(57)【要約】【課題】溶融ガラスの中心と端部の冷却速度を均一化することで、高精度な光学面を有する光学素子を高い生産効率で製造することができる光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】成形金型を所定温度に加熱し、下型の受け面に溶融ガラスを供給し、成形金型で溶融ガラスを加圧成形し、上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する。このとき、得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように下型の受け面の形状を形成しておく。更に、成形体の第１の光学面の裏面側に追加工によって第２の光学面を形成する。【選択図】図１
2008074636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型を、溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱する加熱工程と、
前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、
前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する成形工程とを有し、
前記下型の前記受け面は、前記成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記成形工程の後に、追加工によって前記成形体の第１の光学面の裏面側に第２の光学面を形成する追加工工程を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記成形金型は、前記溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面を有する外径規制部材を備え、
前記溶融ガラス供給工程において、前記下型の受け面に供給された前記溶融ガラスが、前記外径規制部材の外径規制面に接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型と、
前記成形金型を溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱するための加熱手段と、
前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給するための溶融ガラス供給手段と、
前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成するための加圧手段とを有し、
前記下型の前記受け面は、加圧成形時における前記上型の成形面との間隔が、中心よりも端部の方が大きくなるように形成されてい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、溶融ガラスを成形金型で加圧成形してガラス製の光学素子を得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】
今日、ガラス製の光学素子は、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、各種ミラーなどとして広範にわたって利用されている。かかるガラス製の光学素子は、ガラス素材を成形金型で加圧成形するプレス成形法により製造されることが多くなってきた。特に、光学面として非球面を有する光学素子は、研削・研磨加工による面形成が容易でないことから、成形金型によるプレス成形法による製造が一般的になりつつある。その中でも、溶融ガラスを成形金型で直接加圧成形してガラス製の光学素子を得るダイレクトプレス法は、高い生産効率を期待できることから注目されている。
【０００３】
溶融ガラスを成形金型で直接加圧成形してガラス製の光学素子を得る方法として、ノズル先端からの溶融ガラスを支持部材に滞留させたあと、該支持部材をノズル先端から退避させ、得られたガラスゴブを上型と下型とで加圧成形する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
しかし、成形の過程で溶融ガラスが冷却される速度が、溶融ガラスの上面と下面、あるいは中心と端部において異なり、冷却による収縮量が不均一になることから、かかる方法により精度の高い光学面を形成することは困難であった。特に、溶融ガラスが最初に支持部材に接触して急冷される下面側に精度の高い光学面を形成することは非常に困難であった。
【０００５】
また、受け型に供給された溶融ガラスを下型の上に搬送した後、上下金型で加圧成形することによって、溶融ガラスの温度が比較的安定する上面側の光学面のみを上型の成形面の転写によって形成し、下面側の光学面は追加工（研削・研磨加工）によって形成してガラスレンズを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００６】
