JPH0531735A

JPH0531735A - 光学素子の成形装置

Info

Publication number: JPH0531735A
Application number: JP19392791A
Authority: JP
Inventors: Yukio Umetsu; 幸夫梅津; Takashi Arai; 隆新井; Yukihisa Baba; 幸久馬場
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】生産性を確実に向上させられる光学素子の成形
装置を提供する。【構成】複数の型手段１０Ａ〜１０Ｌと、これらの型手
段を、閉曲線を描くラインに沿って搬送し、複数の停止
位置に夫々位置決めするための搬送位置決め手段２１
と、型手段１０Ａ〜１０Ｌに活性エネルギー線硬化型の
樹脂を供給する第１のロボット３２と、型手段１０Ａ〜
１０Ｌに硝子部材１００を供給する第２のロボット４２
と、樹脂に活性エネルギー線を照射する複数の照射手段
７２Ａ〜７２Ｆと、型手段１０Ａ〜１０Ｌから成形完了
後の光学素子を取り出す第３のロボット６２と、搬送手
段２１と、第１のロボット３２と、第２のロボット４２
と、第３のロボット６２とを関連させて制御するための
制御手段７６とを具備する。複数の型手段に対して、そ
れぞれの作業工程を並列に行うことが可能となり、ま
た、最も時間のかかる樹脂材料の硬化の工程を複数の活
性エネルギー線の照射装置で分割して行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硝子部材の表面に樹脂
層を一体的に形成するための光学素子の成形装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、所定の表面形状を有する型部材を
用いて、硝子部材の表面にこの型部材の表面形状を転写
した樹脂層を形成することにより、硝子材料と樹脂材料
を一体化した光学素子を成形するレプリカ成形と呼ばれ
る光学素子の製造方法が開発されている。この様なレプ
リカ成形により光学素子を製造する場合、硝子部材の表
面の一部もしくは全面に活性エネルギー線硬化型の樹脂
層を形成して、光学機能面とすることがなされている。
そのため、通常、樹脂層の成形加工に際しては、成形用
の型部材の表面に液体状の活性エネルギー線硬化型の樹
脂材料を供給した後、型部材を型締めし、活性エネルギ
ー線を照射して、樹脂材料を硬化させるという方法が取
られている。そして、この様なレプリカ成形を行うため
の従来の成形装置としては、例えば、特開昭６２−２２
７７１１号公報、あるいは特開昭６２−２８８０３０号
公報に開示されている成形装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た２種類の従来の成形装置は、共に１個のみの成形用型
部材と、これに対応した１個のみの活性エネルギー線源
とを備える構成であるため、生産性の面で以下の様な２
つの問題点があった。（１）成形用型部材の開閉、樹脂材料の型部材への供
給、成形品母材である硝子部材の型部材への供給、活性
エネルギー線の照射、成形完了後の光学素子の型部材か
らの取り出し等の成形工程が順番にシリーズで行われる
ため、１個の光学素子を成形するのに長い時間が必要で
あり、また、同時に複数個の光学素子の成形加工を行う
ことができず、生産性が上がらない。

【０００４】（２）一般に、活性エネルギー線硬化型の
樹脂材料を硬化させる場合、弱い出力のエネルギー線源
を用いて、長い時間をかけて硬化させないと、樹脂材料
の硬化に伴う内部応力歪みが増大し、所望の成形精度が
得られなくなる。そのため、樹脂材料を硬化させるため
の時間の全体の成形時間に占める割合が多く、生産性が
上がらない。従って、本発明は上述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、生産性を確
実に向上させることができる様な光学素子の成形装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の光学素子の成形装置は、
硝子部材の表面に、所定の表面形状を有する活性エネル
ギー線硬化型の樹脂から成る樹脂層を、成形加工によっ
て形成することにより、硝子材料と樹脂材料とを一体化
した光学素子を形成するための光学素子の成形装置にお
いて、前記樹脂層の表面に前記所定の表面形状を転写す
るための複数の型手段と、前記複数の型手段を、閉曲線
を描くラインに沿って搬送し、該ライン上に所定の間隔
をおいて設定された複数の停止位置に夫々位置決めする
ための搬送位置決め手段と、前記複数の停止位置のうち
の１か所に対応した位置に配置され、前記型手段に前記
活性エネルギー線硬化型の樹脂を供給する第１のロボッ
トと、前記第１のロボットよりも前記搬送位置決め手段
の搬送方向下流側に位置する前記複数の停止位置のうち
の１か所に対応して配置され、前記型手段に前記硝子部
材を供給する第２のロボットと、前記第２のロボットよ
りも前記搬送位置決め手段の搬送方向下流側に位置する
前記複数の停止位置のうちの複数か所に夫々対応して配
置され、前記樹脂に活性エネルギー線を照射する複数の
照射手段と、前記複数の照射手段と前記第１のロボット
との間に位置し、前記複数の照射手段よりも前記搬送位
置決め手段の搬送方向下流側に位置する前記停止位置に
対応して配置され、前記型手段から成形完了後の前記光
学素子を取り出す第３のロボットと、前記搬送手段と、
前記第１のロボットと、前記第２のロボットと、前記第
３のロボットとを関連させて制御するための制御手段と
を具備することを特徴としている。

