(57)【要約】【課題】胴型と上型または下型の間における咬込みの発生を適切に判断可能な、光学素子成形方法、光学素子成形装置およびプログラムを提供する。【解決手段】上型１１１および下型１１３の外周を胴型１１５により規制した状態で、上下型間に配置された光学素材Ｍを所定の成形圧Ｐｆで押圧し、光学素子を成形する光学素子成形方法において、所定の成形圧で光学素材を押圧する押圧工程を実行する前に、上下型により成形圧未満の圧力Ｐｐで光学素材を予備押圧する予備押圧工程と、予備押圧工程時における光学素材の押圧状態Ｓを検出する検出工程と、光学素材の押圧状態を所定の判断基準と比較し、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断する判断工程と、を含む。所定の判断基準は、咬込みが発生している場合に検出される押圧状態が判断基準を満たさず、咬込みが発生していない場合に検出される押圧状態が判断基準を満たすように設定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型および下型の外周を胴型により規制した状態で、前記上型と前記下型の間に配置された光学素材を所定の成形圧で押圧し、光学素子を成形する光学素子成形方法において、
前記所定の成形圧で前記光学素材を押圧する押圧工程を実行する前に、前記上型および前記下型により前記成形圧未満の圧力で前記光学素材を予備押圧する予備押圧工程と、
前記予備押圧工程時における前記光学素材の押圧状態を検出する検出工程と、
前記光学素材の押圧状態を所定の判断基準と比較し、前記胴型と前記上型または前記下型の間で咬込みが発生しているかを判断する判断工程と、
を含む、光学素子成形方法。
【請求項２】
前記予備押圧工程では、所定の時間に亘って所定の圧力で前記光学素材を予備押圧し、
前記検出工程では、前記予備押圧工程時における前記光学素材の押圧量を検出し、
前記判断工程では、前記押圧量を所定の基準押圧量と比較し、前記胴型と前記上型または前記下型の間で咬込みが発生しているかを判断する、請求項１に記載の光学素子成形方法。
【請求項３】
前記検出工程では、前記予備押圧工程時における押圧力の変化量を検出し、
前記判断工程では、前記変化量を所定の基準変化量と比較し、前記胴型と前記上型または前記下型の間で咬込みが発生しているかを判断する、請求項１に記載の光学素子成形方法。
【請求項４】
前記検出工程では、予備押圧工程を開始した時点における前記光学素材の押圧状態を基準として、前記予備押圧工程時における前記光学素材の押圧状態を検出する、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子成形方法。
【請求項５】
前記上型と前記下型の間に前記光学素材を配置した状態で前記胴型に嵌入されるコア部の嵌合長（Ｌ）と、前記コア部の直径（Ｄ）との嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）が０．３以下であり、または前記コア部の直径（Ｄ）が３０ｍｍ以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子成形方法。
【請求項６】
前記上型、前記下型、および前記胴型からなる複数の成形型を準備し、第１の成形型に配置された第１の光学素材に対して、複数の成形工程を連続して実行しながら、前記第１の成形型に後続する第２の成形型に配置された第２の光学素材に対して、前記複数の成形工程を連続して実行する光学素子成形装置に適用され、
前記予備押圧工程、前記検出工程、および前記判断工程は、前記成形圧で前記光学素材を押圧する前記押圧工程を実行する直前に実行される、請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子成形方法。
【請求項７】
前記第１および／または第２の光学素材の押圧状態が前記所定の判断基準を満たさない場合に、前記第１および第２の光学素材に対する前記複数の成形工程の実行を停止する、請求項６に記載の光学素子成形方法。
【請求項８】
前記第１または第２の光学素材の押圧状態が前記所定の判断基準を満たさない場合に、前記判断基準を満たさない前記第１または第２の光学素材に対する前記押圧工程の実行を省略する、請求項６に記載の光学素子成形方法。
【請求項９】
上型および下型の外周を胴型により規制した状態で、前記上型と前記下型の間に配置された光学素材を所定の成形圧で押圧し、光学素子を成形する光学素子成形装置において、
所定の成形圧で前記光学素材を押圧する押圧工程前に、前記上型および前記下型により前記成形圧未満の圧力で前記光学素材を予備押圧する押圧部と、
前記予備押圧時における前記光学素材の押圧状態を検出する検出部と、
前記光学素材の押圧状態と所定の判断基準を比較し、前記胴型と前記上型または前記下型の間で咬込みが発生しているかを判断する判断部と、
を含む、光学素子成形装置。
【請求項１０】
上型および下型の外周を胴型により規制した状態で、前記上型と前記下型の間に配置された光学素材を所定の成形圧で押圧し、光学素子を成形する光学素子成形方法であって、
