JP2009107853A - 精密プレス成形用プリフォーム製造装置及び精密プレス成形用プリフォームの製造方法並びに光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化された装置でプリフォームを低コストで製造できる精密プレス成形用プリフォーム製造装置及びこの装置を用いた製造方法を提供すること。
【解決手段】
流出ノズルから連続的に流出する溶融ガラスを支持部材で受け、前記溶融ガラスを切断して溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて溶融ガラス塊の粘度を上げながら流出ノズルの直下に配置されない成形型近傍まで移動することにより、前記溶融ガラス塊を搬送し、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から成形型に移送することにより解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、光学素子の製造工程において、溶融ガラスからプリフォームを製造するプリフォーム製造装置及びその製造方法に関する。

近年、光学機器の小型軽量化が進み、光学機器の光学系を構成するレンズの枚数を減少させる目的でガラス製の非球面レンズが多く用いられるようになってきている。ガラス製の非球面レンズは、加熱軟化したガラスプリフォーム（以下、プリフォームとする）を高精度な成形面をもつ金型でプレス成形し、金型成形面の形状をプリフォームに転写して得る方法、すなわち、精密プレス成形によって製造されることが主流となっている。

この方法によれば、溶融ガラスからプリフォームを経て光学レンズを成形するため、板状のガラスから切断、加工、プレス、研削、及び研磨等の多段階の工程を経て光学レンズを製造する従来の方法に比べ、光学素子の寸法を高精度に保ち、かつ短時間に大量生産することができる利点がある。

上記精密プレス成形用のプリフォームを製造する方法については様々なものがあるが、近年、頻繁に使用される方法として、ノズルから溶融ガラス流を流出させ、溶融ガラス流を成形型で受け、その後、多孔質型上で浮上成形させる方法がある（特許文献１）。この方法は、研削・研磨等の冷間加工しないで滑らかな表面を有するプリフォームを、短時間かつ高歩留にて生産できるため、種々の光学ガラスにて、この方法が試みられている。

しかし、近年、非球面レンズ等の材料として要求される高屈折率ガラスをはじめ、かかる浮上成形が難しくなる傾向にある。すなわち、これら特殊な光学定数を有する光学ガラスでは、ノズルから失透を発生させずに流出させうる温度において粘度が低すぎる（いわゆる低粘性硝材）ことが多く、ガスによる浮上成形を用いて形状を調整しにくい。

かかる問題を解消するために、溶融ガラス流を成形型に移す前に、いったん支持部材上に保持し、成形に適した粘度になるまで冷却した後、成形型に移す方法が知られている（特許文献２）。

しかし、近年ますます溶融ガラスが低粘性化し、ノズルからの流出速度が格段に速くなるにつれ、一の流出ノズルに対し支持部材を予め複数待機させ、順次ガラス流を受け、すぐに高速又は速度を変えながら移動し、当該受け位置を別の支持部材に譲るといった、従来の装置では想定していないような、非常に複雑な動きが要求されるようになった。このような複雑な動きが要求される中で、支持部材の動きの自由度を格段に高め、かつその占有面積を少なくし、多くの支持部材を同一装置内に共存させることができるようなシステムが求められてきた。
特開２００２−９７０２３号公報 特開２００６−２６５０８５号公報

