JPH0226844A - 光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子の成形方法Info
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- JPH0226844A JPH0226844A JP17408288A JP17408288A JPH0226844A JP H0226844 A JPH0226844 A JP H0226844A JP 17408288 A JP17408288 A JP 17408288A JP 17408288 A JP17408288 A JP 17408288A JP H0226844 A JPH0226844 A JP H0226844A
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- 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
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
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- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/03—Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould parts
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- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
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- C03B2215/02—Press-mould materials
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/46—Lenses, e.g. bi-convex
- C03B2215/48—Convex-concave
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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）
この発明は、例えばレンズ、プリズム及びその他の光学
素子の成形方法に関するものであり、特に、光学素子形
成用材料と成形型との離型性を向上させる技術に関する
。
素子の成形方法に関するものであり、特に、光学素子形
成用材料と成形型との離型性を向上させる技術に関する
。
（従来の技術）
従来、レンズ等の光学素子を製造するに当り、ガラスま
たはその他の光学素子形成用材料（以下、単に光学材料
と称する場合も有る。）を研磨して成形することが成さ
れてきた。しかしながら近年では、種々の材料から成る
成形型に光学素子の設計に応じた有効成形面を形成し、
光学素子を実貢的に同一の形状で成形する技術が広く用
いられでいる。
たはその他の光学素子形成用材料（以下、単に光学材料
と称する場合も有る。）を研磨して成形することが成さ
れてきた。しかしながら近年では、種々の材料から成る
成形型に光学素子の設計に応じた有効成形面を形成し、
光学素子を実貢的に同一の形状で成形する技術が広く用
いられでいる。
以下、図面を譬照して、従来の光学素子成形技術につき
説明する。尚、以下の説明においでは、光学素子の作製
に用いられる成形型の一構成例につき説明する。
説明する。尚、以下の説明においでは、光学素子の作製
に用いられる成形型の一構成例につき説明する。
第２図は、成形型の構成の一例として、有効成形面が凹
面で構成されている成形型を概略的断面により示す説明
図である。
面で構成されている成形型を概略的断面により示す説明
図である。
この図からも理解できるように成形型１０は母材１２と
薄膜１４とによって構成され、通常、例えば精密旋盤等
の工作機械を用いて母材１２に有効成形面ａを研磨形成
した後、この有効成形面ａの表面に薄膜を被着して作製
するのが一般的である。
薄膜１４とによって構成され、通常、例えば精密旋盤等
の工作機械を用いて母材１２に有効成形面ａを研磨形成
した後、この有効成形面ａの表面に薄膜を被着して作製
するのが一般的である。
この薄膜１４の被着は、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法またはその
他、薄膜材料に応じた任意好適な技術によって、数（μ
ｍ）程度の均一な膜厚で行ない、薄膜１４の表面形状と
、上述した母材１２の有効成形面ａの形状とが実質的に
同一となるように行なう、従って、以下の説明において
は、薄膜１４の表面形状を有効成形面すと称し、当該面
ｂ８以って成形型１０の有効成形面と称する。
ーティング法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法またはその
他、薄膜材料に応じた任意好適な技術によって、数（μ
ｍ）程度の均一な膜厚で行ない、薄膜１４の表面形状と
、上述した母材１２の有効成形面ａの形状とが実質的に
