CN105008292B - 研磨用玻璃透镜坯料及其制造方法、光学透镜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种研磨用玻璃透镜坯料及其制造方法、以及光学透镜的制造方法，能够将缺陷含有层的厚度抑制到最小限度，并缩短模压成型后的研磨用玻璃透镜坯料的磨削和研磨所需的加工时间。研磨用玻璃透镜坯料(2)的至少主表面为模压成型面、且形成于主表面的缺陷含有层(2a)的厚度为50μm以下。

Description

研磨用玻璃透镜坯料及其制造方法、光学透镜的制造方法
技术领域
本发明涉及研磨用玻璃透镜坯料及其制造方法、以及光学透镜的制造方法。
背景技术
作为透镜的制造方法，公知有如下的方法。即，为如下方法：使熔融玻璃流入模而制作出角状或板状的玻璃块，接着用机械加工裁切该玻璃块并进行细分化而制作出切割片(cut piece)。然后，进行粗研磨加工(滚磨)以使各切割片的重量均匀化并且脱模剂容易附着到表面。进而，对粗研磨加工后的切割片再加热而使其软化，并对软化后的玻璃进行模压成型而成型出与透镜形状近似形状的透镜坯料。最后，对该透镜坯料进行磨削/研磨而制造出透镜。
根据该方法，如果制作多个玻璃品种的板状玻璃块并进行保管，则能够根据需要将板状玻璃块裁切成期望的数量/体积，并对其切割片进行模压，因此适于多品种的少量生产。但是，在该方法中，在对切割片进行模压加工后的透镜坯料的表面，以60～500μm的厚度形成缺陷含有层。缺陷含有层包括在粗研磨加工时产生的裂纹(crack)、与加工液接触而引起的玻璃成分变质的部分、或者从软化时到模压成型时产生的晶化部分。并且，在使切割片软化时，产生角部折入玻璃内部的现象，其折入量甚至达到300μm以上、其作为缺陷含有层产生到深部为止。
在玻璃坯料的表面形成这样的缺陷含有层(包含折入部。)时，在其后的工序中，要去除缺陷含有层并且制造具有没有凹凸的平滑的面的透镜的情况下，需要进行500μm以上的磨削和研磨，磨削和研磨时间增长，并且产生材料的浪费。
此外，最近，如下述专利文献1(日本特许第3806288号公报)所示，提出了用以下示出的工序制造研磨用玻璃透镜坯料的方法。即，在该方法中包括：由成型模承接从喷嘴提供的熔融玻璃并对该熔融玻璃进行成型而得到玻璃块的工序；对所述玻璃块的表面进行粗面研磨加工的工序；在所述玻璃块的表面形成粉末状的脱模剂的工序；以及对所述玻璃块再加热并模压成型的工序。
在该方法中，在玻璃块的表面抑制了切割片那样的有棱角部分的产生，因此在下一工序的再加热工序中能够在不产生折入部的情况下进行成型。但是，在该方法中，也与上述制法同样地形成60～150μm左右的缺陷含有层。另外，该方法能够制造多个玻璃块并作为库存进行保管，因此能够根据订购，使用具有不同成型面的多个成型模对相同形状的多个玻璃块进行模压成型，进行多品种生产。
无论是哪一种以往的方法，在对模压成型后的研磨用玻璃透镜坯料进行磨削和研磨而制成透镜的情况下，磨削和研磨所需的加工时间也占光学透镜的整体工序的大约一半左右，因此要求加工时间的缩短。另外，预想如果减小存在于研磨用玻璃透镜坯料的表面的缺陷含有层的厚度，则能够缩短磨削和研磨所需的加工时间，但在以往的方法中，无法实现使缺陷含有层的厚度减薄至50μm以下的研磨用玻璃透镜坯料。特别在用于单反(single-lens reflex)等的基于中大口径的透镜的研磨用玻璃透镜坯料中，用以往的方法不能制造缺陷含有层的厚度减薄至50μm以下的研磨用玻璃透镜坯料。
专利文献1：日本特许3806288号公报
发明内容
本发明鉴于这样的实际状况，其目的在于提供一种研磨用玻璃透镜坯料及其制造方法、光学透镜的制造方法，能够将缺陷含有层的厚度抑制到最小限度，并缩短模压成型后的研磨用玻璃透镜坯料的磨削和研磨所需的加工时间。
本发明人对缩短模压成型后的研磨用玻璃透镜坯料的磨削和研磨所需的加工时间进行了锐意研究的结果是，在通过不受以往常识约束的方法得到的研磨用玻璃透镜坯料中，初次发现了形成于表层的整个面的缺陷含有层的厚度为50μm以下，从而完成了本发明。
即，本发明的研磨用玻璃透镜坯料的特征在于，至少主表面为模压成型面、且形成于主表面的缺陷含有层的厚度为50μm以下。
在本发明的研磨用玻璃透镜坯料中，缺陷含有层的厚度为50μm以下，因此对该研磨用玻璃透镜坯料进行球面磨削(范成磨削)和研磨，能够将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩得极短。
例如与以往的通过切割片施工方法得到的研磨用玻璃透镜坯料相比，在本发明的透镜坯料中，能够将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩短为大致一半以下。此外，在本发明的研磨用玻璃透镜坯料中，与通过专利文献1(日本特许第3806288号公报)所示的方法得到的透镜坯料相比，能够将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩短为大致一半以下。
此外，在本发明的研磨用玻璃透镜坯料中，缺陷含有层的厚度为50μm以下，因此能够将得到光学透镜时的磨削和研磨时的磨削屑和研磨屑抑制到所需最小限度，也不会有材料的浪费。而且，由于加工量较少，因此光学透镜的形状精度(包含壁厚精度)也提高。
本发明的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法没有特别限定，但优选为包括以下工序：由玻璃块成型用的成型模承接从喷嘴提供的熔融玻璃并对该熔融玻璃进行成型而得到玻璃块的工序；以及对玻璃块进行再加热、并用模压成型用的成型模对该玻璃块进行模压成型的工序。
优选的是，在从得到玻璃块到对该玻璃块进行模压成型的工序中，不包括对玻璃块的表面进行粗面化处理的工序(滚磨工序等)。
优选的是，在从得到玻璃块到进行模压成型为止的工序中，不包括对玻璃块进行磨削或研磨的工序。
优选的是，在重量为5克以上、进一步优选为10克以上的研磨用玻璃透镜坯料的情况下，本发明的作用效果明显。本发明的研磨用玻璃透镜坯料特别适于成型中口径和大口径的玻璃透镜(例如透镜直径为30mm以上)。
本发明的光学透镜的制造方法的特征在于，对上述所记载的研磨用玻璃透镜坯料进行球面磨削(范成磨削)加工(以下也称作CG(Curve Generating，曲面成型)加工。)和平滑(Smoothing)加工，在平滑加工中，进行不使用金属粘结剂磨具而使用树脂粘结剂磨具的加工，从而得到光学透镜。
本发明的另一观点的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法包括：由玻璃块成型用的成型模承接从喷嘴提供的熔融玻璃并对该熔融玻璃进行成型而得到玻璃块的工序；再加热工序，在维持玻璃块的表面状态的同时，在大气环境下将所述玻璃块再加热到104～106dPa·s的粘度；以及模压工序，用模压成型用的成型模在大气环境下对在再加热工序中再加热后的玻璃块进行模压成型，从而得到至少在主表面具有模压成型面的玻璃成型品，在通过模压成型工序得到的玻璃成型品的主表面形成的缺陷含有层的厚度为50μm以下。
优选构成为：在脱模剂附着工序中，在使脱模剂附着到配置玻璃块的保持用凹部后，在保持用凹部中配置玻璃块，进而使脱模剂附着到玻璃块。通过这样构成，在用加热炉使玻璃块软化时，玻璃块的粘度降低、玻璃块的高度降低且直径扩大，但玻璃块上的脱模剂回绕到玻璃块与保持用凹部之间，从而脱模剂包入玻璃块。因此，能够在不像专利文献1(日本特许第3806288号公报)那样对玻璃块的表面进行粗面化加工的情况下起到充分的脱模效果，所以能够将缺陷含有层的厚度抑制到最小限度，并缩短其后的磨削和研磨所需的加工时间。
根据本发明，能够提供可将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩得极短的研磨用玻璃透镜坯料。
附图说明
图1A是示出本发明一个实施方式的研磨用玻璃透镜坯料的形状的一例的侧视图。
图1B是图1A所示的研磨用玻璃透镜坯料的表面的部分截面、且是示意性示出了要通过磨削工序和研磨工序去除的部分的概略图。
图2A是示出制造图1A所示的坯料的工序的流程图。
图2B是示出利用图1A所示的坯料制造光学透镜的工序的流程图。
图3是示出图2A所示的玻璃块形成工序的一例的概略图。
图4是示出图2A所示的脱模剂涂覆工序的一例的概略图。
图5是示出图2A所示的模压工序的一例的概略图。
图6是示出实施例和比较例的亮点观察的结果的图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式说明本发明。另外，对图中相同或相应部分标注相同标号并不再反复其说明。
