JPH0521854B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0521854B2
JPH0521854B2 JP2205394A JP20539490A JPH0521854B2 JP H0521854 B2 JPH0521854 B2 JP H0521854B2 JP 2205394 A JP2205394 A JP 2205394A JP 20539490 A JP20539490 A JP 20539490A JP H0521854 B2 JPH0521854 B2 JP H0521854B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molding
mold
optical
optical element
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2205394A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03228835A (ja
Inventor
Kenzo Matsuzaka
Nobuo Nakamura
Seitaro Okano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP20539490A priority Critical patent/JPH03228835A/ja
Publication of JPH03228835A publication Critical patent/JPH03228835A/ja
Publication of JPH0521854B2 publication Critical patent/JPH0521854B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
    • C03B11/125Cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/05Press-mould die materials
    • C03B2215/07Ceramic or cermets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/66Means for providing special atmospheres, e.g. reduced pressure, inert gas, reducing gas, clean room

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学素子の成形方法に関するものであ
る。レンズ、プリズム、フイルターなどの光学素
子は従来、多くはガラスの研摩処理によつて製造
されている。しかし研摩処理には相当な時間と技
能を要するものである。また、非球面レンズを研
摩処理で製造するには一層硬度の研摩技術が必要
でまた処理時間も長くならざるを得ないものであ
る。このような研摩処理による光学素子の製造方
法に対して、加熱加圧による成形によつて光学素
子を製造する方法がある。この成形方法によれ
ば、短時間に光学素子を製造することができ、ま
た、非球面レンズも球面レンズと同じように容易
且つ短時間に製造することができるものである
が、加熱加圧による成形方法においてもなお改善
されるべき問題点がある。それは、光学素子とし
て必要な表面精度を有する光学素子を型で作るの
は容易でなかつたことおよび成形後に光学素子を
支障なく型から離型するには、充分長い冷却時間
をとらねばならないと考えられていたことであ
る。即ち、従来、この型としてはグラフアイトか
ら形成されたものが多く使用されてきたが、グラ
フアイト製造を用いた場合には、良好な表面精度
を有する光学ガラス素子を製造することができな
かつた。
また、ガラス成形用の金型の成形表面に炭化タ
ングステンとコバルトを主成分とする材料を溶射
して表面被覆を形成したものも提案されたが、こ
のような金型においては成形表面に存在している
コバルト粒子がガラス中の鉛と反応し鉛を析出さ
せて最終レンズ製品の性能に悪影響を与える。ま
た、成形用型の成形表面に傷を生じ、これが次の
レンズ成形時にレンズに転移されて、不良品を生
じる恐れがある。
本発明を実施するに当つて使用する光学素子の
成形用型として、炭化タングステンとコバルトを
主成分とし且つ炭化タングステン100重量部に対
して少なくともコバルト3〜6重量部を含む材料
を型部材の形状に焼結成形し、さらに、これに熱
間静圧プレス処理(HIP処理)を加えて、炭化タ
ングステンが緻密に配置された成形表面を形成し
たものを使用することができる。このような成形
用型を使用することによつて、加熱加圧により高
い表面精度を有する光学素子を製造することがで
