JPH0645465B2 - 光学ガラス素子の製造方法 - Google Patents
光学ガラス素子の製造方法Info
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- JPH0645465B2 JPH0645465B2 JP19506189A JP19506189A JPH0645465B2 JP H0645465 B2 JPH0645465 B2 JP H0645465B2 JP 19506189 A JP19506189 A JP 19506189A JP 19506189 A JP19506189 A JP 19506189A JP H0645465 B2 JPH0645465 B2 JP H0645465B2
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- processing jig
- glass
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レンズやプリズム等の高精度な光学ガラス素
子および前記光学ガラス素子のリヒートプレス成形用素
材の光学ガラス成形体等の光学ガラス素子の製造方法に
関する。
子および前記光学ガラス素子のリヒートプレス成形用素
材の光学ガラス成形体等の光学ガラス素子の製造方法に
関する。
従来の技術 近年、光学ガラスレンズは光学機器のレンズ構成の簡略
化とレンズ部分の軽量化の両方を同時に達成しうる非球
面化の方向にある。この非球面レンズの製造にあたって
は、従来の光学レンズの製造方法である研磨法では、加
工および量産化が困難であり、金型を用いた成形法が有
望視されている。
化とレンズ部分の軽量化の両方を同時に達成しうる非球
面化の方向にある。この非球面レンズの製造にあたって
は、従来の光学レンズの製造方法である研磨法では、加
工および量産化が困難であり、金型を用いた成形法が有
望視されている。
この金型を用いた成形法というのは、予め所望の面品質
および面精度に仕上げた金型上に水酸化アルミニウム、
炭酸マグネシウム、カーボン等の離型剤を塗布あるいは
被覆した状態で、光学ガラスの塊状物を加熱成形する
か、あるいは溶融状態の光学ガラスの塊状物を加熱成形
を行なう方法である。（例えば、特公昭５４−６０３１
２号公報） 発明が解決しようとする課題 非球面レンズ、プリズム等の光学ガラス素子の場合、欠
陥あるいは離型剤の付着のない表面、面粗度、および面
精度であることが要求されるため、光学ガラス素子およ
び前記光学ガラス素子のリヒートプレス成形用素材の光
学ガラス成形体は非常に高価なものになっていた。
および面精度に仕上げた金型上に水酸化アルミニウム、
炭酸マグネシウム、カーボン等の離型剤を塗布あるいは
被覆した状態で、光学ガラスの塊状物を加熱成形する
か、あるいは溶融状態の光学ガラスの塊状物を加熱成形
を行なう方法である。（例えば、特公昭５４−６０３１
２号公報） 発明が解決しようとする課題 非球面レンズ、プリズム等の光学ガラス素子の場合、欠
陥あるいは離型剤の付着のない表面、面粗度、および面
精度であることが要求されるため、光学ガラス素子およ
び前記光学ガラス素子のリヒートプレス成形用素材の光
学ガラス成形体は非常に高価なものになっていた。
すなわち光学ガラス成形体の表面に欠陥がない状態（例
えば表面粗さＲＭＳで0.005ミクロン以下の鏡面状態）
にするために、研磨またはエッチング処理を施す必要が
あり光学ガラス成形体が高価なものになっており、低コ
ストで高精度な光学ガラス成形体が製造できる方法の開
発が強く望まれていた。
えば表面粗さＲＭＳで0.005ミクロン以下の鏡面状態）
にするために、研磨またはエッチング処理を施す必要が
あり光学ガラス成形体が高価なものになっており、低コ
ストで高精度な光学ガラス成形体が製造できる方法の開
発が強く望まれていた。
課題を解決するための手段 本発明は前記課題を解決するために、非酸化性雰囲気中
で、所望の光学ガラス素子と近似形状でない第一の熱加
工治具で溶融ガラスを受けてガラスコブを作製する工
程、所望の光学ガラス素子と近似形状の第二の熱加工治
具に前記ガラスゴブを接着させた状態で前記ガラスゴブ
と第二の熱加工治具とを反転させて置換する工程、第二
の熱加工治具で熱軟化した前記ガラスゴブの表面張力に
より光学ガラス成形体を作製する工程、光学ガラス成形
体をプレス成形用金型で加熱加圧成形する工程とを含む
光学ガラス素子の製造方法を提供するものである。
で、所望の光学ガラス素子と近似形状でない第一の熱加
工治具で溶融ガラスを受けてガラスコブを作製する工
程、所望の光学ガラス素子と近似形状の第二の熱加工治
具に前記ガラスゴブを接着させた状態で前記ガラスゴブ
と第二の熱加工治具とを反転させて置換する工程、第二
の熱加工治具で熱軟化した前記ガラスゴブの表面張力に
