(57)【要約】      （修正有）【課題】光学素子材料を確実に離型させるとともに光学素子を高精度に製造する製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】成形された光学素子材料１００を、第１の成形型（上型１１）及び第２の成形型（下型１２）により加圧した状態で冷却する第１の冷却工程（ａ）と、第１の冷却工程において冷却された光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂのうち周縁を含む一部１００ｂ−１のみを、第１の成形型１１及び第２の成形型１２のうち少なくとも一方から離型させる第１の離型工程（ｂ）と、一部が離型した光学素子材料１００を、第１の成形型１１及び第２の成形型１２により加圧した状態で冷却する第２の冷却工程（ｃ，ｄ）と、第２の冷却工程において冷却された光学素子材料１００を第１の成形型１１及び第２の成形型１２から離型させる第２の離型工程（ｅ）と、を含む光学素子の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子材料を加熱軟化させる加熱工程と、
加熱軟化した前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第１の成形型及び第２の成形型により加圧することで前記第１の成形型及び前記第２の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形工程と、
成形された前記光学素子材料を、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する第１の冷却工程と、
前記第１の冷却工程において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち前記周縁を含む一部のみを、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第１の離型工程と、
前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する第２の冷却工程と、
前記第２の冷却工程において冷却された前記光学素子材料を前記第１の成形型及び前記第２の成形型から離型させる第２の離型工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１の離型工程では、前記光学素子材料がガラス転移点以上の温度で且つ１０９．６［ｄＰａ・ｓ］以上の粘度の状態で前記一部のみの離型を行うことを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１の離型工程では、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち少なくとも一方を他方から遠ざけるように移動させることで、前記一部のみの離型を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の離型工程では、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により前記光学素子材料を加圧する圧力を減少させ前記光学素子材料が反発により前記第１の成形型及び前記第２の成形型の間隔を拡げることで、前記一部のみの離型を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記光学素子材料が前記成形工程において成形される形状は、両凸形状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記成形工程では、前記光学素子材料の前記接触面のうち前記光学素子の有効径の外側の領域の少なくとも一部に平坦部を形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
光学素子材料を加熱軟化させる加熱部と、
前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第１の成形型及び第２の成形型により加圧することで前記第１の成形型及び前記第２の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形部と、
前記光学素子材料を前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する冷却部と、
