JP3884089B2

JP3884089B2 - Optical element molding method and mold

Info

Publication number: JP3884089B2
Application number: JP19778294A
Authority: JP
Inventors: 俊明林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JPH0840733A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラスを加熱溶融しプレスにより光学素子を製造する成形方法および成形の際に用いる成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の成形技術として特開昭６３−３１０７３５号公報に開示された発明が知られている。同公報では、ガラスを加熱溶融し、成形型をガラス粘度のＴｇ点以下の温度に設定し溶融ガラスを型上に供給した後、流動成形し、ガラスと型の温度差を２０℃以内に維持する。その後、加圧した状態で１次冷却し、さらに冷却速度を遅くして２次冷却を行う。この発明では、冷却速度をコントロールすることによりヒケ，バリ，割れを防止し、高精度の光学素子を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来技術では、次のような問題点があった。
【０００４】
（１）図１に示すように、溶融ガラス２をガラス供給ノズル１から滴下し、下型４にてガラスゴブ３を受ける。ここで従来技術では、供給ガラス温度と成形型の温度に差を設けておき、ガラスと接触した時点から温度差を小さくしている。しかし高温のガラスをＴｇ点付近の型に接触させると図１（ｃ）に示されるように段差７を生じる。
【０００５】
（２）ガラスゴブ３は図２（ａ）に示されるように、型接触およびガラス表面からの放熱により、ガラスゴブ表面部は冷却され低温部９となり、ガラスゴブ３内部は表面より温度が高く、高温部８となっている。よって、ガラスゴブ３表面は粘度が高くなるため流動しにくい。
【０００６】
（３）このため、ガラス供給後、成形を行うと、図１（ｂ）および図１（ｃ）のようになる。すなわち、図２（ａ）に示す如く、ガラス表面部の粘度は高くなっているため、図１（ｂ）のガラス接触外周部６の部分が下型４の形状にそいにくく、図２（ｂ）に示したように、ガラス表面にスジ状の溝形状の段差７が生じるのである。
【０００７】
以上の説明から理解されるように、段差７はガラスゴブ３の表面と内部の温度差が原因となって発生する。したがって、対策としてはガラス表面の温度が高いうちに成形するか、ガラス内部の温度と型温度を同温度にすればよい。
【０００８】
しかし、ガラス表面の温度が高いうちに成形するためには、成形タイミングが速くなり機械の制御が困難である。また、ガラス内部の温度と型温度を同温度にする方法では、型温度をガラス温度に合わせると、従来のような常時型をヒータにて加熱すると、成形後ガラスと型の冷却速度が遅いため融着が生じることになるし、他方、ガラス温度を型温度に合わせると、ガラス粘度が高すぎるため、流動しにくく転写性が悪い。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、段差を生じさせず、かつ型との融着を生じさせることのない光学素子成形方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、型の成形面の温度コントロールを容易にさせ、段差および融着を防止することのできる光学素子成形型を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る本発明の光学素子成形方法は、加熱した溶融ガラスを成形型にて光学素子に成形する光学素子成形方法において、前記成形型表面の温度をガラス粘度で１０ ^Ｘポアズ（但しＸ＝３〜３．５）に相当する温度とすると共に、前記溶融ガラス表面の温度をガラス粘度で１０ ^Ｙポアズ（但しＸ−２≦Ｙ＜Ｘ）に相当する温度とする工程と、前記溶融ガラスを前記成形型に供給して型成形面に流動させ、その後、前記成形型の型ヒータを停止または前記成形型を強制冷却する工程と、を有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２に係る本発明の光学素子成形型は、熱伝導率が高くかつ耐熱性の高い材料を基材とし、前記基材上に発熱体を蒸着し、前記発熱体上にろう付けまたは蒸着により成形面を形成し、前記発熱体により成形面を加熱することを特徴としている。
さらに請求項３に係る本発明の光学素子成形型は熱伝導率が高く耐熱性の高い材料を基材とし、前記基材を仮焼結した状態で、発熱体を蒸着し、前記発熱体上に仮焼結した成形面を形成させ、同時焼結することにより基材と成形面を拡散接合させたことを特徴としている。
【００１３】
【作用】
請求項１の作用を図３に示す。従来の成形方法でのガラスと型の温度変化をグラフにすると図３（ａ）に示されるようになる。初めガラスの温度は高く、型温度は低く設定されている。その後、接触、成形と同時にガラスの温度は下がり、型の温度は上昇する。しかしガラス内部の温度降下は遅いため、この状態で図２（ａ）に示されるような温度分布が生じる。その後、上型５で成形させるとガラス内部の粘度は低いのでガラスの流動は可能であるが、ガラス表面の粘度は型との接触により高くなっているため、型とガラスの境界部１５が成形により流動すると型形状にそいにくく、図２（ｂ）に示されるように成形面に段差が発生する。
【００１４】
これに対し、本発明では図３（ｂ）に示されるように、初め型温度と溶融ガラス温度を同じ温度にする。図２（ａ）に示するような温度分布を生じさせなければガラス表面部の粘度は低いため、図２（ａ）の型とガラスの境界部１５のガラスは流動しやすく段差は生じない。しかし、成形後にガラスと型を同温度で冷却させると界面で反応が生じ、ガラスが型に融着する問題が発生する。そこで成形後は、ガラスの冷却速度より型の冷却を早める。そうすると図４に示されるように、型の収縮速度および収縮量とガラスの収縮速度および収縮量に差が生じ、界面で反応しにくく融着を防止することが可能になる。
【００１５】
また成形型表面の温度が供給ガラス温度のガラス粘度で２桁以内の温度である必要性は、前述のように温度差が大きいと成形面に段差が生じるためである。２桁以上の温度差になると、図２に示されるようにガラスに温度分布が生じる。よって、供給されるガラスと型温度の温度差はガラス粘度で２桁以内である必要がある。
【００１６】
