(57)【要約】      （修正有）【課題】取り扱いが容易であり、且つ基板の厚さが異なるロッドレンズアレイ原板の切断にも迅速に対応することができる、ロッドレンズアレイ原板の割断装置の提供。【解決手段】ロッドレンズの直径より短い所定距離をおいて対向配置された一対の円形刃２８、２８と、円形刃の双方を回転可能に保持する刃保持機構２９と、刃保持機構を上下動可能に弾性的に支持する弾性支持機構３６、３８、４０と、割断されるロッドレンズアレイ原板１が位置決め固定されるステージ２２と、一対の円形刃が、ロッドレンズアレイ原板の隣接するロッドレンズアレイ間で露出したロッドレンズ部を、ロッドレンズの長さ方向に直交する方向に移動するように、一対の円形刃を直線移動させる移動機構４２、４４と、を備える。【選択図】図４
2014200890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロッドレンズアレイが該アレイを構成し、一部が露出した外部に露出したロッドレンズによって連結されているロッドレンズアレイ原板から個々のロッドレンズアレイを分離するロッドレンズアレイ原板の割断装置であって、
前記ロッドレンズの直径より短い所定距離をおいて対向配置された一対の円形刃と、
該円形刃の双方を回転可能に保持する刃保持機構と、
前記刃保持機構を上下動可能に弾性的に支持する弾性支持機構と、
割断されるロッドレンズアレイ原板が位置決め固定されるステージと、
前記一対の円形刃が、前記ステージに固定されたロッドレンズアレイ原板の隣接するロッドレンズアレイ間を、前記隣接するロッドレンズアレイ間で露出したロッドレンズを挟持しながら前記ロッドレンズの長さ方向に直交する方向に移動するように、前記一対の円形刃を直線移動させる移動機構と、を備えている、
ことを特徴とする割断装置。
【請求項２】
前記弾性支持機構が、前記刃保持機構を弾性的に懸下する弾性支持機構である、
請求項１に記載の割断装置。
【請求項３】
前記弾性支持機構が、前記刃保持機構をバネによって懸下する弾性支持機構である、
請求項２に記載の割断装置。
【請求項４】
前記刃保持機構の上下動の範囲を規制する可動域規制手段を備えている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の割断装置。
【請求項５】
前記可動域規制手段が、前記弾性支持機構に設けられた上下方向に延びる長孔と、
前記割断装置の静止側部材に取付けられた前記長孔を貫通するように配置された規制ピンと、を備えている、
請求項４に記載の割断装置。
【請求項６】
前記所定距離が、前記ロッドレンズの半径と略等しい、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の割断装置。
【請求項７】
複数のロッドレンズアレイが外部に露出したロッドレンズによって連結されているロッドレンズアレイ原板から個々のロッドレンズアレイを分離するロッドレンズアレイ原板の割断方法であって、
前記ロッドレンズアレイ原板を割断装置のステージ上に固定する工程と、
前記ロッドレンズの直径より短い所定距離をおいて対向配置された一対の円形刃と該円形刃の各々を回転可能に保持する刃保持機構と前記刃保持機構を上下移動可能に弾性的に支持する弾性支持機構とを備えた割断機構を、前記一対の円形刃が、前記ステージに固定されたロッドレンズアレイ原板の隣接するロッドレンズアレイ間を、前記隣接するロッドレンズアレイ間で外部に露出したロッドレンズを挟持しながら前記ロッドレンズの長さ方向を直交する方向に移動するように直線移動させ、前記隣接するロッドレンズアレイ間で外部に露出したロッドレンズを割断して前記ロッドレンズアレイを前記ロッドレンズアレイ原板から分離する工程と、を備えている、
ことを特徴とする割断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドレンズアレイ原板の割断装置および割断方法に関し、詳細には、複数のロッドレンズアレイが外部に露出したロッドレンズによって連結されているロッドレンズアレイ原板から個々のロッドレンズアレイを分離するロッドレンズアレイ原板の割断装置および割断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の屈折率分布型ロッドレンズが２枚の基板間に配列されているロッドレンズアレイが、スキャナなどに光学部品として組み込まれている。
