JP2001278631A

JP2001278631A - ガラス成形型、ガラス成形体及びガラス光学素子の製造方法

Info

Publication number: JP2001278631A
Application number: JP2000094952A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tomita; 昌之冨田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】成形面が滑らかな鏡面であり、成形精度も良
いガラス成形体を、溶融ガラスをプレスして得ることが
できるガラス成形型、該ガラス成形型より得られるガラ
ス成形体、及びガラス光学素子の製造方法を提供するこ
とにある。【解決手段】溶融軟化状態のガラスを成形し、ガラス
成形体を得るためのガラス成形型が、金（Ａｕ）を主成
分とする金合金から成っており、この金合金の残成分の
うち主たる成分が、３ｄ金属｛チタン（Ｔｉ）、バナジ
ウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄
（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅
（Ｃｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）｝の内から選択されることを
特徴とするガラス成形型、該ガラス成形型より得られる
ガラス成形体、及びガラス光学素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子を製造す
る技術に関し、詳しくは、光学素子製造用素材である光
学ガラス成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】１．研摩によりガラス光学素子を得る技
術古くから、ガラス光学素子は、この形状に近似した光学
ガラス成形体を用意し、その成形面を、粗研削及び精研
削により除去加工し、更に研摩加工することによりガラ
ス光学素子に仕上げていた。

【０００３】ここで用いるガラス成形体は、一般には、
耐熱ステンレス鋼製の成形型を用いて、溶融軟化状態の
光学ガラスをプレス成形して得ている。ここで、ガラス
と成形型の融着を防止するため、成形型に微粉状の窒化
ボロンＢＮを塗布した状態で成形している。そのため、
このガラス成形体の表面には、窒化ボロンＢＮの微粉が
付着し、埋め込まれている。

【０００４】２．成形によりガラス光学素子を得る技術一方、最近では、ガラス素材を加熱軟化し、精密成形型
でプレス成形し成形光学素子を得る技術が、特に非球面
レンズの製造において広く使われている。

【０００５】ここで用いるガラス素材は、成形光学素子
の表面に欠陥を残さないために、その表面が滑らかであ
る必要がある。そのために溶融状態の光学ガラスを、細
孔の開いた型や多孔質の型の上で浮上した状態で固化さ
せ、その全面が滑らかな自由表面からなるガラス塊を
得、そのガラス塊を成形用ガラス素材として使う技術が
近年進んでいる。このようにして成形用ガラス素材とし
て使うガラス塊は、その形状が球形状や偏平球形状をし
ている。

【０００６】また、精密成形型として、超硬合金を型母
材とし、型形状に加工し、その成形面に離型性を有する
薄膜を形成した型を用いている。この離型膜として、カ
ーボン系の膜や白金系の膜が、良く使われている。ま
た、特開平８−１４３３２０号公報には、離型膜として
金を含む例が示されている。すなわち、具体的には、
「基板及び表面層を備え、…ガラス成形体を成形する成
形型において、表面層を構成する成分が、金と、イリジ
ウム、オスミウム、ルテニウム、レニウム、タングステ
ン及びベリリウムからなる群から選択された少なくとも
１種の成分を含むことを特徴とするガラス成形体の成形
型」が開示されている。また、このような精密成形は、
型母材の超硬合金が高温で酸化するため、窒素雰囲気中
で行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、以下に示すような欠点があった。

【０００８】１．離型材を使うために生じる欠点上記説明したように、従来からの研摩用素材は、窒化ボ
ロンＢＮを離型材として利用し、成形している。このよ
うにして得られたガラス成形体は、その形状をレンズ形
状に近い形状に成形することはできるが、その成形面に
は離型材が残ってしまう。

【０００９】従って、この成形体を、成形光学素子を得
るための精密プレス用素材として用いることはできな
い。

【００１０】また、この成形体を、研削研摩用素材とし
て用いる場合でも、少なくとも、その成形面に残ってい
る離型材の厚みは、成形体の表面を研削除去する必要が
ある。現実には、離型材として使われる窒化ボロンＢＮ
の粒径は５０μｍ程度あるので、少なくとも５００μｍ
は、表面を研削除去する必要がある。

【００１１】一方、従来から知られている型材を用い
て、離型材を用いずにガラス成形体を成形すると、型と
ガラスの融着や、焼き付きという型とガラスの強い付着
力の低下が発生し、成形をすることは非常に困難とな
る。

【００１２】２．プレス変形量が多いために生じる欠点上記説明したように、成形光学素子を精密成形するため
のガラス素材は、その形状が、球形状や偏平球形状をし
ている。一方、このガラス素材を精密成形して得られる
成形光学素子の形状は、凹レンズ、凹メニスカスレンズ
及び凸メニスカスレンズ等のレンズ形状であり、ガラス
素材からレンズ形状に精密成形するためのプレス変形量
が多い。

【００１３】このように、プレス変形量が多い場合、以
下に示す様な欠点が生じる。・精密成形型の成形面に形成された離型膜が摩耗し易
く、そのため、離型膜の再生を頻繁に行う必要がある。・ガラス素材の中心部まで十分に加熱する必要があり、
ガラス素材の加熱に時間がかかる。・精密成形型の形状と、ガラス素材の形状が大きく異な
るので、型の中でのガラス素材の位置が安定せず、その
結果、成形品に偏肉が発生し易い。

【００１４】しかしながら、従来から知られている技術
では、成形面を滑らかな鏡面に保った成形ガラス素材を
得ることができなかった。

【００１５】すなわち、従来から知られている技術で
は、離型材を用いずに、成形面が滑らかな鏡面で、その
成形面に異物が無く、外観が良好で、その形状精度が良
好なガラス成形体を得ることはできなかった。

【００１６】そのため、研削研摩で光学素子を製作する
場合には、成形面の離型材を除くため、研削加工により
成形面を多量に除去する必要があった。

【００１７】また、精密成形により成形光学素子を得る
場合には、プレス変形量が多くなり、多くの欠点が生じ
ていた。

【００１８】本出願に係る第１の発明の目的は、離型材
を用いずに、成形面が滑らかな鏡面で、その成形面に異
物が無く、外観が良好で、かつ形状精度が良好なガラス
成形体を得ることができるガラス成形型を提供すること
である。

