JP2000103627A - 精密ガラス素子の製造方法および製造装置 - Google Patents
精密ガラス素子の製造方法および製造装置Info
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- JP2000103627A JP2000103627A JP10273617A JP27361798A JP2000103627A JP 2000103627 A JP2000103627 A JP 2000103627A JP 10273617 A JP10273617 A JP 10273617A JP 27361798 A JP27361798 A JP 27361798A JP 2000103627 A JP2000103627 A JP 2000103627A
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- mold
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- molds
- glass
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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
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/125—Cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 屈折率分布の少ない精密ガラス素子の製造方
法を提供すること。 【解決手段】 非酸化性雰囲気中で、上下一対の金型を
加熱し、金型によりガラスプリフォームを成形し、成形
後、ガラスを金型内に保持した状態で冷却を行い、その
後、成形された素子を取り出す精密ガラス素子の製造方
法であって、前記冷却工程では、ガラスの温度が少なく
とも転移点から（転移点−５０）℃に迄冷却される間、
上下金型の温度差が５℃以内となるよう少なくとも一方
の金型の温度を制御することを特徴とする精密ガラス素
子の製造方法。
法を提供すること。 【解決手段】 非酸化性雰囲気中で、上下一対の金型を
加熱し、金型によりガラスプリフォームを成形し、成形
後、ガラスを金型内に保持した状態で冷却を行い、その
後、成形された素子を取り出す精密ガラス素子の製造方
法であって、前記冷却工程では、ガラスの温度が少なく
とも転移点から（転移点−５０）℃に迄冷却される間、
上下金型の温度差が５℃以内となるよう少なくとも一方
の金型の温度を制御することを特徴とする精密ガラス素
子の製造方法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型を用いてガラ
スプリフォームを成形することを特徴とする精密ガラス
素子の製造方法および製造装置に関する。
スプリフォームを成形することを特徴とする精密ガラス
素子の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】金型を用いてガラスプリフォームを成形
することにより精密ガラス光学素子（モールド光学素
子）を製造する方法については種々提案されている。一
般的には、冷却工程において、ガラスの収縮量が降温速
度に対してほぼ比例関係にあり、被成形物の形状がほぼ
決定されるのは、いわゆる転移点までである。転移点以
下では被成形物の形状がほぼ安定し、実質的には変化し
ない。そこで、転移点まで徐冷し、転移点以下は徐冷速
度の２倍以上の速度で冷却する方法が生産性を向上させ
ることを目的として開示されている。しかしながら、こ
のような方法では、転移点付近でガラスに内部応力が残
存し、得られるガラスにそりが生じ問題となっていた。
することにより精密ガラス光学素子（モールド光学素
子）を製造する方法については種々提案されている。一
般的には、冷却工程において、ガラスの収縮量が降温速
度に対してほぼ比例関係にあり、被成形物の形状がほぼ
決定されるのは、いわゆる転移点までである。転移点以
下では被成形物の形状がほぼ安定し、実質的には変化し
ない。そこで、転移点まで徐冷し、転移点以下は徐冷速
度の２倍以上の速度で冷却する方法が生産性を向上させ
ることを目的として開示されている。しかしながら、こ
のような方法では、転移点付近でガラスに内部応力が残
存し、得られるガラスにそりが生じ問題となっていた。
【０００３】そこで、例えば、特開平２−１９６０３９
号公報においては、転移点まではガラスの上型近傍と下
型近傍を同一降温速度でプレスし、転移点以下はガラス
の上型近傍と下型近傍の降温速度に差をつけた状態でプ
レスすることにより、ガラスの両面に収縮量の差を与
え、ガラスに生じるそりをなくすために歪み点（転移点
から（転移点−１００）℃）以上で離型する方法が開示
されている。しかしながら、このような方法で得られた
精密ガラス素子には屈折率の分布が発生し、品質管理
上、深刻な問題となっている。
号公報においては、転移点まではガラスの上型近傍と下
型近傍を同一降温速度でプレスし、転移点以下はガラス
の上型近傍と下型近傍の降温速度に差をつけた状態でプ
レスすることにより、ガラスの両面に収縮量の差を与
え、ガラスに生じるそりをなくすために歪み点（転移点
から（転移点−１００）℃）以上で離型する方法が開示
されている。しかしながら、このような方法で得られた
精密ガラス素子には屈折率の分布が発生し、品質管理
上、深刻な問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、屈折率分布
の少ない精密ガラス素子の製造方法を提供することを目
的とする。
の少ない精密ガラス素子の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００５】本発明はまた、屈折率分布の少ない精密ガ
ラス素子の製造装置を提供することを目的とする。
ラス素子の製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】本発明はまた、屈折率分布の少ない精密ガ
ラス素子を提供することを目的とする。
ラス素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、非酸化性雰囲
気中で、上下一対の金型を加熱し、金型によりガラスプ
リフォームを成形し、成形後、ガラスを金型内に保持し
た状態で冷却を行い、その後、成形された素子を取り出
す精密ガラス素子の製造方法であって、前記冷却工程で
は、ガラスの温度が少なくとも転移点から（転移点−５
０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度差が５℃以内
となるよう少なくとも一方の金型の温度を制御すること
を特徴とする精密ガラス素子の製造方法に関する。
気中で、上下一対の金型を加熱し、金型によりガラスプ
リフォームを成形し、成形後、ガラスを金型内に保持し
た状態で冷却を行い、その後、成形された素子を取り出
す精密ガラス素子の製造方法であって、前記冷却工程で
は、ガラスの温度が少なくとも転移点から（転移点−５
０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度差が５℃以内
となるよう少なくとも一方の金型の温度を制御すること
を特徴とする精密ガラス素子の製造方法に関する。
【０００８】本発明の発明者等は、再加熱法における冷
却工程においてガラスの内部に温度勾配が生じると、得
られるガラス素子に屈折率分布が発生しやすいことを見
いだし、さらには、屈折率分布は、ガラスの温度が転移
点以上でも若干発生するものの、主にガラスが転移点か
ら（転移点−２００）℃に、特に、転移点から（転移点
−５０）℃に冷却されるまでの間に発生する傾向が強い
ことを見いだした。すなわち、ガラスが転移点まで冷却
されることにより、ガラスの金型内における流動が停止
し、被成形ガラスの外部形状が決定された後でも、ガラ
ス内部に温度分布があると、温度の低い側においては、
ガラスが比較的早く冷却されるのに対して、反対側では
