JP3273921B2 - Mold for glass optical element, method for manufacturing glass optical element, and method for reproducing mold - Google Patents

Mold for glass optical element, method for manufacturing glass optical element, and method for reproducing mold

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JP3273921B2 JP19926798A JP19926798A JP3273921B2 JP 3273921 B2 JP3273921 B2 JP 3273921B2 JP 19926798 A JP19926798 A JP 19926798A JP 19926798 A JP19926798 A JP 19926798A JP 3273921 B2 JP3273921 B2 JP 3273921B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズなどのガラ
ス光学素子の成形に使用されるセラミック母材を用いた
成形型に関する。より詳細には、本発明は、再生使用可
能な成形型及びその再生方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold using a ceramic base material used for molding a glass optical element such as a lens. More specifically, the present invention relates to a recyclable mold and a method for reclaiming the mold.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷間での研削や研磨を行わないガラス成
形体のプレス成形に用いられる成形型においては、プレ
ス成形時に型の成形面がガラス面にそのまま転写され
る。そのため、型の成形面が光学的鏡面に加工可能なこ
と、高温でも酸化による肌荒れを起こさないこと、被成
形ガラスと接触したときにガラスとの融着を起こし難い
こと、および、プレス成形時の衝撃に耐える機械的強度
を持つことなどが必要とされている。
2. Description of the Related Art In a molding die used for press molding of a glass molded body which is not subjected to cold grinding or polishing, the molding surface of the mold is transferred to the glass surface as it is at the time of press molding. Therefore, the molding surface of the mold can be processed into an optical mirror surface, that it does not cause surface roughness due to oxidation even at high temperatures, that it does not easily fuse with glass when it comes into contact with the glass to be molded, and that it is used during press molding. It is required to have mechanical strength to withstand impact.

【0003】このような成形型は、種々開発されてき
た。たとえば、特開昭63-45135号公報には、「被成形ガ
ラスをプレス成形する上型と下型とを有する成形型にお
いて、前記被成形ガラスの表面に対向する前記成形型の
型基盤の表面上に、主として111面配向性を有するベ
ータ炭化ケイ素膜が被着されたことを特徴とするガラス
成形型」が提案されている。
[0003] Various such molds have been developed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-45135 discloses that, in a mold having an upper mold and a lower mold for press-molding a glass to be molded, a surface of a mold base of the molding die opposed to a surface of the glass to be molded. A glass mold having a beta silicon carbide film mainly having a 111-plane orientation is provided thereon.

【0004】また、特開平1-83529号公報には、「ガラ
ス成形型の基盤材料を、製造されるべきガラス成形体の
形状に対応する形状に加工した後、基盤材料温度250〜4
50℃で、スパッターガスとして不活性ガスを、スパッタ
ーターゲットとしてグラファイトを用いてスパッター法
により硬質炭素膜を前記の基盤材料上に形成することを
特徴とするガラス成形型の製造方法」が開示されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-83529 discloses that "a base material of a glass forming die is processed into a shape corresponding to the shape of a glass formed body to be manufactured, and then the base material temperature is 250 to 4".
At 50 ° C., an inert gas as a sputter gas, a method for manufacturing a glass mold, comprising forming a hard carbon film on the base material by a sputtering method using graphite as a sputter target. '' I have.

【0005】この公報には以下の記載がある。基盤材料
として炭化ケイ素焼結体を用い、これを製造されるべき
ガラス成形体の形状に対応する形状に粗加工した後、こ
の基盤材料表面に、CVD(Chemical Vapor Depositio
n)法により炭化ケイ素膜(500μm厚)を形成させる。次
にこの炭化ケイ素膜の表面を、製造されるべきガラス成
形体の形状に仕上げ加工した後、この上にスパッター法
により硬質炭素膜を形成する。また、硬質炭素膜を設け
ない場合は数回のプレス成形でガラスの融着が認められ
るが、硬質炭素膜(1000Å厚)を設けたものは150回で
はガラスの融着はなく、200〜300回で初めて融着が認め
られたことを記載されている。硬質炭素膜は酸素プラズ
マアッシングにより容易に除膜ができるので、除膜化と
被膜化を繰り返すことにより、成形型を再生利用できる
という利点もあるとの記載もある。さらに、特開平2-38
330号公報には、硬質炭素膜を酸素プラズマアッシング
により除去した後、新たな硬質炭素膜を形成する前に、
フッ化水素又はその塩の水溶液により成形型の成形面を
処理することにより、優れた付着力が得られる点が開示
されている。
This publication discloses the following. After using a silicon carbide sintered body as a base material and roughly processing it into a shape corresponding to the shape of the glass molded body to be manufactured, a CVD (Chemical Vapor Depositio
A silicon carbide film (500 μm thick) is formed by the method n). Next, after finishing the surface of the silicon carbide film into a shape of a glass molded body to be manufactured, a hard carbon film is formed thereon by a sputtering method. In the case where the hard carbon film is not provided, fusion of the glass is observed by several times of press molding, but in the case where the hard carbon film (1000 mm thick) is provided, there is no fusion of the glass in 150 times, and 200 to 300 It is stated that fusion was recognized for the first time. There is also a description that since the hard carbon film can be easily removed by oxygen plasma ashing, there is also an advantage that a mold can be recycled by repeating film removal and film formation. Further, JP-A-2-38
No. 330, after removing the hard carbon film by oxygen plasma ashing, before forming a new hard carbon film,
It is disclosed that an excellent adhesive force can be obtained by treating a molding surface of a mold with an aqueous solution of hydrogen fluoride or a salt thereof.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】CVD法による炭化ケ
イ素膜は、緻密で光学的鏡面加工ができ、極表面層は酸
化するものの、高温では酸化がほとんど進行しないため
肌荒れしないという特長を有する。しかしながら、炭化
ケイ素膜とガラス素材が直接接触するように、そのまま
ガラス素材をプレスすると、ガラスが炭化ケイ素膜に融
着するとともに、炭化ケイ素層が局所的にえぐり取られ
る(これを、以後「プルアウト」と称する。)場合があ
る。
The silicon carbide film formed by the CVD method has a feature that it is dense and can be optically mirror-finished, and the surface layer is oxidized, but the oxidation hardly proceeds at high temperatures, so that the surface is not roughened. However, when the glass material is pressed as it is so that the silicon carbide film and the glass material are in direct contact, the glass is fused to the silicon carbide film and the silicon carbide layer is locally removed (hereinafter referred to as “pull-out”). ").)

【0007】そこで、硬質炭素膜等の離型膜を形成し
て、離型性を向上させているが、硬質炭素膜等は永久膜
ではなく、200回程度ごとに除膜と成膜を繰り返す必要
がある。たとえば、成膜が不均質だったり、或いは、成
膜条件の変動によって長持ちしない成膜がなされた場合
に、プレス成形によってプルアウトが発生してしまう。
プルアウトが生じると、レンズ外観の不良が生じるた
め、そのような型は、そのまま使用することができなく
なる。また、除膜の際に、酸素プラズマで炭素膜をアッ
シングして除去するが、このときに、炭化ケイ素の表面
も酸化される。炭化ケイ素の表面が酸化すると、次の成
膜での炭素膜の付着力が低下するため、この酸化層をフ
ッ化水素又はその塩の水溶液で溶解除去してから次の成
膜を行う。この繰り返しにより炭化ケイ素の表面に肌荒
れが生じる。このように肌荒れが生じた型を使用してガ
ラス光学材料をプレスすると、ガラス成形体(レンズ)
にクモリが生じてしまう。
Therefore, a release film such as a hard carbon film is formed to improve the releasability. However, the hard carbon film is not a permanent film, but is repeatedly removed and formed about every 200 times. There is a need. For example, when film formation is not uniform or when film formation that does not last long is performed due to fluctuations in film formation conditions, pull-out occurs due to press molding.
If a pull-out occurs, the appearance of the lens becomes poor, and such a mold cannot be used as it is. In removing the film, the carbon film is removed by ashing with oxygen plasma. At this time, the surface of the silicon carbide is also oxidized. When the surface of silicon carbide is oxidized, the adhesion of the carbon film in the next film formation is reduced. Therefore, this oxide layer is dissolved and removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride or a salt thereof before the next film formation. This repetition causes roughening of the surface of the silicon carbide. When a glass optical material is pressed using a mold having such roughened surface, a glass molding (lens) is formed.
Cloudiness occurs on the surface.

【0008】このように、CVD法による炭化ケイ素の
成形面のライフは比較的短い。そこで、使用できなくな
った成形型の成形面のみを再加工して、成形型を再使用
できることが望まれる。しかしながら、CVD法の炭化
ケイ素膜の膜厚は通常厚く成膜しても数100(数百)μm
で、加工後の残存厚さは200〜300μm程度であり、肌荒
れが生じた場合は1〜2回は再生可能である。しかし、プ
ルアウトは深く形成されるため、プルアウトを取り除く
ために成形面を研削加工すると上記炭化ケイ素膜はほと
んど削り取られてしまう。
As described above, the life of the surface of silicon carbide formed by the CVD method is relatively short. Therefore, it is desired that only the molding surface of the mold that can no longer be used is reworked and the mold can be reused. However, the thickness of the silicon carbide film by the CVD method is usually several hundred (several hundred) μm
The remaining thickness after processing is about 200 to 300 μm, and when the skin becomes rough, it can be reproduced once or twice. However, since the pull-out is formed deeply, if the forming surface is ground to remove the pull-out, the silicon carbide film is almost completely removed.

【0009】また、再生しようとする成形型に、CVD
法によって炭化ケイ素膜を新たに上積みすることが考え
られる。しかし、この場合、CVD法では、基盤である
炭化ケイ素焼結体からなる成形型の成形面のみならず、
側面や底部にも炭化ケイ素膜が析出する。炭化ケイ素膜
が再生しようとする成形型の全面に再形成された場合、
成形型の側面や裏面などを高精度に再加工する必要があ
り、成形型のコストが高くなる。また、炭化ケイ素膜が
形成されないように側面や底部を保護したとしても、ガ
スが隙間に入り込み、完全に保護することは難しい。こ
のため、側面や底部に析出した炭化ケイ素膜を加工して
除去する工程が必要となり、単純に、成形面のみに炭化
ケイ素膜を形成するだけで成形型を再生することはでき
ない。
In addition, the mold to be regenerated has a CVD
It is conceivable to newly add a silicon carbide film by the method. However, in this case, in the CVD method, not only the molding surface of the molding die composed of the silicon carbide sintered body as the base,
A silicon carbide film is also deposited on the side and bottom. When the silicon carbide film is reformed on the entire surface of the mold to be regenerated,
It is necessary to rework the side and back surfaces of the mold with high precision, and the cost of the mold increases. Further, even if the side and bottom portions are protected so that the silicon carbide film is not formed, it is difficult to completely protect the gas because the gas enters the gap. For this reason, a step of processing and removing the silicon carbide film deposited on the side surface and the bottom is required, and it is not possible to regenerate the mold simply by forming the silicon carbide film only on the molding surface.

