JPH0624992B2 - プレスレンズの成形金型およびその成形方法 - Google Patents
プレスレンズの成形金型およびその成形方法Info
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- JPH0624992B2 JPH0624992B2 JP63263229A JP26322988A JPH0624992B2 JP H0624992 B2 JPH0624992 B2 JP H0624992B2 JP 63263229 A JP63263229 A JP 63263229A JP 26322988 A JP26322988 A JP 26322988A JP H0624992 B2 JPH0624992 B2 JP H0624992B2
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- B29L2011/0016—Lenses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主として高精度なプレスガラスレンズをリヒ
ートプレス成形する際に用いるプレスレンズの成形金
型、およびその成形方法に関するものである。
ートプレス成形する際に用いるプレスレンズの成形金
型、およびその成形方法に関するものである。
従来の技術 近年、光学素子は光学機器のレンズ構成の簡略化及びレ
ンズ部分の軽量化を同時に達成しうる非球面の方向にあ
る（例えば特開昭５７−７６５１２号公報）。
ンズ部分の軽量化を同時に達成しうる非球面の方向にあ
る（例えば特開昭５７−７６５１２号公報）。
その中でより安価に高精度ガラス製品を製造する方法と
して特開昭５８−８４１３４号公報には加圧サイクルに
要する時間を短くして高精度な光学ガラス素子を得る方
法が提案されている。その大要は最終製品に近い近似し
た形状のガラスプレフォームを用いて、金型及びガラス
フレフォームを各々加熱し、ガラスと金型が１０８ポア
ズ以上でかつ１０12ポアズ以下のガラス粘度に対応する
温度でプレスを開始し、１０13ポアズよりも低いガラス
粘度に対応する温度でプレスを終了して、ガラスを取り
出すことが提案されている。
して特開昭５８−８４１３４号公報には加圧サイクルに
要する時間を短くして高精度な光学ガラス素子を得る方
法が提案されている。その大要は最終製品に近い近似し
た形状のガラスプレフォームを用いて、金型及びガラス
フレフォームを各々加熱し、ガラスと金型が１０８ポア
ズ以上でかつ１０12ポアズ以下のガラス粘度に対応する
温度でプレスを開始し、１０13ポアズよりも低いガラス
粘度に対応する温度でプレスを終了して、ガラスを取り
出すことが提案されている。
また波長オーダーの面制度を有するレンズではないがレ
ンズ素材の成型法として特公昭５６−３７８号公報で、
金属製の温度を被成型ガラスの転移点以上、軟化点以下
の温度に保ち、この金属型内に流動性を有するガラスを
入れて加圧成形し、そしてこの状態でガラスの温度分布
が均一化されるまで２０秒以上保持することを述べてい
る。
ンズ素材の成型法として特公昭５６−３７８号公報で、
金属製の温度を被成型ガラスの転移点以上、軟化点以下
の温度に保ち、この金属型内に流動性を有するガラスを
入れて加圧成形し、そしてこの状態でガラスの温度分布
が均一化されるまで２０秒以上保持することを述べてい
る。
発明が解決しようとする課題 上記ガラスレンズの製造において、ガラスレンズの光学
的性能は従来の研磨法によるガラスレンズのそれに比べ
てより優れている必要があり非常に高い面精度及び面粗
度が要求される。例えば高精度カメラレンズの場合、面
精度ニュートリング５本、アス１本以内、内面粗さ０．
０３μｍ以内であることが要求される。しかしながら従
来のガラスレンズの製造方法ではガラスと成形金型を別
々に加熱した後、ガラスを成形金型内に供給しプレスを
行なうため、プレス途中で非常に温度が不均一になりや
すく、一定時間以上プレスを保持しなければならなかっ
た。したがってサイクルタイムに影響を及ぼし安価なレ
ンズを製造することはできなかった。
的性能は従来の研磨法によるガラスレンズのそれに比べ
てより優れている必要があり非常に高い面精度及び面粗
度が要求される。例えば高精度カメラレンズの場合、面
精度ニュートリング５本、アス１本以内、内面粗さ０．
０３μｍ以内であることが要求される。しかしながら従
来のガラスレンズの製造方法ではガラスと成形金型を別
々に加熱した後、ガラスを成形金型内に供給しプレスを
行なうため、プレス途中で非常に温度が不均一になりや
すく、一定時間以上プレスを保持しなければならなかっ
た。したがってサイクルタイムに影響を及ぼし安価なレ
ンズを製造することはできなかった。
すなわちサイクルタイムを短くするためには、多数の成
形型を準備し、成形金型内にガラスを入れたまま加熱し
成形することが最も好ましいと考えられる。
形型を準備し、成形金型内にガラスを入れたまま加熱し
成形することが最も好ましいと考えられる。
しかしながら、特開昭６１−２６５２８号公報に示され
ているように、プレス後の冷却において温度傾斜式の徐
冷室を使用して冷却を行った場合、冷却過程で莫大な数
の成形型を必要とするため、好ましい成形方法とは言え
ない。
ているように、プレス後の冷却において温度傾斜式の徐
冷室を使用して冷却を行った場合、冷却過程で莫大な数
の成形型を必要とするため、好ましい成形方法とは言え
ない。
またプレス型の冷却速度がレンズ性能を決定する上で非
