(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上治具の下方からガスを噴出させ、前記浮上治具に滴下した溶融ガラスを浮上状態で保持することにより光学素材を製造する光学素材製造装置において、
前記溶融ガラスの温度を検出する温度検出手段と、
前記浮上治具を上下動可能とする移動手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記移動手段に前記浮上治具を上下動させる移動制御手段と
を備えたことを特徴とする光学素材製造装置。
【請求項２】
前記浮上治具は、所定角度毎に間欠回転するテーブルに複数設けられ、前記間欠回転の円周方向に前記所定角度毎に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光学素材製造装置。
【請求項３】
前記温度検出手段は、前記浮上治具の上昇移動前及び上昇移動後にそれぞれ温度の検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素材製造装置。
【請求項４】
前記移動制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記浮上治具の上昇移動前及び上昇移動後の温度差が所定の設定値以上とならないように前記移動手段に前記浮上治具を上下動させることを特徴とする請求項３に記載の光学素材製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、滴下した溶融ガラスを浮上状態で保持することにより光学素材を製造する光学素材製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レンズ等の光学素子をプレス成形する際に用いる光学素材の製造において、浮上治具の下方からガスを噴出させ、浮上治具に滴下された溶融ガラスを浮上状態で保持することにより光学素材を製造する滴下式の光学素材製造技術が知られている。
【０００３】
例えば特開２０００−２６４６５１号公報には、以下に示すような光学素材製造手法が開示されている。すなわち、所定角度毎に間欠回転するインデックステーブルに浮上治具である成形型部材を円周方向に所定角度毎に複数設け、上方に設置したノズルから成形型部材に向かって溶融ガラスが滴下する毎にインデックステーブルを間欠回転させ、滴下した溶融ガラスを所定の間欠回転数だけ浮上状態で保持することにより光学素材を製造するという手法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した滴下式の光学素材の製造においては、溶融ガラスの滴下距離が長すぎると滴下する際の衝撃による光学素材の変形及び脈理等の不良が発生してしまう。また、滴下距離が短すぎるとノズルに浮上治具が近づき、浮上治具の温度影響によってノズル周辺の温度が下がり、溶融ガラスの温度変動による粘度変動に伴う滴下重量が変動してしまうという不具合が発生してしまう。このようなことから、滴下距離は適正に保つ必要がある。特開２０００−２６４６５１号公報に開示された光学素材製造手法にあっては、滴下距離を適正に保つために、製造する光学素材に合わせて浮上治具である成形型部材及びノズルを交換する場合、その度に、インデックステーブルと各成形型部材との間にスペーサー等を入れて、ノズルと成形型部材との距離、つまり、溶融ガラスの自重落下距離の調整を細かく行っていた。
【０００５】
しかしながら、このような方法だと装置の設定が煩雑となり、光学素材の製造効率が悪化するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光学素材の製造効率を向上させることができる光学素材製造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る光学素材製造装置は、浮上治具の下方からガスを噴出させ、浮上治具に滴下した溶融ガラスを浮上状態で保持することにより光学素材を製造する光学素材製造装置において、溶融ガラスの温度を検出する温度検出手段と、浮上治具を上下動可能とする移動手段と、温度検出手段により検出された温度に基づいて移動手段に浮上治具を上下動させる移動制御手段とを備えた構成を採る。
【０００８】
また、本発明にかかる光学素材製造装置は、浮上治具が所定角度毎に間欠回転するテーブルに複数設けられ、間欠回転の円周方向に所定角度毎に配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる光学素材製造装置は、温度検出手段が浮上治具の上昇移動前及び上昇移動後にそれぞれ温度の検出を行うことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明にかかる光学素材製造装置は、移動制御手段が温度検出手段により検出された浮上治具の上昇移動前及び上昇移動後の温度差が所定の設定値以上とならないように移動手段に浮上治具を上下動させることを特徴とする。
【００１１】