＜研磨用玻璃透镜坯料＞
图1A是示出本发明一个实施方式的研磨用玻璃透镜坯料的形状的一例的侧视图。图1B是图1A所示的研磨用玻璃透镜坯料的表面的部分截面、且是示意性示出了要通过磨削工序和研磨工序去除的部分的概略图。
如图1A所示，本发明一个实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2具有作为主表面的大致球面状的模压成型面2A、2B。该模压成型面2A、2B是被转印上模74和下模72的成型面形状的面(参照图5)。两面(2A、2B)均为凸形的曲面，但本发明的透镜坯料的形状不受特别限定，任意一方或双方也可以是凹形的曲面或平面。另外，研磨用玻璃透镜坯料2的侧周面2C可以是在筒模73的内周面被成型的模压成型面，也可以是不与筒模73抵接的自由表面(参照图5)。
该研磨用玻璃透镜坯料2被实施后述的磨削加工和研磨加工而成为光学透镜。如图1B所示，在本实施方式的透镜坯料2的主表面(2A、2B)中，缺陷含有层2a的厚度t0为50μm以下、优选为30μm以下、更优选为20μm以下、进一步优选为15μm以下。在本实施方式中，通过后述的制造方法制造玻璃透镜坯料2，因此预想缺陷含有层2a至少具有1μm以上的厚度，与用以往的制造方法得到的缺陷含有层相比，缺陷含有层2a的厚度t0极其薄。
在本实施方式中，缺陷含有层2a与玻璃透镜坯料2的主体(bulk)部分2b(作为光学透镜的部分)相比，是具有形成反射光的亮点的缺陷的层。通过去除该缺陷含有层2a，形成反射光的亮点的缺陷消失。作为形成反射光的亮点的缺陷的具体例子，例如可列举由于后述的坯料制造方法中的再加热工序和模压工序而产生的晶化部分等。但是，在本实施方式的玻璃透镜坯料2中，不存在源于切割片的折入部。
关于玻璃透镜坯料2的尺寸和重量没有特别制限，但在重量为5克以上、进一步优选为10克以上的研磨用玻璃透镜坯料的情况下，本发明的作用效果明显。本发明的研磨用玻璃透镜坯料特别适于成型中口径和大口径的玻璃透镜。其理由是因为，中口径和大口径的玻璃透镜与小口径的玻璃透镜相比，磨削和研磨所需的加工时间较长，根据本发明，能够缩短该加工时间，进而能够减少材料损耗，因此能够进一步发挥本发明的效果。
本实施方式的玻璃透镜坯料2通过后述的制造方法，例如一次制造多个到1000个以上，但其重量偏差为±1.0％以下，根据情况为±0.5％以下。例如，在后述的玻璃块形成工序中，能够通过提高控制从喷嘴以固定速度流出的熔融玻璃的切断定时和粘度等的成型装置的动作精度，减少重量偏差。
此外，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2的主表面(2A、2B)的表面粗糙度(Rz)优选为8μm以上、更优选为10μm以上、进一步优选为12μm以上、更进一步优选为20μm以上、再进一步优选为22μm以上、又进一步优选为25μm以上。这样的本实施方式的玻璃透镜坯料2通过在主表面(被加工面)具有适度的凹凸，在CG加工等磨削加工时，即便使用磨粒的粒径比较小的磨具也能够进行良好的加工，能够进一步减少其后的加工工序(磨削和研磨加工)中的加工量和加工时间。
通常，在CG加工等磨削处理中，在加工后的透镜坯料的表面新产生无数的微小裂纹。越是磨粒的粒径大的磨具，这样的微小裂纹越有容易波及到玻璃深部的趋势，极其深的裂纹难以在后道工序(SM加工和研磨加工)中去除。与此相对，在使用磨粒的粒径比较小的磨具的情况下，通过磨削加工产生的微小裂纹不会变得极深(例如限于与表面相隔15μm以下)，在后道工序中容易去除微小裂纹。
因此，即使从减少加工量和加工时间的观点出发，能够利用磨粒的粒径比较小的磨具开始CG加工也较理想。但是，在用粒径小的磨具进行加工的情况下，被加工面越平滑，越有磨具容易打滑从而无法进行良好加工的趋势。因此，在用平滑的成型面制作的透镜坯料的情况下，难以利用粒径小的磨具开始CG加工，一般在用粒径大的磨具对表面进行一次加工后，通过磨粒的粒径小的磨具对适度形成有凹凸的加工面进行加工。
与此相对，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料是在被加工面具有上述那样的适度凹凸的情况，因此能够使用粒径比较小的磨具。即，由于被加工面具有适度的凹凸，即使是粒径比较小的磨具也能够防止磨具的打滑而开始CG加工。其结果，能够减少CG加工中的微小裂纹的影响，能够大幅度减少其后工序(磨削和研磨加工)中的加工量和加工时间。
但是，当研磨用玻璃透镜坯料的表面粗糙度(Rz)过大时，有磨削/研磨加工的加工量和加工时间增加的趋势。例如，在对表面粗糙度(Rz)超过50μm的透镜坯料进行加工的情况下，如果在最初的磨削加工中使用粒度比较小的磨具(例如#400～#800)，则产生磨具的孔眼堵塞而加工无法进展，因此用粒度比较大的磨具(小于#400)进行磨削。在用粒度大的磨具进行磨削加工时，如后述的有关磨具的粒度与微小裂纹之间的关系的验证结果那样，产生伴随磨削加工的微小裂纹至透镜坯料的内部深处为止，结果阻碍加工时间的缩短。
因此，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2的主表面(2A、2B)的表面粗糙度(Rz)优选为50μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为30μm以下。
此外，作为这样的研磨用玻璃透镜坯料2的主表面(2A、2B)表面粗糙度(Rz)的优选范围，为8μm～50μm、更优选为10μm～50μm、进一步优选为12μm～40μm、更进一步优选为20μm～40μm、再进一步优选为20μm～35μm。
另外，在本实施方式中，表面粗糙度(Rz)是指基于2001年JIS标准B0601的最大高度(与基于1982年JIS标准B0601的Rmax同义)。该Rz是表面凹凸的最低地点与最高地点之差。表面粗糙度(Rz)的测量能够用基于JIS标准的方法，通过公知的测量装置进行测量。
此外，在本实施方式中，研磨用玻璃透镜坯料2的主表面(2A、2B)具有适度的凹凸(例如8μm～50μm)、且从主表面向内部侧形成有50μm以下厚度的缺陷含有层。缺陷含有层的厚度是对处于研磨用玻璃透镜坯料2表面的原本的缺陷含有层的厚度加上表面粗糙度(Rz)后的值。
作为本实施方式的玻璃透镜坯料2的玻璃材料，没有特别限定，例如采用以下所示的玻璃。
作为在本实施方式中优选使用的玻璃，可列举：(1)至少包含P、O和F作为玻璃成分的氟磷酸盐系玻璃；(2)在玻璃成分中含较多的B2O3、La2O3的硼酸镧系玻璃；(3)在玻璃成分中含较多的SiO2、TiO2的SiO2－TiO2系玻璃；(4)以P2O5为主要成分而含有由Nb、Ti、Bi和W构成的、易还原成分的磷酸铌系光学玻璃等。
接着，使用图2A～图5说明图1A所示的研磨用玻璃透镜坯料2的制造方法的具体例子。
图2A是示出制造图1A所示的坯料的工序的流程图。图3是示出图2A所示的玻璃块形成工序的一例的概略图。如图2A所示，在步骤S1中形成玻璃块。为了形成玻璃块，如图3所示，从熔化玻璃喷嘴40向形成于玻璃块托盘30的上表面的凹面状的承受部32滴下熔融玻璃而在承受部32的内部形成玻璃块20。
托盘30预先加热到预定温度。作为托盘30的温度，例如为250～500℃。此外，喷嘴40温度控制成预定温度。作为喷嘴40的温度，还基于玻璃的材料，但例如为700～1200℃，从喷嘴滴下的玻璃的粘性处于2～30dPa·s的范围。
作为玻璃块20的形状的例子，可列举球状或其近似形状、扁平的旋转椭圆形状、双凸曲面形状、单凸片凹曲面形状等，但没有特别限定。
另外，作为玻璃块形成工序的成型模的承受部32的表面粗糙度例如可设Rmax为10～50μm，但没有特别限定。这里，Rmax是指基于1982年JIS标准B0601的最大高度，上述Rz与Rmax同义。
能够通过将玻璃块形成工序的熔融玻璃设为上述预定的粘性，以高生产率制造重量偏差小的、多个玻璃块。能够通过将熔融玻璃的粘度设为上述范围，容易地进行下降切断。下降切断法是指如下方法：在使玻璃块托盘30上升从而接近喷嘴40的状态下，承接从喷嘴40流出的熔融玻璃的前端部，接着在预定的定时使托盘30以比熔融玻璃的流下速度快的速度急速下降，从喷嘴40分离出预定重量的熔融玻璃并由托盘30收取。根据这样的切断方法，即使不使用切断刀也能够由托盘30接收预定重量的熔融玻璃。另外，可以在由托盘30承接熔融玻璃后，直接进行冷却，也可以在使熔融玻璃浮起或大致浮起的状态下对其进行冷却。
冷却后的玻璃块20变为低于玻璃转变温度Tg的温度，在移动到取出位置后，从托盘30被取出。由此，能够以1分钟15个以上的生产率制作例如5g的玻璃块20。
