JPH0455134B2 - - Google Patents
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- JPH0455134B2 JPH0455134B2 JP60236060A JP23606085A JPH0455134B2 JP H0455134 B2 JPH0455134 B2 JP H0455134B2 JP 60236060 A JP60236060 A JP 60236060A JP 23606085 A JP23606085 A JP 23606085A JP H0455134 B2 JPH0455134 B2 JP H0455134B2
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- glass
- glass material
- molding
- pressure
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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
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はレンズやプリズム等の光学ガラス素子
の製造において、プレス成形後の研磨工程を必要
としない高精度光学ガラス素子の成形方法に関す
るものである。
の製造において、プレス成形後の研磨工程を必要
としない高精度光学ガラス素子の成形方法に関す
るものである。
従来の技術
近年、光学ガラスレンズは光学機器のレンズ構
成の簡略化とレンズ部分の軽量化を同時に達成し
うる非球面化の方向にある。この非球面レンズの
製造にあたつては、従来の光学レンズの製造方法
である研磨法では、加工および量産化が困難であ
り、直接プレス成形法が有望視されている。
成の簡略化とレンズ部分の軽量化を同時に達成し
うる非球面化の方向にある。この非球面レンズの
製造にあたつては、従来の光学レンズの製造方法
である研磨法では、加工および量産化が困難であ
り、直接プレス成形法が有望視されている。
この直接プレス成形法というのは、予め望の面
品質および面精度に仕上げた非球面形状の成形用
型内で、溶融した光学ガラスをプレス成形する
か、あるいは予め所望の光学ガラス素子に近い形
状まで加工した光学ガラス素材を加熱加圧成形し
て光学ガラス素子を製造する方法である。（例え
ば、特公昭54−38126号公報）。
品質および面精度に仕上げた非球面形状の成形用
型内で、溶融した光学ガラスをプレス成形する
か、あるいは予め所望の光学ガラス素子に近い形
状まで加工した光学ガラス素材を加熱加圧成形し
て光学ガラス素子を製造する方法である。（例え
ば、特公昭54−38126号公報）。
発明が解決しようとする問題点
上記の光学ガラス素子の製造において、プレス
成形によつて得られた光学ガラス素子の像形成性
能は従来の研磨法による光学ガラス素子のそれに
くらべてより優れている必要があり、特に非球面
レンズの場合、非常に高い面精度であることが要
求される。例えば高精度カメラレンズの場合は、
面精度ニユートンリング５本程度、アス１本以
内、面粗さ0.03μm以下であることが要求される。
成形によつて得られた光学ガラス素子の像形成性
能は従来の研磨法による光学ガラス素子のそれに
くらべてより優れている必要があり、特に非球面
レンズの場合、非常に高い面精度であることが要
求される。例えば高精度カメラレンズの場合は、
面精度ニユートンリング５本程度、アス１本以
内、面粗さ0.03μm以下であることが要求される。
直接プレス成形法の中で溶融した光学ガラスを
プレス成形する方法では、溶融したガラスを切断
した跡が光学ガラス表面に残つたり、溶融したガ
ラスからの熱を均一にうばいにくく、ガラスの内
部と表面との温度差によつてヒケを生じやすかつ
た。また、溶融したガラスは成形用型と融着し易
く、成形用型の材料としてガラスと融着しにくい
材料を選定する必要がある。
プレス成形する方法では、溶融したガラスを切断
した跡が光学ガラス表面に残つたり、溶融したガ
ラスからの熱を均一にうばいにくく、ガラスの内
部と表面との温度差によつてヒケを生じやすかつ
た。また、溶融したガラスは成形用型と融着し易
く、成形用型の材料としてガラスと融着しにくい
材料を選定する必要がある。
また、特開昭47−11277号公報のプレスレンズ
の成形方法では、ガラスを成形用型内に保持した
状態で昇温してプレス成形し、ガラスが転移温度
以下になるまでプレスした状態で成形用型ととも
に冷却する方法が記載されている。しかしながら
