JPH10330121A - Molding of optical element and apparatus therefor - Google Patents
Molding of optical element and apparatus thereforInfo
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- JPH10330121A JPH10330121A JP13857297A JP13857297A JPH10330121A JP H10330121 A JPH10330121 A JP H10330121A JP 13857297 A JP13857297 A JP 13857297A JP 13857297 A JP13857297 A JP 13857297A JP H10330121 A JPH10330121 A JP H10330121A
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- C03B2215/00—Press-moulding glass
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形による
光学素子の製造方法及び装置に係る。The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an optical element by press molding.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガラスレンズなどの高精度が要求される
光学素子の製造方法は、研削・研磨により製造する方法
と、リヒートプレスにより製造する方法との二種類に大
別される。一般的には、光学素子の製造方法として、ガ
ラス素材を研削・研磨して光学面を形成する方法が多く
採用されている。しかし、研削・研磨による曲面形成
は、十数工程に及ぶ多数の工程が必要となることに加え
て、作業者に有害なガラス研削粉が多量に発生し、更
に、研削・研磨では付加価値の高い非球面形状の光学面
を持つガラスレンズを同じ精度で大量生産することが困
難であるなどの多くの問題点を抱えている。2. Description of the Related Art Methods of manufacturing optical elements such as glass lenses which require high precision are roughly classified into two types: a method of manufacturing by grinding and polishing, and a method of manufacturing by reheat press. Generally, a method of forming an optical surface by grinding and polishing a glass material is often used as a method of manufacturing an optical element. However, the formation of a curved surface by grinding and polishing requires a large number of processes, which are more than a dozen processes, and generates a large amount of glass grinding powder that is harmful to workers. There are many problems such as difficulty in mass-producing glass lenses having high aspheric optical surfaces with the same accuracy.
【0003】これに対して、リヒートプレスは、溶融し
たガラスを一度冷却して製作したガラスブランク(予
め、所定の大きさに分割したガラス素材)を加熱し、プ
レスすることによって型の形状をガラスに転写し、光学
レンズなどの光学素子を製造する方法であり、曲面形成
に直接関わる工程はプレス成形の一工程のみであるとい
う利点を有している。また、一度、型を製作すれば、型
の精度に対応した成形品をいくつでも製作することが可
能である。On the other hand, in a reheat press, a glass blank (a glass material previously divided into a predetermined size) manufactured by cooling a molten glass once is heated and pressed to change the shape of the glass into a glass. This is a method of manufacturing an optical element such as an optical lens by transferring the image to an optical element, and has an advantage that the step directly related to the formation of a curved surface is only one step of press molding. Further, once the mold is manufactured, any number of molded products corresponding to the accuracy of the mold can be manufactured.
【0004】近年、カメラあるいはビデオカメラ等の機
器の小型化、また、コンパクトディスク、CD−ROM
の普及、光通信技術の発達などを背景にして、光学素子
に対して要求される条件は厳しくなっている。そのた
め、光学素子としてこれまで多く用いられてきた球面レ
ンズに加えて、非球面レンズやマイクロレンズアレイ等
の複雑な形状を有するもの、また、サイズに関しても超
小型から大型のものまで各種のサイズが要求される様に
なってきている。In recent years, devices such as cameras and video cameras have been reduced in size, and compact discs and CD-ROMs have been
With the spread of optical communication technology and the development of optical communication technology, the requirements for optical elements are becoming stricter. For this reason, in addition to spherical lenses that have been widely used as optical elements up to now, those with complicated shapes such as aspherical lenses and micro lens arrays, and various sizes from ultra-small to large are also available. It is becoming required.
