JPH05286728A - ガラスレンズの製造方法 - Google Patents

ガラスレンズの製造方法

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Publication number
JPH05286728A
JPH05286728A JP11226092A JP11226092A JPH05286728A JP H05286728 A JPH05286728 A JP H05286728A JP 11226092 A JP11226092 A JP 11226092A JP 11226092 A JP11226092 A JP 11226092A JP H05286728 A JPH05286728 A JP H05286728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
lens
surface roughness
mold
heating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11226092A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeya Sugata
茂也 菅田
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
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Publication of JPH05286728A publication Critical patent/JPH05286728A/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Withdrawn legal-status Critical Current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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 型に与えるダメージを小さくし、型寿命を延
ばすとともに光学品質的に問題の無いガラスレンズを安
定して成形する。 【構成】 溶融ガラス9を表面粗さがRmax2.5μ
m〜5μmの上下型14,6で予備成形し、予備成形レ
ンズ15を得る。これを徐冷した後、加熱処理装置によ
りその表面のみ加熱軟化して表面粗さを小さくする。次
に加熱調整を行った後、表面粗さがRmax0.05μ
m以下の成形型により本成形を行う。

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
材をプレス成形してレンズ,プリズムおよびミラー等の
光学素子を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プレス成形により光学素子を成形
する方法としては、例えば特開昭61−132526号
公報記載の発明が知られている。かかる発明は、ガラス
素材を表面粗さがRmax0.2μm以下の研磨加工等
により加工された予備成形金型でプレス成形して最終形
状に近似の予備成形ガラスを作り、さらに該予備成形ガ
ラスを加熱調整した後、表面粗さがRmax0.05μ
m以下に鏡面加工された本成形金型によるプレス成形で
所望のガラス光学素子を製造する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では表面粗さがRmax0.2μm以下の鏡面性
を有する予備成形金型で成形する方法であり、特にガラ
ス素材の粘度が低い(加熱温度が高い)流動性の良い予
備成形工程において、型表面とガラス表面がオプティカ
ルコンタクト(鏡面性を有する型表面とガラス表面とが
密着する事により生じる真空吸着状態)を生じて成形型
表面に密着してしまうことが多く、そのため型に損傷を
与える問題があった。
【0004】また、密着を防ぐためにさらに予備成形金
型表面の粗さを粗くするということも考えられるが、そ
の場合、後の本成形において表面粗さの粗いガラス素材
を成形することになるので光学的に満足できるものが得
られないという問題があった。
【0005】因って本発明は前記従来技術における問題
点に鑑みて開発されたもので、予備成形工程におけるオ
プティカルコンタクトを生じることなく、光学的に問題
の無い表面が得られるガラスレンズの製造方法の提供を
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一定重量に加
工されたガラス素材を加熱軟化し、所望の非球面レンズ
に対して近似のガラスレンズを、表面粗さRmax2.
5μm〜5μmの予備成形型により成形する予備成形工
程と、予備成形により成形されたガラスレンズを、その
表面部のみを加熱することにより表面粗さをRmax
0.2μm以下までその形状を保持したまま小さくする
加熱工程(スムージング)と、加熱工程後、前記加熱温
度よりも低い温度にて加熱調整する工程と、加熱調整
