(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属膜からなる離型膜を表面に有する成形型によって、加熱されたガラス材料をプレス成形して光学素子を形成する光学素子成形方法であって、
前記離型膜の表面および前記ガラス材料の表面の少なくとも一方に、微細化されたグラファイトを含む離型剤を配置することと、
前記離型剤を配置した後、前記ガラス材料を加熱して、前記成形型によってプレス成形することと、
プレス成形された前記ガラス材料を酸化雰囲気中で加熱して、前記微細化されたグラファイトを、前記ガラス材料の表面から除去することと、
を含み、
前記微細化されたグラファイトが液体に分散された塗布液を、前記離型膜の表面および前記ガラス材料の表面の少なくとも一方に塗布することと、
塗布された前記塗布液を乾燥させることと、
によって、
前記離型膜の表面および前記ガラス材料の表面の少なくとも一方に、前記離型剤を配置する、
光学素子成形方法。
【請求項２】
プレス成形された前記ガラス材料をアニール処理する際に、酸化雰囲気中で加熱して、前記微細化されたグラファイトを、前記ガラス材料の表面から除去する、
請求項１に記載の光学素子成形方法。
【請求項３】
前記微細化されたグラファイトは、
厚さが３０ｎｍ以下である、
請求項１または２に記載の光学素子成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズなどの光学素子の製造方法として、成形型によってガラス材料をプレス成形することが知られている。ガラスのプレス成形に用いられる成形型は、ガラスと密着する型面に離型膜を有する。
ガラスのプレス成形において、成形型とガラス材料との間に離型剤を介在させることも知られている。例えば、特許文献１には、ガラスゴブを成形型に滴下する前に、ガラスゴブに離型剤である炭素系ススを吹き付けるガラス光学素子の成形方法が記載されている。
特許文献１では、炭素系ススとして、アセチレンガスの燃焼炎中のススを用いる。特許文献１には、他の炭素系ススとして、例えば、メタン、ブタン、プロパン等の炭化水素ガス、あるいは炭素原子を含むアルコール系ガスの燃焼炎中のススが記載されている。
さらに特許文献１には、離型剤が液状炭素系有機物をミスト化して得られる微粉末でもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術の光学素子成形方法には、以下のような問題がある。
光学素子のように高精度な成形面が必要な場合、成形型の離型膜が金属膜のみでは、十分な離型性が得られない場合がある。離型膜が金属膜の成形型では、離型剤が併用される。
離型剤は有機化合物を利用している。有機化合物は、Ｃ（炭素原子）、Ｈ（水素原子）、Ｏ（酸素原子）、Ｎ（窒素原子）、Ｓ（イオウ原子）などを含む。離型剤は、有機化合物の加熱分解物がガラスおよび型面に付着することによって、離型性を向上する。
しかし、有機化合物が加熱分解される際には、例えば、水、炭酸ガス、分子の断片成分等の低分子量の物質も発生する。これらの低分子量の物質は、成形時の加熱によって容易に気化する。しかし、気化した物質は、ガラスと成形型との間に閉じ込められる。
この結果、気化した物質が、軟化するガラスを変形させる場合がある。例えば、気化した物質が、ガラス表面に微細な穴を形成すると、光学素子の曇りが生じる。
さらに、有機化合物が加熱分解される際に発生する分子の断片成分には、未結合の電子が存在する。未結合の電子を有する分子の断片成分がガラスと反応すると、ガラス表面の着色、泡、融着などを発生させる原因にもなる。
【０００５】
離型膜が炭素膜からなる成形型は、離型剤を用いなくても良好な離型性が得られる。しかし、成形を繰り返すことによって炭素膜自体が消耗する。このため、炭素膜は寿命が短いという問題がある。
特許文献１に記載の技術では、成形を行うごとに炭素系ススからなる離型剤を供給する。このため、一定の離型性能を持続することができる。
しかし、炭素系ススは、炭化水素、アルコールなどの有機化合物の燃焼炎中に形成されるため、有機物分解生成物として活性成分を有する。さらに、炭素系ススは、微小な１次粒子が凝集した２次粒子からなる。例えば、１次粒子の径は、数十ｎｍ〜数百ｎｍである。これに対して、２次粒子の径は、最小でも数μｍであり、最大では、１０μｍを超える大きさである。
このような粒径の炭素系ススは、成形後のガラス表面に残留しやすい。残留した炭素系ススは、有機物分解生成物としての活性成分がガラスと反応して成形品の外観不良が生じやすい。
一方、炭素系ススをガラス表面から除去したとしても、除去後のガラス表面には、炭素ススの粒子サイズに応じた窪みが生じる。この窪みは、成形品のクモリの原因となるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、不良の発生を抑制できるとともに、成形型の寿命を延ばすことができる光学素子成形方法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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の光学素子成形方法は、金属膜からなる離型膜を表面に有する成形型によって、加熱されたガラス材料をプレス成形して光学素子を形成する光学素子成形方法であって、前記離型膜の表面および前記ガラス材料の表面の少なくとも一方に、微細化されたグラファイトを含む離型剤を配置することと、前記離型剤を配置した後、前記ガラス材料を加熱して、前記成形型によってプレス成形することと、プレス成形された前記ガラス材料を酸化雰囲気中で加熱して、前記微細化されたグラファイトを、前記ガラス材料の表面から除去することと、を含み、前記微細化されたグラファイトが液体に分散された塗布液を、前記離型膜の表面および前記ガラス材料の表面の少なくとも一方に塗布することと、塗布された前記塗布液を乾燥させることと、によって、前記離型膜の表面および前記ガラス材料の表面の少なくとも一方に、前記離型剤を配置する。
【０００９】
上記光学素子成形方法においては、プレス成形された前記ガラス材料をアニール処理する際に、酸化雰囲気中で加熱して、前記微細化されたグラファイトを、前記ガラス材料の表面から除去してもよい。
【００１０】
上記光学素子成形方法においては、前記微細化されたグラファイトは、厚さが３０ｎｍ以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学素子成形方法によれば、不良の発生を抑制できるとともに、成形型の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の光学素子成形方法によって製造した光学素子の一例を示す模式的な正面図および平面図である。
