(57)【要約】 【課題】  主軸にかかる負荷を低減することができる製造装置及びこの製造装置を用いた成形型の製造方法を提供すること。【解決手段】製造装置の工具３２１の位置を決定する位置決め手段３２２に、保持部３３を取り付ける。この保持部３３は、主軸に対する母型の取り付け位置を調整する際に母型を保持するものである。製造装置の記憶部に記憶された位置関係に基づいて、制御部により、位置決め手段３２２を駆動して、主軸の回転軸と母型の凹部の加工中心位置とが一致するように、母型を保持した保持部３３の位置を調整し、主軸に対する母型の取り付け位置を決定する。【選択図】 図５
2006231435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズアレイを成形するための成形型であり、成形面にレンズアレイのマトリクス状に配置された小レンズに対応した凹部又は凸部が形成された成形型を製造するための製造装置であって、
前記成形型の母型が取り付けられ、回転軸を中心に回転駆動する主軸と、
前記主軸に取り付けられた前記母型の表面に前記凹部又は凸部を加工する工具及び前記工具を移動させ、前記工具の位置を決定する位置決め手段を有する加工部と、
前記加工部の位置決め手段を駆動制御する制御部と、
前記主軸の回転軸と、前記主軸上の原点位置にある前記母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係を記憶する記憶手段とを備え、
前記位置決め手段には、前記主軸に対する母型の取り付け位置を調整する際に、前記母型を保持する保持部が取り付けられており、
母型表面に凹部又は凸部を形成する際には、前記主軸上の原点位置にある母型を前記保持部により保持し、前記記憶部に記憶された前記位置関係に基づいて、前記制御部により、前記位置決め手段を駆動して、主軸の回転軸と母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置とが一致するように、母型を保持した保持部の位置を調整し、主軸に対する母型の取り付け位置を決定することを特徴とする製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製造装置において、
前記主軸及び前記保持部を互いに接近させて、前記保持部及び主軸間での前記母型の引渡しを行い、
前記保持部又は主軸には、前記保持部及び主軸間での母型の引渡しの際に、前記主軸又は保持部から加わる衝撃を吸収する衝撃吸収体が設けられていることを特徴とする製造装置。
【請求項３】
レンズアレイを成形するための成形型であり、成形面にレンズアレイのマトリクス状に配置された小レンズに対応した凹部又は凸部が形成された成形型の製造方法であって、
成形型の母型の表面に前記凹部又は凸部を形成するための製造装置を使用して行われ、
前記製造装置は、母型が取り付けられ、回転軸を中心に回転駆動する主軸と、この主軸に取り付けられた母型の表面に前記凹部又は凸部を加工する工具及び前記工具を移動させ、前記工具の位置を決定する位置決め手段を有する加工部と、前記加工部の位置決め手段を駆動制御する制御部と、前記主軸の回転軸と前記主軸上の原点位置にある前記母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係を記憶する記憶手段とを備え、前記位置決め手段には、前記主軸に対する母型の取り付け位置を調整する際に、前記母型を保持する保持部が取り付けられており、
前記母型を主軸上の原点位置に取り付ける原点出し工程と、
前記位置決め手段に取り付けられた保持部で前記母型を保持するとともに、主軸から母型を取り外し、前記記憶部に記憶された主軸の回転軸と、原点位置にある前記母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係に基づいて、前記制御部が、前記位置決め手段を駆動し、前記母型を移動させて、主軸の回転軸と、母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する位置とを合わせる母型位置合わせ工程と、
前記主軸に母型を取り付け、前記保持部による母型の保持を解除した後、母型の表面に凹部又は凸部を形成する加工工程とを有することを特徴とする成形型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造装置及び成形型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プロジェクタや、レーザプリンタ等の光学機器には、小レンズがマトリクス状に配置されたレンズアレイが用いられている。
このレンズアレイを製造する際には、レンズアレイの形状に応じた成形型を用いてレンズアレイの原料となる溶融光学材料をプレス加工している。
レンズアレイを製造するために使用する成形型の製造装置としては、回転軸を有する主軸と、この主軸に取り付けられ、回転軸に対し直交する２方向に移動し、成形型の母型を保持するスライドテーブルと、前記主軸に対して、接近・離間方向に移動可能な工具とを備えたものを使用する（例えば、特許文献１参照）。
成形型の母型にレンズアレイの小レンズに対応した凹部又は凸部を形成する際には、スライドテーブルに取り付けられたモータを駆動し、スライドテーブルをスライドさせて、母型を主軸上の所定の位置に移動させる。その後、主軸を回転駆動させながら、工具を駆動して母型表面に凹部又は凸部を形成する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７９６０１号公報（第２〜第４頁、図１）
