(57)【要約】【課題】ガラス素材を加熱しつつ浮遊位置を検出し気体の流量制御を行うことで安定した浮上加熱を可能とする。【解決手段】光学素子の製造装置１０は、ガラス素材４５を高温気体で浮遊させながら加熱軟化させて成形するものであり、ガラス素材４５の浮遊位置を検出する位置検出カメラ５６と、検出した浮遊位置に基づいて浮遊に必要な窒素ガスの供給流量を調整する流量制御弁３７と、加熱されたガラス素材４５を所定時間後に取り出す取り出し蓋４１と、取り出したガラス素材４５をプレスすべく対向配置された一対の上型２０及び下型２１と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性素材を高温気体で浮遊させながら加熱軟化させて成形する光学素子の製造方法において、
前記熱可塑性素材を加熱しつつ浮遊位置を検出する位置検出工程と、
検出した浮遊位置に基づいて浮遊に必要な気体の供給流量を調整する流量調整工程と、
加熱された前記熱可塑性素材を取り出す取り出し工程と、
取り出した前記熱可塑性素材をプレスするプレス工程と、を有する
ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記浮遊位置の検出に監視カメラを用いる
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。
【請求項３】
前記浮遊位置の検出にレーザセンサーを用いる
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。
【請求項４】
前記浮遊位置の検出に超音波の反射波を用いる
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。
【請求項５】
熱可塑性素材を高温気体で浮遊させながら加熱軟化させて成形する光学素子の製造装置において、
前記熱可塑性素材の浮遊位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて浮遊に必要な気体の供給流量を調整する流量調整手段と、
加熱された前記熱可塑性素材を取り出す取り出し手段と、
前記取り出し手段によって取り出した前記熱可塑性素材をプレスする成形手段と、を有する
ことを特徴とする光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス素材等の熱可塑性素材を浮遊させながら加熱して成形する光学素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガラス素材を用いて光学素子を成形する場合、最適な成形を行うにはガラス素材を所望の粘度に軟化させた状態でプレスすることが必要となる。例えば、特許文献１には、ガラス素材を気流により浮上させながら加熱することにより、ガラス素材を予熱し、軟化したガラス素材を予熱した成形型に落下させて押圧成形し、光学素子を得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ガラス素材を浮遊加熱する場合、気体の流量は、温度が変化すると熱膨張により変わってしまうため、ガラス素材を所望の温度、位置で安定して浮遊させるのは困難である。
【０００５】
具体的には、例えば図８に示すように、加熱筒１４０内に収容されたガラス素材１４５の浮遊位置は、ガラス素材１４５の重さと浮力のバランスで決定される。
気流による浮力Ｂは、気体の密度をρ、加熱筒の断面積をＡ１、流量をＱ、加熱筒１４０とガラス素材１４５との隙間の断面積をＡ２とすると、次式で表わされる。
【０００６】
Ｂ＝ρ×Ｑ２×（１／Ａ２２−１／Ａ１２）×（Ａ１−Ａ２）
しかしながら、流量Ｑは気体の温度に比例して変化するだけでなく、加熱筒１４０とガラス素材１４５との隙間の断面積Ａ２はガラス素材１４５の個々の直径に応じてばらつくため、浮力Ｂを一定に保つのは困難である。
【０００７】