前記所定の成形圧で前記光学素材を押圧する押圧工程を実行する前に、前記上型および前記下型により前記成形圧未満の圧力で前記光学素材を予備押圧する予備押圧工程と、
前記予備押圧工程時における前記光学素材の押圧状態を検出する検出工程と、
前記光学素材の押圧状態を所定の判断基準と比較し、前記胴型と前記上型または前記下型の間で咬込みが発生しているかを判断する判断工程と、
を含む、光学素子成形方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子成形方法、光学素子成形装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上型１１、下型１３、および胴型１５からなる成形型１０を用いて光学素子を成形する光学素子成形方法が知られている。この光学素子成形方法は、上型１１および下型１３の外周を胴型１５により規制した状態で、上型１１と下型１３の間に配置された光学素材Ｍを所定の成形圧Ｐｆで押圧し、光学素子を成形するものである。胴型１５の内周と上型１１および下型１３の外周の間には、胴型１５に対して上型１１および下型１３を摺動させて光学素材Ｍを押圧するために、所定のクリアランスが設けられている。
【０００３】
よって、胴型１５に対する上型１１および下型１３の組込み状態に応じては、上型１１および下型１３の中心軸ＣＵ、ＣＬが互いに交差し、上型１１または下型１３のコア先端部が胴型１５の内周に咬込んでしまう（干渉してしまう）場合がある。ここで、咬込みとは、上型１１または下型１３がクリアランスの範囲内で傾いて胴型１５に挿入された状態で押圧されることで、本来胴型１５に対して摺動すべき上型１１または下型１３のコア部が胴型１５の内周に組み付いてしまうことをいう。特に、胴型１５に嵌入する上型１１または下型１３のコア部の嵌合長Ｌと、コア部の直径Ｄとの比である嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）が小さいほど、上型１１または下型１３の外周が胴型１５により規制され難くなるので、中心軸ＣＵ、ＣＬが僅かに交差した場合でも、咬込みが発生し易くなる。そして、胴型１５と上型１１または下型１３が咬込んでいる状態で、成形圧Ｐｆで押圧工程を実行すると、咬込みの程度が大きくなり、成形型１０が損傷する場合があり、さらに成形型１０が分解不能となる場合もある。
【０００４】
従来、咬込みの発生を判断するために、上型１１および下型１３を胴型１５に組込んだ時点で、成形型１０の高さを計測し、計測値を所定の基準値と比較して、咬込みの発生を判断することが行われてきた。ここで、咬込みが発生している場合には上型１１または下型１３が傾斜しているので、咬込みが発生していない場合に比して、成形型１０の高さが大きく計測される。しかし、中心軸ＣＵ、ＣＬの交差角が微小であり、また、成形型１０および光学素材Ｍに形状誤差が伴うので、成形型１０の高さを計測しても、咬込みの発生を適切に判断することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、咬込みの発生を抑制するために、コア部の嵌合長Ｌを大きくし、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）を大きくすることが考えられる。ここで、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）を大きくすると、上型１１または下型１３の外周が胴型１５により規制され易くなるので、中心軸ＣＵ、ＣＬが交差し難くなり、咬込みの発生を抑制することができる。しかし、コア部の嵌合長Ｌを大きくすると、成形型１０の製造コストが増加するとともに、成形型１０の重量増加により取り扱いが不便となってしてしまう。また、嵌合長Ｌを大きくした上型１１または下型１３の加熱時間および冷却時間が増加してしまい、上型１１と下型１３の間で熱容量差が増加してしまう場合もある。
【０００７】
そこで、本発明は、胴型と上型または下型の間における咬込みの発生を適切に判断可能な、光学素子成形方法、光学素子成形装置およびプログラムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、上型および下型の外周を胴型により規制した状態で、上型と下型の間に配置された光学素材を所定の成形圧で押圧し、光学素子を成形する光学素子成形方法において、所定の成形圧で光学素材を押圧する押圧工程を実行する前に、上型および下型により成形圧未満の圧力で光学素材を予備押圧する予備押圧工程と、予備押圧工程時における光学素材の押圧状態を検出する検出工程と、光学素材の押圧状態を所定の判断基準と比較し、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断する判断工程と、を含む、光学素子成形方法が提供される。
【０００９】
