JPH1135333A - Production of glass shaped body - Google Patents

Production of glass shaped body

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JPH1135333A
JPH1135333A JP10129206A JP12920698A JPH1135333A JP H1135333 A JPH1135333 A JP H1135333A JP 10129206 A JP10129206 A JP 10129206A JP 12920698 A JP12920698 A JP 12920698A JP H1135333 A JPH1135333 A JP H1135333A
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glass
temperature
pressure
mold
viscosity
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Shinichiro Hirota
慎一郎 広田
Masaru Uno
賢 宇野
Kishio Sugawara
紀士男 菅原
Koichi Saito
浩市 斉藤
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    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a glass optical element having better surface accuracy and more specifically, the glass optical element having Newton's rings within ±2 pieces and astigmatism within 0.5 piece. SOLUTION: This process for producing the glass shaped body includes a stage for initially pressurizing and forming the glass blank to be formed which has a viscosity in a range of 10<5.5> to 10<8> poises with forming molds exhibiting the temp. at which the glass blank to be formed exhibits a viscosity of 10<8> to 10<10.5> poises (provided that the temp. of the glass blank to be formed is higher than the temp. of the forming molds), a stage for lowering the forming molds and the formed glass (hereafter described as the formed glass) to the transition point of this glass or below and a stage for taking the formed glass out of the forming molds. In such a case, for example, a pressure of 0.001 to 0.5 kg/cm<2> is kept applied on the formed glass during the time from the completion of the initial pressurization to the temp. lowering down to the glass transition temperature or below.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプレス成形後におい
て研削や研磨を必要としない、高精度のレンズ等のガラ
ス光学素子を含むガラス成形体の製造方法に関する。特
に本発明は、より高い面精度を有するガラス成形体を高
い生産効率で製造する方法を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a glass molded body including a glass optical element such as a high-precision lens, which does not require grinding or polishing after press molding. In particular, the present invention provides a method for producing a glass molded body having higher surface accuracy with high production efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟化ガラスが融着せず、鏡面加工が可能
な型材料を精密加工した成形型を用い、プレス成形後に
おいて研削や研磨を必要としない、高精度のレンズ等の
ガラス光学素子の成形方法が近年種々開発されてきた。
プレス成形により、要求されるレンズを得るには表面形
状精度や表面の品質(滑らかな面粗度)とともに、肉
厚、外径、偏心等のスペックを満足させなければならな
い。屈折率や透過率等の内部品質が良好であることは勿
論である。
2. Description of the Related Art High precision glass optical elements such as lenses, which do not require grinding or polishing after press molding, use a molding die which is made by precisely processing a mold material capable of mirror finishing without softening glass being fused. Various molding methods have been recently developed.
In order to obtain a required lens by press molding, it is necessary to satisfy specifications such as wall thickness, outer diameter, and eccentricity, as well as surface shape accuracy and surface quality (smooth surface roughness). It goes without saying that the internal quality such as the refractive index and the transmittance is good.

【0003】さらに、このようなガラス光学素子の成形
方法を実用化するに当たっては、どの程度の生産性が得
られるかが大きな問題となっている。即ち、より短い時
間でより多くのガラス光学素子を生産できるかが、大き
な課題である。生産性を向上させる手段の1つは、複数
のガラス素材を並行して加工することであり、もう1つ
は1回の加工時間を短縮することである。それぞれにつ
いて種々の改良方法が提案されている。1回の加工時間
の短縮には、成形型の加熱冷却のサイクルをより短縮す
る必要があり、そのため、成形条件の内の成形時のガラ
ス素材と成形型の温度条件を種々工夫している。
Further, in putting such a glass optical element molding method to practical use, it is a major problem how much productivity can be obtained. That is, it is a big issue whether more glass optical elements can be produced in a shorter time. One of the means for improving the productivity is to process a plurality of glass materials in parallel, and the other is to reduce the time for one processing. Various improvements have been proposed for each. In order to shorten one processing time, it is necessary to further shorten the cycle of heating and cooling the molding die. For this reason, among the molding conditions, various conditions have been devised for the temperature of the glass material and the temperature of the molding die during molding.

【0004】例えば、特開平7−10556号公報(以
下先行技術1という)には、107〜109 ポアズの範
囲の粘度を有するガラス素材をこのガラス素材が1010
〜1012ポアズの粘度を示す温度の成形型で加圧成形す
る方法が記載されている。また、特開平9−12317
号公報(以下先行技術2という)には105.5 〜109
ポアズの範囲の粘度を有するガラス素材をこのガラス素
材が108 〜1012ポアズの粘度を示す温度の成形型
(但し、成形型の温度はガラス素材の温度より低い)で
加圧成形する方法が記載されている。何れの方法も成形
型の温度を不必要に高くしないことで、昇温及び降温に
要する時間を短縮してサイクルタイムを短縮している。
さらに、いずれの方法でも、成形型の成形面の劣化防止
のため、成形型以外の場所で加熱軟化したガラス素材を
成形前に成形型に移送し、成形している。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-10556 (hereinafter referred to as Prior Art 1) discloses that a glass material having a viscosity in the range of 10 7 to 10 9 poise is made of 10 10
A method of pressure molding with a mold having a temperature of from 10 to 10 12 poise is described. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-12317
Publication (hereinafter referred to as “prior art 2”) includes 10 5.5 to 10 9
A method of pressure-molding a glass material having a viscosity in the range of poise using a mold having a temperature at which the glass material exhibits a viscosity of 10 8 to 10 12 poise (however, the temperature of the mold is lower than the temperature of the glass material) is known. Are listed. In each method, the temperature of the mold is not unnecessarily increased, so that the time required for raising and lowering the temperature is shortened, and the cycle time is shortened.
Further, in any method, in order to prevent deterioration of the molding surface of the molding die, the glass material which has been heated and softened at a place other than the molding die is transferred to the molding die before molding and molded.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ガラス光学
素子の成形方法においては、上記のようにサイクルタイ
ムの短縮や成形型の劣化防止といった生産技術的な要求
の他に、成形品の性能に対する要求もある。即ち、ニー
ズに合致した、光学的に優れた性質を有する光学素子を
提供する必要もある。ガラス光学素子に要求される面精
度は、ガラス光学素子の用途等により異なるが、通常の
用途では、面精度の尺度であるニュートンは±4本以
内、好ましくは±2本以内であり、アスについては、1
本以内、好ましくは0.5本以内であることが必要であ
る。上記先行技術1の実施例に記載の方法について、成
形されたガラス光学素子について面精度を測定した。即
ち、加圧成形後、ガラス転移点以下まで冷却せずに成形
体を離型する場合(先行技術1の表2の条件)、ニュー
トンは4〜6本であり、クセは1〜2本と上記規格を満
足できないものであった。また、先行技術2の場合、ニ
ュートンは±2〜4本であったが、アスは1〜1.5本
と上記規格を満足できないものであった。また、同一の
成形条件であっても、被成形ガラス素材の大きさや目的
とする成形体の形状等により得られる面精度が異なる場
合があった。特に、外径が15mm以上の比較的大型の
ガラス光学素子を成形する場合、所望の面精度が得られ
ないことが多かった。そこで本発明の目的は、面精度の
より優れたガラス光学素子の成形方法を提供することに
あり、より詳しくは、ニュートンが±2本以内であり、
かつアスが0.5本以内であるガラス光学素子の成形方
法を提供することにある。特に、本発明の目的は、比較
的大型のガラス光学素子であっても、ニュートンが±2
本以内であり、かつアスが0.5本以内という高い面精
度が得られるガラス光学素子の成形方法を提供すること
にある。
By the way, in the method for molding a glass optical element, in addition to the production technical requirements such as the shortening of the cycle time and the prevention of deterioration of the molding die as described above, the requirements for the performance of molded products are also required. There is also. That is, it is also necessary to provide an optical element that meets the needs and has excellent optical properties. The surface accuracy required for the glass optical element varies depending on the use of the glass optical element, but in a normal application, Newton which is a measure of the surface accuracy is within ± 4 lines, preferably within ± 2 lines. Is 1
It is necessary that the number be no more than 0.5, preferably no more than 0.5. With respect to the method described in the example of Prior Art 1, the surface precision of the formed glass optical element was measured. That is, when the compact is released from the mold without cooling to the glass transition point or lower after the pressure molding (the conditions in Table 2 of Prior Art 1), the number of Newtons is 4 to 6, and the habit is 1 to 2 The above standard could not be satisfied. In the case of Prior Art 2, the number of Newtons was ± 2 to 4 but the number of ass was 1 to 1.5, which did not satisfy the above standard. Further, even under the same molding conditions, the obtained surface accuracy may differ depending on the size of the glass material to be molded, the shape of the target molded body, and the like. Particularly, when molding a relatively large glass optical element having an outer diameter of 15 mm or more, a desired surface accuracy cannot be often obtained. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming a glass optical element having better surface accuracy, and more specifically, Newton is within ± 2,
Another object of the present invention is to provide a method for molding a glass optical element having asbestos of 0.5 or less. In particular, it is an object of the present invention to provide a Newton having ± 2 even for a relatively large glass optical element.
It is an object of the present invention to provide a method for forming a glass optical element capable of obtaining a high surface accuracy of not more than 0.5 pieces and less than 0.5 pieces.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第1の態
様は、105.5 〜108 ポアズの範囲の粘度を有する被
成形ガラス素材をこの被成形ガラス素材が108 〜10
10.5ポアズの粘度を示す温度の成形型(但し、被成形ガ
ラス素材の温度は成形型の温度より高い)で初期加圧し
成形する工程、成形型及び成形されたガラス(以下、成
形ガラスという)をこのガラスの転移点以下に降温させ
る工程、及び成形ガラスを成形型から取り出す工程を含
むガラス成形体の製造方法であって、前記初期加圧完了
からガラス転移点以下までの降温の間、成形ガラスに対
して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続けることを特徴
とするガラス成形体の製造方法に関する。
The first aspect of the SUMMARY OF THE INVENTION The The present invention is 105.5 to 108 poise range this the glass molding material 10 8 to 10 to be molded glass material having a viscosity of
The process of initial pressing and molding with a mold having a temperature of 10.5 poise viscosity (however, the temperature of the glass material to be molded is higher than the temperature of the mold), the mold and the molded glass (hereinafter referred to as molded glass) A step of lowering the temperature to below the glass transition point, and a method of producing a glass molded body including a step of removing the molded glass from the mold, wherein the temperature of the molded glass is reduced from the completion of the initial pressurization to the glass transition point or lower. To a method for producing a glass molded body, characterized by continuously applying a pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 to the glass.