特許文献２には、更に、成形されるレンズの肉厚が全面にわたって均一になるように下型の受け面を形成することで、レンズの径方向の冷却速度の分布が小さくなり、レンズの上面側に高精度な光学面が得られる旨が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２０６７３０号公報
【特許文献２】特開平８−２０８２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際には、たとえ成形される光学素子の肉厚が全面にわたって均一になるように下型の受け面を形成したとしても、溶融ガラスを下型の受け面に溜めた状態においては、溶融ガラスの表面張力によって端部よりも中心の肉厚の方が大きくなるのが一般的である。従って、上型と下型とで加圧成形される段階では、既に中心よりも端部の方が冷却が進んだ状態になっていることから、成形時における収縮量が均一にならず、光学素子の上面側に高精度な光学面を得ることはできないという問題があった。
【０００８】
また、例えば外径がφ２０ｍｍ以上といった比較的大きな光学素子を製造する場合には、下型の受け面に多量の溶融ガラスを溜める必要があることから、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面を有する外径規制部材を備えた成形金型を使用する必要がある。この場合、供給された溶融ガラスは下型の受け面と接触するだけでなく、外径規制部材の外径規制面とも接触することになる。溶融ガラスは、これら成形金型との接触面から急速に冷却されるため、このような外径規制部材を備えた成形金型を使用する場合には、溶融ガラスの端部の冷却がいっそう急速に進むことになる。このように、溶融ガラスの中心と端部の冷却速度に大きな差が生じることから、成形時における溶融ガラスの収縮量が均一にならず、光学素子の上面側に高精度な光学面を得ることは更に困難となっていた。
【０００９】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、溶融ガラスの中心と端部の冷却速度を均一化することで、高精度な光学面を有する光学素子を高い生産効率で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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。
【００１１】
１．  溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型を、溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱する加熱工程と、前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する成形工程とを有し、前記下型の前記受け面は、前記成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造方法。
【００１２】
２．  前記成形工程の後に、追加工によって前記成形体の第１の光学面の裏面側に第２の光学面を形成する追加工工程を有することを特徴とする前記１に記載の光学素子の製造方法。
【００１３】
３．  前記成形金型は、前記溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面を有する外径規制部材を備え、前記溶融ガラス供給工程において、前記下型の受け面に供給された前記溶融ガラスが、前記外径規制部材の外径規制面に接触することを特徴とする前記１又は２に記載の光学素子の製造方法。
【００１４】
４．  溶融ガラスを受けるための受け面を有する下型と、光学素子の第１の光学面を形成するための成形面を有する上型とを備える成形金型と、前記成形金型を溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱するための加熱手段と、前記下型の受け面に前記溶融ガラスを供給するための溶融ガラス供給手段と、前記成形金型で前記溶融ガラスを加圧成形し、前記上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成するための加圧手段とを有し、前記下型の前記受け面は、加圧成形時における前記上型の成形面との間隔が、中心よりも端部の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする光学素子の製造装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学素子の製造方法によれば、下型の受け面を、成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように形成することで、成形金型に供給された溶融ガラスの冷却速度が均一化され、成形時における溶融ガラスの収縮量を均一化することができる。そのため、成形によって少なくとも上面側の光学面が高精度に形成された成形体を得ることができ、高精度な光学面を有する光学素子を高い生産効率で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態における光学素子の製造装置である成形装置の一例を示す模式図である。