前記冷却部において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち周縁を含む一部のみを、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第１の制御と、前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する第２の制御と、前記冷却部において冷却された前記光学素子材料を前記第１の成形型及び前記第２の成形型から離型させる第３の制御と、を行う制御部と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を製造する光学素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子材料を加熱軟化させた状態で成形型により加圧成形し、その後に冷却することで、光学素子を製造する光学素子の製造方法が知られている。このような光学素子の製造方法において、光学素子材料を冷却した後に、光学素子材料が成形型から離れられず、ワレが生じることがある。
【０００３】
そこで、光学素子材料と成形型との滑り性及び離型性を向上させるための離型膜や離型剤を成形型に付着させる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、光学素子材料に離型の切っ掛けとなる窪みなどの異形部を設けることで、光学素子材料と成形型との間に隙間を生じやすくする手法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、光学素子材料の加圧と、一対の成形型のうち少なくとも一方からの光学素子材料の離型とを２回以上繰り返す手法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
その他、光学素子材料と成形型との密着状態での収縮による応力をシミュレーションにより算出する手法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６２３７１号公報
【特許文献２】特許第２９１４５０８号公報
【特許文献３】特開平９−２８６６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光学素子材料のうち一対の成形型との接触面において、この接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部が存在する場合、例えば、光学素子が両凸形状や片凸形状などの形状である場合について考える。
【０００７】
この場合、光学素子材料が成形型から離型できないときの原因は、冷却工程において肉厚が厚い部分と薄い部分と収縮量に差があることが問題であると考えられる。
すなわち、肉厚が厚い部分の収縮量は、薄い部分の収縮量よりも大きいが、光学素子材料と成形型とが密着した状態で実際に収縮できるのは薄い部分の収縮分のみになる。薄い部分は、厚い部分の収縮力により成形型に強く押し付けられ、冷却が進むほど離型しづらくなる。光学素子材料は、まず周縁が離型し、隙間に空気が入って進行するため、特に周縁の肉厚が薄い形状で離型が困難になり、光学素子材料がワレてしまう。
【０００８】
しかしながら、上述のような離型膜や離型剤を用いる手法では、離型膜や離型剤が必須になるばかりか、離型膜や離型剤を用いてもなお離型が困難な場合もある。
また、上述のような光学素子材料に異形部を設ける手法では、離型の開始を前提とし、その後のスムーズな離型を担保するものであり、根本的な解決にはならない。
【０００９】
更には、上述のような、加圧と離型とを２回以上繰り返す手法では、光学素子材料が再び成形型と接触する際に接触面がずれることなどによって、光学素子の面形状精度が悪化する。
【００１０】
本発明の目的は、光学素子材料を確実に離型させることができるとともに光学素子を高精度に製造することができる光学素子の製造方法及び製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光学素子の製造方法は、光学素子材料を加熱軟化させる加熱工程と、加熱軟化した前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第１の成形型及び第２の成形型により加圧することで前記第１の成形型及び前記第２の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形工程と、成形された前記光学素子材料を、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する第１の冷却工程と、前記第１の冷却工程において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち前記周縁を含む一部のみを、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第１の離型工程と、前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する第２の冷却工程と、前記第２の冷却工程において冷却された前記光学素子材料を前記第１の成形型及び前記第２の成形型から離型させる第２の離型工程と、を含む。
【００１２】