また、重量、直径が異なるガラス素材１４５や狙いの温度が異なるガラス素材１４５を加熱する場合、同じ気体の供給流量では同じ位置に安定して浮遊加熱することはできない。さらに、ガラス素材１４５を安定して同じ位置で浮遊できない状態では、ガラス素材１４５の過昇温による変形、加熱筒１４０からの離脱等を引き起こし、安定した成形が困難となる。
【０００８】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、熱可塑性素材を加熱しつつ浮遊位置を検出し気体の流量制御を行うことで安定した浮上加熱を可能とする光学素子の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
熱可塑性素材を高温気体で浮遊させながら加熱軟化させて成形する光学素子の製造方法において、
前記熱可塑性素材を加熱しつつ浮遊位置を検出する位置検出工程と、
検出した浮遊位置に基づいて浮遊に必要な気体の供給流量を調整する流量調整工程と、
加熱された前記熱可塑性素材を取り出す取り出し工程と、
取り出した前記熱可塑性素材をプレスするプレス工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記浮遊位置の検出に監視カメラを用いることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記浮遊位置の検出にレーザセンサーを用いることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法において、
前記浮遊位置の検出に超音波の反射波を用いることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、
熱可塑性素材を高温気体で浮遊させながら加熱軟化させて成形する光学素子の製造装置において、
前記熱可塑性素材の浮遊位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて浮遊に必要な気体の供給流量を調整する流量調整手段と、
加熱された前記熱可塑性素材を取り出す取り出し手段と、
前記取り出し手段によって取り出した前記熱可塑性素材をプレスする成形手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱可塑性素材を加熱しつつ浮遊位置を検出し気体の流量制御を行うことで安定した浮上加熱を可能とする光学素子の製造方法及び製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の光学素子の製造装置の正面図である。
【図２】同上の平面図である。
【図３】加熱装置の拡大正面図である。
【図４】流量制御に関するフローチャートを示す図である。
【図５Ａ】材料加熱部にガラス素材を投下する工程を示す図である。
【図５Ｂ】材料加熱部でのガラス素材の加熱工程を示す図である。
【図５Ｃ】材料加熱部からガラス素材を取り出す工程を示す図である。
【図６】実施の形態２の光学素子の製造装置の全体構成を示す図である。
【図７】実施の形態３の光学素子の製造装置の全体構成を示す図である。
【図８】ガラス素材の加熱筒内での浮遊状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［実施の形態１］
図１〜図５は、光学素子の製造装置１０の実施の形態を示す図であり、図１は、光学素子の製造装置１０の正面図、図２は、その平面図、図３は、加熱装置１２の拡大正面図である。また、図４は、流量制御に関するフローチャートを示す図、図５Ａ〜図５Ｃは、材料加熱部３３におけるガラス素材４５の投入から取り出しまでの工程を示す図である。
【００１５】
図１及び図２において、光学素子の製造装置１０は、支持フレーム１４を構成すべく上下方向（鉛直方向）に延びる支柱１５、左右方向（水平方向）に延びる上ベースプレート１６、及び平板状の下ベースプレート１７を有している。この支持フレーム１４により、成形装置１１と加熱装置１２が安定的に支持されている。
【００１６】