【図２】本発明の実施形態の成形型および成形型組立体の模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態の成形型の模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施形態の成形用ガラス材料の模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態の光学素子成形方法のフローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の光学素子成形方法の離型剤塗布工程の模式的な工程説明図である。
【図７】本発明の実施形態の光学素子成形方法の離型剤塗布工程の模式的な工程説明図である。
【図８】本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形工程のフローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態の光学素子成形方法に用いる成形装置の構成例を示す模式的な断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形工程の模式的な工程説明図である。
【図１１】本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形工程の模式的な工程説明図である。
【図１２】本発明の実施形態の光学素子成形方法に用いる離型剤の作用を説明する模式図である。
【図１３】本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形品加熱工程の模式的な工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態の光学素子成形方法によって成形される光学素子と、成形に用いる成形型と、について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の光学素子成形方法によって成形した光学素子の一例を示す模式的な正面図および平面図である。図２は、本発明の実施形態の成形型および成形型組立体の模式的な断面図である。図３は、本発明の実施形態の成形型の模式的な断面図である。図４は、本発明の実施形態の成形用ガラス材料の模式的な断面図である。
各図面は、模式図のため、寸法や形状は誇張されている（他の図面も同様）。
【００１８】
本実施形態の光学素子成形方法で成形される光学素子は、ガラス材料をプレス成形して外形を形成する光学素子であれば、特に限定されない。例えば、レンズ、プリズム、ミラー、フィルタ、基板などの適宜の種類の光学素子を採用することができ、光学有効領域の表面は曲率を有していてもよいし、曲率を有しない平面であってもよい。また、曲率を有する場合には凸面でも凹面でもよい。
以下では、本実施形態の光学素子成形方法で成形される光学素子の一例として、図１（ａ）、（ｂ）に示すレンズ１（光学素子）を成形する場合の例で説明する。
【００１９】
レンズ１は、ガラスによって成形された単玉の両凸レンズであり、凸レンズ面１ａと、凸レンズ面１ｂとを備える。レンズ１は、凸レンズ面１ａ、１ｂの外周に、外形が円形のフランジ部１ｃを有している。
凸レンズ面１ａ、１ｂは、レンズ１の設計仕様に基づく面形状、面精度に加工されている。また、凸レンズ面１ａ、１ｂには、必要に応じて、例えば、反射防止膜コートや保護膜コートなどの膜コートを施すことが可能である。
【００２０】
レンズ１は、図２に示すような成形型２およびガラスプリフォーム６（成形用ガラス材料）を用いた本実施形態の光学素子成形方法によって成形される。
【００２１】
成形型２は、下型３、上型４、および胴型５を備え、これらのそれぞれの中心軸線が、中心軸線Ｐと同軸となるように配置されている。以下では、成形型２を構成する各部材の中心軸線をいずれも中心軸線Ｐと称する。
【００２２】
下型３は、レンズ１の外径よりもわずかに大きな外径を有する円筒面状の側面３ｄを備えた略円柱状部材からなる。下型３は、その中心軸線Ｐに沿う軸方向の一方の端部（図２における上側の端部）に、レンズ面成形面３ａ（型面）と、平面部成形面３ｂ（型面）とが形成される。
レンズ面成形面３ａは、凸レンズ面１ｂの形状を転写する凹面の成形面である。
平面部成形面３ｂは、凸レンズ面１ｂに隣接するフランジ部１ｃの形状を転写する平面の成形面である。
下型３の軸方向の他方の端部には、フランジ部３ｅが形成される。フランジ部３ｅは、下型３の側面３ｄから、中心軸線Ｐに直交する径方向の外側に延びる。フランジ部３ｅの軸方向の他方側の端面（図２の下側の端面）は中心軸線Ｐに直交する下面３ｆを構成している。
【００２３】
下型３の母材は、例えば、タングステンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、炭化ケイ素、炭素などの、高硬度で耐熱性が良好な材料から構成されている。
レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂは、このような母材を、それぞれ凸レンズ面１ｂの形状や、平面形状に加工した後、離型膜として貴金属を含む薄膜を成膜することにより形成される。
レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂに用いる離型膜は、成形時にガラスと接触する最表面の離型性が良好となるように、ガラスの成分と成形中に化学反応を起こしにくい貴金属元素を含む金属膜である。以下では、レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂを合わせて、離型膜部３ｍ（離型膜）と称する場合がある。
離型膜部３ｍに含まれる貴金属元素としては、適宜の貴金属元素を採用することができる。例えば、離型膜部３ｍとして、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、タンタル（Ｔａ）、およびパラジウム（Ｐｄ）から選択される少なくとも１種類の元素、もしくはこれら元素を１種以上含む構成を用いてもよい。
離型膜部３ｍの成膜方法としては、例えば、ＲＦスパッタやマグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタなどを挙げることができる。
【００２４】
