(57)【要約】【課題】  冷却工程において、成形型の上昇現象を抑止することにより、生産性を向上させることができるモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  モールドプレス成形装置１００は、プレス室Ｐ５でプレスされたガラス成形体４０´が収容された成形型４を冷却する冷却ガス管８０と、この冷却ガス管８０が成形型４を冷却している際に発生する成形型４の上昇を抑止するストッパ８３とを具備した構成としてある。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部、プレス部、冷却部を有する処理室と、
この処理室内で上型及び下型を有する成形型を移送する移送手段と、
前記プレス部でプレスされた成形品が収容された前記成形型を冷却する冷却手段と、
この冷却手段が前記成形型を冷却している際に発生する該成形型の上昇（現象）を抑止する上昇抑止手段と
を具備したことを特徴とするモールドプレス成形装置。
【請求項２】
前記上昇抑止手段が、前記成形型と対向する部分に緩衝部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のモールドプレス成形装置。
【請求項３】
前記冷却手段が、前記成形型に冷却媒体を吹き付ける冷却媒体吹付け機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のモールドプレス成形装置。
【請求項４】
前記冷却媒体吹付け機構に、前記上昇抑止手段を設けたことを特徴とする請求項３記載のモールドプレス成形装置。
【請求項５】
前記冷却部に、前記上昇抑止手段及び前記冷却手段を前記成形型に相対的に接近させる駆動手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモールドプレス成形装置。
【請求項６】
上型及び下型を有する成形型と所定の形状に予備成形された成形素材とを加熱する加熱工程と、
前記成形型を用いて前記成形素材をプレスするプレス工程と、
プレスされた成形体が収容された前記成形型を冷却し、かつ、プレス後の前記成形型の温度が、前記成形素材の転移温度〜前記転移温度−１００℃の冷却範囲にあるとき、前記成形型の上昇現象を抑止する冷却工程と
を有することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項７】
前記冷却範囲にあるとき、冷却媒体を用いることにより前記成形型を急冷することを特徴とする請求項６記載の成形体の製造方法。
【請求項８】
前記冷却範囲における前記成形型の平均冷却速度を、８０℃／分以上としたことを特徴とする請求項６又は７記載の成形体の製造方法。
【請求項９】
前記冷却範囲にあるとき、前記成形型に冷却ガスを吹き付けることにより急冷し、かつ、前記冷却範囲における前記成形型の平均冷却速度を、１００℃／分以上としたことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の成形体の製造方法。
【請求項１０】
前記冷却工程の冷却を、前記成形体の熱収縮に対して、少なくとも前記上型又は下型の成形面が追従することが許容される条件で行うことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記成形型の上昇現象を抑止する際、上記請求項１〜５のいずれかに記載のモールドプレス成形装置に設けられた上昇抑止手段を用いることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールドプレス成形装置及び成形体の製造方法に関し、特に、所望の光学素子（たとえば、高精度ガラスレンズなど）の形状にもとづいて精密加工を施した、通常上型、胴型及び下型を備えた成形型に、成形素材(たとえば、ガラスプリフォーム)を配置し、モールドプレス成形装置を用いてプレス成形することにより、生産性高くかつ安定に成形体を製造するモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特公平７−２９７７９号公報には、加熱室、プレス室、冷却室等の処理室の中を、ガラス素材を入れた成形型が順次移送される製造装置が記載されている。ここで、プレス後には、成形型を第１、第２の徐冷室に移し、ガラス転移点付近の温度まで成形型とともにガラス成形体を冷却すること、及びガラスの収縮に対して上型が追従し、良好な面形状の精度を得ること、さらに、その後急冷室において急冷を行うことが開示されている。成形型の酸化防止のために、急冷室において２５０℃程度まで冷却してから、装置外に成形型を取り出し、ガラス成形体急冷を行い、成形型の酸化防止を行った後、装置外に成形型を取り出し、ガラス生形体を取り出している。