【0005】リヒートプレスの工程は、概略、次の通り
である。上下の型の間にガラスブランクをセットし、型
の酸化を防止する目的で、型及びガラスブランクを収容
する成形室の内部を窒素ガスなどの不活性ガスで置換し
た後に、赤外線ランプ(あるいは高周波加熱装置等)を
用いて型及びガラスブランクを加熱する。所定の温度に
到達の後、上下の型を用いてガラスブランクをプレス
し、最後に冷却して製品を取り出す。ところで、光学素
子を上記のリヒートプレスによって成形する場合、形状
によっては型とガラスブランクとの間に前記不活性ガス
が閉じ込められて残り、成形された光学素子の表面にエ
ア溜りと呼ばれる欠陥が発生することがある。また、型
及びガラスブランクを収容する成形室の内部を前記不活
性ガスで置換した後に、成形室内に酸素が残存している
と、高温下で残存酸素によって型が酸化される問題があ
る。[0005] The steps of the reheat press are roughly as follows. After setting the glass blank between the upper and lower molds and replacing the inside of the molding chamber containing the mold and the glass blank with an inert gas such as nitrogen gas in order to prevent oxidation of the mold, use an infrared lamp (or high-frequency The mold and the glass blank are heated using a heating device. After reaching the predetermined temperature, the glass blank is pressed using the upper and lower molds, and finally cooled to take out the product. By the way, when the optical element is molded by the above-mentioned reheat press, the inert gas remains trapped between the mold and the glass blank depending on the shape, and a defect called air pocket occurs on the surface of the molded optical element. May be. Further, if oxygen remains in the molding chamber after the inside of the molding chamber accommodating the mold and the glass blank is replaced with the inert gas, there is a problem that the mold is oxidized by the residual oxygen at a high temperature.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のリヒートプレスの際の問題点に鑑み成されたもの
であり、本発明の目的は、リヒートプレスによって光学
素子を成形する際、光学素子の表面にエア溜りを残さ
ず、また、型を酸化させる恐れがない光学素子の成形方
法及び成形装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional reheat press, and an object of the present invention is to provide an optical element for forming an optical element by the reheat press. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for molding an optical element that does not leave air pockets on the surface of the optical element and does not cause oxidation of the mold.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子の成形
方法は、成形室内に収容された一対の型の間にガラスブ
ランクをセットし、前記一対の型及びガラスブランクを
加熱した後、前記一対の型を用いてガラスブランクのプ
レス成形を行う光学素子の成形方法において、ガラスブ
ランクのプレス成形に先立って、前記成形室内を所定の
圧力まで減圧することを特徴とする。According to a method of molding an optical element of the present invention, a glass blank is set between a pair of molds housed in a molding chamber, and the pair of molds and the glass blank are heated. In a molding method of an optical element for performing press molding of a glass blank using a pair of molds, the pressure in the molding chamber is reduced to a predetermined pressure prior to press molding of the glass blank.
【0008】なお、好ましくは、前記所定の圧力は5P
a以下である。上記の様に、ガラスブランクのプレス成
形に先立ち成形室内を減圧排気することによって、プレ
ス成形の際、型と光学素子との間に窒素ガスなどの不活
性ガスが閉じ込められることが無くなるので、エア溜り
による欠陥の発生を防ぐことができる。これと同時に、
成形室内の残存酸素量を少なくすることができるので、
型の寿命の延長を図ることができる。[0008] Preferably, the predetermined pressure is 5P
a or less. As described above, by evacuation of the inside of the molding chamber prior to press molding of the glass blank, during press molding, an inert gas such as nitrogen gas is not trapped between the mold and the optical element. The occurrence of defects due to pooling can be prevented. At the same time,
Since the amount of residual oxygen in the molding chamber can be reduced,
The life of the mold can be extended.
【0009】なお、成形室内を減圧する具体的な手順に
ついては、例えば、以下の三つの手順がいずれも採用可
能である。 (a) 先ず、成形室内を所定の圧力まで減圧し、次い
で、前記一対の型及びガラスブランクを加熱する。As a specific procedure for reducing the pressure in the molding chamber, for example, any of the following three procedures can be adopted. (A) First, the inside of the molding chamber is reduced to a predetermined pressure, and then the pair of molds and the glass blank are heated.
【0010】(b) 先ず、成形室内を窒素ガス等の不
活性ガスで置換し、次いで、一対の型及びガラスブラン
クの加熱と並行して、成形室内を減圧排気する。 (c) 先ず、成形室内を窒素ガス等の不活性ガスで置
換し、次いで、前記一対の型及びガラスブランクの加熱
と並行して、成形室内に少量の前記不活性ガスを供給し
ながら成形室内を減圧排気する。(B) First, the molding chamber is replaced with an inert gas such as nitrogen gas, and then the molding chamber is evacuated and evacuated in parallel with the heating of the pair of molds and the glass blank. (C) First, the molding chamber is replaced with an inert gas such as nitrogen gas, and then, in parallel with the heating of the pair of molds and the glass blank, a small amount of the inert gas is supplied into the molding chamber. Is evacuated.
