JP2016138008A - Set for molding glass optical element, and manufacturing method of glass optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス光学素子成形用型セット、及びこのガラス光学素子成形用型セットを用いるガラス光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a glass optical element molding mold set and a method for producing a glass optical element using the glass optical element molding mold set.
近年、レンズ、プリズム、ミラー等のガラス光学素子には、高性能化や高機能化が求められており、例えば、光学面形状を非球面形状にして性能を改善する方法が知られている。特に、非球面形状を有するガラス光学素子の大量生産の場面では、加熱軟化させたガラス成形素材を成形型で加圧成形する製造方法が採られている。 In recent years, glass optical elements such as lenses, prisms, and mirrors have been required to have high performance and high functionality. For example, a method for improving the performance by changing the optical surface shape to an aspherical shape is known. In particular, in the case of mass production of a glass optical element having an aspherical shape, a manufacturing method is employed in which a heat-softened glass molding material is pressure-molded with a molding die.
非球面形状を有するガラス光学素子には限られないが、ガラス光学素子の量産に向く製造装置としては次のようなものがある。
例えば、ガラス光学素子成形用型セットに収容されたガラス成形素材を、加熱、加圧成形、及び冷却の各ステージに順次搬送して所望のガラス光学素子を製造するガラス光学素子の製造装置が知られている。ガラス光学素子成形用型セットは、例えば、上型、下型、胴型、及び補助胴型を有する。胴型は、上型及び下型の周囲に位置する筒形状の部材であり、補助胴型は、上型と下型との間に位置する筒形状の部材である。
Although not limited to a glass optical element having an aspherical shape, a manufacturing apparatus suitable for mass production of glass optical elements includes the following.
For example, a glass optical element manufacturing apparatus that manufactures a desired glass optical element by sequentially conveying glass forming materials contained in a glass optical element forming mold set to heating, pressure forming, and cooling stages is known. It has been. The glass optical element molding mold set includes, for example, an upper mold, a lower mold, a trunk mold, and an auxiliary trunk mold. The trunk mold is a cylindrical member positioned around the upper mold and the lower mold, and the auxiliary trunk mold is a cylindrical member positioned between the upper mold and the lower mold.
このようなガラス光学素子成形用型セットにおいて、成形形状のばらつきを少なくし、安定した高精度なガラス光学素子を得るために、光学機能面の算術平均粗さRaを0.3nm以上30nm以下とする手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In such a mold set for glass optical element molding, in order to reduce the variation of the molding shape and obtain a stable and highly accurate glass optical element, the arithmetic average roughness Ra of the optical functional surface is 0.3 nm or more and 30 nm or less. There is a known technique (see, for example, Patent Document 1).
また、ガラス光学素子成形用型セットにおいて、光学機能面の最大高さ粗さRmaxを100nm以下(算術平均粗さRa25nm以下相当)とし、非光学機能面の最大高さ粗さRmaxを1600nm以上6300nm以下(算術平均粗さRa400nm以上1600nm以下相当)とする手法が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In the glass optical element molding die set, the maximum height roughness Rmax of the optical function surface is set to 100 nm or less (equivalent to arithmetic average roughness Ra of 25 nm or less), and the maximum height roughness Rmax of the non-optical function surface is set to 1600 nm or more and 6300 nm. The following method (arithmetic average roughness Ra corresponding to 400 nm or more and 1600 nm or less) is known (for example, see Patent Document 2).
ところで、補助胴型の内周面などの非光学機能面において、最大高さ粗さRmaxが上記の1600nm以上6300nm以下(算術平均粗さRa400nm以上1600nm以下相当)のような大きい値である場合、ガラス成形素材と補助胴型との接触面積が減少するため、冷却工程における離型が比較的早い段階で発生しやすくなる。一方で、まれにガラス成形素材が補助胴型の粗い部分に充填されると、アンカー効果の影響によって、ガラス成形素材が補助胴型に貼り付きやすい状態になる。そして、貼り付きが発生した部位では、平滑な部位と比較して離型しづらくなる。 By the way, in the non-optical functional surface such as the inner peripheral surface of the auxiliary cylinder type, when the maximum height roughness Rmax is a large value such as the above 1600 nm or more and 6300 nm or less (equivalent to the arithmetic average roughness Ra 400 nm or more and 1600 nm or less), Since the contact area between the glass forming material and the auxiliary cylinder mold is reduced, mold release in the cooling process is likely to occur at a relatively early stage. On the other hand, when the glass molding material is rarely filled in the rough portion of the auxiliary cylinder mold, the glass molding material is likely to stick to the auxiliary cylinder mold due to the influence of the anchor effect. And in the site | part where sticking generate | occur | produced, it becomes difficult to release compared with a smooth site | part.
このように、最大高さ粗さRmaxが上記の1600nm以上6300nm以下算術平均粗さRa400nm以上1600nm以下相当)のような大きい値である場合、離型が早くなったり遅くなったりするなど、離型状態が変化しやすくなる。特に、ガラス成形素材が補助胴型に貼り付きやすい状態のとき、ガラス光学素子の外周面にワレ、カン、焼き付きなどが発生するという問題が生じる。 Thus, when the maximum height roughness Rmax is a large value such as the above-mentioned arithmetic average roughness Ra of 400 nm or more and 1600 nm or less (corresponding to 1600 nm or more and 6300 nm or less), the mold release becomes faster or slower. The state is likely to change. In particular, when the glass molding material is in a state of being easily stuck to the auxiliary cylinder mold, there arises a problem that cracks, cans, image sticking, etc. occur on the outer peripheral surface of the glass optical element.
また、ガラス光学素子と補助胴型との離型タイミングが部位により異なることによって、先に離型した部位では後に離型した部位よりも補助胴型とガラス光学素子との熱伝導の時間が短くなる。これにより、先に離型した部位と後に離型した部位とでは温度が変化する。この温度変化は、ガラス光学素子の外周面のみならず、外周面の内側に位置する光学機能面などの領域においても影響を生じる。そのため、高精度化が要求されてきている光学機能面において、面形状のばらつきが生じたり、アス、コマ、クセの発生が増加したりすることになる。 In addition, since the release timing of the glass optical element and the auxiliary cylinder mold differs depending on the part, the time for heat conduction between the auxiliary cylinder mold and the glass optical element is shorter in the part released first than in the part released later. Become. As a result, the temperature changes between the part released first and the part released later. This temperature change affects not only the outer peripheral surface of the glass optical element but also the region such as the optical functional surface located inside the outer peripheral surface. For this reason, variations in surface shape occur on the optical function surface for which higher precision is required, and the occurrence of asses, frames, and habits increases.
本発明の目的は、ガラス成形素材と成形型との離型を安定化させることでガラス光学素子を高精度に成形することができる、ガラス光学素子成形用型セット、及びガラス光学素子の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a glass optical element molding die set and a method for manufacturing a glass optical element, which can mold a glass optical element with high precision by stabilizing the release of the glass molding material and the mold. Is to provide.