【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、このような製造装置では、主軸にモータ付きのスライドテーブルを取り付けており、このスライドテーブルは比較的重いものであるため、主軸を回転させる際に、バランスが悪くなるという問題がある。そのため主軸に大きな負荷がかかることとなり、製造装置の耐久性能を向上させることが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、主軸にかかる負荷を低減することができる製造装置及びこの製造装置を用いた成形型の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の製造装置は、レンズアレイを成形するための成形型であり、成形面にレンズアレイのマトリクス状に配置された小レンズに対応した凹部又は凸部が形成された成形型を製造するための製造装置であって、前記成形型の母型が取り付けられ、回転軸を中心に回転駆動する主軸と、前記主軸に取り付けられた前記母型の表面に前記凹部又は凸部を加工する工具及び前記工具を移動させ、前記工具の位置を決定する位置決め手段を有する加工部と、前記加工部の位置決め手段を駆動制御する制御部と、前記主軸の回転軸と、前記主軸上の原点位置にある前記母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係を記憶する記憶手段とを備え、前記位置決め手段には、前記主軸に対する母型の取り付け位置を調整する際に、前記母型を保持する保持部が取り付けられており、母型表面に凹部又は凸部を形成する際には、前記主軸上の原点位置にある母型を前記保持部により保持し、前記記憶部に記憶された前記位置関係に基づいて、前記制御部により、前記位置決め手段を駆動して、主軸の回転軸と母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置とが一致するように、母型を保持した保持部の位置を調整し、主軸に対する母型の取り付け位置を決定することを特徴とする。
【０００７】
このような本発明の製造装置では、母型表面に凹部又は凸部を形成する際に、工具の位置決めを行なう位置決め手段を用いて、母型を移動させ、位置決めを行なっている。従って、本発明の製造装置では、従来のように、主軸上にスライドテーブルを固定した構造となっていないので、主軸を回転駆動させた際に、バランスが崩れ、主軸に大きな負荷がかかることがない。これにより、製造装置の耐久性能を向上させることが可能となる。
さらに、本発明の製造装置では、主軸に対する母型の取り付け位置を調整する際に、工具の位置決めを行なう位置決め手段を利用して保持部を駆動し、母型を移動させ、位置決めを行なっている。従って、工具を位置決めする位置決め手段と、母型の位置決めを行なう位置決め手段とを共通のものとしているので、工具の位置決め手段と母型の位置決め手段とを別々に設ける場合に比べ、部材点数の削減を図ることができる。
【０００８】
本発明では、前記主軸及び前記保持部を互いに接近させて、前記保持部及び主軸間での前記母型の引渡しを行い、前記保持部又は主軸には、前記保持部及び主軸間での母型の引渡しの際に、前記主軸又は保持部から加わる衝撃を吸収する衝撃吸収体が設けられていることが好ましい。
このような本発明によれば、保持部又は主軸に、衝撃吸収体が設けられているので、母型を保持部及び主軸間で引き渡す際に、主軸から保持部に加わる衝撃、或いは保持部から主軸に加わる衝撃を衝撃吸収体で吸収することができる。
母型を保持部及び主軸間で引き渡す際に、保持部又は主軸に対し、主軸からの衝撃或いは保持部からの衝撃が加わらないようにするためには、主軸及び保持部の位置を高度に制御しなければならないが、本発明では、保持部又は主軸に、衝撃吸収体が設けられており、母型の引渡しの際に加わる衝撃を吸収できるので、保持部及び主軸間での母型の引渡しの際に、主軸及び保持部の位置を高度に制御する必要がない。
【０００９】
本発明の成形型の製造方法は、レンズアレイを成形するための成形型であり、成形面にレンズアレイのマトリクス状に配置された小レンズに対応した凹部又は凸部が形成された成形型の製造方法であって、成形型の母型の表面に前記凹部又は凸部を形成するための製造装置を使用して行われ、前記製造装置は、母型が取り付けられ、回転軸を中心に回転駆動する主軸と、この主軸に取り付けられた母型の表面に前記凹部又は凸部を加工する工具及び前記工具を移動させ、前記工具の位置を決定する位置決め手段を有する加工部と、前記加工部の位置決め手段を駆動制御する制御部と、前記主軸の回転軸と前記主軸上の原点位置にある前記母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係を記憶する記憶手段とを備え、前記位置決め手段には、前記主軸に対する母型の取り付け位置を調整する際に、前記母型を保持する保持部が取り付けられており、前記母型を主軸上の原点位置に取り付ける原点出し工程と、前記位置決め手段に取り付けられた保持部で前記母型を保持するとともに、主軸から母型を取り外し、前記記憶部に記憶された主軸の回転軸と、原点位置にある前記母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係に基づいて、前記制御部が、前記位置決め手段を駆動し、前記母型を移動させて、主軸の回転軸と、母型の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する位置とを合わせる母型位置合わせ工程と、前記主軸に母型を取り付け、前記保持部による母型の保持を解除した後、母型の表面に凹部又は凸部を形成する加工工程とを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（１．レンズアレイの構成）
図１には、レンズアレイ１が示されている。具体的に、図１（Ａ）はレンズアレイ１を正面から見た図であり、図１（Ｂ）はレンズアレイ１を側方から見た図であり、図１（Ｃ）はレンズアレイ１を図１（Ｂ）とは異なる側方から見た図である。
このレンズアレイ１は、プロジェクタや、レーザプリンタ等の光学機器に搭載されるものであり、ベース部１１と、レンズ部１２とを備える。