【0011】また、プレス成形の終了後、成形室内に窒
素ガス等の不活性ガスを流して、前記一対の型及びガラ
スブランクを冷却することができる。また、本発明の光
学素子の成形装置は、成形室内で一対の型を用いて、ガ
ラス転移点以上の温度に加熱されたガラスブランクのプ
レス成形を行う光学素子の成形装置において、前記成形
室は、気密性を備えるとともに、その内部を減圧排気す
る減圧排気手段を備えていることを特徴とする。After the end of press molding, an inert gas such as nitrogen gas may be flowed into the molding chamber to cool the pair of molds and the glass blank. Further, the optical element molding apparatus of the present invention is an optical element molding apparatus that performs press molding of a glass blank heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point by using a pair of molds in a molding chamber. In addition, the airtightness is provided, and a decompression evacuation means for decompressing and exhausting the inside thereof is provided.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1に、本発明に基づく光学素子
の成形方法の実施に使用される光学素子のプレス成形装
置の一例を示す。フレーム1の上部には上部プレート1
cが取付けられ、上部プレート1cからは固定軸2が下
方に向かって伸びており、その下端にセラミック製の断
熱筒3を介して上型組み立て4が取り付けられている。
上型組み立て4は、金属製のダイプレート5、セラミッ
ク製(あるいは超硬合金)の上型6、及びこの上型6を
ダイプレート5に固定するとともに型の一部を構成する
固定ダイ7から構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of an optical element press molding apparatus used for carrying out an optical element molding method according to the present invention. Upper plate 1 on top of frame 1
The fixed shaft 2 extends downward from the upper plate 1c, and the upper die assembly 4 is attached to the lower end of the fixed shaft 2 via a heat insulating cylinder 3 made of ceramic.
The upper die assembly 4 includes a metal die plate 5, a ceramic (or cemented carbide) upper die 6, and a fixed die 7 that fixes the upper die 6 to the die plate 5 and forms a part of the die. It is configured.
【0013】フレーム1の下部にはベース1aが配置さ
れ、ベース1aの上にはスクリュージャッキ8が配置さ
れ、スクリュージャッキ8の上部には、ロードセル8b
を介して、移動軸9が取り付けられている。スクリュー
ジャッキ8は、サーボモータ8aを駆動源とし、サーボ
モータ8aの回転運動を直線運動に変換する。移動軸9
は、固定軸2に対向して上方に向かって伸び、フレーム
1の中段に設けられた中間プレート1b、及び中間プレ
ート1bの上面に取付けられた中間ブロック1dを貫通
している。移動軸9の上端には断熱筒10を介して下型
組み立て11が取り付けられている。移動軸9は、予め
制御盤26に入力されているプログラムに従って、位
置、速度及びトルクなどが制御されて上下動する。下型
組み立て11は、上型組み立て4と同様に、金属製のダ
イプレート12、セラミック製の下型13、及びこの下
型13をダイプレート12に固定するとともに型の一部
を構成する移動ダイ14から構成されている。A base 1a is disposed below the frame 1, a screw jack 8 is disposed above the base 1a, and a load cell 8b is disposed above the screw jack 8.
The moving shaft 9 is attached via the. The screw jack 8 uses the servo motor 8a as a drive source, and converts the rotational motion of the servo motor 8a into a linear motion. Moving axis 9
Extends upward facing the fixed shaft 2 and penetrates the intermediate plate 1b provided in the middle stage of the frame 1 and the intermediate block 1d attached to the upper surface of the intermediate plate 1b. A lower mold assembly 11 is attached to the upper end of the moving shaft 9 via a heat insulating cylinder 10. The moving shaft 9 moves up and down with its position, speed, torque, and the like controlled according to a program previously input to the control panel 26. Similar to the upper die assembly 4, the lower die assembly 11 includes a metal die plate 12, a ceramic lower die 13, and a moving die that fixes the lower die 13 to the die plate 12 and forms a part of the die. 14.
【0014】固定軸2の周囲には、駆動装置(図示せ
ず)によって上下動可能なブラケット15が摺動可能に
取り付けられている。ブラケット15の下面には、上型
組み立て4及び下型組み立て11の周囲を取り囲む様
に、透明な石英管16が取り付けられている。石英管1
6は上下にフランジ部を備えている。更に、ブラケット
15の下側には、石英管16の外周を取り囲む様に、外
筒18が取り付けられ、外筒18には、その内壁に沿っ
てランプユニット19が配置されている。ランプユニッ
ト19は、赤外線ランプ20、その後方に配置された反
射ミラー21、及び反射ミラー21を冷却するための水
冷パイプ(図示せず)などから構成されており、上型組
み立て4及び下型組み立て11を、石英管16の外側か
ら輻射加熱する様になっている。A bracket 15 that can be moved up and down by a driving device (not shown) is slidably mounted around the fixed shaft 2. A transparent quartz tube 16 is attached to the lower surface of the bracket 15 so as to surround the upper mold assembly 4 and the lower mold assembly 11. Quartz tube 1
Reference numeral 6 has upper and lower flange portions. Further, an outer tube 18 is attached to the lower side of the bracket 15 so as to surround the outer periphery of the quartz tube 16, and a lamp unit 19 is arranged along the inner wall of the outer tube 18. The lamp unit 19 includes an infrared lamp 20, a reflection mirror 21 disposed behind the infrared lamp 20, a water cooling pipe (not shown) for cooling the reflection mirror 21, and the like. The upper die assembly 4 and the lower die assembly 11 is radiantly heated from outside the quartz tube 16.
