TWI623502B - Glass lens blank for polishing, manufacturing method thereof, and manufacturing method of optical lens - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨用玻璃透鏡胚料及其製造方法、以及光學透鏡之製造方法，能將缺陷含有層的厚度抑制到最小限度，並縮短壓製成型後的研磨用玻璃透鏡胚料之磨削及研磨所需的加工時間。研磨用玻璃透鏡胚料(2)的至少主表面為壓製成型面、且形成於主表面之缺陷含有層(2a)之厚度為50μm以下。

Description

研磨用玻璃透鏡胚料及其製造方法、以及光學透鏡之製造方法
本發明係關於研磨用玻璃透鏡胚料及其製造方法、以及光學透鏡之製造方法。
作為透鏡之製造方法，公知有如下的方法。即，為如下方法：使熔融玻璃流入模而製作出角狀或板狀之玻璃塊，接著用機械加工裁切該玻璃塊並進行細分化而製作出切割片(cut piece)。然後，進行粗研磨加工(滾磨)以使各切割片之重量均勻化並且脫模劑容易附著到表面。進而，對粗研磨加工後的切割片再加熱而使其軟化，並對軟化後的玻璃進行壓製成型而成型出與透鏡形狀近似形狀之透鏡胚料。最後，對該透鏡胚料進行磨削/研磨而製造出透鏡。
根據該方法，如果製作複數個玻璃品種之板狀玻璃塊並進行保管，則能基於需要將板狀玻璃塊裁切成期望的數量/體積，並對其切割片進行壓製，因此適於多品種的少量生產。然而，於該方法中，在對切割片進行壓製加工後的透鏡胚料之表面，以60~500μm之厚度形成缺陷含有層。缺陷含有層包括在粗研磨加工時產生的裂紋(crack)、與加工液接觸而引起的玻璃成分變質的部分、或從軟化時到壓製成型時產生的晶 化部分。並且，於使切割片軟化時，產生角部折入玻璃內部的現象，其折入量甚至達到300μm以上、其作為缺陷含有層產生到深部為止。
於玻璃胚料之表面形成這樣的缺陷含有層(包含折入部。)時，於其後的工序中，要去除缺陷含有層並且製造具有沒有凹凸的平滑之面之透鏡的情況下，需進行500μm以上的磨削及研磨，磨削及研磨時間增長，並且產生材料的浪費。
此外，最近，如下述專利文獻1(日本特許第3806288號公報)所示，提出了用以下示出的工序製造研磨用玻璃透鏡胚料之方法。即，於該方法中包括：由成型模承接從噴嘴提供的熔融玻璃並對該熔融玻璃進行成型而得到玻璃塊的工序；對上述玻璃塊之表面進行粗面研磨加工的工序；於上述玻璃塊之表面形成粉末狀之脫模劑的工序；以及對上述玻璃塊再加熱並壓製成型的工序。
於該方法中，於玻璃塊之表面抑制了切割片那樣的有稜角部分的產生，因此於下一工序的再加熱工序中能在不產生折入部之情況下進行成型。然而，於該方法中，亦與上述製法同樣地形成60~150μm左右的缺陷含有層。又，該方法能製造複數個玻璃塊並作為庫存進行保管，因此能根據訂購，使用具有不同成型面的複數個成型模對相同形狀的複數個玻璃塊進行壓製成型，進行多品種生產。
無論哪一種以往方法，於對壓製成型後的研磨用玻璃透鏡胚料進行磨削及研磨而製成透鏡之情況下，磨削及研磨所需的加工時間亦佔光學透鏡的整體工序的大約一半左 右，因此要求加工時間之縮短。又，預想如果減小存在於研磨用玻璃透鏡胚料之表面之缺陷含有層的厚度，則能縮短磨削及研磨所需的加工時間，但於以往的方法中，無法實現使缺陷含有層之厚度減薄至50μm以下的研磨用玻璃透鏡胚料。特別於用於單反(single-lens reflex)等的基於中大口徑之透鏡的研磨用玻璃透鏡胚料中，用以往的方法不能製造缺陷含有層之厚度減薄至50μm以下的研磨用玻璃透鏡胚料。
專利文獻1：日本特許3806288號公報
本發明鑒於這樣的實際狀況，其目的在於提供一種研磨用玻璃透鏡胚料及其製造方法、光學透鏡之製造方法，能將缺陷含有層之厚度抑制到最小限度，並縮短壓製成型後的研磨用玻璃透鏡胚料之磨削及研磨所需的加工時間。
本發明人對縮短壓製成型後的研磨用玻璃透鏡胚料之磨削及研磨所需的加工時間進行了銳意研究的結果是，於藉由不受以往常識約束的方法得到的研磨用玻璃透鏡胚料中，初次發現了形成於表層的整個面之缺陷含有層之厚度為50μm以下，從而完成了本發明。
即，本發明之研磨用玻璃透鏡胚料之特徵在於，至少主表面為壓製成型面、且形成於主表面之缺陷含有層之厚度為50μm以下。
於本發明之研磨用玻璃透鏡胚料中，缺陷含有層之厚度為50μm以下，因此對該研磨用玻璃透鏡胚料進行球面磨削(創成磨削)及研磨，能將得到光學透鏡時的磨削及研磨所 需的加工時間縮得極短。
例如與以往的藉由切割片施工方法得到的研磨用玻璃透鏡胚料相比，於本發明之透鏡胚料中，能將得到光學透鏡時的磨削及研磨所需的加工時間縮短為大致一半以下。此外，於本發明之研磨用玻璃透鏡胚料中，與藉由專利文獻1(日本特許第3806288號公報)所示的方法得到的透鏡胚料相比，能將得到光學透鏡時的磨削及研磨所需的加工時間縮短為大致一半以下。
此外，於本發明之研磨用玻璃透鏡胚料中，缺陷含有層之厚度為50μm以下，因此能將得到光學透鏡時的磨削及研磨時的磨削屑及研磨屑抑制到所需最小限度，亦不會有材料的浪費。而且，由於加工量較少，因此光學透鏡之形狀精度(包含壁厚精度)亦提高。
本發明之研磨用玻璃透鏡胚料之製造方法沒有特別限定，但較佳為包括以下工序：由玻璃塊成型用的成型模承接從噴嘴提供的熔融玻璃並對該熔融玻璃進行成型而得到玻璃塊的工序；以及對玻璃塊進行再加熱、並用壓製成型用的成型模對該玻璃塊進行壓製成型的工序。
較佳為，於從得到玻璃塊到對該玻璃塊進行壓製成型的工序中，不包括對玻璃塊之表面進行粗面化處理之工序(滾磨工序等)。
較佳為，於從得到玻璃塊到進行壓製成型為止的工序中，不包括對玻璃塊進行磨削或研磨的工序。
較佳為，於重量為5克以上、進而更佳為10克以上 的研磨用玻璃透鏡胚料之情況下，本發明之作用效果明顯。本發明之研磨用玻璃透鏡胚料特別適於成型中口徑及大口徑之玻璃透鏡(例如透鏡直徑為30mm以上)。
本發明之光學透鏡之製造方法之特徵在於，對上述所記載的研磨用玻璃透鏡胚料進行球面磨削(創成磨削)加工(以下亦稱作CG(Curve Generating，曲面成型)加工。)及平滑(Smoothing)加工，於平滑加工中，進行不使用金屬粘結劑磨具而使用樹脂粘結劑磨具的加工，從而得到光學透鏡。
本發明之另一觀點之研磨用玻璃透鏡胚料之製造方法包括：由玻璃塊成型用的成型模承接從噴嘴提供的熔融玻璃並對該熔融玻璃進行成型而得到玻璃塊的工序；再加熱工序，於維持玻璃塊之表面狀態的同時，於大氣環境下將上述玻璃塊再加熱到104~106dPa‧s的粘度；以及壓製工序，用壓製成型用的成型模於大氣環境下對在再加熱工序中再加熱後的玻璃塊進行壓製成型，從而得到至少於主表面具有壓製成型面的玻璃成型品，於藉由壓製成型工序得到的玻璃成型品之主表面形成的缺陷含有層之厚度為50μm以下。
較佳構成為：於脫模劑附著工序中，在使脫模劑附著到配置玻璃塊的保持用凹部後，在保持用凹部中配置玻璃塊，進而使脫模劑附著到玻璃塊。藉由這樣構成，於用加熱爐使玻璃塊軟化時，玻璃塊之粘度降低、玻璃塊之高度降低且直徑擴大，但玻璃塊上的脫模劑迴繞到玻璃塊與保持用凹部之間，從而脫模劑包入玻璃塊。因此，能於不像專利文獻1(日 本特許第3806288號公報)那樣對玻璃塊之表面進行粗面化加工之情況下起到充分的脫模效果，所以能將缺陷含有層之厚度抑制到最小限度，並縮短其後的磨削及研磨所需的加工時間。
根據本發明，能提供可將得到光學透鏡時的磨削及研磨所需的加工時間縮得極短的研磨用玻璃透鏡胚料。
2‧‧‧研磨用玻璃透鏡胚料
2a‧‧‧缺陷含有層
2b‧‧‧透鏡主體(主體部分)
2c‧‧‧光學透鏡面
2A‧‧‧主表面(壓製成型面)
2B‧‧‧主表面(壓製成型面)
2C‧‧‧側周面
10‧‧‧磨削(CG加工)區域
11a、11b‧‧‧磨削(SM加工)區域
12‧‧‧研磨區域
20‧‧‧玻璃塊
30‧‧‧玻璃塊托盤
32‧‧‧承受部
