CN1283572C - 模、板、吸附器、成型用金属模具、拆卸组装装置、拆卸组装方法、及透镜取出方法 - Google Patents

模、板、吸附器、成型用金属模具、拆卸组装装置、拆卸组装方法、及透镜取出方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种圆柱状模，是透镜成型用的上模或下模，在其侧面形成槽，在其侧面形成沿其轴向与所述槽连通的D切割面。本发明还提供一种板，其具有通过卡住上述圆柱状模的槽而进行保持的多个孔，对所述模进行溅射时保持所述模。本发明可提高透镜的生产率。

Description

模、板、吸附器、成型用金属模具、拆卸组装装置、 拆卸组装方法、及透镜取出方法
技术领域
本发明涉及对用于光学设备的透镜进行成形的模、为向该模涂布脱模膜而进行溅射时使用的板、对压制后的透镜进行吸附的吸附器、使透镜成形的成型用金属模具、对透镜压制时使用的拆卸组装装置、拆卸组装方法，及将成形后的透镜取出的透镜取出方法。
背景技术
图10(a)、(b)、(c)、(d)是用于说明本案发明人以前提出的光学元件的成形模具及光学元件的制造方法的主要部分的剖视图。即，图10(a)、(b)、(c)、(d)是用于说明通过精密玻璃成型法形成玻璃透镜的成形模具及光学元件的制造方法的图。
图10(a)表示成形模块88的结构。在图10(a)中，在下方形成光学功能面81的上模82及在上方形成另外光学功能面83的下模84分别与凸缘部85一体形成。由上模82、下模84及对上下模82、84滑动导向的筒模86构成成形模。向由这些上下模82、84及筒模86构成的内部放入成形材料87而构成成形模块88。
图10(b)表示将成形模块88进行加热、按压变形时的图。在图10(b)中，利用上下的加热板91、92对上述成形模块88整体进行加热，当成形材料软化时，借助上加热板91用施加压力P进行按压变形，在成形材料87上精密地复制光学功能面81、83，而形成光学元件即透镜89。
图10(c)表示成形模块88整体被冷却时的图。图10(c)中，成形模块88整体冷却后，将上模82从筒模86内拔出，然后利用吸附器等将成形后的透镜89从筒模86中取出，完成光学元件制造。
但是，不管光学元件即透镜成形的生产性多么好、且能精密地成形，但在将上述透镜取出时如图10(c)所示，若透镜在筒模86内倾斜而无法取出，则生产性显著下降。透镜89的边缘部90的厚度越小，透镜残留在筒模内的可能性就越大。其理由可用图10(d)进行说明。图10(d)表示成形后的状态，作为从筒模中能取出透镜的条件，除了模具与透镜的脱模性和密接性以外，还要成形材料的熱膨胀系数比成形模具的熱膨胀系数大。这样，成形后透镜的收缩比成形模具更大。
比如，透镜89为弯月形的场合，与上模的光学功能面81相接触的透镜面的曲率形成得比光学功能面大，另外，对于下模的透镜面的曲率，也形成得比光学功能面83大。因此，成形模具的光学功能面与透镜面的接触，相对于其下侧仅是点P1的点接触引起的不稳定姿势，其上侧是点P2、P3，为均等稳定的面接触的状态。如图10(c)那样，在将上模从筒模取出的场合，透镜因真空密接而被上模稍许吸上，然后真空消失，导致透镜落下而在筒模内倾斜。在倾斜状态下，如吸附器的接触不好的话，会进一步使透镜嵌在筒模上，造成透镜破损和留下伤痕等，使透镜的生产性显著下降。
日本专利特开平2-184532号公报的光学元件的脱模方法中，揭示了解决上述内容的课题的方法。
但是，作为决定成形模与透镜密接性的因素，可以考虑到形成材料与模具材料的熱膨胀系数的大小关系、成形模表面与成形材料之间的润湿性及透镜的大小和形状等，但是这些无法全部满足。另外，该公报中也揭示了夹持成形透镜的侧部，使透镜与模具之间的相对位置在垂直方向进行分离脱模的内容，但是这需要与透镜的大小相对应的非常大的力。如是以去除密接状态为目的的话，虽可考虑将透镜进行稍许摇动则效果更好，但随之会有模具面产生伤痕等的问题。
即，存在着将成形后的透镜从成形模中取出时使透镜破损和产生伤痕等，使透镜的生产性显著下降的问题。
