(57)【要約】【課題】本発明は、凹面を有するプリフォームを、浮上成形により効率的に成形可能なプリフォームの製造方法を提供する。【解決手段】成形型１０のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、プリフォーム形成面１０ａ上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、溶融ガラスをプリフォーム形成面１０ａ上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有し、溶融ガラス供給工程において、成形型１０のプリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋ（ｍｍ）を７５  ≦  Ｒｋ、かつ、プリフォーム形成面１０ａに供給される溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）を０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０とし、凹形状を有するプリフォーム５１を得るガラスプリフォームの製造方法。【選択図】図１Ｃ
2015227270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、前記プリフォーム形成面上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記溶融ガラスを前記プリフォーム形成面上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有するガラスプリフォームの製造方法であって、
前記溶融ガラス供給工程において、前記成形型のプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋ（ｍｍ）が次の式（１）を満たす凹状であり、かつ、前記プリフォーム形成面に供給される前記溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）が次の式（２）を満たすものとし、
７５  ≦  Ｒｋ                        …（１）
０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０          …（２）
前記プリフォーム形成工程において、得られるプリフォームが凹形状を有することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
【請求項２】
前記曲率半径Ｒｋが、５００ｍｍ以下である請求項１に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項３】
前記溶融ガラスの体積Ｖが、５．０ｃｍ３以下である請求項１または２に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項４】
前記曲率半径Ｒｋと前記溶融ガラスの体積Ｖの比（Ｒｋ／Ｖ）が、７．５〜５０００である請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項５】
前記プリフォーム形成面から噴出されるガスの噴出量が、毎分０．０３〜３．１８Ｌ／ｃｍ２である請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項６】
成形型のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、前記プリフォーム形成面上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記溶融ガラスを前記プリフォーム形成面上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有するガラスプリフォームの製造方法であって、
前記溶融ガラス供給工程において、前記成形型のプリフォーム形成面が平面形状であり、かつ、前記プリフォーム形成面に供給される前記溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）が次の式（３）を満たし、
０．１  ≦  Ｖ  ≦  ３．０          …（３）
前記プリフォーム形成工程において、得られるプリフォームが凹形状を有することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
【請求項７】
前記プリフォーム形成面から噴出されるガスの噴出量が、毎分０．０３〜３．１８Ｌ／ｃｍ２である請求項６に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項８】
成形型のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、前記プリフォーム形成面上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記溶融ガラスを前記プリフォーム形成面上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有するガラスプリフォームの製造方法であって、
前記溶融ガラス供給工程において、前記成形型のプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋ（ｍｍ）が次の式（４）を満たす凹状であり、かつ、前記プリフォーム形成面に供給される前記溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）が次の式（５）を満たし、
２０  ≦  Ｒｋ  ≦  ４０              …（４）
０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０          …（５）
前記プリフォーム形成工程において、前記溶融ガラスの上方に、下方に向かってガスを噴出可能な上押型を配置し、該上押型からガスを噴出させることにより前記溶融ガラスを下方に押しながら冷却し、固化させて得られるプリフォームが凹形状を有することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
【請求項９】
前記溶融ガラスの体積Ｖが、５．０ｃｍ３以下である請求項８に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１０】
前記曲率半径Ｒｋと前記溶融ガラスの体積Ｖの比（Ｒｋ／Ｖ）が、２〜４００である請求項８または９に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１１】
前記上押型から噴出させるガス噴出量が、毎分０．３〜３．２Ｌ／ｃｍ２である請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１２】
前記ガラスプリフォームの上面の曲率半径が２０〜６０ｍｍである請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１３】
前記成形型は、多孔質材料からなる請求項１〜１２のいずれか１項記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１４】