このようなロッドレンズアレイを、迅速かつ歩留まり良く製造する方法として、所定長に切断した多数のロッドレンズ材を並列状態に配列し、このロッドレンズ材列の長手方向に間隔をおいた複数箇所でロッドレンズ材の両側に基板を配置・固定し、複数のロッドレンズアレイが隣接するロッドレンズアレイ間で外部に露出しているロッドレンズ列によって「すのこ」状に連結されているロッドレンズアレイ原板を製造する方法が知られている。
この製造方法では、隣接するロッドレンズアレイ間で露出している部分（露出ロッドレンズ部）でロッドレンズ材を切断することにより、単体のロッドレンズアレイを得ている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２２６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなロッドレンズアレイ原板を用いたロッドレンズアレイの製造では、ロッドレンズアレイ原板の複数箇所に形成されている露出ロッドレンズ部を、外縁に刃が形成され回転駆動される円盤状の円形刃によって切断し、ロッドレンズアレイ原板からロッドレンズアレイを分離していた。
【０００５】
しかしながら、このような切断・分離作業では、円形刃の回転速度と円形刃に対するロッドレンズアレイ原板の送り込み速度との調整が難しく、切断装置の取り扱いが容易ではなかった。
【０００６】
また、切断刃の位置が切断装置内で固定されているため、基板の厚さがばらついた場合、切断刃が最適な高さ位置に配置されず、適切な切断が行うことができなかった。
【０００７】
さらに、切断刃の位置が切断装置内で固定されているため、基板の厚さが異なるロッドレンズアレイ原板を切断する際には、切断刃の高さ位置を変更するなどの調整が必要であり、多品種の製造に柔軟に対応することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、取り扱いが容易であり、且つ基板の厚さが異なるロッドレンズアレイ原板の切断にも迅速に対応することができるロッドレンズアレイ原板の切断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
複数のロッドレンズアレイが該アレイを構成し、一部が露出した外部に露出したロッドレンズによって連結されているロッドレンズアレイ原板から個々のロッドレンズアレイを分離するロッドレンズアレイ原板の割断装置であって、
前記ロッドレンズの直径より短い所定距離をおいて対向配置された一対の円形刃と、
該円形刃の双方を回転可能に保持する刃保持機構と、
前記刃保持機構を上下動可能に弾性的に支持する弾性支持機構と、
割断されるロッドレンズアレイ原板が位置決め固定されるステージと、
前記一対の円形刃が、前記ステージに固定されたロッドレンズアレイ原板の隣接するロッドレンズアレイ間を、前記隣接するロッドレンズアレイ間で露出したロッドレンズを挟持しながら前記ロッドレンズの長さ方向に直交する方向に移動するように、前記一対の円形刃を直線移動させる移動機構と、を備えている、
ことを特徴とする割断装置が提供される。
【００１０】
このような構成を有する本願発明によれば、ロッドレンズアレイ原板の外部に露出したロッドレンズを切断する一対の円形刃が上下動可能に弾性的に支持されているので、ロッドレンズアレイ原板の外部に露出したロッドレンズ部のロッドレンズ材の高さ位置が異なる場合であっても、円形刃が上下方向に移動し、露出ロッドレンズ部のロッドレンズ材を一対の円形刃の中間に適切に挟持して割断することができる。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記弾性支持機構が、前記刃保持機構を弾性的に懸下する弾性支持機構である。
