JP2001019446A

JP2001019446A - 研磨用ガラス製品の製造方法、ガラス製品の製造方法、再加熱プレス用ガラス塊の製造方法及び、ガラス塊の製造装置。

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Publication number: JP2001019446A
Application number: JP2000196745A
Authority: JP
Inventors: Shogo Tsukada; 章吾塚田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2001-01-23
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: US6595026B1; MY123138A; CN1281533C; KR100446051B1; CN1290664A; JP3806288B2; TW588021B; KR20010049665A

Abstract

(57)【要約】【課題】光学レンズを研磨する際に発生する研磨屑
を低減する。【解決手段】熔融ガラス成形装置から熔融ガラス
を、ターンテーブル６に配置した複数の成形型７に順次
供給し、成形して重量ばらつきの少ないガラス塊を形成
し、このガラス塊を再加熱プレスし、その後に研磨を施
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス等のガ
ラスを、成形型による成形プレス工程と、研磨工程とに
よって最終製品へと製造するガラス製品の製造方法に関
する。又、そのガラス製品を製造する製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガラス製品の一例として光学レンズが挙
げられるが、その製造方法は、下記の方法に大別でき
る。

【０００３】（製造方法１）熔融ガラスを直接、成形型
でプレス成形してレンズブランクを形成し、このレンズ
ブランクを研磨する方法。

【０００４】（製造方法２）熔融ガラスを型に流し込ん
で角状又は板状のガラスブロックを作製し、次にこのガ
ラスブロックを機械加工で切り出して細分化し、この細
分化したカットピースを再加熱プレスし、最後にそのプ
レス品を研磨する方法。

【０００５】（製造方法３）熔融ガラスを最終製品に近
似した形状のプリフォームを形成し、離型膜を形成した
成形型の成形面を転写して最終製品を形成する方法。

【０００６】上述の製造方法の中で、（製造方法３）
は、研磨フリーなので、非球面レンズのように研磨が困
難な形状のレンズに適しているが、プレスする時の粘性
が１０⁸〜１０¹² ポアズと所定範囲に入っている硝
種、又は、ガラス転移点Ｔｇが５８０℃以下の硝種しか
使用できないという問題点がある。又、大気雰囲気下で
製造ができないため、クリーンルーム等の大規模で高価
な製造設備が必要であり、製造コストが高くなるという
問題点がある。従って生産コストを抑えて、大量のガラ
ス製品を製造するには（製造方法１）と（製造方法２）
が適していると考えられる。

【０００７】次に、（製造方法１）と（製造方法２）を
比較する。（製造方法１）は、溶解したガラスを直ちに
ガラスブランクに成形する必要があるので、小品種大量
生産には適しているが多品種少量生産には適していな
い。さらに、（製造方法１）は、熔融ガラスを成形型の
下型で受けるので、下型成形面が凸面になっている場
合、滴下した熔融ガラスは下型上で安定せず、下型周縁
を囲む胴型に接して止まる。その際、ガラスは未だ１０
００℃付近の高温状態にあるので、胴型に焼付いてしま
う。また熔融ガラスが胴型に接することで熱を奪われ、
急冷されるのでプレス時に十分なガラスの伸びが得られ
ないという問題がある。また、ガラスが下型周縁部に偏
った状態でプレスされると成形型内にガラスが均一に行
き渡らず、目的とする成形品の形状が得られなくなると
いう問題もある。一方、（製造方法２）は、複数のガラ
ス種の板状ガラスブロックを製作し保管しておけば、必
要に応じて板状ガラスブロックを切り出して、そのカッ
トピースをプレスできるので、多品種少量生産には適し
ているが、小品種大量生産あるいは多品種大量生産には
適していないと考えられる。

【０００８】ところで、このような光学レンズは、従来
の最もオーソドックスな用途である印画紙を使用するカ
メラ等の光学機器に加えて、最近では、電子製品（例え
ば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、記録媒体の記録再
生装置）にも広く使用されるようになってきている。特
に、マルチメディア社会の到来により、電子製品に使用
される光学レンズの生産量は一気に拡大の様相を呈して
いる。従って、今日における光学ガラス業界にとって
は、多品種大量生産した製品の納期短縮と、製造コスト
低減が競争力の重要な課題になっている。このような課
題を解決するには、従来例としてあげた製造方法の中
で、（製造方法２）が有望であると考えられる。尚、こ
の種の方法して、例えば、実開平２−１４２４３９号公
報がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（製造
方法２）では、再加熱に使用するカットピースとして、
熔融ガラスを板状に成形したガラスブロックを切断した
ものを使用していたので、カットピースの重量ばらつき
を抑えるのが困難であるという問題点があった。何故な
ら重量管理は、熔融ガラスを型に流し込んで板状に成形
するときに行なわれるので、板状ガラスを複数のブロッ
クに切断する際、個々のブロック間で重量ばらつきが発
生する。又、熔融ガラスを板状に成形する際、均一な厚
さの板を形成することが困難であり、これも重量ばらつ
きの原因になる。

