(57)【要約】【課題】不活性ガス置換装置および不活性ガス置換方法において、不活性ガス置換を行う際に、被処理物への粉塵の侵入、付着を抑制することができるようにする。【解決手段】不活性ガス置換装置１は、成形型組立体１５を収容して、不活性ガス置換Ｇを行うためのチャンバー２と、チャンバー２に不活性ガスＧを供給する不活性ガス供給部４と、チャンバー２の雰囲気を真空吸引する真空吸引部３と、不活性ガス供給部４と真空吸引部３との動作を制御する制御部５と、を備え、制御部５は、真空吸引部３によって真空吸引を行ってチャンバー２内の雰囲気を排出する間に、不活性ガス供給部４によって不活性ガスＧを連続的に供給し、チャンバー２が減圧された状態で真空吸引部３を停止する制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容して、不活性ガス置換を行うためのチャンバーと、
該チャンバーに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記チャンバーの雰囲気を真空吸引する真空吸引部と、
前記不活性ガス供給部と前記真空吸引部との動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記真空吸引部によって真空吸引を行って前記チャンバー内の雰囲気を排出する間に、前記不活性ガス供給部によって前記不活性ガスを連続的に供給し、前記チャンバーが減圧された状態で前記真空吸引部を停止する制御を行う、不活性ガス置換装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記真空吸引部による真空吸引を開始する以前に、前記不活性ガス供給部による前記不活性ガスの供給を開始させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の不活性ガス置換装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記不活性ガス供給部から、前記不活性ガスを一定の流量で供給させる
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の不活性ガス置換装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記真空吸引部を停止した後、前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスを供給させて、前記チャンバーを陽圧にする制御を行う
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不活性ガス置換装置。
【請求項５】
不活性ガス置換を行うためのチャンバーに被処理物を収容する被処理物収容工程と、
前記チャンバーに不活性ガスを連続的に供給する不活性ガス供給工程と、
前記チャンバーの雰囲気を真空吸引する真空吸引工程と、
を有し、
前記不活性ガス供給工程は、
前記真空吸引工程を終了するまで該真空吸引工程と並行して行うことにより、前記チャンバーを減圧された状態とする並行供給工程
を備える、不活性ガス置換方法。
【請求項６】
前記不活性ガス供給工程は、
前記真空吸引工程を開始する以前に、前記不活性ガスの供給を行う前供給工程を備える
ことを特徴とする、請求項５に記載の不活性ガス置換方法。
【請求項７】
前記不活性ガス供給工程では、
前記不活性ガスを一定の流量で供給する
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の不活性ガス置換方法。
【請求項８】
前記不活性ガス供給工程は、
前記真空吸引工程の終了後に、前記不活性ガスを供給して、前記チャンバーを陽圧にする後供給工程を備える
ことを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の不活性ガス置換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不活性ガス置換装置および不活性ガス置換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ガラスを加熱溶融して成形型によって成形する場合、成形型の酸化を防ぐために、不活性ガス雰囲気下で成形が行われることが多い。この場合、成形材料を収容した成形型を不活性ガス置換室に搬入し、真空引きを行った後に不活性ガスを導入して、不活性ガス置換室内を不活性ガス雰囲気に置換している。これにより、成形型内の雰囲気も不活性ガス雰囲気となる。
