JP4711697B2 - 光学素子の製造方法、モールドプレス成形装置、及びこれらに用いる位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、被成形面に対する研削、研磨などの後加工を必要とせずに、精密加工を施した成形型によって、ガラスなどの成形素材をプレス成形する光学素子の製造方法、モールドプレス成形装置、及びこれらに用いる位置決め装置に関する。

ガラスなどの成形素材を、加熱により軟化し、所定形状に精密加工した上下一対の成形型でプレス成形することにより、レンズなどの光学素子を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

ここで、特許文献１には、成形型内において、ラックとピニオンなどを利用し、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（成形素材）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。

また、特許文献２には、素子材料セット部材に設けられた、光学素子材料（成形素材）とほぼ同径の素子材料収納凹部に光学素子材料を収納し、光学素子材料を吸引しながら下型上に運ぶことにより、光学素子成型用の鋳型の中心に光学素子材料を設置するセット方法が開示されている。

また、特許文献３には、光学素材（成形素材）の素材中心を光学素材載置箇所の中心位置に位置決めする装置が開示されている。この特許文献３に開示された位置決め装置は、基準部材に載置された光学素子に対し、位置決め方向に移動する移動部材の端部を光学素材の外周部に当接させる、基準部材を振動させる、又は移動部材をベルクランプ式により光学素材の盤面に当接させることにより、光学素材を位置決めするものである。

特許第３５０１５８０号公報 特許第３２２２５４８号公報 特開平１０−２９８２６号公報

ガラスなどの成形素材を、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には、成形素材を、対向する成形面をもつ上下一対の成形型間で押圧、成形することが一般に行われている。
このような成形方法にあっては、予め下型成形面の中心位置に成形素材を供給、配置する必要があり、成形素材が下型成形面の中心位置に配置されず、成形面上に偏在していると、成形される光学素子が偏肉し、形状不良となるだけでなく、偏肉に起因してプレス荷重の印加が不均一になってしまうことにより、光学機能面の面精度が劣化してしまう。
しかしながら、得ようとする光学素子の形状や、プレス成形に用いる成形型の構造などによっては、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。

このため、特許文献１では、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ている。
しかしながら、この方法によると、成形型内部に位置決め部材を配置するので、成形型が極めて複雑な構造となるという問題がある。さらに、プレス装置に上下型からなる成形型を固定し、昇温、プレス、冷却を同位置で行う場合には、上記のような装置の複雑化を伴う可動部材によって成形素材の位置決めを行うことは、ある程度は可能であるが、プレス装置から分離された成形型に成形素材を収容し、装置内を移送させつつ、順次適切な処理を施す成形方法（詳細については後述する）においては、個々の成形型に上記のような大掛かりな可動部材を設けることは著しく不効率であり、実質的に不可能である。

また、特許文献２では、光学素子材料の外径とほぼ同一の内径を有する素子材料収納凹部を設けた素子材料セット部材を吸引手段と結合し、収納された光素子材料を吸引しながら下型上に運ぶが、光学素子材料を上記凹部に嵌合、収容するためには、光学素子材料と、素子材料セット部材との相対的な位置関係にずれが生じないようにするための工夫が必要となる。
そして、両者の位置関係にずれが生じてしまうと、光学素子材料が上記凹部に嵌合されなかったり、上記凹部内で素子材料の姿勢が傾いた状態のまま、光学素子材料が吸引、保持されたりするなどの問題が生じてしまう。

ところで、プレス成形に先立って、下型成形面の中心位置に成形素材を配置することは、前述したように、成形する光学素子の形状歩留や、光学機能面の面精度などの点で重要であるが、例えば、下型成形面が凸面を有している場合や、成形型の構造上、成形面の周囲に可動式の治具を配置できない場合などには、成形型に成形素材を供給した後、下型成形面上に成形素材が載置された状態のままで、成形面と成形素材との中心を一致させることが困難である。
このような場合には、成形型に成形素材を供給する搬送手段（例えば、吸着パッドを備えたロボットの成形素材保持部など）に成形素材を保持させるときに、搬送手段と成形素材とを予め相互に位置決めし、これとともに、成形素材を成形型に供給するときには、搬送手段と成形型との相対位置についても予め制御用コンピュータなどにより制御することで、成形素材が成形面の中心に配置されるようにすることが有効である。

しかしながら、成形素材は、予備成形されて所定範囲の体積、形状とされた後に、一つずつ成形型に供給されていくのではなく、搬送効率の点から、通常は、搬送用のトレーなどに複数配置、収容されてから、予備成形工程からプレス成形工程へと、まとめて搬送される。このため、プレス成形に際しては、成形素材は、トレーなどに収容されて、成形型への供給を待つこととなるが、一般に用いられているトレーは、複数種類の成形素材に対応できるように、トレーに設けられた収容区画は汎用の形状となっており、多くの場合、個々の成形素材の形状と一致した形状にはなっていない。
したがって、トレーに収容された個々の成形素材は、それぞれトレーの各収容区画内のばらばらの位置に収容され、例えば、搬送手段が備える吸着パッドに成形素材を吸着、保持させるときに、成形素材と吸着パッドとの位置関係は、必ずしも一定にはならない。このような状態で、吸着パッドにより成形素材を拾い上げると、吸着パッドによる成形素材の保持姿勢が一定とはならず、その保持姿勢にも傾きなどが生じてしまう。

これに対し、特許文献３では、成形前の光学素材（成形素材）の素材中心を光学素材載置箇所の中心位置に位置決めするために、前述したような方法により、光学素材の位置決めをしている。
しかしながら、光学素材の周囲から位置決め点に向かって移動可能に構成された移動部材を光学素材に当接させて位置決めする方法や、ベルクランプ式により位置決めする方法では、光学素材が載置される基準部材の周辺に駆動手段などを配置しなければならず、そのための相当のスペースを必要とする。このため、装置の大型化を招き、設置場所が制限されるなどの問題がある。また、基準部材を振動させて位置決めする方法では、光学素材が凸曲面によって覆われている場合には、基準部材の支持部上に、光学素材が対称に支持されにくくなり、位置決め精度が落ちるという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、成形素材を成形型に搬送、供給する際に、搬送手段と成形素材との相互の位置決めを高い精度で行ってから、成形型の成形面の中心位置に成形素材を供給、配置することにより、プレス成形された光学素子の形状歩留や、光学機能面の面精度などを向上させることができる光学素子の製造方法、モールドプレス成形装置、及びこれらに用いる位置決め装置の提供を目的とし、さらに、一対の上下型を備えた成形型が、プレス装置に固定されずに、装置内を移送されながら適切な処理が順次施される成形方法に好適で、かつ、高精度の光学素子を効率よく量産できる光学素子の製造方法、モールドプレス成形装置、及びこれらに用いる位置決め装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の光学素子の製造方法は、成形素材を、搬送手段によって成形型に供給し、プレス成形する光学素子の製造方法であって、前記成形素材を前記成形型に供給するに際し、前記成形素材を位置決め装置に載置して、前記位置決め装置から気流を噴出させて前記成形素材の位置を修正し、次いで、雰囲気ガスを吸引して前記成形素材を前記位置決め装置上に固定することによって、前記成形素材と、前記搬送手段との相対的な位置決めをした後に、前記搬送手段により前記成形素材を前記成形型に供給する方法としてある。