同一となるように行なう、従って、以下の説明において
は、薄膜１４の表面形状を有効成形面すと称し、当該面
ｂ８以って成形型１０の有効成形面と称する。
このような成形型１０によって光学素子を成形するに当
っては、まず、当該型と光学材料とを、少なくとも当該
材料が軟化するまで加熱する。
っては、まず、当該型と光学材料とを、少なくとも当該
材料が軟化するまで加熱する。
然る後、この軟化した光学材料を前述した有効成形面す
に対して押圧し、当該面すに応じた形状に光学材料を成
形せしめる。ここで、１つの光学素子を成形するに当っ
ては２つ以上の成形型を用いるのが一般的である。従っ
て、この押圧成形に際しては、軟化した光学材料に互い
の有効成形面を、各々、接触させた状態で押圧する。
に対して押圧し、当該面すに応じた形状に光学材料を成
形せしめる。ここで、１つの光学素子を成形するに当っ
ては２つ以上の成形型を用いるのが一般的である。従っ
て、この押圧成形に際しては、軟化した光学材料に互い
の有効成形面を、各々、接触させた状態で押圧する。
続いて、有効成形面に応じた所定の形状に成形され、か
つ軟化状態に有る光学材料を硬化させるため、成形型及
び光学材料を放冷または冷却して光学素子が得られる。
つ軟化状態に有る光学材料を硬化させるため、成形型及
び光学材料を放冷または冷却して光学素子が得られる。
上述の成形型１０を構成する母材１２の材料としては、
耐熱性、機械的強度、加工性等を満足する材料が用いら
れ、例えば特開昭５２−４５６１３号公報及び特開昭６
０−１９５０２６号公報に開示されるカーバイド系の化
合物、ステンレス、ニッケルを主成分とする種々の耐熱
合金、種々のセラミ・νクス、サーメット等が知られて
いる。
耐熱性、機械的強度、加工性等を満足する材料が用いら
れ、例えば特開昭５２−４５６１３号公報及び特開昭６
０−１９５０２６号公報に開示されるカーバイド系の化
合物、ステンレス、ニッケルを主成分とする種々の耐熱
合金、種々のセラミ・νクス、サーメット等が知られて
いる。
また、上述した薄膜１４の材料につき例示すれば、窒化
チタン（ＴｉＮ） 、アルミナ（ＡＱ２０３）、窒化珪
素（Ｓｉｎ）を始めとする種々のセラミックスや、金（
Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、白金族金属（例えばロジウム（
Ｒｈ））を始めとする貴金属が知られている。
チタン（ＴｉＮ） 、アルミナ（ＡＱ２０３）、窒化珪
素（Ｓｉｎ）を始めとする種々のセラミックスや、金（
Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、白金族金属（例えばロジウム（
Ｒｈ））を始めとする貴金属が知られている。
このような技術において、成形型１０を構成する薄膜１
４は、有効成形面すの耐酸化性及び耐反応性を確保する
ことによって、有効成形面すの耐久性や光学素子に対す
る加工性を高める目的で配設される。
４は、有効成形面すの耐酸化性及び耐反応性を確保する
ことによって、有効成形面すの耐久性や光学素子に対す
る加工性を高める目的で配設される。
さらに、当該薄膜１４の他の機能としては、軟化した光
学材料の、有効成形面すに対するぬれ性を向上させるた
めに設けられる。このように、成形型と光学材料とのぬ
れ性を向上させることにより、上述した加工性を高める
のみならず、光学素子と成形型との離型性を向上させる
ことが可能である。
学材料の、有効成形面すに対するぬれ性を向上させるた
めに設けられる。このように、成形型と光学材料とのぬ
れ性を向上させることにより、上述した加工性を高める
のみならず、光学素子と成形型との離型性を向上させる
ことが可能である。
（発明が解決しようとする課題）
上述した説明からも理解できるように、成形型を用いた
従来の成形方法は、光学素子形成用材料の軟化を目的と
した温度に加熱し、押圧成形した後の光学素子を取り出
すため、例えば室温程度に温度を下げて実施される。従
って、押圧成形時と取り出し時との温度差によって、光
学素子と成形型とは、各々の熱膨張係数に応じた寸法収
縮を生じる。
従来の成形方法は、光学素子形成用材料の軟化を目的と
した温度に加熱し、押圧成形した後の光学素子を取り出
すため、例えば室温程度に温度を下げて実施される。従
って、押圧成形時と取り出し時との温度差によって、光
学素子と成形型とは、各々の熱膨張係数に応じた寸法収
縮を生じる。
これがため、有効成形面の形状と、上述した各々の熱膨
張係数の差によっては、光学素子が成形型を締め付けた
り、或いは成形型が光学素子を締め付けて離型性が低下
するという問題点が有った。
張係数の差によっては、光学素子が成形型を締め付けた
り、或いは成形型が光学素子を締め付けて離型性が低下
するという問題点が有った。
このような離型性の低下に対して、成形型から光学素子
を機械的に取り外すことも成されでいる。しかしながら
、このような場合、光学素子に損傷を来たし、歩留りの
低下を招いたり、或いは、量産性の面からは成形サイク
ルに長時間を要し、成形効率を低下させるといった問題
を生じる。
を機械的に取り外すことも成されでいる。しかしながら
、このような場合、光学素子に損傷を来たし、歩留りの
低下を招いたり、或いは、量産性の面からは成形サイク
ルに長時間を要し、成形効率を低下させるといった問題
