JP2000001320A - Method for forming glass gob as optical element or blank for producing the same - Google Patents

Method for forming glass gob as optical element or blank for producing the same

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JP2000001320A
JP2000001320A JP16695898A JP16695898A JP2000001320A JP 2000001320 A JP2000001320 A JP 2000001320A JP 16695898 A JP16695898 A JP 16695898A JP 16695898 A JP16695898 A JP 16695898A JP 2000001320 A JP2000001320 A JP 2000001320A
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molding
gas
forming
mold
optical element
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Kiyoshi Yamamoto
潔 山本
Takeshi Nomura
剛 野村
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/63Pressing between porous dies supplied with gas, i.e. contactless pressing

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a glass gob capable of embodying high-accuracy shape transfer by making the pressure that the glass gob receives by the gases ejected from the forming surfaces of forming dies uniform at the time of contactless pressing of the glass gob. SOLUTION: The method for forming the glass gob as an optical element or a blank for its production consists in shaping the molten glass gob so as to profile its shape with the forming surfaces of the forming dies while maintaining the molten glass gob and the forming surfaces to each other in a contactless state by blowing out the gases from the forming surfaces at the time of press forming the molten glass gob in a softened state by using the porous forming dies 1, 2. In such a case, the blowout flow rate of the gases from the forming surfaces of the forming dies in the non-loading state of the molten glass gob is so set and controlled as to maintain a prescribed distribution within the forming surfaces.

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、軟化状態の溶融ガ
ラス塊をプレス成形して、光学素子またはその製造用素
材を成形する時のガラス塊の成形方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an optical element or a material for producing the same by press-forming a softened molten glass block.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、所定の表面精度を有する成形用型
内に、光学素子製造用素材として、ガラス塊を収容し
て、加熱下でプレス成形することにより、その後に研削
及び研磨などの後加工を必要としない、高精度の光学機
能面を有する光学素子を製造する方法が開発されてい
る。この方法は、大きく分けて2つに分類される。1つ
はプリフォームと呼ばれるガラス塊を加熱して、軟化点
以下の温度で成形して光学素子を得る方法であり、リヒ
ートプレスと呼ばれている。もう1つは、溶融状態のガ
ラス塊を直接、成形して光学素子を得る方法であり、ダ
イレクトプレスと呼ばれている。
2. Description of the Related Art In recent years, a glass block as a material for manufacturing an optical element is housed in a molding die having a predetermined surface accuracy, and is subjected to press molding under heating, followed by grinding and polishing. A method for manufacturing an optical element having a high-precision optical function surface that does not require processing has been developed. This method is roughly classified into two methods. One is a method in which a glass block called a preform is heated and molded at a temperature equal to or lower than a softening point to obtain an optical element, which is called a reheat press. The other is a method of directly molding a glass lump in a molten state to obtain an optical element, which is called a direct press.

【0003】前者は、成形品の形状精度を出すのに有利
な方法であるが、溶融ガラスなどからプリフォームを成
形し、そのプリフォームを再加熱して光学素子を成形す
るので、全体として、製造コストが高いことが問題であ
った。また、後者は、製造コストは安いが、きわめて高
温の状態でガラス塊を成形するため、リヒートプレスの
ように、成形型の成形面と溶融ガラス塊の表面とが直
接、接触すると、ガラスが急冷されて、しわになった
り、成形型に対して融着が発生したり、短時間で成形型
が消耗したりして、実用化が困難であった。
[0003] The former is an advantageous method for improving the shape accuracy of a molded article. However, since a preform is formed from molten glass or the like and the preform is reheated to form an optical element, the overall method is as follows. The problem is that the manufacturing cost is high. In the latter case, although the manufacturing cost is low, since the glass mass is formed at an extremely high temperature, the glass is rapidly cooled when the molding surface of the molding die and the surface of the molten glass mass are in direct contact as in a reheat press. As a result, wrinkling occurs, fusion occurs to the mold, and the mold is worn out in a short time, which makes practical use difficult.

【0004】また、ダイレクトプレス(後者)は、最終
的な光学素子を得る目的以外に、最終形状にきわめて近
い形状の光学素子製造用のガラス素材を成形する目的で
も行われる。上記光学素子用ガラス素材はリヒートプレ
スの材料として使用されたり、あるいは、わずかの量の
研削・研磨加工を行って、光学素子としての最終形状に
加工する場合がある。
[0004] In addition to the purpose of obtaining a final optical element, direct pressing (the latter) is also performed for the purpose of molding a glass material for manufacturing an optical element having a shape very close to the final shape. In some cases, the glass material for an optical element is used as a material for a reheat press, or is processed into a final shape as an optical element by performing a small amount of grinding and polishing.

