(57)【要約】【課題】  複数の成形チャンバを備えたガラス成形装置において、真空ポンプの数を成形チャンバの数よりも少なくすることにより、装置の製作コストを低減する。【解決手段】  各成形チャンバ１ａ，ｂは、それぞれ、配管１２ａ，ｂ及びコントロールバルブ２２ａ，ｂを介して、共通の１つの中間チャンバ２に接続され、この中間チャンバ２は、配管１６を介してロータリポンプ５に接続されている。更に、上記コントロールバルブ２２ａ，ｂの上流側において、上記配管１２ａ，ｂの途中から配管１３ａ，ｂが分岐し、各配管１３ａ，ｂの先は、コントロールバルブ２３ａ，ｂを介して、それぞれ、ターボ分子ポンプ３ａ，ｂに接続されている。各ターボ分子ポンプ３ａ，ｂの排気側は、それぞれ、配管１５ａ，ｂ、及びコントロールバルブ２５ａ，ｂを介して上記のロータリポンプ５に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成形チャンバを備え、各成形チャンバ内で成形素材を減圧雰囲気下で加熱した後、一対の金型を用いて成形素材をプレス成形するガラス成形装置において、
複数の成形チャンバにコントロールバルブを介して接続された共通の少なくとも１つの中間チャンバと、
前記複数の成形チャンバ及び前記中間チャンバを排気する共通の少なくとも１つの真空ポンプと、を備えたことを特徴とするガラス成形装置。
【請求項２】
前記真空ポンプは、前記中間チャンバに接続され、
前記各成形チャンバは、前記中間チャンバを介して前記真空ポンプに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形装置。
【請求項３】
前記真空ポンプは、高真空用真空ポンプであって、その排気側に更に粗引用真空ポンプが接続されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス成形装置。
【請求項４】
複数の成形チャンバを備え、各成形チャンバ内で成形素材を減圧雰囲気下で加熱した後、一対の金型を用いて成形素材をプレス成形するガラス成形装置において、
複数の成形チャンバにコントロールバルブを介して接続された共通の少なくとも１つの中間チャンバと、
前記中間チャンバに接続された粗引用真空ポンプと、
各成形チャンバに対してそれぞれ設けられ、各成形チャンバに接続された高真空用真空ポンプと、
を備えたことを特徴とするガラス成形装置。
【請求項５】
前記各高真空用真空ポンプは、その排気側が前記粗引用真空ポンプに接続されていることを特徴とする請求項４に記載のガラス成形装置。
【請求項６】
複数の成形チャンバを備え、各成形チャンバ内で成形素材を減圧雰囲気下で加熱した後、一対の金型を用いて成形素材をプレス成形するガラス成形装置において、
各成形チャンバに対してそれぞれ設けられ、コントロールバルブを介して各成形チャンバに接続された高真空用真空ポンプと、
前記高真空用真空ポンプの排気側に接続された共通の少なくとも１つの中間チャンバと、
前記中間チャンバに接続された粗引用真空ポンプと、
を備えたことを特徴とするガラス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形チャンバ内でガラスの成形素材を減圧雰囲気下で加熱した後、一対の金型を用いてプレス成形して、光学素子などを製造するガラス成形装置に係り、特に、複数の成形チャンバを備えたガラス成形装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
図４に、従来のガラス成形装置の一例を示す。この装置は、複数（この例では２つ）の成形チャンバ１ａ，１ｂを備えている。各成形チャンバ１ａ，１ｂは、それぞれ、配管１２ａ，１２ｂを介してロータリポンプ５ａ，５ｂに接続され、更に、配管１３ａ，１３ｂを介してターボ分子ポンプ３ａ，３ｂに接続されている。各ターボ分子ポンプ３ａ，３ｂの排気側は、それぞれ、配管１５ａ，１５ｂを介して上記のロータリポンプ５ａ，５ｂに接続されている。
【０００３】
この例のように、ターボ分子ポンプ３ａ，３ｂを使用する場合には、先ず、ロータリポンプ５ａ，５ｂを用いて成形チャンバ１ａ，１ｂ内を予備的に排気し、成形チャンバ１ａ，１ｂ内が所定の真空度（例えば、１００Ｐａ以下）に到達した後、ターボ分子ポンプ３ａ，３ｂを用いて、成形チャンバ１ａ，１ｂ内を目標の圧力（例えば、０．１〜１０Ｐａ程度）まで更に排気する。
【０００４】
