JP2986647B2 - 光学ガラス素子の製造方法 - Google Patents
光学ガラス素子の製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
- C03B40/04—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it using gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
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- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- C03B7/00—Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
- C03B7/10—Cutting-off or severing the glass flow with the aid of knives or scissors or non-contacting cutting means, e.g. a gas jet; Construction of the blades used
- C03B7/12—Cutting-off or severing a free-hanging glass stream, e.g. by the combination of gravity and surface tension forces
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学ガラス素子の製造方
法に関し、特に溶融ガラスからプレス成形までを一貫し
て行う方法に関する。
法に関し、特に溶融ガラスからプレス成形までを一貫し
て行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来光学ガラス素子の製造方法は、ダイ
レクトプレス法や丸棒からの切り出しにより得られたガ
ラスを研磨加工し、球形状や成形品類似形状に研磨して
これを加熱成形することにより行われてきた。
レクトプレス法や丸棒からの切り出しにより得られたガ
ラスを研磨加工し、球形状や成形品類似形状に研磨して
これを加熱成形することにより行われてきた。
【０００３】しかしながらこれらの方法ではガラス素材
の研磨コストが高く、また一度冷却して研磨したガラス
を再加熱して成形するため製品を得るまでの時間が非常
に長いという欠点があった。
の研磨コストが高く、また一度冷却して研磨したガラス
を再加熱して成形するため製品を得るまでの時間が非常
に長いという欠点があった。
【０００４】このような欠点を解決すべく、最近、溶融
ガラスから再加熱の必要のない連続的なプロセス（以
下、ダイレクトモールド法と称する）により製品を得る
試みが提案されている。例えば、特公平４−１６４１４
号公報には大気雰囲気中でノズルより溶融ガラスを自然
滴下させ、これを成形用の下型で受けて直ちに上型でプ
レス成形する方法が開示されている。また特開平４−７
７３２０号公報には第１の型で大気中で溶融ガラスを受
け、第２の型で非酸化性雰囲気中で加熱プレス成形する
方法が開示されている。
ガラスから再加熱の必要のない連続的なプロセス（以
下、ダイレクトモールド法と称する）により製品を得る
試みが提案されている。例えば、特公平４−１６４１４
号公報には大気雰囲気中でノズルより溶融ガラスを自然
滴下させ、これを成形用の下型で受けて直ちに上型でプ
レス成形する方法が開示されている。また特開平４−７
７３２０号公報には第１の型で大気中で溶融ガラスを受
け、第２の型で非酸化性雰囲気中で加熱プレス成形する
方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記のようなダイレクトモールド法においては、以下に示
す問題点がある。
記のようなダイレクトモールド法においては、以下に示
す問題点がある。
【０００６】第１の問題点は、オリフィスから溶融落下
する非常に温度の高いガラスを受ける受け型には、高い
耐熱性と同時に面精度及び鏡面性の維持等の耐久性、並
びに製品の欠陥の原因となる粉塵等の排除等の非常に厳
しい条件が要求されることである。
する非常に温度の高いガラスを受ける受け型には、高い
耐熱性と同時に面精度及び鏡面性の維持等の耐久性、並
びに製品の欠陥の原因となる粉塵等の排除等の非常に厳
しい条件が要求されることである。
【０００７】第２の問題点は、非常に高温のガラスと受
け型とが接触することにより、ガラスと受け型との反応
が加速され、ガラスと受け型との融着が起こりやすく離
型性が悪くなるという点である。
け型とが接触することにより、ガラスと受け型との反応
が加速され、ガラスと受け型との融着が起こりやすく離
型性が悪くなるという点である。
【０００８】前記特公平４−１６４１４号公報に記載の
方法は、大気雰囲気中でガラスをオリフィスから落下さ
せる際、オリフィス出口と受け型との距離を３ｍ程度と
することにより受け型と接触するときのガラスの表面温
度をガラス軟化点より低下させるものである。しかしな
がらこの方法ではオリフィス出口と受け型までの距離を
大きくする結果、装置全体が大型化し付帯設備を含めた
総設備費が大きくなり、そのために製造する光学素子の
コストが高くなるという欠点がある。またこの方法にお
いては、プレス成形を大気中で行うため型材としては耐
酸化性の高いものが要求される、更に大気中に存在する
酸素が型とガラスとの高温化学反応を加速させるため成
形時のガラスの融着、ワレ等が頻繁に起こり型寿命が短
い、という欠点がある。
方法は、大気雰囲気中でガラスをオリフィスから落下さ
せる際、オリフィス出口と受け型との距離を３ｍ程度と
することにより受け型と接触するときのガラスの表面温
度をガラス軟化点より低下させるものである。しかしな
がらこの方法ではオリフィス出口と受け型までの距離を
大きくする結果、装置全体が大型化し付帯設備を含めた
総設備費が大きくなり、そのために製造する光学素子の
コストが高くなるという欠点がある。またこの方法にお
いては、プレス成形を大気中で行うため型材としては耐
酸化性の高いものが要求される、更に大気中に存在する
酸素が型とガラスとの高温化学反応を加速させるため成
形時のガラスの融着、ワレ等が頻繁に起こり型寿命が短
い、という欠点がある。
【０００９】一方、前記特開平４−７７３２０号に記載
の方法は、ガラスを大気中で直接受ける第１の型と溶融
ガラスとの融着を防ぐために、加熱していない第１の型
で受けた後、直ちに非酸化性雰囲気中に導入し、第２の
型に移して成形するものである。しかしながらこの方法
は、第１の型が高温のガラスと反応することは避けられ
ず、連続して使用すると型表面が劣化して成形品に不良
を生じる。またここで、挙げられている第１の型はカー
ボン、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化クロム、ステンレ
ス鋼、超硬合金等で構成されるものであるが、カーボ
ン、窒化ホウ素、窒化アルミは粉塵を出しやすくガラス
表面に付着して成形後不良品が多く発生する。また酸化
クロム、ステンレス鋼、超硬合金などは熱の蓄積により
ガラスとの融着が起こりやすく連続して使用することが
できない。
の方法は、ガラスを大気中で直接受ける第１の型と溶融
ガラスとの融着を防ぐために、加熱していない第１の型
で受けた後、直ちに非酸化性雰囲気中に導入し、第２の
型に移して成形するものである。しかしながらこの方法
は、第１の型が高温のガラスと反応することは避けられ
ず、連続して使用すると型表面が劣化して成形品に不良
を生じる。またここで、挙げられている第１の型はカー
