(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融ガラス滴を液体に滴下し、液体中で冷却、成形する工程を繰り返してガラス成形体を量産するガラス成形体の製造方法であって、
前記液体として、１気圧下における沸点をＢＰ［℃］、定圧比熱をＣｐ［Ｊ／（ｇ・Ｋ）］、気化熱をＱ［Ｊ／ｇ］としたときに下記関係式（１）
Ｃｐ×（ＢＰ−２０℃）＋Ｑ≦１２００Ｊ／ｇ …（１）
を満たす液体を用いて、
前記液体の温度を、０〜２００℃の範囲における所定の温度に維持する制御を行い、中実状のガラス成形体を量産することを特徴とするガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
質量が１００ｍｇ以下の熔融ガラス滴を滴下して球状のガラス成形体に成形する請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
液体の外部循環流路を形成するとともに、前記流路中に熱交換器を設けて循環する液体を冷却し、液温を所定の温度に維持する制御を行う請求項１または２に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
熔融ガラス滴を滴下する液面に液体の循環によって流れを生じさせながら次々に熔融ガラス滴を滴下する請求項３に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項５】
研磨用のガラス成形体を作製する請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法によりガラス成形体を作製し、得られたガラス成形体を研磨することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項７】
ガラス製のプリフォームを加熱、精密プレス成形する光学素子の製造方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法によりガラス成形体を作製し、または請求項６に記載の方法によりプリフォームを作製し、得られたガラス成形体またはプリフォームを加熱、精密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、ガラス成形体の製造方法、精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、質量公差の小さい精密プレス成形用プリフォームあるいはプリフォームを作製するための母材として好適なガラス成形体を効率よく、安定して量産するガラス成形体の製造方法、および上記プリフォームの製造方法、ならびにプリフォームを使用して光学素子を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非球面レンズなどのガラス製光学素子を量産する方法として、精密プレス成形法が知られている。この方法は、精密プレス成形に先立ち所要量のガラスを予備成形してプリフォームと呼ばれる成形体にする。それからプリフォームを加熱、軟化してプレス成形型を用いてプレス成形し、成形面を精密にガラスに転写して光学素子の光学機能面を形成する。
【０００３】
精密プレス成形法は優れた生産性を有する方法であるが、その生産性をさらに向上させるには、如何に効率よくプリフォームを生産するかという点がポイントになる。こうした要求に応えるため、幾つかのプリフォーム生産法が提案されている。一例としては特許文献１に記載されているように、熔融ガラス滴を液体に滴下して冷却しながらプリフォームに成形する方法が知られている。
【特許文献１】特開平１０−２９１８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている方法でプリフォームを量産する場合、高温のガラスが連続して液体中に導入されるため、液体の温度が上昇してしまう。気化熱が小さい液体を使用すると液体の消耗が激しく、液体を常に補充しながら生産を続けなければならない。こうした不都合を解消するために気化熱の大きい液体を使用すると液体中でガラスが急冷されてカン、割れと呼ばれるような破損が生じたり、ガラス表面が固化した状態でガラス内部が体積収縮することにより真空泡が発生したりする。
【０００５】
熔融ガラス滴から成形される小型プリフォームは小型光学素子の製造に使用されるが、こうした小型光学素子の製造では芯取りなど精密プレス成形後の加工が困難であったり、手間やコストがかかることから、精密プレス成形によって光学素子を完成させることが望ましい。例えば、芯取りをせずにレンズを作る場合、プレス成形型内に過不足なくガラスを行き渡らせる必要がある。ガラスの量が多すぎると胴型と下型の間、胴型と上型の間にガラスが進入して成形ばりが生じたり、成形型が破損してしまう。一方、ガラスの量が少ないと成形面がガラスに十分転写されずに面精度が悪いレンズになったり、レンズを固定する際の位置決め基準面となるレンズのコバの成形が不十分になってしまう。このように研磨フリー、芯取りフリーの光学素子を作るには、高い質量精度のプリフォームが求められる。