請求項２および３の作用を図５に示す。前記作用で説明したように、成形後、型を冷却させる必要がある。またその効果を得るためには、型表面の温度変化のレスポンスが良い必要がある。そのためには、型内部にヒータを有する必要がある。従来では、型取付け部付近に型ヒータを設置していたが、その方法では成形中の型温度コントロールのレスポンスが悪く、ガラスと融着が生じる。しかしガラスは熱容量が大きいため、型の成形面付近で加熱、冷却を行うことにより図３（ｂ）は可能である。そのため加熱手段としては図５に示されるように、成形面部１０の下部に型ヒータ１１を設置し、ヒータ１１の入切りにより成形面付近で加熱冷却を行う。これにより、型温度制御がダイレクトに近い状態であるため、成形後の冷却温度コントロールが可能である。また加熱冷却手段としては、図６に示されるように型母材１２の中心部に冷却穴１６を設置し、ガスなどを吹付けることにより冷却効果がさらに良くなる。この手段によりガラス成形面に段差および融着を生じさせることなく、高精度の光学素子が成形できる。
【００１７】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明に係る光学素子成形方法および成形型の実施例を説明する。
【００１８】
（実施例１）
本実施例は、基材としての型母材１２、および成形面を有する成形面部１０（図５）として機能する成形面部１８に熱伝導率の高い材料を使用し、型内部にヒータのみを設置した成形型である。
【００１９】
（型製造方法）
本実施例では型母材１２および成形面部１８に熱伝導率の高いＡｌＮセラミックスを使用した。ＡｌＮは熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であり、電子基板などの放熱板として使用される材料である。
【００２０】
高純度ＡｌＮ粉末とＹ_２Ｏ_３の粉末を重量％で９７％：３％の割合にし、アルコールを溶媒として２０時間混練する。混練後、図７（ａ）に示される形状に近似した形状を作成できる型をＢＮで製造し、その型に混練したＡｌＮを流し込む。２００〜３００℃で乾燥させ、１８００℃で３時間本焼結する。本焼結後、ＢＮの型から取り出された焼結された型母材１２の外周部を研削加工し、表面粗さＲｍａｘ２μｍ以下に仕上げる。
【００２１】
外周部加工後、型母材１２の成形面に位置する面に、型ヒータ１１（図５）として機能するヒータパターン１７をコートする。ヒータパターン１７の線材は高温度でも使用可能なＰｔ線を使用した。型母材１２の成形面に位置する面にセラミックスにてマスキングし、スパッタリングでＰｔを膜厚５〜１０μｍ蒸着する。
【００２２】
ヒータパターン１７は図７（ｂ）に示される形状である。またヒータパターン１７の先端部にはＰｔのリード線を溶着する。この状態での断面図を図８（ａ）に示す。型ヒータ１１として機能するヒータパターン１７を蒸着後、ヒータパターン１７の上にＡｌＮによりＣＶＤ法で成形面部１８を形成するために蒸着する。このため型母材１２を蒸着装置内にセットし、内部を２．５×１０^−６Ｔｏｒｒまで排気する。排気後、型母材１２を１８００℃に加熱し、ＡｌＣｌ_３ガスとＮＨ_３ガスを、蒸着装置内が２．５×１０^−３Ｔｏｒｒになるように１：１の比率で導入し、膜厚３００μｍになるまで膜を成長させる。型母材１２に成形面部１８が形成されると、断面図は図８（ｂ）に示される形状となる。膜蒸着終了後、図８（ｃ）に示されるように、成形面部１８に形成される成形面１９をダイヤモンドにて所望の型成形面形状に研削および研磨加工し、表面粗さＲｍａｘ０．１μｍ以下、形状精度ＰＶ０．２μｍ以下まで加工して成形型を得る。このようにして得られる成形型の製造方法によって下型２５と上型２６を得、各型２５，２６に形成された型ヒータとして機能するヒータパターン１７をそれぞれ下型ヒータ２４，上型ヒータ２７として以下を説明する。
【００２３】
（成形方法）
前記成形型を用いた成形方法を図９に示す。ガラスをるつぼヒータ３１にて、溶融るつぼ２０内でガラス粘度で１０^2.5ポアズに相当する温度に加熱溶融する。供給ノズル２１を予めノズルヒータ３０にてガラス粘度で１０^1.5ポアズに相当する温度に加熱保持し、１０^1.5ポアズに相当する温度のガラスゴブ２３を下型２５に供給する。下型２５は下型ヒータ２４によりガラス粘度で１０^3.5ポアズに相当する温度に加熱保持されている。溶融ガラス２２を滴下後、下型２５は型搬送アーム２９により、スライドテーブル３２上を移動し、上型２６の中心軸上に停止する。上型２６は上型ヒータ２７によりガラス粘度で１０^3.5ポアズに相当する温度に加熱保持されており上型２６が下降し成形する。成形は圧力５０ｋｇ／ｃｍ²で２０秒間行った。型ヒータ２４，２７は成形後ガラスゴブ２３が成形型２５，２６の全面に流動終了後、すぐに電源を切り放冷する。本実施例の型材はＡｌＮであるため放熱性が高く、ガラスが型全面に流動後、２０秒程度でガラスＴｇ点以下まで冷却される。
【００２４】
（効果）
本実施例により、型内部にヒータを設置することにより形状精度PV０．２μｍ以下が得られた。よって溶融ガラスを段差を生じさせることなく高精度の光学素子の成形が可能になった。この方法は型ヒータの加熱、冷却のみで行っているので温度変化のレスポンスの良い、径の小さい光学素子に対し効果的である。
【００２５】
本実施例では型温度をガラス粘度で１０^3.5 ポアズに相当する温度に加熱保持したが、それ以上の温度でも同様な高精度の光学素子が成形できる。しかし、下型がガラス粘度で１０^3.5ポアズに相当する温度未満で成形を行うと、図２に示される段差が生じ、高精度の面が得られなかった。
【００２６】
なお、本実施例では、成形面部１８としてＣＶＤコートのＡｌＮを使用したが、ＡｌＮの焼結体をろう付けしたものや、成形面はガラスと反応しにくく、かつ熱伝導率の高い材料であれば良い。例えば、ＳｉＣなどが上げられる。また熱伝導率の高い材料の上に、ガラスと反応しにくい材料をコートしても良い。例えばサイアロンの上に、ＣｒＮコートを施したものが上げられる。型母材についても同様で、熱伝導率の高い材料であれば良い。例えばサイアロン、ＳｉＣ，Ｓｉ_３Ｎ_４などが上げられる。
【００２７】
また、型ヒータについてＰｔ線を使用したが、ヒータパターン１７についてはカーボンやタングステンなどでも可能である。
【００２８】
（実施例２）
図６に示すようにするために、基材として型母材１２の内部に冷却穴１６を有し、型内部にヒータを設置した成形型の実施例を示す。
【００２９】
（型製造方法）
本実施例では基材としての型母材１２に強度の高いＳｉ_３Ｎ_４を使用し、成形面を有する成形面部１０に熱伝導率の高いＡｌＮセラミックスを使用した。ＡｌＮは熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であり加熱、冷却のレスポンスが良い材料である。実施例２の型製造方法では、型母材１２の成形面に位置する面にヒータパターンおよび成形面部を形成する点は、実施例１と同様であるので、図７（ｂ）、図８（ｂ）および（ｃ）を引用する。
【００３０】
