JPH0729778B2

JPH0729778B2 - 光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPH0729778B2
Application number: JP62296154A
Authority: JP
Inventors: 勇執行; 剛野村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH01138144A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、プレス成形による光学素子の製造方法に関
し、より詳細には、プレス成形後において研削及び研摩
等の工程を経ることなしに表面精度及び重量精度の良好
な光学素子又はそのリヒートプレス用として好適するプ
リフォームの製造方法に関する。

（従来の技術）近年、所定の表面精度を有する成形用型内にガラス素材
を収容してプレス成形することにより、研削及び研摩等
の後加工を不要とした高精度の光学素子を成形する方法
が開発されている。

このプレス成形法には、一般にリヒートプレス法とダイ
レクトプレス法がある。

リヒートプレス法は、予め溶融固化したガラス材料の必
要量を切断し、砂ずり等の方法により重量調整を施して
ガラス小塊とし、これを成形用型内に入れ、該ガラス小
塊と成形用型を同時に又は別々にプレス温度まで加熱し
た後、プレス成形して成形用型に形成した光学機能面を
押圧転写して光学素子を成形する方法である。

一方、ダイレクトプレス法は、溶融ガラス流出オリフィ
スより流出若しくは押出される溶融ガラス流の必要量を
切断刃により切断し、これを成形用型内に直接落下させ
るか又はシュートによって投入し、しかる後成形用型を
押圧して光学素子を成形する方法である。

又、上記のリヒートプレス法において、切断及び砂ずり
等のような生産性の低い工程をへずに上記のダイレクト
プレス法における如く、溶融ガラスを成形用型に入れて
プレス成形し、最終製品に近似した形状の予備成形品
（プリフォーム）を得た上で該プリフォームを最終製品
の形状及び面精度と同じか若しくはそれ以上に精度の高
い光学機能面を有する成形用型に入れてプレス成形を行
なう方法がある。

（発明が解決しようとする問題点）これらの成形方法により得られた光学素子は、良好な像
形成品質が得られるよう所定の面精度及び寸法精度が要
求され、又このため上記のいずれの方法においても最終
製品を得るためのプレス成形に供給されるガラス材料は
十分に重量調整がなされていなければならない。

しかしながら、上記のガラス小塊を用いてプレス成形す
る方法では、ガラス小塊の重量調整を切断及び砂ずり等
により行なうため、成形品の表面に砂目が残留したり、
プレス成形前にガラス小塊を加熱する際、ガラスと加熱
用受皿との融着を防止するために塗布した離型済がプレ
ス時に成形品の表面に食い込んで該成形品の表面精度が
著しく悪化するという問題がある。

又、直接溶融ガラスを用いてプレス成形する方法では、
切断刃による切断の際、成形品にシャーマークと称せら
れる切断痕が生じ、成形品の面精度が劣化するという問
題がある。又、このプレス成形法においては、成形品の
重量調整を溶融ガラス流の切断によって行なうため、こ
の溶融ガラス流の温度変化や切断タイミング或いはガラ
ス流の脈動等により成形品に重量変動が生じ、所定の寸
法精度が得られないという問題点もある。

さらに、従来のプレス成形法では、成形品の外周につい
ても種々の問題点が生じる。即ち、上記のガラス小塊を
用いてプレス成形する方法では、重量調整の際に生じた
砂目や離型剤の付着痕は成形品の表面ばかりか成形品の
外周にも残留する。又、このガラス小塊は重量精度が不
十分なため、所定の肉厚形状に再度プレス成形すると、
余剰ガラスのはみ出しが生じてしまう。この余剰ガラス
のはみ出しをなくすためには、重量調整を高精度に行な
うか、又は重量のバラツキを肉厚方向で吸収するしかな
いが、前者の場合、冷間にて非常に手間のかかる作業が
必要となり、又後者の場合、得られた成形品の肉厚にバ
ラツキが生じて光学的な性能が不安定になるという不都
合が生じ、いずれの方法も実用的ではない。従って、従
来はこの不都合をなくすために余剰ガラスのはみ出し部
分を含む成形品の外周を芯取りにて削りおとすことを行
なっており、甚大な労力を要していた。

