CN1337365A - 精密元件成形装置及其成形方法 - Google Patents

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CN1337365A
CN1337365A CN01117008A CN01117008A CN1337365A CN 1337365 A CN1337365 A CN 1337365A CN 01117008 A CN01117008 A CN 01117008A CN 01117008 A CN01117008 A CN 01117008A CN 1337365 A CN1337365 A CN 1337365A
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CN01117008A
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蒲原清隆
藤井武幸
皆藤裕祥
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Abstract

一种精密元件成形装置及成形方法,所述成形装置包括:平行度调节机构、加压板、下模和上模。平行度调节机构具有承压部件、调节板、传达部件、固定支点部和操作部件。通过操作操作部件移动调节板,使承压部件以固定支点部为支点,通过传达部件而倾斜,调节承压部件的倾度,调节上模和下模的平行度,使成形模形成的腔中的成形材料成形。调节板最好包括两个调节板,各调节板分别位于正三角形的顶点,各调节板具有斜面。

Description

精密元件成形装置及其成形方法
本发明涉及成形装置，更详细地说，涉及用于成形精密元件等的精密元件成形装置及其成形方法。
参照附图说明现有精密成形装置。图4表示现有精密元件成形装置的主要部分剖面图。现有精密成形装置包括：加压块19、承压块20、板21、上轴22、下轴23、侧板24、上模压紧件25a、下模压紧件25b、上模26a和下模26b。加压块19固定在下轴23的上端，可上下自如移动。加压块19具有基准面。承压块20经上轴22安装在板21的下面。上模26a利用上模压紧件25a安装，下模26b利用下模压紧件25b安装。上模26a和下模26b构成成形模。成形材料2被加压成形为与上模26a和下模26b形成的形状吻合的形状。
精密元件需要精密的尺寸精度。例如，作为精密元件的光学元件需要高的尺寸精度。在光学元件成形为成品时，形成的光学元件的尺寸精度由上模26a和下模26b的平行度决定。也就是说，将具有规定厚度的衬垫夹持在板21和侧板24之间，同时使承压块20整体相对于具有基准面的加压块19倾斜，从而调整作为成形模的上模26a和下模26b的平行度。此时，衬垫要具有符合目的的厚度。
但是，所述现有结构的成形装置每次调节平行度都要夹持衬垫。因此，由于衬垫叠置引起的误差、或衬垫的热变形及成形模自身的热变形等，而难于高精度、操作性良好地调节成形模的平行度。
本发明提供一种精密元件成形装置，可高精度地调节成形模的平行度，且调节的操作性良好。
本发明的精密元件成形装置包括：
(a)支承板；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构；
(c)上下移动的加压板；
(d)设置在所述加压板的上面的下模；
(e)成形控制部件；
(f)设置在所述平行度调节机构上的上模。
在所述加压板向上移动时，所述上模和所述下模相互扣合而形成成形模。
所述平行度调节机构具有承压部件、调节板、传达部件、固定支点部和操作部件。
所述传达部件设置在所述承压部件和所述调节板之间。
所述固定支点部固定所述承压部件的一点和所述支承板。
通过操作所述操作部件，移动所述调节板，
通过移动所述调节板，使所述承压部件以所述固定支点为支点，通过所述传达部件而移动。
由此(thereby)调节所述承压部件的倾斜，调节所述上模和所述下模的平行度，然后，使所述成形模形成的腔中的成形材料成形。
本发明的精密元件的成形方法使用成形装置。
所述成形装置包括：
(a)支承板4、29；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构3、7、8、8a、15，这里，所述平行度调节机构包括承压部件、具有倾斜面的调节板、传达部件、固定支点部和操作部件；
(c)设置在所述承压部件的下面的上模13a；
(d)上下移动的加压板1；
(e)设置在所述加压板的上面的下模13b；
(f)成形控制部件；
(g)用于将所述承压部件固定在所述支承板上的固定部件。
所述成形方法包括：
