JPH03153531A - 光学素子を成形するための製造方法 - 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］ １）本発明は、レンズ、プリズム等のガラスよりなる光
学素子を、ガラス素材のプレス成形により製造する光学
素子成形方法に関するものである。

〔従来の技術］ 研磨工程を必要としないでガラス素材のプレス成形によ
ってレンズを製造する技術は従来のレンズの製造におい
て必要とされた複雑な工程をな（し、簡単且つ安価にレ
ンズを製造することを可能とし、近来、レンズのみなら
ずプリズムその他のガラスよりなる光学素子の製造に使
用されるようになってきた。

このようなガラスの光学素子のプレス成形に使用される
型材に要求される性質としては、硬さが挙げられる。従
来、この種の型材として、金属、セラミックス及びそれ
らをコーティングした材料等、数多くの提案がされてい
る。いくつかの例を挙げるならば、特開昭４９−５１１
１２には１３Ｃｒマルテンサイト鋼が、特開昭５２−４
５６１３にはＳｉＣ及びＳｔ、Ｎ４が提案されている。

２）実公昭４２−８１２３・ガラスを成形する装置（ｆ
ｆ　ｔＡ＆主張１９６１年１２月２８　５ｅｔＮｏ、１
６２７４３、アメリカ、出願人ゼネラル・プレフイジョ
ン・インコーホレーテッド）の公報には不活性雰囲気を
有する密封室、この室内におかれ内部に空所を有する金
属型、前記空所内におかれたガラス物質、ガラスを流動
させ空所を充たさせるために前記ガラス物質に熱を加え
る装置の組合わせからなるガラスの物質成型装置。

型の金属はガラスの膨張係数よりも低い膨張係数を有す
る登録請求範囲記載の装置。

不活性雰囲気を有する密封室、この完に支持され内部に
空所を有する金属部の型、一端が前記の空所と接続する
前記型上に滑動自在にとりつけられた空所におかれた時
連続的な圧力を加える。プランジャー、前記空所内のガ
ラスを加熱する加熱装置の組合わせからなるガラス物質
を成形する装置。

前記加熱装置は前記密封室の外部におかれ８導によって
ガラスを加熱し、前記の金属型を包むヒートシンク装置
を含む前項記載の装置の開示がある。

３）ＵＳＰ３８３３３４７、ＵＳＰ３９００３２８（特
公昭５４−３８１２６号）の明細書には、特開昭６１−
２６５２８号 ガラス状炭素鋳型が適当な室の中に置かれ、そして次の
工程が続＜；（ａ）鋳型のキャビティにガラス塊を挿入
し、（ｂ）室を排気し、（Ｃ）比較的低い温度で該鋳型
組体を脱気し、（ｄ）室を非酸化性にするようにその雰
囲気を飼葉し、（ｅ）鋳型温度を上げてガラス塊を熱軟
化し、（ｆ）鋳型に圧力を加え、（ｇ）鋳型を冷却して
ガラスをガラス変換点（Ｇｌａｓｓｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ　　ｐｏｉｎｔ）以下の温度とし、（ｈ）鋳
型から圧力を取り除き、（ｉ）鋳型温度をさらに下げ、
そして（ｊ）仕上がったレンズを取り出す。

製法の記載がある。

本発明の課題とするガラスプレス成形は高温加熱のガラ
ス素材を高温加熱した型部材に挿入してプレス成形して
その後冷却、して光学素子を製造するために型部材の熱
衝撃に原因する熱疲労や酸化を生じ型寿命が短かい点又
型の成形面をクリーニングしなければならない。又、ガ
ラスと型材の反応によるガラス表面のくもり（ｍｉｓｔ
）を生じる。

上述の対策のためにプレス成形面の成形型をセラミック
形成したもの特開昭６１−３１３２１、型の表面を炭化
タングステン、貴金属の合金等を用いた特公昭６１−３
２２６３　（ＵＳＰａｔ　　４４８１０２３）がある。

又、高温加熱したガラスと型との離型性の改善のために
所望成形物にプレス成形するため所定形状の成形面が形
成された光学ガラス素子成形用金型において、上記成形
面にＡＩＮからなる被着膜を形成したことを特徴とする
光学ガラス素子成形用金型。

