JPS62108741A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高精度成形面を有する成形型でガラスを精密
成形し、直接、光学レンズ等の光学素子を製造する方法
に関する。

〔従来の技術〕

ガラスからなる光学素子を得るに当って、軟化ガラス塊
を成形型で精密成形し、研磨工程を経ることなく、直接
、光学素子を製造する方法が各種提案されているが、そ
の一般的最終成形品は、光学面の表面精度がニュートン
リング６木以内で、不規則性入／２以内、肉厚精度が±
５０ｇ漏程度以内に収まっていることが望まれる。

上記要望を満たすためには、この種の精密成形に適した
ガラス材料、ガラス塊の寸法形状および表面状態、ガラ
ス塊内の温度分布、型の材質、型の温度、成形圧力、時
間および雰囲気などについて多くの工夫が必要とされて
いる。

これらの多くの考慮事項のうち、使用するガラス材料は
、その粘性特性や安定性等が各種の成形条件を実質的に
支配する要因となるので、型の寿命や成形の難易、ひい
ては、成形品の成形精度に大きな影響を及ぼす。

このような理由から、この種の精密成形に適したガラス
材料とその使用技術については、これまでに低転移温度
特性を有するガラスを中心に多くの試験研究がなされて
いる。

たとえば、特開昭５７−１４５０３８号公報において、
８２０３−５ｉ０２系や多Ｆ４ノｐｂｏ成分を含むＳ＋
０２−ＰｂＯ系のガラスを用いる技術が知られているが
、この種のガラスを使用する場合は、ガラスの機械的強
度が高いため、型の成形面が摩耗したり、損傷したりし
易く、その上、成形型が酸化され、ガラスと成形型とが
融着し易くなるので、高精度の製品を歩留りよく得るこ
とが困難である。

またＰ２Ｏ５やＦ等の成分を導入し、低転移温度特性を
与えたガラスを用いる技術も知られており、特開昭５８
−７９８３９号、特開昭５８−８４１３４号、特開昭５
８−８３１３５９号および特開昭５９−１４８１３５２
号の各公報において、それぞれ、Ｐ２Ｏ５−Ａｔ２０３
−　Ｋ２Ｏ−Ｂａｄ、　−ＺｎＯ系、Ｐ２Ｏ５−アルカ
リ金属酸化物−Ａｌ２０３−Ｆ系、ＳｉＯ□−Ｂ２０３
−　ＰｂＯ−Ａｌ２０３−　Ｆ系、およびＢ２Ｏ３−Ｂ
ａＯ−Ｌａ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏおよび／またはＮａ２Ｏ系
の各ガラスを使用する技術が提案されている。

しかし、これらのガラスを使用する場合は、Ｐ２Ｏ５や
Ｆ成分が反応性に富むため、ガラスと成形型との融着を
促進し、結晶粒界を有する通常の型材を用いると、型材
の結晶粒界が腐食し表面粗度が劣化するなどの難点があ
る。

この種の成形技術において知られているガラスと成形型
との融着は、共通にみられる現象であり、たとえば、約
ｌＯ５ポアズの軟化ガラス塊をガラスの転移点近傍の温
度に加熱した成形型で加圧成形する場合には、ガラスの
離型に困難を伴うのが通例である。そこで、離型性を良
くするために、より高粘度状態のガラス塊を成形する方
法がとられるが、このようにすると、型の成形面が摩耗
され易くなるうえ成形面の転写性が悪化するので、離型
性と転写性とが背反し、両者を同時に満足させることが
きわめて困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記従来技術のもつ欠点を解消するためにな
されたもので、その目的は、高精度成形面を有する成形
型で軟化ガラス塊を加圧成形して、光学素子を製造する
に当り、前記型面精度の劣化を伴うことなく、しかも、
離型性と転写性とを同時に満足させ、高精度の光学素子
を歩留り良く製造し得る方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記目的を達成するため鋭意試験研究を
重ねた結果、Ｔ＠０２成分を含有するガラスを用いると
、低温域で成形することができ、またガラスの機械的強
度が適度であるため、型面精度を劣化させない利点があ
るばかりでなく、ガラスと型面との反応性が格段に弱い
ため、前記の転写性と離型性の背反する特性を容易に両
立させ得るなど、精密成形技術に関する従来のガラスに
はみられない特異な現象をみいだすことができ本発明を
なすに至った。