本実施形態では、図３に示すように、成形を開始するまでに、離型膜部３ｍの表面に、離型剤９を配置する。
離型剤９は、微細化されたグラファイトを含む。
本実施形態では、離型剤９は、微細化されたグラファイトを液体中に分散させた塗布液を離型膜部３ｍの表面に塗布、乾燥することによって離型膜部３ｍに配置される。
【００２５】
グラファイトは、炭素が共有結合した六員環で形成された原子１層を単位とする層状体が積層する六方晶系の結晶である。グラファイトの各層状体は、ファンデルワールス力で結合している。グラファイトを構成する原子１層分の層状体が剥離した物質はグラフェン（graphene）と呼ばれる。
グラファイトは、このような結晶構造を有するため、層状体の間での滑りを起こしやすい。
離型剤９に用いるグラファイトは、プレス成形時にガラスプリフォーム６に押しつけられて、ガラスプリフォーム６上に窪みを形成しても、レンズ１の外観不良あるいは光学特性の不良を生じない大きさに微細化する。本実施形態では、後述するように、離型剤９をスプレー塗布するため、離型剤９に用いるグラファイトは、スプレー塗布可能な大きさに微細化されている必要がある。
【００２６】
本実施形態では、離型剤９におけるグラファイトの層状体の積層方向における厚さは、３０ｎｍ以下とする。
グラファイトの層状体を積層方向に見た場合の層状体の大きさは、１０μｍ×１０μｍ以下程度にすればよい。層状体の大きさは、５μｍ×５μｍ以下としてもよいし、１μｍ×１μｍ以下としてもよい。
グラファイトがこのような薄片状であると、離型膜部３ｍに対する安定した付着姿勢は、離型膜部３ｍの法線方向と、層状体の積層方向とが略一致する姿勢である。この結果、離型膜部３ｍからの突出量も、微細化されたグラファイトの厚さ程度になる。
グラファイトの層状体は、より薄くてもよい。例えば、グラファイトの層状体の層厚は、１０ｎｍ以下としてもよく、５ｎｍ以下としてもよい。
グラフェンは、炭素原子１層分の厚さしか有しないため、離型剤９に用いる微細化されたグラファイトは、グラフェンを含んでもよい。さらに、離型剤９に用いる微細化されたグラファイトはグラフェンのみから構成されてもよい。
【００２７】
酸化グラフェン（graphene oxide）は、グラフェンの一部が酸化されることによって、グラフェンの一部が酸素を含む官能基に置換された化合物である。酸化グラフェンの主要部は、炭素の六員環である。酸化グラフェンは、全体としては、グラフェンと略同様の２次元的な層状体からなる。酸化グラフェンは、結晶構造を取らないため、グラフェンと同様、極めて薄層の層状体である。
酸化グラフェンは、酸素を含む官能基を有するため、親水性を有する。このため、酸化グラフェンは、液体に分散しやすい。
離型剤９は、酸化グラフェンを含んでもよい。
【００２８】
図２に示すように、上型４は、下型３の側面３ｄと同じ外径を有する円筒面状の側面４ｄを備えた略円柱状部材からなる。上型４は、その中心軸線Ｐに沿う軸方向の一方の端部（図２における下側の端部）に、レンズ面成形面４ａ（型面）と、平面部成形面４ｂ（型面）とが形成される。
レンズ面成形面４ａは、凸レンズ面１ａの形状を転写する凹面の成形面である。
平面部成形面４ｂは、凸レンズ面１ａに隣接するフランジ部１ｃの形状を転写する平面の成形面である。
上型４の軸方向の他方の端部には、フランジ部４ｅが形成される。フランジ部４ｅは、上型４の側面４ｄから、中心軸線Ｐに直交する径方向の外側に延びる。フランジ部４ｅの軸方向の他方側の端面（図２の上側の端面）は中心軸線Ｐに直交する上面４ｆを構成している。
【００２９】
上型４は、下型３の母材と同様な材料で外形を形成した後、下型３と同様の離型膜を成膜することによりレンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂを形成している。以下では、レンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂを合わせて、離型膜部４ｍ（離型膜）と称する場合がある。
【００３０】
本実施形態では、図３に示すように、成形を開始するまでに、離型膜部４ｍに、離型剤９を配置する。離型剤９は、下型３の離型膜部３ｍと同様にして、離型膜部４ｍに配置することができる。
【００３１】
図２に示すように、胴型５は、下型３の側面３ｄ、および上型４の側面４ｄを摺動可能に外嵌する内周面５ａを有する円筒状部材である。胴型５の軸方向の両端部である下面５ｂおよび上面５ｃは、内周面５ａの中心軸線Ｐと直交する平面からなる。
胴型５の軸方向の長さ（下面５ｂから上面５ｃまでの距離）は、後述する成形型２の組立状態におけるフランジ部３ｅ、４ｅ間の距離よりも短い。
このような構成により、胴型５は、ガラスの成形を行う間、下型３、および上型４を同軸の位置関係に保持するとともに、上型４を中心軸線Ｐに沿って移動可能に案内できる。
本実施形態では、胴型５は、フランジ部１ｃの側面を成形する成形面ではないため、成形温度に対する耐熱性を有する適宜の金属材料やセラミックスで構成することができる。本実施形態では、一例として、高硬度で耐熱性が良好な超硬合金を採用している。
【００３２】
成形型２は、下型３の側面３ｄに胴型５を外嵌させて、レンズ面成形面３ａ上に成形に必要な質量に秤量されたガラスプリフォーム６（成形用ガラス材料）を配置し、胴型５の上方から上型４を挿入して、組み立てられる。成形型２にガラスプリフォーム６を組み立てた構成を成形型組立体７と称する。
成形型組立体７では、ガラスプリフォーム６は、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂ、および胴型５で囲まれた成形空間Ｓの内部に収容されている。
成形空間Ｓは、下型３および上型４と胴型５との間の隙間や、場合によっては胴型５に設けられた図示しない貫通孔などを通して、外部と連通している。
成形型組立体７は、後述する成形装置内に配置されて、レンズ１の成形に用いられる。
【００３３】
図４に示すように、ガラスプリフォーム６は、ガラス成形体６Ａと、ガラス成形体６Ａの表面６ａに塗布された離型剤６Ｂとからなる。
ガラス成形体６Ａは、レンズ１に用いるガラス材料を適宜の形状に成形した塊状の部材である。ガラス成形体６Ａの成形手段は、モールド成形でもよいし、切削、研磨等の機械加工でもよい。
ガラス成形体６Ａの形状は、図４では、一例として、球形に描かれている。ただし、ガラス成形体６Ａの形状は、成形型２によってプレス成形可能な形状であれば、球形には限定されない。ガラス成形体６Ａの形状は、球形の他にも、例えば、円板状、回転楕円体状、レンズ１に対する相似形状などの形状でもよい。
【００３４】