上記金型をＮＩ基合金、Ｆｅ基耐熱合金あるいはＷＣ−
Ｃｏ系合金のいずれかの金属材料により形成した光学ガ
ラス素子成形用金型。又、上記金型をＡＩＮあるいは５
Ｌ３Ｎ４のいずれかを主成文とするセラミック材料によ
り形成した光学ガラス素子成形用金型として特開昭６１
−１９７４３０号公報がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、１３Ｃｒマルテンサイト鋼は酸化しやすく、さ
らに高温でＦｅが硝子中に拡散して硝子が着色する欠点
をもつ。ＳｉＣ，５１３Ｎ４は一般的には酸化されにく
いとされているが、高温ではやはり酸化がおこり表面に
Ｓｉｏ２の膜が形成される為硝子を融着を起こし、さら
に高硬度の為型自体の加工性が悪い。

超硬合金（タングステンカーバイド）を型材料としてプ
レス成形すると高温加熱によるプレス成形のためにガラ
ス表面と型部材表面とが反応を起こし離型の際に型部材
表面にガラス反応物が付着する現象が生じた。本発明者
等はこの反応現象が次のようなことを見いだした。超硬
合金は炭化タングステンをコバルトＣＯをバインダーと
して結合されている。超硬合金とガラスを高温加熱して
プレス成形すると超硬合金表面のコバルトとガラスに含
まれる鉛が次のように反応する。

ｃ　ｏ　＋　Ｐ　ｂ　Ｏ→Ｃ００ｘ　＋　Ｐ　ｂ又、炭
化タングステンＷＣとガラスに含まれる鉛は ＷＣ＋ＰｂＯ→ＷＯｘ＋Ｐｂ＋ＣＯ＋ＣＯ２のように反
応する。

この結果、ガラス中の鉛が析出し型部材とガラスの間に
生成物を生じて離型の際に前述のくもり（ｍｉｓｔ）の
ような現象を生じる。型部材表面がセラミックス材料で
ある場合にはセラミックスとガラス中の酸化鉛との反応
は極微少である。

従って上述の超硬合金の場合のような反応による生成物
は非常に少ない。

しかし、その代りに、型部材表面とガラス成形体表面の
密着力が大きくなる。この密着力は離型の時のガラス強
度より大きいためにガラス成形体表面の破壊作用を伴い
ガラス成形体の割れ現像を引き起こすことになる。

本発明の第１の課題は、型部材材料として用いることの
できる製造方法を提案する。

より具体的には、超硬合金のコバルトと炭化タングステ
ンが直接ガラス中の酸化鉛を還元する反応を軽減し、か
つ離型効果のある物質を型部材表面とガラス表面の間に
介在させることにより、融着がなく、型の表面劣化の少
ない光学素子製造方法を提案する。

更に本発明は型部材表面とガラス素材との間にガラス中
の鉛と積極的に反応する物質を微量介在させることによ
り型部材とガラス素材間の直接的反応を阻止する製造方
法を提案する。

上述の発明において、本発明者等は型部材とガラス素材
を高温加熱して加圧成形する際に、加圧成形する雰囲気
を炭化水素を含むガス（具体的には非酸化性ガスと炭化
水素ガスとの混合ガス）で充満させて、該ガス中の炭素
とガラス中の鉛との間に、 Ｃ＋　Ｐ　　ｂ　Ｏ−”　Ｐ　　ｂ　＋　ＣＯ＋　ＣＯ
２の反応を引き起こすことにより型部材とガラスとの反
応を阻止する製造方法を提案する。

又、本発明者は成形装置、特に成形装置に含まれるガラ
スプレス成形のために必要な諸工程、例えば型部材、ガ
ラス素材の搬入、加熱、冷却、成形品取出、等の工程の
操作に必要な機構の高温高熱による熱応力、又、加熱−
冷却の繰り返しのための疲労等の諸問題のために好まし
い雰囲気例えば成形工程全体を窒素ガス等の不活性ガス
で充満するプロセスを用いる場合の適用例を提案する。

更に本発明者等はガラス中の鉛と反応生成物を生じない
型部材であるセラミックス焼結材を用い、該セラミック
ス焼結材の型部材とガラス素材との間に炭素を含むガス
を介在させることにより該ガス中炭素とガラス中鉛との
反応を起こすことにより、セラミックス系型部材による
密着力の増強にともなうガラス成形体の割れ現象を回避
できる製造方法を提案する。

実施例の説明 本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ ｌ−１）本発明の成形方法に用いる成形装置の例を第１
図に示す。

