CN104066691B - 玻璃块的制造方法和玻璃块的成型装置、以及冲压成型用坯料、玻璃成型品、球预制件和光学元件的制造方法 - Google Patents

玻璃块的制造方法和玻璃块的成型装置、以及冲压成型用坯料、玻璃成型品、球预制件和光学元件的制造方法 Download PDF

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Abstract

随着沿周向等间隔地设置有多个成型部(104)的转台(106)的旋转驱动，将一定重量的熔融玻璃块(200)依次提供给移动到熔融玻璃供给部(102)的下方的各个成型部(104)来制造玻璃块，所述成型部(104)在成型面(104b)上具有多个气体喷出孔(104a)，在制造所述玻璃块时，从熔融玻璃供给部(102)每次滴下一定重量的熔融玻璃块(200)，并且，控制转台(106)的旋转驱动，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并且连续地旋转，或者使得转台(106)以恒定的速度连续地旋转。利用该玻璃块的制造方法，能够实现更进一步的生产率的提高，在不损害成型精度的情况下在一定的时间内制造更多的玻璃块。

Description

玻璃块的制造方法和玻璃块的成型装置、以及冲压成型用坯料、玻 璃成型品、球预制件和光学元件的制造方法
技术领域
本发明涉及利用熔融玻璃制造一定重量的玻璃块的玻璃块的制造方法和玻璃块的成型装置、以及利用了由它们制造出的玻璃块的冲压成型用坯料、玻璃成型品、球预制件和光学元件的制造方法。
背景技术
作为制造光学透镜等玻璃光学元件的方法，已知有精密冲压成型法，在该精密冲压成型法中，利用熔融玻璃成型得到作为被成型坯料的玻璃预制件，对该玻璃预制件进行加热使其软化，并利用成型模具进行冲压成型，由此，能够对成型模具的成型面形状进行转印，从而高精度地制造规定形状的玻璃光学元件。
此外，已知有这样的方法：在成型得到这样的精密冲压成型法中使用的玻璃预制件时，利用成型模具接收一定重量的熔融玻璃块，在使该熔融玻璃块在成型模具内浮起或者大致浮起的状态下进行成型，制成玻璃预制件(例如，参照专利文献)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-326823号公报
发明内容
发明要解决的课题
另外，专利文献(日本特开2002-326823号公报)是本申请人的发明，在进行间歇圆周转动的玻璃块成型部中对熔融玻璃块进行成型并冷却，制造适合作为冲压成型用坯料(玻璃预制件)的玻璃块，这时，规定玻璃块成型部进行间歇圆周转动的时间和距离，由此，能够以良好的生产率制造没有外观不良的玻璃块。
然而，近年来对生产率改善的要求越发严格，要求生产率的进一步提高。
因此，本发明人从根本上重新评估上述那样的方法并进行了深刻研究后，发现尚有改善的余地，从而完成了本发明。
即，本发明的目的在于提供一种玻璃块的制造方法，能够实现更进一步的生产率的提高，在不损害成型精度的情况下在一定的时间内制造更多的玻璃块。
用于解决课题的手段
在本发明的玻璃块的制造方法中，随着沿周向等间隔地设置有多个成型部的转台的旋转驱动，将一定重量的熔融玻璃块依次提供给移动到熔融玻璃供给部的下方的各个成型部，并进行冷却来制造玻璃块，其中，所述成型部在成型面上具有多个气体喷出孔，在制造所述玻璃块时，从熔融玻璃供给部每次滴下一定重量的所述熔融玻璃块，并且控制转台的旋转驱动，使得所述转台根据熔融玻璃块滴下的时机进行加减速并连续地旋转，或者使得所述转台以恒定的速度连续地旋转。
此外，本发明的玻璃块的成型装置具有：多个成型部，它们在成型面上具有多个气体喷出孔；转台，其沿周向等间隔地设置有成型部；以及旋转驱动机构，其使转台以旋转轴为中心旋转，在使成型部依次移动到向成型部供给熔融玻璃块的熔融玻璃供给部的下方，供给一定重量的熔融玻璃块，并进行冷却来制造玻璃块，在所述玻璃块的成型装置中，具备旋转驱动控制部，所述旋转驱动控制部对转台的旋转驱动进行控制，使得所述转台根据熔融玻璃块滴下的时机进行加减速并连续地旋转，或者使得所述转台以恒定的速度连续地旋转。
此外，在本发明的冲压成型用坯料的制造方法中，利用本发明的玻璃块的制造方法制造玻璃块，并对玻璃块进行滚磨加工。
此外，在本发明的玻璃成型品的制造方法中，利用本发明实施方式的玻璃块的制造方法制造玻璃块，对冲压成型用坯料进行加热/软化，进行冲压成型而得到玻璃成型品。
此外，在本发明的球预制件的制造方法中，利用本发明实施方式的玻璃块的制造方法制造玻璃块，对玻璃块实施冷加工而得到球预制件。
此外，在本发明的光学元件的制造方法中，利用本发明实施方式的球预制件的制造方法制造球预制件，对球预制件进行加热/软化，进行精密冲压成型而得到光学元件。
发明效果
根据本发明，能够在不损害成型精度的情况下在一定的时间内制造更多的玻璃块。
附图说明
图1是示出本发明实施方式的玻璃块的成型装置的概略的俯视图。
图2是示出本发明实施方式的玻璃块的成型装置的概略的主视图。
图3是沿图1中的C-C线的剖视图。
