JP5003603B2 - ガラスゴブの製造方法及びガラス成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスゴブの製造方法及びガラス成形体の製造方法に関し、より詳しくは、溶融ガラス滴を下型に滴下して製造するガラスゴブの製造方法及び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、ガラス素材を成形金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の１つとして、予め所定質量及び形状を有するガラスプリフォームを作製し、該ガラスプリフォームを成形金型とともにガラスが変形可能な温度まで加熱して加圧成形する方法（以下、「リヒートプレス法」ともいう）が知られている。

このようなリヒートプレス法に用いるガラスプリフォームは、従来、研削・研磨等の機械加工によって製造されてきたが、機械加工によるガラスプリフォームの作製には多大な労力と時間を要するという問題があった。そのため、下型に滴下ノズルから溶融ガラス滴を滴下してガラスゴブ（ガラス塊）を作製し、それを冷却、固化してガラスプリフォーム（ゴブプリフォーム）として用いる方法の検討が進められている。

また、下型に滴下ノズルから溶融ガラス滴を滴下してガラスゴブを作製し、該ガラスゴブが固化する前に、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）も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、成形金型等の加熱と冷却を繰り返す必要がなく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るので、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。

しかし、滴下ノズルから滴下できる溶融ガラス滴の大きさには限界があるため、特許文献１に記載された方法によっては、滴下可能な溶融ガラス滴の大きさを超えるガラスゴブやガラス成形体を製造することはできないという問題があった。

このような問題に対応するため、下型に、２滴以上の溶融ガラス滴を滴下し、その後、下型と上型とで加圧成形してガラス成形体を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭６１−１４６７２１号公報 特開昭６２−２９２６３５号公報

特許文献２の記載によれば、下型に、滴下ノズルから１滴目の溶融ガラス滴を滴下した後、同じ滴下ノズルから２滴目の溶融ガラス滴を滴下して、加圧成形を行う。この場合に、滴下ノズルから溶融ガラス滴が滴下する間隔（時間）は、滴下ノズルの温度（溶融ガラスの粘度）などの条件によって、ある程度は調整が可能である。通常は、滴下ノズルの温度を上げる（溶融ガラスの粘度を下げる）と、滴下の間隔は短くなり、滴下ノズルの温度を下げる（溶融ガラスの粘度を上げる）と、滴下の間隔は長くなる。

しかし、溶融ガラス滴の粘度が低すぎると、下型で受けた後に必要な厚みを維持することができなくなるため、滴下ノズルの温度を所定値以上に高くすることはできず、滴下の間隔がそれ以上短くなるように調整することは困難である。通常の条件の場合、滴下の間隔が５秒以上は必要となるため、特許文献２に記載された方法では、１滴目の溶融ガラス滴を滴下した後、５秒以上経過してから２滴目の溶融ガラス滴を滴下することになってしまう。

そのため、２滴目の溶融ガラス滴を滴下するまでに、先に滴下した１滴目の溶融ガラス滴は相当程度冷却が進んでしまい、下型に滴下した２つの溶融ガラス滴を十分に均質化することができないという問題があった。２つの溶融ガラス滴が十分に均質化されなければ、製造したガラス成形体等の内部品質（屈折率、歪みの状態など）に不均一な部分が残り、光学性能を大きく悪化させる原因となってしまう。

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、２滴以上の溶融ガラス滴を用いて、内部の均質性の高いガラスゴブやガラス成形体を製造することができる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． 下型の上に、第１の滴下ノズルから第１の溶融ガラス滴を滴下する工程と、
前記下型に滴下された前記第１の溶融ガラス滴の上に、第２の滴下ノズルから第２の溶融ガラス滴を滴下する工程と、を有することを特徴とするガラスゴブの製造方法。

２． 前記下型に前記第１の溶融ガラス滴を滴下してから、前記第２の溶融ガラス滴を滴下するまでの時間が、３秒以下であることを特徴とする前記１に記載のガラスゴブの製造方法。