在玻璃块形成工序中，优选根据熔融玻璃的粘性和切断条件对熔融玻璃进行重量管理。能够通过控制熔融玻璃的粘性，确定熔融玻璃的流出速度，通过确定熔融玻璃的切断条件(切断速度、切断的定时(间隔)、切断方法(自然滴下、强制切断(下降切断等)、下降切断的下降速度))确定切断量。因此，能够抑制提供到托盘30的熔融玻璃的重量偏差。在本实施方式中，重量偏差可设为±1％以内、优选为±0.5％以内。
此外，在玻璃块形成工序中，依次由加热到预定温度且连续供给的玻璃块成型用的托盘30收取连续供给的熔融玻璃，并对其进行成型而形成玻璃块，由此能够以高生产率制造玻璃块20。尤其是，如果将多个玻璃块成型用的托盘30连续供给到喷嘴的下方来制造玻璃块20，则其效果变得显著。
并且在本实施方式中，为了能够对熔融玻璃进行下降切断，可以与喷嘴40接近和远离的方式对玻璃块成型用的托盘30进行驱动控制。能够通过这样进行控制，容易地控制切断量。并且，能够利用熔融玻璃的粘性管理确定熔融玻璃的流出速度，并且能够通过控制下降切断的条件确定切断量，因此能够抑制玻璃块的重量偏差。并且在本实施方式中，不使用切断刀地形成玻璃块20，因此在玻璃块的表面不会留有切断时的痕迹(切断标记，shearmark)。
此外，能够通过熔融玻璃的粘性和托盘30的进给速度等的控制抑制玻璃块的重量偏差。即，能够通过控制熔融玻璃的粘性，确定从喷嘴流出的熔融玻璃的流出速度，能够通过控制托盘30的进给速度，确定熔融玻璃的切断量。
另外，作为熔融玻璃的切断方法，不限于上述那样的下降切断法，能够采用自然滴下法或使用了切断刀的切断方法。
在本实施方式中，考虑在下一工序中分配最终透镜产品的研磨工序，在由玻璃块形成工序得到的玻璃块中，可以在表面具有能够用研磨工序去除的条纹、波筋等缺陷。
如图2A所示，在形成玻璃块的步骤S1后，在步骤S2中，进行脱模剂涂覆(附着)工序。在该脱模剂涂覆(附着)工序中，为了在后述的再加热工序中防止使玻璃块软化而使用的软化用盘与玻璃的热粘，在两者之间介在脱模剂。图4是示出图2A所示的脱模剂涂覆(附着)工序的一例的概略图。如图4所示，在脱模剂涂覆(附着)工序中，沿着形成有多个保持用凹部52的软化用盘50的输送方向X输送脱模剂，沿着输送方向X在第一位置处，将脱模剂从第一脱模剂喷嘴54a朝向空的保持用凹部52进行喷雾并用脱模剂60a铺满保持用凹部52的凹面整体。另外，软化用盘50可由具有耐热性的陶瓷、金属、砖等构成。此外，脱模剂60a、60b防止软化用盘50与玻璃的热粘。
脱模剂60a优选以从保持用凹部52的凹面超出的方式被涂覆。脱模剂60a的涂覆量(涂覆密度)没有特别限定。
作为脱模剂60a，采用氮化硼、氧化铝、二氧化硅、氧化镁等的粉末状脱模剂，脱模剂的平均粒径没有特别限定，但优选为1～20μm。被铺满脱模剂60a的保持用凹部52在输送方向X上被输送，在第一脱模剂喷嘴54a与第二脱模剂喷嘴54b之间，向所涂覆的脱模剂60a上供给玻璃块20。
然后，在存在第二脱模剂喷嘴54b的第二位置处，从喷嘴54b朝向玻璃块20的上表面整体喷雾来涂覆(附着)脱模剂60b。脱模剂60b优选与上述脱模剂60b相同，但可以是不同种类的脱模剂，也可以是不同平均粒径的脱模剂。从该喷嘴54b的脱模剂的涂覆量优选与从喷嘴54a的脱模剂的涂覆量相同，但也可以不同。另外，在向软化用盘50的保持用凹部52涂覆(附着)脱模剂60a后的情况下，可以省略向供给到保持用凹部52的玻璃块20涂覆(附着)脱模剂60b的工序。
如图2A所示，在接着步骤S2的步骤S3中，进行再加热工序。在再加热工序中，图4所示的载置了涂覆有脱模剂60a、60b的玻璃块20的软化用盘50沿着输送方向X被送入到省略了图示的加热炉内。在加热炉的内部对玻璃块20再加热。
在加热炉中，涂覆有脱模剂的玻璃块20被加热到构成玻璃块20的玻璃材料的软化点以上的温度。例如在设定为500～1000℃的温度的加热炉内进行加热。通过该再加热，玻璃块20软化，其粘度优选为104～106dPa·s。另外，再加热工序可在大气环境下进行。
在本实施方式中，在用加热炉使玻璃块20软化时，玻璃块20的粘度降低、玻璃块20的高度降低且直径扩大，但玻璃块20上的脱模剂60b回绕到玻璃块20与保持用凹部52之间，与以往相比用较少的脱模剂60a、60b包入玻璃块20，因此能够在不对玻璃块的表面进行粗面化加工的情况下起到充分的脱模效果。
即，在本实施方式中，优选为在从得到玻璃块到对该玻璃块进行模压成型的工序中，不包括对玻璃块的表面进行粗面化处理的工序(滚磨工序等)。并且，在本实施方式中，优选为在从得到玻璃块20到对该玻璃块20进行模压成型的工序中，不包括对玻璃块进行磨削或研磨的工序。
如图2A所示，在接着步骤S3的步骤S4中，进行模压工序。图5是示出图2A所示的模压工序的一例的概略图。在模压工序中，通过图5所示的模具装置70将玻璃块20模压成型。玻璃块20在再加热工序中软化成了预定粘度(104～106dPa·s)的状态下，在图5所示的模压装置70的筒模73的内部被移至下模72的上方。预先对上模74和下模72涂覆有脱模剂。
此外，上模74和下模72被预先加热到了400～800℃。在对下模72提供玻璃块20后，上模74与下模72相对接近，从而将玻璃块20夹入到上模74与下模72之间进行模压加工。另外，模压成型可在大气环境下进行。
模压成型将玻璃块20再加热(软化)到通过上述再加热设定的粘性来实行，因此能够基于模具的形状制造出接近最终玻璃产品的形状。通过该模压工序得到图1A所示的研磨用玻璃透镜坯料2。
另外，模压工序中的每单位面积的模压负荷(以下简称作“模压负荷”)根据玻璃块的组成和外径、或者玻璃透镜坯料2的目标形状等而不同，但5～17MPa(51～173kgf/cm2)较理想。如果模压负荷不处于上述范围，则成型后的玻璃透镜坯料2的形状精度有时会劣化。在本实施方式中，玻璃透镜坯料2的形状精度是指曲率半径和中心壁厚的精度。
另外，在图5中图示了单个模具装置70，但实际上模具装置70有多个，并且成型面的形状不限于图示的例子，可以采用与双凸透镜、双凹面透镜、平凸透镜、平凹透镜、凸弯月形透镜、凹弯月形透镜的各个形状等对应的形状。
此外，模压成型在比较高温下进行，因此为了防止玻璃块20与模72、74的热粘，在下模72和/或上模74的成型面涂覆(附着)上述脱模剂较理想。
此外，在对本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2进行模压成型时使用的成型模中，下模72和上模74中的至少任意一方的成型面优选为表面粗糙度(Rz)超过10μm、更优选为12μm以上、进一步优选为20μm以上。此外，更进一步优选为下模72和上模74的双方的成型面都具有超过10μm的表面粗糙度(Rz)。
通过利用这样的成型模(成型面具有适度凹凸的成型模)对软化后的玻璃块20进行模压成型，还向模压成型后的研磨用玻璃透镜坯料2的表面转印与成型面的表面粗糙度近似的表面粗糙度。即，根据上述那样的成型模，能够得到在主表面具有适度凹凸(优选为8μm以上的表面粗糙度(Rz))的研磨用玻璃透镜坯料。
另外，在这样的本实施方式中，这些成型面的表面粗糙度(Rz)的上限没有特别限定，但优选为50μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为35μm以下、更进一步优选为30μm以下。并且，成型面的表面粗糙度(Rz)的优选范围为超过10μm～50μm、更优选为12μm～40μm、进一步优选为20μm～40μm、更进一步优选为20μm～35μm。
此外，这样的成型面具有适度凹凸的成型模可通过各种方法准备。例如可列举如下方法等：在至少具有上模和下模的成型模中，通过喷射(blast)加工、反向蚀刻加工、使用了切削工具的机械加工等将与成型面对应的上模和/或下模的基材表面粗面化；以及在基材表面上形成覆膜，以覆膜表面具有适度凹凸的方式进行加工。
此外，在成型模的基材表面形成覆膜的情况下，能够根据构成覆膜的材料适当选择涂覆法、蒸镀法或镀覆法等，能够通过这些方法形成具有预定的膜厚和表面粗糙度的覆膜。此外，覆膜的表面可用预先成为适度凹凸的方式形成膜，也可以暂时形成平滑表面的膜，然后通过喷射加工和反向蚀刻加工等加工成具有适度凹凸的成型面。
并且，作为这样的覆膜，例如优选为将氧化物陶瓷作为主要成分的膜(氧化物陶瓷膜)。作为氧化物陶瓷，例如可列举从由二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化镁和氧化钙构成的组中选择的至少一种。其中从耐久性的观点出发优选为二氧化硅。另外，氧化物陶瓷可以仅使用1种，也可以组合使用两种以上。
