(57)【要約】【課題】光学素子成形において、金型成形面の中心に対して対称な転写を実現することができる光学素子製造装置の制御方法、光学素子の製造方法及び光学素子製造装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る光学素子の製造方法は、上下一対の金型で形成されてなる光学素子成形用のキャビティーを、光学素子材料が軟化して上下一対の金型により成形可能になる第一の温度に加熱する第一の加熱工程Ｓ１と、キャビティーを、光学素子材料が自重により変形する第一の温度より高い第二の温度に加熱する第二の加熱工程Ｓ２と、上下一対の金型の成形面をキャビティー内の光学素子材料に転写するために、上下一対の金型を押圧する押圧工程Ｓ３と、を含む。【選択図】図２
2017075060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対の金型で形成される光学素子成形用のキャビティーを、光学素子材料が軟化して前記上下一対の金型により成形可能になる第一の温度に加熱する第一の加熱工程と、
前記キャビティーを、前記光学素子材料が自重により変形する前記第一の温度より高い第二の温度に加熱する第二の加熱工程と、
前記上下一対の金型の成形面を前記キャビティー内の前記光学素子材料に転写するために、前記上下一対の金型を押圧する押圧工程と、
を含むことを特徴とする光学素子製造装置の制御方法。
【請求項２】
前記第二の加熱工程の後であって前記押圧工程の前に、前記キャビティーを、前記光学素子材料が軟化して前記上下一対の金型により成形可能であるが自重変形しない、前記第一の温度と前記第二の温度との間の第三の温度に調整する温度調整工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子製造装置の制御方法。
【請求項３】
前記押圧工程の後に、前記上下一対の金型に対する荷重を前記押圧工程で加えた荷重より低める一方、前記キャビティーを冷却する第一の冷却工程と、
前記第一の冷却工程の後に、前記第一の冷却工程における荷重よりも高い荷重を前記上下一対の金型に対して加え、前記キャビティーを冷却する第二の冷却工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子製造装置の制御方法。
【請求項４】
上下一対の金型で形成されてなる光学素子成形用のキャビティー内に設置された光学素子材料を第一の温度に加熱して前記光学素子材料を軟化させる軟化工程と、
前記光学素子材料を前記第一の温度より高い第二の温度に加熱して、前記上下一対の金型のうちの下金型の成形面の面頂部を含む少なくとも一部を転写する一次変形工程と、
前記光学素子材料を前記上下一対の金型で押圧して成形面を転写する二次変形工程と、
を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記一次変形工程の後であって前記二次変形工程の前に、前記光学素子材料の粘度を高める第一の粘度調整工程をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記二次変形工程の後に、前記光学素子材料の粘度を高める一方、前記上下一対の金型に対する荷重を前記二次変形工程で加えた荷重より低めた第二の粘度調整工程と、
前記第二の粘度調整工程の後に、前記光学素子材料の粘度を高める一方、前記上下一対の金型に対する荷重を前記第一の粘度調整工程における荷重より高めた第三の粘度調整工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項４または５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
上下一対の金型と、
前記上下一対の金型で形成される光学素子成形用のキャビティーを加熱する加熱手段と、
前記上下一対の金型を押圧する押圧手段と、
前記キャビティーを冷却する冷却手段と、
前記加熱手段に、光学素子材料が収容された前記キャビティーを前記光学素子材料が軟化して前記上下一対の金型により成形可能になる第一の温度に加熱させた後に、前記光学素子材料が自重により変形する前記第一の温度より高い第二の温度に加熱させてから、前記上下一対の金型の成形面を前記キャビティー内の前記光学素子材料に転写するために前記押圧手段に前記上下一対の金型を押圧させる制御部と、