ボン、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化クロム、ステンレ
ス鋼、超硬合金等で構成されるものであるが、カーボ
ン、窒化ホウ素、窒化アルミは粉塵を出しやすくガラス
表面に付着して成形後不良品が多く発生する。また酸化
クロム、ステンレス鋼、超硬合金などは熱の蓄積により
ガラスとの融着が起こりやすく連続して使用することが
できない。
【００１０】本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑み
て、成形サイクルの短いダイレクトモールド法におい
て、耐熱性や高精度、清浄度が要求される受け型の劣化
を防ぎ、またガラスとの融着や離型不良を防いで、良好
な光学ガラス素子を効率的に製造することのできる方法
を提供することである。
て、成形サイクルの短いダイレクトモールド法におい
て、耐熱性や高精度、清浄度が要求される受け型の劣化
を防ぎ、またガラスとの融着や離型不良を防いで、良好
な光学ガラス素子を効率的に製造することのできる方法
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、溶融させたガラスをオリフィスから落下させる工
程、該落下したガラスを、多孔質部材表面からガスを噴
出するように構成され水平方向に開閉することのできる
割型からなる第１型部材で受けて光学ガラス素子予備成
形体を得る工程、前記第１型部材を水平方向に開くこと
により光学ガラス素子予備成形体を第２型部材に落下さ
せる工程、第２型部材上に載置された光学ガラス予備成
形体をプレス成形して光学ガラス素子を得る工程、を有
してなる光学ガラス素子の製造方法である。
明は、溶融させたガラスをオリフィスから落下させる工
程、該落下したガラスを、多孔質部材表面からガスを噴
出するように構成され水平方向に開閉することのできる
割型からなる第１型部材で受けて光学ガラス素子予備成
形体を得る工程、前記第１型部材を水平方向に開くこと
により光学ガラス素子予備成形体を第２型部材に落下さ
せる工程、第２型部材上に載置された光学ガラス予備成
形体をプレス成形して光学ガラス素子を得る工程、を有
してなる光学ガラス素子の製造方法である。
【００１２】また、本発明は、多孔質部材のガラスと接
触する面を除く周囲を気密部材で被覆し、該気密部材を
貫通して多孔質部材に達するガス導入管を一箇所又は複
数箇所に設けることを含むものである。
触する面を除く周囲を気密部材で被覆し、該気密部材を
貫通して多孔質部材に達するガス導入管を一箇所又は複
数箇所に設けることを含むものである。
【００１３】また、本発明は、少なくとも前記第２型部
材上に載置された光学ガラス予備成形体をプレス成形し
て光学ガラス素子を得る工程を非酸化雰囲気中で実施す
ることを含むものである。
材上に載置された光学ガラス予備成形体をプレス成形し
て光学ガラス素子を得る工程を非酸化雰囲気中で実施す
ることを含むものである。
【００１４】
【作用】本発明においては、オリフィスから溶融落下す
る高温のガラスを第１型部材と接触させずに、多孔質部
材表面からガスを噴出させてガスクッションにより支持
することにより、第１型部材と溶融ガラスとの化学反応
を防いで、第１型部材の劣化を緩和するものである。更
に、ガスの温度を調節することにより適度な温度に冷却
しながら、表面欠陥のないガラス塊を得ることができ
る。このガラス塊は、光学ガラス素子予備成形体であ
り、続く工程で所定の形状にプレス成形されるものであ
る。
る高温のガラスを第１型部材と接触させずに、多孔質部
材表面からガスを噴出させてガスクッションにより支持
することにより、第１型部材と溶融ガラスとの化学反応
を防いで、第１型部材の劣化を緩和するものである。更
に、ガスの温度を調節することにより適度な温度に冷却
しながら、表面欠陥のないガラス塊を得ることができ
る。このガラス塊は、光学ガラス素子予備成形体であ
り、続く工程で所定の形状にプレス成形されるものであ
る。
【００１５】第１型部材の構成要素である多孔質部材
は、耐熱性に優れ、落下するガラスの重量に応じて噴出
ガスの流量を制御できる多孔質材料により構成される。
そのような材料としては、多孔質炭化珪素、多孔質ジル
コニア、多孔質アルミナ、多孔質コージェライト、多孔
質ムライト、多孔質グラッシーカーボン、多孔質金属
（チタン等）、多孔質ガラス等を挙げることができる。
前記多孔質材料の気孔率は１０〜９０％とすることが好
ましい。１０％以下の場合、ガスの通気率が低くなり上
記ガラス塊をガスクッション作用で受けることが困難と
なり、また、９０％以上の場合は、多孔質材料の気孔径
が大きくなるため、光学素子ガラス素子予備成形体表面
に噴出ガスによるうねりを生じ、このうねりが後工程で
精密成形した後の製品の良品率の低下を招くからであ
る。であるからである。
は、耐熱性に優れ、落下するガラスの重量に応じて噴出
ガスの流量を制御できる多孔質材料により構成される。
そのような材料としては、多孔質炭化珪素、多孔質ジル
コニア、多孔質アルミナ、多孔質コージェライト、多孔
質ムライト、多孔質グラッシーカーボン、多孔質金属
（チタン等）、多孔質ガラス等を挙げることができる。
前記多孔質材料の気孔率は１０〜９０％とすることが好
ましい。１０％以下の場合、ガスの通気率が低くなり上
記ガラス塊をガスクッション作用で受けることが困難と
なり、また、９０％以上の場合は、多孔質材料の気孔径
が大きくなるため、光学素子ガラス素子予備成形体表面
に噴出ガスによるうねりを生じ、このうねりが後工程で
精密成形した後の製品の良品率の低下を招くからであ
る。であるからである。
【００１６】多孔質部材は、凹形状、平板状如何なる形
状でもよいが、水平方向に開閉することのできる割型構
造にすることにより、成形下型として使用される第２型
部材上へ確実に効率よく光学ガラス素子予備成形体を移
すことができる。割型は少なくとも２つ以上の部材が組
み合わされて構成される。
状でもよいが、水平方向に開閉することのできる割型構
造にすることにより、成形下型として使用される第２型
部材上へ確実に効率よく光学ガラス素子予備成形体を移
すことができる。割型は少なくとも２つ以上の部材が組
み合わされて構成される。
【００１７】割型を開閉するには、エアシリンダー等の
開閉機構により駆動速度を二段階以上に制御できること
が望ましい。すなわち、第１型部材を開いてガラス塊を
落下させる場合には比較的早く駆動し、また次の溶融ガ
ラスを受けるために第１型部材を閉じる場合には、対向
面を傷つけて欠け等を生じさせないよう初めは早く駆動
し、完全に閉じる直前にゆっくり駆動させて、開閉機構
の速度を二段階以上に調整できる機構を有することが望
ましい。また開閉機構の材質は、耐熱温度７００℃程度
の材料で、且つその温度で酸化による劣化を起こさない
緻密な構造をとる材料が望ましく、ステンレス鋼、耐熱
合金等が望ましい。
開閉機構により駆動速度を二段階以上に制御できること
が望ましい。すなわち、第１型部材を開いてガラス塊を
落下させる場合には比較的早く駆動し、また次の溶融ガ
ラスを受けるために第１型部材を閉じる場合には、対向
面を傷つけて欠け等を生じさせないよう初めは早く駆動
し、完全に閉じる直前にゆっくり駆動させて、開閉機構
の速度を二段階以上に調整できる機構を有することが望
ましい。また開閉機構の材質は、耐熱温度７００℃程度
の材料で、且つその温度で酸化による劣化を起こさない
緻密な構造をとる材料が望ましく、ステンレス鋼、耐熱
合金等が望ましい。
【００１８】多孔質部材のガスを噴出させる面以外の周
囲を気密部材で被覆することにより、ガス流量、ガス温
度等をより効率的に調節することができる。気密部材と
