JPH08245223A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受け型に受けた高温軟化状態のガラス塊を、
その高温状態のまま、プレス成形に供することで、受け
型上でのガラス塊の保持時間を短縮し、これによって、
流出ノズルからの無駄な溶融ガラスの流出量を低減し、
生産性を向上できるようにした光学素子の成形方法を提
供する。 【構成】 溶融るつぼで溶融した光学ガラスを大気雰囲
気中でノズルから流出する工程、所定量の溶融ガラスを
大気雰囲気中で受け型に受けて高温軟化状態のガラス塊
を得る工程、受け型の上の高温軟化状態のガラス塊につ
いて、その周囲の雰囲気を、大気雰囲気から非酸化性雰
囲気へと置換する工程、非酸化性雰囲気中でガラス塊を
上下一対の型部材の間に配置し、プレス成形して光学素
子成形品を得る工程、からなる光学素子の成形方法にお
いて、高温軟化状態のガラス塊を受け型に受けた直後
に、受け型に受けられた高温軟化状態のガラス塊の周囲
を加熱治具によって、外側の大気雰囲気から遮断するよ
うに覆い、その状態で、少なくとも大気中での、次工程
への搬送を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟化状態のガラスを成
形型でプレス成形して、レンズなどの光学素子を得る方
法に関し、特に、溶融るつぼで溶融したガラスをノズル
から流出して受け型に受け、受け型上で高温軟化状態の
ガラス塊を得ると共に、このガラス塊を成形型へと搬送
し、プレス成形する光学素子の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、軟化状態のガラスを成形型でプレ
ス成形して、レンズなどの光学素子を得る方法が、レン
ズの製造方法、特に、非球面レンズを安価に生産する方
法として注目され、その開発が進んでいる。このプレス
成形による光学素子の生産において、生産コストを下げ
るために、成形用ガラス素材のコストを下げる方法が開
発されてきた。

【０００３】当初の成形用ガラス素材としては、所望の
光学素子である非球面レンズに近似した形状に研磨され
たレンズを使用していたが、次いで、成形用ガラス素材
の研磨コストを下げるために、研磨コストが安価なボー
ル形状に研磨されたガラス素材を使用する成形方法が開
発された。ここで、成形用ガラス素材の表面を研磨して
いたのは、素材表面の外観欠陥を除去することが目的で
あった。

【０００４】すなわち、溶融ガラスをノズルから流出さ
せ、素材とする所望の大きさのガラス塊をガラス流から
切断する際に、切断刃で切断した部位のガラスに微小な
泡が巻き込まれる、所謂、シャーマークと呼ばれる外観
欠陥が生じる。そこで、このシャーマークを除去するた
めに、ガラスの表面部分を研削加工により除去し、その
後、研磨加工により表面を滑らかに加工していた。

【０００５】しかし、最近、このシャーマークを発生せ
ずに、溶融ガラス流からガラス塊を得る方法が開発され
た。この方法では、受け型に溶融ガラス流を受け、ガラ
ス量が所望の重量になった時に、受け型を下方に急降下
させ、ガラス流を引き伸ばすことにより切断し、シャー
マークの無いガラス塊を得ることができる。このように
して得られたガラス塊は、ガラス表面にシャーマークに
よる外観欠陥が無い点、および、ガラス表面が滑らかで
ある点で、研磨加工を必要とせず、そのまま光学素子成
形用素材として使用可能である。

【０００６】すなわち、研磨工程が不要になるので、こ
のようにして得られたガラス塊を成形用素材として使用
することにより、成形用ガラス素材のコストを下げるこ
とができる。

【０００７】そこで、このようにして得られたガラス塊
を成形用ガラス素材として使用する成形方法が開発され
た。この成形方法として、別工程で、予め製造しておい
たガラス塊を成形型の中に搬送し、成形型およびガラス
塊の温度をプレス温度まで加熱した後、プレス成形し、
その後、冷却し、光学素子成形品を成形型から取り出す
方法が、まず、開発された。

【０００８】次に、この成形方法における、ガラス塊を
プレス温度まで加熱する工程に要するコストを削減する
ため、溶融ガラス流を受け型に受けてガラス塊を得る工
程と、ガラス塊をプレス成形して光学素子成形品を得る
工程を合体した成形方法が開発された。すなわち、溶融
ガラス流から得られた高温の溶融ガラス塊を、高温の状
態のまま、成形型の中に搬送し、プレス成形する方法で
ある。