を生じる。
この発明は、上述した従来の問題点に鑑み成ざれたもの
であり、光学素子と成形型との離型性を向上させること
により、歩留りの向上及び成形効率の向上を図り得る光
学素子の成形技術を提供することを目的とする。
であり、光学素子と成形型との離型性を向上させること
により、歩留りの向上及び成形効率の向上を図り得る光
学素子の成形技術を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
この目的の達成を図るため、この出願の第一発明に係る
光学素子の成形方法によれば、凹面から成る有効成形面
が形成された成形型に、加熱によって軟化した光学素子
形成用材料を押圧して光学素子を成形するに当り、 上述した成形型を構成する母材の熱膨張係数をα１及び
前記光学素子形成用材料の熱膨張係数を０２とし、これ
ら熱膨張係数がα、≦α２’Ｆｒ満たす条件で成形する ことを特徴としでいる。
光学素子の成形方法によれば、凹面から成る有効成形面
が形成された成形型に、加熱によって軟化した光学素子
形成用材料を押圧して光学素子を成形するに当り、 上述した成形型を構成する母材の熱膨張係数をα１及び
前記光学素子形成用材料の熱膨張係数を０２とし、これ
ら熱膨張係数がα、≦α２’Ｆｒ満たす条件で成形する ことを特徴としでいる。
また、この出願の第二発明に係る光学素子の成形方法に
よれば、凸面から成る有効成形面が形成された成形型に
、加熱によって軟化した光学素子形成用材料を押圧して
光学素子を成形するに当り、 上述した成形型を構成する母材の熱膨張係数をα１及び
前記光学素子形成用材料の熱膨張係数を０２とし、これ
ら熱膨張係数がα１≧α２を満たす条件で成形する ことを特徴としている。
よれば、凸面から成る有効成形面が形成された成形型に
、加熱によって軟化した光学素子形成用材料を押圧して
光学素子を成形するに当り、 上述した成形型を構成する母材の熱膨張係数をα１及び
前記光学素子形成用材料の熱膨張係数を０２とし、これ
ら熱膨張係数がα１≧α２を満たす条件で成形する ことを特徴としている。
ざらに、この出願に係る第一発明の方法または第二発明
の方法を実施するに当っては、前述した母材の表面に、
前述の有効成形面を構成するためのセラミックスまたは
貴金属から成る薄膜を被着形成した成形型を用いるのが
好適である。
の方法を実施するに当っては、前述した母材の表面に、
前述の有効成形面を構成するためのセラミックスまたは
貴金属から成る薄膜を被着形成した成形型を用いるのが
好適である。
（作用）
この出願の第一発明に係る光学素子の成形方法によれば
、凹面から成る有効成形面が形成された成形型で、凸面
形状を有する光学素子を成形する場合には、母材の熱膨
張係数α、と光学材料の熱膨張係数α２との間に、α、
≦α２の関係を満足する構成となっている。これがため
、前述した押圧成形時と取り出し時との温度差を八Ｔと
すれば、母材の寸法収縮し１及び光学材料の寸法収縮し
２は、α１ΔＴまたはα２Δ丁で表わされる。
、凹面から成る有効成形面が形成された成形型で、凸面
形状を有する光学素子を成形する場合には、母材の熱膨
張係数α、と光学材料の熱膨張係数α２との間に、α、
≦α２の関係を満足する構成となっている。これがため
、前述した押圧成形時と取り出し時との温度差を八Ｔと
すれば、母材の寸法収縮し１及び光学材料の寸法収縮し
２は、α１ΔＴまたはα２Δ丁で表わされる。
従って、これら寸法収縮り、及びＬ２の関係はり、≦し
。どなる。
。どなる。
このような寸法収縮の関係において、凸面形状を有する
光学素子の場合には、有効成形面の曲率中心側に相当す
る母材の寸法収縮Ｌ１よりも、光学素子の寸法収縮し２
のほうが大きいか、または、これら２つの値が等しくな
るため、光学素子と成形型との間で締め付けを生じるこ
とが無い。
光学素子の場合には、有効成形面の曲率中心側に相当す
る母材の寸法収縮Ｌ１よりも、光学素子の寸法収縮し２
のほうが大きいか、または、これら２つの値が等しくな
るため、光学素子と成形型との間で締め付けを生じるこ
とが無い。
また、この出願の第二発明に係る光学素子の成形方法に
よれば、凸面から成る有効成形面が形成された成形型で
、凹面形状を有する光学素子を成形する場合には、母材
の熱膨張係数α１と光学材料の熱膨張係数α２との間に
、α、≧α２の関係を満足する構成となっている。これ
がため、前述の温度差を６丁として母材の寸法収縮し、
及び薄膜の寸法収縮し２の関係はり、≧Ｌ２となる。
よれば、凸面から成る有効成形面が形成された成形型で
、凹面形状を有する光学素子を成形する場合には、母材
の熱膨張係数α１と光学材料の熱膨張係数α２との間に
、α、≧α２の関係を満足する構成となっている。これ
がため、前述の温度差を６丁として母材の寸法収縮し、
及び薄膜の寸法収縮し２の関係はり、≧Ｌ２となる。
このような寸法収縮の関係からも理解できるように、凹
面形状を有する光学素子の場合には、有効成形面の曲率
中心側に相当する母材の寸法収縮Ｌ１よりも、光学素子
の寸法収縮し２のほうが小さいか、または、これら２つ
の値が等しくなるため、光学素子と成形型との間で締め
付ゆを生じることが無い。
面形状を有する光学素子の場合には、有効成形面の曲率
中心側に相当する母材の寸法収縮Ｌ１よりも、光学素子