本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであり、小型化された装置でプリフォームを低コストで製造できる精密プレス成形用プリフォーム製造装置及びこの装置を用いた製造方法を提供することを目的とする。特に本発明の装置は、非常に低い粘度で流出される溶融ガラスを、複数の支持部材を用いて順次受け止め、それぞれ成形型に運び、精密プレス成形用プリフォームを製造する装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、支持部材と溶融ガラス塊を成形型へ移送させる手段（ガラス塊移送補助部材）を乖離させた位置に配置させたことにより、精密プレス成形用プリフォーム製造装置を小型化できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 流出ノズルから連続的に流出する溶融ガラスを支持部材で受け前記溶融ガラスを切断することにより、或いは前記流出ノズルから溶融ガラス流を滴下させ支持部材で受けることにより、溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら、前記流出ノズルの直下に配置されない成形型近傍まで移動することにより、前記溶融ガラス塊を移動させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（２） 前記支持部材にて受けた前記溶融ガラス塊は、前記支持部材とは乖離した位置に配置されたガラス塊移送補助部材により前記支持部材から前記成形型に移送される（１）に記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（３） 前記支持部材には３次元方向への移動するための移動手段が接続されており、前記移動手段の駆動により前記溶融ガラス塊を移動させる（１）又は（２）の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（４） 前記支持部材を複数設置し、前記複数の支持部材が溶融ガラスを順次受け止め、前記各支持部材がそれぞれ前記溶融ガラス塊を移動させた後、前記成形型に移し、かつ前記ガラス塊移送補助部材の数が前記複数の支持部材の数よりも少ないことを特徴とする（１）から（３）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（５） 前記ガラス塊移送補助部材の数が１である（４）に記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（６） 前記支持部材は、複数の部材により開閉可能に構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を前記支持部材に接触させることにより開閉させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する（１）から（５）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（７） 前記支持部材は、平面及び／又は曲面を有する一の平板状、棒状又は多角柱状部材により構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を、前記支持部材に接触させることにより傾斜、変形及び／又は回転させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する（１）から（６）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（８） 前記支持部材から前記成形型に移送される際の前記溶融ガラス塊の粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上である（１）から（７）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（９） 前記流出ノズルから流出した前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満である（１）から（８）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（１０） 前記支持部材は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる（１）から（９）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（１１） 前記成形型は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる（１）から（１０）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造方法。

（１２） （１）から（１１）のいずれかに記載の製造方法により製造されたプリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。

（１３） 溶融ガラス流を流出させる流出ノズルと、
流出ノズルから連続的又は不連続的に流出する溶融ガラスを受ける支持部材と、
前記支持部材に接続され、前記溶融ガラスを支持する前記支持部材を成形型近傍まで移動させる移動手段と、
溶融ガラス塊を成形する成形型と、を有し、
前記支持部材は、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら前記流出ノズルの直下に配置されない前記成形型近傍まで移動させることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（１４） 前記支持部材にて受けた前記溶融ガラス塊は、前記支持部材とは乖離した位置に配置されたガラス塊移送補助部材により前記支持部材から前記成形型に移送される（１３）の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（１５） 前記支持部材には３次元方向への移動可能な移動手段が接続されており、前記アームの駆動により前記溶融ガラス塊を移動させる（１３）又は（１４）の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（１６） 複数の前記支持部材が溶融ガラス流を順次受け止め、前記各支持部材がそれぞれ前記溶融ガラス塊を移動させた後、前記成形型に移し、かつ前記ガラス塊移送補助部材の数が前記複数の支持部材の数よりも少ないことを特徴とする（１３）から（１５）のいずれかの精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（１７） 前記ガラス塊移送補助部材の数が１である（１６）の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（１８） 前記支持部材は、複数の部材により開閉可能に構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を前記支持部材に接触させることにより開閉させることにより、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する（１３）から（１７）のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（１９） 前前記支持部材は、平面及び／又は曲面を有する一の平板状、棒状又は多角柱部材により構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を前記支持部材に接触させることにより傾斜、変形及び／又は回転することにより、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する（１３）から（１８）のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（２０） 前記支持部材から前記成形型に移動される際の前記溶融ガラス塊の粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上である（１３）から（１９）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造装置。

（２１） 前記流出ノズルから流出した前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満である（１３）から（２０）のいずれかの精密プレス成形用プリフォームの製造装置。

（２２） 前記支持部材は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる（１３）から（２１）のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（２３） 前記成形型は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる（１３）から（２２）のいずれかの精密プレス成形用プリフォーム製造装置。

（２４） （１３）から（２３）のいずれかに記載の製造装置により製造されたプリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造装置。

（２５） 流出ノズルから連続的に流出する溶融ガラスを支持部材で受け前記溶融ガラスを切断することにより、或いは前記流出ノズルから溶融ガラス流を滴下させ支持部材で受けることにより、溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら、前記流出ノズルの直下に配置されない精密プレス成形型近傍まで移動することにより、前記溶融ガラス塊を移動させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から精密プレス成形型に移送し、精密プレス成形する光学素子の製造方法。

