(57)【要約】【課題】  より高品質のガラス物品をより高速にて製造する方法、前記方法により作製したプリフォームを用いて光学素子を製造する方法を提供する。【解決手段】  ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、ガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法。ノズルの先端に支持部材を近づけて溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させるなどして溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ分離したガラス塊をガラス成形部に移してガラス物品を成形する。ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間またはガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すための時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする。【選択図】図２
2004300020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、次いで、支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて前記溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項２】
ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材を降下させて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項３】
ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ
分離したガラス塊を、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊をガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項４】
ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間、またはガラス塊を支持部材から移動しているガラス成形部に移すための時間を、支持部材のノズルへの接近開始からガラス塊の分離完了までの時間よりも短くする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、該支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて前記ガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項６】
ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して前記溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、支持部材を降下させて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項７】
ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して前記溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、支持部材による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、
分離したガラス塊を、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊をガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項８】
前記支持部材のガラス塊を受ける面が平面であり、該平面が３６０°回転することで、ガラス塊をガラス成形部に移すことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
支持部材のガラス塊を受ける面を傾けてガラス塊を落下させてガラス塊をガラス成形部に移すこと、及びガラス塊の落下方向とガラス成形部の移動方向とが一致することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
連続して調製される２つのガラス塊が、支持部材の異なる面で溶融ガラス流を受けて分離されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
支持部材からガラス成形部にガラス塊を移す際にガラス塊の上下を反転することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
支持部材の溶融ガラス流の先端を受ける面よりガスを噴出して前記先端を受けることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記ガラス物品が光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の製造方法により得られたガラス物品を加熱軟化し、次いでプレス成形す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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ガラスから高品質のプレス成形用プリフォーム等のガラス物品を高生産性のもとに製造する方法、及び前記プリフォームをプレス成形することによりレンズ等の光学素子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非球面レンズ等のガラス製光学素子を生産性よく製造する方法としてプリフォームと呼ばれる所定質量のガラス物品を加熱軟化し、プレス成形型でプレス成形する方法が広く用いられている。この方法によれば、レンズ面などのような光学機能面はプレス成形によって精密に成形されるので、光学機能面に研削、研磨等の機械加工を施す必要がない。通常、上記の方法は精密プレス成形法、あるいはモールドオプティクス成形法などと呼ばれている。
【０００３】
精密プレス成形法では、プリフォームに高い内部品質と表面品質が要求される。内部品質が低いと内部品質が低い光学素子しか得ることができない。また、表面品質が低いプリフォームを使用すると得られる成形品の表面品質も低くなる。精密プレス成形法で作製された光学素子の光学機能面には機械加工を施さないため、光学機能面が低品質の光学素子しか得られないことになる。
