JP2001226129A - Forming method of optical element - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/122—Heating
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱軟化したガラ
ス素材を成形型によりプレス成形して光学素子とする光
学素子の成形方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an optical element by pressing a glass material which has been softened by heating with a molding die.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガラスレンズ及びプリズムなどの光学素
子の製造は、研削研磨によって加工する方法と、加熱軟
化したガラス素材をプレス成形する方法とに大別され
る。後者の方法では、所望の光学素子の形状に対応した
成形面を有する成形型が用いられる。一方、光学素子に
おいては、中心部分と外周部分との間で肉厚に差がある
のが一般的であり、このような肉厚差がある光学素子を
プレス成形する場合、薄い部分の熱容量が少ないため、
厚い部分に比べてすぐに冷える。これにより、冷えて硬
化した薄い部分がプレス成形時の圧力を受け易くなっ
て、厚い部分には圧力が作用しなくなり、厚い部分が自
由に硬化収縮を起こし、ヒケや内部歪みが発生する。2. Description of the Related Art The manufacture of optical elements such as glass lenses and prisms is roughly classified into a method of processing by grinding and polishing and a method of press-molding a glass material which has been softened by heating. In the latter method, a molding die having a molding surface corresponding to a desired optical element shape is used. On the other hand, in an optical element, there is generally a difference in thickness between a central portion and an outer peripheral portion. When an optical element having such a thickness difference is press-molded, the heat capacity of a thin portion is reduced. Because there are few,
It cools down quickly compared to thick parts. As a result, the thinned portion that has cooled and hardened becomes more susceptible to pressure during press molding, the pressure does not act on the thick portion, and the thick portion freely undergoes curing shrinkage, causing sink marks and internal distortion.
【０００３】このようなヒケや内部歪みを防止するため
には、ガラス素材や成形型の温度調整を行う必要があ
り、特開平２−１３３３２５号公報、同５−２９４６４
０号公報、同８−２１７４７２号公報には、そのための
従来技術が開示されている。In order to prevent such sink marks and internal distortion, it is necessary to adjust the temperature of the glass material and the mold, as disclosed in JP-A-2-133325 and JP-A-5-294664.
Japanese Patent Application Publication Nos. 0 and 8-217472 disclose conventional techniques for that purpose.
【０００４】特開平２−１３３３２５号公報では、プレ
ス成形前にガラス素材を調整加熱するものであり、ガラ
ス素材の厚肉部より薄肉部の湿度が高い温度分布になる
ようにプレス成形前の加熱を行う。このようにすること
により、温度分布を与えないで加熱した場合よりも、薄
肉部が硬化するまでの時間を長くし、厚肉部が硬化する
までの時間と一致させている。特開平５−２９４６４０
号公報では、ガラス素材のプレス成形前に、成形型の成
形面の中央部の温度を周辺部の温度よりも低くなるよう
に調整し、温度分布を設けるものである。特開平８−２
１７４７２号公報では、ガラス素材のプレス成形前に、
成形型の成形面の中央部に冷却ガスを吹き付けて冷却す
ることにより、中央部と周辺部との間に温度分布を設け
るものである。In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-133325, a glass material is adjusted and heated before press molding, and heating is performed before press molding so that the humidity distribution in a thin portion of the glass material is higher than that in a thick portion of the glass material. I do. By doing so, the time until the thin portion is hardened is made longer than when heating without giving a temperature distribution, and the time until the thick portion is hardened is matched. JP-A-5-294640
In the publication, prior to press molding of a glass material, the temperature at the center of the molding surface of the mold is adjusted so as to be lower than the temperature at the periphery, thereby providing a temperature distribution. JP-A-8-2
In 17472, prior to press forming of a glass material,
Cooling gas is blown onto the center of the molding surface of the mold to cool it, thereby providing a temperature distribution between the center and the periphery.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術は、い
ずれもガラス素材のプレス成形前に温度分布を設けるも
のであり、これにより、温度分布を全く設けない、すな
わち均等に加熱されたガラス素材をプレス成形する場合
に比較して良好に成形することが可能となっている。In the above prior arts, a temperature distribution is provided before press molding of a glass material, whereby no temperature distribution is provided, that is, a uniformly heated glass material is provided. Can be formed more favorably than in the case of press forming.
【０００６】しかしながら、これらの方法では、厚肉部
と薄肉部との比や、ガラス素材の外径が大きい場合に
は、殆ど効果が得られておらず、厚肉部と薄肉部との比
や、外径が大きなガラス素材をプレス成形する場合に
は、より大きな熱分布、温度差をガラス素材若しくは型
表面に付与する必要がある。このような大きな熱分布、
温度差を設定する場合においては、低く設定する側の温
度は、成形可能な温度ということで下限値があるところ
から、高く設定する側の温度をさらに高く設定する必要
がある。このように高く設定した場合には、成形型にガ
ラス素材の焼き付きなどが発生し、成形品である光学素
子の良品としての品質を確保することができなくなる。
また、成形型の耐久性が大きく低下する原因ともなる。However, these methods have little effect when the ratio between the thick portion and the thin portion or when the outer diameter of the glass material is large, and the ratio between the thick portion and the thin portion is small. When press-molding a glass material having a large outer diameter, it is necessary to impart a larger heat distribution and a temperature difference to the glass material or the mold surface. Such a large heat distribution,
In the case of setting the temperature difference, it is necessary to set the temperature on the higher side to a higher value because the temperature on the lower side has a lower limit in terms of the moldable temperature. When the height is set in this manner, seizure of the glass material or the like occurs in the molding die, and it is impossible to ensure the quality of the optical element as a molded product as a good product.