第１図中、１は真空槽本体、２はそのフタ、３は光学素
子を成形する為の上型、４はその下型、５は上型３を図
示ビスで固定する上型保持部材である。６は円筒状胴型
を示し、内部中空部に上型３を嵌合保持し、下型４を摺
動嵌合する。該胴壁６は型ホルダ−７内に収納されてお
り、前記上型保持部材５をビス止め結合する。８は前記
上型３、下型４、胴壁６を加熱するためのヒーターであ
り、該ヒーター８は前記型ホルダ−７の外周に回巻保持
されてヒーター電源８Ａに接続しコントローラーＩＡに
よって加熱制御を受ける。９は下型４を押圧する棒部材
であり、その上端は下型４に連結し、胴壁６の中空部、
型ホルダ−７の底部貫通孔、及び型ホルダーの保持板７
Ａの貫通孔をそれぞれ貫通し、下端はエラーシリンダー
１０のピストンに結合していて、エラーシリンダー１０
の作動に応じて上昇・下降動作を行う。

１１は油回転ポンプで接続管によって真空槽本体１の結
合孔に接続している。１２・１３・１４は圧力調整用バ
ルブ、１５はＡ　ｒ　＋　ＣＨ４混合ガス流入用パイプ
、１６はバルブであり該混合ガスはガス供給源１５Ａか
ら供給される。１７は前記混合ガスを排出するリークパ
イプ、１８はバルブ、１７Ａは排出用ポンプである。

１９は温度センサーを示し、該センサー１９は上型３、
下型４で形成するキャビティ内に入れた不図示のガラス
成形体の加熱又は冷却温度を測定するために、胴壁６に
設けた測定用孔内に挿入し、該温度センサー１９の出力
は第２図に示す温度曲線を得るためにヒータ８の駆動信
号１９Ａとなる。

２０は前記第２図の成形温度曲線に沿って温度制御する
ための水冷バイブを示す。

２１・２１は支持部材である。

第１図Ｂは第１図Ａの前記各手段を作動するブロック図
を示し、コントローラーＩＡからの信号によって後述す
る動作が行われる。

１−２）混合ガスについて 非酸化性ガスとしては、例えばＮｅ、Ａｒ等の不活性ガ
ス、Ｎ、ガスが挙げられる。炭化水素ガスとしては、例
えばＣＨ４、Ｃ２Ｈａ　、Ｃ３Ｈａが挙げられる。また
、混合ガス中の炭化水素ガスの濃度は０．５〜４重量％
であることが好ましい、炭化水素ガスが０．５重量％未
溝であるとガラスと成形用型の密着力が増すことによる
融着が起こり易くなる傾向があり、４ＴＬ量％を越える
とガラスの強度が低下することによると思われる割れが
起こり易くなる傾向がある。

１−３）上型・下型・胴壁について 前記発明の課題の項で述べたように、ガラスに含まれる
鉛と型材料の材料成分との反応を起こさない型材料を検
討した。型材料に要求されることは耐酸化性に優れるこ
と、及びガラスの高温度成形からして高温度で高硬度を
維持できる材料が望ましく窒化物、炭化物、硼化物、酸
化物等がある。又、本発明で製造する成形対象として光
学素子、代表例としてカメラ用レンズが掲げられるが、
そのうち特に非球面レンズが好適である。

カメラレンズ特にズームレンズの光学系において非球面
レンズを光学系に組み込むと光学系のしンズ枚数と減数
でき、レンズ鏡筒の小型軽量化に大ぎく寄与できるから
である。

この非球面レンズを成形する型部材の成形面は当然非球
面形状となるが、型部材の非球面形状は加工の困難をと
もなう。本発明者は型材料として超硬合金とセラミック
ス焼結材（Ｓｉ、Ｎ、。

ＳｉＣ等）及びＴｉＣと金属の焼結体でするサーメット
について検討した。

更に前記型部材特に、上型と下型に膜物質を被覆した。

膜材としては窒化物（ＢＮ、ＡＩＮ。

Ｓｔ、Ｎ４　、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｚｒ、Ｎｅ等）炭化物
としてＳｉＣ，ＴａＣ，ＨｆＣ等、又酸化物としてＣｒ
ｙ、、ＡＩＯ，等がある。

１−４）次にレンズを製作する工程を述べる型部材とし
て超硬合金を選び、所定の形状に上型・下型及び胴壁を
加工してレンズ成形面を０．０１μｍ程度の表面粗さの
精度に鏡面研磨する。次にスパッタリング法により上型
と下型のレンズ成形面にＳｉＣの被膜を形成する。膜厚
は１６０μｍとした。このように用意した型部材を第１
図Ａの装置に取り付ける。次にフリント系光学硝子（Ｓ
Ｆ１４）を所定の量に調整し、球状にした硝子素材を型
のキャビティー内に置包、これを装置内に設置する。