【００１８】
本実施形態においては、溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱された成形金型１０の下型１１の受け面に、溶融槽２の下部に設けられたノズル５より溶融ガラスを供給する。このとき、溶融槽２とノズル５はヒーター３によってそれぞれ所定の温度に加熱されている。溶融ガラスが供給された下型１１は上型１２の下方まで移動し、下型１１と上型１２とで溶融ガラスを加圧成形して、上型１２の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を得る。その後、第１の光学面の裏面側に追加工によって第２の光学面を形成することで光学素子が完成する。
【００１９】
（成形金型）
図２は、本実施形態における光学素子の製造方法に用いる成形金型１０の断面図である。成形金型１０は、下型１１と上型１２とを有し、更に、外径規制部材１３を備えている。下型１１は溶融ガラスを受けるための受け面１７を有し、上型１２は光学素子の第１の光学面を形成するための成形面１８を有している。外径規制部材１３は、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面１９を有し、下型１１に組み合わされて固定されている。また、下型１１、上型１２、外径規制部材１３は、加熱手段としてのヒーター１４ａ、１５ａ、１６ａ及び温度センサー１４ｂ、１５ｂ、１６ｂをそれぞれ有している。
【００２０】
外径規制部材１３は、本発明の製造方法において必ずしも必須の部材ではないが、例えば外径がφ２０ｍｍ以上といった比較的大きな光学素子を製造する場合には、下型１１の受け面１７に多量の溶融ガラスを溜める必要があることから、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面１９を有する外径規制部材１３を備えていることが好ましい。外径規制部材１３は、図２のように下型１１と別部材で構成しても良いし、同一部材に受け面１７と外径規制面１９とを形成し、下型１１と外径規制部材１３の両方の機能を兼ね備えた部材を用いても良い。
【００２１】
下型１１、上型１２、及び外径規制部材１３の材質は、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボンなど、ガラス製光学素子を加圧成形するための成形金型として公知の材料の中から用途に応じて適宜選択して用いることができる。また、これらの材料の表面に各種金属やセラミックス、カーボンなどの保護膜を形成したものを用いることもできる。下型１１、上型１２、及び外径規制部材１３を全て同一の材料で構成しても良いし、それぞれ別の材料で構成しても良い。
【００２２】
本発明においては、成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるように成形金型を構成する。ここで、上型１２の成形面１８は、光学素子の第１の光学面を形成するための面であるから、製造する光学素子の第１の光学面の形状に対応した形状とする必要がある。そのため、成形工程で得られる成形体の端部の肉厚が中心の肉厚よりも大きくなるようにするためには、下型１１の受け面１７を適切な形状とする必要がある。
【００２３】
図３は、製造する光学素子である光学レンズ２０と、それを製造するために用いる成形金型１０の断面図である。ヒーター及び温度センサーは図示していない。
【００２４】
図３（ａ）は、光学レンズ２０の断面図である。光学レンズ２０の二つの光学面のうち、上面側の第１の光学面２１は上型１２の成形面１８の転写によって形成し、下面側の第２の光学面２２は、成形工程の後に行う追加工によって形成する。二つの光学面のうちいずれの面を上型１２の成形面１８の転写によって形成する面とするかについては、特に制限はない。ただし、光学レンズ２０の二つの光学面のうち、一方の面が、いわゆる非球面等の追加工による形成が困難な形状であり、他方の面が一般的な球面である場合には、非球面を上型１２の成形面１８の転写によって形成する第１の光学面とし、球面を追加工によって形成する第２の光学面とすることが、生産性の観点から好ましい。尤も、製造する光学素子が、ミラーのように一つの光学面のみを有する物の場合には、その面を第１の光学面として成形によって形成すれば良い。
【００２５】
図３（ｂ）は、光学レンズ２０を製造するために用いる成形金型１０と、供給された溶融ガラス６の断面図、図３（ｃ）は、成形工程で得られる成形体２３の断面図である。成形体２３は、成形後の追加工によって図３（ｃ）の波線で示した形状に仕上げられ光学レンズ２０が完成する。
【００２６】
上型１２の成形面１８は、光学レンズ２０の第１の光学面２１に対応した形状とする。これに対して、光学レンズ２０の第２の光学面２２は成形後の追加工によって形成するため、下型１１の受け面１７は第２の光学面２２に対応した形状とする必要はない。ここでは、受け面１７の形状を、第１の光学面２１よりも曲率半径の大きなゆるい凹形状としている。そのため、加圧成形時における上型１２の成形面１８と下型１１の受け面１７との間隔が、中心よりも端部で大きくなり、成形工程で得られる成形体２３は、端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きい形状となる。ここで、中心の肉厚ｔＡとは、成形体の中心における肉厚をいい、端部の肉厚ｔＢとは、成形体の隅Ｒ部分２４を除いた最端部における肉厚をいう。