より光学ガラス成形体を作製する工程、光学ガラス成形
体をプレス成形用金型で加熱加圧成形する工程とを含む
光学ガラス素子の製造方法を提供するものである。
作用 高温の溶融ガラスは化学的に極めて活性な状態にあるた
め、熱加工治具に非常に大きなダメージを与え、光学ガ
ラスと反応あるいは融着した。このことを防ぐために熱
加工治具を加熱せずに使用することは有効であるが、熱
加工治具と接したガラスゴブの接触面には熱収縮に起因
するしわ状の大きな欠陥が発生する。一方、熱加工治具
と接していないガラスゴブの表面は非常に平滑な面であ
った。
め、熱加工治具に非常に大きなダメージを与え、光学ガ
ラスと反応あるいは融着した。このことを防ぐために熱
加工治具を加熱せずに使用することは有効であるが、熱
加工治具と接したガラスゴブの接触面には熱収縮に起因
するしわ状の大きな欠陥が発生する。一方、熱加工治具
と接していないガラスゴブの表面は非常に平滑な面であ
った。
熱加工治具と接したガラスゴブ表面のしわ状の欠陥を取
り除くために、溶融ガラスを所望の光学ガラス素子と近
似形状でない第一の熱加工治具で受けた後、ガラスゴブ
の平滑な面に所望の光学ガラス素子と近似形状の第二の
熱加工治具を接触させて、ガラスゴブを第二の熱加工治
具に付着させる。ガラスゴブが第二の熱加工治具に付着
した状態で第二の熱加工治具を反転させて、ガラスゴブ
を第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に安定して置
換し、加熱した第二の熱加工治具でしわ状の面を上にし
たガラスゴブをガラスの表面張力により大変形を行う。
さらにこの光学ガラス成形体をプレス成形用金型で加熱
加圧成形することにより、表面に欠陥のない光学ガラス
素子を製造することができる。
り除くために、溶融ガラスを所望の光学ガラス素子と近
似形状でない第一の熱加工治具で受けた後、ガラスゴブ
の平滑な面に所望の光学ガラス素子と近似形状の第二の
熱加工治具を接触させて、ガラスゴブを第二の熱加工治
具に付着させる。ガラスゴブが第二の熱加工治具に付着
した状態で第二の熱加工治具を反転させて、ガラスゴブ
を第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に安定して置
換し、加熱した第二の熱加工治具でしわ状の面を上にし
たガラスゴブをガラスの表面張力により大変形を行う。
さらにこの光学ガラス成形体をプレス成形用金型で加熱
加圧成形することにより、表面に欠陥のない光学ガラス
素子を製造することができる。
溶融ガラスを直接受ける第一の熱加工治具は、溶融ガラ
スと濡れ性が悪く、離型性が優れている材料、例えばカ
ーボン，ボロンナイトライド，窒化アルミ，窒化クロ
ム，ステンレス鋼等が適している。また、第二の熱加工
治具及びプレス成形用金型に被覆する薄膜は、非酸化性
雰囲気中で光学ガラスと反応あるいはわずかに付着する
貴金属，タングステン，タンタル，レニウム，ハフニウ
ムの単体あるいはそれらの合金であることが望ましい。
スと濡れ性が悪く、離型性が優れている材料、例えばカ
ーボン，ボロンナイトライド，窒化アルミ，窒化クロ
ム，ステンレス鋼等が適している。また、第二の熱加工
治具及びプレス成形用金型に被覆する薄膜は、非酸化性
雰囲気中で光学ガラスと反応あるいはわずかに付着する
貴金属，タングステン，タンタル，レニウム，ハフニウ
ムの単体あるいはそれらの合金であることが望ましい。
本発明において、光学ガラスとこれらの薄膜とが反応あ
るいは融着しない非酸化雰囲気は、窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガス、およびこれらの不活性ガスに水
素、あるいは一酸化炭素，二酸化炭素の炭素酸化物，メ
タン，エタン，エチレン，トルエン等の炭化水素類，ト
リクロロエチレン，トリクロルトリフルオルエタン等の
ハロゲン化炭化水素類，エチレングリコール，グリセリ
ン等のアルコール類，Ｆ−１１３，Ｆ−１１等のフルオ
ロカーボン類を適宜混合したものである。
るいは融着しない非酸化雰囲気は、窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガス、およびこれらの不活性ガスに水
素、あるいは一酸化炭素，二酸化炭素の炭素酸化物，メ
タン，エタン，エチレン，トルエン等の炭化水素類，ト
リクロロエチレン，トリクロルトリフルオルエタン等の
ハロゲン化炭化水素類，エチレングリコール，グリセリ
ン等のアルコール類，Ｆ−１１３，Ｆ−１１等のフルオ
ロカーボン類を適宜混合したものである。
これらの雰囲気は、光学ガラス組成，熱加工治具に被覆
する薄膜組成，熱変形の温度と時間，プレス成形の温度
と時間，あるいは光学ガラス成形体の形状等の条件によ
って適宜選択する。
する薄膜組成，熱変形の温度と時間，プレス成形の温度