しては最高７００℃程度の耐熱性を有する材料で、かつ
その温度で酸化による劣化を起こさない緻密な構造をと
る材料が望ましく、ステンレス鋼、耐熱合金等が望まし
い。
囲を気密部材で被覆することにより、ガス流量、ガス温
度等をより効率的に調節することができる。気密部材と
しては最高７００℃程度の耐熱性を有する材料で、かつ
その温度で酸化による劣化を起こさない緻密な構造をと
る材料が望ましく、ステンレス鋼、耐熱合金等が望まし
い。
【００１９】第１型部材には、気密部材を貫通して多孔
質部材に達するガス導入管が一箇所又は複数箇所に設置
され、この導入管から、ガスクッションとしてガラス塊
を支持するガスが導入される。
質部材に達するガス導入管が一箇所又は複数箇所に設置
され、この導入管から、ガスクッションとしてガラス塊
を支持するガスが導入される。
【００２０】ガス導入管は、使用するガスの温度、種類
等を考慮すると耐熱性大で熱劣化を起こさない材質が望
ましく、また本発明ではガスを加熱する手段として例え
ば白金コイルヒーターを導入管内部に備える構成をとる
ため最高１０００℃程度の温度に耐える材料が望まし
く、耐熱合金例えばインコネル等が適当である。
等を考慮すると耐熱性大で熱劣化を起こさない材質が望
ましく、また本発明ではガスを加熱する手段として例え
ば白金コイルヒーターを導入管内部に備える構成をとる
ため最高１０００℃程度の温度に耐える材料が望まし
く、耐熱合金例えばインコネル等が適当である。
【００２１】ガスクッションに使用するガスとしては、
窒素等の不活性ガスの他、水素を数％程度含む非酸化性
ガス等が好ましい。但し、耐酸化性の高い多孔質部材を
使用して大気中においてオリフィスから落下するガラス
を受ける場合には、空気によるエアークッションが安価
であり望ましい。噴出させるガスの温度としては落下す
るガラス塊の下面温度やガラスの軟化点等を考慮して３
００〜７００℃の範囲で、ガラス塊が第２型部材に移さ
れた際に、ガラス塊下面が第２型部材表面に劣化を生じ
させない程度に調整することが望ましい。また、噴出さ
せるガスの流量としては、溶融ガラスの重量に応じて調
整し、使用する多孔質部材の通気率によりガス圧力を調
整することによってガスクッションがうまく行われるよ
うに選ぶことが望ましい。
窒素等の不活性ガスの他、水素を数％程度含む非酸化性
ガス等が好ましい。但し、耐酸化性の高い多孔質部材を
使用して大気中においてオリフィスから落下するガラス
を受ける場合には、空気によるエアークッションが安価
であり望ましい。噴出させるガスの温度としては落下す
るガラス塊の下面温度やガラスの軟化点等を考慮して３
００〜７００℃の範囲で、ガラス塊が第２型部材に移さ
れた際に、ガラス塊下面が第２型部材表面に劣化を生じ
させない程度に調整することが望ましい。また、噴出さ
せるガスの流量としては、溶融ガラスの重量に応じて調
整し、使用する多孔質部材の通気率によりガス圧力を調
整することによってガスクッションがうまく行われるよ
うに選ぶことが望ましい。
【００２２】図１は、オリフィスから溶融落下するガラ
スをガスクッションにより受ける第１型部材の１態様を
示す断面模式図である。この例においては第１型部材は
２分割できる割型である多孔質部材３、多孔質部材を被
覆する気密部材６、気密部材を貫通して多孔質部材に達
するガス導入管４、水平方向の開閉を自在にするエアシ
リンダー７よりなり、オリフィス１から溶融落下したガ
ラス塊２は、多孔質部材表面から噴出するガス５のガス
クッション作用により保持される。溶融落下させるガラ
スの温度範囲としては、ガラスの種類によって異なる
が、概ね９００〜１２００℃とすることが流動性の点か
ら好適である。また、オリフィスから第１型部材までの
距離は２〜１５ｃｍとすることが望ましい。
スをガスクッションにより受ける第１型部材の１態様を
示す断面模式図である。この例においては第１型部材は
２分割できる割型である多孔質部材３、多孔質部材を被
覆する気密部材６、気密部材を貫通して多孔質部材に達
するガス導入管４、水平方向の開閉を自在にするエアシ
リンダー７よりなり、オリフィス１から溶融落下したガ
ラス塊２は、多孔質部材表面から噴出するガス５のガス
クッション作用により保持される。溶融落下させるガラ
スの温度範囲としては、ガラスの種類によって異なる
が、概ね９００〜１２００℃とすることが流動性の点か
ら好適である。また、オリフィスから第１型部材までの
距離は２〜１５ｃｍとすることが望ましい。
【００２３】図２は、ガラス塊を第１型部材から第２型
部材上へ移す例を示す模式図である。第１型部材の割型
を水平方向に開くことにより、第１型部材の直下に配さ
れた第２型部材８上に、適度に冷却されたガラス塊１０
を落とすものである。このとき、ガラスの温度は、ガラ
スの種類により異なるが、約５００〜８００℃であり、
落下させる距離は約５〜３０ｃｍとすることが望まし
い。
部材上へ移す例を示す模式図である。第１型部材の割型
を水平方向に開くことにより、第１型部材の直下に配さ
れた第２型部材８上に、適度に冷却されたガラス塊１０
を落とすものである。このとき、ガラスの温度は、ガラ
スの種類により異なるが、約５００〜８００℃であり、
落下させる距離は約５〜３０ｃｍとすることが望まし
い。
【００２４】第２型部材としては、従来から行われてき
たリヒート法による光学ガラス素子成形に使用される型
材で、かつ落下したガラスと融着しない材料であれば如
何なるものでも使用することができるが、連続成形プロ
セスを考慮するとガラスとの離型性の良い材料が適して
いる。このため第２型部材は母材の表面に一層又は二層
以上の薄膜が形成されているものが望ましい。
たリヒート法による光学ガラス素子成形に使用される型
材で、かつ落下したガラスと融着しない材料であれば如
何なるものでも使用することができるが、連続成形プロ
セスを考慮するとガラスとの離型性の良い材料が適して
いる。このため第２型部材は母材の表面に一層又は二層
以上の薄膜が形成されているものが望ましい。
【００２５】母材の特性としては高温強度及び高温硬度
に優れたものが望ましく、例えば超硬合金、サーメッ
ト、窒化珪素、炭化珪素等が適当である。また薄膜とし
てはカーボン系材料（水素化アモルファスカーボン、ダ
イヤモンド等）、窒化物系材料（窒化チタン、窒化タン
タル等）、炭化物系材料（炭化チタン、炭化タンタル
等）、白金混合物材料（白金−シリコン、白金−イリジ
ウム等）などを一層あるいは二層以上設けることが望ま
しい。
に優れたものが望ましく、例えば超硬合金、サーメッ
ト、窒化珪素、炭化珪素等が適当である。また薄膜とし
てはカーボン系材料（水素化アモルファスカーボン、ダ
イヤモンド等）、窒化物系材料（窒化チタン、窒化タン
タル等）、炭化物系材料（炭化チタン、炭化タンタル
等）、白金混合物材料（白金−シリコン、白金−イリジ
ウム等）などを一層あるいは二層以上設けることが望ま
しい。
【００２６】また第２型部材の形状については成形品の
形状に応じて凹、平板、及び凸形状など各種の形状に作
製することができる。
形状に応じて凹、平板、及び凸形状など各種の形状に作
製することができる。
【００２７】上記第１及び第２型部材を用いて光学ガラ
ス素子を製造する本発明方法の２態様を次に説明する。
ス素子を製造する本発明方法の２態様を次に説明する。
【００２８】図３は、第２型部材上に載置された光学ガ
ラス素子予備成形体をプレス成形する工程を非酸化性雰
囲気中で行い、他の工程を大気中で行う例を示す工程図
である。
ラス素子予備成形体をプレス成形する工程を非酸化性雰
囲気中で行い、他の工程を大気中で行う例を示す工程図
である。
【００２９】図４は、オリフィスからガラスを溶融落下
させる工程から、光学ガラス成形体の成形終了までを非
酸化性雰囲気中で行う例を示す工程図である。
