(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学素子成形用のプリフォームを載置するトレーであって、該プリフォームを載置する面に一つのプリフォームを受け入れるための凹部を有するものと、
前記トレーに対し、少なくとも、前記プリフォームのうちの一つが前記凹部に受け入れるように、前記トレー上でプリフォームを移動させるための第１の揺動と、該凹部にプリフォームを受け入れたままで、他のプリフォームが該受け入れられたプリフォームから離れるように移動させるための第２の揺動とを行わしめる揺動手段と、
前記凹部に受け入れられたプリフォームを、他のプリフォームから前記離れた状態にあるときに搬出する搬出手段と、
を有することを特徴とするプリフォームの搬出装置。
【請求項２】
前記プリフォームが球形状である請求項１記載のプリフォームの搬出装置。
【請求項３】
前記トレーが、前記プリフォームが前記プリフォームを載置する面上から落下するのを防止するための壁面を３面に有する略三角形状のものであり、その頂点の近傍に前記凹部が形成されている請求項１又は２記載のプリフォームの搬出装置。
【請求項４】
少なくとも前記トレーの面がアースされた金属である請求項１〜３記載のプリフォームの搬出装置。
【請求項５】
前記揺動手段による前記トレーの揺動が、所定の支点に対して往復的に、前記プリフォームを載置する面の傾斜を繰り返すものである請求項１〜４の何れかに記載のプリフォームの搬出装置。
【請求項６】
前記トレーが、前記第１の揺動により前記凹部に受け入れられたプリフォームを、前記第２の揺動の際にも保持できるように該凹部に吸着手段を備えた請求項１〜５の何れかに記載のプリフォームの搬出装置。
【請求項７】
前記プリフォームは精密プレス用のプリフォームであり、前記搬出装置は精密プレス用の成形型に前記プリフォームを供給するための装置である請求項１〜６の何れかに記載のプリフォームの搬出装置。
【請求項８】
複数の光学素子成形用のプリフォームが載置されたトレーから、該プリフォームを搬出する方法であって、
前記トレーとして、載置された複数のプリフォームのうちの一つを受け入れるための凹部が形成されたものを用い、
前記トレーを揺動することにより、該トレー上で前記プリフォームを移動させて、前記凹部に該プリフォームの一つを受け入れ、かつ、他のプリフォームが前記凹部に受け入れられているプリフォームから離れたときに該凹部に受け入れられているプリフォームを取り出すことを特徴とするプリフォームの搬出方法。
【請求項９】
請求項８記載のプリフォームの搬出方法に従い、前記複数のプリフォームから１つのプリフォームを搬出したのち、
少なくとも、前記プリフォームを成形型に導入してプレス成形を行うことによりガラス光学素子を製造することを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記プレス成形が、プレス成形したのち研削及び研磨を行わずにガラス光学素子を得ることができる精密プレス成形である請求項９記載のガラス光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記プリフォームが球形状であり、前記トレー上のプリフォームの移動は、前記プリフォームが回転移動することにより行われる請求項１０記載のガラス光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記プリフォームが、直径１０ｍｍ以下のマイクロレンズを製造するためのものである請求項７〜１１の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子を成形するためのガラスプリフォームを個々に搬出するのに適した搬出装置及び方法に関するものであり、特に成形後に研削及び研磨を行わなくともレンズ、プリズム等の光学素子として用いることのできるガラス成形体を得るための精密プレス成形用のガラスプリフォームを個々に供給するのに適した装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プレス成形により、軟化ガラスをプレスして、光学素子を量産的に成形する技術が普及している。この種のプレス成形において、マイクロレンズをはじめ種々の光学素子を成型する場合、予め所定形状に成形されたガラスプリフォーム（以下、プリフォームという）が用いられる。プレス装置に供給される個々のプリフォームは、所定の搬送手段上に置かれ、加熱された後にプレス成形用の型に移され、プレスされる。
【０００３】
このとき、一組の成形型に一つのプリフォームを供給するために、従来から、前記プレス装置の搬送手段にプリフォームを供給するための手段として、プリフォームを２次元的に配列して保持するトレーを用い、吸着パッドを先端に備えたロボットアームにより、該トレーから順次プリフォームを吸着搬送して前記搬送手段に引き渡すものが知られている。
【０００４】
