(57)【要約】【課題】ガラス塊の成形型からの取出しの際の取出し不良を防止し、ガラス塊の生産性を向上させる。【解決手段】ガラス塊の製造装置１は、熔融ガラス供給装置８Ａから熔融ガラス１４を受け入れる有底筒状の成形部４Ａ、及び、成形部４Ａに連通し、一方に向けて開口する開口部４Ｂを有する成形型４と、成形型４に熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給部８と、熔融ガラス供給部８から成形部４Ａ内に供給された熔融ガラスをガラス塊に固化するように徐冷する徐冷部１０と、徐冷部１０に連結し、ガラス塊と成形型４とを徐冷部１０での温度よりも低い温度に冷却する冷却部１２と、を備え、冷却部１２は、成形部４Ａ内のガラス塊を開口部４Ｂを通して取り出す取出時、及び、取出前の少なくとも一方において、成形型４を加熱する加熱機構１２Ｂを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融ガラス供給部から熔融ガラスを受け入れる有底筒状の成形部、及び、前記成形部に連通し、一方に向けて開口する開口部を有する成形型と、
前記成形型の前記成形部内に前記熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給部と、
前記熔融ガラス供給部から前記成形部内に供給された前記熔融ガラスをガラス塊に固化するように徐冷する徐冷部と、
前記徐冷部に連結し、前記ガラス塊と前記成形型とを前記徐冷部での温度よりも低い温度に冷却する冷却部と、を備え、
前記冷却部は、前記成形部内の前記ガラス塊を前記開口部を通して取り出す取出時、及び、前記取出前の少なくとも一方において、前記成形型を加熱する加熱機構を有する、ガラス塊の製造装置。
【請求項２】
前記加熱機構は前記成形型の側部を加熱する、請求項１記載のガラス塊の製造装置。
【請求項３】
前記加熱機構はバーナーを有する、請求項１又は２記載のガラス塊の製造装置。
【請求項４】
前記成形部の内周壁面は、前記成形型の開口部に垂直な方向に対して０°より大きく、１０°以下の角度で傾斜している、請求項１〜３の何れか１項に記載のガラス塊の製造装置。
【請求項５】
前記成形型の開口部に平行な断面形状が円形であり、
前記成形部の深さｈに対する前記断面形状の直径φの比φ／ｈが１以上、かつ、３以下である、請求項１〜４の何れか１項に記載のガラス塊の製造装置。
【請求項６】
前記成形型は熱膨張係数が９×１０-6／℃より高い材料からなる、請求項１〜５の何れか１項に記載のガラス塊の製造装置。
【請求項７】
成形型の有底筒状の成形部に、一方に向けて開口する開口部を通して、熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給工程と、
前記成形部内の前記熔融ガラスをガラス塊に固化するように徐冷する徐冷工程と、
前記徐冷工程の後に、前記ガラス塊と前記成形型とを前記徐冷工程の温度よりも低い温度に冷却する冷却工程と、
前記成形部内の前記ガラス塊を前記開口部を通して取り出す取出工程と、を備え、
前記取出工程時、及び、前記冷却工程後かつ前記取出工程前の少なくとも一方において、前記成形型を加熱する加熱工程を含む、ガラス塊の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のガラス塊の製造方法により、ガラス塊を製造し、前記ガラス塊を用いて、光学素子を製造する、光学素子の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載のガラス塊の製造方法により、ガラス塊を製造し、前記ガラス塊を用いて、研磨用レンズブランクを製造する、研磨用レンズブランクの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の研磨用レンズブランクの製造方法により、研磨用レンズブランクを製造し、前記研磨用レンズブランクを研削または研磨して、光学素子を製造する、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、ガラス塊の製造装置、ガラス塊の製造方法、光学素子の製造方法、及び、研磨用レンズブランクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス塊（ガラスプリフォーム、またはガラスゴブ）を精密プレス、リヒートプレス等で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が知られている。