JP2014101262A - ガラス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス成形装置において、粉塵による成形品の外観不良の発生を抑制することができるようにする。
【解決手段】ガラス成形装置４０は、ガラス成形材料１４を収容した成形型組立体１０を導入して不活性ガス置換を行うため、真空引き部と、不活性ガス供給部とが接続された不活性ガス置換室１と、不活性ガス置換室１から搬入された成形型組立体１０を加熱しつつ加圧してプレス成形を行う成形室２０と、不活性ガス置換室１の内部かつ成形型組立体１０の外部となる領域で粉塵量を測定してクリーン度を算出する粉塵測定部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス成形装置に関する。

従来、例えば、レンズ等のガラス光学素子などを成形するガラス成形装置において、成形品の外観不良を発生する要因として、成形時の酸素、粉塵の混入が挙げられる。
酸素の混入に関しては、成形前にガラス成形装置の内部の雰囲気を不活性ガスで置換することにより確実に防止することができる。これにより、焼き付きなどの酸素の混入による外観不良が低減される。
一方、粉塵の混入に関しては、成形室内に混入した粉塵は、不活性ガス置換時の真空引きにより、ある程度、内部雰囲気とともに排出される。しかし、真空引き後に成形室内に残存する粉塵量によっては、外観不良が発生してしまう。
ガラス成形装置には、装置外部から成形用型組立体が搬入されるため、成形を繰り返すことにより、成形室内に粉塵が蓄積していく。このため、どのようなタイミングで外観不良が発生するようになるか予測することも難しい。
粉塵の低減に関する技術ではないが、成形不良となるガラス成形装置の異常検出に関する技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１には、上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する際の異常検出方法であって、前記成形用金型を加熱する前に、前記上型と前記下型の間隔を狭める異常検出動作を行い、前記異常検出動作に基づいて異物が存在するか否かを検出することを特徴とする、異常検出方法が記載されている。
この異常検出方法は、成形品が成形用金型に残存した状態で、次の成形が行われてしまうことによる成形用金型の損傷を防止する技術である。

特開２００９−１０３７３８号公報

しかしながら、上記のような従来のガラス成形装置には、以下のような問題があった。
従来のガラス成形装置では、装置内の粉塵の有無や増減を検知することができないため、外観不良を防止するには、高頻度で成形室内を清掃する必要がある。このような清掃作業は、装置を停止して行わなければならないため、装置の利用効率が低下するという問題がある。
これに対して、外観不良となる異常の発生時に、警告したり成形を停止したりして、外観不良の発生を未然に防止することも考えられるが、これまで粉塵に関する異常を検知するガラス成形装置は知られていない。
例えば、特許文献１に記載の技術は、上型と下型との間隔の異常検出ができるような大きな異物が成形用金型内に存在する場合に適用可能な異常検知技術であるため、ごくわずかでも外観不良を発生する微小な粉塵を検知することは困難である。
このため、粉塵による成形品の外観不良の発生を抑制することのできるガラス成形装置が強く望まれていた。

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、粉塵による成形品の外観不良の発生を抑制することができるガラス成形装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様のガラス成形装置は、ガラス成形材料を収容した成形型組立体を導入して不活性ガス置換を行うため、真空引き部と、不活性ガス供給部とが接続された不活性ガス置換室と、該不活性ガス置換室から搬入された前記成形型組立体を加熱しつつ加圧してプレス成形を行う成形室と、前記不活性ガス置換室の内部かつ前記成形型組立体の外部となる領域で粉塵量を測定してクリーン度を算出する粉塵測定部と、を備える構成とする。

上記ガラス成形装置では、前記成形型組立体を、前記不活性ガス置換室から前記成形室に移動する成形型組立体移動部と、前記粉塵測定部で算出された前記クリーン度の情報を取得し、該クリーン度の情報に基づいて、前記成形型組立体移動部、前記真空引き部、および不活性ガス供給部の動作を制御する制御部と、を備えることが好ましい。

成形型組立体と制御部と備える上記ガラス成形装置では、前記制御部は、前記粉塵測定部による測定終了時まで前記クリーン度が許容値以下であった場合に、前記成形型組立体移動部を駆動して、前記不活性ガス置換室内の前記成形型組立体を前記成形室に移動し、前記クリーン度が許容値を越えた場合には、前記成形型組立体を前記不活性ガス置換室に配置した状態で、不活性ガス置換をやり直すことが好ましい。

成形型組立体と制御部と備える上記ガラス成形装置では、前記成形型組立体移動部は、前記成形型組立体の前記不活性ガス置換室への搬入動作と、前記不活性ガス置換室から装置外部への搬出動作とが可能とされ、前記制御部は、前記粉塵測定部による測定終了時まで前記クリーン度が許容値以下であった場合に、前記成形型組立体移動部を駆動して、前記不活性ガス置換室内の前記成形型組立体を前記成形室に移動し、前記クリーン度が許容値を越えた場合には、前記成形型組立体移動部によって、前記成形型組立体を装置外部に搬出し、前記不活性ガス置換室に前記成形型組立体または他の成形型組立体を搬入してから、不活性ガス置換をやり直すことが好ましい。

成形型組立体と制御部と備える上記ガラス成形装置では、前記成形型組立体移動部は、前記成形型組立体の前記不活性ガス置換室への搬入動作と、前記不活性ガス置換室から装置外部への搬出動作とが可能とされ、前記制御部は、前記粉塵測定部による測定終了時まで前記クリーン度が許容値以下であった場合に、前記成形型組立体移動部を駆動して、前記不活性ガス置換室内の前記成形型組立体を前記成形室に移動し、前記クリーン度が許容値を越えた場合には、前記成形型組立体移動部によって前記成形型組立体を装置外部に排出し、前記不活性ガス置換室を空室としてから、不活性ガス置換をやり直し、前記粉塵測定部によるクリーン度が前記許容値以下になってから、前記成形型組立体または他の成形型組立体を前記不活性ガス置換室に搬入して、不活性ガス置換をやり直すことが好ましい。

