(57)【要約】【課題】特定のガラス組成を有するプリフォームを用いてより高品質な光学素子を製造する場合に、プリフォームに簡便な処理を施すだけで、プリフォームの表面に付着した付着物を高度に除去でき、その後にプレス成形して得られる光学素子の品位の向上、ひいては歩留りの向上を達成でき、さらに従来の洗浄工程を簡略化または省くことができることで、環境への負荷軽減を達成できる製造方法の提供。【解決手段】ガラス転移点が６００℃以下であるリン酸塩系ガラスからなるプリフォームＡを、軟化しないように加熱し、前記プリフォームＡの表面に付着している付着物を除去して、プリフォームＢを得る加熱工程と、前記プリフォームＢをモールド内へ配置し、モールドプレス成形を行って光学素子を得るモールドプレス工程とを具備する光学素子の製造方法。【選択図】図１
2011011937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移点が６００℃以下であるリン酸塩系ガラスからなるプリフォームＡを、軟化しないように加熱し、前記プリフォームＡの表面に付着している付着物を除去して、プリフォームＢを得る加熱工程と、
前記プリフォームＢをモールド内へ配置し、モールドプレス成形を行って光学素子を得るモールドプレス工程と
を具備する光学素子の製造方法。
【請求項２】
少なくとも、前記加熱工程における全操作および前記モールドプレス工程における前記プリフォームＢを前記モールド内へ配置する操作が、クラス７以下の清浄度に保たれた空間内において行われる、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程の前工程として、さらに、
ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る溶融工程と、
前記溶融ガラスから溶融ガラス塊を得た後、前記溶融ガラス塊を浮上成形してプリフォームＡを得る成形工程と
を具備し、加えて、
前記加熱工程において、前記プリフォームＡを洗浄することなく加熱し、また、
前記モールドプレス工程において、前記プリフォームＢを洗浄することなく前記モールド内へ配置する、請求項１または２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程における前記プリフォームＡの加熱時間が１０秒以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子の製造方法によって製造された光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、所定の表面精度を有する成形用型内に光学素子成形用の素材（すなわちプリフォーム）を収容し加熱下でプレス成形することによって、研削、研磨等の後工程を不要にした、高精度光学機能面を有する光学素子を製造する方法が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、成形用上型部材と成形用下型部材とをそれぞれ成形用胴型部材内に摺動可能に対面配置し、これら上型部材、下型部材および胴型部材により形成されるキャビティ内に成形用素材を導入し、型部材の酸化防止のため雰囲気を非酸化性雰囲気として、成形可能温度（好ましくは成形用素材が１０8〜１０12ポアズとなる温度）まで型部材を加熱し、型を閉じ適宜の時間プレスして型部材表面形状を成形用素材表面に転写し、そして型部材温度を成形用素材のガラス転移温度より十分に低い温度まで冷却し、プレス圧力を除去し、型を開いて成形済光学素子を取り出す方法が記載されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２および特許文献３には、あらかじめ鏡面仕上げした精密プレス成形用ガラス素材に燃焼ガスフレームを吹きつけて、当該ガラス素材の表面付近の粘度が１０6〜１０8ポアズとなるように（すなわち表面が軟化するように）加熱処理した後、該ガラス素材をプレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法が記載されている。また、ガラス素材表面を燃焼ガスフレームで表面を軟化するように加熱処理することで、ガラス素材表面のクラックやプレス成形時に揮発し易い成分を除去できると記載されている。さらに、クラックは２０秒以上の加熱で消滅が認められると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−８４１３４号公報
【特許文献２】特開平４−１７０３２７号公報