【００１９】本出願に係る第２及び第３の発明の目的
は、特に好適で、なおかつ、実用的なガラス成形型を提
供することである。

【００２０】本発明に係る第４の発明の目的は、好適
で、なおかつ、実用的なガラス成形型を提供することで
ある。

【００２１】本出願に係る第５の発明の目的は、より経
済的なガラス成形型を提供することである。

【００２２】本出願に係る第６及び第７の発明の目的
は、より安定したガラス成形型を提供することである。

【００２３】本出願に係る第８の発明の目的は、ガラス
光学素子又はガラス光学素子製造用素材として適したガ
ラス成形体を提供することである。

【００２４】本出願に係る第９の発明の目的は、特に、
ガラス光学素子又はガラス光学素子製造用素材として適
したガラス成形体を提供することである。

【００２５】本出願に係る第１０の発明の目的は、ガラ
ス光学素子又はガラス光学素子製造用素材として特に適
した高精度のガラス成形体を提供することである。

【００２６】本出願に係る第１１の発明の目的は、安価
なガラス光学素子の製造方法を提供することである。

【００２７】本出願に係る第１２の発明の目的は、安価
な成形ガラス光学素子の製造方法を提供することであ
る。

【００２８】本出願に係る第１３及び第１４の発明の目
的は、生産時の除去加工屑の量が少ないガラス光学素子
の製造方法を提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、以下の構成を特徴とす
る。

【００３０】溶融軟化状態のガラスを成形し、ガラス成
形体を得るためのガラス成形型が、金（Ａｕ）を主成分
とする金合金から成っており、この金合金の残成分のう
ち主たる成分が、３ｄ金属｛チタン（Ｔｉ）、バナジウ
ム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆ
ｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
ｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）｝の内から選択されることを特徴
とするガラス成形型。

【００３１】上記構成からなるガラス成形型における作
用を以下に述べる。

【００３２】従来から、金（Ａｕ）は溶融ガラスとの濡
れ性が悪いことが知られている。また、金（Ａｕ）が大
気中の高温雰囲気においても酸化しないことは、良く知
られている。この組合せから、金（Ａｕ）で成形型を作
り、溶融ガラスをプレス成形すれば、大気中で連続成形
可能な成形型を得ることができることがわかる。

【００３３】実際、金（Ａｕ）の型で溶融ガラスを成形
すると、濡れ性が悪いため、離型性が大変良好で、連続
成形できる。また、離型材も必要でない。しかし、金
（Ａｕ）の型は硬度が低いため、成形面に傷つき易く、
また、溶融ガラスと金（Ａｕ）の濡れ性が悪すぎるた
め、形状転写性が悪いという欠点があった。

【００３４】この欠点を無くすためには、金を合金化す
ることにより、硬度を上げ、溶融ガラスとの濡れ性を適
度に良くしながらも、ガラスとの離型性を良好に保つ必
要がある。また、この合金材料は、その経済性も重要で
ある。

【００３５】前述した従来技術である特開平８−１４３
３２０号公報には、離型膜として金を含む例が開示され
ている。しかし、ここでは、主に白金族元素（イリジウ
ム、オスミウム、ルテニウム及びレニウム）を添加して
いるが、これらの元素を添加した場合、大気中で成形し
た場合、離型性が悪いという欠点がある。

【００３６】一方、本発明で用いられる３ｄ金属｛チタ
ン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マン
ガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケ
ル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）｝と金（Ａ
ｕ）とを合金化すると、金を主成分とする組成範囲内
で、硬度上昇及び溶融ガラスとの濡れ性向上、を両立で
きることが、実験の結果、判明した。

【００３７】また、本出願に係る第２の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００３８】請求項１に記載のガラス成形型において、
金合金の残成分のうち主たる成分が、ニッケル（Ｎｉ）
であるガラス成形型。

【００３９】上記構成からなるガラス成形型における作
用を以下に述べる。

【００４０】本発明による作用は、上記第１の発明の作
用と、ほぼ同じである。しかしながら、３ｄ金属の中の
ニッケル（Ｎｉ）を用いて、金（Ａｕ）を合金化する
と、その硬度が大幅に上昇し、型に傷が付き難くなる。
また、適度な濡れ性を有するため、成形品の形状転写性
は良好である。

【００４１】また、この型を用いて、溶融ガラスをプレ
ス成形して得た成形品は、クモリが無く、外観上良好で
ある。これは、ニッケル（Ｎｉ）の酸化物ＮｉＯが高温
大気中でも安定なためと思われる。

【００４２】従って、この型を用いて得たガラス成形体
は、形状精度及び外観ともに良好であるので、光学素子
として、また、光学素子製造用素材として、優れてい
る。また、型のコスト的にも安価である。

【００４３】また、本出願に係る第３の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００４４】請求項１に記載のガラス成形型において、
金合金の残成分のうち主たる成分が、クロム（Ｃｒ）で
あるガラス成形型。

【００４５】上記構成からなるガラス成形型における作
用を以下に述べる。

【００４６】本発明による作用は、上記第１の発明の作
用と、ほぼ同じである。しかしながら、３ｄ金属の中の
クロム（Ｃｒ）を用いて、金（Ａｕ）を合金化すると、
その硬度が大幅に上昇し、型に傷が付き難くなる。ま
た、適度な濡れ性を有するため、成形品の形状転写性は
良好である。

【００４７】また、この型を用いて、溶融ガラスをプレ
ス成形して得た成形品は、クモリが無く、外観上良好で
ある。これは、クロム（Ｃｒ）の酸化物Ｃｒ₂Ｏ₃が高温
大気中でも安定なためと思われる。

【００４８】従って、この型を用いて得たガラス成形体
は、形状精度及び外観ともに良好であるので、光学素子
として、また光学素子製造用素材として、優れている。
また、型のコスト的にも安価である。

【００４９】また、本発明に係る第４の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００５０】請求項１に記載のガラス成形型において、
金合金は金（Ａｕ）を９５％以下５０％以上含有してい
るガラス成形型。

【００５１】上記構成からなるガラス成形型における作
用を以下に述べる。

【００５２】金（Ａｕ）を９５％以下５０％以上含有す
る金合金からなるガラス成形型は、金を合金化したこと
により、型の硬度が上がり、型に傷が付き難くなり、ま
た、溶融ガラスと成形型の濡れ性が適度に良くなってい
るため、型の形状を良好に転写することができる。

【００５３】また、本出願に係る第５の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００５４】上記請求項１〜４のいずれかに記載の金合
金からなるガラス成形型において、溶融軟化ガラスと接
触する部分が、この金合金により形成されており、それ
以外の部分は他の材料により形成される構造になってい
るガラス成形型。

【００５５】上記構成からなるガラス成形型における作
用を以下に述べる。

【００５６】金合金からなるガラス成形型において、溶
融軟化ガラスと接触する成形面の部分を、この金合金に
より形成することにより、型の成形面の硬度は高く、離
型性は良く、成形性に優れている。