離型剤６Ｂは、離型剤９と同様、微細化されたグラファイトを含む。本実施形態では、離型剤６Ｂは、微細化されたグラファイトを液体中に分散させた塗布液をガラス成形体６Ａの表面６ａに塗布、乾燥することによって形成される。
離型剤６Ｂの構成は、離型剤９と異なっていてもよいが、例えば、本実施形態では、一例として、離型剤９と同一の構成である。
【００３５】
次に、本実施形態の光学素子成形方法について説明する。
図５は、本発明の実施形態の光学素子成形方法のフローを示すフローチャートである。図６、７は、本発明の実施形態の光学素子成形方法の離型剤塗布工程の模式的な工程説明図である。図８は、本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形工程のフローを示すフローチャートである。図９は、本発明の実施形態の光学素子成形方法に用いる成形装置の構成例を示す模式的な断面図である。図１０は、本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形工程の模式的な工程説明図である。図１１は、本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形工程の模式的な工程説明図である。図１２は、本発明の実施形態の光学素子成形方法に用いる離型剤の作用を説明する模式図である。図１３は、本発明の実施形態の光学素子成形方法の成形品加熱工程の模式的な工程説明図である。
【００３６】
本実施形態の光学素子成形方法は、図５に示すステップＳ１〜Ｓ５を図５に示すフローにしたがって実行する方法である。
【００３７】
ステップＳ１、Ｓ２では、離型剤塗布工程および乾燥工程を行う。ステップＳ１、２は、離型膜の表面およびガラス材料の表面の少なくとも一方に、微細化されたグラファイトを含む離型剤を配置することを含む工程である。
本実施形態における離型剤塗布工程では、離型剤の成分を液体に分散させた離型剤分散液Ｌ（塗布液）を調製して、離型剤分散液Ｌを、下型３、上型４の離型膜部３ｍ、４ｍと、ガラス成形体６Ａの表面６ａとに塗布する。離型剤分散液Ｌは、ステップＳ１よりも前に調整しておく。
本実施形態における乾燥工程では、それぞれ塗布された離型剤分散液Ｌを乾燥させる。
ステップＳ１、Ｓ２は、それぞれの対象物である下型３、上型４、およびガラス成形体６Ａに対して、同時に実行してもよいし、対象物ごとに実行してもよい。
ステップＳ１、Ｓ２を対象物ごとに実行する場合、実行タイミングは異なっていてもよい。
【００３８】
離型剤分散液Ｌを製造するには、まず、離型剤９（６Ｂ）を構成するグラファイトの微細化物およびグラフェンの少なくとも一方を形成する。
グラファイトの微細化物は、微細化物の層厚が３０ｎｍ以下になるようにグラファイトを機械的に微細化して形成する。グラファイトの微細化物の層厚方向に見た場合の大きさは、１０μｍ×１０μｍ以下になるようにすればよい。
微細化物の厚さ方向から見た大きさは、５μｍ×５μｍ以下としてもよく、１μｍ×１μｍ以下としてもよい。
このようにして製造されるグラファイトの微細化物には、グラフェン単体が含まれていてもよい。
グラフェンの場合、層厚は原子１個分であるため、５ｎｍ以下は満たされている。グラフェンの厚さ方向から見た大きさは、グラファイトの微細化物と同様の大きさとしてもよい。例えば、１０μｍ×１０μｍを越える場合に、適宜破砕して、１０μｍ×１０μｍ以下、５μｍ×５μｍ以下、あるいは１μｍ×１μｍ以下としてもよい。
次に、形成されたグラファイトの微細化物およびグラフェンの少なくとも一方を純水に混入し、超音波振動を印加して微細化物を純水中に分散させる。微細化物が分散したら、沈殿物を除く液を離型剤分散液Ｌとして取り分ける。
【００３９】
離型剤分散液Ｌ中の離型剤９（６Ｂ）の濃度は、塗布面に付着する離型剤９（６Ｂ）の量が過剰にならない濃度にする。離型剤９（６Ｂ）の量が少なすぎると、離型性が低下する。離型剤９（６Ｂ）の量が多すぎると、塗布面に付着する離型剤９（６Ｂ）の重なり合いが生じて、成形時に離型剤９（６Ｂ）がガラス材料に表面に許容できない深さの窪みを発生させる可能性がある。窪みの許容量の例としては、３０ｎｍ以下を挙げることができる。
例えば、塗布面に付着する離型剤９（６Ｂ）の量が過剰にならない離型剤分散液Ｌ中の離型剤９（６Ｂ）の濃度は、０．００１％以上、０．１％以下とすればよい。
【００４０】
まず、離型膜部３ｍ（４ｍ）を対象としたステップＳ１、Ｓ２について説明する。
ステップＳ１において、離型剤分散液Ｌを離型膜部３ｍ（４ｍ）に塗布する手段としては、例えば、スプレー法、インクジェット法、ディップ法、スピンコート法などを挙げることができる。
本実施形態では、一例としてスプレー法を採用している。
スプレー法によって、離型剤分散液Ｌの塗布を行うには、図６に示すように、離型剤分散液Ｌを加圧して、スプレーノズル８から離型膜部３ｍ（４ｍ）に向けて噴射させる。スプレーノズル８から噴射された離型剤分散液Ｌは、微細な液滴となって離型膜部３ｍ（４ｍ）に付着する。
離型剤分散液Ｌが、離型膜部３ｍ（４ｍ）の全体に塗布できたら、離型剤分散液Ｌの噴射を停止する。
例えば、離型膜部３ｍ（４ｍ）の直径が１５ｍｍの場合、離型剤分散液Ｌにおける離型剤の濃度を０．００１％とし、０．１ｍＬ〜０．３ｍＬ程度塗布することが好適である。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００４１】
ステップＳ２では、離型膜部３ｍ（４ｍ）に塗布された離型剤分散液Ｌを乾燥させる。
乾燥方法としては、例えば、塗布部に温風を当てる方法、下型３（上型４）を加熱する方法などを挙げることができる。
離型剤分散液Ｌ中の液体が蒸発すると、離型膜部３ｍ（４ｍ）上に離型剤９が残る。
このようにして、図３に模式的に示すように、離型膜部３ｍ（４ｍ）上に、離型剤９を層状に配置することができる。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００４２】
次に、ガラス成形体６Ａの表面６ａを対象としたステップＳ１、Ｓ２について説明する。
ステップＳ１において、離型剤分散液Ｌをガラス成形体６Ａに塗布する手段としては、例えば、スプレー法、インクジェット法、ディップ法、スピンコート法などを挙げることができる。
本実施形態では、一例としてスプレー法を採用している。
スプレー法によって、離型剤分散液Ｌの塗布を行うには、図７に示すように、離型剤分散液Ｌを加圧して、スプレーノズル８からガラス成形体６Ａに向けて噴射させる。スプレーノズル８から噴射された離型剤分散液Ｌは、微細な液滴となって表面６ａに付着する。
