JP3243219B2 - Method for manufacturing glass optical element - Google Patents

Method for manufacturing glass optical element

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JP3243219B2
JP3243219B2 JP19926098A JP19926098A JP3243219B2 JP 3243219 B2 JP3243219 B2 JP 3243219B2 JP 19926098 A JP19926098 A JP 19926098A JP 19926098 A JP19926098 A JP 19926098A JP 3243219 B2 JP3243219 B2 JP 3243219B2
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    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
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    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被成形ガラス素材
をプレス成形してガラスレンズなどのガラス光学素子を
製造する方法に関する。特に、本発明は、最終製品たる
ガラス光学素子と異なる形状の被成形ガラス素材をプレ
ス成形によって大きく変形させる必要がある場合でも、
比較的速い生産スピードで、後の研削研磨が不要な良好
な光学特性を有するガラス光学素子を得ることのできる
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 producing a glass optical element such as a glass lens by pressing a glass material to be molded. In particular, the present invention, even if it is necessary to significantly deform the glass material to be molded having a different shape from the glass optical element as the final product by press molding,
The present invention relates to a molding method capable of obtaining, at a relatively high production speed, a glass optical element having good optical characteristics that does not require subsequent grinding and polishing.

【0002】[0002]

【従来の技術】被成形ガラス素材であるガラスプリフォ
ームを、ガラス成形体面に必要な面精度及び面粗度が確
保された成形型でプレス成形し、プレス成形後の研削研
磨を不要とできるガラス光学素子の製造方法が従来から
種々知られている。例えば、特開昭64−72929号
公報あるいは特公平2−l625l号公報に記載の方法
は、成形型とガラスプリフォームとを一緒に加熱する方
式の方法である。すなわち、上型と下型とこれらをガイ
ドする案内型からなる成形型内にガラスプリフォームを
挿入し、プリフォームが十分軟化する温度まで成形型と
共に加熱した後に加圧成形する。次に、成形後のガラス
成形体の面精度が損なわれない程度の冷却速度をもって
ガラス転移点付近まで冷却し(あるいはその後ある時間
を要して室温付近まで冷却し)た後、成形型内からガラ
ス成形体が取り出される。
2. Description of the Related Art A glass preform, which is a glass material to be molded, is press-molded in a molding die having the required surface accuracy and surface roughness required for the surface of the glass molded body, and the glass which does not require grinding and polishing after the press molding is required. Various methods for manufacturing an optical element have been conventionally known. For example, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-72929 or Japanese Patent Publication No. 2-62525 is a method of heating a mold and a glass preform together. That is, a glass preform is inserted into a molding die composed of an upper die, a lower die and a guide die for guiding them, and heated together with the molding die to a temperature at which the preform is sufficiently softened, followed by pressure molding. Next, the glass molded body is cooled to a temperature near the glass transition point at a cooling rate that does not impair the surface accuracy of the molded glass (or cooled to around room temperature after a certain period of time). The glass compact is removed.

【0003】上記のように、成形型内にガラスプリフォ
ームが保持された状態で、プリフォームが成形型と共に
加熱、成形、冷却される方法では、ガラスと成形型の温
度が常にほぼ等しく、プレス工程が進むことによって、
ガラスの表面と内部の温度差がなくなり、このためヒケ
が発生し難く安定した面精度が得られる。しかし、プレ
スを開始するまでの昇温時間と、プレス後の取り出しま
でに要する冷却時間が必要であるために、全工程に要す
るサイクル時間が著しく長くなるという欠点を有してい
る。更に、加熱からプレスの工程におけるガラスと成形
型面の接触時間が長いために、ガラスと成形型面との間
で反応を起こし易く、型寿命が短くなるという欠点も有
している。
[0003] As described above, in a method in which the preform is heated, molded and cooled together with the mold while the glass preform is held in the mold, the temperature of the glass and the mold is always substantially equal, and the press is performed. As the process progresses,
The temperature difference between the surface of the glass and the inside of the glass is eliminated, so that sink is unlikely to occur and stable surface accuracy is obtained. However, there is a drawback that the cycle time required for all the steps is extremely long because the temperature rise time before starting the press and the cooling time required for taking out after the press are required. Furthermore, since the contact time between the glass and the mold surface in the process from heating to pressing is long, there is a disadvantage that a reaction easily occurs between the glass and the mold surface, and the mold life is shortened.

【0004】一方、あらかじめ軟化させたガラスプリフ
ォームを、これとは別に加熱した成形型内へ挿入して、
プレス成形後の研削研磨を不要とできるガラス光学素子
の成形方法も知られている〔特開昭6l−25l529
号、同6l−286232号、同62−27334号、
同63−45l34号〕。そして、この方法でも、前述
のように、ガラス成形体面に必要な面精度及び面粗度が
確保された成形型を用いる。このように、予熱した成形
型において、加熱軟化したガラスプリフォームをプレス
成形する方法では、プレス時間が短時間に済むという利
点がある。さらに、成形型の温度を比較的低くでき、プ
レス後のガラス温度の冷却にある程度の時間を置けば離
型が可能であることから、サイクルタイムが大幅に短縮
できる。
On the other hand, a glass preform softened in advance is inserted separately into a heated mold,
There is also known a method of forming a glass optical element which can eliminate the need for grinding and polishing after press forming [Japanese Patent Laid-Open No. 251529/1986].
No., No. 61-286232, No. 62-27334,
No. 63-45134]. Also in this method, as described above, a molding die having the required surface accuracy and surface roughness required for the glass molded body surface is used. As described above, the method of press-molding a glass preform that has been heated and softened in a preheated mold has an advantage that a short press time is required. Furthermore, since the temperature of the mold can be made relatively low and the mold can be released if a certain period of time is left for cooling the glass temperature after pressing, the cycle time can be greatly reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、ガラス素材を大きく変形させる必要がある場合
には、所望の形状にまで成形することができない場合が
あった。すなわち、この方法では、サイクルタイムの短
縮化のために、通常、比較的低温の成形型を使用する。
そのため、所望の肉厚までプレス成形する前にガラスが
冷めて固化してしまう場合がある。その結果、特にコバ
厚の薄い(約0.8〜l.3mm)両凸レンズやメニスカ
スレンズ、凹レンズ等のように、ガラス素材を大きく変
形させることで得られるガラス成形体を安定して得られ
ないという問題があった。又、球形状の被成形ガラス素
材を成形する場合も変形量が大きくなり同様の問題があ
った。さらに、所望の形状にまで成形できる場合でも、
ヒケや形状歪みが発生し易く、面精度が出にくいという
欠点もあった。即ち、形状転写性が不十分であるという
問題があった。
However, in this method, when the glass material needs to be largely deformed, it may not be possible to form the glass material to a desired shape. That is, in this method, a mold at a relatively low temperature is usually used to shorten the cycle time.
Therefore, the glass may be cooled and solidified before press molding to a desired thickness. As a result, it is not possible to stably obtain a glass molded body obtained by greatly deforming a glass material, such as a biconvex lens having a small edge thickness (about 0.8 to 1.3 mm), a meniscus lens, a concave lens, and the like. There was a problem. Also, when a spherical glass material to be molded is molded, the amount of deformation increases, and the same problem occurs. Furthermore, even if it can be molded to the desired shape,
There was also a drawback that sink marks and shape distortions were easily generated and surface accuracy was hardly obtained. That is, there was a problem that the shape transferability was insufficient.

【0006】特に、ガラスプリフォームを熱間成形法に
よって製造する場合には、ガラスプリフォームは、通
常、球形やマーブル形状等をなしており、最終製品に近
似した形状を有しない。そのため、これを所望の形状と
するには、プレス成形によって大きく変形させる必要が
あるため、上述の問題が生じていた。
In particular, when a glass preform is manufactured by a hot forming method, the glass preform usually has a spherical shape or a marble shape, and does not have a shape close to a final product. Therefore, in order to obtain a desired shape, it is necessary to greatly deform the material by press molding, and the above-described problem has occurred.

【0007】そこで、本発明の目的は、最終製品と形状
が大きく異なるガラス素材を用いる場合のように、ガラ
ス素材を大きく変形させてガラス光学素子を製造する場
合であっても、従来と変わらない比較的短いサイクルタ
イムでの成形が可能であり、しかも、面精度が優れたガ
ラス成形体を安定して得られる、ガラス光学素子の成形
方法を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is not different from the conventional one, even when a glass material is largely deformed to manufacture a glass optical element, such as when a glass material having a shape greatly different from the final product is used. It is an object of the present invention to provide a method for forming a glass optical element, which can be formed with a relatively short cycle time and can stably obtain a glass formed body having excellent surface accuracy.

【0008】本発明者は、前述のような従来技術の問題
を解消すべく鋭意研究を行った。その結果、ガラス光学
素子のプレス成形に際して、被成形ガラス素材の温度
(粘度)と成形型の温度とが一定の関係を保つように、
これらを予め加熱してプレス加工することによって、プ
レス成形工程のサイクルタイムを短時間におさえ、か
つ、優れた面精度のガラス光学素子を製造できることを
見出した。さらに、本発明者は、上記の温度条件の下で
ガラス素材をプレス成形する場合に、その中心肉厚が7
0%以下になるまで加圧することによって、とりわけ面
精度の優れたガラス成形体を得ることができることを見
出して本発明を完成した。
The present inventor has made intensive studies to solve the above-mentioned problems of the prior art. As a result, at the time of press molding of the glass optical element, the temperature (viscosity) of the glass material to be molded and the temperature of the mold are maintained so as to maintain a constant relationship.
It has been found that a glass optical element having excellent surface precision can be manufactured by shortening the cycle time of the press forming step and prepressing by heating them in advance. Further, the present inventor has found that when a glass material is press-molded under the above temperature conditions, the center thickness of the glass material is 7 mm.
The present inventors have found that by applying pressure to 0% or less, it is possible to obtain a glass molded body having particularly excellent surface accuracy, and completed the present invention.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの、本発明は、以下の4つの製造方法である。第1の
方法は、加熱軟化した被成形ガラス素材を、上型及び下
型を含む成形型で、ガラス成形体の中心肉厚が前記被成
形ガラス素材の中心肉厚の70%以下となるまで加圧成
形してガラス成形体とする工程を含むガラス光学素子の
製造方法であって、前記被成形ガラス素材を、この被成
形ガラス素材がYポアズの粘度を示す温度に加熱軟化す
る工程、及び加熱軟化した被成形ガラス素材を、上型及
び下型の各成形面の平均温度を、該被成形ガラス素材が
Xポアズの粘度を示す温度に調整した成形型に導入して
前記加圧成形を行う工程を含み、かつ前記粘度X及び粘
度Yが次の式を満たすことを特徴とするガラス光学素子
の製造方法である。 logX<10 logY≧6.5 Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18 第2の方法は、加熱軟化した球形状の被成形ガラス素材
を、上型及び下型を含む成形型で加圧成形してガラス成
形体とする工程を含むガラス光学素子の製造方法であっ
て、前記被成形ガラス素材を、この被成形ガラス素材が
Yポアズの粘度を示す温度に加熱軟化する工程、及び加
熱軟化した被成形ガラス素材を、上型及び下型の各成形
面の平均温度を、該被成形ガラス素材がXポアズの粘度
を示す温度に調整した成形型に導入して前記加圧成形を
行う工程を含み、かつ前記粘度X及び粘度Yが次の式を
満たすことを特徴とするガラス光学素子の製造方法であ
る。 logX<10 logY≧6.5 Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18 第3の方法は、加熱軟化した球形状の被成形ガラス素材
を、上型及び下型を含む成形型で加圧成形してガラス成
形体とする工程を含むガラス光学素子の製造方法であっ
て、前記加圧成形を、前記被成形ガラス素材が、この被
成形ガラス素材がYポアズの粘度を示す温度であり、前
記上型及び下型の各成形面の平均温度が、前記被成形ガ
ラス素材がXポアズの粘度を示す温度であり、かつ前記
粘度X及び粘度Yが次の式を満たすときに開始すること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法である。 logX<10 logY≧6.5(但し、9.0≦logX<10のと
きは、logY>7.0である) Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18 第4の方法は、加熱軟化した被成形ガラス素材を、上型
及び下型を含む成形型で加圧成形してガラス成形体とす
る工程を含むガラス光学素子の製造方法であって、前記
加圧成形を、前記被成形ガラス素材が、この被成形ガラ
ス素材がYポアズの粘度を示す温度であり、前記上型及
び下型の各成形面の平均温度が、前記被成形ガラス素材
がXポアズの粘度を示す温度であり、かつ前記粘度X及
び粘度Yが次の式を満たすときに開始することを特徴と
するガラス光学素子の製造方法である。 logX<9 logY≧6.5 Y<X logY≧−logX+14.5
The present invention for solving the above-mentioned problems is the following four manufacturing methods. The first method is to heat and soften a glass material to be molded into a molding die including an upper mold and a lower mold until the center thickness of the glass molded body becomes 70% or less of the center thickness of the glass material to be molded. A method for producing a glass optical element including a step of forming a glass molded body by pressure molding, wherein the molded glass material is heated and softened to a temperature at which the molded glass material exhibits a Y poise viscosity, and The heat-softened glass material to be molded is introduced into a mold in which the average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold is adjusted to a temperature at which the glass material to be molded exhibits a viscosity of X poise, and the pressure molding is performed. And a viscosity X and a viscosity Y satisfy the following formulas. logX <10 logY ≧ 6.5 Y <X −logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18 The second method is to press a heat-softened spherical glass material to be molded with a mold including an upper mold and a lower mold. What is claimed is: 1. A method for producing a glass optical element comprising a step of molding to form a glass molded body, wherein the molded glass material is heated and softened to a temperature at which the molded glass material has a viscosity of Y poise. Introducing the molded glass material into a mold in which the average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold is adjusted to a temperature at which the molded glass material exhibits a viscosity of X poise. And the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formulas. logX <10 logY ≧ 6.5 Y <X −logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18 The third method is to press a heat-softened spherical glass material to be molded with a mold including an upper mold and a lower mold. A method for producing a glass optical element including a step of molding to form a glass molded body, wherein the pressure molding, the molded glass material is a temperature at which the molded glass material exhibits a viscosity of Y Poise, The average temperature of the molding surface of each of the upper mold and the lower mold is a temperature at which the glass material to be molded shows a viscosity of X poise, and the viscosity X and the viscosity Y are started when the following formula is satisfied. This is a method for manufacturing a glass optical element, which is a feature. logX <10 logY ≧ 6.5 (however, when 9.0 ≦ logX <10, logY> 7.0) Y <X−logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18 The fourth method is heat softening. A method for manufacturing a glass optical element, comprising a step of forming a molded glass material into a glass molded body by pressure molding with a molding die including an upper mold and a lower mold, wherein the pressure molding is performed on the molded glass. The material is a temperature at which this molded glass material exhibits a viscosity of Y poise, and the average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold is a temperature at which the molded glass material exhibits a viscosity of X poise, A method for producing a glass optical element, which is started when the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formulas. logX <9 logY ≧ 6.5 Y <X logY ≧ −logX + 14.5

