CN1576247A - 玻璃成形体的制备方法和光学元件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高品质、且高质量精度的玻璃成形体的制备方法和制备高品质、且高质量精度的玻璃成形体，加热和精密加压成形前述的玻璃成形体，制备光学元件的方法。本发明提供从由流出管流下的熔融玻璃流先端，通过特定的方法，分离预定量的熔融玻璃块并成形的玻璃成形体的制备方法，和从流出管滴下熔融玻璃滴，通过特定的方法，用喷出气体的成形模接受并一边使其浮上一边进行成形的玻璃成形体的制备方法，及对这种方法得到的预成形体进行精密加压成形的光学元件的制备方法。

Description

玻璃成形体的制备方法和 光学元件的制备方法
技术领域
本发明涉及从熔融玻璃直接制备质量精度高的精密加压成形用预成形体等玻璃成形体的方法，和使用根据上述方法制备的预成形体进行精密加压成形，制备光学元件的方法。
背景技术
过去，将精密加压成形等中使用的预成形体成形的方法有两种，例如，其一是用成形模接受从流出管流出的熔融玻璃流的先端，降下成形模，不使用切断刀分离所定质量的玻璃，成形为精密加压成形中使用的预成形体的方法(特开平2-34525号公报)；其二是用成形模接受从流出管流出的熔融玻璃，使用在成形模上施加风压一边使其浮上一边成形为精密加压成形中使用的预成形体的方法(特公平7-51446号)等。这些方法，作为高品质预成形体的生产方法是非常优秀的。
至今的精密加压成形，透镜面等光学功能面通过精密加压成形形成，关于非光学功能面通常是通过研削加工、研磨加工制作，但是，近年来，对最终制品的非光学功能面也通过精密加压成形来形成的技术的需要日益提高。为了应对这种需要的要求，必须使要通过精密加压成形制作的光学元件的体积与预成形体的体积精密一致，即必须进一步提高预成形体的质量精度。由于上述的理由等，正寻求高质量精度的精密加压成形用的预成形体。
可是，在上述一的方法中，准备多个成形模，顺次搬运到流出管的下方，一个接一个接受熔融玻璃进行成形时，必须使熔融玻璃保持一定的流出速度，并精密地控制从熔融玻璃流分离1个预成形体部分的熔融玻璃块的时机。因此，从接受熔融玻璃流的先端到分离熔融玻璃块为止，全部的成形模必须是同一动作。具体地说，在作业期间对于全部多个成形模来说，必须将位置变动和高度的变动控制在一个极低值的水平，装置的调整极困难。
另外，在上述二的方法中，准备多个成形模，在顺次搬运到流出管的下方，一个接一个接受熔融玻璃进行成形的情况下，由于在成形模上使玻璃上浮，向上喷出的气体吹向流出管。特别是，在成形模的中心滴下熔融玻璃时，在流出管的正下面来自气体喷出口的气体直击流出管。在这种情况下，流出管的温度发生变化，要滴下的熔融玻璃的行动不稳定，存在难以得到高质量精度的玻璃成形体的问题。
发明内容
本发明的目的是基于现有技术中的这些问题，提供高品质且高质量精度的玻璃成形体的制备方法，和制备高品质且高质量精度的玻璃成形体，并将前述的玻璃成形体进行加热、精密加压成形来制备光学元件的方法。
在本申请中，本发明人为达到上述的目的进行深入的研究，结果发现，并非通过使用各成形模进行熔融玻璃块的分离，而是从成形模上分离出进行熔融玻璃块分离的功能，使其支持在支持体上，因此从成形模吹出的气体被支持体遮蔽，在流出管的先端部不接触气体，由此达到了上述的目的。另外，不防碍熔融玻璃滴的滴下，而且通过使成形模喷出的气体与流出管避开，达到了上述的目的。基于上述的发现完成了本发明。
即本发明提供：
(1)玻璃成形体的制备方法(下文称玻璃成形体的制备方法1)，其特征是在从流出管流下的熔融玻璃流的先端分离出预定量的熔融玻璃块并成形的玻璃成形体的制备方法中，通过在流出管的下方配置的熔融玻璃支持体，接受并直接支持熔融玻璃流的先端，将前述的熔融玻璃支持体向垂直下方下降，从熔融玻璃流的先端分离预定量的玻璃熔融块，通过拆除前述的支持，用成形模接受沿垂直下方落下的熔融玻璃块，并进行成形。
(2)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，其中使用熔融玻璃支持体，从按一定流量连续流下的熔融玻璃流，按一定的时间间隔分离前述的熔融玻璃块，得到的熔融玻璃块依次分配在多个成形模中。
(3)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，熔融玻璃支持体，用相互离间和紧贴的多个分裂构件构成，前述分裂构件处于紧贴状态的情况下，在前述分裂构件彼此紧贴的边界部分接受并支持熔融玻璃流的先端，通过使前述分裂构件的相互离间，使熔融玻璃块向垂直下方落下。
(4)上述(3)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，在熔融玻璃块落下后，立即使分裂构件相互紧贴，在成形模上，对熔融玻璃块施加风压，一边使其浮上，一边成形玻璃成形体。
(5)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，其中在成形模的中心使熔融玻璃块落下来。
(6)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，一边冷却熔融玻璃支持体，一边进行熔融玻璃块的分离和玻璃成形体的成形。
(7)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，其中使粘度为0.5-50d Pa·s的熔融玻璃流下。
(8)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，使用含五氧化二铌的磷酸盐玻璃、含二氧化钛的磷酸盐玻璃、含氧化钡的磷酸盐玻璃、含氧化锂的磷酸盐玻璃、含氧化钠的磷酸盐玻璃、含氧化钾的磷酸盐玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧及三氧化钨的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅及氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃的任一种。
(9)上述(1)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，玻璃成形体是精密加压成形用的预成形体。
(10)光学元件的制备方法(下文称光学元件的制备方法1)，其特征是在具备对玻璃制预成形体进行加热、软化、精密加压成形的步骤的光学元件的制备方法中，前述预成形体是通过上述(9)记载的制备方法制备。
(11)上述(10)记载的光学元件制备方法，其中光学元件的所有面是通过精密加压成形形成。
(12)上述(10)记载的光学元件的制备方法，其中将预成形体导入加压成形模，加压成形模和前述的预成形体一起加热，进行精密加压成形。
(13)上述(10)记载的光学元件的制备方法，其中将预热到比加压成形模的温度高的温度的预成形体导入加压成形模，进行精密加压成形。
(14)玻璃成形体的制备方法(下文称玻璃成形体的制备方法2)，其特征是在从流出管滴下熔融玻璃滴，用喷出气体的成形模接受，一边使其浮上一边成形的玻璃成形体的制备方法中，以横切熔融玻璃滴的滴下路径的方式设置遮蔽体，使流出管避开从前述成形模喷出的气体，在熔融玻璃滴滴下的同时，从前述滴下路径取出前述遮蔽体。