なお、特にシャーマークの発生を防止したプレス成形法
としては、特公昭41-9190号公報或いは特開昭61-132523
号公報に記載されたものがある。

特公昭41-9190号公報に記載された成形方法では、成形
用型を溶融ガラスの流下方向に直角の方向に押圧して型
空所内に溶融ガラスを充填させてプレス成形する方法で
あるが、成形用型の押圧時に型空所内の余剰ガラスが成
形用型とこれに対向するアンビルとの間から流出すると
いう現象が生じる。この余剰ガラスは成形用型の押圧動
作が進行するに伴い、その流出抵抗を増大するとともに
成形用型により冷却されて粘性を増し、これが成形用型
とこれに対向するアンビル間で完全に切取られないまま
冷却されて成形品の外周にはみ出し部分を形成する。こ
のため、プレス成形後においてこのはみ出し部分の破断
及び破断面を仕上げる作業が必要となる。又、溶融ガラ
ス流の大きさが変動することにより上記した成形品とは
み出し部分との間のガラス厚さが変動して成形品の厚さ
にバラツキが生じてしまい、重量調整が高精度に行なえ
ないという問題もある。

一方、特開昭61-132523号公報に記載された成形方法で
は、成形品の精度は流動するガラス体を打抜く前の該ガ
ラス体の大きさ等に依存のしており高精度の寸法形状を
有するロッド又はガラスシートが必要となる。

本発明者等は、上述のような問題点を解決すべく、成形
品にシャマーク等の表面欠陥がなく、寸法精度及び重量
精度がすこぶる良好な光学素子の製造方法について既に
提案してある。

本発明は、この製造方法に関するもので、特に成形品の
寸法形状を両側機能面と外周側面の双方について高精度
に形成することにより成形品の容量調整を高精度になし
うる光学素子の製造方法について提案せんとするもので
ある。

（問題点を解決するための手段）上述した従来の問題点を解決するために、本発明の光学
素子の製造方法は、流下するガラス流体を挟んで該ガラ
ス流体に対し略直角方向に移動する左右一対の成形用型
を対向配置するとともに前記成形用型の加圧成形時にお
ける成形面間隔を所望の光学素子の機能面間隔に応じて
設定し、前記ガラス流体を前記成形用型で互いに押圧す
ることにより被成形部の両側機能面を形成した後、前記
成形用型の外周に設けられた切断部材を該成形用型の外
周に沿って作動させることにより前記被成形部とその他
の部分とを切断分離し、該切断動作により前記被成形部
の外周側面を形成することを特徴とする。

（作用）このように構成された光学素子の製造方法において、１
対の成形用型を構成する左右の型部材を第１の型部材及
び第２の型部材とすると、これら型部材はガラス流体を
介して互いに略直角方向に対向する如く配置される。

このような成形用型に適用されるガラス流体としては、
溶融炉からノズルを介して流出する溶融ガラス、或は既
に成形加工されたロッド或いはシート状のガラス材料を
再加熱することにより流動性を有するようにされたもの
等が可能である。

そこで、例えば流下する溶融ガラス流体を上記の成形用
型に適用すると、このガラス流体の流れの方向に対して
略直角方向から各々の型部材が互いに押圧される構成と
なり、該ガラス流体に対して各々の型部材の押圧のタイ
ミングを調整することにより、ガラス流体の先端部即ち
切断跡を避けて被成形部を形成することができる。

被成形部の肉厚は予め設定された成形用型のキャビティ
により決まる。このキャビティは、対向する各々の型部
材のプレス成形時における成形面間隔を所望の光学素子
の機能面間隔に対応させることにより設定することがで
きる。

各型部材の押圧時に生じる余剰ガラスは成形面の外方に
自由に流出し、成形品の肉厚はガラス流の大きさ等に影
響されることなく上記成形用型のキャビティにより決ま
る。

そして、ガラス流体を各型部材で押圧し被成形部を形成
した後、成形用型の外周に設けられた切断部材を該成形
用型の外周に沿って作動させることにより被成形部とそ
の他の余剰部分とが切断分離せしめられ被成形部の外周
側面の形状が形成される。

かくして得られた成形品は上記のようにガラス流体の切
断跡を含まない部分から形成されたものであるからシャ
ーマーク等の表面欠陥がなく、予め設定されたキャビテ
ィ及び切断部材による被成形部の外周形成により寸法及
び重量調整が高精度になされた成形品が得られる。又、
この成形品の機能面は各型部材の成形面が転写されるこ
とにより形成されるから、各々の成形面の表面性状を所
望する成形品の表面性状と同等かそれ以上に高精度なも
のに仕上げてプレス成形することにより、高精度機能面
を有する成形品が得られる。

