(57)【要約】【課題】簡易かつ安価な構成の成形装置を用いて、金型の内部の酸素を排出して不活性ガスに置換しつつ、光学素子の光学機能面および側面を一括して成形することができる光学素子の成形方法および光学素子成形用金型を提供すること。【解決手段】光学素子の成形方法は、上型および下型にそれぞれ設けられた首部を、側面型に設けられた孔部に挿入した後、上面成形面と、下面成形面と、側面成形面と、によって成形素材から光学素子を成形するものであり、下型の首部の先端を、側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させ、側面型の孔部の開口縁と、下面成形面に配置した成形素材との間に形成された隙間を通じて、型内の酸素を排出する酸素排出工程と、成形素材を加熱する加熱工程と、上型および側面型と、下型とを相対的に接近させることにより成形素材をプレス成形するプレス成形工程と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型および下型にそれぞれ設けられた首部を、側面型に設けられた孔部に挿入した後、前記上型の首部の端部に設けられた上面成形面と、前記下型の首部の端部に設けられた下面成形面と、前記側面型の孔部の内面に設けられた側面成形面と、によって成形素材から光学素子を成形する光学素子の成形方法であって、
前記下型の首部の先端を、前記側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させ、前記側面型の孔部の開口縁と、前記下面成形面に配置した前記成形素材との間に形成された隙間を通じて、型内の酸素を排出する酸素排出工程と、
前記成形素材を加熱する加熱工程と、
前記上型および前記側面型と、前記下型とを相対的に接近させることにより前記成形素材をプレス成形するプレス成形工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項２】
前記側面型から前記上型を取り外した後、前記下型を上昇させることにより、成形後の前記光学素子の一部を前記側面型の上端部から突出させて、前記光学素子を取り出す取り出し工程を含む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３】
前記酸素排出工程において、前記下型の首部の先端を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、前記下面成形面に配置した前記成形素材の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の光学素子の成形方法。
【請求項４】
前記下面成形面に前記成形素材を配置してから、前記プレス成形工程を開始するまでの間、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量が、前記下面成形面に配置した前記成形素材の厚さよりも小さい状態を維持することを特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形方法。
【請求項５】
前記酸素排出工程において、前記下型の首部の先端を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、成形後の前記光学素子の側面厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の光学素子の成形方法。
【請求項６】
前記プレス成形工程が終了してから、成形後の前記光学素子を取り出すまでの間、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量が、成形後の前記光学素子の側面厚さよりも小さい状態を維持することを特徴とする請求項５に記載の光学素子の成形方法。
【請求項７】
それぞれ首部を有する上型および下型と、前記上型および前記下型の首部が挿入される孔部が設けられた側面型と、前記上型の首部の端部に設けられた上面成形面と、前記下型の首部の端部に設けられた下面成形面と、前記側面型の孔部の内面に設けられた側面成形面と、を備える光学素子成形用金型であって、
前記下型は、前記下型の首部の先端の位置を、前記側面型の孔部の開口縁よりも下側である第一の位置に位置させることが可能であることを特徴とする光学素子成形用金型。
【請求項８】
前記下型の首部の先端の位置を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側である第一の位置に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、前記下面成形面に配置した成形素材の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の光学素子成形用金型。
【請求項９】
前記下型の首部の先端の位置を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側である第一の位置に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、成形後の前記光学素子の側面厚さよりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の光学素子成形用金型。
