JPS6335424A - ガラスレンズの成形方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明はガラスレンズの成形方法、特に非球面ガラスレ
ンズの成形方法に関する。

従来技術 レンズに非球面を用いると、ある種の光学系では著しく
性能が改善されることは古くから知られており、乱視用
眼鏡レンズ、強度のルーペ等の非球面光学部品はなじみ
が深い。

現在おこなわれている非球面レンズの作製方法は、研摩
除去法が最も多く用いられているが研摩除去法による非
球面ガラスレンズの作製は、非常に高度の技術を必要と
し、技虫と称せられる、所謂カンとかコツに多大に依存
している面もあるので、大】生産には向かない。

一方、大１生産に向く非球面ガラスレンズの作製法とし
ては、加熱変形法が知られている（例えば特開昭６０−
６７１１８号公報）。

加熱変形方法は、ガラスが軟化点以上の温度に加熱され
流動性のある状態の時に、型を用いてプレス等によりレ
ンズに成形する方法であるが、成形されたガラスが常温
にもどる過程で収縮変形歪みを受易いという問題がある
。その傾向は、得ようとするレンズか厚ければ厚い程顕
著な問題となる。

また加熱変形方法は、加熱変形後プレス型とガラスが融
着するという問題が存在する。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、加熱変形法を用いてガラスレンズを作製する
に際して、従来の加熱変形法の問題点を解消した、収縮
変形歪みの影響を受けにくく、型とガラスが融着しない
非球面ガラスレンズの成形法を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 本発明は高軟化点ガラスからなるレンズ表面に低軟化点
ガラス微粒子を含有する粘性溶液を塗布してブランクス
を調製し、該粘性溶液を乾燥した後、該ブランクスを低
軟化点ガラスが軟化する温度でプレス成形することを特
徴とするガラスレンズの成形方法に関する。

本発明のガラスレンズの成形方法は、まず高軟化点ガラ
スからなるレンズ表面に、低軟化点ガラス微粒子を含何
する粘性溶液（以下、粘性溶液という）を塗布する。

第１図に粘性溶液の塗布された高軟化点ガラス概 レンズの４略断面図を示す。（１）は高軟化点ガラスレ
ンズを、（２）は高軟化点ガラスの上に塗布された粘性
溶液を示す。

本明細書においては「高軟化点」、「低軟化点」という
用語は、ガラスの軟化点の相対的高低を意味するもので
あり、低軟化点ガラスは、その軟化点が高軟化点ガラス
の軟化点より５０℃、好ましくは１００℃、より好まし
くは１５０°Ｃ低いガラスの組み合わせで選択する。両
者の軟化点の差が５０℃より小さいと、後の工程で、低
軟化点ガラスの軟化点温度で加熱プレスする際、高軟化
点ガラスレンズが軟化状態になるに十分な高温に加熱さ
れ易くなるため、高軟化点ガラスレンズが変形、歪みあ
るいは傷を受は易くなる。

高軟化点ガラスからなるレンズ（１）は、従来の公知の
ガラスレンズを使用することかでき、とくに制限される
ものではない。

レンズの表面は予め研摩したものを使用することが好ま
しい。

本発明に適用できるレンズの形状は、凸レンズ凹レンズ
に限らず、プリズムなどのレンズ等ら使用可能である。

低軟化点ガラスは、その微粒子を増粘剤とともに溶剤に
分散させた粘性溶液を得ろ。

低軟化点ガラスは、通常のレンズを製造するガラスを使
用すればよく、特に限定されるものではない。

粘性溶液は、常法により、低軟化点ガラス微粒子と、カ
オリン、水等と混合してスリップ、あるい：よエチルセ
ルロース、テルピネオール等と混合してペーストを作る
。スリップはスプレー法により、またペーストは印刷法
により、高軟化点ガラス上に塗布する。本発明は、低軟
化点ガラスからなる粘性溶液を高軟化点ガラス上に塗布
してブランクスを作るものであり、粘性溶液の作製法、
添加物および塗布法については特に限定されろものでは
ない。

