JPH0859255A

JPH0859255A - 光学素子の成形方法及び装置

Info

Publication number: JPH0859255A
Application number: JP20068794A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tomita; 昌之冨田; Isamu Shigyo; 勇執行; Hiroyuki Kubo; 裕之久保; Tamakazu Yogo; 瑞和余語
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】プレス成形で得た光学素子に欠陥が発生する
ような、大きな変形をガラス塊に与えることなく、高温
軟化状態のガラス塊を吸着搬送装置の吸着部に吸着する
ことで、成形時間を短縮した上で、しかも、材料無駄や
後加工コストを低減し、全体として生産コストを安くす
るようにした、光学素子の成形方法及び装置を提供す
る。【構成】高温軟化状態のガラス塊を吸着搬送装置の吸
着部に吸着し、上下一対の型部材からなる成形型へ搬送
し、上下型部材の間に配置した上記ガラス塊をプレス成
形し、光学素子を得る成形方法及び装置において、吸着
部の圧力を低下させることで吸着部の先端に軟化状態の
ガラス塊を吸着させる吸着搬送装置が、ガラス塊を吸着
した状態で、吸着圧力を数段階に連続的・段階的に変化
するように、吸着初期の吸着圧力を強く、それ以降の吸
着圧力を弱くする吸着方法で制御され、軟化ガラス塊を
吸着し、成形型へ搬送することを特徴とする。

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、
上下一対の型部材よりなる成形型でプレス成形して、レ
ンズ等の光学素子を得る成形方法に関し、特に、高温軟
化状態のガラスを吸着搬送装置を用いて成形型に搬送
し、プレス成形する光学素子の成形方法及び装置に関す
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、レンズ等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、成形サイクル時間を短縮する方法が開発されて
きた。

【０００３】当初の成形方法は、室温において、上下一
対の型部材からなる成形型の中にガラス素材を入れ、窒
素雰囲気の加熱炉の中で、成形温度まで加熱し、プレス
成形し、その後、冷却してから成形型を炉外へ取り出
し、成形された光学素子を成形型から取り出す手順で成
形する方法であった。

【０００４】次に、成形サイクル時間を短縮するため
に、窒素雰囲気中において、ガラス転移点温度付近の温
度に保たれた成形型の中にガラス素材を搬入し、成形型
の温度をプレス温度まで上げることにより、ガラス素材
をプレス成形可能な温度にし、プレス成形し、その後、
冷却して、ガラス転移点温度付近の温度で型開きし、成
形された光学素子を成形型から搬出する成形方法が開発
された。

【０００５】この成形方法では、ガラス素材を成形型へ
搬入し、また、成形された光学素子を成形型から搬出す
る手段として、搬送装置が必要となるが、これには、装
置の構成が簡便であることから、真空吸着の手法によ
り、ガラス素材または成形された光学素子を吸着部に吸
着した状態で搬送する真空吸着搬送装置が使用されてい
る。例えば、特開昭６３−２９７２２９号には、真空吸
着搬送装置により、成形された光学素子を成形型から搬
出する方法が開示されている。また、この成形方法で
は、成形型の中に搬入されるガラス素材の温度が比較的
低いため、成形された光学素子の搬出に用いる真空吸着
装置を、あるいは、これと同様の装置を用いて、成形型
へのガラス素材の搬入が可能である。

【０００６】さらに、成形サイクル時間を短縮するため
に、プレス成形可能な温度のガラス素材を成形型の中に
搬入し、ただちにプレス成形する成形方法が開発され
た。この成形方法では、成形型の中に搬入されるガラス
素材の温度が高く、ガラス素材が軟化状態にあるため、
従来と同様に、真空吸着装置の吸着部の圧力を真空状態
にして、ガラス素材を吸着した場合、吸引力によりガラ
ス素材が変形してしまう虞がある。

【０００７】このような高温で軟化状態のガラス素材
を、吸引力による変形を回避した状態で真空吸着するよ
うにした吸着装置が、特開平１−１８３４２８号に開示
されている。この吸着装置では、その吸着部が、中心部
と周辺部とに分割されており、吸着時には周辺部の圧力
を中心部の圧力より低下させた状態で、高温で軟化状態
のガラス素材を吸着することにより、ガラス素材の中心
部の変形が少ない状況においてガラス素材の吸着搬送が
可能になる。

【０００８】図１０は、特開平１−１８３４２８号に開
示されている、真空吸着装置の概念的な構成を説明する
断面図である。同図において、吸着部は外側の円環５２
および内側の円環５３から成り、各円環の間の空間によ
って、周辺部５４が、内側の円環５３によって、中心部
５５が各々構成されている。高温で軟化状態のガラス素
材５を吸着している時、円環５２および５３の先端は、
ガラス素材５に接触している。その際、周辺部５４の圧
力を中心部５５の圧力より低下させた（中心部５５の圧
力を比較的高くする）状況に置くことで、高温で軟化状
態のガラス素材５を確実に吸着し、ガラス素材５の変形
を防止する。

【０００９】

【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１−１８３４２８号で開示されてい
る吸着装置により、高温で軟化状態のガラスを吸着した
場合、以下に示すような問題点があった。即ち、この従
来例において、ガラス素材５の温度が高い場合に吸着時
間を長くすると、図１１に示すように、吸着箇所の周辺
部５４に対応するガラス素材５の部分が盛り上がること
があるので、この周辺の盛り上がり部をレンズの光学有
効面の外に位置するように、ガラス素材５および円環５
２、５３の形状を選択していた。このようにすること
で、ガラス素材５の周辺の盛り上がり部が、プレス成形
後のレンズの光学有効面へ影響することを防止してい
た。

【００１０】しかし、この方法で成形すると、ガラス素
材５の直径は、レンズの光学有効径よりもかなり大きく
する必要があり、ガラス素材５をプレス成形した結果、
得られたレンズは、光学性能に寄与しない無駄な部分
を、光学有効径の外側に大きく残すことになる。勿論、
レンズの外周は、心取り加工することにより、外側の無
駄な部分を研削除去した後、レンズ鏡筒に組み込んでい
るが、上述の成形方法でプレス成形されたレンズは、そ
の直径が光学有効径よりかなり大きいから、心取り加工
によって研削除去する部分が増大し、心取り加工に時間
がかかり、生産コストが高くなる欠点がある。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、上記の従来例における
課題を解決するために、以下の目的を達成する光学素子
の成形方法を提供することにある。

【００１２】すなわち、本発明の第１の目的は、高温軟
化状態のガラス塊を吸着搬送装置に吸着し、上下一対の
型部材からなる成形型へ搬送し、上下型部材の間に配置
したガラス塊をプレス成形して、光学素子を得る成形方
法において、ただちにプレス成形できる程度に高温で軟
化状態のガラス塊を、吸着装置の吸着部に吸着した状態
で成形型内へ搬送する際に、そのプレス成形で得た光学
素子に欠陥が発生するような、大きな変形を上記ガラス
塊に与えることなく、上記吸着部に吸着することで、成
形時間を短縮した上で、しかも、材料無駄や後加工コス
トを低減し、全体として生産コストを安くするようにし
た、光学素子の成形方法を提供することである。