かかる方法によれば、押圧工程前に成形圧未満の圧力で光学素材が予備押圧され、光学素材の押圧状態が検出されて所定の判断基準と比較される。ここで、所定の判断基準は、咬込みが発生している場合に検出される押圧状態が判断基準を満たさず、咬込みが発生していない場合に検出される押圧状態が判断基準を満たすように設定されている。よって、押圧状態を判断基準と比較することで、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断することができる。
【００１０】
また、上記予備押圧工程では、所定の時間に亘って所定の圧力で光学素材を予備押圧し、上記検出工程では、予備押圧工程時における光学素材の押圧量を検出し、上記判断工程では、押圧量を所定の基準押圧量と比較し、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断してもよい。これにより、所定の時間に亘って所定の圧力で光学素材を予備押圧し、光学素材の押圧量を検出して所定の基準押圧量と比較することで、咬込みの発生を適切に判断することができる。ここで、所定の基準押圧量は、咬込みが発生している場合に検出される押圧量が基準押圧量未満となり、咬込みが発生していない場合に検出される押圧量が基準押圧量以上となるように設定されている。
【００１１】
また、上記検出工程では、予備押圧工程時における押圧力の変化量を検出し、上記判断工程では、変化量を所定の基準変化量と比較し、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断してもよい。これにより、予備押圧工程時における押圧力もしくは押圧量の変化量を検出して所定の基準変化量と比較することで、咬込みの発生を適切に判断することができる。ここで、所定の基準変化量は、咬込みが発生せずに押圧される場合の変化量を予め測定し、測定値の偏差を含めた正常範囲を基準変化量としておく。これにより、咬込みが発生していない場合には、正常範囲の変化量が検出される。押圧開始前に咬込みが既に発生している場合には、押圧開始時から正常範囲を超える大きな押圧力がかかることになるので、押圧時には正常範囲未満の小さな変化量が検出される。また、押圧開始後に咬込みが発生する場合には、咬込みの発生時に正常範囲を超える大きな変化量が検出される。よって、正常範囲外の変化量が検出される場合には、咬込みが発生していると判断することができる。
【００１２】
また、上記検出工程では、予備押圧工程を開始した時点における光学素材の押圧状態を基準として、予備押圧工程時における光学素材の押圧状態を検出してもよい。これにより、予備押圧を開始した時点における光学素材の押圧状態を基準とすることで、予備押圧工程時における押圧状態を精度良く検出することができる。
【００１３】
また、上記光学素子成形方法は、上型と下型の間に光学素材を配置した状態で胴型に嵌入されるコア部の嵌合長Ｌと、コア部の直径Ｄとの嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）が０．３以下であり、またはコア部の直径Ｄが３０ｍｍ以上の場合に好適に用いられる。これにより、嵌合長／コア径比が小さくなるような大口径の成形素材を成形する場合でも、上型または下型の嵌合長Ｌを小さくしなくても、咬込みの発生を適切に判断することができる。
【００１４】
また、上型、下型、および胴型からなる複数の成形型を準備し、第１の成形型に配置された第１の光学素材に対して、複数の成形工程を連続して実行しながら、第１の成形型に後続する第２の成形型に配置された第２の光学素材に対して、複数の成形工程を連続して実行する光学素子成形装置に適用され、上記予備押圧工程、検出工程、および判断工程は、成形圧で光学素材を押圧する押圧工程を実行する直前に実行されてもよい。これにより、連続式の光学素子成形装置において、押圧工程の実行直前に咬込みの発生を判断することで、上型および下型を胴型に組込んだ時点から押圧工程の実行直前までの間に咬込みが発生した場合でも、咬込みの発生を適切に判断することができる。
【００１５】
また、上記第１および／または第２の光学素材の押圧状態が所定の判断基準を満たさない場合に、第１および第２の光学素材に対する複数の成形工程の実行を停止してもよい。これにより、１以上の光学素材の押圧状態が所定の判断基準を満たさない場合に、全ての光学素材に対する成形工程の実行を停止することで、咬込みが発生している成形型を再型組みし、成形工程の実行を再開することができる。
【００１６】
また、上記第１または第２の光学素材の押圧状態が所定の判断基準を満たさない場合に、判断基準を満たさない第１または第２の光学素材に対する押圧工程の実行を省略してもよい。これにより、１以上の光学素材の押圧状態が所定の判断基準を満たさない場合に、成形工程の実行を停止させずに、判断基準を満たさない光学素材に対する押圧工程の実行を省略することで、判断基準を満たす光学素材に対する成形工程の実行を継続することができる。
【００１７】