ガラス素材を没入した型を装置内に設置してから真空槽
１のフタ２を閉じ、水冷バイブ２０に水を流し、ヒータ
ー８に電流を通す。この時Ａｒ＋ＣＨ４混合ガス用バル
ブ１６及び１８は閉じ、排気系バルブ１２．１３．１４
も閉じている。尚油回転ポンプ１１は常に回転している
。

成形室全体をＡ　ｒ　＋　ＣＨ４混合ガスの雰囲気とす
るために、バルブ１２を開は排気をはじめ１０−２Ｔ　
ｏ　ｒ　ｒ以下になったらバルブ■２を閉じ、バルブ１
６を開いて（Ａｒ＋１％（重量％、以下同じ）ＣＨ４）
ガスをボンベより真空槽内に導入する。所定温度になフ
たらエアシリンダ１゜を作動させて１００ｋｇ／ｃｒｎ
”の圧力で５分間加圧する。圧力を除去した後、冷却温
度を一り℃／ｍｔｎで転位点以下になるまで冷却し、そ
の後は一り０℃／　ｍ　ｉ　ｎ以上の速度で冷却を行い
、２００℃以下に下がったらバルブ１６を閉じ、リーグ
バルブ１３を開いて真空槽１内に空気を導入する。それ
からフタ２を開は上型おさえをはずして成形物を取り出
す。

上＝己のようにして、フリント系光学硝子５Ｆ１４（軟
化点５ｐ＝５８８℃、転位点Ｔｇ＝４８５℃）を使用し
て、レンズを成形した。この時の成形条件すなわち時間
−温度関係図を第２図に示す。

このようにして行った成形において、型とガラスの融着
は発生せず、良好な成形面が得られた。

即ち、本実施例において、成形室内の雰囲気ガスのＡｒ
＋ＣＨ，混合ガス中のカーボンがガラス中の鉛と Ｃ＋　　Ｐ　　ｂ　　Ｏ＝　Ｐ　　ｂ　　＋　ＣＯ＋　
　ＣＯ２の反応をすることにより型部材とガラスの融着
を防げることができた。

また、成形雰囲気を（Ａｒ＋４％ＣＨ４）ガス、（Ａｒ
＋５％ＣＨ４）ガスに代えた以外は上記と同様にしてガ
ラス素材５Ｆ１１を使用してレンズを成形した。（Ａｒ
＋４％ＣＨ４）ガスの場合、型とガラスの融着は起ぎず
、良好な成形面が得られた。（Ａｒ＋５％ＣＨ，）ガス
の場合、若干の融着が起きていた。

次に、上記成形雰囲気におけるガラスと型と密着力の測
定、上記で得られたレンズの透過率の測定を行った。

１−５）（密着力の測定） Ａｒ＋ＣＨ４１％、Ａｒ＋ＣＨ４４％ Ａｒ＋ＣＨ，５％、比較としてＮ、、Ａｒ雰囲気での密
着力を測定した。その結果を第３図に示す。

第３図から明らかな様に、Ｎ、中、Ａｒ中に較べて非酸
化性ガスＡｒと炭化水素ガスＣＨ４の混合ガス中ではガ
ラスと型との密着力が小さいことがわかる。従ってｋ　
Ａｒ十ＣＨ４ガス雰囲気では前記レンズ成形で述べた優
れた離型性が得られることになる。なおＮ２ガス中５３
０℃の密着力が５１０℃より低下しているのは、融着に
よりガラスの剥れが生じたためである。また、Ａｒ＋Ｃ
Ｈ４ガス雰囲気においてはＯＨ４濃度が高い程密着力は
減少するものの、５％ではガラスの強度低下によると思
われる割れが発生することもあり、好ましい濃度範囲は
０．５〜４％である。

密着力測定に用いた装置を第４図に示す。

第４図中、３１は真空槽、３２は水冷管、３３．３４は
架台、３５は真空ポンプ、３６は給気管、３７は真空排
気管、３８はリーク管、３９．４０，４１．４２はバル
ブ、４３はエアーシリンダー　４４はロードセル、４５
はロッド、４６．４７は熱電対、４８は断熱体、４９は
ヒーター、５０は架台、５１は上型保持リング、５２は
供試材の上型、５３は胴壁、５４は硝子素材、５５は下
型、５６は台座、５７は架台を示す。

