(57)【要約】【課題】成形工程および成形工程毎の制御条件を容易に設定可能な光学素子成形装置を提供する。【解決手段】成形素材１に複数の成形工程からなる処理を施すための少なくとも１つの処理部を有し、成形素材から光学素子を成形する光学素子成形装置１００が提供される。本光学素子成形装置は、処理部の制御に用いる第１の制御条件および成形工程の制御に用いる第２の制御条件を成形工程毎に規定し、かつ、制御条件の追加および削徐が成形工程毎に可能であるように構成された制御条件テーブルを入力するための制御条件入力部８０と、制御条件テーブル中の制御条件に基づいて成形工程毎に処理部を制御する処理制御部７０と、を備える。これにより、利用者は、制御条件テーブルに対して、成形工程毎に列形式または行形式のデータとして表される制御条件を追加または削徐することにより、成形工程および成形工程毎の制御条件の設定を任意かつ容易に行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形素材に複数の成形工程からなる処理を施すための少なくとも１つの処理部を有し、前記成形素材から光学素子を成形する光学素子成形装置であって、
前記処理部の制御に用いる第１の制御条件および成形工程の制御に用いる第２の制御条件を成形工程毎に規定し、かつ、前記制御条件の追加および削徐が成形工程毎に可能であるように構成された制御条件テーブルを入力するための制御条件入力部と、
前記制御条件テーブル中の前記制御条件に基づいて成形工程毎に前記処理部を制御する処理制御部と、
を備えることを特徴とする、光学素子成形装置。
【請求項２】
前記処理制御部は、成形工程毎に前記制御条件を前記制御条件テーブルから読み出し、前記制御条件テーブル中の前記制御条件に基づいて少なくともいずれかの前記処理部を制御し、前記第２の制御条件の少なくともいずれかが満たされる場合に、実行中の処理を中断して後続の成形工程の処理に移行することを特徴とする、請求項１に記載の光学素子成形装置。
【請求項３】
前記制御条件テーブルおよび前記第１の制御条件の時系列変化を表す制御条件グラフの少なくともいずれかを出力する出力部を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【請求項４】
前記処理部は、
一対の成形型を相対的に移動させて前記成形型内に配置された前記成形素材をプレスするプレス部と、
前記成形型を配置した成形室内に対する所定のガスの給気および排気を調整する給排気部と、
前記成形型および前記成形素材を加熱する加熱部と、
成形工程毎の経過時間を計数する計数部と、
を含むように構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【請求項５】
前記プレス部の制御に用いる第１の制御条件は、前記成形型の相対位置、前記成形素材をプレスするためのプレス力およびプレス力の変化勾配の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項４に記載の光学素子成形装置。
【請求項６】
前記給排気部の制御に用いる第１の制御条件は、給気路毎の給気量および排気路毎の排気量の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項４または５に記載の光学素子成形装置。
【請求項７】
前記加熱部の制御に用いる第１の制御条件は、前記成形型の温度および温度の変化勾配の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【請求項８】
前記成形工程の制御に用いる第２の制御条件は、前記プレス部、前記給排気部、前記加熱部および前記計数部の制御に用いる前記第１の制御条件の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載の光学素子成形装置。
【請求項９】
前記成形工程の制御に用いる第２の制御条件は、優先順位付けされた複数の制御条件からなることを特徴とする、請求項８に記載の光学素子成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子成形装置に係り、より詳しくは成形工程および成形工程毎の制御条件を容易に設定可能な光学素子成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ、プリズムや光通信部品など、高い光学特性の要求されるガラス製の光学素子がプレス成形（リヒートプレス）により大量生産されている。プレス成形法では、溶融ガラスを型内で冷却して成形素材（プリフォーム）を作製し、成形素材を高精度の成形面を備えた一対の成形型内に配置し、成形型を介して成形素材をガラス屈伏点付近の温度まで加熱した後にプレス成形を行い、成形面の形状を成形素材に転写することで光学素子を成形している。
【０００３】
光学素子のプレス成形は、一般に専用のプレス成形装置を用いて行われる。従来の成形装置では、例えばパージ−加熱−プレス−徐冷−急冷など一連の成形工程が予め定められており、利用者は、成形工程毎に、例えば、所定のガスの供給量、温度、プレス力など予め定められた制御項目に関する制御条件を設定することで所定の光学特性を有する光学素子を成形している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば高ＮＡ化など光学素子に要求される光学特性は恒常的に変化しつつあるため、光学特性の変化に対応するように成形工程を変更する必要性が生じている。しかしながら、従来の成形装置では、成形工程が予め定められているため、例えばプレス工程の２段階分割、徐冷工程後の第２のプレス工程や均熱状態でのプレス工程など、成形工程を任意に設定することができないという問題があった。また、成形工程毎に設定可能な制御条件の組合せが予め定められているため、制御条件の特殊な組合せを用いて成形工程を制御することができないという問題があった。