(57)【要約】【課題】型酸化を防止しながら高温環境下で成形品の取出しを行う。【解決手段】加熱ユニット１３を一対の型１１，１２の周りで加熱する加熱位置と上方に退避する非加熱位置との間で移動自在に設ける。加熱ユニット１３は、加熱位置のときに一対の型１１，１２及びその周りの空間を遮蔽する。加熱ユニット１３の下方には、仕切部材１４が取り付けられている。仕切部材１４は、加熱ユニット１３が非加熱位置のときに、一対の型１１，１２及びその周りの空間を遮蔽する。成形品取出し時には、排気用の配管を切り換えて仕切部材１４で遮蔽される空間に不活性ガスを供給して前記空間を高圧にしながら仕切部材１４に設けた出入口１４ａから成形品を取り出す。【選択図】図１
2009242139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の型と、前記一対の型間に載置される成形素材を加熱する加熱ユニットと、加熱された成形素材をプレスして成形品を成形する加圧手段と、前記一対の型及びその周りの空間を仕切る仕切部材と、前記一対の型の内部を通して前記空間内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、前記空間内に露呈する開口を有し前記開口を通して不活性ガスの供給と前記空間内の排気とを切り換える供給・排気切換機構と、を備えたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記ガス供給手段は、前記一対の型及び成形品を徐冷する時に、前記空間内に不活性ガスを供給するとともに、
前記供給・排気切換機構は、前記徐冷する時に前記開口を通して前記空間内の排気を行うとともに、少なくとも前記一対の型から成形品を取り出すときには、前記開口を通して前記空間内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
前記ガス供給手段の動作と、前記供給・排気切換機構の動作とを個別に制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の成形装置。
【請求項４】
前記開口は、前記一対の型を挟んだ両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の成形装置。
【請求項５】
前記開口に連接される不活性ガスの流路は、不活性ガスを双方向に流し、少なくとも前記ガス供給手段に連通する不活性ガスの流路よりも多量の不活性ガスを流すことができる流路になっていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の成形装置。
【請求項６】
前記加熱ユニットを、前記一対の型の周囲を囲む加熱位置とこれから前記加圧手段の加圧方向と平行に移動して退避する非加熱位置との間で移動自在に支持する支持手段と、
前記加熱ユニットの一部を構成する加熱手段を保持しており前記加熱位置のときに前記空間を遮蔽する保持部材と、
前記加熱ユニットが前記非加熱位置に向けて移動することに連係して前記空間を遮蔽する仕切部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の成形装置。
【請求項７】
前記加熱手段は、前記一対の型に対峙するように内側に配される円筒状の熱線透過性の内壁と、前記熱線透過性の内壁の外側でかつ前記加圧方向に並べて配される複数の赤外線ランプと、を有しており、前記熱線透過性の内壁は、前記保持部材の一部を構成していることを特徴とする請求項６記載の成形装置。
【請求項８】
前記空間内に供給される不活性ガスが前記熱線透過性の内壁の前面を通過するように、前記保持部材には、前記開口の一部が設けられていることを特徴とする請求項７記載の成形装置。
【請求項９】
一対の型間に載置される成形素材を加熱ユニットで加熱する加熱工程と、加熱された成形素材を加圧手段によりプレスして成形品を成形する加圧工程と、前記一対の型及び成形品を徐冷する徐冷工程と、前記一対の型から成形品を取り出す成形品取出し工程と、を有する成形方法において、
前記徐冷工程では、仕切部材により前記一対の型及びその周りの空間を仕切り、前記一対の型の内部を通して前記前記仕切部材で仕切った空間内に不活性ガスをガス供給手段により供給しながら、供給・排気切換機構により前記空間内に露呈する開口を通して前記空間内を排気するステップと、