を備えたことを特徴とする光学素子製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子製造装置の制御方法、光学素子の製造方法及び光学素子製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス等の熱可塑性の光学素子材料を成形型により加熱及び押圧し、成形型の成形面を光学素子材料の光学機能面に転写する、所謂プレス成形による光学素子の製造方法が知られている。このプレス成型による光学素子の製造方法では、上下金型を介した光学素子材料のプレス成形が開始する際に光学素子材料の位置ずれや傾きが発生したり、上下金型間の傾きによって金型成形面の中心からずれた位置から転写が開始したりすることによって、転写の進行が中心軸対称にならない場合がある。そのような場合、特に非球面形状の金型成形面と球面形状の光学素子材料の組み合わせや、曲率が近い金型成形面と光学素子材料の組み合わせにおいて、光学素子材料と金型成形面との間に気体が閉じ込められる箇所が面頂部の周辺に生じ、光学素子表面にエア溜まりが発生する問題があった。
【０００３】
従来、プレス成形前には上型を光学素子材料に接触しないように保持しておくことで、下型上の光学素子材料が成形面の中心からずれたとしても重力によって中心に戻ることを可能にし、光学素子材料が成形面の中心からずれた状態で成形されることを防ぐ構成（例えば、特許文献１参照）が提案されている。また、光学素子材料と成形面の間に空気が閉じ込められたとしても成形面に設けた凸形状の溝へと気体を逃がすことでエア溜まりの発生を防ぐ構成（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９１５５４号公報
【特許文献２】特開平０８−３３７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成の場合、プレス開始時に上型が光学素子材料に接触することによって生じる光学素子材料の位置ズレや傾き、上型が下型に対して持つ傾きによって面頂部付近の転写の進行が中心軸対称にならないという問題点は残ったままである。また、特許文献２の構成の場合、金型成形面に凹形状の溝を設けることによって光学素子表面に凸形状が発生する。したがって、特許文献２に基づいて、特に面頂部付近で発生するエア溜まりを防止するために面頂部付近にこの溝を適用する構成を採用すると、光学素子の面頂部表面に凸形状が発生してしまうため、光学素子の光学性能上望ましくない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学素子成形において、金型成形面の中心に対して対称な転写を実現することができる光学素子製造装置の制御方法、光学素子の製造方法及び光学素子製造装置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製造装置の制御方法は、上下一対の金型で形成される光学素子成形用のキャビティーを、光学素子材料が軟化して前記上下一対の金型により成形可能になる第一の温度に加熱する第一の加熱工程と、前記キャビティーを、前記光学素子材料が自重により変形する前記第一の温度より高い第二の温度に加熱する第二の加熱工程と、前記上下一対の金型の成形面を前記キャビティー内の前記光学素子材料に転写するために、前記上下一対の金型を押圧する押圧工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る光学素子製造装置の制御方法は、前記第二の加熱工程の後であって前記押圧工程の前に、前記キャビティーを、前記光学素子材料が軟化して前記上下一対の金型により成形可能であるが自重変形しない、前記第一の温度と前記第二の温度との間の第三の温度に調整する温度調整工程をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光学素子製造装置の制御方法は、前記押圧工程の後に、前記上下一対の金型に対する荷重を前記押圧工程で加えた荷重より低める一方、前記キャビティーを冷却する第一の冷却工程と、前記第一の冷却工程の後に、前記第一の冷却工程における荷重よりも高い荷重を前記上下一対の金型に対して加え、前記キャビティーを冷却する第二の冷却工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光学素子の製造方法は、上下一対の金型で形成されてなる光学素子成形用のキャビティー内に設置された光学素子材料を第一の温度に加熱して前記光学素子材料を軟化させる軟化工程と、前記光学素子材料を前記第一の温度より高い第二の温度に加熱して、前記上下一対の金型のうちの下金型の成形面の面頂部を含む少なくとも一部を転写する一次変形工程と、前記光学素子材料を前記上下一対の金型で押圧して成形面を転写する二次変形工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光学素子の製造方法は、前記一次変形工程の後であって前記二次変形工程の前に、前記光学素子材料の粘度を高める第一の粘度調整工