【0005】ダイレクトプレスにおいて、溶融ガラス塊
の成形型への融着問題の対策としては、非接触での成形
技術が幾つか開示されている。特開昭59−19554
1号公報には、多孔質部材からなる成形型に加圧ガスを
供給することで、成形型の成形面とガラス塊とが非接触
の状態で、ガラス塊の成形がなされ、光学素子を得る方
法が開示されている。さらに、特公昭48−22977
号公報には、多孔質型を用いて、その背部からガスを送
り、同時に、該成形型を超音波振動させて、成形型の成
形面とガラス塊との非接触状態を保ちながら、ガラス塊
の成形を行う方法が開示されている。
[0005] In the direct press, several non-contact molding techniques have been disclosed as measures against the problem of fusion of a molten glass lump to a molding die. JP-A-59-19554
No. 1 discloses that an optical element is obtained by supplying a pressurized gas to a molding die made of a porous member so that the molding surface of the molding die and the glass lump are not in contact with each other. A method is disclosed. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 48-22977
In the publication, a gas is sent from the back using a porous mold, and at the same time, the molding die is ultrasonically vibrated so that the molding surface of the molding die and the glass lump are kept in a non-contact state. A method for performing molding is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、非接触状
態を保ちながら、被成形品の形状を成形型の成形面に倣
わせるためには、成形型の成形面とガラス塊の界面との
間に生成されるガスフィルムの厚さを、どの個所でも、
均一に保つ必要がある。しかしながら、前者に開示され
る方法には、成形型の成形面に沿うガスフィルムの厚さ
に関する説明はない。また、後者に開示される方法に
は、成形型の成形面を、極微の孔径の、均一な通気性を
持たせた構成にすると、成形面に薄いガス膜が一様に形
成されると記載されている。
As described above, in order to conform the shape of the molded article to the molding surface of the molding die while maintaining the non-contact state, the interface between the molding surface of the molding die and the glass block is required. The thickness of the gas film generated during
It must be kept uniform. However, the method disclosed in the former does not describe the thickness of the gas film along the molding surface of the mold. Further, the method disclosed in the latter describes that when the forming surface of the forming die is made to have a very small pore diameter and uniform air permeability, a thin gas film is uniformly formed on the forming surface. Have been.

【0007】しかし、実際には、成形型の成形面にガラ
ス塊の界面が近接している場合には、いくら成形型に注
入するガスの量が均一であっても、流動するガスの性質
から、成形型の成形面とガラス塊の界面との間では、そ
の領域によって発生するガスの圧力分布が相違する。圧
力分布の不均等は、成形型の界面から外周に向けてガス
が逃げて行くために、外周部でもっとも圧力が低くな
る。
However, in practice, when the interface of the glass lump is close to the molding surface of the mold, no matter how much the amount of gas injected into the mold, the amount of gas flowing into the mold does not affect the properties of the flowing gas. The pressure distribution of the generated gas differs between the molding surface of the molding die and the interface of the glass lump depending on the region. The uneven pressure distribution causes the gas to escape from the interface of the mold toward the outer periphery, so that the pressure is lowest at the outer periphery.

【0008】即ち、均一にガスが噴出している状態の成
形型の成形面に近似の形状のガラス塊を近接すると、界
面に沿ってガスが外側へ流れる。この時、流動抵抗によ
って、外側の部分が最もガスの圧力が低くなり、反対に
中心部分は、最も圧力が高くなる。特に、軸対称の光学
レンズなどでは、その中心が最も高い圧力となり、外周
部が最も低くなる。
That is, when a glass block having an approximate shape is brought close to the molding surface of the molding die in which the gas is uniformly jetted, the gas flows outward along the interface. At this time, due to the flow resistance, the outer portion has the lowest gas pressure, and the center portion has the highest pressure. In particular, in an axially symmetric optical lens or the like, the center has the highest pressure and the outer peripheral portion has the lowest pressure.

【0009】通常、プレス成形の場合、近接するガラス
塊の界面は103 〜108 dPaS程度の粘度を持つ軟
化状態にあり、界面でのガスの圧力に応じて、容易に変
形が起こる。従って、従来のやり方では、成形型の成形
面の形状に対して、被成形品は、その中心が最もへこん
だ状態となり、高精度な転写が不可能となっていた。
Normally, in the case of press molding, the interface between adjacent glass blocks is in a softened state having a viscosity of about 10 3 to 10 8 dPaS, and easily deforms according to the pressure of gas at the interface. Therefore, according to the conventional method, the center of the molded product is most concave with respect to the shape of the molding surface of the molding die, and high-precision transfer is impossible.