【特許文献３】特開平４−３１０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような光学素子の製造方法は２種類の方式に分類できる。すなわち、プリフォームを得た後、連続してプレス成形する、いわゆる一貫成形方式と、プリフォームを製造した後、他の場所へ搬送しプレス成形する方式（例えば、プリフォームをプリフォーム製造メーカから光学素子メーカへ搬送し、その後、光学素子メーカでプレス成形する方式。以下では「非一貫成型方式」ともいう。）とである。
【０００７】
ここで後者の非一貫成型方式の場合、通常、プレス成形の直前にプリフォームを洗浄する。搬送時にプリフォームの表面に埃等の付着物が付着するため、これを除去せずにプレス成形すると、得られる光学素子の表面にその付着物に起因する欠陥が生じるからである。しかしながら、このような洗浄を行ったとしても、プリフォームの表面の付着物を完全に除去することはできない。また、ガラス組成によっては付着物の影響を受けやすく、極微量の付着物が付着しているだけで、プレス成形後の光学素子に表面欠陥が生じてしまう特定のガラス組成を有するプリフォームも存在する。
したがって、このような特定のガラス組成のプリフォームを用いて、より高品質な光学素子を製造する場合には、従来の洗浄のみでは不十分であり、例えばより長時間の洗浄を行うなどして、プリフォームの表面を高度に浄化する必要がある。
【０００８】
また、前者の一貫成形方式の場合、後者の非一貫成型方式の場合と比較すると前記付着物の付着量は少なくなるが、製造工程内に存在する埃等の付着物が付着するので、非一貫成型方式の場合と同様、付着物の影響を受けやすい特定のガラス組成を有するプリフォームを用いてより高品質な光学素子を製造する場合には、同様に長時間洗浄等の対応が必要となる。
【０００９】
一方、光学素子の製造方法において洗浄工程は、最も簡略化または省きたい工程の一つである。洗浄工程は比較的作業量が多くなる工程だからであり、また、洗浄設備および排水処理設備が高価で、広範な設置スペースが必要だからであり、また、クリーンな環境を確保するためにブース等の設備が必要となるからであり、さらには通常イソプロピルアルコール等の薬品を用いるので環境への負荷が懸念されるからである。
【００１０】
このように付着物の影響を受けやすい特定のガラス組成を有するプリフォームを用いて光学素子を製造する場合、その表面をより高度に浄化する必要があるので、例えば長時間洗浄が必要となるが、一方で、洗浄工程は最も簡略化または省きたい工程であり、これらの両立は困難であった。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決することを目的としている。
すなわち、本発明の目的は、従来、付着物の影響を受けやすく、高品質な光学素子を製造することが困難であった特定のガラス組成を有するプリフォームを用いて、より高品質な光学素子を製造する場合に、プリフォームに簡便な処理を施すだけで、プリフォームの表面に付着した付着物を高度に除去し、その後にプレス成形して得られる光学素子の品位の向上、ひいては歩留りの向上を達成でき、さらに従来の洗浄工程を簡略化または省くことができることで、環境への負荷軽減を達成できる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】
【００１２】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（５）である。
（１）ガラス転移点が６００℃以下であるリン酸塩系ガラスからなるプリフォームＡを、軟化しないように加熱し、前記プリフォームＡの表面に付着している付着物を除去して、プリフォームＢを得る加熱工程と、前記プリフォームＢをモールド内へ配置し、モールドプレス成形を行って光学素子を得るモールドプレス工程とを具備する光学素子の製造方法。
（２）少なくとも、前記加熱工程における全操作および前記モールドプレス工程における前記プリフォームＢを前記モールド内へ配置する操作が、クラス７以下の清浄度に保たれた空間内において行われる、上記（１）に記載の光学素子の製造方法。
（３）前記加熱工程の前工程として、さらに、ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る溶融工程と、前記溶融ガラスから溶融ガラス塊を得た後、前記溶融ガラス塊を浮上成形してプリフォームＡを得る成形工程とを具備し、加えて、前記加熱工程において、前記プリフォームＡを洗浄することなく加熱し、また、前記モールドプレス工程において、前記プリフォームＢを洗浄することなく前記モールド内へ配置する、上記（１）または（２）に記載の光学素子の製造方法。
