(57)【要約】【課題】吸着ヘッド並びに光学素子の製造装置及び製造方法において、光学素子の吸着による型及びスリーブからの取出しに伴うスリーブの浮き上がりを防止する。【解決手段】単体又は枠１７と一体の光学素子１６をスリーブ１３により位置決めして成形する光学素子の製造装置１０に搭載され、成形後の光学素子１６を吸着する吸着部４を備える吸着ヘッド１において、成形後の光学素子１６の吸着時にスリーブ１３を押圧する押圧部材（２）を備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単体又は枠と一体の光学素子をスリーブにより位置決めして成形する光学素子の製造装置に搭載され、成形後の光学素子を吸着する吸着部を備える吸着ヘッドにおいて、
前記成形後の光学素子の吸着時に前記スリーブを押圧する押圧部材を備えることを特徴とする吸着ヘッド。
【請求項２】
前記押圧部材を支持する弾性体を更に備えることを特徴とする請求項１記載の吸着ヘッド。
【請求項３】
前記押圧部材を押圧する圧縮空気供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の吸着ヘッド。
【請求項４】
前記押圧部材は、前記吸着部の中心部を中心とする略円筒形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載の吸着ヘッド。
【請求項５】
単体又は枠と一体の光学素子をスリーブにより位置決めして成形する光学素子の製造装置において、
請求項１から請求項４のいずれか１項記載の吸着ヘッドを備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項６】
単体又は枠と一体の光学素子をスリーブにより位置決めして成形する光学素子の製造方法において、
単体又は枠と一体の光学素材を成形し、
該成形した光学素子を、前記スリーブを押圧した状態で吸着することを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素子を単体で又は枠と一体で製造する際に用いる吸着ヘッド並びに光学素子の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学素子の加工方法は、研磨加工から、成形型を用いてプレス成形するプレス加工へと置き換わりつつある。上記のプレス加工では、上下一対の型間に光学素材（プリフォーム）を投入し、この光学素材をスリーブにより位置決め保持した状態で加熱・加圧・冷却等の工程を行い、光学素子を成形するのが一般的である。
【０００３】
成形された光学素子の成形型からの回収手段としては、上型を退避させ、吸着ヘッドにより光学素子を吸着して、下型及びスリーブから光学素子を取出す手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図７は、従来の吸着ヘッドによる光学素子の吸着を説明するための説明図である。
同図において、吸着ヘッド６１は、一体成形された光学素子６２及び例えば金属材料からなる枠６３を吸着している。光学素子６２及び枠６３は、下型６４、スリーブ６５及び不図示の上型により成形された後の状態であり、同図においては既に上型は退避している。なお、スリーブ６５は、共に円筒形状の内側スリーブ６５ａ及び外側スリーブ６５ｂから一体に構成されてなり、枠６３（光学素子６２）を位置決め保持している。
【０００５】
吸着ヘッド６１のうち光学素子６２に当接する吸着部６１ａは、中央に吸引路６１ｂが形成された円筒形状となっており、光学素子６２の周縁に当接している。吸着ヘッド６１は、吸着部６１ａが光学素子６２に当接した位置、即ち吸着位置に到達した時点で吸引路６１ｂから吸引を開始し、真空に達したとき、光学素子６２及び枠６３を下型６４及び内側スリーブ６５ａから取出して所定の位置に搬送する。
【特許文献１】特開平５−４８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記吸着ヘッドが単体又は枠と一体の光学素子を吸着して下型及びスリーブから取出す際に、光学素子又は枠とその外周に位置するスリーブとの摩擦抵抗が吸着力を上回ると、スリーブが下型から浮き上がってしまう場合がある。
【０００７】
このようにスリーブが浮き上がると、下型に対してスリーブが傾いてしまうので、新たな成形のための光学素材及び枠が所定の位置に供給されなくなり、その後の成形で不良品を生産してしまい、歩留まりの低下を招いてしまう。
【０００８】
また、スリーブが浮き上がった状態で上型又は下型と接触して破損してしまうと、新たなスリーブ又は型の費用分の製品原価の上昇に加え、装置停止に伴う装置稼働率の低下を招いてしまう。
