[go: up one dir, main page]

JP2010105830A - Method for producing optical device - Google Patents

Method for producing optical device Download PDF

Info

Publication number
JP2010105830A
JP2010105830A JP2008276697A JP2008276697A JP2010105830A JP 2010105830 A JP2010105830 A JP 2010105830A JP 2008276697 A JP2008276697 A JP 2008276697A JP 2008276697 A JP2008276697 A JP 2008276697A JP 2010105830 A JP2010105830 A JP 2010105830A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass material
temperature
optical element
predetermined time
molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008276697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Ichinose
淳 市之瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2008276697A priority Critical patent/JP2010105830A/en
Publication of JP2010105830A publication Critical patent/JP2010105830A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To mold a glass material at a reduced pressure accomplished by endowing a glass with a high fluidity. <P>SOLUTION: There is provided a method for producing an optical device by disposing a glass material 20 between a pair of a cope 25 and a drag 26 opposed to each other and subjecting the glass material to heat press, which method comprises the heating step of heating the temperatures of the cope 25, the drag 26, and the glass material 20 to the same temperature so that the temperature lies between the yield point and below the softening point, the heat retention step of retaining them at the temperature for a specified time T (min) or longer till the fluidity of the glass material 20 becomes uniform after the temperatures of the cope 25 and the drag 26 and the glass material 20 are equalized, and the press step of press molding the glass material 20 after it is retained at the specified temperature for the specified tim (min) or longer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、対向配置された一対の成形型の間にガラス素材を配置し、加熱・プレスして光学素子を製造する光学素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical element, in which a glass material is disposed between a pair of opposed molds and heated and pressed to manufacture an optical element.

従来、成形サイクルタイムを短縮して生産性の向上を図り、高精度の成形品を得るために、成形素材が所望の温度に達すると、直ちに加圧工程に入り高い荷重で成形が行われていた。しかし、流動性が悪い状態で成形素材に高い加圧力を加え、無理に変形させると、成形できる形状に制約があるとともに、ワレや内部応力が発生する等の問題が発生した。   Conventionally, in order to shorten the molding cycle time and improve productivity and to obtain a highly accurate molded product, when the molding material reaches a desired temperature, it immediately enters the pressing process and molding is performed with a high load. It was. However, when a high pressing force is applied to the molding material in a state where the fluidity is poor, the shape that can be molded is restricted, and cracks and internal stress are generated.

これを解決するため、例えば特許文献1において、加熱されたガラス素材を上型の自重によって成形した後、上型を取り去り、次いで成形品を取り出すという技術が提案された。
特開平1−257140号公報
In order to solve this problem, for example, Patent Document 1 proposes a technique in which a heated glass material is formed by its own weight, then the upper mold is removed, and then a molded product is taken out.
JP-A-1-257140

しかしながら、特許文献1では、型自重で変形させる温度まで加熱しなければならない。すなわち、ガラス素材の温度は型自重で変形する温度まで上げなければならず、加圧されながら加熱するため変形しやすいところから変形してしまうため成形品と近似した形状にプリフォームされたガラスを用いないと所望の形状が得られないという課題があった。   However, in Patent Document 1, it must be heated to a temperature at which it is deformed by its own weight. That is, the temperature of the glass material must be raised to a temperature at which the glass material is deformed by its own weight. There was a problem that a desired shape could not be obtained unless it was used.

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、ガラスに高い流動性を持たせてから低い圧力でガラス素材を成形することで成形品との形状が大きく異なり、大きな変形量を必要とする場合にも対応する光学素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and by forming a glass material at a low pressure after imparting high fluidity to the glass, the shape of the molded product is greatly different and a large amount of deformation is required. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element corresponding to the above.