前記成形品取出し工程では、前記供給・排気切換機構が、前記開口を通して前記空間内に不活性ガスを供給するステップと、を含むことを特徴とする成形方法。
【請求項１０】
一対の型間に成形素材を載置する工程と、前記一対の型及びその周りの空間を遮蔽する加熱位置に配される加熱ユニットにより前記一対の型及び成形素材を加熱する加熱工程と、加圧手段により前記一方の型を他方の型に向けて加圧して前記成形素材を成形する加圧工程と、成形後に前記一対の型及び成形品を徐冷する徐冷工程と、徐冷後に前記一対の型から前記成形品を取り出す成形品取出し工程と、からなるサイクルを繰り返し行うことで連続的に成形品を成形する成形方法において、
前記徐冷工程の開始時には、前記加熱ユニットにより遮蔽された前記空間に、ガス供給手段により前記一対の型の内部を通して不活性ガスを供給しながら、供給・排気切換機構により前記空間内に露呈する開口を通して前記空間の排気を行うステップと、
前記成形品取出し工程では、前記加熱ユニットを前記加熱位置から前記加圧手段の加圧方向と平行に退避させる非加熱位置に移動させ、その移動に連係して前記仕切部材を遮蔽状態に変位させて前記仕切部材により前記空間を遮蔽するとともに、前記供給・排気切換機構が前記開口に接続される排気用の配管を供給用の配管に切り換えて前記空間に不活性ガスを供給し、前記空間内を無酸素状態に維持しながら前記仕切部材に設けた出入口を通して前記成形品を取り出すステップと、
を含むことを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の型間に成形素材を配し、一対の型及び成形素材を加熱して成形素材をプレスし、その後に一対の型及び成形品を徐冷して成形品を取り出す成形方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、成形技術の高精度化によりガラス製の光学レンズ等をプレス成形法によって成形している。この場合、高精度な成形面を備えた一対の型間に、ゴブやレンズプリフォーム（以下、「成形素材」と称す）を載置し、高周波誘導加熱や赤外線ランプを用いる加熱などの加熱手段により、金型、及び、成形素材をガラス転移点近傍の温度まで加熱し、その後に、一方の型を他方の型に向けて加圧して成形素材の成形を行っている。
【０００３】
金型、及び、成形素材を加熱するときには、金型、及び、型に隣接する部材の金属部分の酸化を防止する必要がある。そこで、金型、及び、金型を支持する上下軸の先端近傍を雰囲気調整が可能な成形室に収容し、この成形室の中に不活性ガスを流すことによって、金型及びその周囲の金属部材を含む空間を不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気に保っている（特許文献１）。
【０００４】
一般的に、プレス成形を用いてガラス製の光学素子を製造する作業は、図１０に示すように、成形素材の供給、加熱、プレス、徐冷、急冷、及び、成形品の取出しとの行程に分けられる。プレス成形時には、金型をガラス転移点以上の温度（一般的なガラスでのプレス温度：約５００〜６００℃）に加熱にしている。しかる後に、徐冷工程によりガラス転移点以下の温度（５００〜３００℃）までに冷却し、その後に、急冷工程により常温（０〜７０℃）まで冷やしてから成形品を取り出してしている。
【０００５】
ところで、徐冷及び急冷工程は、常温にまで冷やすため時間がかかる。しかも、次回の成形時に金型及び成形素材を再びガラス転移点以上の温度まで加熱する必要があるため、加熱工程も時間がかかる。そこで、急冷を省略して徐冷のみを行った後に成形品を取り出し、成形に係るサイクルタイムの短縮を図ることが望まれている。
【特許文献１】特開２００１−２５３７２２号公報
【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、徐冷工程後の金型温度は、ガラス転移点以下の温度であるものの、まだまだ高温である。このような高温環境下で成形品を取り出すと、成形室を開放することになり、外部の空気が侵入して空気中の酸素が高温の金属と反応するため、型及びそれに隣接する金属部分が酸化してしまう欠点がある。また、一対の型の内部を通して空間内に不活性ガスを空間内に供給すると、一対の型を余計に冷やしてしまうおそれがある