40‧‧‧熔化玻璃噴嘴
50‧‧‧軟化用盤
52‧‧‧保持用凹部
54a、54b‧‧‧脫模劑噴嘴
60a、60b‧‧‧脫模劑
70‧‧‧模具裝置
72‧‧‧下模
73‧‧‧筒模
74‧‧‧上模
X‧‧‧輸送方向
第1A圖係表示本發明一個實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料之形狀之一例的側視圖。
第1B圖係第1A圖所示的研磨用玻璃透鏡胚料之表面之部分截面、且係示意性示出了要藉由磨削工序及研磨工序去除的部分之概略圖。
第2A圖係表示製造圖1A所示的胚料的工序的流程圖。
第2B圖係表示利用圖1A所示的胚料製造光學透鏡的工序的流程圖。
第3圖係表示第2A圖所示的玻璃塊形成工序的一例的概略圖。
第4圖係表示第2A圖所示的脫模劑塗覆工序的一例的概略圖。
第5圖係表示第2A圖所示的壓製工序的一例的概略圖。
第6圖係表示實施例及比較例的亮點觀察的結果的圖。
以下，根據附圖所示的實施形態說明本發明。又，對圖中相同或相應部分標註相同標號並不再反復其說明。
<研磨用玻璃透鏡胚料>
第1A圖係表示本發明一個實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料之形狀之一例的側視圖。第1B圖係第1A圖所示的研磨用玻璃透鏡胚料之表面之部分截面、且係示意性示出了要藉由磨削工序及研磨工序去除的部分之概略圖。
如第1A圖所示，本發明一個實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2具有作為主表面的大致球面狀之壓製成型面2A、2B。該壓製成型面2A、2B係被轉印上模74及下模72之成型面形狀之面(參照第5圖)。兩面(2A、2B)均為凸形的曲面，但本發明之透鏡胚料之形狀不受特別限定，任意一方或雙方亦可是凹形的曲面或平面。又，研磨用玻璃透鏡胚料2之側周面2C可係於筒模73之內周面被成型的壓製成型面，亦可係不與筒模73抵接的自由表面(參照第5圖)。
該研磨用玻璃透鏡胚料2被實施後述的磨削加工及研磨加工而成為光學透鏡。如第1B圖所示，於本實施形態之透鏡胚料2之主表面(2A、2B)中，缺陷含有層2a之厚度t0為50μm以下、較佳為30μm以下、更佳為20μm以下、進而更佳為15μm以下。於本實施形態中，藉由後述的製造方法製造玻璃透鏡胚料2，因此預想缺陷含有層2a至少具有1μm以上的厚度，與用以往的製造方法得到的缺陷含有層相比，缺陷含有層2a之厚度t0極其薄。
於本實施形態中，缺陷含有層2a與玻璃透鏡胚料2之主體(bulk)部分2b(作為光學透鏡的部分)相比，係具有形成反射光的亮點之缺陷之層。藉由去除該缺陷含有層2a，形 成反射光的亮點的缺陷消失。作為形成反射光的亮點之缺陷之具體例子，例如可列舉由於後述的胚料製造方法中的再加熱工序及壓製工序而產生的晶化部分等。然而，於本實施形態之玻璃透鏡胚料2中，不存在源於切割片的折入部。
關於玻璃透鏡胚料2之尺寸及重量沒有特別制限，但於重量為5克以上、進而更佳為10克以上的研磨用玻璃透鏡胚料之情況下，本發明的作用效果明顯。本發明之研磨用玻璃透鏡胚料特別適於成型中口徑及大口徑的玻璃透鏡。其理由是因為，中口徑及大口徑的玻璃透鏡與小口徑的玻璃透鏡相比，磨削及研磨所需的加工時間較長，根據本發明，能縮短該加工時間，進而能減少材料損耗，因此能進一步發揮本發明的效果。
本實施形態之玻璃透鏡胚料2藉由後述的製造方法，例如一次製造複數個到1000個以上，但其重量偏差為±1.0%以下，根據情況為±0.5%以下。例如，於後述的玻璃塊形成工序中，能藉由提高控制從噴嘴以固定速度流出的熔融玻璃之切斷定時及粘度等的成型裝置之動作精度，減少重量偏差。
此外，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2之主表面(2A、2B)之表面粗糙度(Rz)較佳為8μm以上、更佳為10μm以上、進而更佳為12μm以上、進一步更佳為20μm以上、更進一步更佳為22μm以上、更加進一步更佳為25μm以上。這樣的本實施形態之玻璃透鏡胚料2藉由於主表面(被加工面)具有適度的凹凸，在CG加工等磨削加工時，即便使用磨粒的粒徑比較小的磨具亦能進行良好的加工，能進一步減少其後的加工 工序(磨削及研磨加工)中的加工量及加工時間。
通常，於CG加工等磨削處理中，在加工後的透鏡胚料之表面新產生無數的微小裂紋。越是磨粒之粒徑大的磨具，這樣的微小裂紋越有容易波及到玻璃深部的趨勢，極其深的裂紋難以在後製程(SM加工及研磨加工)中去除。與此相對，於使用磨粒之粒徑比較小的磨具之情況下，藉由磨削加工產生的微小裂紋不會變得極深(例如限於與表面相隔15μm以下)，於後製程中容易去除微小裂紋。
因此，即使從減少加工量及加工時間之觀點出發，能利用磨粒之粒徑比較小的磨具開始CG加工亦較理想。然而，於用粒徑小的磨具進行加工之情況下，被加工面越平滑，越有磨具容易打滑從而無法進行良好加工的趨勢。因此，於用平滑的成型面製作的透鏡胚料之情況下，難以利用粒徑小的磨具開始CG加工，一般在用粒徑大的磨具對錶面進行一次加工後，藉由磨粒之粒徑小的磨具對適度形成有凹凸的加工面進行加工。
與此相對，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料係於被加工面具有上述那樣的適度凹凸之情況，因此能使用粒徑比較小的磨具。即，由於被加工面具有適度的凹凸，即使是粒徑比較小的磨具亦能防止磨具的打滑而開始CG加工。其結果，能減少CG加工中的微小裂紋之影響，能大幅度減少其後工序(磨削及研磨加工)中的加工量及加工時間。
然而，當研磨用玻璃透鏡胚料之表面粗糙度(Rz)過大時，有磨削/研磨加工的加工量及加工時間增加的趨勢。 例如，於對錶面粗糙度(Rz)超過50μm的透鏡胚料進行加工之情況下，如果於最初的磨削加工中使用粒度比較小的磨具(例如# 400~# 800)，則產生磨具的孔眼堵塞而加工無法進展，因此用粒度比較大的磨具(小於# 400)進行磨削。於用粒度大的磨具進行磨削加工時，如後述的有關磨具之粒度與微小裂紋之間的關係之驗證結果那樣，產生伴隨磨削加工的微小裂紋至透鏡胚料的內部深處為止，結果阻礙加工時間之縮短。
因此，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2之主表面(2A、2B)之表面粗糙度(Rz)較佳為50μm以下、更佳為40μm以下、進而更佳為30μm以下。
此外，作為這樣的研磨用玻璃透鏡胚料2之主表面(2A、2B)表面粗糙度(Rz)之較佳範圍，為8μm~50μm、更佳為10μm~50μm、進而更佳為12μm~40μm、進一步更佳為20μm~40μm、更進一步更佳為20μm~35μm。
又，於本實施形態中，表面粗糙度(Rz)係指基於2001年JIS標準B0601的最大高度(與基於1982年JIS標準B0601的Rmax同義)。該Rz係表面凹凸的最低地點與最高地點之差。表面粗糙度(Rz)的測量能用基於JIS標準的方法，藉由公知的測量裝置進行測量。
此外，於本實施形態中，研磨用玻璃透鏡胚料2之主表面(2A、2B)具有適度的凹凸(例如8μm~50μm)、且從主表面向內部側形成有50μm以下厚度的缺陷含有層。缺陷含有層之厚度係對處於研磨用玻璃透鏡胚料2表面之原本的缺陷含有層之厚度加上表面粗糙度(Rz)後的值。
作為本實施形態之玻璃透鏡胚料2之玻璃材料，沒有特別限定，例如採用以下所示的玻璃。
作為於本實施形態中較佳使用的玻璃，可列舉：(1)至少包含P、O及F作為玻璃成分的氟磷酸鹽系玻璃；(2)於玻璃成分中含較多的B2O3、La2O3之硼酸鑭系玻璃；(3)於玻璃成分中含較多的SiO2、TiO2之SiO2-TiO2系玻璃；(4)以P2O5為主要成分而含有由Nb、Ti、Bi及W構成的、易還原成分之磷酸鈮系光學玻璃等。
接著，使用第2A圖~第5圖說明圖1A所示的研磨用玻璃透鏡胚料2之製造方法之具體例子。