It also causes the durability of the molding die to be greatly reduced.
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、プレス成形前におけるガラス
素材や成形型の大きな温度分布を不要とするにもかかわ
らず、ヒケや内部歪みが少なく、高精度な光学素子を成
形することが可能な光学素子の成形方法を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and it is not necessary to provide a large temperature distribution of a glass material or a molding die before press molding. It is an object of the present invention to provide an optical element molding method capable of molding a high-precision optical element with a small amount.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、加熱軟化したガラス素材を成形
型によりプレス成形する光学素子の製造方法において、
前記プレス成形中に前記ガラス素材を再加熱することを
特徴とする。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a method for manufacturing an optical element by press-molding a heat-softened glass material using a molding die.
The glass material is reheated during the press forming.
【０００９】この発明では、ガラス素材のプレス成形中
にガラス素材を再加熱するものである。ガラス素材の再
加熱は、ガラス素材の側方からヒータ等によって加熱す
ることにより行う。この再加熱により、凸レンズなどで
は、厚肉の中心部より早く冷えて固化する薄肉の外周部
が変形、成形可能な温度まで上昇する。これにより、ガ
ラス素材の薄肉部と厚肉部の温度差が少なくなり、プレ
ス成形のための圧力を均等にガラス素材に作用すること
ができ、プレス成形完了後の成形品である光学素子に対
してヒケや内部歪みを少なくすることができる。In the present invention, the glass material is reheated during the press forming of the glass material. The reheating of the glass material is performed by heating from the side of the glass material with a heater or the like. Due to this reheating, in a convex lens or the like, the thin outer peripheral portion which cools and solidifies faster than the thick central portion is deformed and rises to a moldable temperature. As a result, the temperature difference between the thin portion and the thick portion of the glass material is reduced, the pressure for press molding can be evenly applied to the glass material, and the optical element which is a molded product after the press molding is completed. Sink and internal distortion can be reduced.
【００１０】また、冷却時における冷却の度合いを制御
することができないガラス素材に対しても、プレス成形
中に再加熱することにより、変形、成形の可能な時間が
延びて、プレス圧力を作用させる時間が延びるため、高
精度な光学素子を成形することができる。[0010] Further, even for a glass material whose degree of cooling during cooling cannot be controlled, reheating during press molding extends the time for deformation and molding, and applies a press pressure. Since the time is extended, a highly accurate optical element can be formed.
【００１１】請求項２の発明は、加熱軟化したガラス素
材を搬送皿に載置した状態で成形型によりプレス成形す
る光学素子の製造方法において、前記プレス成形中に前
記搬送皿を加熱し、搬送皿からの伝熱によってガラス素
材を再加熱することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical element in which a heat-softened glass material is press-formed by a molding die while being placed on the transfer plate. It is characterized in that the glass material is reheated by heat transfer from the plate.
【００１２】この発明では、ガラス素材が搬送皿と共に
成形型の間に挿入されてプレス成形される場合に適用す
ることができる。すなわち、プレス成形中のガラス素材
が載置されている搬送皿を側方からヒータ等により加熱
して、搬送皿の温度を上昇させ、搬送皿からの伝熱によ
ってガラス素材を再加熱するものであり、これにより、
ガラス素材の薄肉部と厚肉部の温度差が少なくなり、プ
レス成形のための圧力を均等にガラス素材に作用するこ
とができ、光学素子のヒケや内部歪みを少なくすること
ができる。The present invention can be applied to a case where the glass material is inserted between the forming dies together with the transfer plate and press-formed. That is, the transfer plate on which the glass material being pressed is placed is heated from the side by a heater or the like, the temperature of the transfer plate is increased, and the glass material is reheated by heat transfer from the transfer plate. Yes, this allows
The temperature difference between the thin portion and the thick portion of the glass material is reduced, the pressure for press molding can be evenly applied to the glass material, and sink and internal distortion of the optical element can be reduced.
【００１３】請求項３の発明は、加熱軟化したガラス素
材を成形型によりプレス成形する光学素子の製造方法に
おいて、前記プレス成形中に前記成形型を加熱し、成形
型からの伝熱によってガラス素材を再加熱することを特
徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical element in which a heat-softened glass material is press-molded by using a molding die. Is reheated.
