JP5806531B2 - ガラス光学素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス素材に加熱、加圧及び冷却を行うことによりガラス光学素子を製造するガラス光学素子の製造方法に関する。

従来、ガラス素材に加熱、加圧、及び冷却を行うことによりガラス光学素子を製造するガラス光学素子の製造方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、成形型（パンチ型）とスリーブ（胴型）との温度差が生じないようにするため、伝熱板を介して成形型及びスリーブに熱を伝える手法が記載されている。

特開２００２−２８４５３５号公報

しかしながら、上記特許文献１の手法では、ガラス素材と成形型との温度差が生じ難くなり、ガラス素材と成形型との熱膨張差による離型力が得られなくなる。このように熱膨張差による離型力が得られないと、離型温度が低くなり、ガラス光学素子にクラック、割れ等の不具合が発生しやすいという問題や、ガラス光学素子の面精度が悪化するという問題が生じる。

本発明の目的は、ガラス光学素子を高精度に製造することができるガラス光学素子の製造方法を提供することである。

本発明のガラス光学素子の製造方法は、ガラス素材を加熱する加熱工程と、加熱された前記ガラス素材を加圧する加圧工程と、前記ガラス素材を冷却する冷却工程と、を含み、前記冷却工程の少なくとも一部は、前記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に高温側へ変化させる温度変動を１セット以上行う離型促進工程からなる。

また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程では、上記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に連続的に高温側へ変化させるようにしてもよい。
また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程では、上記温度変動を２セット以上行うようにしてもよい。

また、上記光学素子の製造方法において、上記温度変動は、連続して行われるようにしてもよい。
また、上記光学素子の製造方法において、上記加圧工程では、加熱された上記ガラス素材を第１の成形型及び第２の成形型により加圧し、上記離型促進工程では、上記ガラス素材が上記第１の成形型及び上記第２の成形型のうち少なくとも一方から離型するまで、上記温度変動を行うようにしてもよい。

また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程の上記温度変動を、上記冷却工程で上記ガラス素材の冷却を開始するのと同時に開始するようにしてもよい。
また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程の上記温度変動を、上記冷却工程で上記ガラス素材の温度が軟化点になったとき以降から開始するようにしてもよい。

また、上記光学素子の製造方法において、上記温度変動の開始は、上記ガラス素材の温度がガラス転移点になる前であるようにしてもよい。
また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程では、上記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に、その冷却熱量よりも少ない熱量で上記ガラス素材を加熱して高温側へ変化させるようにしてもよい。

また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程では、上記ガラス光学素子を成形する成形空間に冷却ガスを吹き付けることにより上記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に、上記成形空間に加熱ガスを吹き付けることより上記ガラス素材の温度を高温側へ変化させるようにしてもよい。

また、上記光学素子の製造方法において、上記離型促進工程では、上記ガラス光学素子を成形する型セットに冷却部材を当接させることにより上記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に、上記型セットに加熱部材を当接させることより上記ガラス素材の温度を高温側へ変化させるようにしてもよい。

本発明によれば、ガラス光学素子を高精度に製造することができる。

本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法の加熱工程における光学素子の製造装置を示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法の加圧工程における光学素子の製造装置を示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法の冷却工程・離型促進工程における光学素子の製造装置を示す部分断面図（その１）である。 本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法の冷却工程・離型促進工程における光学素子の製造装置を示す部分断面図（その２）である。 本発明の一実施の形態に係る光学素子の製造方法の離型工程における光学素子の製造装置を示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態の変形例に係る光学素子の製造方法の冷却工程・離型促進工程における光学素子の製造装置を示す部分断面図である。 図２ＡのＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施の形態の第１実施例におけるガラス光学素材の温度変化を表す図である。 本発明の一実施の形態の第２実施例におけるガラス光学素材の温度変化を表す図である。 本発明の一実施の形態の第３実施例におけるガラス光学素材の温度変化を表す図である。 本発明の一実施の形態の第４実施例におけるガラス光学素材の温度変化を表す図である。 本発明の一実施の形態の第５実施例におけるガラス光学素材の温度変化を表す図である。 本発明の一実施の形態におけるガラス光学素子の離型状態を説明するための平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るガラス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。
図１Ａ〜図１Ｅは、本発明の一実施の形態に係るガラス光学素子の製造方法の加熱工程，加圧工程，冷却工程・離型促進工程，離型工程におけるガラス光学素子の製造装置１を示す部分断面図である。

