JPS632822A - ガラス光学素子の成形方法およびこの方法に用いるマルチパ−ト鋳型アセンブリ - Google Patents
ガラス光学素子の成形方法およびこの方法に用いるマルチパ−ト鋳型アセンブリInfo
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- JPS632822A JPS632822A JP62150823A JP15082387A JPS632822A JP S632822 A JPS632822 A JP S632822A JP 62150823 A JP62150823 A JP 62150823A JP 15082387 A JP15082387 A JP 15082387A JP S632822 A JPS632822 A JP S632822A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、精密ガラス製品の成形法および該成形法に用
いられるマルチパート鋳型アセンブリに関する。
いられるマルチパート鋳型アセンブリに関する。
精密光学素子は、厳密な形状と表面特性とを有するよう
に高度に研磨された表面を備えることが要求される。そ
して、該表面の各々は、互いに適当な幾何学的関係を有
するように構成されることが必要であり、光学素子が透
光用に使用される場合には、該表面は屈折率が均一で等
方性となるように制御された材料から製造される。
に高度に研磨された表面を備えることが要求される。そ
して、該表面の各々は、互いに適当な幾何学的関係を有
するように構成されることが必要であり、光学素子が透
光用に使用される場合には、該表面は屈折率が均一で等
方性となるように制御された材料から製造される。
従来、ガラスから成る精密光学素子は、複雑で多工程を
含む２つの方法のいずれかの方法に従って製造されてい
る。第１の方法においては、通常の方式に従ってガラス
バッチを溶融し、得られた溶融物から、所定の均質な屈
折率を有するガラス体を形成する。しかる後、周知の再
圧縮技術を用いてガラス体を再成形して所望の最終製品
に近似した形状とする。しかしながら、この段階におけ
るガラス体の表面形状と表面仕上げの程度は、像形成用
光学素子として適してはいない。そこで、この粗製品を
精密な熱処理に供して屈折率を所望の値にし、また、従
来から用いられている破砕手段により表面形状を改良す
る。第２の方法においては、ガラス溶融物からガラスの
塊を形成し、このガラス塊を直ちに精密熱処理に供し、
次いで、切削および破砕して、所望の形状の製品とする
。
含む２つの方法のいずれかの方法に従って製造されてい
る。第１の方法においては、通常の方式に従ってガラス
バッチを溶融し、得られた溶融物から、所定の均質な屈
折率を有するガラス体を形成する。しかる後、周知の再
圧縮技術を用いてガラス体を再成形して所望の最終製品
に近似した形状とする。しかしながら、この段階におけ
るガラス体の表面形状と表面仕上げの程度は、像形成用
光学素子として適してはいない。そこで、この粗製品を
精密な熱処理に供して屈折率を所望の値にし、また、従
来から用いられている破砕手段により表面形状を改良す
る。第２の方法においては、ガラス溶融物からガラスの
塊を形成し、このガラス塊を直ちに精密熱処理に供し、
次いで、切削および破砕して、所望の形状の製品とする
。
これらの方法はいずれも同様の欠点を有している。破砕
によって製される表面の形状は、皿状、球状または放物
状などの円錐形の部分に限られている。他の形状、特に
、非球状を破砕によって得るのは困難である。また、そ
れらの方法のいずれにおいても、破砕操作によって得た
表面を、従来からの複雑な研磨操作によって研磨してお
り、該研磨操作は表面の形状を充足させることなく表面
仕上げを改良しようとするものである。非球状の表面を
得る場合には、この研磨操作は、熟練と費用のかかる手
操作を要する。そして、最終的な仕上げとして、ばつ取
りを必要とするのが普通である。ばり取りによって、球
形レンズの光学軸と機械軸とが一致させられる。しかし
ながら、不整合な非球状の各表面の関係は、ばり取りに
よって改良されない。これは、そのような非球状表面を
有するレンズを破砕によって整形することができなかっ
たことに一因がある。
によって製される表面の形状は、皿状、球状または放物
状などの円錐形の部分に限られている。他の形状、特に
、非球状を破砕によって得るのは困難である。また、そ
れらの方法のいずれにおいても、破砕操作によって得た
表面を、従来からの複雑な研磨操作によって研磨してお
り、該研磨操作は表面の形状を充足させることなく表面
仕上げを改良しようとするものである。非球状の表面を
得る場合には、この研磨操作は、熟練と費用のかかる手
操作を要する。そして、最終的な仕上げとして、ばつ取
りを必要とするのが普通である。ばり取りによって、球
形レンズの光学軸と機械軸とが一致させられる。しかし
ながら、不整合な非球状の各表面の関係は、ばり取りに
よって改良されない。これは、そのような非球状表面を
有するレンズを破砕によって整形することができなかっ
たことに一因がある。
レンズを直接成形して最終的な形状にすれば、非球形レ
ンズを得るのに特に困難で時間のかかる破砕、研磨およ
びばり取り操作をなくすことはできるはずである。実際
にも、成形操作は、プラスチックレンズを製造するのに
用いられている。しかしながら、光学用のプラスチック
レンズは、屈折率と分散の範囲が限られている場合にの
み適用されているのが現況である。更に、多くのプラス
チックは、傷つき易く、また、黄色化、曇りおよび複屈
折などを生じ易い。耐摩耗性で耐反射性の被覆を施して
も、それらの欠点を完全に解決することはできない。更
に、プラスチック製の光学素子は、物理的力、湿度およ
び熱によって変形を受は易い。プラスチックの体積およ
び屈折率は、いずれも、温度の変化に応じて相当変化す
るので、使用される温度領域が限られる。
ンズを得るのに特に困難で時間のかかる破砕、研磨およ
びばり取り操作をなくすことはできるはずである。実際
にも、成形操作は、プラスチックレンズを製造するのに
用いられている。しかしながら、光学用のプラスチック
レンズは、屈折率と分散の範囲が限られている場合にの
み適用されているのが現況である。更に、多くのプラス
チックは、傷つき易く、また、黄色化、曇りおよび複屈
折などを生じ易い。耐摩耗性で耐反射性の被覆を施して
も、それらの欠点を完全に解決することはできない。更
に、プラスチック製の光学素子は、物理的力、湿度およ
び熱によって変形を受は易い。プラスチックの体積およ
び屈折率は、いずれも、温度の変化に応じて相当変化す
るので、使用される温度領域が限られる。
総じて、ガラスの諸性質を考慮すれば、光学的材料とし
てはプラスチックよりもガラスの方が一般的に優れてい
る。しかしながら、従来から用いられているガラスの熱
プレスによっては、像形成用光学素子に要求されるよう
な厳密な表面形状と表面特性は（ｑられない。表面のチ
ルマークや表面形状の偏差によって常に悩まされる。同
様の問題は、状来がらの再プレス（ｒｅｐｒｅｓｓｉｎ
ｇ）法においても生じる。
てはプラスチックよりもガラスの方が一般的に優れてい
る。しかしながら、従来から用いられているガラスの熱
プレスによっては、像形成用光学素子に要求されるよう
な厳密な表面形状と表面特性は（ｑられない。表面のチ
ルマークや表面形状の偏差によって常に悩まされる。同
様の問題は、状来がらの再プレス（ｒｅｐｒｅｓｓｉｎ
ｇ）法においても生じる。
これらの問題を修正するために多くの工夫が考案されて
おり、それらは等温プレス（等温加圧操作）を含む場合
が多い。すなわち、鋳型を加熱することにより、成形さ
れているガラスの温度を鋳型の温度と実質的に同一にし
、プレス加工中にガラスおよび鋳型材料に対して不活性
なガス雰囲気を用い、さらに（または）、特定の組成の
材料を用いて鋳型を製作する。
おり、それらは等温プレス（等温加圧操作）を含む場合
が多い。すなわち、鋳型を加熱することにより、成形さ
れているガラスの温度を鋳型の温度と実質的に同一にし
、プレス加工中にガラスおよび鋳型材料に対して不活性
なガス雰囲気を用い、さらに（または）、特定の組成の
材料を用いて鋳型を製作する。
例えば、米国特許用２，４１０，６１６号に記載されて
いるガラスレンズの成形装置と成形方法においては、鋳
型は加熱されることができ、成形されているガラスに適
合し得るように狭い範囲で鋳型の温度が制御されるよう
になっている。しかして、不活性または還元性のガス雰
囲気（好ましくは水素）を鋳型の表面に接触させてその
酸化を防止している。この特許に開示されている発明の
特徴は、鋳型を包囲しているチャンバの開口部を覆うよ
うに炎のカーテン（通常は、燃焼水素）を用いて空気の
導入を防止していることである。しかしながら、成形法
における各種のパラメータを説明するための実施例は記
載されていない。
いるガラスレンズの成形装置と成形方法においては、鋳
型は加熱されることができ、成形されているガラスに適
合し得るように狭い範囲で鋳型の温度が制御されるよう
になっている。しかして、不活性または還元性のガス雰
囲気（好ましくは水素）を鋳型の表面に接触させてその
酸化を防止している。この特許に開示されている発明の
特徴は、鋳型を包囲しているチャンバの開口部を覆うよ
うに炎のカーテン（通常は、燃焼水素）を用いて空気の
導入を防止していることである。しかしながら、成形法
における各種のパラメータを説明するための実施例は記
載されていない。
米国特許用３，８３３，３４７号にも、ガラスレンズを
加圧成形する装置と方法が開示されている。該特許にお
いても、鋳型が加熱されることができ、その温度が厳密
に制御されるようになっている。不活性ガスが鋳型を包
囲してその酸化を防止している。この特許の発明の特徴
は、ガラス様の炭素（ｇｌａｓｓｌｉｋｅ ｃａｒｂ
ｏｎ）により鋳型の表面が構成されていることである。
加圧成形する装置と方法が開示されている。該特許にお
いても、鋳型が加熱されることができ、その温度が厳密
に制御されるようになっている。不活性ガスが鋳型を包
囲してその酸化を防止している。この特許の発明の特徴
は、ガラス様の炭素（ｇｌａｓｓｌｉｋｅ ｃａｒｂ
ｏｎ）により鋳型の表面が構成されていることである。
しかして、金属製のダイを用いると、写真用には適さな
いレンズ表面が形成されると記されている。この米国特
許に記載されている方法は、次の８つの工程を含む：（
１）鋳型にガラスのチャンクを入れること：（ｚ鋳型を
包囲するチャンバを先ず脱気し、次いで、該チャンバ内
に還元性ガスを導入すること；（３）鋳型の温度をガラ
スの軟化点近傍にまで上昇させること；（４）鋳型に荷
重をかけてガラスを成形すること；（５１１型に加えら
れる荷重を成形されたガラス体を変形しないように維持