成形装置１１は、型中心軸線Ｏ−Ｏに沿って対向配置された一対の成形手段としての上型２０及び下型２１と、この上型２０及び下型２１を所望の温度に加熱する型加熱手段としての上加熱プレート２２及び下加熱プレート２３と、この上・下加熱プレート２２，２３に夫々固定された上断熱板２４及び下断熱板２５と、を有している。上型２０及び下型２１の対向面には、夫々凹球面状の成形面（転写面）２０ａ、２１ａが形成されている。
【００１７】
上・下加熱プレート２２，２３には、夫々上・下カートリッジヒータ２２ａ、２３ａが内蔵されている。この上・下カートリッジヒータ２２ａ、２３ａにより、上・下加熱プレート２２，２３が加熱される。このときの加熱温度は、型温度検出手段としての熱電対２６，２７によって検出される。
【００１８】
また、上ベースプレート１６には、加圧手段としての加圧シリンダー２８が支持されている。上型２０は、この加圧シリンダー２８によって矢印Ａ方向に上下移動可能に支持されている。なお、上・下加熱プレート２２，２３の温度制御、及び加圧シリンダー２８の動作制御は、制御部５０によって制御されるようになっている。これにより、上・下加熱プレート２２，２３の加熱時間、加圧シリンダー２８の加圧力等は、制御部５０によってコントロールされる。
【００１９】
また、上型２０の基端面（成形面２０ａと反対側）と上加熱プレート２２、及び下型２１の基端面（成形面２１ａと反対側）と下加熱プレート２３は密接されている。これにより、上・下加熱プレート２２，２３の熱量は無駄なく上型２０及び下型２１に伝熱される。こうして、上型２０及び下型２１は、プレス作業に最適な温度に制御されるようになっている。
【００２０】
この成形装置１１は、所望温度に加熱された上型２０及び下型２１と加圧シリンダー２８とによって、上型２０及び下型２１間に配置されたガラス素材４５（後述する）を所望形状にプレスすることができる。
【００２１】
次に、加熱装置１２は、下ベースプレート１７上に載置されたリニアステージ３０、このリニアステージ３０上に摺動自在に配置されたブロック部材３１、このブロック部材３１に取り付けられた保持枠５２、この保持枠５２に保持された熱風発生器３２、及びこれと一体の材料加熱部３３を有している。
【００２２】
ブロック部材３１は、成形装置１１に向けて図１の左右方向（矢印Ｂ方向）に直線状に移動することができる。
また、図２において、リニアステージ３０の長手方向の中心を通る軸（Ｘ軸）は、矢印Ｂ方向と平行で下型２１の中心を通っている。
【００２３】
また、下ベースプレート１７上で、リニアステージ３０の近傍には、材料トレー４４が配設されている。この材料トレー４４には、熱可塑性素材としての複数のガラス素材４５がマトリクス状に、又は縦横に任意の配置で収容されている。なお、熱可塑性素材としては、ガラスに限らず、例えばポリカーボネートなどのプラスチックでもよい。
【００２４】
さらに、下ベースプレート１７上で、この材料トレー４４の側方には、材料搬送手段としての材料搬送アーム４６が配置されている。この材料搬送アーム４６は、ガラス素材４５を１個ずつ把持する材料把持部４７を有している。この材料搬送アーム４６は、不図示の駆動手段により、ブロック部材３１の摺動方向（図１のＢ方向）、この摺動方向と直交し且つ水平な前後方向、及び上下方向（高さ方向）に移動可能となっている。
【００２５】
この材料把持部４７により、１個のガラス素材４５を把持し、材料加熱部３３に落とし込む（投入する）ことができる。
図３に示すように、熱風発生器３２は、中空円筒状の熱風供給筒３５と、この熱風供給筒３５に内蔵された気体加熱手段としての電熱コイル３６と、熱風供給筒３５に供給される気体を流量制御する流量調整手段としての流量制御弁３７と、を有している。
【００２６】
さらに、熱風供給筒３５内の熱風の温度は、その先端に挿入された気体温度検出手段としての熱電対３８によって検出されている。熱電対３８によって検出された検出信号は、温度コントローラ４８（図２参照）に入力され、所望の設定温度と比較され、差分に応じた供給電圧が電熱コイル３６に供給される。
【００２７】