第2A圖係表示製造第1A圖所示的胚料之工序之流程圖。第3圖係表示第2A圖所示的玻璃塊形成工序之一例之概略圖。如第2A圖所示，於步驟S1中形成玻璃塊。為了形成玻璃塊，如第3圖所示，從熔化玻璃噴嘴40向形成於玻璃塊托盤30的上表面之凹面狀之承受部32滴下熔融玻璃而於承受部32之內部形成玻璃塊20。
托盤30預先加熱到預定溫度。作為托盤30的溫度，例如為250~500℃。此外，噴嘴40溫度控製成預定溫度。作為噴嘴40之溫度，還基於玻璃的材料，但例如為700~1200℃，從噴嘴滴下的玻璃的粘性處於2~30dPa‧s之範圍。
作為玻璃塊20的形狀之例子，可列舉球狀或其近似形狀、扁平的旋轉橢圓形狀、雙凸曲面形狀、單凸片凹曲面形狀等，但沒有特別限定。
又，作為玻璃塊形成工序的成型模之承受部32之 表面粗糙度例如可設Rmax為10~50μm，但沒有特別限定。這裡，Rmax係指基於1982年JIS標準B0601的最大高度，上述Rz與Rmax同義。
能藉由將玻璃塊形成工序的熔融玻璃設為上述預定的粘性，以高生產率製造重量偏差小的、複數個玻璃塊。能藉由將熔融玻璃之粘度設為上述範圍，容易地進行下降切斷。下降切斷法係指如下方法：於使玻璃塊托盤30上昇從而接近噴嘴40之狀態下，承接從噴嘴40流出的熔融玻璃之前端部，接著在預定的定時使托盤30以比熔融玻璃的流下速度快的速度急速下降，從噴嘴40分離出預定重量的熔融玻璃並由托盤30收取。根據這樣的切斷方法，即使不使用切斷刀亦能由托盤30接收預定重量的熔融玻璃。又，可在由托盤30承接熔融玻璃後，直接進行冷卻，亦可在使熔融玻璃浮起或大致浮起的狀態下對其進行冷卻。
冷卻後的玻璃塊20變為低於玻璃轉變溫度Tg之溫度，在移動到取出位置後，從托盤30被取出。由此，能以1分鐘15個以上的生產率製作例如5g的玻璃塊20。
於玻璃塊形成工序中，根據熔融玻璃的粘性及切斷條件對熔融玻璃進行重量管理較佳。能藉由控制熔融玻璃之粘性，確定熔融玻璃之流出速度，藉由確定熔融玻璃之切斷條件(切斷速度、切斷之定時(間隔)、切斷方法(自然滴下、強制切斷(下降切斷等)、下降切斷之下降速度))確定切斷量。因此，能抑制提供到托盤30之熔融玻璃之重量偏差。於本實施形態中，重量偏差可設為±1%以內、較佳為±0.5%以內。
此外，於玻璃塊形成工序中，依序由加熱到預定溫度且連續供給的玻璃塊成型用之托盤30收取連續供給的熔融玻璃，並對其進行成型而形成玻璃塊，由此能以高生產率製造玻璃塊20。尤其是，如果將複數個玻璃塊成型用的托盤30連續供給到噴嘴之下方來製造玻璃塊20，則其效果變得顯著。
並且於本實施形態中，為了能對熔融玻璃進行下降切斷，可與噴嘴40接近及遠離的方式對玻璃塊成型用的托盤30進行驅動控制。能藉由這樣進行控制，容易地控制切斷量。並且，能利用熔融玻璃之粘性管理確定熔融玻璃之流出速度，並且能藉由控制下降切斷的條件確定切斷量，因此能抑制玻璃塊之重量偏差。並且於本實施形態中，不使用切斷刀地形成玻璃塊20，因此於玻璃塊之表面不會留有切斷時的痕跡(切斷標記，shear mark)。
此外，能藉由熔融玻璃之粘性及托盤30之進給速度等的控制抑制玻璃塊之重量偏差。即，能藉由控制熔融玻璃之粘性，確定從噴嘴流出的熔融玻璃之流出速度，能藉由控制托盤30之進給速度，確定熔融玻璃之切斷量。
又，作為熔融玻璃之切斷方法，不限於上述那樣的下降切斷法，能採用自然滴下法或使用了切斷刀的切斷方法。
於本實施形態中，考慮在下一工序中分配最終透鏡產品之研磨工序，於由玻璃塊形成工序得到的玻璃塊中，可於表面具有能用研磨工序去除的條紋、波筋等缺陷。
如第2A圖所示，於形成玻璃塊的步驟S1後，在步 驟S2中，進行脫模劑塗覆(附著)工序。於該脫模劑塗覆(附著)工序中，為了在後述的再加熱工序中防止使玻璃塊軟化而使用的軟化用盤與玻璃之熱粘，在兩者之間介在脫模劑。第4圖係表示第2A圖所示的脫模劑塗覆(附著)工序的一例的概略圖。如第4圖所示，於脫模劑塗覆(附著)工序中，沿著形成有複數個保持用凹部52之軟化用盤50之輸送方向X輸送脫模劑，沿著輸送方向X在第一位置處，將脫模劑從第一脫模劑噴嘴54a朝向空的保持用凹部52進行噴霧並用脫模劑60a鋪滿保持用凹部52之凹面整體。又，軟化用盤50可由具有耐熱性的陶瓷、金屬、磚等構成。此外，脫模劑60a、60b防止軟化用盤50與玻璃之熱粘。
脫模劑60a以從保持用凹部52之凹面超出的方式被塗覆較佳。脫模劑60a之塗覆量(塗覆密度)沒有特別限定。
作為脫模劑60a，採用氮化硼、氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂等的粉末狀脫模劑，脫模劑之平均粒徑沒有特別限定，但較佳為1~20μm。被鋪滿脫模劑60a之保持用凹部52於輸送方向X上被輸送，在第一脫模劑噴嘴54a與第二脫模劑噴嘴54b之間，向所塗覆的脫模劑60a上供給玻璃塊20。
然後，於存在第二脫模劑噴嘴54b之第二位置處，從噴嘴54b朝向玻璃塊20之上表面整體噴霧來塗覆(附著)脫模劑60b。脫模劑60b與上述脫模劑60b相同較佳，但可為不同種類之脫模劑，亦可為不同平均粒徑之脫模劑。從該噴嘴54b之脫模劑之塗覆量與從噴嘴54a之脫模劑之塗覆量相同較佳，但亦可不同。又，於向軟化用盤50之保持用凹部52塗覆(附著) 脫模劑60a後的情況下，可省略向供給到保持用凹部52之玻璃塊20塗覆(附著)脫模劑60b之工序。
如第2A圖所示，於接著步驟S2的步驟S3中，進行再加熱工序。在再加熱工序中，第4圖所示的載置了塗覆有脫模劑60a、60b之玻璃塊20之軟化用盤50沿著輸送方向X被送入到省略了圖示的加熱爐內。於加熱爐之內部對玻璃塊20再加熱。
於加熱爐中，塗覆有脫模劑之玻璃塊20被加熱到構成玻璃塊20之玻璃材料之軟化點以上的溫度。例如於設定為500~1000℃之溫度之加熱爐內進行加熱。藉由該再加熱，玻璃塊20軟化，其粘度較佳為104~106dPa‧s。又，再加熱工序可於大氣環境下進行。
於本實施形態中，在用加熱爐使玻璃塊20軟化時，玻璃塊20之粘度降低、玻璃塊20之高度降低且直徑擴大，但玻璃塊20上的脫模劑60b迴繞到玻璃塊20與保持用凹部52之間，與以往相比用較少的脫模劑60a、60b包入玻璃塊20，因此能於不對玻璃塊之表面進行粗面化加工之情況下起到充分的脫模效果。
即，於本實施形態中，較佳為在從得到玻璃塊到對該玻璃塊進行壓製成型的工序中，不包括對玻璃塊之表面進行粗面化處理之工序(滾磨工序等)。並且，於本實施形態中，較佳為在從得到玻璃塊20到對該玻璃塊20進行壓製成型的工序中，不包括對玻璃塊進行磨削或研磨的工序。
如第2A圖所示，於接著步驟S3的步驟S4中，進行 壓製工序。第5圖係表示第2A圖所示的壓製工序的一例的概略圖。於壓製工序中，藉由第5圖所示的模具裝置70將玻璃塊20壓製成型。玻璃塊20於再加熱工序中軟化成了預定粘度(104~106dPa‧s)之狀態下，於第5圖所示的壓製裝置70之筒模73之內部被移至下模72之上方。預先對上模74及下模72塗覆有脫模劑。
此外，上模74及下模72被預先加熱到了400~800℃。在對下模72提供玻璃塊20後，上模74與下模72相對接近，從而將玻璃塊20夾入到上模74與下模72之間進行壓製加工。又，壓製成型可於大氣環境下進行。
壓製成型將玻璃塊20再加熱(軟化)到藉由上述再加熱設定的粘性來實行，因此能基於模具的形狀製造出接近最終玻璃產品之形狀。藉由該壓製工序得到第1A圖所示的研磨用玻璃透鏡胚料2。
又，壓製工序中的每單位面積之壓製負荷(以下簡稱作“壓製負荷”)根據玻璃塊之組成及外徑、或玻璃透鏡胚料2之目標形狀等而不同，但5~17MPa(51~173kgf/cm2)較理想。如果壓製負荷不處於上述範圍，則成型後的玻璃透鏡胚料2之形狀精度有時會劣化。於本實施形態中，玻璃透鏡胚料2之形狀精度係指曲率半徑及中心壁厚之精度。