しながら、鋳型の温度をガラスの転移温度よりも低い温
度にまで下げること；（６）荷重を取り除くこと：（７
）ｕ型を更に冷却して約３００℃にして、ガラス様炭素
の酸化を防止すること：および（８）鋳型を開くこと。
いレンズ表面が形成されると記されている。この米国特
許に記載されている方法は、次の８つの工程を含む：（
１）鋳型にガラスのチャンクを入れること：（ｚ鋳型を
包囲するチャンバを先ず脱気し、次いで、該チャンバ内
に還元性ガスを導入すること；（３）鋳型の温度をガラ
スの軟化点近傍にまで上昇させること；（４）鋳型に荷
重をかけてガラスを成形すること；（５１１型に加えら
れる荷重を成形されたガラス体を変形しないように維持
しながら、鋳型の温度をガラスの転移温度よりも低い温
度にまで下げること；（６）荷重を取り除くこと：（７
）ｕ型を更に冷却して約３００℃にして、ガラス様炭素
の酸化を防止すること：および（８）鋳型を開くこと。
このようにして製造されたガラスレンズは、本質的に歪
を有さず、更に熱処理する必要がないと主張されている
。
を有さず、更に熱処理する必要がないと主張されている
。
米国特許用３，８４４，７５５号には、ガラスレンズを
トランスファー成形する装置と方法が記載されている。
トランスファー成形する装置と方法が記載されている。
この特許に記載された方法は次の８工程から成る：（１
）ガラス様炭素から製されたトランスファーチャンバに
光学ガラスの塊を入れること；（２）該チャンバを加熱
して空気を排出し、次いで、該チャンバに還元性ガスを
導入すること；（３）該チャンバをガラスの軟化点近傍
にまで加熱すること；（４）軟化したガラスに荷重を加
えて、ガラス様炭素表面によって画定されているキャビ
ティ内にスプルーを介してガラスを流入させ、該ガラス
を成形すること：（５）成形されたガラス体を変形しな
いように荷重を維持しながら、チャンバの温度をガラス
の転移温度よりも低い温度にまで下げること：（６）荷
重を除くこと；（７）チャンバを更に冷却して約３００
℃にして、ガラス様炭素の酸化を防止すること；および
（８）鋳型を開くこと。
）ガラス様炭素から製されたトランスファーチャンバに
光学ガラスの塊を入れること；（２）該チャンバを加熱
して空気を排出し、次いで、該チャンバに還元性ガスを
導入すること；（３）該チャンバをガラスの軟化点近傍
にまで加熱すること；（４）軟化したガラスに荷重を加
えて、ガラス様炭素表面によって画定されているキャビ
ティ内にスプルーを介してガラスを流入させ、該ガラス
を成形すること：（５）成形されたガラス体を変形しな
いように荷重を維持しながら、チャンバの温度をガラス
の転移温度よりも低い温度にまで下げること：（６）荷
重を除くこと；（７）チャンバを更に冷却して約３００
℃にして、ガラス様炭素の酸化を防止すること；および
（８）鋳型を開くこと。
米国特許用３，９００，３２８号には、ガラス様炭素で
作られた鋳型を用いてガラスレンズを成形する方法に関
する一般的な説明が与えられている。しかして、該特許
に開示されている方法は、ガラス様炭素から作られた鋳
型のキャビティに加熱軟化されたガラスの一部を入れ、
鋳型の近傍を非酸化性雰囲気に維持しながら、該鋳型に
適当な温度と圧力を施し、鋳型を冷却した後開き、鋳型
からレンズを取り出すことから成る。
作られた鋳型を用いてガラスレンズを成形する方法に関
する一般的な説明が与えられている。しかして、該特許
に開示されている方法は、ガラス様炭素から作られた鋳
型のキャビティに加熱軟化されたガラスの一部を入れ、
鋳型の近傍を非酸化性雰囲気に維持しながら、該鋳型に
適当な温度と圧力を施し、鋳型を冷却した後開き、鋳型
からレンズを取り出すことから成る。
米国特許箱４，０７３，６５４号は、水和ガラスから光
学レンズを加圧成形する方法に関する。該特許の方法は
、水和ガラスの粒状物を鋳型に配置し、鋳型を真空に引
き、鋳型を密閉して該鋳型から水蒸気が漏出しないよう
にして、鋳型を充分な高温になるように加熱してガラス
の粒状物を焼結させて一体構造に成形し、鋳型に荷重を
施し、次いで、該荷重を開放して鋳型を開（ことから成
る。鋳型の材料として提示されているのは、ガラス様炭
素、炭化タングステン、タングステンの合金である。
学レンズを加圧成形する方法に関する。該特許の方法は
、水和ガラスの粒状物を鋳型に配置し、鋳型を真空に引
き、鋳型を密閉して該鋳型から水蒸気が漏出しないよう
にして、鋳型を充分な高温になるように加熱してガラス
の粒状物を焼結させて一体構造に成形し、鋳型に荷重を
施し、次いで、該荷重を開放して鋳型を開（ことから成
る。鋳型の材料として提示されているのは、ガラス様炭
素、炭化タングステン、タングステンの合金である。
米国特許箱４，３１９，６７７号には、上述の米国特許
箱３，８３３，３４７号および第３，８４４，７５５号
の方法に類似するガラスレンズの加圧成形およびトラン
スファー成形が記載されている。但し、この米国特許箱
４，３１９，６７７号においては、鋳型のガラス接触部
の材料として、ガラス様炭素ではなく炭化ケイ素また窒
化ケイ素が用いられている。
箱３，８３３，３４７号および第３，８４４，７５５号
の方法に類似するガラスレンズの加圧成形およびトラン
スファー成形が記載されている。但し、この米国特許箱
４，３１９，６７７号においては、鋳型のガラス接触部
の材料として、ガラス様炭素ではなく炭化ケイ素また窒
化ケイ素が用いられている。
ヨーロッパ特許出願第１９３４２号においては、ガラス
の軟化点よりも高温度、すなわち、ガラスの粘度が１０
７６ボアズよりも小さくなるような温度において、ガラ
スレンズを等温加圧成形する方法が開示されている。し
かしながら、加圧されたレンズが室温まで冷却する態様
についての説明は見当らず、したがって、従来の方法が
適用されているものと解しなければならない。
の軟化点よりも高温度、すなわち、ガラスの粘度が１０
７６ボアズよりも小さくなるような温度において、ガラ
スレンズを等温加圧成形する方法が開示されている。し
かしながら、加圧されたレンズが室温まで冷却する態様
についての説明は見当らず、したがって、従来の方法が
適用されているものと解しなければならない。
以上のことをまとめると、ガラスレンズの等温加圧成形
に関する従来技術は、ガラスの軟化点に相当する温度ま
たはそれより高温において加圧を行ない、鋳型に荷重を
加えながら焼なましすることが一般的である。したがっ
て、本質的に成形プロセスが遅くなることは明らかであ
る。すなわち、鋳型にガラスを導入し、加圧し、鋳型中
で焼なまし、該鋳型からレンズを取り出すのに要する時
間を含む加圧成形サイクルが必要以上に長くなる。
に関する従来技術は、ガラスの軟化点に相当する温度ま
たはそれより高温において加圧を行ない、鋳型に荷重を
加えながら焼なましすることが一般的である。したがっ
て、本質的に成形プロセスが遅くなることは明らかであ
る。すなわち、鋳型にガラスを導入し、加圧し、鋳型中
で焼なまし、該鋳型からレンズを取り出すのに要する時
間を含む加圧成形サイクルが必要以上に長くなる。
本発明は、ガラス製品を等温加圧成形するための既知の
方法を改良するものであり、本発明の改良方法に従えば
、極めて正確で再現性の優れた成形体が得られ、加圧サ
イクルに要する時間が非常に短かくなり、更に、鋳型に
広範囲の材料を使用することが可能となる。本発明の方
法は、その最も一般的な態様においては、 （１）所望の最終製品の形状に近似する形状を有するガ
ラスプレフォーム（予備成形物）を調整し；（′２ 所
望の最終製品の形状に対応する正確な内部形状を有する
鋳型を調製し； （３ガラスの粘度が約１０８ポアズ以上で且つ約１０Ｕ
ポアズ以下となるような温度に前記プレフォームを露し
： （４） 前記プレフォームの温度またはそれに近い温
度に前記鋳型を露し； δ 前記プレフォームが前記粘度範囲に存するようにし
て該プレフォームを前記鋳型内に配置して、該鋳型に充
分な時間に亘り荷重を加えることにより、該鋳型と該プ
レフォームとが少なくとも該鋳型の近傍においてほぼ同
温度となし、該プレフォームを該鋳型に一致する形状に
成形し： （６）前記ガラスの粘度が１０１タボアズよりも低くな
るような温度において、前記ガラス成形体を前記鋳型か
ら取り出し、次いで、 （７）前記ガラス成形体を焼なまず ７つの工程から成る。
方法を改良するものであり、本発明の改良方法に従えば
、極めて正確で再現性の優れた成形体が得られ、加圧サ
イクルに要する時間が非常に短かくなり、更に、鋳型に
広範囲の材料を使用することが可能となる。本発明の方
法は、その最も一般的な態様においては、 （１）所望の最終製品の形状に近似する形状を有するガ
ラスプレフォーム（予備成形物）を調整し；（′２ 所
望の最終製品の形状に対応する正確な内部形状を有する
鋳型を調製し； （３ガラスの粘度が約１０８ポアズ以上で且つ約１０Ｕ
ポアズ以下となるような温度に前記プレフォームを露し
： （４） 前記プレフォームの温度またはそれに近い温
度に前記鋳型を露し； δ 前記プレフォームが前記粘度範囲に存するようにし
て該プレフォームを前記鋳型内に配置して、該鋳型に充
分な時間に亘り荷重を加えることにより、該鋳型と該プ
レフォームとが少なくとも該鋳型の近傍においてほぼ同
温度となし、該プレフォームを該鋳型に一致する形状に
成形し： （６）前記ガラスの粘度が１０１タボアズよりも低くな
るような温度において、前記ガラス成形体を前記鋳型か
ら取り出し、次いで、 （７）前記ガラス成形体を焼なまず ７つの工程から成る。
鋳型材料の性質は重要ではないが、良好な表面仕上を供
することができ、ガラスに対して本質的に不活性であり
、加圧成形が行なわれている温度において表面の形状を
保持するような充分な剛性を有することが必要である。
することができ、ガラスに対して本質的に不活性であり
、加圧成形が行なわれている温度において表面の形状を
保持するような充分な剛性を有することが必要である。
本発明の方法においては、鋳型の表面の有害な特徴（例
えば、金属鋳型の結晶構造）が複製されるというような
問題は生じない。
えば、金属鋳型の結晶構造）が複製されるというような
問題は生じない。
したがって、鋳型の表面の材料として広範囲の材料が適
用され得る。使用され得る材料としては、４００系列の
ステンレス鋼、無電解ニッケル、ベリリウム−ニッケル
合金、炭化タングステン、貴金属（白金、ロジウム、金
等）の合金、および溶融シリカが挙げられる。ガラス様
炭素、炭化ケイ素、または窒化ケイ素の鋳型を用いるこ
ともできるが、本発明の方法はそのような高価な材料を
使用することは要しない。鋳型の表面は、それらの材料
を鋳型全体に用いるか、あるいは、適当な基質上に該材
料を被覆することによって供される。
用され得る。使用され得る材料としては、４００系列の
ステンレス鋼、無電解ニッケル、ベリリウム−ニッケル