【００２７】
図３（ｂ）のように、供給された溶融ガラス６は、下型１１の受け面１７と外径規制部材１３の外径規制面１９に接触する。下型１１と外径規制部材１３の温度は供給される溶融ガラス６よりも低温であることから、溶融ガラス６は主にこれらの接触面から冷却される。また、溶融ガラス６は、表面張力によって中心が盛り上がった形状となるのが普通である。そのため、溶融ガラス６は、受け面１７に溜められた後、上型１２によって加圧されるまでの間に、中心が高温で端部が低温という温度分布が生じることになる。
【００２８】
その後、下型１１と上型１２による加圧が始まると、今度は溶融ガラス６の上面側に上型１２の成形面１８が接触し、溶融ガラス６は更に急速に冷却される。加圧成形が始まってから全体が固化するまでの冷却速度は、得られる成形体の各部の肉厚に影響され、肉厚の大きい部分よりも肉厚の小さい部分の方が速く冷却される。
【００２９】
上述のように、加圧の直前の段階では中心よりも端部の方が低温になるため、下型１１の受け面１７を、成形体の端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きくなるように形成して、成形中の冷却速度が中心よりも端部の方が遅くなるようにすることで、溶融ガラス６が固化するタイミングを均一化することができる。固化するタイミングが均一化されれば、成形時における溶融ガラス６の収縮量が均一化されるため、成形体２３の上面側の第１の光学面２１を高精度に形成することが可能となるのである。
【００３０】
成形体２３の中心の肉厚ｔＡに対する端部の肉厚ｔＢの比率については、一般的には、ｔＢ／ｔＡが１．１〜２とすることが好ましい。ｔＢ／ｔＡが１．１より小さいと端部から先に固化しやすく、２より大きいと逆に中心から先に固化しやすくなる。ただし、実際に溶融ガラス６が固化するタイミングは、受け面１７や成形面１８の形状、成形体２３の外径、下型１１、上型１２、外径規制部材１３の各部材の温度や材質、溶融ガラス６の温度や材質など多くの因子に影響されるため、具体的な構成に応じて適宜適切な値を選択する必要がある。
【００３１】
図４は、別の形状の光学素子である光学レンズ３０と、それを製造するために用いる成形金型１０ｂの断面図である。図３と同様に、ヒーター及び温度センサーは図示していない。
【００３２】
図４（ａ）は、光学レンズ３０の断面図である。光学レンズ３０は、凸非球面形状の第１の光学面３１と、凹球面形状の第２の光学面３２とを有している。そのため、凸非球面形状の第１の光学面３１は上型１２ｂの成形面１８ｂの転写によって形成し、凹球面形状の第２の光学面３２は、成形工程の後に行う追加工によって形成する。
【００３３】
図４（ｂ）は、光学レンズ３０を製造するために用いる成形金型１０ｂと、供給された溶融ガラス６ｂの断面図、図４（ｃ）は、成形工程で得られる成形体３３の断面図である。成形体３３は、成形後の追加工によって図４（ｃ）の波線で示した形状に仕上げられ光学レンズ３０が完成する。
【００３４】
上型１２ｂの成形面１８ｂは、光学レンズ３０の第１の光学面３１に対応した形状とする。下型１１ｂの受け面１７ｂは、第１の光学面３１よりも曲率半径の小さな凸形状としている。そのため、成形工程で得られる成形体３３は、端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きい形状となる。
【００３５】
このような形状の場合においても、図３の場合と同様に、加圧の直前の段階では溶融ガラス６ｂの中心よりも端部の方が低温になる。そのため、下型１１ｂの受け面１７ｂを、成形体３３の端部の肉厚ｔＢが中心の肉厚ｔＡよりも大きくなるように形成して、成形中の冷却速度が中心よりも端部の方が遅くなるようにすることで、溶融ガラス６ｂが固化するタイミングを均一化することができる。固化するタイミングが均一化されれば、成形時における溶融ガラス６ｂの収縮量が均一化されるため、成形体３３の上面側の第１の光学面３１を高精度に形成することが可能となる。
【００３６】
（加熱工程）
加熱工程は、成形金型を溶融ガラスの温度よりも低い所定温度に加熱する工程である。図２に示すように、成形金型１０は、下型１１と上型１２とを有し、更に、必要に応じて外径規制部材１３を備えていても良い。
【００３７】
下型１１、上型１２、外径規制部材１３は、加熱手段としてのヒーター１４ａ、１５ａ、１６ａ及び温度センサー１４ｂ、１５ｂ、１６ｂをそれぞれ有している。このように、それぞれの部材を独立して温度調節することができる構成としても良いし、成形金型全体を一つ、あるいは複数のヒーターでまとめて加熱するような構成としても良い。ヒーターは、公知の各種のヒーターの中から適宜選択して用いることができる。例えば、部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーターなどを用いることができる。また、温度センサーとしては、種々の熱電対の他、白金測温抵抗体、各種サーミスタなど公知の手段を使用することができる。
