JP3481968B2 - 光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子の成形方法Info
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- 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
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
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- C03B11/005—Pressing under special atmospheres, e.g. inert, reactive, vacuum, clean
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- Materials Engineering (AREA)
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上型と下型から成る一
対の成形型の間で光学素子材料を加熱軟化させ、成形す
ることからなる光学素子の成形方法に関する。
対の成形型の間で光学素子材料を加熱軟化させ、成形す
ることからなる光学素子の成形方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】従来のガラスモールド法で
は、成形型とプリフォームの間で囲まれてしまう空間が
あると、成形型で押圧成形しても、その空間中の気体は
外へ漏れず、成形品に窪みを生じさせてしまった。そこ
で、凸型成形面に対面するプリフォーム面は凸又は平面
又は型の成形面の曲率半径（以下、Ｒと記す）より大き
いＲを持つ凹面である必要があり、また、凹型に対して
は型Ｒより小さいＲを持つ凸面である必要があり、プリ
フォーム形状に大きな制限を与えてしまい、光学素子の
体積を考えたときに、特に小さなＲを持つ凹面型などの
場合に光学素子を設計できないこともあった。
は、成形型とプリフォームの間で囲まれてしまう空間が
あると、成形型で押圧成形しても、その空間中の気体は
外へ漏れず、成形品に窪みを生じさせてしまった。そこ
で、凸型成形面に対面するプリフォーム面は凸又は平面
又は型の成形面の曲率半径（以下、Ｒと記す）より大き
いＲを持つ凹面である必要があり、また、凹型に対して
は型Ｒより小さいＲを持つ凸面である必要があり、プリ
フォーム形状に大きな制限を与えてしまい、光学素子の
体積を考えたときに、特に小さなＲを持つ凹面型などの
場合に光学素子を設計できないこともあった。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、前記従来技術の問題点を解消
し、成形品に窪みなどの欠陥を発生せず、押圧しなくて
も良好な成形品を得ることのできる光学素子の成形方法
を提供することを目的とする。
し、成形品に窪みなどの欠陥を発生せず、押圧しなくて
も良好な成形品を得ることのできる光学素子の成形方法
を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】本発明者らは、凸型で成形される凹形状
のプリフォーム面のＲが、凸型Ｒ＞プリフォームＲ、あ
るいは、凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲ
が、凹型Ｒ＜プリフォームＲである場合でも、成形部材
及びプリフォームのセットを真空中で行えば、成形品に
おける窪みの発生を有効に防止できることを見出した。
本発明は、このような知見に基づいて完成したものであ
る。
のプリフォーム面のＲが、凸型Ｒ＞プリフォームＲ、あ
るいは、凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲ
が、凹型Ｒ＜プリフォームＲである場合でも、成形部材
及びプリフォームのセットを真空中で行えば、成形品に
おける窪みの発生を有効に防止できることを見出した。
本発明は、このような知見に基づいて完成したものであ
る。
【０００５】すなわち、本発明による光学素子の成形方
法は、光学素子材料のプリフォームを加熱軟化させて一
対の成形型の間で成形する光学素子の成形方法におい
て、凸型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ（た
だし、Ｒは曲率半径を表す）を、凸型Ｒ＞プリフォーム
Ｒとし、凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲ
を、凹型Ｒ＜プリフォームＲとし、真空中において、プ
リフォームを成形型内へセットし、かつ、一対の成形型
の間を締めつけることを特徴とする。
法は、光学素子材料のプリフォームを加熱軟化させて一
対の成形型の間で成形する光学素子の成形方法におい
て、凸型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ（た
だし、Ｒは曲率半径を表す）を、凸型Ｒ＞プリフォーム
Ｒとし、凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲ
を、凹型Ｒ＜プリフォームＲとし、真空中において、プ
リフォームを成形型内へセットし、かつ、一対の成形型
の間を締めつけることを特徴とする。
【０００６】本発明の方法においては、真空は１×１０
―１Ｔｏｒｒ以下の圧力であることが好ましい。
―１Ｔｏｒｒ以下の圧力であることが好ましい。
【０００７】一対の成形型の間の締めつけを保持しつ
つ、プリフォームがセットされた成形型を真空中から取
り出して成形型を加熱することが好ましい。
つ、プリフォームがセットされた成形型を真空中から取
り出して成形型を加熱することが好ましい。
【０００８】また、本発明の成型方法は、光学素子材料
のプリフォームを加熱軟化させて、凸型と凹型の一対の
成形型の間で成形する光学素子の成形方法において、凸
型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ（ただし、
Ｒは曲率半径を表す）を、凸型Ｒ＞プリフォームＲと
し、凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲを、
凹型Ｒ＜プリフォームＲとし、真空中において、プリフ
ォームを成形型内へセットし、かつ、一対の成形型の間
を締めつけ、一対の成形型の間の締めつけを保持しつ
つ、プリフォームがセットされた成形型を真空中から取
り出し、一対の成形型の間の締めつけを保持することに
より維持された密閉空間内の圧力と、その周囲の圧力と
の差を利用して成形を行うことを特徴としている。
のプリフォームを加熱軟化させて、凸型と凹型の一対の
成形型の間で成形する光学素子の成形方法において、凸
型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ（ただし、
Ｒは曲率半径を表す）を、凸型Ｒ＞プリフォームＲと
し、凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲを、
凹型Ｒ＜プリフォームＲとし、真空中において、プリフ
ォームを成形型内へセットし、かつ、一対の成形型の間
を締めつけ、一対の成形型の間の締めつけを保持しつ
つ、プリフォームがセットされた成形型を真空中から取
り出し、一対の成形型の間の締めつけを保持することに
より維持された密閉空間内の圧力と、その周囲の圧力と
の差を利用して成形を行うことを特徴としている。
【０００９】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を実施例に基づ
いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって制
限されるものではない。
いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって制
限されるものではない。
【００１０】図１は、プリフォームをセットした状態で
示す成形部材の断面図である。この型は、母材１である
超硬合金ＷＣを超精密旋盤で所望の非球面に削ったの
ち、ダイヤモンドペースト研磨材を用いて表面粗さＲ
max ＝０．０２μｍ以下になるよう研磨し、この母材表
面に耐酸化性及び耐濡れ性を目的として厚さ１μｍの白
金膜２を形成させて作製したものである。この実施例で
は、下型としては、近似Ｒ１２．０ｍｍの非球面、上型
としてはＲ７０ｍｍの球面を用い、プリフォームとして
は、下型側が凸形状でＲ３０ｍｍ、上型側が凹形状でＲ
３０ｍｍのレンズ状プリフォームを用いた。そのため、
上型とプリフォーム６との間に密閉空間１１が生じ、下
型とプリフォーム６との間に密閉空間１２が生じた。な
お、プリフォームの材料は、オハラ社製のＦ２ガラスで
ある。
示す成形部材の断面図である。この型は、母材１である
超硬合金ＷＣを超精密旋盤で所望の非球面に削ったの
ち、ダイヤモンドペースト研磨材を用いて表面粗さＲ
max ＝０．０２μｍ以下になるよう研磨し、この母材表
面に耐酸化性及び耐濡れ性を目的として厚さ１μｍの白
金膜２を形成させて作製したものである。この実施例で
は、下型としては、近似Ｒ１２．０ｍｍの非球面、上型
としてはＲ７０ｍｍの球面を用い、プリフォームとして
は、下型側が凸形状でＲ３０ｍｍ、上型側が凹形状でＲ
３０ｍｍのレンズ状プリフォームを用いた。そのため、
上型とプリフォーム６との間に密閉空間１１が生じ、下
型とプリフォーム６との間に密閉空間１２が生じた。な
お、プリフォームの材料は、オハラ社製のＦ２ガラスで
ある。
【００１１】図２は、本発明における成形部材及びプリ
フォームのセット方法を示す工程図である。このセット
工程は、図２に示した真空室９内で左から矢印の方向に
進行する。真空室９内は、真空ポンプ１０によって３×
１０-3Torrの圧力にした。まず、胴型３と下型４を組ん
だ後、プリフォームホールド部材７で下型４上にプリフ
ォーム６をセットし、次いで、上型ホールド部材８で上
型５を胴型３内に挿入し、プリフォーム６に触れるまで
下降し、セットした。
フォームのセット方法を示す工程図である。このセット
工程は、図２に示した真空室９内で左から矢印の方向に
進行する。真空室９内は、真空ポンプ１０によって３×
１０-3Torrの圧力にした。まず、胴型３と下型４を組ん
だ後、プリフォームホールド部材７で下型４上にプリフ
