(57)【要約】【課題】光学素子成形方法において、揮発成分を含む光学素材を用いても、高い光学性能が得られ、かつ金型の形状転写精度、離型性及び耐久性を損なわないようにする。【解決手段】揮発成分を含むガラス素材５を加熱軟化させ押圧方向に対向配置された上型８、下型９にて押圧成形して光学素子を得る光学素子成形方法であって、ガラス素材５を、その粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となる第１の温度に加熱して揮発成分を揮発させる加熱工程と、この加熱工程後に、上型８、下型９を用いて、ガラス素材５を押圧成形する成形工程とを備えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発成分を含む光学素材を加熱軟化させ押圧方向に対向配置された成形型にて押圧成形して光学素子を得る光学素子成形方法であって、
前記光学素材を、該光学素材の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となる第１の温度に加熱して前記揮発成分を揮発させる加熱工程と、
該加熱工程後に、前記成形型を用いて、前記光学素材を押圧成形する成形工程とを備えることを特徴とする光学素子成形方法。
【請求項２】
前記揮発成分は、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ボロン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、フツリン酸、リン酸、ホウリン酸、およびフッ化物のうち少なくとも一種類を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形方法。
【請求項３】
前記加熱工程と前記成形工程の間に、前記加熱工程によって前記揮発成分が揮発された光学素材を前記第１の温度より低くかつ押圧成形可能な第２の温度に設定する温度設定工程をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子成形方法。
【請求項４】
前記温度設定工程では、前記成形型の温度を少なくとも金型面において前記第２の温度よりも低い第３の温度に設定することを特徴とする請求項３に記載の光学素子成形方法。
【請求項５】
前記第３の温度は、前記光学素材の粘度が、１０１２ｄＰａ・ｓ以上１０１４ｄＰａ・ｓ以下となる温度であることを特徴とする請求項４に記載の光学素子成形方法。
【請求項６】
前記加熱工程と前記成形工程の間に、前記対向配置された前記成形型の間に前記光学素材を挟んだ状態で、前記成形型および前記光学素材の位置を押圧方向に直交する方向に規制するスリーブを外嵌させた金型組立体を形成して、該金型組立体を加熱することで前記成形型および前記光学素材の温度を設定する温度設定工程をさらに備え、
前記成形工程では、前記金型組立体の前記成形型を前記スリーブの軸方向に沿って押圧することで押圧成形を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子成形方法。
【請求項７】
少なくとも前記加熱工程において、前記光学素材と前記成形型との間に気流を形成することにより、前記光学素材から揮発した前記揮発成分を前記成形型の金型面の近傍から排除するようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子成形方法。
【請求項８】
少なくとも前記加熱工程において、前記光学素材を、前記成形型から隔離した状態で加熱することを特徴とする請求項１〜７のいずれか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、光学素材を加熱軟化させ成形型にて押圧成形する光学素子成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ガラス材料などの光学素材を加熱軟化させ成形型にて押圧成形する光学素子成形方法が種々知られている。
このような光学素子成形方法として、例えば、特許文献１には、成形型と光学素材であるガラス素材とを、胴型に一体に納めた成形ブロックを用い、この成形ブロックを予備加熱する二つのステージと、予備加熱された成形ブロックの成形型を介して、光学素材に加圧成形および加圧冷却が可能な加圧ステージと、加圧冷却された成形ブロック全体を室温付近まで冷却させる冷却ステージと、これら各ステージに上下に対向した加熱、加圧、冷却の各ブロックを具備し、これら各ステージとブロックとを同一のチャンバー内に配設して、成形ブロックを各ステージに所望時間待機させ、その後、次のステージに成形ブロックを移動させることを繰り返すことで、成形ブロックを加熱、押圧、冷却するガラスレンズ成形装置を用いた方法が記載されている。
また、特許文献２には、ガラス素材を易揮発成分が揮発しない粘度範囲となる温度で加熱軟化する工程と、成形開始前に成形型をガラス素材が変形できる粘度相当の温度に加熱する工程とを含む光学素子の成形方法が記載されている。
また、特許文献３には、予備成形された芯ガラスの表面に２重に表面層を形成した光学素子であって、芯ガラスに近い方の第１の表面層は、芯ガラスの素材を、１０Ｐａ以下の減圧状態の下に、ガラス転移点以上の温度で予備加熱処理することにより、芯ガラス表面に膜状に成形され、また、芯ガラスから遠い方の第２の表面層は、蒸着用ガラス素材を真空蒸着、スパッタリング、もしくはＣＶＤ法によりコーティングすることで、第１の表面層状に膜状に成形されていることを特徴とする光学素子及びその製造法が記載されている。すなわち、揮発しやすい光学素材表面に、揮発しづらいガラスをコートすることにより光学素材からの揮発物を前記光学素材表面のガラスコートで封じ込める方法が記載されている。
【特許文献１】特公平７−６４５７１号公報
【特許文献２】特開２００３−７３１３２号公報
【特許文献３】特開平８−１９８６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の光学素子成形方法には、以下のような問題があった。
近年では高屈折率低アッベ数領域のガラスに代表されるような、これまで成形に使用できなかった光学特性領域の光学素材を、成形用光学素材として光学素材メーカーが市場供給を始めている。また、従来の成形用光学素材でも、揮発物が発生することにより成形加工が困難な硝材が存在する。これらの光学素材は、従来の光学素子成形方法では、揮発物による成形品のクモリや、揮発物が金型に付着して成形品に転写されることによる成形品のクモリなどが発生したり、成形工程中に光学素材から発生した揮発性ガスが成形品の光学機能面に閉じ込められて微細かつ多量の泡形状ができることによって光学性能が低下したり、また、揮発物が金型に堆積することにより金型表面と光学素材との親和性が高くなって焼付きなどの不具合が発生したりする。このため、高精度かつ光学性能に優れた成形品を得ることは困難である。
