(57)【要約】【課題】成形型に作用する成形荷重を汎用的に精度良く制御して、良好な成形結果を得る。【解決手段】成形素材１０１ａが実装された成形型１０５を上基板１０６と下基板１０７の間で加熱およびプレスしてレンズ１０１に成形する成形装置１００において、上基板１０６を昇降させる上基板保持軸１１１を、圧縮バネ１１３を介して昇降部ツメ１１７で支持し、昇降部ツメ１１７の昇降および圧縮バネ１１３の伸縮によって上基板１０６の自重による成形型１０５に対する当接時の荷重を最小の０から上基板１０６の自重の最大値の広い範囲で制御することにより、成形素材１０１ａやレンズ１０１の破断を生じることなく、成形型１０５によるレンズ１０１の型成形を可能にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形素材がセットされた成形型を、上下方向に対向する下基板と上基板との間で挟圧して成形する成形装置であって、
前記下基板および上基板が収容された第１室と、前記上基板から前記成形型に加圧する昇降動作させる昇降機構が収納された第２室とが、前記昇降機構の駆動部位に接することなく昇降可能な貫通穴を有して接続されたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
請求項１記載の成形装置において、
前記下基板および上基板が収容された前記第１室と、前記昇降機構が収納された前記第２室との間に、前記昇降機構の駆動部位に非接触な仕切板を有したことを特徴とする成形装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の成形装置において、
不活性ガスの供給口を前記第２室に収容された前記昇降機構側に設置し、前記不活性ガスの排出口を前記第１室に収容された前記下基板側に設置したことを特徴とする成形装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２、または請求項３記載の成形装置において、
前記昇降機構に弾性部材を介して前記成形型に当接する前記上基板の自重を支持し、前記弾性部材の変形量によって、前記上基板から前記成形型に作用する荷重の大きさを、前記上基板の前記自重によって定まる最大値から、前記上基板が前記成形型から浮上した状態の零の範囲で無段階に可変に制御することを特徴とする成形装置。
【請求項５】
請求項４記載の成形装置において、
前記昇降機構は、
前記上基板に下端が接続された上基板保持軸と、
前記弾性部材を介して前記上基板保持軸を支持する支持部材と、
前記支持部材を上下動させる動力源と、
を含むことを特徴とする成形装置。
【請求項６】
請求項４記載の成形装置において、
さらに、前記上基板を付勢して、当該上基板の自重よりも大きな荷重を前記成形型に作用させる付勢手段を具備したことを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、レンズ等の光学素子の製造分野では、金型（成形型）を用いた型成形によって光学素子を量産することが知られている。
ところで、従来のレンズの成形装置では、成形前のガラス素材に対して加熱前にかける荷重が大きいと、ガラス素材やレンズが割れることが多く、生産効率が低下することが多かった。
【０００３】
このため、特許文献１では、上下方向に対向する上基板および下基板の間に、光学ガラス等の成形素材が実装された金型を挟んで加熱およびプレスすることでレンズ等の光学素子を型成形するレンズ成形装置において、滑車に張架されたワイヤ等の線材の一端を上基板に接続し、他端にはバランサ（錘）を接続し、このバランサの重量によって上基板から金型に作用する当該上基板の自重を緩和するように調整し、上基板が金型に当接された状態で、１Ｋｇｆ以下の成形荷重が金型に作用する構成とすることにより、過大な成形荷重が金型に作用することに起因するガラス素材やレンズの破損を防止しようとしている。
【０００４】
しかし、特に材質がガラスのレンズの成形をする場合には、金型を通じて、レンズの材質を５００〜８００℃の高温まで昇温させないと、レンズの変形を高精度に制御することは困難である。
【０００５】
また、上基板および下基板の間で金型を昇温させると、金型とその周囲の雰囲気は数百度まで高温になり、大気中で高温になると金型や装置の構成要素が酸化し、機能が失われたり、耐久性が著しく減少することが多い。このため、金型の雰囲気全体を不活性ガス等で満たして酸素などの酸化ガス濃度をｐｐｍレベルまで下げる制御が行われる例が多い。
