JP2010070434A - 成形型及びガラス成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】滴下した溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造する場合に、ガラス成形体を容易に取り出すことができる成形型を提供する。また、そのような成形型を用いて、外径規制面を有するガラス成形体を効率良く製造することができるガラス成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】溶融ガラス滴を受け、ガラス成形体の第１の成形面を成形するための第１型面と、第１の成形面に対向する第２の成形面を成形するための第２型面と、外径規制面を成形するための規制型面と、を有する。規制型面には、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成される保護膜が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形型及びガラス成形体の製造方法に関し、より詳しくは、滴下した溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造するための成形型、及び、当該成形型を用いたガラス成形体の製造方法に関する。

近年、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ等として、ガラス製の光学素子が広範にわたって利用されている。このようなガラス製の光学素子として、ガラス素材を成形型で加圧成形して製造したガラス成形体が広く用いられている。

このようなガラス成形体の製造方法として、下型に溶融ガラス滴を滴下し、滴下した溶融ガラス滴が固化する前に、下型と上型とで加圧成形してガラス成形体を得る方法（以下、「液滴成形法」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、溶融ガラス滴から直接ガラス成形体を製造することができ、成形型の加熱と冷却を繰り返す必要がないため、１回の成形に要する時間を非常に短くできることから注目されている。

また、近年は、光学デバイスの高精度化や低コスト化の要求が高まり、対向する上下２つの成形面に加え、ガラス成形体を光学系に組み込む際や、ガラス成形体に後加工（切断加工等）を行う際に位置決め基準面として用いるための外径規制面を有するガラス成形体が求められるようになってきた。

そのため、外径規制面を成形するための規制型面を有する成形型を用いて、ガラス成形体の２つの成形面と同時に外径規制面も成形する方法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
特開昭６１−１４６７２１号公報 特開２００３−２９２３２７号公報 特開２００４−３３９０３９号公報

特許文献２、３に記載されている方法によって外径規制面を有するガラス成形体を製造する場合、ガラス成形体への加圧を解除した後、ガラス成形体に成形された外径規制面と、成形型の規制型面とを滑らせて、成形型からガラス成形体を取り出す（離型する）必要がある。

しかしながら、ガラス成形体の外径規制面は、高温の溶融ガラス滴が規制型面と接触して形成された面であるため、成形型の規制型面に貼り付きやすく、ガラス成形体への加圧を解除した後も、外径規制面と規制型面とを滑らせて取り出すことが困難な場合があるという問題があった。ガラス成形体を正常に取り出すことができずに回収工程で異常が発生すると、製造装置の運転をその都度停止せざるを得ないために、生産効率が大きく低下してしまう。

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、滴下した溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造する場合に、ガラス成形体を容易に取り出すことができる成形型を提供すること、及び、当該成形型を用いて、外径規制面を有するガラス成形体を効率良く製造することができるガラス成形体の製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１． 滴下した溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造するための成形型において、
前記溶融ガラス滴を受け、前記ガラス成形体の第１の成形面を成形するための第１型面と、
前記第１の成形面に対向する第２の成形面を成形するための第２型面と、
前記外径規制面を成形するための規制型面と、を有し、
前記規制型面には、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成される保護膜が設けられていることを特徴とする成形型。

２． 前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）及び白金（Ｐｔ）からなる群より選ばれた金属又は２種以上の当該金属からなる合金により構成されることを特徴とする前記１に記載の成形型。

３． 前記保護膜の下に、下地膜を有することを特徴とする前記１又は２に記載の成形型。

４． 前記下地膜は、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）及びタングステン（Ｗ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成されることを特徴とする前記３に記載の成形型。

５． 前記保護膜は、金属イオンが注入されたイオン注入層の上に設けられていることを特徴とする前記１又は２に記載の成形型。

６． 前記イオン注入層に注入された前記金属イオンは、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属のイオンを含むことを特徴とする前記５に記載の成形型。

７． 前記イオン注入層に注入された前記金属イオンは、前記保護膜に含まれる金属のイオンを含むことを特徴とする前記６に記載の成形型。

８． 滴下した溶融ガラス滴を成形型で加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造するガラス成形体の製造方法において、
前記成形型は、前記１〜７のうちいずれか１項に記載の成形型であることを特徴とするガラス成形体の製造方法。