【００１４】この発明では、ガラス素材を直接に加熱す
ることなく、プレス成形を行っている成形型を加熱する
ものである。この加熱は、成形型の温調を行っているヒ
ータ等から行うことができ、成形型が加熱されることに
より、ガラス素材は伝熱によって再加熱が行われる。こ
れにより、ガラス素材の薄肉部と厚肉部の温度差が少な
くなり、プレス成形のための圧力を均等にガラス素材に
作用することができ、光学素子のヒケや内部歪みを少な
くすることができる。According to the present invention, the mold that is being press-formed is heated without directly heating the glass material. This heating can be performed by a heater or the like that controls the temperature of the mold, and when the mold is heated, the glass material is reheated by heat transfer. Thereby, the temperature difference between the thin portion and the thick portion of the glass material is reduced, the pressure for press molding can be evenly applied to the glass material, and the sink and internal distortion of the optical element can be reduced. .
【００１５】なお、この発明では、成形型内部にヒータ
等を設けている場合、ガラス素材の中心部から加熱する
ことができるため、中心部が肉薄で、外周部が肉厚の凹
レンズに対しても適用することができる。In the present invention, when a heater or the like is provided inside the mold, heating can be performed from the central portion of the glass material, so that the central portion is thin and the outer peripheral portion is thicker than a concave lens. Can also be applied.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により具体的に説明する。なお、各実施の形態におい
て、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to embodiments shown in the drawings. In each of the embodiments, the same elements are denoted by the same reference numerals and correspond to each other.
【００１７】（実施の形態１）図１〜図３は、本発明の
実施の形態１を示し、図１及び図２に示すように、成形
型を構成する上型１及び下型２が上下方向で対向してい
る。この実施の形態では、上型１が図示を省略したベー
スの下部に固定されることにより、定位置に固定される
一方、下型２が上下動するようになっている。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, upper and lower dies 1 and Facing each other. In this embodiment, the upper mold 1 is fixed to a fixed position by being fixed to a lower portion of a base (not shown), while the lower mold 2 moves up and down.
【００１８】下型２はその成形面２ａが上方に位置する
ようにマウント３に保持されている。下型２はタングス
テンカーバイド系の超硬金属によって形成され、マウン
ト３はセラミックスによって形成されている。マウント
２の周りには、コイルヒータ４が巻回されており、この
コイルヒータ４によってマウント３が加熱される。そし
て、マウント３が加熱されると、マウント３に保持され
ている下型２が伝熱によって加熱される。The lower mold 2 is held by the mount 3 so that the molding surface 2a is located above. The lower mold 2 is formed of a tungsten carbide based hard metal, and the mount 3 is formed of ceramics. A coil heater 4 is wound around the mount 2, and the mount 3 is heated by the coil heater 4. When the mount 3 is heated, the lower mold 2 held by the mount 3 is heated by heat transfer.
【００１９】下型２及びマウント３には、温度制御用の
熱電対１１が挿入されている。熱電対１１は下型２の成
形面２ａ近辺まで伸びている。この熱電対１１は図示を
省略した温調器に接続されている。温調器はコイルヒー
タ４を制御するものであり、これにより、下型２の成形
面２ａを所望の温度に調整することができる。A thermocouple 11 for temperature control is inserted in the lower mold 2 and the mount 3. The thermocouple 11 extends to the vicinity of the molding surface 2 a of the lower mold 2. The thermocouple 11 is connected to a temperature controller (not shown). The temperature controller controls the coil heater 4, whereby the molding surface 2 a of the lower mold 2 can be adjusted to a desired temperature.
【００２０】なお、図示を省略するが、上型１は下型２
と同様にコイルヒータ及び熱電対が設けられて、下型２
と同様に加熱制御が行われる。Although not shown, the upper mold 1 is replaced with the lower mold 2
A coil heater and a thermocouple are provided in the same manner as
The heating control is performed in the same manner as described above.
【００２１】成形型の周囲には、プレス成形中のガラス
素材８の再加熱を行うための赤外線ランプサークルヒー
タ７が配置されている。この赤外線ランプサークルヒー
タ７は、成形時以外は、待機位置である下型２の成形面
２ａより下方に位置している。そして、ガラス素材８の
プレス成形時には、プレス位置に上昇してガラス素材８
を再加熱する。この上下動を行うため、赤外線ランプサ
ークルヒータ７の全体は、図示を省略した上下動機構に
取り付けられている。An infrared lamp circle heater 7 for reheating the glass material 8 during press forming is arranged around the forming die. The infrared lamp circle heater 7 is located below the molding surface 2a of the lower die 2 which is a standby position except during molding. Then, at the time of press forming the glass material 8, the glass material 8 is raised to the pressing position and
Reheat. In order to perform this vertical movement, the entire infrared lamp circle heater 7 is attached to a vertical movement mechanism (not shown).