前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
対向配置された一対の成形型の間にガラス素材を配置し、加熱・プレスして光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記成形型と前記ガラス素材の温度を屈伏点以上かつ軟化点未満となるように等温度に加熱する加熱工程と、
前記成形型と前記ガラス素材の温度が前記等温度に達した後、前記ガラス素材の流動性が揃うまで前記等温度で所定時間以上保持する加熱保持工程と、
前記所定時間以上保持した後、前記ガラス素材を押圧成形するプレス工程と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In the method of manufacturing an optical element in which an optical element is manufactured by placing a glass material between a pair of opposingly arranged molds and heating and pressing,
A heating step of heating the mold and the glass material to the same temperature so that the temperature is above the yield point and below the softening point;
After the temperature of the mold and the glass material reaches the isothermal temperature, a heating and holding step of maintaining the isothermal temperature for a predetermined time or more until the flowability of the glass material is uniform,
And a pressing step of pressing the glass material after holding for the predetermined time or more.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光学素子の製造方法において、
前記ガラス素材は、辺および直径の少なくとも一方を有する形状であり、
前記辺および直径の少なくとも一方の直線寸法の中で最短寸法をd(mm)とし、
前記所定時間をT(min)としたとき、
T(min)=3.4615d−4.1026
の関係を有することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1,
The glass material has a shape having at least one of a side and a diameter,
Among the linear dimensions of at least one of the sides and the diameter, the shortest dimension is d (mm),
When the predetermined time is T (min),
T (min) = 3.4615d-4.1026
It has the relationship of these.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の光学素子の製造方法において、
前記ガラス素材の最小厚み寸法をd(mm)とし、
前記所定時間をT(min)としたとき、
T(min)=3.4615d−4.1026
の関係を有するとを特徴とする
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の光学素子の製造方法において、
前記ガラス素材の形状が円柱形状であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the method of manufacturing an optical element according to claim 1,
The minimum thickness dimension of the glass material is d (mm),
When the predetermined time is T (min),
T (min) = 3.4615d-4.1026
The invention according to claim 4 is characterized in that in the method of manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 3,
The shape of the glass material is a cylindrical shape.

請求項5に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の光学素子の製造方法において、
前記ガラス素材の形状が球形状であることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 3,
The glass material has a spherical shape.

本発明によれば、ガラスに高い流動性を持たせて低い圧力でガラス素材を成形することができる。これにより、成形品との形状が大きく異なり、大きな変形量を必要とする場合にも対応できる。   According to the present invention, a glass material can be formed at a low pressure by imparting high fluidity to glass. Accordingly, it is possible to cope with a case where the shape of the molded product is greatly different and a large amount of deformation is required.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図1は、光学素子の製造装置の全体構成を示す図である。
この製造装置10は、周囲を筐体11に覆われた成形室12と、この成形室12に配設され型セット14をプレスするプレス機構15とを有している。なお、成形室12には、型セット14を搬入・搬出する不図示の搬入口と搬出口が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an optical element manufacturing apparatus.
The manufacturing apparatus 10 includes a molding chamber 12 whose periphery is covered with a casing 11, and a press mechanism 15 that is disposed in the molding chamber 12 and presses a mold set 14. The molding chamber 12 is provided with a carry-in port and a carry-out port (not shown) through which the mold set 14 is carried in and out.

成形室12を覆う筐体11の側壁には加熱ヒータ18が埋設されている。側壁からの熱は、対流及び輻射により移動して室内の雰囲気と型セット14を均等に加熱する。こうして、加熱ヒータ18により、型セット14とその内部のガラス素材20との温度を等しい温度(等温度)に設定することができるようになっている。なお、加熱装置としては加熱ヒータ18による加熱に限らず、型セット14とガラス素材20の温度とを等温に加熱できる装置であればよい。   A heater 18 is embedded in the side wall of the housing 11 that covers the molding chamber 12. The heat from the side wall is moved by convection and radiation to uniformly heat the indoor atmosphere and the mold set 14. Thus, the heater 18 can set the temperature of the mold set 14 and the glass material 20 inside thereof to the same temperature (equal temperature). The heating device is not limited to heating by the heater 18, but may be any device that can heat the mold set 14 and the glass material 20 at the same temperature.

また、筐体11の上壁には、ガス導入口22とガス排出口23が設けられている。このガス導入口22から、窒素ガス(Nガス)等の非酸化性ガスが導入されて、成形室12内の雰囲気を窒素ガスで満たすことができる。こうして、型セット14及びガラス素材20と酸素との接触が絶たれ、ガラス素材20等の酸化を防止することができる。 Further, a gas inlet 22 and a gas outlet 23 are provided on the upper wall of the housing 11. A non-oxidizing gas such as nitrogen gas (N 2 gas) is introduced from the gas inlet 22, and the atmosphere in the molding chamber 12 can be filled with nitrogen gas. Thus, contact between the mold set 14 and the glass material 20 and oxygen is cut off, and oxidation of the glass material 20 and the like can be prevented.

プレス機構15は、エアシリンダ16と、その作動ロッド16aの先端に固定された加圧プレート17と、を有している。加圧プレート17は、エアシリンダ16により上下(対向)方向に駆動される。そして、エアシリンダ16による加圧プレート17の昇降動作により、型セット14の挟持、挟圧等の動作が行われる。   The press mechanism 15 has an air cylinder 16 and a pressure plate 17 fixed to the tip of the operating rod 16a. The pressure plate 17 is driven in the vertical (opposite) direction by the air cylinder 16. Then, by the lifting and lowering operation of the pressure plate 17 by the air cylinder 16, operations such as clamping and clamping of the mold set 14 are performed.