離型剤分散液Ｌが、表面６ａの全体に塗布できたら、離型剤分散液Ｌの噴射を停止する。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００４３】
ステップＳ２では、表面６ａに塗布された離型剤分散液Ｌを乾燥させる。
乾燥方法としては、例えば、塗布部に温風を当てる方法、ガラス成形体６Ａを加熱する方法などを挙げることができる。
離型剤分散液Ｌ中の液体が蒸発すると、表面６ａ上に離型剤６Ｂが残る。
このようにして、図４に模式的に示すように、離型膜部３ｍ（４ｍ）上に、離型剤６Ｂを層状に配置することができる。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００４４】
上述の各ステップＳ２が終了したら、図５に示すステップＳ３を行う。
ステップＳ３は、離型剤を配置した後、ガラス材料を加熱して、成形型によってプレス成形することを含む成形工程である。
本実施形態では、ステップＳ３は、図８に示すステップＳ１１〜Ｓ１５を図８に示すフローに沿って実行する。
【００４５】
ステップＳ１１では、図１示す成形型組立体７を形成する。
まず、ガラスプリフォーム６を下型３の離型膜部３ｍ上に配置し、胴型５を下型３の側面３ｄに外嵌して取り付ける。その後、胴型５の内周面５ａに上型４の側面４ｄを内周面５ａに挿入して、ガラスプリフォーム６をレンズ面成形面３ａ、４ａの間に挟む。
以上で、ステップＳ１１が終了する。
【００４６】
ステップＳ１２〜Ｓ１４は、図９に示す成形装置１００を用いて行われる。
ステップＳ１２〜Ｓ１４を説明する前に、成形装置１００の構成について説明する。
図９に示すように、成形装置１００は、成形型２の内部に配置された図示略のガラスプリフォーム６を加熱、加圧、冷却して、成形型２内の成形面の形状を転写する装置である。
成形装置１００は、図９に示すように、成形型２を搬入する開口部１７ａと成形型２を搬出する開口部１７ｂとを側部に備える成形室チャンバー１７と、成形室チャンバー１７の内部に設けられた、加熱ステージ１０Ａ、プレスステージ１０Ｂ、および冷却ステージ１０Ｃとを備える。
開口部１７ａ、１７ｂには、それぞれ、シャッター１８ａ、１８ｂが設置され、これにより開閉可能とされている。シャッター１８ａ、１８ｂを閉止すると、成形室チャンバー１７は密閉状態になる。
【００４７】
成形室チャンバー１７には、成形室チャンバー１７内の真空引きを行う真空引き用管路１５と、成形室チャンバー１７内に不活性ガスＧを供給する不活性ガス流入路１６とが設けられている。
真空引き用管路１５の成形室チャンバー１７と反対側の端部（図示略）は、図示略の真空ポンプに接続されている。
また、不活性ガス流入路１６の成形室チャンバー１７と反対側の端部（図示略）は、図示略の不活性ガス供給源に接続されている。
不活性ガスＧとしては、成形時の最高温度以下の温度において、酸化されずかつ成形型２およびガラスプリフォーム６と化学反応を起こさないガス、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどのガスを採用することができる。本実施形態では、不活性ガスＧは、一例として、窒素ガスを採用している。
【００４８】
本実施形態では、成形室チャンバー１７は、シャッター１８ａ、１８ｂを閉じた状態では密閉状態となる。このため、この密閉状態で真空引き用管路１５を通して真空引き行った後に、不活性ガス流入路１６から不活性ガスＧを流入させることで成形室チャンバー１７の内部に、不活性ガスＧを充填し、非酸化性雰囲気に置換することができる。
ただし、成形室チャンバー１７は、半密閉構造とすることも可能である。この場合、不活性ガスＧを成形室チャンバー１７内に、常時供給して成形室チャンバー１７内を陽圧に保つことにより、外部の空気の流入を抑制し、内部の不活性ガス雰囲気を維持することができる。この場合には、真空引き用管路１５や図示略の真空ポンプは省略することも可能である。
【００４９】
成形室チャンバー１７の内部には、開口部１７ａから開口部１７ｂに向かう経路上に、加熱ステージ１０Ａ、プレスステージ１０Ｂ、および冷却ステージ１０Ｃがこの順に近接して配置されている。
加熱ステージ１０Ａは、成形型２および成形型２内のガラスプリフォーム６を加熱する装置部分である。
プレスステージ１０Ｂは、加熱ステージ１０Ａによって加熱されたガラスプリフォーム６を成形可能な温度まで加熱してからプレス成形する装置部分である。
冷却ステージ１０Ｃは、プレス成形によりレンズ１の形状が付与されたガラスプリフォーム６を冷却する装置部分である。
【００５０】
本実施形態では、加熱ステージ１０Ａ、プレスステージ１０Ｂ、冷却ステージ１０Ｃの装置構成は共通であり、それぞれプレスプレート１１、１２、エアーシリンダー１３を備える。
プレスプレート１１は、成形型２の下型３を下方から支持して、下型３を加熱する円板状部材である。プレスプレート１１にはヒーターが内蔵されている。
プレスプレート１２は、プレスプレート１１の上方に対向して配置され、上型４に上方から当接して上型４を加熱する円板状部材である。プレスプレート１２にはヒーターが内蔵されている。
エアーシリンダー１３は、プレスプレート１２を昇降させて、降下時に成形型２を上方から加圧する装置部分である。エアーシリンダー１３は、成形室チャンバー１７の内部において進退するように、成形室チャンバー１７の上部に取り付けられている。
【００５１】
以下、これらのプレスプレート１１、１２、エアーシリンダー１３が、加熱ステージ１０Ａ、プレスステージ１０Ｂ、冷却ステージ１０Ｃのいずれに属する部材か区別する必要がある場合には、各ステージの符号に添字Ａ、Ｂ、Ｃを付して区別する。例えば、加熱ステージ１０Ａのプレスプレート１１、１２、エアーシリンダー１３は、それぞれプレスプレート１１Ａ、１２Ａ、エアーシリンダー１３Ａのように表す。
【００５２】
各プレスプレート１１、１２の温度は、独立に制御することが可能である。
各プレスプレート１１の上面は水平方向に整列されており、成形型２を水平方向に摺動移動させることが可能である。
各エアーシリンダー１３の昇降動作や、加圧力は、それぞれ独立に制御することが可能である。
【００５３】
また、成形室チャンバー１７の内部には、成形型２を、開口部１７ａから開口部１７ｂに向かって、加熱ステージ１０Ａ、プレスステージ１０Ｂ、冷却ステージ１０Ｃの各プレスプレート１１上を移動する図示略の搬送手段が設けられている。
搬送手段としては、例えば、ロボットアームなどを採用することができる。
【００５４】
ステップＳ１２では、成形装置１００によって成形型組立体７を加熱する。