【０００６】
更に、上述の様に、不活性ガス等で雰囲気を満たすために、加熱される空間は酸素を含む大気から隔離される必要が有り、同時に従来例の様な、バランサ等の微小領域での加圧力の調整機構は、高温雰囲気中でその機能を維持することは出来ない。
【０００７】
このため、バランサや滑車等の機構は密閉された加熱雰囲気外に配置されることになり、密閉された状態の空間内に金型に当接して配置される上基板を、金型の雰囲気の密閉状態を維持したまま、外部の空間から制御し、金型に温度と圧力を伝えねばならないので、密閉空間の天井部分に、上基板を保持するための棒状の部材を通すための穴と、この穴から加熱雰囲気中に大気中の酸素などが流入しない様に、接触式のシール等を施すことが行われる。
【０００８】
すなわち、図５の参考技術の構成に示されるように、ガラス素材１０ａが実装された金型１０を挟んで対向する下基板２および上基板３を密閉された成形室２１の内部に収容し、上基板３には、成形室２１の天井部分を貫通するロッド５１の下端を接続し、ロッド５１の上端部に線材６、滑車６１を介してバランサ４を接続した構成となる。
【０００９】
成形室２１の気密を維持するため、成形室２１におけるロッド５１の貫通部にはシール部材２４が設けられる。
【００１０】
そして、ガス供給口２２から窒素ガス等の不活性ガスを成形室２１に供給し、リリーフ弁２３にて雰囲気の圧を調整し、低酸化雰囲気を形成した状態で、金型１０を加熱しつつ、バランサ４の重量によって調整された上基板３の自重でプレスすることにより、ガラス素材１０ａからレンズ１０ｂの成形が行われる。
【００１１】
よって、成形室２１内の低酸化雰囲気の維持のためのシール部材２４からロッド５１に作用する接触抵抗により、図５の参考技術の様な機構だけでは、上基板３から金型１０に対して精度良く低圧の荷重を与えることは困難となり、小径のレンズ１０ｂに関して安定して加熱成形を実現するには、材質、形状、寸法等に制限が発生してしまう、という技術的課題がある。
【００１２】
また、特許文献１のように、バランサ４を用いて金型１０に作用する上基板３の自重を調整する方法では、成形されるレンズ１０ｂの品種やサイズ毎に適正な成形荷重が変化した場合、その都度、重量の異なるバランサ４に交換する必要があり、汎用性にも欠ける、という技術的課題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−３２６３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、成形型に作用する成形荷重を汎用的に精度良く制御して、良好な成形結果を得ることが可能な成形技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、成形素材がセットされた成形型を、上下方向に対向する下基板と上基板との間で挟圧して成形する成形装置であって、
前記下基板および上基板が収容された第１室と、前記上基板から前記成形型に加圧する昇降動作させる昇降機構が収納された第２室とが、前記昇降機構の駆動部位に接することなく昇降可能な貫通穴を有して接続された成形装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、成形型に作用する成形荷重を汎用的に精度良く制御して、良好な成形結果を得ることが可能な成形技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である成形装置でレンズを成形する際の成形プロセスの一例を説明する断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である成形装置でレンズを成形する際の成形プロセスの一例を説明する断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態である成形装置でレンズを成形する際の成形プロセスの一例を説明する断面図である。
【図５】本発明の参考技術であるレンズ成形装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施の形態の一態様の成形装置は、低い加圧力を精度良く管理することを可能とするために、以下の様な装置構成を開示する。
【００１９】