【０００３】
特許２５１１０８４号公報には、光学素子の成形用素材を成形型内に保持したまま加熱部と成形部と冷却部を有する連続炉内に順次取り入れ、冷却部においてはプレス時における成形型の状態を維持したまま冷却する工程が開示されている。また、冷却部に冷却媒体を流通させてプレス成形後の成形品を急冷することにより、冷却工程の所要時間を減じる方法が開示されている
【特許文献１】特公平７−２９７７９号公報
【特許文献２】特許２５１１０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、成形サイクルタイムを短縮する目的で、成形品を収容した成形型の急冷を行ったところ、所定の冷却速度を超える条件では、上型、下型及び胴型からなる成形型において、上型が胴型から自発的に飛び出す、又は、成形型全体が試料台から自発的に飛び上がるといった、現象（適宜、成形型の上昇現象と略称する。）を確認した。そして、このような成形型の上昇現象が発生すると、成形型の姿勢が変わってしまい自動取り出しに支障を来たし、成形型を順次循環移動して使用する上記従来技術のような製造装置においては、生産性が大幅に低下するといった大きな問題が発生した。
【０００５】
この現象は、発明者らの検討によると、以下のように考えられる。
プレス後、成形されたガラスは成形型内で、上型、及び下型の成形面との密着を維持した状態で冷却される。通常、ガラスの熱膨張係数は成形型に用いられる素材（たとえば、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４といったセラミクス、ＷＣ、又は金属）の熱膨張係数よりも大きいので、冷却による体積収縮は、ガラス成形体の方が成形型より大きい。しかしながら、成形型内でプレス後の冷却過程の初期にあるガラスは、上下型の成形面との密着力の作用によって、密着している。
【０００６】
冷却速度が小さければ、冷却中に、ガラスの固化にともなって、この密着力が徐々に低減して、ガラスの成形面から剥離する。しかしながら、所定温度領域において急冷すると、成形面からガラスの剥離が一瞬に生じ、密着から開放されたガラス表面が一瞬のうちに弾性変形し、そのエネルギーにより衝撃が生じる。このような離型の際に、上記の「飛び上がり」等の現象が発生すると考えられる。これは、冷却中におけるガラスの固化が進み、Ｔｇ以下となった時点で発生しやすい。ガラスが固化前であれば、衝撃はガラスの粘性により吸収されるからである。
【０００７】
また、このような成形型の上昇現象は、冷却速度が小さいときには生じない。プレス後の冷却過程で、Ｔｇ〜Ｔｇ−１００℃の範囲にあるとき、冷却速度が８０℃／分以上であるときに生じることが認められ、さらには、１００℃／分以上のときに発生しやすい。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべく、冷却工程において、成形型の上昇現象を抑止することにより、生産性を向上させることができるモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
なお、本発明者は、品質及び生産性をさらに向上させることを目標として、鋭意研究開発を行うことにより、上記問題となる現象を発見し、この現象の発生メカニズムを解明することにより、上記問題を効果的に解決する手段を想到したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のモールドプレス成形装置は、加熱部、プレス部、冷却部を有する処理室と、この処理室内で上型及び下型を有する成形型を移送する移送手段と、前記プレス部でプレスされた成形品が収容された前記成形型を冷却する冷却手段と、この冷却手段が前記成形型を冷却している際に発生する該成形型の上昇（現象）を抑止する上昇抑止手段とを具備した構成としてある。
このようにすると、冷却工程において、成形型の上昇現象を抑止することにより、生産性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記上昇抑止手段が、前記成形型と対向する部分に緩衝部材を備えた構成としてある。
