JPH05330833A

JPH05330833A - 光学素子の吸着保持システム

Info

Publication number: JPH05330833A
Application number: JP16819992A
Authority: JP
Inventors: Isamu Shigyo; 勇執行; Takeshi Baba; 剛馬場
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1993-12-14
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JP2970789B2

Abstract

(57)【要約】【目的】共通の吸引源を使用することで、装置の簡素
化を図るとともに、各吸着保持部での吸引力の不揃を補
正し、配管抵抗のばら付き、成形品との隙間による吸着
力の変化を抑制し、成形品の変形を招くことなく、しか
も十分でかつ安定した吸着保持を実現できる光学素子の
吸着保持システムを提供する。【構成】光学素子成形品を、吸引源１からの吸引力に
よって、吸着保持部２１ａ〜に保持することで、所要の
場所への搬送を行なえるようにした光学素子の吸着保持
システムにおいて、上記吸着保持部を複数個、備えると
共に、上記吸引源から分岐したサブライン２４ａ〜を上
記各吸着保持部に連通し、上記各サブラインに流量調節
可能な絞り手段２ａ〜を、それぞれ、装備してなり、光
学素子成形品の吸着保持を実施するのに先立って、各吸
着保持部の吸着状態が相互に影響しない条件になるよう
に、上記絞り手段の流量調節を予め行なうようにしたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟化したガラス素材を
加圧成形することによって、高精度なガラスレンズなど
の光学素子を成形する際、上記ガラス素材もしくは成形
品を吸着保持して、搬送できるようにした、光学素子の
吸着保持システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学機器の小型化、軽量化にとも
ない、光学系に使用されるガラスレンズとして非球面形
状のレンズが望まれている。上記レンズは、その研磨加
工が困難であり、このため、所定の表面精度を有する上
下型部材間に光学素子を成形するためのガラス素材、例
えば、或る程度の形状、表面精度に予備成形されたガラ
スブランクあるいは単純な、例えば、球形のガラスブラ
ンクを収容し、加熱下でプレス成形することにより、研
削および研磨などの後加工を不要にした光学素子の製造
法が開発されている。

【０００３】このようなプレス成形で光学素子を製造す
る方法では、通常、不活性（非酸化性）ガス雰囲気中で
成形するために、上記雰囲気を大気から遮断するための
密閉成形炉を用いる。ここでは、上記成形炉内に配置し
た胴型内に上下に摺動動作する成形用型部材が用意され
ており、上記胴型内に装填した軟化状態のガラス素材を
上記型部材でプレス成形し、上記型部材の成形面から光
学機能面を転写した後、光学素子成形品を冷却し、上記
上型部材を引き上げて、開放された成形用型内で吸着ハ
ンドを用いて上記光学素子成形品を吸着保持し、成形用
型からその外部に取出すようにしている（例えば、特開
平３−１７７３１８号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の成形用
型では、一つの成形用型で一つの光学素子成形品を成形
し、これを吸着保持する吸着ハンドも、一つの吸引源に
連通し、その吸引力を吸着保持部に及ぼすようにしてい
るので、大量の光学素子成形には、このような成形装置
を多数、用意しなければならない。これでは、設備の割
には、生産性が十分に発揮できないうらみがある。そこ
で、成形炉内に複数の成形用型を用意し、あるいは、一
つの成形用型自体で複数個の光学素子成形品を成形する
ように構成して、これらに対応する吸着ハンドの吸着保
持部を、共通の吸引源に連通する構成も考えられたが、
以下に述べるような問題を有しており、簡単には解決で
きない。すなわち、このような光学素子のプレス成形に
おいては、雰囲気温度が数百度に及び、これが、成形品
の吸着保持に際して、吸引ラインに導入され、熱的影響
を及ぼす。このため、吸引源や吸着を検知するための圧
力検知機構は、熱による損傷を防ぐため、吸着保持部よ
り出来るだけ離す必要が生じ、更に密閉された成形炉内
へ導入する吸着ラインも複雑となり、配管抵抗も通常の
吸着ラインに比較して大きくなる傾向がある。特に、吸
着保持部には、常温ならば、ゴムなどの吸着パッドが使
用できるが、上述のような高温では、このような材質の
ものを使用できず、専ら、ステンレスやモリブデン、タ
ングステンおよびそれらを含む合金などの金属系の材
料、サーメット、セラミックなどの耐熱性を有する材料
を使用しなければならない。このため、成形品と吸着保
持部との間には、隙間が生じ、また、吸着部近傍の配管
も高温にさらされ、配管接合部の確実なシールが困難な
ためにリーク（漏れ）が生じ易く、吸着保持に必要な吸
引力にはばら付きが生じ易い。