と時間，あるいは光学ガラス成形体の形状等の条件によ
って適宜選択する。
実施例 以下に本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
実施例１ 第１図は本発明に用いた第一の熱加工治具、第二の熱加
工治具及びプレス成形用金型の断面図である。第一の熱
加工治具としてカーボンを使用し、平型に加工した。第
二の熱加工治具の母材として超硬合金（ＷＣ−５ＴｉＣ
−８Ｃｏ）を用いて曲率半径が１５mmの凹形の光学面１
を形成した。この光学面１をさらに超微細なダイヤモン
ド粉末を用いてラッピングし、第１時間で表面の表面粗
さ（ＲＭＳ）が約３０Åの鏡面にした。鏡面となった熱
加工治具表面に、スパッタ法で白金−イリジウム−オス
ミウム合金（Ｐｔ−Ｉｔ−Ｏｓ）の薄膜２を被覆した。
第二の熱加工治具と同様に母材として超硬合金（ＷＣ−
５ＴｉＣ−８Ｃｏ）を用いて曲率半径が２０mmの凹形の
光学面１を形成し、スパッタ法で白金−イリジウム−オ
スミウム合金（Ｐｔ−Ｉｒ−Ｏｓ）の薄膜２を被覆し、
プレス成形用金型とした。
工治具及びプレス成形用金型の断面図である。第一の熱
加工治具としてカーボンを使用し、平型に加工した。第
二の熱加工治具の母材として超硬合金（ＷＣ−５ＴｉＣ
−８Ｃｏ）を用いて曲率半径が１５mmの凹形の光学面１
を形成した。この光学面１をさらに超微細なダイヤモン
ド粉末を用いてラッピングし、第１時間で表面の表面粗
さ（ＲＭＳ）が約３０Åの鏡面にした。鏡面となった熱
加工治具表面に、スパッタ法で白金−イリジウム−オス
ミウム合金（Ｐｔ−Ｉｔ−Ｏｓ）の薄膜２を被覆した。
第二の熱加工治具と同様に母材として超硬合金（ＷＣ−
５ＴｉＣ−８Ｃｏ）を用いて曲率半径が２０mmの凹形の
光学面１を形成し、スパッタ法で白金−イリジウム−オ
スミウム合金（Ｐｔ−Ｉｒ−Ｏｓ）の薄膜２を被覆し、
プレス成形用金型とした。
溶融ガラス１４は、シリカ（ＳｉＯ２）３０重量パーセ
ント、酸化バリウム（ＢａＯ）５０重量パーセント、ホ
ウ酸（Ｂ２Ｏ３）１５重量パーセント、残部が微量成分
からなるホウケイ酸バリウムガラスを用いた。このガラ
スを１２００℃で溶融したあと、８００℃に保持したノ
ズル１２から約３グラムの溶融ガラス１４を窒素ガス２
０リッター／分、水素ガス２リッター／分の割合で混合
した雰囲気の成形機内に保持した第一の熱加工治具２４
に滴下した。第一の熱加工治具２４は予め２００℃に加
熱しておき、滴下後直ちに溶融ガラス１４に第二の熱加
工治具１６を溶融させて第二の熱加工治具１６に溶融ガ
ラス１４を付着させた。溶融ガラス１４の付着した第二
の熱加工治具１６をアーム２５によって反転させ、第二
の熱加工治具１６に第２図のように溶融ガラス１４を置
換した。第二の熱加工治具１６で６３０℃、１０分間熱
変形させたあと、プレス成形用金型２０でプレス成形し
た。プレス成形条件は金型温度５６０℃、プレス圧力３
０Ｋｇ／cm2、プレス時間２分であった。その後３００
℃まで徐冷し、取り出し口２３から光学ガラス素子２２
を取り出した。
ント、酸化バリウム（ＢａＯ）５０重量パーセント、ホ
ウ酸（Ｂ２Ｏ３）１５重量パーセント、残部が微量成分
からなるホウケイ酸バリウムガラスを用いた。このガラ
スを１２００℃で溶融したあと、８００℃に保持したノ
ズル１２から約３グラムの溶融ガラス１４を窒素ガス２
０リッター／分、水素ガス２リッター／分の割合で混合
した雰囲気の成形機内に保持した第一の熱加工治具２４
に滴下した。第一の熱加工治具２４は予め２００℃に加
熱しておき、滴下後直ちに溶融ガラス１４に第二の熱加
工治具１６を溶融させて第二の熱加工治具１６に溶融ガ
ラス１４を付着させた。溶融ガラス１４の付着した第二
の熱加工治具１６をアーム２５によって反転させ、第二
の熱加工治具１６に第２図のように溶融ガラス１４を置
換した。第二の熱加工治具１６で６３０℃、１０分間熱
変形させたあと、プレス成形用金型２０でプレス成形し
た。プレス成形条件は金型温度５６０℃、プレス圧力３
０Ｋｇ／cm2、プレス時間２分であった。その後３００
℃まで徐冷し、取り出し口２３から光学ガラス素子２２
を取り出した。
このような工程によって作製した光学ガラス素子２２に
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２５Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２５Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
実施例２ 第一の熱加工治具としてボロンナイトライドを使用し、
曲率半径が４５mmの凸形に加工した。第二の熱加工治具
の母材としてオーステナイト鋼（ＳＵＳ３１６）を用い
て曲率半径が４５mmの凹形の光学面１を形成した。この