【0010】また、本発明においては、前記ガラス光学
素子の製造方法において、さらに、被成形ガラス素材を
気流により浮上させながら加熱することにより軟化させ
る、ガラス光学素子の製造方法が提供される。
In the present invention, there is further provided a method for manufacturing a glass optical element, wherein the glass material to be formed is softened by heating while being floated by an air current.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。本発明は、加熱軟化した被成形ガラス素材
を、予熱した成形型で加圧成形することによりガラス光
学素子を成形する方法である。ガラス素材を構成するガ
ラスの種類及び形状等は、従来から公知のものである。
ガラス素材は、例えば、ガラスプリフォームやガラスゴ
ブであることができる。ガラスプリフォームとは、ガラ
ス光学素子を成形する際に前駆体として用いる所定形状
に成形した成形品をいう。ガラスプリフォームは、冷間
成形又は溶融ガラスを熱間成形により成形したもの、さ
らには、これらを鏡面研磨等したものであることかでき
る。さらに表面は鏡面でなく粗面であることもでき、例
えば#800のダイヤモンドで研削した研削品をガラス
プリフォームとして用いることもできる。
Embodiments of the present invention will be described below. The present invention is a method for molding a glass optical element by pressure-molding a heat-softened glass material to be molded with a preheated mold. The types and shapes of the glass constituting the glass material are conventionally known.
The glass material can be, for example, a glass preform or a glass gob. The glass preform refers to a molded product formed into a predetermined shape used as a precursor when molding a glass optical element. The glass preform may be formed by cold forming or molten glass being formed by hot forming, or may be obtained by subjecting them to mirror polishing or the like. Further, the surface may be not a mirror surface but a rough surface. For example, a ground product ground with # 800 diamond may be used as a glass preform.

【0012】ガラスプリフォームの形状は、最終製品で
あるガラス光学素子の大きさ及び容量、成形時の変化量
等を考慮して決定される。本発明の第1の方法において
は、特に面精度の優れた成形品を得るために、最終製品
の中心肉厚がプリフォーム等の被成形ガラス素材の中心
肉厚の70%以下となるよう設定される。そして、この
被成形ガラス素材の中心肉厚に対する最終製品の中心肉
厚の比率は、より優れた面精度を有する成形品を得ると
いう観点から、50%以下であることがより好ましい。
より好ましくは40%以下である。面精度の優れた成形
品を得るには、理想的には、最終製品の形状に近似した
プリフォームを用い、より高い粘度で変形量を少なくす
ることが好ましい。しかるに、最終製品の形状に近似し
たプリフォームの作製はコスト高になり現実的ではな
い。そこで、本発明では、最終製品の形状と近似しない
プリフォームを用いても、上記のようにある程度以上の
変形量とすることで優れた面精度を有する成形品を得て
いる。
The shape of the glass preform is determined in consideration of the size and capacity of the glass optical element as a final product, the amount of change during molding, and the like. In the first method of the present invention, the center thickness of the final product is set so as to be 70% or less of the center thickness of the glass material to be molded such as a preform in order to obtain a molded article having particularly excellent surface accuracy. Is done. The ratio of the center thickness of the final product to the center thickness of the glass material to be formed is more preferably 50% or less from the viewpoint of obtaining a molded product having more excellent surface accuracy.
It is more preferably at most 40%. In order to obtain a molded product having excellent surface accuracy, it is ideally preferable to use a preform that approximates the shape of the final product and to reduce the amount of deformation with a higher viscosity. However, manufacturing a preform that approximates the shape of the final product is costly and impractical. Therefore, in the present invention, even if a preform that does not approximate the shape of the final product is used, a molded product having excellent surface accuracy is obtained by setting the deformation amount to a certain degree or more as described above.

【0013】さらに、成形の際、ガストラップが生じな
いようにするため、成形品の中心がプリフォームの被成
形面と最初に接触するような形状とすることが好まし
い。ガラスプリフォームの形状は、例えば、球状、マー
ブル状、円板状、角板状等であることができるが、通
常、球形が最も成形の際の変形量が大きい。一方、ガラ
スゴブは、溶融ガラスを所定容量に分割したガラス片で
あって、通常シワなどの不規則な形状を有するものであ
る。前記プリフォームは、このガラスゴブをさらに所定
形状に熱間若しくは冷間成形したものであるか、または
溶融ガラスから直接、球形やマーブル形状、円板形状、
角板形状に熱間成形したのものである。この場合の成形
の方法は、溶融ガラスを滴下させて落下途中で固化させ
る方法や、溶融ガラスを気体上で浮上させながら球形や
マーブル状に成形し冷却する方法が挙げられる。プリフ
ォームが球形状であることは、溶融ガラスを滴下させた
り、気体で浮上させながら成形することができるので、
表面欠陥のないプリフォームができる点で好ましい。し
かし、プリフォームが球形状である場合には、加圧成形
時において肉厚の変形度合いが大きいのみならず、幅方
向へ延ばす度合いもおおきくなる。そこで、本発明の第
2の方法または第3の方法を用いることで、面精度のよ
い光学素子を得ることができる。
Further, in order to prevent a gas trap from being generated at the time of molding, it is preferable that the shape of the molded product is such that the center of the molded product first comes into contact with the molding surface of the preform. The shape of the glass preform can be, for example, a sphere, a marble, a disk, a square plate, or the like, but a sphere generally has the largest deformation during molding. On the other hand, a glass gob is a piece of glass obtained by dividing molten glass into a predetermined volume, and usually has an irregular shape such as wrinkles. The preform is obtained by further hot or cold forming this glass gob into a predetermined shape, or directly from molten glass, a spherical shape, a marble shape, a disk shape,
It was hot-formed into a square plate shape. In this case, the forming method includes a method in which the molten glass is dropped and solidified in the middle of dropping, and a method in which the molten glass is formed into a sphere or marble while being floated on a gas and cooled. Since the preform has a spherical shape, it can be formed while dripping molten glass or floating with gas,
This is preferable in that a preform having no surface defects can be formed. However, when the preform has a spherical shape, not only the degree of wall thickness deformation at the time of pressure molding is large, but also the degree of elongation in the width direction increases. Therefore, by using the second method or the third method of the present invention, an optical element with good surface accuracy can be obtained.

【0014】また、本発明の製造方法においては、被成
形ガラス素材として、溶融ガラスから作成した溶融ガラ
スの塊を室温に戻さないで得られるガラス塊を用いるこ
ともできる。このようなガラス塊は、具体的には、流出
パイプから連続的に供給される熔融ガラスを、1つ1つ
の独立したガラス塊にすることで作成できる。作成法
は、例えば、特開平9−12317号に記載の方法を用
いることができる。また、前記ガラス塊は、球状または
マーブル状(球を偏平した形状)にすることが好まし
い。独立したガラス塊を形成する方法としては、以下の
3通りの方法が好ましい。 (1)流出パイプから流下する熔融ガラスを受け型で受
ける前又は受けている途中に、熔融ガラス流が自重と表
面張力で自然切断されることにより所望の重量のガラス
塊を得る方法。 (2)流出パイプから流下する熔融ガラスを受け型で受
ける前又は受けている途中に、気体を吹きつけて風圧に
より強制的に切断することにより所望の重量のガラス塊
を得る方法。 (3)流出パイプから流下する熔融ガラスを受け型で受
けた後、該受け型を急速下降することにより、熔融ガラ
ス流を切断して所望の重量のガラス塊を得る方法。
In the production method of the present invention, a glass lump obtained without returning a lump of molten glass produced from molten glass to room temperature can be used as the glass material to be molded. Specifically, such a glass lump can be produced by converting molten glass continuously supplied from an outflow pipe into individual glass lump. For example, a method described in JP-A-9-12317 can be used. Further, it is preferable that the glass block has a spherical shape or a marble shape (a shape obtained by flattening a sphere). As a method of forming an independent glass lump, the following three methods are preferable. (1) A method in which a molten glass flow is naturally cut by its own weight and surface tension before or during receiving a molten glass flowing down from an outflow pipe by a receiving mold to obtain a glass block having a desired weight. (2) A method of obtaining a glass block having a desired weight by blowing a gas and forcibly cutting it by wind pressure before or during receiving molten glass flowing down from an outflow pipe by a mold. (3) A method in which a molten glass flowing down from an outflow pipe is received by a mold, and then the molten glass is rapidly lowered to cut the molten glass flow to obtain a glass block having a desired weight.

【0015】上記(1)〜(2)の方法の特徴は、いず
れもシャーによる切断を行わないことである。上記
(1)〜(3)の方法によれば、熔融ガラス塊中に気泡
や折れ込み脈等のシャーによる切断欠陥を生じることが
ないという利点がある。熔融ガラスの温度は、流出パイ
プから流下する熔融ガラスの粘度を考慮して適宜決定さ
れる。流下する熔融ガラスの粘度は、流出パイプの径、
ガラスの安定性、ガラスの表面張力、糸引き等を考慮す
ると5〜50ポアズの範囲であることが適当である。ま
た、ガラスが上記範囲の粘度になる温度は、ガラスの種
類によって異なるが、例えば、800〜1100℃の範
囲である。独立した熔融ガラス塊の重量は、最終製品で
あるガラス光学素子の大きさに応じて適宜決定できる。
また、使用するガラスの種類も最終製品であるガラス光
学素子に必要とされる機能特性等を考慮して適宜決定で
きる。
A feature of the above methods (1) and (2) is that no shearing is performed. According to the above-mentioned methods (1) to (3), there is an advantage that a cutting defect due to a shear such as a bubble or a folding vein does not occur in the molten glass lump. The temperature of the molten glass is appropriately determined in consideration of the viscosity of the molten glass flowing down from the outflow pipe. The viscosity of the molten glass flowing down depends on the diameter of the outflow pipe,
In consideration of the stability of the glass, the surface tension of the glass, stringing, and the like, it is appropriate that the range is 5 to 50 poise. The temperature at which the glass has a viscosity in the above range varies depending on the type of glass, but is, for example, in the range of 800 to 1100 ° C. The weight of the independent molten glass lump can be appropriately determined according to the size of the glass optical element as the final product.
Further, the type of glass to be used can be appropriately determined in consideration of the functional characteristics and the like required for the glass optical element as the final product.

【0016】上記方法により形成され、滴下または流下
する熔融ガラス塊は、下方から噴出する気流により受け
止め、かつ前記気流により受け止められたガラス塊は浮
上保持される。この受け止め及び浮上保持には、例え
ば、特開平2−14839号に記載の受け型を用いるこ
とができる。この受け型は、ガラス塊を受け止め、浮上
させるための凹部を有し、この凹部には、ガラス塊を浮
上させるための気体の吹き出し口が1つ又は複数設けら
れている。
The molten glass lump formed and dripped or flowing down by the above method is received by an airflow spouting from below, and the glass lump received by the airflow is floated and held. For the receiving and floating holding, for example, a receiving die described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-14839 can be used. The receiving mold has a concave portion for receiving and floating the glass lump, and the concave portion is provided with one or a plurality of gas outlets for floating the glass lump.

