CN1190616A - 坯料的制造方法和光学元件的制造方法及成型方法 - Google Patents

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Abstract

旨在得到一种预制件的表面精度高及切断面的镜面性好的光学元件成性用坯料。利用由多个光学元件成型用坯料部2连接的光学元件用材料构成的阵列3,利用一对冲孔55、56在光学元件成型用坯料部2的外周部沿阵列3的厚度方向施加振动后,冲切光学元件成型用坯料部2,得到光学元件成型用坯料。

Description

坯料的制造方法和光学元 件的制造方法及成形方法
本发明涉及光学元件成形用坯料的制造方法及光学元件的成形方法。详细地说，涉及预制件的表面精度高及切断面的镜面性好的光学元件成形用坯料的制造方法及光学元件的成形方法。
迄今，作为光学元件的冲压成形方法，已知有例如特开平8-127077号公报中公开的利用注射模塑成形法将预加工的光学元件成形用坯料射入用上、下铸模(型)和侧铸模围成的空间、经过加热加压成形而获得光学元件的方法。在这种情况下，如图10(a)所示，光学元件成形用坯料64可通过注入口61、流道62、芯道(スプ-ル)63获得。这样，由于能通过各注入口61获得光学元件成形用坯料64，所以，在对该光学元件成形用坯料64加热加压成形以获得光学元件时，可切断注入口61，将光学元件成形用坯料64作为单体使用。
另外，作为光学元件的冲压成形方法，已知还有例如特开平1-67309号公报中公开的利用振动使平板形的被加工构件变热软化、通过压入使具有成形面的成形用构件加压成形获得光学元件的方法。以下，说明实现该成形方法用的成形装置。如图11所示，在利用图中未示出的构件支持着的状态下相对地配置上模52和下模53，能用上模52和下模53夹持被加工构件54。在上模52的中心轴上形成一通孔52a，上冲孔(ポンチ)55能滑动自如地穿过通孔52a。另外，在下模53的中心轴上形成一通孔53a，下冲孔56能滑动自如地穿过通孔53a。这里，在上冲孔55及下冲孔56的前端部分分别形成了用来形成光学元件的成形面。下冲孔56被固定在呈日文“コ”字形的振动架57的下架57a上，同时连接于设置在下架57a下面的振动执行机构60上。在振动架57的上架57b上形成一通孔59，上冲孔55在插入通孔59的状态下，被连接于设置在上架57b上面的成形执行机构58上。
其次，说明利用备有上述结构的成形装置来冲压成形光学元件的方法。首先，利用上膜52和下膜53夹持被加工构件54，再使上冲孔55和下冲孔56沿轴向移动，牢固地夹持被加工构件54。然后，使振动执行机构60工作，通过振动架57，使上冲孔55和下冲孔56沿上下方向振动。于是，被加工构件54由于自己发热而软化。其次，使振动执行机构60继续工作，并使成形执行机构58工作，将上冲孔55压入被加工构件54中。于是，在上冲孔55和下冲孔56的前端部分上形成的成形面的形状(光学元件的形状)便被复制在被加工构件54上了。最后，使上冲孔55和下冲孔56沿同一方向(向上或向下)移动，只冲切(打ち抜く)被加工构件54中复制了光学元件的形状的部分。通过以上过程，获得了光学元件。
可是，通过注射模塑成形得到的光学元件成形用坯料在注入口附近的树脂密度与其它部分的树脂密度相比不够均匀，留在注入口附近的坯料变形非常大。因此，如图10(b)所示，在成形过程中，伴随温度的上升，在注入口61附近产生凹坑64a，如图12所示，注入口附近进入光学元件65的有效半径内，引起性能不良。
另外，在利用振动使平板形的被加工构件变热软化、将具有成形面的成形用构件压入、通过加压成形获得光学元件的方法中，如图13(a)所示，在上冲孔55和下冲孔56的前端部分上形成的成形面(凹部)55a、56a和平板状的被加工构件54之间产生密闭空间，如图13(b)所示，最后在光学元件65的球面部65a留下空间部(未复制部分)71，往往产生次品。另外，由于上冲孔55和下冲孔56的成形面(凹部)55a、56a的形状不同，所以，切断时的形状复制精度不同，有时也引起光学元件的性能不良。另外，由于上冲孔55和下冲孔56的轴偏移而使得光轴在光学元件的球面部的上下偏移，有时也引起光学元件的性能不良。
本发明就是为了解决现有技术中的上述课题而完成的，目的在于提供一种预制件的表面精度高及切断面的镜面性好的光学元件成形用坯料的制造方法及光学元件的成形方法。