この方法では、ガラス転移点以下に冷却されるま
でガラスをプレスし続けているため成形用型の成
形面に引つかき傷やすり傷等の損傷が発生しやす
い。また、ガラスを冷却する際に、成形用型を開
いてガラスが加圧されていない状態で冷却する
と、前述したようにガラスにヒケの現象が起こ
る。
の成形方法では、ガラスを成形用型内に保持した
状態で昇温してプレス成形し、ガラスが転移温度
以下になるまでプレスした状態で成形用型ととも
に冷却する方法が記載されている。しかしながら
この方法では、ガラス転移点以下に冷却されるま
でガラスをプレスし続けているため成形用型の成
形面に引つかき傷やすり傷等の損傷が発生しやす
い。また、ガラスを冷却する際に、成形用型を開
いてガラスが加圧されていない状態で冷却する
と、前述したようにガラスにヒケの現象が起こ
る。
従つて、高精度の光学ガラス素子をプレス成形
によつて製造する場合、ガラスを冷却する工程が
重要であり、その冷却方法としては、プレス成形
時の圧力より低い圧力を加えた状態で成形用型と
ともに冷却し、ガラスが十分に固化したならば、
ガラスへの圧力を除去してさらに冷却して成形用
型からガラスを取り出すことが有効であり、ガラ
スにヒケを発生させず、かつ成形用型に肌荒れが
起こらないようにすることが可能になる。
によつて製造する場合、ガラスを冷却する工程が
重要であり、その冷却方法としては、プレス成形
時の圧力より低い圧力を加えた状態で成形用型と
ともに冷却し、ガラスが十分に固化したならば、
ガラスへの圧力を除去してさらに冷却して成形用
型からガラスを取り出すことが有効であり、ガラ
スにヒケを発生させず、かつ成形用型に肌荒れが
起こらないようにすることが可能になる。
問題点を解決するための手段
本発明は前記問題点を解決するために、被成形
ガラス素材を予め表面処理する工程と、一定温度
に保持した成形用型で前記被成形ガラス素材を加
圧成形する工程と、前記被成形ガラス素材に加え
る圧力を前記加圧成形する工程より減圧し、かつ
前記被成形ガラス素材を前記成形用型に保持した
状態で前記成形用型を冷却する工程と、前記被成
形ガラス素材への圧力を除去し、かつ前記被成形
ガラス素材を前記成形用型とともに冷却して前記
被成形ガラス素材を前記成形用型から取り出す工
程とからなる光学ガラス素子の成形方法を提供す
るものである。
ガラス素材を予め表面処理する工程と、一定温度
に保持した成形用型で前記被成形ガラス素材を加
圧成形する工程と、前記被成形ガラス素材に加え
る圧力を前記加圧成形する工程より減圧し、かつ
前記被成形ガラス素材を前記成形用型に保持した
状態で前記成形用型を冷却する工程と、前記被成
形ガラス素材への圧力を除去し、かつ前記被成形
ガラス素材を前記成形用型とともに冷却して前記
被成形ガラス素材を前記成形用型から取り出す工
程とからなる光学ガラス素子の成形方法を提供す
るものである。
作 用
前述したように従来から光学ガラス素子の成形
は、熱軟化したガラス素材を加圧変形させて所望
の光学ガラス素子形状に成形する方法で行なわれ
ているが、より高精度な光学ガラス素子を成形す
るために重要なことは、光学ガラス素子の加熱加
圧成形する工程であり、さらに重要なことは光学
ガラス素子の冷却工程であることを見いだした。
例えば105ポアズ程度に軟化した光学ガラスを成
形用型で変形した後、無加圧状態で光学ガラス素
子を冷却すると光学ガラス素子にヒケの現象が起
こり、高い形状精度の光学ガラス素子を得ること
はできない。またヒケの現象が起こらないように
1011ポアズ程度の高い粘性の光学ガラス素材をプ
レス成形するためには非常に高い圧力（例えば
1000Kg／cm2）が必要となり、プレス成形後の光学
ガラス素子内部に歪が残留したり、成形用型を傷
つけたり、成形装置が大型化、複雑化するといつ
た問題が発生する。高精度な光学ガラス素子とい
うのは、面精度ニユートンリング５本以内、アス
１本以内であり、かつ複屈折がないことを言い、
ヒケや残留歪があるとこれらは達成されない。
は、熱軟化したガラス素材を加圧変形させて所望
の光学ガラス素子形状に成形する方法で行なわれ
ているが、より高精度な光学ガラス素子を成形す
るために重要なことは、光学ガラス素子の加熱加
圧成形する工程であり、さらに重要なことは光学
ガラス素子の冷却工程であることを見いだした。
例えば105ポアズ程度に軟化した光学ガラスを成
形用型で変形した後、無加圧状態で光学ガラス素
子を冷却すると光学ガラス素子にヒケの現象が起
こり、高い形状精度の光学ガラス素子を得ること
はできない。またヒケの現象が起こらないように
1011ポアズ程度の高い粘性の光学ガラス素材をプ
レス成形するためには非常に高い圧力（例えば