（４）前記加熱工程における前記プリフォームＡの加熱時間が１０秒以下である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の光学素子の製造方法によって製造された光学素子。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来、付着物の影響を受けやすく、高品質な光学素子を製造することが困難であった特定のガラス組成を有するプリフォームを用いて、より高品質な光学素子を製造する場合に、プリフォームに簡便な処理を施すだけで、プリフォームの表面に付着した付着物を高度に除去し、その後にプレス成形して得られる光学素子の品位の向上、ひいては歩留りの向上を達成でき、さらに従来の洗浄工程を簡略化または省くことができることで、環境への負荷軽減を達成できる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の好適例を説明するための概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の好適例におけるモールドについて説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明について説明する。
本発明は、ガラス転移点が６００℃以下であるリン酸塩系ガラスからなるプリフォームＡを、軟化しないように加熱し、前記プリフォームＡの表面に付着している付着物を除去して、プリフォームＢを得る加熱工程と、前記プリフォームＢをモールド内へ配置し、モールドプレス成形を行って光学素子を得るモールドプレス工程とを具備する光学素子の製造方法である。
このような製造方法を「本発明の製造方法α0」ともいう。
【００１６】
また、本発明の製造方法α0は、前記加熱工程の前工程として、さらに、ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る溶融工程と、前記溶融ガラスから溶融ガラス塊を得た後、前記溶融ガラス塊を浮上成形してプリフォームＡを得る成形工程とを具備し、加えて、前記加熱工程において、前記プリフォームＡを洗浄することなく加熱し、また、前記モールドプレス工程において、前記プリフォームＢを洗浄することなく前記モールド内へ配置する、光学素子の製造方法であることが好ましい。
このような製造方法を「本発明の製造方法α1」ともいう。
【００１７】
このように本発明の製造方法α0は非一貫成型方式であってもよいものの、溶融工程、成形工程、加熱工程およびモールドプレス工程をこの順に具備する一貫成型方式であること、すなわち本発明の製造方法α1であることが好ましい。
以下では、主に本発明の製造方法α1について、図１を用いて詳細に説明する。
【００１８】
＜溶融工程＞
本発明の製造方法α1における溶融工程について説明する。
本発明の製造方法α1における溶融工程は、ガラス原料を溶融して溶融ガラス（１０）を得る工程である。
【００１９】
溶融工程は、例えば図１（ａ）に示すように、ガラス溶融槽（１４）の中へガラス原料を投入し加熱することで、ガラス原料を溶融して溶融ガラス（１０）を得る工程である。
ここで、ガラス溶融槽（１４）は耐熱性を有し溶融ガラス（１０）にその一部が溶出しない材料からなるものであれば特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができる。好適例として白金または白金合金からなるものが挙げられる。
【００２０】
また、ガラス溶融槽（１４）の中へ投入するガラス原料（１０）は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下のプリフォームＡが得られるリン酸塩系の組成を有するものであり、例えば従来公知の粉体原料が挙げられる。
ガラス転移点およびリン酸塩系組成については後に詳細に説明する。
【００２１】
このようなガラス原料（１０）を、例えば温度制御手段を付設したガラス溶融槽（１４）の中に投入し、この温度制御手段によって例えば１０００〜１２００℃程度にまで加熱することで溶融し、溶融ガラス（１０）とすることができる。
【００２２】
＜成形工程＞
次に、本発明の製造方法α1における成形工程について説明する。
本発明の製造方法α1における成形工程は、前記溶融ガラス（１０）から溶融ガラス塊（１２）を得た後、前記溶融ガラス塊（１２）を浮上成形してプリフォームＡ（４０）を得る成形工程である。
【００２３】
溶融ガラス塊（１２）は従来公知の浮上成形法で得ることができる。例えば図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ガラス溶融槽（１４）の下部に連結した流出管（１６）の下部開口から、溶融ガラス（１０）の一部を滴状として自然落下させることで、溶融ガラス塊（１２）を得ることができる。
【００２４】