前記成形型の表面温度が、１００℃〜５００℃である請求項１〜１３のいずれか１項記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１５】
前記上押型は、多孔質材料からなる請求項８〜１４のいずれか１項記載のガラスプリフォームの製造方法。
【請求項１６】
前記上押型の表面温度が、１００℃〜５００℃である請求項８〜１５のいずれか１項記載のガラスプリフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラスプリフォームの製造方法に係り、特に、光学素子等のガラス成形品をプレス成形するために用いられる凹形状を有するガラスプリフォームの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非球面ガラスレンズ等の製造方法として、成形型による高精度のプレス成形技術が開発され、広く使用されている。このプレス成形に用いる成形予備体（以下、プリフォームと言う）には、ミリグラム単位の質量精度が要求され、用途上、脈理、傷、泡などの欠陥や洗浄で除去できない表面付着物の存在は許されない。
【０００３】
このようなプリフォームを安価に量産する方法としては、成形面から気体を上方に噴出させながら成形するもの、例えば、凹形状のプリフォーム形成面を有し、該プリフォーム形成面にはガス噴出口が設けられた成形型を用い、被成形物である溶融ガラス塊を上記プリフォーム形成面上で浮上させながら、溶融ガラス塊をプリフォーム形状に成形する浮上成形による方法が知られている。
【０００４】
このようなプリフォームは、一般には球状または両凸形状に形成され、浮上成形により得られたプリフォームを、そのままプレス成形に使用できる。しかし、プレス成形による成形後のガラス成形体が両凸形状やそれに近い形状の場合には問題ないが、ガラス成形体の一方又は両方の面が凹形状を有する場合には、効率的にプレス成形ができない場合があった。すなわち、プレス用の成形型のプレス面（成形体が凹形状を有する場合、その凹形状に対応する凸形状）とプリフォームの表面（凸形状）とが互いに凸形状であるため、プレス時にプリフォームの安定性が悪くなり、位置ずれ等が生じて、片側に偏るなどにより所望の形状に成形できない場合があった。
【０００５】
そのため、凹形状を有するガラス成形体を安定してプレス成型できるようにするため、プリフォーム形状も凹形状とする方法が用いられている。このようにプリフォームをプレス成形に用いる成形型の表面形状に応じて調整することで、位置ずれを抑制したプレス成形を行うことができる。
【０００６】
ところで、上記のようにプリフォーム形状を凹形状とするには、上記浮上成形により一旦形成した球状または両凸形状のプリフォームの片面または両面を研磨して凹面を形成する方法や、プリフォームの凹形状に対応した凸形状を有するプリフォーム形成用の成形型を用いて浮上成形させる方法等が、知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５６１２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、研磨による方法は、一旦ガラス塊を形成した後に、所望の形状に研磨する工程が入るため、手間がかかり、さらにガラス塊を削るため廃棄されるガラス量が多くなってしまい、ガラス材料を効率的に使用することができない。
【０００９】
また、上記特許文献の浮上成形方法は、成形型のプリフォーム形成面の形状に沿った、いわば転写形状に近いプリフォーム形状にしようとするもので、異なるプリフォーム形状を得るためにはプリフォーム形状ごとに成形型を準備しなければならず、効率的にプリフォームを形成することが難しい。さらに、上記特許文献の浮上成形は、側壁部をガラス塊に接触させるため、接触部分に皺ができ、これがプレス成形時に残ってしまい、所望のガラス成形体が得られないおそれがあった。
【００１０】
そこで、本発明は、凹形状を有するプリフォームを、浮上成形により効率的に成形可能なプリフォームの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討した結果、成形型の中央部においてガス溜まりを形成させ得る条件とすることで、成形型のプリフォーム形成面を凹形状に形成できることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１２】
すなわち、本発明のガラスプリフォームの製造方法は、成形型のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、前記プリフォーム形成面上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記溶融ガラスを前記プリフォーム形成面上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有するガラスプリフォームの製造方法であって、前記溶融ガラス供給工程において、前記成形型のプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋ（ｍｍ）が次の式（１）を満たす凹状であり、かつ、前記プリフォーム形成面に供給される前記溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）が次の式（２）を満たすものとし、
７５  ≦  Ｒｋ                        …（１）
０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０          …（２）
前記プリフォーム形成工程において、得られるプリフォームが凹形状を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他のガラスプリフォームの製造方法は、成形型のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、前記プリフォーム形成面上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記溶融ガラスを前記プリフォーム形成面上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有するガラスプリフォームの製造方法であって、前記溶融ガラス供給工程において、前記成形型のプリフォーム形成面が平面形状であり、かつ、前記プリフォーム形成面に供給される前記溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）が次の式（３）を満たし、
０．１  ≦  Ｖ  ≦  ３．０          …（３）