例えば、特許文献１には、光学素子材料を配置した金型組をＩＮポートロードロック室に投入し、真空引きした後、窒素置換を行って、金型組の内部を窒素置換してから、成型室内に投入する光学素子の成形装置が記載されている。
成形室内の金型組は、搬送ユニットにより、加熱ゾーン、プレスゾーン、冷却ゾーンヘと順次搬送され、成形が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２２２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、不活性ガス置換室であるＩＮポートロードロック室を真空引きしてから窒素置換を行うため、ＩＮポートロードロック室に急激に窒素が流入する。これにより、ＩＮポートロードロック室内に堆積している粉塵が舞い上がるため、この浮遊した粉塵が窒素ガスとともに金型組に流入して、内部の成形材料の表面や金型の成形面に付着しやすくなっている。このため、成形品の表面に粉塵が付着しやすいという問題がある。
このように粉塵が付着すると、特に光学素子を成形する場合には、微量であっても光学面に付着すると不良になるため、成形の歩留まりが低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、不活性ガス置換を行う際に、被処理物への粉塵の侵入、付着を抑制することができる不活性ガス置換装置および不活性ガス置換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の不活性ガス置換装置は、被処理物を収容して、不活性ガス置換を行うためのチャンバーと、該チャンバーに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記チャンバーの雰囲気を真空吸引する真空吸引部と、前記不活性ガス供給部と前記真空吸引部との動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記真空吸引部によって真空吸引を行って前記チャンバー内の雰囲気を排出する間に、前記不活性ガス供給部によって前記不活性ガスを連続的に供給し、前記チャンバーが減圧された状態で前記真空吸引部を停止する制御を行う構成とする。
【０００７】
上記不活性ガス置換装置においては、前記制御部は、前記真空吸引部による真空吸引を開始する以前に、前記不活性ガス供給部による前記不活性ガスの供給を開始させることが好ましい。
【０００８】
上記不活性ガス置換装置においては、前記制御部は、前記不活性ガス供給部から、前記不活性ガスを一定の流量で供給させることが好ましい。
【０００９】
上記不活性ガス置換装置においては、前記制御部は、前記真空吸引部を停止した後、前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスを供給させて、前記チャンバーを陽圧にする制御を行うことが好ましい。
【００１０】
本発明の第２の態様の不活性ガス置換方法は、不活性ガス置換を行うためのチャンバーに被処理物を収容する被処理物収容工程と、前記チャンバーに不活性ガスを連続的に供給する不活性ガス供給工程と、前記チャンバーの雰囲気を真空吸引する真空吸引工程と、を有し、前記不活性ガス供給工程は、前記真空吸引工程を終了するまで該真空吸引工程と並行して行うことにより、前記チャンバーを減圧された状態とする並行供給工程を備える方法とする。
【００１１】
上記不活性ガス置換方法においては、前記不活性ガス供給工程は、前記真空吸引工程を開始する以前に、前記不活性ガスの供給を行う前供給工程を備えることが好ましい。
【００１２】
上記不活性ガス置換方法においては、前記不活性ガス供給工程では、前記不活性ガスを一定の流量で供給することが好ましい。
【００１３】