又，於第5圖中圖示了單個模具裝置70，但實際上模具裝置70有複數個，並且成型面的形狀不限於圖示的例子，可採用與雙凸透鏡、雙凹面透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡、凸彎月形透鏡、凹彎月形透鏡之各個形狀等對應的形狀。
此外，壓製成型在比較高溫下進行，因此為了防止玻璃塊20與模72、74之熱粘，於下模72及/或上模74之成型面塗覆(附著)上述脫模劑較理想。
此外，於對本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2進行壓製成型時使用之成型模中，下模72及上模74中之至少任意一方之成型面較佳為表面粗糙度(Rz)超過10μm、更佳為12μm以上、進而更佳為20μm以上。此外，進一步更佳為下模72及上模74之雙方之成型面都具有超過10μm的表面粗糙度(Rz)。
藉由利用這樣的成型模(成型面具有適度凹凸的成型模)對軟化後的玻璃塊20進行壓製成型，還向壓製成型後的研磨用玻璃透鏡胚料2之表面轉印與成型面之表面粗糙度近似的表面粗糙度。即，根據上述那樣的成型模，能得到於主表面具有適度凹凸(較佳為8μm以上的表面粗糙度(Rz))之研磨用玻璃透鏡胚料。
又，於這樣的本實施形態中，該等成型面之表面粗糙度(Rz)之上限沒有特別限定，但較佳為50μm以下、更佳為40μm以下、進而更佳為35μm以下、進一步更佳為30μm以下。並且，成型面之表面粗糙度(Rz)之較佳範圍為超過10μm~50μm、更佳為12μm~40μm、進而更佳為20μm~40μm、進一步更佳為20μm~35μm。
此外，這樣的成型面具有適度凹凸的成型模可藉由各種方法準備。例如可列舉如下方法等：在至少具有上模及下模之成型模中，藉由噴射(blast)加工、反向蝕刻加工、使用了切削工具的機械加工等將與成型面對應的上模及/或下模 之基材表面粗面化；以及於基材表面上形成覆膜，以覆膜表面具有適度凹凸的方式進行加工。
此外，於成型模之基材表面形成覆膜之情況下，能根據構成覆膜的材料適當選擇塗覆法、蒸鍍法或鍍覆法等，能藉由該等方法形成具有預定的膜厚及表面粗糙度之覆膜。此外，覆膜之表面可用預先成為適度凹凸的方式形成膜，亦可暫時形成平滑表面之膜，然後藉由噴射加工及反向蝕刻加工等加工成具有適度凹凸的成型面。
並且，作為這樣的覆膜，例如較佳為將氧化物陶瓷作為主要成分的膜(氧化物陶瓷膜)。作為氧化物陶瓷，例如可列舉從由二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鎂及氧化鈣構成的組中選擇的至少一種。其中從耐久性之觀點出發較佳為二氧化硅。又，氧化物陶瓷可僅使用1種，亦可組合使用兩種以上。
<光學透鏡>
本實施形態之光學透鏡(以下有時簡單稱作“透鏡”。)藉由對由本實施形態得到的研磨用玻璃透鏡胚料(以下有時簡單稱作“透鏡胚料”。)進行磨削及研磨而形成。
以下，參照第1B圖及第2B圖說明第1A圖所示的透鏡胚料2之磨削及研磨工序，但本發明不受以下實施形態的任何限定，能在本發明之目的範圍內適當施加變更進行實施。
於第2B圖所示的步驟S10中，首先使用曲線產生器(Curve Generator)進行第1A圖所示的透鏡胚料2之主表面之球面磨削工序(CG加工)。又，CG加工區域10之厚度沒有特 別限定，但較佳為50~200μm。CG加工所需的加工時間沒有特別限定，但為40~90秒左右。
如第1B圖所示，於CG加工中，磨削透鏡胚料2之主面之表面中的包括缺陷含有層2a之CG加工區域10(CG加工量)。CG加工例如使用具有由金剛石粒子構成的磨粒之粒徑為20~60μm(用粒度表示為# 800~# 400)之磨粒部之磨具，在供給磨削液的同時進行磨削。
藉由這樣的CG加工，將透鏡胚料2之主表面成型為與具有預定曲率之球面接近的形狀。
此外，在這樣的CG加工中，還進行形成於透鏡胚料的主表面之表面缺陷的去除。通常，於形成於透鏡胚料主表面之表面缺陷波及到深部(即主表面中的缺陷含有層較厚)之情況下，需以在磨削/研磨後的透鏡中不會留有表面缺陷之方式於CG加工的階段比較大量地削除主表面。
本實施形態之透鏡胚料2，形成於主表面2A之缺陷含有層2a之厚度較小，為50μm以下(主表面2B中亦相同)，因此在CG加工之階段，不需大量除掉主表面(即不需去除缺陷含有層之大部分)。即，即使大幅度減少CG加工之加工量(甚至省去CG加工)，亦能藉由其後的磨削/研磨之工序，充分去除形成於主表面之表面缺陷。
於這樣的本實施形態之透鏡胚料2中，能使用粒度比較細的磨具作為CG加工用磨具。通常，於粒度細的磨具中，難以一次進行大量的加工，因此在目標加工量較多的情況下無法進行處理。然而，本實施形態之透鏡胚料2在CG加工中能減 少目標加工量，因此即使是粒度比較細的磨具亦能完成CG加工。
此外，於本實施形態之透鏡胚料2中，能用粒度比較細的磨具進行CG加工，因此能防止由於CG加工而產生的微小裂紋波及到玻璃之深部。
於使用粒度比較細的磨具之情況下，可一次進行加工的量較少，但藉由加工產生的微小裂紋不會變得極深(例如限於與表面相隔15μm以下)，能在後製程中充分去除微小裂紋。
接著，如第2B圖所示，於步驟S11中，進行基於精磨削工序的平滑加工(SM加工)。SM加工可是一階段的加工，但亦可是多階段的加工。於第1B圖所示的例子中，改變條件進行兩次SM加工。即，在第一次SM加工中，藉由加工去除第1B圖所示的第一SM加工區域11a(SM加工量)，在第二次SM加工中，藉由加工去除第二SM加工區域11b。
此外，於本實施形態中，在該等SM加工中，進行不使用金屬粘結劑的磨具而僅使用樹脂粘結劑磨具的加工較佳。由此，於本實施形態中，能將在SM加工時產生於透鏡胚料之表面之微小裂紋的深度抑制得極淺。
通常，與CG加工同樣，在SM加工中，亦由於磨具之基底部或磨粒部與透鏡胚料接觸，在所加工的透鏡胚料之表面新產生無數的微小裂紋。特別是於使用金屬粘結劑磨具之情況下，在SM加工時，由於磨具的金屬基底部與透鏡胚料接觸，於透鏡胚料的表面產生幾十微米(例如30~40μm)之微小裂紋。
與此相對，於使用樹脂粘結劑磨具之情況下，與金屬粘結劑磨具相比，磨具之基底部分與透鏡胚料之接觸引起的衝擊被大大減少，因此能將在SM加工時產生的微小裂紋之深度限制到幾微米以下(例如5μm以下)。
由此，於不使用金屬粘結劑磨具而僅使用樹脂粘結劑磨具之本實施形態中，能大幅度減少由於SM加工而產生的微小裂紋之深度。作為這樣的樹脂粘結劑磨具，使用由金剛石粒子構成的磨粒之粒徑為8~20μm(用粒度表示為# 2500~# 1200)之磨具較佳。此外，於本實施形態中，在第二SM加工中使用的磨具之粗糙度比在第一SM加工中使用的磨具之粗糙度細。
並且，於本實施形態中，在第二SM加工時使用比較細粒度之樹脂粘結劑磨具，因此與使用粒度較大的磨具之情況相比，能進一步減少所產生的微小裂紋之深度。根據這樣的本實施形態，能將後製程(研磨加工)之加工量設為10μm以下。
對經過CG加工後的透鏡胚料進行的SM加工所需的加工時間沒有特別限定，但共計為30~120秒左右。SM加工區域11a、11b之厚度(SM加工量)沒有特別限定，但共計較佳為10~50μm，於本實施形態中，第一SM加工區域11a之厚度比第二SM加工區域11b之厚度厚，但亦可相同或比其短。
又，在進行SM加工時，將每一階段之加工量設為30μm以下較佳。藉由這樣抑制每一階段之SM加工量，不僅能縮短SM加工還能縮短研磨加工之時間。而且能使得加工後的透鏡之形狀精度良好。於本實施形態中，光學透鏡之形狀精度 是指曲率半徑及中心壁厚之精度。
接著，如第2B圖所示，在步驟S12中，進行研磨加工。於研磨工序中，用包含5μm以下粒徑之研磨磨粒之研磨液對錶面進行研磨，對第1B圖所示的研磨區域12(研磨量)進行研磨。研磨區域12之厚度較佳為3~10μm，加工時間為2~10分鐘左右。藉由該研磨工序形成光學透鏡主體2b之光學透鏡面2c(主表面)。
最後，於第2B圖所示的步驟S13中進行定心工序，但根據情況亦可省略定心工序。於定心工序中，例如進行以下加工：用一對透鏡保持架夾持光學透鏡主體2b進行定心，在使透鏡主體2b繞其中心線旋轉的同時，用金剛石磨具等將透鏡主體2b之側周面磨削成正圓形。