(15)上述(14)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，按如下方式设置遮蔽体，用多个分裂构件构成遮蔽体，使前述的分裂构件彼此紧贴而使流出管避开喷出的气体，在熔融玻璃滴滴下的同时，前述的分裂构件相互离间，以使熔融玻璃滴在离间的分裂构件之间下落。
(16)玻璃成形体的制备方法(下文称玻璃成形体的制备方法3)，其特征是在从流出管滴下熔融玻璃滴，用喷出气体的成形模接受，一边使其浮上一边成形的玻璃成形体的制备方法中，以横切熔融玻璃滴的滴下路径的方式设置支持体，使流出管避开前述成形模喷出的气体，直接接受滴下的熔融玻璃滴后，取出前述的支持体，用成形模接受沿垂直下方落下的熔融玻璃块，并进行成形。
(17)上述(16)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，按如下方式设置支持体，用多个分裂构件构成支持体，前述分裂构件彼此紧贴，使流出管避开喷出的气体，在前述分裂构件彼此紧贴的位置直接接受滴下的熔融玻璃滴后，前述的分裂构件相互离间，使前述的熔融玻璃滴在离间的分裂构件之间落下。
(18)上述(14)或(16)记载的玻璃成形体的制备方法，其中，熔融玻璃滴滴下在成形模的设置有气体喷出口的成形部。
(19)上述(14)或(16)记载的玻璃成形体的制备方法，使用含五氧化二铌的磷酸盐玻璃、含二氧化钛的磷酸盐玻璃、含氧化钡的磷酸盐玻璃、含氧化锂的磷酸盐玻璃、含氧化钠的磷酸盐玻璃、含氧化钾的磷酸盐玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧及三氧化钨的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅及氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃的任一种。
(20)上述(14)或(16)记载的玻璃成形体的制备方法，其中使粘度为0.5-50d Pa·s的熔融玻璃流下。
(21)上述(14)或(16)记载的玻璃成形体的制备方法，其中玻璃成形体是精密加压成形用的预成形体。
(22)光学元件的制备方法(下文称光学元件制备方法2)，其特征是在具备对玻璃制预成形体进行加热、软化、精密加压成形步骤的光学元件的制备方法中，前述预成形体是通过权利要求21记载的制备方法制备。
(23)上述(22)记载的光学元件的制备方法，其中光学元件的所有面是通过精密加压成形形成。
(24)上述(22)记载的光学元件制备方法，其中将预成形体导入加压成形模，加压成形模和前述的预成形体一起进行加热，精密加压成形。和
(25)上述(22)记载的光学元件的制备方法，其中将预热到比加压成形模的温度高的温度的预成形体导入加压成形模，进行精密加压成形。
附图的简要说明
图1是实施例1中的加压成形用的预成形体的制备工艺图；图2是表示在实施例2中使用的接受熔融玻璃流的分裂构件的形状的说明图；图3是在实施例4中的加压成形用的预成形体的制备工艺图，和图4是实施例5中加压成形用的预成形体的制备工艺图。
发明的优选实施方案
首先，说明关于本发明的玻璃成形体的制备方法1的实施方案。
首先，准备清澄而均质化的熔融玻璃，从经控制温度的例如铂合金制的流出管按一定流出速度连续流下熔融玻璃。而且，对在流出管的下方待机的熔融玻璃支持体的上面流下的熔融玻璃体的先端进行接受并直接支持。即，以熔融玻璃流的先端与熔融玻璃支持体相触的状态进行上述支持。熔融玻璃支持体是由多个分裂构件构成，各分裂构件优选具备相互离间和紧贴的功能。接受熔融玻璃流的先端时，各分裂构件彼此紧贴，在分裂构件的边界部分，接受并支持熔融玻璃的先端为好。在这种状态下，由于前述支持体与熔融玻璃流的先端直接接触，因此即使是流出时粘度低的玻璃，熔融玻璃流的先端的粘度也上升，不会侵入到各分裂构件之间。另外，由于与分裂构件的接触熔融玻璃块的粘度上升，因此可有效地防止熔融玻璃块在下面说明的成形模中移动时易发生的玻璃折入。为了防止分裂构件与熔融玻璃的熔融粘着并易得到上述的效果，优选进行冷却。冷却方法可列举水冷却分裂构件的方法、空气冷却分裂构件的方法、使分裂构件表面形成黑色以提高辐射率的方法或上述方法的组合等。水冷或空冷分裂构件的情况下，在分裂构件内部设置流路，可以在其中流动冷却水或冷却空气。另外，熔融玻璃支持体的材料可列举耐热性的金属、碳、陶瓷等。其中从耐热性、热传导性考虑，优选耐热性的不锈钢。
接受并支持熔融玻璃流的先端后，使熔融玻璃支持体沿垂直下方下降，分离预定量的熔融玻璃块。为了使熔融玻璃块的量一定，以接受熔融玻璃流先端的位置和熔融玻璃支持体的下降条件一定、降下周期一定为好。前述的降下速度希望比熔融玻璃流的流出速度大。熔融玻璃支持体沿垂直下方降下则熔融玻璃流的先端与流出管侧之间生成中间细的部分，进一步通过持续降下使得中间细的部分变大，分离先端，在熔融玻璃支持体上得到预定量的熔融玻璃块。此后，分裂构件相互离间，从离间的分裂构件之间熔融玻璃块沿垂直下方落下。
也可以在玻璃流的分离结束前，离间分裂构件，使熔融的玻璃块落下。但是，对于粘性大的玻璃，由于玻璃的切断速度变大，所以在切断部分有引起成形不良的危险性。
分裂构件的数量没有特别限制，也可以数个，但是，从上述一连串的动作可靠且容易进行的观点出发，优选用2个分裂构件构成熔融玻璃支持体。此时，使分裂构件处于紧贴状态的分裂构件的边界成直线，这从两构件的紧贴上考虑是优选的。另外，使2个分裂构件的上面形成平面，前述2个上面形成90°-180°的角度，相对于通过2个分裂构件的边界的假想平面，希望上述2个面对称。通过使用这样的熔融玻璃支持体，熔融玻璃流的先端可稳定地支持，分裂构件离间时，熔融玻璃块可沿垂直下方落下。
而且，在前述的降下前，使熔融玻璃支持体以比熔融玻璃流的流出速度小的速度沿垂直下方降下也可以。通过这样的操作，流出管先端被埋在熔融玻璃池中，可防止产生玻璃表面线道(波筋)。
成形模在熔融玻璃支持体下方待机，收取自然落下的熔融玻璃块。熔融玻璃从流出管流出，直到落到成形模中，始终沿垂直下方路径落下。因此，可将施加于熔融玻璃流、熔融玻璃块上的外力的水平方向成分减至极小，可防止玻璃成形体发生折入等的缺陷。
在接受熔融玻璃块并形成玻璃成形体的成形模的底部，设置气体喷出口，从这里喷出对成形模上的玻璃(统称熔融玻璃块和玻璃成形体)施加向上的风压并使之浮上的气体，在使玻璃浮上的同时进行成形。而且，前述气体(下文称浮上气体)吹向流出管，管或流下的熔融玻璃流的温度就降低，由于会使熔融玻璃流的流下不稳定，所以在使熔融玻璃块落下后，希望分裂构件立即相互紧贴以遮蔽浮上气体。而且，浮上气体可列举空气、惰性气体、二氧化碳气体等。
另外，气体喷出口可以是选择开有多个细孔的，也可以是1个细孔。从被选择开口的多个细孔喷出气体的方法，因为对熔融玻璃块在宽的范围施加向上的风压，所以在具有1根旋转对称轴且包含前述旋转对称轴的截面轮廓向外侧凸起的旋转体成形玻璃的情况下是适宜的。此时，优选在成形模的凹部，以相对凹部的中心成对称的方式设置多个细孔。
另一方面，通过在成形模的凹部的中心设置1个细孔而喷出气体，在成形模的凹部内，可一边旋转玻璃一边进行成形。这种方法在形成球状玻璃成形体的情况下适用。
成形模的材料，可使用不锈钢等耐热性金属、碳等。另外，在成形模中移动的熔融玻璃块比流出时的温度低，但是，仍然是高温，存在熔融粘着的危险。因此优选控制成形模的温度在300℃或以下，从而可确实地防止熔融粘着。另外，为防止熔融粘着，希望在成形模与熔融玻璃块的接触面上设置金刚石样的碳膜等膜。