上記不活性ガス置換方法においては、前記不活性ガス供給工程は、前記真空吸引工程の終了後に、前記不活性ガスを供給して、前記チャンバーを陽圧にする後供給工程を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の不活性ガス置換装置および不活性ガス置換方法によれば、チャンバーの雰囲気を排出する際に不活性ガスを連続的に供給しつつ、真空吸引して、不活性ガス置換を行うため、不活性ガス置換を行う際に、被処理物への粉塵の侵入、付着を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の不活性ガス置換装置のシステム構成の一例を示す模式的なシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態の不活性ガス置換装置の被処理物の一例である成形型組立体の模式的な縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態の不活性ガス置換方法のフローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の不活性ガス置換方法の模式的な工程説明図である。
【図５】比較例の不活性ガス置換方法の模式的な工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態の不活性ガス置換装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態の不活性ガス置換装置のシステム構成の一例を示す模式的なシステム構成図である。図２は、本発明の実施形態の不活性ガス置換装置の被処理物の一例である成形型組立体の模式的な縦断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の不活性ガス置換装置１は、被処理物を収容して被処理物の内部および周囲の雰囲気を不活性ガス置換するための装置である。
図１では、不活性ガス置換装置１は、単独の装置として描いている。ただし、不活性ガス置換装置１は、不活性ガス置換後の被処理物を用いる装置（図示略）に隣接して設けたり、このような装置の一装置部分を構成したりすることが可能である。
【００１８】
不活性ガス置換装置１に用いる被処理物は、特に限定されないが、以下では、ガラスをプレス成形して光学素子などの成形品を製造する成形型組立体１５を例にとって説明する。
この場合、成形型組立体１５を用いる装置としては、成形装置などを挙げることができる。成形型組立体１５を用いる成形装置としては、例えば、成形型組立体１５を加熱する加熱ステージ、成形型組立体１５を加圧して成形を行う加圧ステージ、成形型組立体１５の冷却を行う冷却ステージなどを有し、複数の成形型組立体１５を適宜の搬送手段によってこれらの各ステージに移送して各工程を並行して行う成形装置が特に好適である。
【００１９】
図２に示すように、成形型組立体１５は、光学素子の材料となるガラス材料である光学素材１４と、光学素材１４をプレス成形して光学素子の形状に成形する成形型１０とを備える。
成形型組立体１５によって製造可能な光学素子の種類としては、例えば、レンズ、ガラス平板、光学フィルター、反射ミラー、プリズム等の例を挙げることができる。
なお、図２では、光学素材１４は球形に描かれているが、これは一例であって、例えば、円板状等の他の形状も可能である。
光学素材１４は、例えば、モールド成形、母材からの切削などによって製造することができる。
【００２０】
成形型１０は、下型１１、上型１２、およびスリーブ１３を備える。
下型１１は、光学素子の外径よりも大きな外径を有する円筒面状の側面を備えた略円柱状部材からなり、その上端部に、光学素子の一方の光学面の形状を転写する成形面１１ａが形成されている。
上型１２は、下型１１の側面と同じ外径を有する円筒面状の側面を備えた略円柱状部材からなり、その下端部に、光学素子の他方の光学面の形状を転写する成形面１２ａが形成されている。
スリーブ１３は、下型１１および上型１２の側面を摺動可能に外嵌する内周面を有する円筒状部材である。
【００２１】
成形型１０において、下型１１、上型１２、およびスリーブ１３は、スリーブ１３が下型１１および上型１２の各側面を外嵌する状態で、同軸に配置され、上型１２がスリーブ１３の内周面に沿って移動可能になっている。
成形面１１ａ、１２ａ、およびスリーブ１３の内周面に囲まれた空間は、光学素材１４を光学素子の形状に成形するための成形空間Ｓを構成している。
