(57)【要約】【課題】簡単な構成で、ロッドレンズアレイの端面を高い精度で平滑に研磨することができる端面研磨装置および端面研磨方法を提供すること。【解決手段】本発明の端面研磨装置１は、ロッドレンズアレイ２のロッドレンズが露出する端面を研磨する端面研磨装置であって、ロッドレンズアレイを端面が側方を向いた状態で経路Ｐに沿って搬送する搬送手段１２と、経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの端面に接するように経路を挟んで対向した対として配置された回転バフ１８を有する回転研磨手段とを備え、回転バフの回転軸が経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの搬送方向に沿って鉛直線から０ないし４５度傾斜している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドレンズアレイのロッドレンズが露出する端面を研磨する端面研磨装置であって、  前記ロッドレンズアレイを前記端面が側方を向いた状態で経路に沿って搬送する搬送手段と、
該経路に沿って搬送される前記ロッドレンズの端面に接するように前記経路を挟んで対向した対として配置された回転バフを有する回転研磨手段とを備え、前記回転バフの回転軸が前記経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの搬送方向に沿って鉛直線から０ないし４５度傾斜している、
ことを特徴とする端面研磨装置。
【請求項２】
前記回転バフが、前記回転軸が傾斜した状態で回転しながら上下動可能に構成されている、
請求項１記載の端面研磨装置。
【請求項３】
ロッドレンズアレイのロッドレンズが露出する端面を研磨する端面研磨方法であって、
前記ロッドレンズアレイを前記端面が側方を向いた状態で経路に沿って搬送しながら、該経路に沿って搬送される前記ロッドレンズの端面に接するように前記経路を挟んで対向した対として配置され、回転軸が前記経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの搬送方向に沿って鉛直線から０ないし４５度傾斜している回転バフで、前記端面を研磨する、
ことを特徴とする端面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端面研磨装置および端面研磨方法に関し、詳細には、ロッドレンズアレイのロッドレンズの端面が露出している端面を研磨する端面研磨装置および端面研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小レンズの一つとして、円柱状のロッドレンズが知られている。このようなロッドレンズは、単体で用いられる他に、複数本のロッドレンズが２枚の基板間に１列または複数列に並列配置されたロッドレンズアレイとされ、ファクシミリ、スキャナ等で使用されるイメージセンサ用、あるいは、プリンタ等の書き込みデバイス用の光学部品として用いられている。
【０００３】
このようなロッドレンズアレイの製造方法の一つとして、所定長に切断したロッドレンズ材を２枚の基板材の間に並列配列して接着剤で固定したロッドレンズアレイ原板を製造し、このロッドレンズアレイ原板をロッドレンズ材に直交する方向に切断して、単体のロッドレンズアレイを得る方法がある。このような製造方法では、回転切断刃によって、ロッドレンズアレイ原板を切断している（例えば、特許文献１の図６を参照のこと）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５９１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このロッドレンズアレイにおいて、ロッドレンズの先端および後端が露出している端面は、光の入射面および出射面となるので、ロッドレンズアレイに所望の光学性能を発揮させるためには、切断時等に発生した傷を除去して平滑に加工する必要がある。このような目的で、回転切断刃による切断作業後、切削刃を備えた工具によってロッドレンズアレイの端面を平滑に切削加工する処理が行われている。
【０００６】
近年、ロッドレンズアレイに求められる光学性能が高まってきているため、光の入射面および出射面となるロッドレンズアレイの端面をより高い精度で平滑に加工しなければならなくなってきた。
しかしながら、切削刃を備えた工具による加工では、切削刃は繰り返し使用するにつれて磨耗するために切れ味が悪くなり、ロッドレンズアレイの端面を必要な光学性能が得られるほど高い精度で平滑に加工できない場合があり、製品の歩留まりが悪化するという問題が発生してきた。