図６は、従来の方法によるプリフォームの供給方法を示す図である。図に示すように、従来の供給方法においては、プリフォームＰを分離して保持するために、その面に２次元的に多数の凹部６１を備えた樹脂製のトレー６０を用いる。作業者は、シャーレその他の容器６２に入れられた多数のプリフォームＰを、トレーの凹部６１に、ピンセットその他の治具を用いて手作業により１つずつ移していく。プリフォームＰを乗せたトレー６０は、所定の位置に位置決め固定され、吸着パッド５０ａを備えたロボットアーム５０による搬出が可能にされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来のトレーを用いた供給方法においては、以下に掲げるような問題が生じていた。
（１）前記トレー６０へのプリフォームの移し替えは、作業者が手作業により１つずつ行わなければならず、作業効率が極めて悪いものであった。
（２）前記シャーレ内におけるプリフォーム同士の接触や、トレーへの移し替え後のトレー凹部との接触により、プリフォームが帯電し、その結果、周囲の埃を吸着してしまうことがある。プリフォームに付着した埃は、加熱の工程でその表面に焼着し、光学素子成形の歩留りを低下させる。
（３）シャーレ内におけるプリフォーム同士の接触などによって、その面が欠けたり、傷ついたりした場合においても、作業者がこれに気付かない限り、該欠陥のあるプリフォームも該供給手段を経て、プレス装置に供給されてしまう。
【０００６】
従って本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、複数のプリフォームを効率的に次の段階へ供給することができる球状物の搬出装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
また本発明の別の目的は、プリフォームにおける帯電を防止し、その表面に対する埃の付着やプリフォーム同士の吸着を回避することができる球状物の搬出装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
更に本発明の別の目的は、表面に欠損や傷のある球状プリフォームを除去可能にする球状物の搬出装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のプリフォームの搬出装置は、複数の光学素子成形用のプリフォームを載置するトレーであって、該プリフォームを載置する面に一つのプリフォームを受け入れるための凹部を有するものと、前記トレーに対し、少なくとも、前記プリフォームのうちの一つが前記凹部に受け入れるように、前記トレー上でプリフォームを移動させるための第１の揺動と、該凹部にプリフォームを受け入れたままで、他のプリフォームが該受け入れられたプリフォームから離れるように移動させるための第２の揺動とを行わしめる揺動手段と、前記凹部に受け入れられたプリフォームを、他のプリフォームから前記離れた状態にあるときに搬出する搬出手段とを有して構成される。ここで、一つのプリフォームを受け入れるとは、一つの凹部には一つのプリフォームを受け入れるという意味であり、複数の凹部を設けた場合には複数のプリフォームを個別に受け入れ、個別に搬出することができる。
【００１０】
ここで、プリフォームは、前記トレーの面が揺動手段によって傾斜されたときに、転がり移動可能な形状を有する。すなわち、本発明において、プリフォームが球形状である場合には、前記凹部に受け入れられたプリフォームに対し、他のプリフォームが前記トレーの僅かな傾斜によっても移動しやすいため、他のプリフォームを引き離すことが容易に行える。このため、用いるプリフォームは、球形状であることが好ましいが、扁平球、不定形等の他の形状のものでもよい。
【００１１】
前記トレーの面に多数のプリフォームを供給した状態で、前記揺動手段により該面を傾斜させると、前記凹部内に１つのプリフォームが保持され、残りのプリフォームは該傾斜された面に沿って転がり落ちていき、この結果、該凹部内のプリフォームと他のプリフォームが分離される。この状態で、凹部内に保持されたプリフォームは、前記搬出装置によって搬出される。
【００１２】
この場合において、前記プリフォームが球形状であることが好ましい。
【００１３】
また、前記トレーが、前記プリフォームが前記プリフォームを載置する面上から落下するのを防止するための壁面を３面に有する略三角形状のものであり、その頂点の近傍に前記凹部が形成されていることが好ましい。三角形状の頂点に前記凹部を形成することによって、前記トレーの面を傾斜した際に、該凹部に向けて多数のプリフォームが集まり易くなる。
【００１４】
また、少なくとも前記トレーの面がアースされた金属であることが好ましい。これによって、トレーの面を転がる球状物に帯電した静電気が、効果的に放電され、球状物同士の付着の度合いが軽減される。特に、径が１０ｍｍ以下のマイクロレンズ用のプリフォームは、軽量であるため付着した際に離れ難いため、アースは有効である。
【００１５】