【0010】そこで本発明の目的は、繰り返しの使用に
より成形面にプルアウトなどの劣化が生じた場合でも、
再使用が可能かつ容易な成形型及びその再生方法を提供
することにある。本発明の他の目的は、上記成形面が再
加工可能な成形型を用いた光学素子の製造方法を提供す
ることにある。
[0010] Therefore, an object of the present invention is to provide a molding method in which even if deterioration such as pullout occurs on a molding surface due to repeated use,
An object of the present invention is to provide a mold that can be reused easily and a method for reusing the mold. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element using a molding die whose molding surface can be reworked.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱軟化した
被成形ガラス素材を加圧成形してガラス光学素子を得る
ための、上型および下型を含む成形型であって、前記上
型および下型の少なくとも一方が、セラミック母材から
なり、かつ該母材は成形面において300μm以上の表
面孔を有さないことを特徴とする成形型(以下、第1の成
形型という)に関する。さらに本発明は、加熱軟化した
被成形ガラス素材を加圧成形してガラス光学素子を得る
ための、上型および下型を含む成形型であって、前記上
型および下型の少なくとも一方の成形面を形成する部分
が、研削により成形面を再生することが可能な程度の厚
みを有し、かつ3. 20 g/cm以上の密度のβ型炭化ケ
イ素からなることを特徴とする成形型(以下、第2の成
形型という)に関する。さらに本発明は、加熱軟化した
被成形ガラス素材を、成形型で加圧成形してガラス光学
素子を得る工程を繰り返して行うガラス光学素子の製造
方法であって、前記成形型がセラミック母材からなり、
かつ該成形型は、少なくとも研削を行うことにより再生
した成形面を有し、かつ該再生した成形面は300μm
以上の表面孔を有さないことを特徴とする方法に関す
る。加えて本発明は、加熱軟化した被成形ガラス素材
を、成形型で加圧成形してガラス光学素子を得る工程を
繰り返して行うガラス光学素子の製造方法であって、前
記成形型を構成する上型および下型の少なくとも一方の
成形面を形成する部分が、研削により成形面を再生する
ことが可能な程度の厚みを有し、前記成形型は少なくと
も研削を行うことにより再生した成形面を有し、かつ3.
20 g/cm以上の密度のβ型炭化ケイ素からなるがセ
ラミック母材からることを特徴とする方法に関する。ま
た本発明は、加熱軟化した被成形ガラス素材を加圧成形
してガラス光学素子を得るための、上型および下型を含
む成形型であって、前記上型および下型の少なくとも一
方の成形面を形成する部分が、研削により成形面を再生
することが可能な程度の厚みを有し、かつ3.20g/cm
上の密度のβ型炭化ケイ素からなる成形型の再生方法で
あって、加圧成形の繰り返しにより劣化した成形面を、
成形面を研削する工程を含む方法で再生する方法に関す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a molding die including an upper die and a lower die for obtaining a glass optical element by pressure-molding a glass material to be molded which has been softened by heating, wherein the upper die and the lower die are provided. At least one of a lower mold and a lower mold is made of a ceramic base material, and the base material does not have a surface hole of 300 μm or more on a forming surface (hereinafter, referred to as a first forming die). Further, the present invention provides a molding die including an upper mold and a lower mold for obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened molded glass material, wherein at least one of the upper mold and the lower mold is molded. A molding part characterized in that a part forming a surface has a thickness enough to regenerate a molding surface by grinding and is made of β-type silicon carbide having a density of 3.20 g / cm 3 or more. (Hereinafter, referred to as a second mold). Further, the present invention is a method for manufacturing a glass optical element, wherein a step of obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened glass material to be molded by a molding die to obtain a glass optical element, wherein the molding die is made of a ceramic base material Become
The mold has at least a molding surface regenerated by grinding, and the regenerated molding surface is 300 μm
The present invention relates to a method characterized by having no surface hole. In addition, the present invention is a method for manufacturing a glass optical element, which comprises repeating a step of obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened glass material to be molded using a molding die. At least one of the mold and the lower mold, which forms a molding surface, has such a thickness that the molding surface can be regenerated by grinding, and the molding die has at least the molding surface regenerated by grinding. And 3.
The present invention relates to a method comprising β-type silicon carbide having a density of 20 g / cm 3 or more, but comprising a ceramic base material. The present invention also provides a molding die including an upper mold and a lower mold for obtaining a glass optical element by pressure-molding a heat-softened glass material to be molded, wherein at least one of the upper mold and the lower mold is molded. A method for regenerating a mold comprising a β-type silicon carbide having a thickness such that a surface forming portion can regenerate a molded surface by grinding and having a density of 3.20 g / cm 3 or more, Molding surface deteriorated by repeated pressure molding
The present invention relates to a method for regenerating by a method including a step of grinding a molding surface.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の成形型は、加熱軟化した
被成形ガラス素材を加圧成形してガラス光学素子を得る
ための、上型および下型を含む成形型である。加熱軟化
した被成形ガラス素材を加圧成形して直接、高精度のガ
ラス光学素子を得る方法は公知であり、本発明の成形型
は、成形の条件やガラスの種類によらず適用することが
できる。本発明の成形型は、上型および下型を含むもの
であり、上型および下型の形状には特に制限はない。ま
た、本発明の成形型は、上型および下型以外の部材、例
えば、上型および下型の移動を妨げることなく位置決め
(中心合わせ)ができるスリーブや上型または下型を押
すための押し型等を有することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The mold of the present invention is a mold including an upper mold and a lower mold for obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened glass material to be molded. A method for directly obtaining a high-precision glass optical element by pressure-molding a heat-softened glass material to be molded is known, and the molding die of the present invention can be applied regardless of molding conditions and types of glass. it can. The mold of the present invention includes an upper mold and a lower mold, and the shapes of the upper mold and the lower mold are not particularly limited. In addition, the molding die of the present invention includes a member other than the upper die and the lower die, for example, a sleeve capable of positioning (centering) without hindering the movement of the upper die and the lower die, and a press for pressing the upper die or the lower die. It can have a mold or the like.

【0013】本発明の第1の成形型は、上型および下型
の少なくとも一方が、セラミック母材からなり、かつ該
母材は成形面において300μm以上の表面孔を有さな
いことを特徴とする。本発明において、セラミック母材
としては、研削及び研磨をするだけで成形型の成形面を
構成することができる程度の緻密さと成形型の母材とし
て耐え得る強度及び硬度を有するものであれば特に制限
はない。例えば、SiC、Si3N4、Al2O3、ムライト、Zr
O2、Al2O3-TiO2等を挙げることができる。焼結により製
造されるセラミックに限らず、CVD法、その他の堆積方
法等により製造されたものを用いることができるが、緻
密さや強度及び硬度を考慮すると、CVD法で作成したも
のが好ましい。セラミック母材は、成形型全体がセラミ
ックからなる場合は勿論のこと、成形面を含む成形型の
一部がセラミックからなり、かつ成形型の強度等が該セ
ラミックに依存している場合も含む。このようなセラミ
ックからなる母材からなる本発明の第1の成形型によれ
ば、繰り返しの使用により肌荒れやプルアウトが生じた
場合でも、セラミック母材の一部を研削することによ
り、成形面を再生して、成形型を再使用することが可能
となる。上型および下型の一部がセラミックからなる場
合の、セラミックからなる部分の厚みは、研削により成
形面を再生することが可能な程度であり、最小厚みが、
例えば、3mm〜50mmの範囲であることが好ましい。ま
た、上型または下型の全体がセラミックからなる場合
の、セラミックからなる上型または下型の厚みも同様
に、3mm〜50mmの範囲であることが好ましい。
A first molding die of the present invention is characterized in that at least one of the upper die and the lower die is made of a ceramic base material, and the base material does not have a surface hole of 300 μm or more on a forming surface. I do. In the present invention, the ceramic base material is not particularly limited as long as it has sufficient density and strength to withstand as a base material of the molding die, such that the molding surface of the molding die can be constituted only by grinding and polishing. No restrictions. For example, SiC, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , mullite, Zr
O 2 and Al 2 O 3 —TiO 2 can be exemplified. Not only ceramics manufactured by sintering but also ceramics manufactured by a CVD method or another deposition method can be used, but those made by the CVD method are preferable in consideration of denseness, strength and hardness. The ceramic base material includes not only a case where the entire mold is made of ceramic, but also a case where a part of the mold including the molding surface is made of ceramic and the strength and the like of the mold depend on the ceramic. According to the first molding die of the present invention made of such a ceramic base material, even when surface roughness or pull-out occurs due to repeated use, a part of the ceramic base material is ground to form a molding surface. It is possible to regenerate and reuse the mold. When part of the upper mold and the lower mold are made of ceramic, the thickness of the part made of ceramic is such that the molded surface can be regenerated by grinding, and the minimum thickness is
For example, it is preferable to be in the range of 3 mm to 50 mm. Further, when the entire upper mold or lower mold is made of ceramic, the thickness of the upper mold or lower mold made of ceramic is also preferably in the range of 3 mm to 50 mm.

【0014】本発明の第1の成形型は、セラミック母材
が成形面において300μm以上の表面孔を有さない。
表面孔の大小及び存在不存在は、セラミック母材の緻密
性を表す指標となる。表面孔とは、いわゆるポツと呼ば
れるもので、線傷とは異なり、母材中の気孔や結晶粒界
が表面に現れたものであることが多い。本発明の成形型
においては、セラミック母材の成形面を研削及び研磨を
した後に得られる成形面が下記の状態1であることが必
要であり、好ましい状態は2〜21てあり、さらに好まし
いのは状態14〜21であり、特に好ましいのは17〜21であ
る。
In the first mold of the present invention, the ceramic base material does not have a surface hole of 300 μm or more on the molding surface.
The size and presence / absence of the surface pores are indices indicating the denseness of the ceramic base material. The surface pores are so-called spots, and unlike pores, pores and crystal grain boundaries in the base material often appear on the surface. In the mold of the present invention, it is necessary that the molding surface obtained after grinding and polishing the molding surface of the ceramic base material is in the following state 1, the preferred state is 2 to 21, and the more preferred Is states 14 to 21, particularly preferably 17 to 21.