上記不具合が発生しやすいのは、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ボロン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、フツリン酸、リン酸、ホウリン酸またはフッ化物のうち一種類以上を含む光学素材であるが、これら各成分の揮発の程度は、光学素材の組成、成形品の形状、成形条件によっても異なる。よって、成形による形状変化量が少なく、また成形温度の低い条件でできる成形品では揮発物による不具合が起こらなくても、成形による形状変化量が大きかったり、成形温度を高くせざるを得なかったりする場合には不具合が発生することがある。
特許文献１に記載の技術では、成形型とガラス素材とが胴型に一体に納められた成形ブロックを予備加熱するので、予備加熱時に揮発物が発生すると、上記のような揮発物によるクモリなどの不具合が発生するという問題がある。
また、特許文献２に記載の技術では、加熱軟化する工程では、易揮発成分が揮発しない粘度範囲の温度で加熱し、成形時には、より粘度の大きくなる低温で成形するので、揮発物による問題は発生しないが、揮発成分の種類によっては、揮発成分が揮発しない温度範囲では粘度が大きすぎて押圧成形が良好に行えなくなるという問題がある。そのため、ガラス素材の材質が限定されてしまうという問題がある。
このような低温で揮発が起こる硝材としては、近年増えてきた高屈折率低アッベ数の硝材、例えば、酸化ビスマスとリン酸を含むＫ−ＰＳＦｎ２（（株）住田光学ガラス製）などが挙げられる。
また、特許文献３に記載の技術では、ガラス素材表面に蒸着用ガラス素材をコーティングして、第２の表面層を形成し、ガラス素材から発生する揮発物を封じ込めるようにしているので、ガラス素材からの揮発物が、金型や周囲の部材などに付着することは防止できるものの、ガラス素材から揮発した揮発物はガラス素材と第２の表面層との間に閉じ込められ、ガラス素材と第２の表面層の界面にクモリや泡を発生させたり、第２の表面層を微小に剥離させたりして、成形された光学素子の光学特性を悪化させてしまうという問題がある。
【０００４】
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、揮発成分を含む光学素材を用いても、高い光学性能が得られ、かつ金型の形状転写精度、離型性及び耐久性を損なわない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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の光学素子成形方法は、揮発成分を含む光学素材を加熱軟化させ押圧方向に対向配置された成形型にて押圧成形して光学素子を得る光学素子成形方法であって、前記光学素材を、該光学素材の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となる第１の温度に加熱して前記揮発成分を揮発させる加熱工程と、該加熱工程後に、前記成形型を用いて、前記光学素材を押圧成形する成形工程とを備える方法とする。
この発明によれば、加熱工程において、光学素材の粘度が１０７ｄＰａ・ｓ未満となる第１の温度に加熱するので、揮発成分が揮発して光学素材から離脱し、周辺空間へ拡散するため、光学素材の表面から成形時に障害となる揮発成分を略取り除くことができる。そして、その後、成形工程を行うので、成形工程において光学素材から発生する揮発成分の揮発量が格段に低下する。そのため、光学素材表面への揮発成分の付着、および成形型への揮発成分の付着を低減することができる。
【０００６】
また、本発明の光学素子成形方法では、前記揮発成分は、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ボロン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、フツリン酸、リン酸、ホウリン酸、およびフッ化物のうち少なくとも一種類を含むものであることが好ましい。
この場合、これらの揮発成分は、いずれも光学素材の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となる第１の温度に加熱されると光学素材から良好に揮発されるので、揮発成分の低減が容易である。
【０００７】
また、本発明の光学素子成形方法では、前記加熱工程と前記成形工程の間に、前記加熱工程によって前記揮発成分が揮発された光学素材を前記第１の温度より低くかつ押圧成形可能な第２の温度に設定する温度設定工程をさらに備えていることが好ましい。
この場合、成形工程を行うときの光学素材の温度は、揮発成分が揮発する第１の温度より低いので、成形工程において光学素材から揮発する揮発成分は実質的に存在せず、そのため、光学素材表面への揮発成分の付着、および成形型への揮発成分の付着をさらに低減することができる。
【０００８】
また、本発明の光学素子成形方法では、前記温度設定工程では、前記成形型の温度を少なくとも金型面において前記第２の温度よりも低い第３の温度に設定することが好ましい。
この場合、温度設定工程により、少なくとも成形型の金型面が光学素材の温度よりも低温の状態とされ、その後、成形工程を行うので、光学素材の表面が冷却される状態で押圧成形が行われる。
光学素材からの成分揮発・泡発生は、昇温時に起こることが殆どである。成形工程で金型面の第３の温度よりも高い第２の温度の光学素材を成形する際は、光学素材から成形型へ熱が流れ、光学素材が冷却されることになる。よって、成形中に光学素材から成分が揮発すること及び泡が発生することを確実に抑えることができる。
【０００９】
また、本発明の光学素子成形方法では、前記第３の温度は、前記光学素材の粘度が、１０１２ｄＰａ・ｓ以上１０１４ｄＰａ・ｓ以下となる温度であることが好ましい。
この場合、光学素材からの揮発物および泡の発生を抑えつつ、かつ高精度な成形面を得ることができる。
第３の温度が、光学素材の粘度が１０１２ｄＰａ・ｓ未満となる温度であると、光学素材が成形型に焼き付き易くなる。また、１０１４ｄＰａ・ｓより大きくなる温度であると、成形荷重が大きくなりすぎる。