【０００９】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、光学素子の吸着による型及びスリーブからの取出しに伴うスリーブの浮き上がりを防止する吸着ヘッド並びに光学素子の製造装置及び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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の吸着ヘッドは、単体又は枠と一体の光学素子をスリーブにより位置決めして成形する光学素子の製造装置に搭載され、成形後の光学素子を吸着する吸着部を備える吸着ヘッドにおいて、上記成形後の光学素子の吸着時に上記スリーブを押圧する押圧部材を備える構成とする。
【００１１】
また、上記押圧部材を支持する弾性体を更に備える構成とするとよい。
また、上記押圧部材を押圧する圧縮空気供給手段を更に備える構成としてもよい。
さらに、上記押圧部材は、上記吸着部の中心部を中心とする略円筒形状である構成とするとよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造装置は、単体又は枠と一体の光学素子をスリーブにより位置決めして成形する光学素子の製造装置において、上記いずれかの構成の吸着ヘッドを備える構成とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の光学素子の製造方法は、単体又は枠と一体の光学素子をスリーブにより位置決めして成形する光学素子の製造方法において、単体又は枠と一体の光学素材を成形し、この成形した光学素子を、上記スリーブを押圧した状態で吸着するようにする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、単体又は枠と一体の光学素子を成形後に吸着により取出す際にスリーブを押圧することにより、光学素子の吸着に伴うスリーブの浮き上がりを防止することができる。これにより、歩留まりの低下、製品原価の上昇、装置稼働率の低下等を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る吸着ヘッド並びに光学素子の製造装置及び製造方法について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置を示す要部断面図である。
【００１６】
同図において、製造装置１０は、吸着ヘッド１、下型１１、上型１２、スリーブ１３、下軸１４、上軸１５等を備え、光学素子１６及び枠１７を一体に製造している。
吸着ヘッド１は、本実施形態では２つの押圧手段２、これら押圧手段２が圧入或いは接着された吸着キャップ３、吸着部４、吸着ベース５等を備えている。吸着キャップ３、吸着部４及び吸着ベース５には、それぞれ吸引路３ａ，４ａ，５ａが形成されており、これら吸引路３ａ，４ａ，５ａは互いに連通している。
【００１７】
吸着キャップ３の下方側の先端には円筒形状の吸着部４が設けられている。この吸着部４は、吸着時に光学素子１６に当接するため、光学素子１６の形状に対応した吸着面を有している。また、吸着キャップ３の上方側には、雌ねじ部３ｂが形成された穴が穿設され、この穴に対応する吸着ベース５の段付き部に形成された雄ねじ部５ｂが雌ねじ部３ｂに螺合している。なお、本実施の形態における吸着キャップ３は、先端にかけてテーパ状となったテーパ部３ｃにより下端側筒状部３ｄが形成されており、この下端側筒状部３ｄが後述する円筒形状の外側スリーブ１３ｂ内に挿入可能となっている。
【００１８】
光学素子１６及びこの光学素子１６を保持する略円筒形状の枠１７は、下型１１、上型１２及びスリーブ１３に収納された状態で例えば加熱軟化・加圧成形・冷却等の一連の成形工程を経た後の状態であり、上型１２及びこの上型１２が固定された上軸１５は、既に上方に退避している。そして、吸着ヘッド１は、不図示の電装盤等により制御され、上型１２が成形時に位置していたスペース、即ち吸着位置に移動している。
【００１９】
スリーブ１３は、本実施の形態では、枠１７の外周に嵌合する内側スリーブ１３ａと、この内側スリーブ１３ａの更に外周に設けられた外側スリーブ１３ｂとを有する。吸着ヘッド１の押圧手段２は、吸着部４による光学素子１６の吸着時に、上記の内側スリーブ１３ａの上端面を押圧している。
【００２０】
図２は、本発明の第１実施形態に係る押圧時の押圧手段２を示す断面図である。
同図において、押圧手段２は、押圧部材としてのピン２ａ、筒状のハウジング２ｂ、及び、弾性体としてのスプリング２ｃから構成されている。ピン２ａの上部には、フランジ部２ｄが形成されている。このフランジ部２ｄは、ハウジング２ｂの内径に対して隙間嵌めで嵌合しており、ハウジング２ｂ内を摺動可能となっている。また、フランジ部２ｄの長さ（高さ）は、ハウジング２ｂとのガタ分傾いたとしても、吸着に際して許容されるピン２ａの傾きを確保できる長さとなっている。なお、ハウジング２ｂの下端には、ピン２ａの上下動を許容するべく開口部２ｅが形成されている。
【００２１】