(1)调节承压部件的倾度的工序，所述调节承压部件的倾度的工序具有操作所述操作部件的工序，通过该操作使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，所述承压部件以所述固定支点部为支点，通过所述传达部件而倾斜，调节所述承压部件的倾度，从而调节所述上模和所述下模的平行度；
(2)在由所述平行度调节机构调节所述承压部件的倾度后的状态下，由所述固定部件将所述承压部件固定在所述支承板上的工序；
(3)使所述加压板上升，将所述下模和所述上模扣合，然后，在所述下模和所述上模形成的成形模中使成形材料成形的工序；
(4)使所述下模下降，取出说明的预成品的工序。
理想的是，所述成形方法还包括：
(5)测定所述预成品的形状的尺寸的工序；
(6)比较所述预成品的尺寸和所希望的尺寸，然后，反复进行调节所述承压部件的倾度的工序的工序；
(7)在反复进行调节所述承压部件的倾度的工序后，再次驱动所述成形装置而成形成品的工序。
理想的是，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面；
利用所述调节板的移动使所述传达部件在所述倾斜面上移动，所述承压部件随着所述传达部件的移动而倾斜。
理想的是，所述传达部件包括正球，所述承压部件随着所述调节板的移动，通过所述正球而倾斜。
理想的是，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，所述第一调节板和第二调节板位于相互分开的位置上，所述第一调节板和所述固定支点部的距离等于所述第二调节板和所述固定支点部的距离。
根据该结构，可高精度地调节成形模的平行度，且操作性良好。其结果，可得到具有优异的尺寸精度的精密元件。
附图的简要说明如下：
图1是本发明典型实施例1的精密元件成形装置的主要部分立体图；
图2(a)是图1所示的成形装置的平行度调节机构的主要部分平面图，图2(b)是平行度调节机构的主要部分剖面图；
图3(a)是本发明典型实施例2的精密元件成形装置的平行度调节机构的主要部分平面图，图3(b)是该成形装置的主要部分剖面图；
图4是现有精密元件成形装置的主要部分剖面图。
本发明的精密元件成形装置包括：
(a)支承板；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构；
(c)上下移动的加压板；
(d)设置在所述加压板的上面的下模；
(e)成形控制部件；
(f)设置在所述平行度调节机构上的上模。
在所述加压板向上移动时，所述上模和所述下模相互扣合而形成成形模。
所述平行度调节机构具有承压部件、调节板、传达部件、固定支点部和操作部件。
所述传达部件设置在所述承压部件和所述调节板之间。
所述固定支点部固定所述承压部件的一点和所述支承板。
通过操作所述操作部件移动所述调节板，
通过移动所述调节板，使所述承压部件以所述固定支点为支点，通过所述传达部件而移动。
由此(thereby)调节所述承压部件的倾斜，调节所述上模和所述下模的平行度，然后，使所述成形模形成的腔中的成形材料成形。
本发明的精密元件的成形方法使用成形装置。
所述成形装置包括：
(a)支承板；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构，这里，所述平行度调节机构包括承压部件、具有倾斜面的调节板、传达部件、固定支点部和操作部件；
(c)设置在所述承压部件的下面的上模；
(d)上下移动的加压板；
(e)设置在所述加压板的上面的下模；
(f)成形控制部件；
(g)用于将所述承压部件固定在所述支承板上的固定部件。
所述成形方法包括：
(1)调节承压部件的倾度的工序，所述调节承压部件的倾度的工序具有操作所述操作部件的工序，通过该操作使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，所述承压部件以所述固定支点部为支点，通过所述传达部件而倾斜，调节承压部件的倾度，从而调节所述上模和所述下模的平行度；
(2)在由所述平行度调节机构调节所述承压部件的倾度后的状态下，由所述固定部件将所述承压部件固定在所述支承板上的工序；
(3)使所述加压板上升，将所述下模和所述上模扣合，然后，在所述下模和所述上模形成的成形模中使成形材料成形的工序；
(4)使所述下模下降，取出说明的预成品的工序。
理想的是，所述成形方法还包括：
(5)测定所述预成品的形状的尺寸的工序；
(6)比较所述预成品的尺寸和所希望的尺寸，然后，反复进行调节所述承压部件的倾度的工序的工序；
(7)在反复进行调节所述承压部件的倾度的工序后，再次驱动所述成形装置而成形成品的工序。