また、本発明の第２の観点によれば、上型および下型の外周を胴型により規制した状態で、上型と下型の間に配置された光学素材を所定の成形圧で押圧し、光学素子を成形する光学素子成形装置において、所定の成形圧で光学素材を押圧する押圧工程前に、上型および下型により成形圧未満の圧力で光学素材を予備押圧する押圧部と、予備押圧時における光学素材の押圧状態を検出する検出部と、光学素材の押圧状態と所定の判断基準を比較し、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断する判断部と、を含む、光学素子成形装置が提供される。
【００１８】
かかる構成によれば、光学素子成形装置は、押圧工程前に成形圧未満の圧力で光学素材を予備押圧し、光学素材の押圧状態を検出して所定の判断基準と比較することで、胴型と上型または下型の間で咬込みが発生しているかを判断することができる。
【００１９】
また、本発明の第３の観点によれば、第１の観点による光学素子成形方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、胴型と上型または下型の間における咬込みの発生を適切に判断可能な、光学素子成形方法、光学素子成形装置およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る光学素子成形装置の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学素子成形方法の処理順序を示すフロー図である。
【図３Ａ】咬込みが発生していないと判断される場合を示す模式図（組み込み状態）である。
【図３Ｂ】咬込みが発生していないと判断される場合を示す模式図（押圧状態）である。
【図３Ｃ】咬込みが発生していないと判断される場合を示す模式図（押圧量）である。
【図３Ｄ】咬込みが発生していないと判断される場合を示す模式図（押圧力の変化量）である。
【図４Ａ】咬込みが発生していると判断される場合を示す模式図（組み込み状態）である。
【図４Ｂ】咬込みが発生していると判断される場合を示す模式図（押圧状態）である。
【図４Ｃ】咬込みが発生していると判断される場合を示す模式図（押圧量）である。
【図４Ｄ】咬込みが発生していると判断される場合を示す模式図（押圧力の変化量）である。
【図５】連続式の光学素子成形装置の概要を示す図である。
【図６Ａ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図６Ｂ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図６Ｃ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図７Ａ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図７Ｂ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図７Ｃ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図８Ａ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図８Ｂ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図８Ｃ】連続式の光学素子成形装置への適用例を示す図である。
【図９Ａ】従来の光学素子成形方法を示す模式図である。
【図９Ｂ】従来の光学素子成形方法を示す模式図である。
【図９Ｃ】従来の光学素子成形方法を示す模式図である。
【図１０】嵌合長／コア径比の定義を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
以下では、図９、図１０を参照しながら、従来の光学素子成形方法について説明した上で、図１〜図８を参照しながら、本発明の実施形態に係る光学素子成形方法について説明する。なお、以下では、胴型１５；１１５と上型１１；１１１の間で咬込みが発生する場合について説明するが、胴型１５；１１５と下型１３；１１３の間で咬込みが発生する場合についても同様に説明することができる。
【００２４】
［１．従来の光学素子成形方法］
図９は、従来の光学素子成形方法を示す模式図である。図１０は、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）の定義を示す図である。
【００２５】
図９Ａに示すように、胴型１５に対する上型１１の組み込み状態に応じては、上型１１および下型１３の中心軸ＣＵ、ＣＬが互いに交差し、上型１１のコア先端部が胴型１５の内周に咬込んでしまう場合がある（図９Ａに示すＩの箇所）。特に、胴型１５に嵌入される上型１１または下型１３のコア部の嵌合長Ｌと、コア部の直径Ｄとの嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）が小さいほど、上型１１または下型１３の外周が胴型１５により規制され難くなるので、中心軸ＣＵ、ＣＬが僅かに交差した場合でも、咬込みが発生し易くなる。そして、図９Ｂに示すように、咬込みが発生している状態で、不図示の押圧機構を駆動して所定の成形圧Ｐｆで押圧工程を実行すると、咬込みの程度が大きくなり、成形型１０が損傷する場合があり、成形型１０が分解不能となる場合もある。
