JPH06263462A - ガラスレンズ成形型 - Google Patents

ガラスレンズ成形型

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JPH06263462A
JPH06263462A JP7097393A JP7097393A JPH06263462A JP H06263462 A JPH06263462 A JP H06263462A JP 7097393 A JP7097393 A JP 7097393A JP 7097393 A JP7097393 A JP 7097393A JP H06263462 A JPH06263462 A JP H06263462A
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JP
Japan
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lens
molding
glass
shape
outer edge
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Withdrawn
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JP7097393A
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English (en)
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Ryoichi Kitahara
良一 北原
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06263462A publication Critical patent/JPH06263462A/ja
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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
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • C03B11/086Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラスレンズを成形するにあたり、特に成形
素材に平面形状のガラス素材を用い、型が凹面(成形レ
ンズは凸面形状になる)のレンズ加工部を有する際、極
めて流動性良く、割れ等の欠損を防止し、精密な転写を
図る。 【構成】 Al2 3 基材1上にCr2 3 材2を焼結
結合して形成する。Cr2 3 材2の表面は、所望の光
学形状(非球面・球面等)に形成されたレンズ加工部3
と、このレンズ加工部3から最外周まで連続かつ滑らか
なる曲面縁部で断面が起伏した形状を有する外縁部4と
からなる。両者の境界部は滑らかに曲線で連続的につな
がっている。成形型の外縁部4は、断面がR形状となる
ように仕上げられているので、外縁部4の先端部にはリ
ング状に稜線が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス光学素子の成形
型に係り、特に凸面形状のレンズ面を有するガラスレン
ズを成形するのに好適なガラスレンズ成形型に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、一対の成形型でガラス素材を直接
プレス成形することにより、その後の冷間での研削・研
磨を不要にし、所望の光学性能を満足する光学ガラスレ
ンズを得る成形方法が盛んに用いられている。ところ
が、この成形方法においては、高温下で、ガラス素材を
球面・非球面形状からなる成形型によりプレス成形した
後、常温まで降温してガラスレンズを取り出すため、ガ
ラス成形面に熱応力が生じる場合には、脆性的性質を有
するガラスレンズは応力集中および熱応力から割れてし
まうことがある。
【0003】そこで、従来、上記欠点を解決するため
に、例えば特公平3−52417号公報に開示されるよ
うな成形型が提案されている。この成形型は、型の曲面
加工部(レンズ加工部)とこの曲面加工部の外方に位置
する平面加工部との境界部に面取りを施したものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特公平3−52417
号公報においては、曲面加工部と平面加工部との間に鋭
い角がないため、型自体が損傷を受けにくいとともに、
被成形ガラスレンズにもそのような角が転写されず、著
しい応力集中の防止から割れが防止される効果が記載さ
れている。
【0005】しかしながら、凹形状のレンズ加工部を有
する型を用い、かつ成形用素材として平面形状のプリフ
ォームを用いる場合、この平面形状プリフォームは、上
下型間に挟持されてプレス成形されるが、前記上下型
は、いずれも外周部には平面部が形成されており、プレ
ス成形時最初にその型平面部が平面プリフォームに接触
する。一般に、ガラスレンズの成形においては、上記平
面プリフォームは軟化点以上に加熱される一方、成形型
はガラス転移点近くの温度を有し、プレス成形時、その
熱交換によって平面プリフォームが型に形成されたレン
ズ加工部に沿って流動することでレンズ面が形成される
が、特公平3−52417号公報に記載された成形型で
は、型外周に形成された平面加工部の面積が大きいため
に、加熱軟化された平面プリフォームの外周部から熱が
型平面加工部に逃げ、その部分が最初に固化してしま