理想的是，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面；
利用所述调节板的移动使所述传达部件在所述倾斜面上移动，所述承压部件随着所述传达部件的移动而倾斜。
理想的是，所述传达部件包括正球，所述承压部件随着所述调节板的移动，通过所述正球而倾斜。
理想的是，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，所述第一调节板和第二调节板位于相互分开的位置上，所述第一调节板和所述固定支点部的距离等于所述第二调节板和所述固定支点部的距离。
理想的是，所述固定支点部和所述第一调节板及所述第二调节板位于三角形的顶点的位置。
根据该结构，可高精度地调节成形模的平行度，且操作性良好。其结果，可得到具有优异的尺寸精度的精密元件。
理想的是，所述精密元件是光学元件，所述支承板包括上板，所述承压部件包括承压板，所述固定支点部包括第一正球，所述承压板通过所述第一正球固定在所述上板上，所述调节板包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板和所述第二调节板的各自的调节板包括具有倾斜的斜面，所述各自的调节板位于所述承压板的上面和所述上板之间，所述传达部件包括第二正球和第三正球，所述第二正球设置在所述第一调节板的斜面和所述承压板的上面之间，所述第三正球设置在所述第二调节板的斜面和所述承压板的上面之间，所述第一正球、所述第二正球和所述第三正球各自的正球分别位于形成正三角形的顶点的位置上，所述操作部件包括使所述第一调节板移动的第一操作部件和使所述第二调节板移动的第二操作部件，操作所述各操作部件时，所述各调节板平行移动，随着所述各调节板的移动，所述承压板以所述第一正球为支点，通过所述各正球而上下倾斜，从而调节所述承压板的平行度。
根据该结构，可使承压板向垂直方向动作，其动作量为与具有斜面的水平移动自如的板向水平方向的移动量成比例的量，从而调节其相对于基准面的平行度。
理想的是，所述精密元件是光学元件，所述支承板包括上板和侧板，所述承压部件包括承压块，所述调节板包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板和所述第二调节板各调节板包括具有倾斜的斜面，所述传达部件包括第二正球和第三正球，所述各调节板位于所述承压块的侧面和所述侧板之间，所述第二正球设置在所述第一调节板的斜面和所述承压块的侧面之间，所述第三正球设置在所述第二调节板的斜面和所述承压块的侧面之间，所述固定支点部、所述第二正球和所述第三正球分别位于形成正三角形的顶点的位置上，所述操作部件包括使所述第一调节板移动的第一操作部件和使所述第二调节板移动的第二操作部件，操作所述各操作部件时，所述各调节板上下移动，随着所述各调节板的移动，所述承压板以所述固定支点部为支点，通过所述各正球而水平倾斜，从而调节所述承压块的平行度。
根据该结构，可使承压块向水平方向动作，其动作量为与具有斜面的垂直移动自如的板向垂直方向的移动量成比例的量，从而调节其相对于基准面的平行度。
理想的是，所述平行度调节机构还包括移动量测定机构，所述移动量测定机构具有测定并确认所述各调节板的移动量的功能。
根据该结构可一边把握、确认平行度调节量，一边调节平行度。
理想的是，所述平行度调节机构还包括自动控制移动量的自动控制部件，所述自动控制部件检测与所述加压板的基准面的平行度的偏差，自动设定所述各调节板的移动量。
根据该结构，可自动调节平行度。
理想的是，所述操作部件包括测微头，所述测微头包括用于驱动所述第一调节板的第一测微头10和用于驱动第二调节板的第二测微头10a。
根据该结构，可容易且高精度地测定移动自如的板的移动及移动量。
理想的是，所述传达部件包括第二对座、第三对座、设置在所述第二对座之间的第二正球和设置在所述第三对座之间的第三正球，所述固定支点部包括第一对座和设置在所述第一对座之间的第一正球，所述第二对座中的一个座固定在所述承压板上，所述第三对座中的一个座固定在所述承压板上，随着各调节板的移动，所述一对座中的另一个座沿着所述各调节板的所述斜面滑动，随着所述另一个座的滑动，所述承压板通过所述第二正球和所述第三正球而移动。
根据该结构，可提高上述效果。
下面参照附图说明本发明的典型实施例。
典型实施例1
图1是典型实施例1的精密元件成形装置的主要部分立体图。图2(a)是该成形装置的主要部分平面图，图2(b)是该成形装置的主要部分剖面图。