あるいは、成形工程や制御条件を変更するための機能を備えた成形装置もみられるが、成形装置に特有のプログラム言語を用いて変更を指示する必要があるので、容易に変更することができず、また、指示に誤りがある場合には、成形装置が適切に動作しなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、成形工程および成形工程毎の制御条件を容易に設定可能な、新規かつ改良された光学素子成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、成形素材に複数の成形工程からなる処理を施すための少なくとも１つの処理部を有し、成形素材から光学素子を成形する光学素子成形装置が提供される。本光学素子成形装置は、処理部の制御に用いる第１の制御条件および成形工程の制御に用いる第２の制御条件を成形工程毎に規定し、かつ、制御条件の追加および削徐が成形工程毎に可能であるように構成された制御条件テーブルを入力するための制御条件入力部と、制御条件テーブル中の制御条件に基づいて成形工程毎に処理部を制御する処理制御部と、を備える。
【０００７】
かかる構成によれば、成形装置の少なくとも１つの処理部は、制御条件入力部から入力される制御条件テーブル中の制御条件に基づいて制御される。そして、制御条件テーブルは、処理部の制御に用いる第１の制御条件および成形工程の制御に用いる第２の制御条件を成形工程毎に既定し、制御条件の追加および削徐が成形工程毎に可能であるように構成されている。これにより、利用者は、制御条件テーブルに対して、成形工程毎に列形式または行形式のデータとして表される制御条件を追加または削徐することにより、成形工程および成形工程毎の制御条件の設定を任意かつ容易に行うことができる。
【０００８】
また、上記処理制御部は、成形工程毎に制御条件を制御条件テーブルから読み出し、制御条件テーブル中の制御条件に基づいて少なくともいずれかの処理部を制御し、第２の制御条件の少なくともいずれかが満たされる場合に、実行中の処理を中断して後続の成形工程の処理に移行するようにしてもよい。かかる構成によれば、第２の制御条件の少なくともいずれかが満たされる場合に、実行中の処理が中断されて後続の成形工程の処理に移行するので、成形工程毎の処理が単一の処理手順で表され、成形工程の追加や削除などの変更を容易に行うことができる。
【０００９】
また、上記制御条件テーブルおよび第１の制御条件の時系列変化を表す制御条件グラフの少なくともいずれかを出力する出力部を備えるようにしてもよい。かかる構成によれば、制御条件テーブルや制御条件グラフが出力されるので、利用者は、制御条件を容易に確認でき、制御条件の設定ミスを事前に見出すことができる。
【００１０】
また、上記処理部は、一対の成形型を相対的に移動させて成形型内に配置された成形素材をプレスするプレス部と、成形型を配置した成形室内に対する所定のガスの給気および排気を調整する給排気部と、成形型および成形素材を加熱する加熱部と、成形工程毎の経過時間を計数する計数部と、を含むように構成されるようにしてもよい。かかる構成によれば、プレス部、給排気部、加熱部および計数部は、制御条件入力部から入力される制御条件テーブル中の制御条件に基づいて制御される。
【００１１】
また、上記プレス部の制御に用いる第１の制御条件は、成形型の相対位置、成形素材をプレスするためのプレス力およびプレス力の変化勾配の少なくともいずれかを含むようにしてもよい。かかる構成によれば、成形型の相対位置、成形素材をプレスするためのプレス力やプレス力の変化勾配に基づいて、プレス部が適切に制御される。
【００１２】
また、上記給排気部の制御に用いる第１の制御条件は、給気路毎の給気量および排気路毎の排気量の少なくともいずれかを含むようにしてもよい。かかる構成によれば、給気路毎の給気量および排気路毎の排気量に基づいて、給排気部が適切に制御される。
【００１３】
また、上記加熱部の制御に用いる第１の制御条件は、成形型の温度および温度の変化勾配の少なくともいずれかを含むようにしてもよい。かかる構成によれば、成形型の温度や温度の変化勾配に基づいて、加熱部が適切に制御される。
【００１４】
また、上記成形工程の制御に用いる第２の制御条件は、プレス部、給排気部、加熱部および計数部の制御に用いる第１の制御条件の少なくともいずれかを含むようにしてもよい。かかる構成によれば、プレス部、給排気部、加熱部および計数部の制御に用いる第１の制御条件に基づいて、成形工程が適切に制御される。
【００１５】
また、上記成形工程の制御に用いる第２の制御条件は、優先順位付けされた複数の制御条件からなるようにしてもよい。かかる構成によれば、優先順位付けされた複数の制御条件に基づいて、成形工程が適切に制御される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、成形工程および成形工程毎の制御条件を容易に設定可能な光学素子成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
（光学素子成形装置の構成）
初めに、本発明の一実施形態に係る光学素子成形装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る光学素子成形装置を示す説明図である。
【００１９】
図１に示すように、成形装置１００は、プレス部を構成する上型ユニット１０、下型ユニット２０、固定軸３６、移動軸３８および駆動装置６０など、給排気部を構成するガス給気路Ｐ１、Ｐ２、ガス排気路Ｐ３、排出路Ｐ４、ガス貯蔵タンク９２および真空排気装置９８など、加熱部を構成するヒータユニット５０および後述する計数部を含んで構成される。また、成形装置１００は、プレス部、給排気部、加熱部および計数部の制御や成形工程の制御に用いる制御条件を入力するための制御条件入力部８０、制御条件に基づいてプレス部、給排気部、加熱部および計数部を制御する処理制御部７０、および成形工程に関する各種出力を行う出力部８２を含んで構成される。
【００２０】