ガラス光学素子の製造装置１は、第１の成形型の一例である上型２と、第２の成形型の一例である下型３と、スリーブ４と、上型保持部５と、下型保持部６と、上超硬プレート７と、下超硬プレート８と、上ヒータプレート（加熱部，冷却部）９と、下ヒータプレート（加熱部，冷却部）１０と、上断熱プレート１１と、下断熱プレート１２と、上冷却プレート１３と、下冷却プレート１４と、型駆動部の一例であるサーボモータ（加圧部）１５と、ロッド１６と、成形室１７と、図１Ｃ及び図１Ｄに示す加熱ガス供給部１８及び冷却ガス供給部１９と、を備える。

上型２、下型３、及びスリーブ４は、ガラス光学素子を成形する型セットの一例である。また、成形室１７は、ガラス光学素子を成形する成形空間を構成する。
上型２と下型３とは、ガラス素材１００を挟んで対向して配置されている。

上型２の下端中央には、ガラス素材１００に凹形状を転写する凸形状の成形面２ａが形成されている。上型２は、上端にフランジ部２ｂが形成された円柱形状を呈する。
下型３の上端中央には、ガラス素材１００に凹形状を転写する凸形状の成形面３ａが形成されている。下型３は、下端にフランジ部３ｂが形成された円柱形状を呈する。

スリーブ４は、上型２及び下型３の外周に配置され、上型２と下型３との中心位置を一致させる。スリーブ４は、円筒形状を呈し、本実施の形態では例えば上型２に固定されている。

上型保持部５は、上超硬プレート７に固定され、上型２をフランジ部２ｂにおいて保持することで上型２の上面と上超硬プレート７の底面とを面接触させている。
下型保持部６は、下超硬プレート８に固定され、下型３をフランジ部３ｂにおいて保持することで下型３の底面と下超硬プレート８の上面とを面接触させている。

上ヒータプレート９及び下ヒータプレート１０には、それぞれ例えば４本のヒータ９ａ，１０ａが挿入されている。
上断熱プレート１１は、上ヒータプレート９の上部に固定され、この上ヒータプレート９の熱が上方に伝達するのを防ぐ。

下断熱プレート１２は、下ヒータプレート１０の下部に固定され、この下ヒータプレート１０の熱が下方に伝達するのを防ぐ。
上冷却プレート１３には、水等の冷媒が配置され、上断熱プレート１１が断熱しきれなかった熱を冷却する。

下冷却プレート１４には、水等の冷媒が配置され、下断熱プレート１２が断熱しきれなかった熱を冷却する。
サーボモータ１５は、上冷却プレート１３に連結されたロッド１６によって上型２を上下動させ、ガラス素材１００を加圧する。

成形室１７には、ガラス光学素子の製造装置１のうち、サーボモータ１５及びロッド１６並びに後述する開閉弁１８ｂ，１９ｂ以外の上述の部材が配置されている。また、成形室１７には、例えば窒素である不活性ガスが充填されている。

図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、加熱ガス供給部１８及び冷却ガス供給部１９は、ガス吹き付け部１８ａ，１９ａと、ガスのＯＮ／ＯＦＦに用いられる開閉弁１８ｂ，１９ｂと、を有する。これら加熱ガス供給部１８及び冷却ガス供給部１９は、詳しくは後述するが、加熱工程、加圧工程、及び冷却工程ではなく、離型促進工程において用いられる。

加熱ガス供給部１８は、成形室１７内の成形空間に加熱ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる。
冷却ガス供給部１９は、成形室１７内の成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させる。なお、雰囲気と同一温度以上のガスを吹き付けることでもガラス素材１００の温度を低温側へ変化させることは可能であるため、ガスの温度は限定されない。

