(57)【要約】【課題】基材の搬送時における異物の付着に起因する樹脂の成形不良の発生を防止する。【解決手段】基材１１が収納されるパレット１０を備えた基材収納部２と、基材１１に樹脂を供給し金型２７を押し当てて成形し、紫外線２５ａを照射して硬化させる成形部３と、基材収納部２と成形部３の間で基材１１の搬送を行う搬送部４を備えた製造装置１において、搬送部４は、パレット１０の収納穴１０ａに載置された基材１１を下側から突き上げて浮上させる押し棒１２ｂと、パレット１０から浮上した基材１１の外周部を把持する外径把持機構１６を備え、基材１１の成形面１１ａに触れることなく、基材１１の搬送を行うことで、成形面１１ａに対する異物の付着を防止し、成形面１１ａへの異物の付着に起因する成形樹脂の剥離等の成形不良を低減する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の基材にエネルギー硬化型樹脂層を形成する複合型光学素子の製造装置における基材搬送方法であって、
前記基材が収納されたパレットから任意の前記基材を浮上させる工程と、
前記パレットから浮上した前記基材の外周部を把持して搬送する工程と、
を含むことを特徴とする基材搬送方法。
【請求項２】
光学素子の基材にエネルギー硬化型樹脂層を形成する成形部と、
前記基材が収納されるパレットを具備した収納部と、
前記パレットから前記基材を浮上させる基材リフト手段および浮上した前記基材の外周部を把持する把持手段を具備し、前記収納部と前記成形部との間における前記基材の搬送を行う搬送手段と、
前記パレットの任意の前記基材に対する前記搬送手段の相対的な位置決めを行う位置決め手段と、
を含むことを特徴とする複合型光学素子の製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の複合型光学素子の製造装置において、
前記搬送手段は、基材受け渡し位置に配置された前記基材リフト手段と、先端部に前記把持手段を支持し、前記成形部と前記基材受け渡し位置との間で前記把持手段を旋回移動させる旋回アームとを備え、
前記位置決め手段は、前記パレットにおける任意の前記基材の収納位置を前記基材受け渡し位置に位置決めする２次元移動機構を備えることを特徴とする複合型光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材搬送方法および複合型光学素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、光学素子の製造分野では、所望の光学機能面を備えた基材の表面に光硬化型樹脂を吐出して成形することで、研磨加工等では創成が困難な非球面形状等の光学機能面を簡易に形成することが行われている。
【０００３】
従来、このような複合型光学素子の製造装置としては、特許文献１に開示された構成が知られている。
すなわち、この特許文献１の製造装置では、基材にＵＶ硬化型樹脂を供給して金型で成形する成形手段を挟んで、複数の金型が収容されたクリーンブースからなる金型保管手段と、クリーンブース内に配置されたパレットからなる基材収納手段を配置し、成形手段における金型の交換と、基材収納手段と成形手段の間における基材の搬送を自動的に行わせることで、多品種少量の複合型光学素子を効率よく製造する技術が開示されている。
【０００４】
そして、成形手段と基材収納手段との間における基材の搬送は、当該特許文献１の第４図に記載されているように、パレットに配列された基材の上面（すなわちＵＶ硬化型樹脂が被着される光学成形面の側）を真空吸着にて保持する吸着パッドを用いる構成が開示されている。
【０００５】
ところが、上述の従来の装置では、以下のような技術的課題があった。
すなわち、基材を如何にクリーンブース内に保管していても、搬送時に基材の光学成形面を吸着パットにより吸着保持するために、光学成形面と吸着パットが擦れることで、異物等が発生し、基材の光学成形面に異物等が付着する懸念があった。
【０００６】
また、真空吸着による基材の保持の場合には、真空吸引および大気圧への復帰時に吸引管路内に激しい気流が発生し、この気流によって散乱する異物が、吸着パッドの開口部から基材の光学成形面に付着する懸念もある。