成形空間Ｓは、下型１１および上型１２とスリーブ１３との間に形成される嵌合隙間によって、外部と連通している。
ただし、本実施形態では、さらに成形空間Ｓと外部との気体流通を促進するため、スリーブ１３に貫通孔１３ａを設けている。
【００２２】
下型１１、上型１２、およびスリーブ１３の材質は、成形時の加熱温度、加圧力に耐える超硬合金、セラミックスなどを採用することができる。
例えば、成形面１１ａ、１２ａのように、成形時に光学素材１４に当接する部位は、離型性を向上するため、母材の表面に離型膜が成膜された構成を有する。
離型膜としては、光学素材１４に対する離型性が良好となる材質であれば、特に限定されず、例えば、Ｃｒ（クロム）酸化膜、Ｔａ（タンタル）酸化膜などの酸化膜、Ｐｔ（白金）−Ｉｒ（イリジウム）膜などの金属膜、ダイヤモンドライクカーボンなどからなる離型膜を採用することができる。
【００２３】
次に、不活性ガス置換装置１の装置構成について説明する。
図１に示すように、不活性ガス置換装置１は、チャンバー２、真空吸引部３、不活性ガス供給部４、および制御部５を備える。
【００２４】
チャンバー２は、成形型組立体１５を不活性ガス置換するため、成形型組立体１５を収容可能な大きさのチャンバー内部空間Ｃを形成する箱状体である。成形型組立体１５をチャンバー内部空間Ｃに出し入れするには、例えば、適宜の位置に開閉可能に設けられた搬入口を設けた構成を採用することができる。ただし、本実施形態では、チャンバー２は、チャンバー底板２ａと、チャンバー底板２ａ上に着脱可能に設けられ、装着時にチャンバー底板２ａの上方にチャンバー内部空間Ｃを形成するチャンバー本体２ｂとを備える構成としている。
このため、成形型組立体１５の搬入、搬出は、チャンバー本体２ｂをチャンバー底板２ａから取り外して、成形型組立体１５を外部に露出させた状態で行うことができる。
なお、チャンバー本体２ｂの着脱は、チャンバー底板２ａに対して相対的に着脱できればよい。例えば、チャンバー本体２ｂの位置を固定しておき、チャンバー本体２ｂの下方の開口に対してチャンバー底板２ａを成形型組立体１５とともに移動して、着脱を行うことも可能である。
【００２５】
以下では、特に断らない限り、チャンバー２は、図１に示すように、チャンバー底板２ａおよびチャンバー本体２ｂは互いに密着した装着状態にあり、内部に外部から孤立したチャンバー内部空間Ｃが形成されているものとして説明する。
【００２６】
チャンバー本体２ｂの内部形状は、成形型組立体１５を内部に収容できる形状を有し成形型組立体１５の体積よりも広い容積が確保できれば、特に限定されない。例えば、直方体状でもよいし、有底円筒状でもよい。
本実施形態では、以下で、具体的な数値例を挙げる場合には、チャンバー内部空間Ｃの容積が、１００ｃｍ３、成形型組立体１５の体積が、１０ｃｍ３の場合の例で説明する。
チャンバー底板２ａ、チャンバー本体２ｂの形状や材質は、後述する不活性ガス置換工程における減圧状態を保持できる形状や材質であれば特に限定されない。
【００２７】
真空吸引部３は、チャンバー２のチャンバー内部空間Ｃの雰囲気を真空吸引する装置部分であり、真空ポンプなどを備える。
真空吸引部３は、チャンバー２に一端が接続された真空吸引管路３ａの他端が接続されており、チャンバー内部空間Ｃに露出する真空吸引管路３ａの開口部３ｃからチャンバー内部空間Ｃの雰囲気を真空吸引できるようになっている。
真空吸引管路３ａの中間部には、真空吸引管路３ａを開閉するための調節弁３ｂが設けられている。
【００２８】
不活性ガス供給部４は、チャンバー２のチャンバー内部空間Ｃに不活性ガスＧを供給する装置部分であり、不活性ガスＧを保持する供給源と、供給源から不活性ガスＧを送出する送出ポンプなどを備える。
不活性ガス供給部４は、チャンバー２に一端が接続された不活性ガス供給管路４ａの他端が接続されており、チャンバー内部空間Ｃに露出する不活性ガス供給管路４ａの開口部４ｃを通して、チャンバー内部空間Ｃに不活性ガスＧを供給できるようになっている。
不活性ガス供給管路４ａの中間部には、チャンバー２に供給する不活性ガスＧの流量を制御するための調整弁４ｂが設けられている。
【００２９】
不活性ガス供給部４が供給する不活性ガスＧとしては、被処理物の使用温度において、被処理物と化学反応を起こさないと言う意味で不活性なガスであれば、特に限定されない。