上型ユニット１０は、フレーム２の上部から下方に延設された固定軸３６の下端面に断熱筒３２を介して装着されている。上型ユニット１０は、上型１２、金型プレート１４、上型１２を金型プレート１４に固定する固定金型１６で構成される。
【００２１】
下型ユニット２０は、上型ユニット１０に対向するようにフレーム２の下部から上方に延設された移動軸３８の上端面に断熱筒３４を介して装着されている。下型ユニット２０は、下型２２、金型プレート２４、下型２２を金型プレート２４に固定する移動金型２６で構成される。
【００２２】
固定軸３６は、上部プレート４２に設けられた開口部を貫通しており、上部プレート４２が上下方向に駆動される。開口部にはシーリングが施されており、上部プレート４２は、固定軸３６との間で気密性を保持しつつ上下方向に摺動する。
【００２３】
移動軸３８は、下部フレーム４に設けられた開口部を貫通しており、下部プレート４４が下部フレーム４に固定される。開口部にはシーリングが施されており、移動軸３８は、下部フレーム４との間で気密を保持しつつ上下方向に摺動する。
【００２４】
駆動装置６０は、モータ６２などを駆動源としており、移動軸３８の移動量を検出する位置センサ（不図示）が設けられ、移動軸３８の下端に荷重検出器６４を介して接続されている。移動軸３８は、制御チャネルＣ１、Ｃ２を介して処理制御部７０により、位置、速度（プレス力の変化勾配）および軸荷重（プレス力）が制御されて上下方向に移動する。
【００２５】
上型ユニット１０、下型ユニット２０、断熱筒３２、３４、固定軸３６の下端部および移動軸３８の上端部は、熱伝導性を有する内筒４６により囲まれ、気密性が保持された成形室４０を構成するように密閉されている。
【００２６】
ガス給気路は、ガス貯蔵タンク９２から固定軸３６を介して上型ユニット１０の金型プレート１４に至る給気路Ｐ１、ガス貯蔵タンク９２から移動軸３８を介して下型ユニット２０の金型プレート２４に至る給気路Ｐ２で構成される。また、上部プレート４２には、排気口４３が設けられ、排気口４３から取込バルブ９５を介してガス貯蔵タンク９２に接続された排気路Ｐ３が形成されている。下部プレート４４には、排出口４５が設けられ、排出口４５から真空バルブ９９を介して真空形成装置９８に接続された排出路Ｐ４が形成されている。
【００２７】
排気口４３と取込バルブ９５とを結ぶ流路の途中には分岐管が接続され、分岐管の先に排気バルブ９６が設けられている。さらに、ガス貯蔵タンク９２の給気口は、給気バルブ９３、９４を介して給気路Ｐ１、Ｐ２に接続されている。
【００２８】
給気バルブ９３、９４は、制御チャネルＣ３を介して処理制御部７０により制御され、成形室４０への所定のガス（例えば窒素ガスなどの不活性ガス）の供給量を調整する。取込バルブ９５および排気バルブ９６は、制御チャネルＣ４を介して処理制御部７０により制御され、成形室４０からの所定のガスの取込および排気を調整する。また、真空バルブ９９は、制御チャネルＣ４を介して処理制御部７０により制御され、成形室内４０の真空度を調整する。
【００２９】
ヒータユニット５０は、内筒４６の周囲に配置された外筒４８に装着されている。ヒータユニット５０は、例えば赤外線ヒータなどのヒータ５２や反射板５４で構成され、内筒４６を介して放射する放射熱により上型ユニット１０、下型ユニット２０および成形素材１を加熱する。上型および下型ユニット１０、２０の金型プレート１４、２４には、温度測定用の熱電対５６、５８が装着されている。
【００３０】
ヒータユニット５０は、放射熱による温度および温度変化（温度変化勾配）が制御チャネルＣ５、Ｃ６を介して処理制御部７０により制御され、ヒータ５２の出力を調整する。
【００３１】
以下では、本実施形態に係る光学素子成形装置１００に特有の構成要素である制御条件入力部８０、出力部８２および処理制御部７０について説明する。
【００３２】
制御条件入力部８０は、制御条件テーブル中の制御条件を入力するための構成要素である。ここで、制御条件テーブルとは、プレス部、給排気部、加熱部および後述する計数部の制御に用いる制御条件および成形工程の制御に用いる制御条件を成形工程毎に表すテーブルである。なお、制御条件テーブルの詳細については、後述する。
【００３３】
出力部８２は、例えばディスプレイ装置やプリンタ装置などの出力装置で構成されており、制御条件テーブルや各種制御条件の時系列変化を表す制御条件グラフなど、成形工程に関する各種出力を行う。
【００３４】
なお、制御条件テーブル中の制御条件の設定は、制御条件入力部８０がキーボードやタッチパネルなどで構成され、出力部８２がディスプレイ装置で構成される場合には、出力部８２に表示される設定画面を参照しながら、利用者が制御条件入力部８０を操作することにより行われる。また、制御条件入力部８０および出力部８２が一体化された例えばタッチパネル式のディスプレイ装置などで構成される場合には、利用者がディスプレイ装置上に表示される操作パネルなどを操作することにより行われる。
【００３５】
さらに、制御条件入力部８０は、例えばパーソナルコンピュータなど成形装置１００の外部の装置で作成された制御条件テーブルのデータを読取可能なデータとして入力可能な、例えばデータ入力ポートやデータ読取装置などの入力インターフェースで構成されるようにしてもよい。この場合、制御条件に関するデータには、外部で作成されたデータを成形装置１００により読取可能なデータに変換するために、所定のデータ変換処理が施されるようにしてもよい。
【００３６】
処理制御部７０は、例えばマイクロコントローラなどの制御装置で構成されており、成形工程毎に制御条件を制御条件テーブルから読み出し、制御条件テーブル中の制御条件に基づいて、プレス部、給排気部、加熱部や後述する計数部を制御し、成形工程を制御する制御条件の少なくともいずれかが満たされる場合に、実行中の処理を中断して後続の成形工程の処理に移行する。なお、処理制御部７０には、例えばタイマーなどで構成される計数部が備えられており、成形工程毎の経過時間を計数する。
【００３７】
