JPWO2009035037A1 - Method for producing glass molded body - Google Patents
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Abstract
液滴成形法によってガラス成形体を製造する場合において、高い形状精度と厚み精度を同時に確保することができるガラス成形体の製造方法を提供する。所定温度に加熱した下型に溶融ガラス滴を滴下して、上型及び下型の少なくとも一方を移動型として加圧方向に移動して上型と下型とを最終到達間隔まで接近させ、滴下した溶融ガラス滴を加圧する。加圧工程は、上型と下型の間隔が最終到達間隔よりも大きい所定間隔となるように移動型を移動して加圧する第１加圧工程、移動型の移動を停止又は移動方向を反転させて上型と溶融ガラス滴との間に間隙を生じた状態で待機する待機工程、その後に溶融ガラス滴を所定の荷重で所定時間加圧する第２加圧工程の３つの工程を有する。In the case of producing a glass molded body by a droplet forming method, a method for producing a glass molded body capable of simultaneously ensuring high shape accuracy and thickness accuracy is provided. Drop molten glass droplets on the lower mold heated to a predetermined temperature, move at least one of the upper mold and lower mold as a moving mold in the pressurizing direction, bring the upper mold and the lower mold closer to the final arrival interval, and drop Pressurize the molten glass droplets. The pressurization process is a first pressurization process in which the movable mold is moved and pressurized so that the distance between the upper mold and the lower mold is a predetermined interval larger than the final arrival interval, the movement of the movable mold is stopped or the moving direction is reversed. And a standby process for waiting in a state where a gap is generated between the upper mold and the molten glass droplet, and then a second pressurizing process for pressurizing the molten glass droplet with a predetermined load for a predetermined time.
Description
本発明は、各種の光学素子等として用いることのできるガラス成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a glass molded body that can be used as various optical elements and the like.
デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、半導体レーザから出力される楕円形状の出力ビームを円形に整形するためのビーム整形素子等の光学素子として、ガラス素材を成形金型で加圧成形して製造したガラス成形体が多く用いられている。 Optics such as digital camera lens, optical pickup lens such as DVD, camera lens for mobile phone, coupling lens for optical communication, beam shaping element for shaping elliptical output beam output from semiconductor laser into a circle As an element, a glass molded body produced by press molding a glass material with a molding die is often used.
また、近年の光学製品の小型化、高精度化に伴って、光学素子として用いられるガラス成形体について、光学面の形状精度のみならず光軸方向の厚み精度についても非常に高い性能が要求されるようになってきた。特に、次世代ＤＶＤ用のピックアップレンズに用いられる高ＮＡレンズにおいては、厚み精度の許容公差が極めて小さく、例えば、±１μｍといった範囲で管理する必要がある。 In addition, with recent miniaturization and high precision of optical products, glass molded bodies used as optical elements are required to have extremely high performance not only in the shape accuracy of the optical surface but also in the thickness accuracy in the optical axis direction. It has come to be. In particular, in a high NA lens used for a pickup lens for a next-generation DVD, the tolerance of thickness accuracy is extremely small and must be managed within a range of ± 1 μm, for example.
このようなガラス成形体の製造方法の１つとして、予め所定質量及び形状を有するガラスゴブを作製し、該ガラスゴブを成形金型とともにガラスが変形可能な温度まで加熱した後、ガラスゴブを成形金型にて加圧成形する方法（以下、「リヒートプレス法」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。 As one method for producing such a glass molded body, a glass gob having a predetermined mass and shape is prepared in advance, and the glass gob is heated to a temperature at which the glass can be deformed together with the molding die, and then the glass gob is used as a molding die. There is known a method of pressure molding (hereinafter also referred to as “reheat press method”) (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献１、２の記載によれば、プレス成形時に最終設定位置の手前まで金型を移動させた後、負荷する荷重をガラスが変形しない程度の小さな荷重に切り変え、ガラスと金型を設定温度まで冷却してから最終プレスを行うことにより、高い厚み精度が得られるとされている。しかし、リヒートプレス法においては、成形の度に金型及びガラスゴブの加熱と冷却を繰り返す必要があり、１回の成形に要する時間が非常に長いという問題があった。 According to the description of Patent Documents 1 and 2, after moving the mold to the position just before the final setting position during press molding, the load to be applied is changed to a small load that does not deform the glass, and the glass and the mold are set. It is said that high thickness accuracy can be obtained by performing final pressing after cooling to temperature. However, in the reheat press method, it is necessary to repeat heating and cooling of the mold and the glass gob every time it is molded, and there is a problem that the time required for one molding is very long.
一方、ガラス成形体の別の製造方法として、予め所定温度に加熱した成形金型の上に溶融ガラス滴を滴下して、滴下した溶融ガラス滴が変形可能な温度にある間に成形金型にて加圧成形する方法（以下、「液滴成形法」ともいう。）が知られている（例えば、特許文献３参照）。この方法は成形金型等の加熱と冷却を繰り返す必要がなく、溶融ガラス滴から直接ガラス成形体を製造することができるので、１回の成形に要する時間を非常に短くできることから注目されている。 On the other hand, as another method for producing a glass molded body, molten glass droplets are dropped on a molding die heated to a predetermined temperature in advance, and while the dropped molten glass droplets are at a deformable temperature, There is known a method of pressure molding (hereinafter also referred to as “droplet molding method”) (see, for example, Patent Document 3). Since this method does not require repeated heating and cooling of a molding die or the like, and a glass molded body can be produced directly from molten glass droplets, it is attracting attention because the time required for one molding can be extremely shortened. .
また、特許文献３には、上型と下型の間隔が所定間隔となるまで上型を下方移動して溶融ガラス滴を加圧した後、上型及び下型がガラス滴に適用する圧力をガラス滴の変形がほとんど起こらない程度の微小な値に所定時間保持し、その後圧力を強めて更に上型を下方移動させる方法が記載されている。特許文献３において、上型と下型の間隔が所定間隔となった時点でガラス滴に加える圧力を微小圧力に保持するのは、ガラス滴が上型及び下型と完全に接触した状態を維持することで、ガラス滴の外周部と中心部との温度差を低減し、ヒケの発生を防止するためである。
特許文献１、２に記載の方法を実施するためには、プレス成形の開始から最終プレス完了までの間、ガラスと金型の温度を正確に制御しながらガラスを加圧する必要がある。 In order to carry out the methods described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to pressurize the glass while accurately controlling the temperatures of the glass and the mold from the start of press molding to the completion of the final press.
