(57)【要約】【課題】  成形品の外周部に発生するダレやバリに対するガラス素材の容量の許容幅を広げるための成形方法を提供する。【解決手段】  加熱軟化状態にあるガラス素材を成形型により押圧して光学機能面とともに側面部を転写し、冷却して型より取り出される光学素子の成形方法において、ガラス素材の容量に応じて、成形される光学素子の肉厚寸法を許容範囲内で変化させて、成形後の光学素子の外周部における成形型との非接触部の形状を許容幅に規制する工程を有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱軟化状態にあるガラス素材を成形型により押圧して光学機能面とともに側面部を転写し、冷却して型より取り出される光学素子の成形方法において、ガラス素材の容量に応じて、成形される光学素子の肉厚寸法を許容範囲内で変化させて、成形後の光学素子の外周部における成形型との非接触部の形状を許容幅に規制する工程を有することを特徴とする光学素子の成形方法。
【請求項２】
前記工程において、あらかじめガラス素材の重量を測定しておき、それによりガラス素材の容量を算出し、光学素子の目標肉厚寸法を設定することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
【請求項３】
前記工程において、あらかじめガラス素材の容量毎の、成形条件と光学素子の肉厚寸法との関係を把握しておき、少なくとも押圧によるガラスの変形動作を開始する前までに、成形前のガラス素材の容量から光学素子の目標肉厚寸法を設定し、さらに成形条件を確定することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
【請求項４】
前記工程において、あらかじめガラス素材の容量毎の、型部材の押圧時間と押圧変位との関係を把握しておき、実際の成形において、前記押圧時間と押圧変位との関係をモニターすることで、押圧中のガラス素材の容量を即座に判断し、その容量に応じて光学素子の目標肉厚寸法を設定し、さらに成形条件を確定し、少なくともその成形が終了する前までに、前記確定した成形条件に変更して成形を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱されたガラス素材を一対の型間で成形するための光学素子の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
成形前のガラス素材の重量を測定し、その重量に応じて、成形条件を変化させることで、ガラス素材の大きさを厳密に同一にすることなく、光学素子の肉厚を一定に制御する方法が提示されている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、肉厚を一定にすることから、ガラス素材の大きさにより、成形された光学素子の外径寸法にはばらつきが生じるが、元々この方法では成形の際に外径方向の規制がなく、後から芯取りするため、径のばらつきは問題にならないとしている。
【０００４】
一方、光学機能面と側面を一体に成形する方法も多数開示されているが、その中には、やはり、光学素子の肉厚を一定にするために、型で構成される空間よりも少なめの容量を持つガラス素材で成形し、成形品外周部に型との非接触部が残るようにして、その空間の範囲内で、ガラス素材の容量のばらつきを吸収している。あるいは、成形品外周部を成形する型の一部に余分なガラスが逃げ込むための空間を設け、ガラス素材の容量ばらつきを吸収して、成形される光学素子の肉厚を一定にしているものもある。
【０００５】
いずれにおいても、ガラス素材の容量ばらつきによる光学素子の形状バラツキをなくすために、いろいろな工夫がなされてきている。
【特許文献１】特開平１０−１６７７３７号公報(旭光学)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、ガラスモールド技術による光学素子の成形においては、更なるコストダウンが求められているが、例えば上述のようなガラス素材の容量ばらつきによる問題を解決するために、むやみにガラス素材の精度アップを求めると、逆に素材のコストアップとなり、さらには光学素子のコストアップにつながってしまうという欠点があった。
【０００７】
また、上記特許文献１では、外周部が規制されることなく成形されるため、後から芯取り工程が必要となり、その分コストアップにつながっていた。
【０００８】
また、型で構成される空間よりも少なめの容量を持つガラス素材で成形する場合は、成形品外周部に型との非接触部があるが、本来この部分は製品機能とは無関係なため、近年のコンパクト設計の要求からも極力小さくしたい部分である。したがって、ガラス素材の容量のばらつきを吸収できる範囲も小さなものとならざるをえず、もし、大きめの容量ばらつきを持つガラス素材で成形すると、ガラス容量が小さい場合は非接触部が大きくなって光学機能面の一部が成形されない、いわゆるダレが発生してしまい、また、ガラス容量が大きい場合は型で構成される空間いっぱいにガラスが充填し、組み合わせた型との隙間にガラスが入り込んでバリになってしまうという不具合が生じた。