（制御条件テーブル）
次に、本実施形態に係る光学素子成形装置１００で用いられる制御条件テーブルについて説明する。図２は、本実施形態に係る光学素子成形装置１００で用いられる制御条件テーブルを設定するための設定画面の一例を示す説明図である。
【００３８】
なお、以下では、図２に示す設定画面２００が出力部８２に出力され、制御条件入力部８０を介して制御条件テーブル中の制御条件を設定する場合について説明する。一方、制御条件テーブルが外部で作成される場合には、図２に示す設定画面２００がパーソナルコンピュータなど成形装置１００の外部の装置を構成するディスプレイ装置などに出力され、キーボードなどを介して制御条件テーブル中の制御条件を設定することになる。
【００３９】
図２に示すように、設定画面２００には、制御条件テーブルとともに、操作項目「新規工程追加」、「テンプレート工程追加」、「工程削除」、「工程並替」、「テーブル保存／読出」の付された操作ボタンが表示されている。
【００４０】
制御条件テーブルは、例えば、行方向および列方向を制御項目および成形工程により各々に区分し、成形工程毎に設定される制御項目の制御条件を表形式で表すものである。なお、制御条件テーブルは、行方向および列方向を成形工程および制御項目により各々に区分するようにしてもよい。
【００４１】
図２に例示する制御条件テーブルには、制御項目として、Ｃ１）「温度：上型（℃）」、Ｃ２）「温度：下型（℃）」、Ｃ３）「温度変化勾配（℃／秒）」、Ｃ４）「工程時間（秒）」、Ｃ５）「プレス量／目標位置（ｍｍ）」、Ｃ６）「プレス力（Ｎ）」、Ｃ７）「プレス力変化勾配（Ｎ／秒）」、Ｃ８）「工程終了条件（優先順）」、Ｃ９）「窒素供給量：Ｐ１（Ｌ／分）」、Ｃ１０）「窒素供給量：Ｐ２（Ｌ／分）」、Ｃ１１）「プレス量／目標位置到達確認」が列挙されている。また、成形工程として、Ｐ１）「パージ」、Ｐ２）「昇温」、Ｐ３）「均熱」、Ｐ４）「プレス」、Ｐ５）「徐冷」、Ｐ６）「急冷」が列挙されている。そして、成形工程毎に設定される制御項目の制御条件が示されている。
【００４２】
制御条件テーブルの設定に際して、利用者は、まず、新たな成形工程を追加するために、操作ボタン「新規工程追加」または「テンプレート工程追加」を選択し、制御条件テーブルに、データ設定列を追加する。ここで、「テンプレート工程追加」とは、標準的な成形工程のための制御条件であって、成形工程の種別に応じて予めテンプレート化され、例えば別途に設けられている記憶部など予め保存されている制御条件である。データ設定列を追加すると、利用者は、所望する設定条件（処理制御条件、工程制御条件）を選択して制御条件を入力・変更する。
【００４３】
利用者は、設定された成形工程間に新たな成形工程を挿入（追加）したい場合には、挿入したいデータ設定列に隣接するデータ設定列を選択した状態で、操作ボタン「新規工程追加」または「テンプレート工程追加」を選択する。これにより、データ設定列が追加されるので、所望する設定項目を選択して制御条件を入力・変更することで、新たな成形工程の制御条件を所望の位置に挿入することができる。
【００４４】
あるいは、利用者は、追加した成形工程を削除したい場合には、削除したいデータ設定列を選択した状態で、操作ボタン「工程削除」を選択する。また、設定した成形工程を並替えたい場合には、並替えたいデータ設定列を選択した状態で、操作ボタン「工程並替」を選択し、並替先の位置など必要とされる設定値を別途に入力する。
【００４５】
そして、制御条件テーブルの設定が終了すると、利用者は、操作ボタン「テーブル保存／読出」を選択し、設定された制御条件テーブルを記憶部などに保存することができる。なお、利用者は、制御条件テーブルの設定前に操作ボタン「テーブル保存／読出」を選択することで、記憶部などに保存されている制御条件テーブルを読出すことができる。
【００４６】
前述したように、制御条件テーブルは、成形工程毎の制御条件を表形式で表しており、制御条件の追加および削徐が成形工程毎に可能であるように構成されている。これにより、図２に示す制御条件テーブルの場合であれば、利用者は、必要に応じて列形式のデータとして表される制御条件を追加または削徐することで、成形工程の追加および削除などの変更を任意かつ容易に行うことができる。
【００４７】
（光学素子成形装置の動作手順）
次に、本実施形態に係る光学素子成形装置１００の動作手順について説明する。図３は、本実施形態に係る光学素子成形装置１００の動作手順を示すフロー図である。
【００４８】
光学素子の成形に際して、処理制御部７０は、制御条件入力部８０を介して制御条件テーブルの制御条件を成形工程毎に読取る（ステップＳ１０）。なお、処理制御部７０は、制御条件テーブルの制御条件を成形工程毎に読出すようにしてもよく、別途に設けられた記憶部（不図示）などに全ての制御条件を予め記憶しておき、記憶部から成形工程毎に逐次読出すようにしてもよい。
【００４９】
制御条件を読取ると、処理制御部７０は、Ｃ８）工程終了条件として設定されている制御条件に応じて、当該条件を満たされるかを確認する。なお、処理制御部７０は、ステップＳ１０の終了後、ステップＳ２０、ステップＳ３０、ステップＳ４０およびステップＳ５０を並列的に実行する。
【００５０】
例えば、Ｃ８）工程終了条件として「Ｃ９」（窒素供給量Ｐ１）または「Ｃ１０」（窒素供給量Ｐ２）が設定されている場合には、処理制御部は、給気バルブ９３、９４、取込バルブ９５や排気バルブ９６の開度を通じて、現在の窒素供給量が所定の設定値を満たしているかを確認し（ステップＳ２０）、所定の設定値を満たすまで、給気バルブ９３、９４や取込バルブ９５の開度を制御する（ステップＳ２２）（ループ１）。
【００５１】
Ｃ８）工程終了条件として「Ｃ１」（温度上型）または「Ｃ２」（温度下型）が設定されている場合には、処理制御部７０は、上型または下型ユニット１０、２０に装着された熱電対５６、５８を通じて、現在の温度が所定の設定値を満たしているかを確認し（ステップＳ３０）、所定の設定値を満たすまで、ヒータ５２の出力を制御する（ステップＳ３２）（ループ２）。なお、Ｃ３）温度変化勾配が設定されている場合には、処理制御部７０は、所定の設定値を満たすようにヒータ５２の出力を制御する。