另外，在熔融玻璃支持体与熔融玻璃的接触面上，为防止熔融粘着也希望设置金刚石样的碳膜等膜。而且，上述的面希望加工成镜面。在离间熔融玻璃支持体而使熔融玻璃块落下时，在分裂构件的表面发生玻璃的熔融粘着，熔融玻璃的滑动性差时，作用在熔融玻璃块的外力的水平方向分力增大，增加玻璃成形体发生折入等缺陷的危险性。而且，为防止熔融粘着和提高滑动性的目的，在分裂构件表面涂布金刚石样的碳，冷却分裂构件，研磨分裂构件的表面是特别优选的。
另外，从更确实防止玻璃折入方面考虑，优选在成形模的中心落下熔融玻璃块，上述的方法变成了要点。
为了一个接一个地接受分离落下的玻璃块，将多个成形模顺次移送到熔融玻璃支持体的下方。具体地说，可以在转盘上等间隔地配置多个成形模，熔融玻璃块落下时，使空的成形模待机。这样，将熔融玻璃块分配在多个成形模中，形成玻璃成形体。
成形的玻璃成形体在成形模上冷却至不因外力而变形的温度再取出，慢慢地冷却。
上述方法在易发生折入的低流出粘度的玻璃成形中也适宜，从流下时的粘度为0.5-50dPa·s的熔融玻璃可形成质量精度高、高品质的玻璃成形体。
得到的玻璃成形体的形状可列举球状的、具有一个旋转对称轴且包含前述旋转对称轴的截面上的轮廓向外侧凸起的旋转体等。
另外，通过制造由光学玻璃制成的玻璃成形体，可制作球形透镜或光学元件精密加压成形用的预成形体。
下面，说明上述玻璃成形体的成形适用的玻璃材料。上述方法已经说明了适用于流下时的粘度为0.5-50dPa·s范围的材料，但是，为防止在流出和成形时玻璃失透，流下时的熔融玻璃的温度必须高于液相温度。玻璃成形体本身作为光学元件使用时或者玻璃成形体作为精密加压成形用预成形体而通过使用这种预成形体进行精密加压成形制备光学元件时，在保持一定的分散的同时，可获得比以往具有更高折射率的玻璃材料。这种光学玻璃从防止失透上考虑，流下时的粘度多在0.5-50dPa·s范围。这种光学玻璃，例如有含五氧化二铌的磷酸盐玻璃、含二氧化钛的磷酸盐玻璃、含氧化钡的磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物的磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的磷酸盐玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧及碱金属氧化物的玻璃、含三氧化二硼、三氧化二镧和三氧化钨的玻璃、含三氧化二硼、三氧化二镧和五氧化二铌的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅和氧化钡的玻璃、含三氧化二硼和氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃等。
上述玻璃成形体的制备方法，相对于目的玻璃成形体的质量而言，可使实际制备的玻璃成形体的质量在±1％的范围内。另外，可大量生产没有折入、泡、波筋、损伤、失透等缺陷的玻璃成形体。而且，从玻璃成形体作为光学元件或精密加压成形用的预成形体使用上考虑，优选表面滑动性优良的，优选所有面由自由表面构成的玻璃成形体。
制备精密加压成形用预成形体的情况下，对从熔融玻璃成形、慢慢冷却得到的预成形体，根据需要，进行洗净和干燥处理。另外，形成具有离模作用或玻璃在加压成形模的表面易分散的润滑作用的膜也可以。
下面说明光学元件的制备方法1。本发明光学元件的制备方法1的特征是在具备加热、软化和精密加压成形玻璃制预成形体的步骤的光学元件的制备方法中，通过上述玻璃成形体的制备方法1制备前述的预成形体。上述的光学元件，可列举透镜、棱镜、带透镜的棱镜、衍射晶格、多棱镜等。另外，透镜可列举球面透镜、非球面透镜、微透镜、拾波透镜、透镜阵列等。折射、反射和衍射光学元件的光的面，即赋予光学元件光学功能的面被称为光学功能面，而通过加压成形形成光学功能面的加压成形，被称为精密加压成形。这种精密加压成形被称为模制光学(モ一ルドオブテイクス)成形。
通过使用质量精度高的预成形体，光学元件的所有面可通过精密加压成形形成。通过精密加压成形形成光学元件的所有面，没有必要对精密加压成形品施加研削、研磨等机械加工。在透镜的光学功能面周围的非光学功能面(称透镜周边部分)有使用固定座固定透镜的情况。使用这种透镜的周边部分作为决定固定在座上时的位置基准，透镜的光轴与透镜周边部分的相对位置关系和角度必须以所定的关系精确地形成。如果用精密加压成形同时形成光学功能面与透镜周边部分，那么有可能在加压成形的同时赋予决定上述透镜位置的基准的功能。
另外，在通过精密加压成形形成光学元件的所有面的情况下，使用的精密加压成形用预成体的质量精度希望在目标值的±1％以内。
下面，说明精密加压成形的方案。
第1方案是将预成形体导入加压成形模，加压成形模与前述的预成形体一起进行加热，从而精密加压成形的方法。在该方法中，使优选加压成形模的温度、预成形体的温度，均为构成预成形体的玻璃显示108-1012dPa·s粘度的温度。而且优选，冷却到上述玻璃显示1012dPa·s或以上粘度的温度为止，然后从加压成形模中取出，更优选冷却到上述玻璃显示超过1014dPa·s以上粘度的温度为止，然后从加压成形模中取出，更进一步优选冷却到上述玻璃显示1016dPa·s或以上粘度的温度为止，然后从加压成形模中取出。
第2方案是将予热到比加压成形模的温度高的温度下的预成形体导入加压成形模并进行精密加压成形的方法。在该方案中，加压成形后，优选构成预成形体的玻璃的粘度高于1012dPa·s之后进行离模。
另外，优选在使预成形体浮上的同时进行预热，更优选预热直到上述玻璃显示105.5-109dPa·s粘度的温度为止。另外，优选在加压开始同时或加压途中开始玻璃的冷却。
上述预成形体的预热，优选使预热温度为玻璃显示109dPa·s或以下粘度的温度，更优选使预热温度为玻璃显示1055-109dPa·s粘度范围的温度。而且，加压成形模的温度优选上述玻璃显示高于109dPa·s且低于或等于1012dPa·s粘度的温度。
在上述第1方案和第2方案的任一方案中，使用SiC制、超硬合金制、耐热性金属制等的模具材料，根据需要，可以使用在成形面上设置碳膜、贵金属膜等离型膜的加压成形模，可以在氮气、氮气和氢气的混合气体、惰性气体等的气氛中进行加压成形。经加压成形的光学元件慢慢冷却后，根据需要，设置防反射膜等的光学膜也可以。
如果按上述本发明的光学元件制备方法1，由于使用高品质的精密加压成形用的预成形体，所以可制备没有表面缺陷和内部缺陷的优良的光学元件。而且，由于预成形体的质量精度高，所以对光学功能面以外的面可不施加机械加工制作光学元件。
下面，说明本发明关于玻璃成形体的制备方法2的实施方案
首先，准备清澄、均质化的熔融玻璃，从经控制温度的例如铂合金制的流出管以一定流出速度流出熔融玻璃。而且熔融玻璃滴滴下到在流出管下方待机的成形模的设置有气体喷出口的成形部上。准备多个成形模，在流出管下方的接受熔融玻璃滴的位置(称为滴下位置)接受熔融玻璃滴后从滴下位置搬出，将空的成形模搬送到滴下位置。如上所述顺次将多个成形模搬送到滴下位置，一个接一个地接受滴下的玻璃滴。通过从气体喷出口向上喷出气体(浮上气体)，对在成形模上的熔融玻璃滴施加向上的风压，一边使其浮上一边进行成形体的成形。从成形模取出固化的玻璃成形体，该成形模再次返回滴下位置。
如上所述循环使用多个成形模，但是，由于从气体喷出口喷出浮上气体，所以成形模来到滴下位置后，浮上气体就会吹向流出管，使得流出条件和滴下条件都不稳定。