しかしながら、液滴成形法は、溶融ガラス滴よりも低い所定温度に保持された成形金型に、非常に高温で溶融状態のガラス滴を滴下し、加圧成形する方法である。そのため、溶融ガラス滴の温度は、成形金型との接触面からの放熱によって急速に低下するのみであり、加圧中のガラスの温度を人為的に制御することは非常に困難である。従って、特許文献１、２に記載の方法を液滴成形法によるガラス成形体の製造に応用することは原理的に非常に困難である。 However, the droplet forming method is a method in which a glass droplet in a molten state is dropped at a very high temperature onto a molding die held at a predetermined temperature lower than that of the molten glass droplet, and is pressure-molded. For this reason, the temperature of the molten glass drop only rapidly decreases due to heat radiation from the contact surface with the molding die, and it is very difficult to artificially control the temperature of the glass during pressurization. Therefore, in principle, it is very difficult to apply the methods described in Patent Documents 1 and 2 to the production of a glass molded body by a droplet forming method.
一般的な液滴成形法における、加圧時間とガラス成形体の厚みの関係の１例を図５に示す。図５のグラフの横軸は時間、縦軸はガラス成形体の厚みである。図５（ａ）のグラフのラインａ１は、加圧の開始から終了までの間、成形金型によって一定の荷重を負荷した場合のガラス成形体の厚みの変化の１例を示している。加圧の開始時はガラス温度が高く粘度が低いため、厚みの変化の速度が大きいが、時間が経つにつれてガラス温度が急速に低下するために厚みの変化速度も小さくなり、厚みがほとんど変化しなくなった時点で加圧を終了している。このような加圧方法の場合、ガラスが十分に固化するまで金型とガラスとを密着させておくことができるために、一般に高い形状精度を得ることができる。 FIG. 5 shows an example of the relationship between the pressing time and the thickness of the glass molded body in a general droplet forming method. The horizontal axis of the graph in FIG. 5 is time, and the vertical axis is the thickness of the glass molded body. A line a1 in the graph of FIG. 5A shows an example of a change in the thickness of the glass molded body when a constant load is applied by the molding die from the start to the end of pressurization. At the start of pressurization, the glass temperature is high and the viscosity is low, so the rate of change in thickness is large, but as time goes by, the glass temperature decreases rapidly, so the rate of change in thickness also decreases, and the thickness changes almost. Pressurization has been completed when it has run out. In the case of such a pressing method, since the mold and the glass can be kept in close contact until the glass is sufficiently solidified, generally high shape accuracy can be obtained.
しかし、このような方法の場合、加圧終了時のガラス成形体の厚みを直接制御することはできない。例えば、外乱等によって加圧開始時のガラス温度が少し高くなった場合、ラインａ１と同じ条件で加圧を行うと、ガラス温度が高い分だけガラスの変形が容易になるため、加圧終了時のガラス成形体の厚みは薄くなる（ラインａ２）。逆に、加圧開始時のガラス温度が少し低かった場合には、加圧終了時のガラス成形体の厚みは厚くなる（ラインａ３）。従って、このような条件で繰り返しガラス成形体を製造すると、加圧終了時のガラス成形体の厚みはΔＤだけばらつくことになる。 However, in the case of such a method, the thickness of the glass molded body at the end of pressurization cannot be directly controlled. For example, when the glass temperature at the start of pressurization is slightly increased due to disturbance or the like, if pressurization is performed under the same conditions as the line a1, the glass is easily deformed by the higher glass temperature. The thickness of the glass molding is reduced (line a2). Conversely, when the glass temperature at the start of pressurization is slightly lower, the thickness of the glass molded body at the end of pressurization becomes thicker (line a3). Therefore, when a glass molded body is repeatedly manufactured under such conditions, the thickness of the glass molded body at the end of pressurization varies by ΔD.
一方、図５（ｂ）のグラフは、図５（ａ）と同様に一定の荷重を負荷して加圧を行い、ガラス成形体が所定の厚みＤ０となった時点で加圧を終了した場合のガラス成形体の厚みの変化を示している。この方法によれば、加圧開始時のガラス温度が高い場合（ｂ２）も低い場合（ｂ３）もガラス成形体の厚みは一定となるが、加圧終了時の時間はΔｔだけばらつく。そのため、ｂ１やｂ２の場合には、まだガラスが十分固化していない早い段階で加圧を終了することになり、加圧を終了した後の熱収縮によって形状が崩れてしまうことから、高い形状精度を得ることはできない。 On the other hand, the graph of FIG. 5 (b) shows the case where a certain load is applied as in FIG. 5 (a) to pressurize, and the pressurization is terminated when the glass molded body reaches a predetermined thickness D0. The change of the thickness of the glass forming body is shown. According to this method, when the glass temperature at the start of pressurization is high (b2) or low (b3), the thickness of the glass molded body is constant, but the time at the end of pressurization varies by Δt. Therefore, in the case of b1 and b2, the pressurization is finished at an early stage where the glass is not yet sufficiently solidified, and the shape collapses due to the heat shrinkage after the pressurization is finished. Accuracy cannot be obtained.
このように、液滴成形法においては、従来、形状精度と厚み精度はいわゆるトレードオフの関係にあり、高い形状精度と厚み精度を同時に確保することができず、解決が望まれていた。 Thus, in the droplet forming method, conventionally, the shape accuracy and the thickness accuracy are in a so-called trade-off relationship, and high shape accuracy and thickness accuracy cannot be ensured at the same time, and a solution has been desired.
また、特許文献３に記載の方法によれば、ガラスの中心部と外周部の温度差を小さくすることができ、ヒケの発生を防止して形状精度を向上させる効果が得られる。しかし、圧力を微小な値に保持している間も、上型及び下型の成形面とガラス滴の上面及び下面との完全な接触が保たれるため、ガラス滴の冷却速度が非常に速い。そのため、加圧開始時のガラス温度のばらつき等によって発生するガラス成形体の厚みのばらつきを抑止する効果はほとんど得られなかった。 Further, according to the method described in Patent Document 3, the temperature difference between the central portion and the outer peripheral portion of the glass can be reduced, and the effect of preventing the occurrence of sink marks and improving the shape accuracy can be obtained. However, since the complete contact between the molding surfaces of the upper mold and the lower mold and the upper and lower surfaces of the glass droplets is maintained while the pressure is maintained at a minute value, the cooling rate of the glass droplets is very high. . Therefore, the effect which suppresses the dispersion | variation in the thickness of the glass forming body which generate | occur | produces by the dispersion | variation in the glass temperature at the time of a pressurization start, etc. was hardly acquired.