【請求項１０】
前記下型の首部の長さは、前記側面型の孔部の長さと同等か、あるいはそれ以上の長さに形成されていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の光学素子成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の成形方法および光学素子成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスレンズ等の光学素子の成形方法の一つとして、例えば特許文献１に示すように、ガラス素材（成形素材）を金型によって加熱・プレス成形し、金型の形状をガラス素材に転写する成形方法が知られている。このような光学素子の成形方法では、光学素子の上下面に設けられる光学機能面の他に、側面も一括して成形することにより、後工程も含めたコストを安価にすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ガラス素材のプレス成形では、金型やガラス素材の酸化を防止するために、金型の成形面およびガラス素材の近傍の酸素を排出し、金型の内部の雰囲気を不活性ガスに置換する必要がある。また、光学素子の光学機能面と側面を一括して成形する場合、側面型の内部に下型および上型をそれぞれ挿入し、側面型の内部でガラス素材をプレス成形する。この場合、側面型の内部の酸素を不活性ガスに置換するためには、例えば下型または上型のどちらか一方を側面型に挿入しない状態で酸素を排出する必要がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、予め装置全体を窒素雰囲気にした後、溶融したガラス素材を下面成形面上に滴下し、下型に対して上型および側面型を一体的に下降させることにより、側面型の内部でガラス素材をプレス成形している。しかしながら、予め装置全体を窒素雰囲気にする場合、成形装置の構成が複雑化し、コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１とは別の一般的な構成として、予め側面型の内部に下型を挿入し、側面型から上型を外した状態で側面型の内部の酸素を排出し、不活性ガスに置換する構成も考えられる。しかしながらこの場合、上型を側面型から浮かせた状態を保持しながら、酸素を排出する必要があり、成形装置内に上型の駆動機構を別途設けるか、あるいは上型に対して側面型と下型のそれぞれが駆動する機構を別途設けなければならない。従って、成形装置の構成が複雑化し、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易かつ安価な構成の成形装置を用いて、金型の内部の酸素を排出して不活性ガスに置換しつつ、光学素子の光学機能面および側面を一括して成形することができる光学素子の成形方法および光学素子成形用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子の成形方法は、上型および下型にそれぞれ設けられた首部を、側面型に設けられた孔部に挿入した後、前記上型の首部の端部に設けられた上面成形面と、前記下型の首部の端部に設けられた下面成形面と、前記側面型の孔部の内面に設けられた側面成形面と、によって成形素材から光学素子を成形する光学素子の成形方法であって、前記下型の首部の先端を、前記側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させ、前記側面型の孔部の開口縁と、前記下面成形面に配置した前記成形素材との間に形成された隙間を通じて、型内の酸素を排出する酸素排出工程と、前記成形素材を加熱する加熱工程と、前記上型および前記側面型と、前記下型とを相対的に接近させることにより前記成形素材をプレス成形するプレス成形工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記側面型から前記上型を取り外した後、前記下型を上昇させることにより、成形後の前記光学素子の一部を前記側面型の上端部から突出させて、前記光学素子を取り出す取り出し工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記酸素排出工程において、前記下型の首部の先端を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、前記下面成形面に配置した前記成形素材の厚さよりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記下面成形面に前記成形素材を配置してから、前記プレス成形工程を開始するまでの間、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量が、前記下面成形面に配置した前記成形素材の厚さよりも小さい状態を維持することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記酸素排出工程において、前記下型の首部の先端を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