本実施の形態では、加熱ガス供給部１８及び冷却ガス１９は、スリーブ４に設けられた孔からガラス素材１００にガスを吹き付けることにより、或いは、スリーブ４の外周面にガスを吹き付けることにより、ガラス素材１００の温度を変化させる。

詳しくは後述するが、離型促進工程では、冷却工程の少なくとも一部（即ち、一部又は全部）において、ガラス素材１００の温度を低温側へ変化させた後に高温側へ変化させる温度変動を１セット以上行われる。なお、「１セット以上」とは、ｎセット（ｎは自然数）に例えば半セット（低温側への変化のみ）を加えた場合を含んでいる。

本実施の形態では、冷却ガス供給部１９が成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させた後に、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる。

なお、離型促進工程を行うためには、加熱ガス供給部１８及び冷却ガス１９を用いず、上ヒータプレート９及び下ヒータプレート１０のヒータ９ａ，１０ａを用いることも可能である。但し、その場合、ヒータ９ａ，１０ａの温度が短時間で調整できることが望ましい。また、上型２（第１の成形型）及び下型３（第２の成形型）のうちの少なくとも一方に急冷回路を設けるようにしてもよい。

また、図２Ａ及び図２Ｂ（図２ＡのＡ−Ａ断面図）に示すように、スリーブ４（型セットの一例）に冷却部材２１を当接させることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させた後に、スリーブ４に加熱部材２０を当接させることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させるようにしてもよい。

図２Ａ及び図２Ｂに示す例では、加熱部材２０及び冷却部材２１は、リング状の部材を４分割（複数分割）してなり、スリーブ４の外周面に当接する位置と、後退した位置とに移動する。図２Ａ及び図２Ｂの状態では、冷却部材２１がスリーブ４の外周面に当接している。

加熱部材２０は、型セットに当接することによりガラス素材１００の温度を高温側に変化させることができるものであればよく、冷却部材２１は、型セットに当接することによりガラス素材１００の温度を低温側に変化させることができるものであればよい。

そのため、加熱部材２０のスリーブ４との当接部分は、スリーブ４の外周面よりも温度が高く、冷却部材２１のスリーブ４との当接部分は、スリーブ４の外周面よりも温度が低い。

なお、単一の部材の温度制御を行うことにより、単一の部材が加熱部材及び冷却部材を兼ねるようにしてもよい。また、上述の温度変動に用いられる構成を適宜組み合わせて配置してもよい。

以下、本実施の形態に係るガラス光学素子の製造方法について、上述の説明と重複する点については適宜省略しながら説明する。

まず、図１Ａに示すように、ガラス素材１００は、下型３の成形面３ａ上に載置された状態で、例えば上ヒータプレート９及び下ヒータプレート１０からの熱伝導により、ガラス転移点Ｔｇ以上の温度になるまで加熱される（加熱工程）。

図１Ｂに示すように、サーボモータ１５が上型２に下方への圧力を付与することによって、加熱されたガラス素材１００は、上型２及び下型３により加圧される（加圧工程）。
図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、ガラス素材１００は、加圧工程の途中から又は加圧工程の終了後に、上型２及び下型３により加圧された状態で、例えば、上ヒータプレート９及び下ヒータプレート１０の温度が下がることによって例えば離型するまで冷却される（冷却工程）。なお、冷却工程の少なくとも一部は、温度変動を行う離型促進工程からなる。離型促進工程における温度変動については後述する。

図１Ｅに示すように、冷却されたガラス素材１００は、収縮することで或いは強制的に、上型２及び下型３のうち少なくとも一方である上型２から離型（全面離型をいう。）する。その後、上型２が上昇し、製造されたガラス光学素子が上型２と下型３との間から取り出される。

なお、加熱、加圧及び冷却の３つのうち少なくとも１つを行う複数のステージに対し、ガラス素材１００を収容する型セット（本実施の形態では、上型２、下型３、及びスリーブ４）を循環させることでガラス光学素子を製造するようにしてもよい。