1000Kg／cm2）が必要となり、プレス成形後の光学
ガラス素子内部に歪が残留したり、成形用型を傷
つけたり、成形装置が大型化、複雑化するといつ
た問題が発生する。高精度な光学ガラス素子とい
うのは、面精度ニユートンリング５本以内、アス
１本以内であり、かつ複屈折がないことを言い、
ヒケや残留歪があるとこれらは達成されない。
これらの問題点を解決するために、前記特開昭
47−11277号公報に見られるように、成形用型内
に光学ガラス素材を置き、成形用型とともに昇
温、プレス、冷却し、かつ冷却時においてガラス
の転移温度以下になるまでガラスをプレスし続け
るという方法が記載されている。しかしながらこ
の方法は、ガラスの冷却時に約100Kgもの力を比
較的高粘性で軟化度の小さくなつているガラスに
対して加え続けているため、ヒケは発生しにくく
なつているものの、新たに機械的な歪がガラス内
部に発生し、高精度な光学ガラス素子とは言い難
く、また成形用型にはすり傷、ひつかき傷等の損
傷が残る。
47−11277号公報に見られるように、成形用型内
に光学ガラス素材を置き、成形用型とともに昇
温、プレス、冷却し、かつ冷却時においてガラス
の転移温度以下になるまでガラスをプレスし続け
るという方法が記載されている。しかしながらこ
の方法は、ガラスの冷却時に約100Kgもの力を比
較的高粘性で軟化度の小さくなつているガラスに
対して加え続けているため、ヒケは発生しにくく
なつているものの、新たに機械的な歪がガラス内
部に発生し、高精度な光学ガラス素子とは言い難
く、また成形用型にはすり傷、ひつかき傷等の損
傷が残る。
高精度な光学ガラス素子、すなわち形状精度に
すぐれ、かつ内部に歪のない光学ガラス素子を作
製するためには、冷却時の加圧力を調節してガラ
スを適度に粘性流動させてヒケによる変形をコン
トロールする必要がある。
すぐれ、かつ内部に歪のない光学ガラス素子を作
製するためには、冷却時の加圧力を調節してガラ
スを適度に粘性流動させてヒケによる変形をコン
トロールする必要がある。
本発明は、プレス成形時には大きな圧力を加え
て光学ガラス素材を大きく変形させて所望の素子
形状に概略一致させ、ガラスの冷却時にはヒケの
発生を防止できる程度の圧力すなわちプレス成形
時より減圧した圧力を加えながらガラス転移点付
近までガラスを冷却させることにより、高精度な
光学ガラス素子を成形するものである。
て光学ガラス素材を大きく変形させて所望の素子
形状に概略一致させ、ガラスの冷却時にはヒケの
発生を防止できる程度の圧力すなわちプレス成形
時より減圧した圧力を加えながらガラス転移点付
近までガラスを冷却させることにより、高精度な
光学ガラス素子を成形するものである。
また高精度な光学ガラス素子を作製するために
は、使用する被成形ガラス素材の形状および表面
状態が重要である。被成形ガラス素材の形状はで
きるだけ成形用型の形状に適合するようにし、例
えば凸面形状の光学ガラス素子を作製する場合、
被成形ガラス素材の曲面は成形用型の成形面より
曲率半径を大きくする必要がある。被成形ガラス
素材の概略の形状を出し、かつ重量を合わせるた
めに研削砂で研削処理を施した後、表面を円滑化
するために研磨処理、エツチング処理あるいは熱
処理を行なう。被成形ガラス素材の種類に応じて
適宜これらの表面処理を行なつて表面を円滑化し
た被成形ガラス素材を用いることにより、表面状
態のすぐれた高精度の光学ガラス素子が成形され
る。
は、使用する被成形ガラス素材の形状および表面
状態が重要である。被成形ガラス素材の形状はで
きるだけ成形用型の形状に適合するようにし、例
えば凸面形状の光学ガラス素子を作製する場合、
被成形ガラス素材の曲面は成形用型の成形面より
曲率半径を大きくする必要がある。被成形ガラス
素材の概略の形状を出し、かつ重量を合わせるた
めに研削砂で研削処理を施した後、表面を円滑化
するために研磨処理、エツチング処理あるいは熱
処理を行なう。被成形ガラス素材の種類に応じて
適宜これらの表面処理を行なつて表面を円滑化し
た被成形ガラス素材を用いることにより、表面状
態のすぐれた高精度の光学ガラス素子が成形され
る。
被成形ガラス素材を加圧成形する工程で、成形
用型の温度（Ｔ℃）および圧力が特許請求の範囲
第３項記載の範囲内であれば、被成形ガラス素材
が粘性流動あるいは塑性流動を起こして高精度に
加工した成形用型のプレス面を転写する。次に一
定温度で加圧成形した被成形ガラス素材を成形用
型内に保持した状態で、特許請求の範囲第４項記
載の温度まで冷却する。この時被成形ガラス素材
には前記加圧成形時より減圧した圧力を加えるこ
とにより、被成形ガラス素材をごくわずか変形さ