３． 前記第１の溶融ガラス滴と前記第２の溶融ガラス滴は、同じ溶融槽から供給された溶融ガラスからなることを特徴とする前記１又は２に記載のガラスゴブの製造方法。

４． 前記下型に前記第１の溶融ガラス滴を滴下した後、
前記下型を移動して、前記第２の溶融ガラス滴の滴下経路上の位置に前記下型を配置することを特徴とする前記１〜３のうちいずれか１項に記載のガラスゴブの製造方法。

５． 前記下型に前記第１の溶融ガラス滴を滴下した後、
前記第２の滴下ノズルを移動して、前記第２の溶融ガラス滴の滴下経路上の位置に前記下型を配置することを特徴とする前記１〜３のうちいずれか１項に記載のガラスゴブの製造方法。

６． 前記１〜５のうちいずれか１項に記載のガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、
前記ガラスゴブが固化する前に、前記ガラスゴブを前記下型と上型とで加圧成形することを特徴とするガラス成形体の製造方法。

本発明においては、下型に、第１の滴下ノズルから第１の溶融ガラス滴を滴下した後、第１の滴下ノズルとは別の、第２の滴下ノズルから第２の溶融ガラス滴を滴下する。そのため、第１の溶融ガラス滴を滴下してから、短時間で第２の溶融ガラス滴を滴下することができ、２つの溶融ガラス滴を十分に均質化することができる。従って、２滴以上の溶融ガラス滴を用いて、内部の均質性の高いガラスゴブやガラス成形体を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１１を参照しつつ詳細に説明する。

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態であるガラスゴブの製造方法について図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるガラスゴブの製造方法のフローチャートである。また、図２〜図４は本実施形態で用いるガラスゴブの製造装置１０の模式図である。図２は、第１の溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ１０３）における状態を、図３は、第２の溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ１０５）における状態を、図４は、ガラスゴブを冷却・固化する工程（Ｓ１０７）における状態を、それぞれ示している。

図２〜図４に示すガラスゴブの製造装置１０は、溶融ガラスを滴下するための２つの滴下ノズル（第１の滴下ノズル２１、第２の滴下ノズル２２）と、滴下した溶融ガラス滴を受けるための下型１１とを備えている。第１の滴下ノズル２１と第２の滴下ノズル２２は、それぞれ、溶融ガラス５５を貯留する溶融槽２３に接続され、先端部より溶融ガラス滴が滴下するように構成されている。

本実施形態においては、第１の滴下ノズル２１と第２の滴下ノズル２２は、いずれも所定の位置で固定されている。一方、下型１１は、図示しない駆動手段によって、第１の滴下位置Ｐ１、第２の滴下位置Ｐ２及び待機位置Ｐ３の３つの位置の間を移動できるように構成されている。第１の滴下位置Ｐ１は、第１の滴下ノズル２１の下方にあって、第１の滴下ノズル２１から滴下する溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ１上に位置している。また、第２の滴下位置Ｐ２は、第２の滴下ノズル２２の下方にあって、第２の滴下ノズル２２から滴下する溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ２上に位置している。待機位置Ｐ３は、ガラスゴブ５３を冷却、固化するための位置であり、滴下経路Ｌ１、Ｌ２から外れた位置にある。

第１の滴下ノズル２１の下方、及び、第２の滴下ノズル２２の下方には、それぞれ、溶融ガラス滴が滴下したことを検知するためのセンサ１５が配置されている。センサ１５は、発光部１３と、発光部１３から出射した光を受光する受光部１４とによって構成されている。

また、下型１１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、下型１１の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒータや、下型１１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。

下型１１の材質は、溶融ガラスの受け型や成形金型として用いられている公知の材質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質として、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。