另外，图10(a)～(d)的说明中使用的光学元件的上下模82、84，由圆柱状的一端面上的光学功能面81、83及另一凸缘部85构成。凸缘部85被有效地用于模具加工时的保持部以及在光学功能面上对脱模膜进行成膜时的保持部。
但是，要求精密度的加工面是外径面、凸缘部的两面和外径、光学功能面的5个面，花费加工时间和加工费用，成为提供廉价透镜的障碍。另外，为了利用多面的成形模同时成形以提高透镜成形的生产性，尤其是光学功能面需要超微米的精度，同时需要成形模具有从光学功能面至凸缘部85的两面为止的尺寸精度为微米的精度。因此，加工成本很高。
即，难以高精度地制作凸缘部，还存在加工成本很高的问题。
另外，在光学功能面上进行成膜与玻璃的脱模膜时，凸缘部85的外径尺寸决定了对溅射装置的每1批的投放数。即，因为凸缘部85的面积大，故无法向溅射装置一批放入多的模。故成膜时的生产性下降，成本很高。
即，在光学功能面上对与玻璃的脱模膜进行成膜时，因存在凸缘部而无法向溅射装置放入多的模，存在生产性低、成本高的问题。
发明内容
本发明考虑到上述问题，其目的在于提供一种将成形后的透镜从成形模中取出时可提高透镜生产性的吸附器、成形用模具、拆卸组装装置及拆卸组装方法。
另外，本发明考虑到上述问题，其目的在于提供一种不使加工成本高价的模及板。
另外，本发明考虑到上述问题，其目的在于提供一种利用溅射对脱模膜进行成膜时，可提高生产性、降低成本的模及板。
为了解决上述问题，第1发明是一种圆柱状模，是透镜成型用的上模或下模，在其侧面形成槽，并在其侧面形成有沿其轴向与所述槽连通的D切割面。
另外，第2发明是一种板，其具有通过卡住第1发明的模的槽进行保持的多个孔，
对所述模进行溅射时保持所述模。
另外，第3发明是一种吸附器，其进入同一模内且不与对方透镜面中央抵接，而与所述透镜面的周边抵接，具有在成形所述透镜时使用的与上模或下模实质上相同的外形。
另外，第4发明是，在第3发明的吸附器的基础上，在所述对方透镜面为凹面的场合，曲率半径比对方透镜面冷却后的所述曲率半径大或为平板。
另外，第5发明是，在第3发明的吸附器的基础上，在所述对方透镜面为凸面的场合，曲率半径比对方透镜面冷却后的所述曲率半径小。
另外，第6发明是一种使用第3～第5发明中任何一项的吸附器将所述透镜从所述筒模取出的透镜取出方法，透镜取出方法具有：
利用所述上模及所述下模及所述筒模使所述透镜成形后，将所述上模或所述下模从所述筒模拔出的拔出工序；
从所述上模或所述下模被拔出的一侧将所述吸附器向所述对方的透镜面按压以使所述透镜的姿势得到矫正为止的筒模插入工序；
所述透镜的姿势得到矫正后，由所述吸附器将所述透镜吸附取出的取出工序。
第7发明是一种成形用模具，其具有：
透镜成形用上模；
透镜成形用下模；
承接模；
筒模，
所述下模无凸缘，
在所述下模的下方设置所述承接模，
在该承接模上设有1个或多个用于插入顶模销的通孔，
所述上模及下模相对于所述筒模可滑动，
所述承接模与所述筒模被轻轻压入，
可不破坏所述承接模与所述筒模的位置关系、均等地进行传热。
另外，第8发明是一种成形用模具，具有：
透镜成形用上模；
透镜成形用下模；
承接模；
筒模，
所述下模无凸缘，
在所述下模的下方设置所述承接模，
在该承接模上设有1个或多个用于插入顶模销的通孔，
所述上模及下模相对于所述筒模可滑动，
所述筒模为设有多个上下模插入用孔的构件，
所述上模及下模可滑动地容纳在各个孔内，
所述筒模上形成定位用凹部或凸部，
在形成有与所述定位用凹部或凸部对应的凸部或凹部的所述承接模上的、与所述上下模插入用孔的位置对应处形成多个所述通孔。
另外，第9发明是一种拆卸组装装置，包括：
载放有具有第7发明的、压制后的透镜的成形用模具的基台；
顶模销；
吸附器；
使所述吸附器移动的移动装置，
至少由所述顶模销将所述上下模及所述透镜提升至所述透镜从所述筒模露出的位置为止，
至少此后由所述吸附器吸附任何一方的模，通过所述移动装置使该模与所述透镜分开，
将所述透镜取出。
另外，第10发明是在第9发明的拆装组装装置的基础上，用所述顶模销上推时，所述顶模销的上推动作与所述移动装置对所述吸附器的移动动作被作成同步。
另外，第11发明是一种拆卸组装方法，其使用拆卸组装装置，该拆卸组装装置具有：载放有具有第7发明的、压制后的透镜的成形用模具的基台；顶模销；吸附器；及使所述吸附器移动的移动装置