【0015】石英管16の上端側のフランジは、クラン
プ35でブラケット15に固定され、フランジとブラケ
ット15の接触面はブラケット15の下面に嵌め込まれ
たO−リングによってシールされている。一方、石英管
16の下端側のフランジは中間ブロック1bの上面に押
し付けられ、フランジと中間ブロック1bの上面との接
触面は、中間ブロック1bの上面に嵌め込まれたO−リ
ングによってシールされている。この様にして、石英管
16の内部は、上型組み立て4及び下型組み立て11の
周囲を外界から遮断する成形室17を構成している。The flange on the upper end side of the quartz tube 16 is fixed to the bracket 15 by a clamp 35, and the contact surface between the flange and the bracket 15 is sealed by an O-ring fitted on the lower surface of the bracket 15. On the other hand, the lower flange of the quartz tube 16 is pressed against the upper surface of the intermediate block 1b, and the contact surface between the flange and the upper surface of the intermediate block 1b is sealed by an O-ring fitted on the upper surface of the intermediate block 1b. . In this manner, the inside of the quartz tube 16 constitutes a molding chamber 17 that blocks the periphery of the upper mold assembly 4 and the lower mold assembly 11 from the outside.
【0016】なお、石英管16の下端側のフランジを中
間ブロック1bの上面に嵌め込まれたO−リングに押し
付ける際、石英管16に損傷を与えない様に、外筒18
は可動クランプ36を介して中間プレート1aに支持さ
れている。また、上部プレート1cとブラケット15と
の間には、伸縮可能な上軸用ベローズ29が取り付けら
れ、成形室17の上側を外界から遮断し、中間プレート
1bと固定軸9の中間部との間には下軸用ベローズ30
が取り付けられ、成形室17の下側を外界から遮断して
いる。When the flange on the lower end side of the quartz tube 16 is pressed against an O-ring fitted into the upper surface of the intermediate block 1b, the outer tube 18 is not damaged so that the quartz tube 16 is not damaged.
Are supported by the intermediate plate 1a via the movable clamp 36. An extendable upper shaft bellows 29 is attached between the upper plate 1c and the bracket 15 to block the upper side of the molding chamber 17 from the outside world. Lower bellows 30
Is attached, and shields the lower side of the molding chamber 17 from the outside.
【0017】固定軸2及び移動軸9の内部には、成形室
17の内部に窒素ガス等の不活性ガスを充満し、あるい
は、上型組み立て4及び下型組み立て11を冷却するた
めのガス供給路22、23が形成され、前記不活性ガス
を流量調整器(図示せず)を介して成形室17の内部へ
供給する様になっている。成形室17の内部に供給され
た前記不活性ガスは、中間ブロック1dの内部に形成さ
れた排気口24を通って排気される。なお、成形室17
の内部の真空排気を行う際に、ガス供給路22、23か
ら成形室17内に前記不活性ガスが流入しない様に、ガ
ス供給路22、23には真空バルブ(図示せず)が取り
付けられている。排気口24には真空計34及び真空バ
ルブ31、32が取り付けられ、真空バルブ32は真空
ポンプ33に接続されている。また、下型組み立て11
には、熱電対25が取付けられている。The interior of the fixed shaft 2 and the movable shaft 9 is filled with an inert gas such as nitrogen gas in the molding chamber 17 or a gas supply for cooling the upper mold assembly 4 and the lower mold assembly 11. Channels 22 and 23 are formed to supply the inert gas to the inside of the molding chamber 17 via a flow controller (not shown). The inert gas supplied into the molding chamber 17 is exhausted through an exhaust port 24 formed in the intermediate block 1d. The molding chamber 17
A vacuum valve (not shown) is attached to the gas supply paths 22 and 23 so that the inert gas does not flow into the molding chamber 17 from the gas supply paths 22 and 23 when the inside of the chamber is evacuated. ing. A vacuum gauge 34 and vacuum valves 31 and 32 are attached to the exhaust port 24, and the vacuum valve 32 is connected to a vacuum pump 33. Also, lower die assembly 11
, A thermocouple 25 is attached.