前記プリフォーム形成工程において、得られるプリフォームが凹形状を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のさらに他のガラスプリフォームの製造方法は、成形型のプリフォーム形成面からガスを噴出させながら、前記プリフォーム形成面上に所定量の溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記溶融ガラスを前記プリフォーム形成面上で浮上させながら固化させてプリフォームとするプリフォーム形成工程と、を有するガラスプリフォームの製造方法であって、前記溶融ガラス供給工程において、前記成形型のプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋ（ｍｍ）が次の式（４）を満たす凹状であり、かつ、前記プリフォーム形成面に供給される前記溶融ガラスの体積Ｖ（ｃｍ３）が次の式（５）を満たし、
２０  ≦  Ｒｋ  ≦  ４０              …（４）
０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０          …（５）
前記プリフォーム形成工程において、前記溶融ガラスの上方に、下方に向かってガスを噴出可能な上押型を配置し、該上押型からガスを噴出させることにより前記溶融ガラスを下方に押しながら冷却し、固化させて得られるプリフォームが凹形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のガラスプリフォームの製造方法によれば、プリフォーム形成面において噴出させたガスにより成形面の中央部にガス溜まりを生じさせ、凹形状を有するガラスプリフォームが製造できる。また、本発明のガラスプリフォームの製造方法は、浮上ガスにより形成されるため、表面が滑らかなガラスプリフォームを、簡便な操作により製造できる。さらに、本発明のガラスプリフォームの製造方法は、研削・研磨等を使用せずに済むため、ガラスプリフォームを、低コストで、製造できる。
【００１６】
そして、このようにして得られた凹形状を有するガラスプリフォームを使用することで、プレス成形体が凹形状を有する場合、その凹形状側を合わせることで、安定してプレス成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係るガラスプリフォームの製造方法を説明するための図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係るガラスプリフォームの製造方法を説明するための図である。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施形態に係るガラスプリフォームの製造方法を説明するための図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に用いる成形型の断面図である。
【図３Ａ】本発明の第３の実施形態に用いる成形型の断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第３の実施形態に係るガラスプリフォームの製造方法を説明するための図である。
【図４】例１において、得られたプリフォーム下面の曲率半径Ｒ１とプリフォームの体積との関係を示した図である。
【図５】例２において、得られたプリフォーム下面の曲率半径Ｒ１とプリフォームの体積との関係を示した図である。
【図６】例３において、得られたプリフォーム下面の曲率半径Ｒ１とプリフォームの体積との関係を示した図である。
【図７】例４において、得られたプリフォーム下面の曲率半径Ｒ１とプリフォームの体積との関係を示した図である。
【図８】図４〜図７から得られるグラフにおける関係式の傾きとプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋとの関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで、図１Ａ〜１Ｃは本実施形態のプリフォームの製造方法を説明するための図であり、該製造方法に適用する成形型１０及び成形時における溶融ガラス等を断面図で示したものである。
【００１９】
これらの図に示しているように、ここで用いる成形型１０は、溶融ガラス塊を浮上成形によりガラスプリフォームとするための成形型である。したがって、この成形型１０には、その中央部に溶融ガラス塊を収容し、該溶融ガラス塊をプリフォーム形状に成形するためのプリフォーム形成面１０ａが設けられている。このプリフォーム形成面１０ａは、成形型の上面に凹状に設けられ、所定の曲率半径を有して形成されている。
【００２０】
ここで、成形型１０のプリフォーム形成面１０ａは、上記の通り所定の曲率半径を有する凹状に形成されるものであるが、この第１の実施形態においては、そのプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋが次の式（１）を満たすものである。
７５  ≦  Ｒｋ          …（１）
【００２１】
なお、ここで、プリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋは、滴下された溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域における曲率半径である。また、その領域内で曲率半径が変化する場合には、取得するプリフォームの直径と同じ直径の領域内の曲率半径の面積に対する加重平均値をプリフォーム形成面１０ａの曲率半径とする。この曲率半径Ｒｋは、５００ｍｍ以下が好ましく、２００ｍｍ以下がより好ましい。
【００２２】
また、このプリフォーム形成面１０ａは、溶融ガラス塊を浮上させながらプリフォーム形状とするため、そのプリフォーム形成面１０ａの表面から溶融ガラス塊５０を上方に押し上げる浮上ガスが噴出できるようになっている。
【００２３】
この成形型１０は、上記のように浮上ガスが噴出できるように形成されるが、浮上ガスの噴出を可能とするためには、成形型１０を多孔質体で形成するか又は成形型１０の内部にガスの流路となる貫通孔を形成して、成形型１０の内部を通過した浮上ガスがプリフォーム形成面１０ａから噴出できるようにすればよい。
【００２４】
成形型１０を多孔質体により形成するとき、その材質は、多孔質カーボン、多孔質セラミックス、多孔質金属等が挙げられる。また、成形型１０にガスの流路として貫通孔を設ける場合には、ガラスプリフォームを形成可能な耐熱性を有すれば特に限定されず、例えば、耐熱性ステンレス、ダクタイル鋳鉄、カーボン、超硬、炭化ケイ素、貴金属等が挙げられる。
【００２５】
次に、第１の実施形態のプリフォームの製造方法について、プリフォームの成形型１０を用いた場合を例に、図１Ａ〜１Ｃを参照しながら以下説明する。図１Ａ〜１Ｃは、プリフォームの製造方法を説明するためのもので、製造過程を順番に示した図である。
【００２６】
まず、溶融されたガラス材料を流出させることができるノズル８０の下方に、プリフォーム成形型１０を配置する。このとき、プリフォーム成形型１０を所定の温度に加熱しておき、さらに、ノズル８０の外周にはヒータを配置してガラス材料が供給時においても所定の流動性を保持するようにノズル８０も加熱するようにする。なお、プリフォーム成形型１０の加熱温度は、浮上成形が可能な温度であればよく、例えば、１００〜５００℃に加熱することが好ましい。
【００２７】
次いで、プリフォーム成形型１０のプリフォーム形成面１０ａから浮上ガスを噴出させる（図１Ａ）。ここで、図１Ａで示した矢印は浮上ガスの流れを模式的に示したもので、浮上ガスが、成形型１０に供給され、さらに、プリフォーム形成面１０ａから上方に向かって噴出されることを意味する。
【００２８】
