JPS63182223A - ガラスレンズの成形方法 - Google Patents
ガラスレンズの成形方法Info
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- JPS63182223A JPS63182223A JP1466887A JP1466887A JPS63182223A JP S63182223 A JPS63182223 A JP S63182223A JP 1466887 A JP1466887 A JP 1466887A JP 1466887 A JP1466887 A JP 1466887A JP S63182223 A JPS63182223 A JP S63182223A
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- molding
- lens
- mold
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- Pending
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
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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
本発明は光学機器に使用されるガラスレンズを精密ガラ
ス成形法により形成するガラスレンズの成形法に関する
ものである。
ス成形法により形成するガラスレンズの成形法に関する
ものである。
従来の技術
近年、光学レンズを研磨工程なしの一発成形により形成
する試みが多くなされている。ガラス素材を溶融状態か
ら型に流し込み加圧成形する方法が最も能率的であるが
、冷却時の収縮を制御する事がむずかしく、精密なレン
ズ成形には適しない。
する試みが多くなされている。ガラス素材を溶融状態か
ら型に流し込み加圧成形する方法が最も能率的であるが
、冷却時の収縮を制御する事がむずかしく、精密なレン
ズ成形には適しない。
従って、ガラス素材を一定の形状に予備加工してこれを
型の間に供給し、加熱し、加圧成形するのが一般的な方
法である。（例えば、特開昭５８−８４１３号公報） 以下、図面を参照しながら上述した従来の成形方法を説
明する。
型の間に供給し、加熱し、加圧成形するのが一般的な方
法である。（例えば、特開昭５８−８４１３号公報） 以下、図面を参照しながら上述した従来の成形方法を説
明する。
第４図は従来法の一つによりガラス素材を成形してレン
ズが形成された状態を示す断面図である。
ズが形成された状態を示す断面図である。
４は成形されたレンズ、１と２は成形装置５，６に取り
つけられた一対の成形型、３は胴型である。
つけられた一対の成形型、３は胴型である。
゛ ガラス素材を適当な方法でガラスの軟化点近傍の温
度まで加熱し、１．２の型により加圧成形する。
度まで加熱し、１．２の型により加圧成形する。
胴型３はレンズのコバの成形、レンズの厚み制御、レン
ズの２つの光学面の光軸合わせを行っている。
ズの２つの光学面の光軸合わせを行っている。
発明が解決しようとする問題点
上記の様な方法で形状精度が１０．１８ｍ以下といった
超高精度なレンズを成形するには、成形後からガラスの
転移温度までの冷却過程においてレンズ４に加圧を維持
する事が不可欠である。従って胴型３によりレンズ４の
厚みを規制する定寸成形では前記冷却過程における胴型
３の収縮量がレンズの収縮量よりも太き（なければなら
ない。
超高精度なレンズを成形するには、成形後からガラスの
転移温度までの冷却過程においてレンズ４に加圧を維持
する事が不可欠である。従って胴型３によりレンズ４の
厚みを規制する定寸成形では前記冷却過程における胴型
３の収縮量がレンズの収縮量よりも太き（なければなら
ない。
しかしながら通常ガラスの熱膨張係数は転移温度Ｔｇま
での直線領域で示されるが、第３図に示す様に、転移温
度Ｔｇ以上では二次的に増大する。
での直線領域で示されるが、第３図に示す様に、転移温
度Ｔｇ以上では二次的に増大する。
そして成形温度は転移温度Ｔｇより１００〜１５０℃高
い温度となるため相当大きな熱膨張となる。この事は逆
に成形後の冷却過程におけるガラスの収縮率が非常に大
きい事を意味する。この転移温度以上の温度領域での熱
膨張係数は約４００Ｘ１０”以上あり、この様に大きな
熱膨張係数を有する金属材料は今の所存在しない。また
ガラスの収縮量より胴型の収縮量の方が太き（なると、
成形されたレンズ４が胴型３から抜けなくなる０等の問
題点を有しており、定寸成形法では超高精度なレンズを
成形する事ができなかった。
い温度となるため相当大きな熱膨張となる。この事は逆
に成形後の冷却過程におけるガラスの収縮率が非常に大
きい事を意味する。この転移温度以上の温度領域での熱
膨張係数は約４００Ｘ１０”以上あり、この様に大きな
熱膨張係数を有する金属材料は今の所存在しない。また
ガラスの収縮量より胴型の収縮量の方が太き（なると、
成形されたレンズ４が胴型３から抜けなくなる０等の問
題点を有しており、定寸成形法では超高精度なレンズを
成形する事ができなかった。
さらに上型１のつばが胴型３に接しない範囲で加圧成形
する定圧成形法においては、成形型１゜２と胴型３との
クリヤランス部にガラス素材が入り込み、成形レンズ４
の周辺部にパリや欠けが発生するといった問題点を有し
ていた。
する定圧成形法においては、成形型１゜２と胴型３との
クリヤランス部にガラス素材が入り込み、成形レンズ４
の周辺部にパリや欠けが発生するといった問題点を有し
ていた。
問題点を解決するための・手段
本発明は上記問題点に鑑み、冷却過程直前までは胴型と
成形型間にスペーサを挿入しておき、冷却過程に入ると
前記スペーサを除去する手段を用いたものである。
成形型間にスペーサを挿入しておき、冷却過程に入ると
