ガラス成形体の製造方法

【課題】ガラス成形体が微細化された場合であっても、ガラス成形体の精度の更なる向上を図ることが可能な、ガラス成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】滴下ガラス５０の下型１０Ａとの接触面は、滴下直後に冷却固化されるものの、外周平面部１６と側面部１４との交差角度(α)、および、外周平面部１６より上方に位置する滴下ガラス５０の容量の最適化を図ることで、外周平面部１６より上方に位置する滴下ガラス５０に対して表面張力に基づく求心力が作用し、外周平面部１６より上方に位置する滴下ガラス５０を円形形状に丸めることが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ガラス滴をプレス成形するガラス成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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プレス成形して製造したガラス成形体が広く用いられている。
【０００３】
このようなガラス成形体の製造方法として、予め所定質量および形状を有するガラスプリフォームを作製し、このガラスプリフォームを成形金型とともに加熱しプレス成形してガラス成形体を得る方法（以下、「リヒートプレス法」ともいう）と、滴下した溶融ガラス滴を下型で受け、受けた溶融ガラス滴をプレス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）とが知られている。
【０００４】
液滴成形法は、成形金型等の加熱と冷却と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。このような液滴成形法を用いたガラス成形体の製造方法は、下記特許文献１に開示されている。
【０００５】
液滴成形法を用いたガラス成形体の製造方法においては、溶融ガラス滴を下型に滴下した際に、下型の成形面に対する溶融ガラス滴の位置が、ガラス成形体の精度の向上を図る上で重要となる。
【０００６】
下記特許文献２には、下型の成形面と外周面との境界において、下型の成形面と溶融ガラス滴との間に空間が形成されるように、下型の形状および溶融ガラス滴の滴下量が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開６１−１４６７２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３２０１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、ガラス成形体の微細化が要求される中で、更なるガラス成形体の精度の向上が求められ、生産における歩留まり低下が問題となってきている。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、ガラス成形体が微細化された場合であっても、ガラス成形体の精度の更なる向上を図ることが可能な、ガラス成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に基づいたガラス成形体の製造方法においては、下型および上型を用い、上記下型の上に溶融ガラス滴を滴下した後、上記下型と上記上型とにより、上記溶融ガラス滴の加圧成形を行なう、ガラス成形体の製造方法であって、上記下型は、底面部および上記底面部を取り囲む側面部を有する凹部と、上記側面部の上端を取り囲む外周平面部とを含み、上記側面部と上記外周平面部との交差角度(α)は４５度以上に設けられ、上記溶融ガラス滴の滴下容量は、上記下型に滴下した際に、上記溶融ガラス滴のうち、上記凹部に満たされる上記溶融ガラス滴の容量に対し、上記外周平面部より上方に位置する上記溶融ガラス滴の容量が１．５倍〜６．０倍である。
【００１１】
他の形態では、上記底面部は、凸部と、上記凸部を取り囲む環状の内周平面部とを有している。
【００１２】
他の形態では、上記下型において、上記外周平面部と上記側面部とが交差する上記上端領域には、半径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの曲面が設けられている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に基づいたガラス成形体の製造方法によれば、ガラス成形体が微細化された場合であっても、ガラス成形体の精度の更なる向上を図ることが可能な、ガラス成形体の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガラス成形体の製造方法のフローチャートである。
【図２】ガラス成形体の製造装置を用いた製造フローの第１模式図である。
【図３】ガラス成形体の製造装置を用いた製造フローの第２模式図である。
【図４】比較例における成形用型を用いたガラス成形体の製造方法を示す第１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の（Ｂ）−（Ｂ）線矢視断面図である。