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液滴成形法によってガラス成形体を製造する場合において、高い形状精度と厚み精度を同時に確保することができるガラス成形体の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and an object of the present invention is to simultaneously ensure high shape accuracy and thickness accuracy in the case of producing a glass molded body by a droplet forming method. It is providing the manufacturing method of the glass molded object which can be performed.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
１． 上型及び下型を有する成形金型により溶融ガラス滴を加圧成形するガラス成形体の製造方法において、
前記上型及び前記下型をそれぞれ所定温度に加熱する加熱工程と、
前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下する滴下工程と、
前記上型及び前記下型の少なくとも一方を移動型として加圧方向に移動して前記上型と前記下型とを最終到達間隔まで接近させ、滴下した前記溶融ガラス滴を加圧する加圧工程と、を有し、
前記加圧工程は、前記上型と前記下型の間隔が前記最終到達間隔よりも大きい所定間隔となるように前記移動型を移動して加圧する第１加圧工程と、
前記上型と前記下型の間隔が前記所定間隔となった時点で前記移動型の移動を停止又は移動方向を反転させて、前記上型と前記溶融ガラス滴との間に間隙を生じた状態で待機する待機工程と、
前記待機工程の後、前記溶融ガラス滴を所定の荷重で所定時間加圧する第２加圧工程と、を有することを特徴とするガラス成形体の製造方法。1. In the method for producing a glass molded body in which molten glass droplets are pressure-molded by a molding die having an upper mold and a lower mold,
A heating step of heating the upper mold and the lower mold to respective predetermined temperatures;
A dropping step of dropping the molten glass droplet on the lower mold;
A pressurizing step of pressing at least one of the upper mold and the lower mold as a moving mold, moving the upper mold and the lower mold close to a final arrival interval by pressing in the pressing direction, and pressurizing the dropped molten glass droplet; Have
The pressurizing step includes a first pressurizing step of moving and pressurizing the movable mold so that an interval between the upper mold and the lower mold is a predetermined interval larger than the final arrival interval;
When the distance between the upper mold and the lower mold reaches the predetermined distance, the movement of the movable mold is stopped or the movement direction is reversed, and a gap is generated between the upper mold and the molten glass droplet. A standby process to wait at,
And a second pressurizing step of pressurizing the molten glass droplet with a predetermined load for a predetermined time after the standby step.
２． 前記所定間隔は、前記最終到達間隔よりも２μｍ〜１００μｍ大きいことを特徴とする前記１に記載のガラス成形体の製造方法。 2. 2. The method for producing a glass molded body according to 1, wherein the predetermined interval is 2 μm to 100 μm larger than the final arrival interval.
３． 前記第１加圧工程は、前記移動型の移動速度が段階的に小さくなる複数のステップを有することを特徴とする前記１又は２に記載のガラス成形体の製造方法。 3. The method for producing a glass molded body according to 1 or 2, wherein the first pressurizing step includes a plurality of steps in which the moving speed of the moving mold decreases stepwise.
４． 前記加圧工程における移動型の移動は、サーボモーターにより行うことを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載のガラス成形体の製造方法。 4). 4. The method for producing a glass molded body according to any one of 1 to 3, wherein the movable type movement in the pressurizing step is performed by a servo motor.
５． 前記第１加圧工程は、前記移動型の位置を検出するための位置検出器による検出結果に基づいて前記移動型の加圧方向における位置を制御することを特徴とする前記１乃至４の何れか１項に記載のガラス成形体の製造方法。 5. The first pressurizing step controls the position of the movable type in the pressurizing direction based on a detection result by a position detector for detecting the position of the movable type. The manufacturing method of the glass molded object of Claim 1.
本発明によれば、上型と下型の間隔が所定間隔となった時点で、上型と溶融ガラス滴との間に間隙を生じた状態で所定時間待機することから、最終的な加圧の直前におけるガラスの温度ばらつきを低減することができる。そのため、液滴成形法によってガラス成形体を製造する場合において、高い形状精度と厚み精度を同時に確保することができる。 According to the present invention, when the interval between the upper mold and the lower mold reaches a predetermined interval, the process waits for a predetermined time with a gap formed between the upper mold and the molten glass droplet. It is possible to reduce the temperature variation of the glass immediately before. Therefore, when manufacturing a glass forming body by the droplet forming method, high shape accuracy and thickness accuracy can be secured at the same time.
１０ ガラス成形体の製造装置
１１ 上型
１２ 下型
１３ 成形金型
１４ ボールネジ
１５ サーボモーター
１６ サーボドライバ
１７ 位置検出器
２０ 溶融ガラス滴
２５ ガラス成形体
Ｓ１１ 加熱工程
Ｓ１３ 滴下工程
Ｓ１５ 加圧工程
Ｓ１５１ 第１加圧工程
Ｓ１５２ 待機工程
Ｓ１５３ 第２加圧工程DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass molding manufacturing apparatus 11 Upper mold 12 Lower mold 13 Mold 14 Ball screw 15 Servo motor 16 Servo driver 17 Position detector 20 Molten glass droplet 25 Glass molded body S11 Heating process S13 Dropping process S15 Pressure process S151 1st Pressurization process S152 Standby process S153 Second pressurization process
以下、本発明の実施の形態について図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図１は、本発明のガラス成形体の製造方法の１例を示すフローチャートである。また、図２及び図３は本発明を実施するためのガラス成形体の製造装置１０を模式的に示した図であり、図２は滴下工程における状態を、図３は加圧工程における状態をそれぞれ示している。 FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for producing a glass molded body of the present invention. 2 and 3 are diagrams schematically showing a glass molded body manufacturing apparatus 10 for carrying out the present invention. FIG. 2 shows a state in the dropping step, and FIG. 3 shows a state in the pressurizing step. Each is shown.
（ガラス成形体の製造装置）
先ず、本発明を実施するためのガラス成形体の製造装置１０の構成について、図２及び図３を用いて説明する。溶融ガラス滴２０を加圧成形するための成形金型１３は、上型１１及び下型１２を有している。上型１１は、サーボモーター１５及びボールネジ１４によって上下方向に移動可能に構成されている。即ち、上型１１は、加圧方向に移動して溶融ガラス滴２０を加圧するための移動型として機能する。サーボモーター１５の動作はサーボドライバ１６によって制御される。(Glass compact manufacturing equipment)
First, the structure of the manufacturing apparatus 10 of the glass forming body for implementing this invention is demonstrated using FIG.2 and FIG.3. A molding die 13 for press-molding the molten glass droplet 20 has an upper die 11 and a lower die 12. The upper mold 11 is configured to be movable in the vertical direction by a servo motor 15 and a ball screw 14. That is, the upper mold 11 functions as a moving mold for moving in the pressurizing direction and pressurizing the molten glass droplet 20. The operation of the servo motor 15 is controlled by a servo driver 16.
サーボドライバ１６によるサーボモーター１５の制御は、上型１１の位置を制御するモード（位置制御モード）と、上型１１に負荷される荷重を制御するモード（荷重制御モード）の２つのモードを有しており、工程毎に切り替え可能となっている。 The servo motor 15 is controlled by the servo driver 16 in two modes: a mode for controlling the position of the upper mold 11 (position control mode) and a mode for controlling the load applied to the upper mold 11 (load control mode). It can be switched for each process.
