(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の一対の成形型を用いて、その成形面に溶融ガラス塊を受け、成形面から噴出しているガスで、前記溶融ガラス塊を、前記成形面について非接触の状態で、プレス成形して所望する形状を得る、光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法において、前記多孔質の成形型の成形面の表面粗さを、Ｒａ＝５μｍ〜１００μｍの範囲内とすることで、前記被成形面の表面粗さが、Ｒａ＝０．０５μｍ〜２０μｍの範囲内になる成形ガラス塊を形成することを特徴とする光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成形ガラス塊の製造方法において、多孔質の成形型が、気孔率が３５％以下、平均孔径が５０μｍ以下の多孔質材料により形成されていることを特徴とする、光学素子製造用素材の成形ガラス塊の製造方法。
【請求項３】
請求項１ないし２の何れかに記載の成形ガラス塊の製造方法において、成形ガラス塊の被成形面が、所望の表面粗さで僅かに凸凹するように、多孔質の、一対の成形型の接近速度（プレス速度）、および、多孔質の成形型の成形面から噴出するガスの流量を、所望の時刻に、所望の数値になるように制御することを特徴とする、光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかの方法で得られた被成形面が、僅かに凸凹している成形ガラス塊について、その被成形面を研磨加工、または、研削加工および研磨加工をすることにより、その被成形面の表層部分を除去し、これによって、所望する形状の光学素子を得ることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れかの方法で得られた、被成形面が僅かに凸凹している成形ガラス塊を、それが軟化する温度まで加熱し、一対の精密成形型でプレス成形する過程で、前記凹凸を除きあるいは減少させた所望形状の成形光学素子を得ることを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子およびその製造用成形ガラス塊の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光学機器に用いるレンズなどの光学素子は、予め、光学素子製造用素材を、前記光学素子の外形に近似した概略形状に、研削加工した後、その加工面を研磨加工し、滑らかにして、所望の形状を得ている。そして、このような光学素子製造用素材は、また、軟化状態の光学ガラスを、上下一対の金型からなる成形型で、プレス形成することによっても得られる。なお、この金型は、一般には耐熱ステンレス鋼から作られている。
【０００３】
そして、軟化状態の光学ガラスをプレス成形する際に、ガラスが金型に融着するのを防止するため、粉状の窒化ボロンなどからなる離型剤を、金型表面に塗布し、その後で、プレス成形している。また、ガラスと金型の融着防止のため、金型温度を、軟化状態のガラスの温度に比べ、かなり低くした状態で、プレス成形している。
【０００４】
そして、このようにして、プレス形成して得られた光学素子製造用素材は、その表面に、離型剤の粉末が埋め込まれており、また、低温の金型により冷却されるために、ガラス表面に大きなウネリがある。そして、このガラス表面の大きなウネリ、および、離型剤を、その後の研削加工により、除去している。
【０００５】
一方、最近では、軟化状態の光学ガラス塊を、一対の成形型でプレス成形することで、直接に、光学素子を得る技術の開発が進んでいる。特に、従来の研磨による方法ではその製造が困難である、非球面レンズの製造にも、この方法が使われている。そして、このようにして得られた非球面レンズを、光学系に用いることにより、光学機器の小型化、高精度化が達成されている。
【０００６】
この成形方法で用いられる成形型は、セラミックスや超硬合金から成り、その成形面は、滑らかに研磨加工されている。そして、研磨加工された成形面の上には、一般に、離型作用のあるカーボン膜が、離型膜として成膜され、この状態で使用される。
【０００７】
また、ここで用いる成形ガラス塊（光学ガラス塊）の表面は滑らかで、その表面に異物などがないことが必要となる。また、この成形ガラス塊は、成形型の形状に比べ、中当たりの形状が好ましい。これは、プレス成形中に、成形面の中心部からその周辺部へと、ガラス塊への転写・成形が進むからである。即ち、このようにプレス成形が進むことにより、成形面中に、ガスが成形面とガラス塊表面との間に閉じ込められる現象を回避することができる。
【０００８】
このような光学ガラス塊の製造方法として、特公平４−２２８５７号公報では、溶融状態でノズルから流出している溶融ガラスを、耐熱ステンレス鋼で作られた受け型の上に受け、光学ガラス塊を得る技術が開示されている。このようにして、得られた光学ガラス塊は、受け型により急冷されるので、受け型と接触した面が収縮し、巨視的なウネリが発生する。また、ここでは、このような巨視的なウネリのある光学ガラス塊を用いても、成形時にガスが閉じ込められる現象は起きないと述べている。
【０００９】
しかしながら、本発明者の検討によれば、このような巨視的なウネリのある光学ガラス塊をプレス成形すると、ウネリの大きさや形状、光学ガラス塊の形状、そして、最終的な成形光学素子の形状の関係により、しばしば、成形時に、ガスが閉じ込められるケースがあった。
【００１０】
そこで、その表面に巨視的なウネリがなく、コストが低い、光学ガラス塊を得る方法として、以下に述べる方法が用いられている。即ち、溶融状態で流出している溶融ガラスを、多孔質の材料からなる受け型の上に受けるが、この受け型を多孔質材料で構成して、その受け面からガスを噴出させることにより、ガラスを、受け型と非接触の状態に保ちながら、固化させ、所要量の光学ガラス塊を得るのである。そして、このようにして得られた光学ガラス塊は、その表面に巨視的なウネリがなく、滑らかであって、両面が凸で、やや偏平な形状をしている。
【００１１】
また、特開昭５９−１９５５４１号公報に示されているように、軟化状態の光学ガラス塊を、一対の成形型でプレス成形し、光学素子を得るに際して、多孔質材料からなる成形型を用い、この成形型の成形面からガスが噴出している状態にし、軟化状態の光学ガラスと成形型とを接触することなく、成形面上に生じたガス膜を介して、プレス成形を行い、光学素子を得る技術も知られている。このようなガス膜を介して、非接触状態で光学ガラス塊をプレス成形することにより、ガラスと成形型の融着を防ぎ、また、成形型の劣化を防ぐことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、以下に示すような課題があった。
（１）研磨による方法