本発明の光学素子の製造装置は、光学素子材料を加熱軟化させる加熱部と、前記光学素子材料を、互いに対向して配置された第１の成形型及び第２の成形型により加圧することで前記第１の成形型及び前記第２の成形型との前記光学素子材料の接触面において該接触面の周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部を有する形状に成形する成形部と、前記光学素子材料を前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する冷却部と、前記冷却部において冷却された前記光学素子材料の前記接触面のうち周縁を含む一部のみを、前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち少なくとも一方から離型させる第１の制御と、前記一部が離型した前記光学素子材料を、前記第１の成形型及び前記第２の成形型により加圧した状態で冷却する第２の制御と、前記冷却部において冷却された前記光学素子材料を前記第１の成形型及び前記第２の成形型から離型させる第３の制御と、を行う制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学素子材料を確実に離型させることができるとともに光学素子を高精度に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法を説明するための、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
【図３】比較例に係る光学素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態の第１変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態の第２変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の第３変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態の第４変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態の第５変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る光学素子の製造装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態に係る光学素子の製造方法及び製造装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造装置１を示す断面図である。
【００１６】
図１に示す光学素子の製造装置１は、第１のステージ２と、第２のステージ３と、第３のステージ４と、成形室５と、制御部６と、を備える。
第１のステージ２、第２のステージ３、及び第３のステージ４は、この順に、成形室５内において、光学素子材料１００を収容する型セット１０の移送方向に並んで配置されている。なお、光学素子材料１００は例えばガラスであり、製造される光学素子は例えばガラスレンズである。
【００１７】
型セット１０は、互いに対向して配置された上型１１及び下型１２と、これらの周囲に配置される筒状の胴型１３とを含むが、型セット１０としては、光学素子材料１００を収容し、後述する各工程を行いうるものであれば制限されない。
【００１８】
なお、上型１１は第１の成形型の一例であり、下型１２は第２の成形型の一例である。上型１１は、図２に示すように例えば凹形状の成形面１１ａが底面に形成されている。下型１２も、図２に示すように例えば凹形状の成形面１２ａが上面に形成されている。
【００１９】
第１のステージ２、第２のステージ３、及び第３のステージ４は、上ヒータブロック２ａ，３ａ，４ａと、上断熱ブロック２ｂ，３ｂ，４ｂと、プレス軸２ｃ，３ｃ，４ｃと、シリンダ２ｄ，３ｄ，４ｄと、下ヒータブロック２ｅ，３ｅ，４ｅと、下断熱ブロック２ｆ，３ｆ，４ｆと、を有する。
【００２０】
上ヒータブロック２ａ，３ａ，４ａには、例えばカートリッジヒータが挿入されている。上ヒータブロック２ａ，３ａ，４ａは、型セット１０の上面に当接し、熱伝導により型セット１０を加熱する。
【００２１】
上断熱ブロック２ｂ，３ｂ，４ｂは、上ヒータブロック２ａ，３ａ，４ａの上部に配置されている。
プレス軸２ｃ，３ｃ，４ｃは、下端において上断熱ブロック２ｂ，３ｂ，４ｂの上面中央に連結されている。
【００２２】
シリンダ２ｄ，３ｄ，４ｄは、プレス軸２ｃ，３ｃ，４ｃに接続され、上ヒータブロック２ａ，３ａ，４ａ、上断熱ブロック２ｂ，３ｂ，４ｂ、及びプレス軸２ｃ，３ｃ，４ｃを上下動させる。
【００２３】
下ヒータブロック２ｅ，３ｅ，４ｅは、上ヒータブロック２ａ，３ａ，４ａと対向するように配置され、上面に型セット１０が載置される。下ヒータブロック２ｅ，３ｅ，４ｅには、例えばカートリッジヒータが挿入されている。下ヒータブロック２ｅ，３ｅ，４ｅは、型セット１０の底面に当接し、熱伝導により型セット１０を加熱する。