【００１３】また、本発明の第２の目的は、高温軟化状
態のガラス塊を吸着搬送装置に吸着し、上下一対の型部
材からなる成形型へ搬送し、上下型部材の間に配置した
ガラス塊をプレス成形して、光学素子を得る成形装置に
おいて、ただちにプレス成形できる程度に高温で軟化状
態のガラス塊を、吸着装置の吸着部に吸着した状態で成
形型内へ搬送する際に、そのプレス成形で得た光学素子
に欠陥が発生するような、大きな変形を上記ガラス塊に
与えることなく、上記吸着部に吸着することができるよ
うに構成した、光学素子の成形装置を提供することであ
る。

【００１４】この場合、高温軟化状態のガラス塊を、よ
り確実に吸着でき、かつ、吸着中の高温軟化状態のガラ
ス塊の変形を、より少なくすることは重要である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、光学素子を得る成形方法において、吸
着部の圧力を低下させることで吸着部の先端に軟化状態
のガラス塊を吸着させる吸着搬送装置が、ガラス塊を吸
着した状態で、吸着圧力を数段階に連続的・段階的に変
化するように、吸着初期の吸着圧力を強く、それ以降の
吸着圧力を弱くする吸着方法で制御され、軟化ガラス塊
を吸着し、成形型へ搬送することを特徴とする。

【００１６】また、本発明では、光学素子を得る成形装
置において、吸着部の圧力を低下させることで吸着部の
先端に軟化状態のガラス塊を吸着させる吸着搬送装置
が、ガラス塊を吸着した状態で、吸着圧力を数段階に連
続的・段階的に変化するように制御する制御手段を具備
することを特徴とする。

【００１７】

【作用】通常、光学素子を成形する方法においては、例
えば、受け型などの治具の上に載せられた高温軟化状態
のガラス塊に、吸着搬送装置の吸着部を上方から接近さ
せ、ガラス塊に近接した状態にし、その状態で、吸着部
の圧力を低下させることにより、高温軟化状態のガラス
塊を吸着搬送装置の吸着部に吸着させ、ガラス塊を吸着
した状態で、下型部材の上方に吸着搬送装置の吸着部を
移動させ、その位置で、吸着部の圧力を大気圧または正
圧になるまで増加し、吸着部に吸着していた高温軟化状
態のガラス塊を下型部材の上に落下させる。その後、吸
着搬送装置を下型部材の上から退去させた後、ただち
に、上型部材を下降させて、ガラス塊をプレス成形し、
その結果、光学素子を得る。

【００１８】しかして、本発明においては、高温軟化状
態のガラス塊を吸着した状態で、吸着部の圧力を数段階
に連続的・段階的に変化できるから、吸着初期の吸着圧
力を強く、それ以降の吸着圧力を弱くする吸着の制御
で、軟化ガラス塊を吸着し、成形型へ搬送するので、プ
レス成形して得た光学素子に欠陥が発生するような、大
きな変形を上記ガラス塊に与えることがない。

【００１９】なぜならば、このような、直ちにプレス成
形できる高温軟化状態のガラスの変形挙動は、粘性変形
によるもので、粘性変形における変形量は、粘性物体に
加えられた力の大きさと時間に比例して大きくなるから
である。すなわち、変形量を小さくするためには、加え
る力を小さくするか、力を加える時間を短くすれば良い
のである。換言すれば、本発明では、高温軟化状態のガ
ラス塊を吸着部に吸着した後、吸着圧力を弱くすること
で、ガラスに加わる力を小さくし、吸着中のガラス塊の
変形を小さくしているのである。

【００２０】一方、吸着開始時の吸着部の吸着圧力を弱
くすると、ガラス塊を吸着部に吸着できない場合があ
る。そこで、吸着開始時の吸着部の吸着圧力は強くし、
ガラス塊を吸着部に確実に吸着した後、ただちに、吸着
圧力を弱くするような制御がなされる。このようにする
ことで、ガラスに大きな力が加わる時間を短くし、吸着
中のガラス塊の変形を小さくしているのである。

【００２１】また、本発明では、高温軟化状態のガラス
塊を吸着搬送装置の吸着部に吸着し、上下一対の型部材
からなる成形型へ搬送し、上下型部材の間に配置したガ
ラス塊をプレス成形して、光学素子を得る成形装置とし
て、吸着部の圧力を低下させることにより、吸着部の先
端に軟化状態のガラス塊を吸着させる際、ガラス塊を吸
着した状態で、吸着圧力を数段階に連続的・段階的に変
化するように制御する制御手段を備えたことを特徴とす
る光学素子の成形装置を提供する。

【００２２】なお、これら本発明の構成において、高温
軟化状態のガラス塊が、溶融るつぼ内部で溶融した光学
ガラスをノズルから流出し、所定量の溶融ガラスを受け
型に受けて得た高温軟化状態のガラス塊である場合に
は、次のような過程で、光学素子の成形がなされる。

【００２３】即ち、溶融るつぼ内部に入れられたガラス
材料は、ヒータによりガラスの溶融温度以上に加熱さ
れ、溶融るつぼ内で溶融ガラスとなる。この溶融ガラス
は、溶融るつぼの壁部に設置された流出ノズルを通って
流出する。この溶融流出ガラスを受け型に受け、受け型
に受けたガラス重量が所定の重量になった時、流出ガラ
ス流から切断し、受け型の上に所定重量の高温軟化状態
のガラス塊を得る。この受け型の上の高温軟化状態のガ
ラス塊を吸着搬送装置の吸着部に吸着し、成形型の中に
搬送する。このようにして、下型部材の上に置かれた高
温軟化状態のガラス塊を、直ちにプレス成形して光学素
子を得るのである。ここでは、ガラス塊の吸着時におい
て、吸着初期の吸着圧力を強く、それ以降の吸着圧力を
弱くしている。

【００２４】この場合には、光学素子の材料となるガラ
ス塊を、溶融流出ガラス流から直接に得ているので、材
料コスト、すなわち、ガラス塊の生産コストを大幅に下
げることができる。また、溶融流出ガラス流から得られ
たガラス塊は、表面が滑らかなので、研磨加工を行わず
に、直ちに光学素子の成形素材とすることができるの
で、この点からも、材料コスト、すなわち、ガラス塊の
生産コストを下げることができる。また、光学素子の材
料として、溶融流出ガラス流から得たガラス塊を使うこ
とにより、一連の成形プロセス中において、プレス成形
前にガラス塊をプレス可能な温度まで再加熱する必要が
無いから、この点で生産コストを安くすることができ
る。

【００２５】また、本発明の成形において、高温で軟化
状態のガラス塊が、所定量の光学ガラス塊を、適宜な加
熱装置を用いて加熱軟化させて得たガラス塊である場
合、所定量の光学ガラス塊、例えば、所望の光学素子に
近似した形状に研磨されたガラスブランク、ボール形状
に研磨されたガラスブランク、または、溶融ガラス流か
ら得られたガラス塊として準備されるが、この所定量の
光学ガラス塊を加熱用の治具の上に置き、加熱用の治具
の上に置かれた光学ガラス塊を加熱装置を用いて加熱軟
化させ、この加熱された高温軟化状態のガラス塊を、吸
着搬送装置の吸着部に吸着し、成形型の中に搬送する。
このようにして、下型部材の上に置かれた高温軟化状態
のガラス塊を、直ちにプレス成形して光学素子を得る。
なお、ガラス塊の吸着時において、吸着初期の吸着圧力
を強く、それ以降の吸着圧力を弱くしている。