【００５７】一方、ガラス成形型の成形面以外の部分を
他の材料により形成することにより、型構成、成形プロ
セス、コストの面で、最適化を図ることができる。例え
ば、セラミックス等の硬度の高い材料を用いれば、高精
度の型を得ることができる。また、熱伝導率の良い材料
を用いれば、成形プロセスを短縮できる。また、ステン
レス鋼等の安価な材料を用いれば、型のコストを下げる
ことができる。また、加工性の良い材料を選択すれば、
型の製造コストが下がる。

【００５８】また、本出願に係る第６の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００５９】上記請求項５に記載のガラス成形型におい
て、金合金の部分の厚みが、１００ｎｍ以上の厚みを有
することを特徴とするガラス成形型。

【００６０】上記構成からなる光学ガラス成形品の製造
方法における作用を以下に述べる。

【００６１】溶融ガラスをプレス成形する成形型は、ガ
ラス成形体のヒケによる変形を防止するため、５００℃
程度に加熱して用いる。一方、金は高温に加熱した状態
では、他の金属元素の拡散が生じ易い。

【００６２】すなわち、ガラス成形型の成形面に構成さ
れた金合金の部分が薄い薄膜の場合、この型を高温で使
用すると、母材や下地の元素が拡散し、所望の成分とは
異なった成分になってしまう。

【００６３】一方、金合金の部分の厚みが、１００ｎｍ
以上の厚みを有すれば、母材や下地の元素が拡散したと
しても、金合金層の最表面まで拡散が進むことはなく、
金合金層の所望の特性である硬度と濡れ性、離型性を保
ち続けることができる。

【００６４】また、本出願に係る第７の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００６５】上記請求項１〜４のいずれかに記載の金合
金からなるガラス成形型において、成形型の成形面の表
面粗さが、Ｒａ１００ｎｍ以上の表面粗さを有すること
を特徴とするガラス成形型。

【００６６】上記構成からなるガラス成形型における作
用を以下に述べる。

【００６７】金（Ａｕ）がガラス中に溶け込むと、コロ
イド状の金（Ａｕ）が青色光を吸収するため、ガラスが
赤く着色する。

【００６８】一方、金合金の融点は１０００℃付近で、
溶融ガラスの温度も１０００℃付近である。従って、溶
融ガラスを金合金の型でプレス成形すると、成形面の金
合金が溶け、ガラス中に金（Ａｕ）が溶け込むおそれが
ある。

【００６９】これを防止するためには、型の表面粗さが
粗いことが好ましい。なお、表面粗さの上限としては、
Ｒａ５０μｍ程度である。測定方法としては、フォーム
タリサーフ等の表面粗さ計を用いて測定される。

【００７０】溶融ガラスと金合金とは、濡れ性が悪い。
そのため、金合金の成形型表面の表面粗さが粗く、微細
に凸凹していると、型の成形面の微細な凹部に溶融ガラ
スは充填しない。すなわち、成形時に、溶融ガラスは、
金合金型の成形面の微細凸部に接触した状態で成形され
る。すなわち、成形時に、溶融ガラスと金合金型との実
質的な接触面積は、かなり小さくなる。また、溶融ガラ
スと金合金型の成形面の間に薄いエア層が形成された状
態で成形されていることになるので、このエア層が断熱
機能を有す。その結果、金合金型の成形面の温度が過上
昇し、金合金の融点を超え、ガラス中に金（Ａｕ）が溶
け込みガラスが着色することはない。

【００７１】また、本出願に係る第８の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００７２】上記請求項１〜５のいずれかに記載の金合
金からなるガラス成形型を用いて、溶融ガラスをプレス
成形して得たことを特徴とするガラス成形体。

【００７３】上記構成からなるガラス成形体における作
用を以下に述べる。

【００７４】金合金からなるガラス成形型を用いること
により、型の硬度が上がり、溶融ガラスと成形型の濡れ
性が適度に良くなっているため、溶融ガラスをプレス成
形して得られたガラス成形体の形状精度は良好で、型の
形状を良好に転写したガラス成形体が得られる。

【００７５】また、本出願に係る第９の発明は、以下の
構成を特徴とする。

【００７６】上記請求項８に記載のガラス成形体におい
て、金合金からなるガラス成形型で成形されたガラス体
の成形面が、滑らかな鏡面状態を有するガラス成形体。

【００７７】上記構成からなるガラス成形体における作
用を以下に述べる。

【００７８】金合金と溶融ガラスとの濡れ性が悪いた
め、ガラスの成形面は、成形型の成形面の表面粗さの微
細な凸凹を転写せず、滑らかな鏡面からなる成形面が得
られる。

【００７９】また、本出願に係る第１０の発明は、以下
の構成を特徴とする。

【００８０】上記請求項８に記載のガラス成形体におい
て、特に、ガラス光学素子又はガラス光学素子製造用素
材として使われるガラス成形体において、このガラス成
形体の光学面に対応する成形面は、上記請求項１〜５の
いずれかに記載の金合金型により成形されており、それ
以外の成形面は、他の材料からなる型により成形されて
おり、このような金合金型と他の材料からなる型によ
り、ガラス成形体の全面が成形されており、自由表面を
有さないガラス成形体。

【００８１】上記構成からなるガラス成形体における作
用を以下に述べる。

【００８２】ガラス成形体の全面が成形されるよう、金
合金の型、及び他の材料からなる型、により、溶融ガラ
スを成形すると、プレス成形時に、溶融ガラスが型キャ
ビティー内に充填され、充填圧力が加わった状態で成形
される。このように、ガラス成形体の全面を型で成形し
たガラス成形体は、プレス成形時に充填圧力が加わった
状態で成形されるので、高精度の形状精度を有するガラ
ス成形体が得られる。

【００８３】なお、このようなガラス成形体の全面が成
形される型を、金合金の型のみで形成すると、型を５０
０℃程度に大気中で加熱した状態でプレス成形するた
め、隣接する型部材間で、金合金の型同士が凝着する場
合が多いので好ましくない。

【００８４】また、このように充填圧力がかかる状態で
溶融ガラスをプレス成形しても、金合金型により成形さ
れた面は、滑らかな鏡面が得られる。

【００８５】すなわち、このガラス成形体は、形状精度
が良好であり、光学面に対応する成形面が滑らかな鏡面
であるので、ガラス光学素子又はガラス光学素子製造用
素材として使用することができる。

【００８６】また、本出願に係る第１１の発明は、以下
の構成を特徴とする。

【００８７】上記請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、直接に光学素子として用いること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法。