以下、図３〜図７に示す第１実施例〜第５実施例について、上述の説明と重複する点については適宜省略しながら、図１Ａ〜図１Ｅを参照しながら説明する。

＜第１実施例＞
図３は、第１実施例におけるガラス光学素材１００の温度変化を表す図である。
図３に示すように、図１Ａ〜図１Ｅに示すヒータ９ａ，１０ａが成形型２，３を加熱することで、ガラス素材１００を軟化点（Ｔｓ）以上の温度になるまで加熱し（加熱工程）、サーボモータ１５が作動することで、上下の成形型２，３によりガラス素材１００をプレスする（加圧工程）。

その後、ガラス素材１００が所望肉厚に到達した後にプレス荷重が解除され、ガラス素材１００が例えばヒータ９ａ，１０ａの温度が降下することにより冷却される（冷却工程）。

この冷却工程において、ガラス素材１００の温度が軟化点（Ｔｓ）よりも降下した後、ガラス転移点（Ｔｇ）になる前に、図１Ｃに示すように、冷却ガス供給部１９が成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させる（Ｃ１１）。このときの低温側への温度変化（Ｃ１１）は、最初の１回の温度変化でガラス素材１００が上型２（成形型）から離型しない範囲の温度とするとよい。なお、低温側への温度変化（Ｃ１１）は、冷却工程における例えば自然冷却などの冷却によるガラス素材１００とは別に行われる。

そして、低温側への変化（Ｃ１１）が終了した後、連続的に（例えば１秒未満の間隔で）、図１Ｄに示すように、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる（Ｈ１１）。このときの高温側への温度変化（Ｈ１１）は、変化後の温度がガラス素材１００の製造工程における最大温度とならないようにするとよい。

その後、少し時間をあけて（例えば数秒）、上述の温度変化（Ｃ１１，Ｈ１１）と同様の温度変化がもう１セット（Ｃ１２，Ｈ１２）行われる（離型促進工程）。ガラス素材１００の温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも降下した後、３セット目の冷却を開始するのと同時に、ガラス素材１００が上型２から離型された。

このように、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００が上型２（第１の成形型及び第２の成形型のうち少なくとも一方）から離型するまで、温度変動が行われる。

＜離型促進効果の説明＞
１セット目の低温側への温度変化（Ｃ１１）の後の１セット目の高温側への温度変化（Ｈ１１）では、図８（ガラス光学素子の離型状態を説明するための平面図）に示すように、ガラス素材１００の上面である上型２（成形面２ａ）との密着面の密着力が低下する。これにより、例えば密着面の外周部分（１００−１）の部分剥離が生じる。

１セット目の高温側への温度変化（Ｈ１１）では、部分剥離部分１００−１に上型２の成形面２ａからの形状転写が再度行われる。部分剥離が生じていない部分にも、ガラス素材１００に弱い密着力で形状転写が再度行われる。

２セット目の低温側への温度変化（Ｃ１２）では、１セット目の低温側への温度変化（Ｃ１１）のときよりも密着力が低下する。これにより、例えば、上述の外周部分（１００−１）よりも内側（１００−２）に部分剥離が生じる。

３セット目以降も同様であるが、本実施例では、３セット目の低温側への温度変化を開始する段階でガラス素材１００が上型２から完全に離型する。
なお、ガラス素材１００は、凸形状の成形面２ａ，３ａを有する上型２及び下型３により両凹形状を転写されるため、部分剥離が外周から中央の凹部分に向かって生じやすくなっている。

上述のように低温側への温度変化（Ｃ１１，Ｃ１２）と高温側への温度変化（Ｈ１１，Ｈ１２）とを繰り返すことにより、密着力が低下していく。

低温側への温度変化によって、ガラス素材１００には、密着面外周部に微小の界面剥れ箇所が形成され、この部分が部分剥離部（微小離型部）となる。そのままガラス素材１００を冷却すると、ガラス素材１００は型形状が転写される前に完全に離型してしまうため不適となる。