【００２２】赤外線ランプサークルヒータ７の外周に
は、同ヒータ７から発して外周方向にに向かう赤外線を
効率良くガラス素材８方向に向けるための放物線反射面
１０ｂを有した反射鏡１０が配置されている。この反射
鏡１０も、赤外線ランプサークルヒータ７と一体となっ
て上下動する。なお、赤外線ランプサークルヒータ７が
点灯して高温となった場合における変形や反射面１０ｂ
の処理膜へのダメージを少なくするため、反射鏡１０の
内部には、水等の冷却媒体が供給される冷却管１０ａが
配置されている。A reflecting mirror 10 having a parabolic reflecting surface 10b for efficiently directing infrared rays emitted from the heater 7 toward the outer peripheral direction toward the glass material 8 is arranged on the outer periphery of the infrared lamp circle heater 7. I have. The reflecting mirror 10 also moves up and down integrally with the infrared lamp circle heater 7. In addition, when the infrared lamp circle heater 7 is turned on and becomes high temperature, the deformation and the reflection surface 10b
In order to reduce damage to the processing film, a cooling pipe 10a to which a cooling medium such as water is supplied is arranged inside the reflecting mirror 10.
【００２３】図３は上下型１、２の間に、ガラス素材８
を搬送する供給アーム５を示す。この供給アーム５は、
ガラス素材８を保持した状態で、上下型１，２の軸線と
直交する方向に進退作動し、上下型１，２の間に進出す
ることにより、ガラス素材８の供給を行う。また、成形
された光学素子を上下型１，２の間から排出する排出ア
ームも配置されるが、供給アーム５と同様な構成のた
め、図示を省略する。この排出アームは、供給アーム５
の反対側に配置されて光学素子の排出を行うものであ
る。なお、以上の成形部に近接した位置には、光学素材
８をプレス成形可能な温度まで加熱する加熱炉（図示省
略）が配置される。FIG. 3 shows a glass material 8 between the upper and lower dies 1 and 2.
1 shows a supply arm 5 for transporting. This supply arm 5
While holding the glass material 8, the glass material 8 is supplied by moving forward and backward in a direction orthogonal to the axis of the upper and lower molds 1 and 2 and advanced between the upper and lower molds 1 and 2. A discharge arm for discharging the molded optical element from between the upper and lower dies 1 and 2 is also arranged. This discharge arm is connected to the supply arm 5.
Is disposed on the opposite side to eject the optical element. In addition, a heating furnace (not shown) for heating the optical material 8 to a temperature at which the optical material 8 can be press-molded is arranged at a position close to the molding section.
【００２４】次に、この実施の形態における光学素子の
成形を説明する。ガラス素材８は、所望の形状に研削研
磨され心取りされて供給される。この実施の形態におい
て、ガラス素材８としては、硝材ＳＫｌｌ、直径（φ）
１６ｍｍであり、上下の光学面の曲率半径（Ｒ）が２４
及び５８ｍｍ、中心肉厚４ｍｍの両凸形状となってい
る。Next, molding of the optical element in this embodiment will be described. The glass material 8 is supplied after being ground and polished into a desired shape and centered. In this embodiment, the glass material 8 is a glass material SK11 and a diameter (φ).
16 mm, and the radius of curvature (R) of the upper and lower optical surfaces is 24
And 58 mm and a center thickness of 4 mm.
【００２５】このガラス素材８を供給アーム５に載置し
た状態で、加熱炉内でプレス可能な温度まで加熱する。
プレス可能な温度とはガラス転移点（Ｔｇ点）以上で、
屈伏点（Ａｔ点）以下であり、この実施の形態の硝材Ｓ
Ｋｌｌの場合には、６０３℃以上、６４８℃以下とな
る。加熱されたガラス素材８は供給アーム５に載置され
たまま、上下型１、２の間に搬送される。With the glass material 8 placed on the supply arm 5, the glass material 8 is heated to a pressable temperature in a heating furnace.
Pressable temperature is above the glass transition point (Tg point)
Below the yield point (At point), the glass material S of this embodiment
In the case of K11, the temperature is 603 ° C or more and 648 ° C or less. The heated glass material 8 is transported between the upper and lower dies 1 and 2 while being placed on the supply arm 5.
【００２６】この搬送の停止後、ガラス素材８は下から
上昇する下型２に突き上げられ、供給アーム５から抜き
出される。その後、ガラス素材８は、さらに上昇して上
型１と下型２とによって挟まれる。そして、上下の型
１，２により、１５０Ｋｇ／ｍ ２、の圧力で、１５秒間
プレス成形される。このとき上下型１，２の表面温度
は、４００〜６００℃の範囲に温調されている。After the transportation is stopped, the glass material 8 is removed from below.
Pushed up by the ascending lower die 2 and pulled out from the supply arm 5
Will be issued. Then, the glass material 8 is further raised
It is sandwiched between the mold 1 and the lower mold 2. And the upper and lower molds
According to 1, 150 kg / m 2For 15 seconds
Press molded. At this time, the surface temperature of the upper and lower dies 1, 2
Is controlled in the range of 400 to 600 ° C.