在图1、图2(a)、图2(b)中，作为精密元件成形装置的光学元件成形装置包括加压板1、支承体14、下模13b、作为支承板的上板4、上模13a和平行度调节机构。平行度调节机构包括作为承压部件的承压板3、两个调节板8、8a和三个正球7、7a、7b。理想的是，平行度调节机构包括：作为固定部件的固定螺栓5a、5b、5c；三个成一对的座6、16，6a、16a，6b、16b；测微计10、10a；接头11、11a；调节螺钉9、9a。上模13a和下模13b形成成形模。
加压板1上下移动自如，对成形模进行加压。加压板1的上面形成精密元件成形装置的基准面。下模13b利用模压紧件12b安装在加压板1的上面。下模13b设置在加压板1之上，加压板1设置在支承体14的上前端。成形材料2载置于下模13b上。该成形材料2由树脂材料或玻璃材料等制作。加压板1向上方移动。
承压板3利用固定螺栓5a、5b、5c紧固在上板4上。这些固定螺栓5a、5b、5c配置在上板4上，分别位于三角形顶点的位置。理想的是，这些固定螺栓5a、5b、5c以120度的角度间隔位于正三角形的顶点位置。上模13a由上模压紧件12a固定在承压板3下面的凸部上。上模13a和下模13b位于相互相对的位置。腔形成于由上模13a和下模13b形成的空间。
平行度调节机构设置在上板4和上模13a之间。平行度调节机构包括：承压板3，两个调节板8、8b，三个成一对的座6、16，6a、16a，6b、16b，和三个正球7、7a、7b。两个调节板包括第一调节板8和第二调节板8a。三对座包括第一对座6、16，第二对座6a、16a，第三对座6b、16b。三个正球包括第一正球7、第二正球7a和第三正球7b。
第二对座6a、16a，第三对座6b、16b和第二正球7a及第三正球7b形成传达部件。
第一正球7设置在第一对座6、16之间。第二正球7a设置在第二对座6a、16a之间。第三正球7b设置在设置在之间。各正球7、7a、7b由超钢材或陶瓷材料制作，形成球形。各对座6、16，6a、16a，6b、16b的一端具有圆锥形的承接面，各圆锥形的承接面承接并卡合各正球7、7a、7b。这些对座6、16，6a、16a，6b、16b用和正球7、7a、7b相同的材料制作。
如图2(b)所示，第一对座6、16和第一正球7设置在上板4和承压板3之间。该第一对座6、16和第一正球7具有作为固定支点部的功能。
第一调节板8和第二调节板8a水平移动自如地设置在上板4的下面。各第一调节板8和第二调节板8a包括具有水平面的上面和具有斜度的下面。第一调节板8的上面可滑动地密接于上板4的下面。第一调节板8的斜面可滑动地密接于第二对座6a、16a中的一个座6a上。第二对座6a、16a中的一个座16a固定在承压板3的上面。这样，承压板3可通过第二对座6a、16a及第二正球7a，与第一调节板8连动。同样，第二调节板8a的上面可滑动地密接于上板4的下面。第二调节板8a的斜面可滑动地密接于第三对座6b、16b中的一个座6b上。第三对座6b、16b中的一个座16b固定在承压板3的上面。这样，承压板3可通过第三对座6b、16b及第三正球7b，与第二调节板8a连动。
第一正球7、第二正球7a、第三正球7b分别配置在三角形的顶点的位置上。理想的是，这些7、7a、7b以120度的角度间隔位于正三角形的顶点的位置上。理想的是，第一正球7和第二正球7a的距离等于第一正球7和第三正球7b的距离。理想的是，第一固定螺栓5c和第一正球7相互位于通过上模13b的中心的相同的轴线上。第二固定螺栓5a和第二正球7a相互位于通过上模13b的中心的相同的轴线上。第二固定螺栓5b和第三正球7b相互位于通过上模13b的中心的相同的轴线上。
第一调节螺钉9的一端与第一调节板8的侧面接触。第二调节螺钉9a的一端与第二调节板8a的侧面接触。通过旋转这些调节螺钉9、9a使调节板8、8a水平移动。第一测微头10通过第一接头11连接在第一调节螺钉9的另一端。第二测微头10a通过第二接头11a连接在第二调节螺钉9a的另一端。这些测微头10、10a驱动这些调节螺钉9、9a的移动，并设定移动量，然后，测定移动量，确认移动量。
通过操作第一测微头10使第一调节螺钉9旋转，并且，使第一调节板8随着该第一调节螺钉的旋转而向水平方向移动。随着该第一调节板8的移动，使第一对座6a、16a中的一个座6a在第一调节板8的斜面上滑动。随着该座6a的滑动，使承压板3通过第二正球7a和座16a而倾斜。
同样，通过操作第二测微头10a，使承压板3通过第三正球7b和第二对座6b、16b倾斜。
根据这种成形装置，可调节约1微米。
下面，就使用具有上述结构的精密元件成形装置成形光学元件，并调节该光学元件的平行度的步骤进行说明。