また、ガラス成形体の製造装置１０は、上型１１の上下方向（加圧方向）の位置を検出するための位置検出器１７を有しており、位置検出器１７で検出された位置情報はサーボドライバ１６に送られる。位置制御モードにおいて、サーボドライバ１６は、位置検出器１７から送られた位置情報に基づいてサーボモーター１５の動作を制御することができるため、上型１１の位置を精密に制御することが可能である。 Further, the glass molded body manufacturing apparatus 10 has a position detector 17 for detecting the position of the upper mold 11 in the vertical direction (pressure direction), and the position information detected by the position detector 17 is as follows. It is sent to the servo driver 16. In the position control mode, the servo driver 16 can control the operation of the servo motor 15 based on the position information sent from the position detector 17, so that the position of the upper mold 11 can be precisely controlled. is there.
下型１２は、図示しない駆動手段により、滴下した溶融ガラス滴２０を受けるための位置（滴下位置Ｐ１）と、上型１１と対向して溶融ガラス滴２０を加圧するための位置（加圧位置Ｐ２）との間で移動可能に構成されている。 The lower mold 12 has a position (dropping position P1) for receiving the dropped molten glass droplet 20 by a driving means (not shown), and a position (pressure position) for pressing the molten glass droplet 20 opposite to the upper mold 11. P2) is movable.
本実施形態においては、上型１１のみを加圧方向に移動する移動型としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、下型１２のみを移動型としてもよいし、上型１１と下型１２の両方を移動型としてもよい。また、本明細書では、溶融ガラス滴を加圧するために移動型を加圧方向に移動するための手段として、サーボモーター１５及びサーボドライバ１６を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。例えば、リニアモーターやステッピングモーターと、これらを電気的に制御するための制御手段を用いてもよい。 In the present embodiment, only the upper die 11 is a movable type that moves in the pressurizing direction. However, the present invention is not limited to this, and only the lower die 12 may be a movable type. Both the lower mold 12 and the lower mold 12 may be movable. Further, in this specification, a case where the servo motor 15 and the servo driver 16 are used as an example for moving the movable mold in the pressurizing direction to press the molten glass droplet will be described as an example. It is not limited. For example, a linear motor or a stepping motor and control means for electrically controlling these may be used.
上型１１及び下型１２の材料は、耐熱合金（ステンレス等）、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、各種セラミックス（炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等）、カーボンを含む複合材料など、ガラス成形体を加圧成形するための成形金型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。また、これらの材料の表面に各種金属やセラミックス、カーボンなどの保護膜を形成したものを用いることもできる。上型１１及び下型１２を同一の材料で構成してもよいし、それぞれ別の材料で構成してもよい。 The materials of the upper mold 11 and the lower mold 12 are heat-resistant alloys (such as stainless steel), super hard materials mainly composed of tungsten carbide, various ceramics (such as silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride), composite materials containing carbon, etc. As a molding die for pressure-molding a glass molded body, it can be appropriately selected from known materials and used. Moreover, what formed protective films, such as various metals, ceramics, and carbon, on the surface of these materials can also be used. The upper mold 11 and the lower mold 12 may be made of the same material, or may be made of different materials.
また、上型１１及び下型１２は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段としては、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。 Moreover, the upper mold | type 11 and the lower mold | type 12 are comprised so that it can heat to predetermined temperature with the heating means which is not shown in figure. As the heating means, known heating means can be appropriately selected and used. For example, a cartridge heater that is used by being embedded inside the member to be heated, a sheet heater that is used while being in contact with the outside of the member to be heated, an infrared heating device, a high-frequency induction heating device, or the like can be used.
更に、滴下位置Ｐ１の上方には、溶融状態のガラス２２を貯留する溶融槽２１と、その下部に設けられたノズル２３とが配置されている。 Furthermore, above the dropping position P1, a melting tank 21 for storing the molten glass 22 and a nozzle 23 provided therebelow are arranged.
（ガラス成形体の製造方法）
以下、図１に示すフローチャートに従い、本発明のガラス成形体の製造方法の各工程について順を追って説明する。(Manufacturing method of glass molding)
Hereinafter, according to the flowchart shown in FIG. 1, each process of the manufacturing method of the glass forming body of this invention is demonstrated in order.
先ず、上型１１及び下型１２をそれぞれ所定温度に加熱する（加熱工程：Ｓ１１）。所定温度とは、ガラス成形体２５に良好な転写面を形成できる温度であればよい。一般的には、上型１１や下型１２の温度が低すぎると良好な転写面を形成することが困難になってくる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、ガラスとの融着が発生しやすくなったり、上型１１及び下型１２の寿命が短くなったりするおそれがあるため好ましくない。通常は、ガラスのガラス転移点温度Ｔｇ−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度に設定するが、実際には、ガラスの種類、ガラス成形体の形状や大きさ、上型１１や下型１２の材料、保護膜の種類等種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験的に適正な温度を求めておくことが好ましい。上型１１と下型１２の加熱温度は同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。 First, each of the upper mold 11 and the lower mold 12 is heated to a predetermined temperature (heating process: S11). The predetermined temperature may be a temperature at which a good transfer surface can be formed on the glass molded body 25. In general, if the temperature of the upper mold 11 and the lower mold 12 is too low, it becomes difficult to form a good transfer surface. On the other hand, it is not preferable to raise the temperature more than necessary because fusion with glass tends to occur or the life of the upper mold 11 and the lower mold 12 may be shortened. Normally, the glass transition temperature of the glass is set to a temperature of about Tg-100 ° C. to Tg + 100 ° C. In practice, however, the type of glass, the shape and size of the glass molded body, the material of the upper mold 11 and the lower mold 12 Since an appropriate temperature varies depending on various conditions such as the type of the protective film, it is preferable to obtain an appropriate temperature experimentally. The heating temperature of the upper mold 11 and the lower mold 12 may be the same temperature or different temperatures.
本発明においては、所定温度に加熱された成形金型１３に溶融ガラス滴２０を滴下して加圧成形することから、成形金型１３の加熱温度を一定に保ったまま一連の工程を行うことができる。更に、成形金型１３の加熱温度を一定に保ったまま、複数のガラス成形体２５を繰り返し製造することもできる。従って、１つのガラス成形体２５を製造する毎に成形金型１３の昇温と冷却を繰り返す必要がないことから、極めて短時間で効率よく光学素子を製造することができる。 In the present invention, since the molten glass droplet 20 is dropped onto the molding die 13 heated to a predetermined temperature and pressure-molded, a series of steps are performed while the heating temperature of the molding die 13 is kept constant. Can do. Furthermore, a plurality of glass molded bodies 25 can be repeatedly produced while keeping the heating temperature of the molding die 13 constant. Therefore, since it is not necessary to repeat the temperature rise and cooling of the molding die 13 every time one glass molded body 25 is manufactured, an optical element can be manufactured efficiently in a very short time.
ここで、成形金型１３の加熱温度を一定に保つというのは、上型１１及び下型１２を加熱するための温度制御における目標設定温度を一定に保つという意味である。従って、各工程実施中における溶融ガラス滴２０との接触等による温度変動を防止しようとするものではなく、かかる温度変動については許容される。 Here, keeping the heating temperature of the molding die 13 constant means that the target set temperature in the temperature control for heating the upper die 11 and the lower die 12 is kept constant. Therefore, it is not intended to prevent temperature fluctuation due to contact with the molten glass droplet 20 during each process, and such temperature fluctuation is allowed.