まず、成形型組立体７の搬入に先立って、成形装置１００の成形室チャンバー１７内の雰囲気を不活性ガスＧで置換する。
具体的には、シャッター１８ａ、１８ｂによって、それぞれ開口部１７ａ、１７ｂを閉じた状態で、真空引き用管路１５から真空引きを行って、１００Ｐａ以下程度に減圧する。その後、不活性ガス流入路１６から不活性ガスＧを導入して、成形室チャンバー１７を大気圧に比べてわずかに陽圧となる非酸化雰囲気を形成しておく。本実施形態の非酸化雰囲気としては、例えば、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下であればよい。
この状態で、シャッター１８ａを開けて、開口部１７ａから成形型組立体７を搬入する。成形装置１００内に成形型組立体７を搬入したら、図示略の搬送手段によって、成形型組立体７を加熱ステージ１０Ａのプレスプレート１１Ａ上に移動する。その後、シャッター１８ａを閉じる。
【００５５】
成形型組立体７がプレスプレート１１Ａ上に移動したら、図１０に示すように、エアーシリンダー１３Ａを駆動し、プレスプレート１１Ａ、１２Ａによって成形型組立体７を中心軸線Ｐに沿う方向に挟持する。
プレスプレート１１Ａ、１２Ａは、予め、ヒーターで加熱され、ガラスプリフォーム６が軟化する温度に昇温される。
成形型組立体７がプレスプレート１１Ａ、１２Ａによって挟持されると、プレスプレート１１Ａ、１２Ａからの熱伝導によって下型３、上型４が加熱される。この結果、下型３および上型４に挟まれたガラスプリフォーム６も昇温される。加熱ステージ１０Ａでは、ガラスプリフォーム６を、成形温度の近傍まで昇温する。
以上で、ステップＳ１２が終了する。
【００５６】
次に、ステップＳ１３を行う。本ステップでは、成形装置１００によって成形型組立体７を加熱下で加圧する。
ガラスプリフォーム６が、成形温度よりもわずかに低い温度まで昇温されたら、エアーシリンダー１３Ａを上昇して、成形型組立体７の挟持を解除し、図示略の搬送手段によって、成形型組立体７をプレスステージ１０Ｂに移動する。
プレスステージ１０Ｂでは、予め、プレスプレート１１Ｂ、１２Ｂが成形温度になるように加熱されている。
ガラスプリフォーム６の成形温度として、特に好ましい温度は、屈伏点と軟化点との間の中間付近の温度である。成形温度は、ガラスプリフォーム６のガラス成形体６Ａの種類に応じて設定する。ガラス成形体６Ａに用いることができるガラス材料の成形温度は、例えば、４９０℃以上８１０℃以下程度である。
【００５７】
成形型組立体７がプレスプレート１１Ｂ上に移動したら、図１０に示すように、エアーシリンダー１３Ｂを駆動し、プレスプレート１１Ｂ、１２Ｂよって成形型組立体７を中心軸線Ｐに沿う方向に挟持する。
この状態で、ガラスプリフォーム６の温度が成形温度になるまで、成形型２およびガラスプリフォーム６を加熱する。
ガラスプリフォーム６が成形温度になるまで加熱したら、図１１に示すように、エアーシリンダー１３Ｂを駆動して、プレスプレート１２Ｂを降下する。プレスプレート１２Ｂは、成形型２を上方から加圧して、上型４を押し下げる。
成形空間Ｓ内のガラスプリフォーム６は、レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂと、レンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂとに挟まれて加圧される。ガラスプリフォーム６は、レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂと、レンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂとの形状に沿って変形する。
【００５８】
レンズ面成形面３ａ、４ｂの間隔がレンズ１のレンズ面間隔になるまで、プレスプレート１２Ｂを押し下げたら、エアーシリンダー１３Ｂを停止する。
この結果、変形したガラスプリフォーム６がレンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂと、レンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂとに密着する。レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂと、レンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂとの各形状は、変形したガラスプリフォーム６の表面に転写される。ガラスプリフォーム６は、レンズ１の形状に成形される。
【００５９】
ガラスプリフォーム６の形状が安定したら、エアーシリンダー１３Ｂを上昇して、成形型組立体７の加圧および挟持を解除し、図示略の搬送手段によって、成形型組立体７を、冷却ステージ１０Ｃに移動する。
以上で、ステップＳ１３が終了する。
【００６０】
ステップＳ１３における離型剤６Ｂ、９の作用について説明する。
ステップＳ１２、１３において、成形室チャンバー１７の内部は、酸素が不活性ガスＧに置換されて非酸化雰囲気になっている。このため、ステップＳ１２、Ｓ１３で加熱が行われても、ガラス成形体６Ａ上の離型剤６Ｂおよび離型膜部３ｍ、４ｍ上の離型剤９は酸化されない。この結果、図１２（ａ）に示すように、成形型組立体７の加圧開始前において、ガラス成形体６Ａと離型膜部３ｍ（４ｍ）は、離型剤６Ｂ、９を挟んで対向している。
【００６１】
成形型組立体７の加圧が進むと、図１２（ｂ）に示すように、ガラス成形体６Ａと離型膜部３ｍ（４ｍ）との間に離型剤６Ｂ、９が挟まれる。ガラス成形体６Ａは、加熱を受けて軟化するため、加圧力に応じて、離型膜部３ｍ（４ｍ）の表面に沿って、離型膜部３ｍ（４ｍ）に対して相対移動する。
このため、離型剤６Ｂ、９は、離型膜部３ｍ（４ｍ）の表面に沿う方向にせん断を受ける。
【００６２】
離型剤６Ｂ、９は、薄片状の層状体である微細化されたグラファイトを含む。このため、図１２（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、離型剤６Ｂ、９の個々の層状体は、層厚方向が、ガラス成形体６Ａ、離型膜部３ｍ（４ｍ）の表面の法線方向と揃う姿勢で、ガラス成形体６Ａ、離型膜部３ｍ（４ｍ）の表面に配置されている。
この結果、ガラス成形体６Ａと離型膜部３ｍ（４ｍ）とに挟まれる離型剤６Ｂ、９の各層状体は、ガラス成形体６Ａと離型膜部３ｍ（４ｍ）の表面の法線方向に押圧される。互いに対向する離型剤６Ｂ、９は、それぞれの層厚方向において積層する。