せてガラスおよび成形用型の収縮を制御する。そ
のあと、被成形ガラス素材への圧力を取り除き、
成形用型の温度が被成形ガラスの徐冷点以下まで
冷却した後、成形用型から被成形ガラス素材を取
り出す。このような工程を経ることにより光学的
な歪のない、面精度ニユートンリング５本以内、
アス１本以内の高精度な光学ガラス素子が成形さ
れる。
用型の温度（Ｔ℃）および圧力が特許請求の範囲
第３項記載の範囲内であれば、被成形ガラス素材
が粘性流動あるいは塑性流動を起こして高精度に
加工した成形用型のプレス面を転写する。次に一
定温度で加圧成形した被成形ガラス素材を成形用
型内に保持した状態で、特許請求の範囲第４項記
載の温度まで冷却する。この時被成形ガラス素材
には前記加圧成形時より減圧した圧力を加えるこ
とにより、被成形ガラス素材をごくわずか変形さ
せてガラスおよび成形用型の収縮を制御する。そ
のあと、被成形ガラス素材への圧力を取り除き、
成形用型の温度が被成形ガラスの徐冷点以下まで
冷却した後、成形用型から被成形ガラス素材を取
り出す。このような工程を経ることにより光学的
な歪のない、面精度ニユートンリング５本以内、
アス１本以内の高精度な光学ガラス素子が成形さ
れる。
実施例
以下、本発明の実施例について述べる。
実施例 １
使用したガラスは、重フリント系光学ガラス
SF−８であり、ゴブ状のガラス素材を研削処理
して所望の光学ガラス素子に近い形状に加工した
後、酸化セリウムによつて研磨処理し、第１図に
示すようなプリフオーム１０を作製した。所望の
光学ガラス素子は、径15mm、中心肉厚８mmの両凸
形状のレンズである。このレンズの曲率半径は、
一方が200mm、他方が100mmである。成形用型とし
ては、超硬合金（WC）に白金−イリジウム−オ
スミウム合金をコーテイングしたものを用いた。
第２図に示すように、成形用上型１２を上型ブロ
ツク１１に固定した。成形用上型１２の内部に熱
電対２０をそう入して、上型ブロツク１１内部に
埋設したヒータ１９の熱量を調節して成形用上型
１２の温度を高精度にコントロールした。成形用
下型１３にプリフオーム１０を置いて成形用上型
１２と成形用下型１３とを同時に加熱して金型温
度を520℃にした。金型温度が520℃に達した時
に、プランジヤー１６を下向きに作動させて、プ
リフオーム１０をプレス成形した。プレス圧力は
50Kg／cm2、プレス時間は120秒である。プレス成
形後、成形用上型１２と成形用下型１３とを冷却
した。この時、プレス圧力を１〜５Kg／cm2に減圧
し、レンズの中心肉厚を位置決めセンサ１８でモ
ニタしながら、金型温度が420℃になるまで冷却
した。金型温度が420℃になつた時にプレスの圧
力を取り除き、ガラスを成形用型中に保持した状
態で、さらに金型温度が350℃になるまで冷却し
た。以上のような方法によつて得られたレンズの
面精度はニユートンリング３本以内、アス２分の
１本以内、面粗さ0.01μmであり、非常に高精度
なレンズであると言える。
SF−８であり、ゴブ状のガラス素材を研削処理
して所望の光学ガラス素子に近い形状に加工した
後、酸化セリウムによつて研磨処理し、第１図に
示すようなプリフオーム１０を作製した。所望の
光学ガラス素子は、径15mm、中心肉厚８mmの両凸
形状のレンズである。このレンズの曲率半径は、
一方が200mm、他方が100mmである。成形用型とし
ては、超硬合金（WC）に白金−イリジウム−オ
スミウム合金をコーテイングしたものを用いた。
第２図に示すように、成形用上型１２を上型ブロ
ツク１１に固定した。成形用上型１２の内部に熱
電対２０をそう入して、上型ブロツク１１内部に
埋設したヒータ１９の熱量を調節して成形用上型
１２の温度を高精度にコントロールした。成形用
下型１３にプリフオーム１０を置いて成形用上型
１２と成形用下型１３とを同時に加熱して金型温
度を520℃にした。金型温度が520℃に達した時
に、プランジヤー１６を下向きに作動させて、プ
リフオーム１０をプレス成形した。プレス圧力は
50Kg／cm2、プレス時間は120秒である。プレス成
形後、成形用上型１２と成形用下型１３とを冷却
した。この時、プレス圧力を１〜５Kg／cm2に減圧
し、レンズの中心肉厚を位置決めセンサ１８でモ
ニタしながら、金型温度が420℃になるまで冷却
した。金型温度が420℃になつた時にプレスの圧
力を取り除き、ガラスを成形用型中に保持した状
態で、さらに金型温度が350℃になるまで冷却し
た。以上のような方法によつて得られたレンズの
面精度はニユートンリング３本以内、アス２分の
１本以内、面粗さ0.01μmであり、非常に高精度
なレンズであると言える。
実施例 ２