きる。前述のように、光学素子をつくる型とし
て、従来、グラフアイトから形成されたものが多
く使用されているが、グラフアイトは多孔性であ
るために、いかに研摩しても、光学素子として充
分な表面精度をもつ素子につくるに充分な表面粗
さの内壁表面をもつ型を得ることができなかつた
が、上記した炭化タングステンおよびコバルトを
主成分とする成形用型を使用することによつて、
表面粗さRmax5/100μm以下の内壁表面をもつ
型を得ることができ、且つこのような表面粗さに
正確に対応する表面精度をもつ光学素子をつくる
ことができる。従つて、上記成形用型の内壁の表
面粗さは、通常Rmax5/100μm以下、特には
Rmax3/100μm以下に設定されたものが好適で
ある。このような高い表面精度を有する型とし
て、炭化タングステンとコバルトの焼結体の表面
に高い圧力をかけて表面に表面精度に支障となる
ようなポア(巣)がない状態にし、さらに研摩し
て製造したものが好適である。型を形成する炭化
タングステンとコバルトの組成比は適宜設定され
るが、炭化タングステン100重量部に対して、コ
バルトは3〜6部の範囲が好適である。また必要
に応じてニツケルなどの他の成分を適宜加えても
よい。
このように、炭化タングステンにコバルトを加
えることによつて、より緻密で且つ高温において
形状変化を生じない型を得ることができる。然し
て、炭化タングステンおよびコバルトを主成分と
する材料は、線膨張係数が5×10-6でフリント系
光学ガルス(SF14)の8.2×10-6より小さくいわ
ゆる焼きじめが起こらないこと、ガラスが型にく
つつかないこと(離型性良)、熱伝導度がセラミ
ツクスに比べ高いこと(0.91cal/sec/cal)硬度
が高く(Hv1500)耐久性が優れていること、及
び前述した高い鏡面性が得られること、という利
点を有している。
以上の説明された成形用型によつて加熱加圧に
より成形された光学素子は後研摩が不要で、その
まま光学素子としてい用いることができるもので
ある。また成形工程である、加熱加圧条件は使用
する各種ガラスやMgF2、CaF2、TiO2、ZnSなど
の結晶材料の種類によつて適宜設定されるが、ガ
ラスの場合には加圧の際のガラスの温度は、ガラ
ス転移点以上である。型に収容する前に予め加熱
しておいてもよいし、型に収容後に型と共に加熱
しても良い。
然して、加熱によつて酸化を生ずるのを防止す
るために、この成形工程は、真空中または窒素ガ
ス、ヘリウム等の不活性雰囲気中にて行なうのが
よい。
ところで、以上に説明したような光学レンズの
機能面に形成する成形表面を有する成形用型に光
学ガラスを入れ、前記の光学ガラスおよび型部材
を加熱・加圧し前記型部材の成形表面を前記光学
ガラスの表面に転写することによつてレンズを成
形するに当つて、従来成形後に光学素子を支障な
く型から離型するには、充分に長い冷却時間をと
らねばらないと考えられていたのであるが、この
ように充分長い冷却時間をとることにすると成形
による光学素子の生産性を損ずるという問題点が
ある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、その要旨は、光学ガラスを光学レンズの機能
面に形成する成形表面を有する成形用型に入れ、
前記の光学ガラスおよび型部材を加熱・加圧し前
記型部材の成形表面を前記光学ガラスの表面に転
写することによつてレンズを成形する光学素子の
成形方法において、前記光学ガラスの所定の加圧
温度に達した後に加圧を行ない、その後、前記光
学ガラスが転移点以下になるまでは第一次冷却速
度にしたがつて冷却し、その後、前記第一次冷却
速度より速度を増した第二次冷却速度にしたがつ
て冷却するようにしたことを特徴とする光学素子
の成形方法にある。
以下、本発明による光学素子の成形方法の実施
例について説明する。
実施例 1 1〜2μの粒径に粉砕した炭化タングステン
(WC)100重量部にコバルト(Co)5重量部を混
合し外径17mm厚さ15mmにプレス後、焼結した素材
を、熱間静圧プレス法(HIP)により気体(アル
ゴン)を圧力媒体として5000Kg/cm2の高圧をかけ
て緻密化した。
次にカーブゼネレータ(球面創成機)を使用し
レンズの球面を創成するのと同じ要領で研削し表
面粗さをRmax10μm程度にした。さらに粒径10μ
mのアルミナ砥粒を使つてラツピングして1μm
程度の表面粗さにしこれに粒径0.5μmのダイヤに
よつて磨き上げて第1図イに示すようにRmaxを
0.03μm以下とした。
レンズの成形装置と加工手順を第2図によつて
説明する。
第2図中、1は密閉容器、2はその蓋、3は光
学素子を成形するための上型、4はその下型、5
は上型をおさえるための上型おさえ、6は胴型、
7は型ホルダー、8はヒータ、9は下型をつき上
げるつき上げ棒、10は該つき上げ棒を作動する
エアシリンダ、11は油回転ポンプ、12,1
3,14はバルブ、15は窒素ガス導入パイプ、