1つの態様では、ガラス光学素子成形用型セットは、ガラス成形素材を挟んで対向するように配置され、前記ガラス成形素材の光学機能面に面形状を転写する成形面を有する第1の成形型及び前記第2の成形型と、前記第1の成形型と前記第2の成形型との間に配置され、前記ガラス成形素材の非光学機能面である外周面に面形状を転写する成形面を有する第3の成形型と、を備え、前記第3の成形型の前記成形面の算術平均粗さRaは、Ra≦200nmである。 In one aspect, the glass optical element molding die set is disposed so as to face each other with the glass molding material interposed therebetween, and has a molding surface that has a molding surface that transfers a surface shape to the optical function surface of the glass molding material. And a molding surface which is disposed between the second molding die and the first molding die and the second molding die, and which transfers a surface shape to an outer peripheral surface which is a non-optical functional surface of the glass molding material. The arithmetic average roughness Ra of the molding surface of the third molding die is Ra ≦ 200 nm.
他の1つの態様では、ガラス光学素子の製造方法は、ガラス光学素子成形用型セットに収容されたガラス成形素材を加熱する加熱工程と、加熱された前記ガラス成形素材を加圧成形する加圧成形工程と、加圧成形された前記ガラス成形素材を冷却する冷却工程と、を含み、前記ガラス光学素子成形用型セットは、前記ガラス成形素材を挟んで対向するように配置され、前記ガラス成形素材の光学機能面に面形状を転写する成形面を有する第1の成形型及び前記第2の成形型と、前記第1の成形型と前記第2の成形型との間に配置され、前記ガラス成形素材の非光学機能面である外周面に面形状を転写する成形面を有する第3の成形型と、を備え、前記第3の成形型の前記成形面の算術平均粗さRaは、Ra≦200nmである。 In another aspect, the method for producing a glass optical element includes a heating step of heating a glass molding material accommodated in a glass optical element molding die set, and pressurization for pressing the heated glass molding material. A molding step and a cooling step for cooling the pressure-molded glass molding material, wherein the glass optical element molding die set is arranged to face each other with the glass molding material sandwiched therebetween, and the glass molding A first molding die having a molding surface for transferring a surface shape to the optical functional surface of the material and the second molding die, and disposed between the first molding die and the second molding die; A third molding die having a molding surface for transferring the surface shape to the outer peripheral surface which is a non-optical functional surface of the glass molding material, and the arithmetic mean roughness Ra of the molding surface of the third molding die is Ra ≦ 200 nm.
前記態様によれば、ガラス成形素材と第3の成形型との離型を安定化させることでガラス光学素子を高精度に成形することができる。 According to the said aspect, a glass optical element can be shape | molded with high precision by stabilizing the mold release of a glass forming raw material and a 3rd shaping | molding die.
以下、本発明の実施の形態に係る、ガラス光学素子成形用型セットと、光学素子の製造方法とについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a glass optical element molding die set and an optical element manufacturing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<ガラス光学素子成形用型セットについて>
図1(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に係るガラス光学素子成形用型セット(以下、本明細書において単に「型セット」と記す。)100を示す断面図である。
<Glass optical element molding die set>
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing a glass optical element molding die set (hereinafter, simply referred to as “die set”) 100 according to an embodiment of the present invention. .
図1(a)及び(b)に示すように、型セット100は、上型101と、下型102と、胴型103と、補助胴型104と、を備える。なお、上型101及び下型102は、第1の成形型及び第2の成形型の一例である。また、補助胴型104は、第3の成形型の一例である。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the mold set 100 includes an upper mold 101, a lower mold 102, a trunk mold 103, and an auxiliary trunk mold 104. The upper mold 101 and the lower mold 102 are an example of a first mold and a second mold. The auxiliary cylinder mold 104 is an example of a third mold.
上型101と下型102とは、ガラス成形素材201を挟んで対向するように配置されている。上型101及び下型102は、例えば円柱形状を呈する。
上型101には、例えば凹形状の成形面101aが底面に形成されている。また、下型102には、凹形状の成形面102aが上面に形成されている。これらの成形面101a,102aは、図1(b)に示すガラス光学素子202(ガラス成形素材201)の光学機能面(光学的特性を発揮する面)に面形状を転写する。なお、成形面101a,102aは、ガラス光学素子202の光学機能面のみならず、その周囲に位置する非光学機能面にも面形状を転写する。
The upper mold 101 and the lower mold 102 are disposed so as to face each other with the glass molding material 201 interposed therebetween. The upper mold 101 and the lower mold 102 have, for example, a cylindrical shape.
The upper mold 101 has, for example, a concave molding surface 101a formed on the bottom surface. The lower mold 102 has a concave molding surface 102a formed on the upper surface. These molding surfaces 101a and 102a transfer the surface shape to the optical function surface (surface that exhibits optical characteristics) of the glass optical element 202 (glass molding material 201) shown in FIG. The molding surfaces 101a and 102a transfer the surface shape not only to the optical functional surface of the glass optical element 202 but also to the non-optical functional surfaces located around the molding optical surfaces.
上型101の上端には、段付き部101bが形成されている。また、下型102の下端にも、段付き部102bが形成されている。
胴型103は、円筒形状を呈する。また、胴型103は、上型101の段付き部101bと下型102の段付き部102bとの間において、上型101及び下型102の周囲に配置されている。なお、上型101は、外周面において胴型103の内周面に対し摺動可能である。
A stepped portion 101 b is formed at the upper end of the upper mold 101. A stepped portion 102 b is also formed at the lower end of the lower mold 102.
The trunk mold 103 has a cylindrical shape. The body mold 103 is disposed around the upper mold 101 and the lower mold 102 between the stepped portion 101 b of the upper mold 101 and the stepped portion 102 b of the lower mold 102. The upper mold 101 is slidable with respect to the inner peripheral surface of the body mold 103 on the outer peripheral surface.
平面図である図2(a)及びそのA−A断面図である図2(b)に示すように、補助胴型104は、例えばリング状(又は、筒形状、若しくは、貫通孔が形成された柱形状)を呈する。補助胴型104は、胴型103の中空部分において、上型101と下型102との間に配置されている。補助胴型104は、胴型103と一体に設けられていてもよい。 As shown in FIG. 2A, which is a plan view, and FIG. 2B, which is a cross-sectional view taken along the line AA, the auxiliary body mold 104 is formed with, for example, a ring shape (or a cylindrical shape, or a through hole). Columnar shape). The auxiliary trunk mold 104 is disposed between the upper mold 101 and the lower mold 102 in the hollow portion of the trunk mold 103. The auxiliary body mold 104 may be provided integrally with the body mold 103.