実施例１と同様に、SF−８ガラスを研削処理
して所望の光学ガラス素子に近似した形状に加工
した。これをフツ酸と濃硫酸の混合液に約10秒、
５回浸漬してつや出しを行ない、第１図に示すよ
うなプリフオーム１０を作製した。所望の光学ガ
ラス素子は、径15mm、中心肉厚８mmの両凸形状の
レンズである。このレンズの曲率半径は、一方が
200mm、他方が100mmである。成形用型としては、
シリコンに白金−ロジウム−ルテニウム−オスミ
ウム合金をコーテイングしたものを用いた。第２
図に示すように、成形用上型１２を上型ブロツク
１１に、成形用下型１３を下型ブロツク１４に固
定した。成形用上型１２および成形用下型１３の
内部に熱電対２０をそう入して、上型ブロツク１
１および下型ブロツク１４の内部に埋設したヒー
タ１９，２２によつて成形用上型１２および成形
用下型１３の温度を高精度にコントロールした。
成形用下型１３にプリフオーム１０を置いた状態
で金型温度が510℃になるまで加熱した。金型温
度が510℃になると同時に、プランジヤー１６を
下向きに作動させてプリフオーム１０をプレス成
形した。プレス圧力は350Kg／cm2、プレス時間は
180秒である。プレス成形後、成形用上型１２と
成形用下型１３とを降温速度15℃／分で冷却し
た。この時プレス圧力を20〜30Kg／cm2の範囲内に
減圧し、レンズの中心肉厚を位置決めセンサ１８
でモニタをしながら、金型温度が400℃になるま
で冷却した。金型温度が400℃になつた時にプレ
ス圧力を取り除き、ガラスを成形用型１２および
１３の中に保持した状態で、金型温度が320℃に
なるまで冷却した。金型温度が320℃に達したな
らば、プランジヤー１６を上向きに作動させてプ
レスレンズを取り出した。以上の方法によつて得
られたレンズの面精度はニユートンリング３本以
内、アス２分の１本以内、面粗さ0.02μmであり、
レンズとして非常に優れていると言える。
して所望の光学ガラス素子に近似した形状に加工
した。これをフツ酸と濃硫酸の混合液に約10秒、
５回浸漬してつや出しを行ない、第１図に示すよ
うなプリフオーム１０を作製した。所望の光学ガ
ラス素子は、径15mm、中心肉厚８mmの両凸形状の
レンズである。このレンズの曲率半径は、一方が
200mm、他方が100mmである。成形用型としては、
シリコンに白金−ロジウム−ルテニウム−オスミ
ウム合金をコーテイングしたものを用いた。第２
図に示すように、成形用上型１２を上型ブロツク
１１に、成形用下型１３を下型ブロツク１４に固
定した。成形用上型１２および成形用下型１３の
内部に熱電対２０をそう入して、上型ブロツク１
１および下型ブロツク１４の内部に埋設したヒー
タ１９，２２によつて成形用上型１２および成形
用下型１３の温度を高精度にコントロールした。
成形用下型１３にプリフオーム１０を置いた状態
で金型温度が510℃になるまで加熱した。金型温
度が510℃になると同時に、プランジヤー１６を
下向きに作動させてプリフオーム１０をプレス成
形した。プレス圧力は350Kg／cm2、プレス時間は
180秒である。プレス成形後、成形用上型１２と
成形用下型１３とを降温速度15℃／分で冷却し
た。この時プレス圧力を20〜30Kg／cm2の範囲内に
減圧し、レンズの中心肉厚を位置決めセンサ１８
でモニタをしながら、金型温度が400℃になるま
で冷却した。金型温度が400℃になつた時にプレ
ス圧力を取り除き、ガラスを成形用型１２および
１３の中に保持した状態で、金型温度が320℃に
なるまで冷却した。金型温度が320℃に達したな
らば、プランジヤー１６を上向きに作動させてプ
レスレンズを取り出した。以上の方法によつて得
られたレンズの面精度はニユートンリング３本以
内、アス２分の１本以内、面粗さ0.02μmであり、
レンズとして非常に優れていると言える。
実施例 ３
使用したガラスはnd＝1.603、νd＝60.7、Tg＝
645℃、Ts＝680℃の重クラウンガラスである。
所望の光学ガラス素子に近似した形状に研削処理
したガラス素材を780℃で60秒間熱処理してガラ
ス表面を円滑化し、第１図に示すようなプリフオ
ーム１０を作製した。所望の光学ガラスは、径12
mm、中心肉厚６mmの両凸形状のレンズである。こ
のレンズの曲率半径は、一方が150mm、他方が100
mmである。成形用型は、超硬合金のα型の炭化ケ
イ素をコーテイングしたものである。第２図に示
すように、成形用上型１２を上型ブロツク１１
に、成形用下型１３を下型ブロツク１４にそれぞ
れ固定した。成形用上型１２および成形用下型１
３の内部に熱電対２０をそう入し、上型ブロツク
１１および下型ブロツク１４の内部に埋設したヒ