一方、ガラス素材４５の浮遊に最適な流量は、後述する位置検出手段としての位置検出カメラ５６で撮影されたガラス素材４５の位置と狙いの浮遊位置との差分を、流量コントローラ４９で調整量として換算し、流量制御弁３７に調整指示を出して、流量が制御される。
【００２８】
電熱コイル３６は、例えばニクロム線ヒータ等からなっている。熱風供給筒３５の基端部には、エアホース３９が接続されていて、気体は、このエアホース３９から不図示の送風ファンにより流量制御弁３７を介して熱風供給筒３５内に供給される。供給された気体は、熱風供給筒３５内で電熱コイル３６によって加熱されることで熱風が発生される。
【００２９】
なお、気体の種類は、例えばアルゴン等の不活性ガスが好ましい。しかし、これに限らず、例えば、窒素ガス（Ｎ２）や酸素ガス（Ｏ２）を用いてもよい。本実施の形態では、窒素ガス（Ｎ２）を用いた。
【００３０】
また、熱風供給筒３５の長手方向の先端部（成形装置１１側）には、材料加熱部３３が一体的に固定されている。
この材料加熱部３３は、可視光透過性材質としての透明な円筒状の加熱手段としての加熱筒４０と、その下端の開口部４０ｂを塞ぐように、シリンダー４２によって図３の矢印Ｃ方向（図１の矢印Ｂ方向と同方向）に開閉する取り出し手段としての取り出し蓋４１とを有している。なお、符号５８はシリンダー４２の制御信号線である。
【００３１】
加熱筒４０は、上下方向（型中心軸線Ｏ−Ｏと同方向）に延びて上端に設けられた開口部（上側開口部）４０ａと、下端に設けられた開口部（下側開口部）４０ｂと、側面（外周面）に設けられた開口部（側方開口部）と、を有しており、この側方開口部に熱風供給筒３５の先端部が固定されている。
【００３２】
熱風発生器３２の熱風供給筒３５は、その先端部及び基端部が保持枠５２に保持されている。この保持枠５２は、図３に示すように、シリンダー４２の長手方向の先端部に立設され、熱風供給筒３５の先端部の外周面を保持する板状の第１の支持部材５４と、シリンダー４２の長手方向の基端部に立設され、熱風供給筒３５の基端部の外周面を保持する板状の第２の支持部材５５と、を有している。
【００３３】
この第１の支持部材５４と第２の支持部材５５は、上下方向の長さ（高さ）が異なっていて、第２の支持部材５５は第１の支持部材５４よりも長い。
第２の支持部材５５には、熱風発生器３２のさらに上方に、位置検出カメラ５６が取り付けられている。この位置検出カメラ５６は、加熱筒４０内を浮遊するガラス素材４５を撮像する。
【００３４】
本実施の形態では、加熱筒４０として石英ガラスを用いている。この石英ガラスは、耐熱性に優れるとともに可視光透過性に優れている。この加熱筒４０は、石英ガラスを用いることで、内部に収容されたガラス素材４５の形状を外部から観察することが容易となっている。
【００３５】
ただし、加熱筒４０の材質としては石英ガラスに限らない。例えば、耐熱性と可視光透過性に優れた材料であればかまわない。
また、本実施の形態では、加熱筒４０の内径はφ７ｍｍのものを用いた。
【００３６】
本実施の形態では、熱可塑性素材として、球状のガラス素材４５を用いた。このガラス素材４５の直径はφ６ｍｍで、そのガラス転移点Ｔｇは５０６℃である。
次に、図１〜図５（図５Ａ〜図５Ｃ）に基づき、本実施の形態の光学素子の製造工程を説明する。
（１）まず、図５Ａに示すように、熱風供給筒３５に窒素ガス（Ｎ２）を供給し、これを所定の流量、温度に設定する。このとき、材料加熱部３３の加熱筒４０の下端の開口部４０ｂは、取り出し蓋４１によって閉じている。これにより、材料加熱部３３の加熱筒４０内では上方（矢印Ｄ方向すなわち開口部４０ａ）に向かうように窒素ガス（Ｎ２）の気流が発生している。
【００３７】
具体的には、図４に示すように、ステップＳ（以下、単に「Ｓ」と称する）１で、窒素ガス（Ｎ２）の流量の初期値を入力する。ここでの初期値とは、加熱筒４０の上端の開口部４０ａからガラス素材４５が飛び出さない程度の流量をいう。この場合、窒素ガス（Ｎ２）の温度、加熱筒４０の内径、及びガラス素材４５の大きさ等から、飛び出さない程度の気体流量が設定される。
