专利名称：精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法及制造方法、以及玻璃光学元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种精密模压成型用玻璃坯料(素材)的厚度确定方法和精密模压成型用玻璃坯料的制造方法、以及使用由上述制造方法得到的精密模压成型用玻璃坯料的玻璃光学元件的制造方法，所述精密模压成型用玻璃坯料是为了通过精密模压成型来得到玻璃光学元件而能够使用的玻璃坯料。
背景技术：
作为制造玻璃透镜等光学元件的方法，公知有利用具有相对向的成型面的上模具和下模具，对成型坯料(以下，称作“模压成型用玻璃坯料”或“玻璃预塑形坯”)进行模压成型的方法(称作“精密模压成型法”“精密模具模压法”等)。该方法是通过将由熔融状态固化成预定形状的光学玻璃或研磨加工成预定形状的光学玻璃投入至成型模具内，进行加热模压成型来得到玻璃光学元件的方法。精密模压成型法通过使用经精密加工的成型模具，从而不需要模压成型后的研磨加工等后加工，因此，可以廉价地得到高性能的透镜。通过所述精密模压成型法成型光学元件的时候，玻璃预塑形坯的形状或体积越近似于目标光学元件的形状或体积，则变形量越少且越可以短时间地进行模压成型，因此从提高生产效率的角度出发是优选的。作为使玻璃预塑形坯近似于成型的光学元件的形状的方法，公知有滴加已熔融的玻璃，通过在模具中进行模压从而使玻璃预塑形坯近似形状化的方法(参见特开平 9-52720号公报、特开平7-16M31号公报和专利第2790547号说明书)。另外，有文献提出了作为玻璃预塑形坯的近似形状化的基准，规定其曲率(参见专利第3130619号说明书)、规定表面粗糙度(参见特开平54867 号公报)、规定外径 (参见特公平7-055838号公报)。
发明内容
发明要解决的问题如上所述，玻璃预塑形坯越近似形状化，越有助于生产效率的提高，但若玻璃预塑形坯的厚度过于接近成型的光学元件的厚度，则会发生由变形量不足而引起的转印不良， 结果会发生光学功能面的功能不良。但是，以往关于近似形状化的基准，并没有对近似形状化的玻璃预塑形坯的厚度进行规定。即使有关于近似形状化的玻璃预塑形坯的厚度的记载(所述专利文献6)，只记载了相对于透镜，玻璃预塑形坯的厚度稍微厚一些。因此，以往玻璃预塑形坯的近似形状化中的厚度仅是通过试错，作为大致的基准来确定的。因此，本发明的目的在于提供一种用于确定近似形状化的精密模压成型用玻璃预塑形坯的厚度的手段，所述手段无需经过试错。用于解决问题的手段
3
为实现所述目的，本申请发明人进行深入研究，结果新发现，在模压成型时的玻璃的变形量和变形速度之间成立有相关关系，通过利用该相关关系，可以将近似形状化的精密模压成型用玻璃预塑形坯的厚度设定在不会发生转印不良的范围内，所述转印不良由变形量不足引起。本发明基于以上的见解完成。本发明的一个方式涉及所述厚度确定方法，所述厚度确定方法是精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法，其特征在于，在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序进行测试模压成型的工序，在该工序中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的厚度，所述测试用玻璃坯料由与想要通过精密模压成型得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，并具有与该玻璃成型体相同的体积，且厚度比该玻璃成型体厚；作出近似直线的工序，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系；由此，作出至少2种上述近似直线，将所作出的上述近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将上述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。本发明的另一方式涉及精密模压成型用玻璃坯料的制造方法，所述制造方法为通过对原料玻璃进行成型来制造精密模压成型用玻璃坯料的方法，其中，通过[1]所述的方法来确定精密模压成型用玻璃坯料的厚度，在上述成型中，制作具有已确定的厚度的精密模压成型用玻璃坯料。本发明的再一方式涉及玻璃光学元件的制造方法，所述制造方法包括以下工序通过[2]所述的制造方法来制作精密模压成型用玻璃坯料；通过对制作的精密模压成型用玻璃坯料进行加热，并对软化后的所述玻璃坯料进行精密模压成型，从而得到玻璃成型体。上述玻璃光学元件的制造方法中可以包括通过磨削加工来除去所得到的玻璃成型体的外周部的工序。发明效果根据本发明，无需进行试错(試行錯誤)就可在不发生转印不良的范围内使玻璃预成型件近似形状化。由此，可以实现提高精密模压成型中的生产效率。
图1是表示精密模压成型用玻璃坯料的一个方式的截面图。图2是通过对图1所示的玻璃坯料进行精密模压成型而得到的玻璃成型体的截面图。图3是由图2所示的玻璃成型体所得到的玻璃光学元件的截面图。图4是表示精密模压成型法的一个方式的说明图。图5是表示模压成型时(模压负荷M0kg、180kg)的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的相关关系的曲线图。图6(A)是表示模压成型时(模压负荷M0kg、210kg)的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的相关关系的曲线图。图6(B)是表示模压成型时(模压负荷210kg、180kg)的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的相关关系的曲线图。