の寸法収縮し２のほうが小さいか、または、これら２つ
の値が等しくなるため、光学素子と成形型との間で締め
付ゆを生じることが無い。
（実施例）
以下、図面を参照して、この発明の実施例につき説明す
る。尚、以下の説明においては、材料、形状、配Ｍ関係
、数値的条件及びその他、この発明の好ましい特定の条
件を例示して説明するが、この発明は、これら特定の条
件にのみ限定されるものではないことを理解されたい。
る。尚、以下の説明においては、材料、形状、配Ｍ関係
、数値的条件及びその他、この発明の好ましい特定の条
件を例示して説明するが、この発明は、これら特定の条
件にのみ限定されるものではないことを理解されたい。
また、以下の実施例では、光学素子形成用材料の一例と
して種々の光学ガラスを用い、異なる２つの成形型（以
下、上型または下型と称する。）を用いて光学素子を成
形する場合につき説明する。
して種々の光学ガラスを用い、異なる２つの成形型（以
下、上型または下型と称する。）を用いて光学素子を成
形する場合につき説明する。
既に説明したように、この発明に係る方法では、母材と
光学素子形成用材料との熱膨張係数の差を利用して、成
形型と光学素子との離型性を向上させるものである。従
って、説明の理解を容易とするため、成形方法の実施例
に先立つで、母材を構成する材料の熱膨張係数α、と、
光学素子を構成する材料の熱膨張係数α２とにつき、−
例を示す。
光学素子形成用材料との熱膨張係数の差を利用して、成
形型と光学素子との離型性を向上させるものである。従
って、説明の理解を容易とするため、成形方法の実施例
に先立つで、母材を構成する材料の熱膨張係数α、と、
光学素子を構成する材料の熱膨張係数α２とにつき、−
例を示す。
表 １
（ｉ）母材材料
始めに、母材を構成する材料につき、従来知られでいる
ものを例示して、材料名と熱膨張係数（ｉｉ）光学素子
形成用材料 次に、次頁の表２に、光学素子形成用材料の一例として
、主な光学ガラスの熱膨張係数α２と、各材料の転移点
（軟化に必要な温度）とを示す。
ものを例示して、材料名と熱膨張係数（ｉｉ）光学素子
形成用材料 次に、次頁の表２に、光学素子形成用材料の一例として
、主な光学ガラスの熱膨張係数α２と、各材料の転移点
（軟化に必要な温度）とを示す。
表２
この第１実施例では、光学素子形成用材料としで、光学
ガラスＦ２（小原光学硝子製）を用い、凹面形状と凸面
形状とを有する光学素子を成形した場合につき説明する
。
ガラスＦ２（小原光学硝子製）を用い、凹面形状と凸面
形状とを有する光学素子を成形した場合につき説明する
。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施例を説明するため、
各成形工程における構成成分を概略的断面により示す説
明図である。
各成形工程における構成成分を概略的断面により示す説
明図である。
まず、この第１実施例では、第１図（Ａ）からも理解で
きるように、凸面から成る有効成形面す、が形成された
成形型を上型１０ａとしで、ざらに凹面から成る有効成
形面ｂ２が形成された成形型を下型１０ｂとして、各々
、作製した。
きるように、凸面から成る有効成形面す、が形成された
成形型を上型１０ａとしで、ざらに凹面から成る有効成
形面ｂ２が形成された成形型を下型１０ｂとして、各々
、作製した。
上型１０ａの作製に当っては、光学材料に用いる光学ガ
ラスＦ２の熱膨張係数α２が９９Ｘ Ｉｎ−７（ｄｅｑ
−’Ｘ表１９照）であることから、この出願の第二発明
に係る方法を適用し、α１≧０２の条件を満たす材料の
一例として、熱膨張係数α、が１２０ ｘ １Ｏ−７（
ｄｅｃ＋−’）である５ＵＳ４２０７ａ母材１２ａに用
いた。
ラスＦ２の熱膨張係数α２が９９Ｘ Ｉｎ−７（ｄｅｑ
−’Ｘ表１９照）であることから、この出願の第二発明
に係る方法を適用し、α１≧０２の条件を満たす材料の
一例として、熱膨張係数α、が１２０ ｘ １Ｏ−７（
ｄｅｃ＋−’）である５ＵＳ４２０７ａ母材１２ａに用
いた。
詳述すれば、まず、超精密旋盤で凸面から成る有効成形
面（前述した第２図の有効成形面ａに相当）を形成した
後、ダイヤモンド研磨剤で研磨することにより、表面粗
ざＲ、、ｌａｘが０．０１（ｕｎ）となるように仕上げ
て母材１２ａ ＠得る。
面（前述した第２図の有効成形面ａに相当）を形成した
後、ダイヤモンド研磨剤で研磨することにより、表面粗
ざＲ、、ｌａｘが０．０１（ｕｎ）となるように仕上げ
て母材１２ａ ＠得る。
続いて、スパッタリング技術を利用し、上述した母材１
２ａの有効成形面に、白金（Ｐｔ）から成る膜厚２（μ
ｍ）の薄膜１４ａを被着形成して上型１０ａを作製した
。
２ａの有効成形面に、白金（Ｐｔ）から成る膜厚２（μ
ｍ）の薄膜１４ａを被着形成して上型１０ａを作製した
。
また、下型＋ｏｂの作製に当っては、上述したように、
熱膨張係数α２が９９ｘ １Ｏ−７（ｄｅｑ−’）であ
ることから、この出願の第一発明に係る方法を適用し、
α、≦α２の条件を満たす材料の一例として、熱膨張係
数α、が４７Ｘ １０−’（ｄｅ９−’）であるタング
ステンカーバイドを母材１２ｂに用いた。
熱膨張係数α２が９９ｘ １Ｏ−７（ｄｅｑ−’）であ
ることから、この出願の第一発明に係る方法を適用し、
α、≦α２の条件を満たす材料の一例として、熱膨張係
数α、が４７Ｘ １０−’（ｄｅ９−’）であるタング