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光学素子の製造方法は、前記二次変形工程の後に、前記光学素子材料の粘度を高める一方、前記上下一対の金型に対する荷重を前記二次変形工程で加えた荷重より低めた第二の粘度調整工程と、前記第二の粘度調整工程の後に、前記光学素子材料の粘度を高める一方、前記上下一対の金型に対する荷重を前記第一の粘度調整工程における荷重より高めた第三の粘度調整工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る光学素子製造装置は、上下一対の金型と、前記上下一対の金型で形成される光学素子成形用のキャビティーを加熱する加熱手段と、前記上下一対の金型を押圧する押圧手段と、前記キャビティーを冷却する冷却手段と、前記加熱手段に、光学素子材料が収容された前記キャビティーを前記光学素子材料が軟化して前記上下一対の金型により成形可能になる第一の温度に加熱させた後に、前記光学素子材料が自重により変形する前記第一の温度より高い第二の温度に加熱させてから、前記上下一対の金型の成形面を前記キャビティー内の前記光学素子材料に転写するために前記押圧手段に前記上下一対の金型を押圧させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャビティーを、光学素子材料が軟化して上下一対の金型により成形可能になる第一の温度に加熱した後に、光学素子材料が自重により変形する第一の温度よりも高い第二の温度に加熱することによって下金型の面頂部を含む少なくとも一部を転写してから、上下一対の金型の成形面を光学素子材料に転写するため、光学素子成形において、金型成形面の中心に対して対称な転写を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子製造装置の構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す光学素子製造装置における制御部による制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示す上金型及び下金型に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性と、プレス機構が上金型及び下金型に印加する圧力の時間依存性とを示す図である。
【図４】図４は、図２に示す第二の加熱工程時の上金型、下金型及び光学素子材料の断面図である。
【図５】図５は、図２に示す押圧工程時の上金型、下金型及び光学素子材料の断面図である。
【図６】図６は、従来の光学素子製造装置における制御の処理手順を説明する図である。
【図７】図７は、従来の光学素子製造装置におけるキャビティーに収容された光学素子材料と下金型との断面図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る光学素子製造装置による制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態２における上金型及び下金型に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性と、プレス機構が上金型及び下金型に印加する圧力の時間依存性とを示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３における上金型及び下金型に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性と、プレス機構が上金型及び下金型に印加する圧力の時間依存性とを示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４に係る光学素子製造装置による制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態４における上金型及び下金型に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性と、プレス機構が上金型及び下金型に印加する圧力の時間依存性とを示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせた場合における上金型及び下金型に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性と、プレス機構が上金型及び下金型に印加する圧力の時間依存性とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態に係る光学素子製造装置、光学素子製造装置の制御方法及び光学素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子製造装置の構成例を示す模式図である。図１に示す光学素子製造装置１は、ガラス等の熱可塑性の光学素子材料を、成形型を用いて加熱しながら押圧する、所謂プレス成形により光学素子を製造する装置である。