例えば、被処理物が成形型組立体１５の場合、成形時の最高温度以下の温度において成形型１０、成形面１１ａ、１２ａに形成された離型膜、および光学素材１４と化学反応を起こさないガスであればよい。このような不活性ガスＧの例としては、例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどを挙げることができる。
本実施形態では、不活性ガスＧは、窒素ガスを採用している。
【００３０】
制御部５は、図示略の操作部からの操作入力に基づいて、真空吸引部３および不活性ガス供給部４の動作を制御する装置部分である。
制御部５による真空吸引部３の動作の制御としては、真空吸引部３の真空吸引動作の開始および停止の制御と、排気速度の制御と、調節弁３ｂの開閉動作の制御とを含んでいる。
制御部５による不活性ガス供給部４の動作の制御としては、不活性ガス供給部４の供給動作の開始および停止の制御と、調整弁４ｂによる不活性ガスＧの流量の制御とを含んでいる。
なお、図示は省略するが、不活性ガス置換装置１には、制御部５がこのような制御を行うために必要な適宜のセンサ類、例えば、圧力センサ、流量センサが設けられている。
【００３１】
制御部５が制御する真空吸引部３による排気速度は、不活性ガス供給部４による不活性ガスＧの流量が一定値を越えないように規制して適宜時間排気したときに、チャンバー内部空間Ｃ内の酸素濃度が成形時における離型膜等の酸化を防止するための許容限度、例えば、１０ｐｐｍ以下になるようにする。
また、本実施形態では、チャンバー内部空間Ｃ内の当初の圧力をＰ０としたときに、チャンバー内部空間Ｃの圧力がＰ０よりも低い圧力Ｐ２の減圧状態になるように予め設定しておく。圧力Ｐ２は、生産数量の観点から、１５秒以下で到達可能な圧力に設定する。例えば、圧力Ｐ２は、−８０ｋＰａに設定する。
【００３２】
制御部５の装置構成は、上記の制御を行うハードウェアのみで構成してもよいし、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとから構成して、上記の制御機能を、コンピュータで制御プログラムを実行することで実現してもよい。
【００３３】
次に、不活性ガス置換装置１の動作について、不活性ガス置換装置１を用いた本実施形態の不活性ガス置換方法を中心として説明する。
図３は、本発明の実施形態の不活性ガス置換方法のフローを示すフローチャートである。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の不活性ガス置換方法の模式的な工程説明図である。
【００３４】
本実施形態の不活性ガス置換方法は、被処理物収容工程、並行供給工程を含む不活性ガス供給工程、および真空吸引工程を備える。
本方法によって成形型組立体１５の成形空間Ｓ等の不活性ガス置換を行うには、本実施形態の不活性ガス置換装置１を用いて、図３に示すステップＳ１〜Ｓ８を、図３のフローにしたがって実行する。
【００３５】
ステップＳ１は、チャンバー２内に、成形型組立体１５を搬入するステップである。
不活性ガス置換装置１では、まず、チャンバー本体２ｂをチャンバー底板２ａの上方に退避させることで、チャンバー底板２ａ上に空き空間を形成する。次に、人手やロボットなどの搬送手段によって、成形型組立体１５をチャンバー底板２ａ上に移動し、チャンバー本体２ｂをその受けからかぶせた状態で、チャンバー本体２ｂに装着する。
これにより、チャンバー２のチャンバー内部空間Ｃ内に、成形型組立体１５が収容される。このとき、チャンバー内部空間Ｃ内の雰囲気は、成形型組立体１５を移動した雰囲気と同一である。
なお、不活性ガス置換装置１が配置された環境によっては、上述の動作を、大気雰囲気と異なる雰囲気や、大気圧と異なる圧力の下で実施することも可能であるが、以下では、一例として、工場建屋等の適宜の室内の開放雰囲気中で行うものとして説明する。
したがって、チャンバー内部空間Ｃ内の雰囲気は、大気雰囲気であり、圧力は大気圧である。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００３６】
ステップＳ１は、不活性ガス置換を行うためのチャンバーに被処理物を収容する被処理物収容工程を構成している。
【００３７】
