JPH0645464B2 - 光学ガラス素子の製造方法並びに該方法に用いる製造装置 - Google Patents
光学ガラス素子の製造方法並びに該方法に用いる製造装置Info
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- JPH0645464B2 JPH0645464B2 JP18295589A JP18295589A JPH0645464B2 JP H0645464 B2 JPH0645464 B2 JP H0645464B2 JP 18295589 A JP18295589 A JP 18295589A JP 18295589 A JP18295589 A JP 18295589A JP H0645464 B2 JPH0645464 B2 JP H0645464B2
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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お
よびその製造方法に用いる製造装置に関する。
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お
よびその製造方法に用いる製造装置に関する。
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、溶融ガラスを第一の熱加工治具で受ける工程、第二
の熱加工治具に溶融ガラスを接着させた状態で溶融ガラ
ス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変形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並び
に該方法に用いる第一の熱加工治具で受けた溶融ガラス
に第二の熱加工治具を溶融させて、溶融ガラスを第二の
熱加工治具に付着させ、溶融ガラス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、溶融
ガラスを第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に置換
する手段を備えた光学ガラス素子の製造装置を提供する
ものである。
で、溶融ガラスを第一の熱加工治具で受ける工程、第二
の熱加工治具に溶融ガラスを接着させた状態で溶融ガラ
ス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変形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並び
に該方法に用いる第一の熱加工治具で受けた溶融ガラス
に第二の熱加工治具を溶融させて、溶融ガラスを第二の
熱加工治具に付着させ、溶融ガラス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、溶融
ガラスを第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に置換
する手段を備えた光学ガラス素子の製造装置を提供する
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
加工治具と接した光学ガラス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。
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
加工治具と接した光学ガラス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。
熱加工治具と接した光学ガラス面のしわ状の欠陥を取り
除くために、溶融ガラスを比較的低温の第一の熱加工治
具で受けた後、溶融ガラスに第二の熱加工治具を接触さ
せて、溶融ガラスを第二の熱加工治具に付着させ、溶融
ガラス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、溶融ガラス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、第二の熱加工治
具で光学ガラスのしわ状の面を上にして熱変形を行う。
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。
除くために、溶融ガラスを比較的低温の第一の熱加工治
具で受けた後、溶融ガラスに第二の熱加工治具を接触さ
せて、溶融ガラスを第二の熱加工治具に付着させ、溶融
ガラス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、溶融ガラス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、第二の熱加工治
具で光学ガラスのしわ状の面を上にして熱変形を行う。
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性雰囲気は、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性雰囲気は、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 以下本発明の一実施例について、図面を用いて、説明す
る。
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、曲率半径が１５mmの
凹形に加工した。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１５
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、曲率半径が１５mmの
凹形に加工した。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１５
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（Ｂａ２Ｏ３）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
２０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２
４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（Ｂａ２Ｏ３）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
２０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２
４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ボロンナイトライドを使用し、曲
率半径が４５mmの凹形に加工した。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３
０Å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（Ｒｈ−
Ａｕ−Ｗ）の薄膜２を被覆し、プレス成形用金型とし
た。
率半径が４５mmの凹形に加工した。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３
０Å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（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、ジルコニア（ＺｒＯ２）８重量パー
セント、酸化ランタン（Ｌａｓ２Ｏ３）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℃、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。
セント、酸化ランタン（Ｌａｓ２Ｏ３）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℃、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４００℃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の凹形に加工した。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の凹形に加工した。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。
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。
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，面精度もニュートンリング２
本以内、アス５分の１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，面精度もニュートンリング２