【００１０】
また、本発明の光学素子成形方法では、前記加熱工程と前記成形工程の間に、前記対向配置された前記成形型の間に前記光学素材を挟んだ状態で、前記成形型および前記光学素材の位置を押圧方向に直交する方向に規制するスリーブを外嵌させた金型組立体を形成して、該金型組立体を加熱することで前記成形型および前記光学素材の温度を設定する温度設定工程をさらに備え、前記成形工程では、前記金型組立体の前記成形型を前記スリーブの軸方向に沿って押圧することで押圧成形を行うことが好ましい。
この場合、加熱工程後の光学素材を、金型組立体に組み立てて温度調整工程を行うので、光学素材から揮発成分が金型組立体内で揮発することなく、金型組立体を用いた効率的な成形を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の光学素子成形方法では、少なくとも前記加熱工程において、前記光学素材と前記成形型との間に気流を形成することにより、前記光学素材から揮発した前記揮発成分を前記成形型の金型面の近傍から排除するようにすることが好ましい。
この場合、少なくとも加熱工程において、光学素材と成形型との間に気流を形成して、揮発成分を成形型の金型面の近傍から排除するので、加熱工程を行う場所を成形型近傍に設定することが可能となり、コンパクトな装置で光学素子成形を行うことができる。
また、このように、加熱工程と成形工程とを行う場所を近接させることで、光学素材の移動時間を短縮し、光学素材が必要以上に冷却されることを防止できるので、製造効率を向上することができる。
このため、加熱工程での光学素材加熱温度を下げることができ、温度による光学素材の失透や結晶化などの不具合を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明の光学素子成形方法では、少なくとも前記加熱工程において、前記光学素材を、前記成形型から隔離した状態で加熱することが好ましい。
この場合、少なくとも加熱工程における光学素材を成形型から隔離するので、成形手段と加熱手段とを極近傍に設置できるため、コンパクトな装置で成形を行うことができる。
また、このように、加熱工程と成形工程とを行う場所を近接させることで、光学素材の移動時間を短縮し、光学素材が必要以上に冷却されることを防止できるので、製造効率を向上することができる。
このため、加熱工程での光学素材加熱温度を下げることができ、温度による光学素材の失透や結晶化などの不具合を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学素子成形方法によれば、光学素材を揮発成分が揮発する第１の温度に加熱してから成形工程を行うので、揮発成分を含む光学素材を用いても、高い光学性能が得られ、かつ金型の形状転写精度、離型性及び耐久性を損なわないようにすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１５】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置の概略構成を示す。
【００１６】
本実施形態の光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置１００の概略構成について説明する。図１に示すように、光学素子成形装置１００の概略構成は、加熱炉１と成形室７とからなる。
加熱炉１は、例えば、レンズなどの光学素子を成形するための光学素材であるガラス素材５を温度Ｔ１（第１の温度）に加熱するための加熱手段であり、加熱空間１ａを囲む壁体内にヒーター２０が設けられてなる。
温度Ｔ１は、ガラス素材５に含まれる揮発成分を揮発させる温度であり、ガラス素材５が、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ボロン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、フツリン酸、リン酸、ホウリン酸、およびフッ化物のうち少なくとも一種類を含むものである場合、光学素材の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となるような温度に設定する。
以下では、ガラス素材５は、ガラス転移点（Ｔｇ）が４８０℃、屈伏点（Ａｔ）が５１４℃のリン酸−ビスマス系硝材を用いた場合の例で説明する。この硝材は揮発成分として、酸化ビスマスを含んでいる。
また、ガラス素材５の大きさは、以下では一例として、外径がφ３６ｍｍ、厚みが８ｍｍの場合で説明する。
【００１７】
加熱炉１の図示左側の側部は、アーム３が先端に搬送皿２を保持した状態で、水平方向（図示左右方向、矢印ａ、ｂ参照）に進退できるような開口が設けられている。また、加熱炉１の図示右端側は、シャッター４を介して成形室７と接続されている。
搬送皿２は、ガラス素材５を収容し搬送するための搬送部材であり、底部にガラス素材５の外縁部を載置可能に設けられた開口部２ａを有し、移送用部材であるアーム３の先端上に載置されている。開口部２ａの内径は、後述する下型９の棒状部分が上下方向に挿通自在となるように、φ３５ｍｍよりわずかに大きい寸法とされている。
アーム３は、図示しない駆動機構により水平方向（図示矢印ａ、ｂ参照）に移動するように駆動され、ガラス素材５を収容した搬送皿２を、加熱炉１の図示左側の外部、加熱空間１ａ、および成形室７の内部に搬送することが可能となっている。
【００１８】
シャッター４は、加熱炉１内の熱が成形室７の内部に伝わらないように遮断する閉状態と、加熱炉１と成形室７との間を開放する開状態とを選択的に切り替えることができる。本実施形態では、回転軸６に軸支されて紙面奥行き方向に回動することで、この閉状態と開状態とを切り替えられるようになっている。
シャッター４の開状態では、アーム３が、加熱空間１ａから成形室７の内部に進出して、ガラス素材５が載置された搬送皿２を搬入したり、あるいは、成形後のガラス素材５を成形室７から加熱空間１ａを通して装置外部に搬出したりすることができる。
また、シャッター４の閉状態では、加熱空間１ａは、成形室７に対して隔離された状態となるので、気流の流通がなく、ガラス素材５から揮発成分が揮発しても、成形室７に揮発成分が侵入しないようになっている。
【００１９】
成形室７は、非酸化性ガス供給装置（不図示）により非酸化性ガス、例えば、窒素ガスを外部から導入することで、内部に非酸化性雰囲気を形成して成形を行うことができるようにした空間であり、内部には鉛直方向に互いに対向して上型８（成形型）、下型９（成形型）が設置されている。