（２６） 溶融ガラス流を流出させる流出ノズルと、
流出ノズルから連続的又は不連続的に流出する溶融ガラスを受ける支持部材と、
前記支持部材に接続され、溶融ガラスを支持する支持部材を成形型近傍まで移動させる移動手段と、
溶融ガラス塊を精密プレス成形する成形型を有する精密プレス成形装置と、を有し、
前記支持部材は、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら前記流出ノズルの直下に配置されない前記精密プレス成形型近傍まで移動させることを特徴とする光学素子の製造装置。

本発明によれば、支持部材とガラス塊移送補助部材を乖離した位置に配置したことにより、精密プレス成形用プリフォーム製造装置の設計における自由度が高くなり、また、装置を小型化できるようになる。

本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法は、流出ノズルから連続的に流出する溶融ガラスを支持部材で受け、前記溶融ガラスを切断することにより、或いは流出ノズルから溶融ガラス流を滴下させ支持部材で受けることにより、溶融ガラスを切断して溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて溶融ガラス塊の粘度を上げながら流出ノズルの直下に配置されない成形型近傍まで移動することにより、前記ガラス塊を搬送し、溶融ガラス塊を支持部材から成形型に移送することを特徴とする。

また、本発明の精密プレス成形用プリフォーム製造装置は、流出ノズルから連続的又は不連続的に流出する溶融ガラスを受ける支持部材と、支持部材に接続され、溶融ガラスを支持する支持部材を成形型近傍まで移動させる移動手段と、溶融ガラス塊を成形する成形型と、を有し、支持部材は、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を形成させ、支持部材上にて溶融ガラス塊の粘度を上げながら流出ノズルの直下に配置されない成形型近傍まで移動させることを特徴とする。

以下、本発明の精密プレス成形用プリフォーム製造装置及びその製造方法の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

［精密プレス成形用プリフォーム製造装置］
図１は、本発明の精密プレス用プリフォーム製造装置１００の概略を示した図である。本発明の精密プレス用プリフォーム製造装置１００は、溶融ガラスＡを図示しない溶融炉から流出させる流出ノズル２と、流出ノズル２から連続的に流出する溶融ガラスＡの一部（溶融ガラス塊Ｃ）を受け止める支持部材１と、支持部材１を把持しながら移動させる移動手段３と、移動手段３により移動された支持部材１を押し開いたり、支持部材１を傾かせ、変形させ及び／又は回転等させて溶融ガラス塊を成形型へ移送させるガラス塊移送補助部材４と、を含む。また、ガラス塊移送補助部材４により支持部材１から移送された溶融ガラス塊Ｃを受け止める複数の成形型５が設けられている。成形型５の位置は流出ノズル２の直下でない位置に配置される。

流出ノズル２は、図示しない溶融炉と接続されており、溶融炉にて溶解された溶融ガラスを流出させる。流出ノズル２は通電式の直接加熱や外部のヒーター等を用いた間接加熱、又はそれらの併用により、ガラス流温度及び粘度を調整できるようにすることが好ましい。この場合、流出ノズル２から流出される溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満となるように温度調整することが好ましい。無論、流出されるガラスの粘度は溶融ガラス流が切断及び成形できれば何ら限定されるものではない。しかし、後述の本発明の方法は、ｌｏｇηが１．０未満となるような低粘性硝材からガラス塊を浮上成形させる場合に、従来技術に比べ極めて有効である。

流出ノズル２又はその近傍には、一定時間ごとに溶融ガラスを所定の体積、又は所定の質量に分割できるようにセンサ等（図示せず）を設け、一定時間ごとに溶融ガラスが所定の体積、又は所定の質量を有するように流出を制御してもよい。

支持部材１は、流出ノズル２から流出されるガラス流を受け、形成した溶融ガラス塊Ｃの粘度を上昇させながら成形型５近傍まで移動させるために設けられる。

ここで、受け止める溶融ガラスの態様は連続流又は不連続流のいずれでもよい。例えば、溶融時に比較的粘度が高くなるガラスは、そのノズル先端部で自身の表面張力により液滴状の不連続流になってから支持部材１で受けることができる（滴下成形）。一方、溶融時に粘度が低くなるガラスは、表面張力による分離が難しく連続流になる。従って、支持部材で溶融ガラス流を受けた後に支持部材を急速に降下させることによりガラス流を強制的に切断し、ガラス塊を形成させる方法（突上成形）を使用することが好ましい。