【０００４】
ところで、上記プリフォームを製造する方法としては一般に、ガラス材料に機械加工を施して所定質量のプリフォームに加工する方法と、所定質量の溶融ガラスを成形してプリフォームにする方法がある。後者の方法は熱間プリフォーム成形と呼ばれ、高品質のプリフォームを量産することができる優れた方法である。このような熱間プリフォーム成形法の一例は特開平８−８１２２８号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載されている方法は、インデックステーブル上に配置された複数個の金型を循環し、キャスト位置において金型を上下することで所定質量の溶融ガラスを金型上に受けている。１つの金型の動きは、ノズル直下に金型が移動して来て、金型を上昇停止させると、その金型面上にノズルからの溶融ガラスが載り、必要な質量になったタイミングで金型を急降下させるとノズルから溶融ガラスが引き離される。金型上には所定質量のガラスが載り。その金型はノズル直下から移動し次の金型がノズル直下に入ってくる。これを繰返す事で連続してガラスの切断を行い、ガラス塊を形成させる。
【０００６】
この方法はシアで切断しない為、シアマークと呼ばれる不良の無い高品質なガラス素子を製造するに非常に適する。
【特許文献１】特開平８−８１２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、切断動作と金型の循環移動動作を一つの機構が行う為、プリフォームの生産数の増加を図る際、ガラス切断後、次の金型がノズル直下に入る時間を短くしていかなければならない。必然的にテーブルの移動速度を速めることになり、移動の際に溶融ガラスにかかる横方向の加速度（横加速度）も大きくなる。金型に供給されたガラスは、金型に供給された後も暫くの間は、依然として高温状態にあるため、大きな横加速度がかかると変形等の不良が発生してしまう。また、大きな横加速度は、プリフォーム表面に欠陥が発生するといった問題の原因にもなり得る。つまり、切断動作と金型の循環移動動作を一つの機構で行う限り、上記問題を発生させずに生産数を増加するには、おのずと限界がある。
【０００８】
さらに、切断時の金型の高さがプリフォームの質量精度に影響する為、質量精度良くプリフォームを製造するためには、複数ある金型の高さの微調整が必要である。しかし、複数ある金型の高さの微調整は、大きな負担となる。
【０００９】
本発明は、このような従来のガラス物品の製造方法が有する欠点を克服し、より高品質のガラス物品をより高速にて製造する方法、ならびに前記方法により作製したプリフォームを用いて光学素子を製造する方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を進めた。その結果、ノズルから流出する溶融ガラス流の先端部を、ガラスを成形するガラス成形部とは異なる部材を用いて分離してガラス塊とし、それをガラス成形部に移し、ガラス成形部上でガラスを移動しながらガラス物品に成形することにより上記目的を達成し得る事を見出して本発明を完成した。
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、以下の通りである。
（１）ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、次いで、支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて前記溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法（以下、製法１−１という）。
（２）ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材を降下させて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法（以下、製法１−２という）。
（３）ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ
分離したガラス塊を、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊をガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法（以下、製法１−３という）。
（４）ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間、またはガラス塊を支持部材から移動しているガラス成形部に移すための時間を、支持部材のノズルへの接近開始からガラス塊の分離完了までの時間よりも短くする（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法。
（５）ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、該支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて前記ガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法（以下、製法２−１という）。
（６）ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して前記溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、支持部材を降下させて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、
分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法（以下、製法２−２という）。
（７）ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法であって、
前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して前記溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、支持部材による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、
分離したガラス塊を、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び
停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊をガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法（以下、製法２−３という）。