【図５】比較例における成形用型を用いたガラス成形体の製造方法を示す第２の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の（Ｂ）−（Ｂ）線矢視断面図である。
【図６】実施の形態における成形用型の下型の構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の（Ｂ）−（Ｂ）線矢視断面図である。
【図７】比較例において、問題が生じた場合の溶融ガラス滴および下型の断面図である。
【図８】本実施の形態における、滴下条件に対する滴ずれがなく、また、滴下容量が適正な場合の、溶融ガラス滴および下型の断面図である。
【図９】比較例において、問題が生じた場合の溶融ガラス滴および下型の第１断面図である。
【図１０】比較例において、問題が生じた場合の溶融ガラス滴および下型の第２断面図である。
【図１１】比較例において、問題が生じた場合の溶融ガラス滴および下型の第３断面図である。
【図１２】比較例において、問題が生じた場合の溶融ガラス滴および下型の第４断面図である。
【図１３】ガラス成形体の製造装置における滴ずれ測定結果を示す図である。
【図１４】実施例１における偏肉不良発生数を示す図である。
【図１５】実施例１の（Ａ）条件１および（Ｂ）条件７における、それぞれの外周平面部と側面部とのなす角度(α)を示す図である。
【図１６】実施例２における偏肉不良発生数を示す図である。
【図１７】実施例２における、下型の外周平面部と側面部との交差角度(α)を示す図である。
【図１８】実施例３における偏肉不良発生数を示す図である。
【図１９】（Ａ）から（Ｄ）は、実施例３における、下型の外周平面部と側面部とのなす角度(α)を示す図である。
【図２０】他の実施の形態における下型の形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に基づいた実施の形態における成形用型およびガラス成形体の製造方法について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１６】
以下、図１〜図３を参照して、比較例におけるガラス成形体の製造方法の一例について説明する。図１は、本実施の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、図２および図３はガラス成形体の製造装置を用いた製造フローの模式図であり、図２は下型に溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ１０３）における状態を示し、図３は、滴下した溶融ガラス滴を下型と上型とでプレスする工程（Ｓ１０５）における状態を示している。
【００１７】
（ガラス成形体の製造装置）
図２、図３に示すガラス成形体の製造装置は、溶融ガラス滴５０をプレスするための成形金型として、下型１０と上型２０とを有している。上型２０は、基材２１を有し、この基材２１には、溶融ガラス滴５０をプレスする成形面（凹面）２３が形成されている。
【００１８】
基材２１の材質は、ガラス材料をプレス成形する成形金型の材質として公知の材質の中から、条件に応じて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、たとえば、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、窒化珪素等）、カーボンを含んだ複合材料等が挙げられる。
【００１９】
下型１０は、基材１１を有し、この基材１１には、溶融ガラス滴５０をプレスする成形面（凸面）１２が形成されている。下型１０の基材１１の材質は、上型２０の基材２１と同様の材質の中から適宜選択して用いればよい。下型１０の基材１１の材質と上型２０の基材２１の材質は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２０】
下型１０と上型２０は、図示しない加熱手段によってそれぞれ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。たとえば、下型１０や上型２０の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等が挙げられる。下型１０と上型２０とをそれぞれ独立して温度制御できるように構成することがより好ましい。
【００２１】
下型１０は、図示しない駆動手段により、溶融ガラス滴５０を受けるための位置（滴下位置Ｐ１）と、上型２０と対向してプレス成形を行なうための位置（加圧位置Ｐ２）との間を、ガイド６５に沿って移動可能に構成されている（図２、図３中の矢印Ｓ方向）。
【００２２】
上型２０は、図示しない駆動手段により、溶融ガラス滴５０をプレスする方向（図２、図３中の上下方向（矢印Ｆ方向））に移動可能に構成されている。なお、ここでは、上型２０のみがプレス方向に移動する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、下型１０がプレス方向に移動する構成としてもよいし、下型１０と上型２０の両方がプレス方向に移動する構成としてもよい。
【００２３】