【００５２】
Ｃ８）工程終了条件として「Ｃ５」（プレス量・目標位置）が設定されている場合には、処理制御部７０は、まず、「Ｃ６」（プレス力）の制御条件が設定されているかを確認する（ステップＳ４０）。ここで、処理制御部７０は、プレス力が設定されていれば、設定されている所定のプレス力を採用し（ステップＳ４２）、プレス力が設定されていなければ、別途に設定されているプリセット値Ｐ１を採用する（ステップＳ４４）。プリセット値Ｐ１は、下型ユニット２０の昇降時における駆動装置６０の駆動力を規定する。そして、駆動装置６０に設けられた位置センサを通じて、現在のプレス量・位置が所定の設定値を満たしているかを確認し（ステップＳ４６）、所定の設定値を満たすまで、モータ６２の出力を制御する（ステップＳ４８）。なお、Ｃ７）プレス力変化勾配が設定されている場合には、処理制御部７０は、移動軸３８に接続された荷重検出器６４を通じて、所定の設定値を満たすようにモータ６２の出力を制御する。さらに、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認が設定されている場合には、処理制御部７０は、設定に応じて所定のプレス量／目標位置に到達しているかを確認する。（ループ３）
【００５３】
Ｃ８）工程終了条件として「Ｃ４」（工程時間）が設定されている場合には（ステップＳ５０）、処理制御部７０は、タイマーによる計数を開始し（ステップＳ５２）、現在の計数値が所定の設定値を満たしているかを確認し（ステップＳ５４）、所定の設定値を満たすまで、計数を継続する（ループ４）。そして、計数値が所定の設定値を満たしている場合には、処理制御部７０は、計数値を初期化し（ステップＳ５６）、後続の処理（ステップＳ６０）を行う。
【００５４】
Ｃ８）工程終了条件として設定されている制御条件が満たされる場合には、処理制御部７０は処理中の成形工程を終了させるために、前述のループ１〜４の全ての処理に対して終了割込を行う（ステップＳ６０）。
【００５５】
終了割込を行うと、処理制御部７０は、まず、前述の処理が通常終了したかを確認する（ステップＳ７０）。次に、処理制御部７０は、処理が異常終了した場合には、各種エラー処理を行い（ステップＳ７２）、成形工程を終了する。一方、処理が通常終了した場合には、制御条件テーブルを参照して、後続の成形工程が設定されているかを確認する（ステップＳ７４）。そして、後続の成形工程が設定されている場合には、処理制御部７０は、後続の成形工程に関する制御条件を制御条件テーブルから読取る（ステップＳ１０）。一方、後続の成形工程が設定されていない場合には、処理制御部７０は、成形処理を終了する。ここで、各種エラー処理（ステップＳ７２）では、エラーの内容に応じて終了条件が判断される。例えば、昇温工程で工程時間の制御条件が満たされた場合には、後続のプレス工程に移行できないので、警告処理を行った後に、成形室４０内に窒素を供給し、上型および下型ユニット１０、２０が所定の温度まで冷却された後に成形工程を終了する。また、プレス工程で工程時間の制御条件が満たされた場合には、警告処理を行った後に、プレス工程を最後まで継続する。
【００５６】
すなわち、成形装置１００では、成形工程毎にプレス部、加熱部、給排気部および計数部で構成される処理部が並列処理を行う。そして、処理制御部７０は、成形工程を制御する制御条件の少なくともいずれかが満たされる場合に、処理部で実行中の処理を中断させ、後続の成形工程の処理に移行させる。これにより、成形工程毎の処理が単一の処理手順で表され、成形工程の追加や削除などの変更を容易に行うことができる。
【００５７】
（成形工程毎の動作）
次に、図２に示す制御条件テーブルを用いる場合を例として、本実施形態に係る光学素子成形装置１００の具体的な動作について説明する。なお、下型ユニット２０の下型２２上には、成形素材１が予め配置されているものとする。
【００５８】
光学素子の成形に際して、処理制御部７０は、制御条件入力部８０を介して制御条件テーブル中の制御条件を読取る。
【００５９】
読取られた制御条件に基づいて、出力部８２には、図２に示すような制御条件テーブルや図４に示すような制御条件グラフが出力されるようにしてもよい。ここで、制御条件グラフとは、例えば時系列形式で、成形工程毎の各種制御条件の変化を表すグラフであり、図４に示す例では、制御項目Ｃ１）温度上型およびＣ６）プレス力に関する制御条件の変化が時系列的に表されている。これにより、成形装置１００の利用者は、制御条件を容易に確認でき、制御条件の設定ミスを事前に見出すことができる。また、制御条件グラフには、処理の進行に応じて、制御条件の現在値がグラフ上のプロットや数値により表示されるようにしてもよい。
【００６０】
＜成形工程Ｐ１＞
処理制御部７０は、まず、成形工程Ｐ１）「パージ」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ４）工程時間：「６０秒」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「３０Ｌ／分」、Ｃ１０）窒素供給量Ｐ２：「３０Ｌ／分」が設定されている。
【００６１】
本成形工程では、処理制御部７０は、まず、真空バルブ９９を制御し、成形室４０内の大気を真空排気装置９８により排出口４５から排出する。次に、給気バルブ９３、９４を制御し、窒素ガスをガス貯蔵タンク９２から給気路Ｐ１、Ｐ２を介して成形室４０内に供給する。ここで、給気バルブ９３、９４は、タイマーが「６０秒」を計数するまで、窒素ガスを「３０Ｌ／分」で供給するように制御される。これにより、成形室４０内の大気が窒素ガスにより置換（パージ）される。
【００６２】
＜成形工程Ｐ２＞