（８）前記支持部材のガラス塊を受ける面が平面であり、該平面が３６０°回転することで、ガラス塊をガラス成形部に移すことを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。
（９）支持部材のガラス塊を受ける面を傾けてガラス塊を落下させてガラス塊をガラス成形部に移すこと、及びガラス塊の落下方向とガラス成形部の移動方向とが一致することを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項に記載の製造方法。
（１０）連続して調製される２つのガラス塊が、支持部材の異なる面で溶融ガラス流を受けて分離されることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の製造方法。
（１１）支持部材からガラス成形部にガラス塊を移す際にガラス塊の上下を反転することを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の製造方法。
（１２）支持部材の溶融ガラス流の先端を受ける面よりガスを噴出して前記先端を受けることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の製造方法。
（１３）前記ガラス物品が光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームであることを特徴とする（１）〜（１２）のいずれかに記載の製造方法。
（１４）（１３）に記載の製造方法により得られたガラス物品を加熱軟化し、次いでプレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガラス物品の製造方法によれば、溶融ガラスの分離とガラス成形部の移動を独立に行うことにより、成形中のガラスにかかる力（加速度）を低減し、高品質のガラス物品を高い生産性で製造することができる。特に、溶融ガラスの流出量を増加した場合でも、ガラス成形部の移動を、余裕をもって行うことができる。また、従来の方法に比べて、大幅にタクトタイム（１つのガラス成形品を調製するに必要な時間）を短縮することも可能になる。
【００１３】
また、本発明のガラス物品の製造方法によれば、複数のガラス塊成形型の高さを、ガラス塊の質量を均一に維持するために精密に調整する必要がないため、調整の手間が軽減できる。そのため、従来より、簡単な調整でガラス物品の質量のバラツキ幅を小さく抑えることが出来る。
さらに本発明のガラス物品の製造方法（ガラス塊を途中で反転する態様）では、冷却効率を上げ成形のタクトを短くすることもできるとともに、歪の少ないガラス物品を得ることが出来る。
【００１４】
さらに本発明のガラス物品の製造方法によれば、高品質のプレス成形用プリフォームを製造できる。
本発明の光学素子の製造方法によれば、高品質のプレス成形用プリフォームが高い生産性のもとに供給させるので、高い生産性で良好な光学素子を提供できるとともに、プレス工程での歩留も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のガラス物品の製造方法の第１の態様は、ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法である。
【００１６】
そして、製法１−１は、前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、次いで、支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて前記溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とする。
【００１７】
製法１−２は、前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材を降下させて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とする。
【００１８】
製法１−３は、前記ノズルの先端に支持部材を近づけて前記溶融ガラス流の先端を該支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離し、かつ分離したガラス塊を、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、ガラス塊をガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする、ことを特徴とする。
【００１９】
また本発明のガラス物品の製造方法の第２の態様は、ノズルより連続流出する溶融ガラス流からガラス塊を連続的に分離し、分離した前記ガラス塊を、断続的または連続的に移動するガラス成形部で成形してガラス物品を製造する方法である。
【００２０】
そして、製法２−１は、前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、該支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて前記ガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とする。
【００２１】
製法２−２は、前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して前記溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、支持部材を降下させて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、分離したガラス塊を支持部材から、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とすることを特徴とする。
【００２２】
製法２−３は、前記溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して前記溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、支持部材による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊を分離する工程を一定周期で繰り返すこと、分離したガラス塊を、停止しているガラス成形部または移動しているガラス成形部に移してガラス物品を成形すること、及び停止しているガラス成形部にガラス塊を移す場合、前記ガラス塊をガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、前記周期の７０％以下とする、ことを特徴とする。