９． 前記規制型面と組み合わされた前記第１型面の上に溶融ガラス滴を滴下する工程と、
前記第１型面と前記第２型面とを相対的に接近させ、滴下した前記溶融ガラス滴を加圧してガラス成形体を成形する工程と、
成形された前記ガラス成形体を前記成形型から取り出す工程と、を有することを特徴とする前記８に記載のガラス成形体の製造方法。

１０． 前記第１型面の上に溶融ガラス滴を滴下する工程と、
前記第１型面と、前記規制型面と組み合わされた前記第２型面とを相対的に接近させ、滴下した前記溶融ガラス滴を加圧してガラス成形体を成形する工程と、
成形された前記ガラス成形体を前記成形型から取り出す工程と、を有することを特徴とする前記８に記載のガラス成形体の製造方法。

本発明によれば、成形型の規制型面には、ガラスとの親和性が低い所定の金属又は合金からなる保護膜が設けられているため、ガラス成形体の外径規制面と、規制型面との貼り付きを抑制することができる。そのため、ガラス成形体への加圧を解除した後、ガラス成形体を成形型から容易に取り出すことができ、外径規制面を有するガラス成形体を効率よく製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。

（成形型）
先ず、本発明の成形型の一例について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である成形型１０ａを模式的に示す断面図であり、図２は、図１のＡ部を拡大して示す模式図である。図３は、本発明の第２の実施形態である成形型１０ｂを模式的に示す断面図である。また、図４は、成形型１０ａや１０ｂを用いて製造されるガラス成形体２０の一例を示す図である。図４（ａ）は、ガラス成形体２０を第２の成形面２２側から見た図（上面図）であり、図４（ｂ）は、外径規制面２３側から見た図（正面図）である。

図４に示すガラス成形体２０は、円形の外径を有し、中心軸２４に対して対称な両凸形状の成形体であり、第１の成形面（下成形面）２１、第２の成形面（上成形面）２２及び外径規制面２３を有している。第１の成形面２１と第２の成形面２２がともに凸の球面を有しているが、本発明が対象とするガラス成形体はそのような形状に限られるものではない。例えば、第１の成形面２１、第２の成形面２２の何れか一方、あるいは両方が凹の球面や非球面、平面等であってもよい。第１の成形面２１や第２の成形面２２の少なくとも一部を光学機能面として用いることで、ガラス成形体２０を、種々の光学素子として用いることができる。

また、ガラス成形体２０の外周部に設けられた外径規制面２３は、ガラス成形体２０を光学系に組み込む際や、ガラス成形体２０に後加工（研磨加工、切断加工等）を行う際に位置決め基準面として用いることができる。外径の形状（外径規制面２３の、中心軸２４に垂直な断面形状）は、円形に限られず、多角形や楕円形など、種々の形状とすることができる。

成形型１０ａと１０ｂは、いずれも、溶融ガラス滴を受け、ガラス成形体２０の第１の成形面２１を成形するための第１型面（下型面）１１Ｓと、第２の成形面２２を成形するための第２型面（上型面）１２Ｓと、外径規制面２３を成形するための規制型面１３Ｓと、を有している。

第１の実施形態である成形型１０ａは、第１型面１１Ｓを有する下型１１、第２型面１２Ｓを有する上型１２、及び、規制型面１３Ｓを有する規制型１３によって構成され、下型１１と規制型１３とは、一体的に固定されている。滴下ノズル等から、規制型面１３Ｓと組み合わされた第１型面１１Ｓの上に溶融ガラス滴を滴下した後、第１型面１１Ｓと第２型面１２Ｓとを相対的に接近させ、溶融ガラス滴を加圧してガラス成形体２０を得る。

図１では、第１型面１１Ｓを有する下型１１、第２型面１２Ｓを有する上型１２、及び、規制型面１３Ｓを有する規制型１３の、３つの部材によって構成される場合を例に挙げて示しているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、下型１１に、第１型面１１Ｓと規制型面１３Ｓとを一体的に設ける構成としてもよいし、規制型１３を複数の部材に分割して設ける構成としてもよい。

成形型１０ａの材質は、溶融ガラス用の成形型の材料として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。好ましく用いることができる材料として、例えば、各種耐熱合金（ステンレス等）、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、各種セラミックス（炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等）、カーボンを含んだ複合材料等が挙げられる。下型１１、上型１２及び規制型１３を全て同じ材質で構成してもよいし、それぞれの部材を異なる材質で構成してもよい。