このような方法とすれば、成形面上で成形素材の位置修正をすることが困難、又は不効率な場合であっても、成形素材を成形型に供給するに際して、搬送手段と成形素材との相互の位置決めを高い精度で行ってから、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給、配置して、成形面上で成形素材が偏在するのを回避することができ、これにより、偏肉やプレス荷重の不均一による光学機能面の面精度の劣化を防止して、光学素子を高い精度で製造することができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記成形素材が、溶融ガラスを流下、又は滴下して受け型上で成形され、凸曲面に覆われた形状を有するものである方法とすることができる。
このような方法とすれば、生産効率の点で有利であり、かつ、表面欠陥のない熱間成形による凸曲面に覆われた形状の成形素材を用いて光学素子を製造することができ、この際、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給、配置することにより、このような形状の成形素材に顕著な、成形面上での偏在などの問題を解消することができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記位置決め装置上で、前記成形素材に予熱処理を施す方法とすることができる。
このような方法とすれば、成形型に成形素材が供給された後に行われる加熱処理において、成形素材がプレス成形に適した温度となるまでに要する時間を短縮することができるとともに、成形素材の表面と内部との温度差が緩和され、成形素材の表面と内部との温度差により、プレス成形された光学素子の肉厚精度や、面精度が損なわれてしまう不都合を有効に回避することができる。

また、本発明の光学素子の製造方法は、前記成形素材が収容された成形型を、加熱室、プレス室、冷却室を含む複数の処理室に移送し、順次、加熱、プレス、冷却を含む処理を施すことにより、前記成形型に収容された前記成形素材をプレス成形する方法とすることができる。
このような方法にすれば、多数の成形型を同時に使用しつつ、成形型の昇温や降温を効率良く行い、光学素子１個当たりの成形に必要な実質時間（成形サイクルタイム）を短縮することができ、生産効率を向上させることが可能となる。
本発明方法は、搬送手段と成形素材との相対的な位置関係を一定とすることにより、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給、配置するものであるため、個々の成形型に大掛かりな可動部材を設けて、成形面上で成形素材の位置修正をすることが実質的に不可能な、この種の成形型の移送を前提とした成形方法に、特に好適に適用することができる。

また、本発明のモールドプレス成形装置は、成形素材をプレス成形するためのモールドプレス成形装置であって、対向する成形面を有する一対の成形型と、前記成形素材を前記成形型に供給する搬送手段と、前記成形素材と前記搬送手段との相対的な位置決めをする位置決め装置とを備え、前記位置決め装置が、前記成形素材が載置される受け部を有し、前記受け部の載置面に設けた開口部から気流を噴出させて、前記成形素材を前記受け部上に浮遊させて位置を修正し、次いで、雰囲気ガスを吸引して前記開口部内を負圧とすることにより、前記成形素材を前記受け部上に固定することによって、前記成形素材と、前記搬送手段との相対的な位置決めをする構成とすることができる。

このような構成とすれば、成形面上で成形素材の位置修正をすることが困難、又は不効率な場合であっても、成形素材を成形型に供給するに際して、搬送手段と成形素材との相互の位置決めを高い精度で行うことができ、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給、配置して、成形面上で成形素材が偏在するのを回避することができる。

また、本発明の位置決め装置は、成形素材を成形型に供給してプレス成形するにあたり、前記成形素材と、前記成形素材を前記成形型に供給する搬送手段との相対的な位置決めをする位置決め装置であって、前記成形素材が載置される受け部を有し、前記受け部の載置面に設けた開口部から気流を噴出させて、前記成形素材を前記受け部上に浮遊させて位置を修正し、次いで、雰囲気ガスを吸引して前記開口部内を負圧とすることにより、前記成形素材を前記受け部上に固定することによって、前記成形素材と、前記搬送手段との相対的な位置決めをする構成とすることができる。

このような構成とすれば、より簡易な構造により、成形素材を成形型に供給するに際して、搬送手段と成形素材との相互の位置決めを高い精度で行うことができる。

また、本発明の位置決め装置は、前記受け部の載置面が、凹曲面を有し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、成形素材として、例えば、両凸曲面形状に予備成形されたものを用いた場合であっても、受け部上に、成形素材を安定に載置することができる。

また、本発明の位置決め装置は、前記成形素材の外径よりわずかに大きな内径を有する落し穴が、前記受け部の周りを囲むように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、受け部の上面に設けた開口部から噴出する気流と、落し穴の内周面とによって、成形素材の位置修正をすることができる。

また、本発明の位置決め装置は、前記受け部の周囲に、加熱手段が設置さ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、位置決め装置上で、成形素材に予熱処理を施すことができ、成形型に成形素材が供給された後に行われる加熱処理において、成形素材がプレス成形に適した温度となるまでに要する時間を短縮することができるとともに、成形素材の表面と内部との温度差が緩和され、成形素材の表面と内部との温度差により、プレス成形された光学素子の肉厚精度や、面精度が損なわれてしまう不都合を有効に回避することができる。

以上のように、本発明によれば、成形素材を成形型に供給するに際して、搬送手段と成形素材との相互の位置決めを高い精度で行ってから、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給して、成形面上で成形素材が偏在するのを回避することができる。
これにより、プレス成形により成形される光学素子の偏肉や、プレス荷重の不均一による光学機能面の面精度の劣化を防止して、高い精度で光学素子を製造することができる。

以下、本発明に係る光学素子の製造方法、モールドプレス成形装置、及びこれらに用いる位置決め装置の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

［位置決め装置（第一実施形態）］
まず、本発明に係る位置決め装置の第一実施形態について説明する。ここで、図１及び図２は、後述する本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態における一工程を示す説明図であり、本実施形態に係る位置決め装置により、成形素材を成形型に供給するための搬送手段と、成形素材との相対的な位置関係を常に一定とする位置決め工程を示している。

本実施形態における位置決め装置１は、ガラスプリフォームなどの成形素材５０を成形型に供給してプレス成形するに際して、成形素材５０を成形型に供給する搬送手段（図示する例では、搬送アーム６０）と、成形素材５０との相対的な位置決めをするものであり、成形素材５０を載置して、成形素材５０の位置修正を行う受け部２を備えている。
この受け部２は、上面（成形素材５０が載置される載置面）が所定の曲率をもって凹曲面状に形成された皿形状のものとするのが好ましい。これにより、成形素材５０が、図示するような、両凸曲面形状に予備成形されたものであっても、受け部２上に、成形素材５０を安定に載置することができる。

本実施形態において、受け部２の素材は特に制限されず、成形素材５０との融着や反応を防止するためにカーボン製とするのが好ましいが、適当な素材により受け部２を形成し、成形素材５０と接触する上面にカーボン層を形成することもできる。

また、受け部２の上面のほぼ中央には、開口部３が設けられている。この開口部３からは、気体通路４を介して位置決め装置１に接続された、図示しない気体供給源から気体が供給されることにより、気流が噴出するように構成されている。
このとき、気体供給源から供給される気体としては、例えば、窒素などの不活性ガスが用いられる。

ところで、後述するように、成形素材５０が収容された成形型を、加熱室、プレス室、冷却室を含む複数の処理室に移送して、それぞれの処理室で加熱、プレス、冷却を含む処理を施すことにより、成形型に収容された成形素材５０をプレス成形する場合には、成形サイクルタイムの短縮を図るべく、各処理室における処理に要する時間を必要最小限とすることが好ましい。
しかしながら、加熱処理に際しては、成形素材５０の組成や、体積などに応じて、十分な熱量を加えないとプレス工程における肉厚精度や、面精度などに悪影響を及ぼしてしまう。このため、加熱時間を短くするには限度があり、成形素材５０への加熱を十分なものとするために加熱時間が長くなると、成形サイクルタイムの短縮に不利となる。また、成形サイクルタイムの短縮を図りつつ、十分な加熱がなされるようにするためには、加熱室を増やすことが考えられるが、加熱室を増やすとすると、既存の装置の改造が必要となるだけでなく、成形型数もさらに増やす必要が生じ、コスト効率上不利である。