常に重要であるが特開昭６１−５３１２６号公報に述べ
られているように加圧せずに０．９℃／sec以下の一定
速度で冷却することは、サイクルタイムを長くすること
になるため、加圧を行なって１０10.5ポアズまでは急冷
を行なったほうが使用する成形金型の数が少なくなりよ
り安価なプレスレンズを供給することが可能となる。
常に重要であるが特開昭６１−５３１２６号公報に述べ
られているように加圧せずに０．９℃／sec以下の一定
速度で冷却することは、サイクルタイムを長くすること
になるため、加圧を行なって１０10.5ポアズまでは急冷
を行なったほうが使用する成形金型の数が少なくなりよ
り安価なプレスレンズを供給することが可能となる。
本発明は上記課題に鑑み、高精度でかつ安価なプレスレ
ンズを早く製造するためのプレスレンズの成形金型、及
びその成形方法を提供するものである。
ンズを早く製造するためのプレスレンズの成形金型、及
びその成形方法を提供するものである。
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のプレスレンズの成形
金型は一対のヒータブロックの間に配置しプレスレンズ
を成形する金型において、各々キャビティを定義する成
形面と、その成形面と反対側にあり、ヒータブロックと
接触する背面を有する第１，第２の成形型と、前記第１
及び第２の成形型を案内する胴型とを具備し、前記第１
及び第２の成形型の少なくとも一方の成形型の背面がプ
レスレンズの薄肉部に近い部分にヒータブロックとの非
接触部を有する。
金型は一対のヒータブロックの間に配置しプレスレンズ
を成形する金型において、各々キャビティを定義する成
形面と、その成形面と反対側にあり、ヒータブロックと
接触する背面を有する第１，第２の成形型と、前記第１
及び第２の成形型を案内する胴型とを具備し、前記第１
及び第２の成形型の少なくとも一方の成形型の背面がプ
レスレンズの薄肉部に近い部分にヒータブロックとの非
接触部を有する。
また別のプレスレンズの成形金型は各々キャビティを定
義する成形面を有する第１，第２の成形型と、第１およ
び第２の成形型を案内する第１の胴型と第１の胴型の外
側に第１の胴型より熱伝導率の低い材料からなる第２の
胴型を有するものであり、第２の胴型は第１の胴型より
長く、第２の胴型が成形型もしくはプレス手段に当接す
ることによりプレスレンズの厚さを決定する。
義する成形面を有する第１，第２の成形型と、第１およ
び第２の成形型を案内する第１の胴型と第１の胴型の外
側に第１の胴型より熱伝導率の低い材料からなる第２の
胴型を有するものであり、第２の胴型は第１の胴型より
長く、第２の胴型が成形型もしくはプレス手段に当接す
ることによりプレスレンズの厚さを決定する。
さらに、本発明のプレスレンズの成形方法はガラス転移
点以下の温度を有する成形型に、１０12ポアズ以上のガ
ラスを供給し、１０８〜１０10ポアズのガラス粘度に対
する対応する温度まで加熱し、３秒〜９０秒間プレスし
たのち加圧したまま１０10〜１０11ポアズまでは１．５
〜２．５℃／secの冷却速度で冷却を行ない、１０10〜
１０11ポアズ以上は０．２〜１．５℃／secの冷却速度
で冷却を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取
り出す成形方法である。
点以下の温度を有する成形型に、１０12ポアズ以上のガ
ラスを供給し、１０８〜１０10ポアズのガラス粘度に対
する対応する温度まで加熱し、３秒〜９０秒間プレスし
たのち加圧したまま１０10〜１０11ポアズまでは１．５
〜２．５℃／secの冷却速度で冷却を行ない、１０10〜
１０11ポアズ以上は０．２〜１．５℃／secの冷却速度
で冷却を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取
り出す成形方法である。
作 用 上記構成により、成形されるプレスレンズの薄肉部とな
る成形型の背面はヒータブロックと非接触になる部分を
有するため、各ステージにおいて一対のヒータブロック
と接触せず、熱伝達が抑制される。したがってガラス内
部に温度差を生じにくくする効果を有する。また曲率が
異なる場合、曲率の小さい成形型側のガラス内部に温度
差を生じやすい。したがって曲率の小さい成形型にヒー
タブロックとの非接触部を設けたほうがより効果が得ら
れやすい。
る成形型の背面はヒータブロックと非接触になる部分を
有するため、各ステージにおいて一対のヒータブロック
と接触せず、熱伝達が抑制される。したがってガラス内
部に温度差を生じにくくする効果を有する。また曲率が
異なる場合、曲率の小さい成形型側のガラス内部に温度
差を生じやすい。したがって曲率の小さい成形型にヒー
タブロックとの非接触部を設けたほうがより効果が得ら
れやすい。
さらに別の金型構成により第１の胴型の外側に第１の胴
型より熱伝導率の低い材料からなる第２の胴型を有して
いるため、プレスレンズの周辺から熱が奪われることを
防ぎガラスの内部に温度差を生じにくくする効果を有す
る。但し前記第１の胴型と前記第２の胴型との隙間が３
mm以内の範囲で行なったほうがより一層の効果が得られ
る。また、前記第１の胴型より前記第２の胴型を長くす
ることによってヒータブロックが前記第２の胴型に接
し、プレスレンズの厚さを決定することができる。その
時、第２の胴型を精度よく仕上げることによりプレスレ
ンズの平行度も決定することができる。この第２の胴型