至少由所述顶模销将所述上下模及所述透镜提升至所述透镜从所述筒模露出的位置为止，
至少此后由所述吸附器吸附任何一个模，通过所述移动装置使该模与所述透镜分开，
将所述透镜取出。
而且，本发明也可是具有以下解决措施的发明。
第1发明是，作为将由上下模及筒模构成的光学元件成形用模具成形的光学元件以良好生产性取出的措施，具有：与所述筒模精密嵌合的外径；与该外径正交的一端面上与吸引组装连接的吸引口；该吸引口连通的另一端面的吸附面，使该吸附面的形状接近成形后的光学元件的光学面形状，以此作为解决措施的发明。
另外，第2发明是，成形后的光学元件的光学面为凹状时，其曲率比所述光学面小，为凸状的光学面时，比所述光学面大，以此作为解决措施的发明。
另外，第3发明是，作为降低光学元件成形用模具的成本、以良好生产性制造光学元件的措施，由中心具有通孔的承接模、与该承接模嵌合的筒模、由该筒模进行滑动导向且具有光学功能面的上下模构成，由能降低上下模的加工费用、及利用设置在所述承接模上的通孔能以良好生产性而将光学元件取出的光学元件成形用模具，作为解决措施的发明。
另外，第4发明是，所述上下模为单纯的圆柱状，其外周部具有对用来防止所述光学功能面氧化的脱模膜进行成膜时使用的槽部，可提高成膜时的生产性，降低模具的成本等，以此作为解决措施的发明。
另外，第5发明是一种溅射等成膜器件，由为与设置在所述上下模上的槽部卡合进行保持、而在规定厚度的圆板外周的一部分或离开所述圆板的中心可容纳多个上下模的槽部构成，以此作为降低模具成本等的解决措施的发明。
另外，第6发明是，用于将由光学元件成形用模具成形的光学元件取出的模具拆卸组装装置，包括：与升降的气缸连接、由滑动轴承作轴引导的上模吸附构件；在该吸附构件的下方、穿过设置在所述承接模中心的通孔而将上下模顶出的销构件；以及用于将所述光学元件及成形材料取出及放入用的吸附构件，以此作为解决提高光学元件取出的生产性的措施的发明。
另外，第7发明是，实现降低光学元件成本的成形用模具，具有光学功能面的多个上下模、具有对该上下模进行滑动导向且构成腔室的多个在任意节距圆直径上等间隔配置的第1通孔的圆筒状筒模、具有比所述第1通孔的孔径小且在同一节距圆直径上等间隔配置的第2通孔的承接模，是在所述第1及第2通孔的中心轴一致的位置处被轻轻压入，以此光学元件成形用模具作为解决措施的发明。
另外，第8发明是光学元件成形用模具的制造方法，具有：对圆柱状的外周进行规定节距的槽缝加工，以形成槽部的工序；对所述圆柱状的外周进行磨削加工的工序；留下所述槽部、以与所述规定节距相同的节距将圆柱状进行切断的切断工序；在与所述外周正交的一端面上形成光学功能面的工序；以所述光学功能面为基准将另一端面进行磨削的工序；在所述光学功能面的表面以溅射形成脱模膜的工序，以此作为解决手段的发明。
另外，第9发明是，提高了光学元件生产性的光学元件的制造方法，具有：向腔室内放入多个成形材料而形成成形模块的工序，所述腔室包括具有光学功能面的多个上下模、具有多个通孔以可支承该上下模且穿过用来将所述多个上下模朝上方顶出的销的承接模、对所述上下模滑动导向的第1通孔；对成形模块整体加热使所述成形材料软化的加热工序；将所述软化后的成形材料按压变形并使所述光学功能面复制到所述成形材料上的加热加压工序；将所述成形模块整体进行冷却的冷却工序；将所述成形模拆卸以取出多个光学元件的工序；以及向所述成形模内放入多个成形材料以组装金属模具的工序，以此作为解决措施的发明。
附图的简单说明
图1(a)、(b)、(c)是本发明实施例1的光学元件吸附装置的主要部分的剖视图。
图2(a)、(b)是本发明实施例2的光学元件成形用模具的主要部分的剖视图。
图3(a)、(b)、(c)是本发明实施例3所得到的溅射成膜器件的立体图。
图4(a)、(b)、(c)是说明本发明实施例4的光学元件成形用模具的拆卸组装装置的主要部分的剖视图。
图5(d)、(e)、(f)是说明本发明实施例4的光学元件成形用模具的拆卸组装装置的主要部分的剖视图。
图6(a)、(b)、(c)是表示本发明实施例5的光学元件成形用模具的立体图。