高純度Ｓｉ_３Ｎ_４粉末とＹ_２Ｏ_３の粉末を重量％で９５％：５％の割合にし、水を溶媒として１０時間混練する。混練後、図６の型母材１２に示される形状に近似した形状を作成できる型をＢＮで製造し、その型に混練したＳｉ_３Ｎ_４を流し込む。２００〜３００℃で乾燥させ、１６００℃で２．５時間本焼結する。本焼結後、ＢＮの型から取り出された焼結された型母材１２の外周部を研削加工し、表面粗さＲｍａｘ２μｍ以下に仕上げる。
【００３１】
外周部加工後、型母材１２の成形面に位置する面に、型ヒータ１１（図６）として機能するヒータパターン１７をコートする。ヒータパターン１７の線材は高温度でも使用可能なＰｔ線を使用した。成形面に位置する面にセラミックスにてマスキングし、スパッタリングでＰｔを膜厚５〜１０μｍ蒸着する。
ヒータパターン１７は図７（ｂ）に示される形状である。またヒータパターン１７の先端部にはＰｔのリード線を溶着する。この状態での断面図を図８（ｄ）に示す。型ヒータ１１（図６）として機能するヒータパターン１７を蒸着後、ヒータパターン１７の上にＡｌＮによりＣＶＤ法で成形面部１０を形成するために蒸着する。このため、型母材１２を蒸着装置内にセットし、内部を２．５×１０^−６Ｔｏｒｒまで排気する。排気後、型母材１２を１７５０℃に加熱し、ＡｌＣｌ_３ガスとＮＨ_３ガスを、蒸着装置内が２．５×１０^−３Ｔｏｒｒになるように１：１の比率で導入し、膜厚３００μｍになるまで膜を成長させる。型母材１２の上部側は成形面部１８が形成されて図８（ｂ）に示される形状となる。膜蒸着終了後、型母材１２の上部側には図８（ｃ）に示されるように、成形面部１８に形成される成形面１９をダイヤモンドにて所望の型成形面形状に研削および研磨加工し、表面粗さＲｍａｘ０．１μｍ以下、形状精度ＰＶ０．２μｍ以下まで加工して、図６に示すような成形型を得る。このようにして得られる成形型の製造方法によって下型２５と上型２６を得、各型２５，２６に形成された型ヒータとして機能するヒータパターン１７をそれぞれ下型ヒータ２４，上型ヒータ２７として以下を説明する。
【００３２】
（成形方法）
実施例１と同様に、前記成形型を用いた成形方法を図１０に示す。本実施例は成形型の型母材に空洞を有し、ガスを導入することにより冷却を行う。よって成形型の下部にガス供給治具３５と該治具３５にガスを供給するガス供給パイプ３４が設置される。
【００３３】
ガラスをるつぼヒータ３１にて、溶融るつぼ２０内でガラス粘度で１０^１．５ポアズに相当する温度に加熱溶融する。供給ノズル２１を予めノズルヒータ３０にてガラス粘度で１０ポアズに相当する温度に加熱保持し、１０ポアズに相当する温度のガラスゴブ２３を下型２５に供給する。下型２５は下型ヒータ２４によりガラス粘度で１０^３ポアズに相当する温度に加熱保持されている。溶融ガラス２２を滴下後、下型２５は型搬送アーム２９により、スライドテーブル３２上を移動し、上型２６の中心軸上に停止する。上型２６は上型ヒータ２７によりガラス粘度で１０^３ポアズに相当する温度に加熱保持され、上型２６が下降し成形する。成形は圧力５０ｋｇ／ｃｍ^２で２０秒間行った。型ヒータ２４，２７は成形後ガラスゴブ２３が成形型２５，２６の全面に流動終了後、すぐに電源を切り、かつガス供給パイプ３４よりガスを導入し、ガス供給治具３５より成形型の空洞部にガスが導入され冷却する。本実施例の型材はＳｉ_３Ｎ_４であるため放熱性は悪いが、ガスにて冷却するためガラスが型全面に流動後、２０秒程度でガラスＴｇ点以下まで冷却される。
【００３４】
（効果）
本実施例によれば、型内部に空洞部およびヒータを設置することにより形状精度PV０．２μｍ以下の光学素子が得られた。よって溶融ガラスを段差を生じさせることなく高精度の光学素子の成形が可能になった。この方法ではガスにて強制的に冷却するため、ガラス量が多く、熱容量が大きいレンズの成形に効果的である。また成形条件により熱伝導率の悪い材料を型材として使う場合にも効果的である。
【００３５】
本実施例では型温度をガラス粘度で１０³ポアズに相当する温度に加熱保持したが、それ以上の温度でも同様な高精度の光学素子が成形できる。しかし、型温をガラス粘度で１０³ポアズに相当する温度未満で成形すると、実施例１と同様に成形面に段差が生じた。
【００３６】
なお、上記実施例では、型材として成形面にＣＶＤコートのＡｌＮを使用したが、ＡｌＮの焼結体をろう付けしたものや、成形面はガラスと反応しにくい材料であれば良い。例えば、ＳｉＣなどが上げられる。また、型ヒータについてＰｔ線を使用したが、ヒータパターン１７についてはカーボンやタングステンなどでも可能である。
【００３７】
（実施例３）
型基材と成形面を同時焼結させた成形型の製造方法の実施例を示す。なお、実施例３の型製造方法では、一部が実施例１と同じであるので図７（ａ）、図８（ａ）、（ｃ）を引用する。
【００３８】
（型製造方法）
本実施例では型母材１２および成形面部１０に熱伝導率の高いＡｌＮセラミックスを使用した。ＡｌＮは熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であり、電子基板等の放熱板として使用される材料である。
【００３９】
高純度ＡｌＮ粉末とＹ_２Ｏ_３の粉末を重量％で９７％：３％の割合にし、アルコールを溶媒として２０時間混練する。混練後、図７（ａ）に示される形状に近似した形状を作成できる型をＢＮで製造し、その型に前記混練したＡｌＮを流し込む。２００〜３００℃で乾燥させ、６００℃で３時間仮焼結する。仮焼結後、ＢＮの型から取り出された仮焼結された型母材１２の外周部を研削加工し、表面粗さＲｍａｘ２μｍ以下に仕上げる。
【００４０】
外周部加工後、型母材１２の成形面に位置する面に、型ヒーターとして機能するヒータパターン１７をコートする。ヒータパターン１７の線材は高温度でも使用可能なＰｔ線を使用した。成形面に位置する面にセラミックスにてマスキングし、スパッタリングでＰｔを膜厚５〜１０μｍ蒸着する。
ヒータパターン１７は図７（ｂ）に示される形状である。またヒータパターン１７の先端部にはＰｔのリード線を溶着する。この状態での断面図を図８（ａ）に示す。
【００４１】
次に成形面部の仮焼結体を作る。前記型母材１２と同様に高純度ＡｌＮ粉末とＹ_２Ｏ_３の粉末を重量％で９７％：３％の割合にし、アルコールを溶媒として２０時間混練する。混練後、図８（ｃ）に示される成形面１９を有する成形面部１８の形状に近似した形状を作成できる型をＢＮで製造し、その型に前記混練したＡｌＮを流し込む。２００〜３００℃で乾燥させ、６００℃で３時間仮焼結する。
仮焼結後、図８（ｃ）に示されるように、仮焼結した型母材１２と仮焼結した成形面部１８とを当接させて形成し、焼結炉にて１８００℃、３時間本焼結する。これにより成形面部１８と母材１２との界面で拡散接合される。次に成形面１９をダイヤモンドにて所望の型成形面形状に研削、研磨加工し表面粗さＲｍａｘ０．１μｍ以下、形状精度ＰＶ０．２μｍ以下まで加工する。このようにして得られる成形型の製造方法によって下型２５と上型２６を得、各型２５，２６に形成された型ヒータとして機能するヒータパターン１７をそれぞれ下型ヒータ２４，上型ヒータ２７として以下を説明する。