【００１０】このような、重量ばらつきがあるため、最
終工程の研磨の際、レンズの削りしろを大きくとらざる
を得ず、削り量が削減できないという問題点があった。
このため、廃材の排出量が低減できず、環境に対しての
悪影響が低減できなかった。特に、今日では電気製品の
技術進歩が急速で製品の陳腐化が早く、廃棄物が環境に
与える影響は無視できない問題になってきている。又、
カットピースを機械加工で得ているので、製造コストの
低減にも限界があった。さらに、カットピースは角材で
あるので、再加熱のとき角材の角部が中央部に比べて熱
的に不均一となり、成形型でプレスした際、成形型に対
する再現性が悪化すると言う問題点もあった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、製造コストを抑
え、多品種大量生産に適したガラス製品の製造方法と製
造装置を提供することにある。又、他の目的は、環境へ
負荷を与える研磨屑等の発生を低減するガラス製品の製
造方法と製造装置を提供することにある。又、他の目的
は、カットピースを再加熱してプレス成形するとき、熱
の不均一性を抑制してプレスする製造方法と製造装置を
提供することにある。又、他の目的は、再加熱プレスに
おいて、成型型の成型面に対する、再現性の高いプレス
製品を製造する製造方法と製造装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明は、ノズルから
供給される熔融ガラスを成形型で受けて成形し且つ徐冷
してガラス塊を製造するガラス塊形成工程と、大気雰囲
気下でこのガラス塊を１０⁴〜１０⁶ポアズの粘性に再加
熱し、成形型でプレス成形するプレス工程とを含むこと
を特徴とする研磨用ガラス製品の製造方法である。

【００１３】本発明のガラス塊形成工程では、溶融ガラ
スは、表面張力により主な表面が形成されるので、重量
バラツキが抑えられる。又、溶融ガラスの粘性を制御す
ることにより、重量バラツキが少ないガラス塊を容易に
得ることができる。又、ガラス塊の表面において、カッ
トピースのような、角張った部分の発生を抑えられるの
で、次工程の再加熱プレス工程で熱の不均一性を改善し
た成形を行なうことができる。又、多数のガラス塊を製
造し、在庫することができることから、注文に応じて、
同じ形状の複数のガラス塊から、異なった成形面を有す
る複数の成形型を用いてプレス成型することで、多品種
生産が可能になる。

【００１４】ガラス塊の形状の例としては、「球状又は
その近似形状」、「周縁部を有し、その周縁部を境に２
つの凸面がつながった形状又はその近似形状（マーブル
形状や楕円の短軸を回転軸とした回転楕円体などがこれ
に相当し、ガラス塊の外径を決める部分が周縁部に相当
する）」、「浮上した液滴が作る形状」等が挙げられ
る。

【００１５】又、プレス成形は、１０⁴〜１０⁶ポアズの
粘性に再加熱して実行するので、多種の形状のガラス製
品を、最終ガラス製品に近い形状で製造することができ
る。この時の成形型の温度は６００〜７５０℃が好まし
い。又、ノズルから熔融ガラスを降下切断をする際に、
脈理等が発生するが、次工程のプレスが１０⁴〜１０⁶ポ
アズの粘性に再加熱してプレスし、その後、精密研磨す
るので、この時点での表層の脈理等は許容できる。この
ため、ガラス塊を高い生産性で製造することができる。
尚、ガラス塊形成工程の成形型の表面粗さはＲｍａｘ１
０〜５０μｍが好ましい。又、再加熱プレス工程の成形
型の表面粗さは、Ｒｍａｘ１〜１０μｍが好ましい。

【００１６】第２発明は、ガラス塊形成工程の熔融ガラ
スは３０〜２ポアズの粘性であることを特徴とする第１
発明の研磨用ガラス製品の製造方法である。

【００１７】本発明により、重量ばらつきの小さい、多
数のガラス塊を高い生産性で、製造することができる。
熔融ガラスを流出する際の粘性は、３０〜２ポアズの範
囲にすることが好ましく、熔融ガラスの粘度を上記範囲
にすることにより、降下切断が容易に行なうことができ
る。つまり、ノズルより適量の熔融ガラスが流出しやす
くなるとともに、一定量のガラスが流出すると流出した
熔融ガラスの下端部とノズル付近の間にくびれが生じ、
熔融ガラスの下端部の重量が熔融ガラスの表面張力より
大きくなると、くびれ部分で熔融ガラス下端部を分離
し、切断器を用いなくても所定重量の熔融ガラスを成形
型に受けることが容易にできる。また熔融ガラスを成形
型で受けた後、熔融ガラスを浮上又は略浮上させた状態
で成形することが好ましい。熔融ガラスの粘性は、２０
〜２ポアズが更に好ましい。

【００１８】第３発明は、ガラス転移点Ｔｇが５８０℃
以上のガラスを用いることを特徴とする第１発明又は第
２発明に記載の研磨用ガラス製品の製造方法である。

【００１９】本発明によれば、ガラス転移点Ｔｇが５８
０℃以上である精密プレス成形でプレス困難な硝種であ
っても、研磨用ガラス製品を製造することができる。更
に、本発明はガラス転移点６００℃以上のガラスから光
学製品を製造する際により好ましい方法であり、ガラス
転移点６１０℃以上のガラスから光学製品を製造する際
に特に好ましい方法である。

【００２０】転移点温度範囲が上記範囲にあり、粘性の
範囲が第２発明の範囲に入るガラス材料としては、
（１）各成分中、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２の２成分が、多く
含まれているＳｉＯ２−ＴｉＯ２系光学ガラス、
（２）各成分中、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３の２成分が、多
く含まれている２Ｂ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系光学ガラスを
挙げることができる。より詳しくは、（１）− Ｓｉ
Ｏ２−ＴｉＯ２系光学ガラス材料として好ましいもの
は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎａ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｂａ
Ｏ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５を含む光学材料である。例えば、ＳｉＯ２１５〜４０重量％ＴｉＯ２１５〜４０重量％Ｎａ２Ｏ３０〜２５重量％ＣａＯ０〜１０重量％ＢａＯ０〜３０重量％ＺｒＯ２０〜１０重量％Ｎｂ２Ｏ５０〜１５重量％を含有する光学ガラスが挙げられる。