後、表面粗さRmax0.05μm以下の本成形型によ
り所望の形状に成形する本成形工程とにより成形する成
形方法である。
【0007】
【作用】ガラス素材と成形型がオプティカルコンタクト
を起こすのを防ぐため、表面粗さの粗い型で成形を行う
のは有効であるが、成形されたガラスレンズは光学的に
満足できる品質のものは得られない。そのため、表面粗
さRmax2.5μm〜5μmの粗い予備成形型により
予備成形を行った後、成形されたガラスレンズの表面部
のみを加熱することにより表面粗さをRmax0.2μ
m以下までスムージングし、その後、表面粗さがRma
x0.05μm以下の本成形型により本成形を行うので
光学的に問題とならない面粗さを得ることができる。
【0008】予備成形型に使用される成形型の表面粗さ
はRmax2.5μm以下では、オプティカルコンタク
トを防止するのに実用的に充分でなく、Rmax5μm
以上ではその後のスムージング工程で形状を保持したま
ま加熱することによりその表面粗さを小さくするには粗
い、そのために表面粗さはRmax2.5μm〜5μm
が望ましい。
【0009】
【実施例1】図1〜図4は本実施例で用いる装置の一部
を省略した断面図である。本実施例で用いる装置は、図
1に示す予備成形機1と、図2に示す加熱処理装置2
と、図3に示す電気加熱炉3と、図4に示す加圧成形機
4とから構成されている。本実施例では、重クラウン系
ガラス(SK11・転移点温度535℃)を用いて外径
12mm,肉厚3mmのガラスレンズを成形した。
【0010】図1において、まず図中左から右へと間欠
的に移動する予備成形機1のコンベア5上の予熱位置A
に、所望のレンズに近似の形状に加工された超硬あるい
はセラミック材からなる表面粗さがRmax2.5μm
の下型6と、これと同様な材質からなるレンズの外径を
形成する胴型7とからなる予備成形型を設置し、ヒータ
ー8にて温度約450℃に加熱する。
【0011】この際の加熱温度は、ガラス素材の転移点
より高い温度であると、表面粗さが粗くてもガラスと型
とが融着(前記におけるオプティカルコンクトとは現象
が異なるもので型表面とガラス表面とに中間生成物が生
じるためにおきる化学的な結合)を起こし、転移点から
100℃以下ではガラス表面が著しくヒケ(型とガラス
との温度差によって生じる冷却過程でのガラスの不均一
な収縮)を生じるので、転移点から転移点以下100℃
以内の温度範囲に設定するのが望ましい。
【0012】次に、予備成形型6,7を予熱位置Aから
図中右方向に間欠的に移動することにより供給位置Bに
て、導管8から流出する粘度約103 〜105 ポアズの
溶融ガラス9を、ヒーター10にて前記同様に450℃
に加熱保持された予備成形型6,7内に流入し、次に溶
融ガラス9を間欠的に開閉運動する切断刃11によって
切断し、予備成形型6,7内にガラス塊9aを順次供給
する。
【0013】供給後、予備成形型6,7に供給したガラ
ス塊9aを供給位置Bから図中右方向に間欠的に移動す
ることにより、予備成形位置Cに移動させる。ついで予
備成形位置C上方に待機して上下に移動可能な下型6と
同様の形状および材質から成る上型14が下降してプレ
ス成形し、予備成形レンズ15が成形される。この時、
上型14はヒーター12により加熱された下型6と同程
度の温度約450℃にヒーター13により加熱されてい
る。
【0014】この場合、形成された予備成形レンズ15
はその表面張力により型の粗さをそのまま転写せず、表
面粗さは型の粗さよりも約7割程度(Rmax1.75
μm程度)となる。成形後は、上型14が上昇し、予備
成形レンズ15を予備成形位置Cから図中右方向に移動
して徐冷位置Dに移動し、予備成形レンズ15はヒータ
ー16により温度200℃まで徐冷される。徐冷後、予
備成形レンズ15をその内部の段付き部に載置した胴型
7ごと搬送アーム17により、下型6より持ち上げ移動
し、加熱処理装置2の一対のノズルヒーター18a,1
8b間に搬送する。
【0015】加熱処理装置2のノズルヒーター18a,
bは1000℃以上の高温の熱風を噴出できるよう構成
されているもので、これにより予備成形レンズ15の表
面部を軟化点以上まで加熱する。この加熱工程において
は、必要以上に加熱して予備成形レンズ15の中心部の
温度を上昇させると予備成形レンズ15の形状が崩れて
しまい、次工程で不都合を生じるので、予備成形レンズ
15がほぼ原形を保持し得るよう加熱温度と加熱時間を
選択することが必要であり、この場合、ガラス内部の温
度はガラス表面部の温度より低く、望ましくは屈伏点
(559℃)以下の温度に、一方、ガラス表面部の温度
は軟化点(639℃)以上になるようにノズルヒーター
18a,bを近接させる距離を調整する。
【0016】本実施例においては、ノズルヒーター18
a,bにより1020℃の高熱ガスを予備成形レンズ1
5の表面部より30mmのところから約60秒間加熱す
ることにより、予備成形レンズ15は表面の流動により
粗さがRmax0.2μm以下にすることができるとと
もに、加熱による変形を少なくできる。次に、このよう
にして加熱調整された予備成形レンズ15を搬送アーム