次に、型セット14の構成について説明する。
型セット14は、上型(成形型)25、下型(成形型)26、及び円筒形状のスリーブ(胴型)27を有している。上型25及び下型26は、スリーブ27の内部で夫々の成形面が対向するようにスリーブ27の両端側から嵌挿されている。上型25は、スリーブ27の軸方向に摺動可能となっている。また、上型25の成形面と下型26の成形面との間には、前述したガラス素材20が配置されている。なお、上型25、下型26、及びスリーブ27は、例えばタングステンカーバイド(WC)などの超硬合金を研磨して仕上げられている。
Next, the configuration of the mold set 14 will be described.
The mold set 14 includes an upper mold (molding mold) 25, a lower mold (molding mold) 26, and a cylindrical sleeve (body mold) 27. The upper mold 25 and the lower mold 26 are fitted and inserted from both ends of the sleeve 27 so that the molding surfaces of the upper mold 25 and the lower mold 26 face each other. The upper mold 25 is slidable in the axial direction of the sleeve 27. Further, the glass material 20 described above is arranged between the molding surface of the upper mold 25 and the molding surface of the lower mold 26. The upper mold 25, the lower mold 26, and the sleeve 27 are finished by polishing a cemented carbide such as tungsten carbide (WC).

本実施形態では、前述したガラス素材20として、安価でかつ重量精度の高い円柱形状の市販の光学ガラスを用いた。円柱形状であれば、管理寸法が直径と高さの2つであるため直方体と比較して体積管理が容易なためである。ただし、ガラス素材20は、円柱形状に限らない。   In the present embodiment, as the glass material 20 described above, a commercially available cylindrical optical glass that is inexpensive and has high weight accuracy is used. This is because, if the shape is cylindrical, the management dimensions are two, that is, the diameter and the height, and therefore volume management is easier compared to a rectangular parallelepiped. However, the glass material 20 is not limited to a cylindrical shape.

図2(A)〜(G)は、ガラス素材20の外観の一例を示す図である。
図2(A)に示すガラス素材20の形状は、直径aの寸法よりも高さ(辺)bの寸法が長い細長い円柱形状である。このガラス素材20の辺および直径の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、直径aとなる。
2A to 2G are diagrams illustrating an example of the appearance of the glass material 20.
The shape of the glass material 20 1 shown in FIG. 2 (A), the dimensions of height (side) b than dimensions of diameter a is longer elongated cylindrical shape. The glass material 20 1 side and the shortest dimension in the diameter (minimum thickness) d of, the diameter a.

また、図2(B)に示すガラス素材20の形状は、直径aの寸法よりも高さ(辺)bの寸法が短い薄肉の円柱形状である。このガラス素材20の辺および直径の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、高さbとなる。 The shape of the glass material 20 2 shown in FIG. 2 (B) is a thin-walled cylindrical short dimension of height (side) b than the size of the diameter a. The glass material 20 2 sides and the shortest dimension in the diameter (minimum thickness) d of, a height b.

さらに、図2(C)に示すガラス素材20の形状は、直径aの寸法と高さ(辺)bの寸法とが等しい円柱形状である。このガラス素材20の辺および直径の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、直径a,高さbのどちらに設定しても良い。 Furthermore, the shape of the glass material 20 3 shown in FIG. 2 (C), and the dimensions of the height (side) b of the diameter a of equal cylindrical shape. The glass material 20 third side and the shortest dimension in the diameter (minimum thickness) d of, may be set to either the diameter a, the height b.

図2(D)に示すガラス素材20の形状は、幅(辺)eの寸法と奥行き(辺)gの寸法とが等しく且つ幅eの寸法よりも高さ(辺)fの寸法が長い直方体(四角柱形状)である。このガラス素材20の辺の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、幅e,奥行きgのどちらに設定しても良い。 The shape of the glass material 20 4 shown in FIG. 2 (D), the long dimension of the width (side) dimension and depth (side) g dimensions are equal and height than the width dimension e of e (sides) f It is a rectangular parallelepiped (square prism shape). The shortest dimension in the glass material 20 4 sides (minimum thickness) d of, may be set to either the width e, depth g.

また、図2(E)に示すガラス素材20の形状は、幅(辺)eの寸法よりも奥行き(辺)gの寸法が短く且つ奥行き(辺)gの寸法よりも高さ(辺)fの寸法が短い直方体(四角柱形状)である。このガラス素材20の辺の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、高さfとなる。 The shape of the glass material 20 5 shown in FIG. 2 (E), the width (side) depth than the size of the e (side) dimension of g is short and the depth (side) g Dimensions height than the (side) It is a rectangular parallelepiped (square column shape) with a short dimension of f. The shortest dimension in the glass material 20 5 sides (minimum thickness) d of, the height f.