ここで成形型（２０）は、その上面として、凹状または擂鉢状の成形面（２６）を有したものである。この成形面（２６）の中心部には細孔（２２）が形成されており、あるいは成形面（２６）自体が多孔質材により形成されており、成形型（２０）に形成された細孔（２４）から導入されたガス（３０）が、この細孔（２２）から成形面（２６）上に噴き出し、成形面（２６）上にガスクッションを形成できるように構成されている。そして、このガスクッション上に溶融ガラス塊（１２）を保持することができる。
【００２５】
ガス（３０）として、例えば３００℃程度に調整された空気や不活性ガス（窒素、アルゴン等）を用いることができる。
【００２６】
次に、図１（ｃ）に示すように、溶融ガラス塊（１２）を成形面（２６）と接触することなくガスクッション上に保持しながら、溶融ガラス塊（１２）の表面が軟化点以下の温度となるまで冷却する。溶融ガラス塊（１２）は、溶融ガラス自体の表面張力によって丸みを帯びる。
このような浮上成形を行うことで、プリフォームＡ（４０）を得ることができる。
【００２７】
＜保温工程＞
次に、本発明の製造方法α1における保温工程について説明する。
本発明の製造方法α1において保温工程は必須ではないが、本発明の製造方法α1は保温工程を具備することが好ましい。
【００２８】
本発明の製造方法α1において保温工程は、成形工程で得られたプリフォームＡ（４０）を所定の温度（好ましくは１００〜２５０℃であり、より好ましくは２００℃程度の温度）に保たれた雰囲気内で保持することで、プリフォームＡ（４０）を保温する工程である。
【００２９】
例えば図１（ｄ）に示すように、プリフォームＡ（４０）を成形型（２０）の成形面（２６）上に載せ、成形型（２０）とともに保温炉（５０）の内部に保持する。保温炉（５０）の内部にはセラミックスヒータ（５４）が設置されていて、雰囲気は約２００℃に調整された空気（５２）で満たされている。
また、プリフォームＡ（４０）のみを保温炉に保管して、後に金型（モールド）内に収納してもよい。
【００３０】
＜加熱工程＞
次に、本発明の製造方法α1における加熱工程について説明する。
本発明の製造方法α1における加熱工程は、浮上成形して得た、または保温後の前記プリフォームＡ（４０）を洗浄することなく、軟化しないように加熱し、前記プリフォームＡ（４０）の表面に付着している付着物を除去して、プリフォームＢ（４２）を得る工程である。
【００３１】
なお、本発明の製造方法α0における加熱工程の場合は、前記プリフォームＡ（４０）を加熱工程に供する前に洗浄してもよい。
【００３２】
ここで「洗浄」とは、従来、光学素子の製造方法において行われていた洗浄を意味し、水、ガラス用洗浄液を用いた洗浄を意味する。「洗浄」としては、例えば水道水、蒸留水およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を順に用い、これらを貯留した槽の中に順に入れて攪拌した後、ＩＰＡ蒸気中に保持して、プリフォームの表面に付着した付着物を除去する操作が挙げられる。
後述するモールドプレス工程における「洗浄」も同義である。
【００３３】
プリフォームＡ（４０）は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であるガラスからなるものである。Ｔｇは５００℃以下であることがより好ましく、４００℃以下であることがより好ましく、３００℃以下であることがさらに好ましく、このようなガラスとしてはリン酸塩ガラス、テルル系ガラス、ビスマス系ガラスなどが好ましく、リン酸塩系ガラスが特に好ましい。
リン酸塩系ガラスとしては従来公知のものが挙げられる。例えば、酸化物基準で、Ｐ2Ｏ5を４０〜５０質量％、ＢａＯを２０〜４０質量％、ＺｎＯを５〜２０質量％含有するガラスが挙げられる。
【００３４】
本発明においてガラス転移点（Ｔｇ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＪＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法により測定した値を意味するものとする。また、当該測定においては、試験片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍのものを用いるものとする。
【００３５】
加熱工程は、例えば図１（ｅ）に示すように、前記プリフォームＡ（４０）を所定の加熱温度に調整した加熱炉（６０）内に所定の加熱時間保持することで、前記プリフォームＡ（４０）の表面に付着している付着物（埃、微小なゴミなど）を気化して除去する工程である。ここで加熱温度および加熱時間を調整することでプリフォームＡ（４０）を軟化しないように加熱する。