すなわち、下基板に載置された成形型に対して、上方より上基板が降下して、成形型に当接され、下基板と上基板との間で、成形型を加熱、圧縮成形、冷却する様になされた成形装置であって、上基板と、上基板保持機構（上基板保持軸）と、上基板保持機構を保持軸材を介して上下方向の任意の位置に動かすことを可能とする動力源と、成形型を加熱、圧縮して成形するための密閉空間である成形室と、成形室と上基板保持機構が配置されている密閉空間である昇降室と、成形室と昇降室の各々に形成され、その内径が上基板保持機構よりも若干大きく、隙間が出来る様に配接された貫通穴と、成形室と昇降室の間での密閉を確保するためのシール機構と、昇降室にガスを供給するためのガス供給口とを具備した成形装置である。
【００２０】
本態様の成形装置によれば、従来技術に比べて、汎用的に安定して比較的広い範囲の低圧の荷重を成形型に与えることが可能となり、成形型を用いて、小径や微小径のレンズを破損することなく、安定して加熱成形することが可能となる。
【００２１】
すなわち、本態様の成形装置によれば下基板および上基板が収容された第１室と、前記上基板から前記成形型に加圧する昇降動作させる昇降機構が収納された第２室とが、前記昇降機構の駆動部位に接することなく昇降可能な貫通穴を有して接続されるため、接触による摩擦抵抗や摺動抵抗の影響を受けずに微小圧力の駆動が可能となる。
【００２２】
上記下基板および上基板が収容された第１室は加熱される成形室であり、前記昇降機構を収容した空間を駆動部位に接することがない必要最小限の穴の仕切板で分離して、成形室の熱で昇降機構が高温になるのを防ぐ。
【００２３】
さらに、成形型の加熱による酸化を防止するための不活性ガスの供給口を昇降機構側に設置し、不活性ガスの排気口を下基板側に配置したことにより、昇降機構は外気温度の不活性ガスで満たされた雰囲気に位置し、成形室で加熱された不活性ガスは成形室から排出されるため、昇降機構部は不活性ガスで冷却される。
【００２４】
また、弾性部材を介して前記成形型に当接する前記上基板の自重を支持し、前記弾性部材の変形量によって、前記上基板から前記成形型に作用する荷重の大きさを、前記上基板の前記自重によって定まる最大値から、前記上基板が前記成形型から浮上した状態の零の範囲で無段階に可変に制御する成形装置を提供することができる。
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
（構成）
図１は、本発明の第１実施の形態である成形装置の構成の一例を示す断面図である。図２、図３、図４は、本実施の形態の成形装置でレンズを成形する際の成形プロセスの一例を説明する断面図である。
図１に例示されるように、本実施の形態の成形装置１００は、成形室１０９（第１室）および昇降室１１９（第２室）を備えている。
【００２７】
成形室１０９の内部には、上基板１０６および下基板１０７が上下方向に対向して配置され、下基板１０７に載置される成形型１０５が挟圧される構成となっている。
【００２８】
成形型１０５は、筒状の胴型１０４と、この胴型１０４の中で上下方向に対向する上型１０２および下型１０３で構成され、胴型１０４の内部において上型１０２と下型１０３の対向する成形面１０２ａおよび成形面１０３ａの間には成形空間であるキャビティが構成されている。
【００２９】
この成形型１０５のキャビティには、成形素材として成形素材１０１ａ（ガラス素材）が実装され、加熱およびプレスによって上型１０２と下型１０３の成形面１０２ａおよび成形面１０３ａの形状を成形素材１０１ａに転写することで、レンズ１０１が成形される。
【００３０】
なお、下基板１０７には、成形型１０５とともに当該成形型１０５が収容される筒状のストッパ１２４が載置される。
このストッパ１２４の高さは、下基板１０７と上基板１０６による成形型１０５の挟圧成形動作を阻害せず、かつ、成形型１０５における上型１０２と下型１０３の対向方向における衝突を防止する高さに設定されている。
【００３１】
上基板１０６は、上下に配置された成形室１０９および昇降室１１９の境界壁面を貫通する上基板保持軸１１１（駆動部位）の下端に支持されている。上基板保持軸１１１の上端部は、昇降室１１９の内部に収容されている。
【００３２】
この上基板保持軸１１１は、柱形状（本実施の形態では円柱形状）の下端部１１１ａと、下端部１１１ａの外径よりも大きい外径を有する上端部１１１ｂと、を備えている。この上端部１１１ｂの側面には凹部１１１ｃが設けられており、凹部１１１ｃによって上鍔部１１１ｄと下鍔部１１１ｅとが形成されている。
【００３３】