【０００６】

【作用】以上の様に、この発明に係わる光学素子の成形
装置は構成されているので、複数の型手段に対して、そ
れぞれの作業工程を並列に行うことが可能となり、ま
た、最も時間のかかる樹脂材料の硬化の工程を複数の活
性エネルギー線の照射装置で分割して行うことにより、
型をライン上で停滞させることなく他の作業工程にかか
る時間に合わせて移動させることができるので、生産性
を確実に向上させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、レプリカ成
形により非球面レンズを成形するための型の構造を示し
た図である。まず、型の構造について説明する前に、レ
プリカ成形により光学素子を成形する方法の概略内容に
ついて説明する。このレプリカ成形による光学素子の成
形方法は、ガラス材料の表面に、ガラス材料では、加工
しにくいような形状を形成するためのものであり、比較
的加工し易い形状に加工したガラス部材の表面に、樹脂
材料から成る所望の複雑な表面形状の樹脂層を形成する
ものである。例としては、球面形状に加工した硝子部材
の表面に、非球面形状の樹脂の膜を成形し、ガラス材料
と樹脂材料とを組み合わせた非球面レンズを作成するこ
とがあげられる。すなわち、単レンズで収差を補正した
レンズを提供するためには、レンズの表面形状を非球面
形状にする必要があるが、ガラス材料を非球面形状に加
工することは容易ではなく、また、非球面形状に成形し
易い樹脂を用いたレンズでは、レンズのパワーを稼ぎに
くいため、この両者を組み合わせることにより、この両
者の長所のみを生かそうとするものである。このように
して製造されたレンズをレプリカレンズと呼ぶ。

【０００８】具体的には、図１に示す様に、表面を球面
状に加工された硝子部材１００の片面である接合面１０
０ａに、活性エネルギー線硬化型樹脂の薄い膜から成る
樹脂層１０２を形成するものである。硝子部材１００
は、その外周部に胴付き部１００ｂを有しており、この
胴付き部１００ｂが、支持部材１４の上端部１４ａに当
接した状態で、支持部材１４上に支持される。この上端
部１４ａは、樹脂材料の表面形状を形成するための、型
部材１２の成形面１２ａのエッジ部から、高さｈだけ突
出している。この突出量ｈにより、樹脂層の厚みが最も
薄くなる部位においても所定の厚み（例えば３０μｍ程
度）を有する様に規定される（成形面１２ｂが非球面形
状であるため、樹脂層の厚みは場所により異なる）。そ
して、型部材１２の成形面１２ａと、接合面１００ａと
により規定される空間内に充填された液体状の樹脂材料
に、活性エネルギー線を照射することにより、この樹脂
材料を硬化させ、レプリカレンズ１０５を完成させる。

【０００９】以下、図１に基づいて、レプリカレンズを
成形加工するための型１０の構成について説明する。図
１において、略円柱状の型部材１２は、この型部材１２
（型１０）を、工場の床面上に固定されたフリーフロー
コンベア本体２２に沿って紙面に垂直な方向に搬送する
ための搬送用プレート２４の上面に載置されている。そ
して、型部材１２の上端面には、前述した様に、樹脂層
の表面に所定の形状を転写するための成形面１２ａが形
成されている。型部材１２の外周面には、この型部材１
２の外径に嵌合する内径を有する円筒状の支持部材１４
が装着されており、この支持部材１４の上端部１４ａ
は、型部材１２のエッジ部から前述した様に高さｈだけ
突出している。この支持部材１４の上端部１４ａ上に硝
子部材１００を載置し、硝子部材１００の接合面１００
ａと型部材１２の成形面１２ａとの間に規定される空間
に充填された樹脂材料を硬化させることにより、レプリ
カレンズ１０５を成形することができる。

【００１０】型部材１２と支持部材１４の間の円周上の
一か所には、成形が完了したレプリカレンズ１０５を型
部材１２から離型させるための押上ピン１８が上下方向
にスライド可能に挿入されている。そして、後述する搬
送基台２２には、ピン駆動装置２３が配設されており、
このピン駆動装置２３を動作させて、矢印で示した様
に、その押し上げロッド２３ａを図中上方に移動させる
ことにより、押上ピン１８を鉛直上方にスライドさせる
ことができるので、レプリカレンズ１０５を型部材１２
から離型させることができる。

【００１１】また、支持部材１４の外周面には、支持部
材１４の外径よりも僅かに大きい内径を有し、上端を封
止された円筒状の蓋体１６が装着されており、この蓋体
１６は、支持部材１４の外径にその内径を嵌合させた状
態で、支持部材１４の中心軸線に沿う方向にスライド可
能にされている。蓋体１６の上面には、成形面１２ａ上
に樹脂材料を供給するための穴部１６ａが形成されてお
り、この穴部１６ａを介して、後述する液体定量供給装
置３６の先端部を型１０の内部に進入させることによ
り、蓋体１６を支持部材１４から完全に取りはずさなく
とも、成形面１２ａ上に樹脂材料を供給することができ
るようにされている。また、この穴部１６ａを介して、
樹脂材料に活性エネルギー線が照射されるものである。

【００１２】また、この穴部１６ａの内周下部のエッジ
部１６ｂで、硝子部材１００の上面を押さえることによ
り、硝子部材１００の接合面１００ａを、支持部材１４
の上端部１４ａに密着させた状態に保持することができ
ると共に、求芯作用により成形面１２ａの中心に対して
硝子部材１００の中心を一致させることができる。さら
に、蓋体１６の上部側面には、穴部１６ｃが形成されて
おり、蓋体１６を支持部材１４に対して上方にスライド
させた状態で、この穴部１６ｃを介して後述するハンド
４６（図５参照）により、レプリカレンズ１０５の母材
である硝子部材１００を型１０の内部に挿入することに
より、蓋体１６を支持部材１４から完全に取りはずさな
くとも型１０の内部に硝子部材１００を供給することが
できる様にされている。

【００１３】図２は、蓋体１６の形状を示す斜視図であ
り、図示した様に、蓋体１６の上面には、穴部１６ａが
形成されており、外周面上方には、略長方形状の穴部１
６ｃが形成されている。また、蓋体１６の外周面下方に
は、切欠部１６ｄが形成されており、この切欠部１６ｄ
には、後述する第１及び第２の開閉装置７８，８０の爪
体７８ｅ，８０ｅが夫々進入し、この爪体７８ｅ，８０
ｅの上下方向の動きにより、蓋体１６の支持部材１４に
対する開閉動作が行われる。

