(57)【要約】【課題】簡素な構成で成形用型に異物が存在するか否かを検出すること。【解決手段】上型２１０と下型２２０から構成される成形用金型２００で成形素材を加熱成形する際の異常検出方法であって、成形素材を成形用金型２００に供給した後、成形用金型２００を加熱する前に、上型２１０と下型２２０の間隔を狭める異常検出動作を行い、これに基づいて異物が存在するか否かを検出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する際の異常検出方法であって、
前記成形用金型を加熱する前に、前記上型と前記下型の間隔を狭める異常検出動作を行い、前記異常検出動作に基づいて異物が存在するか否かを検出することを特徴とする、異常検出方法。
【請求項２】
前記異常検出動作の際の前記上型又は前記下型のストローク位置、前記上型又は前記下型にかかる荷重、前記上型又は前記下型の移動速度の少なくとも１つが所定値から外れた場合に、異物が存在することを検出することを特徴とする、請求項１に記載の異常検出方法。
【請求項３】
前記異常検出動作は、前記成形素材を前記成形用金型に供給した後に実行され、該異常検出動作において、前記成形素材を変形させない所定位置まで前記上型と前記下型の間隔を狭め、当該所定位置に達する過程で前記ストローク位置、前記荷重、又は前記移動速度の少なくとも１つが前記所定値から外れた場合に、異物が存在することを検出することを特徴とする、請求項１に記載の異常検出方法。
【請求項４】
異物が存在することが検出された場合に、エラーメッセージを発生させ、成形素材の成形を停止させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の異常検出方法。
【請求項５】
上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する成形装置であって、
前記上型と前記下型の間隔を狭める異常検出動作を行う駆動部と、
前記異常検出動作における、前記上型又は前記下型のストローク位置、前記上型又は前記下型にかかる荷重、前記上型又は前記下型の移動速度の少なくとも１つが所定値から外れた場合に、異物が存在することを検出する異常検出部と、
を備えることを特徴とする、成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検出方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、樹脂材料を素材として光学レンズ素子を加熱して成形する場合、成形後に成形用型から成形後の光学レンズ素子を取り出し、次に成形するプリフォームが成形用型に置かれ、順次に成形が行われる。この場合において、成形後の光学レンズ素子が成形用型内に残っている状態で、次の成形のためにプリフォームが投入されて、残存する成形後の光学レンズ素子またはその破片などが供給されたプリフォームと一緒にプレスされてしまうと、成形後に成形用型を分離することができなくなったり、成形用型が損傷してしまうという問題が生じる。
【０００３】
特許文献１には、成形品取り出し工程において、上下型部材を所定量開放した状態で、センサーを用いて型部材間に存在する成形品を検出することが記載されている。また、特許文献２には、成形されたレンズが成形用型に残存しているか否かを近接スイッチにより調査することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４３２５９号公報
【特許文献２】特開平９−３０９７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
成形型から複数のレンズを吸着する際に吸着不良が発生すると、成形型の内部にレンズが残ってしまい、次に成形素材が投入された際に、成形素材とともに成形されたレンズがプレスされてしまう問題が生じる。この場合、通常よりも多くの分量がプレスされてしまうため、型が開けなくなったり、成形型が損傷してしまう問題がある。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献に記載された手法では、成形用型に成形後のレンズが残っているか否かを、センサー、スイッチ等の部材を設けて検出しているため、装置構成が複雑となり、検出のためのコストが増大するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成で成形用型に異物が存在するか否かを検出することが可能な、新規かつ改良された異常及び成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する際の異常検出方法であって、前記成形用金型を加熱する前に、前記上型と前記下型の間隔を狭める異常検出動作を行い、前記異常検出動作に基づいて異物が存在するか否かを検出する異常検出方法が提供される。