【００２１】又、Ｂ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系光学ガラス材
料として好ましいものを以下に示す。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、
ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３からなる光学材料。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、
ＳｒＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ａｓ２Ｏ３からなる光学
材料。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、
Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５からなる光学材
料。なお上記ガラスにはＹ２Ｏ３を含有させてもよ
い。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｙ２Ｏ
３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５からなる光学
材料。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＢａＯ、
Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３からなる光学材料。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、
Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５からな
る光学材料。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ
２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｓｂ２Ｏ３からな
る光学材料。（２）−Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ
３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３か
らなる光学材料。例えば、Ｂ２Ｏ３１５〜７０重量％Ｌａ２Ｏ３１０〜５０重量％ＳｉＯ２０〜２５重量％Ｇｄ２Ｏ３０〜５０重量％ＺｎＯ１５〜５０重量％ＢａＯ０〜５０重量％ＳｒＯ０〜４０重量％ＣａＯ０〜２５重量％ＭｇＯ０〜２０重量％Ａｌ２Ｏ３０〜２０重量％ＺｒＯ２０〜１０重量％ＴｉＯ２０〜１０重量％Ｎｂ２Ｏ５０〜１５重量％ＷＯ３０〜１０重量％Ｙ２Ｏ３０〜２０重量％Ｔａ２Ｏ５０〜３０重量％を含有する光学ガラスが挙げられる。

【００２２】第４発明は、ガラス塊を粗面研磨加工を施
し、このガラス塊表面に粉末状の離型剤を附着してプレ
ス成形を行うことを特徴とする第１〜３の何れかの発明
に記載された研磨用ガラス製品の製造方法である。

【００２３】ガラス塊表面に離型剤を形成する際、事前
に、ガラス塊の表面をバレル研磨等の研磨方法によっ
て、粗面にすると離型剤の付着が良好になる。又、この
予備研磨によって、前工程の成形工程で付着したガラス
揮発物等の不純物や、脈理等の表層の疵、欠陥を除去で
きる。又、この予備研磨でガラス塊の表面を粗面にする
ことによって、次工程の再加熱プレスの際、熱輻射が粗
面で散乱し、ガラスと成形型の間での過剰加熱を防止す
ることができるので、成形型の焼き付けを防止すること
ができる。粗面の程度は、Ｒｍａｘ２０〜６０μｍ程度
にするのが好ましい。又、この予備研磨で複数のガラス
塊の重量ばらつきを抑制することもできる。

【００２４】第５発明は、ガラス塊形成工程で得られた
ガラス塊が、研磨工程で除去可能な疵、脈理等の欠陥を
表面に有していることを特徴とする第１〜４発明の何れ
かに記載の研磨用ガラス製品の製造方法である。

【００２５】本発明によれば、次工程に最終ガラス製品
の研磨工程を配しているので、ガラス塊の表面欠陥が許
容されるので、ガラス塊の製造の生産性を向上できる。

【００２６】第６発明は、プレス工程で得られたプレス
製品が、表層部に研磨工程で除去可能な疵、脈理等の欠
陥を有していることを特徴とする第１〜５発明に記載の
研磨用ガラス製品の製造方法である。

【００２７】本発明によれば、次工程に最終ガラス製品
の研磨工程を配しているので、研磨用ガラス製品は、除
去可能な表層欠陥、疵を許容できるので、プレス製品の
製造の生産性を向上することができる。

【００２８】第７発明は、溶融ガラスは、その粘性と切
断条件とによって重量管理がされていることを特徴とす
る第１〜６発明の何れかに記載されている研磨用ガラス
製品の製造方法である。

【００２９】本発明によれば、熔融ガラスの粘性を制御
することにより、溶融ガラスの流出速度を決定し、溶融
ガラスの切断条件（切断速度、切断のタイミング（間
隔）、切断の方法(自然滴下、強制切断（降下切断
等）、降下切断の降下速度)）の決定によって切断量を
決定することができるので、成形型に供給する溶融ガラ
スの重量バラツキを防止することができる。

【００３０】第８発明は、ガラス塊製造工程が、連続し
て供給される熔融ガラスを、順次、所定温度に加熱され
且つ連続して供給される成形型で受け取り、成形してガ
ラス塊を形成することを特徴とする第１〜６の何れかの
発明に記載のガラス製品の製造方法である。

【００３１】本発明によれば、ガラス塊を高い生産性で
製造することができる。特に、複数の成形型を連続して
ノズルの下方に供給して、ガラス塊を製造するようにす
れば、その効果が顕著になる。

【００３２】第９発明は、熔融ガラスが、成形型上で浮
上又は略浮上された状態でガラス塊に成形されることを
特徴とする第１〜８の何れかの発明に記載のガラス製品
の製造方法である。

【００３３】本発明によれば、熔融ガラスを浮上、又
は、略浮上した状態で受け取り、ガラス塊を成形するこ
とによって、自由表面の平滑な面のガラス塊が容易に得
られと共に表面欠陥の発生を低減できる。尚、略浮上と
は、浮上中のガラスが何らかの要因で不安定になり、成
形面との接触が一部発生するような状態を意味してい
る。

【００３４】第１０発明は、熔融ガラスの切断時間は１
秒以下であることを特徴とする第１〜９発明の何れかに
記載のガラス製品の製造方法である。

【００３５】特に、３０〜２ポアズの粘性の熔融ガラス
を、降下切断させると、切断に要する時間を短縮するこ
とが可能になり、生産性を著しく向上することができ
る。このように、高速で切断すると、表面欠陥が発生し
易くなるが、次工程にプレス、研摩工程があるので問題
にならない。