の材料の選定条件は耐酸化性に優れていること、圧縮強
さが大きいこと、安価であることなどが上げられる。上
記条件を満たすためにはステンレス鋼が適し、好ましく
はオーステナイト系かマルテンサイト系のステンレス鋼
が良い。第１の胴型は前記第１の成形型と前記第２の成
形型を案内するものであり、この第１の胴型に成形面を
備えた成形型が挿入されると第１の成形面と第１の胴型
内面及び第２の成形面と第１の胴型内面がそれぞれ直角
になり、光軸を一致させることが可能である。
型より熱伝導率の低い材料からなる第２の胴型を有して
いるため、プレスレンズの周辺から熱が奪われることを
防ぎガラスの内部に温度差を生じにくくする効果を有す
る。但し前記第１の胴型と前記第２の胴型との隙間が３
mm以内の範囲で行なったほうがより一層の効果が得られ
る。また、前記第１の胴型より前記第２の胴型を長くす
ることによってヒータブロックが前記第２の胴型に接
し、プレスレンズの厚さを決定することができる。その
時、第２の胴型を精度よく仕上げることによりプレスレ
ンズの平行度も決定することができる。この第２の胴型
の材料の選定条件は耐酸化性に優れていること、圧縮強
さが大きいこと、安価であることなどが上げられる。上
記条件を満たすためにはステンレス鋼が適し、好ましく
はオーステナイト系かマルテンサイト系のステンレス鋼
が良い。第１の胴型は前記第１の成形型と前記第２の成
形型を案内するものであり、この第１の胴型に成形面を
備えた成形型が挿入されると第１の成形面と第１の胴型
内面及び第２の成形面と第１の胴型内面がそれぞれ直角
になり、光軸を一致させることが可能である。
一方上記方法により、高精度でかつ安価なプレスレンズ
を早く製造することが可能となるが、本発明のプレスレ
ンズの成形方法は１０8〜１０12.75ポアズの範囲内で行
われるので、成形品の形状変形や、冷却にともなう歪の
発生を防ぐためにガラスと成形金型を共に冷却する。ま
たアニールの前の冷却過程で成形金型とガラス温度を同
じにして、加圧状態で冷却速度を制御すると、アニール
を行なっても面精度に変化は見られず残留歪も殆どな
い。逆にこのような冷却過程を行わずに成形されたプレ
スレンズはアニールを行うと冷却過程までに得られた形
状が維持されない。
を早く製造することが可能となるが、本発明のプレスレ
ンズの成形方法は１０8〜１０12.75ポアズの範囲内で行
われるので、成形品の形状変形や、冷却にともなう歪の
発生を防ぐためにガラスと成形金型を共に冷却する。ま
たアニールの前の冷却過程で成形金型とガラス温度を同
じにして、加圧状態で冷却速度を制御すると、アニール
を行なっても面精度に変化は見られず残留歪も殆どな
い。逆にこのような冷却過程を行わずに成形されたプレ
スレンズはアニールを行うと冷却過程までに得られた形
状が維持されない。
また、プレスレンズの成形方法においてプレス成形機は
空気と不活性ガスを入れ換える特別の空間を有しておら
ず、また真空排気も行なわない簡略化されたプレス成形
機である。
空気と不活性ガスを入れ換える特別の空間を有しておら
ず、また真空排気も行なわない簡略化されたプレス成形
機である。
実施例 以下、本発明のプレスレンズの成形金型を図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
第１図において、１ａ，１ｂ，１ｃは第１の光学面を有
した第１の成形型、２ａ，２ｂ，２ｃは第２の光学面を
有した第２の成形型であり、焼結時に非接触部を形成し
ている。
した第１の成形型、２ａ，２ｂ，２ｃは第２の光学面を
有した第２の成形型であり、焼結時に非接触部を形成し
ている。
第１及び第２の成形型の光学面は球面または非球面に加
工されている。第１の本発明はこれら第１及び第２の成
形型を案内する胴型として３ａ，３ｂ，３ｃを有する。
この胴型の長さはレンズ寸法により決定されるが、図示
されていないプレスシリンダーによりレンズ寸法を決定
しても構わない。第９図に示す従来のプレスレンズの成
形金型においてレンズを成形する場合、レンズ中心肉厚
と外周肉厚が異なるため冷却時の温度不均一が生じ、所
望のレンズ性能が得られにくい。そこで外周部の冷却を
制御するために成形型の外周部にヒータブロックとの非
接触部を形成する。
工されている。第１の本発明はこれら第１及び第２の成
形型を案内する胴型として３ａ，３ｂ，３ｃを有する。
この胴型の長さはレンズ寸法により決定されるが、図示
されていないプレスシリンダーによりレンズ寸法を決定
しても構わない。第９図に示す従来のプレスレンズの成
形金型においてレンズを成形する場合、レンズ中心肉厚
と外周肉厚が異なるため冷却時の温度不均一が生じ、所
望のレンズ性能が得られにくい。そこで外周部の冷却を
制御するために成形型の外周部にヒータブロックとの非
接触部を形成する。
第１図ａにおいて、レンズ形状は上面が曲率半径４５m
m、下面が曲率半径３２mm、直径は３０mmで、中心肉厚
が５mm、外周肉厚が１．４mmである。この場合曲率の小
さい下成形型の直径の８０％にあたる２４mmのところよ
り外周部に深さ３mmの断面が三角形の非接触部を形成
し、ガラスプレフォーム４ａを成形した。
m、下面が曲率半径３２mm、直径は３０mmで、中心肉厚
が５mm、外周肉厚が１．４mmである。この場合曲率の小
さい下成形型の直径の８０％にあたる２４mmのところよ
り外周部に深さ３mmの断面が三角形の非接触部を形成
し、ガラスプレフォーム４ａを成形した。
また第１図ｂにおいて、レンズ形状は上が曲率半径５０