このような問題を解消するために、図示する例では、位置決め装置１上で成形素材５０を加熱することができるように、受け部２の周囲に加熱手段５を設置してある。加熱手段５の具体的態様は特に制限されないが、例えば、抵抗加熱、高周波誘導加熱などによるものとすることができる。また、このときの加熱温度は、位置決め装置１などの耐熱性、成形素材５０の組成や体積などを考慮して設定され、例えば、成形素材５０がガラスプリフォームの場合、１００〜３００℃程度とするのが好ましい。

位置決め装置１上で成形素材５０を予め加熱して、成形素材５０に予熱処理を施しておけば、加熱室での加熱処理において、成形素材５０がプレス成形に適した温度となるまでに要する時間を短縮することができ、成形サイクルタイムの短縮に有利となる。すなわち、上記予熱処理は、成形素材５０を成形型に供給する前の待機時間であり、かつ、成形素材の位置修正に要する時間を利用して同時に行う。
また、成形素材５０の表面と内部とで温度差があると、プレス成形された光学素子（成形体５１）の肉厚精度や、面精度が損なわれてしまう不都合があり、特に、成形素材５０の体積が大きい場合には、このような温度差が生じやすいが、加熱室における加熱処理に先だって、成形素材５０に予熱処理を施すことにより、成形素材５０の表面と内部との温度差が緩和され、これにより、光学素子（成形体５１）の肉厚精度や、面精度が損なわれるのを有効に回避することができる。

ここで、図４は、後述するように、モールドプレス成形装置の一例を示す概略平面図であり、位置決め部Ｐ１０には、上記した位置決め装置１が設置される。位置決め部Ｐ１０において、位置決め装置１により搬送手段６０との相対的な位置決めがなされた成形素材５０は、分解・組立部Ｐ９に搬送され、成形型に供給される。そして、成形素材５０を収容して組み立てられて成形型は、取出・挿入室Ｐ１に移送される。
この一連の過程において、位置決め装置１により同時に予熱処理が施された成形素材５０からの放熱を少なくするために、位置決め部Ｐ１０（位置決め装置１）は、分解・組立部Ｐ９とともに、取出・挿入室Ｐ１の近傍に配置されるのが好ましい。

以上のような本実施形態における位置決め装置１では、搬送手段としての搬送アーム６０と、成形素材５０との相対的な位置決めが、成形素材５０を成形型に供給するに先だって行われるが、図１及び図２を参照しつつ、位置決め装置１においてなされる位置決め工程について説明する。

まず、所定の位置に配置された、図示しない搬送用のトレーから、先端に吸着パッド６１を備えた搬送アーム６０により、成形素材５０を一つずつ吸引保持して取り出し、位置決め装置１に搬送する。

ここで、所定形状に予備成形された成形素材５０は、通常、複数個まとめて搬送用のトレーに収容され、搬送アーム６０により順次成形型に供給されるが、トレーとしては、複数種類の成形素材に対応できるように、汎用のものが用いられるのが一般的である。このため、トレーに収容された各成形素材５０は、それぞれの収容区画内における収容位置が正確に定められておらず、各収容区画内での成形素材５０の位置、姿勢は、必ずしも一定ではない。
したがって、成形素材５０が、先にトレー上で一定の位置、一定の姿勢となるように、それぞれの収容区画内における収容位置や、収容姿勢が正確に定められていなかったことを反映して、搬送アーム６０が備える吸着パッド６１により、成形素材５０を吸引保持する際に、吸着パッド６１と成形素材５０の中心位置(中心軸)は、必ずしも一致せず、吸着パッド６１により吸引保持される成形素材５０の姿勢も一定ではない（図１（１）参照）。

成形素材５０を位置決め装置１に搬送するにあたり、搬送アーム６０は、予めロボットの制御部に入力された座標情報により、定められた三次元の動きを行い、トレー上の成形素材５０を吸引保持し、位置決め装置１の受け部２に順次搬送する（図１（２）参照）。

成形素材５０が受け部２に搬送されると、吸着パッド６１による吸引保持が解除され、成形素材５０は、受け部２上に載置される。
このとき、上述したように成形素材５０と吸着パッド６１の中心位置は必ずしも一致していないため、受け部２上に載置された成形素材５０についても、その中心軸と、受け部２の中心軸Ｃとは、必ずしも一致しておらず、受け部２上に載置された成形素材５０の姿勢も一定とは限らない（図１（３）参照）。

成形素材５０を受け部２上に載置した後、図示しない気体供給源から気体通路４を介して気体を供給し、受け部２の上面に設けた開口部３から気流を噴出させる。これによって、図中矢印で示すように、受け部２に載置された成形素材５０の周囲に上方に向けて気流が発生する。
そして、この気流により、成形素材５０と受け部２との間に気体の層が形成され、成形素材５０は、受け部２上に浮遊した状態となり、最も安定な受け部２の中心位置に向かうように移動する。これにより、受け部２上における成形素材５０の位置修正がなされ、成形素材５０の中心軸と、受け部２の中心軸Ｃとが一致するように、成形素材５０が位置決めされる（図１（４）参照）。

次いで、気体供給源からの気体供給を停止するとともに、気体通路４から雰囲気ガスを吸引して、開口部３内を負圧状態とすることにより、成形素材５０を受け部２上に固定し（図２（５）参照）、搬送アーム６０の吸着パッド６１を成形素材５０に接近させて、成形素材５０を吸引保持する。
このとき、搬送アーム６０の吸着パッド６１の中心軸と、受け部２の中心軸Ｃとが一致するように、搬送アーム６０の動きを制御することにより、成形素材５０と吸着パッド６１の中心位置も実質的に一致し、搬送アーム６０と成形素材５０との相対的な位置決めがなされる（図１（６）参照）。

この後、成形素材５０は、搬送アーム６０により位置決め装置１から取り出され、成形型に搬送、供給される（図２（７）参照）。
成形型に供給、収容された成形素材５０は、所定の処理が施されることによりプレス成形されるが、これにつては後述する。

以上のように、本実施形態における位置決め装置１は、成形素材５０を成形型に供給する搬送手段と、成形素材５０との相対的な位置決めをするものであるが、成形素材５０を位置決め装置１まで搬送する搬送手段は、成形素材５０を位置決め装置１から成形型に搬送（供給）する搬送手段と同一のものを用いてもよく、また、両搬送手段は、別個独立ものとすることもできる。
成形素材５０を位置決め装置１まで搬送する搬送手段と、位置決め装置１から成形型に搬送する搬送手段とを、別個独立のものとすれば、一つの成形素材５０について、その位置決めが完了し、位置決め装置１から取り出された直後に、次の成形素材５０を受け部２に載置することができ、成形素材５０が位置決め装置１に滞在している時間を長くすることができる。このような態様は、位置決め装置１上で成形素材５０に予熱処理を施す場合に、加熱時間を確保する上で有利である。

