(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が１０１０ポアズ以下の粘度になるように加熱されたガラス素材を、互いに平行に配置され、かつ同一方向に回転する複数のローラーの上に、当該ローラーの回転軸に対して平行に設けられた案内傾斜面（シュート）上を移動させることにより導入し、前記ガラス素材を前記ローラーの回転方向と逆の方向に回転させることにより、前記ガラス素材を円形断面の丸棒形状に成形するガラス丸棒の製造方法であって、
前記案内傾斜面（シュート）上の前記ガラス素材の移動が、前記ガラス素材が前記案内傾斜面（シュート）を転がり落下することにより行われることを特徴とするガラス丸棒の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス素材の導入に際し、前記案内傾斜面（シュート）上で前記ガラス素材の向きを前記ローラーの回転軸に対して一旦平行に位置修正することを特徴とする請求項１記載のガラス丸棒の製造方法。
【請求項３】
前記位置修正を行うとともに、前記ガラス素材の移動速度を制御することを特徴とする請求項２記載のガラス丸棒の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス素材が前記案内傾斜面（シュート）上を移動する速度を、前記ガラス素材の表面の粘度を調節することにより制御することを特徴とする請求項１〜３記載のガラス丸棒の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス素材が前記案内傾斜面（シュート）上を移動する間、前記ガラス素材の少なくとも表面の粘度を１０１０ポアズ以下に保ち、ローラーに導入されるガラス素材の粘度を１０１０ポアズ以下とすることを特徴とする請求項１〜４記載のガラス丸棒の製造方法。
【請求項６】
前記複数のローラー上で回転するガラス素材を、前記複数のローラーと、前記複数のローラーに平行に配置されかつ同一方向に回転する他のローラーとの間で挟み込むことにより丸棒形状に形成することを特徴とする請求項１〜５記載のガラス丸棒の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載されたガラス丸棒の製造方法によってガラス丸棒を製造した後、得られたガラス丸棒をその長手方向に対して垂直に、所定幅で切断し、次いで、切断されたガラス片の切断面を研削及び／又は研磨してレンズを製造することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項８】
少なくとも、ガラス素材を軟化させる軟化炉と、軟化したガラス素材を丸棒形状に成形するためのローラーであって互いに平行に配置されかつ同一方向に回転する複数のローラーと、軟化炉で軟化させたガラス素材を前記ローラー上に導入するための案内傾斜面（シュート）であって前記軟化炉と前記ローラーとの間にローラーの回転軸に対して平行に設けられた案内傾斜面と、軟化炉で軟化させたガラス素材を前記案内傾斜面に供給する供給手段と、を有するガラス丸棒の製造装置であって、
前記案内傾斜面は、前記ガラス素材を転がり落下させて前記ローラー上に導入し、
前記案内傾斜面上の前記ガラス素材の落下軌道上に、前記ガラス素材を前記ローラーの回転軸に対して平行になるように一時的に保持する保持部材を設けたことを特徴とするガラス丸棒の製造装置。
【請求項９】
前記保持部材が、前記ローラーの回転軸に平行な面を有する板状体及びその開閉機構からなることを特徴とする請求項８記載のガラス丸棒の製造装置。
【請求項１０】
前記複数のローラーと、前記複数のローラーに平行に配置されかつ同一方向に回転する他のローラーとを有し、前記複数のローラーと前記他のローラーとの間で前記ガラス素材を挟み込む機構を有することを特徴とする請求項８又は９記載のガラス丸棒の製造装置。
【請求項１１】
前記複数のローラー及び前記他のローラーにおける、各ローラー又はいずれか１以上のローラーの表面にロ−レット加工を施したことを特徴とする請求項１０記載のガラス丸棒の製造装置。
【請求項１２】
前記軟化炉内を前記ガラス素材を載置しつつ移動して前記ガラス素材を軟化する軟化皿を有し、軟化炉の出口で前記軟化皿を反転又は傾斜させて軟化皿上のガラス素材を案内傾斜面上に供給する機構を有するガラス丸棒の製造装置であって、前記軟化皿におけるガラス素材を載置する凹部の一方の側の肩の部分に傾斜部を設けたことを特徴とする請求項８〜１１記載のガラス丸棒の製造装置。
【請求項１３】