【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記弾性支持機構が、前記刃保持機構をバネによって懸下する弾性支持機構である。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記刃保持機構の上下動の範囲を規制する可動域規制手段を備えている。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記可動域規制手段が、前記弾性支持機構に設けられた上下方向に延びる長孔と、
前記割断装置の静止側部材に取付けられた前記長孔を貫通するように配置された規制ピンと、を備えている。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記所定距離が、前記ロッドレンズの半径と略等しい。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、
複数のロッドレンズアレイが外部に露出したロッドレンズによって連結されているロッドレンズアレイ原板から個々のロッドレンズを分離するロッドレンズアレイ原板の割断方法であって、
前記ロッドレンズアレイ原板を割断装置のステージ上に固定する工程と、
前記ロッドレンズの直径より短い所定距離をおいて対向配置された一対の円形刃と、該円形刃の各々を回転可能に保持する刃保持機構と、前記刃保持機構を上下移動可能に弾性的に支持する弾性支持機構とを備えた割断機構を、前記一対の円形刃が、前記ステージに位置決め固定されたロッドレンズアレイ原板の隣接するロッドレンズアレイ間を、前記隣接するロッドレンズアレイ間で外部に露出したロッドレンズを挟持しながら前記ロッドレンズの長さ方向と直交する方向に移動するように直線移動させ、前記隣接するロッドレンズアレイ間で外部に露出したロッドレンズを割断して前記ロッドレンズアレイを前記ロッドレンズアレイ原板から分離する工程と、を備えている、
ことを特徴とする割断方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい実施態様の割断装置で割断（切断）されるロッドレンズアレイ原板の模式的な斜視図である。
【図２】ロッドレンズアレイ原板から割断された単体のロッドレンズアレイの概略的な構成を示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の他の好ましい態様の割断装置の斜視図である。
【図４】図３の割断装置の側面図である。
【図５】図３の割断装置の主要部の正面図である。
【図６】割断時のステージとロッドレンズアレイ原板と円形刃との位置関係を示す模式的な平面図である。
【図７】割断時のロッドレンズアレイ原板と円形刃との位置関係を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施態様の割断装置について説明する。
まず、本発明の好ましい実施態様の割断装置によって割断されるロッドレンズアレイ原板の構成を説明する。図１は、本実施態様の割断装置で割断されるロッドレンズアレイ原板１の概略的な構成を示す模式的な斜視図であり、図２は、ロッドレンズアレイ原板１から割断された単体のロッドレンズアレイ２の概略的な構成を示す模式的な斜視図である。
【００１９】
図１に示されているように、ロッドレンズアレイ原板１は、複数のロッドレンズアレイ２が、外部に露出する露出ロッドレンズ部４を介して「すのこ状」に連結されている形状を有している。
このようなロッドレンズアレイ原板１を、図１に点線で示すように、露出ロッドレンズ部４を割断し、端面処理することにより、図２に示されているような、２枚の基板６、６の間に、多数の円柱状のプラスチック製ロッドレンズ８が一列に配置され接着剤（図示せず）で固定されている公知のロッドレンズアレイ２を得ている。本実施形態のロッドレンズアレイ原板の割断装置は、この割断作業で使用される装置である。
【００２０】
ロッドレンズアレイ原板１は、基板６の幅の数倍から十数倍以上の長さを有しロッドレンズ８を構成することになるロッドレンズ材１０を並列配置し、その長手方向に間隔をおいた複数箇所で、ロッドレンズ列の幅方向に延びる基板６、６の対で両側から挟み、基板６、６を接着剤によってロッドレンズ材１０に固定することによって製造されたものである。