既に述べたように、従来、研磨加工により光学素子を得るために、プレス成形された光学素子素材は、その成形面に、成形型での急冷で、発生した大きなウネリや離型剤の付着があり、これらを除去するために、素材の被成形面を、研削加工により、一定の形状まで可成りの量、具体的には、１面につき、０．５ｍｍから１ｍｍ程度、研削・除去していた。
【００１３】
一方、光学ガラスには、屈折率を高めるための鉛や、溶融時の脱泡剤としての砒素やアンチモンなどの毒劇物を含んでいる。従って、光学素子素材の表面を研削加工することによって発生する、粉末状などの微細な研削屑（スラッジ）を、そのまま廃棄すれば、そこに含まれる毒劇物などが水分により溶出し、土壌環境汚染を引き起こす畏れがある。
【００１４】
この粉末状などの研削屑を無害化するために、研削屑を溶融した後、ガラス状の塊に固化すれば良い。しかしながら、この研削屑の無害化処理にはコストがかかる欠点がある。特に、海外において、研磨により、レンズを生産する場合、研削屑（スラッジ）の無害化処理は、その装置が無いため、大変困難である。
【００１５】
即ち、研磨により光学素子を得る場合、その素材表面を研削加工により大きく除去する必要があり、そこで発生した研削屑（スラッジ）が有毒であるために、その処理が必要で、コスト高を招くことになる、と言う欠点がある。
（２）ガラス塊をプレス成形する方法
溶融ガラスを、多孔質の受け型の上に非接触の状態で受けて、これによって、所定量に調整された溶融ガラス塊を得る方法では、得られたガラス塊は、その全面が自由表面からなり、その形状が溶融ガラスの表面張力と自重のバランスにより決定されるので、通常、両凸で、やや偏平な形となる。
【００１６】
ところが、レンズの形状は、薄い両凸や凸メニスカスや凹レンズであり、素材である上述のガラス塊の形状と、それから成形されたレンズの形状とには大きな差がある。即ち、このようなガラス塊を、そのまま、プレス素材として用いると、レンズ生産時のプレス変形量が大きくなる。一方、成形型の成形面には、一般的に、離型効果を有する離型膜としてカーボンの薄膜が形成されている。
【００１７】
従って、ガラス塊をプレス成形する際に、そのプレス変形に伴い、成形型の成形面と、被成形品の成形面との界面において、せん断力が作用するので、このような状態でのプレス成形が繰り返されると、成形型の成形面に形成されたカーボンの薄膜が消耗してしまう。特に、プレス素材であるガラス塊と、被成形品であるレンズとの形状の差が大きい場合、カーボンの薄膜の消耗が激しくなり、成形作業を１００回程度行うだけで、カーボンの薄膜が無くなってしまう。
【００１８】
即ち、ガラス塊をプレス成形して光学素子を得る場合、成形素材であるガラス塊と、被成形品であるレンズとの形状差が大きい場合、成形型の成形面に形成された離型膜の耐久性が悪くなる、と言う欠点がある。
（３）多孔質の型で溶融ガラス塊をプレス成形する方法
多孔質の成形型の細孔からガスが噴出した状態で、溶融ガラス塊をプレス成形すれば、型と溶融ガラスが接触することなく、プレス成形が進むので、型の劣化を伴わずに、成形が可能になると考えられている。しかしながら、この方法は、最適な成形条件を求めることが困難であると言う欠点がある。
【００１９】
即ち、多孔質の成形型の細孔から噴出するガスの流量が少ない場合、溶融ガラスが多孔質の成形型の細孔に食い込んでしまい、また、逆に、ガスの流量が多い場合、型への食い込みは発生しないが、型の形状に倣わせるべきガラス表面の形状が、ガス圧により、型の形状から離れ、大きく変形してしまう。従って、この方法で得られた成形ガラスは、その形状精度が低いため、光学素子として利用することが困難である。
【００２０】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その主たる目的は、型の形状精度をμｍオーダーで高精度に転写しており、光学素子製造用素材として利用可能な高品質な表面状態の成形ガラス塊を、多孔質の成形型を用いて製造する方法を提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的とするところは、光学素子製造用素材として、好適である成形ガラス塊を得ること、成形ガラス塊の表面を研磨加工により除去し、光学素子を得る光学素子の製造方法において、除去するガラス屑の発生量を少なくすること、成形ガラス塊から、プレス成形によって、光学素子を製造する際に、そのプレス変形量を少なくすることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法では、多孔質の一対の成形型を用いて、その成形面に溶融ガラス塊を受け、成形面から噴出しているガスで、前記溶融ガラス塊を、前記成形面について非接触の状態で、プレス成形して所望する形状を得る、光学素子製造用成形ガラス塊の製造方法において、前記多孔質の成形型の成形面の表面粗さを、Ｒａ＝５μｍ〜１００μｍの範囲内とすることで、前記被成形面の表面粗さが、Ｒａ＝０．０５μｍ〜２０μｍの範囲内になる成形ガラス塊を形成することを特徴とする。
【００２８】
本発明において、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さが、Ｒａ＝０．０５μｍ〜２０μｍの範囲内になるように、前記被成形面を形成することは、以下の点で有効である。
【００２９】
即ち、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さがＲａ＝２０μｍ以下の前記範囲にすることにより、この成形ガラス塊を光学素子成形用素材として用いる場合に、成形ガラス塊の被成形面の凹部にガスが残った状態で成形されるのを防止ができる。また、成形ガラス塊の成形面の表面粗さをＲａ＝０．０５μｍ以上の前記範囲にすると、研磨加工、または、研削加工および研磨加工により、光学素子を製造する素材として、この成形ガラス塊を用いる場合、確実に、この成形ガラス塊の被成形面に、研磨加工、または、研削加工および研磨加工ができる。
【００３０】
因みに、表面粗さが小さ過ぎる、滑らかな成形ガラス塊の被成形面には、砥粒による研磨作用が効果的に行われず、研磨加工、または、研削加工および研磨加工が確実に行なわれない場合もある。
【００３１】
また、このような表面粗さの被成形面を形成するため、本発明では、多孔質の成形型の成形面の表面粗さが、Ｒａ＝５μｍ〜１００μｍの範囲内になるように、前記成形面を構成するのである。なお、上記本発明において、このために採用する多孔質の成形型が、気孔率が３５％以下、平均孔径が５０μｍ以下の多孔質材料により形成されているのがよい。
【００３２】
また、多孔質の成形型の表面粗さに比べ、成形ガラス塊の表面粗さが小さくなるように、多孔質の成形型の成形面から噴出するガスの流量を調整することが、成形ガラス塊の製造方法の実現の上で最も有効である。
【００３３】
即ち、成形型の成形面から噴出するガス流量が小さいと、成形ガラス塊を得る際に、成形型の成形面の細孔にガラスが食い込んでしまい、多孔質の型の表面粗さと成形ガラス塊の表面粗さが、ほぼ同じになる。この場合は、成形ガラス塊を多孔質の成形型から取り出すことが困難になる。また、このような成形ガラス塊を、光学素子を成形して得るための成形素材として用いると、成形光学素子の成形面の凹凸で、成形時の界面にガス残りが発生する畏れがある。