合金、炭化タングステン、貴金属（白金、ロジウム、金
等）の合金、および溶融シリカが挙げられる。ガラス様
炭素、炭化ケイ素、または窒化ケイ素の鋳型を用いるこ
ともできるが、本発明の方法はそのような高価な材料を
使用することは要しない。鋳型の表面は、それらの材料
を鋳型全体に用いるか、あるいは、適当な基質上に該材
料を被覆することによって供される。
本発明の成形方法を実施するに当っては、従来からの方
法に従って、光学的品質を有するガラスのガラス体が該
ガラスのバッチを溶解することによって調製される。ガ
ラス体の重みは厳密に制御されなければならず、該重患
の範囲は成形すべき製品の設計によって決められる。更
に、ガラス体の形状に注意して光学的な不均一性ができ
るだけ生じないようにする。かくして、ガラス体の成形
に際しては、鋳型のキヤとティ内のガスをできるだけ捕
捉しないようにする。例えば、成形によって凸状の表面
を得ようとする場合においては、ガラス体の曲面が鋳型
のキャビティの曲面よりも鋭くして、ガラス体が先ず鋳
型キャビティの中心に接触するようにする。勿論、従来
から行なわれているように鋳型を脱気することによって
もガスの捕捉を防止することはできるが、この手払は一
般に光学表面に欠陥を生じさせる。上記のごとき制限内
で、ガラス体すなわちプレフォームの形状が、できるだ
けＶ！型の形状に適合するようにする。そのような適合
により、迅速で非常にバランスのとれた加圧作業が行な
われ、最終的な製品上にばつが生じないようにする。ま
た、最も好ましい態様に従えば、ガラスプレフォームが
表面荒さを殆んど有しないようにする。本発明の成形方
法に従えば、ガラス体の表面仕上が改良されるが、ガラ
スプレフォームが荒すざると表面に不純物が存したり光
学的な不均一性をもたらすことがある。
法に従って、光学的品質を有するガラスのガラス体が該
ガラスのバッチを溶解することによって調製される。ガ
ラス体の重みは厳密に制御されなければならず、該重患
の範囲は成形すべき製品の設計によって決められる。更
に、ガラス体の形状に注意して光学的な不均一性ができ
るだけ生じないようにする。かくして、ガラス体の成形
に際しては、鋳型のキヤとティ内のガスをできるだけ捕
捉しないようにする。例えば、成形によって凸状の表面
を得ようとする場合においては、ガラス体の曲面が鋳型
のキャビティの曲面よりも鋭くして、ガラス体が先ず鋳
型キャビティの中心に接触するようにする。勿論、従来
から行なわれているように鋳型を脱気することによって
もガスの捕捉を防止することはできるが、この手払は一
般に光学表面に欠陥を生じさせる。上記のごとき制限内
で、ガラス体すなわちプレフォームの形状が、できるだ
けＶ！型の形状に適合するようにする。そのような適合
により、迅速で非常にバランスのとれた加圧作業が行な
われ、最終的な製品上にばつが生じないようにする。ま
た、最も好ましい態様に従えば、ガラスプレフォームが
表面荒さを殆んど有しないようにする。本発明の成形方
法に従えば、ガラス体の表面仕上が改良されるが、ガラ
スプレフォームが荒すざると表面に不純物が存したり光
学的な不均一性をもたらすことがある。
本発明に従えば、次のごとき特定の最小限の基準が満た
されれば、広範囲の温度と成形圧力を用いて、きわめて
精度の高いガラス製品を得ることができる： 先ず、本発明に従う成形操作は、従来からのガラスのプ
レス加工に比べてガラスの粘度がきわめて高い温度下に
行なわれることである。すなわち、約１０８〜１０Ｌ２
ポアズ、好ましくは約１０８〜５×１０舖ポアズの粘度
においてガラスが成形される。鋳型の材料が良好な表面
仕上を呈することができ、且つ、プレス操作が行なわれ
ている温度に抗することができるような充分な耐熱性を
有し、更に、成形温度下においてガラス組成物によって
実質的に侵されることがなければ、本発明においては任
意のガラス組成物を用いることができる。
されれば、広範囲の温度と成形圧力を用いて、きわめて
精度の高いガラス製品を得ることができる： 先ず、本発明に従う成形操作は、従来からのガラスのプ
レス加工に比べてガラスの粘度がきわめて高い温度下に
行なわれることである。すなわち、約１０８〜１０Ｌ２
ポアズ、好ましくは約１０８〜５×１０舖ポアズの粘度
においてガラスが成形される。鋳型の材料が良好な表面
仕上を呈することができ、且つ、プレス操作が行なわれ
ている温度に抗することができるような充分な耐熱性を
有し、更に、成形温度下においてガラス組成物によって
実質的に侵されることがなければ、本発明においては任
意のガラス組成物を用いることができる。
第二に、本発明の成形操作においては、成形製品の最終
的な形状が形成されている期間中は、疑似的な等温状態
にするということである。ここで用いる「等温」という
語は、鋳型の温度とガラスプレフォームの温度とが少な
くとも鋳型の近傍においてはほぼ同一であるということ
を意味する。
的な形状が形成されている期間中は、疑似的な等温状態
にするということである。ここで用いる「等温」という
語は、鋳型の温度とガラスプレフォームの温度とが少な
くとも鋳型の近傍においてはほぼ同一であるということ
を意味する。
許容される温度差は、最終的なガラス成形体の全体的な
大きさと特定の目的に依存するが、好ましくは２０℃よ
り小さく、−層好ましくは１０℃より小さい。この等温
条件を充分な時間に亘り維持することにより、鋳型に施
される圧力がガラスプレフォームを流動させて鋳型の表
面に合致させる。
大きさと特定の目的に依存するが、好ましくは２０℃よ
り小さく、−層好ましくは１０℃より小さい。この等温
条件を充分な時間に亘り維持することにより、鋳型に施
される圧力がガラスプレフォームを流動させて鋳型の表
面に合致させる。
−般的には、本発明に従って成形されたガラス製品は、
光学的用途に用いられるのに適するよりも過剰な熱応力
を有しており、従って、成形後に精密な焼なまし工程が
必要である。しかしながら、加圧操作において等温状態
が確保されていたこと、および、成形製品は全体的に鋳
型の表面と一致しているという事実により、該製品は等
方的に収縮し、これにより、その表面の相対的な形状が
有意に変形することはない。更に、このような変形を起
こさない焼なまし操作は、鋳型の外部から行なうことが
でき、成形された形状を物理的に保持するための工夫は
必要でない。このようにすることによって、成形サイク
ルに要する時間が著しく短縮され、成形物を再度成形サ
イクルに供することは必要でなくなる。本発明において
は、ガラス成形体を鋳型内に配置して荷重を施しながら
、該鋳型を、ガラスの転移温度範囲ないしは遷移温度よ
りも低温にまで冷却する必要はない。すなわち、鋳型を
転移温度範囲よりも低い温度にまで（多くの場合、室温
にまで）冷却した後再加熱するのではなく、ガラスの粘
度が１０Ｌ５ポアズ以下となるような温度（プレス操作
された製品が鋳型から除去される最低の温度）において
鋳型が維持されることができる。これに対して、前者の
ごときサイクルは、多くのエネルギーを消費し、鋳型の
寿命に悪影響を与える。
光学的用途に用いられるのに適するよりも過剰な熱応力
を有しており、従って、成形後に精密な焼なまし工程が
必要である。しかしながら、加圧操作において等温状態
が確保されていたこと、および、成形製品は全体的に鋳
型の表面と一致しているという事実により、該製品は等
方的に収縮し、これにより、その表面の相対的な形状が
有意に変形することはない。更に、このような変形を起
こさない焼なまし操作は、鋳型の外部から行なうことが
でき、成形された形状を物理的に保持するための工夫は
必要でない。このようにすることによって、成形サイク
ルに要する時間が著しく短縮され、成形物を再度成形サ
イクルに供することは必要でなくなる。本発明において
は、ガラス成形体を鋳型内に配置して荷重を施しながら
、該鋳型を、ガラスの転移温度範囲ないしは遷移温度よ
りも低温にまで冷却する必要はない。すなわち、鋳型を
転移温度範囲よりも低い温度にまで（多くの場合、室温
にまで）冷却した後再加熱するのではなく、ガラスの粘
度が１０Ｌ５ポアズ以下となるような温度（プレス操作
された製品が鋳型から除去される最低の温度）において
鋳型が維持されることができる。これに対して、前者の
ごときサイクルは、多くのエネルギーを消費し、鋳型の
寿命に悪影響を与える。
実験によると、本発明の方法に従えば、０．１％以下の
寸法上の許容差、および０．２λ／ ｃｍ以下の表面形
状の許容差（可視領域のスペクトルにおいて）が得られ
ることが示された。
寸法上の許容差、および０．２λ／ ｃｍ以下の表面形
状の許容差（可視領域のスペクトルにおいて）が得られ
ることが示された。
本発明の方法に用いられるマルチパート鋳型アセンブリ
は、ガラスプレフォームに対して鋳型を動かすための何
らかの機構、および、鋳型の動きを制約する何らかの部
材を含んでいなければならない。そのような制約部材は
、光学的表面間に要求される幾何学関係を達成するのに
必要である。
は、ガラスプレフォームに対して鋳型を動かすための何
らかの機構、および、鋳型の動きを制約する何らかの部
材を含んでいなければならない。そのような制約部材は
、光学的表面間に要求される幾何学関係を達成するのに
必要である。
そのような制約部材は各種の方法で製造され得ることは
理解されるであろう。
理解されるであろう。
レンズを成形するための２つのマルチパート鋳型アセン
ブリが第１図および第２図に示されているが、これらは
例示的なものであって本発明を限定するものではない。
ブリが第１図および第２図に示されているが、これらは
例示的なものであって本発明を限定するものではない。
すなわち、ガラスを自動的に装填したり取り出す癲構を
付加したり、別の加熱ｉ置、冷却装置および加圧装置を
用いたり、重要な機能を発揮させるのに他の機械要素を
用いることは、当業者の工夫に委ねられる。
付加したり、別の加熱ｉ置、冷却装置および加圧装置を
用いたり、重要な機能を発揮させるのに他の機械要素を
用いることは、当業者の工夫に委ねられる。
第１図においては、鋳型１および２は、ブツシュ３内を
滑動するビンの形状を成す。光学的表面すなわちキャビ
ティ４は鋳型の端部に形成される。
滑動するビンの形状を成す。光学的表面すなわちキャビ
ティ４は鋳型の端部に形成される。
光学表面の相互の幾何学的関係（傾斜および中心）やレ
ンズ取付面に対する幾何学的関係は、ブツシュ内の鋳型
の嵌合の具合によって調節される。第１図に示す装置に
おいては、鋳型キャリヤ５および６に油圧シリンダが取
付けられて鋳型を動かす。
ンズ取付面に対する幾何学的関係は、ブツシュ内の鋳型
の嵌合の具合によって調節される。第１図に示す装置に
おいては、鋳型キャリヤ５および６に油圧シリンダが取
付けられて鋳型を動かす。
下部油圧シリンダが下部鋳型１とブツシュ３を動かして
誘導加熱コイル７内に入れ、該ブツシュ３をフレーム８