为了达到上述目的，本发明的光学元件成形用坯料的第1种制造方法的特征在于：利用由多个光学元件成形用坯料部连接的光学元件用材料构成的阵列状的坯料，在上述光学元件成形用坯料部的外周部沿上述阵列状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述光学元件成形用坯料部，获得光学元件成形用坯料。如果采用该光学元件成形用坯料的第1种制造方法，则由于通过在上述光学元件成形用坯料部的外周部沿阵列状坯料的厚度方向施加振动，光学元件成形用坯料部的外周部自己发热而软化，所以，能容易地冲切光学元件成形用坯料部，同时能消除在现有的注射模塑成形品中所能见到的留在注入口附近塑性的变形的问题。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第1种制造方法中，最好在用在其前端面形成了凹部的一对冲孔夹持冲切部分且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后，使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。如果采用该优选例，则由于利用一对冲孔沿中心轴方向振动而使冲切部分的外周部软化后、使一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动，所以，能够容易地冲切光学元件成形用坯料。另外，在此情况下，最好还备有一对模用来夹持冲切前的坯料、同时形成了使一对冲孔滑动的通孔，在冲切了光学元件成形用坯料后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。如果采用该优选例，则一对模的通孔的内壁面和光学元件成形用坯料的外周面相摩擦，光学元件成形用坯料的外周面进一步变热软化，能将一对模的通孔内壁面的表面光洁度复制在光学元件成形用坯料的外周面上。通常，模的通孔的内壁面被加工成表面光洁度小于0.5μm的镜面状，所以，光学元件成形用坯料的外周面呈镜面状态。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第1种制造方法中，冲切前的坯料的厚度最好是大于0.3mm小于10mm。如果采用该优选例，则光学元件成形用坯料的外周面呈镜面，能防止产生起伏。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第1种制造方法中，光学元件用材料最好是聚烯烃系(ポリオフイン系)树脂材料。如果采用该优选例，则由于吸湿少、耐高温，所以不受周围环境的影响。其结果是光学元件成形用坯料冲切后的外表面总是呈镜面状态。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第1种制造方法中，最好通过注射模塑成形加工阵列状坯料，并在注入口部和光学元件成形用坯料部之间设有切断余量。如果采用该优选例，则在冲切时能确保冲切余量，同时，在注射模塑成形时能控制树脂的流动。
另外，本发明的光学元件成形用坯料的第2种制造方法的特征在于：利用由光学元件用材料构成的板状坯料，在上述板状坯料的任意区域的外周部沿上述板状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述任意区域，获得光学元件成形用坯料。如果采用该光学元件成形用坯料的第2种制造方法，则由于能利用廉价的板状坯料，所以能实现廉价的光学元件成形用坯料。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第2种制造方法中，最好在用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持冲切部分且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后、使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。另外，在此情况下，最好还备有一对模，这对膜用来夹持冲切前的坯料，并同时形成了使一对冲孔滑动的通孔，在冲切了光学元件成形用坯料后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第2种制造方法中，冲切前的坯料的厚度最好是大于0.3mm小于10mm。
另外，在上述本发明的光学元件成形用坯料的第2种制造方法中，光学元件用材料最好是聚烯烃系树脂材料。