【００８８】上記構成からなるガラス光学素子における
作用を以下に述べる。

【００８９】金合金型で成形したガラス成形体は、その
形状精度は良好で、成形面は滑らかであり、離型材を使
用していないので、このガラス成形体を光学素子として
用いることができる。このガラス成形体の成形面精度を
向上させたい場合は、ガラス冷却に伴い、型の温度も制
御し、ガラスの中に温度分布が少なくする点、及び、ガ
ラス冷却中もプレス力を与えることで、ガラス成形体の
成形面精度を向上させることができる。

【００９０】また、本出願に係る第１２の発明は、以下
の構成を特徴とする。

【００９１】上記請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、成形用素材として用い、このガラ
ス成形体を精密成形型を用いて再度プレス成形して成形
ガラス光学素子を得ることを特徴とするガラス光学素子
の製造方法。

【００９２】上記構成からなるガラス光学素子における
作用を以下に述べる。

【００９３】溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプ
レス成形して得たガラス成形体は、その成形面が滑らか
な鏡面状態であり、その形状精度も良好である。このよ
うに、表面が滑らかな鏡面状態のガラス成形体を、精密
成形型を用いて再度プレス成形して得た成形ガラス光学
素子は、その外観は、大変良好である。

【００９４】また、ガラス成形体を精密成形型を用いて
再度プレス成形することにより、成形後、精密成形型の
中で冷却中のガラス中の温度分布を小さくすることがで
き、その結果、得られた成形ガラス光学素子の成形面の
形状精度は、大変高精度になる。

【００９５】また、成形用素材としてのガラス成形体の
形状を、成形品である成形光学素子の形状に近くし、プ
レス変形量を小さくすることにより、プレス時間は短縮
され、また、型の耐久も向上する。

【００９６】また、本出願に係る第１３の発明は、以下
の構成を特徴とする。

【００９７】上記請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、研削研摩用素材として用い、この
ガラス成形体を研削加工し、更に研摩加工してガラス光
学素子を得ることを特徴とするガラス光学素子の製造方
法。

【００９８】上記構成からなる光学ガラス成形品におけ
る作用を以下に述べる。

【００９９】溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプ
レス成形して得たガラス成形体は、その形状精度は良好
である。また、成形に際して、離型剤も使用しないた
め、成形面は、滑らかな鏡面状態である。

【０１００】従って、このガラス成形体を研削研摩用素
材として用い、ガラス光学素子を得る場合、加工用素材
であるガラス成形体の形状を、所望するガラス光学素子
の形状に近くすることにより、加工除去するガラスの量
を少なくすることができ、また、加工時間も短くなる。

【０１０１】また、本出願に係る第１４の発明は、以下
の構成を特徴とする。

【０１０２】上記請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、研摩用素材として用い、このガラ
ス成形体を研摩加工してガラス光学素子を得ることを特
徴とするガラス光学素子の製造方法。

【０１０３】上記構成からなる光学ガラス成形品の製造
方法における作用を以下に述べる。

【０１０４】溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプ
レス成形して得た、ガラス成形体の形状精度が極めて良
好な場合、例えば、ガラス成形体の全面を成形した場
合、このガラス成形体を研摩加工するのみでガラス光学
素子を得ることができる。この場合、研削装置が不要と
なるので、加工コストを下げることができる。また、加
工時間も短くなる。

【０１０５】

【実施例】（実施例１）実施例１では、上下一対の金合
金の成形型を用いて、溶融状態の光学ガラスをプレス成
形して、両凸レンズ形状の成形ガラス体を得て、この成
形ガラス体の成形面を研削加工、及び研摩加工により光
学素子を得る例について説明する。

【０１０６】また、本実施例において、各種の金合金を
用いて成形した場合の結果についても説明する。

【０１０７】本実施例では、直径１２ｍｍ、中心厚６ｍ
ｍ、曲率半径２０ｍｍと１５ｍｍの両凸レンズを生産し
た。ガラスとしては、ＳＫ１２相当の光学ガラスを用い
た。

【０１０８】図１は、本実施例に用いた成形型の構造を
説明する図である。

【０１０９】図１において、１は、金合金で作られた下
型であり、この下型は、その成形面表層のみでなく、型
全体が金合金で形成されている。２は、金合金で作られ
た上型であり、この上型も型全体が金合金で作られてい
る。３は、下型１と上型２を摺動案内する円筒形状の胴
型であり、この円筒胴型は多孔質のカーボンで作った。

【０１１０】この下型１は、直径１２ｍｍで、曲率半径
１５ｍｍの凹球面形状の成形面を有し、また上型２は、
直径１２ｍｍで、曲率半径２０ｍｍの凹球面形状の成形
面を有している。また、円筒胴型３の内直径は１２ｍｍ
である。これらの成形型の成形面は、切削加工により加
工されており、その表面粗さは、Ｒａで５００ｎｍ以上
であった。

【０１１１】図２は、本実施例における、溶融ガラスを
プレス成形して、ガラス成形体を得る工程を説明する概
略図である。

【０１１２】図２において、４は白金製の溶融ガラス流
出パイプであり、この流出パイプは、白金製のガラス溶
融るつぼ（不図示）に接続しており、溶融ガラスが流出
してくる。５は、溶融ガラス流出パイプ４から流出する
溶融ガラス流である。６は、溶融ガラス流５を所望重
量、下型１の上に受けて得た溶融ガラス塊である。７
は、溶融ガラス塊６を、下型１と上型２で、上下面を成
形し、胴型３で側円筒面を成形したガラス成形体であ
る。

【０１１３】ガラス流出パイプ４は１０００℃に保た
れ、１０００℃の溶融ガラス流５が、液滴状に流出して
くる。

【０１１４】金合金からなる下型１は、内蔵するヒータ
（不図示）により５００℃に保たれている。この下型１
に、円筒胴型３を被せた状態で、下型１は、ガラス流出
パイプ４のガラス流出口の直下１０ｍｍの位置に設置さ
れる。その状態で、しばらく保持することにより、下型
１の上に所望重量の溶融ガラスが連続した状態で受けら
れて行く。下型１の上に受けられた溶融ガラスの重量
が、所望の重量に達した時、下型１を下方に７ｍｍほど
下降させた状態で下型１を静止し、溶融ガラス流を括れ
させた。その後、直ちに、溶融ガラス流の括れ部は、溶
融ガラスの表面張力により、上下に自然切断され、下型
１の上に溶融ガラス塊６が得られる。

【０１１５】この後、直ちに、溶融ガラス塊６を受けた
下型１は、更に下方へ下がり、上型２の下方の位置へ
と、横方向に移動する。この位置で、溶融ガラス塊６を
受けた下型１は、上昇し、下型１に被せられた円筒形状
胴型の中に、上型２が嵌合した状態になる。この状態
で、更に下型１の上昇が進み、下型１と上型２により、
溶融ガラス塊６のプレス成形が進む。