ガラスのプレス成形は、このような装置を用いて、以下のような手順で行われる。なお、図示されていないが、各成形チャンバ１ａ，１ｂの中には上下一対の金型が収容され、各成形チャンバ１ａ，１ｂの外側には赤外線ランプ等の加熱装置が配置されている。一対の金型の間に成形素材をセットし、成形チャンバ１ａ，１ｂ内を排気し、金型及び成形素材を成形チャンバの外側から加熱する。成形素材の温度がガラス転移点の近傍の所定の成形温度に到達した後、金型を用いて成形素材をプレス成形して、型面の形状を成形素材に転写する。その後、金型が大気に触れて酸化されない程度の温度（例えば、２２０℃）まで冷却した後、成形チャンバを開いて成形製品を搬出し、次の成形素材を搬入する。
【０００５】
なお、成形チャンバ１ａ，１ｂ内に残留する酸素の量を極力少なくする目的で、不活性ガスを用いて成形チャンバ１ａ，１ｂ内をパージすることもある。その場合には、例えば、成形チャンバ１ａ，１ｂ内を一旦した排気した後、成形チャンバ１ａ，１ｂ内に不活性ガスを流して酸素をパージし、その後再度、成形チャンバ１ａ，１ｂ内を排気する。
【０００６】
このガラス成形装置において、２つの成形チャンバは、それぞれ独立に制御される。即ち、非同期で運転され、それぞれ独立に、減圧、加熱、成形等を行うことできる。
【０００７】
このような装置を用いて、デジタルカメラの非球面レンズ等の高精度ガラス素子をプレス成形により製造することができる。
【０００８】
図５に、従来のガラス成形装置の他の例を示す。この装置は、図４の装置と同様に、複数（この例では２つ）の成形チャンバ１ａ，１ｂを備えている。各成形チャンバ１ａ，１ｂには、それぞれ、配管１４ａ，１４ｂを介してメカニカルブースタポンプ４ａ，４ｂが接続されている。更に、メカニカルブースタポンプ４ａ，４ｂの排気側は、それぞれ、配管１７ａ，１７ｂを介してロータリポンプ５ａ，５ｂに接続されている。
【０００９】
この例のように、メカニカルブースタポンプ４ａ，４ｂを使用する場合には、先ず、ロータリポンプ５ａ，５ｂを用いて、メカニカルブースタポンプ４ａ，４ｂの排気側の配管１７ａ，１７ｂ内を排気した後、メカニカルブースタポンプ４ａ，４ｂを用いて、成形チャンバ１ａ，１ｂ内を目標の圧力まで更に排気する。
【００１０】
以上のように、複数の成形チャンバを備えたガラス成形装置において、各成形チャンバを個別に制御する場合には、従来、個々の成形チャンバに対して真空ポンプセットをそれぞれ１組ずつ設けていた。ここで、真空ポンプセットとは、粗引用の真空ポンプ（例えば、ロータリ・ポンプ）と、高真空用真空ポンプ（例えば、ターボ分子ポンプやメカニカルブースタポンプ）の組み合わせを意味する。しかし、高価な真空ポンプセットを、成形チャンバと同数用意することは、装置の建設コストの増大を招き、且つスペースを増大させる要因となっていた。また、成形チャンバから直接真空ポンプ内に気体を吸込むので、成形チャンバから塵やガラス片などの異物が真空ポンプ内に侵入し、真空ポンプの故障の原因ともなっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上のような複数の成形チャンバを備えた従来のガラス成形装置における問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、複数の成形チャンバを備えたガラス成形装置の製作コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のガラス成形装置は、
複数の成形チャンバを備え、各成形チャンバ内で成形素材を減圧雰囲気下で加熱した後、一対の金型を用いて成形素材をプレス成形するガラス成形装置において、
複数の成形チャンバにコントロールバルブを介して接続された共通の少なくとも１つの中間チャンバと、
前記複数の成形チャンバ及び前記中間チャンバを排気する共通の少なくとも１つの真空ポンプと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明のガラス成形装置によれば、真空ポンプの数を成形チャンバの数よりも少なくすることができるので、ガラス成形装置の建設コストを削減することができる。また、真空ポンプの数に伴い、ガラス成形装置の設置スペースを削減することもできる。
【００１４】
好ましくは、前記真空ポンプを前記中間チャンバに接続し、前記各成形チャンバを、前記中間チャンバを介して前記真空ポンプに接続する。
【００１５】
このように、成形チャンバと真空ポンプの間に中間チャンバを配置することによって、成形チャンバからの塵やガラス片などの異物が中間チャンバの中に捕捉され、その結果、真空ポンプの故障の原因を取り除くことができる。