在此，具体说明流出条件变得不稳定的含义。如果浮上气体吹到流出管的先端，使流出管先端被气体冷却，因此流出管的温度发生变化，玻璃的流出量也发生变化。但是，滴下质量在玻璃流出量的变化幅度小的情况下没有大的改变(理由后述)。另一方面，流出管先端的温度一旦降低，在流出口有时会析出熔融玻璃的结晶，此时，滴下质量增大，玻璃成形体上产生波筋。由于前述的玻璃组成通常在流出温度区域易结晶化，因为流出管先端的温度降低是一个大问题。
下面，具体说明滴下条件变得不稳定的含义。液滴的质量，如下述式(1)所示，由流出口的外径(D)、玻璃的表面张力(γ)和重力加速度(g)决定。
液滴质量＝πDγ/g           (1)
严格地说，玻璃流量越多液滴质量就越重，但是在流量变化小的情况下，不成为液滴质量的变动因素，可忽略其影响。另一方面，由于γ依存于温度，如果温度变化大，则成为液滴质量变化的原因。在地球上g是一定值，但是，由于浮上气体附着在液滴先端形成将液滴托起的力，从表面上看，受到与g变小相同的影响。也就是说，如果从液滴的下方附着浮上气体，液滴的质量变重。但是，由于浮上气体的流动紊乱，托起液滴的力不一定，所以与遮蔽浮上气体的情况相比，液滴质量容易改变。
在本发明的制备方法2中，由于浮上气不吹向流出管，在流出管与成形模之间设置遮蔽体，使流出管避开浮上气体。为了使前述的遮蔽充分，遮蔽体设置在横切熔融玻璃滴的滴下路径上，在滴下的同期从滴下路径取出遮蔽体。具体地说，按如下方式设置遮蔽体，遮蔽体由多个分裂构件构成，前述的分裂构件彼此之间紧贴，使喷出气体避开流出管，在熔融玻璃滴滴下的同期，前述分裂构件相互离间，设置遮蔽体，使熔融玻璃滴在离间的分裂构件之间落下。为了确实且容易地进行上述操作，优选由2个分裂构件构成遮蔽体。
通过使浮上气避开流出管，可以使熔融玻璃的流出条件、熔融玻璃滴的滴下条件稳定，可提高玻璃成形体的质量精度。而且，希望以目标质量的±1％以内作为前述质量精度。
下面说明关于玻璃成形体的制备方法3的实施方案。在该方法中，就通过流出管滴下熔融玻璃滴，用喷出气体的成形模接受，一边浮上一边成形的玻璃成形体的制备方法而言，与玻璃成形体的制备方法2相同。设置横切熔融玻璃滴的滴下路径的支持体，使流出管避开前述成形模喷出的气体，同时，滴下的熔融玻璃滴用前述支持体直接接受后，通过取出前述的支持体，用成形模接受沿垂直下方落下的熔融玻璃块，并进行成形。上述的支持体具有在玻璃成形体的制备方法2中的遮蔽体的功能，也执行直接接受并支持滴下的熔融玻璃滴的功能。
另外，由于与构成上述支持体的分裂构件接触而使熔融玻璃块的粘性上升，所以熔融玻璃块在下面说明的成形模中移动时，也可能有效防止易发生的玻璃折入。为了在防止分裂构件与熔融玻璃熔融粘着的同时容易获得上述效果，优选进行冷却。冷却方法可列举水冷却分裂构件的方法、空气冷却分裂构件的方法、使分裂构件表面成黑色的提高辐射率的方法以及前述方法的组合等。分裂构件用水冷或空冷时，可以在分裂构件内部设置流路，在其中流过冷却水或冷却气体。另外，作为熔融玻璃支持体，可列举耐热性金属、碳、陶瓷等。其中，从耐热性和热传导性考虑，优选耐热性不锈钢。
在玻璃成形体的制备方法2和3中，构成遮蔽体或支持体的分裂构件数没有特别限制，也可以是数个，但是，从使上述一连串的操作确实且容易进行的观点出发，优选用2个分裂构件构成。此时，从使两个构件紧贴的方面考虑，优选分裂构件处于紧贴状态的分裂构件的边界成直线。另外，在使2个分裂构件的上面形成平面的同时，希望前述2个上面成90°-180°角度，相对于通过2个分裂构件的边界的假想平面，希望上述的2个面成对称状态。在玻璃成形体的制备方法3中，使用这样的分裂构件特别有效，熔融玻璃滴可稳定支持，同时，分裂构件离间时，熔融玻璃滴可沿垂直下方落下。
在玻璃成形体的制备方法2中，优选从流出管将熔融玻璃滴滴下到在成形模的设置有气体喷出口的成形部，在玻璃成形体的制备方法3中，优选将用支持体接受的熔融玻璃滴滴下到在成形模的设置有气体喷出口的成形部。而且，在玻璃成形体的制备方法2和3中，滴下或落下到流出管至成形模之间的玻璃有时发生固化，但是，在这样的情况下，将滴下或落下的玻璃也称为熔融玻璃滴。
而且，浮上气体可列举空气、惰性气体、二氧化碳等。通过浮上气体，玻璃可一边旋转浮上，一边成形成球状。
在玻璃成形体的制备方法2和3中使用的成型模的材质，可使用不锈钢等耐热性金属、碳、陶瓷等。另外，被转移到成形模中的熔融玻璃块虽然比流出时的温度低，但是仍然是高温，存在熔融粘着的危险。因此，将成形模的温度优选控制在300℃或以下，可确实防止熔融粘着。另外，为防止熔融粘着，在成形模的表面希望设置金刚石样的碳膜等的膜。再者，希望将上述面加工成镜面。
成形模的移送，可以在旋转台上按等间隔配置多个成形模，熔融玻璃滴的滴下时，空的成形模在滴下位置待机。这样，熔融玻璃滴分配在多个成形模中，形成玻璃成形体。
上述方法2和3，通过改变熔融玻璃的流出条件和熔融玻璃滴的滴下条件，也适宜于质量精度和品质易降低的玻璃的成形，流下时的粘度优选为0.5-50dPa·s。
得到的玻璃成形体的形状可列举球状、具有一旋转对称轴且包含前述对称轴的截面上的轮廓向外侧凸起的旋转体等。
另外，通过制备玻璃成形体制成的光学玻璃，可制作球形透镜或光学元件精密加压成形用的预成形体。
下面说明上述玻璃成形体的成形(制备方法2和3)适用的玻璃材料。对上述方法适合于流下时的粘度在0.5-50dPa·s的范围的情况已经进行了说明，但是，为防止流出成形时的玻璃失透，流下时的熔融玻璃温度比液相温度高是重要的。玻璃成形体本身作为光学元件使用时或者玻璃成形体作为精密加压成形用的预成形体而使用这种预成形体通过精密加压成形制备光学元件时，需要在保持分散的同时具有比以往高的折射率的玻璃材料。这样的光学玻璃从防止失透角度考虑，流下时的粘度多在0.5-50dPa·s的范围。这样的光学材料，例如有含五氧化二铌的磷酸盐玻璃、含二氧化钛的磷酸盐玻璃、含氧化钡的磷酸盐玻璃、含氧化锂的磷酸盐玻璃、含氧化钠的磷酸盐玻璃、含氧化钾的磷酸盐玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧及三氧化钨的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅及氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃等。
用这样的流下时粘度低的玻璃材料形成精密加压成形用的预成形体时，易发生下述的问题。例如，成形成球状的预成形体时，如后述的图3所示，在具有辊状穴的成形模中插入熔融玻璃进行球状化。熔融玻璃插入时，如果在模中央插入熔融玻璃，由于经吹升的气流支持而着地，所以熔融玻璃折入而产生泡或波筋的危险降低。但是，以位于辊状穴的入口或壁处的状态使熔融玻璃落下时，由于壁与玻璃的磨擦阻力或与壁的瞬间粘着，存在熔融玻璃被拉伸的情况。在这种情况下，直到着地以前易发生玻璃折入、产生泡或波筋。这个问题，是流下时粘度低的玻璃材料特有的问题，粘度高于50dPa·s的玻璃几乎没有这一问题。因此，在本发明中，成形模配置在流出口的正下方，防止熔融玻璃插入模时的折入或泡的发生。但是，如前所述，如果从成形模出来的浮上气体附着在流出口，会发生质量变化或玻璃质量降低等的问题，直至考虑到本发明。如制备方法2所述，仅遮蔽从成形模出来的浮上气体的目的用的遮蔽体，希望制成薄板状，并使熔融玻璃落下的距离尽可能小。遮蔽板的材料，考虑与熔融玻璃接触的情况，可以使用耐热性金属等。另外，为了与滴下同期以高速进行遮蔽或除去，所以希望移动距离小的分裂构件。