なお、本発明におけるガラス流体の粘度は、10〜10⁷ポ
アズが好適する。このガラス粘度が10ポアズより低くな
るとガラス流は糸状になって成形用型のキャビティ内で
必要とされるガラス容量が不足してしまう。一方、ガラ
ス粘度が10⁷ポアズよりも高くなると、プレス成形後の
ガラスの切断が困難となる。なお、これらのガラス流体
の粘度は10³〜10⁵ポアズが最適する。

又、本発明におけるガラス流体としては、上述のよう
に、溶融ガラスのほか、予め成形加工されたガラスロッ
ド或いはシート状のものを再加熱することにより得たも
のでもよい。

又、成形用型の温度は、ガラス粘度で10⁸ポアズに相当
する温度からガラス転移点（以下、Tgと称する。ガラス
粘度で約10¹³に相当する。）よりも100℃低い温度（Tg-
100℃）の範囲内に設定する必要がある。該型温が10⁸ポ
アズに相当する温度を超えるとプレス成形後から切断ま
での間に成形された被成形部におけるガラス表面の硬度
変化が遅く、被成形部の外周を切断して形成する際、所
定の形状精度及び表面精度が得られなくなる。又、ガラ
スと型の成形面が融着を生じ易くなり、好ましくない。
一方、型温がTg-100℃より低いと被成形部の外周を切断
する際、切断が困難になるばかりか切断部分からヒビ割
れを生じるおそれがある。

切断部材の温度は、ガラスの温度変化の影響を成形用型
におけると同様にするため、成形用型の型温と同等にす
るのが好ましい。

さらに成形品の取出しの際の粘度は、この成形品をリヒ
ートプレス用のプリフォームとして用いる場合、10⁸ポ
アズ以上の粘度になるまで冷却すれば十分使用できる
が、そのまま光学レンズ等に用いる場合、成形用型内で
圧力を加えたまま冷却し、10^14.5ポアズ程度の粘度にな
ったところで取出すようにすれば形状精度及び表面精度
の良好な光学素子として使用することができる。

なお、本発明におけるプレス成形及びその後の切断処理
等は、成形用型や切断部材の寿命を保持するため、非酸
化雰囲気中で行なうことか望ましい。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の実施例に用いられるプレス成形装置の
概略断面図である。

第１図において、１は不図示の溶融炉から溶融ガラスを
流出するノズルであり、２はこのノズルから流出したガ
ラス流体であり、３はガラス流体２の先端に生じた切断
跡である。４はノズル１の下方に設けられ、不図示の駆
動装置により開閉動作を行なうことによりガラス流体２
を切断する切断刃である。この切断刃４が作動してガラ
ス流体２が途中で切断されることにより切断跡３が発生
する。

本実施例に示すプレス成形装置は、ガラス流体２がノズ
ル１から流下する形式のものに対して構成されたもので
あり、従って１対の成形用型を構成する第１の型部材５
と第２の型部材６とがガラス流体２を略直角方向から狭
むように互いに対向した状態で配置してある。各々の型
部材5,6は、対向する夫々の面に鏡面加工が施された成
形面5a,6aを有している。

第１の型部材５はスライダー14に保持され、このスライ
ダー14はスライドシャフト18に摺動可能に支持されてい
る。16はスライダー14を駆動するシリンダーであり、こ
のシリンダー16の作動によりスライダー14はスライドシ
ャフト18の摺動方向に移動して第１の型部材５の押圧動
作が行なわれる。

一方、第２の型部材６はアダプター12を介してシリンダ
ー13に連結され、このシリンダー13の作動により第２の
型部材６の押圧動作が行なわれる。

これら型部材5,6の各成形面5a,6aにより形成されるキャ
ビティは、各シリンダー13,16のストロークにより設定
することができる。

又、第２の型部材６の外周には、第１の型部材５の側に
切断刃が形成された切断リング７が設けられ、この切断
リング７はスライドシャフト18に摺動可能に支持された
スライダー15に連結されている。さらに、スライダー15
はシリンダー17に連結され、このシリンダー17の作動に
より、切断リング７は第２の型部材６とは独立した動作
で該第２の型部材６の外周を摺動することができる。

又、各型部材5,6の内部にはヒーター8,9が設けられてい
る。10,11は夫々のヒーターに接続された導線である。1
9は本装置全体のベースであり、シリンダー13,16,17及
びスライドシャフト18を堅固に支持している。