このように、加圧される離型剤６Ｂ、９は、全体として、層厚方向および積層方向が揃った積層体を構成する。
【００６３】
このような積層体は、積層方向に直交する方向にせん断を受けると、せん断力の方向に滑りが生じる。このため、離型剤６Ｂ、９は、ガラス成形体６Ａと離型膜部３ｍ（４ｍ）との間で潤滑剤として作用する。
したがって、ガラス成形体６Ａと離型膜部３ｍ（４ｍ）との間の摩擦力が低下し、相対移動が円滑に行われる。このため、ガラス成形体６Ａの変形時の歪みも抑制される。
さらに、離型剤６Ｂ、９による積層体も全体としてせん断変形するため、対向する層状体同士が密着しても、せん断変形が進むと、積層体としての層厚が均される。すなわち、離型剤６Ｂ、９同士が凝集して粒状になることがないため、軟化したガラス成形体６Ａに向かって突出することもない。
離型剤分散液Ｌの塗布バラツキなどによって、孤立した層状体がガラス成形体６Ａに食い込んだとしても、層状体自体が薄層であるため、ガラス成形体６Ａには、レンズ１として強要できないような凹部が転写されることはない。
【００６４】
さらに、層状体に共通する炭素原子の六員環構造によって、離型剤６Ｂ、９は熱伝導率に優れる。このため、離型剤６Ｂ、９が離型膜部３ｍ（４ｍ）とガラス成形体６Ａとの間に介在することによって、熱伝導が促進される。
【００６５】
離型剤６Ｂ、９は、ステップＳ１３における加熱および加圧下において、化学的に安定である。
このため、加熱分解される有機化合物を含む離型剤を用いる場合のように、気化する物質、あるいは加熱分解の際に発生する分子の断片成分が発生して、ガラスの表面に欠陥を生じさせることもない。
また、加熱分解される有機化合物を含む離型剤を用いる場合のように、有機化合物と離型膜部３ｍ、４ｍ、ガラス成形体６Ａとの反応生成物が表面に固着して、焼き付きなどを起こすこともない。
【００６６】
ステップＳ１３の後は、ステップＳ１４を行う。本ステップでは、成形装置１００によって成形型組立体７を冷却する。
成形型組立体７がプレスプレート１１Ｃ上に移動したら、図１１に示すように、エアーシリンダー１３Ｃを駆動して、プレスプレート１２Ｃを降下する。プレスプレート１２Ｃが上型４の上面４ｆと密着したら、プレスプレート１２Ｃの降下を停止する。プレスプレート１１Ｃ、１２Ｃは、成形型組立体７を中心軸線Ｐに沿う方向に挟持する。
これにより、より高温の成形型組立体７から、より低温のプレスプレート１１Ｃ、１２Ｃに熱伝導が起こる。この結果、成形型２およびガラス成形体６Ａの冷却が進む。
ガラス成形体６Ａが歪点以下に冷却され、固化したら、エアーシリンダー１３Ｃを駆動して、プレスプレート１２Ｃを上昇させる。成形型組立体７の挟持が解除される。
成形型２の内部には、固化した状態の成形品２６が形成される。
そして、シャッター１８ｂを開放して、図示略の搬送手段によって、成形型組立体７を開口部１７ｂから成形室チャンバー１７の外部に搬出し、シャッター１８ｂを閉じる。
以上で、ステップＳ１４が終了する。
【００６７】
以上、１つの成形型組立体７に注目して、ステップＳ１２〜Ｓ１４における成形装置１００の動作について説明した。成形装置１００では、例えば、搬送タクトを設けることによって、順次、複数の成形型組立体７を投入することが可能である。
この場合、成形室チャンバー１７内の加熱ステージ１０Ａ、プレスステージ１０Ｂ、冷却ステージ１０Ｃにおいて、上記の動作を搬送タクトごとに繰り返すことにより、複数の成形型組立体７に対して上記の各工程を並行して行うことができる。これにより、複数の成形型組立体７を用いて、成形品２６を連続的に製造することができる。
【００６８】
次に、ステップＳ１５を行う。本ステップでは、成形品２６を取り出す。
成形室チャンバー１７の外部に成形型組立体７を搬出したら、上型４および下型３の少なくとも一方を胴型５から引き抜いて成形品２６を離型する。
このとき、図１２（ｃ）に模式的に示すように、成形品２６と離型膜部３ｍ（４ｍ）との間には、各表面の法線方向におよび法線に直交する方向において、それぞれプレス成形時とは逆方向の相対移動が起こる。
離型剤６Ｂ、９による積層体は、積層方向に直交する方向のせん断力と、積層方向に引き離す引っ張り力とを受けて、成形品２６上の離型剤６Ｂ’と、離型膜部３ｍ（４ｍ）上の離型剤９’とに分離する。離型剤６Ｂ’、９’は、それぞれ分離前の離型剤６Ｂ、９の成分および層厚とは異なることを表す。離型剤６Ｂ’には離型剤９の一部が、離型剤９’には離型剤６Ｂの一部が、それぞれ混じる。
【００６９】
このように成形品２６を離型する際の相対移動においても、成形品２６の表面と離型膜部３ｍ、４ｍとの間に、離型剤６Ｂ、９が介在している。このため、離型剤６Ｂ、９を配置しない場合のように、離型時に成形品２６の表面の全体と、離型膜部３ｍ、４ｍとが、直接接触して摺動することはない。成形品２６の表面と、離型膜部３ｍ、４ｍとが、直接接触している部位があるとしても、全表面に対する面積比は離型剤６Ｂ、９の量に応じて減少する。このため、本実施形態によれば、成形品２６の表面が、離型膜部３ｍ、４ｍに固着することがなく、成形品２６を円滑に離型することができる。
また、成形品２６の表面に付着する離型剤６Ｂ’は、化学的に安定であるため、離型剤６Ｂ’は成形品２６のガラス成分と化学反応を起こさない。このため、成形品２６の表面が変質したり、反応生成物が成形品２６の表面に固着したりすることもない。
【００７０】
成形品２６を成形型２から取り出したら、ステップＳ１５が終了する。
以上で、図５に示すステップＳ３が終了する。
ステップＳ１５が終了した成形型２は、他のガラスプリフォーム６を用いて成形を行うために再使用することができる。その際、離型剤９’の残存量によっては、ステップＳ１における離型剤９の塗布は省略してもよい。あるいは、離型剤９’の残存量によっては、ステップＳ１における離型剤９の塗布量を低減してもよい。
【００７１】
図５に示すように、ステップＳ３が終了したら、ステップＳ４を行う。本ステップは、成形品２６を加熱して、酸化雰囲気中で加熱して、離型剤６Ｂ’を成形品２６の表面から除去することを含む成形品加熱工程である。
本実施形態では、ステップＳ４における加熱は、アニール処理の加熱も兼ねる。
【００７２】
本実施形態では、成形型２から取り出した成形品２６を、例えば、電気炉などからなる加熱炉１１０に搬入する。
加熱炉１１０は、チャンバー２０の内部に、成形品２６を載置する載置台２２と、加熱を行うヒーター２１を備える。
チャンバー２０には、チャンバー２０内に空気を供給する管路２３が設けられる。
【００７３】