16はバルブ、17は排出パイプ、18はバル
ブ、19は温度センサ、20は水冷パイプ、21
は密閉容器を載せる台を示す。
光学素子を製造するにあたつて、前準備として
フリント系光学ガラス(SF14)を外径15.8mm厚
さ2mmの円板状にしたものを両面磨いておく(こ
れをブランクと呼ぶ)。密閉容器1の蓋2をあけ、
ブランク22を下型4の上にのせて型3をセツト
してから密閉容器の蓋2を閉じ水冷パイプ20に
水を流してヒータ8に通電する。このとき窒素ガ
ス用バルブ16および18は閉じ排気系バルブ1
2,13,14も閉じている。尚油回転ポンプ1
1は常に回転している。
バルブ12を開け排気をはじめ10-2Torr以下
になつたらバルブ12を閉じバルブ16を開いて
窒素ガスをボンベより密閉容器内に導入する。温
度が650℃になつたらエアシリンダ10を作動さ
せて10Kg/cm2の圧力で成形する。転移点以下にな
るまで加圧をつづけこの間は冷却速度を第一次冷
却速度として10℃/min位に制御する。その後は
第二次冷却速度として20℃/min以上の速度で冷
却を行い200℃以下に下がつたらバルブ16を閉
じバルブ13を開いて密閉容器1内に空気を導入
する。それから蓋2を開け上型おさえ5をはずし
て成形物を取り出す。
上記のようにして、フリント系光学ガラス
(SF14)(軟化点SP=586℃、転移点Tg=485℃)
を使用して、第3図に示す形状および寸法のレン
ズを成形した結果、第1図イに示す表面粗さの型
とほぼ同じ表面粗さのレンズを得ることができ
た。
この時の成形条件すなわち時間−温度関係図を
第4図に示す。
すなわち、第4図から明らかなように第一次冷
却速度として10℃/min位に制御して光学素子を
成形用型から離型する温度(約35℃)までこの第
一次冷却速度のみで冷却する場合には、一成形サ
イクルとして約90分を要するが、本実施例におい
ては約72分で冷却が完結することになり、一成形
サイクル当り約18分が節約される。このことはこ
の種光学素子の成形方法における著しい生産性の
向上をもたらすこととなる。
実施例 2 実施例1と同様に1〜2μmの粒径に粉砕した
炭化タングステン100重量部に、コバルト5重量
部およびニツケル5重量部より成る材料を使用し
て、実施例1と同様にして表面粗さRmax0.03μ
m以下の型をつくつた。
実施例1と全く同じレンズ成形装置および加工
手順によつてレンズの成形をしたところ、実施例
1と同様の結果が得られる。
本発明の光学素子の成形方法によれば、光学ガ
ラスを光学レンズの機能面に形成する成形表面を
有する成形用型に入れ、前記の光学ガラスおよび
型部材を加熱・加圧し前記型部材を成形表面を前
記光学ガラスの表面に転写することによつてレン
ズを成形するに際し、前記光学ガラスの所定の加
圧温度に達した後に加圧を行ない、その後、前記
光学ガラスが転移点以下になるまでは第一次冷却
速度にしたがつて冷却し、その後、前記第一次冷
却速度より速度を増した第二次冷却速度にしたが
つて冷却するようにしたので、精密な光学素子を
高い生産性をもつて成形することが可能となつ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図イは、本発明の実施に当り使用する成形
用型の表面粗さの例を示す図、第1図ロ,ハは従
来のグラアイトの型の表面粗さおよび成形された
レンズの表面粗さを示す図、第2図はレンズの成
形装置を示す断面図、第3図は成形されるレンズ
の一例の形状および寸法を示す図、第4図は本発
明による成形の際における時間−温度関係図であ
る。 1……密閉容器、2……蓋、3……上型、4…
…下型、5……上型おさえ、6……胴、7……型
ホルダー、8……ヒータ、9……つき上げ棒、1
0……エアンシリンダ、11……油回転ポンプ、
12,13,14……バルブ、15……窒素ガス
導入パイプ、16……バルブ、17……排出パイ
プ、18……バルブ、19……温度センサ、20
……水冷パイプ、21……台、6……胴。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光学ガラスを光学レンズの機能面に形成する
    成形表面を有する成形用型に入れ、前記の光学ガ
    ラスおよび型部材を加熱・加圧し前記型部材の成
    形表面を前記光学ガラスの表面に転写することに
    よつてレンズを成形する光学素子の成形方法にお
    いて、 前記光学ガラスの所定の加圧温度に達した後に
    加圧を行ない、 その後、前記光学ガラスが転移点以下になるま
    では第一次冷却速度にしたがつて冷却し、 その後、前記第一次冷却速度より速度を増した
    第二次冷却速度にしたがつて冷却するようにした
    ことを特徴とする光学素子の成形方法。 2 前記第二次冷却速度は前記第一次冷却速度の