光学面１をさらに超微細なダイヤモンド粉末を用いてラ
ッピングし、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約
３０Åの鏡面にした。鏡面となった熱加工治具表面に、
スパッタ法で白金−イリジウム−オスミウム合金（Ｐｔ
−Ｉｒ−Ｏｓ）の薄膜２を被覆した。第二の熱加工治具
と同様に母材としてオーステナイト鋼（ＳＵＳ３１６）
を用いて曲率半径が１５０mmの凹形の光学面１を形成
し、スパッタ法でロジウム−金−タングステン合金（Ｒ
ｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金型と
した。
曲率半径が４５mmの凸形に加工した。第二の熱加工治具
の母材としてオーステナイト鋼（ＳＵＳ３１６）を用い
て曲率半径が４５mmの凹形の光学面１を形成した。この
光学面１をさらに超微細なダイヤモンド粉末を用いてラ
ッピングし、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約
３０Åの鏡面にした。鏡面となった熱加工治具表面に、
スパッタ法で白金−イリジウム−オスミウム合金（Ｐｔ
−Ｉｒ−Ｏｓ）の薄膜２を被覆した。第二の熱加工治具
と同様に母材としてオーステナイト鋼（ＳＵＳ３１６）
を用いて曲率半径が１５０mmの凹形の光学面１を形成
し、スパッタ法でロジウム−金−タングステン合金（Ｒ
ｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金型と
した。
溶融ガラス１４は、ジルコニア（ＺｒＯ２）８重量パー
セント、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）３０重量パーセン
ト、ホウ酸（Ｂ２Ｏ３）４２重量パーセント、酸化カル
シウム（ＣａＯ）１０重量パーセント、残部が微量成分
からなるランタン系ガラスを用いた。このガラスを１４
００℃で溶融したあと、９５０℃に保持したノズル１２
から約３グラムの溶融ガラス１４を窒素ガス２０リッタ
ー／分、トリクロルトリフルオルエタン（Ｃ２Ｃｌ３Ｆ
３）ガス１リッター／分の割合で混合したハロゲン化炭
化水素雰囲気の成形機内に保持した第一の熱加工治具２
４に滴下した。第一の熱加工治具２４は予め４００℃に
加熱しておき、滴下後直ちに溶融ガラス１４に第二の熱
加工治具１６を接触させて第二の熱加工治具２４に溶融
ガラス１４を付着させた。溶融ガラス１４の付着した第
二の熱加工治具１６をアーム２５によって反転させ、第
二の熱加工治具１６に第２図のように溶融ガラス１４を
置換した。第二の熱加工治具１６で７８０℃、２０分間
熱変形させたあと、プレス成形用金型２０でプレス成形
した。プレス成形条件は金型温度６８０℃、プレス圧力
３０Ｋｇ／cm2、プレス時間２分であった。その後４０
０℃まで徐冷し、取り出し口２３から光学ガラス素子２
２を取り出した。
セント、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）３０重量パーセン
ト、ホウ酸（Ｂ２Ｏ３）４２重量パーセント、酸化カル
シウム（ＣａＯ）１０重量パーセント、残部が微量成分
からなるランタン系ガラスを用いた。このガラスを１４
００℃で溶融したあと、９５０℃に保持したノズル１２
から約３グラムの溶融ガラス１４を窒素ガス２０リッタ
ー／分、トリクロルトリフルオルエタン（Ｃ２Ｃｌ３Ｆ
３）ガス１リッター／分の割合で混合したハロゲン化炭
化水素雰囲気の成形機内に保持した第一の熱加工治具２
４に滴下した。第一の熱加工治具２４は予め４００℃に
加熱しておき、滴下後直ちに溶融ガラス１４に第二の熱
加工治具１６を接触させて第二の熱加工治具２４に溶融
ガラス１４を付着させた。溶融ガラス１４の付着した第
二の熱加工治具１６をアーム２５によって反転させ、第
二の熱加工治具１６に第２図のように溶融ガラス１４を
置換した。第二の熱加工治具１６で７８０℃、２０分間
熱変形させたあと、プレス成形用金型２０でプレス成形
した。プレス成形条件は金型温度６８０℃、プレス圧力
３０Ｋｇ／cm2、プレス時間２分であった。その後４０
０℃まで徐冷し、取り出し口２３から光学ガラス素子２
２を取り出した。
このような工程によって作製した光学ガラス素子２２に
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２０Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２０Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
実施例３ 第一の熱加工治具として窒化アルミを使用し、曲率半径
が２００mmの凸形に加工した。第二の熱加工治具の母材
としてサーメット（TiC-10Mo-9Ni）を用いて曲率半径が