また、滴下位置Ｐ１の上方には、溶融ガラス滴５０を滴下するための滴下ノズル６３が配置されている。滴下ノズル６３は、溶融ガラス６１を貯留する溶融槽６２の底部に接続され、図示しない加熱手段によって加熱されることで、先端部から溶融ガラス滴５０が滴下するように構成されている。
【００２４】
（ガラス成形体の製造方法）
以下、図１に示すフローチャートに従い、順を追って各工程について説明する。まず、下型１０および上型２０を所定温度に加熱する（工程Ｓ１０１）。所定温度とは、加圧成形によってガラス成形体に良好な転写面（光学面）を形成できる温度を適宜選択すればよい。下型１０や上型２０の温度が低すぎると、ガラス成形体に大きなしわが発生しやすく、また、転写面の形状精度が悪化する場合がある。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラス成形体との間に融着が発生しやすく、下型１０や上型２０の寿命が短くなるおそれがある。
【００２５】
実際には、ガラスの種類や、形状、大きさ、下型１０や上型２０の材質、大きさ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としたとき、Ｔｇ−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度に設定することが好ましい。下型１０と上型２０と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。
【００２６】
次に、下型１０を滴下位置Ｐ１に移動し（工程Ｓ１０２）、滴下ノズル６３から溶融ガラス滴５０を滴下する（工程Ｓ１０３）（図２参照）。溶融ガラス滴５０の滴下は、溶融ガラス６１を貯留する溶融槽６２に接続された滴下ノズル６３を所定温度に加熱することによって行なう。滴下ノズル６３を所定温度に加熱すると、溶融槽６２に貯留された溶融ガラス６１は、自重によって滴下ノズル６３の先端部に供給され、表面張力によって液滴状に溜まる。滴下ノズル６３の先端部に溜まった溶融ガラスが一定の質量になると、重力によって滴下ノズル６３から自然に分離し、溶融ガラス滴５０となって下方に落下する。
【００２７】
滴下ノズル６３から滴下する溶融ガラス滴５０の質量は、滴下ノズル６３の先端部の外径などによって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、０．１ｇ〜２ｇ程度の溶融ガラス滴を滴下させることができる。また、滴下ノズル６３から滴下した溶融ガラス滴５０を、一旦、貫通細孔（φ２．０〜φ４．０程度）を有する部材（ガラス微小化部材：図示省略）に衝突させ、衝突した溶融ガラス滴の一部を、貫通細孔を通過させることによって微小化した溶融ガラス滴を下型１０に滴下してもよい。
【００２８】
このような方法を用いることによって、たとえば０．００１ｇといった微小な溶融ガラス滴を得ることができるため、滴下ノズル６３から滴下する溶融ガラス滴５０をそのまま下型１０で受ける場合よりも、微小なガラスゴブの製造が可能となる。なお、滴下ノズル６３から溶融ガラス滴５０が滴下する間隔は、滴下ノズル６３の内径、長さ、加熱温度などによって微調整することができる。
【００２９】
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。たとえば、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。
【００３０】
次に、下型１０を加圧位置Ｐ２に移動し（工程Ｓ１０４）、上型２０を下方に移動して、下型１０と上型２０とで溶融ガラス滴５０を加圧成形する（工程Ｓ１０５）（図３参照）。下型１０で受けられた溶融ガラス滴５０は、加圧成形される間に下型１０や上型２０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５５となる。
【００３１】
ガラス成形体５５が所定の温度にまで冷却されると、上型２０を上方に移動して加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体５５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してから加圧を解除することが好ましい。
【００３２】
溶融ガラス滴５０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のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。また、上型２０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。
【００３３】
その後、上型２０を上方に移動して退避させ、固化したガラス成形体５５を回収し（工程Ｓ１０６）、ガラス成形体の製造が完成する。その後、引き続いてガラス成形体の製造を行なう場合は、下型１０を再度、滴下位置Ｐ１に移動し（工程Ｓ１０２）、以降の工程を繰り返せばよい。
【００３４】
なお、ガラス成形体の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。たとえば、ガラス成形体を回収する前にガラス成形体の形状を検査する工程や、ガラス成形体を回収した後に下型１０や上型２０をクリーニングする工程等を設けてもよい。