次に、密着力測定の手順を述べる。

第４図に示すように、フリント系のガラス素材（ＳＦ１
４）５４を下型５５の上に載せ、供試材の上型５２をロ
ッド４５の下面に上型保持リング５１で装着する。真空
ポンプ３５は常に回転している。給気用バルブ３９、リ
ークバルブ４２）排気系バルブ４０．４１が閉じた状態
から、バルブ４０を開は真空槽内の排気を開始する。真
空槽内が１０−’Ｔｏｒｒ以下になったらバルブ４０を
閉じ、バルブ３６を開いてボンベより（Ａｒ＋１％ＣＨ
４）ガスを真空槽内に導入する。次に、水冷管３２に水
を流し、ヒーター４９に電流を通す。

上型、下型の温度が５３０℃になったらエアシリンダー
４３を作動させロッド４５を下降させ１０　ｋ　ｇ　／
　ｃ　ｒｄの圧力で５分間加圧する。加圧後の状態を第
５図に示す。第５図中、５８は成形体を示す０次に、エ
アシリンダーを作動させ圧力を除去した後ロッドを徐々
に上昇させる。この時成形体５８と上型の離型に要する
力をロードセル４４により測定する。

１−８）（透過率の測定） 前記レンズ成形で得られた３種のレンズについて透過率
を日立製作所製自記記録分光光度計３４０により測定し
た。その結果を第６図に示す、ｄ線（５８７，５６ｍｍ
）における透過率は（Ａｒ＋１％ＣＨ４）ガス、（Ａｒ
＋４％ＣＨ４）ガス、（Ａｒ＋５％ＣＨ４）ガスのいず
れかの場合にも約８６％でガラス素材５Ｆ１４と同じで
あり、成形による劣化はなかった。これは成形時にガラ
ス中の酸化鉛の還元が全ど起きていないことを示すもの
である。

透過率測定条件： 送り速度＋３ｍ１ｎ／１９ｌ９０−８５０ｎ波長域） スリット幅：２ｎｍ 縦　　倍　　率：１００％ 測定モード：ＵＶ−ＶＩＳ（紫外−可視）セ　ン　サ：
フオトマル 】−７）変形例 前述第１の実施例は第１図Ａに示す成形室内をＡｒ＋Ｃ
）（４の混合ガスで充満する例を示したが、該成形室内
の雰囲気を窒素ガス等の不活性ガスで満し、上型と下型
の成形面、又はガラス素材の表面にＡ　ｒ　＋　ＣＨａ
混合ガスを付着させて上記成形条件で成形することによ
り、前記Ａｒ＋ＣＨ４混合ガスによる融着防止効果を得
られた。

実施例２ ２−１）第７図〜第１２図は、本発明の成形方法に用い
る他の装置を示す図である。

この装置の全体的構成は、素材取入室６１、加熱部６２
）素材移替部６３、プレス部６５、徐冷部６６及び成形
品取出室６７から成るものである。素材取入室６１、加
熱部６２）素材移替部６３及びブレス［６５は同一ライ
ン状にあり、これらのラインと並列して徐冷部６６が配
設されている。

加熱部６２の入口近傍には第１の移送室８１が構成され
、このｉｌの移送室８１に上記素材取入室６１が設けら
れている。プレス部６５の出口近傍には第２の移送室８
２が構成され、徐冷部６６の入口には第３の移送’ｆｉ
８３が構成され、これら第２と第３の移送室は移送路８
５で連結されている。又、徐冷部６６の出口近傍には第
４の移送室８４が構成され、この第４の移送室８４には
移動された成形品取出室６７が設けられ、第４の移送室
８４と上記第１の移送室８１とは回送路８６で連結され
ている。このような構成により本成形装置は連続的な循
環路を成して成形室９９を構成している。

７１は、この成形室９９を移送せしめられるパレットで
あり、該パレット７１上には素材載置台７２とプレス成
形用の上型７３及び下型７４とが一定の間隔を有して配
設されている。又、下型７４の外周には、上型７３の載
置動作を案内するとともに上型７３の位置決め用として
ガイド部材８７が下型７４の上端部よりやや突出するよ
うに固設されている。上型７３及び下型７４のプレス成
形面は、夫々光学素子機能面を成形するための鏡面７３
ａ、７４ａが施されている。

パレット７１を上記経路中にて移送せしめる手段として
、第１の移送室８１には押出しシリンダー９１が設けら
れ、この押出しシリンダーによりパレット７１はプレス
部６５に移動せしめられる。第２の移送室８２には押出
しシリンダー９３と引出しシリンダー９２とが設けられ
、引出しシリンダー９２によりプレス部６５に移動せし
められたパレット７１が第２の移送路８２に引出され、
押出しシリンダー９３により該第２の移送室に移動され
たパレット７１が第３の移送室８３にまで押出される。