ベース部１１は、矩形形状の板状体として形成され、一方の面にレンズ部１２が形成されている。また、ベース部１１の他方の面は、略平坦となっている。
レンズ部１２は、ベース部１１の一方の面の略中央部分に膨出するように形成され、光束を複数の部分光束に分割する複数の小レンズ１２１で構成されている。
これら複数の小レンズ１２１は、マトリクス状（行を横一並びの要素、列を縦一並びの要素とすると例えば、６行×４列）に配列形成されている。
なお、小レンズ１２１は、球面形状のものであってもよく、また、非球面形状のものであってもよい。
【００１１】
（２．型の構成）
このようなレンズアレイ１は、図２に示すように、レンズアレイ１の溶融光学材料である溶融ガラスの塊１０を型２でプレス成形することにより製造される。
型２は、一対の成形型、具体的には、固定型２１と、固定型２１に対して進退自在に構成される可動型２２とを備える。
固定型２１は、略矩形形状の板体であり、レンズアレイ１の略平坦な面を成形する成形面２１１を備える。
可動型２２は、略矩形状であるが、成形面２２１にレンズアレイ１の小レンズ１２１に対応した複数の凹部２２２がマトリクス状に配置されている。
【００１２】
（３．製造装置の構成）
以上のような型２の可動型２２は、図３〜図７に示すような、研削用の製造装置３を使用して製造される。図３は、製造装置３を示す側面図であり、図４は、製造装置３の主軸３１を示す斜視図である。さらに、図５は、製造装置３の加工部３２及び保持部３３を示す斜視図であり、図６は、製造装置３の保持部３３の断面図である。また、図７は、製造装置３の制御装置３４を示すブロック図である。
この製造装置３は、定盤３０と、この定盤３０上に設置される主軸３１と、可動型２２の母型２３の表面に凹部２２２を加工する加工部３２と、保持部３３と、制御装置３４（図７参照）とを備える。
ここで母型２３とは、可動型２２の成形面２２１に完全な形状の凹部２２２が形成されていない状態のものをいう。
【００１３】
（3-1.主軸）
製造装置３の主軸３１は、図３及び図４に示すように、加工部３２と対向配置されており、加工部３２側に向かって延びる円柱形状となっている。この主軸３１の基端側（加工部３２と反対側）には、支持部３５が設けられており、主軸３１は、支持部３５により支持されている。
主軸３１は、図示しないモータにより駆動され、Ｚ軸方向に沿って進退する構成となっている。さらに、この主軸３１は、図示しないモータにより、主軸３１の円形状の面の中心を通る中心軸を回転軸３１２として、回転する。なお、主軸３１の回転軸３１２は、Ｚ軸と平行である。
さらに、主軸３１の加工部３２側の面には、真空チャック３６が取り付けられている。この真空チャック３６及び治具４を介して母型２３が主軸３１に取り付けられる。
ここで、治具４は、円柱形状であり、一対の円形面のうち、一方の円形面が真空チャック３６の吸着面に吸着固定される。真空チャック３６は、治具４を真空吸着するものであり、図示しない真空ポンプに接続されている。
また、治具４の一対の円形面のうち、他方の円形面には、固定部材４１が取り付けられており、この固定部材４１により母型２３が取り付けられる。母型２３を治具４に固定すると、母型２３の外形中心と、治具４の中心軸とは一致する。
さらに、治具４の円柱面には、平坦な基準面４２が形成されている。基準面４２は複数、例えば、４つ形成されており、基準面４２のうち一対の基準面４２は、Ｘ軸に平行となり、他の一対の基準面４２はＹ軸と平行となる。
【００１４】
（3-2.加工部）
加工部３２は、図５に示すように、定盤３０上に設置されたものであり、工具３２１と、この工具３２１の位置を決定する位置決め手段３２２とを備える。
工具３２１は、ディスク型砥石３２１Ａと、このディスク型砥石３２１Ａが先端に取り付けられる砥石軸３２１Ｂと、軸受け部３２１Ｃと、前記砥石軸３２１Ｂを回転させる図示しないモータとを備える。
ディスク型砥石３２１Ａは、砥石軸３２１Ｂの回転に伴って回転可能となっている。
【００１５】
位置決め手段３２２は、定盤３０上に設置されたＸテーブル３２２Ｘと、Ｘテーブル３２２Ｘ上に設置されたＹテーブル３２２Ｙとを備える。
Ｘテーブル３２２Ｘは、定盤３０上に固定された基部３２２Ｘ１と、図示しないモータにより駆動されて、前記基部３２２Ｘ１上を摺動するテーブル本体３２２Ｘ２とを備える。
基部３２２Ｘ１は、直方体形状であり、Ｘ軸方向に沿って延びている。
テーブル本体３２２Ｘ２は、基部３２２Ｘ１側に向かって開口した断面略コ字形であり、前記基部３２２Ｘ１を覆うように設けられている。より詳細に説明すると、テーブル本体３２２Ｘ２は、基部３２２Ｘ１の上面に配置された上面部３２２Ｘ２１と、この上面部３２２Ｘ２１の両端部から下方に延びる一対の側面部３２２Ｘ２２とを備える。上面部３２２Ｘ２１と、一対の側面部３２２Ｘ２２とで構成される空間に基部３２２Ｘ１が嵌めこまれる。
【００１６】
Ｙテーブル３２２Ｙは、Ｘテーブル３２２Ｘのテーブル本体３２２Ｘ２の上面部３２２Ｘ２１上に固定された基部３２２Ｙ１と、図示しないモータにより駆動されて、前記基部３２２Ｙ１上を摺動するテーブル本体３２２Ｙ２とを備える。
基部３２２Ｙ１は、平面略コ字形であり、Ｙ軸方向に沿って延びる正面長方形形状の第一の壁部３２２Ｙ１１と、第一の壁部３２２Ｙ１１に直交して、第一の壁部３２２Ｙ１１の長辺に設けられた一対の第二の壁部３２２Ｙ１２とを備える。
テーブル本体３２２Ｙ２は、Ｙ軸方向に沿って延びた直方体形状であり、基部３２２Ｙ１の壁部３２２Ｙ１１と、一対の壁部３２２Ｙ１２との間の空間に嵌めこまれる。
テーブル本体３２２Ｙ２には、工具３２１及び後述する保持部３３が固定されている。すなわち、Ｘテーブルのテーブル本体３２２Ｘ２を駆動することで、Ｙテーブル３２２Ｙ及びＹテーブル３２２Ｙのテーブル本体３２２Ｙ２に固定された工具３２１及び保持部３３がＸ軸方向に移動することとなる。