前記軟化皿に硬化処理を施したことを特徴とする請求項１２記載のガラス丸棒の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真円度の高い丸棒ガラスの製造方法及び製造装置並びにこれらを用いたレンズの製造方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、あらゆる機器の小型化が進んでいることに対応して、それに使用されるレンズも、１０ｍｍφ以下というような外径の小さな小径品の需要が高まっている。しかし、外径が小さくなればなるほど、ダイレクトプレスによる方法やリヒートプレスによる方法では外径のバラツキを小さくするのには限界があった。
【０００３】
そこで、断面が真円形のガラス丸棒をまず作り、その長手方向に垂直に丸棒を切断してガラス片とした後、このガラス片の切断面を冷間加工することにより所定曲面を有するとともに外径のバラツキの小さいレンズを製造する方法（冷間加工方式）が行われている。
この方法に用いる真円形断面ガラス丸棒は、従来、板状ガラスから切り出すことにより得られるガラス角棒や、プレス成形等により棒状に成形されたガラスに対し、断面が真円形となるように冷間加工を施すことにより製造されていた（図１１）。
しかし、このような冷間加工による場合には、研削時の削り代が多く、手間がかかるほか、削り代による材料ロスも大きい。
【０００４】
このため、熱間加工により真円形断面ガラス丸棒を製造する方法が試みられている。
その一つの方法として、波形の上下型を用い、この上下型でガラスを成形することによって真円形断面の棒状体が複数個連なったガラス成形品を製造し、棒と棒のつなぎ目を切り離してガラス丸棒を得る方法がある（波板プレス方式、図１２）。しかし、この場合にも、上型と下型のあわせ目（棒と棒のつなぎ目）に鋳ばりが生ずるためにそれを除去するための冷間加工を行う必要があるうえ、上下型のごくわずかなズレによっても真円度が著しく低下してしまうという問題があった。
【０００５】
また、もう一つの方法として、加熱軟化させたガラス素材（角棒）を、互いに平行で連続回転する３本のローラーの間に装入し、これらのローラーの間隔を次第に狭めて所定の直径を有するガラス丸棒を形成する方法が提案されている（ローラープレス方式：特公昭６１−９２５３号）。
この方法によると、ガラスは当初３本のローラーと部分的にしか接触しないので、部分的に、ガラスの自重やローラーからの圧力による押圧力を受ける。一方、真円度の高い断面を有するガラス丸棒を得るためには、ガラスの断面における円周上のどの位置も均等な押圧力が加わる必要がある。従って、ガラスは、ローラー間でローラーの回転方向と逆の方向に連続回転することによって初めて真円度の高い円形断面のガラス丸棒が得られる。
また、ガラス素材はあらかじめ変形可能な粘度にまで加熱されているが、各ローラーの間で回転する際、ローラー等に熱を奪われて急速に温度が低下する。従って、ガラス素材が変形可能な粘度である短時間のうちに真円度を上げることが必要で、そのためには、ガラス素材はかなりの高速で回転しなければならない。また、当然にローラーも高速回転する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ローラープレス法で真円度の高いガラス丸棒を得ようとすると、高速回転するローラーの間に加熱されたガラス素材を確実に導入する必要がある。しかしながら、これまでの方法では、ガラス素材がローラー上からこぼれ落ちたり、ガラス素材がローラーに巻き込まれて変形してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、これら問題点を解決すべく、ローラー上またはローラー間へのガラス素材の導入を確実にかつ安定的に行うことができ、真円度の高い断面を有するガラス丸棒を安定的に高歩留まりで製造できるガラス丸棒の製造方法等の提供を第一の目的とする。
また、上記方法に適したガラス丸棒の製造装置の提供を第二の目的とする。
さらに、安価で高精度なレンズを製造できるレンズの製造方法の提供を第三の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点について本発明者らはその原因を究明したところ、ガラス素材がローラー間に導入される位置（ローラーと平行か否かを含む）・速度やガラス素材の形状・粘度が適切でない場合にかかる問題が発生することが判明した。そして、以下の構成とすることで上述した問題点を解決できることを見い出し本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、以下の構成としてある。