【0015】 状態1: 径が300μm以上の表面孔が存在しない。 状態2:状態1において、さらに径が200μm以上30
0μm未満の表面孔が5個以内(0個も含む)である。 状態3:状態1において、さらに径が200μm以上30
0μm未満の表面孔が2個以内(0個も含む)である。 状態4:状態1において、さらに径が200μm以上30
0μm未満の表面孔が存在しない。 状態5:状態2〜4において、さらに径が150μm以上
200μm未満の表面孔が5個以内(0個も含む)であ
る。 状態6:状態2〜4において、さらに径が150μm以上
200μm未満の表面孔が2個以内(0個も含む)であ
る。 状態7:状態2〜4において、さらに径が150μm以上
200μm未満の表面孔が存在しない。 状態8:状態2〜7において、さらに径が100μm以上
150μm未満の表面孔が5個以内(0個も含む)であ
る。 状態9:状態2〜7において、さらに径が100μm以上
150μm未満の表面孔が2個以内(0個も含む)であ
る。 状態10:状態2〜7において、さらに径が100μm以
上150μm未満の表面孔が存在しない。 状態11:状態2〜10において、さらに径が50μm以
上100μm未満の表面孔が5個以内(0個も含む)で
ある。 状態12:状態2〜10において、さらに径が50μm以
上100μm未満の表面孔が2個以内(0個も含む)で
ある。 状態13:状態2〜10において、さらに径が50μm以
上100μm未満の表面孔が存在しない。 状態14:状態2〜13において、さらに径が30μm以
上50μm未満の表面孔が5個以内(0個も含む)であ
る。 状態15:状態2〜13において、さらに径が30μm以
上50μm未満の表面孔が2個以内(0個も含む)であ
る。 状態16:状態2〜13において、さらに径が30μm以
上50μm未満の表面孔が存在しない。 状態17:状態2〜16において、さらに径が3μm以上
30μm未満の表面孔が5個以内(0個も含む)であ
る。 状態18:状態2〜16において、さらに径が3μm以上
30μm未満の表面孔が2個以内(0個も含む)であ
る。 状態19:状態2〜16において、さらに径が3μm以上
30μm未満の表面孔が存在しない。 状態20:状態1〜19において、さらに表面孔の径の合計
が200μm以下である。 状態21:状態1〜19において、さらに表面孔の径の合計
が200μm以下である。
State 1: There is no surface pore having a diameter of 300 μm or more. State 2: In state 1, the diameter is 200 μm or more and 30
There are no more than 5 (including 0) surface holes less than 0 μm. State 3: In state 1, the diameter is 200 μm or more and 30
The number of surface pores less than 0 μm is 2 or less (including 0). State 4: In state 1, the diameter is 200 μm or more and 30
There are no surface pores smaller than 0 μm. State 5: In states 2 to 4, the number of surface holes having a diameter of 150 μm or more and less than 200 μm is 5 or less (including 0). State 6: In states 2 to 4, the number of surface pores having a diameter of 150 μm or more and less than 200 μm is 2 or less (including 0). State 7: In states 2 to 4, there is no surface pore having a diameter of 150 μm or more and less than 200 μm. State 8: In states 2 to 7, the number of surface holes having a diameter of 100 μm or more and less than 150 μm is 5 or less (including 0). State 9: In states 2 to 7, the number of surface holes having a diameter of 100 μm or more and less than 150 μm is 2 or less (including 0). State 10: In states 2 to 7, there are no surface pores having a diameter of 100 μm or more and less than 150 μm. State 11: In states 2 to 10, the number of surface holes having a diameter of 50 μm or more and less than 100 μm is 5 or less (including 0). State 12: In states 2 to 10, the number of surface holes having a diameter of 50 μm or more and less than 100 μm is 2 or less (including 0). State 13: In states 2 to 10, there is no surface pore having a diameter of 50 μm or more and less than 100 μm. State 14: In states 2 to 13, the number of surface holes having a diameter of 30 μm or more and less than 50 μm is 5 or less (including 0). State 15: In states 2 to 13, the number of surface holes having a diameter of 30 μm or more and less than 50 μm is 2 or less (including 0). State 16: In states 2 to 13, there is no surface pore having a diameter of 30 μm or more and less than 50 μm. State 17: In states 2 to 16, the number of surface holes having a diameter of 3 μm or more and less than 30 μm is 5 or less (including 0). State 18: In states 2 to 16, the number of surface holes having a diameter of 3 μm or more and less than 30 μm is 2 or less (including 0). State 19: In states 2 to 16, there is no surface pore having a diameter of 3 μm or more and less than 30 μm. State 20: In states 1 to 19, the total diameter of the surface holes is 200 μm or less. State 21: In states 1 to 19, the total diameter of the surface holes is 200 μm or less.

【0016】尚、30μm以上の径の表面孔は、60W
の電球下で肉眼により存在を確認することができる。ま
た状態17及び18にある表面孔の径とは、表面孔の外
接円の直径である。さらに上記成形型母材は、高温域に
おいて高硬度であることが好ましい。例えば、室温から
100℃の温度範囲において、ビッカース硬度が700
kg/mm 以上であることが好ましく、同温度範囲に
おいて1000kg/mm以上であることがより好ま
しく、同温度範囲において2000kg/mm以上で
あることがさらに好ましく、3000kg/mm以上
であることが最も好ましい。さらに、セラミック母材
は、弾性率が400GPa以上、耐変形強度が120×
10MN/kg以上、熱伝導率が200W/m・K以
上であることが好ましい。さらに上記成形型母材は、CD
V法で形成したβ型炭化ケイ素であることが好ましい。C
DV法で形成したβ型炭化ケイ素は、理論密度である3. 2
1g/cmに近い3.20g/cm以上の密度を有し、ビッカー
ス硬度等の物性が上記条件を満たすからである。
The surface hole having a diameter of 30 μm or more has a size of 60 W
The presence can be confirmed with the naked eye under a light bulb. Ma
The diameters of the surface holes in the closed states 17 and 18 are outside the surface holes.
The diameter of the tangent circle. Furthermore, the mold base material is
In this case, the hardness is preferably high. For example, from room temperature
In a temperature range of 100 ° C., Vickers hardness is 700
kg / mm 2Or more, and within the same temperature range.
1000kg / mm2More preferred
2000kg / mm in the same temperature range2Above
More preferably, 3000 kg / mm2that's all
Is most preferred. In addition, ceramic matrix
Has an elastic modulus of 400 GPa or more and a deformation resistance of 120 ×
106MN / kg or more, thermal conductivity 200W / m · K or less
It is preferably above. Further, the molding die base material is a CD.
It is preferably β-type silicon carbide formed by the V method. C
Β-type silicon carbide formed by the DV method has a theoretical density of 3.2
1g / cm33.20g / cm close to3Vicker with higher density
This is because physical properties such as hardness are satisfied with the above conditions.

【0017】上記本発明の第1の成形型は、成形面の直
上に炭素薄膜を有することができる。炭素薄膜として
は、例えば、非晶質および/または結晶質の、グラファ
イト構造および/またはダイヤモンド構造を有する少な
くとも一層の炭素系離型膜であって、C−H結合を含ま
ないもの、または、C−H結合を含むものである炭素系
離型膜を挙げることができる。このような炭素膜は、ス
パッタリング法、プラズマCVD法、CVD法、イオン
プレーティング法などの手段にて、セラミック母材の成
形面上に直に成膜できる。炭素薄膜の詳細については後
述の第2の成形型において説明する。
The first molding die of the present invention can have a carbon thin film immediately above the molding surface. As the carbon thin film, for example, at least one layer of a carbon-based release film having an amorphous and / or crystalline structure having a graphite structure and / or a diamond structure and containing no C—H bond, or Examples thereof include a carbon-based release film containing a -H bond. Such a carbon film can be formed directly on the molding surface of the ceramic base material by means such as a sputtering method, a plasma CVD method, a CVD method, and an ion plating method. Details of the carbon thin film will be described in a second mold described later.

【0018】本発明の第2の成形型は、前記上型および
下型の少なくとも一方の成形面を形成する部分が、研削
により成形面を再生することが可能な程度の厚みを有
し、かつ3. 20g/cm以上の密度のβ型炭化ケイ素から
なることを特徴とする。本発明の第2の成形型は、上型
および下型の成形面を形成する部分、即ち、上型および
下型の一部がβ型炭化ケイ素からなるか、または上型お
よび/または下型の全体がβ型炭化ケイ素からなること
ができる。このようなβ型炭化ケイ素からなる部分を有
する本発明の第2の成形型によれば、繰り返しの使用に
より肌荒れやプルアウトが生じた場合でも、β型炭化ケ
イ素の層を研削することにより、成形面を再生して、成
形型を再使用することが可能となる。
In the second mold of the present invention, at least one of the upper mold and the lower mold, which forms the molding surface, has such a thickness that the molding surface can be regenerated by grinding, and 3. It is characterized by comprising β-type silicon carbide having a density of 20 g / cm 3 or more. In the second mold of the present invention, the portions forming the molding surfaces of the upper mold and the lower mold, that is, a part of the upper mold and the lower mold are made of β-type silicon carbide, or the upper mold and / or the lower mold Can consist entirely of β-type silicon carbide. According to the second mold of the present invention having such a portion composed of β-type silicon carbide, even when the surface is roughened or a pull-out occurs due to repeated use, the layer of β-type silicon carbide is ground to form the mold. By regenerating the surface, the mold can be reused.

【0019】上型および下型の一部がβ型炭化ケイ素か
らなる場合の、β型炭化ケイ素からなる部分の厚みは、
研削により成形面を再生することが可能な程度であり、
最小厚みが、例えば、3mm〜50mmの範囲であることが好
ましい。また、上型または下型の全体がβ型炭化ケイ素
からなる場合の、β型炭化ケイ素からなる上型または下
型の厚みも同様に、3mm〜50mmの範囲であることが好ま
しい。この厚みが厚い程、再生の回数を重ねることが可
能となるが、厚くなる程、作製が難しくなることから上
記範囲であることが、実用的な観点から好ましい。即
ち、β型炭化ケイ素からなる部分の厚み(最小厚み)が
3mmあれば、深さ約100μm程度のプルアウトが生じた場
合でも、再生のために約200μm程度、成形面を削り落し
ても、成形型を10回程度再利用できる。また、例え
ば、CVDによりβ型炭化ケイ素を形成する場合に、そ
の厚みが50mmを越えると、成長粒が粗大化して、所望の
密度を得られにくくなるからである。同様の理由によ
り、3〜40mmであることがより好ましい。但し、成長粒
が粗大化した場合であっても、該粗大化した端部を成形
面の側に(即ち反転)することにより、本発明に用いるこ
とは可能である。
When a part of the upper mold and the lower mold is composed of β-type silicon carbide, the thickness of the part composed of β-type silicon carbide is as follows:
It is possible to regenerate the molded surface by grinding,
Preferably, the minimum thickness is, for example, in the range of 3 mm to 50 mm. When the entire upper mold or lower mold is made of β-type silicon carbide, the thickness of the upper mold or lower mold made of β-type silicon carbide is also preferably in the range of 3 mm to 50 mm. The greater the thickness, the more the number of times of reproduction can be made. However, the larger the thickness, the more difficult it is to manufacture, so that the above range is preferable from a practical viewpoint. That is, if the thickness (minimum thickness) of the portion made of β-type silicon carbide is 3 mm, even if a pull-out with a depth of about 100 μm occurs, even if the molding surface is cut off by about 200 μm for reproduction, The mold can be reused about 10 times. Also, for example, when forming β-type silicon carbide by CVD, if the thickness exceeds 50 mm, the grown grains become coarse and it becomes difficult to obtain a desired density. For the same reason, the thickness is more preferably 3 to 40 mm. However, even in the case where the grown grains are coarse, it is possible to use the present invention in the present invention by turning the coarse end to the molding surface side (that is, inverting).