下基板１０７は、その上面は水平な平面であり、成形型１０５の下型１０３が密着するように載置可能である。
また、下基板１０７は、その内部にヒーター（図示省略）や、冷却水の循環路（図示省略）などが設けられており、必要に応じて、載置した成形型１０５を加熱、冷却することが可能となっている。
【００３４】
この下基板１０７は、成形室１０９の内部に固定されていて、成形型１０５は、図示しない搬送機構により、側方より滑り込ませる様にして、下基板１０７上に供給、排出される。
成形室１０９は、密閉構造になっており、その内部は、成形室１０９の外側の大気と触れることは無い。
【００３５】
また、成形室１０９には、リリーフ弁１１０が配置されており、成形室１０９の内部の圧力が規定値を上回ると、このリリーフ弁１１０が開き、内部の雰囲気を成形室１０９の外に排気し、成形室１０９の内部の圧力が高くなりすぎない様に制御している。
【００３６】
また、リリーフ弁１１０における不活性ガスｇの流れは一方向に限られ、成形室１０９内部から外部に向かう方向にしか不活性ガスｇは流れない様になっている。
【００３７】
更に、成形室１０９の壁の中には、図示しない冷却水の配管が配設され、成形室１０９内の上基板１０６や下基板１０７で発生した熱により、成形室１０９自体が過熱することを防ぐことが可能となっている。
【００３８】
一方、下基板１０７に対向する上基板１０６は、下基板１０７の真上に配置され、下基板１０７と平行かつ水平な姿勢となっている。すなわち、上基板１０６の下面と下基板１０７の上面は、どちらも平面をなしており、互いに平行になるように配置されている。
【００３９】
また、上基板１０６は、その内部にヒーター（図示省略）や、冷却水の循環路（図示省略）などが設けられており、必要に応じて、下基板１０７と対向する下面（すなわち、成形型１０５の上型１０２に対する接触面）を加熱、冷却することが可能となっている。
【００４０】
この、上基板１０６に接続された上基板保持軸１１１の上端は、ガイド１１２に沿って上下方向に昇降する移動テーブル１１２ａに取り付けられている。
【００４１】
ガイド１１２は成形室１０９の上面に密着して載置された昇降室１１９の内側の鉛直面（内側面）に取り付けられており、上基板１０６および上基板保持軸１１１は、ガイド１１２により、鉛直方向に案内されて上下動する。
【００４２】
また、昇降室１１９の内側において、ガイド１１２と反対側の鉛直面には、ガイド１１６が取り付けられており、このガイド１１６に沿って昇降移動する移動テーブル１１６ａには、支持部材としての昇降部ツメ１１７（昇降機構）が搭載されている。
【００４３】
この昇降部ツメ１１７は、昇降室１１９の天井から鉛直に回転自在に垂らされたネジ１１５（昇降機構）に対してナットとして螺合しており、ネジ１１５の回転によって昇降する。
【００４４】
昇降部ツメ１１７が螺合されたネジ１１５には、同軸に、カップリング１２２を介してモータ１１４（動力源）が接続されている。そして、モータ１１４によるネジ１１５の回転方向や速度、回転量を図示しないコントロールユニットで制御することにより、昇降部ツメ１１７は鉛直方向に任意の位置に移動して停止することが可能となっている。
【００４５】
昇降部ツメ１１７の先端部は、上基板保持軸１１１の上鍔部１１１ｄと下鍔部１１１ｅとの間に配置されている。この昇降部ツメ１１７の先端部の上面には、圧縮バネ１１３（弾性部材）の下端が支持されるように配置されている。この圧縮バネ１１３は、昇降部ツメ１１７の先端部の上面と、上基板保持軸１１１の上鍔部１１１ｄの下面との間に挟みこまれる様に配置されており、上基板１０６、上基板保持軸１１１および移動テーブル１１２ａの自重の和（以下、簡単のため、上基板１０６の自重と総称する）が圧縮バネ１１３の上端に作用する構成となっている。
【００４６】
本実施の形態の成形装置１００では、この圧縮バネ１１３の圧縮変形と昇降部ツメ１１７の昇降変位により、上基板１０６から成形型１０５に作用する成形荷重（上基板１０６の自重）によるプレス圧を制御して、成形型１０５のプレス成形が行われる。
【００４７】
上基板保持軸１１１が貫通する昇降室１１９と成形室１０９との間の壁面には、上基板保持軸１１１と同軸となる位置に貫通穴１２０が配置され、この貫通穴１２０の内径は、上基板保持軸１１１の外径よりも大きく設定されている。
【００４８】
