JP3241202B2 - 光学素子の成形方法及び高精度レンズ - Google Patents
光学素子の成形方法及び高精度レンズInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Description
た状態で、成形型によってプレス成形し、光学素子を製
造する方法に関するものであり、特に、比較的口径の大
きいレンズや凹レンズを成形する場合に適用する光学素
子の成形方法及び高精度レンズに関する。
て、プレスした後、冷却を行い、その後において、成形
品を取り出す光学素子の成形方法において、冷却中に生
じる面精度の悪化を防止するため、冷却工程中にもプレ
ス圧を加え、成形することが知られている。即ち、例え
ば、特開平5−24857号所載の成形方法では、プレ
ス成形終了後の冷却工程中に再度加圧を行っているが、
その圧力の加え方は、一定圧力を型内の成形品に、いき
なり加える方式である。
形法では、プレス成形後の温度から転移温度までの冷却
過程において、成形品に対する加圧を持続し、成形品が
そのガラス収縮量を見込んだ肉厚になった時点で、加圧
力を弱めて冷却し、転移温度近くで、肉厚調整のための
再加圧を行い、その後、加圧力を弱めて、転移温度まで
徐冷し、更に、取り出しまで、冷却を行っている。
成形方法では、プレス成形終了後、直ちに、冷却工程へ
と移行するが、その冷却過程の加圧力は、初期におい
て、プレス成形時の圧力以下とし、それ以降は徐々に増
加する方式が採用されている。この場合、型内の成形品
を、必要以上に変形させることなく、その最終肉厚を安
定させることができる。
記従来例(特開平5−24857号)では、例えば、冷
却時のプレス圧が比較的小さくて済むような、小口径の
レンズをプレス成形する場合はよいが、大口径レンズな
どの比較的大きな圧力を必要とするものでは、いきなり
大きい圧力を加えたのでは、型や成形品(ガラス)に衝
撃を与え、傷を生じさせたり、場合によっては、破損を
生じさせることになる。
を使用している場合には、仮に、圧力が小さくても、冷
却過程でガラスの粘度が高くなれば、前述同様、型に損
傷を与えるという問題が生じる。しかし、プレス成形直
後の、ガラス粘度の低い温度付近から大きな圧力を、成
形品にかけながら、冷却したのでは、成形品を必要以上
に押すことになり、所要の肉厚より、薄くなるという虞
がある。
号)では、プレス成形工程から冷却工程に移行する際、
成形品にプレス圧をかけたままであり、また、その目的
も、肉厚調整および面精度の確保であるから、冷却過程
での圧力調整も、その目的に沿うものでしかない。
素子の成形方法において、プレス成形終了後の冷却工程
で、直ちに、成形品に圧力を加えるのは、成形品の面精
度を向上させ、更に、成形のタクトタイムを短縮するた
めであり、プレス成形工程で、ガラス素材にかかる負荷
が実質的にゼロになった後に、冷却工程に移り、その
後、再加圧する際の、型やガラスの破損を回避すること
を期待したものではない。
圧力を加えたままであれば、型やガラスが破損する恐れ
は少なくなるが、成形品が所要の肉厚より薄くなるとい
う虞がある。
もので、ガラス素材を型内でプレス成形した後、その成
形品の冷却過程で、成形品の面精度、寸法(厚さ)精度
を確保しながら、しかも、型やガラスが損傷されないよ
うに冷却中の圧力制御を行う、光学素子の成形方法及び
高精度レンズを提供しようとするものである。
ガラス素材を変形可能な所定温度でプレス成形し、その
型内のガラス成形品にかかる負荷が実質的にゼロになっ
た後に冷却工程に移り、さらに、冷却工程中に再加圧し
た後、型から成形品を取り出す光学素子の成形方法にお
いて、冷却工程において再加圧するための圧力を、無負
荷の状態から勾配を設けて、あるいは、段階的に増加さ
せるように圧力制御する。
ス終了直後からガラス転移点温度までの範囲内の全域、
あるいは、部分域にて行うとよい。
度レンズを実現するためのプレス成形装置が、断面で模
式的に示されている。また、図2および図3には、本発
明の実施例における温度・圧力特性が、グラフの形で示
されている。
状態を示しており、図において、符号1は上型、2は下
型、3は成形品(ガラスブランク)、4および5はスペ
ーサー、6はヒーター、7は第1のプレス軸、8は第2
のプレス軸であり、P1は第1の加圧力、P2は第2の
加圧力を示す。
の実施例を説明する。ここでは、例えば、製品形状が外
径φ=16mm、両面がともにR=30mm、中心肉厚
=1mmであり、ガラス素材としての硝材がBAL42
である両凹レンズを、超硬型を用いて成形する。また、
この時に使用するガラスブランク(素材)は、外径φ=
12mm、片面凸のR=20mm、他面凹のR=31m
m、中心肉厚=4mmである。
温を620℃に昇温し、更に、ガラスブランクの温度が
一定値に達した時点で、第1のプレス軸7を下降させ、
上型1を介して、上記ガラスブランク3に圧力P1を加
える。この時、上型1は、ガラスブランクを変形させ、
型面でプレス成形を行なうが、その鍔部がスペーサー4
に当接した時点で、成形品3に加わる圧力は、徐々に減
少する。よって、ガラスブランク3にかかる実質圧力p
1は、例えば、図2に示すプレス過程のようになり、最
後には実質的にゼロとなる。また、仮に、プレス温度中
にはゼロにならなかったとしても、冷却工程に入れば、
ガラスの収縮が始まるために、当然のことながら、ゼロ
に近づく。
工程に入り、型もしくはガラス温度が590℃になった
時点で、下側の第2のプレス軸8を上昇させ、下型2を
介して成形品に圧力P2を加える。この時、圧力P2を
3,000N(ニュートン)になるまで、例えば、9,