［位置決め装置（第二実施形態）］
次に、本発明に係る位置決め装置の第二実施形態について説明する。ここで、図３は、本実施形態に係る位置決め装置により、成形素材を成形型に供給するための搬送手段と、成形素材との相対的な位置関係を常に一定とする位置決め工程の一部を示す説明図である。

本実施形態における位置決め装置１は、受け部２の構成が、第一実施形態と異なっている。
第一実施形態では、受け部２を、上面が所定の曲率をもって凹曲面状に形成された皿形状のものとすることで、成形素材５０を受け部２上に安定に載置できるようにしているが、本実施形態では、図示するように、成形素材５０の外径よりわずかに大きな内径を有する落し穴６を、受け部２の周りを囲むように設けるともに、落し穴６の開口部の周囲には、落し穴６に向かって下方に傾斜するガイド面７が設けられている。

これにより、ガイド面７上に搬送された成形素材５０が、ガイド面７に案内されて、受け部２上に落し込まれるようにしてある（図３（ａ）参照）。
すなわち、搬送アーム６０によりガイド面７上まで搬送された成形素材５０は、吸着パッド６１による吸引保持が解除されると、図中一点破線で示すように、ガイド面７上を滑り落ちて、落し穴６内に落し込まれ、受け部２上に載置される。

成形素材５０が受け部２上に載置された後は、第一実施例と同様に、図示しない気体供給源から気体通路４を介して気体を供給する。これにより、図中矢印で示す受け部２の上面に設けた開口部３から噴出する気流と、落し穴６の内周面とによって、成形素材５０の位置決めがなされる（図３（ｂ）参照）。
このように、本実施形態における位置決め装置１は、落し穴６の内周面を成形素材５０の位置決めに関与させるものであるので、寸法管理が容易な、研磨により図示するような円盤状に予備成形された成形素材５０を用いる場合に、特に好適である。

本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様であるため、他の構成についての詳細な説明は省略するが、本実施形態においても、成形素材５０の位置決めがなされた後は、第一実施例で説明したのと同様にして、気体通路４から雰囲気ガスを吸引し、成形素材５０を受け部２上に固定し（図３（ｃ）参照）、次いで、成形素材５０は、搬送アーム６０に吸引保持され、成形型に搬送、供給される。
また、本実施形態においても、第一実施形態と同様に、受け部２の周囲には、加熱手段５を設置することもできる。

［モールドプレス成形装置］
次に、本発明に係るモールドプレス成形装置（以下、単に成形装置という）の実施形態について説明する。ここで、図４は、本実施形態に係る成形装置の一例として示す回転移送式の成形装置の概略平面図である。

本実施形態における成形装置は、成形型に供給された成形素材５０をプレス成形するためのものであり、成形エリア内に、取出・挿入室Ｐ１と、周方向に並べて配置された多数の処理室Ｐ２〜Ｐ８とを備え、成形エリア外に、分解・組立部Ｐ９と、位置決め部Ｐ１０とを備えている。

取出・挿入室Ｐ１では、成形エリア内の設定環境を損なうことなく、成形を終えた成形型の取り出し作業と、新たに成形に供される成形素材５０を収容した成形型の挿入作業とが行われる。
取出・挿入室Ｐ１から取り出された成形型は、成形エリア外の分解・組立部Ｐ９に移送され、プレス成形された成形体５１を取り出すために分解される。そして、分解された成形型は、新たに成形に供される成形素材５０が供給されるのを、そのままの状態で待機する。

位置決め部Ｐ１０には、前述したような位置決め装置１が設置されており、成形素材５０を成形型に供給するに先だって、成形素材５０を成形型に供給する搬送手段と、成形素材との相対的な位置決めが行われる。この位置決め部Ｐ１０は、分解・組立部Ｐ９とともに、取出・挿入室Ｐ１の近傍に備えるのが好ましいのは、前述したとおりである。
搬送手段との相対的な位置関係が一定とされた成形素材５０は、搬送手段により、分解・組立部Ｐ９で待機する成形型に供給され、成形型は、成形素材５０を収容して組み立てられる。

新たに成形に供される成形素材５０を収容した成形型は、取出・挿入室Ｐ１から成形エリア内に挿入され、図中矢印方向に回転する回転テーブルに取り付けられた保持台に保持されるなどして、常時非酸化性ガスの雰囲気（不活性ガス雰囲気）下にある処理室Ｐ２〜Ｐ８の中を順次通過するようになっている。
なお、不活性ガス雰囲気となっていない取出・挿入室Ｐ１にあっては、成形型の酸化防止を考慮して、成形型の温度が２５０℃以下となるように温度制御するのが好ましい。

回転テーブルは、一定時間ごとに間歇的に回転し、この間歇的な回転により、隣設された処理室間を成形型が移動する。そして、この一定時間が、成形サイクルタイムとなる。

ここで、Ｐ２は第一加熱室、Ｐ３は第二加熱室、Ｐ４は第三加熱室（又は均熱室）であり、これらは総称して加熱部ともいう。Ｐ５はプレス室であり、加熱部でプレス成形に適した温度とされた成形型へのプレス荷重の印加が行われる。Ｐ６は第一徐冷室、Ｐ７は第二徐冷室、Ｐ８は急冷室であり、これらは総称して冷却部ともいい、プレス荷重が印加された後の成形型の冷却処理が行われる。
これらの処理室Ｐ２〜Ｐ８は、略等間隔に配置されており、それぞれの処理に適した温度に温度制御されるとともに、各処理室内の温度を所定温度に保つために、シャッターＳ１〜Ｓ６によって区画されている。

このような成形装置を用いれば、成形素材５０（又は、成形体５１）が収容された成形型を、各処理室を順次移送しながら適切な処理を施すことによって、所望の光学素子を効率よく製造することができる。
すなわち、プレス成形に適した温度への成形型の昇温、プレス荷重の印加、その後の冷却処理が、二次元的に配置された各処理室を成形型が通過することによって行われるため、多数の成形型を同時に使用でき、実質的な成形サイクルタイムが短縮される。

本実施形態における成形装置にあっては、加熱室、プレス室、冷却室などの各処理室に、成形素材５０（又は、成形体５１）が収容された成形型を移送して、加熱、プレス、冷却を含む適切な処理を順次施すが、各処理室に成形型を移送する具体的な構成は、上記した例には制限されない。例えば、上記した例では、回転テーブルにより成形型を移送するようにしているが、二次元的（場合によっては三次元的）に配置された各処理室内を所定の時間間隔で通過できるように構成されているものであれば、成形型を移送する手段は特に制限されない。

また、各処理室の配置構成は、成形素材５０の組成や、得ようとする光学素子の形状にあわせて、加熱工程や冷却工程を最適化するために適宜変更することができる。例えば、加熱室を四つにしたり、徐冷室を三つにしたりするなどの変更を行うことができるが、前述したように、位置決め装置１により成形素材５０に予熱処理を施すようにすれば、成形エリアを占有する新たな加熱室を追加することなく、加熱工程を最適化することが可能となる。
また、生産効率をさらに向上させるためには、加熱室、プレス室、冷却室などをそれぞれ同数連設し、異なる温度条件、異なる加圧条件を要する複数種類のプレス成形を同時並行的に行うようにしてもよい。

また、生産効率を向上させるために、例えば、同一の工程に供される複数の保持台が各処理室を同時に通過するようにするなどして、各処理室の中で成形型を複数個ずつ同時に処理することもできる。具体的には、各処理室において、加熱、プレス荷重の印加、冷却処理等の処理が行われるときに、成形型を２個以上配列し、それらに対して同時に同じ処理を施すことができる。この場合、プレス室には、成形型の数に対応した二以上のプレス手段を設けることが好ましい。

