JPH04187528A

JPH04187528A - 光学素子用ガラスプリフォーム及び光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPH04187528A
Application number: JP2313506A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Murata; 淳村田; Masaaki Haruhara; 正明春原; Takayuki Kimoto; 高幸木本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-19
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1992-07-06
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0794328B2

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　光学機器等における光学素子に使用される光
学素子用ガラスプリフォームと光学素子の製造方法に関
するものである。

従来の技術近鍛　レンズ、プリズム等の光学素子はガラスなどの光
学素子用材料を研磨で製造する変わりに金型内に光学素
子用材料を投入し加熱加圧することによって成形する方
法か数多く提案されている。

研磨法に変わる成形方法については　例えば特開開６０
−２４６２３１号公報に記載のものがある。以下、図面
を参照しながら成形法について第３図〜第５図を用いて
説明する。

一般にプレス成形によって光学素子を製造する場合、光
学素子用材料を所定の大きさに切断しガラス軟化点付近
まで予備加熱し　この加熱された光学素子用材料を型閉
めしたとき、レンズの完成品とほぼ同一形状となるよう
に加工された上型と下型の上下型の間に供給し　所定の
温度で加圧成形を行なっている。

光学素子用材料１の形状（表　できるかぎり簡単な形状
が製造工程あるいは材料の加工コストの面でも望ましく
、例えは第４図に示されるようなセンタレス加工で所定
の硝材外径に加工した棒材を所定の幅で切断した円柱体
のものがある。

しかしこの用な材料を用いて成形すると、第５図示す材
料の角部６か先に変形し上型２と下型３と接触する部分
がなじんでしまし＼　密閉空間７ができる。

一旦密閉空間かできると成形完了時まで密閉空間が存在
じ　金型の加工面が素材に十分転写されず不良レンズと
なムこういった未転写不良を防止する従来の方法について第
３図を用いて説明する。

下型３は連結棒３ａを介してベース３ｂに固定されてお
り、上型２は連結１！２ａを介してピストン棒２ｂに取
り付けられている。

材料ｌは加熱ヒータ８より成形温度まで加熱される。所
望の成形温度に達した時点で上型２がピストン９によっ
て下降し　材料と接触する。

その後、上型が上下に振動加圧する力士　例えばサーボ
バルサ１０を使ってこれを実行する。振動加圧は例えば
全加圧ストロークの９割まで行し＼残りの１割を定常加
圧で成形する。全加工ストロークに達したところで通電
をやへ　所望の温度に降温したところで型を開き冷却後
レンズを取り出す。

発明が解決しようとする課題しかしこの様な光学素子用材料を用いて成形するとき、
金型内に光学素子用材料を投入する際に金型と接触する
エツジ部分にクラックが入ったり、割れたりするといっ
た現象か発生する。

こういった状態で成形すると、破損した材料が金型を傷
つけたり、成形された光学素子の表面に破損した材料か
残ったままであったり、形状精度不良となることが多し
も又　光学素子用材料の側面はセンタレス加工面であるた
め表面粗さが大きく、光学素子の光学有効面の一部分の
表面粗さが悪くなるために透過率が劣化するといった課
題があっな課題を解決するための手段上記課題を解決するために　本発明（主　光学素子用ガ
ラス材料を予備加熱することにより、その角部を熱変形
させて丸みを持たせるとともに　その側面も鏡面に変化
させて光学素子用プリフォームとなす。

そして、このプリフォームを上型と下型の間に投入して
行なう光学素子の成形工程において（よその成形工程の
途中において、成形圧力を１回以上減圧するかあるいは
零にするものである。

作用上記手段によって得た光学素子用ガラスプリフォームで
（瓜　角部には丸みが形成されているため＆ミ　成形金
型にこのプリフォームを投入した際にも成形金型と接す
る部分は面接触となるためにチッピングを起こしたり割
れたりすることなく成形できも　□ また　成形特番へ　　上記の様に成形圧力を減圧にする
ことにより、成形型とガラスプリフォームとので形成さ
れる密閉空間中の空気は排除されて、型の転写面はガラ
スプリフォームに密着することができ、良好な成形を行
なうことが可能となる。

