JPS6296328A - 光学ガラス素子の成形方法 - Google Patents
光学ガラス素子の成形方法Info
- Publication number
- JPS6296328A JPS6296328A JP23606085A JP23606085A JPS6296328A JP S6296328 A JPS6296328 A JP S6296328A JP 23606085 A JP23606085 A JP 23606085A JP 23606085 A JP23606085 A JP 23606085A JP S6296328 A JPS6296328 A JP S6296328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- glass
- molding
- glass material
- pressure
- Prior art date
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- Granted
Links
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
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。
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。
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っては、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。
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５４−３１３１２６号公報）。
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５４−３１３１２６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
っ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（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、面精度ニュートンリング５本捏度、７３１
本以内、面粗さ０．０３μｍ以下であることが要求され
る。
っ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（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、面精度ニュートンリング５本捏度、７３１
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
ラス表面に残ったり、溶融したガラスからの熱を均一に
うばいにくり、ガラスの内部と表面との温度差によって
ヒケを生じやすかった。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。
形する方法では、溶融したガラスを切断した跡が光学ガ
ラス表面に残ったり、溶融したガラスからの熱を均一に
うばいにくり、ガラスの内部と表面との温度差によって
ヒケを生じやすかった。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−．１）２７７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′Ｐｐ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っ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′Ｐｐ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っ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。
従って、高精度の光学ガラス素子をプレス成形によって
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。
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。
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。
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１０１）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１０００ ｋｇ／ｄ＞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
った問題が発生する。高精度な光学ガラス素子というの
は、面精度二ニートンリング５本以内、アメ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。
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１０１）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１０００ ｋｇ／ｄ＞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
った問題が発生する。高精度な光学ガラス素子というの
は、面精度二ニートンリング５本以内、アメ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４７−１
）２７７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１００
ｋｇもの力を比較的裔粘性で軟化度の小さくなってい
るガラスに対して加え続けているため、ヒケは発生しに
くくなっているものの、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、ひっかき傷等の損傷が残る。
）２７７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１００
ｋｇもの力を比較的裔粘性で軟化度の小さくなってい
るガラスに対して加え続けているため、ヒケは発生しに
くくなっているものの、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、ひっ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。
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−敗
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。
ラス素材を大きく変形させて所望の素子形状に概略−敗
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、面積度ニュートン
リング５本以内、アスｌ木以内の高精度な光学ガラス素
子が成形される。
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、面積度ニュートン
リング５本以内、アスｌ木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
て研磨処理し、第１図に示すようなプリフォームｌＯを
作製した。所望の光学ガラス素子は、径１５ｆｉ、中心
肉厚８ｎ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２００ｍ、他方が１００１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１）に
固定した。成形用上型１２の内部に熱電対２０をそう人
して、上型ブロック１）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。
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
て研磨処理し、第１図に示すようなプリフォームｌＯを
作製した。所望の光学ガラス素子は、径１５ｆｉ、中心
肉厚８ｎ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２００ｍ、他方が１００１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１）に
固定した。成形用上型１２の内部に熱電対２０をそう人
