(57)【要約】【課題】転写面と液状プリフォームとの間にエアだまりが生じることを防止しつつ、外形にかかわらず転写精度を良好にできるガラス部品の製造方法を提供すること。【解決手段】溶融ガラスＧを複数の微小滴Ｋに分けることにより、転写面１２と転写面１２に着地した微小滴ＬＰとの間にエアが逃げる隙間Ｑができ、成形されたガラスレンズ１００にエアだまりが発生することを抑制できる。また、複数の微小滴Ｋを落下後に融合させることにより、表面張力で液状プリフォームＦＰが真球に近づくことを防ぐことができる。その結果、成形直前のプリフォームとして、金型形状に略沿った形の１つの液状プリフォームＦＰができ、この液状プリフォームＦＰをプレスすることにより、成形によるプリフォーム変形量の負担を減らしつつガラスレンズ１００を簡単に得ることができる。【選択図】図４
2011001252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型のうちの一方の金型に形成された転写面に対して溶融した複数のガラスの微小滴を滴下する工程と、
前記一方の金型と他方の金型とを合わせてプレス成形する工程と、
を備えることを特徴とするガラス部品の製造方法。
【請求項２】
前記複数の微小滴は、前記転写面に着地した時点で複数の微小滴を経て１つの液状プリフォームを形成することを特徴とする請求項１に記載のガラス部品の製造方法。
【請求項３】
前記複数の微小滴は、溶融したガラス滴を滴下プレートで複数に分裂させることによって形成され、前記転写面に着地後、前記転写面上で１つの液状プリフォームに合体することを特徴とする請求項２に記載のガラス部品の製造方法。
【請求項４】
前記滴下プレートは、前記溶融したガラス滴から前記微小滴をそれぞれ形成する複数の独立した小玉通過孔を有する底部を備えることを特徴とする請求項３に記載のガラス部品の製造方法。
【請求項５】
前記小玉通過孔は、前記転写面の外周輪郭に対応して前記底部において１次元及び２次元のいずれか一方の状態で配置されることを特徴とする請求項４に記載のガラス部品の製造方法
【請求項６】
前記小玉通過孔の直径は、前記転写面の外径よりも小さいことを特徴とする請求項４及び請求項５のいずれか一項に記載のガラス部品の製造方法。
【請求項７】
前記小玉通過孔の断面積は、０．２５ｍｍ２より大きく前記転写面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載のガラス部品の製造方法。
【請求項８】
前記複数の小玉通過孔のうち少なくとも２つは、互いに異なる直径を有することを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれか一項に記載のガラス部品の製造方法。
【請求項９】
一対の金型と、
前記一対の金型のうち一方の金型に形成された転写面に対して滴下するための複数のガラスの微小滴を形成する滴下プレートと、
を備え、
前記滴下プレートの真下に前記転写面を配置し、前記複数の微小滴を経て前記転写面上に直接液状プリフォームを形成することを特徴とする成形装置。
【請求項１０】
前記滴下プレートは、前記溶融したガラス滴から前記微小滴をそれぞれ形成する複数の独立した小玉通過孔を有する底部を備えることを特徴とする請求項９に記載の成形装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のガラス部品の製造方法を用いて成形されたガラス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス部品の製造方法、成形装置、及びガラス素子に関し、特に溶融状態のガラスを直接プレス成形するタイプのガラス部品の製造方法、そのための成形装置、及び当該製造方法を用いて成形されるガラス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス部品を成形する方法として、例えば所定重量の溶融ガラスを下型で保持し、再加熱せずに金型間でプレスすることによって光学素子を得る方法がある（特許文献１参照）。また、複数の貫通細孔が形成された板状の部材を用いて単一の液滴から複数の微小滴を得て、複数のガラス製品を製造する方法がある（特許文献２参照）。また、遠心力を利用しガラス滴を広げることによって転写精度を向上させる方法がある（特許文献３及び４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９２３２７号公報
【特許文献２】特開２００４−３５９４９０号公報
【特許文献３】特開平８−３１０８２２号公報
【特許文献４】特開平８−３１０８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２のような方法では、円形孔を設けた滴下プレートで下型上にガラス滴を滴下した場合、下型の転写面上に形成されるガラス塊（液状プリフォーム）は表面張力により球状となり、転写面とガラス塊との間にエアだまりが生じやすいという問題がある。さらに、１つのガラス滴でガラス塊を形成する場合、ガラス塊が表面張力で球体になろうとするため、所望の製品外形に沿った形に変形させることが難しく、プレスできる製品外形の自由度が限られ、成形が難しくなるという問題がある。その結果、レンズ平面部（レンズコバとも呼ぶ）の薄型化やレンズ外径（コバ径とも呼ぶ）の小径化が望まれるBlu-Ray等の高ＮＡレンズのような高精度なレンズをプレス成形することが難しい。
【０００５】
また、特許文献３及び４のような方法では、転写性のよい高精度なレンズを成形できるものの、遠心力付与のための装置が大掛かりとなりあまり実用的でない。