於此之前以第2B圖所示的磨削及研磨工序為例進行了說明，但使用了本實施形態之透鏡胚料2之光學透鏡之製造工序不限於這樣的工序，能用各種工序進行。
例如於本實施形態之透鏡胚料2中，還能不進行第2B圖所示的步驟S10之CG加工。即，還能從第2B圖所示的步驟S11的SM加工起開始透鏡胚料2的加工。
如上所述，本實施形態之透鏡胚料2的形成於主表面2A之缺陷含有層2a之厚度較小，為50μm以下(主表面2B中亦相同)，需藉由磨削/研磨加工去除的主表面之厚度原本就較小。在這樣的本實施形態之透鏡胚料2中，不需為了去除缺陷含有層而進行大量的加工，能僅用SM加工後的加工處理充分去除表面缺陷層。
又，該情況下，在SM加工時可使用金屬粘結劑磨具。又，於使用了金屬粘結劑磨具之情況下，雖然存在上述那樣的微小裂紋變深的問題，但與樹脂粘結劑磨具相比於能較多設定加工量之方面比較有效。
由此能得到雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡、凸彎月形透鏡、凹彎月形透鏡等各種光學透鏡。又，第2B圖所示的工序與第2A圖所示的工序可於分開的場所進行。
藉由本實施形態之製造方法得到的透鏡胚料2之缺陷含有層2a之厚度為50μm以下。因此，針對該透鏡胚料2，能將得到光學透鏡時的磨削及研磨所需的加工時間縮到極短。
因此，例如與以往的藉由切割片施工方法得到的透鏡胚料相比，於本實施形態之透鏡胚料2中，能將得到光學透鏡時的磨削及研磨所需的加工時間縮短為大致一半以下。此外，於本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2中，與藉由專利文獻1(日本特許第3806288號公報)所示的方法得到的透鏡胚料相比，能將得到光學透鏡時的磨削及研磨所需的加工時間縮短為大致一半以下。
此外，於本實施形態之透鏡胚料2中，缺陷含有層2a之厚度為50μm以下，因此能將得到光學透鏡時的磨削加工及研磨加工時的磨削屑及研磨屑抑制到所需最小限度，亦不會有材料之浪費。而且，由於加工量較少，因此光學透鏡之形狀精度亦提高。
此外，可根據使用目的，對所得到的透鏡之光學 功能面塗佈反射防止膜、全反射膜等。
本發明不限於上述實施形態，能於本發明之範圍內進行各種改變。
例如於上述本實施形態中，在利用本發明之研磨用玻璃透鏡胚料製作光學透鏡時，在CG加工後的SM加工中，例示了不使用金屬粘結劑磨具較佳的方式，但在CG加工後的SM加工中使用金屬粘結劑磨具亦無妨。即，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料還能適用現有的光學透鏡之各種製造工序及條件。
實施例
以下根據詳細的實施例對本發明進一步進行說明，但本發明不限於該等實施例。
(實施例1)
將以成為預定組成的方式對原材料進行配製、熔化而得到的氟磷酸鹽系之熔融玻璃從鉑合金製的流出管以恆定速度連續流下，並使用玻璃塊成型用的成型模連續不斷地承接流下的玻璃，從而連續成型出玻璃塊。在玻璃之溫度降低到玻璃轉變溫度以下的時刻從成型模取出玻璃塊，從而製作出玻璃塊。
接著，對在再加熱工序中使用的再加熱用裝置之軟化用托盤50塗覆脫模劑。
然後，不對所得到的玻璃塊(直徑大約25mm、厚度大約5mm、重量大約15g)實施滾磨等預備工序(即，維持玻璃塊之表面狀態)，並供給到塗覆有脫模劑(氮化硼)之托盤50上。將供給到托盤50上的玻璃塊與托盤50一起投入到被設 定為500~750℃之加熱爐，並於大氣環境下進行了再加熱。再加熱後的玻璃胚料軟化到大約105dPa‧s之粘度。
接著，用壓製成型用的成型模於大氣環境下對藉由再加熱而軟化後的玻璃塊進行壓製成型，從而製作出100個雙面凸形之透鏡胚料A(直徑40mm、厚度3mm、重量15g)。
又，對成型模的成型面預先塗覆脫模劑，並使用加熱到500℃的溫度之成型模以8~8.5MPa(81~87kgf/cm2)之壓製負荷進行了壓製成型。
此外，作為成型模，使用了在成型面形成塗層劑(以二氧化硅為主要成分的氧化物陶瓷)膜後的成型模。此時的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)為13~20μm，由此得到的透鏡胚料A之表面粗糙度(Rz)為12~30μm。又，成型面之表面凹凸伴隨反復進行壓製工序而逐漸磨耗，由此成型面之表面粗糙度(Rz)產生了偏差。
此處，使用三豐公司製造(MITUTOYO社製)的表面粗糙度測量儀(FORMTRACER)CS3000，基於JIS標準B0601進行了各表面粗糙度(Rz)的測量。此外，各表面粗糙度是於製作預定數量(100個)的透鏡胚料的過程中產生的、包含偏差的數值範圍。
(比較例1)
於比較例1中，對用與實施例1相同的方法成型之玻璃塊(直徑大約25mm、厚度大約6mm、重量大約18g)實施滾磨，使玻璃塊的表面粗糙而使得容易塗覆脫模劑，並且重量調整成與透鏡胚料的目標重量相等。又，於該工序中，充分實施退火 處理後的玻璃不會破損。此外，經過這樣的預備工序(滾磨)後的玻璃塊之表面為粗糙面。
這裡，滾磨係向研磨容器中與玻璃塊一起放入粒子狀的研磨劑、化合物(compound)及水，並藉由使研磨容器旋轉/上下運動而進行研磨的方法，藉由公知的滾磨法進行。
接著，在實施滾磨後的玻璃塊之表面塗上粉末狀之脫模劑(氮化硼)，將其配置到軟化用托盤50上，並於加熱爐中進行了再加熱。在該再加熱工序以後，藉由與實施例1相同的方法製作出了100個透鏡胚料B。
於比較例1中，藉由與實施例1相同的方法從鉑合金製的流出管將熔化後的熔融玻璃連續供給到一個側面開口的鑄模，進行冷卻從而成型出具有固定寬度及厚度之板狀玻璃。在該成型的過程中，板狀玻璃經過熔融玻璃的轉變溫度(Tg)的或稍高於Tg溫度之退火爐內而被進行了退火處理。
然後，將退火處理後的玻璃板切斷為固定尺寸(15mm×15mm×15mm、重量23g)而得到了100個被稱作切割片的玻璃片。進而，對切割片實施滾磨來修正邊緣，並且重量調整成與透鏡胚料的目標重量相等。於該工序中，充分實施退火處理後的玻璃不會破損。又，滾磨之條件與針對上述玻璃塊的滾磨相同。
經過這樣的預備工序(滾磨)後的切割片之表面為粗糙面。接著，在該切割片之表面塗上粉末狀的脫模劑(氮化硼)，將其配置到軟化用托盤50上，並於加熱爐中進行了再加熱。在該再加熱工序以後，藉由與實施例1相同的方法製作 出了100個透鏡胚料C。
接著，對所得到的透鏡胚料A~C進行了以下的評價。
(評價1；缺陷含有層之存在區域確認)
藉由以下的方法確認了透鏡胚料A~C之主表面中的缺陷含有層之存在。
首先，分別各準備25個得到的透鏡胚料A~C，並從各透鏡胚料的主表面起對透鏡胚料的表面進行了研磨，直到深度50μm、80μm及100μm為止。
於評價1中進行的研磨係用於確認透鏡胚料的主表面中的缺陷含有層之厚度的研磨。因此，忽視最終透鏡形狀，僅用研磨加工對透鏡胚料之表面進行了階段性研磨。又，後述的評價2中的磨削/研磨係製成光學透鏡形狀的磨削/研磨，與本評價中的研磨處理不同。
對從透鏡胚料之主表面起研磨加工至預定深度為止的、已表面加工的透鏡胚料(各25點)照射氬氣燈，並進行了亮點觀察。第6圖示出結果。
第6圖係表示實施例的亮點觀察結果的圖。通常，缺陷含有層之厚度按照每個透鏡胚料而存在一些偏差。因此，在對複數個透鏡胚料從主表面起研磨加工至相同深度為止時，於缺陷含有層之厚度比較厚之透鏡胚料中無法充分地完全去除缺陷含有層，有時會在研磨後的透鏡中殘留缺陷含有層。這樣的殘留於加工後的透鏡之缺陷含有層使光散射，因此成為亮點的原因。因此，將加工後的透鏡中的觀察不到亮點之透鏡 設為良品，併計算出透鏡胚料之良品率。於本實施例中，將良品率100%設為良好。表1示出結果。
如表1所示，本發明之透鏡胚料A於表面加工量為距離透鏡胚料之主表面為深度50μm時已經成為了良品率100%。因此，不進行距離透鏡胚料之主表面為深度80μm及100um之表面加工量時的研磨。