ステンカーバイドを母材１２ｂに用いた。
下型＋ｏｂの作製は、上型１０ａの場合と同様にして行
ない、まず、超精密旋盤で凹面から成る有効成形面を形
成した後、表面粗さＲｍａｘが０．０１（ｕｍ）となる
ように研磨して母材１２ｂを得る。
ない、まず、超精密旋盤で凹面から成る有効成形面を形
成した後、表面粗さＲｍａｘが０．０１（ｕｍ）となる
ように研磨して母材１２ｂを得る。
然る後、スパッタリング技術により、上述した母材１２
ｂの有効成形面に、窒化チタン（ＴｉＮ）から成る膜厚
１ （ｕｒｎ）の薄膜＋４ｂを被着形成して下型１０ｂ
を得た。
ｂの有効成形面に、窒化チタン（ＴｉＮ）から成る膜厚
１ （ｕｒｎ）の薄膜＋４ｂを被着形成して下型１０ｂ
を得た。
次に、上述した上型１０ａ及び下型１０ｂ！用いて、実
際に光学素子を成形する工程につき詳細に説明する。
際に光学素子を成形する工程につき詳細に説明する。
始めに、上述した第１図（Ａ）を参照しで、押圧成形１
こ用いた装置の構成につき簡単に説明すれば、１６ａ及
び＋６ｂは押圧成形装置の加熱炉中に設けられた油圧シ
リンダを示し、上側の油圧シリンダ１６ａに上型１０ａ
、及び下側の油圧シリンダ１６ｂに下型１０ｂが各々装
着される。１８は上型１０ａまたは下型１０ｂの温度を
測定するための熱電対を示し、当該熱電対１８が上述の
油圧シリンダ１６ａ及び＋６ｂの夫々に配設される。ま
た、２０は加熱炉内に設けられるヒーター、２２は成形
部、２４は成形部に連通するガス送入口を示す。
こ用いた装置の構成につき簡単に説明すれば、１６ａ及
び＋６ｂは押圧成形装置の加熱炉中に設けられた油圧シ
リンダを示し、上側の油圧シリンダ１６ａに上型１０ａ
、及び下側の油圧シリンダ１６ｂに下型１０ｂが各々装
着される。１８は上型１０ａまたは下型１０ｂの温度を
測定するための熱電対を示し、当該熱電対１８が上述の
油圧シリンダ１６ａ及び＋６ｂの夫々に配設される。ま
た、２０は加熱炉内に設けられるヒーター、２２は成形
部、２４は成形部に連通するガス送入口を示す。
始めに、前述した光学素子形成用材料（光学ガラスＦ２
）を用意し、球形【こ研磨加工する。黙る後、下型１０
ｂの有効成形面ｂ２を構成する凹部の上側に、球形に研
磨加工された光学材料２６を載置し、成形部２２を外気
と隔絶する。続いて、上型１０ａ及び下型ｔａｂの温度
を熱電対１８によって測定しながら、当該間成形型の温
度が約５００℃となるまで、ヒーター２０（こより加熱
を行なう、この際、上型１０ａ及び下型１０ｂの劣化を
軽減するため、ガス送入口２４を介して、成形部２２に
窯素ガスを導入し、非酸化雰囲気として加熱を行なった
。
）を用意し、球形【こ研磨加工する。黙る後、下型１０
ｂの有効成形面ｂ２を構成する凹部の上側に、球形に研
磨加工された光学材料２６を載置し、成形部２２を外気
と隔絶する。続いて、上型１０ａ及び下型ｔａｂの温度
を熱電対１８によって測定しながら、当該間成形型の温
度が約５００℃となるまで、ヒーター２０（こより加熱
を行なう、この際、上型１０ａ及び下型１０ｂの劣化を
軽減するため、ガス送入口２４を介して、成形部２２に
窯素ガスを導入し、非酸化雰囲気として加熱を行なった
。
続いて、第１図（Ｂ）からも理解できるように、加熱に
より上型１０ａ及び下型＋ｏｂの温度が、上述した所定
の値に達した後、約７０（に９／ｃｍ’）の圧力で筒成
形型同士を油圧シリンダ１６ａ及び＋６１）（こより圧
接させ、前述の光学材料２６を押圧成形する。
より上型１０ａ及び下型＋ｏｂの温度が、上述した所定
の値に達した後、約７０（に９／ｃｍ’）の圧力で筒成
形型同士を油圧シリンダ１６ａ及び＋６１）（こより圧
接させ、前述の光学材料２６を押圧成形する。
次に、ヒーター２０を停止して押圧成形後の光学材料２
６と、上型１０ａ及び下型１０ｔ）とを放冷する。
６と、上型１０ａ及び下型１０ｔ）とを放冷する。
その後、熱電対１８により、上型１０ａ及び下型１０ｂ
の温度が、用いた光学材料の転移点よりも低いこと（約
４３０℃以下）を確認した時点で、当該押圧成形装置か
ら成形品を取りだすことにより第１図（Ｃ）に示すよう
な光学素子２８を得る。
の温度が、用いた光学材料の転移点よりも低いこと（約
４３０℃以下）を確認した時点で、当該押圧成形装置か
ら成形品を取りだすことにより第１図（Ｃ）に示すよう
な光学素子２８を得る。
上述した工程を繰り返すことにより、２つの成形型と光
学素子との間の締め付けが回避され、高精度の光学素子
を歩留り良く、高い再現性を以って製造することができ
た。
学素子との間の締め付けが回避され、高精度の光学素子
を歩留り良く、高い再現性を以って製造することができ
た。
第ｍ例
次に、第２実施例として、光学素子形成用材料に光学ガ
ラスＦ４（小屋光学硝子製）を用い、凹面形状と凸面形
状とを有する光学素子を成形した場合につき説明する。
ラスＦ４（小屋光学硝子製）を用い、凹面形状と凸面形
状とを有する光学素子を成形した場合につき説明する。
尚、この実施例では、第１図（Ａ）〜（Ｃ）を参照して
説明した第１実施例と同様に、凸面から成る有効成形面
ｂ１が形成された成形型を上型１０ａとして、ざらに凹
面から成る有効成形面ｂ２が形成された成形型を下型＋
ｏｂとして、各々、作製して用いた場合につき説明する
。
説明した第１実施例と同様に、凸面から成る有効成形面