させる工程から、光学ガラス成形体の成形終了までを非
酸化性雰囲気中で行う例を示す工程図である。
【００３０】本発明において各工程を実施する雰囲気
は、光学ガラス予備成形体１０を得るまでの工程につい
ては、大気中、非酸化性雰囲気中のいずれでも良いが、
第１型部材及び第２型部材の耐酸化性が悪い場合にはオ
リフィス、第１型部材、第２型部材、及び第１型部材の
開閉機構等全体を成形室内に設置するような装置構成と
する。また第１型部材に多孔質酸化物材料を用いれば酸
化については全く問題がなく、さらに第２型部材はガラ
ス塊と接触する面が適度に冷却されており、またガラス
塊を受けた後直ちに非酸化性雰囲気中の成形室内へ移動
されるため、熱酸化による型表面の反応、劣化等はほと
んど起きないので光学ガラス予備成形体を得るまでの工
程が大気中で行なわれても全く問題を生じない。
は、光学ガラス予備成形体１０を得るまでの工程につい
ては、大気中、非酸化性雰囲気中のいずれでも良いが、
第１型部材及び第２型部材の耐酸化性が悪い場合にはオ
リフィス、第１型部材、第２型部材、及び第１型部材の
開閉機構等全体を成形室内に設置するような装置構成と
する。また第１型部材に多孔質酸化物材料を用いれば酸
化については全く問題がなく、さらに第２型部材はガラ
ス塊と接触する面が適度に冷却されており、またガラス
塊を受けた後直ちに非酸化性雰囲気中の成形室内へ移動
されるため、熱酸化による型表面の反応、劣化等はほと
んど起きないので光学ガラス予備成形体を得るまでの工
程が大気中で行なわれても全く問題を生じない。
【００３１】本発明に係る雰囲気を大気、あるいは非酸
化性雰囲気にする選択の基準としては、どちらの雰囲気
を選んでも成形品の品質に影響しないので操作性及び装
置作製のコスト等を考慮して選択すれば良い。また成形
室内の雰囲気については第２型部材及び成形用上型の耐
久性を維持させるために非酸化性雰囲気が好ましく、非
酸化性雰囲気としては、通常は窒素等の不活性ガス、あ
るいは水素を数％程度含む非酸化性ガスを用いればガラ
スを還元させることもなく型寿命も伸びるので望まし
い。
化性雰囲気にする選択の基準としては、どちらの雰囲気
を選んでも成形品の品質に影響しないので操作性及び装
置作製のコスト等を考慮して選択すれば良い。また成形
室内の雰囲気については第２型部材及び成形用上型の耐
久性を維持させるために非酸化性雰囲気が好ましく、非
酸化性雰囲気としては、通常は窒素等の不活性ガス、あ
るいは水素を数％程度含む非酸化性ガスを用いればガラ
スを還元させることもなく型寿命も伸びるので望まし
い。
【００３２】図３又は図４で示される例において、第２
型部材を搬送させる手段としては、コンベアを用いてい
る。ここでは、各工程を必要により気密に仕切ることを
容易にするために、各工程毎に独立したコンベアとする
ことが好ましい。プレス工程以外の工程で使用されるコ
ンベア１４及び１５は第２型部材の下面温度に耐えうる
耐熱性の金属等が望ましく、例えば０．０１〜０．１ｍ
ｍ程度の銅薄板が適当である。またプレス工程で使用さ
れるコンベア１６は予備加熱工程を通るため他工程のも
のより耐熱性の高い材料で、かつ成形時に圧力の負荷を
受けるため圧力による変形の小さい材料が望ましく、厚
さについてはコンベアを回すローラー１７を密に配置す
れば圧力はほとんどローラー１７で支えられるため、特
に厚くする必要はなく例えば０．０１〜０．１ｍｍ程度
のステンレス薄板が適当である。ローラー１７はステン
レス鋼で特に成形時の圧力の負荷を考慮すると１０ｍｍ
φ以上であることが望ましい。また成形圧力のかからな
いコンベアについても同様なローラー１７を用いればよ
い。
型部材を搬送させる手段としては、コンベアを用いてい
る。ここでは、各工程を必要により気密に仕切ることを
容易にするために、各工程毎に独立したコンベアとする
ことが好ましい。プレス工程以外の工程で使用されるコ
ンベア１４及び１５は第２型部材の下面温度に耐えうる
耐熱性の金属等が望ましく、例えば０．０１〜０．１ｍ
ｍ程度の銅薄板が適当である。またプレス工程で使用さ
れるコンベア１６は予備加熱工程を通るため他工程のも
のより耐熱性の高い材料で、かつ成形時に圧力の負荷を
受けるため圧力による変形の小さい材料が望ましく、厚
さについてはコンベアを回すローラー１７を密に配置す
れば圧力はほとんどローラー１７で支えられるため、特
に厚くする必要はなく例えば０．０１〜０．１ｍｍ程度
のステンレス薄板が適当である。ローラー１７はステン
レス鋼で特に成形時の圧力の負荷を考慮すると１０ｍｍ
φ以上であることが望ましい。また成形圧力のかからな
いコンベアについても同様なローラー１７を用いればよ
い。
【００３３】プレス工程を必要により気密に仕切るため
に設けられるシャッター１２及び１３は５００℃程度の
耐熱性があれば充分で、成形室９内の酸素量を増加させ
ないために第２型部材８の成形室９内外への搬送に連動
させて高速で開閉できるものが望ましい。また、シャッ
ター１２及び１３の代りに非酸化性ガスカーテン（図示
せず）を使用することも有効な手段である。
に設けられるシャッター１２及び１３は５００℃程度の
耐熱性があれば充分で、成形室９内の酸素量を増加させ
ないために第２型部材８の成形室９内外への搬送に連動
させて高速で開閉できるものが望ましい。また、シャッ
ター１２及び１３の代りに非酸化性ガスカーテン（図示
せず）を使用することも有効な手段である。
【００３４】以上に説明した手段で光学ガラス素子予備
成形体１０を載せた第２型部材８はシャッター１２を通
ってすばやく成形室９内へ搬送され、まず予備加熱工程
に移る。第２型部材８及び光学ガラス素子予備成形体１
０はヒーター１８により２分程度加熱されて均熱化した
後プレス工程へ移される。プレス工程では、予め内蔵ヒ
ーター１９により第２型部材８及び光学ガラス素子予備
成形体１０とほぼ同温度に加熱された成形用上型１１に
より１０6 〜１０7 Ｐａの圧力で２分程度プレス成形さ
れる。その後２分程度の自然冷却工程を経た後、シャッ
ター１３を開いて成形室９外へ移される。成形された光
学ガラス素子２０は真空チャック方式の吸着ハンド２１
で第２型部材８より取り出されて一連の工程が完了す
る。
成形体１０を載せた第２型部材８はシャッター１２を通
ってすばやく成形室９内へ搬送され、まず予備加熱工程
に移る。第２型部材８及び光学ガラス素子予備成形体１
０はヒーター１８により２分程度加熱されて均熱化した
後プレス工程へ移される。プレス工程では、予め内蔵ヒ
ーター１９により第２型部材８及び光学ガラス素子予備
成形体１０とほぼ同温度に加熱された成形用上型１１に
より１０6 〜１０7 Ｐａの圧力で２分程度プレス成形さ
れる。その後２分程度の自然冷却工程を経た後、シャッ
ター１３を開いて成形室９外へ移される。成形された光
学ガラス素子２０は真空チャック方式の吸着ハンド２１
で第２型部材８より取り出されて一連の工程が完了す
る。
【００３５】尚、第２型部材８は直ちにオートハンド
（図示せず）により光学ガラス素子予備成形体１０を受
ける工程のコンベア１４上に戻され繰り返して使用され
る。また、図４に示される例のようにオリフィス１等を
含む光学ガラス素子予備成形体１０を受ける工程が成形
室２２内部に設けられている場合にはシャッター２３を
開閉させることにより成形室２２内部のコンベア１４上
に戻される。
（図示せず）により光学ガラス素子予備成形体１０を受
ける工程のコンベア１４上に戻され繰り返して使用され
る。また、図４に示される例のようにオリフィス１等を
含む光学ガラス素子予備成形体１０を受ける工程が成形
室２２内部に設けられている場合にはシャッター２３を
開閉させることにより成形室２２内部のコンベア１４上
に戻される。
【００３６】成形室９または２２内へは非酸化性ガスが