成形室７内部の酸素濃度は、成形に使用される型材、成膜材により適切に選択することができる。本実施形態では、上型８、下型９は、タングステンカーバイド（ＷＣ）基材を酸化クロム膜により被膜したものを使用しているので、成形室７内部の酸素濃度は、１５％以下に保っている。ただし、例えば、ＷＣ基材をＷＣ膜で被覆した型を使用する場合には、酸素濃度は、５ｐｐｂ〜２００ｐｐｍの範囲にするのが望ましい。
【００２０】
上型８は、成形すべき光学素子の形状に対応して、例えば、外径がφ３５ｍｍの棒状部分の先端部８ａ（金型面）を凸面非球面形状の鏡面に研磨した後、酸化クロム膜により被覆した成形型であり、先端部８ａと反対側の端部には、径方向外側に延びるフランジ部８ｂが設けられている。そして、上型８は、上型押さえ１０によってフランジ部８ｂが係止され、先端部８ａを鉛直下方に向けた状態で、成形室７の上部内側に固定されている。
上型押さえ１０は、上型８を保持するために円筒状の部材で形成され、成形室７の上部に固定されている。上型押さえ１０の下端部には、上型８の棒状部分を挿通し、フランジ部８ｂを係止する穴部１０ａが設けられている。
上型押さえ１０の内部には、上型８を加熱する型加熱手段を構成する上型ヒーター１１が上型８の上面と接触する状態に設けられており、上型８と共に上型押さえ１０により保持されている。
【００２１】
下型９は、成形すべき光学素子の形状に対応して、例えば、外径がφ３５ｍｍの棒状部分の先端部９ａ（金型面）を曲率半径１８ｍｍの成形面である凹面球面形状に鏡面に研磨した後、酸化クロム膜により被覆した成形型であり、先端部９ａと反対側の端部には、下型９を鉛直方向に直立させる基部９ｂを備えている。そして、加圧軸１３によって上下移動可能に保持された下型ヒーター１２上に、基部９ｂが配置され、下型９、上型８のそれぞれの棒状部分が同軸上でそれぞれの先端部９ａ、８ａを対向する位置関係に配置されている。
下型ヒーター１２は、当接された基部９ｂを通して下型９を加熱する型加熱手段を構成するものである。
加圧軸１３は、図示省略した駆動機構により上下駆動されるようになっており、下型ヒーター１２と下型９とを上型８に対して上下動させ、所定の光学素子中肉、本実施形態では、２．５ｍｍ、を得るため下型９と上型８によりガラス素材５を押圧する成形位置と、押圧を解除して成形品を脱型する離脱位置との間を往復できるようになっている。
【００２２】
次に、本実施形態の光学素子成形方法を行うための光学素子成形装置１００の動作について説明する。
光学素子成形装置１００では、加熱工程、温度設定工程、成形工程を順次行うことで、ガラス素材５を押圧成形して、上型８、下型９の先端部８ａ、９ａの形状に対応する光学面を有する光学素子を成形することができる。
【００２３】
まず、加熱工程では、加熱炉１の外部にてガラス素材５を搬送皿２に載置し収容した後、搬送皿２をアーム３により支持する。そして、アーム３を矢印ａ方向に駆動し、ガラス素材５と搬送皿２とを加熱炉１の内部に搬入する。
次に、加熱炉１により、ガラス素材５を温度Ｔ１となるまで加熱し、この加熱状態を２分間維持する。本実施形態では、温度Ｔ１は、ガラス素材５の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となるように、ガラス素材５の材質に応じて設定する。
このような温度Ｔ１に加熱されることで、ガラス素材５内の揮発成分が良好に揮発し、ガラス素材５の表面から加熱空間１ａ内に拡散される。
なお、この加熱工程において、加熱炉１と成形室７とは、シャッター４により隔離されているため、ガラス素材５から発生する揮発物は成形室７内に設置されている上型８およびその先端部８ａ、下型９およびその先端部９ａに付着することは無い。
【００２４】
次に、温度設定工程では、良好な成形を行うために、次の成形工程開始前までに、ガラス素材５の温度をＴ２（第２の温度）に、上型８、下型９の温度を温度Ｔ３（第３の温度）にそれぞれ設定する。なお、上型８、下型９は、本実施形態では、成形室７が隔離されているため、加熱工程に並行して温度設定を開始してもよい。また、上型８、下型９の温度は、成形工程における押圧時に上型８、下型９によってガラス素材５の成形面が冷却されるように、少なくとも金型面で温度Ｔ３になっていればよく、金型面から離れる方向には温度分布を有していてもよい。
温度Ｔ２は、温度Ｔ１よりも低く、温度Ｔ３よりも高い温度であって、押圧成形が良好に行われるガラス素材５のＴｇ以上の温度に設定する。温度Ｔ２は、成形直前に設定温度になっていればよいので、成形室７に搬送する間に放熱して温度低下する場合には、加熱炉１内では、予め温度低下分を加算した温度Ｔ２'（ただし、Ｔ１≧Ｔ２’＞Ｔ２）に設定しておく。
温度Ｔ３は、所望の光学素子中肉を得るために、ガラス素材５の冷却時間を遅延させる目的で、ガラス素材５のガラス粘度で１０１２ｄＰａ・ｓ以上、１０１４ｄＰａ・ｓ以下に相当する温度に設定されていることが好ましい。
【００２５】
次に、ガラス素材５を成形室７に移動する。まず、回転軸６を支軸としてシャッター４を回動し、シャッター４が搬送皿２及びアーム３と接触しない範囲まで回動した直後、アーム３を矢印ａ方向に駆動し、ガラス素材５及び搬送皿２を成形室７の内部に搬入する。
そして、水平方向において、搬送皿２の中心部と、上型８、下型９の中心部とが一致する位置に来た時にアーム３の駆動を停止する。このとき、ガラス素材５が温度Ｔ２に、上型８、下型９の少なくとも金型面が温度Ｔ３になっている。
以上で、温度設定工程を終了する。
【００２６】
次に、成形工程では、加圧軸１３を上昇駆動して下型９を上昇させる。これにより下型９の先端部９ａがガラス素材５の下面に当接し、さらに上昇を続けることで、ガラス素材５が搬送皿２から持ち上げられる。そして、ガラス素材５は上型８と下型９との間に挟持され、さらに押圧される。この時の加圧軸１３のプレス荷重は、ガラス素材５の粘度などによって、適宜設定することができる。本実施形態では、１４７０Ｎ（１５０ｋｇｆ）が好適である。
上型８と下型９との間の距離が成形位置に達したとき加圧軸１３を停止する。このようにガラス素材５を加圧することで、ガラス素材５が押圧成形される。本実施形態の成形位置では、光学素子の中肉厚さが２．５ｍｍとなるように設定されている。
次に、上型８、下型９で押圧されたガラス素材５を０．６℃／秒の冷却速度で冷却する。ガラス素材５の粘度が１０１４ｄＰａ・ｓ以上になる温度に達したとき、加圧軸１３を下降させる。この時、成形が終了したガラス素材５は下型９に載置されて下降する。そして、下型９がさらに下降を続けると、成形が終了したガラス素材５は、下型９上から搬送皿２上に載置される。下型９の先端が、搬送皿２の下端よりさらに下降した後、加圧軸１３を停止させる。