成形工程Ｐ１）「パージ」が終了すると、処理制御部７０は、成形工程Ｐ２）「昇温」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「５２０℃」、Ｃ２）温度下型：「５１８℃」、Ｃ３）温度変化勾配：「６０℃／秒」、Ｃ４）工程時間：「１２０秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「１０．０ｍｍ」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ１＆Ｃ２＆Ｃ５／Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」、Ｃ１０）窒素供給量Ｐ２：「５Ｌ／分」が設定されている。
【００６３】
本成形工程では、処理制御部７０は、窒素ガスを供給しながら、下型ユニット２０を上昇させ、成形素材１の昇温を行う。窒素ガスの供給に関して、処理制御部７０は、給気バルブ９３、９４を制御し、所定量の窒素ガスを成形室４０内に供給する。下型ユニット２０の上昇に関して、処理制御部７０は、駆動装置６０に設けられた位置センサの計測値を参照しながらモータ６２の出力を制御し、移動軸３８を上昇させることで、下型ユニット２０を目標位置「１０．０ｍｍ」まで上昇させる。一方、成形素材１の昇温に関して、処理制御部７０は、上型および下型ユニット１０、２０に装着された熱電対５６、５８の測定値を参照しながらヒータ５２の出力を制御することで、上型および下型ユニット１０、２０の温度を各々に「５２０℃」および「５１８℃」になるまで加熱する。ここで、ヒータ５２の出力は、温度変化勾配「６０℃／秒」を満たすように適切に制御される。
【００６４】
本成形工程では、工程終了条件が制御項目「Ｃ１＆Ｃ２＆Ｃ５／Ｃ４」に設定されているので、処理制御部７０は、上型および下型ユニット１０、２０の温度が「５２０℃」および「５１８℃」に達し、かつ、下型ユニット２０が目標位置「１０．０ｍｍ」に到達するまで、上記処理を継続する。なお、温度および目標位置の制御条件が満たされる前に、タイマーが「１２０秒」を計数している場合には、所定の警告処理を行う。これにより、成形素材１が所定の温度まで昇温される。
【００６５】
＜成形工程Ｐ３＞
成形工程Ｐ２）「昇温」が終了すると、処理制御部７０は、成形工程Ｐ３）「均熱」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「５２０℃」、Ｃ２）温度下型：「５１８℃」、Ｃ４）工程時間：「６０秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「１０．０ｍｍ」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」が設定されている。
【００６６】
本成形工程では、処理制御部７０は、窒素ガスを供給しながら、成形素材１の均熱を行う。窒素ガスの供給に関して、処理制御部７０は、給気バルブ９３を制御し、所定量の窒素ガスを成形室４０内に供給する。成形素材１の均熱に関して、処理制御部７０は、ヒータ５２の出力を制御し、上型および下型ユニット１０、２０の温度が各々に「５２０℃」および「５１８℃」になるように調整する。ここで、ヒータ５２は、タイマーが「６０秒」を計数するまで、成形素材１の均熱が行われる。これにより、成形素材１が後続のプレス工程時に要求される所定の温度に均熱される。
【００６７】
＜成形工程Ｐ４＞
成形工程Ｐ３）「均熱」が終了すると、処理制御部７０は、成形工程Ｐ４）「プレス」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「５２０℃」、Ｃ２）温度下型：「５１８℃」、Ｃ４）工程時間：「４０秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「１２ｍｍ」、Ｃ６）プレス力：「１００Ｎ」、Ｃ７）プレス力変化勾配：「１０Ｎ／秒」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ５／Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「到達確認あり」が設定されている。
【００６８】
本成形工程では、処理制御部７０は、窒素ガスを供給しながら、下型ユニット２０を上昇させて成形素材１をプレスする。窒素ガスの供給に関して、処理制御部７０は、給気バルブ９３を制御し、所定量の窒素ガスを成形室４０内に供給する。下型ユニット２０の上昇に関して、モータ６２の出力を制御し、下型ユニット２０をプレス量「１２．０ｍｍ」まで上昇させる。また、成形素材１のプレスに関して、処理制御部７０は、移動軸３８に接続された荷重検出器６４の検出値を参照しながら、モータ６２の出力を制御し、移動軸３８を上昇させることで、成形素材１に「１００Ｎ」のプレス力を加える。ここで、モータ６２の出力は、プレス力変化勾配「１０Ｎ／秒」を満たすように適切に制御される。
【００６９】
本成形工程では、工程終了条件が制御項目「Ｃ５／Ｃ４」に設定されているので、処理制御部７０は、下型ユニット２０がプレス量「１２．０ｍｍ」に到達するか、または、タイマーが「４０秒」を計数するまで、上記処理を継続する。なお、「到達確認あり」が設定されているので、工程時間として設定されている「４０秒」以内に、下型ユニット２０がプレス量「１２ｍｍ」に到達しない場合には、所定の警告処理を行う。これにより、成形素材１が所定のプレス力でプレスされる。
【００７０】
＜成形工程Ｐ５＞
成形工程Ｐ４）「プレス」が終了すると、処理制御部７０は、成形工程Ｐ５）「徐冷」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「４８０℃」、Ｃ２）温度下型：「４８０℃」、Ｃ３）温度変化勾配：「−０．４℃／秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「１２．２ｍｍ」、Ｃ６）プレス力：「２０Ｎ」、Ｃ７）プレス力変化勾配「−５Ｎ／秒」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ２／Ｃ５」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「１０Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「到達確認なし」が設定されている。
【００７１】
本成形工程では、処理制御部７０は、成形素材１をプレスしながら、成形素材１を徐冷する。成形素材１のプレスに関して、処理制御部７０は、モータ６２の出力を制御し、下型ユニット２０をプレス量「１２．２ｍｍ」まで上昇させ、成形素材１に「２０Ｎ」のプレス力を加える。ここで、モータ６２の出力は、プレス力変化勾配「−５Ｎ／秒」を満たすように制御される。成形素材１の徐冷に関して、処理制御部７０は、ヒータ５２の出力を制御し、上型および下型ユニット１０、２０の温度を「４８０℃」まで降温させるとともに、給気バルブ９３を制御し、所定量の窒素ガスを成形室４０内に供給する。ここで、ヒータ５２の出力は、温度変化勾配「−０．４℃／秒」を満たすように適切に制御される。
【００７２】
本成形工程では、工程終了条件が制御項目「Ｃ２／Ｃ５」に設定されているので、処理制御部７０は、下型ユニット２０が「４８０℃」まで降温されるか、または、下型ユニット２０がプレス量「１２．２ｍｍ」に到達するまで、上記処理を継続する。なお、「到達確認なし」が設定されているので、下型ユニット２０が「４８０℃」に降温するまでに、下型ユニット２０がプレス量「１２．２ｍｍ」に到達していない場合でも、所定の警告処理を行わない。これにより、成形素材１が所定の温度まで徐冷される。
【００７３】
＜成形工程Ｐ６＞
成形工程Ｐ５）が終了すると、処理制御部７０は、成形工程Ｐ６）「急冷」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「３００℃」、Ｃ２）温度下型：「３００℃」、Ｃ３）温度変化勾配：「−１℃／秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「１２．０ｍｍ」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ１＆Ｃ２」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「３０Ｌ／分」、Ｃ１０）窒素供給量Ｐ２：「３０Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「確認なし」が設定されている。
【００７４】
本成形工程では、処理制御部７０は、成形素材１を急冷しながら、プレス力を低下させる。成形素材１の急冷に関して、処理制御部７０は、ヒータ５２の出力を制御するとともに、給気バルブ９３、９４を制御して所定量の窒素ガスを成形室４０内に供給することで、上型および下型ユニット１０、２０の温度を「３００℃」まで降温させる。ここで、ヒータ５２の出力は、温度変化勾配「−１℃／秒」を満たすように適切に制御される。プレス力の低下に関して、処理制御部７０は、モータ６２の出力を制御し、下型ユニット２０をプレス量「１２．０ｍｍ」まで下降させ、成形素材１に対するプレス力を低下させる。
【００７５】
本成形工程では、工程終了条件が制御項目「Ｃ１＆Ｃ２」に設定されているので、処理制御部７０は、上型ユニット１０が「３００℃」まで降温され、かつ、下型ユニット２０が「３００℃」まで降温されるまで、上記処理を継続する。なお、「確認なし」が設定されているので、上型および下型ユニット１０、２０の温度が「３００℃」に降温するまでに、下型ユニット２０がプレス量「１２．０ｍｍ」に到達していない場合でも、所定の警告処理を行わない。これにより、成形素材１が所定の温度まで急冷される。
【００７６】
以上で、図２に示す制御条件テーブルを用いた場合における成形装置１００の動作が終了し、他の終了処理が適切に行われた後に、成形された光学素子が成形装置１００から取出される。
【００７７】
（本実施形態に特徴的な動作）
ここで、本実施形態に係る光学素子成形装置１００では、処理部の制御および成形工程の制御のための制御条件を成形工程毎の表形式で表す制御条件テーブルが用いられる。これにより、利用者は、制御条件テーブルに対して、成形工程毎に列形式または行形式のデータとして表される制御条件を追加または削徐することにより、成形工程の設定を任意かつ容易に行うことができる。以下では、成形工程を新たに追加する場合の手順について説明する。
【００７８】
図５は、図２に示す制御条件テーブルに新たな成形工程を追加する場合の設定画面の一例を示す説明図である。なお、図５に示す設定画面３００には、図２に示す設定画面２００と同様に、制御条件テーブルと、各種操作ボタンが表示されている。また、以下では、新たな成形工程を追加する場合について説明するが、すでに設定されている成形工程の一部を削除したり、並替えたりする場合についても同様に適用可能である。
【００７９】
利用者は、図５に示すように、図２に示す制御条件テーブルに対して、例えば、成形工程Ｐ５）「徐冷」と成形工程Ｐ６）「急冷」との間に列形式のデータとして、成形工程Ｐ５Ａ）「均熱＆プレス」の制御条件を挿入する。
【００８０】
具体的には、利用者は、例えば、成形工程５）「徐冷」を表すデータ設定列を選択した状態で、操作ボタン「新規工程追加」を選択する。これにより、成形工程Ｐ５）「徐冷」を表すデータ設定列の右側に新たなデータ設定列が追加される。新たなデータ設定列が追加されると、利用者は、所望する設定項目を選択して制御条件を入力することで、図５に示すように、成形工程５Ａ）「均熱＆プレス」の制御条件を所望の位置に挿入することができる。
【００８１】
これにより、制御条件テーブルには、一連の成形工程としてＰ１）「パージ」、Ｐ２）「昇温」、Ｐ３）「均熱」、Ｐ４）「プレス」、Ｐ５）「徐冷」、Ｐ５Ａ）「均熱＆プレス」、Ｐ６）「急冷」が設定される。
【００８２】