【００２７】プレス開始後の数秒後において、ガラス素
材８の外周部は、熱容量が小さいことからＴｇ点以下と
なるため、それ以上のプレスができなくなる（なお、Ｔ
ｇ点以下でなくても、上下型１，２が加圧できる設定プ
レス荷重以上でもプレスできない温度であれば同様であ
る。）。この時点では、ガラス素材８の中心部付近は、
外周部より肉厚が大きく、熱容量があり、しかも外気に
接していないことから変形可能状態を保っている。この
ため、プレスの圧力はガラス素材８の外周の薄肉部に作
用して中心の厚肉部には作用しないことになる。この状
態で放置する場合には、厚肉部が硬化収縮して、ヒケが
発生する。A few seconds after the start of pressing, the outer peripheral portion of the glass material 8 has a heat capacity of less than the Tg point because of its small heat capacity, so that further pressing cannot be performed.
Even if the temperature is not lower than the g point, the same applies as long as the temperature is such that the pressing cannot be performed even when the pressing force applied to the upper and lower dies 1 and 2 exceeds the set pressing load. ). At this point, the vicinity of the center of the glass material 8 is
Since it is thicker than the outer peripheral part, has a heat capacity, and is not in contact with the outside air, it is kept deformable. Therefore, the pressure of the press acts on the thin portion on the outer periphery of the glass material 8 and does not act on the thick portion at the center. If left in this state, the thick part hardens and shrinks, causing sink marks.
【００２８】この実施の形態では、かかるヒケを防止す
るため、加熱軟化状態のガラス素材８を下型２の成形面
２ａに載せて上昇開始すると同時に、赤外線ランプサー
クルヒータ７並びに反射鏡１０をプレス高さに上昇させ
る。そして、プレス開始直後から１０秒間、赤外線ラン
プサークルヒータ７を点灯させることにより、ガラス素
材８の外周を再加熱する。In this embodiment, in order to prevent such sink marks, the glass material 8 in the heat-softened state is placed on the molding surface 2a of the lower mold 2 and starts rising, and at the same time, the infrared lamp circle heater 7 and the reflecting mirror 10 are pressed. Raise to height. Then, by turning on the infrared lamp circle heater 7 for 10 seconds immediately after the start of the press, the outer periphery of the glass material 8 is reheated.
【００２９】この再加熱によって、ガラス素材８の外周
部の温度の下降率（下降速度）はなにもしない場合に比
へて緩やかになるため、中心部温度の温度の下降率とほ
ほ等しくなり、プレス圧力を成形面の全面から均等に作
用させることができる。これにより、外径や肉厚比が大
きなガラス素材８であっても、ヒケが発生することな
く、短時間で形状精度の良い光学素子に成形することが
できる。By this reheating, the rate of decrease (temperature decrease rate) of the temperature of the outer peripheral portion of the glass material 8 becomes slower as compared with the case where nothing is done, so that the rate of decrease of the temperature of the central portion becomes almost equal to The pressing pressure can be applied uniformly from the entire molding surface. Accordingly, even if the glass material 8 has a large outer diameter and a large thickness ratio, it can be formed into an optical element having good shape accuracy in a short time without causing sink marks.
【００３０】以上のプレス成形の終了直前に、排出アー
ムを進出させ、プしス成形後に下型２を下降させて離型
させる。これにより、成形された光学素子は排出アーム
に載置され、排出アームが退避することにより、上下型
１，２の間から排出される。その後、図示を省略したス
トッカー等に光学素子を保管する。Immediately before the end of the press forming, the discharge arm is advanced, and after the press forming, the lower mold 2 is lowered to release the mold. As a result, the formed optical element is placed on the discharge arm, and is discharged from between the upper and lower molds 1 and 2 by retracting the discharge arm. Thereafter, the optical element is stored in a stocker or the like (not shown).
【００３１】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態４を示す。この実施の形態では、ガラス素材８が搬送
皿１２に載置されており、搬送皿１２への載置状態で加
熱軟化及びプレス成形が行われるものである。(Embodiment 2) FIG. 4 shows Embodiment 4 of the present invention. In this embodiment, the glass material 8 is placed on the transfer tray 12, and heat softening and press molding are performed while the glass material 8 is placed on the transfer tray 12.
【００３２】搬送皿１２は、タングステンカーバイド系
超硬金属の表面に窒化チタンコーティングが施されてい
る。この搬送皿１２はドーナツ状に成形されており、そ
の内面の段部１２ａにガラス素材８が載置される。この
載置状態で、搬送→加熱軟化→プレス成形→再加熱→排
出が行われる。The carrier plate 12 has a surface of a tungsten carbide cemented carbide coated with titanium nitride. The transfer tray 12 is formed in a donut shape, and the glass material 8 is placed on a step 12a on the inner surface thereof. In this mounted state, conveyance, heat softening, press molding, reheating, and discharge are performed.
