JPH021779B2 - - Google Patents

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JPH021779B2
JPH021779B2 JP61044830A JP4483086A JPH021779B2 JP H021779 B2 JPH021779 B2 JP H021779B2 JP 61044830 A JP61044830 A JP 61044830A JP 4483086 A JP4483086 A JP 4483086A JP H021779 B2 JPH021779 B2 JP H021779B2
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JP
Japan
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mold
glass
silicon oxide
lens
oxide film
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JP61044830A
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JPS62202824A (ja
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Shinichiro Hirota
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/14Pressing laminated glass articles or glass with metal inserts or enclosures, e.g. wires, bubbles, coloured parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加圧成形後に精密研磨加工を要しな
いプレスレンズの製造方法に関する。このプレス
レンズは、精密加工された型の表面がレンズ表面
に転写されることから、球面レンズはもとより、
非球面レンズが製造可能であり、広範囲のレンズ
に利用することができる。
〔従来の技術〕
従来のプレスレンズの製造方法としては、各種
提案されているが、いずれも型の表面の酸化を防
止するために、非酸化性雰囲中で行われている。
例えば、米国特許第4139677号では、非酸化性雰
囲気中で、SiC又はSi3N4の表面層を有する型に
ガラスを置いて、このガラスを軟化状態にするま
で型と共に加熱して、この型で軟化状態のガラス
を成形加工する方法を提案している。ここで、非
酸化性雰囲気としては、中性ガス雰囲気又は還元
性ガス雰囲気が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、中性ガスとしてのその代表例で
ある窒素ガスを使用した場合、この窒素ガス中に
数ppm程度のわずかな量の酸素が存在しており、
このような微量の酸素によつても型表面上に酸化
膜が形成されて、加圧成形時において軟化状態の
ガラスが型表面に融着しやすい問題点があつた。
一方、還元性雰囲気中で加圧成形をする場合、
被成形物としてPbOを多量に含有するフリント(F)
系や重フリント(SF)系の光学ガラスを使用す
ると、PbOが還元されて、還元粒子が析出してし
まうという問題があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のプレスレンズの製造方法は、上記問題
点を解決するためになされたものであり、レンズ
の仕上り形状の基礎をなす形状を有し、かつ転移
温度が酸化ケイ素と対比して低いガラスの表面に
酸化ケイ素膜を被覆したものを被成形物とし、こ
の被成形物を型内に置いて、ガラスを軟化状態に
する温度であつて、最高温度900℃までの範囲内
の温度になるように前述した被成形物を型を加熱
した状態で、この型で被成形物を加圧成形するこ
とを特徴とする。
ここで、「レンズの仕上り形状の基礎をなす形
状」とは、加圧成形前のガラスの予備成形であつ
て、この予備成形の形状が、加圧成形後にレンズ
の仕上り形状にすることのできる基礎的な形状で
あり、例えば、仕上り形状が凸又は凹のレンズで
ある場合、容積がほぼ等しい円板状、円柱状、球
面状又は球形状であり、好ましくは仕上り形状と
ほぼ近似した形状である。