【００４２】
（成形方法）
前記成形型を用いた成形方法を図９に示す。ガラスをるつぼヒータ３１にて、溶融るつぼ２０内でガラス粘度で１０^2.5ポアズに相当する温度に加熱溶融する。供給ノズル２１を予めノズルヒータ３０にてガラス粘度で１０^1.5ポアズに相当する温度に加熱保持し、１０^1.5ポアズに相当する温度のガラスゴブ２３を下型２５に供給する。下型２５は下型ヒータ２４によりガラス粘度で１０^3.5ポアズに相当する温度に加熱保持されている。溶融ガラス２２を滴下後、下型２５は型搬送アーム２９により、スライドテーブル３２上を移動し、上型２６の中心軸上に停止する。上型２６は上型ヒータ２７によりガラス粘度で１０^3.5ポアズに相当する温度に加熱保持されており上型２６が下降し成形する。成形は圧力５０kg/cm ² で２０秒間行った。型ヒータ２４，２７は成形後ガラスゴブ２３が成形型２５，２６の全面に流動終了後、すぐに電源を切り放冷する。本実施例の型材はＡｌＮであるため放熱性が高く、ガラスが型全面に流動後、２０秒程度でガラスＴｇ点以下まで冷却される。
【００４３】
（効果）
本実施例により型内部にヒーターを設置することにより形状精度ＰＶ０．２μｍ以下が得られた。よって溶融ガラスを段差を生じさせることなく高精度の光学素子の成形が可能になった。この方法は、型ヒーターの加熱、冷却のみで行っているので温度変化のレスポンスの良い、径の小さい光学素子に対し効果がある。
【００４４】
本実施例では型温度をガラス粘度で１０^3.5ポアズに相当する温度に加熱保持したが、その以上の温度でも同様な高精度の光学素子が成形できる。また、成形面部と母材との界面で拡散接合させているため、ろう付や蒸着よりも結合力を上げることができる。
なお、型材として母材と成形面にＡｌＮを使用したが、成形面はガラスと反応しにくく、かつ熱伝導率の高い材料であれば良い。例えば、ＳｉＣ等が上げられる。また熱伝導率の高い材料の上にガラスと反応しにくい材料をコートしても良い。例えばサイアイロンの上に、ＣｒＮコートを施したものが上げられる。型母材についても同様で、熱伝導率の高い材料であれば良い。例えばサイアロン、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄等が上げられる。
また、型ヒーターについてＰｔ線を使用したが、ヒーターパターン１７についてはカーボンやタングステン等でも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光学素子成形方法および成形型によれば、以下の効果が得られる。
【００４６】
請求項１によれば、光学素子成形面に段差を生じさせることなく、かつ型との融着を防止しつつ高精度の光学素子が成形できる。
【００４７】
請求項２および３によれば、供給される溶融ガラスの温度に対し、ガラス粘度で２桁以内の型温度でもガラスと融着させない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の問題点を説明する図である。
【図２】従来技術の問題点を説明する図である。
【図３】本発明による光学素子成形方法の作用を説明する図である。
【図４】本発明による光学素子成形方法の作用を説明する図である。
【図５】本発明による光学素子成形型を説明する図である。
【図６】本発明による光学素子成形型の別例を説明する図である。
【図７】本発明の実施例１による光学素子成形型を示す斜視図（ａ）および要部を示す断面図（ｂ）である。
【図８】実施例１の光学素子成形型の製造手順を説明する工程図である。
【図９】実施例１の光学素子成形型を用いた成形方法を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例２による光学素子成形型を用いた成形方法を説明する図である。
【符号の説明】
１ガラス供給ノズル
２溶融ガラス
３ガラスゴブ
４下型
５上型
６ガラス接触外周部
７段差
８高温部
９低温部
１０成形面部
１１型ヒータ
１２型母材（基材）
１３ガラスレンズ
１４収縮方向
１５型とガラスの境界部
１６冷却穴
１７ヒータパターン
１８成形面部
１９成形面（型成形面）
２０溶融るつぼ
２１供給ノズル
２２溶融ガラス
２３ガラスゴブ
２４下型ヒータ
２５下型
２６上型
２７上型ヒータ
２８排出アーム
２９型搬送アーム
３０ノズルヒータ
３１るつぼヒータ
３２スライドテーブル
３３搬送治具
３４ガス供給パイプ
３５ガス供給治具[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a molding method in which glass is heated and melted and an optical element is manufactured by pressing, and a molding die used in molding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-310735 is known as this type of molding technique. In this publication, the glass is heated and melted, the mold is set to a temperature below the Tg point of the glass viscosity, and the molten glass is supplied onto the mold, followed by fluid molding, and the temperature difference between the glass and the mold is maintained within 20 ° C. To do. Thereafter, primary cooling is performed in a pressurized state, and secondary cooling is performed at a slower cooling rate. In this invention, by controlling the cooling rate, sink marks, burrs, and cracks are prevented, and a highly accurate optical element is obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology has the following problems.