【０００７】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであって、金型の酸化を防ぎながら高温環境下で成形品の取出しを行うとともに、サイクルタイムの短縮を図ることができる成形方法及び装置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】
【０００８】
本発明では、一対の型と、前記一対の型間に載置される成形素材を加熱する加熱ユニットと；加熱された成形素材をプレスして成形品を成形する加圧手段と；前記一対の型及びその周りの空間を仕切る仕切部材と；前記一対の型の内部を通して前記空間内に不活性ガスを供給するガス供給手段と；前記空間内に露呈する開口を有し前記開口を通して不活性ガスの供給と前記空間内の排気とを切り換える供給・排気切換機構と；を備えたものである。
【０００９】
徐冷時には、ガス供給手段が一対の型の内部を通して前記空間内に不活性ガスを供給し、かつ、供給・排気切換機構が一対の型以外の部位、すなわち前記空間内に露呈して設けた開口を通して前記空間内の排気を行う。そして、少なくとも成形品を取り出すときには、供給・排気切換機構が前記開口を通して仕切部材により仕切られた前記空間内に不活性ガスを供給する。
【００１０】
加熱ユニットは、少なくとも加熱及びプレス（成形）時に、一対の型の周囲を囲む加熱位置に配される。成形品を取り出すときには、邪魔な加熱ユニットを非加熱位置に退避させる必要がある。加熱ユニットを利用して加熱及びプレス時に一対の型及びその周りの空間を遮蔽するように構成すると、加熱ユニットを退避させたときに、前記空間に空気が流入する。そこで、一対の型を挟む両側に配され各型を支持する両軸に、固定の遮蔽筒（仕切部材）を設け、この遮蔽筒の周りに加熱ユニットを設けてもよい。この場合、遮蔽筒に成形品取出し用の出入口を設けておく。加熱ユニットが加熱位置に移動すると出入口が遮蔽され、非加熱位置に退避することで出入口が露呈されるので、前記空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に維持した状態で成形品の取り出しが行える。
【００１１】
また、仕切部材としては、前記遮蔽筒を加熱ユニットの移動に連係して移動させるようにしてもよい。この場合、加熱ユニットを非加熱位置に移動させることで遮蔽筒が引き出されて前記空間を遮蔽する。さらに、仕切部材としては、加熱ユニットの移動に連係して前記空間を遮蔽する遮蔽状態と、前記空間から退避する退避状態との間で変位する、例えば蛇腹やベローズなどの伸縮部材としてもよい。伸縮部材を用いる場合には、加熱ユニットのうちの非加熱位置に向けて移動する方向とは逆側の端に一端を取り付け、加熱手段が加熱位置に向けて移動する方向に配されている固定フレームに他端を取り付ける。出入口としては、ロボットアームや搬送アームが出入りするための大きさを有する矩形や円形が好適である。この出入口は、伸張状態になったときに生成される。
【００１２】
加熱ユニットは、一対の型及び成形素材を加熱する加熱手段を保持する保持部材を有している。保持部材は、加熱及び成形（プレス）時に加熱ユニットが加熱位置に移動することで、一対の型とその周囲とを含む空間を遮蔽する。
【００１３】
加熱手段としては、一対の型に対峙するように内側に配される円筒状の熱線透過性の内壁と、前記熱線透過性の内壁の外側でかつ前記加圧方向に並べて配される複数の赤外線ランプと、で構成するのが好適である。なお、赤外線ランプの代わりに、誘導加熱コイルを用いてもよい。また、熱線透過性の内壁としては、赤外線ランプから発せられる熱線が効率良く型及び成形素材に照射されるように熱線の吸収が少ない材料、例えば透明石英管等で形成する必要がある。このため、熱線透過性の内壁で保持部材の一部を構成するのが好適である。
【００１４】