【００２６】ここでは、成形型の中に搬送されたガラス
塊の温度は、プレス成形可能な温度であり、成形型の中
に搬送されたガラス塊を、従来のように、プレス温度ま
で再加熱する必要がないので、成形時間を短くすること
ができ、生産コストを安くすることができる。

【００２７】なお、上述の本発明の態様として、吸着を
開始する時点で、高温軟化状態のガラス塊の粘度が１０
⁵ ｄＰａ・ｓ以上１０⁹ ｄＰａ・ｓ以下の範囲であり、
搬送に伴う吸着が終了する時点で、ガラス塊の粘度が１
０⁶ ｄＰａ・ｓ以上１０¹⁰ｄＰａ・ｓ以下の範囲にある
ことが望ましい。この場合、そのガラス塊の粘度は、プ
レス成形可能な範囲なので、そのガラス塊を下型部材の
上に置いた後、ただちにプレス成形することができるの
で、成形時間を短くすることができる。

【００２８】因みに、搬送に伴う吸着が終了する時点
で、ガラス塊の粘度が１０⁶ ｄＰａ・ｓより小さい場
合、ガラス温度が高いので、このガラス塊をただちにプ
レス成形するとガラスが成形型に融着してしまうことが
あるが、一方、搬送に伴う吸着が終了する時点で、ガラ
ス塊の粘度が１０¹⁰ｄＰａ・ｓより大きい場合、ガラス
温度が低いので、このガラス塊をただちにプレス成形す
るとガラスが破砕してしまうことがある。したがって、
この場合、プレスを成形する際に、下型部材の上に置か
れたガラス塊を、プレス成形可能な温度まで再加熱する
必要がある。

【００２９】そこで、搬送に伴う吸着が終了する時点で
ガラス塊の粘度が１０⁶ ｄＰａ・ｓ以上１０¹⁰ｄＰａ・
ｓ以下の範囲にあるためには、吸着を開始する時点で、
高温軟化状態のガラス塊の粘度が１０⁵ ｄＰａ・ｓ以上
１０⁹ ｄＰａ・ｓ以下の範囲である必要がある。すなわ
ち、吸着を開始する時点で、高温軟化状態のガラスの塊
の粘度が１０⁵ ｄＰａ・ｓより小さい場合、ガラスの粘
度が小さいため、本発明による成形方法で、このガラス
塊を吸着した場合でも、大きな変形が発生してしまうこ
とがある。一方、吸着を開始する時点で高温軟化状態の
ガラス塊の粘度が１０⁹ ｄＰａ・ｓより大きい場合、温
度が低いので、吸着搬送装置に吸着して成形型へ搬送す
る間に、ガラス塊の温度が下がり、プレス成形する際
に、下型部材の上に置かれたガラス塊を、プレス成形可
能な温度まで再加熱する必要がある。

【００３０】また、本発明の態様として、高温軟化状態
のガラス塊を吸着する時の初期の吸着力が、絶対圧力で
６００００Ｐａ以下であり、初期の吸着圧力により、高
温軟化状態のガラスを吸着している時間が、１０秒以下
であることが望ましい。この場合、高温軟化状態のガラ
ス塊の形状が不均一な場合でも、このガラス塊を吸着部
に確実に吸着することができる。一方、この強い吸着圧
力で高温軟化状態のガラス塊を吸着している時間は、１
０秒以下であり、この時間内に搬送吸着装置の吸着部の
吸着圧力は弱くなり、弱い吸着圧力で、ガラス塊を吸着
搬送装置の吸着部に吸着した状態において成形型内へガ
ラス塊を搬送すると、強い吸着圧力で高温軟化状態のガ
ラス塊を吸着している時間が短いので、吸着中のガラス
塊の変形を少なくすることができる。

【００３１】因みに、初期吸着圧力が、絶対圧力で６０
０００Ｐａより大きく吸着圧力が弱い場合、ガラス塊の
形状が不均一な場合やガラス塊の温度が高い場合にガラ
ス塊を吸着できない場合がある。また、強い吸着圧力に
より高温軟化状態のガラス塊を吸着している時間が１０
秒より長い場合、ガラス塊の変形量が大きくなり、この
ガラス塊をプレス成形した光学素子に欠陥が残ることが
ある。

【００３２】なお、初期吸着圧力の値および初期吸着圧
力で吸着する時間の最適値は、吸着時のガラス塊の温
度、形状、重量などを考慮して、実験的に求められる。
また、吸着圧力を弱くした後の、弱い吸着圧力の値の最
適値も、ガラス塊の温度、重量などを考慮して、実験的
に求められる。

【００３３】

【実施例】

（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例を説明
するための、装置断面の概略図である。同図において、
１は白金溶融るつぼ、２は白金溶融るつぼ１の内部で溶
融されている溶融光学ガラス、３は白金溶融るつぼ１の
周囲に設置されたるつぼ加熱用ヒータ、４は白金溶融る
つぼ１内で溶融された溶融光学ガラス２を流出するため
の流出ノズル、５は流出ノズル４から流出した溶融光学
ガラス２から得られた高温軟化状態のガラス塊、６は高
温軟化状態のガラス塊５を受けるための受け型、７は受
け型を昇降するための昇降棒である。

【００３４】また、８は光学素子成形用成形型の上型部
材、９は光学素子成形用成形型の下型部材、１０は上型
部材８および下型部材９を同心上に擦動案内するスリー
ブ状の胴型、１１はプレス成形用の油圧シリンダ、１２
は上型部材８と油圧シリンダ１１とを連結するプレス
軸、１３はガラス塊５を上型部材８と下型部材９とでプ
レス成形することによって得られる光学素子、１４はガ
ラス塊５を下型部材９の上に搬入するための吸着圧力を
数段階に連続的・段階的に変化できるようにした吸着搬
送装置、１５は上型部材８と下型部材９とでプレス成形
して得られた成形光学素子１３を搬出するための搬送装
置である。

【００３５】更に、１６は上型部材８と下型部材９から
なる一対の上記成形型を非酸化性雰囲気に保つための成
形室、１７はガラス塊５が置かれる雰囲気を大気雰囲気
から非酸化性雰囲気へ置換するために成形室１６に隣接
して設置された置換室、１８は成形された光学素子１３
が置かれる雰囲気を非酸化性雰囲気から大気雰囲気へ置
換するために成形室１６に隣接して設置された置換室、
また、１９は置換室１７と大気とを連絡する開閉口、２
０は置換室１７と成形室１６とを連絡する開閉口、２１
は置換室１８と成形室１６とを連絡する開閉口、２２は
置換室１８と大気とを連絡する開閉口である。

【００３６】また、図２には、本実施例における吸着搬
送装置の吸着圧力を変化するための、配管回路が示させ
ている。図２において、３０は吸着搬送装置の吸着部で
あり、３１は吸着用の負圧を発生するためのロータリー
式の真空ポンプであり、３２は真空ポンプ３１で発生し
た負圧を吸着搬送装置の吸着部３０に供給するための開
閉弁であり、３３は吸着部内の圧力を増加させるための
窒素ガスの供給部であり、３４は窒素ガスの供給部３３
から供給された窒素ガスを吸着搬送装置の吸着部３０に
供給するための開閉弁であり、３５は吸着搬送装置の吸
着部３０の吸着圧力を読むための圧力計である。