【０００９】
また、成形品外周部を成形する型の一部に余分なガラスが逃げ込むための空間を設ける方法では、吸収できるガラス素材の容量ばらつきは大きいものの、成形された光学素子に余分なガラス形状があるため、やはり後から切除工程が必要となるか、あるいは光学素子を組み込む相手部材に余分なガラス形状の逃がしを設ける必要があり、それぞれコストダウンやコンパクト化の妨げになっていた。
【００１０】
さらに、上記従来例はいずれも成形される光学素子の肉厚を一定にしようとしているため、ガラス素材の容量ばらつきのほとんどは外周部で吸収しなければならず、特に側面を一体に成形するものでは吸収できるガラス素材の容量ばらつきには自ずと限界があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ガラス素材の容量に応じて、成形される光学素子の肉厚寸法を変化させることで、成形品の外周部に発生するダレやバリに対するガラス素材の容量の許容幅を広げるための成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の光学素子の成形方法に係る第１の発明は、加熱軟化状態にあるガラス素材を成形型により押圧して光学機能面とともに側面部を転写し、冷却して型より取り出される光学素子の成形方法において、ガラス素材の容量に応じて、成形される光学素子の肉厚寸法を許容範囲内で変化させて、成形後の光学素子の外周部における成形型との非接触部の形状を許容幅に規制する工程を有することを特徴とする。
【００１３】
これにより、ガラス素材の容量が多いときには、光学素子の肉厚寸法を、光学素子の肉厚許容範囲内で厚めとなるように設定し、また、ガラス素材の容量が少ないときには、同様に薄めとなるように設定することができ、成形品外周部の充填具合を一定の範囲に収めてダレやバリを抑制し、ガラス素材の容量のばらつき許容幅を広げることができる。
【００１４】
同第２の発明は、前記工程において、あらかじめガラス素材の重量を測定しておき、それによりガラス素材の容量を算出し、光学素子の目標肉厚寸法を設定することを特徴とする。
【００１５】
これにより、あらかじめガラス素材の重量を測定しておくことで、容易にその容量を算出することができ、成形前に設定する個々の光学素子の目標肉厚寸法を算出することができる。
【００１６】
同第３の発明は、前記工程において、あらかじめガラス素材の容量毎の、成形条件と光学素子の肉厚寸法との関係を把握しておき、少なくとも押圧によるガラスの変形動作を開始する前までに、成形前のガラス素材の容量から光学素子の目標肉厚寸法を設定し、さらに成形条件を確定することを特徴とする。
【００１７】
これにより、あらかじめガラス素材の容量毎の、成形条件と得られる光学素子の肉厚寸法との関係を把握しておくことで、個々の目標肉厚寸法に対する成形条件の設定値がそれぞれ算出でき、成形毎にそのガラス素材の容量に合った成形条件を適用することができる。
【００１８】
同第４の発明は、前記工程において、あらかじめガラス素材の容量毎の、型部材の押圧時間と押圧変位との関係を把握しておき、実際の成形において、前記押圧時間と押圧変位との関係をモニターすることで、押圧中のガラス素材の容量を即座に判断し、その容量に応じて光学素子の目標肉厚寸法を設定し、さらに成形条件を確定し、少なくともその成形が終了する前までに、前記確定した成形条件に変更して成形を行うことを特徴とする。
【００１９】
これにより、あらかじめガラス容量毎の押圧時間と押圧変位との関係を把握しておくことで、ガラスの押圧成形中にその容量を知ることができ、その成形の間にその容量に適した成形条件に変更されるため、ガラス容量のばらつきによる成形品のバリやダレ、あるいは離型不良などの成形の不具合を押さえることができ、生産性を上げて、安価で高品質な光学素子を得ることができる。加えて、個別にガラス素材の重量を測定することなくその容量を知ることができるため、重量を測定するための設備や労力を節減できるという利点がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、側面部を一体に成形する光学素子の成形であっても、ガラス素材の容量のばらつきに合わせて、成形される光学素子の目標肉厚寸法を設計のばらつき許容値の範囲内まで広げて成形するため、成形品外周部以外でもガラス素材の容量のばらつきが吸収できるようになり、成形品外周部の転写不足によるダレや、過度の充填による型合わせ部へのバリを発生させることなく、使用するガラス素材の容量ばらつきの許容幅を広げることができる。また、同時に外周部のダレ許容量の小さな製品にも対応することができるようになるため、高価なガラス素材を使用することなく生産性を上げることで、安価で高品質な光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態における、型の一部と押圧成形された成形品を示す図であり、図２は図１の矩形部Ａを拡大した詳細図である。