【０００７】
このように、基材の光学成形面への異物等の付着が発生すると、基材と成形樹脂との密着性が低下し、基材から成形樹脂が剥れてしまう等の成形不良を招く問題があった。
【特許文献１】特開平７−２９９８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、基材の搬送時における異物の付着に起因する樹脂の成形不良の発生を防止することが可能な基材搬送方法および複合型光学素子の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、光学素子の基材にエネルギー硬化型樹脂層を形成する複合型光学素子の製造装置における基材搬送方法であって、
前記基材が収納されたパレットから任意の前記基材を浮上させる工程と、
前記パレットから浮上した前記基材の外周部を把持して搬送する工程と、
を含む基材搬送方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点は、光学素子の基材にエネルギー硬化型樹脂層を形成する成形部と、
前記基材が収納されるパレットを具備した収納部と、
前記パレットから前記基材を浮上させる基材リフト手段および浮上した前記基材の外周部を把持する把持手段を具備し、前記収納部と前記成形部との間における前記基材の搬送を行う搬送手段と、
前記パレットの任意の前記基材に対する前記搬送手段の相対的な位置決めを行う位置決め手段と、
を含む複合型光学素子の製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基材の搬送時における異物の付着に起因する樹脂の成形不良の発生を防止することが可能な基材搬送方法および複合型光学素子の製造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】
【００１２】
本実施の形態では、一態様として、光学素子の基材にエネルギー硬化型樹脂層を形成する複合型光学素子の製造装置の基材搬送手段において、基材が収納された収納パレットを基材取り出し位置に移動させ、基材取り出し位置に固設し収納パレットの下方に設置した基材リフト手段により、基材の反成形面（下面）を押して収納パレットから基材を浮上させ、浮上した基材の外周部を把持する把持手段を設けた。
【００１３】
本態様では、基材の光学成形面（上面）に触れることなく基材の外周部を把持して搬送するため、基材の光学成形面へのゴミ等の異物の付着を防止することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である基材搬送方法を実施する複合型光学素子の製造装置の構成の一例を示す側断面図である。
【００１５】
図２は、本発明の一実施の形態である基材搬送方法を実施する複合型光学素子の製造装置の構成の一例を示す平面図である。
本実施の形態の製造装置１は、共通の下ベース５に上に成形部３、基材収納部２（収納部）および搬送部４（搬送手段）を配置して構成されている。
【００１６】
すなわち、図１および図２に例示される製造装置１において、水平方向であるＸ方向に沿って、左側には、基材を収納するための基材収納部２が設けられ、右側には、成形を行うための成形部３が設けられている。
【００１７】
基材収納部２と成形部３の間の下ベース５の中央部には、基材収納部２から基材を搬送し、成形部３へ供給するための搬送部４が設けられている。この搬送部４は、成形部３から基材収納部２への搬送も行う。
【００１８】
まず、基材収納部２の構成を説明する。
下ベース５にＸ方向（図２の左右方向）に駆動可能なＸ駆動機構６（２次元移動機構）（位置決め手段）が配置されている。
【００１９】
このＸ駆動機構６は、モーター６ａと長手方向がＸ方向に配置されたボールネジ６ｂにより構成されている。
さらに、Ｘ駆動機構６のボールネジ６ｂには、モーター６ａの回転によってＸ方向に移
動するＸベース９が搭載され、このＸベース９の上には、水平で且つＸ方向に対して直交するＹ方向に駆動可能なＹ駆動機構７（２次元移動機構）（位置決め手段）およびパレットベース８が搭載されている。