【００１０】
（構成１）少なくとも表面が１０10ポアズ以下の粘度になるように加熱されたガラス素材を、互いに平行に配置され、かつ同一方向に回転する複数のローラーの上に、当該ローラーの回転軸に対して平行に設けられた案内傾斜面（シュート）上を移動させることにより導入し、前記ガラス素材を前記ローラーの回転方向と逆の方向に回転させることにより、前記ガラス素材を円形断面の丸棒形状に成形するガラス丸棒の製造方法であって、前記案内傾斜面（シュート）上の前記ガラス素材の移動が、前記ガラス素材が前記案内傾斜面（シュート）を転がり落下することにより行われることを特徴とするガラス丸棒の製造方法。
【００１１】
（構成２）少なくとも表面が１０10ポアズ以下の粘度になるように加熱されたガラス素材を、互いに平行に配置され、かつ同一方向に回転する複数のローラーの上に、当該ローラーの回転軸に対して平行に設けられた案内傾斜面（シュート）上を移動させることにより導入し、前記ガラス素材を前記ローラーの回転方向と逆の方向に回転させることにより、前記ガラス素材を円形断面の丸棒形状に成形するガラス丸棒の製造方法であって、前記ガラス素材の導入に際し、前記案内傾斜面（シュート）上で前記ガラス素材の向きを前記ローラーの回転軸に対して一旦平行に位置修正することを特徴とするガラス丸棒の製造方法。
【００１２】
（構成３）前記位置修正を行うとともに、前記ガラス素材の移動速度を制御することを特徴とする構成２記載のガラス丸棒の製造方法。
【００１３】
（構成４）前記ガラス素材が前記案内傾斜面（シュート）上を移動する速度を、前記ガラス素材の表面の粘度を調節することにより制御することを特徴とする構成１〜３記載のガラス丸棒の製造方法。
【００１４】
（構成５）前記ガラス素材が前記案内傾斜面（シュート）上を移動する間、前記ガラス素材の少なくとも表面の粘度を１０10ポアズ以下に保ち、ローラーに導入されるガラス素材の粘度を１０10ポアズ以下とすることを特徴とする構成１〜４記載のガラス丸棒の製造方法。
【００１５】
（構成６）前記複数のローラー上で回転するガラス素材を、前記複数のローラーと、前記複数のローラーに平行に配置されかつ同一方向に回転する他のローラーとの間で挟み込むことにより丸棒形状に形成することを特徴とする構成１〜５記載のガラス丸棒の製造方法。
【００１６】
（構成７）構成１〜６に記載されたガラス丸棒の製造方法によってガラス丸棒を製造した後、得られたガラス丸棒をその長手方向に対して垂直に、所定幅で切断し、次いで、切断されたガラス片の切断面を研削及び／又は研磨してレンズを製造することを特徴とするレンズの製造方法。
【００１７】
（構成８）少なくとも、ガラス素材を軟化させる軟化炉と、軟化したガラス素材を丸棒形状に成形するためのローラーであって互いに平行に配置されかつ同一方向に回転する複数のローラーと、軟化炉で軟化させたガラス素材を前記ローラー上に導入するための案内傾斜面（シュート）であって前記軟化炉と前記ローラーとの間にローラーの回転軸に対して平行に設けられた案内傾斜面と、軟化炉で軟化させたガラス素材を前記案内傾斜面に供給する供給手段と、を有するガラス丸棒の製造装置であって、前記案内傾斜面上の前記ガラス素材の落下軌道上に、前記ガラス素材を前記ローラーの回転軸に対して平行になるように一時的に保持する保持部材を設けたことを特徴とするガラス丸棒の製造装置。
【００１８】
（構成９）前記保持部材が、前記ローラーの回転軸に平行な面を有する板状体及びその開閉機構からなることを特徴とする構成８記載のガラス丸棒の製造装置。
【００１９】
（構成１０）前記複数のローラーと、前記複数のローラーに平行に配置されかつ同一方向に回転する他のローラーとを有し、前記複数のローラーと前記他のローラーとの間で前記ガラス素材を挟み込む機構を有することを特徴とする構成８又は９記載のガラス丸棒の製造装置。
【００２０】
（構成１１）前記ローラーの表面にロ−レット加工を施したことを特徴とする構成８〜１０記載のガラス丸棒の製造装置。
【００２１】
（構成１２）前記軟化炉内を前記ガラス素材を載置しつつ移動して前記ガラス素材を軟化する軟化皿を有し、軟化炉の出口で前記軟化皿を反転又は傾斜させて軟化皿上のガラス素材を案内傾斜面上に供給する機構を有するガラス丸棒の製造装置であって、前記軟化皿におけるガラス素材を載置する凹部の一方の側の肩の部分に傾斜部を設けたことを特徴とする構成８〜１１記載のガラス丸棒の製造装置。
【００２２】