このため、貫通穴１２０を通して、上基板保持軸１１１は、鉛直方向に移動自在であるとともに、更に、上基板保持軸１１１の外周と、貫通穴１２０の内径との間の隙間１２５により、昇降室１１９と成形室１０９は、その内部の雰囲気が連通しておよび、互いの内部の雰囲気が移動可能である。
【００４９】
また、この貫通穴１２０の周囲には、昇降室１１９と成形室１０９に挟まれる形で、シール１１８（シール機構）が配置されており、昇降室１１９と成形室１０９の内部の雰囲気は、互いの接合面からリークすることが無い様に構成されている。
【００５０】
昇降室１１９には、ガス供給口１２１（ガス供給手段）が配置され、外部からこのガス供給口１２１を通じて、昇降室１１９の内部に、不活性ガスｇ等の気体を供給することが可能となっている。
昇降室１１９に供給された不活性ガスｇは、隙間１２５を通じて成形室１０９に流入して低酸化性雰囲気を形成し、リリーフ弁１１０から排出される。
【００５１】
更に、昇降室１１９の上面において上基板保持軸１１１の直上部には、上基板保持軸１１１上端と同軸に対向する位置に下向きにピストンロッド１２３ａを備えたシリンダ１２３（付勢手段）が配置されている。
【００５２】
そして、このシリンダ１２３に外部から、圧縮気体を供給することにより、昇降室１１９内に進退するようにピストンロッド１２３ａが伸縮する構成となっている。
【００５３】
すなわち、必要に応じて、図示しない圧力制御機構から供給される与圧気体を、このシリンダ１２３に導入することにより、ピストンロッド１２３ａを伸縮させて、上基板保持軸１１１の上端面に当接させ、上基板保持軸１１１を介して上基板１０６に下向きの推力を作用させることで、下基板１０７の自重を超える大きさの成形荷重を成形型１０５に作用させることが可能となっている。
【００５４】
（作用）
以下、本実施の形態の成形装置１００の作用を、図を参照しながら説明する。
図１のように、上基板１０６が成形型１０５から浮上した状態では、圧縮バネ１１３は、自由長Ｌ０から上基板１０６の自重の分だけ圧縮されている。この上基板１０６の自重によって圧縮された圧縮バネ１１３の収縮量を仮にＸ（mm）とする。
【００５５】
すなわち、図１の状態では、圧縮バネ１１３の長さＬ＝Ｌ０−Ｘである。
昇降室１１９のガス供給口１２１からは、窒素ガス等の不活性ガスｇが供給され、この不活性ガスｇは、昇降室１１９および隙間１２５を通じて成形室１０９の内側の空間１０８を満たしている。
【００５６】
連続的に供給される不活性ガスｇにより、成形室１０９の空間１０８の内圧は高まり、リリーフ弁１１０からは常時、ガス供給口１２１からの供給量にほぼ等しい量の不活性ガスｇが成形装置１００の外へリークし、成形室１０９の雰囲気は不活性ガスｇに置換されている。
【００５７】
更に、下基板１０７と上基板１０６の中に配置された図示しないヒータは発熱しており、下基板１０７の上面と、上基板１０６の下面は、成形型１０５の中に実装されている成形素材１０１ａの軟化点に近い温度まで昇温されている。
【００５８】
この時の温度は、成形素材１０１ａがガラスの場合には、５００℃〜８００℃近い温度となり、成形型１０５と、その内部の成形素材１０１ａと、密閉されている成形室１０９内の空間１０８は、ヒータの輻射熱で昇温される。
【００５９】
但し、成形室１０９は、上述のように、その壁面の中に流れる水で冷却され、空間１０８は常時供給される不活性ガスｇで満たされているために、ヒータの発熱で暖められた不活性ガスｇはリリーフ弁１１０から排出され、熱気が、昇降室１１９の側に流れることは無い。
【００６０】
つまり、成形室１０９の昇温時に昇降室１１９内の雰囲気や機構部材が加熱されることは無い。
この状態で、モータ１１４を図示しないコントロールユニットが制御して、回転させ、カップリング１２２を介してネジ１１５を回転させることにより、圧縮バネ１１３を挟んで上基板保持軸１１１を支持している昇降部ツメ１１７を下降させる。
【００６１】
すると、上基板保持軸１１１と上基板１０６は、圧縮バネ１１３を上述のＸ（mm）だけ圧縮させたまま、ガイド１１２に沿って、鉛直に下降する。
更にモータ１１４が回転を続けると、成形型１０５の上型１０２の上面と、上基板１０６の下面が接触し、図２の状態になる。
この図２の状態でも、圧縮バネ１１３の長さＬ≒Ｌ０−Ｘである。
【００６２】
上基板１０６と成形型１０５が接触することにより、成形型１０５と、その内部の成形素材１０１ａは、下基板１０７および上基板１０６のヒータから加熱されて昇温する。
【００６３】