上記ガラス成形装置では、前記粉塵測定部は、不活性ガスが前記不活性ガス置換室に流入している間、前記粉塵量の測定を行うことが好ましい。

本発明のガラス成形装置によれば、不活性ガス置換室の内部かつ成形型組立体の外部となる領域で粉塵量を測定してクリーン度を算出する粉塵測定部を備えるため、粉塵による成形品の外観不良の発生を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態のガラス成形装置の構成を示す模式的な縦断面図である。 成形型組立体を配した状態の図１におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態のガラス成形装置の制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態のガラス成形装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の第１変形例のガラス成形装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の第２変形例のガラス成形装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の第２変形例のガラス成形装置の動作の一部を示すフローチャートである。

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。
図１は、本発明の実施形態のガラス成形装置の構成を示す模式的な縦断面図である。図２は、成形型組立体を配した状態の図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の実施形態のガラス成形装置の制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施形態のガラス成形装置４０は、ガラス成形材料１４を内部に収容した成形型組立体１０を加熱しつつ加圧することにより、ガラス成形材料１４の成形を行う装置である。
ガラス成形装置４０による成形品としては、特に限定されない。ガラス成形装置４０に特に好適な成形品の例としては、成形時の粉塵の付着により外観不良を起こしやすい成形品、例えば、レンズ、プリズムなどの光学素子を挙げることができる。

ガラス成形材料１４は、成形品の質量に応じて計量された塊状のガラス部材であり、例えば、モールド成形や母材からの切削により、例えば、円板状、球状等の適宜形状に形成されている。
ガラス成形材料１４の材質は、成形品に必要な光学特性等に応じて、適宜の物性を有するガラス材料を採用することができる。

成形型組立体１０は、ガラス成形材料１４と、ガラス成形材料１４を成形するための成形面を有する成形型とからなる。成形型の構成は、成形品の形状等に応じて適宜の構成を備えることができる。
以下では、一例として、側面が円筒面で構成されたフランジ付きのレンズの成形に好適な構成を有する場合の例で説明する。
成形型組立体１０の成形型の構成は、下型１１、上型１２、および側型１３を備える。

下型１１は、レンズ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、レンズの一方のレンズ面およびフランジ面の形状を転写する成形面が形成されている。
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、レンズの他方のレンズ面およびフランジ面の形状を転写する成形面が形成されている。
側型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。側型１３の内周面は、組立時に下型１１の上端面より上側となる一部の領域が、レンズの外周側面となる円筒面の形状を転写する成形面になっている。

成形型組立体１０において、下型１１、上型１２、および側型１３は、側型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が側型１３の内周面に沿って移動可能になっている。
下型１１、上型１２、および側型１３の各成形面に囲まれた閉空間は、ガラス成形材料１４を成形するための成形空間Ｓを構成しており、成形空間Ｓ内にガラス成形材料１４が配置（収容）されている。
本実施形態では、側型１３において成形の支障とならない部位に、側型１３の径方向に貫通する貫通孔１３ａが設けられている。このため、成形時に、貫通孔１３ａを通して、成形空間Ｓに通気可能となるため、成形空間Ｓ内に気体を成形空間Ｓの外部に排出することができる。この結果、成形空間Ｓ内に気体が閉じ込められて成形の支障となることを防止することができる。
ただし、成形型の隙間等によって、貫通孔１３ａを設けなくても、成形空間Ｓの通気が可能であれば、貫通孔１３ａは省略することができる。

下型１１、上型１２、および側型１３の材質は、成形時の加熱温度、加圧力に耐える適宜のセラミックス材料などを採用することができる。また、各成形型の成形面は、適宜の離型膜が形成されている。

ガラス成形装置４０の概略構成は、不活性ガス置換室１、成形室２０、および搬出室３０を備える。以下では、簡単のため、不活性ガス置換室１、成形室２０、および搬出室３０を総称する場合には、単に「各室」と称する場合がある。
図１では図示を省略しているガラス成形装置４０の構成としては、各室の不活性ガス置換を行う後述の真空ポンプ２（真空引き部）および不活性ガス供給部３（図２、３参照）や、装置全体の動作を制御する後述の制御ユニット５（制御部、図２、３参照）を備えている。

不活性ガス置換室１は、成形型組立体１０の成形空間Ｓを不活性ガス置換するとともに、成形型組立体１０を成形室２０に搬入する前に待機させるための装置部分であり、成形室２０の一端側に隣接して設けられている。
不活性ガス置換室１の成形室２０と反対側の端部には、成形型組立体１０を装置外部から搬入するため、搬入扉７により開閉可能とされた搬入口１ａが設けられている。
搬入口１ａの前の不活性ガス置換室１の外側には、搬入する成形型組立体１０を載置する載置台８と、載置台８上の成形型組立体１０を不活性ガス置換室１内に向けて搬送する搬送部６Ａ（成形型組立体移動部）が設置されている。
搬入扉７、搬送部６Ａは、後述する制御ユニット５に電気的に接続され、制御ユニット５からの制御信号に応じて動作するようになっている。
搬送部６Ａの構成は、成形型組立体１０を移動できれば特に限定されない。例えば、成形型組立体１０を水平方向に押圧して移動する移動アームや、成形型組立体１０を把持して移動する移動ロボットを採用することができる。

図２に示すように、不活性ガス置換室１の上部には、不活性ガス置換室１内の真空引きを行う真空引き管路２ａ（真空引き部）と、不活性ガス置換室１内に不活性ガスＧを供給する不活性ガス供給管路３ａとが設けられている。
真空引き管路２ａの不活性ガス置換室１側の端部は、不活性ガス置換室１の内部に開口しており、不活性ガス置換室１と反対側の端部は、真空ポンプ２に接続されている。
不活性ガス供給管路３ａの不活性ガス置換室１側の端部は、不活性ガス置換室１の内部に開口しており、不活性ガス置換室１と反対側の端部は、不活性ガスＧを不活性ガス供給管路３ａに流通させる不活性ガス供給部３に接続されている。
いる。不活性ガスＧとしては、例えば、窒素ガス、Ａｒガスなどを採用することができる。
真空ポンプ２、不活性ガス供給部３は、後述する制御ユニット５に電気的に接続され、制御ユニット５からの制御信号に応じて動作するようになっている。