【0010】そして、このような不均一な圧力分布が生
じると、ガラス塊が不均一に成形型の成形面に倣わない
で、変形するために、所望形状の成形品を得ることが不
可能となる。
When such an uneven pressure distribution occurs, the glass block does not follow the molding surface of the mold in a non-uniform manner and is deformed, so that it is impossible to obtain a molded article having a desired shape. Becomes

【0011】本発明は上記事情によりなされたもので、
ガラス塊の非接触プレス時に、ガラス塊が成形型の成形
面から噴出するガスによって受ける圧力を均一にして、
高精度な形状転写が実現できるガラス塊の成形方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
At the time of non-contact pressing of the glass block, the pressure applied by the gas blown from the molding surface of the mold to the glass block is made uniform,
It is an object of the present invention to provide a method for forming a glass block capable of realizing highly accurate shape transfer.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
軟化状態の溶融ガラス塊を多孔質の成形型を用いて加圧
成形する際に、前記成形型の成形面からガスを噴出させ
ることにより溶融ガラス塊と上記成形面とを互いに非接
触の状態に保ちながら、上記成形面に倣うように溶融ガ
ラス塊の形状を整える、光学素子またはその製造用素材
としてのガラス塊の成形方法において、溶融ガラス塊の
非装填状態での成形型の成形面からのガスの噴出流量
が、その成形面内で所定の分布を維持するように、設
定、制御されることを特徴とする。
Therefore, in the present invention,
When pressure-molding the molten glass mass in the softened state using a porous mold, the molten glass mass and the molding surface are brought into non-contact with each other by ejecting gas from the molding surface of the molding die. While maintaining, shaping the shape of the molten glass lump so as to follow the molding surface, in a method of molding a glass lump as an optical element or a material for manufacturing the same, the method of molding the molten glass lump from the molding surface in the unloaded state. The injection flow rate of the gas is set and controlled so as to maintain a predetermined distribution in the molding surface.

【0013】即ち、本発明では、従来とは逆に、ガラス
塊を成形型の成形面に近接した状態で、その界面に沿う
ガスフィルムの圧力分布が均一になるように、ガス供給
量を制御することで、具体的には、成形型の成形面から
のガスの噴出圧力や流量が成形面の中の位置に応じて個
別に制御できるようにすることで、プレス時のガス圧の
均一性を達成するのである。
That is, in the present invention, contrary to the prior art, the gas supply amount is controlled so that the pressure distribution of the gas film along the interface is uniform while the glass block is close to the molding surface of the mold. Specifically, by enabling the gas ejection pressure and flow rate from the molding surface of the mold to be individually controlled according to the position in the molding surface, the uniformity of the gas pressure at the time of pressing can be improved. To achieve.

【0014】例えば、軸対称のレンズの場合、成形型の
成形面からのガスの噴出が均一であれば、ガラスを成形
する時のガスの圧力は、成形面の中心をピークとし、周
辺に向けて低下する不均一分布となる。従って、プレス
成形時には、その中心で弱くなり、周辺で強くなるよう
な、逆の圧力分布のパターンで、ガス圧調整やガス供給
量調整を行うのである。これにより、圧力分布の勾配が
相殺されて、均一な圧力分布のガスフィルムが得られる
ことになる。
For example, in the case of an axially symmetric lens, if the gas jet from the molding surface of the molding die is uniform, the gas pressure when molding the glass has a peak at the center of the molding surface and is directed toward the periphery. Resulting in a non-uniform distribution that decreases. Therefore, at the time of press molding, gas pressure adjustment and gas supply amount adjustment are performed in a reverse pressure distribution pattern in which the pressure becomes weaker at the center and becomes stronger at the periphery. Thereby, the gradient of the pressure distribution is canceled, and a gas film having a uniform pressure distribution can be obtained.

【0015】このようなガラス塊の界面におけるガス圧
を測定することは可能なのである。即ち、ガラス塊の代
わりに、成形型の成形面に倣った形状の測定工具に微細
な穴を明けて、その穴を通じて、ガス圧センサーで、界
面のガス圧を検知ればよい。そして、所望の位置に穴を
明けることで、ガス圧分布が測定される。また、近似値
として、計算上でガスの圧力分布を求めることも可能で
ある。更に、ガス圧分布にバラ付きがあると、それが、
成形品の形状に反映されるため、それから、ガス圧分布
の状況を類推することも可能である。
It is possible to measure the gas pressure at the interface of such a glass block. That is, instead of the glass block, a fine hole may be formed in a measuring tool having a shape following the forming surface of the forming die, and the gas pressure at the interface may be detected by the gas pressure sensor through the hole. Then, a gas pressure distribution is measured by making a hole at a desired position. It is also possible to calculate the gas pressure distribution as an approximate value. Furthermore, if there is a variation in the gas pressure distribution,
Since this is reflected in the shape of the molded article, it is also possible to infer the situation of the gas pressure distribution therefrom.