另一方面，滴下的熔融玻璃滴用支持体接受并支持，冷却到某程度后，取出前述支持体，熔融玻璃块落入垂直下方的成形模进行成形的方法(制备方法3)具有下述的优点。流下时的粘度极低的玻璃材料直接插入吹出气体的成形模的情况下，即使插入模中央也有发生折入、泡或波筋的情况。特别是在球状的预成形体成形的情况下，由于熔融玻璃必须在成形模内高速旋转，存在发生折入或波筋或泡的可能性。因此，在成形模中球状化前，即使使熔融玻璃的粘性少量增大也很重要。在本发明中，熔融玻璃插入成形模前保持在支持体上，通过从接触面导出熔融玻璃的热量，熔融玻璃得到了冷却。冷却的方法也可考虑其它的，但例如在吹气的方法中，有冷却流出口的危险。另外，使用由多孔质材料制成的支持体，用从多孔质材料吹出的气体以与熔融玻璃成非接触状态支持冷却的方法也可考虑。但是，除有用气体冷却流出口的危险性外，由于是非接触状态，冷却速度小，因此必须减缓滴下的间隔，存在生产率降低的问题。即，从熔融玻璃在短时间间隔确实粘度增大，并且不可能将流出口冷却这一理由考虑，本方法是适宜的。另外，如前所述，熔融玻璃落下插入成形模时，希望尽可能模中央以迟缓的速度即自然落下。为实现这样的条件，在本发明中，由多个分裂构件构成支持体，前述的分裂构件彼此之间紧贴，在紧贴部接受熔融玻璃，分裂构件相互离间，在离间的分裂构件之间熔融玻璃落下的方法。在本方法中，除液滴的落下距离可小外，还可以使熔融玻璃自然落下，通过以下说明的方法，对熔融玻璃不给予冲击而使其可沿正下方自然落下。
首先，分裂构件用具有耐热性的金属材料、碳、陶瓷构成，并制成薄板状。与熔融玻璃的接触部在内部用水或气体流动进行冷却，防止与玻璃的熔融粘着。另外，为稳定滴下的熔融玻璃块的位置，分裂构件向紧贴部倾斜，降低支持熔融玻璃的支持位置。面不必须是平面，是曲面也可以。另外，与熔融玻璃的接触部形成凹部也可以。
另外，分裂构件离间时，为减小对熔融玻璃施加的水平方向的力，希望将支持熔融玻璃的面制成研磨面，进行具有防止熔融粘着和低磨擦特性的涂覆。
在上述玻璃成形体的制备方法2和3中，相对于目的玻璃成形体的质量而言，可将实际制作的玻璃成形体的质量限制在±1％的范围内。另外。对于400毫克或以下小容量的玻璃，可限制在±0.3-0.5％的范围。另外，也可大量生产没有波筋、损伤、失透等缺陷的玻璃成形体。而且，从使用玻璃成形体作为光学元件或精密加压成形用的预成形体方面考虑，优选表面光滑的，优选所有面由自由表面构成的成形体。
制备精密加压成形用的预成形体时，对从熔融玻璃成形、慢慢冷却得到的预成形体，根据需要，进行洗涤和干燥处理。另外，形成具有离模作用和玻璃在加压成形模表面容易扩展的润滑作用的膜也可以。
下面说明光学元件的制备方法2。本发明的光学元件的制备方法2的特征是，在具备对玻璃制预成形体进行加热、软化、精密加压成形的步骤的光学元件的制备方法中，前述的预成形体是按上述方法2和3制备。上述的光学元件可列举透镜、棱镜、带透镜的棱镜、衍射晶格、多棱镜等。另外，透镜，可列举球面透镜、非球面透镜、微透镜、拾波透镜、透镜阵列等。
通过使用质量精度高的预成形体，可通过精密加压成形形成光学元件的所有面。通过精密加压成形形成光学元件的所有面，从而没有对精密加压成形品进行研削、研磨等机械加工的必要。在透镜的光学功能面周围的非光学功能面(称为透镜的周边部)有使用固定座固定透镜的情况。为了使用该透镜的周边部作为固定座时的位置基准，透镜的光轴与透镜周边部的相对位置关系及角度必须精确地形成所定的位置关系。光学功能面与透镜周边部如果通过精密加压同时形成，上述透镜位置决定基准的功能可以在加压成形的同时赋予透镜。
而且，光学元件的所有面通过精密加压成形形成时，使用的精密加压成形用预成形体的质量精度希望在目标值的±1％以内。
另外，关于精密加压成形的方案，按照在前述的光学元件的制备方法1中进行的说明。
如上所述，根据本发明的光学元件的制备方法2，由于使用高品质的精密加压成形用的预成形体，可制备没有表面缺陷、内部缺陷的优良的光学元件。而且，由于预成形体的质量精度高，可以对光学功能面以外的面不进行机械加工来制备光学元件。
根据本发明的玻璃成形体的制备方法，可制备高品质且高质量精度的玻璃成形体。
另外，根据本发明的光学元件的制备方法，可提供高品质且完全不需要进行研削、研磨加工，并将研削、研磨加工减至最小限度的光学元件的制备方法。
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但是，本发明不受这些实施例的任何限制。
实施例1
对根据所要得到的最终所要求的折射率、分散、透过率等光学特性而调制的原料进行加热熔融，脱泡清澄，搅拌均质化，将得到的熔融玻璃从经控制温度的铂合金喷嘴按一定的流出速度连续地流下。此时，玻璃的提升量为10千克/日，流出速度为2.5毫米/秒。
流下的熔融玻璃流按图1所示的制备流程图成形成加压成形用的预成形体。
在本实施例中使用的熔融玻璃支持体由2个平板状的分裂构件构成，接受熔融玻璃流先端的面加工成镜面，上述分裂构件以相互紧贴状态构成一个平面。在熔融玻璃支持体的内部，设置防止与熔融玻璃熔融粘着用的水路，流过冷却水进行水冷却。另外，在熔融玻璃支持体的表面上，涂布金刚石样的碳。
首先，以使分裂构件相互紧贴状态提升熔融玻璃支持体，移动至接受熔融玻璃流的先端的面和流出管的流出口距4毫米的下方后停止。在该状态下，接受熔融玻璃流先端的面保持水平状态(前述接受面相对于熔融玻璃流朝向垂直上方的状态)。接着流下的熔融玻璃流的先端被接受并支持在2个紧贴的分裂构件的边界部分。与此同时，由于支持在熔融玻璃支持体上的熔融玻璃的尺寸增大，前述的支持体以0.5毫米/秒的低速沿垂直方向下降，由此可以防止熔融玻璃向管先端的外周润湿和熔融玻璃流的中间细的部分固化。
仅得到所要求质量的熔融玻璃块的熔融玻璃，在前述支持体上积蓄，前述支持体在分裂构件紧贴的状态下以比熔融玻璃流的流出速度快的10毫米/秒的速度沿垂直下方急剧下降，从由于玻璃的表面张力产生的熔融玻璃流的中间细的部分分离先端侧，在前述支持体上得到预定质量的熔融玻璃块。此后，分裂构件相互离间，从2个分裂构件之间沿垂直下方落下熔融玻璃块。落下的熔融玻璃块落入在前述支持体的下方待机的成形模中，通过从成形模的底部喷出的气体(氮气)，一边浮上一边成形玻璃成形体。熔融玻璃块从熔融玻璃支持体落下后，分裂构件立即恢復相互紧贴的状态。通过该操作，前述支持体遮住气体，可防止气体吹付在流出管上。因此，前述支持体再次上升用于接受熔融玻璃流的先端。
吸引在成形模上随时间进行冷却、固化的玻璃成形体，从成形模取出，移送到托盘上慢慢冷却。从这样连续流出的熔融玻璃一个接一个地制备预定质量的玻璃成形体。这样，设定切断时机为3.0秒，制备由光学玻璃制成的350±3毫克的球状玻璃成形体，作为精密加压成形用的预成形体。
确认精密加压成形用的预成形体基本上没有其它的损伤、波筋、折入、失透等缺陷。另外，由于用1个分裂构件切断玻璃流，与用多个分配成形模切断玻璃流的情况相比，玻璃流的切断精度显著提高。由于流出管先端的温度未被从成形模吹出的气体改变，因此质量精度高，落入上述的目标值的±1％以内。
在本实施例中使用的玻璃是表示在表1中的磷酸盐1-3、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃1-3、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物、碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅和氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃。
