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JP3894643B2 - Method for fixing spherical mold in mold and mold - Google Patents
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JP3894643B2 - Method for fixing spherical mold in mold and mold - Google Patents

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JP3894643B2 JP743498A JP743498A JP3894643B2 JP 3894643 B2 JP3894643 B2 JP 3894643B2 JP 743498 A JP743498 A JP 743498A JP 743498 A JP743498 A JP 743498A JP 3894643 B2 JP3894643 B2 JP 3894643B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス光学素子の押圧成形に使用される成形型における球型の固定方法及び成形型に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、加熱軟化したガラスを一対の成形型にて押圧成形し、ガラス光学素子を得る方法が広く知られている。
【0003】
前記ガラス光学素子のうち球欠部を光学機能面としてもつガラス光学素子を成形する成形型は、その成形面が成形型の成形機能面(光学機能面を成形する面をいう)である凸面部と前記凸面部から続く平面部とから構成される。一方、半球に近い凸形状の成形機能面をもつ成形型は、凸面部と平面部との接続部分付近を成形型製作時に研磨加工することが難しく、成形後に得られる光学素子は、球欠部全面を光学機能面として使用することができなかった。この点に鑑み、成形型の凸形状の成形機能面全面と平面部との接続部分まで良好に得られる成形型として、実開昭63−94929号公報の技術が提案されている。前記公報に記載の成形型51は、図5に例示するように、成形型本体52に、その成形型本体52の中心軸線上に球心が位置しかつ球面の一部が成形面となる球53を球型54として配置するとともに、この球型54を球型外部から成形型本体52側にホルダー55により押圧して固定する構成である。前記構成の成形型51においては、球53全面の鏡面加工及びホルダー55の平面部56の鏡面加工がそれぞれ個別に容易に実施でき、またこのような球型54をホルダー55により成形型本体52に固定しているので、得られるガラス光学素子は凸面部と平面部56との接続部分が良好に成形でき、ガラス光学素子の取り出し時に球型54とガラス光学素子との間にオプチカルコンタクトが生じていても、球型54がガラス光学素子と共に成形型本体52から離れてしまうことがないので良好に離型ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載する構成にあっては、球型を球型外部からホルダーにより固定しようとすると、ホルダー55と球型54とが接触する稜線部57では球型に円周状にキズが入ってしまい、再度球型として使用する場合に球面研磨加工を実施する必要が有った。
また、ホルダーを用いる球型の固定方法では、ホルダーにより球型を押圧する領域の確保のために、球型の成形機能面として半球面まで使用することができなかった。
【0005】
本発明は、前記不具合に鑑みてなされたものであり、球型にキズを入れることがなく、かつ球型の成形機能面として半球面まで使用することが可能な球型の固定方法及び成形型を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の成形型における球型の固定方法は、成形型本体に、球面の一部が成形面となる球を球型として設けた成形型における球型の固定方法において、成形された光学素子を球型より離型する時に、球型を吸引することにより成形型本体上に保持することを特徴とする。
【0007】
また本発明の請求項2の成形型は、成形型本体に、球面の一部が成形面となる球を球型として設けた成形型において、少なくとも光学素子に転写される面が鏡面加工された球からなる球型を有し、前記球型を収容するように凹形状の受け部と成形された光学素子を球型より離型する時に球型を吸引して成形型本体に保持する吸入部とを成形型本体に有することを特徴とする。
前記成形型本体の受け部は、前記球型と同じ曲率半径にて凹形状に鏡面加工されていることが望ましい。