【００２６】
図１０には、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）の定義が示されている。コア部の嵌合長Ｌは、成形前の光学素材Ｍを下型１３に配置し、上型１１および下型１３の中心軸ＣＵ、ＣＬを重ねて、光学素材Ｍ上に上型１１を配置した状態で計測される、胴型１５の上端からコア部の外周先端までの距離である。
【００２７】
従来、咬込みの発生を判断するために、上型１１および下型１３を胴型１５に組込んだ時点で、例えば成形型１０の側面からレーザ光線等を照射して上型１１の最高点を計測し、計測値を所定の基準値と比較して、咬込みの発生を判断することが行われてきた。しかし、計測精度上の問題等から、咬込みの発生を適切に判断することができない場合があった。
【００２８】
ところで、咬込みの発生を抑制するために、図９Ｃに示すように、コア部の嵌合長Ｌを大きくし、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）を大きくすることが考えられる。ここで、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）を大きくすると、上型１１または下型１３の外周が胴型１５により規制され易くなるので、中心軸ＣＵ、ＣＬが交差し難くなり、咬込みの発生を抑制することができる。しかし、コア部の嵌合長Ｌを大きくすると、成形型１０の製造コスト、成形型１０の重量増加による取扱い性、光学素子の成形効率、および光学素子の成形精度において、問題が発生する場合がある。
【００２９】
そこで、本発明は、胴型１５と上型１１または下型１３の間における咬込みの発生を適切に判断可能な、光学素子成形方法、光学素子成形装置およびプログラムを提供する。本発明によれば、成形型１０の高さを計測しなくても、咬込みの発生を適切に判断することができる。そして、例えば、嵌合長／コア径比（Ｌ／Ｄ）が０．３以下となり、またはコア部の直径Ｄが３０ｍｍ以上となるような、大口径の光学素材Ｍを成形する場合でも、上型１１の嵌合長Ｌを大きくしなくても、咬込みの発生を適切に判断することができる。
【００３０】
［２．光学素子成形装置１００］
図１は、本発明の実施形態に係る光学素子成形装置１００の概要を示す図である。図１に示すように、光学素子成形装置１００（以下、成形装置１００とも称する。）は、制御部１２０、支持板１２１、成形室１２３、熱源１２５、冷却装置１２７、押圧機構１３０、押圧センサ１４１、温度センサ１４３を有している。
【００３１】
制御部１２０は、予め準備された成形プログラムに従って、熱源１２５、冷却装置１２７、押圧機構１３０を制御する。制御部１２０は、予備押圧工程の実行時に用いる所定の押圧条件、判断基準等を記憶している。熱源１２５は、赤外線ランプ等であり、密閉可能な成形室１２３内に配置された成形型１１０を加熱し、冷却装置１２７は、成形型１１０を冷却するために、成形室１２３に冷却ガスを供給し、成形室１２３から冷却ガスを排出する。押圧機構１３０は、成形型１１０を通じて光学素材Ｍを押圧する第１および第２の押圧板１３１ａ、１３１ｂ、押圧板１３１ａ、１３１ｂを各々に支持する第１および第２の支持軸１３３ａ、１３３ｂ、第２の支持軸１３３ｂを介して第２の押圧板１３１ｂを昇降させる駆動モータ１３５を含む。
【００３２】
押圧センサ１４１は、第２の押圧板１３１ｂによる押圧量および第２の押圧板１３１ｂによる押圧力を検出し、温度センサ１４３は、成形型１１０の温度を検出する。なお、押圧センサ１４１は、位置センサおよび圧力センサとして別体に設けられてもよい。
【００３３】
まず、制御部１２０は、支持板１２１上に成形型１１０が配置された状態で成形工程の開始が指示されると、成形工程を開始する。制御部１２０は、温度センサ１４３の検出結果に応じて熱源１２５の出力をフィードバック制御することで、成形型１１０を通じて光学素材Ｍに加熱・均熱工程を施す。
【００３４】
加熱・均熱工程が終了すると、制御部１２０は、押圧センサ１４１の検出結果に応じて駆動モータ１３５をフィードバック制御することで、成形型１１０を通じて光学素材Ｍに押圧工程を施す。具体的に、制御部１２０は、駆動モータ１３５を制御することで、成形型１１０を第１および第２の押圧板１３１ａ、１３１ｂの間に挟込むように第２の押圧板１３１ｂを上昇させ、押圧センサ１４１の検出結果に応じて駆動モータ１３５をフィードバック制御することで、成形型１１０を通じて所定の成形圧Ｐｆで光学素材Ｍを押圧させる。
【００３５】
押圧工程が終了すると、制御部１２０は、温度センサ１４３の検出結果に応じて冷却ガスの供給排出をフィードバック制御することで、成形型１１０を通じて光学素材Ｍに除冷・急冷工程を施す。除冷・急冷工程が終了すると、制御部１２０が成形工程を終了し、成形装置１００から成形型１１０が取り出される。
【００３６】