また、不活性ガス置換室１の側方には、不活性ガス置換室１の内部の粉塵量を測定して不活性ガス置換室１内のクリーン度を算出する粉塵測定部４が設置されている。
粉塵測定部４の具体的な構成としては、本実施形態では、パーティクルカウンタを採用している。
粉塵測定部４は、粉塵を吸引してサンプリングを行うため、不活性ガス置換室１の側部を貫通して不活性ガス置換室１内に挿入された測定チューブ４ａを備えている。
測定チューブ４ａの吸引口４ｂは、不活性ガス置換室１の内部であって、かつ不活性ガス置換室１に搬入された成形型組立体１０の外部となる位置であれば、不活性ガス置換室１や成形型組立体１０の形状に応じて適宜の位置に配置することができる。

吸引口４ｂの位置は、成形型組立体１０における成形空間Ｓ内の粉塵量と相関が良好となる位置に選定することが好ましい。このため、吸引口４ｂの位置としては、成形型組立体１０の周囲において、成形空間Ｓが形成された高さの範囲、もしくは、成形空間Ｓよりも下方となる高さの範囲が好ましい。
また、成形空間Ｓとの通気経路となる開口が存在する範囲も好適である。例えば、本実施形態のように、側型１３の貫通孔１３ａが形成されている場合には、貫通孔１３ａの近傍の位置や、貫通孔１３ａと対向する位置であることが好ましい。

なお、本実施形態では、一例として、粉塵測定部４は、ガラス成形装置４０の起動とともに動作を開始し、必要に応じて、クリーン度を評価できるものとして説明する。ただし、後述する制御ユニット５と電気的に接続して制御ユニット５からの制御信号に応じて差作動させ、クリーン度評価が必要な場合以外は停止させておいてもよい。

図１に示すように、不活性ガス置換室１の内部には、不活性ガス置換室１に搬入された成形型組立体１０を成形室２０に移動するとともに、搬入口１ａを通して載置台８上に搬出することができる搬送部６Ｂ（成形型組立体移動部）が設けられている。
搬送部６Ｂは、後述する制御ユニット５に電気的に接続され、制御ユニット５からの制御信号に応じて動作するようになっており、搬送部６Ａと同様の構成を採用することができる。

成形室２０は、搬送部６Ｂによって不活性ガス置換室１から搬入された成形型組立体１０を加熱しつつ加圧してプレス成形を行う装置部分であり、図１に示すように、一端部に不活性ガス置換室１が隣接し、他端部に後述する搬出室３０が隣接するように設けられている。
成形室２０の一端部には、成形型組立体１０を不活性ガス置換室１との間で移動させられるように、搬入扉２４により開閉可能とされた搬入口２０ａが設けられている。
成形室２０の他端部には、成形型組立体１０を搬出室３０との間で移動させるように、搬出扉２５により開閉可能とされた搬出口２０ｂが設けられている。

成形室２０の内部には、搬入口２０ａから搬出口２０ｂに向かう経路上に、成形型組立体１０の加熱と加圧とを行う成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃがこの順に近接して配置されている。
成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの構成は共通であり、いずれも、成形型組立体１０の下型１１を下方から支持して、下型１１を加熱する下加熱板２１ａと、下加熱板２１ａの上方に対向して配置され、上型１２に上方から当接して上型１２を加熱する上加熱板２１ｂと、上加熱板２１ｂを昇降させて、降下時に成形型組立体１０を上方から加圧する加圧軸２１ｃとを備える。

下加熱板２１ａ、上加熱板２１ｂは、いずれも、内部にヒータが内蔵された円板状の部材からなる。
また、各下加熱板２１ａの上面は水平方向に整列されており、成形型組立体１０を水平方向に摺動移動させることが可能である。
加圧軸２１ｃの構成は、加熱により軟化したガラス成形材料１４を成形可能な加圧ができれば、特に限定されないが、例えば、流体圧シリンダなどを採用することができる。

成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、それぞれ、後述する制御ユニット５に電気的に接続され、制御ユニット５からの制御信号に応じて、それぞれ独立に動作するようになっている。

また、成形室２０の内部には、搬入口２０ａと搬出口２０ｂとの間で、成形型組立体１０を水平方向に搬送する搬送部６Ｃが設けられている。
搬送部６Ｃの構成は、搬送部６Ａと同様の構成を採用することができる。
なお、図１では、搬送部６Ｃが１つだけ描かれているが、成形室２０内には、最大３個の成形型組立体１０を搬入できるため、搬入される個数に応じて、成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの近傍にそれぞれ１個ずつ設けられていてもよい。

搬入扉２４、搬出扉２５、搬送部６Ｃは、後述する制御ユニット５に電気的に接続され、制御ユニット５からの制御信号に応じて動作するようになっており、

成形室２０の上部には、成形室２０内の真空引きを行う真空引き管路２２ａと、成形室２０内に不活性ガスＧを供給する不活性ガス供給管路２３ａとが設けられている。
真空引き管路２２ａの成形室２０側の端部は、成形室２０の内部に開口している。不活性ガス供給管路２３ａの成形室２０側の端部は、成形室２０の内部に開口している。
また、真空引き管路２２ａ、不活性ガス供給管路２３ａの成形室２０と反対側の端部（図示略）は、不活性ガス置換室１の真空引き管路２ａ、不活性ガス供給管路３ａと同様に、それぞれ、真空ポンプ２、不活性ガス供給部３に接続されている。
ただし、真空ポンプ２は、真空引き管路２ａ、２２ａを介した真空引きをそれぞれ独立に行うことができるようになっている。
また、不活性ガス供給部３は、不活性ガス供給管路３ａ、２３ａに、不活性ガスＧをそれぞれ独立して供給することができるようになっている。