前記請求項1または請求項2の構成によれば、球型を成形型本体上に吸引して保持することにより、球型である球の成形機能面をホルダーなどで押圧し固定する必要がなくなり、よって球型の表面にキズを入れることがない。また、球型から成形されたガラスの取出しが可能な半球面までを、球型の成形機能面として用いることができるようになる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に用いる成形型の概念を図1により説明する。図1において、ボール研磨加工等により全球面を鏡面加工された球1からなる球型2は、この球型2と同じ曲率半径にて凹形状に形成され且つこの凹面が鏡面加工された成形型本体としての受け型3の受け部4に載置される。前記受け型3の受け部4の中心は、受け型3の中心軸線上にある。また前記受け型3には、前記受け部4に載置された球型2を吸引可能にする吸入部5が穿設されている。前記構成の成形型6において、受け型3の受け部4に載置された球型2は、吸入部5を介して減圧することで受け型3上に保持することができる。従って、受け型3の受け部4に載置された球型2の表面にはキズの入る余地がなくなり、球型2のいずれの部分も球型2の成形機能面として再度使用できる。また球型2の成形機能面として半球面まで使用できる。
(発明の実施の形態1)本発明の実施の形態1を図2に基いて説明する。図2はガラス光学素子としてメニスカスレンズを成形する場合に本実施の形態を適用した成形装置の略断面図である。なお、前記図1と同一な構成は同一符号を用いて説明する。図2において、球型2はボール研磨加工により球面の全表面が鏡面加工されたWC(炭化タングステン)製の球1からなっている。本実施の形態においてはWCを素材として用いたが、SiC,Al2 3 ,AlN等のセラミックを用いても良く、また、球型の表面をPt等の膜で被覆して鏡面にしてもよい。前記球型2を載置するための受け型3は、球型2を載置する受け部4が凹形状の凹面を有し、球型2と同じ曲率半径で鏡面加工されている。この凹形状の周囲の平面部7は粗面に形成され、前記メニスカスレンズの光学機能面の周囲の平面部を粗面に成形するようになっている。この受け型3は、基台10に載置した台11上に載せられている。受け型3の中央部すなわち受け型3の中心軸線と同軸上には、球型2を吸引可能にする吸入部としての吸入口12が穿設されており、この吸入口12には前記台11に穿設した孔に一端側が固定され且つ他端側が不図示の真空ポンプ等の吸引装置に接続された吸入パイプ14が挿入されている。前記台11上には、受け型3等を挿入する円筒上のスリーブ15と、その外側に配置され前記スリーブ15よりも長尺で透明な石英ガラスからなる円筒状の石英管16とが載置されている。前記スリーブ15内において、前記球型2を載置した受け型3と対向する上方には、メニスカスレンズの光学機能面のうち球型2と受け型3とにより成形される面の反対側の面を成形するための成形型として、上型18がガラス20を介して配置される構成となっている。この上型18はWCを素材とし、その成形面は研磨加工により鏡面に加工され、前記ガラス20の成形時にスリーブ15内面を摺動可能になっている。前記石英管16の外側には、スリーブ15を介して内部の球型2、受け型3、ガラス20および上型18を加熱するためのヒーター(例えば赤外線ヒーター)19が円管状に配置されている。さらにその外側には、ヒーター19から発せられる赤外線を反射するための反射鏡筒22が前記基台10上に配置されており、その内面は赤外線をスリーブ15の内周面中心軸上に集光できるように曲率が設けられており、また反射効率を上げるために内周面は金めっきが施されている。また反射鏡筒22の上に蓋状の上ベース21が載置されており、この上ベース21には前記上型18を加圧するためのシリンダーロッド24を備えたシリンダー25と、石英管16内に非酸化性ガスを流入するためのパイプ26とが固定されている。上ベース21の下側は前記石英管16の上端と接する程度に設定されるとともに、石英管16の内部には、パイプ26から流入した非酸化性ガスが石英管16と台11との隙間および石英管16と上ベース21との隙間から流出するようにパージされるようになっている。前記構成からなる成形装置によりメニスカスレンズを成形する場合について述べる。まず上ベース21を取り外し、受け型3の受け部4の上に球型2を載置してスリーブ15内に挿入する。そしてガラス20をスリーブ内15に挿入して球型2上に載置するとともに、上型18をスリーブ15内に挿入して成形用組立体28を形成する。次で上ベース21を反射鏡筒22の上に載置し、パイプ26より非酸化性ガスとして窒素ガスを流入する。ガスによって成形型等の酸化が防止される状態になったとき、ヒーター19により成形用組立体28の加熱を開始する。ガラスの粘度が1013.5ポアズ以下になって流動性が得られたときに、シリンダー25を作動させシリンダーロッド24を介してガラス20を加圧する。