【００２０】
Ｘベース９には、Ｙ方向に一対のガイドレール９ｂが設けられ、パレットベース８は、このガイドレール９ｂに沿ってＹ方向に移動可能になっている。
Ｙ駆動機構７は、モーター７ａとボールネジ７ｂにより構成され、パレットベース８は、ボールネジ７ｂに結合されている。そして、モーター７ａの回転によって。パレットベース８は、Ｙ方向に移動される。
【００２１】
パレットベース８には、複数の基材１１が個別に収納されるパレット１０が載置されている。なお、本実施の形態では、基材１１の外周部は円筒面としている。
このパレット１０には、基材１１を複数個収納するための当該基材１１の外径よりも大きい第１の径および基材１１の外径よりも小さい第２の径を有する穴が同軸に形成された段付きの収納穴１０ａが一定間隔に形成され、基材１１の成形面１１ａを上向きにして収納できるようになっている。
【００２２】
このパレットベース８には、パレット１０の収納穴１０ａの配列位置（配列ピッチ）に応じた位置に基材１１の外径よりも大きい複数の貫通穴８ａが形成されている。
同様にＸベース９には、パレット１０における収納穴１０ａの配列に応じた位置に基材１１の外径よりも大きい貫通穴９ａが形成されている。
【００２３】
これらのＸ駆動機構６、Ｙ駆動機構７の直交する変位を組み合わせることで、パレットベース８に載置されたパレット１０を、Ｘ−Ｙ方向に自在に駆動することができ、そのため、パレット１０の収納穴１０ａに配列された任意の基材１１を基材受け渡し位置Ｐに移動させることができる。
【００２４】
さらに、下ベース５における基材受け渡し位置Ｐには、基材１１の成形面１１ａの反対側の反成形面１１ｂの側を押し上げ、基材１１をパレット１０から浮上させる（持ち上げる）ための基材リフト手段１２が固設されている。
【００２５】
この基材リフト手段１２は、上下動（Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向すなわち鉛直方向に移動）可能なシリンダ１２ａと、シリンダ１２ａの先端に接続された基材１１の外径よりも小さく且つ収納穴１０ａの上記第２の径よりも小さい外径の円筒形部材である押し棒１２ｂにより構成されている。
【００２６】
そして、基材リフト手段１２は、パレット１０の任意の収納穴１０ａが基材受け渡し位置Ｐに移動してきた際に、シリンダ１２ａによって押し棒１２ｂを上昇させ、基材１１の反成形面１１ｂに押し棒１２ｂを接触させ、基材１１をパレット１０から浮上させる動作を行う。
【００２７】
次に、搬送部４について説明する。
搬送部４は、下ベース５の上にＺ方向を中心軸として１８０度回転可能に配置されたθテーブル１３を備えている。
【００２８】
このθテーブル１３により、搬送部４は、基材収納部２と成形部３を行き来することができる。
θテーブル１３の上には、上下動可能なＺ駆動機構１４が配置されている。さらにＺ駆動機構１４には、旋回アーム１５が固設されている。
【００２９】
本実施の形態の場合、この旋回アーム１５の先端には、基材の外周を把持するための、外径把持機構１６（把持手段）が設置されている。
この外径把持機構１６は、水平面内でＹ方向に開閉する一対の把持爪１６ａおよび把持爪１６ｂで構成されている。この把持爪１６ａおよび把持爪１６ｂの対向面には、基材１１の外周部に接して把持するための凹溝（例えばＶ溝）１６ｃが刻設されている。
【００３０】
なお、図１では、外径把持機構１６において、紙面に垂直方向の奥側に位置する把持爪１６ａが図示され、手前側の把持爪１６ｂは省略されている。
この外径把持機構１６の把持爪１６ａおよび把持爪１６ｂは、基材収納部２にある基材リフト手段１２により持ち上げられた基材１１の外周部を把持し、成形部３に搬送することができる。
【００３１】
最後に、成形部３について説明する。
製造装置１の下ベース５に支柱１７を立設し、支柱１７の上端には、成形ベース１８が載置されている。
【００３２】
成形ベース１８の上には、摺動ベース１９を上下動させる摺動ベース駆動機構２６が設置されている。
この摺動ベース駆動機構２６は、モーター２０ａと摺動ベース１９に結合したボールネジ２０ｂにより構成されている。
【００３３】
この摺動ベース１９の下面には、金型保持機構２１が配置されている。さらに、金型保持機構２１の下面には、金型２７が保持されている。
成形ベース１８の下面には、金型２７と同軸上で回転する中空形状の回転機構２３が固設されている。すなわち、回転機構２３には、軸方向に貫通穴２３ａが設けられている。
【００３４】
この回転機構２３は、成形ベース１８の下方に配置されたモーター２４とベルト２８により回転するようになっている。
この回転機構２３の上には、軸方向に貫通穴２２ａが穿設された円筒形状の保持台２２が設けられ、この保持台２２に基材１１が載置される。回転機構２３の下方には、ＵＶ照射装置２５が設置されている。
【００３５】
このＵＶ照射装置２５は、回転機構２３の貫通穴２３ａおよび保持台２２の貫通穴２２ａを通じて、保持台２２に載置された基材１１に対して反成形面１１ｂの側から紫外線２５ａを照射する。
【００３６】
成形ベース１８には、保持台２２に載置された基材１１の心出しを行う三つの３方爪３０ａからなる心出し機構３０が設けられている。３方爪３０ａは、保持台２２の周方向を３等分する位置に配置され、３方向から基材１１の外周部を押圧することで、基材１１の位置決めを行う。
【００３７】
なお、成形部３の背面には、樹脂供給装置２９が並設されている。この樹脂供給装置２９は、図示しないノズル等により、保持台２２に載置された基材１１の上向きの成形面１１ａに所望量の紫外線硬化型の樹脂を供給する。
【００３８】
以下、上述のような構成の本実施の形態の製造装置１を用いた際の成形の工程の一例を説明する。
まず、基材１１が収納されたパレット１０をＸ駆動機構６、及びＹ駆動機構７により移動させ、パレット１０から取り出すべき任意の基材１１を、基材リフト手段１２の直上部の位置（基材受け渡し位置Ｐ）まで移動させる。
【００３９】
そして、基材リフト手段１２の押し棒１２ｂを上昇させ、直上部に位置する基材１１の反成形面１１ｂを押し棒１２ｂにより接触させ基材１１をパレット１０から浮上させる。
この状態で、搬送部４の旋回アーム１５の先端に配置された外径把持機構１６を基材１１の上方に移動させる。
【００４０】
そして、Ｚ駆動機構１４によって外径把持機構１６を基材１１の外周部を把持できる位置に降下させ、外径把持機構１６の一対の把持爪１６ａおよび把持爪１６ｂにより、基材１１の外周部を把持する。
【００４１】
そして、外径把持機構１６が基材１１を把持した状態で、Ｚ駆動機構１４を上昇させる。
その後、θテーブル１３により、旋回アーム１５を１８０度回転させ、外径把持機構１６に把持された基材１１を成形部３の保持台２２の上方に移動させる。
【００４２】
基材１１が保持台２２の上方に移動したところで、Ｚ駆動機構１４を降下させ、保持台２２に基材１１を載せ、外径把持機構１６による把持を解除する。
その後、逆の動作で、搬送部４の旋回アーム１５および外径把持機構１６を成形部３から退避させる。
【００４３】
次に、心出し機構３０の３方爪３０ａにより、保持台２２に載置されている基材１１の中心軸を金型２７の中心軸に一致させる心出しを行う。
基材１１の心出しが完了したところで、樹脂供給装置２９により、基材１１の成形面１１ａに図示しない樹脂を塗布する。
【００４４】
この状態で、摺動ベース駆動機構２６を降下させ、金型２７と樹脂を接触させる。金型２７が樹脂に接触した直後に、回転機構２３によって基材１１を回転させ、さらに金型２７を所望の位置まで降下させて樹脂を押し広げる。
【００４５】
このように基材１１を回転させながら樹脂を押し広げることにより、樹脂を成形面１１ａに均一に広げることができる。
金型２７が所望の位置まで降下したところで、ＵＶ照射装置２５から出射される紫外線（ＵＶ光）２５ａを回転機構２３の貫通穴２３ａおよび保持台２２の貫通穴２２ａより、基材１１の反成形面１１ｂの側から照射し、基材１１を透過して成形面１１ａ上の樹脂に照射して硬化させることで、基材１１の成形面１１ａに、金型２７の形状が転写された所望の形状を有する成形樹脂層を形成することができる。