【０１１６】下型１と上型２と円筒形状の胴型３で形成
される型キャビティーの中に溶融ガラスが充填された
後、プレス成形は終了し、その状態で５秒間ほど保持
し、ガラス成形体を冷却した後、下型１を下降させ、ガ
ラス成形体７を取り出した。

【０１１７】次に、本実施例において、検討した金合金
について、金合金の金以外の成分として、１種類の３ｄ
金属により構成した場合について、複数の検討結果を表
１に示す。また、金合金の金以外の成分として、２種類
の３ｄ金属の組合せにより構成した場合について、複数
の検討結果を表２に示す。

【０１１８】また、比較例として、金合金の金以外の成
分を、３ｄ金属以外の金属により構成した場合につい
て、前述した公知技術である特開平８−１４３３２０号
公報の実施例に記載の組成についての複数の検討結果を
表３に示す。

【０１１９】なお、３ｄ金属は、周期表上は、スカンジ
ウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ク
ロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバル
ト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及び亜鉛
（Ｚｎ）からなるが、スカンジウム（Ｓｃ）は４ｆ金属
と似た性質を示すことが知られ、また、その入手も困難
なため、本実施例では検討を行わなかった。

【０１２０】

【表１】

【０１２１】

【表２】

【０１２２】

【表３】

【０１２３】これらの、各種材料に関する検討方法及び
結果を簡単に説明する。

【０１２４】表１及び表２に示す材料組成は、全て、金
（Ａｕ）を主成分とする金合金である。このような金を
主成分とする金合金は、融点も低く、合金化も容易にで
きるので、図１に示す形状の上下型を金合金で鋳造して
製造した。なお、鋳造品は、高温で油冷し硬化させた。
このように得られた鋳造品を、切削加工し、図１に示す
上下型を得た。

【０１２５】一方、表３に示す材料組成は、金（Ａｕ）
を従成分とする金合金であり、白金金属の内の高温強度
の高い元素を主成分にしている。このような組成の金合
金は、融点が高いため鋳造し、製造することは困難であ
る。そこで、これらの材料の検討は、超硬合金で作られ
た成形型の成形面に、これらの金合金薄膜をスパッタ成
膜した。この金合金薄膜は、厚さ５０ｎｍの厚みに成膜
した。

【０１２６】これら各種材料の型について、硬度と溶融
ガラスとの濡れ角を測定し、合金の物性を評価した。

【０１２７】硬度は、室温において、測定した。表１及
び表２に記載の材料については、ビッカース硬度計で、
ビッカース硬度を測定した。表３に記載の材料について
は、マイクロビッカース硬度計を用いて、金合金薄膜の
ビッカース硬度を測定した。

【０１２８】また、濡れ角は、５００℃に保たれた各種
材料の型の上に、１０００℃の溶融状態の光学ガラス液
滴を滴下させ、その濡れ角（度）を測定した。

【０１２９】続いて、これらの型を用いて、図１に示す
型構造で、図２に示す工程で溶融ガラスをプレス成形し
てガラス成形体を得、成形検討を行った。成形検討は、
連続５００回成形し、成形品外観、型外観、離型性及び
成形品精度について評価した。成形品精度は、型の成形
面の形状精度と、成形品の成形面の形状精度とのズレの
最大量（μｍ）を示している。

【０１３０】なお、表１のＮｏ．Ａｕに、純金でのデー
タを、参照のため示している。

【０１３１】Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、金（Ａｕ）とニッ
ケル（Ｎｉ）の合金である。Ｎｉの量が増えると、合金
の硬度が上がり、濡れ易くなる。Ｎｉ含有量が５質量％
では、硬度が低いため、型にキズが発生した。Ｎｉ含有
量が低いものは、濡れ性が悪いため、成形品精度が悪く
なった。Ｎｉ含有量が１５質量％、１８質量％のもの
は、成形品外観、型外観、離型及び成形品精度は共に良
好であった。

【０１３２】Ｎｏ．５及びＮｏ．６は、金（Ａｕ）とク
ロム（Ｃｒ）の合金である。Ｃｒ１３質量％のものは、
良好であった。

【０１３３】Ｎｏ．７及びＮｏ．８は、金（Ａｕ）とコ
バルト（Ｃｏ）の合金である。成形品に軽いクモリが発
生したが、その他は良好であった。

【０１３４】Ｎｏ．９及びＮｏ．１０は、金（Ａｕ）と
マンガン（Ｍｎ）の合金である。Ｍｎ１２質量％のもの
は、良好であった。

【０１３５】Ｎｏ．１１は、金（Ａｕ）と亜鉛（Ｚｎ）
の合金である。型にキズが発生し、成形品精度はやや悪
かった。

【０１３６】Ｎｏ．１２は、金（Ａｕ）と銅（Ｃｕ）の
合金である。型にキズが発生し、成形品精度はやや悪か
った。

【０１３７】Ｎｏ．１３は、金（Ａｕ）と鉄（Ｆｅ）の
合金である。成形品に軽いクモリが発生し、離型時に軽
い付着が見られた。

【０１３８】Ｎｏ．１４は金（Ａｕ）とチタン（Ｔｉ）
の合金で、Ｎｏ．１５は金（Ａｕ）とバナジウム（Ｖ）
の合金で、どちらも良好である。

【０１３９】また、表２では、Ｎｏ．１６は、金（Ａ
ｕ）とクロム（Ｃｒ）とニッケル（Ｎｉ）の合金であ
る。成形品精度は、やや悪かった。

【０１４０】Ｎｏ．１７及びＮｏ．１８は、金（Ａｕ）
と銅（Ｃｕ）と亜鉛（Ｚｎ）の合金である。成形品は良
好であった。

【０１４１】Ｎｏ．１９は、金（Ａｕ）とバナジウム
（Ｖ）と鉄（Ｆｅ）の合金である。成形品は良好であっ
た。

【０１４２】Ｎｏ．２０は、金（Ａｕ）とチタン（Ｔ
ｉ）とニッケル（Ｎｉ）の合金である。成形品は良好で
あった。

【０１４３】また、表３では、Ｎｏ．２１はイリジウム
（Ｉｒ）を主成分とする、金（Ａｕ）を含む合金であ
る。溶融ガラスを大気中で成形する今回の成形検討で
は、離型時の付着傾向が強かった。