次に、シリンダーロッド24を上昇させ、シリンダーロッド24を上型18から離した後、ヒーター19による加熱を停止して成形されたガラス20の冷却を開始する。ガラス20が室温まで冷却された後、前記ガス流入を停止して上ベース21を取り外す。次に図示を省略した吸引装置13を作動させ、吸入口12および吸入パイプ14内を減圧し、球型2を受け型3に吸引して一体的に保持させる。その後、上型18をスリーブ15より取り出し、そして成形が終了したガラス20をスリーブ15より取り出す。この取り出しの際には、球型2は受け型3と一体化されているので、ガラス20のみ取り出すことができる。取り出されたガラス20の球型による成形機能面は半球であるが、光学素子の球欠部が半球に満たない光学素子の場合は、受け型3の平面部7にて成形された面を研削し所望の深さの球欠部を有するメニスカスレンズにする。本実施の形態によれば、球型を受け型上にホルダー等を用いずに一体的に保持することができるので、球型にキズを入れることがなく半球の光学機能面を有する光学素子を成形することができる。
(発明の実施の形態2)本発明の実施の形態2を図3及び図4に基いて説明する。図3はガラス光学素子としてメニスカスレンズを成形する場合の、実施の形態1とは異なる成形装置の略断面図である。図4は、図3に示す成形装置に係る動作の説明図である。なお、実施の形態1と同一な構成は同一符号を用い、詳細な説明を省略する。図3において、球型2は全表面が鏡面加工された球1である。球型2を載置するための受け型30は、球型2を載置する受け部31が凹形状の凹面を有し、球型2と同じ曲率半径で鏡面加工されている。受け型30は下部側外周にフランジ32が設けられ、スリーブ15を載置するようになっている。この受け型30はスリーブ15の外側に配置される透明石英ガラスからなる石英管16とともにベース板33に載置されており、ベース板33下側はベローズ34を介して下方の基台10に取付けた台35上に載置されている。受け型30の中央部すなわち受け型30の中心軸線と同軸上には、球型2を吸引可能にする吸引口36が穿設されている。この吸引口36は、ベース板33に穿設した孔およびベローズ34の内部空間を介して、台35に穿設した孔に溶接されたパイプ37と連通している。受け型30の吸引口36の下側およびベース板33の孔の上側にはそれぞれリング状の切り欠き部が形成され、該切り欠き部には受け型30とベース板33との隙間をシールするためのリング60がはめ込まれている。なお、パイプ37には、ベローズ34内に空気を取り入れるよう制御するための空気弁38が取付けられている。前記ベローズ34は、SUS板(ステンレス鋼板)を蛇腹状に折り込んだ伸縮自在な部材であり、折り目の谷部に孔39が穿設されてベローズ34の内外を連通するようにしている。また、折り目の谷部にはOリング40がはめ込まれ、ベローズ34が伸びた状態では孔39が開口した状態となっている。なお、ベローズ34の上部はベース板33底部と気密的に溶接し、ベローズ34下部は台35上部と気密的に溶接している。前記構成からなる成形装置によりメニスカスレンズを成形する場合について述べる。当初は、空気弁38は閉じられている。まず上ベース21を取り外し、受け型30の受け部31の上に球型2を載置するとともにフランジ32上にスリーブ15を載置する。そしてガラス20を球型2上に載置するとともに上型18をスリーブ15内に挿入して成形用組立体28を形成する。次いで上ベース21を反射鏡筒22の上に載置し、パイプ26より窒素ガスを流入する。ガスによって成形型等の酸化防止がされる状態になったとき、ヒーター21により成形組立体28の加熱を開始する。ガラスの粘度が1013.5ポアズ以下になって流動性が得られたときに、シリンダー25を作動させ、ガラス20を加圧する。ガラスの加圧開始直後、シリンダーロッド24の押圧によりベローズ34は圧縮され、このとき孔39からベローズ34内の空気が排出される。図4はベローズ34が圧縮された時の状態を示した図であり、ベローズ34が圧縮されていくとOリング40がつぶれ、孔39がOリング40により密閉される。シリンダー25によりガラス20にかかる圧力は、加圧開始直後はベローズ34を圧縮させる力となってガラスから逃げて行くが、ベローズ34の圧縮が終了した後はガラスにかかる圧力が増加し、そしてガラス20の成形が行われる。次に、シリンダーロッド24を上昇させ、シリンダーロッド24を上型から離した後、ヒーター21による加熱を停止して成形されたガラス20の冷却を開始する。ガラス20が室温まで冷却された後、前記ガスの流入を停止して上ベース21を反射鏡筒22から取り外す。次に上型18をスリーブ15より取り出し、スリーブ15を受け型30のフランジ32から取り外した後、成形が終了したガラス20を下側成形型から取り出す。このとき、ベローズ内部は、ベローズ外部よりも減圧状態となっているために、球型2は受け型30側に吸引され、球型2と受け型30とは一体化されているので、ガラス20のみを取り出すことができる。