【００３４】
従って、このような現象を防止し、多孔質の型の表面粗さに比べ、成形ガラス塊の表面粗さが小さくなるよう成形するためには、上述のガス流量を調整することが、最も効果的なのである。
【００３５】
このために、本発明では、成形ガラス塊の被成形面が、所望の表面粗さで、僅かに凸凹するように、多孔質の、一対の成形型の接近速度（プレス速度）、および、多孔質の成形型の成形面から噴出するガスの流量を、所望の時刻に、所望の数値になるように制御する。これにより、成形面が所望の表面粗さで僅かに凸凹した成形ガラス塊、即ち、光学素子製造用素材として、より適した成形ガラス塊を得ることができる。
【００３６】
即ち、例えば、プレス速度が速すぎる場合、または、ガス流量が少なすぎる場合、ガラスが型の細孔に食い込んでしまい、好ましくない。逆に、プレス速度が遅すぎる場合、または、ガス流量が多すぎる場合、ガラス塊の被成形面が、僅かに凸凹することなく、非接触で滑らかな面となるが、その被成形面の形状は、成形型の転写すべき形状から大きく離れてしまう。これらを防止するために、プレス速度およびガス流量を、所望の時刻に所望の数値になるように制御する前述の手段は、有効である。
【００３８】
また、上述のように、完成品の形状に近似した僅かに凸凹している成形ガラス塊を、光学素子用素材として採用し、その成形ガラス塊の被成形面を研磨加工、または、研削加工および研磨加工することで、光学素子を得る光学素子の製造方法の場合には、加工除去量（有害スラッジの発生量）を大幅に低減でき、加工時間も短縮できる。
【００３９】
なお、上述の成形ガラス塊の製造方法で得られた、その被成形面が僅かに凸凹している成形ガラス塊について、それが軟化する温度まで加熱し、一対の精密成形型でプレス成形する過程で、前記凹凸を除いた所望形状の成形光学素子を得る光学素子の製造方法の場合は、プレス量を少なくできる点で、成形型の成形面の離型膜の摩耗、損傷を少なくし、型寿命を向上でき、また、プレス時間の短縮にもなるという効果が得られる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、溶融ガラス塊を、上下一対の多孔質の成形型を用いて、その成形面の細孔からガスが噴出している状態でプレス成形し、その成形面が僅かに凸凹している状態の成形ガラス塊を得ること、また、この成形ガラス塊の成形面を、研磨加工、あるいは、研削加工および研磨加工により除去し、光学素子を得ることを目的としてなされたもので、以下に具体的に説明する。
【００４１】
即ち、図１において、符号１は多孔質の材料から作られている成形型、２は多孔質の成形型１によりプレス成形された成形ガラス塊、３は多孔質の成形型１の成形面から噴出させるガスを供給させるためのガス供給室であり、このガス供給室３は多孔質の成形型１の背面に形成されている。４はガス供給室３にガスを供給するためのガス供給管であり、５は多孔質の成形型１を保持すると共にガス供給室３を形成する役目をもつ保持ブロックである。なお、上下の型を構成する多孔質の成形型１、ガス供給室３、ガス供給管４、型保持ブロック５は、上下型共に、ほぼ同様の構成になっている。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施の形態で用いた装置の制御部の概略の構成を説明する図である。図２において、符号１は多孔質の成形型、４はガス供給管であり、６は、このガス供給管４を通って多孔質の成形型１へ供給されるガスを所望の流量に制御するためのマスフローコントローラであり、７はマスフローコントローラ６へガスを供給するためのガス供給部である。なお、これら一連のガス流量制御部の構成は、上下型共にほぼ同様の構成になっている。
【００４３】
また、図２において、符号８はプレス速度、即ち、成形型の移動速度と移動位置を所望の数値に制御するための１軸のＮＣ（数値制御）駆動装置である。なお、図２では、ＮＣ駆動装置８が、多孔質の成形型１の下型に連結されており、下型の移動スピードを制御し、プレス速度を制御しているが、逆に、上型にＮＣ駆動装置８を連結しても良く、また、上下各々の型にＮＣ駆動装置を連結してプレス制御しても良い。
【００４４】
図２において、符号９は、上下型のガス流量およびプレス速度の所望の設定値を設定するためのコンピュータである。また、符号１０は、この装置の動作を制御するシーケンサーである。コンピュータ９により設定された所望の設定値は、シーケンサー１０のデーターとして、シーケンサー１０に記憶される。更に、符号１１は、シーケンサー１０からの信号により、マスフローコントローラ６またはＮＣ駆動装置８を制御するためのコントローラである。
【００４５】
そして、シーケンサー１０とコントローラー１１とマスフローコントローラー６とを使うことにより、上下各々の多孔質型１から噴出するガスの流量を、成形プロセス中の所望のタイミングで、所望の値に制御することができる。また、シーケンサー１０とコントローラー１１とＮＣ駆動装置８とを使うことにより、上下型によるプレス速度、即ち、型位置と移動速度を成形プロセス中の所望のタイミングで、所望の値に制御することができる。そして、これらの所望の値は、コンピュータ９により、容易に変更することができる。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態における多孔質の成形型１の素材である多孔質材の電子顕微鏡写真である。ここでは、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０の顕微鏡写真を示しており、この写真は、同社の多孔質カーボンのカタログから転載したものである。図３から判るように、この多孔質材は、微細な球状の素材粒が寄り集まって構成されており、この素材粒同士が部分的に連結されることにより多孔質材として構成されていることが解る。なお、本発明に用いる多孔質型材が、この多孔質カーボンＶＣＰ−１０にのみ限定される訳ではなく、他の材料でも良いことは言うまでもない。
【００４７】
図４は、この実施の形態において、ガラスを成形中の、多孔質型の成形面近傍と、ガラスの被成形面近傍の様子を説明するための図である。図４で、２は成形ガラス塊の被成形面近傍の一部であり、１２は、多孔質成形型を構成する球形状の素材粒である。
【００４８】
図５は、多孔質の成形型１の成形面の形状を、ランク・テーラー・ホブソン社製形状測定器であるフォーム・タリサーフで測定したデーターである。また、図６は、ここで得られた成形ガラス塊２の被成形面の形状を測定したデーターである。更に、図７は、この実施の形態で用いた多孔質の成形下型１の成形面全体の形状を測定データーである。同様に、図８は、得られた成形ガラス塊２の被成形下面全体の形状を測定したデーター、図９は、多孔質の成形上型１の成形面全体の形状を測定データー、図１０は、得られた成形ガラス塊２の被成形上面全体の形状を測定したデーターである。