【０００９】
上記構成によれば、上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する際に、成形用金型を加熱する前に、上型と下型の間隔を狭める異常検出動作が行われ、異常検出動作に基づいて異物が存在するか否かが検出される。従って、作業者による目視、またはセンサー等による検出を用いることなく、異物が存在することを検出することが可能となる。
【００１０】
また、前記異常検出動作の際の前記上型又は前記下型のストローク位置、前記上型又は前記下型にかかる荷重、前記上型又は前記下型の移動速度の少なくとも１つが所定値から外れた場合に、異物が存在することを検出するものであってもよい。かかる構成によれば、異物が存在する場合は、異常検出動作の際の上型又は下型のストローク位置、上型又は下型にかかる荷重、上型又は下型の移動速度の少なくとも１つが所定値から外れるため、これに基づいて異常検出を行うことができる。
【００１１】
また、前記異常検出動作は、前記成形素材を前記成形用金型に供給した後に実行され、該異常検出動作において、前記成形素材を変形させない所定位置まで前記上型と前記下型の間隔を狭め、当該所定位置に達する過程で前記ストローク位置、前記荷重、又は前記移動速度の少なくとも１つが前記所定値から外れた場合に異物が存在することを検出するものであってもよい。かかる構成によれば、異物が存在する場合は、成形素材を変形させない所定位置に達する過程でストローク位置、荷重、又は移動速度の少なくとも１つが所定値から外れるため、これに基づいて異常検出を行うことができる。
【００１２】
また、異物が存在することが検出された場合に、エラーメッセージを発生させ、成形素材の成形を停止させるものであってもよい。かかる構成によれば、エラーメッセージを発生させることで、作業者等が異物を除去することが可能となる。また、成形素材の成形を停止させることで、成形用型が損傷を受けてしまうことを抑止できる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する成形装置であって、前記上型と前記下型の間隔を狭める異常検出動作を行う駆動部と、前記異常検出動作における、前記上型又は前記下型のストローク位置、前記上型又は前記下型にかかる荷重、前記上型又は前記下型の移動速度の少なくとも１つが所定値から外れた場合に、異物が存在することを検出する異常検出部と、を備える成形装置が提供される。
【００１４】
上記構成によれば、上型と下型から構成される成形用金型で成形素材を加熱成形する成形装置において、上型と下型の間隔を狭める異常検出動作が行われる。そして、異常検出動作における、上型又は下型のストローク位置、上型又は下型にかかる荷重、上型又は下型の移動速度の少なくとも１つが所定値から外れた場合は、異物が存在することが検出される。従って、作業者による目視、またはセンサー等による検出を用いることなく、異物が存在することを検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡素な構成で成形用型に異物が存在するか否かを検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学レンズ素子の成形装置１００において、成形用金型２００とその周辺の構成を示す模式図である。成形用金型２００は、複数の光学レンズ素子５０を一度に成形するもので、上型２１０及び下型２２０を有して構成されている。
【００１８】
上型２１０は、複数のコア部２１２と、コア部２１２を保持する保持部２１４とから構成されている。コア部２１２の下面には、光学レンズ素子５０の一方の側のレンズ面（光学機能面）を転写するための転写面２１２ｂが設けられている。
【００１９】
同様に、下型２２０は、複数のコア部２２２と、コア部２２２を保持する保持部２２４とから構成されている。コア部２２２の上面には、光学レンズ素子５０の他方の側のレンズ面（光学機能面）を転写するための転写面２２２ｂが設けられている。
【００２０】