次に、空気弁38の開操作をし、パイプ37内部と台35の孔を介してベローズ34内部に空気を流入しベローズ内部を増圧する。この増圧によってベローズ34は成形前の状態に復帰することができる。取り出されたガラス20の球型による成形機能面は半球であるが、光学素子の球欠部が半球に満たない場合は、受け型30の平面部41にて成形された面を研削し所望の深さの球欠部を有するメニスカスレンズにする。本実施の形態によれば、実施の形態1のような真空ポンプ等の設備を用いることなく、球型と受け型とを一体化させることができる。また、ガラスの押圧開始時に、ガラスに徐々に圧力がかかっていくため、肉厚が薄い光学素子を成形する際に割れる事がないという効果も奏することができる。なお、前記各実施の形態では、球型は、成形型本体の中心軸線上にその球心が位置するようにして説明したが、これに限らず、球型を成形型本体の中心軸線上からズレた位置に形成した受け部に載置するようにすると、成形型本体上に複数の球型を配置可能となり、成形される光学素子の一面側に複数の球欠部を有する光学素子を得ることができる。この場合も、各球型は成形型本体に吸入部を介して吸引し保持する。また、前記各実施の形態では、球型を構成する球は全表面が球面であることで説明したが、球には本発明の主旨が達成される範囲で切断面があってもよい。例えば前記切断面が吸入部あるいは吸入口等に対応する個所に形成されている場合や、前記切断面が球面に形成されていても受け型の受け部に球型を吸引して保持できる場合は、本発明の主旨を逸脱しないものである。なお本明細書中には、以下の発明も含まれている。
(1)成形型本体に、球面の一部が成形面となる球を球型として設けた成形型において、全表面が鏡面加工されその一部が光学素子に転写される球からなる球型と、前記球型と同じ曲率の凹形状に鏡面加工され前記球型の一部と係合する受け部を有する成形型本体とを有し、成形型本体は成形された光学素子を球型より離型する時に球型を成形型本体に吸引して保持する吸入部を有することを特徴とする成形型。前記構成の成形型によれば、球型の球面と成形型本体の受け部とがそれぞれ同じ曲率で且つ鏡面で密着することになるから、光学素子を球型より離型する時の球型と成形型本体との密着力が大きく作用するとともに球型の表面に特にキズが入りにくくなる。
(2)一対の成形型により加熱軟化されたガラスを押圧してレンズを成形する成形型において、少なくとも下側成形型は、成形型本体と、この成形型本体に載置されて球面の一部がレンズの球欠部を成形する球からなる球型からなり、前記成形型本体の前記球型を載置する面と前記球型の全表面とが同じ曲率で且つ鏡面加工されるとともに、下側成形型は前記成形されたレンズを球型から離型する時に球型を成形型本体に吸引して保持する吸入部を有することを特徴とする成形型。前記構成の成形型によれば、成形型本体の中心軸線上に球型を載置することにとらわれないから、複数の球型を成形型本体上に載置することができ、レンズの一方の面に複数の球欠部を有するレンズを成形できる。
【0009】
【発明の効果】
本発明の請求項1および2によれば、球型を球型外部から押圧して固定するホルダーのような固定部材を用いていないので、球型にキズが入ることがなく、したがって球型の型寿命を大幅にのばすことができる。また、成形機能面として半球面まで使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概念を説明するための図である。
【図2】実施の形態1を説明するための成形装置の略断面図である。
【図3】実施の形態2を説明するための成形装置の略断面図である。
【図4】実施の形態2に係る成形装置に係る動作の説明図である。
【図5】従来の成形型における球型の固定方法の説明図である。
【符号の説明】
1 真球
2 球型
3 受け型( 成形型本体)
4 受け部
5 吸入部
6 成形型
7 平面部
12 吸入口
13 吸引装置
15 スリーブ
16 石英管
18 上型
19 ヒーター
20 ガラス
25 シリンダー
30 受け型
34 ベローズ
38 空気弁
40 Oリング
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for fixing a sphere in a mold used for press molding of a glass optical element, and a mold.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a method of obtaining glass optical elements by press-molding heat-softened glass with a pair of molds is widely known.