また、下型１１の耐久性向上や溶融ガラス滴との融着防止などのため、表面に被覆層を設けておくことも好ましい。被覆層の材料にも特に制限はなく、例えば、種々の金属（クロム、アルミニウム、チタン等）、窒化物（窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等）、酸化物（酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等）等を用いることができる。

中でも、クロム、アルミニウム、及びチタンのうち少なくとも１つの元素を含む被覆層を設けておくことが特に好ましい。これらの元素を含んだ膜は、大気中での加熱によって表面が酸化し、安定な酸化物の層が形成されるという特徴がある。クロム、アルミニウム、チタンの酸化物は、いずれも標準生成自由エネルギー（標準生成ギブスエネルギー）が小さく、非常に安定であるため、高温の溶融ガラス滴と接触しても容易に反応することがないという大きな利点を有している。

被覆層の成膜方法にも制限はなく、公知の成膜方法の中から適宜選択して用いればよい。例えば、真空蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等が挙げられる。

次に、本実施形態のガラスゴブの製造方法について、図１に示すフローチャートに従って各工程を順に説明する。

先ず、下型１１を予め所定温度に加熱しておく（工程Ｓ１０１）。下型１１の温度が低すぎると、ガラスゴブの下面（下型１１との接触面）に大きなしわが発生しやすく、また、急速に冷却されることによってワレやカン（クラック）が発生する場合がある。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラスと下型１１との間に融着が発生しやすく、下型１１の寿命が短くなるおそれがある。実際には、ガラスの種類や、形状、大きさ、下型１１の材質、大きさ、ヒータや温度センサの位置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、第１の滴下位置Ｐ１に下型１１を移動し（工程Ｓ１０２）、第１の滴下ノズル２１から第１の溶融ガラス滴５１を滴下する（工程Ｓ１０３）。第１の滴下ノズル２１を所定温度に加熱すると、溶融槽２３に貯留された溶融ガラス５５が自重によって流路を通過し、表面張力によって第１の滴下ノズル２１の先端部に溜まる。溜まった溶融ガラスが一定質量に達すると、先端部から自然に分離し、一定質量の第１の溶融ガラス滴５１が滴下する（図２参照）。

滴下する溶融ガラス滴の質量は、第１の滴下ノズル２１の先端部の外径等の条件によって微調整することが可能である。滴下できる溶融ガラス滴の最大質量は、ガラスの種類等によって異なるが、１ｇを超える溶融ガラス滴の滴下は、通常困難である。また、溶融ガラス滴の滴下間隔は、第１の滴下ノズル２１の内径、加熱温度等の条件によって調整することができる。通常は、５秒〜２０秒程度の滴下間隔とすることが好ましい。

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。

第１の溶融ガラス滴５１を滴下した後、第２の滴下位置Ｐ２に下型１１を移動する（工程Ｓ１０４）。本実施形態では、第１の溶融ガラス滴５１の滴下をセンサ１５によって検知し、所定のタイミングで下型１１を移動する。センサ１５は、発光部１３から出射した光を受光部１４で受光し、受光した光の強度を監視している。第１の溶融ガラス滴５１が、発光部１３と受光部１４の間の光路を通過すると、受光部１４に到達するはずの光が遮られて受光している光の強度が低下する。それにより、第１の滴下ノズル２１から第１の溶融ガラス滴５１が滴下したことを検知することができる。なお、発光部１３から出射する光の波長は特に限定されず、可視光であってもよいし、赤外線であってもよい。

第１の溶融ガラス滴５１の滴下を検知するためのセンサ１５は、このような光学式のセンサに限定されるものではなく、例えば、電波、音、温度等を利用する、公知の各種センサを適宜用いればよい。また、荷重センサ等によって、第１の溶融ガラス滴５１が下型１１に衝突したことを検知してもよい。

