JPS6287B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6287B2 JPS6287B2 JP23142682A JP23142682A JPS6287B2 JP S6287 B2 JPS6287 B2 JP S6287B2 JP 23142682 A JP23142682 A JP 23142682A JP 23142682 A JP23142682 A JP 23142682A JP S6287 B2 JPS6287 B2 JP S6287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- optical glass
- molybdenum
- molding
- surface roughness
- 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
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/03—Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/05—Press-mould die materials
- C03B2215/06—Metals or alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学ガラス素子の製造方法に関するも
のである。
のである。
レンズ、プリズム、フイルターなどの光学ガラ
ス素子は従来、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高度の研摩技術が
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ガラス
素子の製造方法に対して、加熱加圧による成形に
よつて光学ガラス素子を製造する方法がある。こ
の成形方法によれば、短時間に光学ガラス素子を
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に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、光学ガラス素子として必要な表面精
度を有する光学ガラス素子を型で作るのは容易で
なかつたことである。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
れて来たが、グラフアイト製型を用いた場合に
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。而して本発明は、型
材を選択することによつて、良好な表面精度を有
する光学ガラス素子を製造する方法を提供するこ
とを主たる目的とする。
ス素子は従来、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高度の研摩技術が
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ガラス
素子の製造方法に対して、加熱加圧による成形に
よつて光学ガラス素子を製造する方法がある。こ
の成形方法によれば、短時間に光学ガラス素子を
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に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、光学ガラス素子として必要な表面精
度を有する光学ガラス素子を型で作るのは容易で
なかつたことである。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
れて来たが、グラフアイト製型を用いた場合に
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。而して本発明は、型
材を選択することによつて、良好な表面精度を有
する光学ガラス素子を製造する方法を提供するこ
とを主たる目的とする。
本発明による光学ガラス素子の製造方法は、内
壁表面がＲnax5/100μｍ以下の表面粗さを有する
モリブデン製の上型、下型、胴型の中にガラスを
収容し、加熱されたガラスを加圧成形することを
特徴とするものである。
壁表面がＲnax5/100μｍ以下の表面粗さを有する
モリブデン製の上型、下型、胴型の中にガラスを
収容し、加熱されたガラスを加圧成形することを
特徴とするものである。
即ち、本発明は、型としてモリブデン製のもの
を使用することによつて加熱加圧により高い表面
精度を有する光学ガラス素子を製造する方法であ
る。前述のように、光学ガラス素子をつくる型と
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、光学ガラス素子
として充分な表面精度をもつ素子をつくるに充分
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、本発明においては型としてモリブデ
ン製のものを使用することによつて、表面粗さＲ
nax5/100μｍ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ガラス素子をつくることが
できる。従つて、本発明に用いるモリブデン製型
のガラスを収容する内壁の表面粗さはＲnax5/100
μｍ以下に設定されており、これによつて、この
表面粗さに対応する精度で光学ガラス素子を製造
できる。このような光学ガラス素子の高い表面精
度に対応する表面粗さを有する型としては、モリ
ブデン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。
型の表面粗さは、製造しようとする光学ガラス素
子に必要とされる表面精度に応じて、Ｒnax3/100
μｍ、さらにはＲnax1/100μｍ以下に設定され
る。このモリブデン製型によつて加熱加圧により
成形された光学ガラス素子は後研摩が不要で、そ
のまま光学ガラス素子として用いることができる
ものである。
を使用することによつて加熱加圧により高い表面
精度を有する光学ガラス素子を製造する方法であ
る。前述のように、光学ガラス素子をつくる型と