このようにすると、上昇抑止手段が成形型と接触する際に、成形体に衝撃や振動が加えられることを防止でき、成形体の品質が低下するといった不具合を防止することができる。また、複数の成形型の高さに若干のばらつきがあっても、緩衝部材がそれを吸収し、上昇する成形型の保持又は上昇の予防を効果的に行うことができる。
【００１２】
また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記冷却手段が、前記成形型に冷却媒体を吹き付ける冷却媒体吹付け機構を備えた構成としてある。
このようにすると、効率よく成形体を急冷することができるとともに、冷却手段を単純化することができる。
【００１３】
また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記冷却媒体吹付け機構に、前記上昇抑止手段を設けた構成としてある。
このようにすると、冷却手段及び上昇抑止手段の構造を単純化でき、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００１４】
また、本発明のモールドプレス成形装置は、前記冷却部に、前記上昇抑止手段及び前記冷却手段を前記成形型に相対的に接近させる駆動手段を設けた構成としてある。
このようにすると、冷却手段と、冷却中にのみ必要である上昇抑止手段との駆動手段の共用化が可能となるので、装置全体を小型化することができる。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の成形体の製造方法は、上型及び下型を有する成形型と所定の形状に予備成形された成形素材とを加熱する加熱工程と、前記成形型を用いて前記成形素材をプレスするプレス工程と、プレスされた成形体が収容された前記成形型を冷却し、かつ、プレス後の前記成形型の温度が、前記成形素材の転移温度〜前記転移温度−１００℃の冷却範囲にあるとき、前記成形型の上昇現象を抑止する冷却工程とを有する方法としてある。
このように、本発明は成形体の製造方法としても有効であり、成形型の上昇現象を抑止することにより、生産性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の成形体の製造方法は、前記冷却範囲にあるとき、前記成形型に冷却媒体を用いることにより前記成形型を急冷する方法としてある。
このようにすると、成形体を効率よくかつ容易に冷却することができる。なお、冷却媒体として、一般的に、冷却ガスを用い、これを接触させてもよく、又は、たとえば、液状又はガス状の冷却媒体の流通す管やブロックを接触させてもよい。
【００１７】
また、本発明の成形体の製造方法は、前記冷却範囲における前記成形型の平均冷却速度を、８０℃／分以上とした構成としてある。
このようにすると、冷却時間が短縮されるので、その分生産性を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の成形体の製造方法は、前記冷却範囲にあるとき、前記成形型に冷却ガスを吹き付けることにより急冷し、かつ、前記冷却範囲における前記成形型の平均冷却速度を、１００℃／分以上とした構成としてある。
このようにすると、成形型を容易に冷却することができ、かつ、冷却時間がさらに短縮されるので、その分生産性をより向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の成形体の製造方法は、前記冷却工程の冷却を、前記成形体の熱収縮に対して、少なくとも前記上型又は下型の成形面が追従することが許容される条件で行う方法としてある。
このようにすると、冷却中に成形体が上型又は下型の成形面から離れることによる面精度の劣化を抑制でき、成形形状に関する品質を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の成形体の製造方法は、前記成形型の上昇現象を抑止する際、上記請求項１〜５のいずれかに記載のモールドプレス成形装置に設けられた上昇抑止手段を用いる方法としてある。
このようにすると、成形型の上昇現象を確実かつ効果的に抑止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のプレス成形装置及びプレス成形体の製造方法は、成形型の上昇現象を品質に悪影響を与えることなく抑止でき、さらに、急冷する際の冷却時間を短縮することができるので、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［モールドプレス成形装置］
図１は、本発明の一実施形態にかかるモールドプレス成形装置の概略平面図を示している。