ガス供給手段は、一対の型の内部を通して前記空間内に不活性ガスを供給する。供給・排気切換機構は、前記空間内でかつ前記一対の型以外の部位に露呈して設けた複数の開口を通して不活性ガスの供給・排気を行う。前記複数の開口のうちのいずれかを加熱ユニットの保持部材に、不活性ガスが透明石英管の前面を通るように設けると、加熱手段の冷却作用も行えるので好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一対の型及びその周りの空間を仕切る仕切部材と、一対の型の内部を通して空間内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、空間内に露呈する開口を通して不活性ガスの供給と空間内の排気とを切り換える供給・排気切換機構と、を備えたから、成形品取出し工程のときに、仕切部材により遮蔽した空間に、供給・排気切換手段が開口を通して不活性ガスを供給することができ、よって、一対の型を余計に冷却しないので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。また、空間を無酸素状態にして空間内を外気より高圧にすることができるため、仕切部材に設けた出入口を通して成形品を取り出しても外気が空間内に流入することはなく、したがって、高温環境下でも酸化防止を図りながら成形品を取り出すことができる。
【００１６】
また、一対の型の内部を通して空間内に不活性ガスを供給するガス供給手段の流路を用いて仕切部材で遮蔽される空間内にガスを供給すると、一対の型を余計に冷やしてしまうおそれがあるが、前記空間内に露呈する開口から排気する流路を用いて不活性ガスを供給すると、一対の型の余計な冷却を防止することができ、よって、次回の成型時での加熱工程に係る時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を採用したレンズ成形装置１０は、大別すると、図１及び図２に示すように、上型ユニット１１、下型ユニット１２、加熱ユニット１３、及び、仕切部材１４などで構成されている。
【００１８】
上型ユニット１１は、断熱部材１５を介して固定軸１６に固定されている。固定軸１６は、図示しないフレームの上部から下方に向けて伸びて設けられている。この上型ユニット１１は、ダイプレート１７、固定ダイ１８、及び、上型１９とで構成されている。ダイプレート１７は、セラミック又は金属で形成されており、上端が断熱部材１５に固定され、下端で固定ダイ１８を保持している。固定ダイ１８は、セラミック又は金属で形成され、型の一部を構成しており、上型１９をダイプレート１７に固定している。上型１９は、セラミック又は超硬合金で形成されており、下面に成形面が形成されている。
【００１９】
図示しないフレームの下部には、スクリュージャッキなどの駆動機構２０が設けられている。駆動機構２０は、サーボモータなどの駆動源から得られる回転を直線運動に変換して駆動軸２１を昇降させる。駆動軸２１の先端には、荷重検出器２２を介して移動軸２３が取り付けられており、移動軸２３の先端には、断熱部材２４を介して下型ユニット１２が設けられている。なお、荷重検出器２２の出力信号は、制御部２５に取り込まれる。制御部２５は、その出力信号に基づいて駆動機構２０を制御して駆動軸２１の速度、位置、及び、軸荷重などをコントロールする。
【００２０】
下型ユニット１２は、ダイプレート２７、移動ダイ２８、及び、下型２９とで構成されている。ダイプレート２７は、セラミック又は金属で形成されており、下端が断熱部材２４に固定され、上端で移動ダイ２８を保持している。移動ダイ２８は、セラミック又は金属で形成され、型の一部を構成しており、下型２９をダイプレート２７に固定している。下型２９は、セラミック又は超硬合金で形成されており、上面に成形面が形成されている。
【００２１】
加熱ユニット１３は、加熱手段を保持部材で保持した構成になっており、上・下型ユニット１１，１２の周りを加熱手段が囲む加熱位置（図２参照）と、これからプレス方向と平行に退避する非加熱位置（図１参照）との間で支持手段により移動自在に支持されている。支持手段は、プレス方向と平行に配したガイドレール３０となっている。この加熱ユニット１３は、駆動部３１から得られる駆動により前記二位置のいずれかに移動される。この駆動部３１の駆動は、制御部２５により制御される。
【００２２】
