WO2009107833A1 - 光学素子の成形方法および成形装置 - Google Patents

Abstract

　光学素子の成形方法は、光学素子を予備加熱し（Ａ１，Ａ２）、予備加熱した光学素子を成形型に搬送し、成形型中で、前記光学素子をガラス転位点より高い温度に加熱しながら成形し（Ｂ）、成形された光学素子をガラス転位点より低く且つ４００°C以上の温度で成形型から取り出し、取り出した光学素子を、その光学素子の温度よりも２００°Cより低くない温度に加熱した部材で把持して冷却部に搬送することを含む。比較的時間のかかる成形工程を、予備加熱工程及び冷却工程（Ｃ１，Ｃ２）と同程度の時間に短縮することができ、光学素子のクラック発生を防止することができる。

Description

光学素子の成形方法および成形装置

　本発明は、ガラスレンズなどの光学素子を加熱しつつ成形することにより光学素子を製造（成形）する方法および装置に関する。

　従来、光学素子を種々の形状に成形する際には、光学素子を搬送皿に載せた状態で加熱して軟化させた後、この光学素子を搬送皿に載せたまま成形室に搬送し、上下一対の成形型で光学素子を押圧して成形する方法が提案されていた。例えば、特許文献１参照。
特開平７－２６７６５７号公報（段落〔００１１〕〔００１２〕の欄、図１）

　しかしながら、この方法では、光学素子を成形する前に、光学素子の温度をガラス転移点Ｔｇ（例えば、約５００～６００℃）の近傍にまで上げるべく、光学素子を予備加熱する素子予熱工程を設ける必要がある。この素子予熱工程においては、光学素子の各部位の温度ばらつきに起因して光学素子が割れてしまう事態を避けつつ、光学素子の予備加熱に要する時間をできるだけ短縮する観点から、光学素子全体を均一に昇温させることが強く要望されていた。

　また、この方法では、光学素子とともに搬送皿をも加熱しなければならず、搬送皿の分だけ余計に熱エネルギーを必要とするため、省エネルギー性に劣るという課題があった。

　そこで、搬送皿を用いる代わりに所定の搬送装置を使用して光学素子を搬送する方法を採用することが考えられる。このような方法を採用する場合、搬送装置を使用して、光学素子を成形室に搬入したり、光学素子を成形室から搬出したりするときに、この光学素子は高温（例えば、約５００℃）となっているため、搬送装置との温度差に起因して光学素子が割れてしまう恐れがある。

　また、この方法を用いて光学素子を成形した後に、光学素子の温度を常温（室温）にまで下げるべく、光学素子を冷却する冷却工程を設ける必要がある。この冷却工程においては、光学素子を所定の冷却支持部材で支持して冷却する方法を採用することが考えられる。このような方法を採用する場合、光学素子が冷却支持部材に支持されたときには、この光学素子はまだ高温を維持しているため、冷却支持部材との温度差に起因して光学素子が割れてしまう恐れがある。また、光学素子が冷却支持部材に支持された後も、両者の温度差が大きすぎると、光学素子が割れてしまう恐れがある。

　また、上記方法とは別の方法として、図１８に示すように、上成形型１２および下成形型１３を備えた素子成形部１１に光学素子Ｗ自体（つまり、搬送皿を伴うことなく）を供給し、この素子成形部１１において、光学素子Ｗに対して、予熱、加熱、加圧、徐冷、冷却という一連の工程を実施する技術が提案されていた。例えば、特許文献２参照。
特開２００５－２２８７９号公報（特に段落〔００２５〕～〔００３３〕の欄、図１）

　特開２００５－２２８７９号に記載の方法では、予熱から冷却までの全製造工程が素子成形部１１で行われるため、１つの光学素子Ｗの製造工程が完了するまでは次の光学素子Ｗの製造工程を開始することができない。したがって、タクトタイムの短縮が自ずと制限され、光学素子の生産性をあまり高くすることができない。

　特開昭６１－２６５２８号公報（特許文献３）は、プレスレンズを高速で且つ連続的に製造する装置を開示している。この装置は、ガラスプリフォームの取入れ室、予備加熱室、加熱室、プレス室、徐冷室、急冷室及び取出し室を有する。ガラスプリフォームは型及び保持具と共にコンベアベルトによって各室に搬送される。それゆえ、ガラスプリフォームは、型と共に冷却された後に取出し室にて型から取り出される。また、多数のガラスプリフォームを金型に入れたままタクト回転させる盆を備えた装置もこの文献の実施例３で開示されているが、この装置はガラスプリフォームの数だけ型が必要となる。
特開昭６１－２６５２８号公報

　本発明は、このような事情に鑑み、多数の光学素子を連続的に製造する際に、省エネルギー性に優れるとともに、タクトタイムを短縮し、光学素子の生産性を高めることが可能な光学素子の成形装置及び製造方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、光学素子の成形プロセス中に光学素子を搬送する際に光学素子の割れを防止することが可能な光学素子の搬送装置を備える成形装置及び製造方法を提供することである。また、本発明の付属的な目的は、光学素子を予備加熱する際に光学素子全体を均一に昇温させることが可能な光学素子の加熱装置を備える成形装置及び製造方法を提供することにある。本発明の更なる付属的な目的は、光学素子を冷却する際に光学素子の割れを防止することが可能な光学素子の冷却装置を備える成形装置及び製造方法を提供することにある。

　本発明の第１の態様に従えば、複数の光学素子を順次成形する成形方法であって：光学素子を素子加熱部で予備加熱すること（Ｓ２，Ｓ４）と；予備加熱した光学素子を前記素子加熱部から成形型に搬送すること（Ｓ５）と；前記成形型中で、前記光学素子をガラス転位点より高い温度に加熱しながら成形すること（Ｓ６）と；成形された光学素子をガラス転位点より低く且つ４００℃以上の温度で成形型から取り出すこと（Ｓ６‘）と；成形型から取り出した光学素子を、その光学素子の温度よりも２００℃より低くない温度に加熱した部材で把持して冷却部に搬送すること（Ｓ７）と；前記冷却部で前記光学素子を冷却すること（Ｓ８，Ｓ１０）を含む光学素子の成形方法が提供される。

　複数の光学素子を順次成形する際に、予備加熱装置、成形型及び冷却器が直列して配列された成形システムが用いられる。このようなシステムにおける成形型内で光学素子を自然冷却した場合の光学素子の温度を、図7に仮想線ＣＭで示した。仮想線ＣＭから分かるように、光学素子を成形型内で自然冷却すると光学素子を収容した成形型が所定の温度に冷却されるまでかなり長い待機時間を要する。これでは前記成形システムを用いて製造する場合に、成形型での処理時間が全体の光学素子の製造プロセスの速度を制限してしまう。一方、金型ごと強制冷却することも考えられるが、金型は熱容量が大きいので冷却には多くのエネルギーを要する。また、光学素子の数だけ金型が必要となりコスト高となり、メンテナンスにも費用と手間もかかる。

　本発明では、一つの光学素子の成形に要する時間を短縮するために、成形型内で加熱及び成形された光学素子を光学素子のガラス転位点より低く且つ４００℃より高い温度で成形型から取り出す（高温リリース）。成形型から取り出す際または取り出し後に素子の変形などを防止するために、取り出し温度はガラス転位点より低くする必要がある。また、素子の温度が余り低いと、図7の仮想線ＣＭから分かるように、光学素子のプロセス時間を短くできないので、本発明では４００℃を下限とした。こうすることで、比較的時間のかかる成形工程を、予備加熱工程及び冷却工程と同程度の時間に短縮することができることが分かった。４００℃以上の比較的高温の光学素子を型から取り出し、冷却部に搬送するためには耐熱性の搬送部材が用いられる。しかし、そのような搬送部材の温度が搬送される光学素子と２００℃を超える温度差があると、光学素子が歪んだり、クラックが発生することが本発明者の実験で分かった。そこで、本発明では、そのような光学素子の欠陥の発生を防止しつつ高温リリースを実現するために、成形型から取り出した光学素子を、その光学素子の温度よりも２００℃より低くない温度に加熱した部材で把持して冷却部に搬送することとした。

　本発明の第２の態様に従えば、　光学素子を成形する成型装置（１）であって：光学素子（Ｗ）をガラス転位点（Ｔｇ）より高い温度に加熱しながら成形する成型部（１１）と；成型部（１１）で成形された光学素子（Ｗ）が冷却される冷却部（１９，２０）と；光学素子を把持する把持部（２３）を有し、光学素子の温度が前記ガラス転位点より低く且つ４００℃以上の温度にて、上記光学素子を把持部（２３）で把持して成型部（１１）から取り出して前記冷却部に搬送する搬送部（４１）と；前記把持部（２３）を、成型部（１１）から取出された光学素子（Ｗ）の温度より２００℃より低くない温度に加熱する加熱部（２５）とを備える成形装置（１）が提供される。

　上記説明では、本発明をわかりやすく説明するため、発明の構成要素に、実施の形態で使用した図面の符号を付したが、各構成要素がそれらの符号が付された具体化物に限定されるものでない。

　本発明によれば、成形工程後に、光学素子を４００℃以上という高温度で型から取り出して冷却しているので、冷却時間を短縮して複数の光学素子の連続製造プロセスを高効率で実施することができる。また、そのような高温リリースに伴う光学素子の割れなどの欠陥の発生を有効に防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る光学素子の搬送装置が組み込まれた光学素子の成形装置を示す平面図である。 図１に示す光学素子の成形装置のII－II線による断面図である。 本発明の実施の形態１に係る成形装置の透視図である。 図３に示す吸着パッドによる光学素子の支持状態を示す断面図である。 図３に示す吸着パッドの加熱方法を示す断面図である。 図１に示す光学素子の成形装置による光学素子の製造方法を示す模式図である。 図１に示す光学素子の成形装置による光学素子の製造方法における温度サイクルを示すタイムチャートである。 図２に示す光学素子の成形装置の補助アーム近傍を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図である。 （ａ）～（ｄ）は図８に示す補助アームによる光学素子の受け渡し方法を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る成型装置に用いた吸着パッドの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る成型装置で用いた加熱装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る成型装置で用いた冷却装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る成型装置で用いた冷却装置を示す概念図である。 本発明の実施の形態２に係る成型装置で用いた光学素子の搬送装置を示す斜視図である。 図１４に示す光学素子の搬送装置の垂直断面図である。 本発明の実施の形態２に係る成型装置で用いた加熱装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る成型方法の工程を表すフローチャートである。 従来の光学素子の製造方法を示す模式図である。

