(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸面を有する成形面が形成された小径部と、前記成形面より大きな径の大径部とを有する下型と、
前記下型の上方に対向配置され、成形面が形成された小径部と、前記成形面より大きな径の大径部とを有する上型と、
前記下型及び前記上型のそれぞれに接触して、前記下型及び前記上型のプレス軸に直交する方向の相互位置を規制する胴型と、
前記下型の成形面の周囲に位置して、前記下型の成形面上に供給された成形素材を支承する支承部材と、
前記下型と前記上型の近接動作にしたがって、前記支承部材を前記下型の成形面の周囲から下方に退避させる退避機構とを備え、
前記支承部材は、第一の弾性部材によって上方に付勢された状態で前記下型の小径部に対して相対的に上下動可能となるように設けられており、
前記退避機構は、前記胴型内に摺動可能に保持されるガイド部材と、前記ガイド部材の内側に支持され、かつ、下方に垂下して設けられた当接片を有する当接部材と備え、
前記当接部材を支持する前記ガイド部材が、第二の弾性部材により前記上型の小径部に対して下方に付勢され、前記当接部材と前記ガイド部材とが独立して、前記上型の小径部に対して相対的に上下動可能となるように設けられていることを特徴とするモールドプレス成形型。
【請求項２】
前記当接片の下端が、前記下型と前記上型の近接動作に連動して前記支承部材に当接することにより、前記支承部材を前記下型の成形面よりも下方に退避させることを特徴とする請求項１に記載のモールドプレス成形型。
【請求項３】
前記支承部材が前記下型に支持されるとともに、
前記下型と前記上型が相互に近接するに際して、前記当接部材の上端が前記上型の大径部に当接することにより、前記当接片の下端が前記支承部材を前記下型の小径部に対して相対的に押し下げることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のモールドプレス成形型。
【請求項４】
前記支承部材にはフランジ部が形成されており、前記フランジ部で前記第一の弾性部材を受けていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールドプレス成形型。
【請求項５】
前記下型に対する前記支承部材の相対移動が可能な範囲を規制するストッパー機構を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモールドプレス成形型。
【請求項６】
前記ストッパー機構が、前記下型の側面に設けられた係合突部であり、
前記支承部材は、径方向に二分割され、かつ、内周面に前記係合突部と係合する係合段部を有する内筒部と、当該二分割された内筒部が前記下型の成形面を回り囲むように突き合わされた状態で、その外周に取り付けられる外筒部とを有し、
前記係合突部が、前記係合段部に当接することにより前記下型に対する前記支承部材の相対移動が可能な範囲を規制していることを特徴とする請求項５に記載のモールドプレス成形型。
【請求項７】
前記ガイド部材には、少なくとも前記下型と前記上型とが最も近接したときに、前記上型の成形面よりも上方に位置する強制離型手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のモールドプレス成形型。
【請求項８】
前記胴型は、内周面に段差部を有し、当該段差部により前記ガイド部材の一部が保持されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のモールドプレス成形型。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のモールドプレス成形型を用いて、前記支承部材で前記成形素材を支承した後、前記上型と前記下型の近接動作にしたがって、前記支承部材に前記当接部材の前記当接片の下端が当接することにより、前記当接部材は相対的に上方へ移動させられ、前記当接部材の上端が前記上型の大径部に当接すると、前記当接部材の前記当接片の下端が前記支承部材を押し下げて、前記支承部材を前記下型の成形面の周囲から退避させ、前記上型と前記下型により前記成形素材を押圧することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記成形素材が前記下型の成形面上に供給されたときに、前記成形素材の下面側の周縁部近傍を前記支承部材に支承させることを特徴とする請求項９に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記支承部材の支承部の内径φ１と、前記成形素材の最大径φ２とが、φ１≦φ２なる関係を満たすようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記成形素材が前記下型の成形面上に供給されたときに、前記成形素材が前記下型の成形面と非接触となるように、前記成形素材を前記支承部材に支承させることを特徴とする請求項１０〜１１のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
成形素材供給時における前記下型の成形面中央部と、前記支承部材の支承部上端との高さの差をαとするとき、
前記成形素材が、Ｒ＞（α２＋（φ１／２）２）／２αなる関係を満たす曲率半径Ｒの曲面を有するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１４】
前記下型と前記上型の近接動作にしたがって、前記支承部材を前記下型の成形面よりも下方に退避させることにより、少なくとも前記下型と前記上型とが最も近接した時点で、前記成形素材と前記支承部材とが非接触となるようにしたことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
所定の粘度に軟化した前記成形素材を、前記下型の成形面上に落下供給することを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１６】
得ようとする光学素子の光学有効径より、最大径の大きい成形素材を用いる
ことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨などの機械加工を必要とせずに、ガラスプリフォームなどの成形素材を、精密加工を施した成形型によってプレス成形して光学素子を製造するモールドプレス成形型、及び光学素子の製造方法に関し、特に、成形面に凸面を有する下型に対して、成形素材の供給を行うモールドプレス成形型、及び光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスプリフォームなどの成形素材を、精密加工を施した成形型によってプレス成形し、光学素子を製造するモールドプレス成形型及び光学素子の製造方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。これらは、非球面を有する光学素子の成形に、特に有効である。
【０００３】
特許文献１には、成形型内において、一対の位置決め部材を移動させ、光学素材を挟む形で当接させることによって、光学素材を成形型に対して位置決めする成形方法が記載されている。
特に、両面凹レンズを成形する場合には、凸形状の下型上にガラス素材を載置しなければならず、これを位置がずれたままにすると、下型上からガラス素材が落下する可能性がある。このため、成形型内において、光学素材に当接して所定位置に位置決めする方法が有効であるとしている。
【０００４】
特許文献２には、ガラスプリフォームの端面を保持手段で保持し、金型から離れた位置に保持して加熱し、その後に保持を解除してプリフォームを加圧する方法が記載されている。これにより、加熱時において、ガラスプリフォームと金型との化学反応が避けられ、また、加圧時には、プリフォームの径方向への流動が保持手段で妨げられるとしている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３５０１５８０号公報