【００２３】
図３，４は、本発明の実施形態における、成形装置の縦断面図であり、図３はガラスを押圧成形している状態、図４はガラスを押圧成形する前の状態を示している。
【００２４】
図５，６は、従来例における型の一部と押圧成形された成形品を示す図であり、図５はガラス容量が小さめのときの場合、図６はガラス容量が大きめのときの場合を示している。
【００２５】
図７，８は、本発明の実施形態における、型の一部と押圧成形された成形品を示す図であり、図７はガラス容量が小さめのときの場合、図８はガラス容量が大きめのときの場合を示している。
【００２６】
また、図９，１０は、ガラス素材容量と成形品肉厚の関係を示すグラフであり、図９は本発明の実施形態における場合、図１０は従来例における場合を示している。
【００２７】
図１，２において、上型部材６と下型部材７は側面型部材３と摺動可能なように僅かな隙間２０をもって嵌合している。また、成形品２９は中心が肉厚ｔとなるように成形されており、成形品２９の外周部は型との非接触部である形状Ｒ（ダレ形状）となっているが、形状Ｒ１、形状Ｒ２はそれぞれ成形品形状として許容される非接触形状の範囲を示すものであり、形状Ｒ１が最小の場合、形状Ｒ２が最大の場合を示している。
【００２８】
このような型構成で成形を行った場合、成形品２９は、上型部材６と下型部材７、及び側面型部材３に囲まれて成形されるが、肉厚ｔを一定に成形した場合は、前記３者に囲まれた空間は一定の容積になり、図２で示すように外周部の形状Ｒ１と形状Ｒ２のときのガラス容量の差がガラス素材に許される容量ばらつきの幅となる。
【００２９】
つまり、非接触形状が形状Ｒ１よりも小さいとガラスが隙間２０の中に入り込んでバリとなってしまい、また非接触形状が形状Ｒ２よりも大きいと光学機能面等の必要とされる形状が転写されなくなってしまうため、肉厚ｔが一定の場合は、ガラス素材容量のばらつきをこの範囲に抑える必要がある。
【００３０】
このことをさらに図１０で説明すると、Ｔ１は成形品肉厚を一定に抑えようとしたときにどうしても発生する成形品肉厚のばらつき幅であり、ｖｔ１はこの肉厚変動により発生する、型で囲まれた空間の容量の変動幅であり、この分がガラス素材の容量ばらつきの許容幅に加わる。これに前出の許容される非接触形状の範囲（形状Ｒ１から形状Ｒ２の容量の差）に相当するガラス素材のばらつきの許容幅ｖｒ２（標準の形状Ｒから形状Ｒ２の容量の差）とｖｒ１（形状Ｒ１から標準の形状Ｒの容量の差）を加えて、Ｖ１が、肉厚を一定に抑えようとしたときの最終的なガラス素材のばらつきの許容幅となる。
【００３１】
なお、肉厚の変動を全くなしに成形できるとすれば、図１０のｖｔ１はなくなり、ガラス素材のばらつきの許容幅はｖｒ２とｖｒ１のみとなる。
【００３２】
図９で示すように、本発明では、さらにこれに加えて成形品の肉厚寸法を、設計の許容値の範囲Ｔ２まで広げて成形するため、ガラス素材の容量ばらつきの許容幅はＶ２ように広がる。
【００３３】
つまり、成形品の肉厚を一定にするのではなく、例えば成形品外周部の充填具合が、常に標準の形状Ｒとなるようにガラスの容量に合わせて目標の肉厚を変動させるように設定して、もし形状Ｒのままでは目標の肉厚寸法が設計の許容値を上回りそうなガラス容量になった場合には、肉厚をそこで止めたままにすることで今度は形状Ｒが小さくなっていき、形状Ｒ１になったところでガラス容量の許容幅の上限値とする。また、同様に形状Ｒのままでは目標の肉厚寸法が設計の許容値を下回りそうなガラス容量になった場合には、肉厚をそこで止めたままにすることで今度は形状Ｒが大きくなっていき、形状Ｒ２になったところでガラス容量の許容幅の下限値とする。
【００３４】
このように通常、外周部の形状Ｒの許容幅に相当する容量変動に比べて、肉厚の許容幅に相当する容量変動の方がはるかに大きいため、本発明のように肉厚を意図的に変動させることでガラス素材容量の許容幅を大幅に広げることができる。
【００３５】
図５〜図８によりさらに上述の内容を説明する。従来のように成形品を一定の肉厚ｔに抑えようとして、ガラスの容量が少なめであると、図５のように成形品外周部に大きなダレが発生してしまうが、ここで図７の本発明のように、さらに成形品肉厚の許容範囲内である肉厚ｔｃ（ｔｃ＜ｔ）になるまで押し込むようにすることで、外周部のダレを減らして適切な充填状態にすることができる。
【００３６】
また、同様に成形品を一定の肉厚ｔに抑えようとして、ガラスの容量が大きめであると、図６のように型内の空間いっぱいにガラスが充填して、さらに上型部材６及び下型部材７と側面型部材３との隙間２０にまでガラスが入り込んでバリとなってしまい、成形品外周部に欠けが生じやすくなるほか、バリを取り除くためのメンテナンスが必要となってしまい、連続成形が行えなくなってしまうなど、問題が発生する。そこで、図８の本発明のように、あらかじめ成形品肉厚の許容範囲内である肉厚ｔｄ（ｔｄ＞ｔ）で押し込みを停止するようにすることで、外周部のバリの発生をなくして適切な充填状態にすることができる。