同図において、モールドプレス成形装置１００は、加熱部、プレス部、冷却部を有する各処理室Ｐ２〜Ｐ８が円周方向に並べて配置され、各処理室Ｐ２〜Ｐ８内を、ガラス素材４０を入れた成形型４が順次移送される。また、モールドプレス成形装置１００は、成形型４を移送するために、回転テーブル２が中央の回転軸（図示せず）回りに間歇的に回転駆動可能に設けられている。この回転テーブル２は、各処理室Ｐ２〜Ｐ８が収納されるチャンバー１の外縁部近傍まで半径方向外側へ延びており、回転テーブル２の上に、成形型４を載せる試料台３が据え付けられている。
【００２３】
モールドプレス成形装置１００は、搬出入室Ｐ１と、周方向に並べて配置された複数の処理室Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を備えており、常時非酸化性ガスの雰囲気下にある処理室Ｐ２〜Ｐ８内を、ガラス素材４０の収容された成形型４が回転テーブル２に載って順次通過する構成としてある。Ｐ２は第１加熱室、Ｐ３は第２加熱室、Ｐ４は均熱室、Ｐ５はプレス室、Ｐ６は第１徐冷室、Ｐ７は第２徐冷室、Ｐ８は急冷室である。この急冷室Ｐ８にはヒータが設けられていない。また、これらの処理室Ｐ２〜Ｐ８（均熱室Ｐ４とプレス室Ｐ５の間を除く）は、シャッターＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６によって区画されている。
【００２４】
次に、上記搬出入室Ｐ１、処理室Ｐ２〜Ｐ８及び成形型４の構造と作用を、図面を参照して説明する。
図２は、図１の搬出入室部分の概略縦断面図を示している。
同図において、チャンバー１は、処理室Ｐ２〜Ｐ８を収納しており、各処理室Ｐ２〜Ｐ８の下部に、回転テーブル２が設置されている。この回転テーブル２は、図示してないが、その中央に回転軸とインデックスマシンを備えている。
試料台３は、回転テーブル２の外周部に設けられた穴２ａに嵌合する状態で、載置され、成形型４は、試料台３にセットされた成形素材(ガラス素材４０)を収容する構造としてある。
【００２５】
昇降棒５は、試料台３を持ち上げるためのピストンロッドである。また、シール台９は、チャンバー１の上面に固定されている。さらに、Ｏリング６、７、８が配設され、チャンバー１を密封している。
パイプ１０は、一端がシール台９に接続され、他端が真空ポンプ及び非酸化性ガス供給タンク（図示せず）に接続されている。
ベルジャー１１は、昇降装置のピストンロッド１２の下端に取り付けられている。このベルジャー１１は、成形型４の搬入・搬出を行わないとき、ピストンロッド１２によって下降させられてシール台９に載置されている。これにより、パイプ１０を経て非酸化性ガス（たとえば、窒素ガス）が充填されている搬出入室Ｐ１を密閉する。
【００２６】
回転テーブル２が回転し、試料台３に載って各処理室Ｐ２〜Ｐ８内を１周して成形の終わった成形型４が搬出入室Ｐ１に移動してくると、試料台３の成形型４は、昇降棒５によって搬出入室Ｐ１から上部搬出入領域Ｐ１´へ上昇する。この際、試料台３のフランジ部３ａがＯリング６に押しつけられ、シール台９の内部空間９ａが搬出入室Ｐ１から遮断される（第２図の二点鎖線参照）。次に、ピストンロッド１２がベルジャー１１を上昇させ、上部搬出入領域Ｐ１´からガラス成形体（図示せず）の入った成形型４を把持具（図示せず）で取り出すことができる。
【００２７】
次に、ガラス素材４０を前もって収容しておいた成形型４を試料台３にセットする。続いて、ベルジャー１１のフランジ部１１ａがＯリング８に当接するまでベルジャー１１を下降させ、これにより密閉されたシール台９の内部空間９ａを一旦真空排気してから窒素ガスを充填する。
【００２８】
次に、昇降棒５を下降させることにより、成形型４を載せた試料台３を下降させて、回転テーブル２上に座らせる。続いて、図１に示すシャッターＳ１を開いて（このとき、全シャッターＳ１〜Ｓ６が開く）、回転テーブル２を４５°回転させることにより、成形型４を載せた試料台３は第１加熱室Ｐ２に移送される。
【００２９】
図３は、本実施形態の成形型の構造を説明するための概略拡大断面図を示している。
成形型４は、試料台３の上部先端に嵌合される、上面に成形面が形成された下型４１と、この下型４１に嵌入されるほぼ円筒状の胴型４３と、胴型４３に滑動自在に挿入される、下面に成形面が形成された上型４２とからなっており、上型４２と下型４１の間にガラス素材４０が収納される。通常、このガラス素材４０は所定形状(球、又は両凸曲面形状など)に予備成形したプリフォームが使用される。
【００３０】
