(57)【要約】　　　（修正有）【課題】プレス成形体を傷つけることなしに、確実にプレス成形体を吸着できる装置と吸着方法及びプレス成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】プレス成形体を吸着するための開口部12と、この開口部を囲み、プレス成形体と当接する当接部21と、開口部と連通する貫通孔13とを有する吸着部材11、吸着部材を、所定量の上下動を許容して支承する支持体15、及び、吸引手段と連通する吸引ノズル19を有するプレス成形体の吸着装置10。当接部にプレス成形体を接触させ、かつ吸引を起動させて、前記開口部内を負圧にして当接部にプレス成形体を吸着し、次いで前記クリアランスを通じて、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間を負圧にする。加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、上記吸着装置または吸着方法を用いて、成形型から取り出すガラス光学素子の製造方法。【選択図】図１
2004115361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形体を吸着するための開口部と、この開口部を囲み、プレス成形体と当接する当接部と、前記開口部と連通する貫通孔とを有する吸着部材、
前記吸着部材を、所定量の上下動を許容して支承する支持体、及び、
　吸引手段と連通する吸引ノズルを有する
　プレス成形体の吸着装置であって、
　前記吸引ノズルが、前記吸着部材の貫通孔内に摺動可能に延在することを特徴とする前記吸着装置。
【請求項２】
前記貫通孔と吸引ノズルの外周との間のクリアランスは、前記当接部にプレス成形体が当接し、かつ吸引手段が起動されたときに、当接部に当接したプレス成形体によって前記開口部内がプレス成形体を吸着保持し得る程度の負圧を形成できる範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
【請求項３】
前記支持体は、前記吸引ノズルと一体に構成され、かつ前記吸引ノズルは、支持体に設けられた貫通孔を経由して吸引手段と連通することを特徴とする請求項１または２に記載の吸着装置。
【請求項４】
前記支持体は、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間が、前記クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材の上部を包囲することを特徴とする請求項３の吸着装置。
【請求項５】
前記吸引ノズルは、吸着部材が最下位置にあるときの吸引ノズルの下端から当接部までの距離が、吸着部材の上下動の許容長さより長くなるような長さを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸着装置。
【請求項６】
支持アームに請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸着装置を複数個備え付けたマルチ吸着装置。
【請求項７】
請求項４に記載の吸着装置を用いて、成形体を吸着する方法であって、
　当接部にプレス成形体を接触させ、かつ吸引を起動させて、前記開口部内を負圧にして当接部にプレス成形体を吸着し、次いで
　前記クリアランスを通じて、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間を負圧にすることを特徴とする、前記吸着方法。
【請求項８】
加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸着装置を用いて、成形型から取り出すことを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
【請求項９】
加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、請求項７に記載の吸着方法によって、成形型から取出すことを含むガラス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、非球面レンズなどの、高精度な成形面を有するプレス成形体を確実に吸着して、成形型内から確実に搬送することができる、プレス成形体を吸着するための装置および方法に関する。さらに、本発明は、成形後に研削研磨工程の不要な精密プレスにより作製されたガラス光学素子を確実に搬送できる方法を採用したガラス光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　加熱軟化したガラス素材をプレス成形する、所謂、モールドプレス法が広く実用されている。そして、プレス成形後のプレス成形体は、例えば、成形面上のプレス成形体を治具により真空吸着して成形型から取り出される。
【０００３】
　例えば、特許文献１には、真空チャック式のプレス成形体品の離型装置が開示されている。この装置は、プレス終了後、上型を上昇させ、型内からプレス成形体を取り出す際、真空チャックが下型上部に進入し、ベローズを介して真空チャックに取り付けられた吸着板を成形品に接触させ、真空吸着により成形品を取り出すものである。
【０００４】
　プレス成形体を成形型から取り出す際には、プレス成形体の成形面を傷つけない配慮が必要である。しかし、温度、圧力変動や位置ズレによる偏肉などのため、プレス成形体の高さ（厚さ）にばらつきが生じる可能性があり、吸着部材の吸着面が強く接触すると、プレス成形体は傷つき、接触不完全だと取り出しの安定が損なわれる。この高さ変動を吸収するためには、弾性体を用いてプレス成形体と接触させることが考えられる。
【０００５】
　しかし、プレス成形によるプレス成形体の成形は、数百度の高温で行われる。また、サイクルタイム（１つのプレス成形体の製造時間）を短くするためには、吸着される際のプレス成形体の温度も必然的に高くなる。そのため、吸着搬送に用いる吸着部材や受け皿にゴムなどの弾性体を用いる事はできない。
【０００６】