另外，本发明的光学元件的制造方法的特征在于：利用由多个光学元件部连接的光学元件用材料构成的阵列状坯料，在上述光学元件部的外周部沿上述阵列状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述光学元件部，获得光学元件。如果采用该光学元件的制造方法，则由于通过在光学元件部的外周部沿阵列状坯料的厚度方向施加振动，光学元件部的外周部自己发热而软化，所以能容易地冲切光学元件部，同时能消除在现有的注射模塑成形品中所能见到的留在注入口附近的塑性变形的问题。
另外，在上述本发明的光学元件的制造方法中，最好在用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持光学元件部且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后、使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。另外，在此情况下，最好还备有一对模，这对膜用来夹持阵列状坯料、同时形成了使一对冲孔滑动用的通孔，在冲切了光学元件后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
另外，在上述本发明的光学元件的制造方法中，阵列状坯料的厚度最好是大于0.3mm小于10mm。
另外，在上述本发明的光学元件的制造方法中，光学元件用材料最好是聚烯烃系树脂材料。
另外，在上述本发明的光学元件的制造方法中，最好通过注射模塑成形加工阵列状坯料，且在注入口部和光学元件部之间设有切断余量。
另外，本发明的光学元件的第1种形成方法的特征在于：利用由多个光学元件成形用坯料部连接的光学元件用材料构成的阵列状坯料，在上述光学元件成形用坯料部的外周部沿上述阵列状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述光学元件成形用坯料部，获得光学元件成形用坯料，并使上述光学元件成形用坯料加热加压成形。如果采用该光学元件的第1种形成方法，则能够利用消除了在现有的注射模塑成形品中所见到的留在注入口附近的塑性变形问题的光学元件成形用坯料，所以不会发生伴随在成形过程中的温度上升、外周部在光学元件的有效半径内出现性能不良的现象。
另外，在上述本发明的光学元件的第1种形成方法中，最好在用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持冲切部分且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后、使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。另外，在此情况下，最好还备有一对模，这对膜用来夹持冲切前的坯料、同时形成了使一对冲孔滑动用的通孔，在冲切了光学元件成形用坯料后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
另外，在上述本发明的光学元件的第1种形成方法中，冲切前的坯料厚度最好是大于0.3mm小于10mm。
另外，在上述本发明的光学元件的第1种形成方法中，最好设定光学元件成形用坯料的外径尺寸Y相对于光学元件的外径X及有效直径E具有E≤Y≤X的关系。如果采用该优选例，则在成形过程中，不会由于光学元件成形用坯料的外径部分进入有效直径内而产生光学元件的形状不良现象。
另外，在上述本发明的光学元件的第1种形成方法中，光学元件用材料最好是聚烯烃系树脂材料。
另外，在上述本发明的光学元件的第1种形成方法中，最好通过注射模塑成形加工阵列状坯料，且在注入口部和光学元件成形用坯料部之间设有切断余量。
另外，本发明的光学元件的第2种形成方法的特征在于：利用由光学元件用材料构成的板状的坯料，在上述板状坯料的任意区域的外周部沿上述板状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述任意区域，获得光学元件成形用坯料，使光学元件成形用坯料加热加压成形。如果采用该光学元件的第2种制造方法，则由于能利用廉价的光学元件成形用坯料，所以能实现廉价的光学元件。