[0004]
(1) As shown in FIG. 1, molten glass 2 is dropped from a glass supply nozzle 1 and a glass gob 3 is received by a lower mold 4. Here, in the prior art, a difference is provided between the temperature of the supplied glass and the temperature of the mold, and the temperature difference is reduced from the point of contact with the glass. However, when high-temperature glass is brought into contact with the mold near the Tg point, a step 7 is generated as shown in FIG.
[0005]
(2) As shown in FIG. 2 (a), the glass gob 3 is cooled by the mold contact and the heat radiation from the glass surface to cool the glass gob 3 to the low temperature part 9, and the temperature inside the glass gob 3 is higher than the surface. It is eight. Therefore, the glass gob 3 surface has a high viscosity and is difficult to flow.
[0006]
(3) For this reason, when it shape | molds after glass supply, it will become like FIG.1 (b) and FIG.1 (c). That is, as shown in FIG. 2A, since the viscosity of the glass surface portion is high, the portion of the glass contact outer peripheral portion 6 in FIG. 1B is not easily aligned with the shape of the lower mold 4, and FIG. As shown in FIG. 5A, a streak-shaped groove-shaped step 7 is formed on the glass surface.
[0007]
As can be understood from the above description, the step 7 is caused by the temperature difference between the surface and the inside of the glass gob 3. Therefore, as a countermeasure, molding may be performed while the glass surface temperature is high, or the temperature inside the glass and the mold temperature may be set to the same temperature.
[0008]
However, in order to mold while the temperature of the glass surface is high, the molding timing becomes fast and it is difficult to control the machine. Also, in the method in which the temperature inside the glass and the mold temperature are the same, if the mold temperature is adjusted to the glass temperature, the conventional glass mold and the mold cooling rate will be slow if the conventional mold is heated with a heater. On the other hand, when the glass temperature is adjusted to the mold temperature, the glass viscosity is too high, and it is difficult to flow and transferability is poor.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical element molding method that does not cause a step and does not cause fusion with a mold.
[0010]
Another object of the present invention is to provide an optical element molding die that can easily control the temperature of the molding surface of the die and prevent steps and fusion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An optical element molding method of the present invention is an optical element molding method for molding the optical element heating molten glass in the mold, the glass viscosity temperature of the mold surface according to claim 1 in order to achieve the object At a temperature corresponding to 10 ^X poise (where X = 3 to 3.5), and the temperature of the molten glass surface is a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ^Y poise (where X-2 ≦ Y <X) And a step of supplying the molten glass to the mold and causing the molten glass to flow on the mold molding surface, and then stopping a mold heater of the mold or forcibly cooling the mold. .
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical element mold according to the present invention, wherein a base material is a material having high thermal conductivity and high heat resistance, a heating element is vapor-deposited on the base material, and brazing is performed on the heating element. Alternatively, the molding surface is formed by vapor deposition, and the molding surface is heated by the heating element.
Furthermore, the optical element molding die of the present invention according to claim 3 uses a material having high thermal conductivity and high heat resistance as a base material, and vapor-deposits a heating element in a state where the base material is pre-sintered. The base material and the molding surface are diffusion-bonded by forming a pre-sintered molding surface and simultaneously sintering.
[0013]
[Action]
The operation of claim 1 is shown in FIG. When the temperature change of the glass and the mold in the conventional molding method is graphed, it is as shown in FIG. Initially the glass temperature is high and the mold temperature is low. Thereafter, the glass temperature decreases and the mold temperature increases simultaneously with the contact and molding. However, since the temperature drop inside the glass is slow, a temperature distribution as shown in FIG. After that, if the upper mold 5 is used, the glass can flow because the viscosity inside the glass is low, but the glass surface viscosity is increased by contact with the mold, so the boundary 15 between the mold and the glass is molded. If it flows by this, it is difficult to conform to the mold shape, and a step is generated on the molding surface as shown in FIG.
[0014]
On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 3B, the mold temperature and the molten glass temperature are first set to the same temperature. If the temperature distribution as shown in FIG. 2 (a) is not generated, the viscosity of the glass surface portion is low. Therefore, the glass in the boundary portion 15 between the mold and the glass in FIG. However, if the glass and the mold are cooled at the same temperature after molding, a reaction occurs at the interface, causing a problem that the glass is fused to the mold. Therefore, after molding, the mold is cooled earlier than the cooling rate of the glass. Then, as shown in FIG. 4, a difference occurs between the shrinkage rate and shrinkage amount of the mold and the shrinkage rate and shrinkage amount of the glass, making it difficult to react at the interface and preventing fusion.
[0015]
Further, the necessity for the temperature of the mold surface to be within two digits of the glass viscosity of the supply glass temperature is that a step is generated on the molding surface when the temperature difference is large as described above. When the temperature difference is two digits or more, a temperature distribution is generated in the glass as shown in FIG. Therefore, the temperature difference between the supplied glass and the mold temperature needs to be within two digits in terms of glass viscosity.
[0016]
The operation of claims 2 and 3 is shown in FIG. As explained in the above operation, it is necessary to cool the mold after molding. In addition, in order to obtain the effect, it is necessary to have a good response to the temperature change of the mold surface. For that purpose, it is necessary to have a heater inside the mold. Conventionally, a mold heater has been installed in the vicinity of the mold mounting portion. However, in this method, the response of the mold temperature control during molding is poor and the glass is fused. However, since glass has a large heat capacity, FIG. 3B is possible by heating and cooling near the molding surface of the mold. Therefore, as a heating means, as shown in FIG. 5, a mold heater 11 is installed below the molding surface portion 10, and heating and cooling are performed near the molding surface by turning the heater 11 on and off. Thereby, since the mold temperature control is in a direct state, it is possible to control the cooling temperature after molding. As the heating and cooling means, as shown in FIG. 6, the cooling effect is further improved by installing a cooling hole 16 at the center of the mold base 12 and blowing gas or the like. By this means, a highly accurate optical element can be molded without causing a step or fusion on the glass molding surface.