【0020】成形型を形成するβ型炭化ケイ素は、密度
が3.20 g/cm以上である。このような密度を有するβ
型炭化ケイ素は、例えば、CVD法により形成すること
ができる。但し、CVDを用いて作製したβ型炭化ケイ
素に限定されるものではなく、密度が3.20 g/cm以上
のものであれば、他の手法を用いて作成しても良い。ま
た、β型炭化ケイ素の理論密度は3.21 g/cmであり、
この理論密度に近いものが好ましい。
The β-type silicon carbide forming the mold has a density of 3.20 g / cm 3 or more. Β having such a density
The type silicon carbide can be formed, for example, by a CVD method. However, the present invention is not limited to β-type silicon carbide manufactured using CVD, and may be manufactured using another method as long as the density is 3.20 g / cm 3 or more. The theoretical density of β-type silicon carbide is 3.21 g / cm 3 ,
Those close to this theoretical density are preferred.

【0021】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、成形面に、非晶質および/または結晶質
の、グラファイト構造および/またはダイヤモンド構造
を有する少なくとも一層の炭素系離型膜であって、C−
H結合を含まないもの、または、C−H結合を含むもの
の一方である炭素系離型膜が形成されている。このよう
な炭素膜は、スパッタリング法、プラズマCVD法、C
VD法、イオンプレーティング法などの手段にて成膜で
きる。
In a further preferred embodiment of the present invention, at least one carbon-based release film having an amorphous and / or crystalline graphite structure and / or diamond structure on a molding surface, C-
A carbon-based release film that does not include an H bond or that includes a C—H bond is formed. Such a carbon film is formed by sputtering, plasma CVD, C
The film can be formed by means such as a VD method and an ion plating method.

【0022】この炭素系離型膜には、例えば、特開平1
−83529号公報に記載された硬質炭素膜や、特開平2−1
99036号公報に記載されたi−カーボン膜を使用するこ
とができる。このような膜は、上記公報に記載されたよ
うに、成膜/除膜することができ、これにより、成形型
を繰り返し使用することができる。
This carbon-based release film is disclosed in, for example,
-83529, a hard carbon film described in JP-A-2-1529,
An i-carbon film described in 99036 can be used. Such a film can be formed into a film / removed film as described in the above-mentioned publication, whereby the mold can be repeatedly used.

【0023】上記特開平1−83529号公報に開示された
スパッタリング法で成膜する場合には、基盤温度250〜6
00°C、RFパワー密度5〜15W/cm、スパッタリング
時真空度5×10−4〜5×10−1torrの範囲で、スパッタ
ガスとしてグラファイトを用いてスパッタリングするの
が好ましい。スパッタリング法を用いて、例えば、500
〜1000Åの硬質炭素膜を形成することができる。また、
マイクロ波プラズマCVD法により成膜する場合には、
基盤温度650〜1000°C、マイクロ波電力200W〜1kW、ガ
ス圧力10−2〜600torrの条件下に、原料ガスとしてメ
タンガスと水素ガスとを用いて成膜するのが好ましい。
さらに、特開平2−199036号公報に開示されたイオンプ
レーティング法により形成する場合には、基盤温度を20
0〜450°Cとして、ベンゼンガスをイオン化するのが好
ましい。イオンプレーティング法を用いて、例えば、50
0〜1000Åのi−カーボン膜を形成することができる。
When a film is formed by the sputtering method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-83529, a substrate temperature of 250-6
Sputtering is preferably performed using graphite as a sputtering gas at a temperature of 00 ° C., an RF power density of 5 to 15 W / cm 2 , and a degree of vacuum during sputtering of 5 × 10 −4 to 5 × 10 −1 torr. Using a sputtering method, for example, 500
A hard carbon film of about 1000 mm can be formed. Also,
When forming a film by a microwave plasma CVD method,
It is preferable to form a film using methane gas and hydrogen gas as source gases under the conditions of a substrate temperature of 650 to 1000 ° C., a microwave power of 200 W to 1 kW, and a gas pressure of 10 −2 to 600 torr.
Further, when forming by the ion plating method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
It is preferable to ionize benzene gas at a temperature of 0 to 450 ° C. Using the ion plating method, for example, 50
An i-carbon film having a thickness of 0 to 1000 ° can be formed.

【0024】このように、成形面に硬質炭素膜或いはi
−カーボン膜が形成された成形型を所定回数だけ用い
て、ガラス素材をプレスして、ガラス光学素子を成形し
た後に、特開平2−38330号公報に開示された手法を用
いて、除膜および成膜をして、成形型を再生することが
できる。このとき、例えば、炭素薄膜を除膜した後、成
形型を研削等により再生し、次いで炭素薄膜の成膜を行
うことができる。
As described above, the hard carbon film or i
-Using a molding die having a carbon film formed thereon a predetermined number of times, pressing a glass material, forming a glass optical element, using the method disclosed in JP-A-2-38330, removing the film, After forming the film, the mold can be regenerated. At this time, for example, after removing the carbon thin film, the mold is regenerated by grinding or the like, and then the carbon thin film can be formed.

【0025】本発明の成形型は、加圧成形の繰り返しに
より劣化した成形面を含む母材を、該成形面を研削する
工程を含む方法で再生することが可能なように、前記β
型炭化ケイ素等のセラミックから形成されている。即
ち、成形面が前述のように、研削により成形面を再生す
ることが可能な程度の厚みを有するβ型炭化ケイ素等の
セラミックから構成することで、成形面を研削する工程
を含む方法で再生することが可能になる。上記成形面に
生じた劣化は、例えば、肌荒れ、きず、プルアウトまた
はガラス融着であることができる。
[0025] The molding die of the present invention is designed so that the base material including the molding surface deteriorated by the repetition of pressure molding can be regenerated by a method including a step of grinding the molding surface.
It is formed from a ceramic such as silicon carbide. That is, as described above, the molding surface is made of a ceramic such as β-type silicon carbide having a thickness capable of regenerating the molding surface by grinding, so that the molding surface is reproduced by a method including a step of grinding the molding surface. It becomes possible to do. The degradation that has occurred on the molding surface can be, for example, rough skin, flaws, pullouts, or glass fusing.

【0026】本発明の成形型は、β型炭化ケイ素等のセ
ラミックからなる成形面の形状を、異なる形状のガラス
光学素子の成形用に加工することも可能である。即ち、
本発明の成形型は、ある形状のガラス光学素子の成形に
使用した後に、他の形状のガラス光学素子を成形するた
めに、成形面を研削等により加工して、異なる形状のガ
ラス光学素子の成形用に加工して、リサイルすることも
できる。
The molding die of the present invention can also be used to mold a glass optical element having a different shape from a molding surface made of ceramic such as β-type silicon carbide. That is,
After the molding die of the present invention is used for molding a glass optical element of a certain shape, in order to mold a glass optical element of another shape, the molding surface is processed by grinding or the like to form a glass optical element of a different shape. It can also be processed for molding and resealed.

【0027】本発明の成形型は、例えば、円盤の端面が
成形面であるもの(例えば、図2の成形型における上
型)及び円盤の端面が成形面であり、かつ成形面と反対
側の端部に成形型の外周方向に突出した突起部を有する
もの(例えば、図3及び4の成形型における上型及び下
型)であることができる。但し、上型および下型の形状
は、円盤(円柱)状に限られるものでない。さらに、後
者の場合、突起部の成形面と同一配向の面が、成形面と
同様の厚みを研削可能である。この突起部は、スリーブ
との間で係止用として働く。上型成形面又は下型成形面
を削って再加工すると、上型又は下型の高さが短くな
り、結果として得られるガラス成形体の中心肉厚が増加
する。上型又は下型に設けられた突起部の成形面と同一
配向の面が、成形面と同様の厚みを研削可能であること
で、この成形型の厚みの減少によるガラス成形体の肉厚
の増加を調整することができる。また、実施例で詳述す
るように、突起部の研削によらず、スリーブの高さを調
整することでも同様の肉厚の調整は可能である。さら
に、必要によりスペーサーを用いて上型の加圧停止位置
(加圧成形後のガラスの肉厚を決定する)を再生のため
の研削の前と同様に維持することもできる。
The molding die of the present invention is, for example, one having an end surface of a disk as a molding surface (for example, an upper die in the molding die shown in FIG. 2) and an end surface of a disk having a molding surface and being opposite to the molding surface. It may be one having a protrusion protruding in the outer peripheral direction of the mold at the end (for example, the upper mold and the lower mold in the molds of FIGS. 3 and 4). However, the shapes of the upper mold and the lower mold are not limited to a disk (column). Further, in the latter case, the surface having the same orientation as the molding surface of the projection can be ground to the same thickness as the molding surface. The protrusion serves as a lock between the sleeve and the sleeve. When the upper mold surface or the lower mold surface is shaved and reworked, the height of the upper mold or the lower mold becomes shorter, and the center thickness of the resulting glass molded body increases. The surface of the same orientation as the molding surface of the protrusion provided on the upper mold or the lower mold can be ground to the same thickness as the molding surface, so that the thickness of the glass molded body due to the decrease in the thickness of the molding die is reduced. The increase can be adjusted. Further, as will be described in detail in the embodiment, the same thickness adjustment can be performed by adjusting the height of the sleeve, not by grinding the protrusion. Further, if necessary, the pressing stop position of the upper die (determining the thickness of the glass after the pressing) can be maintained by using a spacer in the same manner as before the grinding for regeneration.