次に、下型１２を滴下位置Ｐ１に移動し（Ｓ１２）、下型１２に溶融ガラス滴２０を滴下させる（滴下工程：Ｓ１３）（図２参照）。 Next, the lower die 12 is moved to the dropping position P1 (S12), and the molten glass droplet 20 is dropped on the lower die 12 (dropping step: S13) (see FIG. 2).
溶融槽２１は図示しないヒーターによって加熱され、内部に溶融状態のガラス２２が貯留されている。溶融槽２１の下部にはノズル２３が設けられており、溶融状態のガラス２２が自重によってノズル２３の内部に設けられた流路を通過し、表面張力によって先端部に溜まる。ノズル２３の先端部に一定質量の溶融ガラスが溜まると、ノズル２３の先端部から自然に分離して、一定質量の溶融ガラス滴２０が下方に滴下する。 The melting tank 21 is heated by a heater (not shown), and a molten glass 22 is stored therein. A nozzle 23 is provided in the lower part of the melting tank 21, and the molten glass 22 passes through a flow path provided in the nozzle 23 by its own weight, and accumulates at the tip portion by surface tension. When a certain amount of molten glass accumulates at the tip of the nozzle 23, it naturally separates from the tip of the nozzle 23, and a certain amount of molten glass droplet 20 drops downward.
滴下する溶融ガラス滴２０の質量はノズル２３の先端部の外径によって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、０．１ｇから２ｇ程度の溶融ガラス滴２０を滴下させることができる。また、ノズル２３の内径、長さ、加熱温度などによってガラス滴の滴下間隔を調整することができる。従って、これらの条件を適切に設定することで、所望の質量の溶融ガラス滴を所望の間隔で滴下させることが可能である。 The mass of the molten glass droplet 20 to be dropped can be adjusted by the outer diameter of the tip of the nozzle 23, and depending on the type of glass, about 0.1 to 2 g of the molten glass droplet 20 can be dropped. Further, the dropping interval of the glass droplets can be adjusted by the inner diameter, length, heating temperature, and the like of the nozzle 23. Therefore, by appropriately setting these conditions, it is possible to drop molten glass droplets having a desired mass at desired intervals.
更に、溶融ガラス滴２０をノズル２３から下型１２に直接滴下させるのではなく、ノズル２３から滴下させた溶融ガラス滴２０を貫通細孔を設けた部材に衝突させ、衝突した溶融ガラス滴２０の一部を微小滴として貫通細孔を通過させて下型１２に滴下させてもよい。それにより、例えば１ｍｍ3〜１００ｍｍ3といった微小なガラス成形体の製造が可能となる。また、貫通細孔の直径を変更することによって、ノズル２３を交換することなく溶融ガラス滴の体積を調整することができ、多種のガラス成形体を効率よく製造することができるため好ましい。この方法は、特開２００２−１５４８３４号公報に詳細に記載されている。Further, the molten glass droplet 20 is not directly dropped from the nozzle 23 onto the lower mold 12, but the molten glass droplet 20 dropped from the nozzle 23 is caused to collide with a member provided with a through-hole, and A part of the droplets may be dropped on the lower mold 12 through the through pores as fine droplets. Thus, for example, it is possible to manufacture a 1 mm 3 100 mm 3 such fine glass shaped material. Also, it is preferable to change the diameter of the through-holes, because the volume of the molten glass droplet can be adjusted without replacing the nozzle 23, and various types of glass molded bodies can be produced efficiently. This method is described in detail in JP-A No. 2002-154834.
使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular in the kind of glass which can be used, A well-known glass can be selected and used according to a use. Examples thereof include optical glasses such as borosilicate glass, silicate glass, phosphate glass, and lanthanum glass.
次に、下型１２を加圧位置Ｐ２に移動し（Ｓ１４）、上型１１を下方に移動して溶融ガラス滴２０を加圧する（加圧工程：Ｓ１５）（図３参照）。本発明において、加圧工程Ｓ１５は、第１加圧工程Ｓ１５１、待機工程Ｓ１５２、第２加圧工程Ｓ１５３の３つの工程を有している。 Next, the lower mold | type 12 is moved to the pressurization position P2 (S14), the upper mold | type 11 is moved below, and the molten glass droplet 20 is pressurized (pressurization process: S15) (refer FIG. 3). In this invention, pressurization process S15 has three processes, 1st pressurization process S151, standby process S152, and 2nd pressurization process S153.
図４は、加圧工程Ｓ１５における上型１１の移動の様子を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は上型１１と下型１２の間隔Ｄを示している。 FIG. 4 is a graph showing how the upper mold 11 moves in the pressurizing step S15. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the distance D between the upper mold 11 and the lower mold 12.
第１加圧工程Ｓ１５１は、上型１１を下方に移動して、上型１１と下型１２の間隔が最終到達間隔Ｄ２よりも大きい所定間隔Ｄ１となるように加圧する工程である。 The first pressurizing step S151 is a step in which the upper mold 11 is moved downward to pressurize the gap between the upper mold 11 and the lower mold 12 so that the predetermined distance D1 is larger than the final arrival distance D2.
第１加圧工程Ｓ１５１は位置制御モードで上型１１を制御することが好ましい。それにより、外乱によって加圧開始時の溶融ガラス滴２０の温度がばらついても、所定時間後の上型１１と下型１２の間隔は常に所定間隔Ｄ１となる。この間、溶融ガラス滴２０の温度は、上型１１や下型１２との接触面からの放熱によって急速に低下していくことから、加圧開始時の溶融ガラス滴２０の温度が低くなりすぎると所定間隔Ｄ１に達する前にガラスが固化してしまう。そのため、加圧開始時の溶融ガラス滴２０の温度は、外乱によるばらつきも考慮して十分高めに設定しておくことが好ましい。加圧開始時の溶融ガラス滴２０の温度は、滴下工程Ｓ１３が終了してから加圧を開始するまでの時間等によって調整することができる。 In the first pressurizing step S151, it is preferable to control the upper mold 11 in the position control mode. Thereby, even if the temperature of the molten glass droplet 20 at the start of pressurization varies due to disturbance, the interval between the upper die 11 and the lower die 12 after a predetermined time is always the predetermined interval D1. During this time, the temperature of the molten glass droplet 20 rapidly decreases due to heat radiation from the contact surface with the upper mold 11 and the lower mold 12, so that the temperature of the molten glass droplet 20 at the start of pressurization becomes too low. The glass is solidified before reaching the predetermined interval D1. Therefore, it is preferable to set the temperature of the molten glass droplet 20 at the start of pressurization sufficiently high in consideration of variations due to disturbance. The temperature of the molten glass droplet 20 at the start of pressurization can be adjusted by the time from the end of the dropping step S13 to the start of pressurization.