【００３８】
成形金型１０の内、上型１２の加熱温度は、溶融ガラスに成形面１８の形状を良好に転写できる温度範囲に設定する必要がある。通常、成形するガラスのＴｇ（ガラス転移点）−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度範囲とすることが好ましい。加熱温度が低すぎると溶融ガラスに成形面１８の形状を良好に転写させることが困難になってくる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、ガラスと成形金型との融着を防止する観点や、成形金型の寿命の観点から好ましくない。実際には、成形するガラスの材質や、成形体の形状、大きさ、成形金型の材質、保護膜の種類、ヒーターや温度センサーの位置等種々の条件を考慮に入れて適正な温度を決定する。
【００３９】
下型１１と外径規制部材１３の加熱温度については、上型１２とは異なり成形面の転写性を考慮する必要はないが、溶融ガラス６の冷却速度に影響することから、上型１２と同様に、成形するガラスのＴｇ−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度範囲とすることが好ましい。
【００４０】
（溶融ガラス供給工程）
溶融ガラス供給工程は、下型１１の受け面１７に溶融ガラス６を供給する工程である。供給された溶融ガラス６は、下型１１の受け面１７に接触して冷却される。成形金型が、溶融ガラスの外径を規制するための外径規制面１９を有する外径規制部材１３を備えている場合には、外径規制面１９にも接触して冷却される。
【００４１】
溶融ガラス６を供給する方法について特に制限はなく、公知の手法を適宜選択して用いることができる。例えば、ノズル先端から溶融状態のガラス滴が自重により落下する状態で、下型１１をノズル先端に接近させて受け面１７に所定量の溶融ガラスを滞留させた後、下型１１を下方に引き下げて溶融ガラスを切断する方法（特許文献１を参照。）を用いることも好ましい。また、ノズル先端から溶融ガラスが液線状態で流出する状態で、下型１１に所定量の溶融ガラスを滞留させた後、金属ブレードによって溶融ガラスを切断する方法を用いることもできる。
【００４２】
使用できるガラスの種類に特に制限はなく、光学的用途に用いられる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。例えば、リン酸系ガラス、ランタン系ガラスなどが挙げられる
（成形工程）
成形工程は、成形金型で溶融ガラスを加圧成形し、上型の成形面が転写された第１の光学面を有する成形体を形成する工程である。上述のように、この成形工程で得られる成形体は、中心の肉厚よりも端部の肉厚の方が大きい形状を有している。
【００４３】
加圧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加圧手段を適宜選択して用いることができる。
【００４４】
加圧の間に溶融ガラスの冷却が更に進む。溶融ガラスが十分固化する温度まで冷却された後、加圧を解除して成形金型から成形体を取り出す。加圧を解除する際の成形体の温度は、ガラスの種類や、成形体の大きさや形状、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されていれば良い。必要な加圧時間、荷重も種々の条件によって異なるが、通常は、加圧時間が１０秒〜３００秒、荷重が５００Ｎ〜２００００Ｎの範囲の中から適切な値を選択すれば良い。
【００４５】
なお、溶融ガラスと外径規制部材が接触した状態のままで加圧を行っても良いし、成形工程の前に外径規制部材を退避させて溶融ガラスと外径規制部材との接触を解除した後に加圧を行っても良い。後者の場合、溶融ガラスが外部に流れ出さない程度の粘度になるまで冷却された後に外径規制部材を退避させる必要がある。
【００４６】
また、得られた成形体に残存する歪みを除去し、屈折率等の品質を均一化して更に高精度の光学素子とするために、成形体をアニールする工程を設けることもできる。
【００４７】
（追加工工程）
追加工工程とは、成形工程の後に、成形体の第１の光学面の裏面側に第２の光学面を形成する工程である。
【００４８】
一般的には、高速研削機（カーブジェネレータ）等を用いた粗摺工程、ダイヤモンドペレット等を用いた精研削工程、研磨剤で表面を仕上げる研磨工程といった工程によって光学面を形成することができるが、これに限定されることはなく、公知の手法を適宜選択して用いることができる。
【００４９】
また、研削等によって光学素子の外径面を形成する工程を備えていても良い。
【実施例】
【００５０】
（実施例１、２）
図１に示す成形装置を用いて成形体を作製し、上型の成形面の転写によって形成された第１の光学面の形状精度の評価を行った。成形金型は図３（ｂ）に示す成形金型１０を用いて、図３（ｃ）に示す成形体２３を作製した。第１の光学面２１は、通常、非球面とすることが多いが、ここでは評価を容易にするため曲率半径１２ｍｍの球面とした。
【００５１】