【００２４】
下断熱ブロック２ｆ，３ｆ，４ｆは、下ヒータブロック２ｅ，３ｅ，４ｅの下部に位置し、成形室５内の底面に固定されている。
なお、第１のステージ２における上ヒータブロック２ａ及び下ヒータブロック２ｅは、光学素子材料１００を加熱軟化させる加熱部の一例として機能する。
【００２５】
また、第１のステージ２におけるシリンダ２ｄは、光学素子材料１００を加圧することで成形する成形部の一例として機能する。
また、第２のステージ３及び第３のステージ４における上ヒータブロック３ａ，４ａ及び下ヒータブロック３ｅ，４ｅは、光学素子材料１００を上型１１及び下型１２により加圧した状態で冷却する冷却部の一例として機能する。
【００２６】
成形室５は、型投入口シャッタ５ａと、型排出口シャッタ５ｂと、型投入台５ｃと、型排出台５ｄと、を有する。
【００２７】
型投入口シャッタ５ａは、型セット１０が型投入台５ｃから成形室５内に投入される際に開放する。
型排出口シャッタ５ｂは、型セット１０が成形室５内から型排出台５ｄへ排出される際に開放する。
【００２８】
制御部６は、詳しくは後述するが、第１のステージ２、第２のステージ３、及び第３のステージ４に対し、加熱、加圧、冷却、離型などの各工程の制御を行う。
【００２９】
以下、本実施の形態に係る光学素子の製造方法について説明する。
図２は、本実施の形態に係る光学素子の製造方法を説明するための、光学素子材料１００、上型１１、及び下型１２を示す断面図である。
【００３０】
図１に示すように、型セット１０は、型投入口シャッタ５ａが開放した状態で図示しない移送ロボットによって型投入台５ｃから成形室５内に投入される。
成形室５内に投入された型セット１０は、第１のステージ２の下ヒータブロック２ｅ上に載置される。そして、型セット１０は、シリンダ２ｄが上ヒータブロック２ａを下降させることにより、上ヒータブロック２ａの底面に当接する。
【００３１】
型セット１０内に収容された光学素子材料１００は、上ヒータブロック２ａ及び下ヒータブロック２ｅから上型１１及び下型１２を介しての熱伝導などによって加熱軟化する（加熱工程）。
【００３２】
加熱軟化した光学素子材料１００は、シリンダ２ｄにより上型１１及び下型１２を介して加圧され、成形される（成形工程）。この成形工程において成形される光学素子材料１００の形状は、図２（ａ）に示すように、上型１１及び下型１２との接触面１００ａ，１００ｂにおいて周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部１００ｃを有する形状である。
【００３３】
本実施の形態では、光学素子材料１００が成形される形状は、両凸形状である。あくまで一例であるが、本実施の形態では、直径１０ｍｍで、最大肉厚部１００ｃの肉厚２．３ｍｍ、最外周部の肉厚（接触面１００ａ，１００ｂの周縁の肉厚と同一）０．９ｍｍの光学素子であるガラスレンズが製造される。
【００３４】
成形工程では、光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂのうち光学素子の有効径１００ｄの外側の領域の少なくとも一部（フランジ部）に平坦部１００ｅ，１００ｆが形成される。なお、光学素子の有効径１００ｄは、光学的特性を発揮する部分（光学機能面）であり、例えば凸部分の一部である。
【００３５】
成形工程における光学素子材料１００の加熱温度は、光学素子材料１００がガラスである場合には、例えば軟化点近傍の温度、一例としては５７０℃〜５８０℃である。このときの光学素子材料１００の粘度は、例えば、１０７．８［ｄＰａ・ｓ］である。
【００３６】
その後、型セット１０は、図示しない移送ロボットにより第１のステージ２から第２のステージ３に移送される。なお、各ステージの移送間隔は、例えば４０秒である。
成形工程において成形された光学素子材料１００は、図２（ａ）に示すように上型１１及び下型１２により加圧された状態（矢印Ｄ１，Ｄ２）で冷却される（第１の冷却工程）。この第１の冷却工程では、光学素子材料１００は、例えば、成形工程よりも弱い圧力で加圧される。
【００３７】
次に、型セット１０は、図示しない移送ロボットにより第２のステージ３から第３のステージ４に移送される。この移送時に型セット１０は、第２のステージ３における加圧状態から開放される。すなわち、上型１１及び下型１２により光学素子材料１００を加圧する圧力が減少する。そのため、図２（ｂ）に示すように、光学素子材料１００が反発して変形し（矢印Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４）、上型１１及び下型１２の間隔を拡げる。
【００３８】