一方で、部分剥離部を形成した後すぐに加熱すると成形型２，３によってガラス素材１００の部分剥離部は空気層を間に有しながら成形型２，３と再密着する。結果、ガラス素材１００は、冷却開始前に比べて上型２と弱い力で密接することになる（ガラス素材１００の内部が柔らかく追従層となり、ガラス素材１００の表面形状は、冷却開始前に戻っているが、外周部の密着力だけ下がった状態が得られる）。

任意に冷却回数（及び加熱回数）と冷却温度幅とを設定することで、密着力低減領域が徐々に広がり、上型２の成形面２ａ全体としての密着力は下がることになる。このように離型が促進されることにより、離型温度も上がる。

また、冷却変化及び加熱変化の温度変動をセットとすることで部分剥離部が変動し、一定の部分剥離状態が長時間維持されることがない場合には、光学素子の光学機能面に不連続な境界線が形成されるのを抑え、より光学機能に優れた光学素子を得ることができる。

以上説明した第１実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００の温度を低温側（Ｃ１１，Ｃ１２）へ変化させた後に高温側（Ｈ１１，Ｈ１２）へ変化させる温度変動が１セット以上行われる。

そのため、ガラス素材１００の面精度を維持しながらガラス素材１００と上型２の成形面２ａとの間の密着力を低下させることができる。これにより、図３に二点鎖線で示すように離型促進工程を行わない場合よりも、離型温度を高めることが可能となり、ガラス素材１００にクラック、割れ等の不具合が発生するのを抑えることができる。

よって、本実施例によれば、ガラス光学素子１００を高精度に製造することができる。
更には、ガラス素材１００を強制離型させる離型手段（例えば、突き出し機構や入れ子（型）の分割）を必要としないため、ガラス光学素子の製造装置１の構成を簡単にすることができる。

また、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００の温度を低温側（Ｃ１１，Ｃ１２）へ変化させた後に連続的に高温側（Ｈ１１，Ｈ１２）へ変化させる。そのため、一定の部分剥離状態が長時間維持されるのを防ぎ、ガラス光学素子１００をより高精度に製造することができる。

また、本実施例の離型促進工程では、上述の温度変動が２セット以上行われる。そのため、離型温度をより高めることでガラス光学素子１００をより高精度に製造することができると共に、離型までの時間が短くなることで製造時間を短縮することもできる。

また、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００が上型２（第１の成形型及び第２の成形型のうち少なくとも一方）から離型するまで、温度変動が行われる。そのため、ガラス素材１００の形状精度をより確実に維持しながら離型温度を高めることができる。したがって、ガラス光学素子１００をより高精度に製造することができる。

また、本実施例の離型促進工程では、温度変動が、ガラス素材１００の温度が軟化点（Ｔｓ）になったとき以降から開始される。そのため、ガラス素材１００の形状が安定した状態で離型を促進することで、ガラス素材１００の形状精度をより確実に維持しながら離型温度を高めることができる。したがって、ガラス光学素子１００をより高精度に製造することができる。

また、本実施例の離型促進工程では、温度変動の開始は、ガラス素材１００の温度がガラス転移点（Ｔｇ）になる前である。そのため、離型による時間を早めることができると共に、離型温度をより高めることができる。したがって、ガラス光学素子１００をより高精度に製造することができる。

また、本実施例の離型促進工程では、図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、冷却ガス供給部１９がガラス光学素子を成形する成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度が低温側へ変化させる。その後、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度が高温側へ変化する。

或いは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、スリーブ４（型セット）に冷却部材２１が当接することによりガラス素材１００の温度が低温側へ変化した後に、スリーブ４に加熱部材２０が当接することよりガラス素材１００の温度が高温側へ変化する。

そのため、温度変動を確実に行うことができ、ガラス素材１００の形状精度をより確実に維持しながら離型温度を高めることができる。したがって、ガラス光学素子１００をより高精度に製造することができる。