本実施形態においては、第１加圧工程Ｓ１５１は、上型１１の移動速度が段階的に小さくなる４つのステップ（ステップＡ〜Ｄ）を有している。上述のように、溶融ガラス滴２０は、上型１１や下型１２との接触面からの放熱によって急速に冷却されて粘度が高くなっていく。そのため、溶融ガラス滴２０の温度が高くて粘度が低い間は上型１１を速い速度で移動し、溶融ガラス滴２０が冷却されて粘度が高くなるに従って段階的に移動速度を小さくすることにより、厚み精度をより安定させることができる。 In this embodiment, 1st pressurization process S151 has four steps (step AD) from which the moving speed of the upper mold | type 11 becomes small in steps. As described above, the molten glass droplet 20 is rapidly cooled by heat radiation from the contact surface with the upper mold 11 and the lower mold 12, and the viscosity increases. Therefore, while the temperature of the molten glass droplet 20 is high and the viscosity is low, the upper mold 11 is moved at a high speed, and the moving speed is decreased stepwise as the molten glass droplet 20 is cooled and the viscosity is increased. Thickness accuracy can be further stabilized.
また、通常は、位置制御モードで上型１１を制御する場合においても、上型１１が目標位置に達したと同時に上型１１の移動を停止できるわけではなく、一旦目標位置を少し越えてから本来の目標位置に戻ろうとする。このようなオーバーシュート量が大きいと、ガラス成形体の厚み精度や形状精度が悪化する原因となる。本実施形態のように第１加圧工程Ｓ１５１を上型１１の移動速度が段階的に小さくなる複数のステップに分けることで、最終ステップ終了時のオーバーシュート量を小さくすることができるため、ガラス成形体の精度に対する影響を最小限に抑えることができる。 Normally, even when the upper mold 11 is controlled in the position control mode, the movement of the upper mold 11 cannot be stopped at the same time as the upper mold 11 reaches the target position. Trying to return to the original target position. When such an overshoot amount is large, the thickness accuracy and shape accuracy of the glass molded body deteriorate. Since the first pressurizing step S151 is divided into a plurality of steps in which the moving speed of the upper mold 11 decreases stepwise as in the present embodiment, the amount of overshoot at the end of the final step can be reduced. The influence on the accuracy of the molded product can be minimized.
所定間隔Ｄ１は、第２加圧工程Ｓ１５３終了後の最終到達間隔Ｄ２よりも大きく設定する。一般に、Ｄ１とＤ２の差が小さい方がガラス成形体２５の厚み精度をより安定させることができるが、差が小さすぎると大きな外乱に対応できなくなってくる。逆に、Ｄ１とＤ２の差を大きく設定すると大きな外乱にも対応することができるが、差が大きすぎるとガラス成形体２５の厚み精度は悪化する傾向にある。種々の条件によっても異なるが、ガラス成形体２５の厚みの標準偏差を１μｍ以下に抑えるためには、所定間隔Ｄ１は、最終到達間隔Ｄ２よりも２μｍ〜１００μｍ大きいことが好ましく、１０μｍ〜５０μｍ大きいことが更に好ましい。 The predetermined interval D1 is set larger than the final arrival interval D2 after the end of the second pressurizing step S153. Generally, the smaller the difference between D1 and D2, the more stable the thickness accuracy of the glass molded body 25 is. However, if the difference is too small, it becomes impossible to deal with a large disturbance. Conversely, if the difference between D1 and D2 is set large, it can cope with a large disturbance, but if the difference is too large, the thickness accuracy of the glass molded body 25 tends to deteriorate. Although different depending on various conditions, in order to suppress the standard deviation of the thickness of the glass molded body 25 to 1 μm or less, the predetermined interval D1 is preferably 2 μm to 100 μm larger than the final arrival interval D2, and is 10 μm to 50 μm larger. Is more preferable.
待機工程Ｓ１５２は、上型１１と下型１２の間隔が所定間隔Ｄ１となった時点で上型１１の移動を停止させ、上型１１と溶融ガラス滴２０との間に間隙を生じた状態で待機する工程である。 In the standby step S152, the movement of the upper mold 11 is stopped when the distance between the upper mold 11 and the lower mold 12 reaches the predetermined distance D1, and a gap is generated between the upper mold 11 and the molten glass droplet 20. This is a waiting process.
ここでは、待機工程Ｓ１５２の間、位置制御モードで上型１１を制御して、上型１１を所定位置で停止させている。待機工程Ｓ１５２の間も溶融ガラス滴２０は冷却が進み、冷却による熱収縮によって厚みがわずかに薄くなる。そのため、待機工程Ｓ１５２の終了時には、上型１１と溶融ガラス滴２０との間に微小な間隙が生じる。このように、上型１１と溶融ガラス滴２０とが完全に密着していないため、溶融ガラス滴２０の温度が急速に低下して完全に固化してしまうことを防止しながら待機することができる。 Here, during the standby step S152, the upper mold 11 is controlled in the position control mode, and the upper mold 11 is stopped at a predetermined position. During the standby step S152, the molten glass droplet 20 is further cooled, and the thickness is slightly reduced due to the heat shrinkage caused by the cooling. Therefore, at the end of the standby step S152, a minute gap is generated between the upper mold 11 and the molten glass droplet 20. Thus, since the upper mold | type 11 and the molten glass droplet 20 are not completely contact | adhering, it can stand by, preventing the temperature of the molten glass droplet 20 falling rapidly and solidifying completely. .
待機する時間は、ガラスの種類や製造するガラス成形体の厚みや大きさ等種々の条件によって異なるが、通常は、０．１秒〜２秒とすることが効果的である。 The waiting time varies depending on various conditions such as the type of glass and the thickness and size of the glass molded body to be produced, but it is usually effective to be 0.1 second to 2 seconds.
なお、上型１１の移動を停止するのではなく、上型１１の移動方向を反転させて上方に移動させても同様の効果を得ることができる。 Note that the same effect can be obtained by inverting the moving direction of the upper mold 11 and moving it upward without stopping the movement of the upper mold 11.
第２加圧工程Ｓ１５３は、待機工程Ｓ１５２の後、溶融ガラス滴２０を所定の荷重で所定時間加圧する工程である。この工程では、荷重制御モードによって上型１１の動作を制御することが好ましい。 The second pressurizing step S153 is a step of pressurizing the molten glass droplet 20 with a predetermined load for a predetermined time after the standby step S152. In this step, it is preferable to control the operation of the upper mold 11 by the load control mode.