［３．光学素子成形方法］
以下では、図２〜図４を参照しながら、本発明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、本発明の実施形態に係る光学素子成形方法の処理順序を示すフロー図である。図３Ａ〜３Ｄおよび図４Ａ〜４Ｄは、咬込みが発生していないと判断される場合の検出結果、および咬込みが発生していると判断される場合の検出結果を各々に示す模式図である。
【００３７】
図２に示すように、本実施形態に係る光学素子成形方法によれば、不図示の成形補助機により成形型１１０が型組みされ（ステップＳ１０１）、成形装置１００に投入される（Ｓ１０５）。ここで、成形装置１００に投入される前に、成形型１１０の側面からレーザ光線等を照射し、成形型１１０の高さが検査されてもよい（Ｓ１０３）。成形型１１０が投入されると、まず、制御部１２０は、成形型１１０を通じて光学素材Ｍに所定の加熱・均熱工程を施すように熱源１２５を制御する（Ｓ１０７）。
【００３８】
加熱・均熱工程が終了すると、制御部１２０は、押圧工程を実行する前に予備押圧工程を実行する（Ｓ１０９）。制御部１２０は、成形圧Ｐｆ未満の圧力Ｐｐで光学素材Ｍを予備押圧するように駆動モータ１３５を制御し、押圧センサ１４１の検出結果に基づいて、予備押圧工程時における光学素材Ｍの押圧状態Ｓを検出する（Ｓ１１１）。ここで、予備押圧時の圧力Ｐｐは、光学素材Ｍから成形される光学素子の性能に影響を及ぼさない程度の微弱な圧力として、光学素材Ｍの特性に応じて設定される。例えば、押圧工程時の成形圧Ｐｆが５ｋＮであれば、予備押圧時の圧力Ｐｐは、０．２ｋＮ等として設定される。
【００３９】
そして、制御部１２０は、光学素材Ｍの押圧状態Ｓを所定の判断基準と比較し、胴型１１５と上型１１１の間で咬込みが発生しているかを判断する（Ｓ１１３）。ここで、所定の判断基準は、検証実験等を通じて、咬込みが発生している場合に検出された押圧状態Ｓが判断基準を満たさず、咬込みが発生していない場合に検出された押圧状態Ｓが判断基準を満たすような押圧状態Ｓとして設定されている。
【００４０】
判断基準が満たされる場合に、制御部１２０は、咬込みが発生していないと判断し（Ｓ１１５）、押圧工程を実行し、成形型１１０を通じて所定の成形圧Ｐｆで光学素材Ｍを押圧するように駆動モータ１３５を制御する（Ｓ１１７）。押圧工程が終了すると、制御部１２０は、成形型１１０を通じて光学素材Ｍに所定の除冷・急冷工程を施すように冷却装置１２７を制御する（Ｓ１１９）。除冷・急冷工程が終了すると、成形装置１００から成形型１１０が取出されて離型される（Ｓ１２１）。一方、判断基準が満たされない場合に、制御部１２０は、咬込みが発生していると判断し（Ｓ１２３）、成形工程の停止、オペレータへの警告等、所定の措置を実行する（Ｓ１２５）。
【００４１】
予備押圧工程において、制御部１２０は、所定の時間ｔｓに亘って所定の圧力Ｐｐで光学素材Ｍを予備押圧するように駆動モータ１３５を制御し、押圧センサ１４１により検出される光学素材Ｍの押圧量ｈを所定の基準押圧量ｈｓと比較してもよい。ここで、所定の時間ｔｓおよび圧力Ｐｐは、光学素材Ｍの特性に応じて、例えば５秒等および０．２ｋＮ等として各々に設定される。次に、制御部１２０は、押圧量ｈを所定の基準押圧量ｈｓと比較し、胴型１１５と上型１１１の間で咬込みが発生しているかを判断する。ここで、所定の基準押圧量ｈｓは、光学素材Ｍの特性に応じて、例えば１ｍｍ等として設定される。
【００４２】
そして、制御部１２０は、押圧量ｈが基準押圧量ｈｓ以上である場合に、咬込みが発生していないと判断し、押圧量ｈが基準押圧量ｈｓ未満である場合に、咬込みが発生していると判断する。なお、予備押圧工程の開始時には、光学素材Ｍに対して上型１１１が僅かな接触面で接触しているので、微弱な圧力Ｐｐによる押圧でも、押圧センサ１４１により検出可能な押圧量ｈ（変形量）が発生する。
【００４３】
また、予備押圧工程において、制御部１２０は、押圧センサ１４１により検出される押圧力Ｐｐの変化量ΔＰｐを所定の基準変化量ΔＰｓと比較してもよい。ここで、予備押圧時には一定速度で押圧するように設定し、最大押圧力は、咬込みが発生した場合でも、上型１１１または下型１１３と胴型１１５が組み付いて傷つかない程度に設定するとよい。一定速度で予備押圧するときの圧力を押圧センサ１４１で検出し、制御部１２０は、圧力の変化量ΔＰｐを所定の基準変化量ΔＰｓと比較し、胴型１１５と上型１１１の間で咬込みが発生しているかを判断する。ここで、所定の基準変化量ΔＰｓは、光学素材Ｍの特性に応じて、例えば０．１〜０．２ｋＮ／秒等、変化量ΔＰｓの上限値ΔＰｓｕおよび下限値ΔＰｓｌにより設定される。なお、基準変化量ΔＰｓは、咬込みが発生せずに押圧される場合の変化量ΔＰｐを予め測定した上で、測定値の偏差を含めた正常範囲として設定される。そして、制御部１２０は、変化量ΔＰｐが基準変化量ΔＰｓの範囲内（ΔＰｓｌ≦ΔＰｐ≦ΔＰｓｕ）である場合に、咬込みが発生していないと判断し、変化量ΔＰｐが基準変化量ΔＰｓの範囲外（ΔＰｐ＜ΔＰｓｌ、ΔＰｓｕ＜ΔＰｐ）である場合に、咬込みが発生していると判断する。