フランジ部２ｄの上面とハウジング２ｂ内側の上面との間には、スプリング２ｃが介在している。このスプリング２ｃは、同図に示す状態では圧縮した状態であり、この状態でもピン２ａが図１に示す内側スリーブ１３ａに当接可能な長さ（高さ）となっている。一方、スプリング２ｃの自由長は、図１に示す吸着部４が光学素子１６に当接するよりも早く、ピン２ａが内側スリーブ１３ａに当接可能な長さとなっている。
【００２２】
なお、スプリング２ｃのばね係数は、吸着部４が光学素子１６をスリーブ１３から取出す瞬間までスリーブ１３を押圧するのに十分な力量を発生可能な範囲で適宜決定されればよい。また、押圧手段２は、２つに限らず、３つ以上を等配して配置してもよい。
【００２３】
以下、本実施形態に係る光学素子の製造方法について、図３Ａ〜図３Ｅを参照しながら説明する。
図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための説明図である。
【００２４】
まず、図３Ａに示すように、上軸１５に固定された上型１２を上方に退避させた状態で、下軸１４に載置された下型１１に円筒形状の外側スリーブ１３ｂを嵌合させてスリーブ１３を配置する。そして、内側スリーブ１３ａ内に同じく円筒形状の枠１７を嵌合させ、光学素材（プリフォーム）１６ａを投入する。
【００２５】
次に、図３Ｂに示すように、不図示の駆動手段により上軸１５を下降させ、上型１２を光学素材１６ａ等に接触させた後、この状態の光学素材１６ａに対し、加熱軟化・加圧成形・冷却等の各工程を行って、光学素子１６の成形と共に光学素子１６と枠１７とを一体にする。
【００２６】
光学素子１６の成形が終了した後、図３Ｃに示すように、上型１２を上方に退避させると共に、吸着ヘッド１を光学素子１６の上方に移動させる。この際には、図２に示すスプリング２ｃは自由長となるため、押圧手段２は図１に示す状態よりも下方に突出している。
【００２７】
そして、図３Ｄに示すように、吸着ヘッド１を下降させ、吸着部４を光学素子１６に当接させる。なお、吸着部４が光学素子１６に当接する前に、押圧手段２が内側スリーブ１３ａに当接して図２に示すスプリング２ｃが圧縮するため、押圧手段２の内側スリーブ１３ａへの押圧が始まる。同図に示す状態で不図示の吸引手段により吸引路３ａ，４ａ，５ａから吸引を開始する。
【００２８】
これにより、図３Ｅに示すように吸着ヘッド１が光学素子１６及び枠１７を吸着して下型１１の上面及び内側スリーブ１３ａの内周面から光学素子１６及び枠１７を取出す際には、図２に示すスプリング２ｃが自由長になるまで、押圧手段２が内側スリーブ１３ａを押圧するため、スリーブ１３が浮き上がることがない。
【００２９】
以上説明した本実施形態によれば、枠１７と一体の光学素子１６を成形後に吸着してスリーブ１３から取出す際に、押圧手段２により内側スリーブ１３ａを押圧しているため、光学素子１６の吸着に伴うスリーブ１３の浮き上がりを防止することができる。これにより、歩留まりの低下、製品原価の上昇、装置稼働率の低下等を抑えることができる。
【００３０】
また、押圧部材としてピン２ａを用いているため、押圧手段２の構成が簡素となり、吸着ヘッド１の小型化を図ることができる。これにより、小型の光学素子をも吸着することが可能となり、様々な製造装置に吸着ヘッド１を適用できる。更には、押圧手段２を安価に構成でき、光学素子１６の低価格化をも実現することができる。
【００３１】
また、吸着ヘッド１は、ピン２ａを支持するスプリング２ｃを備えるため、スリーブ１３（内側スリーブ１３ａ）の押圧に駆動手段等を用いず、より簡素且つ安価に押圧手段２を構成することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、光学素子１６と枠１７とを一体に成形する例を説明したが、図４に示すように、単体の光学素子１６´を製造する場合にも本実施形態の吸着ヘッド１を用いることができる。この場合には、図１に示す内側スリーブ１３ａ及び外側スリーブ１３ｂからなる２重構造のスリーブ１３ではなく単体のスリーブ１３´でも十分である。しかしながら、図１に示すスリーブ１３も、下型１１の形状によっては単体に構成することも可能である。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造装置を示す要部断面図である。
本実施形態では、吸着ヘッド２１の構成のみ上記第１実施形態と異なるため、吸着ヘッド２１のみについて説明する。
【００３４】
同図において、吸着ヘッド２１は、押圧手段２２、吸着キャップ２３、吸着部２４、吸着ベース２５等を備えている。吸着部２４及び吸着ベース２５には、それぞれ吸引路２４ａ，２５ａが形成されており、これら吸引路２４ａ，２５ａは互いに連通している。
【００３５】
吸着部２４は、吸着時に光学素子３６に当接するため、光学素子３６の形状に対応した吸着面を有する円筒形状に形成され、吸着ベース２５の下方側の先端に設けられている。また、吸着キャップ２３は、中空形状となっており、その上部に雌ねじ部２３ｂが形成されている。この雌ねじ部２３ｂには、吸着ベース２５の雄ねじ部２５ｂが螺合している。なお、本実施の形態における吸着キャップ２３にも、先端にかけてテーパ状となったテーパ部２３ｃにより下端側筒状部２３ｄが形成されており、円筒形状の外側スリーブ３３ｂ内に挿入可能となっている。