【０００９】この成形方法として、特開平４−３７６１
４号には、以下に示す工程からなる光学素子の成形方法
が開示されている。ここでは、溶融ガラス流から溶融ガ
ラス塊を第１の受け型に受ける工程、溶融ガラス塊の表
面を固化させる工程、ガラス塊を第１の受け型から第２
の受け型に置き換える工程、第２の受け型の上でガラス
塊をプレス成形に適した温度に再加熱する工程、ガラス
塊を成形型でプレス成形して光学素子成形品を得る工程
からなる成形光学素子の成形方法が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例である、特開平４−３７６１４号で開示されている
方法では、溶融ガラスから光学素子成形品をプレス成形
した場合、以下に示すような問題点があった。

【００１１】すなわち、この成型方法においては、溶融
るつぼの流出ノズルから流出する溶融ガラスを受け型に
受けて得られた、高温軟化状態のガラス塊を、大気に曝
した状態で、受け型の上に載せたまま搬送した場合、受
け型が、仮に、適当な温度（例えば、ガラス転移点温
度）まで加熱されている場合であっても、そのガラス塊
の周囲は、室温の大気雰囲気の状態になっているので、
ガラス塊は急激に冷却されてしまう。

【００１２】因みに、この成形方法では、第１の受け型
に受けた溶融ガラス塊の表面を固化させる工程、およ
び、第２の受け型の上でガラス塊を再加熱する工程に要
する時間が７分ないし２０分かかり、成形時間が非常に
長くなる。一方、溶融ガラスは、中断することなく、流
出ノズルから常に流出してくるので、これを受け型に受
けて溶融ガラス塊とする時以外では、その流出ノズルか
らの溶融流出ガラスは、廃棄されることになる。

【００１３】そこで、廃棄する溶融ガラスの量を少なく
するためには、多数の受け型を使用し、順次、流出ノズ
ル下に位置させるための大規模な成形装置を使用する必
要があり、装置コストが高くなってしまう。また、逆
に、装置コストを安くするために、少数の受け型を使用
した、コンパクトな成形装置で成形する場合、廃棄する
溶融ガラスの量が多くなり、材料コストが高くなってし
まう。

【００１４】すなわち、何れにしても、成形時間の長さ
と溶融ガラスの流出速度との対応が取れないことが原因
で、生産コストが高くなる欠点がある。

【００１５】

【発明の目的】本発明は、上記事情に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、受け型に受けた高温
軟化状態のガラス塊を、その高温状態のまま、プレス成
形に供することで、受け型上でのガラス塊の保持時間を
短縮し、これによって、流出ノズルからの無駄な溶融ガ
ラスの流出量を低減し、生産性を向上できるようにした
光学素子の成形方法を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、溶融るつぼで溶融した光学ガラスを大
気雰囲気中でノズルから流出する工程、所定量の溶融ガ
ラスを大気雰囲気中で受け型に受けて高温軟化状態のガ
ラス塊を得る工程、受け型の上の高温軟化状態のガラス
塊について、その周囲の雰囲気を、大気雰囲気から非酸
化性雰囲気へと置換する工程、非酸化性雰囲気中でガラ
ス塊を上下一対の型部材の間に配置し、プレス成形して
光学素子成形品を得る工程、からなる光学素子の成形方
法において、高温軟化状態のガラス塊を受け型に受けた
直後に、受け型に受けられた高温軟化状態のガラス塊の
周囲を加熱治具によって、外側の大気雰囲気から遮断す
るように覆い、その状態で、少なくとも大気中での、次
工程への搬送を行うことを特徴とする。

【００１７】

【作用】従って、高温軟化状態のガラス塊を受け型に受
けた直後に、受け型に受けられた高温軟化状態のガラス
塊の周囲を加熱治具で覆い、その内部でガラス塊を高温
状態に維持するので、高温軟化状態のガラス塊を、次工
程へと搬送した場合、受け型でガラス塊を保持する時間
が短縮でき、生産コストを低減し、生産性を向上でき
る。

【００１８】

【実施例】

（第１の実施例）図１には、本発明の第１の実施例の成
形方法を説明するための、成形装置の概要が示されてい
る。ここで、符号１は溶融るつぼ、２は受け型、３はガ
ラス塊、４は加熱治具、５は成形用下型部材、６は成形
用上型部材、７は光学素子成形品、８は成形室、９、１
０、１１は成形室８と大気雰囲気とを連結する置換室、
１２、１３、１４は置き台である。