mm、下が曲率半径２３mm、直径は３０mmで、中心肉厚が
７mm、外周肉厚が１．１mmである。この場合曲率の小さ
い下成形型の直径の８０％にあたる２４mmのところより
周辺部に深さ８mmの断面が四角形の非接触部を形成し、
上成形型にも直径の７０％にあたる２１mmのところから
深さ１mmの断面が半円形状の非接触部を形成し、ガラス
プレフォーム４ｂを成形した。なお、第１図ａ，ｂとも
第１の成形型の光学面の中央における第１の成形型の厚
さと第２の成形型の光学面の中央における第２の成形型
の厚さは同じで１０mmである。
mm、下が曲率半径２３mm、直径は３０mmで、中心肉厚が
７mm、外周肉厚が１．１mmである。この場合曲率の小さ
い下成形型の直径の８０％にあたる２４mmのところより
周辺部に深さ８mmの断面が四角形の非接触部を形成し、
上成形型にも直径の７０％にあたる２１mmのところから
深さ１mmの断面が半円形状の非接触部を形成し、ガラス
プレフォーム４ｂを成形した。なお、第１図ａ，ｂとも
第１の成形型の光学面の中央における第１の成形型の厚
さと第２の成形型の光学面の中央における第２の成形型
の厚さは同じで１０mmである。
さらに第１図ｃにおいて、レンズ形状は上側が曲率半径
５０mm、下側が曲率半径２３mm、直径は３０mmで、中心
肉厚が７mm、周辺肉厚が１．１mmでありｂの場合と同じ
であるが、成形するガラスプレフォーム４ｃが立方体で
あるため変形量が多くなる。そのために下成形型を短く
し、断面が三角形の非接触部を形成した。上記いずれの
場合も得られたプレスレンズの波面収差はＲＭＳ＝0.02
3λと非常に良好であった。
５０mm、下側が曲率半径２３mm、直径は３０mmで、中心
肉厚が７mm、周辺肉厚が１．１mmでありｂの場合と同じ
であるが、成形するガラスプレフォーム４ｃが立方体で
あるため変形量が多くなる。そのために下成形型を短く
し、断面が三角形の非接触部を形成した。上記いずれの
場合も得られたプレスレンズの波面収差はＲＭＳ＝0.02
3λと非常に良好であった。
第２図において、６ａ，６ｂ，６ｃは第１の光学面を有
した第１の凸成形型であり、７ａ，７ｂ，７ｃは第２の
光学面を有した第２の凸成形型である。第２の本発明は
これら第１及び第２の成形型を案内する胴型として８
ａ，８ｂ，８ｃを有する。この胴型の厚さは中心と周辺
の肉厚差により決定されるが、通常肉厚差の少ないレン
ズを成形する場合はサイクルタイムを早くするためにも
薄いほうが好ましい。
した第１の凸成形型であり、７ａ，７ｂ，７ｃは第２の
光学面を有した第２の凸成形型である。第２の本発明は
これら第１及び第２の成形型を案内する胴型として８
ａ，８ｂ，８ｃを有する。この胴型の厚さは中心と周辺
の肉厚差により決定されるが、通常肉厚差の少ないレン
ズを成形する場合はサイクルタイムを早くするためにも
薄いほうが好ましい。
第２図ａにおいて、レンズ形状は上面が曲率半径９０m
m、下面が曲率半径８０mm、直径は２５mmで、中心肉厚
が３．２mm、外周肉厚が４mmである。この場合、曲率の
小さい下成形型の直径の４０％以内にあたる光学面の中
心から半径８mmのところより内部に深さ２mmの非接触部
を形成し、ガラスプレフォーム９ａを成形した。
m、下面が曲率半径８０mm、直径は２５mmで、中心肉厚
が３．２mm、外周肉厚が４mmである。この場合、曲率の
小さい下成形型の直径の４０％以内にあたる光学面の中
心から半径８mmのところより内部に深さ２mmの非接触部
を形成し、ガラスプレフォーム９ａを成形した。
また第２図ｂにおいて、レンズ形状は上面が曲率半径８
８mm、下面が曲率半径５０mm、直径は１５mmで、中心肉
厚が１．１mm、外周肉厚が３mmである。この場合曲率の
小さい下成形型の直径の３０％にあたる４．５mmのとこ
ろより内部に深さ６mmの非接触部を形成し、上成形型に
も直径の３０％にあたる４．５mmのところより内部に２
mmの非接触部を形成し、ガラスプレフォーム９ｂを成形
した。なお、第２図ａ，ｂとも第１の成形型の光学面の
中央における第１の成形型の厚さと第２の成形型の光学
面の中央における第２の成形型の厚さは同じで１１mmで
ある。
８mm、下面が曲率半径５０mm、直径は１５mmで、中心肉
厚が１．１mm、外周肉厚が３mmである。この場合曲率の
小さい下成形型の直径の３０％にあたる４．５mmのとこ
ろより内部に深さ６mmの非接触部を形成し、上成形型に
も直径の３０％にあたる４．５mmのところより内部に２
mmの非接触部を形成し、ガラスプレフォーム９ｂを成形
した。なお、第２図ａ，ｂとも第１の成形型の光学面の
中央における第１の成形型の厚さと第２の成形型の光学
面の中央における第２の成形型の厚さは同じで１１mmで
ある。
さらに第２図ｃにおいて、レンズ形状は上面が曲率半径
９０mm、下面が曲率半径４６mm、直径は１５mmで、中心
肉厚が１mm、外周肉厚が３．３mmであり、直径の４０％
以内にあたる６mmより内部に断面が半円状の非接触部を
形成し、ガラスプレフォーム９ｃを成形した。これら上
記いずれの場合も得られたプレスレンズの波面収差はＲ
ＭＳ＝0.028 λと非常に高精度であった。
９０mm、下面が曲率半径４６mm、直径は１５mmで、中心
肉厚が１mm、外周肉厚が３．３mmであり、直径の４０％
以内にあたる６mmより内部に断面が半円状の非接触部を
形成し、ガラスプレフォーム９ｃを成形した。これら上
記いずれの場合も得られたプレスレンズの波面収差はＲ
ＭＳ＝0.028 λと非常に高精度であった。
第３図において、１１ａ，１１ｂは第１の光学面を有し