このとき使用される浮上ガスは、プリフォーム形成面１０ａにおいて溶融ガラス塊５０を浮上させながらプリフォーム形状にでき、その際、溶融ガラスと反応しないものであれば特に限定されずに用いることができる。例えば、噴出させる気体としては、空気、窒素、乾燥空気等であることが好ましく、そのガスの温度は溶融ガラスが徐々に冷却、固化するように室温〜６００℃が好ましく、３００〜６００℃がより好ましい。
【００２９】
次に、プリフォーム形成面１０ａからガスを噴出させながら、該プリフォーム形成面１０ａに溶融ガラスを滴下する。滴下された溶融ガラスを、噴出させたガスにより受け止め、そのまま溶融ガラス塊５０が成形面と接触しないようにガスを流し続ける（図１Ｂ）。
【００３０】
このとき、滴下される溶融ガラス塊５０の体積Ｖ（ｃｍ３）は、次の式（２）を満たすようにする。
０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０          …（２）
なお、ここで、溶融ガラス塊の体積は、５．０ｃｍ３以下が好ましく、３．０ｃｍ３以下がより好ましい。
【００３１】
このように、使用する成形型のプリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋと、滴下される溶融ガラス塊５０の体積Ｖと、を上記の式（１）および式（２）を満たすようにすることで、プリフォーム形成面１０ａの中央部に空気溜まりが形成でき、これにより滴下された溶融ガラス塊５０の下面中央部を外周部よりも上に押し上げて凹形状とすることができる。そして、溶融ガラス塊５０の形状を整えながら溶融ガラス塊を冷却・固化させてプレス成形用のプリフォーム５１とする（図１Ｃ）。
【００３２】
プリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋが上記式（１）よりも小さいと、プリフォーム形成面におけるカーブがきつくなるため、浮上ガスは、主に溶融ガラス塊の外周から上方に抜けてしまい、プリフォーム形成面の中央部にガス溜まりが生じにくくなる。そのため、形成されるプリフォームは両凸形状になる可能性が高い。
【００３３】
また、溶融ガラス塊５０の体積Ｖが上記式（２）の範囲よりも小さいと、その表面張力によりガラス塊５０自体が凹形状を形成するのが困難となる。また、溶融ガラス塊５０の体積Ｖが上記式（２）の範囲よりも大きいと、その溶融ガラス塊５０自体の質量が大きくなるのはもちろん、特に中央部の質量の増加割合が大きいため、ガス流によって押し上げることが困難となる。したがって、これらの場合にも、形成されるプリフォームは凹形状を有さず、両凸形状になる可能性が高い。
【００３４】
これに対し、本実施形態においては、プリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋと溶融ガラス塊５０の体積Ｖとをそれぞれ所定の条件を満たすようにすることで、研磨等することなく凹形状を有するプリフォーム５１を簡便に形成できる。
【００３５】
さらに、上記曲率半径Ｒｋと上記溶融ガラス塊の体積Ｖとは、それらの比（Ｒｋ／Ｖ）が、７．５〜５０００であることが好ましく、２０〜２０００であることがより好ましい。この比が上記範囲内であると、安定して凹形状を有するプリフォームを形成できる。
【００３６】
なお、溶融ガラスの滴下は、溶融ガラスの粘度を３〜２０ｄＰａ・ｓなる温度にまでヒータにより加熱しておき、十分に溶融されたガラス材料をノズル８０によりプリフォーム形成面１０ａに滴下、供給して行う。ここで、溶融ガラスは、製造するプリフォームの大きさにより、その供給量が決定され、溶融ガラスが所定体積になるように、例えば、ノズル８０と成形型１０とを離間させて溶融ガラス流を切断すればよい。
【００３７】
切断された溶融ガラス塊５０はそのまま落下し、プリフォーム形成面１０ａ近傍まで近づくが、ここで、溶融ガラス塊５０がプリフォーム形成面１０ａと接触すると、プリフォームの表面に微小ではあるが凹凸形状が残ってしまう。そのため、噴出させるガスにより溶融ガラス塊５０がプリフォーム形成面１０ａとなるべく直接接触しないようにする。ただし、この成形の最中は溶融ガラス塊５０が上下動する勢いで、成形面にこする程度の接触は生じるが、これは許容範囲であり、プリフォーム表面に極端な凹凸が出ないものであれば問題ない。
【００３８】
また、浮上ガスの噴出量は、上記体積範囲の溶融ガラス塊５０を浮上させ、プリフォーム形成面１０ａとの接触を抑制しながら固化させて、表面形状の滑らかなプレス成形用のプリフォーム５１を得ることができる条件であればよい。このときのガス噴出量としては、例えば、成形型のプリフォーム形成面の直径が２０ｍｍの場合には、０．１〜１０Ｌ／分（毎分０．０３〜３．１８Ｌ／ｃｍ２）が好ましく、０．５〜２Ｌ／分（毎分０．１６〜０．６４Ｌ／ｃｍ２）がより好ましい。成形型のプリフォーム形成面の直径が異なる場合には、直径比の二乗に比例して上述の浮上ガスの噴出量を調整すると良い。また得られるプリフォームの形状安定化のためにプリフォーム形成面１０ａのポジションごとにガスの噴出量を適宜変えてもよい。
【００３９】
さらに、滴下する溶融ガラスは、その落下速度が必要以上に大きくならないように、ノズル８０の先端部と成形型１０のプリフォーム形成面１０ａとの距離を小さくし、落下距離を小さくすることが好ましい。落下距離が大きいと落下の勢いで落下時の溶融ガラス塊５０がプリフォーム形成面１０ａと勢い良く接触して、凹凸形状が転写されてしまう。したがって、上記のようにして落下距離を小さくすることが望ましい。
【００４０】
本実施形態のプレス成形用プリフォームの成形方法は、例えば、複数個のガラスプリフォームの成形型１０が回転テーブル外周に等間隔で装着されている装置で行うことができる。上記回転テーブルは、溶融ガラスのキャストに合わせて間欠的に回転している。成形型１０のプリフォーム形成面１０ａに溶融ガラスを受ける際は、溶融ガラスの流出ノズル８０にプリフォーム形成面１０ａを充分接近させ、溶融ガラスを滴下して溶融ガラス塊５０を浮上させながらプリフォーム形成面１０ａに収容する。この直後に回転テーブルを回転させ、流出ノズル８０から成形型を退避させ、これと同時に別の成形型１０を流出ノズル８０の下に配し、連続的に溶融ガラスを滴下、供給する。なお、この溶融ガラスの滴下は２以上の成形型１０に対して同時に行うようにしてもよく、その場合には複数個のガラスプリフォームが同時に製造できる。
【００４１】
溶融ガラスが滴下された成形型１０は、プリフォーム形成面１０ａからのガスの噴出を継続する。このように、ガスの噴出を行いながら、上記の溶融ガラスの滴下を連続的に行っていると、最初に滴下された溶融ガラス塊５０は成形型１０のプリフォーム形成面１０ａ上で浮上しながら、時間の経過により次第に表面の粘性が高まっていき、冷却・固化してプレス成形用のガラスプリフォームとなる。
【００４２】
また、このようにして得られたガラスプリフォームは、加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形する成形素材として用いられる。プレス成形方法及び成形装置は従来公知のものをそのまま利用できる。なお、本実施形態で得られるプリフォームは凹形状の表面を有しており、プレス成形により形成されるプレス成形体の少なくとも一方の面が凹形状である場合に好ましく適用される。