首先，预成形光学元件。也就是说，将成形材料2载置于下模13b的规定部位。然后，使加压板1上升，将下模13b和上模13a扣合。在该状态下，加热、加压成形材料2。然后，在成形材料2具有热塑性树脂的情况下，使其冷却，使加压板1下降。然后，将成形后的光学元件自模中取出。在成形材料2包括热硬性树脂的情况下，在成形材料硬化后，使加压板1下降。然后将成形后的光学元件自模中取出。这样预成形光学元件。
其次，检测预成形的光学元件的平行度。例如，测定光学元件圆周方向的多个点的平行度。或者，使用光学测定仪器测定光学元件的干涉带。这样，确认预成品整体的平行度。接着，根据该预成品的测定结果，为得到所需的平行度而设定平行度调节机构的补正调节量。
这样，为了将得到的预成品的平行度补正到规定的精度，而调节成形装置的平行度调节机构。也就是说，拧松第二固定螺栓5a、第三固定螺栓5b和第一固定螺栓5c这三个螺栓。然后，使第一测微头10和第二测微头10a转动。由此，通过承压板3、第二正球7a、第三正球7b、一对第二座6a、16a和一对第三座6b、16b，使上模13a倾斜到规定的角度。这样，调节上模13a的角度，使其设定在规定的平行度。
理想的是，第一调节板8及第二调节板8a具有小的斜度。在调节板8、8a的斜度小的情况下，承压板相对于调节板的移动距离的倾斜度也少。也就是说，通过减少调节板的斜度，可增大相对于这些调节板的移动的倾斜角度调节的分辨率。更理想的是，第一调节螺钉9和第二调节螺钉9a具有小的螺距。在调节螺钉的节距小的情况下，可减小调节板相对于螺钉转数的移动距离，可增大倾斜角度调节的分辨率。或者，可通过改变正球的曲率半径及座的曲率半径，调节承压板的倾斜角度的调节分辨率。或者，使用测微头10、10a驱动调节螺钉9、9a或调节板8、8a的移动，设定移动量，或确认移动量。也就是说，可由调节板的斜面的倾斜角度、调节螺钉的节距、正球的曲率半径、测微头等控制承压板的微量的倾斜。例如，可调节1μm以下的微量的倾斜。这样，按目的移动量调节、设定调节板8、8a。然后，再次紧固第二固定螺栓5a、第三固定螺栓5b和第一固定螺栓5c这三个螺栓。这样调节上模13a的平行度。
使用这样调节的成形装置，与上述同样成形成形材料。根据需要重复这些操作，从而可成形具有平行度的精密元件。
下面说明具体实施例的一例。例如，第一正球7、第二正球7a、第三正球7b这三个正球在直径90mm的同心圆上配置成正三角形。在各第一调节板8和第二调节板8a水平方向移动约1mm时，各调节板8、8a垂直方向移动0.05mm。也就是说，调节板的倾斜设定为相对于水平方向的移动，垂直方向变化二十分之一。在成形外径3.9mm的圆盘形状的光学元件，调节具有规定平行度的光学元件时，从作业者侧看为了使光学元件向右侧倾倒1μm，使位于右侧的第二调节板8a向内侧移动2mm，并使左侧的第一调节板8向作业者侧移动2mm。通过该操作，实现规定的倾斜，其结果，可得到具有规定平行度的光学元件。
理想的是，所述精密元件成形装置还具有控制机构。该控制机构可检测相对于成形装置基准面的平行度的偏差，自动设定调节板的移动量。所述精密元件成形装置具有自动控制机构，该自动控制机构自动控制成形加工动作、调节板的驱动机构、调节板移动量的测定机构等。根据该结构，可使精密元件成形装置的各工序自动化，其结果，可进一步提高成形的精密元件的形状精度，同时，稳定地形成具有优异精度的精密元件。在精密元件是光学元件时，可得到特别优异的效果。
典型实施例2
图3(a)是本发明典型实施例2的精密元件成形装置的主要部分局部剖视平面图，图3(b)是该装置的主要部分剖面图。
在图3(a)、图3(b)中，精密元件成形装置包括加压板1、支承体14、下模13b、作为支承板的上板4和侧板29、上模13a和平行度调节机构。平行度调节机构包括作为承压部件的承压块15、正球7a、7b和调节板8、8a。承压块具有较大的高度。例如承压块具有圆柱形状。理想的是，平行度调节机构包括：座6a、6b，作为固定支点部的紧固螺栓28，轴承27，测微头10，接头11和调节螺钉9。
侧板29支承在上板4上。承压块15具有圆柱形状。承压块15由轴承27支承，位于被侧板29包围的位置。紧固螺栓28保持在侧板29上，按压承压块15的侧面。上模13a利用上模紧固件12a设置在承压块15的下面。下模13b设置在与上模13a相对的位置。下模13b利用下模紧固件12b设置在加压板1的上面。该加压板1的上面就是用于调节平行度的基准面。
调节板包括第一调节板8和第二调节板8a。第一调节板8和第二调节板8a各自包括具有斜度的斜面和与侧板29的内面形状一致的接触面。第一调节板8和第二调节板8a各自移动自如地设置，使得上述接触面与侧板29的内面接触。