塗布は、大気雰囲気中常温で行えばよい。

得られたブランクスは、１５０℃〜２００℃で約１時間
乾燥する。

乾燥は、粘性溶液調製に使用した溶媒を蒸発除去し、あ
るいは増粘剤を分解するために行なう。

本発明においてさらに好ましい態様は乾燥したブランク
スを焼成する。焼成は、高軟化点ガラスの転移点よりも
低く、低軟化点ガラスの軟化点よりも５０〜２００℃、
好ましくは１００〜１５０℃高い温度で０．５〜１時間
焼成する。

焼成は、低軟化点ガラス微粒子を軟化させ、高軟化点ガ
ラスと接着させるために行なう。焼成温度が高軟化点ガ
ラスの転移点より高いと高軟化点ガラスレンズにひずみ
が生じるので好ましくない。

焼成温度が低軟化点ガラスの軟化点÷５０°Ｃより低い
と低軟化点ガラスの微粒子か充分に軟化しないか、ある
いは高軟化点ガラスと接着しなくなる。

しかし、このような場合でも以下のプレス時のブランク
スの加熱等により充分補えるものであるから、焼成は必
須要件ではない。

乾燥あるいは焼成は、大気雰囲気下で行うことができる
が、不活性雰囲気下で行うことがより好ましい。

本発明は次に、乾燥したブランクスを低軟化点ガラスが
軟化する温度でプレスする。第３図に、プレス成型後の
非球面レンズの１例を示す。図中（１２）は加熱焼成後
のプレス成型された低軟化点ガラスレンズをあられす。

本発明は変形部レンズ（１２）が薄いので高軟化点ガラ
スレンズ（１）と低軟化点ガラスレンズの接合面に応力
がかからず接合面に歪みが生じない。

なお、以下本明細書においては、ブランクスが乾燥ある
いは焼成された後、プレス成形される前の乾燥ブランク
ス上の低軟化点ガラスレンズ（１２）を「付着ガラス」
という。

プレス成型法の１例を第２図を用いて説明する。

第２図中（３）および（５）は金型、（４ａ）および（
４ｂ）は熟語、（６）はヒーター、（１０）および（１
１）は金型（３）および（５）の温度管理のための熱電
対、（７）はガイドレール（８）に取り付けられたステ
ムて、金型（５）のシリンダー（９）による上下動を正
確ならしめる役割をする。

加熱焼成したブランクスを金型（３）上の所定の位置に
載置する。ブランクスは金型（３）上に高軟化点ガラス
レンズ（１）が下に、付着ガラスが上になるように載置
する。載置するまでにブランクスは十分冷却していても
よいが、本発明においては、ブランクスを付着ガラス（
１０）が軟化点より低い温度になる前に金型（３）上に
載置することが望ましい。

金型（３）は、ヒーター（６）に上り熟語（４ａ）を通
じて加熱しておくことが望ましい。その場合、加熱温度
は、付着ガラスの軟化点以上、高軟化点ガラスルレンズ
（１）の転移点より低く保持する。

これは、付着ガラスを金型（５）でプレス成型するまで
の間に、付着ガラスが急速に冷却することを防ぐととも
に、軟化点以下に冷却した付着ガラスを成形可能な状態
に戻しプレス工程をスムーズに行なわしめるためである
。具体的には付着ガラスの軟化点より１０〜１５０°Ｃ
１好ましくは３０〜１００℃、より好ましくは５０〜８
０℃高く加熱する。１０℃より低いと成形後のレンズの
面積度が悪くなる。

一方、付着ガラスの内部が軟化点以上のｆＡ度を保ち、
成形可能な内に金型（５）でプレス成形を行なう場合は
、金型（３）は付着ガラスの軟化点より低い温度に設定
することも可能である。その場合金型（３）の温度は付
着ガラスの軟化点に対して＋１０°Ｃ〜−１５０℃、好
ましくは−３０〜−７０℃に設定することが望ましい。

そうすることにより、レンズ（１）の損傷あるいは変形
、ゆがみを有効に防止できるとともに、互いに近似した
軟化点を有するガラスでも両者を接合することができる
ため、従来よりもガラスの種類の組み合わせの選択に幅
を持ｆこせることができ、その結果応用範囲の広いレン
ズを得ることができろ。