から動かないように保持する。上部シリンダは上部鋳型
２をガラスプレフォーム９に押圧して、該プレフォーム
を流動させる。加熱は誘導加熱によって行なわれ、冷却
は自然対流によって行なわれる。装置の温度は、下部鋳
型１に設けられた熱雷対１０によって検知され制御され
る。
誘導加熱コイル７内に入れ、該ブツシュ３をフレーム８
から動かないように保持する。上部シリンダは上部鋳型
２をガラスプレフォーム９に押圧して、該プレフォーム
を流動させる。加熱は誘導加熱によって行なわれ、冷却
は自然対流によって行なわれる。装置の温度は、下部鋳
型１に設けられた熱雷対１０によって検知され制御され
る。
第２図においては、鋳型２０および２１は、プレート状
を成し、その表面に光学面すなわち鋳型キャビティ２２
が形成されている。鋳型２．０および２１は、リング２
３内の凹所に当接する。該凹所の面が、得られる光学的
表面の傾斜を調節し、該凹所の端部が、光学的表面の中
心を調節する。それらの鋳型には油圧シリンダ（図示せ
ず）が取付けられ、該シリンダが鋳型を動かす。下部油
圧シリンダが、下部鋳型２０を上下に動かしてフレーム
２４と接触させ且つ誘導加熱コイル２５内に入れる。上
部油圧シリンダは、上部鋳型２１を介してガラスプレフ
ォーム２６に力を加える。鋳型とガラスプレフォームは
誘導加熱に供され、冷却は自然対流によって行なわれる
。装置内の温度は、熱雷対２７によって検知され制御さ
れる。
を成し、その表面に光学面すなわち鋳型キャビティ２２
が形成されている。鋳型２．０および２１は、リング２
３内の凹所に当接する。該凹所の面が、得られる光学的
表面の傾斜を調節し、該凹所の端部が、光学的表面の中
心を調節する。それらの鋳型には油圧シリンダ（図示せ
ず）が取付けられ、該シリンダが鋳型を動かす。下部油
圧シリンダが、下部鋳型２０を上下に動かしてフレーム
２４と接触させ且つ誘導加熱コイル２５内に入れる。上
部油圧シリンダは、上部鋳型２１を介してガラスプレフ
ォーム２６に力を加える。鋳型とガラスプレフォームは
誘導加熱に供され、冷却は自然対流によって行なわれる
。装置内の温度は、熱雷対２７によって検知され制御さ
れる。
第１図および第２図の鋳型アセンブリは、２つの基本的
に異なる加圧操作を示している。第１図においては、キ
ャビティの容量は可変である。すなわち、流動ガラスが
キャビティを完全に充満するまで移動し続け、得られる
レンズの厚さは鋳型体のガラスの体積によって決定され
る。これに対して第２図においては、鋳型は一定位置で
停止し、キャビティの容量は一定である。通常、鋳型内
に入れられたガラスプレフォームはキャビティを完全に
は充満しない。この結果、第２図の１８に示されるよう
に、鋳型によって制限されない幾らかの自由ガラス表面
が存在する。レンズの厚さは、リング２３の厚さによっ
て支配される。図に示すいずれの方法および装置によっ
ても、高蹟度の光学レンズが成形されたが、第１図に示
す装置を使用することが好ましい。
に異なる加圧操作を示している。第１図においては、キ
ャビティの容量は可変である。すなわち、流動ガラスが
キャビティを完全に充満するまで移動し続け、得られる
レンズの厚さは鋳型体のガラスの体積によって決定され
る。これに対して第２図においては、鋳型は一定位置で
停止し、キャビティの容量は一定である。通常、鋳型内
に入れられたガラスプレフォームはキャビティを完全に
は充満しない。この結果、第２図の１８に示されるよう
に、鋳型によって制限されない幾らかの自由ガラス表面
が存在する。レンズの厚さは、リング２３の厚さによっ
て支配される。図に示すいずれの方法および装置によっ
ても、高蹟度の光学レンズが成形されたが、第１図に示
す装置を使用することが好ましい。
第１図に示す鋳型アセンブリは、鋳型キャリヤに外部ス
トッパを取付けることによって、自由表面を備えるガラ
ス体を加圧成形するのに用いられることもできる。゛鋳
型に接触する正確な表面形状が得られるようにする一方
において、ガラス表面の一部が制約されないようにする
と、得られるガラス体上にばつを形成させないという利
点がある。
トッパを取付けることによって、自由表面を備えるガラ
ス体を加圧成形するのに用いられることもできる。゛鋳
型に接触する正確な表面形状が得られるようにする一方
において、ガラス表面の一部が制約されないようにする
と、得られるガラス体上にばつを形成させないという利
点がある。
ばりは、鋳型体の２つの異なる部片間の割れ目にガラス
が流入することによって生じる薄くて壊れ易い付属物で
ある。ばりは、外観を悪くするばかりでなく、加圧成形
操作中に、浅’／ＩＩれ、亀裂、摩耗および汚染を生じ
させることになる。
が流入することによって生じる薄くて壊れ易い付属物で
ある。ばりは、外観を悪くするばかりでなく、加圧成形
操作中に、浅’／ＩＩれ、亀裂、摩耗および汚染を生じ
させることになる。
第１図および第２図に示す鋳型アセンブリを実際に操作
するに当っては、ガラスプレフォーム、下部鋳型および
ブツシュまたはリングを手で組立てる。組立てた装置を
下部油圧シリンダにより動かして誘導加熱コイルに入れ
る。しかる後、上部鋳型をガラスに近接して配置する。
するに当っては、ガラスプレフォーム、下部鋳型および
ブツシュまたはリングを手で組立てる。組立てた装置を
下部油圧シリンダにより動かして誘導加熱コイルに入れ
る。しかる後、上部鋳型をガラスに近接して配置する。
鋳型とガラスに適当な温度−圧力を加える。次いで、上
部鋳型を上げ、装置の残りの部分を加熱コイルの下まで
下げ、成形された製品を手で取り出し、精密焼なまし装
置に移す。装置の構成材料および加圧工程における温度
に応じて、成形装置を非酸化性雰囲気に置き、酸化によ
って表面の光沢や許容度が変化しないように保護するこ
とが有利である。
部鋳型を上げ、装置の残りの部分を加熱コイルの下まで
下げ、成形された製品を手で取り出し、精密焼なまし装
置に移す。装置の構成材料および加圧工程における温度
に応じて、成形装置を非酸化性雰囲気に置き、酸化によ
って表面の光沢や許容度が変化しないように保護するこ
とが有利である。
第１図および第２図に示す誘導加熱は、ガラスプレフォ
ームの温度が鋳型の温度と実質的に異ならないようにし
ているが、本発明はこのような加熱方式に限定されるも
のではない。例えば、比較的高温のガラスをそれよりも
低温の鋳型内に導入した後で加圧を行ない、必要な等温
条件が確立された後に初めてガラスが鋳型表面に一致す
るようにしてもよい。
ームの温度が鋳型の温度と実質的に異ならないようにし
ているが、本発明はこのような加熱方式に限定されるも
のではない。例えば、比較的高温のガラスをそれよりも
低温の鋳型内に導入した後で加圧を行ない、必要な等温
条件が確立された後に初めてガラスが鋳型表面に一致す
るようにしてもよい。
等温条件下においては、鋳型に一致するためのガラスプ
レフォームの流動は次の式によって支配される。
レフォームの流動は次の式によって支配される。
ｏＰ
−＝ Ｃ（ｌ型の形状、出発時のガラスの形μ 、
状） ここで、ｔｏはくガラスプレフォームが鋳型の形状に）
−致するのに必要な時間であり、Ｐはガラスが充分に加
圧されたときのガラス内の静水圧であり、加圧操作に用
いた力をキャビティの表面積で除した値に等しく、また
、μはガラスの粘度である。Ｃの値は、鋳型キャビティ
の形状とガラスの出発時の形状との差に依存し、その差
が小さいほどＣの値は小さくなる。Ｃの値に応じて１ｏ
、Ｐおよびμの任意の組合せを用いてガラス製品を成形
すればよい。実際的な目的からは、ｔｏ （加圧時間
）の値が小さいような組合せが好ましい。
状） ここで、ｔｏはくガラスプレフォームが鋳型の形状に）
−致するのに必要な時間であり、Ｐはガラスが充分に加
圧されたときのガラス内の静水圧であり、加圧操作に用
いた力をキャビティの表面積で除した値に等しく、また
、μはガラスの粘度である。Ｃの値は、鋳型キャビティ
の形状とガラスの出発時の形状との差に依存し、その差
が小さいほどＣの値は小さくなる。Ｃの値に応じて１ｏ
、Ｐおよびμの任意の組合せを用いてガラス製品を成形
すればよい。実際的な目的からは、ｔｏ （加圧時間
）の値が小さいような組合せが好ましい。
そのような組合せは、Ｃの値に大きく依存する。
この様子は、後述の実施例３において説明されている。
すなわち、該実施例においては、鋳型表面の形状とガラ
スプレフォームが極めて接近しているので、ガラスの粘
度が非常に高い場合にガラスが鋳型に一致する状況が示
されている。同様な検討を行なうことによって、精密な
成形を行なうのに好適な加圧力Ｐの大きさは極めて広範
囲に変化させ得ることは明らかであろう。実際上の値は
約１〜５０，０００ｐｓｉ （０，０７〜３，５００
／（ｇ／ＣＩＲ２）の範囲に存し、好ましい範囲は約５
００〜２，５００ｐｓｉ ｂ（３５〜１７５Ｋｇ／ｃｍ
２）である。
スプレフォームが極めて接近しているので、ガラスの粘
度が非常に高い場合にガラスが鋳型に一致する状況が示
されている。同様な検討を行なうことによって、精密な
成形を行なうのに好適な加圧力Ｐの大きさは極めて広範
囲に変化させ得ることは明らかであろう。実際上の値は
約１〜５０，０００ｐｓｉ （０，０７〜３，５００
／（ｇ／ＣＩＲ２）の範囲に存し、好ましい範囲は約５
００〜２，５００ｐｓｉ ｂ（３５〜１７５Ｋｇ／ｃｍ
２）である。
実施例１
酸化物を基準にして、重置パーセントで、約４７５６％
のＰｚＯｓ、４．３％のＮａｚ○、２．１％の１１０．
２３％の３ａ Ｆ２ 、および２３％のＰｂＯから成る
ガラス用バッチを従来の手法に従って白金製るつぼの中
で溶融した。フッ化物は、どのカチオンと結合されてい
るか解らないので、単にＢａ Ｆ２ くこれは、ガラス
組成物にフッ化物を添加するための実際のバッチ成分で
ある）として記述する。
のＰｚＯｓ、４．３％のＮａｚ○、２．１％の１１０．
２３％の３ａ Ｆ２ 、および２３％のＰｂＯから成る
ガラス用バッチを従来の手法に従って白金製るつぼの中
で溶融した。フッ化物は、どのカチオンと結合されてい
るか解らないので、単にＢａ Ｆ２ くこれは、ガラス
組成物にフッ化物を添加するための実際のバッチ成分で
ある）として記述する。
該溶融物から棒状ガラスを鋳造した後、ガラス技術の分
野で周知の成形法を用いて、所望のレンズに等しい体積
を有し且つ該レンズに近似した形状を有するプレフォー
ムを成形した。第１図に示す鋳型アセンブリを上述した
ような方法に従って組立てた。４２０Ｍステンレス鋼を
用いて、目的とするレンズに合致するような非球面キヤ
とティを有する直径１０ＭＲの鋳型を製作した。ブツシ
ュは、タングステンカーバイドで作った。還元性ガス（
９２％Ｎ２と８％Ｈ２から成る）を含有するグローブボ
ックスの中に鋳型アセンブリを配置した。
野で周知の成形法を用いて、所望のレンズに等しい体積
を有し且つ該レンズに近似した形状を有するプレフォー