另外，在上述本发明的光学元件的第2种制造方法中，最好在用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持冲切部分且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后，使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。另外，在此情况下，最好还备有一对模，这对膜用来夹持冲切前的坯料、同时形成了使一对冲孔滑动用的通孔，在冲切了光学元件成形用坯料后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
另外，在上述本发明的光学元件的第2种制造方法中，冲切前的坯料的厚度最好是大于0.3mm小于10mm。
另外，在上述本发明的光学元件的第2种制造方法中，最好将光学元件成形用坯料的外径尺寸Y设定为相对于光学元件的外径X及有效直径E具有E≤Y≤X的关系。
另外，在上述本发明的光学元件的第2种制造方法中，光学元件用材料最好是聚烯烃系树脂材料。
图1(a)是由本发明第1实施例的多个光学元件成形用坯料构成的阵列的平面图，(b)是(a)中的A-A剖面图。
图2是表示本发明第1实施例的振动加压切断装置的冲孔周围的剖面图。
图3是表示本发明第1实施例的振动加压切断装置的工作时序图。
图4是表示从本发明第1实施例的阵列冲切成光学元件成形用坯料后的状态的剖面图。
图5是表示在本发明第1实施例中获得的光学元件成形用坯料的斜视图。
图6(a)是表示本发明第2实施例的光学元件的成形方法中使用的成形铸模的剖面图，(b)是表示本发明第2实施例的光学元件成形用坯料的剖面图。
图7是表示本发明第2实施例的光学元件的成形方法中使用的成形装置的剖面图。
图8是表示在本发明的第2实施例中得到的光学元件的剖面图。
图9是表示在现有技术中通过注射模塑成形得到的光学元件的剖面图。
图10是表示在现有技术中通过注射模塑成形得到的光学元件成形用坯料的剖面图。
图11是表示在现有技术中光学元件的冲压成形方法中使用的成形装置的局部剖面图。
图12是表示在现有技术中利用通过注射模塑成形得到的光学元件成形用坯料成形的光学元件的剖面图。
图13(a)是表示现有技术中的通过利用振动使平板状的被加工构件发热软化、通过压入将具有成形面的成形用构件进行挤压成形而获得光学元件的方法的局部剖面图，(b)是表示利用该方法得到的光学元件的剖面图。
以下，利用实施例更具体地说明本发明。
(第1实施例)
图1(a)是表示本发明第1实施例的光学元件成形用坯料的制造方法中使用的阵列状光学元件成形用坯料的平面图，图1(b)是图1(a)中的A-A剖面图。
按下述制作本发明的光学元件成形用坯料。即，如图1所示，首先通过注射模塑成形，用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂使多个光学元件成形用坯料部2成形为互相连接而成的阵列3的形状。这里，光学元件成形用坯料部2呈曲率半径为2.5mm的球面状。阵列3是通过注入口4获得的，在注入口4和最靠近注入口4的光学元件成形用坯料部2之间取一定的尺寸B。该尺寸B是确保后文所述的振动加压切断时的冲切余量，同时是注射模塑成形时为了控制树脂的流动所必要的尺寸。尺寸B的最佳值取决于光学元件成形用坯料部2的大小和从一个阵列3取得光学元件成形用坯料的个数。在本实施例中，阵列3的外形尺寸为40mm×30mm×6mm，光学元件成形用坯料部2的尺寸为：外径6mm，中心部的厚度8mm，球面部的曲率半径2.5mm。而且，这时的尺寸B为6mm。另外，通过一次注射模塑成形既可成形一个阵列3，也可成形多个阵列3。如果通过振动加热切断而将该阵列3的光学元件成形用坯料部2切断分开，就能得到图4所示的单体的光学元件成形用坯料1。
其次，说明本实施例的光学元件成形用坯料的制造方法中使用的振动加热切断装置。
本振动加热切断装置与图11所示的成形装置的结构大致相同，但不同点在于分别设有多个上冲孔55及下冲孔56，另外，上冲孔55及下冲孔56的前端形状也不同。即，如图2所示，由SKH51构成的上模52和下模53在用图中未示出的构件保持的状态下彼此相对地配置，能用上模52和下模53夹持阵列3。在上模52上与阵列3的各光学元件成形用坯料部2对应的位置形成了多个通孔52a，由SKH51构成的上冲孔55能滑动自如地插在各通孔52a中。另外，在下模53上与阵列3的各光学元件成形用坯料部2对应的位置也形成了多个通孔53a，由SKH51构成的下冲孔56能滑动自如地插在各通孔53a中。另外，在上冲孔55及下冲孔56的前端面上分别形成了比球面状的光学元件成形用坯料部2大的凹部71、72。这样，能够原样保持光学元件成形用坯料部2的形状，能够用上冲孔55及下冲孔56切断阵列3的各光学元件成形用坯料部2的外周部。另外，在图11所示的成形装置中设有成形执行机构58，但在本振动加压切断装置中不需要成形执行机构。另外，使振动执行机构60工作，通过振动架57使上冲孔55和下冲孔56沿中心轴方向(上下方向)振动，这一点与图11中的成形装置的情况相同。