【０００５】以上のような、吸着搬送には不利な条件の
基での吸引源としては、大気や酸素の混入を防がなけれ
ばならないことも考慮すると、ベンチュリー効果を利用
した安価な圧力空気式の吸引源を使用することができな
いので、より高価な機械式のロータリーポンプなどの吸
引源を使用する必要が生じる。

【０００６】このような制限があるため、特に、光学素
子のような小さく軽い成形品を扱う場合には、吸引源の
数を増すことは、装置構成上やコスト面で非常に大きな
負担となり、実現性が薄い。また、単に、吸着保持部の
みを増した場合には、配管抵抗などにばら付きが生じ易
く、個々の吸着保持部の吸着力にばら付きが生じ、吸着
が不安定になることは基より、個々の吸着状態により互
いに干渉し合い、吸着時の圧力変動が大きく、個々の吸
着保持部における吸着の成否を、圧力検知機構にて検出
する検出値で判別することなどは、全く不可能になって
しまう。

【０００７】

【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、共通の吸引源を使用することで、装置の簡素化を図
るとともに、各吸着保持部での吸引力の不揃を補正し、
配管抵抗のばら付き、成形品との隙間などによる吸着力
の変化を抑制し、吸着時の圧力変動を招くことなく、し
かも十分でかつ安定した吸着保持を実現でき、更に、上
記各吸着保持部での吸着の成否を検知できるようにした
光学素子の吸着保持システムを提供しようとするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
光学素子成形品を、吸引源からの吸引力によって、吸着
保持部に保持することで、所要の場所への搬送を行なえ
るようにした光学素子の吸着保持システムにおいて、上
記吸着保持部を複数個、備えると共に、上記吸引源から
分岐したサブラインを上記各吸着保持部に連通し、上記
各サブラインに流量調節可能な絞り手段を、それぞれ、
装備してなり、光学素子成形品の吸着保持を実施するの
に先立って、各吸着保持部の吸着状態が相互に影響しな
い条件になるように、上記絞り手段の流量調節を予め行
なうようにしている。

【０００９】これによって、上記絞り手段の流量、換言
すれば、絞り手段によって発生する圧力損失量を調整す
ることで、複数の絞り手段とこれに対応する吸着保持部
との間の圧力損失を同一となるようにすることができ
る。

【００１０】また、この場合、上記各絞り手段と各吸着
保持部との間に圧力検出機構を、それぞれ、備えること
により、予め、各吸着保持部における吸着の成否の種々
の状態での各圧力を検出しながら、上記絞り手段の調整
の程度を設定し、個々の吸着保持部の吸着の可否による
圧力変動を抑えることで、各吸着保持部での吸着を常に
安定に行なえるようにすると共に、吸着状態の検知、確
認が確実に行なえるようにすることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の成形法を図示の実施例に基い
て具体的に説明する。ここでは、１個の成形用型におい
て、同時に、例えば、４個の球形のガラスブランクから
４個の両凸レンズを成形する場合が示されている。な
お、ここで使用するガラスブランクは、例えば、ＳＫ１
２のガラス素材である。図１に示す成形用型１０は、密
閉ケ−シング１７内に収容されており、上記ケ−シング
１７は、例えば、１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下に減圧された
後、窒素ガスなどの不活性（非酸化性）ガス雰囲気を導
入している。そして、上記成形用型１０は、胴型１１に
上下に貫通する４個の型導入孔を形成し、これらに、下
型部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄと、上型部
材１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄとを摺動自在に
嵌合している（但し、図面には下型部材１２ａ、１２ｄ
および上型部材１３ａ、１３ｄのみが示されている）。
上記胴型１１には、上記下型部材を支持する底板１４が
取り付けられており、また、その側面には、ガラスブラ
ンクを装填するため、および、光学素子成形品（図には
符号１５ａ、１５ｄで、２個のみが示されている）を取
出すための開口部１１ａが設けられている。