　そこで、このような点を考慮した方法として、特許文献２には、ガラス光学素子を吸着する際に、ガラス光学素子に対して吸着部材から傷を与えることを防止するために、吸着部とガラス光学素子の間に２ｍｍ以下の隙間を設けた状態で真空吸着を行う方法が開示されている。
【０００７】
　さらには、特許文献３には、ガラス成形体取り出し用の吸着装置が記載されている（例えば、公報記載の図８（本願では図４））。この吸着装置80は、吸着パッド84の下面に吸着孔84aを有し、上部にはつば部84bを有し、支持体82との間に上下に若干の遊びの隙間86があり、支持体82に対して僅かに上下動できるようになっている。このような構成により、吸着パッド84がガラス成形体Gを吸着するときに生じる衝撃を吸収している。
【特許文献１】特開昭６３−２９７２２９号公報
【特許文献２】特許２９７０７９０号公報
【特許文献３】特開２００２−１２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　しかるに、特許文献２のように、予め隙間を設けた吸着方法では、吸着部材とプレス成形体上方の距離が変化すると安定してプレス成形体を吸着することができないという問題があった。さらに、吸着部材とプレス成形体上方の距離が大きくなり過ぎると、所定の吸着力が得られず、吸着自体が困難となる。これはプレス成形体が重いほど発生しやすい。
【０００９】
　特許文献３の図８（本願では図４）に示された吸着装置では、吸着パッド84が僅かに上下動する隙間86が設けられているため、プレス成形体Gの高さにばらつきがあっても、吸着パッド84をプレス成形体に接触させることができる。しかし、吸引の起動により、吸着パッド84内の吸着孔84aが減圧される前に、上記隙間86が減圧され得る構造であるため、吸引を起動させると、上記隙間86が先ず負圧となり、プレス成形体上部の吸着孔84aが充分に減圧される前に吸着パッド84だけが吸引されて上昇してしまい、その結果、プレス成形体が安定して吸着されないことがある。このような吸着失敗は、プレス成形体が重いほど起こりやすい。プレス成形体の吸着が失敗し、取り出しが正常に行われないと、装置を一時停止してプレス成形体を別途取り出す必要が有り、生産効率が低下するという問題が生じる。
【００１０】
　更に、複数個のプレス成形体を同時に成形し、同時に取り出すことも行われているが、複数のプレス成形体の肉厚や形状にはばらつきが出ることがある。これは、プレス時の型温度が複数の型の間でばらつき、成形に供したガラス素材の温度が複数のガラス素材の間でばらつき、成形型上へのガラス素材の配置位置が複数の成形型の間でばらつくなど、複数の要因があるためである。さらに、場合によっては、プレス不良のレンズが出ることもある。プレス成形体の肉厚の差や、プレス後のプレス成形体の位置に変化があった場合、プレス成形体の上面に高さばらつきが生じ、各吸着部材の吸着面を、全てのプレス成形体上面に一様にかつ良好に接触させることは困難である。
【００１１】
　そこで本発明の目的は、成形型からプレス成形体を取り出すに際し、プレス成形体を傷つけることなしに、確実にプレス成形体を吸着し、保持することができる装置を提供することにある。
　さらに本発明の目的は、複数の成形型で成形された複数のプレス成形体を、各成形型から取り出すに際し、プレス成形体を傷つけることなしに、確実にプレス成形体を吸着し、保持することができる装置を提供することにある。
　さらに本発明の目的は、上記装置を用いたプレス成形体の吸着方法及び光学素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［請求項１］
プレス成形体を吸着するための開口部と、この開口部を囲み、プレス成形体と当接する当接部と、前記開口部と連通する貫通孔とを有する吸着部材、
前記吸着部材を、所定量の上下動を許容して支承する支持体、及び、
　吸引手段と連通する吸引ノズルを有する
　プレス成形体の吸着装置であって、
　前記吸引ノズルが、前記吸着部材の貫通孔内に摺動可能に延在することを特徴とする前記吸着装置。
［請求項２］
前記貫通孔と吸引ノズルの外周との間のクリアランスは、前記当接部にプレス成形体が当接し、かつ吸引手段が起動されたときに、当接部に当接したプレス成形体によって前記開口部内がプレス成形体を吸着保持し得る程度の負圧を形成できる範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
［請求項３］
前記支持体は、前記吸引ノズルと一体に構成され、かつ前記吸引ノズルは、支持体に設けられた貫通孔を経由して吸引手段と連通することを特徴とする請求項１または２に記載の吸着装置。
［請求項４］
前記支持体は、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間が、前記クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材の上部を包囲することを特徴とする請求項３の吸着装置。
［請求項５］
前記吸引ノズルは、吸着部材が最下位置にあるときの吸引ノズルの下端から当接部までの距離が、吸着部材の上下動の許容長さより長くなるような長さを有することを特徴とする請求項１〜4のいずれか１項に記載の吸着装置。
［請求項６］
支持アームに請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸着装置を複数個備え付けたマルチ吸着装置。
［請求項７］
請求項４に記載の吸着装置を用いて、成形体を吸着する方法であって、
　当接部にプレス成形体を接触させ、かつ吸引を起動させて、前記開口部内を負圧にして当接部にプレス成形体を吸着し、次いで
　前記クリアランスを通じて、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間を負圧にすることを特徴とする、前記吸着方法。
［請求項８］
加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸着装置を用いて、成形型から取り出すことを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