実施例以下、本発明を実施例に基づき説明する。

第１図（Ｌ　本発明の成形方法に係る成形装置の要部断
面図であり、上型］１と下型１２の軸ずれをなくし　か
つ所定の光学素子の厚みになるように任意の高さに調整
した潤製１４を具備している。

そして、前記上下型１１、１２と潤製１４で囲まれる空
間にはガラスプリフォーム１３が供給されていムガラスプリフォームは第２図に示すような円柱体であり
、側面はセンタレス加工により表面粗さ１０μｍ程度と
なっている。

両端面は鏡面に研磨加工され　さらに両端面の角部Ａは
電気炉において所定の温度と時間で熱加工処理し所望の
Ｒに熱加工されている。

さらにこの熱加工によってガラスプリフォームの側面は
鏡面となされる。

本実施例ではＳＦ８硝材を使用ＬＡ　５００℃の温度で
３０分加熱することでＲｏ、１ｍｍが得られた角部ＡのＲの大きさは０．０５ｍｍ未満であると金型に
ガラスプリフォームを投入した際や上金型をガラスプリ
フォームに接触させた際にチッピングを起こす可能性が
あり、角部Ｒは０．０５ｍ、　ｍ以上か良しも又Ｒを１ｍｍ以上の大きな寸法にしようとすると、熱加
工時間が非常に長くなるため量産性に乏しくを従ってガラスプリフォームの端面の中央部は平面部が残
っている。

このガラスプリフォームを両端面が上下金型の転写面１
１ａ、１２ａに接するように型内に供給すム　１５は加
熱源を内蔵した加圧ステージであり、図示していないが
例えは油圧ポンプなどによる加圧力が印加される。

又加圧ステージは成形途中に任意の圧力に減圧あるいは
零にできるようになっている。

１６は加熱源を内蔵した成形ステージであり、固定され
ている。

以上のように構成された成形装置を用いてガラスプリフ
ォームを成形する方法を説明する。

ガラスプリフォームは直径６ｍｍφ×長さ６ｍｍの光学
ガラスＳＦ８の円柱体であり、両端面の角部は上記の如
＜Ｒｏ、　　１ｍｍであり側面は鏡面である。又端面の
中央部は平面部か残っている。

このガラスプリフォームを下型１２の転写面１２ａに立
て置きに投入し　その後上型１１を調型１４に合わせて
挿入しガラスプリフォームに接触させもこのとき金型転写面１１ａ、２２ａとガラスプリフォー
ム端面で囲まれる空間１１ｂ、１２ｂが−できる。

その後、加熱源に通電してガラスプリフォームの温度を
５３０℃に加熱する。　５３０℃に達してからしばらく
して、ガラスプリフォームの粘度は１０１１ポアズとな
っている。

次に加圧ステージに圧力が供給され　上型１１がガラス
プリフォームを押圧し始める。この時の圧力は２Ｋｇ／
ｍｍ２以上が望ましし■上型ツバ部１１ｃと調型１４の
端面が接するまでの全加圧ストローク５ｍｍのうち２．
５ｍｍまで押圧したところで一旦圧力供給を停止し　加
圧ステージを上昇させ上金型１１と離二　上金型１１に
印加される圧力を零にする。このときガラスプリフォー
ムの粘度は１０”ポアズとなっている。