【００３７】上記構成の光学素子の成形装置を用いて、
次にその光学素子の成形方法を以下説明する。ここで
は、先ず、ガラス材料を白金溶融るつぼ１の中に投入
し、白金溶融るつぼ１の周囲に配置されたるつぼ加熱用
ヒータ３を用いて加熱し、ガラス材料を溶融し溶融光学
ガラス２を得る。溶融光学ガラス２は、白金溶融るつぼ
１の下方に設置された流出ノルズ４の先端から液滴状に
なって流出する。

【００３８】この場合、予め、受け型６を流出ノズル４
の直下に待機させた状態で、流出ノズル４の先端から液
滴状になって流出する溶融光学ガラス２を、上述の受け
型６に受け、受け型６に受けた溶融光学ガラス２の重量
が所望の重さに達した時、受け型６を支持している昇降
棒７を下方に移動させ、受け型６を下降することによ
り、溶融光学ガラス２をくびれさせることにより切断
し、シャーマークの無い高温で軟化状態のガラス塊５を
得る。高温軟化状態のガラス塊５を載せた受け型６は、
更に、置換室１７に隣接する位置まで下降する。

【００３９】次いで、置換室１７の開閉口１９を開け、
置換室１７の内部を大気雰囲気にする。高温で軟化状態
のガラス塊５を載せた受け型６を、適宜な搬送装置（図
示せず）を用いて、置換室内に搬送し、置換室内の所要
箇所に載置する。この搬送装置は、その後、置換室１７
の外へ退出し、開閉口１９が閉じられ、置換室１７は気
密に保たれる。そして、置換室１７内の雰囲気を非酸化
性ガス雰囲気へ置換する。

【００４０】大気雰囲気から非酸化性ガス雰囲気へと置
換された状態で、高温軟化状態のガラス塊５は、成形室
１６内に設置された吸着搬送装置１４の吸着部に吸着さ
れて、その状態で、置換室１７内の受け型６の上から持
ち上げられ、成形室１６内の下型９の上へと搬送され
る。すなわち、受け型６の上に載せられた高温軟化状態
のガラス塊５に、吸着搬送装置１４の吸着部を上方から
接近させ、ガラス塊５に近接した状態にする。その状態
で、吸着部の圧力を低下させることにより、高温軟化状
態のガラス塊５を吸着搬送装置１４の吸着部に吸着す
る。

【００４１】高温軟化状態のガラス塊５を吸着部に吸着
した後、吸着圧力を弱くする。ガラス塊で吸着部が塞が
れた状態では、弱い吸着圧力でも、ガラス塊５を吸着し
た状態が維持されるから、ガラス塊に変形を与えること
なく、下型部材９の上方に吸着搬送装置１４の吸着部を
移動させることができる。その位置で、吸着部の圧力を
正圧になるまで加圧し、吸着部に吸着していた高温軟化
状態のガラス塊５を下型部材９の上に落下させる。

【００４２】なお、ガラス塊５を下型部材９の上に搬送
した後、直ちに、開閉口２０が閉じられ、次に、開閉口
１９が開けられ、置換室１７内が大気雰囲気となる。そ
して、置換室１７の中に載置されている受け型６は、搬
送装置（図示せず）により外部大気中へと搬出される。

【００４３】その後、下型部材９の上に載置された軟化
状態のガラス塊５を、直ちに、上型部材８でプレス成形
することにより、所要形状に成形された光学素子１３を
得ることができる。この成形された光学素子１３は、搬
送装置１５を用いて、下型部材９の上から搬出される。

【００４４】この時、置換室１８の内部は、真空置換法
により、予め、非酸化性雰囲気に置換されており、開閉
口２１は開けられている。下型部材９の上から搬出され
た成形済みの光学素子１３は、開閉口２１を通って置換
室１８へと搬送され、置換室１８の中に載置される。そ
の後、置換室１８の開閉口２１が閉じられ、続いて、開
閉口２２が開けられ、置換室１８内は大気雰囲気にな
る。そして、搬送装置（図示せず）を用いて、置換室１
８内に載置された光学素子１３を、開閉口２２を通って
大気中へと搬出するのである。

【００４５】なお、成形された光学素子１３を外部大気
中へと搬出した後、直ちに、開閉口２２を閉じ、排気口
（図示せず）から置換室１８の内部の大気を排気し、真
空状態にまで減圧した後、排気を終了し、非酸化性ガス
供給口（図示せず）から非酸化性ガスを成形室１８の中
に供給し、成形室１８を非酸化性雰囲気へ置換する。こ
の発明での光学素子の成形は、実際には連続的に行われ
る。

【００４６】続いて、本発明に係わる光学素子の成形方
法を、より具体的な実施例で説明する。本発明で用いた
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、この光学ガラスの
ガラス転移点温度は５００℃である。また、本実施例で
得た光学素子は、直径：１４ｍｍ、中心肉厚：５．５ｍ
ｍ、光学面の曲率半径：１０ｍｍ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。

【００４７】白金溶融るつぼ１内の溶融ガラス２は、る
つぼ加熱用ヒータ３により１２００℃に加熱されてい
る。そして、流出ノズル４の温度を１０５０℃に保持す
ることにより、流出ノズル４から溶融ガラス２を液滴状
に流出することができる。この液滴状に流出した溶融ガ
ラス２の温度は１０００℃であった。

【００４８】受け型６は、カーボン系の材料により作ら
れており、ガラス受け面は凹形状で、半径：１０ｍｍの
球面に加工されている。また、溶融ガラス２を受ける前
に、受け型６はヒータ（図示せず）により６００℃に加
熱されている。

【００４９】流出ノズル４から液滴状に流出する溶融ガ
ラス２を、事前に６００℃に加熱された受け型６で受
け、溶融ガラス２の重量が１．５ｇに達した後、直ち
に、受け型６を下方に下降させ、溶融ガラス２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５を得た。この高温軟化状態のガラス塊５
を載せた受け型６を、直ちに、置換室１７の中へ搬入し
た。なお、以上説明した、ガラスを溶融する工程、ガラ
スを流出する工程、ガラス塊を受ける工程は、全て大気
中で行われた。

【００５０】続いて、置換室１７において、大気雰囲気
から非酸化性雰囲気への置換が行われる。なお、本実施
例では、非酸化性雰囲気として窒素雰囲気が使われた。
置換工程が終了した時点における、ガラス塊５の温度は
６８０℃であった。

【００５１】置換室１７の置換が終了した後、ただちに
開閉口２０が開き、成形室１６の内部に待機していた吸
着搬送装置１４が、開閉口２０を通って置換室１７の内
部に入ってくる。置換室１７の内部に入った吸着搬送装
置１４は下降し、置換室１７の内部に置かれた受け型６
の上方に到り、吸着搬送装置１４の吸着部３０は、その
受け型の上に載せられた高温軟化状態のガラス塊５の上
方０．３ｍｍの位置で停止した。この吸着直前の状態に
おいて、ガラス塊５の温度は６６０℃であり、この状態
のガラスの粘度は１０^6.6 ｄＰａ・ｓであった。一方、
この時、吸着部３０は、その内部に設置されたヒータ
（不図示）により５５０℃に加熱されている。

【００５２】この状態で、負圧供給用の開閉弁３２を開
け、吸着部３０の内部を減圧状態にし、ガラス塊５を吸
着部３０に吸着させた。図３は、ガラス塊５を吸着した
状態の吸着部３０を説明する図であり、３６は吸着部３
０を構成する円環部材である。ガラス塊５を吸着部３０
に吸着した状態において、ガラス塊５の温度が高く、粘
度が低いので、ガラス塊５と円環部材３６が密着した状
態で接触し、吸着部３０の内部および図２で説明した配
管系の内部は、気密状態に保たれる。