正球包括第一正球7a和第二正球7b。一对第一座6a、16a设置在第一调节板8的斜面和承压块15的表面上。一对第一座6a、16a中的一个座固定在承压块15上，另一个座移动自如地设置在第一调节板8的斜面上。第一正球7a位于该一对第一座6a、16a之间。一对第二座6b、16b设置在第二调节板8a的斜面和承压块15的表面。一对第二座6b、16b中的一个固定在承压块15上，另一个移动自如地设置在第二调节板8a的斜面上。各正球7a、7b由超硬质(钢)材料或陶瓷材料等制作，形成球状。各对座6a、16a，6b、16b的一端具有圆锥形的承接面，各圆锥形的承接面承接并卡合各正球7a、7b。这些对座6a、16a，6b、16b用和正球7a、7b相同的材料制作。第二正球7b位于一对第二座6b、16b之间。承压块15的侧面的圆周上的紧固螺栓28和第一正球7a的间隔等于紧固螺栓28和第二正球7b的间隔。理想的是，在承压块15侧面圆周上，紧固螺栓28和第一正球7a及第二正球7b位于相互等间隔的位置上。在调节承压块15的平行度时，这些对座6a、16a，6b、16b和正球7a、7b具有作为传达部件的功能。正球7a、7b具有作为支点的功能。
未图示的作为固定部件的三个固定螺栓设置在上板4或侧板29上。在调节承压块15的平行度后，该三个固定螺栓最终固定承压块，以维持该平行状态。
第一调节螺钉9的一端与第一调节板8的侧面接触。第二调节螺钉的一端与第二调节板8a的侧面接触。通过旋转这些调节螺钉9、9a，使调节板8、8a上下移动。第一测微头10利用第一接头11连接在第一调节螺钉9的另一端。第二测微头利用第二接头连接在第二调节螺钉的另一端。这些测微头10驱动这些调节螺钉9的移动，并设定移动量，测定移动量，确认移动量。利用这种装置可调节约1μm。
通过操作测微头10，使调节板8、8a上下移动。使座6a及座6b在形成于调节板8、8a上的斜面上滑动。这样，调节承压块15的倾度。其结果，可调节承压块15相对于基准面的水平度。
下面，就使用具有上述结构的精密元件成形装置成形光学元件，并调节该光学元件的平行度的步骤进行说明。
首先，预成形光学元件。也就是说，将成形材料2载置于下模13b的规定部位。然后，使加压板1上升，将下模13b和上模13a扣合、合体。在该状态下，加热、加压成形材料2。然后，在成形材料2具有热塑性树脂的情况下，使其冷却，使加压板1下降。然后，将成形后的光学元件自模中取出。在成形材料2包括热硬性树脂的情况下，在成形材料硬化后，使加压板1下降，然后，将成形后的光学元件自模中取出。这样预成形光学元件。
其次，检测预成形的光学元件的平行度。例如，测定光学元件圆周方向的多个点的平行度。或者，使用光学测定仪器测定光学元件的干涉带。这样，确认预成品整体的平行度。接着，根据该预成品的测定结果，为得到所需的平行度而设定平行度调节机构的补正调节量。
为了这样将得到的预成品的平行度补正到规定的精度，而调节成形装置的平行度调节机构。也就是说，拧松未图示的三个固定螺栓。然后，使第一测微头10和第二测微头10a转动。由此，通过承压块15、正球7a、7b、一对座6a、16a，6b、16b，使上模13a倾斜到规定的角度。这样，调节上模13a的角度，使其设定在规定的平行度。
理想的是，第一调节板8及第二调节板8a具有小的斜度。通过减少调节板的斜度，可增大相对于这些调节板的移动的倾斜角度的调节分辨率。更理想的是，第一调节螺钉9和第二调节螺钉9a具有小的螺距。或者，使用测微头10、10a驱动调节板8、8a的移动，设定移动量，或确认移动量。由此，例如，可进行1μm以下的微量的调节。这样，按目的移动量调节、设定调节板8、8a。然后，再次紧固三个螺栓。这样调节上模13a的平行度。
使用这样调节的成形装置，与上述同样地成形成形材料。根据需要重复这些操作，可成形具有平行度的精密元件。
典型实施例3
下面说明本发明的典型实施例的精密元件的成形方法。在本实施例中，使用上述典型实施例及在上述典型实施例中说明的成形装置。也就是说，
成形装置包括：
(a)支承板4、29；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构3、7、8、8a、15，这里，所述平行度调节机构包括承压部件、具有倾斜面的调节板、传达部件、固定支点部和操作部件；
(c)设置在所述承压部件的下面的上模13a；
(d)上下移动的加压板1；
(e)设置在所述加压板的上面的下模13b；
(f)成形控制部件；
(g)用于将所述承压部件固定在所述支承板上的固定部件。
该成形方法包括：