【０００６】
そこで、本発明は、転写面と液状プリフォームとの間にエアだまりが生じることを防止しつつ、外形にかかわらず転写精度を良好にできるガラス部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、上記ガラス部品の製造方法に用いられる成形装置及び当該製造方法を用いて成形されるガラス素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るガラス部品の製造方法は、一対の金型のうちの一方の金型に形成された転写面に対して溶融した複数のガラスの微小滴を滴下する工程と、一方の金型と他方の金型とを合わせてプレス成形する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記ガラス部品の製造方法によれば、複数の微小滴に分けることにより、転写面と微小滴が転写面に着地した直後の各微小滴との間にエアが逃げる隙間ができ、エアだまりが発生することを抑制できる。また、複数の微小滴を経て落下後に融合させることにより、ガラスの表面張力よりも金型とガラスの濡れ性が勝り、成形直前のプリフォームが真球に近づくことを防ぐことができる。その結果、成形直前のプリフォームとして、略金型に沿った形状の１つの液状プリフォームができ、この液状プリフォームをプレスすることにより、所望のレンズ形状等を簡単に得ることができる。これにより、多様な形状の成形に対応することができる。なお、成形直前のプリフォームが１つの液状プリフォームに融合していない場合でも、プレス成形の際に液状プリフォームが融合するため、上記効果を得ることができる。
【００１０】
本発明の具体的な態様又は観点では、複数の微小滴は、転写面に着地した時点で複数の微小滴を経て１つの液状プリフォームを形成することを特徴とする。この場合、微小滴が表面張力により球状になっても滴下直後に分裂した状態の複数の微小滴が１つの液状プリフォームに融合する際に転写面に着地後の微小滴と転写面との間から効率よく空気を抜きつつ成形直前のプリフォームを形成することができる。これにより、例えば、転写面の曲率が大きな場合にも、転写面と液状プリフォームとの間にエアだまりが発生するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、複数の微小滴は、溶融したガラス滴を滴下プレートで複数に分裂させることによって形成され、転写面に着地後、転写面上で１つの液状プリフォームに合体することを特徴とする。この場合、液状プリフォームが球状になるのを防ぎ、液状プリフォームを所望の転写面の形状に合わせて形成することができる。そのため、例えばコバが薄い高ＮＡレンズでも割れることなく容易に精度よく成形することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、滴下プレートは、溶融したガラス滴から微小滴をそれぞれ形成する複数の独立した小玉通過孔を有する底部を備えることを特徴とする。この場合、複数の微小滴を転写面上に安定して滴下することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、小玉通過孔は、転写面の外周輪郭に対応して、底部において１次元及び２次元のいずれか一方の状態で配置されることを特徴とする。この場合、転写面の形状に合わせた配列で微小滴を形成することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、小玉通過孔の直径は、転写面の外径よりも小さいことを特徴とする。この場合、転写面上にレンズの形成に必要な所望の重量に応じた量だけの複数の微小滴を滴下することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、小玉通過孔の断面積は、０．２５ｍｍ２より大きく転写面の面積よりも小さいことを特徴とする。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、複数の小玉通過孔のうち少なくとも２つは、互いに異なる直径を有することを特徴とする。この場合、小玉通過孔の直径に応じて異なる大きさの微小滴を形成することができる。そのため、より転写面の形状に合ったプリフォームを形成することができる。
【００１７】
本発明に係る成形装置は、一対の金型と、一対の金型のうち一方の金型に形成された転写面に対して滴下するための複数のガラスの微小滴を形成する滴下プレートと、を備え、滴下プレートの真下に転写面を配置し、複数の微小滴を経て転写面上に直接液状プリフォームを形成することを特徴とする。
【００１８】
上記成形装置によれば、複数の微小滴により転写面上に直接液状プリフォームを形成することにより、転写面上の液状プリフォーム間にエアが逃げる隙間ができエアだまりが発生するのを防ぐことができる。また、複数の微小滴が落下後に融合されるため、成形直前のプリフォームとして略金型に沿った形状の１つの液状プリフォームができる。この液状プリフォームをプレスすることにより、所望のレンズ形状を簡単に得ることができる。これにより、多様な形状の成形に対応することができる。
【００１９】
本発明に係るガラス素子は、上述のガラス部品の製造方法を用いて成形される。これにより、ガラス素子の外形にかかわらず転写精度を良好なガラス素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るガラスレンズの製造方法に用いる成形装置を説明する図である。
【図２】成形金型の主要な部分についての拡大断面図である。
【図３】成形金型から成形されるガラスレンズの側面図である。