また、溶融ガラスの粘度が低い場合には、上記ガラス流の流出速度が著しく速くなるため、ガラス流を突上成形する工程を効率的に進める必要がある。従って、本発明の精密プレス成形用プリフォーム製造装置１００では、複数の支持部材１を設け、これが順次ガラス流を受けとめることができる仕様となっていることが好ましい。これにより、連続的に流出する溶融ガラスＡから略一定量の溶融ガラスＡを連続的に各支持部材１で受け止めることができ、効率的に精密プレス成形用プリフォームを製造することができる。

すなわち、支持部材１がガラス流を受けている際に、他の支持部材１’がその近傍に待機し、支持部材１がガラス流を切断し成形型５へ移送を始めると同時に、次の支持部材１’がガラス流を受けるといったように、常に一の支持部材がガラス流を受けている状態が維持されることが好ましい。

支持部材１は流出ノズル２のほぼ直下でガラス流を受けることが好ましい。流出ノズル２と流出ノズル２のほぼ直下に移送された支持部材１との間には、可視光や赤外光等の光を射出する図示しない発光部や発光部からの光を検出する図示しないセンサ部を設け、流出ノズル２から溶融ガラスが流出されたことを検知できるようにしてもよい。

支持部材１は、溶融ガラス流を受け止め、溶融ガラス塊Ｃを支持できれば特に形状は限定されないが、例えば図１や特開平６−３４０４３０号に記載されるような、複数の部材による開閉可能な構成、或いは、平面及び／又は曲面を有する一の平板状、棒状又は特開２００４−３０００２０号に記載されるような、多角柱部材により構成されていることが好ましい。

支持部材１は、上記目的を達成できれば、材質等は特に限定されない。非多孔質材料からなる場合、溶融ガラスとの濡れ性が悪い材料から構成することが好ましく、例えば、グラファイト等の炭素系材料、窒化物と炭化物の複合材、耐熱金属表面を窒化処理したもの等公知の種々の材料を使用することができる。また、非多孔質材料の代わりに多孔質材料を使用してもよい。

一方、多孔質材料を用いて、支持部材１の受け面から気体を噴出させてもよく、少なくとも溶融ガラスＡを受ける面から噴出させることが好ましい。この場合、支持部材１の溶融ガラスＡを受ける面（受面）は、耐熱性の多孔質材料やステンレスを焼結したポーラスメタルで形成し、支持部材１の全面に渡って多数の微細孔が形成されているように形成させることが好ましい。なお、受面を除く部分には、微細孔からの気体の漏洩を防止するためにコーティングが施し、不要な微細孔が塞ぐこともできる。

支持部材１は、溶融ガラスＡの融着を防ぐために必要に応じて溶融ガラスとの濡れ性の悪い金属等でコーティングしてもよい。

支持部材１の内部には、図示しない気体供給室が設けられていてもよい。気体供給室から空気、不活性ガス等の気体が供給されると、多数の微細孔を通して気体が受面から外部に噴出する。これにより、溶融ガラス塊Ｃは冷却され、粘度が上昇する。また、気体が外部へと噴出することにより、溶融ガラス塊Ｃを浮上させることができる。

また、必要に応じて、支持部材１の内部に支持部材１を冷却するための水冷管（図示せず）を設けるようにしてもよい。水冷管には、冷却水を循環させるための冷却水供給管及び冷却水排出管が接続されている。

支持部材１上に受け止められた溶融ガラス塊Ｃは、成形型５に移されるまでの間に冷却され、粘度が高められる。ここで、成形型５に移される際に粘度が低すぎると浮上成形による形状の調節が困難になりやすい。従って、支持部材１から成形型５に移動される際の溶融ガラス塊Ｃの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上であることが好ましく、１．１以上であることがより好ましく、１．２以上であることが最も好ましい。