【0007】本発明の第2の態様は、105.5 〜108
ポアズの範囲の粘度を有する被成形ガラス素材をこの被
成形ガラス素材が108 〜1010.5ポアズの粘度を示す
温度の成形型(但し、被成形ガラス素材の温度は成形型
の温度より高い)で初期加圧し成形する工程、成形型及
び成形されたガラス(以下、成形ガラスという)をこの
ガラスの転移点以下に降温させる工程、及び成形ガラス
を成形型から取り出す工程を含むガラス成形体の製造方
法であって、前記初期加圧完了からガラスが109.5
1012ポアズの範囲の粘度を示す温度まで降温する間、
成形ガラスに対して10〜200kg/cm2 の範囲であって、初
期加圧の圧力より小さい圧力を加え続け、次いでガラス
転移点以下まで降温する間、成形ガラスに対して0.001
〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続けることを特徴とするガラ
ス成形体の製造方法に関する。
A second aspect of the present invention is 105.5 to 108
A molded glass material having a viscosity in the range of poise is formed in a molding die having a temperature at which the molded glass material exhibits a viscosity of 10 8 to 10 10.5 poise (however, the temperature of the molded glass material is higher than the temperature of the molding die). A method for producing a glass molded body, comprising a step of initial pressing and molding, a step of lowering the temperature of a molding die and a molded glass (hereinafter, referred to as a molded glass) below the glass transition point, and a step of removing the molded glass from the molding die. And the glass is 109.5-
While cooling to a temperature exhibiting a viscosity in the range of 10 12 poise,
In the range of 10 to 200 kg / cm 2 for the molded glass, the pressure is kept lower than the pressure of the initial pressurization, and then, while the temperature is lowered to the glass transition point or lower, 0.001 to the molded glass.
The present invention relates to a method for producing a glass molded body, characterized by continuously applying a pressure of 0.5 kg / cm 2 .

【0008】本発明の第3の態様は、105.5 〜108
ポアズの範囲の粘度を有する被成形ガラス素材をこの被
成形ガラス素材が108 〜1010.5ポアズの粘度を示す
温度の成形型(但し、被成形ガラス素材の温度は成形型
の温度より高い)で初期加圧し成形する工程、成形型及
び成形されたガラス(以下、成形ガラスという)をこの
ガラスの転移点以下に降温させる工程、及び成形ガラス
を成形型から取り出す工程を含むガラス成形体の製造方
法であって、前記初期加圧完了からガラスが109.5
1012ポアズの範囲の粘度を示す温度まで降温する間、
成形ガラスに対して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続
け、次いで成形ガラスに対して10〜200kg/cm2 の範囲で
あって、初期加圧の圧力より小さい圧力を加え続け、次
いでガラス転移点以下まで降温する間、成形ガラスに対
して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続けることを特徴
とするガラス成形体の製造方法に関する。
A third aspect of the present invention is 105.5 to 108
A molded glass material having a viscosity in the range of poise is formed in a molding die having a temperature at which the molded glass material exhibits a viscosity of 10 8 to 10 10.5 poise (however, the temperature of the molded glass material is higher than the temperature of the molding die). A method for producing a glass molded body, comprising a step of initial pressing and molding, a step of lowering the temperature of a molding die and a molded glass (hereinafter, referred to as a molded glass) below the glass transition point, and a step of removing the molded glass from the molding die. And the glass is 109.5-
While cooling to a temperature exhibiting a viscosity in the range of 10 12 poise,
A pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 is continuously applied to the formed glass, and then a pressure in a range of 10 to 200 kg / cm 2 and smaller than the pressure of the initial pressurization is applied to the formed glass, and then the glass is The present invention relates to a method for producing a glass molded body, wherein a pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 is continuously applied to a molded glass while the temperature is lowered to a temperature below a transition point.

【0009】上記本発明の第1の態様のガラス成形体の
製造方法によれば、例えば、φ20mm以下の両凸レン
ズやメニスカスレンズについて、ニュートンが±2本以
内であり、かつアスが0.5本以内という高い面精度が
得られる。さらに、上記本発明の第2及び第3の態様の
ガラス成形体の製造方法によれば、例えば、上記小型の
レンズに加えて、φ20mmを超える大型の凸レンズ、
両凹レンズ、肉圧とコバ厚の差の大きいレンズについて
も、ニュートンが±2本以内であり、かつアスが0.5
本以内という高い面精度が得られる。
According to the method for producing a glass molded body of the first aspect of the present invention, for example, for a biconvex lens or a meniscus lens having a diameter of 20 mm or less, the Newton is within ± 2 and the asbestos is 0.5. High surface accuracy of within. Furthermore, according to the method for producing a glass molded body of the second and third aspects of the present invention, for example, in addition to the small lens, a large convex lens exceeding φ20 mm,
Also for a biconcave lens and a lens having a large difference between the wall thickness and the edge thickness, Newton is within ± 2 and ass is 0.5
High surface accuracy of less than one can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の態様】以下本発明について説明する。本
発明は、第1の態様〜第3の態様ともに、105.5 〜1
8 ポアズの範囲の粘度を有する被成形ガラス素材をこ
の被成形ガラス素材が108 〜1010.5ポアズの粘度を
示す温度の成形型(但し、被成形ガラス素材の温度は成
形型の温度より高い)で初期加圧し成形する工程、成形
型及び成形されたガラス(以下、成形ガラスという)を
このガラスの転移点以下に降温させる工程、及び成形ガ
ラスを成形型から取り出す工程を含むガラス成形体の製
造方法である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below. The present invention, both the first to third aspects, 10 5.5 to 1
0 8 poise ranging this the glass molding material of the molded glass material having a viscosity of 10 8 to 10 temperature mold that exhibits a viscosity of 10.5 poises (however, the temperature of the glass molding material is higher than the temperature of the mold ), A step of initial pressurizing and forming, a step of lowering the temperature of a forming die and a formed glass (hereinafter, referred to as a formed glass) below the transition point of the glass, and a step of removing the formed glass from the forming die. It is a manufacturing method.

【0011】被成形ガラス素材を構成するガラスの種類
及び形状等は、従来から公知のものである。ガラス素材
は、例えば、ガラスプリフォームやガラスゴブであるこ
とができる。ガラスプリフォームとは、ガラス光学素子
を成形する際に前駆体として用いる所定形状に成形した
成形品をいう。ガラスプリフォームは、冷間成形又は溶
融ガラスを熱間成形により成形したもの、さらには、こ
れらを鏡面研磨等したものであることかできる。さらに
表面は鏡面でなく粗面であることもでき、例えば#80
0のダイヤモンドで研削した研削品をガラスプリフォー
ムとして用いることもできる。
The kind and shape of the glass constituting the glass material to be formed are conventionally known. The glass material can be, for example, a glass preform or a glass gob. The glass preform refers to a molded product formed into a predetermined shape used as a precursor when molding a glass optical element. The glass preform may be formed by cold forming or molten glass being formed by hot forming, or may be obtained by subjecting them to mirror polishing or the like. Further, the surface can be a rough surface instead of a mirror surface, for example, # 80
A ground product ground with a diamond of 0 can also be used as a glass preform.

【0012】ガラスプリフォームの形状は、製品である
ガラス光学素子の大きさ及び容量、成形時の変化量等を
考慮して決定される。さらに、成形の際、ガストラップ
が生じないようにするため、成形品の中心がプリフォー
ムの被成形面と最初に接触するような形状とすることが
好ましい。ガラスプリフォームの形状は、例えば、球
状、マーブル状、円板状、球面状等であることができ
る。一方、ガラスゴブは、溶融ガラスを所定容量に分割
したガラス片であって、通常シワなどの不規則な形状を
有するものである。前記ガラスプリフォームは、このガ
ラスゴブをさらに所定形状に成形したものである。尚、
プリフォーム又はゴブの容量は最終製品の容量よりわず
かに大きくし、後工程で芯取りすることにより、最終外
径を決めることもできる。
The shape of the glass preform is determined in consideration of the size and capacity of the glass optical element as a product, the amount of change during molding, and the like. Further, in order to prevent a gas trap from being generated at the time of molding, it is preferable that the shape of the molded article is such that the center of the molded article first comes into contact with the molding surface of the preform. The shape of the glass preform can be, for example, spherical, marble, disk, spherical, and the like. On the other hand, a glass gob is a piece of glass obtained by dividing molten glass into a predetermined volume, and usually has an irregular shape such as wrinkles. The glass preform is obtained by further molding this glass gob into a predetermined shape. still,
The volume of the preform or gob is made slightly larger than the volume of the final product, and the final outer diameter can be determined by centering in a later step.

【0013】本発明の成形方法では、前記ガラス素材を
該ガラス素材の粘度が105.5 〜108 ポアズの範囲の
粘度に相当する温度に加熱して軟化させる。ガラス素材
の粘度が108 ポアズ以下であることで、108 〜10
10.5ポアズの粘度に相当する温度に予熱した成形型でガ
ラス素材を十分に変形させて成形することが可能であ
る。また、ガラス素材の粘度が105.5 ポアズ以上であ
ることで、成形前にガラス素材が自重により大きく変形
することを防ぐことができる。成形型の温度を比較的低
温にして安定して、良好な成形を行うには、ガラス素材
は、好ましくは106.5 〜107.6 ポアズに相当する温
度に加熱して軟化させることが適当である。成形型の予
熱の温度は、前記ガラス素材の粘度が108 〜1010.5
ポアズに相当する温度とする。粘度が1010.5ポアズに
相当する温度未満では、ガラス素材を大きく伸ばして、
コバ厚の薄いガラス成形体を得ることが難しくなり、ま
た、高面精度が得にくく、粘度が108 ポアズに相当す
る温度を超える温度では、成形のサイクルタイムが必要
以上に長くなり、また、成形型の寿命が短くなる。成形
型の予熱の温度は、好ましくは前記ガラス素材の粘度が
108 〜109.6 ポアズに相当する温度とする。尚、成
形型の温度は被成形ガラス素材の温度より低く設定す
る。このようにすることで、サイクルタイムを短縮する
ことが可能になり、かつ成形型の寿命を長くすることが
できる。
In the forming method of the present invention, the glass material is softened by heating to a temperature corresponding to a viscosity of the glass material in the range of 10 5.5 to 10 8 poise. When the viscosity of the glass material is 10 8 poise or less, 10 8 to 10
The glass material can be sufficiently deformed and molded with a mold preheated to a temperature corresponding to a viscosity of 10.5 poise. Further, when the viscosity of the glass material is 10 5.5 poise or more, it is possible to prevent the glass material from being largely deformed by its own weight before molding. In order to stably perform good molding by setting the temperature of the mold at a relatively low temperature, it is appropriate to heat the glass material to a temperature corresponding to preferably 10 6.5 to 107.6 poise. The temperature of the preheating of the mold is such that the viscosity of the glass material is 10 8 to 10 10.5.
The temperature is equivalent to poise. If the viscosity is lower than the temperature corresponding to 10 10.5 poise, the glass material is greatly stretched,
It is difficult to obtain a thin glass shaped material edge thickness, also difficult to obtain a high surface accuracy, at temperatures above the temperature at which the viscosity corresponds to 108 poise, the molding cycle time becomes longer than necessary, also, The life of the mold is shortened. The preheating temperature of the mold is preferably a temperature at which the viscosity of the glass material corresponds to 10 8 to 109.6 poise. The temperature of the molding die is set lower than the temperature of the glass material to be molded. By doing so, the cycle time can be reduced, and the life of the mold can be extended.