これらの発明によれば、浮上治具は、移動制御手段の制御に基づいて移動手段により上下動可能であるため、光学素材製造装置の設定の際に、スペーサー等を用いた溶融ガラスの自重落下距離の調整が必要ない。したがって、光学素材製造装置の設定が容易となり、光学素材の製造効率を向上させることができる。
【００１２】
また、浮上治具の上昇移動前及び上昇移動後の溶融ガラスの温度差が設定値以上とならない範囲内の最も高い位置に浮上治具を上昇させた状態で、溶融ガラスの滴下を行うことができる。したがって、溶融ガラスが滴下する際の衝撃による光学素材の変形及び脈理等を防止して、所望の許容値内の重量を有する光学素材を製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。
【００１４】
図１に、本発明の実施の形態に係る光学素材製造装置１の説明図を示す。
【００１５】
テーブル２は、円板状であり、下端の中心軸上にテーブル軸２ａを備えて形成されている。テーブル軸２ａは、軸受台３に設けられた軸受３ａにより回動自在に支持されており、軸受台３の下方に設けられたモータ４の駆動力を受けて回転する。テーブル軸２ａとモータ４の回転軸は、ベルト５を介して動力伝達可能に接続されている。そして、テーブル２は、モータ４の駆動により所定角度毎に、例えば４５度毎に間欠回転する。
【００１６】
また、テーブル２の間欠回転の円周方向には、支持孔２ｂが上述した所定角度毎に複数形成されている。支持孔２ｂは、例えば図２に示すように、４５度毎に８個形成されている。そして、各支持孔２ｂには、浮上治具６がそれぞれ配置されている。
【００１７】
図１に示すように、浮上治具６は、円板状のフランジ部６ａの下端に支持部６ｂを備えて形成されている。支持部６ｂは、テーブル２の支持孔２ｂにより上下動可能に支持されている。そして、浮上治具６は、逆円錐形状の受け面６ｃの下端にガス流路６ｄを備えた漏斗状の空間を有している。ガス流路６ｄの下端は、支持部６ｂの側面でテーブル２の中心軸方向に向かって開口し、開口部６ｅを形成している。
【００１８】
また、テーブル２の下面には、ガスチャンバ７が設置されている。各ガスチャンバ７には、互いに連通したガス流路８ａ、８ｂ及び８ｃによりガスが供給される。ガスとしては、例えば不活性ガスである窒素ガスが用いられる。そして、ガスチャンバ７の浮上治具６側には、開口部７ａが設けられている。開口部７ａは、浮上治具６の開口部６ｅと連通しており、浮上治具６が上下動しても連通するように上下方向に長い長孔となっている。これにより、窒素ガスは、浮上治具６の受け面６ｃに下方から噴出する。
【００１９】
また、テーブル２に配置された浮上治具６の上方には、ノズル９が設置されている。ノズル９は、テーブル２に配置された浮上治具６の一つに対して溶融ガラスを滴下するものであって、ノズル９の上方に設置された図示しないるつぼに接続されている。るつぼ内には溶融ガラスが収容されており、溶融ガラスは、その自重によりるつぼからノズル９へと流動する。そして、溶融ガラスは、ノズル開口部９ａで表面張力により徐々に成長し、所定の重量となった時点で滴下していく。
【００２０】
そして、ノズル９の外周には、ヒータ１０が設置されている。ヒータ１０は、ノズル開口部９ａにおける溶融ガラスの粘度の変動を抑えて溶融ガラスが常に所望の重量で滴下するために、溶融ガラスの温度の変動を抑えるための加熱手段である。
【００２１】
そして、ノズル開口部９ａの近傍には、温度センサ１１が設置されている。温度センサ１１は、ノズル開口部９ａにおける溶融ガラスの温度を検出する温度検出手段であり、例えば、溶融ガラスの周囲の温度から溶融ガラスの温度が間接的に検出される。
【００２２】
また、浮上治具６とノズル９の間には、通過センサ１２が設置されている。通過センサ１２は、ノズル９から滴下する溶融ガラスの通過を検出するものであり、例えば、発光素子と受光素子とを備えた光電センサ等が用いられる。
【００２３】
また、浮上治具６の下方のノズル９に対面する位置には、ボールねじ１３及びサーボモータ１４が設けられている。これらのボールねじ１３及びサーボモータ１４は、浮上治具６を上下動可能とする移動手段として機能する。ボールねじ１３は、軸受台３に設けられたねじ穴３ｂに螺合されている。そして、ボールねじ１３の上端は浮上治具６の下端と当接し、ボールねじ１３の下端はサーボモータ１４に接続されている。サーボモータ１４は、軸受台３の下面に設置された支持部材１５により上下可能に支持されている。したがって、サーボモータ１４の駆動によりボールねじ１３が回転し、ボールねじ１３及びサーボモータ１４が上下動すると、この上下動にともなって浮上治具６が上下動する。
【００２４】
また、浮上治具６の上方には、取出し具１６が設けられている。取出し具１６は、光学素材１７の取り出しを行うものであり、上下方向及び左右方向に移動可能とされ、例えばエアーの吸引により光学素材１７の吸着を行う吸着具が用いられる。
【００２５】
また、光学素材製造装置１には、重量計１８が設けられている。重量計１８は、光学素材１７の重量を検出する重量検出手段である。
【００２６】