前記スペーサを除去する手段を用いたものである。
作用
本発明は上記した様に、冷却過程直前にスペーサを除去
する事により胴型の収縮量が小さくても、かついかなる
熱膨張を有するガラス材料に対しても冷却過程において
加圧を維持しつる事を特徴とするものである。
する事により胴型の収縮量が小さくても、かついかなる
熱膨張を有するガラス材料に対しても冷却過程において
加圧を維持しつる事を特徴とするものである。
実施例
以下本発明の一実施例のガラスレンズの成形法について
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
第１図は本発明による第１の一実施例による成形過程を
示す、１．２はレンズに転写する光学面を存する金型で
、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化タングステン等の
高強度高耐熱材料である。
示す、１．２はレンズに転写する光学面を存する金型で
、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化タングステン等の
高強度高耐熱材料である。
４は成形されたレンズ、５はスペーサでＳＵＳ材或は金
型と同一材料である。スペーサ５の厚みは、ガラス素材
の転移温度から屈伏温度までの熱膨張係数から、成形後
の転移温度までの冷却過程におけるレンズの収縮量を求
め、その寸法より数十μｍ厚く設定した。
型と同一材料である。スペーサ５の厚みは、ガラス素材
の転移温度から屈伏温度までの熱膨張係数から、成形後
の転移温度までの冷却過程におけるレンズの収縮量を求
め、その寸法より数十μｍ厚く設定した。
第１図（ａｌは成形直前の状態を示す、この状態でガラ
ス素材を軟化点付近まで加熱した後、加圧により一次成
形を行ない第１図（ｂｌの様に押し切る。
ス素材を軟化点付近まで加熱した後、加圧により一次成
形を行ない第１図（ｂｌの様に押し切る。
この時成形されたレンズ４の厚みは胴型３及びスペーサ
５の厚さにより規制される。そして、ガラス素材の体積
は成形型１．２と胴型３、スペーサ５で構成された内容
積よりも小さく加工しておけばレンズ４にパリや欠けも
発生しない。
５の厚さにより規制される。そして、ガラス素材の体積
は成形型１．２と胴型３、スペーサ５で構成された内容
積よりも小さく加工しておけばレンズ４にパリや欠けも
発生しない。
−火成形が完了した第１図ｆｂｌの段階で一担プレス圧
をゆるめ、スペーサ５を除去すると同時にヒータをオフ
し、冷却過程に移る。そして再びプレス圧を加え二次成
形を行なう、この二次成形によりレンズ厚が少し変化す
ると考えられるが、冷却過程に入っているためその変化
量はごくわずかで、最終のレンズ厚はむしろレンズ４の
収縮の方が支配的である。二次成形はヒータオフ後素早
く行う事が高精度な転写を行うポイントであり、また冷
却スピードが一定である事がレンズ厚バラツキを押さえ
るポイントになる。
をゆるめ、スペーサ５を除去すると同時にヒータをオフ
し、冷却過程に移る。そして再びプレス圧を加え二次成
形を行なう、この二次成形によりレンズ厚が少し変化す
ると考えられるが、冷却過程に入っているためその変化
量はごくわずかで、最終のレンズ厚はむしろレンズ４の
収縮の方が支配的である。二次成形はヒータオフ後素早
く行う事が高精度な転写を行うポイントであり、また冷
却スピードが一定である事がレンズ厚バラツキを押さえ
るポイントになる。
以下本発明により実際にレンズを成形した例を述べる。
使用したガラス素材の熱膨張特性は第３図に示す。本ガ
ラス素材の転移温度までの熱膨張係数は１１９Ｘ１０°
７で、転移温度から屈伏温度までの熱膨張係数は直線近
似で約６００Ｘ１０゛７と非常に大きい材料である。転
移温度は４２０’Ｃ１層状温度は４８０℃、成形温度は
５２０℃である。
ラス素材の転移温度までの熱膨張係数は１１９Ｘ１０°
７で、転移温度から屈伏温度までの熱膨張係数は直線近
似で約６００Ｘ１０゛７と非常に大きい材料である。転
移温度は４２０’Ｃ１層状温度は４８０℃、成形温度は
５２０℃である。
成形型１．２及び胴型３、スペーサ５の材料として炭化
タングステンを用いた。スペーサ５の厚みは０．１ｍｍ
とした。胴型３の長さはガラス素材の転移温度から成形
温度までの熱膨張の正確な値が不明なので、実際に成形
したレンズ厚の設計値からのズレを実測し、そのズレ量
を胴型３の寸法を調整する事により補正した。レンズの
設計値は、外径１０ｍ５＋、厚さは５ＩＩＩＩｌである
。
タングステンを用いた。スペーサ５の厚みは０．１ｍｍ
とした。胴型３の長さはガラス素材の転移温度から成形
温度までの熱膨張の正確な値が不明なので、実際に成形
したレンズ厚の設計値からのズレを実測し、そのズレ量
を胴型３の寸法を調整する事により補正した。レンズの
設計値は、外径１０ｍ５＋、厚さは５ＩＩＩＩｌである
。
５２０℃で一次成形した後加圧を一世ゆるめ、スペーサ
５を除去しヒータをオフした後１０秒以内に二次成形を
行ない、転移温度４２０℃まで加圧冷却した。その後加
圧を停止し成形型を成形装置から取り出しレンズの形状
を測定すると、金型の光学面の精度を０．１μｍまで極
めて高精度に転写していた。またレンズの厚み、外径は
各々設計値に対し１０μｍ以内に入っており、パリ、欠
けもなく、精度、外観共に良好なレンズを得る事ができ
た。
５を除去しヒータをオフした後１０秒以内に二次成形を
行ない、転移温度４２０℃まで加圧冷却した。その後加
圧を停止し成形型を成形装置から取り出しレンズの形状
を測定すると、金型の光学面の精度を０．１μｍまで極
めて高精度に転写していた。またレンズの厚み、外径は
各々設計値に対し１０μｍ以内に入っており、パリ、欠
けもなく、精度、外観共に良好なレンズを得る事ができ
た。
以上の実施例ではスペーサにより二次成形時即ち冷却過
程における上型１と胴型３とのギャップを形成する手段