、成形後の前記光学素子の側面厚さよりも小さいことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光学素子の成形方法は、上記発明において、前記プレス成形工程が終了してから、成形後の前記光学素子を取り出すまでの間、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量が、成形後の前記光学素子の側面厚さよりも小さい状態を維持することを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子成形用金型は、それぞれ首部を有する上型および下型と、前記上型および前記下型の首部が挿入される孔部が設けられた側面型と、前記上型の首部の端部に設けられた上面成形面と、前記下型の首部の端部に設けられた下面成形面と、前記側面型の孔部の内面に設けられた側面成形面と、を備える光学素子成形用金型であって、前記下型は、前記下型の首部の先端の位置を、前記側面型の孔部の開口縁よりも下側である第一の位置に位置させることが可能であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光学素子成形用金型は、上記発明において、前記下型の首部の先端の位置を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側である第一の位置に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、前記下面成形面に配置した前記成形素材の厚さよりも小さいことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光学素子成形用金型は、上記発明において、前記下型の首部の先端の位置を前記側面型の孔部の開口縁よりも下側である第一の位置に位置させた際の、前記下型の首部の先端と前記側面型の孔部の開口縁との隙間量は、成形後の前記光学素子の側面厚さよりも小さいことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光学素子成形用金型は、上記発明において、前記下型の首部の長さは、前記側面型の孔部の長さと同等か、あるいはそれ以上の長さに形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る光学素子の成形方法によれば、側面型の孔部に予め上型の首部が挿入された状態においても、側面型の孔部の開口縁と、下面成形面に配置した成形素材との間に形成された隙間を通じて、型内の酸素を排出して不活性ガスに置換することができる。また、光学素子の成形方法によれば、下型を駆動させるだけの簡易な構成によって、金型の内部の酸素を排出して不活性ガスに置換しつつ、光学素子の光学機能面および側面を一括して成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子成形用金型を備える成形装置の要部の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る光学素子成形用金型の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る光学素子成形用金型の一部を拡大して示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る光学素子成形用金型を用いた光学素子の成形方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の成形方法におけるプレス成形工程の際の光学素子成形用金型の状態を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る光学素子の成形方法における取り出し工程の際の光学素子成形用金型の状態を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る光学素子の成形方法における酸素排出工程の際の光学素子成形用金型の状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る光学素子の成形方法における酸素排出工程の際の光学素子成形用金型の状態を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３に係る光学素子の成形方法における押圧工程の後の光学素子成形用金型の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る光学素子の成形方法および光学素子成形用金型の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。
【００２１】
［成形装置の構成］
成形装置１は、加熱軟化させた成形素材（例えばガラス素材）Ｍをプレス成形することにより光学素子（例えばガラスレンズ）を成形するものである。成形装置１は、図１に示すように、金型供給部１１と、酸素排出部１２と、成形部１３と、を主に備えている。
【００２２】