【００４６】
その後、金型２７を基材１１から離型する際には、金型２７と基材１１の樹脂層の間にわずかな隙間を有するように設けられた離型爪３１に、当該基材１１の外周部を当接させることにより、基材１１を金型２７から離型させる。
【００４７】
離型された基材１１は、上述の供給工程とは逆な搬送部４の動作で基材収納部２におけるパレット１０の基材受け渡し位置Ｐに位置する収納穴１０ａに、再度収納される。
本実施の形態の製造装置１によれば、基材収納部２のパレット１０に収納されている基材１１を基材リフト手段１２によって突き上げて浮上させ、基材１１の外周部を外径把持機構１６の一対の把持爪１６ａおよび把持爪１６ｂの間に把持して成形部３に供給し、逆の動作で成形部３から基材収納部２への基材１１の収納が行われる。
【００４８】
このため、成形部３において樹脂の塗布により光学機能面が創成される基材１１の成形面１１ａに搬送部４の外径把持機構１６が触れることがなく、成形面１１ａに対する異物
の付着を防止できる。
【００４９】
この結果、基材１１の搬送時における異物の付着に起因する樹脂の成形不良の発生を防止して、樹脂の剥離等の不良のない、高精度で良好な成形結果を得ることができる。
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、基材１１のパレット１０からの取り出しの際に、基材１１の外周部を把持して、搬送することにより、基材１１の成形面１１ａへの異物の付着を防ぐことができ、この異物に起因する樹脂層の剥れなどの成形不良を減少させることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
［付記１］
光学素子の基材にエネルギー硬化型樹脂層を形成する複合型光学素子の製造装置の基材搬送手段において、基材が収納されたパレットを基材受け渡し位置まで移動させるパレット移動手段と、
基材受け渡し位置で、パレット移動手段の下方に配置され、基材の反成形面側から基材を持ち上げる基材リフト手段と、パレットから持ち上げられた基材を成形部まで搬送する搬送手段とを設けたことを特徴とする複合型光学素子の製造装置。
［付記２］
付記１に記載の複合型光学素子の製造装置において、
前記搬送手段は、基材の外周を把持する外径把持機構を用いていることを特徴とする複合型光学素子の製造装置。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態である基材搬送方法を実施する複合型光学素子の製造装置の構成の一例を示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である基材搬送方法を実施する複合型光学素子の製造装置の構成の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  製造装置
２  基材収納部
３  成形部
４  搬送部
５  下ベース
６  Ｘ駆動機構
６ａ  モーター
６ｂ  ボールネジ
７  Ｙ駆動機構
７ａ  モーター
７ｂ  ボールネジ
８  パレットベース
８ａ  貫通穴
９  Ｘベース
９ａ  貫通穴
９ｂ  ガイドレール
１０  パレット
１０ａ  収納穴
１１  基材
１１ａ  成形面
１１ｂ  反成形面
１２  基材リフト手段
１２ａ  シリンダ
１２ｂ  押し棒
１３  θテーブル
１４  Ｚ駆動機構
１５  旋回アーム
１６  外径把持機構
１６ａ  把持爪
１６ｂ  把持爪
１６ｃ  凹溝
１７  支柱
１８  成形ベース
１９  摺動ベース
２０ａ  モーター
２０ｂ  ボールネジ
２１  金型保持機構
２２  保持台
２２ａ  貫通穴
２３  回転機構
２３ａ  貫通穴
２４  モーター
２５  ＵＶ照射装置
２５ａ  紫外線
２６  摺動ベース駆動機構
２７  金型
２８  ベルト
２９  樹脂供給装置
３０  心出し機構
３０ａ  ３方爪
３１  離型爪
Ｐ  基材受け渡し位置
【図１】
2010131791.tif 000003
【図２】
2010131791.tif 000004