(1)调节承压部件的倾度的工序，这里，调节所述承压部件的倾度的工序具有操作所述操作部件的工序，通过该操作使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，所述承压部件以所述固定支点部为支点，通过所述传达部件而倾斜，调节所述承压部件的倾度，从而调节所述上模和所述下模的平行度；
(2)在由所述平行度调节机构调节所述承压部件的倾度后的状态下，由所述固定部件将所述承压部件固定在所述支承板上的工序；
(3)使所述加压板上升，将所述下模和所述上模扣合，然后在所述下模和所述上模形成的成形模中使成形材料成形的工序；
(4)使所述下模下降，取出说明的预成品的工序。
理想的是，成形方法还包括：
(5)测定所述预成品的形状尺寸的工序；
(6)比较所述预成品的尺寸和所希望的尺寸，然后，反复进行调节所述承压部件的倾度的工序的工序；
(7)在反复进行调节所述承压部件的倾度的工序后，再次驱动所述成形装置而成形成品的工序。
理想的是，所述传达部件设置在所述承压部件和所述调节板之间，所述固定支点部固定所述承压部件的一点和所述支承板，在调节所述承压部件的倾度的工序中，通过操作所述操作部件，使所述调节板移动，通过所述调节板的移动，使所述承压部件以所述固定支点为支点，通过所述传达部件而移动，由此(thereby)，调节所述承压部件的倾斜，调节所述上模和所述下模的平行度。
理想的是，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，在调节所述承压部件的倾度的工序中，利用所述调节板的移动使所述传达部件在所述倾斜面上移动，使所述承压部件随着所述传达部件的移动而倾斜。
理想的是，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，所述传达部件包括一对座和设置在所述一对座之间的正球，所述一对座中的一个座固定在所述承压部件上，在调节所述承压部件的倾度的工序中，所述一对座中的另一个座随着所述调节板的移动，沿所述调节板的所述斜面滑动，所述承压部件随着所述另一个座的滑动，通过所述正球和所述一个座而移动。
理想的是，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，所述第一调节板和第二调节板位于相互分开的位置上，所述第一调节板和所述固定支点部的距离等于所述第二调节板和所述固定支点部的距离。
理想的是，所述成品是光学元件。
理想的是，所述操作部件包括测微计和与所述测微计连动的螺钉，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，在调节所述承压部件的倾度的工序中，通过操作所述测微计使所述螺钉旋转，随着所述螺钉的旋转，使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，通过所述传达部件，使所述承压部件倾斜。
下面，就使用具有上述结构的精密元件成形装置成形光学元件，并调节该光学元件的平行度的步骤进行说明。该成形方法在所述典型实施例1和2中已说明。也就是说，
首先，预成形光学元件。也就是说，将成形材料2载置于下模13b的规定部位。然后，使加压板1上升，将下模13b和上模13a扣合。在该状态下，加热、加压成形材料2。在成形材料2具有热塑性树脂的情况下，使其冷却，使加压板1下降。然后，将成形后的光学元件自模中取出。在成形材料2包括热硬性树脂的情况下，在成形材料硬化后，使加压板1下降。然后，将成形后的光学元件自模中取出。这样预成形光学元件。
其次，检测预成形的光学元件的平行度。例如，测定光学元件圆周方向的多个点的平行度。或者，使用光学测定仪器测定光学元件的干涉带。这样，确认预成品整体的平行度。接着，根据该预成品的测定结果，为得到所需的平行度而设定平行度调节机构的补正调节量。
这样，为了将得到的预成品的平行度补正到规定的精度，而调节成形装置的平行度调节机构。也就是说，拧松第二固定螺栓5a、第三固定螺栓5b和第一固定螺栓5c这三个螺栓。然后，使第一测微头10和第二测微头10a转动。由此，通过承压板3或承压块15等承压部件、第二正球7a、第三正球7b、一对第二座6a、16a和一对第三座6b、16b，使上模13a倾斜到规定的角度。这样，调节上模13a的角度，使其设定在规定的平行度。
然后，再次使用如上调节后的成形装置成形成品。
根据需要重复上述工序。这样成形具有所需尺寸精度的成品。利用该成形方法，最小可调节承压部件的约1μm的倾度，其结果，可调节成品的约1μm的尺寸误差。
如上所述，根据本发明的精密元件成形装置，与构成成形装置的部件的精度及热变形无关，为得到具有所需平行度的精密元件，可控制上模的倾度。其结果，可得到具有优异的尺寸精度的精密元件。可容易地使成形工序自动化。并且，通过改变调节板的斜度的大小、正球的曲率半径，可自由设定调节分辨率。