非酸化性ガス導入管２４を通じて連続して供給され、シ
ャッター１２、１３及び２３開閉時は非酸化性ガス排出
管２５を閉じて成形室９または２２内を若干正圧にし
て、できるだけ酸素が成形室９または２２内へ入らない
ようにする。シャッター１２、１３及び２３が閉じられ
ている状態では非酸化性ガスは非酸化性ガス排出管２５
を通してパージしてほぼ大気圧となるよう調整する。こ
の非酸化性ガス排出管２５の開閉はシャッター１２、１
３及び２３開閉時の信号を検知し、非酸化性ガス排出管
２５に設けられた電磁弁を開閉するコントローラー（図
示せず）を用いて行う。
非酸化性ガス導入管２４を通じて連続して供給され、シ
ャッター１２、１３及び２３開閉時は非酸化性ガス排出
管２５を閉じて成形室９または２２内を若干正圧にし
て、できるだけ酸素が成形室９または２２内へ入らない
ようにする。シャッター１２、１３及び２３が閉じられ
ている状態では非酸化性ガスは非酸化性ガス排出管２５
を通してパージしてほぼ大気圧となるよう調整する。こ
の非酸化性ガス排出管２５の開閉はシャッター１２、１
３及び２３開閉時の信号を検知し、非酸化性ガス排出管
２５に設けられた電磁弁を開閉するコントローラー（図
示せず）を用いて行う。
【００３７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
【００３８】実施例１ １）第１型部材の作製 多孔質材料としては、表１に示したように多孔質炭化珪
素、多孔質ジルコニア、多孔質アルミナ、多孔質コージ
ェライト、多孔質ムライト、多孔質グラッシーカーボン
（高気孔率）、多孔質グラッシーカーボン（低気孔
率）、多孔質ガラスを使用した。それぞれの材料につき
以下の要領で多孔質部材として加工した。
素、多孔質ジルコニア、多孔質アルミナ、多孔質コージ
ェライト、多孔質ムライト、多孔質グラッシーカーボン
（高気孔率）、多孔質グラッシーカーボン（低気孔
率）、多孔質ガラスを使用した。それぞれの材料につき
以下の要領で多孔質部材として加工した。
【００３９】多孔質材料をブロックから切り出して、３
０ｍｍφ、厚さ１０ｍｍの円板を作製し、その後ガラス
を受ける面を曲率Ｒ（以下、Ｒと略記する）２２ｍｍ、
深さ４ｍｍに研削加工して＃８００の研削剤で仕上げ加
工を行った。その後、厚さ０．１ｍｍのダイヤモンドカ
ッターで材料を図１及び図２で示されるような２分割に
切断し、それぞれの切断面を＃１０００及び＃３０００
の研削剤で仕上げ加工を行って多孔質部材を作製した。
０ｍｍφ、厚さ１０ｍｍの円板を作製し、その後ガラス
を受ける面を曲率Ｒ（以下、Ｒと略記する）２２ｍｍ、
深さ４ｍｍに研削加工して＃８００の研削剤で仕上げ加
工を行った。その後、厚さ０．１ｍｍのダイヤモンドカ
ッターで材料を図１及び図２で示されるような２分割に
切断し、それぞれの切断面を＃１０００及び＃３０００
の研削剤で仕上げ加工を行って多孔質部材を作製した。
【００４０】次に、外径４０ｍｍ、肉厚５ｍｍのステン
レス鋼を研削加工し、内径３０．２ｍｍ、深さ１０ｍｍ
の底付きの円筒状とし、これを縦方向に二分割した後そ
れぞれの切断面をラップ仕上げ加工した。その後円筒を
分割したそれぞれの底面に５ｍｍφの貫通孔をあけ、そ
の穴に４．９８ｍｍφ、内径４ｍｍのインコネル製のガ
ス導入管を密封接合した。
レス鋼を研削加工し、内径３０．２ｍｍ、深さ１０ｍｍ
の底付きの円筒状とし、これを縦方向に二分割した後そ
れぞれの切断面をラップ仕上げ加工した。その後円筒を
分割したそれぞれの底面に５ｍｍφの貫通孔をあけ、そ
の穴に４．９８ｍｍφ、内径４ｍｍのインコネル製のガ
ス導入管を密封接合した。
【００４１】先に作製した２個の多孔質部材の回りを囲
むようにガス導入管を備えた気密部材をそれぞれセラミ
ック系接着剤で接着一体化して気密性の高い第１型部材
を作製した。
むようにガス導入管を備えた気密部材をそれぞれセラミ
ック系接着剤で接着一体化して気密性の高い第１型部材
を作製した。
【００４２】２）第２型部材の作製 第２型部材としては、母材として炭化タングステン（９
０ｗｔ％）＋コバルト（１０ｗｔ％）の超硬合金を用
い、形状としては３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板を作製
した後、ガラスを成形する面をＲ１６ｍｍ、深さ２．３
ｍｍの形状に研削研磨して表面粗さ２ｎｍの鏡面とし
た。
０ｗｔ％）＋コバルト（１０ｗｔ％）の超硬合金を用
い、形状としては３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板を作製
した後、ガラスを成形する面をＲ１６ｍｍ、深さ２．３
ｍｍの形状に研削研磨して表面粗さ２ｎｍの鏡面とし
た。
【００４３】鏡面加工した母材面に、スパッタ法により
白金ターゲット上にシリコンチップをのせて、窒素ガス
雰囲気下で、白金５３原子％、（シリコン＋窒素）４７
原子％からなる組成の白金半導体混合物を１μｍ形成し
て第２型部材を作製した。
白金ターゲット上にシリコンチップをのせて、窒素ガス
雰囲気下で、白金５３原子％、（シリコン＋窒素）４７
原子％からなる組成の白金半導体混合物を１μｍ形成し
て第２型部材を作製した。
【００４４】このとき同時にプレス成形用の上型を第２
型部材と同一材質で同一形状に作製した。
型部材と同一材質で同一形状に作製した。
【００４５】３）光学ガラス素子の製造 上記型部材を用いて、図３に示す工程により光学ガラス
素子を製造した。
素子を製造した。
【００４６】第１型部材を通じて噴出させるガスには窒
素ガスを用い、表１に示した各種材料についてガス噴出
量が溶融ガラスをガスクッション作用により受けるのに
適した量となるように導入するガス圧力を調整して供給
した。また噴出するガスの温度は、ガス導入管に内蔵し
た白金ヒーターの温度を制御して６００℃となるように
した。
素ガスを用い、表１に示した各種材料についてガス噴出
量が溶融ガラスをガスクッション作用により受けるのに
適した量となるように導入するガス圧力を調整して供給
した。また噴出するガスの温度は、ガス導入管に内蔵し
た白金ヒーターの温度を制御して６００℃となるように
した。
【００４７】溶融ガラスには特願平３−０８０５９２号
公報記載のＳＫ１２に相当する光学特性を有するガラス
を用いた。このガラスはホウケイ酸バリウム系のガラス
組成を有し、その軟化点温度は６３０℃である。このガ
ラスを１２００℃で溶融し、オリフィス１から約１．５
ｇの溶融ガラスを第１型部材２６上に滴下した。滴下し
たガラス塊２を第１型部材のガスクッション作用により
１分間保持した後、エアシリンダー７を駆動させ第１型
部材を左右に開いて第２型部材８上に落下させた。
公報記載のＳＫ１２に相当する光学特性を有するガラス
を用いた。このガラスはホウケイ酸バリウム系のガラス
組成を有し、その軟化点温度は６３０℃である。このガ
ラスを１２００℃で溶融し、オリフィス１から約１．５
ｇの溶融ガラスを第１型部材２６上に滴下した。滴下し
たガラス塊２を第１型部材のガスクッション作用により
１分間保持した後、エアシリンダー７を駆動させ第１型
部材を左右に開いて第２型部材８上に落下させた。
【００４８】なお以上の工程は全て大気中で行い、また
オリフィス先端部から第１型部材までの距離は１０ｃ
ｍ、同じく第２型部材までの距離は３０ｃｍとした。
オリフィス先端部から第１型部材までの距離は１０ｃ
ｍ、同じく第２型部材までの距離は３０ｃｍとした。
【００４９】光学ガラス素子予備成形体１０を受けた第
２型部材８を直ちに、予め窒素ガスを１５リッター／分
でパージして雰囲気調整された成形室９内へシャッター
１２を高速に開閉してコンベア１７により搬入した。
２型部材８を直ちに、予め窒素ガスを１５リッター／分