【００１９】上記成形装置を用いて、光学素子を成形す
る本発明について以下に詳述する。溶融るつぼ１の内部
で溶融された光学ガラスは、溶融るつぼ１の下方に設置
された流出ノズルから流出する。ノズル出口の直下に位
置する受け型２の上に、所定量の溶融ガラスを受けた
後、この受け型２を下方に急降下させ、シャーマークの
無い高温軟化状態のガラス塊３を得る。

【００２０】この高温軟化状態のガラス塊３を得た後、
直ちに、カップ状の加熱治具４を上方から近づけ、その
外側の大気雰囲気から遮断するように、ガラス塊３の周
囲を覆った状態で、加熱治具４を受け型２の上に置く。
なお、加熱治具４は、受け型２の上に置かれる前に、加
熱装置（図示せず）によって、高温の状態、例えば、７
５０℃に加熱されている。

【００２１】このように、高温の加熱治具４により周囲
を覆われた状態で、高温軟化状態のガラス塊３は、受け
型２と共に置換室９の中へ搬送され、そこで、置換室内
部が大気雰囲気から窒素雰囲気へ置換される。その後、
直ちに、加熱治具４により周囲を覆われた状態のまま、
高温軟化状態のガラス塊３は、成形室８の中へ搬送され
る。

【００２２】成形室８の中に搬送された後、加熱治具４
は取り除かれ、高温軟化状態のガラス塊３は、成形用下
型部材５の上に搬送される。その後、直ちに、成形用上
型部材６を下降させ、高温軟化状態のガラス塊３をプレ
ス成形し、光学素子成形品７を得る。そして、光学素子
成形品７は、置換室１１を通って搬出される。

【００２３】次に、本実施例の態様で、光学素子の成形
方法を実施した事例について、以下に説明する。本発明
で用いる光学ガラスは、例えば、屈折率ｎ_d ＝１．５
８、アッベ数ν_d ＝６０の光学特性を持つガラスであ
り、また、そのガラス転移点温度は５００℃である。ま
た、本実施例で得た光学素子の形状は、直径：１４ｍ
ｍ、中心肉厚：５．５ｍｍ、光学面の曲率半径：１０ｍ
ｍおよび１３ｍｍの両凸形状レンズであり、その重量は
１．５ｇである。

【００２４】溶融るつぼ１内では、光学ガラスが１２０
０℃に加熱されている。そして、流出ノズルの温度を１
０５０℃に保つことにより、流出ノズルから１０００℃
の溶融光学ガラスを受け型２の上に流出させた。受け型
２は、多孔質系のカーボン材により作られており、ガラ
ス受け面は、凹形状に、半径：１２ｍｍの球面に加工さ
れている。なお、溶融光学ガラスを受ける前に、受け型
２はヒータ（図示せず）により６００℃に加熱されてい
る。

【００２５】流出ノズルから流出する溶融光学ガラス
を、事前に加熱された受け型２に受け、その溶融光学ガ
ラスの重量が１．５ｇに達した後、直ちに、受け型２を
下方に急下降させると、流出ノズル下に垂れ下がった溶
融光学ガラスが引き伸ばされ、これにより切断されるの
で、シャーマークの無い高温軟化状態のガラス塊３が得
られる。

【００２６】なお、本実施例では、受け型２で、溶融光
学ガラスから高温軟化状態のガラス塊３を得る間、受け
型２（多孔質系のカーボン材）の下面から上面へ、その
ポーラス部分を介して、７００℃に加熱された高温のＮ
₂ ガスを通過、供給している。これにより、高温軟化状
態のガラス塊３は、受け型２のポーラス部分を通って下
方から供給される高温のＮ₂ ガスの浮力により、上面か
ら若干浮上した状態（受け型２と非接触の状態）になっ
ている。

【００２７】このようにして得られた高温軟化状態のガ
ラス塊３を載せた受け型２は、適宜な搬送装置（図示せ
ず）により、置き台１２上に置かれ、その後、上方か
ら、別の適宜な搬送装置（図示せず）によって搬送され
た加熱治具４が下降して、高温軟化状態のガラス塊３を
囲むようにして、受け型２の上に置かれる。なお、この
実施例では、置き台１２上に置かれている状態の受け型
２に対しては、受け型の下からの高温のＮ₂ ガスの供給
は、行われていない。