【0017】さらに本発明では、特開平2−14839
号の成形型を改良して使用することもできる。即ち、改
良した受け型は、開口部内のガラス塊より下方に、ガラ
ス塊と当該開口部により閉塞空間を構成する。この空間
内に、下方より細穴から噴出する気流によりガラス塊を
開口部内に浮上させることができる。上記のように閉塞
空間を構成することにより良好な浮上が得られる。尚、
気流をガラス塊に下部中央部に集中させると、温度調整
を行う工程でガラスを低粘性にした場合、下部中央部に
凹みを生じる。そこで、複数の細穴からガスを噴出させ
ることにより、ガラス塊の下部中央部に集中してガラス
塊に凹みを生じることなく浮上させることができる。こ
の受け型の凹部には、気体の吹き出しにより、ガラス塊
が非接触状態で保持される。
Further, in the present invention, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-14839
It is also possible to use a modified mold of No. That is, the improved receiving mold forms a closed space with the glass block and the opening below the glass block in the opening. In this space, the glass lump can be floated in the opening by an air current ejected from a small hole from below. By configuring the closed space as described above, good levitation can be obtained. still,
When the airflow is concentrated on the glass lump at the lower central portion, when the glass is made low-viscosity in the process of adjusting the temperature, a depression is generated at the lower central portion. Therefore, by ejecting gas from the plurality of small holes, it is possible to concentrate on the lower central portion of the glass lump and cause the glass lump to float without causing dents. The glass lump is held in a non-contact state by blowing gas in the concave portion of the receiving die.

【0018】また、気流に方向性を与えることによりガ
ラス塊を回転させながら浮上させることもできる。軟化
したガラス塊の回転方向及び回転数を制御することで、
ガラス塊の形状を所望の形状に変形させることができ
る。ガラス塊を水平方向に回転させると真円度が向上
し、垂直方向に回転させると真球度が向上する。
Further, by giving directionality to the air flow, the glass lump can be floated while rotating. By controlling the rotation direction and rotation speed of the softened glass block,
The shape of the glass lump can be changed to a desired shape. Rotating the glass block in the horizontal direction improves the roundness, and rotating the glass block in the vertical direction improves the sphericity.

【0019】ガラス塊の浮上に用いるガスは、ガラス塊
の浮上軟化装置や成形装置の劣化の防止を考慮して適宜
選択することが好ましい。そのようなガスとしては、窒
素などの難反応性ガス、非酸化性ガスを挙げることがで
きる。さらに、若干の還元性成分の、例えば水素ガスな
どを窒素等に添加することも可能である。但し、浮上軟
化装置の材質が酸化被膜を作るもの、または酸化物を選
べば空気を用いてもよい。
It is preferable that the gas used for floating the glass lump is appropriately selected in consideration of the prevention of deterioration of the glass lump floating softening apparatus and the molding apparatus. Examples of such a gas include a non-reactive gas such as nitrogen and a non-oxidizing gas. Furthermore, it is also possible to add some reducing components, such as hydrogen gas, to nitrogen or the like. However, air may be used if the material of the floating softening device forms an oxide film or an oxide is selected.

【0020】気流の流量は、気流を吹き出す口の形状や
ガラス塊の形状及び重量等を考慮して適宜変更できる。
通常の場合、ガス流量は0.005〜20リットル/分
の範囲がガラス塊の浮上に適している。但し、ガス流量
が0.005リットル/分未満であると、ガラス塊の重
量が300mg以上の場合、ガラス塊を十分に浮上させ
ることができない場合がある。また、ガス流量が20リ
ットル/分を超えると、ガラス重量が2000mg以上
の場合でも、浮上軟化装置上のガラスが大きく揺れて、
加熱の際にガラス塊が意図しない形状に変化することが
あるからである。
The flow rate of the air flow can be changed as appropriate in consideration of the shape of the outlet from which the air flow is blown out, the shape and weight of the glass block, and the like.
Normally, a gas flow rate in the range of 0.005 to 20 liters / minute is suitable for floating the glass block. However, if the gas flow rate is less than 0.005 liter / minute, the glass lump may not be able to float sufficiently when the weight of the glass lump is 300 mg or more. Further, when the gas flow rate exceeds 20 liters / minute, even if the glass weight is 2000 mg or more, the glass on the levitation softening device shakes greatly,
This is because the glass block may change into an unintended shape during heating.

【0021】浮上装置の材質は、成形時にわずかにガラ
スが接触したとしても、ガラス塊に不良、不具合を生じ
させない程度の耐熱性のものであれば特に限定されるも
のでない。例としては、ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ
素、炭化タングステン、酸化アルミニウム、窒化チタ
ン、炭化チタン、酸化ジルコニウム、各種サーメット、
炭素、ステンレス鋼、石英ガラス、ガラス、各種耐熱金
属などがある。
The material of the flotation device is not particularly limited as long as it has a heat resistance that does not cause a defect or a defect in the glass lump even when the glass slightly contacts during molding. Examples include silicon, silicon carbide, silicon nitride, tungsten carbide, aluminum oxide, titanium nitride, titanium carbide, zirconium oxide, various cermets,
Examples include carbon, stainless steel, quartz glass, glass, and various heat-resistant metals.

【0022】通常の方法ではガラス塊が、その自重によ
って変形する程の低粘性域においては、加熱の際にガラ
ス塊を保持する装置とガラスの融着を防止するのは非常
に困難である。そこで本発明では、浮上装置の内部より
ガスを噴出し、ガラス塊を気流により浮上させること
で、装置面とガラス面の間にガスのレイヤーを形成し、
その結果、浮上装置とガラスが反応することなく、熔融
ガラスからガラス塊を作成することができる。またガラ
ス塊を回転させることで、より安定してガラス塊を浮上
させることができる。更にガラス塊の形状を維持しつつ
加熱軟化することができ、さらに、必要により所望の形
状に変形させることもできる。なお、ガラス塊の表面に
シワ等の表面欠陥がある場合であっても、気流により浮
上させることで、形状を整え、表面欠陥を消去すること
も可能であるが、気泡や折れ込み脈であるシャーマーク
についてはかなりの高温に軟化させても消すことはでき
ない。
In a usual method, it is very difficult to prevent fusion of the glass with a device for holding the glass lump during heating in a low viscosity region where the glass lump is deformed by its own weight. Therefore, in the present invention, a gas layer is formed between the apparatus surface and the glass surface by ejecting a gas from the inside of the flotation device and causing the glass block to float by an air current,
As a result, a glass lump can be formed from the molten glass without the floating device reacting with the glass. Further, by rotating the glass lump, the glass lump can be floated more stably. Further, it can be softened by heating while maintaining the shape of the glass lump, and can be further deformed to a desired shape if necessary. In addition, even when there is a surface defect such as a wrinkle on the surface of the glass lump, it is possible to adjust the shape and eliminate the surface defect by floating by an air current, but it is a bubble or a broken vein. Shermarks cannot be erased by softening them to very high temperatures.

【0023】本発明の製造方法では、成形に際して、成
形型の温度と被成形ガラス素材の温度(粘度)とが一定
の関係を保つように、これらを予め加熱して成形する必
要がある。即ち、本発明の第1及び第2の方法は、被成
形ガラス素材を、この被成形ガラス素材がYポアズの粘
度を示す温度に加熱軟化する工程、及び加熱軟化した被
成形ガラス素材を、上型及び下型の各成形面の平均温度
を、該被成形ガラス素材がXポアズの粘度を示す温度に
調整した成形型に導入して加圧成形を行う工程を含む。
そして、前記粘度X及び粘度Yが次の式を満たすように
調整する。また、本発明の第3の方法では、前記加圧成
形を、前記被成形ガラス素材が、この被成形ガラス素材
がYポアズの粘度を示す温度であり、前記上型及び下型
の各成形面の平均温度が、前記被成形ガラス素材がXポ
アズの粘度を示す温度であり、かつ前記粘度X及び粘度
Yが次の式を満たすときに開始する。 logX<10 logY≧6.5 Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18 但し、本発明の第3の方法では、9.0≦logX<1
0のときは、logY>7.0である。
In the manufacturing method of the present invention, at the time of molding, it is necessary to heat and mold the glass so that the temperature of the mold and the temperature (viscosity) of the glass material to be molded maintain a constant relationship. That is, in the first and second methods of the present invention, a step of heating and softening a glass material to be molded to a temperature at which the glass material to be molded exhibits a viscosity of Y poise, The method includes a step of introducing the average temperature of the molding surfaces of the mold and the lower mold into a molding die adjusted to a temperature at which the glass material to be molded exhibits a viscosity of X poise to perform pressure molding.
Then, the viscosity X and the viscosity Y are adjusted so as to satisfy the following equations. Further, in the third method of the present invention, the pressure molding is performed, wherein the glass material to be molded is at a temperature at which the glass material to be molded exhibits a Y poise viscosity, and the molding surface of each of the upper mold and the lower mold is formed. Is the temperature at which the glass material to be formed exhibits a viscosity of X poise and the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formula. logX <10 logY ≧ 6.5 Y <X −logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18 However, in the third method of the present invention, 9.0 ≦ logX <1.
When it is 0, logY> 7.0.

【0024】また、本発明の第4の方法では、前記加圧
成形を、前記被成形ガラス素材が、この被成形ガラス素
材がYポアズの粘度を示す温度であり、前記上型及び下
型の各成形面の平均温度が、前記被成形ガラス素材がX
ポアズの粘度を示す温度であり、かつ前記粘度X及び粘
度Yが次の式を満たすときに開始する。 logX<9 logY≧6.5 Y<X logY≧−logX+14.5
Further, in the fourth method of the present invention, the pressure molding may be performed by the step wherein the glass material to be molded is at a temperature at which the glass material to be molded exhibits a Y poise viscosity. When the average temperature of each molding surface is X
It is started when the temperature is the temperature indicating the viscosity of Poise and the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formulas. logX <9 logY ≧ 6.5 Y <X logY ≧ −logX + 14.5

【0025】上記のXとYの関係、すなわち、成形型の
平均温度と被成形ガラス素材の温度との関係を、図8
(第1の方法)、図9(第2の方法)、図10(第3の
方法)及び図4(第4の方法)を参照してそれぞれ説明
する。尚、各図中の成形型と被成形ガラス素材の温度
は、これに対応する被成形ガラス素材の粘度(ポアズ)
の常用対数として示されている。また、本明細書におい
て、上型の成形面の温度及び下型の成形面の温度として
は、成形面から1〜2mm程度上型または下型の内部の
温度を適用できる。上記位置の温度であれば測定可能で
あり、かつ実質的に成形面の温度と近似できる温度を有
する。ここで、成形型の温度は、上型、下型の各成形面
に温度分布が存在するときには、各成形面における平均
温度を指す。このとき、この平均温度として、成形面の
中心付近と周辺部の2点における温度の平均を適用して
も良い。本発明では、上型の成形面の温度及び下型の成
形面の温度の平均温度を所定の温度範囲(上記式を満た
す範囲)にして加圧成形することが必要である。このと
き、上型と下型の成形面の平均温度が所定温度範囲内で
あれば、上型または下型、上型及び下型がこの所定温度
範囲内でない場合も含まれる。
FIG. 8 shows the relationship between X and Y, that is, the relationship between the average temperature of the mold and the temperature of the glass material to be molded.
Description will be made with reference to (first method), FIG. 9 (second method), FIG. 10 (third method), and FIG. 4 (fourth method). The temperature of the molding die and the glass material to be molded in each figure is the viscosity (Poise) of the corresponding glass material to be molded.
Is shown as the common logarithm of In this specification, as the temperature of the molding surface of the upper mold and the temperature of the molding surface of the lower mold, the temperature inside the upper mold or the lower mold about 1 to 2 mm from the molding surface can be applied. The temperature at the above position can be measured and has a temperature that can be substantially approximated to the temperature of the molding surface. Here, the temperature of the molding die indicates an average temperature on each molding surface when there is a temperature distribution on each molding surface of the upper die and the lower die. At this time, the average of the temperatures at two points near the center of the molding surface and at the peripheral portion may be used as the average temperature. In the present invention, it is necessary to carry out pressure molding by setting the average temperature of the molding surface of the upper mold and the temperature of the molding surface of the lower mold to a predetermined temperature range (a range satisfying the above formula). At this time, when the average temperature of the molding surfaces of the upper mold and the lower mold is within the predetermined temperature range, the case where the upper mold or the lower mold and the upper mold and the lower mold are not within the predetermined temperature range is also included.

【0026】第1の方法を図8を参照して以下に説明す
る。 (1)成形時においては、成形型の温度が被成形ガラス
素材の温度以上になると、成形のサイクルタイムが長く
なってしまい、又、型寿命を短くするので、成形のサイ
クルタイムを短くするために、成形型の温度を被成形ガ
ラス素材の温度より低くする必要がある。この被成形ガ
ラス素材と成形型の温度の関係を、これに対応する被成
形ガラス素材の粘度で示すと、Y(被成形ガラス素材の
温度に対応する粘度)<X(成形型の温度に対応する被
成形ガラス素材の粘度)となる(図8の直線Aの下
側)。さらに、成形型の温度を被成形ガラス素材の温度
より10℃以上低くすることがより好ましく、これに対
応する被成形ガラス素材の粘度に換算して示すと、図8
中の直線A’の下側の領域となる。
The first method will be described below with reference to FIG. (1) At the time of molding, if the temperature of the molding die is equal to or higher than the temperature of the glass material to be molded, the molding cycle time becomes longer, and the life of the mold is shortened. In addition, the temperature of the molding die needs to be lower than the temperature of the glass material to be molded. When the relationship between the temperature of the glass material to be formed and the temperature of the molding die is represented by the viscosity of the glass material to be molded, Y (viscosity corresponding to the temperature of the glass material to be molded) <X (corresponding to the temperature of the molding die) (Viscosity of the glass material to be molded) (below the straight line A in FIG. 8). Further, it is more preferable that the temperature of the molding die is lower than the temperature of the glass material to be molded by 10 ° C. or more, and the viscosity of the glass material to be molded is shown in FIG.
This is the area below the straight line A 'in the middle.