表1
在本实施例中的名称 玻璃成分
磷酸盐玻璃1 P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、Al2O3、ZnO、TiO2、Nb2O5、WO3
磷酸盐玻璃2 P2O5、B2O3、Li2O Na2O、K2O、BaO、ZnO、TiO2、Nb2O5、WO3
磷酸盐玻璃3 P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、CaO、BaO、ZnO、
含B2O3-La2O3玻璃1 B2O3、SiO2、La2O3、Gd2O3、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Li2O
含B2O3-La2O3玻璃2 B2O3、La2O3、Gd2O3、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Li2O、WO3、(Y2O3)、(Nb2O5)
含B2O3-La2O3玻璃3 B2O3、SiO2、La2O3、Gd2O3、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Li2O、WO3、(Y2O3)、(Nb2O5)
含SiO2、碱金属氧化物和氟的玻璃 SiO2、R2O(R是Li、Na、K中的至少1种或多种的碱金属元素)、F、其它
含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃 R2O(R是Li、Na、K中的至少1种或多种的碱金属元素)、RO(R是Mg、Ca、Sr、Ba中的至少1种或多种的碱土金属元素)、F、P2O5、其它
含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃 R2O(R是Li、Na、K中的至少1种或多种的碱金属元素)、ZnO、F、P2O5、其它
含B2O3-SiO2-BaO的玻璃 B2O3、SiO2、BaO、ZnO、Li2O、Na2O、K2O、CaO、SrO、MgO、La2O3、ZrO2、其它
含B2O3-SiO2-TiO2-WO3的玻璃 B2O3、SiO2、TiO2、ZnO、Li2O、CaO、MgO、Nb2O5、Ta2O5、WO3、La2O3、Gd2O3、其它
而且，表1中的玻璃成分表示栏中的(三氧化二钇)、(五氧化二铌)是表示作为玻璃成分含有三氧化二钇和五氧化二铌的情况；含三氧化二钇不含五氧化二铌的情况；不含三氧化二钇，含五氧化二铌的情况；既不含三氧化二钇也不含五氧化二铌的情况。
在上述的任何一种玻璃中都可得到上述的优良结果。
实施例2
使用具有图2所示形状的接受熔融玻璃流分裂构件，与实施例1同样进行。图2所示的分裂构件制成锥形，分裂构件紧贴状态的开角为150°。由于是这种锥形，接受熔融玻璃的位置更稳定，提高了熔融玻璃块落下位置的精度。
而且，使用的玻璃与实施例1中使用的各种玻璃相同。
实施例3
将在实施例1和2中成形的预成形体洗涤干燥后，进行精密加压成形制作非球面透镜。上述的加压成形中，使用在碳化硅制的模具材料表面上形成碳膜的加压成形模，气氛是氮气气氛。加压成形是预成形体加热到635℃为止，在9.8MPa的压力条件下加压60秒钟进行成形。加压成形后，从加压成形模取出非球面透镜慢慢冷却。得到的透镜内部和表面均呈良好的状态。透镜没有取出芯进行加工的必要，通过精密加压成形形成的透镜的周边部固定在座上时，可作为决定位置的基准使用。在这样得到的表面上形成防反射膜也可以。
另外，在上述精密加压成形中，将预成形体放入加压成形模，预成形体与加压成形模同时加热也可以，将加热的预成形体投入预热的加压成形模中也可以。
本实施例是关于非球面透镜的制备方法，但是也适于制备其它的光学元件，例如棱镜或衍射晶格等。
实施例4
根据所要得到的最终所要求的折射率、分散、透过率等光学特性而调制的玻璃原料进行加热熔融，脱泡清澄，搅拌均质化，得到的熔融玻璃从经控制温度的铂合金喷咀按一定的流出速度连续地流下。此时，玻璃的加入量为12千克/日。
从流出管的先端滴下的熔融玻璃滴按图3所示的制备流程图成形成精密加压成形用的预成形体。这种方法与上述玻璃成形体的制备方法2相当。
在本实施例中使用的遮蔽体是由2个平板状的分裂构件构成。前述的分裂构件相互紧贴，来自下方的气流或空气流避开流出管的先端，按照从流出管的先端滴下熔融玻璃滴的时机，分裂构件相互离间，熔融玻璃滴通过离间的分裂构件之间落入成形模中。熔融玻璃滴通过分裂构件之间，分裂构件立即相互紧贴使气体避开流出管。
在成形模上落下的熔融玻璃滴在被浮上气体以一边旋转一边浮上的状态下成形成球状玻璃的成形体。接着吸引冷却、固化的玻璃成形体并从成形模取出，移送到托盘上进行慢慢冷却。这样滴下连续流出的熔融玻璃，一个接一个地制备预定质量的玻璃成形体。
如上所述，制备由光学玻璃制成的350±1.4毫克的球状玻璃成形体，作为精密加压成形用的预成形体。
精密加压成形用的预成形体基本上看不到其它的损伤、波筋、失透等的缺陷。另外，质量精度也高，落入上述的目标值的±1％以内。
实施例5
下面，从流出管的先端滴下的熔融玻璃滴，根据图4所示的制备流程图成形为精密加压成形用的预成形体。本方法与上述玻璃成形体的制备方法3相当。
在本实施例中使用的支持体由2个平板状的分裂构件构成。前述的分裂构件相互紧贴，使流出管的顶端避开来自下方的气流或空气流，熔融玻璃滴从流出管的先端滴在支持体上后，冷却成某种程度的玻璃熔融液滴后，分裂构件相互离间，熔融玻璃滴通过离间的分裂构件落入成形模。熔融玻璃滴通过分裂构件之间，分裂构件立即相互紧贴，使流出管避开气体。
在成形模上落下的熔融玻璃滴在被浮上气体以一边旋转一边浮上的状态下成形成球状玻璃的成形体。接着吸引冷却、固化的玻璃成形体并从成形模取出，移送到托盘上进行慢慢冷却。这样滴下连续流出的熔融玻璃，一个接一个地制备预定质量的玻璃成形体。
如上所述，制备由光学玻璃制成的350±1.4毫克的球状玻璃成形体，作为精密加压成形用的预成形体。
精密加压成形用的预成形体上基本上看不到其它的损伤、波筋、失透等的缺陷。另外，质量精度也高，落入上述的目标值的±1％以内。
在实施例4和5中，使用的玻璃是表2所示的磷酸盐玻璃1-3、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃1-3、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物、碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅和氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃。
表2
在本实施例中的名称 玻璃成分
磷酸盐玻璃1 P2O5、B2O3、Li2O、Na2O，Al2O3，ZnO、TiO2、Nb2O5、WO3
磷酸盐玻璃2 P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、BaO、ZnO、TiO2、Nb2O5、WO3
磷酸盐玻璃3 P2O5、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、CaO、BaO、ZnO