【００５３】ガラス塊５を吸着部３０に吸着し、吸着部
３０の内部の吸着圧力が絶対圧力で２００００Ｐａまで
減少した後、負圧供給用の開閉弁３２を閉じた。この状
態においても、吸着部３０の内部は気密に保たれている
ので、吸着部３０の内部の吸着圧力が絶対圧力で２００
００Ｐａに保たれている。吸着開始から１秒経過するま
で、この状態のまま保持した後、窒素ガス供給開閉弁３
４を開け、吸着部３０の内部に窒素ガスを供給し、吸着
部３０の内部の圧力を高め、窒素ガス供給開始から２秒
後に、吸着部３０の内部の圧力が絶対圧力で８００００
Ｐａまで上昇した時点で、窒素ガス供給開閉弁３４を閉
じ、その後、吸着部３０の内部の圧力が絶対圧力で８０
０００Ｐａに保った状態で、ガラス塊５を吸着部３０に
吸着し続けた。

【００５４】一方、吸着搬送装置１４は、ガラス塊５を
吸着して１秒経過した時点から、ガラス塊５を吸着部３
０に吸着した状態で、置換室１７の内部の受け型６の上
から、成形室１６の内部の下型部材９の上へと移動を開
始し、移動開始後から５秒後に、下型部材９の上方１ｍ
ｍの位置にガラス塊５を吸着した吸着部３０が到着し
た。

【００５５】下型部材９の上方に吸着部３０が到着し、
１秒が経過した後、窒素ガス供給開閉弁３４を開け、吸
着部３０の内部の圧力を上昇した。吸着部３０の内部の
圧力が１２００００Ｐａに達した時、吸着部３０に吸着
していた高温軟化状態のガラス塊５は、吸着部３０から
落下し、下型部材９の上に載せられた。この時のガラス
塊５の温度は６４５℃であり、この状態のガラスの粘度
は１０^7.0 ｄＰａ・ｓであった。

【００５６】本実施例における高温軟化状態のガラス塊
５を吸着した状態における、吸着部３０の内部の吸着圧
力の変化および負圧供給用の開閉弁３２の開閉タイミン
グおよび窒素ガス供給用の開閉弁３４の開閉タイミング
は、図４に示されている。ここでは、成形室１６の内部
の圧力は、絶対圧力で１１００００Ｐａに保たれてい
る。

【００５７】図５は、本実施例による吸着搬送が終了
し、下型部材の上に載せられたガラス塊５の形状を説明
する図であり、ガラス塊５の上面の最外周部に、吸着部
３０を構成する円環部材３６との接触により発生した僅
かの凹みがあるのみであり、プレス成形して得た光学素
子に欠陥が発生するような大きな変形をガラス塊５に発
生していないことがわかる。

【００５８】このようにして、高温軟化状態のガラス塊
５は、上下一対の型部材からなる成形型の、その下型部
材９の上に置かれた。なお、ここで、上型部材８および
下型部材９の材質は超硬合金であり、光学面成形面は凹
形状に、上型部材８は半径：１０ｍｍ、下型部材９は半
径：１３ｍｍに、それぞれ研磨されており、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。

【００５９】これら上型部材８および下型部材９は、５
３０℃に加熱保持されている。また、下型部材９の上に
載せられたガラス塊５のプレス成形直前の温度は６４０
℃であった。そして、２０００Ｎの力でガラス塊５をプ
レス成形したところ、５秒でプレス成形は終了し、所要
の光学素子１３が得られた。その後、２０秒間、光学素
子１３を上型部材８と下型部材９に密着させた状態で保
持し、光学素子１３内の温度分布にバラツキが無くなっ
た後、上型部材８を上昇し、型開きした。次いで、成形
された光学素子１３を置換室１８へ搬送し、開閉口２２
から大気中へ搬出した。

【００６０】上述の実施例による光学素子の成形は、６
０秒タクトで連続的に行われる。そして、得られた光学
素子は、外観上の欠陥も無く、光学面の面精度も優れた
ものであった。このような本実施例に特有の効果として
は、溶融ガラスから光学素子を得るのに連続性が保た
れ、一貫生産であるから、材料コストを安くできる点、
ガラス塊を加熱するプロセスが無いので、加熱に要する
コストを削減できる点、プレスできる高温のガラス塊
を、直接、成形型に供給することができるので、成形タ
クトタイムが短くなり、生産コストを安くできる点、高
温軟化状態のガラス塊を、吸着による変形をもたらすこ
となく、しかも、確実に吸着できる点、および、成形し
て得られた光学素子には外観上の欠陥が無い点、などが
挙げられる。（第２の実施例）図６は、本発明の第２の実施例を説明
するための、装置の概略断面図である。同図において、
５はガラス塊、８は光学素子成形用の上型部材、９は光
学素子成形用の下型部材、１０は上型部材８および下型
部材９を、同心上に擦動案内するスリーブ状の胴型、１
１はプレス成形用の油圧シリンダ、１２は上型部材８と
油圧シリンダ１１を連結するプレス軸、１３はガラス塊
５を上型部材８と下型部材９によりプレス成形すること
で、得られる光学素子、１４はガラス塊５を下型部材９
の上に搬入するための、吸着圧力を数段階に連続的・段
階的に変化できる吸着搬送装置、１５は上型部材８と下
型部材９によりプレス成形して得られた光学素子１３を
搬出するための搬送装置である。

【００６１】また、１６は上型部材８と下型部材９とか
らなる一対の成形型を、非酸化性雰囲気に保つための成
形室、１７はガラス塊５の置かれる雰囲気を、大気雰囲
気から非酸化性雰囲気へ置換するために、成形室１６に
隣接して設置された置換室、１８は成形された光学素子
１３の置かれる雰囲気を、非酸化性雰囲気から大気雰囲
気へ置換するために、成形室１６に隣接して設置された
置換室である。

【００６２】なお、１９は置換室１７と大気とを連絡す
る開閉口、２０は置換室１７と成形室１６とを連絡する
開閉口、２１は置換室１８と成形室１６とを連絡する開
閉口、２２は置換室１８と大気とを連絡する開閉口であ
る。

【００６３】また、４１は置換室１７内に置かれたガラ
ス塊５を成形室１６内に搬送するための吸着搬送装置、
４２は成形室１６内に搬送されたガラス塊５をプレス成
形可能な温度まで加熱する工程中に置くための加熱台、
４３は成形室１６内に搬送されたガラス塊５をプレス成
形可能な温度まで加熱するための加熱装置である。

【００６４】図７には、本実施例における吸着搬送装置
１４の吸着圧力を変化するための、配管回路が示されて
おり、ここで、３０は吸着搬送装置１４の吸着部、３１
は吸着用の負圧を発生するためのロータリー式の真空ポ
ンプ、３２は真空ポンプ３１で発生した負圧を吸着搬送
装置１４の吸着部３０に供給するための開閉弁、３７は
吸着部３０の内部を排気するための排気ポンプであり、
この排気ポンプ３７の排気量は真空ポンプ３１の排気量
に比べて小さい。

【００６５】また、３８は排気ポンプ３７と吸着部３０
を連絡するための開閉弁、３３は吸着部内の圧力を増加
させるための窒素ガスの供給部、３４は供給部３３から
供給された窒素ガスを吸着部３０に供給するための開閉
弁、３５は吸着部３０の吸着圧力を読むための圧力計で
ある。