でパージして雰囲気調整された成形室９内へシャッター
１２を高速に開閉してコンベア１７により搬入した。
【００５０】その後ヒーター温度５７０℃で２分間、第
２型部材８及びその上に載置された光学ガラス素子予備
成形体１０を予備加熱し、次にプレス工程へコンベア１
６により第２型部材を搬送した後、直ちに予め５７０℃
に加熱均熱化された上型１１を用いて４×１０6 Ｐａの
圧力で２分間プレス成形した。プレス成形時に第２型部
材の温度が下がらないように、第２型部材の下方に設置
したヒーター１８の温度を制御して第２型部材を５７０
℃に保つように調整した。その後、成形した光学ガラス
素子２０を載せた第２型部材をコンベア１６により冷却
工程へ搬送し２分間自然放冷させた後、シャッター１３
を高速で開いてコンベア１６により成形室外へ搬送し直
ちに光学ガラス素子２０を吸着ハンド２１を用いて第２
型部材８から取り出した。
２型部材８及びその上に載置された光学ガラス素子予備
成形体１０を予備加熱し、次にプレス工程へコンベア１
６により第２型部材を搬送した後、直ちに予め５７０℃
に加熱均熱化された上型１１を用いて４×１０6 Ｐａの
圧力で２分間プレス成形した。プレス成形時に第２型部
材の温度が下がらないように、第２型部材の下方に設置
したヒーター１８の温度を制御して第２型部材を５７０
℃に保つように調整した。その後、成形した光学ガラス
素子２０を載せた第２型部材をコンベア１６により冷却
工程へ搬送し２分間自然放冷させた後、シャッター１３
を高速で開いてコンベア１６により成形室外へ搬送し直
ちに光学ガラス素子２０を吸着ハンド２１を用いて第２
型部材８から取り出した。
【００５１】以上一連のプロセスを説明したが、本実施
例においては１０個の第２型部材を使用し、コンベアに
より連続供給して、溶融ガラスを断続的に供給してプレ
ス成形を実施し、第２型部材から光学ガラス素子が取り
出された後直ちに第２型部材をオートハンド（図示せ
ず）により光学ガラス素子予備成形体を受ける工程へ戻
して繰り返して使用し、一個の第２型部材についてそれ
ぞれ１０回成形を行い合計１００個の光学ガラス素子を
作製した。
例においては１０個の第２型部材を使用し、コンベアに
より連続供給して、溶融ガラスを断続的に供給してプレ
ス成形を実施し、第２型部材から光学ガラス素子が取り
出された後直ちに第２型部材をオートハンド（図示せ
ず）により光学ガラス素子予備成形体を受ける工程へ戻
して繰り返して使用し、一個の第２型部材についてそれ
ぞれ１０回成形を行い合計１００個の光学ガラス素子を
作製した。
【００５２】更に、第１型部材については先に挙げた８
種全てについて成形を行い、第１型部材を取り換えるご
とに第２型部材及び成形用上型を未使用の型に取り換え
て各々８０個使用した。
種全てについて成形を行い、第１型部材を取り換えるご
とに第２型部材及び成形用上型を未使用の型に取り換え
て各々８０個使用した。
【００５３】得られた光学ガラス素子の評価は、評価の
曇りの有無については集光灯を用いて観察をし、表面精
度についてはＺｙｇｏ社製のＺｙｇｏ−ＭＡＲＫ３を、
表面粗さについてはＺｙｇｏ社製のＭＡＸＩＭ−３Ｄを
使用した。
曇りの有無については集光灯を用いて観察をし、表面精
度についてはＺｙｇｏ社製のＺｙｇｏ−ＭＡＲＫ３を、
表面粗さについてはＺｙｇｏ社製のＭＡＸＩＭ−３Ｄを
使用した。
【００５４】表１に光学ガラス素子各１００個について
評価した結果を示す。なお、曇りについては評価した８
００個の試料全てについて全く観察されなかった。表面
精度及び表面粗さについては各々１００個の試料の中で
最大値をとった測定値を掲載した。
評価した結果を示す。なお、曇りについては評価した８
００個の試料全てについて全く観察されなかった。表面
精度及び表面粗さについては各々１００個の試料の中で
最大値をとった測定値を掲載した。
【００５５】
【表１】 本結果から本実施例により得られた光学ガラス素子は曇
りもなく、表面精度については全てニュートン本数（Ｎ
＝）１．５本以下、表面粗さについても全て１０ｎｍ以
下で非常に良好な性能を有する光学ガラス素子を得るこ
とができた。
りもなく、表面精度については全てニュートン本数（Ｎ
＝）１．５本以下、表面粗さについても全て１０ｎｍ以
下で非常に良好な性能を有する光学ガラス素子を得るこ
とができた。
【００５６】また、比較例として第１型部材を使用しな
いで溶融ガラスを直接第２型部材に落下させる工程の他
は全く本実施例と同一条件で成形実験を行った。
いで溶融ガラスを直接第２型部材に落下させる工程の他
は全く本実施例と同一条件で成形実験を行った。
【００５７】比較例の結果は、成形３回目で光学ガラス
素子は第２型部材と融着した。また、成形１回目、２回
目に得られた光学ガラス素子ともに表面粗さが５０ｎｍ
以上で、光学ガラス素子として使用できる性能を有する
ものは得られなかった。
素子は第２型部材と融着した。また、成形１回目、２回
目に得られた光学ガラス素子ともに表面粗さが５０ｎｍ
以上で、光学ガラス素子として使用できる性能を有する
ものは得られなかった。
【００５８】実施例２ 実施例１と同様な方法で、表２に示す多孔質材料、即
ち、多孔質金属チタン、多孔質炭化珪素、多孔質ジルコ
ニア、多孔質グラッシーカーボン、多孔質コージェライ
ト、多孔質ムライト、多孔質アルミナについて実施例１
と同一形状の多孔質部材を作製した。気密部材及びガス
導入管についても実施例１と同一材質、同一形状のもの
を用い、第１型部材を作製した。
ち、多孔質金属チタン、多孔質炭化珪素、多孔質ジルコ
ニア、多孔質グラッシーカーボン、多孔質コージェライ
ト、多孔質ムライト、多孔質アルミナについて実施例１
と同一形状の多孔質部材を作製した。気密部材及びガス
導入管についても実施例１と同一材質、同一形状のもの
を用い、第１型部材を作製した。
【００５９】次に、第２型部材については母材は実施例
１と同一組成、同一形状の超硬合金を研削研磨して作製
し、鏡面加工した母材上にイオンビーム蒸着法による水
素化アモルファスカーボン膜を０．５μｍ形成して作製
した。
１と同一組成、同一形状の超硬合金を研削研磨して作製
し、鏡面加工した母材上にイオンビーム蒸着法による水
素化アモルファスカーボン膜を０．５μｍ形成して作製
した。
【００６０】またプレス成形用上型についても第２型部
材と同一材質、同一形状のものを作製した。
材と同一材質、同一形状のものを作製した。
【００６１】第１型部材を通じて噴出させるガスには窒
素９８ｖｏｌ．％及び水素２ｖｏｌ．％からなる混合ガ
スを用い、表２に示した各種材料についてガス噴出量が
溶融ガラスを受けるのに適した量となるように導入する
ガス圧力を表２に示すように調整して供給した。また噴
出するガスの温度はガス導入管に内蔵した白金ヒーター
の温度を制御して６３０℃になるよう調整した。
素９８ｖｏｌ．％及び水素２ｖｏｌ．％からなる混合ガ
スを用い、表２に示した各種材料についてガス噴出量が
溶融ガラスを受けるのに適した量となるように導入する
ガス圧力を表２に示すように調整して供給した。また噴
出するガスの温度はガス導入管に内蔵した白金ヒーター
の温度を制御して６３０℃になるよう調整した。
【００６２】また成形室の構成は、図４に示すようにオ
リフィス、第１型部材、及び第２型部材を予備過熱工
程、プレス工程、冷却工程と同一成形室内に設置して雰
囲気が同一になるようにして、成形室２２内へはガス導
入管２４より窒素９８ｖｏｌ．％及び水素２ｖｏｌ．％
からなる混合ガスを１５リッター／分でパージして雰囲
気調整した。
リフィス、第１型部材、及び第２型部材を予備過熱工
程、プレス工程、冷却工程と同一成形室内に設置して雰
囲気が同一になるようにして、成形室２２内へはガス導
入管２４より窒素９８ｖｏｌ．％及び水素２ｖｏｌ．％