溶融ガラス滴２０は、第２加圧工程Ｓ１５３の間に更に冷却されて固化するため、上型１１と下型１２の間隔は最終到達間隔Ｄ２で停止する。この第２加圧工程Ｓ１５３における上型１１の移動量は上述の通り非常に小さい（例えば、２μｍ〜１００μｍ）ため、外乱による移動量のばらつきも非常に小さくなり、厚み精度の非常に高いガラス成形体２５を得ることができる。また、最終的に溶融ガラス滴２０が冷却されて固化する段階において、上型１１及び下型１２と、溶融ガラス滴２０とが十分に密着していることから、高い形状精度を得ることができる。 Since the molten glass droplet 20 is further cooled and solidified during the second pressurizing step S153, the interval between the upper die 11 and the lower die 12 stops at the final arrival interval D2. Since the amount of movement of the upper mold 11 in the second pressurizing step S153 is very small as described above (for example, 2 μm to 100 μm), variation in the amount of movement due to disturbance is very small, and glass molding with very high thickness accuracy is performed. The body 25 can be obtained. In addition, when the molten glass droplet 20 is finally cooled and solidified, the upper mold 11 and the lower mold 12 and the molten glass droplet 20 are sufficiently adhered to each other, so that high shape accuracy can be obtained. .
上型１１の移動が停止し、加圧を解除してもガラス成形体２５に形成された転写面の形状が崩れない温度にまで冷却された後、加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常はガラスのＴｇ近傍の温度まで冷却されていればよい。また、負荷する荷重の大きさは、製造するガラス成形体のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。 The movement of the upper mold 11 is stopped, and the pressure is released after cooling to a temperature at which the shape of the transfer surface formed on the glass molded body 25 does not collapse even if the pressure is released. Although it depends on the type of glass, the size and shape of the glass molded body, the required accuracy, etc., it is usually sufficient that the glass is cooled to a temperature in the vicinity of Tg of the glass. Moreover, what is necessary is just to set the magnitude | size of the load to load suitably according to the size etc. of the glass forming body to manufacture.
最後に、上型１１を上方に移動して退避させ、固化したガラス成形体２５を回収し（Ｓ１６）、ガラス成形体２５の製造が終了する。その後、引き続いてガラス成形体の製造を行う場合は、下型１２を再度滴下位置Ｐ１に移動し（Ｓ１２）、以降の工程を繰り返せばよい。 Finally, the upper mold 11 is moved upward and retracted, and the solidified glass molded body 25 is recovered (S16), and the production of the glass molded body 25 is completed. Thereafter, when the glass molded body is subsequently manufactured, the lower mold 12 is moved again to the dropping position P1 (S12), and the subsequent steps may be repeated.
なお、本発明のガラス成形体の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。例えば、ガラス成形体２５を回収する前にガラス成形体２５の形状を検査する工程や、ガラス成形体２５を回収した後に上型１１や下型１２をクリーニングする工程等を設けてもよい。 In addition, the manufacturing method of the glass forming body of this invention may include another process other than having demonstrated here. For example, a step of inspecting the shape of the glass molded body 25 before collecting the glass molded body 25, a step of cleaning the upper mold 11 and the lower mold 12 after collecting the glass molded body 25, and the like may be provided.
（実施例）
図２、図３に示したガラス成形体の製造装置１０を用いて、図１に示したフローチャートに従ってガラス成形体２５を製造した。(Example)
The glass molded body 25 was manufactured according to the flowchart shown in FIG. 1 using the glass molded body manufacturing apparatus 10 shown in FIGS.
製造するガラス成形体２５は、外径がφ４ｍｍ、中心の厚みが２．１ｍｍの両凸球面レンズとした。ガラス材料はＴｇが５３０℃のリン酸系ガラスを用い、外径がφ６ｍｍの白金製のノズル２３から下型１２に滴下した。 The glass molded body 25 to be manufactured was a biconvex spherical lens having an outer diameter of 4 mm and a center thickness of 2.1 mm. As the glass material, phosphoric acid glass having a Tg of 530 ° C. was dropped from a platinum nozzle 23 having an outer diameter of φ6 mm onto the lower mold 12.
成形金型１３の上型１１及び下型１２の材料には、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料を用いた。加熱工程（Ｓ１１）における加熱温度は、上型１１が４９０℃、下型１２が５７０℃とした。 As the material of the upper mold 11 and the lower mold 12 of the molding die 13, a super hard material mainly composed of tungsten carbide was used. The heating temperature in the heating step (S11) was 490 ° C. for the upper mold 11 and 570 ° C. for the lower mold 12.
加圧工程Ｓ１５では、第１加圧工程Ｓ１５１（ステップＡ〜Ｄ）、待機工程Ｓ１５２及び第２加圧工程Ｓ１５３の各工程毎に上型１１を制御して溶融ガラス滴２０の加圧を行った。各工程における上型１１の制御条件を表１にまとめて示す。 In pressurization process S15, the upper mold | type 11 is controlled for each process of 1st pressurization process S151 (step AD), standby process S152, and 2nd pressurization process S153, and the molten glass droplet 20 is pressurized. It was. Table 1 summarizes the control conditions of the upper mold 11 in each process.
表１において、「制御モード」の項目は、サーボドライバ１６によるサーボモーター１５の制御方法（位置制御モード又は荷重制御モード）を示している。また、「位置」の項目は、位置制御モードにおける、各ステップ終了時の上型１１の目標位置を示している。上型１１と溶融ガラス滴２０が初めて接触する位置の付近を原点として、下向きを正の向きで表している。「荷重」の項目は、荷重制御モードにおいて、溶融ガラス滴２０に負荷する荷重を示している。「時間」の項目は、各ステップの開始から終了までの時間を示しており、「累計時間」の項目は、加圧の開始から各ステップ終了時までの累計時間を示している。 In Table 1, the item “control mode” indicates a control method (position control mode or load control mode) of the servo motor 15 by the servo driver 16. The item “position” indicates the target position of the upper mold 11 at the end of each step in the position control mode. The downward direction is expressed as a positive direction with the vicinity of the position where the upper mold 11 and the molten glass droplet 20 first contact each other being the origin. The item “Load” indicates the load applied to the molten glass droplet 20 in the load control mode. The item “time” indicates the time from the start to the end of each step, and the item “cumulative time” indicates the total time from the start of pressurization to the end of each step.
表１に示したように、第１加圧工程Ｓ１５１は位置制御モードで上型１１を制御しており、上型１１の移動速度が段階的に小さくなる４つのステップを有している。先ず、第１加圧工程Ｓ１５１を行う前段階として、上型１１を溶融ガラス滴２０に接触する原点位置まで移動させた。そして、第１加圧工程Ｓ１５１のステップＡでは３秒間で原点から１．４ｍｍの位置まで上型１１を移動させた。続いて、ステップＢでは２秒間に原点から１．８ｍｍの位置まで、ステップＣでは１秒間に原点から１．９２ｍｍの位置まで、ステップＤでは０．５秒間に原点から１．９７ｍｍの位置まで、それぞれ上型１１を移動させた。 As shown in Table 1, the first pressurizing step S151 controls the upper mold 11 in the position control mode, and has four steps in which the moving speed of the upper mold 11 decreases stepwise. First, as a stage before performing the first pressurizing step S <b> 151, the upper mold 11 was moved to the origin position where it contacts the molten glass droplet 20. In step A of the first pressurizing step S151, the upper mold 11 was moved from the origin to a position of 1.4 mm in 3 seconds. Subsequently, in step B, the position is 1.8 mm from the origin in 2 seconds, in step C is 1.92 mm from the origin in 1 second, in step D, is 1.97 mm from the origin in 0.5 second, Each of the upper molds 11 was moved.