成形体２３の外径はφ２５ｍｍ、中心の肉厚ｔＡは３ｍｍとした。端部の肉厚ｔＢは、それぞれ３．３ｍｍ（実施例１）、５ｍｍ（実施例２）となるように下型１１を作製した。下型１１、上型１２、外径規制部材１３は、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料を用いた。加熱温度は、下型１１と外径規制部材１３が５２０℃、上型１２が４３０℃に設定した。
【００５２】
ガラス材料にはリン酸系ガラスを用いた。ノズル先端を１０００℃に加熱し、溶融状態のガラス滴が自重により落下する状態で、下型１１をノズル先端に接近させて受け面１７に溶融ガラスを滞留させた後、下型１１を下方に引き下げて溶融ガラスを切断し、成形体と同体積の溶融ガラスを供給した。その後、下型１１を上型１２に対向する位置まで移動し、１８００Ｎの荷重で７０秒の間溶融ガラスを加圧した。
【００５３】
取り出した成形体の光学面２１の形状精度を評価した。評価は、テーラーホブソン株式会社製の表面形状測定器ＰＧＩ８４０を用いて球面からのずれ量の最大値を求め、球面からのずれ量の最大値が１５０ｎｍ以下であり極めて良好な場合を◎、１５０ｎｍより大きく３００ｎｍ以下であり良好な場合を○、３００ｎｍより大きく問題となる場合を×とした。
【００５４】
評価結果を表１に示す。実施例１、２共に光学面２１の形状精度は１５０ｎｍ以下であり、成形によって高精度な光学面を形成することができた。
【００５５】
【表１】
2008074636.tif 000003
【００５６】
（比較例１、２）
成形体の端部の肉厚ｔＢが、それぞれ３ｍｍ（比較例１）、２．５ｍｍ（比較例２）となるように下型を作製した。それ以外は実施例１と同じ条件で成形体を作製し、取り出した成形体の光学面の形状精度を評価した。
【００５７】
評価結果を表１に併せて示す。実施例１、２の場合と異なり、光学面の形状精度は何れも３００ｎｍよりも大きく、高精度な光学面を形成することはできなかった。
【００５８】
（実施例３〜６）
図１に示す成形装置を用いて成形体を作製し、上型の成形面の転写によって形成された第１の光学面の形状精度の評価を行った。成形金型は図４（ｂ）に示す成形金型１０ｂを用いて、図４（ｃ）に示す成形体３３を作製した。第１の光学面３１は曲率半径２０ｍｍの球面とした。
【００５９】
成形体３３の外径はφ４０ｍｍ、中心の肉厚ｔＡは５ｍｍとした。端部の肉厚ｔＢは、それぞれ５．５ｍｍ（実施例３）、８ｍｍ（実施例４）、１０ｍｍ（実施例５）、１２ｍｍ（実施例６）となるように下型１１ｂを作製した。下型１１ｂ、上型１２ｂ、外径規制部材１３ｂの材質は、いずれも炭化珪素とした。加熱温度は、下型１１ｂが７１０℃、外径規制部材１３ｂが７３０℃、上型１２ｂが６８０℃に設定した。
【００６０】
ガラス材料には、ランタン系ガラスを用いた。ノズル先端を１２００℃に加熱し、ノズル先端から溶融ガラスが液線状態で流出する状態で下型１１ｂに溶融ガラスを滞留させた後、金属ブレードによって溶融ガラスを切断し、成形体と同体積の溶融ガラスを供給した。その後、下型１１ｂを上型１２ｂに対向する位置まで移動し、３２００Ｎの荷重で１１０秒の間溶融ガラスを加圧した。
【００６１】
取り出した成形体の光学面３１の形状精度を評価した。評価は、実施例１と同様の方法で行った。評価結果を表２に示す。光学面２１の形状精度は、実施例３〜５では１５０ｎｍ以下、実施例６で３００ｎｍ以下であり、何れも成形によって高精度な光学面を形成することができた。
【００６２】
【表２】
2008074636.tif 000004
【００６３】
（比較例３、４）
成形体の端部の肉厚ｔＢが、それぞれ５ｍｍ（比較例３）、４ｍｍ（比較例４）となるように下型を作製した。それ以外は実施例３〜６と同じ条件で成形体を作製し、取り出した成形体の光学面の形状精度を評価した。
【００６４】
評価結果を表２に併せて示す。実施例３〜６の場合と異なり、光学面の形状精度は何れも３００ｎｍよりも大きく、高精度な光学面を形成することはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態において用いる成形装置の一例を示す模式図
【図２】本実施形態において用いる成形金型の断面図
【図３】製造する光学素子である光学レンズ２０と、それを製造するために用いる成形金型１０の断面図
【図４】別の形状の光学素子である光学レンズ３０と、それを製造するために用いる成形金型１０ｂの断面図
【符号の説明】
【００６６】
１  成形装置
２  溶融槽
５  ノズル
６  溶融ガラス
１０、１０ｂ  成形金型
１１、１１ｂ  下型
１２、１２ｂ  上型
１３、１３ｂ  外径規制部材
１７、１７ｂ  受け面
１８、１８ｂ  成形面
１９、１９ｂ  外径規制面
２０、３０  光学レンズ（光学素子）
２１、３１  第１の光学面
２２、３２  第２の光学面
２３、３３  成形体
ｔＡ  中心の肉厚
ｔＢ  端部の肉厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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