【特許文献２】特開平９−２８６６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、成形素材(ガラス素材など)を、精密モールドプレスによって成形し、レンズなどの光学素子を成形する場合、対向する成形面をもつ上下一対の成形型間で成形素材を押圧、成形することが一般的である。このとき、予め下型成形面上に成形素材を供給、配置する必要がある。
【０００７】
しかしながら、得ようとする光学素子の形状によっては、下型成形面の中心位置に、成形素材を配置することが必ずしも容易でない。
例えば、両凹レンズを成形する場合は、下型の成形面が凸面となるため、成形素材の配置が困難である。そして、図１０に示すように、上下型１１０，１２０により成形素材ＰＦをプレス成形するにあたり、下型１２０の成形面１２１上に配置した成形素材ＰＦが、プレス成形時に位置ずれを生じると、成形される光学素子が偏肉し、形状不良となるとともに、偏肉に起因する荷重印加の不均一によって光学機能面の面精度劣化が生じる。
【０００８】
特許文献１の記載によると、成形型内に光学素材の位置決め部材を配置し、これをラックとピニオンなどの駆動手段によって、基準位置を中心に互いに反対方向に移動させ、光学素材を挟む形で当接、停止させることで、光学素材を成形型に対して位置決めし、プレスの際に成形面が素材に当接するか、その直前に駆動手段によって位置決め部材を退避させている。
この方法によると、上型、下型の移動に伴う駆動機構とは独立に、位置決め部材の当接、退避を駆動する機構が必要であり、装置構造が複雑化する。さらに、ラックとピニオンのような複雑な構造体を成形型近傍に配置することは、これら構造体の熱変形による影響などを考慮する必要が生じ、装置設計が著しく複雑化する。
【０００９】
特許文献２には、平板状のプリフォームを、凸面を有する上下型によって加圧成形する図面が開示されている。すなわち、保持リング上端にプリフォームを載置した状態で加熱し、ついで駆動手段によって保持リングを下降させ、プリフォームを下型上に載置し、上下金型によってプリフォームを加圧している。
この方法においては、プリフォームは常に下胴型の内周に接触しているため、下型成形面が凸形状であってもプリフォームの位置ずれは生じにくいとみられる。
【００１０】
しかしながら、プリフォームを保持リング上端に載置するためには、精密に位置あわせを行う必要がある。
したがって、成形素材の載置位置精度を十分に確保できない場合、例えば、成形素材を落下供給する場合や、成形素材の径にばらつきがある場合、成形素材の外形が真円でなく長短径差がある場合などには、保持リングの上端に成形素材を載置すること自体が困難になってしまう。
また、特許文献２の公報に記載の成形型では、上下型の同軸性を高く維持する機構がないため、得られた成形体の光学機能面の軸が一致せず、充分な光学性能が確保できない。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、凸面を有する下型上に成形素材を供給するにあたり、成形素材の形状、予備成形方法、供給方法、位置修正方法などに自由度を持たせつつ、下型上に確実に、かつ、安定に成形素材を供給することができるとともに、得られる光学素子の偏心が抑止され、充分な偏心精度を得ることが可能なモールドプレス成形型及び光学素子の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明のモールドプレス成形型は、成凸面を有する成形面が形成された小径部と、前記成形面より大きな径の大径部とを有する下型と、前記下型の上方に対向配置され、成形面が形成された小径部と、前記成形面より大きな径の大径部とを有する上型と、前記下型及び前記上型のそれぞれに接触して、前記下型及び前記上型のプレス軸に直交する方向の相互位置を規制する胴型と、前記下型の成形面の周囲に位置して、前記下型の成形面上に供給された成形素材を支承する支承部材と、前記下型と前記上型の近接動作にしたがって、前記支承部材を前記下型の成形面の周囲から下方に退避させる退避機構とを備え、前記支承部材は、第一の弾性部材によって上方に付勢された状態で前記下型の小径部に対して相対的に上下動可能となるように設けられており、前記退避機構は、前記胴型内に摺動可能に保持されるガイド部材と、前記ガイド部材の内側に支持され、かつ、下方に垂下して設けられた当接片を有する当接部材と備え、前記当接部材を支持する前記ガイド部材が、第二の弾性部材により前記上型の小径部に対して下方に付勢され、前記当接部材と前記ガイド部材とが独立して、前記上型の小径部に対して相対的に上下動可能となるように設けられている構成としてある。
【００１３】
このような構成を採用した本発明に係るモールドプレス成形型によれば、支承部材に成形素材を支承させることにより、凸面を有する下型成形面上に、確実に、かつ、安定して成形素材の供給を行うことができる。また、上下型の近接動作にしたがって、支承部材を下型成形面の周囲から退避させることにより、支承部材が邪魔にならずに、成形素材に対してプレス荷重を均等に印加することができ、成形体の面精度が向上するとともに、支承部材が成形体の形状に実質的に干渉しないため、芯取り加工を施す場合であっても、外周部の除去代が必要以上に大きくなることがない。
さらに、胴型により上下型の同軸性が確保され、プレス成形時の上下型成形面間の偏心を高精度に抑制することができるため、上下型成形面を転写してなる二つの光学機能面の同軸性が高く、偏心が抑止された、高精度の光学機器に好適な光学素子を製造することができる。
【００１４】
また、本発明のモールドプレス成形型は、前記退避機構が、前記下型と前記上型の近接動作に連動して、前記支承部材を前記下型の成形面よりも下方に退避させる構成とすることができる。より具体的には、前記当接片の下端が、前記下型と前記上型の近接動作に連動して前記支承部材に当接することにより、前記支承部材を前記下型の成形面よりも下方に退避させる構成とすることができる。
このような構成とすれば、プレス成形時における支承部材の干渉をより確実に避けることができ、成形素材が下型と支承部材の隙間に入り込んでバリになることがない。また、成形体の下面側に、下型成形面と支承部材の境界段差が転写されることも防止され、成形体に内部歪みが生じたり、成形体が割れ易くなったりするなどの不良を回避し、得られる光学素子の品質を高めることができる。
【００１５】
また、本発明のモールドプレス成形型は、前記支承部材が、前記下型に対して相対的に移動可能となるように前記下型に支持されるとともに、前記退避機構が、前記下型と前記上型が相互に近接するに際して前記支承部材及び前記上型のそれぞれに当接する当接部材を備え、前記当接部材により前記支承部材を前記下型に対して相対的に押し下げる構成とすることができる。より具体的には、前記支承部材が前記下型に支持されるとともに、前記下型と前記上型が相互に近接するに際して、前記当接部材の上端が前記上型の大径部に当接することにより、前記当接片の下端が前記支承部材を前記下型の小径部に対して相対的に押し下げる構成とすることができる。
このような構成とすれば、上下型の近接動作に連動して、支承部材を退避させることができるとともに、支承部材を常に一定量下方に退避させることが可能となり、より確実に支承部材の退避位置を決定することができる。
【００１６】
また、本発明のモールドプレス成形型は、前記下型に対して前記支承部材を上方に付勢する弾性手段を備えた構成とすることで、退避した支承部材を元の位置に容易に復帰させることができる。そして、その際に、支承部材が、弾性手段の付勢力により成形体を持ち上げて、下型成形面からの成形体の離型を促すこともできる。