ｂ１が形成された成形型を上型１０ａとして、ざらに凹
面から成る有効成形面ｂ２が形成された成形型を下型＋
ｏｂとして、各々、作製して用いた場合につき説明する
。
まず、上型１０ａの作製に当っては、光学材料に用いる
光学ガラスＦ４の熱膨張係数α２が９５×１０”’（ｄ
ｅ９−’Ｘ表１参照）であることがら、コノ出願の第二
発明に係る方法を適用し、α１≧０２の条件を満たす材
料の一例として、熱膨張係数α１が１４０ ｘ １０−
’（ｄｅ９−’）であるニッケルを母材１２ａに用い、
第１実施例と同様の条件で作製した。続いて、スパッタ
リング技術を利用し、上述した母材１２５の有効成形面
に、白金−金（Ｐｔ−Ａｕ）合金から成る膜厚２ （ｕ
ｎ）の薄膜１４ａを被着形成して上型１０ａを得た。
光学ガラスＦ４の熱膨張係数α２が９５×１０”’（ｄ
ｅ９−’Ｘ表１参照）であることがら、コノ出願の第二
発明に係る方法を適用し、α１≧０２の条件を満たす材
料の一例として、熱膨張係数α１が１４０ ｘ １０−
’（ｄｅ９−’）であるニッケルを母材１２ａに用い、
第１実施例と同様の条件で作製した。続いて、スパッタ
リング技術を利用し、上述した母材１２５の有効成形面
に、白金−金（Ｐｔ−Ａｕ）合金から成る膜厚２ （ｕ
ｎ）の薄膜１４ａを被着形成して上型１０ａを得た。
また、下型１０ｂの作製に当っては、この出願に係る出
願人が特願昭６２−３０６９３７号公報で提案している
ように、母材をガラスで構成し、当該母材の有効成形面
に薄膜を被着して成形型を構成した。
願人が特願昭６２−３０６９３７号公報で提案している
ように、母材をガラスで構成し、当該母材の有効成形面
に薄膜を被着して成形型を構成した。
詳細に説明すれば、上述したように、光学材料の熱膨張
係数α２が９５ｘ １０−’（ｄｅｑ−’）であること
から、この出願の第一発明に係る方法を適用し、α、≦
α２の条件を満たす材料の一例としで、熱膨張係数α１
が６８×１０−’（ｄｅｑ−’）である光学ガラスＬａ
Ｓ Ｆ ０１４ （小屋光学硝子製、転移点約６９５（
”Ｃ））を母材＋２ｔ）に用いた。
係数α２が９５ｘ １０−’（ｄｅｑ−’）であること
から、この出願の第一発明に係る方法を適用し、α、≦
α２の条件を満たす材料の一例としで、熱膨張係数α１
が６８×１０−’（ｄｅｑ−’）である光学ガラスＬａ
Ｓ Ｆ ０１４ （小屋光学硝子製、転移点約６９５（
”Ｃ））を母材＋２ｔ）に用いた。
下型１０ｂの作製は、まず、凹面から成る有効成形面を
形成した債、上述の上型１０ａと同様の条件により、ｐ
ｔ−Ａｕ合金から成る膜厚２ （ｕｍ）の薄膜＋４ｂを
被着形成して下型ｔａｂを得た。
形成した債、上述の上型１０ａと同様の条件により、ｐ
ｔ−Ａｕ合金から成る膜厚２ （ｕｍ）の薄膜＋４ｂを
被着形成して下型ｔａｂを得た。
このようにして作製した上型１０ａ及び下型１（Ｈ）を
用い、第１実施例と同様に光学素子を成形したところ、
前述と同様に、高精度の光学素子を歩留り良く、高い再
現性を以って製造することができた。
用い、第１実施例と同様に光学素子を成形したところ、
前述と同様に、高精度の光学素子を歩留り良く、高い再
現性を以って製造することができた。
比Ｊえ例
次に、この発明の方法を適用して行なった上述の実施例
との比較を行なうため、平面形状と凸面形状とを有する
光学素子を成形するに当って、平面形状の成形と凸面形
状の成形とを従来の成形技術によって行なった（図示省
略）。
との比較を行なうため、平面形状と凸面形状とを有する
光学素子を成形するに当って、平面形状の成形と凸面形
状の成形とを従来の成形技術によって行なった（図示省
略）。
成形型の構成につき詳細に説明すれば、光学素子形成用
材料に光学ガラス５ＦＳＯＩを用い、まず、上型１０ａ
についでは、当該材料ＳＦＳ○］の熱膨張係数α２が＋
ｏｏｘ＋ｏ−フ（ｄｅｃ＋−’Ｘ表１誉照）、及び熱膨
張係数α１が４ ｘ １Ｏ−７（ｄｅｑ−’）である石
英を母材１２ａに用い、第２実施例と同様の条件で作製
した。続いて、スパッタリング技術を利用し、上述した
母材１２ａの有効成形面に、ニッケルークロム（Ｎｉ−
Ｃｒ）合金から成る膜厚０．２（ｕｍ）の薄膜と前述し
たＰｔ−Ａｕ合金がら成る膜厚１．８（ｕｍ）の薄膜と
を順次被着して薄膜１４ａとし、上型１０ａを得た。
材料に光学ガラス５ＦＳＯＩを用い、まず、上型１０ａ
についでは、当該材料ＳＦＳ○］の熱膨張係数α２が＋
ｏｏｘ＋ｏ−フ（ｄｅｃ＋−’Ｘ表１誉照）、及び熱膨
張係数α１が４ ｘ １Ｏ−７（ｄｅｑ−’）である石
英を母材１２ａに用い、第２実施例と同様の条件で作製
した。続いて、スパッタリング技術を利用し、上述した
母材１２ａの有効成形面に、ニッケルークロム（Ｎｉ−
Ｃｒ）合金から成る膜厚０．２（ｕｍ）の薄膜と前述し
たＰｔ−Ａｕ合金がら成る膜厚１．８（ｕｍ）の薄膜と
を順次被着して薄膜１４ａとし、上型１０ａを得た。
このような上型１０ａにおいて、実質的に有効成形面を
構成するＰｔ−Ａｕ合金膜と母材との間に挟設されたＮ
ｉ−Ｃｒ合金膜は、石英から成る母材とＰｔ−Ａｕ合金
膜との間の２着力を高める目的で設けた。
構成するＰｔ−Ａｕ合金膜と母材との間に挟設されたＮ
ｉ−Ｃｒ合金膜は、石英から成る母材とＰｔ−Ａｕ合金
膜との間の２着力を高める目的で設けた。
また、下型ｔａｂの作製に当っては、上述したように、