【０１４４】Ｎｏ．２２はルテニウム（Ｒｕ）を主成分
とする、金（Ａｕ）を含む合金である。成形品及び型は
共にクモリが発生し、離型性も悪かった。

【０１４５】Ｎｏ．２３はベリリウム（Ｂｅ）を主成分
とする、金（Ａｕ）を含む合金である。成形品及び型は
共にクモリが発生し、離型性も悪かった。

【０１４６】Ｎｏ．２４はオスミニウム（Ｏｓ）を主成
分とする、金（Ａｕ）を含む合金である。成形品にクモ
リが発生し、離型性も悪かった。

【０１４７】Ｎｏ．２５はレニウム（Ｒｅ）を主成分と
する、金（Ａｕ）を含む合金である。離型性が悪く、付
着傾向が強かった。

【０１４８】上記説明したように、本発明による、金を
主成分とし、３ｄ金属を従成分とする金合金を成形型に
用いて、大気中で溶融ガラスをプレス成形して得られた
ガラス成形体は、離型材を用いずに成形を行っても、離
型性は良好であった。また、成形品の外観も良好で、成
形品の精度も良好であった。

【０１４９】型材の組成によっては、成形品の軽いクモ
リや型のキズや離型時に軽い付着傾向を示すものもあっ
たが、５００回の連続成形中に問題を起こすこと無く、
連続成形可能であった。

【０１５０】また、型材の組成によっては、溶融ガラス
との濡れ性が悪いため、成形品精度が悪いものもあった
が、大部分のものは、形状精度１０μｍ以下を達成でき
た。

【０１５１】一方、従来からの公知組成である金と白金
族との合金を成形型の表層とした型を用いて、大気中で
溶融ガラスを成形した結果、離型性が悪く、強い付着傾
向を示し、連続成形は困難であった。

【０１５２】このように、本発明により、金合金の型を
用いて、図１に示す様な型構造の型を用いて、図２に示
すように、溶融ガラスをプレス成形して、ガラス成形体
を得た。続いて、このガラス成形体の成形面を研削加工
により除去した。ガラス成形体の成形精度は良好である
ので、カーブジェネレータ加工機を用いて、カップ状ダ
イヤモンド砥石により行う粗研削（通称ＣＧ加工）は省
略し、ペレット砥石を用いた精研削加工のみ行った。片
面につき、２分間の精研削を行い、成形面を５０μｍ除
去した。

【０１５３】その後、研摩加工を行った。片面につき、
５分間の研摩を行い、成形面を５μｍ研摩除去した。

【０１５４】このようにして得られた光学素子は、精度
良好で、外観も良好であった。

【０１５５】なお、上述した全ての型材で得られたガラ
ス成形体について、同様に研削研摩加工することがで
き、良好な光学素子を得ることができた。

【０１５６】本実施例特有の効果として、以下の点があ
る。

【０１５７】本発明による金合金型を用いて、離型材を
用いずに、溶融ガラスをプレス成形して、高精度のガラ
ス成形体を得ることができる。このガラス成形体を研削
研摩加工して、光学素子を得ることにより、研削除去す
るガラス屑の量を大幅に減らすことができる。具体的に
は、従来、片面につき５００μｍを粗研削して除去して
いたが、その工程が不要になり、排出されるガラス屑の
量が１／１０に減少する。また、同時に、工程時間も短
縮され、コストダウンにつながる。

【０１５８】（実施例２）実施例２では、上下一対の金
合金の成形型を用いて、溶融状態の光学ガラスをプレス
成形して、両凸レンズ形状の成形ガラス体を得て、この
成形ガラス体の成形面を研摩加工し、光学素子を得る例
について説明する。

【０１５９】本実施例で用いた型構造は、図１に示す実
施例１の物と同じである。なお、装置構成も、図２に示
す実施例１の物と同じである。

【０１６０】本実施例では、型材として、表１のＮｏ．
６に示した組成の、クロム（Ｃｒ）を含む金合金を用い
た。

【０１６１】ガラスは、実施例１と同じＳＫ１２相当の
光学ガラスを用いた。

【０１６２】大気中において、下型の上に溶融ガラス塊
を得、これを上型でプレス成形し、ガラス成形体を得る
までは、実施例１と同じである。

【０１６３】本実施例では、プレス成形で押切った後、
プレス型にプレス力を加えた状態で保持し、その後、下
型を下降させ、ガラス成形体を取り出した。具体的に
は、１００Ｎの力を加えた状態で１５秒間保持し、その
後、ガラス成形体を取り出した。

【０１６４】このように、押切り後も、プレス力を加え
た状態で冷却することにより、ガラスの冷却時の収縮に
伴う変形を防止することができるので、得られる成形品
の形状精度を良くすることができる。具体的には、本実
施例では、型との形状のズレが１μｍ以下の高精度のガ
ラス成形体を得ることができた。

【０１６５】このようにして得られたガラス成形体は、
高精度であるために、光学素子に加工するに際して、精
研削加工の必要が無かった。従って、この高精度のガラ
ス成形体の成形面を研摩加工により除去し、光学素子を
得た。片面につき、５分間の研摩を行い、成形面を５μ
ｍ研摩除去した。

【０１６６】このようにして得られた光学素子は、精度
良好で、外観も良好であった。

【０１６７】本実施例特有の効果として、以下の点があ
る。

【０１６８】本実施例では、プレス押切り後の冷却中に
も、プレス力を加えているため、ガラスの冷却による変
形を抑えることができ、高精度のガラス成形体を得るこ
とができる。そのため、光学素子を得るに際して、研削
工程が不要になり、コストダウンを図ることができると
同時に、排出されるガラス屑の量も大幅に削減すること
ができる。

【０１６９】（実施例３）実施例３では、上下一対の金
合金の成形型を用いて、溶融状態の光学ガラスをプレス
成形して、両凸レンズ形状の成形ガラス体を得て、この
成形ガラス体を、直ちに光学素子として用いる例につい
て説明する。

【０１７０】本実施例で用いた型構造は、図１に示す第
１の実施例１の物と同じである。なお、装置構成も、図
２に示す実施例１の物と同じである。なお、本実施例で
は、上下の成形型の温度を所望の温度に制御できる構成
にされている。

【０１７１】本実施例では、型材として、表１のＮｏ．
４に示した組成の、ニッケル（Ｎｉ）を含む金合金を用
いた。

【０１７２】ガラスは、実施例１と同じＳＫ１２相当の
光学ガラスを用いた。

【０１７３】大気中において、下型の上に溶融ガラス塊
を得、これを上型でプレス成形し、ガラス成形体を得る
までは、実施例１と同じである。

【０１７４】本実施例では、型の上に溶融ガラス塊を得
る時、下型の温度は６５０℃であった。また、プレス開
始時、上型の温度は６００℃であった。そして、プレス
開始とともに、上下型の温度を下げ、離型時には５００
℃になるようにした。

