JPS62292639A - 光学ガラス素子の成形方法 - 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】 ３、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
な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っては、従
来の光学レンズの製造法である研磨法では、加工および
量産化が困難であるため、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、予め所望の面品質お
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）。

発明が解決しようとする問題点 上記の直接プレス成形法による光学ガラス素子の製造法
においては、溶融あるいは加熱したガラスを加圧成形し
た後冷却するという一連の成形工程に長時間を要するた
め生産性が低いという欠点がある。従って、直接プレス
成形法を実用化するにあたっては、前記の一連の成形工
程の時間短縮を図る必要がある。

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、電気絶縁性の耐
熱性母材上にガラスに対して化学的に安定な貴金属層を
被覆した成形用型を用いて、該貴金属層を通電加熱して
加圧することにより、該成形用型と接した被成形ガラス
素材の表面層を変形せしめ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、この場合、
ガラス素材全体を加熱し加圧成形した後冷却するという
サイクルをくり返すために、どうしても成形サイクルの
長時間化が避けられない。本発明では、ガラス素材全体
を加熱、冷却するのではなく、予め所望の素子形状に近
い形状まで加工したガラス素材を用いて、その表面層の
みを加熱加圧成形することにより成形サイクルの時間短
縮を図るものである。通常、本方法では光学ガラス素子
に歪が残留したり、ヒケの現象が発生したりして高精度
の光学ガラス素子を作製することは困難である０本発明
はガラス素材の表面層のみを加熱加圧した場合でも、加
熱、冷却条件を工夫することにより高精度な光学ガラス
素子が得られることを見出したことによるものである。

高精度な光学ガラス素子とは、面積度ニュートンリング
５本以内、アズ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。

このような高精度な光学ガラス素子を本発明にかかる方
法により作製するためには、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
を行なっ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。

実施例 以下、本発明の光学ガラス素子の成形方法の一実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

実施例−１ 使用したガラスは、重フリント系光学ガラス５Ｆ−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、酸化セリウムによっ
研磨処理し、第１図に示すようなプリフォーム１０を作
製した。所望の光学ガラス素子は、径１５鶴、中心肉厚
８　ｍｍ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２００龍、他方が１００　ｓｖｓである
。成形用型としては、アルミナ（Ａ／！２０３）に白金
−イリジウム−オスミウム合金をコーディングしたもの
を用いた。第２図に示すように、成形用上型１２を上型
ブロック１１に固定した。成形用上型１２、成形用上型
１３に各々熱電対２３．２４を挿入した後、成形用下型
１３にプリフォーム１０を置き、リード線２１．２２を
通して白金−イリジウム−オスミウム合金薄膜１５．１
６に通電して加熱し金型温度を５２０℃にした。金型温
度が５２０℃に達した時に、プランジャー１８を下向き
に作動させて、プリフォーム１０をプレス成形した。プ
レス圧力は５０ｋｇ／ｃ−ｄ、プレス時間は３０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、／ａ＋
１に減圧し、レンズの中心肉厚を位置決めセンサでモニ
タしながら、金型温度が４２０℃になるまで冷却した。

金型ｌ態度が４２０℃になっ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
法によって得られたレンズの面精度はニュートンリング
３本以内、アメ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。

また、上記一連の成形工程に要した時間は約２分間であ
り、成形時の加熱、冷却が極めて効率良く行なわれた。

比較例−１ 重フリントガラス５Ｆ−８を用いて、実施例−１と同様
に第１図に示すようなプリフォーム１０を作製し、第３
図に示した成形装置で加熱加圧成形した。第３図におい
て、成形用上型３２と成形用下型３３は実施例−１と同
様の成形用型を用い、成形条件も実施例−１と同し条件
で成形した。但し、ガラス素材の加熱は、上型ブロック
３１と下型ブロック３４の各々の内部に埋設されたヒー
タ３９．４２に通電し、成形用上型３２と成形用下型３
３の内部に挿入した熱電対４０．４１によって温度を検
知し、成形用上型３２と成形用下型３３の温度を制御し
て行なった。金型温度５２０℃、プレス圧力５０ｋｇ／
ｃｄ、プレス時間３０秒の条件でガラスを成形し、金型
温度が４２０℃になるまで冷却した。この時、プレス圧
力を１〜５ｋｇ／ａＪに減圧した。金型温度が４２０℃
になっ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０以上のような方法で得られたレンズの
面精度は、実施例−１と同様の高精度が達成されたが、
上記一連の成形工程に要した時間は約２０分間であり、
本発明の成形方法にくらべて長時間の成形時間を必要と
した。

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、電気絶縁性の耐熱性母材上にガラスに
対して化学的に安定な貴金属層を被覆した成形用型を用
いて、該貴金属族層を通電加熱して加圧することにより
、該成形用型と接した被成形ガラス素材の表面層を変形
せしめることを特徴とする光学ガラス素子の成形方法で
あり、ガラス素材全体を加熱加圧成形するのではなく、
その表面層のみを加熱加圧成形するため、成形サイクル
の大幅な時間短縮を可能とするものである。

したがって、本発明の光学ガラス素子の成形方法により
、高精度な光学ガラス素子を量産性良く製造することが
可能となり、その工業的価値は極めて大なるものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における成形用型の側面図、
第２図は同実施例で用いた成形装置の側断面図、第３図
は同比較例で用いた成形装置の側断面図である。 １０・・・・・・プリフォーム、１１・・・・・・上型
ブロック、１２・・・・・・成形用上型、１３・・・・
・・成形用下型、１４・・・・・・下型ブロック、１５
．１６・・・・・・貴金属薄膜、１７・・・・・・被成
形ガラス、１８・・・・・・プランジャー、１９・・・
・・・ストッパー、２０・・・・・・位置決めセンサ、
２１．２２・・・・・・リード線、２３．２４・・・・
・・熱電対、２５・・・・・・おおい、３１・・・・・
・上型ブロック、３２・・・・・・成形用上型、３３・
・・・・・成形用下型、３４・・・・・・下型ブロック
、３５・・・・・・被成形ガラス、３６・・・・・・プ
ランジャー、３７・・・・・・ストッパー、３８・・・
・・・位置決めセンサ、３９．４２・・・・・・ヒータ
、４０．４１・・・・・・熱電対、４３・・・・・・お
おい。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気絶縁性の耐熱性母材上にガラスに対して化学的に安
   定な貴金属層を被覆した成形用型を用いて、前記貴金属
   層を通電加熱して加圧することにより、前記成形用型と
   接した被成形ガラス素材の表面層を変形せしめることを
   特徴とする光学ガラス素子の成形方法。