【００４３】
また、ガス噴出量や成形時間を調節することにより得られるガラスプリフォームの凹形状を変化させることができ、条件を適宜設定することで所望の形状とできる。その際、プリフォームの凸状の上面も条件に応じて変化し、調整できる。上面の曲率半径は、例えば、２０〜６０ｍｍが好ましい。このように形状を成形条件により調整できるため、本実施形態においては、製造するプリフォーム形状ごとに成形型を準備する必要がなく、同一の成形型から様々な曲率半径を有する凹形状のプリフォームを製造できる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態では、使用する成形型と滴下する溶融ガラスの体積が異なるだけであって、それ以外の操作は第１の実施形態と同様である。
【００４５】
すなわち、この第２の実施形態におけるプリフォームの製造方法に適用する成形型としては、例えば、図２に示した成形型２０が挙げられる。この成形型２０は、溶融ガラス塊を浮上成形によりガラスプリフォームとするための成形型である。したがって、この成形型２０には、その中央部に溶融ガラス塊を収容し、該溶融ガラス塊をプリフォーム形状に成形するためのプリフォーム形成面２０ａが設けられている。このプリフォーム形成面２０ａは、成形型の上面に窪んで設けられているが、第１の実施形態とは異なり、そのプリフォーム形成面２０ａは平面状に形成されている。
【００４６】
ここで、プリフォーム形成面２０ａの平面状に形成されている領域は、滴下された溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域を指す。また、プリフォーム形成面２０ａの外周部分は成形型の上面に向かって立ち上がって形成されるため、平面状に形成されている領域が、溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域（面積）の９０％以上であればよく、９５％以上が好ましく、１００％がより好ましい。なお本件で平面とは、型の成形面のφ２０ｍｍの範囲の球冠高さが±０．２ｍｍ程度の場合を含む。
【００４７】
また、このプリフォーム形成面２０ａは、溶融ガラス塊を浮上させながらプリフォーム形状とするため、そのプリフォーム形成面２０ａの表面から溶融ガラス塊を上方に押し上げるように浮上ガスが噴出できるようになっている。この点は第１の実施形態と同様である。
【００４８】
次に、本実施形態のプリフォームの成形方法について、以下説明する。なお、使用する成形型が図２のような成形型２０であり、滴下する溶融ガラスの体積範囲が異なる以外は、第１の実施形態と同様の操作により凹形状のプリフォームを製造できる。
【００４９】
すなわち、溶融されたガラス材料を流出させることができるノズルの下方にプリフォーム成形型２０を配置する。このとき、プリフォーム成形型２０を所定の温度に加熱しておく。また、ガラス材料も第１の実施形態と同様に加熱しておく。
【００５０】
次いで、プリフォーム成形型２０のプリフォーム形成面２０ａから浮上ガスを噴出させる。プリフォーム形成面２０ａからガスを噴出させながら、該プリフォーム形成面２０ａに溶融したガラスを滴下する。滴下した溶融ガラスを、噴出させたガスにより受け止め、そのまま溶融ガラス塊が成形面と接触しないようにガスを流し続ける。
【００５１】
このとき、滴下する溶融ガラス塊の体積Ｖ（ｃｍ３）を、次の式（３）を満たすようにする。
０．１  ≦  Ｖ  ≦  ３．０          …（３）
【００５２】
このように、使用する成形型のプリフォーム形成面２０ａの形状と、滴下する溶融ガラス塊の体積Ｖと、を上記形状および式（３）を満たすようにすることで、プリフォーム形成面２０ａの中央部に空気溜まりが形成でき、これにより滴下された溶融ガラス塊の下面中央部を外周部よりも上に押し上げて凹形状とすることができる。そして、溶融ガラス塊の形状を整えながら溶融ガラス塊を冷却・固化させてプレス成形用のプリフォームとする。
【００５３】
また、第２の実施形態における浮上ガスの噴出量としては、例えば、成形型のプリフォーム形成面の直径が２０ｍｍの場合には、０．１〜１０Ｌ／分（毎分０．０３〜３．１８Ｌ／ｃｍ２）が好ましく、０．５〜６Ｌ／分（毎分０．１６〜１．９１Ｌ／ｃｍ２）がより好ましい。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態では、使用する成形型が異なるだけであって、それ以外の操作は第１の実施形態と同様である。
【００５５】
すなわち、この第３の実施形態におけるプリフォームの製造方法に適用する成形型としては、例えば、図３Ａに示した成形型３０と上押型３１とからなる成形型が挙げられる。この成形型３０は、溶融ガラス塊を浮上成形によりガラスプリフォームとするための成形型である。したがって、この成形型３０には、その中央部に溶融ガラス塊を収容し、該溶融ガラス塊をプリフォーム形状に成形するためのプリフォーム形成面３０ａが設けられている。このプリフォーム形成面３０ａは、成形型の上面に窪んで設けられ、所定の曲率半径を有して形成されている。
【００５６】
ここで、成形型３０のプリフォーム形成面３０ａは、上記の通り所定の曲率半径を有する凹状に形成されるものであるが、この第３の実施形態においては、そのプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋが次の式（４）を満たすものである。
２０  ≦  Ｒｋ  ≦  ４０          …（４）
【００５７】
なお、ここで、プリフォーム形成面３０ａの曲率半径Ｒｋは、滴下された溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域における曲率半径である。また、その領域内で曲率半径が変化する場合には、取得するプリフォームの直径と同じ直径の領域内の曲率半径の面積に対する加重平均値をプリフォーム形成面３０ａの曲率半径とする。
【００５８】
また、このプリフォーム形成面３０ａは、溶融ガラス塊を浮上させながらプリフォーム形状とするため、そのプリフォーム形成面３０ａの表面から溶融ガラス塊を上方に押し上げるように浮上ガスが噴出できるようになっている。この点は第１の実施形態と同様である。
【００５９】
そして、本実施形態においては、さらに、上押型３１を使用する。この上押型３１は、溶融ガラスがプリフォーム形成面３０ａ上に滴下された後、溶融ガラス塊を上方から下方に上押しするものである。このとき、上押しはガス流により行うものであり、上押型３１はその底面（下面）から下方に向けてガスを噴出可能なものとすればよい。このようなガス噴出を可能とするために、上押型３１は、成形型３０と同様に、多孔質体で形成するか又は上押型３１の内部にガスの流路として貫通孔を後から形成して、上押型３１の内部を通過したガスが下面から噴出できるようにすればよい。
【００６０】
次に、第３の実施形態のプリフォームの成形方法について、以下説明する。なお、使用する成形型が図３Ａに示したような成形型３０と上押型３１からなるものであり、成形型３０のプリフォーム形成面３０ａの曲率半径Ｒｋの範囲と、プリフォーム形成時に、上押型３１を使用する点が異なる以外は、第１の実施形態と同様の操作により実施できる。
【００６１】
すなわち、溶融されたガラス材料を、流出させるノズルの下方にプリフォーム成形型３０を配置し、次いで、プリフォーム成形型３０のプリフォーム形成面３０ａから浮上ガスを噴出させる。