また、Ｙテーブル３２２Ｙのテーブル本体３２２Ｙ２を駆動することで、テーブル本体３２２Ｙ２に固定された工具３２１及び保持部３３が、Ｙ軸方向に移動することとなる。
【００１７】
（3-3.保持部）
保持部３３は、図６に示すように、Ｙテーブル３２２Ｙのテーブル本体３２２Ｙ２に形成された凹部３２２Ｙ２１に固定されている。この保持部３３は、工具３２１に対し、Ｘ軸方向に隣接して配置されている。
保持部３３は、いわゆるエアチャックであり、筐体３３１と、筐体３３１内に収容されたエアチャック本体３３２とを備える。
筐体３３１は、貫通孔３３１Ａが形成されており、この貫通孔３３１Ａは、ピストン３３２Ａを摺動させるシリンダ孔３３１Ａ１と、このシリンダ孔３３１Ａ１に連通し、シリンダ孔よりも径の小さいロッド孔３３１Ａ２と、このロッド孔３３１Ａ２に連通した収容孔３３１Ａ３とを備える。
また、筐体３３１の後述するピストン３３２Ａのヘッド３３２Ａ１の図面左側には、前記シリンダ孔３３１Ａ１に連通する圧縮空気供給・排出用の孔（図示略）が形成されている。この孔には、チャック開閉用電磁弁を介して圧縮空気が供給・排出される。チャック開閉用電磁弁には、圧縮空気供給用の配管と、圧縮空気排出用の配管が接続されている。
エアチャック本体３３２は、シリンダ孔３３１Ａ１内を摺動するピストン３３２Ａと、このピストン３３２Ａを付勢するばね３３２Ｂと、前記ピストン３３２Ａのロッド３３２Ａ２の先端に設けられた一対のアーム３３２Ｃと、一対のアーム３３２Ｃにより駆動する挟持部材３３２Ｄとを備える。
【００１８】
ピストン３３２Ａは、シリンダ孔３３１Ａ１内の空気により駆動されるものである。このピストン３３２Ａは、ヘッド３３２Ａ１と、このヘッド３３２Ａ１に接続されたロッド３３２Ａ２とを有する。ヘッド３３２Ａ１は、シリンダ孔３３１Ａ１内を摺動する。
ヘッド３３２Ａ１には、ばね３３２Ｂが固定されており、このばね３３２Ｂによりピストン３３２Ａは、図６左方向に付勢されている。
ロッド３３２Ａ２は、ロッド孔３３１Ａ２内を摺動するものであり、ロッド３３２Ａ２の一方の端部は、ヘッド３３２Ａ１に固定されている。また、ロッド３３２Ａ２の他方の端部には、図示しないが後述する一対のアーム３３２Ｃがピンを介して回動可能に固定されている。
【００１９】
一対のアーム３３２Ｃは、筐体３３１にも軸支されており、軸３３２Ｃ２を中心に回動可能となっている。
さらに、一対のアーム３３２Ｃには、切欠き部３３２Ｃ１が形成されており、この切欠き部３３２Ｃ１に一対の挟持部材３３２Ｄに形成された突起が係合している。
なお、保持部３３には、一対の挟持部材３３２Ｄ間に対象物（本実施形態では、母型２３）が配置されたことを検出するセンサが設けられている。
【００２０】
以上のような構成の保持部３３では、筐体３３１の圧縮空気供給・排出用の孔から圧縮空気を供給すると、ピストン３３２Ａを駆動して、ばね３３２Ｂが圧縮し、一対のアーム３３２Ｃが回動する。この一対のアーム３３２Ｃに係合した一対の挟持部材３３２Ｄが互いに接近する。これにより、挟持部材３３２Ｄにより母型２３が挟持されることとなる。
また、筐体３３１の圧縮空気供給・排出用の孔から圧縮空気を排出すると、ピストン３３２Ａがばね３３２Ｂの付勢力により駆動し、これに伴って一対のアーム３３２Ｃが回動する。そして、この一対のアーム３３２Ｃに係合した一対の挟持部材３３２Ｄが互いに離間する。これにより、挟持部材３３２Ｄによる母型２３の挟持を解除することができる。
【００２１】
以上のような保持部３３の筐体３３１の基端側（主軸３１と反対側）には、衝撃吸収体３８が取り付けられている。保持部３３は、衝撃吸収体３８を介して、凹部３２２Ｙ２１に固定されているのである。この衝撃吸収体３８は、本実施形態では、ばねである。従って、本実施形態の保持部３３は、凹部３２２Ｙ２１内をＺ軸方向に移動可能となっている。
なお、本実施形態では、衝撃吸収体３８をばねとしたが、これに限らず、たとえば、エアシリンダ、油圧シリンダ等としてもよい。さらには、衝撃吸収体３８をゴム等の弾性体で構成してもよい。すなわち、衝撃吸収体は、主軸３１が保持部３３に当接した際に、保持部３３を主軸３１の接近方向と反対方向に後退させ、主軸３１からの衝撃を吸収できるようなものであれば任意である。
【００２２】
（3-4.制御装置）
制御装置３４は、位置決め手段３２２、主軸３１、砥石軸３２１Ｂの駆動を制御するためのものである。
この制御装置３４は、図７に示すように、制御部３４１と、記憶部３４２と、入出力部３４３と、操作スイッチを備えた入力装置３４４を有する。
制御部３４１は、位置決め手段３２２を駆動するためのモータのドライバＤ１に対し制御信号を送る位置決め手段制御部３４１Ａと、主軸３１を駆動するためのモータのドライバＤ２に対して制御信号を送る主軸制御部３４１Ｂと、砥石軸３２１Ｂを駆動するためのモータのドライバＤ３に対し制御信号を送る砥石軸制御部３４１Ｄと、保持部３３への圧縮空気の供給・排出を制御する電磁弁制御部３４１Ｅと、真空チャック３６を駆動する真空ポンプの制御する真空ポンプ制御部３４１Ｆと、ＮＣ加工プログラム生成部３４１Ｇとを備える。
【００２３】
位置決め手段制御部３４１Ａは、記憶部３４２に記憶されたデータに基づいて、位置決め手段３２２を駆動するためのモータのドライバＤ１に対し制御信号を送り、前記モータを制御するものである。
そして、位置決め手段制御部３４１Ａでは、前記モータに設けられたエンコーダからのパルス信号を受け取り、パルス信号のパルス数を逐次加減算する。パルス数に基づいてＸテーブル３２２Ｘ、Ｙテーブル３２２Ｙの移動量を算出するととともに、この移動量と予め記憶部３４２に記憶された各Ｘテーブル３２２Ｘ、Ｙテーブル３２２Ｙの設計上の移動量とを比較する。そして、この移動量の偏差を求め、この偏差が所定値以上であるかどうか判定する。前記偏差が所定値以上である場合に、モータを駆動させるための信号を生成する。また、偏差が所定値未満である場合には、モータを停止させるための信号を生成する。