まだ比較的高い状態に保たれているため、冷却される速
度に差が生じ、屈折率の異なる部分が同一ガラス内部で
発生すると考えられる。特に、大型のガラス製品になる
ほど熱処理過程で温度勾配を生じやすいため、屈折率分
布は発生しやすいと考えられる。
却工程においてガラスの内部に温度勾配が生じると、得
られるガラス素子に屈折率分布が発生しやすいことを見
いだし、さらには、屈折率分布は、ガラスの温度が転移
点以上でも若干発生するものの、主にガラスが転移点か
ら（転移点−２００）℃に、特に、転移点から（転移点
−５０）℃に冷却されるまでの間に発生する傾向が強い
ことを見いだした。すなわち、ガラスが転移点まで冷却
されることにより、ガラスの金型内における流動が停止
し、被成形ガラスの外部形状が決定された後でも、ガラ
ス内部に温度分布があると、温度の低い側においては、
ガラスが比較的早く冷却されるのに対して、反対側では
まだ比較的高い状態に保たれているため、冷却される速
度に差が生じ、屈折率の異なる部分が同一ガラス内部で
発生すると考えられる。特に、大型のガラス製品になる
ほど熱処理過程で温度勾配を生じやすいため、屈折率分
布は発生しやすいと考えられる。
【０００９】本明細書中、「屈折率の分布」とは、ガラ
ス全体にわたって、屈折率が一定でなく、屈折率勾配を
有する不均質層が形成されている状態を言う。また、
「転移点」とは、使用されるガラス材料のガラス転移点
（℃）を意味するものとする。
ス全体にわたって、屈折率が一定でなく、屈折率勾配を
有する不均質層が形成されている状態を言う。また、
「転移点」とは、使用されるガラス材料のガラス転移点
（℃）を意味するものとする。
【００１０】本発明においてはまず、従来から公知の再
加熱法にしたがって、非酸化性雰囲気中で、上下一対の
金型を加熱し、金型によりガラスプリフォームを成形す
る。
加熱法にしたがって、非酸化性雰囲気中で、上下一対の
金型を加熱し、金型によりガラスプリフォームを成形す
る。
【００１１】詳しくは、本発明の方法を採用した図１に
示す装置を用いて説明する。図１において１は上型ブロ
ックであり、上型２が上胴型３に挿入されている。４は
下型ブロックであり、下型５が下胴型６に挿入されてい
る。上胴型３及び下胴型６はそれぞれ、断熱層１８、１
９を介して上型ベース１１、下型ベース１２に取り付け
られており、石英等のチャンバ９により、外部大気と遮
断されている。１０は金型ブロックを加熱するための高
周波加熱コイルである。成形室には非酸化性ガス供給シ
ステム１３、排気システム１７が結合されている。ガス
供給システムの経路内にはガス温度制御器１４、ガス流
量制御器１５及びガス圧制御器１６が設置されている。
示す装置を用いて説明する。図１において１は上型ブロ
ックであり、上型２が上胴型３に挿入されている。４は
下型ブロックであり、下型５が下胴型６に挿入されてい
る。上胴型３及び下胴型６はそれぞれ、断熱層１８、１
９を介して上型ベース１１、下型ベース１２に取り付け
られており、石英等のチャンバ９により、外部大気と遮
断されている。１０は金型ブロックを加熱するための高
周波加熱コイルである。成形室には非酸化性ガス供給シ
ステム１３、排気システム１７が結合されている。ガス
供給システムの経路内にはガス温度制御器１４、ガス流
量制御器１５及びガス圧制御器１６が設置されている。
【００１２】まず、プリフォーム７を下型５にセット
し、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成形
室を形成する。ついで、非酸化性ガス供給システム１３
により窒素ガス、アルゴンガス等の非酸化性ガスを成形
室に導く。成形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コ
イル１０を用いて上下金型を加熱する。上下金型の加熱
温度は使用されるガラスプリフォームのガラス材料に依
存するが、一般に、屈伏点＋１０℃〜屈伏点＋５０℃が
好適である。また上下金型は同温に設定されてもよい
し、または上記範囲内で一方の型の温度を他方より１０
〜３０℃高く設定してもよい。所定温度に達してから１
〜５分間保持し、金型とプリフォーム各面の均熱化を行
った後、型を駆動し、プレス圧３０〜９０kg／cm2で１
０〜６００秒間成形を行う。
し、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成形
室を形成する。ついで、非酸化性ガス供給システム１３
により窒素ガス、アルゴンガス等の非酸化性ガスを成形
室に導く。成形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コ
イル１０を用いて上下金型を加熱する。上下金型の加熱
温度は使用されるガラスプリフォームのガラス材料に依
存するが、一般に、屈伏点＋１０℃〜屈伏点＋５０℃が
好適である。また上下金型は同温に設定されてもよい
し、または上記範囲内で一方の型の温度を他方より１０
〜３０℃高く設定してもよい。所定温度に達してから１
〜５分間保持し、金型とプリフォーム各面の均熱化を行
った後、型を駆動し、プレス圧３０〜９０kg／cm2で１
０〜６００秒間成形を行う。
【００１３】使用されるガラスプリフォームのガラス材
料としては特に限定されることはなく、従来から光学素
子の製造に使用されている材料が使用可能である。例え
ば、ＬaＫ８、ＬaＦ７１、ＳＫ５、ＳＦ系材料等が挙げ
られる。
料としては特に限定されることはなく、従来から光学素
子の製造に使用されている材料が使用可能である。例え
ば、ＬaＫ８、ＬaＦ７１、ＳＫ５、ＳＦ系材料等が挙げ
られる。
【００１４】本発明の方法においては、上記のように成
形したガラスを金型内に保持した状態で冷却する。この
とき、ガラスの温度が少なくとも転移点から（転移点−
５０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度差が５℃以
内、好ましくは３℃以内となるよう少なくとも一方の金
型の温度を制御する。換言すれば、冷却工程において、
ガラスを少なくとも転移点から（転移点−５０）℃に迄
冷却すべく、上下金型温度を少なくとも転移点から（転
移点−５０）℃に冷却するに際して、上下金型の温度差
が５℃以内、好ましくは３℃以内となるよう少なくとも
一方の金型の温度を制御する。本発明においてはこのよ
うな金型の温度制御を行うことによってガラス内部の温
度勾配の発生を極力抑制することができるため、得られ
るガラス素子における屈折率分布の発生を抑えることが
できると考えられる。
形したガラスを金型内に保持した状態で冷却する。この
とき、ガラスの温度が少なくとも転移点から（転移点−
５０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度差が５℃以
内、好ましくは３℃以内となるよう少なくとも一方の金
型の温度を制御する。換言すれば、冷却工程において、
ガラスを少なくとも転移点から（転移点−５０）℃に迄
冷却すべく、上下金型温度を少なくとも転移点から（転
移点−５０）℃に冷却するに際して、上下金型の温度差
が５℃以内、好ましくは３℃以内となるよう少なくとも
一方の金型の温度を制御する。本発明においてはこのよ
うな金型の温度制御を行うことによってガラス内部の温
度勾配の発生を極力抑制することができるため、得られ
るガラス素子における屈折率分布の発生を抑えることが
できると考えられる。
【００１５】冷却工程における金型の温度制御は公知の
いかなる手段を採用するとができるが、上下金型の温度
を検知する手段により金型の温度をモニターするととも
に、モニターした結果に基づいて、少なくとも一方の金
型、好ましくは双方の金型に対する加熱力を制御する手
段、および／または少なくとも一方の金型、好ましくは
双方の金型に吹き付ける冷却ガスの流量及び／又は温度
を調整する手段により、金型温度を制御することが好ま
しい。例えば、冷却ガスの流量および温度を変化させる
ことによって金型の温度制御を行う場合、２５℃の冷却
ガスを流量１０l／minで用いれば、降温速度は１００℃
／minになる。温度検知手段としては特に限定されるこ