【００４４】
ここで、予備押圧工程時における押圧状態Ｓは、予備押圧工程を開始した時点における押圧状態Ｓ（押圧量ｈ、押圧力Ｐｐ）を基準として検出されてもよく、所定の押圧状態Ｓを基準として検出されてもよい。前者の場合、光学素材Ｍの形状誤差、型組み時に生じる光学素材Ｍの変形等を考慮して、予備押圧工程時における押圧状態Ｓを精度良く検出することができる。
【００４５】
図３Ａに示すように、上型１１１および下型１１３の中心軸ＣＵ、ＣＬが交差していない状態では、成形装置１００は、図３Ｂに示すように、成形圧Ｐｆ未満の圧力Ｐｐで光学素材Ｍを予備押圧し、押圧状態Ｓ１を検出する。より具体的に、成形装置１００は、所定の時間ｔｓに亘って所定の圧力Ｐｐで光学素材Ｍを予備押圧して光学素材Ｍの押圧量ｈを検出し、または、一定速度で押圧するときの押圧力Ｐｐの変化量ΔＰｐを検出する。上型１１１および下型１１３の中心軸ＣＵ、ＣＬが交差していない状態では、成形装置１００は、図３Ｃに示すように、所定の時間内ｔｓに基準押圧量ｈｓ以上の押圧量ｈを検出する。または、成形装置１００は、図３Ｄに示すように、基準変化量ΔＰｓの範囲内の変化量ΔＰｐを検出することになる。よって、成形装置１００は、咬込みが発生していないと判断する。
【００４６】
一方、図４Ａに示すように、上型１１１および下型１１３の中心軸ＣＵ、ＣＬが交差している状態では、成形装置１００は、図４Ｂに示すように、成形圧Ｐｆ未満の圧力Ｐｐで光学素材Ｍを予備押圧し、押圧状態Ｓ２を検出する。より具体的に、成形装置１００は、所定の時間ｔｓに亘って所定の圧力Ｐｐで光学素材Ｍを予備押圧して光学素材Ｍの押圧量ｈを検出し、または、上型１１１および下型１１３を近づける方向に一定速度で駆動し、駆動時の押圧力Ｐｐの変化量ΔＰｐを検出する。上型１１１および下型１１３の中心軸ＣＵ、ＣＬが交差している状態では、成形装置１００は、図４Ｃに示すように、所定の時間内ｔｓに基準押圧量ｈｓ未満の押圧量ｈを検出する。
【００４７】
または、成形装置１００は、図４Ｄに示すように、基準変化量ΔＰｓの範囲外の変化量ΔＰｐを検出することになる。例えば、図４Ｄの押圧状態Ｓ２ａは、押圧開始前に咬込みが既に発生している場合の押圧状態を示している。この場合、押圧開始時から基準変化量ΔＰｓの上限値ΔＰｓｕを超える大きな押圧力Ｐｐ（咬込みの発生による反力）がかかり、大きな変化量ΔＰｐｕａが検出される。そして、変化量ΔＰｐｕａが検出された後は、咬込みの発生により押圧力Ｐｐが増加せず、基準変化量ΔＰｓの下限値ΔＰｓｌ未満の小さな変化量ΔＰｐｌａが検出される。一方、図４Ｄの押圧状態Ｓ２ｂは、押圧開始後に咬込みが発生する場合の押圧状態を示している。この場合、押圧開始後に咬込みが発生するまでは、基準変化量ΔＰｓの範囲内の変化量ΔＰｐが検出されるが、咬込みの発生時に基準変化量ΔＰｓの上限値ΔＰｓｕを超える大きな押圧力Ｐｐ（咬込みの発生による反力）がかかり、大きな変化量ΔＰｐｕｂが検出される。よって、成形装置１００は、基準変化量ΔＰｓの範囲外の変化量ΔＰｐが検出される場合に、咬込みが発生していると判断することができる。
【００４８】
［４．連続式の光学素子成形装置１５０への適用］
以下では、本発明の実施形態に係る光学素子成形方法を連続式の光学素子成形装置１５０に適用する場合について説明する。図５は、連続式の光学素子成形装置１５０の概要を示す図である。図６〜図８は、連続式の光学素子成形装置１５０への適用例を示す図である。
【００４９】
図５に示すように、連続式の光学素子成形装置１５０（以下、単に成形装置１５０とも称する。）は、複数の成形型１１０を用いて、各成形型１１０に配置された光学素材Ｍに対して、複数の成形工程を連続して実行する。成形装置１５０は、投入ユニット１５１、加熱ユニット１５３、押圧ユニット１５５、冷却ユニット１５７、取出ユニット１５９、制御部１６０を有する。
【００５０】
型組みされた成形型１１０は、投入ユニット１５１を通じて成形工程に投入され、成形工程の実行後に、取出ユニット１５９を通じて成形工程から取り出される。成形型１１０に配置された光学素材Ｍは、ベルトコンベア等、不図示の移送手段により加熱ユニット１５３、押圧ユニット１５５、冷却ユニット１５７へと順次に移送される成形型１１０を通じて、加熱工程、押圧工程、冷却工程を順次に施され、光学素子として成形される。制御部１６０は、投入ユニット１５１、加熱ユニット１５３、押圧ユニット１５５、冷却ユニット１５７、取出ユニット１５９を制御するとともに、成形装置１５０による成形工程の全体を制御する。なお、以下では、成形工程が加熱工程、押圧工程、冷却工程からなる場合について説明するが、成形工程は、均熱工程、除冷工程、第１および第２の押圧工程等、他の工程を含んでもよい。
【００５１】
図６Ａに示すように、成形型１１０ａが成形工程に投入され、成形型１１０ａに配置された光学素材Ｍａが加熱ユニット１５３により加熱工程を施される。光学素材Ｍａに対する加熱工程が終了すると、図６Ｂに示すように、成形型１１０ａが押圧ユニット１５５に移送されるとともに、成形型１１０ｂが加熱ユニット１５３に移送される。