【００３５】
この製造方法により製造されたガラス成形体は、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、リヒートプレス法による各種光学素子の製造に用いるガラスプリフォームとして使用することもできる。
【００３６】
（比較例における成形用下型）
ここで、図４および図５を参照して、比較例における下型１０を用いた場合のガラス成形体の製造方法について説明する。図４は、比較例における成形用型（下型）を用いたガラス成形体の製造方法を示す第１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の（Ｂ）−（Ｂ）線矢視断面図である。図５は、比較例における成形用型（下型）を用いたガラス成形体の製造方法を示す第２の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の（Ｂ）−（Ｂ）線矢視断面図である。
【００３７】
図４は、下型１０の凸面形状の成形面１２の中心位置１２ｃと、滴下ノズル６３から滴下された溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致している状態を示している。図４（Ｂ）においては、一定時間経過後の溶融ガラス滴５０の温度分布を示しており、下型１０に近い領域５０ａは、下型１０から放熱され低温状態になった領域を示している。一方、下型１０から離れる領域５０ｂは、下型１０からの放熱が鈍く高温状態のままの領域を示している。
【００３８】
成形面１２の中心位置１２ｃと溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致している状態で、滴下した溶融ガラス滴５０を下型１０と上型２０とでプレスした場合には、良好な精度を有するガラス成形体５５を得ることができる。
【００３９】
一方、図５は、下型１０の凸面形状の成形面１２の中心位置１２ｃと、滴下ノズル６３から滴下された溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとがずれた状態を示している。図５（Ｂ）においては、一定時間経過後の溶融ガラス滴５０の温度分布を示しており、下型１０に近い領域５０ａは、下型１０から放熱され低温状態になった領域を示している。一方、下型１０から離れる領域５０ｂは、下型１０からの放熱が鈍く高温状態のままの領域を示している。
【００４０】
成形面１２の中心位置１２ｃと溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとがずれた状態で、滴下した溶融ガラス滴５０を下型１０と上型２０とでプレスした場合には、領域５０ａはすでに低温状態になっているために、ずれた状態が固定されたまま上型２０でプレスされる。その結果、得られるガラス成形体５５には、ずれが含まれている結果、波面収差不良、外径形状不良が含まれることになる。
【００４１】
（実施の形態）
次に、図６から図８を参照して、本実施の形態における下型１０Ａを用いた場合のガラス成形体の製造方法について説明する。図６は、成形用型の下型１０Ａの構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）中の（Ｂ）−（Ｂ）線矢視断面図である。図７は、比較例において、問題が生じた場合の溶融ガラス滴および下型の形状を示す図である。図８は、滴下条件に対する滴ずれがなく、また、滴下容量が適正な場合の、溶融ガラス滴５０および下型１０Ａの断面図である。
【００４２】
まず、図６（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態における下型１０Ａの形状について説明する。この下型１０Ａは、円形の底面部１３とこの底面部１３を取り囲む側面部１４とを有し、成形されるガラス成形体のレンズの有効径を含む光学面を成形する凹部１５と、側面部１４の上端１４ａを取り囲む外周平面部１６とを含んでいる。
【００４３】
底面部１３は、円形の凸部１３ａと、この凸部１３ａを取り囲む環状の内周平面部１３ｂとを有している。この円形の凸部１３ａが、ガラス成形体に対して光学面を成形する領域となる。
【００４４】
また、外周平面部１６と側面部１４との交差角度(α)は、４５度以上に設けられている。より具体的な交差角度(α)については、後述の実施例において説明する。なお、４５度以下の場合、たとえば、外周平面部１６と側面部１４との交差角度(α)が図７に示すように、３０度の下型１０Ｂの場合には、凹部１５から溶融ガラス滴５０がはみ出した場合に、溶融ガラス滴５０が丸まらず、外周平面部１６の表面（図７中のＡで囲まれた領域）に流れ出すことが考えられる。したがって、外周平面部１６と側面部１４との交差角度(α)は、４５度以上に設けられていることが好ましい。
【００４５】
次に、図８を参照して、最適な量の溶融ガラス滴５０が下型１０Ａに滴下された状態を示す。本実施の形態においては、溶融ガラス滴５０を下型１０Ａに滴下したとき、溶融ガラス滴５０のうち、凹部１５に満たされる溶融ガラス滴の容量（Ｑ１）に対し、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０の容量（Ｑ２）が１．５倍〜６．０倍となるように溶融ガラス滴５０を下型１０Ａに滴下して、下型１０Ａと上型２０とにより、溶融ガラス滴５０の加圧成形を行なう。