【００１６】
成形の際に高真空度が要求される場合には、前記真空ポンプは、高真空用真空ポンプであって、その排気側に粗引用真空ポンプが更に接続される。
【００１７】
また、上記構成を一部変形した形態によれば、本発明のガラス成形装置は、
複数の成形チャンバを備えた同様のガラス成形装置において、
複数の成形チャンバにコントロールバルブを介して接続された共通の少なくとも１つの中間チャンバと、
前記中間チャンバに接続された粗引用真空ポンプと、
各成形チャンバに対してそれぞれ設けられ、各成形チャンバに接続された高真空用真空ポンプと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような構成の場合、好ましくは、前記各高真空用真空ポンプの排気側を、前記粗引用真空ポンプに接続する。
【００１９】
なお、このような構成は、特に、高真空用真空ポンプとして、それによる排気を開始する前に成形チャンバ内がある程度の真空度に到達していることが要求されるターボ分子ポンプを用いた場合に適している。
【００２０】
また、上記構成を一部変形した他の形態によれば、本発明のガラス成形装置は、
複数の成形チャンバを備えた同様のガラス成形装置において、
各成形チャンバに対してそれぞれ設けられ、コントロールバルブを介して各成形チャンバに接続された高真空用真空ポンプと、
前記高真空用真空ポンプの排気側に接続された共通の少なくとも１つの中間チャンバと、
前記中間チャンバに接続された粗引用真空ポンプと、
を備えたことを特徴とする。
【００２１】
なお、このような構成は、特に、高真空用真空ポンプとして、それによる排気を開始する前に成形チャンバ内がある程度の真空度に到達していることが必ずしも要求されないメカニカルブースポンプを用いた場合に適している。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のガラス成形装置によれば、真空ポンプまたは真空ポンプセットの数を成形チャンバの数よりも少なくすることができるので、ガラス成形装置の製作コストを低減することができる。また、これに伴い、ガラス成形装置の設置スペースを削減することもできる。
【００２３】
更に、成形チャンバと真空ポンプの間に中間チャンバを配置することによって、成形チャンバからの異物が中間チャンバ内に侵入することを防止するができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施例１）
図１に、本発明に基づくガラス成形装置の第一の例を示す。図中、１ａ，ｂは、成形チャンバ、２は中間チャンバ、３ａ，ｂはターボ分子ポンプ（高真空用真空ポンプ）、５はロータリポンプ（粗引用真空ポンプ）、２２ａ，ｂはコントロールバルブである。
【００２５】
この装置は、複数（この例では２つ）の成形チャンバ１ａ，ｂを備えている。各成形チャンバ１ａ，ｂは、それぞれ、配管１２ａ，ｂ及びコントロールバルブ２２ａ，ｂを介して、共通の１つの中間チャンバ２に接続され、この中間チャンバ２は、配管１６を介してロータリポンプ５に接続されている。更に、上記コントロールバルブ２２ａ，ｂの上流側において、上記配管１２ａ，ｂの途中から配管１３ａ，ｂが分岐し、各配管１３ａ，ｂの先は、コントロールバルブ２３ａ，ｂを介して、それぞれ、ターボ分子ポンプ３ａ，ｂに接続されている。各ターボ分子ポンプ３ａ，ｂの排気側は、それぞれ、配管１５ａ，ｂ、及びコントロールバルブ２５ａ，ｂを介して上記のロータリポンプ５に接続されている。
【００２６】
この装置において、中間チャンバ２の内容積は、成形チャンバ１ａ，ｂの内容積と比べてかなり大きく設定される。例えば、中間チャンバ２の内容積は、各成形チャンバ１ａ，ｂの内容積の１０倍である。更に、この装置では、通常の操業中、ロータリポンプ５は常時運転されている。従って、中間チャンバ２内は、例えば１００Ｐａ以下の真空度に、常に維持される。
【００２７】
また、２つの成形チャンバ１ａ，ｂは、それぞれ独立に制御される。即ち、非同期で運転され、それぞれ独立に、減圧、加熱、成形等が行われる。
【００２８】