搬出室３０は、成形室２０内を大気開放することなく、成形が終了した成形型組立体１０を装置外部に搬出するための装置部分であり、成形室２０の他端側の搬出口２０ｂを覆う範囲に隣接して設けられている。
搬出室３０の成形室２０と反対側の端部には、成形型組立体１０を装置外部に搬出するため、搬出扉３４により開閉可能とされた搬出口３０ａが設けられている。
搬出室３０の上部には、搬出室３０内を真空引きするため図示略の真空ポンプ２に接続された真空引き管路３２ａと、搬出室３０内に不活性ガスＧを供給するため図示略の不活性ガス供給部３と接続された不活性ガス供給管路３３ａとがそれぞれ設けられている。
ただし、真空ポンプ２は、真空引き管路２ａ、２２ａを介した真空引きとは独立に真空引き管路３２ａを介して真空引きを行うことができる。
また、不活性ガス供給部３は、不活性ガス供給管路３ａ、２３ａとは独立に、不活性ガス供給管路３３ａに、不活性ガスＧを供給することができるようになっている。

搬出室３０の内部には、搬出室３０内に移動された成形型組立体１０を搬出口３０ａから搬出するため、搬送部６Ａと同様な構成の搬送部６Ｄが設けられている。
搬送部６Ｄは、後述する制御ユニット５に電気的に接続され、制御ユニット５からの制御信号に応じて動作するようになっている。

制御ユニット５の機能構成は、図３に示すように、装置制御部１００、粉塵判定部１０１、不活性ガス置換制御部１０２、搬送制御部１０３、および成形制御部１０４を備える。

装置制御部１００は、外部からの操作入力に基づいて、成形型組立体１０の成形を行う装置動作全体を制御するものであり、ガラス成形装置４０の各装置部分の動作を個別に制御する後述の不活性ガス置換制御部１０２、搬送制御部１０３、および成形制御部１０４と通信可能に接続されている。
また、装置制御部１００は、後述の粉塵判定部１０１と通信可能に接続され、粉塵判定部１０１の判定結果に基づいて、各装置部分の動作を制御できるようになっている。
また、装置制御部１００には、操作者が操作入力を行うため、例えば、キーボード、マウス等の適宜の操作入力手段を備える操作部１０６と、操作入力を行うための操作画面を表示したり、各装置部分の動作や成形の進行状況の情報や警告メッセージなどを表示したりする表示部１０５が接続されている。

粉塵判定部１０１は、粉塵測定部４で算出されたクリーン度の情報を取得し、このクリーン度が、予め記憶された許容値以下かどうかを判定し、判定結果の情報を装置制御部１００に送出するものであり、粉塵測定部４と通信可能に接続されている。
本実施形態では、判定結果の情報は、クリーン度が許容値を越えたことを通知する異常検知信号として装置制御部１００に送出する。
クリーン度の許容値は、粉塵測定部４の吸引口４ｂにおけるクリーン度と、成形型組立体１０の成形空間Ｓ内のクリーン度との相関に基づいて、例えば、実験やシミュレーション等によって予め決めた値を記憶しておく。
成形空間Ｓ内のクリーン度の許容値は、粉塵が原因となる成形品の外観不良発生率を許容限度以下に抑制できるクリーン度とする。

不活性ガス置換制御部１０２は、装置制御部１００からの制御信号に基づいて、不活性ガス置換室１、成形室２０、搬出室３０において、それぞれ独立に不活性ガス置換を行うものである。
このため、不活性ガス置換制御部１０２は、真空ポンプ２および不活性ガス供給部３に電気的に接続され、後述する動作フローに基づいて、真空ポンプ２による真空引き動作と、不活性ガス供給部３による不活性ガスＧの供給および供給停止動作とを行う。

搬送制御部１０３は、装置制御部１００からの制御信号に基づいて、成形型組立体１０を装置外部から搬入し、不活性ガス置換室１、成形室２０、および搬出室３０に順次移動して、成形が終了した成形型組立体１０を搬出室３０からの装置外部への搬出する制御を行うものである。
このため、搬送制御部１０３は、搬送部６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄと、搬入扉７、２４と、搬出扉２５、３４とにそれぞれ電気的に接続され、後述する動作フローに基づいて、これらの動作を制御する。

成形制御部１０４は、装置制御部１００からの制御信号に基づいて、成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに移動された成形型組立体１０を加熱、加圧する制御を行うものである。
このため、成形制御部１０４は、成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃにそれぞれ電気的に接続され、後述する動作フローに基づいて、これらの動作を制御する。

制御ユニット５の装置構成は、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からなり、これにより上記のような制御を行う制御プログラムが実行されるようになっている。

次に、本実施形態のガラス成形装置４０の動作について、不活性ガス置換室１における不活性ガス置換動作を中心として説明する。
図４は、本発明の実施形態のガラス成形装置の動作を示すフローチャートである。

ガラス成形装置４０によって、ガラス成形材料１４の成形を行うには、以下に説明するステップＳ１〜Ｓ１０を図４に示すフローに基づいて実行する。
なお、簡単ため、ガラス成形装置４０の初期化動作の説明は省略する。そこで、ステップＳ１に先だって、ガラス成形装置４０の成形室２０、搬出室３０は、成形型組立体１０を搬入しない状態で、不活性ガス置換が終了しているものとする。
この初期の不活性ガス置換によって、成形室２０、搬出室３０は、酸素が排出され、一定値以下のクリーン度に調整された不活性ガスＧが満たされており、搬入扉７、２４、搬出扉２５、３４はすべて閉止されている。

ステップＳ１では、不活性ガス置換室１に成形型組立体１０を搬入する。
操作者は、クリーンルーム等の清浄な環境で成形型組立体１０を組み立ててから、この成形型組立体１０を、下型１１が下側となるように載置台８上に載置する。
そして、操作部１０６から、動作開始を操作入力する。
装置制御部１００は、成形型組立体１０の搬入動作を行う制御信号を搬送制御部１０３に送出する。これにより、搬送制御部１０３は、搬入扉７を開放してから、搬送部６Ａを駆動し、搬入口１ａを通して成形型組立体１０を不活性ガス置換室１内に搬入する。
搬送制御部１０３は、成形型組立体１０を不活性ガス置換室１内の所定位置に配置できたら、搬送部６Ａを退出させて搬入扉７を閉止する。
搬入扉７が閉止したら、搬送制御部１０３は動作完了を装置制御部１００に通知する。
以上でステップＳ１が終了する。