ムを成形した。第１図に示す鋳型アセンブリを上述した
ような方法に従って組立てた。４２０Ｍステンレス鋼を
用いて、目的とするレンズに合致するような非球面キヤ
とティを有する直径１０ＭＲの鋳型を製作した。ブツシ
ュは、タングステンカーバイドで作った。還元性ガス（
９２％Ｎ２と８％Ｈ２から成る）を含有するグローブボ
ックスの中に鋳型アセンブリを配置した。
前記プレフォームを収容した鋳型を誘導コイル内で３３
１℃に加熱し、該温度で５時間維持して熱平衡に達する
ようにした。この温度は、ガラスの粘度が約９Ｘ１０８
ポアズになる温度に相当する。
１℃に加熱し、該温度で５時間維持して熱平衡に達する
ようにした。この温度は、ガラスの粘度が約９Ｘ１０８
ポアズになる温度に相当する。
１３００ｐｓｉの圧力を鋳型に１分間加えた。該荷重を
除いた後、鋳型を迅速に２８０℃に冷却しくこの温度で
は、ガラスの粘度は約１０１２〜１０１３ポアズであっ
た）、鋳型を分解し、得られたレンズを鋳型から取り出
し、該レンズの側面をセラミックの板の上に配置し、し
かる後、そのセラミック板とレンズを約２８０℃のなま
し処理に供した。該なまし処理を空気雰囲気中で行い、
レンズを約り０℃／時間の速度で室温まで冷却した。
除いた後、鋳型を迅速に２８０℃に冷却しくこの温度で
は、ガラスの粘度は約１０１２〜１０１３ポアズであっ
た）、鋳型を分解し、得られたレンズを鋳型から取り出
し、該レンズの側面をセラミックの板の上に配置し、し
かる後、そのセラミック板とレンズを約２８０℃のなま
し処理に供した。該なまし処理を空気雰囲気中で行い、
レンズを約り０℃／時間の速度で室温まで冷却した。
開口数０．４において透過干渉によって試験を行なった
ところ、入射波面と現存波面とＲＭＳ光路差は約ｏ、ｏ
ｓｏλであった。このように、得られるレンズの光学的
特性は、通常の回折限界０．０７４λよりも相当優れて
いた。
ところ、入射波面と現存波面とＲＭＳ光路差は約ｏ、ｏ
ｓｏλであった。このように、得られるレンズの光学的
特性は、通常の回折限界０．０７４λよりも相当優れて
いた。
実施例２
上記の実施例１と同じ組成を有するガラスプレフォーム
を調製し、該実施例と同様の方法に従って成形した。白
金−ロジウム−金合金で被覆された球面キャビティを有
する直径１０！ＩＩＲの鋳型と、タングステンカーバイ
ドで製されたブツシュとを用いて、第１図に示す鋳型ア
センブリを組立てた。
を調製し、該実施例と同様の方法に従って成形した。白
金−ロジウム−金合金で被覆された球面キャビティを有
する直径１０！ＩＩＲの鋳型と、タングステンカーバイ
ドで製されたブツシュとを用いて、第１図に示す鋳型ア
センブリを組立てた。
前記プレフォームを収容した鋳型体を３３８℃に加熱し
くこの温度はガラスの粘度が２ ｘ ｉｏｓポアズにな
る温度である）、５分間放置した。５５０ｐｓｉの圧力
を２５秒間鋳型に加えた。該荷重が加えられているとき
に、鋳型体を迅速に２８８℃に冷却しくこの温度は、ガ
ラス粘度が１０１１ポアズになる温度に相当する）、シ
かる後、鋳型体を急いで分解し、得られたレンズをなま
し装置に移した。レンズの表面は、１波長よりも少し多
い分だけ球形からずれていた。
くこの温度はガラスの粘度が２ ｘ ｉｏｓポアズにな
る温度である）、５分間放置した。５５０ｐｓｉの圧力
を２５秒間鋳型に加えた。該荷重が加えられているとき
に、鋳型体を迅速に２８８℃に冷却しくこの温度は、ガ
ラス粘度が１０１１ポアズになる温度に相当する）、シ
かる後、鋳型体を急いで分解し、得られたレンズをなま
し装置に移した。レンズの表面は、１波長よりも少し多
い分だけ球形からずれていた。
実施例３
実施例２と同様の操作を行なった。但し、鋳型体を分解
する前に該鋳型体に２２８℃で５分間荷重を加えた。Ｐ
−Ｐが０．２１λおよびＲＭＳが０．０３０λ以内のｆ
が０．８の球形面を有するレンズが鋳型によって成形さ
れた。
する前に該鋳型体に２２８℃で５分間荷重を加えた。Ｐ
−Ｐが０．２１λおよびＲＭＳが０．０３０λ以内のｆ
が０．８の球形面を有するレンズが鋳型によって成形さ
れた。
Ｐ−Ｐとはピーク間の差（１）ｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ
）を意味し、最大分布の値と最小分布の値との差を表わ
す。すなわち、 Ｐ−Ｐ＝Ｘｍａｘ 、−Ｘｍｉｎ 。
）を意味し、最大分布の値と最小分布の値との差を表わ
す。すなわち、 Ｐ−Ｐ＝Ｘｍａｘ 、−Ｘｍｉｎ 。
である。ＲＭＳとは二乗平均（ｒ００℃−ｍｅａｎ−ｓ
ｃ＋ｕａｒｅ）を意味し、これは、次式のように、分布
値とその平均値の差の二乗の平方根を表わす。
ｃ＋ｕａｒｅ）を意味し、これは、次式のように、分布
値とその平均値の差の二乗の平方根を表わす。
ΣＸｉ
実施例２の場合と同様に、鋳型を荷重を加えた下で冷却
すると、ガラスは、冷却中に鋳型とは異なる収縮挙動を
示しくこれは、ガラスと鋳型の熱膨張が異なるからであ
る）、それとともに、（圧力が加えられているために）
元に戻って鋳型表面と−致しようとする。このような状
態は、表面形状のゆがんだレンズを形成させることにな
る。しかしながら、本実施例において、低温において（
但し、ガラスの粘度は１０Ｉ２ポアズよりも大きくはな
らないようにする）荷重を充分な時間保持して等温条件
が得られるようにすれば、ガラスが鋳型に−致し、その
結果、表面形状の良好なレンズが得られることが示され
た。
すると、ガラスは、冷却中に鋳型とは異なる収縮挙動を
示しくこれは、ガラスと鋳型の熱膨張が異なるからであ
る）、それとともに、（圧力が加えられているために）
元に戻って鋳型表面と−致しようとする。このような状
態は、表面形状のゆがんだレンズを形成させることにな
る。しかしながら、本実施例において、低温において（
但し、ガラスの粘度は１０Ｉ２ポアズよりも大きくはな
らないようにする）荷重を充分な時間保持して等温条件
が得られるようにすれば、ガラスが鋳型に−致し、その
結果、表面形状の良好なレンズが得られることが示され
た。
実施例４
実施例１と同じ組成の溶融物からガラスペレットを鋳造
し、実施例１と同様の手法に従って成形しプレフォーム
を得た。鋳型とリングがステンレス！＄１ （４００シ
リーズ）から構成されている第２図の鋳型アセンブリを
組立て、該鋳型アセンブリにプレフォームを配置し、全
体を還元性（９２％のＮ２と８％のＮ２から成る）が含
有されているグローブボックス内に封入した。
し、実施例１と同様の手法に従って成形しプレフォーム
を得た。鋳型とリングがステンレス！＄１ （４００シ
リーズ）から構成されている第２図の鋳型アセンブリを
組立て、該鋳型アセンブリにプレフォームを配置し、全
体を還元性（９２％のＮ２と８％のＮ２から成る）が含
有されているグローブボックス内に封入した。
鋳型アセンブリを３１９℃〈ガラスの粘度が〜３Ｘ １
０！！ポアズになる）に加熱し、該温度に４分間維持し
た。鋳型体に５００ｐｓｉの圧力を１分間加えた。
０！！ポアズになる）に加熱し、該温度に４分間維持し
た。鋳型体に５００ｐｓｉの圧力を１分間加えた。
該荷重を保持したまま、鋳型体を２８．０℃（ガラスの
粘度は〜７Ｘ１０１０ポアズになる）に冷却し、該温度
に約５分間保持した後鋳型体を分解して、得られたレン
ズを約２７０℃の焼なまし処理に供した。
粘度は〜７Ｘ１０１０ポアズになる）に冷却し、該温度
に約５分間保持した後鋳型体を分解して、得られたレン
ズを約２７０℃の焼なまし処理に供した。
焼なまし処理後のレンズ表面の鋳型表面に対する複製度
はＰ−Ｐで０．２５λよりも優れていた。成形工程はい
ずれも等温条件下で行なわれたが、この手法は必須では
ない。すなわら、第二番目の加圧と最終的な加圧は等温
条件下で行なわなければならないが、最初の加圧は等温
条件でなくてもよい。
はＰ−Ｐで０．２５λよりも優れていた。成形工程はい
ずれも等温条件下で行なわれたが、この手法は必須では
ない。すなわら、第二番目の加圧と最終的な加圧は等温
条件下で行なわなければならないが、最初の加圧は等温
条件でなくてもよい。
実施例５
実施例１で記載したのと同様の方法に従い、直径２４履
の鋳型を用いて曲率半径が２４．Ｏｗの両凸形のガラス
プレフォームを得た。用いたガラス組成物は、酸化物を
基準にした重量パーセントで、約５．９％のＰｂ０、Ｋ
ｚ Ｏ＋Ｎａ ｚ Ｏ＋Ｃａ Ｏ約１９．２％、Ｂ２Ｏ
３約７．９％、および５ｉＯｚ６７％から成るものであ
った。第１図に示すのと同様の鋳型アセンブリ（鋳型は
炭化タングステンから製された球形のものである）を組
立てた。
の鋳型を用いて曲率半径が２４．Ｏｗの両凸形のガラス
プレフォームを得た。用いたガラス組成物は、酸化物を
基準にした重量パーセントで、約５．９％のＰｂ０、Ｋ
ｚ Ｏ＋Ｎａ ｚ Ｏ＋Ｃａ Ｏ約１９．２％、Ｂ２Ｏ
３約７．９％、および５ｉＯｚ６７％から成るものであ
った。第１図に示すのと同様の鋳型アセンブリ（鋳型は
炭化タングステンから製された球形のものである）を組
立てた。
鋳型内にプレフォームを配置して、全体を６３．５℃に
加熱したところ、該温度でガラスは１０ツボアズの粘度
を示した。８５０気圧（１２，３２８ｐｓｉ ）の荷重
を鋳型に２分間加えた。その荷重を維持したまま、鋳型
体を５１０℃に冷却すると、ガラスの粘度は１０１３ポ
アズとなった。上部鋳型２を上昇させて荷重を解放し、
得られたレンズを下部鋳型１に載置しながら焼なまし処
理に供した。
加熱したところ、該温度でガラスは１０ツボアズの粘度
を示した。８５０気圧（１２，３２８ｐｓｉ ）の荷重
を鋳型に２分間加えた。その荷重を維持したまま、鋳型
体を５１０℃に冷却すると、ガラスの粘度は１０１３ポ
アズとなった。上部鋳型２を上昇させて荷重を解放し、
得られたレンズを下部鋳型１に載置しながら焼なまし処
理に供した。
最終的に得られたレンズの干渉測定を行なったところ優
れた再現性を示した。
れた再現性を示した。
実施例６
酸化物を基準にし重囲パーセントで、概略、１％のＭ＋
Ｊ ０１Ｃａ Ｏ＋Ｂａ○＋Ｎａ ２０＋に２０２７％
、Ａ９，２０３ ０．７％、８２０３０．７％、Ｓｂ
２０３ ０．６％および５ｉＱ２７０％から成るガラス
組成物を用いて、実施例５と同様の方法に従い該実施例
と同じ形状のガラスプレフォームを調製した。実施例５
に記したのと同じ鋳型アセンブリを用い、 上記のプレフォームを鋳型内に配置して装置を６５０℃
に加熱したところ、該温度においてガラスは５ Ｘ １
０８ポアズの粘度を示した。９００気圧（１３，０５３
ｐｓｉ ）の荷重を２分間鋳型に付与した。鋳型体を５
３８℃（この温度において、ガラスの粘度はｉＱ１′ｈ
ポアズになる）に冷却し、この際、荷重を少しずつ低く
して５３８℃においてゼロになるようにした。上部鋳型
２を上昇させ、得られたレンズを下部鋳型１に配置して
焼なまし処理に供した。
Ｊ ０１Ｃａ Ｏ＋Ｂａ○＋Ｎａ ２０＋に２０２７％