さらに、図2(F)に示すガラス素材20の形状は、幅(辺)eの寸法と高さ(辺)fの寸法と奥行き(辺)gの寸法とが全て等しい立方体(キューブ形状)である。このガラス素材20の辺の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、幅e,高さf,奥行きgのどれに設定しても良い。 Furthermore, the shape of the glass material 20 6 shown in FIG. 2 (F), the width (side) Dimensions and height of e (sides) f dimension and depth (side) g dimensions and are all equal cubes (cubes shape) It is. The shortest dimension (minimum thickness) in the sides of the glass material 20 6 d, the width e, height f, may be set to any depth g.

図2(G)に示すガラス素材20の形状は、直径hの球形状である。このガラス素材20の直径の中で最短寸法(最小厚み寸法)dは、直径hとなる。なお、ガラス素材20の形状は、多面体形状であってもかまわない。 The shape of the glass material 20 7 shown in FIG. 2 (G) is a spherical shape with a diameter h. The glass material 20 7 of the shortest dimension in the diameter (minimum thickness) d of, the diameter h. The glass material 20 may have a polyhedral shape.

このような形状のガラス素材20を、上型25及び下型26の成形面間に配置する。本実施の形態では、下型26上でのガラス素材20の安定を考えて、ガラス素材20の円柱形状の平面を下型26の成形面に載置した。   The glass material 20 having such a shape is disposed between the molding surfaces of the upper mold 25 and the lower mold 26. In the present embodiment, in consideration of the stability of the glass material 20 on the lower mold 26, the cylindrical plane of the glass material 20 is placed on the molding surface of the lower mold 26.

次に、本実施形態の製造工程を説明する。
図1において、まず成形室12内を窒素ガス(Nガス)で置換するとともに、ガラス素材20に上型25の自重以外に荷重を加えないようにエアシリンダ16を退避させた状態に設定する。
Next, the manufacturing process of this embodiment will be described.
In FIG. 1, the inside of the molding chamber 12 is first replaced with nitrogen gas (N 2 gas), and the air cylinder 16 is set in a retracted state so that no load is applied to the glass material 20 other than the weight of the upper mold 25. .

次いで、加熱ヒータ18に通電して、型セット14及びガラス素材20の温度を屈伏点以上かつ軟化点未満となるように等温度に加熱する。
なお、ここで屈伏点とは、例えば熱膨張曲線において、見かけ上、膨張が停止する温度の意味で使用している。これは、およそ1010〜1011dPa・sの粘度に相当する温度とみなされている。また、軟化点とは、例えばガラスが自重で顕著に軟化変形しはじめる温度の意味で使用しており、およそ107.6dPa・sの粘度に相当する温度とみなされている(http://www.hoya−opticalworld.com/japan/PD/pd5_term/t004.html)。
Next, the heater 18 is energized, and the mold set 14 and the glass material 20 are heated to the same temperature so that the temperature is higher than the yield point and lower than the softening point.
Here, the yield point is used to mean a temperature at which expansion stops apparently in a thermal expansion curve, for example. This is regarded as a temperature corresponding to a viscosity of approximately 10 10 to 10 11 dPa · s. The softening point is used, for example, to mean a temperature at which glass begins to significantly soften and deform due to its own weight, and is regarded as a temperature corresponding to a viscosity of about 10 7.6 dPa · s (http: /// /Www.hoya-opticalworld.com/japan/PD/pd5_term/t004.html).

このように、加熱ヒータ18で成形室12内の雰囲気を加熱することで、温度ムラのないように均等に加熱することができる。なお、成形室12内の窒素ガスの置換と加熱ヒータ18への通電の順序は、必要に応じていずれかを先に選択することができる。   Thus, by heating the atmosphere in the molding chamber 12 with the heater 18, it is possible to heat evenly without causing temperature unevenness. Note that the order of the replacement of the nitrogen gas in the molding chamber 12 and the energization of the heater 18 can be selected first as necessary.

ここで、ガラス素材20の形状が自重で変形したり、上型25の重みで変形するような高い温度では良好な成形品は得られない。これは、加熱温度が高すぎるとガラス素材20に温度ムラが発生し易いとともに、ガラス素材20が軟化したところから先に変形するためガスを閉じ込めてしまい所望の形状が得られないためである。また、同様に、型セット14とガラス素材20とが等温度に達した時点で直ちにプレス工程に移行したとしても、良好な成形品を得ることはできない。   Here, a good molded product cannot be obtained at such a high temperature that the shape of the glass material 20 is deformed by its own weight or is deformed by the weight of the upper mold 25. This is because if the heating temperature is too high, temperature unevenness is likely to occur in the glass material 20, and since the glass material 20 is deformed first after being softened, the gas is trapped and a desired shape cannot be obtained. Similarly, even if the mold set 14 and the glass material 20 reach the same temperature and immediately shift to the pressing process, a good molded product cannot be obtained.