補助胴型104は、ガラス光学素子202(ガラス成形素材201)の非光学機能面である外周面に面形状を転写する成形面104aを内周面に有する。なお、ガラス成形素材201の外周面は、上型101及び下型102の成形面101a,102aにより面形状を転写される部分を除く部分である。 The auxiliary cylinder mold 104 has a molding surface 104a on its inner peripheral surface for transferring the surface shape to the outer peripheral surface which is a non-optical functional surface of the glass optical element 202 (glass molding material 201). Note that the outer peripheral surface of the glass molding material 201 is a portion excluding a portion where the surface shape is transferred by the molding surfaces 101 a and 102 a of the upper mold 101 and the lower mold 102.
図3に示すように、補助胴型104の成形面104aには、保護膜105(図3では太い実線で示す)が形成されていてもよい。この保護膜105の材料は、白金、ルビジウム、イリジウム、パラジウム、ルテニウム、オスニウム、金などの貴金属系や、カーボンなどが例として挙げられる。なお、保護膜105は、全体に膜厚がほぼ均一に形成されるため、補助胴型104の成形面104aの表面粗さが保護膜105上にも少なからず表れる。 As shown in FIG. 3, a protective film 105 (indicated by a thick solid line in FIG. 3) may be formed on the molding surface 104 a of the auxiliary cylinder mold 104. Examples of the material of the protective film 105 include noble metal systems such as platinum, rubidium, iridium, palladium, ruthenium, osnium, and gold, and carbon. In addition, since the protective film 105 is formed with a substantially uniform film thickness, the surface roughness of the molding surface 104 a of the auxiliary cylinder mold 104 appears on the protective film 105 to some extent.
図4に示すように、補助胴型104の成形面104aの算術平均粗さRaは、Ra≦200nm(図4では0.2[μm])である。より好ましくは、成形面104aの算術平均粗さRaは、Ra≦60nmである。なお、図4の−0.02[μm]付近の左右に延びる実線は、基準長さにおける粗さ曲線の平均線である。算術平均粗さRaの上記の関係は、ガラス成形素材201の厚み方向の基準長さ及びこの厚み方向に直交するガラス成形素材201の周方向の基準長さのどちらで比較しても満たされる。 As shown in FIG. 4, the arithmetic average roughness Ra of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104 is Ra ≦ 200 nm (in FIG. 4, 0.2 [μm]). More preferably, the arithmetic average roughness Ra of the molding surface 104a is Ra ≦ 60 nm. Note that the solid line extending to the left and right in the vicinity of −0.02 [μm] in FIG. 4 is an average line of the roughness curve at the reference length. The above relationship of the arithmetic average roughness Ra is satisfied regardless of whether the reference length in the thickness direction of the glass forming material 201 or the reference length in the circumferential direction of the glass forming material 201 orthogonal to the thickness direction is compared.
成形面104aの算術平均粗さRaは、1nm≦Raとするとよい。Raが1nm未満であってもよいが、成形面104aにガラス成形素材201が貼り付きやすくなるためである。なお、上型101及び下型102の成形面101a,102aのうちガラス光学素子202の光学機能面に面形状を転写する部分の算術平均粗さは、補助胴型104の成形面104aの算術平均粗さ以下又は同等とすることが望ましい。 The arithmetic average roughness Ra of the molding surface 104a is preferably 1 nm ≦ Ra. Although Ra may be less than 1 nm, it is because the glass molding material 201 becomes easy to stick to the molding surface 104a. The arithmetic average roughness of the portion of the molding surfaces 101 a and 102 a of the upper mold 101 and the lower mold 102 that transfers the surface shape to the optical functional surface of the glass optical element 202 is the arithmetic average of the molding surface 104 a of the auxiliary cylinder 104. It is desirable to be less than or equal to the roughness.
補助胴型104の成形面104aにおけるガラス成形素材201の周囲に亘る算術平均粗さRaの分布は、最大値と最小値との差ΔRaが、ΔRa≦50nmである。より好ましくは、ΔRaは、ΔRa≦30nmである。なお、このΔRaの関係は、下記の2つの場合の両方で満たされる。1つ目は、ガラス成形素材201の厚み方向の基準長さでの粗さと、この基準長さの位置からガラス成形素材201の周方向に離れた他の位置におけるガラス成形素材201の厚み方向の基準長さでの粗さとを比較する場合である。また、2つ目は、ガラス成形素材201の周方向の基準長さでの粗さと、この基準長さの位置からガラス成形素材201の周方向に離れた他の位置におけるガラス成形素材201の周方向の基準長さでの粗さと比較する場合である。 In the distribution of the arithmetic average roughness Ra around the glass forming material 201 on the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104, the difference ΔRa between the maximum value and the minimum value is ΔRa ≦ 50 nm. More preferably, ΔRa is ΔRa ≦ 30 nm. Note that this relationship of ΔRa is satisfied in both of the following two cases. The first is the roughness in the reference length in the thickness direction of the glass forming material 201 and the thickness direction of the glass forming material 201 at other positions away from the position of the reference length in the circumferential direction of the glass forming material 201. This is a case where the roughness at the reference length is compared. The second is the roughness at the reference length in the circumferential direction of the glass forming material 201 and the circumference of the glass forming material 201 at other positions away from the position of the reference length in the circumferential direction of the glass forming material 201. This is a case of comparing with the roughness at the reference length in the direction.
なお、後述するように、補助胴型104の成形面104aの回転送り方向が成形面104a(ガラス成形素材201)の周方向である場合、この周方向に直交する直線送り方向(ガラス成形素材201の厚み方向)において上記のRa及びΔRaが大きくなりやすい。図4に示す算術平均粗さRaは、直線送り方向であるガラス成形素材201の厚み方向の測定結果である。 As will be described later, when the rotational feed direction of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104 is the circumferential direction of the molding surface 104a (glass molding material 201), the linear feeding direction (glass molding material 201) orthogonal to this circumferential direction. In the thickness direction), Ra and ΔRa are likely to increase. The arithmetic average roughness Ra shown in FIG. 4 is a measurement result in the thickness direction of the glass forming material 201 that is the linear feed direction.
図5及び図6は、補助胴型104の成形面104aの研削加工及び研磨加工の一例を説明するための説明図である。
補助胴型104の成形面104aの算術平均粗さRaやΔRaを上記の関係を満たすように仕上げるためには、図5に示す研削加工が行われるとよい。図5の例では、補助胴型104、又は砥石301aを有する工具301が補助胴型104の中心軸C11を中心に回転し(回転送り)、工具301がその中心軸C12を中心に回転する。また、適宜、工具301又は補助胴型104が中心軸C11,C12と平行に移動する(直線送り)。成形面104aの算術平均粗さRaを小さくするためには、砥石の選択や、送り速度を遅くすることなどによって適宜調整すればよい。なお、研削加工の前には、例えば切削加工により補助胴型104を大まかな筒形状にするなどの加工が適宜行われる。
FIGS. 5 and 6 are explanatory views for explaining an example of grinding and polishing of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104. FIG.