图7(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是说明本发明实施例6的光学元件成形用模具的加工方法的立体图。
图8(a)、(b)、(c)、(d)是利用本发明实施例5及6的光学元件成形用模具对光学元件的制造方法进行说明的主要部分的剖视图。
图9(e)、(f)、(g)、(h)是利用本发明实施例5及6的光学元件成形用模具对光学元件的制造方法进行说明的主要部分的剖视图是表示。
图10(a)、(b)、(c)、(d)是用于说明本案发明人以前提出的光学元件成形模及光学元件的制造方法的主要部分的剖视图。
符号说明
11 吸附器
21 上模
22、25 光学功能面
23、26 槽缝
24 下模
27 承接模
28 通孔
29、104 筒模
31、101 成形模块
32 上加热板
33 下加热板
30 成形材料
34 光学元件
35 成膜板
36 缺口部
41 模具拆卸组装装置
68 工件旋转轴
69 砂轮旋转轴
73 磨削砂轮
110 加热器
111 透镜
112 模吸附器
115 透镜吸附器
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例1
首先，对实施例1进行说明。
利用图1(a)、(b)、(c)对本发明实施例1的光学元件吸附器进行说明。
如在传统技术中所说明的那样，图1(c)表示将上模82从筒模86中拔出时因上模与透镜的密接性使透镜89被瞬间提起、密接性消除后透镜89向筒模86内掉落、边缘部90卡在筒模86的内部而处于倾斜放置的状态。图1(a)表示本实施例的吸附器11，其外径具有与筒模86精密嵌合的精度。
即，与上述上模82的外径相等。与外径正交的一端面形成球面形的吸附面12，另一端面通过螺钉15紧固有与吸引装置(比如，小型泵和コンバム)连接的管子14。吸附面12与管子14由通孔13连接。
为了从图1(c)的状态变为图1(a)的状态，通过将吸附器11轻轻向下方按压而使图中P2侧(参照图8d)接触，从而使透镜89的姿势得到矫正。因吸附面12的形状具有比透镜89的凹状曲率小的曲率，故姿势矫正后如图中P2、P3(参照图8d)所示，进行均等的面接触吸附。然后拔出吸附器11，能容易地将透镜89取出筒模。
图1(b)是表示将成形结束后的成形模块反转，将下模84拔出后将吸附器16插入筒模内的状态。将下模84拔出时透镜89与模具不处于密接状态，故透镜被抬起的情况极少。在被吸附的透镜面为凸状的场合，发现只要增大吸附面17的曲率，就能以大致100％的吸附率进行稳定的吸附作业。
本实施例的吸附器11及16，与筒模精密嵌合的外径及吸附面为球面形状，透镜与吸附面的形状通过由相互进行面接触的关系的曲率构成而成立。
即，本实施例的吸附器，是进入筒模且具有比对方透镜面冷却后的曲率半径大或小的抵接面的构件。而对方透镜面为凹面的场合，吸附器的曲率半径比对方透镜面冷却后的曲率半径大，另外，对方透镜面为凸面的场合，吸附器的曲率半径比对方透镜冷却后的曲率半径小。
由此，采用本实施例，将成形后的透镜从成形模取出时透镜不会破损和受伤，可提高透镜的生产性。
实施例2
下面，对实施例2进行说明。
图2(a)、(b)是说明本发明实施例2的光学元件成形用模具的主要部分的剖视图。与传统例子相同，目的是将成形材料加热软化、将按压变形后的光学元件从筒模内可靠地取出，以及减少模具费用以廉价地制造光学元件。
图2(a)中，与筒模29嵌合的圆柱状的上模21在一侧形成光学功能面22，在上述圆柱的外径上形成槽缝23。槽缝除了后述的其他目的以外，还具有光学元件成形时对腔室内进行排气的作用。即，在上模21的外周的模具的轴向整个区域设置未图示的微小的D切割面，筒模29的内壁面和D切割面之间的间隙与槽缝23连通，可对腔室内部进行排气。因此，在筒模29上不必进行用于对腔室内进行排气的加工。在下模24上也形成光学功能面25及槽缝26。在下模24的下方，中心设有通孔28的承接模27与筒模29嵌合设置，成形材料30内置于由上下模和筒模构成的内部，从而构成成形模块31。
首先，传统的上下模，因其一端面具有凸缘部，因此其加工需要凸缘部的外径面以及凸缘部平面部、与筒模内面嵌合的滑动面、光学功能面等许多加工面。尽管凸缘部在加工时以及在对光学功能面进行2次加工(例如由溅射等进行的脱模膜的成膜)时可有效地用作保持部，但因其加工面多，故极其难以制作，成为高价的模具。