その時点では、未だ均熱化が促進されておらず、ガラス素材20の流動性が全体的に揃っていないためである。
次に、型セット14とガラス素材20の温度が等温度に達した後、所定時間T(min)以上温度保持する。本実施形態では、このようにガラス素材20が等温度に達した後に所定時間以上保持することで、ガラス素材20の良好な流動性を得ることができる(流動性が揃う)。
At that time, the soaking is not yet promoted, and the fluidity of the glass material 20 is not uniform as a whole.
Next, after the temperature of the mold set 14 and the glass material 20 reaches the same temperature, the temperature is held for a predetermined time T (min) or more. In the present embodiment, the glass material 20 can be obtained with good fluidity (consistent in fluidity) by being held for a predetermined time or more after the glass material 20 reaches the same temperature.

すなわち、等温度で所定時間以上保持しないと、例えば円柱形状のガラス素材20の端面の平面部と、これに対向する上型25の凹状の成形面(図1参照)との間にガス溜りが発生するおそれが生じる。これに対し、所定時間以上の保持時間を設けることでこのガス溜りも発生せず、また低い圧力でプレス成形を行うことができる。   That is, if the temperature is not maintained for a predetermined time or more at the same temperature, for example, a gas reservoir is formed between the flat portion of the end surface of the columnar glass material 20 and the concave molding surface (see FIG. 1) of the upper mold 25 facing this. May occur. On the other hand, by providing a holding time of a predetermined time or more, this gas accumulation does not occur, and press molding can be performed at a low pressure.

また、前述した所定時間T(min)は、ガラス素材20の最小厚み寸法dによって異なる。しかし、実験の結果、表−1に示した所定時間T(min)以上保持すればガラス素材20の流動性に関して良好な結果が得られることがわかった。
The predetermined time T (min) described above varies depending on the minimum thickness dimension d of the glass material 20. However, as a result of the experiment, it has been found that good results can be obtained with respect to the fluidity of the glass material 20 if it is maintained for a predetermined time T (min) or more shown in Table-1.

図3は、表−1に示したガラス素材20の最小厚み寸法d(mm)と所定時間T(min)との関係を図面にしたものである。
この図3から、最小厚み寸法d(mm)と所定時間T(min)との間に以下の関係を導くことができる。すなわち、ガラス素材20の最小厚み寸法をd(mm)としたときに、所定時間T(min)は
T=3.4615d−4.1026の関係を有する。
FIG. 3 shows the relationship between the minimum thickness d (mm) of the glass material 20 shown in Table 1 and the predetermined time T (min).
From FIG. 3, the following relationship can be derived between the minimum thickness dimension d (mm) and the predetermined time T (min). That is, when the minimum thickness dimension of the glass material 20 is d (mm), the predetermined time T (min) has a relationship of T = 3.4615d−4.1026.

このように、ガラス素材20を等温度に加熱した後に所定時間T以上保持することで、ガラス素材20の流動性を促進することができる(流動性が揃う)。すなわち、等温度で所定時間T以上保持すれば、ガラス素材20の流動性も安定した状態が維持される。   Thus, the fluidity | liquidity of the glass raw material 20 can be accelerated | stimulated by heating the glass raw material 20 to isothermal temperature, and hold | maintaining it for the predetermined time T or more (fluidity becomes uniform). That is, if the glass material 20 is maintained at a constant temperature for a predetermined time T or more, the fluidity of the glass material 20 is maintained in a stable state.

つまり、ガラス素材20を加熱すると、ガラス素材20は外周部から内部に向かって熱が伝わっていき、ガラス素材20の外周部と内部(中心)とで温度差がなくなり、ガラス素材20の流動性が安定した状態になる。   That is, when the glass material 20 is heated, heat is transferred from the outer periphery to the inside, and there is no temperature difference between the outer periphery and the inside (center) of the glass material 20, and the fluidity of the glass material 20. Becomes stable.

従って、ガラス素材20の外周部から内部(中心)へ最も早く熱が伝わる方向に沿った最小厚み寸法dがガラス素材20の流動性を安定した状態にするまでの時間に関係することになる。すなわち、ガラス素材20の最小厚み寸法dが短ければ短いほど、早くガラス素材20の流動性が安定した状態となることになる。   Therefore, the minimum thickness dimension d along the direction in which heat is transferred earliestly from the outer peripheral portion of the glass material 20 to the inside (center) is related to the time until the fluidity of the glass material 20 is stabilized. That is, the shorter the minimum thickness dimension d of the glass material 20, the sooner the fluidity of the glass material 20 becomes stable.