２００mmの凹形の光学面１を形成した。この光学面１を
さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いてラッピング
し、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約３０Åの
鏡面にした。鏡面となった熱加工治具表面に、スパッタ
法で白金−タンタル−レニウム合金（Ｐｔ−Ｔａ−Ｒ
ｅ）の薄膜２を被覆した。第二の熱加工治具と同様に母
材としてサーメット（ＴｉＣ−１０Ｍｏ−９Ｎｉ）を用
いて曲率半径が５００mmの凹形の光学面１を形成し、ス
パッタ法で白金−タンタル−レニウム合金（Ｐｔ−Ｔａ
−Ｒｅ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金型とした。
が２００mmの凸形に加工した。第二の熱加工治具の母材
としてサーメット（TiC-10Mo-9Ni）を用いて曲率半径が
２００mmの凹形の光学面１を形成した。この光学面１を
さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いてラッピング
し、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約３０Åの
鏡面にした。鏡面となった熱加工治具表面に、スパッタ
法で白金−タンタル−レニウム合金（Ｐｔ−Ｔａ−Ｒ
ｅ）の薄膜２を被覆した。第二の熱加工治具と同様に母
材としてサーメット（ＴｉＣ−１０Ｍｏ−９Ｎｉ）を用
いて曲率半径が５００mmの凹形の光学面１を形成し、ス
パッタ法で白金−タンタル−レニウム合金（Ｐｔ−Ｔａ
−Ｒｅ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金型とした。
溶融ガラス１４は、シリカ（ＳｉＯ２）６５重量パーセ
ント、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）９重量パーセント、ホウ
酸（Ｂ２Ｏ３）１０重量パーセント、酸化ナトリウム
（Ｎａ２Ｏ）１０重量パーセント、残部が微量成分から
なるホウケイ酸ガラスを用いた。
ント、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）９重量パーセント、ホウ
酸（Ｂ２Ｏ３）１０重量パーセント、酸化ナトリウム
（Ｎａ２Ｏ）１０重量パーセント、残部が微量成分から
なるホウケイ酸ガラスを用いた。
このガラスを１３５０℃で溶融したあと、 ９２０℃に保持したノズル１２から約３グラムの溶融ガ
ラス１４をアルゴンガス２０リッター／分、エチレン
（Ｃ２Ｈ４）１リッター／分の割合で混合した炭化水素
雰囲気の成形機内に保持した第一の熱加工治具２４に滴
下した。第一の熱加工治具２４は予め５５０℃に加熱し
ておき、滴下後直ちに溶融ガラス１４に第二の熱加工治
具１６を接触させて第二の熱加工治具１６に溶融ガラス
１４を付着させた。溶融ガラス１４の付着した第二の熱
加工治具１６をアーム２５によって反転させ、第二の熱
加工治具１６に第２図のように溶融ガラス１４を置換し
た。第二の熱加工治具１６で７８０℃、５分間熱変形さ
せたあと、プレス成形用金型２０でプレス成形した。プ
レス成形条件は金型温度６８０℃、プレス圧力８０Ｋｇ
／cm2、プレス時間１分であった。その後３８０℃まで
徐冷し、取り出し口２３から光学ガラス素子２２を取り
出した。
ラス１４をアルゴンガス２０リッター／分、エチレン
（Ｃ２Ｈ４）１リッター／分の割合で混合した炭化水素
雰囲気の成形機内に保持した第一の熱加工治具２４に滴
下した。第一の熱加工治具２４は予め５５０℃に加熱し
ておき、滴下後直ちに溶融ガラス１４に第二の熱加工治
具１６を接触させて第二の熱加工治具１６に溶融ガラス
１４を付着させた。溶融ガラス１４の付着した第二の熱
加工治具１６をアーム２５によって反転させ、第二の熱
加工治具１６に第２図のように溶融ガラス１４を置換し
た。第二の熱加工治具１６で７８０℃、５分間熱変形さ
せたあと、プレス成形用金型２０でプレス成形した。プ
レス成形条件は金型温度６８０℃、プレス圧力８０Ｋｇ
／cm2、プレス時間１分であった。その後３８０℃まで
徐冷し、取り出し口２３から光学ガラス素子２２を取り
出した。
このような工程によって作製した光学ガラス素子２２に
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２０Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２０Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
実施例４ 第一の熱加工治具としてマルテンサイト系ステンレス鋼
（ＳＵＳ４２０）を使用し、平型に加工した。第二の熱