而与此相比，本实施例的上下模，只要进行与筒模滑动的外径面、光学功能面、与该光学功能面相反侧的平面以及较粗精度的槽缝的加工即可。是形成所谓的以轴为基准的加工。
即，通过将具有传统的凸缘部的上下模做成去除了凸缘部的上下模，可提高取出光学元件的可靠性，另外，可降低材料及加工费用。而承接模27并不是单纯用于防止上下模从筒模脱落，还具有在后述的模具拆卸组装装置部分进行详细说明的其他作用效果。
图2(b)是表示将上述成形模块31进行加热按压变形的光学元件的制造方法的主要部分的剖视图，是表示变形过程中的状态。由上下加热板32、33将成形模块31的整体进行加热，将成形材料34软化后，借助上加热板32以按压力P进行变形，将光学功能面复制到成形材料上。更具体地说，上下模、筒模及承接模由以碳化钨(WC)为主要成分的金属构件组成，尤其是光学功能面22、25上，利用溅射法成膜有白金合金，以利用其与成形材料的脱模性。
成形材料30准备了加工成球状的硼硅酸钡玻璃(屈伏点：549℃，玻璃转移点：501℃，比重：3.09)。利用上下加热板32、33从成形模块31的上下高熱效率地对整体进行加热后，用800N的加压力P进行变形。然后切断加热板的电源，继续加压至500℃后，解除加压，将成形模块31整体冷却至室温，从而得到光学元件34。将成形模块充分冷却后，手工将销从设置在承接模27上的通孔28插入，将下模24、上模21和光学元件34抬至筒模29的上方，从而取出光学元件。
对该作业进行了200次确认，发现光学元件全部能从筒模中取出。设置在承接模27上的通孔28具有穿过销进行上顶的作用，另外，可以认为光学元件的凹面侧(上侧)受到面接触的上模自重的作用，与凸面侧(下模)的中心点的平衡效果对光学元件的取出起到好的作用。成形在惰性气体中进行，以防止模具的氧化。
另外，本实施例的颚部是本发明的凸缘的例子，本实施例的槽缝23是本发明的槽的例子。
实施例3
下面对实施例3进行说明。
图3(a)、(b)、(c)是表示在圆柱状的端面具有光学功能面的成形模的所述光学功能面上进行脱模膜成膜时使用的溅射用的成膜器件。图3(a)表示在圆柱状的一侧端面形成光学功能面25、在圆柱状的外径面上形成槽缝26的下模(如图2(a)所示)24，圆柱状的外径为3.5mm。
图3(b)表示本发明的溅射时使用的成膜器件35的一部分，在圆板状的金属构件上设有加工成大致十字形的缺口部36。成为下模24的槽缝26与缺口部36卡合保持的尺寸关系。具体来说，槽缝26的宽度设为1mm、外径设为φ2.5mm，而缺口部36的板厚设为0.8mm、宽度设为2.7mm。
图3(c)表示用于保持成膜器件36的保持圈37，其设有存放成膜器件36并可进行保持的台阶部38，保持圈37安装在未图示的溅射装置上。
如上所述，因传统的上下模形成凸缘部，故其大小决定了溅射时每批的数量。本实施例的上下模为单纯的圆柱状，故可飞跃性地提高每批的处理数量。发现使用本器件的溅射能进行与传统没有区别的成膜。
本实施例的成膜器件35是本发明的板的例子，本实施例的缺口部36的挂住下模24的各个部分是本发明的多个孔的例子。
实施例4
下面对实施例4进行说明。
图4(a)、(b)、(c)、图5(d)、(e)、(f)涉及光学元件成形用模具的拆卸组装装置，表示用于说明其结构和工序的主要部分的剖视图。本实施例的拆卸组装装置，是在将光学元件进行成形的工序的前工序中组装成形模块31，在形成光学元件的工序的后工序中将成形模块31进行拆卸的装置。
图4(a)表示图2(b)的成形后的成形模块31，由上模21、下模24、筒模29、具有通孔28的承接模27及光学元件34构成，表示光学元件的成形结束后的状态。
图4(b)表示模具拆装组装装置41的结构，固定于基台42上的L字形的立柱43上具有可上下移动的气缸44。吸附上模21的吸附器46提高与气缸44联动的杆47，由螺钉48及49固定于气缸44的杆45的前端上。吸附器46通过内装于立柱43上的滑动轴承50能顺畅地进行上下移动。
在立柱43的上端与杆47之间卷装有压缩弹簧51，吸附器46可与上模21轻轻抵接。另外，压缩弹簧5 1克服朝下方作用的气缸压力而用于减轻作用于上模21的负载。