＜光学透镜＞
本实施方式的光学透镜(以下有时简单称作“透镜”。)通过对由本实施方式得到的研磨用玻璃透镜坯料(以下有时简单称作“透镜坯料”。)进行磨削和研磨而形成。
以下，参照图1B和图2B说明图1A所示的透镜坯料2的磨削和研磨工序，但本发明不受以下实施方式的任何限定，能够在本发明的目的范围内适当施加变更进行实施。
在图2B所示的步骤S10中，首先使用金刚钻加工透镜机(Curve Generator)进行图1A所示的透镜坯料2的主表面的球面磨削工序(CG加工)。另外，CG加工区域10的厚度没有特别限定，但优选为50～200μm。CG加工所需的加工时间没有特别限定，但为40～90秒左右。
如图1B所示，在CG加工中，磨削透镜坯料2的主面的表面中的包括缺陷含有层2a的CG加工区域10(CG加工量)。CG加工例如使用具有由金刚石粒子构成的磨粒的粒径为20～60μm(用粒度表示为#800～#400)的磨粒部的磨具，在供给磨削液的同时进行磨削。
通过这样的CG加工，将透镜坯料2的主表面成型为与具有预定曲率的球面接近的形状。
此外，在这样的CG加工中，还进行形成于透镜坯料的主表面的表面缺陷的去除。通常，在形成于透镜坯料主表面的表面缺陷波及到深部(即主表面中的缺陷含有层较厚)的情况下，需要以在磨削/研磨后的透镜中不会留有表面缺陷的方式在CG加工的阶段比较大量地削除主表面。
本实施方式的透镜坯料2，形成于主表面2A的缺陷含有层2a的厚度较小，为50μm以下(主表面2B中也相同)，因此在CG加工的阶段，不需要大量除掉主表面(即不需要去除缺陷含有层的大部分)。即，即使大幅度减少CG加工的加工量(甚至省去CG加工)，也能够通过其后的磨削/研磨的工序，充分去除形成于主表面的表面缺陷。
在这样的本实施方式的透镜坯料2中，能够使用粒度比较细的磨具作为CG加工用磨具。通常，在粒度细的磨具中，难以一次进行大量的加工，因此在目标加工量较多的情况下无法进行处理。但是，本实施方式的透镜坯料2在CG加工中能够减少目标加工量，因此即使是粒度比较细的磨具也能够完成CG加工。
此外，在本实施方式的透镜坯料2中，能够用粒度比较细的磨具进行CG加工，因此能够防止由于CG加工而产生的微小裂纹波及到玻璃的深部。
在使用粒度比较细的磨具的情况下，可一次进行加工的量较少，但通过加工产生的微小裂纹不会变得极深(例如限于与表面相隔15μm以下)，能够在后道工序中充分去除微小裂纹。
接着，如图2B所示，在步骤S11中，进行基于精磨削工序的平滑加工(SM加工)。SM加工可以是一阶段的加工，但也可以是多阶段的加工。在图1B所示的例子中，改变条件进行两次SM加工。即，在第一次SM加工中，通过加工去除图1B所示的第一SM加工区域11a(SM加工量)，在第二次SM加工中，通过加工去除第二SM加工区域11b。
此外，在本实施方式中，在这些SM加工中，优选进行不使用金属粘结剂的磨具而仅使用树脂粘结剂磨具的加工。由此，在本实施方式中，能够将在SM加工时产生于透镜坯料的表面的微小裂纹的深度抑制得极浅。
通常，与CG加工同样，在SM加工中，也由于磨具的基底部或磨粒部与透镜坯料接触，在所加工的透镜坯料的表面新产生无数的微小裂纹。特别是在使用金属粘结剂磨具的情况下，在SM加工时，由于磨具的金属基底部与透镜坯料接触，在透镜坯料的表面产生几十微米(例如30～40μm)的微小裂纹。
与此相对，在使用树脂粘结剂磨具的情况下，与金属粘结剂磨具相比，磨具的基底部分与透镜坯料的接触引起的冲击被大大减少，因此能够将在SM加工时产生的微小裂纹的深度限制到几微米以下(例如5μm以下)。
由此，在不使用金属粘结剂磨具而仅使用树脂粘结剂磨具的本实施方式中，能够大幅度减少由于SM加工而产生的微小裂纹的深度。作为这样的树脂粘结剂磨具，优选使用由金刚石粒子构成的磨粒的粒径为8～20μm(用粒度表示为#2500～#1200)的磨具。此外，在本实施方式中，在第二SM加工中使用的磨具的粗糙度比在第一SM加工中使用的磨具的粗糙度细。
并且，在本实施方式中，在第二SM加工时使用比较细粒度的树脂粘结剂磨具，因此与使用粒度较大的磨具的情况相比，能够进一步减少所产生的微小裂纹的深度。根据这样的本实施方式，能够将后道工序(研磨加工)的加工量设为10μm以下。
对经过CG加工后的透镜坯料进行的SM加工所需的加工时间没有特别限定，但共计为30～120秒左右。SM加工区域11a、11b的厚度(SM加工量)没有特别限定，但共计优选为10～50μm，在本实施方式中，第一SM加工区域11a的厚度比第二SM加工区域11b的厚度厚，但也可以相同或比其短。
另外，在进行SM加工时，优选将每一阶段的加工量设为30μm以下。通过这样抑制每一阶段的SM加工量，不仅能够缩短SM加工还能够缩短研磨加工的时间。而且能够使得加工后的透镜的形状精度良好。在本实施方式中，光学透镜的形状精度是指曲率半径和中心壁厚的精度。
接着，如图2B所示，在步骤S12中，进行研磨加工。在研磨工序中，用包含5μm以下粒径的研磨磨粒的研磨液对表面进行研磨，对图1B所示的研磨区域12(研磨量)进行研磨。研磨区域12的厚度优选为3～10μm，加工时间为2～10分钟左右。通过该研磨工序形成光学透镜主体2b的光学透镜面2c(主表面)。
最后，在图2B所示的步骤S13中进行定心工序，但根据情况也可以省略定心工序。在定心工序中，例如进行以下加工：用一对透镜保持架夹持光学透镜主体2b进行定心，在使透镜主体2b绕其中心线旋转的同时，用金刚石磨具等将透镜主体2b的侧周面磨削成正圆形。
在此之前以图2B所示的磨削和研磨工序为例进行了说明，但使用了本实施方式的透镜坯料2的光学透镜的制造工序不限于这样的工序，能够用各种工序进行。
例如在本实施方式的透镜坯料2中，还能够不进行图2B所示的步骤S10的CG加工。即，还能够从图2B所示的步骤S11的SM加工起开始透镜坯料2的加工。
如上所述，本实施方式的透镜坯料2的形成于主表面2A的缺陷含有层2a的厚度较小，为50μm以下(主表面2B中也相同)，需通过磨削/研磨加工去除的主表面的厚度原本就较小。在这样的本实施方式的透镜坯料2中，不需要为了去除缺陷含有层而进行大量的加工，能够仅用SM加工后的加工处理充分去除表面缺陷层。
另外，该情况下，在SM加工时可以使用金属粘结剂磨具。另外，在使用了金属粘结剂磨具的情况下，虽然存在上述那样的微小裂纹变深的问题，但与树脂粘结剂磨具相比在能够较多设定加工量的方面比较有效。
由此能够得到双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜、凸弯月形透镜、凹弯月形透镜等各种光学透镜。另外，图2B所示的工序与图2A所示的工序可以在分开的场所进行。
通过本实施方式的制造方法得到的透镜坯料2的缺陷含有层2a的厚度为50μm以下。因此，针对该透镜坯料2，能够将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩到极短。
因此，例如与以往的通过切割片施工方法得到的透镜坯料相比，在本实施方式的透镜坯料2中，能够将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩短为大致一半以下。此外，在本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2中，与通过专利文献1(日本特许第3806288号公报)所示的方法得到的透镜坯料相比，能够将得到光学透镜时的磨削和研磨所需的加工时间缩短为大致一半以下。
此外，在本实施方式的透镜坯料2中，缺陷含有层2a的厚度为50μm以下，因此能够将得到光学透镜时的磨削加工和研磨加工时的磨削屑和研磨屑抑制到所需最小限度，也不会有材料的浪费。而且，由于加工量较少，因此光学透镜的形状精度也提高。
此外，可以根据使用目的，对所得到的透镜的光学功能面涂布反射防止膜、全反射膜等。
本发明不限于上述实施方式，能够在本发明的范围内进行各种改变。
例如在上述本实施方式中，在利用本发明的研磨用玻璃透镜坯料制作光学透镜时，在CG加工后的SM加工中，例示了优选不使用金属粘结剂磨具的方式，但在CG加工后的SM加工中使用金属粘结剂磨具也无妨。即，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料还能够适用现有的光学透镜的各种制造工序和条件。
实施例
以下根据详细的实施例对本发明进一步进行说明，但本发明不限于这些实施例。
(实施例1)
将以成为预定组成的方式对原材料进行配制、熔化而得到的氟磷酸盐系的熔融玻璃从铂合金制的流出管以恒定速度连续流下，并使用玻璃块成型用的成型模连续不断地承接流下的玻璃，从而连续成型出玻璃块。在玻璃的温度降低到玻璃转变温度以下的时刻从成型模取出玻璃块，从而制作出玻璃块。