これにより、冷却が進んでいることもあり、第１の冷却工程において冷却された光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂのうち、下型１２との接触面１００ｂの周縁（好ましくは周縁全周）を含む一部１００ｂ−１のみが、下型１２（上型１１及び下型１２のうち少なくとも一方の一例）から離型する（第１の離型工程）。周縁を含む一部１００ｂ−１は、例えば、有効径１００ｄの外側の部分である。
【００３９】
この第１の離型工程における制御部６の制御は、光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂのうち周縁を含む一部１００ｂ−１のみを、下型１２（上型１１及び下型１２のうち少なくとも一方）から離型させる第１の制御の一例である。
【００４０】
なお、光学素子材料１００の反発力については、光学素子材料１００への圧力を解除した際に光学素子材料１００が加圧方向と反対向きに変形しようとする力である。反発力を高めるために、第２のステージ３において光学素子材料１００を加圧する圧力を、第３のステージ４への移送前に高めてもよい。なお、あくまで一例であるが、光学素子材料１００の直径が１２．５ｍｍ程度の両凸形状であれば３２［Ｎ／ｍｍ２］程度の圧力をかけて１０１０．５［ｄＰａ・ｓ］の粘度まで冷却した際には十分な反発力が得られる。
【００４１】
第１の離型工程では、光学素子材料１００がガラス転移点以上の温度で且つ１０９．６［ｄＰａ・ｓ］以上の粘度の状態で離型を行うとよいことがわかった。このときの光学素子材料１００の粘度の一例としては１０１０．５［ｄＰａ・ｓ］であり、温度の一例としては５２０℃〜５４０℃である。
【００４２】
なお、第１の離型工程における光学素子材料１００の温度が高すぎると、上型１１及び下型１２からの形状転写が十分に進んでいないことで面精度が悪化したり、光学素子材料１００の反発力が不足することで周縁の離型が進まなかったり、最大肉厚部１００ｃにおける収縮力が少ししか溜まっておらず離型の効果が小さかったりするという問題がある。
【００４３】
また、第１の離型工程における光学素子材料１００の温度が低すぎると、形状転写が進んでおり、第１の離型工程を省略して全体離型（後述する第２の離型工程）を最初から行った場合と離型の状態が近くなる。そのため、第１の離型工程及び第２の離型工程の両方を行うことにより確実に離型を行うことができるという効果が十分に得られなくなる。
【００４４】
なお、第２のステージ３において、上型１１の加圧方向と下型１２の加圧方向との傾き、すなわち下ヒータブロック２ｅの上面に直交する方向に対するシリンダ２ｄの中心軸の傾きを例えば０．７分〜１．５分の範囲で設定してもよい。これは、光学素子材料１００の形状に応じて反発力と収縮力とによる接触面１００ａ，１００ｂの周縁等における離型の作用を強めることができるためである。
【００４５】
一部１００ｂ−１が離型した光学素子材料１００は、第３のステージ４のシリンダ４ｄにより上型１１及び下型１２を介して加圧された状態（図２（ｃ）に示す矢印Ｄ１，Ｄ２）で冷却される（第２の冷却工程）。これにより、図２（ｄ）に示すように、光学素子材料１００は冷却により収縮する（矢印Ｄ２１〜Ｄ２８）。
【００４６】
第２の冷却工程における制御部６の制御は、一部１００ｂ−1が離型した光学素子材料１００を、上型１１及び下型１２により加圧した状態で冷却する第２の制御の一例である。
なお、上述のように周縁を含む一部１００ｂ−１がまず離型することで周縁の上型１１及び下型１２との密着状態が一旦解除されるため、厚い部分が十分に収縮し、その後に周縁が上型１１及び下型１２と接触するため、周縁が上型１１及び下型１２により押さえつけられるタイミングを大きく遅らせることができる。
【００４７】
その結果、上型１１及び下型１２から光学素子材料１００が受ける圧力Ｄ１，Ｄ２は、最大肉厚部１００ｃにおける圧力Ｄ１−１，Ｄ２−１と周縁における圧力Ｄ１−２，Ｄ１−３，Ｄ２−２，Ｄ２−３とで差が少なくなる。ここで、光学素子材料１００の離型していた一部１００ｂ−１は、下型１２に再度密着してもよいし、所望の光学面が得られれば密着しなくてもよい。
【００４８】
本実施の形態では、型セット１０が第２のステージ３から隣接する第３のステージ４に移送される際に第１の離型工程が行われるため、第１の離型工程の終了後から第２の冷却工程の開始までに光学素子材料１００に温度差が生じるのを防ぐことができる。この温度差は、光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂに不連続な面を生じさせうるため、例えば１０℃以下であることが望ましい。また、第２のステージ３と第３のステージ４とで光学素子材料１００の加圧方向の変化（上型１１及び下型１２それぞれの加圧方向の変化）が０．５分以内であることが望ましい。
【００４９】
なお、第２の冷却工程（第３のステージ４）では、光学素子材料１００は、第１の冷却工程（第２のステージ３）よりも弱い圧力で加圧される。あくまで一例であるが、第２の冷却工程における圧力は、例えば１００［ｋｇｆ］〜２００［ｋｇｆ］であり、第１の冷却工程における圧力は、例えば、４５０［ｋｇｆ］以下である。