（構成１３）前記軟化皿に硬化処理を施したことを特徴とする構成１２記載のガラス丸棒の製造装置。
【００２３】
【作用】
構成１によれば、ガラス素材（角棒）を案内傾斜面（シュート）上で転がり落下させることで、ガラス角棒の角が丸くなり（図６参照）、ローラーへのガラス素材の導入を確実にかつ安定的に行うことができる。これに対し、ガラス素材の角部が顕著であると、導入されたガラス素材の角部が２本のローラー間に落ち込み、ローラー上で空滑りしてガラス素材が回転しないなどの不都合が生じる。
【００２４】
構成２によれば、案内傾斜面（シュート）上でガラス素材の向きをローラーの回転軸に対して一旦平行に位置修正することで、ガラス素材をローラーに対して平行に導入することができ、したがって、ローラーへのガラス素材の導入を確実にかつ安定的に行うことができる。ガラス素材がローラーに対して斜めに導入されると、ローラー上からこぼれ落ちたり、最初にローラーと衝突するガラス素材の部分が変形してしまう。ガラス素材をローラーに対して平行に導入すると、線接触となるため衝撃が緩和され、ガラス素材が部分的に変形することがない。
【００２５】
構成３によれば、位置修正を行う位置（ガラス素材を一旦停止させるか、又は減速させる位置）を調整することで、ガラス素材の移動速度を制御し、これにより、ガラス素材が勢い余ってローラー上からこぼれ落ちたり、ガラス素材が勢い良くローラーに衝突して変形してしまうことがなく、ローラーへのガラス素材の導入を確実にかつ安定的に行うことができる。
【００２６】
構成４によれば、ガラス素材の表面の粘度を調節することにより、ガラス素材の移動速度を制御し、これにより構成３と同様にローラーへのガラス素材の導入を確実にかつ安定的に行うことができる。
【００２７】
構成５によれば、ローラーに導入されるガラス素材の粘度を１０10ポアズ以下とすることで歩留まりが向上する。
ローラーに導入されるガラス素材の粘度が１０10ポアズを越える場合、ガラスが硬すぎて成形できない。
【００２８】
構成６によれば、例えば、２本のベースローラーの上部間にあるガラス素材を、上側からプレスローラーで挟み込むことで、より真円度の高い断面を有するとともに圧延作用により外径精度に優れるガラス丸棒を製造できる。
【００２９】
構成７によれば、真円度の高い断面を有するガラス丸棒が安定して高歩留まりで得られるので、安価で高精度なレンズを製造できる。
【００３０】
構成８によれば、上記本発明方法の実施に適したガラス丸棒の製造装置を提供できる。
【００３１】
構成９によれば、保持部材を、ローラーの回転軸に平行な面を有する板状体と、この板状体の開閉機構とで構成することで、簡単かつ安価に構成８の装置を実現できる。
【００３２】
構成１０によれば、例えば、２本のベースローラーの上部間にあるガラス素材を、上側からプレスローラーで挟み込むことで、より真円度の高い断面を有するとともに圧延作用により外径精度に優れるガラス丸棒を製造できる。
【００３３】
構成１１によれば、ローラーの表面にロ−レット加工を施すことで、ガラス素材を複数のローラー間で確実に回転させることができる。
【００３４】
構成１２によれば、軟化皿におけるガラス素材を載置する凹部の一方の側の肩の部分に傾斜部を設けることで、軟化皿から案内傾斜面（シュート）上に確実に短時間でガラス素材を移し換えできる。
【００３５】
構成１３によれば、軟化皿に硬化処理を施すことで、軟化皿底面や他の接触面における摩耗及び互いの接触による欠け・割れ等を防ぐことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のガラス丸棒の製造装置について説明する。
図１は本発明のガラス丸棒の製造装置の一例を示す概要図である。
図１において、ガラス丸棒の製造装置は、大きく分けて、ガラス素材を軟化させる軟化炉１０と、軟化したガラス素材を丸棒形状に成形するための複数のローラー２０と、軟化したガラス素材をローラー上に導入するための案内傾斜面（シュート）３０と、成形したガラス丸棒を徐冷して歪みをとる徐冷炉４０とで構成されている。
【００３７】
ガラス素材を軟化させる軟化炉１０には、ガラス素材を加熱する発熱体（ＳｉＣ、ニクロム線）１１が設置してあり、ガラス素材を載置する軟化皿１２が複数連続して配設してある。軟化皿１２は各々独立しており、皿送りシリンダー１３で駆動される送り装置１４によって順送りに軟化炉内を移動する仕組みになっている。軟化炉の出口（皿反転口）１５には軟化皿を反転（傾斜）して軟化皿上のガラス素材を案内傾斜面３０上に供給する機構が設けてある。軟化炉の平面図を図２に示す。図２に示すように、反転（傾斜）によってガラス素材の供給を終えた軟化皿は、送り装置１６、送り装置１７等によって循環し、元に位置に戻る仕組みとなっている。