金型供給部１１では、成形前の金型２０を成形装置１に供給する金型供給工程と、成形後の金型２０を成形装置１から排出する金型排出工程と、が行われる。金型供給部１１には、図示しない搬送機構によって搬送されてきた金型２０を載置するための載置部１１１が設けられている。
【００２３】
酸素排出部１２では、金型２０の内部の酸素を排出し、金型２０の内部の雰囲気を窒素等の不活性ガスに置換する酸素排出工程が行われる。酸素排出部１２には、図示しない搬送機構によって搬送されてきた金型２０を載置するための載置部１２１が設けられている。
【００２４】
成形部１３では、加熱工程と、プレス成形工程と、冷却工程と、が行われる。成形部１３には、図示しない搬送機構によって搬送されてきた金型２０を挟んで加熱および押圧するための、上プレート１３１および下プレート１３２が設けられている。これら上プレート１３１および下プレート１３２には、それぞれ図示しない加熱機構および冷却機構が設けられている。また、下プレート１３２には、プレス成形工程において下型２２を押圧するための押圧機構（押圧ピン）１３３が設けられている。
【００２５】
［金型の構成］
本発明の実施の形態に係る金型（光学素子成形用金型）２０の構成について、図２および図３を参照しながら説明する。金型２０は、図２に示すように、上型２１と、下型２２と、側面型２３と、スリーブ２４と、を備えている。
【００２６】
上型２１は、下型２２に向かって延びる円柱状の首部２１１を備えている。この首部２１１は、上型２１において、側面型２３の孔部２３１に挿入される部分である。首部２１１の端部には、光学素子の上側の光学機能面を成形するための上面成形面２１２が設けられている。
【００２７】
下型２２は、上型２１に向かって延びる円柱状の首部２２１を備えている。この首部２２１は、下型２２において、側面型２３の孔部２３１に挿入される部分である。首部２２１の端部には、光学素子の下側の光学機能面を成形するための下面成形面２２２が設けられている。
【００２８】
下型２２は、後記するように、下型２２の首部２２１の先端の位置を、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の位置（以下、「第一の位置」という）に位置させることが可能に構成されている。なお、前記した「下型２２の首部２２１の先端」とは、具体的には図３に示した下型２２の首部２２１の先端における外周縁２２３のことを意味している。
【００２９】
側面型２３には、当該側面型２３を上下に貫通する孔部２３１が設けられている。この孔部２３１の内面には、光学素子の側面を成形するための側面成形面２３２が設けられている。上型２１および下型２２は、側面型２３を挟んで互いの成形面が対向する位置に配置されている。また、上型２１、下型２２および側面型２３は、スリーブ２４の内部に配置されている。
【００３０】
スリーブ２４は、内部に上型２１、下型２２および側面型２３を収容するためのものである。スリーブ２４は、円筒状に形成されている。また、スリーブ２４は、当該スリーブ２４の内側と外側とを連通し、後記する光学素子の成形方法の酸素排出工程において金型２０の内部に不活性ガスを導入するための通気孔２４１，２４２が形成されている。
【００３１】
［金型の組み立て工程］
以下、成形前の金型２０の組み立て工程について説明する。まず、スリーブ２４に下型２２および側面型２３を組み込む。具体的には、スリーブ２４の内部に設けられた段部の上に側面型２３を配置し、下型２２の下端面がスリーブ２４の下端面と同一面になるように、下型２２を配置する。このとき、図３に示すように、下型２２の首部２２１の外周縁２２３の位置を、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の第一の位置に位置させることにより、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との間に所定の隙間Ｃｌを形成する。
【００３２】
続いて、下型２２の下面成形面２２２に成形素材Ｍを配置する。なお、図３では、球形状の成形素材Ｍを例示しているが、成形素材Ｍは、球形状に限らず、例えば概略球形のペレット形状、予め近似の球面形状に加工したレンズ形状等であっても構わない。
【００３３】
なお、成形素材Ｍは、以下のように配置してもよい。例えば、成形素材Ｍを下面成形面２２２に載置する前に、側面型２３の開口縁２３３よりも下面成形面２２２の外周縁２２３が高い位置（第一の位置よりも高い位置）まで下型２２を上昇させる。そして、その位置で成形素材Ｍを下面成形面２２２に配置した後、下型２２を第一の位置まで下降させる。これにより、成形素材Ｍを側面型２３の孔部２３１に挿入する距離が短くなるため、成形素材Ｍを載置しやすくなる。
【００３４】
成形素材Ｍを側面型２３の孔部２３１に挿入する距離が長い場合、例えば成形素材Ｍを搬送する治具（図示省略）による吸着を解除して、球状の成形素材Ｍを落下させた際に、成形素材Ｍが弾んで孔部２３１から飛び出てしまうことがある。また、成形素材Ｍを側面型２３の孔部２３１に挿入する距離が長い場合、例えば成形素材Ｍを搬送する治具（図示省略）による吸着を解除して、近似の球面形状に加工したレンズ形状の成形素材Ｍを落下させた際に、成形素材Ｍが孔部２３１内で回転してしまい、上下が逆になる等の不適切な姿勢となる場合がある。
【００３５】