第３の移送室８３には押出しシリンダー９４が設けられ
、この押出しシリンダーにより当該第３の移送室８３に
移動せしめられたパレット７１が第４の移送室８４直前
まで押出される。第４の移送室８４には押出しシリンダ
ー９５と引出しシリンダー９６とが設けられており、引
出しシリンダー９６により第４の移送室８４直前まで移
動されたパレット７１が該第４の移送室８４まで引出さ
れる０次いで、この第４の移送室８４に移動されたパレ
ット７１は押出しシリンダー９５により再び第１の移送
室８１まで押出される。

かくして、パレット７１は上述したシリンダーの押出し
或は引出し動作により各工程に移送され、本装置の成形
室９９内を移動することができる。なお、パレット７１
は成形室９９内に設けられた不図示のレール上に載置さ
れ、シリンダーの押出し或は引出しによりレール上を移
動する。

２−２）次に、上記成形室の各部について説明する。

素材移替部６２及び成形品取出室６７には上型７３を下
型７４に所要間隔をあけて持上げるための持上げハンド
７６．８０　（第１０図）が設けられている。この持上
げハンドは、不図示のリフト手段により上下動する。さ
らに、素材移替部６３には、素材取入室６１にて素材載
置第７２上に配置された素材７５を下型７４上に穆替え
るための吸着フィンガー６４が設けられており（第１０
図）、上記持上げハンド７６の作動により上型７３が一
旦持上げられた後、該吸着ハンド６４が作動し、素材７
５が下型７４上の所定位置に穆替えられる。この吸着フ
ィンガー６４は、上記のような素材７５の移替時に、該
素材７５が正確に下型７４上の所定位置に配置されるよ
う、パレット７１上の素材載置台７２と下型７４とが有
する所定間隔の長さだけ正確に平行移動する一定のスト
ロークを有して作動するように構成されている。

又、素材取入室６１及び成形品取出室６７には、素材７
５を載置台７２上に配置したり、成形品７８を上型７４
から取出すための吸着フィンガー７９が設けられている
（第１２図）。

プレス部６５には、プレス成形時に上型７３を押圧する
ためのプレス用ロッド７７が設けられている（第１１図
）。

なお、本装置において成形室９９の内部は、上型７３及
び下型７４を形成する型材が高温下で酸化されるのを防
止するよう、真空排気の後、雰囲気ガスを充填する必要
がるため、上記の持上げハンド７６、吸着フィンガー６
４及びプレスロッド７７等と炉体９９外壁との摺動部分
には充分のシールドを施しておく必要がある。

又、本装置においては、図示は省略しであるが、素材７
５を素材取入室６１に取入れる際、外気が成形室９９の
内部に侵入しないように、雰囲気置換室を設ける必要が
ある。雰囲気のＣＨ４ガス濃度を調整するため赤外線式
ガス分析計１００を成形室に設けである。

２−３）　型材料について 本実施例第８図に図示する上型７３、下型７４及び調型
ガイド部材８７をそれぞれＳｉ３Ｎ、から成るセラミッ
クス焼結材を選択した。

尚木実層側はガラス素材７５はパレット７１上の素材載
置台７２上に置かれて所定温度まで加熱される。従って
加熱されたガラスと載置台７２との融着を防ぐために素
材載置台７２をセラミックス焼結材で作ると良い結果が
得られる。

２−４）　次に上述のように構成された装置の動作につ
いて第８図〜第１２図に示すプレス成形工程順に従って
説明する。第８図は素材７５が配置されていない状態の
パレット７５を示す。

まず、上記したように、上下型７３．７４の型材の酸化
防止のために、成形室９９の内部を不図示の真空ポンプ
により１ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒまで真空排気した後、（Ａ
ｒ＋１％Ｃ１（４）ガスを充填する。ＣＨ４ガス濃度は
、赤外線式ガス分析計１００を用いて許容値内にプロセ
スコントロールする。

次いで、ヒーター９７．９８に通電し、炉内温度を所定
値にまで昇温する。Ｒ０温完了後、素材取入室６１にて
上記雰囲気置換室を通し、吸着フィンガー７９により第
９図に示すように素材７５を素材取入室６１にあるパレ
ット７１の載置台７２上に配置する。

次に、上述した如く押出しシリンダー９１．９３．９４
．９５及び引出しシリンダー９２．９６を作動して順次
パレット７１が成形品取出室６７から素材取入室６１に
送られてくるたびに素材７５を上記の方法で各々の載置
台７２上に配置する。