【図４】第１実施形態に係るガラスレンズの製造方法に用いる成形装置を説明する別の図である。
【図５】（Ａ）は、滴下プレートを説明する断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）を下側から見た図であり、（Ｃ）は、滴下プレートの小玉通過孔について説明する断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、成形装置を用いたガラスレンズの製造工程について説明する断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、成形金型を用いたガラスレンズの製造工程について説明する断面図である。
【図８】（Ａ）は、図５の滴下プレートの変形例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の滴下プレートを備える成形装置により成形されるガラスレンズの側面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、第２実施形態における成形金型の断面図である。
【図１０】（Ａ）は、第２実施形態における成形装置により成形される整形素子の斜視図であり、（Ｂ）は、その正面図である。
【図１１】（Ａ）は、第２実施形態における滴下プレートを説明する断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）を下側から見た図である。
【図１２】第２実施形態における液状プリフォームの状態について説明する斜視図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、図１０の整形素子の変形例を示す図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、図９の成形金型の変形例を示す図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）は、図１１の滴下プレートの変形例を示す図である。
【図１６】図１２の液状プリフォームの状態の変形例を示す図である。
【図１７】（Ａ）は、第３実施形態における成形装置により成形される整形素子の斜視図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態における成形金型の斜視図である。
【図１９】（Ａ）は、第３実施形態における滴下プレートを説明する断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）を下側から見た図である。
【図２０】第３実施形態における液状プリフォームの状態について説明する斜視図である。
【図２１】（Ａ）は、第４実施形態における成形装置により成形されるガラス基板の正面図であり、（Ｂ）は、その側面図である。
【図２２】（Ａ）、（Ｂ）は、第４実施形態における成形金型の斜視図である。
【図２３】第４実施形態における滴下プレートを説明する図である。
【図２４】第４実施形態における液状プリフォームの状態について説明する図である。
【図２５】第１実施形態の滴下プレートの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１等を参照して、本発明の第１実施形態に係るガラス部品の製造方法及びこれに用いる成形装置等について説明する。成形金型１０を組み込んだ成形装置２００は、原材料であるガラスを溶融して直接プレスする加圧成形のための装置であり、図３に示すような光学素子であるガラスレンズ１００を製造することができる。なお、成形装置２００は、主要な部材である成形金型１０の他に、ガラスレンズ１００の製造にあたって上型１及び下型２の開閉等を行うための制御駆動装置４及び図４に示すガラス滴形成装置５等をさらに備える。
【００２２】
図１に示すように、成形金型１０は、可動側の上型１と、固定側の下型２とを備える。成形の際、下型２は固定状態に維持され、上型１は下型２に対向するように移動して、両型１，２を互いに突き合わせるような型閉じが行われる。ここで、成形装置２００によって形成されるガラスレンズ１００は、例えばピックアップ装置等に用いられる対物レンズすなわちピックアップレンズである。ガラスレンズ１００は、光学的機能を有する光学的機能部としての中心部１００ａと、中心部１００ａから外径方向に延在する環状のフランジ部１００ｂとを備える。近年、ピックアップレンズ等については、より解像度を高めるため、開口数（ＮＡ）の高いものが求められるものとなっている。このため、ガラスレンズ１００の光学面として機能する光学機能面１０１ａ，１０２ａについては、一方のレンズ面の曲率が、他方のレンズ面の曲率よりも極端に大きくなる構成となっており、加圧成形時に空気が溜まって成形不良が発生しにくくするため、曲率の大きい光学機能面１０２ａ側を下方にしてレンズ作製を行うものとなっている。つまり、成形金型１０では、下型２の光学面転写面１２ａの曲率が大きなものとなっている。一方、上型１の光学面転写面１１ａは、ほとんど曲率のないものとなっている。
【００２３】
上型１は、型本体１ａと、支持部１ｂと、ヒータ部１ｃとを備える。上型１は、成形に際しての転写面１１として、ガラスレンズ１００のうち相対的に曲率の小さな光学機能面１０１ａを形成するための光学面転写面１１ａと、フランジ面１０１ｂを形成するためのフランジ面転写面１１ｂとを有する。このうち、光学面転写面１１ａとフランジ面転写面１１ｂとは、上型１の本体部分によって画成されている。また、ヒータ部１ｃには、型本体１ａを適度に加熱するための電気ヒータ４０ａが内蔵されている。