【0028】本発明の成形型は、成形面の再生または加
工により生ずる2つの成形面間の寸法を調整するための
高さ調整部材をさらに有することができる。前記のよう
に再生のため、成形面に研削等の加工を施すと、成形型
の高さ寸法が減少する。そこで、この高さ寸法の減少を
調整するための高さ調整部材を設けることができる。こ
れにより、ガラス光学素子を所定の肉厚に維持すること
が可能となる。高さ調整部材は、例えば、上型および下
型の少なくとも一方に取り付け可能なスペーサであるこ
とができる。また、高さ調整部材は、上型および下型を
内部に収容し、上型および下型の少なくとも一方を加圧
する加圧部材の動きを画定するスリーブであり、前記記
スリーブの長さが調整可能であるものであることもでき
る。上記スペーサとしては、箔や板状体であることがで
き、その素材としては特に限定はないが、金属、セラミ
ック等であることができる。ここで、例えば、スペーサ
が箔である場合には1枚または2枚以上の箔を、上型の上
部または下型の下部に挿入することで高さを調整するこ
とができ、板状体の場合には、再生前の板状体に代えて
該板状体よりも厚みの厚い板状体を挿入することにより
高さを調整することができる。このとき、セラミックは
成形面を含む緻密な物と同じ素材に限られない。
The molding die of the present invention may further have a height adjusting member for adjusting a dimension between two molding surfaces generated by regeneration or processing of the molding surface. As described above, when a process such as grinding is performed on the molding surface for regeneration, the height of the molding die is reduced. Therefore, a height adjusting member for adjusting the decrease in the height dimension can be provided. This makes it possible to maintain the glass optical element at a predetermined thickness. The height adjusting member can be, for example, a spacer that can be attached to at least one of the upper mold and the lower mold. The height adjusting member is a sleeve that accommodates the upper die and the lower die and defines the movement of a pressing member that presses at least one of the upper die and the lower die. The length of the sleeve is adjusted. It can be anything that is possible. The spacer may be a foil or a plate, and the material thereof is not particularly limited, but may be a metal, a ceramic, or the like. Here, for example, when the spacer is a foil, the height can be adjusted by inserting one or two or more foils into the upper part of the upper mold or the lower part of the lower mold, so that the In this case, the height can be adjusted by inserting a plate having a thickness greater than that of the plate before the reproduction. At this time, the ceramic is not limited to the same material as the dense object including the molding surface.

【0029】本発明は、加熱軟化した被成形ガラス素材
を加圧成形してガラス光学素子を得るための、上型およ
び下型を含む成形型であって、前記上型および下型の少
なくとも一方の成形面を形成する部分が、研削により成
形面を再生することが可能な程度の厚みを有し、かつ3.
20g/cm以上の密度のβ型炭化ケイ素からなる成形型の
再生方法であって、加圧成形の繰り返しにより劣化した
成形面を、成形面を研削する工程を含む方法で再生する
方法も包含する。成形面に生じた劣化とは、例えば、肌
荒れ、きず、プルアウトまたはガラス融着であることが
できる。
The present invention relates to a molding die including an upper die and a lower die for obtaining a glass optical element by pressure-molding a heat-softened glass material to be molded, wherein at least one of the upper die and the lower die is provided. The portion forming the molding surface has a thickness such that the molding surface can be regenerated by grinding, and 3.
A method for regenerating a molding die made of β-type silicon carbide having a density of 20 g / cm 3 or more, including a method for regenerating a molded surface deteriorated by repeated pressure molding by a method including a step of grinding the molded surface. I do. Deterioration that has occurred on the molding surface can be, for example, rough skin, flaws, pullouts or glass fusion.

【0030】さらに本発明によれば、加熱軟化した被成
形ガラス素材を加圧成形してガラス光学素子を得るため
の、上型および下型を含む成形型であって、前記上型お
よび下型の少なくとも一方の成形面を形成する部分が、
研削により成形面を再生することが可能な程度の厚みを
有し、かつ3.20g/cm以上の密度のβ型炭化ケイ素から
なる成形型を異なる形状のガラス光学素子の成形用に加
工することもできる。即ち、前記上型および下型の少な
くとも一方のβ型炭化ケイ素からなる部分の成形面の一
部又は全部を、異なる形状のガラス光学素子の成形用に
研削することもできる。
Further, according to the present invention, there is provided a mold including an upper mold and a lower mold for obtaining a glass optical element by pressure-molding a heat-softened glass material to be molded, wherein the upper mold and the lower mold are provided. The portion forming at least one molding surface of
Forming a mold made of β-type silicon carbide having a thickness that enables the molding surface to be regenerated by grinding and having a density of 3.20 g / cm 3 or more for molding glass optical elements of different shapes Can also. That is, at least one of the upper mold and the lower mold may be partially or entirely ground to form a glass optical element having a different shape.

【0031】さらに本発明によれば、加熱軟化した被成
形ガラス素材を、成形型で加圧成形してガラス光学素子
を得る工程を繰り返して行うガラス光学素子の製造方法
であって、前記成形型がセラミック母材からなり、かつ
該成形型は、少なくとも研削を行うことにより再生した
成形面を有し、かつ該再生した成形面は300μm以上
の表面孔を有さないことを特徴とする方法を提供するこ
とができる。
Further, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a glass optical element, comprising repeating a step of obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened glass material to be molded with a molding die. Is formed of a ceramic base material, and the mold has at least a molding surface regenerated by grinding, and the regenerated molding surface does not have a surface hole of 300 μm or more. Can be provided.

【0032】加えて本発明によれば、加熱軟化した被成
形ガラス素材を、成形型で加圧成形してガラス光学素子
を得る工程を繰り返して行うガラス光学素子の製造方法
であって、前記成形型を構成する上型および下型の少な
くとも一方の成形面を形成する部分が、研削により成形
面を再生することが可能な程度の厚みを有し、前記成形
型は少なくとも研削を行うことにより再生した成形面を
有し、かつ3. 20 g/cm以上の密度のβ型炭化ケイ素
からなるがセラミック母材からることを特徴とする方法
を提供することができる。上記再生されるべき成形型
は、前記本発明の第2の成形型である。加熱軟化した被
成形ガラス素材を、成形型で加圧成形してガラス光学素
子を得る工程を繰り返して行うガラス光学素子の製造方
法は公知であり、公知の方法(例えば、特開平9-118530
号公報、特開平9-12317号公報等に記載の方法)をそのま
ま利用することができる。また、本発明の光学素子の製
造方法では、ガラス光学素子の製造に使用した後、少な
くとも研削を行うことにより再生した成形面を有する本
発明の成形型を用いて光学素子の製造を行う。成形型の
研削及び研磨による再生は、β型炭化ケイ素の加工にお
いて使用されている常法を使用することができる。
[0032] In addition, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a glass optical element, wherein a step of obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened glass material to be molded with a molding die is repeated. A portion forming at least one molding surface of the upper mold and the lower mold constituting the mold has such a thickness that the molding surface can be regenerated by grinding, and the molding die is regenerated by at least grinding. A method comprising: forming a β-type silicon carbide having a molded surface and having a density of 3.20 g / cm 3 or more, but using a ceramic base material. The mold to be regenerated is the second mold of the present invention. A method of manufacturing a glass optical element by repeating the process of obtaining a glass optical element by press-molding a heat-softened glass material to be molded with a molding die is known, and a known method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-118530)
And the methods described in JP-A-9-12317 and the like can be used as they are. In the method of manufacturing an optical element according to the present invention, the optical element is manufactured using a mold of the present invention having a formed surface regenerated by grinding at least after being used for manufacturing a glass optical element. For the regeneration of the mold by grinding and polishing, a usual method used in the processing of β-type silicon carbide can be used.

【0033】本発明によれば、CVDによりβ−SiC
の円盤を生成し、これを研削加工(場合によっては、こ
れに加えて研磨)することにより、所望の成形面を有す
るβ−SiC等のセラミックを母材とする成形型を得て
いる。したがって、プレスを繰り返すことにより、成形
面にプルアウトが生じた場合であっても、成形面を所定
の厚みだけ削り落すことにより、成形型を再生すること
が可能となる。また、成形面の形状を変更して、他のガ
ラス素子を成形するための成形型に再生することが可能
となる。さらに、本発明によれば、β−SiC等のセラ
ミックを母材とする成形型の成形面に、硬質炭素膜など
を形成している。これにより、良好な離型性をも確保す
ることが可能となる。
According to the present invention, β-SiC
Is formed and ground (in some cases, polished) to obtain a forming die having a desired forming surface and made of a ceramic such as β-SiC as a base material. Therefore, even if pull-out occurs on the molding surface by repeating pressing, the molding die can be regenerated by shaving off the molding surface by a predetermined thickness. In addition, it is possible to change the shape of the molding surface to regenerate a molding die for molding another glass element. Further, according to the present invention, a hard carbon film or the like is formed on a molding surface of a mold having a ceramic such as β-SiC as a base material. This makes it possible to ensure good releasability.

【0034】[0034]

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施の
形態につきさらに説明する。 実施例1 図1は、本発明の実施の形態にかかる成形型に用いるべ
きβ型炭化ケイ素(β−SiC)を形成するためのCV
D装置を説明する図である。図1に示すように、このC
VD装置は、縦型の石英ガラス反応管1を備え、その一
方にガス供給系2、他方に真空排気系3が、それぞれ配
置されている。石英ガラス反応管1には、ワークコイル
4が設けられている。また、石英ガラス反応管1の内部
には、カーボンヒーター(図示せず)が配置され、これ
が、15kw、400kHzの高周波誘導加熱により、所定温度に
加熱される。カーボンヒーターからの間接加熱により、
基体であるカーボン製の円盤(C)が加熱される。
Embodiments of the present invention will be further described below with reference to the accompanying drawings. Example 1 FIG. 1 shows a CV for forming β-type silicon carbide (β-SiC) to be used in a mold according to an embodiment of the present invention.
It is a figure explaining D device. As shown in FIG.
The VD apparatus includes a vertical quartz glass reaction tube 1, one of which is provided with a gas supply system 2 and the other with a vacuum exhaust system 3. A work coil 4 is provided in the quartz glass reaction tube 1. Further, a carbon heater (not shown) is disposed inside the quartz glass reaction tube 1 and is heated to a predetermined temperature by high frequency induction heating of 15 kw and 400 kHz. By indirect heating from the carbon heater,
A carbon disk (C) as a base is heated.