【００２３】
図１は製法１−１、１−２、１−３および製法２−１、２−２、２−３で使用するガラス物品成形装置の一例を示す側面方向からの概略図である。以下、図１を参照しながら製法１−１、１−２、１−３の一例について説明する。まず、溶融炉（図示せず）で溶けて清澄、均質化されたガラス（溶融ガラス）を温度調整された白金または白金合金製のノズル１の先端より一定流量で連続して流出させる。このときの好ましいガラスの粘度は、３〜１００ｄＰａ・ｓ、より好ましい粘度は３〜８０ｄＰａ・ｓである。
【００２４】
ノズル直下に支持部材２を配し、流出する溶融ガラス流より一定質量の溶融ガラス塊を分離する。具体的には、製法１−１では、ノズル１の先端に支持部材２を近づけて溶融ガラス流の先端を支持部材２で受け、次いで、支持部材２を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下させて溶融ガラス流からガラス塊６を分離する。また、製法１−２では、ノズル１の先端に支持部材２を近づけて溶融ガラス流の先端を支持部材２で受けて支持し、溶融ガラス流のノズル側と支持部材側の間にくびれを作り、次いで、支持部材２を降下させて溶融ガラス流からガラス塊６を分離する。製法１−１、１−２のいずれにおいても、分離したガラス塊６を支持部材２からガラス成形部３に移してガラス物品７を成形する。具体的には、分離したガラス塊６をインデックステーブル５上に等間隔に配置された成形型の上部に凹状に設けられたガラス成形部３に移し、ガラス成形部３上でガラス成形部３が移動しながら成形してガラス物品７とする。ガラス成形部３の材質にはステンレスなどの耐熱性金属、カーボンなどを用いることができる。
【００２５】
製法１−３では、ノズル１の先端に支持部材２を近づけて溶融ガラス流の先端を支持部材２で受け、先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持体側の間にくびれを作り、次いで、支持部材２による支持を取り除いて前記くびれにおいて溶融ガラス流からガラス塊６を分離する。製法１−３では、分離したガラス塊６を、停止しているガラス成形部３または移動しているガラス成形部３に移してガラス物品を成形する。
【００２６】
光学素子を作るためのプレス成形プリフォームのような高品質な表面を有するガラス物品を成形するには、成形中にガラスとガラス成形部がなるべく接触しないようにすることが望ましい。そのため、ガラス成形部に細孔を設け、あるは、ガラス成形部を多孔質体で構成し、その孔からガスを噴出してガラスに風圧を加えて浮上させながら成形（浮上成形という。）することが好ましい。
【００２７】
ガラス成形部３に移されたガラス塊６は流出時よりも低温になっているが、依然として高温であり、融着のおそれがある。そのためガラス成形部３の温度を３００℃以下にコントロールして確実に融着を防止することが好ましい。さらに、融着を防止するために、ガラス成形部の表面にはダイヤモンド様カーボン膜などの膜を設けてもよい。またガラス成形部は一つの成形型に複数箇所設けることもできる。その場合、ガラス成形部の移動は、インデックステーブルの回転による移動以外に、成形型の、例えば、回転によって行われる。
【００２８】
インデックステーブル５は、ガラス成形部３を断続的または連続的に移動させ、ガラス成形部３をガラス塊受け取り位置に搬入するとともにガラス塊を受け取ったガラス成形部を上記受け取り位置から搬出する。上記テーブルのインデックス回転によってテーブル上のガラス成形部は逐次ガラス塊受け取り位置へ搬入され、ガラス塊を受け取ってから搬出される。また一定のインデックス回転によって所定の位置に移動するようテーブル５上にはガラス成形部３を等間隔に配置する。
【００２９】
ガラス塊は移動するガラス成形部上で所定形状に成形、冷却されてプレス成形用プリフォーム等のガラス物品７となる。ガラスが変形しない温度（ガラス転移温度以下が目安）まで冷却した後、ピックアンドプレイスユニット４を使ってガラス物品７を吸引しガラス成形部３から取り出しパレット８に搬送する。パレット８は、例えば、上部よりヒーター９によって加熱されることで、ガラス物品は徐々に冷やされる。なおガラス物品のガラス成形部からの搬出、徐冷にあたってはガラス表面を傷つけないよう細心の注意を払う必要があり、そのために、成形型からガラス物品をバキュームパッドで搬出する際には、パッドでガラス物品をガラス成形部上に押し付けてしまわぬように、高さの調整を行い、ガラス物品に接触しない距離を保った位置でバキュームを行うことが適当である。徐冷用のパレットに搬送する際にもパレットにガラス物品を押し付けてしまわぬように渡すとともに、パレット内はガラスより硬い異物が無いように常に清潔にすることが好ましい。
【００３０】
図２は、ガラス塊を溶融ガラス流れから分離するための支持部材を有する降下切断機の動作の一例を示したものである。以下、図２を参照しながら支持部材によるガラス塊の分離について説明する。支持部材２’は、３つの「ガラス受け面」を備える。即ち、支持部材は底面が正三角形の三角柱形状をしており、三角柱の中心軸が水平に保たれた状態で上下方向動くとともに、前記中心軸のまわりに１２０°または１２０°の整数倍の角度だけ回転する機能を備えている。また支持部材の内部にはガラス融着防止のため冷却水を流し、支持部材に溶融ガラスが融着しないようにすることもできる。支持部材の温度は、例えば、３０〜５００℃の範囲にあることが好ましく、３０〜３００℃の範囲にあることがより好ましい。また、ガラス受け面は鏡面仕上げされていることが好ましく、その形状は平坦または溶融ガラスを受ける部分に窪みを設けたものであることが好ましい。
【００３１】
次に動作について説明する。
（ａ）に示すように、３つあるガラス受け面うち第１のガラス受け面を上に向けて水平にした状態で支持部材２’を鉛直上方に上昇し、ノズル１の先端に所定の距離まで近づけてから停止する。
（ｂ）次いで、ノズル１より流出する溶融ガラス流６の先端部がガラス受け面上に載る。この状態で、溶融ガラス流６のノズル側と支持部材側の間にくびれができる。
（ｃ）そしてガラス受け面を水平に保ったまま支持部材２’を溶融ガラスの流出速度よりも速い速度で鉛直下方に降下し、溶融ガラス流先端部を分離する。あるいは、ガラス受け面を水平に保ったまま支持部材２’を降下させるか、または上記支持を取り除いて、くびれにおいて溶融ガラス流から先端部を分離する。このようにしてガラス受け面上に所定質量を有する溶融ガラス塊６を得る。なお、溶融ガラス流先端をガラス受け面で受けている間、溶融ガラスがノズル先端の外周に濡れ上がらないよう、支持部材を分離時の降下速度よりも小さい速度でゆっくり降下してもよい。