17により電気加熱炉3内に搬入する。
【0017】電気加熱炉3は700℃で一定温度に保持
され、この電気加熱炉3にて50秒間加熱することによ
り予備成形レンズ15を次の本成形において成形する上
で適切な温度に加熱調整する。この場合の加熱調整は、
スムージング工程における予備成形レンズ15内部の温
度を均温化するとともに、スムジーング工程での加熱温
度では成形する上で高温すぎるため(型とガラスの融着
が生じるため)、より適切な温度に(スムージング工程
での加熱温度よりも低い温度に)調節するために必要で
ある。
【0018】次に、加熱調整後は搬送アーム17によ
り、加圧成形機4の上下型19,20間に加熱調整され
た予備成形レンズ15を搬送する。搬送後直ちに、上下
に移動自在に構成されている上下軸23,24にヒータ
ー21,22を介して取り付けられた、所望の形状・表
面粗さ(0.05μm以下)を有する上下型19,20
(予備成形型と同材質)により、上下型温520℃,成
形圧力200kg/cm2 で15秒間押圧することによ
り所望のガラスレンズを成形する。成形後は、上下型を
開放し、公知の徐冷工程を経て成形品を得る。
【0019】本実施例によれば、レンズの表面粗さがR
max0.03μmの良好な成形品を得ることができ
た。
【0020】
【実施例2】本実施例で用いる装置は、前記実施例1で
用いた装置と同一な構成であり、前記図1〜図4を用い
て説明する。本実施例では、重フリント系ガラス(SF
8・転移点温度443℃)を用いて外径8mm,肉厚2
mmのガラスレンズを成形した。
【0021】所望のレンズと近似の形状に加工された表
面粗さがRmax5μmの下型6と胴型7とによる予備
成形型6,7を温度380℃(転移点443℃−63
℃)で前記実施例1と同様な予備成形機1の予熱位置A
にて予備加熱を行った後、供給位置Bに間欠的に移動さ
せ、導管8から流出する粘度約103 〜105 ポアズの
溶融ガラス9を予備成形型6,7内に流入し、前記実施
例1と同様に成形を行い予備成形レンズ15を得た。こ
の場合の予備成形レンズ15の表面粗さはRmax3.
5μmであった。
【0022】次に、前記実施例1と同様に200℃まで
徐冷を行った後、加熱処理装置2のノズルヒーター18
a,bにて900℃の高熱ガスを予備成形レンズ15の
表面部より20mmのところから約90秒間加熱するこ
とにより、予備成形レンズ15の表面粗さをRmax
0.15μmにした。
【0023】次に700℃に一定保持された電気加熱炉
3により30秒間加熱調整し、加圧成形機4に搬入後、
表面粗さRmax0.03μmの所望の形状を有する上
下型19,20により上下型温440℃,成形圧力15
0kg/cm2 にて12秒間成形を行い、徐冷工程を経
て成形品を得た。
【0024】本実施例によれば、レンズの表面粗さがR
max0.02μmの良好な成形品を得ることができ
た。
【0025】尚、本発明の実施において、予備成形型と
本成形型および胴型は必ずしも同材質のものである必要
はない。また、予備成形工程および本成形工程におい
て、ストッパー等を用いて成形することによりレンズの
肉厚を精度良く加工することも有効である。さらに、加
熱処理装置におけるスムージング方法は高熱ガスによる
方法だけに限定するものではなく、レーザー加熱および
ヒーター加熱等の他の方法を採用しても良い。
【0026】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るガラス
レンズの製造方法によれば、成形時における型とガラス
とのオプティカルコンタクトを生じることなく成形が行
えることにより、型に与えるダメージを小さくでき、型
寿命が延びるとともに光学品質的に問題のないガラスレ
ンズを安定して成形できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す断面図である。
【図2】実施例1を示す断面図である。
【図3】実施例1を示す断面図である。
【図4】実施例1を示す断面図である。
【符号の説明】
1 予備成形機 2 加熱処理装置 3 電気加熱炉 4 加圧成形機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融ガラスをその表面粗さがRmax
    2.5μm〜5μmの所望の近似形状を有する上下一対
    の予備成形型により予備成形レンズとする工程と、該予
    備成形レンズの表面を加熱軟化してその表面粗さを小さ
    くする工程と、加熱軟化後に前記加熱温度よりも低い温
    度にて加熱調整する工程と、加熱調整後にその表面粗さ
    がRmax0.05μm以下の所望の形状を有する成形
    型により押圧成形する工程とから成ることを特徴とする
    ガラスレンズの製造方法。
JP11226092A 1992-04-03 1992-04-03 ガラスレンズの製造方法 Withdrawn JPH05286728A (ja)

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