加工治具の母材としてシリコンを用いて曲率半径が５５
mmの凹形の光学面１を形成した。この光学面１をさらに
超微細なダイヤモンド粉末を用いてラッピングし、約１
時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約２０Åの鏡面にし
た。鏡面となった熱加工治具表面に、スパッタ法でロジ
ウム−金−タングステン合金（Ｒｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜
２を被覆した。第二の熱加工治具と同様に母材としてシ
リコンを用いて曲率半径が１００mmの凹形の光学面１を
形成し、スパッタ法でロジウム−金−タングステン合金
（Ｒｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金
型とした。
（ＳＵＳ４２０）を使用し、平型に加工した。第二の熱
加工治具の母材としてシリコンを用いて曲率半径が５５
mmの凹形の光学面１を形成した。この光学面１をさらに
超微細なダイヤモンド粉末を用いてラッピングし、約１
時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約２０Åの鏡面にし
た。鏡面となった熱加工治具表面に、スパッタ法でロジ
ウム−金−タングステン合金（Ｒｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜
２を被覆した。第二の熱加工治具と同様に母材としてシ
リコンを用いて曲率半径が１００mmの凹形の光学面１を
形成し、スパッタ法でロジウム−金−タングステン合金
（Ｒｈ−Ａｕ−Ｗ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金
型とした。
溶融ガラス１４は、シリカ（ＳｉＯ２）５２重量パーセ
ント、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）６重量パーセント、酸化
鉛（ＰｂＯ）３５重量パーセント、酸化ナトリウム（Ｎ
ａ２Ｏ）５重量パーセント、残部が微量成分からなる重
フリントガラスを用いた。
ント、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）６重量パーセント、酸化
鉛（ＰｂＯ）３５重量パーセント、酸化ナトリウム（Ｎ
ａ２Ｏ）５重量パーセント、残部が微量成分からなる重
フリントガラスを用いた。
このガラスを１２５０℃で溶融したあと、 ７５０℃に保持したノズル１２から約５グラムの溶融ガ
ラス１４をヘルウムガラス２０リッター／分、二酸化炭
素ガス２リッター／分の割合で混合した雰囲気の成形機
内に保持した第一の熱加工治具２４に滴下した。第一の
熱加工治具２４は加熱せずにおき、滴下後直ちに溶融ガ
ラス１４に第二の熱加工治具１６を接触させて第二の熱
加工治具１６に溶融ガラス１４を付着させた。溶融ガラ
ス１４の付着した第二の熱加工治具１６をアーム２５に
よって反転させ、第二の熱加工治具１６に第２図のよう
に溶融ガラス１４を置換した。第二の熱加工治具１６で
６１０℃、５分間熱変形させたあと、プレス成形用金型
２０でプレス成形した。プレス成形条件は金型温度５５
０℃、プレス圧力８０Ｋｇ／cm2、プレス時間１分であ
った。その後３８０℃まで徐冷し、取り出し口２３から
光学ガラス素子２２を取り出した。
ラス１４をヘルウムガラス２０リッター／分、二酸化炭
素ガス２リッター／分の割合で混合した雰囲気の成形機
内に保持した第一の熱加工治具２４に滴下した。第一の
熱加工治具２４は加熱せずにおき、滴下後直ちに溶融ガ
ラス１４に第二の熱加工治具１６を接触させて第二の熱
加工治具１６に溶融ガラス１４を付着させた。溶融ガラ
ス１４の付着した第二の熱加工治具１６をアーム２５に
よって反転させ、第二の熱加工治具１６に第２図のよう
に溶融ガラス１４を置換した。第二の熱加工治具１６で
６１０℃、５分間熱変形させたあと、プレス成形用金型
２０でプレス成形した。プレス成形条件は金型温度５５
０℃、プレス圧力８０Ｋｇ／cm2、プレス時間１分であ
った。その後３８０℃まで徐冷し、取り出し口２３から
光学ガラス素子２２を取り出した。
このような工程によって作製した光学ガラス素子２２に
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２０Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
おいて、プレス成形面の表面粗さ （ＲＭＳ）は約２０Åの光学的鏡面であり、気泡、傷、
あるいは剥離跡といった欠陥は認められず、面精度もニ
ュートンリング２本以内、アス５分の１本以内であり、
その光学性能は極めて優れていた。
なお本発明の光学ガラス素子の製造方法は、非酸化性雰