プレス成形に用いられるガラス塊の製造方法としては、例えば、特許文献１（特開２００２−９７０２３号公報）に記載されているように、複数の成形型をターンテーブル等の移送装置により移送し、熔融ガラス供給部から供給される熔融ガラスを複数の成形型で順次受けながら、ガラス塊を製造する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されているようなガラス塊の製造装置では、成形後のガラス塊はガラス塊取出治具により成形型から取り出される。ガラス塊取出治具は吸着部を備え、吸着部をガラス塊の上方に当接させ、吸着動作によりガラス塊を保持する。そして、ガラス塊を吸着部に保持した状態でガラス塊取出治具を垂直上方に移動させることにより、成形型の開口を通してガラス塊を成形型から取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９７０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ガラス塊取出治具の吸着部によりガラス塊の上面中央を吸着した場合には、ガラス塊を傾きがない状態で保持することができる。しかしながら、実際には成形型を移送する移送装置の移送の精度や、取出治具の変形により、吸着部がガラス塊の中央から離れた位置を吸着してしまうことがある。このような場合には、取出し時に、ガラス塊が成形型の開口面に対して傾くことにより、ガラス塊の端部が成形型の内周壁面に引っ掛かり、円滑にガラス塊を成形型から取り出すことができない。このようにガラス塊の取出しが円滑に行われない状態になると、製造装置を停止して不具合を解消する必要が生じ、ガラス塊の生産性が低下することになる。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、ガラス塊の成形型からの取出しが円滑に行われないことを防止し、ガラス塊の生産性を向上させる、ガラス塊の製造装置、及び、ガラス塊の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のガラス塊の製造装置は、熔融ガラス供給部から熔融ガラスを受け入れる有底筒状の成形部、及び、成形部に連通し、一方に向けて開口する開口部を有する成形型と、成形型の成形部内に熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給部と、熔融ガラス供給部から成形部内に供給された熔融ガラスをガラス塊に固化するように徐冷する徐冷部と、徐冷部に連結し、ガラス塊と成形型とを徐冷部での温度よりも低い温度に冷却する冷却部と、を備え、冷却部は、成形部内のガラス塊を開口部を通して取り出す取出時、及び、取出前の少なくとも一方において、成形型を加熱する加熱機構を有する。
【０００８】
また、本発明のガラス塊の製造方法は、成形型の有底筒状の成形部に、一方に向けて開口する開口部を通して、熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給工程と、成形部内の熔融ガラスをガラス塊に固化するように徐冷する徐冷工程と、徐冷工程の後に、ガラス塊と成形型とを徐冷工程の温度よりも低い温度に冷却する冷却工程と、成形部内のガラス塊を開口部を通して取り出す取出工程と、を備え、取出工程時、及び、冷却工程後かつ取出工程前の少なくとも一方において、成形型を加熱する加熱工程を含む。
【０００９】
このような構成の本発明によれば、ガラス塊を取り出す取出工程時、及び、取出工程前の少なくとも一方において、成形型を加熱するため、取出し時に成形型が熱膨張している。このため、成形型の内周壁面とガラス塊との隙間が大きくなり、ガラス塊を円滑に取り出すことができる。そして、これにより、ガラス塊の生産性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス塊の成形型からの取出しが円滑に行われ、ガラス塊の生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のガラス塊の製造装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すガラス塊の製造装置において用いられる成形型の鉛直拡大図である。