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、ロッドレンズアレイの端面を高い精度で平滑に研磨することができる端面研磨装置および端面研磨方法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】
【０００８】
本発明によれば、ロッドレンズアレイのロッドレンズが露出する端面を研磨する端面研磨装置であって、前記ロッドレンズアレイを前記端面が側方を向いた状態で経路に沿って搬送する搬送手段と、該経路に沿って搬送される前記ロッドレンズの端面に接するように前記経路を挟んで対向した対として配置された回転バフを有する回転研磨手段とを備え、前記回転バフの回転軸が前記経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの搬送方向に沿って鉛直線から０ないし４５度が傾斜していることを特徴とする端面研磨装置が提供される。
【０００９】
このような構成においては、ロッドレンズアレイの経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの搬送方向に沿って鉛直線から０ないし４５度傾斜している回転軸を有する回転バフによってロッドレンズアレイの端面を研磨することによって、ロッドレンズアレイに過剰な負荷をかけることなく、ロッドレンズアレイの端面から傷などを効果的に除去し、ロッドレンズアレイの端面を精度良く平滑にすることができる。
【００１０】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記回転バフが、円筒形状のバフを備えている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記バフの表面に極細繊維が配置されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記バフが、フエルトバフである。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記バフが、樹脂多孔質体である。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記バフに研磨剤が練りこまれている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記回転バフの対が、前記経路に沿って複数、配置されている。
【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記回転バフが、前記回転軸が傾斜した状態で回転しながら上下動可能に構成されている。
このような構成によれば、回転バフのロッドレンズアレイの端面に接触する部分(位置）を変えることができるので、回転バフの片摩耗を防止し、一定の研磨状態を維持することが可能となる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記搬送手段が、前記搬送経路に沿って隣接する回転バフの間に配置されたローラを備えている。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記回転バフの回転軸は、上部が前記ロッドレンズアレイの搬送方向上流側に位置するように傾斜している。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記回転バフの回転軸は、上部が前記ロッドレンズアレイの搬送方向下流側に位置するように傾斜している。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記ロッドレンズアレイの搬送方向上流側に位置する回転バフの回転軸は、上部が前記ロッドレンズアレイの搬送方向上流側に位置するように傾斜し、前記ロッドレンズアレイの搬送方向下流側に位置する回転バフの回転軸は、上部が前記ロッドレンズアレイの搬送方向下流側に位置するように傾斜している。