【００３３】この実施の形態においても、ガラス素材８
の再加熱は、プレス成形中に行われるが、搬送皿１２に
載置された状態で行うものである。上述した材質からな
る搬送皿１２は、酸化によって黒色に変化するため、赤
外線ランプサークルヒータ７による加熱の際に赤外線の
吸収率が高まり、短時間で高温となる。ガラス素材８は
この搬送皿１２と接触状態で載置されているため、伝熱
によって再加熱される。従って、ガラス素材８単体への
加熱よりも加熱効率が向上する。従って、このような実
施の形態によれば、実施の形態１におけるガラス素材８
の形状よりも外周部の肉厚が薄く短時間で加熱できない
場合などに効果があり、外径や肉厚比が大きい場合に
も、ヒケの発生が小さく、且つ短時間で形状精度の良い
光学素子を成形することができる。Also in this embodiment, the glass material 8
Is performed during press molding, but is performed in a state of being placed on the transfer tray 12. Since the transfer tray 12 made of the above-mentioned material turns black by oxidation, the absorptivity of infrared rays increases when heated by the infrared lamp circle heater 7, and the temperature becomes high in a short time. Since the glass material 8 is placed in contact with the transfer tray 12, it is reheated by heat transfer. Therefore, the heating efficiency is improved as compared with the heating of the glass material 8 alone. Therefore, according to such an embodiment, the glass material 8 in the first embodiment is used.
This is effective when the thickness of the outer peripheral part is thinner than that of the shape and cannot be heated in a short time. Even when the outer diameter and the thickness ratio are large, the occurrence of sink marks is small, and the optical precision is good in a short time. The element can be molded.
【００３４】（実施の形態３）図５及び図６は実施の形
態３を示す。この実施の形態では、プしス成形中にガラ
ス素材８を再加熱するのではなく、プレス成形中に上下
型１，２を加熱し、上下型１，２からの伝熱によってガ
ラス素材８を再加熱するものである。(Third Embodiment) FIGS. 5 and 6 show a third embodiment. In this embodiment, instead of reheating the glass material 8 during the press forming, the upper and lower molds 1 and 2 are heated during the press forming, and the glass material 8 is transferred by heat transfer from the upper and lower molds 1 and 2. It reheats.
【００３５】この実施の形態では、上下型１，２の周囲
に対して、赤外線ランプサークルヒータ７ｆ、７ｇ及び
反射鏡１０ｆ、１０ｇがそれぞれ配置される。すなわ
ち、赤外線ランプサークルヒータ７ｆと反射鏡１０ｆと
が対となって上型１側に配置され、赤外線ランプサーク
ルヒータ７ｇと反射鏡１０ｇとが対となって下型２側に
配置されるものである。In this embodiment, infrared lamp circle heaters 7f and 7g and reflecting mirrors 10f and 10g are arranged around the upper and lower dies 1 and 2, respectively. That is, the infrared lamp circle heater 7f and the reflecting mirror 10f are arranged on the upper mold 1 side as a pair, and the infrared lamp circle heater 7g and the reflecting mirror 10g are arranged on the lower mold 2 side as a pair. is there.
【００３６】これらの対となっている赤外線ランプサー
クルヒータ７ｆ、７ｇ及び反射鏡１０ｆ、１０ｇは、待
機位置に停止しており、図示を省略した上下動機構によ
ってプレス位置に移動して加熱を行う。従って、対とな
っている赤外線ランプサークルヒータ７ｆ及び反射鏡１
０ｆは、上型１のベース（図示省略）付近で待機し、対
となっている赤外線ランプサークルヒータ７ｇ及び反射
鏡１０ｇは、下型２のマウント３付近で待機している。
そして、加熱時には、それぞれの型１，２の周囲に位置
するように移動する。この加熱時には、対応した上下型
１，２の成形面１ａ、２ａ付近の型側面に赤外線を照射
するように位置する。The paired infrared lamp circle heaters 7f and 7g and the reflecting mirrors 10f and 10g are stopped at the standby position, and are moved to the press position by a vertical movement mechanism (not shown) to perform heating. . Therefore, the paired infrared lamp circle heater 7f and the reflecting mirror 1
0f stands by near the base (not shown) of the upper mold 1, and the paired infrared lamp circle heater 7g and the reflecting mirror 10g stand by near the mount 3 of the lower mold 2.
Then, at the time of heating, it moves so as to be located around each of the molds 1 and 2. During this heating, the upper and lower dies 1 and 2 are positioned so as to irradiate infrared rays to the side surfaces of the dies near the molding surfaces 1a and 2a.