接着，对在再加热工序中使用的再加热用装置的软化用托盘50涂覆脱模剂。
然后，不对所得到的玻璃块(直径大约25mm、厚度大约5mm、重量大约15g)实施滚磨等预备工序(即，维持玻璃块的表面状态)，并供给到涂覆有脱模剂(氮化硼)的托盘50上。将供给到托盘50上的玻璃块与托盘50一起投入到被设定为500～750℃的加热炉，并在大气环境下进行了再加热。再加热后的玻璃坯料软化到大约105dPa·s的粘度。
接着，用模压成型用的成型模在大气环境下对通过再加热而软化后的玻璃块进行模压成型，从而制作出100个双面凸形的透镜坯料A(直径40mm、厚度3mm、重量15g)。
另外，对成型模的成型面预先涂覆脱模剂，并使用加热到500℃的温度的成型模以8～8.5MPa(81～87kgf/cm2)的模压负荷进行了模压成型。
此外，作为成型模，使用了在成型面形成涂层剂(以二氧化硅为主要成分的氧化物陶瓷)膜后的成型模。此时的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)为13～20μm，由此得到的透镜坯料A的表面粗糙度(Rz)为12～30μm。另外，成型面的表面凹凸伴随反复进行模压工序而逐渐磨耗，由此成型面的表面粗糙度(Rz)产生了偏差。
此处，使用三丰公司制造(ミツトヨ社製)的表面粗糙度测量仪(フォームトレーサー)CS3000，基于JIS标准B0601进行了各表面粗糙度(Rz)的测量。此外，各表面粗糙度是在制作预定数量(100个)的透镜坯料的过程中产生的、包含偏差的数值范围。
(比较例1)
在比较例1中，对用与实施例1相同的方法成型的玻璃块(直径大约25mm、厚度大约6mm、重量大约18g)实施滚磨，使玻璃块的表面粗糙而使得容易涂覆脱模剂，并且重量调整成与透镜坯料的目标重量相等。另外，在该工序中，充分实施退火处理后的玻璃不会破损。此外，经过这样的预备工序(滚磨)后的玻璃块的表面为粗糙面。
这里，滚磨是向研磨容器中与玻璃块一起放入粒子状的研磨剂、化合物(compound)和水，并通过使研磨容器旋转/上下运动而进行研磨的方法，通过公知的滚磨法进行。
接着，在实施滚磨后的玻璃块的表面涂上粉末状的脱模剂(氮化硼)，将其配置到软化用托盘50上，并在加热炉中进行了再加热。在该再加热工序以后，通过与实施例1相同的方法制作出了100个透镜坯料B。
在比较例1中，通过与实施例1相同的方法从铂合金制的流出管将熔化后的熔融玻璃连续供给到一个侧面开口的铸模，进行冷却从而成型出具有固定宽度和厚度的板状玻璃。在该成型的过程中，板状玻璃经过熔融玻璃的转变温度(Tg)的或稍高于Tg温度的退火炉内而被进行了退火处理。
然后，将退火处理后的玻璃板切断为固定尺寸(15mm×15mm×15mm、重量23g)而得到了100个被称作切割片的玻璃片。进而，对切割片实施滚磨来修正边缘，并且重量调整成与透镜坯料的目标重量相等。在该工序中，充分实施退火处理后的玻璃不会破损。另外，滚磨的条件与针对上述玻璃块的滚磨相同。
经过这样的预备工序(滚磨)后的切割片的表面为粗糙面。接着，在该切割片的表面涂上粉末状的脱模剂(氮化硼)，将其配置到软化用托盘50上，并在加热炉中进行了再加热。在该再加热工序以后，通过与实施例1相同的方法制作出了100个透镜坯料C。
接着，对所得到的透镜坯料A～C进行了以下的评价。
(评价1；缺陷含有层的存在区域确认)
通过以下的方法确认了透镜坯料A～C的主表面中的缺陷含有层的存在。
首先，分别各准备25个得到的透镜坯料A～C，并从各透镜坯料的主表面起对透镜坯料的表面进行了研磨，直到深度50μm、80μm和100μm为止。
在评价1中进行的研磨是用于确认透镜坯料的主表面中的缺陷含有层的厚度的研磨。因此，忽视最终透镜形状，仅用研磨加工对透镜坯料的表面进行了阶段性研磨。另外，后述的评价2中的磨削/研磨是制成光学透镜形状的磨削/研磨，与本评价中的研磨处理不同。
对从透镜坯料的主表面起研磨加工至预定深度为止的、已表面加工的透镜坯料(各25点)照射氩气灯，并进行了亮点观察。图6示出结果。
图6是示出实施例的亮点观察结果的图。通常，缺陷含有层的厚度按照每个透镜坯料而存在一些偏差。因此，在对多个透镜坯料从主表面起研磨加工至相同深度为止时，在缺陷含有层的厚度比较厚的透镜坯料中无法充分地完全去除缺陷含有层，有时会在研磨后的透镜中残留缺陷含有层。这样的残留于加工后的透镜的缺陷含有层使光散射，因此成为亮点的原因。因此，将加工后的透镜中的观察不到亮点的透镜设为合格品，并计算出透镜坯料的合格品率。在本实施例中，将合格品率100％设为良好。表1示出结果。
【表1】
如表1所示，本发明的透镜坯料A在表面加工量为距离透镜坯料的主表面为深度50μm时已经成为了合格品率100％。因此，不进行距离透镜坯料的主表面为深度80μm和100μm的表面加工量时的研磨。
如表1和图6(a)所示，在本发明的透镜坯料A中，已经通过表面加工量50μm的研磨使合格品率成为100％，不存在观察到亮点的试样。即，本发明的透镜坯料A能够通过从透镜坯料的主表面起至少研磨深度50μm，从其表面中完全去除缺陷含有层。
根据这样的结果，确认出透镜坯料A即使包含每个透镜坯料的偏差，形成于透镜坯料的主表面的缺陷含有层的厚度也为50μm以下。
另一方面，如图6(b)所示，在与本发明的比较例相应的透镜坯料B中，在表面加工量50μm的研磨时，合格品率为0％，对于所有试样在圆内的区域中集中观察到亮点。即，透镜坯料B无法通过距离透镜坯料的主表面为深度50μm左右的研磨从其表面中完全去除缺陷含有层。
根据这样的结果，确认出透镜坯料B即使包含透镜坯料个体的偏差，形成于透镜坯料的主表面的缺陷含有层的厚度也至少超过50μm。
另外，对于透镜坯料B确认出，当从其主表面起研磨至深度80μm、并进而研磨至100μm时，合格品率提高。
此外，对于与本发明的比较例相应的透镜坯料C，也确认出与透镜坯料B相同的趋势。
(评价2；去除量的确认)
通过以下的方法对透镜坯料A～C进行了去除量的确认。
首先，分别各准备20个得到的透镜坯料A～C，并将各透镜坯料的中心部处的去除量设为50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、300μm和500μm进行了磨削/研磨。
此外，本评价中的去除量是指在利用透镜坯料制作光学透镜时，在磨削/研磨的整个工序中损失的透镜坯料表面的削除量。另外，将去除量的观测点设为了透镜坯料(研磨后的光学透镜)的中心部。
此外，在评价2中进行的磨削/研磨是制成光学透镜形状的磨削/研磨，因此条件与为了符合透镜坯料的表面形状而进行研磨的评价1不同。
向以成为预定去除量的方式对透镜坯料进行加工而得到的光学透镜(各20个)照射氩气灯，并进行了亮点观察。在缺陷含有层残留处，光散射而成为亮点。这样的亮点使得光学透镜不合格，因此将没有亮点的光学透镜设为合格品，并计算出合格品率。在本实施例中，将合格品率100％设为良好。表2示出结果。
【表2】
如在上述评价1中确认出那样，本发明的透镜坯料A的形成于主表面的缺陷含有层的厚度非常薄，为50μm以下。因此，如果使用这样的透镜坯料A制作光学透镜，则能够在形成透镜形状的同时大幅度减少为了去除缺陷含有层而设定的去除量。
如表2所示，在使用本发明的透镜坯料A制作出光学透镜时，即使在将透镜坯料的中心部处的去除量设定为了150μm的情况下，也能够确认出在透镜整面中充分去除缺陷含有层，从而合格品率成为100％。
另一方面，对于与本发明的比较例相应的透镜坯料B和透镜坯料C，形成于主表面的缺陷含有层的厚度超过50μm(参照评价1)。因此，在使用这样的透镜坯料B和C制作出光学透镜的情况下，需要将去除量设定得较大，以完全去除缺陷含有层。
即，如表2所示，确认出在使用与本发明的比较例相应的透镜坯料B和透镜坯料C制作出光学透镜的情况下，为了在基于每个透镜坯料的偏差，为了完全去除透镜整面的缺陷含有层，需要将去除量设定为500μm以上。
另外，本发明的透镜坯料A在去除量50μm的情况下，合格品率为50％。这意味着即使用去除量50μm加工透镜坯料A，也在50％的试样中尚未完全去除缺陷含有层。但是，根据该情况，也无法做出缺陷含有层的厚度超过50μm的评价，并与评价1之间也不存在矛盾。
即，评价1中的加工量与评价2中的去除量进行评价的范围不同。即，评价1中的加工量评价透镜坯料的主表面中的缺陷含有层的厚度自身，与此相对，在评价2中，评价制作光学透镜时的去除量。
因此，对于评价2的去除量，不单纯地仅根据形成于透镜坯料的主表面的缺陷含有层的厚度确定，还需要考虑透镜坯料表面的起伏等其他因素的影响。