又このとき正圧になっていた金型転写面１１ａ。

１２ａとガラスプリフォーム端面で囲まれる空間１１ｂ
、１２ｂは常圧に戻る。

次に再び加圧ステージ１５を上金型１１に密着させた後
加圧を開始し　全加圧ストローク５ｍｍまで成形する。

この時空間１１ｂ、１２ｂは完全になくなっており、金
型転写面の形状がガラスプリフォームに十分に転写され
ている。

その後通電を停止し加圧した状態で４３０℃まで加圧冷
却し　その後圧力を零にする。そして室温になったとこ
ろで型開きを行い光学素子を取り出す。

本実施例で（表　成形途中において圧力を零にしだ力（
光学素子の材料の種類と大きさによっては減圧するだけ
で常圧に戻るので、減圧するだけでもよｌ、′Ｙ。

ガラスプリフォームをつくる熱加工の条件（表成形素子
用材料の種類によって適宜変える必要がある。

又　光学素子用材料の端面ば鏡面が必要であり、研磨面
と同等の表面粗さを持つ割断面を利用しても良１．％　
　本実施例では円柱状の光学素子用材料を使用した力丈
　直方体や立方体等の加工し易い形状のものを使用して
も良賎発明の効果以玉　本発明によれば　金型内にガラスプリフォームを
投入した際に金型と面接触するために角部でチッピング
を起こしたり割れたりすることがな（− また面接触であるために　角部がエツジのある場合に比
べて熱の伝わり方が良くなり、加圧成形可能な状態にな
るまでの時間を短縮できる。又ガラスプリフォーム内の
温度分布もほとんどなくなるために　冷却時のガラスの
収縮も均一になり光学素子の形状精度も良くなる。更に
本発明のガラスプリフォームは側面が鏡面であるために
得られる光学素子の透過率も良好となる。

また　金型転写面とガラスプリフォーム端面で囲まれる
空間がなくなり、金型形状がガラスプリフォームに良く
転写され　光学性能の良い光学素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形方法を具現化した成形装置の要部
断面図、第２図は本発明の光学素子用カラスプリフォー
ムの外観図、第３図は従来の成形装置の構成図、第４図
は従来の光学素子用材料の外観図、第５図は従来の成形
方法を示す断面図である。 ■・・・光学素子用材料、２・・・上型、３・・・下型
、６・・・材料の角部、７・・・密閉空間、８・・・加
熱ヒータ、９・・・ピストン、１０・・・サーボバルサ
、工１・・・上型、１１ａ・・・金型転写面、１１ｂ・
・・空間、１２・・・下型、１２ａ・・・金型転写面、
１２ｂ・・・空間、１３・・・カラスプリフォーム、１
４・・・胴室、１５・・・加圧ステージ、１６・・・成
形ステージ。代理人の氏名　弁１１１士　小鍜冶　明　ほか２名Ｉｔ
　−ｊ−ｕ／６−Ａ形ズテーシ第３図、ｔｂ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光学素子を加圧成形で得るための光学素子用ガラ
スプリフォームであって、前記光学素子用ガラスプリフ
ォームは、光学素子用材料を予備加熱により角部を熱変
形させると共に側面を鏡面になしたものであることを特
徴とする光学素子用ガラスプリフォーム。
（２）光学素子用材料は切断面あるいは割断面を有する
円柱状ガラス材料であることを特徴とする請求項１記載
の光学素子用ガラスプリフォーム。
（３）光学素子用ガラスプリフォームの端面の中央部に
平面部があることを特徴とする請求項１記載の光学素子
用ガラスプリフォーム。
（４）光学素子用材料は直方体かあるいは立方体である
ことを特徴とする請求項１記載の光学素子用ガラスプリ
フォーム。
（５）熱変形により角部のＲが０．０５ｍｍ以上となさ
れたこと特徴とする請求項１記載の光学素子用ガラスプ
リフォーム。
（６）光学素子を成形するための上型と下型の間に、請
求項１から請求項５のいずれかに記載の光学素子用ガラ
スプリフォームを投入し、その後、前記光学ガラスプリ
フォームを成形する成形工程において、成形圧力を１回
以上減圧するかあるいは零にすることを特徴とする光学
素子の製造方法。