とはなく、公知の方法を採用することができ、例えば、
上下金型の温度を熱電対により検出する方法、放射温度
計により非接触測定する方法等を採用することができ
る。通常、再加熱法における冷却工程においては、単に
金型への加熱を停止して自然放冷にまかせるのが一般的
であるが、この場合、金型の酸化を防止するべく成形室
内に導入している窒素や不活性ガスなどによる非酸化性
雰囲気は温度管理が難しく、雰囲気中で温度むらが発生
しやすく、その結果、金型温度差が発生し易い傾向があ
った。本発明の方法においては、金型の温度を検知し、
その結果に基づいて上記のように温度制御を行うため、
所望の温度制御を確実に行うことができる。
いかなる手段を採用するとができるが、上下金型の温度
を検知する手段により金型の温度をモニターするととも
に、モニターした結果に基づいて、少なくとも一方の金
型、好ましくは双方の金型に対する加熱力を制御する手
段、および／または少なくとも一方の金型、好ましくは
双方の金型に吹き付ける冷却ガスの流量及び／又は温度
を調整する手段により、金型温度を制御することが好ま
しい。例えば、冷却ガスの流量および温度を変化させる
ことによって金型の温度制御を行う場合、２５℃の冷却
ガスを流量１０l／minで用いれば、降温速度は１００℃
／minになる。温度検知手段としては特に限定されるこ
とはなく、公知の方法を採用することができ、例えば、
上下金型の温度を熱電対により検出する方法、放射温度
計により非接触測定する方法等を採用することができ
る。通常、再加熱法における冷却工程においては、単に
金型への加熱を停止して自然放冷にまかせるのが一般的
であるが、この場合、金型の酸化を防止するべく成形室
内に導入している窒素や不活性ガスなどによる非酸化性
雰囲気は温度管理が難しく、雰囲気中で温度むらが発生
しやすく、その結果、金型温度差が発生し易い傾向があ
った。本発明の方法においては、金型の温度を検知し、
その結果に基づいて上記のように温度制御を行うため、
所望の温度制御を確実に行うことができる。
【００１６】所定温度に加熱された金型を転移点まで冷
却するに際して、上下金型はそれぞれ独立していかなる
降温速度で冷却されてよいが、金型温度が転移点以下に
冷却されるとき金型温度を上述のように制御できるよ
う、金型温度が転移点のとき上下金型の温度差は５℃以
下、好ましくは３℃以下であることを要する。降温速度
は一定であっても、途中で変化してもよいが、好ましく
は一定して３５〜８０℃／minである。
却するに際して、上下金型はそれぞれ独立していかなる
降温速度で冷却されてよいが、金型温度が転移点以下に
冷却されるとき金型温度を上述のように制御できるよ
う、金型温度が転移点のとき上下金型の温度差は５℃以
下、好ましくは３℃以下であることを要する。降温速度
は一定であっても、途中で変化してもよいが、好ましく
は一定して３５〜８０℃／minである。
【００１７】金型を転移点まで冷却した後は、上述のご
とく上下金型の温度差を５℃以内、好ましくは３℃以内
に維持すべく、少なくとも一方の金型、好ましくは双方
の金型の温度を上述の手段で制御しながら、上下金型を
少なくとも転移点から（転移点−５０）℃に冷却する。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃に冷却される
間の上下金型の温度差が５℃を越えると、成形されるガ
ラス内部で温度分布が発生し、屈折率分布が生じ易くな
る。このときの上下金型の降温速度はともに３０〜３０
０℃／min、好ましくは３５〜６０℃／minであることが
望ましい。３００℃／minより速いとガラスにワレが発
生しやすく、３０℃／minより遅いと成形サイクルが長
くなるので好ましくない。
とく上下金型の温度差を５℃以内、好ましくは３℃以内
に維持すべく、少なくとも一方の金型、好ましくは双方
の金型の温度を上述の手段で制御しながら、上下金型を
少なくとも転移点から（転移点−５０）℃に冷却する。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃に冷却される
間の上下金型の温度差が５℃を越えると、成形されるガ
ラス内部で温度分布が発生し、屈折率分布が生じ易くな
る。このときの上下金型の降温速度はともに３０〜３０
０℃／min、好ましくは３５〜６０℃／minであることが
望ましい。３００℃／minより速いとガラスにワレが発
生しやすく、３０℃／minより遅いと成形サイクルが長
くなるので好ましくない。
【００１８】このように金型を温度制御しながら冷却し
た後は、いかなる降温速度で冷却されてよい。例えば、
加熱コイルのパワーをオフにして自然放冷に任せ、３０
０℃まで金型内にガラスを保持したままで冷却し、その
後、金型を開いて成形レンズを取り出す。また、加熱パ
ワーをオフにし、かつ導入ガスの流量および温度を調整
して降温速度を速めることにより、成形レンズの屈折率
に影響を与えずに成形サイクルを短縮することができ
る。なお、加圧力の解除は金型の温度が（転移点−５
０）℃以下になった時点で行われる。
た後は、いかなる降温速度で冷却されてよい。例えば、
加熱コイルのパワーをオフにして自然放冷に任せ、３０
０℃まで金型内にガラスを保持したままで冷却し、その
後、金型を開いて成形レンズを取り出す。また、加熱パ
ワーをオフにし、かつ導入ガスの流量および温度を調整
して降温速度を速めることにより、成形レンズの屈折率
に影響を与えずに成形サイクルを短縮することができ
る。なお、加圧力の解除は金型の温度が（転移点−５
０）℃以下になった時点で行われる。
【００１９】本発明においては、上下金型の温度差が５
℃以下になるように温度制御される温度範囲を少なくと
も転移点から（転移点−１００）℃としてもよい。この
ように制御される温度範囲の下限値を下げると、（転移
点−５０）℃以下の降温速度を加速した場合より、冷却
工程は長くなるものの、屈折率分布の発生をさらに抑制
することができる。この場合においても、上下金型は等
温状態に保ったまま比較的穏やかな降温速度で冷却する
ことが好ましく、降温速度は（転移点−５０）℃以降は
３５〜６０℃／minであることが好ましい。すなわち、
冷却工程において成形レンズの屈折率に著しい影響を与
え、屈折率分布をもたらす温度範囲は、硝材によって若
干異なるものの、成形されるガラスが転移点付近からそ
れより１００〜２００℃低い温度にまで冷却される間で
あるためである。但し、（転移点−２００）℃近くにな
ると、屈折率に与える影響は小さくなり、それ以下にな
ると、屈折率に与える影響はほとんどなくなるので、
（転移点−２００）℃以下を制御することは効果的でな
い。
℃以下になるように温度制御される温度範囲を少なくと
も転移点から（転移点−１００）℃としてもよい。この
ように制御される温度範囲の下限値を下げると、（転移
点−５０）℃以下の降温速度を加速した場合より、冷却
工程は長くなるものの、屈折率分布の発生をさらに抑制
することができる。この場合においても、上下金型は等
温状態に保ったまま比較的穏やかな降温速度で冷却する
ことが好ましく、降温速度は（転移点−５０）℃以降は
３５〜６０℃／minであることが好ましい。すなわち、
冷却工程において成形レンズの屈折率に著しい影響を与
え、屈折率分布をもたらす温度範囲は、硝材によって若
干異なるものの、成形されるガラスが転移点付近からそ
れより１００〜２００℃低い温度にまで冷却される間で
あるためである。但し、（転移点−２００）℃近くにな
ると、屈折率に与える影響は小さくなり、それ以下にな
ると、屈折率に与える影響はほとんどなくなるので、
（転移点−２００）℃以下を制御することは効果的でな
い。
【００２０】本発明の方法における一態様を、上下金型
の温度と時間との関係を示す図２を用いて説明する。図
２においては、加熱工程において下型を上型より高く加
熱し、プレス（成形）した後（プレス工程）、下型から
冷却を開始し、上型との温度差がほぼ０になる直前で、
上型の冷却を開始し、（転移点−５０）℃迄上下金型の
間で温度差を５℃以内に保ちつつ冷却し、その後は制御
しないで冷却している。
の温度と時間との関係を示す図２を用いて説明する。図