上型２１０のコア部２１２は、円柱状の外周面２１２ａを有している。また、下型２２０の保持部２２４は、コア部２２２が挿入される内周面２２４ａを有している。
【００２１】
上型２１０は、成形装置１００の上側プレス部材１１０に連結されている。また、下型２２０は、成形装置１００の下側プレス部材１２０に連結されている。上側プレス部材１１０には、上型２１０を加熱するための加熱部２３０が設けられている。また、下側プレス部材１２０には、下型２２０を加熱するための加熱部２３０が設けられている。
【００２２】
光学レンズ素子５０の成形時には、下型２２０の複数の転写面２２２ｂ上に光学レンズ素子５０の母材であるプリフォームが載置されて、成形装置１００内で上側プレス部材１１０に対して下側プレス部材１２０が近接する方向に駆動される。
【００２３】
これにより、上型２１０と下型２２０が近接し、上型２１０のコア部２１２が下型２２０の内周面２２４ａに挿入され、外周面２１２ａと内周面２２４ａが摺動可能な状態で嵌合する。そして、上型２１０及び下型２２０を加熱した状態で上型２１０に対して下型２２０を押圧すると、プリフォームが加熱・加圧成形されて光学レンズ素子５０が成形される。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る成形装置１００の構成を示す模式図である。成形装置１００は、成形用金型２００が投入される成形室１０２と、下側プレス部材１２０を駆動するサーボモータ１３０、伝達機構１４０、ロードセル１５０、制御部１６０等の構成要素が配置された機器配置室１０４とを有している。
【００２５】
上側プレス部材１１０は、成形室１０２の上部に固定されている。一方、下側プレス部材１２０は、サーボモータ１３０の駆動力を受けた伝達機構１４０によって、上下方向に駆動される。ロードセル１５０は、サーボモータ１３０の駆動力によって下側プレス部材１２０に発生した上向きの力（圧力）を測定する。サーボモータ１３０には、回転位置、回転速度を検出するためのエンコーダが設けられている。
【００２６】
制御部１６０は、サーボモータ１３０の駆動を制御する機能ブロックであり、ＣＰＵ等の演算処理装置から構成される。制御部１６０は、サーボモータ１３０の回転位置、回転速度、ロードセル１５０で測定された荷重に基づいて、サーボモータ１３０の駆動を制御する。また、制御部１６０は、加熱部２３０による加熱を制御する。
【００２７】
図３は、光学レンズ素子５０を成形した後、下型２２０の各コア部２２２上から光学レンズ素子５０を取り出す様子を示す模式図である。光学レンズ素子５０を取り出す際には、吸着器３００が用いられる。吸着器３００は、アーム３１０の駆動により上下方向、水平方向に駆動される。吸着器３００は、コア部２２２の位置に対応した吸着部３０２を備えており、吸着部３０２の先端には吸入口が設けられている。吸着部３０２は、コア部２２２が挿入された内周面２２４ａに挿入可能な大きさとされている。
【００２８】
吸着器３００は、成形された光学レンズ素子５０に吸着部３０２が近接する位置まで下降されて、吸入口からガスを吸引することで、吸着部３０２の先端に光学レンズ素子５０を吸着する。この状態で吸着器３００を上昇させることで、複数の光学レンズ素子５０を一度に取り出すことができる。
【００２９】
図３では、成形後の複数のレンズを取り出す際に、吸着不良が発生した場合を示している。図３の例では、最も右側のコア部２２２上の光学レンズ素子５０が吸着部３０２に吸着されておらず、コア部２２２上に残存している。
【００３０】
成形後の光学レンズ素子５０を取り出した後、下型２２０には次の成形のためのプリフォームが投入されるが、図３のように成形後の光学レンズ素子５０が残存していると、光学レンズ素子５０上にプリフォーム６０が投入されてしまう。この場合、次の成形時に、光学レンズ素子５０が残存していたコア部２２２上では、成形後の光学レンズ素子５０とプリフォーム６０とが共に加圧されて成形されてしまう。
【００３１】
このため、本実施形態の成形装置１００では、プリフォームを下型２２０の各コア部２２２上に投入した後、前回成形時に成形された光学レンズ素子５０が残存しているか否かを検出するため、加熱部２３０により成形用金型２００を加熱する前に、一旦下型２２０を上昇させて異常検出動作を行うこととしている。
【００３２】