【００１８】
光学素子製造装置１は、光学素子材料１００をプレスする対をなす上金型１１及び下金型１２（上下一対の金型）と、上金型１１及び下金型１２にプレス荷重を付与して上金型１１及び下金型１２を押圧するプレス機構１３，１４（押圧手段）と、上金型１１及び下金型１２をそれぞれ独立して加熱するヒータ１５，１６（加熱手段）と、上金型１１及び下金型１２の周囲にそれぞれ設けられたヒータ１７，１８（加熱手段）と、上金型１１及び下金型１２にそれぞれ設けられた冷却手段１９，２０と、プレス機構１３，１４、ヒータ１５〜１８及び冷却手段１９，２０の処理動作を制御する制御部３０と、を備える。上金型１１、下金型１２にはそれぞれ、熱電対等の温度センサ（図示せず）が設けられている。
【００１９】
光学素子材料１００としては、予め両端面が研磨されたプレス成形用のガラス材料が用いられる。光学素子成形用の光学素子材料１００は、上金型１１及び下金型１２で形成されるキャビティーに収容される。光学素子製造装置１は、光学素子材料１００の両面に、上金型１１及び下金型１２の転写面の形状を転写することにより、レンズ機能を発揮する光学機能面が形成された光学素子を製造する。光学機能面とは、レンズ等の光学素子のうち、光学系において使用される際に実際に光線を通過させる範囲のことである。
【００２０】
上金型１１及び下金型１２は、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金やシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の高硬度のセラミックスによって形成され、それぞれ、研削及び研磨により仕上げられた転写面を有する。転写面の仕上げ加工方法については、例えば以下の方法があり、求められる金型表面粗さや形状精度によって選択することが望ましいが特に限定されない。
【００２１】
研削工程においては、特開２００２−１３１５１０号公報に記載の砥石の一点を金型の法線方向に制御して行う研削方法や、特開２００２−２５４２８０号公報に記載の砥石と金型の接触点を移動させながら行う研削方法により、研削仕上げを行う方法がある。
【００２２】
次に、研磨工程においては、特開２００６−０５５９６４号公報に記載されているように、金型の表面に存在するうねりやクラック等のうち、凸部のみを選択的に除去することができるスムージング工程を行う方法、或いは、特開２０１１−３６９７３号公報に記載されているような硬質な球状工具を用いて、面形状の修正研磨を行い、所望の形状に仕上げ研磨を行う方法、それらを組み合わせた方法がある。ただし、硬質な球状工具による研磨では、金型表面粗さの悪化や、微小幅の形状うねりを発生させやすい。それらを抑制したい場合には、特許第５３９９１６７号公報に記載されているような、弾性体を介した研磨工具を使用して研磨する方法が有効である。特許第５３９９１６７号公報には、弾性体を介した研磨工具を特定角度に保ちながら全面を研磨する方法が記載されているが、それでは中心部の形状精度が悪化する場合、または、金型最外周の形状精度が悪化する場合がある。そこで、弾性体を介した研磨工具を特定角度に保つのではなく、最外周部と中心部で傾斜方向を切り替える方法を用いて研磨を実施してもよく、その際の研磨工具及び金型の回転方向は、接触位置における相対速度が高まる方向に設定するとよい。
【００２３】
光学素子製造装置１は、上金型１１にはプレス機構１３が常に接触し、下金型１２にはプレス機構１４が常に接触する固定金型方式の成形機の一例である。
【００２４】
次に、図１に示す光学素子製造装置１における制御部３０による制御方法、及び、光学素子の製造方法について説明する。図２は、図１に示す光学素子製造装置１における制御部３０による制御の処理手順を示すフローチャートである。図３は、上金型１１及び下金型１２に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性（図３の（１））と、プレス機構１３，１４が上金型１１及び下金型１２に印加する圧力の時間依存性（図３の（２））とを示す図である。図４は、後述する第二の加熱工程時の上金型１１、下金型１２及び光学素子材料１００の断面図である。図５は、後述する押圧工程時の上金型１１、下金型１２及び光学素子材料１００の断面図である。
【００２５】