［請求項９］
加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、請求項７に記載の吸着方法によって、成形型から取出すことを含むガラス光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
　本発明の装置を用い、または本発明の方法によれば、重量が比較的大きなプレス成形体であっても、ガラス光学素子等のプレス成形体の形状精度、面精度を損なわずに、確実にプレス成形体を吸着して、安定して成形型から取り出することが可能である。更に、本発明の装置を用い、または本発明の方法によれば、複数のプレス成形体を同時に取り出す際に、各成形体の形状や肉厚にバラツキがあっても、確実にプレス成形体を吸着して、成形型から取り出すことが可能である。このため、いずれの場合にも、プレス成形体の成形型からの取り出しを自動で連続的に行なうことができるので、生産性を格段に向上させることができる。更に、本発明の装置を用い、または本発明の方法によれば、異なった仕様(形状、肉厚)のプレス成形体を同時に成形する場合でも、各プレス成形体を確実に成形型から搬出することができる。
　さらに、本発明の吸着装置または本発明の吸着方法を利用して、プレス成形体を成形型から取り出すことを含む本発明のガラス光学素子の製造方法によれば、プレス成形体を確実に成形型から取り出すことができるため、生産効率をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　本発明のプレス成形体の吸着装置は、(1)プレス成形体を吸着するための開口部と、この開口部を囲み、プレス成形体と当接する当接部と、前記開口部と連通する貫通孔とを有する吸着部材、(2)前記吸着部材を、所定量の上下動を許容して支承する支持体、及び、(3)吸引手段と連通する吸引ノズルを有する。
【００１５】
　図１に、成形型（下型）１と、本発明の吸着装置の一例である吸着装置１０の断面図を示す。吸着装置１０は、吸着部材１１と、支持体１５とを有している。
　吸着部材１１は、プレス成形体Ｇを吸着するための開口部１２とこの開口部１２と連通する貫通孔１３とを有する。開口部12は、プレス成形体に当接する当接部21によって囲まれている。支持体１５は、吸着部材１１を、所定量の上下動を許容するように、吸着部材１１との間に隙間１６を有し、かつ吸着部材１１を支承するための突起部１７を有する。一方、吸着部材１１は、上部につば部１４を有し、このつば部１４によって支持体１５の突起部１７において支承されている。このような構造を有することにより、吸着部材１１は、その上部にある隙間１６の量（高さ）に応じて、上方に動くことができ、僅かな上下動が許容される。この隙間１６の高さは、プレス成形体Ｇの高さのばらつき量などに応じて適宜決定でき、例えば、0.5〜5ｍｍ程度とすることができる。
【００１６】
　さらに、この吸着装置は、真空ポンプなどの吸引手段（図示せず）と連通し、吸着部材１１の貫通孔１３内に延在する吸引ノズル１９をさらに備える。吸引ノズル１９は、吸着部材１１の貫通孔１３内に摺動可能な状態で延在する。吸着ノズル１９は、吸着装置１０を支持するアーム（不図示）などに支持されている。
【００１７】
　本発明の吸着装置では、プレス成形体Ｇを吸着する吸着部材１１の上方に隙間１６を持たせるという簡単な構造を持つ事で、プレス成形体に高さのばらつきがある場合であっても、上記隙間16による吸着部材の上下動の自由度により高さばらつきを吸収し、吸着部材１１の当接部２１をプレス成形体に確実に接触させることができる。さらには、プレス成形体に接触した際に、その押圧力は、吸着部材１１の自重のみであり、プレス成形体の表面に対して、光学的に有害な傷を発生させること無しに確実な吸着が行える。このような観点から、吸着部材１１の重量は、プレス成形体の表面に対して光学的に有害な傷を発生させない程度の重量とすることが適当である。
　吸着部材１１は、貫通孔１３において、吸引ノズル１９に対して摺動可能であり、貫通孔１３と吸引ノズル１９の外周との間には所定のクリアランスを有する。貫通孔１３と吸引ノズル１９の外周との間のクリアランスは、当接部２１にプレス成形体Ｇが当接し、かつ吸引手段が起動されたときに、当接部２１に当接したプレス成形体Ｇによって開口部１２内がプレス成形体Ｇを吸着保持し得る程度の負圧を形成できる範囲とすることが好ましい。吸引が始動されると、開口部１２内は負圧となるが、当接部２１にプレス成形体Ｇが当接しているので、上記クリアランスを介して、雰囲気気体が開口部１２内にリークしてくる。開口部１２内の負圧が、どの程度維持できるかは、リークの程度と吸引の強さで変化するが、上記開口部１２内の負圧空間への雰囲気気体のリークの程度が、プレス成形体Ｇの当接部２１に対する吸着を妨げない範囲になるように、上記クリアランスは設定されることが適当である。開口部１２内の負圧がプレス成形体Ｇに対する吸引力の根源だからである。
　具体的には、吸引ノズル１９の外径と吸着部材１１の貫通孔１３の内径とは、吸着部材１１が上下動可能な範囲で近似することが好ましい。例えば、図１の装置においては、吸引ノズル１９と吸着部材１１の貫通孔１３との間のクリアランスは、０．０５〜０．１ｍｍの範囲であることが、吸着部材１１の吸引ノズル１９に対する摺動可能を維持し、かつ雰囲気気体のリークが過大にならないという観点から好ましい。
　さらに、雰囲気気体の開口部１２内へのリークの程度は、上記クリアランスの量のみならず、貫通孔１３に対する吸引ノズル１９の挿入長さによっても変化する。したがって、リークの程度は、クリアランスの量のみならず、貫通孔１３に対する吸引ノズル１９の挿入長さ、具体的には、吸着部材１１の厚みと吸引ノズル１９の挿入の程度を調整することで調整することもできる。
【００１８】