【００１４】図３は、型１０を複数個並べて、レプリカ
レンズ１０５を複数個能率的に成形するための成形装置
２０の構成を示した図である。そして、図３は、一例と
して１２個の型１０Ａ〜１０Ｌを並べた時の状態を示し
ており、また、成形装置２０の運転開始時の初期状態を
示している。なお、この実施例においては、活性エネル
ギー線硬化型の樹脂として紫外線硬化型の樹脂を用いる
ものとする。

【００１５】図３において、工場内の床面上には略長方
形状の閉曲線を描く様にフリーフローコンベア２１のラ
インが配設されている。フリーフローコンベア２１の上
面には、１２個の搬送用プレート２４Ａ〜２４Ｌが、夫
々独立にフリーフローコンベア本体２２に対して移動可
能に配設されている。そして、このフリーフローコンベ
ア２１は不図示の駆動装置により駆動され、搬送用プレ
ート２４Ａ〜２４Ｌは、このフリーフローコンベア２１
の長方形状のループに沿って、図中に矢印で示した様に
反時計回転方向に移動される様に構成されている。

【００１６】ここで、これらの搬送用プレート２４Ａ〜
２４Ｌの夫々の上面には、前述したレプリカレンズ１０
５を成形加工するための型１０Ａ〜１０Ｌが夫々配設さ
れている。そして、フリーフローコンベア本体２２に
は、このフリーフローコンベア２１の長方形状のループ
の２つの長辺上において、搬送用プレート２４Ａ〜２４
Ｌが夫々隣り合う搬送用プレートとの間に距離ｄ１を離
間した状態（中心間距離がｄ１となった状態）で位置決
めされる様に不図示のストッパーが設けられている。従
って、これらの搬送用プレート２４Ａ〜２４Ｌ上に載置
されている型１０Ａ〜１０Ｌも、同様に、ループに沿っ
て搬送され、夫々距離ｄ１を離間した状態で停止位置決
めされる。そして、このフリーフローコンベア２１の搬
送用プレート２４Ａ〜２４Ｌの搬送動作、及び停止位置
決め動作は、後述する制御装置７６により制御される。

【００１７】一方、フリーフローコンベア２１の長方形
状のループの外側には、型１０Ａ〜１０Ｌに対して複数
の加工工程を施すための第１〜第１０の作業ステーショ
ン３０，４０，７４Ａ〜７４Ｆ，７５，６０が配置され
ている。すなわち、この長方形状のループの図中下側の
長辺に沿った位置には、右側から順に第２の作業ステー
ション４０、第１の作業ステーション３０、第１０の作
業ステーション６０、第９の作業ステーション７５が配
置されている。また、図中上側の長辺に沿った位置に
は、右側から順に第３〜第８の作業ステーション７４Ａ
〜７４Ｆが配置されている。

【００１８】これらの作業ステーションの構成について
さらに詳しく述べると、まず、第１の作業ステーション
３０は、床面上に固定された架台３８と、その上面に載
置され、型１０に樹脂材料を供給する液体定量供給装置
３６を備える第１のロボット３２とを備えている。ま
た、第２の作業ステーション４０は、床面上に固定され
た架台４８と、その上面に載置され、型１０に硝子部材
１００を供給するための移動アーム４４とハンド４６と
を備える第２のロボットとを備えている。また、第１０
の作業ステーション６０は、床面上に固定された架台６
８と、その上面に載置され、型１０から完成したレプリ
カレンズ１０５を取り出すための移動アーム６４とハン
ド６６とを備える第３のロボットとを備えている。ま
た、第９の作業ステーション７５は、図１に示した様
に、フリーフローコンベア本体２２に設けられたピン駆
動装置２３を備えており、この第９の作業ステーション
７５では、完成したレプリカレンズ１０５の離型動作が
行われる。

【００１９】また、第３〜第８の作業ステーション７４
Ａ〜７４Ｆは、夫々型１０Ａ〜１０Ｌに紫外線を照射す
るための第１〜第６の照射装置７２Ａ〜７２Ｆを備えて
おり、型１０Ａ〜１０Ｌが、この第３〜第８の作業ステ
ーション７４Ａ〜７４Ｆを通過することにより、樹脂材
料は紫外線を照射され硬化される。ここで、これらの作
業ステーションのうち、第２の作業ステーション４０、
第１の作業ステーション３０、第１０の作業ステーショ
ン６０は、フリーフローコンベア２１のループの図中下
側の長辺に沿って、夫々距離ｄ２（＝２ｄ１）だけ離間
した状態で配置されている。すなわち、第１〜第３の作
業ステーション３０，４０，６０は、位置決めされた型
１０Ａ〜１０Ｌの１つおきの位置に対応して配置されて
いる。また、第９の作業ステーション７５は、第１０の
作業ステーション６０に対して、フリーフローコンベア
２１のループに沿って距離ｄ１だけ離間した位置に配置
されている。また、第３〜第８の作業ステーション７４
Ａ〜７４Ｆは、フリーフローコンベア２１のループの図
中上側の長辺に沿って、夫々距離ｄ１だけ離間した状態
（中心間距離がｄ１にされた状態）で配置されている。

【００２０】なお、第１の作業ステーション３０におい
て、型１０Ａ〜１０Ｌに樹脂材料を供給する第１のロボ
ット３２が配設されている架台３８の上面には、型１０
Ａ〜１０Ｌに供給するための樹脂材料を収容したシャー
レ３９が配置されている。そして、第１のロボット３２
は、液体定量供給装置３６により、このシャーレ３９か
ら樹脂材料を所定量吸い込んでから、型１０Ａ〜１０Ｌ
に、この吸い込んだ樹脂材料を供給する。