【0027】(2)被成形ガラス素材があまりに高粘
性、すなわち低温になると、被成形ガラス素材を加圧し
た時の伸びが不十分になり、被成形ガラス素材に対して
中心肉厚70%以下の成形品を得ることができない。し
たがって、被成形ガラス素材の十分な伸びを得るために
は、被成形ガラス素材と成形型の温度が、ある程度高温
であることが必要である。そのための被成形ガラス素材
の好適な温度と成形型の好適な温度の関係を、これに対
応する被成形ガラス素材の粘度(ポアズ)の常用対数で
示すと、logX+logY≦18となる(図8の直線
Bの下側)。さらに、最も好適な被成形ガラス素材の伸
びを得るためには、logX+logY≦17.5とな
ることがより好ましい(図8の直線B’の下側)。
(2) If the glass material to be molded is too viscous, that is, the temperature is low, the elongation when the glass material to be molded is pressurized becomes insufficient, and the center thickness of the glass material to be molded is 70% or less. Cannot be obtained. Therefore, in order to obtain sufficient elongation of the glass material to be formed, it is necessary that the temperature of the glass material to be formed and the temperature of the mold are high to some extent. If the relationship between the preferable temperature of the glass material to be formed and the preferable temperature of the forming die is represented by a common logarithm of the viscosity (Poise) of the glass material to be formed, logX + logY ≦ 18 (see FIG. 8). Below line B). Further, in order to obtain the most suitable elongation of the glass material to be formed, it is more preferable that logX + logY ≦ 17.5 (below the straight line B ′ in FIG. 8).

【0028】(3) 成形型の温度があまりに低すぎると被
成形ガラス素材の伸びが悪くなる。したがって、成形型
の予熱温度は、被成形ガラス素材の粘度が1010ポア
ズとなる温度より高いことが必要であり、これを対数で
示すとlogX<10となる(図8の直線Cの左側)。
(3) If the temperature of the molding die is too low, the elongation of the glass material to be molded deteriorates. Therefore, it is necessary that the preheating temperature of the mold is higher than the temperature at which the viscosity of the glass material to be molded is 10 10 poise, and when expressed in logarithm, logX <10 (left side of the straight line C in FIG. 8). .

【0029】(4) 被成形ガラス素材と成形型の温度があ
まりに高温になると、被成形ガラス素材が柔らか過ぎて
伸び過ぎとなり、第2加圧での肉厚制御が困難となる。
また、被成形ガラス素材が成形型に融着し易く、型がダ
メージを受けやすいため、型の寿命が短くなってしま
う。したがって、被成形ガラス素材と成形型は共に一定
以下の温度である必要がある。この温度の関係を被成形
ガラス素材の粘度の常用対数で示すと、logX+lo
gY≧14.5となる(図8の直線Dの上側)。さら
に、被成形ガラス素材と成形型の温度の関係がlogX
+logY≧15となることがより好ましい(図8の直
線D’の上側)。
(4) If the temperature of the glass material to be formed and the temperature of the mold are too high, the glass material to be formed is too soft and too long, and it is difficult to control the thickness by the second pressing.
Further, the glass material to be molded is easily fused to the molding die, and the die is easily damaged, so that the life of the die is shortened. Therefore, it is necessary that both the glass material to be molded and the molding die are at a certain temperature or lower. If the relationship of this temperature is represented by a common logarithm of the viscosity of the glass material to be formed, logX + lo
gY ≧ 14.5 (above the straight line D in FIG. 8). Further, the relationship between the temperature of the glass material to be formed and the temperature of the forming die is logX.
More preferably, + logY ≧ 15 (above the straight line D ′ in FIG. 8).

【0030】(5) また、成形型がある程度低温であって
も、被成形ガラス素材自体が高温過ぎると、被成形ガラ
ス素材を予め加熱軟化する際の変形や被成形ガラス素材
の保持が困難になる。例えば、被成形ガラス素材の浮上
軟化に際して、浮上皿内での変形が大きくなり、また、
浮上が良好でなくなり、浮上皿への接触痕が生じる。こ
のため、被成形ガラス素材の温度は、その粘度が10
6.5ポアズとなるよりも低い温度であることが必要で
あり、logY≧6.5となる(図8の直線Eの上
側)。さらに、logY≧7であればより好ましい(図
8の直線E’の上側)。
(5) Even if the temperature of the molding die is somewhat low, if the glass material itself is too high, it is difficult to deform the glass material in advance by heating and softening the glass material or to hold the glass material. Become. For example, during the softening of the glass material to be floated, the deformation in the floating dish increases, and
The floating is not good, and a trace of contact with the floating plate is generated. For this reason, the temperature of the glass material to be molded is set to a value of 10
It is necessary that the temperature be lower than 6.5 poise, and logY ≧ 6.5 (above the straight line E in FIG. 8). It is more preferable that logY ≧ 7 (above the straight line E ′ in FIG. 8).

【0031】以上から、本発明の第1の方法において
は、成形型の上型の成形面近傍温度と下型の成形面近傍
温度の平均温度と、被成形ガラス素材の温度とを、これ
らに対応する被成形ガラス素材の粘度(ポアズ)の常用
対数で示した場合に、図8中の直線A、B、C、D及び
Eによって囲まれる範囲内にあることが必要であり、直
線A’、B’、C、D’及びE’によって囲まれる範囲
内にあれば、より好ましい。
As described above, in the first method of the present invention, the average temperature of the temperature near the molding surface of the upper die and the temperature near the molding surface of the lower die, and the temperature of the glass material to be molded are set to these values. When the viscosity (Poise) of the corresponding glass material to be formed is represented by a common logarithm, the viscosity must be within a range surrounded by straight lines A, B, C, D, and E in FIG. , B ′, C, D ′ and E ′ are more preferable.

【0032】本発明の第3方法においては、第1の方法
と同様の理由から、成形型の上型の成形面近傍温度と下
型の成形面近傍温度の平均温度と、被成形ガラス素材の
温度とを、これらに対応する被成形ガラス素材の粘度
(ポアズ)の常用対数で示した場合に、図10中の直線
A、B、C、C’、D、E及びE’によって囲まれる範
囲内にあることが必要である。本発明は、成形型と被成
形ガラス素材とを所定温度に加圧した後被成形ガラス素
材を成形型に導入する方法(第1及び第2の方法)のみ
ならず、導入後に成形型と被成形ガラス素材とを所定温
度に加熱する方法(第3及び第4の方法)にも適用でき
る。第3の方法においては、成形型と被成形ガラス素材
とが接触している状態で(即ち、被成形ガラス素材が成
形型に導入された状態で)、6.5≦logY≦7.5
(図10のE’の下側)であり、かつ9.0≦logX
≦10.0(図10のC’の右側)とすると、成形型、
被成形ガラス素材の部分的な温度差が大きくなり所望の
面精度の光学素子が得られないので(接触部分は成形型
も被成形ガラス素材も同じ温度であるから)、この温度
範囲は除かれる。
In the third method of the present invention, for the same reason as in the first method, the average temperature of the temperature near the molding surface of the upper mold and the temperature near the molding surface of the lower mold, and the temperature of the glass material to be molded are determined. When the temperature is represented by a common logarithm of the viscosity (Poise) of the glass material to be formed corresponding thereto, a range surrounded by straight lines A, B, C, C ′, D, E and E ′ in FIG. Need to be within. The present invention is not limited to a method (first and second methods) of introducing a glass material to be molded into a molding die after pressurizing the molding die and the glass material to be molded to a predetermined temperature (first and second methods). The present invention is also applicable to a method of heating a molded glass material to a predetermined temperature (third and fourth methods). In the third method, 6.5 ≦ logY ≦ 7.5 in a state where the molding die and the glass material to be molded are in contact with each other (that is, in a state where the glass material to be molded is introduced into the molding die).
(Below E ′ in FIG. 10) and 9.0 ≦ logX
≦ 10.0 (to the right of C ′ in FIG. 10),
This temperature range is excluded because the partial temperature difference of the glass material to be formed becomes large and an optical element with a desired surface accuracy cannot be obtained (because the contact portion is at the same temperature in both the mold and the glass material to be formed). .

【0033】本発明の第4方法は、特に凹メニスカスの
ような加圧成形時の伸びが容易でなく面精度の出難い光
学素子の製造を可能にする方法であり、第2の方法と同
様の理由から、成形型の上型の成形面近傍温度と下型の
成形面近傍温度の平均温度と、被成形ガラス素材の温度
とを、これらに対応する被成形ガラス素材の粘度(ポア
ズ)の常用対数で示した場合に、図11中の直線A、
C、D及びEによって囲まれる範囲内にあることが必要
である。但し、第4の方法においては、加圧成形時の伸
びが容易でなく面精度の出難い光学素子の製造場を目的
とすることから、成形型の予熱温度は、被成形ガラス素
材の粘度が109.0ポアズとなる温度以上(logX
≦9.0、図11の直線Cの左側)である。さらに、凹
メニスカスのような被成形ガラス素材を加圧成形する場
合、第2加圧をすることが好ましい。しかし、被成形ガ
ラス素材と成形型の温度があまりに高温になると、被成
形ガラス素材が柔らか過ぎて伸び過ぎとなり、第2加圧
での肉厚制御が困難となる。また、被成形ガラス素材が
成形型に融着し易く、型がダメージを受けやすいため、
型の寿命が短くなってしまう。被成形ガラス素材と成形
型は共に一定以下の温度である必要がある。この温度の
関係を被成形ガラス素材の粘度の常用対数で示すと、l
ogX+logY≧14.5となる(図11の直線Dの
上側)。さらに、被成形ガラス素材と成形型の温度の関
係が17.5≧logX+logY≧15となることが
より好ましい(図11の直線D’の上側及びD”の下
側)。
The fourth method of the present invention is a method which enables the production of an optical element such as a concave meniscus which is not easily stretched at the time of pressure molding and has low surface accuracy, and is similar to the second method. For this reason, the average temperature of the temperature near the molding surface of the upper mold and the temperature near the molding surface of the lower mold, and the temperature of the glass material to be molded are determined by the corresponding viscosity (Poise) of the glass material to be molded. When represented by a common logarithm, a straight line A in FIG.
It must be within the range enclosed by C, D and E. However, in the fourth method, since the purpose of the manufacturing method is to manufacture an optical element in which elongation at the time of pressure molding is not easy and surface accuracy is difficult to be obtained, the preheating temperature of the molding die is determined by the viscosity of the glass material to be molded. 10 9.0 Poise or more (log X
≤9.0, left side of the straight line C in FIG. 11). Further, in the case where a glass material to be molded such as a concave meniscus is molded under pressure, it is preferable to apply the second pressure. However, when the temperature of the glass material to be formed and the temperature of the molding die are too high, the glass material to be formed is too soft and too long, and it is difficult to control the thickness by the second pressing. In addition, the glass material to be molded is easily fused to the mold, and the mold is easily damaged,
The life of the mold is shortened. The temperature of the glass material to be formed and the temperature of the forming die both need to be lower than a certain level. When this temperature relationship is represented by the common logarithm of the viscosity of the glass material to be molded,
ogX + logY ≧ 14.5 (above the straight line D in FIG. 11). Further, it is more preferable that the relationship between the temperature of the glass material to be formed and the temperature of the forming die is 17.5 ≧ logX + logY ≧ 15 (the upper side of the straight line D ′ in FIG. 11 and the lower side of D ″).

【0034】また、成形型の上型と下型の予熱温度は、
上型の成形面近傍温度を下型の成形面近傍温度に比べて
5〜40℃、好ましい5〜25℃低くすることによっ
て、成形後の被成形ガラス素材の離型をよりスムーズに
行うことができる。本発明の成形方法においては、前記
加熱軟化したガラス素材を前記予熱した成形型内で1〜
20秒間初期加圧する。この初期加圧が2秒未満ではガ
ラスの伸びが不十分であり、所望の形状のガラス光学素
子を得ることはできない。また、初期加圧は、長くなれ
ばそれだけ面精度等は向上するが、長すぎるとサイクル
時間が短縮できず、また、成形型の寿命にも悪影響を及
ぼすことがあり、上限は20秒である。また、成形圧力
は、ガラス素材の温度及び成形型の温度等を考慮して適
宜決定することができ、通常30〜300kg/cmの範
囲の圧力とすることが適当である。前述のように本発明
では、成形型の温度を被成形ガラス素材の温度よりも低
くした状態(成形型と被成形ガラス素材が非等温の状
態)で加圧成形を開始する(X>Y)。そして、加圧成
形開始後は、被成形ガラス素材と成形型とは温度差を縮
めながら冷却される。このとき、前記冷却は、前記加圧
(初期加圧)開始と同時に、または前記加圧の途中で、
または前記初期加圧の終了後に自然にまたは人為的に行
われる。冷却が行われた結果、被成形ガラス素材を離型
できる粘度にまで冷却することができる。
The preheating temperature of the upper mold and the lower mold of the molding die is:
By lowering the temperature in the vicinity of the molding surface of the upper mold by 5 to 40 ° C., preferably 5 to 25 ° C. in comparison with the temperature in the vicinity of the molding surface of the lower mold, it is possible to more smoothly release the molded glass material after molding. it can. In the molding method of the present invention, the heat-softened glass material is placed in the preheated mold in a range of 1 to
Apply initial pressure for 20 seconds. If the initial pressure is less than 2 seconds, the elongation of the glass is insufficient, and a glass optical element having a desired shape cannot be obtained. In addition, the initial pressurization improves the surface accuracy and the like as much as it is longer. However, if it is too long, the cycle time cannot be shortened, and the life of the mold may be adversely affected. The upper limit is 20 seconds. . The molding pressure can be appropriately determined in consideration of the temperature of the glass material, the temperature of the molding die, and the like. It is usually appropriate to set the pressure in the range of 30 to 300 kg / cm 2 . As described above, in the present invention, pressure molding is started in a state where the temperature of the molding die is lower than the temperature of the glass material to be molded (the molding die and the glass material to be molded are non-isothermal) (X> Y). . After the start of pressure molding, the glass material to be molded and the mold are cooled while reducing the temperature difference. At this time, the cooling is performed simultaneously with the start of the pressurization (initial pressurization) or during the pressurization.
Alternatively, it is performed naturally or artificially after the end of the initial pressurization. As a result of the cooling, the glass material to be molded can be cooled to a viscosity that can be released from the mold.