【００１２】また、上記成形用型内に挿脱自在に挿入で
きる吸着ハンド１６が、上記ケーシング１７内に装備し
てあって、適当な制御手段（図示せず）で、矢印［Ａ］
方向に移動操作できるようになっている。この吸着ハン
ド１６の吸着保持部２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび２１
ｄ（図には吸着保持部２１ａおよび２１ｄのみが示され
ている）には、耐熱性のある可撓チューブを介して、そ
れぞれ、別々に外部導管２４ａ〜２４ｄが接続してあ
る。上記外部導管２４ａ〜２４ｄは、吸引源としてのロ
ータリーポンプ１の吸引側メインライン２２から真空分
配チャンバー２３を介して分岐されたサブラインであ
り、上記サブラインには、流量調節用の絞り弁２ａ〜２
ｄが、それぞれ、装備されている。

【００１３】また、上記サブラインには、上記絞り弁と
上記吸着保持部との間に位置して、それぞれ、圧力セン
サー３ａ〜３ｄが、また、上記圧力センサーより吸引側
で、吸着制御用電磁弁４ａ〜４ｄが装備してある。ま
た、上記サブラインには、上記吸着制御用電磁弁４ａ〜
４ｄと上記吸着保持部との間に位置して、不活性ガス補
填用のラインが格別に分岐・連通されており、その分岐
ラインには吸着解除用電磁弁５ａ〜５ｄが設けられてい
る。

【００１４】このような構成の吸着保持システムを装備
している光学素子成形装置によって光学素子を成形した
場合、その光学素子成形品の取出しに関して、上記吸着
保持システムの有効性を、以下に説明する。

【００１５】

【表１】表１は、本発明のシステムにおける絞り弁２ａ〜２ｄを
使用しない場合と、上記絞り弁２ａ〜２ｄを使用し、流
量調整を行なった場合の、各吸着保持部２１ａ〜２１ｄ
の吸着保持状態に対応する各圧力センサー３ａ〜３ｄの
検出値をまとめて示したものである。

【００１６】次に、上述のシステムを使用して光学素子
成形品を吸着搬送する工程につき、図１および表１を参
照しながら、具体的に説明する。なお、ここで成形され
る光学素子は、カメラ、ビデオカメラなどに用いられる
直径１４ｍｍの非球面レンズであり、用いられるガラス
素材は、温度が６２０℃の時、ガラス粘度が１０^9.5ポ
アズ、５３４℃の時、１０¹³ポアズ、４８０℃の時、１
０¹⁶ポアズとなる粘性特性を持ったＳＫ１２である。ま
た、成形炉（ケーシング）内の不活性ガス雰囲気にはＮ
₂ を採用する。また、ロータリーポンプ１は毎分１００
〜６００リッターの吸引容量を具備しており、各サブラ
インは直径６ｍｍの導管であり、吸着保持部で直径４ｍ
ｍとなる。

【００１７】最初に、図１に示すように、本発明のシス
テムにおける絞り弁を機能して、成形品の取出しを行な
った。これには、先ず、成形開始前に、吸着バンド１６
を成形用型の外に出し、吸着保持部に光学素子などのワ
ークが吸着されていない状態で、ロータリポンプ１を起
動させ、吸着制御用電磁弁４ａ〜４ｄを開放し、絞り弁
２ａ〜２ｄを徐々に絞って行き、各圧力センサー３ａ〜
３ｄの検出値が−３１cmHgとなるように調節した。この
ような値に設定したのは、この実施例に用いたシステム
において、−３１cmHg以下の状態では、吸着無しの時の
検出値が、各吸着保持部の吸着の状態に干渉され易くな
り、絞り弁の効用を十分に発揮できなくなることを考慮
したのであり、また、実用上、−２０cmHg程度までは、
実質的に問題にならないが、−３１cmHg以上の状態で
は、数値が高くなるにつれて徐々に吸着力が弱くなる点
を考慮したのである。