（ｄ）次いで支持部材２’を水平軸のまわり（前記垂直断面の正三角形の内心のまわり）に１２０°回転してガラス受け面上からガラス塊６を落下させ、ガラス成形部に移す。この落下でガラス塊の上下面を反転させる。ガラス塊をガラス成形部３に投入する際、ガラスは軟化温度以上であり、十分成形可能な粘度域にある。なおノズル先端とガラス受け面の距離、ガラスの流出速度、支持部材２’の降下のタイミングなどを制御することで、ガラス塊６の質量が一定になるよう溶融ガラス流を分離することが好ましい。
【００３２】
１２０°回転した支持部材２’は第２のガラス受け面が水平になっているが、その状態で上記と同様に上昇させ、ノズル先端に前記距離まで近づけられ、上記ガラス塊の分離工程を繰り返す。このように支持部材を１２０℃ずつ回転しながら次々と所定質量のガラス塊６をガラス成形部３に移し、ガラス物品の成形を行うことができる。
【００３３】
上記支持部材の形状は正三角柱に限らず、正四角柱、正五角柱などの正多角柱でもよいし、平板でもよい。正ｎ角柱（ｎは３以上の整数）の場合は支持部材の回転角は３６０°／ｎの整数倍、平板の場合は１８０°または３６０°とすることができる。正多角柱の場合、側面をガラス受け面、平板の場合は表面とその裏面またはそのいずれか一方をガラス受け面として使用することができる。支持部材には、例えば、ステンレスなどの耐熱性金属の材料を用いることが好ましい。
【００３４】
また、支持部材は、ガラス塊を受ける面が平面であり、この平面が３６０°回転することで、ガラス塊をガラス成形部に移すことができるものであることができる。
さらに、連続して調製される２つのガラス塊が、支持部材の異なる面で溶融ガラス流を受けて分離されるように、溶融ガラス流を受ける際に支持部材を水平方向に徐々に移動させることもできる。例えば、２〜１０回に1回同一の面を溶融ガラス流を受けるように、支持部材を水平方向に徐々にかつ周期的に移動させることができる。溶融ガラス流を常に同一の面で受けるのに比べて、支持部材の溶融ガラス流を受ける面に対するガラスの揮発分等の付着や堆積を回避でき、ガラス品質の向上に有利である。
【００３５】
上記支持部材は、上下動作および回転運動することで、ガラス塊の分離とガラス成形部へのロードを行うものである。しかし、本発明の方法で使用する支持部材は、このような動作及び運動をするものに限定されるものではなく、所定質量のガラス塊を切断刃で切断せずに溶融ガラス流から分離でき、それをガラス成形部へ移すことができる支持部材であればよい。
【００３６】
ガラス塊の分離およびガラス成形部へのロード（移動）の別の方法としては、支持部材を水平方向に移動してガラス塊の分離を行う方法がある。この方法では、図３に示すように、鉛直方向に向いた回転軸２１のまわりに複数の支持部材２２を等間隔に放射状に取りつける。回転軸２１を回転することにより、複数の支持部材２２は一緒に水平方向に移動するが、溶融ガラス塊の分離を行うには、回転軸を所定の角度回転し、支持部材２２の一つをノズル１の鉛直下方で停留させる。次に前記支持部材２２を上昇してノズル１先端に所定の距離まで近づけ、支持部材上面に流下する溶融ガラス流の先端を受ける。このように支持部材によって溶融ガラス流の先端が支持されると、溶融ガラス流のノズル側と支持部材側の間にくびれが生じる。それから支持部材を所定のタイミングで降下して急速にノズルから支持部材を引き離すと、くびれから先の溶融ガラス流６の先端を分離することができる。
【００３７】
この状態を、図４を参照しながらさらに説明する。
（ａ）に示すように、支持部材２２窒素ガスを流出させた多孔質部材よりなるガラス受け面２４とガラス外周保持面２５をノズル１の直下に配置する。（ｂ）ノズル１より流出する溶融ガラス流６の先端部がガラス受面に乗る。（ｃ）ガラス受け面２４を溶融ガラスの流出速度より速い速度で鉛直下方に降下し、溶融ガラス流先端部を分離する。このようにしたガラス受け面２４上に所定重量を有する溶融ガラス塊を得る。なお、溶融ガラス流先端をガラス受け面で受けている間、溶融ガラスがノズル先端の外周に濡れ上がらないよう、支持部材を分離時の降下速度よりも小さい速度でゆっくり降下してもよい。（ｄ）次いでガラス外径保持面２５は移動せずにガラス受け面２４をすばやく水平方向にスライドさせる。ガラス塊６はノズル直下に移動してきた成形部３に反転せずに移される。ガラス受け面２２’は次のガラス塊を受けるためにノズル１の直下に移動される。ガラス受け面は複数枚あることにより、装置の高速化が可能になる。また、ガラスを受けていない時に多孔質部に付着している揮発物の除去を行うことが好ましい。
【００３８】
ガラス塊を受ける面２４を多孔質材にしても良い。ガラス塊の重量が1000ｍｇを超えると、支持部材からの反転時に折りこみ変形等の不良が発生しやすくなる。ガラス受け面を多孔質材にし、窒素ガスなどで浮上状態にさせ、所定重量に切断されたガラス塊を反転せずに真下の金型に移すことにより、これらの不良の発生を防止出来る。
【００３９】
分離した所定重量の溶融ガラス塊は外径保持面を有するガイド２３によって外径が規制される。溶融ガラス塊６の外径は、成形しようとするガラス塊の外径と同じか、より小径にすることが望ましい。その理由は溶融ガラス塊の外径がガラス塊の外径よりも大きいとガラス塊成形部に投入するときに、ガラス塊成形部３からはみ出すおそれがあるからである。なお、上記ガイドはノズルの鉛直下方に位置で上下方向に移動はするが、水平方向には移動しない。そこで溶融ガラス塊を載せた支持部材を水平方向に移動すると、溶融ガラス塊はガイドによって水平方向の移動が妨げられるので支持部材から鉛直下方に落下して、下方で待機するガラス塊成形部の中に入り、ガラス塊に成形される。
【００４０】
このような工程を繰り返し行い、溶融ガラス塊を次々と分離し、ガラス塊成形部へと移してガラス塊を生産する。なお、落下する溶融ガラス塊を確実にガラス塊成形部で受けるには、回転軸の回転とガラス塊成形部の移送のタイミングを同期して、回転軸を回転する際にガラス塊成形部がノズルの鉛直下方に位置するようにすればよい。
【００４１】
以上の方法では、支持部材を停留位置から一度上昇してから、溶融ガラス流先端を受けて支持し、下降してガラスの分離を行ったが、支持部材を上下動させずに溶融ガラス塊の分離を行うこともできる。その場合、上記ガイド部材も上下動させず、ノズル下方の位置に固定する。そして支持部材をノズルの鉛直下方に移送、停留させ、溶融ガラス流の先端を支持する。次いで所定のタイミングで支持部材を水平方向に急速に移動することにより、溶融ガラス流先端の支持が取り外されて、溶融ガラス流のくびれから先の部分が分離し、ガラス塊成形部内へと落下する。
【００４２】