【0035】前記初期加圧開始と同時に、または前記初
期加圧の途中で、または前記初期加圧の終了後に、前記
成形型の成形面近傍を20℃/分以上の速度で冷却する
ことが好ましい。冷却速度を20℃/分より遅くしても
かまわないが、不必要に成形のサイクルタイムが長くな
るだけである。ガラス成形体の大きさ、形状によって異
なるが、高面精度を得るという観点から、成形面近傍は
20〜l80℃/分の速度で冷却することが好ましい。
At the same time as the start of the initial pressurization, during the initial pressurization, or after the end of the initial pressurization, the vicinity of the molding surface of the mold is preferably cooled at a rate of 20 ° C./min or more. . The cooling rate can be slower than 20 ° C./min, but this only unnecessarily increases the molding cycle time. Although it depends on the size and shape of the glass molding, it is preferable to cool the vicinity of the molding surface at a rate of 20 to 180 ° C./min from the viewpoint of obtaining high surface accuracy.

【0036】また、初期加圧後の冷却中に、初期加圧よ
り低圧で2次加圧し、この圧力を維持しながら成形面近
傍を冷却することが、ひけや面形状に歪みが生じること
なく良好な面精度が得られ、かつ中心肉厚も許容公差内
に保てるという観点から好ましい。2次加圧は10〜1
00kg/cm又は0.001〜1kg/cmの圧力で行う
か、あるいは、前半に10〜100kg/cmで加圧し、
後半に0.001〜1kg/cmで加圧するのが好まし
い。
In addition, during the cooling after the initial pressurization, the secondary pressurization is performed at a lower pressure than the initial pressurization, and the vicinity of the molding surface is cooled while maintaining this pressure without causing sink marks or distortion in the surface shape. It is preferable from the viewpoint that good surface accuracy can be obtained and the center wall thickness can be kept within an allowable tolerance. Secondary pressure is 10-1
It is performed at a pressure of 00 kg / cm 2 or 0.001-1 kg / cm 2 , or pressurized at 10-100 kg / cm 2 in the first half,
It is preferable to apply a pressure of 0.001 kg / cm 2 in the latter half.

【0037】さらに、加熱軟化したガラス素材の中心肉
厚を、最終製品の中心肉厚より0.3mm小さく、0.l
5mm大きい範囲内になるように初期加圧し、次いで2次
加圧することが、最終製品の中心肉厚の許容公差内に保
つという観点から好ましい。即ち、2次加圧において
は、初期加圧に比べて一気に減圧され、かつ、ガラスは
高粘度となっているため、中心肉厚は0.00l〜0.
l2mm程度しか加圧変形しないので、最終的な中心肉厚
を公差±0.03mmの範囲に入れることが容易である。
Further, the center thickness of the heat-softened glass material is 0.3 mm smaller than the center thickness of the final product. l
It is preferable to perform the initial pressurization so as to be within a range larger by 5 mm, and then perform the secondary pressurization from the viewpoint of maintaining the center thickness of the final product within an allowable tolerance. That is, in the second pressurization, the pressure is reduced at a stroke compared to the initial pressurization, and the glass has a high viscosity.
Since only about 12 mm is deformed under pressure, it is easy to set the final center thickness within the tolerance ± 0.03 mm.

【0038】上記初期加圧及び2次加圧は、加熱軟化し
たガラス素材の初期加圧を、最終製品の中心肉厚より
0.03mm小さく、0.l5mm大きい範囲内の所望の中
心肉厚になるように加圧が停止する手段により停止し、
さらに初期加圧停止前又は停止と同時に2次加圧を開始
することにより行うことで、最終製品の中心肉厚が得ら
れ、かつ、初期加圧と2次加圧の間で、加圧が連続して
いるため、面精度が損なわれることがない等という観点
から好ましい。
The above-mentioned initial pressurization and secondary pressurization reduce the initial pressurization of the heat-softened glass material by 0.03 mm from the center thickness of the final product. Stop by means of stopping the pressurization so that the desired center thickness is within a range larger by 15 mm,
Further, by performing the secondary pressurization before or simultaneously with the stop of the initial pressurization, the center thickness of the final product is obtained, and the pressurization is performed between the initial pressurization and the secondary pressurization. Since it is continuous, it is preferable from the viewpoint that surface accuracy is not impaired.

【0039】なお、外部ストッパー機構等により所望の
中心肉厚を得て、さらに2次加圧する場合は、加圧が一
瞬間断するため、良好な面精度が得にくい傾向がある。
上記初期加圧及び2次加圧は、2重シリンダー機構によ
り行うことが好ましい。2重シリンダー機構について
は、後述の実施例においてさらに説明する。上記のよう
に加圧成形され、次いで冷却されたガラス成形品は、成
形面近傍の温度が前記ガラス素材の粘度がl012ポア
ズに相当する温度以下になった後に成形型から離型され
る。ガラス粘度がl012ポアズを超えれば、短時間で
は粘性流動が起こることがなく、ガラスはほぼ固結した
とみなしてよい。その結果、離型後にガラス成形体に変
形等が生じることがなく、良好な面精度が得られる。冷
却されたガラス成形体は、l012ポアズ以上の粘度に
なる温度になった後に離型される。ガラス粘度がl0
12ポアズ以上になれば、短時間では粘性流動が起こる
ことなく、ほぼガラスは固結したとみなしてよい。その
結果、離型後にガラス成形体に変形等が生じることな
く、良好な面精度が得られる。ここで、成形型近傍の温
度が1012ポアズ以上の粘度に相当する温度である場
合はガラスも1012ポアズ以上の粘度であるとみなし
て離型することが可能である。
When a desired center thickness is obtained by an external stopper mechanism or the like and a secondary pressurization is performed, the pressurization is interrupted for a moment, so that good surface accuracy tends to be difficult to obtain.
The initial pressurization and the secondary pressurization are preferably performed by a double cylinder mechanism. The double cylinder mechanism will be further described in embodiments described later. The glass molded article which has been molded under pressure as described above and then cooled is released from the molding die after the temperature near the molding surface has fallen below the temperature corresponding to the viscosity of the glass material of 10 12 poise. When the glass viscosity exceeds 10 12 poise, viscous flow does not occur in a short time, and the glass may be regarded as substantially solidified. As a result, the glass molded body is not deformed after the mold release, and a good surface accuracy is obtained. The cooled glass molded body is released after reaching a temperature at which the viscosity becomes 10 12 poise or more. Glass viscosity is 10
If it becomes 12 poises or more, the glass may be regarded as substantially solidified without viscous flow occurring in a short time. As a result, good surface accuracy can be obtained without deformation or the like of the glass molded body after release. Here, if the temperature of the mold near a temperature corresponding to a viscosity of more than 10 12 poises is capable of releasing regarded as the glass is also a viscosity of more than 10 12 poises.

【0040】特に、ガラス成形体の離型は、前記成形面
近傍の温度が、前記ガラス素材の転移点〜転移点−50
℃の範囲にあるときに行うことが特に好ましい。本発明
に用いる成形型は、従来から公知の成形型をそのまま用
いることができ、例えば、図5に示すような上型35、
下型34及び案内型36から構成される成形型39を用
いることができる。但し、これらに限定されるものでは
ない。また、成形型として炭化ケイ素、ケイ素、窒化ケ
イ素、炭化タングステン、酸化アルミニウムや炭化チタ
ン等のサーメットや、これらの表面にダイヤモンド、耐
熱金属、貴金属合金、炭化物、窒化物、硼化物、酸化物
などのセラミックスなどを被覆したものを使用すること
ができる。特に、炭化ケイ素焼結体上にCVD法により
炭化ケイ素膜を形成して、仕上がり形状に加工した後、
イオンプレーティング法等によりi−カーボン膜等の非
晶質及び/又は結晶質のグラファイト及び/又はダイヤ
モンドの単一成分層又は混合層からなる炭素膜を形成し
たものが好ましい。その理由は、成形型温度を比較的高
温にして成形しても融着が起こらないこと、及び、離型
性がよいため比較的高温で容易に離型できることによ
る。
In particular, when the glass molded body is released from the mold, the temperature in the vicinity of the molding surface is changed from the transition point to the transition point −50 of the glass material.
It is particularly preferable to carry out when the temperature is in the range of ° C. As the mold used in the present invention, a conventionally known mold can be used as it is, for example, an upper mold 35 as shown in FIG.
A molding die 39 including a lower die 34 and a guide die 36 can be used. However, it is not limited to these. In addition, as a mold, cermets such as silicon carbide, silicon, silicon nitride, tungsten carbide, aluminum oxide and titanium carbide, and diamond, heat-resistant metals, noble metal alloys, carbides, nitrides, borides, oxides, etc. Those coated with ceramics or the like can be used. In particular, after forming a silicon carbide film on the silicon carbide sintered body by the CVD method and processing it into a finished shape,
It is preferable to form a carbon film composed of a single component layer or a mixed layer of amorphous and / or crystalline graphite and / or diamond such as an i-carbon film by an ion plating method or the like. The reason is that no fusion occurs even when the molding is performed at a relatively high mold temperature, and that the mold can be easily released at a relatively high temperature because of good releasability.

【0041】さらに、成形型の加熱には、抵抗加熱ヒー
ター、高周波加熱ヒーター、赤外線ランプヒーター等を
用いることができる。特に、成形型温度の回復時間が短
いという観点からは、高周波加熱ヒーター、赤外線ラン
プヒーターが好ましい。さらに、成形型の冷却は、断電
冷却や成形型内部を流通する冷却ガス等により行うこと
ができる。本発明の成形方法において、前記ガラス素材
の加熱軟化は、該ガラス素材体を気流により浮上させな
がら行うことができ、加熱軟化したガラス素材は前記予
熱した成形型に移送される。
Further, for heating the mold, a resistance heater, a high-frequency heater, an infrared lamp heater or the like can be used. In particular, from the viewpoint that the recovery time of the mold temperature is short, a high-frequency heater and an infrared lamp heater are preferable. Further, the cooling of the molding die can be performed by a power cut cooling or a cooling gas flowing through the inside of the molding die. In the forming method of the present invention, the softening of the glass material by heating can be performed while the glass material body is levitated by an air current, and the heated and softened glass material is transferred to the preheated mold.

【0042】ガラス素材が、その自重によって変形する
程の低粘性域においては、加熱の際にガラス素材を保持
する治具とガラスの融着を防止するのは非常に困難であ
る。それに対して、治具の内部よりガスを噴出すること
により、ガラス素材を気流により浮上させることで、治
具面とガラス両面にガスのレイヤーを形成し、その結
果、治具とガラスが反応することなく、加熱軟化するこ
とが可能である。更に、ガラス素材がプリフォームの場
合、プリフォームの形状を維持しつつ加熱軟化すること
ができる。また、ガラス素材がガラスゴブであり、不規
則な形状で表面にシワ等の表面欠陥がある場合でも、加
熱軟化しながら気流により浮上させることで、形状を整
え、表面欠陥を消去することも可能である。
In a low-viscosity region where the glass material is deformed by its own weight, it is very difficult to prevent fusion of the glass with a jig holding the glass material during heating. On the other hand, a gas layer is formed on both the jig surface and the glass surface by ejecting gas from the inside of the jig and causing the glass material to float by the air current. As a result, the jig and the glass react. Without heating, it is possible to soften by heating. Further, when the glass material is a preform, it can be softened by heating while maintaining the shape of the preform. In addition, even if the glass material is a glass gob and has an irregular shape with surface defects such as wrinkles, it is possible to adjust the shape and eliminate surface defects by floating by airflow while heating and softening. is there.

【0043】本発明においてガラス素材の浮上のために
用いる気流となるガスとしては、特に制限はない。但
し、加熱したガラス素材が治具と反応しないこと、さら
に、加熱した治具の酸化による劣化を防止するという観
点から、非酸化性ガスであることが好ましく、例えば、
窒素等であることが適当である。また、還元性のガス、
例えば水素ガス等を添加することもできる。
In the present invention, there is no particular limitation on the gas used as the air flow for floating the glass material. However, from the viewpoint that the heated glass material does not react with the jig, and furthermore, from the viewpoint of preventing the heated jig from being deteriorated by oxidation, it is preferable to use a non-oxidizing gas.
Suitably, it is nitrogen or the like. Also, reducing gas,
For example, hydrogen gas or the like can be added.