吸附器46为圆筒状，由通孔54连通，其下方端面具有平面的吸附面52、另一方的上方端面具有与未图示的吸引装置连接的吸引管子53。在吸附器46上下移动的中心轴的下方的基台42上设有销孔55，并设有与未图示的可上下移动的气缸连接的顶模销56。
而且，在图中左方，用于取出光学元件34、投放成形材料30(参照图2A)的搬运工具57，与可上下移动及可转动的未图示的机构连接。
下面对模具的拆卸组装工序进行说明。
图4(b)所示的状态，表示设置在成形模块31的承接模27上的通孔28与顶模销56的轴心一致地载放后，使气缸44下降，吸附面52与上模21的上端面抵接的状态。此时的下降速度和对光学元件施加的负载通过不损坏模具的成形面和光学元件的条件来确定，但最好为30mm/秒、2Kgf。对上模21施加吸引力，同时气缸44也与顶模销56朝上方的动作同步地往上方动作。
图4(c)的状态表示顶模销56上升后在规定位置停止后的状态，而且是仅由气缸44吸附着上模21、并提升至上端的状态。所谓规定位置是指光学元件34容易取出的位置，即，光学元件34不会与筒模29卡住的状态。上模21与光学元件34从大致密闭状态的筒模内取出，从而完全脱模。
图5(d)表示转动搬运工具57，并且是在已朝下方动作的状态下利用吸引等装置将光学元件34吸附并提起的状态。然后，再次转动搬运工具57后，停止吸引使光学元件离开搬运工具57。
图5(e)表示利用搬运工具57吸附成形材料30，进行构成成形模块的准备工作。通过使顶模销56朝下方动作，下模24载放在承接模27上后，通过停止搬运工具57的吸引，成形材料30被放在下模24的光学功能面25的中心。将搬运工具57转动后，使气缸44下降，在上模21与筒模29嵌合的位置处停止对吸引器件46的吸引。
图5(f)表示组装结束后的成形模块31的状态，按压成形的准备已经结束。通过进行上述(a)～(f)的工序，可容易地进行光学元件成形模的拆卸组装。
本实施例的模具拆卸组装装置，其成形模块的结构与传统的结构不同，即，其结构是，上下模21、24作成单纯的圆柱状，另外，承接模27设有通孔28。因成形后的光学元件能以被上下模夹住的状态从筒模取出，故光学元件的取出能更可靠、更容易且可实现自动化，具有提高光学元件的生产性和降低成本的作用。
而图4的(b)、(c)及图5的(d)、(e)中表示的模具拆卸组装装置是描述了基本结构，对说明中使用的上下移动的气缸、顶模销56的上下移动及搬运工具57的上下移动及转动等的动作及控制，通过将利用压缩空气作为驱动源的气缸和时序电路的通常技术进行组合即可实现，故省略了图示。
而本实施例的气缸44、杆47是本发明的移动装置的例子。
实施例5
下面对实施例5进行说明。
利用图6、图7对本实施例的光学元件成形模及其制造方法进行说明。
图6(a)表示上下模具的立体图，在圆柱状的一侧端面上形成凸状的光学功能面的上模21、以及形成凹状光学功能面25的下模24，其外径面上都形成槽缝23、26。
图6(b)表示圆筒状的筒模61，在规定的节距圆直径上等间隔地设置10个通孔62。第1通孔62可容纳上模21和下模24(如波纹线记载)，并设有规定的间隙以使上下模可滑动。筒模61的内径部63精密研磨成规定尺寸。
图6(c)表示承接模64，内侧设有台阶部65，其外径尺寸加工成与筒模61的内径部63的尺寸大致相同的尺寸。在台阶部的外方设有10个第2通孔66，这些通孔66具有与第1通孔62相同的节距圆直径和等间隔设置，其孔的尺寸比第1通孔62设置得小，这不仅具有载放下模24的作用，还可兼作用于拆卸模具的销通过的通孔，另外，可使成形模块整体的稳定性好，具有比如在加热板上滑动的作用。在第1及第2通孔的轴一致的状态下承接模64的台阶部65轻轻压入筒模61的内径部而嵌合为一体。
另外，筒模61与承接模64一体化时的定位，其两者中任一个是凹凸关系。
如上所述，本实施例的光学元件成形模可同时对多个光学元件进行成形，其结构为，在第1通孔内容纳下模、成形材料及上模，在下模的下方设有承接模。另外，在实施例4所述的成形模拆卸组装是对单轴的结构所作的说明，但只要做成基本结构相同，还可同时进行多个模具拆卸组装，具有极大地提高光学元件的成形及模具拆卸组装的生产性的效果。