【００２８】また、本実施例においては、加熱治具４
は、有頭円筒状（カップ）の形状をしており、特に、そ
の周辺壁部に比べ、その天井壁部が厚い構造になってい
る。また、この加熱治具４は、熱容量の大きなタングス
テン系の合金で作られている。加熱治具４は、また、加
熱装置（図示せず）により７５０℃の高温に加熱された
後、前述の搬送装置（図示せず）により、受け型２の上
に置かれる。

【００２９】このように、高温軟化状態のガラス塊３を
載せた受け型２の上に、高温に加熱された加熱治具４を
置き、高温軟化状態のガラス塊３の周囲を高温に加熱さ
れた加熱治具４で覆った状態のまま、この高温軟化状態
のガラス塊３を置換室９の内部へ搬送する。置換室９の
内部の置き台１３の上に、この受け型２を置いた後、置
換室９の内部の雰囲気を、大気雰囲気から窒素雰囲気へ
置換する。

【００３０】置換室９の内部の雰囲気が窒素雰囲気に置
換された後、この受け型２を、適宜な搬送装置（図示せ
ず）によって、窒素雰囲気の成形室８の中に搬送する。

【００３１】この受け型２を成形室８の中の置き台１４
の上に置いた後、受け型２の上に置かれていた加熱治具
４は、適宜な搬送装置（図示せず）により取り去られ、
この加熱治具４は、置換室１０を通って、外部へ搬出さ
れる。

【００３２】加熱治具４が取り除かれた後、直ちに、受
け型２の上に載っている高温軟化状態のガラス塊３を、
適宜な搬送装置（図示せず）で搬送し、成形用下型部材
５の上に置く。なお、この時のガラス塊３の温度は、ほ
ぼ６８０℃であった。また、高温軟化状態のガラス塊３
を成形用下型部材５の上に搬送した後、受け型２は、適
宜な搬送装置（図示せず）により取り去られ、置換室１
０を通って、外部へ搬出される。

【００３３】成形用下型部材５と成形用上型部材６の材
質は、例えば、超硬合金であり、光学機能面に対応する
成形面は凹形状に、下型部材５は半径：１３ｍｍ、上型
部材６は半径：１０ｍｍに研磨されており、その表面に
は、ダイヤモンド状カーボン膜がコーティングされてい
る。また、これら下型部材５および上型部材６は、予
め、５３０℃に加熱保持されている。

【００３４】而して、下型部材５の上に載せられた高温
軟化状態のガラス塊３を、２０００Ｎの力でプレス成形
したところ、５秒間でプレス成形が終了し、光学素子成
形品７が得られた。その後、２０秒間、光学素子成形品
７を、下型部材５の成形面と上型部材６の成形面に密着
させた状態に保持し、光学素子成形品７内の温度分布が
ほぼ均一になった後、上型部材６を上昇し、型開きをす
る。しかる後、得られた光学素子成形品７を置換室１１
を経由して、大気中へ搬出する。

【００３５】なお、本実施例の場合、その特有の効果
は、高温軟化状態のガラス塊の周囲を加熱治具で覆って
搬送しているので、直ちにプレス成形できる状態であ
り、従来のような加熱による温度上昇を待たず、成形型
に供給することができるから、成形時間が、例えば、５
秒程度に短縮できる点、また、ガラス塊の周囲を加熱治
具で覆って搬送しているので、大気中で搬送し、あるい
は、ガス置換中に、ガラス塊にゴミなどの異物が付着す
ることが無く、良好な外観のガラス塊を成形型に供給す
ることができる点などである。 （第２の実施例）図２には、本発明の第２の実施例の成
形方法を説明するための、成形装置が概略的に示してあ
る。ここで、符号１は溶融るつぼ、２は受け型、３はガ
ラス塊、４は加熱治具、５は成形用下型部材、６は成形
用上型部材、７は光学素子成形品、８は成形室、９、１
１は成形室８と大気雰囲気とを連結する置換室であり、
また、１２、１３は置き台、１５は置換室９の中に設置
された加熱治具である。