　本発明の吸着装置では、前述のように、吸引ノズル１９を、吸着部材１１の貫通孔１３内に延在させる。吸引ノズル１９が短すぎると、外気のリークが多くなり、プレス成形体Ｇを吸着しにくくなる。好ましくは、吸引ノズル１９の先端は、開口部１２の近傍、すなわちプレス成形体Ｇの上面付近にまで延在させるのがよい。ここでいうプレス成形体Gの上面付近とは、後述するように、開口部内に、当接部２１へのプレス成形体Gの吸着を維持できる程度の負圧空間を形成し得る範囲で、延在させるとの意味である。例えば、吸引ノズル１９は、貫通孔の長さの60％以上の範囲の長さで挿入され、延在していることが好ましい。吸引手段からの吸引力が吸引ノズル１９を介して開口部12内、すなわち、プレス成形体の真上の空間に直接作用し、この空間を負圧とすることによってプレス成形体を当接部21に確実に吸引することができる。
　また、吸引ノズル１９の長さは、長い程、開口部12内を負圧にするのは容易になる。しかし、長くなり過ぎると、吸引ノズル１９の先端がプレス成形体Gに接触する可能性が有る。そこで、吸引ノズル１９は、吸着部材１１が最下位置にあるときの吸引ノズル１９の下端から当接部２１までの距離が、吸着部材１１の上下動の許容長さ（図１の装置１０では、隙間16の高さに相当する）より長くなるような長さを有することが適当である。
図１において、支持体15は一体に構成されている。しかし、支持体15、例えば、突起部17を、その他の部分(支持体本体)とは別部材で作製し、吸着部材を、支持体本体にはめ込んでから、突起部を取りつけた物であっても良い。
　図１に示す吸着装置１０の動作を説明する。
　プレス成形後に、成形型（下型）上に残されたプレス成形品Gをとりだし、搬送するため、支持体１５がとりつけられているアーム（不図示）を、下型1の上方に移動し、プレス成形体Gを取出す位置に、（図示しない昇降手段により）下降させる。上記アームを下降させる代わりに下型1を上昇させてもよい。但し、本発明の吸着装置１０では、支持体又は支持体をとりつけたアームを昇降させる昇降手段を供えることが好ましい。このように、吸着部材１１の当接部２１がプレス成形体Gに接触する位置に静止させる。
　当接部２１がプレス成形体Gに接触する際、プレス成形体Gの厚さに応じて、吸着部材１１は、貫通孔１３と吸引ノズル１９の間の摺動により、適宜上方に移動する。このため、吸着部材の上方への移動を許容するように、隙間１６が設けられている。尚、隙間１６の高さは、プレス成形品の厚み変動を考慮して、予め適宜決定される。次いで、吸着ノズル１９に通じる吸引手段、例えば、真空ポンプ（不図示）の電磁弁（不図示）を開放し、吸引を起動する。これにより、開口部１２内は負圧となり、プレス成形体Gは、開口部１２内に吸引され、当接部２１に密着する。このとき、吸引ノズル１９の外周と、吸着部材の貫通孔１３の間には、クリアランスが存在するため、負圧空間への外気のリークが若干生じる。したがって、前述のように、この点を考慮して、吸着すべきプレス成形体の重量に基づいて、クリアランス量及び貫通孔１３に対する吸引ノズル１９の挿入長さと共に、吸引力を適宜設定することができる。
　当接部２１に吸引されたプレス成形体Ｇは、その状態で、例えば、支持体１５に取り付けたアームの昇降手段により吸着装置１０を上方に引き上げ、又は下型１を下降させたのち、アームによって吸着装置１０を後退させ、図示しない収納具に搬送することができる。
　尚、本発明においてプレス成形体は、例えば、上下の成形面が光学的機能を形成するものであることができ、具体的には、プレス成形体はガラス光学素子であることができる。
　本発明の吸着装置は、支持体が、吸引ノズルと一体に構成され、かつ吸引ノズルは、支持体に設けられた貫通孔を経由して吸引手段と連通するものであることが好ましい。さらに、支持体は、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間が、前記クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材の上部を包囲することが好ましい。
　この吸着装置を図２に基づいて以下に説明する。
【００１９】
　図２には、成形型（下型）1と、本発明の更に好ましい態様である吸着装置10'を示す。吸着装置10'は、吸着部材11'と、支持体15'とを有している。
　ここでも吸着部材11'は、プレス成形体Ｇを吸着するための開口部12'とこの開口部12'と連通する貫通孔13'とを有する。開口部12'は、プレス成形体Ｇに当接する当接部21'によって囲まれている。支持体15'は、吸着部材11'を、所定量の上下動を許容するように、吸着部材11'との間に隙間16'を有し、かつ吸着部材11'を支承するための突起部17'を有する。一方、吸着部材11'は、上部につば部14'を有し、このつば部14'によって支持体15'の突起部17'において支承されている。図１の装置と同様、吸着部材11'は、その上部にある隙間16'の量（高さ）に応じて、上方に動くことができ、僅かな上下動が許容される。
【００２０】
　ここでは、支持体15'は、吸引ノズル19'と一体に構成されている。支持体15'は、貫通孔18を有しており、吸引ノズル19'は、この貫通孔18を経由して、吸引手段(図示せず)と連通している。
　ここで、一体に構成されるとは、吸引ノズル19'と支持体15'が相互に固定されていることをいい、同一部材から成っていてもよく、別部材から成っていて相互に直接又は間接に固定されていてもよい。
　吸引ノズル19'が、支持体15'と別部材として構成されている場合には、吸着部材11'の高さや吸着部材11'の貫通孔13'の内径に応じて、吸引ノズル19'を適宜選択できるという利点がある。また、吸引ノズル19'が、支持体15'と同一部材からなっている場合には、吸引ノズル19'の位置精度を出しやすいという利点がある。
【００２１】
　図２に示す態様では、上記のように吸引ノズル19'と支持体15'とが一体に構成され、かつ支持体15'は、吸着部材11'の上面11'aと支持体の内面15'a(下面)、15'b(内周面)と吸引ノズル19'の一部の外周面19'aとで形成される空間S2が、クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材11'の上部を包囲する。この空間S2は、吸着部材11'の貫通孔18と吸引ノズル19'の間のクリアランスを通じてプレス成形体Gの真上の空間S1と連通している。したがって、吸引手段（不図示）は、空間S1及び上記クリアランスを介して、隙間16に形成される空間S2と連通している。当接部21'にプレス成形体Gが当接すると、プレス成形体Gと吸着部材11'とが、空間S1を形成し、さらに空間S1はクリアランスを介して空間S2と連通する。そのため、吸引手段による吸引力は、外部にリークすることなく、確実にこの空間S1及びS2を減圧にする。