In order to finish the arithmetic average roughness Ra and ΔRa of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104 so as to satisfy the above relationship, the grinding process shown in FIG. 5 is preferably performed. In the example of FIG. 5, the auxiliary cylinder mold 104 or the tool 301 having the grindstone 301a rotates around the central axis C11 of the auxiliary cylinder mold 104 (rotational feed), and the tool 301 rotates about the central axis C12. Further, the tool 301 or the auxiliary cylinder 104 is moved in parallel with the central axes C11 and C12 as appropriate (linear feed). In order to reduce the arithmetic average roughness Ra of the molding surface 104a, it may be appropriately adjusted by selecting a grindstone or slowing the feed rate. Prior to the grinding process, for example, a process such as cutting the auxiliary body mold 104 into a rough cylindrical shape is appropriately performed.
また、補助胴型104の成形面104aの算術平均粗さRaやΔRaを小さくするために、研削加工の後に図6に示す研磨加工が行われてもよい。図6の例では、補助胴型104、又は当接部302aを有する工具302が補助胴型104の中心軸C21を中心に回転し(回転送り)、工具302がその中心軸C22を中心に回転する。また、適宜、工具302又は補助胴型104が中心軸C21,C22と平行に移動する(直線送り)。なお、補助胴型104の成形面104a上には研磨剤303が供給される。 Further, in order to reduce the arithmetic average roughness Ra and ΔRa of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104, a polishing process shown in FIG. 6 may be performed after the grinding process. In the example of FIG. 6, the auxiliary cylinder mold 104 or the tool 302 having the contact portion 302 a rotates (rotational feed) around the central axis C <b> 21 of the auxiliary cylinder mold 104, and the tool 302 rotates around the central axis C <b> 22. To do. Further, the tool 302 or the auxiliary cylinder 104 is moved in parallel with the central axes C21 and C22 as appropriate (linear feed). An abrasive 303 is supplied onto the molding surface 104a of the auxiliary cylinder mold 104.
上述の型セット100(上型101、下型102、胴型103、及び補助胴型104)の材料は、耐熱や耐荷重の面から、例えば、超硬合金、炭化珪素、ステンレス鋼などを用いるとよい。また、上型101及び下型102の成形面101a,102aには、耐久性、並びに、ガラス成形素材201と上型101及び下型102との離型性の観点から、型膜コートを実施するのがよい。さらに、成形面101a,102aの離型性を改善させるため、成形面101a,102aには物理的あるいは化学的な手段で離型剤を使った表面処理を実施しておいてもよい。また、ガラス成形素材201としては、あくまで一例であるが、L−BSL7((株)オハラ製、ガラス転移点498℃、屈伏点549℃)などが知られている。 The material of the above-described mold set 100 (the upper mold 101, the lower mold 102, the trunk mold 103, and the auxiliary trunk mold 104) uses, for example, cemented carbide, silicon carbide, stainless steel, etc. from the viewpoint of heat resistance and load resistance. Good. Further, mold film coating is performed on the molding surfaces 101 a and 102 a of the upper mold 101 and the lower mold 102 from the viewpoint of durability and releasability between the glass molding material 201 and the upper mold 101 and the lower mold 102. It is good. Furthermore, in order to improve the mold releasability of the molding surfaces 101a and 102a, the molding surfaces 101a and 102a may be subjected to a surface treatment using a release agent by physical or chemical means. Further, as the glass forming material 201, L-BSL7 (manufactured by OHARA INC., Glass transition point 498 ° C., yield point 549 ° C.) is known as an example.
<ガラス光学素子の製造方法について>
まず、ガラス光学素子の製造方法に用いられるガラス光学素子の製造装置の一例について、図7を参照しながら説明する。
<About the manufacturing method of a glass optical element>
First, an example of a glass optical element manufacturing apparatus used in the glass optical element manufacturing method will be described with reference to FIG.
図7は、本発明の一実施の形態におけるガラス光学素子の製造装置1の内部構造を示す正面図である。
図7に示すガラス光学素子の製造装置1は、成形室2と、加熱ステージ10と、加圧成形ステージ20と、冷却ステージ30と、投入側載置台40と、排出側載置台50と、を備える。
FIG. 7 is a front view showing the internal structure of the glass optical element manufacturing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
The glass optical element manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 7 includes a molding chamber 2, a heating stage 10, a pressure molding stage 20, a cooling stage 30, a loading side mounting table 40, and a discharging side mounting table 50. Prepare.
成形室2は、遮蔽板2aと、投入側シャッタ2bと、排出側シャッタ2cと、内部シャッタ2dと、を有する。
遮蔽板2aは、成形室2の内部に配置され、投入側載置台40が配置される空間(予備室)と、加熱ステージ10、加圧成形ステージ20、冷却ステージ30、及び排出側載置台50が配置される空間(成形空間)とを仕切る。
The molding chamber 2 includes a shielding plate 2a, a closing shutter 2b, a discharging shutter 2c, and an internal shutter 2d.
The shielding plate 2 a is disposed inside the molding chamber 2, a space (preliminary chamber) in which the input side mounting table 40 is disposed, the heating stage 10, the pressure molding stage 20, the cooling stage 30, and the discharge side mounting table 50. Partition the space (molding space) where the
投入側シャッタ2bは、型セット100が成形室2内に投入される際に開放するように制御される。また、排出側シャッタ2cは、型セット100が成形室2内から排出される際に開放するように制御される。成形室2は、投入側シャッタ2b及び排出側シャッタ2cによって密閉されている。 The input-side shutter 2b is controlled to be opened when the mold set 100 is input into the molding chamber 2. Further, the discharge-side shutter 2c is controlled so as to be opened when the mold set 100 is discharged from the molding chamber 2. The molding chamber 2 is hermetically sealed by a closing shutter 2b and a discharging shutter 2c.
成形室2内は、大気であるか、又は、不活性ガス(Arガス等)若しくは窒素ガス(N2等)で置換されている。不活性ガスや窒素ガスを使用する場合、成形室2内には、図示しない配管でガスが供給される。 The inside of the molding chamber 2 is the atmosphere, or is replaced with an inert gas (Ar gas or the like) or nitrogen gas (N 2 or the like). When an inert gas or nitrogen gas is used, gas is supplied into the molding chamber 2 through a pipe (not shown).
成形室2内では、複数の型セット100が、投入側載置台40、加熱ステージ10、加圧成形ステージ20、冷却ステージ30、排出側載置台50の順に連続的に移送される。
加熱ステージ10、加圧成形ステージ20、及び冷却ステージ30は、一対の下ステージユニット11,21,31及び上ステージユニット12,22,32と、加圧部13,23,33と、を有する。
In the molding chamber 2, the plurality of mold sets 100 are successively transferred in the order of the input side mounting table 40, the heating stage 10, the pressure forming stage 20, the cooling stage 30, and the discharge side mounting table 50.