【００２１】
本実施形態では、ロッドレンズ材１０として、屈折率分布型のプラスチック製光伝送体が用いられている。本実施形態では、ロッドレンズの径の範囲は、例えば、約０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度であり、隣接するロッドレンズアレイ２間の距離は、０．３乃至０．６ｍｍ程度に設定されている。
しかしながら、本発明は上記数値範囲に限定されるものではない。
【００２２】
本実施形態の割断装置は、このようなロッドレンズアレイ原板１の隣接するロッドレンズアレイ２間で露出している露出ロッドレンズ部４を、上下一対の円形刃によって割断（切断）し、ロッドレンズアレイ原板１から各ロッドレンズアレイ２を分離する装置である。
【００２３】
以下、図３ないし図５に沿って本実施態様の割断装置２０の構成を詳細に説明する。図３は、割断装置２０の斜視図であり、図４は割断装置２０の側面図であり、図５は割断装置２０の主要部の正面図である。
【００２４】
図３ないし図５に示されているように、割断装置２０は、割断するロッドレンズアレイ原板１が載置され固定されるステージ２２と、ステージ２２上に位置決め固定されたロッドレンズアレイ原板１を割断する割断機構２４とを備えている。
さらに、割断装置２０は、ステージ上に位置決め固定されたロッドレンズアレイ原板１を、一定距離づつ、且つ割断機構２４に向けて送り出す送出機構２６を備えている。
【００２５】
割断機構２４は、上下方向に対向して配置された一対の円形刃２８、２８を備えている。各円形刃２８、２８は、周縁部が尖った径方向断面を有する円盤形状を有し、割断するロッドレンズアレイ原板１の露出ロッドレンズ部４のレンズ径より短い距離をおいて、円形刃保持部２９に回転可能に取付けられている。
【００２６】
円形刃保持部２９は、上下方向に延びるように配置された矩形板状の保持板３０と、この保持板３０の下端部に上下方向に並列配置した状態で固定された一対のベアリングハウジング３２、３２を備えている。各ベアリングハウジング３２には、ベアリングを介してシャフト３４が回転可能に支持されている。シャフト３４の回転軸線は、ステージ２２の先端と直交する向きに延びるように配向されている。
【００２７】
各円形刃２８は、外周縁を含む平面が、ステージ２２の先端を含む平面と略整列するように配向されている。この結果、各円形刃２８、２８の外周縁に形成された刃面は、ステージ２２の先端の略延長線上に位置することになる。
【００２８】
シャフト３４は、円形刃２８、２８の間の距離（詳細には、２枚の円形刃の刃先間の距離）が変化しないように円形刃２８，２８を保持しており、本実施態様では、一対の円形刃２８、２８を構成する円形刃２８、２８の距離は、露出ロッドレンズ部４のレンズ径の約半分の長さに設定されている。
本実施態様の割断装置２０では、シャフト３４の間隔を変更する調整する機構が設けられ、円形刃２８、２８の間の距離を変更することができるように構成されている。
【００２９】
また、割断装置２０は、円形刃保持部２９を懸下するコイルバネ３６を備えている。図３ないし図５に示されているように、コイルバネ３６は、上端が割断装置２０の上部に配置された断面Ｌ字状の支持部材３８の先端に、下端が円形刃保持部２９の保持板３０の中間部に連結されている。そして、支持部材３８の上下方向に延びる基端部３８ａは、上下方向に延びるスライドユニットベース４０に固定されている。
このような構成によって、円形刃保持部２９は、コイルバネ３６によって、支持部材３８の先端部から弾性的に上下動可能に懸下されている。
【００３０】
また、割断装置２０は、割断装置２０の静止側部分に取付けられた一軸アクチュエータ４２を備えている（図５では省略）。一軸アクチュエータ４２は、リニアレール４４が、ステージ２２の先端および円形刃２８、２８の外周縁を含む平面と平行に、即ち、図４の左右方向（図４の紙面に直交する方向）に延びるように水平に配向されている。一軸アクチュエータ４２のリニアレール４４に沿って移動するスライドユニット４６には、支持部材３８が固定されているスライドユニットベース４０が連結されている。