なお、この所定時間T(min)内でもガラス素材20の流動性はよくなるが、この時点では、ガラス素材20は上型25の自重が加わっていてもほとんど変形しないような状態である。   Note that the fluidity of the glass material 20 is improved even within the predetermined time T (min), but at this point, the glass material 20 is in a state of being hardly deformed even if the weight of the upper mold 25 is added.

従って、ガラス素材20の流動性がよくなるまで、この所定時間T(min)以上保持した後、エアシリンダ16により加圧プレート17を下降させ、ガラス素材20をプレスして変形させる。これにより、ワレのない良好な光学素子を得ることができる。また、製造される光学素子は研磨工程を必要としない鏡面のものだけではなく、研磨代を設けた光学素子素材を製造する場合にも利用することができる。   Therefore, after maintaining the predetermined time T (min) or more until the fluidity of the glass material 20 is improved, the pressure plate 17 is lowered by the air cylinder 16 and the glass material 20 is pressed and deformed. Thereby, a good optical element without cracks can be obtained. Further, the optical element to be manufactured is not limited to a mirror surface that does not require a polishing step, but can also be used for manufacturing an optical element material provided with a polishing allowance.

なお、本実施の形態では、ガラス素材20の加熱時に、ガラス素材20に上型25の自重が加わっていたが、加圧プレート17と上型25とを一体的に連結することで、ガラス素材20に上型25の自重が加わらないようにしても良い。こうすることにより、ガラス素材20の加熱の制御がし易くなる。   In the present embodiment, when the glass material 20 is heated, the weight of the upper mold 25 is added to the glass material 20, but the glass material can be obtained by integrally connecting the pressure plate 17 and the upper mold 25. The weight of the upper die 25 may not be added to 20. This makes it easier to control the heating of the glass material 20.

図4は、通常のガラス素材20の加熱温度と成形圧力ならびに保持時間との関係(比較例)を示す図である。また、図5は、本実施形態によるガラス素材20の加熱温度と成形圧力ならびに保持時間との関係を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a relationship (comparative example) between the heating temperature of the normal glass material 20, the molding pressure, and the holding time. Moreover, FIG. 5 is a figure which shows the relationship between the heating temperature of the glass raw material 20 by this embodiment, forming pressure, and holding time.

図4の比較例では、ガラス素材20が設定温度になった後、T時間保持してからサイクルタイムを短くするために直ちに成形圧力Pで成形を行っている。これに対し、図5によれば、ガラス素材20が設定温度になった後、比較的長いT時間保持してから成形圧力Pで成形を行っている。 In the comparative example of FIG. 4, after the glass material 20 reaches the set temperature, the molding is performed immediately at the molding pressure P 1 in order to shorten the cycle time after holding for T 1 hour. On the other hand, according to FIG. 5, after the glass material 20 reaches the set temperature, the glass material 20 is molded at the molding pressure P 2 after being held for a relatively long T 2 time.

比較例のT時間は、ガラス素材20の温度が設定温度になるまで待つ時間である。これに対し、本実施形態のT時間は、ガラス素材20の流動性がよくなるまで待つための時間であり、前述した所定時間T(min)以上の保持時間に相当する。 T 1 times of the comparative example, the time to wait until the temperature of the glass material 20 is a set temperature. On the other hand, T 2 time of this embodiment is time for waiting until the fluidity | liquidity of the glass raw material 20 becomes good, and is corresponded to the holding time more than predetermined time T (min) mentioned above.

しかも、比較例では、最初は高い成形圧力Pで成形した後、次に低い圧力P’で成形している。このため、ガラス素材20を高い成形圧力Pで成形する際にワレや歪が発生するおそれがある。これに対し、本実施形態では、T時間よりも長いT時間保持してから成形圧力Pよりも低い一定の成形圧力Pで成形している。しかも、成形圧力Pは成形圧力Pの1/10以下であった。 Moreover, in the comparative example, the molding is first performed at a high molding pressure P 1 and then molded at the next lowest pressure P 1 ′. Therefore, there is a possibility that cracking or distortion occurs when molding the glass material 20 at a high molding pressure P 1. In contrast, in the present embodiment, the molding at a low constant molding pressure P 2 than the molding pressure P 1 was held long T 2 hours than T 1 times. Moreover, molding pressure P 2 was 1/10 or less of the molding pressure P 1.

なお、図4及び図5において、加熱温度が低下してからもなお成形圧力を付与しているのは、ある程度ガラス素材20の形状が決まるまでプレス状態を維持するためである。
図5によれば、ガラス素材20を等温度に加熱した後、ある程度長い保持時間(T)後に成形すれば、低い圧力(P)で成形できることがわかる。
4 and 5, the molding pressure is still applied after the heating temperature is lowered in order to maintain the pressed state until the shape of the glass material 20 is determined to some extent.
According to FIG. 5, it can be seen that if the glass material 20 is heated to an equal temperature and then molded after a certain long holding time (T 2 ), it can be molded at a low pressure (P 2 ).