加熱温度および加熱時間の適正値はプリフォームＡ（４０）のＴｇや組成によっても異なるが、比較的高温および短時間で処理することが好ましい。上記の加熱温度が３００〜６００℃であり、かつ加熱時間（すなわち前記プリフォームＡの前記加熱炉内における滞留時間）が１０秒以下であることが好ましい。また、加熱温度が３５０〜４００℃であり、かつ加熱時間が５〜７秒であることがより好ましい。
【００３６】
このように本発明の製造方法α1における加熱工程では、前記プリフォームＡ（４０）を軟化しないように加熱する。上記のように、プリフォームＡ（４０）を３００〜６００℃で、１０秒以下加熱すると、前記プリフォームＡ（４０）の表面は通常軟化しない。
これに対して従来法（例えば特許文献２および３に記載の方法）は、プリフォームの表面が軟化するように２０秒以上、燃焼ガスフレームを吹きつけて加熱処理する方法であり、本発明の製造方法α1とは全く異なるものである。
【００３７】
加熱炉（６０）内の雰囲気は特に限定されないものの、酸素濃度が低い無酸素雰囲気（６２）であることが好ましい。具体的には酸素濃度が２０ppm以下であるが好ましく、１〜５ppmであることがさらに好ましい。加熱炉（６０）内の雰囲気における酸素濃度が高いと、プリフォームの表面特性が変化する可能性があるからである。
【００３８】
従来の光学素子の製造方法は、本発明の製造方法α0および本発明の製造方法α1が具備する加熱工程を備えていなかった。このような従来の光学素子の製造方法において、Ｔｇが６００℃以下であるリン酸塩系ガラスからなるプリフォームをモールドプレスすると、得られる光学素子に欠陥が生じやすかった。しかしながら、本発明の製造方法α1によればＴｇが６００℃以下であるリン酸塩系ガラスからなるプリフォームをモールドプレスしても、欠陥が生じ難い。
この理由について本発明者は、次のように考えている。
【００３９】
通常、モールドプレスを行う場合、プリフォームをガラス転移点温度程度にまで加熱した後にプレス成形するが、プリフォームのガラス転移点が６００℃超の場合、プリフォームに埃等の付着物が付着していても、プリフォームをガラス転移点温度程度にまで昇温する過程で付着物は気化等して除去される。したがって、ガラス転移点温度に到達したときには、既に付着物が除去されている。これに対して、プリフォームのガラス転移点が６００℃以下である場合、ガラス転移点温度が低いため、ガラス転移点温度程度に到達したときに付着物が気化等していることとなる。この場合、軟化しているプリフォーム表面で付着物が気化することとなるので、付着物の気化が軟化しているプリフォームの表面に悪影響を与えると供に気化した物質とガラス組成が反応し欠陥が生じる。本発明者はこのように推定している。
【００４０】
このような加熱工程によって前記プリフォームＡ（４０）の表面に付着している付着物を除去することで、付着物が除去されたプリフォームＢ（４２）を得ることができる。
【００４１】
＜モールドプレス工程＞
次に、本発明の製造方法α1におけるモールドプレス工程について説明する。
本発明の製造方法α1におけるモールドプレス工程は、前記加熱工程に供した後の前記プリフォームＢ（４２）を洗浄することなくモールド内へ配置し、モールドプレス成形を行って光学素子（４４）を得る工程である。
なお、本発明の製造方法α0におけるモールドプレス工程では、前記プリフォームＢ（４２）を洗浄した後にモールド内へ配置してもよい。
【００４２】
モールドプレス工程では、例えば図１（ｆ）に示すように、加熱炉（６０）から取り出した前記プリフォームＢ（４２）を、洗浄することなく、上型部材（７０）、下型部材（７２）およびスリーブ（７４）からなるモールド（７５）内へ配置する。具体的には図２に示すように、一対の型部材である上型部材（７０）および下型部材（７２）の間に挟むように配置し、さらに円筒状のスリーブ（７４）の内部にセットする。
そして、モールドを一対のプレス機構（７６、７６）の間に配置する。一対のプレス機構（７６、７６）は、上下に同軸上となるように相対向して配置されている。そして、図１（ｇ）に示すようにプレス機構（７６、７６）によってモールドプレス成形する。
【００４３】
このようにモールドプレス工程では、前記加熱工程の場合と同様、前記プリフォームＢ（４２）を、洗浄することなくモールド内へ配置して処理する。
従来、プリフォームをモールドプレスする場合、プリフォームをモールド内へ入れる直前に洗浄する必要があった。搬送時または製造工程内においてプリフォームの表面に埃等の付着物が付着するため、これを除去せずにプレス成形すると、得られる光学素子の表面にその付着物に起因する欠陥が生じるからである。