ータ１９，２２によつて成形用上型１２および成
形用下型１３の温度を高精度にコントロールし
た。成形用下型１３にプリフオーム１０を置い
て、金型温度が740℃になるまで加熱した。金型
温度が740℃になつた時点で、プランジヤー１６
を下向きに作動させてプリフオーム１０をプレス
成形した。プレス圧力は100Kg／cm2、プレス時間
は150秒である。プレス成形後、成形用上型１２
と成形用下型１３とを降温速度約20℃／分で冷却
した。この時プレス圧力を0.1〜１Kg／cm2に減圧
した状態で、レンズの中心肉厚を位置決めセンサ
１８でモニタしながら、金型温度が570℃になる
まで冷却した。金型温度が570℃になつた時にプ
レス圧力を取り除き、ガラスを成形用型１２およ
び１３の中に保持したままで金型温度が400℃に
なるまでさらに冷却した。金型温度が400℃に達
したならば、プランジヤー１６を上向きに作動さ
せてプレスレンズを取り出した。以上の方法によ
つて得られたレンズの面精度はニユートンリング
２本以内、アス２分の１本以内、面粗さ0.02μm
であり、レンズとして非常に優れた性能を有して
いた。
645℃、Ts＝680℃の重クラウンガラスである。
所望の光学ガラス素子に近似した形状に研削処理
したガラス素材を780℃で60秒間熱処理してガラ
ス表面を円滑化し、第１図に示すようなプリフオ
ーム１０を作製した。所望の光学ガラスは、径12
mm、中心肉厚６mmの両凸形状のレンズである。こ
のレンズの曲率半径は、一方が150mm、他方が100
mmである。成形用型は、超硬合金のα型の炭化ケ
イ素をコーテイングしたものである。第２図に示
すように、成形用上型１２を上型ブロツク１１
に、成形用下型１３を下型ブロツク１４にそれぞ
れ固定した。成形用上型１２および成形用下型１
３の内部に熱電対２０をそう入し、上型ブロツク
１１および下型ブロツク１４の内部に埋設したヒ
ータ１９，２２によつて成形用上型１２および成
形用下型１３の温度を高精度にコントロールし
た。成形用下型１３にプリフオーム１０を置い
て、金型温度が740℃になるまで加熱した。金型
温度が740℃になつた時点で、プランジヤー１６
を下向きに作動させてプリフオーム１０をプレス
成形した。プレス圧力は100Kg／cm2、プレス時間
は150秒である。プレス成形後、成形用上型１２
と成形用下型１３とを降温速度約20℃／分で冷却
した。この時プレス圧力を0.1〜１Kg／cm2に減圧
した状態で、レンズの中心肉厚を位置決めセンサ
１８でモニタしながら、金型温度が570℃になる
まで冷却した。金型温度が570℃になつた時にプ
レス圧力を取り除き、ガラスを成形用型１２およ
び１３の中に保持したままで金型温度が400℃に
なるまでさらに冷却した。金型温度が400℃に達
したならば、プランジヤー１６を上向きに作動さ
せてプレスレンズを取り出した。以上の方法によ
つて得られたレンズの面精度はニユートンリング
２本以内、アス２分の１本以内、面粗さ0.02μm
であり、レンズとして非常に優れた性能を有して
いた。
比較例 １
重フリントガラスSF−８を所望の光学ガラス
素子に近い形状に研削加工した。このプリフオー
ムを実施例１と同様の成形用型を用いた。金型温
度520℃、プレス圧力50Kg／cm2、プレス時間120秒
の条件でガラスをプレス成形した。プレス成形
後、金型温度が420℃になるまで冷却した。この
時、ガラスにはプレス成形と同じ圧力すなわち50
Kg／cm2を負荷させた。金型温度が420℃になつた
時にプレスの圧力を取り除き、ガラスを成形用型
中に保持した状態でさらに350℃になるまで冷却
した。以上の方法によつて作製したレンズは、レ
ンズの縁がかけており、実用に供することができ
なかつた。
素子に近い形状に研削加工した。このプリフオー
ムを実施例１と同様の成形用型を用いた。金型温
度520℃、プレス圧力50Kg／cm2、プレス時間120秒
の条件でガラスをプレス成形した。プレス成形
後、金型温度が420℃になるまで冷却した。この
時、ガラスにはプレス成形と同じ圧力すなわち50
Kg／cm2を負荷させた。金型温度が420℃になつた
時にプレスの圧力を取り除き、ガラスを成形用型
中に保持した状態でさらに350℃になるまで冷却
した。以上の方法によつて作製したレンズは、レ
ンズの縁がかけており、実用に供することができ
なかつた。
比較例 ２
用いたガラスは実施例３と同じ重クラウンガラ
スである。所望の光学ガラス素子に近似の形状に
研削加工および研磨加工したプリフオームをプレ
ス成形した。プレス成形は、金型温度740℃、プ
レス圧力100Kg／cm2、プレス時間150秒で行なつ