本発明で用いる切断リング７の材質としては、高温下で
ある程度の強度を有するものであればよく、SUS等のス
テンレス鋼、炭素鋼類、超超硬、セラミックス、又はそ
れらにTiN等をコーティングしたもの、或はセラミック
ス等を容射したものが好適する。

又、この切断リングでガラス流体を切断する際のガラス
温度は、好ましくは成形時のガラス温度（ガラス粘度で
10〜10⁷ポアズ）から10⁹ポアズ程度に相当するガラス温
度とあり、10⁴〜10⁷ポアズのガラス粘度の範囲内で切断
するのが最適である。切断時のガラス粘度がこれよりも
小さいと切断前のプレス成形が満足に行なえず、又大き
いとワレを生じてしまう。

さらに、切断リングの切断速度は、該切断リングと型部
材の温度が比較的高い場合（10⁸ポアズ程度に相当する
温度）、10mm/s程度の速度でも良いが、高速の方が切断
面の仕上りが良好である。即ち、好適速度は、10〜1000
mm/sであり、最適速度は、100〜400mm/sである。

次に本装置の動作について第２〜７図及び第８図を用い
て説明する。

第２〜７図は、本装置の各工程順における作動状態を示
す要部断面図であり、第８図は、本装置における作動
部、即ち第１の型部材５、第２の型部材６、切断刃４及
び切断リング７の各部作動タイミングを示すタイミング
チャートであり、横軸は時間Ｔを示す。これら作動部の
作動タイミングは、各作動部を接続した不図示のコント
ローラーにより制御することができる。

第２図はプレス成形直前の状態であり、ノズル１からは
ガラス流体２が流下している。このガラス流体２の先
端、即ち切断跡３が対向する各成形面5a,6aより下方に
流下した時点で、第１の型部材５及び第２の型部材６の
押圧動作を開始する。第８図においてＴ＝０はこの両型
部材5,6の作動開始時期を示す。これら型部材5,6の作動
開始時期は双方において同時でよいが、型部材5,6のガ
ラス流体２に対する押圧動作終了時期T₂は双方において
同時か多くとも±0.05sの誤差に収めるのが好ましい。
この誤差が大きいと型部材５、６の片方のみがガラス流
体２に衝突して該ガラス流体２に横ブレが生じ好ましく
ない。その後、型部材5,6は、第３図に示すように、ガ
ラス流体２の被成形部21を押圧したままの状態を所定時
間（T₂〜T₆）保ち、この間被成形部21の両表面に対して
夫々の成形面5a,6aによる押圧転写が行なわれる。切断
刃４の作動開始時期は、型部材5,6の作動開始時期Ｔ＝
０と同時であってよいが、この切断刃４によるガラス流
体２の切断終了時期T₂は型部材5,6がガラス流体２を保
持すると同時か少なくとも保持した後でなければならな
い。

その後、切断刃４は元の状態に復帰せしめられる。第８
図には、この切断刃４の復帰開始時期をT₄とし、復帰終
了時期をT₅として示してある。好ましくは、切断刃４の
作動開始時期Ｔ＝０から切断終了時期T₂までに要する時
間を0.3〜0.4sとする。

切断リング７の作動開始時期T₁は、第５図に示すよう
に、少なくとも切断リング７による被成形部21の外周切
断終了（T₃）前に切断刃４によるガラス流体２の切断が
終了（T₂）した状態となるように設定する必要がある。
こうすることにより、切断リング７の切断動作が完了し
た時点においてガラス流体２は切断刃４により既に切り
離された状態にあり、切断リング７で切取られた切断片
22は容易に第１の型部材５の外方に移動することができ
る。かくして、切断リング７は第２の型部材６の外周に
沿って摺動しつつ被成形部21の外周を切断し、該被成形
部21の外周側面の形状を形成する。その後、切断リング
７は切断終了時（T₃）の状態を維持し、被成形部21の外
周側面を保持したままその温度差により被成形部21を外
周から冷却し、該被成形部21の外周付近は粘度を増して
その形状が定着する。一方、型部材5,6による押圧後、
該型部材と被成形部21の温度差により該被成形部21は両
表面から冷却されて粘度を増し、表面形状が安定化す
る。