しかしながら、従来の光学素子の製造方法において上記のような洗浄は、最も簡略化または省きたい工程の一つであった。洗浄は上記のように比較的作業量が多くなる工程だからであり、また、洗浄設備および排水処理設備が高価で、広範な設置スペースが必要だからであり、また、クリーンな環境を確保するためにブース等の設備が必要となるからであり、さらには通常イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の薬品を用いるので環境への負荷が懸念されるからである。
これに対して本発明の製造方法α1では洗浄を行わない。そして、これに代わる簡便な処理として、前述の加熱工程を行う。本発明の製造方法α1においては、加熱工程によってプリフォームＡの表面に付着した付着物を除去し、その後モールドプレス成形することで、得られる光学素子の品位の向上、ひいては歩留りの向上を達成できる。また、このような本発明の製造方法α1はＩＰＡ等の薬品を用いないので、環境への負荷が軽減された製造方法である。
【００４４】
モールドプレス工程におけるモールド（７５）について図２を用いて説明する。モールド（７５）は、上型部材（７０）、下型部材（７２）およびスリーブ（７４）からなる。
上型部材（７０）および下型部材（７２）の各々は、略円柱の端部に円盤が付いた形状であり、図２に示すように断面はＴ字型になっている。そして、これらの円柱部の断面の直径は略同一であり、各々、一方主面として鏡面仕上げされた凹状または擂鉢状の成形面（７１）および成形面（７３）を有している。上型部材（７０）の成形面（７１）と下型部材（７２）の成形面（７３）とを相対向するように配置した後、これらの間に挟むように前記プリフォームＢ（４２）を配置する。
【００４５】
また、スリーブ（７４）は円筒状であり、その内径は上型部材（７０）および下型部材（７２）の円柱部の断面の直径と略同一である。そして、上型部材（７０）および下型部材（７２）はスリーブ（７４）内で相対向した状態を保持したまま、摺動できる。
【００４６】
上型部材（７０）、下型部材（７２）およびスリーブ（７４）の形状や材質は特に限定されないが、例えばＷＣ、Ｃｒ2Ｏ3、ＳｉＣが挙げられる。
【００４７】
図１（ｆ）に示すように、内部にプリフォームＢ（４２）を入れたモールド（７５）は、上下に相対向してチャンバー内に配置された一対のプレス機構（７６、７６）の間に配置する。
プレス機構（７６、７６）は、上型部材（７０）および下型部材（７２）の各々の他方主面（すなわち成形面（７１、７３）ではない方の主面）に接触して、モールド（７５）内のプリフォームＢ（４２）をプレスすることができる。このようなモールドプレス成形を行うことで、成形面（７１）および成形面（７３）の形状をプリフォームＢ（４２）に転写することができる（図１（ｇ））。
【００４８】
ここで、モールドプレスは、プリフォームＢ（４２）を軟化状態にまで加熱した後に行う。例えば、プレス機構（７６、７６）が温度調整機構を備えており、上型部材（７０）および下型部材（７２）が伝熱性を有する材料からなる場合、上型部材（７０）および下型部材（７２）を介してプリフォームＢ（４２）をプレス機構（７６、７６）によってプレスしながら、同時にプリフォームＢ（４２）を任意の温度に調整することができる。また、例えば、任意の温度に設定された複数のプレス機構を用いてプリフォームＢ（４２）への急激な熱負荷を抑制しながらプリフォームＢ（４２）を軟化状態にまで加熱してモールドプレス成形を行うこともできる。具体的には例えば１５０℃、２５０℃、３５０℃および３５０℃に温度調整された第１、第２、第３および第４のプレス機構を用いて、この順にプリフォームＢ（４２）をプレスすることで、プリフォームＢ（４２）に急激な熱負荷を与えずに、プリフォームＢ（４２）を昇温することができる。さらに急な冷却によるプリフォームＢ（４２）の割れを防ぐための第５、第６および第７の冷却プレス機構を用いて順にプリフォームＢ（４２）冷却することができる。
【００４９】
また、プリフォームＢ（４２）を軟化状態にまで加熱した後にモールドプレスする操作は、非酸化性雰囲気内で行うことが好ましい。例えば窒素やアルゴン等の不活性ガスに満たされた密閉容器内でプレスすることが好ましい。
ここで、本発明の製造方法α1においては、従来法と比べて、プレス成形時における雰囲気の非酸化性の程度をより高めることができる。そして、その結果、金型の劣化をより抑制することができる。従来、プリフォームのモールドプレス成形は、原則、非酸化性雰囲気において行うものである。これは酸素が存在すると金型が酸化され、劣化してしまう懸念があったからである。しかしながら従来は、非酸化性雰囲気とはいっても、実際は２０ｐｐｍ程度の酸素を含んだ雰囲気においてモールドプレスを行っていた。逆に、微量に酸素が存在することで、モールドプレスを行うことと同時にプリフォームの表面に存在する埃等の付着物を燃焼（酸化）し除去することができたので、その意味において、非酸化性雰囲気とはいっても２０ｐｐｍ程度の酸素が存在している必要があったといえる。これに対して本発明の製造方法α0（および本発明の製造方法α1）は加熱工程を具備する。そして、この加熱工程によってプリフォーム表面の付着物を除去できるので、モールドプレス成形時において付着物を除去する必要はなく、非酸化性の程度をより高めることができる。その結果、従来と比較して金型の劣化を抑制することができる。