【0014】さらに、初期加圧成形開始時において、上
型温度を下型温度より低く設定するすることが、離型時
に成形体が上型に貼付くのを防止するという観点から特
に好ましい。より具体的には、上型温度を下型温度より
5〜20℃低くすることが適当である。
Further, it is particularly preferable to set the upper mold temperature lower than the lower mold temperature at the start of the initial pressure molding, from the viewpoint of preventing the molded article from sticking to the upper mold at the time of mold release. More specifically, it is appropriate to lower the upper mold temperature by 5 to 20 ° C. than the lower mold temperature.

【0015】本発明に用いる成形型は、従来から公知の
成形型をそのまま用いることができる。但し、成形型の
成形面が非晶質及び/又は結晶質の、グラファイト及び
/又はダイヤモンドの、単一成分層又は混合層からなる
炭素膜で構成されているものを用いることが好ましい。
上記のような炭素膜で構成されている成形面を有する成
形型では、成形型の温度が、ガラス素材のガラス転移点
以上であっても、ガラスの融着(固着)が生じることは
ない。上記の炭素膜は、スパッタリング法、プラズマC
VD法、CVD法、イオンプレーティング法等の手段で
成膜されるものである。スパッタリング法で成膜する場
合には、基盤温度250〜600℃、RFパワー密度5
〜15W/cm2 、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Ar
の如き不活性ガスを、スパッタターゲットとしてグラフ
ァイトを用いてスパッタリングするのが好ましい。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℃、マイクロ波電力200W〜1
kW、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を用いて成膜するの
が好ましい。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200〜450℃とし、ベンゼンガ
スをイオン化するのが好ましい。これらの炭素膜はC−
H結合を有するものを含む。
As the mold used in the present invention, a conventionally known mold can be used as it is. However, it is preferable to use one in which the molding surface of the mold is made of a carbon film made of a single component layer or a mixed layer of amorphous and / or crystalline graphite and / or diamond.
In a mold having a molding surface composed of a carbon film as described above, even if the temperature of the mold is equal to or higher than the glass transition point of the glass material, fusion (fixation) of glass does not occur. The above carbon film is formed by a sputtering method, plasma C
The film is formed by means such as a VD method, a CVD method, and an ion plating method. When forming a film by the sputtering method, the substrate temperature is 250 to 600 ° C., and the RF power density is 5
-15 W / cm 2 , vacuum degree during sputtering 5 × 10 -4
Ar as a sputtering gas in the range of 5 × 10 -1 torr
It is preferable to sputter an inert gas as described above using graphite as a sputter target. When forming a film by the microwave plasma CVD method, the substrate temperature is 650 to 1000 ° C., the microwave power is 200 W to 1
It is preferable to form a film under the conditions of kW and gas pressure of 10 -2 to 600 torr using methane gas and hydrogen gas as source gases. When formed by the ion plating method, it is preferable to set the substrate temperature to 200 to 450 ° C. and ionize benzene gas. These carbon films are C-
Includes those having an H bond.

【0016】本発明の成形方法においては、前記加熱軟
化したガラス素材を前記予熱した成形型内で初期加圧す
る。初期加圧の条件は、ガラス素材及び成形型の温度条
件やガラス素材の材質等により適宜選択することができ
る。例えば、加圧時間は2〜60秒間の範囲とすること
ができる。2秒以上とすることでガラスを十分に伸ばし
て所望の形状のガラス光学素子を得ることができる。ま
た、初期加圧は、長くなればそれだけ面精度等は向上す
るが、長すぎるとサイクル時間が短縮できず、また、成
形型の寿命にも悪影響を及ぼすことがあり、上限はせい
ぜい60秒である。また、成形圧力も、ガラス素材の温
度及び成形型の温度等を考慮して適宜決定することがで
き、通常30〜350kg/cm2 の範囲の圧力とする
ことが適当である。好ましくは50〜250kg/cm
2 の範囲の圧力とし、かつ被成形ガラス素材が最終製品
の肉厚より若干厚い所定の肉厚の成形ガラスになった時
点で初期加圧を完了することが、最終製品の肉厚バラツ
キを小さくするという観点から好ましい。
In the forming method of the present invention, the heat-softened glass material is initially pressurized in the preheated forming die. The conditions for the initial pressurization can be appropriately selected depending on the temperature conditions of the glass material and the mold, the material of the glass material, and the like. For example, the pressing time can be in the range of 2 to 60 seconds. By setting the time to 2 seconds or longer, the glass can be sufficiently stretched to obtain a glass optical element having a desired shape. Also, the initial pressurization increases the surface accuracy and the like as much as it becomes longer, but if it is too long, the cycle time cannot be reduced, and the life of the mold may be adversely affected. The upper limit is 60 seconds at most. is there. The molding pressure can also be appropriately determined in consideration of the temperature of the glass material, the temperature of the molding die, and the like, and it is usually appropriate to set the pressure in the range of 30 to 350 kg / cm 2 . Preferably 50 to 250 kg / cm
When the pressure is in the range of 2 , and when the glass material to be formed becomes formed glass having a predetermined thickness slightly larger than the thickness of the final product, the initial pressurization can be completed to reduce the thickness variation of the final product. It is preferable from the viewpoint of doing.

【0017】前記初期加圧開始と同時に、または前記初
期加圧の途中で、または前記初期加圧の終了後に、前記
成形型の成形面近傍を冷却して、ガラス素材の転移点以
下に降温させる。成形型の成形面近傍の冷却は、早めに
開始することでサイクルタイムを短縮できるが、ガラス
成形体の大きさや形状によっては冷却の開始を遅らせる
ことで面精度を高くすることも可能である。冷却の開始
は、初期加圧開始後0〜20秒後、好ましくは5〜20
秒後とすることが適当である。降温の速度は、サイクル
タイムと成形ガラスの品質とに考慮して適宜決定でき、
例えば、20℃/分以上の速度で冷却することが適当で
ある。冷却速度を20℃/分より遅くしてもかまわない
が、不必要に成形のサイクルタイムが長くなるだけであ
る。ガラス成形体の大きさ、形状によって異なるが、高
面精度を得るという観点から、成形面近傍は20〜18
0℃/分の速度で冷却することが好ましい。
Simultaneously with the start of the initial pressurization, during the initial pressurization, or after the end of the initial pressurization, the vicinity of the molding surface of the mold is cooled to lower the temperature below the transition point of the glass material. . The cycle time can be shortened by starting the cooling near the molding surface of the mold early, but depending on the size and shape of the glass molded body, the surface accuracy can be increased by delaying the start of the cooling. The start of cooling is 0 to 20 seconds after the start of the initial pressurization, preferably 5 to 20 seconds.
Appropriately after a second. The rate of cooling can be appropriately determined in consideration of the cycle time and the quality of the formed glass,
For example, it is appropriate to cool at a rate of 20 ° C./min or more. The cooling rate can be slower than 20 ° C./min, but this only unnecessarily increases the molding cycle time. Although it depends on the size and shape of the glass molded body, from the viewpoint of obtaining high surface accuracy, the vicinity of the molded surface is 20 to 18
Cooling at a rate of 0 ° C./min is preferred.

【0018】本発明の第1の態様においては、初期加圧
完了からガラス転移点以下までの降温の間、成形ガラス
に対して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続ける(最終
加圧)。成形ガラスに対する上記最終加圧の圧力は、面
精度をより高めるという観点から、好ましくは0.003 kg
/cm2以上であり、0.2kg/cm2 以下である。このとき、最
終加圧を開始する時点、すなわち初期加圧を終了した時
点で、ガラスの粘度は、107.6 ポアズ以上であること
が好ましい。かかる粘度で初期加圧を終了することによ
り、初期加圧によって最終製品に略近い形状にし、次い
で行う最終加圧によってその面精度を維持又は向上させ
ることができる。
In the first embodiment of the present invention, a pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 is continuously applied to the formed glass during the period from the completion of the initial pressing to the temperature lower than the glass transition point (final pressing). . The pressure of the final pressing on the molded glass is preferably 0.003 kg from the viewpoint of further increasing the surface accuracy.
/ cm 2 or more and 0.2 kg / cm 2 or less. At this time, the time of starting the final pressurization, i.e. after completing the initial pressurization, the viscosity of the glass is preferably 10 7.6 poise or higher. By ending the initial pressurization with such a viscosity, it is possible to make the shape substantially close to the final product by the initial pressurization, and then to maintain or improve the surface accuracy by the final pressurization to be performed.

【0019】また、本発明の第2の態様においては、初
期加圧完了からガラスが109.5 〜1012ポアズの範囲
の粘度を示す温度まで降温する間、成形ガラスに対して
10〜200kg/cm2 の範囲であって、初期加圧の圧力より小
さい圧力を加え続け(中間加圧)、次いでガラス転移点
以下まで降温する間、成形ガラスに対して0.001 〜0.5k
g/cm2 の圧力を加え続ける(最終加圧)。面精度をより
高めるという観点から、初期加圧完了からガラスが10
9.5 〜1012ポアズの範囲の粘度を示す温度までの中間
圧力は、好ましくは30kg/cm2以上であり、100kg/cm2
下である。また、ガラス転移点以下までの最終圧力は、
好ましくは0.003kg/cm2 以上であり、0.2kg/cm2 以下で
ある。このとき、最終加圧を開始する時点、すなわち中
間加圧を終了した時点で、ガラスの粘度は、107.6
アズ以上であることが好ましい。かかる粘度で初期加圧
を終了することにより、中間加圧によって最終製品に略
近い形状にし、次いで行う最終加圧によってその面精度
を維持又は向上させることができる。
In the second aspect of the present invention, the molded glass is cooled while the temperature of the glass is lowered from the completion of the initial pressurization to a temperature at which the glass exhibits a viscosity in the range of 10 9.5 to 10 12 poise.
A pressure in the range of 10 to 200 kg / cm 2 , which is lower than the pressure of the initial pressurization (intermediate pressurization), and then, while the temperature is lowered to the glass transition point or lower, 0.001 to 0.5 k
Continue to apply g / cm 2 pressure (final pressure). From the viewpoint of improving the surface accuracy, the glass is 10
An intermediate pressure up to a temperature at which a viscosity in the range 9.5 to 1012 poise, preferably 30kg / cm 2 or more and 100 kg / cm 2 or less. The final pressure up to the glass transition point or lower is
It is preferably at least 0.003 kg / cm 2 and at most 0.2 kg / cm 2 . At this time, the time of starting the final pressurization, i.e. after completing the intermediate pressure, the viscosity of the glass is preferably 10 7.6 poise or higher. By terminating the initial pressurization with such a viscosity, the shape can be made substantially close to the final product by the intermediate pressurization, and the surface accuracy can be maintained or improved by the subsequent final pressurization.

【0020】さらに、本発明の第3の態様においては、
初期加圧完了からガラスが109.5〜1012ポアズの範
囲の粘度を示す温度まで降温する間、成形ガラスに対し
て0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続ける(中間加圧
(1))、次いで成形ガラスに対して10〜200kg/cm2
範囲であって、初期加圧の圧力より小さい圧力を加え続
け(中間加圧(2))、次いでガラス転移点以下まで降
温する間、成形ガラスに対して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧
力を加え続ける(最終加圧)。面精度をより高めるとい
う観点から、中間加圧(1)は、好ましくは0.003kg/cm
2 以上であり、0.2kg/cm2 以下であり、中間加圧(2)
は、好ましくは30kg/cm2以上であり、100kg/cm2 以下で
ある。また、最終圧力は、好ましくは0.003kg/cm2 以上
であり、0.2kg/cm2 以下である。このとき、最終加圧を
開始する時点、すなわち中間加圧を終了した時点で、ガ
ラスの粘度は、107.6 ポアズ以上であることが好まし
い。かかる粘度で初期加圧を終了することにより、中間
加圧によって最終製品に略近い形状にし、次いで行う最
終加圧によってその面精度を維持又は向上させることが
できる。
Further, in a third aspect of the present invention,
From the completion of the initial pressurization, the pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 is continuously applied to the formed glass while the glass is cooled to a temperature at which the glass exhibits a viscosity in the range of 10 9.5 to 10 12 poise (intermediate pressurization (1)). Then, a pressure in the range of 10 to 200 kg / cm 2 is applied to the formed glass, which is smaller than the pressure of the initial pressurization (intermediate pressurization (2)). The pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 is continuously applied to the glass (final pressure). From the viewpoint of increasing the surface accuracy, the intermediate pressure (1) is preferably 0.003 kg / cm.
2 or more, 0.2 kg / cm 2 or less, intermediate pressure (2)
Is preferably 30 kg / cm 2 or more and 100 kg / cm 2 or less. The final pressure is preferably not less than 0.003 kg / cm 2 and not more than 0.2 kg / cm 2 . At this time, the time of starting the final pressurization, i.e. after completing the intermediate pressure, the viscosity of the glass is preferably 10 7.6 poise or higher. By terminating the initial pressurization with such a viscosity, the shape can be made substantially close to the final product by the intermediate pressurization, and the surface accuracy can be maintained or improved by the subsequent final pressurization.

【0021】上記条件で中間加圧をしながら成形面近傍
を冷却することで、ひけや面形状に歪みが生じることな
く良好な面精度が得られ、かつ中心肉厚も許容公差内に
保てるばかりでなく、所望の面精度を有するガラス成形
体を得ることができる。尚、成形ガラスに対する0.001
〜0.5kg/cm2 の中間加圧(2)及び最終圧力は、成形型
の上型の自重により与えることができ、成形型の上型の
重量は、この点を考慮して決定することが好ましい。さ
らに、上記0.001 〜0.5kg/cm2 の最終加圧は、ガラス転
移点以下でガラスがガラス転移点より50℃低い温度以上
の温度まで行うことが、良好な精度が得られると同時に
サイクルタイムを長引かせることもないという観点から
好ましい。
By cooling the vicinity of the molding surface while applying an intermediate pressure under the above conditions, good surface accuracy can be obtained without sink marks and distortion of the surface shape, and the center thickness can be kept within the allowable tolerance. Instead, a glass molded body having a desired surface accuracy can be obtained. In addition, 0.001
The intermediate pressure (2) of ~ 0.5 kg / cm 2 and the final pressure can be given by the weight of the upper die of the forming die, and the weight of the upper die of the forming die can be determined in consideration of this point. preferable. Furthermore, the final pressurization of the 0.001 ~0.5kg / cm 2, it performed the glass below the glass transition point to 50 ° C. lower temperature or higher than the glass transition point, at the same time the cycle time when the obtained good accuracy It is preferable from the viewpoint that it is not prolonged.

【0022】上記本発明の第1の態様の条件によれば、
比較的小型のガラス成形体(直径が約20mm以下)で
あれば、容易に、ニュートンが±2本以内であり、かつ
アスが0.5本以内である面精度を有する成形体が得ら
れる。比較的小型のガラス成形体としては、例えば、両
凸レンズやメニスカスレンズを挙げることができる。ま
た、上記本発明の第2及び第3の態様の条件によれば、
比較的大型のガラス成形体(直径が約20〜30mm)
であっても、容易に、ニュートンが±2本以内であり、
かつアスが0.5本以内である面精度を有する成形体が
得られる。比較的大型のガラス成形体としては、例え
ば、直径20mmを超える凸レンズ、両凹レンズ、肉厚
とコバ厚の差が大きいレンズを挙げることができる。
According to the conditions of the first aspect of the present invention,
With a relatively small glass molded body (having a diameter of about 20 mm or less), a molded body having Newton's of ± 2 or less and asbestos of 0.5 or less can be easily obtained. Examples of the relatively small glass molded body include a biconvex lens and a meniscus lens. According to the conditions of the second and third aspects of the present invention,
Relatively large glass molding (diameter about 20-30mm)
Even easily, Newton is within ± 2,
In addition, a molded article having a surface accuracy of less than 0.5 ass is obtained. Examples of the relatively large glass molded body include a convex lens having a diameter of more than 20 mm, a biconcave lens, and a lens having a large difference between the wall thickness and the edge thickness.

【0023】上記本発明の第1の態様においては、加熱
軟化したガラス素材の中心肉厚を、公差±0.03mm
の範囲に入れることが、最終製品の中心肉厚の許容公差
内に保つという観点から好ましい。最終加圧においては
一気に減圧され、かつ、ガラスは高粘度(約107.6
アズ以上) となっているため、中心肉厚を0.001m
m程度しか加圧変形させることができないためである。
また、本発明の第2の態様及び第3の態様においては、
加熱軟化したガラス素材の中心肉厚を、最終製品の中心
肉厚より0.03mm小さく、0.15mm大きい範囲
内になるように初期加圧し、次いで中間加圧すること
が、最終製品の中心肉厚の許容公差内に保つという観点
から好ましい。即ち、中間加圧においては一気に減圧さ
れ、かつ、ガラスは高粘度(約107.6 ポアズ以上) と
なっているため、中心肉厚を0.001〜0.12mm
程度しか加圧変形させることができないので、最終的な
中心肉厚を公差±0.03mmの範囲に入れることが容
易である。
In the first aspect of the present invention, the center thickness of the heat-softened glass material is set to a tolerance of ± 0.03 mm.
Is preferred from the viewpoint of keeping the center thickness of the final product within an allowable tolerance. In the final pressurization, the pressure is reduced at once, and the glass has high viscosity (about 107.6 poise or more).
This is because only about m can be deformed under pressure.
In the second and third aspects of the present invention,
Initially pressing the center thickness of the heat-softened glass material within the range of 0.03 mm smaller and 0.15 mm larger than the center thickness of the final product, and then applying intermediate pressure, the center thickness of the final product can be obtained. It is preferable from the viewpoint of keeping within the allowable tolerance. That is, in the intermediate pressurization, the pressure is reduced at once, and the glass has a high viscosity (about 10 7.6 poise or more).
Since the pressure can be deformed only to a degree, it is easy to set the final center thickness within the tolerance ± 0.03 mm.

【0024】上記初期加圧及び中間加圧は、加熱軟化し
たガラス素材の初期加圧を、最終製品の中心肉厚より
0.03mm小さく、0.15mm大きい範囲内の所望
の中心肉厚になるように加圧が停止する手段により停止
し、さらに初期加圧停止前又は停止と同時に中間加圧を
開始することにより行う。これにより、最終製品の中心
肉厚が得られ、かつ、初期加圧と中間加圧の間で、加圧
が連続して行われるため、面精度が損なわれることがな
く、好ましい。外部ストッパー機構等により所望の中心
肉厚を得て、さらに中間加圧する場合は、加圧が一瞬間
断するため、良好な面精度が得にくい傾向がある。上記
初期加圧及び中間加圧は、2重シリンダー機構により行
うこともできる。上記第1〜第3の態様において、初期
加圧は、成形型に加えられる圧力であり、外部ストッパ
ー機構等により停止するまでの間、この圧力がガラス素
材に加えられる。また、中間加圧及び最終加圧は、加圧
の間、上記所定の圧力がガラス素材に加えられる。
In the initial pressing and the intermediate pressing, the initial pressing of the heat-softened glass material is 0.03 mm smaller than the center thickness of the final product and a desired center thickness within a range of 0.15 mm larger. As described above, the pressing is stopped by means for stopping the pressing, and the intermediate pressing is started before or simultaneously with the stop of the initial pressing. Thereby, the center thickness of the final product is obtained, and the pressurization is performed continuously between the initial pressurization and the intermediate pressurization, so that the surface accuracy is not impaired, which is preferable. When a desired center thickness is obtained by an external stopper mechanism or the like and further intermediate pressurization is performed, the pressurization is interrupted for a moment, so that it tends to be difficult to obtain good surface accuracy. The initial pressurization and the intermediate pressurization can also be performed by a double cylinder mechanism. In the first to third aspects, the initial pressurization is a pressure applied to the mold, and this pressure is applied to the glass material until it is stopped by an external stopper mechanism or the like. In the intermediate pressing and the final pressing, the predetermined pressure is applied to the glass material during the pressing.

【0025】上記のように加圧成形され、次いで冷却さ
れたガラス成形品は、成形面近傍の温度が前記ガラス素
材の粘度がガラス転移温度以下になった後に成形型から
離型される。ガラス転移温度以下になれば、短時間では
ガラスの粘性流動が起こることがなく、ほぼガラスは固
結したとみなしてよい。その結果、離型後にガラス成形
体に変形等が生じることがなく、良好な面精度が得られ
る。ガラス成形体の離型は、最終加圧を終了後、直ちに
行うことが好ましい。前述のように、0.001 〜0.5kg/cm
2 の最終加圧は、ガラス転移点以下でガラス転移点より
50℃低い温度以上の温度まで行うことが好ましいこと
から、ガラス成形体の離型も上記温度範囲で行うことが
適当である。
The glass molded product which has been molded under pressure as described above and then cooled is released from the molding die after the temperature in the vicinity of the molding surface becomes equal to or lower than the glass transition temperature of the glass material. When the temperature becomes equal to or lower than the glass transition temperature, viscous flow of the glass does not occur for a short time, and the glass may be regarded as substantially solidified. As a result, the glass molded body is not deformed after the mold release, and a good surface accuracy is obtained. It is preferable to release the glass molded body immediately after the final pressurization is completed. As mentioned above, 0.001-0.5kg / cm
It is preferable that the final pressing of 2 is performed up to a temperature not higher than the glass transition point and lower than the glass transition point by 50 ° C. or higher. Therefore, it is appropriate that the mold release of the glass molded body is also performed in the above temperature range.

【0026】ガラス成形体の離型は、成形ガラスをガラ
ス転移点以下に降温した後、成形ガラスを上型から離型
し、次いで下型上から取り出すことが好ましい。これ
は、下型から離型すると上型に付着した成形ガラスが上
型と下型が離れた後に落下して、ガラス成形体の破損や
装置停止の原因となるからである。さらに、成形ガラス
を成形型から取り出す時点において上型温度を下型温度
より低く設定することが、成形ガラスの上型への貼付き
を防止するという観点から好ましい。より具体的には、
上型温度を下型温度より5〜20℃低く設定することが
適当である。
For releasing the molded glass, it is preferable that after the temperature of the molded glass is lowered to the glass transition point or lower, the molded glass is released from the upper mold, and then removed from the lower mold. This is because when the mold is released from the lower mold, the molded glass adhered to the upper mold falls after the upper mold and the lower mold separate from each other, causing damage to the glass molded body and stopping the apparatus. Furthermore, it is preferable to set the upper mold temperature lower than the lower mold temperature at the time of removing the molded glass from the molding die, from the viewpoint of preventing sticking of the molded glass to the upper mold. More specifically,
It is appropriate to set the upper mold temperature 5-20 ° C. lower than the lower mold temperature.

【0027】本発明の成形方法に用いる成形型には、特
に制限はない。さらに、型の加熱には、抵抗加熱ヒータ
ー、高周波加熱ヒーター、赤外線ランプヒーター等を用
いることもできる。特に、成形型温度の回復時間が短い
という観点からは、高周波加熱ヒーター、赤外線ランプ
ヒーターが好ましい。さらに、成形型の冷却は、断電冷
却や成形型内部を流通する冷却ガス等により行うことが
できる。
The mold used in the molding method of the present invention is not particularly limited. Further, for heating the mold, a resistance heater, a high-frequency heater, an infrared lamp heater, or the like can be used. In particular, from the viewpoint that the recovery time of the mold temperature is short, a high-frequency heater and an infrared lamp heater are preferable. Further, the cooling of the molding die can be performed by a power cut cooling or a cooling gas flowing through the inside of the molding die.

【0028】本発明の成形方法には例えば、図1及び図
2に示すような成形型1を用いることができる。図1
中、成形型1 は上型2 、下型3 、スリーブ4 、上母型5
、6 、下母型7 、8 、上型の下降止めリング9 とバネ1
0、並びに第2加圧(中間加圧)用押棒11で構成されて
いる。成形型の上型、下型、スリーブとしては、例え
ば、炭化ケイ素、ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステ
ン、酸化アルミニウムや炭化チタンのサーメットや、こ
れらの表面にダイヤモンド、耐熱金属、貴金属合金、炭
化物、窒化物、硼化物、酸化物などのセラミックスなど
を被覆したものを使用することができる。特に、炭化ケ
イ素焼結体上にCVD法により炭化ケイ素膜を形成し
て、仕上がり形状に加工した後、イオンプレーティング
法等によりi−カーボン膜等の非晶質及び/又は結晶質
のグラファイト及び/又はダイヤモンドの単一成分層又
は混合層からなる炭素膜を形成したものが好ましい。そ
の理由は、成形型温度を比較的高温にして成形しても、
融着が起こらないこと及び、離型性がよいため比較的高
温で容易に離型できることによる。上下の母型およびリ
ングは例えば、金属製であり、またバネはセラミックス
製であることができる。さらに、成形型1は、高周波コ
イルを配置したプレス装置内に取り付けられ、成形が行
われる。
For the molding method of the present invention, for example, a molding die 1 as shown in FIGS. 1 and 2 can be used. FIG.
Medium, Mold 1 is upper mold 2, lower mold 3, sleeve 4, upper mold 5
, 6, lower mold 7, 8, upper mold lowering stop ring 9 and spring 1
0 and a push rod 11 for second pressurization (intermediate pressurization). Examples of the upper mold, the lower mold, and the sleeve include cermets of silicon carbide, silicon, silicon nitride, tungsten carbide, aluminum oxide and titanium carbide, and diamond, heat-resistant metals, precious metal alloys, carbides, nitrides on these surfaces. A material coated with a ceramic such as a material, a boride, and an oxide can be used. In particular, after a silicon carbide film is formed on a silicon carbide sintered body by a CVD method and processed into a finished shape, amorphous and / or crystalline graphite such as an i-carbon film is formed by an ion plating method or the like. Preferably, a carbon film formed of a single component layer or a mixed layer of diamond is formed. The reason is that even if the molding temperature is relatively high,
This is because fusion does not occur and the mold can be easily released at a relatively high temperature because of good releasability. The upper and lower molds and the ring can be made of, for example, metal, and the spring can be made of ceramics. Further, the molding die 1 is mounted in a press device in which a high-frequency coil is arranged, and molding is performed.

【0029】本発明の成形方法の温度と加圧条件を、本
発明の第2の態様を例に、上記図2に示す成形装置を用
いた場合について、図4を参照してさらに説明する。
尚、図4中、左の縦軸は温度、右の縦軸は圧力、横軸は
時間を示す。 ガラス素材の温度は、このガラス素材の粘度が10
5.5 〜108 ポアズの範囲の粘度に相当する温度(好ま
しくは106.5 〜107.6 ポアズに相当する温度)であ
る。 成形型の予熱の温度は、前記ガラス素材の粘度が10
8 〜1010.5ポアズに相当する温度(好ましくは前記ガ
ラス素材の粘度が108 〜109.6 ポアズに相当する温
度)である。 初期加圧P1開始が開始される。30〜350kg/
cm2 、好ましくは50〜250kg/cm2 の範囲の
圧力とする。初期加圧は、図1に示す成形型において上
母型5、6に対して、下母型7、8を上昇させることに
より行う。ガラス素材は粘性体であるため、加圧され延
びる間は実際には上記圧力が掛かる訳ではなく、上記圧
力は、設定圧力を延びたレンズの断面積で除した値であ
る。初期加圧時間は、成形ガラスが所定の肉厚になって
上母型5と下母型7とが当接するまでの時間(約2〜6
0秒間)である。上母型5と下母型7とが当接した後
は、ガラスには初期加圧は加わらない。 成形型の温度は、初期加圧開始後0〜20秒間、好ま
しくは5〜20秒間は保持され、その後冷却が始まる。
冷却速度は20〜180℃/分( 高面精度を得るという
観点から)。 中間加圧P2が、例えば、初期加圧開始後5〜20秒
後に開始される。中間加圧は、初期加圧終了前に開始さ
れる場合もあり、この場合、ガラス素材にはP1+P2
の圧力が加えられる。但し、P1+P2の圧力は、初期
加圧と同様の30〜350kg/cm2 、好ましくは5
0〜250kg/cm2 の範囲の圧力とする。 中間加圧P2は、10〜200kg/cm2 (好ましくは10kg/c
m2〜150kg/cm2 )の範囲であって、初期加圧の圧力より
小さい圧力とする。尚、中間加圧P2は、途中で図4に
示すように低減することもできる。 最終加圧P3の開始。ガラスが109.5 〜1012ポア
ズの範囲の粘度を示す温度とする。 最終加圧P3は、0.001 〜0.5kg/cm2 (好ましくは0.
003kg/cm2 〜0.2kg/cm2)の範囲である。 離型温度は、ガラス転移点以下でガラス転移点より5
0℃低い温度以上の温度である。
The temperature and pressurization conditions of the molding method of the present invention will be further described with reference to FIG. 4 for the case where the molding apparatus shown in FIG. 2 is used, taking the second embodiment of the present invention as an example.
In FIG. 4, the left vertical axis indicates temperature, the right vertical axis indicates pressure, and the horizontal axis indicates time. The temperature of the glass material is such that the viscosity of the glass material is 10
Temperature corresponding to a viscosity in the range from 5.5 to 108 poise (preferably a temperature corresponding to 10 6.5 to 10 7.6 poises). The temperature of the preheating of the mold is such that the viscosity of the glass material is
A temperature corresponding to 8 to 10 10.5 poise (preferably, a temperature corresponding to a viscosity of the glass material of 10 8 to 10 9.6 poise). The start of the initial pressurization P1 is started. 30-350kg /
cm 2 , preferably in the range of 50 to 250 kg / cm 2 . The initial pressurization is performed by raising the lower mother dies 7 and 8 with respect to the upper mother dies 5 and 6 in the mold shown in FIG. Since the glass material is a viscous material, the pressure is not actually applied while the glass material is pressurized and extended, and the pressure is a value obtained by dividing a set pressure by a sectional area of the extended lens. The initial pressurizing time is a time (from about 2 to 6) until the formed glass becomes a predetermined thickness and the upper mold 5 and the lower mold 7 come into contact with each other.
0 seconds). After the upper mold 5 and the lower mold 7 come into contact with each other, no initial pressure is applied to the glass. The temperature of the mold is maintained for 0 to 20 seconds, preferably 5 to 20 seconds after the start of the initial pressurization, and then cooling starts.
The cooling rate is 20 to 180 ° C / min (from the viewpoint of obtaining high surface accuracy). The intermediate pressurization P2 is started, for example, 5 to 20 seconds after the start of the initial pressurization. The intermediate pressurization may be started before the end of the initial pressurization. In this case, P1 + P2
Pressure is applied. However, the pressure of P1 + P2 is 30 to 350 kg / cm 2 similar to the initial pressurization, preferably 5
The pressure is in the range of 0 to 250 kg / cm 2 . The intermediate pressure P2 is 10 to 200 kg / cm 2 (preferably 10 kg / c
m 2 to 150 kg / cm 2 ) and a pressure lower than the initial pressure. The intermediate pressure P2 can be reduced halfway as shown in FIG. Start of final pressurization P3. The temperature at which the glass exhibits a viscosity in the range of 10 9.5 to 10 12 poise. The final pressure P3 is 0.001 to 0.5 kg / cm 2 (preferably 0.1 kg / cm 2 ).
003 kg / cm 2 to 0.2 kg / cm 2 ). The mold release temperature is 5% below the glass transition point below the glass transition point.
The temperature is 0 ° C lower or higher.

【0030】さらに本発明の成形方法の温度と加圧条件
を、本発明の第3の態様を例に、上記図2に示す成形装
置を用いた場合について、図5を参照してさらに説明す
る。尚、図5中、左の縦軸は温度、右の縦軸は圧力、横
軸は時間を示す。〜は、上記第2の態様と同様であ
る。 中間加圧(1)P2(1)が、例えば、初期加圧開始
後5〜20秒後に開始される。 中間加圧(1)P2(1)は、0.001 〜0.5kg/cm
2 (好ましくは0.003kg/cm2〜0.2kg/cm2 )の範囲であ
る。中間加圧(1)P2(1)は、例えば、5〜120
秒行う。次いで、中間加圧(2)P2(2)を行う。中
間加圧(2)P2(2)は、10〜200kg/cm2 (好ましく
は10kg/cm2〜150kg/cm2 )の範囲であって、初期加圧の
圧力より小さい圧力とする。尚、中間加圧(2)P2
(2)は、図4で示したと同様に途中で低減することも
できる。 最終加圧P3の開始。ガラスが109.5 〜1012ポア
ズの範囲の粘度を示す温度とする。 最終加圧P3は、0.001 〜0.5kg/cm2 (好ましくは0.
003kg/cm2 〜0.2kg/cm2)の範囲である。 離型温度は、ガラス転移点以下でガラス転移点より5
0℃低い温度以上の温度である。
Further, the temperature and pressurizing conditions of the molding method of the present invention will be further described with reference to FIG. 5 in the case where the molding apparatus shown in FIG. 2 is used, taking the third embodiment of the present invention as an example. . In FIG. 5, the left vertical axis indicates temperature, the right vertical axis indicates pressure, and the horizontal axis indicates time. Are the same as in the second embodiment. The intermediate pressurization (1) P2 (1) is started, for example, 5 to 20 seconds after the start of the initial pressurization. Intermediate pressurization (1) P2 (1) is 0.001 to 0.5 kg / cm
2 (preferably 0.003 kg / cm 2 to 0.2 kg / cm 2 ). The intermediate pressure (1) P2 (1) is, for example, 5 to 120
Seconds. Next, intermediate pressurization (2) P2 (2) is performed. Intermediate pressurizing (2) P2 (2) is, 10 to 200 / cm 2 (preferably 10kg / cm 2 ~150kg / cm 2 ) in the range of, and pressure less than the pressure of the initial pressure. In addition, intermediate pressurization (2) P2
(2) can be reduced on the way as shown in FIG. Start of final pressurization P3. The temperature at which the glass exhibits a viscosity in the range of 10 9.5 to 10 12 poise. The final pressure P3 is 0.001 to 0.5 kg / cm 2 (preferably 0.1 kg / cm 2 ).
003 kg / cm 2 to 0.2 kg / cm 2 ). The mold release temperature is 5% below the glass transition point below the glass transition point.
The temperature is 0 ° C lower or higher.

【0031】本発明の成形方法において、前記ガラス素
材の加熱軟化は、該ガラス素材体を気流により浮上させ
ながら行うことができ、加熱軟化したガラス素材は前記
予熱した成形型に移送される。ガラス素材が、その自重
によって変形する程の低粘性域においては、加熱の際に
ガラス素材を保持する治具とガラスの融着を防止するの
は非常に困難である。それに対して、治具の内部よりガ
スを噴出することにより、ガラス素材を気流により浮上
させることで、治具面とガラス両面にガスのレイヤーを
形成し、その結果、治具とガラスが反応することなく、
加熱軟化することが可能である。更にガラス素材がプリ
フォームの場合、プリフォームの形状を維持しつつ加熱
軟化することができる。また、ガラス素材がガラスゴブ
であり、不規則な形状で表面にシワ等の表面欠陥がある
場合でも、加熱軟化しながら気流により浮上させること
で、形状を整え、表面欠陥を消去することも可能であ
る。
In the forming method of the present invention, the softening of the glass material by heating can be performed while the glass material body is floated by an air current, and the heated and softened glass material is transferred to the preheated mold. In a low-viscosity region where the glass material is deformed by its own weight, it is very difficult to prevent fusion of the glass and the jig holding the glass material during heating. On the other hand, a gas layer is formed on the surface of the jig and both surfaces of the glass by ejecting gas from the inside of the jig and floating the glass material by air current. As a result, the jig and the glass react. Without
It is possible to soften by heating. Furthermore, when the glass material is a preform, it can be softened by heating while maintaining the shape of the preform. In addition, even if the glass material is a glass gob and has an irregular shape with surface defects such as wrinkles, it is possible to adjust the shape and eliminate surface defects by floating by airflow while heating and softening. is there.

【0032】ガラス素材の浮上や加熱軟化したガラス素
材の予熱した成形型への移送は、例えば、特開平8−1
33758号に記載の方法で行うことができる。ガラス
素材の加熱は、常温から所定温度に加熱する場合、ある
程度の温度のガラス素材を用いさらに加熱する場合、さ
らに所定温度に既に加熱されているガラス素材を用いる
場合を含む。例えば、ガラス素材がガラスゴブの場合、
溶融ガラスから作製されたガラスゴブを冷却することな
く用いることもできる。本発明の成形方法によれば、面
精度の優れた種々のガラス成形体を製造することができ
る。特に、本発明ではガラス成形体としてガラス光学素
子、例えば、ガラスレンズ、プリズム等を挙げることが
できる。ガラスレンズの種類には制限はなく、例えば、
球面または非球面の凸レンズ、メニスカスレンズ等を挙
げることができるが、これらに限られない。
The floating of the glass material and the transfer of the heat-softened glass material to a preheated mold are described in, for example, JP-A-8-1.
No. 33758. The heating of the glass material includes a case where the glass material is heated from room temperature to a predetermined temperature, a case where a glass material of a certain temperature is further heated, and a case where a glass material already heated to a predetermined temperature is further used. For example, if the glass material is a glass gob,
A glass gob made from molten glass can also be used without cooling. According to the molding method of the present invention, it is possible to produce various glass molded articles having excellent surface accuracy. In particular, in the present invention, a glass optical element, for example, a glass lens, a prism, or the like can be given as the glass molded body. There are no restrictions on the type of glass lens, for example,
A spherical or aspherical convex lens, a meniscus lens, and the like can be given, but are not limited thereto.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、プレス成形に要するサ
イクル時間を大幅に短縮できる、加熱軟化したガラスプ
リフォーム等のガラス素材を予熱した成形型で押圧成形
することによりガラス光学素子を形成する方法であっ
て、面精度のより優れたガラス光学素子を成形する方法
を提供することができる。特に本発明の方法によれば、
ニュートンが±2本以内であり、かつアスが0.5本以
内であるガラス光学素子を提供することができる。具体
的には、本発明の第1の態様のガラス成形体の製造方法
によれば、例えば、φ20mm以下の両凸レンズやメニ
スカスレンズについて、ニュートンが±2本以内であ
り、かつアスが0.5本以内という高い面精度が得られ
る。さらに、本発明の第2及び第3の態様のガラス成形
体の製造方法によれば、例えば、上記小型のレンズに加
えて、φ20mmを超える大型の凸レンズ、両凹レン
ズ、肉圧とコバ厚の差の大きいレンズについても、ニュ
ートンが±2本以内であり、かつアスが0.5本以内と
いう高い面精度が得られる。
According to the present invention, a glass optical element is formed by press-molding a glass material such as a heat-softened glass preform with a preheated molding die, which can greatly reduce the cycle time required for press molding. It is possible to provide a method for molding a glass optical element having better surface accuracy. In particular, according to the method of the present invention,
It is possible to provide a glass optical element in which the number of Newtons is within ± 2 and the number of ass is within 0.5. Specifically, according to the method for manufacturing a glass molded body of the first aspect of the present invention, for example, for a biconvex lens or a meniscus lens having a diameter of 20 mm or less, Newton is within ± 2, and ass is 0.5 High surface accuracy of less than one can be obtained. Furthermore, according to the manufacturing method of the glass molded body of the second and third aspects of the present invention, for example, in addition to the above-mentioned small lens, a large convex lens exceeding φ20 mm, a biconcave lens, a difference between the wall thickness and the edge thickness. With respect to a lens having a large surface roughness, a high surface accuracy of less than ± 2 Newtons and less than 0.5 lenses can be obtained.

【0034】[0034]

【実施例】実施例を説明するに先立ち、使用したバリウ
ムホウケイ酸ガラス(歪点478 ℃、転移点514 ℃、屈伏
点545 ℃)の温度と粘度の関係を表1に示す。温度はガ
ラスの種類によって変わるので、粘度が重要である。
EXAMPLES Before describing the examples, Table 1 shows the relationship between the temperature and the viscosity of the used barium borosilicate glass (strain point 478 ° C., transition point 514 ° C., yield point 545 ° C.). Viscosity is important because temperature varies with the type of glass.

【0035】[0035]

【表1】 680℃ 105.8 ポアズ 643 106.6 618 107.3 615 107.4 596 108.0 590 108.2 578 108.7 567 109.2 558 109.7 549 1010.2 543 1010.7 531 1011.7 680 ° C. 10 5.8 Poise 643 10 6.6 618 10 7.3 615 10 7.4 596 10 8.0 590 10 8.2 578 10 8.7 567 10 9.2 558 10 9.7 549 10 10.2 543 10 10.7 531 10 11.7

【0036】実施例1 実施例で使用した成形型を図1に示す。成形型1 は上型
2 、下型3 、スリーブ4 、上母型5 、6 、下母型7 、8
、上型の下降止めリング9 とバネ10で構成されてい
る。上型、下型、スリーブは炭化ケイ素からなり、上下
型の成形面には炭素系の薄膜を被覆した。上下の母型お
よびリングは金属製で、バネはセラミックス製である。
Example 1 FIG. 1 shows a mold used in the example. Mold 1 is upper mold
2, lower mold 3, sleeve 4, upper mold 5, 6, lower mold 7, 8
It comprises an upper die lowering stop ring 9 and a spring 10. The upper mold, the lower mold, and the sleeve were made of silicon carbide, and the molding surfaces of the upper and lower molds were covered with a carbon-based thin film. The upper and lower molds and the ring are made of metal, and the spring is made of ceramics.

【0037】バリウムホウケイ酸ガラス(転移点514
℃、屈伏点545 ℃)をプレス外径15mmのメニスカス形状
のレンズ(凸面が球面、凹面が非球面)に成形した例を
図3により説明する。マーブル形状に熱間成形された表
面欠陥のないプリフォームを643℃(ガラス粘度が1
6.6 ポアズに相当する温度)に予熱し、成形室の下方
にて約567℃(ガラス粘度が109.2 ポアズに相当す
る温度)の下型上に不図示の吸着パッドで移送する(図
3a)。直ちに、下型を上昇させて100Kg/cm2 の圧力で
プレスを開始する。図3cはプレスを開始したところ、
図3dはプレス途中、図3eは押し切ったところを示
す。このとき、上母型と下母型がぶつかり、レンズの中
心肉厚が決まる。バネの力により下がっていたスリーブ
は押し上げられ、図3eの状態になる。このときプレス
品の外径は上型成形面の外径よりわずかに大きくプレス
され、スリーブの構造は図のようであるからスリーブに
は当たらない。スリーブは上型および下型と狭いクリア
ランスで嵌合し、滑動することによりレンズの上下面の
軸ずれを防止している。
Barium borosilicate glass (transition point 514)
An example of forming a meniscus lens (convex surface is spherical and concave surface is aspherical) with a press outer diameter of 15 mm is described with reference to FIG. A preform free of surface defects hot-formed into a marble shape was prepared at 643 ° C. (glass viscosity of 1
0 6.6 poise) and transferred by a suction pad (not shown) to a lower mold at about 567 ° C. (temperature corresponding to a glass viscosity of 109.2 poise) below the molding chamber (FIG. 3a). . Immediately, the lower mold is raised and pressing is started at a pressure of 100 kg / cm 2 . FIG. 3c shows the start of the press.
FIG. 3d shows a state during the pressing, and FIG. 3e shows a state after the pressing. At this time, the upper mold and the lower mold collide, and the center thickness of the lens is determined. The sleeve, which has been lowered by the force of the spring, is pushed up to the state shown in FIG. 3E. At this time, the outer diameter of the pressed product is slightly larger than the outer diameter of the upper mold forming surface, and does not hit the sleeve because the structure of the sleeve is as shown in the figure. The sleeve is fitted with the upper mold and the lower mold with a narrow clearance, and slides to prevent axial displacement of the upper and lower surfaces of the lens.

【0038】次に、型および成形されたレンズをガラス
の転移点以下になるまで70℃/ 分の冷却速度で冷却す
る。このときガラスの収縮に対して上型が追随し、上型
自重(0.005kg/cm2 の圧力)のみかかった状態で冷却さ
れる。すなわち冷却中はレンズの上面と上型の接触が保
たれている。このことにより離型後のレンズは良好な面
精度が得られる。ここでは500 ℃で下型を下降させて離
型した。その様子を図3f、図3gに示す。下型をわず
かに下降した瞬間においてはメニスカス形状であるため
下型からは離型しやすく上型に貼り付く(図3f)。下
型の下降と同時にバネの力によりスリーブが下降し、プ
レス品の上面端部にスリーブの段部が当たり、レンズを
下に押す。このとき上型はわずかに下降するがホルダー
に上型フランジ部の下面がぶつかることによりそれ以上
の下降が止められる。その結果レンズは上面から離型
し、下型上に落ちる(図3g)。下型を成形室の下まで
下降させ、不図示の吸着パッドでレンズを取り出す。取
り出したレンズは必要に応じ、その後アニールする場合
もある。得られたレンズは高面精度で、表面品質も良好
で、心取り後の偏心も良好だった。面精度を表2に示
す。
Next, the mold and the molded lens are cooled at a cooling rate of 70 ° C./min until the temperature becomes below the glass transition point. At this time, the upper mold follows the shrinkage of the glass, and is cooled while only the own weight of the upper mold (pressure of 0.005 kg / cm 2 ) is applied. That is, during cooling, contact between the upper surface of the lens and the upper mold is maintained. As a result, the lens after releasing has good surface accuracy. Here, the lower mold was lowered at 500 ° C. to release the mold. This is shown in FIGS. 3f and 3g. At the moment when the lower mold is slightly lowered, since it has a meniscus shape, it is easily released from the lower mold and adheres to the upper mold (FIG. 3f). At the same time as the lower mold is lowered, the sleeve is lowered by the force of the spring, and the step of the sleeve hits the upper end of the pressed product, pushing the lens downward. At this time, the upper mold slightly descends, but further lowering is stopped by the lower surface of the upper mold flange hitting the holder. As a result, the lens is released from the upper surface and falls on the lower die (FIG. 3g). The lower mold is lowered to below the molding chamber, and the lens is taken out with a suction pad (not shown). The removed lens may be subsequently annealed as needed. The obtained lens had high surface accuracy, good surface quality, and good eccentricity after centering. Table 2 shows the surface accuracy.

【0039】球状および最終製品の形状に近似した形状
に研磨したプリフォームを用い、プレス開始温度のみ、
ガラス粘度がそれぞれ106.3 ポアズおよび107.3
アズに相当する温度とし、成形条件を一部変更し、他の
条件は上記と同様にしてプレスした結果、それぞれ良好
な結果が得られた。成形条件及び結果を表2に示す。
Using a preform polished to a spherical shape and a shape similar to the shape of the final product, only the pressing start temperature
And the temperature of the glass viscosity corresponding to 10 6.3 poise and 10 7.3 poise, respectively, a molding condition change some other condition is a result of the press in the same manner as described above, satisfactory results were obtained, respectively. Table 2 shows the molding conditions and results.

【0040】[0040]

【表2】 温度:℃、粘度:ポアズ、初期加圧解除温度:上型自重のみにする温度[Table 2] Temperature: ° C, Viscosity: Poise, Initial pressure release temperature: Temperature at which only the upper mold's own weight is applied

【0041】実施例2 プレス外径が30mmで、型が少し大きくなっていることと
上母型の上部の中央に第2加圧を行うための穴があけら
れ、穴に上母型と同一材料の第2加圧用押棒11が配置
されている以外は実施例1の図1に示すと型構造と同一
である(図2)。本実施例ではプリフォームと成形型は
別々に加熱する。プリフォームは下部からガスを噴出す
る割型式浮上皿上で浮上させて加熱軟化する(特開平8
−133758号に記載の方法に従った)。浮上皿を下
型の直上に移送し、左右に素早く開き、軟化したプリフ
ォームを所定温度になった下型上に落下させた。直ちに
下型を成形室に上昇させ、所定温度になった上型とで15
0Kg/cm2 の圧力でプレスした。上下の母型がぶつかった
ら直ちに30℃/ 分の冷却速度で冷却を開始し、中心部を
押し棒で押すことにより、低圧(40Kg/cm2)で第2の加
圧を行った。冷却中ガラスの粘度が109.5 から1012
ポアズの間で第2加圧を解除して、ガラスにかかる圧力
は上型自重(0.007Kg/cm2 )のみとし、ガラスの転移点
以下まで冷却し、その後は実施例1と同様にして離型
し、取り出した。実施例の成形条件及び物性を表3に示
す。
Example 2 The outer diameter of the press was 30 mm, the mold was slightly larger, and a hole was formed in the center of the upper part of the upper mold for the second pressurization. Except that a second pressing rod 11 made of a material is arranged, the structure is the same as that of the mold shown in FIG. 1 of the first embodiment (FIG. 2). In this embodiment, the preform and the mold are separately heated. The preform is floated on a split-type floating plate that blows out gas from the lower part, and is softened by heating (Japanese Patent Application Laid-open No.
-133758). The floating plate was transported immediately above the lower mold, quickly opened right and left, and the softened preform was dropped on the lower mold at a predetermined temperature. Immediately raise the lower mold into the molding chamber, and
It was pressed at a pressure of 0 kg / cm 2 . Immediately after the upper and lower molds collided, cooling was started at a cooling rate of 30 ° C./min, and a second pressurization was performed at a low pressure (40 kg / cm 2 ) by pressing the center with a push rod. The viscosity of the glass during cooling is from 10 9.5 to 10 12
The second pressurization is released between the poises, and the pressure applied to the glass is limited to the upper mold's own weight (0.007 kg / cm 2 ). The glass is cooled to a temperature below the glass transition point, and then released in the same manner as in Example 1. Typed and removed. Table 3 shows the molding conditions and physical properties of the examples.

【0042】[0042]

【表3】 温度:℃、粘度:ポアズ、加圧解除温度:上型自重のみにする温度[Table 3] Temperature: ° C, Viscosity: Poise, Pressure release temperature: Temperature at which only the upper mold's own weight is used

【0043】2と3に用いたプリフォームは実施例1と
同様、マーブル形状に熱間成形された表面欠陥のないプ
リフォームである。1は#800のダイヤモンドで研削した
球面のプリフォームを用いたが、プリフォームの加熱に
よって砂目は消え、プレス後の表面品質は2、3と変わ
らず、良好だった。初期加圧後の第2加圧によるのび
は、わずかであるため中心肉厚はスペック内で安定し、
冷却の初期の粘度領域においては低圧を維持し、粘弾性
領域においては上型自重のみにしてガラスの収縮に上型
が追随して接触を保つようにしたことにより、実施例1
に比べて大きいレンズであるにもかかわらず、高面精度
が得られた。尚、プレス開始と同時に冷却を開始しても
面精度は得られた。離型については実施例1と同様のメ
カニズムにより、良好だった。得られたレンズはアニー
ルして使用する。離型し、レンズを取り出した後は直ち
に型温を回復させ、次の成形を行う。この方法では非常
に速いサイクルタイムで連続成形を行うことができる。
尚、レンズが大きくなり、要求精度もより高い場合、歪
点(本ガラスでは478℃)以下まで降温してから離型し
た方がよい場合がある。
As in Example 1, the preforms used in 2 and 3 were hot-formed into a marble shape without surface defects. For No. 1, a spherical preform ground with diamond of # 800 was used, but the grain of the preform was removed by heating the preform, and the surface quality after pressing was good, being unchanged from a few. The expansion by the second pressurization after the initial pressurization is slight, so the center thickness is stable within the specifications,
In the viscosity region at the initial stage of cooling, a low pressure was maintained, and in the viscoelastic region, only the upper mold's own weight was used so that the upper mold followed the shrinkage of the glass and maintained contact.
Despite being a larger lens than, high surface accuracy was obtained. It should be noted that even if the cooling was started simultaneously with the start of the pressing, the surface accuracy was obtained. The release was good by the same mechanism as in Example 1. The obtained lens is used after annealing. Immediately after releasing the mold and taking out the lens, the mold temperature is recovered and the next molding is performed. In this method, continuous molding can be performed with a very fast cycle time.
In the case where the lens becomes larger and the required accuracy is higher, it may be better to release the mold after lowering the temperature to below the strain point (478 ° C. for the present glass).

【0044】実施例3 実施例2と同様の方法で上面が平面に近い非球面からな
るメニスカスレンズをプレスした。平面に近いとやや上
型からの離型性が悪くなり実施例2と同一条件では離型
温度をやや下げる必要が生じた。離型温度を下げるとサ
イクルタイムが長くなる。そこで、バネを強くする方法
もあるが、ここでは上、下型に温度差をつける方法を併
用した。上、下型の平均温度は実施例2の表2とほぼ同
様にし、下型に比べ上型の温度を約10℃低くした。その
結果、下型に比べて上型のプレス時の密着性が相対的に
劣るようになるため、上型から良好に離型し、下型から
も容易に取り出せた。上下の温度差が20℃を超えると面
精度が悪化する。また、上下に温度差をつけて、バネを
除いた場合は、上型からの離型不良が生じた。
Example 3 In the same manner as in Example 2, a meniscus lens having an aspherical surface whose upper surface is almost flat was pressed. When it is close to a plane, the releasability from the upper mold is slightly deteriorated, and it is necessary to lower the release temperature slightly under the same conditions as in Example 2. Lowering the release temperature increases the cycle time. Therefore, there is a method of strengthening the spring, but here, a method of providing a temperature difference between the upper and lower molds is also used. The average temperature of the upper and lower molds was almost the same as in Table 2 of Example 2, and the temperature of the upper mold was lower by about 10 ° C. than that of the lower mold. As a result, the adhesiveness of the upper mold at the time of pressing becomes relatively inferior to that of the lower mold, so that the mold was favorably released from the upper mold and could be easily taken out from the lower mold. When the temperature difference between the upper and lower sides exceeds 20 ° C., the surface accuracy deteriorates. Further, when the spring was removed by providing a temperature difference between the upper and lower parts, a release failure from the upper mold occurred.

【0045】実施例4 バリウムホウケイ酸ガラス(転移点514 ℃、屈伏点545
℃)を実施例1又は2と同様にマーブル形状に熱間成形
された表面欠陥のないプリフォームを用いて、プレス外
径15mmの両凸レンズまたはプレス外径22mmの凸メニスカ
スレンズに成形した。但し、表4(第1の態様)、表5
(第2の態様)及び表3(第3の態様)に示す成形条件
とした。その結果、得られたガラス成形体の面精度はい
れもニュートン±2本以内、アス0.5本以下で、カン
やワレのような欠陥も無かった。
Example 4 Barium borosilicate glass (transition point: 514 ° C., yield point: 545)
° C) was formed into a biconvex lens having a press outer diameter of 15 mm or a convex meniscus lens having a press outer diameter of 22 mm using a preform having no surface defects hot-formed into a marble shape in the same manner as in Example 1 or 2. However, Table 4 (first embodiment), Table 5
The molding conditions were as shown in (second embodiment) and Table 3 (third embodiment). As a result, the surface precision of the obtained glass molded article was within ± 2 Newtons, 0.5 or less ass, and no defects such as cans and cracks were found.

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】[0047]

【表5】 [Table 5]

【0048】[0048]

【表6】 [Table 6]

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

【図1】 本発明の第1の態様の成形方法に使用する成
形型の説明図。
FIG. 1 is an explanatory view of a molding die used in a molding method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2及び第3の態様の成形方法に使
用する成形型の説明図。
FIG. 2 is an explanatory view of a molding die used in molding methods according to second and third embodiments of the present invention.

【図3】 図1に示す成形型を利用した本発明の成形方
法の実施状況の説明図。
FIG. 3 is an explanatory view of an embodiment of a molding method of the present invention using the molding die shown in FIG.

【図4】 本発明の成形方法(第2の態様)の温度と加
圧条件の時系列の説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a time series of a temperature and a pressurizing condition of the molding method (second embodiment) of the present invention.

【図5】 本発明の成形方法(第3の態様)の温度と加
圧条件の時系列の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a time series of a temperature and a pressurization condition in a molding method (third embodiment) of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 浩市 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Saito 2-7-5 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Hoya Corporation

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 105.5 〜108 ポアズの範囲の粘度を
有する被成形ガラス素材をこの被成形ガラス素材が10
8 〜1010.5ポアズの粘度を示す温度の成形型(但し、
被成形ガラス素材の温度は成形型の温度より高い)で初
期加圧し成形する工程、 成形型及び成形されたガラス(以下、成形ガラスとい
う)をこのガラスの転移点以下に降温させる工程、及び
成形ガラスを成形型から取り出す工程を含むガラス成形
体の製造方法であって、 前記初期加圧完了からガラス転移点以下までの降温の
間、成形ガラスに対して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加
え続けることを特徴とするガラス成形体の製造方法。
1. A glass material having a viscosity in the range of 10 5.5 to 10 8 poise,
8 to 10 10.5 poise viscosity mold (however,
(The temperature of the glass material to be formed is higher than the temperature of the forming die), and a step of forming by pressing at an initial pressure; A method for producing a glass molded body including a step of removing glass from a molding die, wherein a pressure of 0.001 to 0.5 kg / cm 2 is applied to the molded glass during the temperature reduction from the completion of the initial pressurization to the glass transition point or lower. A method for producing a glass molded body, characterized by continuously adding.
【請求項2】 105.5 〜108 ポアズの範囲の粘度を
有する被成形ガラス素材をこの被成形ガラス素材が10
8 〜1010.5ポアズの粘度を示す温度の成形型(但し、
被成形ガラス素材の温度は成形型の温度より高い)で初
期加圧し成形する工程、 成形型及び成形されたガラス(以下、成形ガラスとい
う)をこのガラスの転移点以下に降温させる工程、及び
成形ガラスを成形型から取り出す工程を含むガラス成形
体の製造方法であって、 前記初期加圧完了からガラスが109.5 〜1012ポアズ
の範囲の粘度を示す温度まで降温する間、成形ガラスに
対して10〜200kg/cm2 の範囲であって、初期加圧の圧力
より小さい圧力を加え続け、次いでガラス転移点以下ま
で降温する間、成形ガラスに対して0.001 〜0.5kg/cm2
の圧力を加え続けることを特徴とするガラス成形体の製
造方法。
2. A molding glass material having a viscosity in the range of 10 5.5 to 10 8 poise,
8 to 10 10.5 poise viscosity mold (however,
(The temperature of the glass material to be formed is higher than the temperature of the forming die), and a step of forming by pressing at an initial pressure; A method for producing a glass molded body comprising a step of removing glass from a molding die, wherein the glass is cooled to a temperature at which the glass exhibits a viscosity in the range of 10 9.5 to 10 12 poise from the completion of the initial pressurization. A pressure in the range of 10 to 200 kg / cm 2 , which is lower than the pressure of the initial pressurization, is continuously applied, and then, while the temperature is lowered to the glass transition point or lower, 0.001 to 0.5 kg / cm 2 with respect to the formed glass.
A method for producing a glass molded body, characterized by continuously applying pressure.
【請求項3】 105.5 〜108 ポアズの範囲の粘度を
有する被成形ガラス素材をこの被成形ガラス素材が10
8 〜1010.5ポアズの粘度を示す温度の成形型(但し、
被成形ガラス素材の温度は成形型の温度より高い)で初
期加圧し成形する工程、 成形型及び成形されたガラス(以下、成形ガラスとい
う)をこのガラスの転移点以下に降温させる工程、及び
成形ガラスを成形型から取り出す工程を含むガラス成形
体の製造方法であって、 前記初期加圧完了からガラスが109.5 〜1012ポアズ
の範囲の粘度を示す温度まで降温する間、成形ガラスに
対して0.001 〜0.5kg/cm2 の圧力を加え続け、次いで成
形ガラスに対して10〜200kg/cm2 の範囲であって、初期
加圧の圧力より小さい圧力を加え続け、次いでガラス転
移点以下まで降温する間、成形ガラスに対して0.001 〜
0.5kg/cm2 の圧力を加え続けることを特徴とするガラス
成形体の製造方法。
3. A molded glass material having a viscosity in the range of 10 5.5 to 10 8 poise,
8 to 10 10.5 poise viscosity mold (however,
(The temperature of the glass material to be formed is higher than the temperature of the forming die), and a step of forming by pressing at an initial pressure; A method for producing a glass molded body comprising a step of removing glass from a molding die, wherein the glass is cooled to a temperature at which the glass exhibits a viscosity in the range of 10 9.5 to 10 12 poise from the completion of the initial pressurization. 0.001 continue applying a pressure of ~0.5kg / cm 2, then a range of 10 to 200 / cm 2 on the molding glass, continues to apply the pressure less than the pressure in the initial pressure, then lowered to below the glass transition temperature Between 0.001 and 0.001
A method for producing a glass molded body, comprising continuously applying a pressure of 0.5 kg / cm 2 .
【請求項4】 成形ガラスに対する0.001 〜0.5kg/cm2
の圧力が成形型の上型の自重により与えられる請求項1
〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
4. 0.001 to 0.5 kg / cm 2 for molded glass
2. The pressure of the mold is given by the weight of the upper mold.
4. The production method according to any one of items 3 to 3.
【請求項5】 被成形ガラス素材の初期加圧が、30〜35
0kg/cm2 の圧力で行われ、かつ被成形ガラス素材が所定
の肉厚の成形ガラスになった時点で完了する請求項1 〜
4のいずれか1項に記載の製造方法。
5. An initial pressurization of the glass material to be formed is 30 to 35.
The method is carried out at a pressure of 0 kg / cm 2 and is completed when the glass material to be formed becomes formed glass having a predetermined thickness.
5. The production method according to any one of 4.
【請求項6】 ガラス転移点以下で、ガラス転移点より
50℃低い温度以上の温度において、成形ガラスに対して
圧力を解除して離型する請求項1〜5のいずれか1項に
記載の製造方法。
6. below the glass transition point and below the glass transition point
The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein the pressure is released from the molded glass at a temperature equal to or lower than 50 ° C and the mold is released.
【請求項7】 成形ガラスをガラス転移点以下に降温し
た後、成形ガラスを上型から離型し、次いで下型上から
取り出す請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方
法。
7. The method according to claim 1, wherein the temperature of the molded glass is lowered to a glass transition point or lower, and then the molded glass is released from the upper mold and then removed from the lower mold.
【請求項8】 初期加圧成形開始時において、上型温度
を下型温度より低く設定する請求項1〜7のいずれか1
項に記載の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein the upper mold temperature is set lower than the lower mold temperature at the start of the initial pressure molding.
The production method according to the paragraph.
【請求項9】 成形ガラスを成形型から取り出す時点に
おいて上型温度を下型温度より低く設定する請求項1〜
8のいずれか1項に記載の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the upper mold temperature is set lower than the lower mold temperature when the molded glass is removed from the mold.
9. The production method according to any one of 8.
【請求項10】 ガラス成形体がガラス光学素子である
請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法。
10. The production method according to claim 1, wherein the glass molded body is a glass optical element.
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