符号の説明

　１……光学素子の成形装置、２……機体フレーム、３……成形室
　５……真空チャンバー、６、７……スライド扉、９……ワークストッカー
　１１……素子成形部（素子成形手段）、１２……上成形型
　１３……下成形型、１４……石英管、１５……成形ヒーター
　１６……第１素子予熱部、１６ａ……第１ヒーター
　１７……第２素子予熱部、１７ａ……第２ヒーター
　１９……第１素子冷却部、１９ａ……第１放熱装置
　２０……第２素子冷却部、２０ａ……第２放熱装置
　２１……ガイドレール、２２……搬送アーム
　２３……吸着パッド（素子搬送部材）、２３ａ……吸気口
　２３ｂ……パッド本体、２３ｃ……素子当接部位、２３ｄ……熱抵抗部
　２５……ホットプレート（搬送部材加熱手段）、２６……補助アーム
　２６ａ……アーム本体、２６ｂ……ワーク支持片
　２７……ワーク支持台、２７ａ、２７ｂ……ワーク搭載片
　３１……パレット、３２……ガイドレール、３３……搬送アーム
　３４……吸着パッド、３５……制御部、４１……加熱装置、４３……伝熱板
　４５……ヒーター、４９……温度センサ、５１……ヒーター電力供給部
　５２……シーケンスコントローラ、５３……モーター制御部
　５５……モーター、５６……オン／オフ弁、５７……通気管
　５８……温度制御部（温度制御手段）、５９……ボールねじ
　６０……素子把持具（素子搬送部材）、６１……把持片
　６１ａ……素子当接部位、１４１……搬送装置（素子搬送手段）
　２４１……載置台、Ｗ……光学素子、

　以下、本発明の実施の形態について説明する。

［発明の実施の形態１］
　実施の形態１に係る光学素子の成形装置を、図１～１３を用いて説明する。成形装置１は、図３の透視図に示したように、機体フレーム２上に、成形室３、真空チャンバー５及びワークストッカー９が区画されて設けられている。後の説明上、成形装置１の向きを図１及び３に示したＸ、ＹおよびＺ方向で表わす。成形室３内は窒素でパージされて窒素雰囲気となっている。ロードロックチャンバーなどの真空チャンバー５が成形室３に隣接して設けられている。成形室３と真空チャンバー５との間にはスライド扉６が開閉自在に設置されている。さらに、ワークストッカー９が真空チャンバー５を包囲しており、真空チャンバー５とワークストッカー９との間にはスライド扉７が開閉自在に設置されている。

　成形室３には、図１～図３に示すように、素子成形部１１が設置されており、素子成形部１１は、図２および図６に示すように、上成形型１２、下成形型１３、石英管１４および成形ヒーター１５を備えている。上成形型１２は成形室３に対して固定されており、下成形型１３は上成形型１２の下方で上成形型１２に対してＺ軸方向（図２矢印Ｃ、Ｄ方向）に昇降自在に支持されている。また、上成形型１２の周囲には、図６に示すように、石英管１４が設置されており、石英管１４内は、成形室３内と連通しているため、窒素でパージされた状態となっている。さらに、石英管１４の周囲には成形ヒーター１５が設置されている。この成形ヒーター１５としては、例えば赤外線ヒーターを使用することができる。なお、上成形型１２、下成形型１３としては、例えば金型を用いることができる。この金型の材料としては、表面に貴金属コーティングを施したセラミックス、貴金属、炭化ケイ素、炭化タングステンなどを使用することができる。

　また、成形室３には、図１～図３に示すように、第１素子予熱部（第１加熱エリア）１６が素子成形部１１の後方（図２右方）に設置されているとともに、第２素子予熱部（第２加熱エリア）１７が素子成形部１１の前方（図２左方）に設置されている。ここで、図１に示すように、第１素子予熱部１６は第１ヒーター１６ａを有しており、第２素子予熱部１７は第２ヒーター１７ａを有している。そして、第２ヒーター１７ａの加熱温度は第１ヒーター１６ａの加熱温度より高く設定されている。第１ヒーター１６ａおよび第２ヒーター１７ａとしては、光学素子Ｗの部位によって温度ばらつきが生じないように加熱できるものが好ましい。例えば、加熱用の載置台に光学素子Ｗを載置した状態で放射熱（輻射熱）により光学素子Ｗを加熱するヒーターを使用することができる。ここで、第２素子予熱部１７について、図１１を参照しながら説明する。

　第２素子予熱部１７には、図１１に示すように、加熱装置４１が設置されており、加熱装置４１は、テーブル４７、短円筒状の加熱載置台４２、円筒状の壁体４６、石英管４８、円筒状の赤外線ヒーター（加熱手段）４３および熱電対４９から構成されている。

　テーブル４７の上側には、図１１に示すように、ステンレスＳＵＳ３０４などの金属からなる加熱載置台４２が搭載されている。加熱載置台４２の上面には、光学素子Ｗの下面の形状に対応した球面状の、即ち凹状の放熱面４２ａが設けられている。放熱面４２ａの上方には光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１が区画されている。さらに、この載置予定領域Ｓ１と放熱面４２ａとの間には放熱空間Ｓ２が形成されており、この放熱空間Ｓ２は、放熱方向（放熱面４２ａに垂直な方向）の寸法Ｌ１が５ｍｍ以下となっている。また、放熱面４２ａには、光学素子Ｗの有効径の外側部位（例えば、光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１の外周縁から５ｍｍ以内の内側）に当接して支持する支持凸部４２ｂが、光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１に下側から接する形で円環状に立設されている。この支持凸部４２ｂは、光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１の外周縁から半径方向５ｍｍ以内の内側に位置している。さらに、加熱載置台４２の底部には、加熱載置台４２の温度を測定するための熱電対４９が埋設されている。

　また、テーブル４７の上側には、図１１に示すように、壁体４６が、加熱載置台４２の周囲で加熱載置台４２を押さえ込んで固定するように立設されており、壁体４６の高さＨ１は、光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１の上端と同じ高さとなっている。壁体４６は、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの金属炭化物から形成され得る。

　また、壁体４６の周囲には、図１１に示すように、石英管４８が設置されており、石英管４８内は窒素でパージされた状態となっている。さらに、石英管４８の周囲には赤外線ヒーター４３が設置されており、石英管４８と赤外線ヒーター４３との間の空間は大気に開放されている。なお、赤外線ヒーター４３は、加熱載置台４２を光学素子Ｗよりも高い温度に加熱する能力を備えている。　

　成形室３には、図１～図３に示すように、第１素子冷却部１９が第１素子予熱部１６の後方（＋Ｘ側：搬送方向上流側）に設置されているとともに、第２素子冷却部２０が第１素子冷却部１９の後方（＋Ｘ側：搬送方向上流側に設置されている。ここで、図１に示すように、第１素子冷却部１９は第１放熱装置１９ａを有しており、第２素子冷却部２０は第２放熱装置２０ａを有している。そして、第２放熱装置２０ａの冷却温度は第１放熱装置１９ａの冷却温度より低く設定されている。

　第１放熱装置１９ａおよび第２放熱装置２０ａとしては、光学素子Ｗの部位によって温度ばらつきが生じないように冷却できるものが好ましい。例えば、円周上に等角度間隔で配置された３個の支持片によって光学素子Ｗを支持した状態で光学素子Ｗを自然放冷する放熱装置を使用することができる。また、ファンを回転させて光学素子Ｗを強制冷却する放熱装置や、常温の窒素ガスを吹き付けて光学素子Ｗを強制冷却する放熱装置を使用することもできる。

　第１素子冷却部１９の具体例を以下に説明する。図１３に示すように、第１素子冷却部１９には冷却装置４０が設置されており、冷却装置４０は、冷却支持部材４４、ヒーター電力供給部５１、シーケンスコントローラ５２、制御部３５から構成されている。冷却支持部材４４は、アルミニウムなどの金属からなる平板状の載置台２４１を有しており、載置台２４１上には３個の支持片４２が、円周上に等角度間隔（つまり、１２０°間隔）で配置されている。各支持片４２はそれぞれ、金属（例えば、ステンレスＳＵＳ３０４）からなる爪４３と、この爪４３を加熱するための電気式のヒーター４５と、断熱部材４６とから構成されている。ここで、爪４３はヒーター４５の上側に載置されており、ヒーター４５は断熱部材４６を介して載置台２４１の上側に取り付けられている。そして、３個の支持片４２のヒーター４５には、図４に示すように、ヒーター電力供給部５１が接続されており、ヒーター電力供給部５１にはシーケンスコントローラ５２が接続されている。さらに、シーケンスコントローラ５２には制御部３５が接続されている。また、３個の支持片４２の爪４３は、その全熱容量が光学素子Ｗの熱容量と同程度になるようにしてもよい。

　なお、ヒーター４５としては、爪４３を短時間で加熱できる観点から、熱容量の小さいものが望ましく、例えば、株式会社ミスミ製の小型セラミックヒーター MMCPH-20-10などを採用することができる。また、断熱部材４６としては、ヒーター４５から載置台２４１へ伝わる熱量をできるだけ抑制するものが望ましく、例えば、ポリイミド樹脂（例えば、デュポン株式会社製の「ベスペル（登録商標）」、日本ポリペンコ株式会社製の「ＰＢＩ（登録商標）」、ナラサキ産業株式会社製の「ユピモール（登録商標）」）などを採用することができる。