【図３】図１のIII-III´断面図である。
【図４】図１のIV-O-IV´断面図である。
【図５】図１のV-V´断面図である。
【図６Ａ】徐冷部におけるガラス塊及び成形型を示す図である。
【図６Ｂ】冷却部におけるガラス塊及び成形型を示す図である。
【図６Ｃ】ガラス塊取出時におけるガラス塊、成形型、ガスバーナー及びガラス塊取出治具を示す図である。
【図７】第１実施形態において、熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給工程から、ガラス塊を取り出す取出工程までのガラス塊及び成形型の温度変化を示すグラフである。
【図８Ａ】比較例の徐冷部におけるガラス塊及び成形型を示す図である。
【図８Ｂ】比較例の冷却部におけるガラス塊及び成形型を示す図である。
【図８Ｃ】比較例のガラス塊取出時におけるガラス塊、成形型、ガラス塊取出治具を示すである。
【図９】比較例の熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給工程から、ガラス塊を取り出す取出工程までのガラス塊及び成形型の温度変化を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態の熔融ガラス供給工程からガラス塊の取出工程までのガラス塊及び成形型の温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明によるガラス塊の製造装置の第１実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本明細書において、ガラス塊とは、熔融ガラスが固化されたものであって、流動性を失った状態にあるガラスをいう。また、熔融ガラスとは、熔融ガラス供給部から成形型内に供給され、冷却（徐冷）により、流動性がなくなる直前までの状態にあるガラスをいう。本明細書では、ガラス塊と熔融ガラスとは、状態は異なるが、同じ符号を用いて説明する。
【００１３】
図１は、第１実施形態のガラス塊の製造装置の構成を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態のガラス塊の製造装置１は、ターンテーブル２と、ターンテーブル２上に等角度間隔で配置された複数の成形型４と、成形型加熱部６と、熔融ガラス供給部８と、徐冷部１０と、徐冷部１０に連結する冷却部１２とを備える。なお、図１では、ガラス塊取出治具については省略している。
【００１４】
ターンテーブル２は円形であり、駆動装置（図示せず）により、中央を通る駆動軸Ｏを中心に、図１における時計回りに間歇的に回転駆動される。ターンテーブル２が回転することにより、成形型４は、成形型加熱部６、熔融ガラス供給部８、徐冷部１０、冷却部１２の順序で循環する。
【００１５】
図２は、図１に示すガラス塊の製造装置において用いられる成形型４の鉛直拡大図である。図２に示すように、成形型４は、熔融ガラスを受け入れる有底筒状の凹部からなる成形部４Ａと、この成形部４Ａに連通し、一方（上方）に向けて開口する開口部４Ｂとを有する。成形部４Ａは、開口部４Ｂに平行な断面形状が、例えば円形となっている。
【００１６】
成形部４Ａは底部から開口部４Ｂに向かって拡張している。成形部４Ａの内周壁面４Ｃの開口部４Ｂに垂直な方向に対する角度θは、０°より大きく１０°以下であり、より好ましくは３°以上、かつ、５°以下である。また、成形部４Ａは、成形部４Ａの深さｈに対する開口部４Ｂに平行な断面形状の直径φの比φ／ｈが１以上、かつ、３以下となるような形状となっている。なお、ここでいう断面形状の直径φとは、成形部の内周壁面の下端の高さにおける直径をいう。また、成形型４は熱膨張係数が９×１０-6／℃より高い材料からなる。このような材料としては、ＳＵＳなどが挙げられる。例えば、日本工業規格（ＪＩＳ：Japanese Industrial Standards）において規定されているＳＵＳ３０４は、熱膨張係数が１８．７×１０-6（/℃）である。
【００１７】