【０００６】
質量精度の高い小型プリフォームを作るには、特に質量公差を小さく抑えなければならない。このような場合、ガラス滴の質量を一定にする操作として、熔融ガラスの流出速度と滴下間隔を一定にしただけでは不十分な場合がある。そのような場合は、熔融ガラス滴から得たガラス成形体を研磨して質量公差が小さいプリフォームに仕上げる方法が有効である。
【０００７】
研磨によって質量公差を小さくするには、例えば、球状のガラス成形体を成形し、直径が一定の球状プリフォームになるよう研磨する方法が考えられる。つまり、プリフォームの質量と直径を対応させて、直径によって質量を管理する。この方法は、すべてのガラス成形体の密度が一定という前提が成り立てば有効だが、ガラスを滴下する液体の温度が一定していないとガラス成形体の熱履歴にばらつきが生じ、成形体の密度にもばらつきが生じてしまう。その結果、直径が一定になるように研磨しても質量公差を抑えることが困難になる。
【０００８】
本発明はこうした問題を解決するためになされたものであり、質量公差の小さい精密プレス成形用プリフォームあるいはプリフォームを作製するための母材として好適なガラス成形体を効率よく、安定して量産するガラス成形体の製造方法、および上記プリフォームの製造方法、ならびにプリフォームを使用して光学素子を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１） 熔融ガラス滴を液体に滴下し、液体中で冷却、成形する工程を繰り返してガラス成形体を量産するガラス成形体の製造方法であって、
前記液体として、１気圧下における沸点をＢＰ［℃］、定圧比熱をＣｐ［Ｊ／（ｇ・Ｋ）］、気化熱をＱ［Ｊ／ｇ］としたときに下記関係式（１）
Ｃｐ×（ＢＰ−２０℃）＋Ｑ≦１２００Ｊ／ｇ …（１）
を満たす液体を用いて、
前記液体の温度を、０〜２００℃の範囲における所定の温度に維持する制御を行い、中実状のガラス成形体を量産することを特徴とするガラス成形体の製造方法、
（２） 質量が１００ｍｇ以下の熔融ガラス滴を滴下して球状のガラス成形体に成形する上記（１）項に記載のガラス成形体の製造方法、
（３） 液体の外部循環流路を形成するとともに、前記流路中に熱交換器を設けて循環する液体を冷却し、液温を所定の温度に維持する制御を行う上記（１）または（２）項に記載のガラス成形体の製造方法、
（４） 熔融ガラス滴を滴下する液面に液体の循環によって流れを生じさせながら次々に熔融ガラス滴を滴下する上記（３）項に記載のガラス成形体の製造方法、
（５） 研磨用のガラス成形体を作製する上記（１）〜（４）項のいずれか１項に記載のガラス成形体の製造方法、
（６） 上記（５）項に記載の方法によりガラス成形体を作製し、得られたガラス成形体を研磨することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法、および
（７） ガラス製のプリフォームを加熱、精密プレス成形する光学素子の製造方法であって、
上記（１）〜（５）項のいずれか１項に記載の方法によりガラス成形体を作製し、または上記（６）項に記載の方法によりプリフォームを作製し、得られたガラス成形体またはプリフォームを加熱、精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、質量公差の小さい精密プレス成形用プリフォームあるいはプリフォームを作製するための母材として好適なガラス成形体を効率よく、安定して量産するガラス成形体の製造方法、および上記プリフォームの製造方法、ならびにプリフォームを使用して光学素子を製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明のガラス成形体の製造方法について説明する。
［ガラス成形体の製造方法］
本発明のガラス成形体の製造方法においては、熔融ガラス滴を液体に滴下し、液体中で冷却、成形する工程を繰り返してガラス成形体を量産するに際し、前記液体の温度を、０〜２００℃の範囲における所定の温度に維持する制御を行い、中実状のガラス成形体を量産する。
【００１３】
上記液体の所定温度をＴliq［℃］とし、熔融ガラス滴の滴下時の温度をＴglass［℃］、単位質量あたりのガラスの定圧比熱をＣｐ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］、熔融ガラス滴の質量ｍ［ｋｇ］、熔融ガラス滴の滴下間隔をｔ［秒］とし、ガラス滴を最終的にＴliq［℃］まで冷却すると、熔融ガラス滴との熱交換により液体が得る熱量は単位時間あたり、（Ｔglass−Ｔliq）×Ｃｐ×ｍ／ｔと見積ることができる。
【００１４】
したがって、単位時間あたりの冷却能力が少なくとも上記熱量よりも高い熱交換器を用いて液体を冷却しつつ、液体の温度がＴliqに維持されるように液体の温度を制御する。
【００１５】
こうすることにより、気化熱が小さい液体を使用して液体中でガラスをゆっくり冷却する場合でも液体の消耗量を減少させることができる。また、ガラス成形体の量産中、液温を一定に保つことにより熱履歴が一定のガラス成形体を量産することができ、研磨によって質量公差が極めて小さいプリフォームを作ることもできる。
【００１６】
さらに、ガラス成形体の品質が安定することによって、多数のガラス成形体を同時に研磨したときの研磨の進行度を一定にすることもできるし、品質が揃ったガラス成形体を研磨することにより、研磨時のガラスの破損を低減、防止することもできる。
【００１７】
なお、前述のように本発明は小型プリフォームあるいは研磨により小型プリフォームとなるガラス成形体の量産に好適である。特に、質量が１００ｍｇ以下の熔融ガラス滴を滴下して球状のガラス成形体に成形することが好ましく、５０ｍｇ以下の場合がより好ましい。
【００１８】
さらに１０００個あたりの質量公差が±０．５％以内のプリフォームの量産に好適である。
（液体の温度制御方法）
本発明において、液体をＴliq［℃］に制御する方法としては、当該液体を上記温度に均一に維持し得る方法であればよく、特に制限はないが、例えば液体の外部循環流路を形成するとともに、前記流路中に熱交換器を設けて循環する液体を冷却し、液温を一定に維持する制御方法が好ましい。その際、熔融ガラス滴を滴下する液面に液体の循環によって流れを生じさせながら次々に熔融ガラス滴を滴下することがより望ましい。滴下距離が短ければ、滴下間隔ｔが短くてもガラス滴同士が空中でくっつくことはないが、ガラス滴が液面に達すると急激に減速するので、次に滴下したガラス滴が液面上のガラス滴にくっついてしまうことがある。上記構成を採用することで、液面に達したガラス滴を液体の循環流によって流し、液面到達時の位置から速やかにずらずことで、こうした不具合を回避することができる
その他液温の制御方法としては、液体中に熱交換器を浸漬して液温を一定に維持する方法や、液体が収容された容器を周りから冷やして、液温を一定に維持する方法などがある。
【００１９】
いずれの方法でも液体の温度を測定し、測定結果と液温の設定値を比較し、液温のほうが高い場合は熱交換器による液体の冷却を強め、液温のほうが低い場合は熱交換器による液体の冷却を弱めるか停止する。こうしたフィードバック制御を行う上から液体の温度は熱電対などのように温度データが電気信号に変換される測定器を用いることが好ましい。フィードバック制御はマイクロコンピュータなどを用いる公知の制御方法を採用すればよい。
【００２０】
なお、上記液体の温度は、所定の温度±１０℃の範囲に維持することが、発明の目的を達成する上からより好ましい。
【００２１】
また、Ｔliqは、操業環境下、使用する液体の融点よりも高温とする。
このようにして得られたガラス成形体は、そのままプリフォームとして、あるいは研磨用のガラス成形体として用いることができる。研磨用のガラス成形体の場合は、該ガラス成形体を研磨処理してからプリフォームとして用いる。
【００２２】
なお、本発明においては、前記液体が、その液中においてガラス成形体を作製するのに用いられることから、「成形用液体」とも呼称する。
（成形用液体）
熔融ガラス滴をカン、割れや真空泡を生じないように液体中で成形するには、熔融ガラス滴が有する熱によって液体を加熱、蒸発させてガス化し、このガスによってガラスの周りが取り囲まれるようにする。こうすることによりガラスはゆっくり冷やされて破損、クラック、真空泡を生じることなく成形される。
【００２３】
こうした方法で使用する液体として、常温常圧で液体であること、比熱、気化熱がともに小さいこと、沸点がさほど高くないこと（例えばガラスの転移温度よりも低いこと）が望まれる。
【００２４】
このような液体としては、１気圧下における沸点ＢＰが３０〜２００℃、定圧比熱をＣｐ［Ｊ／（ｇ・Ｋ）］、気化熱をＱ［Ｊ／ｇ］としたときに下記関係式（１）を満たす液体を用いることが好ましい。
【００２５】
Ｃｐ×（ＢＰ−２０℃）＋Ｑ≦１２００Ｊ／ｇ      …（１）
２０℃の液体１ｇがガラス塊表面に接することにより熱せられて沸騰し、ガス化するために要する熱量はＣｐ×（ＢＰ−２０℃）＋Ｑと表される。この熱量を液体のガス化しやすさの指標Ａとして用い、この指標とカン、割れ、真空泡の防止効果の関係を実験的に調査したところ、上記（１）式を満たす液体を用いると良好な結果が得られることが判明した。
【００２６】
特に熔融ガラス塊の質量が小さい場合、例えば熔融ガラス滴を液体に滴下するような場合、熔融ガラス塊がもつ熱量が小さいが、指標Ａが小さい液体を使用することで十分なガス層を形成することができる。
【００２７】
ガス層形成による十分な断熱効果を得る上から、指標Ａが１２００Ｊ／ｇ以下の液体を使用することが好ましく、１０００Ｊ／ｇ以下の液体を使用することがより好ましく、９００Ｊ／ｇ以下の液体を使用することがさらに好ましく、４００Ｊ／ｇ以下の液体を使用することがより一層好ましい。
【００２８】
一方、沸点が低すぎると液体の消耗が著しくなり、常に液体を補給しなければならない。
したがって、本発明では沸点が３０〜２００℃の液体を使用するのが好ましく、より好ましい液体の沸点は６０〜１５０℃、さらに好ましくは８０〜１２０℃である。
【００２９】
このような条件を満たす液体としては、例えばパーフロロカーボン［ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＦ３、ＢＰ＝８０℃、Ａ＝１４３Ｊ／ｇ］、ハイドロフルオロエーテル［住友スリーエム社製、商品名「フロリナートＦＣ−８４」、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ＋エタノール、ＢＰ＝５４℃、Ａ＝２４６Ｊ／ｇ］、ハイドロフルオロエーテル［ＣＦ３（ＣＨ２）３ＯＣＨ３、ＢＰ＝７６℃、Ａ＝１９４Ｊ／ｇ］、ペンタフルオロブタン［ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ３、ＢＰ＝４０℃、Ａ＝１５５Ｊ／ｇ］、酢酸エチル［ＢＰ＝７７℃、Ａ＝５１５Ｊ／ｇ］、エタノール［ＢＰ＝７８℃、Ａ＝９７８Ｊ／ｇ］、イソプロピルアルコール［ＢＰ＝８３℃、Ａ＝８２８Ｊ／ｇ］などを例示することができる。
【００３０】
これらの液体の中で、ＢＰ、Ａの値および低引火性などの観点から、有機フッ素化合物含有液体が好ましいが、有機フッ素化合物は熱分解によってフッ酸を生成するため、液体の沸騰、ガス化により発生したフッ酸がガラス成形体表面を変質させ、ヤケと呼ばれる変質層が形成されやすい。しかし、得られたガラス成形体からなるガラス母材は、研磨処理を施し、精密プレス成形用プリフォームを作製する場合には、該ガラス母材表面の変質層は上記研磨処理により、確実に除去されることになるが、本発明においては、有機フッ素化合物を含む液体に塩基性物質を加えることにより、前記フッ素化合物のガス化時に生じるフッ酸を中和し、フッ酸によるガラス表面の腐蝕を防止することができる。上記塩基物質としては、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを用いることができる。
【００３１】
次に、本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法について説明する。
［精密プレス成形用プリフォームの製造方法］
本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法においては、前述したガラス成形体の製造方法で得られた、研磨用ガラス成形体を研磨処理することにより、精密プレス成形用プリフォームを作製する。
【００３２】
なお、上記ガラス成形体を研磨処理する場合には、研磨工程で破損が生じないように、予め該ガラス成形体中の歪を低減するアニール処理することが好ましい。
【００３３】
この研磨処理は、複数個のガラス成形体を一括して研磨処理して等質量の精密プレス成形用プリフォームを作製することが各プリフォームの質量合わせ、あるいは体積合わせを容易にする上から好ましい。
【００３４】
このようにして得られた精密プレス成形用プリフォームまたは前述のガラス成形体（以下、これらを総称してガラスゴブと称することがある。）を光学素子の成形用ガラス素材として用いるには、それらの形状を球にすることが好ましい。
【００３５】
微小光学素子、例えば、カメラ付携帯電話に搭載されるガラスレンズ、光ディスクへのデータ書込み・読取用の光学系を構成するガラスレンズ、光通信において各素子を光学的に接続する光学系に使用するガラスレンズの精密プレス成形では、球状のガラスゴブを用いることが好ましい。これら光学素子に使用されるガラスゴブの体積は設計値に厳密に一致させることが求められるからである。ガラスゴブのガラスが不足している場合、ガラスをプレス成形型成形面全域にわたって充填、転写することができず、高精度な光学素子を作製できない。逆にガラスゴブのガラスが過剰な場合は、ガラスがプレス成形型を構成する型部材の間に進入して成形バリになったり、ガラスを所定の状態までプレスすることができなくなってしまう。球状ガラスゴブを使用するとその体積を管理しやすい。
［光学素子の製造方法］
本発明の光学素子の製造方法においては、前述の方法により製造した「ガラス成形体または精密プレス成形用プリフォーム」（ガラスゴブ）を精密プレス成形して光学素子を製造する。精密プレス成形の方法、条件は、公知の方法、条件を適用し、各ケースに合わせて最適化をすればよい。
【００３６】
精密プレス成形は、モールドオプティクス成形法とも呼ばれ、プレス成形によって光学機能面の形状を形成する方法であり、既に当該技術分野においてはよく知られたものである。光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法は、プレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。
【００３７】
精密プレス成形法に使用するプレス成形型としては、公知のもの、例えば炭化珪素、超硬材料などの型材の成形面に離型膜を設けたものを用いることができる。中でも、炭化珪素製のプレス成形型を用いることが好ましい。離型膜としては、炭素含有膜、貴金属合金膜などを使用することができ、耐久性、コストの面などから、炭素含有膜を用いることが好ましい。
【００３８】
精密プレス成形法では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため、成形時の雰囲気を非酸化性ガス雰囲気にすることが望ましい。非酸化性ガスとしては、窒素、窒素と水素の混合ガスなどを用いることが好ましい。
【００３９】
次に本発明の光学素子の製造方法に特に好適な精密プレス成形法について説明する。
（精密プレス成形法１）
この方法は、プレス成形型に前述のガラスゴブを導入し、上記成形型とガラスゴブを一緒に加熱し、精密プレス成形するというものである。
【００４０】
この精密プレス成形法１において、プレス成形型と前記ガラスゴブの温度をともに、ガラスゴブを構成するガラスが１０６〜１０１２ｄＰａ・ｓ程度の粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
【００４１】
また上記ガラスが１０１２ｄＰａ・ｓ以上、より好ましくは１０１４ｄＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは１０１６ｄＰａ・ｓ以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
【００４２】
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。
（精密プレス成形法２）
この方法は、前述のガラスゴブを加熱した後に、プレス成形型に導入し、精密プレス成形する、すなわち、プレス成形型とガラスゴブを別々に予熱し、予熱したガラスゴブをプレス成形型に導入して精密プレス成形するというものである。
【００４３】
この方法によれば、当該ガラスゴブをプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学素子を製造することができる。
【００４４】
なおプレス成形型の予熱温度をガラスゴブの予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このようにプレス成形型の予熱温度を低くすることにより、上記型の消耗を低減することができる。
【００４５】
また、この方法によれば、ガラスゴブ加熱をプレス成形型内で行う必要がないので、使用するプレス成形型の数を少なくすることもできる。
【００４６】
精密プレス成形法２において、当該ガラスゴブを構成するガラスが１０９ｄＰａ・ｓ以下、より好ましくは１０９ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度に予熱することが好ましい。
【００４７】
また、当該ガラスゴブを浮上しながら予熱することが好ましく、さらに当該ガラスゴブを構成するガラスが１０５．５〜１０９ｄＰａ・ｓ、より好ましくは１０５．５ｄＰａ・ｓ以上１０９ｄＰａ・ｓ未満の粘度を示す温度に予熱することがさらに好ましい。
【００４８】
またプレス開始と同時またはプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。
【００４９】
なおプレス成形型の温度は、当該ガラスゴブの予熱温度よりも低い温度に調温されるが、上記ガラスが１０９〜１０１２ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度を目安にすればよい。
【００５０】
この方法において、プレス成形後、上記ガラスの粘度が１０１２ｄＰａ・ｓ以上にまで冷却してから離型することが好ましい。
【００５１】
本発明では、少なくとも上型と下型を有し、上型成形面の形状と下型成形面の形状が異なるプレス成形型を用い、予め加熱したガラスゴブを上記下型上に供給してプレス成形を行うことができる。本発明によれば、当該ガラスゴブを用いることにより、上型、下型の成形面形状が異なるプレス成形型を用いても、ガストラップなどの問題を引き起こすことなく、光学素子を高い生産性のもとに製造することができる。
【００５２】
精密プレス成形された光学素子はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。また、レンズを成形した場合には、心取り加工を行ってもよい。
【００５３】
このようにして、本発明によれば、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズムなどの各種光学素子、用途としてはデジタルカメラやフィルム内蔵カメラの撮像光学系を構成するレンズ、カメラ付携帯電話搭載の撮像レンズ、ＣＤやＤＶＤをはじめとする光記録式媒体のデータ読取および／またはデータ書込み用に使用する光線を導光するためのレンズなどの各種光学素子を作製することができる。また、銅含有ガラス製のガラスゴブを使用すれば、半導体撮像素子の色補正機能を有する光学素子を作製することもできる。中でもデジタルカメラ搭載のレンズを製造する方法として好適である。
【００５４】
なお、これら光学素子には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。
【実施例】
【００５５】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）ガラス成形体の製造
屈折率ｎｄ：１．８０６、アッベ数νｄ：４０．７のホウ酸ランタン系ガラスを１２００℃で溶解し、１１００℃に温度制御された白金製流出パイプを通り、１０５０℃に温度制御された白金製流出ノズルより溶融ガラスを滴下した。白金ノズルの外径は０．８ｍｍ、内径は０．６ｍｍでノズルの外径部に鉛直下方に窒素ガスを０．８Ｌ／ｍｉｎ流すことにより、自然滴下質量より小さいガラス滴を得た。質量は２０ｍｇで滴下間隔は０．１秒であった。
【００５６】
ノズルより滴下されたガラスは、パーフルオロカーボン［住友スリーエム社製、商品名「フロリナートＦＣ−３２８３」、示性式ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＦ３］の入った容器（内径８０ｍｍ、液位８００ｍｍ）に落下し、液面から容器の底に到達するまで、約４秒間を要した。液体は循環式冷却装置で温度コントロールを行い、２０±５℃の範囲に制御した。循環冷却装置の冷却効率は実行値で２００Ｗの出力であり、循環流量は５Ｌ／ｍｉｎに設定した。
【００５７】
なお、液体が循環しない場合、溶融ガラス滴が液面に突入すると、ガラスの周りが液体の蒸気膜に覆われた状態になり、特に、突入直後は沸騰状態が激しいため、ガラス滴の落下速度が極端に遅くなった。その結果、０．１秒という短い間隔で次のガラス滴が落ちてくると、ガラス滴同士が接触して、一体となり、２倍の質量の球になってしまい、所定の質量のガラス滴が得られなかった。
【００５８】
しかし、循環した場合、循環流により、ガラス滴を液面到達時の位置から速やかにずらすことができ、この問題をさけることができた。
【００５９】
でき上がったガラス成形体は、平均直径２．０３ｍｍ、真円度５０μｍ以下の、球形状であった。生産は８時間連続で行い、２８８，０００個のガラス成形体を生産した。でき上がったガラス成形体の比重を測定したところ、４．５９０±０．００２の範囲に収まっていた。
【００６０】
なお、液体の温度制御をしないと、ガラス滴が成形される際の熱履歴に差ができるため、比重は４．５９０±０．０１であった。また、液体が次々と蒸発するために、１０分置きに、２００ｃｍ３程度の液体の補給が必要であった。
【００６１】
本方式により、従来より品質のバラツキの少ないガラス成形体からなるガラス母材ロットが得られた。ガラス成形体の品質を検査したところ、カンやワレといった欠陥は無かった。表面を電子顕微鏡で観察したところ、パーフルオロカーボンのフッ素成分とガラスが反応したため、僅かに白ヤケを起していた。なお、上記真円度はミツトヨ社製真円度測定機ＲＡ−２１００により求めた値である（以下、同様）。
（２）プリフォームの製造
上記（１）で得られたガラス母材ロットを取シロ１００μｍで研磨し、直径１．８３ｍｍとしたところ、表面に一切の欠陥がない球プリフォームロットが得られた。研磨に要した時間は１２時間であった。
（３）光学素子の製造
上記（２）で得られた球プリフォームロットの中の１００，０００個の球プリフォームについて、以下に示すようにプレス成形型で精密プレス成形を行い、非球面レンズを生産した。
【００６２】
各球プリフォームを、図１に示す、成形面に炭素含有膜（ダイヤモンド様カーボン膜）が設けられたＳｉＣ製の上型１及び下型２の間に配置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。成形型内の温度を、被成形球プリフォーム４の粘度が約１０５〜１０９ｄＰａ・ｓとなる温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して成形型内の被成形球プリフォーム４をプレスした。プレスの圧力は５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒間とした。プレス後、プレスの圧力を解除し、非球面プレス成形されたガラス成形体を上型１及び下型２と接触させたままの状態でガラス転移温度まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出した。なお、図１において、符号３は案内型、１０は支持台、９は支持棒、１４は熱電対である。
【００６３】
得られた精密プレス成形品を、アニール炉にて３８０℃まで加熱し、２時間その温度を維持した後、室温まで１時間で冷却して非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、偏肉精度の良い（平均偏肉偏差±５μｍ以内）ものであった。
【００６４】
なお、平均偏肉偏差は、下記のようにして求めた。
＜平均偏肉偏差＞
キーエンス社製レーザ寸法測定器ＬＳ−５０００を用いて、レンズのコバ厚を全周にわたり測定して求めた。
実施例２
（１）ガラス成形体の製造
屈折率ｎｄ：１．８２、アッベ数νｄ：２４の重フリント系ガラスを１１００℃で溶解し、１０００℃に温度制御された白金製流出パイプを通り、９５０℃に温度制御された白金製流出ノズルより溶融ガラスを滴下した。白金ノズルの外形は０．８ｍｍ、内径は０．７ｍｍでノズルの外径部に鉛直下方に窒素ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎ流すことにより、自然滴下質量より小さいガラス滴を得た。質量は４０ｍｇであり、滴下間隔は０．２０秒であった。
【００６５】
ノズルより滴下されたガラス滴はエタノールの入った容器（内径１００ｍｍ、液位１２００ｍｍ）に落下し、液面から容器の底に着底するまで、約６秒間を要した。容器の構造は、二重管構造になっており、容器を冷却することにより、液体の温度を２０±５℃の範囲に制御した。冷却は二重管部に熱媒体を循環させる方式で行い、冷却装置の冷却効率は実行値で２００Ｗの出力であった。
【００６６】
容器を、回動（φ２０軌道で動く。）させることにより、ガラス滴が液面に到達する位置が一つ前のガラス滴とずれるようにした。これにより、ガラス滴同士の接触を防ぐことができる。
【００６７】
でき上がったガラス成形体は、平均直径２．７６ｍｍ、真円度１００μｍ以下の、球形状であった。生産は１２時間連続で行い、２１６，０００個のガラス成形体を生産した。でき上がったガラスの比重を測定したところ、３．６９０±０．００２の範囲に収まっていた。
【００６８】
なお、液体の温度制御をしないと、ガラス滴が成形される際の熱履歴に差ができるため、比重は３．６９０±０．０１であった。また、液体が次々と蒸発するために、１０分置きに、２００ｃｍ３程度の液体の補給が必要であった。
【００６９】
本方式により、従来より品質のバラツキの少ないガラス成形体からなるガラス母材ロットが得られた。ガラス品質を検査したところ、欠陥は無かった。
（２）プリフォームの製造
このガラス母材ロットの内、１００，０００個を取シロ１５０μｍで研磨し、直径２．４６ｍｍとしたところ、表面に一切の欠陥がない球プリフォームロットが得られた。研磨に要した時間は１２時間であった。
（３）光学素子の製造
上記（２）で得られた球プリフォームロットの中の５０，０００個の球プリフォームについて、実施例１と同様にして、精密プレス成形を行い、精密プレス成形品を得たのち、アニール炉で３５０℃まで加熱し、２時間その温度を維持した後、室温まで１時間かけて冷却して非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、偏肉精度の良い（平均偏肉偏差±５μｍ以内）ものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のガラス成形体の製造方法によれば、質量公差の小さい精密プレス成形用プリフォームあるいはプリフォームを作製するための母材として好適なガラス成形体を効率よく、安定して量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例で使用した精密プレス成形装置の１例の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  上型
２  下型
３  案内型（胴型）
４  プリフォーム
９  支持棒
１０  支持台
１１  石英管
１２  ヒーター
１３  押し棒
１４  熱電対
【図１】
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