【0035】ガス供給系2内の原料ガスH、C
は、それぞれ流量計5a、5b、5cを通って、下部よ
り反応管1に供給される。その一方、原料であるSiC
用バブラー6は、20℃の恒温槽7の中にセットさ
れ、原料ガスSiClは、流路8、9を通ったH
スにより反応管1内へキャリアされる。SiCl、H
およびCは、混合器10にて混合された後に、
反応管1内に導入される。また、本実施の形態において
は、全体のH量を一定に保つために、別系統のH
イン(流路11)を用意して直接石英反応管に供給す
る。
Source gas H in gas supply system 22, C3H8
Pass through the flow meters 5a, 5b and 5c, respectively, and
Supplied to the reaction tube 1. On the other hand, the raw material SiC
l4Bubbler 6 is set in thermostat 7 at 20 ° C.
Source gas SiCl4Is H passing through the flow paths 8 and 92Moth
The carrier is carried into the reaction tube 1 by the heat. SiCl4, H
2And C3H8Is mixed in the mixer 10,
It is introduced into the reaction tube 1. In the present embodiment,
Is the total H2To keep the amount constant, separate H 2La
And supply it directly to the quartz reaction tube
You.

【0036】真空排気系3は、油回転ポンプ12a、1
2bを備え、これにより、反応管1からの排気がなされ
る。油回転ポンプ12a、12bと反応管1との間に、
トラップ13、13が設けられ、未反応SiClおよ
び反応副生成物であるHClが、それぞれ除去される。
また、反応管1内の圧力は、マノメータ14により制御
される。
The evacuation system 3 includes oil rotary pumps 12a, 1
2b, whereby exhaust from the reaction tube 1 is performed. Between the oil rotary pumps 12a and 12b and the reaction tube 1,
Traps 13 and 13 are provided to remove unreacted SiCl 4 and HCl as a reaction by-product, respectively.
The pressure in the reaction tube 1 is controlled by a manometer 14.

【0037】本実施例においては、SiCl+H
(モル比にしてSiCl:H=1:2)を900ml/
min、および、Cを60ml/minずつ、供給管15か
ら供給し、その一方、Hを450ml/minずつ、供給管1
1から供給する。また、基体加熱温度を1300〜1650℃、
炉内全圧力を5〜300Torrにして、240時間でβ−SiC
を合成した。得られたβ−SiCは厚さが30〜35mmであ
る。基体加熱温度および炉内全圧力の条件と、観察結果
および析出面の配向性をX線回折で調べた結果とを表1
に示す。なお、厚さは時間によりコントロールされる
が、あまり厚くすると成長粒が粗大化して好ましくない
ため、前述のように40mm程度までがより好ましい。ま
た、β−SiCの密度は、3.20g/cm以上であった。
In this embodiment, SiCl 4 + H
2 (SiCl 4 : H 2 = 1: 2 in molar ratio) at 900 ml /
min and C 3 H 8 are supplied at a rate of 60 ml / min from the supply pipe 15, while H 2 is supplied at a rate of 450 ml / min at the supply pipe 1.
Supplied from 1. Also, the substrate heating temperature is 1300-1650 ° C,
The total pressure in the furnace is 5 to 300 Torr, and β-SiC
Was synthesized. The obtained β-SiC has a thickness of 30 to 35 mm. Table 1 shows the conditions of the substrate heating temperature and the total pressure in the furnace, the observation results, and the results of X-ray diffraction analysis of the orientation of the deposition surface.
Shown in The thickness is controlled by time. However, if the thickness is too large, the growth grains become coarse, which is not preferable. Therefore, the thickness is more preferably up to about 40 mm as described above. The density of β-SiC was 3.20 g / cm 3 or more.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】上記実施例においては、CVD装置は、実
験炉であった。量産炉を用いる場合には、反応管に、多
数のカーボン基体を配置して、多数のβ−SiCを合成
することにより生産性を向上させることができる。次
に、このようにし、CVDにより得られたβ−SiCの
円盤を成形型に製作することにつき説明する。
In the above embodiment, the CVD apparatus was an experimental furnace. When a mass production furnace is used, productivity can be improved by arranging a large number of carbon substrates in a reaction tube and synthesizing a large number of β-SiC. Next, the production of a β-SiC disk obtained by CVD in a mold as described above will be described.

【0040】まず、反応管1から、カーボン製の基体C
を取り出し、これを砕くことにより、厚さ30〜35mmのβ
−SiCの円盤が取り出される。この円盤を研削加工す
ることにより、たとえば、図2に示す、外径約25mm、高
さ約33mmの上型21および下型22を製作することがで
きる。また、成形面(ガラス光学素子の表面を形成する
面)21a、22aについては、高い形状精度に仕上げ
研削加工を実施してから、わずかに研磨して、面粗度50
ÅRmax以下の鏡面に仕上げた。図2においては、上型2
1の成形面21aの表面形状は非球面であり、下型22
の成形面22aの表面形状は球面である。
First, from the reaction tube 1, a carbon substrate C
Take out and crush this, β of 30-35mm thickness
-A disk of SiC is removed. By grinding this disk, for example, the upper die 21 and the lower die 22 shown in FIG. 2 having an outer diameter of about 25 mm and a height of about 33 mm can be manufactured. The forming surfaces (surfaces forming the surface of the glass optical element) 21a and 22a are subjected to finish grinding with high shape accuracy and then slightly polished to obtain a surface roughness of 50%.
鏡 Finished with a mirror surface of Rmax or less. In FIG.
The surface shape of the molding surface 21a is aspherical, and
The surface shape of the molding surface 22a is spherical.

【0041】さらに、この実施の形態においては、上記
β−SiCの成形型(上型21、下型22)の成形面
に、炭素系離型膜を成膜するのが好ましい。この炭素系
離型膜は、非晶質の、グラファイト構造および/または
ダイヤモンド構造を有する少なくとも一層の炭素系離型
膜を成膜した。以下に、成形型、その再加工および再使
用に関する実施例につき、説明する。
Further, in this embodiment, it is preferable to form a carbon-based release film on the molding surface of the β-SiC molding die (upper die 21 and lower die 22). As the carbon-based release film, at least one layer of an amorphous carbon-based release film having a graphite structure and / or a diamond structure was formed. Hereinafter, examples relating to a mold, its rework and reuse will be described.

【0042】実施例2 図2aは、実施例2において、上型21、下型22、ス
リーブ(胴型)23(ここでは炭化ケイ素焼結体)から
なる成形装置に、被成形ガラス素材(バリウムホウケイ
酸ガラス;転移点545℃、屈伏点585℃)Gをセットした
状態を示す図である。上型21および下型22は、上記
実施例1のように、CVDを用いて、密度が3.21g/cm
のβ−SiCを形成し、これを所定の形状に研削加工す
ることにより得た。さらに、該上型及び下型の成形型面
に実施例1と同様な炭素薄膜を形成した。
EXAMPLE 2 FIG. 2A shows a molding apparatus comprising an upper die 21, a lower die 22, and a sleeve (body type) 23 (here, a silicon carbide sintered body) in Example 2, and a glass material to be molded (barium). It is a figure which shows the state which set borosilicate glass (transition point 545 degreeC, deformation point 585 degreeC) G. The upper mold 21 and the lower mold 22 have a density of 3.21 g / cm 3 using CVD as in the first embodiment.
Was formed and ground to a predetermined shape. Further, the same carbon thin film as in Example 1 was formed on the upper and lower mold surfaces.

【0043】図2の例においては、型21、22の周囲
から、抵抗加熱ヒータ(図示せず)を用いて、型などを
加熱している。640°Cまで加熱したところで、プレスヘ
ッド25を下降させて、被成形ガラス素材を加圧し、所
定の肉厚まで伸びたところで、加圧を停止し(図2
(b)参照)、プレスヘッド25を上昇させた。その
後、直ちに、ガラスの転移点以下まで冷却してから、型
を移送して出入り口から取り出し、型を分解して、ガラ
ス光学素子(レンズ)を取り出した。プレス成形は、非
酸化性雰囲気で行った。上述した動作を繰り返して、ガ
ラス光学素子を連続的に生産したところ、成形面に径約
200μm、深さ約100μmのプルアウトが発生した。そこで
成形面を約200μm削り落として再加工し、成形型に再生
した。なお、実施例1にて成形されるレンズは、プレス
時の外径が17mmの両凸レンズで、15mmに心取りして使用
する。また、上記型のSiC成形面には、製造時及び再生
後、径が30μm(肉眼で観察できる限界)以上の表面孔は
1つもの存在しなかった。また、この型を1万回プレスで
使用した後は、径が30μmの小孔が2〜3個見つかる程度
であった。
In the example of FIG. 2, the molds and the like are heated from around the molds 21 and 22 by using a resistance heater (not shown). When heated to 640 ° C., the press head 25 is lowered to pressurize the glass material to be molded, and when the glass material has grown to a predetermined thickness, the pressurization is stopped (FIG. 2).
(See (b)), the press head 25 was raised. Then, immediately after cooling to below the glass transition point, the mold was transferred and taken out of the entrance, the mold was disassembled, and the glass optical element (lens) was taken out. Press molding was performed in a non-oxidizing atmosphere. The above operation was repeated to continuously produce glass optical elements.
A 200 μm, 100 μm deep pullout occurred. Therefore, the molding surface was shaved off by about 200 μm, reworked, and regenerated into a molding die. The lens molded in Example 1 is a biconvex lens having an outer diameter of 17 mm at the time of pressing, and is used with a center of 15 mm. In addition, the surface pores having a diameter of 30 μm or more (the limit that can be observed with the naked eye) are not formed on the SiC molding surface of the above mold during production and after regeneration.
There was no one. After this mold was used in the press 10,000 times, only a few small holes having a diameter of 30 μm were found.

【0044】実施例3 図3は、実施例3にかかる成形装置の構造を示す図であ
る。図3に示すように、この実施例においては、プレス
ヘッド35が、スリーブ33と当接することにより、プ
レスヘッド35の下方への移動が制限され、これによ
り、成形されたガラス光学素子の肉厚が決定されるよう
になっている。なお、上型31および下型32は、実施
例1と同様に、CVDを用いて、密度が3.21g/cmのβ
−SiCを形成し、これを所定の形状に研削加工するこ
とにより得ている。
Third Embodiment FIG. 3 is a view showing a structure of a molding apparatus according to a third embodiment. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the downward movement of the press head 35 is restricted by the contact of the press head 35 with the sleeve 33, and thereby the thickness of the formed glass optical element is reduced. Is to be determined. The upper mold 31 and the lower mold 32 were formed by the same method as in the first embodiment by using CVD to obtain a β having a density of 3.21 g / cm 3 .
-It is obtained by forming SiC and grinding it into a predetermined shape.