【0018】次に、この成形装置を使用して、ガラス製
の光学素子をプレス成形する方法について説明する。先
ず、真空排気用の真空バルブ32を閉じたまま、真空ポ
ンプ33を起動し、成形装置の上型6及び下型13間に
ガラスブランクをセットする。次に、ブラケット15を
降下させ、可動クランプ36を用いて石英管16の下端
側のフランジを中間ブロック1bの上面に嵌め込まれた
O−リングに押し付け、成形室17を形成する。Next, a method for press-molding a glass optical element using this molding apparatus will be described. First, the vacuum pump 33 is started while the vacuum valve 32 for evacuation is closed, and a glass blank is set between the upper mold 6 and the lower mold 13 of the molding apparatus. Next, the bracket 15 is lowered, and the flange on the lower end side of the quartz tube 16 is pressed against the O-ring fitted on the upper surface of the intermediate block 1b using the movable clamp 36, thereby forming the molding chamber 17.
【0019】この後、以下の三種類の異なる手順によっ
て、ガラスブランクのプレス成形を行うことができる。 (a) 加熱開始前に、成形室17の内部を所定の圧力
まで減圧し、その後、加熱を行い、所定の温度に到達の
後、プレス成形を行う方法。Thereafter, press molding of the glass blank can be performed by the following three different procedures. (A) A method in which the inside of the molding chamber 17 is depressurized to a predetermined pressure before heating is started, then heated, and after reaching a predetermined temperature, press molding is performed.
【0020】(b) 先ず、成形室17内を窒素ガス等
の不活性ガスで置換した後、成形室17の内部を減圧排
気し、これと並行して加熱を行い、所定の圧力及び温度
に到達の後、プレス成形を行う方法。(B) First, after the interior of the molding chamber 17 is replaced with an inert gas such as nitrogen gas, the interior of the molding chamber 17 is evacuated and evacuated. After reaching, press molding.
【0021】(c) 先ず、成形室17内を窒素ガス等
の不活性ガスで置換した後、成形室17の内部に少量の
前記不活性ガスを供給しながら成形室17の内部を減圧
排気し、これと並行して加熱を行い、所定の圧力及び温
度に到達の後、プレス成形を行う方法。(C) First, after the inside of the molding chamber 17 is replaced with an inert gas such as nitrogen gas, the inside of the molding chamber 17 is evacuated and evacuated while supplying a small amount of the inert gas into the interior of the molding chamber 17. A method in which heating is performed in parallel with this, and after reaching a predetermined pressure and temperature, press molding is performed.
【0022】次に、上記の各手順に従って、ガラス製の
非球面レンズのプレス成形を実施した結果について説明
する。図2に、使用された型の概要を示す。(a)は、
上下の型の間にガラスブランク37をセットした状態
を、(b)は、上下の型によってガラスブランクをプレ
スした状態を表す。なお、図2(b)に示す様な非球面
レンズ38を成形する場合、図3に示す様に、レンズの
表面にエア溜りと呼ばれる欠陥39が発生し易い。な
お、ガラス素材としてBK−7((株)オハラ社製、転
移点553℃、屈伏点614℃)を使用した。Next, the results of the press molding of the aspherical lens made of glass according to the above procedures will be described. FIG. 2 shows an overview of the types used. (A)
(B) shows a state where the glass blank 37 is set between the upper and lower dies, and (b) shows a state where the glass blank is pressed by the upper and lower dies. When an aspheric lens 38 as shown in FIG. 2B is formed, a defect 39 called an air pocket is likely to occur on the surface of the lens as shown in FIG. In addition, BK-7 (manufactured by OHARA CORPORATION, transition point 553 ° C, yield point 614 ° C) was used as a glass material.
【0023】(a)の方法の場合、窒素ガス供給用の真
空バルブ(図示せず)及び窒素ガス排気用の真空バルブ
31を閉じ、真空排気用の真空バルブ32を開いた。真
空ポンプ33によって成形室17内を減圧し、成形室1
7内が5Paまで減圧された時点で、真空ポンプ33を
運転したまま、赤外線ランプ20を用いて型6、7、1
3、14及びガラスブランク37の加熱を開始した。型
及びガラスブランクが690℃に到達した後、ガラスブ
ランクのプレスを行った。プレスの終了後、真空排気用
の真空バルブ32を閉じ、窒素ガス供給用の真空バルブ
(図示せず)を開き、窒素ガスを数秒間供給し、成形室
17内の圧力が大気圧以上になった時点で窒素ガス排気
用の真空バルブ31を開き、窒素ガスを排気しながら、
型及び成形された光学素子を冷却した。In the case of the method (a), the vacuum valve (not shown) for supplying nitrogen gas and the vacuum valve 31 for exhausting nitrogen gas were closed, and the vacuum valve 32 for exhausting vacuum was opened. The inside of the molding chamber 17 is depressurized by the vacuum pump 33,
7 is reduced to 5 Pa, while the vacuum pump 33 is operated, the molds 6, 7, 1
Heating of 3, 14, and the glass blank 37 was started. After the mold and the glass blank reached 690 ° C., the glass blank was pressed. After the pressing, the vacuum valve 32 for evacuation is closed, the vacuum valve (not shown) for supplying nitrogen gas is opened, nitrogen gas is supplied for several seconds, and the pressure in the molding chamber 17 becomes higher than the atmospheric pressure. At this point, the vacuum valve 31 for exhausting nitrogen gas is opened, and while exhausting nitrogen gas,
The mold and molded optics were cooled.