【００２７】
次に、アーム３を図示矢印ｂ方向に移動させ、成形が終了したガラス素材５を載置した搬送皿２を加熱炉１の外方に搬出する。この後、搬送皿２より前記ガラス素材５を成形品である光学素子として取り出し、成形工程を終了する。
この光学素子は、上型８の先端部８ａの形状に対応した非球面凹面と、下型９の先端部９ａの形状に対応した曲率半径１８ｍｍの凸球面とを有するレンズ厚さ２．５ｍｍの凸凹レンズとなっている。
【００２８】
本実施形態の光学素子成形方法の作用について表１に示す具体例で説明する。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示す実施例１は、以上に説明した本実施形態の光学素子成形方法で成形したものであり、Ｔ１＝６３０℃（＝Ｔｇ＋１５０）に設定した場合の例である。この場合、温度Ｔ１におけるガラス素材５の粘度は、約１０６．５ｄＰａ・ｓとなっている。また、本実施例では、Ｔ２＝５８０℃、Ｔ３＝４７０℃に設定しているが、この温度Ｔ３は、ガラス素材５の粘度で１０１２ｄＰａ・ｓに相当する温度である。
実施例２は、温度Ｔ１＝５８０℃（＝Ｔｇ＋１００）に設定した場合の例である。この場合、温度Ｔ１におけるガラス素材５の粘度は、約１０６．９ｄＰａ・ｓと、１０７ｄＰａ・ｓ未満になっている。また、成形工程における温度Ｔ２、Ｔ３を、それぞれＴ２＝５４０℃、Ｔ３＝４７０℃とした。このような条件では、成形工程のプレス荷重は、実施例１よりも２０％高い１７６４Ｎ（１８０ｋｇｆ）が好適であった。
比較例１は、温度Ｔ１を、実施例２よりも若干低い温度Ｔ１＝５７４℃に設定した場合の例である。この場合、温度Ｔ１におけるガラス素材５の粘度は、１０７ｄＰａ・ｓになっている。
【００３１】
実施例１、２、比較例１において、成形された光学素子のレンズ面や上型８、下型９の金型面におけるクモリや焼付きなど揮発物に由来する不具合の有無を評価した。
表１に示すように、加熱工程の温度Ｔ１を、ガラス素材５の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓ未満となるような温度に設定した実施例１、２では、レンズ面や金型面にクモリは見られなかったが、温度Ｔ１を、ガラス素材５の粘度が、１０７ｄＰａ・ｓとなるような温度に設定した比較例１では、レンズ面や金型面に若干のクモリが見られた。
すなわち、加熱工程の温度を適切に設定することで、揮発成分が加熱工程中に揮発し、成形工程ではほとんど揮発しないようにしているため、揮発物による不具合の発生を防止できていることが分かる。
また、実施例２の結果によれば、成形工程の温度設定を、ガラス素材５の温度Ｔ２を加熱工程での温度Ｔ１より低く、かつ押圧可能な温度とし、上型８、下型９の金型面の温度Ｔ３をガラス素材５の温度Ｔ２より低くすることにより、適切なプレス荷重で形状転写精度、離型性に優れた良好な成形が行えることが分かる。この他にも、加熱工程の加熱時間、成形型の温度、成形時の加圧圧力などの成形条件は、上記第１の実施形態の設定値には限定されず、上記に説明した好ましい範囲において適宜設定することができる。
【００３２】
また、ガラス素材５として、上記と異なる揮発成分を有する材料に本実施形態の光学素子成形方法を適用した場合の例を実施例３〜８として、表２に示す。
実施例３〜８に用いた材料は、揮発成分として、それぞれ、酸化ビスマスと酸化ボロン、フツリン酸、リン酸、ホウリン酸、フッ化物を含むものである。実施例８のフッ化物は、Ａｌ、Ｃａ、Ｂａのフッ化物である。
また、加熱温度は、Ｔ１＝Ｔｇ＋１５０とした。この温度Ｔ１はいずれのガラス素材５に対しても、粘度が１０７ｄＰａ・ｓ未満となる温度となっている。
【００３３】
【表２】
2009007221.tif 000004
【００３４】
表２に示すように、いずれの実施例でも、揮発物による不具合のない良好な結果を示している。
【００３５】
このようにして、光学素子成形装置１００によれば、加熱炉１においてガラス素材５を、含有揮発成分を十分に揮発できる温度で加熱し、かつ、ガラス素材５が変形できる粘度相当の温度に上型８、下型９の型温度を制御して成形することができるので、表面にクモリなどの揮発物に由来する不具合がなく、かつ、所望の中肉寸法まで加圧成形された光学素子を得ることができる。
したがって、揮発成分を含む光学素材を用いても、高い光学性能が得られ、かつ金型の形状転写精度、離型性及び耐久性を損なわないようにすることができる。
【００３６】
［第２の実施形態］
次に本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置における加熱炉の概略構成を示す模式的な断面図である。図３は、図２のＡ視の平面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置の加熱炉内部の光学素材支持部が、それぞれ、光学素材を支持するときの状態、光学素材の支持を解除したときの状態を示す平面図である。図５は、本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる成形装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
【００３７】
本実施形態の光学素子成形方法は、上記第１の実施形態の光学素子成形方法と同様に、加熱工程、温度設定工程、成形工程を順次行うが、対向配置された成形型の間に光学素材を挟んだ状態で、成形型および光学素材の位置を押圧方向に直交する方向に規制するスリーブを外嵌させた金型組立体を形成し、この金型組立体に対して温度設定工程を行い、金型組立体の成形型を押圧して成形工程を行うようにした点が異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態に用いる光学素子成形装置は、加熱工程を行う加熱炉３５（図２参照）と、金型組立体である成形ブロック７０（図５参照）を構成するための上型２１（成形型）、下型２２（成形型）、および胴型２３（スリーブ）と、成形ブロック７０の状態で温度設定工程、成形工程を行う成形装置４０（図５参照）とからなる。
ここで、加熱炉３５と成形装置４０とは、隣接して配置してもよいし、必要に応じて離れた位置に配置してもよい。
【００３８】
加熱炉３５は、図２に示すように、ガラス素材支持部３２によって外縁部の下面が支持されたガラス素材３３（光学素材）を上記第１の実施形態と同様な温度Ｔ１に加熱するためのものである。