如表1及第6(a)圖所示，於本發明之透鏡胚料A中，已經藉由表面加工量50μm之研磨使良品率成為100%，不存在觀察到亮點的試樣。即，本發明之透鏡胚料A能藉由從透鏡胚料之主表面起至少研磨深度50μm，從其表面中完全去除缺陷含有層。
根據這樣的結果，確認出透鏡胚料A即使包含每個透鏡胚料的偏差，形成於透鏡胚料之主表面之缺陷含有層之厚度亦為50μm以下。
另一方面，如第6圖(b)所示，於與本發明之比較例相應的透鏡胚料B中，在表面加工量50μm之研磨時，良品率為0%，對於所有試樣於圓內的區域中集中觀察到亮點。即，透鏡胚料B無法藉由距離透鏡胚料之主表面為深度50μm左右的研磨從其表面中完全去除缺陷含有層。
根據這樣的結果，確認出透鏡胚料B即使包含透鏡胚料個體之偏差，形成於透鏡胚料之主表面之缺陷含有層的厚度亦至少超過50μm。
又，對於透鏡胚料B確認出，當從其主表面起研磨至深度80μm、並進而研磨至100μm時，良品率提高。
此外，對於與本發明之比較例相應的透鏡胚料C，亦確認出與透鏡胚料B相同的趨勢。
(評價2；去除量之確認)
藉由以下的方法對透鏡胚料A~C進行了去除量之確認。
首先，分別各準備20個得到的透鏡胚料A~C，並將各透鏡胚料之中心部處的去除量設為50μm、80μm、100μm、150μm、 200μm、300μm及500μm進行了磨削/研磨。
此外，本評價中的去除量係指在利用透鏡胚料製作光學透鏡時，在磨削/研磨之整個工序中損失的透鏡胚料表面之削除量。又，將去除量的觀測點設為了透鏡胚料(研磨後的光學透鏡)之中心部。
此外，在評價2中進行的磨削/研磨係製成光學透鏡形狀的磨削/研磨，因此條件與為了符合透鏡胚料之表面形狀而進行研磨之評價1不同。
向以成為預定去除量的方式對透鏡胚料進行加工而得到的光學透鏡(各20個)照射氬氣燈，並進行了亮點觀察。於缺陷含有層殘留處，光散射而成為亮點。這樣的亮點使得光學透鏡不合格，因此將沒有亮點的光學透鏡設為良品，併計算出良品率。於本實施例中，將良品率100%設為良好。表2示出結果。
【表2】
如在上述評價1中確認出那樣，本發明之透鏡胚料A的形成於主表面之缺陷含有層之厚度非常薄，為50μm以下。因此，如果使用這樣的透鏡胚料A製作光學透鏡，則能在形成透鏡形狀的同時大幅度減少為了去除缺陷含有層而設定的去除量。
如表2所示，在使用本發明之透鏡胚料A製作出光學透鏡時，即使於將透鏡胚料之中心部處的去除量設定為了150μm之情況下，亦能確認出在透鏡整面中充分去除缺陷含有 層，從而良品率成為100%。
另一方面，對於與本發明之比較例相應的透鏡胚料B及透鏡胚料C，形成於主表面之缺陷含有層之厚度超過50μm(參照評價1)。因此，於使用這樣的透鏡胚料B及C製作出光學透鏡之情況下，需將去除量設定得較大，以完全去除缺陷含有層。
即，如表2所示，確認出在使用與本發明之比較例相應的透鏡胚料B及透鏡胚料C製作出光學透鏡之情況下，為了在基於每個透鏡胚料之偏差，為了完全去除透鏡整面的缺陷含有層，需將去除量設定為500μm以上。
又，本發明之透鏡胚料A於去除量50μm之情況下，良品率為50%。這意味著即使用去除量50μm加工透鏡胚料A，亦於50%的試樣中尚未完全去除缺陷含有層。然而，根據該情況，亦無法做出缺陷含有層之厚度超過50μm之評價，並與評價1之間亦不存在矛盾。
即，評價1中的加工量與評價2中的去除量進行評價之範圍不同。即，評價1中的加工量評價透鏡胚料之主表面中的缺陷含有層之厚度自身，與此相對，在評價2中，評價製作光學透鏡時的去除量。
因此，對於評價2的去除量，不單純地僅根據形成於透鏡胚料之主表面之缺陷含有層之厚度確定，還需考慮透鏡胚料表面的起伏等其他因素之影響。
(評價3；磨削/研磨之條件確認)
對於透鏡胚料A~C，進行了到製作出光學透鏡為止的透 鏡胚料之磨削/研磨之條件確認。具體而言，作為到製作出光學透鏡為止的磨削/研磨，確認了進行CG加工(球面磨削)、SM加工(平滑加工。又根據需為複數個階段)及PO加工(研磨加工)時的各工序之最佳加工條件。表3示出結果。
【表3】
於各工序中使用的工具、各工序之加工量及加工時間如表3所示。
本發明之透鏡胚料A的、形成於主表面之缺陷含有層之厚度比較薄，為50μm以下，因此於使用透鏡胚料A製作光學透鏡之情況下，能大幅度減少去除缺陷含有層所需的去除量(參照評價2)。
因此，於使用透鏡胚料A之情況下，能減少透鏡胚料之磨削量，因此即使用粒度比較細的# 600(平均粒度為大約30μm)之磨具進行CG加工，亦不會導致磨削時間之顯著延長。此外，藉由這樣使用粒度細的磨具進行磨削，能有效防止於透鏡表面產生的微小裂紋伴隨磨削而向深度方向發展(源於磨削的加工損傷層的擴展)，從而能比較良好地維持CG加工後的透鏡表面。
其結果，於使用本發明之透鏡胚料A之情況下，處於CG加工後的透鏡表面的、源於磨削的加工損傷層較少，因此即使在接下來進行的SM加工中使用# 2500的樹脂制研磨工具(樹脂粘結劑磨具。例如阿爾法金剛石工業株式會社制(ALPHA DIAMOND工業株式會社製))，亦能充分去除源於磨削的加工損傷層。其結果，能於不進行進一步的SM加工的情況下轉移到作為最終工序的研磨加工(PO加工)。並且，使用了粒度細的#2500(平均粒度為大約8μm)的樹脂粘結劑磨具，因此能良好保持SM加工後的表面狀態，且大幅度減少PO加工的加工時間。
另一方面，本發明之比較例之透鏡胚料B及C的形 成於主表面之缺陷含有層之厚度較厚，超過50μm，於使用該等透鏡胚料B及C製作光學透鏡之情況下，需完全去除缺陷含有層，且需將提高良品率所需的去除量設定得較大(參照評價2)。
因此，於需較多設定去除量的透鏡胚料B及C中，導致磨削時間之顯著延長，並且由於孔眼堵塞而無法進行磨削，因此難以用粒度細的# 600的磨具進行CG加工。因此，為了增加每加工時間的磨削量，亦需利用# 230(平均粒度為大約70μm)那樣的粒度粗的磨具開始CG加工。然而，由於使用粒度粗的磨具，因此無法避免於透鏡表面產生的微小裂紋伴隨磨削而向深度方向發展，源於磨削的缺陷層有增大的趨勢。
為了在其後的工序中去除這樣的源於磨削的加工損傷層，在接下來的SM加工中，亦需增加磨削量，且需多次SM加工。並且，由於導致加工時間之顯著延長，因此還難以開始利用對透鏡胚料A使用那樣的粒度細的樹脂粘結劑磨具(# 2500)的SM加工。
因此，在SM加工中，亦無法使用粒度極細的磨具，與使用了本發明之透鏡胚料A之情況相比，SM加工後的透鏡表面狀態劣化。因此，在作為最終工序的研磨加工中，亦需將加工量及加工時間設定得比使用本發明之透鏡胚料A之情況長。
如以上所說明那樣，確認出對於本發明之透鏡胚料A、與本發明之比較例相應的透鏡胚料B及C，在透鏡的形成工序中，適當的工具、加工量及加工時間產生差異。尤其如表3所示，確認出在使用本發明之透鏡胚料A之情況下，經過磨削 /研磨的整個工序，加工量及加工時間與使用透鏡胚料B及C之情況相比被大幅度減少。
(綜合評價)
如以上所說明那樣，本發明之透鏡胚料A的、形成於主表面之缺陷含有層之厚度為50μm以下。當使用這樣的透鏡胚料A製作光學玻璃時，即使於大幅度減少了去除量之情況下，亦能實現較高的良品率。並且，能大幅度減少去除量，因此在CG加工中能使用粒度比較細的磨具(# 600)。其結果，接下來的SM加工能用粒度細的樹脂粘結劑磨具(# 2500)進行充分的加工，還能減少最終工序的加工量及加工時間。特別於使用了本發明之透鏡胚料A之情況下，經過磨削/研磨的整個工序，能大幅度減少加工量及加工時間，因此能提高生產率。
(實施例2)
實施例2除了替代氟磷酸鹽系玻璃而使用硼酸鑭系玻璃作為透鏡用玻璃材料以外，以與實施例1相同的方法準備了透鏡胚料D。又，硼酸鑭系玻璃與氟磷酸系玻璃相比，係玻璃材質較硬的材料。
(比較例3)
比較例3除了替代氟磷酸鹽系玻璃而使用硼酸鑭系玻璃作為透鏡用玻璃材料以外，以與比較例1相同的方法準備了透鏡胚料E。又，硼酸鑭系玻璃與氟磷酸系玻璃相比，係玻璃材質較硬的材料。