【００３８】
本実施の形態では、熱風供給筒３５内を流れる窒素ガス（Ｎ２）の温度を熱電対３８で７００℃となるように電熱コイル３６によって調整すると共に、初期の気体流量を５Ｌ／ｍｉｎに設定した。
（２）次に、材料トレー４４上に収容されているガラス素材４５を、材料搬送アーム４６により移送し、加熱筒４０の上端の開口部４０ａから自重で落とし込む（投入）。
【００３９】
すると、図５Ｂに示すように、加熱筒４０内に投入されたガラス素材４５は、自重と上方に向かう窒素ガス（Ｎ２）の気流による浮力とが釣り合った位置で浮遊状態を維持する。このため、ガラス素材４５は、この浮遊状態で高温の窒素ガス（Ｎ２）により所定温度に加熱される。
【００４０】
この場合、窒素ガス（Ｎ２）の流速、流量が大きすぎると、ガラス素材４５は上端の開口部４０ａから飛び出してしまう。また、窒素ガス（Ｎ２）の流速、流量が小さすぎると、ガラス素材４５は下端の開口部４０ｂへ落下してしまう。このため、本実施の形態では、ガラス素材４５が加熱筒４０の中間位置で浮遊するように、窒素ガス（Ｎ２）の流速、流量を調整している。
【００４１】
具体的には、図４に示すように、Ｓ２で、流量制御弁３７による窒素ガス（Ｎ２）の流量調整を行う。この流量制御弁３７は、流量コントローラ４９からの指令に基づき、内蔵された弁が自動的に開閉制御されるようになっている。本実施の形態では、窒素ガス（Ｎ２）の流量を５Ｌ／ｍｉｎになるように調整している。
（３）そして、図３に示すように、位置検出カメラ５６は、加熱筒４０へのガラス素材４５の投入を検知し、予め設定された所望の高さ位置でガラス素材４５が浮遊するように、現在の浮遊位置を検出する。
【００４２】
すなわち、ガラス素材４５の位置情報を位置検出カメラ５６により撮影し、窒素ガス（Ｎ２）の流量を流量コントローラ４９を介して流量制御弁３７にフィードバックする。こうして、ガラス素材４５を所望の高さ位置で安定して浮遊加熱することができる。
【００４３】
具体的には、図４に示すように、Ｓ３で、ガラス素材４５の浮遊位置情報の取得を行う。本実施の形態では、加熱筒４０内を上下に浮遊移動するガラス素材４５を位置検出カメラ５６にて撮影し、その高さ方向の位置を検出する。
【００４４】
Ｓ４では、加熱筒４０越しに位置検出カメラ５６で撮影されたガラス素材４５の浮遊位置（現在の浮遊位置）と、設計者が狙った浮遊位置（所望の浮遊位置）との差分を比較する。
【００４５】
その結果、差分がなければ（差分がゼロ）、設計者が狙った浮遊位置にガラス素材４５があるので、Ｓ５に進み、このときの窒素ガス（Ｎ２）の供給量を最終出力とする。また、差分があれば、設計者が狙った浮遊位置にガラス素材４５がないため、Ｓ２に進む。ここで、現在のガラス素材４５の浮遊位置と狙った浮遊位置との差分を、流量コントローラ４９で窒素ガス（Ｎ２）の調整量として換算する。そして、その換算量を流量制御弁３７に調整指示として出力して窒素ガス（Ｎ２）の流量を制御する。本実施の形態では、窒素ガス（Ｎ２）の流量を１０Ｌ／ｍｉｎに調整した時点で、ガラス素材４５が所望の浮遊位置となった。
（４）次いで、成形装置１１の上型２０及び下型２１の間に、材料加熱部３３の加熱筒４０がくるように、図１に示すリニアステージ３０上のブロック部材３１を材料加熱部３３、熱風発生器３２及び保持枠５２と共に移動させる。また、加熱装置１２では、加熱筒４０へのガラス素材４５の投入開始から、予め設定した時間が経過した時点で、シリンダー４２を作動させて取り出し蓋４１を開放する。
【００４６】
これにより、ガラス素材４５は加熱筒４０の下端の開口部４０ｂから下型２１の成形面２１ａに自重で落下する。このように、ガラス素材４５は、予め設定した加熱時間が経過することで所定の粘度に軟化したと判断している。
【００４７】
図５Ｃは、取り出し蓋４１が開放されて、ガラス素材４５が下型２１の成形面２１ａに投下されるときの状態を示している。この場合、シリンダー４２が作動して取り出し蓋４１が開放されると、加熱筒４０内の気流の一部は下方（Ｅ方向すなわち開口部４０ｂ）に向く。このため、ガラス素材４５は自重で落下することができる。