また、本発明のモールドプレス成形型は、前記支承部材にはフランジ部が形成されており、前記フランジ部で前記第一の弾性部材を受けている構成としてもよい。
【００１７】
また、本発明のモールドプレス成形型は、前記下型に対する前記支承部材の相対移動が可能な範囲を規制するストッパー機構を備えた構成とすることができる。
このような構成とすれば、下型からの支承部材の脱落を防止して、プレス成形の都度、支承部材を下型に支持し直さなければならないという煩わしさを避けることができ、前記ストッパー機構は、例えば、前記下型の側面に設けることで、省スペース化を図ることができる。より具体的には、前記ストッパー機構が、前記下型の側面に設けられた係合突部であり、前記支承部材は、径方向に二分割され、かつ、内周面に前記係合突部と係合する係合段部を有する内筒部と、当該二分割された内筒部が前記下型の成形面を回り囲むように突き合わされた状態で、その外周に取り付けられる外筒部とを有し、前記係合突部が、前記係合段部に当接することにより前記下型に対する前記支承部材の相対移動が可能な範囲を規制している構成とすることができる。
【００１８】
また、本発明のモールドプレス成形型は、前記当接部材を支持するガイド部材が、前記上型に対して下方に付勢されつつ前記下型と前記上型の近接動作により前記胴型内を上方に摺動するように、前記胴型内に保持されるとともに、前記ガイド部材には、少なくとも前記下型と前記上型とが最も近接したときに、前記上型の成形面よりも上方に位置する強制離型手段が設けられている構成とすることができる。
このような構成とすれば、成形素材にプレス荷重を印加した後に、上下型を離間させるに際して、上型成形面に貼り付いた成形体を強制的に離型させることが可能となり、成形体の取り出し作業を支承なく行うことができる。
また、本発明のモールドプレス成形型において、前記胴型は、内周面に段差部を有し、当該段差部により前記ガイド部材の一部が保持されるようにすることができる。
【００１９】
また、本発明の光学素子の製造方法は、上記のようなモールドプレス成形型を用いて、前記支承部材で前記成形素材を支承した後、前記上型と前記下型の近接動作にしたがって、前記支承部材に前記当接部材の前記当接片の下端が当接することにより、前記当接部材は相対的に上方へ移動させられ、前記当接部材の上端が前記上型の大径部に当接すると、前記当接部材の前記当接片の下端が前記支承部材を押し下げて、前記支承部材を前記下型の成形面の周囲から退避させ、前記上型と前記下型により前記成形素材を押圧する方法としてある。
上記のようなモールドプレス成形型は、単一の胴型が、上下型のそれぞれに接触して、上下型のプレス軸に直交する方向の位置規制をしているため、このような方法とすることにより、上下型成形面を転写してなる二つの光学機能面の同軸性が高く、偏心が抑止された、高精度の光学機器に好適な光学素子を製造することができる。特に、凸面を有する下型を用いて両凹レンズをプレス成形する場合には、この方法が極めて有効である。
【００２０】
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記成形素材が前記下型の成形面上に供給されたときに、前記成形素材の下面側の周縁部近傍を前記支承部材に支承させる方法とすることができる。
このような方法とすれば、成形素材の周縁部が自由端として開放され、成形素材の周囲に開放された空間を確保することができる。このため、凸面を有する下型成形面上に成形素材を供給するにあたり、成形素材の形状、予備成形方法、供給方法、位置修正方法などに自由度を持たせつつ、下型上で成形素材を支承することが可能となり、成形素材の形状、予備成形方法、供給方法、位置修正方法などを最適化し、面精度の高い光学素子を効率良く製造することができる。
【００２１】
また、本発明の光学素子の製造方法は、成形素材を支承部材に安定して支承させるために、前記支承部材の支承部の内径φ１と、前記成形素材の最大径φ２とが、φ１≦φ２なる関係を満たすようにした方法とすることができる。
【００２２】
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記成形素材が前記下型の成形面上に供給されたときに、前記成形素材が前記下型の成形面と非接触となるように、前記成形素材を前記支承部材に支承させる方法とすることができ、このためには、成形素材供給時における前記下型の成形面中央部と、前記支承部材の支承部上端との高さの差をαとするとき、前記成形素材が、Ｒ＞（α２＋（φ１／２）２）／２αなる関係を満たす曲率半径Ｒの曲面を有しているのが好ましい。
このような方法とすれば、成形素材が下型成形面に持ち上げられて、支承部材から浮き上がったりするのを有効に回避して、支承部材上で成形素材がふらつくことなく、確実に、その姿勢を一定に維持させることが可能となり、成形素材をより安定して支承部材に支承させることができる。
【００２３】
また、本発明の光学素子の製造方法は、前記下型と前記上型の近接動作にしたがって、前記支承部材を前記下型の成形面よりも下方に退避させることにより、少なくとも前記下型と前記上型とが最も近接した時点で、前記成形素材と前記支承部材とが非接触となるようにした方法とすることができる。
このような方法とすれば、局所的な応力集中に起因する欠けや、面精度の劣化が生じてしまったりするなどの不都合を有効に回避することができる。
【００２４】
また、本発明の光学素子の製造方法は、所定の粘度に軟化した前記成形素材を、前記下型の成形面上に落下供給する方法とすることができるが、得ようとする光学素子の光学有効径より、最大径の大きい成形素材を用いるのが好ましく、このようにすれば、成形素材を光学有効径外で支承できるので、支承部材との接触による外観不良や面不良の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、凹面を有する光学機能面をもつ光学素子を製造するにあたり、凸面を有する下型成形面上に、確実に、かつ、安定して成形素材の供給を行うことができる。また、上下型の近接動作にしたがって、支承部材を下型成形面の周囲から退避させることにより、支承部材が成形体の形状に実質的に干渉しないようにすることができる。
さらに、本発明によれば、胴型により上下型の同軸性を確保することが可能であり、プレス成形時の上下型成形面間の偏心を高精度に抑制することができるため、上下型成形面を転写してなる二つの光学機能面の同軸性が高く、偏心が抑止された、高精度の光学機器に好適な光学素子を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】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
［モールドプレス成形型］
まず、本発明に係るモールドプレス成形型（以下、「成形型」という）の実施形態について説明する。
なお、図１は、本実施形態に係る成形型の概略を示す要部断面図であり、下型２０上に成形素材ＰＦを供給した状態を示している（後述する図５（ｂ）参照）。また、図２は、本実施形態に係る成形型の分解説明図である。
【００２８】
図１に示す成形型は、任意形状の成形面１１が形成された上型１０と、成形面２１に凸面を有する下型２０とを有しており、互いの成形面１１，２１が向き合うように、下型２０の上方に上型１０が対向配置されている。
なお、上下型１０，２０に形成される成形面１１，２１は、それぞれ成形しようとするガラスレンズなどの光学素子の形状をもとに、精密な形状加工を施すことによって形成される。また、図示する例において、上下型１０，２０の成形面１１，２１は、ともに凸面を有しているが、上型１０に形成される成形面１１の形状は任意であり、凹面、又は平面であってもよい。
【００２９】