【００５０】
このようなモールドプレス成形を行うことで、光学素子（４４）を得ることができる（図１（ｈ）参照）。
このようにして得られた光学素子（４４）は、研削、研磨等を行うことなく、高精度光学機能面を有する光学素子として用いることができる。
ただし、モールドプレス成形することでバリが生じた場合は、研削、研磨等を行ってもよい。
【００５１】
以上に説明した本発明の製造方法α１および本発明の製造方法α0では、少なくとも、前記加熱工程における全操作、ならびに前記モールドプレス工程における前記プリフォームＢを前記モールド内へ配置する操作が、クラス７以下の清浄度に保たれた空間内において行われることが好ましい。より品位の高い光学素子が得られるからである。
また、本発明の製造方法α1では、さらに前記成形工程における全操作も、同様にクラス７以下の清浄度に保たれた空間内において行われることが好ましい。
この清浄度は、より高いことが好ましく、クラス６以下であることがより好ましく、クラス５以下であることがさらに好ましい。
なお、本発明において清浄度はＩＳＯ１４６６４−１に規定されたものを意味するものとする。
【実施例】
【００５２】
以下に本発明の実施例を示す。
（実施例１）
一貫成型方式によって光学素子を製造した。具体的には、図１（ａ）〜（ｈ）に示す方法で光学素子を製造した。
実施例１において、下記で説明する成形工程、保温工程、加熱工程およびモールドプレス工程における全操作は、クラス５〜７の清浄度に保たれた空間内において行った。
【００５３】
＜溶融工程＞
図１（ａ）に示すような、流出管（１６）が下部に接続されたガラス溶融槽（１４）に、リン酸塩系のガラス原料を投入した。流出管（１６）の内径は８ｍｍであり、流出管（１６）およびガラス溶融槽（１４）は白金製である。また、これらには図示していない公知の温度制御手段が付設されており、ガラス溶融槽（１４）および流出管（１６）の内部のガラス原料および溶融ガラス（１０）を任意の温度に調整することができる。
【００５４】
ガラス溶融槽（１４）にガラス原料を投入した後、加熱し、ガラス原料を溶融して溶融ガラス（１０）を得た。そして溶融ガラス（１０）の温度が１１５０℃となるようにガラス溶融槽（１４）を加熱し、溶融ガラス（１０）を攪拌しながら２時間保持した。
その後、溶融ガラス（１０）から、長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試験片を作成し、日本光学硝子工業会規格ＪＯＪＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法によって、ガラス転移点（Ｔｇ）を測定した。
その結果、Ｔｇは３２７℃であった。
【００５５】
＜成形工程＞
次に、流出管（１６）を加熱し粘度を調整することで、滴状の溶融ガラス塊（１２）を成形型（２０）の成形面（２６）上へ落下させた（図１（ｂ））。
【００５６】
ここで、成形型（２０）は耐熱金属製多孔質部材からなり、中心部に細孔（２２）が形成され、全体が平滑な凹球面状の成形面（２６）（直径１０ｍｍ）を有するものである。
また、成形型（２０）の下部は細孔（２４）と繋がる管路を介して気体圧入装置（図示せず）に連通されており、成形面（２６）の細孔（２２）からガス（３０）である空気を噴出させ、成形面（２６）上にガスクッションを形成できるように構成されている。
【００５７】
溶融ガラス塊（１２）を成形面（２６）上に形成したガスクッションの上へ落下させ、成形面（２６）と非接触状態を保ちつつ保持し、その表面が軟化点以下の温度にまで冷却して、凸レンズ状のプリフォームＡ1（４０）を得た（図１（ｃ））。
このプリフォームＡ1（４０）の組成および形状は、株式会社オハラ製、Ｌ−ＰＨＬ３と同一であった。
【００５８】
＜保温工程＞
得られたプリフォームＡ1（４０）を保温炉（５０）内に保持した（図１（ｄ））。保温炉（５０）の内部にはセラミックスヒータ（５４）が設置されており、雰囲気が２００℃となるように調整されている。
保温炉の中に５分程度保持した後のプリフォームＡ1（４０）の表面を光学顕微鏡で観察したところ、埃等の付着物がわずかに付着していた。
【００５９】
＜加熱工程＞
次に、プリフォームＡ1（４０）を加熱炉（６０）の内部に保持した。