、Ａ９，２０３ ０．７％、８２０３０．７％、Ｓｂ
２０３ ０．６％および５ｉＱ２７０％から成るガラス
組成物を用いて、実施例５と同様の方法に従い該実施例
と同じ形状のガラスプレフォームを調製した。実施例５
に記したのと同じ鋳型アセンブリを用い、 上記のプレフォームを鋳型内に配置して装置を６５０℃
に加熱したところ、該温度においてガラスは５ Ｘ １
０８ポアズの粘度を示した。９００気圧（１３，０５３
ｐｓｉ ）の荷重を２分間鋳型に付与した。鋳型体を５
３８℃（この温度において、ガラスの粘度はｉＱ１′ｈ
ポアズになる）に冷却し、この際、荷重を少しずつ低く
して５３８℃においてゼロになるようにした。上部鋳型
２を上昇させ、得られたレンズを下部鋳型１に配置して
焼なまし処理に供した。
最終的に得られたレンズの干渉測定すると、優れた再現
性を示した。
性を示した。
実施例７
酸化物を基準にする重量パーセントで、概略、Ｎａ ２
０＋に２０２％、Ｐ ｂ Ｏ７０，５％、８２０３０．
５％、および５ｉｏ２２７％から成る組成物から、実施
例５と同様の方法に従い該実施例と同じ形状のガラスプ
レフォームを調製した。実施例５と同じ鋳型アセンブリ
を用いて、プレフォームを鋳型内に配置して、該鋳型体
を５２５℃に加熱したところ、該温度においてガラスは
１０９ポアズの粘度を示した。鋳型に２分間にわたり８
００気圧（１１，６０３ｐｓｉ ）の荷重を加えた。荷
重を保持したまま、鋳型体を４４５℃に冷却したところ
、ガラスは１０１３ポアズの粘度を示した。上部鋳型２
を上げて荷重を除き、得られたレンズを下部鋳型上に配
置して焼なましを行なった。
０＋に２０２％、Ｐ ｂ Ｏ７０，５％、８２０３０．
５％、および５ｉｏ２２７％から成る組成物から、実施
例５と同様の方法に従い該実施例と同じ形状のガラスプ
レフォームを調製した。実施例５と同じ鋳型アセンブリ
を用いて、プレフォームを鋳型内に配置して、該鋳型体
を５２５℃に加熱したところ、該温度においてガラスは
１０９ポアズの粘度を示した。鋳型に２分間にわたり８
００気圧（１１，６０３ｐｓｉ ）の荷重を加えた。荷
重を保持したまま、鋳型体を４４５℃に冷却したところ
、ガラスは１０１３ポアズの粘度を示した。上部鋳型２
を上げて荷重を除き、得られたレンズを下部鋳型上に配
置して焼なましを行なった。
最終的に得られたレンズの干渉測定を行なったところ、
優れた再現性を示した。
優れた再現性を示した。
なお、上述の実施例２〜７においては、加圧工程で採用
した荷重を一定に保持したまま又は徐々に低下させなが
ら、ガラスの粘度が約１０１１〜１０１タボアズになる
温度に鋳型体を冷却しているが、このような操作は必須
ではない。すなわち、ガラス成形体を鋳型（の形状）に
−致するように保持するような荷重を加えておかねばな
らないが、そのような荷重は加圧工程において最初に加
えられる荷重よりかなり低くなっていてもよい。同様に
、加圧工程において加えられる圧力よりも大きい圧力を
用いることもできるが、実際的な利点はない。
した荷重を一定に保持したまま又は徐々に低下させなが
ら、ガラスの粘度が約１０１１〜１０１タボアズになる
温度に鋳型体を冷却しているが、このような操作は必須
ではない。すなわち、ガラス成形体を鋳型（の形状）に
−致するように保持するような荷重を加えておかねばな
らないが、そのような荷重は加圧工程において最初に加
えられる荷重よりかなり低くなっていてもよい。同様に
、加圧工程において加えられる圧力よりも大きい圧力を
用いることもできるが、実際的な利点はない。
また、上述の実施例においては、ガラスプレフォームを
鋳型内に配置してそのプレフォームの温度を鋳型と一緒
に上昇させているが、このような操作は本発明の方法に
おいて必須の条件ではない。
鋳型内に配置してそのプレフォームの温度を鋳型と一緒
に上昇させているが、このような操作は本発明の方法に
おいて必須の条件ではない。
すなわら、プレフォームと鋳型とを別々に所望の温度に
まで加熱し、鋳型に荷重が加えられるときにのみ両名を
一緒することもできる。
まで加熱し、鋳型に荷重が加えられるときにのみ両名を
一緒することもできる。
単一の工程、すなわち、ガラスの粘度が１０８〜５ Ｘ
１０１０ポアズになる温度において等温加圧を行ない
、得られる製品を鋳型から直ちに取り出すことによって
、優れた表面形状を有する製品をきわめて迅速に製造す
ることができる。−方、表面形状が最良になるのは、ガ
ラスの粘度が約１０１０〜１０ロボアズとなるような温
度において最終的な表面形状が（ｑられた場合である。
１０１０ポアズになる温度において等温加圧を行ない
、得られる製品を鋳型から直ちに取り出すことによって
、優れた表面形状を有する製品をきわめて迅速に製造す
ることができる。−方、表面形状が最良になるのは、ガ
ラスの粘度が約１０１０〜１０ロボアズとなるような温
度において最終的な表面形状が（ｑられた場合である。
しかしながら、そのような温度にあける加圧操作に要す
る時間は非常に長くなる。したがって、実施例３に記し
たような２段階の工程から成る方法が好ましい。すなわ
ち、ガラスの粘度が約１０８〜１０１０ポアズになるよ
うな温度において短時間の第１の加圧操作を行ない、次
いで、圧力を保持したまま、ガラスの粘度が約１０１１
〜１０１２ポアズになるような温度に急速に冷却する。
る時間は非常に長くなる。したがって、実施例３に記し
たような２段階の工程から成る方法が好ましい。すなわ
ち、ガラスの粘度が約１０８〜１０１０ポアズになるよ
うな温度において短時間の第１の加圧操作を行ない、次
いで、圧力を保持したまま、ガラスの粘度が約１０１１
〜１０１２ポアズになるような温度に急速に冷却する。
しかして、その温度を比較的短い時間保持して等温条件
を確保した後、得られた製品を鋳型から取り除く。上記
の温度に保持する時間を長（しても成形体の特性に悪影
響を与えることはないが、経済的には好ましくない。
を確保した後、得られた製品を鋳型から取り除く。上記
の温度に保持する時間を長（しても成形体の特性に悪影
響を与えることはないが、経済的には好ましくない。
２段階の成形を行なう上述の好ましい方法に代る方法と
して、２組の鋳型を用いてもよい。第１の組の鋳型は、
ガラスプレフォームの粘度が約１０８〜１０１０ポアズ
となるような温度において用いられる。該温度において
加圧操作を行なった後、プレフォームを鋳型を取り出す
が、この時、表面形状が損われることは僅かである。し
かる後、プレフォームを第２の組の鋳型に導入し、ガラ
スの粘度が約１０１１〜１０Ｌ２ポアズになるような温
度に露す。該温度における第２の加圧工程は、ガラスの
流動口がきわめて少ないので、長時間の成形時間を必要
とせずに正確な表面形状を与える。この第２の加圧操作
は等温条件下で行なわなければならないが、第１の加圧
操作はそのような条件は必ずしも要求されない。
して、２組の鋳型を用いてもよい。第１の組の鋳型は、
ガラスプレフォームの粘度が約１０８〜１０１０ポアズ
となるような温度において用いられる。該温度において
加圧操作を行なった後、プレフォームを鋳型を取り出す
が、この時、表面形状が損われることは僅かである。し
かる後、プレフォームを第２の組の鋳型に導入し、ガラ
スの粘度が約１０１１〜１０Ｌ２ポアズになるような温
度に露す。該温度における第２の加圧工程は、ガラスの
流動口がきわめて少ないので、長時間の成形時間を必要
とせずに正確な表面形状を与える。この第２の加圧操作
は等温条件下で行なわなければならないが、第１の加圧
操作はそのような条件は必ずしも要求されない。
上述の説明から理解されるように、鋳型の材料が充分な
耐火性を有しガラスに対し不活性であれば、本発明に従
い殆んど全てのガラスから高精度で優れた表面形状を有
するガラス成形体を得ることができる。実用的には、加
圧操作は、１００°〜６５０℃の範囲の温度、特に好ま
しくは約２５０°〜４５０℃の範囲の温度で行なわれる
ことが望まれる。
耐火性を有しガラスに対し不活性であれば、本発明に従
い殆んど全てのガラスから高精度で優れた表面形状を有
するガラス成形体を得ることができる。実用的には、加
圧操作は、１００°〜６５０℃の範囲の温度、特に好ま
しくは約２５０°〜４５０℃の範囲の温度で行なわれる
ことが望まれる。
したがって、１００°〜６５０℃の温度範囲、特に好ま
しくは２５０°〜４５０℃の温度範囲において、１０８
〜１０Ｉ２ポアズの粘度を示すガラス組成物がそのよう
な要求に合う。リン酸塩系のガラス組成物は、ガラスの
技術分野において、−般に転移温度が低いものとして認
められている。そのようなガラスは、本発明の成形法に
好適である。しかしながら、リン酸塩系のガラスはまた
、当該技術分野においては、しばしば化学的耐久性が劣
ることも知られている。
しくは２５０°〜４５０℃の温度範囲において、１０８
〜１０Ｉ２ポアズの粘度を示すガラス組成物がそのよう
な要求に合う。リン酸塩系のガラス組成物は、ガラスの
技術分野において、−般に転移温度が低いものとして認
められている。そのようなガラスは、本発明の成形法に
好適である。しかしながら、リン酸塩系のガラスはまた
、当該技術分野においては、しばしば化学的耐久性が劣
ることも知られている。
Ａ 、 Ｒ、ＯＩｓｚｅｗｓｋｉ等による１９８０年２
月２６日出願の米国特許出願筒１２４，９２４号には、
アルカリ金属−アルミノフッ化リン酸塩系のガラス組成
物に屈し、転移温度が３５０℃よりも低く優れた耐候性
を有し、酸化物基準の重量パーセントで、３０〜７５％
＋７）Ｒ２０Ｓ 、３〜２５％（７）Ｒｚ Ｏ（ココＴ
：、Ｒ２０は、０〜２０％のＬ！ｚＯ１Ｏ〜２０％のＮ
ａｚＯ１Ｏ〜２０％のに２０，０〜１０％のｐｂ２ｏ、
および０〜１０％のＣ３２０から成る）、３〜２０％の
Ａ９Ｊ２０３、および３％より多く且つ２４％より少な
いＦから成り、Ｆ：Ａ９Ｊの原子比が１．５〜５に存し
、Ｒ：Ｐの原子比が１よりも小さいようなガラス組成物
が開示されている。その諸性質から言って、該ガラス組
成物は、本発明の方法に用いられるのに最も好ましい組
成物と考えられる。
月２６日出願の米国特許出願筒１２４，９２４号には、
アルカリ金属−アルミノフッ化リン酸塩系のガラス組成
物に屈し、転移温度が３５０℃よりも低く優れた耐候性
を有し、酸化物基準の重量パーセントで、３０〜７５％
＋７）Ｒ２０Ｓ 、３〜２５％（７）Ｒｚ Ｏ（ココＴ
：、Ｒ２０は、０〜２０％のＬ！ｚＯ１Ｏ〜２０％のＮ
ａｚＯ１Ｏ〜２０％のに２０，０〜１０％のｐｂ２ｏ、
および０〜１０％のＣ３２０から成る）、３〜２０％の
Ａ９Ｊ２０３、および３％より多く且つ２４％より少な
いＦから成り、Ｆ：Ａ９Ｊの原子比が１．５〜５に存し
、Ｒ：Ｐの原子比が１よりも小さいようなガラス組成物
が開示されている。その諸性質から言って、該ガラス組
成物は、本発明の方法に用いられるのに最も好ましい組
成物と考えられる。