た第１の凹成形型であり、１２ａ，12ｂは第２の光学面
を有した第２の凹成形型である。第３の本発明のプレス
レンズの成形金型はこれら第１及び第２の成形型を案内
する胴型として13ａ，１３ｂに示す第１の胴型があり、
さらに第１の胴型１３ａ，１３ｂの外側に１４ａ，１４
ｂなる第２の胴型がある。
た第１の凹成形型であり、１２ａ，12ｂは第２の光学面
を有した第２の凹成形型である。第３の本発明のプレス
レンズの成形金型はこれら第１及び第２の成形型を案内
する胴型として13ａ，１３ｂに示す第１の胴型があり、
さらに第１の胴型１３ａ，１３ｂの外側に１４ａ，１４
ｂなる第２の胴型がある。
この第１の胴型材料は成形型材料と同じものを使用した
ほうが均一温度に維持しやすい。したがって、この場合
成形型材料にタングステンカーバイドを選んだため第１
の胴型も同じタングステンカーバイドを使用した。この
タングステンカーバイドは熱伝導率が４３．２kcal／mh
℃であり、非常に熱透過性に優れている。そこで第２
の胴型を使用することにより保温効果を維持させて冷却
を行なうためにオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３
０４を使用した。ＳＵＳ３０４は熱伝導率が、13.4kcal
／mh℃であるため保温効果が得られる。また、第１の胴
型の外形と第２の胴型の内径との隙間は１．２０mmに設
定している。さらに第２の胴型を第１の胴型より長くす
ることによってレンズ厚さも決定される。第３図ａ，ｂ
の成形金型の相違点は成形型底面にフランジ部を有して
いるか有していないかである。通常成形金型を移送させ
るためｂのほうが好ましいが、サイクルタイムを向上さ
せるためにはａの方が良い。このように第１の発明と異
なり成形型にヒータとの非接触部は有していないが、第
２の胴型を使用することにより非常にレンズ性能の良好
なプレスレンズを成形することができる。
ほうが均一温度に維持しやすい。したがって、この場合
成形型材料にタングステンカーバイドを選んだため第１
の胴型も同じタングステンカーバイドを使用した。この
タングステンカーバイドは熱伝導率が４３．２kcal／mh
℃であり、非常に熱透過性に優れている。そこで第２
の胴型を使用することにより保温効果を維持させて冷却
を行なうためにオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３
０４を使用した。ＳＵＳ３０４は熱伝導率が、13.4kcal
／mh℃であるため保温効果が得られる。また、第１の胴
型の外形と第２の胴型の内径との隙間は１．２０mmに設
定している。さらに第２の胴型を第１の胴型より長くす
ることによってレンズ厚さも決定される。第３図ａ，ｂ
の成形金型の相違点は成形型底面にフランジ部を有して
いるか有していないかである。通常成形金型を移送させ
るためｂのほうが好ましいが、サイクルタイムを向上さ
せるためにはａの方が良い。このように第１の発明と異
なり成形型にヒータとの非接触部は有していないが、第
２の胴型を使用することにより非常にレンズ性能の良好
なプレスレンズを成形することができる。
本発明のプレスレンズの成形方法は第３図の成形金型の
いずれかを使用して成形を行なった。プレスするガラス
材料はＳＦ３であり、プレスレンズ成形装置を第６図に
示す。第４図は第１の本発明のプレスレンズの成形方法
の温度プロフィール図である。まずガラスプレフォーム
を２００℃に予備加熱しておき、常温の成形金型の中に
供給し４８０℃（１０8.5ポアズ）まで加熱した。次い
でプレスステージに移送しプレスシリンダーを下降させ
て３０秒間プレスを行なった。プレス圧力は５００Kg／
cm2であった。その後、一旦プレス圧力を開放した第１
冷却ステージへ移送した。第１冷却ステージは４３５℃
一定に保たれており、移送後３０秒間プレス圧力を加え
た。この時、冷却速度は前半が２．５℃／secで後半が
１．６℃／secであり、４４０℃（１０11ポアズ）まで
ガラスは冷却した。そして４００℃の第２冷却ステージ
に移送して加圧した状態で５０秒間保持する。冷却速度
は前半が１．５℃／secであり、後半が０．３℃／secで
あった。この時ガラスは４０５℃（１０13ポアズ）にな
り、ここでガラスを急冷してレンズを取り出す。
いずれかを使用して成形を行なった。プレスするガラス
材料はＳＦ３であり、プレスレンズ成形装置を第６図に
示す。第４図は第１の本発明のプレスレンズの成形方法
の温度プロフィール図である。まずガラスプレフォーム
を２００℃に予備加熱しておき、常温の成形金型の中に
供給し４８０℃（１０8.5ポアズ）まで加熱した。次い
でプレスステージに移送しプレスシリンダーを下降させ
て３０秒間プレスを行なった。プレス圧力は５００Kg／
cm2であった。その後、一旦プレス圧力を開放した第１
冷却ステージへ移送した。第１冷却ステージは４３５℃
一定に保たれており、移送後３０秒間プレス圧力を加え
た。この時、冷却速度は前半が２．５℃／secで後半が
１．６℃／secであり、４４０℃（１０11ポアズ）まで
ガラスは冷却した。そして４００℃の第２冷却ステージ
に移送して加圧した状態で５０秒間保持する。冷却速度
は前半が１．５℃／secであり、後半が０．３℃／secで
あった。この時ガラスは４０５℃（１０13ポアズ）にな
り、ここでガラスを急冷してレンズを取り出す。
また、別の本発明のプレスレンズの成形方法を第５図を
参照しながら説明する。なお、第５図は第２の本発明の