を用いた成形法について述べたが、第２図に示す様に、
胴型３を押し上げピンで下型２から浮かせ、二次成形時
に押し上げピンを除去する事によっても同様の結果が得
られた。
程における上型１と胴型３とのギャップを形成する手段
を用いた成形法について述べたが、第２図に示す様に、
胴型３を押し上げピンで下型２から浮かせ、二次成形時
に押し上げピンを除去する事によっても同様の結果が得
られた。
発明の効果
以上の様に、本発明はスペーサ或は押し上げピンを冷却
過程の直前に除去し上型或は下型と胴型との間にギャッ
プを再形成する事により、いかなる熱膨張のガラス素材
に対しても加圧冷却を可能にし、極めて精度の高い光学
素子を成形する事ができるという効果を発揮するもので
ある。
過程の直前に除去し上型或は下型と胴型との間にギャッ
プを再形成する事により、いかなる熱膨張のガラス素材
に対しても加圧冷却を可能にし、極めて精度の高い光学
素子を成形する事ができるという効果を発揮するもので
ある。
第１図、第２図は本発明の正面図、第３図はガラス素材
の熱膨張特性図、第４図は従来例を示す正面図である。 １・・・・・・上型、２・・・・・・下型、３・・・・
・・胴型、４・・・・・・レンズ（ガラス素材）、５・
・・・・・スペーサ、６，７・・・・・・プレスヘッド
。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名云 １− 上！ ２− 王！ Ｅ−Ｉニア°Ｌ功ツに’ ７−Ｊ ’＝ ８−−−↑甲し二ｌｆ’ｌ：”。 韮 贋 （＃ｃｌ 第４図
の熱膨張特性図、第４図は従来例を示す正面図である。 １・・・・・・上型、２・・・・・・下型、３・・・・
・・胴型、４・・・・・・レンズ（ガラス素材）、５・
・・・・・スペーサ、６，７・・・・・・プレスヘッド
。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名云 １− 上！ ２− 王！ Ｅ−Ｉニア°Ｌ功ツに’ ７−Ｊ ’＝ ８−−−↑甲し二ｌｆ’ｌ：”。 韮 贋 （＃ｃｌ 第４図
Claims (3)
- （１）上下一対の金型及び胴型から成る成形型内にガラ
ス素材を供給し、加熱後加圧成形するガラスレンズの成
形法であって、一担上下型が胴型に接する所まで加圧成
形した後、冷却過程で再び上下型と胴型間にギャップを
成形し、加圧冷却することを特徴とするガラスレンズの
成形方法。 - （２）冷却過程において胴型と上下型間にギャップを形
成する手段として、スペーサを用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載のガラスレンズの成形方
法。 - （３）冷却過程において胴型と上下型間にギャップを形
成する手段として、押し上げピンを用いたことを特徴と
する特許請求範囲第（１）項記載のガラスレンズの成形
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1466887A JPS63182223A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | ガラスレンズの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1466887A JPS63182223A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | ガラスレンズの成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182223A true JPS63182223A (ja) | 1988-07-27 |
Family
ID=11867595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1466887A Pending JPS63182223A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | ガラスレンズの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63182223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032160A (en) * | 1988-10-07 | 1991-07-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of press molding lens material |
| US5173100A (en) * | 1988-11-16 | 1992-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Molding method for optical element |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1466887A patent/JPS63182223A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032160A (en) * | 1988-10-07 | 1991-07-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of press molding lens material |
| US5173100A (en) * | 1988-11-16 | 1992-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Molding method for optical element |
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