次いで、まず、第６図に示すように、第１の型部材５を
元の状態に復帰する。この作動開始時期をT₆とし、作動
終了時期をT₇とし、切断リング７の元の状態に作動する
開始時期を第１の型部材５の復帰終了時期T₇と同時かそ
の終了後とすると、切断リング７の作動開始前において
被成形部21は該切断リング７により保持された状態にあ
り、自然に落下することがない。

そして、切断リング７の復帰終了時期T₈と同時に、被成
形部即ち成形品23を取出す。これは、周知の吸着ハンド
等を用いて行なうことができる。この取出し作業の終了
後、第２の型部材６を元の状態に復帰せしめる。第８図
には、この第２の型部材６の復帰開始時期をT₉とし、復
帰終了時期をT₁₀としてある。

なお、成形品23を取出す前に切断リング７を元の状態に
復帰すると、第７図に示すように、成形品23は切断リン
グ７の保持を解除されて自然落下する。

以上のような動作において、成形用型5,6によるプレス
成形は、ガラス流体２の先端即ち切断跡３を除いた部分
に対して行なわれるため、得られた成形品23にシャーマ
ーク等の表面欠陥が生じない。

又、成形用型5,6により形成されるキャビティは、各シ
リンダー13,16のストロークにより設定することができ
る。即ち、設定されたシリンダー13,16のストロークに
よって、押圧終了時期T₂における成形用型5,6の成形面
間隔が決まる。成形品23の肉厚はこの成形面間隔により
決定されるものであるから、シリンダー13,16のストロ
ークを製造すべき成形品23の肉厚に応じて設定すること
により常に所定の肉厚を有する成形品が得られる。又、
成形品23の表面形状及び性状は各成形部材5,6の夫々の
成形面5a,6aにより決まる。さらに、成形品23の外周形
状は切断リング７の内周形状により決まり、該切断リン
グ７の切断動作と同時に成形品21の外周が形成される。

なお、以上説明したプレス成形装置に適用されるガラス
流体として、溶融炉からノズルを介して流出する溶融ガ
ラスが用いてあるが、既に成形加工されたロッド或いは
シート状のガラス材料を再加熱することにより流動性を
有するようにされた軟化ガラス材料を成形用型の間に挿
入することにより使用することもできる。

次に、上述のようなプレス成形法を用いた具体的実施例
について第１図〜第８図を参照しながら説明する。

（実施例１）通常カメラレンズ等に使用される光学ガラスSF8（Tg＝4
43℃、比重4.22）を用いて、外径20mm、中心肉厚2.7m
m、コバ厚1.29mm、曲率R₁＝20mm、R₂＝40mm、ガラス容
量0.636cc、重量2.68gの凸メニスカス形状のリヒートプ
レス用プリフォームの成形を行なった。

型部材5,6はSUS420Jから形成し、夫々の成形面5a,6aは
光学鏡面に研磨してある。この型部材5,6の型温が400℃
（SF8のTg＝443℃より43℃低い温度）となるようヒータ
ー8,9で加熱する。又、シリンダー13,16のストロークを
各々の型部材5,6の押圧動作時における最大接近幅が2.7
mmとなるように調整し、所望の肉厚が得られるようにし
てある。

まず、不図示の溶融炉で溶融したガラスをガラス流体２
の粘度が約10^4.6ポアズ（815°±５℃）となるように調
整し、ノズル１より流出させた。次に、第２図及び第３
図に示すように、ガラス流体２の先端の切断跡３が型部
材5,6の各成形面5a,6aより下方に流下した時点でシリン
ダー13,16を作動させ、これと同時に切断刃４も作動さ
せた。このシリンダー13,16の作動圧力は夫々120kg、30
0kgであり、作動速度は双方とも200mm/sとしてある。

そして、第３図に示すように、型部材5,6のガラス流体
２に対する押圧動作が開始された後、切断リング７を作
動させる。なお、この切断リング７はSK3より形成さ
れ、予め型部材5,6の押圧動作が完了した時点から切断
リング７による切断が完了するまでの時間を0.2sとなる
よう不図示のコントローラーで各シリンダー13,16,17の
作動タイミングを調整しておく。この切断リング７を駆
動するシリンダー17の作動圧力は100kgであり、作動速
度は200mm/sとしてある。又、第５図に示すように、切
断リング７による切断動作が完了した時点では、切断刃
４によるガラス流２の切断も完了する。さらに同図に示
すように、切断リング７の切断動作により、被成形部21
の外周形状が形成されると同時にこの被成形部21と切断
片22とが分離される。