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、光学ガラス素子
として充分な表面精度をもつ素子をつくるに充分
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、本発明においては型としてモリブデ
ン製のものを使用することによつて、表面粗さＲ
nax5/100μｍ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ガラス素子をつくることが
できる。従つて、本発明に用いるモリブデン製型
のガラスを収容する内壁の表面粗さはＲnax5/100
μｍ以下に設定されており、これによつて、この
表面粗さに対応する精度で光学ガラス素子を製造
できる。このような光学ガラス素子の高い表面精
度に対応する表面粗さを有する型としては、モリ
ブデン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。
型の表面粗さは、製造しようとする光学ガラス素
子に必要とされる表面精度に応じて、Ｒnax3/100
μｍ、さらにはＲnax1/100μｍ以下に設定され
る。このモリブデン製型によつて加熱加圧により
成形された光学ガラス素子は後研摩が不要で、そ
のまま光学ガラス素子として用いることができる
ものである。
然して、モリブデンは、線膨張係数が６×10-6
で、フリント系光学ガラス（SF14）の線膨張係
数8.2×10-6より小さくても焼きじめを生ずるこ
とがなく、機械加工性が良く、熱伝導率が高く
（0.35cal／sec／cal）従つて温度制御が容易で加
工時間を短縮できて高い生産性を得ることがで
き、融点が高く（2620℃）従つて耐熱性がよく、
且つ前述の高い鏡面性を得ることができるという
利点を有している。このような点で、型および型
をとりまく部材はすべてモリブデンで作られてい
る。成形工程における加熱加圧条件は使用するガ
ラスの種類によつて適宜設定されるが、一般に
は、加圧の際のガラスの温度は、ガラス転移点以
上であり、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よ
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。
で、フリント系光学ガラス（SF14）の線膨張係
数8.2×10-6より小さくても焼きじめを生ずるこ
とがなく、機械加工性が良く、熱伝導率が高く
（0.35cal／sec／cal）従つて温度制御が容易で加
工時間を短縮できて高い生産性を得ることがで
き、融点が高く（2620℃）従つて耐熱性がよく、
且つ前述の高い鏡面性を得ることができるという
利点を有している。このような点で、型および型
をとりまく部材はすべてモリブデンで作られてい
る。成形工程における加熱加圧条件は使用するガ
ラスの種類によつて適宜設定されるが、一般に
は、加圧の際のガラスの温度は、ガラス転移点以
上であり、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よ
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。
以下、本発明によりモリブデン製の型を使用し
て光学ガラス素子を製造する方法の実施例、およ
び従来のグラフアイト製の型を使用して光学ガラ
ス素子を製造する方法に関する比較例について説
明する。
て光学ガラス素子を製造する方法の実施例、およ
び従来のグラフアイト製の型を使用して光学ガラ
ス素子を製造する方法に関する比較例について説
明する。
実施例
焼結によつて得られたモリブデン素材をほぼ型
の大きさに切削しこれを約1000℃に加熱すると同
時に高圧（5000Kg／cm2）をかけ表面を緻密化し
た。
の大きさに切削しこれを約1000℃に加熱すると同
時に高圧（5000Kg／cm2）をかけ表面を緻密化し
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Ｒnax10μｍ程度にした。さらに粒径10
μｍのアルミナ砥粒を使つてラツピングしてＲna
ｘ１μｍ程度の表面粗さにしこれを粒径0.5μｍの
ダイヤによつて磨き上げて第１図イに示す様に触
針式粗さ測定法によつて測定した最大粗さＲnax
を0.03μｍ以下とした。レンズの成型装置と加工
手順を第２図によつて説明する。
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Ｒnax10μｍ程度にした。さらに粒径10
μｍのアルミナ砥粒を使つてラツピングしてＲna
ｘ１μｍ程度の表面粗さにしこれを粒径0.5μｍの
ダイヤによつて磨き上げて第１図イに示す様に触
針式粗さ測定法によつて測定した最大粗さＲnax
を0.03μｍ以下とした。レンズの成型装置と加工
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は油廻転ポンプ、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。
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は油廻転ポンプ、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。
光学ガラス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）。密閉容器の蓋２
をあけ、ブランク２２を下型４の上にのせ上型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１２，１３，１４も閉じている。尚油廻転ポン
プ１１は常に廻転している。
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）。密閉容器の蓋２
をあけ、ブランク２２を下型４の上にのせ上型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１２，１３，１４も閉じている。尚油廻転ポン
プ１１は常に廻転している。
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10℃／