なお、下型１１に第１の溶融ガラス滴５１を滴下した後、第２の溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ２上の位置に下型１１を配置するための方法としては、下型１１を移動する方法の他、２つの滴下ノズル２１、２２を移動する方法や、下型１１と滴下ノズル２１、２２の両方を移動する方法を用いることができる。本実施形態のように、下型１１を移動する方法は、簡易な構成で、第２の溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ２上の位置に下型１１を配置することができ、装置全体を小型化できるというメリットがある。

次に、下型１１に滴下された第１の溶融ガラス滴５１の上に、第２の滴下ノズル２２から第２の溶融ガラス滴５２を滴下する（工程Ｓ１０５）（図３参照）。このように、第２の溶融ガラス滴５２は、第１の溶融ガラス滴５１を滴下した第１の滴下ノズル２１とは別の、第２の滴下ノズル２２から滴下する。そのため、第１の溶融ガラス滴５１を滴下してから、短時間で第２の溶融ガラス滴５２を滴下することができ、２つの溶融ガラス滴を十分に均質化することができる。

上述のように、１つの滴下ノズルで滴下する場合の滴下間隔は、最小でも５秒程度である。本実施形態では、第１の溶融ガラス滴を滴下してから、第２の溶融ガラス滴を滴下するまでの時間を、容易に５秒未満に調整することができ、ガラスゴブの均質性を向上させることができる。滴下した２つの溶融ガラス滴を十分に均質化するという観点からは、第１の溶融ガラス滴を滴下してから、第２の溶融ガラス滴を滴下するまでの時間は３秒以下であることが好ましく、２秒以下であることがより好ましい。一方、下型１１を高速で動かしすぎると、加速や減速の際の衝撃等によってガラスゴブの形状が不安定になる場合がある。そのため、第１の溶融ガラス滴を滴下してから、第２の溶融ガラス滴を滴下するまでの時間は、０．１秒〜３秒であることが好ましく、０．２秒〜２秒であることがより好ましい。

第１の溶融ガラス滴５１が滴下してから、第２の溶融ガラス滴５２が滴下するまでの時間は、例えば、いずれか一方の滴下ノズルにエアーを吹き付け、先端部に溜まった溶融ガラスを一旦強制的に除去することにより滴下のタイミングを変化させる方法や、いずれか一方の滴下ノズルの加熱温度を一定時間だけ変更させることにより滴下のタイミングを変化させる方法などによって、容易に調整することができる。

次に、待機位置Ｐ３に下型１１を移動する（工程Ｓ１０６）。ここでは、第２の滴下ノズル２２の下方に設置されたセンサ１５によって第２の溶融ガラス滴５２の滴下を検知し、所定のタイミングで下型１１を移動する。第１の溶融ガラス滴５１と第２の溶融ガラス滴５２とによって形成されたガラスゴブ５３は、下型１１の上で所定時間保持されることによって、冷却・固化する（工程Ｓ１０７）（図４参照）。

その後、固化したガラスゴブ５３を回収し（工程Ｓ１０８）、ガラスゴブ５３の製造が完成する。更に引き続いてガラスゴブ５３の製造を行う場合は、再度、第１の滴下位置Ｐ１に下型１１を移動し（工程Ｓ１０２）、以降の工程を繰り返せばよい。

なお、ここでは、２つの滴下ノズルから滴下した２滴の溶融ガラス滴を用いてガラスゴブ５３を製造する場合を例に挙げて説明したが、第２の溶融ガラス滴５２を滴下した後、更に続けて溶融ガラス滴を滴下し、３滴以上の溶融ガラス滴を用いてガラスゴブを製造してもよい。その場合、滴下した溶融ガラス滴を十分に均質化するという観点から、第１の溶融ガラス滴を滴下してから、最後の溶融ガラス滴を滴下するまでの時間が３秒以下であることが好ましく、２秒以下であることがより好ましい。