【００３６】
押圧手段２２は、中空形状となった吸着キャップ２３の下方側内周面と吸着ベース２５の下方側外周面との間を摺動可能な円筒形状の押圧部材２２ａ、及び、この押圧部材２２ａの上部に形成されたフランジ部２２ｃ上面と吸着ベース２５の中程に設けられた段差部２５ｃとの間に介在するスプリング２２ｂを有している。ここで、押圧部材２２ａは、吸着部２４の中心部、即ち吸引路２４ａの中心軸を中心とする円筒形状に形成されている。また、押圧部材２２ａが吸着キャップ２３と吸着ベース２５との間を摺動するため、吸着キャップ２３の内径及び吸着ベース２５の外径は、押圧部材２２ａの摺動を許容する寸法及び寸法公差に仕上げられている。
【００３７】
同図に示す押圧部材２２ａは、スプリング２２ｂが圧縮して内側スリーブ３３ａを押圧した状態である。押圧部材２２ａは、吸着部２４が光学素子３６を吸着した後、フランジ部２２ｃが吸着キャップ２３の中程に設けられた段差部２３ｅに当接するまで、スプリング２２ｂの付勢力によって内側スリーブ３３ａの上端面を押圧し続ける。
【００３８】
本実施形態によれば、押圧部材２２ａが吸着部２４の中心部、即ち吸引路２４ａの中心軸を中心とする円筒形状に形成されているため、枠３７と一体の光学素子３６を成形後に吸着してスリーブ３３から取出す際に、上記第１実施形態の押圧部材よりも均等にスリーブ３３を押圧することができ、光学素子３６の吸着に伴うスリーブ３３の浮き上がりを有効に防止することができる。これにより、歩留まりの低下、製品原価の上昇、装置稼働率の低下等をより一層抑えることができる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る光学素子の製造装置を示す要部断面図である。
本実施形態でも、吸着ヘッド４１の構成のみ上記第１実施形態と異なるため、吸着ヘッド４１のみについて説明する。
【００４０】
同図において、吸着ヘッド４１は、押圧手段４２、吸着キャップ４３、吸着部４４、吸着ベース４５等を備えている。吸着部４４及び吸着ベース４５には、それぞれ吸引路４４ａ，４５ａが形成されており、これら吸引路４４ａ，４５ａは互いに連通している。
【００４１】
吸着部４４は、吸着時に光学素子５６に当接するため、光学素子５６の形状に対応した吸着面を有する円筒形状に形成され、吸着ベース４５の下方側の先端に設けられている。また、吸着キャップ４３は、中空形状となっており、その上部に雌ねじ部４３ｂが形成されている。この雌ねじ部４３ｂには、吸着ベース４５の雄ねじ部４５ｂが螺合している。なお、本実施の形態における吸着キャップ４３は、先端にかけてテーパ状となったテーパ部４３ｃにより下端側筒状部４３ｅが形成されており、円筒形状の外側スリーブ５３ｂ内に挿入可能となっている。
【００４２】
押圧手段４２は、中空形状となった吸着キャップ４３の下方側内周面と吸着ベース４５の下方側外周面との間を摺動可能な円筒形状の押圧部材４２ａ、及び、この押圧部材４２ａの上部に形成されたフランジ部４２ｃ上面と吸着ベース４５の中程に設けられた段差部４５ｄとの間に形成される空気溜まり４２ｂを有する。この空気溜まり４２ｂは、吸着キャップ４３の側面に形成される圧縮空気取入れ口４３ｄを通して、不図示の圧縮空気供給部から圧縮空気が供給され、この圧縮空気により押圧部材４２ａを押圧する構成となっている。
【００４３】
空気溜まり４２ｂに供給される圧縮空気の機密性を確保するべく、押圧部材４２ａのフランジ部４２ｃには内側及び外側に、また、吸着ベース４５の段差部４５ｄ上方の外周面には吸着キャップ４３との当接面に、それぞれＯリング４２ｄ，４２ｅ，４５ｃが設けられている。ここで、本発明の圧縮空気供給手段は、本実施形態では、空気溜まり４２ｂ、圧縮空気取入れ口４３ｄ、不図示の圧縮空気供給部等に対応している。
【００４４】
なお、押圧部材４２ａは、上記第２実施形態と同様に、吸着部４４の中心部、即ち吸引路４４ａの中心軸を中心とする円筒形状に形成されている。
同図に示す押圧部材４２ａは、空気溜まり４２ｂに圧縮空気が供給され、内側スリーブ５３ａの上端面を押圧した状態である。押圧力を発生させる圧縮空気の供給量は、押圧手段４２の重量、内側スリーブ５３ａと枠５７との間隙、内側スリーブ５３ａ及び枠５７の材質等を考慮して適宜決定されればよい。
【００４５】
本実施形態によれば、吸着ヘッド４１は、押圧部材４２ａを押圧する圧縮空気供給手段（空気溜まり４２ｂ、圧縮空気取入れ口４３ｄ、不図示の圧縮空気供給部等）を備えるため、枠５７と一体の光学素子５６を成形後に吸着する際に、押圧部材４２ａが内側スリーブ５３ａから離れる際にも均等な力でスリーブ５３を押圧することができ、光学素子５６の吸着に伴うスリーブ５３の浮き上がりを有効に防止することができる。これにより、歩留まりの低下、製品原価の上昇、装置稼働率の低下等をより一層抑えることができる。