【００６６】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。ま
ず、ガラス塊５を用意する。ガラス塊５としては、溶融
ガラス流をシャーマークを発生することなく切断して得
た、外観上の欠陥の無いガラスゴブを採用することが、
コストの点から最も望ましいが、生産する光学素子の数
量が少ない場合には、予備成形されたガラス塊を研削研
磨して得たものでも良い。この常温のガラス塊５を、置
換室１７の開閉口１９に隣接する位置に置く。

【００６７】そして、置換室１７の開閉口１９を開け、
置換室１７の内部を大気雰囲気にする。吸着搬送装置
（図示せず）を用いて、常温のガラス塊５を置換室１７
内に搬送し、置換室１７内の所要箇所に載置する。次
に、上記吸着搬送装置は、置換室１７の外へ退出し、開
閉口１９が閉じられ、置換室１７は気密に保たれる。

【００６８】置換室１７内の雰囲気を非酸化性ガス雰囲
気へ置換した後、開閉口２０を開ける。そして、大気雰
囲気から非酸化性ガス雰囲気へと置換された置換室での
常温のガラス塊５は、成形室１６内に設置された吸着搬
送装置４１により、その吸着部に吸着された状態で、置
換室１７内から、成形室１６内の加熱台４２へ搬送され
る。

【００６９】加熱台４２の上に置かれた常温のガラス塊
５は、加熱台４２の上方に設置された加熱装置４３によ
って、プレス成形可能な温度まで加熱される。加熱台４
２の上で加熱された軟化状態のガラス塊５は、成形室１
６内に設置された吸着搬送装置１４の吸着部に吸着され
た状態で、成形室１６内の加熱台４２の上から下型９の
上に搬送される。

【００７０】ここでは、加熱台４２の上に載せられた高
温軟化状態のガラス塊５に、吸着搬送装置１４の吸着部
を上方から接近させ、ガラス塊５に近接した状態にし
て、その状態で、吸着部の圧力を低下させることによ
り、高温軟化状態のガラス塊５を吸着搬送装置１４の吸
着部に吸着する。そして、高温軟化状態のガラス塊５を
吸着部に吸着した後、吸着圧力を弱くする。弱い吸着圧
力でガラス塊５を吸着した状態で、上下一対の型部材か
らなる成形型の、その下型部材９の上方に吸着搬送装置
１４の吸着部を移動させる。その位置で、吸着部の圧力
を正圧になるまで加圧し、吸着部に吸着していた高温軟
化状態のガラス塊５を下型部材９の上に落下させる。

【００７１】その後、下型部材９の上に載置された軟化
状態のガラス塊５を、直ちに、上型部材８でプレス成形
することにより、所要形状に成形された光学素子１３を
得る。そして、光学素子１３は、搬送装置１５により、
下型部材９の上から搬出される。この時、置換室１８の
内部は、真空置換法により、予め、非酸化性雰囲気に置
換されており、開閉口２１は開けられている。下型部材
９の上から搬出された光学素子１３は、開閉口２１を通
って置換室１８へと搬送され、置換室１８の中に載置さ
れる。その後、置換室１８の開閉口２１は閉じられ、続
いて、開閉口２２が開けられ、置換室１８内は大気雰囲
気になる。そして、搬送装置（図示せず）を用いて、置
換室１８内に載置された成形光学素子１３を、開閉口２
２を通して、大気中へと搬出する。

【００７２】なお、成形された光学素子１３を大気へと
搬出した後は、直ちに、開閉口２２を閉じ、排気口（図
示せず）から置換室１８の内部の大気を排気し、真空状
態にまで減圧した後、排気を終了し、非酸化性ガス供給
口（図示せず）から非酸化性ガスを成形室１８の中に供
給し、成形室１８を非酸化性雰囲気へ置換する。なお、
ここで説明した光学素子の成形は、実際には連続的に行
われる。

【００７３】続いて、本実施例における光学素子の成形
方法を、以下に、より具体的に説明する。なお、本実施
例で用いた光学ガラスの種類およびレンズの形状は、第
１の実施例と同じである。また、ガラス塊５には、レン
ズ形状に近似した形状に研削研磨して得られたものを用
いた。

【００７４】常温のガラス塊５は、大気中から置換室１
７へと搬送され、置換室１７で大気雰囲気から非酸化性
雰囲気へと置換される。本実施例では、非酸化性雰囲気
として窒素雰囲気が使われた。置換工程終了後、開閉口
２０が開き、置換室１７内に置かれていたガラス塊５
は、吸着搬送装置４１に吸着された状態で、加熱台４２
へと搬送される。この工程までのガラス塊５の温度は常
温であるから、これらの吸着方法は、通常の吸着方法で
採用される、真空状態まで減圧して吸着する方法を用い
た。

【００７５】加熱台４２の上に置かれたガラス塊５は、
加熱台４２の上方に設置された加熱装置４３によって、
プレス成形可能な温度まで加熱される。本実施例では、
加熱台４２は、カーボン系の材料により作られており、
内蔵するヒータにより、常時５５０℃に加熱保持されて
いる。加熱装置４３は、ハロゲンランプの周囲に回転楕
円体形状の反射鏡を有する構造をしており、ハロゲンラ
ンプから発光された赤外光をガラス塊５に集光すること
ができる。本実施例では、ハロゲンランプの出力は５０
０Ｗであり、５５０℃に保持されている加熱台４２の上
に載せられた常温のガラス塊５は、加熱装置４３のハロ
ゲンランプにより加熱され、加熱開始から４０秒後に６
２０℃に達した。

【００７６】ガラス塊５の温度が６２０℃に達した時点
で、加熱装置４３による加熱を終了した。続いて、この
加熱台４２の上で加熱軟化されたガラス塊５は、吸着圧
力を数段階に連続的・段階的に変化できる吸着搬送装置
１４の吸着部３０に吸着して、下型部材９の上に搬送さ
れる。

【００７７】そして、吸着部３０は、加熱台４２の上
の、高温軟化状態のガラス塊５の上方０．３ｍｍの位置
に停止した。この吸着直前の状態において、ガラス塊５
の温度は６１５℃であり、この状態のガラスの粘度は１
０^7.9 ｄＰａ・ｓであった。一方、この時、吸着部３０
は、その内部に設置されたヒータ（図示せず）により、
５５０℃に加熱されている。この状態で、負圧供給用の
開閉弁３２を開け、吸着部３０の内部を減圧状態にし、
ガラス塊５を吸着部３０に吸着させた。なお、本実施例
では、ガラス塊５を吸着部３０に吸着した状態におい
て、ガラス塊５の粘度がやや高く、ガラス塊５と吸着部
３０の間に微小な隙間が発生するので、吸着部３０の内
部、および、図７で説明した配管系の内部は、気密状態
にならない。

【００７８】そして、ガラス塊５を吸着部３０に吸着し
た状態を４秒間続けた。この間に、吸着部３０の内部の
吸着圧力は絶対圧力で３００００Ｐａに達した。その
後、開閉弁３８を開け、排気ポンプ３７による吸着部３
０の排気を開始すると同時に、開閉弁３２を閉じ、真空
ポンプ３１による吸着部３０の内部の減圧を終了した。
吸着部３０の内部は気密状態に保たれておらず、かつ、
排気ポンプ３７の排気に変わり、吸着部３０の内部の排
気能力が落ちたため、吸着部３０の内部の吸着圧力が徐
々に上り、排気ポンプ３７による排気を開始してから４
秒後には、吸着部３０の内部の吸着圧力が絶対圧力で８
００００Ｐａまで上昇した。