【０１７５】なお、本実施例でも、プレス成形で押切っ
た後、プレス型にプレス力を加えた状態で保持し、その
後、下型を下降させ、ガラス成形体を取り出した。具体
的には、５０Ｎの力を加えた状態で３０秒間保持し、そ
の後、上下型を離型させ、ガラス成形体を取り出した。

【０１７６】このように、型温度を制御しながら冷却す
ることにより、冷却中にガラス成形体内に発生する温度
分布を小さくすることができる。また、押切り後も、プ
レス力を加えた状態で冷却することにより、ガラスの冷
却時の収縮に伴う変形を防止することができるので、得
られる成形品の形状精度を良くすることができる。

【０１７７】従って、本実施例では、型との形状のズレ
が０．１μｍ以下の極めて高精度の成形面精度を有する
ガラス成形体を得ることができた。

【０１７８】このようにして得られたガラス成形体は、
成形面精度が極めて高精度であるために、そのまま光学
素子として使用することができる。また、その外観もク
モリ等なく良好であった。

【０１７９】本実施例の特有の効果として、以下の点が
ある。

【０１８０】本実施例では、極めて高精度のガラス成形
体を得ることができるので、研削研摩や精密成形等の後
工程を必要とせずに、溶融ガラスをプレスして得たガラ
ス成形体を、直に光学素子として用いることができる。
そのため、光学素子製造にかかる費用を大幅に削減する
ことができる。

【０１８１】（実施例４）実施例４では、上下一対の金
合金の成形型を用いて、溶融状態の光学ガラスをプレス
成形して、凹メニスカスレンズ形状の成形ガラス体を得
て、この成形ガラス体を成形用素材として用いて、精密
成形型でプレス成形し、成形光学素子を得る例について
説明する。

【０１８２】この凹メニスカス形状は、直径２０ｍｍ、
中心厚３ｍｍ、凸面曲率半径３０ｍｍ、凹面曲率半径１
５ｍｍ、凹面開口径１６ｍｍである。

【０１８３】本実施例で用いた型構造を、図３に示す。
下型１と上型２からなっており、下型１の周りには、円
筒状の胴型３が被せられている。上型２の周りには、上
型２と結合した構成であり、上型２と独立して上下に可
動できる円筒状の可動胴型８が被せられている。

【０１８４】なお、装置構成は、図２に示す実施例１の
物と同様である。

【０１８５】また、図４に、本実施例の溶融ガラス塊を
プレス成形する工程における上下型の動きを説明する。
下型が上昇する前の時点において、上型２の周囲の可動
胴型８は下に下がった状態である。下型１が上昇してく
ると、下型１の周囲の円筒状の胴型３と、上型２の周囲
の可動胴型８は、接触した状態になる。更に、下型１の
上昇が進むと、上型２の周囲の可動胴型８は、下型１の
周囲の円筒状の胴型３と接触した状態で、上方へ持ち上
がってくる。更に、下型１が上昇すると、溶融ガラスが
型キャビティーの中に充填され、ガラス成形体が得られ
る。

【０１８６】本実施例では、下型１と上型２の型材とし
て、表１のＮｏ．４に示した組成の、ニッケル（Ｎｉ）
を含む金合金を用いた。また、円筒状の胴型３と可動胴
型８は、多孔質カーボンで製作した。

【０１８７】ガラスは、実施例１と同じＳＫ１２相当の
光学ガラスを用いた。

【０１８８】大気中において、下型の上に溶融ガラス塊
を得、これを上型でプレス成形し、ガラス成形体を得る
までは、実施例１と同じである。

【０１８９】本実施例では、プレス成形で押切った後、
直ちに、下型を下降させ、ガラス成形体を取り出した。
続いて、このように得られた凹メニスカス形状のガラス
成形体を、精密成形型（不図示）を用いて、凹メニスカ
ス形状の成形光学素子（不図示）を成形した。

【０１９０】ここで用いた精密成形型（不図示）は、超
硬合金で作られており、その成形面は、研摩加工された
後、カーボン系の離型作用膜（不図示）が成膜されてい
る。そして、これらの精密成形型（不図示）は、窒素雰
囲気の成形室（不図示）内で、成形温度まで加熱され、
ガラス成形体をプレス成形し、成形光学素子（不図示）
が得られる。

【０１９１】具体的には、ガラス成形体を、精密成形下
型の上に置いた後、９０秒間かけ精密成形型を５８０℃
まで加熱し、その後直ちに、成形用素材であるガラス成
形体を３０００Ｎのプレス力でプレス成形し、そのまま
冷却し、３分後、４９０℃まで冷却された時点で上下の
精密成形型を型開きし、凹メニスカス形状の成形光学素
子を得た。

【０１９２】本実施例では、成形用素材のガラス成形体
から、成形光学素子を得るためのプレス代は、０．５ｍ
ｍであり、変形量が小さいため、精密成形型に形成され
たカーボンの離型作用膜の耐久は、２万ショットまで問
題は発生しなかった。また、加熱に要する時間も短く、
５分タクトでの連続成形が可能であった。

【０１９３】このように得られた成形光学素子は、その
成形精度は極めて良好で、また、その外観精度も良好で
あった。

【０１９４】本実施例特有の効果として、以下の点があ
る。

【０１９５】精密成形型の中で、温度分布を少なくして
冷却しているので、成形光学素子の形状精度は、極めて
良好である。また、成形素材である成形光学素子と成形
光学素子との形状差が小さいため、成形型の離型膜の耐
久が上がり、成形サイクルも短くなるので、製造コスト
が下がる。

【０１９６】（実施例５）実施例５では、表層に金合金
層を形成した複数個の成形型を用いて、溶融状態の光学
ガラスをプレス成形して、プリズム状の機能を有する多
面体形状の成形ガラス体を得る例について説明する。

【０１９７】図５に、実施例５で用いたガラス成形型の
構成を示す。

【０１９８】下型は、下型基盤部１Ｂと、型母材１Ｍ１
及び１Ｍ２と、型表層部１Ｓ１及び１Ｓ２から成ってい
る。型母材１Ｍ１及び１Ｍ２は、夫々２つの光学面が加
工されている。その光学面上に、型表層部１Ｓ１及び１
Ｓ２が形成される。また、下型基盤部１Ｂの上に、型母
材１Ｍ１及び１Ｍ２が固定されている。また、上型も同
様な構造になっており、上型基盤部２Ｂと、型母材２Ｍ
１と２Ｍ２及び２Ｍ３と、型表層部２Ｓ１と２Ｓ２及び
２Ｓ３から成っている。型母材２Ｍ２の上には、３つの
光学面が形成される。