【００３６】次に、上記成形装置を用いた、光学素子の
成形方法を以下に順を追って説明する。溶融るつぼ１の
内部で溶融された光学ガラスは、溶融るつぼ１の下方に
設置された流出ノズルから流出する。ノズル出口の直下
に位置する受け型２の上に、所定量の溶融ガラスを受け
た後、この受け型２を下方に急降下させ、シャーマーク
の無い高温軟化状態のガラス塊３を得る点は先に第１の
実施例と同様である。この高温軟化状態のガラス塊３を
得た後、直ちに、加熱治具４を上方から近づけ、ガラス
塊３の周囲を覆った状態で、加熱治具４を受け型２の上
に置くが、加熱治具４は、受け型２の上に置かれる前
に、予め、適宜な加熱装置（図示せず）によって、高温
の状態に加熱されている。

【００３７】このように、高温の加熱治具４により周囲
を覆われた状態で、高温軟化状態のガラス塊３は、置換
室９の入口の手前の位置まで搬送される。そこで、加熱
治具４は取り除かれ、受け型２と高温軟化状態のガラス
塊３が、置換室９の中に搬送される。

【００３８】置換室９の中で、置換室９の内部に設置さ
れている加熱治具１５が、高温軟化状態のガラス塊３の
周囲を覆った状態になる。この状態で、大気雰囲気から
窒素雰囲気へ置換される。その後、直ちに、高温軟化状
態のガラス塊のみが、成形室８の内部の成形用下型部材
５の上に搬送される。その後、直ちに、成形用上型部材
６を下降させ、高温軟化状態のガラス塊３をプレス成形
し、光学素子成形品７を得るのである。その後、光学素
子成形品７は、置換室１１を通って外部に搬出される。

【００３９】次に、本実施例に基づいて、本発明の光学
素子の成形方法を具体的に実施した事例を挙げて説明す
る。ここで用いた光学ガラスは、例えば、その屈折率ｎ
_d ＝１．５８、アッベ数ν_d ＝６０の光学特性であり、
ガラス転移点温度は５００℃である。また、本実施例で
得た光学素子の形状は、直径：１４ｍｍ、中心肉厚：
５．５ｍｍ、光学面の曲率半径：１０ｍｍおよび１３ｍ
ｍの両凸形状レンズであり、その重量は１．５ｇであ
る。

【００４０】溶融るつぼ１内の光学ガラスは、予め、１
２００℃に加熱されている。そして、流出ノズルの温度
を１０５０℃に保つことにより、流出ノズルから１００
０℃の溶融光学ガラスを液滴状に流出させている。受け
型２は、多孔質系のカーボン材により作られており、ガ
ラス受け面は、凹形状に、半径：１２ｍｍの球面に加工
されている。また、溶融光学ガラスを受ける前に、受け
型２は、ヒータ（図示せず）により、予め６００℃に加
熱されている。

【００４１】そして、流出ノズルから流出する溶融光学
ガラスを、事前に加熱された受け型２に受け、受け型２
に受けた溶融光学ガラスの重量が１．５ｇに達した後、
直ちに、受け型２を下方に下降させ、流出ノズルから垂
れ下がった溶融光学ガラスを引き伸ばすことにより切断
し、シャーマークの無い高温軟化状態のガラス塊３を得
る。

【００４２】なお、本実施例では、受け型２で、溶融光
学ガラスから高温軟化状態のガラス塊３を得る間、受け
型２（多孔質系のカーボン材）の下面から上面へ、室温
のＮ ₂ ガスを供給している。すなわち、高温軟化状態の
ガラス塊３は、受け型２のポーラス部分を通って下方か
ら供給されるＮ₂ ガスの浮力により、上面から若干、浮
上した状態（受け型２と非接触の状態）になっている。

【００４３】このようにして、高温軟化状態のガラス塊
３を載せた受け型２は、適宜な搬送装置（図示せず）に
より、置き台１２上に置かれる。その後、適宜な搬送装
置（図示せず）によって搬送された加熱治具４が上方か
ら下降して、高温軟化状態のガラス塊３を囲むように、
受け型２の上に置かれる。なお、この置き台１２上に置
かれている状態の受け型２に対しては、型の下からのＮ
₂ ガスの供給を行わない。