　また、第２放熱装置２０ａを有する第２素子冷却部２０は、図１～図３に示すように、アルミニウムなどの金属からなる載置台４７を有しており、この載置台４７は第１素子冷却部１９の載置台２４１と一体に形成されている。

　第２放熱装置２０ａとしては、第１放熱装置１９ａと同様に、光学素子Ｗの部位によって温度ばらつきが生じないように冷却できるものが好ましい。第２放熱装置２０ａは、例えば、第１放熱装置１９ａと同様に、円周上に等角度間隔で配置された３個の支持片によって光学素子Ｗを支持した状態で光学素子Ｗを自然放冷する放熱装置を使用することができる。また、ファンを回転させて光学素子Ｗを強制冷却する放熱装置や、常温の窒素ガスを吹き付けて光学素子Ｗを強制冷却する放熱装置を使用することもできる。

　また、成形室３には、図１および図２に示すように、搬送装置１４１が設置されており、搬送装置１４１は、ガイドレール２１、搬送アーム２２、高温耐性樹脂からなる吸着パッド（素子搬送部材）２３および吸着パッド用の加熱部としてのホットプレート（搬送部材加熱手段）２５から構成されている。また、成形室３には、成形室３と真空チャンバー５との間で光学素子Ｗを搬送する補助アーム２６が設けられている。

　ここで、ガイドレール２１はＸ軸方向（図１矢印Ａ、Ｂ方向）に配設されており、ガイドレール２１には搬送アーム２２が、第１素子予熱部１６、第２素子予熱部１７から素子成形部１１を経て第１素子冷却部１９、第２素子冷却部２０に至る搬送経路に沿ってＸ軸方向に移動駆動自在に支持されている。さらに、搬送アーム２２の下面には吸着パッド２３がＺ軸方向（図２矢印Ｃ、Ｄ方向）に昇降駆動自在に支持されており、この吸着パッド２３により、光学素子Ｗの上面を減圧吸着して光学素子Ｗを支持することができる。

　すなわち、成形室３には、図４（および図１３）に示すように、モーター５５が設置されており、モーター５５にはモーター制御部５３が接続されている。このモーター５５の出力軸にはボールねじ５９が連結されており、ボールねじ５９には搬送アーム２２が螺合している。一方、吸着パッド２３は、図４および図１０に示すように、円盤状のパッド本体２３ｂを有している。パッド本体２３ｂには、周縁部にリング状の素子当接部位２３ｃがパッド本体２３ｂと一体に下向きに突設されている。素子当接部位２３ｃの内周側直近に薄肉状の熱抵抗部２３ｄが円周上に形成されている。また、パッド本体２３ｂの中心部には、吸気口２３ａがパッド本体２３ｂを貫通するように形成されている。そして、この吸着パッド２３には、真空ラインに接続された通気管５７が吸気口２３ａに連通する形で接続されており、通気管５７の途中にはオン／オフ弁５６が取り付けられている。さらに、オン／オフ弁５６にはシーケンスコントローラ５２が接続されている。

　したがって、モーター５５に通電してボールねじ５９を正逆方向に回転させれば、搬送アーム２２および吸着パッド２３がＸ軸方向（図４矢印Ａ、Ｂ方向）に移動することになる。また、図４に実線で示すように、吸着パッド２３を光学素子Ｗの上部に当接させた状態で、オン／オフ弁５６を開放すれば、光学素子Ｗが吸着パッド２３の下側に減圧吸着されて支持される。逆に、この状態でオン／オフ弁５６を閉塞すれば、吸着パッド２３による光学素子Ｗの吸着状態が解除される。

　一方、ホットプレート２５は、吸着パッドの温度を制御する部位であり、図１～図３に示すように、素子成形部１１と第１素子予熱部１６との間に設置されている。このホットプレート２５は、図５に示すように、金属からなる平板状の伝熱板４３を有しており、伝熱板４３には電気式のヒーター４５が内装されている。ヒーター４５にはヒーター電力供給部５１が接続されており、ヒーター電力供給部５１には温度制御部５８が接続されている。また、伝熱板４３の近傍には、伝熱板４３の表面温度を測定する温度センサ４９が設けられており、温度センサ４９は温度制御部５８に接続されている。さらに、温度制御部５８には制御部３５が接続されている。制御部３５は、成形装置１を制御して後述する光学素子の製造工程を実施する。前述のようにホットプレート２５は吸着パッドの温度を制御するための部材であるため、吸着パッド自体が加熱装置を持つ必要がない。吸着パッドに加熱装置が存在しないことにより、吸着パッドの熱容量が少なく、それにより吸着パッド自体を急速に温度制御できる点に注目すべきである。

　なお、吸着パッド２３の高温耐性樹脂は、光学素子Ｗの高温に耐えるものであればいかなる樹脂でもよく、例えば、ポリイミド樹脂（例えば、デュポン株式会社製の「ベスペル（登録商標）」、日本ポリペンコ株式会社製の「ＰＢＩ（登録商標）」、ナラサキ産業株式会社製の「ユピモール（登録商標）」）、ポリベンゾイミダゾール樹脂（例えば、日本ポリペンコ株式会社製の「ポリペンコＰＢＩ（登録商標）」）、窒化ボロンなどを採用することができる。

　また、補助アーム２６は、成形室３から真空チャンバー５に至る可動領域において、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動駆動自在に、かつＺ軸方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に昇降駆動自在に設けられている。補助アーム２６は、平板状のアーム本体２６ａを有しており、アーム本体２６ａ上にはＵ字形のワーク支持片２６ｂが取り付けられている。この補助アーム２６の幅Ｌ１はいずれも、図８（ｂ）に示すように、光学素子Ｗの幅Ｌ２より狭くなっている。

　さらに、真空チャンバー５内には、図８（ａ）に示すように、ワーク支持台２７が載置されている。ワーク支持台２７は、互いに対向する一対のＬ字形のワーク搭載片２７ａ、２７ｂから構成されており、これらのワーク搭載片２７ａ、２７ｂの間隔Ｌ３は、図８（ｂ）に示すとおり、一対のＬ字形のワーク搭載片２７ａ、２７ｂで光学素子Ｗの幅方向の両端部を支持するとともに、ワーク搭載片２７ａ、２７ｂの間を補助アーム２６が通過することができるように、光学素子Ｗの幅Ｌ２より狭く、かつ補助アーム２６の幅Ｌ１より広くなっている。

　また、ワークストッカー９には、図１および３に示すように、成形前および成形後の光学素子Ｗをストックするためのパレット３１が設置されている。さらに、ワークストッカー９にはガイドレール３２がＹ軸方向（図１矢印Ｅ、Ｆ方向）に配設されており、ガイドレール３２には搬送アーム３３が、Ｙ軸方向およびＸ軸方向（図１矢印Ｇ、Ｈ方向）に移動駆動自在に支持されている。さらに、搬送アーム３３の下面には吸着パッド３４がＺ軸方向に昇降駆動自在に支持されており、この吸着パッド３４により、光学素子Ｗを減圧吸着して支持することができるように構成されている。

　次に、光学素子の成形装置１の動作（作用）について図１７のフローチャートを参照しながら説明する。

　光学素子の成形装置１は以上のような構造を有するので、この光学素子の成形装置１を用いて非球面ガラスレンズなどの光学素子Ｗを成形する際には、その旨を制御部３５に指令する。これを受けて制御部３５は、以下に述べるとおり、成形すべき光学素子Ｗをワークストッカー９から成形室３に搬入した後、図７に示すタイムチャート中の予熱工程Ａ（第１予熱工程Ａ１、第２予熱工程Ａ２）、成形工程Ｂ、冷却工程Ｃ（第１冷却工程Ｃ１、第２冷却工程Ｃ２）に従い、この光学素子Ｗに対して、２段階の予熱、成形、２段階の冷却という一連の工程を順に実施し、最後に、この光学素子Ｗを成形室３からワークストッカー９に搬出するように制御する。なお、光学素子Ｗの成形工程を細かく見ると、図６に示すように、加熱、加圧、徐冷の３工程から構成される。

　すなわち、素子搬入工程で、光学素子Ｗをワークストッカー９から真空チャンバー５経由で成形室３に搬入し、第１素子予熱部１６に搬送する（Ｓ１）。

　それには、まず、スライド扉６を閉じた後、スライド扉７を開け、この状態で、搬送アーム３３をＹ軸方向およびＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド３４をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド３４で減圧吸着して支持した状態のままパレット３１から真空チャンバー５に搬送して、図９（ａ）に示すように、ワーク支持台２７に載置した後、吸着パッド３４による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗをワーク支持台２７に残したまま搬送アーム３３および吸着パッド３４を退避させる。

　次に、スライド扉７を閉じた後、真空ポンプ（図示せず）により真空チャンバー５を真空引きしたのちに、真空チャンバー５に窒素ガスを導入する。真空チャンバー５が大気圧になるまで窒素ガスが導入されたら、スライド扉６を開け、この状態で、図９（ａ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ｄ方向に所定距離だけ下降させ、図９（ｂ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ｂ方向に所定距離だけ移動させ、図９（ｃ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ｃ方向に所定距離だけ上昇させ、図９（ｄ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ａ方向に所定距離だけ移動させることにより、光学素子Ｗを真空チャンバー５から成形室３内に搬送する。このとき、ワーク支持台２７の一対のＬ字形のワーク搭載片２７ａ、２７ｂの間隔Ｌ３が補助アーム２６の幅Ｌ１より広くなっているので、真空チャンバー５から成形室３への光学素子Ｗの受け渡し動作は、上述したように補助アーム２６を駆動するだけで簡易に実行することができる。

　最後に、搬送アーム２２をＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド２３で減圧吸着して支持した状態のまま補助アーム２６のワーク支持片２６ｂから第１素子予熱部１６に搬送した後、吸着パッド２３による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗを第１素子予熱部１６に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させた後、スライド扉６を閉じる。

　ここで、素子搬入工程（Ｓ１）が終了する。このように、光学素子Ｗを真空チャンバー５経由で成形室３に搬入することにより、光学素子Ｗの成形室３への搬入に伴って大気中の酸素が成形室３内に流れ込む不具合を避けることができる。