して、上型ブロック１）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にプリフォーム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５
２０℃にした。金型温度が５２０℃に達した時に、プラ
ンジャー１６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５０に＋ｒ／ｃＪ、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／ｃＪ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、７２２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。
１２と成形用下型１３とを同時に加熱して金型温度を５
２０℃にした。金型温度が５２０℃に達した時に、プラ
ンジャー１６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５０に＋ｒ／ｃＪ、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／ｃＪ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、７２２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、５Ｆ−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
フン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ォーム１０を
作製した。所望の光学ガラス素子は、径１５ｍｍ、中心
向Ｈ８ｍ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鶴、他方が１００ｆｌ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ィングしたものを用いた。
望の光学ガラス素子に近似した形状に加工した。これを
フン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ォーム１０を
作製した。所望の光学ガラス素子は、径１５ｍｍ、中心
向Ｈ８ｍ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鶴、他方が１００ｆｌ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１
）に、成形用下型１３を下型ブロック１４に固定した。
）に、成形用下型１３を下型ブロック１４に固定した。
成形用上型１２および成形用下型Ｉ３の内部に熱電対２
０をそう人して、上型ブロック１）および下型ブロック
１４の内部に埋設したヒータ１９．２２によって成形用
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にプリフォーム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、プランジャー１６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。
０をそう人して、上型ブロック１）および下型ブロック
１４の内部に埋設したヒータ１９．２２によって成形用
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にプリフォーム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、プランジャー１６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３５０ｋｇ／ｃＩ１）、プレス時間は１８
０秒である。プレス成形後、成形用上型１２と成形用下
型１３とを降温速度約り５℃／分で冷却した。この時プ
レス圧力を２０〜３０ｋｇ／−の範囲内に凍圧し、レン
ズの中心肉厚を位置決めセンサー８でモニタをしなから
、金型温度が４００℃になるまで冷却した。金型温度が
４００℃になっ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、プランジャー１６を上向きに作動させ
てプレスレンズを取り出した０以上の方法によって得ら
れたレンズの面精度はニュートンリング３本以内、７２
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。
０秒である。プレス成形後、成形用上型１２と成形用下
型１３とを降温速度約り５℃／分で冷却した。この時プ
レス圧力を２０〜３０ｋｇ／−の範囲内に凍圧し、レン
ズの中心肉厚を位置決めセンサー８でモニタをしなから
、金型温度が４００℃になるまで冷却した。金型温度が
４００℃になっ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、プランジャー１６を上向きに作動させ
てプレスレンズを取り出した０以上の方法によって得ら
れたレンズの面精度はニュートンリング３本以内、７２
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、シロ＝６０．７、
Ｔ ＝６４５℃、Ｔ５＝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ォーム１
０を作製した。
Ｔ ＝６４５℃、Ｔ５＝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ォーム１
０を作製した。
所望の光学ガラスは、径１２ｍ、中心肉厚６１ｎ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
１５０鶴、他方が１００龍である。
形状のレンズである。このレンズの曲率半径は、一方が
１５０鶴、他方が１００龍である。
成形用型は、超硬合金のα型の炭化ケイ素をコーティン
グしたものである。第２図に示すように、成形用上型１
２を上型ブロック１）に、成形用下型１３を下型ブロッ
ク１４にそれぞれ固定した。
グしたものである。第２図に示すように、成形用上型１
２を上型ブロック１）に、成形用下型１３を下型ブロッ
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１３の内部に熱電対２
０をそう人し、上型ブロック１）および下型ブロック１
４の内部に埋設したヒータ１９゜２２によって成形用上
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にプリフォームｌＯ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℃になった時点で、プランジャー１６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１００ ｋｇ／ｄ、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
降温速度約り０℃／分で冷却した。この時プレス圧力を
Ｏ，ｌ〜１ｋｇ／ｃ＋Ｊ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℃
になっ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 ’Ｃ
に達したならば、プランジャー１６を上向きに作動させ
てプレスレンズを取り出した０以上の方法によって得ら
れたレンズの面精度はニュートンリング２木以内、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。
０をそう人し、上型ブロック１）および下型ブロック１
４の内部に埋設したヒータ１９゜２２によって成形用上
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にプリフォームｌＯ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℃になった時点で、プランジャー１６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１００ ｋｇ／ｄ、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
降温速度約り０℃／分で冷却した。この時プレス圧力を
Ｏ，ｌ〜１ｋｇ／ｃ＋Ｊ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℃
になっ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 ’Ｃ
に達したならば、プランジャー１６を上向きに作動させ
てプレスレンズを取り出した０以上の方法によって得ら