本実施形態の成形型は、上下型１０，２０が相互に近接することにより、上型１０と下型２０との間で、成形素材ＰＦをプレス成形する。本実施形態にあっては、この上下型１０，２０の近接動作の際に、上下型１０，２０のそれぞれに接触する胴型３０により、これらの水平方向の相対位置、すなわち、上下型１０，２０のプレス軸に直交する方向の相互位置を規制して、上下型１０，２０の同軸性を確保している。
なお、図示は省略するが、本実施形態の成形型は、プレス成形時に、上型１０の上端面、及び下型２０の下端面が、それぞれ荷重印加手段のプレス成形軸に当接し、荷重印加手段によってプレス荷重が印加される構造とすることができる。
【００３０】
図示する例において、上型１０は、成形面１１が形成された小径部１２と、成形面１１より径の大きい大径部１３とが同軸に配され、大径部１３の側面が、胴型３０の上部側の内周面に接触する形状とされており、胴型３０の上部側に固定されている。下型２０も同様に、成形面２１が形成された小径部２２と、成形面２１より大きな径の大径部２３とを同軸に配した形状となっており、上下型１０，２０が相互に近接する過程で、下型２０が胴型３０内に進入するに際し、大径部２３の側面が、胴型３０の下部側の内周面に接触するようになっている（図５（ｄ）〜（ｆ）参照）。
【００３１】
このように、単一の胴型３０が、上型１０、及び下型２０のそれぞれに接触して、上下型１０，２０のプレス軸に直交する方向の位置規制をしているため、上下型１０，２０の同軸性が確保され、プレス成形時の上下型１０，２０の成形面１１，２１間の偏心（シフト：上下型１０，２０の成形面１１，２１の水平方向のずれ、ティルト：上下型１０，２０の軸の傾き）を高精度に抑制することができる。このため、本実施形態の成形型を用いてプレス成形することにより、上下型１０，２０の成形面１１，２１を転写してなる二つの光学機能面の同軸性が高く、偏心が抑止された、高精度の光学機器に好適な光学素子を製造することができる。
なお、上型１０の大径部１３と胴型３０の上部側内周面とのクリアランス、及び下型２０の大径部２３と胴型３０の下部側内周面とのクリアランスは、要求される光学素子の偏心精度を考慮すると、１０μｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは５μｍ以下であり、特に好ましくは３μｍ以下である。
【００３２】
本実施形態の成形型は、以上のような上下型１０，２０、及び胴型３０を備えるとともに、下型２０の成形面２１の周囲に位置して、成形面２１上に供給された成形素材ＰＦを支承する支承部材４０を備えている。
このような支承部材４０を備えることにより、凸面を有する下型２０の成形面２１上に、確実に、かつ、安定して成形素材ＰＦを供給することができる。さらには、図示するように、成形素材ＰＦの下面側の周縁部近傍を支承部材４０に支承させるようにすることで、成形素材ＰＦの外方に開放空間を確保して、支承部材４０に支承させた成形素材ＰＦの周縁部を自由端とすることもできる。
なお、支承部材４０に成形素材ＰＦを支承させるにあたり、支承部材４０の成形素材ＰＦと当接する部位（支承部）は、図示するように、直角であってもよいが、面取加工を施してテーパ面としたり、Ｒ面としたりすることもできる。また、支承とは、成形素材ＰＦが一定の姿勢を維持できるようにすることをいうものとする。
【００３３】
また、図示する例において、支承部材４０は、その上端部が下型２０の成形面２１よりも上方に突出した状態で、成形面２１上に供給された成形素材ＰＦを支承するようになっているが、本実施形態では、プレス成形時における支承部材４０の干渉を避けるために、後述する退避機構５０により、上下型１０，２０の近接動作にしたがって、支承部材４０が、下型２０の成形面２１の周囲から退避するようにしてある。
このようにすることで、支承部材４０がプレス成形の邪魔にならず、成形素材ＰＦに対してプレス荷重を均等に印加することができるため、成形素材ＰＦを成形してなる成形体Ｐの面精度が向上する。
【００３４】
より具体的には、支承部材４０は、フランジ部４２１で弾性部材４３を受けて、下型２０に対して上方に付勢されており、この弾性部材４３の付勢力によって、支承部材４０の上端部が成形面２１よりも上方に突出するようにされている。そして、上下型１０，２０の近接動作にしたがって、弾性部材４３の付勢力に抗して支承部材４０が下型２０に対して相対的に押し下げられて、成形面２１よりも下方に退避するようになっている（図５（ｄ）〜（ｆ）参照）。
このようにすれば、プレス成形時における支承部材４０の干渉をより確実に避けることができ、プレス成形時に、成形素材ＰＦが下型２０と支承部材４０の隙間に入り込んでバリが生じてしまうなどの不具合を有効に回避できる。また、成形体Ｐの下面側に、下型２０の成形面２１と支承部材４０の境界段差が転写されることも防止され、成形体Ｐに内部歪みが生じたり、成形体Ｐが割れ易くなったりするなどの不良を回避し、得られる光学素子の品質を高めることができる。
【００３５】
また、弾性部材４３に付勢されながら、下型２０に対して相対的に移動可能となるように、支承部材４０を下型２０に支持させるにあたっては、下型２０からの支承部材４０の脱落を防止して、プレス成形の都度、支承部材４０を下型２０に支持し直さなければならないという煩わしさを避けるために、下型２０に対する支承部材４０の相対移動が可能な範囲を規制するストッパー機構を設けることもできる。
このようなストッパー機構としては、例えば、下型２０の側面（図示する例では、成形面２１の周縁）に沿って、外方に張り出す係合突部２４を設けるとともに、この係合突部２４に係合する係合段部４４を支承部材４０の内周面に設けるなどすればよく、このように、下型２０の側面にストッパー機構を設けることで、ストッパー機構の省スペース化を図ることができる。
【００３６】
また、図示する例にあっては、支承部材４０の移動範囲を規制する係合突部２４が、成形面２１の周縁に形成されており、支承部材４０は下型２０の小径部２２の周囲を上下移動し、下型２０の大径部２３の周囲は開放されている。したがって、下型２０が胴型３０内に進入する際に、大径部２３の外周面が胴型３０の内周面に直接的に摺接可能となり、両者のクリアランスの範囲内で、上下型１０，２０のプレス軸に直交する方向の位置規制がなされ、これによって、得られる光学素子などの成形体の偏心精度（シフトやティルト）を極めて高精度に維持することができる。
すなわち、下型２０自身に係合突部２４を設けることにより、下型２０と胴型３０との間に、ストッパー機能を備えるための別部材を新たに設ける必要がなく、単一の胴型３０が上下型１０，２０に直接摺接して両者を規制することで、偏心精度を高めることができる。
【００３７】
ここで、図示する例にあっては、支承部材４０は、内筒部４１と外筒部４２とからなっており、全体として下型２０の成形面２１を包囲する筒形状を有している。また、支承部材４０は、径方向に二分割された内筒部４１が、下型２０の成形面２１の回りを囲むように突き合わされた状態で、その外周に外筒部４２が取り付けられるようになっている。これによって、支承部材４０は、内筒部４１と外筒部４２とが一体となって弾性部材４３に付勢され、下型２０に設けられた係合突部２４に、係合段部４４を係合させつつ、下型２０に支持されている。
なお、図３は、支承部材４０の分解斜視図であり、図示は省略するが、外筒部４２は、内筒部４１に対して、例えば、ねじ嵌合や、凹凸嵌合などの適宜手段により取り付けることができる。また、支承部材４０の外径を胴型３０の内径よりも小さくしておくことで、支承部材４０を備えた下型２０を胴型３０に進入させる際の干渉を避けることができる。
【００３８】
また、前述したように、本実施形態では、退避機構５０によって、支承部材４０を下型２０の成形面２１の周囲から退避させるようにしているが、図示する例において、退避機構５０は、胴型３０の内周に保持されるガイド部材５１と、このガイド部材５１に支持される当接部材５２とからなっている。