其次，参照图3中的工作时序说明利用具有上述结构的振动加压切断装置制造光学元件成形用坯料的方法。
振动加压切断的条件及工作时序中的各值示于下面的表1中。[表1]
    冲孔压力(MPa)     模压力(MPa)     频率(HZ)     振幅(mm)
    100     150     50     0.3
                                             (sec)
    t1     t2     t3     t4
    0.5     0.5     0.5     0.5
首先，在上模52和下模53之间以及在上冲孔55及下冲孔56之间打开一规定的间隔，将阵列3插入其间。然后，用上模52和下模53夹住阵列3，再使上冲孔55及下冲孔56沿中心轴朝向互相接近的方向移动，将阵列3夹紧(图2所示的状态)。其次，使振动执行机构60(图11)工作，使上冲孔55及下冲孔56通过振动架57(图11)沿中心轴方向(上下方向)振动。从使振动执行机构60工作开始，经过t1＝0.5sec后，上冲孔55及下冲孔56振动的幅度为0.3mm(图3中的I区)。保持该振幅，再在t2＝0.5sec期间，使上冲孔55及下冲孔56沿上下方向振动(图3中的II区)。因此，阵列3与上冲孔55及下冲孔56相接触的接触面(光学元件成形用坯料部2的外周部)由于自己发热而软化。其次，用上冲孔55及下冲孔56继续夹持着阵列3，在t3＝0.5sec期间，上冲孔55及下冲孔56一起向下移动(图3中的III区)。于是，冲切阵列3的各光学元件成形用坯料部2，以单体形式获得光学元件成形用坯料1(参照图4)。这时，阵列3与上冲孔55及下冲孔56相接触的接触面(光学元件成形用坯料部2的外周部)由于发热而软化，该部分的截断强度变小，所以能容易地将光学元件成形用坯料部2从阵列3上冲切下来。继续用上冲孔55及下冲孔56保持着冲切阵列3的光学元件成形用坯料部2得到的光学元件成形用坯料1，再在t4＝0.5sec期间，使上冲孔55及下冲孔56沿中心轴方向(上下方向)继续振动(图3中的IV区)。于是，上模52上的通孔52a的内壁面及下模53上的通孔53a的内壁面和光学元件成形用坯料1的外周面摩擦，使得光学元件成形用坯料1的外周面进一步软化，上模52上的通孔52a的内壁面及下模53上的通孔53a的内壁面的表面光洁度便被复制在光学元件成形用坯料1的外周面上。这里，由于上模52上的通孔52a的内壁面及下模53上的通孔53a的内壁面被加工成表面光洁度小于0.5μm的镜面状，所以如图5所示，所获得的光学元件成形用坯料1的外周面1a呈镜面状态。最后，使上冲孔55及下冲孔56返回初始位置，将上模52和下模53之间以及上冲孔55及下冲孔56之间打开一规定的间隔，取出光学元件成形用坯料1。
阵列3的厚度对振动加压切断的条件有很大的影响。即，在阵列3的厚度小于0.3mm或在超过10mm的情况下，光学元件成形用坯料1的切断面1a不呈镜面状态，而出现起伏。为了不产生这样的异常现象，最好是阵列3的厚度大于0.3mm小于10mm。
如上所述，在本实施例中得到的光学元件成形用坯料1的切断面呈镜面状态。即，注入口对在本实施例中得到的光学元件成形用坯料1的切断部分没有影响，沿整个外周部有均匀的变形。因此，在本发明的第2实施例中利用该光学元件成形用坯料1得到的成形后的光学元件的外径部分也是高品质的。
另外，在本实施例中，利用多个光学元件成形用坯料部2连接而成的阵列3，获得由外径壳(コバ)部和球面部构成的光学元件成形用坯料1(参照图4、图5)，但不一定必须使用阵列状坯料，使用板状坯料也能获得圆柱状的光学元件成形用坯料。通过使用这样的板状光学元件成形用坯料，能实现廉价的光学元件成形用坯料。在此情况下，由于上述的理由，板状的坯料的厚度最好也是大于0.3mm小于10mm。
另外，在本实施例中，使用聚烯烃系树脂作为光学元件材料，但并不限定于这种材料，例如，也可以使用丙烯基、聚碳酸盐等其它光学元件材料。
(第2实施例)