う。
【0006】そのため、上記従来の成形型では、ガラス
素材がレンズ加工部のすべてに流動することを阻害する
とともに、プレス時、高圧力で強引に流動させようとす
ると、ガラス素材の外周部に引張り応力が作用し、割れ
が生じてしまうという欠点があった。また、ガラス素材
の流動性を向上させるために、型温やプリフォーム温度
を非常に高くすると、成形型の寿命が著しく短くなって
しまうという問題があった。
【0007】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、光学ガラスレンズを成形するにあたり、
特に成形素材に平面ガラス素材を用いるとともに、型が
凹面(成形レンズは凸面形状になる)のレンズ加工部を
有する際、極めて流動性良く、割れ等の欠損を防止し、
精密な転写を図ることができるガラスレンズ成形型を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、加熱軟化されたガラス素材を押圧し、所
望の光学面が形成された一対の成形面を上記ガラス素材
に転写するガラスレンズ成形型において、レンズ加工部
と該レンズ加工部外から成形型最外周までの外縁部に連
続かつ滑らかなる曲面縁部を有し、前記レンズ加工部と
曲面縁部とを連続的な曲線で結んで形成した。すなわ
ち、本発明は、凹形状のレンズ加工部を有するガラスレ
ンズ成形型のプリフォーム接触面全体が、球面・非球面
のレンズ加工部と連続かつ滑らかにつながれた曲線やテ
ーパで最外周まで形成せしめ、平面プリフォームが成形
初期にレンズ加工部外に形成された曲線の頂点部に接触
するような形状に構成したものである。
【0009】
【作用】軟化点以上に加熱軟化された平面形状を有する
プリフォーム(ガラス素材)は、外周まで滑らかにかつ
連続的につながれた曲線形状を有し、転移点温度近くに
加熱された本発明の上下型間に搬送され、押圧される。
その時、平面プリフォームは、外周部に形成された山状
の頂点部に接した後、極めて小さな抵抗で、型中心部の
レンズ加工部および最外周に流動する。そのため、深い
凹形状を有するレンズ加工部(レンズ面の曲率が大きい
もの)であっても、大きな流動量が得られ、外周部が固
化する前にレンズ加工部のすべてにガラス素材を流動さ
せることができる。
【0010】
【実施例1】本発明の実施例1を図1および図2に基づ
いて説明する。 [構成]本実施例のガラスレンズ成形型は、図1に示す
ようなもので、Al2 3 基材1上にCr2 3 材2を
焼結結合して形成されている。Cr2 3 材2の表面
は、所望の光学形状(非球面・球面等)に形成されたレ
ンズ加工部3と、このレンズ加工部3から最外周まで連
続かつ滑らかなる曲面縁部で断面が起伏した形状を有す
る外縁部4とからなり、両者の境界部は滑らかに曲線で
連続的につながっている。成形型の外縁部4は、断面が
R形状となるように仕上げられているので、外縁部4の
先端部にはリング状に稜線が形成されている。よって、
成形型にてガラス素材を押圧する際、ガラス素材と最初
に接触するのは、成形型の外縁部4の先端部に形成され
たリング状の稜線である。
【0011】上記レンズ加工部3と外縁部4とは、超精
密研削加工により同時に形成され、さらに光学部品とし
ての性能を満足するようにレンズ加工部3は鏡面を有す
るように研磨加工が施されるのと同時に、Cr2 3
2に介在されているTi・Zr等の添加物が研削加工時
に生じる内部クラックから析出しないように、外縁部4
も研磨されている。また、成形型の最外周エッジ部はR
面取りが施され、外縁部4と連続的な面になっている。
【0012】[作用]本実施例の成形型5、6は、図2
に示すように、成形機に設置された押圧可能な上型およ
び下型マウント部7、8に対向して固持される。これら
上下の成形型5、6間には、搬送アーム9により加熱炉
10内を通過し加熱軟化された平板形状の光学ガラス素
材からなるプリフォーム11が、胴型12内に保持さ
れ、素材の軟化点近くに昇温された後、該搬送アーム9
によって、上下の成形型5、6間に搬送、停止される。
また、成形型(下型)6の外周には、胴型12の位置決
めを行うために、位置決めリング13が外装されてお
り、胴型12に嵌合できるようになっている。
【0013】図3は成形過程の説明図である。平板形状
のプリフォーム11は、上下の成形型5、6間に挟持さ
れて押圧される時、平板形状のプリフォーム11と成形
型5、6とが最初に接触するのは、外縁部4の起伏部の
頂点部であり、成形型5、6で押圧されるのに伴って、
軟化されたプリフォーム11は滑らかに形成された外縁
部4に沿って、抵抗なくスムーズにその表面は流動す
る。ここに、成形開始直後の成形型5、6と平板形状の
プリフォ−ム11との接触は、線接触となる。成形型
5、6とプリフォ−ム11との接触後、プリフォ−ム1
1がレンズ加工部3に接触するまで、成形型5、6によ
るプリフォ−ム11の押圧を続行する。プリフォ−ム1
1がレンズ加工部3に接触するまでの間は、プリフォ−
ム11と成形型5、6との接触は線接触のままとなる。
【0014】成形時、プリフォ−ム11の一部は型外周
に流動するが、大きな流動が得られるために、レンズ加
工部3の空隙部を平板形状のプリフォーム11の流動ガ
ラスによって埋めることができ、さらに成形圧力を保持
したままで成形型5、6およびプリフォーム11を冷却
することにより、レンズ加工部3の表面が転写されたガ
ラスレンズを成形することができる。
【0015】[効果]本実施例の成形型5、6を用い
て、図2および図3に示した成形装置で従来成形型と成
形比較した。レンズ形状は両面凸形状で片面が非球面で