また、前記揺動手段による前記トレーの揺動が、所定の支点に対して往復的に、前記プリフォームを載置する面の傾斜を繰り返すものであることが好ましい。
【００１６】
更に、前記トレーが、前記第１の揺動により前記凹部に受け入れられたプリフォームを、前記第２の揺動の際にも保持できるように該凹部に吸着手段を備えたことが好ましい。
【００１７】
本発明において、好ましくは、前記プリフォームは精密プレス用のプリフォームであり、前記搬出装置は精密プレス用の成形型に前記プリフォームを供給するための装置である。
【００１８】
本発明はまた、複数の光学素子成形用のプリフォームが載置されたトレーから、該プリフォームを搬出する方法に関する。本発明のプリフォームの搬出方法は、前記トレーとして、載置された複数のプリフォームのうちの一つを受け入れるための凹部が形成されたものを用い、前記トレーを揺動することにより、該トレー上で前記プリフォームを移動させて、前記凹部に該プリフォームの一つを受け入れ、かつ、他のプリフォームが前記凹部に受け入れられているプリフォームから離れたときに該凹部に受け入れられているプリフォームを取り出すことを特徴とする。
【００１９】
プリフォームを取り出す前に、該取り出すプリフォームに対し予め他のプリフォームを非接触な状態にしておくことにより、目的のプリフォームを取り出したときに、他のプリフォームが引っ付いてくるのを防止することができる。
【００２０】
本発明はまた、前記プリフォームの搬出方法に従い、前記複数のプリフォームから１つのプリフォームを搬出したのち、少なくとも、前記プリフォームを成形型に導入してプレス成形を行うことによりガラス光学素子を製造するガラス光学素子の製造方法に関する。
【００２１】
前記ガラス光学素子の製造方法において、前記プレス成形が、プレス成形したのち研削及び研磨を行わずにガラス光学素子を得ることができる精密プレス成形であることが好ましい。
【００２２】
また、前記プリフォームが球形状であり、前記トレー上のプリフォームの移動は、前記プリフォームが回転移動することにより行われることが好ましい。
【００２３】
更に、前記プリフォームが、直径１０ｍｍ以下のマイクロレンズを製造するためのものであることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図示した一実施形態に基いて本発明を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の一実施形態に係るプリフォームの搬出装置を示しており、それぞれその斜視図、平面図及び側断面図である。本実施形態に係る搬出装置は、プリフォームのプレス成形装置及びプリフォームを本搬出装置からプレス成形装置へ吸着して搬送するロボットアームと共に使用される。本搬出装置は、ここに無秩序な状態で供給された複数のプリフォームの中から１つを分離し、前記ロボットアームによる搬出を可能にする。又、搬出の際の傾斜角を一定にして繰り返すことにより、毎回同じ位置にプリフォームを用意することができる。
【００２５】
これら図に示すように搬出装置１０は、概略二等辺三角形状のトレー２０を備える。トレー２０は、多数のプリフォームを保持する平坦な面２０ａ及び該面２０ａの周囲に立ち上げられた壁２０ｂを有する。壁２０ｂは、後述する揺動装置３０によって傾斜される面２０ａから、ここに供給されたプリフォームが落下しないよう規制する。
【００２６】
三角形状のトレー２０は、その１つの頂部に、プリフォーム受け部材２１を備える。プリフォーム受け部材２１は、トレー２０とは別部材として構成されたブロック状の部材で、それがトレー２０に取り付けられたときに、トレーの面２０ａに連続する面２１ａ及びトレーの壁２０ｂに連続する壁２１ｂを有している。プリフォーム受け部材２１は、その面２１ａ上に凹部２２を有している。凹部２２は、供給されるプリフォームのサイズ及び外観形状に合わせた球状のくぼみである。後述するように、トレーの面２０ａ上を転がるプリフォームの１つは、この凹部２２に落ち込み、その移動を規制される。凹部２２内のプリフォームは、吸着パッドを備えたロボットアーム５０によって、ピックアップされ、トレー２０から搬出される。トレー２０には、トレー上のプリフォームの残量を感知する透過センサーを、例えば三角形の底辺と平行な方向に設けることもできる。
【００２７】
図３に示すように、搬出装置１０は、吸気装置２３を含んで構成される。吸気装置２３は、前記プリフォーム受け部材２１に接続され、前記凹部２２内に落ち込んだプリフォームが移動できないようにこれを吸着する。すなわち、プリフォーム受け部材２１は、その凹部２２の直下に吸気孔２１ｃを備え、その一方の開口に吸気装置２３からのパイプが接続される。凹部２２内の空気は、該吸気孔２１ｃを介して吸気装置２３によって常時吸気されている。従って、凹部２２内にプリフォームが落ち込むと、該吸気の力によってプリフォームは凹部２２内に吸着された状態となる。このとき吸着装置によって感知される吸気孔２１の真空度によって、プリフォーム受け入れの有無を判断し、受け入れていない場合には再度傾斜を繰り返すことを行うこともできる。