【0024】(b)の方法の場合、成形室17内に窒素
ガスを10秒間供給後、窒素ガス供給用の真空バルブ
(図示せず)及び窒素ガス排気用の真空バルブ31を閉
じ、真空排気用の真空バルブ32を開いた。真空ポンプ
33で成形室17内を減圧すると同時に、赤外線ランプ
20を用いて型6、7、13、14及びガラスブランク
37を加熱した。型及びガラスブランクが690℃に到
達し、且つ成形室内が5Paまで減圧された後、ガラス
ブランクのプレスを行った。プレスの終了後、真空排気
用の真空バルブ32を閉じ、窒素ガス供給用の真空バル
ブ(図示せず)を開き、窒素ガスを数秒間供給し、成形
室17内の圧力が大気圧以上になった時点で窒素ガス排
気用の真空バルブ31を開き、窒素ガスを排気しなが
ら、型および成形された光学素子を冷却した。In the case of the method (b), after supplying nitrogen gas into the molding chamber 17 for 10 seconds, the vacuum valve (not shown) for supplying nitrogen gas and the vacuum valve 31 for exhausting nitrogen gas are closed, and the vacuum exhaust is performed. Vacuum valve 32 was opened. While the inside of the molding chamber 17 was depressurized by the vacuum pump 33, the molds 6, 7, 13, 14 and the glass blank 37 were heated using the infrared lamp 20. After the mold and the glass blank reached 690 ° C., and the pressure in the molding chamber was reduced to 5 Pa, the glass blank was pressed. After the pressing, the vacuum valve 32 for evacuation is closed, the vacuum valve (not shown) for supplying nitrogen gas is opened, nitrogen gas is supplied for several seconds, and the pressure in the molding chamber 17 becomes higher than the atmospheric pressure. At this point, the vacuum valve 31 for exhausting nitrogen gas was opened, and the mold and the formed optical element were cooled while exhausting nitrogen gas.
【0025】(c)の方法の場合、成形室17内に不活
性ガスとして窒素ガスを10秒間供給後、不活性ガス排
気用の真空バルブ31を閉じ、次いで、真空排気用の真
空バルブ32を開いて真空ポンプ33で成形室17内を
減圧排気すると同時に、少量の窒素ガスを流量調整装置
(図示せず)で調整しながら供給した。その状態で、赤
外線ランプ20を用いて型6、7、13、14及びガラ
スブランク37を加熱した。型およびガラスブランクが
成形温度に到達し、且つ成形室17内の圧力が5Paま
で減圧した後、ガラスブランクのプレスを行った。プレ
ス終了後、真空排気用の真空バルブ32を閉じ、成形室
17内の圧力が大気圧以上になった時点で、不活性ガス
排気用の真空バルブ31を開き、窒素ガスを排気しなが
ら型および形成された光学素子を冷却した。In the case of the method (c), after supplying nitrogen gas as an inert gas into the molding chamber 17 for 10 seconds, the vacuum valve 31 for evacuating the inert gas is closed, and then the vacuum valve 32 for evacuating the gas is turned on. At the same time, the inside of the molding chamber 17 was evacuated and evacuated by the vacuum pump 33, and at the same time, a small amount of nitrogen gas was supplied while being adjusted by a flow rate adjusting device (not shown). In this state, the molds 6, 7, 13, 14 and the glass blank 37 were heated using the infrared lamp 20. After the mold and the glass blank reached the molding temperature and the pressure in the molding chamber 17 was reduced to 5 Pa, the glass blank was pressed. After pressing, the vacuum valve 32 for vacuum evacuation is closed. When the pressure in the molding chamber 17 becomes equal to or higher than the atmospheric pressure, the vacuum valve 31 for evacuation of the inert gas is opened, and the mold and the gas are exhausted while evacuating nitrogen gas. The formed optical element was cooled.