[0017]
【Example】
Embodiments of an optical element molding method and a mold according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0018]
Example 1
In the present embodiment, a material having high thermal conductivity is used for the mold base 12 as a base material and the molding surface portion 18 (FIG. 5) having a molding surface, and only the heater is installed inside the mold. This is a mold.
[0019]
(Mold manufacturing method)
In this example, AlN ceramics having high thermal conductivity were used for the mold base 12 and the molding surface portion 18. AlN has a thermal conductivity of 100 W / mK or more and is a material used as a heat radiating plate such as an electronic substrate.
[0020]
The high-purity AlN powder and the Y ₂ O ₃ powder are mixed at a ratio of 97%: 3% by weight, and kneaded for 20 hours using alcohol as a solvent. After kneading, a mold capable of creating a shape approximate to the shape shown in FIG. 7A is manufactured with BN, and the kneaded AlN is poured into the mold. Dry at 200 to 300 ° C. and perform main sintering at 1800 ° C. for 3 hours. After the main sintering, the outer peripheral portion of the sintered mold base material 12 taken out from the BN mold is ground to finish the surface roughness to Rmax 2 μm or less.
[0021]
After processing the outer peripheral portion, a heater pattern 17 that functions as the mold heater 11 (FIG. 5) is coated on the surface positioned on the molding surface of the mold base material 12. The wire material of the heater pattern 17 was a Pt wire that can be used even at a high temperature. The surface located on the molding surface of the mold base 12 is masked with ceramics, and Pt is deposited in a thickness of 5 to 10 μm by sputtering.
[0022]
The heater pattern 17 has a shape shown in FIG. A lead wire of Pt is welded to the tip of the heater pattern 17. A cross-sectional view in this state is shown in FIG. After the heater pattern 17 functioning as the mold heater 11 is vapor-deposited, vapor deposition is performed on the heater pattern 17 to form the molding surface portion 18 by CVD using AlN. For this reason, the mold base 12 is set in a vapor deposition apparatus, and the inside is exhausted to 2.5 × 10 ⁻⁶ Torr. After evacuation, the mold base material 12 is heated to 1800 ° C., and AlCl ₃ gas and NH ₃ gas are introduced at a ratio of 1: 1 so that the inside of the vapor deposition apparatus becomes 2.5 × 10 ⁻³ Torr. The film is grown to 300 μm. When the molding surface portion 18 is formed on the mold base material 12, the cross-sectional view has the shape shown in FIG. After film deposition, as shown in FIG. 8C, the molding surface 19 formed on the molding surface portion 18 is ground and polished into a desired mold molding surface shape with diamond, and the surface roughness Rmax is 0.1 μm or less. The shape accuracy PV is 0.2 μm or less to obtain a mold. The lower mold 25 and the upper mold 26 are obtained by the manufacturing method of the mold thus obtained, and the heater patterns 17 functioning as mold heaters formed on the molds 25 and 26 are respectively used as the lower mold heater 24 and the upper mold heater 27. The following will be described.
[0023]
(Molding method)
A molding method using the mold is shown in FIG. The glass is heated and melted in the melting crucible 20 by the crucible heater 31 to a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ^2.5 poise. The supply nozzle 21 is heated and held in advance by the nozzle heater 30 at a temperature corresponding to 10 ^1.5 poise in glass viscosity, and a glass gob 23 having a temperature corresponding to 10 ^1.5 poise is supplied to the lower mold 25. The lower mold 25 is heated and held by the lower mold heater 24 at a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ^3.5 poise. After dropping the molten glass 22, the lower mold 25 is moved on the slide table 32 by the mold transfer arm 29 and stopped on the central axis of the upper mold 26. The upper die 26 upper die 26 are heated and maintained at a temperature corresponding to 10 ^3.5 poise of glass viscosity is molded lowered by the upper heater 27. Molding was performed at a pressure of 50 kg / cm ² for 20 seconds. The mold heaters 24 and 27 are turned off immediately after molding after the glass gob 23 has flowed over the entire surfaces of the molds 25 and 26. Since the mold material of this example is AlN, the heat dissipation is high, and after the glass flows over the entire mold surface, it is cooled to below the glass Tg point in about 20 seconds.
[0024]
(effect)
According to this example, a shape accuracy of PV 0.2 μm or less was obtained by installing a heater inside the mold. Therefore, it has become possible to form a highly accurate optical element without causing a step in the molten glass. Since this method is performed only by heating and cooling of the mold heater, it is effective for an optical element having a small temperature response and a good temperature change response.
[0025]
The mold temperature in this embodiment has been heated and maintained at a temperature corresponding to 10 ^3.5 poise of glass viscosity, it can be molded similar high accuracy of the optical element in a higher temperature. However, lower mold Doing molded below the temperature corresponding to 10 ^3.5 poise of glass viscosity, a step shown in FIG. 2 occurs, the surface of high accuracy is not obtained.
[0026]
In this example, CVD-coated AlN was used as the molding surface portion 18; however, the AlN sintered body may be brazed, or the molding surface may be a material that hardly reacts with glass and has high thermal conductivity. It ’s fine. For example, SiC can be raised. Further, a material that does not easily react with glass may be coated on a material having high thermal conductivity. For example, a sialon coated with a CrN coat is raised. The same applies to the mold base material, as long as the material has a high thermal conductivity. For example, sialon, SiC, Si ₃ N _{4 and the} like can be raised.
[0027]
Further, although the Pt wire is used for the mold heater, the heater pattern 17 can be made of carbon, tungsten, or the like.
[0028]
(Example 2)
In order to make it shown in FIG. 6, the Example of the shaping | molding die which has the cooling hole 16 inside the type | mold base material 12 as a base material, and installed the heater inside the type | mold is shown.
[0029]
(Mold manufacturing method)
In the present embodiment, Si ₃ N ₄ having high strength was used for the mold base material 12 as a base material, and AlN ceramics having high thermal conductivity was used for the molding surface portion 10 having a molding surface. AlN is a material having a thermal conductivity of 100 W / mK or more and a good response to heating and cooling. In the mold manufacturing method according to the second embodiment, the heater pattern and the molding surface portion are formed on the surface located on the molding surface of the mold base material 12, as in the first embodiment. Cite b) and (c).