２においては、加熱工程において下型を上型より高く加
熱し、プレス（成形）した後（プレス工程）、下型から
冷却を開始し、上型との温度差がほぼ０になる直前で、
上型の冷却を開始し、（転移点−５０）℃迄上下金型の
間で温度差を５℃以内に保ちつつ冷却し、その後は制御
しないで冷却している。
【００２１】本発明の方法の別の態様を図３を用いて説
明する。図３においては、加熱工程において下型を上型
より高く加熱し、プレス（成形）した後（プレス工
程）、上下型同時に冷却を開始し、上下金型の温度差が
転移点で０となるべく各々設定した降温速度で転移点ま
で冷却し、転移点から（転移点−１００）℃までは金型
の温度差を５℃以内に保った状態で冷却し、その後は転
移点から（転移点−１００）℃までの降温速度と同様の
降温速度で冷却している。
明する。図３においては、加熱工程において下型を上型
より高く加熱し、プレス（成形）した後（プレス工
程）、上下型同時に冷却を開始し、上下金型の温度差が
転移点で０となるべく各々設定した降温速度で転移点ま
で冷却し、転移点から（転移点−１００）℃までは金型
の温度差を５℃以内に保った状態で冷却し、その後は転
移点から（転移点−１００）℃までの降温速度と同様の
降温速度で冷却している。
【００２２】上記のような方法によって得られたガラス
素子は屈折率分布幅が２５×１０-5以下、好ましくは２
０×１０-5以下、より好ましくは１５×１０-5以下であ
り、その幅は極めて小さい。このため、本発明の方法に
よって得られたガラス素子の内部品質は極めて良好であ
る。屈折率分布は市販の示差屈折計によって測定可能で
ある。
素子は屈折率分布幅が２５×１０-5以下、好ましくは２
０×１０-5以下、より好ましくは１５×１０-5以下であ
り、その幅は極めて小さい。このため、本発明の方法に
よって得られたガラス素子の内部品質は極めて良好であ
る。屈折率分布は市販の示差屈折計によって測定可能で
ある。
【００２３】また、本発明の方法における冷却工程にお
いては、ガラスが少なくとも（転移点＋３０）℃から
（転移点−５０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度
差が５℃以内、好ましくは３℃以内となるよう少なくと
も一方の金型の温度、好ましくは双方の金型の温度を制
御することによって、屈折率分布を減少させると共に面
精度も改善することが出来る。
いては、ガラスが少なくとも（転移点＋３０）℃から
（転移点−５０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度
差が５℃以内、好ましくは３℃以内となるよう少なくと
も一方の金型の温度、好ましくは双方の金型の温度を制
御することによって、屈折率分布を減少させると共に面
精度も改善することが出来る。
【００２４】前述のごとく、外力、すなわち、金型の加
圧力により被成形物の形状が決定されるのは、転移点付
近までであるが、（転移点−５０）℃までは内部応力に
よる形状の変化(歪み)が発生し、面精度の劣化が起こ
る。このような歪みの発生は、実際には、転移点に到達
する以前から始まっており、経験上、（転移点＋３０）
℃付近からであることが知られている。このような内部
応力の発生の原因として複数の要素が考えられるが、そ
のうち最も影響の強いものとして、加圧力の分布ととも
にガラス内部での温度分布が考えられる。このような温
度分布の発生を防止するために、ガラスが（転移点＋３
０）℃付近から（転移点−５０）℃に迄冷却される間、
上下の金型の温度差が５℃以内、好ましくは３℃以内と
なるよう少なくとも一方の金型の温度を制御することが
好ましい。なお、上下金型の温度差が５℃以下になるよ
うに温度制御される温度範囲の下限値を（転移点−１０
０）℃に下げることにより、屈折率分布の発生をさらに
抑制することができる。
圧力により被成形物の形状が決定されるのは、転移点付
近までであるが、（転移点−５０）℃までは内部応力に
よる形状の変化(歪み)が発生し、面精度の劣化が起こ
る。このような歪みの発生は、実際には、転移点に到達
する以前から始まっており、経験上、（転移点＋３０）
℃付近からであることが知られている。このような内部
応力の発生の原因として複数の要素が考えられるが、そ
のうち最も影響の強いものとして、加圧力の分布ととも
にガラス内部での温度分布が考えられる。このような温
度分布の発生を防止するために、ガラスが（転移点＋３
０）℃付近から（転移点−５０）℃に迄冷却される間、
上下の金型の温度差が５℃以内、好ましくは３℃以内と
なるよう少なくとも一方の金型の温度を制御することが
好ましい。なお、上下金型の温度差が５℃以下になるよ
うに温度制御される温度範囲の下限値を（転移点−１０
０）℃に下げることにより、屈折率分布の発生をさらに
抑制することができる。
【００２５】このような本発明の方法の別の態様を図４
を用いて説明する。図４においては、加熱工程において
上下金型を同一温度に加熱し、プレス（成形）した後
（プレス工程）、加熱パワーを弱め、上下型を異なる降
温速度で同時に冷却を開始し、上下金型別個に加熱パワ
ーを調整して、（転移点＋３０）℃で双方の型温差が０
となるように補正した後、（転移点−５０）℃に至るま
での間は、金型の温度差を５℃以内に保った状態で冷却
し、その後は加熱コイルのパワーをオフにして、自然放
冷に任せて冷却している。
を用いて説明する。図４においては、加熱工程において
上下金型を同一温度に加熱し、プレス（成形）した後
（プレス工程）、加熱パワーを弱め、上下型を異なる降
温速度で同時に冷却を開始し、上下金型別個に加熱パワ
ーを調整して、（転移点＋３０）℃で双方の型温差が０
となるように補正した後、（転移点−５０）℃に至るま
での間は、金型の温度差を５℃以内に保った状態で冷却
し、その後は加熱コイルのパワーをオフにして、自然放
冷に任せて冷却している。
【００２６】上記のような方法によって得られたガラス
素子は屈折率分布幅が２５×１０-5以下、好ましくは２
０×１０-5以下、より好ましくは１５×１０-5以下であ
り、また面精度はλ／４以下、好ましくはλ／６以下で
ある。このため、この内部品質は極めて良好であり、面
精度においても非常に優れている。
素子は屈折率分布幅が２５×１０-5以下、好ましくは２
０×１０-5以下、より好ましくは１５×１０-5以下であ
り、また面精度はλ／４以下、好ましくはλ／６以下で
ある。このため、この内部品質は極めて良好であり、面
精度においても非常に優れている。
【００２７】本発明はまた、上記のような方法を採用し
た装置、すなわち、上下一対の金型、非酸化性雰囲気中
で該金型を加熱する手段、金型の温度をモニターする温
度検知手段、および成形後、ガラスの温度が少なくとも
転移点から（転移点−５０）℃に、好ましくは転移点か
ら（転移点−１００）℃に迄冷却される間、上下金型の
温度差を５℃以内、好ましくは３℃以内に保つべく少な
くとも一方の金型、好ましくは双方の金型の温度を制御
する温度調節機構を備えていることを特徴とする精密ガ
ラス素子の製造装置に関する。
た装置、すなわち、上下一対の金型、非酸化性雰囲気中
で該金型を加熱する手段、金型の温度をモニターする温
度検知手段、および成形後、ガラスの温度が少なくとも
転移点から（転移点−５０）℃に、好ましくは転移点か
ら（転移点−１００）℃に迄冷却される間、上下金型の
温度差を５℃以内、好ましくは３℃以内に保つべく少な
くとも一方の金型、好ましくは双方の金型の温度を制御
する温度調節機構を備えていることを特徴とする精密ガ
ラス素子の製造装置に関する。
【００２８】本発明の装置において非酸化性雰囲気中で
金型を加熱する手段としては、金型およびガラスを所定
温度に加熱できる手段であれば特に制限されることはな
く、例えば、高周波加熱コイル、赤外線加熱コイル、ヒ
ーター加熱等が挙げられる。
金型を加熱する手段としては、金型およびガラスを所定
温度に加熱できる手段であれば特に制限されることはな
く、例えば、高周波加熱コイル、赤外線加熱コイル、ヒ
ーター加熱等が挙げられる。
【００２９】金型の温度をモニターする温度検知手段と
しては、金型の温度を正確に測定できる手段であれば特