一方、前記したように、側面型２３の開口縁２３３よりも下面成形面２２２の外周縁２２３が高い位置まで下型２２を上昇させて成形素材Ｍを載置することにより、成形素材Ｍの飛び出しや回転を抑制することができる。
【００３６】
また、成形素材Ｍは、側面型２３の孔部２３１の内部で上型２１および下型２２によるプレス成形を可能とする目的で、孔部２３１の内径Ｄ２３１よりも小さい直径ＤＭに加工されている。これにより、成形素材Ｍを孔部２３１に挿入した際に、成形素材Ｍと孔部２３１の内面（側面成形面２３２）との間に所定の隙間が形成される。
【００３７】
続いて、スリーブ２４に上型２１を組み込む。具体的には、スリーブ２４の上端面に上型２１を配置し、上型２１の首部２１１を側面型２３の孔部２３１に挿入する。
【００３８】
下型２２の首部２２１の長さは、側面型２３の孔部２３１の長さと同等か、あるいはそれ以上の長さに形成されている。なお、前記した「同等」とは、下型２２の首部２２１の長さが側面型２３の孔部２３１の長さと同じ状態、下型２２の首部２２１の長さが側面型２３の孔部２３１の長さよりも微小に短い状態、下型２２の首部２２１の長さが側面型２３の孔部２３１の長さよりも微小に長い状態、を含んでいる。
【００３９】
これにより、後記する光学素子の成形方法の取り出し工程において、上型２１を取り外した状態で下型２２を側面型２３に対して上昇させることにより（図６参照）、下面成形面２２２の位置が、プレス成形時における下面成形面２２２の位置（図５参照）よりも上側の位置まで上昇する。そして、下型２２の首部２２１の外周縁２２３が、側面型２３の孔部２３１の上側の開口縁とほぼ同じ高さまで、あるいは側面型２３の孔部２３１の上側の開口縁よりも高い位置まで上昇する。
【００４０】
［光学素子の成形方法（実施の形態１）］
以下、金型２０を用いた光学素子の成形方法の実施の形態１について、図１〜図６を参照しながら説明する。本実施の形態に係る光学素子の成形方法は、上型２１および下型２２にそれぞれ設けられた首部２１１，２２１を、側面型２３に設けられた孔部２３１に挿入した後、上型２１に設けられた上面成形面２１２と、下型２２に設けられた下面成形面２２２と、側面型２３に設けられた側面成形面２３２と、によって成形素材Ｍから光学素子を成形する。
【００４１】
光学素子の成形方法では、成形装置１の外部で組み立てが完了した成形前の金型２０（図２参照）を、成形装置１の金型供給部１１に供給した後、酸素排出部１２で酸素排出工程を行う。そして、成形部１３で加熱工程、プレス成形工程および冷却工程を行った後、金型供給部１１から成形後の金型２０を排出し、成形装置１の外部で取り出し工程を行う。なお、金型供給部１１、酸素排出部１２および成形部１３の間の搬送は、図示しない搬送機構（例えばアーム）によって行う。以下、各工程の具体的内容について、図４〜図６を参照しながら説明する。
【００４２】
（酸素排出工程）
酸素排出工程では、酸素排出部１２に搬送された金型２０の内部に窒素等の不活性ガスを充填し、型内の酸素を排出する（ステップＳ１）。酸素排出工程では、具体的には、下型２２の首部２２１の外周縁２２３を、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の第一の位置に位置させた状態において、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３と、下面成形面２２２に配置した成形素材Ｍとの間に形成された隙間Ｃｌを通じて、型内の酸素を排出する。なお、下型２２の首部２２１の外周縁２２３を、第一の位置に位置させる位置関係の設定は、前記した金型２０の組み立て工程において行う。
【００４３】
酸素排出工程では、より具体的には、スリーブ２４に形成された通気孔２４１，２４２、および、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３と下面成形面２２２に配置された成形素材Ｍとの間に形成された隙間Ｃｌを通じて金型２０の内部の酸素が排出され、金型２０の内部の雰囲気が不活性ガスに置換される。なお、酸素排出工程では、不活性ガス置換を確実にするために、不活性ガスに置換する前に図示しない真空ポンプによって酸素排出部１２の大気を減圧し、その後に不活性ガスを充填してもよい。
【００４４】
（加熱工程）
加熱工程では、成形部１３に搬送された金型２０を上プレート１３１および下プレート１３２によって挟み、成形素材Ｍを当該成形素材Ｍの屈服点以上の温度に加熱する（ステップＳ２）。
【００４５】
（プレス成形工程）
プレス成形工程では、上型２１および側面型２３と、下型２２とを相対的に接近させることにより、成形素材Ｍをプレス成形する（ステップＳ３）。プレス成形工程では、具体的には、図５に示すように、成形装置１の押圧機構１３３を上昇させることにより、下型２２および成形素材Ｍを上昇させ、下型２２の首部２２１を側面型２３の孔部２３１に挿入する。これにより、側面型２３の孔部２３１の内部において、上面成形面２１２および下面成形面２２２によって光学素子Ｏの上下の光学機能面を転写し、かつ側面成形面２３２によって光学素子Ｏの側面を転写する。
【００４６】
（冷却工程）
冷却工程では、金型２０を成形素材Ｍの転移点温度以下まで徐冷した後、さらに室温まで冷却する（ステップＳ４）。
【００４７】