图6(a)是表示本发明第2实施例的光学元件的成形方法中使用的成形模的剖面图，图6(b)是表示本发明第2实施例的光学元件成形用坯料的剖面图，图7是表示本发明第2实施例的光学元件的成形方法中使用的成形装置的剖面图。
如图6(a)所示，在具有凸缘部6a和凸部6b的下铸模7上，在凸部6b的上侧面形成了曲率半径为3mm的凹坑8。另外，在下铸模7上设有在其中嵌入凸部6b的圆筒状的侧模9。在下铸模7的上方，以能上下移动自如地插入侧铸模9内的状态配置着具有凸缘部10a和凸部10b的上铸模11。在上铸模11的凸部10b的下侧面，在与下铸模7上的凹坑8相对的位置形成了曲率半径为5mm的凹坑12。如上所述构成成形铸模13。而且，将在上述第1实施例中得到的光学元件成形用坯料1放入下铸模7上的凹坑8中，通过使上铸模11下降，能对光学元件成形用坯料1进行加压成形。
如图7所示，在成形装置14的下部，以水平状态沿横向按顺序配置着预备台15、加热台16、成形台17、冷却台18、水冷台19及出口台20。而且，在用图中未示出的机械手等将其中放入了光学元件成形用坯料1的成形模13移动到预备台15上后，能用图中未示出的输送臂等依次输送到其它台上。在加热台16、成形台17及冷却台18内分别装有加热器，利用它能将各台的温度设定为预定的温度。另外，以每一设定的节拍将成形模13送到下一台上，能使放在成形模13中的光学元件成形用坯料1依次连续地成形。在本实施例中，节拍被设定为60秒。
在加热台16的上方配置着在其下侧面形成了凹部21的加热头22，加热头22能利用气缸23进行升降。在成形台17的上方配置着成形头24，成形头24能利用气缸25进行升降。在冷却台18的上方配置着冷却头26，冷却头26能利用气缸27进行升降。在加热头22、成形头24及冷却头26内分别安装着加热器，利用它能将各头的温度设定为预定的温度。另外，在预备台15和加热台16之间设有门35，该门35能利用气缸36进行上下移动。另外，在水冷台19和出口台20之间设有门37，该门37能利用气缸38进行上下移动。
本实施例中的各台及各头的设定温度示于下表2。[表2]
    成形装置温度条件(℃)
  加热台   成形台   冷却台
  上头   160   170   100
  下台   160   170   100
这里，光学元件成形用坯料1的外径尺寸比相当于光学元件的有效直径的成形模13的有效直径EFF1及EFF2大(参照图6(b))，而比光学元件的外径即侧铸模9的内径小。如果设定各尺寸使这样的关系满足，那么在成形过程中，不会发生由于光学元件成形用坯料1的外径部分进入有效直径内而产生的光学元件的形状不良现象。
以下，说明用如上构成的成形铸模及成形装置使光学元件成形用坯料成形的方法。首先，将光学元件成形用坯料1放入成形铸模13中，用图中未示出的机械手将该成形铸模13移动到预备台15上。然后，用图中未示出的输送臂将该成形铸模13送到加热台16上。成形铸模13被送到加热台16上后，气缸23便工作，加热头22下降。这时，成形铸模13的上部处于进入加热头22的凹部21内的状态，但成形铸模13和加热头22不接触。在此状态下将成形铸模13加热后，用输送臂将该成形铸模13送到成形台17上。成形铸模13被送到成形台17上后，气缸25便工作，成形头24下降，成形头24对成形铸模13的上铸模11加压。通过调节气缸25的空气量，能设定成形头24的压力，在本实施例中设定为50kg/cm2。另外，在成形台17上的设定节拍结束时，上铸模11的凸缘部10a和侧铸模9的上部呈接触状态。即，在成形台17上的设定节拍结束时，光学元件成形用坯料1复制下铸模7上的凹坑8和上铸模11上的凹坑12的形状，成为光学元件28的形状(参照图8)。其次，用输送臂将成形铸模13送到冷却台18上。成形铸模13一送到冷却台18上后，气缸27就工作，冷却头26下降，冷却头26与成形铸模13的上铸模11接触。在此状态下，使温度下降到在成形台17上成形的光学元件成形用坯料1的形状(光学元件的形状)不变化的温度。最后，用输送臂将成形铸模13依次送到水冷台19、出口台20上，分开成形铸模13，取出光学元件28。
在本实施例中得到的光学元件28不受图9所示的、利用注射模塑成形法直接成形得到的光学元件70上所见到的注入口部分不均匀的影响(注入口61附近的凹坑70a)，而且具有轴对称性，在整个光学元件的有效跨度内的变形非常小。
将在本实施例中得到的光学元件变形的测定结果与用通过注射模塑成形直接得到的光学元件成形用坯料成形的现有光学元件的情况进行对比的结果示于下表3中。[表3]