金型（３）の形状は、載置した際接触するレンズ（１）
の而と凹凸の関係にしておく。そうすることにより、プ
レス成形した際、付着ガラス（１３）に均一に力を加え
ろことができ、ゆがみ、変形あるいはひずみのない非球
面レンズを得ることができる。また、金型（３）の形状
を変えることにより、プリズム等ら成形可能となる。

金型（３）の表面は、鏡面加工を施してもよいが、プレ
ス成形によりレンズ（１）の表面に損傷が生じなければ
、特に鏡面加工を施さなくてもよい。

所定の位置に乾燥、焼成したブランクスを載置しｆこ後
、金型（５）をシリンダー（９）により下動し、付着ガ
ラスをプレス成形する。

プレス成形は、付着ガラスが軟化点温度以上を保ち成形
可能な状態で行なう。付着ガラスか軟化点温度以下に冷
却し、固化しているときは、前述した様に金型（３）に
より加熱し、成形可能な状態になった後プレスを行なう
。

プレス成形時の圧力は、使用しているガラスの種類、保
持温度、固化の度合等により適宜選択すればよく、１０
〜ｌｏＯｋｇ／ｃｍ２程変あれば十分である。

金型（５）は、付着ガラスの軟化温度より１０〜１５０
℃、好ましくは３０〜７０℃低く加熱した状態にしてお
くことか好ましい。そうすることにより面精度の高いレ
ンズが成形でき、金型とガラスとの融着を防ぐことがで
きる。金型（５）の加熱は、たとえばヒーター（６）に
より熟語（・Ｉｂ）を通じて加熱する手段を例示するこ
とができろ。

金型（５）は使用したレンズ（１２）の形状に適応させ
、その表面は所望の面粗さ、面形状に加工しておく。本
発明の有用性は、十分研摩し、非球面状に鏡面加工をし
た金型を使用して、後研摩の必要のない十分に実用に供
し得ろ非球面レンズたとえば、第３図に示した様にレン
ズ（１）上で非球面状に成形された非球面レンズを容易
に作製できることにある。

実施例１ 周知の方法で研摩加工し、外径１０ｍｍ、曲率半径が１
８ｍｍと２０ｍｍのＢＫ７（軟化点６１０℃）からなる
両凸レンズを作製した。面積度はニュートン１本、アス
０，２本であった。

表１に示す（イ）の組成の低軟化点ガラスが得られろよ
うに各成分原料を調合して、バッチを作製し、白金ルツ
ボで電気炉を用いて最適温度にて溶融し、これを水中に
流し込んで急冷した後、アルミナのボールミルによって
微粉砕してフリットとし、エチルセルロース有機増粘剤
をα−テルピネ有機溶剤に加えて、フリットと混練して
ペースト状フリット溶液を得た。

表　　　１ このペースト状フリット溶液を使用しスクリーン印刷法
で凸ガラスレンズ上に（イ）の組成の低軟化点ガラスの
翠さが０．２ｍｍになるように塗布し、約１５０°Ｃで
乾燥後、約５００℃で焼成した。

ＢＫ７のレンズ上に付着ガラス膜か生成されたブランク
スを金型（３）上にセットしヒーター（６）で熱電対（
１１）が約３５０℃になる様ヒーター（６）で金型（３
）を加熱保温して、次に熱電対（１０）が約２８０℃に
なる様ヒーター（６）で金型（５）を加熱保温し、シリ
ンダー（９）で熱器（４ｂ）を、ステム（７）に取り付
けられたガイドレール（８）に沿って押し下げブランク
スを成形した。

成形されたレンズは元のレンズ（１）上に非球面ｆｌ（
１２）か強固に接着されたものである。レンズ（１）の
下面は、元のレンズと変わらず（１２）の上面は、金型
形状からのずれか０．０８μｍ以内であった。レンズ（
１）と（１２）の接合面の精度も元のレンズと変化なか
った・ 実施例２ 周知の方法で研摩加工し、外径１０ｍｍ曲率半径ｈ’１
８ｍｍと２０ｍｍのＢＫ７（軟化点６１０°Ｃ）からな
る両凸レンズを作製した。面積度はニュートン１本、ア
ス０２本であった。