れたレンズの面精度はニュートンリング２木以内、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５Ｆ−８を所望の光学ガラス素子に近
い形状に研削加工した。このプリフォームを実施例−１
と同様の成形用型を用いた。金形温度５２０℃、プレス
圧力５０ｋｉｒ／ｃ＋Ｊ、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４
２０℃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５０ｋｇ／ｃｄを負荷させた。
い形状に研削加工した。このプリフォームを実施例−１
と同様の成形用型を用いた。金形温度５２０℃、プレス
圧力５０ｋｉｒ／ｃ＋Ｊ、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４
２０℃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５０ｋｇ／ｃｄを負荷させた。
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３５０
℃になるまで冷却した。以上の方法によって作製したレ
ンズは、レンズの縁がかけており、実用に供することが
できなかった。
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。以上の方法によって作製したレ
ンズは、レンズの縁がかけており、実用に供することが
できなかった。
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ォ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１００に＋ｒ／
ｒｕＪ、プレス時間１５０秒で行なった。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。以上の方法によって得ら
れたレンズの面精度はニュートンリング４本、アユ１本
、面粗さ０．０２μｍであり、本発明の成形方法にくら
べて劣っていた。
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ォ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１００に＋ｒ／
ｒｕＪ、プレス時間１５０秒で行なった。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。以上の方法によって得ら
れたレンズの面精度はニュートンリング４本、アユ１本
、面粗さ０．０２μｍであり、本発明の成形方法にくら
べて劣っていた。
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
表面積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くれた光学ガラスを成形すること
ができる。
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
表面積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くれた光学ガラスを成形すること
ができる。
したがって、本発明の光学ガラス素子の成形方＼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。
、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・・・・・・プリフォーム、１）・・・・・・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
・・・・・・被成形ガラス、１６・・・・・・プランジ
ャー、１７・・・・・・ストッパー、１８・・・・・・
位置決めセンサ、１９．２２・・・・・・ヒータ、２０
．２１・・・・・・熱電対、２３・・・・・・おおい。
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・・・・・・プリフォーム、１）・・・・・・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
・・・・・・被成形ガラス、１６・・・・・・プランジ
ャー、１７・・・・・・ストッパー、１８・・・・・・
位置決めセンサ、１９．２２・・・・・・ヒータ、２０
．２１・・・・・・熱電対、２３・・・・・・おおい。
Claims (5)
- （１）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ことを特徴とする光学ガラス素子
の成形方法。 - （２）被成形ガラス素材を予め表面処理する工程で、被
成形ガラス素材を研削処理を行なった後研磨処理、エッ
チング処理、あるいは熱処理を行な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）一定温度に保持した成形用型で被成形ガラス素材
を加圧成形する工程で、成形用型の温度（Ｔ℃）が、 Ｔ＿ｓ−４０≦Ｔ≦Ｔ＿ｓ＋５０ Ｔ＿ｓ：被成形ガラスの軟化点 であり、かつ被成形ガラス素材に加える圧力が、約０．
１〜５００ｋｇ／ｃｍ＾２の範囲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。 - （４）被成形ガラス素材に加える圧力を加圧成形する工
程より減圧し、かつ被成形ガラス素材を成形用型に保持
した状態で成形用型を冷却する工程で、被成形ガラス素
材に加える圧力が、約０．０１〜５０ｋｇ／ｃｍ＾２の
範囲であり、成形用型の温度（Ｔ′℃）が、 Ｔ＿ｇ−５０≦Ｔ′≦Ｔ＿ｇ＋２０ Ｔ＿ｇ：被成形ガラスの転移点 の温度範囲まで冷却す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。 - （５）被成形ガラス素材への圧力を除去し、かつ被成形
ガラス素材を成形用型とともに冷却して被成形ガラス素
材を成形用型から取り出す工程で、被成形ガラス素材を
成形用型から取り出すときの成形用型の温度が、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 true JPS6296328A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH0455134B2 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) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0239001A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 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 |
| US6099765A (en) * | 1998-03-31 | 2000-08-08 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Optical component formation method |
| JP2005330152A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の成形方法及び光学素子 |
| JP2010076985A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Toshiba Mach Co Ltd | 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 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6099765A (en) * | 1998-03-31 | 2000-08-08 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Optical component formation method |
| JP2005330152A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Konica Minolta Opto Inc | 光学素子の成形方法及び光学素子 |
| JP2010076985A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Toshiba Mach Co Ltd | 成形装置及び成形品の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0455134B2 (ja) | 1992-09-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |