JP3673670B2

JP3673670B2 - Optical element and method for producing molded glass block for its production

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Publication number: JP3673670B2
Application number: JP10549499A
Authority: JP
Inventors: 昌之冨田; 勇執行; 瑞和余語; 裕之久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP2000302473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子およびその製造用成形ガラス塊の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光学機器に用いるレンズなどの光学素子は、予め、光学素子製造用素材を、前記光学素子の外形に近似した概略形状に、研削加工した後、その加工面を研磨加工し、滑らかにして、所望の形状を得ている。そして、このような光学素子製造用素材は、また、軟化状態の光学ガラスを、上下一対の金型からなる成形型で、プレス形成することによっても得られる。なお、この金型は、一般には耐熱ステンレス鋼から作られている。
【０００３】
そして、軟化状態の光学ガラスをプレス成形する際に、ガラスが金型に融着するのを防止するため、粉状の窒化ボロンなどからなる離型剤を、金型表面に塗布し、その後で、プレス成形している。また、ガラスと金型の融着防止のため、金型温度を、軟化状態のガラスの温度に比べ、かなり低くした状態で、プレス成形している。
【０００４】
そして、このようにして、プレス形成して得られた光学素子製造用素材は、その表面に、離型剤の粉末が埋め込まれており、また、低温の金型により冷却されるために、ガラス表面に大きなウネリがある。そして、このガラス表面の大きなウネリ、および、離型剤を、その後の研削加工により、除去している。
【０００５】
一方、最近では、軟化状態の光学ガラス塊を、一対の成形型でプレス成形することで、直接に、光学素子を得る技術の開発が進んでいる。特に、従来の研磨による方法ではその製造が困難である、非球面レンズの製造にも、この方法が使われている。そして、このようにして得られた非球面レンズを、光学系に用いることにより、光学機器の小型化、高精度化が達成されている。
【０００６】
この成形方法で用いられる成形型は、セラミックスや超硬合金から成り、その成形面は、滑らかに研磨加工されている。そして、研磨加工された成形面の上には、一般に、離型作用のあるカーボン膜が、離型膜として成膜され、この状態で使用される。
【０００７】
また、ここで用いる成形ガラス塊（光学ガラス塊）の表面は滑らかで、その表面に異物などがないことが必要となる。また、この成形ガラス塊は、成形型の形状に比べ、中当たりの形状が好ましい。これは、プレス成形中に、成形面の中心部からその周辺部へと、ガラス塊への転写・成形が進むからである。即ち、このようにプレス成形が進むことにより、成形面中に、ガスが成形面とガラス塊表面との間に閉じ込められる現象を回避することができる。
【０００８】
このような光学ガラス塊の製造方法として、特公平４−２２８５７号公報では、溶融状態でノズルから流出している溶融ガラスを、耐熱ステンレス鋼で作られた受け型の上に受け、光学ガラス塊を得る技術が開示されている。このようにして、得られた光学ガラス塊は、受け型により急冷されるので、受け型と接触した面が収縮し、巨視的なウネリが発生する。また、ここでは、このような巨視的なウネリのある光学ガラス塊を用いても、成形時にガスが閉じ込められる現象は起きないと述べている。
【０００９】
しかしながら、本発明者の検討によれば、このような巨視的なウネリのある光学ガラス塊をプレス成形すると、ウネリの大きさや形状、光学ガラス塊の形状、そして、最終的な成形光学素子の形状の関係により、しばしば、成形時に、ガスが閉じ込められるケースがあった。
【００１０】
そこで、その表面に巨視的なウネリがなく、コストが低い、光学ガラス塊を得る方法として、以下に述べる方法が用いられている。即ち、溶融状態で流出している溶融ガラスを、多孔質の材料からなる受け型の上に受けるが、この受け型を多孔質材料で構成して、その受け面からガスを噴出させることにより、ガラスを、受け型と非接触の状態に保ちながら、固化させ、所要量の光学ガラス塊を得るのである。そして、このようにして得られた光学ガラス塊は、その表面に巨視的なウネリがなく、滑らかであって、両面が凸で、やや偏平な形状をしている。
【００１１】
また、特開昭５９−１９５５４１号公報に示されているように、軟化状態の光学ガラス塊を、一対の成形型でプレス成形し、光学素子を得るに際して、多孔質材料からなる成形型を用い、この成形型の成形面からガスが噴出している状態にし、軟化状態の光学ガラスと成形型とを接触することなく、成形面上に生じたガス膜を介して、プレス成形を行い、光学素子を得る技術も知られている。このようなガス膜を介して、非接触状態で光学ガラス塊をプレス成形することにより、ガラスと成形型の融着を防ぎ、また、成形型の劣化を防ぐことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、以下に示すような課題があった。
（１）研磨による方法
既に述べたように、従来、研磨加工により光学素子を得るために、プレス成形された光学素子素材は、その成形面に、成形型での急冷で、発生した大きなウネリや離型剤の付着があり、これらを除去するために、素材の被成形面を、研削加工により、一定の形状まで可成りの量、具体的には、１面につき、０．５ｍｍから１ｍｍ程度、研削・除去していた。
【００１３】
一方、光学ガラスには、屈折率を高めるための鉛や、溶融時の脱泡剤としての砒素やアンチモンなどの毒劇物を含んでいる。従って、光学素子素材の表面を研削加工することによって発生する、粉末状などの微細な研削屑（スラッジ）を、そのまま廃棄すれば、そこに含まれる毒劇物などが水分により溶出し、土壌環境汚染を引き起こす畏れがある。
【００１４】
この粉末状などの研削屑を無害化するために、研削屑を溶融した後、ガラス状の塊に固化すれば良い。しかしながら、この研削屑の無害化処理にはコストがかかる欠点がある。特に、海外において、研磨により、レンズを生産する場合、研削屑（スラッジ）の無害化処理は、その装置が無いため、大変困難である。
【００１５】
即ち、研磨により光学素子を得る場合、その素材表面を研削加工により大きく除去する必要があり、そこで発生した研削屑（スラッジ）が有毒であるために、その処理が必要で、コスト高を招くことになる、と言う欠点がある。
（２）ガラス塊をプレス成形する方法
溶融ガラスを、多孔質の受け型の上に非接触の状態で受けて、これによって、所定量に調整された溶融ガラス塊を得る方法では、得られたガラス塊は、その全面が自由表面からなり、その形状が溶融ガラスの表面張力と自重のバランスにより決定されるので、通常、両凸で、やや偏平な形となる。
【００１６】
ところが、レンズの形状は、薄い両凸や凸メニスカスや凹レンズであり、素材である上述のガラス塊の形状と、それから成形されたレンズの形状とには大きな差がある。即ち、このようなガラス塊を、そのまま、プレス素材として用いると、レンズ生産時のプレス変形量が大きくなる。一方、成形型の成形面には、一般的に、離型効果を有する離型膜としてカーボンの薄膜が形成されている。
【００１７】
従って、ガラス塊をプレス成形する際に、そのプレス変形に伴い、成形型の成形面と、被成形品の成形面との界面において、せん断力が作用するので、このような状態でのプレス成形が繰り返されると、成形型の成形面に形成されたカーボンの薄膜が消耗してしまう。特に、プレス素材であるガラス塊と、被成形品であるレンズとの形状の差が大きい場合、カーボンの薄膜の消耗が激しくなり、成形作業を１００回程度行うだけで、カーボンの薄膜が無くなってしまう。
【００１８】
即ち、ガラス塊をプレス成形して光学素子を得る場合、成形素材であるガラス塊と、被成形品であるレンズとの形状差が大きい場合、成形型の成形面に形成された離型膜の耐久性が悪くなる、と言う欠点がある。
（３）多孔質の型で溶融ガラス塊をプレス成形する方法
多孔質の成形型の細孔からガスが噴出した状態で、溶融ガラス塊をプレス成形すれば、型と溶融ガラスが接触することなく、プレス成形が進むので、型の劣化を伴わずに、成形が可能になると考えられている。しかしながら、この方法は、最適な成形条件を求めることが困難であると言う欠点がある。
【００１９】
即ち、多孔質の成形型の細孔から噴出するガスの流量が少ない場合、溶融ガラスが多孔質の成形型の細孔に食い込んでしまい、また、逆に、ガスの流量が多い場合、型への食い込みは発生しないが、型の形状に倣わせるべきガラス表面の形状が、ガス圧により、型の形状から離れ、大きく変形してしまう。従って、この方法で得られた成形ガラスは、その形状精度が低いため、光学素子として利用することが困難である。
【００２０】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その主たる目的は、型の形状精度をμｍオーダーで高精度に転写しており、光学素子製造用素材として利用可能な高品質な表面状態の成形ガラス塊を、多孔質の成形型を用いて製造する方法を提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的とするところは、光学素子製造用素材として、好適である成形ガラス塊を得ること、成形ガラス塊の表面を研磨加工により除去し、光学素子を得る光学素子の製造方法において、除去するガラス屑の発生量を少なくすること、成形ガラス塊から、プレス成形によって、光学素子を製造する際に、そのプレス変形量を少なくすることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法では、多孔質の一対の成形型を用いて、その成形面に溶融ガラス塊を受け、成形面から噴出しているガスで、前記溶融ガラス塊を、前記成形面について非接触の状態で、プレス成形して所望する形状を得る、光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法において、前記多孔質の成形型の成形面の表面粗さを、Ｒａ＝５μｍ〜１００μｍの範囲内とすることで、前記被成形面の表面粗さが、Ｒａ＝０．０５μｍ〜２０μｍの範囲内になる成形ガラス塊を形成することを特徴とする。
【００２８】
本発明において、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さが、Ｒａ＝０．０５μｍ〜２０μｍの範囲内になるように、前記被成形面を形成することは、以下の点で有効である。
【００２９】
即ち、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さがＲａ＝２０μｍ以下の前記範囲にすることにより、この成形ガラス塊を光学素子成形用素材として用いる場合に、成形ガラス塊の被成形面の凹部にガスが残った状態で成形されるのを防止ができる。また、成形ガラス塊の成形面の表面粗さをＲａ＝０．０５μｍ以上の前記範囲にすると、研磨加工、または、研削加工および研磨加工により、光学素子を製造する素材として、この成形ガラス塊を用いる場合、確実に、この成形ガラス塊の被成形面に、研磨加工、または、研削加工および研磨加工ができる。
【００３０】
因みに、表面粗さが小さ過ぎる、滑らかな成形ガラス塊の被成形面には、砥粒による研磨作用が効果的に行われず、研磨加工、または、研削加工および研磨加工が確実に行なわれない場合もある。
【００３１】
また、このような表面粗さの被成形面を形成するため、本発明では、多孔質の成形型の成形面の表面粗さが、Ｒａ＝５μｍ〜１００μｍの範囲内になるように、前記成形面を構成するのである。なお、上記本発明において、このために採用する多孔質の成形型が、気孔率が３５％以下、平均孔径が５０μｍ以下の多孔質材料により形成されているのがよい。
【００３２】
また、多孔質の成形型の表面粗さに比べ、成形ガラス塊の表面粗さが小さくなるように、多孔質の成形型の成形面から噴出するガスの流量を調整することが、成形ガラス塊の製造方法の実現の上で最も有効である。
【００３３】
即ち、成形型の成形面から噴出するガス流量が小さいと、成形ガラス塊を得る際に、成形型の成形面の細孔にガラスが食い込んでしまい、多孔質の型の表面粗さと成形ガラス塊の表面粗さが、ほぼ同じになる。この場合は、成形ガラス塊を多孔質の成形型から取り出すことが困難になる。また、このような成形ガラス塊を、光学素子を成形して得るための成形素材として用いると、成形光学素子の成形面の凹凸で、成形時の界面にガス残りが発生する畏れがある。
【００３４】
従って、このような現象を防止し、多孔質の型の表面粗さに比べ、成形ガラス塊の表面粗さが小さくなるよう成形するためには、上述のガス流量を調整することが、最も効果的なのである。
【００３５】
このために、本発明では、成形ガラス塊の被成形面が、所望の表面粗さで、僅かに凸凹するように、多孔質の、一対の成形型の接近速度（プレス速度）、および、多孔質の成形型の成形面から噴出するガスの流量を、所望の時刻に、所望の数値になるように制御する。これにより、成形面が所望の表面粗さで僅かに凸凹した成形ガラス塊、即ち、光学素子製造用素材として、より適した成形ガラス塊を得ることができる。
【００３６】
即ち、例えば、プレス速度が速すぎる場合、または、ガス流量が少なすぎる場合、ガラスが型の細孔に食い込んでしまい、好ましくない。逆に、プレス速度が遅すぎる場合、または、ガス流量が多すぎる場合、ガラス塊の被成形面が、僅かに凸凹することなく、非接触で滑らかな面となるが、その被成形面の形状は、成形型の転写すべき形状から大きく離れてしまう。これらを防止するために、プレス速度およびガス流量を、所望の時刻に所望の数値になるように制御する前述の手段は、有効である。
【００３８】
また、上述のように、完成品の形状に近似した僅かに凸凹している成形ガラス塊を、光学素子用素材として採用し、その成形ガラス塊の被成形面を研磨加工、または、研削加工および研磨加工することで、光学素子を得る光学素子の製造方法の場合には、加工除去量（有害スラッジの発生量）を大幅に低減でき、加工時間も短縮できる。
【００３９】
なお、上述の成形ガラス塊の製造方法で得られた、その被成形面が僅かに凸凹している成形ガラス塊について、それが軟化する温度まで加熱し、一対の精密成形型でプレス成形する過程で、前記凹凸を除いた所望形状の成形光学素子を得る光学素子の製造方法の場合は、プレス量を少なくできる点で、成形型の成形面の離型膜の摩耗、損傷を少なくし、型寿命を向上でき、また、プレス時間の短縮にもなるという効果が得られる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、溶融ガラス塊を、上下一対の多孔質の成形型を用いて、その成形面の細孔からガスが噴出している状態でプレス成形し、その成形面が僅かに凸凹している状態の成形ガラス塊を得ること、また、この成形ガラス塊の成形面を、研磨加工、あるいは、研削加工および研磨加工により除去し、光学素子を得ることを目的としてなされたもので、以下に具体的に説明する。
【００４１】
即ち、図１において、符号１は多孔質の材料から作られている成形型、２は多孔質の成形型１によりプレス成形された成形ガラス塊、３は多孔質の成形型１の成形面から噴出させるガスを供給させるためのガス供給室であり、このガス供給室３は多孔質の成形型１の背面に形成されている。４はガス供給室３にガスを供給するためのガス供給管であり、５は多孔質の成形型１を保持すると共にガス供給室３を形成する役目をもつ保持ブロックである。なお、上下の型を構成する多孔質の成形型１、ガス供給室３、ガス供給管４、型保持ブロック５は、上下型共に、ほぼ同様の構成になっている。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施の形態で用いた装置の制御部の概略の構成を説明する図である。図２において、符号１は多孔質の成形型、４はガス供給管であり、６は、このガス供給管４を通って多孔質の成形型１へ供給されるガスを所望の流量に制御するためのマスフローコントローラであり、７はマスフローコントローラ６へガスを供給するためのガス供給部である。なお、これら一連のガス流量制御部の構成は、上下型共にほぼ同様の構成になっている。
【００４３】
また、図２において、符号８はプレス速度、即ち、成形型の移動速度と移動位置を所望の数値に制御するための１軸のＮＣ（数値制御）駆動装置である。なお、図２では、ＮＣ駆動装置８が、多孔質の成形型１の下型に連結されており、下型の移動スピードを制御し、プレス速度を制御しているが、逆に、上型にＮＣ駆動装置８を連結しても良く、また、上下各々の型にＮＣ駆動装置を連結してプレス制御しても良い。
【００４４】
図２において、符号９は、上下型のガス流量およびプレス速度の所望の設定値を設定するためのコンピュータである。また、符号１０は、この装置の動作を制御するシーケンサーである。コンピュータ９により設定された所望の設定値は、シーケンサー１０のデーターとして、シーケンサー１０に記憶される。更に、符号１１は、シーケンサー１０からの信号により、マスフローコントローラ６またはＮＣ駆動装置８を制御するためのコントローラである。
【００４５】
そして、シーケンサー１０とコントローラー１１とマスフローコントローラー６とを使うことにより、上下各々の多孔質型１から噴出するガスの流量を、成形プロセス中の所望のタイミングで、所望の値に制御することができる。また、シーケンサー１０とコントローラー１１とＮＣ駆動装置８とを使うことにより、上下型によるプレス速度、即ち、型位置と移動速度を成形プロセス中の所望のタイミングで、所望の値に制御することができる。そして、これらの所望の値は、コンピュータ９により、容易に変更することができる。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態における多孔質の成形型１の素材である多孔質材の電子顕微鏡写真である。ここでは、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０の顕微鏡写真を示しており、この写真は、同社の多孔質カーボンのカタログから転載したものである。図３から判るように、この多孔質材は、微細な球状の素材粒が寄り集まって構成されており、この素材粒同士が部分的に連結されることにより多孔質材として構成されていることが解る。なお、本発明に用いる多孔質型材が、この多孔質カーボンＶＣＰ−１０にのみ限定される訳ではなく、他の材料でも良いことは言うまでもない。
【００４７】
図４は、この実施の形態において、ガラスを成形中の、多孔質型の成形面近傍と、ガラスの被成形面近傍の様子を説明するための図である。図４で、２は成形ガラス塊の被成形面近傍の一部であり、１２は、多孔質成形型を構成する球形状の素材粒である。
【００４８】
図５は、多孔質の成形型１の成形面の形状を、ランク・テーラー・ホブソン社製形状測定器であるフォーム・タリサーフで測定したデーターである。また、図６は、ここで得られた成形ガラス塊２の被成形面の形状を測定したデーターである。更に、図７は、この実施の形態で用いた多孔質の成形下型１の成形面全体の形状を測定データーである。同様に、図８は、得られた成形ガラス塊２の被成形下面全体の形状を測定したデーター、図９は、多孔質の成形上型１の成形面全体の形状を測定データー、図１０は、得られた成形ガラス塊２の被成形上面全体の形状を測定したデーターである。
【００４９】
次に、本発明の係わる成形ガラス塊の製造方法について、以下に説明する。ここでは、先ず、ガラス溶融るつぼ（図示せず）の中で溶融された光学ガラスを、ガラス溶融るつぼの下部に接続されている流出パイプを介して、その流出口（図示せず）から液滴状に流出する。そして、この流出パイプの流出口の直下の位置に、多孔質の下型１を設置する。この多孔質の下型１では、ガス供給管４から高圧のガスがガス供給室３に供給してあり、このガスが下型の上面（成形面）から噴出している。この時、多孔質の成形面から噴出しているガスは、マスフローコントローラー６により、所望の流量に制御されている。
【００５０】
このような下型１の成形面上に溶融ガラス流を受け、受けられた溶融ガラス塊が所望の重量になったとき、この下型１を所定量降下させる。これにより、溶融ガラス流は、この部分で括れ、直ちに自然切断される。このようにして得られた溶融ガラス塊（図示せず）は、その上下面とも自由表面からなり、切断傷のない大変滑らかな被成形面を持ち、多孔質の下型１の上に、成形面とは非接触な状態で、即ち、浮上された状態で保持されている。
【００５１】
続いて、溶融ガラス塊（図示せず）を浮上保持している状態の多孔質の下型１を、多孔質の上型１の下方の位置まで移動する。そこで、ＮＣ駆動装置８を用いて、多孔質の下型１を上昇させ、多孔質の上型１に接近させる。接近が更に進むと、溶融ガラス塊は、ガス膜を介して、多孔質の上型１と下型１の成形面の形状に倣って、プレス変形を進めて行く。そして、最終的に、プレス変形が完了すると、所望の形状の成形ガラス塊２が得られる。その時の様子は、図１に示すとおりである。
【００５２】
この時、プレス速度は、予め、コンピュータ９により設定された所望の速度になるように、ＮＣ駆動装置８により制御されている。また、多孔質の上型１および下型１から噴出しているガスは、予め、コンピュータ９により設定された所望の流量になるように、マスフローコントローラー６により制御されている。
【００５３】
従って、プレス成形中およびプレス完了時に、表面の凹凸の一部が接触する状態で、また、他の部分がガス膜を介して非接触であり、溶融ガラス塊の被成形面が、多孔質の型の成形面の細孔の中に大きく食い込むことがなく、また、多孔質の成形型の成形面と、成形ガラス塊の被成形面との間に、比較的大きな隙間が生じてしまう畏れもなく、成形ガラス塊の被成形面が滑らかになることも避けられる。
【００５４】
即ち、この実施の形態で得られる成形ガラス塊２の成形面は、図４に模式的に示すように、多孔質型を形成する球状の素材粒の成形面の最表面部の凸部を僅かに転写した凹部が形成されている。この時、多孔質の成形型１の背部に設けられたガス供給室３に供給された高圧のガスは、多孔質型の成形面にある細孔を通って、図４に矢印で示すように、成形面の方向へと噴出している。そして、成形面で噴出したガスは、多孔質の成形型１の成形面と成形ガラス塊２の被成形面の間の隙間を通り、成形ガラス塊２の成形面の外周縁部の方向へと流れる。従って、成形型１と成形ガラス塊２との間の隙間を、ガス流が流れるので、ベルヌイの定理により、この成形面において、圧力が生じる。そのために、この圧力により、素材粒１２の凸部と成形ガラス塊２の凹部が接触することがない。
【００５５】
このように、その被成形面が僅かに凸凹した成形ガラス塊２を、プレス成形により得た後、この成形ガラス塊２を、多孔質の成形型１の内部に保持した状態で冷却を開始する。なお、ここで、ガラスの熱膨張率は、型の熱膨張率に比べて、大きいので、ガラスは収縮しようとする。しかしながら、この実施の形態では、素材粒１２の凸部と成形ガラス塊２の凹部が対応した位置関係にあるため、ガラスの収縮は、抑制され、収縮量は小さなものになる。
【００５６】
従って、冷却が完了し、多孔質の成形型１から成形ガラス塊２を取り出すと、成形ガラス塊２の被成形面の形状が、多孔質の成形型１の成形面の形状にほぼ近い形状、即ち、最終的に成形される光学素子にほぼ近い形状となる。そして、成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、多孔質の成形型１の成形面の表面粗さに比べ小さく、その表面は、僅かに凸凹している。また、このような成形ガラス塊を、研磨加工するための光学素子の素材として用いれば、素材形状と光学素子形状を近似させているので、研磨加工による研削屑（スラッジ）の除去量を少なくすることができる。
【００５７】
次に、この実施の形態における多孔質型の表面形状を図５に示す。これは、図３に示した多孔質カーボンを、切削加工により、球面形状の成形面に加工したものである。なお、図５に示しているのは、球面形状のＲ成分を除去した後の形状データーである。なお、図５においては、形状がエッジが立っているように見えるが、これは、横軸の縮尺が縦軸に比べ１／１０になっているためであり、実際には、図３や図４に示すように球形状をしている。図５から判るように、この多孔質型の成形面の表面粗さは、Ｐ−Ｖ値で約２５μｍ、Ｒａで約１５μｍである。
【００５８】
なお、図６は、この実施の形態で得られた成形ガラス塊の成形面の形状データーであり、測定方法は、図５の成形型と同様である。図６から明らかなように、この多孔質型の成形面の表面粗さは、Ｐ−Ｖ値で約５μｍ、Ｒａで約２μｍである。
【００５９】
図５および図６に示す結果から、多孔質型の成形面の表面粗さは、成形ガラス塊には、転写されておらず、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、型に比べかなり小さい点、および、特に、高さ方向にウネリの大きさが小さくなり、横方向のウネリのスパンが大きくなる点が確認できる。
【００６０】
なお、図６を見ると、成形ガラス塊の被成形面の凹部の谷形状は、エッジが立っているように見えるが、これは、縦横の縮尺比の影響であり、実際には、谷底形状は丸い。即ち、ここで得られた成形ガラス塊の成形面は、約０．３ｍｍ毎に深さ約３μｍの凹みがある程度の、僅かに凸凹している。この成形ガラス塊の外観を目視すると、被成形面は、光沢を有する平滑面であるが、微細にみれば、軽い凹凸のあるマット面状に見える。なお、図５および図６は、それぞれ、型の成形面およびガラス塊の被成形面の一部の形状データーである。
【００６１】
続いて、全体の形状データーを示す。図７は多孔質の下型、図８は成形ガラス塊の下面、図９は多孔質の上型、図１０は成形ガラス塊の上面の、それぞれ、形状測定データーである。これらの測定方法は、図５と同様で、各々、球面Ｒ成分を除去した結果を示している。なお、図７、図９で、多孔質型の表面形状がエッジが立って見えるのは、縦横の縮尺を１／１００にしたためで、実際には、凸部の形状は球形状である。
【００６２】
これらを見ると、成形ガラス塊の被成形面は、その上下面とも、被成形面全面に亘ってμｍオーダーであり、所望の形状精度になっていることが判る。これは、成形ガラス塊が、多孔質の型の成形面での素材粒の凸部により、軽く拘束された状態で、冷却されているためで、型の成形面の形状を、良好に転写できたためである。一方において、型の大きな表面粗さは、成形ガラス塊の被成形面には転写されておらず、僅かに凸凹している程度であることが判る。
【００６３】
続いて、このように、高精度の形状精度に仕上がった成形ガラス塊２の成形面表層を、僅かに研削加工し、除去した後、更に、研磨加工し、光学素子を得た。なお、従来のプレスガラス素材から、研削研磨により、光学素子を得る場合は、先ず、カップ状のダイヤモンド砥石を用いて、カーブジェネレーター加工機により、粗研削を行う、所謂、通称：ＣＧ加工を行った後、ペレット砥石を用いて、精研削を行う、通称：ペレット加工を行い、その後、砥粒を用いて、研磨加工を行っていたが、この実施の形態で得られた成形ガラス塊は、形状精度も高く、その表面に異物もないので、ＣＧ加工は行わず、ペレット加工と研磨加工のみを行った。ペレット加工による除去量は５μｍ、研磨加工による除去量は２μｍとした。除去加工の時間は、片面に付き、ペレット加工：１分、研磨加工：１分であった。
【００６４】
一方、従来の方法で、プレスガラス素材を研削・研磨する場合、その除去量は、ＣＧ加工で５００μｍ、ペレット加工で５０μｍ、研磨加工で５μｍであり、その加工時間は、片面につき、ＣＧ加工１分、ペレット加工１０分、研磨加工３分であった。
【００６５】
従って、本発明の実施の形態では、研削・研磨加工による除去加工時に発生する研削屑（スラッジ）の発生量が、従来の方法に比べ、１．３％にまで、大幅に低減でき、地球環境保護に大きなメリットがある。また、加工時間も短縮できるので、製造コストも下がる。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明の、より具体的な実施例を数例、挙げて説明し、また、本実施例の比較例も数例、挙げて説明する。
【００６７】
（実施例１−１）
本実施例では、ＳＫ１２相当の光学ガラスの材料を、白金製のるつぼ（図示せず）の中に入れ、その周囲を１２００℃まで加熱し溶融した。この溶融光学ガラスは白金製の流出パイプ（図示せず）を通して流出された。この流出パイプの温度は８６０℃に保たれ、また、溶融ガラス流が、流出パイプの流出口から液滴状に流出された。
【００６８】
多孔質の型１は、図３に示した日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０で作られており、その気孔率は２５％、平均孔径は１０μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径６．５ｍｍ、上型が曲率半径２４ｍｍ、その開口径は直径１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面形状は、下型が図７に示すもので、上型が図９に示すものであり、それらの表面粗さは、下型がＲａ＝１５μｍで、下型がＲａ＝１５μｍであった。
【００６９】
型保持ブロック５は、内蔵ヒータ（図示せず）により、常時、５００℃に保たれている。また、ガス供給管４からは、圧力＝０．２ＭＰａの窒素ガスが、毎分５Ｌ（リッター）の流量で、当初、供給されている。この状態の多孔質の型１の成形面は、流出パイプの流出口の下方、１０ｍｍの位置に設置し、５秒間、その状態を保持した。すると、所望重量である、０．７ｇの溶融ガラスが、多孔質の下型１の成形面上に、ガス膜を介して、浮上状態で得られた。そこで、多孔質の型１を、下方に１０ｍｍ降下させ、停止した。すると、直ちに、溶融ガラス流がその位置で括れ始め、０．２秒後には自然に切断された。
【００７０】
このようにして得られた溶融ガラス塊を、浮上保持している状態で、多孔質の下型１を、多孔質の上型１の下方の位置まで移動させた後、ＮＣ駆動装置８により、多孔質の下型１を上昇させ、上下型を接近させ始めた。
【００７１】
そして、溶融ガラス塊を得てから１５秒後に、多孔質の上下型による溶融ガラス塊のプレス成形が開始された。この時、プレス速度、即ち、ＮＣ駆動装置８による多孔質の下型１の上昇速度は、０．３ｍｍ／ｓに制御されている。また、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、１Ｌ／分に制御され、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、１Ｌ／分に制御されている。
【００７２】
プレス成形を開始してから１０秒後に、プレス成形は完了し、所望形状の成形ガラス塊２が得られた。この時、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、０．５Ｌ／分に制御され、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、０．７Ｌ／分に制御されている。また、この直前のプレス速度は０．１ｍｍ／ｓに制御されている。
【００７３】
その後、この状態で、４０秒保持し、成形ガラス塊２を冷却した後、型開きして、成形ガラス塊２を取り出した。このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面形状は、その下面が図８に示すもので、その上面が図１０に示すものであり、それらの表面粗さは、下面はＲａ＝２μｍ、上面はＲａ＝２μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／８以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、５μｍ以下であった。
【００７４】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、ペレット加工により、精研削加工した後、研磨加工し、光学素子を得た。即ち、まず、一面をペレット加工で１分行い、５μｍの表面除去をなし、続いて、研磨加工で１分行い、２μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００７５】
（実施例１−２）
本実施例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１５で作った。その気孔率は３０％、平均孔径は１５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍである。また、その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００７６】
このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝５μｍ、上型がＲａ＝５μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１０以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、８μｍ以下であった。
【００７７】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、ペレット加工により、精研削加工した後、研磨加工し、光学素子を得た。まず、一面をペレット加工を２分行い、１０μｍの表面除去をなし、続いて、研磨加工を１分行い、２μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００７８】
（実施例１−３）
本実施例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５で作った。その気孔率は２０％、平均孔径は５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝８μｍ、上型がＲａ＝８μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００７９】
このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝１μｍ、上面がＲａ＝１μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／８以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、５μｍ以下であった。
【００８０】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面を、ペレット加工により、精研削加工した後、研磨加工し、光学素子を得た。まず、一面をペレット加工を１分行い、５μｍの表面除去をなし、続いて、研磨加工を１分行い、２μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００８１】
（比較例１−１）
本発明の実施例との対比のための比較例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＦ−２５で作った。その気孔率は６５％、平均孔径は２５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝８０μｍ、上型がＲａ＝８０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００８２】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更して、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することを行ったが、すると、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が許容範囲を大きく上回った。
【００８３】
そして、このような成形ガラス塊を、ＣＧ加工を行わずに、ペレット加工のみで精研削し、光学素子に加工すると、多大な時間が必要となり、実用的でない。
【００８４】
（比較例１−２）
本比較例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５０で作った。その気孔率は４０％、平均孔径は５０μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００８５】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更して、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することを行ったが、すると、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が許容範囲を大きく上回った。
【００８６】
そして、このような成形ガラス塊を、ＣＧ加工を行わずに、ペレット加工のみで精研削し、光学素子に加工すると、多大な時間が必要となり、実用的でない。
【００８７】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例では、溶融ガラス塊を、上下一対の多孔質の成形型を用いて、その成形面の細孔からガスが噴出している状態で、プレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹している状態の成形ガラス塊を得、この成形ガラス塊の被成形面を、研磨加工のみで除去し、光学素子を得るのである。
【００８８】
なお、第２の実施例での、型構造、装置構成、および、装置の動作は、第１の実施例と同様である。即ち、多孔質の下型の上に、噴出ガスにより、浮上保持されている状態で、溶融ガラス塊を得て、これを上下一対の多孔質の型で、プレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹した、高精度の形状精度の成形ガラス塊を得るまでの工程は、第１の実施例と同様である。
【００８９】
続いて、このように高精度の形状精度に仕上がった成形ガラス塊２の被成形面の表層を研磨加工し、光学素子を得た。即ち、従来のプレスガラス素材から研削研磨により光学素子を得る場合に行われていた、ＣＧ加工工程とペレット加工工程を、第２の実施例では省略している。
【００９０】
本実施例では、研磨加工による除去量を５μｍとしたが、その除去加工時間は、片面につき２分であった。従って、本実施例によれば、研削研磨加工による除去加工時に発生する研削屑（スラッジ）の発生量を、従来の方法に比べ、大幅に下げることができ、地球環境保護に大きなメリットがある。また、加工時間も短縮でき、また、ＣＧ加工およびペレット加工の加工装置も不要になるので、製造コストも下がる。
【００９１】
以下、本実施例のより具体的な実施例を数例挙げて説明し、また、本実施例の比較例も数例挙げて説明する。
（実施例２−１）
本実施例では、実施例１−１と同様の型を用いた。即ち、多孔質の型１は、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０で作られており、その気孔率は２５％、平均孔径は１０μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径：６．５ｍｍ、上型が曲率半径：２４ｍｍ、その開口径は直径：１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面形状は、下型が図７に示すもので、上型が図９に示すものであり、それらの表面粗さは、下型がＲａ＝１５μｍ、上型がＲａ＝１５μｍであった。
【００９２】
本実施例における、成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例１−１とほぼ同様である。しかしながら、本実施例２−１では、成形型保持ブロックの温度を、プレス成形開始時に６００℃、プレス成形開始時に５００℃、更に、プレス成形完了後、上下一対の多孔質型を、その状態のまま保ち、６０秒間、保持し、その間に、成形型保持ブロックの温度を４５０℃になるように制御し、成形ガラス塊の内部の温度分布に差が生じることを防いだ。
【００９３】
このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝１μｍ、上面がＲａ＝１μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１５以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、３μｍ以下であった。
【００９４】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、研磨加工し、光学素子を得た。研磨加工を２分行い、５μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００９５】
（実施例２−２）
上述の実施例２−１では、両凸レンズを得る例を説明したが、本実施例２−２では、両凹レンズを得る例を説明する。ここで用いた型材は、多孔質カーボンのＶＣＰ−１０である。型の形状は、下型が曲率半径：２４ｍｍの凸形状で、その開口径は直径：１０ｍｍであり、上型は曲率半径：６．５ｍｍの凸形状であった。また、これらの表面粗さは、下型がＲａ＝２０μｍ、上型がＲａ＝２５μｍであった。
【００９６】
本実施例における、成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例２−１と同様である。このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝２μｍ、上面がＲａ＝２μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１３以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、３μｍ以下であった。
【００９７】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、研磨加工し、光学素子を得た。研磨加工を２分行い、５μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００９８】
（比較例２−１）
本比較例では、多孔質型材として、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−０．５を用いた。その気孔率は２０％、平均孔径は０．５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝１μｍ、上型がＲａ＝１μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例２−１と同様である。
【００９９】
この多孔質型は、通気性が悪いため、ガスの噴出量が少なく、成形ガラス塊の成形面は、多孔質の成形型の成形面に接触しており、その成形面には、カーボンが付着していた。
【０１００】
また、成形プロセスを変更し、供給ガス量を多くしても、型の通気性が悪いため、そのガスは、ガス配管の途中で漏れ、型からの噴出量は多くならず、ガラスと型の接触を防止することができなかった。そして、このような成形ガラス塊は、その成形面にカーボンが付着しているため、光学素子として利用するのに、その表面層を多量に除去する必要があった。即ち、研磨のみで、この層を除去するためには、片面につき、３０分研磨加工する必要があり、コスト上のメリットがなかった。
【０１０１】
（比較例２−２）
本比較例では、多孔質型材として、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５０を用いた。その気孔率は４０％、平均孔径は５０μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例２−１と同様である。
【０１０２】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更して、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することはできるが、このようにすると、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が大きくなった。そして、このような成形ガラス塊を、研磨加工のみで、光学素子に加工すると、多大な時間が必要となり、実用的ではない。
【０１０３】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例では、溶融ガラス塊を、上下一対の多孔質の成形型を用いて、その成形面の細孔からガスが噴出している状態で、プレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹している状態の成形ガラス塊を得て、この成形ガラス塊を一対の成形型で、プレス成形して、成形光学素子を得るのである。
【０１０４】
第３の実施例での、型構造、装置構成、および、装置の動作は、第１の実施例と同様である。即ち、多孔質の下型の上に噴出ガスにより、浮上・保持されている状態で、溶融ガラス塊を得て、これを上下一対の多孔質の型でプレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹した、高精度の形状精度の成形ガラス塊を得るまでの工程は、第１の実施例と同様である。
【０１０５】
続いて、このようにして得られた高精度の形状精度の成形ガラス塊を、成形温度に保たれた上下一対の成形型の下型の上に載せ、この成形ガラス塊がプレス成形可能な温度になるまで加熱軟化する。その後、この上下一対の成形型を用いて、軟化された成形ガラス塊をプレス成形して、成形光学素子を得た。
【０１０６】
本実施例において用いた成形型は、超硬合金からなり、その成形面は、研磨加工された面の上に、保護膜としての作用を有するＴｉＮ膜を成膜し、さらに、その上に、離型膜としての機能を有するカーボン膜を、成膜している。
【０１０７】
本実施例では、所望する成形光学素子の形状と、その成形用素材として使う成形ガラス塊の形状の差、即ち、それらの成形面、被成形面の曲率半径の差は、１０００μｍ以内とし、また、それらの中心厚の差、即ち、プレス代は、１０００μｍ以内とした。
【０１０８】
よって、成形温度に保たれている成形型からの伝熱により、成形ガラス塊を成形下型の上に載せてから、４５秒後には、成形ガラス塊はプレス成形可能な温度に加熱された。その後、プレス力を加えて、プレス成形を開始すると、プレス代が小さいため、１０秒でプレスは終了した。その後、その状態のまま、成形光学素子内部に温度分布が生じないように、冷却した後、型開きし、成形光学素子を取り出した。
【０１０９】
本実施例により得られた成形光学素子は、成形光学素子として優れた品質であった。また、本実施例では、型耐久性が大変優れ、連続成形を１００００ｓｈｏｔした後でも、成形型の成形面に形成されている離型膜としての機能を有するカーボン膜には、ダメージが見られない。従って、本実施例によれば、成形光学素子を得るに際して要する加熱時間と、成形時間とを短縮し、製造コストを下げることができ、また、型耐久性が向上することによっても、製造コストが下がる。
【０１１０】
以下、本実施例のより具体的な実施例を数例挙げて説明し、また、本実施例の比較例も数例挙げて説明する。
【０１１１】
（実施例３−１）
本実施例では、実施例１−１と同様の型を用いた。即ち、多孔質の型１は、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０で作られており、その気孔率は２５％、平均孔径は１０μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径：６．５ｍｍ、上型が曲率半径：２４ｍｍ、その開口径は直径：１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面形状は、下型が図７に示すもので、上型が図９に示すものであり、それらの表面粗さは、下型がＲａ＝１５μｍ、上型がＲａ＝１５μｍであった。なお、本実施例における、成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例１−１とほぼ同様である。
【０１１２】
このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝１μｍ、上面がＲａ＝１μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１５以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、５μｍ以下であった。
【０１１３】
続いて、この成形ガラス塊を、上下一対の成形型でプレス成形して、成形光学素子を得た。この成形型の内、下型の成形面は曲率半径：７ｍｍ、上型は曲率半径：３０ｍｍに研磨加工されている。そして、この一対の成形型を、５８０℃に保った。その状態の成形下型の上に成形ガラス塊を載せ、この成形ガラス塊が加熱軟化された後、３０００Ｎのプレス力を加え、成形光学素子を得た。このようにして得られた成形光学素子は大変優れた品質を有していた。
【０１１４】
（実施例３−２）
本実施例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１５で作った。この気孔率は３０％、平均孔径は１５μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径：６．５ｍｍ、上型が曲率半径：２４ｍｍ、その開口径は直径：１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍであった。なお、本実施例における成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例１−１とほぼ同様である。
【０１１５】
このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝５μｍ、上面がＲａ＝５μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１０以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、１０μｍ以下であった。
【０１１６】
続いて、この成形ガラス塊を、上下一対の成形型でプレス成形して、成形光学素子を得た。この成形型の内、下型の成形面は曲率半径：７ｍｍ、上型は曲率半径：３０ｍｍに研磨加工されている。そして、この一対の成形型を５８０℃に保った。その状態の成形下型の上に成形ガラス塊を載せ、この成形ガラス塊が加熱軟化された後、ここに３０００Ｎのプレス力を加え、成形光学素子を得た。このようにして得られた成形光学素子は、大変優れた品質を有していた。
【０１１７】
（比較例３−１）
本比較例では、多孔質型材として、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５０を用いた。その気孔率は４０％、平均孔径は５０μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型はＲａで３０μｍ、上型はＲａで３０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例３−１と同様である。
【０１１８】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その被成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更し、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することはできるが、この場合、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が大きくなった。そして、このような所望の形状が得られていない成形ガラス塊を、成形光学素子成形用素材として用いると、プレス成形時にガス残りが発生することなどが多く、実用的ではない。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子製造用素材として、好適した高精度な成形ガラス塊を得ることができ、光学素子の低コスト化に寄与する。
【０１２０】
また本発明によれば、光学素子製造用素材として、より適した高精度な成形ガラス塊を得ることができ、光学素子の低コスト化に寄与する。
【０１２１】
また、本発明では、光学素子を製造するにあたり、排出される加工屑の発生量を抑えることができるので、環境保護に寄与すると共に、光学素子の低コスト化に寄与する。
【０１２２】
また、本発明によれば、成形光学素子を製造するにあたり、製造時間を短縮するとともに、型耐久性を向上できるので、光学素子の低コスト化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の型の構成を概略説明する図である。
【図２】同じく、第１の実施例の装置の構成を概略説明する図である。
【図３】同じく、型材の構造を説明する図である。
【図４】同じく、成形中の様子を概略説明する図である。
【図５】同じく、型の成形面の形状を説明する図である。
【図６】同じく、成形ガラス塊の成形面の形状を説明する図である。
【図７】同じく、下型の成形面の形状を説明する図である。
【図８】同じく、成形ガラス塊の被成形面の形状を説明する図である。
【図９】同じく、上型の成形面の形状を説明する図である。
【図１０】本発明の第１の実施例の成形ガラス塊の成形面の形状を説明する図である。
【符号の説明】
１多孔質型
２成形ガラス塊
３ガス供給室
４ガス供給管
５型保持ブロック
６マスフローコントローラ
７ガス供給部
８ＮＣ駆動装置
９コンピュータ
１０シーケンサー
１１コントローラ
１２多孔質型の素材粒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element and a method for producing a shaped glass lump for production thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an optical element such as a lens used in an optical device is previously ground by grinding the optical element manufacturing material into a rough shape approximate to the outer shape of the optical element, and then polishing and smoothing the processed surface. The desired shape is obtained. Such a material for manufacturing an optical element can also be obtained by press-forming softened optical glass with a mold composed of a pair of upper and lower molds. The mold is generally made of heat resistant stainless steel.
[0003]
Then, when press-molding the softened optical glass, in order to prevent the glass from fusing to the mold, a release agent composed of powdered boron nitride or the like is applied to the mold surface, and then , Press molding. In order to prevent fusion between the glass and the mold, press molding is performed in a state where the mold temperature is considerably lower than the temperature of the softened glass.
[0004]
And, the optical element manufacturing material obtained by press forming in this way has a release agent powder embedded in its surface and is cooled by a low temperature mold, There is a large undulation on the surface. And the large undulation of this glass surface and a mold release agent are removed by the subsequent grinding process.
[0005]
On the other hand, recently, development of a technique for directly obtaining an optical element by press-molding a softened optical glass block with a pair of molds has been advanced. In particular, this method is also used for manufacturing an aspheric lens, which is difficult to manufacture by a conventional polishing method. The aspherical lens thus obtained is used in an optical system, so that miniaturization and high accuracy of the optical apparatus are achieved.
[0006]
A forming die used in this forming method is made of ceramics or cemented carbide, and the forming surface is smoothly polished. A carbon film having a release action is generally formed as a release film on the polished molding surface and used in this state.
[0007]
In addition, the surface of the molded glass block (optical glass block) used here must be smooth and free of foreign matter on the surface. In addition, the molded glass lump preferably has a middle shape compared to the shape of the mold. This is because, during press molding, transfer / molding to the glass lump proceeds from the center of the molding surface to the periphery thereof. That is, by proceeding with press molding in this way, it is possible to avoid a phenomenon in which gas is trapped between the molding surface and the glass lump surface in the molding surface.
[0008]
As a method for producing such an optical glass mass, Japanese Patent Publication No. 4-22857 discloses that molten glass flowing out of a nozzle in a molten state is received on a receiving mold made of heat-resistant stainless steel, and the optical glass mass is obtained. A technique for obtaining the above is disclosed. Thus, since the obtained optical glass lump is rapidly cooled by the receiving mold, the surface in contact with the receiving mold contracts and macroscopic undulation is generated. In addition, it is stated here that even if such an optical glass lump having macroscopic undulation is used, the phenomenon of gas confinement does not occur during molding.
[0009]
However, according to the inventor's study, when such an optical glass lump having macroscopic undulation is press-molded, the size and shape of the eel, the shape of the optical glass lump, and the shape of the final molded optical element In many cases, gas was trapped during molding.
[0010]
Therefore, the following method is used as a method of obtaining an optical glass lump having no macroscopic undulation on its surface and low cost. That is, molten glass flowing out in a molten state is received on a receiving mold made of a porous material, and the receiving mold is made of a porous material, and gas is ejected from the receiving surface. The glass is solidified while being in a non-contact state with the receiving mold to obtain a required amount of optical glass lump. The optical glass block thus obtained has no macroscopic undulation on its surface, is smooth, has both sides convex, and has a slightly flat shape.
[0011]
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-195541, when a soft optical glass lump is press-molded with a pair of molds to obtain an optical element, a mold made of a porous material is used. In this state, gas is jetted from the molding surface of the molding die, and press molding is performed through the gas film generated on the molding surface without contacting the softened optical glass with the molding die. Techniques for obtaining elements are also known. By pressing the optical glass lump in a non-contact state through such a gas film, it is possible to prevent the glass and the mold from being fused and to prevent the mold from deteriorating.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional example has the following problems.
(1) Polishing method
As described above, conventionally, in order to obtain an optical element by polishing, the optical element material that has been press-molded has a large amount of undulation and release agent adhered to the molding surface due to rapid cooling in the mold. In order to remove these, the molding surface of the material is ground and removed by grinding to a certain amount, specifically, about 0.5 mm to 1 mm per surface. It was.
[0013]
On the other hand, optical glass contains lead for increasing the refractive index and poisonous deleterious substances such as arsenic and antimony as defoaming agents at the time of melting. Therefore, if fine grinding scraps (sludge) such as powders generated by grinding the surface of the optical element material are discarded as they are, poisonous and deleterious substances contained therein are eluted by moisture, and the soil environment There is a fear of causing contamination.
[0014]
In order to detoxify the grinding waste such as powder, the grinding waste is melted and then solidified into a glassy lump. However, this debris detoxification process has a drawback of being costly. In particular, when producing lenses by polishing overseas, it is very difficult to detoxify grinding scraps (sludge) because there is no such device.
[0015]
That is, when an optical element is obtained by polishing, it is necessary to largely remove the surface of the material by grinding, and since the generated grinding waste (sludge) is toxic, the treatment is necessary and the cost is increased. There is a drawback of becoming.
(2) Method of press-molding glass lump
In a method of receiving molten glass in a non-contact state on a porous receiving mold and thereby obtaining a molten glass lump adjusted to a predetermined amount, the entire surface of the obtained glass lump is from a free surface. Therefore, the shape is determined by the balance between the surface tension of the molten glass and its own weight, so that the shape is usually biconvex and slightly flat.
[0016]
However, the shape of the lens is a thin biconvex, convex meniscus, or concave lens, and there is a large difference between the shape of the above-mentioned glass lump, which is a material, and the shape of the lens molded therefrom. That is, if such a glass lump is used as it is as a press material, the amount of press deformation during lens production increases. On the other hand, a carbon thin film is generally formed on the molding surface of the mold as a release film having a release effect.
[0017]
Therefore, when a glass lump is press-molded, a shearing force acts on the interface between the molding surface of the mold and the molding surface of the molded product due to the press deformation. Is repeated, the carbon thin film formed on the molding surface of the mold is consumed. In particular, when there is a large difference in shape between the glass lump that is the press material and the lens that is the molded product, the carbon thin film is consumed so much that the carbon thin film disappears after only about 100 molding operations. End up.
[0018]
That is, when an optical element is obtained by press-molding a glass lump, if the shape difference between the glass lump that is a molding material and the lens that is a molded product is large, the release film formed on the molding surface of the mold There is a disadvantage that durability is deteriorated.
(3) A method of press-molding a molten glass lump with a porous mold
If the molten glass lump is press-molded in a state where gas is ejected from the pores of the porous mold, the press molding proceeds without contact between the mold and the molten glass, so the mold does not deteriorate. Is believed to be possible. However, this method has a drawback that it is difficult to obtain optimum molding conditions.
[0019]
That is, when the flow rate of the gas ejected from the pores of the porous mold is small, the molten glass bites into the pores of the porous mold, and conversely, when the gas flow rate is large, the molten glass enters the mold. However, the shape of the glass surface that should follow the shape of the mold is separated from the shape of the mold by the gas pressure, and is greatly deformed. Therefore, the molded glass obtained by this method is difficult to use as an optical element because its shape accuracy is low.
[0020]
The present invention has been made based on the above circumstances, and its main purpose is to transfer the shape accuracy of the mold with a high accuracy on the order of μm, and to provide a high-quality surface state that can be used as an optical element manufacturing material. The object of the present invention is to provide a method for producing a molded glass lump using a porous mold.
[0021]
Another object of the present invention is to obtain a molded glass lump that is suitable as a material for manufacturing an optical element, and to remove the surface of the molded glass lump by polishing to obtain an optical element. It is to reduce the amount of glass waste to be removed, and to reduce the amount of press deformation when an optical element is manufactured from a molded glass lump by press molding.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present inventionMethod for producing molded glass block for optical element productionThen, using a pair of porous molds, the molten glass mass is received on the molding surface, and the molten glass mass is pressed in a non-contact state with respect to the molding surface with a gas ejected from the molding surface. In the method for producing a molded glass lump for optical element production, which obtains a desired shape by molding,By setting the surface roughness of the molding surface of the porous mold within the range of Ra = 5 μm to 100 μm, the surface roughness of the molding surface is within the range of Ra = 0.05 μm to 20 μm. Forming molded glass lumpIt is characterized by doing.
[0028]
  In the present inventionIt is effective to form the molding surface so that the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump falls within the range of Ra = 0.05 μm to 20 μm in the following points.
[0029]
That is, when the molding glass lump is used as an optical element forming material by setting the surface roughness of the molding glass lump surface to Ra = 20 μm or less, the concave portion of the molding glass lump molding surface is used. It is possible to prevent the molding with the gas remaining. Further, when the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is set to Ra = 0.05 μm or more, the molded glass lump is used as a material for manufacturing an optical element by polishing or grinding and polishing. When used, it is possible to surely polish or grind and polish the molding surface of the shaped glass lump.
[0030]
By the way, when the surface roughness is too small and the molding surface of a smooth molded glass lump is not effectively polished by abrasive grains, and polishing or grinding and polishing are not performed reliably. There is also.
[0031]
  AlsoIn order to form a molding surface having such a surface roughness, in the present invention, the molding surface is set so that the surface roughness of the molding surface of the porous mold is within a range of Ra = 5 μm to 100 μm. It constitutes.In the present invention,The porous mold used for this purpose is preferably formed of a porous material having a porosity of 35% or less and an average pore diameter of 50 μm or less.
[0032]
In addition, it is possible to adjust the flow rate of the gas ejected from the molding surface of the porous mold so that the surface roughness of the molded glass lump is smaller than the surface roughness of the porous mold. It is most effective in realizing the manufacturing method.
[0033]
That is, if the gas flow rate ejected from the molding surface of the molding die is small, the glass bites into the pores of the molding surface of the molding die when obtaining the molding glass mass, and the surface roughness of the porous die and the molding glass mass. The surface roughness of is almost the same. In this case, it becomes difficult to remove the molded glass lump from the porous mold. Further, when such a molded glass lump is used as a molding material for molding an optical element, there is a possibility that a gas residue may be generated at the interface during molding due to the unevenness of the molding surface of the molded optical element.
[0034]
Therefore, in order to prevent such a phenomenon and to mold so that the surface roughness of the molded glass lump is smaller than the surface roughness of the porous mold, it is most effective to adjust the above gas flow rate. It is.
[0035]
Therefore, in the present invention, the approach speed (press speed) of the pair of porous molds and the porosity so that the molding surface of the molded glass lump is slightly uneven with a desired surface roughness. The flow rate of the gas ejected from the molding surface of the quality mold is controlled to a desired value at a desired time. Thereby, the molded glass lump whose molding surface is slightly uneven with a desired surface roughness, that is, a more suitable molded glass lump as an optical element manufacturing material can be obtained.
[0036]
That is, for example, when the press speed is too high or the gas flow rate is too low, the glass bites into the mold pores, which is not preferable. Conversely, if the press speed is too slow, or if the gas flow rate is too high, the molding surface of the glass lump will become a non-contact and smooth surface without being slightly uneven, but the shape of the molding surface Is far from the shape to be transferred of the mold. In order to prevent these, the above-described means for controlling the press speed and the gas flow rate so as to have desired values at desired times is effective.
[0038]
  Also, as mentioned above, it approximates the shape of the finished productSlightly unevenAn optical element is obtained by adopting a molded glass lump as a material for an optical element and polishing or grinding and polishing the surface to be molded of the molded glass lump.Of optical element manufacturing methodIn this case, the processing removal amount (the generation amount of harmful sludge) can be greatly reduced, and the processing time can be shortened.
[0039]
  In addition, about the molded glass lump obtained by the manufacturing method of the above-described molded glass lump whose surface to be molded is slightly uneven, a process of heating to a temperature at which it softens and press forming with a pair of precision molds Thus, a molded optical element having a desired shape excluding the unevenness is obtained.For optical element manufacturing methodsSince the amount of pressing can be reduced, the wear and damage of the release film on the molding surface of the mold can be reduced, the mold life can be improved, and the pressing time can be shortened.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, a molten glass lump is press-molded using a pair of upper and lower porous molds in a state where gas is ejected from the pores of the molding surface, and the molding surface Is formed for the purpose of obtaining an optical element by obtaining a molded glass lump having a slightly uneven surface, and removing the molding surface of the molded glass lump by polishing or grinding and polishing. This will be described in detail below.
[0041]
That is, in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a molding die made of a porous material, 2 denotes a molded glass block press-molded by the porous molding die 1, and 3 denotes a molding surface of the porous molding die 1. This is a gas supply chamber for supplying the gas to be ejected, and this gas supply chamber 3 is formed on the back surface of the porous mold 1. Reference numeral 4 denotes a gas supply pipe for supplying gas to the gas supply chamber 3, and reference numeral 5 denotes a holding block that holds the porous mold 1 and also serves to form the gas supply chamber 3. Note that the porous mold 1, the gas supply chamber 3, the gas supply pipe 4, and the mold holding block 5 constituting the upper and lower molds have substantially the same configuration.
[0042]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control unit of the apparatus used in the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a porous mold, 4 denotes a gas supply pipe, and 6 controls the gas supplied to the porous mold 1 through the gas supply pipe 4 to a desired flow rate. And 7 is a gas supply unit for supplying gas to the mass flow controller 6. Note that the series of gas flow rate control units has substantially the same configuration for both the upper and lower types.
[0043]
In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a uniaxial NC (numerical control) driving device for controlling the pressing speed, that is, the moving speed and moving position of the mold to desired numerical values. In FIG. 2, the NC driving device 8 is connected to the lower mold of the porous mold 1 to control the moving speed of the lower mold and the press speed. The NC driving device 8 may be connected to the upper or lower die, or the NC driving device may be connected to the upper and lower molds for press control.
[0044]
In FIG. 2, reference numeral 9 denotes a computer for setting desired set values for the upper and lower gas flow rates and the press speed. Reference numeral 10 denotes a sequencer that controls the operation of the apparatus. A desired set value set by the computer 9 is stored in the sequencer 10 as data of the sequencer 10. Further, reference numeral 11 denotes a controller for controlling the mass flow controller 6 or the NC drive device 8 by a signal from the sequencer 10.
[0045]
By using the sequencer 10, the controller 11, and the mass flow controller 6, the flow rate of the gas ejected from the upper and lower porous molds 1 can be controlled to a desired value at a desired timing during the molding process. . Further, by using the sequencer 10, the controller 11, and the NC driving device 8, the pressing speed by the upper and lower molds, that is, the mold position and the moving speed can be controlled to a desired value at a desired timing during the molding process. . These desired values can be easily changed by the computer 9.
[0046]
FIG. 3 is an electron micrograph of a porous material that is a material of the porous mold 1 in the embodiment of the present invention. Here, a micrograph of porous carbon VCP-10 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. is shown, and this photo is reprinted from the company's porous carbon catalog. As can be seen from FIG. 3, this porous material is composed of fine spherical material particles gathered together, and is configured as a porous material by partially connecting the material particles to each other. I understand. It is needless to say that the porous mold material used in the present invention is not limited to this porous carbon VCP-10, and other materials may be used.
[0047]
FIG. 4 is a view for explaining the state in the vicinity of the forming surface of the porous mold and the vicinity of the surface to be molded of glass during the molding of the glass in this embodiment. In FIG. 4, 2 is a part of the molded glass block near the surface to be molded, and 12 is a spherical material particle constituting the porous mold.
[0048]
FIG. 5 is data obtained by measuring the shape of the molding surface of the porous mold 1 with Foam Talysurf, which is a shape measuring instrument manufactured by Rank Taylor Hobson. Moreover, FIG. 6 is the data which measured the shape of the to-be-molded surface of the molded glass lump 2 obtained here. Further, FIG. 7 shows measurement data of the shape of the entire molding surface of the porous lower mold 1 used in this embodiment. Similarly, FIG. 8 is data obtained by measuring the shape of the entire bottom surface of the molded glass lump 2 obtained, FIG. 9 is data obtained by measuring the shape of the entire molding surface of the porous upper mold 1, and FIG. This is data obtained by measuring the shape of the entire upper surface of the molded glass lump 2 obtained.
[0049]
Next, the manufacturing method of the shaped glass lump concerning this invention is demonstrated below. Here, first, the optical glass melted in a glass melting crucible (not shown) is dropped from its outlet (not shown) via an outflow pipe connected to the lower part of the glass melting crucible. Spilled into the shape. And the porous lower mold | type 1 is installed in the position directly under the outflow port of this outflow pipe. In the porous lower mold 1, high-pressure gas is supplied from the gas supply pipe 4 to the gas supply chamber 3, and this gas is ejected from the upper surface (molding surface) of the lower mold. At this time, the gas ejected from the porous molding surface is controlled to a desired flow rate by the mass flow controller 6.
[0050]
When a molten glass stream is received on the molding surface of the lower mold 1 and the received molten glass lump has a desired weight, the lower mold 1 is lowered by a predetermined amount. As a result, the molten glass stream is bundled at this portion and immediately spontaneously cut. The molten glass lump (not shown) obtained in this way is composed of a free surface on both upper and lower surfaces, has a very smooth surface to be molded without cutting flaws, and is molded on the porous lower mold 1. The surface is held in a non-contact state, that is, in a floating state.
[0051]
Subsequently, the porous lower mold 1 in a state where a molten glass lump (not shown) is levitated and held is moved to a position below the porous upper mold 1. Therefore, using the NC driving device 8, the porous lower mold 1 is raised and brought closer to the porous upper mold 1. As the approach further progresses, the molten glass lump advances press deformation following the shape of the molding surfaces of the porous upper mold 1 and lower mold 1 through the gas film. Finally, when the press deformation is completed, a molded glass lump 2 having a desired shape is obtained. The situation at that time is as shown in FIG.
[0052]
At this time, the press speed is controlled by the NC driving device 8 so as to be a desired speed set in advance by the computer 9. The gas ejected from the porous upper mold 1 and lower mold 1 is controlled by the mass flow controller 6 so as to have a desired flow rate set in advance by the computer 9.
[0053]
Accordingly, during press molding and when the press is completed, a part of the surface irregularities is in contact, and the other part is non-contact through the gas film, and the molding surface of the molten glass lump is porous. There is a possibility that a relatively large gap may be generated between the molding surface of the porous mold and the molding surface of the molded glass lump, without being greatly digged into the pores of the molding surface of the mold. In addition, it is possible to avoid a smooth molding surface of the molded glass lump.
[0054]
That is, the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this embodiment has a slight convex portion on the outermost surface portion of the molding surface of the spherical material particles forming the porous mold, as schematically shown in FIG. The recessed part transferred to is formed. At this time, the high-pressure gas supplied to the gas supply chamber 3 provided on the back of the porous mold 1 passes through the pores on the molding surface of the porous mold, as shown by arrows in FIG. , Ejected in the direction of the molding surface. The gas ejected on the molding surface passes through the gap between the molding surface of the porous mold 1 and the molding surface of the molded glass lump 2 and toward the outer peripheral edge of the molding surface of the molded glass lump 2. Flowing. Therefore, since a gas flow flows through the gap between the mold 1 and the molded glass lump 2, pressure is generated on the molding surface by Bernoulli's theorem. Therefore, the convex part of the raw material grain 12 and the concave part of the molded glass lump 2 do not come into contact with each other by this pressure.
[0055]
Thus, after the molded glass lump 2 whose molding surface is slightly uneven is obtained by press molding, cooling is started in a state in which the molded glass lump 2 is held inside the porous mold 1. . Here, since the thermal expansion coefficient of the glass is larger than the thermal expansion coefficient of the mold, the glass tends to shrink. However, in this embodiment, since the convex portions of the material grains 12 and the concave portions of the molded glass lump 2 are in a corresponding positional relationship, the shrinkage of the glass is suppressed and the shrinkage amount is small.
[0056]
  Therefore, when the cooling is completed and the molded glass lump 2 is taken out from the porous mold 1, the shape of the surface to be molded of the molded glass lump 2 is substantially similar to the shape of the molding surface of the porous mold 1That is, a shape that is almost similar to the optical element to be finally moldedIt becomes. The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 is smaller than the surface roughness of the molding surface of the porous mold 1, and the surface is slightly uneven.Further, if such a shaped glass lump is used as a material for an optical element for polishing, the shape of the material and the shape of the optical element are approximated, so the amount of removal of grinding dust (sludge) by polishing is reduced. be able to.
[0057]
Next, the surface shape of the porous mold in this embodiment is shown in FIG. This is obtained by processing the porous carbon shown in FIG. 3 into a spherical shaped surface by cutting. FIG. 5 shows the shape data after removing the spherical R component. In FIG. 5, the shape appears to have an edge, but this is because the horizontal scale is 1/10 that of the vertical axis. In practice, FIG. 3 and FIG. As shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, the surface roughness of the molding surface of this porous mold is about 25 μm in terms of PV value and about 15 μm in terms of Ra.
[0058]
FIG. 6 shows shape data of the molding surface of the molded glass lump obtained in this embodiment, and the measuring method is the same as that of the molding die of FIG. As apparent from FIG. 6, the surface roughness of the molding surface of this porous mold is about 5 μm in terms of PV value and about 2 μm in terms of Ra.
[0059]
From the results shown in FIG. 5 and FIG. 6, the surface roughness of the molding surface of the porous mold is not transferred to the molded glass lump, and the surface roughness of the molded surface of the molded glass lump is higher than that of the mold. It can be confirmed that the point is considerably small, and in particular, the size of the undulation is reduced in the height direction, and the span of the undulation in the horizontal direction is increased.
[0060]
In addition, when FIG. 6 is seen, although the trough shape of the recessed part of the to-be-molded surface of a shaping | molding glass lump seems to stand up, this is the influence of the scale ratio of length and width, and actually a trough bottom shape Is round. That is, the molding surface of the molded glass block obtained here is slightly uneven with a recess of about 3 μm in depth every about 0.3 mm. When the appearance of this molded glass lump is visually observed, the surface to be molded is a glossy smooth surface, but when viewed finely, it looks like a mat surface with light irregularities. 5 and 6 are shape data of a part of the molding surface of the mold and the molding surface of the glass lump, respectively.
[0061]
Next, overall shape data is shown. FIG. 7 shows the shape measurement data of the porous lower mold, FIG. 8 shows the lower surface of the molded glass lump, FIG. 9 shows the porous upper mold, and FIG. 10 shows the upper surface of the molded glass lump. These measurement methods are the same as those in FIG. 5, and each shows the result of removing the spherical R component. 7 and 9, the edge of the porous surface shape appears to be standing because the vertical and horizontal scales have been reduced to 1/100, and the shape of the convex portion is actually a spherical shape.
[0062]
When these are seen, it turns out that the to-be-molded surface of a shaping | molding glass lump is a micrometer order over the to-be-molded surface whole surface, and has the desired shape precision. This is because the molded glass lump is cooled in a lightly constrained state by the projections of the material grains on the molding surface of the porous mold, so that the shape of the molding surface of the mold can be transferred well. This is because. On the other hand, it can be seen that the large surface roughness of the mold is not transferred to the molding surface of the molded glass lump but is slightly uneven.
[0063]
Subsequently, the surface of the molding surface of the molded glass lump 2 finished with high precision in this way was slightly ground and removed, and then further polished to obtain an optical element. In addition, when obtaining an optical element from a conventional press glass material by grinding and polishing, first, using a cup-shaped diamond grindstone, rough grinding is performed by a curve generator processing machine, so-called CG processing is performed. After that, fine grinding is performed using a pellet grindstone, commonly called: pellet processing is performed, and then polishing processing is performed using abrasive grains, but the molded glass lump obtained in this embodiment is Since the shape accuracy was high and there was no foreign matter on the surface, CG processing was not performed, and only pellet processing and polishing processing were performed. The removal amount by pellet processing was 5 μm, and the removal amount by polishing was 2 μm. The removal processing time was attached to one side, pellet processing: 1 minute, and polishing processing: 1 minute.
[0064]
On the other hand, when the pressed glass material is ground and polished by the conventional method, the removal amount is 500 μm by CG processing, 50 μm by pellet processing, and 5 μm by polishing processing, and the processing time is CG processing 1 per side. Min, pellet processing 10 minutes, polishing processing 3 minutes.
[0065]
Therefore, in the embodiment of the present invention, the generation amount of grinding waste (sludge) generated during removal processing by grinding / polishing can be significantly reduced to 1.3% compared to the conventional method, and the global environment There are significant benefits to protection. Further, since the processing time can be shortened, the manufacturing cost is also reduced.
[0066]
【Example】
In the following, more specific examples of the present invention will be described with reference to several examples, and comparative examples of the present example will also be described with reference to several examples.
[0067]
(Example 1-1)
In this example, an optical glass material equivalent to SK12 was placed in a platinum crucible (not shown), and the periphery thereof was heated to 1200 ° C. and melted. The molten optical glass flowed out through a platinum outflow pipe (not shown). The temperature of the outflow pipe was maintained at 860 ° C., and the molten glass flow was discharged in the form of droplets from the outlet of the outflow pipe.
[0068]
The porous mold 1 is made of porous carbon VCP-10 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. shown in FIG. 3 and has a porosity of 25% and an average pore diameter of 10 μm. The molding surface of the porous mold 1 is such that the lower mold has a curvature radius of 6.5 mm, the upper mold has a curvature radius of 24 mm, and the opening diameter is 10 mm. The surface shape of the molding surface of this porous mold is as shown in FIG. 7 for the lower mold, and as shown in FIG. 9 for the upper mold. The surface roughness of the lower mold is Ra = 15 μm. Ra = 15 μm.
[0069]
The mold holding block 5 is always kept at 500 ° C. by a built-in heater (not shown). Further, nitrogen gas having a pressure of 0.2 MPa is initially supplied from the gas supply pipe 4 at a flow rate of 5 L (liter) per minute. The molding surface of the porous mold 1 in this state was installed at a position of 10 mm below the outlet of the outflow pipe and kept in that state for 5 seconds. Then, 0.7 g of molten glass having a desired weight was obtained in a floating state on the molding surface of the porous lower mold 1 through a gas film. Therefore, the porous mold 1 was lowered 10 mm downward and stopped. Immediately thereafter, the molten glass stream began to tie up at that position and was naturally cut after 0.2 seconds.
[0070]
After moving the molten glass lump thus obtained in a floating state, the porous lower mold 1 is moved to a position below the porous upper mold 1, and then the NC drive device 8 The porous lower mold 1 was raised and the upper and lower molds started to approach each other.
[0071]
And 15 seconds after obtaining the molten glass lump, press molding of the molten glass lump with a porous upper and lower mold was started. At this time, the pressing speed, that is, the rising speed of the porous lower mold 1 by the NC driving device 8 is controlled to 0.3 mm / s. The flow rate of nitrogen gas ejected from the porous lower mold is controlled to 1 L / min, and the flow rate of nitrogen gas ejected from the porous lower mold is controlled to 1 L / min.
[0072]
After 10 seconds from the start of press molding, press molding was completed, and a molded glass lump 2 having a desired shape was obtained. At this time, the flow rate of the nitrogen gas ejected from the porous lower mold is controlled to 0.5 L / min, and the flow rate of the nitrogen gas ejected from the porous lower mold is controlled to 0.7 L / min. . Further, the press speed immediately before this is controlled to 0.1 mm / s.
[0073]
Then, in this state, it was held for 40 seconds to cool the molded glass lump 2, and then the mold was opened to take out the molded glass lump 2. The surface shape of the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way is such that its lower surface is shown in FIG. 8 and its upper surface is shown in FIG. Ra = 2 μm and the upper surface Ra = 2 μm. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/8 or less of the surface roughness of the molding surface of the molding die. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 5 μm or less.
[0074]
Subsequently, the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was finely ground by pellet processing and then polished to obtain an optical element. That is, first, one surface was subjected to pellet processing for 1 minute to remove the surface of 5 μm, and subsequently polished for 1 minute to remove the surface of 2 μm. Subsequently, the opposite surface was processed in the same manner. The optical element thus obtained had excellent quality.
[0075]
(Example 1-2)
In this example, the porous mold was made of porous carbon VCP-15 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. Its porosity is 30% and the average pore diameter is 15 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is Ra = 50 μm for the lower mold and Ra = 50 μm for the upper mold. Other conditions, that is, the mold shape and the molding process are the same as in Example 1-1.
[0076]
The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 thus obtained was Ra = 5 μm on the lower surface and Ra = 5 μm on the upper mold. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/10 or less of the surface roughness of the molding surface of the molding die both in the upper and lower sides. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 8 μm or less.
[0077]
Subsequently, the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was finely ground by pellet processing and then polished to obtain an optical element. First, one surface was subjected to pellet processing for 2 minutes to remove the surface of 10 μm, and subsequently polished for 1 minute to remove the surface of 2 μm. Subsequently, the opposite surface was processed in the same manner. The optical element thus obtained had excellent quality.
[0078]
(Example 1-3)
In this example, the porous mold was made of porous carbon VCP-5 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. Its porosity is 20% and the average pore diameter is 5 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is Ra = 8 μm for the lower mold and Ra = 8 μm for the upper mold. Other conditions, that is, the shape of the mold and the molding process are the same as in Example 1-1.
[0079]
The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 thus obtained was Ra = 1 μm on the lower surface and Ra = 1 μm on the upper surface. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/8 or less of the surface roughness of the molding surface of the molding die. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 5 μm or less.
[0080]
Subsequently, the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was finely ground by pellet processing and then polished to obtain an optical element. First, one surface was subjected to pellet processing for 1 minute to remove the surface of 5 μm, and then polished for 1 minute to remove the surface of 2 μm. Subsequently, the opposite surface was processed in the same manner. The optical element thus obtained had excellent quality.
[0081]
(Comparative Example 1-1)
In a comparative example for comparison with the example of the present invention, a porous mold was made of porous carbon VCF-25 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. Its porosity is 65% and the average pore diameter is 25 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is Ra = 80 μm for the lower mold and Ra = 80 μm for the upper mold. Other conditions, that is, the shape of the mold and the molding process are the same as in Example 1-1.
[0082]
The molded glass lump thus obtained has a molding surface that bites into the pores of the porous mold and is difficult to remove from the mold. In addition, we changed the molding process to reduce the biting rate by slowing the molding speed or increasing the flow rate of the jet gas from the mold. And the difference between the shape of the molded glass lump and the surface to be molded greatly exceeded the allowable range.
[0083]
And if such a shaped glass lump is precisely ground only by pellet processing without performing CG processing and processed into an optical element, a lot of time is required, which is not practical.
[0084]
(Comparative Example 1-2)
In this comparative example, the porous mold was made of porous carbon VCP-50 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. Its porosity is 40% and the average pore diameter is 50 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is Ra = 50 μm for the lower mold and Ra = 50 μm for the upper mold. Other conditions, that is, the shape of the mold and the molding process are the same as in Example 1-1.
[0085]
The molded glass lump thus obtained has a molding surface that bites into the pores of the porous mold and is difficult to remove from the mold. In addition, we changed the molding process to reduce the biting rate by slowing the molding speed or increasing the flow rate of the jet gas from the mold. And the difference between the shape of the molded glass lump and the surface to be molded greatly exceeded the allowable range.
[0086]
And if such a shaped glass lump is precisely ground only by pellet processing without performing CG processing and processed into an optical element, a lot of time is required, which is not practical.
[0087]
(Second embodiment)
In the second embodiment of the present invention, the molten glass lump is press-molded using a pair of upper and lower porous molds while gas is being ejected from the pores of the molding surface, and the molding is performed. A molded glass lump with a slightly uneven surface is obtained, and the molding surface of the molded glass lump is removed only by polishing to obtain an optical element.
[0088]
The mold structure, apparatus configuration, and operation of the apparatus in the second embodiment are the same as those in the first embodiment. That is, a molten glass lump is obtained on a porous lower mold while being floated and held by a jet gas, and this is press-molded with a pair of upper and lower porous molds, and the surface to be molded is The process up to obtaining a shaped glass lump with a high degree of accuracy and shape that is slightly uneven is the same as in the first embodiment.
[0089]
Subsequently, the surface layer of the molding surface of the molded glass lump 2 finished with high precision in shape as described above was polished to obtain an optical element. That is, the CG processing step and the pellet processing step, which have been performed when an optical element is obtained by grinding and polishing from a conventional press glass material, are omitted in the second embodiment.
[0090]
In this example, the removal amount by polishing was 5 μm, but the removal time was 2 minutes per side. Therefore, according to the present embodiment, the amount of grinding dust (sludge) generated during removal processing by grinding / polishing can be greatly reduced as compared with the conventional method, which has a great merit in protecting the global environment. Further, the processing time can be shortened, and the processing device for CG processing and pellet processing is not required, so that the manufacturing cost is reduced.
[0091]
Hereinafter, a more specific example of the present example will be described with several examples, and a comparative example of the present example will also be described with a few examples.
(Example 2-1)
In this example, the same mold as in Example 1-1 was used. That is, the porous mold 1 is made of porous carbon VCP-10 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd., and has a porosity of 25% and an average pore diameter of 10 μm. The molding surface of the porous mold 1 is such that the lower mold has a radius of curvature of 6.5 mm, the upper mold has a radius of curvature of 24 mm, and the opening diameter is 10 mm. The surface shape of the molding surface of this porous mold is as shown in FIG. 7 for the lower mold, and as shown in FIG. 9 for the upper mold. The surface roughness is Ra = 15 μm for the lower mold and that for the upper mold. Ra = 15 μm.
[0092]
The process for obtaining a shaped glass lump in this example is almost the same as in Example 1-1. However, in Example 2-1, the temperature of the mold holding block is 600 ° C. at the start of press molding, 500 ° C. at the start of press molding, and after completion of press molding, the pair of upper and lower porous molds are in that state. The temperature was kept for 60 seconds, and the temperature of the mold holding block was controlled to be 450 ° C. during that time, thereby preventing a difference in temperature distribution inside the molded glass lump.
[0093]
The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was Ra = 1 μm on the lower surface and Ra = 1 μm on the upper surface. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/15 or less that of the molding surface of the molding die. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 3 μm or less.
[0094]
Subsequently, the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was polished to obtain an optical element. Polishing was performed for 2 minutes to remove the surface of 5 μm. Subsequently, the opposite surface was processed in the same manner. The optical element thus obtained had excellent quality.
[0095]
(Example 2-2)
In Example 2-1 described above, an example in which a biconvex lens is obtained has been described. In Example 2-2, an example in which a biconcave lens is obtained will be described. The mold material used here is VCP-10 of porous carbon. As for the shape of the mold, the lower mold had a convex shape with a radius of curvature of 24 mm, the opening diameter was 10 mm in diameter, and the upper mold had a convex shape with a radius of curvature of 6.5 mm. Further, the surface roughness of the lower mold was Ra = 20 μm, and the upper mold was Ra = 25 μm.
[0096]
The process for obtaining a shaped glass lump in this example is the same as in Example 2-1. The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 thus obtained was Ra = 2 μm on the lower surface and Ra = 2 μm on the upper surface. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/13 or less of the surface roughness of the molding surface of the molding die, both above and below. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 3 μm or less.
[0097]
Subsequently, the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was polished to obtain an optical element. Polishing was performed for 2 minutes to remove the surface of 5 μm. Subsequently, the opposite surface was processed in the same manner. The optical element thus obtained had excellent quality.
[0098]
(Comparative Example 2-1)
In this comparative example, a porous carbon VCP-0.5 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. was used as the porous mold material. Its porosity is 20%, and the average pore size is 0.5 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is Ra = 1 μm for the lower mold and Ra = 1 μm for the upper mold. Other conditions, that is, the mold shape and the molding process are the same as those in Example 2-1.
[0099]
Since this porous mold has poor air permeability, the amount of gas ejection is small, and the molding surface of the molded glass lump is in contact with the molding surface of the porous molding die, and carbon adheres to the molding surface. Was.
[0100]
Even if the molding process is changed and the amount of gas supplied is increased, the gas permeability of the mold is poor, so that the gas leaks in the middle of the gas pipe, and the amount of ejection from the mold does not increase. Contact could not be prevented. And since carbon has adhered to the shaping | molding surface of such a shaping | molding glass lump, in order to utilize as an optical element, it was necessary to remove the surface layer in large quantities. That is, in order to remove this layer only by polishing, it was necessary to polish for 30 minutes per side, and there was no cost advantage.
[0101]
(Comparative Example 2-2)
In this comparative example, a porous carbon VCP-50 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. was used as the porous mold material. Its porosity is 40% and the average pore diameter is 50 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is Ra = 50 μm for the lower mold and Ra = 50 μm for the upper mold. Other conditions, that is, the mold shape and the molding process are the same as those in Example 2-1.
[0102]
The molded glass lump thus obtained has a molding surface that bites into the pores of the porous mold and is difficult to remove from the mold. In addition, it is possible to reduce the biting into the mold by changing the molding process to slow the molding speed or increasing the flow rate of the gas ejected from the mold. The difference between the surface shape and the surface shape of the molded glass lump was increased. And if such a shaped glass lump is processed into an optical element only by polishing, a lot of time is required, which is not practical.
[0103]
(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, the molten glass lump is press-molded using a pair of upper and lower porous molds while gas is ejected from the pores of the molding surface, and the molding is performed. A molded glass lump having a slightly uneven surface is obtained, and this molded glass lump is press-molded with a pair of molds to obtain a molded optical element.
[0104]
The mold structure, apparatus configuration, and operation of the apparatus in the third embodiment are the same as those in the first embodiment. That is, a molten glass lump is obtained in a state where it is levitated and held by a jet gas on a porous lower mold, and this is press-molded with a pair of upper and lower porous molds, and its molding surface is slightly The steps up to obtaining a high-precision shaped glass lump with irregularities are the same as in the first embodiment.
[0105]
Subsequently, the molded glass lump with high precision and accuracy thus obtained is placed on the lower molds of a pair of upper and lower molds maintained at the molding temperature, and the temperature at which the molded glass lump can be press-molded. Soften until heated. Then, using this pair of upper and lower molds, the softened glass lump was press-molded to obtain a molded optical element.
[0106]
The molding die used in this example is made of cemented carbide, and the molding surface thereof is formed by forming a TiN film having a function as a protective film on the polished surface, and further, A carbon film having a function as a release film is formed.
[0107]
In this example, the difference between the shape of the desired molding optical element and the shape of the molded glass lump used as the molding material, that is, the difference in the radius of curvature between the molding surface and the molding surface is within 1000 μm, and The difference between the center thicknesses, that is, the press margin, was set within 1000 μm.
[0108]
Therefore, 45 seconds after the molded glass lump was placed on the lower mold by heat transfer from the mold kept at the molding temperature, the molded glass lump was heated to a temperature at which press molding can be performed. After that, when press force was applied and press molding started, the press cost was small, and the press was completed in 10 seconds. Thereafter, in this state, the mold was cooled so that no temperature distribution was generated inside the molded optical element, and then the mold was opened, and the molded optical element was taken out.
[0109]
The molded optical element obtained by this example was of excellent quality as a molded optical element. Further, in this example, the mold durability is very excellent, and no damage is seen in the carbon film having a function as a release film formed on the molding surface of the mold even after 10000 shots of continuous molding. . Therefore, according to the present embodiment, the heating time and molding time required for obtaining the molded optical element can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, and the mold durability can be improved. Go down.
[0110]
Hereinafter, a more specific example of the present example will be described with several examples, and a comparative example of the present example will also be described with a few examples.
[0111]
(Example 3-1)
In this example, the same mold as in Example 1-1 was used. That is, the porous mold 1 is made of porous carbon VCP-10 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd., and has a porosity of 25% and an average pore diameter of 10 μm. The molding surface of the porous mold 1 is such that the lower mold has a radius of curvature of 6.5 mm, the upper mold has a radius of curvature of 24 mm, and the opening diameter is 10 mm. The surface shape of the molding surface of this porous mold is as shown in FIG. 7 for the lower mold, and as shown in FIG. 9 for the upper mold. The surface roughness is Ra = 15 μm for the lower mold and that for the upper mold. Ra = 15 μm. In addition, the process for obtaining a molded glass lump in the present example is substantially the same as that of Example 1-1.
[0112]
The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 obtained in this way was Ra = 1 μm on the lower surface and Ra = 1 μm on the upper surface. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/15 or less that of the molding surface of the molding die. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 5 μm or less.
[0113]
Subsequently, this molded glass lump was press-molded with a pair of upper and lower molds to obtain a molded optical element. Of these molds, the molding surface of the lower mold is polished to a radius of curvature of 7 mm, and the upper mold is polished to a radius of curvature of 30 mm. And this pair of shaping | molding die was kept at 580 degreeC. A molded glass lump was placed on the molded lower mold in this state, and after the molded glass lump was heated and softened, a press force of 3000 N was applied to obtain a molded optical element. The molded optical element thus obtained had very good quality.
[0114]
(Example 3-2)
In this example, the porous mold was made of porous carbon VCP-15 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. This porosity is 30%, and the average pore diameter is 15 μm. The molding surface of the porous mold 1 is such that the lower mold has a radius of curvature of 6.5 mm, the upper mold has a radius of curvature of 24 mm, and the opening diameter is 10 mm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold was Ra = 50 μm for the lower mold and Ra = 50 μm for the upper mold. In addition, the process of obtaining the shaping | molding glass lump in a present Example is as substantially the same as Example 1-1.
[0115]
The surface roughness of the molding surface of the molded glass lump 2 thus obtained was Ra = 5 μm on the lower surface and Ra = 5 μm on the upper surface. That is, the surface roughness of the molding surface of the molded glass lump is 1/10 or less of the surface roughness of the molding surface of the molding die both in the upper and lower sides. Moreover, the difference between the molding surface shape of the porous mold and the molding surface shape of the molded glass lump was 10 μm or less.
[0116]
Subsequently, this molded glass lump was press-molded with a pair of upper and lower molds to obtain a molded optical element. Of these molds, the molding surface of the lower mold is polished to a radius of curvature of 7 mm, and the upper mold is polished to a radius of curvature of 30 mm. The pair of molds was kept at 580 ° C. A molded glass lump was placed on the molded lower mold in this state. After the molded glass lump was heated and softened, a press force of 3000 N was applied thereto to obtain a molded optical element. The molded optical element thus obtained had very good quality.
[0117]
(Comparative Example 3-1)
In this comparative example, a porous carbon VCP-50 manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. was used as the porous mold material. Its porosity is 40% and the average pore diameter is 50 μm. The surface roughness of the molding surface of this porous mold is 30 μm for Ra for the lower mold and 30 μm for Ra for the upper mold. Other conditions, that is, the shape of the mold and the molding process are the same as in Example 3-1.
[0118]
The molded glass lump obtained in this way had its molding surface bite into the pores of the porous mold and was difficult to remove from the mold. In addition, it is possible to reduce the biting into the mold by changing the molding process, slowing the molding speed, or increasing the flow rate of the jet gas from the mold. The difference with the to-be-molded surface shape of a molded glass lump became large. If a molded glass lump that does not have such a desired shape is used as a molding optical element molding material, gas residue is often generated during press molding, which is not practical.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a highly accurate shaped glass lump suitable as an optical element manufacturing material can be obtained, which contributes to cost reduction of the optical element.
[0120]
Further, according to the present invention, it is possible to obtain a more accurate molded glass lump that is more suitable as a material for manufacturing an optical element, which contributes to cost reduction of the optical element.
[0121]
In addition, in the present invention, when the optical element is manufactured, the amount of processing waste that is discharged can be suppressed, which contributes to environmental protection and to cost reduction of the optical element.
[0122]
In addition, according to the present invention, when manufacturing a molded optical element, the manufacturing time can be shortened and the mold durability can be improved, which contributes to the cost reduction of the optical element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a mold according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a view for explaining the structure of the mold material.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state during molding.
FIG. 5 is also a view for explaining the shape of the molding surface of the mold.
FIG. 6 is also a view for explaining the shape of the molding surface of a shaped glass lump.
FIG. 7 is a view for similarly explaining the shape of the molding surface of the lower mold.
FIG. 8 is also a view for explaining the shape of a molding surface of a molded glass lump.
FIG. 9 is a view for similarly explaining the shape of the molding surface of the upper mold.
FIG. 10 is a view for explaining the shape of the molding surface of the molded glass lump of the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Porous type
2 Molded glass lump
3 Gas supply room
4 Gas supply pipe
5 type holding block
6 Mass flow controller
7 Gas supply section
8 NC drive unit
9 Computer
10 Sequencer
11 Controller
12 Porous type material grains

Claims

Using a pair of porous molds, the molten glass mass is received on the molding surface, and the molten glass mass is press-molded in a non-contact state with respect to the molding surface with a gas ejected from the molding surface. In the method for producing a molded glass lump for producing an optical element to obtain a desired shape, the surface roughness of the molding surface of the porous mold is within a range of Ra = 5 μm to 100 μm. A method for producing a molded glass lump for producing an optical element , comprising forming a molded glass lump having a surface roughness within a range of Ra = 0.05 μm to 20 μm .

The method of manufacturing a molding glass gob of claim 1, the mold a porous, porosity 35% or less, wherein the average pore size is formed by the following porous materials 50 [mu] m, the optical element A method for producing a shaped glass lump as a manufacturing material.

3. The method for producing a shaped glass lump according to claim 1, wherein the molding glass lump is formed of a pair of porous molds so that the molding surface of the shaped glass lump is slightly uneven with a desired surface roughness. Molding for optical element production, characterized in that the approach speed (press speed) and the flow rate of the gas ejected from the molding surface of the porous mold are controlled to be a desired value at a desired time. A method for producing a glass lump.

The molded surface obtained by the method of any one of claims 1 to 3 is slightly uneven, and the molded surface is polished, or by grinding and polishing, A method of manufacturing an optical element, wherein a surface layer portion of the molding surface is removed, thereby obtaining an optical element having a desired shape.

In the process of heating a molded glass lump having a slightly uneven surface to be molded obtained by the method according to any one of claims 1 to 3 to a temperature at which it softens and press-molding with a pair of precision molds. A method for producing an optical element, comprising obtaining a molded optical element having a desired shape excluding or reducing the unevenness.