図４は、異常検出動作の際に下型２２０を上型２１０に近接させる設定位置を示している。異常検出動作の際には、下型２２０のコア部２２２の転写面２２２ｂ上にプリフォーム６０のみがある場合と成形後の光学レンズ素子５０が残存しその上にプリフォーム６０を載せた場合との違いを検出できるように、下型２２０のコア部２２２の転写面２２２ｂ上にプリフォーム６０のみがある場合にプリフォーム６０の上面に上型２１０のコア部２１２の転写面２１２ｂが接触するか、または、少なくとも成形後の光学レンズ素子５０の厚さよりも小さい隙間（例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度）になるまで下型２２０を上昇させる。異常検出動作の際に下型２２０を上昇させる力（サーボモータ１３０のトルク）は、下型２２０の上昇に必要な程度の微弱力に設定される。
【００３３】
図５は、下型２２０上に前回成形時の光学レンズ素子５０が残存している状態で、光学レンズ素子５０上にプリフォーム６０がセットされた場合を示している。この場合、図４の設定位置まで下型２２０を上昇させようとしても、残留した光学レンズ素子５０上にプリフォーム６０がセットされており、また上型２１０及び下型２２０が加熱されていないため、図４の設定位置まで下型２２０を上昇させることができない。従って、異常検出動作の際に、サーボモータ１３０の回転位置から下型２２０の上昇位置を検出し、図４に示す設定位置まで下型２２０が上昇しなかった場合は、前回成形時の光学レンズ素子５０が下型２２０のいずれかのコア部２２２の上に残っていると判断することができる。なお、上述した設定位置は、図５に示す下型２２０の位置よりも上部に設定しておくことで、前回成形時の光学レンズ素子５０が残存していることを検出することができる。従って、設定位置における上型２１０と下型２２０との間隔は、プリフォーム６０の厚さ（球形プリフォームの場合は球形プリフォームの直径（図４の状態））より大きく、且つ、少なくとも光学レンズ素子５０とプリフォーム６０を重ねた場合の厚さ（図５の状態）より小さい間隔となるように設定される。
【００３４】
また、本実施形態によれば、下型２２０上に前回成形時の光学レンズ素子５０が残存している場合の他、前回成形時の光学レンズ素子５０の一部（破片など）、または他の異物が残存している場合も、異常検出動作の際にこれらの異常を検出することができる。更に、前回成形時の光学レンズ素子５０が成形用金型２００内に残存していない場合においても、プリフォーム６０が適正位置に載置されていない場合は、このような異常状態を検出することができる。例えば、上型２１０のコア部２１２と下型２２０のコア部２２２との合わせ面（フランジ成形面）にプリフォーム６０が載っているような場合は、下型２２０が図４の設定位置まで上昇できないため、異常を検出することができる。
【００３５】
図６は、異常検出動作の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１では、下型２２０の各コア部２２２上にプリフォームをセットする。次のステップＳ２では、下型２２０を微弱力で上昇させる。次のステップＳ３では、下型２２０が図４に示す設定位置まで上昇できたか否かを判定する。ここでは、制御部１６０が、サーボモータ１３０の回転位置に基づいて、設定位置まで上昇できたか否かを判定する。
【００３６】
ステップＳ３で下型２２０が設定位置まで上昇することができた場合は、下型２２０上に成形後の光学レンズ素子５０が残っていないと判断することができる。従って、この場合はステップＳ４へ進み、制御部１６０によりサーボモータ１３０を制御して、一旦下型２２０を加熱位置まで下降させる。具体的には、上型２１０のコア部２１２の外周面２１２ａと下型２２０の内周面２２２ａとの嵌合が外れる位置まで下型２２０を下降させる。ここで、加熱の際に外周面２１２ａと内周面２２２ａとの嵌合を外すのは、外周面２１２ａと内周面２２２ａが嵌合した状態で加熱を行うと、上型２１０及び下型２２０における熱の分布が不均一となり、偏熱により上型２１０と下型２２０の嵌合がきつくなり、外周面２１２ａと内周面２２２ａに傷が生じる場合があるためである。従って、上型２１０と下型２２０を分離した状態で、それぞれを均一に加熱した後、上型２１０と下型２２０を嵌合させてプレスを行う。
【００３７】
次のステップＳ５では、加熱部２３０により上型２１０及び下型２２０を加熱する。次のステップＳ６では、成形時の所定圧力で下型２２０を上昇させて、成形を行う。ステップＳ６の後は次の工程（冷却、取り出し、・・）に進む。
【００３８】