　なお、この素子搬入工程において、吸着パッド２３は、図４に示すように、光学素子Ｗを支持するときに素子当接部位２３ｃが光学素子Ｗの外周部（有効径の外側部位）に当接する。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　光学素子Ｗが成形室３に搬入されると、素子予熱工程（図６の「予熱工程Ａ」参照）に移行し、第１素子予熱部１６および第２素子予熱部１７で、光学素子Ｗをガラス転移点（温度）Ｔｇの近傍まで段階的に予備加熱する（Ｓ２）。光学素子Ｗが成形室３に搬入されて第１素子予熱部１６に搬送されると、第１段階の素子予熱工程（図７の「第１予熱工程Ａ１」及び図１７のステップＳ２参照）が始る。この工程では、第１素子予熱部１６の第１ヒーター１６ａにより、ある程度の温度（例えば、２００～３００℃）に達するまで光学素子Ｗを予備加熱する。第１ヒーター１６ａとして、例えば、加熱した窒素ガスを光学素子Ｗに吹き付けるガスヒーター、または、後述するホットプレート２５と同様のものを用いることができる。

　こうして光学素子Ｗが第１素子予熱部１６である程度の温度に達するまで予備加熱されたところで、第１予熱工程から第１素子搬送工程に移行し、光学素子Ｗを第１素子予熱部１６から第２素子予熱部１７に搬送する（Ｓ３）。それには、搬送アーム２２をＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド２３で減圧吸着して支持する。光学素子Ｗを吸着パッド２３で支持したまま第１素子予熱部１６から第２素子予熱部１７に搬送した後、吸着パッド２３による光学素子Ｗの支持状態を解除する。次いで、光学素子Ｗを第２素子予熱部１７に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させる。

　なお、この第１素子搬送工程（Ｓ３）においても、吸着パッド２３は、光学素子Ｗを支持するときに素子当接部位２３ｃが光学素子Ｗの外周部（有効径の外側部位）に当接する。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　こうして光学素子Ｗが第２素子予熱部１７に搬送されたところで、第２段階の素子予熱工程（図７の「第２予熱工程Ａ２」及び図１７のステップＳ４参照）に移行し、第２素子予熱部１７の第２ヒーター１７ａにより、ガラス転移点Ｔｇの近傍の温度（例えば、４００～５００℃）に達するまで光学素子Ｗをさらに予備加熱する（Ｓ４）。なお、ガラス転移点Ｔｇとは、ガラスを加熱したときに剛性および粘度が急速に低下して流動性が増す温度を意味する。この第２段階の素子予熱工程における予備加熱動作は、制御部３５からの指令に基づき、次のとおり実行される。

　すなわち、制御部３５は、図１１に示すように、光学素子Ｗが載置予定領域Ｓ１に載置された状態で、赤外線ヒーター４３に通電して赤外線を加熱載置台４２に向けて照射する。すると、この赤外線は石英管４８を通過して加熱載置台４２に到達する。その結果、加熱載置台４２は、赤外線を吸収して昇温し、放熱面４２ａから放熱空間Ｓ２を介して光学素子Ｗに熱を放射（輻射）する。すると、光学素子Ｗは、この熱を吸収して昇温する。

　このとき、光学素子Ｗの下面は、支持凸部４２ｂが当接する狭小な領域を除いて全面が加熱載置台４２の放熱面４２ａに対向しているので、光学素子Ｗは、全体が均一に加熱されて昇温する。その結果、光学素子Ｗの各部位の温度ばらつきに起因して光学素子Ｗが割れてしまうことを避けつつ、光学素子Ｗの予備加熱に要する時間を短縮することが可能となる。

　また、放熱空間Ｓ２は、放熱方向の寸法Ｌ１が５ｍｍ以下（例えば、４ｍｍ）と短くなっているため、加熱載置台４２の放熱面４２ａから放射された熱を無駄なく光学素子Ｗに到達させ、加熱載置台４２による光学素子Ｗの加熱動作を効率よく行うことができる。

　さらに、光学素子Ｗは、素子予熱工程において、加熱載置台４２の支持凸部４２ｂによって有効径の外側部位で支持されている。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　しかも、支持凸部４２ｂは円環状に設けられているため、光学素子Ｗを安定して支持することができる。また、同心円状に熱が伝わるため、部分的に突起を有する形状に比べて、光学素子Ｗの温度ムラが発生しにくい。

　さらにまた、光学素子Ｗは、図１１に示すように、赤外線ヒーター４３から見て壁体４６の裏側に隠れるため、赤外線ヒーター４３からの赤外線が直接、光学素子Ｗに照射されて光学素子Ｗが割れてしまう事態を未然に防止することができる。

　また、加熱載置台４２は、金属から構成されているため、熱伝達に優れ、赤外線ヒーター４３から受け取った熱で加熱載置台４２全体が素早く一様に昇温することになる。

　また、壁体４６は、金属炭化物から構成されているため、様々な利点がある。第１に、金属より軽量であり、システム全体の軽量化が可能となる。第２に、高温での変形が少ないため、光学素子Ｗの出し入れの際に障害にならない。第３に、高温での劣化が少ないため、長寿命である。

　なお、加熱載置台４２には熱電対４９が設けられているので、制御部３５は、この熱電対４９によって加熱載置台４２の温度をリアルタイムで測定し、加熱載置台４２が所定の温度を維持するように制御することができる。こうして、加熱載置台４２に置かれた光学素子Ｗがガラス転移点Ｔｇの近傍の温度（例えば、４００～５００℃）に加熱される。

　このように、光学素子Ｗは第１素子予熱部１６および第２素子予熱部１７で段階的に予備加熱されるので、急に温度が上昇したときに発生しやすい光学素子Ｗの各部位の温度ばらつきに起因するクラック（割れ目）の発生を未然に阻止することができる。また、第１素子予熱部１６の第１ヒーター１６ａによる予熱開始温度に比べて、第２素子予熱部１７の第２ヒーター１７ａによる予熱開始温度が高いので、光学素子Ｗの予備加熱動作を円滑に行うことができる。さらに、吸着パッド２３は、その可動範囲内において、光学素子Ｗを支持する支持状態と当該支持状態が解除された非支持状態とを切り替え可能となっており、光学素子Ｗを予備加熱する時点では、吸着パッド２３が非支持状態で、第１素子予熱部１６、第２素子予熱部１７には光学素子Ｗのみが存在し、搬送アーム２２や吸着パッド２３は退避しているので、光学素子Ｗは単体で（つまり、搬送アーム２２や吸着パッド２３を伴うことなく）予備加熱が行われることになる。そのため、加熱対象の熱容量が最小限となり、省エネルギー性に優れる。

　こうして光学素子Ｗがガラス転移点Ｔｇの近傍まで予備加熱されたところで、第２素子搬送工程に移行し、光学素子Ｗを第２素子予熱部１７から素子成形部１１に搬送する（Ｓ５）。それには、搬送アーム２２をＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド２３で減圧吸着して支持した状態のまま第２素子予熱部１７から素子成形部１１に搬送した後、吸着パッド２３による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗを素子成形部１１に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させる。

　なお、この第２素子搬送工程（Ｓ５）においても、吸着パッド２３は、光学素子Ｗを支持するときに素子当接部位２３ｃが光学素子Ｗの外周部（有効径の外側部位）に当接する。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　また、この第２素子搬送工程においては、光学素子Ｗの温度が高温（４００℃以上）となっているので、光学素子Ｗを吸着パッド２３で吸着して搬送する際に両者の温度差に起因して光学素子Ｗが割れる事態を回避すべく、この第２素子搬送工程に先立ち、ホットプレート２５を用いて、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを所定の温度（例えば、光学素子Ｗの温度に対して、＋１００℃～－２００℃の範囲内の温度、但し、Ｔｇを超えない温度）に昇温させる。次の成形工程において光学素子Ｗの温度がさらに上昇することからすれば、光学素子Ｗの温度よりも高いほうが、加熱時間を短縮することができるために望ましい。この第２素子搬送工程における吸着パッド２３の昇温動作は、制御部３５からの指令に基づき、次のとおり実行される。

　すなわち、制御部３５は、図４および図５に示すように、シーケンスコントローラ５２に対して、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃをホットプレート２５の伝熱板４３に押し当てるように指令する。これを受けてシーケンスコントローラ５２は、吸着パッド２３をＺ軸方向（図５矢印Ｄ方向）に下降させる。その結果、吸着パッド２３は、ホットプレート２５側に下降し、図５に実線で示すように、素子当接部位２３ｃがホットプレート２５の伝熱板４３に押し当てられた状態となる。

　こうして吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃがホットプレート２５の伝熱板４３に押し当てられた状態で、制御部３５は、図５に示すように、温度制御部５８に対して伝熱板４３の昇温動作を指令する。これを受けて温度制御部５８は、ヒーター電力供給部５１に対してヒーター４５への通電動作を指令する。これを受けてヒーター電力供給部５１は、ヒーター４５に通電する。その結果、伝熱板４３は、ヒーター４５に加熱されて昇温する。

　このとき、伝熱板４３には吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃが当接しているので、伝熱板４３の昇温に伴って吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃも昇温する。

　そして、伝熱板４３の表面温度は、温度センサ４９で測定されて温度制御部５８にフィードバックされるので、温度制御部５８は、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃがホットプレート２５の伝熱板４３に当接した状態における両者の温度の対応関係に基づき、素子当接部位２３ｃが所定の温度範囲に収まるように制御する。

　このように吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃが予め加熱されている光学素子Ｗの温度に近くなっているので、光学素子Ｗを吸着パッド２３で吸着する際に、両者の温度差に起因して光学素子Ｗが割れる事態を回避することが可能となる。

　なお、ホットプレート２５は、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃが伝熱板４３に接触した状態で素子当接部位２３ｃを加熱するので、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃは下側（つまり、光学素子Ｗが当接する側）から加熱される。したがって、加熱効率が良好となる。