また、光学素材製造装置１には、制御器１９が設けられている。制御器１９は、装置全体の動作等を制御するものであり、移動制御手段として機能する。この制御器１９は、モータ４、温度センサ１１、通過センサ１２、サーボモータ１４及び重量計１８にそれぞれ接続されている。そして、制御器１９には、温度センサ１１からはノズル開口部９ａにおける溶融ガラスの温度データが入力される。また、制御器１９には、通過センサ１２からは滴下する溶融ガラスの通過を示す信号が入力される。また、制御器１９には、重量計１８からは光学素材１７の重量データが入力される。また、制御器１９は、モータ４及びサーボモータ１４に駆動信号をそれぞれ出力する。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る光学素材製造装置１の制御器１９による移動制御処理について、図３を参照して説明する。図３は、移動制御処理を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、テーブル２が間欠回転したか否かが判断される（ステップＳ１０）。そして、テーブル２が間欠回転していなければ、ステップＳ１０に戻る。一方、テーブル２が間欠回転していれば、温度センサ１１により検出されたノズル開口部９ａにおける溶融ガラスの温度Ｔ１の読み込みが行われる（ステップＳ１２）。そして、サーボモータ１４に駆動信号が出力され、浮上治具６が上昇移動する（ステップＳ１４）。このとき、浮上治具６の上昇移動量の初期値は、浮上治具６がノズル９の開口部９ａに十分近い位置となるように制御器１９に設定される。そして、温度センサ１１により検出されたノズル開口部９ａにおける溶融ガラスの温度Ｔ２の読み込みが行われる（ステップＳ１６）。
【００２９】
そして、浮上治具６の上昇移動前及び上昇移動後のノズル開口部９ａにおける溶融ガラスの温度差の絶対値｜Ｔ１−Ｔ２｜が設定値αより小さいか否かが判断される（ステップＳ１８）。この設定値αは、予め制御器１９に初期値として設定される。すなわち、溶融ガラスの滴下重量がそのときの温度における粘度に因るため、溶融ガラスが所望の滴下重量となるときの温度を求める。そして、溶融ガラスの滴下重量の変動が許容値内となるように溶融ガラスの温度差を求め、設定値αとする。
【００３０】
そして、温度差の絶対値｜Ｔ１−Ｔ２｜が設定値αより小さくなければ、浮上治具６の上昇移動量が補正され（ステップＳ２０）、ステップＳ２２に移行する。これは、ノズル９と浮上治具６とが近づきすぎた場合に、浮上治具６の温度影響が許容値以上になり、溶融ガラスの温度変動による粘度変動に伴う滴下重量の変動を引き起こしてしまうため、それを補正するためのステップである。一方、ステップＳ１８にて、温度差の絶対値｜Ｔ１−Ｔ２｜が設定値αより小さければ、通過センサ１２による溶融ガラスの通過を示す信号の有無により、溶融ガラスが滴下したか否かが判断される（ステップＳ２２）。そして、溶融ガラスが滴下していなければ、ステップＳ２２に戻る。一方、溶融ガラスが滴下していれば、サーボモータ１４に駆動信号が出力され、浮上治具６が下降移動する（ステップＳ２４）。そして、テーブル２の間欠回転が行われ（ステップＳ２６）、再び、ステップＳ１０に戻る。
【００３１】
このような移動制御処理によれば、浮上治具６は、制御器１９の制御に基づいて上下動可能であるため、光学素材製造装置１の設定の際に、テーブル２と各浮上治具６との間にスペーサー等を入れて、ノズル開口部９ａと浮上治具６との距離、すなわち、溶融ガラスの自重落下距離の調整が必要ない。したがって、光学素材製造装置１の設定が容易となり、光学素材の製造効率を向上させることができる。
【００３２】
また、浮上治具６の上昇移動前及び上昇移動後の溶融ガラスの温度差が設定値α以上とならない範囲内の最も高い位置に浮上治具６を上昇させた状態で、溶融ガラスの滴下を行うことができる。したがって、溶融ガラスが滴下する際の衝撃による光学素材１７の変形及び脈理等を防止して、所望の許容値内の重量を有する光学素材１７を製造することができる。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る光学素材製造装置１の制御器１９による品質管理処理について、図４を参照して説明する。図４は、品質管理処理を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、取出し具１６による光学素材１７の取り出しにおいて、適宜光学素材１７のサンプリングが行われる（ステップＳ４０）。そして、サンプリングされた光学素材１７の重量が重量計１８により検出され、検出された重量の読み込みが行われる（ステップＳ４２）。そして、光学素材１７の重量が設定値βより大きいか否かが判断される（ステップＳ４４）。この設定値βは、光学素材１７の許容重量の最大値であり、初期値として設定される。そして、光学素材１７の重量が設定値βより大きくなければ、再び、ステップＳ４０に戻る。一方、光学素材１７の重量が設定値βより大きければ、浮上治具６の受け面６ｃに下方から噴出する窒素ガス量の増加が行われて（ステップＳ４６）、再び、ステップＳ４０に戻る。
【００３５】
このような品質管理処理によれば、光学素材１７の重量が許容重量の最大値βを超えると、浮上治具６の受け面６ｃに下方から噴出する窒素ガス量の増加が行われるため、ノズル開口部９ａにおける溶融ガラスに対して冷却効果を及ぼし、溶融ガラスの粘度が高まる。したがって、溶融ガラスの滴下重量を減少させることができる。また、サンプリングされた光学素材１７の重量を重量計１８で直接計測して管理するため、温度により光学素材１７の重量を間接的に管理する上述した移動制御処理とともに、光学素材１７の重量の管理を二重に行うことになり、光学素材１７の重量が許容値外となることをより減少させることができる。