ォーム６をセットし、次いで、上型ホールド部材８で上
型５を胴型３内に挿入し、プリフォーム６に触れるまで
下降し、セットした。
【００１２】こうして上型、下型、胴型及びプリフォー
ムをセットしたとき、成形型の成形面とプリフォームの
表面との間に形成された密閉空間内の真空（減圧）が漏
れないように、上型と下型の間に僅かな締めつけ圧力を
かけるのが好ましい。この実施例では、上型と下型の間
に約１０kgｆ／ｃｍ2 の圧力をかけた。この作業も真空
室９内で行った。
ムをセットしたとき、成形型の成形面とプリフォームの
表面との間に形成された密閉空間内の真空（減圧）が漏
れないように、上型と下型の間に僅かな締めつけ圧力を
かけるのが好ましい。この実施例では、上型と下型の間
に約１０kgｆ／ｃｍ2 の圧力をかけた。この作業も真空
室９内で行った。
【００１３】図３は、締めつけ部材により上下型を締め
つけた状態で上型、下型及び胴型からなる成形部材内に
プリフォームが保持されている成形部材ブロック１３の
断面図である。使用した締めつけ部材は、上及び下の台
座１４に支柱を設置したもので、その支柱は、スプリン
グ１５の介在により分割され、スプリング１５によって
引っ張られている。スプリングと支柱は、回転可能にな
っており、上部支柱と上部台座に設けたネジ部１６によ
り上部支柱を上下させ、上型と下型との間の締めつけ力
を調節可能とした。なお、図３に示した締めつけ部材の
代わりに上型上に錘を設置してもよい。
つけた状態で上型、下型及び胴型からなる成形部材内に
プリフォームが保持されている成形部材ブロック１３の
断面図である。使用した締めつけ部材は、上及び下の台
座１４に支柱を設置したもので、その支柱は、スプリン
グ１５の介在により分割され、スプリング１５によって
引っ張られている。スプリングと支柱は、回転可能にな
っており、上部支柱と上部台座に設けたネジ部１６によ
り上部支柱を上下させ、上型と下型との間の締めつけ力
を調節可能とした。なお、図３に示した締めつけ部材の
代わりに上型上に錘を設置してもよい。
【００１４】次に、図４に示した加熱及び冷却工程（成
形工程）に移る。上記のように組み立てた成形部材ブロ
ック１３を真空室９から取り出し、窒素ガス導入口１７
から窒素ガスが導入された雰囲気密閉室１８内に送り、
ヒータ１９でプリフォーム材料の屈伏点より１００℃近
く高い５７０℃まで加熱した。加熱時に、成形部材ブロ
ックを押圧してもよいが、該ブロック内の密閉空間とそ
の周囲の圧力差により低圧域をなくすように、光学素子
材料が成形型表面に引っ張られる力が働くため、押圧せ
ずにそのままで成形が行われる。その後、冷却ステージ
に送り冷却機構２０によりガラス転移点以下である３８
０℃まで冷却した。
形工程）に移る。上記のように組み立てた成形部材ブロ
ック１３を真空室９から取り出し、窒素ガス導入口１７
から窒素ガスが導入された雰囲気密閉室１８内に送り、
ヒータ１９でプリフォーム材料の屈伏点より１００℃近
く高い５７０℃まで加熱した。加熱時に、成形部材ブロ
ックを押圧してもよいが、該ブロック内の密閉空間とそ
の周囲の圧力差により低圧域をなくすように、光学素子
材料が成形型表面に引っ張られる力が働くため、押圧せ
ずにそのままで成形が行われる。その後、冷却ステージ
に送り冷却機構２０によりガラス転移点以下である３８
０℃まで冷却した。
【００１５】次いで、雰囲気密閉室１８から取り出し、
締めつけ部材を取り外した後の成形部材の断面図を図５
に示す。型とプリフォームとの密閉空間と周囲の圧力差
により両者が密接し、成形されていた。取り出した成形
品レンズ２１は、図６に示したように、型形状が精密に
転写され、窪みのない、きれいな非球面レンズであっ
た。
締めつけ部材を取り外した後の成形部材の断面図を図５
に示す。型とプリフォームとの密閉空間と周囲の圧力差
により両者が密接し、成形されていた。取り出した成形
品レンズ２１は、図６に示したように、型形状が精密に
転写され、窪みのない、きれいな非球面レンズであっ
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明の方法によれば、従来使用できな
かった凸型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ
が、凸型Ｒ＞プリフォームＲであるか、又は凹型で成形
される凸形状のプリフォーム面のＲが、凹型Ｒ＜プリフ
ォームＲである組合せを用いて、型形状が精密に転写さ
れ、窪み欠陥のない、きれいな光学素子を容易に得るこ
とができる。また、成形時に、押圧工程を省くことがで
きるため、大がかりな押圧機が不用となり、設備費が著
しく節減される。
かった凸型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ
が、凸型Ｒ＞プリフォームＲであるか、又は凹型で成形
される凸形状のプリフォーム面のＲが、凹型Ｒ＜プリフ
ォームＲである組合せを用いて、型形状が精密に転写さ
れ、窪み欠陥のない、きれいな光学素子を容易に得るこ
とができる。また、成形時に、押圧工程を省くことがで
きるため、大がかりな押圧機が不用となり、設備費が著
しく節減される。
【図１】本発明の実施例においてプリフォームをセット
した状態で示す成形部材の断面図である。