酸化ケイ素の転移温度は1100℃付近であること
から、本発明の「ガラス」は通常の光学ガラスが
対象となる。
次に、「酸化ケイ素膜」の厚さの実用範囲は、
50〜2000Å(好ましくは100〜1000Å)であり、
50Å未満であると、この酸化ケイ素膜形成の効果
が得られないし、2000Åを越えると、加圧成形時
においてクラツク等の欠陥が発生しやすく、透過
率や屈折率などの光学的品質を低下させる原因に
なる。この酸化ケイ素膜の成膜方法としては、真
空蒸着法、スパツタリング法、又はイオンプレー
デイング法等が挙げられる。
次に、「型」は被成形物と対向する表面層が重
要であり、気孔等の欠陥がなく、緻密で鏡面状に
加工することができ、加熱に対して硬度及び強度
を有する等の型としての一般的要件を具備してい
るものであれば、本発明では型の母材と表面層の
材料において特に限定する必要がなく、例えば、
炭化ケイ素、炭化ケイ素と炭素の混合物、窒化ケ
イ素、モリブデン、400系列のステンレス鋼、無
電解ニツケル、ベリリウム−ニツケル合金、炭化
タングステン、窒化チタン、炭化チタン、ホウ化
チタン、貴金属(白金、ロジウム、金等)、及び
SiO2−Al2O3−CaO−MgO−ZnO−PbO系ガラス
(転移温度730℃、熱膨張係数43×10-7/℃)のよ
うな転移温度が上記「ガラス」のそれよりも高い
多成分系ガラス等の広範囲の材料が使用可能であ
る。
次に、「温度に…加熱した状態」は、加圧成形
時における要件であり、加圧成形前においては被
成形物と型とをそれぞれ独立して加熱しておいて
もよい。また、被成形物と型の両温度は、同一で
もよいし、異なつていてもよい。
次に、「加圧成形」の圧力は、型の表面形状が
被成形物に転写するのに充分な圧力であればよ
い。
本発明における雰囲気については、必ずしも非
酸化性にすることを要しないことから、大気中で
あつてもよい。
〔作用〕 被成形物のガラスとその表面層の酸化ケイ素膜
とは、上述の温度に加熱した状態において、軟化
状態のガラス成分中のアルカリ金属イオン、アル
カリ土類金属イオン等が拡散して、酸化ケイ素膜
となじんで、ガラスと酸化ケイ膜との付着力を増
加する。しかし、上記酸化ケイ素膜は、ガラスと
なじんでいるものの、未軟化状態であることか
ら、型表面が酸化されていたとしても、加圧成形
時の型表面との融着を防止する。
さらに、上記酸化ケイ素膜は、ガラス表面に被
覆されていることから、ガラスがPbOを多量に含
有したフリント系や重フリント系の光学ガラスで
あつても、PbOの還元を防止する。
〔実施例〕
次に、本発明の理解を容易にするため、本発明
の実施例を詳述する。
[実施例1] ガラスとしてPbOを含有するSF6(原料組成
(重量%):SiO2;26.9,PbO;71.3,K2O;1.0,
Na2O;0.5,As2O3;0.3)を使用する。SF6の転
移温度(ガラスの粘度が1013ポアズになるときの
温度)は435℃である。
次に、上記SF6を素材にして第1図に示すよう
に円板状ガラス1(直径;9.7mm、厚さ;2.5mm)
に予備成形して、この円板状ガラス1の上下面に
真空蒸着法(蒸着源:水晶の粉末)により酸化ケ
イ素膜2(厚さ:200Å)を形成して、これを加
圧成形の対象である被成形物3とする。
本実施例で使用する加圧成型機は第2図に示す
ように、凸球面状に精密鏡面加工された型表面を
有する上型4(材料:炭化タングステン)と下型
5(材料:炭化タングステン)、内周面が精密鏡
面加工された案内型6(材料:炭化タングステ
ン)とを具備し、上型4が上下移動して、その外
周面が案内型6の円周面と摺動し、下型5の外周
面が案内型6の内周面と摺動支持され、上記型
4,5,6は支持台(材料:ステンレス鋼)によ
り支持されている。押し棒7(材料:ステンレス
鋼)は上型4の上面まで降下して荷重を加える。
そして、以上の型構造体はシリカチユーブ9内に
収容され、このシリカチユーブ9の外周に誘導加
熱コイル10を配設し、下型5内に埋設した熱電
材11により温度測定して、誘導加熱コイル10
の温度制御を行う。
次に、前述した被成形物3を上・下型4,5内
に置き、2%H2+98%N2の雰囲気にして、誘導
加熱コイル10により型4,5,6と共に被成形
物3を495℃(ガラス1の粘度が109ポアズに相当
する温度であつて、ガラス1を軟化状態にし、酸
化ケイ素膜2を未軟化状態にする。)に加熱した
状態で、押し棒7を降下して上型4に荷重を加え
て加圧成形する(圧力;200Kg/cm2、加圧時間;