(评价3；磨削/研磨的条件确认)
对于透镜坯料A～C，进行了到制作出光学透镜为止的透镜坯料的磨削/研磨的条件确认。具体而言，作为到制作出光学透镜为止的磨削/研磨，确认了进行CG加工(球面磨削)、SM加工(平滑加工。另外根据需要为多个阶段)和PO加工(研磨加工)时的各工序的最佳加工条件。表3示出结果。
【表3】
在各工序中使用的工具、各工序的加工量和加工时间如表3所示。
本发明的透镜坯料A的、形成于主表面的缺陷含有层的厚度比较薄，为50μm以下，因此在使用透镜坯料A制作光学透镜的情况下，能够大幅度减少去除缺陷含有层所需的去除量(参照评价2)。
因此，在使用透镜坯料A的情况下，能够减少透镜坯料的磨削量，因此即使用粒度比较细的#600(平均粒度为大约30μm)的磨具进行CG加工，也不会导致磨削时间的显著延长。此外，通过这样使用粒度细的磨具进行磨削，能够有效防止在透镜表面产生的微小裂纹伴随磨削而向深度方向发展(源于磨削的加工损伤层的扩展)，从而能够比较良好地维持CG加工后的透镜表面。
其结果，在使用本发明的透镜坯料A的情况下，处于CG加工后的透镜表面的、源于磨削的加工损伤层较少，因此即使在接下来进行的SM加工中使用#2500的树脂制研磨工具(树脂粘结剂磨具。例如阿尔法金刚石工业株式会社制(アルファーダイヤモンド工業株式会社製))，也能够充分去除源于磨削的加工损伤层。其结果，能够在不进行进一步的SM加工的情况下转移到作为最终工序的研磨加工(PO加工)。并且，使用了粒度细的#2500(平均粒度为大约8μm)的树脂粘结剂磨具，因此能够良好保持SM加工后的表面状态，且大幅度减少PO加工的加工时间。
另一方面，本发明的比较例的透镜坯料B和C的形成于主表面的缺陷含有层的厚度较厚，超过50μm，在使用这些透镜坯料B和C制作光学透镜的情况下，需要完全去除缺陷含有层，且需要将提高合格品率所需的去除量设定得较大(参照评价2)。
因此，在需要较多设定去除量的透镜坯料B和C中，导致磨削时间的显著延长，并且由于孔眼堵塞而无法进行磨削，因此难以用粒度细的#600的磨具进行CG加工。因此，为了增加每加工时间的磨削量，也需要利用#230(平均粒度为大约70μm)那样的粒度粗的磨具开始CG加工。但是，由于使用粒度粗的磨具，因此无法避免在透镜表面产生的微小裂纹伴随磨削而向深度方向发展，源于磨削的缺陷层有增大的趋势。
为了在其后的工序中去除这样的源于磨削的加工损伤层，在接下来的SM加工中，也需要增加磨削量，且需要多次SM加工。并且，由于导致加工时间的显著延长，因此还难以开始利用对透镜坯料A使用那样的粒度细的树脂粘结剂磨具(#2500)的SM加工。
因此，在SM加工中，也无法使用粒度极细的磨具，与使用了本发明的透镜坯料A的情况相比，SM加工后的透镜表面状态劣化。因此，在作为最终工序的研磨加工中，也需要将加工量和加工时间设定得比使用本发明的透镜坯料A的情况长。
如以上所说明那样，确认出对于本发明的透镜坯料A、与本发明的比较例相应的透镜坯料B和C，在透镜的形成工序中，适当的工具、加工量和加工时间产生差异。尤其如表3所示，确认出在使用本发明的透镜坯料A的情况下，经过磨削/研磨的整个工序，加工量和加工时间与使用透镜坯料B和C的情况相比被大幅度减少。
(综合评价)
如以上所说明那样，本发明的透镜坯料A的、形成于主表面的缺陷含有层的厚度为50μm以下。当使用这样的透镜坯料A制作光学玻璃时，即使在大幅度减少了去除量的情况下，也能够实现较高的合格品率。并且，能够大幅度减少去除量，因此在CG加工中能够使用粒度比较细的磨具(#600)。其结果，接下来的SM加工能够用粒度细的树脂粘结剂磨具(#2500)进行充分的加工，还能够减少最终工序的加工量和加工时间。特别在使用了本发明的透镜坯料A的情况下，经过磨削/研磨的整个工序，能够大幅度减少加工量和加工时间，因此能够提高生产率。
(实施例2)
实施例2除了替代氟磷酸盐系玻璃而使用硼酸镧系玻璃作为透镜用玻璃材料以外，以与实施例1相同的方法准备了透镜坯料D。另外，硼酸镧系玻璃与氟磷酸系玻璃相比，是玻璃材质较硬的材料。
(比较例3)
比较例3除了替代氟磷酸盐系玻璃而使用硼酸镧系玻璃作为透镜用玻璃材料以外，以与比较例1相同的方法准备了透镜坯料E。另外，硼酸镧系玻璃与氟磷酸系玻璃相比，是玻璃材质较硬的材料。
(比较例4)
比较例4除了替代氟磷酸盐系玻璃而使用硼酸镧系玻璃作为透镜用玻璃材料以外，以与比较例2相同的方法准备了透镜坯料F。另外，硼酸镧系玻璃与氟磷酸系玻璃相比，是玻璃材质较硬的材料。
对所得到的透镜坯料D～F，与实施例1同样地进行了评价1～3。特别在表4中示出评价2(去除量的确认)的结果。另外，各评价使用20个透镜坯料求出了合格品率。
【表4】
确认出不论玻璃组成(以及玻璃的硬度等性质)差异如何，对透镜坯料D～F进行评价1～3后的结果都成为相同的结果。
即，本发明的透镜坯料D的形成于主表面的缺陷含有层的厚度为50μm以下，当使用这样的透镜坯料D制作光学玻璃时，即使在大幅度减少了去除量的情况下，也能够实现较高的合格品率。
并且，能够大幅度减少去除量，因此在CG加工中能够使用粒度比较细的磨具(例如#400～#800)。其结果，接下来的SM加工能够用粒度细的树脂粘结剂磨具(例如#1500～#2500)进行充分的加工，还能够减少最终工序的加工量和加工时间。特别在使用了本发明的透镜坯料D的情况下，经过磨削/研磨的整个工序，能够大幅度减少加工量和加工时间，因此能够提高生产率。
(实施例3～5)
在实施例3～5中，除了如表5所示那样对构成透镜坯料的玻璃材料、和到制作出光学透镜为止的透镜坯料的磨削/研磨的条件进行了变更以外，以与实施例1相同的方法制作出各个透镜坯料，并进行了评价3(磨削/研磨的条件确认)。
另外，在实施例3中使用的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)为20～30μm，所得到的透镜坯料D的表面粗糙度(Rz)为17～38μm。此外，在实施例4和5中使用的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)分别为15～25μm，所得到的透镜坯料D的表面粗糙度(Rz)分别为11～30μm。通过与上述方法相同的方法进行了表面粗糙度(Rz)的测量。
此外，制作实施例3的透镜坯料时的模压工序中的模压负荷为8.5～9MPa(87～92kgf/cm2)，实施例4和5中的模压负荷为15～16MPa(152～163kgf/cm2)。
【表5】
根据本发明的透镜坯料，确认出不论玻璃材料如何，并且即使多样地变更到制作出光学透镜为止的透镜坯料的磨削条件(例如变更SM加工的阶段数)，与前面记载的比较例1和2相比，都能够大幅度减少整体的加工量和加工时间。尤其确认出都能够大幅度削减PO加工中的加工量。
(实施例6和7)
实施例6和7除了如表6所示那样对构成透镜坯料的玻璃材料、和到制作出光学透镜为止的透镜坯料的磨削/研磨的条件进行了变更以外，以与实施例1相同的方法制作出各个透镜坯料，并进行了评价3(磨削/研磨的条件确认)。具体而言，在实施例6和7中，不进行CG加工、而进行平滑加工和研磨加工制作出了光学透镜。表6示出结果。
另外，在实施例6中使用的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)为12～25μm，所得到的透镜坯料D的表面粗糙度(Rz)为8～27μm。此外，在实施例7中使用的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)为15～25μm，所得到的透镜坯料D的表面粗糙度(Rz)为13～25μm。通过与上述方法相同的方法进行了表面粗糙度(Rz)的测量。
此外，制作实施例6的透镜坯料时的模压工序中的模压负荷为8～8.5MPa(81～87kgf/cm2)，实施例7中的模压负荷为14～15MPa(142～153kgf/cm2)。
【表6】
在实施例6和7中，省略CG加工，在SM1加工中使用金属粘结剂磨具(#800)、在其后的SM2加工和SM3加工中使用树脂粘结剂磨具(#1500、#2500)进行了加工。
根据本发明的透镜坯料，主表面(特别是中央部)的缺陷含有层的厚度较薄、即为50μm以下，因此即使省略CG加工，也能够仅通过SM加工以后的处理充分去除表面缺陷。因此，如表6所示，确认出根据本发明的透镜坯料，与比较例1和2相比，能够大幅度减少整体的加工量和加工时间。
(关于磨具的粒度与微小裂纹之间的关系)