＜第２実施例＞
図４は、第２実施例におけるガラス光学素材１００の温度変化を表す図である。
本実施例では、上述の第１実施例との相違点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。

図４に示すように、本実施例では、冷却工程においてガラス素材１００の冷却が開始するのと同時に温度変動が開始される。そのため、ガラス素材１００の温度が軟化点（Ｔｓ）になる前に、図１Ｃに示すように、冷却ガス供給部１９が成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させる（Ｃ２１）。その後、連続的に、図１Ｄに示すように、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる（Ｈ２１）。

なお、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００の温度は、低温側へ変化した後に、その冷却熱量よりも少ない熱量でガラス素材１００が加熱されて高温側へ変化する。つまり、加熱ガス供給部１８は、冷却ガス供給部１９がガラス素材１００の温度を降下させた温度よりも少ない温度だけ上昇させるようにガラス素材１００を加熱する。

そのため、ガラス素材１００は、温度変動が行われない場合に冷却工程において冷却されていたはずの温度よりも、低温側への変化（Ｃ２１）を開始した後、高温側への変化（Ｈ２１）が終了したときまでに、加熱量を少なくした分の温度（ΔＴ−１）だけ温度が下がる。

その後、上述の温度変化（Ｃ２１，Ｈ２１）と同様の温度変化がもう２セット（Ｃ２２，Ｈ２２，Ｃ２３，Ｈ２３）、１セットごとに少し時間をあけて（例えば数秒）行われる（離型促進工程）。ガラス素材１００の温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも降下した後、４セット目の冷却を開始するのと同時に、ガラス素材１００が上型２から離型された。

このように、本実施例の離型促進工程においても、ガラス素材１００が上型２（第１の成形型及び第２の成形型のうち少なくとも一方）から離型するまで、温度変動が行われる。

以上説明した第２実施例においても、第１実施例と同様の部分については、第１実施例と同様の効果、例えば、ガラス光学素子を高精度に製造することができるなどの効果を得ることができる。

また、本実施例の離型促進工程では、温度変動が、冷却工程でガラス素材１００の冷却が開始されるのと同時に開始される。そのため、離型温度をより高めることでガラス光学素子１００をより高精度に製造することができると共に、離型までの時間が短くなることで製造時間を短縮することもできる。更には、温度変動を開始するタイミングの制御を容易にすることもできる。

また、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００の温度が低温側へ変化した後に、その冷却熱量よりも少ない熱量でガラス素材１００が加熱されて高温側へ変化する。そのため、離型温度をより高めることでガラス光学素子１００をより高精度に製造することができると共に、離型までの時間が短くなることで製造時間を短縮することもできる。

＜第３実施例＞
図５は、第３実施例におけるガラス光学素材１００の温度変化を表す図である。
本実施例では、上述の第１実施例との相違点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。

図５に示すように、本実施例では、冷却工程においてガラス素材１００の温度が軟化点（Ｔｓ）よりも降下した後、ガラス転移点（Ｔｇ）になる前に、図１Ｃに示すように、冷却ガス供給部１９が成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させる（Ｃ３１）。その後、連続的に、図１Ｄに示すように、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる（Ｈ３１）。

なお、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００の温度は、低温側へ変化した後に、その冷却熱量よりも多い熱量でガラス素材１００が加熱されて高温側へ変化する。つまり、加熱ガス供給部１８は、冷却ガス供給部１９がガラス素材１００の温度を降下させた温度よりも多く温度上昇させるようにガラス素材１００を加熱する。

そのため、ガラス素材１００は、温度変動が行われない場合に冷却工程において冷却されていたはずの温度よりも、低温側への変化（Ｃ３１）を開始した後、高温側への変化（Ｈ３１）が終了したときまでに、加熱量を増やした分の温度（ΔＴ−２）だけ温度が下がる。

その後、本実施例では、上述の温度変化（Ｃ３１，Ｈ３１）と同様の温度変化が、もう３セット（Ｃ３２，Ｈ３２，Ｃ３３，Ｈ３３，Ｃ３４，Ｈ３４）連続して（例えば１秒未満の間隔で）、行われる（離型促進工程）。