光学材料の熱膨張係数０２が＋００ Ｘｌ０−７（ｄｅ
＋；＋−’）であることから、α、が１２０ Ｘ １０
−’（ｄｅｑ−’）である５ＵＳ４２０！母材＋２ｂと
しで、スパッタリング技術によりＴｉＮから成る膜厚］
（ｕｍ）の薄膜＋４ｂを被着形成して下型１０ｂとした
。
光学材料の熱膨張係数０２が＋００ Ｘｌ０−７（ｄｅ
＋；＋−’）であることから、α、が１２０ Ｘ １０
−’（ｄｅｑ−’）である５ＵＳ４２０！母材＋２ｂと
しで、スパッタリング技術によりＴｉＮから成る膜厚］
（ｕｍ）の薄膜＋４ｂを被着形成して下型１０ｂとした
。
このようにして作製した上型１０ａ及び下型１０ｂを用
い、第１及び第２実施例と同様に光学素子を成形したと
ころ、平面形状の成形は、前述した締め付けを生ずるこ
となく行なうことができた。
い、第１及び第２実施例と同様に光学素子を成形したと
ころ、平面形状の成形は、前述した締め付けを生ずるこ
となく行なうことができた。
しかしながら、凹面形状の成形では成形型と光学素子と
の間の締め付けを生じ、光学素子の損傷による歩留り低
下や、時間的な成形効率の低下を来たした。また、この
ような下型を繰り返し成形に用いた場合、数千回の成形
サイクルで離型不能に成る場合も認められた。
の間の締め付けを生じ、光学素子の損傷による歩留り低
下や、時間的な成形効率の低下を来たした。また、この
ような下型を繰り返し成形に用いた場合、数千回の成形
サイクルで離型不能に成る場合も認められた。
以上、この出願に係る発明の実施例につき説明したが、
この出願に係る光学素子の成形方法は上述の実施例にの
み限定されるものではなく、材料、形状、装百構成、数
値的条件、配Ｍ関係またはその他の条件は、この発明の
目的の範囲内で任意好適な設計の変更及び変形を行ない
得ること明らかである。
この出願に係る光学素子の成形方法は上述の実施例にの
み限定されるものではなく、材料、形状、装百構成、数
値的条件、配Ｍ関係またはその他の条件は、この発明の
目的の範囲内で任意好適な設計の変更及び変形を行ない
得ること明らかである。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この出願の第一発
明に係る光学素子の成形方法によれば、凹面から成る有
効成形面が形成された成形型で、凸面形状を有する光学
素子を成形する場合には、母材の熱膨張係数α、と光学
材料の熱膨張係数α２との間に、α１≦０２の関係を満
足する構成となっている。
明に係る光学素子の成形方法によれば、凹面から成る有
効成形面が形成された成形型で、凸面形状を有する光学
素子を成形する場合には、母材の熱膨張係数α、と光学
材料の熱膨張係数α２との間に、α１≦０２の関係を満
足する構成となっている。
これがため、凸面形状を有する光学素子の場合には、有
効成形面の曲率中心側に相当する母材の寸法収縮Ｌ１よ
りも、光学素子の寸法収縮Ｌ２の（ようが大きいか、ま
たは、これら２つの値が等しくなるため、光学素子と成
形型との間で締め付けを生じることが無い。
効成形面の曲率中心側に相当する母材の寸法収縮Ｌ１よ
りも、光学素子の寸法収縮Ｌ２の（ようが大きいか、ま
たは、これら２つの値が等しくなるため、光学素子と成
形型との間で締め付けを生じることが無い。
また、この出願の第二発明に係る光学素子の成形方法に
よれば、凸面から成る有効成形面が形成された成形型で
、凹面形状を有する光学素子を成形する場合には、母材
の熱膨張係数α、と光学材料の熱膨張係数α２との間に
、α盲≧α２の関係を満足する構成となっている。
よれば、凸面から成る有効成形面が形成された成形型で
、凹面形状を有する光学素子を成形する場合には、母材
の熱膨張係数α、と光学材料の熱膨張係数α２との間に
、α盲≧α２の関係を満足する構成となっている。
これがため、凹面形状を有する光学素子の場合には、有
効成形面の曲率中心側に相当する母材の寸法収縮し、よ
りも、光学素子の寸法収縮し２のほうが小ざいか、また
は、これら２つの値が等しくなるため、光学素子と成形
型との間で締め付けを生じることが無い。
効成形面の曲率中心側に相当する母材の寸法収縮し、よ
りも、光学素子の寸法収縮し２のほうが小ざいか、また
は、これら２つの値が等しくなるため、光学素子と成形
型との間で締め付けを生じることが無い。
このように、この出願に係る発明によれば、成形型を構
成する母材材料の熱膨張係数α、と光学素子形成用材料
の熱膨張係数α２との間の条件を、有効成形面の形状に
応じて設定することにより、光学素子と成形型との離型
性を向上させ、光学素子を成形する際の歩留りの向上及
び成形効率の向上を図ることができ、延いでは、高精度
の光学素子を安価に提供することができる。
成する母材材料の熱膨張係数α、と光学素子形成用材料
の熱膨張係数α２との間の条件を、有効成形面の形状に
応じて設定することにより、光学素子と成形型との離型
性を向上させ、光学素子を成形する際の歩留りの向上及
び成形効率の向上を図ることができ、延いでは、高精度
の光学素子を安価に提供することができる。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の詳細な説明するた
め、光学素子の成形工程毎に概略的断面により示す説明
図、 第２図は、従来技術及び実施例を説明するため、成形型