本実施形態の製造方法により製造されたガラスゴブ５３は、リヒートプレス法による各種精密光学素子の製造に用いるガラスプリフォームなどとして使用することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態であるガラスゴブの製造方法について図５〜図７を参照しながら説明する。図５は、本実施形態におけるガラスゴブの製造方法のフローチャートである。また、図６、図７は本実施形態で用いるガラスゴブの製造装置２０の模式図である。図６は、第１の溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ２０３）における状態を、図７は、第２の溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ２０５）における状態を、それぞれ示している。なお、上述の第１の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。

図６、図７に示すガラスゴブの製造装置２０は、溶融ガラスを滴下するための２つの滴下ノズル（第１の滴下ノズル２１、第２の滴下ノズル２２）と、滴下した溶融ガラス滴を受けるための下型１１とを備えている。第１の滴下ノズル２１と第２の滴下ノズル２２は、いずれも共通の溶融槽２３に接続され、同じ溶融槽２３から供給された溶融ガラスが、溶融ガラス滴として滴下するように構成されている。

本実施形態においては、下型１１は、所定の位置で固定されている。一方、第１の滴下ノズル２１及び第２の滴下ノズル２２は、溶融槽２３と一体化された状態で図の矢印方向に移動可能に構成されている。第１の滴下ノズル２１は、滴下位置Ｐ５と待機位置Ｐ４の間を移動し、第２の滴下ノズル２２は、待機位置Ｐ６と滴下位置Ｐ５の間を移動する。図６は、第１の滴下ノズル２１が滴下位置Ｐ５に配置され、第２の滴下ノズル２２が待機位置Ｐ６に配置された状態である。このとき、第１の滴下ノズル２１から滴下する溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ１上に下型１１が配置される。また、図７は、第１の滴下ノズル２１が待機位置Ｐ４に配置され、第２の滴下ノズル２２が滴下位置Ｐ５に配置された状態である。このとき、第２の滴下ノズル２２から滴下する溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ２上に下型１１が配置される。

また、滴下位置Ｐ５の下方には、溶融ガラス滴が滴下したことを検知するためのセンサ１５が配置されている。センサ１５は、発光部１３と、発光部１３から出射した光を受光する受光部１４とによって構成されている。

次に、本実施形態のガラスゴブの製造方法について、図４に示すフローチャートに従って各工程を順に説明する。

先ず、下型１１を予め所定温度に加熱しておく（工程Ｓ２０１）。加熱の条件等については、第１の実施形態の工程Ｓ１０１と同様である。

次に、第１の滴下ノズル２１を滴下位置Ｐ５に移動する（工程Ｓ２０２）。このとき、第２の滴下ノズル２２は、待機位置Ｐ６に配置される。この状態で、第１の滴下ノズル２１から第１の溶融ガラス滴５１を滴下する（工程Ｓ２０３）（図６参照）。

第１の溶融ガラス滴５１の滴下がセンサ１５によって検知された後、所定のタイミングで第２の滴下ノズル２２を滴下位置Ｐ５に移動する（工程Ｓ２０４）。このとき、第１の滴下ノズル２１は、待機位置Ｐ４に配置される。第１の実施形態の場合と異なり、本実施形態においては、２つの滴下ノズル２１、２２を移動することによって、第２の溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ２上の位置に下型１１を配置する。この場合、下型１１を移動する必要がないことから、移動の際の衝撃等によって、下型１１に滴下された第１の溶融ガラス滴５１が変形してしまうといった問題を回避できるというメリットがある。

次に、下型１１に滴下された第１の溶融ガラス滴５１の上に、第２の滴下ノズル２２から第２の溶融ガラス滴５２を滴下する（工程Ｓ２０５）（図７参照）。このように、第２の溶融ガラス滴５２は、第１の溶融ガラス滴５１を滴下した第１の滴下ノズル２１とは別の、第２の滴下ノズル２２から滴下する。そのため、第１の溶融ガラス滴５１を滴下してから、短時間で第２の溶融ガラス滴５２を滴下することができ、２つの溶融ガラス滴を十分に均質化することができる。また、本実施形態では、第１の溶融ガラス滴５１と第２の溶融ガラス滴５２は、同じ溶融槽２３から供給された溶融ガラス５５によって形成されていることから、２つの溶融ガラス滴の成分差がほとんど無く、内部の均質性が更に高いガラスゴブを製造することができる。