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、ロッドレンズアレイのロッドレンズが露出する端面を研磨する端面研磨方法であって、前記ロッドレンズアレイを前記端面が側方を向いた状態で経路に沿って搬送しながら、該経路に沿って搬送される前記ロッドレンズアレイの端面に接するように前記経路を挟んで対向した対として配置され、回転軸が前記経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイの搬送方向に沿って鉛直線から０ないし４５度傾斜している回転バフで、前記ロッドレンズアレイの端面を研磨することを特徴とする端面研磨方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、簡単な構成で、ロッドレンズアレイの端面を高い精度で平滑に研磨することができる端面研磨装置および端面研磨方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の端面研磨装置１について説明する。図１は、端面研磨装置１で端面が研磨されるロッドレンズアレイ２の斜視図であり、図２は、端面研磨装置１の構造を概略的に示す模式的な斜視図である。また、図３は、端面研磨装置１の側面であり、図４は、図３のVI-VI線に沿った断面図である。
【００１９】
本実施形態の端面研磨装置１は、ロッドレンズアレイ原板(図示せず)から切断され、端面を切削加工されたロッドレンズアレイ２(図１)のロッドレンズ４の先端又は後端が露出している両側の端面６を研磨し、端面６から傷等を除去する装置である。
【００２０】
図２および図３に示されているよう、端面研磨装置１は、ロッドレンズアレイ２を端面６が側方に向いた状態で搬送経路に沿って搬送する搬送手段である搬送機構８と、搬送経路に沿って搬送されるロッドレンズアレイ２の端面６を研磨する研磨機構１０とを備えている。
【００２１】
搬送機構８は、搬送経路Ｐに沿って所定間隔(例えば約７５ｍｍ)で配置された複数の搬送ローラ手段１２を備えている。各搬送ローラ手段１２は、搬送経路Ｐを挟んで上下に対向配置された上方ローラ１４および下方ローラ１６を備えている。上方ローラ１４および下方ローラ１６は、搬送経路Ｐに直交して水平方向に延びる回転軸を中心に回転可能に構成され、下方ローラ１６が図示しない駆動機構によって回転駆動され、上方ローラ１４との間に、ロッドレンズ４の両端面６、６が側方に向くように配置されたロッドレンズアレイ２を上下に挟持し、ロッドレンズアレイ２を搬送経路Ｐに沿って移送できるように構成されている。
【００２２】
図２および図３に示されているように研磨機構１０は、回転研磨手段である複数の回転バフ１８を備えている。各回転バフ１８は、搬送経路Ｐを挟んで対向した対として配置され、本実施形態の端面研磨装置１は、搬送経路Ｐの上流側（図３の右側）に５対（上流組）、下流側（図３の左側）に５対（下流組）の合計１０対が取付けられている。
【００２３】
各回転バフ１８は、上端が回転駆動装置２０に回転可能に連結された回転軸２２と、回転軸２２の先端側の外周面に取付けられた円筒状のバフ本体２４とを備えている。
本実施形態では、上流組の５対の回転バフ１８の各回転軸２２が上流側の回転駆動装置２０に、下流組の５対の回転バフ１８の各回転軸２２が下流側の回転駆動装置２０に、それぞれ連結され、５対の回転バフ１８が同一の回転駆動装置２０によって回転駆動されるように構成されている。
【００２４】
バフ本体２４は、本実施形態ではフエルトバフであり、厚さ１０ｍｍ、外径２５ｍｍ、長さ５０ｍｍの羊毛製の円筒状（竹輪状）のバフを、回転軸２２となるシャフトの外周面に長手方向に４本、連続して接着することによって構成されている。
フエルトとしては、プレスフエルトが好ましく、羊毛製の他にも化学繊維フエルト、耐熱繊維フエルト、ニードルフエルト、樹脂加工フエルト、成型フエルト等が使用可能である。
【００２５】
また、バフ表面に不織布等の極細繊維からなる布を配置して使用してもよい。そのような不織布としては、例えばトレシー、エクセーヌ（東レ株式会社製）、グローレ（三菱レイヨン株式会社製）、クラリーノ（株式会社クラレ製）などが挙げられる。不織布を配置することで、研磨剤の保持性能がよくなる。又、繊維自身での研磨痕が小さくなる。前記極細繊維の直径は、０．１〜１０μｍが好ましく、０．１〜５μｍがより好ましい。
【００２６】
また、円筒状に加工した樹脂多孔質体を回転バフとして使用してもよい。樹脂多孔質体としては、ウレタン、ポリオレフィン、PVC、PVAなどが挙げられる。前記樹脂多孔質体の硬度（アスカーＣ）は１０〜６０のものが好ましく、４０〜６０のものがより好ましい。前記硬度は、バフの耐久性低下やレンズ面への研磨剤の付着などによるレンズ面の悪化を抑制するためには低いほうが好ましく、研磨時の圧力をかけやすいので研磨しやすいため高いほうが好ましい。多孔質体の平均孔径は１〜６０μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましい。