の構成の一例を概略的断面により示す説明図である。 １０、 ｌＯａ、 ｌ０ｂ−・・・成形型、１２．１２
ａ、 １２ｂ−−−−母材１４、１４ａ、 １４ｂ・・
・・薄膜、１６ａ、１６ｂ・・・・・油圧シリンダ１８
・・・・熱電対、２０・・・・ヒーター、２２・・・・
成形部２４・・・・ガス送入口 ２６・・・・光学（素子形成用）材料 ２８・・・・光学素子 ａ、ｂ、ｂ、、ｂ２・・・・・有効成形面。 ■し、１２ａ 第１図（Ａ） 手 続 補 正 書
め、光学素子の成形工程毎に概略的断面により示す説明
図、 第２図は、従来技術及び実施例を説明するため、成形型
の構成の一例を概略的断面により示す説明図である。 １０、 ｌＯａ、 ｌ０ｂ−・・・成形型、１２．１２
ａ、 １２ｂ−−−−母材１４、１４ａ、 １４ｂ・・
・・薄膜、１６ａ、１６ｂ・・・・・油圧シリンダ１８
・・・・熱電対、２０・・・・ヒーター、２２・・・・
成形部２４・・・・ガス送入口 ２６・・・・光学（素子形成用）材料 ２８・・・・光学素子 ａ、ｂ、ｂ、、ｂ２・・・・・有効成形面。 ■し、１２ａ 第１図（Ａ） 手 続 補 正 書
Claims (3)
- （１）凹面から成る有効成形面が形成された成形型に、
加熱によって軟化した光学素子形成用材料を押圧して光
学素子を成形するに当り、 前記成形型を構成する母材の熱膨張係数をα＿１及び前
記光学素子形成用材料の熱膨張係数をα＿２とし、これ
ら熱膨張係数がα＿１≦α＿２を満たす条件で成形する ことを特徴とする光学素子の成形方法。 - （２）凸面から成る有効成形面が形成された成形型に、
加熱によって軟化した光学素子形成用材料を押圧して光
学素子を成形するに当り、 前記成形型を構成する母材の熱膨張係数をα＿１及び前
記光学素子形成用材料の熱膨張係数をα＿２とし、これ
ら熱膨張係数がα＿１≧α＿２を満たす条件で成形する ことを特徴とする光学素子の成形方法。 - （３）前記成形型が、前記母材と、前記有効成形面を構
成するためのセラミックスまたは貴金属から成る薄膜と
を具えることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の光学素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17408288A JPH0226844A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17408288A JPH0226844A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226844A true JPH0226844A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=15972337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17408288A Pending JPH0226844A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0226844A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04362031A (ja) * | 1991-06-06 | 1992-12-15 | Canon Inc | 光学素子のプレス成形用型構造 |
| EP0850886A1 (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-01 | Hoya Corporation | Manufacturing method for glass molded products |
| JP2009203084A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Fujifilm Corp | レンズ成形装置 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17408288A patent/JPH0226844A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04362031A (ja) * | 1991-06-06 | 1992-12-15 | Canon Inc | 光学素子のプレス成形用型構造 |
| EP0850886A1 (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-01 | Hoya Corporation | Manufacturing method for glass molded products |
| US6105395A (en) * | 1996-12-26 | 2000-08-22 | Hoya Corporation | Manufacturing method for glass molded products |
| JP2009203084A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Fujifilm Corp | レンズ成形装置 |
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