【００６２】
次に、プリフォーム形成面３０ａからガスを噴出させながら、該プリフォーム形成面３０ａに溶融したガラスを滴下する。滴下した溶融ガラスを、噴出させたガスにより受け止め、そのまま溶融ガラス塊が成形面と接触しないようにガスを流し続ける。
【００６３】
このとき、滴下される溶融ガラス塊の体積Ｖ（ｃｍ３）を、次の式（５）を満たすようにする。
０．１  ≦  Ｖ  ≦  １０．０          …（５）
なお、ここで、溶融ガラス塊の体積は、５．０ｃｍ３以下が好ましく、３．０ｃｍ３以下がより好ましい。
【００６４】
さらに、本実施形態では、そのままでは凹形状にできないため、溶融ガラスの滴下後に上押型３１を溶融ガラスの鉛直方向上方に配置し、上押型３１の下面から下方に向かってガスを噴出させ、該ガスにより溶融ガラス塊をプレスし下方に押し下げる。
【００６５】
このように、使用する成形型のプリフォーム形成面３０ａの形状と、滴下する溶融ガラス塊の体積Ｖと、を上記式（４）および式（５）を満たすようにし、さらに、プリフォーム形成時に溶融ガラス塊を上方から押し付けることで、溶融ガラス塊とプリフォーム形成面３０ａとを近づけて浮上ガスの逃げ道を狭くし、プリフォーム形成面３０ａの中央部にガス溜まりが形成できる。このガス溜まりにより滴下された溶融ガラス塊５０の下面中央部を外周部よりも上に押し上げて凹形状とすることができる。そして、溶融ガラス塊の形状を整えながら溶融ガラス塊を冷却・固化させてプレス成形用のプリフォーム５１とする（図３Ｂ）。なお、図３Ｂで示した矢印はガスの流れを模式的に示したもので、ガスが上押型３１に供給され、さらに、その下面から下方に向かって噴出されることを意味する。
また、上押型３１からのガスによるプレスは、溶融ガラス塊に凹形状を付与し、これをプリフォームに反映させることができればよく、冷却から固化の全ての段階で行ってもよいし、冷却の初期段階のみで行ってもよい。装置構成を簡素に、かつ、成形方法を簡便に行うことができる観点から、上押型３１によるガラス塊のプレスは冷却の初期段階のみで行うようにすることが好ましい。
【００６６】
さらに、上記曲率半径Ｒｋと上記溶融ガラス塊の体積Ｖとは、それらの比（Ｒｋ／Ｖ）が、２〜４００であることが好ましく、６〜２００であることがより好ましい。この比が上記範囲内であると、安定して凹形状を有するプリフォームを形成できる。
【００６７】
なお、上押型３１から溶融ガラス塊に向けて噴出させるガスの噴出量は、成形型のプリフォーム形成面の直径が２０ｍｍの場合には、１〜１０Ｌ／分（毎分０．０３〜３．１８Ｌ／ｃｍ２）の範囲が好ましく、溶融ガラス塊の下面が凹状になるような条件とすればよい。また、この上押型３１のガス噴出量は、成形型３０のプリフォーム形成面３０ａのガス噴出量よりも多くすることが好ましく、例えば、プリフォーム形成面３０ａのガス噴出量に対して、２〜４倍のガス噴出量とすることが好ましい。さらに、この上押型３１の温度、上押型３１から噴出させるガスの温度、は成形型３０と浮上ガス（第１の実施形態における成形型１０と浮上ガス）と同様のものとすればよい。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例と比較例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、例１、４〜６が実施例、例２〜３が比較例である。
（例１）
図１Ａのプリフォームの成形型１０を用い、以下の方法によりプリフォームの製造を行った。なお、ここで用いた成形型１０は、プリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋが１１２ｍｍのものであり（溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域において、全領域が上記曲率半径であり、それより外周部分は立ち上がって成形型１０の上面に接続される）、開口部すなわちプリフォーム形成面の直径は２０ｍｍである。また、この成形型１０は、耐熱ステンレスに貫通孔を設けたもので形成され、プリフォーム形成面から上方にガスが噴出できるようになっている。成形ポジションは第１ポジションから第２０ポジションまでを円状に並べて配置し、タクト８秒で間欠的に回転して成形可能とする。第１ポジションで溶融ガラスを受け、第２〜第１９ポジションでは、溶融ガラス塊を冷却、固化して、第２０ポジションでロボットアームによりプリフォームを取り出す。
【００６９】
まず、成形型１０を３００℃に加熱し、その後６００℃の窒素ガスを供給して、プリフォーム形成面１０ａから１．２Ｌ／分（毎分０．３８Ｌ／ｃｍ２）の噴出量で噴出させた。次いで、ホウ酸ランタン系のガラス材料を１０４０℃に加熱して溶融させた溶融ガラスを、プリフォーム形成面１０ａ上に所定量滴下した。このときの溶融ガラスの流出時粘度は１２．３ｄＰａ・ｓであった。
【００７０】
第１ポジションでは滴下後、３秒間は１．２Ｌ／分、次に０．５Ｌ／分（毎分０．１６Ｌ／ｃｍ２）の窒素ガスを噴出させながら、タクト８秒で溶融ガラスをプリフォーム形成面１０ａとなるべく接触させないように溶融ガラスを成形型上で保持した。第２ポジション以降のポジションでは、窒素ガス流量を２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）とし、徐々に溶融ガラスの形状を整えつつ冷却、固化させて、第２０ポジションで取り出しプリフォームを得た。得られたプリフォームは、形成時の下面が凹状で得られ、表面が滑らかで光学素子成形用のプリフォームとして十分な品質を有するものであった。
【００７１】
このとき、プリフォームの体積（滴下した溶融ガラスの体積）は、０．３９ｃｍ３、０．７７ｃｍ３、０．９ｃｍ３、１．０１ｃｍ３、１．５５ｃｍ３であり、得られたプリフォームの形状について調べたところ、次の表１に示したものであった。
【００７２】
なお、この表１で、全高はプリフォームの最下面から最上面までの高さ、肉厚はプリフォーム中央部における厚さ、外径はプリフォームを平面視したときの最大径、曲率半径Ｒ１は形成時におけるプリフォーム下面の曲率半径、曲率半径Ｒ２は形成時におけるプリフォーム上面の曲率半径、を表す。ここで、曲率半径Ｒ１、Ｒ２は、プリフォーム中央部から直径４ｍｍの範囲におけるプリフォーム形状から算出したものである。形状の測定は、凸部、凹部ともに形状測定器（パナソニック社製、商品名：ＵＡ３Ｐ）により得られたベストフィットＲとした。これらの形状の定義、測定方法等は、以下の例においても同様である。なお、曲率半径Ｒ１およびＲ２の測定値で、正の値はプリフォームが凸状となっていることを表し、負の値はプリフォームが凹状となっていることを表している。
【００７３】
【表１】
2015227270.tif 000003
【００７４】
これらの結果から、溶融ガラスの体積と形成されるプリフォームの下面の曲率半径との関係を図４に示した。上記結果および図４を参照することで、例１の条件においては溶融ガラスを凹状にしやすく、適用可能な溶融ガラスの体積も広いことがわかる。なお、この図４から関係式ｙ＝３．４７９８ｘ−２４．２７５が得られる。関係式の算出は、表計算ソフト（エクセル（マイクロソフト社製、商品名：オフィス  エクセル  ２００７））で各プロット点を線形近似することにより行った。