この装置において、例えば成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を減圧する際には、先ず、コントロールバルブ２２ａ（２２ｂ）を開き、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を中間チャンバ２を介して予備的に排気する。成形チャンバ１ａ（１ｂ）内が、例えば１００Ｐａ以下の真空度に到達した後、コントロールバルブ２２ａ（２２ｂ）を閉じ、コントロールバルブ２５ａ（２５ｂ）を開き、ターボ分子ポンプ３ａ（３ｂ）を起動し、コントロールバルブ２３ａ（２３ｂ）を開いて、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を、例えば３Ｐａ以下の圧力まで更に排気する。
【００２９】
一方、例えば成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を大気開放する場合には、コントロールバルブ２３ａ（２３ｂ）を閉じ、ターボ分子ポンプ３ａ（３ｂ）を停止し、コントロールバルブ２５ａ（２５ｂ）を閉じる。なお、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内が大気開放されている間でも、上述のように、ロータリポンプ５は連続して運転され、中間チャンバ２内は、常に減圧状態に維持されている。
【００３０】
なお、成形チャンバ１ａ，ｂ内を大気開放する際、成形製品及び金型の冷却に要する時間を短縮するため、大気開放の前に、成形チャンバ１ａ，ｂ内に不活性ガスを流すこともある。
【００３１】
この装置において心配されるのは、２つの成形チャンバ１ａ，ｂの粗引きを同時に開始した場合や、一方の成形チャンバを粗引きしている最中に、もう一方成形チャンバの高真空引きを開始した場合などに、（粗引きされている）成形チャンバの真空度が１００ｐａ程度に到達する時間（粗引工程時間）が若干長くなる事である。長くなる時間は、成形チャンバ１ａ，ｂ及び中間チャンバ２の内容積と粗引用真空ポンプ（ロータリポンプ５）の実効排気速度に影響されるが、粗引用真空ポンプの機器の選定により、１〜３ｓｅｃ程度のタイムラグに抑えることが可能である。
【００３２】
（実施例２）
図２に、本発明に基づくガラス成形装置の第二の例を示す。図中、４はメカニカルブースタポンプ（高真空用真空ポンプ）である。なお、図１に示した装置と共通の要素については、図１の中と同じ符号が付されている。
【００３３】
この装置は、複数（この例では２つ）の成形チャンバ１ａ，ｂを備えている。各成形チャンバ１ａ，ｂは、それぞれ、配管１２ａ，ｂ及びコントロールバルブ２２ａ，ｂを介して、共通の１つの中間チャンバ２に接続されている。この中間チャンバ２は、配管１４及びコントロールバルブ２４を介して、メカニカルブースタポンプ４（例えば、ヘリカル溝式真空ポンプ）に接続されている。メカニカルブースタポンプ４の排気側は、配管１７を介してロータリポンプ５に接続されている。
【００３４】
この装置では、通常の操業中、メカニカルブースタポンプ４及びロータリポンプ５は常時運転されている。従って、中間チャンバ２内は、例えば０．１〜１０Ｐａ程度の真空度に、常に維持される。
【００３５】
この装置において、例えば成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を減圧する際には、コントロールバルブ２２ａ（２２ｂ）を開き、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を中間チャンバ２を介して、メカニカルブースタポンプ４及びロータリポンプ５で排気する。
【００３６】
一方、例えば成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を大気開放する場合には、コントロールバルブ２２ａ（２２ｂ）を閉じる。なお、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内が大気開放されている間でも、上述のように、メカニカルブースタポンプ４及びロータリポンプ５は連続して運転され、中間チャンバ２内は、常に減圧状態に維持される。
【００３７】
この装置において心配されるのは、２つの成形チャンバ１ａ，ｂの真空引きを同時に開始した場合に、成形チャンバの真空度が０．１〜１０Ｐａ程度に到達する時間が若干長くなる事である。長くなる時間は、成形チャンバ１ａ，ｂ及び中間チャンバ２の内容積と高真空用真空ポンプ（メカニカルブースタポンプ４）及び粗引用真空ポンプ（ロータリポンプ５）の実効排気速度に影響されるが、高真空用真空ポンプ及び粗引用真空ポンプの機器の選定により、１〜３ｓｅｃ程度のタイムラグに抑えることが可能である。
【００３８】
また、一方の成形チャンバが真空引き工程の途中で０．１〜１０Ｐａ程度の状態にあるとき、もう一方の成形チャンバの真空引きを開始した場合、一時的に後発の成形チャンバの大気が先行成形チャンバに逆流する。この場合の逆流程度は、成形チャンバ１ａ，ｂ及び中間チャンバ２の内容積と高真空用真空ポンプ及び粗引用真空ポンプの実効排気速度に影響される。なお、この点について実験を行ったところ、先行成形チャンバの真空度が一時的に１００Ｐａ程度まで上昇したが、３〜５ｓｅｃ程度で元の真空度に復活することが確認された。従って、これも問題視するレベルではないと言える。
【００３９】
なお、このような真空度上昇が問題とされる場合は、配管１２ａ、ｂの途中に逆止弁をつける方法でもよい。
【００４０】
（実施例３）
図３に、本発明に基づくガラス成形装置の第三の例を示す。図中、４ａ，ｂはメカニカルブースタポンプ（高真空用真空ポンプ）である。なお、図１に示した装置と共通の要素については、図１の中と同じ符号が付されている。
【００４１】
この装置は、複数（この例では２つ）の成形チャンバ１ａ，ｂを備えている。各成形チャンバ１ａ，ｂは、それぞれ、配管１４ａ，ｂ及びコントロールバルブ２４ａ，ｂを介して、メカニカルブースタポンプ４ａ，ｂ（例えば、ヘリカル溝式真空ポンプ）に接続されている。メカニカルブースタポンプ４ａ，ｂの排気側は、配管１４ｃ、ｄを介して共通の１つの中間チャンバ２に接続されている。この中間チャンバ２は、配管１６を介してロータリポンプ５に接続されている。
【００４２】
この装置では、通常の操業中、ロータリポンプ５は常時運転されている。従って、中間チャンバ２内は、例えば１００Ｐａ程度の真空度に、常に維持される。
【００４３】
この装置において、例えば成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を減圧する際には、メカニカルブースタポンプ４ａ（４ｂ）を起動し、コントロールバルブ２４ａ（２４ｂ）を開き、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を、メカニカルブースタポンプ４、中間チャンバ２及びロータリポンプ５を順に介して排気する。
【００４４】
一方、例えば成形チャンバ１ａ（１ｂ）内を大気開放する場合には、コントロールバルブ２４ａ（２４ｂ）を閉じ、メカニカルブースタポンプ４ａ（４ｂ）を停止する。なお、成形チャンバ１ａ（１ｂ）内が大気開放されている間でも、上述のように、ロータリポンプ５は連続して運転され、中間チャンバ２内は、常に減圧状態に維持される。
【００４５】
このように構成すれば、先に図２の装置で問題になった、一方の成形チャンバから他方に成形チャンバにガスが流入する問題を解消することができる。
【００４６】
なお、上記において、説明を簡潔にするため、２つの成形チャンバで１つの中間チャンバ及び１つの粗引用真空ポンプを共有する例を示したが、３つ以上成形チャンバで、同様に１つの中間チャンバ及び１つの粗引用真空ポンプを共有することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に基づくガラス成形装置の第一の例を示す概略構成図。
【図２】本発明に基づくガラス成形装置の第二の例を示す概略構成図。
【図３】本発明に基づくガラス成形装置の第三の例を示す概略構成図。
【図４】複数の成形チャンバを備えた従来のガラス成形装置の例を示す概略構成図。
【図５】複数の成形チャンバを備えた従来のガラス成形装置の他の例を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ，ｂ・・・成形チャンバ、２・・・中間チャンバ、３ａ，ｂ・・・ターボ分子ポンプ（高真空用真空ポンプ）、４，４ａ，４ｂ・・・メカニカルブースタポンプ（高真空用真空ポンプ）、５，５ａ，５ｂ・・・ロータリポンプ（粗引用真空ポンプ）、１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４，１４ａ〜ｄ、１５ａ，１５ｂ，１６，１７，１７ａ，１７ｂ・・・配管、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ・・・コントロールバルブ。
【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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