また、表面に研磨剤を混ぜた樹脂多孔質体を回転バフとして使用してもよい。混ぜ込む研磨剤の量は、所望の研磨レート、バフ硬度を考慮して決定する。
【００２７】
また、バフ本体２４に研磨剤を含浸させて研磨作業を行うことが好ましい。
研磨剤としては、ダイヤモンド、炭化珪素粉、炭化硼素、炭素粉、コランダム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミナ、トリポリ、酸化クロム、酸化鉄などの砥粒を、水、若しくは、ステアリン酸、牛脂、パラフィン，金属石けん、カルボキシルメチルセルロース、界面活性剤などの媒体に配合したものを用いることが好ましい。例えば、粒径０．３〜３μｍ程度のアルミナ砥粒を含む研磨剤が好ましい。
【００２８】
本実施形態ではアルミナ研磨剤（商品名バイカロックス）を、２ないし３倍の水に溶いたものをスプレで、バフ本体２４に吹き付ける。研磨剤の粒径は必要とする条件に応じて調整することができるが、０．１〜１０μｍが好ましく、０．１〜３μｍがより好ましい。本実施形態では１μｍのものを用いている。
【００２９】
研磨剤は、予めバフ本体２４に含浸させて用いてもよいし、所定のインターバルで、駆動中のバフ本体２４に滴下または吹き付けてもよい。バフが乾燥すると、ロッドレンズにキズが入ったりバフが痛んだりすることもあるので、バフが乾燥しない状態を維持することが重要である。磁性のある研磨剤を用い、バフに磁力を持たせて研磨剤を保持してもよい。
【００３０】
図４に示されているように、各回転バフ１８は、搬送経路Ｐに沿って搬送されるロッドレンズアレイ２のロッドレンズ４の両端面６、６を、バフ本体２４の外周面で研磨できるような間隔をおいて、搬送経路Ｐを挟んで対向してほぼ平行に配置されている。なお、対となっている回転バフ１８の間隔は、変更可能である。
【００３１】
回転バフ１８は、回転駆動装置２０およびこれに連結されている回転軸２２を傾斜して配置することにより、搬送経路Ｐに沿って鉛直線から０ないし４５度だけ傾斜するように配置されている。
傾斜角度をこの範囲に設定することで、ロッドレンズアレイのエッジに邪魔されずに端面の厚み方向全面に回転バフ１８を接触させることができる。特に、端面に入りやすい長手方向の傷を除去することができる点で前記傾斜角度は５度以上が好ましく、１０度以上がより好ましく、回転バフ１８が後述する上方ローラ１４および下方ローラ１６と接触するのを避けるために４０度以下が好ましく、２０度以下がより好ましい。
【００３２】
本実施形態では、上流側の５対の回転バフ１８は、図５（ａ）に示されているように、回転軸Ｘの上部が前記ロッドレンズアレイ２の搬送方向上流側に位置するように、搬送経路Ｐに沿って鉛直線から角度θ（１５度）だけ傾斜して配置されている。一方、下流側の５対の回転バフ１８は、図５（ｂ）に示されているように、回転軸Ｘの上部が前記ロッドレンズアレイ２の搬送方向下流側に位置するように、搬送経路Ｐに沿って鉛直線から角度θ（１５度）だけ傾斜して配置されている。
【００３３】
図６は、回転駆動装置２０の側面図であり、図７は回転駆動装置２０の平面図である。回転駆動装置２０は、図６および図７に示されているように、モータＭの出力軸２６と、５対の回転軸２２の上端部２２ａとに巻回された無端ベルト２８とを備え、無端ベルト２８によってモータＭの駆動力を回転バフ１８に伝え、各回転バフ１８を、例えば１０００ないし１５００ｒｐｍ程度の回転数で、回転駆動するように構成されている。
【００３４】
また、回転駆動装置２０は、図示しない上下動装置によって、回転バフ１８を回転駆動させながら、図８に実線で示される上方位置と、二点鎖線で示される下方位置との間で、矢印Ａで示される回転軸方向に上下動するように構成されている。この回転駆動装置２０の上下動に伴って、回転駆動装置２０に連結されている回転バフ１８も上下動し、この結果、バフ本体２４の異なった高さ位置の部分で、搬送経路Ｐに沿って搬送されるロッドレンズアレイ２の端面６を研磨することができる。このため、バフ本体２４の同一の高さ位置の部分が、常時、ロッドレンズアレイ２の端面６に接触して片摩耗することが回避される。
【００３５】
図８のように、搬送方向上流側の回転バフ群と下流側の回転バフ群を連結して上下動させる場合、回転バフ群の左右のバランスをとるために、搬送方向上流側の回転バフ群が一番下にあるときは搬送方向下流側の回転バフ群は一番上にあるという位置関係にすることが望ましい。上下動の速度が速いとバフ本体２４でワークの先端を挟む際に持ち上げたり押し下げるおそれがあるため０．５〜５ｍｍ／分程度が好ましい。
【００３６】
本実施形態の端面研磨装置１では、回転バフ１８に隣接して配置されている搬送ローラ手段１２は、上方ローラ１４および下方ローラ１６が共に、外周面が平坦な円柱形状を有している。