【０１９９】また、下型の周りには胴型が、上型の周り
には上下に可動な可動胴型が設置されている。

【０２００】このガラス成形型の大きさは、長さ３０ｍ
ｍ、幅１０ｍｍ、平均厚さ８ｍｍである。

【０２０１】なお、装置構成は、図２に示す実施例１の
物と同じである。また、溶融ガラス塊をプレス成形する
工程における、上下型の動きは、図４に示す実施例４と
同じである。

【０２０２】本実施例では、型母材１Ｍ１、１Ｍ２、２
Ｍ１、２Ｍ２及び２Ｍ３は黄銅で製造し、その成形面は
鏡面切削加工した。また、基盤部１Ｂ及び２Ｂも黄銅で
製造した。

【０２０３】型表層部１Ｓ１、１Ｓ２、２Ｓ１、２Ｓ２
及び２Ｓ３は、表２のＮｏ．１７の組成の金合金を、型
母材の成形面の上に、スパッタリングで成膜した。この
膜厚は、５００ｎｍであった。

【０２０４】また、胴型３と可動胴型８は、多孔質カー
ボンで製造した。

【０２０５】ガラスは、リン酸系ガラスの極低軟化ガラ
スを用いた。

【０２０６】大気中において、下型の上に溶融ガラス塊
を得、これを上型でプレス成形し、ガラス成形体を得る
までは、実施例１と同じである。ただし、溶融ガラス流
出パイプの温度は７５０℃に保ち、ガラス成形型は３５
０℃に保ち、成形した。

【０２０７】本実施例では、プレス成形で押切った後、
直ちに、下型を下降させ、ガラス成形体を取り出した。

【０２０８】本実施例特有の効果として、以下の点があ
る。

【０２０９】ガラス成形型の母材として、安価な材料を
使用するため、金の使用量が少なくなり、製造コストが
下がる。また、型の母材として、加工が容易な黄銅を使
用することにより、型の製造コストが下がるとともに、
複雑形状のガラス成形型を製作することが可能になり、
複雑形状のガラス成形体を得ることができる。

【０２１０】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
〜第７の発明によれば、成形面が滑らかな鏡面であり、
成形精度も良いガラス成形体を、溶融ガラスをプレスし
て得ることができるガラス成形型を得ることが可能とな
った。

【０２１１】本出願に係る第８及び第９の発明によれ
ば、光学素子製造用素材又は光学素子として適した、ガ
ラス成形体を得ることが可能となった。

【０２１２】本出願に係る第１０の発明によれば、光学
素子製造用素材又は光学素子として適した、高精度なガ
ラス成形体を得ることが可能となった。

【０２１３】本出願に係る第１１〜第１４の発明によれ
ば、光学素子を安価に得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に用いた成形型の構造を説明
する図である。

【図２】本発明の実施例１における、溶融ガラスをプレ
ス成形して、ガラス成形体を得る工程を説明する概略図
である。

【図３】本発明の実施例４に用いた成形型の構造を説明
する図である。

【図４】本発明の実施例４の溶融ガラス塊をプレス成形
する工程における上下型の動きを説明する図である。

【図５】本発明の実施例５に用いた成形型の構造を説明
する図である。

【符号の説明】

１下型２上型３胴型４溶融ガラス流出パイプ５溶融ガラス流６溶融ガラス塊７ガラス成形体８可動胴型１Ｂ，２Ｂ基盤部１Ｍ１，１Ｍ２，２Ｍ１，２Ｍ２，２Ｍ３型母材１Ｓ１，１Ｓ２，２Ｓ１，２Ｓ２，２Ｓ３型表層部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融軟化状態のガラスを成形し、ガラス
成形体を得るためのガラス成形型が、金（Ａｕ）を主成
分とする金合金から成っており、この金合金の残成分の
うち主たる成分が、３ｄ金属｛チタン（Ｔｉ）、バナジ
ウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄
（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅
（Ｃｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）｝の内から選択されることを
特徴とするガラス成形型。
【請求項２】請求項１に記載のガラス成形型におい
て、金合金の残成分のうち主たる成分が、ニッケル（Ｎ
ｉ）であるガラス成形型。
【請求項３】請求項１に記載のガラス成形型におい
て、金合金の残成分のうち主たる成分が、クロム（Ｃ
ｒ）であるガラス成形型。
【請求項４】請求項１に記載のガラス成形型におい
て、金合金は金（Ａｕ）を９５％以下５０％以上含有し
ているガラス成形型。
【請求項５】上記請求項１〜４のいずれかに記載の金
合金からなるガラス成形型において、溶融軟化ガラスと
接触する部分が、この金合金により形成されており、そ
れ以外の部分は他の材料により形成される構造になって
いるガラス成形型。
【請求項６】上記請求項５に記載のガラス成形型にお
いて、金合金の部分の厚みが、１００ｎｍ以上の厚みを
有するガラス成形型。
【請求項７】上記請求項１〜４のいずれかに記載の金
合金からなるガラス成形型において、成形型の成形面の
表面粗さが、Ｒａ１００ｎｍ以上の表面粗さを有するガ
ラス成形型。
【請求項８】上記請求項１〜５のいずれかに記載の金
合金からなるガラス成形型を用いて、溶融ガラスをプレ
ス成形して得たことを特徴とするガラス成形体。
【請求項９】上記請求項８に記載のガラス成形体にお
いて、金合金からなるガラス成形型で成形されたガラス
体の成形面が、滑らかな鏡面状態を有するガラス成形
体。
【請求項１０】上記請求項８に記載のガラス成形体に
おいて、特に、ガラス光学素子又はガラス光学素子製造
用素材として使われるガラス成形体において、このガラ
ス成形体の光学面に対応する成形面は、上記請求項１〜
５のいずれかに記載の金合金型により成形されており、
それ以外の成形面は、他の材料からなる型により成形さ
れており、このような金合金型と他の材料からなる型に
より、ガラス成形体の全面が成形されており、自由表面
を有さないガラス成形体。
【請求項１１】請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、直接に光学素子として用いること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法。
【請求項１２】請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、成形用素材として用い、このガラ
ス成形体を精密成形型を用いて再度プレス成形して、成
形ガラス光学素子を得ることを特徴とするガラス光学素
子の製造方法。
【請求項１３】請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、研削研摩用素材として用い、この
ガラス成形体を研削加工し、更に研摩加工してガラス光
学素子を得ることを特徴とするガラス光学素子の製造方
法。
【請求項１４】請求項８〜１０のいずれかに記載の、
溶融ガラスを金合金型からなる成形型でプレス成形して
得たガラス成形体を、研摩用素材として用い、このガラ
ス成形体を研摩加工してガラス光学素子を得ることを特
徴とするガラス光学素子の製造方法。