【００４６】
この場合に下型１０Ａに近い領域５０ａは、下型１０Ａから放熱され低温状態になるものの、下型１０Ａから離れる領域５０ｂは、下型１０Ａからの放熱が鈍く高温状態のままであるため、高温状態にある領域５０ｂは、表面張力により求心力を持って丸まり、凸部１３ａの中心位置１３ｃと、溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとを一致させることが可能となる。
【００４７】
その結果、凸部１３ａの中心位置１３ｃと溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致している状態で、滴下した溶融ガラス滴５０を下型１０Ａと上型２０とでプレスした場合には、良好な精度を有するガラス成形体５５を得ることができる。
【００４８】
ここで、図９および図１０は、凹部１５に満たされる溶融ガラス滴の容量に対し、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０の容量が１．５倍未満の場合の模式図である。図９は、凸部１３ａの中心位置と溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致している状態である。中心位置が一致している場合には、問題は生じない。
【００４９】
一方、凸部１３ａの中心位置１３ｃと溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致しない場合については問題が生じる。図１０においては、図の右方向に滴ずれが発生した状態（言い換えると、凸部１３ａの中心位置１３ｃよりも溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃが図の右方向となった状態）を示している。この場合、溶融ガラス滴の重量が十分大きくないことに起因して、側面部１４の一部（図中Ｙ部）がガラスで満たされない問題が発生する。この状態においては、高温状態にある領域５０ｂは、表面張力により求心力を持って丸まることができるものの、その中心位置は、図中右側にずれた状態となってしまう。
【００５０】
このような溶融ガラス滴５０の状態で、滴下した溶融ガラス滴５０を下型１０Ａと上型２０とでプレスした場合には、良好な精度を有するガラス成形体５５を得ることはできない。
【００５１】
また、図１１および図１２は、凹部１５に満たされる溶融ガラス滴の容量に対し、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０の容量が６倍を超える場合の模式図である。図１１は、凸部１３ａの中心位置と溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致している状態である。中心位置が一致している場合には、問題は生じない。
【００５２】
一方、凸部１３ａの中心位置１３ｃと溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとが一致しない場合については問題が生じる。図１２においては、図の右方向に滴ずれが発生した状態（言い換えると、１３ａの中心位置１３ｃよりも溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃが図の右方向となった状態）を示している。この場合、滴下直後から表面張力により丸まるまでの間において、領域５０ｂの溶融ガラス滴の下型１０Ａに近い部分は、平面部１６に非常に近接した状態となる（適正な場合（図８に示す場合）は、比較的近接しない）。
【００５３】
そのため、滴ずれが発生すると、領域５０ｂの溶融ガラス滴の下型１０Ａに近い部分が平面部１６に接触し、その接触した部分は冷却されて領域５０ａとなり動けなくなる。こうなると、未だ表面張力により丸まるのに十分な熱をもった領域５０ｂが、はみ出したＺの方向に若干ずれた状態で表面張力により丸まる（図１２に示す状態）。
【００５４】
このような溶融ガラス滴５０の状態で、滴下した溶融ガラス滴５０を下型１０Ａと上型２０とでプレスした場合には、良好な精度を有するガラス成形体５５を得ることはできない。
【００５５】
（作用・効果）
本実施の形態における下型１０Ａを用いた場合のガラス成形体の製造方法によれば、溶融ガラス滴５０の下型１０Ａとの接触面は、滴下直後に冷却固化されるものの、外周平面部１６と側面部１４との交差角度(α)、および、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０の容量の最適化を図ることで、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０に対して表面張力に基づく求心力が作用し、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０を表面張力による自由曲面に丸めることが可能となる。
【００５６】