【００５０】
第２のステージ３及び第３のステージ４のうち少なくとも一方においては、上ヒータブロック３ａ，４ａと下ヒータブロック３ｅ，４ｅとの間に例えば２０℃以内の温度差を生じさせてもよい。これにより、光学素子材料１００の収縮に伴う反りを制御し、光学素子材料１００の形状に応じて離型する接触面１００ａ，１００ｂの形状を制御できる。
【００５１】
次に、型セット１０は、図示しない移送ロボットにより第３のステージ４から成形室５外に排出される。この排出時に型セット１０は、第３のステージ４における加圧状態から開放される。
【００５２】
これにより、図２（ｅ）に示すように、第２の冷却工程において冷却された光学素子材料１００は、上型１１及び下型１２の全体から離型する（第２の離型工程）。なお、第２の離型工程は、第２のステージ３における加圧状態において冷却のみにより行われていてもよい。また、第２の離型工程は、第３のステージ４よりも低温まで冷却される第４以降のステージにおいて、又は成形室５の外において行われてもよい。
【００５３】
第２の離型工程における制御部６の制御は、第３のステージ４の上ヒータブロック４ａ及び下ヒータブロック４ｅにおいて冷却された光学素子材料１００を上型１１及び下型１２から離型させる第３の制御の一例である。
【００５４】
第２の離型工程における光学素子材料１００の粘度の一例としては１０１４．５［ｄＰａ・ｓ］であり、温度は例えばひずみ点以上の温度であるとよいことがわかった。第２の離型工程における粘度は、１０１３［ｄＰａ・ｓ］〜ひずみ点温度に対応する１０１４．６［ｄＰａ・ｓ］の間であることが望ましい。但し、破壊のしやすさは、光学素子材料１００の形状にも依存するため、光学素子材料１００が破壊しない範囲であれば、１０１４．６［ｄＰａ・ｓ］以上の粘度であってもよい。光学素子材料１００の温度の一例としては４８０℃〜５００℃である。
【００５５】
成形室５外に排出された型セット１０からは、光学素子材料１００が取り出される。この取り出された光学素子材料１００が光学素子である。本実施の形態では、２００個連続で光学素子を製造した場合もワレがなく、良好な面精度が得られた。
【００５６】
図３は、比較例に係る光学素子の製造方法を説明するための断面図である。
本比較例では、離型工程を本実施の形態のように第１の離型工程と第２の離型工程とに分けず、一度で全体の離型が行われる。
【００５７】
そのため、図３（ａ）に示すように加圧成形（矢印Ｄ１，Ｄ２）され、図３（ｂ）に示すように冷却により収縮（矢印Ｄ２１〜Ｄ２８）する光学素子材料１００は、中心部において収縮量が多くなる。
【００５８】
これにより、図３（ｃ）に示すように、中央において加わるはずの圧力（Ｄ１−１，Ｄ２−１）は小さくなり（矢印Ｄ１−１１，Ｄ２−１１）、周縁において加わるはずの圧力（Ｄ１−２，Ｄ１−３，Ｄ２−２，Ｄ２−３）は大きくなる（矢印Ｄ１−１２，Ｄ１−１３，Ｄ２−１２，Ｄ２−１３）。そのため、通常、離型のきっかけとなる周縁の離型が困難となり、光学素子材料１００がワレうる。
【００５９】
以上説明した本実施の形態では、光学素子の製造方法は、加熱工程と、成形工程と、第１の冷却工程と、第１の離型工程と、第２の冷却工程と、第２の離型工程とを備える。加熱工程では、光学素子材料１００を加熱軟化させる。成形工程では、加熱軟化した光学素子材料１００を、互いに対向して配置された上型（第１の成形型の一例）１１及び下型（第２の成形型の一例）１２により加圧することで上型１１及び下型１２との光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂにおいて接触面１００ａ，１００ｂの周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部１００ｃを有する形状に成形する。第１の冷却工程では、成形された光学素子材料１００を、上型１１及び下型１２により加圧した状態で冷却する。第１の離型工程では、第１の冷却工程において冷却された光学素子材料１００の接触面１００ａ，１００ｂのうち周縁を含む一部１００ｂ−１のみを、下型１２（上型１１及び下型１２のうち少なくとも一方）から離型させる。第２の冷却工程では、一部１００ｂ−１が離型した光学素子材料１００を、上型１１及び下型１２により加圧した状態で冷却する。第２の離型工程では、第２の冷却工程において冷却された光学素子材料１００を上型１１及び下型１２から離型させる。
【００６０】