加熱炉３５の概略構成は、図２、３に示すように、中心軸が鉛直方向に沿って配置された略半円筒状のヒーター２５ａ、２５ｂからなる加熱ヒーター部２５と、加熱ヒーター部２５の上下の開口をそれぞれ開閉する２つのシャッター２６と、各シャッター２６を開閉させるシャッター駆動機構３０とからなる。
【００３９】
ヒーター２５ａ、２５ｂは、不図示の駆動機構によって、水平方向（図３の矢印ｃ、ｄ参照）に接離可能に保持されている。
接合時には、図３に示すように円筒体を形成し、その内側にガラス素材支持部３２を納めることができるようになっている。また、ヒーター２５ａ、２５ｂの接合部分の一方には、径方向に貫通する切欠き部２５ｃが形成され、ガラス素材支持部３２を支持する搬送アーム２４を矢印ｅ方向に挿通できるようになっている。
また、離間時には、ヒーター２５ａ、２５ｂの間に、ガラス素材支持部３２を水平方向に進退できる隙間が形成される。
【００４０】
ガラス素材支持部３２は、図４（ａ）に示すように、平面視で半円状の支持アーム３２ａ、３２ｂが半円の一方の端部で、搬送アーム２４によって水平方向に回動可能に支持されてなる。各支持アーム３２ａ、３２ｂは、断面がＬ字状とされ、水平方向に延びる受け部３２ｃによってガラス素材３３の外縁部を下方から支持し、受け部３２ｃに立設された側面部によって、ガラス素材３３を径方向に把持できるようになっている。
【００４１】
搬送アーム２４は、不図示の駆動機構によって、水平方向への進退および上下移動と、ガラス素材支持部３２と接続された先端部の回動とが可能となっている。このため、搬送アーム２４は、加熱ヒーター部２５の離間時に、ガラス素材支持部３２を加熱ヒーター部２５の内外に移動させたり、ガラス素材支持部３２の支持アーム３２ａ、３２ｂを回動させて、ガラス素材３３の把持と把持解除とを行ったりすることができる。図４（ｂ）は、搬送アーム２４の先端を回動させて、ガラス素材３３の把持解除を行ったときの、ガラス素材支持部３２の様子を示す。
【００４２】
シャッター駆動機構３０は、適宜の機構を採用することができるが、本実施形態では、図２に示すように、上下のシャッター２６の側方からそれぞれ同方向の水平方向に延ばされたアーム２７を水平面内で回動させる回転アーム３０ａと、回転アーム３０ａの回転駆動を行うモーター３０ｂとからなる回転シャッター機構を採用している。
シャッター駆動機構３０は、不図示の制御部により、シャッター２６を適宜のタイミングで開閉させることができるようになっている。
【００４３】
上型２１は、図２に示すように、上端部に、フランジ部２１ｂを備え、光学素子の外径と同径の棒状部分が下方に延ばされ、下端部に光学素子のレンズ面を成形する金型面２１ａが形成されている。棒状部分の側面は、胴型２３の内面と摺動自在に嵌合できるようになっており、フランジ部２１ｂは、胴型２３の端部に対する係止面を構成している。
下型２２は、図２に示すように、下端部に、フランジ部２２ｂを備え、光学素子の外径と同径の棒状部分が上方に延ばされ、上端部に光学素子のレンズ面を成形する金型面２２ａが形成されている。棒状部分の側面は、胴型２３の内面と摺動自在に嵌合できるようになっており、フランジ部２２ｂは、胴型２３の端部に対する係止面を構成している。
上型２１、下型２２の材質や、金型面２１ａ、２２ａの形状は、成形条件や光学素子の形状に応じて、適宜に設定することができる。例えば、上記第１の実施形態の上型８、下型９と同様の材質、形状などを採用することができる。
胴型２３は、上型２１、下型２２の棒状部分に摺動自在に嵌合する円筒部材であり、ガラス素材３３の径方向の側面を成形する金型面を構成している。
【００４４】
また、上型２１は、本実施形態では、胴型２３を外嵌した状態で、加熱炉３５の上方において、加熱ヒーター部２５の中心軸と同軸に配置され、不図示の支持機構により上下方向に移動可能に支持されている。
また、下型２２は、上型２１と同軸位置に、加熱炉３５の下方側に配置されている。
【００４５】
成形装置４０は、装置内に複数の金型組立体を搬入して、順次、予備加熱、押圧成形、冷却を行うものである。図５には、金型組立体として、それぞれ成形ブロック７０と同様な構成を有する成形ブロック７１、７２が搬入された様子を示している。
この成形装置４０は、図５に示すように、非酸化雰囲気が形成されたチャンバー４１を備え、チャンバー４１内に設けられた架台４２上に予備加熱ステージ４３、４４、加圧ステージ４５、冷却ステージ４６（以下、これらを総称して各ステージと称する場合がある）が水平方向（図面左右方向）一列に配置されている。
これら各ステージには、それぞれの間で、成形ブロックを搬送できるように、各ステージの上面が同一面に設置されており、特に図示しないが、例えば可動アームなどを有する搬送機構が設けられている。
そして、予備加熱ステージ４３とチャンバー外部とは、チャンバー４１内に搬送する成形ブロックを待機、移動させる準備台６０で連接されている。準備台６０の側方には、成形ブロック７０をチャンバー４１内に向けて移送する移送機構６６が設けられている。
移送機構６６は、例えば、シリンダーなどによって、押し棒部材を図示のｇ矢印方向に進退させ、成形ブロック７０の側部を押圧して、水平方向に摺動移動させる機構などを採用することができる。
また、冷却ステ−ジ４６とチャンバー外部とは、チャンバー４１内部から成形ブロックを排出する受け台６１で連接されている。
【００４６】
また、予備加熱ステージ４３、４４、加圧ステージ４５の上方には、それぞれに対向して、予備加熱ブロック４７、４８、加圧ブロック４９（以下、これらを総称して各ブロックと称する場合がある）が、鉛直方向に成形ブロック７１、７２などの高さより大きい間隔を空けて配置されている。
【００４７】
加圧ブロック４９は、その上端にプレスシリンダ５４が接続され、矢印ｆのように、所要ストローク範囲で上下動可能に支持されている。
予備加熱ブロック４７、４８は、上端にそれぞれシリンダー５３が接続され、シリンダー５３によって予備加熱ステージ４３、４４上に搬入された成形ブロックの上端に当接できるように上下動可能に支持されている。
予備加熱ステージ４３、４４、加圧ステージ４５、予備加熱ブロック４７、４８、加圧ブロック４９には、それぞれ独立に温度制御可能なヒーター５５が、例えば熱電対などの温度制御用の温度センサとともに埋設されている。
予備加熱ステージ４３、予備加熱ブロック４７は、それぞれヒーター５５により第１の予備加熱温度である温度Ｔ２１に制御できるようになっている。また、予備加熱ステージ４４、予備加熱ブロック４８は、それぞれヒーター５５により第２の予備加熱温度である温度Ｔ２２（ただし、Ｔ２２＞Ｔ２１＞３００℃）に制御できるようになっている。