最終的には、成形型１０５の温度も下基板１０７および上基板１０６のヒータによる加熱温度に近づくが、成形型１０５が載置されている成形室１０９の雰囲気は、不活性ガスｇで満たされているために、高温になっても、成形型１０５の表面は酸化物等の異物が生成されることも無く、成形素材１０１ａにレンズ１０１の形状を転写する上型１０２および下型１０３の成形面１０２ａおよび成形面１０３ａの図示しないコーティング等が変質することも無い。
【００６４】
この状態から更にモータ１１４を回転させ続けて、仮に図２の状態から、Ｙ（mm）だけ、図３のように昇降部ツメ１１７が下方に移動して停止したとする。
すなわち、この図３では、圧縮バネ１１３の長さＬ＝Ｌ０−Ｘ＋Ｙである。
【００６５】
すると、圧縮バネ１１３のバネ定数をＴ（ｇ／ｍｍ）として、上基板１０６と上基板保持軸１１１の合計の重量をＭとすると、Ｘ×Ｔ＝Ｍの式が成り立つので、Ｔ＝Ｍ／Ｘ（ｇ／ｍｍ）である。
成形型１０５には、上方より、Ｆ＝Ｙ×Ｔ（ｇ）＝Ｍ×Ｙ／Ｘ（ｇ）の荷重が作用する。
【００６６】
この荷重の計算式は、Ｘ＞Ｙの間は成立し、もし、Ｘ≦Ｙならば、Ｆ＝Ｍ（ｇ）となる。
【００６７】
本実施の形態の成形装置１００の場合、この荷重Ｆの値が、成形素材１０１ａ（レンズ１０１）の破壊圧力を超えない様にモータ１１４でＹの量を制御することにより、安定して、たとえば、小径のレンズ１０１（成形素材１０１ａ）に低い成形圧を与えることが可能となる。
【００６８】
因みに、Ｙの量を制御することにより、成形型１０５に作用する圧力を０〜Ｍ（ｇ）の間で、自由に制御することが可能である。
【００６９】
更に、同一の圧力Ｍに対するＸの値を大きく（つまり、圧縮バネ１１３のバネ定数Ｔを小さく）すれば、同じＹに対する、圧力（荷重Ｆ）の発生量を小さく出来るので、圧力（荷重Ｆ）の低い領域における荷重Ｆの制御の分解能を向上させることも可能となる。
【００７０】
本実施の形態の成形装置１００では、上述の図５に示した参考技術の場合と異なり、レンズ１０１の製品形状や成形素材１０１ａの材質が変更される度に、バランサの重さを変える煩雑な作業も全く必要無く、また、バランサが無いために上基板１０６を上下動させる際の動体の質量は半分になり、更に、成形室１０９を密閉するためのシールと上基板保持軸１１１との摺動抵抗も発生せず、上基板１０６を動かす際の制御をモータ１１４で行うために、成形型１０５と上基板１０６の接触時の速度も自由に制御することが可能になるので、簡易な構造で、容易に、上基板１０６から成形型１０５に作用する圧力を精度良く制御することが可能となる。
【００７１】
上述のような昇降部ツメ１１７の昇降制御により、レンズ１０１の成形工程では、成形型１０５に上基板１０６から低圧力を作用させるとともに、成形型１０５の内部の成形素材１０１ａを十分に昇温し、その後、Ｙの大きさを変更し、Ｆの荷重で、成形素材１０１ａをレンズ１０１に変形させ、成形素材１０１ａの変形が終わった後に、上基板１０６および下基板１０７のヒータによる加熱を停止し、成形型１０５を徐冷し、成形型１０５の内部のレンズ１０１の形状を安定させ、その後に、モータ１１４を反転回転させて、昇降部ツメ１１７を上昇させ、上基板保持軸１１１および上基板１０６の高さを、図１の状態まで戻す。
【００７２】
以上で、成形装置１００における成形型１０５を用いたレンズ１０１の成形工程の１サイクルが完了する。
【００７３】
また、成形型１０５の昇温後に、成形素材１０１ａからレンズ１０１を成形する際に、上基板１０６の自重による圧力Ｍでは圧力不足となる場合には、必要に応じて、図４の如く、シリンダ１２３に対して、圧力が制御された圧縮気体を供給してピストンロッド１２３ａを突出させて上基板保持軸１１１の上端面に当接させることにより、気体の圧力に応じた下向きの推力を、上基板保持軸１１１を介して上基板１０６（すなわち、成形型１０５）に加えることが出来る。
【００７４】
（効果）
本実施の形態の成形装置１００によれば、レンズ１０１の製品形状や成形素材１０１ａの材質が変更される度に、バランサの重さを変える必要も無く、また、バランサが無いために上基板１０６を上下動させる際に動かす物体の質量は半分になり、更に、成形室１０９を密閉するためのシールで上基板保持軸１１１が摺動抵抗を受けることも無く、上基板１０６を動かす際の制御をモータ１１４で行うために、成形型１０５と上基板１０６の接触時の速度も自由に制御することが可能になるので、簡易な構造で、容易に、成形型１０５に作用する圧力を汎用的に広い範囲で精度良く制御することが可能となる。
【００７５】
すなわち、上基板１０６から成形型１０５に作用する成形荷重を汎用的に広い範囲で精度良く制御して、良好な成形結果を得ることが可能となる。
【００７６】
次に、本発明の第２実施の形態について詳細に説明する。
（構成）
図６は、本発明の第２実施の形態である成形装置の構成の一例を示す断面図である。以下では、上述の図１から図４までの説明と異なる箇所のみを説明し、同一の構成要素については、共通の符号を付して重複した説明は省略する。
【００７７】
図６に例示されるように、本第２実施の形態の成形装置２００は、単一の縦長の成形室１０９Ａを備えていて、昇降機構部１３１は、成形部１３２とともに単一の成形室１０９Ａ内に設置されている。そのため、昇降室が省略され、成形室と昇降室の接続部のシール１１８が不要な簡略な構成となっている。
【００７８】
すなわち、本第２実施の形態の場合、昇降機構部１３１は、上述の上基板保持軸１１１、移動テーブル１１２ａ、ガイド１１２、圧縮バネ１１３、昇降部ツメ１１７、移動テーブル１１６ａ、ガイド１１６、ネジ１１５、カップリング１２２、モータ１１４、さらには、シリンダ１２３、ピストンロッド１２３ａ、等で構成され、成形室１０９Ａの上部、すなわち天井部分に配置されている。
【００７９】
また、成形部１３２は、上述の上基板１０６および下基板１０７等で構成され、成形室１０９Ａの底部に配置されている。
【００８０】
さらに、本第２実施の形態の場合、成形室１０９Ａの内部には、上方に位置する昇降機構部１３１と、底部に位置する成形部１３２の中間に仕切板１３０が設けられており、この仕切板１３０によって上下に仕切られた二つの空間のうち、下側の成形部空間１３４が第１室となり、上側の昇降部空間１３３が第２室を形成している。
【００８１】
この仕切板１３０は、たとえば、所定の厚さの断熱材で構成され、成形部１３２が位置する成形部空間１３４と、昇降機構部１３１が位置する昇降部空間１３３が、仕切板１３０によって熱的に隔絶される構成となっている。
【００８２】
また、前記仕切板１３０は、昇降機構部１３１の上基板保持軸１１１が貫通する位置に、当該上基板保持軸１１１に接触しない口径の貫通穴１３０ａを有している。また、仕切板１３０の外周部１３０ｂは成形室１０９Ａの内周面に全周にわたって気密に固定されている。
【００８３】
仕切板１３０の貫通穴１３０ａの内径は上基板保持軸１１１の外径よりも大きく設定され、かつ成形部１３２から昇降機構部１３１への熱を遮断するために必要最小限の内径寸法に設定され、上基板保持軸１１１の外周との間に必要最小限の隙間１２５が形成されるように設定されている。
【００８４】
このため、貫通穴１３０ａを非接触に通過して、上基板保持軸１１１は、鉛直方向に移動自在であるとともに、更に、上基板保持軸１１１の外周と、貫通穴１３０ａの内周との間の隙間１２５により、昇降機構部１３１と成形部１３２は、その内部の雰囲気が連通しており、昇降部空間１３３と成形部空間１３４の内部の雰囲気が移動可能となっている。
【００８５】
成形室１０９Ａにおいて、昇降機構部１３１側、すなわち成形室１０９Ａの上端部側面には、ガス供給口１２１（ガス供給手段）が配置され、外部からこのガス供給口１２１を通じて、昇降機構部１３１の内部に不活性ガスｇ等の気体を供給することが可能になっている。
【００８６】
昇降機構部１３１に供給された不活性ガスｇは、昇降部空間１３３に充満し、仕切板１３０の隙間１２５を通じて成形部１３２に流入して成形部空間１３４を低酸素雰囲気に形成し、成形室１０９Ａの下端側の成形部１３２の側壁部に設けられたリリーフ弁１１０から成形室１０９Ａの外部に排出される。
【００８７】
（作用）
次に、本第２実施の形態の成形装置２００の作用について説明する。なお、以下では、仕切板１３０の作用を中心に説明し、上述の第１実施の形態と同様な他の構成の作用の重複した説明は省略する。
【００８８】
成形室１０９Ａにおける成形部１３２は、成形素材１０１ａが例えばガラスの場合には、５００℃〜８００℃に近い温度となり、成形型１０５と、その内部の成形素材１０１ａと、成形部１３２の成形部空間１３４は、上基板１０６や下基板１０７に設けられた図示しないヒータの輻射熱で昇温されている。
【００８９】
ただし、本第２実施の形態の場合、上述のように、成形室１０９Ａの上部に設けられた昇降機構部１３１は、仕切板１３０により、成形部１３２の成形部空間１３４で発生する熱から隔絶されている。
【００９０】