【００５２】
成形型１１０ａが押圧ユニット１５５に移送されると、制御部１６０は、図６Ｃに示すように、光学素材Ｍａに対して押圧工程を実行する前に予備押圧工程を実行する。制御部１６０は、成形圧Ｐｆ未満の圧力Ｐｐで光学素材Ｍａを予備押圧するように駆動モータ（不図示）を制御し、押圧センサ（不図示）の検出結果に基づいて、予備押圧工程時における光学素材Ｍａの押圧状態Ｓを検出する。そして、制御部１６０は、光学素材Ｍａの押圧状態Ｓを所定の判断基準と比較し、胴型１１５と上型１１１の間で咬込みが発生しているかを判断する。これにより、上型１１１および下型１１３を胴型１１５に組込んだ時点から押圧工程の実行直前までの移送中等に咬込みが発生した場合でも、咬込みの発生を適切に判断することができる。
【００５３】
判断基準が満たされる場合に、図７Ａに示すように、制御部１６０は、咬込みが発生していないと判断し、図７Ｂに示すように、光学素材Ｍａに対する押圧工程を実行し、成形型１１０ａを通じて所定の成形圧Ｐｆで光学素材Ｍａを押圧するように駆動モータを制御する。
【００５４】
光学素材Ｍａに対する押圧工程が終了すると、図７Ｃに示すように、成形型１１０ａが冷却ユニット１５７に移送され、成形型１１０ｂが押圧ユニット１５５に移送されるとともに、成形型１１０ｃが加熱ユニット１５３に移送される。なお、光学素材Ｍｂに対する加熱工程は、加熱ユニット１５３により適切に実行済みであるものとする。
【００５５】
一方、判断基準が満たされない場合に、制御部１６０は、咬込みが発生していると判断し、図８Ａに示すように、成形工程の全体を停止し、オペレータに警告を行う。オペレータは、押圧ユニット１５５から成形型１１０ａを取出し、胴型１１５と上型１１１の間で発生している咬込みを取り除き、押圧ユニット１５５に成形型１１０ａを再び配置し、成形工程の全体を再開させる。これにより、全ての光学素材Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃに対する成形工程の実行を停止することで、咬込みが発生している成形型１１０ａを再型組みし、成形工程の実行を再開することができる。
【００５６】
また、判断基準が満たされない場合に、制御部１６０は、咬込みが発生していると判断し、図８Ｂに示すように、咬込みが発生している光学素材Ｍａに対する後続の工程を省略してもよい。光学素材Ｍａに対する後続の工程を省略する場合に、制御部１６０は、図８Ｃに示すように、光学素材Ｍａに対する押圧工程を省略するように押圧ユニット１５５を制御する。そして、成形型１１０ａが冷却ユニット１５７に移送され、成形型１１０ｂが押圧ユニット１５５に移送されるとともに、成形型１１０ｃが加熱ユニット１５３に移送される。さらに、制御部１６０は、光学素材Ｍａに対する冷却工程を省略するように冷却ユニット１５７を制御する。これにより、成形工程の実行を停止させずに、判断基準を満たさない光学素材Ｍａに対する押圧工程の実行を省略することで、判断基準を満たす光学素材Ｍｂ、Ｍｃに対する成形工程の実行を継続することができる。
【００５７】
［５．まとめ］
以上説明したように、本実施形態に係る光学素子成形方法によれば、押圧工程前に成形圧Ｐｆ未満の圧力Ｐｐで光学素材Ｍが予備押圧され、光学素材Ｍの押圧状態Ｓが検出されて所定の判断基準と比較される。ここで、所定の判断基準は、咬込みが発生している場合に検出される押圧状態Ｓが判断基準を満たさず、咬込みが発生していない場合に検出される押圧状態Ｓが判断基準を満たすように設定されている。よって、押圧状態Ｓを判断基準と比較することで、胴型１１５と上型１１１または下型１１３の間で咬込みが発生しているかを判断することができる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５９】
１００、１５０    成形装置
１０、１１０    成形型
１１、１１１    上型
１３、１１３    下型
１５、１１５    胴型
１３５    駆動モータ
１４１    押圧センサ
１２０、１６０    制御部
Ｍ    光学素材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2010235419.tif 000008
【図４Ａ】
2010235419.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
2010235419.tif 000013
【図６Ａ】
2010235419.tif 000014
【図６Ｂ】
2010235419.tif 000015
【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2010235419.tif 000019
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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