（５）次いで、加熱装置１２が、リニアステージ３０の駆動により上型２０及び下型２１間から退避される。その後、上型２０が加圧シリンダー２８によって下型２１に向けて下降してプレス成形を行い、所望形状の光学素子を得ることができる。なお、上型２０及び下型２１は成形に最適な温度に加熱されている。
【００４８】
本実施の形態では、金型設定温度は５８０℃、プレス圧は８００Ｎ、成形品の中心肉厚２ｍｍ、外径φ８ｍｍの両凸レンズとした。また、成形品の全体体積は１１２．７５ｍｍ３とした。
（６）次に、浮遊状態のガラス素材４５が下型２１に投下（落下）された後は、加熱装置１２は、窒素ガス（Ｎ２）の流量を初期値（５Ｌ／ｍｉｎ）に戻し、取り出し蓋４１を閉じる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、ガラス素材４５の浮遊位置の検出に位置検出カメラ５６を用いたが、これに限らない。例えば、視覚的に位置情報を得られるサーモグラフィ（放射温度計）などを使用してもよい。
【００５０】
本実施の形態によれば、ガラス素材４５の材料物性（大きさ、重さ）がばらついたとしても、ガラス素材４５の位置情報を位置検出カメラ５６により撮影し、窒素ガス（Ｎ２）の流量をフィードバックすることで、ガラス素材４５を所望の高さ位置で浮遊加熱することができる。こうして、安定して光学素子を製造することができる。
【００５１】
また、たとえ、加熱筒４０の形状やヒータサイズ、或いは流入気体などが変わったとしても、その都度、位置検出カメラ５６によりガラス素材４５の浮遊位置を判断して、自動的に気体流量を設定することができるため、条件設定までの時間を短縮することができる。
［実施の形態２］
図６は、実施の形態２の光学素子の製造装置１０の全体構成を示す図である。
【００５２】
なお、実施の形態１と同一又は相当する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態によれば、異なる形状の光学素子を製造する場合においても、共通の加熱装置１２でガラス素材４５を効率的に加熱することができる。
【００５３】
図６において、光学素子の製造装置１０は、長手方向の一端を回転台６４に上下方向（鉛直方向）の軸を中心として回動可能に支持された加熱装置１２と、この加熱装置１２を挟んで左右側方に配置された２種類の成形装置１１、１１’と、を備えている。一方の成形装置１１は、下型２１及び下加熱プレート２３を有し、他方の成形装置１１’は、下型２１’及び下加熱プレート２３’を有している。
【００５４】
また、材料トレー４４には、２種類の大きさの複数のガラス素材４５，４５’が収容されている。材料搬送アーム４６は、各ガラス素材４５，４５’を個別に加熱装置１２の材料加熱部３３に供給することができる。
【００５５】
加熱装置１２では、実施の形態１と同様に、位置検出カメラ５６によりガラス素材４５，４５’の浮遊位置を検出して、窒素ガス（Ｎ２）の供給流量を流量コントローラ４９を介して流量制御弁３７にフィードバックし、安定的に浮遊加熱することができる。
【００５６】
また、回転台６４を回転させることで、２種類の成形装置１１、１１’の中間（ホームポジション）に加熱装置１２の材料加熱部３３を移動させることができる。
次に、図６に基づき、本実施の形態の光学素子の製造工程を説明する。
【００５７】
なお、ここでは、実施の形態１と異なる部分のみについて説明する。また、括弧内の番号は実施の形態１とは対応していない。
（１）窒素ガス（Ｎ２）の初期の流量は、ガラス素材４５又はガラス素材４５’の種類に応じて設定する。例えば、夫々のガラス素材４５，４５’を加熱筒４０の上方から落とし込み（投入）ができるすなわち、夫々のガラス素材４５，４５’が材料加熱部３３から飛び出さないような流量を、予め確認して設定する。
【００５８】
また、加熱装置１２は、回転台６４の駆動により、成形装置１１と成形装置１１’の中心軸上を移動して、成形装置１１と成形装置１１’の中間点付近（ホームポジション）に退避している。