［モールドプレス成形型］
次に、本発明に好適に用いられるモールドプレス成形型（以下、単に成形型という）の一例について説明する。ここで、図５は、成形型の概略断面図であり、プレス荷重印加時の状態（図７（１４）参照）を示している。また、図６〜図８は、後述する本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態における工程の一部を示す説明図である。

図５に示す成形型は、上型１０、下型２０、胴型３０及び支承部材４０を備えて構成され、上型１０と下型２０との間で成形素材５０をプレス成形する。

図示する例において、胴型３０は、成形型を組み立てる際や、プレス成形の際に、上下型１０，２０を摺動ガイドすることにより、これらの水平方向の相対位置を規制して、上下型１０，２０の同軸性を確保する。
このため、胴型３０と上下型１０，２０の摺動クリアランスは、要求される光学素子の偏心精度を考慮すると１０μｍ以下、特に、５μｍ以下とすることが好ましい。上記摺動クリアランスを制御すれば、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）を高精度に抑制できる。

後述する光学素子の製造方法では、プレス成形の際に、胴型３０内に嵌合された下型２０に対して、上型１０が胴型３０内を摺動ガイドされ、上下型１０，２０が相対的に接近、離間するように構成した例について説明するが、これとは逆に構成することもできる。すなわち、胴型３０内に嵌合された上型１０に対して、下型２０が胴型３０内を摺動ガイドされるようにしてもよく、上下型１０，２０が、その同軸性を確保しつつ、相対的に近接、離間するようになっていれば、その具体的な構成は制限されない。

このような胴型３０には、上下型１０，２０が接近、離間するときに、型内外の気圧差によって、上下型１０，２０の動きが妨げられないようにするための通気孔３３を設けておくのが好ましい。特に、図示するように、胴型３０の内径が変化して段部となっている部位に通気孔３３を設け、この段部の隙間における体積の増減に対して、成形型内部が常に外圧と等しくなるように、通気孔３３を介して雰囲気ガスの導通が行われるようにするのが好ましい。また、支承部材４０にも、胴型３０と同様の目的で通気孔４１を設けることが好ましい。これにより、プレス成形や成形型の組立・分解をスムーズに行えるようになる。

上型１０は、下型２０と対向する下面に成形面１１が形成されている。図示する例において、成形面１１は、凸面となっているが、凹面又は平面であってもよい。また、上型１０の上部には、成形面１１より径の大きいフランジ部１２が形成されており、このフランジ部１２が、胴型３０の上部に形成された大径内周部３１に収容される。

このとき、上型１０の上面と、胴型３０の上面とが同一面となったときに、上型１０に形成されたフランジ部１２の下面と、胴型３０に形成された小径内周部３２の上端との間には、所定寸法以上の隙間Ｇが確保されるようにするのが好ましい。このような隙間Ｇを確保することにより、プレス成形の際に、上型１０を、その上面が胴型３０の上面と一致するまで押し込んで、いったん成形体１５の肉厚を決めた後であっても、成形体５１に必要な荷重（上型１０の自重のみでもよい）を付与し続けることができ、成形体５１の熱収縮に追従した上型１０の下降を許容することができる（図７（１４）及び同（１５）参照）。

また、図示する例では、下型２０の上型１０と対向する上面には、凸面を有する成形面２１が形成されているが、下型２０に形成する成形面２１は、平面、又は凹面であってもよい。また、下型２０の下部には、成形面２１より径の大きいフランジ部２２が形成されている。プレス成形の際に、このフランジ部２２の上面に胴型３０の下面が当接し、かつ、プレス圧によって互いに密着されることにより、下型２０と胴型３０の相互位置が高精度に画定され、これによってもティルトが抑制される。

さらに、下型２０の成形面２１の外周には、成形面２１より低く、フランジ部２２よりも高い位置に段部２３が形成されていて、この段部２３に成形面２１の周りを囲むように、環状の支承部材４０が載置されている。

このとき、前述した支承部材４０に設ける通気孔４１は、プレス成形中に成形素材５０が通気孔４１に侵入しない位置に設けるものとし、具体的には、支承部材４０を段部２３に載置した状態において、支承部材４０の軸方向における下型２０の成形面２１の周縁部と段部２３の中間に位置するところに設けるのが好ましい。

図示する例において、通気孔４１は、支承部材４０をほぼ半径方向に貫通するように設けられ、支承部材４０の内周面と下型２０とのクリアランスや、支承部材４０の外周面と胴型３０とのクリアランス、及び通気孔３３と連通している。これにより、成形素材５０と下型成形面２１との間の空間に存在する雰囲気ガスが上下型１０，２０の近接（プレス成形）によって圧縮されるときに、成形型内の雰囲気ガスを、支承部材４０の内周面と下型２０とのクリアランス、支承部材４０の通気孔４１、支承部材４０の外周面と胴型３０とのクリアランス、胴型３０の通気孔３３を経由して成形型の外部へ放出することができる。

したがって、このような通気孔４１を設けることにより、雰囲気ガスを成形型の外部へ放出させることで、成形型内部と外圧とを均衡させることができる。
なお、後述のとおり、支承部材４０の外周面と胴型３０とのクリアランスは、成形する光学素子の偏心精度に直接影響しないため、支承部材４０の通気孔４１と胴型３０の通気孔３３を連通し、雰囲気ガスが支障なく排出される程度に設定することができる。

支承部材４０は、下型２０上に供給された成形素材５０を支承して、成形素材５０の滑落や、位置ずれを防止するものであるが、成形素材５０の下面側における周辺部を支承して、支承部材４０で支承された成形素材５０の周縁部外方に開放空間を確保できるものであれば、その具体的な構成は特に制限されない。支承部材４０で支承された成形素材５０の周縁部外方に開放空間を確保することにより、下型２０上に供給された成形素材５０の個体差によって、成形素材５０の最大外径にばらつきがある場合や、成形素材５０の水平断面が真円でなく、成形素材５０の部位によって径に長短差がある場合であっても、安定して成形素材５０を支承するとともに、その状態を保持することができる。

ここで、支承とは成形素材５０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。また、成形素材５０が支承部材４０により支承される位置（下面側における周辺部）は、成形素材５０を安定に支承できることに加え、得ようとするレンズなどの光学素子の光学的有効径、さらに好ましくは、芯取り径（外径中心を光学的な中心と一致させるために、プレス成形された成形体５１の外周を切除する加工、すなわち、芯取り加工を施した後の最終的な光学素子としての外径をいい、光学素子有効径ともいう）を考慮して決定され、以下の関係式（１）を充足することが好ましい。
［光学的有効径］≦［光学素子有効径（＝芯取り径）］＜［支承部材の内径（支承位置）］＜［成形素材の径］ ・・・（１）

より具体的にいうと、好ましくは、最大外径が光学素子有効径よりも大きい成形素材５０を用い、この成形素材５０の最大外径（直径）を２ｒとするとき、成形素材５０を支承する位置は、成形素材５０の中心から０．５〜０．９５ｒの範囲とするのが好ましく、より好ましくは、０．７〜０．９５ｒの範囲とする。これにより、成形体５１に芯取り加工を施す際の除去率を小さくし、効率的な生産が可能となる。