【００２４】
下型２は、型本体２ａと、支持部２ｂと、ヒータ部２ｃとを備える。下型２のうち型本体２ａは、成形に際しての転写面１２として、ガラスレンズ１００のうち相対的に曲率の大きな光学機能面１０２ａを形成するための光学面転写面１２ａと、フランジ面１０２ｂを形成するためのフランジ面転写面１２ｂとを有する。また、ヒータ部２ｃには、型本体２ａを適度に加熱するための電気ヒータ４０ｂが内蔵されている。
【００２５】
上型１と下型２とは、加圧成形時において、上型１の各転写面１１ａ，１１ｂと、下型２の各転写面１２ａ，１２ｂとに対して同軸に配置され、成形時に互いに所定間隔だけ離間するなど、適切な位置関係を保つものとなっている。
【００２６】
制御駆動装置４は、成形金型１０によるガラスレンズ１００の成形のために、電気ヒータ４０ａ，４０ｂへの給電の制御や、上型１及び下型２の開閉動作等の成形金型１０を組み込んだ成形装置２００全体の制御を行う。なお、制御駆動装置４に駆動された上型１は、水平なＡＢ方向に移動可能であるとともに、鉛直のＣＤ方向に移動可能になっている。例えば両型１，２を合わせて型閉じを行う際には、まず下型２の上方位置に上型１を移動させて両型１，２の軸ＣＸ１，ＣＸ２を一致させ、上型１を降下させて下型２側に所定の力で押し付ける。
【００２７】
図４に示すように、ガラス滴形成装置５は、原材料供給部５１と、滴下プレート５２とを有する。なお、原材料供給部５１及び滴下プレート５２は不図示のヒータにより加熱され、原材料供給部５１内のガラスを溶融状態にしており、滴下プレート５２を通過するガラスの溶融状態を維持している。
【００２８】
原材料供給部５１は、不図示の坩堝等で溶融させた溶融ガラスＧを溜めており、所定のタイミングで溶融ガラスＧから得たガラス滴ＧＤをノズル５１ａから滴下させて、滴下プレート５２に供給する部分である。
【００２９】
滴下プレート５２は、原材料供給部５１から供給された単一のガラス滴ＧＤから複数のガラスの微小滴Ｋを形成するためのものである。この滴下プレート５２は、原材料供給部５１の下部に設けられたノズル５１ａの直下に配置されており、開口５３ａを有する本体部５３と、小玉通過孔５４を有する底部５５とで構成されている。
【００３０】
本体部５３は、原材料供給部５１から供給されたガラス滴ＧＤを小玉通過孔５４に導くためのものであり、原材料供給部５１のノズル５１ａに対向する上端の開口５３ａから下方に延びる内面５３ｂが下端に向けて同一内径の筒である。
【００３１】
小玉通過孔５４は、ガラス滴ＧＤを微小滴Ｋに分裂させる部分であり、本体部５３の下部に設けられた底部５５に形成されている。図５（Ａ）等に示すように、小玉通過孔５４は、この底部５５に複数設けられ、それぞれの小玉通過孔５４は独立した貫通孔となっている。小玉通過孔５４は、転写面１２の外周輪郭１２ｃに対応して形成されており、底部５５において２次元に分布した状態で配置されている。具体的には、図５（Ａ）を下側すなわちＣ１方向から見た図５（Ｂ）に示すように、小玉通過孔５４は、底部５５に５個設けられており、底部５５の中心部に１個とその周りに４個が隣接して均等に十字状に配置されている。小玉通過孔５４の直径ｄは、図５（Ｃ）に示すように、転写面１２の外径ｆよりも小さくなっている。小玉通過孔５４の断面積は、例えば１．２ｍｍ２であり、０．２５ｍｍ２より大きく転写面１２の面積（この場合、７ｍｍ２）よりも小さくなっている。
【００３２】
以上のように、溶融ガラスＧは、原材料供給部５１のノズル５１ａからガラス滴ＧＤとして滴下プレート５２の本体部５３に供給され、小玉通過孔５４を通過する際に分割され、小玉通過孔５４の出口から個別に滴下されることにより複数の微小滴Ｋとなる（図４参照）。
【００３３】
以下、図４、図６、図７を用いて図１等に示す成形金型１０を用いたガラスレンズ１００の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、微小滴Ｋの滴下に先立って、転写面１２を電気ヒータ４０ｂにて、ガラスレンズ１００の原材料である溶融ガラスＧをガラス滴形成装置５に一時的に貯留してガラス転移点温度程度の温度に加熱しておく。
【００３５】
次に、図４に示すように、ガラス滴形成装置５の滴下プレート５２を下型２の転写面１２の中央上方に配置し、ノズル５１ａから滴下したガラス滴ＧＤを受け、ガラス滴ＧＤから分割された複数の微小滴Ｋを滴下プレート５２の複数の小玉通過孔５４から転写面１２上に自然滴下させる（滴下工程）。各微小滴Ｋは、互いに略等しい体積を有しており、全体としてガラスレンズ１００の体積に等しい所望の重量となっている。ここで、溶融ガラスＧに用いる原材料のガラスとしては、例えば、リン酸塩系ガラス等が用いられる。なお、微小滴Ｋの滴下後はガラス滴形成装置５を上型１の昇降に邪魔にならない位置へ退避させておく。
【００３６】
図６（Ａ）、６（Ｂ）に示すように、下型２の転写面１２上に滴下された複数の微小滴Ｋは、転写面１２に着地した時点において複数の微小滴ＬＰとなる。滴下直後において、微小滴ＬＰは表面張力等により略球状となっており、転写面１２と微小滴ＬＰとの間の隙間Ｑが多い状態となっている。その後、複数の微小滴ＬＰは、互いに融合し、転写面１２上で１つの液状プリフォームＦＰとなる。この液状プリフォームＦＰは、図６（Ｃ）に示すように、転写面１２の形状に略沿った形状となっている。
【００３７】