【００４９】
次に、本発明の係わる成形ガラス塊の製造方法について、以下に説明する。ここでは、先ず、ガラス溶融るつぼ（図示せず）の中で溶融された光学ガラスを、ガラス溶融るつぼの下部に接続されている流出パイプを介して、その流出口（図示せず）から液滴状に流出する。そして、この流出パイプの流出口の直下の位置に、多孔質の下型１を設置する。この多孔質の下型１では、ガス供給管４から高圧のガスがガス供給室３に供給してあり、このガスが下型の上面（成形面）から噴出している。この時、多孔質の成形面から噴出しているガスは、マスフローコントローラー６により、所望の流量に制御されている。
【００５０】
このような下型１の成形面上に溶融ガラス流を受け、受けられた溶融ガラス塊が所望の重量になったとき、この下型１を所定量降下させる。これにより、溶融ガラス流は、この部分で括れ、直ちに自然切断される。このようにして得られた溶融ガラス塊（図示せず）は、その上下面とも自由表面からなり、切断傷のない大変滑らかな被成形面を持ち、多孔質の下型１の上に、成形面とは非接触な状態で、即ち、浮上された状態で保持されている。
【００５１】
続いて、溶融ガラス塊（図示せず）を浮上保持している状態の多孔質の下型１を、多孔質の上型１の下方の位置まで移動する。そこで、ＮＣ駆動装置８を用いて、多孔質の下型１を上昇させ、多孔質の上型１に接近させる。接近が更に進むと、溶融ガラス塊は、ガス膜を介して、多孔質の上型１と下型１の成形面の形状に倣って、プレス変形を進めて行く。そして、最終的に、プレス変形が完了すると、所望の形状の成形ガラス塊２が得られる。その時の様子は、図１に示すとおりである。
【００５２】
この時、プレス速度は、予め、コンピュータ９により設定された所望の速度になるように、ＮＣ駆動装置８により制御されている。また、多孔質の上型１および下型１から噴出しているガスは、予め、コンピュータ９により設定された所望の流量になるように、マスフローコントローラー６により制御されている。
【００５３】
従って、プレス成形中およびプレス完了時に、表面の凹凸の一部が接触する状態で、また、他の部分がガス膜を介して非接触であり、溶融ガラス塊の被成形面が、多孔質の型の成形面の細孔の中に大きく食い込むことがなく、また、多孔質の成形型の成形面と、成形ガラス塊の被成形面との間に、比較的大きな隙間が生じてしまう畏れもなく、成形ガラス塊の被成形面が滑らかになることも避けられる。
【００５４】
即ち、この実施の形態で得られる成形ガラス塊２の成形面は、図４に模式的に示すように、多孔質型を形成する球状の素材粒の成形面の最表面部の凸部を僅かに転写した凹部が形成されている。この時、多孔質の成形型１の背部に設けられたガス供給室３に供給された高圧のガスは、多孔質型の成形面にある細孔を通って、図４に矢印で示すように、成形面の方向へと噴出している。そして、成形面で噴出したガスは、多孔質の成形型１の成形面と成形ガラス塊２の被成形面の間の隙間を通り、成形ガラス塊２の成形面の外周縁部の方向へと流れる。従って、成形型１と成形ガラス塊２との間の隙間を、ガス流が流れるので、ベルヌイの定理により、この成形面において、圧力が生じる。そのために、この圧力により、素材粒１２の凸部と成形ガラス塊２の凹部が接触することがない。
【００５５】
このように、その被成形面が僅かに凸凹した成形ガラス塊２を、プレス成形により得た後、この成形ガラス塊２を、多孔質の成形型１の内部に保持した状態で冷却を開始する。なお、ここで、ガラスの熱膨張率は、型の熱膨張率に比べて、大きいので、ガラスは収縮しようとする。しかしながら、この実施の形態では、素材粒１２の凸部と成形ガラス塊２の凹部が対応した位置関係にあるため、ガラスの収縮は、抑制され、収縮量は小さなものになる。
【００５６】
従って、冷却が完了し、多孔質の成形型１から成形ガラス塊２を取り出すと、成形ガラス塊２の被成形面の形状が、多孔質の成形型１の成形面の形状にほぼ近い形状、即ち、最終的に成形される光学素子にほぼ近い形状となる。そして、成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、多孔質の成形型１の成形面の表面粗さに比べ小さく、その表面は、僅かに凸凹している。また、このような成形ガラス塊を、研磨加工するための光学素子の素材として用いれば、素材形状と光学素子形状を近似させているので、研磨加工による研削屑（スラッジ）の除去量を少なくすることができる。
【００５７】
次に、この実施の形態における多孔質型の表面形状を図５に示す。これは、図３に示した多孔質カーボンを、切削加工により、球面形状の成形面に加工したものである。なお、図５に示しているのは、球面形状のＲ成分を除去した後の形状データーである。なお、図５においては、形状がエッジが立っているように見えるが、これは、横軸の縮尺が縦軸に比べ１／１０になっているためであり、実際には、図３や図４に示すように球形状をしている。図５から判るように、この多孔質型の成形面の表面粗さは、Ｐ−Ｖ値で約２５μｍ、Ｒａで約１５μｍである。
【００５８】
なお、図６は、この実施の形態で得られた成形ガラス塊の成形面の形状データーであり、測定方法は、図５の成形型と同様である。図６から明らかなように、この多孔質型の成形面の表面粗さは、Ｐ−Ｖ値で約５μｍ、Ｒａで約２μｍである。
【００５９】
図５および図６に示す結果から、多孔質型の成形面の表面粗さは、成形ガラス塊には、転写されておらず、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、型に比べかなり小さい点、および、特に、高さ方向にウネリの大きさが小さくなり、横方向のウネリのスパンが大きくなる点が確認できる。
【００６０】
なお、図６を見ると、成形ガラス塊の被成形面の凹部の谷形状は、エッジが立っているように見えるが、これは、縦横の縮尺比の影響であり、実際には、谷底形状は丸い。即ち、ここで得られた成形ガラス塊の成形面は、約０．３ｍｍ毎に深さ約３μｍの凹みがある程度の、僅かに凸凹している。この成形ガラス塊の外観を目視すると、被成形面は、光沢を有する平滑面であるが、微細にみれば、軽い凹凸のあるマット面状に見える。なお、図５および図６は、それぞれ、型の成形面およびガラス塊の被成形面の一部の形状データーである。
【００６１】
続いて、全体の形状データーを示す。図７は多孔質の下型、図８は成形ガラス塊の下面、図９は多孔質の上型、図１０は成形ガラス塊の上面の、それぞれ、形状測定データーである。これらの測定方法は、図５と同様で、各々、球面Ｒ成分を除去した結果を示している。なお、図７、図９で、多孔質型の表面形状がエッジが立って見えるのは、縦横の縮尺を１／１００にしたためで、実際には、凸部の形状は球形状である。
【００６２】
これらを見ると、成形ガラス塊の被成形面は、その上下面とも、被成形面全面に亘ってμｍオーダーであり、所望の形状精度になっていることが判る。これは、成形ガラス塊が、多孔質の型の成形面での素材粒の凸部により、軽く拘束された状態で、冷却されているためで、型の成形面の形状を、良好に転写できたためである。一方において、型の大きな表面粗さは、成形ガラス塊の被成形面には転写されておらず、僅かに凸凹している程度であることが判る。