[0030]
High-purity Si ₃ N ₄ powder and Y ₂ O ₃ powder are mixed at a ratio of 95% by weight to 95% by weight, and kneaded for 10 hours using water as a solvent. After kneading, a mold capable of creating a shape approximate to the shape shown in the mold base material 12 of FIG. 6 is manufactured with BN, and the kneaded Si ₃ N ₄ is poured into the mold. Dry at 200 to 300 ° C., and perform main sintering at 1600 ° C. for 2.5 hours. After the main sintering, the outer peripheral portion of the sintered mold base material 12 taken out from the BN mold is ground to finish the surface roughness to Rmax 2 μm or less.
[0031]
After processing the outer peripheral portion, the heater pattern 17 that functions as the mold heater 11 (FIG. 6) is coated on the surface located on the molding surface of the mold base material 12. The wire material of the heater pattern 17 was a Pt wire that can be used even at a high temperature. The surface located on the molding surface is masked with ceramics, and Pt is deposited in a thickness of 5 to 10 μm by sputtering.
The heater pattern 17 has a shape shown in FIG. A lead wire of Pt is welded to the tip of the heater pattern 17. A cross-sectional view in this state is shown in FIG. After the heater pattern 17 functioning as the mold heater 11 (FIG. 6) is vapor-deposited, it is vapor-deposited on the heater pattern 17 in order to form the molding surface portion 10 by the CVD method using AlN. For this reason, the mold base 12 is set in a vapor deposition apparatus, and the inside is evacuated to 2.5 × 10 ⁻⁶ Torr. After the evacuation, the mold base 12 is heated to 1750 ° C., and AlCl ₃ gas and NH ₃ gas are introduced at a ratio of 1: 1 so that the inside of the vapor deposition apparatus becomes 2.5 × 10 ⁻³ Torr. The film is grown to 300 μm. A molding surface portion 18 is formed on the upper side of the mold base material 12 and has a shape shown in FIG. After film deposition, the molding surface 19 formed on the molding surface portion 18 is ground and polished to the desired molding surface shape with diamond on the upper side of the mold base 12 as shown in FIG. 8C. Then, it is processed to a surface roughness Rmax of 0.1 μm or less and a shape accuracy PV of 0.2 μm or less to obtain a mold as shown in FIG. The lower mold 25 and the upper mold 26 are obtained by the manufacturing method of the mold thus obtained, and the heater patterns 17 functioning as mold heaters formed on the molds 25 and 26 are respectively used as the lower mold heater 24 and the upper mold heater 27. The following will be described.
[0032]
(Molding method)
As in Example 1, a molding method using the mold is shown in FIG. In this embodiment, the mold base material has a cavity, and cooling is performed by introducing gas. Therefore, a gas supply jig 35 and a gas supply pipe 34 for supplying gas to the jig 35 are installed at the lower part of the mold.
[0033]
The glass in the crucible heater 31 is heated and melted to a temperature corresponding to 10 ^1.5 poise of glass viscosity in the melt crucible 20. The supply nozzle 21 is heated and held in advance by a nozzle heater 30 at a temperature corresponding to 10 poise in glass viscosity, and a glass gob 23 having a temperature corresponding to 10 poise is supplied to the lower mold 25. The lower mold 25 is heated and held by the lower mold heater 24 at a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ³ poise. After dropping the molten glass 22, the lower mold 25 is moved on the slide table 32 by the mold transfer arm 29 and stopped on the central axis of the upper mold 26. The upper die 26 is heated and held at a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ³ poise by the upper die heater 27, and the upper die 26 is lowered and molded. Molding was performed at a pressure of 50 kg / cm ² for 20 seconds. The mold heaters 24 and 27 are turned off immediately after the glass gob 23 has been flown over the entire surfaces of the molds 25 and 26, and the power is turned off and gas is introduced from the gas supply pipe 34. Gas is introduced into the part and cooled. Since the mold material of this example is Si ₃ N ₄ , the heat dissipation is poor, but since it is cooled by gas, the glass flows to the entire surface of the mold and is cooled to below the glass Tg point in about 20 seconds.
[0034]
(effect)
According to this example, an optical element having a shape accuracy of PV 0.2 μm or less was obtained by installing a cavity and a heater inside the mold. Therefore, it has become possible to form a highly accurate optical element without causing a step in the molten glass. Since this method forcibly cools with gas, it is effective for molding a lens having a large amount of glass and a large heat capacity. It is also effective when a material having poor thermal conductivity is used as a mold material depending on molding conditions.
[0035]
In this example, the mold temperature was heated and maintained at a temperature corresponding to 10 ³ poise in terms of glass viscosity, but a similar high-precision optical element can be molded at a temperature higher than that. However, when the mold temperature was less than a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ³ poise, a step was formed on the molding surface as in Example 1.
[0036]
In the above-described embodiment, CVD-coated AlN is used as a mold material on the molding surface. However, a material obtained by brazing a sintered body of AlN or a material that does not easily react with glass may be used. For example, SiC can be raised. Further, although the Pt wire is used for the mold heater, the heater pattern 17 can be made of carbon, tungsten, or the like.
[0037]
(Example 3)
The Example of the manufacturing method of the shaping | molding die which sintered the mold base material and the shaping | molding surface simultaneously is shown. In the mold manufacturing method of the third embodiment, a part is the same as that of the first embodiment, so FIGS. 7A, 8A, and 8C are cited.
[0038]
(Mold manufacturing method)
In this example, AlN ceramics having high thermal conductivity were used for the mold base 12 and the molding surface 10. AlN has a thermal conductivity of 100 W / mK or more, and is a material used as a heat sink for electronic substrates and the like.
[0039]
The high-purity AlN powder and the Y ₂ O ₃ powder are mixed at a ratio of 97%: 3% by weight, and kneaded for 20 hours using alcohol as a solvent. After kneading, a mold capable of creating a shape approximate to the shape shown in FIG. 7A is manufactured with BN, and the kneaded AlN is poured into the mold. Dry at 200 to 300 ° C. and presinter at 600 ° C. for 3 hours. After pre-sintering, the outer peripheral portion of the pre-sintered mold base material 12 taken out from the BN mold is ground to finish the surface roughness to Rmax 2 μm or less.
[0040]
After processing the outer peripheral portion, the heater pattern 17 functioning as a mold heater is coated on the surface located on the molding surface of the mold base material 12. The wire material of the heater pattern 17 was a Pt wire that can be used even at a high temperature. The surface located on the molding surface is masked with ceramics, and Pt is deposited in a thickness of 5 to 10 μm by sputtering.
The heater pattern 17 has a shape shown in FIG. A lead wire of Pt is welded to the tip of the heater pattern 17. A cross-sectional view in this state is shown in FIG.