【００４４】なお、本実施例において、加熱治具４は、
円筒状（カップ）の形状をしており、その周辺壁部に比
べ、その天井壁部が厚い構造になっている。また、この
加熱治具４は、熱容量の大きなタングステン系の合金で
作られている。また、本実施例において、この加熱治具
４は、適宜な加熱装置（図示せず）により、７５０℃の
高温に加熱された後、搬送装置（図示せず）により、受
け型２の上に置かれる。

【００４５】このように、高温軟化状態のガラス塊３を
載せた受け型２の上に、高温に加熱された加熱治具４を
置き、高温軟化状態のガラス塊３の周囲を、高温に加熱
された加熱治具４で覆った状態のまま、この高温軟化状
態のガラス塊３を置換室９の入口の直前まで搬送する。
置換室９の入口の直前において、加熱治具４は、搬送装
置（図示せず）により上方に取り除かれ、高温軟化状態
のガラス塊３を載せた受け型２が置換室９の中へ搬送さ
れる。

【００４６】置換室９の内部では、置き台１３に置かれ
た高温軟化状態のガラス塊３の上方から、別の加熱治具
１５が下降してきて、高温軟化状態のガラス塊３の周囲
を覆う。なお、この加熱治具１５は、タングステン系の
合金で作られており、その内部にヒータ（図示せず）を
内蔵しており、常時７００℃に加熱されている。

【００４７】その状態のまま、置換室９の内部の雰囲気
を、大気雰囲気から窒素雰囲気へ置換する。置換室９の
内部の雰囲気が窒素雰囲気に置換された後、加熱治具１
５を上昇させ、高温軟化状態のガラス塊３のみを、適宜
な搬送装置（図示せず）を用いて、窒素雰囲気に保たれ
た成形室８の内部に搬送し、成形用下型部材５の上に置
く。この時のガラス塊３の温度は、ほぼ６８０℃であ
る。

【００４８】なお、成形用下型部材５と成形用上型部材
６の材質は超硬合金であり、光学機能面に対応する成形
面は凹形状に、下型部材５は半径：１３ｍｍ、上型部材
６は半径：１０ｍｍに研磨されており、その表面にはダ
イヤモンド状カーボン膜がコーティングされている。

【００４９】これら下型部材５および上型部材６は、５
３０℃に加熱されている。しかして、下型部材５の上に
載せられた高温軟化状態のガラス塊５を、２０００Ｎの
力でプレス成形したところ、短い時間、例えば、５秒
で、プレス成形を終了して、所期の光学素子成形品７が
得られた。その後、２０秒間、光学素子成形品７を下型
部材５の成形面と上型部材６の成形面に密着させた状態
で保持し、光学素子成形品７内の温度分布がほぼ均一に
なった後、上型部材６を上昇し、型開きする。しかる
後、得られた光学素子成形品７を、置換室１１を経由し
て、大気中へ搬出するのである。

【００５０】なお、本実施例での特有の効果は、高温軟
化状態のガラス塊の周囲を加熱治具で覆って搬送してい
るので、直ちにプレス成形に供することができ、温度上
昇のための待ち時間が不要で、成形時間を短縮できる
点、また、装置構造が前述の実施例より単純化されてい
るので、装置コストが安くなる点などである。 （第３の実施例）図３は、本発明の第３の実施例を示す
概略図である。ここで、符号１は溶融るつぼ、２は受け
型、３はガラス塊、４は加熱治具、５は成形用下型部
材、６は成形用上型部材、７は光学素子成形品、８は成
形室、９、１１は成形室８と大気雰囲気とを連結する置
換室であり、１６は成形室８の中に設置された加熱装置
である。

【００５１】上記構成の光学素子成形装置を用いて実施
した本発明の光学素子の成形方法を以下に説明する。先
ず、溶融るつぼ１の内部で溶融された光学ガラスを、溶
融るつぼ１の下方に設置された流出ノズルから流出す
る。ノズル出口の直下に位置する受け型２の上に、所定
量の溶融ガラスを受けた後、この受け型２を下方に急降
下させ、シャーマークの無い高温軟化状態のガラス塊３
を得る。

【００５２】この高温軟化状態のガラス塊３を得た後、
直ちに、加熱治具４を上方から近づけ、ガラス塊３の周
囲を覆った状態で、受け型２の上に置く。なお、加熱治
具４は、受け型２の上に置かれる前に、適宜な加熱装置
（図示せず）によって、高温の状態に加熱されている。