囲気中で、所望の光学ガラス素子と近似形状でない第一
の熱加工治具で溶融ガラスを受けてガラスゴブを作製す
る工程、所望の光学ガラス素子と近似形状の第二の熱加
工治具に前記ガラスゴブを接着させた状態で前記ガラス
ゴブと第二の熱加工治具とを反転させて置換する工程、
第二の熱加工治具で熱軟化した前記ガラスゴブの表面張
力により光学ガラス成形体を作製する工程、光学ガラス
成形体をプレス成形用金型で加熱加圧成形する工程を含
む光学ガラス素子の製造方法であることを特徴とするも
のであり、成形の雰囲気、光学ガラス組成、熱加工治具
に被覆する薄膜組成、熱変形の温度と時間、あるいは光
学ガラス成形体の形状等の条件は本実施例に限定される
ものではない。
囲気中で、所望の光学ガラス素子と近似形状でない第一
の熱加工治具で溶融ガラスを受けてガラスゴブを作製す
る工程、所望の光学ガラス素子と近似形状の第二の熱加
工治具に前記ガラスゴブを接着させた状態で前記ガラス
ゴブと第二の熱加工治具とを反転させて置換する工程、
第二の熱加工治具で熱軟化した前記ガラスゴブの表面張
力により光学ガラス成形体を作製する工程、光学ガラス
成形体をプレス成形用金型で加熱加圧成形する工程を含
む光学ガラス素子の製造方法であることを特徴とするも
のであり、成形の雰囲気、光学ガラス組成、熱加工治具
に被覆する薄膜組成、熱変形の温度と時間、あるいは光
学ガラス成形体の形状等の条件は本実施例に限定される
ものではない。
発明の効果 以上説明したように、本発明の光学ガラス素子の製造方
法は、熱加工治具と接したガラスゴブ表面のしわ状の欠
陥を取り除くために、溶融ガラスを所望の光学ガラス素
子と近似形状でない第一の熱加工治具で受けた後、ガラ
スゴブの平滑な面に所望の光学ガラス素子と近似形状の
第二の熱加工治具を接触させて、ガラスゴブを第二の熱
加工治具に付着させる。ガラスコブが第二の熱加工治具
に付着した状態で第二の熱加工治具を反転させて、ガラ
スゴブを第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に安定
して置換し、加熱した第二の熱加工治具でしわ状の面を
上にしたガラスゴブをガラスの表面張力により大変形を
行う。さらにこの光学ガラス成形体をプレス成形用金型
で加熱加圧成形することにより、表面に欠陥のない光学
ガラス素子を製造することができる。
法は、熱加工治具と接したガラスゴブ表面のしわ状の欠
陥を取り除くために、溶融ガラスを所望の光学ガラス素
子と近似形状でない第一の熱加工治具で受けた後、ガラ
スゴブの平滑な面に所望の光学ガラス素子と近似形状の
第二の熱加工治具を接触させて、ガラスゴブを第二の熱
加工治具に付着させる。ガラスコブが第二の熱加工治具
に付着した状態で第二の熱加工治具を反転させて、ガラ
スゴブを第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に安定
して置換し、加熱した第二の熱加工治具でしわ状の面を
上にしたガラスゴブをガラスの表面張力により大変形を
行う。さらにこの光学ガラス成形体をプレス成形用金型
で加熱加圧成形することにより、表面に欠陥のない光学
ガラス素子を製造することができる。
すなわち、本発明によって高精度な光学ガラス素子の大
量生産が可能になり、生産性の向上と製造コストの低減
に著しい効果がある。
量生産が可能になり、生産性の向上と製造コストの低減
に著しい効果がある。
第１図(a)は本発明を説明するための第一の熱加工治具
の説明図、第１図(b)は本発明を説明するための第二の
熱加工治具の説明図、第１図(c)はプレス成形用金型の
断面図、第２図は光学ガラス素子の製造装置を示す本発
明実施例の断面図である。 １……光学面、２……薄膜、１０……ガラス溶融炉、１
１……加熱ヒータ、１２……ノズル、１３……ノズル加
熱ヒータ、１４……溶融ガラス、１５……加熱ヒータ、
１６……第二の熱加工治具、１７……ガス入口、１８…
…光学ガラス成形体、１９……プレスシリンダ、２０…
…プレス成形用金型、２１……コンベア、２２……光学
ガラス素子、２３……取り出し口、２４……第１の熱加
工治具、２５……アーム。
の説明図、第１図(b)は本発明を説明するための第二の
熱加工治具の説明図、第１図(c)はプレス成形用金型の
断面図、第２図は光学ガラス素子の製造装置を示す本発
明実施例の断面図である。 １……光学面、２……薄膜、１０……ガラス溶融炉、１
１……加熱ヒータ、１２……ノズル、１３……ノズル加
熱ヒータ、１４……溶融ガラス、１５……加熱ヒータ、
１６……第二の熱加工治具、１７……ガス入口、１８…
…光学ガラス成形体、１９……プレスシリンダ、２０…
…プレス成形用金型、２１……コンベア、２２……光学
ガラス素子、２３……取り出し口、２４……第１の熱加