保持部材は、上・下プレート３３，３４と、外筒３５とで円筒状の形状で構成されている。加熱手段は、外筒３５の内側に内蔵される複数の赤外線ランプ３６、及び、内筒を構成する透明石英管（熱線透過性の内壁）３７とからなる。透明石英管３７は、円筒状の石英ガラスとなっており、保持部材の一部を構成している。赤外線ランプ３６は、透明石英管３７の外周に縦に複数段並べて設けられており、透明石英管３７を通して放射熱により一対の型及び成形素材を加熱する。保持部材は、加熱位置のときに、上・下型ユニット１１，１２及びその周りの空間を遮蔽する。
【００２３】
上・下型ユニット１１，１２の内部には、図示していないが、温度測定用の熱電対の先端が取り付けられている。熱電対の後端は制御部２５に接続されている。赤外線ランプ３６は、制御部２５によりオン−オフの制御が行われるとともに、熱電対から得られる検出信号に基づいて赤外線ランプ３６の出力が調節される。なお、各段の赤外線ランプ３６は、半円状（オーム状）の赤外線ランプを一対用いて円状の赤外線ランプを構成している。また、図示していないが、赤外線ランプ３６に対して透明石英管３７の逆側には、反射ミラーが設けられている。
【００２４】
加熱ユニット１３の上プレート３３には、詳しくは後述するガス供給・排気口４０が複数設けられている。これらガス供給・排気口４０は、不活性ガスが透明石英管３７の前面を通って前記空間内に供給されるように設けられている。これにより、加熱手段の冷却作用を行うことができるので、固定軸１６が熱源に接触又は近接されて高温になるのを防ぐことができる。上プレート３３には、内周にシール４８が取り付けられている。シール４８は、加熱ユニット１３の移動を許容しながら固定軸１６との間を気密状態に維持する。一方、移動軸２３の外周には、フレームの一部を構成する下支持板４１が設けられている。下支持板４１には、気密状態を維持しながら移動軸２３の移動を許容する気密穴３２と、詳しくは後述するガス供給・排気口４２が複数設けられている。
【００２５】
加熱ユニット１３が非加熱位置に向けて移動する方向とは逆側の端（下端）には、円筒状の仕切部材１４の一端が固定されている。仕切部材１４は、耐熱性を有する材料で伸縮自在に折り畳める蛇腹になっており、下端が下支持板４１に固定されている。この仕切部材１４は、加熱ユニット１３の非加熱位置への移動に連係して伸張状態に変位して上・下型ユニット１１，１２及びその周りの空間を遮蔽し（図１参照）、また、加熱ユニット１３の加熱位置への移動に連係して収縮状態に変位して前記空間から退避する（図２参照）。
【００２６】
仕切部材１４には、伸張状態のときに矩形に生成される出入口１４ａが形成されている。この出入口１４ａは、ロボットアーム７０の出入りを許容する大きさの開口になっている。この仕切部材１４は、伸張状態のときに円筒状となる。なお、断面矩形又は多角形な筒であってもよい。また、仕切部材１４を透明にすると、内部を視認することができるので好適である。さらに、出入口１４ａとしては、矩形に限らず、円形であってもよい。
【００２７】
レンズ成形は、図５に示すように、成型素材の供給、加熱（待ち時間含む）、プレス、徐冷、及び、成形品の取出し、との５つの工程に大別される。加熱工程からプレス工程を経て徐冷工程までの間では、加熱ユニット１３が加熱位置に移動され、加熱ユニット１３の内側で仕切られた空間（上・下型ユニット１１，１２及びその周りを含む空間）を遮蔽する。そして、成形品の取出し工程を経て新たな成型素材の供給工程までの間では、加熱ユニット１３が非加熱位置に移動され、この移動に連係して仕切部材１４が遮蔽状態に変位して、仕切部材１４で前記空間を遮蔽する。
【００２８】
徐冷の開始時（同図に示す時間ｄ１）には、上・下型ユニット１１，１２及び成形品を徐々に冷却する。この冷却は、図４に示すように、固定軸１６、断熱部材１５、及び、上型ユニット１１の内部に設けたガス供給路４９を通して上型ユニット１１に設けた複数の開口５０から不活性ガス（例えばチッ素ガス）を加熱ユニット１３の内側で仕切られた空間に供給するとともに、移動軸２３、断熱部材２４、及び、下型ユニット１２の内部に設けたガス供給路５１を通して下型ユニット１２に設けた複数の開口５３から不活性ガスを前記空間に供給して、上・下型ユニット１１，１２及び成形品を冷却する。このとき、ガス供給・排気口４０，４２を介して排気することで前記空間内の不活性ガスの滞留や圧力の上昇を無くして、徐冷の制御を容易にする。これらガス供給・排気口４０，４２が本発明の開口を構成する。なお、ガス供給路４９，５１には、図示していないが、流量コントロール計が接続されている。制御部２５は、流量コントロール計から得られる流量値に基づいて、各ガス供給路４９，５１に接続されたガス供給装置の供給量を調節する。これらガス供給装置、ガス供給路４９，５１、及び、一対の型内に設けた複数の開口５０，５３が本発明のガス供給手段を構成する。