に制限されることはなく、公知の手段を採用することが
でき、例えば、金型に取り付けた熱電対により検出する
手段、放射温度計により非接触測定する方法等を採用す
ることができる。
しては、金型の温度を正確に測定できる手段であれば特
に制限されることはなく、公知の手段を採用することが
でき、例えば、金型に取り付けた熱電対により検出する
手段、放射温度計により非接触測定する方法等を採用す
ることができる。
【００３０】本発明の装置において、成形後、ガラスの
温度が少なくとも転移点から（転移点−５０）℃に、好
ましくは転移点から（転移点−１００）℃に迄冷却され
る間、上下金型の温度差を５℃以内、好ましくは３℃以
内に保つべく少なくとも一方の金型、好ましくは双方の
金型の温度を制御する温度調節機構としては、上記温度
検知手段によりモニターした結果に基づいて少なくとも
一方の金型、好ましくは双方の金型に対する加熱力を制
御する手段および／または上記結果に基づいて少なくと
も一方の金型、好ましくは双方の金型に吹き付ける冷却
ガスの流量及び／又は温度を調整する手段を採用するこ
とが望ましい。より好ましくは、上記温度検知手段によ
りモニターした結果に基づいて少なくとも一方の金型に
吹き付ける冷却ガスの流量及び／又は温度を調整する手
段が採用されている。
温度が少なくとも転移点から（転移点−５０）℃に、好
ましくは転移点から（転移点−１００）℃に迄冷却され
る間、上下金型の温度差を５℃以内、好ましくは３℃以
内に保つべく少なくとも一方の金型、好ましくは双方の
金型の温度を制御する温度調節機構としては、上記温度
検知手段によりモニターした結果に基づいて少なくとも
一方の金型、好ましくは双方の金型に対する加熱力を制
御する手段および／または上記結果に基づいて少なくと
も一方の金型、好ましくは双方の金型に吹き付ける冷却
ガスの流量及び／又は温度を調整する手段を採用するこ
とが望ましい。より好ましくは、上記温度検知手段によ
りモニターした結果に基づいて少なくとも一方の金型に
吹き付ける冷却ガスの流量及び／又は温度を調整する手
段が採用されている。
【００３１】本発明はまた、上記製造装置によって製造
されることを特徴とする精密ガラス素子に関する。上記
製造装置によって製造される精密ガラス素子は、前記の
方法によって得られた精密ガラス素子と同様に、屈折率
分布幅が２５×１０-5以下、好ましくは２０×１０-5以
下、より好ましくは１５×１０-5以下である。また、上
記装置において、金型の温度制御範囲の上限を（転移点
＋３０）℃に上げることによって、上記屈折率分布幅を
有するだけでなく、λ／４以下、好ましくはλ／６以下
の面精度を有する精密ガラス素子を製造することができ
る。本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明す
る。
されることを特徴とする精密ガラス素子に関する。上記
製造装置によって製造される精密ガラス素子は、前記の
方法によって得られた精密ガラス素子と同様に、屈折率
分布幅が２５×１０-5以下、好ましくは２０×１０-5以
下、より好ましくは１５×１０-5以下である。また、上
記装置において、金型の温度制御範囲の上限を（転移点
＋３０）℃に上げることによって、上記屈折率分布幅を
有するだけでなく、λ／４以下、好ましくはλ／６以下
の面精度を有する精密ガラス素子を製造することができ
る。本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明す
る。
【００３２】
【実施例】実施例１ 図１および図２を用いて説明する。金型は、凸Ｒ１５mm
で直径１５mmの上型２及び凹Ｒ５０mmで直径１５mmの下
型５からなる。これにより、凹Ｒ１５mmで凸Ｒ５０mmの
メニスカスレンズ８を成形する。プリフォーム硝材７と
しては、ＬaＫ８(Ｔg:６５２℃、Ａt:６７９℃)を用い
た。
で直径１５mmの上型２及び凹Ｒ５０mmで直径１５mmの下
型５からなる。これにより、凹Ｒ１５mmで凸Ｒ５０mmの
メニスカスレンズ８を成形する。プリフォーム硝材７と
しては、ＬaＫ８(Ｔg:６５２℃、Ａt:６７９℃)を用い
た。
【００３３】まず上記プリフォーム７を下型にセット
し、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成形
室を形成した。ついで、ガス供給システム１３により窒
素ガスを成形室に導いた。このときのガス温度は室温
で、ガス圧は４kgf／cm2、流量は５l／minであった。成
形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コイル１０を用
いて上下金型を加熱した。所定温度(上型６９５℃、下
型７１０℃)に達してから３分間保持し、金型とプリフ
ォーム各面の均熱化を行った後、下型を駆動し、プレス
圧８０kg／cm2で３０秒間成形を行った。
し、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成形
室を形成した。ついで、ガス供給システム１３により窒
素ガスを成形室に導いた。このときのガス温度は室温
で、ガス圧は４kgf／cm2、流量は５l／minであった。成
形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コイル１０を用
いて上下金型を加熱した。所定温度(上型６９５℃、下
型７１０℃)に達してから３分間保持し、金型とプリフ
ォーム各面の均熱化を行った後、下型を駆動し、プレス
圧８０kg／cm2で３０秒間成形を行った。
【００３４】成形後の冷却工程においては、上下各型の
温度を図示しない熱電対により検出した。その検出結果
に基づいて上下個別に金型の加熱パワーを調整すること
で、上下双方の型温を制御した。図２に示すようにまず
下型から冷却を開始し、上型との温度差がほぼ０になる
直前で、上型の冷却を開始し、転移点まで冷却した。上
型、下型、いずれの降温速度も５０℃／minであった。
その後、（転移点−５０）℃に相当する６００℃迄、上
下金型の間で温度差を１〜２℃以内に保ちつつ冷却し
た。上型の降温速度は４５℃／min、下型の降温速度は
４５℃／minであった。その後は加熱コイルのパワーを
オフにして自然放冷に任せ、３００℃まで金型内にガラ
スを保持したままで冷却した後、金型を開いて成形レン
ズ８を取り出した。この作業を同一の条件で１０回繰り
返し、得られたレンズの屈折率分布幅を測定したとこ
ろ、当該屈折率分布幅は１０×１０-5〜２０×１０-5で
あった。また、面精度は１／６λ〜１／８λ程度であっ
た。なお、加圧力の解除は金型の温度が（転移点−５
０）℃以下になった時点（６００℃）で行われた。
温度を図示しない熱電対により検出した。その検出結果
に基づいて上下個別に金型の加熱パワーを調整すること
で、上下双方の型温を制御した。図２に示すようにまず
下型から冷却を開始し、上型との温度差がほぼ０になる
直前で、上型の冷却を開始し、転移点まで冷却した。上
型、下型、いずれの降温速度も５０℃／minであった。
その後、（転移点−５０）℃に相当する６００℃迄、上
下金型の間で温度差を１〜２℃以内に保ちつつ冷却し
た。上型の降温速度は４５℃／min、下型の降温速度は
４５℃／minであった。その後は加熱コイルのパワーを
オフにして自然放冷に任せ、３００℃まで金型内にガラ
スを保持したままで冷却した後、金型を開いて成形レン
ズ８を取り出した。この作業を同一の条件で１０回繰り
返し、得られたレンズの屈折率分布幅を測定したとこ
ろ、当該屈折率分布幅は１０×１０-5〜２０×１０-5で
あった。また、面精度は１／６λ〜１／８λ程度であっ
た。なお、加圧力の解除は金型の温度が（転移点−５
０）℃以下になった時点（６００℃）で行われた。
【００３５】実施例２ 熱電対による金型温度検出結果に基づいて上下個別に金
型の加熱パワーを調整したり、ガス供給システム１３由
来の窒素ガスの流量および温度を調整することによって
金型温度を制御したこと、窒素ガスの流量を５．０Ｌ／
minとして、上下金型が転移点から（転移点−５０）℃
まで冷却される間の上型降温速度を３９℃／min、下型