これらの方法は、分離した溶融ガラス塊を鉛直下方に落下してガラス塊成形部に移すため、ガラスに折れ込みなどの欠陥ができないという特長を備えている。折れ込みはガラス塊が大きくなると発生しやすくなる傾向があるため、特に重量が１０００ｍｇ以上のガラス塊の成形に上記方法を適用することが好ましい。
【００４３】
上記方法で支持部材を複数使用する必要はなく、回転軸のまわりに最低一つの支持部材を取り付ければよいが、複数の支持部材を使用することによって装置の作動中でも支持部材のガラスを受ける面をクリーニングすることもできる。このようなクリーニングによって、ガラスからの揮発物が付着しても除去することができる。
【００４４】
製法１−１、１−２、１−３では、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする。またはガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すための時間を、支持部材を用いて溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くする。この場合、ガラス成形部を停止させる必要はない。従来の溶融ガラス流からガラス塊を調製する方法では、ガラス塊をガラス成形部に受けるためにガラス成形部を停止させる時間と、溶融ガラス流から１つのガラス塊を調製するに要する時間とは、等しかった。それに対して、本発明の製法１では、ガラス成形部の停止時間を、１つのガラス塊を調製し、ガラス成形部へ移動するに要する１サイクルの時間より短くし、その結果、ガラス成形部の移動にかける時間を長くとることができ、横加速度を抑制することが可能になり、ガラス成形品の品質を向上させることができる。
【００４５】
より好ましくは、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止する時間またはガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すための時間を、支持部材の上昇開始からガラス塊の分離完了までの時間よりも短くする。例えば、上記停止時間をゼロ、すなわち移動中のガラス成形部にガラス塊を投入してもよい。また、その場合、ガラス塊を投入する際に、その他の場合と比べて、ガラス成形部の移動速度を遅くすることもできる。
【００４６】
製法１−１、１−２、１−３によれば、ガラス成形部で直接、溶融ガラス流の先端を受けにいかなくてもよいため、ガラス塊を受けるために停止しなければならない時間（停留時間）を短縮できる。よって、ガラス成形部の最大移動スピードを低減することができるため、成形中のガラスに加わる横加速度を低減させて、高品質のガラス成形品を高い生産性を維持しつつ得ることができる。
【００４７】
製法２−１では、溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、該支持部材を溶融ガラス流の流出速度よりも速く降下して前記ガラス塊を分離する工程を一定周期（この周期を、カッティングタイムと呼ぶことがある）で繰り返す。この工程は、図１及び２を用いて説明した前記製法１−１の場合と同様に行うことができる。
【００４８】
また、製法２−２では、溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持部材側の間にくびれを作り、該支持部材を降下させて所定重量のガラス塊を分離する工程を一定周期（この周期を、カッティングタイムと呼ぶことがある）で繰り返す。この工程は、図１及び２を用いて説明した前記製法１−２の場合と同様に行うことができる。
【００４９】
また、製法２−３では、溶融ガラス流の先端を支持部材で受け、前記先端を支持して溶融ガラス流のノズル側と支持部材側の間にくびれを作り、該支持部材の支持を取り除いて所定重量のガラス塊を分離する工程を一定周期（この周期を、カッティングタイムと呼ぶことがある）で繰り返す。この工程は、図１及び２を用いて説明した前記製法１−３の場合と同様に行うことができる。
【００５０】
さらに、製法２−１、２−２、２−３では、ガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すためにガラス成形部を停止させる時間またはガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すための時間を、カッティングタイムの７０％以下とする。好ましくは前記ガラス成形部の停止時間またはガラス塊を支持部材からガラス成形部に移すための時間をカッティングタイムの５０％以下とする。
上記停止時間をゼロ、すなわち移動中のガラス成形部にガラス塊を投入してもよい。また、その場合、ガラス塊を投入する際に、その他の場合と比べて、ガラス成形部の移動速度を遅くすることもできる。
【００５１】
製法２−１、２−２、２−３によってもガラス成形部で直接、溶融ガラス流の先端を受けにいかなくてもよいため、ガラス塊を受けるために停止しなければならない時間（停留時間）を短縮でき、ガラス成形部の最大移動スピードを低減することができるため、成形中のガラスに加わる横加速度を低減させて、高品質のガラス成形品を高い生産性を維持しつつ得ることができる。
【００５２】
以下、製法１−１、１−２、１−３および製法２−１、２−２、２−３に共通する事項について説明する。
ガラス成形部上のガラスに加わる横方向の慣性力を０．０５Ｎ以下になるようガラス成形部に加える横方向の最大加速度を制限することが好ましい。
成形するガラス物品の質量は、例えば、１００〜３０００ｍｇであることが好ましく、１００〜１０００ｍｇであることがより好ましい。１００ｍｇ未満の場合は、滴下法で、質量精度良くガラス塊を得ることができるので、本発明の方法を適用するまでもないが、１００ｍｇ未満のガラス物品の成形に本発明の方法を適用することを妨げるものではない。また、ガラス物品の質量が１０００ｍｇを超えると支持部材からガラス成形部に反転して移動させる場合に折り込み変形等の不良が発生しやすくなり、特に、ガラス物品の質量が３０００ｍｇを超えるとその傾向が顕著になる。また、３０００ｍｇを超える場合、ガラス受け面上で自重によりガラスが扁平になり、ガラス成形部において所望の形状に成形することが難しくなる傾向がある。
【００５３】
ガラス物品の単位時間あたりの生産量は２０〜１００ＤＰＭ（ノズル一本から１分あたりに生産される個数）が好ましく、２０〜８０ＤＰＭがより好ましい。
なお、上記方法において好ましいガラスの引き上げ量は1〜50kg/日、溶融ガラスの好ましい流出速度は1〜15mm/秒である。
【００５４】
インデックステーブル上に配置されるガラス成形部の数は、例えば、６〜４８とすることができる。またガラス成形部は上記テーブルの回転軸を中心とした円周上に等間隔に配置することが好ましい。この円周の直径は、例えば、３００〜５００ｍｍとすることができる。
【００５５】
ガラス成形部を停止させることなく、ガラス塊を移動中のガラス成形部に投入する場合は、ガラス成形部の移動方向に沿ってガラス塊を投入することが好ましい。より具体的には、支持部材のガラス塊を受ける面を傾けてガラス塊を落下させてガラス塊をガラス成形部に移すとともに、ガラス塊の落下方向とガラス成形部の移動方向とが一致することが好ましい。こうすることで、形状が安定したガラス塊を得ることができる。
【００５６】
支持部材からガラス成形部にガラス塊を移す際に、ガラス塊の上下を反転することもできる。この場合、支持部材を回転することによりガラス塊の上下が反転し、支持部材上で優先的に冷やされたガラス塊下面がガラス成形部上では上面になる。そのため、ガラス成形部では先に優先的にひやされた面の反対側の面が優先的に冷やされる。結果としてガラス塊は均等に冷やされるため、冷却過程で上下面の温度分布が小さくなり、冷却速度が大きくなるとともに、歪みの少ないガラス物品を成形することが出来るという利点がある。
【００５７】
なお、溶融ガラス流の先端を支持部材で直接受けたり、分離した溶融ガラス塊を直接、支持部材の上で支持すると、ガラスの熱量が熱伝導によって支持部材に急速に奪われ、プリフォームの表面に皺が発生することがある。このような皺は精密プレス成形用プリフォームでは特に不都合である。支持部材の温度を高温にしてガラスの急冷を防止することも考えられるが、ガラスと支持部材が融着するおそれが生じる。このような皺発生を防止するためには、支持部材のガラスを受ける面からガスを噴出し、溶融ガラスと支持部材が直接接触する時間を短縮する、あるいは両者が直接接触しないようにすればよい。
【００５８】
そこで、支持部材のガラスを受ける面にガス噴出口を設け、支持部材内に設けたガス流路から前記噴出口へとガスを供給して噴出させ、ガラスに風圧を加えて溶融ガラスと支持部材が直接接触する時間を短縮するあるいは両者が直接接触しないようにすると、ガスを噴出しない場合に皺が発生する場合でも、その皺を解消することができる。なお、過剰なガス噴出はガラスを過度に冷却したり、ノズルにガスが吹きかかり、安定した溶融ガラスの流出を妨げる要因になる。したがって、ガス噴出量は、上記目的を達成でき、しかも上記問題が生じない範囲で適宜調整すればよい。
【００５９】
上記支持部材からのガス噴出法は製法１−１、１−２、１−３、２−１、２−２、２−３のいずれにも適用することができるし、支持部材を水平方向に移動して溶融ガラス流先端の支持を取り除き、溶融ガラス塊を分離する方法にも適用することができる。
【００６０】
なお、先に説明したガイドを使用した溶融ガラス塊の分離においても、外径保持面にガス噴出口を設けてガスを噴出して、ガイドの外径保持面とガラスが直接接触するのを低減または防止することができる。
【００６１】
支持部材のガラスを受ける面やガイドの外径保持面には、微細な孔を多数設け、それらの孔からガスを噴出するようにしてもよいし、前記面を多孔質体で形成し、多孔質体を通してガスを噴出するようにしてもよい。
【００６２】
本発明の方法によれば、インデックステーブル等で循環移動するようなガラス成形部で所定質量のガラスを成形する方法において、テーブル回転（即ち、ガラス成形部及びガラス塊の移動）とガラス塊の溶融ガラス流からの分離動作を分ける事により、例えば、溶融ガラスの流出速度を増やしても、テーブルの急加速及び急減速は避けられる。そのため、ガラス塊が受ける横加速度が低減され、ガラス塊を良好な形状、特にプレス成形用プリフォームに好適な形状に成形できる。本発明の方法はガラス塊とガラス成形部の接触を低減しながら成形する浮上成形に、特に好適である。
【００６３】
また、溶融ガラスの流出速度を増加した場合でも、ガラス成形部の移動を、余裕をもって行うことができる。さらに、ガラス成形部の停止時間を少なくできるので、大幅にタクトタイムを短縮することも可能である。
【００６４】
本発明の方法において、ガラス物品は、光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームであることができる。プレス成形用プリフォームの形状について説明する。プリフォーム形状はプレス成形品の形状に応じて決められる。レンズのように軸対称の光学素子をプレス成形する場合、プリフォームも軸対称形状にすることが好ましい。例えば球状、おはじき状（平板状）などがある。また、プレス成形時にプレス成形型とプリフォームの間にガスが閉じ込められ、そのガスによってガラスの成形が妨げられるガストラップ不良と呼ばれる不具合が起きることがある。そこで、この点を考慮して、プリフォーム表面の曲率を、プレス成形型成形面の曲率よりもきつくする（大きくする）ことが好ましい。
【００６５】
本発明は、上記本発明の製造方法により得られたガラス物品、好ましくはプリフォームを加熱軟化し、次いでプレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法を包含する。より具体的には、上記方法によって成形され、次いで徐冷された光学ガラスよりなるプレス成形用プリフォームを再度加熱し、プレス成形型でプレス成形することで光学素子を製造することができる。再加熱する前のプリフォームは、必要に応じて洗浄及び乾燥を行うことができ、また、離型作用やガラスがプレス成形型表面で広がりやすくなるよう潤滑作用を有する膜を形成してもよい。
【００６６】
レンズ面などの光学機能面に機械加工を施さない場合、上記プレス成形には精密プレス成形法を適用することが好ましい。精密プレス成形法ではＳｉＣ製、超硬合金製、耐熱性金属製などの型材を用い、成形面には必要に応じて炭素膜、貴金属膜などの離型膜を設けたプレス成形型を使用し、窒素、窒素と水素の混合ガス、不活性ガスなどの雰囲気中でプレス成形を行うことができる。プレス成形された光学素子には徐冷された後、必要に応じて反射防止膜などの光学薄膜を設けてもよい。
【００６７】
上記方法によって成形可能な光学素子として特に限定はないが、非球面レンズ、球面レンズ、シリンドリカルレンズ、マクロレンズ、レンズアレイなどの各種レンズやプリズム、ポリゴンミラー、回折格子などを例示できる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
（実施例１）
最終的に所望の屈折率、分散、透過率などの光学特性が得られるように調合されたガラス原料を加熱溶融し、脱泡清澄、攪拌均質化して得られた溶融ガラスを温度制御された白金合金製ノズルから一定の流出速度で連続して流下する。このときのガラスの引き上げ量を10kg/日、流出速度を2.5mm/秒とした。
流下する溶融ガラス流は図１および図２に示された装置によりプレス成形用プリフォームに成形される。
【００６９】
本実施例で用いた支持部材は、一辺が２０ｍｍの正三角形を底面とするステンレス製の三角柱状のものである。支持部材には溶融ガラスとの融着を防ぐため、中心にφ８ｍｍの穴を空け冷却水を流して水冷している。
【００７０】
まず降下切断機の支持部材を上昇し、鏡面仕上げされたガラス受け面とノズル先端から3ｍｍ下方まで動かした後停止している。この状態でガラス受け面は水平状態（ガラス受け面が鉛直上方を向いた状態）に保たれる。次いでガラス受け面上にノズルから流下する溶融ガラス流先端部が載る。時間と共にガラス受け面上の溶融ガラスの大きさは大きくなるので１ｍｍ／秒の低速で支持部材を鉛直方向に下げることで、溶融ガラスのノズル先端外周への濡れ上がりを防止する。
【００７１】
所望質量の溶融ガラス塊が得られるだけガラス受け面上に溶融ガラスが溜まったら、支持部材を溶融ガラスの流出速度よりも速い10ｍｍ／秒で急降下して、ガラスの表面張力により生じた溶融ガラス流のくびれの部分から先端側を分離してガラス受け面上に所定質量の溶融ガラス塊を得る。次いで支持部材を三角柱の中心軸のまわりに１２０°回転して、支持部材の下方に待機するガラス塊成形型の上面に設けられたガラス受け部にガラス塊を投入する。投入されたガラス塊は上下面が反転した状態でガラス成形部上に載り、浮上成形される。
【００７２】
降下切断機は溶融ガラス塊の分離からガラス成形部へガラス塊投入動作を繰返す。ガラス塊成形型は降下切断機の動作に同期して分離されたガラス塊を確実に受け止める。ガラス成形部に入ったガラス塊はガラス成形型とともに移動しながらプリフォーム形状に成形され、時間とともに冷却されて固化する。固化したプリフォームを吸引してガラス成形部から取り出し、パレット上に移送されて徐冷される。このようにして連続流出する溶融ガラスから所定質量のプリフォームを次々と製造していく。
【００７３】
なおインデックステーブル上に円周上に沿って等間隔に配置されたガラス塊成形型の数は１２個であり、各型の上部には１つのガラス成形部が設けられている。上記円周の直径は400ｍｍとした。
【００７４】
ガラス成形部がガラス塊を受ける位置で停止した時間は1.0秒、支持部材の上昇開始からガラス塊の分離完了までの時間を1.5秒、カッティングタイムを3.0秒に設定し、光学ガラスよりなる350±3ｍｇのプレス成形用プリフォームを作製した。このときのプリフォーム成形速度は20ＤＰＭである。ガラス成形部上でガラス塊が受ける横方向の力は最大5×10-5Ｎである。なお、降下切断機、インデックステーブルを含む装置の制御はシーケンサを用いて行っている。
【００７５】
このようにして成形されたプレス成形用プリフォームは回転対称形状をしており、カンワレ、脈理などの欠陥は認められなかった。また質量精度も精密プレス成形における要求を十分満たすものであった。
なお、支持部材の溶融ガラス流先端を受ける面を多孔質体で構成し、前記面からガスを噴出してガラスと支持体の接触を減少させてもよい。
【００７６】
プリフォームの質量精度を上記範囲にするには、３つのガラス受け面のそれぞれが同じ高さ（２５μｍ以内）で溶融ガラス流を受けるよう調整する。ガラス塊成形型の上下位置の微調整は不要である。
【００７７】
次に溶融ガラス流先端を受ける面を多孔質体で構成した支持部材を複数用い、先に説明したように回転軸の回りに等間隔で配置して、ノズルの鉛直下方で支持部材を上昇して溶融ガラス流先端を支持し、その後、支持部材を急降下して溶融ガラス塊の分離を行った。この方法では支持部材上のガラスの周囲に外周保持面に多孔質体からなるガス噴出口を多数備えたガイドを配置してガスを噴出し、溶融ガラス塊の外径を規制するとともに、支持体を水平方向に急速に移動したときにガラスが引っ張られないようにしている。その他の条件は上記各条件と同様とした。
【００７８】
このようにして成形されたプレス成形用プリフォームは回転対称形状をしており、カンワレ、脈理などの欠陥は認められなかった。また質量精度も精密プレス成形における要求を十分満たすものであった。
以上にようにして成形したプリフォームはいずれも精密プレス成形用プリフォームとして好適なものであった。
【００７９】
（比較例）
上記装置から降下切断装置を取り払い、代わりにガラス塊成形型に降下切断機能を設けた従来の装置によって上記プリフォームと同じ質量、同じ生産速度で成形を行ったところ、成形されたプリフォームは変形し、回転対称形状にはならなかった。また、プリフォームの中にはカンワレが認められるものもあった。溶融ガラス塊を受けるためにガラス塊成形型が停止する時間は2.5秒、移動中にガラス塊が受ける横方向の力は最大7×10-4Ｎである。このように移動中にガラス塊に大きな力が働くこと、またガラス塊の冷却スピードが上下面で大きく違うことから上記不良品が発生したものと考えられる。
【００８０】
本比較例では１２個のガラス塊成形型すべてについて、溶融ガラスを受けにいくときの高さが５０μｍ以内になるよう微調整を行ったが、質量公差は±１０ｍｇであった。
【００８１】
（実施例２）
実施例１で成形されたプリフォームを洗浄、乾燥した後、精密プレス成形を行って非球面レンズを作製した。上記プレス成形ではＳｉＣ製の型材表面に炭素膜を形成したプレス成形型を用い、雰囲気を窒素雰囲気とした。プレス成形は、プリフォームを635℃まで加熱し、60秒間、100kgf/cm2の圧力でプレスして行った。プレス成形後、非球面レンズを型から取り出し徐冷した。得られたレンズは内部、表面とも良好な状態であった。レンズは必要に応じて芯取り加工を施し、表面に反射防止膜を形成してもよい。
【００８２】
本実施例は非球面レンズの製造方法に関するものであるが、その他の光学素子、例えばプリズムや回折格子などの製造にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、溶融ガラスから高品質のプレス成形用プリフォーム等のガラス物品の生産、及び前記プリフォームをプレス成形することによるレンズ等の光学素子の生産に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の製造方法で使用するガラス物品成形装置の一例を示す側面方向からの概略図である。
【図２】本発明の製造方法で使用するガラス物品成形装置における支持部材の動作を説明するための側面方向からの概略図である。
【図３】本発明の製造方法で使用するガラス物品成形装置における支持部材の動作を説明するための上方向からの概略図である。
【図４】本発明の製造方法で使用するガラス物品成形装置における支持部材の動作を説明するための側面方向からの概略図である。
【図１】
2004300020.tif 000003
【図２】
2004300020.tif 000004
【図４】
2004300020.tif 000005
【図３】
2004300020.tif 000006