本発明にかかる光学素子の製造方法の特徴は。

高精度成形面を有する成形型で軟化ガラス塊を加圧成形
して、光学素子を製造するに当り、上記ガラス塊の材料
として、テルライト系のガラスを使用するところにある
。

本発明の実施において、テルライト系ガラスは、一般に
、いわゆる足の短い粘性特性を示し、ガラス塊の加熱軟
化に際し、その表面と内部との間に粘度差を与え易いの
で、所望の成形品を短時間で成形することができる。こ
の際、成形効率を一層高めるために、ガラス塊の表面部
を約ｌｏ５〜１０　ポアズ（粘度）相当の温度とし、ま
た加圧成形直前における成形型の温度（以下Ｔｔｉとい
う）の間の所定温度に制御すると好適である。

また、成形型の材料としては、ステンレス鋼、Ｎｉ基合
金鋼、純Ｘｉ鋼等の耐熱合金、白金等の貴金属、貴金属
合金、金属の炭化物や窒化物、酸化物結晶類およびガラ
ス類等公知の成形型用材料を直接または表面処理を施し
て適宜使用し得る。

さらに、成形に供するテルライト系のガラスとしては、
種々の組成のものを使用し得るが、光学的特性、とくに
屈折率の利用範囲が広く、かつ、化学的耐久性に優れた
多成分系のガラスが望ましい、このような条件を満たす
ものとして、ＴｅＯ□成分の含有量が１％以上、さらに
好ましくは５％以上であり、その上、ＰｂＯ、ＺｎＯ、
Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔ＋０２、ＺｒＯ
２、ＧｅＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２０５およびＷ０３成
分の１種または２種以−ヒを含有させたガラスが好適で
ある。

〔実施例〕

つぎに、本発明にかかる光学素子の製造方法の実施例を
メニスカス凸レンズ（口径＝　１０．０１１、中心厚＝
　３．５ｍ■）を製造する場合について説明する。

表−１は、ＴｅＯ系ガラスを使用した本発明の実施き、
製造条件と型面の状態、転写性および離型性に関し得ら
れた結果をそれぞれ示している。また表−２は、表−１
に示した各ガラスの組成とその特性値を示している。

表−１の実施例および比較例におけるレンズの製造試験
では、いずれも、両面研磨した所定形状のガラス円板を
予備成形し、電気炉中でその表面部を約ｌＯ５ポアズ粘
度相当の温度に加熱軟化して、これを（Ｔｇ−５）±５
℃および（Ｔｇ−２０）±５℃にそれぞれ加熱保持した
高精度成形型を用い、大気中、約３０Ｋｇ／Ｃ７の圧力
で表記の所定時間加圧成形し、その後離型するという操
作を同一の型について１００回繰返すという条件を与え
ている。

（以下余白） 表−１から明らかなとおり、比較例（ＮＯ，Ｉ〜ｌｂ、
ＩＶ）においては、いずれの場合も、Ｔ＋ｓ条件に関係
なく、製造試験後の型面に劣化現象がみられ、また良好
な離型性を得ることができず、さらに、転写性の結果に
ついては、Ｔｍの条件により良否のバラツキを生じてい
る。しかし、本発明の実施例（Ｎｏ、１−陥、４）にお
いては、Ｔｍ条件の広い範囲に渡って試験後の型面に劣
化現象が認められず、また転写性および離型性が共に良
好である。

したがって、製造条件の許容巾が広いため歩留を向上し
得る。

なお、上記実施例のテルライト系ガラス以外のガラス、
すなわち、表−３に示したテルライト系ガラスやその他
種々の公知のテルライト系ガラスを用いる場合も、同様
に良好な結果を得ることができる。

以上、特定の製造条件における実施例について述べたが
１本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、そ
の実施に際しては、ガラスの物性に対応して、製品の寸
法形状、型材の物性および型の構造等を考慮し、製造条
件を適宜変更し得ることは言うまでもない。

（以下余白） 〔発明の効果〕 上述のとおり、本発明にかかる光学素子の製造方法は、
テルライト系のガラスを用いて光学素子を製造する方法
であるので、型面の精度を劣化ささせることがなく、し
かも、優れた転写性と離型性とを同時に満たすことがで
きる。したがって、成形型の寿命を飛躍的に向上させ得
るとともに、高精度の製品、すなわち、カメラレンズや
ＣＤピックアップ用等の微小レンズおよびプリズム等の
光学素子を歩留よく取得し得るので、産業上きわめて有
用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高精度成形面を有する成形型で軟化ガラス塊を加圧成形
   することにより、光学素子を製造する方法において、上
   記ガラス塊の材料としてテルライト系のガラスを使用す
   ることを特徴とする光学素子の製造方法。