次に、ステップＳ２を行う。本ステップは、不活性ガス供給部４による不活性ガスＧの供給を開始するステップである。
操作者が、図示略の操作部から、不活性ガス置換の開始を操作入力すると、制御部５は、不活性ガス供給部４の供給源の不活性ガスＧを送出ポンプで昇圧し、調整弁４ｂを開く制御を行う。調整弁４ｂの流量は、後述する真空吸引の排気速度において、チャンバー内部空間Ｃ内が減圧されていく程度の流量に、予め設定しておく。
例えば、真空吸引部３の排気速度が、３０Ｌ／ｍｉｎの場合に、調整弁４ｂによる不活性ガスＧの流量の規制値は、０．５Ｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、チャンバー２の外部の雰囲気の圧力を、例えば、大気圧Ｐ０とすると、ステップＳ１の終了直後には、チャンバー内部空間Ｃの雰囲気の圧力も大気圧Ｐ０である。
ステップＳ２が実行されると、不活性ガス供給管路４ａを通して供給される不活性ガスＧが調整弁４ｂによって流量を規制された状態で、チャンバー内部空間Ｃ内に導入される。
このとき、調節弁３ｂは閉じられているため、ステップＳ３に移行しなければ、不活性ガス供給部４の供給圧力と釣り合うまで、不活性ガスＧが流入して、チャンバー内部空間Ｃ内の圧力が上昇する。
【００３９】
開口部４ｃからの不活性ガスＧの流入速度は、大気圧Ｐ０と供給圧力との差圧に依存するため、不活性ガスＧの流入速度は、供給開始時に最大であり、その後徐々に減少する。
本実施形態では、本ステップによって、大気圧Ｐ０から不活性ガスＧの供給を開始し、不活性ガスＧの流量は、調整弁４ｂによって０．５Ｌ／ｍｉｎ以下に規制されている。このため、例えば、チャンバー内部空間Ｃが真空になっている状態から不活性ガスＧを供給する場合に比べて、不活性ガスＧの流速が格段に小さく、チャンバー内部空間Ｃ内の雰囲気を攪拌する噴流が発生することはない。
このため、例えば、チャンバー底板２ａ上には、成形型組立体１５の搬入に伴って、成形型組立体１５とともに運ばれた粉塵Ｄが堆積している場合にも、不活性ガスＧによって粉塵Ｄが舞い上がる可能性が格段に低くなる。
【００４０】
チャンバー内部空間Ｃ内の圧力が適宜の圧力を超えるか、または、不活性ガスＧの供給を開始してから一定の時間が経過したら、制御部５は、ステップＳ３を実行する。このときの、チャンバー内部空間Ｃの圧力を、以下では、Ｐ１（ただし、Ｐ１≧Ｐ０）とする。
ここで、Ｐ１＝Ｐ０となるのは、ステップＳ２、Ｓ３を同時に実行する場合（上記一定の時間が０の場合）を意味する。
【００４１】
ステップＳ３は、真空吸引部３による真空吸引を開始するステップである。
制御部５は、調節弁３ｂを開放し、真空吸引部３に真空吸引を開始させる。このとき、制御部５は、不活性ガス供給部４および調整弁４ｂに対する制御は変更しない。
以上でステップＳ３が終了する。
本ステップが実行されると、図４（ｂ）に示すように、チャンバー内部空間Ｃ内の雰囲気ｇが開口部３ｃから吸引され、真空吸引管路３ａを通して、チャンバー内部空間Ｃの外部に排気され始める。
これにより、チャンバー内部空間Ｃの圧力が低下し始める。
【００４２】
次に、ステップＳ４を行う。本ステップは、真空吸引と不活性ガスＧの供給とを並行して行うことにより、チャンバー２内を減圧するステップである。
制御部５は、チャンバー内部空間Ｃの圧力が予め決められた圧力Ｐ２になるまで、真空吸引部３による真空吸引と、不活性ガス供給部４による不活性ガスＧの供給を続ける。
本実施形態では、不活性ガスＧの流量が真空吸引部３の排気速度を下回るため、チャンバー内部空間Ｃ内の大気雰囲気と不活性ガスＧとが混合した雰囲気ｇが、徐々に真空吸引管路３ａを通して排出され、不活性ガスＧに置換されていく。また、チャンバー内部空間Ｃ内の圧力は、ステップＳ３における圧力Ｐ１から徐々に低下していく。
また、チャンバー内部空間Ｃと成形空間Ｓとは、連通しているため、成形空間Ｓでも、チャンバー内部空間Ｃと同様にして、大気雰囲気が排出されて徐々に不活性ガスＧに置換され、圧力が低下していく。
【００４３】
このようにして、雰囲気ｇの排出が進むと、チャンバー内部空間Ｃおよび成形空間Ｓ内の酸素濃度も徐々に低下し、圧力Ｐ２に到達すると、成形時における離型膜等の酸化を防止するための許容限度以下になる。例えば、上記の具体例の排気速度、不活性ガスＧの流量では、本ステップを１５秒程度行って、Ｐ２＝−８０（ｋＰａ）に達すると、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下になる。
このようにして、本ステップが終了すると、チャンバー内部空間Ｃ内に当初存在していた酸素濃度が、許容限度以下になる。
チャンバー内部空間Ｃの圧力が圧力Ｐ２になったら、ステップＳ４を終了して、ステップＳ５に移行する。
【００４４】
本ステップにおいては、チャンバー内部空間Ｃが徐々に減圧されていくため、はじめのうちは、不活性ガス供給部４の供給圧力との圧力差に応じて、不活性ガスＧの流速も徐々に増加する。しかし、不活性ガスＧの流量は調整弁４ｂによって一定値以下に規制されているため、エネルギーが小さくチャンバー内部空間Ｃを攪乱するような流れは発生しにくい。このため、粉塵Ｄが不活性ガスＧによって舞い上がる可能性が小さくなる。
万一、舞い上がったとしても、チャンバー内部空間Ｃから排気される流れがあるため、舞い上がった粉塵Ｄは、時間がたつにつれて、雰囲気ｇとともに外部に排気されていく。
これにより、舞い上がった粉塵Ｄが成形型組立体１５の成形空間Ｓ内に残留したり、成形面１１ａ、１２ａに付着したりすることが防止される。
【００４５】
ステップＳ５は、真空吸引部３による真空吸引を停止するステップである。
制御部５は、調節弁３ｂを閉じてから、真空吸引部３の真空吸引を停止させる。ただし、制御部５は、不活性ガス供給部４および調整弁４ｂに対する制御は変更しない。
以上で、ステップＳ５が終了する。
本ステップが実行されると、チャンバー内部空間Ｃには不活性ガスＧの供給が続くものの、不活性ガスＧは外部に排出されないため、チャンバー内部空間Ｃの圧力が上昇し始める。
【００４６】
次に、ステップＳ６を行う。本ステップは、不活性ガスＧの供給を続けてチャンバー２を予め決められた陽圧にするステップである。
制御部５は、本実施形態では、チャンバー内部空間Ｃの圧力が大気圧Ｐ０よりも大きな陽圧になるまで、不活性ガス供給部４による不活性ガスＧの供給を続ける。
ただし、チャンバー内部空間Ｃを陽圧にするのは、成形型組立体１５を移送する際に、外部雰囲気が流入しないようにするためである。
例えば、不活性ガス置換装置１が成形装置に隣接するか、または成形装置の一部に設けられている場合には、成形型組立体１５を移送する環境は成形室であり、外部雰囲気は、成形室の雰囲気になる。この場合、チャンバー内部空間Ｃの圧力は、成形室の圧力に対して陽圧になっていればよく、大気圧Ｐ０に対して陽圧にすることは必須ではない。
チャンバー内部空間Ｃ内の圧力が予め決められた陽圧になると、ステップＳ６が終了する。
【００４７】
次に、ステップＳ７を行う。本ステップは、不活性ガス供給部４による不活性ガスＧの供給を停止するステップである。
制御部５は、調整弁４ｂを閉じる制御を行って、不活性ガス供給部４からの不活性ガスＧの供給を停止する。
これにより、チャンバー内部空間Ｃ内の不活性ガス置換が終了する。
【００４８】
上記のステップＳ２〜Ｓ７は、チャンバー２に不活性ガスＧを連続的に供給する不活性ガス供給工程を構成している。
上記のステップＳ３〜Ｓ５は、チャンバー２の雰囲気を真空吸引する真空吸引工程を構成している。
このため、上記のステップＳ４は、真空吸引工程を終了するまで真空吸引工程と並行して行うことにより、チャンバー２を減圧された状態とする並行供給工程を構成している。
さらに、ステップＳ２とステップＳ３との間は、真空吸引工程を開始する以前に、不活性ガスＧの供給を行う前供給工程を構成している。
ステップＳ６は、真空吸引工程の終了後に、不活性ガスＧを供給して、チャンバー２を陽圧にする後供給工程を構成している。
【００４９】
次に、ステップＳ８を行う。本ステップは、チャンバー２から成形型組立体１５を移送するステップである。
成形型組立体１５の移送先は、例えば、成形を行う成形装置や成形室である。
このように成形型組立体１５が移送される際、成形空間Ｓの圧力は、ステップＳ７において外部雰囲気よりも高い圧力Ｐ２になっているため、チャンバー内部空間Ｃを外部雰囲気に対して開放しても、ただちに外部雰囲気が成形空間Ｓに流入することはない。
このようにして、成形型組立体１５の移送が完了すると、成形空間Ｓ内の酸素濃度が許容限度以下であって、不活性ガスＧが充填されている状態で、例えば、成形動作などを必要に応じて開始することができる。
このとき、成形空間Ｓ内には、不活性ガスＧ置換によって粉塵Ｄも排出された状態になっているため、粉塵Ｄに起因する成形不良の発生が防止される。
【００５０】
ここで、本実施形態に上述したような作用について、比較例と対比して説明する。
図５（ａ）、（ｂ）は、比較例の不活性ガス置換方法の模式的な工程説明図である。
【００５１】
図５（ａ）、（ｂ）に示す比較例の不活性ガス置換装置１００は、本実施形態の不活性ガス置換装置１の調整弁４ｂに代えて、不活性ガス供給管路４ａの開閉のみを行う調節弁４０ｂを備え、不活性ガス供給部４の供給圧力を圧力Ｐ２に設定した状態で、以下のような動作を行うようにしたものである。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５２】
不活性ガス置換装置１００では、上記実施形態と同様にしてステップＳ１を行った後、図５（ａ）に示すように、調節弁４０ｂを閉じた状態で、真空吸引管路３ａから真空吸引を行い、圧力Ｑ１の真空状態を形成する。圧力Ｑ１としては、例えば、−１００ｋＰａとする。
これにより、チャンバー内部空間Ｃ内の大気雰囲気Ａは、排気され、チャンバー内部空間Ｃおよび成形型組立体１５の成形空間Ｓ内の酸素濃度が、許容限度以下になる。
圧力Ｑ１に達したら、真空吸引管路３ａによる真空吸引を停止する。これにより、調節弁３ｂが閉じられる。
【００５３】
次に、図５（ｂ）に示すように、調節弁３ｂを閉じた状態で、調節弁４０ｂを開放し、チャンバー内部空間Ｃ内に不活性ガスＧを供給する。
本比較例では、不活性ガス供給部４の供給圧力がＰ２に設定されているため、Ｑ１とＰ２との圧力差に応じて、開口部４ｃから不活性ガスＧが噴出するため、チャンバー内部空間Ｃ内に噴流が生じる。
これにより、チャンバー底板２ａ上に粉塵Ｄが堆積していると、粉塵Ｄが舞い上がってしまう。このとき、調節弁３ｂは閉じられているため、チャンバー内部空間Ｃから外部に向かう流れは存在していない。このため、舞い上がった粉塵Ｄは、チャンバー内部空間Ｃ内で浮遊し、成形型組立体１５の成形空間Ｓ内に侵入したり、成形面１１ａ、１２ａに付着したりすることになる。
このように、粉塵Ｄが侵入、付着した成形型組立体１５を用いて成形を行うと、粉塵Ｄに起因する成形不良が発生してしまう。
【００５４】
以上、説明したように、不活性ガス置換装置１および不活性ガス置換装置１を用いた本実施形態の不活性ガス置換方法によれば、チャンバー２の雰囲気を排出する際に不活性ガスＧを連続的に供給しつつ真空吸引して、減圧しながら不活性ガス置換を行う。このため、一旦、高真空まで真空引きした後、不活性ガスＧを供給する場合に比べて、供給される不活性ガスＧとチャンバー２との圧力差が小さい状態になるため、不活性ガス置換を行う際に、成形型組立体１５への粉塵Ｄの侵入、付着を抑制することができる。
【００５５】
なお、上記の実施形態の説明では、不活性ガス置換を行う間、チャンバー底板２ａとチャンバー本体２ｂとが密着してチャンバー内部空間Ｃが密閉される場合の例で説明したが、チャンバー内部空間Ｃにとっての外部雰囲気が不活性ガスＧ雰囲気の場合には、真空吸引の支障とならない範囲で外部雰囲気と連通していてもよい。
例えば、チャンバー２が、予め不活性ガスＧが導入された成形室と連通するように設けられている場合などは、チャンバー２が完全に密閉されていなくても不活性ガス置換を行うことが可能である。
【００５６】
上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  不活性ガス置換装置
２  チャンバー
３  真空吸引部
３ａ  真空吸引管路
３ｂ  調節弁
４  不活性ガス供給部
４ａ  不活性ガス供給管路
４ｂ  調整弁
５  制御部
１０  成形型
１１  下型
１１ａ、１２ａ  成形面
１２  上型
１４  光学素材
１５  成形型組立体（被処理物）
１００  の不活性ガス置換装置
Ｃ  チャンバー内部空間
Ｄ  粉塵
ｇ  雰囲気
Ｇ  不活性ガス
Ｓ  成形空間
【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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