    略2倍以上の速度で冷却することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の光学素子の成形方法。
JP20539490A 1990-08-02 1990-08-02 光学素子の成形方法 Granted JPH03228835A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20539490A JPH03228835A (ja) 1990-08-02 1990-08-02 光学素子の成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20539490A JPH03228835A (ja) 1990-08-02 1990-08-02 光学素子の成形方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23116382A Division JPS59123631A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 光学素子成形用型の作成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03228835A JPH03228835A (ja) 1991-10-09
JPH0521854B2 true JPH0521854B2 (ja) 1993-03-25

Family

ID=16506100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20539490A Granted JPH03228835A (ja) 1990-08-02 1990-08-02 光学素子の成形方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03228835A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4580677B2 (ja) * 2004-04-26 2010-11-17 東芝機械株式会社 ガラス成形装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844755A (en) * 1972-11-16 1974-10-29 Eastman Kodak Co Method and apparatus for transfer molding glass lenses
JPS5438126A (en) * 1977-09-01 1979-03-22 Olympus Optical Co Ltd Electrophotography for plural copies
US4260408A (en) * 1979-11-02 1981-04-07 Ppg Industries, Inc. Use of speed changes during cycling of a shaping mold

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03228835A (ja) 1991-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2620875B2 (ja) 精密光学用ガラス成形品の製造方法
US4139677A (en) Method of molding glass elements and element made
US4168961A (en) Method of molding glass elements
CN100469737C (zh) 陶瓷光学部件的制造方法
JPS6132263B2 (ja)
JPH0359016B2 (ja)
JPS6067118A (ja) 光学素子の製造方法
JPH0521854B2 (ja)
JPS6251211B2 (ja)
JPH0250059B2 (ja)
JPS6221733B2 (ja)
JPH0451495B2 (ja)
JPH0146453B2 (ja)
JPH0379299B2 (ja)
JPS6287B2 (ja)
JPH0372017B2 (ja)
KR100204927B1 (ko) 광학유리의 성형장치 및 그 방법
JP2001278631A (ja) ガラス成形型、ガラス成形体及びガラス光学素子の製造方法
JPH01172542A (ja) 光学素子成形用型部材
CA1081961A (en) Method of molding glass elements
JPS62256732A (ja) ガラスレンズの成形型
JPH06144849A (ja) 光学素子の成形装置、その製造方法及び光学素子の成形方法
JPS63288924A (ja) 光学素子成形用型部材
JPH04175230A (ja) 光学素子の製造方法
JPH08119643A (ja) 光学素子成形用型