その結果、たとえば、溶融ガラス滴５０の滴下時に０．３ｍｍレベルのずれが生じていた場合であっても、凸部１３ａの中心位置１３ｃと、溶融ガラス滴５０の中心位置５０ｃとを一致させることが可能となる。また、この状態で、滴下した溶融ガラス滴５０を下型１０Ａと上型２０とでプレスした場合には、良好な精度を有するガラス成形体５５を得ることができる。これにより、ガラス成形体５５の波面収差不良の低減、および、外径形状不良の低減を図ることが可能となる。
【００５７】
その結果、ガラス成形体５５が微細化された場合であっても、ガラス成形体５５の精度の更なる向上を図ることが可能な、ガラス成形体の製造方法を提供することが可能となる。
【００５８】
（実施例）
以下、本実施の形態における具体的な各実施例について、以下、図を参照して説明する。まず、図１３を参照して、各実施例の前提条件について説明する。なお、図１３は、ガラス成形体の製造装置における滴ずれ測定結果を示す図である。
【００５９】
図２および図３に示すガラス成形体の製造装置において、滴下ノズルの先端から下型（外周平面部）までの距離は約１０００ｍｍである。滴下ばらつきは、直径約０．５ｍｍの円内に収まるレベルである。測定結果を、図１３に示す。この結果を踏まえ、滴ずれが０．３ｍｍまでの検証を行なった。下型の凹部の開口径（直径）は、約３ｍｍ〜６ｍｍとしており、その開口径の０．０５倍〜０．１倍の滴ずれを生じさせた。
【００６０】
この検証における滴ずれを定量的に発生させる方法は次の通りである。下型を滴下分布中心から所定距離ずらした状態で、レーザ変位計でほぼ滴下分布中心位置となると測定された溶融ガラス滴を採用する。また、良否判定は、下型と上型とによる溶融ガラス滴の加圧成形を行なった上で、ガラス成形体に偏肉が発生するか否かで判定した。溶融ガラス滴の形状だけではわからない、温度分布を推定するために有効と判断した。
【００６１】
具体的には、溶融ガラス滴の温度が高い方向に成形品が伸びる形となる。たとえば、図１０の例においては、Ｙの隙間があることで溶融ガラス滴が金型と接触していない図面上左側の方が溶融ガラス滴の温度が高いため、左側に延びた形となる。また、図１２の例においては、平面部１６との接触がある図面上右側の方がガラスが冷えているため、溶融ガラス滴の温度が高い左側に延びた形となる。なお、滴ずれによる影響がない、言い換えると、溶融ガラス滴に温度分布がつかない状態においては、ガラス成形体は同心円形状となる。
【００６２】
ガラスの材料には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４２７℃のリン酸系ガラスを用いた。比重は、３．２０である。下型の温度は４８０℃、上型の温度は５００℃である。下型および上型の基材には、超硬（ＷＣ）を用い、成形面には保護膜（Ｃｒ５００ｎｍ）を設けた。
【００６３】
（実施例１）
溶融ガラス滴の全体質量（２５０ｍｇ）を一定としたときの、凹部に満たされる溶融ガラス滴の容量（Ｑ１）と、はみ出し質量（外周平面部より上方に位置する溶融ガラス滴の容量（Ｑ２））の比率（Ｑ２／Ｑ１）による偏肉不良発生数を検証した。滴下ノズルには、外径がφ６ｍｍの白金製のノズルを用いた。滴下ノズルの先端から下型（外周平面部）までの距離は約１０００ｍｍである。
【００６４】
図１４は、実施例１における偏肉不良発生数を示す図であり、図１５（Ａ）、（Ｂ）は、図１４における、条件１および条件７に用いた下型形状の模式図である（条件２−６も同様）。ここでは、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）は５０°とした。図１５中の凹部深さｄ（ｍｍ）および凹部開口直径Ｗ１（ｍｍ）は、図１６表中に示すとおりである。
【００６５】
図１４に示す条件１から条件７に示す比率（Ｑ２／Ｑ１）において、偏肉不良発生数を測定した。図１４に示す結果から、比率（Ｑ２／Ｑ１）が１．５０の条件３、比率（Ｑ２／Ｑ１）が４．００の条件４、および比率（Ｑ２／Ｑ１）が６．００の条件５において、偏肉不良発生数が少ないことが確認できた。
【００６６】
（実施例２）
下型の凹部の容量（Ｑ１）を一定（２０ｍｇ）としたときの、凹部に満たされる溶融ガラス滴の容量（Ｑ１）と、はみ出し質量（外周平面部より上方に位置する溶融ガラス滴の容量（Ｑ２））の比率（Ｑ２／Ｑ１）による偏肉不良発生数を検証した。滴下ノズルには、外径がφ８ｍｍの白金製のノズルを用いた。また、滴下ノズルと下型との間に、貫通細孔（φ２．０〜φ３．０程度）を有するガラス微小化部材を配置した。滴下ノズルの先端からガラス微小化部材までの距離は約９００ｍｍである。ガラス微小化部材から下型（外周平面部）までの距離は約１００ｍｍである。なお、滴下ノズルから滴下される溶融ガラス滴の全体質量は、３８５ｍｇである。
【００６７】
図１６は、実施例２における偏肉不良発生数を示す図であり、図１７は、図１６における、条件１〜条件７に用いた下型形状の模式図である。ここでは、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）は５０°とした。図１７中の凹部深さｄ（ｍｍ）および凹部開口直径Ｗ１（ｍｍ）は、図１６表中に示すとおりである。また、凹部の底部直径（Ｗ２）は、２ｍｍである。