そのため、接触面１００ａ，１００ｂにおいて、その周縁よりも厚さの厚い最大肉厚部１００ｃが存在する場合において、最大肉厚部１００ｃにおける収縮量が周縁の収縮量よりも多くても、周縁がまず離型することで周縁の上型１１及び下型１２との密着状態が解除される。これにより、厚い部分が十分に収縮し、その後に周縁が上型１１及び下型１２と接触するため、周縁が上型１１及び下型１２により押さえつけられるタイミングを大きく遅らせることができる。これにより、周縁が収縮力の差によって上型１１及び下型１２に強く押し付けられるのを抑えることができる。そのため、周縁からの離型が容易になる。また、第１の離型工程では一部１００ｂ−１のみを離型させるため、第２の冷却工程における再加圧時において接触面１００ａ，１００ｂがずれることなどによって光学素子の面形状精度が悪化するのを抑えることができる。
【００６１】
よって、本実施の形態によれば、光学素子材料１００を確実に離型させることができるとともに光学素子を高精度に製造することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、第１の離型工程において、光学素子材料１００がガラス転移点以上の温度で且つ１０９．６［ｄＰａ・ｓ］以上の粘度の状態で、周縁を含む一部１００ｂ−１のみの離型が行われる。そのため、接触面１００ａ，１００ｂの周縁の押さえつけが進んでいない状態で且つ光学素子材料１００に粘性が残っている状態で離型が行われることで、光学素子材料１００の反発力と収縮力とによって最大肉厚部１００ｃが盛り上がりながら周縁が径方向に縮み、周縁を含む一部１００ｂ−１のみの離型が容易になる。したがって、光学素子材料１００をより確実に離型させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、第１の離型工程において、第２のステージ３から第３のステージ４に光学素子材料１００を移送する際に、上型１１及び下型１２により光学素子材料１００を加圧する圧力を減少させ光学素子材料１００が反発により上型１１及び下型１２の間隔を拡げることで、周縁を含む一部１００ｂ−１のみの離型が行われる。これにより、上型１１及び下型１２を直接移動させなくとも離型が行われるため、光学素子材料１００の状態に合わせて離型を行うことができる。したがって、光学素子材料１００をより確実に離型させることができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、光学素子材料１００が成形工程において成形される形状は、両凸形状である。そのため、最大肉厚部１００ｃの肉厚が接触面１００ａ，１００ｂの周縁の肉厚との比較で大きくなるため離型が困難になるが、第１の離型工程及び第２の離型工程によって光学素子材料１００を確実に離型させることができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、成形工程において、光学素子材料１００の接触面１００のうち光学素子の有効径１００ｄの外側の領域の少なくとも一部に平坦部１００ｅ，１００ｆが形成される。そのため、径方向の収縮が上型１１及び下型１２の成形面１１ａ，１２ａにおける滑り作用になり離型が困難な平坦部１００ｅ，１００ｆを有する光学素子材料１００であっても、第１の離型工程及び第２の離型工程によって光学素子材料１００を確実に離型させることができる。
【００６６】
図４〜図８は、本実施の形態の第１〜第５変形例における、光学素子材料、上型、及び下型を示す断面図である。
成形工程において成形される光学素子材料の形状としては、図２に示す平坦部１００ｅ，１００ｆが形成されたフランジ部を有する光学素子材料１００の両凸形状のほか、任意の形状とすることができる。
【００６７】
形状の例としては、図４（第１変形例）に示す光学素子材料２００のように、中央に最大肉厚部２００ｃを有する両凸形状であるが、接触面２００ａ，２００ｂに平坦部やフランジ部を有さない形状が挙げられる。この光学素子材料２００は、凹形状の成形面２１ａ，２２ａが形成された上型２１及び下型２２により成形される。
【００６８】
また、図５（第２変形例）に示す光学素子材料３００のように、中央に最大肉厚部３００ｃを有し、接触面３００ａ，３００ｂに平坦部３００ｅ，３００ｆが形成されたフランジ部を有する凸メニスカス形状が挙げられる。この光学素子材料３００は、凸形状の成形面３１ａが形成された上型３１、及び凹形状の成形面３２ａが形成された下型３２により成形される。
【００６９】
また、図６（第３変形例）に示す光学素子材料４００のように、中央に最大肉厚部４００ｃを有し、接触面４００ａ，４００ｂに平坦部やフランジ部を有さない凸メニスカス形状が挙げられる。この光学素子材料４００は、凸形状の成形面４１ａが形成された上型４１、及び凹形状の成形面４２ａが形成された下型４２により成形される。
【００７０】
また、図７（第４変形例）に示す光学素子材料５００のように、周縁以外で且つ中央以外の部分に最大肉厚部５００ｃを有し、接触面５００ａ，５００ｂに平坦部５００ｅ，５００ｆが形成されたフランジ部を有する凹メニスカス形状が挙げられる。この光学素子材料５００は、凸形状の成形面５１ａが形成された上型５１、及び凹形状の成形面５２ａが形成された下型５２により成形される。
【００７１】