（２）本実施の形態では、２種類のガラス素材４５，４５’の成形を行うことができる。一方のガラス素材４５は、実施の形態１と同様に、球状のプリフォームでφ６ｍｍ、Ｔｇ５０６℃であり、また、他方のガラス素材４５’は、球状のプリフォームでφ５ｍｍ、Ｔｇ４５８℃である。
（３）まず、成形装置１１、１１’の中間に加熱装置１２を配置する。次いで、材料搬送アーム４６で一方のガラス素材４５を把持し、加熱装置１２の材料加熱部３３に投入する。
【００５９】
こうして、ガラス素材４５を加熱する前、又は加熱した後、或いは加熱しつつ、加熱装置１２を回転台６４を中心として図６の時計方向に回転させて、成形装置１１の真上に位置させる。さらに、ガラス素材４５が所定温度に加熱された時点で、そのガラス素材４５を成形装置１１に投下する。
【００６０】
その後、加熱装置１２をもとの位置（ホームポジション）に回転させる。その間、成形装置１１はガラス素材４５のプレス成形を行う。
次いで、材料搬送アーム４６で他方のガラス素材４５’を把持し、加熱装置１２の材料加熱部３３に投入する。
【００６１】
こうして、他方のガラス素材４５’を加熱する前、又は加熱した後、或いは加熱しつつ、加熱装置１２を回転台６４を中心として図６の反時計方向に回転させて、成形装置１１’の真上に位置させる。さらに、ガラス素材４５’が所定温度に加熱された時点で、そのガラス素材４５’を成形装置１１’に投下する。
【００６２】
その後、加熱装置１２をもとの位置（ホームポジション）に回転させる。その間、成形装置１１’はガラス素材４５’のプレス成形を行う。
ここで、加熱装置１２における窒素ガス（Ｎ２）の流量は、一方のガラス素材４５の場合は、実施の形態１と同様に、１０Ｌ／ｍｉｎで所望の位置に到達した。また、他方のガラス素材４５’の場合は、２０Ｌ／ｍｉｎで所望の位置に到達した。
【００６３】
本実施の形態では、成形装置１１の型設定温度、プレス圧等は実施の形態１と同様であり、また、成形装置１１’の型設定温度は５８０℃、プレス圧は４５０Ｎとした。
さらに、成形装置１１による成形品の中心肉厚等は実施の形態１と同様とし、また、成形装置１１’による成形品の中心肉厚２ｍｍ、外径φ６ｍｍの両凸レンズ、成形品の全体体積は６５．２５ｍｍ３とした。
【００６４】
なお、本実施の形態では、成形の際に、まず、ガラス素材４５を成形装置１１に供給し、次に、ガラス素材４５’を成形装置１１’に供給する場合について説明したが、これに限らない。どちらを先に行ってもよい。
【００６５】
その他、以上説明した工程の手順は必ずしもこれに限るものではなく、手順の入れ替え等も可能である。
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ガラス素材４５、４５’の位置情報を位置検出カメラ５６により撮影し、窒素ガス（Ｎ２）の流量を流量コントローラ４９を介して流量制御弁３７にフィードバックすることで、ガラス素材４５を所望の高さ位置で浮遊加熱することができる。
【００６６】
また、異なる形状、材料物性の光学素子を製造する場合であっても、複数（本実施の形態では２種類）のガラス素材４５，４５’を所望の位置で浮遊加熱することができる。このため、安定して異なる形状の光学素子を製造することができる。
［実施の形態３］
図７は、実施の形態３の光学素子の製造装置１０の全体構成を示す図である。
【００６７】
なお、実施の形態１と同一又は相当する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、ガラス素材４５の浮遊位置を、縦方向（加熱筒４０の長手方向）からレーザ変位センサー６６により計測することで、加熱効率を向上させることができる。
【００６８】
なお、レーザ変位センサー６６の代わりに、超音波センサーの反射波を用いることもできる。この超音波センサーでは、例えば加熱筒４０の長手方向に対し直交方向に超音波を発振し、その反射波を測定してガラス素材４５の浮遊位置を検出することができる。このため、例えば加熱筒４０として、石英ガラス等に限らず、例えば可視光を透過しないステンレス鋼（ＳＵＳ）等を用いることもできる。