主軸制御部３４１Ｂは、主軸３１の回転制御及び主軸３１のＺ軸方向の進退の制御を行なうものであり、主軸３１のモータのドライバＤ２に対して制御信号を送信する。
さらに、砥石軸制御部３４１Ｄは、砥石軸３２１Ｂの回転制御を行うものであり、砥石軸３２１ＢのモータのドライバＤ３に対し制御信号を送る。
電磁弁制御部３４１Ｅは、保持部３３の筐体３３１内への圧縮空気の供給・排出を制御するためのものであり、電磁弁制御回路Ｄ４に対し、所定の信号を送信し、チャック開閉用電磁弁の切替制御を行なう。
真空ポンプ制御部３４１Ｆは、真空チャック３６に接続された真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦの制御を行なうものであり、駆動回路Ｄ５に所定の制御信号を送信する。
ＮＣ加工プログラム生成部３４１Ｇは、後述する記憶部３４２に記憶された凹部２２２の形状データに基づいてＮＣ加工データを生成するものである。
【００２４】
記憶部３４２は、主軸３１上の原点位置に母型２３を設置した際（主軸３１の回転軸３１２と、母型２３の外形中心位置Ｐ１とを一致させて設置させた際）の、主軸３１の回転軸３１２と、原点位置にある前記母型２３の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置との位置関係を記憶している。
換言すると、記憶部３４２は、主軸３１上の原点位置に母型２３を設置した際の回転軸３１２と、母型２３の各凹部２２２を形成するための加工中心となる位置との位置関係を記憶している。
また、記憶部３４２には、位置決め手段３２２のモータに設けられたエンコーダからのパルス信号のパルス数が逐次記憶される。
さらに、記憶部３４２には、後述する原点出し工程におけるＸテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙの基準位置（Ｘテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙが摺動していない位置）からの移動量、すなわち、保持部３３で保持した治具４の中心軸と、主軸３１の回転軸３１２とを略一致させるための移動量が記憶されている。
また、記憶部３４２には、母型２３を加工する際の工具３２１の加工開始位置（Ｘテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙの基準位置（Ｘテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙが摺動していない位置）からの移動量）も記憶されている。
さらに、記憶部３４２には、凹部２２２の形状データが記憶されている。
【００２５】
（４．製造方法）
以上のような製造装置３を使用した型２の可動型２２の製造方法について図８〜図１３を参照して説明する。図８，９は、前記製造方法を示すフローチャートである。また、図１０〜図１２は、前記製造方法を示す模式図である。さらに、図１３は、後述する原点出し工程において、母型２３の外形中心位置Ｐ１と、主軸３１の回転軸３１２とを一致させた状態を示す図であり、図１４は、主軸３１の回転軸３１２と、一つ目の凹部２２２の加工中心となる位置Ｐ２とを一致させた状態を示す図である。
【００２６】
（4-1.原点出し工程）
まず、製造装置３の真空チャック３６に母型２３が固定された治具４を取り付け、原点出しを行なう（処理Ｓ１）。
ここでの原点出しとは、母型２３を主軸３１上の原点位置に設置することをいう。
主軸３１上の原点位置とは、本実施形態では、母型２３の外形中心位置Ｐ１が、主軸３１の回転軸３１２と一致する位置のことである。
まず、母型２３が取り付けられた治具４を製造装置３の保持部３３に保持させる。
作業者が製造装置３の入力装置３４４の操作スイッチを押し、治具４を保持部３３の一対の挟持部材３３２Ｄ間に配置すると、保持部３３のセンサがこれを検出し、このセンサでの検出信号が電磁弁制御部３４１Ｅに送られる。電磁弁制御部３４１Ｅでは、前記検出信号をうけて、制御信号を生成し、電磁弁制御回路Ｄ４に送信する。これにより、保持部３３の一対の挟持部材３３２Ｄが駆動して、母型２３が固定された治具４が一対の挟持部材３３２Ｄで挟持されることとなる。
なお、一対の挟持部材３３２Ｄは、治具４に形成された一対の基準面４２に当接し、治具４を挟持する。
次に、位置決め手段制御部３４１Ａが、記憶部３４２に予め記憶されているＸテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙの基準位置からの移動量（保持部３３で保持した治具４の中心軸と、主軸３１の回転軸３１２とを略一致させるための移動量）を読み出し、所定の制御信号を生成する。そして、この制御信号に基づいて、位置決め手段３２２を駆動する。
位置決め手段制御部３４１Ａでは、位置決め手段３２２を駆動するためのモータに設けられたエンコーダからのパルス信号を受け取り、パルス信号のパルス数を逐次加減算する。パルス数に基づいてテーブル３２２Ｘ，３２２Ｙの移動量を算出するととともに、この移動量と、予め記憶部３４２に記憶された各テーブル３２２Ｘ，３２２Ｙの移動量とを比較する。そして、この移動量の偏差を求め、この偏差が所定値以上であるかどうか判定する。
偏差が所定値未満となった場合には、位置決め手段制御部３４１Ａでモータを停止させるための信号を生成し、モータの駆動を停止する。
これにより、母型２３が固定された治具４が所定の位置に設置される。
位置決め手段制御部３４１Ａによりモータを停止させるための制御信号が生成されると、位置決め手段３２２の駆動が停止される。モータを停止させるための制御信号が生成されたことを主軸制御部３４１Ｂが検出すると、主軸制御部３４１Ｂにより、主軸駆動用のモータを駆動するための制御信号が生成される。この制御信号により、主軸３１が位置決め手段３２２に向かって所定距離前進することとなる。
【００２７】