（取り出し工程）
取り出し工程では、側面型２３から上型２１を取り外した後、図６に示すように、押圧機構１３３によって下型２２を上昇させることにより、成形後の光学素子Ｏの一部を側面型２３の上端部から突出させて、光学素子Ｏを取り出す（ステップＳ５）。取り出し工程では、同図に示すように側面型２３の上端部から突出させた光学素子Ｏを、吸着治具等によって吸着して取り出す。
【００４８】
以上説明したような光学素子Ｏの成形方法によれば、側面型２３の孔部２３１に予め上型２１の首部２１１が挿入された状態においても、図３に示すように、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３と、下面成形面２２２に配置した成形素材Ｍとの間に形成された隙間Ｃｌを通じて、型内の酸素を排出して不活性ガスに置換することができる。また、光学素子Ｏの成形方法によれば、上型２１および側面型２３はスリーブ２４に載置して固定したまま、下型２２を駆動させるだけの簡易な構成によって、金型２０の内部の酸素を排出して不活性ガスに置換しつつ、光学素子Ｏの光学機能面および側面を一括して成形することができる。
【００４９】
［光学素子の成形方法（実施の形態２）］
以下、金型２０を用いた光学素子Ｏの成形方法の実施の形態２について、図７および図８を参照しながら説明する。本実施の形態では、実施の形態１と共通の成形装置１を用いる。一方、本実施の形態では、金型２０における側面型２３と下型２２との位置関係が実施の形態１とは異なる。以下ではまず、本実施の形態に係る金型２０の組み立て工程について説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る金型２０の組み立て工程では、実施の形態１と同様に、下型２２の下端面がスリーブ２４の下端面と同一面になるように下型２２を配置する。このとき、図７に示すように、下型２２の首部２２１の外周縁２２３の位置を、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の第一の位置に位置させることにより、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との間に所定の隙間Ｃｌを形成する。
【００５１】
そして、本実施の形態による金型２０では、隙間Ｃｌを、成形素材Ｍの厚さＴＭよりも小さく設定する。すなわち、同図に示すように水平方向から見た場合において、成形素材Ｍの一部が側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも上側に位置するように設定する。
【００５２】
ここで、例えば図７に示すように、球形状の成形素材Ｍを用いる場合、隙間Ｃｌは、球形状の成形素材Ｍの直径よりも小さな値に設定する。また、例えば図８に示すように、上下両面を近似球面に加工したレンズ形状の成形素材Ｍ１を用いる場合、隙間Ｃｌは、レンズ形状の成形素材Ｍ１の側面厚さ（最外周部厚さ）ＴＭ１よりも小さな値に設定する。以下、本実施の形態に係る光学素子Ｏの成形方法の詳細について説明する。
【００５３】
本実施の形態に係る光学素子Ｏの成形方法では、実施の形態１と同様に、成形装置１の外部で組み立てた成形前の金型２０を成形装置１の金型供給部１１に供給し、酸素排出工程、加熱工程、プレス成形工程および冷却工程を行った後、成形装置１の外部で取り出し工程を行う。そのうち、加熱工程、プレス成形工程、冷却工程および取り出し工程の内容は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態における酸素排出工程では、図７および図８に示すように、下型２２の首部２２１の外周縁２２３を側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の第一の位置に位置させた際の、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との隙間量Ｇが、下面成形面２２２に配置した成形素材Ｍの厚さＴＭ（または成形素材Ｍ１の側面厚さＴＭ１）よりも小さい状態において、酸素を排出して不活性ガスに置換する。
【００５５】
また、本実施の形態では、組み立て工程において下面成形面２２２に成形素材Ｍを配置してから、プレス成形工程を開始するまでの間、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との隙間量Ｇが、下面成形面２２２に配置した成形素材Ｍの厚さＴＭ（または成形素材Ｍ１の側面厚さＴＭ１）よりも小さい状態を維持する。
【００５６】
以上説明したような光学素子Ｏの成形方法によれば、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との隙間量Ｇを、下面成形面２２２に配置した成形素材Ｍの厚さＴＭ（または成形素材Ｍ１の側面厚さＴＭ１）よりも小さくしている。そのため、例えば酸素を排出して不活性ガスに置換する際に発生する気体の流動、あるいは、プレス成形前に金型２０を搬送する際やプレス成形時に下型２２を上昇させる際に発生する微小な振動によって、下面成形面２２２から成形素材Ｍが落下することを抑制することができる。これにより、例えばプレス成形の際に、下面成形面２２２上に成形素材Ｍが無い状態、あるいは下面成形面２２２から成形素材Ｍがはみ出した状態でプレス成形動作を行って、金型２０が破損するというリスクを回避することができる。