本ステップでは、不活性ガス置換室１が大気開放されるため、大気雰囲気に含まれる粉塵や、成形型組立体１０の外側に付着した粉塵も一緒に搬入される。

次に、ステップＳ２では、不活性ガス置換室１を真空引きする。
装置制御部１００は、不活性ガス置換室１の真空引き動作を行う制御信号を不活性ガス置換制御部１０２に送出する。これにより、不活性ガス置換制御部１０２は、真空ポンプ２を駆動して、真空引き管路２ａから真空引きを行う。不活性ガス置換制御部１０２は、真空引きが終了したら動作完了を装置制御部１００に通知する。
以上でステップＳ２が終了する。

本ステップでは、不活性ガス置換室１が真空引きされるため、不活性ガス置換室１内の粉塵も雰囲気とともに真空引き管路２ａから吸引され、不活性ガス置換室１の外部に排出される。成形型組立体１０の表面や、成形空間Ｓ内の粉塵も同様に排出される。
ただし、吸引流により排出できなかった一部の粉塵は、不活性ガス置換室１の内面や成形型組立体１０の表面に付着して残っているおそれがある。
ただし、この残存粉塵は、不活性ガス置換室１内には浮遊しないため、粉塵測定部４では検出されない。

次に、ステップＳ３では、不活性ガス置換室１に不活性ガスＧの供給を開始する。
装置制御部１００は、不活性ガスＧの供給を開始する制御信号を不活性ガス置換制御部１０２に送出する。これにより、不活性ガス置換制御部１０２は、不活性ガス供給部３の動作を制御して、不活性ガス供給管路３ａを通した不活性ガスＧの供給を開始させる。
以上で、ステップＳ３が終了する。

本ステップによる不活性ガスＧの供給動作は、不活性ガス置換室１が一定圧になるまで継続される。不活性ガス置換室１が一定圧になったことが検知されると、不活性ガス置換制御部１０２は、不活性ガス置換が終了したことを装置制御部１００に通知する。

次に、ステップＳ４を行う。本ステップでは、不活性ガス置換室１のクリーン度評価を開始する。
装置制御部１００は、ステップＳ３を実行した直後に、クリーン度評価を開始する制御信号を粉塵判定部１０１に送出する。これにより、粉塵判定部１０１は、粉塵測定部４からクリーン度の取得を開始する。
以上で、ステップＳ４が終了する。

ステップＳ３で不活性ガスＧの供給が開始されると、不活性ガス置換室１内に不活性ガスＧの気流が生じるため、不活性ガス置換室１内に残存している粉塵が舞い上がり、一部の粉塵は、不活性ガスＧとともに成形空間Ｓ内にも侵入するおそれがある。
成形空間Ｓに侵入する粉塵を直接観測することは困難であるため、本実施形態では、成形空間Ｓ内の粉塵量と相関がとれる成形型組立体１０の外部でクリーン度を測定している。

次に、ステップＳ５を行う。本ステップでは、クリーン度が許容値以下かどうかを判定する。
クリーン度が許容値以下の場合には、ステップＳ７に移行する。
クリーン度が許容値以下でない場合には、ステップＳ６に移行する。

本実施形態では、粉塵判定部１０１において、粉塵測定部４からクリーン度を取得するたびに、取得値が許容値を越えているかどうか判定し、許容値を越えた場合には、装置制御部１００に異常検知信号を送出する。これにより装置制御部１００によってステップＳ６が実行される。
異常検出信号が送出されなかった場合には、装置制御部１００によってステップＳ７が実行される。

ステップＳ６では、不活性ガスＧの供給を停止する。
すなわち、装置制御部１００は、粉塵判定部１０１から異常検知信号を受信すると、不活性ガス置換制御部１０２に不活性ガスＧの供給停止を行う制御信号を送出する。これにより、不活性ガス置換制御部１０２は、不活性ガスＧの供給が停止される。
このようにして、ステップＳ６が終了すると、装置制御部１００は、ステップＳ２に移行し、不活性ガス置換室１内に成形型組立体１０を配置した状態で、ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返す。

ステップＳ７では、不活性ガス置換が終了したかどうかを判定する。
不活性ガス置換が終了した場合には、装置制御部１００は粉塵判定部１０１によるクリーン度評価を停止させてから、ステップＳ８に移行する。
不活性ガス置換が終了していない場合には、ステップＳ５に移行して、クリーン度評価を続行する。

このため、ステップＳ８に移行するのは、不活性ガス置換が終了するまでの間、不活性ガス置換室１内のクリーン度が許容値以下であった場合のみである。
不活性ガス置換が終了するまでの間に、不活性ガス置換室１内のクリーン度が許容値を上回ると、ステップＳ２に移行して、ただちに真空引きが開始される。このため、不活性ガス置換室１内の残存粉塵が装置外部に排出される。
ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返す間、搬入扉７、２４は閉じられているため、粉塵は漸減して、確実に不活性ガス置換室１のクリーン度を許容値以下に低減することができる。

ステップＳ８では、成形型組立体１０を成形室２０に移動する。
装置制御部１００は、成形型組立体１０を不活性ガス置換室１から成形室２０の成形ステージ２１Ａに移動させる制御信号を搬送制御部１０３に送出する。これにより、搬送制御部１０３は、搬入扉７を開放し、不活性ガス置換室１内の搬送部６Ｂを駆動して成形型組立体１０を成形ステージ２１Ａの下加熱板２１ａ上に移動させる。このとき、成形ステージ２１Ａにおける上加熱板２１ｂは、成形型組立体１０の上面よりも上方に退避されている。
成形型組立体１０を下加熱板２１ａの中心まで移動したら、搬送制御部１０３は搬送部６Ｂを不活性ガス置換室１に戻してから、搬入扉７を閉止する。
以上で、ステップＳ８が終了する。

ステップＳ９では、成形型組立体１０を加熱、加圧してガラス成形を行う。
装置制御部１００は、成形制御部１０４、搬送制御部１０３を動作させる制御信号を適宜タイミングで送出し、成形ステージ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃによって、順次、成形型組立体１０を加熱し、軟化したガラス成形材料１４に成形面の形状が転写されるように加圧し、冷却する動作を実行させる。
例えば、成形ステージ２１Ａの下加熱板２１ａ、上加熱板２１ｂの間に成形型組立体１０を挟んで、加熱を行って、ガラス成形材料１４が成形可能な温度まで軟化するように加熱を行う。
次に、成形ステージ２１Ａの加圧軸２１ｃを上昇させて成形型組立体１０を開放し、搬送部６Ｃによって、成形型組立体１０を成形ステージ２１Ｂ上に移動する。
成形ステージ２１Ｂでは、成形温度を保って加熱を継続した状態で、上加熱板２１ｂにより、成形型組立体１０を加圧し、ガラス成形材料１４の成形を行う。
ガラス成形材料１４に成形面の形状が転写されたら、次に、成形ステージ２１Ｂの加圧軸２１ｃを上昇させて成形型組立体１０を開放し、搬送部６Ｃによって、成形型組立体１０を成形ステージ２１Ｃ上に移動する。
成形ステージ２１Ｃでは、成形ステージ２１Ｃの下加熱板２１ａ、上加熱板２１ｂにより、成形型組立体１０を挟持した状態で、下加熱板２１ａおよび上加熱板２１ｂを温度制御して、成形型組立体１０およびガラス成形材料１４を徐冷し、成形されたガラス成形材料１４のひずみを緩和させる。
一定時間経過し、ガラス成形材料１４の形状が安定したら、加圧軸２１ｃを上昇させて成形型組立体１０を開放する。
以上で、ステップＳ９が終了する。

次に、ステップＳ１０では、成形型組立体１０を搬出室３０に移動して装置外部に排出する。
装置制御部１００は、成形型組立体１０を成形室２０から搬出して搬出室３０に移動する制御信号を搬送制御部１０３に送出する。これにより、搬送制御部１０３は、搬出扉２５を開放してから、搬送部６Ｃを駆動し、搬出口２０ｂを通して成形型組立体１０を搬出室３０内に搬入し、搬送部６Ｃを退出させて搬出扉２５を閉止する。
搬出扉２５が閉止したら、成形型組立体１０を搬出室３０内に放置し、放冷させる。
成形型組立体１０の放冷が終了したら、装置制御部１００は、成形型組立体１０を搬出室３０から搬出する動作を行う制御信号を、不活性ガス置換制御部１０２、搬送制御部１０３に送出する。これにより、不活性ガス置換制御部１０２は、不活性ガス供給管路３３ａを通した不活性ガスＧの供給を一旦停止する。また、搬送制御部１０３は搬出扉３４を開放し、搬送部６Ｄを駆動して、成形型組立体１０を搬出口３０ａから装置外部に搬出する。
成形型組立体１０の搬出が終了したら、搬送制御部１０３は、搬送部６Ｄを搬出室３０内に戻して、搬出扉３４を閉止する。不活性ガス置換制御部１０２は、搬出扉３４が閉止されたら、真空ポンプ２、不活性ガス供給部３を駆動して、搬出室３０内の不活性ガス置換を実行する。
以上でステップＳ１０が終了し、成形型組立体１０がガラス成形装置４０の外部に搬出される。以上で、ガラス成形装置４０による動作が終了する。
成形品は、取り出し可能な温度となるまで、成形型組立体１０とともに冷却した後、成形型組立体１０から脱型する。

以上、１つの成形型組立体１０に注目して、ガラス成形装置４０の動作を説明したが、ガラス成形装置４０では、成形型組立体１０は、搬送タクトを設けて、順次、複数の成形型組立体１０を投入することが可能である。この場合、各室および各成形ステージにおいて、上記の動作が搬送タクトだけずれるのみで、複数の成形型組立体１０の動作が並行して行われる。

以上、説明したように、ガラス成形装置４０では、不活性ガス置換室１における不活性ガス置換を行う間、粉塵測定部４によって、クリーン度を評価し、粉塵判定部１０１によって、不活性ガス置換室１内のクリーン度が許容値以下であることが、確認されてから、成形型組立体１０を成形室２０に搬入する。
このため、成形室２０に搬入されるまでに、不活性ガス置換室１内に残存したり成形型組立体１０に付着していたりする粉塵が真空引きにより除去されていることを確認してから、成形室２０に搬入される。
この結果、成形室２０内に、不活性ガス置換室１内の不活性ガスＧや成形型組立体１０とともに粉塵が侵入しにくくなるため、成形を繰り返しても、成形室２０内のクリーン度が初期の清浄なクリーン度に保たれ、粉塵に起因する外観不良の発生を抑制することができる。

［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例のガラス成形装置４０Ａについて説明する。
図５は、本発明の実施形態の第１変形例のガラス成形装置の動作を示すフローチャートである。

図１〜３に示すように、本変形例のガラス成形装置４０Ａは、上記実施形態のガラス成形装置４０の制御ユニット５に代えて、制御ユニット５Ａ（制御部）を備える。
制御ユニット５Ａは、図３に示すように、上記第１の実施形態の装置制御部１００と不活性ガス置換室１における不活性ガス置換の動作制御が異なる装置制御部１００Ａを備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

ガラス成形装置４０Ａによって、ガラス成形材料１４の成形を行うには、以下に説明するステップＳ１１〜Ｓ２１を図５に示すフローに基づいて実行する。
ステップＳ１１〜Ｓ１６、Ｓ１８〜Ｓ２１は、それぞれ、上記実施形態のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ７〜Ｓ１０と同様なステップであり、装置制御部１００が行う動作を、装置制御部１００Ａが行う点のみが異なる。
本変形例では、上記実施形態のステップＳ６を実行後ステップＳ２に移行するまでの間に、ステップＳ１７、Ｓ１１を実行する点のみが上記実施形態と異なる。

すなわち、本変形例では、ステップＳ１５（ステップＳ５に相当）によって、装置制御部１００Ａに異常検出信号が送出されると、装置制御部１００Ａは、ステップＳ１６（ステップＳ６に相当）に移行して、上記実施形態と同様に不活性ガスＧの供給を停止させる。

次に、ステップＳ１７では、成形型組立体１０を不活性ガス置換室１から装置外部に排出する。
装置制御部１００Ａは、成形型組立体１０を不活性ガス置換室１から排出する制御信号を搬送制御部１０３に送出する。これにより、搬送制御部１０３は、搬入扉７を開放し、搬送部６Ａによって、成形型組立体１０を載置台８上に移動する。
以上で、ステップＳ１７終了する。

次に、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１は、上記実施形態と同様に成形型組立体１０を不活性ガス置換室１に搬入するステップである。
ただし、本ステップでは、成形型組立体１０を一度装置外部に搬出するため、操作者は、搬出した成形型組立体１０を観察して、直前に不活性ガス置換室１から排出した成形型組立体１０を再搬入するか、他の成形型組立体１０を新たに搬入するか、のどちらかを選択することが可能である。
例えば、搬出した成形型組立体１０に粉塵が多く付着していた場合、上記実施形態では、真空引きを何度も繰り返さないと、許容値以下のクリーン度を達成できないおそれがあるが、本変形例では、例えば、搬出時に清掃するなどして余分な粉塵を除去できる。このため、再搬入すると、より短時間で、許容値以下のクリーン度を達成することが可能となるため不活性ガス置換を短時間で行えるため成形の効率が向上する。
一方、清掃しにくい部位に粉塵が付着しているような場合には、清掃の手間をかけるよりも、他の成形型組立体１０と交換して、成形を続行した方が効率的である。

このように、本変形例では、ステップＳ１７を追加することで、異常検出信号が送出された場合に、成形型組立体１０を装置外部に取り出して、例えば、成形型組立体１０の粉塵を観察した上で対処できるため、効率的に成形を行うことができる。
ただし、本変形例において、搬出した成形型組立体１０を観察してから投入することは必須ではない。例えば、排出した成形型組立体１０は、無条件に他の成形型組立体１０に交換することも可能である。この場合には、搬送部６Ａによって、成形型組立体１０を自動的に交換する制御を行うようにしてもよい。

本変形例は、制御ユニット５Ａが、不活性ガス置換室１のクリーン度が許容値を越えた場合には、搬送部６Ａによって、成形型組立体１０を装置外部に搬出し、不活性ガス置換室１に成形型組立体１０または他の成形型組立体１０を搬入してから、不活性ガス置換をやり直す制御を行う場合の例になっている。

［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例のガラス成形装置４０Ｂについて説明する。
図６は、本発明の実施形態の第２変形例のガラス成形装置の動作を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施形態の第２変形例のガラス成形装置の動作の一部を示すフローチャートである。

図１〜３に示すように、本変形例のガラス成形装置４０Ｂは、上記実施形態のガラス成形装置４０の制御ユニット５に代えて、制御ユニット５Ｂ（制御部）を備える。
制御ユニット５Ｂは、図３に示すように、上記第１の実施形態の装置制御部１００と不活性ガス置換室１における不活性ガス置換の動作制御が異なる装置制御部１００Ｂを備える。装置制御部１００Ｂの動作制御は、上記第１変形例の装置制御部１００Ａの動作制御を変形したものである。
以下、上記実施形態、第１変形例と異なる点を中心に説明する。

ガラス成形装置４０Ｂによって、ガラス成形材料１４の成形を行うには、以下に説明するステップＳ３１〜Ｓ４２を図６に示すフローに基づいて実行する。
ステップＳ３１〜Ｓ３６、Ｓ３９〜Ｓ４２は、それぞれ、上記実施形態のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ７〜Ｓ１０と同様なステップであり、装置制御部１００が行う動作を、装置制御部１００Ｂが行う点のみが異なる。
本変形例では、上記実施形態のステップＳ６を実行後ステップＳ２に移行するまでの間に、ステップＳ３７〜Ｓ３８、Ｓ３１を実行する点のみが上記実施形態と異なる。
ここで、ステップＳ３７、Ｓ３１は、上記第１変形例のステップＳ１７、Ｓ１１に相当しているため、本変形例は、上記第１変形例のステップＳ１７、Ｓ１１の間に、ステップＳ３８を挿入した変形例になっている。

ステップＳ３８は、ステップＳ３７（ステップＳ１７に相当）によって、不活性ガス置換室１から成形型組立体１０が搬出されることで、空室となった不活性ガス置換室１を不活性ガス置換するステップである。このため、ステップＳ３８は、不活性ガス置換室１を清浄化するステップになっている。

ステップＳ３８は、図７に示すステップＳ５１〜Ｓ５６を図７のフローにしたがって実行することにより行われる。
ステップＳ５１〜Ｓ５６は、上記実施形態のステップＳ２〜Ｓ７の装置制御部１００が行う動作を装置制御部１００Ｂが行う点のみが異なる。
ステップＳ５１〜Ｓ５６は、上記実施形態のステップＳ２〜Ｓ７と同様のステップであるが、不活性ガス置換室１が空室であるため、成形型組立体１０に付着した粉塵が存在せず、真空引きの際、成形型組立体１０が抵抗とならないため、効率よく粉塵を除去することができる。
このため、ステップＳ３８終了後に成形型組立体１０を搬入してから行うステップＳ３１〜Ｓ３５では、不活性ガス置換室１内により粉塵が少ない状態から不活性ガス置換が行われる。この結果、より効率的に不活性ガス置換室１内の粉塵を除去することができる。

このように、本変形例では、上記第１変形例のステップＳ１７、Ｓ１１の間に、不活性ガス置換室１を清浄化するステップＳ３８を挿入することにより、不活性ガス置換をやり直す際に、上記第１変形例に比べて、さらに効率的にクリーン度を低減することができる。