【0016】本発明においては、例えば、成形品の形状
からガス圧分布を類推し、逆に、圧力分布の調整を行う
ことで、界面のガス圧を均一化し、成形面から高精度に
転写された所望の界面を持った、光学素子または光学素
子用素材としての成形ガラス塊を得ることができる。
In the present invention, for example, the gas pressure distribution is inferred from the shape of the molded article, and conversely, by adjusting the pressure distribution, the gas pressure at the interface is made uniform, and the pressure is transferred from the molding surface with high precision. In addition, a molded glass block as an optical element or a material for an optical element having a desired interface can be obtained.

【0017】なお、その具体的な方法として、成形型へ
のガスの注入に際して、複数の注入口から、流量を個別
制御されたガスを注入することで、所望のガス圧分布を
得ることができる。また、別の例として、使用する多孔
質型の構造を、例えば、リング状の複数の型部材の組合
せで構成し、各型部材間では、ガスを遮断する仕切を隔
てていることで、個々の型部材のガス圧またはガス流量
の最適化調整を行うのである。更に別の例として、多孔
質型が同心円状の気孔率分布を持つように、各型部材の
組成を特定することも有効である。
As a specific method, a desired gas pressure distribution can be obtained by injecting a gas whose flow rate is individually controlled from a plurality of inlets when injecting a gas into a molding die. . Further, as another example, the structure of the porous mold to be used is, for example, configured by a combination of a plurality of ring-shaped mold members, and between each mold member, a partition for blocking gas is separated, whereby The optimization of the gas pressure or gas flow rate of the mold member is performed. As still another example, it is effective to specify the composition of each mold member so that the porous mold has a concentric porosity distribution.

【0018】なお、以下に示す本発明の実施の形態で
は、成形型に注入するガス流量分布の制御によって、界
面のガス圧力の均一化制御を行っているが、これに限ら
ず、注入するガスの圧力分布自体を制御してもよい。
In the embodiment of the present invention described below, the control of the gas flow at the interface is performed by controlling the distribution of the gas flow to be injected into the molding die. However, the present invention is not limited to this. May be controlled.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は、本
発明の第1の実施の形態を示すための型構造の模式断面
図である。ここで、符号1は上型、符号2は下型、符号
3は上型保持部材、符号4は下型保持部材、符号5〜8
はガス配管、また、符号9〜12は流量計を示す。な
お、図中、矢印(→)の大小によって、噴出するガスの
単位面積当たりの流量の大小を定性的に示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic sectional view of a mold structure for showing a first embodiment of the present invention. Here, reference numeral 1 denotes an upper die, reference numeral 2 denotes a lower die, reference numeral 3 denotes an upper die holding member, reference numeral 4 denotes a lower die holding member, and reference numerals 5 to 8
Denotes a gas pipe, and reference numerals 9 to 12 denote flow meters. In the figure, the magnitude of the flow rate of the ejected gas per unit area is qualitatively indicated by the magnitude of the arrow (→).

【0020】図2は、図1に示す成形型を用いてガラス
塊を成形した状態の模式断面図を示す。ここで、符号1
3は成形品としての成形ガラス塊を示す。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a state in which a glass lump is formed by using the forming die shown in FIG. Here, code 1
Reference numeral 3 denotes a molded glass lump as a molded product.

【0021】本発明の成形方法の実施の形態では、ま
ず、ガラス溶融装置(図示せず)で溶融したガラスを所
定の重量のゴブ(溶融ガラス塊)として、下型2の成形
面上に供給することからスタートする。成形用ガラス素
材としてはSK12を用い、最終的な形状として、直
径:15mm、中心肉厚:4mm、表裏の曲率半径:1
6mmの両凸レンズを成形している。
In the embodiment of the molding method of the present invention, first, glass melted by a glass melting device (not shown) is supplied as a gob (molten glass lump) having a predetermined weight onto the molding surface of the lower mold 2. Start by doing. SK12 was used as the glass material for molding, and the final shape was 15 mm in diameter, 4 mm in center thickness, and the radius of curvature of the front and back sides: 1
A 6 mm biconvex lens is molded.

【0022】なお、ここでは、例えば、気孔率15%の
多孔質カーボンを用いて上型1、下型2を製作する。該
型には、ガス配管挿入用の穴を中心に1ヵ所、その中心
を軸対称として周辺部に8ヵ所(図1においては、8ヵ
所の内2ヵ所のみ示されている)を加工し、中心用ガス
配管5、7および周辺部用ガス配管6、8が開口先端を
埋め込んだ形で、挿入されている。
Here, for example, the upper mold 1 and the lower mold 2 are manufactured using porous carbon having a porosity of 15%. The mold is machined at one location around the hole for gas pipe insertion and eight locations at the periphery with the center being axially symmetric (only two of the eight locations are shown in FIG. 1), The center gas pipes 5 and 7 and the peripheral gas pipes 6 and 8 are inserted with the leading ends of the openings embedded therein.