図３は、図１のIII-III´断面図である。図３に示すように、成形型加熱部６は、ターンテーブル２上の成形型４の上方に配置された成形型加熱ヒータ６Ａを備える。成形型４は、ターンテーブル２上に支持部材２Ａを介して設けられ、ターンテーブル２による移送中、成形型加熱部６を通過する際に、成形型加熱ヒータ６Ａにより加熱される。なお、加熱温度は、硝材により異なるが、例えば６００〜７００℃程度に設定される。
【００１８】
図４は、図１のIV-O-IV´断面図である。図４に示すように、熔融ガラス供給部８は、成形型４の成形部４Ａ内に熔融ガラスを供給する。熔融ガラス供給部８は、成形型４の上方に位置しており、熔融ガラス供給装置８Ａを備える。熔融ガラス供給装置８Ａは、熔融ガラスを供給するためのノズル８Ｂを有し、ノズル８Ｂから成形型４の成形部４Ａ内に熔融ガラスを供給する。
【００１９】
また、徐冷部１０は、熔融ガラス供給部８から成形部４Ａ内に供給された熔融ガラス１４をガラス塊に固化するように徐冷する。徐冷部１０は、図４に示すように、ターンテーブル２上の成形型４の上方に配置された徐冷ヒータ１０Ａを備える。成形型４内に供給された熔融ガラス１４は、徐冷部１０において徐冷ヒータ１０Ａにより急激な温度低下が生じないように徐冷され、固化されてガラス塊に成形される。なお、徐冷部１０における温度は、ガラス塊１４の温度が冷却部１２への移送前にガラス転移温度（Ｔｇ）以下になるように設定されていることが好ましい。徐冷部１０の温度は、硝材により異なるが、例えば４００〜５００℃に設定されている。
【００２０】
図５は、図１のV-V´断面図である。図５に示すように、冷却部１２は、徐冷部１０に連結され、ガラス塊１４と成形型４とを徐冷部１０での温度よりも低い温度に冷却する。例えば、冷却部１２は外気に対して成形型４が露出した領域である。冷却部１２において、成形型４及びガラス塊１４は外気に曝されて冷却される。
【００２１】
また、図５に示すように、冷却部１２は、成形部４Ａ内のガラス塊１４を開口部４Ｂを通して取出す取出時、及び、取出前の少なくとも一方において、成形型４を加熱する加熱機構１２Ｂを有する。ガラス塊取出治具１２Ａは、成形型４の上方に設けられており、ガラス塊１４取出時に用いられる。ガラス塊取出治具１２Ａは、例えば、ロボットアーム（不図示）などの移動装置により移動可能な吸着ノズルを備えた治具であり、吸着ノズルの先端部をガラス塊１４の上面の中央に当接させ、吸着ノズルにより吸気することにより負圧を生じさせてガラス塊１４を吸着し、吸着ノズルを垂直に引き上げることにより成形型４からガラス塊１４を取り出す。
【００２２】
図５に示すように、加熱機構１２Ｂは、例えば、ターンテーブル２の径方向両側から成形型４を挟むように配置された一対のガスバーナー１２Ｃを備える。各ガスバーナー１２Ｃは、炎の噴射方向が成形型４の側部に向けられている。すなわち、ガスバーナー１２Ｃは、成形型４の側部を加熱する構成となっている。ガスバーナー１２Ｃは、ターンテーブル２の回転を妨げない範囲で、対称性を有するように配置することが好ましい。一方のみに配置する場合は、例えば、成形型４を回転させることにより、成形型４が均一に加熱されることが好ましい。
【００２３】
次に、第１実施形態のガラス塊の製造方法を説明する。以下の説明では一の成形型に着目してガラス塊の製造方法を説明する。
再度、図１を参照すると、ターンテーブル２が間歇的に回転駆動されることにより、成形型４は、まず、成形型加熱部６へと移送される。そして、成形型４は成形型加熱部６内を移送されながら、成形型加熱ヒータ６Ａにより６００〜７００℃程度に加熱される（加熱部加熱工程）。このように成形型加熱部６において加熱された成形型４は、熔融ガラス供給部８へ移送される。
【００２４】
熔融ガラス供給部８では、熔融ガラス供給装置８Ａにより、成形型４の有底筒状の成形部４Ａに、一方（上方）に向けて開口する開口部４Ｂを通して、熔融ガラス１４が供給される（熔融ガラス供給工程）。熔融ガラス供給装置８Ａおける熔融ガラスの供給は、例えば、既知の降下切断法を利用することにより行うことができる。そして、熔融ガラス１４及び成形型４は、徐冷部１０へ移送される。
【００２５】
徐冷部１０では、成形部４Ａ内の熔融ガラス１４は、ガラス塊に固化するように徐冷される（徐冷工程）。そして、徐冷工程の後、ガラス塊１４及び成形型４は、冷却部１２へ移送される。
【００２６】
冷却部１２に移送されたガラス塊１４及び成形型４は、徐冷工程の温度よりも低い温度に冷却される（冷却工程）。冷却部１２は、外気に曝された状態にあるため、ガラス塊１４と成形型４とは、徐冷工程での温度よりも低い温度に冷却される。