なお、第５図においては、第１の型部材５と切断リング
７はかみ合った状態になっているが、双方が接触するだ
けの状態でも切断状況は良好であった。

次に、シリンダー13,16に圧力を加えたまま、成形品23
の温度が型部材5,6の温度（400℃）と略等しくなるまで
約10秒間第５図の状態を保持し、しかる後、第６図に示
すように、シリンダー16のみを作動させ、第１の型部材
５を成形品23から引き離した。この時、成形品23は切断
リング７に保持された状態を保ち勝手に落下しない。次
いで、シリンダー17を作動させて切断リング７を引き戻
すと同時に、不図示のハンドリング装置により成形品23
を取り出し、シリンダー13を作動させて第１の型部材６
を元の位置に戻す。そして、切断片22を不図示の切断片
排除装置により取り除く。

かくして、この実施例により得られた成形品23は、所望
成形品に対して外径精度で±0.005mm、中心肉厚で±0.0
1mm、重量で0.02g（±0.7％）以内のバラツキに収ま
り、シャーマークはもとより有害な表面欠陥は生じてお
らず、又ヒケも各型部材5,6の形状に対して最大で10μ
ｍ以内に収るものであり、リヒートプレス用プリフォー
ムとしてだけではなく、あまり精度を要求されない光学
レンズとして十分使用できるものであった。

第９図は、本実施例における第１の型部材5,第２の型部
材６及び被成形材料であるガラスの温度の時間的変化を
示すグラフである。なお、この説明にあたり、第８図の
時間Ｔが用いてある。

当初（第８図においてＴ＝０）、第１及び第２の型部材
5,6は、ガラス材料のガラス転移点Tg（SF8のTg＝443
℃）より43℃低い400℃に調整された。又、第２図に示
すノズル１から流化するガラス流体２の粘度は約10^4.6
ポアズ（815°±５℃）となるように調整された。

上記型部材5,6の押圧動作終了時期T₂から復帰動作開始
時期T₆までの成形期間（約10秒間）において、被成形部
21のガラスは、型部材5,6の温度差により急激に冷却さ
れ、粘度は10^4.6ポアズから10^14.5ポアズ以上となる。
本実施例においては、型部材5,6は押圧終了時まで400℃
に保持されるよう夫々ヒーター8,9により加熱され、こ
の時成形品23のガラス温度はこの型部材5,6と略同温と
なる。

（実施例２）この実施例においては、光学ガラスF8（Tg＝445℃、比
重3.36）の溶融ガラスを用い、実施例１と同様の方法で
外径6mm、中心肉厚4mm、コバ厚3.08mm、曲率がR₁＝R₂＝
10mm、ガラス容量0.100cc、重量337mgの両凸形状のリヒ
ートプレス用プリフォームの成形を行なった。

この実施例では、型部材5,6として実施例１と同様のも
のを使用し、型温が375℃（F8のTg445℃より70℃低い温
度）となるようヒーター8,9の調整を行なった。

又、不図示の溶融炉にて溶融されたガラスをガラス流体
２の粘度が10^2.95〜10^3.1ポアズ（1080℃〜1050℃）と
なるように調整した。そして、各シリンダー13,16,17の
作動圧力を夫々50kg,200kg,50kgに設定し、実施例１と
同様の方法でプレス成形及び切断処理を行ない、成形品
23の内部粘度が10⁹ポアズ（約540℃）になったところで
第２の型部材６から取り出したところ、得られた成形品
23は、所望の成形品に対して外径精度で±0.01mm、中心
肉厚で±0.02、重量で±3mg（±0.9％）のバラツキ内に
収り、表面中心部のヒケも平均40μｍ程度のものであ
り、表面状態も良好なリヒートプレス用プリフォームと
して十分使用できる精度のものであった。

（実施例３）この実施例においては、実施例１と同様の光学ガラスSF
8の丸棒を用い、外径20mm、中心肉厚3mm、コバ厚1.6m
m、曲率がR₁＝32mm、ガラス容量0.693cc、重量2.92gの
手凸形状のレンズ成形を非酸化雰囲気中で行なった。