【００１８】上記のような絞り弁の調整を行なった後、
吸引源であるロータリポンプ１を再度起動させ、上記ロ
ータリポンプ１から吸着制御用電磁弁４ａ〜４ｄまでの
配管内を真空状態にし、成形用型を６２０℃まで昇温さ
せる。この昇温途中で、ガラス素材を成形用型内に装填
し、上記６２０℃に到達したならば、上記型部材１３ａ
〜１３ｄを適当な押圧手段（図示せず）でそれぞれ５０
０kgf の荷重で押圧して、６０秒間、プレス成形し、そ
の後、４００℃まで冷却し、その後、上記型部材１３ａ
〜１３ｄを上昇し、成形用型を開放する。そして、上記
吸着ハンド１６を用いて、光学素子成形品を成形用型か
ら取出すのである。この場合、先ず、上記吸着ハンド１
６を水平動作して、上記胴型の開口部１１ａ内に挿入
し、光学素子成形品１５ａ〜１５ｄの上に降下させる。
この状態で、吸着制御用電磁弁４ａ〜４ｄを開放し、吸
着ハンド１６の吸着保持部２１ａ〜２１ｄに光学素子成
形品を吸着させ、その状態のまま、吸着ハンド１６を、
上昇し、後退させる。上述の表１のデータを取得するた
めに、ここでは、その後に圧力センサー３ａ〜３ｄの検
出値を読み取り、また、光学素子成形品１５ａ〜１５ｄ
が吸着保持部２１ａ〜２１ｄに吸着されているか否かを
目視で確認している。更に、吸着ハンド１６を取り置き
台（図示せず）の上に降下し、電磁弁４ａ〜４ｄを閉
じ、電磁弁５ａ〜５ｄを数秒間、開放し、吸引負圧を解
除（破壊）し、光学素子成形品を上記取り置き台上に置
いて、１回の成形品取出し工程を完了する。この繰返し
によって、表１のデータを取得したのである。

【００１９】なお、この表１で、吸着保持部の「ワーク
吸着あり」の状態は、取出された光学素子成形品に割れ
や欠けなどの異常が無く、吸着保持部にずれることな
く、確実に吸着された場合を示している。

【００２０】表１の右欄に示すように、各吸着保持部に
対応するサブラインに絞り弁を設け、それぞれの吸着保
持部の吸着の有無に干渉されない状態に絞り弁を調整し
た場合は、どのような条件下においても、「吸着無し」
の時の検出値は、−３１〜３２cmHgを示し、「吸着あ
り」の場合は、検出値は−５３cmHg以下を示す。このた
め、圧力センサーの検出値のしきい値を−３５cmHgと
し、検出値が上記しきい値以上のときに、「吸着ＮＧ
（吸着なし）」、上記しきい値以下のときに、「吸着Ｏ
Ｋ（吸着あり）」とし、上記の成形品取出し工程を繰返
し行った結果、光学素子成形品に多少の割れや欠けある
いは吸着位置のずれなどの変動があっても、それに影響
されることなく、また、目視による確認の必要もなく、
センサーからのしきい値による警報のみで、安定的に、
かつ、確実に吸着の有無の検知を行なうことができた。

【００２１】次に、比較のため、図１における絞り弁２
ａ〜２ｄを外した状態で、成形を行なった実施例での結
果を説明する。この場合、絞り弁が無いので、初期の絞
り弁調整は行なわれない。また、吸引源であるロータリ
ーポンプ１を起動させ、ロータリーポンプ１から吸着用
電磁弁４ａ〜４ｄまでの配管内を真空にした状態で、成
形用型を６２０℃まで昇温し、上述の「絞り弁あり」の
実施例と同様に、成形品取出し工程を繰返した。その時
の吸着保持部における吸着状態と、圧力センサーの検出
値をまとめて整理した結果が表１の左欄に示してある。