　すなわち、吸着部材11'の当接部21'をプレス成形体Gに接触させた後、吸引を起動させると、開口部13'内に負圧空間S1を形成する。これによって当接部21'に成形体を確実に吸着する。引き続き吸引が行われると、貫通孔13'と吸引ノズル19'の間のクリアランスを通じて吸着部材11'と支持体15'の間にある隙間16'に負圧空間S2を生じ、プレス成形体Gを吸着した状態で吸着部材11'が上方に移動する。吸着部材11'が上方に移動することで、負圧空間S2、即ち隙間16'は消滅し、吸着部材11'は、支持体15'に密着する。尚、プレス成形体Gに接触し、その高さばらつきを吸収する役割を担う吸着部材11'は、確実にプレス成形体Gを吸着した後は、上下動の必要はなく、支持体15'に密着し、固定されることに問題はない。
【００２２】
　換言すれば、本発明の装置では、プレス成形体Ｇが吸着部材11'の当接部21'に確実に吸着されるまでは、吸着部材11'が上昇する吸引圧力がかからない。このため、プレス成形体が多少重くても、プレス成形体Ｇと当接部21'の接触が維持される。そして、開口部12'とプレス成形体Ｇとで形成される負圧空間S1が形成されて初めて、隙間16'に対しても減圧が伝わり、負圧空間S2が形成されるとともに、その体積を小さくする力が働き、吸着部材11'が上昇する。その結果、隙間16'が吸着部材11'で完全に占有され消滅し、前記小空間は益々コンパクトになり気密になる。そのため、プレス成形体は、強固に吸引され、安定に保持され、搬送中にも落ちることはない。
【００２３】
　尚、特許文献３に記載の装置のように、吸引が、開口部に作用する前に吸着パッドに作用する構造では、プレス成形体によりも先に、吸着パットに対して上方への吸引圧力がかかり易く、プレス成形体を吸着する前に吸着パットが隙間の厚さ分持ち上がってしまうことがある。そうなると、プレス成形体上方と吸着パットの間での接触を維持できない事態が生じ得る。
【００２４】
　図２に示す態様においても、吸引ノズル19'の外径と吸着部材11'の貫通孔13'の内径とは、吸着部材11'が上下動可能な範囲で近似することが好ましい。より具体的には、吸引ノズル19'と吸着部材11'の貫通孔13'との間のクリアランスは、片側で０．０５〜０．１５ｍｍ程度とすることが適当である。図２の態様においても、吸引ノズル19'と吸着部材11'の貫通孔13'との間のクリアランスを所定の範囲に設定することで、前記した負圧空間の形成順序が維持され、プレス成形体Ｇの吸着とその後の吸着部材11'の隙間16'への吸引とをよりスムーズに行える。
【００２５】
　吸引手段(例えば、真空ポンプ)に連通される吸引ノズル19'は、吸着部材11'の貫通孔13内に延在しており、好ましくは、開口部12'近傍まで延びている。したがって、吸引ノズル19'が、吸着部材11'の中を通っており、吸着部材11'は吸引ノズル19'を中心にして、吸引ノズル19'と摺動しながら上下動する。このように、吸引ノズル19'によって吸着部材11'の中心が支えられ、吸着部材11'が傾くことなくスムーズに上下動できる効果もある。この点は、図1に示す装置においても同様である。
　吸引ノズル19'は、吸着部材11'が最大限上方に移動して支持体15'との間の隙間16'を全て占有しても、吸着部材11'の開口部12'から突出しない長さを有することが適当である。吸引ノズル19'が短すぎると、負圧空間S1とS2の逐次形成が難しくなり、負圧空間S1の形成とほぼ同時に負圧空間S2が形成されてしまうこともある。そこで、吸引ノズル19'は、貫通孔13'の長さの60％以上の範囲の長さで挿入され、延在していることが好ましい。
　一方、吸着部材11'が最も高い位置にあるとき、すなわち支持体15'との隙間16'がほぼ完全に埋まったときに、吸引ノズル19'の先端が吸着部材11'の開口部12'から突出し、吸着するプレス成形体Ｇに接触するとプレス成形体Ｇを傷つける可能性がある。そこで、吸引ノズル19'の先端がプレス成形体Ｇに接触しないよう、吸引ノズル先端の位置（吸引ノズルの長さ）を決定する。具体的には、吸引ノズル19'は、吸着部材11'が最下位置にあるときの吸引ノズル19'の下端から当接部21'までの距離が、吸着部材11'の上下動の許容長さ（図2の装置10'では、隙間16'の高さに相当する）より長くなるような長さを有することが適当である。より具体的には、吸着部材11'が最も高い位置にあるときに、吸引ノズル19'の先端が吸着部材11'の開口部12'のわずかに(例えば、0.2ｍｍ〜2ｍｍ)内側にあることが好ましい。
【００２６】
　以下、上記２つの態様において、共通する点を説明する。但し、説明は図1に基づいて行い、特に断らない限り、以下の説明は図2に示す態様についても共通する。
　吸着部材の素材は、耐熱性をもち、プレス成形体を傷つけないよう軽量のものであれば、適宜公知のものを用いることができる。例えばカーボン、サーメット、セラミックなどを用いることができる。またこれらの表面に熱分解炭素、炭化珪素、ガラス状炭素、などを被覆したものも使用する事が出来る。なお高温のガラスに対して不活性である素材が好ましい。
【００２７】
　吸着部材１１の開口部１２に設けられた当接部21は、プレス成形体Gと接触し、吸着するため、適宜形状を工夫することができる。当接部21は、必要により、筒状突起２０の形状とすることができる。筒状突起２０を設けることで、プレス成形体Ｇの上面（吸着される面）が凹面であっても、容易にかつ良好に吸着することができるという利点がある。筒状突起２０の内径、即ち開口部１２の内径は、プレス成形体Ｇを容易にかつ良好に吸着するという観点から、プレス成形体Ｇの外径より小さいことが適当である。
【００２８】