【００３６】第１１発明は、第１発明〜第１０発明の何
れかに記載された研磨用ガラス製品の製造方法の後工程
に、プレス成型品を精密研磨する研磨工程を有すること
を特徴とするガラス製品の製造方法である。

【００３７】本発明によれば、精密研磨するプレス成形
品が重量バラツキが抑えられ、且つ最終製品に近い形状
になっているので、研磨屑を低減することができる。

【００３８】第１２発明は、前記ガラス製品が光学レン
ズであることを特徴とする第１１発明に記載のガラス製
品の製造方法である。

【００３９】本発明によれば、材料の制限を大きく受け
ることなく、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平
凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズな
どの多様な形状の光学レンズを、研磨屑の発生を抑制し
て製造することができる。

【００４０】第１３発明は、再加熱プレス用ガラス塊を
形成するガラス塊製造装置であって、熔融ガラスを、そ
の粘性を制御してノズルを介して供給する熔融ガラス供
給装置と、前記熔融ガラスを成形する成形装置と、前記
型成形型と熔融ガラスを所定温度に加熱する加熱手段と
を備え、前記成形装置は、供給された熔融ガラスを所定
形状に成形する成形面を有する複数の成形型と、前記複
数の成形型を、順次、前記ノズルの下端部に搬送する搬
送手段と、を有することを特徴とするガラス塊の製造装
置である。

【００４１】本発明によれば、複数の成形型で順次熔融
ガラスを成形することができるので、再加熱用ガラス塊
を高い生産性で製造することができる。

【００４２】第１４発明は、熔融ガラスを降下切断でき
るように、ノズルに対して接近、離間するように成形型
を駆動制御することを特徴とする第１３発明に記載のガ
ラス塊の製造装置である。

【００４３】本発明の降下切断によれば、切断量を容易
に制御することができる。

【００４４】第１５発明は、成型型で受ける熔融ガラス
の重量管理は、ノズルの温度制御によるガラスの粘性管
理と、熔融ガラスの降下切断の切断条件によって実行さ
れることを特徴とする第１４発明に記載のガラス塊の製
造装置である。

【００４５】本発明によれば、熔融ガラスの粘性管理
で、熔融ガラスの流出速度を決定することができ、又、
降下切断の条件を制御することによって、切断量を決定
することができるので、ガラス塊の重量ばらつきを抑制
できる。

【００４６】第１６発明は、搬送手段で搬送する複数の
成形型は、連続してノズルの下端部に搬送されることを
特徴とする第１５発明記載のガラス塊の製造装置であ
る。

【００４７】第１７発明は、搬送手段は、駆動手段に
よって回転されるターンテーブルであることを特徴とす
る第１３〜１６発明の何れかに記載のガラス塊の製造装
置である。

【００４８】第１８発明は、ターンテーブルを回転させ
る駆動手段は、熔融ガラスの粘性に基づいて回転速度を
制御されていることを特徴とする第１７発明に記載のガ
ラス塊の製造装置である。

【００４９】本発明によれば、熔融ガラスの粘性とター
ンテーブルの回転数の制御によって、ガラス塊の重量ば
らつきを抑制できる。つまり、熔融ガラスの粘性を制御
することにより、ノズルから流出する熔融ガラスの流出
速度を決定することができ、ターンテーブルの回転速度
を制御することにより、熔融ガラスの切断量を決定する
ことができる。

【００５０】第１９発明は、成形型の成形面には熔融
ガラスを浮上させる気体の供給孔が形成されていること
を特徴とする第１３〜第１８発明に記載のガラス塊の製
造装置である。

【００５１】第２０発明は、熔融ガラスを成形型で受け
て成形し且つ徐冷してガラス塊を製造する再加熱プレス
用ガラス塊の製造方法である。

【００５２】本発明によれば、一度に大量のガラス塊を
作成して保管しておき、必要に応じて、異なった成形面
の成形型で成形すれば、多品種大量生産ができる。

【００５３】第２１発明は、熔融ガラスの粘性が３０〜
２ポアズであることを特徴とする第２０発明に記載の再
加熱プレス用ガラス塊の製造方法である。

【００５４】

【発明の実施の形態】（ガラス塊の製造装置とガラス塊
の製造方法）本実施例のガラス塊は下記に説明するガラ
ス塊製造装置を使用して製作した。本実施例のガラス塊
は、光学レンズを製造するための材料である。以下に図
１〜５を参照して本実施例のガラス塊製造装置を説明す
る。

【００５５】図１は装置の平面図、図２は装置の側面
図、図３は加熱炉３内の成形型７の図、図４は熔融ガラ
スの切断の様子を示した模式図、図5は装置の変形例の
側面図である。本実施例の製造装置の基本構成は熔融ガ
ラスを成形型７に供給する熔融ガラス供給装置１と、こ
の熔融ガラス供給装置１から流下する熔融ガラスを成形
する成形装置２と、成形型７と冷却された熔融ガラスを
加熱して徐冷する加熱炉３と、取り出し手段４である。
熔融ガラス供給装置１、加熱炉３、取り出し手段４は、
固定位置に配置されている。熔融ガラス供給装置１は溶
解炉で溶解された熔融ガラス８をノズル５を介して成形
装置２の成形型７に供給する装置である。ノズル５は、
熔融ガラス８を所定の粘性に制御して流下することがで
きるように、温度制御装置が取り付けられている。この
制御によって、生産性を制御できる。