【００２１】また、第２の作業ステーション４０におい
て、型１０Ａ〜１０Ｌに硝子部材１００を供給するため
の第２のロボット４２が配設されている架台４８に隣接
した位置には、パレット供給装置５０が床面上に配置さ
れている。このパレット供給装置５０には、所定個数の
硝子部材１００を並べたパレット５２が多数収納されて
おり、第２のロボット４２は、これらのパレット５２か
ら順次１個づつ硝子部材１００を取り出して、型１０Ａ
〜１０Ｌに供給するものである。また、フリーフローコ
ンベア２１を挟んで第２のロボット４２と対向する位置
には、この第２のロボット４２により型１０Ａ〜１０Ｌ
に硝子部材１００を供給する時に、型１０Ａ〜１０Ｌの
蓋体１６を開閉して硝子部材１００を型１０Ａ〜１０Ｌ
の内部に挿入可能とするための第１の開閉装置７８が配
設されている。

【００２２】また、第１０の作業ステーション６０にお
いて、型１０Ａ〜１０Ｌから成形の完了したレプリカレ
ンズ１０５を取り出すための第３のロボット６２が配設
されている架台６８に隣接した位置にも同様にパレット
供給装置７０が床面上に配置されており、第３のロボッ
ト４２は、型１０Ａ〜１０Ｌから取り出したレプリカレ
ンズ１０５をこのパレット供給装置７０に収容されてい
るパレット６３上に載置する。また、フリーフローコン
ベア２１を挟んで、第３のロボット６２に対向する位置
には、この第３のロボット６２により型１０Ａ〜１０Ｌ
からレプリカレンズ１０５を取り出す時に、型１０Ａ〜
１０Ｌの蓋体１６を開閉してレプリカレンズ１０５を型
１０Ａ〜１０Ｌから取り出し可能とするための第２の開
閉装置８０が配設されている。

【００２３】また、架台６８の側方には、フリーフロー
コンベア２１の動作と、第１〜第１０の作業ステーショ
ン３０，４０，７４Ａ〜７４Ｆ，７５，６０の動作とを
並列的に管理するための制御装置７６が配設されてい
る。上述の構成から、レプリカレンズ１０５の成形動作
の流れを型１０Ａの動きに着目して概略説明する。ま
ず、図中下側の長辺の中央部に位置する第１の作業ステ
ーション３０において、第１のロボット３２により樹脂
材料を供給された型１０Ａは、搬送用プレート２４Ａの
移動により第２の作業ステーション４０に対応した位置
に搬送位置決めされ、第２のロボット４２により、硝子
部材１００を供給される。次に、搬送用プレート２４Ａ
は、第３の作業ステーション７４Ａに対応した位置に搬
送位置決めされ、型１０Ａ（樹脂材料）は、第１の照射
装置７２Ａにより、所定時間の紫外線の照射をうける。
その後、型１０Ａは第４〜第８の作業ステーション７４
Ｂ〜７４Ｆに夫々対応する位置に順次搬送位置決めさ
れ、第２〜第６の照射装置７２Ｂ〜７２Ｆにより、第１
の照射装置７２Ａと同様に、夫々所定時間の紫外線を照
射される。そして、第６の照射装置７２Ｆの紫外線照射
が終了した時点では、型１０Ａ内の樹脂層は、略完全に
硬化した状態となっている。ここから、型１０Ａは、さ
らに第９の作業ステーション７５に対応した位置に搬送
位置決めされ、成形の完了したレプリカレンズ１０５が
型１０Ａから離型される。そして、最後に第１０の作業
ステーション６０に対応した位置に搬送位置決めされ、
第３のロボット６２によりレプリカレンズ１０５が型１
０Ａから取り出され、パレット６３上に載置される。

【００２４】次に、図４〜図７は、第１のロボット３２
と第２のロボット４２による、型１０に対する紫外線硬
化型樹脂及び硝子部材１００の供給動作を説明するため
の図である。まず、型１０に対する紫外線硬化型樹脂及
び硝子部材１００の供給動作について説明する前に、第
１の作業ステーション３０の部分側面図である図４に基
づいて、第１のロボット３２の、液体定量供給装置３６
の構成について説明する。液体定量供給装置３６は、第
１のロボット３２の移動アーム３４に取り付けられてい
る。そして、この液体定量供給装置３６は、樹脂材料の
吸引と吐出を行うためのシリンジ３６ａと、このシリン
ジ３６ａのピストンを上下に駆動するための駆動装置３
６ｂとを備えている。移動アーム３４は、第１のロボッ
ト３２の本体に対して、図中上下左右方向及び紙面に垂
直な方向に移動自在にされているので、この移動アーム
３４により、シリンジ３６ａの先端部をシャーレ３９
（図３参照）の位置に持っていき、樹脂材料を吸引した
後に、型１０の位置に移動して、この吸引した樹脂材料
を所定量型部材１２上に吐出することにより、型１０に
樹脂材料を供給することができる。

【００２５】次に、第２の作業ステーション４０の部分
側面図である図５に基づいて、第２のロボット４２の構
造について説明する。図５において、第２のロボット４
２の移動アーム４４の先端部には、硝子部材１００を型
１０内に供給するためのハンド４６が水平方向に延出し
た状態で取りつけられている。

【００２６】そしてこのハンド４６は、その先端部の下
面に硝子部材１００を吸着するための吸着部４６ａを有
しており、硝子部材１００はこの吸着部４６ａに光軸を
鉛直線に沿わせた状態で保持される。この吸着部４６ａ
は、パイプにより第２のロボット４２の外部に設けられ
た不図示のポンプと接続されており、このポンプで空気
を吸い出すことにより、硝子部材１００が吸着部４６ａ
に吸着されるものである。