000N/minで、ゼロから徐々に増加させ、図2に
示すように、例えば、ー80℃/minで降下するガラ
ス温度が、Tg点(ガラス転移点=550℃)になるま
でに、その増圧を完了させる。その後、一定圧を保った
まま、530℃まで冷却し、その時点で、プレス軸8を
下降して、圧力P2を解除する。そして、更に510℃
になるのを待って、プレス軸7を上昇し、上型1を上げ
て、成形品3を取り出す。
て、100ショット程、行った結果、型や成形品を傷つ
けることなく、しかも面精度、寸法精度および外観を満
足する成形品が得られた。
施例を説明する。製品形状が外径φ=22mm、片側が
凸のR=20、もう一方が凹のR=30、中心肉厚=3
mmの凸メニスカス形状レンズについて、上記実施例と
同様にプレス成形を行った。ただし、この場合は、プレ
ス軸8によるプレス圧P2を、はじめは、2,500N
まで、次に、5,000Nまでと、2段に分けて成形品
に加えている。その結果、図3に示すように、ガラスに
かかる実質圧力p22も2段になっている。
ガラスを損傷することなく、しかも、面精度、寸法精度
および外観とも、満足する成形品を得られた。
カメラレンズ、ビデオレンズ、ピックアップレンズなど
の高精度レンズにおいて、その外径がφ=10mm以上
(凸レンズで20mm以上、凹レンズで10mm以上)
のもの、あるいは、レンズにおける肉厚比(MAX肉厚
/MIN肉厚)=2.0以上のものが、また、カメラの
ペンタプリズム、ポリゴンミラーなどの高精度光学素子
において、その肉厚=5mm以上の部品が、主たる対象
となる。
力を設定する手段については、何も触れていないが、再
加圧軸(下側のプレス軸8)の移動速度が一定値以下と
なるような、フィードバック制御により、再加圧の圧力
を、プレス終了直後からガラス転移点温度までの範囲内
の全域、あるいは、部分域にて、制御する方法をとって
もよい。また、同様に、再加圧軸の位置を検出して、そ
の位置に応じて再加圧の圧力を設定する方法をとっても
よい。
レンズにおいて、プレス成形後に、ガラス成形品にかか
る負荷が、実質的にゼロになった後に、冷却工程に移る
仕方が示されているが、その負荷は、若干の圧力がガラ
ス成形品にかかっていてもよいことは、勿論であり、冷
却中に必要とする最高圧力をかける際に衝撃が生じるほ
どの圧力差があれば、プレス後に圧力が加わったままで
も、本発明の実質的な技術を逸脱するものではない。
プレス変形後にガラスにかかる負荷が実質的にゼロにな
った後に冷却工程に移り、さらに冷却工程中に再加圧を
行う成形方法において、再加圧するための圧力を無負荷
の状態から勾配を設けて、あるいは段階的に増加させる
ことにより、ガラスや型に衝撃を加えることなく圧力を
付加できるようになったため、大口径レンズなどが冷却
中比較的大きな圧力を必要とするものでも型やガラスを
傷つけたり、また破損を生じさせることなく面精度の良
好な成形品を得ることができるようになった。
なかった比較的表面硬度の低い型材料も使用することも
可能と成り、その経済効果は大きい。
および再加圧の圧力増加を、プレス終了直後からガラス
転移点温度の範囲内の全域、あるいは部分的に行うこと
により面精度を保つとともに比較的容易に所望の成形品
肉厚を得ることができる。
ころの、型およびプレス軸の断面図である。
の型温とガラスにかかる圧力との関係を示したグラフで
ある。
を示したグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 ガラス素材を変形可能な所定温度でプレ
ス成形し、その型内のガラス成形品にかかる負荷が実質
的にゼロになった後に冷却工程に移り、さらに、冷却工
程中に再加圧した後、型から成形品を取り出す光学素子
の成形方法において、冷却工程において再加圧するため
の圧力を、無負荷の状態から勾配を設けて、あるいは、
段階的に増加させるように圧力制御することを特徴とす
る光学素子の成形方法。 - 【請求項2】 再加圧の際の圧力増加を、プレス終了直
後からガラス転移点温度までの範囲内の全域、あるい
は、部分域にて行うことを特徴とする請求項1に記載の
光学素子の成形方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載した方法で製造された、
外径φ=10mm以上、もしくは、肉厚比(MAX肉厚
/MIN肉厚)=2.0以上である高精度レンズ。 - 【請求項4】 請求項1に記載した方法で製造された、
肉厚=5mm以上の厚肉部品である高精度レンズ。
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JP04096694A JP3241202B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 光学素子の成形方法及び高精度レンズ |
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JPH07247128A JPH07247128A (ja) | 1995-09-26 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101363617B (zh) * | 2008-10-09 | 2011-03-30 | 扬中市华能电力设备有限公司 | 封闭式冷凝水回收装置 |
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1994
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