试样No.     变形的测定结果(nm)
  注射透镜 光学元件
1     10     0
2     15     5
3     20     0
4     10     0
5     15     5
如上面的表3所示，可知在本实施例中得到的光学元件的情况下，在整个光学元件的有效跨度内的变形小。因此，光学性能也好。另一方面，可知在使用通过注射模塑成形直接得到的光学元件成形用坯料成形的现有的光学元件的情况下，在整个光学元件的有效跨度内的变形大，光学性能不稳定。
另外，不采用振动加压切断方法，而是利用一般的1个冲程动作(ストロ-クハンド)进行冲切来切断图1所示的阵列3，使用这样得到的光学元件成形用坯料，且用与本实施例同样的成形方法成形了光学元件，在这种情况下，在光学元件成形用坯料的外周部有凹凸，所以，在成形过程中，光学元件成形用坯料的外周部的表面光洁度粗糙的部分(凹凸)进入了光学元件的有效面内，造成性能不良。
另外，弄清了：由于切断时切断面变形不均匀的影响而使光学元件成形用坯料在加热成形过程中出现非轴对称的变形，最后使得光学性能不稳定。
将在本实施例中得到的光学元件28的性能评价结果与使用利用1个冲程动作进行冲切来切断图1所示的阵列3所获得的光学元件成形用坯料、并使用与本实施例同样的成形方法得到的光学元件的情况进行对比的结果示于下面的表4中。[表4]
  试样No.    像差评价结果(RMSλ)
振动加压切断  1冲程切断
   1    0.03    0.06
   2    0.028    0.065
   3    0.025    0.075
   4    0.032    0.058
   5    0.035    0.084
如上面的表4，可知，象本实施例那样在使用利用振动加压切断的方法获得的光学元件成形用坯料的情况下，光学元件28的RMS值小，性能稳定。另一方面，弄清了在使用利用1个冲程动作进行冲切得到的光学元件成形用坯料的情况下，光学元件的RMS值大，性能不稳定。
另外，在图1所示的阵列3上的符号2所示的部分不是光学元件成形用坯料部、而是光学元件部的情况下，通过振动加压切断该阵列得到的光学元件不受图9所示那样的通过注射模塑成形法直接成形得到的光学元件70上所见到的注入口部分不均匀变形的影响(注入口61附近的凹坑70a)，而且具有轴对称性，整个光学元件的有效跨度内的变形非常小。因此，如果使用由多个光学元件部连接而成的光学元件用材料构成的阵列状的坯料且用上述第1实施例的振动加压切断法来切开的话，则在光学上不需要的变形小，能同时获得多个切断面呈镜面、且外径尺寸精度高的优良的光学元件。
另外，在本实施例中，所使用的是利用多个光学元件成形用坯料部2连接而成的阵列3得到的、由外径壳部和球面部构成的光学元件成形用坯料1，但不一定限于这样构成的光学元件成形用坯料，也可以使用利用板状坯料获得的圆柱状的光学元件成形用坯料。通过使用这样的利用板状坯料获得的圆柱状的光学元件成形用坯料，能实现廉价的光学元件。
如上所述，如果采用本发明，则在加热加压成形过程中，不会引起光学元件成形用坯料轴非对称性变形，最后能使光学元件的性能稳定。另外，由于光学元件成形用坯料上没有注入口切断部分，所以光学元件的变形小。

Claims (21)

1.一种光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：利用由多个光学元件成形用坯料部连接的光学元件用材料构成的阵列状的坯料，在上述光学元件成形用坯料部的外周部沿上述阵列状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述光学元件成形用坯料部，获得光学元件成形用坯料。
2.一种光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：利用由光学元件用材料构成的板状坯料，在上述板状坯料的任意区域的外周部沿上述板状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述任意区域，获得光学元件成形用坯料。
3.根据权利要求1或2所述的光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持冲切部分且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后，使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。