なお、上記の実施形態、各変形例の説明では、成形型組立体移動部として、成形型組立体１０を不活性ガス置換室１から成形室２０に移動する搬送部６Ｂと、成形型組立体１０の不活性ガス置換室１への搬入動作と、不活性ガス置換室１から装置外部への搬出動作とを行う搬送部６Ａとを備え、いずれも制御ユニット５等によって動作制御される場合の例で説明した。
ただし、搬送部６Ａの動作が、ガラス成形装置４０と異なる移送装置や人手による搬送などで代用できる場合には、搬送部６Ａを削除した構成も可能である。

また、上記の実施形態、各変形例の説明では、制御ユニット５等の制御部が、ガラス成形装置の動作制御を行う場合の例で説明したが、ガラス成形装置４０の各装置部分の全部または一部は、操作者のマニュアル操作によって動作する構成とすることができる。
すなわち、本発明のガラス成形装置としては、成形型組立体を不活性ガス置換室から成形室に移動する成形型組立体移動部の構成と、粉塵測定部で算出されたクリーン度の情報を取得し、このクリーン度の情報に基づいて成形型組立体移動部、真空引き部、および不活性ガス供給部の動作を制御する制御部との構成は必須の構成ではない。
このような制御部を削除した構成の場合、例えば、クリーン度の算出値や、成形動作の進行状況を示す情報等の各装置部分を操作するために必要な情報は、必要に応じて表示部１０５に表示し、操作者がこれらの情報を見て、操作を行えるようにすることが好ましい。

また、上記の実施形態、各変形例の説明では、クリーン度が許容値以下となるまで、不活性ガス置換室１の不活性ガス置換を行う場合の例で説明したが、不活性ガス置換の繰り返し回数をモニタするなどして、許容回数以上繰り返してもクリーン度が許容値以下とならない場合には、不活性ガス置換を停止して、表示部１０５に、点検を促す警告メッセージを表示させるようにすることが可能である。

また、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たり、削除したりして実施することができる。

１ 不活性ガス置換室
１ａ 搬入口
２ 真空ポンプ（真空引き部）
２ａ、２２ａ、３２ａ 真空引き管路（真空引き部）
３ 不活性ガス供給部
３ａ、２３ａ、３３ａ 不活性ガス供給管路
４ 粉塵測定部
４ａ 測定チューブ
４ｂ 吸引口
５、５Ａ、５Ｂ 制御ユニット（制御部）
６Ａ、６Ｂ 搬送部（成形型組立体移動部）
６Ｃ、６Ｄ 搬送部
１０ 成形型組立体
１４ ガラス成形材料
２０ 成形室
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ 成形ステージ
３０ 搬出室
４０、４０Ａ、４０Ｂ ガラス成形装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ 装置制御部
１０１ 粉塵判定部
１０２ 不活性ガス置換制御部
１０３ 搬送制御部
１０４ 成形制御部
１０５ 表示部
Ｇ 不活性ガス
Ｓ 成形空間

Claims (6)

1. ガラス成形材料を収容した成形型組立体を導入して不活性ガス置換を行うため、真空引き部と、不活性ガス供給部とが接続された不活性ガス置換室と、
   該不活性ガス置換室から搬入された前記成形型組立体を加熱しつつ加圧してプレス成形を行う成形室と、
   前記不活性ガス置換室の内部かつ前記成形型組立体の外部となる領域で粉塵量を測定してクリーン度を算出する粉塵測定部と、
   を備えるガラス成形装置。
2. 前記成形型組立体を、前記不活性ガス置換室から前記成形室に移動する成形型組立体移動部と、
   前記粉塵測定部で算出された前記クリーン度の情報を取得し、該クリーン度の情報に基づいて、前記成形型組立体移動部、前記真空引き部、および不活性ガス供給部の動作を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形装置。
3. 前記制御部は、
   前記粉塵測定部による測定終了時まで前記クリーン度が許容値以下であった場合に、前記成形型組立体移動部を駆動して、前記不活性ガス置換室内の前記成形型組立体を前記成形室に移動し、
   前記クリーン度が許容値を越えた場合には、前記成形型組立体を前記不活性ガス置換室に配置した状態で、不活性ガス置換をやり直す
   ことを特徴とする請求項２に記載のガラス成形装置。
4. 前記成形型組立体移動部は、
   前記成形型組立体の前記不活性ガス置換室への搬入動作と、前記不活性ガス置換室から装置外部への搬出動作とが可能とされ、
   前記制御部は、
   前記粉塵測定部による測定終了時まで前記クリーン度が許容値以下であった場合に、前記成形型組立体移動部を駆動して、前記不活性ガス置換室内の前記成形型組立体を前記成形室に移動し、
   前記クリーン度が許容値を越えた場合には、前記成形型組立体移動部によって、前記成形型組立体を装置外部に搬出し、前記不活性ガス置換室に前記成形型組立体または他の成形型組立体を搬入してから、不活性ガス置換をやり直す
   ことを特徴とする請求項２に記載のガラス成形装置。
5. 前記成形型組立体移動部は、
   前記成形型組立体の前記不活性ガス置換室への搬入動作と、前記不活性ガス置換室から装置外部への搬出動作とが可能とされ、
   前記制御部は、
   前記粉塵測定部による測定終了時まで前記クリーン度が許容値以下であった場合に、前記成形型組立体移動部を駆動して、前記不活性ガス置換室内の前記成形型組立体を前記成形室に移動し、
   前記クリーン度が許容値を越えた場合には、
   前記成形型組立体移動部によって前記成形型組立体を装置外部に排出し、
   前記不活性ガス置換室を空室としてから、不活性ガス置換をやり直し、
   前記粉塵測定部によるクリーン度が前記許容値以下になってから、前記成形型組立体または他の成形型組立体を前記不活性ガス置換室に搬入して、不活性ガス置換をやり直す
   ことを特徴とする請求項２に記載のガラス成形装置。
6. 前記粉塵測定部は、
   不活性ガスが前記不活性ガス置換室に流入している間、前記粉塵量の測定を行う
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス成形装置。

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