【００３８】
本発明装置においては、図３に示すように、軟化皿１２の一方の側の肩（土手）の部分に傾斜部１２ａを設けることが好ましい。これにより、軟化皿から案内傾斜面（シュート）上に確実に短時間でガラス素材を移し換えできるようになる。
他側の肩の部分には傾斜部を設けないことが好ましい。これは、ピストンによる皿送りの際に、ガラス素材が隣の軟化皿にずれて移動するのを防止するストッパーの役割を他側の肩の部分が果たすためである
【００３９】
なお、軟化皿の態様は図３のものに限定されず、例えば、図４（ａ）〜（ｈ）に示す態様としてもよい。この際、ガラス素材を均一に軟化させるためには、軟化皿の凹部の深さやガラス素材と軟化皿の肩の部分との間隔を、ガラス素材の断面サイズに応じて、調整することが重要である。具体的には、例えば、ガラス素材の断面上面と軟化皿の上面が同じ高さ（面一）となるようにすると、ガラス素材が均一に軟化しやすくなる。また、傾斜部１２ａの傾斜角度や、断面右側の凹部（他側の肩の部分）の形状（曲率半径Ｒを含む）等を適宜設計変更することで、移し換えの容易度や、ずれ防止の確実化を図ることが可能となる。なお、図４（ａ）は１０ｍｍ角のガラス素材に対し凹部の深さ１０ｍｍ、傾斜角度３０°、断面右側の曲率半径Ｒ１２ｍｍの場合を示し、図４（ｂ）は（ａ）と同様でＲ１５ｍｍの場合、図４（ｃ）は（ａ）と同様でＲ２０ｍｍの場合、図４（ｄ）は（ａ）と同様でＲ１５ｍｍ、傾斜角度１５°の場合、図４（ｅ）は（ｄ）と同様で凹部の深さ１４ｍｍの場合、図４（ｆ）は（ｄ）と同様で凹部の深さ８ｍｍの場合、図４（ｇ）は（ｆ）と同様で傾斜角度１５°の場合、図４（ｈ）は（ａ）と同様で傾斜部を設けない場合である。なお、これらと相似関係にある場合も当然に含まれる。
【００４０】
本発明装置においては、軟化皿底面や他の接触面が摩耗や互いの接触により欠けたり、割れたりすること等を防ぐために、軟化皿の表面等に硬化処理を施すことが好ましい。硬化処理を施す部位は必要に応じ適宜選択できる。また、軟化皿の表面には離型材等を適宜塗布できる。
【００４１】
案内傾斜面３０には、案内傾斜面上のガラス素材の落下軌道上に、ガラス素材を前記ローラーの回転軸に対して平行になるように一時的に保持する保持部材（ストッパー）を設けている。
この保持部材は、例えば、図５及び図６に示すように、ローラーの回転軸に平行な面を有する板状体３１と、この板状体の開閉機構３２とで構成できる。
なお、図５及び図６ではガラス素材１の落下方向に対し、前後方向に開閉させる態様であるが、この態様に限られず、図７に示すように板状体３１を案内傾斜面に対して上下方向に開閉させる態様や、図８、図９に示すように案内傾斜面の一部に保持部材としての機能を持たせる態様としてもよい。
【００４２】
案内傾斜面の水平面に対する傾斜角度は適宜調整できる。案内傾斜面の水平面に対する傾斜角度を３５°前後とすると、ガラス素材の粘度によらず転がり落下するので、異なる硝種のガラス丸棒を同一装置で製造する場合には好ましい。
本発明装置では案内傾斜面の温度を制御する手段を設けることが好ましい。案内傾斜面の好ましい温度はガラス丸棒の硝種により異なる。異なる硝種のガラス丸棒を同一装置で製造する場合には、２５０℃〜３５０℃程度（より好ましくは２７０℃〜３３０℃程度）とすることが好ましい。
案内傾斜面の材料は特に制限されないが、例えば、カーボン、セラミックファイバなどが挙げられる。
【００４３】
ローラー２０は、互いに平行に水平方向に配置されかつ同一方向に回転する２本のベースローラー２１、２２と、このベースローラーに平行に配置されかつ同一方向に回転するプレスローラー２３とからなり、駆動モーター２４で駆動する。
【００４４】
本発明装置においては、図１０に示すように、案内傾斜面からベースローラー２１、２２上にガラス素材を供給し（図１０（ａ））、プレスローラー２３で挟み込み（図１０（ｂ））、ベースローラー２１及びプレスローラー２３を払い出して、冷却シュートへガラス丸棒を落下させ（図１０（ｃ））、冷却シュートを介して冷却ローラー上にガラス丸棒を供給する（図１０（ｃ））。
【００４５】
各ローラーの径や各ローラー間の間隔は適宜設計変更できる。また、ローラーの間隔を次第に狭める機構や、ローラーによる押圧力（プレス圧）、ローラーの回転数等を調整する機構を設けることができる。各ローラーの温度を制御する手段を設けることが好ましい。