図４は、図１のＡ−Ａ概略断面図を示している。
同図において、第１加熱室Ｐ２は、周囲をケース１７によって取り囲まれている。このケース１７は、固定手段（図示せず）を介して、チャンバー１に固定されている。ケース１７内には、ヒータ１８とリフレクター１９が配置されている。
また、試料台３の先端中央部３´（図３参照）に熱電対（図示せず）を埋設し、その導線を回転テーブル２の回転軸に導いて、試料台３の先端部、すなわち成形型４の底部の温度測定を行うことができる。
なお、第２加熱室Ｐ３、均熱室Ｐ４、第１徐冷室Ｐ６、第２徐冷室Ｐ７は、室内温度が違うのみで、他の構造は、第１加熱室Ｐ２とほぼ同様としてある。
【００３１】
第１加熱室Ｐ２は、高温（たとえば、７００℃）に保たれており、成形型４及びガラス素材４０は、第１加熱室Ｐ２内で所定時間静止することにより、急速に加熱される。続いて、成形型４及びガラス素材４０は、シャッターＳ２が開いて回転テーブル２が４５°回転し、第２加熱室Ｐ３に移送される。
次に、成形型４及びガラス素材４０は、プレス温度付近まで第２加熱室Ｐ３で加熱される。続いて、均熱室Ｐ４で成形型４とガラス素材４０を所定温度（たとえば、５００℃）で均熱化し、ガラス粘度をプレス成形に適した値(たとえば、１０８ポアズ程度)にした後、成形型４とガラス素材４０は、プレス室Ｐ５に移動される。
【００３２】
図５は、図１のＢ−Ｂ概略断面図を示している。
同図において、プレス室Ｐ５は、ケース１７の内部にヒータ１８およびリフレクター１９が設けられており、さらに、回転テーブル２を下側から支えるための支持棒２０と、成形型４およびガラス素材４０をプレスする加圧棒２１を備えている。
モールドプレス成形装置１００は、均熱室Ｐ４から移送された成形型４と試料台３がプレス室Ｐ５内で静止すると、支持棒２０を上昇させて回転テーブル２を支え、さらに、加圧棒２１を下降させて、ガラス粘度が１０８ポアズ程度（たとえば、５００℃程度に加熱された状態）に保たれたガラス素材４０を約５０〜２００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧する。続いて、所定時間加圧した後、加圧棒２１を上昇させて圧力を解除し、支持棒２０を下降させてから、シャッターＳ４を開いて回転テーブル２を回転させ、成形型４及び試料台３を第１徐冷室Ｐ６に移送する。
【００３３】
ここで、加圧を解除した後、直ちに成形型４をガラス成形体４０´から離して分解しようとすると、ガラス成形体４０´の割れや面形状の精度不良が生じる。このため、第１と第２の徐冷室Ｐ６、Ｐ７へ成形型４をそのまま移送して、ガラスの転移温度付近まで成形型４とともにガラス成形体４０´を徐々に冷却する。たとえば、約４３０℃に保たれた第１徐冷室Ｐ６を経て約３５０℃に保たれた第２徐冷室Ｐ７でガラス成形体４０´を徐冷する。
上記冷却において、ガラス成形体４０´は、温度がガラスの転移温度より高いので、ガラスの粘性を有する状態で収縮する。すなわち、ガラス成形体４０´が収縮すると、上型４２がその自重により微小距離だけ降下するが、ガラス成形体４０´は、上記粘性により上型４２及び下型４１の成形面と密着した状態で収縮するため、面形状の精度を向上させることができる。
【００３４】
図６は、図１のＣ−Ｃ概略断面図を示している。
同図において、急冷室Ｐ８には、冷却媒体吹付け機構として、試料台３上に載置された成形型４に冷却ガス（図示せず）を吹き付ける、上下方向に移動する冷却ガス管８０が設けられている。このようにすると、容易にガラス成形体４０´を急冷することができる。
また、好ましくは、冷却ガス管８０の先端に、冷却ガスを胴型４３に沿って流すための円筒８４を設けるとよい。このようにすると、冷却ガスを有効利用することができ、また、成形型４をほぼ全体的に冷却することができるので、ガラス成形体４０´が全体的にほぼ同じ冷却速度で冷却され、ガラス成形体４０´の品質を向上させることができる。
【００３５】
上記冷却ガス管８０は、ガス供給源（図示せず）と連結されており、ガス供給源から冷却ガスとして、窒素ガスなどが供給され、この冷却ガスが成形型４に吹き付けられる。
また、冷却ガス管８０は、チャンバー１の上面に設けられた密閉フランジ９１に、Ｏリング９２等のシール部材を介し挿入されており、外気がチャンバー１内に侵入するのを防止している。なお、チャンバー１には、排気孔（図示せず）が設けられており、この排気孔からガスを排出させることによりチャンバー１内が高圧になることを防止している。
【００３６】
また、この冷却ガス管８０は、下方先端に、排出孔８１が配設されるとともに、圧縮ばね８２等の弾性体により下方に付勢された状態で、上型４２の上昇を抑止する円板状のストッパ８３が上下方向に移動自在に設けられている。すなわち、成形型４の自発的な上昇現象を抑止する上昇抑止手段を具備しており、たとえば、上型４２が胴型４３から飛び外れるといった不具合を防止し、生産性を向上させることができる。
【００３７】
また、成形型４への衝撃を緩衝する緩衝部材として、圧縮ばね８２を設けることにより、ガラス成形体４０´に異常な衝撃や振動が加えられることを防止でき、ガラス成形体４０´の品質が低下するといった不具合を防止することができる。なお、緩衝部材としては、コイル状の圧縮ばね８２の他に板ばねや波座金のように弾性変形可能な部材を用いることができる。
さらに、冷却ガス管８０に、ストッパ８３を設けることにより、冷却手段及び上昇抑止手段の構造を単純化でき、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００３８】
また、プレス後のガラス成形体４０´は、急冷によって熱収縮するため、上型４２はこれに追従し、上型４２の上面が胴型４３の上面より微小距離だけ低い位置にある。ここで、好ましくは、ストッパ８３が胴型４３の上面のみに当接し、上型４２の上面を強制的に押下しない構成とするとよい。このようにすると、ストッパ８３が上型４２を押下することなく、上型４２又は成形型４全体の「飛び上がり」のみを抑止でき、品質に悪影響を及ぼすといった心配を排除することができる。
【００３９】
また、ストッパ８３を円板状とし、冷却ガスが直接的に上型４２に吹き付けられない構造とすることにより、上型４２が冷却ガスの圧力により押下されるといった不安定要素を排除でき、品質を向上させることができる。
なお、複数の成形型４に対して、上述の上型４２又は成形型４の上昇抑止を行う場合、個々の成形型４の寸法がことなっても、圧縮ばね８２によって成形型４の高さの差を吸収し、常にほぼ一定の上昇抑止効果をもたらすこともできる。
【００４０】
冷却ガス管８０は、上方先端に、冷却ガスの吸込み口８５が設けられ、チャンバー１の外部で昇降手段８６のロッド８７と連結され、昇降手段８６により上下方向に移動する。このようにすると、冷却手段及び上昇抑止手段に対して、昇降手段８６の共用化が可能となり、小型化することができる。
なお、モールドプレス成形装置１００は、冷却ガス管８０を成形型４に接近させる構成としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、成形型４を冷却ガス管８０に接近させる構成としてもよい。
また、昇降手段８６は、通常、モータ駆動方式が採用されるが、これに限定されるものではなく、たとえば、エアシリンダ等を使用してもよい。
さらに、ストッパ８３は、冷却ガス管８０と一体に設けられているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、別体に設けてもよい。
【００４１】
モールドプレス成形装置１００は、上記冷却手段を備えた急冷室Ｐ８で急冷を行い、続いて、搬出入室Ｐ１に成形型４を移送し、成形型４の酸化防止のために、たとえば２５０℃以下となった状態で、成形型４とともにガラス成形体４０´をチャンバー１外に搬出する。続いて、チャンバー１外に搬出された成形型４を分解して、ガラス成形体４０´を取り出すことができる。
【００４２】
なお、モールドプレス成形装置１００は、回転テーブル２上に８個の試料台３を配置し、９〜１０個の成形型４を用いて連続的に上記動作を繰り返すことにより、生産性に優れ、かつ、高価な成形型費用を節約した態様で、ガラス成形体４０´を成形することができる。また、このようにして得られたガラス成形体４０´は、アニール後の面形状の精度がたとえばニュートンリング２本以内、アスティグマ１／２本以内となり、良好な品質であることは勿論である。
【００４３】
このように、本実施形態のモールドプレス成形装置１００は、付勢された状態のストッパ８３を備えた冷却ガス管８０を、急冷室Ｐ８に設けることにより、急冷工程における成形型４の上昇現象を抑止することができ、生産性を向上させることができる。
なお、冷却手段及び上昇抑止手段は、上記構成に限定されるものではなく、様々な構成とすることができる。
次に、冷却手段及び上昇抑止手段の応用例について、図面を参照して説明する。
【００４４】
＜応用例＞
図７は、本発明にかかるモールドプレス成形装置の、冷却手段及び上昇抑止手段の応用例を説明するための概略図であり、（ａ）は縦断面図を、（ｂ）はＤ−Ｄ矢視図を示している。
同図において、モールドプレス成形装置は、上記実施形態と比較して、冷却ガス管８０の代わりに冷却ガス管８０ａを用い、ストッパ８３の代わりにストッパ８３ａを設けた点が相違する。他の構成要素は実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図７において、図６と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
冷却ガス管８０ａは、下方先端にストッパ８３ａが設けられており、このストッパ８３ａは、冷却ガス管８０ａかＲ供給される冷却ガスを挿通する円筒部８３１の一端面に形成され中央に通風孔８３３を有する円板８３５とを備えている。円板８３５の成形型４と対向する面には、通風孔８３３の周囲に形成された周溝８３４及び周溝８３４から四方に放射状に連設された放射溝８３２が形成されている。このように、周溝８３４及び放射溝８３２を設けることにより、成形型４が上昇してストッパ８３ａに当接したとしても、冷却ガスは通風孔８３３から周溝８３４、放射溝８３２を通って放出され、成形型４を確実に冷却することができる。
なお、冷却ガス管８０ａは、円筒８４を設けていないが、成形型４の直径より大きくし、成形型４の側面に対しても冷却ガスが十分接触できるようにしてある。
【００４６】
また、ストッパ８３ａは、圧縮ばね８２による付勢を行っていないが、ストッパ８３ａと成形型４との間に、上型４２の軸線方向寸法より短い空隙８３６を設けた状態で冷却ガスを吹き付けることにより、ガラス成形体４０´への悪影響を回避することができる。なお、ストッパ８３ａが成形型４に対して過剰な押圧力をかけない程度であれば、ストッパ８３ａを成形型４に当接させてもよい。
【００４７】
［成形体の製造方法］
本発明は、成形体の製造方法としても有効であり、本発明の一実施形態にかかる成形体の製造方法は、上記モールドプレス成形装置１００を用いて、上型４２及び下型４１を有する成形型４と所定の形状に予備成形されたガラス素材４０を加熱する加熱工程と、成形型４を用いてガラス素材４０をプレスするプレス工程と、プレスされた成形体４が収容された成形型４を冷却し、かつ、プレス後の成形型４の温度が、ガラス素材４０の転移温度〜前記転移温度−１００℃の冷却範囲にあるとき、成形型４の上昇を抑止する冷却工程とを有する方法としてある。
【００４８】
特に、ガラスがほぼ弾性体としてふるまうＴｇ付近、好ましくはＴｇ±４０℃の範囲、より好ましくは（Ｔｇ〜Ｔｇ−３０℃）まで冷却された後に、急冷することが有効である。
たとえば、徐冷室Ｐ６、Ｐ７における徐冷は、プレス温度から転移温度±４０℃程度までへの降温を、冷却速度３０〜１２０℃／分の範囲で行うとよく、このようにすると、ガラス成形体４０´の品質不良（割れ等）を効果的に防止することができる。
また、急冷室Ｐ８においては、徐冷後の上記温度から２００℃までの温度域の降温を、１００〜３５０℃／分の範囲で行うとよく、このように急冷時間を短縮すると、サイクルタイムが短縮され、生産性を向上させることができる。
【００４９】
また、好ましくは、上記冷却範囲における成形型４の平均冷却速度を、８０℃／分以上、好ましくは、１００℃／分以上とするとよい。このようにすると、冷却時間が短縮されるので、その分生産性を向上させることができる。
さらに、好ましくは、冷却工程の冷却を、成形体４の熱収縮に対して、少なくとも上型４２又は下型４１の成形面が追従することが許容される条件、たとえば、図７に示すように、胴型４３に上型４２が下方に追従可能な追従隙間４３１を設けるような条件で行うとよい。このようにすると、成形型４とガラス素材４０との線膨張係数の差に起因する変形を抑制でき、成形形状に関する品質を向上させることができる。
【００５０】
このように、本発明は成形体の製造方法としても有効であり、成形型４の上昇現象を抑止することにより、生産性を向上させることができる。さらに、急冷速度を大幅に速くすることができ、品質に悪影響を与えることなく急冷時間が短縮されるので、短縮した分生産性をさらに向上させることができる。
【００５１】
［実施例］
上記実施形態のモールドプレス成形装置１００を用い、径約１３ｍｍの両凸レンズを成形した。チャンバー１内はあらかじめ、ガス置換を行い、窒素雰囲気とした。
また、ガラス素材４０として、ホウケイ酸塩ガラス（Ｔｇ５２０℃、Ｔｓ５６０℃）の光学ガラスを、両凸曲面形状に予備成形したガラスプリフォーム表面に、炭素膜を形成したものを用いた。成形型としては、ＳｉＣの上型４２、下型４１、胴型４３を用い、成形面には、炭素系の離型膜を設けた。胴型４３の直径は、約２５ｍｍ、冷却ガス管８０の下端の内径は、約３２ｍｍとした。
【００５２】
各処理室の温度等は、以下のように設定した。
第１加熱室Ｐ２  約８００℃
第２加熱室Ｐ３  約８００℃
均熱室Ｐ４  約６５０℃
プレス室Ｐ５  プレス温度  約６００℃    プレス荷重  約１００ｋｇｆ／ｃｍ２
第１徐冷室Ｐ６  約４００℃
第２徐冷室Ｐ７  約３００℃
急冷室Ｐ８  ガス流量  約７０Ｌ／ｍｉｎ
成形サイクルタイム（間歇回転の周期）  約４５秒
なお、成形型４の温度は、試料台３先端中央部３´に設けた温度センサによって測定した（表１参照）。
【００５３】
第１及び第２冷却室Ｐ６、Ｐ７における徐冷速度は、約７５℃／分(平均値)、急冷室Ｐ８における冷却速度は、約３００℃／分(平均値)とし、試料台３に取り付けた温度センサでモニターした。
急冷室Ｐ８での急冷開始は、約４９０℃（Ｔｇ−３０℃）とした。このとき、Ｔｇ〜Ｔｇ−１００℃の範囲での平均冷却速度は、約２３０℃／分であった。その後、搬出入室Ｐ１を経て、約２６０℃（大気との接触によって成形型４、及び離型膜が劣化しない温度である）において、チャンバー１から取り出した。
【００５４】
上記の方法で、２０００個のレンズを成形したところ、成形型４の自動取り出しに支障はなかった。これに対し、ストッパ８３を設けない冷却ガス管８０を用いたところ、試料台３上で成形型４が飛び上がることによって成形型４が傾いたもの及び上型４２が落下したものが複数発生した。
すなわち、上記実施例では、成形型４の上昇現象を抑止することにより、搬出入室Ｐ１における動作を確実に制御することが可能となるとともに、急冷却時間を短縮することにより、生産性をさらに向上させることができた。
【表１】
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【００５５】
以上、本発明のモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、成形型の上昇現象は、光学素子が凸レンズ（両凸又は凸メニスカス）の場合に発生しやすい傾向にあるが、本発明における成形体は、凸レンズに限定されるものではなく、たとえば、凹レンズであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法は、光学素子を成形する構成に限定されるものではなく、ガラス、セラミック及び樹脂等をプレス成形するモールドプレス成形装置及び成形体の製造方法にも好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるモールドプレス成形装置の概略平面図を示している。
【図２】図１の搬出入室部分の概略縦断面図を示している。
【図３】本実施形態の成形型の構造を説明するための概略拡大断面図を示している。
【図４】図１のＡ−Ａ概略断面図を示している。
【図５】図１のＢ−Ｂ概略断面図を示している。
【図６】図１のＣ−Ｃ概略断面図を示している。
【図７】本発明にかかるモールドプレス成形装置の、冷却手段及び上昇抑止手段の応用例を説明するための概略図であり、（ａ）は縦断面図を、（ｂ）はＤ−Ｄ矢視図を示している。
【符号の説明】
【００５８】
１  チャンバー
２  回転テーブル
２ａ  穴
３  試料台
３ａ  フランジ部
３´  先端中央部
Ｐ１´  上部搬出入領域
４  成形型
５  昇降棒
６、７、８  Ｏリング
９  シール台
９ａ  内部空間
１０  パイプ
１１  ベルジャー
１１ａ  フランジ部
１２  ピストンロッド
１７  ケース
１８  ヒータ
１９  リフレクター
２０  支持棒
２１  加圧棒
４０  ガラス素材
４１  下型
４２  上型
４３  胴型
８０、８０ａ  冷却ガス管
８１  排出孔
８２  圧縮ばね（緩衝部材）
８３、８３ａ  ストッパ
８４  円筒
８６  昇降手段
８７  ロッド
９１  密閉フランジ
９２  Ｏリング
１００  モールドプレス成形装置
４３１  追従隙間
８３１  円筒部
８３２  放射溝
８３３  通風孔
８３４  周溝
８３５  円板
８３６  空隙
Ｐ１  搬出入室
Ｐ２  第一加熱室
Ｐ３  第二加熱室
Ｐ４  均熱室
Ｐ５  プレス成形室
Ｐ６  第一徐冷室
Ｐ７  第二徐冷室
Ｐ８  急冷室
【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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