【0023】周辺部用ガス配管6、8は互いに連通して
おり、周辺部は、どこも共通の条件で、ガスが噴出でき
るようになっている。ガス配管には、流量計9〜12を
接続してあって、所望のガス流量分布を設定できるよう
になっている。なお、成形型の温度は300℃とした。
この温度であれば、大気中であっても、成形型の成形面
での酸化などの悪影響が少ない。また、成形型のキャビ
ティに投入されるガラスゴブは700〜720℃であ
る。
The peripheral gas pipes 6 and 8 are in communication with each other, and gas can be ejected from the peripheral portion under common conditions. Flow meters 9 to 12 are connected to the gas piping so that a desired gas flow distribution can be set. The temperature of the mold was 300 ° C.
At this temperature, even in the air, adverse effects such as oxidation on the molding surface of the mold are small. The temperature of the glass gob charged into the cavity of the mold is 700 to 720 ° C.

【0024】この実施の形態では、圧力ガスに窒素ガス
を使用した。まず、流量計9〜12が、いずれも5L/
分となるように、ガスを調整し、成形型を閉じて、プレ
ス成形を行った。所定の肉厚に保持した状態で冷却を行
い、ガラス温度が型温度に等しくなった所で、成形型を
開き、成形された光学素子13としての成形ガラス塊を
取り出した。
In this embodiment, nitrogen gas is used as the pressure gas. First, the flowmeters 9 to 12 are all 5 L /
The gas was adjusted so as to obtain the required time, the mold was closed, and press molding was performed. Cooling was performed while maintaining the predetermined thickness, and when the glass temperature became equal to the mold temperature, the mold was opened and a molded glass block as the optical element 13 was taken out.

【0025】この光学素子13の形状を測定すると、所
望の曲率半径の16mmに対して、両面ともに中心部が
凹んでおり、そのへこみ量は50μmであった。そこ
で、次に成形面の中心に対応するガスの量を減少させる
ために、流量計10、11の値が4.5L/分となるよ
うに、ガスの流量を調整して、同様に成形を行った。こ
の時に成形された光学素子の中心のへこみ量は20μm
であった。同様にして、へこみ量を測定しながら、最適
なガスの流量の設定値を求めた。最終的に周辺部のガス
流量が5L/分、中心部のガス流量が3.5L/分の時
に、成形された光学素子のへこみ量が0μmのものが得
られた。さらに、同じ条件で、100回に亘り、成形を
行ったが、へこみのない光学素子が安定的に得られた。
When the shape of the optical element 13 was measured, the center was concave on both sides with respect to the desired radius of curvature of 16 mm, and the amount of depression was 50 μm. Then, in order to reduce the amount of gas corresponding to the center of the molding surface, the gas flow rate is adjusted so that the values of the flow meters 10 and 11 become 4.5 L / min, and molding is performed in the same manner. went. The dent amount at the center of the optical element molded at this time is 20 μm
Met. Similarly, the optimum set value of the gas flow rate was determined while measuring the dent amount. Finally, when the gas flow rate at the peripheral portion was 5 L / min and the gas flow rate at the central portion was 3.5 L / min, a molded optical element having a dent amount of 0 μm was obtained. Further, molding was performed 100 times under the same conditions, but an optical element without dents was stably obtained.

【0026】(第2の実施の形態)図3は、本発明の第
2の実施の形態を示すための型構造の図である。ここ
で、符号14〜16は、同心円状の多孔質材よりなる型
部材で、この型部材を組み合わせて上型を構成してい
る。また、符号20、21はステンレス製の箔の仕切板
で、ガスの流通を遮断する目的のものである。同様に、
符号17〜19は、同心円状の多孔質材よりなる型部材
で、この型部材を組み合わせて下型を構成している。ま
た、符号22、23は、その仕切板である。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a view of a mold structure for showing a second embodiment of the present invention. Here, reference numerals 14 to 16 denote mold members made of concentric porous materials, and these mold members are combined to form an upper mold. Reference numerals 20 and 21 are stainless steel foil partition plates for the purpose of blocking gas flow. Similarly,
Reference numerals 17 to 19 denote mold members made of concentric porous materials, and the mold members are combined to form a lower mold. Reference numerals 22 and 23 are the partition plates.

【0027】符号24は上型保持部材、符号25は下型
保持部材、符号26〜28はそれぞれ型部材14〜16
に個別にガスを注入するための配管であり、また、符号
29〜31はそれぞれ型部材17〜19に個別にガスを
注入するための配管である。なお、符号32〜37はガ
ス流量計である。
Reference numeral 24 denotes an upper mold holding member, reference numeral 25 denotes a lower mold holding member, and reference numerals 26 to 28 denote mold members 14 to 16, respectively.
And pipes for individually injecting gas into the mold members 17 to 19, respectively. Reference numerals 32 to 37 are gas flow meters.