キャビティーに光学素子材料１００が収容された後、図２に示す第一の加熱工程Ｓ１において、制御部３０は、上金型１１を光学素子材料１００に非接触の状態で保持しながら、ヒータ１５〜１８に通電することにより、光学素子材料１００が軟化して上金型１１，下金型１２により成形可能になる第一の温度Ｔ１（図３の（１）参照）にキャビティーを加熱する。これに伴い、キャビティー内に設置された光学素子材料１００を第一の温度Ｔ１に加熱して光学素子材料１００を軟化する軟化工程が実行される。第一の温度Ｔ１は、光学素子材料１００のガラス転移点Ｔ０よりも高い温度である。
【００２６】
続く第二の加熱工程Ｓ２において、制御部３０は、上金型１１を光学素子材料１００に非接触の状態で保持したまま、ヒータ１５〜１８に通電することにより、キャビティーを、光学素子材料１００が自重により変形する第二の温度Ｔ２（＞Ｔ１）（図３参照）に加熱する。第二の温度Ｔ２までキャビティーが加熱されることによって、光学素子材料１００は、自重変形できる柔らかさになり、下金型１２の成形面の面頂部を含む少なくとも一部に接触するように変形することで（図４の矢印Ｙ１参照）、第一の加熱工程Ｓ１で生じていた光学素子材料１００と下金型１２の成形面との間の隙間Ｒｓがなくなる。制御部３０による第二の加熱工程Ｓ２の実行に伴い、光学素子材料１００を第二の温度Ｔ２に加熱して、下金型１２の成形面の面頂部を含む少なくとも一部を光学素子材料１００に転写する一次変形工程が行なわれる。
【００２７】
続く押圧工程Ｓ３において、制御部３０は、プレス機構１３，１４にプレス荷重Ｐ１（図３の（２）及び図５参照）を付与し、上金型１１の成形面及び下金型１２の成形面をキャビティー内の光学素子材料１００に転写するために、上金型１１及び下金型１２を押圧する。これに伴い、光学素子材料１００を上金型１１及び下金型１２で押圧して成形面を光学素子材料１００に転写する二次変形工程が実行される。プレス荷重Ｐ１は、適宜設定可能である。
【００２８】
続く冷却工程Ｓ４において、制御部３０は、プレス機構１３，１４に上金型１１及び下金型１２に対するプレス荷重Ｐ２（＞Ｐ１）（図３の（２）参照）を付与する一方で、冷却手段１９，２０に通電してキャビティーを冷却する（図３の（１）参照）。これに伴い、光学素子材料１００及び金型１１、１２の温度が室温に向けて徐々に低下し、光学素子材料１００の粘度が高まる。なお、冷却工程Ｓ４は、押圧工程Ｓ３において、最終の中心肉厚よりも厚い所定の肉厚までプレスが進んだところで開始する。良好な光学面を得るためには金型の冷却中にもプレス荷重をかけ続ける必要があり、その際に変形する分の肉厚を見込んでおくため、最終肉厚より厚いところから冷却工程Ｓ４を開始する。
【００２９】
制御部３０は、光学素子材料１００が変形しない温度、即ちガラス転移点Ｔ０未満に至ると（図３の（１）参照）、冷却工程Ｓ４を終了し、プレス機構１３を作動させて上金型１１を上昇させ、プレス成形済みの光学素子を上金型１１及び下金型１２から離型し、取り出す。この結果、両面に光学機能面が形成された光学素子を得ることができる。続いて、この光学素子を熱処理炉で加熱処理して屈折率の調整を行う。この加熱処理の際には光学素子の載置面が均一になるようにするとよい。例えば、アルミナ繊維等からなる柔軟性を有した部材の上に光学素子を載置してもよいし、アルミナボール等の粒状部材を十分な載置面の柔軟性が得られる深さ、例えばΦ２ｍｍの粒を５ｍｍ以上の深さに敷き詰めた上に光学素子を載置してもよい。
【００３０】
ここで、従来の光学素子製造装置について説明する。図６は、従来の光学素子製造装置における制御の処理手順を説明する図である。図７は、従来の光学素子製造装置におけるキャビティーに収容された光学素子材料と下金型との断面図である。従来の光学素子製造装置では、制御部は、加熱工程Ｓ１Ｐとして、第一の温度Ｔ１（図６参照）にキャビティーを加熱し、続く押圧工程Ｓ２Ｐにおいて、第一の温度Ｔ１を維持しながらプレス機構にプレス荷重Ｐ１´を付与して上下一対の金型を押圧した後に、プレス荷重Ｐ２´で上下一対の金型を押圧させながらキャビティーを冷却する冷却工程Ｓ３Ｐを行う。従来では、押圧工程Ｓ２Ｐが開始する際に、光学素子材料１００Ｐ（図７参照）の位置ずれや傾き、下金型１２Ｐの成形面の中心軸Ａ１からずれた位置から転写が開始することによって、転写の進行が中心軸対称にならない場合がある。このまま押圧工程Ｓ２Ｐを実行すると、光学素子材料１００Ｐと下金型１２Ｐの成形面との間に気体Ｒａが閉じ込められる箇所が面頂部の周辺に生じ、光学素子表面にエア溜まりが発生する。
【００３１】
これに対し、実施の形態１では、上述したように、第一の加熱工程Ｓ１後に第二の加熱工程Ｓ２を行うことによって、光学素子材料１００を自重変形で下金型１２の成形面の面頂部を含む少なくとも一部に接触させて隙間Ｒｓをなくした状態で、続く押圧工程Ｓ３を実行するため、上金型１１が光学素子材料１００に接触しても光学素子材料１００の位置ズレや傾きが起こることもなく、エア溜まりも発生しない。