上述の実施例においては、ガラスの粘度範囲に応じて種
々の熱的条件下に実験室規模の装置でガラス製品が成形
された。しかしながら、実用的な見地からの最も理想的
な状態は、滞在時間をできるだけ小さくすることである
。したがって、成形時の粘度が約１０８〜１０１２ポア
ズの範囲にあるように適当に調節することにより、その
ような最小の滞在時間が１ｑられるようにする。
々の熱的条件下に実験室規模の装置でガラス製品が成形
された。しかしながら、実用的な見地からの最も理想的
な状態は、滞在時間をできるだけ小さくすることである
。したがって、成形時の粘度が約１０８〜１０１２ポア
ズの範囲にあるように適当に調節することにより、その
ような最小の滞在時間が１ｑられるようにする。
ガラスの粘度が１０日ポアズよりも小さくなるような温
度においても成形はできるが、そのような手法は、ガラ
スの均一性を得ることができなかったり、鋳型アセンブ
リの空隙にガラスが流入するという好ましくないことが
起こり、その結果、加圧成形製品の端部にばつが生じる
というような欠点がある。他方、ガラスの粘度が１０１
２ポアズを超えるような成形操作は、高い圧力と長い滞
在時間とを必要とし、更に、レジリエンスによりガラス
を破壊させることが多くなる。
度においても成形はできるが、そのような手法は、ガラ
スの均一性を得ることができなかったり、鋳型アセンブ
リの空隙にガラスが流入するという好ましくないことが
起こり、その結果、加圧成形製品の端部にばつが生じる
というような欠点がある。他方、ガラスの粘度が１０１
２ポアズを超えるような成形操作は、高い圧力と長い滞
在時間とを必要とし、更に、レジリエンスによりガラス
を破壊させることが多くなる。
第１図は、本発明のマルチパート鋳型アセンブリの一例
を示す断面図、 第２図は、本発明のマルチパート鋳型アセンブリの他の
例を示す断面図である。 １．２０・・・下部鋳型 ２．２１・・・上部鋳型
３・・・ブツシュ ４．２２・・・光学表面（鋳型キャビティ）７．２５・
・・誘導加熱コイル ８．２４・・・フ し − ム ９．２６・・・ガラスプレフォーム １０．２７・・・熱 電 対 １８・・・自由ガラス表面 ２３・・・リ ン グ
を示す断面図、 第２図は、本発明のマルチパート鋳型アセンブリの他の
例を示す断面図である。 １．２０・・・下部鋳型 ２．２１・・・上部鋳型
３・・・ブツシュ ４．２２・・・光学表面（鋳型キャビティ）７．２５・
・・誘導加熱コイル ８．２４・・・フ し − ム ９．２６・・・ガラスプレフォーム １０．２７・・・熱 電 対 １８・・・自由ガラス表面 ２３・・・リ ン グ
Claims (52)
- （１）第１の鋳型キャビティを一表面内に備えた第１の
鋳型と、 第２の鋳型キャビティを一表面に備えた第２の鋳型と、 貫通して延びる第３のキャビティが設けられたリングと
を有し、 前記リングの対向する表面には凹所が形成されており、
これら凹所の各々は前記第３のキャビティに通じる一表
面および境界をなす端部を有しており、 前記第１、第２、および第３のキャビティからなる鋳型
アセンブリキャビティが形成されるように前記凹所に前
記第１および第２の鋳型を当接させるための手段を有し
ており、 前記リングは成形すべきレンズの厚さを決定する厚さを
有していることを特徴とするガラスレンズ成形用マルチ
パート鋳型アセンブリ。 - （２）前記鋳型アセンブリキャビティの容量が固定され
るように前記第１および第２の鋳型を接近させて停止さ
せる停止手段を有していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のマルチパート鋳型アセンブリ。 - （３）前記鋳型キャビティの各々に光学表面が形成され
ており、該光学表面の傾斜を調節する前記凹所の表面を
含む該光学表面相互間の幾何学的関係を調節する手段を
有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のマルチパート鋳型アセンブリ。 - （４）前記鋳型キャビティの各々に光学表面が形成され
ており、該光学表面の中心を調節する前記凹所の境界を
なす端部を含む該光学表面相互間の幾何学的関係を調節
する手段を有していることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のマルチパート鋳型アセンブリ。 - （５）前記鋳型キャビティの各々に光学表面が形成され
ており、前記鋳型アセンブリキャビティが、前記リング
を貫通して延びる前記第３のキャビティおよび前記鋳型
キャビティ各々に形成された前記光学表面のみに接して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマル
チパート鋳型アセンブリ。 - （６）該鋳型アセンブリ内の温度を監視しかつ調節する
ための熱電対手段が設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のマルチパート鋳型アセンブリ
。 - （７）該鋳型アセンブリおよびガラスプレフォームを同
時に所望の温度に加熱するための手段が設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマルチパ
ート鋳型アセンブリ。 - （８）前記鋳型アセンブリキャビティを一定の容量にす
るための手段が設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の鋳型アセンブリ。 - （９）第１の鋳型キャビティを一表面内に備えた第１の
鋳型手段と、 第２の鋳型キャビティを一表面内に備えた第２の鋳型手
段と、 これらの鋳型手段と共働してプレフォームを受容しかつ
該プレフォームをレンズに成形するための中央キャビテ
ィを内部に備えた、成形されるレンズの厚さを決定する
ためのリング手段と、前記レンズの成形中における前記
鋳型キャビティの相互および前記リング手段に対する幾
何学的関係を維持するための調節手段とからなることを
特徴とするガラスプレフォームからガラスレンズを成形
するためのマルチパート鋳型アセンブリ。 - （１０）前記リング手段上に表面手段が設けられており
、前記第１および第２の鋳型手段の一部分に当接して前
記第１の鋳型キャビティと第２の鋳型キャビティとの間
の幾何学的傾斜関係を調節する前記調節手段の一部分が
この表面手段によつて形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第９項記載のマルチパート鋳型アセンブ
リ。 - （１１）前記リング手段上に内端表面手段が設けられて
おり、前記第１および第２の鋳型手段の一部分と協働的
に係合して前記第１の鋳型キャビティと前記第２の鋳型
キャビティとの間の幾何学的中心関係を調節する前記調
整手段の一部分がこの内端表面手段によって形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のマル
チパート鋳型アセンブリ。 - （１２）前記ガラスレンズの成形中において前記第１お
よび第２の鋳型手段の一部分に当接しかつ前記ガラスレ
ンズの厚さを決定する停止当接手段が前記リング手段お
よび調節手段の一部分を形成するように設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のマルチパ
ート鋳型アセンブリ。 - （１３）前記リング手段の中心部に少なくとも１つの凹
所が前記中央キャビティに通じるように形成されており
、前記調節手段の一部分を形成する少なくとも１つの前
記鋳型手段が成形中に前記凹所の両端部の間の中心を調
節するように該両端部と係合することを特徴とする特許
請求の範囲第９項記載のマルチパート鋳型アセンブリ。 - （１４）前記鋳型手段間の幾何学的中心関係を維持する
ように前記鋳型手段と係合する前記調節手段の一部分が
前記リング手段の内端部によって形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第９項記載のマルチパート鋳
型アセンブリ。 - （１５）前記第１の鋳型キャビティ、第２の鋳型キャビ
ティおよび中央キャビティに接する表面が、その内部に
配されたガラスレンズプレフォームからガラスレンズを
成形するための鋳型アセンブリキャビティを形成してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のマルチ
パート鋳型アセンブリ。 - （１６）前記鋳型アセンブリキャビティの容量を固定す
るための停止当接手段が設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１５項記載のマルチパート鋳型アセ
ンブリ。 - （１７）該鋳型アセンブリおよびガラスプレフォームを
該プレフォームがガラスレンズに成形される前に等温的
に加熱するための手段が設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第９項記載のマルチパート鋳型アセン
ブリ。 - （１８）第１の鋳型表面を一表面に備えた第１の鋳型手
段と、 第２の鋳型表面を一表面に備えた第２の鋳型手段と、 光学要素の成形中において前記第１および第２の鋳型手
段のプレス運動を制限する停止当接手段が設けられると
ともに内部に前記鋳型手段と共動して光学素子形成キャ
ビティを形成する中央キャビティが配されたリング手段
と、 前記光学要素の成形中における前記鋳型表面の相互およ
び前記リング手段に対する幾何学的関係を調節するため
の調節手段とからなる光学素子をプレス成形するための
マルチパート鋳型アセンブリ。 - （１９）前記リング手段上に表面手段が設けられており
、前記第１および第２の鋳型手段の一部分に当接して前
記第１の鋳型表面と第２の鋳型表面との間の幾何学的傾
斜関係を調節する前記調節手段の一部分がこの表面手段
によつて形成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１８項記載のマルチパート鋳型アセンブリ。 - （２０）前記リング手段上に内端表面手段が設けられて
おり、前記鋳型手段の一部と共働的に係合して前記第１
の鋳型表面と第２の鋳型表面との間の幾何学的中心関係
を調節する前記調節手段の一部分がこの内端表面手段に
よつて形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１８項記載のマルチパート鋳型アセンブリ。 - （２１）前記光学素子の成形中において前記第１および
第２の鋳型手段に当接しかつ前記光学要素の厚さを決定
する停止当接手段が前記リング手段および調節手段の一
部分を形成するように設けられていることを特徴とする
特許請求の範囲第１８項記載のマルチパート鋳型アセン
ブリ。 - （２２）前記リング手段の中心部に少なくとも１つの凹