【００４６】
なお、上記第１〜第３実施形態の製造装置では、便宜上、光学素子の成形と吸着とを同一の装置で行うかのように説明したが、光学素子の成形には、例えば、不活性ガスで満たされた成形装置等で行うのが適している。そのため、成形装置で光学素子を成形した後、吸着ヘッドが搭載された光学素子の取出し装置等において光学素子を吸着ヘッドにより取出すようにしてもよい。なお、本発明の光学素子の製造装置は、成形装置と取出し装置とを含んだ装置である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造装置を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る押圧時の押圧部材を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための説明図（その１）である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための説明図（その２）である。
【図３Ｃ】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための説明図（その３）である。
【図３Ｄ】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための説明図（その４）である。
【図３Ｅ】本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明するための説明図（その５）である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例に係る光学素子を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光学素子の製造装置を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光学素子の製造装置を示す要部断面図である。
【図７】従来の吸着ヘッドによる光学素子の吸着を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      吸着ヘッド
２      押圧手段
２ａ      ピン
２ｂ      ハウジング
２ｃ      スプリング
２ｄ      フランジ部
２ｅ      開口部
３      吸着キャップ
３ａ      吸引路
３ｂ      雌ねじ部
３ｃ      テーパ部
３ｄ      下端側筒状部
４      吸着部
４ａ      吸引路
５      吸着ベース
５ａ      吸引路
５ｂ      雄ねじ部
１０      製造装置
１１      下型
１２      上型
１３      スリーブ
１３ａ      内側スリーブ
１３ｂ      外側スリーブ
１４      下軸
１５      上軸
１６      光学素子
１６ａ      光学素材
１７      枠
２１      吸着ヘッド
２２      押圧手段
２２ａ      押圧部材
２２ｂ      スプリング
２２ｃ      フランジ部
２３      吸着キャップ
２３ｂ      雌ねじ部
２３ｃ      テーパ部
２３ｄ      下端側筒状部
２３ｅ      段差部
２４      吸着部
２４ａ      吸引路
２５      吸着ベース
２５ａ      吸引路
２５ｂ      雄ねじ部
２５ｃ      段差部
４１      吸着ヘッド
４２      押圧手段
４２ａ      押圧部材
４２ｂ      空気溜まり
４２ｃ      フランジ部
４２ｄ，４２ｅ      Ｏリング
４３      吸着キャップ
４３ｂ      雌ねじ部
４３ｃ      テーパ部
４３ｄ      圧縮空気取入れ口
４３ｅ      下端側筒状部
４４      吸着部
４４ａ      吸引路
４５      吸着ベース
４５ａ      吸引路
４５ｂ      雄ねじ部
４５ｃ      Ｏリング
４５ｄ      段差部
【図１】
2008094682.tif 000003
【図２】
2008094682.tif 000004
【図３Ａ】
2008094682.tif 000005
【図３Ｂ】
2008094682.tif 000006
【図３Ｃ】
2008094682.tif 000007
【図３Ｄ】
2008094682.tif 000008
【図３Ｅ】
2008094682.tif 000009
【図４】
2008094682.tif 000010
【図５】
2008094682.tif 000011
【図６】
2008094682.tif 000012
【図７】
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