昇降部空間１３３は、ガス供給口１２１より常時供給される不活性ガスｇで満たされ、不活性ガスｇは仕切板１３０の貫通穴１３０ａを通り成形部１３２の成形部空間１３４を満たし、ヒータの熱で加熱された不活性ガスｇは、リリーフ弁１１０から成形室１０９Ａの外部に排出され、成形部空間１３４で加熱された不活性ガスｇ等の気体が、昇降機構部１３１が位置する昇降部空間１３３の側に流れ込むことはない。
【００９１】
また、成形室１０９Ａは、その壁面内に流通する冷却水によって冷却されているため、昇降機構部１３１が位置する昇降部空間１３３の壁面は昇温することがない。
すなわち、成形室１０９Ａにおいて、成形室１０９Ａの底部に設けられた成形部１３２の昇温時に、成形室１０９Ａの上部に設けられた昇降部空間１３３に位置する昇降機構部１３１や機構部材が加熱されることはない。
【００９２】
よって、たとえば、成形室１０９Ａの内部に設けられた昇降機構部１３１による圧縮バネ１１３等を用いた微小な圧制御による上基板１０６の加圧等による成形型１０５の成形動作が正常に行われる。
【００９３】
（効果）
本第２実施の形態の成形装置２００によれば、昇降機構部１３１を成形部１３２と同じ成形室１０９Ａ内に設置したことにより、成形室１０９Ａを簡易かつ低コストな構造とすることができる。
【００９４】
また、継ぎ目がなく剛性の高い単一構造の成形室１０９Ａに、昇降機構部１３１および成形部１３２を収容して、昇降機構部１３１に非接触な仕切板１３０によって熱的に分離することにより、接触による摩擦抵抗や摺動抵抗の影響を受けずに昇降機構部１３１による上基板１０６の微小圧力による精密な駆動が可能となり、昇降機構部１３１による成形型１０５の微小圧による加圧等の、より精密な成形動作を実現することができる。
【００９５】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、成形型１０５に成形素材１０１ａやレンズ１０１の破壊圧力以下の低圧を安定して与えることが可能となり、成形素材１０１ａやレンズ１０１の破壊による成形工程での生産効率の悪化を防止できる。
【００９６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９７】
たとえば、各々が、上基板１０６と下基板１０７の対からなる複数のステージを成形室１０９や成形室１０９Ａの中に配置し、これらの複数のステージの間で成形型１０５を移動させることにより、成形型１０５の加熱、プレス、冷却の各成形工程を分担して行う構成の成形装置としてもよい。
【００９８】
［付記１］
下基板の上の成形型に対して、上方より上基板が降下して、成形型に当接され、下基板と上基板との間で、成形型を加熱、圧縮成形、冷却する様になされた成形装置であって、上基板と、上基板保持軸を、バネを介して上下方向の任意の位置に動かすことを可能とする動力源と、成形型を加熱、圧縮成形をするための密閉空間である成形室と、成形室と上基板保持軸が配置されている密閉空間である昇降室と、成形室と昇降室に各々配置され、その内径が上基板保持軸よりも若干大きく、隙間が出来る様に配接された貫通穴と、成形室と昇降室の間での密閉を確保するためのシール機構と、昇降室にガスを供給するためのガス供給口とを具備したことを特徴とする成形装置。
【符号の説明】
【００９９】
１００  成形装置
１０１  レンズ
１０１ａ  成形素材
１０２  上型
１０３  下型
１０４  胴型
１０５  成形型
１０６  上基板
１０７  下基板
１０８  空間
１０９  成形室
１０９Ａ  成形室
１１０  リリーフ弁
１１１  上基板保持軸
１１２  ガイド
１１２ａ  移動テーブル
１１３  圧縮バネ
１１４  モータ
１１５  ネジ
１１６  ガイド
１１６ａ  移動テーブル
１１７  昇降部ツメ
１１８  シール
１１９  昇降室
１２０  貫通穴
１２１  ガス供給口
１２２  カップリング
１２３  シリンダ
１２３ａ  ピストンロッド
１２４  ストッパ
１２５  隙間
ｇ  不活性ガス
１３０  仕切板
１３０ａ  貫通穴
１３０ｂ  外周部
１３１  昇降機構部
１３２  成形部
１３３  昇降部空間
１３４  成形部空間
２００  成形装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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