なお、図４（ａ）は、当接部材５２の概略斜視図であり、図４（ｂ）は、ガイド部材５１の概略平面図である。
【００３９】
ここで、ガイド部材５１は、筒状に形成されており、図示するように、下端側が絞り込まれて、胴型３０の内周面に形成された段差３１に保持される。
また、ガイド部材５１の上端側には、ガイド部材５１の内周に沿って張り出す環状の強制離型手段５４が形成されており、この強制離型手段５４には、図示するような挿通孔５１１が形成されている。
【００４０】
ガイド部材５１に形成された強制離型手段５４は、弾性部材５３の受け部としても機能し、ガイド部材５１は、弾性部材５３により上型１０に対して下方に付勢される。そして、上下型１０，２０の近接動作により、下型２０の大径部２３がガイド部材５１の下端に接すると（図５（ｅ）参照）、弾性部材５３の付勢力に抗しながら、ガイド部材５１が下型２０によって押し上げられて胴型３０内を上方に摺動し、少なくとも上下型１０，２０が最も近接したときに、強制離型手段５４が、上型１０の成形面１１よりも上方に位置するようになっている（図５（ｆ）参照）。
なお、強制離型手段５４は、プレス後に上下型１０，２０を離間させる際に、成形体Ｐを上型１０の成形面１１から強制的に離型させるために、その内周径が、上型１０の小径部１２の外径とほぼ等しくなっているが、その動作については後述する。
【００４１】
一方、当接部材５２は、下方に垂下して設けられた当接片５２１がガイド部材５１の挿通孔５１１に挿通されて、ガイド部材５１に支持されている。
このとき、当接部材５２は、上下型１０，２０が近接する過程で、支承部材４０が当接片５２１の下端に接すると（図５（ｃ）参照）、そのまま上方に持ち上げられるようになっている。そして、当接部材５２の上端が、上型１０の大径部１３の下面に接すると（図５（ｄ）参照）、それ以上の当接部材５２の上動が妨げられ、当接部材５２が支承部材４０を押し下げる格好となり（図５（ｅ）参照）、これによって、支承部材４０が下型２０の成形面２１の周囲から退避するようになっている。
【００４２】
このようにすれば、上下型１０，２０の接近動作に伴って、支承部材４０を常に一定量下方に退避させることが可能となり、より確実に支承部材４０の退避位置を決定することができる。これにより、成形体Ｐの下面側に、下型２０の成形面２１と支承部材４０との境界段差が転写されるのを、より確実に防止できるだけでなく、成形体Ｐに、支承部材４０を付勢する弾性部材４３の付勢力が作用することを回避し、ガラス温度(粘度)変動による成形体Ｐの形状ばらつきも防止できる。
【００４３】
以上のような本実施形態に係る成形型が備える各部材は、窒化ケイ素、炭化タングステン、酸化アルミニウムなどの耐熱性の高いセラミック材や金属材を用いて形成することができる。
また、上下型１０，２０の成形面１１，２１や、支承部材４０などの成形素材ＰＦと接触する部位には、融着防止のためのコーティングを施すことができる。このようなコーティングとしては、炭素を含有する膜、貴金属膜などとすることができ、公知の離型膜と同様の膜とすることが可能である。例えば、炭素や、炭化水素を主成分として含有する膜を、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤなどの公知の手段を用いて、所定の膜厚で成膜することができる。
【００４４】
［光学素子の製造方法］
次に、本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態について、図１に示す成形型を用いて実施する例について説明する。
なお、図６は、本実施形態における製造工程の概略を示す説明図である。
【００４５】
本実施形態では、上下型１０，２０を離間させた状態で（図５（ａ）参照）、ガラスプリフォームなどの成形素材ＰＦを下型２０の成形面２１上に供給する（図５（ｂ）参照）。
成形素材ＰＦを供給するに際しては、任意の搬送治具を用いて、下型２０の成形面２１上に成形素材ＰＦを搬送、配置することができるが、このとき、成形素材ＰＦは、プレス成形に適した粘度に予め予熱しておくのが好ましい。
【００４６】
例えば、成形素材ＰＦは、ガラス粘度で１０５．５〜１０９ｄＰａ・ｓに相当する温度に予熱しておくのが好ましい。また、上下型１０，２０も、プレス成形の対象とする成形素材ＰＦの粘度で、１０８〜１０１２ｄＰａ・ｓに相当する温度に予熱しておくことが好ましい。さらに、成形素材ＰＦの予熱温度は、上下型１０，２０の予熱温度よりも高くなるようにするのが好ましい。
このような温度条件を充足すると、成形サイクルタイムを短くすることができるとともに、成形するレンズの面精度も良好となるため、量産上極めて有利である。
【００４７】
また、本実施形態において、成形素材ＰＦを下型２０の成形面２１上に供給する方法は特に制限されないが、成形素材ＰＦを予熱して供給する場合には、成形素材ＰＦの搬送時に、搬送治具との接触によって、成形素材ＰＦの表面に欠陥が生じてしまうことがある。このため、予熱された成形素材ＰＦは、搬送治具との接触を避けながら搬送、供給するのが好ましい。
【００４８】
具体的には、図６に示すような落下供給手段６０を用いて、噴出するガスにより搬送治具上で成形素材ＰＦを浮上させれば、搬送治具と実質的に非接触状態とすることができる。そして、搬送治具との非接触状態を維持しながら搬送されてきた成形素材ＰＦを、下型２０の成形面２１上に落下供給するなどすればよい。
なお、図６（ａ）は、落下供給手段６０の一例を示す概略平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００４９】
ここで、図６に示す落下供給手段６０は、耐熱性の高い金属（例えば、ステンレス合金）により成形される支持アーム６１と、その先端側に配置される浮上皿６２とから構成されている。また、浮上皿６２は、すり鉢状の受け部６３を有しており、この受け部６３に成形素材ＰＦが保持されるようになっている。
そして、支持アーム６１内部には、浮上皿６２の受け部６３に至るガス孔６１ａが形成されており、このガス孔６１ａを通って、不活性ガスが浮上皿６２の受け部６３の下方から噴出する。これにより、浮上皿６２の受け部６３に保持された成形素材ＰＦを、浮上皿６２内で僅かに浮上させながら、搬送することができるようになっている。
【００５０】
さらに、支持アーム６１、及び浮上皿６２は、その幅方向の中心線において二つに分割され、図示しない開閉駆動手段によって水平方向（図中、両矢印で示す方向）に開閉される。これにより、落下供給手段６０が、下型２０の上方位置に達したときに、支持アーム６１、及び浮上皿６２を開くことによって、浮上皿６２の受け部６３に浮上保持された成形素材ＰＦが、下型２０の成形面２１上に落下供給されるようになっている。
【００５１】
また、成形素材ＰＦを下型２０の成形面２１上に落下供給するに際して、供給された成形素材ＰＦの中心が成形面２１の中心と一致せず、位置ずれが生じるような場合には、成形素材ＰＦの位置修正を行うのが好ましい。この場合、例えば、図７に示すような位置修正手段７０を用いて、下型２０の成形面２１上における成形素材ＰＦの位置合わせをすることができる。
なお、図７（ａ）は、位置修正手段の一例を示す概略平面図であり、図７（ｂ）は、成形素材ＰＦの位置修正をしている状態を示す説明図である。
【００５２】
図７に示す位置修正手段７０は、ガイドアーム７１と、その先端側に配置されるガイド部材７２とから構成されている。ガイドアーム７１、及びガイド部材７２は、落下供給手段６０と同様に、その幅方向の中心線において二つに分割されており、開閉駆動手段７３によって水平方向（図中、両矢印で示す方向）に開閉される。また、ガイド部材７２の内径寸法は、成形素材ＰＦの外径とほぼ同等に設定されている。
【００５３】
このような位置修正手段７０は、ガイド部材７２を開閉することにより、成形素材ＰＦを成形面２１上の適位置へ移動させることによって、位置修正が行われる。