　さらに、筒状突起２０の先端部、即ち当接部21は、プレス成形体に傷をつけないよう、面取りをすることができる。また、プレス成形体の形状に合わせた形状にすることもできる。例えば、プレス成形体の上面が球面又は非球面であって凹面である場合には、略同じ曲率をもった凸面とすることで、接触面を広くすることができる。
　本発明は、本発明の吸着装置を用いた、プレス成形体を吸着する方法を包含する。特に、本発明は、図２に示す吸着装置を用いた、プレス成形体を吸着する方法を包含する。図２に基づいて説明すると、この方法では、当接部21'にプレス成形体Gを接触させ、かつ図示しない吸引手段を起動させて吸引を開始し、開口部12'内の空間S1を負圧にして当接部21'にプレス成形体Gを吸着する。プレス成形体Gへの当接部21'の接触は、吸引の開始前であることが好ましいが、吸引と同時または吸引の開始後に行うこともできる。但し、プレス成形体Gへの当接部21'の接触を吸引の開始後に行う場合、吸引によるプレス成形体Gへの当接部21'の接触が急激にならないように、吸引力を調節することが好ましい。
【００２９】
　次いで、貫通孔13'と吸引ノズル19'の間のクリアランスを通じて、吸着部材11'の上面11'aと支持体15'の内面15'a、15'bと吸引ノズル19'の一部の外周面19'aとで形成される空間S2を負圧にする。このように、空間S1及び空間S2を負圧にすることで、プレス成形体Gへの当接部21'の接触、吸着部材11'でのプレス成形体Gの吸着保持を確実に行うことができる。吸着部材11'に吸着されたプレス成形体Gは、吸着部材11'を上方に移動させるか、成形型（下型）1を降下させて成形型（下型）1から取り出される。
【００３０】
　尚、当接部21'がプレス成形体Gに接触する際には、吸着装置10'を成形型（下型）1の上方に位置させ、プレス成形品Gに対しては吸着部材10'の自重を超える荷重をかけないように、吸着装置10'と成形型（下型）1の相互位置を調整することが適当である。また、プレス成形工程及びその後の冷却工程における条件の変動等に起因して生じるプレス成形体Gの肉厚変動を予測し、隙間16'の高さと、吸引ノズル19'の長さを適切に設定することが適当である。
【００３１】
　本発明は、上記本発明の吸着装置を複数個備えたマルチ吸着装置も包含する。本発明のマルチ吸着装置は、上記本発明の吸着装置を複数個、支持アームに配置したものである。この支持アームは、吸引手段と連通するための貫通孔を前記吸着装置と同数内蔵するか、または吸引手段と連通するためのパイプを前記吸着装置と同数備えることが好ましい。支持アームが有する貫通孔またはパイプは、前記吸着装置の支持体が有する貫通孔と連通している。
【００３２】
　本発明のマルチ吸着装置を図３によりさらに説明する。
　図３に示すマルチ吸着装置３０は、複数（４個）の吸着装置10'ａ〜10'ｄが吸着アーム３１に固定されている。このマルチ吸着装置は、複数個（４個）のプレス成形体Ｇａ〜Ｇｄを同時に下型１ａ〜１ｄから取り出すためのものである。
　吸着アーム３１には、図示しない真空吸引手段と接続しているパイプ３２ａ〜３２ｄがアーム３１の内部に設けられ、支持アーム３１が有するパイプ３２ａ〜３２ｄと、吸着装置10'ａ〜10'ｄの各支持体が有する貫通孔とが連通している。
【００３３】
　本発明は、さらに、上記本発明のマルチ吸着装置の各吸着部材の開口部(筒状突起が設けられている場合を含む)を、複数の成形型により成形された各プレス成形体に接触させる工程と、吸引を起動させる工程とを含むプレス成形体を吸着する方法を包含する。
【００３４】
　以下に、本発明の吸着装置を用いるプレス成形体の吸着方法について、図３に基づき、マルチ吸着装置を例に説明する。
　プレスが行われたプレス成形体Ｇを取り出し、搬送するため、吸着部材11'ａ〜11'ｄがセットされている吸着アーム３１を成形型(下型) １ａ〜１ｄの上方へ移動し、プレス成形体Ｇａ〜Ｇｄを取り出す所定の位置に(図示しない昇降手段により)下降させる。必要に応じて、成形型(下型) １ａ〜１ｄを吸着部材11'ａ〜11'ｄとプレス成形体Ｇａ〜Ｇｄが接触するように、決められた位置まで上昇させる。このとき、吸着部材とプレス成形体のいずれを動かしても、相対的に両者が接近し、接触すればよい。本発明の吸着装置は支持体又は吸着アームを昇降させる昇降手段とを備えることが好ましい。
【００３５】
　プレス成形体Ｇａ〜Ｇｄが吸着部材11'ａ〜11'ｄと接触し、各吸着部材の位置が、レンズの肉厚変化や位置ずれに対して発生した高さばらつきに応じて上方へ移動する。吸着部材と支持体の間に設けられた隙間の高さは、プレス成形体の高さばらつきを予測して、あらかじめ決められる。必要以上に大きくすることは、好ましくない。
【００３６】
　次いで、吸着を行うため吸引ノズルに通じる真空ポンプ（吸引手段、図示せず）の電磁弁を開放、即ち吸着を起動する。これによってプレス成形体が吸着部材に密着する。プレス成形体が吸着部材に密着すると、プレス成形体と吸着部材が上方へ引き寄せられる。この後、昇降手段（図示せず）により成形型に対し前記吸着部材を上方に移動させて、プレス成形体を成形型から取り出すことができる。成形型から取り出したプレス成形体は必要により収納具(図示せず)等に搬送することができる。
　これらの動作によって、肉厚変化や位置ずれによって高さにばらつきがある４個のプレス成形体（レンズ）を成形型から確実に取り出すことができる。
【００３７】
　本発明の吸着装置を用いて、あるいは本発明の吸着方法を用いて、プレス成形体の成形面から取り出す工程は、例えばプレス成形体の温度がＴｇ以下の温度に相当する粘度になったらなるべく早く行うことが、プレス成形工程のサイクルタイムの短縮の観点から好ましい。このとき、プレス成形体の取り出しのタイミングは、プレス成形体の形状や硝種により適宜選択することができるが、好ましくは、プレス成形体の温度がＴｇ−５０℃〜Ｔｇ℃の範囲にあるときがより好ましい。本発明の吸着装置あるいは本発明の吸着方法を用いることで、ゴムなどの弾性体を使用できない高温下であってもプレス成形体（光学レンズなど）を、治具からの押圧力によって生じる傷を避け、かつ、確実に保持、搬送できる。特に、本発明は、成形型からガラスのプレス成形体を離型できるＴｇ−５０℃〜Ｔｇ℃の範囲という高温であっても、プレス成形体を確実に吸引して成形型かち取り出せるという顕著な効果を奏する。