(比較例4)
比較例4除了替代氟磷酸鹽系玻璃而使用硼酸鑭系玻璃作為透鏡用玻璃材料以外，以與比較例2相同的方法準備了透鏡胚料F。又，硼酸鑭系玻璃與氟磷酸系玻璃相比，係玻璃材質較硬的材料。
對所得到的透鏡胚料D~F，與實施例1同樣地進行了評價1~3。特別於表4中示出評價2(去除量的確認)之結果。又，各評價使用20個透鏡胚料求出了良品率。
【表4】
確認出不論玻璃組成(以及玻璃的硬度等性質)差異如何，對透鏡胚料D~F進行評價1~3後的結果都成為相同的結果。
即，本發明之透鏡胚料D的形成於主表面之缺陷含有層之厚度為50μm以下，當使用這樣的透鏡胚料D製作光學玻璃時，即使於大幅度減少了去除量之情況下，亦能實現較高的良品率。
並且，能大幅度減少去除量，因此在CG加工中能使用粒度比較細的磨具(例如# 400~# 800)。其結果，接下來的SM加工能用粒度細的樹脂粘結劑磨具(例如# 1500~# 2500)進行充分的加工，還能減少最終工序的加工量及加工時間。特別於使用了本發明之透鏡胚料D之情況下，經過磨削/研磨的整個工序，能大幅度減少加工量及加工時間，因此能提高生產率。
(實施例3~5)
在實施例3~5中，除了如表5所示那樣對構成透鏡胚料之玻璃材料、及到製作出光學透鏡為止的透鏡胚料的磨削/研磨之條件進行了變更以外，以與實施例1相同的方法製作出各個透鏡胚料，並進行了評價3(磨削/研磨之條件確認)。
又，於實施例3中使用的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)為20~30μm，所得到的透鏡胚料D之表面粗糙度(Rz)為17~38μm。此外，在實施例4及5中使用的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)分別為15~25μm，所得到的透鏡胚料D之表面粗糙度(Rz)分別為11~30μm。藉由與上述方法相同的方法進行了表面粗糙度(Rz)的測量。
此外，製作實施例3之透鏡胚料時的壓製工序中的壓製負荷為8.5~9MPa(87~92kgf/cm2)，實施例4及5中的壓製負荷為15~16MPa(152~163kgf/cm2)。
【表5】
根據本發明之透鏡胚料，確認出不論玻璃材料如 何，並且即使多樣地變更到製作出光學透鏡為止的透鏡胚料之磨削條件(例如變更SM加工之階段數)，與前面記載的比較例1及2相比，都能大幅度減少整體的加工量及加工時間。尤其確認出都能大幅度削減PO加工中的加工量。
(實施例6及7)
實施例6及7除了如表6所示那樣對構成透鏡胚料之玻璃材料、及到製作出光學透鏡為止的透鏡胚料的磨削/研磨之條件進行了變更以外，以與實施例1相同的方法製作出各個透鏡胚料，並進行了評價3(磨削/研磨之條件確認)。具體而言，在實施例6及7中，不進行CG加工、而進行平滑加工及研磨加工製作出了光學透鏡。表6示出結果。
又，在實施例6中使用的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)為12~25μm，所得到的透鏡胚料D之表面粗糙度(Rz)為8~27μm。此外，在實施例7中使用的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)為15~25μm，所得到的透鏡胚料D之表面粗糙度(Rz)為13~25μm。藉由與上述方法相同的方法進行了表面粗糙度(Rz)的測量。
此外，製作實施例6之透鏡胚料時的壓製工序中的壓製負荷為8~8.5MPa(81~87kgf/cm2)，實施例7中的壓製負荷為14~15MPa(142~153kgf/cm2)。
【表6】
在實施例6及7中，省略CG加工，在SM1加工中使用金屬粘結劑磨具(# 800)、在其後的SM2加工及SM3加工中使用樹脂粘結劑磨具(# 1500、# 2500)進行了加工。
根據本發明之透鏡胚料，主表面(特別係中央部)之缺陷含有層之厚度較薄、即為50μm以下，因此即使省略CG加工，亦能僅藉由SM加工以後的處理充分去除表面缺陷。因 此，如表6所示，確認出根據本發明之透鏡胚料，與比較例1及2相比，能大幅度減少整體的加工量及加工時間。
(關於磨具之粒度與微小裂紋之間的關係)
一般而言，為了縮短加工時間，有時加粗在CG加工及SM加工中使用的磨具粒度來提高加工效率。然而，當使用粒度較粗的磨具時，由於加工產生的微小裂紋有增大的趨勢。因此，按照每個玻璃組成驗證了CG加工用的磨具、與藉由磨削而於透鏡表面產生的微小裂紋之間的關係。
具體而言，對於玻璃組成不同的透鏡胚料A及D，如表7那樣改變金屬粘結劑磨具之金剛石粒度來進行CG加工，對於用各個磨具磨削後的加工面，直接進行研磨，並確認了到表面缺陷消失為止的研磨量(μm)。表7示出結果。
如表7所示，確認出加工損傷層(表面缺陷)由於使CG加工用磨具的金剛石粒度微細化而大幅度縮小。此外，確認出CG加工用磨具的金剛石粒度越大，加工損傷層越從透鏡表面波及到較深處。
又，藉由CG加工而產生的加工損傷層需用其後的SM加工去除。當在SM1加工中使用# 1200的金屬粘結劑磨具 時，能以70μm單位進行磨削。當SM2加工使用# 1500的樹脂粘結劑磨具時，能以10μm單位進行磨削。因此，例如於使用# 230的磨具對透鏡胚料A進行了CG加工之情況下，去除加工損傷層所需的磨削量為90μm。該情況下，作為其後的工序，用# 1200的金屬粘結劑磨具進行了1單位的SM1加工後，用# 1500的樹脂粘結劑磨具進行2單位的SM2加工，由此能去除使用# 230的磨具進行了CG加工時的加工損傷層。
接著，按照每個玻璃組成驗證了SM加工用的磨具、與藉由磨削而在透鏡表面產生的微小裂紋之間的關係。具體而言，對於玻璃組成不同的透鏡胚料A及D，如表8那樣改變樹脂粘結劑磨具之表面粗糙度來進行SM加工，對於用各個磨具磨削後的加工面，直接進行研磨，並確認了到表面缺陷消失為止的研磨量(μm)。表8示出結果。
如表8所示，源於樹脂粘結劑磨具的加工損傷層之形成量與該磨具之表面粗糙度成比例，但不存在玻璃組成不同引起的較大差異。因此，確認出如果前製程(CG加工等)之加工損傷層不厚，則不論組成如何，都係僅用研磨工序(PO工序)則足以去除由樹脂粘結劑磨具之表面粗糙度引起的加工損傷層之程度。
(實施例8~10)
實施例8~10除了如表9所示那樣對構成透鏡胚料之玻璃材料、及到製作出光學透鏡為止的透鏡胚料之磨削/研磨之條件進行了變更以外，以與實施例1相同的方法製作出各個透鏡胚料，並進行了評價3(磨削/研磨之條件確認)。
又，在實施例8中使用的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)為17~27μm，所得到的透鏡胚料D之表面粗糙度(Rz)為20~40μm。在實施例9及10中使用的成型模之成型面之表面粗糙度(Rz)為16~28μm，所得到的透鏡胚料D之表面粗糙度(Rz)為14~37μm。藉由與上述方法相同的方法進行了表面粗糙度(Rz)的測量。
此外，製作實施例8之透鏡胚料時的壓製工序中的壓製負荷為9.5~10MPa(96~102kgf/cm2)，實施例9及10中的壓製負荷為13~14.5MPa(132~148kgf/cm2)。
【表9】
在實施例8~10中，即使於使用粒度表示為# 400~# 800的磨具進行了CG加工之情況下，亦能藉由使用本發明之透鏡胚料，經過磨削/研磨的整個工序，大幅度減少加工量及加工時間。
在實施例8中，將SM加工的每一階段的加工量設為了30μm以下。在實施例8中，在SM加工(SM1)的初始階段，加工後的透鏡胚料之曲率有從預定值偏離的趨勢，因此進行了1次樹脂粘結劑磨具(# 1500)的形狀修正。在此以後的SM加工中透鏡胚料之曲率穩定，因此不需磨具的修正。此外，能藉由SM加工得到形狀精度穩定的透鏡胚料，因此在此後的PO加工中不需拋光盤的修正。