一般而言，为了缩短加工时间，有时加粗在CG加工和SM加工中使用的磨具粒度来提高加工效率。但是，当使用粒度较粗的磨具时，由于加工产生的微小裂纹有增大的趋势。因此，按照每个玻璃组成验证了CG加工用的磨具、与通过磨削而在透镜表面产生的微小裂纹之间的关系。
具体而言，对于玻璃组成不同的透镜坯料A和D，如表7那样改变金属粘结剂磨具的金刚石粒度来进行CG加工，对于用各个磨具磨削后的加工面，直接进行研磨，并确认了到表面缺陷消失为止的研磨量(μm)。表7示出结果。
【表7】
如表7所示，确认出加工损伤层(表面缺陷)由于使CG加工用磨具的金刚石粒度微细化而大幅度缩小。此外，确认出CG加工用磨具的金刚石粒度越大，加工损伤层越从透镜表面波及到较深处。
另外，通过CG加工而产生的加工损伤层需要用其后的SM加工去除。当在SM1加工中使用#1200的金属粘结剂磨具时，能够以70μm单位进行磨削。当SM2加工使用#1500的树脂粘结剂磨具时，能够以10μm单位进行磨削。因此，例如在使用#230的磨具对透镜坯料A进行了CG加工的情况下，去除加工损伤层所需的磨削量为90μm。该情况下，作为其后的工序，用#1200的金属粘结剂磨具进行了1单位的SM1加工后，用#1500的树脂粘结剂磨具进行2单位的SM2加工，由此能够去除使用#230的磨具进行了CG加工时的加工损伤层。
接着，按照每个玻璃组成验证了SM加工用的磨具、与通过磨削而在透镜表面产生的微小裂纹之间的关系。具体而言，对于玻璃组成不同的透镜坯料A和D，如表8那样改变树脂粘结剂磨具的表面粗糙度来进行SM加工，对于用各个磨具磨削后的加工面，直接进行研磨，并确认了到表面缺陷消失为止的研磨量(μm)。表8示出结果。
【表8】
树脂粘结剂磨具 必要磨削量
#1500 7～9μm
#2000 5～7μm
#2500 2～4μm
如表8所示，源于树脂粘结剂磨具的加工损伤层的形成量与该磨具的表面粗糙度成比例，但不存在玻璃组成不同引起的较大差异。因此，确认出如果前道工序(CG加工等)的加工损伤层不厚，则不论组成如何，都是仅用研磨工序(PO工序)则足以去除由树脂粘结剂磨具的表面粗糙度引起的加工损伤层的程度。
(实施例8～10)
实施例8～10除了如表9所示那样对构成透镜坯料的玻璃材料、和到制作出光学透镜为止的透镜坯料的磨削/研磨的条件进行了变更以外，以与实施例1相同的方法制作出各个透镜坯料，并进行了评价3(磨削/研磨的条件确认)。
另外，在实施例8中使用的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)为17～27μm，所得到的透镜坯料D的表面粗糙度(Rz)为20～40μm。在实施例9和10中使用的成型模的成型面的表面粗糙度(Rz)为16～28μm，所得到的透镜坯料D的表面粗糙度(Rz)为14～37μm。通过与上述方法相同的方法进行了表面粗糙度(Rz)的测量。
此外，制作实施例8的透镜坯料时的模压工序中的模压负荷为9.5～10MPa(96～102kgf/cm2)，实施例9和10中的模压负荷为13～14.5MPa(132～148kgf/cm2)。
【表9】
在实施例8～10中，即使在使用粒度表示为#400～#800的磨具进行了CG加工的情况下，也能够通过使用本发明的透镜坯料，经过磨削/研磨的整个工序，大幅度减少加工量和加工时间。
在实施例8中，将SM加工的每一阶段的加工量设为了30μm以下。在实施例8中，在SM加工(SM1)的初始阶段，加工后的透镜坯料的曲率有从预定值偏离的趋势，因此进行了1次树脂粘结剂磨具(#1500)的形状修正。在此以后的SM加工中透镜坯料的曲率稳定，因此不需要磨具的修正。此外，能够通过SM加工得到形状精度稳定的透镜坯料，因此在此后的PO加工中不需要抛光盘的修正。
在实施例8中，CG加工、SM加工、PO加工整体的加工量最大也不过250μm，与表3所记载的比较例1和2相比，能够大幅度减少加工量。并且，CG加工、SM加工、PO加工整体的加工时间还包含磨具的修正所需的时间，均是最大不过600秒，与表3所记载的比较例1和2相比，能够以较短时间对光学透镜进行加工。另外，在比较例1和2中，分别对100个光学透镜进行加工时，为了使得光学透镜的形状精度处于期望的范围，在SM加工1、2中均进行5次以上的树脂粘结剂磨具的形状修正，进而在PO加工中分别进行了5次以上的抛光盘的修正。
并且，在实施例9和10中，虽然进行了1次在SM加工(SM1)中使用的树脂粘结剂磨具的形状修正，但是不需要树脂粘结剂磨具和抛光盘的修正。并且，与比较例1和2相比，合计加工量(最大不过190μm)较少，能够以较短时间(最大不过680秒)对光学透镜进行加工。
根据实施例8～10的结果可知，确认出通过使用本发明的透镜坯料，可将每1阶段的SM加工的加工量抑制到预定量以下，减轻SM加工中的对磨具的负荷，抑制磨具自身的形状变化。因此，即使连续加工几百次以上，也能够将磨具的修正抑制到所需最小限度，能够有效缩短整体的加工时间。此外，还能够提高光学透镜的形状精度。此外，在实施例1～5中也同样，确认出SM加工的加工量为30μm以下，SM加工中的磨具修正次数为最小限度即可，能够大幅度缩短整体的加工时间。
最后，使用图等概括本实施方式。
如图1A和图1B所示，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2的至少主表面是模压成型面，且形成于主表面的缺陷含有层2a的厚度为50μm以下。
优选的是，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2的上述主表面(2A、2B)的表面粗糙度(Rz)为8μm以上。
如图3和图5所示，优选的是，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2通过包括以下工序的方法得到：由玻璃块成型用的成型模30承接从喷嘴40提供的熔融玻璃20并对该熔融玻璃20进行成型而得到玻璃块的工序；以及对玻璃块20再加热，并用透镜坯料成型用的成型模70在大气环境下对玻璃块20进行模压成型的工序。
并且，如图2A所示，优选的是，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2在从得到玻璃块到进行模压成型为止的工序(S1～S4)中，不包括对玻璃块的表面进行粗面化处理的工序。
此外，如图2A所示，优选的是，本实施方式的研磨用玻璃透镜坯料2在从得到玻璃块到进行模压成型为止的工序(S1～S4)中，不包括对玻璃块进行磨削或研磨的工序。
如图2A、图3、图4、图5所示，本发明的另一观点的研磨用玻璃透镜坯料2的制造方法包括：工序(S1)，由玻璃块成型用的成型模30承接从喷嘴40提供的熔融玻璃并对该熔融玻璃进行成型而得到玻璃块；脱模剂涂覆工序(S2)，在维持玻璃块20的表面状态的同时对玻璃块20涂覆脱模剂；再加热工序(S3)，在大气环境下将在脱模剂涂覆工序(S2)中涂覆脱模剂后的玻璃块(20)再加热到104～106dPa·s的粘度；以及模压工序(S4)，用模压成型用的成型模(70)在大气环境下对在再加热工序(S3)中再加热后的玻璃块20进行模压成型，从而得到至少在主表面具有模压成型面的玻璃成型品(2)，在通过模压成型工序(S4)得到的玻璃成型品2的主表面形成的缺陷含有层2a的厚度为50μm以下。
优选的是，还包括脱模剂附着工序，该脱模剂附着工序使脱模剂附着到再加热工序前的玻璃块的表面、以及在再加热工序时配置玻璃块的保持用凹部中的至少任意一方。
如图4所示，优选的是，在脱模剂附着工序(S2)中，在使脱模剂附着到配置玻璃块20的保持用凹部52后，在保持用凹部52中配置玻璃块20，进而使脱模剂附着到玻璃块20。
优选的是，研磨用玻璃透镜坯料2的制造方法的模压工序的模压负荷为5～17MPa。
此外，在本发明的另一观点中，利用研磨用玻璃透镜坯料2制造光学透镜的方法进行球面磨削加工(CG加工)、平滑加工(SM加工)和研磨加工(PO加工)，在平滑加工中，进行不使用金属粘结剂磨具而使用树脂粘结剂磨具(树脂粘结剂磨具)的加工。
优选的是，球面磨削工序使用按照粒度表示为#400～#800的磨削工具进行，磨削量为200μm以下。
进一步优选为，对经过球面磨削加工(S10)后的研磨用玻璃透镜坯料，进行一阶段或多阶段的平滑加工(S11)，各阶段的平滑加工(S11)的加工量为30μm以下。
此外，在本发明的另一观点中，利用研磨用玻璃透镜坯料2制造光学透镜的方法不进行球面磨削加工(S10)，而进行平滑加工(S11)和研磨加工(S12)，在平滑加工(S11)中，使用金属粘结剂的磨具和树脂粘结剂的磨具。