【００３７】この実施の形態のガラス素材８としては、
硝材ＳＫ１１、直径（φ）１６ｍｍであり、上下の光学
面の曲率半径（Ｒ）が２４及び５８ｍｍ、中心肉厚４ｍ
ｍの両凸形状のものが使用される。このガラス素材８
は、所望の形状に研削研磨され、心取りされた状態で供
給アーム５に載置され、加熱炉内でプレス可能な温度ま
で加熱される。すなわち、ガラス転移点（Ｔｇ点）以上
で、屈伏点（Ａｔ点）以下のプレス可能な温度である６
０３℃以上、６４８℃以下となるように加熱される。加
熱されたガラス素材８は供給アーム５に載置されたま
ま、上下型１、２の間に搬送される。The glass material 8 of this embodiment includes:
Glass material SK11, diameter (φ) 16 mm, radius of curvature (R) of upper and lower optical surfaces 24 and 58 mm, center thickness 4 m
m is used. This glass material 8
Is ground and polished into a desired shape, placed on the supply arm 5 in a centered state, and heated in a heating furnace to a pressable temperature. That is, the pressable temperature is equal to or higher than the glass transition point (Tg point) and equal to or lower than the sag point (At point).
The heating is performed so as to be not lower than 03 ° C. and not higher than 648 ° C. The heated glass material 8 is transported between the upper and lower dies 1 and 2 while being placed on the supply arm 5.
【００３８】この搬送の停止後、ガラス素材８は下から
上昇する下型２に突き上げられ、供給アーム５から抜き
出される。その後、ガラス素材８は、さらに上昇して上
型１と下型２とによって挟まれる。そして、上下の型
１，２により、１５０Ｋｇ／ｍ ２、の圧力で、１５秒間
プレス成形される。このとき上下型１，２の表面温度
は、４００〜６００℃の範囲に温調されている。After the transportation is stopped, the glass material 8 is removed from below.
Pushed up by the ascending lower die 2 and pulled out from the supply arm 5
Will be issued. Then, the glass material 8 is further raised
It is sandwiched between the mold 1 and the lower mold 2. And the upper and lower molds
According to 1, 150 kg / m 2For 15 seconds
Press molded. At this time, the surface temperature of the upper and lower dies 1, 2
Is controlled in the range of 400 to 600 ° C.
【００３９】このプレス開始直後から、対となっている
赤外線ランプサークルヒータ７ｆ、７ｇ及び反射鏡１０
ｆ、１０ｇを上下型１，２の周囲に移動させ、赤外線ラ
ンプサークルヒータ７ｆ、７ｇを１０秒間点灯させて上
下型１，２の側面を加熱する。この加熱によって、上下
型１，２の外周部の温度が上昇し、その熱がプレス成形
中のガラス素材８に伝熱する。従って、ガラス素材８が
再加熱される。Immediately after the start of the press, the pair of infrared lamp circle heaters 7f and 7g and the reflecting mirror 10
f, 10g are moved around the upper and lower molds 1, 2 and the infrared lamp circle heaters 7f, 7g are turned on for 10 seconds to heat the side surfaces of the upper and lower molds 1, 2. Due to this heating, the temperature of the outer peripheral portions of the upper and lower dies 1 and 2 rises, and the heat is transferred to the glass material 8 being pressed. Therefore, the glass material 8 is reheated.
【００４０】この再加熱によって、ガラス素材８の外周
部の温度の下降率（下降速度）はなにもしない場合に比
べて緩やかになるため、中心部温度の温度の下降率とほ
ぼ等しくなり、プレス圧力を成形面の全面から均等に作
用させることができる。これにより、外径や肉厚比が大
きなガラス素材８であっても、ヒケが発生することな
く、短時間で形状精度の良い光学素子に成形することが
できる。As a result of this reheating, the rate of decrease (temperature decrease rate) of the temperature of the outer peripheral portion of the glass material 8 becomes gentler than in the case where nothing is done, and thus becomes substantially equal to the rate of decrease of the temperature of the central portion. The pressing pressure can be applied uniformly from the entire molding surface. Accordingly, even if the glass material 8 has a large outer diameter and a large thickness ratio, it can be formed into an optical element having good shape accuracy in a short time without causing sink marks.
【００４１】以上のプレス成形の終了直前に、排出アー
ムを進出させ、プしス成形後に下型２を下降させて離型
させる。これにより、成形された光学素子は排出アーム
に載置され、排出アームが退避することにより、上下型
１，２の間から排出される。その後、図示を省略したス
トッカー等に光学素子を保管する。Immediately before the end of the press forming, the discharge arm is advanced, and after the press forming, the lower mold 2 is lowered to release the mold. As a result, the formed optical element is placed on the discharge arm, and is discharged from between the upper and lower molds 1 and 2 by retracting the discharge arm. Thereafter, the optical element is stored in a stocker or the like (not shown).
【００４２】なお、この実施の形態では、型を加熱する
主加熱用にコイルヒータ４を用い、再加熱用に赤外線ラ
ンプサークルヒータ７ｆ、７ｇ用いているが、所望の出
力が得られる場合には、主加熱及び再加熱で赤外線ラン
プサークルヒータを用いても良い。また、この実施の形
態では、上下型１，２の内部にヒータを設けて、主加熱
及び再加熱を行うことも可能である。この場合には、再
加熱時に型１，２の中心部から加熱を行うことができ
る。従って、中心部が薄く、外周部が厚い凸レンズに対
しても適用することができる。In this embodiment, the coil heater 4 is used for the main heating for heating the mold, and the infrared lamp circle heaters 7f and 7g are used for the reheating. Alternatively, an infrared lamp circle heater may be used for main heating and reheating. In this embodiment, it is also possible to provide a heater inside the upper and lower dies 1 and 2 to perform main heating and reheating. In this case, heating can be performed from the center of the molds 1 and 2 during reheating. Therefore, the present invention can be applied to a convex lens having a thin central portion and a thick outer peripheral portion.