【0045】本実施例においても、プレスを繰り返し
て、ガラス光学素子を連続的に生産したところ、上型3
1の成形面31aにプルアウトが発生した。そこで、上
型成形面を削って再加工した。この再加工により、上型
31の高さ寸法(L1)が短くなったため、スリーブ33
の底部33aも、同様に削り落とし、成形品(ガラス光
学素子)が、所定の肉厚になるように調整し、これによ
り、成形型を再生した。或いは、スリーブ33の底部3
3aを削り落とす代わりに、下型32の突起部のスリー
ブ33の底部33aと接触する面32bを削り落とすこ
とで所定の肉厚になるように調整することもできる。
In this embodiment, when the glass optical element was continuously produced by repeating pressing, the upper mold 3 was produced.
Pull-out occurred on the molding surface 31a of No. 1. Therefore, the upper mold forming surface was shaved and reworked. By this rework, the height dimension (L1) of the upper die 31 was shortened.
The bottom portion 33a was similarly scraped off, and the molded product (glass optical element) was adjusted to have a predetermined thickness, thereby regenerating the molding die. Alternatively, the bottom 3 of the sleeve 33
Instead of shaving off 3a, it is also possible to adjust so as to have a predetermined thickness by shaving off the surface 32b of the protrusion of the lower die 32 that contacts the bottom 33a of the sleeve 33.

【0046】実施例4 図4は、実施例4にかかる成形装置の構造を示す図であ
る。この実施例において、上型および下型の製造方法お
よびその構造は実施例2のものと同様であるが、削り落
しにより、上型31或いは下型32の高さ寸法(L1或い
はL2)が短くなった場合に、金属製或いはセラミックス
製の円盤状のスペーサ46を、上型の上部に配置するこ
とにより、成形品(ガラス光学素子)が、所定の肉厚に
なるように調整した。
Fourth Embodiment FIG. 4 is a view showing a structure of a molding apparatus according to a fourth embodiment. In this embodiment, the manufacturing method and the structure of the upper mold and the lower mold are the same as those of the second embodiment, but the height dimension (L1 or L2) of the upper mold 31 or the lower mold 32 is shortened by cutting off. In such a case, a molded product (glass optical element) was adjusted to have a predetermined thickness by disposing a metal or ceramic disk-shaped spacer 46 on the upper die.

【0047】実施例5 図5は、実施例5にかかる成形装置の構造を示す図であ
る。図5から理解できるように、この実施例において
も、スペーサ56を用いて、成形品(ガラス光学素子)
の肉厚を調整している。図5に示すように、この成形装
置には、下型52の外周側に、プレス成形時に、上型5
1と嵌合するスリーブ53が配置されている。また、上
型51は、金属製の上母型57a、57bに取り付けら
れ、下型52は、金属製の下母型58a、58bに取り
付けられている。さらに、上母型57および下母型58
は、それぞれ、上下のプレス軸に取り付けられている。
本実施例において、上記構成の成形装置を収容した成形
室(図示せず)の下方で、歪点以下(約490°C)に予熱
された被成形ガラス素材を、下型52上に載置し、これ
を上昇させつつ、高周波誘導加熱により上母型57およ
び下母型58を加熱し、これら上下母型からの熱伝導に
より、上型51、下型52およびガラス素材Gを、約64
0°Cに加熱し、ガラス素材Gをプレスした。その後、直
ちに、ガラス転移点以下まで冷却してから、成形された
ガラス光学素子(レンズ)を離型して、これを、成形室
の下方で取り出した。なお、本実施例においては、上型
51および下型52は、それぞれ、25mmのものを用い
た。
Fifth Embodiment FIG. 5 is a view showing a structure of a molding apparatus according to a fifth embodiment. As can be understood from FIG. 5, also in this embodiment, the molded product (glass optical element) is formed by using the spacer 56.
The thickness of is adjusted. As shown in FIG. 5, this molding apparatus includes an upper mold 5 on the outer peripheral side of a lower mold 52 during press molding.
A sleeve 53 that fits with the sleeve 1 is arranged. The upper mold 51 is attached to upper metallic molds 57a and 57b, and the lower mold 52 is attached to metallic lower molds 58a and 58b. Further, the upper mold 57 and the lower mold 58
Are attached to the upper and lower press shafts, respectively.
In this embodiment, a glass material to be molded preheated to a strain point or lower (about 490 ° C.) is placed on a lower mold 52 below a molding chamber (not shown) accommodating the molding apparatus having the above-described configuration. Then, the upper mold 57 and the lower mold 58 are heated by high-frequency induction heating while being raised, and the upper mold 51, the lower mold 52, and the glass material G are moved to about 64 by heat conduction from the upper and lower molds.
The glass material G was heated to 0 ° C. and pressed. Then, immediately after cooling to below the glass transition point, the molded glass optical element (lens) was released from the mold and taken out below the molding chamber. In this embodiment, the upper mold 51 and the lower mold 52 each have a size of 25 mm.

【0048】実施例6 図6は、実施例6にかかる成形装置の構造を示す図であ
る。本実施例においては、実施例3にて繰り返し使用し
た成形型を加工して成形面の形状を変更して、別の表面
形状を有するレンズの成形型に転用した。すなわち、両
凸レンズを成形するための成形型を加工して、メニスカ
スレンズを成形するための成形型を得た。
Sixth Embodiment FIG. 6 is a view showing the structure of a molding apparatus according to a sixth embodiment. In this example, the mold used repeatedly in Example 3 was processed to change the shape of the molding surface, and was diverted to a lens mold having another surface shape. That is, a mold for forming a biconvex lens was processed to obtain a mold for forming a meniscus lens.

【0049】下型の曲率を変更するために、図3の下型
32の成形面を再加工し、かつ、上型31の成形面を凹
面から凸面(図5の符号61a参照)に再加工した。ま
た、これら再加工により、上型61および下型62の高
さ寸法が短くなったことに伴い、および/または、所定
肉厚のメニスカスレンズを得るために、スリーブ63の
底部63aを、所定の長さだけ削り落とした。このよう
にして、ある成形型を、別形状の成形型に再生し、さら
に、その成形面に、炭素系離型膜(たとえば、硬質炭素
膜やi−カーボン膜)を形成して、プレス外径23mmのガ
ラス光学素子(レンズ)を得て、後工程で、21mmに心取
りした。
In order to change the curvature of the lower mold, the molding surface of the lower mold 32 in FIG. 3 is reworked, and the molding surface of the upper mold 31 is reworked from a concave surface to a convex surface (see reference numeral 61a in FIG. 5). did. In addition, as the height dimension of the upper mold 61 and the lower mold 62 is reduced by these reworking, and / or in order to obtain a meniscus lens having a predetermined thickness, the bottom 63a of the sleeve 63 is fixed to a predetermined position. Cut off only the length. In this way, a certain mold is regenerated into a mold having a different shape, and a carbon-based release film (for example, a hard carbon film or an i-carbon film) is formed on the molding surface thereof. A glass optical element (lens) having a diameter of 23 mm was obtained, and was centered at 21 mm in a later process.

【0050】上述した実施例2〜6においては、上下型
の外径およびスリーブの内径を、25mmに固定し、かつ、
プレス中に、スリーブの内面に当接するほどには、ガラ
スを伸ばさず、後工程にて、心取りすることにより、完
成品の外径を決めている。これにより、プレス径が、25
mm以下の様々な外径の、様々な形状のレンズが、同一構
造の成形型にて得られるため、再生使用が可能となると
ともに、成形型を標準化することができ、成形型のトー
タルコストダウンにきわめて有効である。また、スリー
ブの内面にガラスを当接させないため、スリーブにはプ
ルアウトが生じない。
In the above-described embodiments 2 to 6, the outer diameter of the upper and lower molds and the inner diameter of the sleeve are fixed to 25 mm, and
During pressing, the outer diameter of the finished product is determined by centering in a later step without stretching the glass so as to abut against the inner surface of the sleeve. As a result, the press diameter becomes 25
Since lenses of various shapes with various outer diameters of less than mm can be obtained with a mold having the same structure, it can be reused and used, and the mold can be standardized, reducing the total cost of the mold. It is very effective for Further, since the glass is not brought into contact with the inner surface of the sleeve, no pull-out occurs in the sleeve.

【0051】実施例7 図7は、実施例7にかかる成形装置の構造を概略的に示
す図である。本実施例では、CVD法による、外径60m
m、厚さ5mmのβ−SiCの円盤(密度が3.21g/cm)を
2枚用意し、対向する一面を、それぞれ、平面研磨して
いる。上記円盤のうち、一枚は上型71として使用し、
他の一枚には、レジストを塗布して露光、現像し、CF
ガスによりドライエッチングすることにより、幅1μ
m、深さ0.1μmの微細な溝73を形成した。これに炭素
系離型膜を被覆して、下型72として使用した。平面に
研磨した被成形ガラス素材を、下型72の上に載置し、
これを上型71および下型72によりプレス成形して、
外径約50mmの微細パターン転写品を得た。成形を繰り返
すと、下型72の溝の角部でカケが発生した。そこで、
下型の成形面を加工し直して、再びプレス成形に使用し
た。このように、実施例7によれば、レンズ以外のガラ
ス光学素子を成形できる。
Seventh Embodiment FIG. 7 is a view schematically showing a structure of a molding apparatus according to a seventh embodiment. In this embodiment, the outer diameter is 60 m by the CVD method.
Two pieces of β-SiC disks (density: 3.21 g / cm 3 ) having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm are prepared, and the opposing surfaces are polished. One of the above disks is used as the upper die 71,
On the other sheet, apply resist, expose and develop, CF
4μ width by dry etching with 4 gases
m, a fine groove 73 having a depth of 0.1 μm was formed. This was coated with a carbon-based release film and used as a lower mold 72. The glass material to be molded polished to a flat surface is placed on the lower mold 72,
This is press-formed with an upper mold 71 and a lower mold 72,
A fine pattern transfer product having an outer diameter of about 50 mm was obtained. When molding was repeated, chipping occurred at the corners of the groove of the lower mold 72. Therefore,
The molding surface of the lower mold was reworked and used again for press molding. Thus, according to the seventh embodiment, a glass optical element other than a lens can be formed.

【0052】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the appended claims, which are also included in the scope of the present invention. Needless to say, this is done.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、繰り返しの使用により
成形面にプルアウトなどの劣化が生じた場合でも、再使
用が可能かつ容易な成形型及びその再生方法を提供する
ことができる。さらに本発明によれば、異なる形状の光
学素子のために成形面を再加工可能な成形型及びその再
生方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a mold that can be reused easily even when deterioration such as pull-out occurs on a molding surface due to repeated use, and a method for regenerating the mold. Further, according to the present invention, it is possible to provide a mold capable of reworking a molding surface for an optical element having a different shape, and a method for reproducing the mold.

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

【図1】 実施例1において用いた、成形型に用いるべ
きβ型炭化ケイ素を形成するためのCVD装置を説明す
る図である。
FIG. 1 is a view for explaining a CVD apparatus used in Example 1 for forming β-type silicon carbide to be used for a mold.