并且，另一观点的光学元件的制造方法优选为包含对研磨用玻璃透镜坯料进行磨削的工序、和对经过磨削工序后的研磨用玻璃透镜坯料进行研磨的工序的光学透镜的制造方法，其中，磨削工序包含：对研磨用玻璃透镜坯料进行球面加工的球面磨削工序；以及对经过球面磨削工序后的研磨用玻璃透镜坯料进行一阶段或多次平滑加工的工序，透镜球面磨削工序使用按照粒度表示为#400～#800的磨削工具进行，磨削量为200μm以下，平滑加工的每1阶段的加工量为30μm以下。
应该认为此次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不是限制性内容。本发明的范围不通过上述说明来表示，而通过权利要求来表示，是指包含与权利要求同等的意思和范围内的所有变更。
标号说明
2：研磨用玻璃透镜坯料
2a：缺陷含有层
2b：透镜主体(主体部分)
2c：光学透镜面
2A：主表面(模压成型面)
2B：主表面(模压成型面)
2C：侧周面
10：磨削(CG加工)区域
11a、11b：磨削(SM加工)区域
12：研磨区域
20：玻璃块
30：玻璃块托盘
32：承受部
40：熔化玻璃喷嘴
50：软化用盘
52：保持用凹部
54a、54b：脱模剂喷嘴
60a、60b：脱模剂
70：模具装置
72：下模
73：筒模
74：上模
X：输送方向

Claims (30)

1.一种研磨用玻璃透镜坯料，其中，
至少主表面为模压成型面、且形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为50μm以下，
所述主表面的表面粗糙度Rz为12μm以上，
所述缺陷含有层的厚度是对处于该研磨用玻璃透镜坯料的表面的原本的缺陷含有层的厚度加上所述主表面的表面粗糙度Rz后的值。
2.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为14μm以上。
3.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为20μm以上。
4.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为22μm以上。
5.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为25μm以上。
6.根据权利要求1～5任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为50μm以下。
7.根据权利要求1～5任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为40μm以下。
8.根据权利要求1～5任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为30μm以下。
9.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为30μm以下。
10.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为20μm以下。
11.根据权利要求1所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为15μm以下。
12.根据权利要求1～5任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，研磨用玻璃透镜坯料的重量为5克以上。
13.根据权利要求1～5任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，研磨用玻璃透镜坯料的重量为10克以上。
14.根据权利要求1～5任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料，其中，由研磨用玻璃透镜坯料成型的玻璃透镜的直径为30mm以上。
15.一种研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其包括：
由玻璃块成型用的成型模承接从喷嘴提供的熔融玻璃并对该熔融玻璃进行成型而得到玻璃块的工序；
再加热工序，在维持所述玻璃块的表面状态的同时，在大气环境下将所述玻璃块再加热到104～106dPa·s的粘度；以及
模压工序，用模压成型用的成型模在大气环境下对在所述再加热工序中再加热后的玻璃块进行模压成型，从而得到至少在主表面具有模压成型面的玻璃成型品，
在通过所述模压成型工序得到的玻璃成型品的所述主表面形成的缺陷含有层的厚度为50μm以下，所述主表面的表面粗糙度Rz为12μm以上，
所述缺陷含有层的厚度是对处于该研磨用玻璃透镜坯料的表面的原本的缺陷含有层的厚度加上所述主表面的表面粗糙度Rz后的值。
16.根据权利要求15所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，
还包括脱模剂附着工序，其使脱模剂附着到所述再加热工序前的所述玻璃块的表面、以及在所述再加热工序时配置所述玻璃块的保持用凹部中的至少任意一方。
17.根据权利要求15所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述成型模的成型面的表面粗糙度Rz为超过10μm且50μm以下。
18.根据权利要求16所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述成型模的成型面的表面粗糙度Rz为超过10μm且50μm以下。
19.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为14μm以上。
20.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为20μm以上。
21.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为22μm以上。
22.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为25μm以上。
23.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为50μm以下。
24.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为40μm以下。
25.根据权利要求15～18任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，所述主表面的表面粗糙度Rz为30μm以下。
26.根据权利要求15所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为30μm以下。
27.根据权利要求15所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为20μm以下。
28.根据权利要求15所述的研磨用玻璃透镜坯料的制造方法，其中，形成于所述主表面的缺陷含有层的厚度为15μm以下。
29.一种光学透镜的制造方法，其特征在于，
对权利要求1～14任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料进行球面磨削加工、平滑加工和研磨加工，在该平滑加工中，进行不使用金属粘结剂磨具而使用树脂粘结剂磨具的加工，从而得到光学透镜。
30.一种光学透镜的制造方法，其特征在于，
对权利要求1～14任一项所述的研磨用玻璃透镜坯料不进行球面磨削加工而进行平滑加工和研磨加工，从而得到光学透镜。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Ikenishi Mikio

Inventor after: Our Anghao Zhuang

Inventor after: TANNO YOSHITAKE

Inventor after: Tian Zhonggong

Inventor before: Ikenishi Mikio

Inventor before: Zhuang Si, the Pleiades

Inventor before: TANNO YOSHITAKE

Inventor before: Tian Zhonggong

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GR01 Patent grant
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