【００４３】[0043]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ガラス素材の
プレス成形中にガラス素材を再加熱するため、ガラス素
材の薄肉部と厚肉部の温度差が少なくなり、プレス成形
のための圧力を均等にガラス素材に作用することがで
き、ヒケや内部歪みの少ない光学素子を成形することが
できる。According to the first aspect of the present invention, since the glass material is reheated during the press forming of the glass material, the temperature difference between the thin portion and the thick portion of the glass material is reduced, and the press forming for the press forming is reduced. Pressure can be evenly applied to the glass material, and an optical element with less sink marks and internal distortion can be formed.
【００４４】請求項２の発明によれば、プレス成形中に
搬送皿からの伝熱によってガラス素材を再加熱するた
め、プレス成形のための圧力を均等にガラス素材に作用
することができ、光学素子のヒケや内部歪みを少なくす
ることができる。According to the second aspect of the present invention, since the glass material is reheated by the heat transfer from the transfer plate during the press forming, the pressure for press forming can be evenly applied to the glass material. Sinking and internal distortion of the element can be reduced.
【００４５】請求項３の発明によれば、プレス成形を行
っている成形型を加熱することにより、ガラス素材の再
加熱を行うため、ガラス素材の薄肉部と厚肉部の温度差
が少なくなり、プレス成形のための圧力を均等にガラス
素材に作用することができ、光学素子のヒケや内部歪み
を少なくすることができる。According to the third aspect of the present invention, the temperature difference between the thin portion and the thick portion of the glass material is reduced because the glass material is re-heated by heating the pressing mold. In addition, the pressure for press molding can be evenly applied to the glass material, and sink and internal distortion of the optical element can be reduced.
【図１】本発明の実施の形態１に用いる成形装置の正面
図である。FIG. 1 is a front view of a molding apparatus used in Embodiment 1 of the present invention.
【図２】実施の形態１に用いる成形装置の斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view of a molding apparatus used in the first embodiment.
【図３】供給アームを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
側面図である。3A and 3B show a supply arm, wherein FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a side view.
【図４】実施の形態２における成形時の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of Embodiment 2 during molding.
【図５】実施の形態３に用いる成形装置の正面図であ
る。FIG. 5 is a front view of a molding apparatus used in a third embodiment.
【図６】実施の形態３に用いる成形装置の斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view of a molding device used in a third embodiment.
１ 上型 ２ 下型 ７ 赤外線ランプサークルヒータ ８ ガラス素材 １０ 反射鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper mold 2 Lower mold 7 Infrared lamp circle heater 8 Glass material 10 Reflector
Claims (3)
プレス成形する光学素子の製造方法において、前記プレ
ス成形中に前記ガラス素材を再加熱することを特徴とす
る光学素子の成形方法。1. A method for manufacturing an optical element, comprising press-molding a heat-softened glass material using a molding die, wherein the glass material is re-heated during the press molding.
した状態で成形型によりプレス成形する光学素子の製造
方法において、前記プレス成形中に前記搬送皿を加熱
し、搬送皿からの伝熱によってガラス素材を再加熱する
ことを特徴とする光学素子の成形方法。2. A method for manufacturing an optical element in which a heat-softened glass material is press-formed by a molding die while being placed on a transfer plate, wherein the transfer plate is heated during the press-forming to transfer heat from the transfer plate. A method for forming an optical element, comprising reheating a glass material by the method.
プレス成形する光学素子の製造方法において、前記プレ
ス成形中に前記成形型を加熱し、成形型からの伝熱によ
ってガラス素材を再加熱することを特徴とする光学素子
の成形方法。3. A method for manufacturing an optical element for press-molding a heat-softened glass material by using a molding die, wherein the molding die is heated during the press molding, and the glass material is reheated by heat transfer from the molding die. A method for molding an optical element, comprising:
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP2001226129A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348136A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Olympus Optical Co Ltd | Molding unit for optical element |
| JP2009096677A (en) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Olympus Corp | Manufacturing method of molded product and apparatus for the same |
| JP2011513166A (en) * | 2008-02-28 | 2011-04-28 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ | Apparatus and method for producing glass product by heat forming |
-
2000
- 2000-02-16 JP JP2000037729A patent/JP2001226129A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348136A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Olympus Optical Co Ltd | Molding unit for optical element |
| JP2009096677A (en) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Olympus Corp | Manufacturing method of molded product and apparatus for the same |
| JP2011513166A (en) * | 2008-02-28 | 2011-04-28 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ | Apparatus and method for producing glass product by heat forming |
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