【００６８】
図１６に示す条件１から条件７に示す比率（Ｑ２／Ｑ１）において、偏肉不良発生数を測定した。図１６に示す結果から、比率（Ｑ２／Ｑ１）が１．５０の条件３、比率（Ｑ２／Ｑ１）が４．００の条件４、および比率（Ｑ２／Ｑ１）が６．００の条件５において、偏肉不良発生数が少ないことが確認できた。
【００６９】
（実施例３）
下型の側面部と外周平面部との交差角度(α)の違いによる偏肉不良発生数を検証した。
滴下ノズルには、外径がφ８ｍｍの白金製のノズルを用いた。また、滴下ノズルと下型との間に、貫通細孔（φ３．７程度）を有するガラス微小化部材を配置した。滴下ノズルの先端からガラス微小化部材までの距離は約９００ｍｍである。ガラス微小化部材から下型（外周平面部）までの距離は約１００ｍｍである。なお、滴下ノズルから滴下される溶融ガラス滴の全体質量は、３８５ｍｇである。
【００７０】
図１８は、実施例３における偏肉不良発生数を示す図である。図１９（Ａ）〜（Ｄ）は、図１８における、条件１から条件４に用いた下型形状の模式図である。図１９（Ａ）は、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）が２０°の場合の下型形状、図１９（Ｂ）は、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）が３０°の場合の下型形状、図１９（Ｃ）は、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）が４５°の場合の下型形状、図１９（Ｄ）は、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）が６０°の場合のの下型形状を示している。
【００７１】
図１９中の凹部深さｄ（ｍｍ）および凹部開口直径Ｗ１（ｍｍ）は、図１８表中に示すとおりである。また、凹部の底部直径（Ｗ２）は、２ｍｍである。
【００７２】
図１８に示す条件１から条件４に示す、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）の条件１から条件４について、偏肉不良発生数を測定した。図１８に示す結果から、側面部１４と外周平面部１６との交差角度（α）が４５°（条件３）および６０°（条件４）において、偏肉不良発生数が発生していないことが確認できた。
【００７３】
また、図２０に示すように、下型１０Ａにおいて、外周平面部１６と側面部１４とが交差する上端１４ａ領域には、半径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの曲面が設けられことが好ましい。これにより、凹部１５における溶融ガラス滴との接触面積が減少し、外周平面部１６より上方に位置する溶融ガラス滴５０の求心力を高めることが可能となる。なお、図２０は、他の実施の形態における下型の形状を示す断面図である。
【００７４】
なお、上記実施の形態における下型では、凹部１５の底面部１３に凸部１３ａが形成された場合を示しているが、下型の形態はこれに限定されるものではなく、底面部１３の凹部が設けられる形態、底面部１３が平坦の形態の採用も可能である。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ下型、１１，２１基材、１２成形面、１２ｃ，１３ｃ，５０ｃ中心位置、１３底面部、１３ａ凸部、１３ｂ内周平面部、１４側面部、１４ａ上端、１５凹部、１６外周平面部、２０上型、５０溶融ガラス滴、５０ａ，５０ｂ領域、５５ガラス成形体（ガラスレンズ）、６１溶融ガラス、６２溶融槽、６３滴下ノズル、６５ガイド。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型および上型を用い、前記下型の上に溶融ガラス滴を滴下した後、前記下型と前記上型とにより、前記溶融ガラス滴の加圧成形を行なう、ガラス成形体の製造方法であって、
前記下型は、
底面部および前記底面部を取り囲む側面部を有する凹部と、
前記側面部の上端を取り囲む外周平面部と、を含み、
前記側面部と前記外周平面部との交差角度は４５度以上に設けられ、
前記溶融ガラス滴の滴下容量は、前記下型に滴下した際に、前記溶融ガラス滴のうち、前記凹部に満たされる前記溶融ガラス滴の容量に対し、前記外周平面部より上方に位置する前記溶融ガラス滴の容量が１．５倍〜６．０倍である、ガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記底面部は、凸部と、前記凸部を取り囲む環状の内周平面部とを有している、請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記下型において、前記外周平面部と前記側面部とが交差する前記上端領域には、半径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの曲面が設けられている、請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス成形体は、ガラスレンズである、請求項１から３のいずれかに記載のガラス成形体の製造方法。

【図１】