【００７９】一方、吸着搬送装置１４は、ガラス塊５を
吸着して１秒経過した時点から、ガラス塊５を吸着部３
０に吸着した状態で、加熱台４２の上から、光学素子成
形用の下型部材９の上へと移動を開始し、移動開始後か
ら６秒後に下型部材９の上方１ｍｍの位置に、ガラス塊
５を吸着した吸着部３０が到着した。

【００８０】下型部材９の上方に吸着部３０が到着し、
１秒が経過した後、窒素ガス供給開閉弁３４を開け、吸
着部３０の内部の圧力を上昇した。吸着部３０の内部の
圧力が１２００００Ｐａに達した時、吸着部３０に吸着
していた高温軟化状態のガラス塊５は、吸着部３０から
落下し、下型部材９の上に載せられた。この時のガラス
塊５の温度は６０８℃であり、この状態のガラスの粘度
は１０^8.1 ｄＰａ・ｓであった。

【００８１】本実施例における高温軟化状態のガラス塊
５を吸着した状態における、吸着部３０の内部の吸着圧
力の変化および負圧供給用の開閉弁３２および開閉弁３
８の開閉タイミングおよび窒素ガス供給用の開閉弁３４
の開閉タイミングは、図８に示されている。なお、成形
室１６の内部の圧力は、絶対圧力で１１００００Ｐａに
保たれている。

【００８２】このようにして、高温軟化状態のガラス塊
５は、上下一対の型部材からなる成形型の、その下型部
材９の上に置かれた。上型部材８および下型部材９の材
質は超硬合金であり、光学面成形面は凹形状に、上型部
材８は半径：１０ｍｍ、下型部材９は半径：１３ｍｍ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。

【００８３】これら上型部材８および下型部材９は、５
７０℃に加熱保持されている。下型部材９の上に載せら
れたガラス塊５の、プレス成形直前の温度は６００℃で
あった。そして、５０００Ｎの力でガラス塊５をプレス
成形し、光学素子１３を得た。その後、成形された光学
素子１３を上型部材８と下型部材９に密着させた状態で
保持し、冷却した。上型部材８および下型部材９の温度
が５２０℃になった後、上型部材８を上昇し、型開きし
た。次いで、得られた光学素子１３を置換室１８へ搬送
し、開閉口２２から大気中へ搬出した。

【００８４】本実施例により得られた光学素子は、外観
上の欠陥も無く、光学面の面精度も優れたものであっ
た。なお、本実施例の特有の効果としては、短い時間で
プレスできる高温のガラス塊を成形型に供給することが
できるから成形タクトタイムが短くなり、生産コストを
安くできる点、高温軟化状態のガラス塊を、吸着による
変形が少ない状態で、確実に吸着できる点、成形して得
られた光学素子には外観上の欠陥が無い点、などが挙げ
られる。（第３の実施例）図９は、本発明の第３の実施例を説明
するための、装置の概略断面図である。同図において、
１は白金溶融るつぼ、２は白金溶融るつぼ１の内部で溶
融されている溶融ガラス、３は白金溶融るつぼ１の周囲
に設置されたるつぼ加熱用ヒータ、４は白金溶融るつぼ
１内で溶融された溶融ガラス２を流出するための流出ノ
ズル、５は流出ノズル４から流出した溶融ガラス２から
得られた高温軟化状態のガラス塊、６は高温軟化状態の
ガラス塊５を受けるための受け型、７は受け型を昇降す
るための昇降棒である。８は光学素子成形用の上型部
材、９は光学素子成形用の下型部材、１０は上型部材８
および下型部材９を同心上に擦動案内するスリーブ状の
胴型、１１はプレス成形用の油圧シリンダ、１２は上型
部材８と油圧シリンダ１１を連結するプレス軸、１３は
ガラス塊５を上型部材８と下型部材９とによりプレス成
形することで得られる成形光学素子、１４はガラス塊５
を下型部材９の上に搬入するための、吸着圧力を数段階
に連続的・段階的に変化できる吸着搬送装置、１５は上
型部材８と下型部材９によりプレス成形して得られた成
形光学素子１３を搬出するための搬送装置である。な
お、本実施例では、一連の装置は大気中に設置されてい
る。

【００８５】また、本実施例における吸着搬送装置１４
の吸着圧力を変化するための配管回路は、第１の実施例
で説明したものと同様であり、吸着部内の圧力を増加さ
せるために、第１の実施例の窒素ガスに代わり、圧縮空
気を用いている。

【００８６】上記構成の光学素子の成形装置を用いて、
実施した光学素子の成形方法を以下に説明する。第１の
実施例で説明したのと同様の方法により、受け型６の上
にシャーマークの無い、高温軟化状態のガラス塊５を得
て後、、受け型６を下降する。そして、所定位置まで下
降した受け型６の上の高温軟化状態のガラス塊５は、吸
着圧力を数段階に連続的・段階的に変化できる吸着搬送
装置１４の吸着部に吸着された状態で、受け型６の上か
ら、下型部材９の上に搬送される。

【００８７】この吸着中の吸着圧力の変化は、第１の実
施例で説明したのと同様である。そして、下型部材９の
上に置かれた高温軟化状態のガラス塊５を、ただちに、
上型部材８でプレス成形することにより、光学素子１３
を得る。その後、成形された光学素子１３は、搬送装置
１５を用いて下型９の上から搬出される。なお、ここで
説明した光学素子の成形は、実際には連続的に行われ
る。

【００８８】続いて、本実施例における光学素子の成形
方法をより具体的に説明する。なお、本実施例で用いた
光学ガラスの種類およびレンズの形状は第１の実施例と
同じである。また、溶融ガラスを流出する工程は、第１
の実施例の場合と同じである。

【００８９】受け型６は、カーボン系の材料で作られて
おり、ヒータ（図示せず）により、４００℃に加熱され
ている。また、第１の実施例と同様の方法により、受け
型６の上に所定重量の、高温軟化状態のガラス塊５を得
た。この高温軟化状態のガラス塊５を載せた受け型６
は、所定の位置まで下降して停止した。この時のガラス
塊５の温度は７００℃であった。

【００９０】続いて、この受け型６の上の高温軟化状態
のガラス塊５を、吸着圧力を数段階に連続的に変化でき
る吸着搬送装置１４の吸着部３０に吸着して、下型部材
９の上に搬送する。なお、吸着搬送中の吸着圧力の変化
とそのタイミングおよび搬送のタイミクングは、第１の
実施例の場合と同様である。

【００９１】また、本実施例では、吸着搬送装置１４の
吸着部３０は、その内部に設けられたヒータ（図示せ
ず）により４５０℃に加熱されている。吸着直前の状態
において、ガラス塊５の温度は６８０℃であり、この状
態のガラスの粘度は１０^6.1 ｄＰａ・ｓであった。ま
た、吸着搬送を終了して下型部材９の上に載せられたガ
ラス塊５の温度は６３０℃であり、この状態のガラスの
粘度は１０^7.4 ｄＰａ・ｓであった。