【図2】 実施例2にかかる成形装置の構造を概略的に
示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a structure of a molding apparatus according to a second embodiment.

【図3】 実施例3にかかる成形装置の構造を概略的に
示す図である。
FIG. 3 is a view schematically showing a structure of a molding apparatus according to a third embodiment.

【図4】 実施例4にかかる成形装置の構造を概略的に
示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a structure of a molding apparatus according to a fourth embodiment.

【図5】 実施例5にかかる成形装置の構造を概略的に
示す図である。
FIG. 5 is a view schematically showing a structure of a molding apparatus according to a fifth embodiment.

【図6】 実施例6にかかる成形装置の構造を概略的に
示す図である。
FIG. 6 is a view schematically showing a structure of a molding apparatus according to a sixth embodiment.

【図7】 実施例7にかかる成形装置の構造を概略的に
示す図である。
FIG. 7 is a view schematically showing a structure of a molding apparatus according to a seventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21、31、41、51、61、71 上型 22、32、42、52、62、72 下型 23、33、43、53、63 スリーブ 46、56 スペーサ 57a、57b 上母型 58a、58b 下母型 21, 31, 41, 51, 61, 71 Upper mold 22, 32, 42, 52, 62, 72 Lower mold 23, 33, 43, 53, 63 Sleeve 46, 56 Spacer 57a, 57b Upper mold 58a, 58b Lower Mother pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 11/00 C03B 11/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C03B 11/00 C03B 11/08

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被成形ガラス素材を加圧成形してガラス光
学素子を得るための、上型および下型を含む成形型であ
って、 前記上型および下型の少なくとも一方の母材が、3.2
0g/cm3以上の密度のβ型炭化ケイ素からなり、か
つ、前記母材を研削することによって成形面が形成され
ていることを特徴とする成形型。
1. A molding die including an upper mold and a lower mold for obtaining a glass optical element by pressure molding a glass material to be molded, wherein at least one base material of the upper mold and the lower mold is: 3.2
A molding die made of β-type silicon carbide having a density of 0 g / cm 3 or more, and having a molding surface formed by grinding the base material.
【請求項2】 加熱軟化した被成形ガラス素材を加圧成
形してガラス光学素子を得るための、上型および下型を
含む成形型であって、 前記上型および下型の少なくとも一方の成形面を形成す
る部分が、研削により成形面を再生することが可能な程
度の厚みを有し、かつ3. 20 g/cm3以上の密度のβ型炭
化ケイ素からなることを特徴とする成形型。
2. A mold including an upper mold and a lower mold for obtaining a glass optical element by pressure-molding a heat-softened glass material to be molded, wherein at least one of the upper mold and the lower mold is molded. A molding part characterized in that a part forming a surface has a thickness enough to regenerate a molding surface by grinding and is made of β-type silicon carbide having a density of 3.20 g / cm 3 or more. .
【請求項3】上型および下型の少なくとも一方の全体
が、β型炭化ケイ素からなる請求項1又は2に記載の成
形型。
3. The molding die according to claim 1, wherein at least one of the upper die and the lower die is entirely made of β-type silicon carbide.
【請求項4】β型炭化ケイ素からなる部分の最小厚み
が、3mm〜50mmである請求項1〜3のいずれか1
項に記載の成形型。
4. The method according to claim 1, wherein the minimum thickness of the portion made of β-type silicon carbide is 3 mm to 50 mm.
Mold according to Item.
【請求項5】β型炭化ケイ素が、CVD法により形成さ
れたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の成
形型。
5. The mold according to claim 1, wherein the β-type silicon carbide is formed by a CVD method.
【請求項6】前記母材が、基板温度を1300〜165
0℃、炉内全圧力を5〜300TorrにしたCVD法
により得られる炭化ケイ素であることを特徴とする請求
項1〜5のいずれか1項に記載の成形型。
6. The base material has a substrate temperature of 1300 to 165.
The mold according to any one of claims 1 to 5, wherein the mold is silicon carbide obtained by a CVD method at 0 ° C and a total pressure in a furnace of 5 to 300 Torr.
【請求項7】前記CVD法によるβ型炭化ケイ素の析出
面が、コーン状(111面配向性が強い)であることを
特徴とする請求項5または6に記載の成形型。
7. The mold according to claim 5, wherein the surface of the β-type silicon carbide deposited by the CVD method has a cone shape (111 plane orientation is strong).
【請求項8】成形面に、非晶質および/または結晶質
の、グラファイト構造および/またはダイヤモンド構造
を有する少なくとも一層の炭素系離型膜であって、C−
H結合を含まないもの、または、C−H結合を含むもの
である炭素系離型膜がさらに形成されている請求項1〜
7のいずれか1項に記載の成形型。
8. A carbon-based release film having at least one amorphous and / or crystalline graphite structure and / or diamond structure on a molding surface, comprising:
The carbon-based release film, which does not contain an H bond or contains a CH bond, is further formed.
The molding die according to any one of items 7 to 7.
【請求項9】成形面の形状を、異なる形状のガラス光学
素子の成形用に加工可能なように、β型炭化ケイ素から
なる部分が形成されている請求項1〜8のいずれか1項
に記載の成形型。
9. The method according to claim 1, wherein a portion made of β-type silicon carbide is formed so that the shape of the molding surface can be processed for molding glass optical elements having different shapes. The mold described.
【請求項10】前記母材を研削することによって形成さ
れた成形面において、径が300μm以上の表面孔を有
さないことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に
記載の成形型。
10. The molding according to claim 1, wherein the molding surface formed by grinding the base material has no surface hole having a diameter of 300 μm or more. Type.
【請求項11】前記母材を研削することによって形成さ
れた成形面において、径が50μm以上100μm未満
の表面孔が5個以内である請求項1〜10のいずれか1
項に記載の成形型。
11. A molding surface formed by grinding the base material, wherein the number of surface holes having a diameter of 50 μm or more and less than 100 μm is five or less.
Mold according to Item.
【請求項12】被成形ガラス素材を繰り返し加圧成形す
ることにより光学素子を製造する方法であって、 前記加圧成形は、上型および下型の少なくとも一方の母
材が、3.20g/cm3以上の密度のβ型炭化ケイ素
からなり、かつ、該母材に成形面が形成されている成形
型で行い、 前記加圧成形を繰り返して成形面が劣化した成形型に対
し、該成形面を含む母材を研削することにより成形面を
再生する工程を行うことを特徴とするガラス光学素子の
製造方法。
12. A method of manufacturing an optical element by repeatedly press-molding a glass material to be formed, wherein the pressure-forming is performed such that at least one base material of an upper die and a lower die is 3.20 g / m 2. Performed in a mold made of β-type silicon carbide having a density of not less than 3 cm 3 , and having a molding surface formed on the base material. A method for manufacturing a glass optical element, comprising performing a step of regenerating a formed surface by grinding a base material including a surface.
【請求項13】前記母材が、CVD法により形成された
ものである請求項12に記載のガラス光学素子の製造方
法。
13. The method for manufacturing a glass optical element according to claim 12, wherein said base material is formed by a CVD method.
【請求項14】被成形ガラス素材を繰り返し加圧成形す
ることにより光学素子を製造する方法であって、 前記加圧成形は、CVD法により得られた炭化ケイ素か
らなり、かつ、該母材に成形面が形成されていることを
特徴とする成形型で行い、 前記加圧成形を繰り返して成形面が劣化した成形型に対
し、該成形面を含む母材を研削することにより成形型を
再生する工程を行うことを特徴とするガラス光学素子の
製造方法。
14. A method for producing an optical element by repeatedly press-molding a glass material to be formed, wherein the pressure-forming comprises silicon carbide obtained by a CVD method, and A molding die having a molding surface is formed. The molding die is regenerated by grinding the base material including the molding surface with respect to the molding die whose molding surface is deteriorated by repeating the pressure molding. A method for producing a glass optical element, comprising the steps of:
【請求項15】前記母材が、基板温度を1300〜16
50℃、炉内全圧力を5〜300TorrにしたCVD
法により得られるβ型炭化ケイ素であることを特徴とす
る請求項12〜14のいずれか1項に記載のガラス光学
素子の製造方法。
15. The method according to claim 15, wherein the base material has a substrate temperature of 1300-16.
CVD at 50 ° C. and the total pressure in the furnace is 5 to 300 Torr
The method for producing a glass optical element according to any one of claims 12 to 14, wherein the method is β-type silicon carbide obtained by a method.
【請求項16】前記CVD法により得られた炭化ケイ素
の析出面が、コーン状(111面配向性が強い)である
ことを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記
載のガラス光学素子の製造方法。
16. The glass according to claim 13, wherein the deposition surface of silicon carbide obtained by the CVD method has a cone shape (111 plane orientation is strong). A method for manufacturing an optical element.
【請求項17】上型および下型の少なくとも一方の全体
が、β型炭化ケイ素からなる請求項12〜16のいずれ
か1項に記載のガラス光学素子の製造方法。
17. The method for manufacturing a glass optical element according to claim 12, wherein at least one of the upper mold and the lower mold is entirely made of β-type silicon carbide.
【請求項18】β型炭化ケイ素からなる部分の最小厚み
が、3mm〜50mmである請求項12及び13並びに
請求項15〜17のいずれか1項に記載のガラス光学素
子の製造方法。
18. The method for manufacturing a glass optical element according to claim 12, wherein the minimum thickness of the portion made of β-type silicon carbide is 3 mm to 50 mm.
【請求項19】前記CVD法による炭化ケイ素の析出面
が、コーン状(111面配向性が強い)であることを特
徴とする請求項12〜18のいずれか1項に記載のガラ
ス光学素子の製造方法。
19. The glass optical element according to claim 12, wherein a surface of the silicon carbide deposited by the CVD method has a cone shape (111 plane orientation is strong). Production method.
【請求項20】前記母材を研削することによって形成さ
れた成形面において、径が300μm以上の表面孔を有
さないことを特徴とする請求項12〜19のいずれか1
項に記載のガラス光学素子の製造方法。
20. A molding surface formed by grinding the base material, wherein the molding surface has no surface hole having a diameter of 300 μm or more.
Item 13. The method for producing a glass optical element according to item 8.
【請求項21】前記母材を研削することによって形成さ
れた成形面において、径が50μm以上100μm未満
の表面孔が5個以内である請求項12〜20のいずれか
1項に記載のガラス光学素子の製造方法。
21. The glass optical device according to claim 12, wherein a surface formed by grinding the base material has five or less surface holes having a diameter of 50 μm or more and less than 100 μm. Device manufacturing method.
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