プレスレンズの成形方法の温度プロフィール図である。
まず、ガラスプレフォームを４００℃に予備加熱してお
き、４００℃に加熱されている成形金型の中に供給し、
４８０℃（１０8.5ポアズ）まで加熱した。次いでプレ
スステージに移送しプレスシリンダーを下降させて３０
秒間プレスを行なった。プレス圧力は５００Kg／cm2で
あった。その後、一旦プレス圧力を開放して第１冷却ス
テージへ移送した。第１冷却ステージは４８０℃から一
定速度で冷却でき４３５℃（１０11.5ポアズ）まで冷却
を行ない、取り出した。冷却時のプレス圧力は２０Kg／
cm2であった。冷却時間は３０秒、一定冷却速度は１．
５℃／secであった。なお、第１と第２の本発明のプレ
スレンズの成形方法に用いた第１冷却ステージにおける
プレスシリンダと成形金型の断面図を第７図に、第１の
本発明のプレスレンズの成形方法に用いた第２冷却ステ
ージにおけるプレスシリンダーと成形金型の断面図を第
８図に示す。
参照しながら説明する。なお、第５図は第２の本発明の
プレスレンズの成形方法の温度プロフィール図である。
まず、ガラスプレフォームを４００℃に予備加熱してお
き、４００℃に加熱されている成形金型の中に供給し、
４８０℃（１０8.5ポアズ）まで加熱した。次いでプレ
スステージに移送しプレスシリンダーを下降させて３０
秒間プレスを行なった。プレス圧力は５００Kg／cm2で
あった。その後、一旦プレス圧力を開放して第１冷却ス
テージへ移送した。第１冷却ステージは４８０℃から一
定速度で冷却でき４３５℃（１０11.5ポアズ）まで冷却
を行ない、取り出した。冷却時のプレス圧力は２０Kg／
cm2であった。冷却時間は３０秒、一定冷却速度は１．
５℃／secであった。なお、第１と第２の本発明のプレ
スレンズの成形方法に用いた第１冷却ステージにおける
プレスシリンダと成形金型の断面図を第７図に、第１の
本発明のプレスレンズの成形方法に用いた第２冷却ステ
ージにおけるプレスシリンダーと成形金型の断面図を第
８図に示す。
前記第１，第２のプレスレンズの成形方法は１０８〜１
０12.5ポアズの範囲内で行なわれるので成形品の形状変
形や、冷却にともなう歪が発生しやすいため、ガラスと
成形金型を共に冷却して変形を防いだ。また、アニール
の前の冷却過程で成形金型とガラス温度を同じにして、
加圧状態で冷却速度を可変に制御するとアニール工程で
非常に良好な結果が得られる。すなわち、冷却における
残留歪がほとんどなく、アニールを行なっても高精度な
面精度が得られた。
０12.5ポアズの範囲内で行なわれるので成形品の形状変
形や、冷却にともなう歪が発生しやすいため、ガラスと
成形金型を共に冷却して変形を防いだ。また、アニール
の前の冷却過程で成形金型とガラス温度を同じにして、
加圧状態で冷却速度を可変に制御するとアニール工程で
非常に良好な結果が得られる。すなわち、冷却における
残留歪がほとんどなく、アニールを行なっても高精度な
面精度が得られた。
発明の効果 本発明のプレスレンズの成形金型は一対のヒータブロッ
クの間に配置しプレスレンズを成形する金型において、
各々キャビティを定義する成形面と、その成形面と反対
側にあり、ヒータブロックと接触する背面を有する第
１，第２の成形型と、前記第１及び第２の成形型を案内
する胴型とを具備し、前記第１及び第２の成形型の少な
くとも一方の成形型の背面がプレスレンズの薄肉部に近
い部分にヒータブロックとの非接触部を有しているの
で、各工程におけるステージと非接触部は接触せず熱伝
導が抑制され、ガラス内部に温度差を生じにくくするこ
とができる。
クの間に配置しプレスレンズを成形する金型において、
各々キャビティを定義する成形面と、その成形面と反対
側にあり、ヒータブロックと接触する背面を有する第
１，第２の成形型と、前記第１及び第２の成形型を案内
する胴型とを具備し、前記第１及び第２の成形型の少な
くとも一方の成形型の背面がプレスレンズの薄肉部に近
い部分にヒータブロックとの非接触部を有しているの
で、各工程におけるステージと非接触部は接触せず熱伝
導が抑制され、ガラス内部に温度差を生じにくくするこ
とができる。
また別のプレスレンズの成形金型は各々キャビティを定
義する成形面を有する第１，第２の成形型と、第１およ
び第２の成形型を案内する第１の胴型と第１の胴型の外
側に第１の胴型より熱伝導率の低い材料からなる第２の
胴型を有するものであり、第２の胴型は第１の胴型より
長く、第２の胴型が成形型もしくはプレス手段に当接す
ることによりプレスレンズの厚さを決定するので、レン
ズ周辺から熱が奪われることを防ぎ、ガラス内部に温度
差を生じにくくすることができる。
義する成形面を有する第１，第２の成形型と、第１およ
び第２の成形型を案内する第１の胴型と第１の胴型の外
側に第１の胴型より熱伝導率の低い材料からなる第２の
胴型を有するものであり、第２の胴型は第１の胴型より
長く、第２の胴型が成形型もしくはプレス手段に当接す
ることによりプレスレンズの厚さを決定するので、レン
ズ周辺から熱が奪われることを防ぎ、ガラス内部に温度
差を生じにくくすることができる。
さらに、本発明のプレスレンズの成形方法はガラス転移
点以下の温度を有する成形型に、１０12ポアズ以上のガ
ラスを供給し、１０8〜１０10ポアズのガラス粘度に対
応する温度まで加熱し、３秒〜９０秒間プレスしたのち
加圧したまま１０10〜１０11ポアズまでは１．５〜２．
５℃／secの冷却速度で冷却を行ない、１０10〜１０11
ポアズ以上は０．２〜１．５℃／secの冷却速度で冷却