【００９２】このようにして、高温軟化状態のガラス塊
５は、上下一対の型部材からなる成形型の、その下型部
材９の上に置かれた。なお、上型部材８および下型部材
９の材質は超硬合金であり、光学面成形面は凹形状に、
上型部材８は半径：１０ｍｍ、下型部材９は半径：１３
ｍｍに研磨されており、その表面には白金系の膜がコー
ティングされている。これら上型部材８および下型部材
９は、５４０℃に加熱保持されている。下型部材９の上
に載せられたガラス塊５のプレス成形直前の温度は６２
０℃であった。その後、２０００Ｎの力でガラス塊５を
プレス成形したところ、１０秒でプレス成形が終了し、
光学素子１３が得られた。その後の２０秒間、成形され
た光学素子１３は上型部材８と下型部材９とに密着され
た状態で保持される。そして、光学素子１３内の温度分
布のバラツキが無くなった後で、上型部材８を上昇し、
型開きした。このようにして、本実施例による光学素子
の成形は、６０秒タクトで連続的に行われた。

【００９３】本実施例により得られた光学素子は、外観
上の欠陥も無く、光学面の面精度も優れたものであっ
た。なお、本実施例に特有の効果としては、溶融光学ガ
ラスから光学素子を得るまでを連続的に行う、一貫生産
であるから、材料コストを安くできる点、大気中で成形
を行うから成形室および置換室が不要で、装置コストが
安くなる点、ガラス塊を加熱するプロセスが無いので、
加熱に要するコストを削減できる点、プレスできる高温
のガラス塊を直接、成形型に供給することができるの
で、成形タクトタイムが短くなり、生産コストを安くで
きる点、高温軟化状態のガラス塊を、吸着による変形が
少ない状態で、確実に吸着できる点、および、成形して
得られた光学素子には外観上の欠陥が無い点、などが挙
げられる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温軟化状態のガラス塊を吸着搬送装置の吸着部に吸着
し、上下一対の型部材からなる成形型へ搬送し、上下型
部材の間に配置したガラス塊をプレス成形し、光学素子
を得る成形方法において、ただちにプレス成形できる高
温軟化状態のガラス塊を吸着した状態で、成形型内へ搬
送する際に、プレス成形して得た光学素子に欠陥が発生
するような、大きな変形を高温軟化状態のガラス塊に与
えることなく吸着することにより、成形品の良品率を高
め、また、成形後に成形光学素子の外周部の欠陥を研削
除去する後工程を短縮することにより、生産コストを下
げることができる。

【００９５】また、本発明によれば、高温軟化状態のガ
ラス塊を吸着搬送装置の吸着部に吸着し、上下一対の型
部材からなる成形型へ搬送し、上下型部材の間に配置し
たガラス塊をプレス成形し、光学素子を得る成形装置に
おいて、ただちにプレス成形できる高温軟化状態のガラ
ス塊を吸着した状態で成形型内へ搬送する際に、プレス
成形して得た光学素子に欠陥が発生するような、大きな
変形を高温軟化状態のガラス塊に与えることなく吸着す
ることができるような制御手段を備えることで、上述の
成形方法を実現できる。

【００９６】なお、本発明の実施の態様で明らかにした
ように、更に、材料コストを低減し、生産コストを下
げ、あるいは、成形時間を短くすることにより、さらに
生産コストを下げ、または、より確実にガラス塊を吸着
することにより、装置の稼働率を高め、また、吸着によ
るガラス塊の変形を、より少なくすることにより、更に
良品率を高めるなどの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る光学素子成形方法
において用いる成形装置の構成を説明するための装置の
概略断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る光学素子成形方法
において用いる吸着装置の配管を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る光学素子成形方法
における高温軟化状態のガラス塊を吸着している状態を
示す図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る光学素子成形方法
における吸着圧力の変化を説明する図である。

【図５】本発明の第１の実施例に係る光学素子成形方法
において吸着搬送された高温軟化状態のガラス塊の断面
形状を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る光学素子成形方法
において用いる成形装置の構成を説明するための装置の
概略断面図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係る光学素子成形方法
において用いる吸着装置の配管を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例に係る光学素子成形方法
における吸着圧力の変化を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例に係る光学素子成形方法
において用いる成形装置の構成を説明するための装置の
概略断面図である。

【図１０】従来例における高温軟化状態のガラス塊を吸
着している状態を示す図である。

【図１１】従来例における吸着された高温軟化状態のガ
ラス塊の断面形状を示す図である。

【符号の説明】

１白金溶融るつぼ２溶融ガラス３加熱用ヒータ４流出ノズル５ガラス塊６受け型７昇降棒８上型部材９下型部材１０プレス軸１１油圧シリンダ１２プレス軸１３光学素子１４吸着搬送装置１５搬送装置１６成形室１７、１８置換室１９〜２２開閉口３０吸着部３１真空ポンプ３２開閉弁３３供給部３４開閉弁３５圧力計３７排気ポンプ３８開閉弁４１吸着搬送装置４２加熱台４３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

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温軟化状態のガラス塊を吸着搬送装置
の吸着部に吸着し、上下一対の型部材からなる成形型へ
搬送し、上下型部材の間に配置した上記ガラス塊をプレ
ス成形し、光学素子を得る成形方法において、吸着部の圧力を低下させることで吸着部の先端に軟化状
態のガラス塊を吸着させる吸着搬送装置が、ガラス塊を
吸着した状態で、吸着圧力を数段階に連続的・段階的に
変化するように、吸着初期の吸着圧力を強く、それ以降
の吸着圧力を弱くする吸着方法で制御され、軟化ガラス
塊を吸着し、成形型へ搬送することを特徴とする光学素
子の成形方法。
【請求項２】高温軟化状態のガラス塊を吸着搬送装置
の吸着部に吸着し、上下一対の型部材からなる成形型へ
搬送し、上下型部材の間に配置した上記ガラス塊をプレ
ス成形し、光学素子を得る成形装置において、吸着部の圧力を低下させることで吸着部の先端に軟化状
態のガラス塊を吸着させる吸着搬送装置が、ガラス塊を
吸着した状態で、吸着圧力を数段階に連続的・段階的に
変化するように制御する制御手段を具備することを特徴
とする光学素子の成形装置。
【請求項３】上記の高温軟化状態のガラス塊は、溶融
るつぼ内部で溶融した光学ガラスをノズルから流出し、
所定量の溶融ガラスを受け型に受けて得た高温軟化状態
のガラス塊であることを特徴とする請求項１に記載の光
学素子の成形方法。
【請求項４】上記の高温軟化状態のガラス塊は、所定
量の光学ガラス塊を加熱装置を用いて加熱軟化させて得
た高温軟化状態のガラス塊であることを特徴とする請求
項１に記載の光学素子の成形方法。
【請求項５】上記の高温軟化状態のガラス塊の粘度
は、吸着を開始する時点で、１０⁵ ｄＰａ・ｓ以上１０
⁹ ｄＰａ・ｓ以下の範囲内にあり、搬送に伴う吸着が終
了する時点で、ガラス塊の粘度が１０⁶ ｄＰａ・ｓ以上
１０¹⁰ｄＰａ・ｓ以下の範囲内にあることを特徴とする
請求項１に記載の光学素子の成形方法。
【請求項６】上記の高温軟化状態のガラス塊を吸着す
る時の初期の吸着力は、絶対圧力で６００００Ｐａ以下
であり、初期の吸着圧力で高温軟化状態のガラスを吸着
している時間は、１０秒以下であることを特徴とする請
求項１に記載の光学素子の成形方法。