[0003]
Of the glass optical elements, a molding die for molding a glass optical element having a spherical notch as an optical function surface is a convex surface portion whose molding surface is a molding function surface of the mold (referred to as a surface for molding an optical function surface). And a plane portion continuing from the convex surface portion. On the other hand, a molding die having a convex molding function surface close to a hemisphere is difficult to polish near the connecting portion between the convex surface portion and the flat portion when the molding die is manufactured. The entire surface could not be used as an optical function surface. In view of this point, a technique disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-94929 has been proposed as a molding die that can be satisfactorily obtained up to the connecting portion between the entire molding functional surface of the molding die and the flat portion. As illustrated in FIG. 5, the molding die 51 described in the above publication is a sphere in which a spherical center is located on the central axis of the molding die body 52 and a part of the spherical surface is a molding surface. 53 is arranged as a sphere 54, and this sphere 54 is pressed and fixed by the holder 55 from the outside of the sphere to the mold body 52 side. In the mold 51 having the above-described configuration, the mirror surface processing of the entire surface of the sphere 53 and the mirror surface processing of the flat surface portion 56 of the holder 55 can be easily and individually performed. Since the glass optical element is fixed, the connecting portion between the convex portion and the flat portion 56 can be molded well, and an optical contact is generated between the spherical 54 and the glass optical element when the glass optical element is taken out. However, since the spherical mold 54 is not separated from the mold main body 52 together with the glass optical element, the mold can be released satisfactorily.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration described in the above publication, when the spherical shape is fixed by the holder from the outside of the spherical shape, the ridge line portion 57 where the holder 55 and the spherical shape 54 are in contact with each other is scratched circumferentially. It was necessary to carry out spherical polishing when using it again as a spherical shape.
Further, in the spherical fixing method using a holder, it is impossible to use a hemispherical surface as a spherical molding function surface in order to secure a region where the spherical shape is pressed by the holder.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and a spherical fixing method and a molding die that can be used up to a hemispherical surface as a spherical molding functional surface without scratching the spherical shape. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for fixing a sphere in a molding die in which a sphere having a spherical surface with a part of a spherical surface as a molding surface is provided as a sphere. When the optical element is released from the spherical shape, the spherical shape is sucked and held on the mold body.
[0007]
The molding die according to claim 2 of the present invention is a molding die in which a spherical surface in which a part of the spherical surface is a molding surface is provided on the molding die body, and at least the surface transferred to the optical element is mirror-finished. A suction part having a spherical shape made of a sphere and sucking the spherical shape and holding it in the molding die main body when the concave receiving portion and the molded optical element are separated from the spherical shape so as to accommodate the spherical shape In the mold body.
The receiving part of the mold main body is preferably mirror-finished into a concave shape with the same radius of curvature as the spherical mold.
According to the configuration of the first or second aspect, the spherical mold is sucked and held on the mold body, so that it is not necessary to press and fix the molding function surface of the spherical sphere with a holder or the like. Therefore, there is no scratch on the spherical surface. Further, a hemispherical surface from which glass molded from the spherical shape can be taken out can be used as a spherical molding functional surface.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The concept of the mold used in the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, a spherical mold 2 composed of a sphere 1 whose entire spherical surface is mirror-finished by ball polishing or the like is formed into a concave shape with the same radius of curvature as the spherical mold 2 and the concave surface is mirror-finished. It is placed on a receiving part 4 of a receiving mold 3 as a main body. The center of the receiving portion 4 of the receiving mold 3 is on the central axis of the receiving mold 3. In addition, the receiving mold 3 is provided with a suction section 5 that allows the spherical mold 2 placed on the receiving section 4 to be sucked. In the mold 6 having the above-described configuration, the spherical mold 2 placed on the receiving part 4 of the receiving mold 3 can be held on the receiving mold 3 by reducing the pressure via the suction part 5. Therefore, there is no room for scratches on the surface of the spherical mold 2 placed on the receiving portion 4 of the receiving mold 3, and any part of the spherical mold 2 can be used again as a molding functional surface of the spherical mold 2. Further, the spherical functional surface of the spherical mold 2 can be used up to a hemisphere.
(Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a molding apparatus to which the present embodiment is applied when a meniscus lens is molded as a glass optical element. The same components as those in FIG. 1 will be described using the same reference numerals. In FIG. 2, a spherical mold 2 is composed of a WC (tungsten carbide) sphere 1 in which the entire spherical surface is mirror-finished by ball polishing. In this embodiment, WC is used as a material, but ceramics such as SiC, Al 2 O 3 , and AlN may be used, and a spherical surface is coated with a film such as Pt to make a mirror surface. Good. In the receiving mold 3 for mounting the spherical mold 2, the receiving section 4 for mounting the spherical mold 2 has a concave concave surface and is mirror-finished with the same radius of curvature as the spherical mold 2. The flat portion 7 around the concave shape is formed into a rough surface, and the flat portion around the optical function surface of the meniscus lens is formed into a rough surface. The receiving mold 3 is placed on a base 11 placed on a base 10. A suction port 12 serving as a suction portion that enables suction of the spherical mold 2 is formed in the central portion of the receiving mold 3, that is, coaxially with the central axis of the receiving mold 3. A suction pipe 14 having one end fixed to the hole formed in the hole and connected to a suction device such as a vacuum pump (not shown) is inserted into the other end. A cylindrical sleeve 15 into which the receiving mold 3 and the like are inserted and a cylindrical quartz tube 16 made of quartz glass that is longer than the sleeve 15 and is transparent than the sleeve 15 are placed on the table 11. Has been. In the sleeve 15, on the upper side facing the receiving mold 3 on which the spherical mold 2 is placed, the surface opposite to the surface formed by the spherical mold 2 and the receiving mold 3 among the optical function surfaces of the meniscus lens. As a mold for molding the upper mold 18, the upper mold 18 is arranged via the glass 20. The upper mold 18 is made of WC, and its molding surface is processed into a mirror surface by polishing, so that the inner surface of the sleeve 15 can slide when the glass 20 is molded. On the outside of the quartz tube 16, a heater (for example, an infrared heater) 19 for heating the inner spherical shape 2, the receiving die 3, the glass 20 and the upper die 18 via the sleeve 15 is arranged in a circular tube shape. . Further, on the outer side, a reflecting barrel 22 for reflecting infrared rays emitted from the heater 19 is disposed on the base 10, and the inner surface condenses the infrared rays on the central axis of the inner peripheral surface of the sleeve 15. Curvature is provided so that the inner peripheral surface is gold-plated in order to increase reflection efficiency. A lid-like upper base 21 is placed on the reflecting lens barrel 22. The upper base 21 includes a cylinder 25 having a cylinder rod 24 for pressurizing the upper mold 18, and a quartz tube 16. A pipe 26 for allowing the non-oxidizing gas to flow into is fixed. The lower side of the upper base 21 is set so as to be in contact with the upper end of the quartz tube 16, and the non-oxidizing gas flowing in from the pipe 26 is inserted into the quartz tube 16 and the gap between the quartz tube 16 and the base 11. Purge is performed so as to flow out of the gap between the quartz tube 16 and the upper base 21. A case where a meniscus lens is molded by the molding apparatus having the above configuration will be described. First, the upper base 21 is removed, and the spherical mold 2 is placed on the receiving portion 4 of the receiving mold 3 and inserted into the sleeve 15. The glass 20 is inserted into the sleeve 15 and placed on the spherical mold 2, and the upper mold 18 is inserted into the sleeve 15 to form a molding assembly 28. Next, the upper base 21 is placed on the reflecting lens barrel 22, and nitrogen gas is introduced as non-oxidizing gas from the pipe 26. When the gas is in a state in which oxidation of the mold or the like is prevented, heating of the molding assembly 28 is started by the heater 19. When the viscosity of the glass becomes 10 13.5 poise or less and fluidity is obtained, the cylinder 25 is operated and the glass 20 is pressurized via the cylinder rod 24. Next, after raising the cylinder rod 24 and separating the cylinder rod 24 from the upper mold 18, heating by the heater 19 is stopped and cooling of the formed glass 20 is started. After the glass 20 is cooled to room temperature, the gas inflow is stopped and the upper base 21 is removed. Next, the suction device 13 (not shown) is operated to decompress the inside of the suction port 12 and the suction pipe 14, and the spherical mold 2 is sucked into the mold 3 and integrally held. Thereafter, the upper mold 18 is taken out from the sleeve 15, and the glass 20 that has been molded is taken out from the sleeve 15. At the time of taking out, since the spherical mold 2 is integrated with the receiving mold 3, only the glass 20 can be taken out. The molded functional surface by the spherical shape of the glass 20 taken out is a hemisphere, but in the case of an optical element in which the spherical portion of the optical element is less than the hemisphere, the surface molded by the flat portion 7 of the receiving mold 3 is ground. Then, a meniscus lens having a spherical notch with a desired depth is obtained. According to the present embodiment, since the spherical shape can be integrally held on the receiving die without using a holder or the like, an optical element having a hemispherical optical functional surface without scratching the spherical shape. Can be molded.