【００５３】このように、高温の加熱治具４により周囲
を覆われた状態で、高温軟化状態のガラス塊３を、置換
室９の入口の手前の位置まで搬送し、そこで、加熱治具
４を取り除き、受け型２と高温軟化状態のガラス塊３と
を、置換室９の中に搬送する。置換室９の中では、大気
雰囲気から窒素雰囲気へ置換される。その後、直ちに、
ガラス塊３のみが、成形室８の内部に搬送される。成形
室８の内部では、加熱装置１６の内部に、このガラス塊
３が保持され、プレス成形に適した温度になるまで加熱
される。加熱装置１６で加熱された高温軟化状態のガラ
ス塊３は、成形室８の内部の成形用下型部材５の上に装
填される。その後、直ちに、成形用上型部材６を下降さ
せ、高温軟化状態のガラス塊３をプレス成形し、光学素
子成形品７を得る。この光学素子成形品７は、置換室１
１を通って外部に搬出される。

【００５４】次に、本実施例における成形の態様を以下
の事例について具体的に説明する。本発明で用いる光学
ガラスは、屈折率ｎ_d ＝１．５８、アッベ数ν_d ＝６０
の光学特性を持つガラスであり、そのガラス転移点温度
は５００℃である。また、本実施例で得た光学素子の形
状は、直径：１４ｍｍ、中心肉厚：５．５ｍｍ、光学面
の曲率半径：１０ｍｍおよび１３ｍｍの両凸形状レンズ
であり、また、その重量は１．５ｇである。

【００５５】溶融るつぼ１内の光学ガラスは、予め、１
２００℃に加熱されている。そして、流出ノズルの温度
を１０５０℃に保つことにより、流出ノズルから１００
０℃の溶融光学ガラスを液滴状に受け型２の上に流出さ
せる。受け型２は、超硬合金により作られており、ガラ
ス受け面は、凹形状に、半径：１２ｍｍの球面に研磨加
工されており、その表面には白金系の薄膜がコーティン
グされている。溶融光学ガラスを受ける前に、受け型２
は、ヒータ（図示せず）により４００℃に加熱されてい
る。

【００５６】流出ノズルから液滴状に流出する溶融光学
ガラスを、事前に加熱された受け型２に受け、その重量
が１．５ｇに達した後、直ちに、受け型２を下方に下降
させ、溶融光学ガラスを引き伸ばすことにより切断し、
シャーマークの無い高温軟化状態のガラス塊３を得る。

【００５７】このようにして、得られた高温軟化状態の
ガラス塊３を受け型２に載せ、この状態で、適宜な搬送
装置（図示せず）により置き台１２の上に置く。その
後、上方から、搬送装置（図示せず）によって搬送され
た加熱治具４を下降して、高温軟化状態のガラス塊３を
囲むように、受け型２の上に置く。

【００５８】なお、本実施例において、加熱治具４は、
円筒状（カップ）の形状をしており、その周辺壁部に比
べ、その天井壁部が厚い構造になっている。また、この
加熱治具４は、熱容量の大きなタングステン系の合金で
作られている。また、本実施例において、この加熱治具
４は、適宜な加熱装置（図示せず）により、５００℃の
高温に加熱された後、受け型２の上に置かれる。

【００５９】このように、高温軟化状態のガラス塊３を
載せた受け型２の上に、高温に加熱された加熱治具４を
置き、高温軟化状態のガラス塊３の周囲を、高温に加熱
された加熱治具４で覆った状態のまま、この高温軟化状
態のガラス塊３を置換室９の入口の直前まで搬送する。
置換室９の入口の直前において、加熱治具４を、搬送装
置（図示せず）により上方に取り除き、高温軟化状態の
ガラス塊３を載せた受け型２が、そのまま、置換室９の
中へ搬送される。

【００６０】高温軟化状態のガラス塊３を載せた受け型
２が、置換室９の中に搬送され、置き台１３に載置され
た後、置換室９の内部の雰囲気を、大気雰囲気から窒素
雰囲気へ置換する。置換室９の内部の雰囲気が窒素雰囲
気に置換された後、ガラス塊３のみを、適宜な搬送装置
（図示せず）を用いて、窒素雰囲気に保たれた成形室８
の内部に搬送し、そこに設置された加熱装置１６の内部
に保持する。

【００６１】加熱装置１６は、上下一対のハロゲンラン
プと反射鏡からなっており、ハロゲンランプから発生し
た赤外線は、反射鏡により集光され、加熱装置１６の内
部に保持されているガラス塊３を加熱できる構造になっ
ている。