一方、第２の実施形態である成形型１０ｂは、第１型面１１Ｓを有する下型１１、第２型面１２Ｓを有する上型１２、及び、規制型面１３Ｓを有する規制型１３によって構成され、上型１２と規制型１３とは、一体的に固定されている。滴下ノズル等から、第１型面１１Ｓの上に溶融ガラス滴を滴下した後、第１型面１１Ｓと、規制型面１３Ｓと組み合わされた第２型面１２Ｓとを相対的に接近させ、溶融ガラス滴を加圧してガラス成形体２０を得る。

図３では、第１型面１１Ｓを有する下型１１、第２型面１２Ｓを有する上型１２、及び、規制型面１３Ｓを有する規制型１３の、３つの部材によって構成される場合を例に挙げて示しているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、上型１２に、第２型面１２Ｓと規制型面１３Ｓとを一体的に設ける構成としてもよいし、規制型１３を複数の部材に分割して設ける構成としてもよい。なお、成形型１０ｂの好ましい材質については、上記の成形型１０ａの場合と同様である。

第１の実施形態（成形型１０ａ）及び第２の実施形態（成形型１０ｂ）のいずれの場合においても、規制型１３の規制型面１３Ｓには、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成される保護膜１４が設けられている。上記の所定の金属又は当該金属を含む合金は、ガラスとの親和性が低いため、ガラス成形体２０の外径規制面２３と、規制型面１３Ｓとの貼り付きを抑制することができる。そのため、ガラス成形体２０を成形型１０ａ、１０ｂから容易に取り出すことができ、外径規制面２３を有するガラス成形体２０を効率よく製造することができる。

保護膜１４は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた金属の単体により構成される膜であってもよいし、これらの金属を含む合金により構成される膜であってもよい。これらの金属を含む合金としては、これらの金属の２種又は３種以上からなる合金（例えば、白金−ロジウム合金、白金−イリジウム合金、白金−ルテニウム合金、白金−ルテニウム−ロジウム合金、パラジウム−ルテニウム合金、イリジウム−オスミウム合金、金−白金合金、金−銀−パラジウム合金など）でもよいし、これらの金属と他の金属との合金（例えば、白金−タングステン合金、白金−ニッケル合金、イリジウム−タングステン合金、銀−銅合金、金−銀−銅合金など）であってもよい。

中でも、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）及び白金（Ｐｔ）からなる群より選ばれた金属又は２種以上の当該金属からなる合金により構成される保護膜１４は、ガラスとの親和性が特に低く、外径規制面２３と規制型面１３Ｓとの貼り付きをより効果的に抑制することができる。２種以上の当該金属からなる合金としては、例えば、白金−ロジウム合金、白金−イリジウム合金、白金−ルテニウム合金、白金−ルテニウム−ロジウム合金、パラジウム−ルテニウム合金、イリジウム−オスミウム合金などが挙げられる。

保護膜１４の厚みに特に制限はないが、摩耗等に対する耐久性を確保する観点から、０．０５μｍ以上が好ましい。一方、保護膜１４が厚すぎると、膜はがれ等の欠陥が発生しやすくなる場合がある。そのため、保護膜１４の厚みは、０．０５μｍ〜５μｍが好ましく、０．１μｍ〜１μｍが特に好ましい。なお、保護膜１４の成膜方法に特に制限はなく、公知の手法の中から適宜選択して用いればよい。例えば、各種スパッタ法や、真空蒸着法、ＣＶＤ法などが挙げられる。

図１、図３では、図２（ａ）に拡大して示すように、規制型１３の母材の上に直接的に保護膜１４が形成されているが、そのような構成に限定されるものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、保護膜１４の下に下地膜１５を有する構成とすることも好ましい。このように下地膜１５を設けることで、保護膜１４の密着性、耐久性が向上するというメリットがある。下地膜１５の材質に特に制限はない。中でも、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）及びタングステン（Ｗ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成される下地膜１５は好適に用いることができる。

また、図２（ｃ）に示すように、規制型１３の表面に金属イオンが注入されたイオン注入層１６を設け、その上に保護膜１４を設ける構成とすることも好ましい。このようにイオン注入層１６を設けることで、保護膜１４の密着性、耐久性が向上するというメリットがある。イオン注入層１６を形成するため規制型１３に注入する金属イオンに特に制限はないが、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属のイオンを含むことが好ましい。更に、保護膜１４の密着性をより向上させる観点からは、イオン注入層１６に注入された金属イオンは、保護膜１４に含まれる金属のイオンを含むことがより好ましい。