た。プレス成形後、ガラスに圧力がかからない状
態で400℃まで冷却し、プレスレンズを取り出し
た。以上の方法によつて得られたレンズの面精度
はニユートンリング４本、アス１本、面粗さ
0.02μmであり、本発明の成形方法にくらべて劣
つていた。
スである。所望の光学ガラス素子に近似の形状に
研削加工および研磨加工したプリフオームをプレ
ス成形した。プレス成形は、金型温度740℃、プ
レス圧力100Kg／cm2、プレス時間150秒で行なつ
た。プレス成形後、ガラスに圧力がかからない状
態で400℃まで冷却し、プレスレンズを取り出し
た。以上の方法によつて得られたレンズの面精度
はニユートンリング４本、アス１本、面粗さ
0.02μmであり、本発明の成形方法にくらべて劣
つていた。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の光学
ガラス素子の成形方法は、被成形ガラス素材を予
め表面処理する工程と、一定温度に保持した成形
用型で前記被成形ガラス素材を加圧成形する工程
と、前記被成形ガラス素材に加える圧力を前記加
圧成形する工程より減圧し、かつ前記被成形ガラ
ス素材を前記成形用型に保持した状態で前記成形
用型を冷却する工程と、前記被成形ガラス素材へ
の圧力を除去し、かつ前記被成形ガラス素材を前
記成形用型から取り出す工程とからなることを特
徴とする光学ガラス素子の成形方法である。プレ
ス成形後の冷却過程で、プレス成形時より減じた
圧力を加えながらガラスを冷却することにより、
ガラスのヒケが防止され、非常に表面精度のすぐ
れた光学ガラス素子を成形することができる。ま
た、研磨処理、エツチング処理、あるいは熱処理
で表面を円滑化させたガラス素材をプレス成形す
ることにより表面粗度のすぐれた光学ガラスを成
形することができる。
ガラス素子の成形方法は、被成形ガラス素材を予
め表面処理する工程と、一定温度に保持した成形
用型で前記被成形ガラス素材を加圧成形する工程
と、前記被成形ガラス素材に加える圧力を前記加
圧成形する工程より減圧し、かつ前記被成形ガラ
ス素材を前記成形用型に保持した状態で前記成形
用型を冷却する工程と、前記被成形ガラス素材へ
の圧力を除去し、かつ前記被成形ガラス素材を前
記成形用型から取り出す工程とからなることを特
徴とする光学ガラス素子の成形方法である。プレ
ス成形後の冷却過程で、プレス成形時より減じた
圧力を加えながらガラスを冷却することにより、
ガラスのヒケが防止され、非常に表面精度のすぐ
れた光学ガラス素子を成形することができる。ま
た、研磨処理、エツチング処理、あるいは熱処理
で表面を円滑化させたガラス素材をプレス成形す
ることにより表面粗度のすぐれた光学ガラスを成
形することができる。
したがつて、本発明の光学ガラス素子の成形方
法により、非常に容易にかつ安価に高精度な光学
ガラス素子を製造することが可能となり、その工
業的価値は極めて大なるものがある。
法により、非常に容易にかつ安価に高精度な光学
ガラス素子を製造することが可能となり、その工
業的価値は極めて大なるものがある。
第１図は本発明の実施例における成形用型の側
断面図、第２図は同実施例で用いた成形装置の側
断面図である。 １０……プリフオーム、１１……上型ブロツ
ク、１２……成形用上型、１３……成形用下型、
１４……下型ブロツク、１５……被成形ガラス、
１６……プランジヤー、１７……ストツパー、１
８……位置決めセンサ、１９，２２……ヒータ、
２０，２１……熱電対、２３……おおい。
断面図、第２図は同実施例で用いた成形装置の側
断面図である。 １０……プリフオーム、１１……上型ブロツ
ク、１２……成形用上型、１３……成形用下型、
１４……下型ブロツク、１５……被成形ガラス、
１６……プランジヤー、１７……ストツパー、１
８……位置決めセンサ、１９，２２……ヒータ、
２０，２１……熱電対、２３……おおい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被成形ガラス素材を予め表面処理する工程
と、一対の成形用型に前記被成形ガラス素材を保
持した状態で昇温し、成形用型の温度（Ｔ℃）が
Ts−40≦Ｔ≦Ts＋50（Ts＝被成形ガラスの軟化
点）を満足する一定温度に保持した状態で、前記
被成形ガラス素材を約0.1〜500Kg／cm2の範囲の圧
力で加圧成形する工程と、前記被成形ガラス素材
に加える圧力を約0.1〜50Kg／cm2の範囲に減圧し、
かつ前記被成形ガラス素材を前記成形用型に保持
した状態で前記成形用型の温度（T′℃）が、Tg
−50≦T′≦Tg＋20（Tg：被成形ガラスの転移点）
の温度範囲まで前記成形用型を冷却する工程と、
前記被成形ガラス素材への圧力を除去し、かつ前