なお、位置修正手段７０は、位置修正動作後には、ガイド部材７２を開いて下型２０上から退避させるが、成形素材ＰＦとの接触時に成形素材ＰＦの熱を散逸しないために、その退避位置において、位置修正手段７０を予熱しておくのが好ましい。
【００５４】
また、本実施形態にあっては、成形素材ＰＦの下面側の周縁部近傍を支承部材４に支承させることによって、成形素材ＰＦの周縁部が自由端として開放されるようにしてあり、成形素材ＰＦの周囲に開放された空間を確保している。
【００５５】
これにより、前述した落下供給手段６０による落下供給などのように、成形素材ＰＦの供給位置の精度を確保するのが困難な場合でも、落下された成形素材ＰＦを一定範囲で受容することが可能となる。さらには、前述したような位置修正手段７０により成形素材ＰＦの位置修正を行う場合であっても、成形素材ＰＦの周囲から位置修正手段７０を成形素材ＰＦに接近、接触させることができるだけでなく、位置修正後の退避動作も支障なく行うことができるようになる。
【００５６】
そして、これらに加え、図５（ｆ）に示すように、成形素材ＰＦがプレス成形されて変形していく過程においても、成形素材ＰＦの周囲に開放された空間が確保されるようにして、成形素材ＰＦ（成形体Ｐ）の周縁に自由表面が残るようにすることで、成形素材ＰＦの体積ばらつきを吸収することもできる。
【００５７】
したがって、本実施形態によれば、凸面を有する下型２０の成形面２１上に成形素材ＰＦを供給するにあたり、成形素材ＰＦの形状、予備成形方法、供給方法、位置修正方法などに自由度を持たせつつ、成形面２１上で成形素材ＰＦを支承することが可能となる。これにより、成形素材ＰＦの形状、予備成形方法、供給方法、位置修正方法などを最適化し、面精度の高い光学素子を効率良く製造することができる。
【００５８】
本実施形態において好適に用いられる成形素材ＰＦとしては、例えば、ブロック状の光学ガラスを切断、研磨して、円板形状、球形状などに加工（冷間加工）したものや、光学ガラスを溶融状態から受け型上に滴下、又は流下することによって、球形状、両凸曲面形状などに予備成形（熱間成形）したものが挙げられる。成形素材ＰＦの形状としては、円板形状や、扁平な両凸曲面形状が好ましく、円板形状の場合には、その周縁部が曲面、又は平面で面取されているのが好ましい。
また、両凸曲面形状の場合には、上面と下面の両方のＲが近似した値を示すのが好ましく、落下供給時に反転してもプレス成形に支障が生じないようにするためにも、双方のＲは一致しているのがより好ましい。
なお、上下両面のＲが異なり、上下で非対称の成形素材ＰＦを用いる場合には、成形素材ＰＦの上下が一定となるように供給して、支承部材４０に支承させる面が常に同じになるように、成形素材ＰＦが不規則に反転してしまわないようにするのが好ましい。
【００５９】
また、図８に、成形素材ＰＦを支承部材４０に支承させたときの要部を拡大して示すが、成形素材ＰＦを支承部材４０に支承させるにあたっては、成形素材ＰＦを安定に支承できるように、支承部材４０の支承部の内径φ１と、成形素材ＰＦの最大径φ２とが、φ１≦φ２なる関係を満たしているのが好ましく、特に、成形素材ＰＦの最大径φ２が、支承部材４０の支承部の内径φ１よりも０．３ｍｍ以上、大きくなっているのが好ましい。
【００６０】
さらに、支承部材４０に支承された成形素材ＰＦは、その下面側が下型２０の成形面２１に接触した状態であってもよいが、成形素材ＰＦは、下型２０の成形面２１に接触せず、支承部材４０のみによって支承された状態となっているのが好ましい。このようにすることで、成形素材ＰＦが成形面２１に持ち上げられて、支承部材４０から浮き上がったりするのを有効に回避して、支承部材４０上で成形素材ＰＦがふらつくことなく、確実に、その姿勢を一定に維持させることが可能となり、成形素材ＰＦをより安定して支承部材４０に支承させることができる。
【００６１】
ここで、成形素材ＰＦが、下型２０の成形面２１と非接触となるように支承部材４０に支承されるようにするためには、成形素材ＰＦが供給される際における下型２０の成形面２１の中央部と、支承部材４０の支承部上端との高さの差をαとするとき、支承部材４０の支承部の内径φ１との関係で、下記式（１）を満たす曲率半径Ｒの凸曲面を有する成形素材ＰＦを用いるのが好ましい。
Ｒ＞（α２＋（φ１／２）２）／２α      ・・・  （１）
【００６２】
なお、上記式（１）は、次のようにして導かれる。すなわち、成形素材ＰＦの下面側が凸曲面である場合、支承部材４０に支承された成形素材ＰＦの下面側の一部が、支承部材４０内に入り込むが、その入り込んだ部分の長さをＸとすると、成形素材ＰＦの下面の曲率半径Ｒ、支承部材４０の内径φ１との間には、下記式（２）が成り立つ。
Ｒ２＝（Ｒ−Ｘ）２＋（φ１／２）２      ・・・    （２）
これをＸについて解くと、下記式（３）が得られる。
Ｘ＝Ｒ−（Ｒ２−（φ１／２）２）１／２      ・・・  （３）
そして、成形素材ＰＦが成形面２１に接触しないための条件は、Ｃ＞Ｘであるから、この条件を上記式（３）に代入することで上記式（１）を導くことができる。
【００６３】
以上のようにして成形素材ＰＦを供給し、必要に応じて成形素材ＰＦの位置修正を行った後、本実施形態にあっては、図示しない荷重印加手段のプレス成形軸を駆動させて上下型１０，２０を相互に接近させる。
この際、図示する例では、下型２０が上型１０に向かって上昇し、成形素材ＰＦを支承した支承部材４０とともに、下型２０が胴型３０内に進入するようになっている（図５（ｃ）参照）。そして、上下型１０，２０が近接する過程で、下型２０の大径部２３の側面が、胴型３０の下部側の内周面に接触することにより（図５（ｄ）〜（ｆ）参照）、上下型１０，２０の同軸性が確保される。
【００６４】
また、下型２０を上昇させて、下型２０に支持された支承部材４０に、当接部材５２の当接片５２１の下端を当接させると（図５（ｃ）参照）、当接部材５２は、支承部材４０に押し上げられて上動しながら、その上端が上型１０の大径部１３の下面に当接する（図５（ｄ）参照）。そして、下型２０をさらに上昇させれば、それ以上の上動が妨げられた当接部材５２が支承部材４０を押し下げ（図５（ｅ）参照）、これによって、下型２０の成形面２１の周囲からの支承部材４０の退避動作が開始し、上下型１０，２０の近接動作にしたがって、支承部材４０が下型２０の成形面２１の周囲から下方へ退避していく（図５（ｆ）参照）。
【００６５】
このとき、支承部材４０の退避動作が完了せずに、支承部材４０に支承されたままの状態で、成形素材ＰＦが上型１０の成形面１１に接触してしまうと、支承部材４０の支承部が成形素材ＰＦにくい込んでしまうなどして、成形に支承をきたしてしまうおそれがある。したがって、支承部材４０の退避動作が開始された時点では、成形素材ＰＦは、上型１０の成形面１１に未だ接触していない状態にあるのが好ましく、支承部材４０による支承が解除されて、成形素材ＰＦが下型２０の成形面２１上に受け渡されると同時に、又はその直後に、成形素材ＰＦが上型１０の成形面１１に接触するようにするのが好ましい。
【００６６】
また、その一方で、支承部材４０の退避動作が完了し、支承部材４０による支承が解除されて、成形素材ＰＦが下型２０の成形面２１上に受け渡されたにもかかわらず、成形素材ＰＦと上型１０の成形面１１との間に相当の距離が残されていると、成形面２１上での成形素材ＰＦの姿勢が不安定なものとなり、成形素材ＰＦが位置ずれを起こしたり、成形面２１上から滑落してしまったりするおそれがある。
このため、上下型１０，２０が近接する過程で、成形素材ＰＦは、上型１０の成形面１１と、下型２０の成形面２１とに、ほぼ同時に接触するようにするのが好ましく、成形素材ＰＦの位置ずれや、滑落を防止することにのみ着目すれば、上型１０の成形面１１の方が、先に成形素材ＰＦに接触するようになっているのが好ましい。
【００６７】