主軸３１が所定距離前進すると、主軸制御部３４１Ｂにより主軸駆動用のモータを停止するための制御信号が生成され、主軸３１の駆動が停止する。このとき、図１０（Ａ）に示すように、主軸３１に取り付けられた真空チャック３６の吸着面は、治具４に当接する。
保持部３３には、ばねである衝撃吸収体３８が取り付けられているので、真空チャック３６の吸着面が、保持部３３の治具４に当接した際に、ばねが圧縮方向に縮まり、主軸３１から治具４及び保持部３３に加わる衝撃を吸収することとなる。
【００２８】
真空ポンプ制御部３４１Ｆにより主軸駆動用のモータを停止するための制御信号が生成されことが検出されると、真空ポンプ制御部３４１Ｆでは、真空ポンプを駆動するための信号を生成する。これにより、真空チャック３６により、治具４が吸着されることとなる。
真空ポンプ制御部３４１Ｆで真空ポンプ駆動用の制御信号が生成されたことを、電磁弁制御部３４１Ｅが検出すると、電磁弁制御部３４１Ｅにより、所定の制御信号が生成され、チャック開閉用電磁弁が駆動する。これにより、一対の挟持部材３３２Ｄの挟持が解除される。
その後、主軸制御部３４１Ｂでは、主軸３１を所定距離後退させる信号を生成し、図１０（Ｂ）に示すように、矢印方向に主軸３１を駆動する（処理Ｓ1-1）。
【００２９】
次に、主軸３１の回転軸３１２と、母型２３の外形中心位置Ｐ１とが一致しているかどうかの確認を行なう（処理Ｓ1-2）。
作業者が、治具４の円形面にダイアルゲージ等の測定機器を当接させる。その後、製造装置３の操作スイッチを押し、主軸３１を回転駆動させる。円柱形状の治具４の中心軸と、母型２３の外形中心位置Ｐ１とは一致しているので、主軸３１の回転軸３１２と、母型２３の表面の外形中心位置Ｐ１とがずれている場合、すなわち、円柱形状の治具４の中心軸と、母型２３の外形中心位置Ｐ１とがずれている場合には、治具４の円形面に当接したダイアルゲージ等の測定機器が示す値が大きく変動することとなる。
測定機器の示す値が所定値以上である場合には、作業者が操作スイッチを操作して、保持部３３に治具４を保持させ、位置決め手段３２２を駆動し、治具４のＸ軸、Ｙ軸上における位置を微調整し（処理Ｓ1-3）、その後、再度、治具４を真空チャック３６に取り付ける。そして、再度、主軸３１の回転軸３１２と母型２３の外形中心位置Ｐ１とのずれを検出する。測定機器が示す値が所定値以下となるまで、治具４のＸ軸、Ｙ軸上における位置の微調整、主軸３１の回転軸と母型２３の外形中心位置Ｐ１とのずれの確認を繰り返す。
なお、このような微調整を行なって、母型２３の外形中心位置Ｐ１と、主軸３１の回転軸とが一致した場合、原点出し工程における位置決め手段３２２の基準位置（Ｘテーブル３２２Ｘ、Ｙテーブル３２２Ｙが駆動していない状態）からの移動量を記憶部３４２に記憶させることが好ましい。
以上の操作により、図１３に示すように、主軸３１の回転軸３１２と、母型２３の外形中心位置Ｐ１とが一致することとなる。
【００３０】
次に、治具４の傾きを調べる（処理Ｓ1-4）。
具体的には、治具４の複数の基準面４２のうち、図４上方に位置する基準面４２にダイアルゲージ等を接触させ、この状態でダイアルゲージ等をＸ軸方向に動かす。そして、ダイアルゲージ等を動かした距離と、目盛りの変動とをみて治具４の傾きを算出する。算出した傾きが所定値以上である場合には、作業者が操作スイッチを押して、主軸３１を回転させて治具４の傾きを修正する（処理Ｓ1-5）。
【００３１】
（4-2. 母型位置合わせ工程）
以上のような原点出し工程が終了したら、主軸３１の回転軸３１２と、一つ目の凹部２２２の加工中心となる位置Ｐ２、すなわち、母型２３の表面のレンズアレイ１の小レンズ１２１の光学中心に対応する設計上の位置Ｐ２とを一致させる（処理Ｓ２、母型位置合わせ工程）。
まず、作業者は再度操作スイッチを操作する。このスイッチの操作を主軸制御部３４１Ｂが検出し、所定の制御信号を生成して主軸３１駆動用のモータに送信する。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、主軸３１が所定距離、矢印方向に駆動する。主軸３１が所定距離駆動すると、主軸制御部３４１Ｂにより主軸駆動用のモータを停止するための制御信号が生成され、主軸３１の駆動が停止する。
このとき、主軸３１の先端に取り付けられた真空チャック３６で吸着された治具４及びこの治具４に固定された母型２３は、保持部３３の一対の挟持部材３３２Ｄ間に挿入される。
保持部３３の一対の挟持部材３３２Ｄ間に治具４が挿入されたことを保持部３３のセンサが検出し、この検出信号が電磁弁制御部３４１Ｅに送られる。すると、電磁弁制御部３４１Ｅにより、所定の制御信号が生成され、チャック開閉用電磁弁が駆動する。これにより、保持部３３の一対の挟持部材３３２Ｄが駆動し、図１１（Ｄ）に示すように、治具４が一対の挟持部材３３２Ｄに挟持されることとなる。
真空ポンプ制御部３４１Ｆでは、電磁弁制御部３４１Ｅにより生成されたチャック開閉用電磁弁の駆動を制御する信号を検出し、真空ポンプの駆動を停止する。これにより、治具４の真空チャック３６の吸着を解除することができる。
その後、主軸制御部３４１Ｂでは、主軸３１を所定距離駆動させる信号を生成し、図１１（Ｅ）に示すように、矢印方向に主軸３１を駆動する。
【００３２】
次に、位置決め手段制御部３４１Ａは、主軸制御部３４１Ｂにより主軸３１を駆動させる駆動信号が生成されたことを検出し、記憶部３４２から、主軸３１の回転軸３１２と原点位置にある前記母型２３の表面のレンズアレイの小レンズの光学的中心に対応する設計上の位置（一つ目の凹部２２２の加工中心となる位置Ｐ２）との位置関係を読み出す。
そして、位置決め手段制御部３４１Ａでは、この位置関係に基づいて所定の制御信号を生成し、この制御信号を位置決め手段駆動用のモータに送信し、位置決め手段３２２を駆動する（図１２（Ｆ）参照）。例えば、図１２（Ｆ）に示すように、矢印方向に保持部３３が移動するように位置決め手段３２２を駆動する。位置決め手段制御部３４１Ａでは、モータに設けられたエンコーダからのパルス信号を受け取り、パルス信号のパルス数を逐次加減算する。パルス数に基づいてテーブル３２２Ｘ，３２２Ｙの移動量を算出するととともに、この移動量と、予め記憶部３４２に記憶された位置関係に基づく各テーブル３２２Ｘ，３２２Ｙの移動量とを比較する。そして、この移動量の偏差を求め、この偏差が所定値以上であるかどうか判定する。