【００６９】
図７に示すように、材料加熱部３３の加熱筒４０の外周に断熱部材６７を配置する。この断熱部材６７としては、例えばジルコニア等のセラミックスが用いられる。こうして、加熱筒４０の外周に断熱部材６７を配置することで、熱効率の向上を図っている。また、本実施の形態では、ガラス素材４５の浮遊位置を縦方向から計測するので、断熱部材６７は透明である必要はなく、不透明な材質を用いることができる。
【００７０】
また、この断熱部材６７の長手方向に沿うように、その上部に支持部材６８を延設している。さらに、この支持部材６８の上部にレーザ変位センサー６６を下向きに取り付けている。
【００７１】
以上において、ガラス素材４５の浮遊位置の検出は、実施の形態１と同様に、浮遊しているガラス素材４５の変位をレーザ変位センサー６６により感知する。また、その他の工程は、実施の形態１と同様である。
【００７２】
すなわち、レーザ変位センサー６６によりガラス素材４５の浮遊位置を検出して、窒素ガス（Ｎ２）の供給流量を流量コントローラ４９を介して流量制御弁３７にフィードバックし、安定的に浮遊加熱することができる。
【００７３】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ガラス素材４５の位置情報をレーザ変位センサー６６により検出し、窒素ガス（Ｎ２）の流量を流量コントローラ４９を介して流量制御弁３７にフィードバックすることで、ガラス素材４５を所望の高さ位置で浮遊加熱することができる。
【００７４】
また、加熱筒４０の周囲を可視光を通さない断熱部材６７で断熱することができ、加熱効率の向上を図ることができる。よって、効率的にガラス素材４５を浮遊させつつ加熱することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０      光学素子の製造装置
１１      成形装置
１１’    成形装置
１２      加熱装置
１４      支持フレーム
１５      支柱
１６      上ベースプレート
１７      下ベースプレート
２０      上型
２０ａ    成形面
２１      下型
２１’    下型
２１ａ    成形面
２２      上加熱プレート
２２ａ    上カートリッジヒータ
２３      下加熱プレート
２３’    下加熱プレート
２３ａ    下カートリッジヒータ
２４      上断熱板
２５      下断熱板
２６      熱電対
２７      熱電対
２８      加圧シリンダー
３０      リニアステージ
３１      ブロック部材
３２      熱風発生器
３３      材料加熱部
３５      熱風供給筒
３６      電熱コイル
３７      流量制御弁
３８      熱電対
３９      エアホース
４０      加熱筒
４０ａ    開口部
４０ｂ    開口部
４１      取り出し蓋
４２      シリンダー
４４      材料トレー
４５      ガラス素材
４５’    ガラス素材
４６      材料搬送アーム
４７      材料把持部
４８      温度コントローラ
４９      流量コントローラ
５０      制御部
５２      保持枠
５４      第１の支持部材
５５      第２の支持部材
５６      位置検出カメラ
５８      制御信号線
６４      回転台
６６      レーザ変位センサー
６７      断熱材
６８      支持部材
１４０    加熱筒
１４５    ガラス素材
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図６】
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