　また、ホットプレート２５は、成形室３内、すなわち吸着パッド２３の可動範囲内にあるため、ホットプレート２５による吸着パッド２３の昇温動作は、円滑に行うことができる。

　さらに、吸着パッド２３には、素子当接部位２３ｃの内周側直近に熱抵抗部２３ｄが設けられているため、ホットプレート２５による吸着パッド２３の昇温時に、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃから他の部位（熱抵抗部２３ｄより内側の部位）へ伝わる熱量を抑制することができる。その結果、素子当接部位２３ｃのみを短時間で効率よく昇温させることができる。

　さらにまた、吸着パッド２３は成形室３内でＸ軸方向およびＺ軸方向に駆動されるのに対して、ホットプレート２５は成形室３に固定されているため、ホットプレート２５回りの配線（ヒーター電力供給部５１とヒーター４５とを接続する配線、温度センサ４９と温度制御部５８とを接続する配線）の取り回しが容易となる。

　また、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃはホットプレート２５で加熱されるため、吸着パッド２３側に加熱手段（図示せず）を設ける場合と比べて、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃの温度制御を短時間で行うことができる。その結果、扱う搬送工程によって設定温度が異なる場合でも、迅速に対応することが可能となる。

　こうして光学素子Ｗが素子成形部１１に搬送されたところで、素子成形工程（図７の「成形工程Ｂ」及び図１７のステップＳ６参照）に移行し、素子成形部１１で光学素子Ｗを所望の形状（例えば、非球面状）に成形する（Ｓ６）。それには、まず、下成形型１３を、図６に示した配置から上方、すなわち上成形型１２側に適宜上昇させることにより、光学素子Ｗを上成形型１２と下成形型１３との間に挟み込む。この状態で、成形ヒーター１５に通電することにより、ガラス転移点Ｔｇを超えてガラス屈伏点（温度）Ａｔに達するまで光学素子Ｗを加熱する。なお、ガラス屈伏点Ａｔとは、温度上昇に伴うガラスの膨張が止まって収縮が始まる温度を意味し、これはガラスの成形可能温度にほぼ相当する。次に、下成形型１３をさらに上昇させることにより、光学素子Ｗを加圧して成形する。このとき、光学素子Ｗは、その温度がガラス屈伏点Ａｔに達しているので、成形動作を円滑に行うことができる。最後に、成形ヒーター１５への通電と停止を繰り返すことにより、光学素子Ｗを徐冷する。そして、光学素子Ｗがガラス転移点Ｔｇ未満の温度に低下して硬化したところで、成形ヒーター１５への通電を停止し、下成形型１３を下降させて上成形型１２から離隔させる。このとき、光学素子Ｗは既に硬化しているので、下成形型１３を下降させても、光学素子Ｗが変形してしまう恐れはない。そして、光学素子Ｗを下成形型１３から取り出す（Ｓ６’）。

　光学素子Ｗの下成形型１３からの取出しは、下成形型１３の温度が４００℃未満になる前に行う。下成形型１３は熱容量が比較的大きいので、光学素子Ｗを下成形型１３（および上成形型１２）とともに冷却すると、光学素子Ｗの温度が十分低下するには長時間を要するからである。成形型内で光学素子を自然冷却した場合の光学素子の温度を、図7に仮想線ＣＭで示した。仮想線ＣＭから分かるように、光学素子を成形型内で自然冷却すると光学素子を収容した成形型が所定の温度に冷却されるまでかなり長い待機時間を要する。これでは実施形態１の成型装置１を用いて後述するように複数の光学素子を連続的に製造する場合に、成形型での処理時間が全体の光学素子の製造プロセスの速度を制限してしまう。そこで、本発明では、光学素子Ｗの温度が４００℃以上の温度で、光学素子Ｗを下成形型１３から取り出して第１素子冷却部１９に搬送する。なお、成形室内は、前述のように窒素ガスなどの不活性ガスで満たされており、しかも、金型材料は前述のように耐酸化性の高い材料から形成されているので、４００℃以上で上下成形型を開いても、金型および光学素子には問題は生じない。

　こうして光学素子Ｗが所望の形状に成形されたところで、第３素子搬送工程に移行し、光学素子Ｗを素子成形部１１から第１素子冷却部１９に搬送する（Ｓ７）。それには、搬送アーム２２をＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させる。次いで、図１２および１３に示すように、光学素子Ｗを吸着パッド２３で減圧吸着して支持した状態のまま素子成形部１１から第１素子冷却部１９に搬送し、冷却支持部材４４の真上に位置決めする。次いで、吸着パッド２３による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗを第１素子冷却部１９に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させる。

　なお、この第３素子搬送工程においても、吸着パッド２３は、光学素子Ｗを支持するときに素子当接部位２３ｃが光学素子Ｗの外周部（有効径の外側部位）に当接する。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　また、この第３素子搬送工程においても、光学素子Ｗの温度が高温（４００℃以上）となっているので、この第３素子搬送工程に先立ち、上述した第２素子搬送工程における吸着パッド２３の昇温動作と同様の手順で、ホットプレート２５を用いて、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを所定の温度範囲、例えば、光学素子Ｗの温度に対して、＋１００℃～－２００℃、に昇温させる。その結果、光学素子Ｗを吸着パッド２３で吸着して搬送する際に、両者の温度差に起因して光学素子Ｗが割れる事態を回避することが可能となる。第３素子搬送工程の次の工程が素子冷却工程であるので、タクトタイムを短くする観点からすれば、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃの温度は、光学素子Ｗの温度よりも低い方が望ましい。それゆえ、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃの温度範囲は、光学素子Ｗの温度に対して、０℃～－２００℃が望ましい。

　こうして光学素子Ｗが第１素子冷却部１９に搬送されたところで、第１段階の素子冷却工程（図７の「第１冷却工程Ｃ１」及び図１７のステップＳ８参照）に移行し、第１素子冷却部１９の第１放熱装置１９ａにより、ある程度の温度（例えば、１５０～２００℃）に達するまで光学素子Ｗを冷却する（Ｓ８）。この第１素子冷却部１９における冷却動作は、制御部３５からの指令に基づき、次のとおり実行される。

　すなわち、制御部３５は、図１３に示すように、シーケンスコントローラ５２に対して光学素子Ｗの冷却動作を指令する。これを受けてシーケンスコントローラ５２は、まず、高温状態にある光学素子Ｗを受け取って支持する３個の支持片４２の爪４３を光学素子Ｗの温度に対応させて昇温させるべく、ヒーター電力供給部５１に対して各ヒーター４５への通電動作を指令する。これを受けてヒーター電力供給部５１は、各ヒーター４５に通電する。その結果、各爪４３は、各ヒーター４５に加熱されて昇温する。

　そして、各爪４３の温度が光学素子Ｗの温度に対して所定の温度範囲に収まった時点で、制御部３５は、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを載置台２４１に静置する。この状態で、シーケンスコントローラ５２は、光学素子Ｗを冷却支持部材４４に載置すべく、オン／オフ弁５６を閉塞し、かつ通気管５７に窒素ガスを導入すると同時に、ヒーター電力供給部５１に対してヒーター４５への通電中止動作を指令する。ここで、所定の温度範囲とは、＋１００℃～－２００℃（例えば、光学素子Ｗの温度が５００℃の場合、各爪４３の温度は６００℃～３００℃）が望ましい。

　すると、それまで光学素子Ｗを減圧吸着していた吸着パッド２３の吸引力が低下して光学素子Ｗの支持状態が解除されるため、光学素子Ｗは、載置台４１上に確実に載置され、３個の支持片４２に当接して３点で支持された状態となる。このとき、各爪４３の温度は光学素子Ｗの温度に対して所定の温度範囲にあるので、光学素子Ｗと各爪４３とが当接しても、両者の温度差に起因して光学素子Ｗが割れてしまう心配はない。そして、光学素子Ｗが３個の支持片４２に支持されたところで、光学素子Ｗを第１素子冷却部１９に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させる。

　また、これと同時に、ヒーター電力供給部５１は、各ヒーター４５への通電を中止する。すると、光学素子Ｗは、３個の支持片４２に支持されたまま自然に放冷される（Ｓ８）。このとき、３個の支持片４２の爪４３の熱容量を出来るだけ小さくして、さらに断熱部材４６を介在させることにより、光学素子Ｗの爪４３に接する部分の温度が極端に下がることを回避することができる。したがって、光学素子Ｗの放冷時において、各爪４３の温度は光学素子Ｗの温度に対して所定の温度範囲に維持されるため、光学素子Ｗと各爪４３とが当接していても、両者の温度差に起因して光学素子Ｗが割れてしまう心配はない。

　このように、ヒーター４５への通電の中止動作は、支持片４２による光学素子Ｗの支持動作と連動して行われるので、光学素子Ｗの冷却動作をタイミングよく開始することができる。

　また、ヒーター４５は、図１３に示すように、断熱部材４６を介して載置台４１の上に設置されているので、ヒーター４５から供給される熱エネルギーは、その大部分が爪４３側へ流れることになる。そのため、熱エネルギーが載置台４１側へ無駄に流れてしまう不具合を回避することができ、省エネルギー性に優れる。

　さらに、光学素子Ｗは、冷却動作が終了するまで３点で支持された状態を維持するので、冷却動作を安定して行うことができる。

　こうして光学素子Ｗが第１素子冷却部１９である程度の温度に達するまで冷却されたところで、第４素子搬送工程に移行し、光学素子Ｗを第１素子冷却部１９から第２素子冷却部２０に搬送する（Ｓ９）。それには、搬送アーム２２をＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド２３で減圧吸着して支持した状態のまま第１素子冷却部１９から第２素子冷却部２０に搬送した後、吸着パッド２３による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗを第２素子冷却部２０に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させる。