このような動作を繰り返し行うことにより、最初のパレ
ット７１に供給された素材７５と上型７３及び下型７４
が素材移替部６３付近においてプレス成形に必要な温度
にまで加熱された時点で素材７５の下型７４への移替え
を行う。

なお、この時、素材７５と上型７３及び下型７４とは略
同温度にまで加熱されていることが望ましい、こうする
ことにより、移替後の素材７５の温度が上型７３或は下
型７４の温度によって変化することなく最適なプレス温
度条件下でプレス成形を行うことかできる。

前述の加熱されたガラス素材７５を下型７４の上に移替
えを行う際のガラスと載置台との融着は発生していない
ことが確かめられた。このことは載置台をセラミックス
焼結材で作ったことによりガラス中の鉛との反応を防げ
たことに起因する。

そして、素材移替部６３において、第１０図に示すよう
に、持上げハンドフロにより上型７３を持上げ、次いで
吸着フィンガー６４により素材７５を吸着して下型７４
上に移替える。この後、押出しシリンダー９１を押出し
て素材７５の移替えが完了したパレット７１をプレス部
６５の位置に移動させる。この時、持上げハンド７６を
除去すると共に、プレス用ロッド７７を作動させ、所定
のプレス圧にて、上型７３を押圧し、素材７５に対する
プレス成形を行う。

次いで、プレス用ロッド７７の押圧を解除し、上型７３
はプレス時における状態を維持したまま、押出しシリン
ダー９１の作動により、このパレット７１はプレス部６
５から該プレス部６５の出口付近にＢ動せしぬられる。

さらに、このパレット７１を引出しシリンダー９２によ
り引出して第２の移送室８２に移動した後、押出しシリ
ンダー９３により押出し、穆送路８５を経て移送室８３
に移送する。

次いで、パレット７１は押出しシリンダー９４の押出し
により、成形品の取出室６７の方向に押出されるが、押
出し方向の前方には他のパレット７１が配列された状態
にあるので、上述のような動作が継続する中で、当該パ
レット７１が徐冷部６６の出口付近に至る間上型７３と
下型７４内で保持された成形品７８は徐冷部６６を通過
し、ここで徐々に玲却せしめられる。こうして、徐冷部
６６の先頭位置まで移動したパレット７１は引出しシリ
ンダー９６により成形品取出室６７に至る。

次に、持上げハンド８０が作動して上型７３が除去され
、次いで吸着フィンガー７９により成形品７８が取出さ
れる。そして、この成形品取出しの完了したパレット７
１は押出しシリンダー９５の押出しにより回送路８６を
経て素材取入室６１に移送される。

上記装置は、素材１５はプレス成形の直前の素材移替え
時まで素材載置台１２上に配置され上型７３及び下型１
４から分離された状態にあるため、素材１５と型７３．
７４との反応が極力防止される構造になっている。

このようにして行った成形において、型材料がセラミッ
クス焼結材である故に、型材とガラス中の鉛との反応を
生じない。それ故反応生成物を発生せず、型とガラスの
融着は発生せず、良好な成形面が得られた。また、得ら
れたレンズの透過率のｄ線（５８７，５６％ｍ）で８６
％と良好であった。

２−５）　変形例 前記第２実施例は成形室９９内部をＡｒ＋ＣＨ，混合ガ
スで施すことによりガラスと型材との融着を防ぐように
した例であるが、成形室全体は窒素ガス等の不活性ガス
を満し、加圧成形する直前の工程に上型・下型の成形面
、又は、ガラス素材の表面にＡｒ＋ＣＨ，混合ガスを付
着させるようにしても良い。例えば前記第７図に示すプ
レス部６５の手前にガラス素材載置台上のガラス素材に
Ａｒ＋ＣＨ４混合ガスを噴射するノズルを配置し、ガラ
ス素材に混合ガスを付着させるとともに第１３図に示し
たようにガラス素材フ５を吸着フィンガー７９で吸着後
に混合ガスを付着させ、ガラス素材の両面を処理する。

（発明の効果〕 本発明は型部材が超硬合金のように成分中にガラス中の
鉛と反応し易い金属を含む材料であっても、成形雰囲気
をＡ　ｒ　＋　ＣＨａ混合ガスとすることにより、超硬
合金とガラスの直接的反応にともなう反応生成物の発生
を防ぎ、型とガラス成形対の離型時の融着を引き起こす
ことのない製造方法を得ることができ、成形品の製品不
良率を大幅に低げることができた。