なお、図1に示した1個取りの装置構成では、前述した所定時間(Tmin)以上の保持時間が長くなり、成形サイクルタイムに影響する。このため、一度に多数個の成形ができる装置を用いたり、又は、成形のインターバルに合わせて複数個の型セット14を予備加熱しておき、所定時間(Tmin)以上の保持時間終了とともに順次成形する構成をとることで、効率よく成形を行うことができる。   In the single-piece apparatus configuration shown in FIG. 1, the holding time longer than the predetermined time (Tmin) described above becomes longer, which affects the molding cycle time. For this reason, an apparatus capable of forming a large number of pieces at a time is used, or a plurality of mold sets 14 are preheated in accordance with a forming interval, and are sequentially formed as the holding time ends for a predetermined time (Tmin) or more. By taking the configuration to perform, molding can be performed efficiently.

本実施形態によれば、型セット14とガラス素材20の温度を屈伏点以上かつ軟化点未満となるように等温度に加熱し、その温度で所定時間Tmin以上保持することで、ガラス素材20に高い流動性を持たせて低い圧力でガラス素材20を成形することができる。これにより、低圧で複雑な変形を素材の偏りを抑えて行うことができるとともに、高圧での成形で発生するワレや内部歪のない良好な光学素子を得ることができる。   According to this embodiment, the temperature of the mold set 14 and the glass material 20 is heated to an equal temperature so as to be equal to or higher than the yield point and lower than the softening point, and the glass material 20 is held at the temperature for a predetermined time Tmin or longer. The glass material 20 can be formed at a low pressure with high fluidity. Accordingly, it is possible to perform complicated deformation at low pressure while suppressing unevenness of the material, and it is possible to obtain a good optical element free from cracks and internal distortion generated by molding at high pressure.

光学素子の製造装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the manufacturing apparatus of an optical element. (A)〜(G)は、夫々ガラス素材の外観を示す図である。(A)-(G) is a figure which shows the external appearance of a glass raw material, respectively. ガラス素材の肉厚と所定時間との関係をグラフにした図である。It is the figure which made the relationship between the thickness of a glass raw material, and predetermined time a graph. 通常のガラス素材の加熱温度と成形圧力ならびに保持時間との関係(比較例)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (comparative example) of the heating temperature of a normal glass raw material, forming pressure, and holding time. 本実施形態によるガラス素材の加熱温度と成形圧力ならびに保持時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the heating temperature of a glass raw material by this embodiment, forming pressure, and holding time.

符号の説明Explanation of symbols

10 光学素子の製造装置
11 筐体
12 成形室
14 型セット
15 プレス機構
16 エアシリンダ
16a 作動ロッド
17 加圧プレート
18 加熱ヒータ
20 ガラス素材
20〜20 ガラス素材
22 ガス導入口
23 ガス排出口
25 上型
26 下型
27 スリーブ
Manufacturing apparatus 10 the optical element 11 the housing 12 forming chamber 14 type set 15 press mechanism 16 the air cylinder 16a actuating rod 17 the pressure plate 18 heater 20 glass material 20 1 to 20 6 the glass material 22 gas inlet 23 gas outlet 25 Upper mold 26 Lower mold 27 Sleeve

Claims (5)

対向配置された一対の成形型の間にガラス素材を配置し、加熱・プレスして光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
前記成形型と前記ガラス素材の温度を屈伏点以上かつ軟化点未満となるように等温度に加熱する加熱工程と、
前記成形型と前記ガラス素材の温度が前記等温度に達した後、前記ガラス素材の流動性が揃うまで前記等温度で所定時間以上保持する加熱保持工程と、
前記所定時間以上保持した後、前記ガラス素材を押圧成形するプレス工程と、を有する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
In the method of manufacturing an optical element in which an optical element is manufactured by placing a glass material between a pair of opposingly arranged molds and heating and pressing,
A heating step of heating the mold and the glass material to the same temperature so that the temperature is above the yield point and below the softening point;
After the temperature of the mold and the glass material reaches the isothermal temperature, a heating and holding step of maintaining the isothermal temperature for a predetermined time or more until the flowability of the glass material is uniform,
And a pressing step of press-molding the glass material after holding for the predetermined time or longer.
前記ガラス素材は、辺および直径の少なくとも一方を有する形状であり、
前記辺および直径の少なくとも一方の直線寸法の中で最短寸法をd(mm)とし、
前記所定時間をT(min)としたとき、
T(min)=3.4615d−4.1026
の関係を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。
The glass material has a shape having at least one of a side and a diameter,
Among the linear dimensions of at least one of the sides and the diameter, the shortest dimension is d (mm),
When the predetermined time is T (min),
T (min) = 3.4615d-4.1026
The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein:
前記ガラス素材の最小厚み寸法をd(mm)とし、
前記所定時間をT(min)としたとき、
T(min)=3.4615d−4.1026
の関係を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。
The minimum thickness dimension of the glass material is d (mm),
When the predetermined time is T (min),
T (min) = 3.4615d-4.1026
The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein:
前記ガラス素材の形状が円柱形状である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the glass material has a cylindrical shape.
前記ガラス素材の形状が球形状である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the glass material has a spherical shape.
JP2008276697A 2008-10-28 2008-10-28 Method for producing optical device Pending JP2010105830A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008276697A JP2010105830A (en) 2008-10-28 2008-10-28 Method for producing optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008276697A JP2010105830A (en) 2008-10-28 2008-10-28 Method for producing optical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010105830A true JP2010105830A (en) 2010-05-13