工治具、２５……アーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 忠孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川田 紀行 埼玉県大宮市東大宮５丁目19番地24号
Claims (4)
- 【請求項１】非酸化性雰囲気中で、所望の光学ガラス素
子と近似形状でない第一の熱加工治具で溶融ガラスを受
けてガラスゴブを作製する工程、所望の光学ガラス素子
と近似形状の第二の熱加工治具に前記ガラスゴブを接着
させた状態で前記ガラスゴブと第二の熱加工治具とを反
転させて置換する工程、第二の熱加工治具で熱軟化した
前記ガラスゴブの表面張力により光学ガラス成形体を作
製する工程、光学ガラス成形体をプレス成形用金型で加
熱加圧成形する工程とを含む光学ガラス素子の製造方
法。 - 【請求項２】第一の熱加工治具が溶融ガラスと濡れ性が
悪い請求項(1)記載の光学ガラス素子の製造方法。 - 【請求項３】第二の熱加工治具及びプレス成形用金型
が、所望の形状および光学面に加工され、かつ溶融ガラ
スと濡れ性が良く化学的に安定な薄膜で被覆された請求
項(1)記載の光学ガラス素子の製造方法。 - 【請求項４】薄膜が貴金属、タングステン、タンタル、
レニウム、ハフニウムの単体あるいはそれらの合金であ
る請求項(3)記載の光学ガラス素子の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19506189A JPH0645465B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 光学ガラス素子の製造方法 |
| US07/549,437 US5087279A (en) | 1989-07-14 | 1990-07-06 | Method of producing optical glass element and production apparatus using this method |
| DE69023286T DE69023286T2 (de) | 1989-07-14 | 1990-07-13 | Verfahren zur Herstellung eines optischen Glaselementes und Apparat zur Durchführung dieses Verfahrens. |
| EP90113470A EP0408065B1 (en) | 1989-07-14 | 1990-07-13 | Method of producing optical glass element and production apparatus using this method |
| US07/789,755 US5120343A (en) | 1989-07-14 | 1991-11-08 | Apparatus for producing optical glass element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19506189A JPH0645465B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360435A JPH0360435A (ja) | 1991-03-15 |
| JPH0645465B2 true JPH0645465B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=16334908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19506189A Expired - Fee Related JPH0645465B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-26 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645465B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5762673A (en) * | 1997-01-24 | 1998-06-09 | Hoya Precision Inc. | Method of manufacturing glass optical elements |
-
1989
- 1989-07-26 JP JP19506189A patent/JPH0645465B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360435A (ja) | 1991-03-15 |
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