この後、第１の溶融ガラス滴５１と第２の溶融ガラス滴５２とによって形成されたガラスゴブは、下型１１の上で所定時間保持されることによって冷却・固化し（工程Ｓ２０６）、固化したガラスゴブを回収する（工程Ｓ２０７）ことによって、ガラスゴブの製造が完成する。更に引き続いてガラスゴブの製造を行う場合は、再度、第１の滴下ノズル２１を滴下位置Ｐ５に移動し（工程Ｓ２０２）、以降の工程を繰り返せばよい。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態であるガラス成形体の製造方法について、図８〜図１１を参照しながら説明する。図８は、本実施形態におけるガラス成形体の製造方法を示すフローチャートである。また、図９〜図１１は、本実施形態で用いるガラス成形体の製造装置３０の模式図である。図９は第１の溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ３０３）における状態を、図１０は第２の溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ３０５）における状態を、図１１は、下型と上型とでガラスゴブを加圧する工程（Ｓ３０７）における状態を、それぞれ示している。なお、上述の第１の実施形態、第２の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。

図９〜図１１に示すガラス成形体の製造装置３０は、図２〜図４に示したガラスゴブの製造装置１０に、溶融ガラス滴を加圧するための上型１２を付加したものである。上型１２は、図示しない駆動手段により、下型１１との間でガラスゴブを加圧する方向（図の上下方向）に移動可能に構成されている。また、下型１１及び上型１２は、所定温度に加熱できるように構成されている。高精度のガラス成形体を製造するためには、下型１１と上型１２とをそれぞれ独立して温度制御することができる構成であることが好ましい。

第１の実施形態と同様、第１の滴下ノズル２１と第２の滴下ノズル２２は、いずれも所定の位置で固定されている。一方、下型１１は、図示しない駆動手段によって、第１の滴下位置Ｐ１、第２の滴下位置Ｐ２及び加圧位置Ｐ７の３つの位置の間を移動できるように構成されている。第１の滴下位置Ｐ１は、第１の滴下ノズル２１の下方にあって、第１の滴下ノズル２１から滴下する溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ１上に位置している。また、第２の滴下位置Ｐ２は、第２の滴下ノズル２２の下方にあって、第２の滴下ノズル２２から滴下する溶融ガラス滴の滴下経路Ｌ２上に位置している。加圧位置Ｐ７は、上型１２と共にガラスゴブを加圧するための位置である。

次に、本実施形態のガラス成形体の製造方法について、図８に示すフローチャートに従って各工程を順に説明する。

先ず、下型１１及び上型１２を予め所定温度に加熱しておく（工程Ｓ３０１）。所定温度とは、第１の実施形態の工程Ｓ１０１の場合と同様であり、加圧成形によってガラス成形体に良好な転写面を形成できる温度を適宜選択すればよい。下型１１と上型１２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。

次に、第１の滴下位置Ｐ１に下型１１を移動し（工程Ｓ３０２）、第１の滴下ノズル２１から第１の溶融ガラス滴５１を滴下する（工程Ｓ３０３）（図９参照）。第１の溶融ガラス滴５１の滴下がセンサ１５によって検知された後、所定のタイミングで第２の滴下位置Ｐ２に下型１１を移動する（工程Ｓ３０４）。そして、下型１１に滴下された第１の溶融ガラス滴５１の上に、第２の滴下ノズル２２から第２の溶融ガラス滴５２を滴下する（工程Ｓ３０５）（図１０参照）。第２の溶融ガラス滴５２は、第１の溶融ガラス滴５１を滴下した第１の滴下ノズル２１とは別の、第２の滴下ノズル２２から滴下する。そのため、第１の溶融ガラス滴５１を滴下してから、短時間で第２の溶融ガラス滴５２を滴下することができ、２つの溶融ガラス滴は十分に均質化される。なお、工程３０２〜工程３０５の詳細については、第１の実施形態の場合と同様である。