支承部材４０は、下型２０と一体的に加工されたものであってもよいが、下型２０とは別体に形成することもできる。支承部材４０を下型２０と別体に形成する場合、下型２０に対してピンなどを用いて固定してもよいが、支承部材４０は、下型２０に対して着脱可能に設けることもできる。
下型２０の成形面２１の外周に、別体に形成された支承部材４０を着脱可能に設けるには、例えば、図示するように、下型２０の成形面２１の周囲であって、成形面２１より低く、フランジ部２２よりも高い位置に段部２３を形成しておき、この段部２３に支承部材４０を載置するようにすればよい。

支承部材４０を着脱可能とした場合には、プレス成形された成形体５１を下型２０の成形面２１上から取り出す際に、成形体５１とともに支承部材４０を成形型から取り出すことができる。このため、プレス成形後に、成形体５１と支承部材４０とを互いに密着した状態のまま成形型から取り出し、その後、より温度が下がった時点で成形体５１から支承部材４０を取り外すようにすれば、両者を容易に分離することができる。

また、支承部材４０の内周はテーパ形状とし、下方にいくほど（下型２０の成形面２１に近づくほど）内径が小さくなるような傾斜面となっているのが好ましい。これにより、プレス成形時に、成形面２１の外周に沿った部分に充填不良や加圧不良が生じるのを避けることができ、光学素子有効径を確保すべく、成形素材５０の外径を必要以上に大きくして、成形素材５０の使用量（体積）が過度に増加してしまうのを防ぐためにも、このような傾斜を支承部材４０の内周に形成するのが有効である。
なお、支承部材４０と胴型３０とのクリアランスは、光学素子の偏心精度には直接関係しないため、５〜５０μｍ程度でよく、得ようとする光学素子の外径中心と、その光軸との一致性は、プレス成形された成形体５１に芯取り加工を施すことによって得ることができる。

支承部材４０の形状や寸法は、少なくとも支承部材４０の内周面側の上端縁で、下型２０上に供給された成形素材５０の下面側周辺部を支承するのに十分な程度に、支承部材４０の上端側が下型２０の成形面２１よりも上方に突出するものであれば特に制限されない（図６（１０）参照）。

このとき、成形素材５０は、下型２０の成形面２１に接触した状態であっても、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であってもよいが、特に、前述したような成形装置を用いてプレス成形を行う場合には、成形素材５０が収容された成形型が、成形素材５０とともに加熱されるため、プレスされるまでの間に、成形素材５０と成形型（下型２０の成形面２１）とが接触状態にあると、その界面において両者の間に反応が生じてしまい、成形材料の成形面２１への融着、成形体５１の被成形面における曇りや発泡の原因となる場合がある。このため、支承部材４０の上端側は、成形素材５０を下型２０の成形面２１に接触しないように支承できる程度に、下型２０の成形面２１よりも上方に突出しているのが好ましい。
このような態様は、前述したような成形装置において、成形型を保持する保持台の熱容量により、下型２０が、より強く加熱されやすい場合や、リン酸塩系硝材、Ｗ，Ｔｉ，Ｎｂ等の高屈折率成分（例えば、ｎｄ≧１．７）を多量に含有する硝材、又はアルカリ金属を多量に含有する硝材などのような反応性の高い硝材を用いてプレス成形する場合に、特に有効である。

また、支承部材４０の成形素材５０を支承する部位（内周側の上端縁）の形状は、角形状でもよく、Ｒ面取り、Ｃ面取りをしたものでもよい。成形素材５０の曲面に沿った曲面形状としてもよい。また、成形素材５０を支承するにあたり、支承部材４０は、成形素材の５０の全周にわたって成形素材５０と接触している必要は特になく、周方向に所定の間隔をあけた成形素材５０との部分的な接触によって、支承部材４０が成形素材５０を支承するようにしてもよい。

このような成形型において、上型１０、下型２０、胴型３０及び支承部材４０の素材には特に制限はない。炭化ケイ素、ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、酸化アルミニウムや炭化チタンなどのサーメット、又は、これらの表面にダイヤモンド、耐熱金属、貴金属合金、炭化物、窒化物、硼化物、酸化物などを被覆したものを挙げることができる。
上下型１０，２０の成形面１１、２１や、支承部材４０には、ガラスの融着を防止するために、非晶質及び／又は結晶質のグラファイト及び／又はダイヤモンドの単一成分層又は混合層からなる炭素膜、又は貴金属合金による離型膜などを用いることが好ましい。

［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５に示す成形型を、図４に示す成型装置に適用して実施する例を挙げて説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る光学素子の製造方法における工程（１）〜（４）を示す説明図、図２は、同工程（５）〜（７）を示す説明図、図６は、同工程（８）〜（１１）を示す説明図、図７は、同工程（１２）〜（１５）を示す説明図、図８は、同工程（１６）〜（１８）を示す説明図である。

工程（１）〜（７）：位置決め工程
本実施形態にあっては、まず、所定の位置に配置された、図示しない搬送用のトレーから、先端に吸着パッド６１を備えた搬送アーム６０により、成形素材５０を一つずつ吸引保持して取り出して、位置決め部Ｐ１０に設置された位置決め装置１に搬送する。
このとき、トレー上の成形素材５０と吸着パッド６１との位置関係は一定になっていないため、吸着パッド６１により吸引保持される成形素材５０の姿勢は一定していない（図１（１）参照）。

成形素材５０が受け部２に搬送されると（図１（２）参照）、吸着パッド６１による吸引保持を解除して、成形素材５０を、受け部２上に載置する。
このとき、吸着パッド６１により吸引保持された成形素材５０の姿勢が一定していなかったため、受け部２上に載置された成形素材５０の姿勢も一定していない（図１（３）参照）。

成形素材５０を受け部２上に載置した後、図示しない気体供給源から気体通路４を介して気体を供給し、受け部２の上面に設けた開口部３から気流を噴出させる。これによって、図中矢印で示すような気流が発生し、この気流により、受け部２上における成形素材５０の位置修正がなされ、成形素材５０の中心軸と、受け部２の中心軸Ｃとが一致するように、成形素材５０が位置決めされる（図１（４）参照）。

次いで、気体供給源からの気体供給を停止するとともに、気体通路４から雰囲気ガスを吸引して、成形素材５０を受け部２上に固定する（図２（５）参照）。その後、吸着パッド６１の中心と、受け部２の中心軸Ｃとが一致するように制御された搬送アーム６０を接近させ、成形素材５０を搬送アーム６０に吸引保持することにより、搬送アーム６０の吸着パッド６１と、成形素材５０との相対的な位置関係を一定にすることができる（図２（６）参照）。
そして、位置決め装置１から取り出された成形素材５０は、成形型に搬送、供給される（図２（７）参照）。

上記の工程（１）〜（７）においては、受け部２の周囲に設置された加熱手段５により、位置決め装置１上で成形素材５０を加熱して、成形素材５０の位置決めと同時に、成形素材５０に予熱処理を施すことができる。このときの加熱温度は、例えば、成形素材５０がガラスプリフォームの場合、１００〜３００℃程度とするのが好ましい。
位置決め装置１上で、成形素材５０の位置決めに要する時間を利用して、成形素材５０に予熱処理を施しておくことで、後述する加熱工程において、成形素材５０がプレス成形に適した温度となるまでに要する時間を短縮することができ、また、成形素材５０の表面と内部との温度差を緩和して、プレス成形された光学素子（成形体５１）の肉厚精度、面精度を良好とすることもできるので、このような態様は、成形サイクルタイムの短縮のみならず、成形精度においても有利である。