SF8から成る丸棒は直径10mm±1mmのもので、表面のキズ
やゴミを除去した上で、不図示の加熱炉で10⁵ポアズ
（約775℃）程度の粘度となるように加熱した。

又、型部材5,6は炭化タングステンから成るものを用
い、成形面5a,6aを光学鏡面とし、型温が510℃（ガラス
粘度で約10⁹ポアズに相当する）となるようヒーター8,9
による加熱した。又、切断リングも型部材5,6と同様炭
化タングステンから成るものを用い、この切断リング７
を不図示の外部ヒータで400℃となるように加熱した。

又、本実施例においては、成形を非酸化雰囲気中で行な
うため、装置全体をカバーでおおい、アルゴンガスで置
換した。

そして、各シリンダー13,16,17の作動圧力を夫々170kg,
350kg,150kgに設定し、実施例１と同様の方法でプレス
成形及び切断処理を行った。ただし、本実施例において
は、溶融ガラス流の代わりに先端付近を上記した粘度に
まで軟化したガラス棒を使用した。

プレス成形及び切断完了後、各シリンダー13,16,17は圧
力を加えたままの状態で、ヒーター8,9及び切断リング
加熱用の外部ヒーターの出力を徐々に弱め、型部材5,6
と成形品22の温度が400℃（ガラス粘度で約10^14.5ポア
ズ以上）になるまで冷却した後、成形品23を実施例１と
同様の方法で第２の型部材６から取り出した。得られた
成形品は、所望の成形品に対して外径精度で±0.005m
m、中心肉厚で±0.01mm重量で±0.025g（±0.85％）以
内のバラツキに収まり、表面状態も良好で、ヒケによる
面変形もほとんど見られず、特に高精度を要求されない
レンズとしてこのままで十分使用できる状態であった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
が生じる。

（１）成形品表面にシャーマーク等の表面欠陥がなく、
寸法精度及び重量精度の高い光学レンズ或いはリヒート
プレス用プリフォーム等の光学素子をプレス成形後の研
削、研摩等の後加工を一切必要とせずに製造することが
できる。特に、プレス成形時の機能面の形成及びその後
の切断動作による外周側面の形成により容量精度の高い
光学素子が得られる。

（２）成形に用いるガラス流体の精度があまり要求され
ないため、溶融ガラス等の流出装置が安価なものでよ
く、高い技術を必要としない。又、溶融炉のガラス液面
変動による流出ガラスの流量、温度変化に対して柔軟性
があるため、溶融炉も安価なものでよい。

（３）成形に用いるガラス材料は、溶融ガラスのほかガ
ラス棒或いはシート状のものでも差し支えなく、又これ
らの精度もさほど要求されない。

（４）ガラス流体に対して直接プレス成形及び切断処理
をするため、従来プレス成形が困難であった小型で薄い
成形品も高精度かつ容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すプレス成形装置の概略的
断面図である。第２図〜第７図は第１図に示す装置の要
部断面図であり、同装置の工程順の作動状態が示してあ
る。第８図は第１図に示すプレス成形装置の各作動部の
タイミングチャートを示す図である。第９図は第１実施
例におけるプレス成形時の型部材及びガラスの温度の時
間的変化を示すグラフである。１……ノズル２……ガラス流体３……切断跡４……切断刃５……第１の型部材６……第２の型部材７……切断リング 21……被成形部 22……切断片 23……成形品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流下するガラス流体を挟んで該ガラス流体
に対し略直角方向に移動する左右一対の成形用型を対向
配置するとともに前記成形用型の加圧成形時における成
形面間隔を所望の光学素子の機能面間隔に応じて設定
し、前記ガラス流体を前記成形用型で互いに押圧するこ
とにより被成形部の両側機能面を形成した後、前記成形
用型の外周に設けられた切断部材を該成形用型の外周に
沿って作動させることにより前記被成形部とその他の部
分とを切断分離し、該切断動作により前記被成形部の外
周側面を形成することを特徴とする光学素子の製造方
法。
【請求項２】前記ガラス流体が10〜10⁷ポアズの粘度を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
学素子の製造方法。
【請求項３】前記ガラス流体がガラス溶融炉の流出ノズ
ルから流下する溶融ガラス流であることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】前記ガラス流体が再加熱されたロッド又は
シート状のガラス材料から成ることを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】前記ガラス流体をガラス粘度で10⁸ポアズ
に相当する温度とガラス転移点（ガラス粘度で約10¹³ポ
アズに相当する）より100℃低い温度の範囲内の成形用
型で加圧成形することを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の光学素子の製造方法。