冷却工程の後、成形部４Ａ内のガラス塊１４は、開口部４Ｂを通して取り出される（取出工程）。
【００２７】
ここで、取出工程時において、成形型４は、成形型４を加熱する加熱機構１２Ｂにより加熱される（加熱工程）。成形型を加熱する加熱機構１２Ｂとしては、バーナー、例えばガスバーナー１２Ｃを用いることができる。また、加熱は、成形型４の側部に対して行うことができる。ガスバーナー１２Ｃから吹き出された炎は成形型４の側部に沿って流れ、成形型４の側部を包囲する。これにより、成形型４は側部が外方に向かって拡がるように膨張する。成形型４の側部を加熱することは、成形型４の外方への膨張を促すため、成形型４の内周壁面とガラス塊１４との隙間を拡張する観点から有効である。このようにガスバーナー１２Ｃにより成形型４を加熱した状態で、ガラス塊取出治具１２Ａの吸着ノズルをガラス塊１４の上面中央に接触させ、吸着ノズルを吸気することによりガラス塊１４を吸着し、吸着ノズルを垂直に引き上げ、ガラス塊１４を成形型４から取り出す。そして、成形型４から取出したガラス塊１４は、所定の場所、例えば、収納容器に移送される。
【００２８】
さらに理解を深めるために、第１実施形態における、徐冷工程から取出工程までの詳細を図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。図６Ａ〜６Ｃは、第１実施形態のガラス塊の製造装置におけるガラス塊の徐冷工程から取出工程までを説明するための図である。図６Ａは、徐冷部１０におけるガラス塊１４及び成形型４を示す図である。図６Ｂは、冷却部１２におけるガラス塊１４及び成形型４を示す図である。図６Ｃは、ガラス塊１４の取出時におけるガラス塊１４、成形型４、ガスバーナー１２Ｃ及びガラス塊取出治具１２Ａを示す図である。
【００２９】
図６Ａに示すように、徐冷工程における成形型４は、徐冷ヒータ１０Ａにより加熱されているため、側部が常温時に比べて外側（図中、矢印の方向）に膨張している。また、徐冷工程を通過中の成形型４内の熔融ガラスは、ガラス塊１４へと成形（固化）されているため、体積収縮が生じている。このため、徐冷工程では、ガラス塊１４と成形型４の成形部４Ａの内周壁面との隙間が相対的に大きくなっている。徐冷工程において徐冷されたガラス塊１４と成形型４とは、冷却工程へと移送される。
【００３０】
図６Ｂに示すように、冷却工程に移送された成形型４は、冷却工程において冷却される。成形型４の冷却により、成形型４の側部は内側に向かって（図中、矢印の方向）収縮する。このため、成形型４の成形部４Ａの内周側面とガラス塊１４との隙間は、徐冷工程での隙間よりも相対的に小さくなってしまう。
【００３１】
さらに、図６Ｃに示すように、ガラス塊１４の取出時、加熱機構１２Ｂの一対のガスバーナー１２Ｃにより成形型４の側面を加熱する加熱工程が行われる。なお、ガスバーナー１２Ｃによる加熱は、ガラス塊１４の温度が熱的な変形や損傷が生じるような温度まで上昇しないように制御されている。ガスバーナー１２Ｃから吹き出された炎１２Ｄは、成形型４の側部に沿って流れるため、成形型４の側面が全周にわたって炎１２Ｄにより包囲される。これにより、成形型４は熱膨張し、外側に向かって拡張し、ガラス塊１４と成形型４の内周壁面との隙間を相対的に大きくする。そして、このようにガスバーナー１２Ｃにより成形型４を加熱しながら、ガラス塊取出治具１２Ａの吸着ノズルをガラス塊１４の上面中央に接触させ、吸着ノズルを吸気することによりガラス塊１４を吸着させ、ガラス塊取出治具１２Ａを垂直に引き上げる。この際、ガラス塊１４が傾斜したとしても、ガラス塊１４と成形型４の内周壁面との隙間が大きいため、ガラス塊１４が成形型４の内周壁面に引っ掛かることなく、成形型４の成形部４Ａ内からガラス塊１４を円滑に取り出すことができる。
【００３２】
また、観点を変えて、熔融ガラス供給工程から取出工程までのガラス塊１４と成形型４との温度変化に着目し、第１実施形態を説明する。図７は、第１実施形態において、熔融ガラス１４を供給する熔融ガラス供給工程から、ガラス塊１４を取り出す取出工程までのガラス塊１４及び成形型４の温度変化を示すグラフである。図７に示すように、熔融ガラス供給工程において熔融ガラス１４が供給された直後は、熔融ガラス１４の温度が成形型４よりも非常に高い温度になっている。そして、時間の経過とともに、熔融ガラス１４の温度が成形型４の温度よりも高い状態が保たれながら、熔融ガラス１４及び成形型４の温度が低下していく。そして、熔融ガラス１４及び成形型４は、徐冷工程へと移送される。