【００３１】
このような構成によって、割断装置２０では、一軸アクチュエータ４２の作動によって、スライドユニットベース４０、および支持部材３８を介して、コイルバネ３６に懸下された円形刃保持部２９および円形刃２８、２８を、一軸アクチュエータ４２のリニアレール４４に沿って、ステージ２２の先端および円形刃２８、２８の外周縁を含む平面に平行な方向（矢印Ａ方向）に水平移動させることができる。
【００３２】
また、割断装置２０では、スライドユニットベース４０からステージ２２に向かって延びるようにスライドユニットベース４０に固定された板４７には、上下方向に延びる長孔４８が形成され、保持板３０に取付けられた規制ピン５０の先端部が、この長孔４８に挿通されている。このような構成によって、コイルバネ３６で懸下されている保持板３０の上下動可能な範囲が規制され、円形刃保持部２９が過度に上下動することが防止される。
【００３３】
割断装置２０は、円形刃保持部２９に外力が加わっていない状態で、一対の円形刃２８、２８の刃先の上下方向中間点の高さ位置が、ステージ２２上に配置固定されたロッドレンズアレイ原板１の露出ロッドレンズ部４の高さ位置と同じ高さ位置に配置されるように構成されている。
【００３４】
このような構成によって、一対の円形刃２８、２８が、ロッドレンズアレイ原板１が載置固定されたステージ２２に向けてＡ方向に移動されると、ステージ２２に載置固定されたロッドレンズアレイ原板１のステージ２２から前方に突出している露出ロッドレンズ部４のロッドレンズ材１０が、一対の円形刃２８、２８の中間位置に挟持されることになる。
【００３５】
次に、割断装置２０によるロッドレンズアレイ原板１の割断方法について説明する。
初期状態では、一軸アクチュエータ４２によって、円形刃２８、２８は、ステージ２２からステージ幅方向に離間した初期位置（図３）に配置されている。
【００３６】
一方、割断される複数枚のロッドレンズアレイ原板１は、図４に示されているようにステージ２２上に積層配置されている。割断工程が開始されると、最下層のロッドレンズアレイ原板１ａが、割断機構２４に向かって延びるようにステージ１１に形成されたプッシャ用切れ込み２２ａ内をアクチュエータ５２によって前後動するプッシャ５４によって、割断機構２４に向けて所定距離だけ押し出される。
【００３７】
この結果、図６に模式的に示されているように、先端側のロッドレンズアレイ２ａが、ステージ２２から外方に突出し、先端側のロッドレンズアレイ２ａとこれに隣接するロッドレンズアレイ２ｂとの間の露出ロッドレンズ部４ａが、ステージ２２の先端の僅かに前方の位置に配置される。
【００３８】
この状態で、ステージ２２に設けられたエアシリンダ５６によってクランプ部材５８を、矢印Ｂ方向に最下層のロッドレンズアレイ原板１ａ上に降下させ、この最下層のロッドレンズアレイ原板１ａを上方からステージ２２に対してクランプする。
【００３９】
この状態で、一軸アクチュエータ４２を作動させ、円形刃２８、２８を、ステージ２２に向けて矢印Ａで示される方向に直線移動させ、ステージ２２上のロッドレンズアレイ原板１の先端側のロッドレンズアレイ２ａとこれに隣接するロッドレンズアレイ２ｂとの間の露出ロッドレンズ部４ａを構成する各ロッドレンズ材１０を、一対の円形刃２８、２８の間に挟持していく。
【００４０】
一対の円形刃２８、２８は回転可能であるので、一軸アクチュエータ４２による直線運動によって、各回転刃２８、２８はロッドレンズ材１０との接触抵抗で自転しながらロッドレンズ材１０を挟持していく。
【００４１】
上述したように、一対の円形刃２８、２８の間隔は、ロッドレンズ材１０の直径の半分に設定されているので、一対の円形刃２８、２８の間で挟持されると（図７）、ロッドレンズ材１０には、直径のおよそ四分の一の深さのくさび形の切れ込みが上下から形成され、この切れ込みを起点として割れが進行し、ロッドレンズ材１０は割断（割れて分断）される。
【００４２】