4.根据权利要求3所述的光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：还包括一对模，这对模用来夹持冲切前的坯料，同时形成了使一对冲孔滑动用的通孔，在冲切了光学元件成形用坯料后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
5.根据权利要求1或2所述的光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：冲切前的坯料的厚度大于0.3mm小于10mm。
6.根据权利要求1或2所述的光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：光学元件用材料是聚烯烃系树脂材料。
7.根据权利要求1所述的光学元件成形用坯料的制造方法，其特征在于：通过注射模塑成形加工阵列状坯料，且在注入口部和光学元件成形用坯料部之间设有切断余量。
8.一种光学元件的制造方法，其特征在于：利用由多个光学元件部连接的光学元件用材料构成的阵列状的坯料，在上述光学元件部的外周部沿上述阵列状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述光学元件部，获得光学元件。
9.根据权利要求8所述的光学元件的制造方法，其特征在于：在用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持光学元件部且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后，使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。
10.根据权利要求9所述的光学元件的制造方法，其特征在于：包括一对模，这对膜用来夹持阵列状坯料，同时形成了使一对冲孔滑动用的通孔，在冲切了光学元件后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
11.根据权利要求8所述的光学元件的制造方法，其特征在于：阵列状坯料的厚度大于0.3mm小于10mm。
12.根据权利要求8所述的光学元件的制造方法，其特征在于：光学元件用材料是聚烯烃系树脂材料。
13.根据权利要求8所述的光学元件的制造方法，其特征在于：通过注射模塑成形加工阵列状坯料，且在注入口部和光学元件部之间设有切断余量。
14.一种光学元件的形成方法，其特征在于：利用由多个光学元件成形用坯料部连接的光学元件用材料构成的阵列状的坯料，在上述光学元件成形用坯料部的外周部沿上述阵列状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述光学元件成形用坯料部，获得光学元件成形用坯料，并使上述光学元件成形用坯料加热加压成形。
15.一种光学元件的成形方法，其特征在于：利用由光学元件用材料构成的板状坯料，在上述板状坯料的任意区域的外周部沿上述板状坯料的厚度方向施加振动后，冲切上述任意区域，获得光学元件成形用坯料，并使上述光学元件成形用坯料加热加压成形。
16.根据权利要求14或15所述的光学元件的成形方法，其特征在于：在用在其前端面上形成了凹部的一对冲孔夹持冲切部分、且使上述一对冲孔沿中心轴方向振动后，使上述一对冲孔沿中心轴朝向同一方向移动。
17.根据权利要求16所述的光学元件的成形方法，其特征在于：还包括一对模，这对膜用来夹持冲切前的坯料，同时形成了使一对冲孔滑动用的通孔，在冲切了光学元件成形用坯料后，使上述一对冲孔沿中心轴方向振动。
18.根据权利要求14或15所述的光学元件的成形方法，其特征在于：冲切前的坯料厚度大于0.3mm小于10mm。
19.根据权利要求14或15所述的光学元件的成形方法，其特征在于：将光学元件成形用坯料的外径尺寸Y设定为相对于光学元件的外径X及有效直径E具有E≤Y≤X的关系。
20.根据权利要求14或15所述的光学元件的成形方法，其特征在于：光学元件用材料是聚烯烃系树脂材料。
21.根据权利要求14所述的光学元件的成形方法，其特征在于：通过注射模塑成形加工阵列状坯料，且在注入口部和光学元件成形用坯料部之间设有切断余量。
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