【0044】気流の流量は、気流を吹き出す口の形状や
ガラス素材の形状及び重量等を考慮して適宜変更でき
る。通常の場合、ガス流量は0.005〜20リットル
/分の範囲がガラス素材の浮上に適している。但し、ガ
ス流量が0.005リットル/分未満であると、ガラス
素材の重量が300mg以上の場合、ガラス素材を十分に
浮上させることができない場合がある。また、ガス流量
が20リットル/分を超えると、ガラス重量が2000
mg以上の場合でも、浮上治具上のガラスが大きく揺れ
て、加熱の際にガラス素材がプリフォームの場合、その
形状が変化することがあるからである。
The flow rate of the air flow can be changed as appropriate in consideration of the shape of the opening for blowing the air flow, the shape and weight of the glass material, and the like. Usually, a gas flow rate in the range of 0.005 to 20 liters / minute is suitable for floating the glass material. However, if the gas flow rate is less than 0.005 liter / min, the glass material may not be able to float sufficiently if the weight of the glass material is 300 mg or more. When the gas flow rate exceeds 20 liters / minute, the glass weight becomes 2000
This is because even in the case of mg or more, the glass on the floating jig shakes greatly, and the shape may change when the glass material is a preform during heating.

【0045】ガラス素材の気流による浮上は、例えば、
ガラス素材の径より小さい開口径を有する上方開口部か
ら上方に流出する気流により行うことができる。図2に
示すように、浮上治具支持体l3に支持された浮上治具
l0の上方開口部llは、ガラス素材1の径より小さ
く、浮上治具10の上方開口部llの底l2から上方に
流出する気流により、ガラス素材lは上方開口部ll上
で浮上して、浮上治具l0に接触しないように保持され
る。尚、ガラス素材lは、周囲に設けられたガラス軟化
用ヒーターl4により加熱される。また、浮上治具l0
は、図6に示すように、2つに分割可能な構造(各部分
をl0a、l0bで示す)を有することもできる。
The floating of the glass material by the air current is, for example,
This can be performed by an airflow flowing upward from an upper opening having an opening diameter smaller than the diameter of the glass material. As shown in FIG. 2, the upper opening 11 of the floating jig 10 supported by the floating jig support 13 is smaller than the diameter of the glass material 1 and rises from the bottom 12 of the upper opening 11 of the floating jig 10. The glass material l floats on the upper opening 11 by the airflow flowing out, and is held so as not to contact the floating jig 10. The glass material 1 is heated by a glass softening heater 14 provided around the glass material. In addition, the floating jig 10
May have a structure that can be divided into two (each part is denoted by 10a and 10b), as shown in FIG.

【0046】また、ガラス素材の気流による浮上は、ガ
ラス素材の外径の曲率に近似する球面又は平面を有する
多孔質面から流出する気流により行うこともできる。特
に、ガラス素材がプリフォームである場合に、プリフォ
ームの形状の維持が極めて容易であることから有効であ
る。さらに、ガラス素材がガラスゴブの場合、多孔質面
からの気流により浮上させながら加熱することで、ガラ
スゴブの表面欠陥を除去することもできる。例えば、図
3に示すように、浮上治具支持体l9に支持された、ガ
ラス素材lの曲率に近似する球面を有する多孔質面l8
を有する浮上治具l7上に、多孔質面l8から流出する
気流によって、ガラス素材lが浮上した状態で保持され
る。尚、浮上治具支持体19及び浮上治具17は、図6
の場合と同様に、分割可能な構造を有することもでき
る。
Further, the floating of the glass material by the air flow can be performed by an air flow flowing out from a porous surface having a spherical surface or a flat surface approximating the curvature of the outer diameter of the glass material. In particular, when the glass material is a preform, it is effective because the shape of the preform is extremely easy to maintain. Further, when the glass material is a glass gob, the surface defect of the glass gob can be removed by heating while being floated by an air current from the porous surface. For example, as shown in FIG. 3, a porous surface 18 supported by a floating jig support 19 and having a spherical surface approximating the curvature of the glass material l.
The glass material l is held in a floating state by the airflow flowing out of the porous surface 18 on the floating jig 17 having. The floating jig support 19 and the floating jig 17 are shown in FIG.
As in the case of (1), it is also possible to have a dividable structure.

【0047】さらに、ガラス素材の加熱は、常温から所
定温度に加熱する場合、ある程度の温度のガラス素材を
用いさらに加熱する場合、さらに所定温度に既に加熱さ
れているガラス素材を用いる場合を含む。例えば、ガラ
ス素材がガラスゴブの場合、溶融ガラスから作製された
ガラスゴフを冷却することなく用いることもできる。
Further, the heating of the glass material includes a case where the glass material is heated from room temperature to a predetermined temperature, a case where a glass material having a certain temperature is further heated, and a case where a glass material already heated to a predetermined temperature is used. For example, when the glass material is a glass gob, a glass goff made of molten glass can be used without cooling.

【0048】本発明では、加熱軟化したガラス素材の予
熱した成形型への移送は、例えば、前記被成形ガラス素
材を吸引保持することにより、または軟化したガラス素
材を落下させることにより行うことができる。ガラス素
材の吸引保持は、例えば、図2に示す移動可能な下方開
口部l6を有する吸引保持装置l5により行うことがで
きる。下方開口部l6は内部に吸引する、例えば減圧ボ
ンプや真空ボンプ等に連絡しており、下方開口部l6に
ガラス素材を吸引保持することができる。浮上治具l0
の上で加熱されて軟化したガラス素材lは、移動可能な
吸引保持装置l5の下方開口部l6に吸引保持され、図
4に示すように成形型の下型34の成形面40上に移送
する。次いで図5に示すように軟化したガラス素材lを
前記下型34の成形面40と上型35の成形面4lとで
加圧成形することでガラス成形体2を得ることができ
る。
In the present invention, the transfer of the heat-softened glass material to the preheated mold can be carried out, for example, by suction-holding the glass material to be formed or by dropping the softened glass material. . The suction holding of the glass material can be performed, for example, by a suction holding device 15 having a movable lower opening 16 shown in FIG. The lower opening 16 communicates with, for example, a decompression pump, a vacuum pump, or the like that suctions the inside, and the lower opening 16 can hold the glass material by suction. Floating jig 10
The glass material l heated and softened above is sucked and held in the lower opening 16 of the movable suction holding device 15 and transferred onto the forming surface 40 of the lower mold 34 as shown in FIG. . Next, as shown in FIG. 5, the glass material 1 softened is press-molded with the molding surface 40 of the lower mold 34 and the molding surface 4l of the upper mold 35, whereby the glass molded body 2 can be obtained.

【0049】加熱軟化したガラス素材の移送は、該ガラ
ス素材を落下させることにより行うこともできる。ガラ
ス素材の落下は、例えば、ガラス素材を加熱するために
用いる浮上治具が2つ以上に分割移動して、下方が開口
することにより行うことができる。例えば、図6に示す
ように、浮上治具l0上でガラス素材lを加熱してガラ
ス素材lが軟化したら、図7に示すように浮上治具l0
が水平に2つの部分l0aとl0bに分かれて、相互に
反対方向(図中では左右)に移動することで、ガラス素
材lは落下する。その際、落下するガラス素材lの受け
として成形型の下型34を設置しておくことで、下型3
4の成形面40上にガラス素材lを移送することができ
る。
The heat-softened glass material can be transferred by dropping the glass material. The drop of the glass material can be performed, for example, by dividing the floating jig used for heating the glass material into two or more parts and opening the lower part. For example, as shown in FIG. 6, when the glass material 1 is heated on the floating jig 10 and the glass material 1 is softened, as shown in FIG.
Is horizontally divided into two portions 10a and 10b and moves in opposite directions (left and right in the figure), so that the glass material l falls. At this time, the lower mold 3 is provided by installing the lower mold 34 as a receiver for the falling glass material l.
The glass material 1 can be transferred onto the molding surface 40 of the fourth step.

【0050】さらに、本発明では、加熱軟化したガラス
素材を所定の成形面上に落下移動させる目的で、ガイド
手段を用いることができる。例えば、図6、7に示すよ
うに、浮上治具l0の上部に、ガラス素材lの最外径と
適度なクリアランスが保てる内径寸法を有する筒形のガ
イド手段50(分割可能な部分50a、50bからな
る)を設けることで、成形型の中心にガラス素材lを落
下させることができる。但し、ガイド手段は、浮上治具
の分割移動の際に生じるガラス素材のずれを防止できる
ものであれば、構造等に特に制限はない。例えば、筒形
に限らず、格子状に配置された複数のパイプや対向する
2枚以上の板であることもできる。また、ガイド手段
は、成形の際に上型がガラス素材を保持した下型の上に
移動して加圧成形することを考慮して、分割移動可能な
構造とすることもできる。
Further, in the present invention, guide means can be used for the purpose of dropping and moving the heat-softened glass material onto a predetermined molding surface. For example, as shown in FIGS. 6 and 7, a cylindrical guide means 50 (individable portions 50a and 50b) having an inner diameter dimension capable of maintaining an outermost diameter of the glass material l and an appropriate clearance can be provided above the floating jig 10. The glass material l can be dropped to the center of the mold. However, the structure of the guide means is not particularly limited as long as it can prevent the glass material from being displaced when the floating jig is divided and moved. For example, the present invention is not limited to a cylindrical shape, and may be a plurality of pipes arranged in a lattice or two or more plates facing each other. In addition, the guide means may have a structure that can be divided and moved in consideration of the fact that the upper mold moves onto the lower mold holding the glass material and performs pressure molding during molding.

【0051】ガラス素材を加熱するために用いる浮上治
具の分割移動の方式には特に制限はない。例えば、上記
のように水平に浮上治具が移動する場合、浮上治具は3
っ又は4つに分割し、3方向(l20度づつ異なる方
向)又は4方向(90度づつ異なる方向)に移動して、
ガラス素材を落下させることもできる。加熱軟化したガ
ラス素材を落下移動させることで、ガラス素材を短時間
で成形型内に移送することが可能である。本発明の製造
方法は、レンズ、プリズムのほか、回折格子、ファイバ
ーガイドブロックなどの光学素子の製造に適用できる。
There is no particular limitation on the method of dividing and moving the floating jig used to heat the glass material. For example, when the floating jig moves horizontally as described above, the
Divided into four or four directions and moved in three directions (different directions by 120 degrees) or four directions (different directions by 90 degrees)
Glass material can also be dropped. By dropping and moving the heat-softened glass material, the glass material can be transferred into the mold in a short time. The production method of the present invention can be applied to the production of optical elements such as lenses, prisms, diffraction gratings, and fiber guide blocks.

【0052】[0052]

【実施例】次に、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明する。 実施例1プレス成形用型 プレス成形用型は、図1に示すように、基盤材料として
炭化ケイ素(SiC)焼結体31を用い、研削によりプ
レス成形型形状に加工後、更に成形面側にCVD法によ
り炭化ケイ素膜32を形成して、更に研削研磨して製造
されるべきガラス成形体に対応する形状に鏡面仕上げし
て成形型基盤を得た。更に成形型基盤の炭化ケイ素膜3
2上に、i−カーボン(ダイヤモンドライクカーボン)
膜33をイオンプレーティング法により500・成膜し
て成形面40を有する、φ16mm(芯取後φ14m
m)レンズ用の下型34を得た。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
Will be described. Example 1Press mold  As shown in Fig. 1, the press mold is used as a base material.
Using silicon carbide (SiC) sintered body 31, grinding
After processing into a less mold shape, the molding surface is further
Forming silicon carbide film 32 and grinding and polishing
Mirror-finished to the shape corresponding to the glass compact to be
The mold base was obtained. Furthermore, the silicon carbide film 3 of the mold base
2 on top of i-carbon (diamond-like carbon)
The film 33 is formed to a thickness of 500 by the ion plating method.
Φ16mm (φ14m after centering)
m) A lower mold 34 for a lens was obtained.

【0053】図5に示す上型35も、上記下型34と同
様の方法によって得られた。上型35及び下型34は、
図5に示すように、同軸上にセットされ、プレス成形の
際には、上型35と下型34とこれをガイドする案内型
36から成形型39が構成されている。更に上型35の
上面の上には、2次加圧用の押し棒45が設けられてい
る。下型34及び上型35の加熱は、胴型37外周に取
り付けた成形型ヒーター44で行い、成形型支持台38
の下部より下型34内に挿入した型側温用熱電対42に
て制御される。更に胴型37の温度は、胴型37内に挿
入した胴型側温用熱電対43にて側温される。
The upper mold 35 shown in FIG. 5 was also obtained by the same method as the lower mold 34. The upper mold 35 and the lower mold 34 are
As shown in FIG. 5, a molding die 39 is formed of an upper die 35, a lower die 34, and a guide die 36 that guides the lower die 34 and the lower die 34 during press forming. Further, on the upper surface of the upper mold 35, a push rod 45 for secondary pressurization is provided. The lower mold 34 and the upper mold 35 are heated by a mold heater 44 attached to the outer periphery of the body mold 37,
Is controlled by a mold-side temperature thermocouple 42 inserted into the lower mold 34 from the lower part of the mold. Further, the temperature of the body die 37 is side-heated by the body-side heating thermocouple 43 inserted into the body die 37.