【００６３】
続いて、このように、高精度の形状精度に仕上がった成形ガラス塊２の成形面表層を、僅かに研削加工し、除去した後、更に、研磨加工し、光学素子を得た。なお、従来のプレスガラス素材から、研削研磨により、光学素子を得る場合は、先ず、カップ状のダイヤモンド砥石を用いて、カーブジェネレーター加工機により、粗研削を行う、所謂、通称：ＣＧ加工を行った後、ペレット砥石を用いて、精研削を行う、通称：ペレット加工を行い、その後、砥粒を用いて、研磨加工を行っていたが、この実施の形態で得られた成形ガラス塊は、形状精度も高く、その表面に異物もないので、ＣＧ加工は行わず、ペレット加工と研磨加工のみを行った。ペレット加工による除去量は５μｍ、研磨加工による除去量は２μｍとした。除去加工の時間は、片面に付き、ペレット加工：１分、研磨加工：１分であった。
【００６４】
一方、従来の方法で、プレスガラス素材を研削・研磨する場合、その除去量は、ＣＧ加工で５００μｍ、ペレット加工で５０μｍ、研磨加工で５μｍであり、その加工時間は、片面につき、ＣＧ加工１分、ペレット加工１０分、研磨加工３分であった。
【００６５】
従って、本発明の実施の形態では、研削・研磨加工による除去加工時に発生する研削屑（スラッジ）の発生量が、従来の方法に比べ、１．３％にまで、大幅に低減でき、地球環境保護に大きなメリットがある。また、加工時間も短縮できるので、製造コストも下がる。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明の、より具体的な実施例を数例、挙げて説明し、また、本実施例の比較例も数例、挙げて説明する。
【００６７】
（実施例１−１）
本実施例では、ＳＫ１２相当の光学ガラスの材料を、白金製のるつぼ（図示せず）の中に入れ、その周囲を１２００℃まで加熱し溶融した。この溶融光学ガラスは白金製の流出パイプ（図示せず）を通して流出された。この流出パイプの温度は８６０℃に保たれ、また、溶融ガラス流が、流出パイプの流出口から液滴状に流出された。
【００６８】
多孔質の型１は、図３に示した日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０で作られており、その気孔率は２５％、平均孔径は１０μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径６．５ｍｍ、上型が曲率半径２４ｍｍ、その開口径は直径１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面形状は、下型が図７に示すもので、上型が図９に示すものであり、それらの表面粗さは、下型がＲａ＝１５μｍで、下型がＲａ＝１５μｍであった。
【００６９】
型保持ブロック５は、内蔵ヒータ（図示せず）により、常時、５００℃に保たれている。また、ガス供給管４からは、圧力＝０．２ＭＰａの窒素ガスが、毎分５Ｌ（リッター）の流量で、当初、供給されている。この状態の多孔質の型１の成形面は、流出パイプの流出口の下方、１０ｍｍの位置に設置し、５秒間、その状態を保持した。すると、所望重量である、０．７ｇの溶融ガラスが、多孔質の下型１の成形面上に、ガス膜を介して、浮上状態で得られた。そこで、多孔質の型１を、下方に１０ｍｍ降下させ、停止した。すると、直ちに、溶融ガラス流がその位置で括れ始め、０．２秒後には自然に切断された。
【００７０】
このようにして得られた溶融ガラス塊を、浮上保持している状態で、多孔質の下型１を、多孔質の上型１の下方の位置まで移動させた後、ＮＣ駆動装置８により、多孔質の下型１を上昇させ、上下型を接近させ始めた。
【００７１】
そして、溶融ガラス塊を得てから１５秒後に、多孔質の上下型による溶融ガラス塊のプレス成形が開始された。この時、プレス速度、即ち、ＮＣ駆動装置８による多孔質の下型１の上昇速度は、０．３ｍｍ／ｓに制御されている。また、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、１Ｌ／分に制御され、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、１Ｌ／分に制御されている。
【００７２】
プレス成形を開始してから１０秒後に、プレス成形は完了し、所望形状の成形ガラス塊２が得られた。この時、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、０．５Ｌ／分に制御され、多孔質の下型から噴出する窒素ガスの流量は、０．７Ｌ／分に制御されている。また、この直前のプレス速度は０．１ｍｍ／ｓに制御されている。
【００７３】
その後、この状態で、４０秒保持し、成形ガラス塊２を冷却した後、型開きして、成形ガラス塊２を取り出した。このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面形状は、その下面が図８に示すもので、その上面が図１０に示すものであり、それらの表面粗さは、下面はＲａ＝２μｍ、上面はＲａ＝２μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／８以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、５μｍ以下であった。
【００７４】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、ペレット加工により、精研削加工した後、研磨加工し、光学素子を得た。即ち、まず、一面をペレット加工で１分行い、５μｍの表面除去をなし、続いて、研磨加工で１分行い、２μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００７５】
（実施例１−２）
本実施例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１５で作った。その気孔率は３０％、平均孔径は１５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍである。また、その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００７６】
このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝５μｍ、上型がＲａ＝５μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１０以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、８μｍ以下であった。