冷却ステージ４６には、搬送された成形ブロック全体を効率的に冷却させるため、温度制御可能な冷却機構５６が設けられている。冷却機構５６としては、例えば、冷却ステージ４６内に調温された冷却水を循環させる機構などを採用することができる。
【００４８】
チャンバー４１内の雰囲気は、不活性ガス等の吸入口５８と排出口５９とに接続された不図示の不活性ガス供給機構によって制御される。
チャンバー４１の右側面には成形ブロックを搬入する入口６２が、また左側面には成形ブロックを搬出する出口６４がそれぞれ設けられ、成形ブロックの搬入搬出時以外は入口６２、出口６４を閉止するシャッター６３がそれぞれ設置されている。
【００４９】
次に、加熱炉３５、成形ブロック７０、成形装置４０を用いた光学素子成形方法について説明する。
まず、加熱工程では、ガラス素材３３をガラス素材支持部３２上に支持し、加熱ヒーター部２５において、ヒーター２５ａ、２５ｂを水平方向に離間させ、搬送アーム２４で加熱ヒーター部２５の中心位置に進出させる。そして、加熱ヒーター部２５を接合してガラス素材３３の側方を加熱ヒーター部２５で囲む。また、シャッター駆動機構３０を駆動して、上下のシャッター２６を回動させ、加熱ヒーター部２５の上下の開口部をそれぞれ遮蔽する。これにより、ガラス素材３３が、加熱ヒーター部２５、シャッター２６、２６で覆われた加熱空間３５ａ内に配置される。このときの雰囲気は大気雰囲気である。
【００５０】
この状態で、ヒーター２５を用いてガラス素材３３の粘度が１０７ｄＰａ・ｓ未満になる温度Ｔ１＝Ｔｇ＋１５０（Ｔｇはガラス素材３３のガラス転移点）まで加熱する。この温度で１０分間保持し、ガラス素材３３の揮発成分を雰囲気に対し揮発させる。
このとき、揮発物は加熱空間３５ａ内を拡散するが、加熱空間３５ａは、加熱ヒーター部２５やシャッター２６によって覆われており、加熱炉３５の近傍に位置する上型２１、下型２２からは隔離されているため、揮発物が上型２１、下型２２に付着することはない。また、加熱空間３５ａ内の揮発物は、加熱炉３５内の気流により、切欠き部３４を通って加熱炉３５の側方へと流れるため、ガラス素材３３に再付着することはない。また、１０分間の加熱により、ガラス素材３３の表面の揮発物は、ほぼ揮発させることができる。
その後、ヒーター２５の通電を遮断して、ガラス素材３３が３００℃になるまで冷却し、加熱工程を終了する。
ガラス素材３３の温度が、Ｔ１から、３００℃に冷却される過程では、ガラス素材３３の粘度は増大し、１０７ｄＰａ・ｓ以上の粘度になると、揮発成分はほとんど揮発しなくなる。
【００５１】
その後、シャッター駆動機構３０のモーター３０ｂを回転させ、上下のシャッター２６を回転移動させ、加熱ヒーター部２５の上下の開口部を全開にする。そして、ヒーター２５ａ、２５ｂを離間させる。
そして、不図示の駆動機構によって搬送アーム２４を下降させ、ガラス素材支持部３２を下型２２の直上まで移動する。この状態で支持アーム３２ａ、３２ｂを回動させ、ガラス素材支持部３２を、図４（ｂ）に示すような把持解除状態にする。これにより、ガラス素材３３は下型２２上に落下する。
そして、搬送アーム２４を下型２２上から完全に退避された位置まで水平方向に移動する。
【００５２】
次に、不図示の保持機構により保持された胴型２３及び上型２１を下降させ、胴型２３を下型２２に外嵌して、上型２１、下型２２、胴型２３で、ガラス素材３３を密閉した成形ブロック７０を完成させる。
また、この密閉は、ガラス素材３３の周囲に揮発成分が飛散していない状態で行われるため、ガラス素材３３と金型面２１ａ、２２ａとの間には、揮発物が挟まれるおそれがない。また、ガラス素材３３は、３００℃以下の低温とされるので、ガラス素材３３から新たに揮発物が発生するおそれもない。
【００５３】
次に、成形ブロック７０を適宜の搬送手段により、成形装置４０の準備台６０上に搬送する。この搬送過程では、ガラス素材３３は、密閉状態とされるため、ゴミなどの付着を防止できる。
また、ガラス素材３３は、上型２１、下型２２、胴型２３などによって覆われて保温され、ガラス素材３３のみを空気中で搬送する場合に比べて、温度低下を低減することができる。
成形の効率を向上するためには、搬送過程での温度低下は少ないことが好ましく、例えば、ガラス素材３３の温度が２００℃より低下しないようにして、成形装置４０に搬送することが好ましい。但し、下型２２に載置した際の熱衝撃でガラス素材３３が割れてしまうような場合には、ガラス素材３３の温度を２００℃以下にするか、または下型２２の温度を約２００℃に加熱することで熱衝撃を回避する必要がある。
【００５４】
準備台６０上に成形ブロック７０が搬送されると、入口６２を開閉するシャッター６３を開放し、移送機構６６によって、成形ブロック７０をチャンバー４１内に移送し、予備加熱ステージ４３上に配置する。この時点で、成形装置４０の各ステージ、各ブロックは所定温度に設定されている。
そして、移送機構６６をチャンバー４１の外部に退避させ、シャッター６３を閉じる。そして、成形装置４０によって、温度設定工程を開始する。
【００５５】
予備加熱ステージ４３上に成形ブロック７０を移送した後、シリンダー５３によって、予備加熱ブロック４７を下降させ、予備加熱ブロック４７を成形ブロック７０の上面、すなわち、上型２１の端面に当接させる。これにより、成形ブロック７０は、予備加熱ステージ４３、予備加熱ブロック４７から、温度Ｔ２１になるまで予備加熱を受ける。この状態で所定時間保持した後に、予備加熱ブロック４７を上昇させる。
その後、図示しない搬送機構により、成形ブロック７０を予備加熱ステージ４４に搬送し、予備加熱ブロック４８を上方から当接させる。これにより、成形ブロック７０は、予備加熱ステージ４４、予備加熱ブロック４８から、温度Ｔ２２になるまで予備加熱を受ける。この状態で所定時間保持した後に、予備加熱ブロック４８を上昇させる。
このように、低温から高温に向かう２段階の予備加熱を行うことで、蓄熱が過剰になることなく、低温から高温への段階的な昇温が可能となる。温度Ｔ２１、Ｔ２２、およびそれぞれの加熱時間は、以上の予備加熱終了時に、成形ブロック７０内のガラス素材３３の温度が押圧成形可能な温度Ｔ２（Ｔｇ以上）になるように設定しておく。
次に、ガラス素材３３の温度がＴ２になった成形ブロック７０を加圧ステージ４５上に搬送する。本実施形態では、加圧ステージ４５、加圧ブロック４９は、それぞれヒーター５５によって、温度Ｔ２と略等しい、Ｔｇ以上の温度に設定されている。
以上で、温度設定工程が終了する。
【００５６】