第１加圧工程Ｓ１５１が終了して上型１１が原点から１．９７ｍｍの位置になった時点で上型１１の移動を停止させ、位置制御モードでその位置のまま０．２秒間待機させた（待機工程Ｓ１５２）。その後、荷重制御モードに切り替え、７００Ｎの荷重で５秒間加圧した（第２加圧工程Ｓ１５３）。第２加圧工程Ｓ１５３における上型１１の移動量は２０μｍであった。 When the first pressurization step S151 is completed and the upper mold 11 is positioned at 1.97 mm from the origin, the movement of the upper mold 11 is stopped, and the position control mode is kept at that position for 0.2 seconds. (Standby process S152). Then, it switched to the load control mode and pressurized for 5 seconds with the load of 700 N (2nd pressurization process S153). The amount of movement of the upper mold 11 in the second pressurizing step S153 was 20 μm.
加圧工程Ｓ１５の終了後、上型１１を上方に退避させ、真空吸着によりガラス成形体２５の回収を行った（Ｓ１６）。その後、同様にＳ１２からＳ１６までの工程を繰り返して合計３０個のガラス成形体２５を製造した。 After completion of the pressurizing step S15, the upper mold 11 was retracted upward, and the glass molded body 25 was recovered by vacuum adsorption (S16). Thereafter, the steps from S12 to S16 were similarly repeated to produce a total of 30 glass molded bodies 25.
得られた３０個のガラス成形体２５について、中心部の厚みと転写面の形状精度の評価を行った。中心部の厚みはマイクロメーターにより測定した。また、転写面の形状精度の評価として、テーラーホブソン株式会社製の表面形状測定器ＰＧＩ８４０を用いて、球面からのずれ量の最大値を求めた。評価結果を表２に示す。 The obtained 30 glass molded bodies 25 were evaluated for the thickness of the central portion and the shape accuracy of the transfer surface. The thickness of the central part was measured with a micrometer. In addition, as an evaluation of the shape accuracy of the transfer surface, a maximum value of the deviation from the spherical surface was obtained using a surface shape measuring instrument PGI840 manufactured by Taylor Hobson Co., Ltd. The evaluation results are shown in Table 2.
表２に示した通り、厚み精度（ばらつき幅、標準偏差）、形状精度共に非常に良好であり、本発明の効果が確認された。 As shown in Table 2, the thickness accuracy (variation width, standard deviation) and shape accuracy were both very good, confirming the effects of the present invention.
（比較例１）
実施例と異なり、加圧工程は荷重制御モードによる１段階の加圧のみでガラス成形体を製造した。加圧の荷重は７００Ｎ、加圧時間は１２秒とし、ガラス成形体の中心部の厚みが約２．１ｍｍとなるように、加圧の開始時間を調整した。他の条件は実施例と同様である。厚み精度と形状精度の評価結果を表２に併せて示す。(Comparative Example 1)
Unlike the example, the glass forming body was manufactured by only one step of pressurization in the load control mode. The pressing load was 700 N, the pressing time was 12 seconds, and the pressing start time was adjusted so that the thickness of the central part of the glass molded body was about 2.1 mm. Other conditions are the same as in the example. Table 2 also shows the evaluation results of the thickness accuracy and the shape accuracy.
形状精度については実施例の結果とほぼ同様であったが、厚み精度については実施例の結果よりも大幅に悪化し、高精度なガラス成形体を製造することはできなかった。 The shape accuracy was almost the same as the result of the example, but the thickness accuracy was much worse than the result of the example, and a highly accurate glass molded body could not be produced.
（比較例２）
実施例と異なり、第１加圧工程Ｓ１５１の後、待機工程Ｓ１５２を省略してすぐに第２加圧工程Ｓ１５３を行う方法でガラス成形体を製造した。各工程の制御条件は表１と同じとした。但し、待機工程Ｓ１５２を省略しているため、第２加圧工程Ｓ１５３終了時の累計時間は１１．５秒となる。他の条件は実施例と同様である。厚み精度と形状精度の評価結果を表２に併せて示す。(Comparative Example 2)
Unlike the example, after the first pressurizing step S151, the standby step S152 was omitted, and a glass compact was manufactured by the second pressurizing step S153 immediately. The control conditions for each step were the same as in Table 1. However, since the waiting step S152 is omitted, the accumulated time at the end of the second pressurizing step S153 is 11.5 seconds. Other conditions are the same as in the example. The evaluation results of thickness accuracy and shape accuracy are also shown in Table 2.
形状精度、厚み精度は共に実施例の結果よりも悪化し、高精度なガラス成形体を製造することはできなかった。 Both the shape accuracy and the thickness accuracy were worse than the results of the examples, and it was impossible to produce a highly accurate glass molded body.
Claims (5)
前記上型及び前記下型をそれぞれ所定温度に加熱する加熱工程と、
前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下する滴下工程と、
前記上型及び前記下型の少なくとも一方を移動型として加圧方向に移動して前記上型と前記下型とを最終到達間隔まで接近させ、滴下した前記溶融ガラス滴を加圧する加圧工程と、を有し、
前記加圧工程は、前記上型と前記下型の間隔が前記最終到達間隔よりも大きい所定間隔となるように前記移動型を移動して加圧する第１加圧工程と、
前記上型と前記下型の間隔が前記所定間隔となった時点で前記移動型の移動を停止又は移動方向を反転させて、前記上型と前記溶融ガラス滴との間に間隙を生じた状態で待機する待機工程と、
前記待機工程の後、前記溶融ガラス滴を所定の荷重で所定時間加圧する第２加圧工程と、を有することを特徴とするガラス成形体の製造方法。In the method for producing a glass molded body in which molten glass droplets are pressure-molded by a molding die having an upper mold and a lower mold,
A heating step of heating the upper mold and the lower mold to respective predetermined temperatures;
A dropping step of dropping the molten glass droplet on the lower mold;
A pressurizing step of pressing at least one of the upper mold and the lower mold as a moving mold, moving the upper mold and the lower mold close to a final arrival interval by pressing in the pressing direction, and pressurizing the dropped molten glass droplet; Have
The pressurizing step includes a first pressurizing step of moving and pressurizing the movable mold so that an interval between the upper mold and the lower mold is a predetermined interval larger than the final arrival interval;
When the distance between the upper mold and the lower mold reaches the predetermined distance, the movement of the movable mold is stopped or the movement direction is reversed, and a gap is generated between the upper mold and the molten glass droplet. A standby process to wait at,
And a second pressurizing step of pressurizing the molten glass droplet with a predetermined load for a predetermined time after the standby step.
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