移動手段３は、複数の支持部材１を把持し移動させるために設けられる。移動手段３は、３次元方向へ移動可能な構造を有する複数のロボットアームを使用することが好ましい。なお、支持部材１の把持方法は特に限定されるものではなく、支持部材１を開閉させる機構を備える必要は無い。

ここで、支持部材１の移動は全て移動手段３の動きに依存する。すなわち突上成形時のガラス流切断に伴う動き、溶融ガラス塊Ｃを流出ノズル２近傍から成形型５近傍へ移動させる動きは、全て移動手段３を駆動によるものである。この場合、移動手段３、例えばロボットアームの動きは、予めプログラムを設定しておけば自由に支持部材１を移動させることができるので、流出成形型５やガラス塊移送補助部材４の設置箇所を任意の場所に設置させることができ、精密プレス成形用プリフォーム製造装置１００を小型化することができる。なお、複数の支持部材１にて効率よく溶融ガラスＡの一部（溶融ガラス塊Ｃ）を受け止め、成形型５に移送させた後、再度溶融ガラスＡの一部を受け止める作業を繰り返し行うために、支持部材１を少なくとも直線方向及び／又は円運動方向に移動させることが好ましい。

支持部材１の担持方法は、各支持部材１を離すことなく流出ノズル２の直下からガラス塊移送補助部材４の近傍まで担持しながら移送することができれば特に限定されない。担持方法の態様としては、例えば、特開平１−１４０７３８、特開平２−８３１８２、特開平２−８２５５０等の公知の文献に記載の方法を使用することができる。

なお、一定速度、或いは予め設定されたプログラムに従い適宜速度を変更させながら支持部材１を移動させることにより、略一定量の溶融ガラスＡを切断できるとともに、略一定量の溶融ガラス塊Ｃを得ることができる。また、溶融ガラス塊Ｃの粘度が低いうちは、移動する際の外力により変形しやすくなるので、溶融ガラス塊Ｃの形状を所望の形状に保つために、移動速度は適宜変更させることができる。

本発明の装置は、支持部材１から成形型５に溶融ガラス塊Ｃを移す際に、その動作をガラス塊移送補助部材４により行う。従来のガラス塊成形装置では、支持部材に開閉機構が連結されており、流出ノズルの直下に配置された支持部材にて溶融ガラスを受け、ガラス流出速度にあわせて、回転テーブル上に配置された成形型にガラス塊を落としていた。また、回転テーブルの回転運動もガラス流出速度に連動させ、流出から成形までを連動させた機械的作業により行っていた。しかし、本発明において想定しているような低粘性硝材を成形するためには、複数の支持部材１を用いて順次ガラス流を受け止め、高速或いは速度を変化させながらガラス塊を運ぶ必要性が生じていた。そこで本発明では、溶融ガラス塊Ｃを支持部材１から成形型５に移す機構を支持部材１と切り離し、乖離した別の場所に設けたガラス塊移送補助部材４により溶融ガラス塊Ｃを移すことにより、支持部材１の小型化と移動の自由度を格段に高めたのである。

ガラス塊移送補助部材４は、支持部材１とは乖離した位置であって、溶融ガラス塊Ｃを成形する成形型５の近傍にあり、かつ、支持部材１上の溶融ガラス塊Ｃを成形型５に移送する際、落下した溶融ガラス塊Ｃを成形型５で受け止めることができる箇所に設置される。ガラス塊移送補助部材４とは、支持部材１から成形型５へガラス塊Ｃを移す際に、支持部材１に作用して溶融ガラス塊Ｃを移送せしめる部材である。例えば、図１のように閉状態にある開閉式の支持部材１に対してガラス塊移送補助部材４を上部から接触させることにより、一時的に開閉式支持部材を開かせることができる。開閉式の支持部材１を用いる場合には、通常の状態では閉状態に維持する必要があるが、その場合、弾性体、磁力、形状記憶合金等による作用を用いてもよい。