【００３８】
　また、本発明は、加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得られたプレス成形体を、上記本発明の吸着装置または吸着方法を用いて、成形型から取り出すことを含む、光学素子の製造方法をも包含する。
【００３９】
　ガラス素材の加熱軟化、プレス成形、冷却は、公知の方法で行うことができ、例えば、特開２００１−１９４４５号で開示されている方法を用いることができる。これは、成形用ガラス素材を加熱により所定粘度に調整し、所定温度に予熱された成形型に導入し、成形型によりプレス成形する方法である。ガラス素材は、成形型の予熱温度より高温に加熱し、これを予熱された成形型に移送後、直ちにプレス成形することが好ましい。ガラス素材の加熱時の粘度は、108ポアズ未満が好ましく、また、成形型は、ガラス素材の粘度で、108〜1012.5ポアズの範囲とすることができる。更に、複数個のガラス素材を、上記所定粘度に調整し、複数の成形型に導入してもよい。この場合、プレス成形体の取り出しには、上記本発明のマルチ吸着装置を用いることができる。
【００４０】
　被成形用のガラス素材は、例えば、球形状、扁平球形状等の形状を有するものを挙げることができる。また、被成形ガラス素材の材質や成形により得られる光学素子の形状等には特に制限はない。本発明の方法により得られるガラス光学素子としては、例えば、非球面または球面の両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等を挙げることができる。即ち、本発明の吸着装置及び方法で吸着対象であるプレス成形体も、非球面または球面の両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等であることができる。
【００４１】
　本発明の光学素子の製造方法においては、所定温度に加熱された被成形ガラス素材を予熱した成形型に移動する。被成形ガラスの成形型への供給は、吸着部材等公知の供給手段を用いて行うことができるが、浮上皿、好ましくは割型式浮上皿を用いことが好ましい。例えば、支持アーム上に長手方向一列に配置された複数の割型式浮上皿上に、加熱軟化した複数の被成形ガラス素材を、下方から噴出する気流により浮上させて搬送し、複数の成形型の下型の直上で浮上皿を分割して被成形ガラス素材を同時に落下させることにより、ガラス素材を予熱した各成形型に同時に移動することができる。このような浮上皿は、例えば、特開平８−１３３７５８号に記載の物を用いることができる。
【００４２】
　非等温プレス法(異なる温度を有する成形型とガラス素材とを使用する方法)においては、被成形ガラス素材を成形型に導入した瞬間から、ガラスと成形型との間で熱のやり取りが行われる。そのため、その後のプレス成形によるガラスの変形とガラスと成形型の熱履歴の関係とを各被成形ガラス素材において等しくすることが好ましい。そこで、複数の被成形ガラス素材を対応する成形型のそれぞれに同時に供給することが好ましい。
【００４３】
　さらに、上記のように割型式浮上皿を用いる場合、下型の中央部に心ずれする(下型成形面の中心と被成形ガラス素材とがずれる)ことなく落下させるために、被成形ガラス素材を、浮上皿と下型の間に配置した心ずれ防止ファンネル部材の開口部を通して落下させることもできる。また、落下した被成形ガラス素材の下型中央部から位置ずれ(心ずれ)が生じた場合、ガイド手段を用いて幅寄せを行うことにより心ずれを補正することもできる。
【００４４】
　次いで、被成形ガラス素材を成形型によりプレスして、成形型の成形面に対応する形状に成形する。被成形ガラス素材のプレス成形に関しては、例えば、複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材を、長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列された、上型及び下型からなる複数の成形型で同時に加圧成形することからなる光学素子の成形方法(特開平１１−２９３３３号参照)を利用することができる。また、プレス成形方法に用いる成形型の形状や構造及び材質等、さらには、成形条件等は、公知のものであることができ、例えば、特開平８−１３３７５８号に記載のものを挙げることができる。
【００４５】
　複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材を、複数の成形型で同時に加圧成形する場合、複数の成形型の間で熱的条件が同一であり、かつ各成形型において、成形面の温度が成形面の中心から当距離にある位置においては同一であることが好ましい。特開平１１−２９３３３号に記載の方法では、複数の成形型が長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列され、かつ前記母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によって、各成形型が加熱されることから、複数の成形型の間での熱的条件を同一にすることを可能にしている。さらに、前記複数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によって加熱され、かつこの加熱は、少なくとも各成形型の水平断面における対向する２つの位置が実質的に均等に加熱されることが好ましい。このような成形型の加熱を可能にする成形装置として、母型が長尺形状であって、かつ一定の幅を有し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔に一列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するように設け、さらに少なくとも母型の短手方向端部での前記加熱手段と母型との距離が一定である装置を用いることができる。このような構造とすることにより、各成形型の成形面に加熱手段からの距離の違いによる温度分布が生じることを極力防止でき、その結果、面精度及び表面品質の良好なガラス光学素子を複数個同時に成形することができる。上記長尺形状の母型は、好ましくは両端部が略半円状になっていることが、両端部に近い成形型への加熱が均一にできるという観点から好ましい。