降温速度を４０℃／minとしたこと、および金型温度が
（転移点−５０）℃になった後は加熱コイルのパワーを
オフにし、窒素ガスにより冷却したこと以外、実施例１
と同様にして、成形レンズを得た。得られたレンズの屈
折率分布幅は１５×１０-5であった。なお、供給される
窒素ガスの温度は金型温度が（転移点−５０）℃になる
までは１００℃、それ以降は３０℃であり、その流量は
５．０Ｌ／minであった。また、面精度は１／８λ程度
であった。
型の加熱パワーを調整したり、ガス供給システム１３由
来の窒素ガスの流量および温度を調整することによって
金型温度を制御したこと、窒素ガスの流量を５．０Ｌ／
minとして、上下金型が転移点から（転移点−５０）℃
まで冷却される間の上型降温速度を３９℃／min、下型
降温速度を４０℃／minとしたこと、および金型温度が
（転移点−５０）℃になった後は加熱コイルのパワーを
オフにし、窒素ガスにより冷却したこと以外、実施例１
と同様にして、成形レンズを得た。得られたレンズの屈
折率分布幅は１５×１０-5であった。なお、供給される
窒素ガスの温度は金型温度が（転移点−５０）℃になる
までは１００℃、それ以降は３０℃であり、その流量は
５．０Ｌ／minであった。また、面精度は１／８λ程度
であった。
【００３６】実施例３ 供給される窒素ガスの流量を１０．０Ｌ／minとして、
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５１℃／min、下型降温速度を５
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は２０
×１０-5であった。また、面精度は１／７λ程度であっ
た。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５１℃／min、下型降温速度を５
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は２０
×１０-5であった。また、面精度は１／７λ程度であっ
た。
【００３７】実施例４ 供給される窒素ガスの流量を１８．０Ｌ／minとして、
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を６０℃／min、下型降温速度を６
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は２５
×１０-5であった。また、面精度は１／６λ程度であっ
た。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を６０℃／min、下型降温速度を６
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は２５
×１０-5であった。また、面精度は１／６λ程度であっ
た。
【００３８】実施例５ 図１および図３を用いて説明する。金型は、凸Ｒ１５mm
で直径１５mmの上型２及び凹Ｒ５０mmで直径１５mmの下
型５からなる。これにより凹Ｒ１５mmで凸Ｒ５０mmのメ
ニスカスレンズ８を成形する。プリフォーム硝材７とし
てはＬaＦ７１(Ｔg:６３２℃、Ａt:６７２℃)を用い
た。
で直径１５mmの上型２及び凹Ｒ５０mmで直径１５mmの下
型５からなる。これにより凹Ｒ１５mmで凸Ｒ５０mmのメ
ニスカスレンズ８を成形する。プリフォーム硝材７とし
てはＬaＦ７１(Ｔg:６３２℃、Ａt:６７２℃)を用い
た。
【００３９】まず、上記プリフォーム７を下型５にセッ
トし、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成
形室を形成した。ついでガス供給システム１３により窒
素ガスを成形室に導いた。このときのガス温度は室温
で、ガス圧は４Ｋgf／cm2、流量は５l／minであった。
成形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コイル１０を
用いて上下型を加熱した。
トし、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成
形室を形成した。ついでガス供給システム１３により窒
素ガスを成形室に導いた。このときのガス温度は室温
で、ガス圧は４Ｋgf／cm2、流量は５l／minであった。
成形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コイル１０を
用いて上下型を加熱した。
【００４０】上型の温度が６８０℃、下型の温度が６９
５℃に達してから３分間保持し、金型とプリフォーム各
面の均熱化を行った後、下型を駆動し、プレス圧１００
kg／cm2で３０秒間プレスを行った。
５℃に達してから３分間保持し、金型とプリフォーム各
面の均熱化を行った後、下型を駆動し、プレス圧１００
kg／cm2で３０秒間プレスを行った。
【００４１】プレス後の冷却工程においては、上下各型
の温度を図示しない熱電対により検出した。その検出結
果に基づいて高周波加熱コイル１０の加熱パワーを調整
することで、上下双方の金型冷却速度を制御した。図３
に示すように、上下型同時に冷却を開始し、上下金型の
温度差が転移点で０となるべく各々設定した降温速度で
転移点まで冷却した。上型の降温速度は４５℃／min、
下型の降温速度は４５℃／minであった。その後、金型
内にガラスを保持したまま、高周波加熱コイル１０の加
熱パワーを制御する事により、転移点から（転移点−１
００）℃に相当する５３０℃にまでは金型の温度差をほ
ぼ１℃〜２℃以内に保った状態で冷却した。上型、下
型、いずれの降温速度も３８℃／minであった。その後
３２０℃までは、金型の温度をモニターしつつ高周波加
熱コイル１０のパワーをオフにして自然放冷に任せるこ
とにより冷却した後、金型を開き成形レンズ８を取り出
した。この作業を同一の条件で１０回繰り返し、得られ
たレンズの屈折率分布幅を測定したところ、当該屈折率
分布幅は５×１０-5〜８×１０-5であり、その幅が極め
て小さく、転移点までの冷却時に上下金型に温度差があ
る場合であっも、良好な内部品質を有していた。また、
面精度は１／８λ程度であった。なお、加圧力の解除は
金型の温度が（転移点−１００）℃以下になった時点
（５３０℃）で行われた。
の温度を図示しない熱電対により検出した。その検出結
果に基づいて高周波加熱コイル１０の加熱パワーを調整
することで、上下双方の金型冷却速度を制御した。図３
に示すように、上下型同時に冷却を開始し、上下金型の
温度差が転移点で０となるべく各々設定した降温速度で
転移点まで冷却した。上型の降温速度は４５℃／min、
下型の降温速度は４５℃／minであった。その後、金型
内にガラスを保持したまま、高周波加熱コイル１０の加
熱パワーを制御する事により、転移点から（転移点−１
００）℃に相当する５３０℃にまでは金型の温度差をほ
ぼ１℃〜２℃以内に保った状態で冷却した。上型、下
型、いずれの降温速度も３８℃／minであった。その後
３２０℃までは、金型の温度をモニターしつつ高周波加
熱コイル１０のパワーをオフにして自然放冷に任せるこ
とにより冷却した後、金型を開き成形レンズ８を取り出
した。この作業を同一の条件で１０回繰り返し、得られ
たレンズの屈折率分布幅を測定したところ、当該屈折率
分布幅は５×１０-5〜８×１０-5であり、その幅が極め
て小さく、転移点までの冷却時に上下金型に温度差があ
る場合であっも、良好な内部品質を有していた。また、
面精度は１／８λ程度であった。なお、加圧力の解除は
金型の温度が（転移点−１００）℃以下になった時点
（５３０℃）で行われた。
【００４２】実施例６ 図１および図４を用いて説明する。金型は、凸Ｒ１５mm
で直径１５mmの上型２及び凹Ｒ５０mmで直径１５mmの下
型５からなる。これにより、凹Ｒ１５mmで凸Ｒ５０mmの
メニスカスレンズ８を成形する。プリフォーム硝材７と
してはＳＫ５(Tg:６５８℃、Ａt:７０４℃)を用いた。
で直径１５mmの上型２及び凹Ｒ５０mmで直径１５mmの下
型５からなる。これにより、凹Ｒ１５mmで凸Ｒ５０mmの
メニスカスレンズ８を成形する。プリフォーム硝材７と