【００２８】
前記トレー２０は、基台４０上において、前記プリフォーム受け部材２１を備えた頂点側が、上下に揺動できるように支承されている。基台４０は、プレス成形装置の筐体の一部であってよい。トレー２０は、その底面に支承片２４、２４を備え、該支承片２４、２４を基台４０側に対して軸支することによって、その頂点側（図中、Ａ）が底辺側（図中、Ｂ）に対し上下動可能になる。三角形状のトレー２０の底辺側Ｂに対し頂点側Ａを上下動させることによって、トレーの面２０ａは傾斜し、この上に置かれたプリフォームはその傾斜面に沿って転がる。
【００２９】
搬出装置１０は、更に、前記トレー２０を所定の周期で揺動させる揺動装置３０を備える。揺動装置３０は、ステッピングモータ３１、回転盤３２及びリンク杆３３を備えて構成される。リンク杆３３の一端は、ステッピングモータ３１の駆動軸に取り付けられた回転盤３２に偏心して軸支され、他端は前記トレー２０の底面に回動可能に取り付けられる。ステッピングモータ３１の駆動による回転盤３２のステップ回転により、リンク杆３３は上下動され、トレー２０の頂点側Ａを上方に持ち上げ、又下方に引き下げる。すなわち、揺動装置３０によって、トレーの面２０ａは水平に対し、その頂点側Ａが上方に来るよう傾斜され、又その頂点が下方に来るよう傾斜される。該傾斜によって、トレー２０に保持された多数のプリフォームは、頂点側Ａ又は底辺側Ｂに向かって転がっていく。トレーの面２０ａの傾斜角及び揺動速度は、ここに置かれたプリフォームが該傾斜によって転がることが保証されると共に、該転がりによる加速度によってプリフォーム同士が強く衝突して損傷したり、前記壁２０ｂを乗り越えたりすることがない範囲で決定される。また、プリフォームの外観に生じた欠陥によってプリフォームが転がることができないような場合に、これが傾斜面を滑り落ちるようなことがない範囲が考慮される。１つの実施例において、前記揺動装置３０によって与えられるトレーの面２０ａの傾斜角は、＋／−５度の範囲である。傾斜角は、プリフォームの形状等を考慮し、不良品等の例外を除き、トレーの傾斜によって、凹部に受け入れられたプリフォーム以外の全プリフォームが移動できる角度が好ましい。またステッピングモータ３１の角速度は、プリフォーム同士がぶつかって傷がつかない範囲で適宜選択される。
【００３０】
前記搬出装置１０において、前記トレー２０は金属製部材により形成され、任意の方法により接地される。１つの態様として、接地された金属製の基台４０を介して、トレー２０を接地させることができる。トレー２０を接地させることによって、供給されるプリフォームに帯電した静電気を除電可能になり、付着した埃等の分離及びプリフォーム同士の吸着を防止することができる。
【００３１】
次に、前記搬出装置１０を用いたプリフォームの供給の手順について説明する。図４及び図５は、プリフォームの搬出手順を示す斜視図及び側断面図である。ここで、図４（Ａ）は図５（Ａ）に対応し、図４（Ｂ）は図５（Ｃ）に対応している。搬出装置１０は、シャーレその他の容器５１から多数のプリフォームを受け取り、ロボットアーム５０による個別のピックアップが可能なように、トレー２０上でこれを分離する。
【００３２】
図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、初期状態において、搬出装置１０のトレー２０は、その面２０ａにおける頂点側Ａが下がるように傾斜される。そして、この状態で、シャーレその他の容器５１から多数のプリフォームＰを供給される。１つの実施例で、１回に供給されるプリフォームの数は、個程度である。各プリフォームＰは、面２０ａの傾斜に従って、その頂点側Ａに向かって転がり落ちていき、該頂点側Ａに集まる。このとき、頂点側Ａに形成された凹部２２に、そのうちの１つのプリフォームＰが落ち込み、吸気装置２３による吸気の力によって、ここに吸着される。なお、トレーの面２０ａとの転がり接触の過程において、各プリフォームに帯電した静電気は除電され、その表面に付着した埃等が分離されると共に、プリフォーム同士の吸着を防止することができる。
【００３３】
各図（Ａ）の状態より、揺動装置３０のステッピングモータ３１が駆動され、トレー２０の頂点側Ａが徐々に持ち上げられていく（図５（Ｂ）参照）。これによって、トレーの面２０ａは逆方向に傾斜され、トレー上の各プリフォームＰは、今度は底辺側Ｂへ向かって転がっていく。このとき、前記凹部２２に落ち込んだ１つのプリフォームＰだけが、頂点側Ａに残されることとなる。
【００３４】
そして、図４（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、トレーの面２０ａの傾きが最大になると、凹部２２内のプリフォームＰを残して他のプリフォームＰは、底辺側Ｂに集まる。この状態で、ロボットアーム５０が凹部２２上に下降され、その吸着パッド５０ａによって、凹部２２内のプリフォームＰは吸着されて次工程に搬送される。プリフォームの取り出しは吸着以外の方法、例えば把持等によっても可能である。