図１０（ａ）に示すように、万一のトラブルに備えてオーバーラン防止のためのストッパー２５を設けてもよい。
本発明装置においては、ガラス素材を複数のローラー間で確実に回転させるために、各ローラー又はいずれか１以上のローラーの表面にロ−レット加工を施すことが好ましい。
【００４６】
軟化炉における加熱は、ガラス素材の進行方向に向かって、例えば、５５０℃、６００℃、７６０℃、７６０℃、７７０℃、７７０℃のように炉内の温度を段階的に設定することが好ましい。軟化炉における加熱が急激で炉内の設定温度が不適切であると、軟化が軟らかめとなりガラスが丸味を帯びて、保持部材（ストッパーで詰まることがある。
また、徐冷炉内の設定温度は、例えば、５５０℃、５５０℃、４５０℃のように段階的に設定することが好ましい。徐冷スピードが速すぎるとガラス内部の歪みが残り割れやすくなる。
【００４７】
次に本発明のガラス丸棒の製造方法について説明する。
【００４８】
本発明において、ローラーに供給されるガラス素材は、少なくとも表面が１０10ポアズ以下の粘度になるように加熱されていることが好ましい。これにより粘度の低いガラス素材が生じなくなり、歩留まりが向上する。同様の観点から、１０4〜１０8ポアズの範囲が好ましく、１０5〜１０6ポアズの範囲がより好ましい。なお、軟化炉において表面が１０10ポアズ以下の粘度になるように加熱しても、ローラーに供給されるまでの間に冷えてしまい１０10ポアズを越える粘度の低いガラス素材が３〜４割発生し、成形不良のため歩留まりが低下する。
なお、ローラーに導入されるガラス素材の粘度を１０10ポアズ以下とするためには、案内傾斜板やその周辺の雰囲気などの加熱温度を調整すればよい。
【００４９】
本発明におけるガラス素材は、目的の径に成形するためガラス転移点（Ｔｇ）よりも高い温度に加熱する必要がある。ただし、好適な温度範囲は、Ｔｇ＋５０〜２００℃の範囲である。この範囲よりも低いとローラー摩耗が大きくなることがあり、一方、この範囲よりも高いと、ローラー間でガラス素材がつぶれたり、ガラス素材がローラーに焼き付いたりすることがある。
上記ガラス素材の温度は、少なくともガラス素材の表面が上記温度であればよく、ガラス素材全体が上記温度範囲であってもよい。
【００５０】
また、ローラーの温度は、（Ｔｇ＋１００℃）±５０℃がよい。これよりも低いと目的径に成形できなかったりローラー摩耗が大きくなることがあり、一方、これよりも高いと、ローラー間でガラス素材がつぶれたりガラス素材がローラーに焼き付いたりすることがある。
【００５１】
ガラス素材の形状は特に限定されないが、角棒状であることが好ましい。ガラス素材の断面積は、ローラー径の断面積に対して、５％〜３０％、特に、１０％〜１５％であることが、真円度を良くする上で好ましい。
ガラス素材をローラーの回転軸に対して平行になるように一時的に保持する保持部材では、板状体、その他の形状を採用することができるが、平行維持・製作の容易性の観点からは、板形状等を用いることが好ましい。また、保持部材を上下方向に移動させて開閉する方法のほか、回転移動させて開閉する方法等も採用できる。
【００５２】
本発明では、ガラス素材を保持する時間や保持部材の位置等を変えることによって落下速度を変えることができる。落下速度を変えることにより、ガラス素材をローラー上の所望の位置（落下当初における落下地点を含む）に導入することが可能になるため、ガラス素材がローラー上で回転するような位置にあわせた落下速度にすることにより、安定した導入が行える。
さらに本発明では、ガラス素材の粘性や案内傾斜面の傾斜角度を調節することにより、ガラス素材の落下速度を変えることもできる。
【００５３】
ローラープレスの条件はガラス素材の硝種などに応じて適宜変更できる。この場合、段階的にプレス圧力を下げていくと、真円度や外径の寸法精度が良くなるので、好ましい。具体的には、例えば、高圧、中圧、低圧と段階的にプレス圧力を下げ、各プレス時間を調整する。なお、ローラープレスによる成形時間が長くガラス素材が冷却され過ぎると、ガラス素材の表面と内部の温度差が大きくなって表面にキズ（いわゆるカン）が入りやすくなる。この観点から、ローラープレス時の粘度は、１０10ポアズ以下で、１０4〜１０8ポアズの範囲が好ましく、１０4〜１０6ポアズの範囲がさらに好ましい。
その他、真円度や外径の寸法精度に影響を与える要素としては、プレスローラーがガラス素材に接触するスピード（プレスローラーの下降速度）などが挙げられる。
製造する丸棒の径は、細い方が成形しやすいので好ましい。具体的には７〜１２ｍｍφ程度とすると、内部と外部の温度差が少なく、反りがなく歪みの少ない真円度の高いガラス丸棒が得られる。