【００７５】
（例２）
図１Ａのプリフォームの成形型１０を用い、以下の方法によりプリフォームの製造を行った。なお、ここで用いた成形型１０は、プリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋが２４ｍｍのものであり（溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域において、全領域が上記曲率半径であり、それより外周部分は立ち上がって成形型１０の上面に接続される）、開口部の直径は２０ｍｍである。また、この成形型１０は、多孔質カーボンで形成され、プリフォーム形成面から上方にガスが噴出できるようになっている。
【００７６】
まず、成形型１０を２５０℃に加熱し、その後５００℃の窒素ガスを供給して、プリフォーム形成面１０ａから１．２Ｌ／分（毎分０．３８Ｌ／ｃｍ２）の噴出量で噴出させた。次いで、ホウ酸ランタン系のガラス材料を１０６０℃に加熱して溶融させた溶融ガラスを、プリフォーム形成面１０ａ上に所定量滴下した。このときの溶融ガラスの流出時粘度は  ９ｄＰａ・ｓであった。
【００７７】
第１ポジションでは滴下後、３秒間は１．２Ｌ／分、次に０．５Ｌ／分（毎分０．１６Ｌ／ｃｍ２）の窒素ガスを噴出させながら、タクト８秒で溶融ガラスをプリフォーム形成面１０ａとなるべく接触させないように溶融ガラスを成形型上で保持した。第２ポジション以降のポジションでは、窒素ガス流量を２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）とし、徐々に溶融ガラスの形状を整えつつ冷却、固化させて、第２０ポジションで取り出しプリフォームを得た。得られたプリフォームは、形成時の下面が凸状で得られ、表面が滑らかで光学素子成形用のプリフォームとして十分な品質を有するものであった。
【００７８】
このとき、プリフォームの体積（滴下した溶融ガラスの体積）は、０．８６ｃｍ３、１．１６ｃｍ３、１．６２ｃｍ３であり、得られたプリフォームの形状について調べたところ、次の表２に示したものであった。
【００７９】
【表２】
2015227270.tif 000004
【００８０】
これらの結果から、溶融ガラスの体積と形成されるプリフォームの下面の曲率半径との関係を図５に示した。上記結果および図５を参照することで、例２の条件においては溶融ガラスを凹状にするのが難しいことがわかる。なお、この図５から関係式ｙ＝−５４．３８８ｘ+１１６．９２が得られる。
【００８１】
（例３）
図１Ａのプリフォームの成形型１０を用い、以下の方法によりプリフォームの製造を行った。なお、ここで用いた成形型１０は、プリフォーム形成面１０ａの曲率半径Ｒｋが１９ｍｍのものである（溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域において、全領域が上記曲率半径であり、それより外周部分は立ち上がって成形型１０の上面に接続される）。また、この成形型１０は、耐熱ステンレスに貫通孔を設けたもので形成され、プリフォーム形成面から上方にガスが噴出できるようになっている。
【００８２】
まず、成形型１０を３００℃に加熱し、その後６００℃の窒素ガスを供給して、プリフォーム形成面１０ａから１．２Ｌ／分（毎分０．３８Ｌ／ｃｍ２）の噴出量で噴出させた。次いで、ホウ酸ランタン系のガラス材料を１０４０℃に加熱して溶融させた溶融ガラスを、プリフォーム形成面１０ａ上に所定量滴下した。このときの溶融ガラスの流出時粘度は１２．３ｄＰａ・ｓであった。
【００８３】
第１ポジションでは滴下後、３秒間は１．２Ｌ／分、次に０．５Ｌ／分（毎分０．１６Ｌ／ｃｍ２）の窒素ガスを噴出させながら、タクト８秒で溶融ガラスをプリフォーム形成面１０ａとなるべく接触させないように溶融ガラスを成形型上で保持した。２ポジション以降のポジションでは、窒素ガス流量を２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）とし、徐々に溶融ガラスの形状を整えつつ溶融ガラスを冷却、固化させて第２０ポジションで取り出しプリフォームを得た。得られたプリフォームは、形成時の下面が凸状で得られ、表面が滑らかで光学素子成形用のプリフォームとして十分な品質を有するものであった。
【００８４】
このとき、プリフォームの体積（滴下した溶融ガラスの体積）は、０．２２ｃｍ３、０．６ｃｍ３、０．７１ｃｍ３、１．０５ｃｍ３であり、得られたプリフォームの形状について調べたところ、次の表３に示したものであった。
【００８５】
【表３】
2015227270.tif 000005
【００８６】
これらの結果から、溶融ガラスの体積と形成されるプリフォームの下面の曲率半径との関係を図６に示した。上記結果および図６を参照することで、例３の条件においては溶融ガラスを凹状にするのが難しいことがわかる。なお、この図６から関係式ｙ＝−１００．７６ｘ＋１１９．１４が得られる。
【００８７】
（例４）
図２のプリフォームの成形型２０を用い、以下の方法によりプリフォームの製造を行った。なお、ここで用いた成形型２０は、プリフォーム形成面２０ａが平面形状のものである（溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域において、全領域が直径２０ｍｍの平面形状であり、それより外周部分は立ち上がって成形型２０の上面に接続される。なお、本明細書において、平面形状の曲率半径Ｒｋは∞と示す。）。また、この成形型２０は、耐熱ステンレスに貫通孔を設けたもので形成され、プリフォーム形成面から上方にガスが噴出できるようになっている。
【００８８】
まず、成形型２０を２００℃に加熱し、その後５００℃の窒素ガスを供給して、プリフォーム形成面２０ａから１．２Ｌ／分（毎分０．３８Ｌ／ｃｍ２）の噴出量で噴出させた。次いで、ホウ酸ランタン系のガラス材料を１０４０℃に加熱して溶融させた溶融ガラスを、プリフォーム形成面２０ａ上に所定量滴下した。このときの溶融ガラスの流出時粘度は１２．３ｄＰａ・ｓであった。
【００８９】
第１ポジションでは滴下後、３秒間は１．２Ｌ／分、次に０．５Ｌ／分（毎分０．１６Ｌ／ｃｍ２）の窒素ガスを噴出させながら、タクト８秒で溶融ガラスをプリフォーム形成面１０ａとなるべく接触させないように溶融ガラスを成形型上で保持した。第２ポジション以降のポジションでは、窒素ガス流量を２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）とし、徐々に溶融ガラスの形状を整えつつ溶融ガラスを冷却、固化させて、第２０ポジションで取り出しプリフォームを得た。得られたプリフォームは、形成時の下面が凹状で得られ、表面が滑らかで光学素子成形用のプリフォームとして十分な品質を有するものであった。
【００９０】
このとき、プリフォームの体積（滴下した溶融ガラスの体積）は、０．８９ｃｍ３、０．９４ｃｍ３、１．０９ｃｍ３であり、得られたプリフォームの形状について調べたところ、次の表４に示したものであった。
【００９１】
【表４】
2015227270.tif 000006
【００９２】
これらの結果から、溶融ガラスの体積と形成されるプリフォームの下面の曲率半径との関係を図７に示した。上記結果および図７を参照することで、例４の条件においては溶融ガラスを凹状にできるが、若干不安定となり適用可能な溶融ガラスの体積が例１よりも狭いものとなると考えられる。なお、この図７から関係式ｙ＝６．９２３１ｘ−２３．５３８が得られる。