してはＳＫ５(Tg:６５８℃、Ａt:７０４℃)を用いた。
【００４３】まず上記プリフォーム７を下型にセット
し、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成形
室を形成した。ついで、ガス供給システム１３により窒
素ガスを成形室に導いた。このときのガス温度は室温
で、ガス圧は４kgf／cm2、流量は５l／minであった。成
形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コイル１０を用
いて上下金型を加熱した。ここでは、プレス時の上下金
型温度を同一とし、上下金型の温度が７３０℃に達して
から３分間保持し、金型とプリフォーム各面の均熱化を
行った後、下型を駆動し、プレス圧１００kg／cm2で３
０秒間成形を行った。
し、図示しない金型駆動機構により金型を移動させ成形
室を形成した。ついで、ガス供給システム１３により窒
素ガスを成形室に導いた。このときのガス温度は室温
で、ガス圧は４kgf／cm2、流量は５l／minであった。成
形室が窒素ガスで満たされたら、高周波コイル１０を用
いて上下金型を加熱した。ここでは、プレス時の上下金
型温度を同一とし、上下金型の温度が７３０℃に達して
から３分間保持し、金型とプリフォーム各面の均熱化を
行った後、下型を駆動し、プレス圧１００kg／cm2で３
０秒間成形を行った。
【００４４】成形後の冷却工程においては、上下各型の
温度を図示しない熱電対により検出した。その検出結果
に基づいて上下個別に金型の加熱パワーを調整したり、
ガス供給システム１３由来の窒素ガスの流量および温度
を調整することで、上下双方の型温を制御した。図４に
示すように、加熱パワーを弱め、上下型同時に冷却を開
始したが、導入した雰囲気の影響などにより、上下で降
温速度に差が生じた。そこで、上下金型の加熱パワーを
個別に調整し、（転移点＋３０）℃に相当する６８８℃
で、双方の型温差が０となるように補正した。下型は一
様に降温速度４０℃／minで（転移点＋３０）℃まで冷
却され、上型は降温速度４０℃／minで一旦、（転移点
＋５０）℃まで冷却された後、当該温度で保持され、下
型との温度差がほぼ０になる直前で、降温速度３９℃／
minで（転移点＋３０）℃まで冷却された。その後、
（転移点−５０）℃に至るまでの間は、金型の温度をモ
ニターしながら、加熱コイルのパワーを調整しつつ温度
差がない状態を維持した。上型、下型、いずれの降温速
度も３７℃／minであった。その後は加熱コイルのパワ
ーをオフにして、自然放冷に任せ、３００℃付近となっ
た時点で離型した。その結果、屈折率分布幅は８×１０
-5となり、また、得られたレンズの面精度も１／８λ程
度であった。なお、加圧力の解除は金型の温度が（転移
点−５０）℃以下になった時点（６０８℃）で行われ
た。
温度を図示しない熱電対により検出した。その検出結果
に基づいて上下個別に金型の加熱パワーを調整したり、
ガス供給システム１３由来の窒素ガスの流量および温度
を調整することで、上下双方の型温を制御した。図４に
示すように、加熱パワーを弱め、上下型同時に冷却を開
始したが、導入した雰囲気の影響などにより、上下で降
温速度に差が生じた。そこで、上下金型の加熱パワーを
個別に調整し、（転移点＋３０）℃に相当する６８８℃
で、双方の型温差が０となるように補正した。下型は一
様に降温速度４０℃／minで（転移点＋３０）℃まで冷
却され、上型は降温速度４０℃／minで一旦、（転移点
＋５０）℃まで冷却された後、当該温度で保持され、下
型との温度差がほぼ０になる直前で、降温速度３９℃／
minで（転移点＋３０）℃まで冷却された。その後、
（転移点−５０）℃に至るまでの間は、金型の温度をモ
ニターしながら、加熱コイルのパワーを調整しつつ温度
差がない状態を維持した。上型、下型、いずれの降温速
度も３７℃／minであった。その後は加熱コイルのパワ
ーをオフにして、自然放冷に任せ、３００℃付近となっ
た時点で離型した。その結果、屈折率分布幅は８×１０
-5となり、また、得られたレンズの面精度も１／８λ程
度であった。なお、加圧力の解除は金型の温度が（転移
点−５０）℃以下になった時点（６０８℃）で行われ
た。
【００４５】比較例１ 供給される窒素ガスの流量を１０．０Ｌ／minとして、
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５０℃／min、下型降温速度を７
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は４８
×１０-5であった。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５０℃／min、下型降温速度を７
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は４８
×１０-5であった。
【００４６】比較例２ 供給される窒素ガスの流量を１０．０Ｌ／minとして、
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５０℃／min、下型降温速度を８
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は５６
×１０-5であった。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５０℃／min、下型降温速度を８
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は５６
×１０-5であった。
【００４７】比較例３ 供給される窒素ガスの流量を１０．０Ｌ／minとして、
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５０℃／min、下型降温速度を９
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は６２
×１０-5であった。
上下金型が転移点から（転移点−５０）℃まで冷却され
る間の上型降温速度を５０℃／min、下型降温速度を９
０℃／minとしたこと以外、実施例２と同様にして、成
形レンズを得た。得られたレンズの屈折率分布幅は６２
×１０-5であった。
【００４８】比較例で得られたレンズは、実施例で得ら
れたレンズに比べて、内部歪みが大きくなっており、転
移点から（転移点−５０）℃への上下金型の冷却時に上
下金型間に温度差があると、屈折率の分布が発生しやす
いことが明らかとなった。また、比較例で得られたレン
ズの面精度も１／１λ〜１／２λ程度となった。
れたレンズに比べて、内部歪みが大きくなっており、転
移点から（転移点−５０）℃への上下金型の冷却時に上
下金型間に温度差があると、屈折率の分布が発生しやす
いことが明らかとなった。また、比較例で得られたレン
ズの面精度も１／１λ〜１／２λ程度となった。
【００４９】
【発明の効果】本発明の方法により、成形されるガラス
内部での温度分布を軽減し、温度分布に起因する屈折率
分布の少ないガラス素子をプレス成形できる。ガラスの
温度が少なくとも転移点から（転移点−１００）℃に迄
冷却される間、上下金型の温度差が５℃以内となる状態
にすることにより、屈折率分布を更に改善することが出
来る。ガラスの温度が少なくとも（転移点＋３０）℃か
ら（転移点−５０）℃に迄冷却される間、上下金型の温
度差が５℃以内となるよう少なくとも一方の金型の温度
を制御することにより、屈折率分布を減少させると共に
面精度も改善することが出来る。上下金型の温度を検知
する手段により金型の温度をモニターするとともに、モ
ニターした結果に基づいて、少なくとも一方の金型に対
する加熱力を制御することにより金型間の温度差を５℃
以内とし、被成形ガラス内部の温度分布を低減し、屈折
率分布の発生を抑制できる。上下金型の温度を検知する
手段により金型の温度をモニターするとともに、モニタ
ーした結果に基づいて、少なくとも一方の金型に吹き付
ける冷却ガスの流量及び／又は温度を変化させることに
より、降温速度を速めることができ、成形サイクルの短
縮を図ることができる。