【００２７】また、移動アーム４４は、第２のロボット
４２の本体に対して図中左右方向と、上下方向と、紙面
に垂直な方向とに３次元的に移動自在にされている。従
って、この移動アーム４４により、ハンド４６をパレッ
ト５２（図３参照）上の硝子部材１００を吸着可能な位
置に移動させ、硝子部材１００を吸着部４６ａに吸着さ
せた後、型１０の位置までこの硝子部材１００を移動さ
せることにより、硝子部材１００を型１０に供給するこ
とができる。

【００２８】なお、第３のロボット６２も、この第２の
ロボット４２と全く同様の構成であり、型１０の内部で
レプリカレンズ１０５をハンド６６（図３参照）で吸着
し、パレット６３の位置までレプリカレンズ１０５を移
動させることにより、レプリカレンズ１０５をパレット
６３上に載置することができる。次に、同じく第２の作
業ステーションの部分側面図である図７に基づいて第１
の開閉装置７８の構成について説明する。なお、第１の
開閉装置７８と第２の開閉装置８０の構成及び動作は、
全く同様であるので、これら２つの開閉装置の代表とし
て第１の開閉装置７８について説明し、第２の開閉装置
８０についての説明は省略するものとする。

【００２９】床面上に配設された架台７８ｆの上面に
は、第１のエアシリンダ７８ａが、そのシリンダロッド
７８ｂを鉛直線に沿わせた状態で取りつけられている。
また、この第１のエアシリンダ７８ａのシリンダロッド
７８ｂの先端部には、第２のエアシリンダ７８ｃが、そ
のシリンダロッド７８ｄを水平線に沿わせた状態で取り
つけられている。そして、第２のエアシリンダ７８ｃの
シリンダロッド７８ｄの先端部には、爪体７８ｅが水平
方向に延出した状態で取りつけられている。すなわち、
第１及び第２のエアシリンダ７８ａ，７８ｃの動作によ
り、爪体７８ｅは、架台７８ｆに対して、図中矢印で示
した様に、上下方向及び水平方向に沿って移動可能にさ
れている。従って、第２のエアシリンダ７８ｃを動作さ
せて、図２に示した蓋体１６の切欠部１６ｄに爪体７８
ｅの先端部を挿入させた後、第１のエアシリンダ７８ａ
を動作させて爪体７８ｅを上方に移動させることによ
り、蓋体１６を支持部材１４に対して開動作させること
ができる。なお、上記と逆の動作を行うことにより、蓋
体１６を支持部材１４に対して閉動作させることができ
る。

【００３０】次に、図４〜図７に基づいて、第１のロボ
ット３２と第２のロボット４２による、型１０に対する
紫外線硬化型樹脂及び硝子部材１００の供給動作につい
て説明する。まず、第１のロボット３２の液体定量供給
装置３６のシリンジ３６ａの先端部を樹脂材料が収容さ
れているシャーレ３９の中に浸し、樹脂材料を所定量供
給する。次に第１のロボット３２の移動アーム３４を動
作させて、図４に示した様にシリンジ３６ａの先端部を
型１０の内部に進入させ、樹脂材料を型部材１２の成形
面１２ａ上に所定量供給する。

【００３１】次に、シリンジ３６ａの先端部を型１０の
外部に逃がした後、フリーフローコンベア２１を動作さ
せて、搬送用プレート２４（型１０）を第２のステーシ
ョン４０に対応する位置に搬送位置決めする。そして、
この状態で図５に示した様に、第１の開閉装置７８の第
２のエアシリンダ７８ｃを動作させて、爪体７８ｅを蓋
体１６の切欠部１６ｄに挿入した後、第１のエアシリン
ダ７８ａを動作させて、支持部材１４に対して蓋体１６
を上方向にスライドさせる。この間に、第２のロボット
４２は、ハンド４６により、パレット５２から硝子部材
１００を１個吸着する。

【００３２】次に、第２のロボット４２のハンド４６を
蓋体１６に形成された穴部１６ｃから型１０の内部に進
入させ、第２のロボット４２の移動アーム４４を下側に
移動させる。この様にすることにより、硝子部材１００
は、支持部材１４の上端部１４ａに接近していくわけで
あるが、このときの硝子部材１００の下側に移動する動
作に伴って、図６に示した様に、樹脂材料が、成形面１
２ａ上で押し広げられ、成形面１２ａと接合面１００ａ
との間に規定される空間内にまんべんなく広がる。その
後、硝子部材１００は支持部材１４に確実に密着した状
態で、保持される。

【００３３】この状態で、ハンド４６の吸着状態を解除
し、第２のロボット４２の移動アーム４４を上方に移動
させ、ハンド４６の先端を硝子部材１００から離間させ
た状態で、このハンド４６を型１０の内部から退避させ
る。この後、第１のエアシリンダ７８ａを再び動作させ
て蓋体１６を支持部材１４に対して下側にスライドさ
せ、硝子部材１００をこの蓋体１６により挟み込んで支
持部材１４上に固定する。この状態を示した図が図７で
ある。

【００３４】次に、上述した様に構成された各作業ステ
ーションの動作を、図８〜図１２に示したフローチャー
トに基づいてさらに詳しく説明する。図８は、第１の作
業ステーション３０の動作を説明するフローチャートで
ある。まず、ステツプＳ２において、制御装置７６は、
型１０を載置した搬送用プレート２４が第１の作業ステ
ーション３０に対応した位置に到着したか否かを判断す
る。ステツプＳ２において、もし搬送用プレート２４が
第１の作業ステーション３０に対応した位置に到着して
いなければ、制御装置７６は第１のロボット３２をその
まま停止した状態で待機させる。また、ステツプＳ２に
おいて、搬送用プレート２４が到着したと判断された場
合には、ステツプＳ４に進み、制御装置７６は、搬送用
プレート２４を第１のロボット３２に対応した位置に位
置決めさせ、ストッパーによりその位置にロックさせ
る。ステツプＳ６においては、フリーフローコンベア２
１から搬送用プレート２４が正規の位置に位置決めされ
たことを知らせる信号が出力される。そして、ステツプ
Ｓ８に進み、制御装置７６は、第１のロボット３２によ
る型１０への樹脂材料の供給動作が終了したことが確認
されるまでフリーフローコンベア２１の動作を停止させ
る。