【００５４】
本発明においては、成形後の丸棒の粘度は、反りの生じない粘度とすることが好ましい。具体的には約１０13ポアズ以上とすることが好ましい。
また、成形後の丸棒の歪みをとるため徐冷工程を設けることが好ましい。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５６】
実施例１
実施例１では、ガラス素材を加熱軟化させる軟化炉と、互いに平行に配置されている３本のローラーとが、軟化炉のガラス搬出口から下方に傾斜して２本のローラーの上方に至る面であってローラーの回転軸に平行な案内傾斜面を介して配置されている成形装置（図１）を使用した。
軟化炉は、軟化皿（ＳｉＯ2：５％，ＩＰＡ：９２．５％を含浸させ、乾燥後、６５０℃で３時間加熱して硬化処理を施したもの）に載せたガラス素材を、発熱体（ＳｉＣ、カンタルＡ−１）により加熱するものである。ローラーは、径が４０ｍｍφ、長さ３５０ｍｍの耐熱ステンレス鋼製のものであり、その表面には０．５〜１０ｍｍ深さの平行ローレット模様の凹凸が施されている。また、案内傾斜面はカーボン製であり、落差１８５ｍｍ、水平距離２７０ｍｍで、傾斜角は３５°となっている。
【００５７】
まず、１０×１０×８０ｍｍの角棒状のガラス素材（硝種：ＦＤ６０）を、珪藻土でできた軟化皿に載置し、軟化炉内で７８０℃（Ｔｇ＋１６０℃）に加熱した。
この加熱軟化されたガラス素材を、軟化炉のガラス搬出口で軟化皿を反転させて案内傾斜面上に落とし、傾斜面上を転がり落下させた。案内傾斜面は、あらかじめ３００±５０℃に加熱されており、溶融ガラスは転がり落下している間もその表面がＴｇ以下になることはなく、ローラーに導入されるガラス素材の粘度は１０10ポアズ以下であった。また、ガラス素材は転がり落下することにより角が少し取れて断面が丸みを帯びた。
そして、転がり落下したガラス素材は、案内傾斜面方向に向かって２０００（モーター回転数）ｒｐｍで高速回転する２本のローラー（温度：Ｔｇ＋５０℃±２０℃）の上に導入して２秒間回転させ、ガラス素材の断面が丸みを帯びてきたのち、第３のローラーをガラス素材に近づけ、回転する３本のローラーの間でガラス素材を回転させ、高圧（４．０ｋｇｆ／ｃｍ2）で２．０秒、中圧（３．０ｋｇｆ／ｃｍ2）で２．０秒、低圧（２．０ｋｇｆ／ｃｍ2）で６．０秒間プレス圧を段階的に変化させてローラープレスを行った。
その後、徐冷炉で徐冷を行い表面温度が常温となったところで取り出したところ、径８ｍｍφで真円度が±０．０５ｍｍのガラス丸棒が得られた。
【００５８】
実施例２
実施例２では、案内傾斜面上に、案内傾斜面を落下してくるガラス素材をローラーの回転軸に対して平行となるように一旦保持する部材を設けたこと、及び、ガラス素材としてＴａＦＤ５（硝種）を用い、軟化炉での加熱温度を８２０℃（Ｔｇ＋１５０℃）としたこと以外は実施例１と同様に丸棒ガラスを製造した。
ここで、落下してくるガラス素材を一旦保持する部材は、縦３０×横２００×厚さ５ｍｍの耐熱製の板状体と、その縦辺に一致する回転軸を主要部とする。この部材は、その縦辺がローラーの回転軸に対して平行になる位置に配置されている。
【００５９】
そして、加熱軟化されたガラス素材を案内傾斜面を転がり落下させ、板状体とガラス素材とが接触した後直ぐに、板状体を回転させてガラス素材をさらに落下させたところ、この板状体によってガラス素材はローラーの回転軸と平行となるように一旦位置修正されその平行な状態を保ったまま、２本のローラーの間に導入された。２本のローラーの上に導入して２秒間回転させ、ガラス素材の断面が丸みを帯びてきたのち、第３のローラーをガラス素材に近づけ、回転する３本のローラーの間でガラス素材を回転させるとともにプレス圧を段階的に変化させてローラープレスを行った後、徐冷炉で徐冷を行い表面温度が常温となったところで取り出したところ、径８ｍｍφで真円度が±０．０５ｍｍのガラス丸棒が得られた。
【００６０】
実施例３
ガラス素材の硝種として、ＢＳＣ７、ＦＣ５、ＦＣＤ１、ＦＤ８、ＦＤＳ９０、ＬａＣ１４Ａ、ＮｂＦＤ１３、ＴａＦ１Ｂ、ＢａＣＤ１４を使用し、軟化炉の設定温度及び徐冷炉の設定温度を硝種に合わせて変更したこと以外は実施例２と同様にしてガラス丸棒を製造したところ、径８ｍｍφで真円度が±０．０５ｍｍのガラス丸棒が得られた。
【００６１】
実施例４
母材として８×８×８０ｍｍの角棒状のガラス素材を使用し、低圧プレス時間を６．０秒としたこと以外は実施例１〜３と同様にしてガラス丸棒を製造したところ、径６ｍｍφで真円度が±０．０３ｍｍのガラス丸棒が得られた。