次に、成形工程では、プレスシリンダ５４によって、加圧ブロック４９を下降させ、上型２１を押圧し、ガラス素材３３の押圧成形を行う。加圧ブロック４９を成形位置まで下降させたら、成形ブロック７０内のガラス素材３３がある程度冷却されるまで所定時間保持する。その後、加圧ブロック４９を上昇させ、成形ブロック７０を冷却ステージ４６に移送する。
冷却ステージ４６では、冷却機構５６によって、成形されたガラス素材３３が取り出し可能となる温度まで、成形ブロック７０を冷却する。
以上で、成形工程が終了する。
この後、シャッター６３を開放し、冷却された成形ブロック７０を出口６４から受け台６１上に搬出し、シャッター６３を閉じる。そして、大気中で、成形ブロック７０を分解し、成形されたガラス素材３３を脱型する。
このようにして、加熱炉３５、成形ブロック７０、成形装置４０からなる光学素子成形装置により、上型２１の金型面２１ａ、下型２２の金型面２２ａの形状に対応したレンズ面を有する光学素子を製造することができる。
【００５７】
本実施形態の光学素子成形方法の作用について表３に示す具体例で説明する。
【００５８】
【表３】
2009007221.tif 000005
【００５９】
表３に示す実施例９は、以上に説明した本実施形態の光学素子成形方法で成形したもので、ガラス素材３３として、実施例１、２と同様な酸化ビスマスを含むリン酸−ビスマス系硝材を用いた場合を示している。また、実施例１０〜１５は、ガラス素材３３の材料を変更し、同様に成形したもので、それぞれ上記第１の実施形態の実施例３〜８の材料に対応している。
実施例９〜１５では、加熱工程における加熱温度を、Ｔ１＝Ｔｇ＋１５０とした。
一方、比較例２〜８は、それぞれ実施例９〜１５の材料で加熱工程を行うことなく成形した、すなわち、比較例では、成形温度以上には加熱されていない。
実施例９〜１５、比較例２〜８の金型面２１ａ、２２ａは、第１の実施形態の先端部８ａ、９ａと同様の形状で、レンズの中肉厚さの目標値は２．５０ｍｍである。また、成形工程では、加圧ブロック４９の温度を、ガラス素材３３のＴｇ以上の温度、すなわちガラス素材３３の粘度が１０１３．３ｄＰａ・ｓ以下になるような温度とし、プレス荷重は、いずれも１４７０Ｎ（１５０ｋｇｆ）とした。
【００６０】
表３に示すように、加熱工程を設けた実施例９〜１５では、問題なく成形できたが、加熱工程を設けなかった比較例２〜８では、成形品の成形面や金型面２１ａ、２２ａに曇り（クモリ）が生じたり、ガラス素材３３の焼付きが発生したりした。
【００６１】
このように、本実施形態によれば、揮発物の発生しやすい光学素材を、あらかじめ熱処理をして揮発物を飛ばしておくことで、一般的な成形装置にて容易に成形が可能となる。
【００６２】
なお、上記第１の実施形態の説明では、加熱炉１と成形室７とをシャッター４にて隔離している場合の例で説明したが、成形型の金型面近傍から揮発物を排除できれば、このような遮蔽機構を設けなくてもよい。
例えば、加熱炉１と成形室７との間の気流を、成形室７側から加熱炉４側へ向ける手段を付加することでガラス素材５から発生する揮発物を成形室７側へ飛来させないようにしてもよい。
この場合、気流の流速を５ｃｍ／ｓ程度以上にすることで効果が顕著に発生するが、流速を早くしすぎると加熱炉内の温度分布がずれたり、加熱効率が悪くなることがあるので、気流の流速は１ｍ／ｓ以下にすることが望ましい。
また、気流は、酸化雰囲気で問題なければ大気、酸素ガスなど、不活性雰囲気であることが必要であれば、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス又は希ガスを用いることで同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、上記第２の実施形態の説明では、シャッター２６によって加熱空間３５ａを遮蔽することで、加熱工程のガラス素材３３と上型２１、下型２２とを隔離する場合の例で説明したが、ガラス素材３３と上型２１、ガラス素材３３と下型２２との間に気流を発生させて、揮発物が上型２１、下型２２に到達しないうちに、排除されるようにしてもよい。
【００６４】
また、上記第２の実施形態の説明では、加熱工程において加熱されたガラス素材３３を、温度制御されていない上型２１、下型２２、胴型２３とからなる成形ブロック７０に組み込む場合の例で説明したが、上型２１、下型２２、胴型２３は、ガラス素材３３が急冷による熱衝撃で割れないよう、加熱しておいてもよい。この場合、ガラス素材３３として急冷に弱い材料を用いても、歩留まりを上げることができるので、適用光学素材種を増やすことができる。
【００６５】
また、上記の説明における機械構成、設定条件、金型材料及び保護膜、雰囲気等は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置の概略構成を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置における加熱炉の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図３】図２のＡ視の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる光学素子成形装置の加熱炉の光学素材支持部が、（ａ）光学素材を支持するときの状態、（ｂ）支持を解除したときの状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光学素子成形方法に用いる成形装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１、３５  加熱炉
１ａ、３５ａ  加熱空間
４  シャッター
５、３３  ガラス素材（光学素材）
７  成形室
８、２１  上型（成形型）
８ａ、９ａ  先端部（金型面）
９、２２  下型（成形型）
２１ａ、２２ａ  金型面
２３  胴型（スリーブ）
２５  加熱ヒーター部
２５ｃ  切欠き部
２６  シャッター
４０  成形装置
４１  チャンバー
４３、４４  予備加熱ステージ
４５  加圧ステージ
４７、４８  予備加熱ブロック
４９  加圧ブロック
７０、７１、７２  成形ブロック（金型組立体）
１００  光学素子成形装置
【図１】
2009007221.tif 000006
【図２】
2009007221.tif 000007
【図３】
2009007221.tif 000008
【図４】
2009007221.tif 000009
【図５】
2009007221.tif 000010