偏差が所定値未満となった場合には、位置決め手段制御部３４１Ａでモータを停止させるための信号を生成し、モータの駆動を停止する。
主軸制御部３４１Ｂは、前記位置決め手段制御部３４１Ａにてモータの駆動を停止する制御信号が生成されたことを検出し、主軸３１を所定距離前進させる信号を生成する。
これにより、主軸３１が所定距離前進し、図１２（Ｇ）に示すように、主軸３１に取り付けられた真空チャック３６が保持部３３及び治具４に当接することとなる。
【００３３】
その後、主軸制御部３４１Ｂにより、主軸３１のモータの駆動を停止する信号が生成される。真空ポンプ制御部３４１Ｆでは、主軸制御部３４１Ｂによる主軸３１のモータの駆動を停止する信号を検出し、真空ポンプの駆動を開始する。これにより、治具４を真空チャックで吸着することができる。
次に、電磁弁制御部３４１Ｅでは、真空ポンプ制御部３４１Ｆによる真空ポンプの駆動信号を検出し、チャック開閉用電磁弁の切替制御を行なう。これにより、保持部３３の一対の挟持部材３３２Ｄが駆動し、治具４の挟持が解除される。
その後、図１２（Ｈ）に示すように、主軸制御部３４１Ｂにて、凹部２２２の加工開始位置まで、主軸３１を後退させる。
以上の操作により、図１４に示すように、主軸３１の回転軸３１２と、一つ目の凹部２２２の加工中心となる位置Ｐ２とが一致することとなる。
【００３４】
（4-3.粗加工工程）
このような調整工程が終了したら、凹部２２２の加工を行う。ここでは、粗研削を行う（処理Ｓ３、粗研削工程（加工工程））。
位置決め手段制御部３４１Ａでは、主軸制御部３４１Ｂで主軸３１を後退させるための信号を生成したことを検出し、記憶部３４２から、母型２３を加工する際の工具３２１の加工開始位置、すなわち、Ｘテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙの基準位置（Ｘテーブル３２２Ｘ及びＹテーブル３２２Ｙが摺動していない位置）からの移動量を読み出す。これにより、主軸３１の回転軸３１２に対して工具３２１が所定位置に設置されることとなる。
次に、記憶部３４２に記憶された凹部２２２の形状データをＮＣ加工プログラム生成部３４１Ｇにて読み出し、ＮＣ加工データを生成する。そして、ＮＣ加工プログラム生成部３４１Ｇから前記ＮＣ加工データを主軸制御部３４１Ｂ、砥石軸制御部３４１Ｄ、位置決め手段制御部３４１Ａに送信する。主軸制御部３４１Ｂにて主軸３１を回転駆動するとともに、主軸３１をＺ軸方向に沿って進退させる。さらには、砥石軸制御部３４１Ｄでディスク型砥石３２１Ａを回転させながら、母型２３の表面に当接させ、位置決め手段制御部３４１Ａでディスク型砥石３２１ＡをＹ軸方向、Ｘ軸方向に移動させる。このようにして、母型２３に凹部２２２が形成される。
なお、研削を行う際には、ディスク型砥石３２１Ａと母型２３の表面との間には図示しない研削液が供給される。
【００３５】
次に、同様の方法で、二つ目の凹部２２２の加工を行う。
このような作業を２４番目の凹部２２２が形成されるまで、繰り返す（処理Ｓ４）。
【００３６】
（4-4．母型位置合わせ工程及び仕上げ加工工程）
次に、凹部２２２の仕上げ研削を行う。ここでも、粗研削を行った際の母型位置合わせ工程（処理Ｓ２）と同様の母型位置合わせ工程（処理Ｓ５）を行い、仕上げ研削する（加工工程、処理Ｓ６）。このような作業を２４番目の凹部２２２が仕上げ研削されるまで行う（処理Ｓ７）。
【００３７】
（4-5.検査工程）
その後、このようにして仕上げ研削された凹部２２２の形状及び表面粗さを測定する（処理Ｓ８）。形状精度は、３次元測定機器により測定し、表面精度は表面粗さ測定機器により測定する。
ここで、測定結果と、可動型２２の設計寸法とを比較して、その差が所定値以下であるかどうかを判断する（処理Ｓ９）。
測定結果と、設計寸法との差が、所定値を超える場合には、再度、仕上げ研削を行う。具体的には、母型位置合わせ工程（処理Ｓ５）と仕上げ研削工程（処理Ｓ６）とを行う。これを測定値と設計寸法との差が所定値以下となるまで繰り返す。
測定結果と、設計寸法との差が所定値以下である場合には、凹部２２２により形成されるレンズアレイ１の小レンズ１２１の光学中心（光軸）のずれが所定値以下であるか否か、すなわち、凹部２２２の加工中心のずれが所定値以下であるか否かを、凹部２２２を３次元測定機器で測定することにより、確認する（処理Ｓ１０）。
そして凹部２２２の加工中心のずれが所定値以下であることが確認されたら（光軸位置の精度が良好であることが確認されたら）、可動型２２の凹部２２２が形成された面（成形面）の表面処理を行う（処理Ｓ１１）。
凹部２２２の加工中心のずれが所定値を超える場合には、再度、仕上げ研削を行い、処理Ｓ５〜処理Ｓ１０を繰り返す。これを光学中心のずれが所定値以下となるまで繰り返す。
【００３８】
最後に、このようにして製造された可動型２２の最終検査を行う。
可動型２２と、固定型２１とにより、型２を組み立てる（処理Ｓ１２）（図２参照）。そして、可動型２２と、固定型２１との間にレンズアレイ１の原料となる溶融ガラス１０を注入して、プレス成形する（処理Ｓ１３）。
次に、このようにして製造されたレンズアレイ１の小レンズ１２１の光学中心の位置精度を確認する。小レンズ１２１の光学中心のずれが所定の値以下であること、例えば、０．０１ｍｍ以下、好ましくは５μｍ以下であることが確認されたら（処理Ｓ１４）、可動型２２の製造が完了する。
【００３９】