からなる混合ガスを１５リッター／分でパージして雰囲
気調整した。
【００６３】溶融ガラスにＬａＫ１２に相当する光学特
性を有するランタン系ガラスを用いた。このガラスの軟
化点温度は６５５℃である。このガラスを１３００℃で
溶解し、オリフィス１から約１．５ｇの溶融ガラスを第
１型部材上に滴下した。滴下したガラス塊２を第１型部
材のガスクッション作用により１分間保持した後、エア
シリンダー７を駆動させ第１型部材を左右に開いて第２
型部材８上に落下させた。オリフィス先端部から第１型
部材、及び第２型部材までの距離は実施例１と同じくそ
れぞれ１０ｃｍ、３０ｃｍとした。
性を有するランタン系ガラスを用いた。このガラスの軟
化点温度は６５５℃である。このガラスを１３００℃で
溶解し、オリフィス１から約１．５ｇの溶融ガラスを第
１型部材上に滴下した。滴下したガラス塊２を第１型部
材のガスクッション作用により１分間保持した後、エア
シリンダー７を駆動させ第１型部材を左右に開いて第２
型部材８上に落下させた。オリフィス先端部から第１型
部材、及び第２型部材までの距離は実施例１と同じくそ
れぞれ１０ｃｍ、３０ｃｍとした。
【００６４】光学ガラス素子予備成形体１０を受けた第
２型部材８を直ちにヒーター温度６２０℃に調整した予
備加熱工程へ搬送し２分間加熱した。
２型部材８を直ちにヒーター温度６２０℃に調整した予
備加熱工程へ搬送し２分間加熱した。
【００６５】次に第２型部材をプレス工程へ搬送し、直
ちに予め６２０℃に加熱均熱化された上型１１を用いて
３×１０6 Ｐａの圧力で２分間プレス成形した。プレス
成形時に第２型部材の温度が下がらないように第２型部
材の下方に設置したヒーターの温度を制御して第２型部
材を６２０℃に保つように制御した。
ちに予め６２０℃に加熱均熱化された上型１１を用いて
３×１０6 Ｐａの圧力で２分間プレス成形した。プレス
成形時に第２型部材の温度が下がらないように第２型部
材の下方に設置したヒーターの温度を制御して第２型部
材を６２０℃に保つように制御した。
【００６６】その後成形された光学ガラス素子２０を載
せた第２型部材８を冷却工程へ搬送し、２分間自然放冷
させた後、シャッター１３を高速で開いて成形室外へ搬
送し、直ちに光学ガラス素子を吸着ハンドを用いて第２
型部材から取り出した。
せた第２型部材８を冷却工程へ搬送し、２分間自然放冷
させた後、シャッター１３を高速で開いて成形室外へ搬
送し、直ちに光学ガラス素子を吸着ハンドを用いて第２
型部材から取り出した。
【００６７】以上一連のプロセスを説明したが、本実施
例においては１０個の第２型部材を使用し、コンベアに
より連続供給して、溶融ガラスを断続的に供給してプレ
ス成形を実施し、第２型部材から光学ガラス素子が取り
出された後直ちに第２型部材をオートハンド（図示せ
ず）により光学ガラス素子予備成形体を受ける工程へ成
形室上部に設けられたシャッター付き搬入口２３を通し
て戻すことにより繰り返して使用し、一個の第２型部材
についてそれぞれ１０回成形を行い合計１００個の光学
ガラス素子を作製した。
例においては１０個の第２型部材を使用し、コンベアに
より連続供給して、溶融ガラスを断続的に供給してプレ
ス成形を実施し、第２型部材から光学ガラス素子が取り
出された後直ちに第２型部材をオートハンド（図示せ
ず）により光学ガラス素子予備成形体を受ける工程へ成
形室上部に設けられたシャッター付き搬入口２３を通し
て戻すことにより繰り返して使用し、一個の第２型部材
についてそれぞれ１０回成形を行い合計１００個の光学
ガラス素子を作製した。
【００６８】更に、第１型部材については先に挙げた７
種全てについて成形を行い、第１型部材を取り換えるご
とに第２型部材及び成形用上型を未使用の型に取り換え
て各々７０個使用した。
種全てについて成形を行い、第１型部材を取り換えるご
とに第２型部材及び成形用上型を未使用の型に取り換え
て各々７０個使用した。
【００６９】成形した光学ガラス素子の評価は、実施例
１に示した方法と同じ手段で行った。
１に示した方法と同じ手段で行った。
【００７０】表２に光学ガラス素子各々１００個につい
て評価した結果を示す。なお、曇りについては評価した
７００個の試料全てについて全く観察されなかった。表
面精度及び表面粗さについては各々１００個の試料の中
で最大値をとった測定値を掲載した。
て評価した結果を示す。なお、曇りについては評価した
７００個の試料全てについて全く観察されなかった。表
面精度及び表面粗さについては各々１００個の試料の中
で最大値をとった測定値を掲載した。
【００７１】
【表２】 本結果から本実施例により得られた光学ガラス素子は曇
りもなく、表面精度については全てニュートン本数（Ｎ
＝）１．５本以下、表面粗さについても全て１０ｎｍ以
下で非常に良好な性能を有する光学ガラス素子を得るこ
とができた。
りもなく、表面精度については全てニュートン本数（Ｎ
＝）１．５本以下、表面粗さについても全て１０ｎｍ以
下で非常に良好な性能を有する光学ガラス素子を得るこ
とができた。
【００７２】また、比較例として第１型部材を使用しな
いで溶融ガラスを直接第２型部材に落下させる工程の他
は全く本実施例と同一条件で成形実験を行った。
いで溶融ガラスを直接第２型部材に落下させる工程の他
は全く本実施例と同一条件で成形実験を行った。
【００７３】比較例の結果は、成形５回目で光学ガラス
素子は第２型部材と融着した。また、成形１回目〜４回
目に得られた光学ガラス素子も表面粗さが５０ｎｍ以上
で、光学ガラス素子として使用できる性能を有するもの
は得られなかった。
素子は第２型部材と融着した。また、成形１回目〜４回
目に得られた光学ガラス素子も表面粗さが５０ｎｍ以上
で、光学ガラス素子として使用できる性能を有するもの
は得られなかった。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、成形サイクルの短いダ
イレクトモールド法において、オリフィスから溶融落下
するガラスを第１型部材の多孔質部材表面から噴出する
ガスのガスクッション作用で保持することにより、耐熱
性や高精度、清浄度が要求される受け型、即ち第１型部
材の劣化を防ぎ、またガラスとの融着や離型不良を防い
で、良好な光学ガラス素子を効率的に製造することので
きる方法を提供することが可能である。
イレクトモールド法において、オリフィスから溶融落下
するガラスを第１型部材の多孔質部材表面から噴出する
ガスのガスクッション作用で保持することにより、耐熱
性や高精度、清浄度が要求される受け型、即ち第１型部
材の劣化を防ぎ、またガラスとの融着や離型不良を防い
で、良好な光学ガラス素子を効率的に製造することので
きる方法を提供することが可能である。
【００７５】また、成形用下型となる第２型部材上に達
するまでに、ガラス塊下面が適切な温度まで冷却される
ので、成形下型の表面劣化を起こさず成形後のガラスと
の離型性も良くなる。またガスクッション作用による非
接触保持のため光学ガラス素子予備成形体の下面は非常
に円滑な表面が得られる。以上の合併効果により、プレ
ス成形後表面特性の非常に優れた光学ガラス素子を得る
ことができる。
するまでに、ガラス塊下面が適切な温度まで冷却される
ので、成形下型の表面劣化を起こさず成形後のガラスと
の離型性も良くなる。またガスクッション作用による非
接触保持のため光学ガラス素子予備成形体の下面は非常
に円滑な表面が得られる。以上の合併効果により、プレ
ス成形後表面特性の非常に優れた光学ガラス素子を得る
ことができる。
【００７６】また、第２型部材の表面劣化が殆ど無いた
め、成形が完了した後第２型部材を光学ガラス素子予備
成形体を受ける工程へ繰り返し戻して待機させることに
より連続した一貫プロセスにより成形が行えるので、装
置の連続稼働が可能となり量産効率が飛躍的に向上し大