加熱炉（６０）の内部には赤外線ヒータ（６４）が設置されており、内部に配置した物体を加熱温度に加熱できる構成を備えたものである。
このような加熱炉（６０）の内部にプリフォームＡ1（４０）を配置し、３８０℃で６秒間加熱した後、加熱炉（６０）の内部から取り出し、プリフォームの表面を光学顕微鏡で観察した。そして、埃等の付着物が全て除去されていること、および、表面は軟化されていないことを確認した。
このような加熱の後に得られるプリフォームがプリフォームＢ1（４２）である。
【００６０】
＜モールドプレス工程＞
次に、上型部材（７０）の成形面（７１）と、下型部材（７２）の成形面（７３）とを相対向するように配置し、これらの間に挟むようにプリフォームＢ1（４２）を配置し、さらにこれらをスリーブ（７４）に収めた（図１（ｆ）、図２）。
ここで上型部材（７０）および下型部材（７２）の各々は、略円柱の端部に円盤が付いた形状であり、図１（ｆ）、図２に示すように断面はＴ字型になっている。そして、円板の直径は２５ｍｍであり、略円柱の断面における円の直径は１６ｍｍである。また、スリーブ（７４）は内径が１６ｍｍの円筒状であり、上型部材（７０）および下型部材（７２）における円柱部分はスリーブ（７４）内で摺動できる。
また、上型部材（７０）、下型部材（７２）およびスリーブ（７４）はＳｉＣからなるものである。
【００６１】
次に、モールド（７５）内のプリフォームＢ1の温度が２００℃、２５０℃、３７０℃および３７０℃になるように調整した第１、第２、第３および第４の加熱プレス機構と第５、第６および第７の冷却プレス機構を用いて、この順にプリフォームＢ1（４２）をモールドプレス成形に供した。ここで第１〜第７のモールドプレス成形は、窒素で満たされた密閉容器内で行った（図１（ｇ））。
そして第７のプレス機構を用いてモールドプレス成形した後、プリフォームＢ1（４２）に圧力を加えたまま、プリフォームＢ1（４２）がガラス転移点である３２７℃よりも十分に低い温度、具体的には３１７℃程度になるまで密閉容器内に放置して冷却した。その後、プレス圧力を除去し、上型部材（７０）、下型部材（７２）およびスリーブ（７４）からなるモールド（７５）を開き、成形面（７１）および成形面（７３）の形状が転写された光学素子（４４）を得た（図１（ｈ））。
【００６２】
そして、光学素子（４４）の表面を光学顕微鏡で観察し、表面欠陥は全く形成されていないことを確認した。
【００６３】
（実施例２）
非一貫成型方式によって光学素子を製造した。
実施例２において、下記で説明する加熱工程およびモールドプレス工程における全操作は、クラス５〜７の清浄度に保たれた空間内において行った。
【００６４】
初めに、プリフォームＡ2として株式会社オハラ製、Ｌ−ＰＨＬ３を用意した。
次にプリフォームＡ2を水道水、蒸留水およびＩＰＡを用いて洗浄した。具体的には、水道水、蒸留水およびＩＰＡの各々を貯めた貯留槽を用意し、初めに水道水の貯留槽にプリフォームＡ2を投入し、十分な時間攪拌して洗浄した後、蒸留水の貯留槽に投入し、同様に処理し、次にＩＰＡの貯留槽に投入し、同様に処理し、最後にＩＰＡ蒸気中に保持して洗浄し乾燥して、プリフォームＡ2の表面に付着した付着物を除去した。
【００６５】
ここで得られたプリフォームＡ2（４０）の表面を光学顕微鏡で観察したところ、わずかに埃等の付着物が付着していた。
【００６６】
＜加熱工程＞
次に、プリフォームＡ2（４０）を、上記の実施例１の場合と同様の加熱工程に供した。そして、処理後のプリフォームの表面を光学顕微鏡で観察し、埃等の付着物が全く除去されていること、および、表面は軟化されていないことを確認した。
このような加熱工程に供した後に得られるプリフォームがプリフォームＢ2（４２）である。
【００６７】
＜モールドプレス工程＞
次に、プリフォームＢ2（４０）を、上記の実施例１と同様のモールドプレス工程に供した。
そして、得られた光学素子（４４）の表面を光学顕微鏡で観察し、欠陥は全く形成されていないことを確認した。
【符号の説明】
【００６８】
１０    溶融ガラス
１２    溶融ガラス塊
１４    ガラス溶融槽
１６    流出管
２０    成形型
２２    細孔
２４    細孔
２６    成形面
３０    ガス
４０    プリフォームＡ
４２    プリフォームＢ
４４    光学素子
５０    保温炉
５２    空気
５４    セラミックスヒータ
６０    加熱炉
６２    無酸素雰囲気
６４    赤外線ヒータ
７０    上型部材
７１    成形面
７２    下型部材
７３    成形面
７４    スリーブ
７５    モールド
７６    プレス機構
【図１】
2011011937.tif 000003
【図２】
2011011937.tif 000004