图4是示出从激光传感器发出的检测信号、从电机驱动器发出的脉冲信号、以及转台的旋转速度之间的关系的一例的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[玻璃块的成型装置]
图1是应用本发明实施方式的玻璃块的制造方法，以玻璃块的形式制造精密冲压成型用坯料的本发明的优选实施方式的玻璃块的成型装置的概略的俯视图。图2是示出本发明实施方式的玻璃块的成型装置的概略的主视图。并且，图3是沿图1中的C-C线的剖视图。
另外，在以下的说明中，“玻璃块”除了精密冲压成型用的玻璃预制件以外，还包括供再加热冲压和研磨加工使用的作为玻璃坯料的玻璃坯球、玻璃料滴等，将“玻璃块”替换成这些措辞后的实施方式相当于将它们作为成型对象的情况下的实施方式。
图1等所示的玻璃块的成型装置100具备：多个(图1所示的例子中为36个)成型部104，它们接收从熔融玻璃供给部102供给的熔融玻璃块200并成型为规定的玻璃块；转台106，在转台106上沿周向等间隔地设置有这些成型部104；驱动控制部108，其控制转台106的旋转驱动；加热炉112a、112b，它们设置在成型部104的移动路径上；取出单元114，其用于从成型部104中取出成型后的玻璃块；以及回收装置116，其回收从成型部104取出的玻璃块。
熔融玻璃供给部102从流出喷嘴102a的下端按照一定的间隔每次滴下一定重量的熔融玻璃200a，其中，熔融玻璃200a是在未图示的玻璃熔融炉中熔融、澄清并均质化后的熔融玻璃。由此，随着转台106的旋转驱动而将一定重量的熔融玻璃块200依次提供给移动到浇注位置A的各个成型部104，该浇注位置A被设定成位于熔融玻璃供给部102的下方(参照图2和图3)。
滴下并供给到成型部104的熔融玻璃块200的重量是由作为成型对象的玻璃块的大小决定的，优选为1.0～200mg，更优选为5.0～100mg，特别优选为10～45mg。
此外，从熔融玻璃块200滴下到下一次熔融玻璃块200滴下为止的时间优选为30～200毫秒，更优选为50～180毫秒，特别优选为70～160毫秒。
在熔融玻璃供给部102的流出喷嘴102a上安装有未图示的温度控制装置。通过利用该温度控制装置控制熔融玻璃200a的温度，能够从流出喷嘴102a按照期望的时机(按照一定的间隔)每次滴下一定重量的熔融玻璃块200。因此，能够在成型部104移动到浇注位置A的时机，使熔融玻璃块200每次以一定重量滴下到成型部104。
并且，这时的熔融玻璃200a的粘度优选为2.0～50dPa·s，更优选为3.0～40dPa·s，特别优选为3.5～30dPa·s。
并且，在设定于熔融玻璃供给部102的下方的浇注位置A处设置有激光传感器103，该激光传感器103检测熔融玻璃块200滴下的时刻。从激光传感器103发出的检测信号被输入到驱动控制部108，该驱动控制部108对设置有多个成型部104的转台106的旋转驱动进行控制。
在本实施方式中，对转台106的旋转驱动进行控制的旋转驱动控制部108具备：使转台106以旋转轴为中心旋转的作为旋转驱动机构的步进电机；定序器；以及包括电机驱动器的驱动电路，并且旋转驱动控制部108通过开环控制来控制转台106的旋转驱动。利用旋转驱动控制部108对转台106的旋转驱动进行控制，使得转台106根据熔融玻璃块200滴下的时机进行加减速并连续地旋转，或者使得转台106以恒定的速度连续地旋转。
另外，在转台106上设置有与旋转驱动机构连接并用于使转台106旋转的旋转轴，但在图2中，将转台106的旋转轴和旋转驱动机构包含于旋转驱动控制部108，并简化它们的图示。
转台106优选设计成惯性力矩较小。具体来说，优选的是，作为转台106的材料，采用轻量性优异的铝合金等轻量金属来实现轻量化，并且使转台106的直径为200～400mm。
并且，在实现转台106的轻量化的基础上，还考虑到所要求的强度等，从而转台106的厚度优选为10～30mm，更优选为15～25mm。
成型部104在转台106的周缘侧形成为沿周向等间隔地设置的凹陷状的部位(参照图3)。这样的成型部104的大小可以根据作为成型对象的玻璃块的大小而适当设计。
在本实施方式中，通过从熔融玻璃供给部102滴下而将作为玻璃块的原料的熔融玻璃块200供给到成型部104，因此，可成型出的玻璃块的大小是与熔融玻璃块200的滴下量相对应的。因此，考虑到能够从熔融玻璃供给部102滴下的熔融玻璃块200的重量，适于作为成型对象的玻璃块的直径为0.5～4.0mm。为了适于成型得到这样大小的玻璃块，成型部104的直径优选为0.3～4.5mm，更优选为0.5～4.0mm。
并且，为了能够在一定的时间内成型得到更多的玻璃块，期望设置尽可能多的成型部104，成型部104的数量优选为36～180。
为此，优选使相邻的两个成型部104的中心之间的距离为2.0～7.9mm，并沿转台106的周向紧密相接地设置成型部104，通过滴下熔融玻璃块200并供给到成型部104，能够实现这样的成型部104的紧密相接的配置。
即，在前述的专利文献(日本特开2002-326823号公报)的现有技术中，通过被称作下降切断法的方法将熔融玻璃块分离并供给到成型部(玻璃块成型部)，从而需要用于使成型部相对于转台上升、下降的机构，因此，在缩小成型部的间隔以成为紧密相接的配置的方面存在极限。与此相对，在本实施方式中，不需要使成型部104相对于转台106上升、下降，而是在转台106的周缘侧将成型部104设置为凹陷状的部位，因此能够实现成型部104的紧密相接的配置。
并且，通过配设在转台106内的未图示的配管向成型部104供给浮起用气体，该浮起用气体用于使得被供给到成型部104的熔融玻璃块200浮起或者大致浮起。作为这样的浮起用气体，例如可以使用空气、氮气等惰性气体、或者它们的混合气体。通过从成型部104的成型面104b上开设的多个气体喷出口104a喷出浮起用气体，能够使成型面104b上的熔融玻璃块成为浮起或者大致浮起的状态。成型部104通过从气体喷出孔104a喷出浮起用气体，从而以使熔融玻璃块200浮起或者大致浮起的状态接收熔融玻璃块200，由此，在成型部104在规定的路径中移动的期间，被供给到成型部104的熔融玻璃块200在保持浮起或者大致浮起的状态的同时，被成型为具有规定的表面曲率的玻璃块。另外，被供给到成型部104的熔融玻璃块200“保持浮起的状态”是指以下状态：被供给到成型部104上的熔融玻璃块200借助于从气体喷出孔104a喷出的浮起用气体而浮起，从而熔融玻璃200和成型部104不接触。此外，被供给到成型部104的熔融玻璃块200“保持大致浮起的状态”是指以下状态：在被供给到成型部104上的熔融玻璃块200借助于从气体喷出孔104a喷出的浮起用气体而浮起的状态下，熔融玻璃块200与成型部104发生瞬间接触或者反复地发生瞬间接触。这里，熔融玻璃块200在与成型部104接触的瞬间，接触部分的表面附近会被成型部104所冷却。但是，若接触时间极短，则被冷却的熔融玻璃块200的表面部会受到熔融玻璃内部的热量的加热，粘度降低并成为自由表面，因此，不会残存褶皱等成型不良。即，若熔融玻璃块200与成型部104的接触时间极短(一瞬间)，则能够消除由接触造成的影响，成型为准确形状的玻璃块。在本说明书中，将像这样能够消除由接触造成的影响的范围称作“瞬间接触”。
并且，在转台106上设置的多个成型部104随着转台106的旋转而在同一圆周上环绕。这时，各成型部104在浇注位置A接收熔融玻璃块200，并向图1和图3中箭头所示的方向移动，在其移动路径上设置有加热炉112a、112b(参照图1)。另外，在图1中，省略了加热炉112a、112b的图示。
加热炉112a被设置于已经在浇注位置A处接收了熔融玻璃块200的成型部104到达取出成型后的玻璃块的取出位置B为止的移动路径上。加热炉112a的加热温度例如可以设定为比室温高的温度～500℃，使得在成型部104的成型面104b上成型的玻璃块在到达取出位置B之前就逐渐冷却至其玻璃转化点Tg以下。在不需要加热的情况下，也可以省略加热炉112a。
另一方面，加热炉112b被设置于已经在取出位置B处被取出了玻璃块的成型部104到达浇注位置A为止的移动路径上。加热炉112b的加热温度例如可以设定为比室温高的温度～600℃，由此，能够对被取出玻璃块而失去了热源的成型部104进行加热、保温，从而有效避免成型部104的显著的温度降低。在不需要加热的情况下，也可以省略加热炉112b。
并且，在取出位置B处设置有取出单元114和回收装置116，在这里，已经变为玻璃转化点Tg以下的玻璃块被从成型部104被取出。具体来说，取出单元114以朝向成型部104上的玻璃块和成型部104之间的下方空间喷出气体的方式，利用从取出单元114吹出的气体将成型部104上的玻璃块吹飞，并利用具有扇形接收部的回收装置116回收被吹飞的玻璃块，由此，将成型后的玻璃块从成型部104取出。这时，作为从取出单元114吹出的气体，例如可以使用前述那样的空气、氮气等惰性气体、或者它们的混合气体。另外，在图2中，省略了取出单元114和回收装置116的图示。
并且，虽未特别图示，但优选的是，上述玻璃块的成型装置100借助XYZ轴工作台而安装于具备滚动轮等移动单元的架台，从而能够在三轴方向上调整相对于熔融玻璃供给部102的位置，并且能够移动装置整体。
通常，在变更作为玻璃块的原料的熔融玻璃的玻璃种类时，需要更换熔融玻璃供给部102的玻璃种类，不仅产生为此付出的成本，而且玻璃块的制造会被一直中断到玻璃种类的更换作业结束为止。与此相对，如果按照每个玻璃种类分别准备熔融玻璃供给部102，并能够使玻璃块的成型装置100在各个熔融玻璃供给部102之间移动，则即使不进行玻璃种类更换，也能够适当变更熔融玻璃的玻璃种类，从而能够以良好的生产率制造多个品种的玻璃块。
[玻璃块的制造方法]
接下来，对于本实施方式的玻璃块的制造方法，以使用以上那样的玻璃块的成型装置100来制造玻璃块的情况为例进行说明。
如前述那样，在本实施方式中，对设置有多个成型部104的转台106的旋转驱动进行控制的旋转驱动控制部108具备：作为旋转驱动机构的步进电机、定序器、以及包括电机驱动器的驱动电路，并且旋转驱动控制部108通过开环控制来控制转台106的旋转驱动。
具体来说，当设置于浇注位置A的激光传感器103检测到熔融玻璃块200滴下时，将其检测信号输入到驱动控制部108。在被输入了来自激光传感器103的检测信号的旋转驱动控制部108中，定序器按照预先设定的条件运算目标值，根据其运算结果，电机驱动器以规定的间隔产生规定数量的脉冲信号来驱动步进电机。由此，对转台106的旋转驱动进行控制，使得转台106根据熔融玻璃块200滴下的时机进行加减速并连续地旋转，或者使得转台106以恒定的速度连续地旋转。
另外，为了能够使成型部104更可靠地接收从熔融玻璃供给部102滴下的熔融玻璃块200，优选将转台106的旋转驱动控制为，使得转台106根据滴下熔融玻璃块200的时机进行加减速并连续地旋转。
这里，图4是示出从激光传感器103发出的检测信号、从电机驱动器发出的脉冲信号、以及转台106的旋转速度之间的关系的一例的时序图。
图4的(a)示出激光传感器103发出检测信号的时刻。并且，图4的(b)示出由电机驱动器产生的脉冲信号的产生状况，图4的(c)示出转台106的旋转速度的变化。图4的(a)中，t1～t4表示熔融玻璃块200被激光传感器103检测到的时刻。并且，图4的(a)中的T表示熔融玻璃块200分别以t1～t2、t2～t3、t3～t4的一定间隔滴下。并且，图4的(b)和图4的(c)所示的t12、t23、t34、t45分别表示与脉冲信号的产生结束大致同时地，转台106的旋转速度(成型部104的移动速度)开始减速的情况。
在图4所示的例子中，首先，当熔融玻璃块200从熔融玻璃供给部102滴下时，滴下的熔融玻璃块200被激光传感器103检测到。然后，与激光传感器103检测到熔融玻璃块200的时刻同时(或者比检测到熔融玻璃块200的时刻稍迟)地，由电机驱动器产生脉冲信号。由此，对转台106的旋转驱动进行控制，使得转台106加快旋转速度(参照图4的(c)中的(Ⅰ))，然后以恒定的速度(这时的旋转速度为Vmax。参照图4的(c)中的(Ⅱ))旋转。之后，当来自电机驱动器的脉冲信号的产生结束时(图4的(b)中的t12、t23、t34、t45)，转台106减慢旋转速度(参照图4的(c)中的(Ⅲ))。另外，在图4的(c)的(Ⅲ)中，待接受熔融玻璃块200的供给的空的成型部104越靠近浇注位置A，转台106的旋转速度越慢，但转台106不会停止(Vmin＞0)。
即，从由激光传感器103输出检测信号起，到驱动控制部108进行运算处理并产生基于该运算处理的脉冲信号为止所需要的时间为大约几毫秒，几乎没有时滞，但由于转台106的惯性力矩和步进电机自身的惯性力矩，致使转台106的旋转速度比脉冲信号的产生稍迟地发生变化。在旋转驱动控制部108中，考虑了时滞而进行目标值的运算，将转台106的旋转驱动控制为，使得转台106根据熔融玻璃块200滴下的时机进行加减速并连续地旋转。另外，在图4中，为了便于说明，记述成与激光传感器103检测到熔融玻璃200同时地，转台106的旋转速度加快。实际上，要考虑从激光传感器103检测到熔融玻璃块200起，到熔融玻璃块200到达成型部104为止的时间，根据熔融玻璃块200滴下的时机，对成型部104的位置和转台106的旋转速度进行控制。
这样一来，在本实施方式中，在不使设置于转台106的成型部104在浇注位置A停止的情况下，将一定重量的熔融玻璃块200依次供给到一个接一个地移动到浇注位置A的各个成型部104。由此，成型部104的移动速度加快，能够在一定时间内制造更多的玻璃块。
当将熔融玻璃块200滴下并供给到成型部104时，如图3所示，优选为：以围绕成型部104的方式，在该成型部104的开口外缘附近预先形成朝向成型部104的中心向斜下方倾斜的斜面109，其中，该成型部104形成为凹陷状并通过从气体喷出孔104a喷出浮起用气体而以使熔融玻璃块200浮起或者大致浮起的状态接收熔融玻璃块200。并且优选为，熔融玻璃块200滴下到斜面109上，被该斜面109引导着向成型部104的中心移动。这时，特别优选为，从熔融玻璃供给部102滴下的熔融玻璃块200在与斜面109接触(在这里吸收了熔融玻璃块200的落下速度)之后，以在斜面109上滑落的方式被引导而收容于成型部104。
更具体来说，在图3所示的例子中，在转台106的上表面侧配置有板状部件107，在该板状部件107的与设置于转台106的多个成型部104分别对应的位置处形成有贯通孔108。而且，形成于板状部件107的贯通孔108为如图示那样的倒圆锥台形状，并具有朝向贯通孔108的中心向斜下方倾斜的倾斜面，该倾斜面成为斜面109。
另外，在图3所示的例子中，虽然设置于板状部件107的贯通孔108的内周端缘位于比成型部104的开口外周缘靠径向外侧(图3中的左右方向)的位置，但只要滴下到斜面109上的熔融玻璃块200能够被斜面109引导着向成型部104上或者成型部104的中心移动，则贯通孔108的内周端缘也可以位于成型部104的径向内侧。
并且，斜面109只要是能够引导熔融玻璃块200向成型部104的中心移动的形状即可，除了图示那样的平坦面以外，也可以是凸状或凹状的曲面，还可以是整体朝向成型部104的中心倾斜的波浪形的曲面。
并且，也可以省略板状部件107。在该情况下，也可以使熔融玻璃块200滴下到成型部104的开口外缘附近，通过将成型部104的开口外缘附近预先形成为曲面或倾斜面，也能够使熔融玻璃块200向成型部104的中心移动。
这样，移动到了成型部104的中心的熔融玻璃块200能够在粘度低的状态下，借助于从成型面104b上开设的多个气体喷出孔104a喷出的浮起用气体而被保持为浮起或者大致浮起的状态，利用其表面张力的作用而成型为球体。
并且，在如图4所示那样地对转台106的旋转驱动进行控制的情况下，在激光传感器103发出检测信号的瞬间，转台106的旋转速度最慢。
这时，优选的是，当领先的成型部104(104f)的开口外缘附近设置的、处于转台106的旋转方向前方的斜面109(109f)，位于熔融玻璃供给部102的正下方(更优选的是熔融玻璃供给部102的流出喷嘴102a的中心轴线上，以下相同)时，转台106的旋转速度如图4的(c)所示那样变为最慢。并且，优选为，当成型部104(104f)的移动速度变为最慢时，熔融玻璃块200滴下到斜面109(109f)上。此外，只要当斜面109(109f)位于熔融玻璃供给部102的流出喷嘴102a的正下方时，转台106的旋转速度比Vmax慢即可，也可以当成型部104(104f)的移动速度变得比Vmax慢时，使熔融玻璃块200滴下到斜面109(109f)上。
接下来，根据从激光传感器103输出的检测信号而从驱动控制部108发出脉冲信号，由此转台106的旋转速度加快。当转台106到达一定的速度(最快的速度＝Vmax)之后，由于转台106的旋转速度受到控制，所以再次开始变慢。因此，接下来向浇注位置A移动的设于下一段的空的成型部104(104r)的移动速度也随着转台106的旋转速度的降低而变慢。并且优选为，当转台106的旋转速度变为最慢时，即成型部104(104r)的移动速度变为最慢时，使熔融玻璃块200滴下到板状部件107的贯通孔108的开口外缘附近设置的位于转台106的旋转方向前方的倾斜面109(109r)上，并且将转台106的旋转驱动控制为反复这样的动作。
而且，在为这样的方式的情况下，优选为，当转台106的旋转速度(成型部104的移动速度)变为最慢时，位于转台106的旋转方向前方的上述斜面109在沿转台106的旋转方向的路径上的中间位置位于熔融玻璃供给部102的正下方。
此外，作为其它的方式，也可以构成为，在转台106的旋转速度逐渐变慢的中途，熔融玻璃块200滴下到成型部104的开口外缘附近设置的位于转台106的旋转方向前方的倾斜面109。在为这样的方式的情况下，优选为，当成型部104的中心位于熔融玻璃供给部102的正下方时，转台106的旋转速度最慢。
在该情况下，当接收了熔融玻璃块200的领先的成型部104(104f)通过浇注位置A时(熔融玻璃块200被激光传感器检测到时)，转台106的旋转速度加快，并在达到一定的速度(最快的速度＝Vmax)之后，由于转台106的旋转速度受到控制，所以再次开始变慢。因此，接下来向浇注位置A移动的在设于下一段的空的成型部104(104r)的移动速度也随着转台106的旋转速度的减速而变慢。并且，优选将转台106的旋转驱动控制为，反复以下这样的动作：使得熔融玻璃块200滴下到板状部件107的开口外缘附近设置的位于转台106的旋转方向前方的倾斜面109(109r)，成型部104(104r)在减速的同时进一步移动，当成型部104(104r)的中心位于熔融玻璃供给部102的正下方时转台106的旋转速度变为最慢，之后，转台106的旋转速度再次加快。
考虑到熔融玻璃块200从熔融玻璃供给部102的流出喷嘴102a滴下到下一次熔融玻璃块200滴下为止所需要的时间、设置于转台106的成型部104的设置间隔、以及所要成型的玻璃块的重量及大小等，将转台106的旋转速度V、即成型部104的移动速度V设定为：使得成型部104能够可靠地接收到从熔融玻璃供给部102的流出喷嘴102a滴下地供给的熔融玻璃块200，而且，在被供给到成型部104的熔融玻璃块200不会由于转台106的离心力而从成型部104飞出的范围内，尽可能快地设定转台106的旋转速度V、即成型部104的移动速度V。具体来说，成型部104的移动速度V优选为0mm/秒＜V≤150mm/秒，更优选为30mm/秒≤V≤130mm/秒，特别优选为50mm/秒≤V≤120mm/秒。
通过采用使用了步进电机作为旋转驱动机构的开环控制，不需要测定其驱动状态，从而能够大幅缩短运算处理所需要的时间。由此，能够使转台106的旋转速度V、即成型部104的移动速度V更快，从而能够实现进一步的生产率的提高。
并且，在通过开环控制来控制转台106的旋转驱动时，如前述那样，优选以减小惯性力矩的方式设计转台106。
这样，对于被设置在旋转驱动受到控制的转台106上的多个成型部104，这多个成型部104在被设定成位于熔融玻璃供给部102的下方的浇注位置A处接收熔融玻璃块200，在使熔融玻璃块200在成型面104b上浮起或者大致浮起的状态下保持熔融玻璃块200，并向图1和图3中箭头所示的方向移动。并且，在随着转台106的旋转，成型部104在加热炉112a内移动的期间，被保持在成型部104的成型面104b上的熔融玻璃块200逐渐冷却并成型为具有规定的表面曲率的玻璃块。
并且，在成型部104的成型面104b上成型后的玻璃块在到达取出位置B之前，被逐渐冷却至其玻璃转化点Tg以下，并被从设置于取出位置B的取出单元114吹出的气体吹飞而回收到回收装置116中。之后，被取出了玻璃块的成型部104在加热炉112b内移动而被加热、保温之后，再次移动到浇注位置A，反复上述工序。
根据这样的本实施方式，与前述那样的现有技术相比，能够实现更进一步的生产率的提高，能够在不损害成型精度的情况下在一定的时间内制造更多的玻璃块。
并且，对于如上述那样地制造出的玻璃块，适当实施被称作冷加工的CG(曲线生成)加工、平滑加工、研磨加工等粗研磨和精研磨加工，从而加工成精密冲压成型用的球预制件。并且，球预制件在后面的工序中供精密冲压成型使用。在精密冲压成型中，对球预制件进行加热/软化，在氮气环境等非氧化性环境中进行由冲压成型模具实现的精密冲压成型。将施加于成型模具的成型面的面形状通过冲压成型而转印到球预制件，由此能够成型出非球面透镜等光学元件。
这样地得到的光学元件即使不实施磨削/研磨加工也会具有高的形状精度。并且，可以根据需要进行定心加工、形成防反射膜等二次加工。
并且，可以对如上述那样地制造出的玻璃块实施滚磨加工而成为冲压成型用坯料。并且，实施了滚磨加工后的玻璃块(冲压成型用坯料)通过再加热/软化而被提供给再加热冲压，并实施研磨加工，由此能够制造光学元件(例如球面透镜)等各种玻璃成型品。在该再加热冲压成型中，也可以与上述同样地根据需要进行定心加工、形成防反射膜等二次加工。另外，玻璃料滴也可以在不实施研磨加工的情况下被提供给再加热冲压。
实施例
接下来，列举具体的实施例对本发明进行详细说明。
[实施例1]
在使用图1等所示的玻璃块的成型装置制造玻璃块时，作为从熔融玻璃供给部102滴下地供给的熔融玻璃块，使用了SiO2-B2O3-BaO类玻璃。并且，使玻璃的温度(滴下温度)为1100℃，粘度(滴下粘度)为29.5dPa·s，每次以20.0mg的重量且以150m秒的间隔滴下熔融玻璃块，并依次提供给移动到浇注位置A的各个成型部104。熔融玻璃的种类及其滴下条件在表1中示出。
[表1]
采用使用了步进电机作为旋转驱动机构的开环控制，将转台106的旋转驱动控制为：使得转台106根据熔融玻璃块滴下的时机进行加减速且连续地旋转。这时，在转台106以恒定的速度(最快的速度＝Vmax)旋转的状态下，成型部104的移动速度V为60mm/秒。
将直径为2.3mm的球状预制件作为成型对象，利用一分钟内成功制造出的玻璃块的数量来评价其生产率，并利用圆球度(最小外切球面的半径与最大内切球面的半径的比)来评价其成型精度。它们的评价结果在表2中示出。
另外，在使熔融玻璃块在成型部104的成型面上浮起或者大致浮起的状态下对该熔融玻璃块进行成型时，使其浮起用气体流量为150mL/分。
[表2]
[实施例2～6]
除了将熔融玻璃的种类、其滴下条件、成型部104的移动速度等设为了表1和表2中示出的内容以外，与实施例1同样地对生产率和成型精度进行了评价。其结果在表2中一并示出。
根据这些结果能够确认到：在前述的专利文献(日本特开2002-326823号公报)所记载的现有技术中，该实施例中的在一分钟内成功制造出的玻璃块的数量(DPM)最大为173(参照专利文献的[0038]段落的表1)，而相比之下在本发明中，生产率大幅提高。而且，还能够确认到，成型后的玻璃块的圆球度也很高，没有损害成型精度。
并且，使用在上述实施例1～6中制造出的玻璃块，将其在氮气环境中加热至玻璃的粘度为大约108dPa·s的温度，并使用由上模、下模和中间模构成的冲压成型模具在氮气环境中对加热/软化后的玻璃块进行精密冲压成型，从而能够将形成于上模和下模的成型面(凹形)的面形状转印到玻璃块上。这样，例如能够得到双凸形的两侧非球面透镜，可以在二次工序中，对得到的非球面透镜进行定心加工、以及防反射膜的形成。
最后，使用附图等总体地概括本发明的实施方式。
如图1～图4所示，在本发明实施方式的玻璃块的制造方法中，随着沿周向等间隔地设置有多个成型部(104)的转台(106)的旋转驱动，将一定重量的熔融玻璃块(200)依次提供给移动到熔融玻璃供给部(102)的下方的各个成型部(104)，并进行冷却来制造玻璃块(200)，其中，所述成型部(104)在成型面(104b)上具有多个气体喷出孔(104a)，在制造所述玻璃块(200)时，从熔融玻璃供给部(102)每次滴下一定重量的熔融玻璃块(200)，并且对转台(106)的旋转驱动进行控制，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并且连续地旋转，或者使得转台(106)以恒定的速度连续地旋转。
并且，优选的是，如图1～图4所示，转台(106)的旋转驱动是检测熔融玻璃块(200)滴下的情况并根据检测到的信号进行的。
并且，更优选的是，如图1～图4所示，在权利要求1或权利要求2所述的玻璃块的制造方法中，通过开环控制来控制转台(106)的旋转驱动。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，将转台(106)的旋转驱动控制为，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并连续地旋转，而且，将转台(106)的旋转驱动控制为，当成型部(104)位于熔融玻璃供给部(102)的下方时，转台(106)的旋转速度成为比最快的速度慢的速度。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，将转台(106)的旋转驱动控制为，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并连续地旋转，而且，将转台(106)的旋转驱动控制为，当成型部(104)位于熔融玻璃供给部(102)的下方时，转台(106)的旋转速度最慢。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，成型部(104)形成为凹陷状并通过从气体喷出孔(104a)喷出浮起用气体而在使熔融玻璃块(200)浮起或者大致浮起的状态下接收熔融玻璃块(200)，并且，在成型部(104)的开口外缘附近具有朝向成型部(104)的中心向斜下方倾斜的斜面，熔融玻璃块(200)滴下到斜面(109)上并被斜面(109)引导着向成型部(104)移动。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，将转台(106)的旋转驱动控制为，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并连续地旋转，而且，将转台(106)的旋转驱动控制为，当位于转台(106)的旋转方向前方的斜面(109)位于熔融玻璃供给部(102)的正下方时，转台(106)的旋转速度最慢。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图4)所示，将转台(106)的旋转驱动控制为，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并连续地旋转，而且，将转台(106)的旋转驱动控制为，当成型部(104)的中心位于熔融玻璃供给部(102)的正下方时，转台(106)的旋转速度最慢。
并且，更优选的是，转台(106)的半径为100mm～200mm，设置于转台(106)的成型部(104)的数量为36～180。
并且，更优选的是，熔融玻璃块(200)的重量为1.0mg～200mg，或者熔融玻璃块(200)的直径为0.5mm～4.0mm。
并且，更优选的是，从熔融玻璃供给部(102)以30毫秒～200毫秒的间隔滴下熔融玻璃块(200)。
并且，更优选的是，相邻的两个成型部(104)的中心之间的距离为2.0mm～7.9mm。
并且，更优选的是，成型部(104)的移动速度比0mm/秒大且在150mm/秒以下。
如图1～图4所示，本发明实施方式的玻璃块的成型装置具有：多个成型部(104)，它们在成型面(104b)上具有多个气体喷出孔(104a)；转台(106)，其沿周向等间隔地设置有成型部(104)；以及旋转驱动机构(108)，其使转台(106)以旋转轴为中心旋转，使成型部(104)依次移动到向成型部(104)供给熔融玻璃块(200)的熔融玻璃供给部(102)的下方，供给一定重量的熔融玻璃块(200)，并进行冷却来制造玻璃块(200)，在所述玻璃块的成型装置中，具备旋转驱动控制部，所述旋转驱动控制部对转台(106)的旋转驱动进行控制，使得转台(106)根据熔融玻璃块(200)滴下的时机进行加减速并连续地旋转，或者使得转台(106)以恒定的速度连续地旋转。
并且，优选的是，如图1～图4所示，还具备传感器(103)，传感器(103)检测熔融玻璃块(200)从熔融玻璃供给部(102)滴下的情况并发出信号，所述旋转驱动机构(108)根据信号对转台(106)的旋转驱动进行控制。
并且，更优选的是，如图1～图4所示，旋转驱动控制部(108)通过开环控制来控制转台(106)的旋转驱动。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，旋转驱动控制部(108)根据来自传感器(103)的信号将转台(106)的旋转驱动控制为，使得转台(106)进行加减速并连续地旋转，而且，将转台(106)的旋转驱动控制为，当成型部(104)位于熔融玻璃供给部(102)的下方时，转台(106)的旋转速度成为比最快的速度慢的速度。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，旋转驱动控制部(108)根据来自传感器(103)的信号将转台(106)的旋转驱动控制为，使得转台(106)进行加减速并连续地旋转，而且，将转台(106)的旋转驱动控制为，当成型部(104)位于熔融玻璃供给部(102)的下方时，转台(106)的旋转速度最慢。
并且，更优选的是，如图1～图4(特别是图3、图4)所示，成型部(104)形成为凹陷状并通过从气体喷出孔(104a)喷出浮起用气体而以使熔融玻璃块(200)浮起或者大致浮起的状态接收熔融玻璃块(200)，在成型部(104)的开口外缘附近形成有朝向成型部(104)的中心向斜下方倾斜的斜面(109)。
并且，更优选的是，转台(106)的半径为100mm～200mm，设置于转台(106)的成型部(104)的数量为36～180。
并且，更优选的是，相邻的两个成型部(104)的中心之间的距离为2.0mm～7.9mm。
并且，更优选的是，成型部(104)的直径为0.3mm～4.5mm。
并且，在本发明实施方式的冲压成型用坯料的制造方法中，利用本发明实施方式的玻璃块的制造方法制造玻璃块，并对玻璃块进行滚磨加工。
并且，在本发明实施方式的玻璃成型品的制造方法中，利用本发明实施方式的冲压成型用坯料的制造方法制造冲压成型用坯料，对冲压成型用坯料进行加热/软化，进行冲压成型而得到玻璃成型品。
并且，在本发明实施方式的球预制件的制造方法中，利用本发明实施方式的玻璃块的制造方法制造玻璃块(200)，并对玻璃块(200)实施冷加工而得到球预制件。
并且，在本发明实施方式的光学元件的制造方法中，利用本发明实施方式的球预制件的制造方法制造球预制件，对球预制件进行加热/软化，进行精密冲压成型而得到光学元件。
以上，对于本发明，示出了优选的实施方式并进行了说明，但本发明当然不限定于前述的实施方式，在本发明的范围内可以进行各种变更实施。
例如在本发明的上述方式中，对如下例子进行了说明：在转台106的旋转速度比Vmax慢时将熔融玻璃块200滴下到设置于成型部104的斜面109上。但转台106的旋转速度的控制不限于该方式。例如，在图4的(c)的(Ⅲ)中，通过以缩短各(Ⅲ)的间隔的方式进行控制，能够控制成使转台106以恒定的速度连续地旋转。即，也可以不使转台106进行加减速，而是始终以恒定的速度连续地旋转。
产业上的可利用性
本发明能够作为制造玻璃块，进而利用该玻璃块制造冲压成型用坯料、玻璃成型品、球预制件和光学元件的技术得以利用。
标号说明
100：玻璃块的成型装置；102：熔融玻璃供给部；103：激光传感器；104：成型部；104a：气体喷出孔；104b：成型面；106：转台；108：旋转驱动控制部；109：斜面；200：熔融玻璃块；200a：熔融玻璃。

Claims (7)

1.一种玻璃块的成型装置，其具有：多个成型部，它们在成型面上具有多个气体喷出孔；转台，其沿周向等间隔地设置有所述多个成型部的各个成型部；以及熔融玻璃供给部，其向所述多个成型部的各个成型部供给熔融玻璃块，所述玻璃块的成型装置使所述转台以所述转台的旋转轴为中心旋转，由此使所述多个成型部的各个成型部依次移动到所述熔融玻璃供给部的下方，供给一定重量的所述熔融玻璃块，并进行冷却来制造玻璃块，其中，所述玻璃块的成型装置具备：
传感器，其检测所述熔融玻璃块的滴下；以及
旋转驱动控制部，其对所述转台的旋转驱动进行控制，
所述旋转驱动控制部包含：
定序器，其根据与所述熔融玻璃块滴下的时机对应的来自所述传感器的检测信号、和预先设定的用于驱动所述转台的条件，运算用于所述转台的驱动设定的目标值；
包括电机驱动器的驱动电路，其根据运算出的所述目标值，以规定的间隔产生用于驱动所述转台的脉冲信号；以及
旋转驱动机构，其根据来自所述驱动电路的所述信号，对所述转台进行驱动，使得所述转台根据所述熔融玻璃块滴下的时机进行加减速并且连续地旋转，或者以恒定的速度连续地旋转。
2.根据权利要求1所述的玻璃块的成型装置，其中，
所述旋转驱动控制部将所述转台的旋转驱动控制为，使得所述转台进行加减速并连续地旋转，而且，将所述转台的旋转驱动控制为，当所述成型部位于所述熔融玻璃供给部的下方时，所述转台的旋转速度成为比最快的速度慢的速度。
3.根据权利要求1所述的玻璃块的成型装置，其中，
所述旋转驱动控制部将所述转台的旋转驱动控制为，使得所述转台进行加减速并连续地旋转，而且，将所述转台的旋转驱动控制为，当所述成型部位于所述熔融玻璃供给部的下方时，所述转台的旋转速度最慢。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的玻璃块的成型装置，其中，
所述成型部形成为凹陷状并通过从所述气体喷出孔喷出浮起用气体而以使所述熔融玻璃块浮起或者大致浮起的状态接收所述熔融玻璃块，在所述成型部的开口外缘附近形成有朝向所述成型部的中心向斜下方倾斜的斜面。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的玻璃块的成型装置，其中，
所述转台的半径为100mm～200mm，设置于所述转台的所述成型部的数量为36～180。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的玻璃块的成型装置，其中，
相邻的两个所述成型部的中心之间的距离为2.0mm～7.9mm。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的玻璃块的成型装置，其中，
所述成型部的直径为0.3mm～4.5mm。
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