含B2O3-La2O3玻璃1 B2O3、SiO2、La2O3、Gd2O3、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Li2O
含B2O3-La2O3玻璃2 B2O3、La2O3、Gd2O3、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Li2O、WO3、(Y2O3)、(Nb2O5)
含B2O3-La2O3玻璃3 B2O3、SiO2、La2O3、Gd2O3、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Li2O、WO3、(Y2O3)、(Nb2O5)
含SiO2、碱金属氧化物和氟的玻璃 SiO2、R2O(R是Li、Na、K中的至少1种或多种的碱金属元素)、F、其它
含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃 R2O(R是Li、Na、K中的至少1种或多种的碱金属元素)、R’O(R’是Mg、Ca、Sr、Ba中的至少1种或多种碱土金属元素)、F、P2O5、其它
含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃 R2O(R是Li、Na、K中的至少1种或多种的碱金属元素)、ZnO、F、P2O5、其它
含B2O3-SiO2-BaO的玻璃 B2O3、SiO2、BaO、ZnO、Li2O、Na2O、K2O、CaO、SrO、MgO、La2O3、ZrO2、其它
含B2O3-SiO2-TiO2-WO3的玻璃 B2O3、SiO2、TiO2、ZnO、Li2O、CaO、MgO、Nb2O5、Ta2O5、WO3、La2O3、Gd2O3、其它
而且，表2的玻璃成分表示栏中的(三氧化二钇)、(五氧化二铌)是表示玻璃成分含三氧化二钇和五氧化二铌的情况；含三氧化二钇不含五氧化二铌的情况；不含三氧化二钇，含五氧化二铌的情况；既不含三氧化二钇也不含五氧化二铌的情况。
在上述的任何一种玻璃中都可得到上述的优良结果。
实施例6
将在实施例4和5中成形的预成形体洗涤干燥后，进行精密加压成形制作非球面透镜。上述的加压成形中，使用在碳化硅制的模具材料表面上形成碳膜的加压成形模，气氛是氮气气氛。加压成形是预成形体加热到635℃为止，在9.8Mpa的压力条件下进行加压60秒钟。成形加压成形后，从加压成形模取出非球面透镜慢慢冷却。得到的透镜内部和表面均呈良好的状态。透镜没有取出芯进行加工的必要，通过精密加压成形形成的透镜的周边部固定在座上时，可作为决定位置的基准使用。在这样得到的表面上形成防反射膜也可以。
另外，在上述精密加压成形中，将预成形体导入加压成形模，预成形体与加压成形模同时加热也可以，将加热的预成形体投入预热的加压成形模也可以。
本实施例是关于非球面透镜的制备方法，但是也适于制备其它的光学元件，例如棱镜或衍射晶格等。

Claims (25)

1.玻璃成形体的制备方法，其特征是在从流出管流下的熔融玻璃流的先端，分离预定量的熔融玻璃块并成形的玻璃成形体的制备方法中，通过在流出管的下方配置的熔融玻璃支持体，接受并直接支持熔融玻璃流的先端，将所述的熔融玻璃支持体向垂直下方下降，从熔融玻璃流的先端分离预定量的玻璃熔融块，并拆除所述的支持体，用成形模接受向垂直下方落下的熔融玻璃块，并进行成形。
2.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，其中使用熔融玻璃支持体，从按一定流量连续流下的熔融玻璃流，按一定的时间间隔分离所述熔融玻璃块，将得到的熔融玻璃块一个接一个地分配在多个成形模中。
3.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，其中，熔融玻璃支持体由相互离间和紧贴的多个分裂构件构成，在所述的分裂构件处于紧贴的状态下，在所述的分裂构件彼此紧贴的边界部分接受并支持熔融玻璃流的先端，通过使所述分裂构件相互离间，使熔融玻璃块向垂直下方落下。
4.按权利要求3记载的玻璃成形体的制备方法，其中，在熔融玻璃块落下后，分裂构件立即相互紧贴，同时在成形模上对熔融玻璃块施加风压，一边使其上浮一边成形玻璃成形体。
5.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，其中在成形模的中心落下熔融玻璃块。
6.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，其中，一边冷却熔融玻璃支持体，一边进行熔融玻璃块的分离和玻璃成形体的成形。
7.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，其中使粘度为0.5-50d Pa·s的熔融玻璃流下。
8.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，使用含五氧化二铌的磷酸盐玻璃、含二氧化钛的磷酸盐玻璃、含氧化钡的磷酸盐玻璃、含氧化锂的磷酸盐玻璃、含氧化钠的磷酸盐玻璃、含氧化钾的磷酸盐玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧及三氧化钨的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅及氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃的任一种。
9.按权利要求1记载的玻璃成形体的制备方法，其中，玻璃成形体是精密加压成形用的预成形体。
10.光学元件的制备方法，其特征是在具备对玻璃制预成形体进行加热、软化、精密加压成形的步骤的光学元件的制备方法中，所述预成形体是通过权利要求9记载的制备方法制备的。
11.按权利要求10记载的光学元件制备方法，其中光学元件的所有面是通过精密加压成形形成。
12.按权利要求10记载的光学元件的制备方法，其中将预成形体导入加压成形模，将加压成形模和所述的预成形体一起进行加热，进行精密加压成形。
13.按权利要求10记载的光学元件的制备方法，其中将被预热到比加压成形模的温度高的温度的预成形体导入加压成形模，进行精密加压成形。
14.玻璃成形体的制备方法，其特征是在从流出管滴下熔融玻璃滴，用喷出气体的成形模接受并一边使其浮上一边成形的玻璃成形体的制备方法中，以横切熔融玻璃滴的滴下路径的方式设置遮蔽体，使流出管避开所述成形模喷出的气体，在熔融玻璃滴的滴下的同期，从所述滴下路径取出所述遮蔽体。
15.按权利要求14记载的玻璃成形体的制备方法，其中，按如下方式设置遮蔽体，用多个分裂构件构成遮蔽体，使所述的分裂构件彼此紧贴，使流出管避开喷出的气体，在熔融玻璃滴的滴下的同期，所述的分裂构件相互离间，熔融玻璃滴在离间的分裂构件之间下落。
16.玻璃成形体的制备方法，其特征是在由流出管滴下熔融玻璃滴，用喷出气体的成形模接受并一边使其浮上一边成形的玻璃成形体的制备方法中，以横切熔融玻璃滴的滴下路径的方式设置支持体，使流出管避开所述成形模喷出的气体，直接接受滴下的熔融玻璃滴后，取出所述支持体，用成形模接受向垂直下方落下的熔融玻璃块，并进行成形。
17.按权利要求16记载的玻璃成形体的制备方法，其中，按如下方式设置支持体，用多个分裂构件构成支持体，使所述分裂构件彼此紧贴，使流出管避开喷出的气体，直接接受滴下到所述分裂构件彼此紧贴的位置的熔融玻璃滴后，所述的分裂构件相互离间，所述的熔融玻璃滴在离间的分裂构件之间落下。