【００９３】
［プリフォーム形成面形状の検討］
凹状プリフォームの製造に適用可能な成形型について、プリフォーム形成面の好ましい曲率半径について検討した。
【００９４】
例１〜例４の結果から、プリフォーム形成面の各曲率半径において、使用する溶融ガラスの体積と得られるプリフォームの下面形状（曲率半径Ｒ１）との関係が得られている。ここで、凹形状を得るには、一般に溶融ガラスの体積が大きくなるにつれてプリフォームの曲率半径Ｒ１は小さくなり（例１，例４のように、負の側から０に近づく）、大きくなりすぎると凸状となってしまう。このとき、その関係式の直線の傾きが緩やかなほど体積の変動に影響を受けにくく安定した凹形状を形成できる。また、例２，３では、そもそも凹状に形成することが難しい。
【００９５】
これらの結果を総合的に考慮し、各例において線形近似して得られた関係式における傾き（体積変動によるプリフォーム下面の形状変化の度合い）と、成形型のプリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋと、の関係をプロットし、プロットした点をできるだけ通るようなラインを引いてみると、図８に示したようなグラフが得られる。このグラフから、グラフの傾きが正に転じるところがプリフォームを凹状に形成可能な成形型であると考えられ、この図８からグラフの傾きが０になるのは、プリフォーム形成面の曲率半径Ｒｋが７０ｍｍである。したがって、該曲率半径Ｒｋが７５以上となるような成形型を使用することで、凹形状を有するプリフォームが得られる。なお、図８のグラフは、上記以外の異なる曲率半径Ｒｋを有する成形型において同様の方法で求めた値を追加して作成した。
【００９６】
（例５）
図３Ａのプリフォームの成形型３０及び上押型３１を用い、以下の方法によりプリフォームの製造を行った。なお、ここで用いた成形型３０は、プリフォーム形成面３０ａの曲率半径Ｒｋが２４ｍｍのものであり（溶融ガラス塊の鉛直方向下方の領域において、全領域が上記曲率半径であり、それより外周部分は立ち上がって成形型３０の上面に接続される）、開口部の直径は２０ｍｍである。また、この成形型３０は、耐熱ステンレスに貫通孔を設けたもので形成され、プリフォーム形成面から上方にガスが噴出できるようになっている。また、上押型３１は、直径２０ｍｍ×高さ１０ｍｍの円板状であり、下面から下方にガスが噴出できるようになっている。
成形ポジションは第１ポジションから第２０ポジションまでを円状に並べて配置し、タクト８．５秒で間欠的に回転して成形可能とする。第１ポジションで溶融ガラスを受け、第２ポジションには上押型３１が設置されており、成形型３０上のガラス塊を上方からガスによりプレスし、第３〜第１９ポジションでは、上方からのプレスはせずに溶融ガラス塊を冷却、固化して、第２０ポジションでロボットアームによりプリフォームを取り出す。
【００９７】
まず、成形型３０を２５０℃に加熱し、その後６００℃の窒素ガスを供給して、プリフォーム形成面３０ａから１Ｌ／分（毎分０．３２Ｌ／ｃｍ２）の噴出量で噴出させた。次いで、ホウ酸ランタン系のガラス材料を１１２０℃に加熱して溶融させた０．９ｃｍ３の溶融ガラスを、プリフォーム形成面１０ａ上に滴下した。このときの溶融ガラスの流出時粘度は３ｄＰａ・ｓであった。
【００９８】
第１ポジションで滴下した溶融ガラスを受けてから８．５秒後、第２ポジションに成形型３０を移動させ、窒素ガスの噴出量を２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）に変更し、上押型３１から所定量の窒素ガスを噴出させながら、上押型３１を成形型３０に近づけ、溶融ガラスを４秒間プレスした。４秒後に上押型３１を上方に引き上げた。第３ポジション以降のポジションでは、窒素ガス流量を２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）とし、徐々に溶融ガラスの形状を整えつつ溶融ガラスを冷却、固化させてプリフォームを得た。得られたプリフォームは、形成時の下面が凹状で得られ、表面が滑らかで光学素子成形用のプリフォームとして十分な品質を有するものであった。なお、ここで上押型３１によるガスでのプレスは、溶融ガラスをプリフォーム形成面と接触しないように行った。
【００９９】
このとき、上押型３１からの窒素ガスの噴出量は、２Ｌ／分（毎分０．６４Ｌ／ｃｍ２）、４Ｌ／分（毎分１．２７Ｌ／ｃｍ２）、６Ｌ／分（毎分１．９１Ｌ／ｃｍ２）、８Ｌ／分（毎分２．５５Ｌ／ｃｍ２）とし、それぞれ得られたプリフォームの形状について調べたところ、次の表５に示したものであった。
【０１００】
【表５】
2015227270.tif 000007
【０１０１】
この結果から、成形型のプリフォーム形成面の曲率半径が小さくなっても、溶融ガラス塊の上方から押圧することで、凹形状のプリフォームが得られることがわかった。また、ガス噴出量が多くなるほど、プリフォーム形成面におけるガス溜まりが形成されやすく、凹形状の曲率半径が小さくなる（カーブがきつくなる）傾向があることがわかった。
【０１０２】
（例６）
例５において、上押型からのガス噴出量を６Ｌ／分（毎分１．９１Ｌ／ｃｍ２）に固定し、上下方向からガス流により押圧する時間（上押キープ時間）を３秒、３．５秒、４秒と変化させた以外は、同一の操作によりプリフォームを製造した。このとき得られたプリフォームの形状について調べたところ、次の表６に示したものであった。
【０１０３】
【表６】
2015227270.tif 000008
【０１０４】
この結果から、溶融ガラス塊の上方から押圧する時間を長くするほど、プリフォーム形成面におけるガス溜まりによる影響が大きくなり、凹形状の曲率半径が小さくなる（カーブがきつくなる）傾向があることがわかった。
【０１０５】
上記の例５及び例６の結果から、上押型からのガス噴出量や上押時間により凹形状が変化し、条件の設定により所望の形状に凹形状を調節可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のプリフォームの製造方法は、光学素子等のガラス成形品をプレス成形するためのプリフォームを製造でき、これにより得られるプリフォームは、特に、凹形状を有するガラス成形品の成形素材として好適である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，２０，３０…成形型、１０ａ，２０ａ，３０ａ…プリフォーム形成面、３１…上押型、５０…溶融ガラス塊、５１…プリフォーム、８０…ノズル
【図１Ａ】
2015227270.tif 000009
【図１Ｂ】
2015227270.tif 000010
【図１Ｃ】
2015227270.tif 000011
【図２】
2015227270.tif 000012
【図３Ａ】
2015227270.tif 000013
【図３Ｂ】
2015227270.tif 000014
【図４】
2015227270.tif 000015
【図５】
2015227270.tif 000016
【図６】
2015227270.tif 000017
【図７】
2015227270.tif 000018
【図８】
2015227270.tif 000019