記被成形ガラス素材を前記成形用型とともに冷却
して前記被成形ガラス素材を前記成形用型から取
り出す工程とからなることを特徴とする光学ガラ
ス素子の成形方法。 ２ 表面処理する工程が、被成形ガラス素材を研
削処理を行つた後研磨処理、エツチング処理、あ
るいは熱処理を行うことにより所望の光学ガラス
素子に近い形状に加工する工程であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス素
子の成形方法。 ３ 被成形ガラス素材への圧力を除去し、かつ前
記被成形ガラス素材を成形用型とともに冷却して
前記被成形ガラス素材を前記成形用型から取り出
す工程で、前記被成形ガラス素材を前記成形用型
から取り出すときの前記成形用型の温度が、前記
被成形ガラスの徐冷点以下であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス素子の
成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23606085A JPS6296328A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23606085A JPS6296328A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296328A JPS6296328A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH0455134B2 true JPH0455134B2 (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=16995138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23606085A Granted JPS6296328A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296328A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2615886B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1997-06-04 | 松下電器産業株式会社 | 光学部品用硝材並びに光学部品の製造方法及び光学部品 |
| JPH11278853A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 光学部品成形方法 |
| JP4022923B2 (ja) * | 2004-05-20 | 2007-12-19 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光学素子の成形方法 |
| JP5399673B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2014-01-29 | 東芝機械株式会社 | 成形装置及び成形品の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081032A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 高精度ガラスレンズの成形方法 |
| JPS61251529A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Olympus Optical Co Ltd | ガラス光学部品の高精密成形方法 |
-
1985
- 1985-10-22 JP JP23606085A patent/JPS6296328A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081032A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 高精度ガラスレンズの成形方法 |
| JPS61251529A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Olympus Optical Co Ltd | ガラス光学部品の高精密成形方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296328A (ja) | 1987-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |