(57)【要約】【課題】光学素子のガラスプレフォームを型のカジリ無しに製造できるようにする。【解決手段】ガラス製の光学素子の完成形状に近い形状を有し、仕上げ加工することにより光学素子へと加工されるガラスプレフォーム１０を製造するためのガラスプレフォームの製造装置であって、ガラスプレフォームの下面を成形する下型１と、ガラスプレフォームの上面を成形する上型２と、下型に固定され、ガラスプレフォームの側面の下側部を成形する下胴型３と、上型及び下胴型と着脱自在に配置され、ガラスプレフォームの側面の上側部を成形する上胴型４とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製の光学素子の完成形状に近い形状を有し、仕上げ加工することにより前記光学素子へと加工されるガラスプレフォームを製造するためのガラスプレフォームの製造装置であって、
前記ガラスプレフォームの下面を成形する下型と、
前記ガラスプレフォームの上面を成形する上型と、
前記下型に固定され、前記ガラスプレフォームの側面の下側部を成形する下胴型と、
前記上型及び前記下胴型と着脱自在に配置され、前記ガラスプレフォームの側面の上側部を成形する上胴型と、
を具備することを特徴とするガラスプレフォームの製造装置。
【請求項２】
前記上胴型を、前記上型又は前記下胴型に一体化させるための減圧吸着手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のガラスプレフォームの製造装置。
【請求項３】
前記上胴型を、前記上型又は前記下胴型から浮上させるためのガス噴出手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のガラスプレフォームの製造装置。
【請求項４】
前記上胴型及び下胴型は、その内周に抜き勾配として作用する斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のガラスプレフォームの製造装置。
【請求項５】
請求項１に記載のガラスプレフォームの製造装置を用いてガラスプレフォームを製造する方法であって、
前記上胴型を前記下胴型に一体化させた状態で、前記下型の上に溶融ガラスを受けて、溶融ガラス塊を得る第１の工程と、
前記上型と下型とを接近させ、前記上胴型を前記上型及び下胴型と一体化させるとともに、前記上型と前記下型により前記溶融ガラス塊をプレスして、前記上型と前記下型と前記上胴型と前記下胴型とで囲まれた空間により前記ガラスプレフォームを成形する第２の工程と、
前記ガラスプレフォームを冷却する第３の工程と、
前記上胴型を前記上型に一体化させるとともに、前記下胴型から離脱させた状態で、前記上型と下型とを型開きし、前記ガラスプレフォームを取り出す第４の工程と、
を具備することを特徴とするガラスプレフォームの製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程では、減圧吸着により前記上胴型を前記下胴型に一体化させることを特徴とする請求項５に記載のガラスプレフォームの製造方法。
【請求項７】
前記第４の工程では、減圧吸着により前記上胴型を前記上型に一体化させることを特徴とする請求項５に記載のガラスプレフォームの製造方法。
【請求項８】
前記第４の工程では、前記下胴型からガスを噴出させることにより、前記上胴型を前記下胴型から離脱させることを特徴とするガラスプレフォームの製造方法。
【請求項９】
上面と下面を上下の成形型によってプレス成形されたガラスプレフォームであって、
前記上面と下面の間の側面に、該側面の上下方向の中間部において互いに傾きが逆方向になる斜面を備えることを特徴とするガラスプレフォーム。
【請求項１０】
請求項９に記載のガラスプレフォームを仕上げ加工することにより製造されたことを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融状態の光学ガラスを成形型で成形し、成形用素材または研磨用素材として使われるガラスプレフォームを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス製の光学素子を製造する場合、まず光学素子の完成形状に近い形状のガラスプレフォームを製造し、そのガラスプレフォームを研磨加工により仕上げて最終的な光学素子を製造するという方法がとられている。研磨用素材として使われるガラスプレフォームを製造する技術としては、特開平１０−１２０４２４号公報、特開昭６０−２５１１３５号公報などに開示されているように、溶融状態の光学ガラスを成形型で成形し製造する技術が知られている。これらでは、溶融ガラス塊をプレスし、周辺縁形状を有するプレフォームを成形する上型の構造は、上型とその周囲のスリーブからなり、スリーブと下胴型を接触させキャビティーを形成した後、上下型を近接させ、周辺縁形状まで成形するものであった。
【特許文献１】特開平１０−１２０４２４号公報
【特許文献２】特開昭６０−２５１１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の方法では、上型とスリーブの可動摺動部においてカジリが発生する問題があり、従来では、可動摺動部に潤滑剤を塗布することで対応していた。
【０００４】
なお、このように上型とスリーブの可動摺動部においてカジリが発生しやすい原因として、次に示す２つの原因が考えられる。
【０００５】
１点目として、摺動部が多い点が挙げられる。すなわち、スリーブはその内周部の全周で上型と摺動し、さらに、スリーブの外側にはホルダーが設けられることが多く、スリーブはホルダーとも摺動する。すなわち、スリーブは、その内外両面で、全周が摺動する。したがって、スリーブの僅かな偏心や僅かな傾きが発生するだけで、カジリが発生する。
【０００６】
２点目として、ガラスによるスリーブの傾きが挙げられる。すなわち、従来の方法で、スリーブと下胴型を接触させキャビティーを形成した後、上下型を近接させ、周辺縁形状まで成形する場合、スリーブと下胴型の接触部から溶融ガラスが流出し、この流出ガラスによりスリーブが偏った状態で持ち上げられる場合がある。このようにスリーブが傾くとカジリの発生頻度は高くなる。なお、このスリーブと下胴型の接触部からの溶融ガラスの流出は、スリーブと下胴型を接触させる時や上下型を近接させて成形する時に発生する。
【０００７】
ところで、従来の様にガラスプレフォームを後工程で研磨して仕上げる場合には、この潤滑剤の使用は特に問題とはならない。すなわち、成形されたガラスプレフォームの表面は研削加工および研磨加工により除去加工され光学素子となるので、ガラスプレフォーム表面に付着した潤滑剤は最終的に除去されてしまうためである。
【０００８】
しかしながら、ガラスプレフォームをさらにプレス成形して光学素子を製造する場合、ガラスプレフォーム表面への潤滑剤の付着は、成形された光学素子の外観不良や光学性能不良を引き起こすので好ましくない。
【０００９】
さらに近年では、成形光学素子として、多数の光学面を有しその全体形状が直方体に近い形のものもある。このように略直方体形状のガラスプレフォームを従来の方法でプレス成形すると、スリーブ形状が長方形となる。このような長方形のスリーブを用いて、従来の方法で、溶融ガラスからガラスプレフォームを成形すると、カジリが非常に発生しやすい。これは、一般のレンズの円形状のスリーブに比べ、長方形のスリーブは、バランスが悪く、また、形状精度も悪いためと考えられる。
【００１０】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、光学素子のガラスプレフォームを型のカジリ無しに製造できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるガラスプレフォームの製造装置は、ガラス製の光学素子の完成形状に近い形状を有し、仕上げ加工することにより前記光学素子へと加工されるガラスプレフォームを製造するためのガラスプレフォームの製造装置であって、前記ガラスプレフォームの下面を成形する下型と、前記ガラスプレフォームの上面を成形する上型と、前記下型に固定され、前記ガラスプレフォームの側面の下側部を成形する下胴型と、前記上型及び前記下胴型と着脱自在に配置され、前記ガラスプレフォームの側面の上側部を成形する上胴型と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係わるガラスプレフォームの製造装置において、前記上胴型を、前記上型又は前記下胴型に一体化させるための減圧吸着手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係わるガラスプレフォームの製造装置において、前記上胴型を、前記上型又は前記下胴型から浮上させるためのガス噴出手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係わるガラスプレフォームの製造装置において、前記上胴型及び下胴型は、その内周に抜き勾配として作用する斜面を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係わるガラスプレフォームの製造方法は、上記のガラスプレフォームの製造装置を用いてガラスプレフォームを製造する方法であって、前記上胴型を前記下胴型に一体化させた状態で、前記下型の上に溶融ガラスを受けて、溶融ガラス塊を得る第１の工程と、前記上型と下型とを接近させ、前記上胴型を前記上型及び下胴型と一体化させるとともに、前記上型と前記下型により前記溶融ガラス塊をプレスして、前記上型と前記下型と前記上胴型と前記下胴型とで囲まれた空間により前記ガラスプレフォームを成形する第２の工程と、前記ガラスプレフォームを冷却する第３の工程と、前記上胴型を前記上型に一体化させるとともに、前記下胴型から離脱させた状態で、前記上型と下型とを型開きし、前記ガラスプレフォームを取り出す第４の工程と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係わるガラスプレフォームの製造方法において、前記第１の工程では、減圧吸着により前記上胴型を前記下胴型に一体化させることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係わるガラスプレフォームの製造方法において、前記第４の工程では、減圧吸着により前記上胴型を前記上型に一体化させることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係わるガラスプレフォームの製造方法において、前記第４の工程では、前記下胴型からガスを噴出させることにより、前記上胴型を前記下胴型から離脱させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係わるガラスプレフォームは、上面と下面を上下の成形型によってプレス成形されたガラスプレフォームであって、前記上面と下面の間の側面に、該側面の上下方向の中間部において互いに傾きが逆方向になる斜面を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係わる光学素子は、上記のガラスプレフォームを仕上げ加工することにより製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光学素子のガラスプレフォームを型のカジリ無しに製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な一実施形態について説明する。
【００２３】
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００２４】
本実施形態の第１の特徴は、制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォームの製造装置において、成形型は、溶融ガラス塊を受け、かつ、プレフォームの下面を成形する下型と、プレフォームの側面の周辺縁形状を成形する胴型と、プレフォームの上面を成形する上型ｙｐからなり、この胴型が上胴型と下胴型の上下２体に分割でき、この上胴型は、下胴型および上型との一体化、およびそれらからの離脱が、容易な構造であることである。
【００２５】
また、本実施形態の第２の特徴は、上記のガラスプレフォームの製造装置において、上胴型は、
（１）下胴型の上に置かれ下胴型と組み合わされ一体化され、上型からは離脱した状態
（２）下胴型の上に置かれ、かつ、上型と組み合わされ、すなわち下胴型と上型の両方と一体化され、成形キャビティーを形成している状態
（３）上型と組み合わされ一体化され、下胴型からは離脱した状態
の３つの状態に変化できることである。
【００２６】
また、本実施形態の第３の特徴は、上記の製造装置を用いたガラスプレフォームの製造方法において、上胴型は下胴型と組み合わされ一体化され、上下胴型で囲まれた下型の上に溶融ガラス塊を受け、続いて、上下型を近接させ、下胴型の上に置かれた上胴型を上型とも組み合わせ一体化させ、形成された成形キャビティー内で溶融ガラス塊を成形し 制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォームを得、さらに、このガラスプレフォームが冷却された後、上胴型が上型と一体化され下胴型から離脱している状態で型開きを行い、成形ガラスプレフォームを取り出すことである。
【００２７】
また、本実施形態の第４の特徴は、上記のガラスプレフォームの製造装置において、上下胴型の内周は、抜き勾配として作用する周辺縁形状を形成することである。
【００２８】
また、本実施形態の第５の特徴は、上記のガラスプレフォームの製造装置において、上胴型は、減圧吸着により上型と組み合わされた状態になることである。
【００２９】
また、本実施形態の第６の特徴は、上記のガラスプレフォームの製造装置において、上胴型は、下胴型と組み合わされた状態で、上胴型と下胴型の間は、噴出ガスによるガスクッション層により軽く浮上している状態、または、減圧吸着により互いに吸着された状態になることである。
【００３０】
また、本実施形態の第７の特徴は、上記の方法で得られたガラスプレフォームを成形用素材とし、精密成形して光学素子を得ることである。
【００３１】
また、本実施形態の第８の特徴は、上記の方法で得られたガラスプレフォームを研磨用素材とし、研削研磨加工して光学素子を得ることである。
【００３２】
上記の第１、第２、第３の特徴による作用は、以下に示すものである。
【００３３】
まず、上胴型は下胴型と組み合わされ一体化され、上下胴型で囲まれた下型の上に溶融ガラス塊を受ける。これにより、溶融ガラス塊は、上下胴型により保持され、キャビティーから流出することは無い。上胴型は下胴型と組み合わされ一体化されているので、この合せ面から溶融ガラスが流出することはない。
【００３４】
続いて、上下型を近接させ、下胴型の上に置かれた上胴型を上型とも組み合わせ一体化させ、形成された成形キャビティー内で溶融ガラス塊を成形し 制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォームを得る。この時、上型は、上胴型と摺動しながら下型と近接していくが、上胴型の摺動部は、上胴型の内面だけであり、摺動部が少なく、また、上下胴型の合せ面からのガラスの流出はないので、上胴型の傾きはなく、カジリは発生しない。
【００３５】
さらに、このガラスプレフォームが冷却された後、上胴型が上型と一体化され、下胴型から離脱している状態で型開きを行い、成形ガラスプレフォームを取り出す。この時、上胴型は上型と一体化された状態で型開きされるので、成形ガラスプレフォームの取り出しは非常に容易になる。
【００３６】
また、上記の第４の特徴によれば、上下胴型の内周に抜き勾配として作用する周辺縁形状を形成することにより、成形ガラスプレフォームの取り出しは極めて容易になる。
【００３７】
また、上記の第５の特徴によれば、上胴型を減圧吸着により上型と組み合わされた状態にすることにより、上型と上胴型を確実に一体化することができ、また、吸着圧を正圧に変換することにより上型と上胴型を確実に離脱させることができる。
【００３８】
また、上記の第６の特徴によれば、上胴型と下胴型とが組み合わされ状態で、上胴型と下胴型の間は、噴出ガスによるガスクッション層により軽く浮上させることにより、上胴型と下胴型との位置決めを容易にし、また、上胴型と上型との一体化を確実に行なうことができる。また、上胴型と下胴型とが減圧吸着により互いに吸着された状態にすることで、上胴型と下胴型を確実に一体化することができ、この合せ面からの溶融ガラスの流出を防止することができる。
【００３９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態に係わる成形装置の成形型近傍の構成を説明する断面図である。
【００４１】
図１において、１は下型、２は上型、３は下胴型、４は上胴型、５は下型ホルダー，６は上型ホルダー、７はヒーター、８は減圧室、９は吸引管である。
【００４２】
下型１は、下型ホルダー５で保持され、ヒーター７で所定の温度に加熱される。下胴型３は、下型１の外周に置かれ、下型ホルダー５により下型１と一体化されている。上型２は、上型ホルダー６で保持され、ヒーター７で所定の温度に加熱される。上胴型４は、上型２の外周に位置するが、上胴型４と上型２は固定されてはいない。上下の型ホルダーの５，６の内部には環状の減圧室８が設置され、減圧室８からは複数の吸引管９が外部に貫通するよう設けられている。上胴型４は、吸引管９が開口している位置で、上型２または下胴型３と嵌合するように設置される。減圧室８には、真空ポンプなどの減圧装置（不図示）またはガス供給装置（不図示）が接続され、減圧室を減圧することで、上胴型４を減圧吸着することができ、また、減圧室にガスを供給することで、減圧吸着を解除することができ、また、上胴型４を軽く浮上させることができる。
【００４３】
なお、下胴型３および上胴型４のキャビティー２０を構成する内面には、成形品の抜き勾配として作用する様にテーパー面が形成されている。
【００４４】
図２は、制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォーム、すなわち成形ガラス塊の製造方法を説明するための工程説明図である。
【００４５】
図２において、１０は溶融ガラス塊であり、１１は成形ガラス塊すなわち制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォームである。なお、図２には図示していないが、下型ホルダー５は、その移動速度を所定の値に制御可能なＮＣ駆動装置に連結されており、上下方向および横方向に所定の速度で移動可能である。
【００４６】
工程の初期段階では、上胴型４は下胴型３の上に嵌合状態で載せられ一体となっている。この時、上胴型４は下胴型３に減圧吸着され一体化されている。
【００４７】
続いて、下型１の上に溶融ガラス塊１０を受ける。すなわち、下型１を、溶融ガラス流出口（不図示）の直下に位置させ、溶融ガラス流出口から流出する溶融ガラス流を下型１の上に受け、所望重量になるまで待機し、所望重量の溶融ガラスを受けた後、下型１を所定距離下降させ溶融ガラス流に括れ部を形成し暫く待機し、溶融ガラスの表面張力により溶融ガラス流を分離切断させ、溶融ガラス塊１０を下型１の上に得る。
【００４８】
そして、溶融ガラス塊１０を受けた下型１は、溶融ガラス流出口（不図示）の下の位置から、上型２の下の位置へと横移動する。その後、下型１を、所定の制御された速度で上昇させ、溶融ガラス塊１０のプレス成形を開始する。
【００４９】
まず、上胴型４の内周面に、上型２の外周面が、嵌合状態で挿入される。この時、上胴型４と上型２との摺動面は、この面のみなので、カジリは発生しない。
【００５０】
そして、下型１と上型２と下胴型３と上胴型４とによって成形キャビティーが形成された状態で、更に、下型１の上昇が進むと、溶融ガラス塊１０のプレス成形が開始され、溶融ガラス塊は周縁部へと広がり、最終的に、制御された周辺縁形状を有する成形キャビティー内に溶融ガラスが充填される。なお、この時、下胴型３と上胴型４とは減圧吸着により一体化されているので、この合せ面から溶融ガラスが流出することは無い。
【００５１】
このように、溶融ガラスがキャビティーに充填され、冷却固化した後、成形ガラス塊１１すなわち制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォームを成形型から取り出す。
【００５２】
この時、上胴型４は上型２との間で減圧吸着され一体化され、逆に、下胴型３との間には吸引管９を通ってガスが供給され、軽い浮上状態となる。この状態で下型１を下降させると、下型１の上に成形ガラス塊１１が載った状態となり、上胴型４と一体化した上型２から型開きされた状態となる。この時、上胴型４は、成形ガラス塊１１の側面との間で摺動するが、この面にはテーパー状の抜き勾配が形成されているので、カジリは発生しない。
【００５３】
その後、搬出装置（不図示）を用いて成形ガラス塊１１を取り出す。この時、下胴型３の側面にはテーパー状の抜き勾配が形成されているので、取り出しは極めて容易である。
【００５４】
このように成形ガラス塊の取り出しが行なわれた後、再度、下型１が上昇し、上型２と一体化し、その時、上型２側から下胴型３側に、上胴型４が受け渡される。この時、下胴型３と上胴型４との間を、吸引管９からのガス噴出により軽い浮上状態にして上胴型４の受け渡しを行うと、カジリの発生が無く好適である。
【００５５】
上胴型４の受け渡しが完了した後、上胴型４と下胴型３を減圧吸引により一体化し、上胴型４と上型２の間は、吸引管９からのガス供給により軽い浮上状態とした後、下型１を下降させ、上胴型４を上型２から離脱させ、下胴型３と一体化させることにより、制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォームの製造が完了する。
【００５６】
以下、本実施形態の具体的実施例について説明する。
【００５７】
（実施例１）
本実施例１では、多孔質材からなる上下成形型を用いて溶融ガラス塊をプレス成形し成形ガラス塊を得、この成形ガラス塊の成形面を研削研磨加工により除去し光学素子を得る例について説明する。
【００５８】
本実施例における装置構成は図１に示したものと同様である。本実施例においては、下型１および上型２は多孔質材からなっており、これらの型の背面部にはガス供給室（不図示）が設けられ、このガス供給室に供給された高圧のガスが、多孔質材の型の細孔を通って型の成形面から噴出するよう設計されている。
【００５９】
本実施例では、ＳＫ１２相当の光学ガラスを溶融し、それから溶融ガラス塊を得、プレス成形し、ガラスプレフォームを得る場合について説明する。
【００６０】
上下成形型の多孔質材として、カーボンおよびジルコニア・マイカ複合材の２種類を検討した。カーボンの場合、噴出ガスとして窒素ガスを用いた。ジルコニア・マイカ複合材の場合、噴出ガスとして空気を用いた。
【００６１】
本実施例では、下型１、上型２、下胴型３、上胴型４の４個の部材は、同一材料を用いた。
【００６２】
本実施例での成形ガラス塊の形状は、直径２０ｍｍの両凸形状であり、その重量は５ｇである。
【００６３】
下型１は、下型ホルダー５内のヒーター７により、４００℃に加熱保持され、上型２は、上型ホルダー６内のヒーター７により、３５０℃に加熱保持される。
【００６４】
溶融ガラスは、溶融ガラス流出口（不図示）から１０００℃で流出し、下型１の上に７秒間流出され、５ｇの重量の溶融ガラス塊を得、その状態の下型１を上型２の下方に移動させる。そして、そこで３秒間保持した後、下型１を上昇させプレス成形し、その状態で５秒間保持しガラスを冷却固化した後、型開きして成形ガラス塊（ガラスプレフォーム）１１を取り出した。
【００６５】
なお、本実施例での上胴型４の動きは、上記の実施形態で説明したものと同じである。そして、本実施例では、上胴型４のカジリなどの動作不良は発生せず、連続５０００ショットの連続成形が可能であった。
【００６６】
また、本実施例では、型の成形面から噴出するガス流量を所望の値に制御しているので、ガラス成形面表面は、型の細孔を軽く転写し、その表面が凸凹しており、その表面形状は型の表面形状に極めて近いものであった。
【００６７】
このように、本実施例で得られた成形ガラス塊（ガラスプレフォーム）の形状精度は極めて高いので、この成形ガラス塊の成形面を研削研磨し光学素子を得るのに要する除去量は、僅か５０μｍで十分であった。
【００６８】
（実施例２）
本実施例２では、合金材料からなる上下成形型を用いて溶融ガラス塊をプレス成形し成形ガラス塊を得、この成形ガラス塊を精密成形し成形光学素子を得る例について説明する。
【００６９】
本実施例における装置構成は図１に示したものと同様である。
【００７０】
本実施例では、ＳＫ１２相当の光学ガラスを溶融し、それから溶融ガラス塊を得、プレス成形し、成形ガラス塊（ガラスプレフォーム）を得る場合について説明する。
【００７１】
本実施例では、下型１、上型２、下胴型３、上胴型４の４個の部材の材料として、金とニッケルの合金からなる材料を用いた。
【００７２】
本実施例での成形ガラス塊の形状は、直径２６ｍｍの凹メニスカス形状であり、その重量は７ｇである。
【００７３】
下型１は、下型ホルダー５内のヒーター７により、４５０℃に加熱保持され、上型２は、上型ホルダー６内のヒーター７により、４００℃に加熱保持される。
【００７４】
溶融ガラスは、溶融ガラス流出口（不図示）から１０００℃で流出し、下型１の上に９秒間流出され、７ｇの重量の溶融ガラス塊を得、その状態の下型１を上型２の下方に移動させる。そして、そこで５秒間保持した後、下型１を上昇させプレス成形し、その状態で８秒間保持しガラスを冷却固化した後、型開きして成形ガラス塊１１を取り出した。
【００７５】
なお、本実施例での上胴型４の動きは、上記の実施形態で説明したものと同じである。そして、本実施例では、上胴型４のカジリなどの動作不良は発生せず、連続５０００ショット以上の連続成形が可能であった。
【００７６】
本実施例で型材料として用いた金ニッケル合金は、溶融光学ガラスとの反応性が低く、濡れ性が悪いので、成形ガラス塊１１の外観は極めて良好であり、光学素子成形用素材として適している。
【００７７】
所望の成形光学素子形状に近似した形状に成形された成形ガラス塊１１を成形素材として用い精密成形を行うと、成形時の変形量が小さいことから、次の２つの利点がある。
【００７８】
１つは、成形素材の表面近傍のみを変形可能な温度にすれば十分なので、ガラス加熱に要する時間が短くなる。もう１つは、型へのダメージが少なくなる点である。
【００７９】
本実施例では、精密成形型として超硬材からなる成形型本体の成形面にカーボン系離型膜を設けた精密成形型を用い、この成形型を６１０℃に加熱し、精密成形を行なった。
【００８０】
ガラスの加熱に要する時間は、従来の精密成形では１５０秒を要したが、本実施例では４０秒で十分であった。
【００８１】
また、従来の精密成形では、型成形面のカーボン系離型膜の耐久は１０００ショットであったが、本実施例では５０００ショット以上の耐久があった。
【００８２】
（実施例３）
本実施例３では、一般のレンズ形状ではない光学素子、すなわち、複数の反射面を有するプリズム状の反射光学素子を、実施例２と同様の方法で得る場合について説明する。
【００８３】
図３、図４は、本実施例での装置構成を示す。図３は長手方向の縦断面図で、図４は横断面図である。基本的構成は図１に示す実施例１のものと同様である。なお、本実施例では、下胴型３と上胴型４の合せ面は、実施例２の平面とは異なり、屈折面形状となっている。これは、プリズム状の反射光学素子の形状要因から来るものである。
【００８４】
図５は、本実施例での成形ガラス塊（ガラスプレフォーム）の成形時の装置動作を示す工程説明図である。装置動作は図２に示す実施例２のものと同様である。
【００８５】
本実施例では、リン酸系の極低軟化の光学ガラスを溶融し、それから溶融ガラス塊を得、プレス成形し、成形ガラス塊を得る場合について説明する。
【００８６】
本実施例では、下型１、上型２、下胴型３、上胴型４の４個の部材の材料として、金とニッケルの合金からなる材料を用いた。
【００８７】
本実施例での成形ガラス塊は、図３、図４に示すように６面の光学面を有する形状をしており、この成形ガラス塊の長さは２０ｍｍで、その重量は１４ｇである。
【００８８】
下型１は、下型ホルダー（不図示）内のヒーター（不図示）により、３００℃に加熱保持され、上型２は、上型ホルダー（不図示）内のヒーター（不図示）により、２５０℃に加熱保持される。
【００８９】
本実施例で用いた溶融ガラス流出口（不図示）は、その開口部形状が、型キャビティー形状に近似した矩形形状のものを用いた。
【００９０】
溶融ガラスは、溶融ガラス流出口（不図示）から７５０℃で流出し、下型１の上に１２秒間流出され、１４ｇの重量の溶融ガラス塊を得、その状態の下型１を上型２の下方に移動させる。そして、そこで８秒間保持した後、下型１を上昇させプレス成形し、その状態で４秒間保持しガラスを冷却固化した後、型開きして成形ガラス塊１１を取り出した。
【００９１】
なお、本実施例での上胴型４の動きは、上記の実施形態で説明したものと同じである。そして、本実施例では、上胴型４のカジリなどの動作不良は発生せず、連続５０００ショット以上の連続成形が可能であった。
【００９２】
本実施例で型材料として用いた金ニッケル合金は、溶融光学ガラスとの反応性が低く、濡れ性が悪いので、成形ガラス塊１１の外観は極めて良好であり、光学素子成形用素材として適している。
【００９３】
本実施例のような複数の反射面を有するプリズム状の反射光学素子のような複雑な形状の成形光学素子を得る場合、その成形素材は成形素子形状に近似している必要がある。本実施例によれば、このような複雑な形状の成形素材を容易に安価に得ることができる。
【００９４】
本実施例では、精密成形型として超硬材を母材とする成形型本体の成形面にカーボン系離型膜を設けた精密成形型を用い、この成形型を４３０℃に加熱し、精密成形を行なった。このようにして、複雑な形状の成形光学素子である複数の反射面を有するプリズム状の反射光学素子を得ることができた。
【００９５】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、制御された周辺縁形状を有する光学的ガラスプレフォーム製造を確実に行い、装置稼働率を上げ、製造コストを下げることができる。
【００９６】
また、近似形状の成形素材を用いることにより、成形光学素子製造時の製造コストを下げることができる。
【００９７】
また、光学素子製造時の除去加工量を大幅に削減でき、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１および第２の実施例における型構造を説明する図である。
【図２】第１および第２の実施例における製造方法を説明する図である。
【図３】第３の実施例における型構造を説明する図である。
【図４】第３の実施例における型構造を説明する図である。
【図５】第３の実施例における製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  下型
２  上型
３  下胴型
４  上胴型
１０  溶融ガラス塊
１１  成形ガラス塊
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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