Family

ID=42295659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008276697A Pending JP2010105830A (en) 2008-10-28 2008-10-28 Method for producing optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010105830A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018087112A (en) * 2016-11-30 2018-06-07 日本電気硝子株式会社 Method for manufacturing glass material, glass material and magnetic optical element

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5884134A (en) * 1981-10-30 1983-05-20 コ−ニング グラス ワ−クス Formation of precision glass product
JPS6487524A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Hoya Corp Production of molded glass and device therefor
JPH02267129A (en) * 1989-03-08 1990-10-31 Corning Inc Apparatus and method for molding
JPH06345456A (en) * 1993-06-08 1994-12-20 Canon Inc Method for forming optical glass element and apparatus for forming
JPH10152331A (en) * 1996-11-21 1998-06-09 Canon Inc Molding of optical element
JP2001058837A (en) * 1999-08-18 2001-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical element molding method and optical element molding apparatus
JP2003026432A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Canon Inc Forming equipment for optical element

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5884134A (en) * 1981-10-30 1983-05-20 コ−ニング グラス ワ−クス Formation of precision glass product
JPS632822A (en) * 1981-10-30 1988-01-07 コ−ニング グラス ワ−クス Glass optical element molding process and multi-part cast mold assembly therefor
JPH06211528A (en) * 1981-10-30 1994-08-02 Corning Glass Works Method for molding of glass lens
JPS6487524A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Hoya Corp Production of molded glass and device therefor
JPH02267129A (en) * 1989-03-08 1990-10-31 Corning Inc Apparatus and method for molding
JPH06345456A (en) * 1993-06-08 1994-12-20 Canon Inc Method for forming optical glass element and apparatus for forming
JPH10152331A (en) * 1996-11-21 1998-06-09 Canon Inc Molding of optical element
JP2001058837A (en) * 1999-08-18 2001-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical element molding method and optical element molding apparatus
JP2003026432A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Canon Inc Forming equipment for optical element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018087112A (en) * 2016-11-30 2018-06-07 日本電気硝子株式会社 Method for manufacturing glass material, glass material and magnetic optical element
JP7104494B2 (en) 2016-11-30 2022-07-21 日本電気硝子株式会社 Manufacturing method of glass material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000066504A1 (en) Glass substrate forming mold, glass substrate forming glass material, production method for glass substrate and glass substrate for magnetic disk
TW555703B (en) Apparatus and method for forming silica glass elements
JPWO2012169371A1 (en) Glass molding equipment
JP2010105830A (en) Method for producing optical device
EP1153893A3 (en) Method for forming a tool for molding microlens arrays
JP2003025100A (en) Mold moving system press molding machine
JP5883317B2 (en) Mold press molding apparatus and optical element manufacturing method
JP2012116697A (en) Molding die for optical element and method of molding optical element
JP2010265124A (en) Heat-treatment method of glass optical member and method for manufacturing glass optical element
CN101679092B (en) Optical element manufacturing method and optical element
JP2003104741A (en) Press forming apparatus for optical element and method for manufacturing optical element
JP2010159182A (en) Apparatus and method for manufacturing optical element
CN113471089A (en) Sintering tool for lower die of sintering device
JP5244575B2 (en) Optical element manufacturing method
JP7286836B2 (en) glass lens mold
JP4813305B2 (en) Optical element manufacturing method
JPH06345464A (en) Mold for optical element molding, production thereof and method of molding optical element
KR102076984B1 (en) Press mould for manufacturing optical dummy lens
JP4564216B2 (en) Optical element molding method
JP2009280449A (en) Method for producing optical element, and production device therefor
JPH05286732A (en) Method and device for forming optical element
JP6032951B2 (en) Optical element manufacturing method
JP2006111484A (en) Forming mold for optical device and forming method
JP2003104740A (en) Press forming apparatus and method therefor
JP2008150266A (en) Optical element molding method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121016

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130409