【００２９】
各ガス供給・排気口４０，４２に繋がる配管には、供給・排気切換機構６０が各々接続されている。供給・排気切換機構６０は、切換器６１、排気バルブ６２、排気装置６３、及び、ガス供給装置６４で構成される。切換器６１には、ガス供給装置６４が接続されているガス供給用配管と、排気バルブ６２を介して排気装置６３が接続されている排出用配管とが接続されている。切換器６１を供給位置に切り換えると、ガス供給用配管がガス供給・排気口４０，４２に接続されてガス供給・排気口４０，４２から不活性ガスが供給される。また、排気位置に切り換えると、排出用配管がガス供給・排気口４０，４２に接続され、ガス供給・排気口４０，４２が排気口になる。各切換器６１の切換は、制御部２５により個別に制御される。なお、ガス供給用配管には、図示していないが、流量コントロール計が接続されており、制御部２５が流量コントロール計から得られる流量値に基づいてガス供給装置６４の供給量を個別に調節する。
【００３０】
成形品取出し工程の最初（図３に示す時間ｅ１）では、図５に示すように、加熱ユニット１３が非加熱位置に移動される。このとき、各切換器６１の切換により各ガス供給・排気口４０，４２から不活性ガスを、仕切部材１４で遮蔽される空間に供給する。これにより、この時点から成形品の取出し及び新たな成型素材の供給までの間で、前記空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に保ち、型酸化を防止する。また、前記空間の内部は、不活性ガスの供給により外気よりも高圧にされる。このため、出入口１４ａを通して外部から空間内に外気が流入することはない。なお、加熱ユニット１３の非加熱位置への移動は、徐冷工程の最後に行うようにしてもよい。
【００３１】
なお、図示していなが、空間内の温度及び圧力を検出する温度センサーや圧力センサーが、前記空間内に取り付けられている。これらの検出信号は制御部２５に取り込まれる。制御部２５は、各流路の流量、空間内の温度及び圧力、型温度に基づいて、各工程毎に予め設定された流量、圧力、温度になるように、少なくともガス供給手段、及び、供給・排気切換機構６０を個別に制御する。
【００３２】
上記構成の作用を簡単に説明する。図１に示すように、成形素材を供給する工程のときには、加熱ユニット１３が非加熱位置に移動され、代わりに仕切部材１４が伸張状態に変位し、一対の型及びその周りの空間を仕切部材１４が遮蔽している。このとき、各切換器６１は、供給位置に切り換えられており、各ガス供給・排気口４０，４２から前記空間に不活性ガスが供給されている。このような状態において、出入口１４ａを通してロボットアーム７０が出入りして成形素材７１が下型ユニット１２に移載される。
【００３３】
成形素材７１が供給された後には、図２に示すように、加熱ユニット１３が加熱位置に移動され、この移動に連係して仕切部材１４が収縮状態になる。このとき、加熱ユニット１３と収縮状態の仕切部材１４とで前記空間を遮蔽する。加熱ユニット１３が加熱位置に移動した後には、赤外線ランプ３６をオンして加熱を開始する。なお、加熱工程では、型酸化を防止するために、ガス供給手段がガス供給路４９，５１を通して開口５０，５３から微量の不活性ガスを前記空間に供給している。なお、加熱開始時には、制御部２５は、各切換器６１を排気位置に切り換えて上下のガス供給・排気口４０，４２から前記空間内の不活性ガスを僅かな時間でいったん排気する（図３参照）。
【００３４】
成形素材及び加熱ユニット１１，１２の温度がガラス転移点以上の所定の成形温度に到達すると、成形素材及び上・下型ユニット１１，１２が熱的に均一になるまで待ち（待ち工程）、熱的に均一になった時点で、図６に示すように、駆動機構２０を駆動して下型ユニット１２を上型ユニット１１に向けて移動して移動ダイ２８を固定ダイ１８に加圧して成形素材７１をプレスし、この状態を一定時間継続する（待ち工程）。この間、型温度が一定になるように赤外線ランプ３６のオン−オフを制御する。また、この間、ガス供給手段は、開口５０，５３を通して微量の不活性ガスの供給を継続している。制御部２５は、加熱工程からプレス工程までの間で、型温度に基づいてガス供給手段の供給量を微量な範囲内で調節している。さらに、制御部２５は、加熱工程からプレス（成形）工程の間で、前記空間内の圧力が上がらないように、各切換器６１を排気位置に切り換えて上下のガス供給・排気口４０，４２から僅かに排気する（図３参照）。
【００３５】
一定時間経過後に、赤外線ランプ３６をオフして徐冷を行う。この徐冷は、図４に示すように、ガス供給手段がガス供給路４９，５１に不活性ガスを供給して上・下型ユニット１１，１２及び成形品を冷却するとともに、各切換器６１を排気位置に切り換えて上下のガス供給・排気口４０，４２から排気を行う。このとき、加熱ユニット１３が加熱位置に維持されているので、上・下型ユニット１１，１２及びその周辺を含む空間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に保たれる。なお、ガス供給路４９，５１からの不活性ガスの供給に加えて、赤外線ランプ３６の微弱点灯を制御して徐冷時に所定の温度勾配を作るように制御してもよい。
【００３６】
成形品及び上・下型ユニット１１，１２がガラス転移点以下の温度まで冷却されると、図７に示すように、駆動機構２０を駆動して下型ユニット１２を上型ユニット１１から退避させて型を開く。その後、図５に示すように、加熱ユニット１３を非加熱位置に移動する。この移動に連係して仕切部材１４が伸張状態に変位して前記空間を仕切部材１４が遮蔽する。これと同時又は一定時間経過後に、ガス供給手段がガス供給路４９，５１への不活性ガスの供給を停止するとともに、各供給・排気切換機構６０が切換器６１を供給位置に切り換えて、上下のガス供給・排気口４０，４２から不活性ガスを前記空間に供給する。このときの供給量は、徐冷時にガス供給手段がガス供給路４９，５１に供給する不活性ガスの供給よりも多量となっている（図３参照）。
【００３７】
上下のガス供給・排気口４０，４２から供給される不活性ガスは、開状態の上・下型ユニット１１，１２の周りで合流して整流となるため、上・下型ユニット１１，２及びその周りの雰囲気を高濃度の不活性ガス雰囲気に保つことができる。また、仕切部材１４で遮蔽されている空間は、外気よりも高圧になっているので、出入口１４ａから外気が入り込むことはない。
【００３８】
供給・排気切換機構６０がガス供給に切換えを行った後には、図８に示すように、出入口１４ａを通してロボットアーム７０が出入りして下型ユニット１２から成形品７３を取り出す。このとき、上・下型ユニット１１，１２は、ガラス転移点以下の高温になっている。しかし、仕切部材１４により遮蔽されている空間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に保たれているから、型及びその周りの金属部材の酸化を防止することができる。そして、この雰囲気を保った状態で、図１に示すように、次の成形のために新たな成形素材７１を供給する。次の成形時の加熱工程では、上・下型ユニット１１，１２及びその周りが高温に保たれているので、ガラス転移点以上の温度に迅速に加熱することができる。
【実施例】
【００３９】
屈折率（ｎd）が１．５０以上、及び、アッベ数（νd）が６０〜６５の範囲の光学定数を有し、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００〜５８０℃の範囲内にある光学ガラス（例えば、Ｋ−ＰＢＫ４０（住田光学）の研磨プリフォーム材）を成型素材７１として用いて成形を行った。型から成形品を取り出しても問題のないガラスの粘性は、少なくとも１０１１．５ｄＰａ・ｓ以上あればよい。実験によれば、図３に示すように、上・下型ユニット１１，１２の温度が３００〜５００℃の範囲（ガラス転移点以下の温度）で成形品を取り出しても型が酸化することがないことが分かった。これにより、急冷工程を省略することができるとともに、加熱時間の短縮も図ることができる。よって、成形に係るサイクルタイムは、図１０で説明した従来技術のものと比べて略２／３に短縮することができた。なお、図３に、ガス供給手段の供給・停止タイミング、及び、供給・排気切換機構６０の供給・排気の切換タイミング、さらにそれぞれのガス供給量等を概略的に示す。