【0054】浮上治具及び移送手段 上述の成形型加熱機構を有する同一密閉チャンバー(図
示せず)内には、図2に示す浮上治具及び移送手段も設
けられている。浮上治具には、ガラス素材(プリフォー
ム)lを加熱軟化するガラス軟化ヒーターl4が設けら
れ、このガラス軟化ヒーターl4内には浮上治具支持台
l3にセッ卜されたグラッシーカーボン浮上治具l0
(以下、「GC浮上治具」と呼ぶ)が配置されている。
さらに、ガラス素材lは、浮上治具支持台l3の内部か
らGC浮上治具l0下部へと供給される98%N+2
%Hガス又はNガスの噴出によって、浮上保持され
る。また、ガラス軟化ヒーターl4外には、垂直及び水
平方向に移動可能なグラッシーカーボンバキュームパッ
ドl5(以下、「GCバキュームパッド」と呼ぶ)があ
り、通常は、GC浮上治具l0上方で待機している。
[0054]Floating jig and transfer means  The same closed chamber with the mold heating mechanism described above (Figure
(Not shown), a floating jig and transfer means shown in FIG.
Have been killed. Use a glass material (prefor
A glass softening heater 14 for heating and softening l is provided.
The glass softening heater 14 has a floating jig support
Glassy carbon levitation jig set in l3
(Hereinafter, referred to as “GC floating jig”).
Further, whether the glass material l is inside the floating jig support 13 or not.
98% N supplied to the lower part of GC floating jig 102+2
% H2Gas or N2Levitated and held by gas jet
You. Also, besides the glass softening heater 14,
Glassy carbon vacuum pack
DO15 (hereinafter referred to as "GC vacuum pad")
Usually, it is on standby above the GC floating jig 10.

【0055】予備加熱及びプレス工程 成形型及び浮上治具が収められた密閉チャンバー(図示
せず)内を真空排気した後、前記98%N+2%H
ガス又はNガスを導入し、密閉チャンバー内を同ガス
雰囲気とした。次に、バリウム棚珪酸塩光学ガラスから
なるプリフォームl(表面欠陥のない鏡面を有するマー
ブル形状の熱間成形品、重量l000mg、厚さ7mm、転
移点514℃、屈伏点545℃)を用いて、凸メニスカ
スレンズと凹メニスカスレンズを製造した。その結果を
表1に示す。
[0055]Preheating and pressing process  A closed chamber containing a mold and a floating jig (shown
After evacuating the inside, the 98% N2+ 2% H2
Gas or N2Gas is introduced, and the same gas is
Atmosphere. Next, from the barium shelf silicate optical glass
Preform 1 (a marker having a mirror surface without surface defects)
Bull shaped hot molded product, weight 1000mg, thickness 7mm, rolled
Transfer point 514 ° C., yield point 545 ° C.)
A lens and a concave meniscus lens were manufactured. The result
It is shown in Table 1.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】成形型ヒーター44にて、型測温用熱電対
43で測温した上型35及び下型34の成形面から1m
m内側の部分の温度(成形型温度)が、表lに示すガラ
スの粘度に相当する温度になるまで加熱し同温度で保持
する。一方、ガラス軟化ヒーターl4によって、GC浮
上治具l0上のガラスプリフォーム1の温度を、ガラス
の粘度が表lに示す粘度に相当する温度まで加熱し、浮
上軟化させる。なお、ガラスの粘度と温度との関係は以
下のとおりである。
The mold heater 44 measures 1 m from the molding surface of the upper mold 35 and the lower mold 34 measured by the thermocouple 43 for mold temperature measurement.
Heat until the temperature of the portion inside the m (molding mold temperature) reaches a temperature corresponding to the viscosity of the glass shown in Table 1 and maintain the same temperature. On the other hand, the glass softening heater 14 heats the temperature of the glass preform 1 on the GC floating jig 10 to a temperature corresponding to the viscosity of the glass shown in Table 1 to soften the glass. The relationship between the viscosity of glass and the temperature is as follows.

【0058】粘度と温度の関係 ガラスの粘度 温度 106.5 ポアズ 647℃ 10 ポアズ 628℃ 107.3 ポアズ 618℃ 107.5 ポアズ 611℃ 107.7 ポアズ 605℃ 107.9 ポアズ 599℃ 10 ポアズ 596℃ 108.2 ポアズ 590℃ 108.3 ポアズ 588℃ 108.4 ポアズ 585℃ 108.7 ポアズ 578℃ 109.1 ポアズ 569℃ 109.3 ポアズ 565℃ 109.8 ポアズ 556℃Relationship between viscosity and temperature Viscosity of glass Temperature 10 6.5 poise 647 ° C. 10 7 poise 628 ° C. 10 7.3 poise 618 ° C. 10 7.5 poise 611 ° C. 107.7 poise 605 ° C. 10 7.9 poise 599 ° C 10 8 poise 596 ° C 10 8.2 poise 590 ° C 10 8.3 poise 588 ° C 10 8.4 poise 585 ° C 10 8.7 poise 578 ° C 10 9.1 poise 569 ° C 10 9.3 poise 565 ° C 10 9.8 Poise 556 ° C

【0059】そして、浮上軟化したプリフォーム1を、
ガラス軟化ヒーター14外のGC浮上治具10上方で待
機していたGCバキュームパッド15が、プリフォーム
1まで下降し、これを吸引保持する。この際、GCバキ
ュームパッドの温度は、ガラス軟化ヒーター14からの
輻射熱によって、300〜400℃に加熱されている
が、低温であるため、ガラスが融着することはない。
Then, the floating-softened preform 1 is
The GC vacuum pad 15 waiting above the GC floating jig 10 outside the glass softening heater 14 descends to the preform 1 and holds it by suction. At this time, the temperature of the GC vacuum pad is heated to 300 to 400 ° C. by the radiant heat from the glass softening heater 14, but since the temperature is low, the glass does not fuse.

【0060】次に、図4に示すように、プリフォーム1
を保持したGCバキュームパッド15は、下型34上方
まで速やかに移動し、再び下型34の成形面40近傍ま
で下降すると同時に吸引を停止して、下型34の成形面
40上にプリフォーム1を載置する。その後、GCバキ
ュームパッド15は下型34上方に退き、元の待機位置
まで戻るので、下型34上部には何ら障害物がなくな
り、瞬時に成形型支持台38が下型34を、該下型34
の同軸上方に成形型支持台38ごと固定セットしてある
上型35まで上昇させる。
Next, as shown in FIG.
The GC vacuum pad 15 holding the preform 1 quickly moves to above the lower mold 34, descends again to near the molding surface 40 of the lower mold 34, stops suction, and stops the preform 1 on the molding surface 40 of the lower mold 34. Is placed. Thereafter, the GC vacuum pad 15 retreats above the lower mold 34 and returns to the original standby position, so that there is no obstacle at the upper part of the lower mold 34, and the molding die support 38 instantaneously moves the lower mold 34 to the lower mold 34. 34
Is raised to the upper die 35 fixedly set together with the molding die support base 38 above the same axis.

【0061】図5に示すように、上型35と下型34及
びこれをガイドする案内型36で構成される成形型39
内で、プリフォーム1を表1に示される各時間と圧力に
て加圧成形し、下型34のフランジ部と案内型36の底
面が接触したところをもって、最終製品の肉厚より30
μm大きい肉厚とする。次いで、成形型ヒーター44を
断電することによって、表1に示される各冷却速度で冷
却する。その一方で、第1のシリンダーによる加圧終了
と同時に、当該第1のシリンダーの内側にある第2のシ
リンダーに連結された押し棒45によって、上型35の
裏面に、表1に示される圧力でガラス成形体2及び成形
型39を加圧保持する。その後、型測温用熱電対42で
測温した上型35及び下型34の温度が表1に離型温度
として示される温度になり、ガラス成形体2が所定の肉
厚になったところで、成形型39からガラス成形体2を
離型して取り出した。尚、ガラスの粘度と温度との関係
は前記のとおりである。
As shown in FIG. 5, a molding die 39 composed of an upper die 35, a lower die 34 and a guide die 36 for guiding them.
Inside, the preform 1 is press-molded at the respective times and pressures shown in Table 1, and when the flange portion of the lower mold 34 and the bottom surface of the guide mold 36 are in contact with each other, the thickness of the preform 1 is reduced by 30 from the thickness of the final product.
The thickness is larger by μm. Next, the mold heater 44 is turned off to cool at the respective cooling rates shown in Table 1. On the other hand, at the same time when the pressurization by the first cylinder is completed, the pressure shown in Table 1 is applied to the back surface of the upper mold 35 by the push rod 45 connected to the second cylinder inside the first cylinder. To hold the glass molded body 2 and the molding die 39 under pressure. Thereafter, when the temperatures of the upper mold 35 and the lower mold 34 measured by the thermocouple 42 for mold temperature measurement reach the temperatures shown as the mold release temperatures in Table 1, and when the glass molded body 2 has a predetermined thickness, The glass molding 2 was released from the molding die 39 and taken out. The relationship between the viscosity of glass and the temperature is as described above.

【0062】このようにして得られたガラス成形体2
(外径16mm、中心肉厚2.6mm、コバ厚1.0m
mの凸メニスカスレンズ、及び、外径15mm、中心肉
厚1.3mm、コバ厚3.0mmの凹メニスカスレン
ズ)(表1)のアニール後の性能を、干渉計による面精
度と、目視外観及び実体顕微鏡による表面状態について
評価したところ、いずれのレンズもアス1本以下で、表
面品質良好なものであった。
The glass compact 2 thus obtained
(Outer diameter 16mm, center thickness 2.6mm, edge thickness 1.0m
The performance after annealing of a convex meniscus lens having an outer diameter of 15 m, a concave meniscus lens having an outer diameter of 15 mm, a center wall thickness of 1.3 mm, and an edge thickness of 3.0 mm (Table 1) was evaluated by measuring the surface accuracy with an interferometer, the visual appearance, and When the surface condition was evaluated by a stereoscopic microscope, all the lenses were less than one lens and had good surface quality.

【0063】実施例2 マーブル形状を球形状にしたこと以外は実施例1と同様
に咄メニスカスレンズと凹メニスカスレンズを製造し
た。このとき用いたプリフォームは、実施例1と同じ硝
種とし、重量は1000mg、直径は8.742mmの
表面欠陥のない鏡面を有する球形状の熱間成形品であ
る。製造条件を表2に示す。
Example 2 A meniscus lens and a concave meniscus lens were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the marble shape was changed to a spherical shape. The preform used at this time was the same glass type as in Example 1, weighed 1000 mg, and was a spherical hot-formed product having a diameter of 8.742 mm and a mirror surface having no surface defects. Table 2 shows the manufacturing conditions.

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】このようにして得られたガラス成形体(外
径16mm、中心肉厚2.6mm、コバ厚1.0mmの
凸メニスカスレンズ、及び、外径15mm、中心肉厚
1.3mm、コバ厚3.0mmの凹メニスカスレンズ)
(表2)のアニール後の性能を、干渉計による面精度
と、目視外観及び実体顕微鏡による表面状態について評
価したところ、いずれのレンズもアス1本以下で、表面
品質良好なものであった。
The glass molded body thus obtained (outer diameter 16 mm, central wall thickness 2.6 mm, convex meniscus lens with edge thickness 1.0 mm, outer diameter 15 mm, central wall thickness 1.3 mm, edge thickness 3.0 mm concave meniscus lens)
The performance after annealing in Table 2 was evaluated for surface accuracy using an interferometer, visual appearance, and surface state using a stereomicroscope. As a result, each lens was less than one lens and had good surface quality.

【0066】実施例3 平面研磨した後、幅1μm、深さ0.1μmの微細な溝
を表面に形成した円盤状の下型と、平面研磨した上型と
の間に、平面に研磨した被成形ガラス素材を載置し、該
下型上の該被成形ガラス素材上をヒーターで加熱軟化し
た後、上型及び下型で加圧成形して外径50mmの微細
パターン転写品を得た(図12参照)。成形の条件は表
1中のNo9と同様とした。
Example 3 After planar polishing, a planarly polished coating was placed between a disk-shaped lower die having fine grooves of 1 μm width and 0.1 μm depth formed on the surface and an upper die which had been planarly polished. A molded glass material is placed, and the glass material to be molded on the lower mold is heated and softened by a heater, and then pressure-molded with an upper mold and a lower mold to obtain a fine pattern transfer product having an outer diameter of 50 mm ( See FIG. 12). The molding conditions were the same as No. 9 in Table 1.