（５．実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（5-1）製造装置３では、母型２３表面に凹部２２２を形成する際に、工具３２１の位置決めを行なう位置決め手段３２２を用いて、母型２３を移動させ、位置決めを行なっている。従って、本実施形態の製造装置３では、従来のように、主軸３１上にスライドテーブルを固定した構造となっていないので、主軸３１を回転駆動させた際に、バランスが崩れ、主軸に大きな負荷がかかることがない。これにより、製造装置３の耐久性能を向上させることが可能となる。
【００４０】
（5-2）本実施形態の製造装置３では、主軸３１に対する母型２３の取り付け位置を調整する際に、工具３２１の位置決めを行なう位置決め手段３２２を利用して保持部３３を駆動し、母型２３を移動させている。従って、工具３２１を位置決めする位置決め手段と、母型を保持する保持部３３の位置決めを行なう位置決め手段とを共通のものとしているので、工具３２１及び保持部３３の位置決め手段を別々に設ける場合に比べ、部材点数の削減を図ることができる。
また、一般に、工具３２１の位置決めを行なう位置決め手段３２２は、高精度に位置決めできる性能となっているため、工具３２１の位置決めを行なう位置決め手段３２２により、母型２３の位置決めを行なうことで母型２３の主軸３１に対する取り付け位置を精度良く決定することができる。
【００４１】
（5-3）さらに、本実施形態では、保持部３３に、衝撃吸収体３８が設けられているので、母型２３を保持部３３及び主軸３１間で引き渡す際に、主軸３１から保持部３３に加わる衝撃、すなわち、主軸３１に固定された真空チャック３６と保持部３３とが当接する際の衝撃吸収体３８で吸収することができる。このように、衝撃吸収体３８を設けることで、主軸３１に固定された真空チャック３６を保持部３３に押し当てるように当接させて、母型２３の引渡しを確実に行なうことができる。
（5-4）また、母型２３を保持部３３及び主軸３１間で引き渡す際に、保持部３３に対し、主軸３１からの衝撃が加わらないようにするためには、主軸３１の位置を高度に制御しなければならないが、本実施形態では、保持部３３に、衝撃吸収体３８が設けられており、保持部３３に主軸３１からの衝撃が加わっても、この衝撃を吸収できるので、保持部３３及び主軸３１間での母型２３の引渡しの際に、主軸３１の位置を高度に制御する必要がない。
【００４２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、製造装置３の保持部３３を、圧縮空気を利用して一対の挟持部材３３２Ｄを駆動するエアチャックとしたが、これに限らず、他の流体、例えば、油等を利用して、一対の挟持部材３３２Ｄを駆動してもよい。さらに、前記実施形態では、保持部３３のピストン３３２Ａは、ばね３３２Ｂにより付勢されていたが、これに限らず、図６のピストン３３２Ａのヘッド３３２Ａ１よりも右側の空間にも圧縮流体を供給して、一対の挟持部材３３２Ｄを駆動する構造としてもよい。
さらには、保持部３３は、エアチャックに限らず、例えば、真空チャック等であってもよい。
また、前記実施形態では、保持部３３に、衝撃吸収体３８を取り付け、主軸３１及び保持部３３間で母型２３を引き渡す際に、主軸３１から保持部３３に加わる衝撃（主軸３１に固定された真空チャック３６と、保持部３３とが当接する際の衝撃）を吸収していたが、衝撃吸収体３８はなくてもよい。
さらに、前記実施形態では、保持部３３及び主軸３１間で母型２３を引き渡す際には、主軸３１を保持部３３に接近させていたが、これに限らず、例えば、保持部３３を主軸３１に接近させてもよい。この場合には、保持部３３から加わる衝撃を吸収するための衝撃吸収体を主軸３１に設けてもよい。衝撃吸収体は、保持部３３が主軸３１に当接した際に、保持部３３の接近方向と反対方向に主軸３１を後退させ、保持部３３からの衝撃を吸収できるようなものであれば任意である。
さらに、前記実施形態では、表面に複数の凹部２２２が形成された可動型２２を製造したが、これに限らず、表面に複数の凸部が形成された可動型を製造してもよい。さらには、固定型の表面に凹部又は凸部を形成してもよい。
また、前記実施形態では、レンズアレイ１は、小レンズ１２１が６行×４列に配置されていたが、これに限られず、配列は任意である。例えば、６行×１列、４行×６列等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、レンズアレイを製造するための製造装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態にかかるレンズアレイを示す図。
【図２】前記レンズアレイの成形型を示す断面図。
【図３】成形型を製造するための製造装置及び治具を示す側面図。
【図４】前記製造装置の要部を示す斜視図。
【図５】前記製造装置の要部を示す斜視図。
【図６】前記製造装置の保持部の断面図。
【図７】前記製造装置の制御装置を示すブロック図。
【図８】前記実施形態の可動型の製造方法を示すフローチャート。
【図９】前記実施形態の可動型の製造方法を示すフローチャート。
【図１０】前記製造方法を示す模式図。
【図１１】前記製造方法を示す模式図。
【図１２】前記製造方法を示す模式図。
【図１３】母型の外形中心位置と、主軸の回転軸とを一致させた状態を示す図。
【図１４】主軸の回転軸と、凹部の加工中心となる位置とを一致させた状態を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１…レンズアレイ、３…製造装置、２２…可動型（成形型）、２３…母型、３１…主軸、３２…加工部、３３…保持部、３４…制御装置、３８…衝撃吸収体、１２１…小レンズ、２２２…凹部、３１２…回転軸、３２１…工具、３２２…位置決め手段、３４１…制御部、３４２…記憶部
【図１】
2006231435.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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