又、成形室の雰囲気は窒素ガス等の不活性ガスとし、加
圧成形の前工程で型部材又はガラス素材の表面に前記混
合ガスを付着させる方法によっても型部材とガラス成形
品の融着を防ぐことができた。

更に本発明は成形雰囲気ガスをＡｒ＋ＣＨ４混合ガスと
することにより型部材にセラミックス焼結材を用いて非
球面形状成形面を有する型部材あるいは高温高硬度材表
面にセラミックシートを施した型の場合にも、型とガラ
ス成形品間の温度の密着力の発生を防ぐことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の光学素子成形方法に用いる成形装置
の断面図である。第１図Ｂはブロック構成の説明図、第
２図はレンズ成形の際の時間温度関係図である。第３図
はガラスと型の密着力成形温度関係図であり、第４図は
密着力測定に用いる装置であり、第５図は測定の際の加
圧後の状態を示す拡大図である。第６図は成形体の透過
率測定図である。第７図〜第１２図は本発明の方法に用
いる他の成形装置の断面図であり、第７図はその全体的
平面図、第８図〜第１２図は各工程におけるパレットの
概略断面図である。′ｓ１３図は他の変形例の説明図で
ある。 １・・・真空槽本体、 ３・・・上型、 ５・・・上型おさえ、 ７・・・型ホルダ− ９・・・つき上げ棒、 １１・・・油回転ポンプ、 １２．１３．１４・・・バルブ、 １５・・・流入バイブ、　　　１６・・・バルブ、１７
・・・流出バイブ、　　　１８・・・バルブ、１９・・
・温度センサー　　２０・・・冷水バイブ、２１・・・
台、　　　　　　　３１・・・真空槽、３２・・・水冷
管、　　　　　３３．３４・・・架台、３５・・・真空
ポンプ、　　　３６・・・給気管、３７・・・真空排気
管、　　　３８・・・リーク管、３９．４０，４１．４
２・・・バルブ、４３・・・エアーシリンダー ２・・・フタ、 ４・・・下型、 ６・・・調型、 ８・・・ヒーター １０・・・エアシリンダ、 力り圧 時？’、”ｌ　（勿 絹 ３ 図 瓜形類型温甜’ｃ） ア ／３ 図 一丁二よ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）高精度な光学面を備える光学素子を成形するため
   の製造方法は次のものからなる： ・予じめ予備成形されたガラスプリフォーム；・前記ガ
   ラスプリフォームを前記光学素子に成形するための型部
   材を用意する工程； 前記型部材は前記ガラスプリフォームを押圧成形するた
   めの少なくとも前記光学面を成形する上型と下型を有し
   、前記型部材は耐酸化性・高温高硬度材料から作られて
   いる； ・前記ガラスプリフォーム及び前記型部材をそれぞれ個
   別に、又は、同時に、成形に必要な温度まで加熱する工
   程； ・前記ガラスプリフォームを前記上型と下型の間に挿入
   して加圧成形する工程； 前記加圧成形において、上型と下型のガラスプリフォー
   ムの加圧操作の前に操作雰囲気を非酸化性ガスと炭化水
   素ガスとの混合ガス中で加圧成形を行う。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項の製造方法において、 ・前記型部材は超硬合金又はセラミックス焼結材料で作
   られていることを特徴とする。
3. （３）特許請求の範囲第（２）項記載の前記型部材にお
   いて、 ・前記型部材の前記ガラスプリフォームと接する表面に
   窒化物、炭化物、酸化物のいずれかの物質からなる膜が
   コートされていることを特徴とする。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項記載の製造方法におい
   て、更に次のことを含む： ・前記成形工程の雰囲気は不活性ガスを入れた気密室で
   あり、前記気密室内に、前記ガラスプリフォーム表面に
   前記混合ガスを付着される手段を設け、前記上型と下型
   の間にガラスプリフォームを置く前に前記混合ガスを付
   着させてからプレス成形を行う。
5. （５）高精度光学面を備える光学素子を成形するための
   製造方法は次のものからなる： ・予じめ予備成形されたガラスプリフォーム；・前記ガ
   ラスプリフォームを前記光学素子に成形するための型部
   材を用意する工程； ・前記ガラスプリフォームと前記型部材を加熱部、プレ
   ス部、冷却部に順次移送する工程；・前記移送工程にお
   いて前記プレス部の前において前記ガラスプリフォーム
   の表面に非酸化性ガスと炭化水素ガスとの混合ガスを付
   着させる工程
6. （６）特許請求の範囲第（５）項記載の製造方法におい
   て、 ・前記型部材の材料は超硬合金又はセラミックス焼結材
   料で作られていることを特徴とする。