一方、ステップＳ３で下型が設定位置まで上昇することができなかった場合は、制御部１６０により、成形後の光学レンズ素子５０が下型２２０上に残っていると判断される。この場合、ステップＳ７へ進み、制御部１６０はアラーム（警告）を発生させる。これにより、下型２２０上に成形レンズが残っていることを作業者等に通知することができる。ステップＳ７の後は処理を終了し、作業者によって、下型２２０に残存している光学レンズ素子５０を取り除く作業等がなされる。
【００３９】
上述した例では、異常検出動作での下型２２０の位置に基づいて成形後の光学レンズ素子５０が下型２２０上に残っているか否かを判定したが、異常検出動作において、下型２２０に加わる力をロードセル１５０から検出して、その検出値に基づいて光学レンズ素子５０が残っているか否かを判定しても良い。光学レンズ素子５０が下型２２０上に残っている場合、下型２２０を図５の位置まで上昇させる過程では、下型２２０に対して下向きの力がかからないため、ロードセル１５０による測定値は微小な定常値である。下型２２０が図５の位置に到達すると、下型２２０に下向きの力が作用するため、ロードセル１５０の測定値は急激に上昇する。従って、下型２２０を設定位置に上昇させる過程で、ロードセル１５０の測定値が上昇した場合は、下型２２０上に成形後の光学レンズ素子５０が残存していると判断することができる。
【００４０】
また、異常検出動作において、下型２２０の上昇速度に基づいて、下型２２０上に成形後の光学レンズ素子５０が残っているか否かを判定しても良い。下型２２０上に成形後の光学レンズ素子５０が残っている場合は、下型２２０が図４の設定位置に到達する前に、図５の位置で下型２２０の上昇する速度が極端に遅くなる。従って、下型２２０の上昇速度に基づいて、下型２２０上に成形後の光学レンズ素子５０が残存しているか否かを検出することが可能である。
【００４１】
以上説明したように本実施形態によれば、成形用金型２００にプリフォーム６０を投入した後、成形用金型３００を加熱する前に上型２１０と下型２２０を近接させて異常検出動作を行うようにしたため、成形用金型２００に前回成形時に成形された光学レンズ素子５０が残存しているか否かを判定することが可能となる。従って、光学レンズ素子５０が残存している状態で、残存している光学レンズ素子５０とともにプリフォーム６０が成形されてしまうことを確実に抑止することが可能となり、成形用金型２００が損傷してしまうことを抑えることができる。
【００４２】
なお、以上の例では下型２２０のコア部２２２上にプリフォーム６０を載置した後に異常検出動作を行う例を示したが、プリフォーム６０を載置する前（前回成形した光学レンズ素子５０を取り出す工程の後）に異常検出動作を行っても良い。この場合、異常検出動作の際の下型２２０の設定位置は光学レンズ素子５０を成形する位置よりも上昇した位置（レンズの厚さよりも狭い間隔）まで上昇させることにより、異常を検出することができる。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学レンズ素子の成形装置において、成形用金型とその周辺の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る成形装置の構成を示す模式図である。
【図３】光学レンズ素子を成形した後、下型の各コア部上から光学レンズ素子を取り出す様子を示す模式図である。
【図４】異常検出動作の際に下型を上型に近接させる設定位置を示す模式図である。
【図５】下型上に前回成形時の光学レンズ素子が残存している状態で、光学レンズ素子上にプリフォームがセットされた場合を示す模式図である。
【図６】異常検出動作の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１００    装置
１０２    部品
５０    光学レンズ素子
６０    プリフォーム（成形素材）
１３０    サーボモータ
１５０    ロードセル
１６０    制御部
２００    成形用型
２１０    上型
２２０    下型
【図１】
2009103738.tif 000003
【図２】
2009103738.tif 000004
【図３】
2009103738.tif 000005
【図４】
2009103738.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009103738.tif 000008