图7利用(a)～(e)对上述光学元件成形模具的加工工序进行说明。
图7(a)由碳化钨(WC)为主要成分的超硬合金构成，利用圆筒研磨机和树脂接合剂的金刚石砂轮(240号)将圆柱状的外径加工成3.5mm。尽管未图示，材料的一侧可由未图示的弹簧筒夹保持，从另一侧的端面进行中心按压加工，也可用无心研磨机进行加工然后更换砂轮，通过砂轮厚度为0.95mm的金刚石砂轮，以图中规定的节距在多处加工切入深度为0.5mm的槽缝26。加工后的槽缝26的槽宽约为1mm、切入深度大致为0.5mm。而外径的磨削条件是砂轮圆周速度2800m/分、工件转速150rpm、切入量3微米/次，槽缝的加工中砂轮圆周速度为3000m/分、切入量适当即可。而且利用平面研磨床在圆柱状的外周面上以0.05mm的切入量磨削未图示的D切割面。而D切割面不受光学功能面的任何影响。
图7(b)是以与加工槽缝26的规定节距相同的节距，利用金刚石切断机单个切断后的下模24的加工件。通过下模24的槽缝26，相对于形成光学功能面的一侧的外径尺寸，其相反侧的外径尺寸加工成小一些。其理由是，将上下模组装在筒模内的状态下，用于对腔室内的气体进行排气。加工机是切断机和圆筒研磨机等能对金属和陶瓷等加工的一般的加工机。
图7(c)是在加工件的下模24的端面形成光学功能面25的工序，加工件与旋转圆板67的中心孔精密嵌合且利用蜡相互粘合固定。工件旋转轴68的转速为200rpm。加工由具有与工件旋转轴68独立的砂轮旋转轴69的超精密加工机进行。在砂轮旋转轴69的前端设有截面呈算盘珠形状的金刚石轴砂轮70。将外径为φ5mm的轴砂轮70以80000转/分的条件进行加工。利用装载工件旋转轴68、同时可2.5轴NC控制的形状创成机，编程为其运动轨迹71为画圆弧，朝图中箭头-Z方向每次以数微米切入，以加工曲率半径为4.458mm的球面形状的光学功能面25。然后，将形状创成机朝图中箭头+Z方向避让，进而将安装在旋转圆板上的下模24拆卸。然后，以同样的条件制作10个下模、10个上模21。上模21为凸状，其曲率半径加工为3.444mm。
图7(d)将下模24与磨削平台72精密粘结，磨削光学功能面25的相反面，为了使模具高度尺寸一致，利用平面磨削床进行成批磨削。朝图中箭头方向旋转的磨削砂轮73的圆周速度为3000m/分，固定有磨削平台72的机架的运动形成进给(图中+X～-X的左右运动、和+Y～-Y的前后运动)，切入量1～2微米/进给，使用了树脂接合剂的金刚石砂轮。发现磨削后的下模24的高度相对于所需的尺寸在2微米以内的精度。发现上模21相对于所需尺寸在4微米以内的精度。将所有的上模及下模的槽缝固定在洗净夹具上后，利用溶剂进行超声波洗净。
图7(e)是对光学功能面进行加工、洗净后，将设置在下模24上的槽缝26与成膜板35的缺口部36n＝4个卡合后的成膜板35组装在保持圈37内的状态下安装在溅射装置上。装置由磁控管高频溅射法进行工作，将白金(Pt)-钨(W)作为靶，在真空度为5×10-4Torr、电力为600W的条件下，以Pt50atom％-W50atom％的组成形成1微米的脱模膜，从而完成下模24。对上模21也进行相同的加工和相同的成膜，从而完成模具制作。与制作上述传统的形成凸缘部的模具相比，可实现工序的简化、合理化及精度的稳定性，且具有降低模具成本的作用。
实施例6
下面，对实施例6进行说明。
图8(a)、(b)、(c)、(d)、图9(e)、(f)、(g)、(h)是用于说明光学元件的制造工序的主要部分的剖视图。
图8(a)表示成形模块101，用多个上模102和下模103及由容纳成形材料107的第1通孔108设置多处的圆筒状组成的筒模104及承接模105构成。承接模的台阶部109轻轻压入筒模内周面固定，以使承接模105上的第2通孔106与所述第1通孔108的中心轴一致。轻轻压入的理由是，在成形中不破坏两者的位置关系，进行均等的传热，对包括上下模的成形模整体进行维护的场合、成形后的透镜万一出现异常的场合可拆卸承接模。