所望の重量の微小滴Ｋを滴下プレート５２から転写面１２上に滴下させた後、液状プリフォームＦＰが未だ加圧変形可能な温度にある間に、図７（Ａ）に示すように、予め下型２と同程度の温度に加熱しておいた上型１を下降させ、転写面１１と転写面１２とを互いに対向させた状態で上型１を下型２に近接させて、下型２上の液状プリフォームＦＰを上下型１，２間で加圧成形する（成形工程）。これにより、液状プリフォームＦＰは押しつぶされるように変形するとともに、ガラスレンズ１００の表面形状を構成する光学機能面１０１ａ，１０２ａ、フランジ面１０１ｂ，１０２ｂが形成される（図３参照）。
【００３８】
上記滴下工程から成形工程にかけて液状プリフォームＦＰの温度が漸次低下していくことにより、ガラスレンズ１００が成形される。ガラスレンズ１００を十分に冷却した後、下型２及び上型１の加圧を解除して、図７（Ｂ）に示すように、上型１を上昇させることにより、ガラスレンズ１００を型外へ取り出す（取出工程）。
【００３９】
上記ガラス部品の製造方法及び成形装置によれば、溶融ガラスＧを複数の微小滴Ｋに分けることにより、転写面１２と転写面１２に着地した微小滴ＬＰとの間にエアが逃げる隙間Ｑができ、成形されたガラスレンズ１００にエアだまりが発生することを抑制できる。また、複数の微小滴Ｋを落下後に融合させることにより、表面張力で液状プリフォームＦＰが真球に近づくことを防ぐことができる。その結果、成形直前のプリフォームとして、金型形状に略沿った形の１つの液状プリフォームＦＰができ、この液状プリフォームＦＰをプレスすることにより、成形によるプリフォーム変形量の負担を減らしつつガラスレンズ１００を簡単に得ることができる。
【００４０】
なお、上述の下型２の転写面１２に、図８（Ｂ）に示す回折格子レンズ１１０の光学機能面１０２ａに設けられた回折溝１０２ｃに対応する回折の微細構造部分を設けてもよい。この場合、図８（Ａ）に示すように、滴下プレート５２の小玉通過孔５４は、複数の小玉通過孔５４の一部の直径が異なり、滴下後の液状プリフォームＦＰが回折格子レンズ１１０の転写面１２の形状に沿うように配置されている。具体的には、小玉通過孔５４ａ，５４ｂは、底部５５の格子点に９個設けられており、中心部に１個とその周りに４個からなる同径の孔５４ａが隣接して均等に十字状に配置されている。残りの４個の孔５４ｂは、孔５４ａより径が小さく、各孔５４ｂが中心部の周りの４個の孔５４ａの間にそれぞれ配置されている。これにより、図８（Ｂ）の回折格子レンズ１１０を成形する場合でも液状プリフォームが下型に略沿った形状となる。そのため、下型の微細構造部分にガラスが入り込みやすくなり、転写率を向上させることができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
以下、本発明に係る第２実施形態の成形装置について説明する。第２実施形態の成形装置は、第１実施形態の成形装置を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００４２】
図９に示すように、成形金型２１０は、筒状の側面形成部材２０３をさらに備える。成形に際して、側面形成部材２０３は、予め下型２０２側に一体的に固定されている。
【００４３】
第２実施形態の成形装置は、図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）に示すような整形素子３００を製造することができる。整形素子３００は、青色レーザダイオード（ＬＤ）等からの楕円断面の出力光を、円形断面に変換するビーム整形素子である。この整形素子３００は、光学部３００ａと支持部３００ｂとを備える。光学部３００ａは、素子の両面にシリンドリカル面３０１ａ，３０２ａを有している。また、各支持部３００ｂは、一対の対向する平坦面３０１ｂ，３０２ｂと、側面３０３ｂ，３０３ｃ，３０４ｂ，３０４ｃとを有している。このような整形素子３００は、各シリンドリカル面３０１ａ，３０２ａの母線間の偏芯精度が高いものが要求される。
【００４４】
図９（Ａ）に示すように、成形金型２１０のうち上型２０１は、成形に際して整形素子３００のうちシリンドリカル面３０２ａ及び平坦面３０２ｂを形成するための転写面２１１を有する。すなわち、転写面２１１のうちシリンドリカル転写面２１１ａはシリンドリカル面３０２ａを転写によって形成し、平坦転写面２１１ｂは平坦面３０２ｂを転写によって形成する。上型２０１のシリンドリカル転写面２１１ａは、凸型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。なお、シリンドリカル転写面２１１ａは、転写面２１１の中央に位置することが好ましい。
【００４５】
図９（Ｂ）に示すように、下型２０２は、成形に際して整形素子３００のうちシリンドリカル面３０１ａ及び平坦面３０１ｂを形成するための転写面２１２を有する。すなわち、転写面２１２のうちシリンドリカル転写面２１２ａはシリンドリカル面３０１ａを転写によって形成し、平坦転写面２１２ｂは平坦面３０１ｂを転写によって形成する。図９（Ｂ）に示す下型２０２のシリンドリカル転写面２１２ａは、凹型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。なお、該シリンドリカル転写面２１２ａは、上型２０１のシリンドリカル転写面２１１ａに対向する。
【００４６】
側面形成部材２０３は、成形に際して、整形素子３００のうち対向する側面３０３ｂ，３０３ｃを形成するための転写面２１３ｂ，２１３ｃを有する。また、側面形成部材２０３は、成形に際して、整形素子３００のうち別の対向する側面３０４ｂ，３０４ｃを形成するための転写面２１４ｂ，２１４ｃ（図１２参照）を有する。なお、本実施形態における一対の側面３０４ｂ，３０４ｃは、一対の側面３０３ｂ，３０３ｃに垂直な平面であるが、側面３０４ｂ，３０４ｃは必ずしも側面３０３ｂ，３０３ｃに垂直とする必要はない。
【００４７】