【００６２】
実施例５
母材として１７×１７×８０ｍｍの角棒状のガラス素材（硝種：Ｃ５０００）を使用し、高圧プレス時間を５．０秒、低圧プレス時間を５．０秒としたこと以外は実施例３と同様にしてガラス丸棒を製造したところ、径１６ｍｍφで真円度が±０．１ｍｍのガラス丸棒が得られた。
【００６３】
比較例
加熱軟化させた角棒状のガラス素材を案内傾斜面上を滑らせて、上記２本のローラー上に導入したこと以外は、実施例１又は２と同様にして丸棒ガラスを製造した。その結果、いずれの場合も、断面形状がいびつな形状（三角円＝おむすび状）となってしまった。これは、導入されたガラス素材の角部が顕著であったために、２本のローラー間にガラス素材の角部が落ち込んでしまい、ローラー上で空滑りとなり、ローラー上でガラス素材が回転しなかったためと思われる。
また、位置修正のための板状体を設けない場合、ガラス素材がローラーに対して斜めに導入されて、ローラー上からこぼれ落ちたり、最初にローラーと衝突するガラス素材の部分が変形してしまうことがあった。同様に、ローラーに導入されるガラス素材の速度や粘度が不適切である場合、ガラス素材が勢い余ってローラー上からこぼれ落ちたり、ガラス素材が勢い良くローラーに衝突して変形してしまうことがあった。
さらに、ローラーに導入されるガラス素材の粘度が１０10ポアズを越える場合、ガラス素材が硬く、いわゆるカケ、ワレ、カンのため歩留まりが低下することがあった。
【００６４】
以上好ましい実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００６５】
例えば、ローラープレスの条件や温度条件等は上記実施例の数値に限定されない。
また、４本以上のローラーでガラス素材を挟み込んでローラープレスを行うようにすることもできる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のガラス丸棒の製造方法によれば、ローラーへのガラス素材の導入を確実にかつ安定的に行うことができ、真円度の高い断面を有するガラス丸棒を安定的に高歩留まりで製造できる。
また、本発明のガラス丸棒の製造装置によれば、上記本発明方法の実施に適した装置を提供できる。
さらに、本発明のレンズの製造方法によれば、上記本発明方法を用いることで、安価で高精度なレンズを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガラス丸棒の製造装置の一例を示す部分切欠断面図である。
【図２】  本発明装置における軟化炉の一例を示す平面図である。
【図３】  本発明装置における軟化皿の一例を示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は部分縦断面図である。
【図４】  本発明装置における軟化皿の一態様を示す断面図である。
【図５】  本発明装置における保持部材等の一例を示す斜視図である。
【図６】  図５のＩ−Ｉ線断面図である。
【図７】  本発明装置における保持部材の他の態様を示す側面図である。
【図８】  本発明装置における保持部材の他の態様を示す側面図である。
【図９】  本発明装置における保持部材の他の態様を示す側面図である。
【図１０】  本発明装置におけるローラーの開閉動作を説明するための側面図である。
【図１１】  冷間加工方式によるレンズの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１２】  波板プレス方式（熱間加工）によるレンズの製造方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１      ガラス素材
１０      軟化炉
１１      発熱体
１２      軟化皿
１２ａ    傾斜部
１３      皿送りシリンダー
１４      送り装置
１５      軟化炉の出口（皿反転口）
２０      複数のローラー
２１      ベースローラー
２２      ベースローラー
２３      プレスローラー
２４      駆動モーター
２５      オーバーラン防止のためのストッパー
３０      案内傾斜面
３１      板状体
３２      板状体の開閉機構
４０      徐冷炉
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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