【００５６】加熱炉３は、ターンテーブル６の成形型７
が移動する軌跡に沿って、熔融ガラス供給装置１から取
り出し部までの間と、取り出し部から熔融ガラス供給装
置までの間との二個所に設けられている。加熱炉３はト
ンネル状に形成されており、内部に形成されたヒーター
１４によってこの加熱炉３を通過する、成形型７と熔融
ガラス８を加熱する。加熱炉３内の温度は３５０〜４０
０℃に設定されている。

【００５７】取り出し手段４は、Ｔｇ以下になった熔融
ガラス８を、その側面からエアを吹き付けて搬出する装
置で、熔融ガラス供給装置１から約２７０度の位置に配
置されている。上述した固定位置に配置された熔融ガラ
ス供給装置１、加熱炉３、取り出し手段４に、順次、成
形型７と熔融ガラス８を搬送するのが成形装置２であ
る。この成形装置２は、ダイレクト・ドライブ・モータ
によって回転駆動されるアルミ合金からなる円盤状（直
径５００ｍｍ厚さ１５ｍｍ）のターンテーブル６と、
ターンテーブル６の外周部に等間隔で配置された成形型
７（３６個）とが主要部になっている。成形型７は、タ
ーンテーブル６の外周に等間隔に形成された孔に、ター
ンテーブル６の厚さ方向に上下動が可能なように取り付
けられている。成形型の成形面はＲｍａｘ１μｍ以下に
なっている。

【００５８】又、成形型７の下端部にはローラが取り付
けられている。他方、ターンテーブル６の成形型７の下
方における、熔融ガラス供給装置１のノズル５に対応す
る位置に、図示しない略直角三角形のカムが取り付けら
れ、成形型７のローラを案内することができる。従っ
て、図４に示す通り、成形型７は熔融ガラス８を受け取
るまでノズル５に対して徐々に上昇しながら接近し、熔
融ガラス８を受け取った後はノズル５から離間するよう
に降下する。上述のカムの形状を所定形状に設定するこ
とにより、降下切断の条件（切断時間、切断速度）を整
えることができる。例えば、略二等辺三角形のカムを、
直角三角形にすることにより、成形型７の降下速度を速
くすることができる。

【００５９】又、成形型７の上面に設けられた成形面は
凹面に形成されている。この成形面は、熔融ガラス８の
平面視したときの外径を規定する機能を有している。そ
して、この成形面は、レンズの主表面に対応する表面
（熔融ガラス８の断面）の形状は規定しない。このよう
に、本発明のガラス塊は、重量と平面視の外径は規定さ
れるが、断面形状は規定されない。これは、次工程の再
加熱工程の粘性が１０⁴〜１０⁶ポアズでありかなり軟ら
かいので、このガラス塊の製造段階での断面形状の成形
は必要ないからである。

【００６０】その成形面の中央部からは空気が供給でき
る空気孔７ａが形成されている。この空気孔から供給さ
れた空気によって熔融ガラス８を浮上させることができ
る。空気孔から流出する空気の流量は０．５リットル／
分である。又、成形型７の材料は、ターンテーブル６が
高速回転可能なように、軽量のカーボン材料で構成され
ている。

【００６１】熔融ガラス供給装置１と、成形装置２との
位置関係は、熔融ガラス供給装置１のノズル５の下方
を、ターンテーブル６の成形型７が通過するように、両
者は配置されている。従って、ターンテーブル６を回転
させることにより、ノズル５の下方に、順次、成形型７
が送り出されることになる。ノズル５から供給される熔
融ガラス８は連続して流下している。ターンテーブル６
の駆動は、ノズル５から連続的に流下する熔融ガラスを
所定重量で連続して成形型７で受け取ることができるよ
うに制御されている。そして、ターンテーブル６の回転
駆動は、ノズル５から流下する熔融ガラス８の粘性に基
づいて制御される。熔融ガラス供給装置１から供給され
た熔融ガラス８はターンテーブル６によって搬送される
間に徐冷・成形され、固定位置の熔融ガラス供給装置１
の手前にきたときに、取り出し手段４のエアーによって
受け皿１２に搬出される。そして、空いた成形型７は再
び加熱炉３を通ることにより、所定の温度に維持され、
熔融ガラス供給装置１から再び新しい熔融ガラス８が、
供給される。

【００６２】上述の実施例では成形型７をカムを使用し
てノズルの下方に上昇させたが、他の方法として成形型
７が、ノズルの下方に来たときに、成形型を突き上げ棒
で持ち上げるようにしても良い。その具体例を図５に基
づいて以下に説明する。下記の点以外は上述の実施例と
同じである。

【００６３】本実施例の場合、ターンテーブル６を、間
歇インデックス方式で駆動している。つまり、ダイレク
ト・ドライブ・モータを間歇的に駆動してターンテーブ
ル６を一定角度ずつ回転して停止させている。そして、
ノズル５の下方に相当するターンテーブル６を挟んで、
ノズル５の開口部に対向する位置に、突き上げ棒１１が
上下動自在に配設されている。この突き上げ棒１１は、
ノズル５の下方を搬送された成形型７の底部を突き上
げ、成形型７をノズル５に接近、離間するように、上下
運動を繰り返すように駆動制御されている。突上げ棒１
１の降下は、ノズル５から供給される熔融ガラスの重量
が、正確に所定量になるように制御されている。これに
より、ガラス塊の重量バラツキを抑制することができ
る。