また、図８（第５変形例）に示す光学素子材料６００のように、周縁以外で且つ中央以外の部分に最大肉厚部６００ｃを有し、接触面６００ａ，６００ｂに平坦部６００ｅ，６００ｆが形成されたフランジ部を有する両凹形状が挙げられる。この光学素子材料６００は、凸形状の成形面６１ａ，６２ａが形成された上型６１及び下型６２により成形される。
【００７２】
なお、図６に示す下型６２は、例えば、外周側の筒状部分と内周側の柱状部分とに分割されている。
もちろん、成形される光学素子材料の形状は、図２，図４〜８の例に限られず、これらは例示にすぎない。
【００７３】
図９は、本発明の他の実施の形態に係る光学素子の製造装置１−１を示す断面図である。
本実施の形態の光学素子の製造装置１−１では、ステージは単一ステージ７のみである。単一ステージ７は、第１のステージ２、第２のステージ３、及び第３のステージ４と同様に、上ヒータブロック７ａと、上断熱ブロック７ｂと、プレス軸７ｃと、シリンダ７ｄと、下ヒータブロック７ｅと、下断熱ブロック７ｆと、を有する。
【００７４】
本実施の形態では、上型１１−１は、上ヒータブロック７ａの底面に固定されている。下型１２−１は、下ヒータブロック７ｅの上面に固定されている。
成形室８は、光学素子材料１００を投入及び排出するための材料投入排出口シャッタ８ａを有する。
【００７５】
制御部９は、単一ステージ７のみに対し、上述の加熱、加圧、冷却、離型などの各工程の制御を行う。ステージが単一ステージ７のみであるため、制御部９は、図示しない温度測定手段を用いて光学素子材料１００の状態を検知しながら制御を行うことができる。もちろん、制御部９は、時間で各工程を区切ってもよい。
【００７６】
本実施の形態における光学素子の製造方法の各工程（加熱工程、成形工程、第１の冷却工程、第１の離型工程、第２の冷却工程、及び第２の離型工程）については、光学素子材料１００（型セット１０）を移送せず単一ステージ７において各工程を行うこと以外は上述の一実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
但し、第１の離型工程においては、上述の一実施の形態と同様に、上型１１−１及び下型１２−１により光学素子材料１００を加圧する圧力を減少させることで光学素子材料１００を反発させて変形させてもよいが、上型１１−１及び下型１２−１のうち少なくとも一方（本実施の形態では上型１１−１）を他方から遠ざけるように移動させることで、離型を行ってもよい。
【００７８】
以上説明した他の実施の形態では、上述の一実施の形態と同様の効果を得られる。更には、加熱工程から第２の離型工程までを単一ステージ７において行うことができるため、第１の離型工程前後で異なるステージにおいて加圧されることによる加圧方向の変化（傾き）が生じるのを防ぐことができる。また、各工程に要する時間を一律の時間制御ではなく、温度を考慮しての制御を行うことができる。したがって、光学素子材料１００をより確実に離型させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１      光学素子の製造装置
２      第１のステージ
３      第２のステージ
４      第３のステージ
２ａ，３ａ，４ａ      上ヒータブロック
２ｂ，３ｂ，４ｂ      上断熱ブロック
２ｃ，３ｃ，４ｃ      プレス軸
２ｄ，３ｄ，４ｄ      シリンダ
２ｅ，３ｅ，４ｅ      下ヒータブロック
２ｆ，３ｆ，４ｆ      下断熱ブロック
５      成形室
５ａ      型投入口シャッタ
５ｂ      型排出口シャッタ
５ｃ      型投入台
５ｄ      型排出台
６      制御部
７      単一ステージ
７ａ      上ヒータブロック
７ｂ      上断熱ブロック
７ｃ      プレス軸
７ｄ      シリンダ
７ｅ      下ヒータブロック
７ｆ      下断熱ブロック
８      成形室
８ａ      材料投入排出口シャッタ
９      制御部
１０      型セット
１１      上型
１１ａ      成形面
１２      下型
１２ａ      成形面
１３      胴型
１００      光学素子材料
１００ａ，１００ｂ      接触面
１００ｃ      最大肉厚部
１００ｄ      有効径
１００ｅ，１００ｆ      平坦部
【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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【図１】
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【図２】
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【図３】
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