min位に制御する。その後は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１
６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。
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10℃／
min位に制御する。その後は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１
６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。
上記の方法により、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図ロに示すように、表面
の粗さＲnax0.05μｍ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。
（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図ロに示すように、表面
の粗さＲnax0.05μｍ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。
比較例
従来のグラフアイト製の型を使用して上記の実
施例と同じレンズを同じ装置によつて成形した。
この場合には、型の表面粗さは第１図ハに示す如
く、Ｒnax0.3μｍで、成形されたレンズは第１図
ニに示すようにＲnax0.2μｍの表面粗さのものし
か得られなかつた。
施例と同じレンズを同じ装置によつて成形した。
この場合には、型の表面粗さは第１図ハに示す如
く、Ｒnax0.3μｍで、成形されたレンズは第１図
ニに示すようにＲnax0.2μｍの表面粗さのものし
か得られなかつた。
上述のように、本発明による光学ガラス素子の
製造方法においては、モリブデン製の上型、下
型、胴型が使用されている。モリブデンは前記の
如く、ガラスより小さい線膨張率を有しているの
で成形後の冷却時に胴型の収縮がガラスの収縮よ
り小さく、従つて、成形されたガラスを胴型から
容易にとり出すことができる。また、成形される
ガラス材料は軟化点が高く（500〜800℃）、粘性
が低下して、一般に型と融着し易いが、モリブデ
ンはガラスに融着しにくいので、ガラスと型との
融着性の間題は、モリブデンの上型、下型、胴型
を使用することにより解消できる。さらにモリブ
デンは加工性に優れていて、複雑な形状のものを
つくることができ、例えば、胴型も型ホルダーに
とりつけたり、或いは上型を上型おさえにとりつ
けたりするために、モリブデンの型にネジ孔を切
ることも容易である。
製造方法においては、モリブデン製の上型、下
型、胴型が使用されている。モリブデンは前記の
如く、ガラスより小さい線膨張率を有しているの
で成形後の冷却時に胴型の収縮がガラスの収縮よ
り小さく、従つて、成形されたガラスを胴型から
容易にとり出すことができる。また、成形される
ガラス材料は軟化点が高く（500〜800℃）、粘性
が低下して、一般に型と融着し易いが、モリブデ
ンはガラスに融着しにくいので、ガラスと型との
融着性の間題は、モリブデンの上型、下型、胴型
を使用することにより解消できる。さらにモリブ
デンは加工性に優れていて、複雑な形状のものを
つくることができ、例えば、胴型も型ホルダーに
とりつけたり、或いは上型を上型おさえにとりつ
けたりするために、モリブデンの型にネジ孔を切
ることも容易である。
第１図イ，ロは本発明方法における型の表面粗
さおよび成形されたレンズの表面粗さの例を示す
図、第１図ハ，ニは従来方法における同様の型の
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図は成形の際における時間−温
度関係図である。
さおよび成形されたレンズの表面粗さの例を示す
図、第１図ハ，ニは従来方法における同様の型の
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図は成形の際における時間−温
度関係図である。
Claims (1)
- １ 内壁表面がＲnax5/100μｍ以下の表面粗さを
有するモリブデン製の上型、下型、胴型の中にガ
ラスを収容し、加熱されたガラスを加圧成形する
ことを特徴とする光学ガラス素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23142682A JPS59121124A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23142682A JPS59121124A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121124A JPS59121124A (ja) | 1984-07-13 |
| JPS6287B2 true JPS6287B2 (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=16923385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23142682A Granted JPS59121124A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59121124A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3224472B2 (ja) * | 1993-05-26 | 2001-10-29 | キヤノン株式会社 | 光学レンズ及びその成形用型 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP23142682A patent/JPS59121124A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59121124A (ja) | 1984-07-13 |
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