また、前述のように支持部材１が、平面及び／又は曲面を有するような板状、棒状、多角柱状である場合には、ガラス塊移送補助部材４による作用、例えば接触することにより、支持部材１が傾斜、変形、及び／又は回転する。これにより、支持部材１上の溶融ガラス塊Ｃは落下し、落下した溶融ガラス塊Ｃを成形型５が受取ることにより、溶融ガラス塊Ｃを成形型５へ移送することができる。

ガラス塊移送補助部材４は、上記目的を実現できれば、その数は限定されるものではない。装置１００を小型化（コンパクト）にするために、支持部材１の数よりも少ないことが好ましく、１つであることがより好ましい。

ガラス塊移送補助部材４は、支持部材１と必ずしも接触させる必要は無い。例えば、磁石の引力を利用した開閉機構を備えている場合、ガラス塊移送補助部材４の先端部を支持部材１の磁石と異なる極性にすることにより、非接触状態でも、磁石の反発力を利用して支持部材１を開状態としてもよい。

成形型５は、移送された溶融ガラス塊Ｃを成形するために設けられており、複数個設置されていることが好ましい。成形型５は、流出ノズル２の直下でなければ、配置箇所は特に限定されない。

例えば、回転テーブル６上に配置された場合、複数の成形型５は、回転テーブル６が回転することにより、ガラス塊移送補助部材４の近傍に移動し、支持部材１から落下してくる溶融ガラス塊Ｃを受け止める。なお、成形型５は、公知の種々の成形型を使用することができる。

なお、図１では成形型５は回転テーブル６上に均等に配置されているが、成形型５の配置についてはこの態様に限定されるものではない。本発明においては移動手段３が自由に溶融ガラス塊Ｃを移動させることができるので、成形型５の配置自体あまり問題にならない。従って、成形型５は直線状に配置されていてもよいし、不規則に配置されていてもよい。また成形型５は従来装置の回転テーブルのように、流出ガラスの切断等の他機構と連動して移動する必要は全く無い。

溶融ガラス塊Ｃは、成形型５上で浮上成形により成形されることが好ましい。浮上成形の態様としては、特開平６−１２２５２６、特開平８−３１９１２４、特開平８−３２５０２１、特開２００２−３１０４３９等の公知の文献に記載の方法を使用することができる。また溶融ガラス塊Ｃは上述のような浮上成形でなくとも、例えば特開平６−４０７３０、特開平９−５２７２０、特開２０００−３０２４７３号公報に記載の方法により、上型を用いたプレスにより形状を調整してもよい。

また、溶融ガラス塊Ｃを浮上成形するために、成形型５は多孔質材料を使用し、少なくとも受面から気体を噴出させることができることが好ましい。成形型５の受面は、例えば、特開２００３−４０６３２号公報に記載されるような非多孔質材料からなる逆円錐形状であってもよい。

本発明のプリフォームの製造装置１００は、支持部材１ごとに移動方向を変更させることもできる。これにより、複数のガラス塊移送補助部材４を設置し、各ガラス塊移送補助部材４の近傍に支持部材１をそれぞれ移動させれば、作業効率を大幅に向上させることができる。

一方、成形型５として精密プレス成形用成形型を用い、支持体により冷却されたガラス塊を直接精密プレス成形型に移し、精密プレス成形を行ってもよい。

［精密プレス成形用プリフォームの製造方法］
本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法は、上述したプリフォーム製造装置１００を使用して行う。なお、上述した内容と重複する箇所は説明を省略する。

図２は、本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法の流れを示した図である。なお、図２では、説明の便宜上、支持部材１が開閉機構を備えている場合について図示しているが、これに限定されるものではない。

移動手段３（図２には図示せず）に把持されている支持部材１は、流出ノズル２の下方に移動し（図２（ａ））、連続的に流出する溶融ガラスＡを受け止める（図２（ｂ））。精密プレス成形用プリフォーム製造装置１００に複数の支持部材１が備えられている場合、例えば、図１に示すように連続的に流出される溶融ガラスＡを受け止めている支持部材１の下方に待機させ、溶融ガラスＡを受け止めている支持部材１が移動させるとともに、待機させた別の支持部材１を流出ノズル２付近まで上昇させながら溶融ガラスＡを受け止める。順次この作業を繰り返すことにより、効率的、かつ、迅速に精密プレス成形用プリフォームを製造することができる。なお、連続的に流出する溶融ガラスＡを連続的に複数の支持部材１にて受け止めることができれば、待機させる位置等は特に限定されない。