【0026】以上の三種類の手順を用いて、それぞれ3
00回、非球面レンズのプレス成形を実施したところ、
いずれの手順の場合にも、成形品にエア溜りによる欠陥
の発生は認められなかった。また、従来の方法と比較し
て、金型の酸化が少ないことも確認された。Using the above three kinds of procedures, 3
When the press molding of the aspherical lens was performed 00 times,
In any case, no occurrence of defects due to air accumulation was observed in the molded product. It was also confirmed that the oxidation of the mold was less than that of the conventional method.
【0027】また、比較のため、従来の方法を用いて、
同様に300回、プレス成形を実施した。この場合、成
形室17の内部を窒素ガスで置換し、次いで690℃ま
で昇温した後、プレス成形を行った。その結果、全ての
成形品にエア溜りによる欠陥の発生が認められた。For comparison, using a conventional method,
Similarly, press molding was performed 300 times. In this case, the inside of the molding chamber 17 was replaced with nitrogen gas, and then the temperature was raised to 690 ° C., and then press molding was performed. As a result, occurrence of defects due to air accumulation was observed in all the molded products.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明の光学素子の成形方法によれば、
非球面レンズや複雑な形状の光学素子を、高精度に、且
つエア溜りによる欠陥の発生の恐れが無く、製造するこ
とが可能である。According to the method for molding an optical element of the present invention,
It is possible to manufacture an aspherical lens or an optical element having a complicated shape with high accuracy and without the risk of defects due to air accumulation.
【0029】また、成形室内の残存酸素量が減少するの
で、高温下での型の酸化が抑えられ、型の寿命が大幅に
延びる。更に、昇温中の不活性ガスの消費量を減少させ
ることができるので、ランニングコストの削減にも効果
がある。Further, since the amount of residual oxygen in the molding chamber is reduced, oxidation of the mold at a high temperature is suppressed, and the life of the mold is greatly extended. Further, since the consumption of the inert gas during the temperature rise can be reduced, the running cost can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の光学素子の成形方法に使用されるプレ
ス成形装置の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a press molding apparatus used in a method for molding an optical element of the present invention.
【図2】上下の型を用いて非球面レンズを成形する例を
示す図、(a)は上下の型の間にガラスブランクをセッ
トした状態を表し、(b)はガラスブランクをプレスし
た状態を表す。FIG. 2 is a diagram showing an example of forming an aspheric lens using upper and lower molds, (a) showing a state in which a glass blank is set between upper and lower molds, and (b) showing a state in which the glass blank is pressed Represents
【図3】非球面レンズを従来の方法でプレス成形した際
に、光学素子の表面に発生するエア溜りと呼ばれる欠陥
の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a defect called air pocket generated on the surface of an optical element when an aspheric lens is press-formed by a conventional method.
1・・・フレーム、1a・・・ベース、1b・・・中間
プレート、1c・・・上部プレート、1d・・・中間プ
レート、2・・・固定軸、3・・・断熱筒、4・・・上
型組み立て、5・・・ダイプレート、6・・・上型、7
・・・固定ダイ、8・・・スクリュージャッキ、8a・
・・サーボモータ、8b・・・ロードセル、9・・・移
動軸、10・・・断熱筒、11・・・下型組み立て、1
2・・・ダイプレート、13・・・下型、14・・・移
動ダイ、15・・・ブラケット、16・・・石英管、1
7・・・成形室、18・・・外筒、19・・・ランプユ
ニット、20・・・赤外線ランプ、21・・・反射ミラ
ー、22、23・・・ガス供給路、24・・・排気口、
25・・・熱電対、26・・・制御盤、29・・・上軸
用ベローズ、30・・・下軸用ベローズ、31、32・
・・真空バルブ、33・・・真空ポンプ、34・・・真
空計、35・・・固定クランプ、36・・・可動クラン
プ、37・・・ガラスブランク、38・・・プレス成形
品(非球面レンズ)、39・・・エア溜り。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame, 1a ... Base, 1b ... Intermediate plate, 1c ... Upper plate, 1d ... Intermediate plate, 2 ... Fixed shaft, 3 ... Heat insulation cylinder, 4 ...・ Assembly of upper mold, 5 ・ ・ ・ die plate, 6 ・ ・ ・ upper mold, 7
... fixed die, 8 ... screw jack, 8a
..Servo motor, 8b load cell, 9 moving axis, 10 heat insulating cylinder, 11 lower die assembly, 1
2 ... die plate, 13 ... lower mold, 14 ... moving die, 15 ... bracket, 16 ... quartz tube, 1
7 ... molding chamber, 18 ... outer cylinder, 19 ... lamp unit, 20 ... infrared lamp, 21 ... reflection mirror, 22, 23 ... gas supply path, 24 ... exhaust mouth,
25 ... thermocouple, 26 ... control panel, 29 ... upper shaft bellows, 30 ... lower shaft bellows, 31, 32
..Vacuum valve, 33 ... Vacuum pump, 34 ... Vacuum gauge, 35 ... Fixed clamp, 36 ... Movable clamp, 37 ... Glass blank, 38 ... Press molded product (aspherical surface) Lens), 39 ... air pool.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松月 功 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Isao Matsuzuki 2068-3 Ooka, Numazu-shi, Shizuoka Pref.