【００５７】
［光学素子の成形方法（実施の形態３）］
以下、金型２０を用いた光学素子Ｏの成形方法の実施の形態３について、図９を参照しながら説明する。本実施の形態では、実施の形態１と共通の成形装置１を用いる。一方、本実施の形態では、金型２０における側面型２３と下型２２との位置関係が実施の形態１とは異なる。以下ではまず、本実施の形態に係る金型２０の組み立て工程について説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る金型２０の組み立て工程では、実施の形態１と同様に、下型２２の下端面がスリーブ２４の下端面と同一面になるように下型２２を配置する。このとき、図９に示すように、下型２２の首部２２１の外周縁２２３の位置を、側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の第一の位置に位置させることにより、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との間に所定の隙間Ｃｌを形成する。
【００５９】
そして、本実施の形態に係る金型２０では、その際の隙間Ｃｌを、成形後の光学素子Ｏの側面厚さＴＯよりも小さくする。すなわち、同図に示すように水平方向から見た場合において、光学素子Ｏの一部が側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも上側に位置するように設定する。以下、本実施の形態に係る光学素子Ｏの成形方法の詳細について説明する。
【００６０】
本実施の形態に係る光学素子Ｏの成形方法では、実施の形態１と同様に、成形装置１の外部で組み立てた成形前の金型２０を成形装置１の金型供給部１１に供給し、酸素排出工程、加熱工程、プレス成形工程および冷却工程を行った後、成形装置１の外部で取り出し工程を行う。そのうち、加熱工程、プレス成形工程、冷却工程および取り出し工程の内容は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態における酸素排出工程では、図９に示すように、下型２２の首部２２１の外周縁２２３を側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３よりも下側の第一の位置に位置させた際の、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との隙間量Ｇが、成形後の光学素子Ｏの側面厚さＴＯよりも小さい状態において、酸素を排出して不活性ガスに置換する。
【００６２】
また、本実施の形態では、プレス成形工程が終了してから、取り出し工程において成形後の光学素子Ｏを取り出すまでの間、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との隙間量Ｇが、成形後の光学素子Ｏの側面厚さＴＯよりも小さい状態を維持する。
【００６３】
以上説明したような光学素子Ｏの成形方法によれば、下型２２の首部２２１の外周縁２２３と側面型２３の孔部２３１の開口縁２３３との隙間量Ｇを、成形後の光学素子Ｏの側面厚さＴＯよりも小さくしている。そのため、例えばプレス成形後の金型２０を搬送する際やプレス成形後に下型２２を下降させる際に発生する微小な振動によって、下面成形面２２２から光学素子Ｏが落下することを抑制することができる。これにより、例えば取り出し工程の際に、下面成形面２２２上に光学素子Ｏが無い状態、あるいは下面成形面２２２から光学素子Ｏがはみ出した状態で下型２２による押し出し動作（図５参照）を行って、金型２０が破損するというリスクを回避することができる。
【００６４】
以上、本発明に係る光学素子の成形方法および光学素子成形用金型について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００６５】
例えば、前記した光学素子Ｏの成形方法の取り出し工程では、金型２０から上型２１を取り外し、押圧機構１３３によって下型２２を上昇させることにより光学素子Ｏを取り出していたが、金型２０から上型２１に加えて側面型２３を取り外し、押圧機構１３３を用いずに下型２２から光学素子Ｏをそのまま取り出してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  成形装置
１１  金型供給部
１２  酸素排出部
１３  成形部
１３１  上プレート
１３２  下プレート
１３３  押圧機構
２０  金型（光学素子成形用金型）
２１  上型
２１１  首部
２１２  上面成形面
２２  下型
２２１  首部
２２２  下面成形面
２２３  外周縁（先端）
２３  側面型
２３１  孔部
２３２  側面成形面
２３３  開口縁
２４  スリーブ
２４１，２４２  通気孔
Ｃｌ  隙間
Ｍ  成形素材
Ｏ  光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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