また、保護膜１４の表面は、算術平均粗さＲａが１６ｎｍ以上、１００ｎｍ以下となるように構成することがより好ましい。それによって、ガラス成形体２０の外径規制面２３と、規制型面１３Ｓとの実質的な接触面積を小さく抑えることができ、両者の貼り付きをより抑制することができる。算術平均粗さＲａが１６ｎｍ未満であると、外径規制面２３と規制型面１３Ｓとの接触面積を小さく抑える効果が不十分となる場合がある。また、算術平均粗さＲａが１００ｎｍを超えると、外径規制面２３と規制型面１３Ｓの凹凸が引っかかりやすくなって、却って、ガラス成形体の取り出しが不安定になる場合がある。このような観点から、保護膜１４の表面の算術平均粗さＲａは、１６ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以上、８０ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。

保護膜１４の表面の算術平均粗さＲａを上記の範囲とするために、予め規制型１３の表面を粗面化してから保護膜１４を形成してもよいし、形成した保護膜１４の表面を粗面化してもよい。粗面化の方法は、エッチング液を用いるウェットエッチング処理、加熱による酸化処理、プラズマを用いるドライエッチング処理、エアーブラスト処理などが好適である。なお、本明細書において、算術平均粗さＲａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１において定義される粗さパラメータである。

更に、図１、図３に示すように、規制型面１３Ｓを、ガラス成形体２０を取り出す方向に向かって径が広がるテーパ面とすることも好ましい。それにより、ガラス成形体２０の取り出しを、より容易に行うことができる。テーパ角θが大きいほど、ガラス成形体２０の取り出しが容易になるが、テーパ角θが大きすぎると、外径規制面２３を位置決め基準面として使いづらくなってしまう。そのため、テーパ角θは、０．０５°〜１０°の範囲が好ましく、０．１°〜２°の範囲がより好ましい。

なお、成形型１０ａ、１０ｂは、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段は、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒータや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒータ、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。成形型１０ａ、１０ｂの全体をまとめて加熱する構成でもよいが、ガラス成形体２０の形状精度をより向上させる観点からは、成形型１０ａ、１０ｂを構成する各部材（下型１１、上型１２及び規制型１３）を独立して温度制御できる構成とすることがより好ましい。

（ガラス成形体の製造方法）
次に、本発明のガラス成形体の製造方法の一例について、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。図５は、本実施形態におけるガラス成形体の製造方法のフローチャートである。また、図６は、各工程における成形型１０ａの状態を示す模式図であり、図７は、溶融ガラス滴を滴下する方法の別の例を示す模式図である。なお、ここでは、成形型１０ａを用いる場合を例に挙げて説明するが、成形型１０ｂを用いる場合も、同様の方法でガラス成形体を製造することができる。

下型１１と規制型１３は、組み合わされた状態で、溶融ガラス滴３１を受けるための位置（滴下位置）と、受けた溶融ガラス滴３１を加圧するための位置（加圧位置）との間で移動できるように構成しておく。また、上型１２は、図示しない駆動手段により、下型１１との間で溶融ガラス滴を加圧する方向（図６（ｃ）の上下方向）に移動できるように構成しておく。

先ず、成形型１０ａの各部材を予め所定温度に加熱しておく（工程Ｓ１０１）。所定温度とは、加圧成形によってガラス成形体に良好な成形面を転写できる温度を適宜選択すればよい。下型１１、上型１２及び規制型１３の加熱温度は同じであってもよいし、異なっていてもよい。実際には、使用するガラスの種類や、ガラス成形体の形状、大きさ、成形型１０ａの各部材の材質、大きさ等種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験的に適正な温度を求めておくことが好ましい。通常は、使用するガラスのガラス転移温度をＴｇとすると、Ｔｇ−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度に設定することが好ましい。

次に、下型１１と規制型１３を滴下位置に配置（工程Ｓ１０２）した後、規制型面１３Ｓと組み合わされた第１型面１１Ｓの上に溶融ガラス滴３１を滴下する（工程Ｓ１０３）（図６（ａ）参照）。溶融ガラス滴３１の滴下は、溶融ガラスを貯留する溶融槽３４に接続された滴下ノズル３３を所定温度に加熱することによって行う。滴下ノズル３３を所定温度に加熱すると、溶融槽３４に貯留された溶融ガラスは、自重によって滴下ノズル３３の先端部に供給され、表面張力によって液滴状に溜まる。滴下ノズル３３の先端部に溜まった溶融ガラスが一定の質量になると、重力によって滴下ノズル３３から自然に分離し、溶融ガラス滴３１となって第１型面１１Ｓの上に滴下する。なお、成形型１０ｂを用いる場合には、第１型面１１Ｓの上に溶融ガラス滴３１を滴下すればよい。