The heating stage 10, the pressure molding stage 20, and the cooling stage 30 have a pair of lower stage units 11, 21, 31 and upper stage units 12, 22, 32, and pressure units 13, 23, 33.
下ステージユニット11,21,31と上ステージユニット12,22,32とは、型セット100を挟むように対向して配置されている。
下ステージユニット11,21,31は、温度制御ブロック11a,21a,31aと、均熱部材11b,21b,31bと、を有する。同様に、上ステージユニット12,22,32も、温度制御ブロック12a,22a,32aと、均熱部材12b,22b,32bと、を有する。
The lower stage units 11, 21, 31 and the upper stage units 12, 22, 32 are arranged to face each other so as to sandwich the mold set 100.
The lower stage units 11, 21, 31 include temperature control blocks 11a, 21a, 31a and heat equalizing members 11b, 21b, 31b. Similarly, the upper stage units 12, 22, and 32 also include temperature control blocks 12a, 22a, and 32a, and heat equalizing members 12b, 22b, and 32b.
温度制御ブロック11a,21a,31a,12a,22a,32aには、加熱源の一例であるカートリッジヒータが例えば3本配置されている。
均熱部材11b,21b,31b,12b,22b,32bは、例えば板状又はブロック状を呈し、温度制御ブロック11a,21a,31a,12a,22a,32aよりも型セット100側に位置する。均熱部材11b,21b,31b,12b,22b,32bは、型セット100に当接する。
In the temperature control blocks 11a, 21a, 31a, 12a, 22a, and 32a, for example, three cartridge heaters as an example of a heating source are arranged.
The soaking members 11b, 21b, 31b, 12b, 22b, and 32b have, for example, a plate shape or a block shape, and are positioned closer to the mold set 100 than the temperature control blocks 11a, 21a, 31a, 12a, 22a, and 32a. The soaking members 11b, 21b, 31b, 12b, 22b, 32b abut on the mold set 100.
加圧部13,23,33は、上ステージユニット12,22,32を上下動させることで、上ステージユニット12,22,32と下ステージユニット11,21,31との間に搬送される型セット100ひいては図1(a)及び(b)に示すガラス成形素材201を加圧する。 The pressurization units 13, 23, and 33 are molds that are transported between the upper stage units 12, 22, and 32 and the lower stage units 11, 21, and 31 by moving the upper stage units 12, 22, and 32 up and down. The set 100 and then the glass forming material 201 shown in FIGS. 1A and 1B are pressurized.
なお、下ステージユニット11,21,31は、成形室2内の底面のベース部に固定されている。また、ガラス光学素子の製造装置1の全体に熱が伝わりにくくするよう、下ステージユニット11,21,31とベース部との間、及び、上ステージユニット12,22,32と加圧部13,23,33との間に、断熱ブロックや冷却ブロックを介在させてもよい。 The lower stage units 11, 21, 31 are fixed to a base portion on the bottom surface in the molding chamber 2. Moreover, between the lower stage units 11, 21, 31 and the base part, and the upper stage units 12, 22, 32 and the pressurizing part 13, so that heat is not easily transmitted to the entire glass optical element manufacturing apparatus 1. A heat insulating block or a cooling block may be interposed between 23 and 33.
また、ガラス光学素子の製造装置1において、過熱防止、あるいは、温度安定化のために、上記のベース部及び加圧部13,23,33の周辺に冷却水を流す配管を設置してもよい。また、ガラス光学素子の製造装置1は、図示しない制御部によって、各部の動作制御、並びに、下ステージユニット11,21,31及び上ステージユニット12,22,32の温度制御が実施される。 Further, in the glass optical element manufacturing apparatus 1, piping for flowing cooling water may be installed around the base part and the pressurizing parts 13, 23, 33 in order to prevent overheating or stabilize the temperature. . In the glass optical element manufacturing apparatus 1, operation control of each unit and temperature control of the lower stage units 11, 21, 31 and the upper stage units 12, 22, 32 are performed by a control unit (not shown).
なお、加熱ステージ10、加圧成形ステージ20、及び冷却ステージ30は、より細かな制御を行うために細分化しておいても構わない。例えば、加熱ステージ10、加圧成形ステージ20、及び冷却ステージ30の一部又は全部が複数ずつ配置されていてもよい。或いは、加熱工程と加圧成形工程とを行う単一のステージや加圧成形工程と冷却工程とを兼ねる単一のステージを配置して、ステージ数を2つにしてもよい。 Note that the heating stage 10, the pressure forming stage 20, and the cooling stage 30 may be subdivided for finer control. For example, a part or all of the heating stage 10, the pressure molding stage 20, and the cooling stage 30 may be arranged in plurality. Alternatively, a single stage that performs the heating process and the pressure molding process and a single stage that serves both as the pressure molding process and the cooling process may be arranged to provide two stages.
以下、本実施の形態に係る光学素子の製造方法について、図1及び図7を参照しながら説明する。
型セット100を利用してガラス成形素材201からガラス光学素子202を製造する工程は、型セット100の組み立て工程、加熱工程、加圧成形工程、冷却工程、分解工程の流れをとる。通常、型セット100の組み立て工程と分解工程は、ガラス光学素子の製造装置1の外で実施される。ガラス光学素子の製造装置1では、加熱工程、加圧成形工程、冷却工程が順次実施される。
Hereinafter, a method for manufacturing an optical element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The process of manufacturing the glass optical element 202 from the glass molding material 201 using the mold set 100 includes the assembly process, heating process, pressure molding process, cooling process, and decomposition process of the mold set 100. Usually, the assembly process and the disassembly process of the mold set 100 are performed outside the glass optical element manufacturing apparatus 1. In the glass optical element manufacturing apparatus 1, a heating process, a pressure molding process, and a cooling process are sequentially performed.
<組み立て工程>
まず、型セット100の組み立て工程について説明する。
図1(a)に示すように下型102の上面に補助胴型104を載せた状態で、例えばボール形状のガラス成形素材201を補助胴型104の中空部分に入れて、下型102の成形面102aの上に載せる。この状態で、下型102及び補助胴型104の周囲に胴型103を嵌合させ、さらに、上型101をその成形面101aが、下型102上のガラス成形素材201に対向するように配置する。
<Assembly process>
First, the assembly process of the mold set 100 will be described.
As shown in FIG. 1 (a), with the auxiliary cylinder mold 104 placed on the upper surface of the lower mold 102, for example, a ball-shaped glass molding material 201 is placed in the hollow portion of the auxiliary cylinder mold 104 to form the lower mold 102. Place on surface 102a. In this state, the body mold 103 is fitted around the lower mold 102 and the auxiliary body mold 104, and the upper mold 101 is arranged so that the molding surface 101a faces the glass molding material 201 on the lower mold 102. To do.