を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取り出す
のでサイクルタイムの短縮化が図れ、かつ高精度で安価
なプレスレンズを成形することができる。
点以下の温度を有する成形型に、１０12ポアズ以上のガ
ラスを供給し、１０8〜１０10ポアズのガラス粘度に対
応する温度まで加熱し、３秒〜９０秒間プレスしたのち
加圧したまま１０10〜１０11ポアズまでは１．５〜２．
５℃／secの冷却速度で冷却を行ない、１０10〜１０11
ポアズ以上は０．２〜１．５℃／secの冷却速度で冷却
を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取り出す
のでサイクルタイムの短縮化が図れ、かつ高精度で安価
なプレスレンズを成形することができる。
第１図，第２図，第３図はそれぞれ本発明の一実施例の
プレスレンズの成形金型の断面図、第４図，第５図はそ
れぞれ本発明の一実施例のプレスレンズの成形方法のガ
ラス温度プロフィール図、第６図は本発明の実施例に用
いたプレスレンズ成形装置のブロック図、第７図は本発
明の実施例に用いた第１冷却ステージにおけるプレスシ
リンダーと成形金型の断面図、第８図は本発明の実施例
に用いた第２冷却ステージにおけるプレスシリンダーと
成形金型の断面図、第９図は従来のプレスレンズの成形
金型の断面図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ……上成形型、２ａ，２ｂ，２ｃ……
下成形型、３ａ，３ｂ，３ｃ……胴型、４ａ，４ｂ，４
ｃ……ガラスプレフォーム、５ａ，５ｂ，５ｂ′，５ｃ
……非接触部、６ａ，６ｂ，６ｃ……上成形型、７ａ，
７ｂ，７ｃ……下成形型、８ａ，８ｂ，８ｃ……胴型、
９ａ，９ｂ，９ｃ……ガラスプレフォーム、１０ａ，１
０ｂ，１０ｂ′，１０ｃ……非接触部、１１ａ，１１ｂ
……上成形型、１２ａ，１２ｂ……下成形型、１３ａ，
１３ｂ……第１の胴型、１４ａ，１４ｂ……第２の胴
型、１５ａ，１５ｂ……ガラスプレフォーム、１６……
カートリッジヒータ、１７……冷却管。
プレスレンズの成形金型の断面図、第４図，第５図はそ
れぞれ本発明の一実施例のプレスレンズの成形方法のガ
ラス温度プロフィール図、第６図は本発明の実施例に用
いたプレスレンズ成形装置のブロック図、第７図は本発
明の実施例に用いた第１冷却ステージにおけるプレスシ
リンダーと成形金型の断面図、第８図は本発明の実施例
に用いた第２冷却ステージにおけるプレスシリンダーと
成形金型の断面図、第９図は従来のプレスレンズの成形
金型の断面図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ……上成形型、２ａ，２ｂ，２ｃ……
下成形型、３ａ，３ｂ，３ｃ……胴型、４ａ，４ｂ，４
ｃ……ガラスプレフォーム、５ａ，５ｂ，５ｂ′，５ｃ
……非接触部、６ａ，６ｂ，６ｃ……上成形型、７ａ，
７ｂ，７ｃ……下成形型、８ａ，８ｂ，８ｃ……胴型、
９ａ，９ｂ，９ｃ……ガラスプレフォーム、１０ａ，１
０ｂ，１０ｂ′，１０ｃ……非接触部、１１ａ，１１ｂ
……上成形型、１２ａ，１２ｂ……下成形型、１３ａ，
１３ｂ……第１の胴型、１４ａ，１４ｂ……第２の胴
型、１５ａ，１５ｂ……ガラスプレフォーム、１６……
カートリッジヒータ、１７……冷却管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 正二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−107822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−159227（ＪＰ，Ａ)
Claims (16)
- 【請求項１】一対のヒータブロックの間に配置しプレス
レンズを形成する金型において、各々キャビティを定義
する成形面と、その成形面と反対側にあり、ヒータブロ
ックと接触する背面を有する第１，第２の成形型と、前
記第１及び第２の成形型を案内する胴型とを具備し、前
記第１及び第２の成形型の少なくとも一方の成形型の背
面がヒータブロックとの非接触部を有することを特徴と
するプレスレンズの成形金型。 - 【請求項２】第１の成形型の第１の成形面の曲率と第２
の成形型の第２の成形面の曲率とが異なっており曲率が
小さい成形型の背面にヒータブロックとの非接触部を有
することを特徴とする請求項(1)記載のプレスレンズの
成形金型。 - 【請求項３】一対のヒータブロックの間に配置しプレス
レンズを成形する金型において、各々キャビティを定義
する成形面と、その成形面と反対側にあり、ヒータブロ
ックと接触する背面を有する第１，第２の成形型と、前
記第１及び第２の成形型を案内する胴型とを具備し、成
形されるプレスレンズの薄肉部となる前記第１及び第２
の成形型の少なくとも一方の成形型の背面がヒータブロ
ックと非接触になることを特徴とするプレスレンズの成
形金型。 - 【請求項４】成形金型は凸レンズを成形するものであ
り、第１及び第２の成形型の少なくとも一方は背面が外
側に近い部分でヒータブロックと非接触部を有すること
を特徴とする請求項(3)記載のプレスレンズの成形金
型。 - 【請求項５】成形金型は凹レンズを成形するものであ
り、第１及び第２の成形型の少なくとも一方は背面が中
心に近い部分でヒータブロックと非接触部を有すること
を特徴とする請求項(3)記載のプレスレンズの成形金