18.按权利要求14或16记载的玻璃成形体的制备方法，其中，熔融玻璃滴滴下在成形模的设置有气体喷出口的成形部。
19.按权利要求14或16记载的玻璃成形体的制备方法，使用含五氧化二铌的磷酸盐玻璃、含二氧化钛的磷酸盐玻璃、含氧化钡的磷酸盐玻璃、含氧化锂的磷酸盐玻璃、含氧化钠的磷酸盐玻璃、含氧化钾的磷酸盐玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧的玻璃、含三氧化二硼和三氧化二镧及三氧化钨的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅及氧化钡的玻璃、含三氧化二硼、二氧化硅、二氧化钛和三氧化钨的玻璃、含二氧化硅、碱金属氧化物和氟的玻璃、含碱金属氧化物和碱土金属氧化物的氟磷酸盐玻璃、含碱金属氧化物和氧化锌的氟磷酸盐玻璃的任一种。
20.按权利要求14或16记载的玻璃成形体的制备方法，其中使粘度为0.5-50d Pa·s的熔融玻璃流下。
21.按权利要求14或16记载的玻璃成形体的制备方法，其中玻璃成形体是精密加压成形用的预成形体。
22.光学元件的制备方法，其特征是在具备对玻璃制预成形体进行加热、软化、精密加压成形的步骤的光学元件的制备方法中，所述预成形体是通过权利要求21记载的制备方法制备的。
23.按权利要求22记载的光学元件的制备方法，其中光学元件的所有面是通过精密加压成形形成。
24.按权利要求22记载的光学元件制备方法，其中将预成形体导入加压成形模，将加压成形模和所述的预成形体一起进行加热，精密加压成形。
25.按权利要求22记载的光学元件的制备方法，其中将被预热到比加压成形模的温度高的温度的预成形体导入加压成形模，进行精密加压成形。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1880249B (zh) * 2005-06-06 2010-07-14 Hoya株式会社 精密模压成型用预发泡体的制造方法及光学元件的制造方法
CN1899991B (zh) * 2005-02-28 2011-05-18 Hoya株式会社 加压成形用预成形体的制造方法及光学元件的制造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3853622B2 (ja) * 2001-09-20 2006-12-06 Ｈｏｙａ株式会社 ガラス成形体の製造方法、プレス成形品の製造方法、ガラス光学素子の製造方法及びガラス成形体の製造装置
US20050188724A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Hoya Corporation Process for the production of precision press-molding preform and process for the production of optical element
JP2007145627A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Konica Minolta Opto Inc 液滴状ガラスに適したガラス
JP5198036B2 (ja) * 2007-10-26 2013-05-15 株式会社オハラ 精密プレス成形用プリフォーム製造装置及び精密プレス成形用プリフォームの製造方法並びに光学素子の製造方法
CN101980978A (zh) * 2008-04-02 2011-02-23 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光学元件的制造方法及光学元件的制造装置
US8931308B2 (en) * 2011-02-10 2015-01-13 Hoya Corporation Method of producing glass blank for substrate of information recording medium, substrate for information recording medium, and information recording medium; and manufacturing apparatus for glass blank for substrate of information recording medium
US20140165655A1 (en) * 2011-07-29 2014-06-19 Wataru Nakagawa Method For Manufacturing Glass Molding
JP6385662B2 (ja) * 2012-12-28 2018-09-05 日本電気硝子株式会社 ガラス材の製造方法
US11912608B2 (en) 2019-10-01 2024-02-27 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass manufacturing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1552497A (en) * 1921-10-13 1925-09-08 Tygart Valley Glass Co Method and apparatus for feeding glass
JPH0751446B2 (ja) 1988-06-30 1995-06-05 ホーヤ株式会社 ガラス体の成形方法およびその装置
JPH0234525A (ja) 1988-07-22 1990-02-05 Hoya Corp ガラス素子の成形方法
JPH10338530A (ja) 1997-06-02 1998-12-22 Hoya Corp 軟化ガラスの製造方法及び浮上保持具
JP2000007360A (ja) 1998-06-25 2000-01-11 Canon Inc ガラス素子の製造方法
JP3929237B2 (ja) * 2000-09-21 2007-06-13 Ｈｏｙａ株式会社 ガラス塊の製造方法及び製造装置、ガラス成形品の製造方法、並びに光学素子の製造方法
JP4093524B2 (ja) * 2001-02-20 2008-06-04 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形予備体および光学部品

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1899991B (zh) * 2005-02-28 2011-05-18 Hoya株式会社 加压成形用预成形体的制造方法及光学元件的制造方法
US8181486B2 (en) 2005-02-28 2012-05-22 Hoya Corporation Methods for manufacturing performs for press molding and method for manufacturing optical elements
CN1880249B (zh) * 2005-06-06 2010-07-14 Hoya株式会社 精密模压成型用预发泡体的制造方法及光学元件的制造方法

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