【００３６】
次に、本実施の形態に係る光学素材製造装置１の制御器１９による事故防止処理について、図５を参照して説明する。図５は、光学素材製造装置１における事故防止処理を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、溶融ガラスの滴下時間間隔が設定値γより小さいか否かが判断される（ステップＳ５０）。溶融ガラスの滴下時間間隔は、通過センサ１２による溶融ガラスの通過を示す信号の入力間隔である。また、設定値γは、取出し具１６による光学素材１７の取り出し時間間隔であり、初期値として設定される。そして、溶融ガラスの滴下時間間隔が設定値γより小さくなければ、光学素材製造装置１の停止処理が行われる（ステップＳ５２）。また、溶融ガラスの滴下時間間隔が設定値γより小さければ、再び、ステップＳ５０に戻る。
【００３８】
このような事故防止処理によれば、取出し具１６による光学素材１７の取り出し前にテーブル２が間欠回転して光学素材１７を取り出せないということや、取り出し中にテーブル２が間欠回転して取出し具１６を巻き込んで破損するといった事故を防止することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係る光学素材製造装置によれば、移動制御処理により、浮上治具６は、制御器１９の制御に基づいて上下動可能であるため、光学素材製造装置１の設定の際に、テーブル２と浮上治具６との間にスペーサー等を入れて、ノズル開口部９ａと浮上治具６との距離、すなわち、溶融ガラスの自重落下距離の調整が必要ない。したがって、光学素材製造装置１の設定が容易となり、光学素材の製造効率を向上させることができる。
【００４０】
また、浮上治具６の上昇移動前及び上昇移動後の溶融ガラスの温度差が設定値α以上とならない範囲内の最も高い位置に浮上治具６を上昇させた状態で、溶融ガラスの滴下を行うことができる。したがって、溶融ガラスが滴下する際の衝撃による光学素材１７の変形及び脈理等を防止して、所望の許容値内の重量を有する光学素材１７を製造することができる。
【００４１】
また、品質管理処理により、光学素材１７の重量が許容重量の最大値を超えると、浮上治具６の受け面６ｃに下方から噴出する窒素ガス量の増加が行われるため、ノズル開口部９ａにおける溶融ガラスに対して冷却効果を及ぼし、溶融ガラスの粘度が高まる。したがって、溶融ガラスの滴下重量を減少させることができる。また、サンプリングされた光学素材１７の重量を重量計１８で直接計測して管理するため、温度により光学素材１７の重量を間接的に管理する上述した移動制御処理とともに、光学素材１７の重量の管理を二重に行うことになり、光学素材１７の重量が許容値外となることをより減少させることができる。
【００４２】
さらに、事故防止処理により、取出し具１６による光学素材１７の取り出し前にテーブル２が間欠回転して光学素材１７を取り出せないということや、取り出し中にテーブル２が間欠回転して取出し具１６を巻き込んで破損するといった事故を防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光学素材製造装置によれば、浮上治具は、移動制御手段の制御に基づいて移動手段により上下動可能であるため、光学素材製造装置の設定の際に、スペーサー等を用いた溶融ガラスの自重落下距離の調整が必要ない。したがって、光学素材製造装置の設定が容易となり、光学素材の製造効率を向上させることができる。
【００４４】
また、浮上治具の上昇移動前及び上昇移動後の溶融ガラスの温度差が設定値以上とならない範囲内の最も高い位置に浮上治具を上昇させた状態で、溶融ガラスの滴下を行うことができる。したがって、溶融ガラスが滴下する際の衝撃による光学素材の変形及び脈理等を防止して、所望の許容値内の重量を有する光学素材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学素材製造装置の説明図である。
【図２】図１の光学素材製造装置におけるテーブル上の位置関係を示す説明図である。
【図３】図１の光学素材製造装置における移動制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の光学素材製造装置における品質管理処理を示すフローチャートである。
【図５】図１の光学素材製造装置における事故防止処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…光学素材製造装置、６…浮上治具、１１…温度センサ、１３…ボールねじ、１４…サーボモータ、１７…光学素材、１９…制御器。
【図１】
0004021628.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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