【００６４】従って、図５に示す装置を使用してガラス
塊を製造するには、間欠運動するターンテーブル６によ
って、ノズル５より流出する熔融ガラス８を受け取る位
置に成形型７を順次搬送する。そして、ノズル５の下方
で停止した成形型７は、突き上げ棒１１の上昇運動によ
って上昇し、ノズル５の近傍で熔融ガラス８を受け取
り、突き上げ棒１１の下降に伴って降下する。この成形
型７の降下によって熔融ガラスは降下切断される。降下
切断された溶解ガラスは、上述の実施例同様、成形型７
上で浮上した状態で成形される。そして、熔融ガラス８
を受け取った成形型７は、ノズル５の下方から送出され
る。このステップを順次繰り返す。

【００６５】ターンテーブル６が停止し、成形型６が熔
融ガラス受け取り位置に来たときに、突上げ棒１１によ
り成形型７は突上げられて上昇し、熔融ガラス８を受け
る。所定の重量の熔融ガラスが得られるタイミングで突
上げ棒１１による突上げは解除され、成形型７は急降下
して突上げ前の高さに戻るとともにターンテーブル６は
回転し、次の成形型７が熔融ガラス受け取り位置に搬送
される。本実施例は、上述の実施例に比べて、連続し
て、成形型をノズル口に搬入していないので、生産性が
やや低下するが、反面、成形型が、降下切断の際、成形
型の搬送方向に移動しないので、切断に伴う表面欠陥を
一層低減することができる。

【００６６】（ガラス塊の製造方法）次に、上述のガラ
ス製造装置を使用して、本発明のガラス塊の製造方法を
説明する。ガラスの成分は表２に、製造条件は表1に示
す。最初の実施例は、表２に主成分を示すガラス１（ガ
ラス転移点Ｔｇ：615℃、屈伏点Ｔａ：650℃）からなる
ガラス塊を製造した。このガラス１のガラス原料を図示
しない溶解炉で１２７０℃の温度で溶解する。そして、
ガラス原料の溶解が完了したら、溶解炉から熔融ガラス
供給装置１に熔融ガラス８を供給する。そして、成形型
７を加熱炉３によって２５０〜３００℃に加熱し、ター
ンテーブル６を２．５ r.p.mで連続回転させる。又、ノ
ズル５の先端部は１１１０℃に制御した。この時の熔融
ガラスの粘性は５ポアズであった。

【００６７】尚、ノズルの選定、熔融ガラスの流出量、
ガラス塊の重量設定、ターンテーブルの回転速度（成形
型の搬送速度）等の初期設定は下記の要領で行なった。
最初に、脈理を抑え内部品質が良好なガラス塊が得られ
る粘性になるように、ノズルの先端の温度を１１１０℃
に設定した。又、単位あたりの流出量を基準流出量とし
て予め設定し、この基準流出量に基づいて、ノズル５の
内径を３ｍｍに設定した。次に一定速度で流出する熔融
ガラスを成形型７で受け取る量が、所定重量になるよう
に、ターン・テーブル６の回転数を２．５r.p.mに設定
した。このように、熔融ガラスの粘度とターン・テーブ
ルの回転数を設定することにより、本例では、降下切断
によって、熔融ガラスをガラス塊に切断することができ
る。又、成形型7は、２５０〜３００℃に加熱してあ
る。

【００６８】このように、装置の初期設定を行なった
後、ノズル５から、連続して熔融ガラス８を供給する。
成形型７は熔融ガラス８をノズル５から受けるとき、定
位置より上方に移動し、ノズル５の先端から供給される
熔融ガラス８を成形面で受ける。そして、熔融ガラス８
を成形面で受けた成形型７は、急降下して、ノズル５か
ら供給された熔融ガラス８を切断する。この切断は回転
方向と降下方向の合力によって引き起こされる。具体的
には、熔融ガラスの下端部の重量がガラスの表面張力よ
り大きくなることで、熔融ガラスの下端部とノズル５と
の間にくびれが生じ、熔融ガラスは切断されることにな
る。切断に要した時間は約０．３秒であった。本発明の
ガラス塊の重量管理は、ノズル５から一定の流量で流下
又は滴下する熔融ガラス８を一定の規則正しい間隔で成
形型７が受けることで、重量の均一化を図っている。本
形態では、前述のように切断器を用いないので、ガラス
塊の深層部にまで切断時の痕跡が達することがない。す
なわち、熔融ガラスが分離する際に生じた痕跡は表面よ
り概ね０．５ｍｍ以内の表面層にとどまっているので、
ガラス塊の表面を研磨加工すれば容易に除去することが
できる。

【００６９】このような形で、円周方向に回転している
複数の成形型７に、順次、ノズル５から熔融ガラス８を
供給する。そして、成形型７上に供給された熔融ガラス
８は、成形面の気体空気供給孔から送出される気体（例
えば空気）によって浮上又は略浮上させながら、加熱炉
３内で加熱されながら円周方向に沿って移動することに
より、565℃まで徐冷されて所定形状に成形される。浮
上中のガラスは、受け型の径と受ける熔融ガラスの量を
調整することにより、浮上中でも垂直軸の回りに回転す
ることはあるが、上下が反転することはない。したがっ
て、ガラス塊には浮上又は略浮上成形中に上方を向いて
成形された面すなわち上面と、下方を向いて成形された
面すなわち下面が存在する。略浮上成形の場合、下面は
成形型７の内面に接触するなどして自由表面にならない
部分が生じるが、これに比べて上面は受け型と接触する
頻度が少ない或いはないので、自由表面の割合が多い。
したがって、上面と下面の表面粗さに違いが生じるが次
工程で研摩するので問題はない。