【００３２】
以上により、本実施の形態１によれば、第一の加熱工程Ｓ１と押圧工程Ｓ３との間に、光学素子材料１００が自重により変形する第二の温度Ｔ２にキャビティーを加熱する第二の加熱工程Ｓ２を行うことによって、光学素子成形において、金型成形面の中心に対して対称な転写を実現することができるという効果を奏する。
【００３３】
なお、第二の温度Ｔ２は、光学素子材料１００が自重変形できればよく、硝種や材料形状に応じて設定すればよい。また、第二の加熱工程Ｓ２では、自重変形量を確保するために、第二の温度Ｔ２のまま等温で所定時間保持することによって、むやみに金型温度を高くすることなく自重変形量を得ることができ、金型の耐久性を高めることができる。もちろん、第二の加熱工程Ｓ２では、第二の温度Ｔ２まで加熱した後に、徐々にキャビティーの温度を下げていってもよい。
【００３４】
また、第二の温度Ｔ２は、光学素子材料１００の種別や重さ等に応じて、自重が始まる温度を予め求めておけばよい。或いは、光学素子製造時に、第一の加熱工程Ｓ１以降もそのまま加熱を継続させた状態で、目視等で光学素子材料１００の自重変形の開始を検出し、光学素子材料１００の自重変形開始を検出した際の温度を第二の温度Ｔ２として設定してもよい。また、図３では、第一の加熱工程Ｓ１における加熱速度と、第二の加熱工程Ｓ２における加熱速度とが同一である例を示したが、もちろん、第一の加熱工程Ｓ１と第二の加熱工程Ｓ２とで加熱速度は異なっていてもよい。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る光学素子製造装置の構成は、光学素子製造装置１と同様である。図８は、実施の形態２に係る光学素子製造装置による制御の処理手順を示すフローチャートである。図９は、実施の形態２における上金型１１及び下金型１２に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性（図９の（１））と、プレス機構１３，１４が上金型１１及び下金型１２に印加する圧力の時間依存性（図９の（２））とを示す図である。
【００３６】
図８及び図９に示す第一の加熱工程Ｓ１１、第二の加熱工程Ｓ１２、押圧工程Ｓ１４及び冷却工程Ｓ１５は、図２に示す第一の加熱工程Ｓ１、第二の加熱工程Ｓ２、押圧工程Ｓ３及び冷却工程Ｓ４である。実施の形態２では、第二の加熱工程Ｓ１２の後であって、押圧工程Ｓ１４の前に、キャビティーを、光学素子材料１００が軟化して上金型１１及び下金型１２により成形可能であるが自重変形しない、第一の温度Ｔ１と第二の温度Ｔ２との間の第三の温度Ｔ３（図９の（１）参照）に調整する温度調整工程を行う。これによって、一次変形工程の後であって二次変形工程の前に、光学素子材料１００の粘度を高める第一の粘度調整工程が実行される。
【００３７】
本実施の形態２では、温度調整工程Ｓ１３を実行することによって、上金型１１が光学素子材料１００に接触してプレスが行われるときには、実施の形態１の場合と比較して光学素子材料１００が硬くなっているので、冷却開始後に高荷重をかけ続けたとしても変形余地が小さい状態にでき、冷却開始以降の変形量を管理することなく簡単に光学素子の最終肉厚を安定させることが可能になる。
【００３８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３に係る光学素子製造装置の構成は、光学素子製造装置１と同様である。図１０は、実施の形態３における上金型１１及び下金型１２に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性（図１０の（１））と、プレス機構１３，１４が上金型１１及び下金型１２に印加する圧力の時間依存性（図１０の（２））とを示す図である。
【００３９】
粘度調整工程は、図１０に示す粘度調整工程Ｓ３´のように、第二の加熱工程Ｓ２の後であって冷却工程Ｓ４の開始前であればよく、プレス機構１３，１４による押圧開始後、上金型１１が光学素子材料１００に接触した後にキャビティーの温度を下げることで行ってもよい。これによって、光学素子材料１００の粘度調整に要する時間を削減できる。また、これによって、光学素子材料１００が硬く変形速度が遅い状態でのプレス量を小さくでき、光学素子製造にかかる所要時間を短縮して生産性を高めることができる。
【００４０】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４に係る光学素子製造装置の構成は、光学素子製造装置１と同様である。図１１は、実施の形態４に係る光学素子製造装置による制御の処理手順を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態４における上金型１１及び下金型１２に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性（図１２の（１））と、プレス機構１３，１４が上金型１１及び下金型１２に印加する圧力の時間依存性（図１２の（２））とを示す図である。