【実施例】
【００３７】
（第１の実施例）
＜成形装置＞
ここで、図３，４を用いて成形装置の詳細について説明する。
【００３８】
第３図において、チャンバ１は、外気との雰囲気を遮断するための密閉構造となっており、チャンバ１の内部には胴型８が設置されており、この胴型８の中心軸上には、この胴型８を上下に貫通した状態で、貫通穴が形成されている。これらの貫通穴のうち上側の貫通穴には、上型部材６が、嵌合した状態で上下方向に沿って摺動可能に挿入されている。
【００３９】
また、上型部材６の上端部には、円板状のフランジ部が形成されており、このフランジ部の下面がスペーサ１１を介して胴型８の上面に上方から当接することにより、上型部材６は、それ以上下方に移動することを阻止され、上型部材６の下方へのプレスストロークが規定されている。
【００４０】
そして上型部材６の下面には、ガラス素材１９を押圧して、その表面に所望の光学機能面を転写するための成形面が形成されており、また、上型部材６の上方にはチャンバ１を貫通する構成で、プレス圧を伝える上軸４が接続され、さらにその上方には駆動源１４として、例えば電動サーボ機構が配置されている。
【００４１】
なお、上軸４には圧力検出手段１６や不図示の位置検出手段が設置されており、さらに、胴型８の上部には上型部材６を加熱するためのヒータ１０及び不図示の温度センサが内設され、温調が行われるとともに、不図示の窒素ガス供給源より不図示の窒素噴出管を通して上型部材６を冷却するようにしてある。
【００４２】
一方、胴型８の下側の貫通穴には、下型部材７が、嵌合した状態で上下方向に沿って摺動可能に挿入されている。
【００４３】
下型部材７の下面は胴型８が載置されている下板９の上面に、スペーサ１２を介して当接している。そしてこの下板９により上型部材６からガラス素材１９を介して下型部材７に加えられる下方へのプレス圧を受けるように構成されている。
【００４４】
そして下型部材７の上面には、ガラス素材の下面に所望の光学機能面を転写するための成形面が形成されており、また、下型部材７の下方でチャンバ１の外部には、駆動源１５として例えば電動サーボ機構が配置され、かつチャンバ１を貫通する構成で、駆動源１５に接続した下軸５が設置されており、下軸５の上端はスペーサ１２を介して下型部材７の下面部と離接可能な状態となっている。
【００４５】
このスペーサ１２はスペーサ１１とともに上型部材６が押し切った時点での上型部材６と下型部材７のそれぞれの成形面間の距離を変えて、この時のガラス素材１９の変形量を調整するとともに、最終形状の成形品２９の厚みを調整するものであり、ここではこの成形面間の距離が、許容される最大容量のガラス素材を使用したときに、成形品外周部の充填状態（形状Ｒ１の状態）が最適となるようにしておくものとする。
【００４６】
なお下型部材７の下部の駆動源１５は、プレス工程で上型部材６がガラス素材１９を押圧変形させた後に、プレス圧を下型部材７に印加して、ガラス素材１９を押圧変形させるためのものであり、また押圧変形動作が終了した後の冷却過程においても、プレス圧を下型部材７に印加して、成形品２９の面や形状が崩れるのを防止するためのものである。
【００４７】
また、下軸５には圧力検出手段１７及び不図示の位置検出手段が設置されており、さらに、胴型８の下部には下型部材７を加熱するためのヒータ１０及び不図示の温度センサが内設され、温調が行われるとともに、不図示の窒素ガス供給源より不図示の窒素噴出管を通して下型部材７を冷却するようにしてある。
【００４８】
一方、ガラス素材１９及び成形品２９は不図示の搬送部材により不図示のチャンバ１の扉を介してチャンバ１の内外へ出し入れが行われるが、チャンバ１の外にはガラス素材１９の重量を測定するための不図示の測定器が用意してあり、さらにこの重量データより目標肉厚や成形条件を割り出して、成形装置へ成形条件の変更の指令を出すための不図示の演算装置が設置されている。
【００４９】
＜成形手順＞
次に、上記のように構成された装置によりレンズを成形する手順について説明する。
【００５０】
まず、チャンバ１内を窒素雰囲気で充たしておき、上型部材６及び下型部材７を、ヒータ１０により所定の成形条件に対応した温度まで加熱しておく。
【００５１】
次に、図４のように上型部材６側の駆動源１４を引き込み動作させて、上型部材６を胴型８に対して上方にスライドさせ、下型部材７から逃がしておき、この状態において、不図示の搬送部材が、まずチャンバ１の外に設置してある不図示のストッカからガラス素材１９の１つを掴むと、それを不図示の測定器まで運んで、ガラス素材１９の重量の測定を行い、その後再度ガラス素材１９を掴んでチャンバ１内に運んだ後、胴型８の開口部８ａを通して、下型部材７の成形面上にガラス素材１９が供給される。