　なお、この第４素子搬送工程（Ｓ９）においても、吸着パッド２３は、光学素子Ｗを支持するときに素子当接部位２３ｃが光学素子Ｗの外周部（有効径の外側部位）に当接する。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　こうして光学素子Ｗが第２素子冷却部２０に搬送されたところで、第２段階の素子冷却工程（図７の「第２冷却工程Ｃ２」及び図１７のステップＳ１０参照）に移行し、第２素子冷却部２０の第２放熱装置２０ａにより、常温の近傍の温度（例えば、５０℃）に達するまで光学素子Ｗをさらに冷却する（Ｓ１０）。なお、この第２放熱装置２０ａによる冷却方法に代えて、光学素子Ｗの外周をリング状の載置台（図示せず）に載せて放冷する冷却方法を採用することも可能である。

　このように、光学素子Ｗは第１素子冷却部１９および第２素子冷却部２０で段階的に冷却されるので、急に温度が下降したときに発生しやすい光学素子Ｗの各部位の温度ばらつきに起因するクラックの発生を未然に阻止することができる。また、第１素子冷却部１９の第１放熱装置１９ａによる冷却開始温度に比べて、第２素子冷却部２０の第２放熱装置２０ａによる冷却開始温度が低いので、光学素子Ｗの冷却動作を円滑に行うことができる。また、吸着パッド２３は、その可動範囲内において、光学素子Ｗを支持する支持状態と当該支持状態が解除された非支持状態とを切り替え可能となっており、光学素子Ｗを冷却する時点では、吸着パッド２３が非支持状態で、第１素子冷却部１９、第２素子冷却部２０には光学素子Ｗのみが存在し、搬送アーム２２や吸着パッド２３は退避しているので、光学素子Ｗは単体で（つまり、搬送アーム２２や吸着パッド２３を伴うことなく）冷却が行われることになる。そのため、冷却対象の熱容量が最小限となり、省エネルギー性に優れる。

　こうして光学素子Ｗが常温まで冷却されたところで、素子搬出工程に移行し、光学素子Ｗを成形室３から真空チャンバー５経由でワークストッカー９に搬出する（Ｓ１１）。

　それには、まず、搬送アーム２２をＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド２３をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド２３で減圧吸着して支持した状態のまま第２素子冷却部２０から補助アーム２６に搬送して、図９（ｄ）に示すように、補助アーム２６のワーク支持片２６ｂ上に載置した後、吸着パッド２３による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗをワーク支持片２６ｂ上に残したまま搬送アーム２２および吸着パッド２３を退避させる。

　次に、スライド扉７が閉じた状態のまま、スライド扉６を開け、この状態で、図９（ｄ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ｃ方向に所定距離だけ上昇させ、図９（ｃ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ｂ方向に所定距離だけ移動させ、図９（ｂ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ｄ方向に所定距離だけ下降させ、図９（ａ）に示すように、補助アーム２６を矢印Ａ方向に所定距離だけ移動させることにより、光学素子Ｗを成形室３から真空チャンバー５内に搬送する。このとき、ワーク支持台２７の一対のＬ字形のワーク搭載片２７ａ、２７ｂの間隔Ｌ３が補助アーム２６の幅Ｌ１より広くなっているので、成形室３から真空チャンバー５への光学素子Ｗの受け渡し動作は、上述したように補助アーム２６を駆動するだけで簡易に実行することができる。

　最後に、スライド扉６を閉じた後、スライド扉７を開け、この状態で、搬送アーム３３をＹ軸方向およびＸ軸方向に適宜移動させるとともに、吸着パッド３４をＺ軸方向に適宜昇降させることにより、光学素子Ｗを吸着パッド３４で減圧吸着して支持した状態のまま真空チャンバー５からパレット３１に搬送した後、吸着パッド３４による光学素子Ｗの支持状態を解除し、光学素子Ｗをパレット３１に残したまま搬送アーム３３および吸着パッド３４を退避させた後、スライド扉７を閉じる。

　ここで、素子搬出工程が終了する。このように、光学素子Ｗを真空チャンバー５経由で成形室３から搬出することにより、光学素子Ｗの成形室３からの搬出に伴って大気中の酸素が成形室３内に流れ込む不具合を避けることができる。

　なお、この素子搬出工程においても、吸着パッド２３は、光学素子Ｗを支持するときに素子当接部位２３ｃが光学素子Ｗの外周部（有効径の外側部位）に当接する。したがって、この支持動作によって光学素子Ｗが細かい損傷を受けたとしても、光学素子Ｗとしての製品価値が低下する恐れはない。

　ここで、光学素子の成形装置１による光学素子の製造工程が終了する。上記の成型装置1を用いて製造工程に従って、実際の光学素子を成形した実験例を以下に示す。

[素子成形実験例]
　光学素子Ｗの成形前の材料として、フリント系ガラス（Ｔｇ＝５６０℃）からなる球面レンズを用いた。この材料を、第１予熱工程で２５０℃に加熱し、さらに第２予熱工程で４５０℃に加熱した。次いで、加熱された材料を吸着パッド２３を用いて素子成形部１１に搬送した。この際、吸着パッド２３(ポリイミド製)はホットプレート２５で３００℃に予め加熱した。成型部１１の上下成形型に導入時の材料の温度は４２０℃であった。成形型中で加熱及び加圧する過程での材料の最大温度は６５０℃であった。加熱及び加圧終了後、成形された材料の温度が４２０℃に降下したときに成形材料を上下成形型から取出し、吸着パッド２３により第１素子冷却部１９に搬送し、９０℃まで冷却した。この際、吸着パッド２３はホットプレート２５で３００℃に予め加熱しておき、また、成形材料が搬送される第１素子冷却部１９の爪４３(ステンレスＳＵＳ３０４)の温度は予め３８０℃に加熱しておいた。次いで、成形材料を第1素子冷却部１９から第２素子冷却部２０に搬送し、５５℃まで冷却した。こうして得られた光学素子は、型通りの平滑な曲面を有しており、クラックや歪は無かった。

[吸着パッドの温度変化に対する実験]
　上記実験では成形された材料の温度が４２０℃に降下したときに成形材料を上下成形型から取出し、３００℃に加熱した吸着パッド２３で搬送したが、この追加実験では、成形された材料の温度を４００℃に降下させて上下成形型から取出し且つ吸着パッド２３の温度を以下のように変更した以外は、上記実験例と同様の操作を行った。追加実験１－１では、吸着パッド２３の温度を１７０℃とした（成形材料との温度差２３０℃）。２種類のフリント系ガラスについてこの実験を行ったところ、１種類のフリント系ガラスの成形材料に欠陥が生じた。また、１種類のクラウン系ガラスについても同じ実験を行ったところ、成形材料に欠陥が生じた。追加実験１－２では、吸着パッド２３の温度を２２０℃とした（成形材料との温度差１８０℃）。追加実験１－１と同じ３種の成形材料（２種のフリント系ガラスと１種のクラウン系ガラス）についてこの実験を行ったが、得られた成形材料には、いずれもクラックなどの欠陥は見出されなかった。

[爪の温度変化に対する実験]
　上記実験では成形された材料の温度が４２０℃に降下したときに成形材料を上下成形型から取出し、３８０℃に予め加熱した第１素子冷却部１９の爪４３で成形された材料を受け取ったが、この追加実験では、成形された材料の温度を４００℃に降下させて上下成形型から取出し且つ第１素子冷却部１９の爪４３の温度を以下のように変更した以外は、先の実験例と同様の操作を行った。追加実験２－１では、爪４３の温度を３００℃とした（成形材料との温度差１００℃）。追加実験１－１で用いたのと同じ２種類のフリント系ガラスについてこの実験を行ったところ、１種類のフリント系ガラスの成形材料に欠陥が生じた。また、追加実験２－１で用いたのと同じ１種類のクラウン系ガラスについて同じ実験を行ったところ、成形材料に欠陥が生じた。追加実験２－２では、爪４３の温度を４００℃とした（成形材料と同温度）。追加実験２－１と同じ３種類の成形材料（２種類のフリント系ガラスと１種類のクラウン系ガラス）についてこの実験を行ったが、いずれも成形材料に欠陥は生じなかった。

　上記実施形態および実験例では、１個の光学素子Ｗの製造工程（素子搬入工程、第１段階の素子予熱工程、第１素子搬送工程、第２段階の素子予熱工程、第２素子搬送工程、素子成形工程、第３素子搬送工程、第１段階の素子冷却工程、第４素子搬送工程、第２段階の素子冷却工程、素子搬出工程）について順を追って説明したが、実際には、図６に示すように、複数（製造個数）の光学素子Ｗに対して順次、これらの製造工程を実施する。

　このとき、任意の光学素子Ｗの素子成形工程において、この光学素子Ｗとは別個の光学素子Ｗの素子予熱工程または素子冷却工程を同時に行なう。例えば、ある光学素子Ｗの素子冷却工程と次の光学素子Ｗの素子成形工程とを同時に行なう。また、ある光学素子Ｗの素子成形工程と次の光学素子Ｗの素子予熱工程とを同時に行なう。このように、素子成形部１１で行う必要がある製造工程（素子成形工程）のみを素子成形部１１で実施することにより、１つの光学素子Ｗの製造工程が完了しなくても次の光学素子Ｗの製造工程を開始することが可能となる。その結果、光学素子の成形装置１で単位時間あたりに処理できる個数が増大する。また、光学素子Ｗを支持しながら搬送し、加工工程を行うときには支持を解除する構成となっている。このため、１つの光学素子Ｗが予熱、成形、冷却のいずれかの工程を行っているときに他の光学素子Ｗを搬送することができる。その結果、同時に複数の光学素子Ｗについて複数の工程の処理を行なうことができる。したがって、タクトタイムを短縮し、光学素子Ｗの生産性を高めることができる。