【００７０】この成形の際、熔融ガラス８の断面形状は
規制されず、不定形となっている。そして、冷却された
ガラス塊がガラス転移点Ｔｇ（６１５℃）より下の温度
になり、取り出し位置まで移動したら取り出される。こ
のようにして、９０個／秒の生産性でガラス塊を製作し
た。本実施例で製作したガラス塊は、表層部（表面から
０．２の間又は表面からの０．５ｍｍの間）に脈理が入
っているものが多いが、後工程の研磨で容易に除去でき
る。又、重量ばらつきは、±５％であった（サンプル数
１０００個）。（従来のカットピースの場合は、±１
０〜１５％であった）

【００７１】（ガラス塊の予備研磨工程）ガラス塊の予
備研磨は、バレル研磨法を使用した。容器内にガラス塊
と研磨剤を入れ、容器を回転又は振動させるか、回転と
振動の両方を与えることにより、ガラス塊の表面を均一
に研磨することができる。また、容器内に多数のガラス
塊を入れてバレル研磨することにより、一度に多数個の
研磨を行うことができた。ガラス塊の表面粗さは、上面
はＲａ５〜３０nm、下面はＲａ３〜６０μｍであった
が、バレル研摩によって上下面とも４０μｍ程度になっ
た。ガラス塊には、研磨工程で除去可能な疵、脈理等の
欠陥を表面に有しているものもあるが、上記ガラス塊の
研磨工程によってこのような欠陥を取り除くことができ
る。

【００７２】（再加熱プレス工程）上述の製造方法で得
た複数のガラス塊を、最終レンズ形状に対応した成形面
を有する複数個の成形型で一括プレス成形した。上型と
下型から構成される複数の成形型は、両凸レンズ、両凹
面レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレン
ズ、凹メニスカスレンズの各形状に対応した６種類の成
形型を使用した。これにより、一種類のガラス塊から６
種類の異なる形状のレンズを製造した。各ガラス塊は、
約８５０℃に加熱され軟化した状態（１０⁵ポアズ）
で、約６５０℃に加熱された下型の成形面に、搬入手
段によって導入される。次に、下型同様に約６５０℃に
加熱された上型によってガラス塊を約４〜５秒プレス成
形する。尚、このプレス成形は、大気雰囲気下で行っ
た。尚、本実施例ではガラスの粘度が１０⁴〜１０⁶ポア
ズになる比較的高温（従来例の製造方法３と比較して）
まで再加熱してプレス成形を行うため、成形型とガラス
との融着を防止しなければならない。このような高温で
融着を防ぐため、窒化ホウ素などの粉末状離型剤を成形
型やガラス塊の表面に塗布した。この再加熱プレスによ
って、研磨の最終製品に近似した形状のプレス成形品を
得た。

【００７３】（プレス成形品の研磨工程）上述の再加熱
プレス工程で得たプレス成形品を、研磨して最終製品の
光学レンズを得た。研磨剤としては酸化セリウムを用
い、最初に粗研磨を施し、次に精研磨を施す。この研磨
によって、プレス製品の表層部に残存していた脈理等の
欠陥を完全に除去した。又、プレス品の重量ばらつきが
抑制されているので、研磨量を低減することができ、両
凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メ
ニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどの光学レンズ
を得ることができた。プレス工程で得られたプレス成形
品には、表層部に研磨工程で除去可能な疵、脈理等の欠
陥を有しているものもあるが、上記成形品の研磨によ
り、ガラス製品の上記欠陥を除去することもできた。

【００７４】次いで、表２のガラスの主成分を示したガ
ラス２〜１２を、表１に示す加工条件で、光学ガラスを
製造した。何れのガラスも、重量ばらつきの小さいガラ
ス塊を得ることができ、高い生産性で光学ガラスを製造
することができた。又、最終研磨の研磨屑の量を低減す
ることができた。尚、上述の実施例では、成形型で熔融
ガラス８を浮上させながら、徐冷したが、熔融ガラスを
成形型に直接受けても良い。この場合、型とガラスの温
度差によるクラックの発生を抑えるために、浮上方法に
比べて成形型の温度を高温に設定する必要がある。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、重量ばらつきが小さい
ガラス塊をプレス成形するので、重量ばらつきが少ない
プレス成形品を形成することができる。これによって、
最終製品を研磨する際、発生する研磨屑を低減すること
ができる。又、再加熱工程は１０⁴〜１０⁶ポアズ程度の
粘性でプレスするので、製造できるガラスの選択の幅が
広く、しかも、大気雰囲気下でプレス成形できるので、
簡便な製造設備でプレス成形できる。又、本発明のガラ
ス製品の製造方法は、最終工程で研磨を行うので、ガラ
ス塊はその研磨工程で除去可能な表面状態が許容される
ので、熔融ガラスから直接製造するガラス塊の製造に要
する時間を短縮化することができる。これによって、ガ
ラス製品の製造コストを低減することができる。

【００７６】又、本発明のガラス製品の製造方法によれ
ば、最終工程では研磨を施すので、ガラス塊はその研磨
工程で除去可能な表面状態が許容されることから、ガラ
ス塊を連続して製造することができる。従って、従来の
ガラスブロックを切断してプレス用のガラス塊を使用す
る方法に比べて、大幅なコストの削減が可能になる。
又、本発明のガラス製品の製造方法によれば、１０⁴〜
１０⁶ポアズ程度の粘性でプレスするので、１０⁸ポアズ
以上の高粘性での精密プレスと比べ、プレス時のガラス
の変形量、伸びを大きくすることができる。そのため、
精密プレス成形のように型成形面の曲率に合わせてガラ
ス素材の形状を調整する必要もないので、多様な形状の
ガラス製品の製造に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス塊の製造装置の平面図である。