【0067】上記実施例において、プレス成形のサイク
ルタイムは、成形時間と型温度の回復時間(離型時の温
度から成形開始時温度までの昇温時間)との合計であ
る。本実施例では成形型の加熱に抵抗加熱を用いたた
め、上記回復時間は約50秒であった。従って、サイク
ルタイムは約100〜250秒間であった。尚、成形型
の加熱を高周波加熱や赤外線加熱を用いることにより、
上記回復時間は約20秒にすることができ、サイクルタ
イムをその分短縮することが可能である。
In the above embodiment, the cycle time of press molding is the sum of the molding time and the recovery time of the mold temperature (the temperature rise time from the temperature at the time of release from the temperature at the time of mold release). In this example, since the resistance heating was used for heating the mold, the recovery time was about 50 seconds. Therefore, the cycle time was about 100-250 seconds. In addition, by using high frequency heating or infrared heating for heating the mold,
The recovery time can be about 20 seconds, and the cycle time can be shortened accordingly.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明のガラス光学素子の製造方法は、
プレス成形に際して、被成形ガラス素材の温度(粘度)
と成形型の温度とが一定の関係を保つように、これらを
予め所定温度に加熱してからプレス加工を開始するの
で、優れた面精度のガラス光学素子を製造でき、かつ高
精度なプレスでありながらプレス成形工程のサイクルタ
イムを短縮化することもできる。特に、本発明のガラス
光学素子の製造方法では、被成形ガラス素材と成形型の
上記温度条件の下で、ガラス成形品の中心肉厚が被成形
ガラス素材の中心肉厚の70%以下になるまで加圧して
成形するので、最終成型品と形状の異なるガラス素材を
プレス成形によって大きく変形させる場合であっても、
比較的短いサイクルタイムで従来品以上に面精度の優れ
たガラス光学素子を製造することが可能となった。ま
た、本発明によれば、被成形ガラス素材を気流により浮
上させながら加熱軟化させた状態でプレス成形工程に移
送するので、ガラス素材の表面が傷つくのを完全に防止
することができ、より優れた面精度を有するガラス光学
素子を製造することができる。
The method for producing a glass optical element according to the present invention comprises:
During press molding, the temperature (viscosity) of the glass material to be molded
In order to maintain a constant relationship between the temperature of the mold and the mold, press processing is started after heating these to a predetermined temperature in advance, so that a glass optical element with excellent surface accuracy can be manufactured, and with a high precision press. In addition, the cycle time of the press forming process can be shortened. In particular, in the method for manufacturing a glass optical element of the present invention, the center thickness of the glass molded product is 70% or less of the center thickness of the glass material under the above temperature conditions of the glass material to be formed and the molding die. Because it is molded by pressurizing, even if a glass material having a shape different from the final molded product is greatly deformed by press molding,
With a relatively short cycle time, it has become possible to manufacture a glass optical element having better surface accuracy than conventional products. Further, according to the present invention, since the glass material to be formed is transferred to the press forming step in a state where the glass material is heated and softened while being floated by an air current, it is possible to completely prevent the surface of the glass material from being damaged, which is more excellent. A glass optical element having improved surface accuracy can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明で用いた成形型の下型の概略説明図で
ある。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a lower mold of a molding die used in the present invention.

【図2】 本発明で用いた浮上治具上でのガラスプリフ
ォームの浮上軟化及び移送方法の概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a method of softening and transferring a glass preform on a floating jig used in the present invention.

【図3】 本発明で用いた浮上治具上でのガラスプリフ
ォームの浮上軟化方法の概略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of a method for softening the floating of a glass preform on a floating jig used in the present invention.

【図4】 軟化したガラスプリフォームの成形型への移
送方法の概略説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view of a method for transferring a softened glass preform to a molding die.

【図5】 本発明で用いた成形型での加圧成形の概略説
明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view of pressure molding with a molding die used in the present invention.

【図6】 軟化したガラスプリフォームの成形型への移
送方法の概略説明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory view of a method for transferring a softened glass preform to a molding die.

【図7】 軟化したガラスプリフォームの成形型への移
送方法の概略説明図である。
FIG. 7 is a schematic explanatory view of a method for transferring a softened glass preform to a molding die.

【図8】 本発明の第1の方法を説明するためのグラフ
である。
FIG. 8 is a graph for explaining the first method of the present invention.

【図9】 本発明の第2の方法を説明するためのグラフ
である。
FIG. 9 is a graph for explaining a second method of the present invention.

【図10】 本発明の第3の方法を説明するためのグラ
フである。
FIG. 10 is a graph for explaining a third method of the present invention.

【図11】 本発明の第4の方法を説明するためのグラ
フである。
FIG. 11 is a graph for explaining a fourth method of the present invention.

【図12】 実施例3における光学素子の製造方法の説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the method for manufacturing the optical element in the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

l ・・・ガラス素材 2 ・・・ガラス成形体 l0、l7 ・・・浮上治具 l0a、l0b ・・・分割浮上治具 l1 ・・・浮上治具の上方開口部 l2 ・・・浮上治具の上方開口部の底 l3、l9 ・・・浮上治具支持体 l4 ・・・ガラス軟化用ヒーター l5 ・・・吸引保持装置 l6 ・・・下方開口部 l8 ・・・多孔質面 34 ・・・下型 35 ・・・上型 36 ・・・案内型 37 ・・・胴型 40、4l ・・・成形面 45 ・・・押し棒 50a、50b ・・・ガイド手段 l ... Glass material 2 ... Glass molded body l0, l7 ... Floating jig lOa, lOb ... Divided floating jig l1 ... The upper opening of the floating jig l2 ... Floating jig Bottom of upper opening l3, l9 ... floating jig support l4 ... heater for softening glass l5 ... suction holding device l6 ... lower opening l8 ... porous surface 34 ... Lower mold 35 ... Upper mold 36 ... Guide mold 37 ... Body mold 40, 4l ... Molding surface 45 ... Push rod 50a, 50b ... Guide means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−236829(JP,A) 特開 平9−118530(JP,A) 特開 平9−48621(JP,A) 特開 平8−325022(JP,A) 特開 平8−133758(JP,A) 特開 平8−40733(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 11/00 - 11/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-10-236829 (JP, A) JP-A-9-118530 (JP, A) JP-A-9-48621 (JP, A) JP-A 8- 325022 (JP, A) JP-A-8-133758 (JP, A) JP-A-8-40733 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C03B 11/00-11 / 16

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加熱軟化した被成形ガラス素材を、上型
及び下型を含む成形型で、ガラス成形体の中心肉厚が前
記被成形ガラス素材の中心肉厚の70%以下となるまで
加圧成形してガラス成形体とする工程を含むガラス光学
素子の製造方法であって、前記被成形ガラス素材を、こ
の被成形ガラス素材がYポアズの粘度を示す温度に加熱
軟化する工程、及び加熱軟化した被成形ガラス素材を、
上型及び下型の各成形面の平均温度を、該被成形ガラス
素材がXポアズの粘度を示す温度に調整した成形型に導
入して前記加圧成形を行う工程を含み、かつ前記粘度X
及び粘度Yが次の式を満たすことを特徴とするガラス光
学素子の製造方法。 logX<10 logY≧6.5 Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18
1. A heat-softened glass material to be molded is applied to a molding die including an upper mold and a lower mold until the center thickness of the glass molded body becomes 70% or less of the center thickness of the glass material to be molded. A method for producing a glass optical element, comprising a step of pressing and forming a glass molded body, wherein the glass material to be molded is heated and softened to a temperature at which the glass material to be molded exhibits a viscosity of Y poise, The softened glass material to be molded
Introducing the average temperature of the molding surface of each of the upper mold and the lower mold to a molding die adjusted to a temperature at which the glass material to be molded exhibits a viscosity of X poise to perform the pressure molding;
And a method of producing a glass optical element, wherein the viscosity Y satisfies the following expression. logX <10 logY ≧ 6.5 Y <X −logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18
【請求項2】 加熱軟化した球形状の被成形ガラス素材
を、上型及び下型を含む成形型で加圧成形してガラス成
形体とする工程を含むガラス光学素子の製造方法であっ
て、前記被成形ガラス素材を、この被成形ガラス素材が
Yポアズの粘度を示す温度に加熱軟化する工程、及び加
熱軟化した被成形ガラス素材を、上型及び下型の各成形
面の平均温度を、該被成形ガラス素材がXポアズの粘度
を示す温度に調整した成形型に導入して前記加圧成形を
行う工程を含み、かつ前記粘度X及び粘度Yが次の式を
満たすことを特徴とするガラス光学素子の製造方法。 logX<10 logY≧6.5 Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18
2. A method for producing a glass optical element, comprising a step of pressure-forming a heat-softened spherical glass material to be molded into a glass molded body by using a molding die including an upper die and a lower die, The molded glass material, a step of heating and softening the molded glass material to a temperature indicating the viscosity of Y poise, and the heated and softened molded glass material, the average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold, The method further comprises the step of introducing the glass material to be molded into a molding die adjusted to a temperature indicating the viscosity of X poise and performing the pressure molding, and wherein the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formula: A method for manufacturing a glass optical element. logX <10 logY ≧ 6.5 Y <X −logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18
【請求項3】 加熱軟化した球形状の被成形ガラス素材
を、上型及び下型を含む成形型で加圧成形してガラス成
形体とする工程を含むガラス光学素子の製造方法であっ
て、前記加圧成形を、前記被成形ガラス素材が、この被
成形ガラス素材がYポアズの粘度を示す温度であり、前
記上型及び下型の各成形面の平均温度が、前記被成形ガ
ラス素材がXポアズの粘度を示す温度であり、かつ前記
粘度X及び粘度Yが次の式を満たすときに開始すること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法。 logX<10 logY≧6.5(但し、9.0≦logX<10のと
きは、logY>7.0である) Y<X −logX+14.5≦logY≦−logX+18
3. A method for producing a glass optical element, comprising a step of pressure-forming a heat-softened spherical glass material to be molded into a glass molded body by using a molding die including an upper die and a lower die, In the pressure molding, the molded glass material is a temperature at which the molded glass material exhibits a viscosity of Y Poise, and the average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold is equal to or less than the average temperature of the molded glass material. A method for producing a glass optical element, wherein the method starts when the viscosity is X poise and the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formulas. logX <10 logY ≧ 6.5 (however, when 9.0 ≦ logX <10, logY> 7.0) Y <X−logX + 14.5 ≦ logY ≦ −logX + 18
【請求項4】 加熱軟化した被成形ガラス素材を、上型
及び下型を含む成形型で加圧成形してガラス成形体とす
る工程を含むガラス光学素子の製造方法であって、前記
加圧成形を、前記被成形ガラス素材が、この被成形ガラ
ス素材がYポアズの粘度を示す温度であり、前記上型及
び下型の各成形面の平均温度が、前記被成形ガラス素材
がXポアズの粘度を示す温度であり、かつ前記粘度X及
び粘度Yが次の式を満たすときに開始することを特徴と
するガラス光学素子の製造方法。 logX<9 logY≧6.5 Y<X logY≧−logX+14.5
4. A method for manufacturing a glass optical element, comprising a step of forming a glass material by heating and softening a glass material to be formed with a forming die including an upper die and a lower die. In the molding, the glass material to be molded is a temperature at which the glass material to be molded exhibits a viscosity of Y poise, and the average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold is such that the glass material to be molded is X poise. A method for producing a glass optical element, wherein the method is started when the viscosity X and the viscosity Y satisfy the following formulas at a temperature indicating a viscosity. logX <9 logY ≧ 6.5 Y <X logY ≧ −logX + 14.5
【請求項5】 ガラス成形体の中心肉厚が、被成形ガラ
ス素材の中心肉厚の50%以下となるまで加圧する請求
項1記載の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the pressing is performed until the center thickness of the glass molded body becomes 50% or less of the center thickness of the glass material to be formed.
【請求項6】 上型及び下型の各成形面の平均温度が、
被成形ガラス素材の温度より10℃以上低い請求項1〜
5のいずれか1項に記載の製造方法。
6. An average temperature of each molding surface of the upper mold and the lower mold,
The temperature of the glass material to be formed is 10 ° C. or lower.
6. The production method according to any one of 5.
【請求項7】 上型の成形面温度が下型の成形面温度に
比べて5〜40℃低い請求項1〜6のいずれか1項に記
載の製造方法。
7. The production method according to claim 1, wherein the molding surface temperature of the upper mold is lower by 5 to 40 ° C. than the molding surface temperature of the lower mold.
【請求項8】 成形型の成形面近傍を20〜180℃/
分の冷却速度で冷却する請求項1〜7のいずれか1項に
記載の製造方法。
8. The temperature around the molding surface of the mold is 20 to 180 ° C. /
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the cooling is performed at a cooling rate of one minute.
【請求項9】 被成形ガラス素材の加圧後の冷却中に、
この加圧より低圧で、10〜100kg/cm及び/又は
0.001〜1kg/cmの圧力で2次加圧する請求項l
〜8のいずれかl項に記載の製造方法。
9. During cooling after pressurizing the glass material to be molded,
The secondary pressurization at a pressure lower than the pressurization and at a pressure of 10 to 100 kg / cm 2 and / or 0.001 to 1 kg / cm 2.
9. The production method according to any one of items 1 to 8.
【請求項10】 被成形ガラス素材を気流により浮上さ
せながら加熱することにより軟化させる請求項l〜9の
いずれかl項に記載の製造方法。
10. The production method according to claim 1, wherein the glass material to be molded is softened by heating while being floated by an air current.
【請求項11】 加熱軟化したガラス素材の予熱した成
形型への移送を、前記被成形ガラス素材を吸引保持する
ことにより、または落下させることにより行う請求項l
0に記載の製造方法。
11. The method according to claim 1, wherein the heat-softened glass material is transferred to a preheated molding die by sucking and holding the molded glass material or by dropping the glass material.
0. The production method according to item 0.
【請求項12】 加熱軟化したガラス素材の落下を、ガ
ラス素材を加熱するために用いる浮上治具が2つ以上に
分割移動することにより行う請求項l1に記載の製造方
法。
12. The manufacturing method according to claim 11, wherein the heating and softening glass material is dropped by dividing a floating jig used for heating the glass material into two or more parts.
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