【0028】第1の実施の形態と同様に、各型部材14
〜19には、気孔率15%の多孔質カーボンを用い、仕
切板20〜23を介して、型保持部材24、25に装着
している。この状態で、上型および下型は、隙間なく組
み立てられている。ガスの注入口は上型の構成部材とし
ての、型部材14については1ヵ所、型部材15、16
については、それぞれ、軸対称に8ヵ所(図3では、8
ヵ所の内2ヵ所のみ示されている)とし、それぞれに、
ガス配管を行っている。下型についても、同様の構成に
なっている。
As in the first embodiment, each mold member 14
For 19 to 19, porous carbon having a porosity of 15% is used and mounted on the mold holding members 24 and 25 via partition plates 20 to 23. In this state, the upper mold and the lower mold are assembled without any gap. The gas injection port is provided as a component of the upper mold.
For each of the eight axially symmetric locations (8 in FIG. 3).
Only two of them are shown), and
Gas piping. The lower die has the same configuration.

【0029】しかして、第1の実施の形態における同じ
温度条件で、ガスの流量の条件と成形された光学素子の
形状との関係をあらかじめ調べた結果、中心の型部材1
4、17に対応する流量計34、35の値が3.2L/
分、中間の型部材15、18に対応する流量計33、3
6の値が4L/分、外側の型部材16、19に対応する
流量計32、37の値が6.5L/分である時、へこみ
のない光学素子が得られた。さらに、同じ条件で100
回、成形を行ったが、へこみのない光学素子が安定的に
得られた。
As a result of previously examining the relationship between the gas flow rate condition and the shape of the molded optical element under the same temperature condition in the first embodiment, the center mold member 1
The values of the flow meters 34 and 35 corresponding to 4, 17 are 3.2 L /
Minute, the flow meters 33, 3 corresponding to the middle mold members 15, 18
When the value of 6 was 4 L / min and the values of the flow meters 32 and 37 corresponding to the outer mold members 16 and 19 were 6.5 L / min, a dent-free optical element was obtained. Furthermore, under the same conditions, 100
The molding was performed a number of times, and an optical element having no dent was stably obtained.

【0030】(第3の実施の形態)図4は第3の実施の
形態を示すための型構造の図である。上型および下型
は、成形面の中で領域が同心円状に仕切られた型構成部
材(型部材)について、別々の気孔率である材料を使用
する。即ち、符号38〜40は、1つの上型の中で、そ
れぞれ気孔率の異なる領域を示す。同様に、符号41〜
43は1つの下型の中で、それぞれ気孔率の異なる領域
を示す。なお、符号44は上型保持部材、符号45は下
型保持部材、46、47はガス配管、48、49は流量
計を、それぞれ示す。
(Third Embodiment) FIG. 4 is a diagram of a mold structure for showing a third embodiment. For the upper mold and the lower mold, materials having different porosity are used for mold constituent members (mold members) whose regions are concentrically partitioned in the molding surface. That is, reference numerals 38 to 40 denote regions having different porosity in one upper mold. Similarly, reference numerals 41 to 41
Reference numeral 43 denotes regions having different porosity in one lower mold. Reference numeral 44 denotes an upper mold holding member, reference numeral 45 denotes a lower mold holding member, reference numerals 46 and 47 denote gas pipes, and reference numerals 48 and 49 denote flow meters.

【0031】このような構成の型の製造には、焼結ステ
ンレス鋼について、その気孔率を調整する方法が採用さ
れる。焼結体の製造方法としては、原料粉末を所望形状
にプレスして圧粉体を成形し、該圧粉体を所定焼結温度
にて焼結し、その後、機械加工によって最終形状に仕上
げる。
In the manufacture of the mold having such a configuration, a method of adjusting the porosity of the sintered stainless steel is adopted. As a method of manufacturing a sintered body, a raw material powder is pressed into a desired shape to form a green compact, the green compact is sintered at a predetermined sintering temperature, and then finished to a final shape by machining.