(Embodiment 2) Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a molding apparatus different from the first embodiment when a meniscus lens is molded as a glass optical element. FIG. 4 is an explanatory view of an operation related to the molding apparatus shown in FIG. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 3, a sphere 2 is a sphere 1 whose entire surface is mirror-finished. In the receiving mold 30 for mounting the spherical mold 2, the receiving section 31 for mounting the spherical mold 2 has a concave concave surface and is mirror-finished with the same radius of curvature as the spherical mold 2. The receiving mold 30 is provided with a flange 32 on the outer periphery on the lower side so that the sleeve 15 is placed thereon. The receiving mold 30 is placed on the base plate 33 together with the quartz tube 16 made of transparent quartz glass disposed outside the sleeve 15, and the lower side of the base plate 33 is attached to the lower base 10 via the bellows 34. It is placed on the table 35. In the center of the receiving mold 30, that is, coaxially with the central axis of the receiving mold 30, a suction port 36 that allows the spherical mold 2 to be sucked is formed. The suction port 36 communicates with a pipe 37 welded to a hole drilled in the table 35 through a hole drilled in the base plate 33 and an internal space of the bellows 34. A ring-shaped notch is formed below the suction port 36 of the receiving mold 30 and above the hole of the base plate 33, and a gap between the receiving mold 30 and the base plate 33 is sealed in the notched portion. A ring 60 is inserted. The pipe 37 is provided with an air valve 38 for controlling the intake of air into the bellows 34. The bellows 34 is a stretchable member obtained by folding a SUS plate (stainless steel plate) in a bellows shape, and a hole 39 is formed in a valley portion of the fold so as to communicate the inside and outside of the bellows 34. Further, the O-ring 40 is fitted in the valley portion of the fold, and the hole 39 is opened when the bellows 34 is extended. The upper part of the bellows 34 is hermetically welded to the bottom of the base plate 33, and the lower part of the bellows 34 is hermetically welded to the upper part of the base 35. A case where a meniscus lens is molded by the molding apparatus having the above configuration will be described. Initially, the air valve 38 is closed. First, the upper base 21 is removed, and the spherical mold 2 is placed on the receiving portion 31 of the receiving mold 30 and the sleeve 15 is placed on the flange 32. Then, the glass 20 is placed on the spherical mold 2 and the upper mold 18 is inserted into the sleeve 15 to form a molding assembly 28. Next, the upper base 21 is placed on the reflecting lens barrel 22, and nitrogen gas is introduced from the pipe 26. When the gas enters a state in which the molding die or the like is prevented from being oxidized, heating of the molding assembly 28 is started by the heater 21. When the viscosity of the glass becomes 10 13.5 poise or less and fluidity is obtained, the cylinder 25 is operated to pressurize the glass 20. Immediately after starting the pressurization of the glass, the bellows 34 is compressed by the pressing of the cylinder rod 24, and at this time, the air in the bellows 34 is discharged from the hole 39. FIG. 4 is a view showing a state when the bellows 34 is compressed. As the bellows 34 is compressed, the O-ring 40 is crushed and the hole 39 is sealed by the O-ring 40. The pressure applied to the glass 20 by the cylinder 25 becomes a force for compressing the bellows 34 immediately after the start of pressurization and escapes from the glass, but after the compression of the bellows 34 is finished, the pressure applied to the glass increases, and the glass 20 moldings are performed. Next, after raising the cylinder rod 24 and releasing the cylinder rod 24 from the upper mold, heating by the heater 21 is stopped and cooling of the formed glass 20 is started. After the glass 20 is cooled to room temperature, the inflow of the gas is stopped and the upper base 21 is removed from the reflecting lens barrel 22. Next, the upper mold 18 is taken out from the sleeve 15, and after the sleeve 15 is removed from the flange 32 of the receiving mold 30, the glass 20 that has been molded is taken out from the lower mold. At this time, since the inside of the bellows is in a depressurized state more than the outside of the bellows, the spherical mold 2 is sucked to the receiving mold 30 side, and the spherical mold 2 and the receiving mold 30 are integrated, so that the glass 20 Can only be taken out. Next, the air valve 38 is opened, and air flows into the bellows 34 through the pipe 37 and the hole of the base 35 to increase the pressure inside the bellows. By this pressure increase, the bellows 34 can return to the state before molding. The molded functional surface of the glass 20 taken out by the spherical shape is a hemisphere, but if the spherical notch portion of the optical element is less than the hemisphere, the surface formed by the flat surface portion 41 of the receiving die 30 is ground to obtain a desired shape. A meniscus lens having a deep spherical part is formed. According to the present embodiment, the spherical shape and the receiving shape can be integrated without using equipment such as a vacuum pump as in the first embodiment. In addition, since pressure is gradually applied to the glass at the start of pressing the glass, there is also an effect that the glass is not cracked when an optical element having a small thickness is formed. In each of the above embodiments, the spherical shape has been described such that the spherical center is positioned on the central axis of the mold main body. However, the present invention is not limited to this. When placed on the receiving portion formed at the shifted position, a plurality of spherical shapes can be arranged on the molding die main body, and an optical element having a plurality of spherical notches on one surface side of the molded optical element is obtained. be able to. Also in this case, each spherical mold is sucked and held in the mold body through the suction portion. In each of the above embodiments, the spheres constituting the sphere have been described as having a spherical surface. However, the sphere may have a cut surface as long as the gist of the present invention is achieved. For example, when the cut surface is formed at a location corresponding to the suction part or the suction port, or when the spherical shape can be sucked and held in the receiving part even if the cut surface is formed into a spherical surface This does not depart from the gist of the present invention. The present invention also includes the following inventions.