【００３５】一方、第１のロボット３２に関しては、制
御装置７６はステツプＳ１２において、搬送用プレート
２４が到着する前に、液体定量供給装置３６のシリンジ
３６ａに、シャーレ３９から樹脂材料の補給を行わせ、
ステツプＳ１４に進む。ステツプＳ１４では、制御装置
７６は、ステツプＳ６において搬送用プレート２４の位
置決め終了の信号が出力されるまで第１のロボットを待
機させる。そして、ステツプＳ１４において、搬送用プ
レート２４が第１の作業ステーション３０に対応する位
置に位置決めロックされたことが確認されると、ステツ
プＳ１６に進み、型１０に液体定量供給装置３６のシリ
ンジ３６ａの先端部を進入させて、樹脂材料を所定量供
給させる。次にステツプＳ１８では、この樹脂材料の供
給動作の終了を知らせる信号が第１のロボットから出力
される。そして、スタートに戻る。

【００３６】制御装置７６は、ステツプＳ８において、
ステツプＳ１８で出力された樹脂材料の供給動作が終了
した信号を受けると、ステツプＳ１０に進み、搬送用プ
レート２４のストッパーを解除させる。そして、搬送用
プレート２４を１つ隣りの作業ステーションである第２
の作業ステーション４０へと送り出し、スタートに戻っ
て、次の搬送用プレート２４が到着するまで待機する。

【００３７】次に、図９は、第２の作業ステーション４
０の動作を説明するフローチャートである。まず、制御
装置７６は、ステツプＳ３０において上述した樹脂材料
の供給動作の場合と同様に、第２の作業ステーション４
０に対応する位置に、搬送用プレート２４、すなわち型
１０が到着したか否かを判断する。もし、ステツプＳ３
０で搬送用プレート２４が到着していなければ、到着す
るまで待ち、搬送用プレート２４が到着した場合にはス
テツプＳ３２に進み、ストッパーをロック状態にさせ
て、搬送用プレート２４を固定させる。そして、ステツ
プＳ３４では、フリーフローコンベア２１から搬送用プ
レート２４の位置決め終了を知らせる信号が出力され
る。

【００３８】一方、第１の開閉装置７８に関しては、制
御装置７６は、ステツプＳ４０において、フリーフロー
コンベア２１から搬送用プレート２４の位置決め終了信
号が出力されたか否かを判断する。そして、もし、位置
決め終了信号が出力されていなければ、位置決め終了信
号が出力されるまで待機する。ステツプＳ４０で位置決
め終了信号が出力されていた場合には、ステツプＳ４１
に進み、第１の開閉装置７８の爪体７８ｅを蓋体１６の
切欠部１６ｄに挿入させる。そして、ステツプＳ４２で
は、第１の開閉装置７８に型１０の蓋体１６を開状態と
させる動作を行わせる。ステツプＳ４６では、この蓋体
１６の開動作が終了したことを知らせる信号が第１の開
閉装置７８から出力される。そして、ステツプＳ４８に
進み、第２のロボット４２から、硝子部材１００の供給
終了信号が出力されるまで、第１の開閉装置７８を待機
させる。

【００３９】第２のロボット４２に関しては、制御装置
７６は、ステツプＳ５８でフリーフローコンベア２１か
らの位置決め終了信号を受け取ると、ステツプＳ６２に
進んで、第１の開閉装置７８からの蓋体上昇終了信号が
出力されるまで第２のロボット４２を待機させる。そし
て、ステツプＳ６２で第１の開閉装置７８からの蓋体上
昇終了信号を受け取ると、ステツプＳ６４に進み、既に
吸着している硝子部材１００を型１０に供給させる。ス
テツプＳ６８では、この硝子部材１００の供給動作の終
了を知らせる信号が第２のロボット４２から出力され
る。そして、ステツプＳ６９に進み、次の型への硝子部
材１００の供給動作に備えて、ハンド４６によりパレッ
ト５２から硝子部材１００を１個吸着し、スタートに戻
る。

【００４０】制御装置７６は、ステツプＳ４８で、ステ
ツプＳ６８で第２のロボット４２から硝子部材１００の
供給終了信号を受けると、ステツプＳ５０に進み、第１
の開閉装置７８により蓋体１６を下降させて、蓋体１６
を閉状態とさせた後、ステツプＳ５２に進み、爪体７８
ｅを型１０から退避させる。ステツプＳ５４では、第１
の開閉装置７８から、爪体７８ｅの退避が終了したこと
を知らせる信号が出力される。そして、スタートに戻
る。

【００４１】そして、再びフリーフローコンベア２１に
戻ると、制御装置７６は、ステツプＳ３６で爪体退避信
号を受け取ると、ステツプＳ３８に進み、搬送用プレー
ト２４のストッパーを解除させ、この搬送用プレート２
４を１つ隣のステーションである第３のステーション７
４Ａに送り出し、次の搬送用プレート２４が到着するま
で待機する。