第1及第2通孔108及106的尺寸分别为3.5mm和2.0mm。成形材料107事先将主要成分为硼硅酸钡的玻璃材料(屈伏点：549℃，玻璃转移点：501℃)镜面研磨成φ2.75mm的球状。设置在上模102、下模103的光学功能面上的曲率半径为3.444mm及4.458mm，所需成形的光学元件为凸状的弯月透镜。
图8(b)是为了将成形模块101整体进行加热，而利用上下内置有加热器110的上加热板108′和下加热板109′夹住，加热到成形材料107软化为可按压变形的温度。本实施例中，将成形模块放入设定为加热至600℃的上下加热板中并保持120秒。
图8(c)是此后通过上加热板108′、并利用图中P为8000N的加压力进行按压变形。成形材料107大大变形，成为弯月状，上下模的光学功能面复制在成形材料上。
图8(d)是表示变形结束后、在保持加压力的情况下切断上下加热板108′、109′的电源、当成形模块101整体冷却至480℃时将加压力P变为无负载的状态，进一步冷却至室温，从而完成透镜111的成形。
而图(b)、(c)、(d)的成形工序，是将包括成形模块在内的加热源放在未图示的箱内在惰性气体中进行。另外，温度控制、压力控制是通过熱电偶和电磁阀进行的。
图9(e)是说明拆卸成形模块101、将成形后的透镜111取出的工序的基本概念，且将模具吸附器112朝-Z方向移动、首先使上模102与模具吸附器112处于精密嵌合的状态。然后，使顶模销113朝图中+Z方向上推，即，上模、透镜、下模处于夹住的状态下将透镜111移动至第1通孔108的上方。此时，多个销同时将多个上下模上推，故由精密的精度构成销前端的水平位置，另外，也正确地构成吸附上模的模具吸附器的位置。另外，本实施例的制作透镜的过程中，模具吸附器的下降速度、顶模销的上升速度、对光学元件施加的负载，是根据不损坏模具的成形面和光学元件的条件选择的，但最好是不对多个成形模及透镜施加不均衡的负载的条件，以30mm/秒以下、负载5Kgf为佳。
图9(f)是此后由模具吸附器112吸附着上模102的状态下，将模具吸附器进一步向+Z方向移动，使其等待。然后，由顶模销113抬起的下模103上的透镜111被透镜吸附器115吸附，将吸附器115转动后，消除吸附，从而收集到透镜111。
图9(g)表示由透镜吸附器115吸附成形材料107后，在第1通孔108的上方消除吸附，使成形材料107掉落在第1通孔108内。
图9(h)表示此后将模具吸附器112朝-Z方向移动，将上模102容纳在第1通孔108内后，模具吸附器朝+Z方向移动，从而结束成形模具的拆卸组装。
本实施例中的成形模具的拆卸组装装置，是制作器件并用手动进行的，但透镜111不会卡在第1通孔内，经过20次的试验都能拆卸组装。另外，可将10个透镜一批进行成形，极大地提高了生产性。因此，光学元件的制造工序即成形工序及模具拆卸组装工序中的生产性提高与透镜成本的降低效果和成形设备的投资抑制效果都很大。用菲兆(日文：フイゾ一)式光干涉计对利用上述光学元件制造方法得到的n＝200个透镜性能进行了测量，其结果是，通过波面像差的平均值为0.067、非点像差为0.023AMT、彗形像差为0.159AMT、球面像差为0.865AMT。在光拾波器的光学系统中使用后，发现实用上完全没有问题，可以进行使用。
由本发明的实施例可以清楚地知道，本发明是光学元件的吸附器、成形用模具、模具的溅射成膜板、成形模具的拆卸组装装置、成形模具的加工方法及使用上述构件的光学元件的制造方法，每一个都能降低光学元件的成本、极大地提高生产性，在产业上利用的价值极大。
产业上利用的可能性
从以上说明可清楚地知道，本发明可提供将成形后的透镜从成形模中取出时提高透镜生产性的吸附器、成形用模具、拆卸组装装置、拆卸组装方法及透镜取出方法。
另外，本发明可提供加工成本不是高价的模具、板。
另外，本发明可提供由溅射成膜脱模膜时，能提高生产性且成本低的模具及板。

Claims (2)

1.一种圆柱状模，其特征在于，是透镜成型用的上模或下模，在其侧面形成槽，在其侧面形成沿其轴向与所述槽连通的D切割面。
2.一种板，其特征在于，具有通过卡住权利要求1所述的模的槽而进行保持的多个孔，
对所述模进行溅射时保持所述模。
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