表１に示す（ロ）の組成の低軟化点ガラスが得られるよ
うに各成分原料を調合して、バッチを作製し、白金ルツ
ボで電気炉を用いて最適温度にて溶融し、これを水中に
流し込んで急冷した後、アルミナのボールミルによって
微粉砕してフリットとし、これを常法に上りカオリンを
加えて水中（コー蜀させてフリット溶液を得た。

このフリット溶液をスプレー法により凸ガラスレンズ上
に（ロ）の組成の低軟化点ガラスの厚さか０　、２　ｍ
ｍになるように塗布し、約１５０°Ｃで乾燥後、約５０
０°Ｃで焼成した。

ＢＫ７のレンズ上に付着ガラス膜が生成されたブランク
スを金型（３）上にセットしヒーター（６）で熱電対（
１１）が約３６０℃になる様ヒーター（６）で金型（３
）を加熱保温して、次に熱電対（ｌ　Ｏ）が約３１０°
Ｃになる様ヒーター（６）で金型（５）を加熱保温し、
シリンダー（９）で熱器（４ｂ）を、ステム（７）に取
り付けられたガイドルール（８）に沿って押し下げブラ
ンクスを成形した。

成形されたレンズは元のレンズ（１）上に非球面層（１
２）が強固に接着されたものである。レンズ（１）の下
面は、元のレンズと変わらず（１２）の上面は、金型形
状からのずれがＯ，ＯＳμｍ以内であった。レンズ（１
）と（１２）の接合面の精１ｙら元のレンズと変化なか
った。

坂蚊履 膜（２）の代わりに特開昭６０−６７１１８号公報に従
って（１）と同じ外径で厚さ５ｍｍの５Ｆｌｌの円板を
置き同様に成形した。

（１）の下面はひけが発生しく１２）の上面も金型形状
に沿って成形できたが（１）と（１２）の接合面はニュ
ートン７本、アス２本に変形していた。

発明の効果 本発明に従うと非球面ガラスレンズ等をプレス成形で容
易に得ることができる。

本発明に従い得られた非球面ガラスレンズは、その接合
した非球面レンズ部が薄いので、その接合面に応力がか
からず、接合面に歪みが存在しない。

また、本発明は、簡易な装置で実施することができろ。

【図面の簡単な説明】

概 第１図は、フリット溶液塗布後のレンズ別格断面図を表
す。 第２図は、プレス成形装置の１例を示す図である。 第３図は、本発明に従い得られた非球面レンズの１例を
示す図である。 図中の記号は以下の通りである。 ｌ　・高軟化点ガラス、　　　２・・フリット溶液、３
・・金型、　　　　　　　　４（ａ）、４（ｂ）・・・
熟語、５・・・金型、　　　　　　　　６・・ヒーター
、７・・ステム、訃・ガイドレール、 ９・・・プレスシリンダー、　ｌ０１１１・・・熱電対
１２・・・低軟化点ガラスレンズ、 ’　　１３・・・付着ガラス。 手続補正書（、自発〕 昭和６１年９月２日 昭和６１年特許願第　１７６２４７　　　　号２、発明
の名称 ４、代理人 ５、補正命令の日付　（自　発） ６、補正の対象　明細書の「発明の詳細な説明」および
「図面の簡単な説明」の欄 ７　補正の内容 （１）明細書第６頁第１３行〜第１５行、「乾燥あるい
は　・・・・・・・・がより好ましい。」の記載を削除
する。 （２）同第１１頁第１６行、「α−テルピネ」とあるを
「α−テルピネオール」に訂正する。 （３）同第１１頁第１７行〜第１８行、「ペースト状フ
リット溶液」とあるを「ペースト」に訂正する。 （４）同第１２頁表の下策１行、「ペースト状フリット
溶液」とあるを「ペースト謬に訂正する。 （５）同第１３頁末行、第１４頁第１行、および第１５
頁下から第５行、「フリット溶液」とあるを全て「スリ
ップ」に訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高軟化点ガラスからなるレンズ表面に低軟化点ガラ
   ス微粒子を含有する粘性溶液を塗布してブランクスを調
   製し、該粘性溶液を乾燥した後、該乾燥ブランクスを低
   軟化点ガラスが軟化する温度でプレス成形することを特
   徴とするガラスレンズの成形方法。