このように、胴型103内に対向して挿入される上型101と下型102とでガラス成形素材201を挟み込むことで、型セット100の組み立てが完成する。この後、組み立てられた型セット100は、ガラス光学素子の製造装置1の投入側に配置され、投入側シャッタ2bが開放した状態で成形室2内へ順次投入される。 In this manner, the assembly of the mold set 100 is completed by sandwiching the glass molding material 201 between the upper mold 101 and the lower mold 102 that are inserted to face the body mold 103. Thereafter, the assembled mold set 100 is arranged on the input side of the glass optical element manufacturing apparatus 1 and sequentially input into the molding chamber 2 with the input side shutter 2b opened.
<加熱工程>
次に、ガラス成形素材201を加熱する加熱工程について説明する。
型セット100は、成形室2内において、加圧成形ステージ20等が配置された成形空間に移送される前に、投入側載置台40が配置される空間(予備室)で型セット100の内部を窒素ガスにより置換される。
<Heating process>
Next, a heating process for heating the glass forming material 201 will be described.
Before the mold set 100 is transferred to the molding space in which the pressure molding stage 20 and the like are arranged in the molding chamber 2, the mold set 100 is a space (preliminary chamber) in which the input side mounting table 40 is arranged. Is replaced by nitrogen gas.
その後、型セット100が加熱ステージ10に移送される前段階で遮蔽板2aの内部シャッタ2dが開き、移送が終了した後段階で内部シャッタ2dが閉じる。
型セット100は、移送ロボットによって、投入側載置台40から加熱ステージ10の下ステージユニット11上に移送される。そして、加熱ステージ10の上ステージユニット12が加圧部13の駆動により下降する。
Thereafter, the internal shutter 2d of the shielding plate 2a is opened before the mold set 100 is transferred to the heating stage 10, and the internal shutter 2d is closed after the transfer is completed.
The mold set 100 is transferred from the input side mounting table 40 onto the lower stage unit 11 of the heating stage 10 by a transfer robot. Then, the upper stage unit 12 of the heating stage 10 is lowered by driving the pressure unit 13.
型セット100は、下ステージユニット11と上ステージユニット12とに挟まれた状態で保持される。
図1(a)に示す型セット100及びこの型セット100に収容されたガラス成形素材201は、下ステージユニット11及び上ステージユニット12を介して、ガラス成形素材201に応じた成形温度に達するように所定時間だけ加熱される。なお、この成形温度は、ガラス成形素材201に使用されるガラスの屈伏点温度よりも高い温度に設定される。これにより、成形温度下ではガラス成形素材201は軟化状態になる。上述の加熱工程が終了すると、上ステージユニット12が加圧部13の駆動により上昇する。
The mold set 100 is held while being sandwiched between the lower stage unit 11 and the upper stage unit 12.
The mold set 100 shown in FIG. 1A and the glass molding material 201 accommodated in the mold set 100 reach a molding temperature corresponding to the glass molding material 201 via the lower stage unit 11 and the upper stage unit 12. For a predetermined time. This molding temperature is set to a temperature higher than the yield point temperature of the glass used for the glass molding material 201. Thereby, the glass molding material 201 will be in a softened state under molding temperature. When the above heating step is completed, the upper stage unit 12 is raised by driving the pressure unit 13.
<加圧成形工程>
次に、加熱された光学素材201を加圧成形する加圧成形工程について説明する。
型セット100は、移送ロボットによって、加熱ステージ10の下ステージユニット11から加圧成形ステージ20の下ステージユニット21に移送される。そして、加圧成形ステージ20の上ステージユニット22が加圧部23の駆動により下降する。
<Pressure forming process>
Next, a pressure molding process for pressure molding the heated optical material 201 will be described.
The mold set 100 is transferred from the lower stage unit 11 of the heating stage 10 to the lower stage unit 21 of the pressure forming stage 20 by a transfer robot. Then, the upper stage unit 22 of the pressure molding stage 20 is lowered by driving the pressure unit 23.
図1(a)に示す型セット100は、成形温度に保持された状態で、下ステージユニット21と上ステージユニット22との間で加圧される。
図1(b)に示すように、型セット100において、上型101と下型102とで挟圧されるガラス成形素材201は、変形しながら、上型101、下型102、及び補助胴型104で囲まれた空間部に充満していく。
The mold set 100 shown in FIG. 1A is pressurized between the lower stage unit 21 and the upper stage unit 22 while being held at the molding temperature.
As shown in FIG. 1B, in the mold set 100, the glass molding material 201 sandwiched between the upper mold 101 and the lower mold 102 is deformed while the upper mold 101, the lower mold 102, and the auxiliary cylinder mold. The space surrounded by 104 fills up.
ボール形状のガラス成形素材201からガラス光学素子202の所望形状が得られた段階で上ステージユニット22の加圧を止めれば、加圧成形が完了する。
なお、ガラス光学素子202の所望形状を得るためには、上述のように下ステージユニット21と上ステージユニット22との間で型セット100を加圧する際に、上ステージユニット22の移動量を制御してもよいし、加圧力と加圧時間を設定して制御してもよい。上述の加圧成形工程が終了すると、上ステージユニット22が加圧部23の駆動により上昇する。
If pressing of the upper stage unit 22 is stopped when the desired shape of the glass optical element 202 is obtained from the ball-shaped glass molding material 201, the pressure molding is completed.
In order to obtain a desired shape of the glass optical element 202, the amount of movement of the upper stage unit 22 is controlled when the mold set 100 is pressurized between the lower stage unit 21 and the upper stage unit 22 as described above. Alternatively, the pressing force and the pressurizing time may be set and controlled. When the above-described pressure forming step is completed, the upper stage unit 22 is raised by driving the pressure unit 23.
<冷却工程>
次に、加圧成形されたガラス成形素材201を冷却する冷却工程について説明する。
型セット100は、移送ロボットによって、加圧成形ステージ20の下ステージユニット21から冷却ステージ30の下ステージユニット31に移送される。そして、冷却ステージ30の上ステージユニット32が加圧部33の駆動により下降する。
<Cooling process>
Next, a cooling process for cooling the pressure-molded glass molding material 201 will be described.
The mold set 100 is transferred from the lower stage unit 21 to the lower stage unit 31 of the cooling stage 30 by the transfer robot. Then, the upper stage unit 32 of the cooling stage 30 is lowered by driving the pressure unit 33.
下ステージユニット31及び上ステージユニット32の温度は、上述の温度制御ブロック31a,32aによって型セット100及びガラス成形素材201を冷却可能な温度に保たれている。通常、冷却温度はガラス成形素材201のガラス転移点よりも低い温度に設定される。 The temperature of the lower stage unit 31 and the upper stage unit 32 is maintained at a temperature at which the mold set 100 and the glass molding material 201 can be cooled by the temperature control blocks 31a and 32a. Usually, the cooling temperature is set to a temperature lower than the glass transition point of the glass forming material 201.