【００５２】
このとき、下型部材７の成形面上に供給されたガラス素材１９の重量データは、不図示の演算装置へと送られ、それにより型に対して最適なガラスの充填状態になるような、肉厚目標値が即座に算出される。なお、このときに肉厚目標値が成形品の許容範囲を超えてしまう場合には、警告を出すか、そのガラス素材１９はチャンバ１内に搬送されることなく、別の場所に置かれ、新たなガラス素材１９の１つがストッカより、測定器まで運ばれる。
【００５３】
そして肉厚目標値が算出されると、次にそのための成形条件が設定されるが、これには、あらかじめガラスの重量毎に対応した、成形条件と成形品肉厚のデータが取得してあり、それに基づいて算出される。なお、これらのデータは実際に成形実験を行ったり、またコンピュータシミュレーションなどにより計算で求めてもよい。また、成形条件としては、温度、圧力、時間、位置などがあるが、比較的他の成形性に影響を与えない条件としては、位置や時間などで制御するのが好ましく、この例では圧力一定下での下型部材７による押し込み時間と押し込み量のデータをガラス重量ごとに取得し、それを用いて目標肉厚に応じた押し込み時間の条件変更を行った。
【００５４】
そして、成形条件の算出及び条件変更は重量が測定されてから、少なくともガラス素材１９が型に供給がされるまでの間に行われ、ガラス素材１９の供給が終了すると、さらに型の昇温が行われて、それとともにガラス素材１９も加熱されるが、このとき胴型８の開口部８ａより不図示の加熱部材を挿入して、ガラス素材１９の加熱を行ってもよい。
【００５５】
そして、上型部材６、下型部材７及びガラス素材１９が所定のプレス温度に到達すると、直ちに上型部材６側の駆動源１４を押し出し動作させて、ガラス素材１９の押圧成形を行う。そして上型部材６のフランジ部下面がスペーサ１１を介して胴型８の上面に当接することにより、上型部材６でのガラス素材１９の変形動作が終了する。
【００５６】
次にプレス温度のままで下型部材７側の駆動源１５を押し出し動作させて、下型部材７の成形面からガラス素材１９の下面にプレス圧を印加させ、ガラス素材１９の押圧を一定時間行うが、この時間は上述のようにガラス素材１９の容量（重量）により算出されるもので、この下型部材７による押圧によって、ガラス素材１９の各容量に応じた目標肉厚までの変形が行われ、成形品外周部への充填を最適なものとすることができる。
【００５７】
このとき、ガラス素材１９の容量が許容値の上限である場合は、上述のようにすでに最適な充填状態（形状Ｒ１の状態）となっているため、この下型部材７による押圧時間はゼロとなる。また、ガラス素材１９の容量が許容値の下限である場合が、最長の押し込みストロークとなる。
【００５８】
このように、下型部材７で一定時間押圧を行った後、変形動作を終了して成形品２９の下面側のプレス圧を一旦解除する。このとき、下型部材７の成形面が成形品２９の下面に接触する程度のごく小さな圧力をかけておいてもよい。
【００５９】
その後冷却工程へ移り、上型部材６と下型部材７はそれぞれ不図示の窒素噴出管を通して供給される窒素ガスによって冷却が促進されるが、型が所望の温度まで冷却されたとき、成形品２９の面形状が崩れないように、再度下型部材７側の駆動源１５を押し出し動作させ、下型部材７により成形品２９の下方から圧力を印加するが、このときの成形品２９の変形量は十分小さく、外周部の充填状態に影響を与えるようなことはない。
【００６０】
そしてそのまま冷却を続け、さらに所定の温度まで到達したときに、下型部材７側の駆動源１５を引き込み動作させて、下型部材７による圧力を解除する。
【００６１】
その後もさらに冷却を行い、所定の温度まで到達したときに、窒素ガスの吹き付けによる冷却を停止し、上型部材６側の駆動源１４を引き込み動作させて上型部材６を上方に移動させ、型開きを行う。
【００６２】
そして、不図示の搬送部材により、下型部材７上にある成形品２９は胴型８の開口部８ａより取り出されて、チャンバ１の外部へと排出される。
【００６３】
なお、この時、再度下型部材７側の駆動源１５を押し出し動作させて、下型部材７を上昇させ、側面形成部材３に対して成形品２９を突き出すようにしてから取り出してもよい。
【００６４】
その後、新たなガラス素材１９がチャンバ１内に供給され、以後、同様にガラス素材１９の容量に応じた成形条件の変更がなされて、成形が繰返し行われる。
【００６５】
＜成形条件＞
ここでカメラに使用されるレンズを例にさらに詳細な成形条件の説明を行うことにする。
【００６６】
ガラス素材にランタン系ガラス（屈折率１．８，アッベ数４０．７，転移点５６０℃）を使用し、上面側凹非球面（近似Ｒ７ｍｍ）で有効径φ１０ｍｍ、下面側凸Ｒ８０ｍｍで有効径φ１３ｍｍ、中心肉厚１．５±０．０５ｍｍ、最大肉厚３．９ｍｍ、外径φ１４ｍｍの凹メニスカスレンズを成形する。
【００６７】
また、成形品外周部のダレ形状はＲ＝０．５ｍｍ以下としてある。
【００６８】
まず、ガラス素材１９の重量を測定してから、上型部材６及び下型部材７の温度が５２０℃の状態でガラス素材１９を投入し、加熱を再開して上型部材６及び下型部材７の温度が６１０℃になり、なおかつガラス素材１９の温度も６１０℃になった時点で、上型部材６側の駆動源１４を２９００Ｎ（ニュートン）の力で押し出し動作させてプレス動作を開始し、上型部材６によりガラス素材１９のほぼ全変形量を押込んで（前述のようにスペーサ１１、及び１２の厚みを調整してある）、上型部材６のフランジ部がスペーサ１１を介して胴型８の上面に突き当たり、この突き当てにより上型部材６の押し込み動作が終了するが、成形されたガラス素材１９の外周部はまだ十分に充填されていない。また突き当てた状態の上型部材６の圧力はそのまま保持しておく。
【００６９】
この時、上軸４の動きが毎秒１μｍ（マイクロメートル）以下となった時点を上軸４に設置した不図示の位置検出手段で感知して、上型部材６の押し込み動作終了とみなし、次に上型部材６及び下型部材７の温度を変えることなく、下型部材７側の駆動源１５を２０００Ｎ（ニュートン）の力で押し出し動作させて、下型部材７によりガラス素材１９に変形を加え、ガラス素材１９の容量に応じて数秒間かけて押し込む。ちなみに、今回はガラス素材１９の容量が最大から最小になるのに応じて、前記下型部材７による押し込み時間を０から８秒の間で適切となる時間の設定を行った。
【００７０】
その後、下型部材７側の駆動源１５の圧力を下げ、下型部材７によるガラス素材１９への実質的な圧力を解除して、冷却工程へ移行する。
【００７１】
冷却を開始し、まず５９０℃になった時点で上型部材６にかかる圧力はそのままとし、下型部材７により成形品２９に１５００Ｎ（ニュートン）の力を加える。次にこの状態のまま冷却を続け、５３０℃になった時点で下型部材７からの圧力を解除した。その後５２０℃まで冷却した時点で、上型部材６を上昇させて型を開き、成形品２９の取り出しを行った。
【００７２】
上記のような一連の動作により、レンズの成形を１０００ショット行ったところ、バリが出たり成形品外周のダレ形状がＲ＝０．５ｍｍ以上となるようなこともなく、成形品肉厚も許容値の±０．０５ｍｍの範囲に収まっていた。
【００７３】
ちなみに、今回のレンズで使用するガラス素材１９の容量は約４８０ｍｍ３となるが、仮に成形品外周部の許容ダレ形状の部分で吸収できるガラス素材１９の容量ばらつきを計算すると約５ｍｍ３であり、全容量の約1パーセントに過ぎないが、許容肉厚寸法内で吸収できる容量は１５ｍｍ３であり、これを加えて計２０ｍｍ３（全容量の約４パーセント）まで許容できるようになり、ガラス素材１９（今回は流下する溶融ガラスを直接型で受けて固化させたものを使用）の供給能力に対して十分な許容範囲を得ることができた。
【００７４】
さらに成形品外周部のダレ形状がＲ＝０．２ｍｍ以下のような厳しい要求も出ているが、この場合でも、許容肉厚寸法内で吸収できる容量だけでも１５ｍｍ３（全容量の約３パーセント）あるため、十分に対応できる。
【００７５】
（第２の実施例）
＜成形装置＞
装置構成については第１の実施例とほぼ同様であるので、ここでは異なる部分についてのみ説明を行う。
【００７６】
まず、ガラス素材１９の容量を知るために、第１の実施例では重量を測定していたが、本実施例では、あらかじめ一定の条件下（例えば圧力一定、温度一定など）での、ガラス容量毎の押圧時間と押圧変位との関係を成形実験やコンピュータシミュレーションなどにより求めておき、実際の成形ではガラス素材１９を押圧成形して、その時の押圧時間と押圧変位との関係から不図示の演算装置によりガラス素材１９の容量を決定し、そのデータに基づいて第１の実施例と同様に成形品２９の目標肉厚寸法が算出され、さらにそれに応じた成形条件の変更がその場で行われて、以後の成形を行うものである。
【００７７】
ここでは、ガラス素材１９の容量に応じた成形条件の変更項目として、目標肉厚寸法だけでなく、型開き温度の変更も行っている。これはガラスの容量が大きい場合、成形品外周のダレ形状が小さくなってくるため、型とガラスの付着力が大きくなり、通常の温度で型を開いた場合に、成形品が割れたり、型の上でずれたりしてハンドリングに支障をきたすなどの問題が起こる場合があるためである。
【００７８】
また、ここでガラス容量毎の押圧時間と押圧変位について説明する。もしガラスの容量が少ない場合は、圧力と温度条件が一定の場合、ガラスの変形がある程度進んでも型へのガラスの充填具合が不十分なため、押圧速度が極端に落ちるようなことはないが、ガラスの容量が多いような場合は比較的早めにガラスの充填具合が進み、押圧速度が落ちてくる傾向にある。よって、このような関係を把握しておくことで、押圧時間と押圧変位の関係から逆にガラスの容量を知ることができる。
【００７９】
＜成形手順＞
次に、上記のように構成された装置によりレンズを成形する手順について説明するが、ここでも第１の実施例と重複する部分の説明については省略するものとする。
【００８０】
まず、第１の実施例と同様に上型部材６及び下型部材７を所定の温度に加熱しておき、不図示の搬送部材により、不図示のストッカからチャンバ１内へガラス素材１９を搬送し、さらに下型部材７の成形面上にガラス素材１９が供給される。
【００８１】
そして、ガラス素材１９の供給が終了すると、さらに型の昇温が行われて、それとともにガラス素材１９も加熱され、上型部材６、下型部材７及びガラス素材１９が所定のプレス温度に到達すると、直ちに上型部材６側の駆動源１４を押し出し動作させて、ガラス素材１９の押圧成形を行う。そして上型部材６のフランジ部下面がスペーサ１１を介して胴型８の上面に当接することにより、上型部材６でのガラス素材１９の変形動作が終了する。
【００８２】
このとき、上軸４に設置された不図示の位置検出手段（変位計）から各時間における位置情報が不図示の演算装置に送られ、この上型部材６による押圧成形の時間と変位の関係から、ガラス素材１９の容量が算出され、成形品２９の目標肉厚寸法が算出されて、さらにガラス容量に応じた成形条件の変更が即座に行われる。ここでは前記変更項目として、成形品が算出された目標肉厚寸法となるように、ガラスの充填具合を適正にするためにその後移動する下軸５の移動量を変更し、さらにガラス容量に応じた型開き温度が設定される。
【００８３】
なお、ここでは位置情報として、上軸に設置されている位置検出手段（変位計）からのデータを使用したが、場合によっては上型部材６の駆動源１４である電動サーボ機構に設置されているエンコーダ情報を用いてもよい。
【００８４】
次に変更された条件に基づき、プレス温度のままで下型部材７側の駆動源１５により下軸５を設定した移動量だけ動作させて、ガラス素材１９の押圧を行い、第１の実施例と同様にガラス素材１９の各容量に応じた目標肉厚までの変形が行われる。
【００８５】
このとき、ガラス素材１９の容量が許容値の上限である場合は、第１の実施例と同様にすでに最適な充填状態となっているため、この下軸５によるガラス素材１９の押圧量はゼロとなり、ガラス素材１９の容量が許容値の下限である場合は、成形品の肉厚許容値分の押圧量まで取ることができる。
【００８６】
このように、下軸５の移動が終了すると下型部材７による成形品２９の下面側のプレス圧が一旦解除されるが、接触する程度のごく小さな圧力をかけたままにしておいてもよい。
【００８７】
その後冷却工程へ移り、第１の実施例と同様に成形品２９の面形状が崩れないように、再度下型部材７側の駆動源１５を押し出し動作させ、下型部材７により成形品２９の下方から圧力を印加して、さらに所定の温度まで冷却したときに、下型部材７側の駆動源１５を引き込み動作させて、下型部材７による圧力を解除する。
【００８８】
その後もさらに冷却を行い、所定の温度まで到達したときに、上型部材６側の駆動源１４を引き込み動作させて上型部材６を上方に移動させ、型開きを行う。
【００８９】
このとき、上述のようにガラスの容量に応じて、型開きを行うときの温度を変更してあり、特にガラス容量が大きいときには型開き温度を通常よりも低めに設定してある。
【００９０】
そして、不図示の搬送部材により、下型部材７上にある成形品２９がチャンバ１の外部へと排出され、次に新たなガラス素材１９がチャンバ１内に供給されて、以後、同様に成形が繰返し行われる。
【００９１】
＜成形条件＞
ここで第１の実施例と同様にカメラに使用されるレンズを例にさらに詳細な成形条件の説明を行うことにするが、第１の実施例と重複する部分については一部説明を省略する。
【００９２】
対象となるレンズは第１の実施例と同じものであり、まず、上型部材６及び下型部材７の温度が５２０℃の状態でガラス素材１９を投入し、加熱を再開して上型部材６及び下型部材７の温度が６１０℃になり、なおかつガラス素材１９の温度も６１０℃になった時点で、上型部材６側の駆動源１４を２９００Ｎ（ニュートン）の力で押し出し動作させてプレス動作を開始し、上型部材６によるガラス素材１９の押圧変形を行う。そして上型部材６のフランジ部がスペーサ１１を介して胴型８の上面に突き当たると上型部材６の押し込み動作が終了するが、第１の実施例と同様に成形されたガラス素材１９の外周部はまだ十分に充填されていない。
【００９３】
ここで上述のように上型部材６の移動による押圧時間と押圧変位の関係からガラスの容量が算出され、ガラスの容量に応じた成形条件に変更される。
【００９４】
そして上型部材６の押し込み動作が終了し、成形条件が変更されると、次に上型部材６及び下型部材７の温度を変えることなく、下型部材７側の駆動源１５を動作させ、２０００Ｎ（ニュートン）の力で設定された位置まで下軸５を移動させて、下型部材７によるガラス素材１９への押圧動作を行う。ちなみに、今回はガラス素材１９の容量が最大から最小になるのに応じて、下型部材７によるガラス素材１９への押し込み量を０から０．０９ｍｍの間で適切となるように設定した。押し込み量の最大値を０．０９ｍｍとしたのは、成形品肉厚の許容値が±０．０５ｍｍで、計０．１ｍｍあるが、通常目標値に対して２〜３μ程度の成形ばらつきが発生するため、安全をみての設定とした。
【００９５】
その後、下型部材７によるガラス素材１９への実質的な圧力を解除して、冷却工程へ移行し、まず５９０℃になった時点で上型部材６にかかる圧力はそのままとし、下型部材７により成形品２９に１５００Ｎ（ニュートン）の力を加える。次にこの状態のまま冷却を続け、５３０℃になった時点で下型部材７からの圧力を解除した。
【００９６】
その後５２０℃まで冷却した時点で、上型部材６を上昇させて型を開き、成形品２９の取り出しを行った。なお、上型部材６による押圧成形により算出されたガラス容量が多めであり、成形品肉厚を許容値の上限にするだけでは間に合わず、成形品外周のダレ形状を小さくする必要のある容量であると判断された場合は、型開き温度を２０℃下げて５００℃になるように成形条件を変更して成形を行った。
【００９７】
上記のような一連の動作により、レンズの成形を１０００ショット行ったところ、第１の実施例と同様に、バリが出たり成形品外周のダレ形状がＲ＝０．５ｍｍ以上となるようなこともなく、成形品肉厚も許容値の±０．０５ｍｍの範囲に収まっていた。
【００９８】
以上のように、押圧成形中の押圧時間と押圧変位との関係からガラス容量を知ることができ、押圧成形後半から冷却、型開きまでの間、成形されるガラス素材の容量に応じた最適の成形条件に変更して成形することができる。
【００９９】
（他の実施例）
上記実施例においては、上下２軸でプレスを行う装置での成形を例に説明を行っているが、もちろん１軸のみでプレスを行う装置であっても本件を適用できることは明らかである。
【０１００】
また、上記実施例においては、ガラス容量に応じて変更する成形条件の一例が記載されているが、特にこの条件に限定されるものではなく、状況に応じて圧力や温度などの条件を変更してもよい。
【０１０１】
さらに、上記実施例においては、ガラス容量に応じて変更するガラスの押し込み量の設定を、プレス温度で行う下軸での押圧のときのみ変更しているが、これについても特に限定はなく、必要に応じて、プレス温度の上軸での押圧や、冷却中の下軸での押圧で行ってもよい。
【０１０２】
また、上記第１の実施例においては、成形毎にガラス素材の重量を測定しているが、あらかじめストッカなどに収納されている複数のガラス素材の重量を一度に測定しておき、演算装置にそのデータを蓄積しておいてから、成形毎にそれぞれのデータを取り出して、それに基づく成形条件の変更を行ってもよい。また、重量を測定するタイミングは成形前であればよく、ガラス素材を成形装置の置き台に置いたときや、可能であればハンドなどで搬送している間に行ってもよい。さらに、必ずしも重量の測定は成形するときに行う必要はなく、例えばガラス素材を製造する過程で測定しておき、そのときのデータを利用してもよい。
【０１０３】
また、ガラス容量を知る手段としては、重量測定や、押圧時間と押圧変位との関係に限らず、たとえばプレス速度を一定にしたときの時間と圧力の関係から求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施形態における、型の一部と押圧成形された成形品を示す図
【図２】図１の矩形部Ａを拡大した詳細図
【図３】本発明の実施形態における、ガラスを押圧成形している状態を示す成形装置の縦断面図
【図４】本発明の実施形態における、ガラスを押圧成形する前の状態を示す成形装置の縦断面図
【図５】従来例における、型の一部と押圧成形された成形品のガラス容量が小さめの場合を示す図
【図６】従来例における、型の一部と押圧成形された成形品のガラス容量が大きめの場合を示す図
【図７】本発明の実施形態における、型の一部と押圧成形された成形品のガラス容量が小さめの場合を示す図
【図８】本発明の実施形態における、型の一部と押圧成形された成形品のガラス容量が大きめの場合を示す図
【図９】本発明の実施形態における、ガラス素材容量と成形品肉厚の関係を示すグラフ
【図１０】従来例における、ガラス素材容量と成形品肉厚の関係を示すグラフ
【符号の説明】
【０１０５】
１…チャンバ
３…側面型部材
４…上軸
５…下軸
６…上型部材
７…下型部材
８…胴型
８ａ…開口部
９…下板
１０…ヒータ
１１，１２…スペーサ
１４，１５…駆動手段
１６，１７…圧力検出手段
１９…ガラス素材
２０…隙間
２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ…成形品
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２…非接触部形状
ｔ，ｔｃ，ｔｄ…肉厚
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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