【0032】焼結体の気孔率は、圧粉体の密度によって
も左右されるので、この実施の形態での上型の製造に
は、型構成部材38〜40のそれぞれに対応する圧粉体
の密度を3段階に調整した後、該圧粉体を同心円状に組
み合わせた上で、焼結し、一体化する方法が採られる。
その結果、同心円状に子となる気孔率分布の焼結体が得
られる。該焼結体を機械加工によって、図4に示すよう
な上型を作成するのである。同様にして、異なる気孔率
の型構成部材41〜43も作成される。
Since the porosity of the sintered body is also affected by the density of the green compact, the production of the upper mold in this embodiment requires the green compact corresponding to each of the mold components 38 to 40. After adjusting the density in three stages, a method is adopted in which the green compacts are combined concentrically, sintered, and integrated.
As a result, a sintered body having a porosity distribution that becomes concentric children is obtained. The upper die as shown in FIG. 4 is produced by machining the sintered body. Similarly, mold constituent members 41 to 43 having different porosity are created.

【0033】そして、異なる気孔率分布となる条件で、
5種類のサンプルを作成し、それぞれの成形型について
カラス塊の成形を行った。なお、成形は第1の実施の形
態での温度条件と同じで行い、気孔率分布と、成形され
たガラス塊が目標とする光学素子の形状に対するずれ量
とを対比して、以下の表にまとめた。
Then, under the condition of different porosity distribution,
Five types of samples were prepared, and crow lump was formed for each of the molds. The shaping was performed under the same temperature conditions as in the first embodiment, and the porosity distribution was compared with the amount of deviation of the formed glass block from the shape of the target optical element. Summarized.

【0034】[0034]

【表1】 更に、NO.5に示す条件で、100回の成形を行った
が、ずれのない光学素子が安定的に得られた。
[Table 1] Further, NO. Molding was performed 100 times under the conditions shown in No. 5, and an optical element without displacement was stably obtained.

【0035】なお、本発明の実施の形態との比較のた
め、図5に示すような従来の構成の成形型について、そ
の成果を確かめた。ここで、符号50は上型であり、5
1は下型である。また、符号52は上型保持部材、53
は下型保持部材、54、55はガス配管、56、57は
流量計である。上型および下型の気孔率は15%、ガス
流量は5L/分で、成形の温度条件は、第1の実施の形
態における場合と同様である。その結果、成形された光
学素子は、目標とする形状に対して、成形転写面の中心
部が50μm程度、へこんでしまった。
For comparison with the embodiment of the present invention, the results of a conventional molding die as shown in FIG. 5 were confirmed. Here, reference numeral 50 denotes an upper die, and 5
1 is a lower mold. Reference numeral 52 denotes an upper mold holding member, 53
Is a lower mold holding member, 54 and 55 are gas pipes, and 56 and 57 are flow meters. The porosity of the upper mold and the lower mold are 15%, the gas flow rate is 5 L / min, and the molding temperature conditions are the same as those in the first embodiment. As a result, in the molded optical element, the center of the molding transfer surface was depressed by about 50 μm with respect to the target shape.

【0036】なお、上述した本発明の実施の形態では、
成形面が軸対称のレンズの成形に適用されるものを示し
たが、軸対称のレンズのみならず、非対称で、複雑な形
状の光学素子についても、それに応じた成形面を有する
成形型について、その成形面での噴出ガスの分布状態
を、上述と同じ要領で、設定、制御することにより、所
望精度の成形ガラス塊を得ることができるのは、言うま
でもない。
In the above-described embodiment of the present invention,
Although the molding surface has been shown to be applied to molding of an axially symmetric lens, not only an axially symmetric lens, but also an asymmetric, complicated shape optical element, a molding die having a molding surface corresponding thereto, It goes without saying that by setting and controlling the distribution of the jet gas on the molding surface in the same manner as described above, it is possible to obtain a molded glass block with desired accuracy.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は、以上説明したようになり、軟
化状態のガラスを多孔質の成形型を用いて加圧成形する
際に、前記成形型の成形面からガスを噴出させて、溶融
ガラス塊と上記成形面とを互いに非接触の状態に保ちな
がら、上記成形面に倣うように溶融ガラス塊の形状を整
えて、光学素子または光学素子製造用素材としての成形
カラス塊を得る成形方法において、ガラス塊を載置して
いない時の、成形型の成形面からのガスの噴出流量が、
成形面内で異なる分布を持つように設定、制御すること
によって、目的とする形状からのずれがない成形ガラス
塊が得られる。
According to the present invention, as described above, when a softened glass is press-formed using a porous mold, a gas is blown from the molding surface of the mold to melt the glass. A molding method for obtaining a molded crow lump as an optical element or a material for manufacturing an optical element by adjusting the shape of the molten glass lump so as to follow the molding surface while keeping the glass lump and the molding surface in a non-contact state with each other. In, when the glass block is not placed, the gas ejection flow rate from the molding surface of the mold,
By setting and controlling the distribution so as to have different distributions within the molding surface, a molded glass lump having no deviation from a target shape can be obtained.