次に、加圧位置Ｐ７に下型１１を移動し（工程Ｓ３０６）、上型１２を下方に移動して、下型１１と上型１２とでガラスゴブを加圧する（工程Ｓ３０７）（図１１参照）。２滴の溶融ガラス滴が一体となって形成されたガラスゴブは、加圧されている間に下型１１や上型１２との接触面からの放熱によって冷却され、固化してガラス成形体５４となる。加圧を解除しても、形成された転写面の形状が崩れない温度まで、ガラス成形体５４が冷却された後、加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体５４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。

ガラスゴブ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５４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を上方に移動してガラスゴブを加圧してもよい。また、上型１２と下型１１の両方を移動してガラスゴブを加圧してもよい。

その後、上型１２を上方に移動して退避させ、ガラス成形体５４を回収し（工程Ｓ３０８）、ガラス成形体５４の製造が完成する。更に引き続いてガラス成形体５４の製造を行う場合は、再び第１の滴下位置Ｐ１に下型１１を移動し（工程Ｓ３０２）、以降の工程を繰り返せばよい。

なお、ここでは、２つの滴下ノズルから滴下した２滴の溶融ガラス滴を用いてガラス成形体５４を製造する場合を例に挙げて説明したが、第２の溶融ガラス滴５２を滴下した後、更に続けて溶融ガラス滴を滴下し、３滴以上の溶融ガラス滴を用いてガラス成形体５４を製造してもよい。

また、本実施形態のガラス成形体５４の製造方法は、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５４を回収する前にガラス成形体５４の形状を検査する工程や、ガラス成形体５４を回収した後に下型１１や上型１２をクリーニングする工程等を設けてもよい。

本実施形態の製造方法により製造されたガラス成形体５４は、デジタルカメラ等の撮像レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、光通信用のカップリングレンズ等の各種光学素子として用いることができる。また、ガラス成形体５４を、リヒートプレス法により各種光学素子を製造するためのガラスプリフォームとして用いることもできる。

（実施例１〜３）
図９〜図１１に示したガラス成形体の製造装置３０を用い、図８に示したフローチャートに従ってガラス成形体５４を作製した。

ガラス材料はＴｇが５３０℃のリン酸系ガラスを用いた。第１の滴下ノズル２１と、第２の滴下ノズル２２は、いずれも白金製であり、先端部の外径はφ１０ｍｍとした。それぞれの先端部を１０５０℃に加熱し、それぞれ０．６ｇの溶融ガラス滴を滴下した。滴下間隔は５秒であった。一方の滴下ノズルにエアーを吹き付け、先端部に溜まった溶融ガラスを一旦強制的に除去する方法によって、第１の溶融ガラス滴５１が滴下してから、第２の溶融ガラス滴５２が滴下するまでの時間を、１秒（実施例１）、２秒（実施例２）、３秒（実施例３）の３通りに調整した。

図９〜図１１とは異なり、下型１１と上型１２の成形面はいずれも平面とし、両平面形状のガラス成形体５４が得られるように構成した。ガラス成形体の質量は１．２ｇであった。また、下型１１と上型１２の材質は、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料とした。下型１１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。

実施例１〜３のそれぞれの条件で作製したガラス成形体５４について、内部の均質性の評価を行った。均質性の評価は、干渉計を用いて、ガラス成形体５４を透過した透過光の干渉縞の乱れの最大値（Ｐ−Ｖ値）（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）で評価した。測定光の波長（λ）は６３３ｎｍであった。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜３のいずれの条件においても、Ｐ−Ｖ値が０．１λ未満であり、高い均質性を有していることが確認できた。特に、第１の溶融ガラス滴５１が滴下してから、第２の溶融ガラス滴５２が滴下するまでの時間が２秒以下の場合（実施例１、２）には、Ｐ−Ｖ値が０．０５λ未満であり、非常に良好であった。