具体实施例方式[精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法]在本发明的精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法(以下，也仅称作“厚度确定方法”)中，在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序进行测试模压成型的工序，在该工序中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的厚度，所述测试用玻璃坯料由与想要通过精密模压成型得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，并具有与该玻璃成型体相同的体积，且厚度比该玻璃成型体厚；作出近似直线的工序，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系；由此，作出至少2种上述述近似直线，将所作出的近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将上述述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。本申请发明人发现，对于本发明的厚度确定方法来说， 由上述相加得到的值是近似形状化的精密模压成型用玻璃坯料的厚度下限值，通过使精密模压成型用玻璃坯料的厚度为该下限值以上的厚度，从而能够进行良好的精密模压成型而不会发生由变形量不足引起的转印不良，从而完成本发明。以下，对采用上述值作为厚度下限值的有效性进行说明。将表示精密模压成型用玻璃坯料的一个方式的截面图示于图1，将通过对图1所示的玻璃坯料进行精密模压成型而得到的玻璃成型体的截面图示于图2。图2所示的玻璃成型体能够直接用作玻璃光学元件，但也可以通过磨削加工(定心加工(心取加工))来除去外周部制成玻璃光学元件。将这种玻璃光学元件的截面图示于图3。模压成型用玻璃坯料1用于得到图2所示的玻璃成型体2 (外径d2、中心厚度t2)， 模压成型用玻璃坯料1的外径dl、中心厚度tl处于t2 < tl、dl < d2的关系。另外，定心加工后的玻璃光学元件3的中心厚度与玻璃成型体2的中心厚度t2相同，且外径为d3 < d2。此处，为了确定模压成型用玻璃坯料1的中心厚度tl，制作2个以上中心厚度 t0(l. 7_<中心厚度to)不同的测试用玻璃坯料作为凸弯月形状的玻璃坯料(测试用玻璃坯料)，所述模压成型用玻璃坯料1用于得到透镜径d2 = 12mm、中心厚度t2 = 1. 7mm的玻璃透镜作为图2表示的凸弯月形状的玻璃透镜(玻璃成型体)，所述凸弯月形状的玻璃坯料由与上述玻璃透镜相同的玻璃料构成，且具有与上述玻璃透镜相同的体积。这些测试用玻璃坯料由示于后述实施例中的玻璃料(磷酸系玻璃)构成，通过示于实施例中的方法来制作。如图4所示，将2个以上这些测试用玻璃坯料供给至成型模具7内，所述成型模具7包括上模具4、下模具5和体模具6。将构成测试用玻璃坯料的磷酸系玻璃升温至与 107 2dPa · s左右相对应的温度，然后使压头8下降，从而施加预定的模压负荷，进行模压成型直到玻璃成型体2的中心厚度为1. 7mm为止。模压成型的具体工序如后述的实施例所记载的那样进行。将在模压负荷M0kg、180kg下进行模压成型时的厚度变形量(tO-U)和中心厚度的平均变形速度示于下表1中。对示于表1中的数据进行标绘，得到曲线图，将该曲线图示于图5。平均变形速度是厚度变形量除以玻璃坯料的厚度达到透镜厚度所需要的时间的商值。在图5中，示出了用直线拟合各标绘点时的近似式和相关系数。近似直线和近似式是通过最小二乘法拟合来求出的。[表 1]
权利要求
1.一种厚度确定方法，其是精密模压成型法用玻璃坯料的厚度确定方法，其特征在于，在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序进行测试模压成型，其中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的厚度，所述测试用玻璃坯料由与通过精密模压成型想要得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，所述测试用玻璃坯料具有与该玻璃成型体相同的体积，并且所述测试用玻璃坯料的厚度比该玻璃成型体厚；作出近似直线，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系，作出至少2种所述近似直线，将所作出的近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将所述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。
2.一种精密模压成型用玻璃坯料的制造方法，该方法是通过对原料玻璃进行成型来制造精密模压成型用玻璃坯料的方法，其中，通过权利要求1所述的方法来确定精密模压成型用玻璃坯料的厚度，在所述成型中，制作具有已确定的厚度的精密模压成型用玻璃坯料。
3.一种玻璃光学元件的制造方法，该制造方法包括以下工序通过权利要求2所述的制造方法来制作精密模压成型用玻璃坯料；通过对制作出的精密模压成型用玻璃坯料进行加热，并对软化后的所述玻璃坯料进行精密模压成型，从而得到玻璃成型体。
4.如权利要求3所述的玻璃光学元件的制造方法，该制造方法包括通过磨削加工来除去所得到的玻璃成型体的外周部的工序。
全文摘要
本发明涉及一种精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法。在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序进行测试模压成型，其中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的厚度，所述测试用玻璃坯料由与想要通过精密模压成型得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，并且具有与该玻璃成型体相同的体积，且厚度比该玻璃成型体厚；作出近似直线，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系；由此，作出至少2种上述近似直线，将所作出的近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将上述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。
文档编号G02B3/00GK102317223SQ20108000812
公开日2012年1月11日 申请日期2010年12月16日 优先权日2009年12月21日
发明者猪狩隆, 石嶺刚志 申请人:Hoya株式会社