[发明专利]玻璃成形体的制造方法及模压成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用成形模具对玻璃原料进行冲压成形的玻璃成形 体的制造方法及模压成形(mold press molding)装置，其中所述成形模具 包括具有任意形状的成形面的上模具及下模具和这些模具以彼此的成形 面相面对的方式相对配置并同轴状地插入这些模具的体模具。进一步详细 地说，涉及一种防止将成形模具及玻璃原料分别预热来进行冲压成形时的 热变形等引起的成形模具的偏心(偏移及歪斜)，进行光学玻璃透镜等那 样的要求高形状精度的进行模压用的玻璃成形体的制造方法及模压成形 装置。

背景技术

作为使用玻璃原料制造非球面透镜等的光学元件的方法，公知一种模 压成形法，该方法是利用与想要得到的成形体的形状相对应的、具有相互 面对的成形面的一对上下模具，对加热而变成软化状态的成形原料进行冲 压成形，并转印(転写)这些模具的成形面。

另外，公知一种防止为了实施模压成形而使用的成形模具的成形面的 恶化，并且为了缩短成形周期，对成形模具和成形原料分别进行预热，并 将预热后的成形原料供应给成形模具，直接进行冲压成形的方法(非等温 冲压成形法)。

这些方法例如在专利文献1或专利文献2中被公开，在专利文献1或 专利文献2公开的方法中，通过预先将玻璃原料及成型模具预热，将玻璃 原料供应给下模具后，直接开始进行上下模具的合模，进而进行冲压成形。 然后，将成形模具冷却到玻化温度以下，进行开模，取出玻璃成形体。根 据这样的方法，能够在缩短周期并维持生产率的同时，进行表面精度良好 的玻璃成形体的成形。

专利文献1：日本特开平11-171564号公报

专利文献2：日本特开2004-339059号公报

对于在数码相机等摄像机器或光拾取装置、带相机手机等中采用的光 学元件的光学性能要求极高。为了通过对这样的光学元件进行精密模压成 形，以满足所述要求而成形，要求在通过连续冲压工序的期间极高地维持 上下模具的同轴性。例如，上模具成形面和下模具成形面的相互的水平方 向的错位(偏移)要求在10μm以内，优选在5μm以内，相互的倾斜(歪 斜)要求在2分以内，优选在1分以内。

因此，在体模具和上下模具之间允许的间隙即使最大也应在10μm以 下，在该情况下必须可靠地连续进行上下模具的接近。但是，通常很难维 持在这样狭窄的间隙下的滑动来进行数百～数万次的连续冲压。

在上述的专利文献1中公开的成形装置中，上模具及下模具分别被上 母模具及下母模具支承，上母模具被固定在成形装置上，且下母模具安装 在能够上下移动的工作缸上，伴随下母模具的上升，将下模具插入体模具 内，若下母模具进一步将下模具压上，则隔着玻璃原料，上模具略微上升， 通过上模具与上母模具抵接，上模具的冲压轴方向的移动受到限制，伴随 下模具的上升，利用下模具和上模具对软化了的玻璃原料进行冲压成形。

这样的冲压成形动作由于在350℃～800℃的温度环境下进行，因此在 成形装置、驱动轴或各母模具等上产生热变形，很难高精度地维持上下模 具的同轴性。另外，插入了上下模具的体模具因为仅起到作为引导件的作 用，所以未必能保持上下模具及体模具的位置关系，而有可能在体模具的 内周面和上下模具的外周面的间隙的范围内，引起体模具及上下模具相对 倾斜、或引起中心错位。

另外，为了提高生产效率，如专利文献1的图6等所示，最好支承多 组的上模具及下模具，并对它们同时进行冲压成形。但是，在专利文献1 记载的成形装置的情况下，即使多组成形模具的高度上有偏差，但由于利 用共用的按压头同时压接各成形模具，因此，产生由该偏差引起的成形的 玻璃成形体的壁厚的偏差，很难同时生产极高精度的玻璃成形体。

接下来，在专利文献2公开的成形装置中，将加热软化了的玻璃原料 供应给下模具的成形面上，使下母模具及下模具上升而将下模具插入引导 模具内，并利用向上方的移动被上母模具限制的上模具以及隔着下母模具 上升的下模具，对玻璃原料进行一次加压，然后，一边通过押杆对上模具 施加比较弱的负荷(二次加压)一边将其冷却到规定温度，从而成形玻璃 成形体。