型セット100は、下ステージユニット31と上ステージユニット32とに挟まれた状態で保持されながら、冷却温度まで冷却される。冷却工程においては、軟化状態のガラス成形素材201が十分固化するまで上型101や下型102から離型してしまわないように冷却圧力をかけて保圧する。特に、離型タイミングを制御するため、冷却圧力を高くして、隣接する軸へ搬送される直前に急激に減圧させる方法をとると効果的である。 The mold set 100 is cooled to the cooling temperature while being held between the lower stage unit 31 and the upper stage unit 32. In the cooling step, the pressure is maintained by applying a cooling pressure so that the glass molding material 201 in the softened state is not solidified from the upper mold 101 and the lower mold 102 until the glass molding material 201 is sufficiently solidified. In particular, in order to control the mold release timing, it is effective to increase the cooling pressure and rapidly reduce the pressure immediately before being conveyed to the adjacent shaft.
冷却時は、成形されたガラス光学素子202の転写精度の確保のため、加圧状態が必要になる場合もある。なお、この冷却時の加圧力は、成形品であるガラス光学素子202が砕けたり、割れたりして破壊が発生しない程度の範囲で設定される。 At the time of cooling, a pressurized state may be necessary to ensure the transfer accuracy of the molded glass optical element 202. In addition, the applied pressure at the time of cooling is set in a range in which the glass optical element 202 which is a molded product is broken or broken and does not break.
冷却工程では、ガラス成形素材201が軟化状態から固化状態に移行し、ガラス光学素子202の形状が安定する。
型セット100及びガラス成形素材201が冷却されると、上ステージユニット32が加圧部33の駆動により上昇する。
In the cooling step, the glass molding material 201 is shifted from the softened state to the solidified state, and the shape of the glass optical element 202 is stabilized.
When the mold set 100 and the glass molding material 201 are cooled, the upper stage unit 32 is raised by driving the pressure unit 33.
型セット100は、移送ロボットによって、冷却ステージ30の下ステージユニット31から排出側載置台50の上に移送される。そして、型セット100は、排出側載置台50上で待機するとともに、十分に冷却される。上述の冷却工程において、ガラス成形素材201が収縮し、型セット100の補助胴型104等から離型する。 The mold set 100 is transferred from the lower stage unit 31 of the cooling stage 30 onto the discharge side mounting table 50 by a transfer robot. And the type | mold set 100 waits on the discharge side mounting base 50, and is fully cooled. In the cooling process described above, the glass molding material 201 contracts and is released from the auxiliary cylinder mold 104 and the like of the mold set 100.
<分解工程>
次に、型セット100を分解して、製造されたガラス光学素子202を取り出す分解工程について説明する。
<Disassembly process>
Next, a disassembling process for disassembling the mold set 100 and taking out the manufactured glass optical element 202 will be described.
型セット100は、排出側シャッタ2cが開放した状態で排出側載置台50から成形室2の外へ排出される。その後、型セット100は、組み立て工程と逆の手順で分解される。分解された型セット100からは成形されたガラス光学素子202が得られる。 The mold set 100 is discharged out of the molding chamber 2 from the discharge side mounting table 50 with the discharge side shutter 2c opened. Thereafter, the mold set 100 is disassembled in the reverse order of the assembly process. A molded glass optical element 202 is obtained from the disassembled mold set 100.
以上の工程を繰り返すことで、循環的に型セット100を利用したガラス光学素子の製造を実施できる。複数の型セット100を連続的に成形室2に投入して使用すれば、単位時間あたりのガラス光学素子202の成形数を向上させることができる。 By repeating the above steps, it is possible to manufacture a glass optical element using the mold set 100 cyclically. If a plurality of mold sets 100 are continuously put into the molding chamber 2 and used, the number of molded glass optical elements 202 per unit time can be improved.
なお、本実施の形態では、型セット100を各ステージ10,20,30に循環させるガラス光学素子202の製造方法について説明している。しかしながら、単一のステージの上下に上型101及び下型102がそれぞれ固定されている場合には、このような上型101、下型102、及びこれらの間において例えば上型101上に配置される補助胴型104が型セット100として機能する。 In the present embodiment, a method of manufacturing the glass optical element 202 in which the mold set 100 is circulated through the stages 10, 20, and 30 is described. However, when the upper mold 101 and the lower mold 102 are respectively fixed above and below a single stage, the upper mold 101 and the lower mold 102 are disposed on the upper mold 101, for example. The auxiliary cylinder mold 104 functions as the mold set 100.
以上説明した本実施の形態では、型セット100は、ガラス成形素材201を挟んで対向するように配置された上型101及び下型102(第1の成形型及び第2の成形型の一例)と、上型101と下型102との間に配置された補助胴型104(第3の成形型の一例)と、を備える。上型101及び下型102は、ガラス成形素材201の光学機能面に面形状を転写する成形面101a,101bを有する。また、補助胴型104は、ガラス成形素材201の非光学機能面である外周面に面形状を転写する成形面104aを有する。この補助胴型104の成形面104aの算術平均粗さRaは、Ra≦200nm(より好ましくはRa≦60nm)である。 In the present embodiment described above, the mold set 100 includes an upper mold 101 and a lower mold 102 (an example of a first molding mold and a second molding mold) disposed so as to face each other with the glass molding material 201 interposed therebetween. And an auxiliary cylinder mold 104 (an example of a third molding mold) disposed between the upper mold 101 and the lower mold 102. The upper mold 101 and the lower mold 102 have molding surfaces 101 a and 101 b that transfer the surface shape to the optical function surface of the glass molding material 201. In addition, the auxiliary cylinder mold 104 has a molding surface 104 a that transfers the surface shape to the outer peripheral surface which is a non-optical functional surface of the glass molding material 201. The arithmetic average roughness Ra of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104 is Ra ≦ 200 nm (more preferably Ra ≦ 60 nm).
このように算術平均粗さRaが上記の関係を満たすことで、補助胴型104の成形面104aとガラス成形素材201との離型が早く或いは遅くなるなどの離型状態の変化の発生を十分に抑えることができることが経験的にわかった。これにより、ガラス光学素子202の外周面にワレ、カン、焼き付きなどが発生するのを防ぐことができる。更には、ガラス光学素子202の外周面の部位ごとに補助胴型104との離型タイミングのズレが発生するのを抑え、ひいては、ガラス光学素子202の外周面の部位ごとに温度が変化して温度分布が発生するのを抑えることができる。そのため、ガラス光学素子202の外周面のみならず、その内側に位置する光学機能面などの領域においても、面形状のばらつきが生じたり、アス、コマ、クセの発生が増加したりするのを防ぐことができる。 As described above, when the arithmetic average roughness Ra satisfies the above-described relationship, the occurrence of a change in the release state such as early or late release of the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104 and the glass molding material 201 is sufficiently generated. It has been empirically found that it can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent cracks, cans, burn-in, and the like from occurring on the outer peripheral surface of the glass optical element 202. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of deviation of the release timing from the auxiliary body mold 104 for each part of the outer peripheral surface of the glass optical element 202, and as a result, the temperature changes for each part of the outer peripheral surface of the glass optical element 202. Generation of temperature distribution can be suppressed. Therefore, not only on the outer peripheral surface of the glass optical element 202 but also on the optical functional surface located inside the glass optical element 202, it is possible to prevent the variation in surface shape and the increase in the generation of asses, frames, and habits. be able to.