【００６２】本実施例においては、加熱装置１６の内部
に搬送した時点のガラス塊３の温度は５００℃であり、
加熱装置１６により７００℃まで加熱している。このよ
うにして得られた高温軟化状態のガラス塊３は、適宜な
搬送装置（図示せず）によって、成形用下型部材５の上
に搬送される。

【００６３】なお、成形用下型部材５と成形用上型部材
６の材質は超硬合金であり、光学機能面に対応する成形
面は、凹形状に、また、下型部材５は半径：１３ｍｍ、
上型部材６は半径：１０ｍｍに研磨されており、その表
面には、ダイヤモンド状カーボン膜がコーティングされ
ている。

【００６４】これら下型部材５および上型部材６は、予
め、５３０℃に加熱保持されており、下型部材５の上に
載せられた高温軟化状態のガラス塊５を、２０００Ｎの
力でプレス成形したところ、短い時間、例えば、５秒
で、プレス成形が終了し、光学素子成形品７が得られ
た。その後、２０秒間、光学素子成形品７を下型部材５
の成形面と上型６の成形面に密着させた状態で保持し、
光学素子成形品７内の温度分布がほぼ均一になった後、
上型部材６を上昇し、型開きした。なお、得られた光学
素子成形品７は、置換室１１を介して、大気中へ搬出し
た。

【００６５】その結果、高温軟化状態のガラス塊の周囲
を加熱治具で覆って搬送し、さらに、成形室内で加熱装
置によりガラス塊を加熱しているので、直ちにプレス成
形できる温度が維持されるから、搬送後、直ぐに、ガラ
ス塊を成形型に供給できるので成形時間を短くでき、特
に、高温軟化状態のガラス塊を供給できるので、プレス
成形を、例えば、５秒という短い時間で行うことがで
き、また、受け型の構造が単純なので、装置コストが安
くなるなどの利益がある。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、溶融るつぼで溶融
した光学ガラスを大気雰囲気中でノズルから流出する工
程、所定量の溶融ガラスを大気雰囲気中で受け型に受け
て高温軟化状態のガラス塊を得る工程、受け型の上の高
温軟化状態のガラス塊について、その周囲の雰囲気を、
大気雰囲気から非酸化性雰囲気へと置換する工程、非酸
化性雰囲気中でガラス塊を上下一対の型部材の間に配置
し、プレス成形して光学素子成形品を得る工程、からな
る光学素子の成形方法において、高温軟化状態のガラス
塊を受け型に受けた直後に、受け型に受けられた高温軟
化状態のガラス塊の周囲を加熱治具によって、外側の大
気雰囲気から遮断するように覆い、その状態で、少なく
とも大気中での、次工程への搬送を行うので、直ぐにプ
レス成形できる高温のガラス塊を成形型に供給でき、成
形時間が短縮でき、生産コストが低減できるなどの効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を説明する図である。

【図２】本発明の第２の実施例を説明する図である。

【図３】本発明の第３の実施例を説明する図である。

【符号の説明】

１ 溶融るつぼ ２ 受け型 ３ ガラス塊 ４ 加熱治具 ５ 成形用下型部材 ６ 成形用上型部材 ７ 成形光学素子 ８ 成形室 ９、１０、１１ 置換室 １２、１３、１４ 置き台 １５ 加熱治具 １６ 加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 余語 瑞和 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融るつぼで溶融した光学ガラスを大気
   雰囲気中でノズルから流出する工程、所定量の溶融ガラ
   スを大気雰囲気中で受け型に受けて高温軟化状態のガラ
   ス塊を得る工程、受け型の上の高温軟化状態のガラス塊
   について、その周囲の雰囲気を、大気雰囲気から非酸化
   性雰囲気へと置換する工程、非酸化性雰囲気中でガラス
   塊を上下一対の型部材の間に配置し、プレス成形して光
   学素子成形品を得る工程、からなる光学素子の成形方法
   において、 高温軟化状態のガラス塊を受け型に受けた直後に、受け
   型に受けられた高温軟化状態のガラス塊の周囲を加熱治
   具によって、外側の大気雰囲気から遮断するように覆
   い、その状態で、少なくとも大気中での、次工程への搬
   送を行うことを特徴とする光学素子の成形方法。