【００３３】
熔融ガラス１４及び成形型４が徐冷工程に移送されると、熔融ガラス１４及び成形型４は熔融ガラス１４が徐々に冷却（徐冷）され、これにより熔融ガラス１４が固化してガラス塊１４に成形される。徐冷工程は、ガラス塊１４が十分に固化する温度、具体的にはガラス転移温度（Ｔｇ）以下になるまで行うことが好ましい。なお、徐冷工程の間、熔融ガラス１４の温度が成形型４の温度よりも高い状態が保たれている。
【００３４】
徐冷工程後、ガラス塊１４及び成形型４が冷却工程に移送されると、ガラス塊１４及び成形型４は外気に曝され、ガラス塊１４及び成形型４は急激に冷却される。この冷却工程により、成形型４の側部は、内側に向かって収縮する。これにより、図６Ｂを用いて説明したように、冷却工程におけるガラス塊１４と成形型４の成形部４Ａの内周壁面との隙間は、徐冷工程における隙間よりも相対的に小さくなってしまう。
【００３５】
その後、ガラス塊１４の取出工程時に成形型４を加熱する加熱工程が行われる。これにより、成形型４の温度は、ガラス塊１４の温度よりも高い温度まで急激に上昇する。成形型４の温度上昇により、成形型４は熱膨張し、外側に向かって拡張する。図６Ｃを用いて説明したように、冷却工程におけるガラス塊１４と成形型４の成形部４Ａの内周壁面との隙間と比較して加熱工程を行うことで、この隙間が相対的に大きくなるため、ガラス塊１４が成形型４の内周壁面に引っ掛かることなく、成形型４からガラス塊１４を円滑に取り出すことができる。
【００３６】
なお、第１実施形態の一例として、成形型４がＳＵＳ３０４（熱膨張係数：１８．７×１０-6(／℃)）であり、内径が３５ｍｍの場合について、成形型４の内径の膨張量を算出する。加熱機構１２Ｂによる加熱前の成形型４の温度が３００℃であり、加熱機構１２Ｂにより成形型４の側部を６４０℃まで加熱した場合には、成形型４の内径の膨張量は２２３μｍとなる。なお、膨張量は、（成形型の内径）×（成形型材料の熱膨張係数）×（成形型の加熱後の温度−成形型の加熱前の温度）により算出した。
【００３７】
さらに、第１実施形態をより理解するため、比較例のガラス塊の製造方法を図８Ａ〜図８Ｃ、及び図９を用いて説明する。図８Ａ〜図８Ｃは、比較例におけるガラス塊の製造装置におけるガラス塊の徐冷工程から取出工程までを説明するための図である。図８Ａは、比較例の徐冷部１１０におけるガラス塊１４及び成形型４を示す図である。図８Ｂは、比較例の冷却部１１２におけるガラス塊１４及び成形型４を示す図である。図８Ｃは、比較例のガラス塊取出時におけるガラス塊１４、成形型４及びガラス塊取出治具１２Ａを示す図である。また、図９は、比較例の熔融ガラス１４を供給する熔融ガラス供給工程から、ガラス塊１４を取り出す取出工程までのガラス塊１４及び成形型４の温度変化を示すグラフである。図８Ａ及び図８Ｂは、図６Ａ及び図６Ｂに対応する図である。
【００３８】
比較例のガラス塊の製造方法は、冷却工程後、成形型４を加熱することなく、ガラス塊１４の取出工程が行われる点で第１実施形態と異なり、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、徐冷工程及び冷却工程は、第１実施形態と同様に行われる。
具体的には、比較例のガラス塊の製造方法では、図８Ｃに示すように、取出工程での成形型４の内周壁面とガラス塊１４との隙間が徐冷工程での隙間よりも相対的に小さくなっている。したがって、ガラス塊取出治具１１２Ａがガラス塊１４の中央からずれた位置を吸着した場合、ガラス塊１４を取り出すためにガラス塊取出治具１１２Ａを上方に引き上げようすると、ガラス塊１４が傾斜し、成形型４の内周壁面に引っ掛かってしまう。このように、比較例のガラス塊の製造方法では、ガラス塊取出治具１１２Ａにより正確にガラス塊１４を引き上げることができなくなり、ガラス塊１４の取出不良が生じてしまう。
【００３９】
図９は、比較例のガラス塊の製造方法の熔融ガラス供給工程から取出工程までの温度変化を示すグラフである。図９に示すように、冷却工程では、ガラス塊１４及び成形型４の温度は急激に低下し、その後、成形型４の温度はガラス塊１４の温度よりも低い状態を維持しながら、徐々に降下していく。したがって、取出工程での成形型４の内周壁面とガラス塊１４との隙間が徐冷工程での隙間よりも相対的に小さくなってしまうため、ガラス塊１４の取出不良が生じてしまう。
【００４０】
これに対して、第１実施形態のガラス塊の製造方法は、取出工程時において、成形型４を加熱する加熱工程を含むため、ガラス塊１４取出工程時にガラス塊１４と成形型４の成形部４Ａの内周壁面との隙間が、冷却工程での隙間より、相対的に大きくなる。したがって、ガラス塊１４が成形型４の内周壁面に引っ掛かることなく、成形型４からガラス塊１４を円滑に取り出すことができる。これにより、ガラス塊の生産性を向上させることができる。
【００４１】
第１実施形態では、取出工程時において加熱機構１２Ｂにより成形型４を加熱したが、加熱機構１２Ｂによる成形型４に対する加熱温度や加熱時間は、ガラス塊１４の取出不良が生じることなく、かつ、ガラス塊１４に熱的な変形や損傷が与えられない範囲であれば限定されない。すなわち、ガラス塊１４を成形型４から取出す際にガラス塊１４と成形型４の内周壁面との隙間が大きくなっていればよく、取出工程時に加熱が行われるように設定してもよいし、冷却工程後かつ取出工程前に加熱を終了させ、余熱を利用してもよい。
【００４２】
次に、冷却工程後かつ取出工程前に加熱工程を行う第２実施形態のガラス塊の製造方法について説明する。
図１０は、第２実施形態の熔融ガラス供給工程からガラス塊の取出工程までのガラス塊及び成形型の温度変化を示すグラフである。第２実施形態におけるガラス塊の製造方法は、冷却工程後かつ取出工程前において、加熱機構１２Ｂのガスバーナー１２Ｃにより成形型４を加熱する点において第１実施形態と相違するが、その他の工程については第１実施形態と同様である。また、第２実施形態のガラス塊の製造方法は、第１実施形態と同様の構成のガラス塊の製造装置で行うことができる。
【００４３】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、成形型加熱部６において成形型４を加熱する。図１０に示すように、熔融ガラス供給部８において成形型４の成形部４Ａに熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給工程を行う。さらに、徐冷部１０において熔融ガラス１４をガラス塊に固化するように成形型４及び熔融ガラス１４を徐冷する徐冷工程を行い、冷却部において徐冷工程の温度よりも低い温度にガラス塊１４と成形型４とを冷却する冷却工程を行う。そして、図１０に示すように、冷却工程後かつ取出工程前に加熱工程が行われる。加熱工程を行うことにより、成形型４の温度が、ガラス塊１４の温度よりも高い温度まで急激に上昇する。そして、第２実施形態では、加熱工程は取出工程の開始前に終了する。
【００４４】
図１０に示すように、加熱工程終了後も、余熱により、しばらくの間はガラス塊１４と成形型４の内周壁面との隙間が相対的に大きくなった状態が保たれる。そして、第２実施形態では、このように余熱により、成形型４の温度がガラス塊１４の温度よりも高くなり、ガラス塊１４と成形型４の内周壁面との隙間が相対的に大きくなっている状態において、ガラス塊取出治具１２Ａにより取出工程を行う。
【００４５】
以上説明したように、第１及び第２実施形態によれば、加熱機構１２Ｂによりガラス塊１４を取り出す取出工程時前、及び、冷却工程後かつ取出工程前の少なくとも一方において、成形型４を加熱するため、成形型４が熱膨張する。これにより、成形型４の成形部４Ａの内周壁面とガラス塊１４との隙間が大きくなり、ガラス塊１４が傾いた状態でガラス塊取出治具１２Ａに吸着されたとしても、ガラス塊１４を円滑に取り出すことができる。
【００４６】
また、第１及び第２実施形態では、加熱機構１２Ｂのガスバーナー１２Ｃにより成形型４の側部を加熱している。これにより、成形型４の側部を重点的に加熱することができ、成形型４の内周壁面とガラス塊１４との隙間をより大きくすることができる。
【００４７】
また、第１及び第２実施形態では、加熱機構１２Ｂがガスバーナー１２Ｃを有している。これにより、ガスバーナー１２Ｃから吹き出された炎が成形型４の側部を包囲し、成形型４の側部全体を加熱することができる。
【００４８】
また、第１及び第２実施形態では、成形型４の成形部４Ａの内周壁面が、成形型４の開口部４Ｂに垂直な方向に対する角度θが０°より大きく、１０°以下の角度となるように傾斜している。さらに、第１及び第２実施形態では、成形部４Ａの開口部４Ｂに平行な断面形状が円形であり、成形部４Ａの深さｈに対する成形部４Ａの断面形状の直径φの比φ／ｈが１以上、かつ、３以下である。このような形状の成形型４では、特に、ガラス塊の取出し不良が生じやすい。このため、第１及び第２実施形態はこのような形状の成形型４に対して特に有効である。
【００４９】
また、第１及び第２実施形態では、成形型４が、熱膨張係数が９×１０-6／℃より高い材料からなる。このように、成形型４の材料に熱膨張係数の大きな材料を用いることにより、加熱機構１２Ｂにより成形型４を加熱した際の成形型４の熱膨張が大きく、より成形型４の内周壁面とガラス塊１４との隙間が大きくなる。
【００５０】
第１の実施形態または第２の実施形態のガラス塊の製造方法により、ガラス塊を製造し、このガラス塊を用いて、光学素子を製造することができる。すなわち、第１の実施形態または第２の実施形態のガラス塊の製造方法により製造されたガラス塊は、その後、精密プレス成形法を用いて、プレス成形することにより、レンズ等の光学素子とすることができる。
【００５１】
また、第１の実施形態または第２の実施形態のガラス塊の製造方法により、ガラス塊を製造し、このガラス塊を用いて、研磨用レンズブランクを製造することができる。すなわち、第１の実施形態または第２の実施形態のガラス塊の製造方法により製造されたガラス塊は、その後、リヒートプレス成形法を用いて、プレス成形することにより、研磨用レンズブランクとすることができる。
さらに、このような研磨用レンズブランクの製造方法により、研磨用レンズブランクを製造し、この研磨用レンズブランクを研削または研磨して、光学素子を製造することができる。
【００５２】
以下、図面を参照しながら、本発明を総括する。
第１実施形態のガラス塊の製造装置は、図１〜図５に示すように、熔融ガラス供給装置８Ａから熔融ガラス１４を受け入れる有底筒状の成形部４Ａ、及び、成形部４Ａに連通し、一方に向けて開口する開口部４Ｂを有する成形型４と、成形型４の成形部４Ａに熔融ガラスを供給する熔融ガラス供給部８と、熔融ガラス供給部８から成形部４Ａ内に供給された熔融ガラスをガラス塊に固化するように徐冷する徐冷部１０と、徐冷部１０に連結し、ガラス塊と成形型４とを徐冷部１０での温度よりも低い温度に冷却する冷却部１２と、を備え、冷却部１２は、成形部４Ａ内のガラス塊を開口部４Ｂを通して取り出す取出時、及び、取出前の少なくとも一方において、成形型４を加熱する加熱機構１２Ｂを有する。
【００５３】
また、第１実施形態のガラス塊の製造方法は、図６Ａ〜図６Ｃ、図７に示すように、成形型４の有底筒状の成形部４Ａに、一方に向けて開口する開口部４Ｂを通して、熔融ガラス１４を供給する熔融ガラス供給工程と、成形部４Ａ内の熔融ガラス１４をガラス塊に固化するように徐冷する徐冷工程と、徐冷工程の後に、ガラス塊１４と成形型４とを徐冷工程の温度よりも低い温度に冷却する冷却工程と、成形部４Ａ内のガラス塊１４を、開口部４Ｂを通して取り出す取出工程と、を備え、取出工程時において、成形型４を加熱する加熱工程を含む。
【００５４】
また、第２実施形態のガラス塊の製造方法は、図１０に示すように、成形型４の有底筒状の成形部４Ａに、一方に向けて開口する開口部４Ｂを通して、熔融ガラス１４を供給する熔融ガラス供給工程と、成形部４Ａ内の熔融ガラス１４をガラス塊に固化するように徐冷する徐冷工程と、徐冷工程の後に、ガラス塊１４と成形型４とを徐冷工程の温度よりも低い温度に冷却する冷却工程と、成形部４Ａ内のガラス塊１４を開口部４Ｂを通して取り出す取出工程と、を備え、冷却工程後かつ取出工程前において、成形型４を加熱する加熱工程を含む。
【符号の説明】
【００５５】
１  ガラス塊の製造装置
２  ターンテーブル
４  成形型
４Ａ  成形部
４Ｂ  開口部
８  熔融ガラス供給部
８Ａ  熔融ガラス供給装置
８Ｂ  ノズル
１０、１１０  徐冷部
１２、１１２  冷却部
１２Ａ、１１２Ａ  ガラス塊取出治具
１２Ｂ  加熱機構
１２Ｃ  ガスバーナー
１２Ｄ  炎
１４  ガラス塊（熔融ガラス）
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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