【００７７】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、ペレット加工により、精研削加工した後、研磨加工し、光学素子を得た。まず、一面をペレット加工を２分行い、１０μｍの表面除去をなし、続いて、研磨加工を１分行い、２μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００７８】
（実施例１−３）
本実施例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５で作った。その気孔率は２０％、平均孔径は５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝８μｍ、上型がＲａ＝８μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００７９】
このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝１μｍ、上面がＲａ＝１μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／８以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、５μｍ以下であった。
【００８０】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面を、ペレット加工により、精研削加工した後、研磨加工し、光学素子を得た。まず、一面をペレット加工を１分行い、５μｍの表面除去をなし、続いて、研磨加工を１分行い、２μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００８１】
（比較例１−１）
本発明の実施例との対比のための比較例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＦ−２５で作った。その気孔率は６５％、平均孔径は２５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝８０μｍ、上型がＲａ＝８０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００８２】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更して、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することを行ったが、すると、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が許容範囲を大きく上回った。
【００８３】
そして、このような成形ガラス塊を、ＣＧ加工を行わずに、ペレット加工のみで精研削し、光学素子に加工すると、多大な時間が必要となり、実用的でない。
【００８４】
（比較例１−２）
本比較例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５０で作った。その気孔率は４０％、平均孔径は５０μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例１−１と同様である。
【００８５】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更して、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することを行ったが、すると、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が許容範囲を大きく上回った。
【００８６】
そして、このような成形ガラス塊を、ＣＧ加工を行わずに、ペレット加工のみで精研削し、光学素子に加工すると、多大な時間が必要となり、実用的でない。
【００８７】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例では、溶融ガラス塊を、上下一対の多孔質の成形型を用いて、その成形面の細孔からガスが噴出している状態で、プレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹している状態の成形ガラス塊を得、この成形ガラス塊の被成形面を、研磨加工のみで除去し、光学素子を得るのである。
【００８８】
なお、第２の実施例での、型構造、装置構成、および、装置の動作は、第１の実施例と同様である。即ち、多孔質の下型の上に、噴出ガスにより、浮上保持されている状態で、溶融ガラス塊を得て、これを上下一対の多孔質の型で、プレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹した、高精度の形状精度の成形ガラス塊を得るまでの工程は、第１の実施例と同様である。
【００８９】
続いて、このように高精度の形状精度に仕上がった成形ガラス塊２の被成形面の表層を研磨加工し、光学素子を得た。即ち、従来のプレスガラス素材から研削研磨により光学素子を得る場合に行われていた、ＣＧ加工工程とペレット加工工程を、第２の実施例では省略している。
【００９０】
本実施例では、研磨加工による除去量を５μｍとしたが、その除去加工時間は、片面につき２分であった。従って、本実施例によれば、研削研磨加工による除去加工時に発生する研削屑（スラッジ）の発生量を、従来の方法に比べ、大幅に下げることができ、地球環境保護に大きなメリットがある。また、加工時間も短縮でき、また、ＣＧ加工およびペレット加工の加工装置も不要になるので、製造コストも下がる。
【００９１】
以下、本実施例のより具体的な実施例を数例挙げて説明し、また、本実施例の比較例も数例挙げて説明する。
（実施例２−１）
本実施例では、実施例１−１と同様の型を用いた。即ち、多孔質の型１は、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０で作られており、その気孔率は２５％、平均孔径は１０μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径：６．５ｍｍ、上型が曲率半径：２４ｍｍ、その開口径は直径：１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面形状は、下型が図７に示すもので、上型が図９に示すものであり、それらの表面粗さは、下型がＲａ＝１５μｍ、上型がＲａ＝１５μｍであった。
【００９２】
本実施例における、成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例１−１とほぼ同様である。しかしながら、本実施例２−１では、成形型保持ブロックの温度を、プレス成形開始時に６００℃、プレス成形開始時に５００℃、更に、プレス成形完了後、上下一対の多孔質型を、その状態のまま保ち、６０秒間、保持し、その間に、成形型保持ブロックの温度を４５０℃になるように制御し、成形ガラス塊の内部の温度分布に差が生じることを防いだ。
【００９３】
このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝１μｍ、上面がＲａ＝１μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１５以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、３μｍ以下であった。
【００９４】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、研磨加工し、光学素子を得た。研磨加工を２分行い、５μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００９５】
（実施例２−２）
上述の実施例２−１では、両凸レンズを得る例を説明したが、本実施例２−２では、両凹レンズを得る例を説明する。ここで用いた型材は、多孔質カーボンのＶＣＰ−１０である。型の形状は、下型が曲率半径：２４ｍｍの凸形状で、その開口径は直径：１０ｍｍであり、上型は曲率半径：６．５ｍｍの凸形状であった。また、これらの表面粗さは、下型がＲａ＝２０μｍ、上型がＲａ＝２５μｍであった。
【００９６】
本実施例における、成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例２−１と同様である。このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝２μｍ、上面がＲａ＝２μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１３以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、３μｍ以下であった。
【００９７】
続いて、このようにして得られた成形ガラス塊２の成形面を、研磨加工し、光学素子を得た。研磨加工を２分行い、５μｍの表面除去をなした。続いて、反対面も同様に加工した。このようにして得られた光学素子は、優れた品質を有するものであった。
【００９８】
（比較例２−１）
本比較例では、多孔質型材として、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−０．５を用いた。その気孔率は２０％、平均孔径は０．５μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝１μｍ、上型がＲａ＝１μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例２−１と同様である。
【００９９】
この多孔質型は、通気性が悪いため、ガスの噴出量が少なく、成形ガラス塊の成形面は、多孔質の成形型の成形面に接触しており、その成形面には、カーボンが付着していた。
【０１００】
また、成形プロセスを変更し、供給ガス量を多くしても、型の通気性が悪いため、そのガスは、ガス配管の途中で漏れ、型からの噴出量は多くならず、ガラスと型の接触を防止することができなかった。そして、このような成形ガラス塊は、その成形面にカーボンが付着しているため、光学素子として利用するのに、その表面層を多量に除去する必要があった。即ち、研磨のみで、この層を除去するためには、片面につき、３０分研磨加工する必要があり、コスト上のメリットがなかった。
【０１０１】
（比較例２−２）
本比較例では、多孔質型材として、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５０を用いた。その気孔率は４０％、平均孔径は５０μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例２−１と同様である。
【０１０２】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更して、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することはできるが、このようにすると、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が大きくなった。そして、このような成形ガラス塊を、研磨加工のみで、光学素子に加工すると、多大な時間が必要となり、実用的ではない。
【０１０３】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例では、溶融ガラス塊を、上下一対の多孔質の成形型を用いて、その成形面の細孔からガスが噴出している状態で、プレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹している状態の成形ガラス塊を得て、この成形ガラス塊を一対の成形型で、プレス成形して、成形光学素子を得るのである。
【０１０４】
第３の実施例での、型構造、装置構成、および、装置の動作は、第１の実施例と同様である。即ち、多孔質の下型の上に噴出ガスにより、浮上・保持されている状態で、溶融ガラス塊を得て、これを上下一対の多孔質の型でプレス成形し、その被成形面が僅かに凸凹した、高精度の形状精度の成形ガラス塊を得るまでの工程は、第１の実施例と同様である。
【０１０５】
続いて、このようにして得られた高精度の形状精度の成形ガラス塊を、成形温度に保たれた上下一対の成形型の下型の上に載せ、この成形ガラス塊がプレス成形可能な温度になるまで加熱軟化する。その後、この上下一対の成形型を用いて、軟化された成形ガラス塊をプレス成形して、成形光学素子を得た。
【０１０６】
本実施例において用いた成形型は、超硬合金からなり、その成形面は、研磨加工された面の上に、保護膜としての作用を有するＴｉＮ膜を成膜し、さらに、その上に、離型膜としての機能を有するカーボン膜を、成膜している。
【０１０７】
本実施例では、所望する成形光学素子の形状と、その成形用素材として使う成形ガラス塊の形状の差、即ち、それらの成形面、被成形面の曲率半径の差は、１０００μｍ以内とし、また、それらの中心厚の差、即ち、プレス代は、１０００μｍ以内とした。
【０１０８】
よって、成形温度に保たれている成形型からの伝熱により、成形ガラス塊を成形下型の上に載せてから、４５秒後には、成形ガラス塊はプレス成形可能な温度に加熱された。その後、プレス力を加えて、プレス成形を開始すると、プレス代が小さいため、１０秒でプレスは終了した。その後、その状態のまま、成形光学素子内部に温度分布が生じないように、冷却した後、型開きし、成形光学素子を取り出した。
【０１０９】
本実施例により得られた成形光学素子は、成形光学素子として優れた品質であった。また、本実施例では、型耐久性が大変優れ、連続成形を１００００ｓｈｏｔした後でも、成形型の成形面に形成されている離型膜としての機能を有するカーボン膜には、ダメージが見られない。従って、本実施例によれば、成形光学素子を得るに際して要する加熱時間と、成形時間とを短縮し、製造コストを下げることができ、また、型耐久性が向上することによっても、製造コストが下がる。