【図２】本発明のガラス塊の製造装置の側面図である。

【図３】本発明のガラス塊の製造装置の加熱炉の断面図
である。

【図４】本発明のガラス塊の切断の過程を示す図であ
る。

【図５】本発明のガラス塊の異なる実施例の製造装置の
変形例を示す側面図である。

【図６】本発明の再加熱用ガラス塊、研摩用ガラス製
品、ガラス製品の製造条件を示す表図である。

【図７】本発明の実施例のガラス組成を示す表図であ
る。

【符号の説明】

１…熔融ガラス供給装置、２…成形装置、３…加熱炉、
５…ノズル、６…ターンテーブル、７…成形型、８…熔
融ガラス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルから供給される熔融ガラスを、成
形型で受けて成形し且つ徐冷してガラス塊を製造するガ
ラス塊形成工程と、大気雰囲気下でこのガラス塊を１０⁴〜１０⁶ポアズの粘
性に再加熱し、成形型でプレス成形するプレス工程とを
含むことを特徴とする研磨用ガラス製品の製造方法。
【請求項２】ガラス塊形成工程の熔融ガラスは３０〜
２ポアズの粘性であることを特徴とする請求項１記載の
研磨用ガラス製品の製造方法。
【請求項３】ガラス転移点Ｔｇが５８０℃以上のガラ
スを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の研
磨用ガラス製品の製造方法。
【請求項４】ガラス塊に粗面研磨加工を施し、該ガラ
ス塊表面に粉末状の離型剤を形成してプレス成形を行う
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の研磨用
ガラス製品の製造方法。
【請求項５】ガラス塊形成工程で得られたガラス塊
は、研磨工程で除去可能な疵、脈理等の欠陥を表面に有
していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載
の研磨用ガラス製品の製造方法。
【請求項６】プレス工程で得られたプレス製品は、表
層部に研磨工程で除去可能な疵、脈理等の欠陥を有して
いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の研
摩用ガラス製品の製造方法。
【請求項７】熔融ガラスは、その粘性と降下切断の降
下条件とによって重量管理がされていることを特徴とす
る請求項１〜６の何れかに記載の研摩用ガラス製品の製
造方法。
【請求項８】ガラス塊製造工程は、連続して供給され
る熔融ガラスを、順次、所定温度に加熱され且つ連続し
て供給される成形型で受け取り、成形してガラス塊を形
成することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の
研磨用ガラス製品の製造方法。
【請求項９】熔融ガラスは、成形型上で浮上又は略浮
上された状態でガラス塊に成形されることを特徴とする
請求項１〜８の何れかに記載の研磨用ガラス製品の製造
方法。
【請求項１０】熔融ガラスの切断時間は１．０秒以下
であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の
研磨用ガラス製品の製造方法。
【請求項１１】請求項１〜１０の何れかに記載された
研磨用ガラス製品の製造方法の後工程に、プレス成形品
を精密研磨する研磨工程を有することを特徴とするガラ
ス製品の製造方法。
【請求項１２】前記ガラス製品が光学レンズであるこ
とを特徴とする請求項１１に記載のガラス製品の製造方
法。
【請求項１３】再加熱プレス用ガラス塊を形成するガ
ラス塊製造装置であって、熔融ガラスを、その粘性を制御してノズルを介して供給
する熔融ガラス供給装置と、前記熔融ガラスを成形する成形装置と、前記型成形型と熔融ガラスを所定温度に加熱する加熱手
段とを備え、前記成形装置は、供給された熔融ガラスを
所定形状に成形する成形面を有する複数の成形型と、前
記複数の成形型を、順次、前記ノズルの下端部に搬送す
る搬送手段と、を有することを特徴とするガラス塊の製
造装置。
【請求項１４】成形型は、熔融ガラスを降下切断でき
るように、ノズルに対して接近、離間するように駆動制
御されていることを特徴とする請求項１３記載のガラス
塊の製造装置。
【請求項１５】成形型で受け取る熔融ガラスの重量管
理は、ノズルの温度制御による溶融ガラスの粘性管理
と、熔融ガラスの降下切断の切断条件によって実行され
ることを特徴とする請求項１４記載のガラス塊の製造装
置。
【請求項１６】搬送手段で搬送する複数の成形型は、
連続してノズルの下端部に搬送するように制御されてい
ることを特徴とする請求項１３〜１５記載のガラス塊の
製造装置。
【請求項１７】搬送手段は、回転駆動手段によって回
転されるターンテーブルであることを特徴とする請求項
１３〜１６の何れかに記載のガラス塊の製造装置。
【請求項１８】ターンテーブルを回転させる駆動手段
は、熔融ガラスの粘性に基づいて回転速度を制御されて
いることを特徴とする請求項１７記載のガラス塊の製造
装置。
【請求項１９】成形型の成形面には熔融ガラスを浮上
させる気体の供給孔が形成されていることを特徴とする
請求項１３〜１８の何れかに記載のガラス塊の製造装
置。
【請求項２０】熔融ガラスを成形型で受けて成形し且
つ徐冷してガラス塊を製造する再加熱プレス用ガラス塊
の製造方法。
【請求項２１】熔融ガラスの粘性が３０〜２ポアズで
あることを特徴とする請求項２０に記載の再加熱プレス
用ガラス塊の製造方法。