所が前記中央キャビティに通じるように形成されており
、前記調節手段の一部分を形成する少なくとも１つの前
記鋳型手段が成形中に前記凹所の両端部の間の中心を調
節するように該両端部と係合することを特徴とする特許
請求の範囲第１８項記載のマルチパート鋳型アセンブリ
。 - （２３）前記鋳型手段間の幾何学的中心関係を維持する
ように前記鋳型手段と係合する前記調節手段の一部分が
前記リング手段の内端部によって形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１８項記載のマルチパート
鋳型アセンブリ。 - （２４）前記第１の鋳型表面、第２の鋳型表面および中
央キャビティに接する表面が光学素子を成形するための
鋳型アセンブリキャビティを形成していることを特徴と
する特許請求の範囲第１８項記載のマルチパート鋳型ア
センブリ。 - （２５）前記鋳型アセンブリキャビティの容量を固定す
るための停止当接手段が設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第２４項記載のマルチパート鋳型アセ
ンブリ。 - （２６）該鋳型アセンブリおよびガラスプレフォームを
該プレフォームが光学素子に成形される前に等温的に加
熱するための手段が設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１８項記載のマルチパート鋳型アセンブ
リ。 - （２７）前記調節手段が、光学素子の入射波面の現存波
面との間のＲＭＳ光路差が０．０５０λと０．０３０λ
との間となるように前記光学素子の成形中における前記
鋳型表面の相互および前記リング手段に対する幾何学的
傾斜および中心関係を調節するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１８項記載のマルチパート鋳型ア
センブリ。 - （２８）貫通して延びるキャビティを有するリング状部
材を供給し、 前記キャビティの対向する開口端部と共働して一定容量
の閉鎖された鋳型キャビティを形成する鋳型表面部を有
する第１および第２の鋳型手段を供給し、 成形すべきガラスを前記鋳型キャビティに供給し、 前記鋳型キャビティ内において前記ガラスを自由表面が
前記鋳型手段によって抑制されないように維持しながら
光学素子にプレス成形することからなるガラス光学素子
の成形方法。 - （２９）前記リング状部材の厚さによって前記光学素子
の厚さを決定することを特徴とする特許請求の範囲第２
８項記載の方法。 - （３０）前記閉鎖された鋳型キャビティの容量が固定さ
れるように前記第１および第２の鋳型手段を停止して前
記光学素子をプレスすることを特徴とする特許請求の範
囲第２８項記載の方法。 - （３１）前記成形すべきガラスを前記鋳型表面部と接触
させ、このガラスの表面の一部分を抑制しないようにし
ながら該ガラスを前記鋳型手段と接触させて前記鋳型手
段に接触したガラス上に正確な表面形状を形成し、成形
されるガラス光学素子上におけるばりの形成を阻止する
ことを特徴とする特許請求の範囲第２８項記載の方法。 - （３２）前記閉鎖された鋳型キャビティの固定された容
量よりも少ない量の前記成形されるべきガラスを前記鋳
型キャビティに供給し、前記ガラス上に配される前記鋳
型手段によつて抑制されない自由表面を設けることを特
徴とする特許請求の範囲第２８項記載の方法。 - （３３）貫通して延びるキャビティを有するリング手段
を供給し、 前記リング手段のキャビティと共働して鋳型キャビティ
を形成する光学表面を有する第１および第２の鋳型手段
を供給し、 ガラスプレフォームを前記鋳型キャビティに供給し、 前記ガラスプレフォームがガラスレンズに成形される際
に前記ガラスプレフォーム上に存在する鋳型手段によっ
て抑制されない前記ガラスプレフォーム上の自由ガラス
表面を維持しながら前記鋳型キャビティ内で前記ガラス
プレフォームをプレスして前記光学表面に接触した前記
ガラスプレフォームの表面上に正確な表面形状を形成す
ることからなるガラスプレフォームからガラスレンズを
成形する方法。 - （３４）前記第１および第２の鋳型手段を前記リング手
段に対して接近させて停止することによって前記鋳型キ
ャビティの容量を固定することを特徴とする特許請求の
範囲第３３項記載の方法。 - （３５）前記リング手段の厚さによって前記ガラスレン
ズの厚さを決定することを特徴とする特許請求の範囲第
３３項記載の方法。 - （３６）前記ガラスレンズの入射波面と現存波面との間
のＲＭＳ光路差が０．０５０λと０．０３０λとの間と
なるような正確な表面形状が得られるように前記プレフ
ォームをプレスすることを特徴とする特許請求の範囲第
３３項記載の方法。 - （３７）光学品質のガラス体を調製し、このガラス体が
ガラス光学素子に成形される間における鋳型キャビティ
内のガスの捕捉を最小とするように該ガラス体を成形し
、 このガラス体を鋳型キャビティ内に配し、 このガラス体をこの鋳型キャビティ内でプレスしてガラ
ス光学素子を形成することからなる鋳型キャビティ内に
おけるガラス光学素子の成形方法。 - （３８）前記ガラス体を光学的な不均一性が最小となる
ように成形することを特徴とする特許請求の範囲第３７
項記載の方法。 - （３９）前記鋳型キャビティ内に配される前記ガラス体
の体積がこのキャビティを完全には満たさないように前
記ガラス体の重量を調節することを特徴とする特許請求
の範囲第３７項記載の方法。 - （４０）前記ガラス体を前記鋳型キャビティの曲率より
も鋭い曲率となるように成形し、前記ガラス体を前記鋳
型キャビティ内にプレスする際に前記ガラス体をまず前
記鋳型キャビティの中心と接触させることを特徴とする
特許請求の範囲第３７項記載の方法。 - （４１）前記ガラス体を所望のガラス光学素子と類似し
た形状に成形することを特徴とする特許請求の範囲第３
７項記載の方法。 - （４２）前記ガラス体の溶融物を鋳造してガラス棒とし
、このガラス棒を体積および形状が所望のガラス光学素
子と類似したプレフォームに成形することを特徴とする
特許請求の範囲第３７項記載の方法。 - （４３）前記ガラス体の溶融物からペレットを鋳造し、
このペレットをプレフォームに成形することを特徴とす
る特許請求の範囲第３７項記載の方法。 - （４４）光学品質のガラス体を調製し、 このガラス体を光学的な不均一性が最小となるような形
状のプレフォームに成形し、 このプレフォームを鋳型キャビティ内に配し、このプレ
フォームを前記鋳型キャビティ内でプレスしてガラスレ
ンズを成形することからなる鋳型キャビティ内において
ガラスプレフォームからガラスレンズを成形する方法。 - （４５）前記プレフォームをプレスに先立つて所望のガ
ラスレンズに近似する全体形状に成形することを特徴と
する特許請求の範囲第４４項記載の方法。 - （４６）光学品質ガラスからガラスプレフォームを調製
し、 固定された容積の鋳型キャビティを有する鋳型アセンブ
リを設け、 前記鋳型アセンブリおよびプレフォームを等温的に加熱
し、 前記鋳型キャビティ内において前記プレフォームをプレ
スしてガラスレンズを成形し、 前記鋳型アセンブリにかかる圧力によつて前記ガラスプ
レフォームが前記鋳型キャビティの表面部分に従つて流
動するのに充分な時間、等温状態を維持することからな
るガラスプレフォームからガラスレンズを成形する方法
。 - （４７）前記鋳型キャビティに従う等温状態における前
記ガラスプレフォームの流動を以下の式ｔｏＰ／μ＝Ｃ （ただし、式中ｔｏはガラスプレフォームが鋳型キャビ
ティに従うのに要する時間、Ｐはガラスが充分に加圧さ
れた際のガラス内の静水圧であり、加圧操作に用いた力
をキャビティの表面積で除した値に等しく、μはガラス
の粘度、Ｃは鋳型キャビティの形状とガラスプレフォー
ムの出発時の形状との差であり、その差が小さいほどＣ
の値は小さくなる） に従つて制御することを特徴とする特許請求の範囲第４
６項記載の方法。 - （４８）上部鋳型を供給し、 中空リング状ブッシング部材を供給し、 下部鋳型を供給し、 前記ブッシング部材にガラスプレフォームを供給し、 前記下部鋳型およびブッシングを上方に移動させ、 停止手段の係止によつて前記下部鋳型およびブッシング
部材の上方への移動を制限し、 その後に前記上部鋳型を前記ガラスプレフォームに対向
させて下方に移動させ、かつ前記ガラスプレフォームを
前記上部および下部鋳型に従つて流動させることからな
るガラスプレフォームからガラスレンズをプレス成形す
る方法。 - （４９）前記上部鋳型が前記ガラスプレフォームと接触
する前に前記下部鋳型およびブッシング部材を誘電加熱
コイル内に移動させることを特徴とする特許請求の範囲
第４８項記載の方法。 - （５０）所望の形状のガラスプレフォームを成形し、鋳
型キャビティを内部に有する鋳型アセンブリを供給し、
前記ガラスプレフォームおよび鋳型アセンブリを予備加
熱し、前記ガラスプレフォームを前記鋳型アセンブリの
キャビティ内において前記ガラスプレフォームのガラス
の粘度が約１０＾８〜約１０＾１＾０ポアズとなるよう
な温度でプレスし、前記鋳型アセンブリにかかる力を維
持しつつ、前記ガラスの粘度が約１０＾１＾１〜約１０
＾１＾２ポアズとなるような温度に前記鋳型アセンブリ
を冷却し、プレスされてレンズとなつたガラスプレフォ
ームを等温状態が確保されるのに充分な時間、前記鋳型
アセンブリ内に維持し、 このレンズを前記鋳型アセンブリから取り出すことから
なるガラスレンズの成形方法。 - （５１）溶融物からガラスペレットを鋳造し、このガラ
スペレットをガラスプレフォームに成形することによつ
て前記ガラスプレフォームを形成することを特徴とする
特許請求の範囲第５０項記載の方法。 - （５２）ガラスプレフォームを供給し、 第１の鋳型セットを供給し、 前記ガラスプレフォームの粘度が約１０＾８〜約１０＾
１＾０ポアズとなるような温度に前記第１の鋳型セット
およびガラスプレフォームを予備加熱し、前記予備加熱
の温度範囲で前記第１の鋳型セット内において前記ガラ
スプレフォームをプレスし、第２の鋳型セットを供給し
、 前記第１の鋳型セットからプレスされたガラスプレフォ
ームを取出して前記第２の鋳型セット内に導入し、 前記ガラスの粘度が約１０＾１＾１〜約１０＾１＾２ポ
アズとなるような温度に前記第２の鋳型セットおよびプ
レスされたガラスプレフォームを露し、このプレスされ
たガラスプレフォームを等温状態の下に前記第２の鋳型
セット内で再度プレスしてレンズとし、このレンズを前
記第２の鋳型セットから取り出すことからなるガラスレ
ンズの成型方法。
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|---|---|---|---|
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