【０１１０】
以下、本実施例のより具体的な実施例を数例挙げて説明し、また、本実施例の比較例も数例挙げて説明する。
【０１１１】
（実施例３−１）
本実施例では、実施例１−１と同様の型を用いた。即ち、多孔質の型１は、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１０で作られており、その気孔率は２５％、平均孔径は１０μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径：６．５ｍｍ、上型が曲率半径：２４ｍｍ、その開口径は直径：１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面形状は、下型が図７に示すもので、上型が図９に示すものであり、それらの表面粗さは、下型がＲａ＝１５μｍ、上型がＲａ＝１５μｍであった。なお、本実施例における、成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例１−１とほぼ同様である。
【０１１２】
このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝１μｍ、上面がＲａ＝１μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１５以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、５μｍ以下であった。
【０１１３】
続いて、この成形ガラス塊を、上下一対の成形型でプレス成形して、成形光学素子を得た。この成形型の内、下型の成形面は曲率半径：７ｍｍ、上型は曲率半径：３０ｍｍに研磨加工されている。そして、この一対の成形型を、５８０℃に保った。その状態の成形下型の上に成形ガラス塊を載せ、この成形ガラス塊が加熱軟化された後、３０００Ｎのプレス力を加え、成形光学素子を得た。このようにして得られた成形光学素子は大変優れた品質を有していた。
【０１１４】
（実施例３−２）
本実施例では、多孔質の型を、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−１５で作った。この気孔率は３０％、平均孔径は１５μｍである。この多孔質型１の成形面は、下型が曲率半径：６．５ｍｍ、上型が曲率半径：２４ｍｍ、その開口径は直径：１０ｍｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型がＲａ＝５０μｍ、上型がＲａ＝５０μｍであった。なお、本実施例における成形ガラス塊を得るプロセスは、実施例１−１とほぼ同様である。
【０１１５】
このようにして得られた成形ガラス塊２の被成形面の表面粗さは、下面がＲａ＝５μｍ、上面がＲａ＝５μｍであった。即ち、上下とも、成形ガラス塊の被成形面の表面粗さは、成形型の成形面の表面粗さの１／１０以下である。また、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差は、１０μｍ以下であった。
【０１１６】
続いて、この成形ガラス塊を、上下一対の成形型でプレス成形して、成形光学素子を得た。この成形型の内、下型の成形面は曲率半径：７ｍｍ、上型は曲率半径：３０ｍｍに研磨加工されている。そして、この一対の成形型を５８０℃に保った。その状態の成形下型の上に成形ガラス塊を載せ、この成形ガラス塊が加熱軟化された後、ここに３０００Ｎのプレス力を加え、成形光学素子を得た。このようにして得られた成形光学素子は、大変優れた品質を有していた。
【０１１７】
（比較例３−１）
本比較例では、多孔質型材として、日本カーボン株式会社製の多孔質カーボンＶＣＰ−５０を用いた。その気孔率は４０％、平均孔径は５０μｍである。この多孔質型の成形面の表面粗さは、下型はＲａで３０μｍ、上型はＲａで３０μｍである。その他の条件、即ち、型形状や成形プロセスなどは、実施例３−１と同様である。
【０１１８】
このようにして得られた成形ガラス塊は、その被成形面が多孔質型の細孔に食い込んでおり、型から取り出すことが困難であった。また、成形プロセスを変更し、成形速度を遅くしたり、型からの噴出ガス流量を大きくすることにより、型への食い込みを低減することはできるが、この場合、多孔質型の成形面形状と成形ガラス塊の被成形面形状との差が大きくなった。そして、このような所望の形状が得られていない成形ガラス塊を、成形光学素子成形用素材として用いると、プレス成形時にガス残りが発生することなどが多く、実用的ではない。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子製造用素材として、好適した高精度な成形ガラス塊を得ることができ、光学素子の低コスト化に寄与する。
【０１２０】
また本発明によれば、光学素子製造用素材として、より適した高精度な成形ガラス塊を得ることができ、光学素子の低コスト化に寄与する。
【０１２１】
また、本発明では、光学素子を製造するにあたり、排出される加工屑の発生量を抑えることができるので、環境保護に寄与すると共に、光学素子の低コスト化に寄与する。
【０１２２】
また、本発明によれば、成形光学素子を製造するにあたり、製造時間を短縮するとともに、型耐久性を向上できるので、光学素子の低コスト化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の型の構成を概略説明する図である。
【図２】同じく、第１の実施例の装置の構成を概略説明する図である。
【図３】同じく、型材の構造を説明する図である。
【図４】同じく、成形中の様子を概略説明する図である。
【図５】同じく、型の成形面の形状を説明する図である。
【図６】同じく、成形ガラス塊の成形面の形状を説明する図である。
【図７】同じく、下型の成形面の形状を説明する図である。
【図８】同じく、成形ガラス塊の被成形面の形状を説明する図である。
【図９】同じく、上型の成形面の形状を説明する図である。
【図１０】本発明の第１の実施例の成形ガラス塊の成形面の形状を説明する図である。
【符号の説明】
１  多孔質型
２  成形ガラス塊
３  ガス供給室
４  ガス供給管
５  型保持ブロック
６  マスフローコントローラ
７  ガス供給部
８  ＮＣ駆動装置
９  コンピュータ
１０  シーケンサー
１１  コントローラ
１２  多孔質型の素材粒
【図１】
0003673670.tif 000002
【図２】
0003673670.tif 000003
【図３】
0003673670.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003673670.tif 000006
【図６】
0003673670.tif 000007
【図７】
0003673670.tif 000008
【図８】
0003673670.tif 000009
【図９】
0003673670.tif 000010
【図１０】
0003673670.tif 000011