工程（８）〜（１０）：成形素材供給工程
搬送アーム６０の吸着パッド６１と、成形素材５０との相対的な位置関係を一定にした後に、成形素材５０を、下型２０と上型１０とが離間した状態で待機している成形型に搬送（供給）する。このとき、上型１０が組み込まれた胴型３０は、保持手段８０により、その位置を固定しておく（図６（８）参照）。
そして、搬送アーム６０の吸着パッド６１が、所定範囲内の精度で下型２０の成形面２１上に到達したときに（図６（９）参照）、その吸着を解除し、搬送アーム６０を直ちに退避させる。
これにより、成形素材５０は、その下面側の周辺部が、支承部材４０の内周側の上端縁に支承され、滑落することなく支承部材４０上に保持される（図６（１０）参照）。

ここで、図示する例では、下型２０の成形面が凸面を有している成形型を用いており、下型２０上で成形素材５０の位置修正を行うのが困難であるため、支承部材４０により成形素材５０を支承して、成形素材５０の滑落や位置ずれを防止しているが、搬送アーム６０と成形素材５０の相対的な位置関係が一定しないと、成形素材５０を支承部材４０にうまく支承させることができない。
しかしながら、本実施態様では、成形素材５０を成形型に供給するに先だって、搬送アーム６０と成形素材５０の相対的な位置関係が常に一定になるように、成形素材５０の位置決めをしているため、支承部材４０の所定の位置に成形素材５０を確実に支承させることができる。

工程（１１）：成形型の組立工程
搬送アーム６０を退避させた後に、載置台７０を上昇させ、胴型３０内に下型２０を組み込む。胴型３０内に下型２０が組み込まれ、胴型３０の下面に、下型２０のフランジ部２２の上面が当接すると、成形素材５０の厚みによって、上型１０の上面が、胴型３０の上面より高い位置に押し上げられる（図６（１１）参照）。

このとき、胴型３０と下型２０のクリアランスは、５μｍ以下とされていることが好ましい。また、予め組み立てられた上型１０と胴型３０も同様のクリアランスとするのが好ましい。これにより、上下型１０，２０の成形面１１，２１間の偏心を高精度に抑制できる。また、成形型を組み立てるに際しては、載置台７０を上昇させるかわりに、保持手段８０により上型１０及び胴型３０を下降させるようにしてもよい。

上記の工程（８）〜（１１）においては、下型２０が載置台７０上で位置ずれを起こさないように、載置台７０に設けられた開口部７１から雰囲気ガスを吸引することにより載置台７０上に下型２０を密着、固定することができる。また、後述するように、成形型を分解する際に、雰囲気ガスの吸引により載置台７０上に下型２０を密着、固定し、胴型３０から下型２０を抜き出した時の位置を維持することで、下型２０と胴型３０の水平方向の相対位置がずれてしまうのを避けることができる。

なお、図４に示す成形装置において、上記の工程（８）〜（１１）は、分解・組立部Ｐ９で行われ、成形素材５０を収容して組み立てられた成形型は、取出・挿入室Ｐ１から成形エリア内に挿入されるが、分解・組立部Ｐ９を省略して、取出・挿入室Ｐ１内で、上記の工程（８）〜（１１）を行うようにしてもよい。

工程（１２）：加熱工程
成形素材５０を収容して組み立てられた成形型を、回転テーブルに取り付けられた保持台７５に保持させるなどして、加熱室Ｐ２〜Ｐ４に順次移送しつつ、加熱して、成形型ごと成形素材５０をプレス成形に適した温度に昇温する（図７（１２）参照）。

このとき、例えば、第一加熱室Ｐ２は、成形素材５０のプレス温度以上の高温に保ち、成形型及び成形素材５０を急速に加熱する。そして、成形素材５０が収容された成形型は、第一加熱室Ｐ２で所定時間静止した後、回転テーブルの回転に応じて第二加熱室Ｐ３に移送される。この第二加熱室Ｐ３での加熱により、成形型と成形素材５０は、さらに加熱されながら、均熱化されてプレス温度に近づく。次いで、第三加熱室Ｐ４で成形型と成形素材５０を均熱化して、成形素材５０の粘度をプレス成形に適切な１０^６〜１０^９ポアズにするが、好ましくは、成形素材５０の温度は、１０^６〜１０^８ポアズの粘度となる温度となるように設定する。

なお、加熱室Ｐ２〜Ｐ４が備える加熱手段には特に制限はない。例えば、抵抗加熱によるヒータ、高周波誘導コイル等を用いることができる。

工程（１３）〜（１４）：プレス工程
適温になった成形型を、プレス室Ｐ５に移送する（図７（１３）参照）。プレス室Ｐ５では、成形型の上方からプレスヘッド９０により、所定圧力（例えば、３０〜２００Ｋｇ／ｃｍ^２）、所定時間（例えば、数十秒）で、成形型にプレス荷重を印加する（図７（１４）参照）。このとき、下型２０と成形素材５０との間に介在する雰囲気ガスは、支承部材４０の通気孔４１や胴型３０の通気孔３３を経由して成形型の外部へ放出される。
プレスヘッド９０の下面が胴型３０の上面に当接した時点で成形体５１の肉厚が規定され、その後、プレスヘッド９０を上昇させてプレス荷重の印加を解除することにより、プレス工程を終了する。

工程（１５）：冷却工程
プレス工程終了後、徐冷室Ｐ６、Ｐ７及び急冷室Ｐ８に、成形型を順次移送して、冷却処理を施す（図７（１５）参照）。急冷室Ｐ８では、冷却用ガスによる急冷を行うことができ、成形体５１が大気開放に支障のない温度となるまで冷却する。
このとき、成形型には、上型１０のフランジ部１２の下面と、胴型３０の小径内周部３２の上端との間に、前述したような隙間Ｇを所定の寸法で確保しておくことにより、ガラスの収縮に対して上型１０がその自重によって追随することが可能となり、良好な形状精度が得られる。
なお、ガラスの収縮に追随して上型１０が降下したとき、上型１０のフランジ部１２と、胴型３０の小径内周部３２の上端面との間の隙間Ｇの間隔は狭くなる。

工程（１６）〜（１７）：成形型の分解工程
冷却処理が施された成形型を、取出・挿入室Ｐ１から取り出して、分解・組立部Ｐ９に移送し、分解・組立部Ｐ９に設けた載置台７０に載置する（図８（１６）参照）。そして、保持手段８０により、上型１０が組み込まれた胴型３０の位置を固定するとともに、載置台７０の開口部７１から雰囲気ガスを吸引して、載置台７０上に下型２０を一体的に保持した上で、載置台７０を垂直に下降させ、胴型３０から下型２０を抜き出す（図８（１７）参照）。
このとき、載置台７０上に下型２０を一体的に保持して、胴型３０から下型２０を抜き出したときの位置を維持することで、下型２０と胴型３０の水平方向の相対位置がずれてしまうのを避けることができる。

工程（１８）：成形体の取り出し工程
胴型３０から下型２０を抜き出した後に、搬送アーム６０の吸着パッド６１によって成形体５１を吸引保持し、下型２０の成形面２１上から成形体５１を取り出す（図８（１８）参照）。
このようにして成形型から取り出された成形体５１は、そのまま、又は必要に応じて芯取り加工を施して、所望の光学素子とすることができる。