なお、４セット目の高温側への温度変化（Ｈ３４）は、ガラス素材１００に温度変動（離型促進工程）が行われない場合に、冷却工程において冷却されていたはずの温度になるまでガラス素材１００が加熱される。ガラス素材１００の温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも降下した後、温度変動が終了し、その後少し時間をあけて（例えば数秒）、ガラス素材１００が上型２から離型された。

このように、本実施例の離型促進工程では、ガラス素材１００が上型２（第１の成形型及び第２の成形型のうち少なくとも一方）から離型する前に、温度変動が終了する。
以上説明した第３実施例においても、第１実施例と同様の部分については、第１実施例と同様の効果、例えば、ガラス光学素子を高精度に製造することができるなどの効果を得ることができる。

また、本実施例の離型促進工程では、温度変動が４セット（２セット以上）連続して行われる。そのため、離型温度をより高めることでガラス光学素子１００をより高精度に製造することができる。また、温度変動が連続して行われることで、冷却工程における温度変動以外の時間、つまり、上型２（成形型）とガラス素材１００とが密接する時間が長くなり、形状転写性が向上する。したがって、複雑な形状（非球面量が大きい、偏肉度が大きい、大口径、などの難成形形状）のガラス光学素子１０を製造するのに適している。
尚、偏肉度とは光学素子の厚み方向における中心部厚さと外周部厚さの比を表したものである。

＜第４実施例＞
図６は、第４実施例におけるガラス光学素材１００の温度変化を表す図である。
本実施例では、上述の第１実施例との相違点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。

図６に示すように、本実施例では、冷却工程においてガラス素材１００の温度が軟化点（Ｔｓ）よりも降下し、さらにガラス転移点（Ｔｇ）よりも降下した後に、図１Ｃに示すように、冷却ガス供給部１９が成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させる（Ｃ４１）。その後、連続的に、図１Ｄに示すように、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる（Ｈ４１）（離型促進工程）。

本実施例では、上述の温度変化（Ｃ４１，Ｈ４１）は、１セットのみであるため、離型促進工程を行わない場合よりも離型温度が上がるのはわずかであるが、離型温度は多少上がる。

その後少し時間をあけて（例えば数秒）、ガラス素材１００が上型２から離型された。
以上説明した第４実施例においても、第１実施例と同様の部分については、第１実施例と同様の効果、例えば、ガラス光学素子を高精度に製造することができるなどの効果を得ることができる。

また、本実施例のように、温度変動が１セットしか行われない場合や、ガラス素材１００の温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも降下した後に温度変動が開始される場合でも、ガラス光学素子を高精度に製造することができるという効果を少なからず得ることができる。

＜第５実施例＞
図７は、第５実施例におけるガラス光学素材１００の温度変化を表す図である。
本実施例では、上述の第１実施例との相違点を中心に説明し、共通点については詳細な説明を省略する。

図７に示すように、本実施例では、冷却工程においてガラス素材１００の温度が軟化点（Ｔｓ）よりも降下した後、ガラス転移点（Ｔｇ）になる前に、図１Ｃに示すように、冷却ガス供給部１９が成形空間に冷却ガスを吹き付けることによりガラス素材１００の温度を低温側へ変化させる（Ｃ５１）。

そして、本実施例では、連続的に高温側への変化が行われるのではなく、少し時間をあけて（例えば数秒）、図１Ｄに示すように、加熱ガス供給部１８が成形空間に加熱ガスを吹き付けることよりガラス素材１００の温度を高温側へ変化させる（Ｈ５１）。

その後、また少し時間をあけて（例えば数秒）、上述の温度変化（Ｃ５１，Ｈ５１）と同様の温度変化がもう１セット（Ｃ５２，Ｈ５２）行われる（離型促進工程）。ガラス素材１００の温度がガラス転移点（Ｔｇ）よりも降下した後、少し時間をあけて（例えば数秒）、ガラス素材１００が上型２から離型された。