　さらに、成形工程Ｂが律速工程となることを踏まえて、図７に示すように、成形工程Ｂ以外の４工程（第１予熱工程Ａ１、第２予熱工程Ａ２、第１冷却工程Ｃ１、第２冷却工程Ｃ２）の時間をいずれも成形工程Ｂの時間に合致させれば、第１の光学素子Ｗについて成形工程Ｂを行っているときに、第２の光学素子Ｗの第１予熱工程Ａ１、第３の光学素子Ｗの第２予熱工程Ａ２、第４の光学素子Ｗの第１冷却工程Ｃ１、第５の光学素子Ｗの第２冷却工程Ｃ２をすべて同時に行なうことができる。しかし、本発明では、前述のように成形工程Ｂで光学素子を取り出す温度を４００℃より高くしたために、成形工程Ｂに光学素子が留まる時間が短縮される。それゆえ、成形工程Ｂの時間を他の工程に容易にあわせることができる。その結果、第１～第５の５個の光学素子Ｗが次々と同時進行的に成形されることになる。こうすることにより、タクトタイムを大幅に短縮し、光学素子Ｗの生産性を飛躍的に高めることが可能となる。

　また、この実施の形態１によれば、光学素子Ｗを搬送する際には、光学素子Ｗを直接吸着して支持するので、光学素子Ｗを搬送皿に載せて搬送する特開平７－２６７６５７号公報と比べて、作業の煩雑化を回避することができる。しかも、こうした搬送皿が不要となるため、光学素子の成形装置１の部品点数を減らして製造コストを削減することができる。

　また、成形室３内においては、素子成形部１１および第２素子予熱部１７が他の部位（第１素子予熱部１６、第１素子冷却部１９、第２素子冷却部２０、ホットプレート２５）より高温となるため、メンテナンスの頻度が高くなるが、図１に示すように、これらの素子成形部１１、第２素子予熱部１７は、搬送アーム２２の搬送経路における一端側（図１左端側）に配設されているので、メンテナンスが容易となる。

　また、成形室３内は、窒素雰囲気となっており、酸素が排除されているため、上成形型１２や下成形型１３が高温下で酸化するのを予防し、上成形型１２および下成形型１３を長期にわたって使用することができる。

［発明の実施の形態２（素子把持具の変形例）］
　図１４および図１５は、本発明の実施の形態２で用いた素子把持具（素子搬送部材）６０を示す図である。実施の形態２では、実施の形態１で用いた素子搬送部材と異なる素子搬送部材を用いた以外は実施の形態１と同様の成形装置１を用い、同様の操作で光学素子を成形した。実施の形態１と共通する説明は省略する。

　成形室３には、吸着パッド２３の代わりに、図１４および図１５に示すように、素子把持具（素子搬送部材）６０が設けられており、素子把持具６０は、円周上に等角度間隔（つまり、１２０°間隔）で配置された３個のＬ字形の把持片６１から構成されている。各把持片６１は、光学素子Ｗの径方向（矢印Ｍ、Ｎ方向）に進退駆動自在に支持されており、先端部には半球状の素子当接部位６１ａが形成されている。そして、３個の把持片６１を光学素子Ｗの中心ＣＴ１に近づく求心方向（矢印Ｍ方向）に前進させると、各素子当接部位６１ａが光学素子Ｗに点接触して光学素子Ｗを３点で確実に把持することができるとともに、３個の把持片６１を光学素子Ｗの中心ＣＴ１から遠ざかる遠心方向（矢印Ｎ方向）に後退させると、これらの把持片６１による光学素子Ｗの把持状態を解除することができるように構成されている。

　そして、光学素子Ｗを成形する際には、上述した実施の形態１と同様の手順に従う。３個の把持片６１の素子当接部位６１ａを加熱するための加熱手段として、例えば、光学素子Ｗの形状に対応した円柱状または円筒状のヒーターを用意する。そして、第２素子搬送工程や第３素子搬送工程に先立ち、３個の把持片６１の素子当接部位６１ａをそのようなヒーターに押し当てる。あるいは、非接触型のヒーター、例えば、輻射熱ヒーターを用いても良い。

　この実施の形態２においては、上述した実施の形態１と同じ効果を奏するのに加えて、素子把持具６０で光学素子Ｗの側面を支持するために、光学素子Ｗの光学面の凹凸の影響を受けにくく、光学素子Ｗの曲率が大きくても、光学素子Ｗを安定して支持しやすいという効果を奏する。

［発明の実施の形態３(加熱装置の変形例)］
　図１６は、本発明の実施の形態３で用いた加熱装置を示す図である。実施の形態３では、図１６に示すように、実施の形態１で用いた加熱装置４１において、テーブル４７および壁体４６が省かれ、赤外線ヒーター４３が加熱載置台４２の下方に設置されている点で相違する以外は、実施の形態１と同様の成形装置１を用い、同様の操作で光学素子を成形した。実施の形態１と共通する説明は省略する。この実施の形態においては、上述した実施の形態と同じ効果を奏するのに加えて、光学素子Ｗの外周に壁体４６が無いため、光学素子Ｗの出し入れが円滑になり、また、レンズの形状（直径、凹面形状、凸面形状）に依存しないという利点がある。

　なお、上述した実施の形態１～３では、加熱装置４１の壁体４６の高さＨ１が光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１の上端と同じ高さである場合について説明したが、壁体４６の高さＨ１を光学素子Ｗの載置予定領域Ｓ１の上端より高くしても構わない。この場合も、赤外線ヒーター４３から見て光学素子Ｗが壁体４６の裏側に隠れるため、赤外線ヒーター４３からの赤外線が直接、光学素子Ｗに照射されて光学素子Ｗが割れてしまう事態を未然に防止することができる。

　また、上述した実施の形態で用いた加熱装置４１では支持凸部４２ｂによって光学素子Ｗをその下側から支持する場合について説明した。しかし、支持凸部４２ｂによる支持方法はこれに限るわけではなく、例えば、光学素子Ｗをその周囲から包囲して支持するようにしても構わない。

　さらに、上述した実施の形態では、加熱手段として赤外線ヒーター４３を用いる場合について説明したが、赤外線ヒーター４３以外の加熱手段（例えば、赤外線以外の電磁波を照射するもの、ハロゲンヒーター、電磁誘導加熱装置、レーザ加熱装置、窒素ガスなどの熱風加熱装置など）を代用または併用することもできる。

　さらにまた、上述した実施の形態で用いた加熱装置４１では、金属からなる加熱載置台４２を用いる場合について説明した。しかし、加熱載置台４２の材質は、金属に限るわけではなく、金属以外の材質（例えば、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの金属炭化物や、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの金属窒化物、カーボン、窒化ボロン（ＢＮ）、アルミナなどのセラミックスなど）を代用または併用することもできる。

　また、上述した実施の形態で用いた加熱装置４１では、加熱載置台４２その他の部品から構成された加熱装置４１が第２素子予熱部１７に設置された光学素子の成形装置１について説明したが、この加熱装置４１を第１素子予熱部１６に設置することも勿論できる。

［その他の変形形態］
　上述した実施の形態では、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを加熱するのに、吸着パッド２３とは別個のホットプレート２５にこの素子当接部位２３ｃを押し当てる場合について説明した。しかし、油浴または金属浴により、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを高温の液体に浸漬して加熱することもできる。また、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを放射熱（輻射熱）で加熱することも可能である。さらに、小型軽量の搬送部材加熱手段（図示せず）、例えば、電熱ヒーター、セラミックヒーターを吸着パッド２３に組み込んでも構わない。この場合には、ホットプレート２５などの吸着パッド加熱装置を省略することができる。

　上述した実施の形態では、高温耐性樹脂製の吸着パッド２３について説明した。しかし、この吸着パッド２３の材質としては、高温耐性樹脂に限るわけではなく、例えば、ジルコニア（酸化ジルコニウム）などの低熱伝導性セラミックスや、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどの耐熱ガラスを代用することもできる。

　上述した実施の形態において、光学素子Ｗに温度センサ（図示せず）を設置しておき、光学素子Ｗの温度が低下する速度をモニタしながら、光学素子Ｗが割れない温度範囲で可能な限り速い速度となるようにヒーター４５を制御するようにしても構わない。この場合、３個の支持片４２の爪４３の全熱容量と光学素子Ｗの熱容量との大小関係の如何にかかわらず、光学素子Ｗと爪４３との温度差に起因する光学素子Ｗの割れを防止しつつ、光学素子Ｗの冷却作業を効率よく実施することができる。

　上述した実施の形態では、金属製の爪４３について説明したが、この爪４３の材質としては、金属に限るわけではなく、高温耐性樹脂（例えば、ポリイミド樹脂など）を代用することもできる。

　上述した実施の形態では、ヒーター４５から載置台４１への伝熱性を低下させるため、載置台４１とヒーター４５との間に断熱部材４６を介在させる場合について説明したが、さらに、断熱部材４６の形状を工夫すること（具体的には、伝熱方向に直角な断面積を小さくし、伝熱方向の長さを長くすること）により、熱抵抗を大きくして伝熱性を一層低下させることもできる。

　上述した実施の形態では、素子冷却工程において、第１素子冷却部１９で光学素子Ｗを冷却支持部材４４に載置するときに、吸着パッド２３が所定の位置に位置決めされた状態で、オン／オフ弁５６を閉塞することにより、冷却支持部材４４の３個の支持片４２で光学素子Ｗを支持する場合について説明した。しかし、光学素子Ｗが支持片４２に支持されたことを検出するセンサ（例えば、光センサ、リミットスイッチなど）を設けておき、このセンサの出力信号に基づいて光学素子Ｗの支持を検出しても構わない。こうすれば、光学素子Ｗの支持を確実に検出することができるので、例えば、何らかの理由により、吸着パッド２３の位置決め動作やオン／オフ弁５６の閉塞動作に支障が生じ、光学素子Ｗが的確に支持されなかった場合に、迅速に対処することが可能となる。

　上述した実施の形態では、光学素子Ｗを３個の支持片４２上に３点で支持する場合について説明したが、光学素子Ｗを４点以上で支持しても構わない。

　上述した実施の形態では、ホットプレート２５が素子成形部１１と第１素子予熱部１６との間に設置されている場合について説明した。しかし、ホットプレート２５の設置場所は、吸着パッド２３の可動範囲内であれば、素子成形部１１と第１素子予熱部１６との間に限らず、どこであっても構わない。