第２実施形態の成形装置において、滴下プレート５２の小玉通過孔２５４ａ，２５４ｂは、図１１（Ａ）を下側すなわちＣ１方向から見た図１１（Ｂ）に示すように、底部５５の格子点に９個設けられている。具体的には、底部５５の中心部に１個が配置され、その周りに８個が隣接して配置されている。小玉通過孔２５４ａ，２５４ｂは、異なる直径の孔で構成されており、四隅の孔２５４ａは略同径となっている。また、中心部と、四隅の孔２５４ａ間に形成された４つの孔２５４ｂは、孔２５４ａよりも小さい径となっている。
【００４８】
図９に示す成形金型２１０を用いた整形素子３００の製造過程において、転写面２１２上に滴下された複数の微小滴は、融合することなく複数の微小滴のまま転写面２１２に着地する。その後、複数の微小滴は、互いに融合し、転写面２１２上で１つの液状プリフォームＦＰとなる。この液状プリフォームＦＰは、図１２に示すように、下型２０２及び側面形成部材２０３で形成される転写面２１２，２１３ｂ，２１３ｃ，２１４ｂ，２１４ｃの形状に略沿った形状をしている。
【００４９】
所望の重量の微小滴を滴下プレート５２から転写面２１２，２１３ｂ，２１３ｃ，２１４ｂ，２１４ｃによって形成される凹部の上に滴下した後、液状プリフォームＦＰが未だ加圧変形可能な温度にある間に、予め下型２０２と同程度の温度に加熱しておいた上型２０１を下降させ、転写面２１１と転写面２１２とを互いに対向させた状態で上型２０１を下型２０２に近接させて、下型２０２上の液状プリフォームＦＰを上下型２０１，２０２間で加圧成形する（成形工程）。これにより、液状プリフォームＦＰは押しつぶされるように変形するとともに、整形素子３００の表面形状を構成するシリンドリカル面３０１ａ，３０２ａ、平坦面３０１ｂ，３０２ｂ、側面３０３ｂ，３０３ｃ，３０４ｂ，３０４ｃすなわち整形素子３００が形成される（図１０参照）。以上の方法により成形された整形素子３００のシリンドリカル面３０１ａ及び平坦面３０１ｂと各側面３０３ｂ，３０３ｃ，３０４ｂ，３０４ｃとの境界は、やや丸みをおびた形状となっている。
【００５０】
上記成形装置によれば、溶融ガラスＧを複数の微小滴に分けることにより、成形された整形素子３００にエアだまりが発生することを抑制することができる。また、複数の微小滴を落下後に融合させることにより、液状プリフォームＦＰに中央の盛り上がりがなくなり下型２０２等の形状に略沿った所望の形状プリフォームを得ることができる。この液状プリフォームＦＰをプレスすることにより、整形素子３００も略所望の形にすることができる。
【００５１】
なお、図１０に示すビーム整形素子を図１３に示す整形素子４００のような量産成形品としてもよい。例えば、図９の１個取り成形金型２１０を図１４（Ａ）及び１４（Ｂ）に示す成形金型５１０のように３個分Ｙ軸方向に連結形成する。つまり、成形金型５１０は、図１０の整形素子３００を１度に３個成形することができる上型５０１と下型５０２と側面形成部材（不図示）で構成されるものとする。図１４（Ａ）に示すように、上型５０１は、シリンドリカル面４０２ａ及び平坦面４０２ｂを形成するための転写面５１１を有する。また、図１４（Ｂ）に示すように、下型５０２は、シリンドリカル面４０１ａ及び平坦面４０１ｂを形成するための転写面５１２を有する。図１６に示すように、側面形成部材５０３は、側面４０３ｂ，４０３ｃ，４０４ｂ，４０４ｃを形成するための転写面５１３ｂ，５１３ｃ，５１４ｂ，５１４ｃを有する。この場合、滴下プレート５２の小玉通過孔５５４ａ，５５４ｂは、図１５（Ａ）を下側すなわちＣ１方向から見た図１５（Ｂ）に示すように、底部５５に１５個設けられている。具体的には、中央部に３個の孔５５４ａが設けられ、その周りに１２個の小玉通過孔５５４ａ，５５４ｂが設けられている。このうち四隅の孔５５４ｂは、他の孔５５４ａより径が大きくなっている。これにより、図１６に示すように、転写面５１２，５１３ｂ，５１３ｃ，５１４ｂ，５１４ｃの形状に略沿った長方形のプリフォームを得ることができる。そのため、整形素子３００の量産成形品である整形素子４００を簡単に精度よく成形でき、再加熱式でよく用いられる成形後量産成形品を切断する手法をとることができる。図１３に示すように、以上の方法により成形された整形素子４００のシリンドリカル面４０１ａ及び平坦面４０１ｂと各側面４０３ｂ，４０３ｃ，４０４ｂ，４０４ｃとの境界は、やや丸みをおびた形状となっている。なお、図１３の量産成形品は、３個取りに限らず、所望の個数取りのものもできる。
【００５２】
〔第３実施形態〕
以下、本発明に係る第３実施形態の成形装置について説明する。第３実施形態の成形装置は、第２実施形態の成形装置を変形したものであり、特に説明しない部分は、第２実施形態と同様である。
【００５３】
第３実施形態の成形装置は、図１７に示すような整形素子６００を製造することができる。この整形素子６００は、光学部６００ａと支持部６００ｂとを備える。光学部６００ａは、素子の片面にアナモフィック面６０１ａ、他方の片面にシリンドリカル面６０２ａを有している。また、各支持部６００ｂは、一対の対向する平坦面６０１ｂ，６０２ｂと、側面６０３ｂ，６０３ｃ，６０４ｂ，６０４ｃとを有している。なお、アナモフィック面６０１ａは、整形素子６００のＸＹ平面上に、アナモフィック面６０１ａの長軸ｙｙ´がＹ軸に、アナモフィック面６０１ａの短軸ｘｘ´がＸ軸に平行になっており、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる曲面及び非曲面係数を有している。
【００５４】