[0041]
Next, a temporary sintered body of the molding surface portion is made. Similar to the mold base 12, the high-purity AlN powder and the Y ₂ O ₃ powder are mixed at a ratio of 97%: 3% by weight and kneaded for 20 hours using alcohol as a solvent. After kneading, a mold capable of creating a shape approximate to the shape of the molding surface portion 18 having the molding surface 19 shown in FIG. 8C is manufactured with BN, and the kneaded AlN is poured into the mold. Dry at 200 to 300 ° C. and presinter at 600 ° C. for 3 hours.
After the preliminary sintering, as shown in FIG. 8C, the pre-sintered mold base material 12 and the pre-sintered molding surface portion 18 are brought into contact with each other and formed in a sintering furnace at 1800 ° C., 3 Sinter for a long time. Thereby, diffusion bonding is performed at the interface between the molding surface portion 18 and the base material 12. Next, the molding surface 19 is ground and polished into a desired mold molding surface shape with diamond, and processed to a surface roughness Rmax of 0.1 μm or less and a shape accuracy of PV 0.2 μm or less. The lower mold 25 and the upper mold 26 are obtained by the manufacturing method of the mold thus obtained, and the heater patterns 17 functioning as mold heaters formed on the molds 25 and 26 are respectively used as the lower mold heater 24 and the upper mold heater 27. The following will be described.
[0042]
(Molding method)
A molding method using the mold is shown in FIG. The glass is heated and melted in the melting crucible 20 by the crucible heater 31 to a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ^2.5 poise. The supply nozzle 21 is heated and held in advance by the nozzle heater 30 at a temperature corresponding to 10 ^1.5 poise in glass viscosity, and a glass gob 23 having a temperature corresponding to 10 ^1.5 poise is supplied to the lower mold 25. The lower mold 25 is heated and held by the lower mold heater 24 at a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ^3.5 poise. After dropping the molten glass 22, the lower mold 25 is moved on the slide table 32 by the mold transfer arm 29 and stopped on the central axis of the upper mold 26. The upper die 26 upper die 26 are heated and maintained at a temperature corresponding to 10 ^3.5 poise of glass viscosity is molded lowered by the upper heater 27. Molding was performed at a pressure of 50 kg / cm ² for 20 seconds. The mold heaters 24 and 27 are turned off immediately after molding after the glass gob 23 has flowed over the entire surfaces of the molds 25 and 26. Since the mold material of this example is AlN, the heat dissipation is high, and after the glass flows over the entire mold surface, it is cooled to below the glass Tg point in about 20 seconds.
[0043]
(effect)
According to this example, a shape accuracy of PV 0.2 μm or less was obtained by installing a heater inside the mold. Therefore, it has become possible to form a highly accurate optical element without causing a step in the molten glass. Since this method is performed only by heating and cooling of the mold heater, it is effective for an optical element having a small temperature response and a good temperature change response.
[0044]
In this example, the mold temperature was heated and held at a temperature corresponding to 10 ^3.5 poise in terms of glass viscosity, but a similar high-precision optical element can be molded at a temperature higher than that. Further, since diffusion bonding is performed at the interface between the molding surface portion and the base material, the bonding force can be increased more than brazing or vapor deposition.
In addition, although AlN was used for the base material and the molding surface as a mold material, the molding surface may be any material that does not easily react with glass and has high thermal conductivity. For example, SiC can be raised. Further, a material that does not easily react with glass may be coated on a material having high thermal conductivity. For example, a CrN coat on a Sai iron can be raised. The same applies to the mold base material, as long as the material has a high thermal conductivity. For example, sialon, SiC, Si ₃ N _{4 and the} like can be raised.
Further, although the Pt wire is used for the mold heater, the heater pattern 17 can be made of carbon, tungsten, or the like.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical element molding method and mold of the present invention, the following effects can be obtained.
[0046]
According to the first aspect, a highly accurate optical element can be molded without causing a step on the optical element molding surface and while preventing fusion with the mold.
[0047]
According to the second and third aspects, the glass viscosity is not fused with the glass even at a mold temperature within two digits of the temperature of the supplied molten glass.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a problem of a conventional technique.
FIG. 2 is a diagram for explaining a problem of a conventional technique.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the optical element molding method according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the optical element molding method according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an optical element mold according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the optical element mold according to the present invention.
7A is a perspective view showing an optical element mold according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
8 is a process diagram for explaining the manufacturing procedure of the optical element mold of Example 1. FIG.
9 is a diagram illustrating a molding method using the optical element mold according to Example 1. FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating a molding method using an optical element mold according to Example 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass supply nozzle 2 Molten glass 3 Glass gob 4 Lower mold | type 5 Upper mold | type 6 Glass contact outer peripheral part 7 Level | step difference 8 High temperature part 9 Low temperature part 10 Molding surface part 11 Type heater 12 Mold base material (base material)
13 Glass lens 14 Shrinkage direction 15 Boundary 16 between mold and glass Cooling hole 17 Heater pattern 18 Molding surface 19 Molding surface (molding surface)
20 Molten crucible 21 Supply nozzle 22 Molten glass 23 Glass gob 24 Lower mold heater 25 Lower mold 26 Upper mold 27 Upper mold heater 28 Discharge arm 29 Mold transfer arm 30 Nozzle heater 31 Crucible heater 32 Slide table 33 Transfer jig 34 Gas supply pipe 35 Gas Supply jig

Claims

In an optical element molding method in which heated molten glass is molded into an optical element with a mold,
The temperature of the mold surface is set to a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ^X poise (where X = 3 to 3.5), and the temperature of the molten glass surface is set to a glass viscosity of 10 ^Y poise (where X-2 ≦ A step of setting a temperature corresponding to Y <X);
Supplying the molten glass to the mold and flowing it to the mold surface, and then stopping the mold heater of the mold or forcibly cooling the mold; and
An optical element molding method comprising:

A material having high thermal conductivity and high heat resistance is used as a base material, a heating element is deposited on the base material, a molding surface is formed on the heating element by brazing or vapor deposition, and the molding surface is formed by the heating element. An optical element mold characterized by heating.

A material having high thermal conductivity and high heat resistance is used as a base material, and a heating element is vapor-deposited in a state where the base material is pre-sintered, and a pre-sintered molding surface is formed on the heating element and simultaneously sintered. An optical element molding die characterized in that a base material and a molding surface are diffusion bonded.