本実施形態において、支承部材４０の退避動作が開始されてから、支承部材４０が下型２０の成形面２１の下方に退避するまでの間に、成形素材ＰＦが、上下型１０，２０の成形面１１，２１のそれぞれに接触するタイミングは、上記したことを考慮して設定することができ、所望のタイミングで成形素材ＰＦの受け渡しが行われるように、成形型を構成する各部材の寸法を設計することができる。
また、所望のタイミングで、成形素材ＰＦの受け渡しが安定して行われるようにするためには、成形素材ＰＦの厚みのばらつきを少なくするのが好ましく、特に、成形素材ＰＦを支承部材４０に支承させたときの支承部材４０の上端から成形素材ＰＦの最上面までの高さβのばらつきが、±０．５ｍｍ程度の範囲となるようにするのが好ましい。
【００６８】
次に、本実施形態では、任意に設定されたタイミングで、支承部材４０の退避と、成形素材ＰＦの受け渡しとがなされるのと同時に、又は必要に応じて多少前後させて、成形素材ＰＦに対してプレス荷重を印加する（図５（ｅ），（ｆ）参照）。このとき、プレス荷重の印加は、上下型１０，２０の近接動作によりなされるが、少なくとも上下型１０，２０が最も近接した時点で、支承部材４０の退避動作が完了するようにしておき、その時点で支承部材４０による支承が解除されて、成形素材ＰＦと支承部材４０とが非接触となっているようにするのが好ましい。
【００６９】
すなわち、プレス成形に際しては、成形素材ＰＦが上下型１０，２０の成形面１１，２１の形状に倣って変形し、成形面１１，２１の形状が転写されるが、上下型１０，２０が最も近接した時点においても、支承部材４０が未だ成形素材ＰＦに接触していると、成形素材ＰＦをプレス成形してなる成形体Ｐに、支承部材４０の形状も転写されてしまう。その結果、その部分を後述する芯取り加工によって除去しなければならず、材料の無駄が多くなってしまったり、局所的な応力集中に起因する欠けや、面精度の劣化が生じてしまったりするなどの不都合があるが、少なくとも上下型１０，２０が最も近接した時点で、成形素材ＰＦと支承部材４０とを非接触とすることで、このような不具合を有効に回避することができる。
【００７０】
ここで、成形素材ＰＦにプレス荷重を印加するに際しては、二段階以上に分けてプレス荷重を印加するのが好ましい。
例えば、まず、第一荷重を印加して、成形素材ＰＦを、所定の中心肉厚（最終的に得ようとする光学素子の中心肉厚よりわずかに大きい肉厚）まで変形させるとともに、この変形過程において、第一荷重の印加開始時、又は印加中に冷却を開始し、第一荷重の印加に並行して冷却を行う。次いで、成形素材ＰＦの温度が粘度で１０１０ｄＰａ・ｓ相当、又はそれ以下となった時点で、第一荷重より小さい第二荷重（第一荷重の３０〜７０％程度）を印加する。
このような、冷却と連動した多段階の荷重印加スケジュールを適用すれば、優れた面精度（例えば、アス、クセが２本以内）、及び肉厚精度の光学素子を安定に得ることができる。
【００７１】
また、成形素材ＰＦにプレス荷重を印加していき、図５（ｆ）に示すように、上下型１０，２０が最も接近して、予め設定した成形体Ｐの肉厚に達した後は、上下型１０，２０と成形体Ｐとの接触を維持した状態で、成形体ＰをそのＴｇ付近の温度まで冷却する。そして、上下型１０，２０と成形体Ｐとの接触を維持したまま冷却を継続し、ガラス粘度で１０１３ｄＰａ・ｓ付近に冷却された段階で、上下型１０，２０を離間させる。
【００７２】
ところで、上下型１０，２０を離間するに際しては、成形体Ｐが上型１０の成形面１１に付着してしまうことがある。特に、図示する例のように、上型１０の成形面１１が凸面（成形体Ｐの上面が凹面）となっている場合には、冷却時の熱収縮により、成形体Ｐが成形面１１に貼りつきやすいが、成形体Ｐが成形面１１に付着したまま型内に残ってしまうと、成形体Ｐの取り出しに支障が生じてしまう。
【００７３】
このため、図示する例では、上下型１０，２０の近接動作により、下型２０の大径部２３がガイド部材５１の下端に接すると（図５（ｅ）参照）、ガイド部材５１が胴型３０内を上方に摺動し、少なくとも上下型１０，２０が最も近接したときに、ガイド部材５１に形成された強制離型手段５４が、上型１０の成形面１１よりも上方に位置するようになっている（図５（ｆ）参照）。
そして、ガイド部材５１は、弾性部材５３により上型１０に対して下方に付勢されているため、上下型１０，２０が離間するにつれて、ガイド部材５１が胴型３０内を下方に摺動し、強制離型手段５４の内周縁部が上型１０の成形面１１の周縁とすれ違うようになっている。
【００７４】
したがって、上下型１０，２０を離間させると、これに連動して強制離型手段５４が、上型１０の成形面１１からはみ出した成形体Ｐの上面側の周縁部と接触し、成形面１１から成形体Ｐが強制的に離型させられ、これによって、成形体Ｐが成形面１１に貼り付くことを有効に回避しつつ、成形体Ｐの取り出し作業を支障なく行うことができる。
【００７５】
なお、本実施形態において、このような強制離型手段５４により、成形面１１に貼り付いた成形体Ｐを離型させることができるのは、成形素材ＰＦの周囲の開放空間が、成形素材ＰＦがプレス成形されて変形していく過程においても確保されており、成形体Ｐの外径が上型１０の成形面１１の外径より大きくなるように、成形体Ｐの一部が成形面１１からはみ出すように成形することができるようになっているためであるのはいうまでもない。また、強制離型手段５４が、上型１０の成形面１１を超えて上方に移動する際に、成形素材ＰＦと干渉しないようにするためには、成形素材ＰＦの最大径φ２が、強制離型手段５４の内周径よりも小さくなっているのが好ましい。
【００７６】
その後、上下型１０，２０をさらに離間させると、弾性部材４３の付勢力により支承部材４０が上昇して、下型２０の成形面２１の周囲に容易に復帰する。そして、その際に、支承部材４０の上端部が再び成形面２１よりも上方に突出して成形体Ｐを持ち上げ、これによって、下型２０の成形面２１からの成形体Ｐの離型も促される。
下型２０が降下を終えて所定の位置に達したら、図示しない吸着パッドを備えた搬送アームなどを用いて、下型２０上で支承部材４０に支承された成形体Ｐを取り出すが、取り出した成形体Ｐには、芯取り加工を施し、所定のレンズ形状とすることができる。
【００７７】
ここで、芯取り加工とは、成形体Ｐの外周など（多くの場合、プレス成形によって形成された自由表面部）を研磨し、外縁に沿った不要な部位を除去するとともに、得ようとする光学素子の外径中心軸と、光軸とを一致させることをいうものとする。したがって、成形素材ＰＦの大きさは、芯取り加工により除去される部分を考慮して決定され、少なくとも得ようとする光学素子の光学有効径よりも、最大径の大きい成形素材ＰＦを用いるのが好ましい。
【実施例】
【００７８】
次に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００７９】
図１に示す成形型を用いて、有効径１０ｍｍの両凹形状のレンズを成形するにあたり、上型成形面の直径を１４ｍｍ、下型成形面の直径を１１ｍｍとした。また、成形素材としては、ホウ酸ランタン系ガラスからなる、直径１３．５ｍｍの扁平な両凸曲面形状のものを使用し、支承部材の支承部の内径（直径）は、１１．１ｍｍとした。
なお、上下型、及び胴型は、ともに炭化ケイ素からなるものを用いた。また、上下型の成形面は鏡面研磨するとともに、その表面には、炭素を主成分とする離型膜を形成しておいた。
【００８０】
そして、以下の成形工程を経て、成形素材をプレス成形した。
（ａ）加熱工程
高周波誘導コイルを備えた加熱手段により、上下型のそれぞれを所定温度（ガラス粘度で１０８．５ｄＰａ・ｓ相当）に加熱した。一方、成形型外において、搬送治具（落下供給手段）が備える浮上皿内で、噴出するガスにより実質的に浮上した状態としながら成形素材を加熱軟化させ、所定温度（ガラス粘度で１０７．５ｄＰａ・ｓ相当）に予熱した。
【００８１】
（ｂ）成形素材供給工程