図１８（Ａ）に示すように、成形金型７１０のうち上型７０１は、成形に際して整形素子６００のうちシリンドリカル面６０２ａ及び平坦面６０２ｂを形成するための転写面７１１を有する。すなわち、転写面７１１のうちシリンドリカル転写面７１１ａはシリンドリカル面６０２ａを転写によって形成し、平坦転写面７１１ｂは平坦面６０２ｂを転写によって形成する。上型７０１のシリンドリカル転写面７１１ａは、凸型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。なお、シリンドリカル転写面７１１ａは、転写面７１１の中央に位置することが好ましい。
【００５５】
図１８（Ｂ）に示すように、下型７０２は、成形に際して整形素子６００のうちアナモフィック面６０１ａ及び平坦面６０１ｂを形成するための転写面７１２を有する。すなわち、転写面７１２のうちアナモフィック転写面７１２ａはアナモフィック面６０１ａを転写によって形成し、平坦転写面７１２ｂは平坦面６０１ｂを転写によって形成する。図１８（Ｂ）に示す下型７０２のアナモフィック転写面７１２ａは、転写面７１２の凹型形状であり、円弧面あるいは非円弧面を含んでいる。また、アナモフィック面６０１ａの長軸ｙｙ´が下型７０２のＹ軸方向に一致する。なお、該アナモフィック転写面７１２ａは、転写面７１２の中央に位置することが好ましく、上型７０１のシリンドリカル転写面７１１ａに対向する。
【００５６】
不図示の側面形成部材は、成形に際して、整形素子６００のうち対向する側面６０３ｂ，６０３ｃを形成するための転写面７１３ｂ，７１３ｃを有する（図２０参照）。また、側面形成部材は、成形に際して、整形素子６００のうち別の対向する側面６０４ｂ，６０４ｃを形成するための転写面７１４ｂ，７１４ｃを有する（図２０参照）。なお、本実施形態における一対の側面６０４ｂ，６０４ｃは、一対の側面６０３ｂ，６０３ｃに垂直な平面であるが、側面６０４ｂ，６０４ｃは必ずしも側面６０３ｂ，６０３ｃに垂直とする必要はない。
【００５７】
第３実施形態の成形装置において、滴下プレート５２の小玉通過孔７５４ａ，７５４ｂは、図１９（Ａ）を下側すなわちＣ１方向から見た図１９（Ｂ）に示すように、底部５５に１２個設けられている。具体的には、底部５５の中心部に２個配置され、その周りに１０個が隣接して配置されている。小玉通過孔７５４ａ，７５４ｂは、異なる直径の孔で構成されており、四隅の孔７５４ａは略同径となっている。また、中心部の２個と四隅の間に形成された６個の孔７５４ｂは孔７５４ａよりも小さい径となっている。
【００５８】
図１８に示す成形金型７１０を用いた整形素子７００の製造過程において、転写面７１２上に滴下された複数の微小滴は、融合することなく複数の微小滴のまま転写面７１２に着地する。その後、複数の微小滴は、互いに融合し、転写面７１２上で１つの液状プリフォームＦＰとなる。この液状プリフォームＦＰは、図２０に示すように、下型７０２及び不図示の側面形成部材で形成される転写面７１２，７１３ｂ，７１３ｃ，７１４ｂ，７１４ｃの形状に略沿った形状をしている。
【００５９】
所望の重量の微小滴を滴下プレート５２から転写面７１２，７１３ｂ，７１３ｃ，７１４ｂ，７１４ｃによって形成される凹部の上に滴下した後、液状プリフォームＦＰが未だ加圧変形可能な温度にある間に、予め下型７０２と同程度の温度に加熱しておいた上型７０１を下降させ、転写面７１１と転写面７１２とを互いに対向させた状態で上型７０１を下型７０２に近接させて、下型７０２上の液状プリフォームＦＰを上下型７０１，７０２間で加圧成形する（成形工程）。これにより、液状プリフォームＦＰは押しつぶされるように変形するとともに、整形素子６００の表面形状を構成するアナモフィック面６０１ａ、シリンドリカル面６０２ａ、平坦面６０１ｂ，６０２ｂ、側面６０３ｂ，６０３ｃ，６０４ｂ，６０４ｃすなわち整形素子６００が形成される（図１７参照）。以上の方法により成形された整形素子６００のアナモフィック面６０１ａ及び平坦面６０１ｂと各側面６０３ｂ，６０３ｃ，６０４ｂ，６０４ｃとの境界は、やや丸みをおびた形状となっている。
【００６０】
上記成形装置によれば、溶融ガラスＧを複数の微小滴に分けることにより、成形された整形素子６００にエアだまりが発生することを抑制することができる。また、複数の微小滴を落下後に融合させることにより、長方形の液状プリフォームＦＰとなり下型７０２の形状に略沿った所望の形状プリフォームを得ることができる。これをプレスするため、整形素子６００も略所望の形にすることができる。
【００６１】
〔第４実施形態〕
以下、本発明に係る第４実施形態の成形装置について説明する。第４実施形態の成形装置は、第１実施形態の成形装置を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００６２】
第４実施形態に係る成形装置は、図２１に示すような情報記録媒体（例えば、ハードディスク）に用いられるガラス基板８００（もしくはその前駆体（ブランク））を製造することができる。
【００６３】
ガラス基板８００は、輪帯状の平板であり、輪帯状の表面８０１ａ，８０２ａと、円筒状の内側面８０２ｂと、円筒状の外側面８０２ｃとで構成される。
【００６４】
成形金型９１０のうち上型９０１は、図２２（Ａ）に示すように、型合わせ面Ｕが平板となっており、ガラス基板８００の表面８０１ａを形成する転写面９１１ａと、下型９０２の中心部の凸部９１２ｄと対向する非転写面９１１ｂとを有する。
【００６５】
成形金型９１０のうち下型９０２は、図２２（Ｂ）に示すように、ガラス基板８００の表面８０２ａを形成する転写面９１２ａと、内側面８０２ｂを形成する転写面９１２ｂと、外側面８０２ｃを形成する転写面９１２ｃと、上型９０１の中心部の非転写面９１１ｂと対向する凸部９１２ｄとを有する。下型９０２において、転写面９１２ａ，９１２ｂ，９１２ｃは、全体として輪帯状の凹型形状となっており、転写面９１２ｂ，９１２ｃは同心円筒となっている。