幅なコストダウンが可能となる。
め、成形が完了した後第２型部材を光学ガラス素子予備
成形体を受ける工程へ繰り返し戻して待機させることに
より連続した一貫プロセスにより成形が行えるので、装
置の連続稼働が可能となり量産効率が飛躍的に向上し大
幅なコストダウンが可能となる。
【００７７】加えて、割型構造にしたことにより第１型
部材はコンパクトな構成で機能するため大型装置は不要
となり、このため装置コストが下がり製品のコストダウ
ンがさらに可能となる。
部材はコンパクトな構成で機能するため大型装置は不要
となり、このため装置コストが下がり製品のコストダウ
ンがさらに可能となる。
【図１】オリフィスから溶融落下するガラス塊を受ける
第１型部材の構成例を示す模式図である。
第１型部材の構成例を示す模式図である。
【図２】第１型部材から第２型部材へガラス塊を移動さ
せる１例を説明する模式図である。
せる１例を説明する模式図である。
【図３】本発明に係る製造工程の１例を示す工程図であ
る。
る。
【図４】本発明に係る製造工程の別の例を示す工程図で
ある。
ある。
１ オリフィス ２ ガラス塊 ３ 多孔質部材 ４ ガス導入管 ５ 噴出ガス ６ 気密部材 ７ 開閉機構 ８ 第２型部材 ９ 成形室 １０ 光学ガラス素子予備成形体 １１ 成形用上型 １２ シャッター １３ シャッター １４ コンベア １５ コンベア １６ コンベア １７ ローラー １８ ヒーター １９ 内蔵ヒーター ２０ 光学ガラス素子 ２１ 吸着ハンド ２２ 成形室 ２３ シャッター ２４ 非酸化性ガス導入管 ２５ 非酸化性ガス排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 裕之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−132526（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−149433（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−77320（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−64532（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−16414（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03B 11/00
Claims (3)
- 【請求項１】 溶融させたガラスをオリフィスから落下
させる工程、該落下したガラスを、多孔質部材表面から
ガスを噴出するように構成され水平方向に開閉すること
のできる割型からなる第１型部材で受けて光学ガラス素
子予備成形体を得る工程、前記第１型部材を水平方向に
開くことにより光学ガラス素子予備成形体を第２型部材
に落下させる工程、第２型部材上に載置された光学ガラ
ス予備成形体をプレス成形して光学ガラス素子を得る工
程、を有してなる光学ガラス素子の製造方法。 - 【請求項２】 多孔質部材のガラスと接触する面を除く
周囲を気密部材で被覆し、該気密部材を貫通して多孔質
部材に達するガス導入管を一箇所又は複数箇所に設ける
請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】 少なくとも前記第２型部材上に載置され
た光学ガラス予備成形体をプレス成形して光学ガラス素
子を得る工程を非酸化性雰囲気中で実施する請求項１に
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129315A JP2986647B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129315A JP2986647B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340430A JPH06340430A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2986647B2 true JP2986647B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=15006540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5129315A Expired - Fee Related JP2986647B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986647B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5762673A (en) * | 1997-01-24 | 1998-06-09 | Hoya Precision Inc. | Method of manufacturing glass optical elements |
| US6370915B1 (en) * | 1997-05-20 | 2002-04-16 | Hoya Corporation | Method for supplying glass molding material to molds, and method for manufacturing glass optical elements |
| JP3869239B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2007-01-17 | Ｈｏｙａ株式会社 | 光学素子のプレス成形装置及び光学素子の製造方法 |
| FR2833255B1 (fr) * | 2001-12-11 | 2004-10-01 | Snc Eurokera | Procede et dispositif de production, a l'unite, de feuilles de verre lamine |
| DE102005046556B4 (de) * | 2005-09-28 | 2009-04-09 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von optischen Komponenten für Abbildungsoptiken aus der Schmelze |
| JPWO2007083718A1 (ja) * | 2006-01-19 | 2009-06-11 | 旭硝子株式会社 | 成型装置及び搬送品の搬送方法 |
| US20090007599A1 (en) * | 2006-02-23 | 2009-01-08 | Peter Muhle | Method and Device For Producing Technical Glass Parts For Optical Applications |
| JP2012082096A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Ohara Inc | ガラス成形体の製造方法、ガラス成形型及びガラス成形型用部品 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5129315A patent/JP2986647B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06340430A (ja) | 1994-12-13 |
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