Claims (7)
ラスブランクをセットし、前記一対の型及びガラスブラ
ンクを加熱した後、前記一対の型を用いてガラスブラン
クのプレス成形を行う光学素子の成形方法において、 ガラスブランクのプレス成形に先立って、前記成形室内
を所定の圧力まで減圧することを特徴とする光学素子の
成形方法。1. An optical system for setting a glass blank between a pair of molds housed in a molding chamber, heating the pair of molds and the glass blank, and then press-molding the glass blank using the pair of molds. A method for molding an optical element, comprising reducing the pressure in the molding chamber to a predetermined pressure prior to press molding of a glass blank.
て、前記成形室内を5Pa以下の圧力に減圧することを
特徴とする請求項1に記載の光学素子の成形方法。2. The method for molding an optical element according to claim 1, wherein the pressure in the molding chamber is reduced to 5 Pa or less before press molding the glass blank.
圧し、次いで、前記一対の型及びガラスブランクを加熱
することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
光学素子の成形方法。3. The method according to claim 1, wherein the pressure in the molding chamber is first reduced to a predetermined pressure, and then the pair of molds and the glass blank are heated. .
し、次いで、前記一対の型及びガラスブランクの加熱と
並行して、前記成形室内を減圧排気することを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の光学素子の成形方
法。4. The method according to claim 1, wherein the molding chamber is first replaced with an inert gas, and then the molding chamber is evacuated and decompressed in parallel with the heating of the pair of molds and the glass blank. A method for forming an optical element according to claim 2.
し、次いで、前記一対の型及びガラスブランクの加熱と
並行して、前記成形室内に不活性ガスを供給しながら前
記成形室内を減圧排気することを特徴とする請求項1ま
たは請求項2に記載の光学素子の成形方法。5. The molding chamber is first replaced with an inert gas, and then the inside of the molding chamber is depressurized while supplying the inert gas into the molding chamber in parallel with the heating of the pair of molds and the glass blank. The method for forming an optical element according to claim 1, wherein the gas is evacuated.
性ガスを流して、前記一対の型及びガラスブランクを冷
却することを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の光学素子の成形方法。6. The molding of the optical element according to claim 1, wherein an inert gas is flowed into the molding chamber after the completion of the press molding to cool the pair of molds and the glass blank. Method.
点以上の温度に加熱されたガラスブランクのプレス成形
を行う光学素子の成形装置において、 前記成形室は、気密性を備えるとともに、その内部を減
圧排気する減圧排気手段を備えていることを特徴とする
光学素子の成形装置。7. An optical element molding apparatus for performing press molding of a glass blank heated to a temperature equal to or higher than a glass transition point using a pair of molds in a molding chamber, wherein the molding chamber has airtightness, An optical element molding apparatus, comprising: a vacuum evacuation unit for evacuating the inside of the optical element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13857297A JPH10330121A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Molding of optical element and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13857297A JPH10330121A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Molding of optical element and apparatus therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10330121A true JPH10330121A (en) | 1998-12-15 |
Family
ID=15225275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13857297A Pending JPH10330121A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Molding of optical element and apparatus therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10330121A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6368524B1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-04-09 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Optical element molding method and optical material for molding optical element |
US7313930B2 (en) | 2002-12-04 | 2008-01-01 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd | Method and apparatus for manufacturing glass substrate for storage medium |
JP2015098419A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | オリンパス株式会社 | Inert gas displacement apparatus, and inert gas displacement method |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP13857297A patent/JPH10330121A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6368524B1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-04-09 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Optical element molding method and optical material for molding optical element |
US7313930B2 (en) | 2002-12-04 | 2008-01-01 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd | Method and apparatus for manufacturing glass substrate for storage medium |
JP2015098419A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | オリンパス株式会社 | Inert gas displacement apparatus, and inert gas displacement method |
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---|---|---|---|
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