した状態で示す成形部材の断面図である。
【図２】本発明の実施例における成形部材及びプリフォ
ームのセット方法を示す工程図である。
ームのセット方法を示す工程図である。
【図３】本発明の実施例における成形部材ブロックの断
面図である。
面図である。
【図４】本発明の実施例における成形工程を示す説明図
である。
である。
【図５】本発明の実施例における成形後の成形部材の断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の実施例で成形されたレンズの断面図で
ある。
ある。
１ 母材
２ 白金膜
３ 胴型
４ 下型
５ 上型
６ プリフォーム
７ プリフォームホールド部材
８ 上型ホールド部材
９ 真空室
１０ 真空ポンプ
１１ 密閉空間
１２ 密閉空間
１３ 成形部材ブロック
１５ スプリング
１６ ネジ部
１８ 雰囲気密閉室
１９ ヒータ
２０ 冷却機構
２１ 成形品レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 光学素子材料のプリフォームを加熱軟化
させて一対の成形型の間で成形する光学素子の成形方法
において、 凸型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ（ただ
し、Ｒは曲率半径を表す）を、凸型Ｒ＞プリフォームＲ
とし、 凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲを、凹型
Ｒ＜プリフォームＲとし、真空中において、前記プリフォームを前記成形型内へセ
ットし、かつ、前記一対の成形型の間を締めつける こと
を特徴とする光学素子の成形方法。 - 【請求項２】 前記真空は１×１０―１Ｔｏｒｒ以下の
圧力である請求項１記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項３】 前記一対の成形型の間の締めつけを保持
しつつ、プリフォームがセットされた前記成形型を前記
真空中から取り出して前記成形型を加熱する請求項１又
は２記載の光学素子の成形方法。 - 【請求項４】 光学素子材料のプリフォームを加熱軟化
させて、凸型と凹型の一対の成形型の間で成形する光学
素子の成形方法において、 前記凸型で成形される凹形状のプリフォーム面のＲ（た
だし、Ｒは曲率半径を表す）を、凸型Ｒ＞プリフォーム
Ｒとし、 前記凹型で成形される凸形状のプリフォーム面のＲを、
凹型Ｒ＜プリフォームＲとし、 真空中において、前記プリフォームを前記成形型内へセ
ットし、かつ、前記一対の成形型の間を締めつけ、 前記一対の成形型の間の締めつけを保持しつつ、プリフ
ォームがセットされた前記成形型を前記真空中から取り
出し、 前記一対の成形型の間の締めつけを保持することにより
維持された前記密閉空間内の圧力と、その周囲の圧力と
の差を利用して成形を行うことを特徴とする光学素子の
成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12929293A JP3481968B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12929293A JP3481968B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光学素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340433A JPH06340433A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3481968B2 true JP3481968B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=15005971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12929293A Expired - Fee Related JP3481968B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481968B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5087470B2 (ja) * | 2008-05-23 | 2012-12-05 | オリンパス株式会社 | 光学素子の製造方法及びその製造装置 |
| JP5169732B2 (ja) | 2008-10-24 | 2013-03-27 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | ガラス成形体の製造方法及び上型の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12929293A patent/JP3481968B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06340433A (ja) | 1994-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |