JP2501230B2 - レンズの成形用型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス成形によるレンズの成形用型に関
し、より詳細には、プレス成形後の冷却過程において成
形されたレンズに亀裂等の欠陥が生じないレンズの成形
用型に関する。

（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、研削及び研磨
等の後加工を不要とした高精度の光学素子を形成する方
法が開発されている。

第３図及び第４図を用いて、この種の成形方法につい
て説明する。

第３図は成形用型内に軟化したガラス素材を収容して
プレス成形した状態を示し、第４図は第３図に示す成形
用型により成形されたガラス成形品の断面図を示す。

図に示す成形用型は、上型12と、下型13と、胴型14か
ら成り、上型12及び下型13の各成形面12a、13aは夫々高
精度に鏡面仕上されている。この成形用型の下型13上に
軟化したガラス素材11を供給し、次に上型12を不図示の
加圧装置で押圧する。そして、この押圧状態を、成形面
12a、13aの面形状がガラス素材11に転写されるに充分な
時間保持し、次いでこのまま型全体を冷却する。

ところで、このようなプレス成形に供給されるガラス
素材の重量にはある程度のバラツキがあるため、一定重
量のガラス成形品が得られるよう、上型12及び下型13の
外周にガラス素材の余剰分11aを逃がす逃げ部15を設
け、この逃げ部内にプレス成形時に生じたガラス素材の
余剰分11aを押出してガラス成形品の重量調整を行なう
ようにしている。なお、このガラス成形品外周の余剰分
は、光学的に機能する必要がない非機能面を構成し、例
えば光学レンズの取付け保持部として使用することがで
きる。

（発明が解決しようとする課題） このようにして形成された成形レンズ16は、第４図に
示すように、成形面12aと13aとの押圧転写により成形さ
れた光学的機能面16aと、その外周にガラス素材の余剰
分11aにより成形された光学的非機能面16bとを有する。
ところが、得られた成形品には機能面16aと非機能面16b
との境界部16cに亀裂17が生じることがある。

しかるに、成形レンズの上記余剰ガラス11aは非機能
面として機能するため、従来、逃げ部15の型表面の面精
度は問題とされず、研磨仕上をしないままプレス成形に
供せられていた。

ところが、プレス成形後の冷却時において、成形され
たガラス素材は型内にて体積全体を収縮せしめ、ガラス
素材各部は中央方向へ移動する。しかして、上記のよう
に逃げ部の型表面の表面精度を粗く形成されたままにし
ておくと、冷却の際の収縮移動時に、逃げ部15の型表面
に接触した成形ガラス外周の非機能面16bは円滑に収縮
移動できず、その結果、ガラス素材の非機能面16bと機
能面16aの境界部16cに応力集中を発生し、当該部分に亀
裂を生じさせてしまう。

（課題を解決するための手段） 上述した課題を解決するために、本発明のレンズの成
形用型は、ガラス素材を収容してプレス成形する成形用
型において、前記ガラス素材をプレス成形した際の余剰
分を逃げ部を光学的機能面を形成する成形面外周部に設
け、かつ、該逃げ部の型表面を、その表面精度が表面粗
さRmax:0.1μｍ以下になるように、形成していることを
特徴とする。

（作用） 上記のように、本発明のレンズの成形用型において
は、プレス時においてガラス素材の余剰分が押出される
逃げ部の型表面は、当該部分にてプレス成形されたレン
ズ素材がプレス後の冷却時に滑らかに収縮移動できる表
面精度に仕上げられている。

このような成形用型にガラス素材を収容してプレス成
形した後、型全体を冷却すると、成形されたガラス素材
は、型内にて体積全体を収縮せしめ、これを伴いガラス
素材の各部は中央方向に移動せしめられる。このガラス
素材各部の収縮移動の際、成形用型の逃げ部の型表面に
挟まれたガラス素材も収縮移動するが、該逃げ部の型表
面が当該ガラス素材の収縮移動を円滑に行なう表面精度
に仕上げられてるため、型内のガラス素材全体は中央方
向に応力の片寄りを生じることなく均一に収縮し、成形
レンズの機能面と非機能面との境界部に応力が集中せ
ず、当該部分に亀裂が生じることがない。

（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図は本実施例のレンズ成形用型の断面図であり、
第２図は第１図に示す成形用型により成形した成形レン
ズである。

第１図に示す成形用型は、上型２と、下型３と、円環
上の胴型４とから成り、上型２及び下型３の各成形面2
a、3aは成形すべき光学レンズの機能面に対応した所定
の形状に鏡面仕上されている。プレス成形の際は、下型
３上に軟化したガラス素材１が載置され、不図示の加圧
装置にて上型３を下降してガラス素材１が押圧される。

又、上型２及び下型３の外周部には、加圧されたガラ
ス素材１の余剰分1aを上型２及び下型３の外周部に逃が
すための逃げ部５が形成されている。この逃げ部にて形
成されたガラス素材の余剰分1aは成形レンズの非機能面
として機能する。本実施例においては、この逃げ部５の
上型非機能面加圧面2b、下型非機能面加圧面3bの表面粗
さがRmax＝0.1μｍ以下に加工されている。このよう
に、逃げ部５の加圧面2b、3bに滑らかな表面加工を施す
ことにより、ガラス素材１がプレス成形された後、該ガ
ラス素材が冷却されてガラス素材１全体が中央方向に収
縮移動する際、逃げ部５のガラス素材の余剰分1aは、逃
げ部５の加工面2b、3bに対して滑らかに滑り移動し、第
２図に示したような成形後の成形レンズ７の機能面7aと
非機能面7bの境界部7cに応力が集中せず亀裂が発生する
ことがない。

ここで、本発明の具体的実施例について説明する。

上記実施例に示した成形用型において、上型２及び下
型３を超硬合金で形成し、胴型４をモリブデンで形成す
る。そして、下型３上に、直径8mmの球状のガラス素材S
F14を載置し、N₂雰囲気中で加熱し、560℃に達したとこ
ろで上型２に200Kgの圧力を加えて１分間プレスした後
プレス圧を除去し、型はそのままの状態にして型全体を
冷却する。このようなブレス成形において逃げ部５の加
圧面2b、3bの表面精度をRmax＝0.1μｍ以上に加工した
場合、成形された光学レンズの機能面と非機能面の境界
部に亀裂が発生するが、同表面精度をRmax＝0.1μｍ以
下に加工した場合、上記境界部に亀裂が発生せず、機能
面の性状も良好なものであった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のレンズの成形用型によ
れば、ブレス後の冷却時において、ガラス素材が収縮す
る際、逃げ部にて成形されるガラス素材の余剰分を円滑
に収縮移動するための、ガラス素材は全体として片寄る
ことなく均一に収縮し、機能面と非機能面との境界部に
応力が集中せず、亀裂を発生することがない。

又、このような成形用型により得られたレンズは機能
面と非機能面との境界部に亀裂等の欠陥がなく、表面精
度も良好であり、高精度な光学レンズとして使用するこ
とができる。

さらに、このような成形用型により得られたレンズは
非機能面の表面精度が良好なため、非機能面を光学レン
ズの取付け保持部として使用する場合、高精度の取付け
保持ができる。

さらに又、非機能面の表面精度が良好なため、非機能
面を光の反射面に利用し、スポット光を反射させて光学
レンズの位置検出に利用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレンズの成形用型に軟化したガラス素
材を収容してプレス成形した断面図であり、 第２図は第１図に示す成形用型により成形した成形レン
ズであり、 第３図は従来の成形用型内に軟化したガラス素材を収容
してプレス成形した断面図であり、 第４図は第３図に示す成形用型により成形された成形レ
ンズの断面図を示す。 ２……上型 2b……下型の非機能面加圧面 ３……下型 3b……下型の非機能面加圧面 ４……胴型 ５……逃げ部 ７……成形レンズ 7a……成形レンズの機能面 7b……成形レンズの非機能面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス素材を収容してプレス成形する成形
   用型において、前記ガラス素材をプレス成形した際の余
   剰分の逃げ部を光学的機能面を形成する成形面外周部に
   設け、かつ、該逃げ部の型表面を、その表面精度が表面
   粗さRmax:0.1μｍ以下になるように、形成していること
   を特徴とするレンズの成形用型。