内部での温度分布を軽減し、温度分布に起因する屈折率
分布の少ないガラス素子をプレス成形できる。ガラスの
温度が少なくとも転移点から（転移点−１００）℃に迄
冷却される間、上下金型の温度差が５℃以内となる状態
にすることにより、屈折率分布を更に改善することが出
来る。ガラスの温度が少なくとも（転移点＋３０）℃か
ら（転移点−５０）℃に迄冷却される間、上下金型の温
度差が５℃以内となるよう少なくとも一方の金型の温度
を制御することにより、屈折率分布を減少させると共に
面精度も改善することが出来る。上下金型の温度を検知
する手段により金型の温度をモニターするとともに、モ
ニターした結果に基づいて、少なくとも一方の金型に対
する加熱力を制御することにより金型間の温度差を５℃
以内とし、被成形ガラス内部の温度分布を低減し、屈折
率分布の発生を抑制できる。上下金型の温度を検知する
手段により金型の温度をモニターするとともに、モニタ
ーした結果に基づいて、少なくとも一方の金型に吹き付
ける冷却ガスの流量及び／又は温度を変化させることに
より、降温速度を速めることができ、成形サイクルの短
縮を図ることができる。
【図１】 本発明の方法を採用した装置の一例の概略断
面構成図を示す。
面構成図を示す。
【図２】 本発明の方法における上下金型の温度と時間
との関係を表す概略図を一例を示す。
との関係を表す概略図を一例を示す。
【図３】 本発明の方法における上下金型の温度と時間
との関係を表す概略図を一例を示す。
との関係を表す概略図を一例を示す。
【図４】 本発明の方法における上下金型の温度と時間
との関係を表す概略図を一例を示す。
との関係を表す概略図を一例を示す。
１：上型ブロック、２：上型、３：上胴型、４：下型ブ
ロック、５：下型、６：下胴型、７：ガラスプリフォー
ム、９：チャンバ、１０：高周波加熱コイル、１１：上
型ベース、１２：下型ベース、１３：非酸化性ガス供給
システム、１４：ガス温度制御器、１５：ガス流量制御
器、１６：ガス圧制御器。
ロック、５：下型、６：下胴型、７：ガラスプリフォー
ム、９：チャンバ、１０：高周波加熱コイル、１１：上
型ベース、１２：下型ベース、１３：非酸化性ガス供給
システム、１４：ガス温度制御器、１５：ガス流量制御
器、１６：ガス圧制御器。
Claims (8)
- 【請求項１】 非酸化性雰囲気中で、上下一対の金型を
加熱し、金型によりガラスプリフォームを成形し、成形
後、ガラスを金型内に保持した状態で冷却を行い、その
後、成形された素子を取り出す精密ガラス素子の製造方
法であって、前記冷却工程では、ガラスの温度が少なく
とも転移点から（転移点−５０）℃に迄冷却される間、
上下金型の温度差が５℃以内となるよう少なくとも一方
の金型の温度を制御することを特徴とする精密ガラス素
子の製造方法。 - 【請求項２】 前記冷却工程においては、ガラスの温度
が少なくとも（転移点−５０）℃から（転移点−１０
０）℃に迄冷却される間、上下金型の温度差が５℃以内
となるよう少なくとも一方の金型の温度を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の精密ガラス素子の製造方
法。 - 【請求項３】 前記冷却工程では、ガラスの温度が少な
くとも（転移点＋３０）℃から（転移点−５０）℃に迄
冷却される間、上下金型の温度差が５℃以内となるよう
少なくとも一方の金型の温度を制御することを特徴とす
る請求項１に記載の精密ガラス素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記冷却工程において、上下金型の温度
を検知する手段により金型の温度をモニターするととも
に、モニターした結果に基づいて、少なくとも一方の金
型に対する加熱力を制御することにより、上下金型の温
度差を５℃以内とすることを特徴とする請求項１乃至３
いずれかに記載の精密ガラス素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記冷却工程において、上下金型の温度
を検知する手段により金型の温度をモニターするととも
に、モニターした結果に基づいて、少なくとも一方の金
型に吹き付ける冷却ガスの流量及び／又は温度を変化さ
せることにより、上下金型の温度差を５℃以内とするこ
とを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の精密ガ
ラス素子の製造方法。 - 【請求項６】 上下一対の金型、非酸化性雰囲気中で該
金型を加熱する手段、金型の温度をモニターする温度検
知手段、および成形後、ガラスの温度が少なくとも転移
点から（転移点−５０）℃に迄冷却される間、上下金型
の温度差を５℃以内に保つべく少なくとも一方の金型の
温度を制御する温度調節機構を備えていることを特徴と
する精密ガラス素子の製造装置。 - 【請求項７】 前記温度調整機構として、前記温度検知
手段によりモニターした結果に基づき、金型を冷却する
冷却ガスの流量及び／又は温度を調整する手段を採用す
ることを特徴とする請求項６に記載の精密ガラス素子の
製造装置。 - 【請求項８】 請求項６または７に記載の精密ガラス素
子の製造装置によって製造されることを特徴とする精密
ガラス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273617A JP2000103627A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 精密ガラス素子の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273617A JP2000103627A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 精密ガラス素子の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000103627A true JP2000103627A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17530233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10273617A Pending JP2000103627A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 精密ガラス素子の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000103627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003063837A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子の成形方法及び成形装置 |
| JP2006001802A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Nikon Corp | 光学素子成形方法、光学素子成形装置および光学素子の製造方法 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10273617A patent/JP2000103627A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003063837A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子の成形方法及び成形装置 |
| JP2006001802A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Nikon Corp | 光学素子成形方法、光学素子成形装置および光学素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050615 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050622 |