溶融ガラス滴３１の質量は、滴下ノズル３３の先端部の外径などによって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、０．１ｇ〜２ｇ程度の溶融ガラス滴を滴下させることができる。また、図７に示すように、滴下ノズル３３から滴下した溶融ガラス滴３１を、一旦、貫通孔３６を有する微小化部材３７で受け、貫通孔３６によって微小化された溶融ガラス滴３５を第１型面１１Ｓの上に滴下してもよい。このように微小化部材３７を用いることによって、例えば０．００１ｇといった微小な溶融ガラス滴３５を滴下することができるため、滴下ノズル３３から滴下した溶融ガラス滴３１を直接滴下する場合よりも、微小なガラス成形体の製造が可能となる。微小化部材３７を用いた溶融ガラス滴の滴下方法については、特開２００２−１５４８３４号公報に詳細に記載されている。

使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。

次に、下型１１と規制型１３を加圧位置に配置し（工程Ｓ１０４）（図６（ｂ）参照）、上型１２を下方に移動して、溶融ガラス滴３１を加圧する（工程Ｓ１０５）（図６（ｃ）参照）。溶融ガラス滴３１は、加圧されている間に、接触している第１型面１１Ｓ、第２型面１２Ｓ及び規制型面１３Ｓからの放熱などによって冷却され、固化してガラス成形体２０となる。ガラス成形体２０が所定の温度まで冷却された後、加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常はガラスのＴｇ近傍の温度まで冷却されていればよい。

溶融ガラス滴３１を加圧するために負荷する荷重は、常に一定であってもよいし、時間的に変化させてもよい。負荷する荷重の大きさは、製造するガラス成形体２０のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。また、上型１２を上下移動させる駆動手段に特に制限はなく、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等の公知の駆動手段を適宜選択して用いることができる。上型１２を下方に移動する代わりに、下型１１と規制型１３を上方に移動して加圧してもよい。また、上型１２を下方に移動すると同時に、下型１１と規制型１３を上方に移動して溶融ガラス滴３１を加圧してもよい。

次に、上型１２を上方に移動して退避させ、ガラス成形体２０を成形型１０ａから取り出して回収する（工程Ｓ１０６）（図５（ｄ）参照）。ガラス成形体２０の取り出しは、吸着装置３８を用いて吸着するなど、通常の方法により行えばよい。本実施形態においては、規制型面１３Ｓに所定の保護膜１４が設けられているため、ガラス成形体２０の外径規制面２３が規制型面１３Ｓに貼り付き難い。そのため、ガラス成形体２０への加圧を解除した後、ガラス成形体２０を成形型１０ａから容易に取り出すことができ、外径規制面２３を有するガラス成形体２０を効率よく製造することができる。

その後、引き続いてガラス成形体２０の製造を繰り返す場合は、下型１１と規制型１３を再び滴下位置に配置し（工程Ｓ１０２）、以降の工程を繰り返せばよい。なお、本実施形態においては、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。例えば、ガラス成形体２０を回収する前にガラス成形体２０の形状を検査する工程や、ガラス成形体２０を回収した後に成形型１０ａをクリーニングする工程等を設けてもよい。

以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１に示した成形型１０ａを用い、図５のフローチャートに従ってガラス成形体２０を作製した。下型１１、上型１２及び規制型１３の材質には、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料を用いた。規制型１３の規制型面１３Ｓには、マグネトロンスパッタ装置を用いて、表１に示す金属又は合金により構成される保護膜１４をそれぞれ形成した（実施例１〜１８、比較例１〜３）。保護膜１４の厚みは、いずれも０．５μｍとした。なお、比較例１の規制型１３には保護膜１４を設けなかった。