あり、ガラス素材(プリフォ−ム11)はBK−7(シ
ョット名)を用いた。非球面形状は、レンズ加工部3の
直径:深さが約1:1という、流動を確保することが困
難な形状であり、その上レンズ外周のコバ厚が0.4m
mという、偏肉も大きなレンズである。
【0016】従来の成形型では押圧時に最外周の平面部
が固化してしまい、転写どころかレンズ加工部に軟化さ
れたガラス素材が充填されず、成形時の押圧力を上げる
と外周部が割れてしまい、全く成形することができなか
った。これに対し、本実施例の成形型5、6では、同様
の素材・形状のレンズを成形したところ、コバ厚0.4
mm以下まで押圧することができ、ガラスの流動も問題
なく、レンズ加工部3にガラス素材を充填することがで
き、成形されたレンズの面精度も0.3μm以下という
実用上全く問題のないレベルであった。
【0017】以上のように、本実施例の成形型5、6に
よると、ガラス素材(プリフォ−ム11)と成形型5、
6との接触が線接触のまま、すなわち、ガラス素材と成
形型5、6との間の抵抗が小さいまま成形型5、6によ
る押圧を進めることができるので、成形時に、ガラス素
材に対して大きな流動量を与えることができ、凸レンズ
の成形に際し、平板形状のプリフォームを容易に変形さ
せるとともに流動させることが可能になる。
【0018】
【実施例2】 [構成]本発明の実施例2を図4に示す。本実施例で
は、成形型のレンズ加工部3外方にある外縁部4の外側
はテーパー形状に形成されており、レンズ加工部3と外
縁部4の内側とは、曲面部によって滑らかでかつ連続的
な面となるように形成されている。外縁部4の先端部は
R形状でリング状に稜線が形成されていることは、前記
実施例1と同様である。また、成形型の素材は、WC
(タングステン・カーバイト)であり、成形面には離型
性をよくし、焼き付きを防止するために、薄膜コートが
施されている。
【0019】[作用]本実施例の作用も全く実施例1と
同様であるが、成形型の最外周がテーパー形状に形成さ
れているので、押圧時に極めて小さい抵抗力で大流動量
を得ることができる。
【0020】[効果]図2に示す装置で同じく従来の成
形型と比較した。レンズ外径がφ25mm、ガラス素材
がSK−11(ショット名)のレンズ成形を行った結
果、従来の成形型では、ガラス素材がレンズ加工部内に
流動したものの、0.4mmのコバ厚まで押圧すること
ができず、所望のレンズを得ることができなかった。
【0021】これに対し、本実施例の成形型においては
容易に成形することができ、良好な面精度を得つつ、コ
バ厚0.4mmという薄肉部までレンズを形成すること
ができた。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明のガラスレンズ成
形型によれば、凹形状のレンズ加工部を有する成形型を
用い、加熱軟化された平面形状のプリフォームをプレス
成形した際、該平面プリフォームの表面は抵抗なくガラ
スが流動し、凹形状のレンズ加工部内まで容易に軟化ガ
ラスが充填され、大きく変形した光学レンズの成形が可
能となる。また、ガラス流動の際の抵抗が小さいことか
ら、型温・プリフォーム温度を低く設定することがで
き、型の寿命を長期化することができる。さらに、成形
されたレンズの外縁部への応力集中も防止でき、割れ・
欠け等の発生も抑制され極めて品質の良いガラスレンズ
を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のガラスレンズ成形型を示す
正面図である。
【図2】実施例1の成形型を具備した成形装置を示す概
略構成図である。
【図3】実施例1の成形型を具備した成形装置を示す概
略構成図である。
【図4】本発明の実施例2のガラスレンズ成形型を示す
正面図である。
【符号の説明】
1 Al2 3 基材 2 Cr2 3 材 3 レンズ加工部 4 外縁部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱軟化されたガラス素材を押圧し、所
    望の光学面が形成された一対の成形面を上記ガラス素材
    に転写するガラスレンズ成形型において、レンズ加工部
    と該レンズ加工部外から成形型最外周までの外縁部に連
    続かつ滑らかなる曲面縁部を有し、前記レンズ加工部と
    曲面縁部とを連続的な曲線で結んで形成したことを特徴
    とするガラスレンズ成形型。
JP7097393A 1993-03-05 1993-03-05 ガラスレンズ成形型 Withdrawn JPH06263462A (ja)

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JP7097393A JPH06263462A (ja) 1993-03-05 1993-03-05 ガラスレンズ成形型

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005108315A1 (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Konica Minolta Opto, Inc. 光学ガラス素子およびその製造方法
WO2010055763A1 (ja) * 2008-11-13 2010-05-20 住友電気工業株式会社 素子成形用部材、素子の製造方法、および素子
JP2011048337A (ja) * 2009-07-23 2011-03-10 Panasonic Corp 光学素子

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