30秒)。
次に、押し棒7の圧力を除去して型4,5,6
内に加工成形物を包囲したまま、ガラス1の転移
温度(435℃)まで徐冷し、しかる後、急冷して、
加工成形物が仕上げ形状に成形されたレンズとな
つて取り出される。このレンズは、直径10mmの両
凹球面レンズであつて、型との融着が起きず、
上・下型4,5の表面の凸球面形状と対応した凹
球面形状がそのまま転写されて、高面精度を得て
おり、また、酸化ケイ素膜2の介在によりPbOの
還元も起こらず、透過率や屈折率などの光学的品
質を良好に維持していることが認められた。
[実施例2] ガラスとしてアルカリ硼珪酸塩ガラスである
BK7の(原料組成(重量%):SiO2;68.9,
B2O3;10.1,Na2O;8.8,K2O;8.4,BaO;2.8,
As2O3;1.0)を使用する。このBK7の転移温度
(ガラスの粘度が1013ポアズになるときの温度)
は555℃である。
次に、上記BK7を素材にして第3図に示すよ
うに球状ガラス12(直径;6.3mm)に予備成形
して、この球状ガラス12の全表面に実施例1と
同様に酸化ケイ素膜13(厚さ;400Å)を形成
して、これを被成形物14とする。
本実施例で使用する加圧成形機は実施例1のも
のと基本的には同一であるが、本実施例では、球
状の被成形物14から両凸球面レンズを製作する
ことから、上型4′と下型5′のそれぞれの型表面
が凹球面状に精密鏡面加工されている点だで相違
している。
次に、上記被成形物14を上・下型4′,5′内
に置き、大気中で、誘導加熱コイル10により型
4′,5′,6と共に被成形物14を670℃(ガラ
ス12の粘度が108.7ポアズに相当する温度であつ
て、ガラス12を軟化状態にし、酸化ケイ素膜1
3を未軟化状態にする。)に加熱した状態で、押
し棒7を下降して、上型4′に荷重を加えて加圧
成形する(圧力;50Kg%cm2、加圧時間;60秒)。
次に、押し棒7の圧力を除去して、型4′,
5′,6内に加圧成形物を包囲したまま、ガラス
12の転移温度(550℃)まで徐冷した後、急冷
して、加圧成形物が仕上り形状に成形された両凸
球面レンズ(直径;8.0mm、中心肉厚;2.7mm)の
レンズとなつて取り出される。このレンズは、型
4′,5′,6との融着が起らず、上・下型4′,
5′の表面の凹球面形状と対応した凸球面形状が
そのまま転写されて高面精度を得ており、光学的
品質も良好であつた。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、ガラス表面に酸
化ケイ素が被覆されていることから、加圧成形時
の型との融着を防止し、使用ガラスがPbOを含有
したものであつても、PbOの還元を防止すること
ができる。また、雰囲気について中性ガスや還元
性ガスの他に、大気中でも加圧成形することがで
き、型材料として高価な材料の使用を必要とせ
ず、広範囲な型材料から適宜選定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1による被成形物を示
す断面図、第2図は本発明の実施例1による加圧
成形機を示す断面図、第3図は本発明の実施例2
による被成形物を示す断面図、及び第4図は本発
明の実施例2による加圧成形機を示す断面図であ
る。 1,12…ガラス、2,13…酸化ケイ素膜、
3,14…被成形物、4,4′…上型、5,5′…
下型、6…案内型。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レンズの仕上り形状の基礎をなす形状を有
    し、かつ転移温度が酸化ケイ素と対比して低いガ
    ラスの表面に酸化ケイ素膜を被覆した被成形物を
    型内に置いて、前記ガラスを軟化状態にする温度
    であつて、最高温度900℃までの範囲内の温度に
    前記被成形物と前記型を加熱した状態で、前記型
    で前記被成形物を加圧成形することを特徴とする
    プレスレンズの製造方法。 2 酸化ケイ素膜の厚さが50〜2000Åであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプレス
    レンズの製造方法。
JP4483086A 1986-02-28 1986-02-28 プレスレンズの製造方法 Granted JPS62202824A (ja)

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