【００４０】
上記実施形態では、ガス供給・排気口４０を加熱ユニット１３に取り付けて加熱ユニット１３と一緒に移動するように構成しているが、本発明ではこれに限らず、図９に示すように、固定軸１６を保持する固定筒４５を設け、この固定筒４５の下方にガス供給・排気口４０を固定して設けて固定軸１６の周りから供給・排気するようにしてもよい。また、仕切部材としては、同図に示すように、伸縮しない遮蔽筒４６を用いても良い。この場合には、遮蔽筒４６の下端を下支持板４１で摺動自在に支持すればよい。符号４６ａは、遮蔽筒４６に設けた出入口である。
【００４１】
上記各実施形態では、加熱ユニット１３の非加熱位置を上・下型ユニット１１，１２よりも上方に設定しているが、下方に設定してもよい。この場合、仕切部材１４を加熱ユニット１３の上に取り付ければよい。さらに、加熱手段としては、赤外線ランプを用いた放射熱加熱手段としているが、これの代わりに、誘導加熱コイルを用いた誘導加熱手段としてもよい。
【００４２】
また、上記各実施例では、加熱ユニット１３を移動させているが、固定にしてもよい。この場合には、一対の型から成形品を取り出すための隙間を加熱ユニットとの間に設ける。そして、一対の型や加熱ユニットを外フレームで覆って成形室（本発明の空間）を作っておけばよい。
【００４３】
さらに、上記各実施形態では、下型ユニット１２を上型ユニット１１に加圧しているが、逆に上型ユニット１１を下型ユニットに移動して加圧する構造を用いてもよい。さらに、ガラス素材からガラス成形品を得る実施形態としているが、本発明ではこれに限らず、例えば樹脂材料を用いて樹脂成形品を得る成形装置及び方法でもよく、また、成形品としては、レンズ以外のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を採用したレンズ成形装置の概略を示す断面図であり、成形素材を供給する工程を示している。
【図２】加熱工程で加熱ユニットを加熱位置に移動した状態のレンズ成形装置を示す断面図である。
【図３】各工程に対する型温度を示すグラフである。
【図４】徐冷工程の開始時のレンズ成形装置の概略を示す断面図である。
【図５】徐冷工程の途中の型開き後に加熱ユニットを非加熱位置に移動した状態を示すレンズ成形装置を示す断面図である。
【図６】プレス工程でのレンズ成形装置を示す断面図である。
【図７】徐冷工程の途中で型を開いた状態のレンズ成形装置を示す断面図である。
【図８】成形品取出し工程でのレンズ成形装置を示す断面図である。
【図９】供給・排気切換機構の開口の他の例、及び、伸縮しない遮蔽筒を用いたその他の例のレンズ成形装置を示す断面図である。
【図１０】従来技術で説明した従来のレンズ成形装置での各工程に対する型温度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  レンズ成形装置
１１  上型ユニット
１２  下型ユニット
１３  加熱ユニット
１４  収縮部材
１４ａ  出入口
６０  供給・排気切換機構
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月8日(2008.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
一対の型間に載置される成形素材を加熱ユニットで加熱する加熱工程と、加熱された成形素材を加圧手段によりプレスして成形品を成形する加圧工程と、前記一対の型及び成形品を徐冷する徐冷工程と、前記一対の型から成形品を取り出す成形品取出し工程と、を有する成形方法において、
前記徐冷工程では、前記加熱ユニットにより仕切られた前記一対の型及びその周りの空間内に不活性ガスをガス供給手段により前記一対の型の内部を通して供給しながら、供給・排気切換機構により前記空間内に露呈する開口を通して前記空間内を排気するステップと、
前記成形品取出し工程では、仕切部材により前記一対の型及びその周りの空間を仕切り、前記仕切部材で仕切った空間内に前記供給・排気切換機構が前記開口を通して不活性ガスを供給するステップと、を含むことを特徴とする成形方法。