更に、一軸アクチュエータ４２によって、円形刃２８、２８を直線運動させると、円形刃２８、２８は、図１の点線に沿ってロッドレンズアレイ原板１の露出ロッドレンズ部４を割断していき、最終的には、先端側のロッドレンズアレイ２ａをロッドレンズアレイ原板１から分離する。
【００４３】
ここで、一対の円形刃２８、２８はコイルバネ３６によって上下動可能に弾性的に支持されているので、ロッドレンズアレイを構成する基板の厚さのバラツキ、あるいは異なった厚さの基板の使用等の理由で、割断するロッドレンズアレイ原板１におけるロッドレンズ材１０の高さ位置が、一対の円形刃２８、２８の間の中間位置に対して上下にずれている場合でも、一対の円形刃２８、２８は、ロッドレンズ材１０を挟持するとき又は挟持している間に、ロッドレンズ材１０との接触抵抗によって、上方又は下方に移動して、ロッドレンズ材１０の上下から等しい深さで食い込み、円滑な割断が可能となる。
【００４４】
先端側のロッドレンズアレイ２ａのロッドレンズアレイ原板１からの分離が完了すると、一軸アクチュエータ４２を逆方向（矢印Ａと逆方向）に移動させ、円形刃２８、２８を初期位置に戻す。次いで、ステージ２２に設けられたエアシリンダ５６によってクランプ部材５８を、最下層のロッドレンズアレイ原板１ａから上昇させ、最下層のロッドレンズアレイ原板１ａのクランプを解除する。
【００４５】
この状態で、プッシャ５４で、ロッドレンズアレイ原板１ａを、２番目のロッドレンズアレイ２ｂと３番目のロッドレンズアレイ２ｃを連結する露出ロッドレンズ部４ｂが、ステージ２２の先端の僅かに前方に位置するまで、ロッドレンズアレイ原板１ａを押し出す。
【００４６】
次いで、ステージ２２に設けられたエアシリンダ５６によってクランプ部材５８を、矢印Ｂ方向に最下層のロッドレンズアレイ原板１ａ上に降下させ、この最下層のロッドレンズアレイ原板１ａを上方からステージ２２に対してクランプする。
【００４７】
ロッドレンズアレイ原板１は、２番目のロッドレンズアレイ２ｂがステージ２２の先端から外方に突出させた状態で固定される。
【００４８】
この状態で、一軸アクチュエータ４２を作動させ、上述した工程を同様にして、２番目のロッドレンズアレイ２ｂと３番目のロッドレンズアレイ２ｃを連結する露出ロッドレンズ部４ｂのロッドレンズ材１０を一対の円形刃２８、２８の間に挟持して割断し、第２のロッドレンズアレイ２ｂをロッドレンズアレイ原板１から分離する。
【００４９】
以下、同様の作業を繰り返し、ロッドレンズアレイ原板１内の全てのロッドレンズアレイ２を分離して作業を終了する。
【００５０】
上述したように、一対の円形刃２８、２８が上下動可能に弾性的に支持されているので、ロッドレンズ材１０の高さ位置が異なる場合にでも、特別な調整等を行うことなく、円滑な割断を実行できる。
【００５１】
さらに、ロッドレンズ材１０の径が大きく異なる場合、またはロッドレンズ材１０が２列に配列された原板には、シャフト３４の間隔を変更することにより、円形刃２８、２８の間の距離を変更し、ロッドレンズ材の割断を実行できる。
【００５２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更・変形が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１：ロッドレンズアレイ原板
２：ロッドレンズアレイ
４：露出ロッドレンズ部
６：基板
８：ロッドレンズ材
１０：ロッドレンズ材
２０：割断装置
２２：ステージ
２４：割断機構
２８：円形刃
２９：円形刃保持部
３６：コイルバネ
４２：一軸アクチュエータ
４６：スライドユニット
【図１】
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【図２】
2014200890.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014200890.tif 000006
【図５】
2014200890.tif 000007
【図６】
2014200890.tif 000008
【図７】
2014200890.tif 000009