載置台２２上に成形品２６を載置した後、ヒーター２１による加熱を開始する。チャンバー２０内の温度（加熱温度）は、離型剤６Ｂ’が酸化可能な温度であって、成形品２６のアニール温度を超えない温度とする。炭素は、４００℃以上で酸化が進むため、微細化されたグラファイトを除去するための加熱温度としては、４００℃以上とすればよい。
例えば、ガラス成形体６Ａの屈伏点が５５０℃のようなガラス材料であれば、加熱温度は４００℃にすることができる。加熱時間は、成形品２６の表面に残留する離型剤６Ｂ’をすべて酸化できる時間を実験などによって予め求めておく。加熱時間は、例えば、２時間とすることができる。
加熱中、チャンバー２０の内部が酸化性雰囲気を保つため、管路２３からは、必要に応じて酸素の供給と、酸化ガスの排気とを行う。
【００７４】
このような加熱を行うことによって、成形品２６の表面に残存する離型剤６Ｂ’は、酸化される。酸化物は二酸化炭素等のガスであるため、成形品２６の表面に残ることはない。このようにして、離型剤６Ｂ’は、成形品２６の表面から除去される。
予め設定した加熱時間が経過したら、ステップＳ４が終了する。
【００７５】
ステップＳ４の後、ステップＳ５を行う。本ステップは、成形品２６の歪み除去を行うために、成形品２６を徐冷する成形品徐冷工程である。
本ステップでは、チャンバー２０内の成形品２６の温度が、アニール処理に必要な冷却曲線に沿って降下するように、ヒーター２１の温度を制御する。
目標の冷却温度まで、冷却できたら、ヒーター２１の加熱を停止して、成形品２６をチャンバー２０の外部に搬出する。
以上で、ステップＳ５が終了し、本実施形態の光学素子成形方法が終了する。
【００７６】
加熱炉１１０から取り出した成形品２６は、必要に応じて、レンズ外周部を切削する等の加工を施して外径を整えたり、芯出ししたりする後加工を行う。さらに、必要に応じて、反射防止膜コート等の表面処理を行う。
このようにして、レンズ１が製造される。
【００７７】
本実施形態の光学素子成形方法によれば、ガラス成形体６Ａの表面６ａに離型剤６Ｂを配置し、かつ下型３の離型膜部３ｍと上型４の離型膜部４ｍとに離型剤９を配置して、ガラス成形体６Ａを非酸化雰囲気でプレス成形する。
その際、離型剤６Ｂ、９は、微細化されたグラファイトを含むため、ガラス成形体６Ａと、離型膜部３ｍ、４ｍとの間の摩擦が低減される。このため、プレス成形時の加圧および成形品２６の離型を円滑に行うことができる。この結果、プレス成形時および離型時の不良の発生を抑制できる。
さらに、離型剤６Ｂ、９は、プレス成形時に、化学反応を起こして、ガスを発生したり、ガラス成形体６Ａおよび離型膜部３ｍ、４ｍに反応生成物を付着させたりしない。このため、成形品２６の表面における着色、泡、融着などの不良の発生を抑制できる。また、離型膜部３ｍ、４ｍの成形による劣化を防止できる。
【００７８】
本実施形態では、特に、離型剤６Ｂ、９を構成する層状体の層厚を３０ｎｍ以下にしている。このため、層状体が、成形品２６に食い込んで成形された場合にも、成形品２６に生じる窪みが３０ｎｍ以下の微小な窪みになるため、窪みが原因となるレンズ１の外観不良や光学特性の劣化を防止できる。
【００７９】
成形後、成形品２６の表面に付着する離型剤６Ｂ’は、炭素を主成分とするため、大気雰囲気等の酸化性雰囲気中で加熱するのみで容易に除去できる。本実施形態では、離型剤６Ｂ’を除去するために成形品２６に薬剤を塗布したりする必要がない。このため薬剤との反応物などが成形品２６の表面に付着することを防止できる。
本実施形態では、離型剤６Ｂ’は、成形品２６のアニール処理を行う際の加熱によって除去される。このため、離型剤６Ｂ’の除去するための専用の工程が不要になり、迅速にレンズ１を製造することができる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の光学素子成形方法によれば、不良の発生を抑制できるとともに、成形型の寿命を延ばすことができる。
【００８１】
なお、上記の実施形態の説明では、離型剤６Ｂ、９をガラス成形体６Ａ、離型膜部３ｍ、４ｍに配置する際に、離型剤６Ｂ、９を液体に分散させた離型剤分散液Ｌを、ガラス成形体６Ａ、離型膜部３ｍ、４ｍに塗布する例で説明した。しかし、離型剤６Ｂ、９をガラス成形体６Ａ、離型膜部３ｍ、４ｍに配置する手段は、離型剤分散液Ｌの塗布には限定されない。例えば、離型剤６Ｂ、９は、粉体として、ガラス成形体６Ａ、離型膜部３ｍ、４ｍに直接噴射たり、静電吸着させたりして配置してもよい。
【００８２】
上記実施形態の説明では、離型剤を、離型膜の表面およびガラス材料の表面に配置した場合の例で説明した。しかし、離型剤は、プレス成形時に、離型膜とガラス材料との間に介在していればよい。このため、離型剤は、離型膜の表面およびガラス材料の表面のいずれか一方に配置するだけでもよい。
【００８３】
上記実施形態の説明では、アニール処理における加熱時に離型剤の除去を行うようした例で説明した。しかし、アニール処理における加熱と、離型剤を除去するための加熱とは、異なるタイミングで行うようにしてもよい。
この場合、上記実施形態におけるステップＳ４の加熱は、離型剤を除去するためだけに行われる。この場合、ステップＳ５は、成形品を加熱炉から取り出す温度の冷却できれば、アニール処理に必要な冷却曲線に沿って徐冷する必要はない。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態及びその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００８５】
１  レンズ（光学素子）
２  成形型
３  下型
３ａ、４ａ  レンズ面成形面（型面）
３ｂ、４ｂ  平面部成形面（型面）
３ｍ、４ｍ  離型膜部（離型膜）
４  上型
５  胴型
６  ガラスプリフォーム（成形用ガラス材料）
６Ａ  ガラス成形体
６Ｂ、６Ｂ’、９、９’  離型剤
７  成形型組立体
２６  成形品
１００  成形装置
１１０  加熱炉
Ｌ  離型剤分散液（塗布液）
【図１】
0006504933.tif 000002
【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】
0006504933.tif 000007
【図７】
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【図８】
0006504933.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006504933.tif 000012
【図１２】
0006504933.tif 000013
【図１３】
0006504933.tif 000014