【００３５】
ロボットアーム５０による１つのプリフォームＰの搬出が終了すると、再度ステッピングモータ３１が駆動され、トレー２０は図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示す初期状態に戻される。これによって、残りのプリフォームＰは、トレーの頂点側Ａに移動され、その内の１つが凹部２２内に収まる。次いで、ステッピングモータ３１の駆動により、トレー２０を反対側に傾斜させ、同様にして凹部２２内のプリフォームＰをピックアップする。この工程をトレー２０上にプリフォームが無くなるまで繰り返す。
【００３６】
本搬出装置を用いたプリフォームの搬出においては、トレー２０に供給されたプリフォームの中に外観上の傷や欠損などの欠陥があるものが含まれている場合、これを排除することが可能となる。すなわち、前記工程の実施の過程で、トレー２０を傾斜させたときに、欠陥のあるプリフォームは、該傷や欠損のために、該傾斜したトレーの面２０ａを円滑に転がることができない。これは、作業員の目視により容易に確認することができる。あるいは、このような欠陥のあるプリフォームは、前記凹部２２に至ることができない。従って、前記供給の工程において、このようなプリフォームを取り除くことができる。
【００３７】
以上により、トレー２０上に多数のプリフォームを供給すれば、これらは搬出装置１０によって、個々に分離され、順次ロボットアームによるピックアップが可能となる。ロボットアームによりピックアップされたプリフォームは、次工程、すなわちその加熱の工程に引き渡され、最終的には一組の成形型に一つのプリフォームが導入されプレス成形される。１つの実施形態において、ピックアップされたプリフォームは、プレス成形装置の上部に移動された搬送アーム上に置かれる。昇降装置により搬送アームは、プレス成形装置内に搬入され、内部の加熱手段近傍にプリフォームを所定時間定位させる。ここでプリフォームは加熱されて軟化され、次に、搬送アームによってプレス型間に置かれ、所定圧によってプレスされる。これによってマイクロレンズが形作られる。プレス後、プレス装置から搬出され、所定時間冷却されて最終的なマイクロレンズ製品が提供される。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明は前記実施形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてその変更、改良等が可能であることは明らかである。前記トレーを揺動させる揺動装置の具体的構成は、前記実施形態に示したものに限定されず、種々の既存の機構を採用することができる。また、前記実施形態においては、トレーの形状を略三角形状とした例を示したが、本発明はこれに限定されず、円形、矩形等を採用しても良い。更に、凹部の配置、形状、個数も前記実施形態のものに限定されることはなく、平面だけでなく曲面であってもよい。また、実施形態における凹部を有するプリフォーム受け部材は、トレーと一体のものでも良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、人手によることなく、複数のプリフォームを供給し、この中から１又は数個を効率的に分離して搬出可能にすることができる。
【００４０】
また、本発明に係る搬出装置及び方法を用いることにより、表面に欠損や傷のあるプリフォームを該搬出の過程で容易に選別でき、これによってその除去が可能になる。
【００４１】
更に、少なくとも前記トレーの面がアースされた金属である本発明の搬出装置を用いることによって、ここに供給されるプリフォームにおける帯電が防止され、その表面に対する埃の付着やプリフォーム同士の吸着を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリフォームの搬出装置を示す斜視図である。
【図２】図１のプリフォームの搬出装置の平面図である。
【図３】図１のプリフォームの搬出装置の側断面図である。
【図４】プリフォームの搬出手順を示す斜視図である。
【図５】プリフォームの搬出手順を示す側断面図である。
【図６】従来の方法によるプリフォームの搬出方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｐ  プリフォーム
１０  搬出装置
２０  トレー
２０ａ  面
２０ｂ  壁
２１  プリフォーム受け部材
２１ａ  面
２１ｂ  壁
２１ｃ  吸気孔
２２  凹部
２３  吸気装置
２４  支承片
３０  揺動装置
３１  ステッピングモータ
３２  回転盤
３３  リンク杆
４０  基台
５０  ロボットアーム
５０ａ  吸着パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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