【００６６】
第４実施形態の成形装置において、滴下プレート５２の小玉通過孔９５４は、図２３に示すように、底部５５の中心部に半扇型の小玉通過孔９５４が点対称の位置に２個設けられている。
【００６７】
図２２に示す成形金型９１０を用いたガラス基板８００の製造過程において、転写面９１２ａ上に滴下された複数の微小滴は、融合することなく複数の微小滴のまま転写面９１２ａに着地する。その後、複数の微小滴は、互いに融合し、転写面９１２ａ上で１つの液状プリフォームＦＰとなる。この液状プリフォームＦＰは、図２２及び２４に示すように、転写面９１２ａ〜９１２ｃの形状に略沿った形状をしている。
【００６８】
所望の重量の微小滴を滴下プレート５２から転写面９１２ａ〜９１２ｃ上に滴下した後、液状プリフォームＦＰが未だ加圧変形可能な温度にある間に、予め下型９０２と同程度の温度に加熱しておいた上型９０１を下降させ、転写面９１１ａと転写面９１２ａとを互いに対向させた状態で上型９０１を下型９０２に近接させて、下型９０２上の液状プリフォームＦＰを上下型９０１，９０２間で加圧成形する（成形工程）。これにより、液状プリフォームＦＰは押しつぶされるように変形するとともに、ガラス基板８００の表面形状を構成する表面８０１ａ，８０２ａ、内側面８０２ｂ、外側面８０２ｃが形成される（図２４参照）。
【００６９】
上記成形装置によれば、溶融ガラスＧを複数の微小滴に分けることにより、成形されたガラス基板８００にエアだまりが発生することを抑制することができる。また、従来は輪帯状のプリフォームが得られないため、後で削り出すしかなかったが、上記方法を用いることにより、輪帯状のプリフォームを作製することができ、成形後で加工をする手間を省くことができる。その結果、ガラス基板８００のような輪帯状の製品でも簡単に成形することができる。
【００７０】
以上、本実施形態に係るガラス部品の製造方法及び成形装置について説明したが、本発明に係るガラス部品の製造方法及び成形装置は上記のものには限られない。
【００７１】
すなわち、成形金型の構造や滴下プレート５２の小玉通過孔５４等の配置は、上記実施形態と異なるものとすることができる。例えば、図２５に示すように、長方形の転写面（不図示）に対応するように異なる径の小玉通過孔１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄを一列に配置することができる。この場合、滴下プレートに長方形の孔を作製してガラスを滴下する場合と比較して、ガラスが長方形のプレートを通過した直後から丸くなり、落下したときに１つの丸い小玉となってしまうことを防ぐことができる。
【００７２】
また、上記実施形態において、転写面１２に着地した微小滴ＬＰが融合し、１つの液状プリフォームとなってからプレス成形する方法としたが、転写面１２に着地後の微小滴ＬＰが融合せず、複数のプリフォームの状態でプレス成形する方法でもよい。この場合、プレス成形中に複数のプリフォームが融合する。
【００７３】
また、上記実施形態において、本体部５３は、原材料供給部５１のノズル５１ａに対向する上端の開口５３ａから下方に延びる内面５３ｂが下端に向けて同一内径の筒であるとしたが、上端の開口５３ａから下方に延びる内面５３ｂが下端に向けて狭まるテーパ状の筒であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１，２０１，５０１，７０１，９０１…上型、  ２，２０２，５０２，７０２，９０２…下型、  ２０３，５０３…側面形成部材、  ４…制御駆動装置、  ５…ガラス滴形成装置、  １０，２１０，５１０，７１０，９１０…成形金型、  ５１…原材料供給部、  ５２…滴下プレート、  １００…ガラスレンズ、  ２００…成形装置、  ３００，４００，６００，７００…整形素子、  ８００…ガラス基板、  ＦＰ…液状プリフォーム、  Ｇ…溶融ガラス、  ＧＤ…ガラス滴、  Ｋ，ＬＰ…微小滴
【図１】
2011001252.tif 000003
【図２】
2011001252.tif 000004
【図３】
2011001252.tif 000005
【図４】
2011001252.tif 000006
【図５】
2011001252.tif 000007
【図６】
2011001252.tif 000008
【図７】
2011001252.tif 000009
【図８】
2011001252.tif 000010
【図９】
2011001252.tif 000011
【図１０】
2011001252.tif 000012
【図１１】
2011001252.tif 000013
【図１２】
2011001252.tif 000014
【図１３】
2011001252.tif 000015
【図１４】
2011001252.tif 000016
【図１５】
2011001252.tif 000017
【図１６】
2011001252.tif 000018
【図１７】
2011001252.tif 000019
【図１８】
2011001252.tif 000020
【図１９】
2011001252.tif 000021
【図２０】
2011001252.tif 000022
【図２１】
2011001252.tif 000023
【図２２】
2011001252.tif 000024
【図２３】
2011001252.tif 000025
【図２４】
2011001252.tif 000026
【図２５】
2011001252.tif 000027