在實施例8中，CG加工、SM加工、PO加工整體的加工量最大亦不過250μm，與表3所記載的比較例1及2相比，能大幅度減少加工量。並且，CG加工、SM加工、PO加工整體的加工時間還包含磨具的修正所需的時間，均係最大不過600秒，與表3所記載的比較例1及2相比，能以較短時間對光學透鏡進行加工。又，在比較例1及2中，分別對100個光學透鏡進行加工時，為了使得光學透鏡之形狀精度處於期望的範圍，在SM加工1、2中均進行5次以上的樹脂粘結劑磨具的形狀修正，進而在PO加工中分別進行了5次以上的拋光盤之修正。
並且，在實施例9及10中，雖然進行了1次在SM加工(SM1)中使用的樹脂粘結劑磨具的形狀修正，然而不需樹脂粘結劑磨具及拋光盤之修正。並且，與比較例1及2相比，合計加工量(最大不過190μm)較少，能以較短時間(最大不過 680秒)對光學透鏡進行加工。
根據實施例8~10之結果可知，確認出藉由使用本發明之透鏡胚料，可將每1階段之SM加工之加工量抑制到預定量以下，減輕SM加工中的對磨具的負荷，抑制磨具自身的形狀變化。因此，即使連續加工幾百次以上，亦能將磨具的修正抑制到所需最小限度，能有效縮短整體的加工時間。此外，還能提高光學透鏡的形狀精度。此外，在實施例1~5中亦同樣，確認出SM加工的加工量為30μm以下，SM加工中的磨具修正次數為最小限度即可，能大幅度縮短整體的加工時間。
最後，使用圖等概括本實施形態。
如第1A圖及第1B圖所示，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2的至少主表面係壓製成型面，且形成於主表面之缺陷含有層2a之厚度為50μm以下。
較佳為，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2的上述主表面(2A、2B)之表面粗糙度(Rz)為8μm以上。
如第3圖及第5圖所示，較佳為，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2藉由包括以下工序的方法得到：由玻璃塊成型用的成型模30承接從噴嘴40提供的熔融玻璃20並對該熔融玻璃20進行成型而得到玻璃塊的工序；以及對玻璃塊20再加熱，並用透鏡胚料成型用的成型模70於大氣環境下對玻璃塊20進行壓製成型的工序。
並且，如第2A圖所示，較佳為，本實施形態的研磨用玻璃透鏡胚料2在從得到玻璃塊到進行壓製成型為止的工序(S1~S4)中，不包括對玻璃塊之表面進行粗面化處理的工 序。
此外，如第2A圖所示，較佳為，本實施形態之研磨用玻璃透鏡胚料2在從得到玻璃塊到進行壓製成型為止的工序(S1~S4)中，不包括對玻璃塊進行磨削或研磨的工序。
如第2A圖、第3圖、第4圖、第5圖所示，本發明之另一觀點之研磨用玻璃透鏡胚料2之製造方法包括：工序(S1)，由玻璃塊成型用的成型模30承接從噴嘴40提供的熔融玻璃並對該熔融玻璃進行成型而得到玻璃塊；脫模劑塗覆工序(S2)，在維持玻璃塊20之表面狀態的同時對玻璃塊20塗覆脫模劑；再加熱工序(S3)，於大氣環境下將在脫模劑塗覆工序(S2)中塗覆脫模劑後的玻璃塊(20)再加熱到104~106dPa‧s的粘度；以及壓製工序(S4)，用壓製成型用的成型模(70)於大氣環境下對在再加熱工序(S3)中再加熱後的玻璃塊20進行壓製成型，從而得到至少在主表面具有壓製成型面之玻璃成型品(2)，在藉由壓製成型工序(S4)得到的玻璃成型品2之主表面形成的缺陷含有層2a之厚度為50μm以下。
較佳為，還包括脫模劑附著工序，該脫模劑附著工序使脫模劑附著到再加熱工序前的玻璃塊之表面、以及在再加熱工序時配置玻璃塊的保持用凹部中的至少任意一方。
如第4圖所示，較佳為，在脫模劑附著工序(S2)中，在使脫模劑附著到配置玻璃塊20之保持用凹部52後，在保持用凹部52中配置玻璃塊20，進而使脫模劑附著到玻璃塊20。
較佳為，研磨用玻璃透鏡胚料2之製造方法之壓製工序之壓製負荷為5~17MPa。
此外，於本發明之另一觀點中，利用研磨用玻璃透鏡胚料2製造光學透鏡之方法進行球面磨削加工(CG加工)、平滑加工(SM加工)及研磨加工(PO加工)，在平滑加工中，進行不使用金屬粘結劑磨具而使用樹脂粘結劑磨具(樹脂粘結劑磨具)的加工。
較佳為，球面磨削工序使用按照粒度表示為# 400~# 800的磨削工具進行，磨削量為200μm以下。
進而更佳為，對經過球面磨削加工(S10)後的研磨用玻璃透鏡胚料，進行一階段或多階段的平滑加工(S11)，各階段的平滑加工(S11)之加工量為30μm以下。
此外，於本發明之另一觀點中，利用研磨用玻璃透鏡胚料2製造光學透鏡之方法不進行球面磨削加工(S10)，而進行平滑加工(S11)及研磨加工(S12)，在平滑加工(S11)中，使用金屬粘結劑的磨具及樹脂粘結劑的磨具。
並且，另一觀點之光學元件之製造方法較佳為包含對研磨用玻璃透鏡胚料進行磨削的工序、及對經過磨削工序後的研磨用玻璃透鏡胚料進行研磨的工序之光學透鏡之製造方法，其中，磨削工序包含：對研磨用玻璃透鏡胚料進行球面加工的球面磨削工序；以及對經過球面磨削工序後的研磨用玻璃透鏡胚料進行一階段或多次平滑加工的工序，透鏡球面磨削工序使用按照粒度表示為# 400~# 800的磨削工具進行，磨削量為200μm以下，平滑加工的每1階段之加工量為30μm以下。
應該認為此次公開的實施形態在所有方面都為例示，而非限制性內容。本發明之範圍不藉由上述說明來表示， 而藉由權利要求來表示，係指包含與權利要求同等的意思及範圍內的所有變更。

Claims (9)

  1. 一種研磨用玻璃透鏡胚料，其中，至少主表面為壓製成型面、且形成於上述主表面之缺陷含有層之厚度為50μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨用玻璃透鏡胚料，其中，上述主表面之表面粗糙度(Rz)為8μm以上。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之研磨用玻璃透鏡胚料，其中，該研磨用玻璃透鏡胚料藉由包括以下工序的方法得到：由玻璃塊成型用的成型模承接從噴嘴提供的熔融玻璃並對該熔融玻璃進行成型而得到玻璃塊的工序；以及對上述玻璃塊進行再加熱，並用透鏡胚料成型用的成型模於大氣環境下對該再加熱後的上述玻璃塊進行壓製成型的工序。
  4. 如申請專利範圍第2項之研磨用玻璃透鏡胚料，其中，在從得到上述玻璃塊到進行壓製成型為止的工序中，不包括對上述玻璃塊的表面進行粗面化處理的工序。
  5. 如申請專利範圍第2項之研磨用玻璃透鏡胚料，其中，在從得到上述玻璃塊到進行壓製成型為止的工序中，不包括對上述玻璃塊進行磨削或研磨的工序。
  6. 一種研磨用玻璃透鏡胚料之製造方法，其包括：由玻璃塊成型用的成型模承接從噴嘴提供的熔融玻璃並對該熔融玻璃進行成型而得到玻璃塊的工序；再加熱工序，在維持上述玻璃塊的表面狀態的同時，於大氣環境下將上述玻璃塊再加熱到104~106dPa‧s的粘度；以及壓製工序，用壓製成型用的成型模於大氣環境下對在上述再加熱工序中再加熱後的玻璃塊進行壓製成型，從而得到至少在主表面具有壓製成型面的玻璃成型品，在藉由上述壓製成型工序得到的玻璃成型品的上述主表面形成的缺陷含有層之厚度為50μm以下。
  7. 如申請專利範圍第6項之研磨用玻璃透鏡胚料之製造方法，其中，還包括脫模劑附著工序，其使脫模劑附著到上述再加熱工序前的上述玻璃塊的表面、以及在上述再加熱工序時配置上述玻璃塊的保持用凹部中的至少任意一方。
  8. 一種光學透鏡之製造方法，其特徵在於：對申請專利範圍第1至第5項任一項之研磨用玻璃透鏡胚料進行球面磨削加工、平滑加工及研磨加工，在該平滑加工中，進行不使用金屬粘結劑磨具而使用樹脂粘結劑磨具的加工，從而得到光學透鏡。
  9. 一種光學透鏡之製造方法，其特徵在於：對申請專利範圍第1至5項中任一項之研磨用玻璃透鏡胚料，不進行球面磨削加工，而進行平滑加工及研磨加工，從而得到光學透鏡。
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