型。 - 【請求項６】各々を定義する成形面を有する第１，第２
の成形型と、前記第１及び第２の成形型を案内する第１
の胴型と、前記第１の胴型の外側に設けられ、かつ前記
第１の胴型より熱伝導率の低い材料からなる第２の胴型
とを具備しており、前記第２の胴型は前記第１の胴型よ
り長く、前記第２の胴型が前記成形型またはプレス手段
に当接することによりプレスレンズの厚さを決定するこ
とからなるプレスレンズの成形金型。 - 【請求項７】第１，第２の成形型および第１の胴型がタ
ングステンカーバイド(ＷＣ)を主成分とする超硬合金、
またはチタンナイトライド(ＴｉＮ)、チタンカーバイド
(ＴｉＣ)、クロムカーバイド(Cr3C2)を主成分とするサ
ーメット等の焼結材料を用いていることを特徴とする請
求項(6)記載のプレスレンズの成形金型。 - 【請求項８】第２の胴型がオーステナイト系又はマルテ
ンサイト系ステンレス鋼を用いていることを特徴とする
請求項(6)記載のプレスレンズの成形金型。 - 【請求項９】第１の胴型の外径と前記第２の胴型の内径
との隙間が３mm以内であることを特徴とする請求項(6)
記載のプレスレンズの成形金型。 - 【請求項１０】第１の成形型の背面と第２の成形型の背
面との平行度が第２の胴型の平行度により決定されるこ
とを特徴とする請求項(6)記載のプレスレンズの成形金
型。 - 【請求項１１】第１の胴型が第１及び第２の成形型を案
内することによって、レンズの光軸を決定することを特
徴とする請求項(6)記載のプレスレンズの成形金型。 - 【請求項１２】ガラス転移点以下の温度を有する成形型
に、１０12ポアズ以上のガラスを供給し、前記ガラス及
び前記成形型の成形面付近の温度を１０８〜１０10ポア
ズのガラス粘度に対応する温度まで加熱し、３秒〜９０
秒間プレスしたのち加圧したまま１０10〜１０11ポアズ
までは１．５〜２．５℃／secの冷却速度で冷却を行な
い、１０10〜１０11ポアズ以上は０．２〜１．５℃／se
cの冷却速度で冷却を行ない、ガラス転移点以下でプレ
スレンズを取り出すこと特徴とするプレスレンズの成形
方法。 - 【請求項１３】プレス圧力を５００Kg／cm2以下である
ことを特徴とする請求項(12)記載のプレスレンズの成形
方法。 - 【請求項１４】プレス後の冷却は、一定温度に保たれた
冷却ステージを少なくとも１つ設け、前記冷却ステージ
を順次移送させて冷却することを特徴とする請求項(12)
記載のプレスレンズの成形方法。 - 【請求項１５】プレス後の冷却は、冷却ステージへの移
送中を除き、ガラス転移点付近まで加圧を行うことを特
徴とする請求項(12)記載のプレスレズの成形方法。 - 【請求項１６】プレスレンズを取り出し後、アニールを
行うことを特徴とする請求項(12)記載のプレスレンズの
成形方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263229A JPH0624992B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | プレスレンズの成形金型およびその成形方法 |
| DE68913860T DE68913860T2 (de) | 1988-08-22 | 1989-08-09 | Pressform und Formgebungsverfahren zum Herstellen von optischen Teilen. |
| EP89308102A EP0356068B1 (en) | 1988-08-22 | 1989-08-09 | Mold and molding method for molding optical elements |
| US07/396,621 US5015280A (en) | 1988-08-22 | 1989-08-22 | Mold for molding optical elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263229A JPH0624992B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | プレスレンズの成形金型およびその成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111635A JPH02111635A (ja) | 1990-04-24 |
| JPH0624992B2 true JPH0624992B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=17386571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63263229A Expired - Lifetime JPH0624992B2 (ja) | 1988-08-22 | 1988-10-19 | プレスレンズの成形金型およびその成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624992B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-10-19 JP JP63263229A patent/JPH0624992B2/ja not_active Expired - Lifetime
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