（比較例）
実施例と異なり、第２の滴下ノズル２２を使用せず、第１の滴下ノズル２１から滴下した２滴の溶融ガラス滴を用いてガラス成形体の作製と評価を行った。溶融ガラス滴の滴下間隔は５秒であった。結果を表１に併せて示す。Ｐ−Ｖ値は０．３λと、実施例１〜３に比べて非常に大きく、均質性の高いガラス成形体を得ることはできなかった。

第１の実施形態におけるガラスゴブの製造方法のフローチャートである。 第１の実施形態で用いるガラスゴブの製造装置１０の模式図（第１の溶融ガラス滴を滴下する工程）である。 第１の実施形態で用いるガラスゴブの製造装置１０の模式図（第２の溶融ガラス滴を滴下する工程）である。 第１の実施形態で用いるガラスゴブの製造装置１０の模式図（ガラスゴブを冷却・固化する工程）である。 第２の実施形態におけるガラスゴブの製造方法のフローチャートである。 第２の実施形態で用いるガラスゴブの製造装置２０の模式図（第１の溶融ガラス滴を滴下する工程）である。 第２の実施形態で用いるガラスゴブの製造装置２０の模式図（第２の溶融ガラス滴を滴下する工程）である。 第３の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。 第３の実施形態で用いるガラス成形体の製造装置３０の模式図（第１の溶融ガラス滴を滴下する工程）である。 第３の実施形態で用いるガラス成形体の製造装置３０の模式図（第２の溶融ガラス滴を滴下する工程）である。 第３の実施形態で用いるガラス成形体の製造装置３０の模式図（下型と上型とでガラスゴブを加圧する工程）である。

符号の説明

１０、２０ ガラスゴブの製造装置
１１ 下型
１２ 上型
１５ センサ
２１ 第１の滴下ノズル
２２ 第２の滴下ノズル
２３ 溶融槽
３０ ガラス成形体の製造装置
５１ 第１の溶融ガラス滴
５２ 第２の溶融ガラス滴
５３ ガラスゴブ
５４ ガラス成形体
５５ 溶融ガラス
Ｌ１、Ｌ２ 滴下経路
Ｐ１ 第１の滴下位置
Ｐ２ 第２の滴下位置
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６ 待機位置
Ｐ５ 滴下位置
Ｐ７ 加圧位置

Claims (6)

1. 下型の上に、第１の滴下ノズルから第１の溶融ガラス滴を滴下する工程と、
   前記下型に滴下された前記第１の溶融ガラス滴の上に、第２の滴下ノズルから第２の溶融ガラス滴を滴下する工程と、を有することを特徴とするガラスゴブの製造方法。
2. 前記下型に前記第１の溶融ガラス滴を滴下してから、前記第２の溶融ガラス滴を滴下するまでの時間が、３秒以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラスゴブの製造方法。
3. 前記第１の溶融ガラス滴と前記第２の溶融ガラス滴は、同じ溶融槽から供給された溶融ガラスからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスゴブの製造方法。
4. 前記下型に前記第１の溶融ガラス滴を滴下した後、
   前記下型を移動して、前記第２の溶融ガラス滴の滴下経路上の位置に前記下型を配置することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のガラスゴブの製造方法。
5. 前記下型に前記第１の溶融ガラス滴を滴下した後、
   前記第２の滴下ノズルを移動して、前記第２の溶融ガラス滴の滴下経路上の位置に前記下型を配置することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のガラスゴブの製造方法。
6. 請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、
   前記ガラスゴブが固化する前に、前記ガラスゴブを前記下型と上型とで加圧成形することを特徴とするガラス成形体の製造方法。

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