【００４６】
　上記成形装置において、成形型の形状や構造及び材質は、公知のものであることができ、例えば、特開平８−１３３７５８号に記載のものを挙げることができる。具体的には、成形型として炭化ケイ素焼結体にＣＶＤ法により炭化ケイ素膜を形成した後、イオンプレーティング法によりｉ−カーボン膜を形成したものを用いることができる。さらに、ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、酸化アルミニウムと炭化チタンのサーメットや、これらの表面にダイヤモンド、耐熱金属、貴金属合金、或いは炭化物、窒化物、硼化物、酸化物などのセラミックスなどを被覆したものも使用することができる。但し、ｉ−カーボン膜等の炭素系膜は離型性がよい点で特に有利である。
【００４７】
　加熱手段は公知の種々のものから選択でき、成形時に母型の周囲に接触状態または非接触状態で位置するように母型の周囲に巻回される。加熱手段は、誘導加熱コイルのような誘導加熱手段であり、成形時に母型の周囲に非接触状態で位置するように母型の形状に倣って巻回されているのが好ましい。尚、誘導加熱コイル等の誘導加熱手段は公知のものから適宜選択できる。加熱手段として誘導加熱手段を用いることにより、繰り返し成形する場合に、成形型の昇温を素早く行うことが出来るため、成形のサイクルタイムを短くできるという利点がある。さらには、誘導加熱手段は、温度の再現性が極めて良いため、精密な温度制御が可能であるという利点もある。
【００４８】
　本発明の装置及び方法においては、光学素子の形状、大きさ及び重量に応じて、その開口部の径や形状や、真空吸引手段の吸引力を適宜選択することができる。たとえば、光学素子の重量は2.5〜6.0ｇ、又は径が8〜35ｍｍのものが、本発明の装置及び方法を適用するのに好適である。重量及び径のいずれもが大きい方が、肉厚変動がおきやすく、吸引力も必要となるため本発明の効果が大きくなる。
【実施例】
【００４９】
　以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
　本実施例で使用する成形装置は、図５に示す、１つの型母材に４つの成形型が配置されているものである。上母型及び下母型は、タングステン合金により形成し、上型202及び下型203並びに胴型210の各型部材は炭化珪素に炭素系薄膜を被覆したものである。
　この装置を用いて、バリウムホウケイ酸ガラス(転移点５１４℃、屈伏点５４５℃)204をプレスして外径１５ｍｍの凹メニスカス形状のレンズ(一方の面が球面、他方の面が非球面)を成形した。扁平球形状に熱間成形された表面欠陥のないプリフォームを４７０℃に予熱し、成形室の下方にて約４７０℃に予熱された４個の下型203上に、移送ハンドを用いて４個同時に移送した。直ちに、駆動手段（図示せず）で下母型201bを上昇し４７０℃の上母型201aに接触させ、各上型202に、各胴型を組み込んだ。この直後、高周波誘導加熱により上下母型をガラス粘度１０8ポアズに相当する５９６℃への昇温を開始した。均熱化した後、下母型201bを上昇させて７０ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプレスし、上下成形面の形状をガラスに転写した。次に、減圧し、レンズ表面が加圧状態になるように保ちながら、型および成形されたレンズをガラス転移点以下になるまで５０℃／分の冷却速度で冷却した。
【００５０】
　各型において、加熱及び冷却がほぼ均等に行われた。４９０℃で離型し、下母型を成形室の下まで下降させ、図３に示す吸着部材を４個有する吸引部材を用いて４個のレンズを同時に取り出した。さらに、次の予熱された４個のプリフォームを入れ、次のプレスサイクルに移った。
　この成形及び取り出し工程を500回繰り返し行った。
　この500回、2000個のプレスの中でプリフォームを下型へ移送した際に発生した位置ずれによる偏肉や温度、圧力変動による肉厚変動があったが、その高さばらつき(最大1mm)による影響を受けず、レンズを成形型から100%取り出すことができ、得られたレンズの表面品質は良好であった。
【００５１】
　また、４つの成形型のうち１つを、他の3つと異なる曲率を有する凹メニスレンズ成形用成形型とし、2種類のアイテムを混流させて500回プレスした。この場合にも、アイテムにより平均約0.6mmのレンズ高さの差があったが、各吸着部材の上下動によって各レンズ表面の段差吸収が行われ、レンズを成形型から100%取り出すことができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】成形型（下型）１と、本発明の吸着装置の一例である吸着装置１０の断面図を示す。
【図２】成形型（下型）１と、本発明の吸着装置の一例である吸着装置１０’の断面図を示す。
【図３】成形型（下型）１ａ〜ｄと、本発明のマルチ吸着装置の一例の断面図を示す。
【図４】特開２００２−１２４３１号公報の図８に記載の、ガラス成形体取り出し用の吸着部材（従来例）。
【図５】実施例で使用した成形装置の断面説明図。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ〜１ｄ　下型
１０、１０’、１０’ａ〜１０’ｄ　吸着装置
１１、１１’、１１’ａ〜１１’ｄ　吸着部材
１２、１２’　開口部
１３、１３’　貫通孔（吸着部材の）
１５、１５’　支持体
１６、１６’　隙間
１７、１７’　突起部
１８　貫通孔（支持体の）
１９、１９’　吸引ノズル
２０、２０’　筒状突起
３０　マルチ吸着装置
３１　吸着アーム
３２ａ〜３２ｄ　パイプ
Ｇ、Ｇａ〜Ｇｄ　プレス成形体
【図１】
2004115361.tif 000003
【図２】
2004115361.tif 000004
【図３】
2004115361.tif 000005
【図４】
2004115361.tif 000006
【図５】
2004115361.tif 000007