(1) A molding die in which a sphere having a part of a spherical surface as a molding surface is provided as a sphere on the molding die body, and a sphere composed of a sphere whose entire surface is mirror-finished and a part thereof is transferred to an optical element A mold body that has a mirror-finished concave shape having the same curvature as the sphere and has a receiving portion that engages with a part of the sphere, and the mold body separates the molded optical element from the sphere. A molding die having a suction part for sucking and holding a spherical die to a molding die body when molding. According to the molding die having the above configuration, the spherical spherical surface and the receiving portion of the molding die main body are in close contact with each other with the same curvature and mirror surface, so that when the optical element is released from the spherical shape, Adhesive strength with the mold main body acts greatly and scratches are less likely to enter the spherical surface.
(2) In a molding die for molding a lens by pressing glass that has been heat-softened by a pair of molding dies, at least the lower molding die is placed on the molding die body and a part of the spherical surface placed on the molding die body. Is formed of a sphere formed of a sphere that molds the spherical notch portion of the lens, and the surface of the mold body on which the sphere is placed and the entire surface of the sphere are mirror-finished with the same curvature. The side mold has a suction part for sucking and holding the spherical mold in the mold main body when the molded lens is released from the spherical mold. According to the molding die having the above-described configuration, it is not limited to placing the spherical shape on the central axis of the molding die body, and therefore, a plurality of spherical shapes can be placed on the molding die body, A lens having a plurality of spherical notches on the surface can be molded.
[0009]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, since a fixing member such as a holder that presses and fixes the spherical shape from the outside of the spherical shape is not used, the spherical shape is not scratched. The mold life can be greatly extended. Further, a hemispherical surface can be used as a molding function surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a molding apparatus for explaining the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a molding apparatus for explaining a second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation related to the molding apparatus according to the second embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view of a method for fixing a sphere in a conventional mold.
[Explanation of symbols]
1 true sphere 2 sphere 3 receiving mold (molding die body)
4 Receiving part 5 Suction part 6 Mold 7 Flat part 12 Suction port 13 Suction device 15 Sleeve 16 Quartz tube 18 Upper mold 19 Heater 20 Glass 25 Cylinder 30 Receiving mold 34 Bellows 38 Air valve 40 O-ring

Claims (2)

成形型本体に、球面の一部が成形面となる球を球型として設けた成形型における球型の固定方法において、成形された光学素子を球型より離型する時に、球型を吸引することにより成形型本体上に保持することを特徴とする成形型における球型の固定方法。In a method of fixing a sphere in a molding die in which a sphere whose spherical surface is partly a molding surface is provided on the molding die body, the sphere is sucked when the molded optical element is released from the sphere. A method for fixing a spherical shape in a molding die, characterized in that it is held on the molding die body. 成形型本体に、球面の一部が成形面となる球を球型として設けた成形型において、少なくとも光学素子に転写される面が鏡面加工された球からなる球型を有し、前記球型を収容するように凹形状の受け部と成形された光学素子を球型より離型する時に球型を吸引して成形型本体に保持する吸入部とを成形型本体に有することを特徴とする成形型。A molding die in which a sphere having a part of a spherical surface as a molding surface is provided as a sphere in the molding die main body, the sphere having a sphere having a mirror-finished sphere at least on a surface transferred to an optical element. The molding die body has a concave receiving portion and a suction portion that sucks the spherical shape and holds it in the molding die body when the molded optical element is released from the spherical shape. Mold.
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