光学素子の成形に際して、処理制御部７０は、新たに設定された制御条件テーブルの制御条件を制御条件入力部８０を介して読取り、前述の一連の成形工程と同様に、成形工程Ｐ１）「パージ」〜Ｐ５）「徐冷」の処理を行う。
【００８３】
＜成形工程Ｐ５Ａ＞
成形工程Ｐ５）「徐冷」が終了すると、処理制御部７０は、成形工程Ｐ５Ａ）「均熱＆プレス」の制御条件を制御条件テーブルから読出す。ここで、制御条件としては、Ｃ１）温度上型：「４８０℃」、Ｃ２）温度下型：「４８０℃」、Ｃ４）工程時間：「３０秒」、Ｃ５）プレス量・目標位置：「１２．５ｍｍ」、Ｃ６）プレス力：「１００Ｎ」、Ｃ７）プレス力変化勾配：「１０Ｎ／秒」、Ｃ８）工程終了条件：制御項目「Ｃ５／Ｃ４」、Ｃ９）窒素供給量Ｐ１：「５Ｌ／分」、Ｃ１１）プレス量／目標位置到達確認：「到達確認あり」が設定されている。
【００８４】
本成形工程では、処理制御部７０は、窒素ガスを供給しながら、成形素材１の均熱を行い、かつ、成形素材１をプレスする。窒素ガスの供給に関して、処理制御部７０は、給気バルブ９３を制御し、所定量の窒素ガスを成形室４０内に供給する。成形素材１の均熱に関して、処理制御部７０は、ヒータ５２の出力を制御し、上型および下型ユニット１０、２０の温度が「４８０℃」になるように調整する。成形素材１のプレスに関して、処理制御部７０は、モータ６２の出力を制御し、下型ユニット２０をプレス量「１２．５ｍｍ」まで上昇させ、成形素材１に「１００Ｎ」のプレス力を加える。ここで、モータ６２の出力は、プレス力変化勾配「１０Ｎ／秒」を満たすように適切に制御される。
【００８５】
本成形工程では、工程終了条件が制御項目「Ｃ５／Ｃ４」に設定されているので、処理制御部７０は、下型ユニット２０がプレス量「１２．５ｍｍ」に到達するか、または、タイマーが「３０秒」を計数するまで、上記処理を継続する。なお、「到達確認あり」が設定されているので、工程時間として設定されている「３０秒」以内に、下型ユニット２０がプレス量「１２．５ｍｍ」に到達しない場合には、所定の警告処理を行う。これにより、成形素材１が所定の温度に均熱された後に所定のプレス力でプレスされる。
【００８６】
成形工程Ｐ５Ａ）「均熱＆プレス」が終了すると、処理制御部７０は、前述の一連の成形工程と同様に、成形工程Ｐ６）「急冷」の処理を行う。そして、他の終了処理が適切に行われた後に、成形された光学素子が成形装置１００から取出される。
【００８７】
（本実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態に係る光学素子成形装置１００によれば、プレス部、給排気部、加熱部および計数部で構成される成形装置１００の処理部は、制御条件入力部８０から入力される制御条件テーブル中の制御条件に基づいて制御される。そして、制御条件テーブルは、処理部の制御に用いる制御条件および成形工程の制御に用いる制御条件を成形工程毎に規定し、制御条件の追加および削徐が成形工程毎に可能であるように構成されている。これにより、利用者は、表形式で表される制御条件テーブルに対して、成形工程毎に列形式または行形式のデータとして表される制御条件を追加または削徐することにより、成形工程および成形工程毎の制御条件の設定を任意かつ容易に行うことができる。
【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８９】
例えば、本実施形態では、一般的な構成を有する光学素子成形装置１００について説明したが、かかる構成の光学素子成形装置に本発明の適用が限定されるものではない。
【００９０】
また、本実施形態では、光学素子成形装置１００で用いられる一般的な制御条件について説明したが、かかる制御条件を有する光学素子成形装置１００に本発明の適用が限定されるものではない。さらに、光学素子成形装置１００で用いられる制御条件については、利用者が任意に追加可能なように設計されるようにしてもよい。
【００９１】
また、図２および図５を参照して設定画面２００、３００について説明したが、かかる設定画面の内容や表示の仕様については任意に設計可能である。
【００９２】
また、制御条件入力部８０による設定内容が明らかに不自然な場合などに、警告を表示することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本実施形態に係る光学素子成形装置を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る光学素子成形装置で用いられる制御条件テーブルを設定するための設定画面の一例を示す説明図である。
【図３】本実施形態に係る光学素子成形装置の動作手順を示すフロー図である。
【図４】本実施形態に係る光学素子成形装置で用いられる制御条件グラフの一例を示す説明図である。
【図５】図２に示す制御条件テーブルに新たな成形工程を追加する場合の設定画面の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１    成形素材
１０    上型ユニット
２０    下型ユニット
３６    固定軸
３８    移動軸
４０    成形室
５０    ヒータユニット
５６、５８    熱電対
６０    駆動装置
６２    モータ
６４    荷重検出装置
７０    処理制御部
８０    制御条件入力部
８２    出力部
９２    ガス貯蔵タンク
９３、９４、９５、９６、９９    バルブ
９８    真空形成装置
Ｐ１、Ｐ２    ガス給気路
Ｐ３    ガス排気路
Ｐ４    真空排出路
Ｃ１，Ｃ２    プレス部制御用チャネル
Ｃ３，Ｃ４    給排気部制御用チャネル
Ｃ５，Ｃ６    加熱部制御用チャネル
【図１】
2008250239.tif 000003
【図２】
2008250239.tif 000004
【図３】
2008250239.tif 000005
【図４】
2008250239.tif 000006
【図５】
2008250239.tif 000007