　上述した実施の形態では、吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを加熱する際に、温度センサ４９で伝熱板４３の表面温度を測定し、この表面温度から素子当接部位２３ｃの温度を算出することにより、ホットプレート２５による素子当接部位２３ｃの加熱動作を制御する場合について説明した。しかし、必ずしも温度センサ４９で伝熱板４３の表面温度を測定する必要はない。例えば、予め、ヒーター４５の通電時間と素子当接部位２３ｃの温度との相関関係を求め、この相関関係を示す相関テーブル（図示せず）を記憶手段（図示せず）に格納しておき、素子当接部位２３ｃを加熱する際には、記憶手段から相関テーブルを読み出し、この相関テーブルに基づき、素子当接部位２３ｃが所望の温度になるようにヒーター４５の通電時間を適宜設定することにより、ホットプレート２５による素子当接部位２３ｃの加熱動作を制御するようにしても構わない。この場合、温度センサ４９を省くことができるので、搬送装置１４１の部品点数を減らしてコストを削減することができる。

　上述した実施の形態では、成形室３内をパージする不活性ガスとして窒素を採用した場合について説明したが、窒素以外の不活性ガス（例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンなどの希ガスその他）を代用または併用することもできる。

　上述した実施の形態では、素子予熱工程において、２段階で光学素子Ｗを予備加熱する場合について説明したが、３段階以上で光学素子Ｗを予備加熱しても構わない。

　上述した実施の形態では、素子冷却工程において、２段階で光学素子Ｗを冷却する場合について説明したが、３段階以上で光学素子Ｗを冷却しても構わない。冷却（装置）は積極的に冷却する場合のみならず、熱伝導性の高い物体と接触させて放熱により冷却する場合（装置）も含む。

　上述した実施の形態では、第２素子搬送工程および第３素子搬送工程において、高温（２００℃以上）の光学素子Ｗに対応させて吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃを加熱する場合について説明した。このとき、必ずしも光学素子Ｗの温度を検出する必要はなく、例えば、図７に示すような工程により、第２素子搬送工程および第３素子搬送工程における吸着パッド２３の素子当接部位２３ｃの予熱温度を設定してもよい。

　上述した実施の形態では、真空チャンバー５と成形室３との間における光学素子Ｗの搬送（真空チャンバー５から成形室３への搬送および成形室３から真空チャンバー５への搬送）を搬送アーム２２および吸着パッド２３で行う場合について説明したが、このときの光学素子Ｗの搬送手法はこれに限るわけではない。例えば、真空チャンバー５と成形室３との間における光学素子Ｗの搬送を行う別の搬送装置（図示せず）を成形室３内に設置しておき、スライド扉６が開いた状態で、真空チャンバー５と成形室３の一方から他方へ光学素子Ｗを移送して退避した後、スライド扉６を閉めるようにしてもよい。この場合、搬送アーム２２は、成形室３内でのみ駆動すれば済むので、その機構を簡素化することができる。

　上述した実施の形態では、球面状の光学素子Ｗを非球面状に成形する場合について説明したが、成形後の形状は非球面状に限るわけではない。例えば、球面状その他の形状に成形する場合に本発明を同様に適用することも可能である。

　本発明の具体例を上記実施の形態において説明したが、本発明はそれらに限定されるものではない。本願の請求の範囲に記載した以外の事項については、本願発明の実施に必ずしも必要ではない。例えば、本発明の成形方法において、予備加熱工程を二段に分けて行なっているが一段階で行なってもよく、冷却工程もまた一段階で行なってもよい。上記実施の形態の成型装置は、予備加熱装置および冷却装置(冷却部)は、それぞれ、二つ備えていたが、そられは一つずつでもよい。あるいは、予備加熱装置および冷却装置(冷却部)は、成型装置が設置される工場などに既存の設備を代用してもよい。真空チャンバー５及びワークストッカー９もまた本発明の成形装置と別個に設けてもよい。すなわち、請求の範囲に特定されていない成型装置の構成要素について、実施の形態に記載された成型装置が備えている場合には、それらは発明の実施に本質的な部品などではないか、あるいは成型装置のオプション部品や設置場所で入手可能な部品として利用可能であるということを理解されたい。一方、請求の範囲に記載さえた構成要素については、それらが実施の形態に記載された具体化物に限定されるものではない。

　本発明は、レンズを高温で成形する工程を含むレンズ製造業に好適であり、本発明により高精度なレンズを高い効率で量産することが可能となる。それゆえ、本発明はオプト産業の著しい発展に貢献する。

Claims (26)

1. 　複数の光学素子を順次成形する成形方法であって：
   　光学素子を素子加熱部で予備加熱することと；
   　予備加熱した光学素子を前記素子加熱部から成形型に搬送することと；
   　前記成形型中で、前記光学素子をガラス転位点より高い温度に加熱しながら成形することと；
   　成形された光学素子をガラス転位点より低く且つ４００℃以上の温度で成形型から取り出すことと；
   　成形型から取り出した光学素子を、その光学素子の温度よりも２００℃より低くない温度に加熱した部材で把持して冷却部に搬送することと；
   　前記冷却部で前記光学素子を冷却することを含む光学素子の成形方法。
2. 　前記光学素子を前記成形型に搬送するときに、その光学素子の温度よりも２００℃より低くない温度に加熱した前記部材で把持して前記成形型に搬送する請求項１に記載の成形方法。
3. 　冷却部が光学素子と接触する部位を有し、この部位の温度を、冷却部に搬送される光学素子の温度よりも２００℃より低くない温度に維持する請求項１に記載の成形方法。
4. 　前記部材を、当該部材と異なる加熱体に接触させることで加熱する請求項１に記載の成形方法。
5. 　複数の光学素子が少なくとも第１～第３の光学素子を含み、第１の光学素子が予備加熱されているときに、第２の光学素子が成形され且つ第３の光学素子が前記冷却部で冷却されている請求項１～４のいずれか一項に記載の成形方法。
6. 　第１の光学素子を予備加熱している間に、前記部材を加熱する請求項１～５のいずれか一項に記載の成形方法。
7. 　前記部材が光学部材に当接する当接部と光学素子を減圧吸引する吸引口を有する請求項１に記載の成形方法。
8. 　前記光学素子の加熱及び冷却時には、前記部材が光学素子から離脱している請求項１に記載の成形方法。
9. 　前記素子加熱部が複数の加熱エリアを有し、それらの加熱エリアにおいて光学素子が段階的に加熱される請求項１に記載の成形方法。
10. 　冷却部が複数の冷却エリアを有し、それらの冷却エリアで光学素子が段階的に冷却される請求項１に記載の成形方法。
11. 　光学素子を成形する成型装置であって：
    　光学素子をガラス転位点より高い温度に加熱しながら成形する成型部と；
    　成型部で成形された光学素子が冷却される冷却部と；
    　光学素子を着脱可能に把持する把持部を有し、光学素子の温度が前記ガラス転位点より低く且つ４００℃以上の温度で、上記光学素子を把持部で把持して成型部から取り出して前記冷却部に搬送する搬送部と；
    　前記把持部を、成型部から取出された光学素子の温度より２００℃より低くない温度に加熱する加熱部とを備える成形装置。
12. 　前記加熱部は伝熱板を有し、前記把持部が伝熱板に接触することで前記把持部を加熱する請求項１１に記載の成形装置。
13. 　前記把持部は光学素子を減圧吸着する吸気口を有する請求項１１に記載の成形装置。
14. 　把持部は、光学素子に当接する当接部を有し、該当接部が前記伝熱板に接触することで加熱される請求項１２に記載の成形装置。
15. 　前記当接部が、高温耐性樹脂、低熱伝導性セラミックス及び耐熱ガラスからなる群から選ばれた一種から形成されている請求項１４に記載の成形装置。
16. 　前記把持部は、前記光学素子を冷却部に搬送した後、当該光学素子の把持を解除し、把持部から解除された状態で光学素子が冷却される請求項１１に記載の成形装置。
17. 　前記冷却部は、冷却温度の異なる複数の放熱装置を備える請求項１１に記載の光学素子の成形装置。
18. 　さらに、光学素子を予備加熱する素子加熱部を有する請求項１１に記載の光学素子の成形装置。
19. 　前記素子加熱部は、加熱温度の異なる複数の加熱装置を備える請求項１８に記載の光学素子の成形装置。
20. 　前記素子加熱部、前記成形部、前記冷却部は、不活性ガス雰囲気の成形室に設けられ、成形室には真空チャンバーが付設され、前記成形室と前記真空チャンバーとの間には扉が開閉自在に取り付けられている請求項１８に記載の光学素子の成形装置。
21. 　前記冷却部は、前記光学素子を支持する支持部材と支持部材を加熱する加熱装置を有し、前記支持部材が前記光学素子を支持したときに、当該支持部材の当該光学素子に当接する部位の温度が当該光学素子の温度に対して光学素子の温度より２００℃より低くない温度範囲になるように加熱装置を制御する温度制御部が設けられている請求項１１に記載の光学素子の成形装置。
22. 　前記温度制御部は、前記支持部材が前記光学素子を支持した後、前記加熱装置による当該支持部材の加熱動作を中止して当該光学素子を放冷する請求項２１に記載の光学素子の成形装置。
23. 　前記支持部材は、前記光学素子を支持する爪と、この爪を加熱するヒーターと、このヒーターを断熱部材を介して支持する載置台とを備える請求項２１に記載の光学素子の成形装置。
24. 　前記素子加熱部が、前記光学素子に対して熱を放射する放熱面及び前記光学素子の外周部に当接して支持する支持凸部が設けられた載置台と、前記加熱載置台を加熱する加熱具を備え、前記放熱面と前記光学素子の載置予定領域との間には放熱空間が形成されている請求項１８に記載の光学素子の成形装置。
25. 　前記加熱載置台の周囲には、壁体が設けられ、前記加熱具は、前記壁体の周囲に設けられている請求項２３に記載の光学素子の成形装置。
26. 　前記壁体は、金属炭化物から形成されている請求項２５に記載の光学素子の成形装置。

Images