なお、図示する例では、下型２０に対して支承部材４０を固定してあるが、支承部材４０は、下型２０に対して着脱可能に設け、成形体５１と支承部材４０とを互いに密着した状態のまま成形型から取り出すようにしてもよい。このようにすれば、より温度が下がった時点で成形体５１から支承部材４０を取り外すことができ、両者の分離を容易に行うことができる。ただし、この場合には、複数の支承部材４０を用意しておき、成形素材供給工程（上記の工程（８）〜（１０））に先立って、支承部材４０を下型２０上に供給しておく必要がある。

これらの工程（１）〜（１８）が終了した後は、工程（１）に戻り、上記のサイクルを繰り返すことによって、プレス成形を連続的に行うことができる。

このようにして光学素子を製造すれば、成形型が、加熱室Ｐ２〜Ｐ４、プレス室Ｐ５、冷却室Ｐ６〜Ｐ７を含む複数の処理室に移送され、それぞれの処理室で加熱、プレス、冷却を含む処理が施されることによって、成形型の内部に収容した成形素材５０がプレス成形されるので、多数の成形型を同時に使用しつつ、成形型の昇温や降温を効率良く行い、生産効率を向上させることができる。
本実施形態における光学素子の製造方法は、搬送手段と成形素材との相対的な位置関係を一定とすることにより、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給、配置するものであるため、個々の成形型に大掛かりな可動部材を設けて、成形面上で成形素材の位置修正をすることが実質的に不可能な、この種の成形型の移送を前提とした成形方法に、特に好適に適用することができる。

また、本実施形態に用いる成形素材５０の材料には特に制限はなく、ガラスプリフォームなどのガラス素材とすることができ、例えば、ブロック状の光学ガラスを、切断、研磨して、円盤状、球形状などに加工（冷間加工）したものとすることができる。また、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、又は両凸曲面形状などに予備成形（熱間成形）したものであってもよい。
本実施形態においては、冷間加工した円盤状のガラス素材、又は熱間成形した両凸曲面形状のガラス素材を成形素材５０とするのが好ましいが、特に、熱間成形による両凸曲面形状のもの(凸曲面に覆われたもの)は生産効率の点で極めて有利である。凸曲面に覆われた成形素材５０は、成形面上での転がりによる偏在などの問題が生じやすいが、本実施形態では、成形素材５０を成形型に搬送、供給する際に、搬送アーム６０と成形素材５０との相互の位置決めを高い精度で行ってから、成形型の成形面の中心位置に成形素材を供給、配置することにより、このような問題を解消することができる。

以上のように、本実施形態に係る光学素子の製造方法は、成形素材５０の位置決めを下型２０の成形面２１上で行うのではなく、搬送アーム６０と成形素材５０との相対関係で行うものであるため、例えば、成形面２１が所定以上の曲率の凹面でない場合、成形面２１の周囲に規制物があって治具などを使えない場合、又は移送を前提とした成形型であって治具などを配置できない場合など、成形面上で成形素材の位置修正をすることが困難、又は不効率な場合であっても、成形型の成形面の中心位置に正確に成形素材を供給、配置して、偏肉やプレス荷重不均一による面精度劣化などを防止し、高い精度の光学素子を製造することができる。

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。

本発明は、被成形面に対する研磨などの後加工を必要とせずに、ガラス等の成形素材を、精密加工を施した一対の上下型を用いてプレス成形することにより光学素子を製造する技術分野に広く適用することができる。

本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態における工程（１）〜（４）を示す説明図であり、本発明に係る位置決め装置の第一実施形態を用いた位置決め工程の一部を示している。 本発明に係る光学素子の製造方法の実施形態における工程（５）〜（７）を示す説明図であり、本発明に係る位置決め装置の第一実施形態を用いた位置決め工程の一部を示している。 本発明に係る位置決め装置の第二実施形態を用いた位置決め工程の一部を示す説明図である。 本発明に係るモールドプレス成形装置の実施形態を示す概略平面図である。 本発明に好適に用いられるモールドプレス成形型の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る光学素子の製造方法の一実施形態における工程（８）〜（１１）を示す説明図である。 本発明に係る光学素子の製造方法の一実施形態における工程（１２）〜（１５）を示す説明図である。 本発明に係る光学素子の製造方法の一実施形態における工程（１６）〜（１８）を示す説明図である。

符号の説明

１ 位置決め装置
２ 受け部
３ 開口部
５ 加熱手段
６ 落し穴
１０ 上型
２０ 下型
５０ 成形素材
Ｐ１ 取出・挿入室
Ｐ２ 第一加熱室
Ｐ３ 第二加熱室
Ｐ４ 第三加熱室
Ｐ５ プレス室
Ｐ６ 第一徐冷室
Ｐ７ 第二徐冷室
Ｐ８ 急冷室
Ｐ９ 分解・組立部
Ｐ１０ 位置決め部

Claims (9)

1. 成形素材を、搬送手段によって成形型に供給し、プレス成形する光学素子の製造方法であって、
   前記成形素材を前記成形型に供給するに際し、
   前記成形素材を位置決め装置に載置して、前記位置決め装置から気流を噴出させて前記成形素材の位置を修正し、次いで、雰囲気ガスを吸引して前記成形素材を前記位置決め装置上に固定することによって、
   前記成形素材と、前記搬送手段との相対的な位置決めをした後に、
   前記搬送手段により前記成形素材を前記成形型に供給することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記成形素材が、溶融ガラスを流下、又は滴下して受け型上で成形されたものであり、凸曲面に覆われた形状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。
3. 前記位置決め装置上で、前記成形素材に予熱処理を施すことを特徴とする請求項1〜２のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
4. 前記成形素材が収容された成形型を、加熱室、プレス室、冷却室を含む複数の処理室に移送し、順次、加熱、プレス、冷却を含む処理を施すことにより、前記成形型に収容された前記成形素材をプレス成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
5. 成形素材をプレス成形するためのモールドプレス成形装置であって、
   対向する成形面を有する一対の成形型と、
   前記成形素材を前記成形型に供給する搬送手段と、
   前記成形素材と前記搬送手段との相対的な位置決めをする位置決め装置と
   を備え、
   前記位置決め装置が、前記成形素材が載置される受け部を有し、前記受け部の載置面に設けた開口部から気流を噴出させて、前記成形素材を前記受け部上に浮遊させて位置を修正し、次いで、雰囲気ガスを吸引して前記開口部内を負圧とすることにより、前記成形素材を前記受け部上に固定することによって、前記成形素材と、前記搬送手段との相対的な位置決めをすることを特徴とするモールドプレス成形装置。
6. 成形素材を成形型に供給してプレス成形するにあたり、前記成形素材と、前記成形素材を前記成形型に供給する搬送手段との相対的な位置決めをする位置決め装置であって、
   前記成形素材が載置される受け部を有し、前記受け部の載置面に設けた開口部から気流を噴出させて、前記成形素材を前記受け部上に浮遊させて位置を修正し、次いで、雰囲気ガスを吸引して前記開口部内を負圧とすることにより、前記成形素材を前記受け部上に固定することによって、前記成形素材と、前記搬送手段との相対的な位置決めをすることを特徴とする位置決め装置。
7. 前記受け部の載置面が、凹曲面を有していることを特徴とする請求項６に記載の位置決め装置。
8. 前記成形素材の外径よりわずかに大きな内径を有する落し穴が、前記受け部の周りを囲むように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の位置決め装置。
9. 前記受け部の周囲に、加熱手段が設置されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の位置決め装置。

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