【００３７】
しかしながら、搬送経路Ｐの回転バフ１８に隣接している区画以外の区画に配置されている下方ローラ１６の外周面の幅方向中央には、円周方向に外周面の全周にわたって延びる溝が形成されている。溝の両側部には、溝の底面１６ａに直交する線に対して外方に所定角度θ傾斜した内壁面１６ｂを有するフランジが設けられている。上記θは、特に限定されるものではないが、５〜４５度が好ましく、本実施形態では３０度とされている。
【００３８】
底面１６ａは、ロッドレンズアレイ２の幅より若干広い幅を有し、搬送経路Ｐの回転バフ１８に隣接している区画以外の区画で、搬送されるロッドレンズアレイ２を溝内に受け入れ、搬送中のロッドレンズアレイ２が搬送経路Ｐから横方向に逸れずに搬送経路Ｐに沿ってまっすぐに搬送されるようにしている。
【００３９】
なお、本実施形態では、端面研磨装置１の上流側（図３の右側）には、端面研磨装置１の搬送経路Ｐ上にロッドレンズ２を順次、送り出すように構成されたロッドレンズ供給装置３０が接続され、一方、端面研磨装置１の下流側に（図３の左側）には、端面研磨装置１で端面研磨が終了したロッドレンズアレイ２を順次受け入れて搬送しながら、ロッドレンズアレイ２を水で洗浄する洗浄装置３２が連結され、一連の端面研磨システムが構成されている。乾燥装置を洗浄装置３２の後に設けることが好ましい。
【００４０】
次に、端面研磨装置１の動作を説明する。端面研磨装置１による端面研磨処理が開始されると、端面を研磨されるロッドレンズアレイ２は、ロッドレンズ供給装置３０から所定の間隔で、端面研磨装置１の搬送経路Ｐの上流端に搬送されてくる。次いで、ロッドレンズアレイ２は、搬送機構８の搬送ローラ手段１２の上方ローラ１４と下方ローラ１６との間に挟持された状態で、搬送経路Ｐに沿って、約１２００ｒｐｍで回転する研磨機構１０の１０対の回転バフ１８の間を搬送される。
【００４１】
回転している回転バフ１８の間を通過することによって、ロッドレンズアレイ２の側方の両端面６，６が回転バフ１８のバフ本体２４によって研磨され、傷等が除去される。
【００４２】
搬送ローラ手段１２によるロッドレンズアレイ２の搬送速度は、研磨前のロッドレンズアレイ２の端面６の状態（傷があるかないか等）、または、研磨によってどの程度の仕上げにするか（大きな傷の除去、小さな傷の除去、汚れ除去等）によって、適宜、設定されるが、１〜１０ｍ／分が好ましい。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
上記実施形態の端面研磨装置１では、上流側５対、下流側５つの合計１０対の回転バフ１８を側方視で、逆「ハ」の字状に配置しているが、上流側５対、下流側５つの合計１０対の回転バフ１８を側方視で「ハ」の字状に配置してもよい。また、必要とされる処理能力に応じて設置される回転バフの対の数を変更してもよい。
【００４４】
さらに、一定の方向に傾斜した回転バフの対のみで、研磨機構を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の好ましい実施形態の端面研磨装置で端面が研磨されるロッドレンズアレイの一例の斜視図である。
【図２】本発明の好ましい態様の端面研磨装置の主要部の構造を概略的に示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の好ましい態様の端面研磨装置の側面図である。
【図４】図３のVI-VI線に沿った断面図である。
【図５】端面研磨装置の回転バフの傾斜状態を説明するための図面である。
【図６】回転バフを回転駆動する回転駆動装置の側面図である。
【図７】回転駆動装置の平面図である。
【図８】研磨機構の上下動を説明するための側面図である。
【図９】溝を有する下方ローラの正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：端面研磨装置
２：ロッドレンズアレイ
４：ロッドレンズ
６：端面（ロッドレンズアレイの)
８：搬送機構
Ｐ：搬送経路
１０：研磨機構
１２：搬送ローラ手段
１４：上方ローラ
１６：下方ローラ
１８：回転バフ
２０：回転駆動装置
２２：回転軸
２４：バフ本体
【図１】
2007181911.tif 000003
【図２】
2007181911.tif 000004
【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】
2007181911.tif 000010
【図９】
2007181911.tif 000011