【００４１】
図１１及び図１２に示す第一の加熱工程Ｓ２１、第二の加熱工程Ｓ２２及び押圧工程Ｓ２３は、図２に示す第一の加熱工程Ｓ１、第二の加熱工程Ｓ２及び押圧工程Ｓ３である。実施の形態４では、押圧工程Ｓ２３の後に、上金型１１及び下金型１２に対するプレス荷重を押圧工程Ｓ２３で加えた荷重Ｐ１より低める一方、キャビティーを冷却する第一の冷却工程Ｓ２４を実行する。例えば、第一の冷却工程Ｓ２４では、プレス荷重を除去する。これに伴い、二次変形工程の後に、光学素子材料１００の粘度を高める一方、上金型１１及び下金型１２に対するプレス荷重を二次変形工程で加えたプレス荷重より低めた第二の粘度調整工程が実行される。
【００４２】
光学素子製造装置は、続く第二の冷却工程Ｓ２５として、第一の冷却工程Ｓ２４におけるプレス荷重よりも高いプレス荷重Ｐ２を上金型１１及び下金型１２に対して加え、キャビティーを冷却する。これに伴い、第二の粘度調整工程の後に、光学素子材料１００の粘度をさらに高める一方、上金型１１及び下金型１２に対するプレス荷重を第一の粘度調整工程におけるプレス荷重より高めた第三の粘度調整工程が実行される。
【００４３】
この実施の形態４のように、押圧工程Ｓ２３の後に、キャビティーの冷却開始と同時にプレス荷重を低めて光学素子材料１００の粘度を高めることで光学素子材料１００の変形を抑制する第一の冷却工程Ｓ２４と、良好な光学面が得られる範囲でキャビティー温度が低下して光学素子材料１００の粘度が高まってから再度プレス荷重Ｐ２をかける第二の冷却工程Ｓ２５と、を実行してもよい。これによって、キャビティーの冷却開始以降の変形余地をより小さくでき、冷却開始以降の変形量を管理することなく簡単に最終肉厚を安定させることが可能になる。
【００４４】
なお、実施の形態１〜４は、それぞれ組み合わせ可能である。図１３は、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせた場合における上金型１１及び下金型１２に設けられた温度センサによる検出温度の時間依存性（図１３の（１））と、プレス機構１３，１４が上金型１１及び下金型１２に印加する圧力の時間依存性とを示す図（図１３の（２））である。図１３に示すように、実施の形態４における第二の加熱工程Ｓ２２と、押圧工程Ｓ２３との間に、実施の形態２における温度調整工程Ｓ１３を実行することによって、押圧工程Ｓ２３前の光学素子材料１００の粘度を調整し、押圧工程Ｓ２３での変形余地を小さくして、光学素子の最終肉厚のさらなる安定化を図ってもよい。
【００４５】
以上説明した実施の形態１〜４においては、１つのステージ上で加熱工程、押圧工程、冷却工程、を順次行う、所謂一軸型の光学素子製造装置を例示して説明した。しかし、上記実施の形態１〜４及び変形例は、光学素子材料がセットされた成形型を複数のステージに順次搬送し、搬送先のステージにおいて、加熱工程、押圧工程、冷却工程をそれぞれ行う、所謂循環型の光学素子製造装置に適用してもよい（例えば特開２００５−１２６３２５号公報参照）。
【００４６】
実施の形態１〜４においては、光学素子材料１００に静荷重を付与して自重変形を促進する変形促進部材を上金型１１とは別に設けてもよい。例えば、光学素子材料１００の外周部にリング状の部材を載置する。また、循環型の光学素子製造装置に適用した例では、上金型に追加の荷重がかかる部材を設ける。
【００４７】
実施の形態１〜４は、凹メニスカス非球面形状光学素子の成形を例にしたが、あくまで一例であり限定されない。例えば、両凹形状や両凸形状、フレネル面や変曲点を含む光学素子の成形においても本実施の形態１〜４は適用可能である。
【００４８】
以上説明した本発明は、実施の形態１〜４に限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、例えば上記実施の形態１〜４に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成してもよい。本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００４９】
１  光学素子製造装置
１１  上金型
１２  下金型
１３，１４  プレス機構
１５〜１８  ヒータ
１９，２０  冷却手段
３０  制御部
１００  光学素子材料
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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