【0038】従って、これによって、所望する精度によ
っては、直接、最終的な光学素子を得ることができる共
に、高精度を要求される場合にも、最終形状にきわめて
近似の形状の光学素子製造用素材としての成形ガラス塊
を得ることが可能となり、これを、例えば、リヒートプ
レスによって成形したり、あるいは、微小量の研削・研
磨加工を施すことによって、容易に光学素子を得ること
ができる。
Accordingly, depending on the desired accuracy, the final optical element can be directly obtained, and even when high precision is required, an optical element having a shape very similar to the final shape can be manufactured. It is possible to obtain a molded glass lump as a raw material, and it is possible to easily obtain an optical element by molding the lump by, for example, a reheat press or performing a minute grinding / polishing process.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するための型
構造の模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a mold structure for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】同じく、この型構造を使用したガラスの成形後
の状況を示す図である。
FIG. 2 is also a view showing a state after molding of glass using the mold structure.

【図3】本発明の第2の実施の形態についての型構造の
模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a mold structure according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同じく、第3の実施の形態についての型構造の
模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a mold structure according to a third embodiment.

【図5】従来例の型構造について説明するための模式的
断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional die structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上型 2 下型 3 上型保持部材 4 下型保持部材 5〜8 ガス配管 9〜12 流量計 13 成形品(成形ガラス塊) 14〜16 上型の型部材(構成部材) 17〜19 下型の型部材(構成部材) 20〜23 仕切板 24 上型保持部材 25 下型保持部材 26〜31 ガス配管 32〜37 流量計 38〜40 上型の構成部材 41〜43 下型の構成部材 44 上型保持部材 45 下型保持部材 46、47 ガス配管 48、49 流量計 50 上型 51 下型 52 上型保持部材 53 下型保持部材 54、55 ガス配管 56、57 流量計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper mold 2 Lower mold 3 Upper mold holding member 4 Lower mold holding member 5-8 Gas piping 9-12 Flow meter 13 Molded product (molded glass lump) 14-16 Upper mold member (component member) 17-19 Lower Mold member (constituent member) 20 to 23 Partition plate 24 Upper mold holding member 25 Lower mold holding member 26 to 31 Gas pipe 32 to 37 Flow meter 38 to 40 Upper mold member 41 to 43 Lower mold member 44 Upper die holding member 45 Lower die holding member 46, 47 Gas pipe 48, 49 Flow meter 50 Upper die 51 Lower die 52 Upper die holding member 53 Lower die holding member 54, 55 Gas pipe 56, 57 Flow meter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軟化状態の溶融ガラス塊を多孔質の成形
型を用いて加圧成形する際に、前記成形型の成形面から
ガスを噴出させることにより溶融ガラス塊と上記成形面
とを互いに非接触の状態に保ちながら、上記成形面に倣
うように溶融ガラス塊の形状を整える、光学素子または
その製造用素材としてのガラス塊の成形方法において、
溶融ガラス塊の非装填状態での成形型の成形面からのガ
スの噴出流量が、その成形面内で所定の分布を維持する
ように、設定、制御されることを特徴とする光学素子ま
たはその製造用素材としてのガラス塊の成形方法。
When a molten glass lump in a softened state is subjected to pressure molding using a porous molding die, a gas is blown from a molding surface of the molding die so that the molten glass lump and the molding surface are mutually bonded. While maintaining the non-contact state, in order to shape the molten glass lump to follow the molding surface, in the method of molding a glass lump as an optical element or a material for its production,
An optical element characterized by being set and controlled so that the flow rate of gas jetted from the molding surface of the molding die in the unloaded state of the molten glass lump maintains a predetermined distribution within the molding surface. A method for forming a glass block as a material for manufacturing.
【請求項2】 前記成形型へのガスの注入が、複数の注
入口を経て行われることを特徴とする請求項1に記載の
光学素子またはその製造用素材としてのガラス塊の成形
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the gas is injected into the molding die through a plurality of injection ports.
【請求項3】 前記成形型が、その成形面の領域を仕切
り、領域相互のガスの流通を遮断するように、複数の型
部材を組み合わせて構成されることを特徴とする請求項
1に記載の光学素子またはその製造用素材としてのガラ
ス塊の成形方法。
3. The molding die according to claim 1, wherein the molding die is formed by combining a plurality of mold members so as to partition an area of the molding surface and cut off gas flow between the areas. A method for forming a glass block as an optical element or a material for producing the same.
【請求項4】 前記型部材が、各々、溶融ガラス塊と非
接触で対向する成形面の各領域で、所要の気孔率分布を
持つように構成されていることを特徴とする請求項3に
記載の光学素子またはその製造用素材としてのガラス塊
の成形方法。
4. The method according to claim 3, wherein each of the mold members is configured to have a required porosity distribution in each region of the molding surface facing the molten glass block in a non-contact manner. A method for forming a glass lump as the optical element or the material for producing the same.
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