ガラス材料はＴｇが５３０℃のリン酸系ガラスを用いた。滴下ノズルの先端部の外径はφ６ｍｍとし、先端部を１０５０℃に加熱して、０．３ｇの溶融ガラス滴を滴下した。下型１１及び規制型１３の加熱温度は５００℃、上型１２の加熱温度は４６０℃とし、加圧の際の荷重は１２００Ｎ、加圧時間は１５秒とした。ガラス成形体２０への加圧を加除した後は、吸着装置３８を用いて成形型１０ａからガラス成形体２０を取り出した。

上記実施例１〜１８、及び、比較例１〜３の規制型１３を用いて、それぞれ１０００個ずつのガラス成形体を作製し、ガラス成形体の取り出しミスの発生回数を評価した。ここでは、吸着装置３８をガラス成形体に接触させてから１５秒後に吸着装置を上昇させ、ガラス成形体が成形型から取り出せなかった場合を取り出しミスとして判定した。評価結果を表１に併せて示す。

表１に示すように、比較例１〜３では、それぞれ１０回以上の取り出しミスが発生しているのに対し、ガラスとの親和性が低い所定の金属又は合金により構成される保護膜１４の設けられている実施例１〜１８では、いずれも５回以下の発生にとどまっており、ガラス成形体を成形型から容易に取り出すことができるという本発明の効果が確認された。

第１の実施形態の成形型１０ａを模式的に示す断面図である。 図１のＡ部を拡大して示す模式図である。 第２の実施形態の成形型１０ｂを模式的に示す断面図である。 製造されるガラス成形体の一例を示す図である。 ガラス成形体の製造方法のフローチャートである。 各工程における成形型１０ａの状態を示す模式図である。 溶融ガラス滴を滴下する方法の別の例を示す模式図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ 成形型
１１ 下型
１１Ｓ 第１型面（下型面）
１２ 上型
１２Ｓ 第２型面（上型面）
１３ 規制型
１３Ｓ 規制型面
１４ 保護膜
１５ 下地膜
１６ イオン注入層
２０ ガラス成形体
２１ 第１の成形面（下成形面）
２２ 第２の成形面（上成形面）
２３ 外径規制面
２４ 中心軸
３１、３５ 溶融ガラス滴
３３ 滴下ノズル
３４ 溶融槽
３６ 貫通孔
３７ 微小化部材
３８ 吸着装置

Claims (10)

1. 滴下した溶融ガラス滴を加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造するための成形型において、
   前記溶融ガラス滴を受け、前記ガラス成形体の第１の成形面を成形するための第１型面と、
   前記第１の成形面に対向する第２の成形面を成形するための第２型面と、
   前記外径規制面を成形するための規制型面と、を有し、
   前記規制型面には、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成される保護膜が設けられていることを特徴とする成形型。
2. 前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）及び白金（Ｐｔ）からなる群より選ばれた金属又は２種以上の当該金属からなる合金により構成されることを特徴とする請求項１に記載の成形型。
3. 前記保護膜の下に、下地膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形型。
4. 前記下地膜は、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）及びタングステン（Ｗ）からなる群より選ばれた金属又は当該金属を含む合金により構成されることを特徴とする請求項３に記載の成形型。
5. 前記保護膜は、金属イオンが注入されたイオン注入層の上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形型。
6. 前記イオン注入層に注入された前記金属イオンは、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属のイオンを含むことを特徴とする請求項５に記載の成形型。
7. 前記イオン注入層に注入された前記金属イオンは、前記保護膜に含まれる金属のイオンを含むことを特徴とする請求項６に記載の成形型。
8. 滴下した溶融ガラス滴を成形型で加圧成形し、対向する２つの成形面と、外径規制面とを有するガラス成形体を製造するガラス成形体の製造方法において、
   前記成形型は、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の成形型であることを特徴とするガラス成形体の製造方法。
9. 前記規制型面と組み合わされた前記第１型面の上に溶融ガラス滴を滴下する工程と、
   前記第１型面と前記第２型面とを相対的に接近させ、滴下した前記溶融ガラス滴を加圧してガラス成形体を成形する工程と、
   成形された前記ガラス成形体を前記成形型から取り出す工程と、を有することを特徴とする請求項８に記載のガラス成形体の製造方法。
10. 前記第１型面の上に溶融ガラス滴を滴下する工程と、
    前記第１型面と、前記規制型面と組み合わされた前記第２型面とを相対的に接近させ、滴下した前記溶融ガラス滴を加圧してガラス成形体を成形する工程と、
    成形された前記ガラス成形体を前記成形型から取り出す工程と、を有することを特徴とする請求項８に記載のガラス成形体の製造方法。

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