よって、本実施の形態によれば、ガラス成形素材201と補助胴型104との離型を安定化させることでガラス光学素子202を高精度に成形することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the glass optical element 202 can be molded with high accuracy by stabilizing the release of the glass molding material 201 and the auxiliary body mold 104.
また、本実施の形態では、補助胴型104の成形面104aにおけるガラス成形素材201の周囲に亘る算術平均粗さRaの分布は、最大値と最小値との差ΔRaが、ΔRa≦50nm(より好ましくはΔRa≦30nm)である。差ΔRaが、このような関係を満たすことで、ガラス成形素材201の周囲に亘って、離型状態の変化の発生をより十分に抑えることができることが経験的にわかった。したがって、ガラス光学素子202をより一層高精度に成形することができる。 In this embodiment, the distribution of the arithmetic average roughness Ra around the glass forming material 201 on the molding surface 104a of the auxiliary cylinder 104 is such that the difference ΔRa between the maximum value and the minimum value is ΔRa ≦ 50 nm (more Preferably ΔRa ≦ 30 nm). It has been empirically found that when the difference ΔRa satisfies such a relationship, the occurrence of a change in the release state can be more sufficiently suppressed around the glass forming material 201. Therefore, the glass optical element 202 can be molded with higher accuracy.
また、本実施の形態では、保護膜105が、補助胴型104の成形面104aに形成されている。そのため、特に加熱工程や加圧成形工程などの高温下における補助胴型104の劣化を防ぐことができる。これにより、補助胴型104の成形面104aが劣化することに起因して算術平均粗さRaが増加するのを防ぎ、ひいては離型状態の変化が発生するのを防ぐことができる。 In the present embodiment, the protective film 105 is formed on the molding surface 104 a of the auxiliary cylinder mold 104. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the auxiliary body mold 104 at a high temperature such as a heating process or a pressure molding process. As a result, it is possible to prevent the arithmetic average roughness Ra from increasing due to the deterioration of the molding surface 104a of the auxiliary body mold 104, and thus to prevent the release state from changing.
1 ガラス光学素子の製造装置
2 成形室
2a 遮蔽板
2b 投入側シャッタ
2c 排出側シャッタ
2d 内部シャッタ
10 加熱ステージ
20 加圧成形ステージ
30 冷却ステージ
11,21,31 下ステージユニット
12,22,32 上ステージユニット
11a,21a,31a,12a,22a,32a 温度制御ブロック
11b,21b,31b,12b,22b,32b 均熱部材
13,23,33 加圧部
40 投入側載置台
50 排出側載置台
100 型セット(ガラス光学素子成形用型セット)
101 上型
102 下型
101a,102a 成形面
101b,102b 段付き部
103 胴型
104 補助胴型
104a 成形面
201 ガラス成形素材
202 ガラス光学素子
301 工具
301a 砥石
302 工具
302a 当接部
303 研磨剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass optical element manufacturing apparatus 2 Molding chamber 2a Shielding plate 2b Input side shutter 2c Ejection side shutter 2d Internal shutter 10 Heating stage 20 Pressure molding stage 30 Cooling stage 11, 21, 31 Lower stage unit 12, 22, 32 Upper stage Unit 11a, 21a, 31a, 12a, 22a, 32a Temperature control block 11b, 21b, 31b, 12b, 22b, 32b Heat equalizing member 13, 23, 33 Pressurizing unit 40 Input side mounting table 50 Discharge side mounting table 100 Type set (Glass optical element molding mold set)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Upper mold | type 102 Lower mold | type 101a, 102a Molding surface 101b, 102b Stepped part 103 Cylinder mold 104 Auxiliary cylinder mold 104a Molding surface 201 Glass molding material 202 Glass optical element 301 Tool 301a Grinding stone 302 Tool 302a Contact part 303 Abrasive
Claims (4)
前記第1の成形型と前記第2の成形型との間に配置され、前記ガラス成形素材の非光学機能面である外周面に面形状を転写する成形面を有する第3の成形型と、を備え、
前記第3の成形型の前記成形面の算術平均粗さRaは、
Ra≦200nm
である、ガラス光学素子成形用型セット。 A first molding die and a second molding die, which are arranged so as to face each other with a glass molding material interposed therebetween, and have a molding surface for transferring a surface shape to the optical functional surface of the glass molding material;
A third mold having a molding surface disposed between the first mold and the second mold and transferring a surface shape to an outer peripheral surface which is a non-optical functional surface of the glass molding material; With
The arithmetic mean roughness Ra of the molding surface of the third mold is
Ra ≦ 200nm
A mold set for molding a glass optical element.
ΔRa≦50nm
である、請求項1記載のガラス光学素子成形用型セット。 The distribution of the arithmetic average roughness Ra around the glass molding material on the molding surface of the third mold is such that the difference ΔRa between the maximum value and the minimum value is
ΔRa ≦ 50nm
The mold set for molding a glass optical element according to claim 1.
加熱された前記ガラス成形素材を加圧成形する加圧成形工程と、
加圧成形された前記ガラス成形素材を冷却する冷却工程と、を含み、
前記ガラス光学素子成形用型セットは、
前記ガラス成形素材を挟んで対向するように配置され、前記ガラス成形素材の光学機能面に面形状を転写する成形面を有する第1の成形型及び前記第2の成形型と、
前記第1の成形型と前記第2の成形型との間に配置され、前記ガラス成形素材の非光学機能面である外周面に面形状を転写する成形面を有する第3の成形型と、を備え、
前記第3の成形型の前記成形面の算術平均粗さRaは、
Ra≦200nm
である、ガラス光学素子の製造方法。 A heating step of heating the glass molding material housed in the glass optical element molding die set;
A pressure molding step of pressure molding the heated glass molding material;
A cooling step of cooling the pressure-molded glass molding material,
The glass optical element molding die set is:
A first mold and a second mold that are arranged to face each other across the glass molding material and have a molding surface that transfers a surface shape to the optical functional surface of the glass molding material;
A third mold having a molding surface disposed between the first mold and the second mold and transferring a surface shape to an outer peripheral surface which is a non-optical functional surface of the glass molding material; With
The arithmetic mean roughness Ra of the molding surface of the third mold is
Ra ≦ 200nm
A method for producing a glass optical element.
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