【００２２】表１の左欄に示すように、「絞り弁なし」
の場合には、圧力センサー３ａ〜３ｄの検出値が、各吸
着保持部での吸着の有無に大きく影響され、圧力センサ
ー３ａにおいて、吸着保持部２１ｂ〜２１ｄが吸着せ
ず、吸着保持部２１ａのみが吸着している時の値が−５
１cmHgの値を示すのに対し、吸着保持部２１ａのみが吸
着していないで、他の３つの吸着保持部２１ｂ〜２１ｄ
が吸着している時の値が−５４cmHgとなり、同様に、圧
力センサー３ｃにおいて、吸着保持部２１ａ、２１ｂ、
２１ｄが吸着せず、吸着保持部２１ｃのみが吸着してい
る時の値が−５１cmHgの値を示すのに対し、吸着保持部
２１ｃのみが吸着していないで、他の３つの吸着保持部
が吸着している時の値が−５３cmHgとなり、本来、吸着
している時の方が低い圧力を示さなければならないの
に、これに反する逆転現象が生じる。従って、吸着の可
否の検出を、圧力センサーの検出値にしきい値を設けて
行なうことは不可能であり、更に、残りのセンサー３
ｂ、３ｄも吸引吸着している時と、していない時の検出
値の幅が少なく、吸着された光学素子成形品の僅かな位
置ずれや、光学素子成形品の割れ、欠けなどにより、圧
力センサーの検出値が変動し、吸着の可否の判断を検出
値にしきい値を設けて行なうには、誤検出が多く、不安
定な状態であった。そのため、この表１の数値からも明
らかなように、上述の「絞り弁あり」の実施例のよう
に、圧力センサーの検出値にしきい値を設け、吸着の可
否を検出することは、全く不可能であった。

【００２３】なお、上述の「絞り弁あり」の実施例で
は、吸着保持部に何も吸着されない状態での圧力センサ
ーの検出値を、絞りにより、−３１cmHgに調整し、吸着
の有無の検知のしきい値を−３５cmHgとしたが、これら
の数値は、本実施例の固有の値であって、実際のシステ
ムでは、その数値を適当に設定することができることは
言うまでもない。また、この実施例では、成形用型から
の光学素子成形品の取出しにおける４個の同時吸着につ
いて例示しているが、１つの成形用型での成形品の数に
ついて限定されるものではなく、また、型からの取出し
操作に限定されるものではなく、更に、複数の成形用型
での成形品を１つの吸着システムの各サブラインにおけ
る複数の吸着保持部で実現することもできる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、光
学素子成形品を、吸引源からの吸引力によって、吸着保
持部に保持することで、所要の場所への搬送を行なえる
ようにした光学素子の吸着保持システムにおいて、上記
吸着保持部を複数個、備えると共に、上記吸引源から分
岐したサブラインを上記各吸着保持部に連通し、上記各
サブラインに流量調節可能な絞り手段を、それぞれ、装
備してなり、光学素子成形品の吸着保持を実施するのに
先立って、各吸着保持部の吸着状態が相互に影響（干
渉）しない条件になるように、上記絞り手段の流量調節
を予め行なうように構成したので、共通の吸引源を使用
することで、装置の簡素化を図るとともに、配管抵抗の
ばら付き、成形品との隙間などによる各吸着保持部での
吸引力を安定させ、さらに、上記各絞り手段と各吸着保
持部との間に圧力検出機構を、それぞれ、備えること
で、吸着・搬送の作業過程において、各吸着保持部の吸
着の成否の判別が確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ロータリーポンプ２ａ〜２ｄ絞り弁３ａ〜３ｄ圧力センサー４ａ〜４ｄ吸着用電磁弁１２ａ〜１２ｄ下型部材１３ａ〜１３ｄ上型部材１６吸着ハンド２１ａ〜２１ｄ吸着部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子成形品を、吸引源からの吸引力
によって、吸着保持部に保持することで、所要の場所へ
の搬送を行なえるようにした光学素子の吸着保持システ
ムにおいて、上記吸着保持部を複数個、備えると共に、
上記吸引源から分岐したサブラインを上記各吸着保持部
に連通し、上記各サブラインに流量調節可能な絞り手段
を、それぞれ、装備してなり、光学素子成形品の吸着保
持を実施するのに先立って、各吸着保持部の吸着状態が
相互に影響しない条件になるように、上記絞り手段の流
量調節を予め行なうようにしたことを特徴とする光学素
子の吸着保持システム。
【請求項２】上記各絞り手段と各吸着保持部との間に
圧力検出機構を、それぞれ、備えたことを特徴とする請
求項１に記載の、光学素子の吸着保持システム。