本以内、アス５分の１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、曲率半径が４５mmの凹形に
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５５mm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（Ｒ
ｈ−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１００
mm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、曲率半径が４５mmの凹形に
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５５mm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（Ｒ
ｈ−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１００
mm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
リウムガス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５５０℃、プレス
圧力８０Kg／cm2、プレス時間１分であった。その後３
８０℃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。
持したノズル１２から約５グラムの溶融ガラス１４をヘ
リウムガス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５５０℃、プレス
圧力８０Kg／cm2、プレス時間１分であった。その後３
８０℃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並びに該方法に
用いる製造装置は、非酸化性雰囲気中で、溶融ガラスを
第一の熱加工治具で受ける工程、第二の熱加工治具に溶
融ガラスを接着させた状態で溶融ガラスと第二の熱加工
治具とを反転させて置換する工程、第二の熱加工治具で
熱変形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並びに該方法に用いる
第一の熱加工治具で受けた溶融ガラスに第二の熱加工治
具を接触させて、溶融ガラスを第二の熱加工治具に付着
させ、溶融ガラス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、溶融ガラスを第一の熱
加工治具から第二の熱加工治具に置換する手段を備えた
光学ガラス素子の製造装置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。
用いる製造装置は、非酸化性雰囲気中で、溶融ガラスを
第一の熱加工治具で受ける工程、第二の熱加工治具に溶
融ガラスを接着させた状態で溶融ガラスと第二の熱加工
治具とを反転させて置換する工程、第二の熱加工治具で
熱変形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並びに該方法に用いる
第一の熱加工治具で受けた溶融ガラスに第二の熱加工治
具を接触させて、溶融ガラスを第二の熱加工治具に付着
させ、溶融ガラス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、溶融ガラスを第一の熱
加工治具から第二の熱加工治具に置換する手段を備えた
光学ガラス素子の製造装置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
法並びに該方法に用いる製造装置は、溶融ガラスを比較
的低温の第一の熱加工治具で受けた後、溶融ガラスに第
二の熱加工治具を接触させて、溶融ガラスを第二の熱加
工治具に付着させ、溶融ガラス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、溶融ガラ
ス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、第二の熱加工治具で光学ガラスのしわ状の面を
上にして熱変形を行う。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。
法並びに該方法に用いる製造装置は、溶融ガラスを比較
的低温の第一の熱加工治具で受けた後、溶融ガラスに第
二の熱加工治具を接触させて、溶融ガラスを第二の熱加
工治具に付着させ、溶融ガラス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、溶融ガラ
ス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、第二の熱加工治具で光学ガラスのしわ状の面を
上にして熱変形を行う。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)〜(c)は本発明に用いた第一の熱加工治具、第
二の熱加工治具、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の一実施例の断
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。
二の熱加工治具、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の一実施例の断
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 梅谷 誠 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 (8)
- 【請求項１】非酸化性雰囲気中で、溶融ガラスを第一の
熱加工治具で受ける工程、第二の熱加工治具に溶融ガラ
スを接着させた状態で溶融ガラス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変形
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。 - 【請求項５】第一の熱加工治具で受けた溶融ガラスに第
二の熱加工治具を接触させて、溶融ガラスを第二の熱加
工治具に付着させ、溶融ガラス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、溶融ガラ
スを第一の熱加工治具から第二の熱加工治具に置換する
手段を備えた光学ガラス素子の製造装置。 - 【請求項６】第一の熱加工治具が溶融ガラスと濡れ性が
悪い請求項(5)記載の光学ガラス素子の製造装置。 - 【請求項７】第二の熱加工治具が、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(5)記載の光学ガラス
素子の製造装置。 - 【請求項８】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(7)記載の光学ガラス素子の製造装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18295589A JPH0645464B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 光学ガラス素子の製造方法並びに該方法に用いる製造装置 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP18295589A JPH0645464B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 光学ガラス素子の製造方法並びに該方法に用いる製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0345523A JPH0345523A (ja) | 1991-02-27 |
| JPH0645464B2 true JPH0645464B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=16127267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18295589A Expired - Fee Related JPH0645464B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 光学ガラス素子の製造方法並びに該方法に用いる製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645464B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18295589A patent/JPH0645464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0345523A (ja) | 1991-02-27 |
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