下型を降下させて供給位置で停止し、上下型を離間させて、成形素材の供給に必要なスペースを確保した。
次いで、搬送治具により下型成形面上に成形素材を搬送し、搬送治具をその中心線において二つに分割させることにより、実質的に浮上した状態にある成形素材ＰＦを落下供給した。その後、成形素材の周囲から位置修正手段を幅寄せして位置修正を行い、成形素材の下面側の周縁部近傍を支承部材に支承させた。
【００８２】
（ｃ）プレス成形工程
加熱軟化した成形素材が支承部材に支承された状態で下型を上昇させ、成形素材を支承した支承部材とともに、下型を胴型内に挿入していくことにより、上下型の同軸性を確保する。そして、支承部材の退避と成形素材の受け渡しがなされるのとほぼ同時に、成形素材を上下型で加圧し（プレス荷重：１５０ｋｇｆ）、上下型の成形面を成形素材に転写することによって、所定の面形状、所定肉厚を有する成形体（両凹レンズ）とした。
【００８３】
（ｄ）冷却・離型工程
上下型と成形体との密着を維持したまま、これらを冷却した。この時点で、成形体は上型成形面の外径よりも若干大きく、上型成形面からはみ出るように変形しており、成形体が、ガラス転移点相当の温度に冷却されてから、下型を降下させた。
このとき、成形体が上型成形面に付着していた場合には、上下型が離間するのに連動して、強制離型手段が上型成形面からはみ出した成形体と接触し、成形体を上型成形面から強制的に離型させた。また、上下型がさらに離間すると、支承部材が上昇して下型成形面上の成形体が持ち上げられ、これによって、成形体の下型成形面からの離型を促した。
そして、下型が所定の位置に達した後は、支承部材に支承された成形体を、吸着パッドを備えた搬送アームにより取り出した。
【００８４】
以上の工程を５００回繰り返す連続プレス成形を行い、得られた成形体にアニールを施し、さらに、外周を除去する芯取り加工を施して外径中心軸と、光軸とを一致させた。
【００８５】
［成形体の評価］
上記工程によって成形した結果、その全数において、成形素材は、支承部材により下型成形面上に確実に、かつ、安定して供給され、滑落などは見られなかった。また、得られた両凹レンズは、その全数において、有効径（１０ｍｍ）を超える転写面が確保されており、偏肉による有効径不足は生じなかった。
さらに、得られた両凹レンズの面精度について評価したところ、クセは０．５本以内であり、所定の仕様を満足していた。すなわち、上下型によるプレス荷重の加えられ方が不均一であると、不規則なクセが生じやすいが、本実施例では、有効面内において、ほぼ均等にプレス荷重が印加されたことがわかる。
また、芯取り加工において切除される部分の径方向の幅は、従来品と比べて略同等であり、芯取時間が増大することもなかった。
【００８６】
次に、図１に示す成形型を用いてプレス成形される成形体の偏心精度についても評価した。
その結果を表１に示すが、１０個のサンプルにおいて、ティルト量は、全て１分未満であり、良好であった。これは、図１に示す成形型にあっては、上下型のそれぞれが、同一の胴型によって径方向の位置規制をされているため、上下型の同軸性（相互傾きの抑制)を高く維持できることによる。
【００８７】
【表１】
0004848194.tif 000002
【００８８】
これらのことから、図１に示す成形型は、凸面形状の下型上に成形素材を確実に、かつ、安定して供給できるとともに、偏心抑止性(上下型成形面の同軸性の確保)、面精度、偏肉の防止性などを高度に維持し、しかも、上下型のそれぞれと成形体の強制離型機能を有する優れた構成であることがわかった。
【００８９】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
【００９０】
例えば、上記した実施形態において、下型２０に対する支承部材４０の相対移動が可能な範囲を規制するストッパー機構として、下型２０の側面に沿って、外方に張り出す係合突部２４を設けるとともに、この係合突部２４に係合する係合段部４４を支承部材４０の内周面に設けたものを例示したが、下型２０からの支承部材４０の脱落を防止できれば、ストッパー機構の具体的な態様は特に問わない。
すなわち、図９に示すように、下型２０に複数（例えば、三箇所）の貫通孔２５を穿設しておき、この貫通孔２５に取付部材４５を挿通して、図示するように取付部材４５の一端側を貫通孔２５内に係止しつつ、支承部材４０に設けた挿入孔４６に、取付部材４５の先端部分を螺合、圧入、又は溶着などにより固定するなど、種々の態様を採用することができる。
【００９１】
また、上記した実施形態において、成形型は、プレス成形に必要な荷重調整機構を有する荷重印加手段に取り付けられ、荷重印加手段のプレス成形軸を駆動させることによってプレス荷重が印加されるように、成形装置に一体に固定されて使用される例を挙げて説明した。しかし、かかる成形型は、成形素材を収容した状態で、プレス成形に必要な個々の処理が施される処理室内を、それぞれの処理が行われる毎に順次、各処理室を移送されながらプレス成形が行われていく成形装置において使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、ガラスプリフォームなどの成形素材を、精密加工を施した成形型によってプレス成形し、光学素子を製造するモールドプレス成形型、及び光学素子の製造方法に適用される。特に、成形面に凸面を有する下型上に、成形素材の供給を行うモールドプレス成形型や、光学素子の製造方法において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係るモールドプレス成形型の実施形態の概略を示す要部断面図である。
【図２】本発明に係るモールドプレス成形型の実施形態の概略を示す分解説明図である。
【図３】支承部材の一例の概略を示す分解斜視図である。
【図４】当接部材の一例の概略を示す説明図である。
【図５】本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態における製造工程の概略を示す説明図である。
【図６】落下供給手段の一例の概略を示す説明図である。
【図７】位置修正手段の一例の概略を示す説明図である。
【図８】成形素材を支承部材に支承させたときの要部を拡大して示す説明図である。
【図９】ストッパー機構の他の例を示す説明図である。
【図１０】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０          上型
１１          成形面
１２          小径部
１３          大径部
２０          下型
２１          成形面
２２          小径部
２３          大径部
３０          胴型
３１          段差
４０          支承部材
４１          内筒部
４２          外筒部
４３          弾性部材（第一の弾性部材）
５０          退避機構
５１          ガイド部材
５２          当接部材
５２１        当接片
５３          弾性部材（第二の弾性部材）
５４          強制離型手段
ＰＦ          成形素材
Ｐ            成形体
【図１】
0004848194.tif 000003
【図２】
0004848194.tif 000004
【図３】
0004848194.tif 000005
【図４】
0004848194.tif 000006
【図５】
0004848194.tif 000007
【図６】
0004848194.tif 000008
【図７】
0004848194.tif 000009
【図８】
0004848194.tif 000010
【図９】
0004848194.tif 000011
【図１０】
0004848194.tif 000012