流出ノズル２から流出された溶融ガラスＡは、移動手段３に把持されている支持部材１の受面により受け止められ（図２（ｂ））、一定時間経過後、移動手段３によりガラス塊移送補助部材４の近傍へと移動するとともに、溶融ガラスＡが流出ノズル２の流出口と切断され一定量の溶融ガラス塊Ｃとなる（図２（ｃ））。移動手段３により移動する間、必要に応じて、支持部材１に設けられた図示しない気体供給室より気体が噴出し、溶融ガラス塊Ｃを冷却し粘度を上昇させる。

支持部材１は、溶融ガラス塊Ｃを冷却しながら、ガラス塊移送補助部材４の近傍へと移動し（図２（ｄ））、ガラス塊移送補助部材４が支持部材１と接触することにより、支持部材１上の溶融ガラス塊Ｃが成形型５上に落下し、成形型５が落下した溶融ガラス塊Ｃを受け止める（図２（ｅ））。

支持部材１が開閉機構を備えている場合は、溶融ガラス塊Ｃが成形型に移送されると閉状態となる（図２（ｆ））。

支持部材１に開閉機構がない場合、支持部材１にガラス塊移送補助部材４を例えば接触させ、支持部材１を傾斜、変形及び／又は回転等させることにより溶融ガラス塊Ｃを落下させ、成形型５が溶融ガラス塊Ｃを受取ることにより移送される。この場合、支持部材１のみ傾斜及び／又は回転させてもよく、移動手段３も一緒に傾かせ及び／又は回転させてもよい。

溶融ガラス塊Ｃを移送させた支持部材１は、移動手段３により再度流出ノズル２の直下へ移動し、流出ノズル２から連続的に流出される溶融ガラスＡを受け止め（図２（ｇ））、順次この工程を繰り返す。

また、成形型５によって受け止められた溶融ガラス塊Ｃは、成形型５上で浮上成形される（図２（ｇ））。成形したプリフォームは、その後、精密プレス成形装置により精密プレス成形がなされ、所望の光学素子が製造される。

また、成形型５として精密プレス成形用成形型を用い、直接精密プレス成形を行ってもよい。

本発明は主に精密プレス成形用プリフォームの製造方法及び製造装置にかかるものであるが、本発明の装置に公知の精密プレス成形装置を連結させて、溶融ガラス流から一貫して光学素子を製造することもできる。精密プレス成形装置の態様、及び連結機構、搬送機構の態様は何ら限定するものではない。

精密プレス成形用プリフォーム製造装置の概略を示す図である。 本発明の製造方法の概略を示した図である。

符号の説明

１００ 精密プレス用プリフォーム製造装置
１ 支持部材
２ 流出ノズル
３ 移動手段
４ ガラス塊移送補助部材
５ 成形型
６ 回転テーブル
Ａ 溶融ガラス
Ｃ 溶融ガラス塊

Claims (26)