【００４２】次に、図１０は、照射装置７２Ａ〜７２Ｆ
が配置されている第３〜第８のステーション７４Ａ〜７
４Ｆの動作を説明するフローチャートである。まず、制
御装置７６は、ステツプＳ７０において第１及び第２の
作業ステーション３０，４０の場合と同様に、第３〜第
８の作業ステーション７４Ａ〜７４Ｆに夫々対応する位
置に、搬送用プレート２４すなわち型１０が到着したか
否かを判断する。もし、ステツプＳ７０で搬送用プレー
トが到着していなければ、到着するまで待ち、搬送用プ
レート２４が到着した場合にはステツプＳ７１に進み、
ストッパーをロックして、搬送用プレート２４を固定す
る。そして、ステツプＳ７２では、フリーフローコンベ
ア２１から搬送用プレート２４の位置決め終了信号が出
力され、ステツプＳ７４に進み、制御装置７６は照射装
置７４Ａ〜７４Ｆから照射終了信号が出力されるまで、
フリーフローコンベア２１を待機させる。

【００４３】一方、照射装置に関しては、制御装置７６
はステツプＳ７８で位置決め終了信号を受け取ると、ス
テツプＳ８０に進み、所定強度、所定時間の紫外線の照
射を行わせる。そして、所定時間の紫外線の照射が終了
すると、ステツプＳ８４では、照射装置７２Ａ〜７２Ｆ
から照射終了信号が出力される。制御装置７６は、ステ
ツプＳ７４で照射装置７２Ａ〜７２Ｆからの照射終了信
号を受け取ると、ステツプＳ７６に進み、搬送用プレー
ト２４のストッパーを解除させ、搬送用プレート２４を
次のステーションに送り出し、スタートに戻って、次の
搬送用プレート２４が到着するまで待機する。

【００４４】次に、図１１は、完成したレプリカレンズ
を型から離型するための第９のステーションの動作を説
明するためのフローチャートである。まず、制御装置７
６は、ステツプＳ１００で、第１〜第８の作業ステーシ
ョンの場合と同様に、ピン駆動装置２３が配置された第
９の作業ステーション７５に対応する位置に、搬送用プ
レート２４すなわち型１０が到着したか否かを判断す
る。もし、ステツプＳ１００で搬送用プレート２４が到
着していなければ、到着するまで待ち、搬送用プレート
２４が到着した場合にはステツプＳ１０１に進み、スト
ッパーをロックさせて、搬送用プレート２４を固定させ
る。そして、ステツプＳ１０２では、フリーフローコン
ベア２１から搬送用プレート２４の位置決め終了信号が
出力され、ステツプＳ１０４に進んで、制御装置７６は
ピン駆動装置２３から出力される離型終了信号を受ける
まで、フリーフローコンベア２１を待機させる。

【００４５】一方、ピン駆動装置２３に関しては、制御
装置７６はステツプＳ１０８で搬送用プレート２４の位
置決め終了信号を受け取るとステツプＳ１１０に進み、
完成したレプリカレンズ１０５の離型動作を行わせる。
そして、ステツプＳ１１４では、この離型動作が終了し
たことを知らせる離型終了信号が、ピン駆動装置２３か
ら出力される。その後スタートに戻る。

【００４６】制御装置７６は、ステツプＳ１０４でピン
駆動装置２３からの離型終了信号を受け取ると、ステツ
プＳ１０６に進み、搬送用プレート２４のストッパーを
解除させ、搬送用プレート２４を次の作業ステーション
に送り出し、スタートに戻って、次の搬送用プレート２
４が到着するまで待機する。次に、図１２は、第１０の
作業ステーション６０における型１０からのレプリカレ
ンズ１０５の取り出し動作を説明するフローチャートで
ある。

【００４７】まず、ステツプＳ１２０において、制御装
置７６は、第１〜第９の作業ステーションの場合と同様
に、第１０の作業ステーション６０に対応する位置に、
搬送用プレート２４すなわち型１０が到着したか否かを
判断する。もし、ステツプＳ１２０で搬送用プレート２
４が到着していなければ、到着するまで待ち、搬送用プ
レート２４が到着した場合にはステツプＳ１２２に進
み、ストッパーをロックさせて、搬送用プレート２４を
固定させる。そして、ステツプＳ１２４では、フリーフ
ローコンベア２１から搬送用プレート２４の位置決め終
了信号が出力され、ステツプＳ１２６に進んで、制御装
置７６は、第２の開閉装置８０から爪体退避信号が出力
されるまで、フリーフローコンベア２１を待機させる。

【００４８】一方、第２の開閉装置８０に関しては、制
御装置７６はステツプＳ１３０において、フリーフロー
コンベア２１から搬送用プレート２４の位置決め終了信
号が出力されたか否かを判断する。そして、もし、位置
決め終了信号が出力されていなければ、位置決め終了信
号が出力されるまで待機する。ステツプＳ１３０で位置
決め終了信号が出力されている場合には、ステツプＳ１
３１に進み、第２の開閉装置８０の爪体８０ｅを蓋体１
６の切欠部１６ｂに挿入させる。ステツプＳ１３２で
は、制御装置７６は、第２の開閉装置８０により型１０
の蓋体１６を開状態にする動作を行わせる。そして、ス
テツプＳ１３６では、この蓋体１６の開動作が終了した
ことを知らせる信号が第２の開閉装置８０から出力さ
れ、ステツプＳ１３８に進み、制御装置７６は、第３の
ロボット６２から取り出し完了信号が出力されるまで、
第２の開閉装置８０を待機させる。

【００４９】一方、第３のロボット６２に関しては、制
御装置７６は、ステツプＳ１４８において第２の開閉装
置８０から出力される蓋体１６の上昇終了信号を受ける
と、すぐにステツプＳ１５０に進み、ハンド６６によ
り、型１０から完成したレプリカレンズ１０５を吸着し
て取り出させる。そして、ステツプＳ１５４では、第３
のロボット６２からレプリカレンズ１０５の取り出し動
作が終了したことを知らせる信号が出力される。その後
ステツプＳ１５６に進み、完成品であるレプリカレンズ
１０５をパレット６３に載置させ、スタートに戻る。

【００５０】制御装置７６は、ステツプＳ１３８におい
て、第３のロボット６２からの取り出し終了信号を受け
取ると、ステツプＳ１４０に進み、第２の開閉装置８０
により蓋体１６を下降させて、蓋体１６を閉状態とさせ
た後、ステツプＳ１４２に進み、爪体８０ｅを型１０か
ら退避させる。ステツプＳ１４６では、爪体８０ｅの退
避動作が終了したことを知らせる信号が第２の開閉装置
８０から出力され、スタートに戻る。

【００５１】制御装置７６は、ステツプＳ１２６で第２
の開閉装置８０から出力される爪体退避信号を受け取る
と、ステツプＳ１２８に進み、搬送用プレート２４のス
トッパーを解除させ、この搬送用プレート２４を１つ隣
のステーションに送り出してスタートに戻り、次の搬送
用プレートが到着するまで待機する。以上で、レプリカ
レンズ１０５の成形動作を終了するわけであるが、上記
の動作を複数の型に対して連続的に行わせることによ
り、レプリカレンズ１０５を大量に生産することができ
る。

【００５２】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で、上記実施例を修正また変形したものに適用可能で
ある。例えば、上記実施例では、活性エネルギー線硬化
型の樹脂として、紫外線硬化型の樹脂を用いる場合につ
いて説明したが、これに限定されることなく、Ｘ線硬化
型の樹脂や、赤外線硬化型の樹脂あるいは熱線硬化型や
可視光線硬化型の樹脂等を使用しても良い。

【００５３】また、レプリカレンズを形成する場合につ
いて説明したが、本発明は、例えば硝子平面板に多数の
溝を形成した回折格子などの様に、硝子材料の表面に樹
脂層を形成するものであれば、他の種類の光学素子にも
同様に適用可能である。また、硝子部材の片面に樹脂層
を形成する様に説明したが、樹脂層を硝子部材の両面に
形成する場合にも適用可能である。

【００５４】また、凸面を有する硝子部材を用いる場合
について説明したが、凹面を有するものにも適用可能で
ある。また、フリーフローコンベアのループを長方形状
として説明したが、閉じた曲線であれば、長方形状でな
くてもよいことは言うまでもない。また、フリーフロー
コンベアは、同一平面上を移動する水平循環タイプとし
て説明したが、一連の成形動作の終了後、搬送プレート
を下段のコンベアで最初の作業を行う工程に戻す様な、
垂直循環タイプを採用してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の光学素子の
成形装置によれば、複数の型手段に対して、それぞれの
作業工程を並列に行うことが可能となり、また、最も時
間のかかる樹脂材料の硬化の工程を複数の活性エネルギ
ー線の照射装置で分割して行うことにより、型をライン
上で停滞させることなく他の作業工程にかかる時間に合
わせて移動させることができるので、生産性を確実に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の成形装置に使用される型の構造を示
した図である。

【図２】型における蓋体の形状を示した斜視図である。

【図３】一実施例の成形装置の構成を示す平面図であ
る。

【図４】型への樹脂材料の供給状態を示した図である。

【図５】型への硝子部材の供給状態を示した図である。

【図６】支持部材に硝子部材を載置した状態を示した図
である。

【図７】型内に硝子部材が固定された状態を示した図で
ある。

【図８】第１のステーションの動作を示すフローチャー
トである。

【図９】第２のステーションの動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】第３〜第８のステーションの動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】第９のステーションの動作を示すフローチャ
ートである。

【図１２】第１０のステーションの動作を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０型１２型部材１４支持部材１６蓋体１８押上ピン１９ピン駆動装置２０成形装置２１フリーフローコンベア２２フリーフローコンベア本体２４Ａ〜２４Ｌ搬送用プレート３０第１の作業ステーション３２第１のロボット３４移動アーム３６液体定量供給装置３８架台３９シャーレ４０第２の作業ステーション４２第２のロボット４４移動アーム４６ハンド４８架台５０パレット供給装置５２パレット６０第１０の作業ステーション６２第３のロボット６３パレット６４移動アーム６６ハンド６８架台７０パレット供給装置７２照射装置７４Ａ〜７４Ｆ第３〜第８の作業ステーション７５第９の作業ステーション７６制御装置７８第１の開閉装置８０第２の開閉装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:32 Ｂ２９Ｌ 11:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】硝子部材の表面に、所定の表面形状を有
する活性エネルギー線硬化型の樹脂から成る樹脂層を、
成形加工によって形成することにより、硝子材料と樹脂
材料とを一体化した光学素子を形成するための光学素子
の成形装置において、前記樹脂層の表面に前記所定の表面形状を転写するため
の複数の型手段と、前記複数の型手段を、閉曲線を描くラインに沿って搬送
し、該ライン上に所定の間隔をおいて設定された複数の
停止位置に夫々位置決めするための搬送位置決め手段
と、前記複数の停止位置のうちの１か所に対応した位置に配
置され、前記型手段に前記活性エネルギー線硬化型の樹
脂を供給する第１のロボットと、前記第１のロボットよりも前記搬送位置決め手段の搬送
方向下流側に位置する前記複数の停止位置のうちの１か
所に対応して配置され、前記型手段に前記硝子部材を供
給する第２のロボットと、前記第２のロボットよりも前記搬送位置決め手段の搬送
方向下流側に位置する前記複数の停止位置のうちの複数
か所に夫々対応して配置され、前記樹脂に活性エネルギ
ー線を照射する複数の照射手段と、前記複数の照射手段と前記第１のロボットとの間に位置
し、前記複数の照射手段よりも前記搬送位置決め手段の
搬送方向下流側に位置する前記停止位置に対応して配置
され、前記型手段から成形完了後の前記光学素子を取り
出す第３のロボットと、前記搬送手段と、前記第１のロボットと、前記第２のロ
ボットと、前記第３のロボットとを関連させて制御する
ための制御手段とを具備することを特徴とする光学素子
の成形装置。