが可能となり、また金
型温度を従来法より低く設定したことによる金型
寿命の延命化を計ることができ、金型表面粗さが
比較的粗くともよいので金型製作が容易であるか
ら、光学素子のコスト低減を計れる等の効果を有
する。
法によれば、成形用金型の成形面が
Rmax0.07μm以下の表面粗さでも、融着現像を
起こすことなく高精度・高性能のガラス光学素子
を短い成形時間で得ることが可能となり、また金
型温度を従来法より低く設定したことによる金型
寿命の延命化を計ることができ、金型表面粗さが
比較的粗くともよいので金型製作が容易であるか
ら、光学素子のコスト低減を計れる等の効果を有
する。
第１図は本発明成形方法を示す説明図、第２図
は本発明成形方法の第１実施例の方法によつて成
形した凹レンズの断面図、第３図は第１実施例の
成形方法にて成形後の凹レンズにおける成形後の
フイゾー干渉像を示す図、第４図は従来の成形方
法における温度プロセスを示す図である。 １……ガラス素材、２……加熱炉、３，４……
上下金型、５……成形用金型、６……凹メニスレ
ンズ。
は本発明成形方法の第１実施例の方法によつて成
形した凹レンズの断面図、第３図は第１実施例の
成形方法にて成形後の凹レンズにおける成形後の
フイゾー干渉像を示す図、第４図は従来の成形方
法における温度プロセスを示す図である。 １……ガラス素材、２……加熱炉、３，４……
上下金型、５……成形用金型、６……凹メニスレ
ンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス素材を加熱した後成形金型により押圧
成形して成形する光学素子の成形方法において、 前記ガラス素材を当該ガラス素材の粘度が106
ポアズ乃至108ポアズとなる温度に加熱するとと
もに前記成形用金型の型温を、前記ガラス素材の
転移点から、この転移点より200℃低い温度まで
の範囲に設定し、さらに前記成形用金型の成形面
の表面粗さをRmax0.07μm以下に加工した成形
用金型を使用するとともに押圧成形中の成形用金
型の加熱を行なうことなく成形することを特徴と
する光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16249685A JPS6227334A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16249685A JPS6227334A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 光学素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227334A JPS6227334A (ja) | 1987-02-05 |
| JPH0435426B2 true JPH0435426B2 (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=15755724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16249685A Granted JPS6227334A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS6227334A (ja) |
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Citations (1)
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| JPS60118639A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-26 | Hoya Corp | プレスレンズの製造方法 |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP16249685A patent/JPS6227334A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118639A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-26 | Hoya Corp | プレスレンズの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6227334A (ja) | 1987-02-05 |
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