1. 流出ノズルから連続的に流出する溶融ガラスを支持部材で受け前記溶融ガラスを切断することにより、或いは前記流出ノズルから溶融ガラス流を滴下させ支持部材で受けることにより、溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら、前記流出ノズルの直下に配置されない成形型近傍まで移動することにより、前記溶融ガラス塊を移動させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
2. 前記支持部材にて受けた前記溶融ガラス塊は、前記支持部材とは乖離した位置に配置されたガラス塊移送補助部材により前記支持部材から前記成形型に移送される請求項１に記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
3. 前記支持部材には３次元方向への移動するための移動手段が接続されており、前記移動手段の駆動により前記溶融ガラス塊を移動させる請求項１又は２に記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
4. 前記支持部材を複数設置し、前記複数の支持部材が溶融ガラスを順次受け止め、前記各支持部材がそれぞれ前記溶融ガラス塊を移動させた後、前記成形型に移し、かつ前記ガラス塊移送補助部材の数が前記複数の支持部材の数よりも少ないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
5. 前記ガラス塊移送補助部材の数が１である請求項４に記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
6. 前記支持部材は、複数の部材により開閉可能に構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を前記支持部材に接触させることにより開閉させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する請求項１から５のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
7. 前記支持部材は、平面及び／又は曲面を有する一の平板状、棒状又は多角柱状部材により構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を、前記支持部材に接触させることにより傾斜、変形及び／又は回転させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する請求項１から６のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
8. 前記支持部材から前記成形型に移送される際の前記溶融ガラス塊の粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上である請求項１から７のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
9. 前記流出ノズルから流出した前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満である請求項１から８のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
10. 前記支持部材は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる請求項１から９のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
11. 前記成形型は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる請求項１から１０のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の製造方法により製造されたプリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
13. 溶融ガラス流を流出させる流出ノズルと、
    流出ノズルから連続的又は不連続的に流出する溶融ガラスを受ける支持部材と、
    前記支持部材に接続され、前記溶融ガラスを支持する前記支持部材を成形型近傍まで移動させる移動手段と、
    溶融ガラス塊を成形する成形型と、を有し、
    前記支持部材は、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら前記流出ノズルの直下に配置されない前記成形型近傍まで移動させることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
14. 前記支持部材にて受けた前記溶融ガラス塊は、前記支持部材とは乖離した位置に配置されたガラス塊移送補助部材により前記支持部材から前記成形型に移送される請求項１３に記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
15. 前記支持部材には３次元方向への移動可能な移動手段が接続されており、前記アームの駆動により前記溶融ガラス塊を移動させる請求項１３又は１４に記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
16. 複数の前記支持部材が溶融ガラス流を順次受け止め、前記各支持部材がそれぞれ前記溶融ガラス塊を移動させた後、前記成形型に移し、かつ前記ガラス塊移送補助部材の数が前記複数の支持部材の数よりも少ないことを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
17. 前記ガラス塊移送補助部材の数が１である請求項１６に記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
18. 前記支持部材は、複数の部材により開閉可能に構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を前記支持部材に接触させることにより開閉させることにより、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する請求項１３から１７のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
19. 前記支持部材は、平面及び／又は曲面を有する一の平板状、棒状又は多角柱部材により構成されており、前記ガラス塊移送補助部材を前記支持部材に接触させることにより傾斜、変形及び／又は回転することにより、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から前記成形型に移送する請求項１３から１８のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
20. 前記支持部材から前記成形型に移動される際の前記溶融ガラス塊の粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上である請求項１３から１９のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造装置。
21. 前記流出ノズルから流出した前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満である請求項１３から２０のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォームの製造装置。
22. 前記支持部材は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる請求項１３から２１のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
23. 前記成形型は、少なくとも前記溶融ガラスを受ける面から気体を噴出させ、前記溶融ガラス塊を浮上させる請求項１３から２２のいずれかに記載の精密プレス成形用プリフォーム製造装置。
24. 請求項１３から２３のいずれかに記載の製造装置により製造されたプリフォームを精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造装置。
25. 流出ノズルから連続的に流出する溶融ガラスを支持部材で受け前記溶融ガラスを切断することにより、或いは前記流出ノズルから溶融ガラス流を滴下させ支持部材で受けることにより、溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら、前記流出ノズルの直下に配置されない精密プレス成形型近傍まで移動することにより、前記溶融ガラス塊を移動させ、前記溶融ガラス塊を前記支持部材から精密プレス成形型に移送し、精密プレス成形する光学素子の製造方法。
26. 溶融ガラス流を流出させる流出ノズルと、
    流出ノズルから連続的又は不連続的に流出する溶融ガラスを受ける支持部材と、
    前記支持部材に接続され、溶融ガラスを支持する支持部材を成形型近傍まで移動させる移動手段と、
    溶融ガラス塊を精密プレス成形する成形型を有する精密プレス成形装置と、を有し、
    前記支持部材は、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を形成させ、前記支持部材上にて前記溶融ガラス塊の粘度を上げながら前記流出ノズルの直下に配置されない前記精密プレス成形型近傍まで移動させることを特徴とする光学素子の製造装置。

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