なお、低温側への温度変化（Ｃ５１，Ｃ５２）と高温側への温度変化（Ｈ５１，Ｈ５２）との間隔は、１秒未満であることが望ましいが、本実施例のように１秒以上の間隔であってもよい。

以上説明した第５実施例においても、第１実施例と同様の部分については、第１実施例と同様の効果、例えば、ガラス光学素子を高精度に製造することができるなどの効果を得ることができる。

また、本実施例のように、低温側への温度変化（Ｃ５１，Ｃ５２）と高温側への温度変化（Ｈ５１，Ｈ５２）との間隔が１秒以上であっても、ガラス光学素子を高精度に製造することができるという効果を少なからず得ることができる。

なお、以上説明した第１実施例〜第５実施例では、温度変動が１セット〜４セットである場合を例に説明したが、温度変動は、１セット以上であれば、数１０セット以上行うようにしてもよい。

１ ガラス光学素子の製造装置
２ 上型（第１の成形型）
２ａ 成形面
３ 下型（第２の成形型）
３ａ 成形面
４ スリーブ
５ 上型保持部
６ 下型保持部
７ 上超硬プレート
８ 下超硬プレート
９ 上ヒータプレート
９ａ ヒータ
１０ 下ヒータプレート
１０ａ ヒータ
１１ 上断熱プレート
１２ 下断熱プレート
１３ 上冷却プレート
１４ 下冷却プレート
１５ サーボモータ
１６ ロッド
１７ 成形室
１８ 加熱ガス供給部
１８ａ 吹き付け部
１８ｂ 開閉弁
１９ 加熱ガス供給部
１９ａ 吹き付け部
１９ｂ 開閉弁
２０ 加熱部材
２１ 冷却部材
１００ ガラス素材

Claims (9)

1. ガラス素材を加熱する加熱工程と、
   加熱された前記ガラス素材を加圧する加圧工程と、
   前記ガラス素材を冷却する冷却工程と、を含み、
   前記冷却工程の少なくとも一部は、前記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に高温側へ変化させる温度変動を１セット以上行う離型促進工程からなり、
   前記離型促進工程の前記温度変動を、前記冷却工程で前記ガラス素材の温度が軟化点になったとき以降から開始する、ガラス光学素子の製造方法。
2. 前記離型促進工程では、前記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に連続的に高温側へ変化させる、請求項１記載のガラス光学素子の製造方法。
3. 前記離型促進工程では、前記温度変動を２セット以上行う、請求項１又は請求項２記載のガラス光学素子の製造方法。
4. 前記温度変動は、連続して行われる、請求項３記載のガラス光学素子の製造方法。
5. 前記加圧工程では、加熱された前記ガラス素材を第１の成形型及び第２の成形型により加圧し、
   前記離型促進工程では、前記ガラス素材が前記第１の成形型及び前記第２の成形型のうち少なくとも一方から離型するまで、前記温度変動を行う、請求項１から請求項４のいずれか１項記載のガラス光学素子の製造方法。
6. 前記温度変動の開始は、前記ガラス素材の温度がガラス転移点になる前である、請求項１から請求項５のいずれか１項記載のガラス光学素子の製造方法。
7. 前記離型促進工程では、前記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に、その冷却熱量よりも少ない熱量で前記ガラス素材を加熱して高温側へ変化させる、請求項１から請求項６のいずれか１項記載のガラス光学素子の製造方法。
8. 前記離型促進工程では、前記ガラス光学素子を成形する成形空間に冷却ガスを吹き付けることにより前記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に、前記成形空間に加熱ガスを吹き付けることより前記ガラス素材の温度を高温側へ変化させる、請求項１から請求項７のいずれか１項記載のガラス光学素子の製造方法。
9. 前記離型促進工程では、前記ガラス光学素子を成形する型セットに冷却部材を当接させることにより前記ガラス素材の温度を低温側へ変化させた後に、前記型セットに加熱部材を当接させることより前記ガラス素材の温度を高温側へ変化させる、請求項１から請求項７のいずれか１項記載のガラス光学素子の製造方法。