Claims (35)

1、一种精密元件成形装置，包括：
(a)支承板(4、29)；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构(3、7、8、8a、15)；
(c)上下移动的加压板(1)；
(d)设置在所述加压板的上面的下模(13b)；
(e)成形控制部件；
(f)设置在所述平行度调节机构上的上模(13a)，
在所述加压板向上移动时，所述上模和所述下模相互扣合而形成成形模，
所述平行度调节机构具有承压部件(3、15)、调节板(8、8a)、传达部件(7a、7b)、固定支点部(7)和操作部件(10)，
所述传达部件设置在所述承压部件和所述调节板之间，
所述固定支点部固定所述承压部件的一点和所述支承板，
通过操作所述操作部件移动所述调节板，
通过移动所述调节板，使所述承压部件以所述固定支点为支点，通过所述传达部件而倾斜，
由此调节所述承压部件的倾度，调节所述上模和所述下模的平行度，然后，使所述成形模形成的腔中的成形材料成形。
2、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，
利用所述调节板的移动使所述传达部件在所述倾斜面上移动，
所述承压部件随着所述传达部件的移动而倾斜。
3、如权利要求2所述的精密元件成形装置，其中，所述传达部件包括一对座及设置在所述一对座之间的正球，
所述一对座中的一个座固定在所述承压部件上，
随着所述调节板的移动，所述一对座中的另一个座沿所述调节板的所述斜面滑动，
随着所述另一个座的滑动，所述承压部件通过所述正球和所述一个座而移动。
4、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，
所述第一调节板和第二调节板位于相互分开的位置上，
所述第一调节板和所述固定支点部的距离等于所述第二调节板和所述固定支点部的距离。
5、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，
所述固定支点部和所述第一调节板及所述第二调节板分别位于正三角形的顶点的位置。
6、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，还包括将所述平行度调节机构固定在所述支承部件的固定部件，
所述固定部件具有在调节所述平行度调节机构的平行度后，将所述平行度调节机构固定在所述支承部件上的功能。
7、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，最小可调节所述上模和下模的平行度的1μm的误差。
8、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述精密元件是光学元件。
9、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述操作部件包括测微计和与所述测微计连动的螺钉，
所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，
通过操作所述测微计使所述螺钉旋转，随着所述螺钉的旋转，使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，通过所述传达部件，使所述承压部件倾斜。
10、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述精密元件是光学元件，所述支承板包括上板(4)，所述承压部件包括承压板(3)，所述固定支点部包括第一正球(7)，所述承压板通过所述第一正球固定在所述上板上，所述调节板包括第一调节板(8)和第二调节板(8a)，所述第一调节板和所述第二调节板各自的调节板包括倾斜的斜面，所述各自的调节板位于所述承压板的上面和所述上板之间，所述传达部件包括第二正球(7a)和第三正球(7b)，所述第二正球设置在所述第一调节板的斜面和所述承压板的上面之间，所述第三正球设置在所述第二调节板的斜面和所述承压板的上面之间，所述第一正球、所述第二正球和所述第三正球各自的正球分别位于形成正三角形的顶点的位置上，所述操作部件包括使所述第一调节板移动的第一操作部件和使所述第二调节板移动的第二操作部件，操作所述各操作部件时，所述各调节板平行移动，随着所述各调节板的移动，所述承压板以所述第一正球为支点，通过所述各正球而上下倾斜，并调节所述承压板的平行度。
11、如权利要求10所述的精密元件成形装置，其中，所述平行度调节机构还包括移动量测定机构，所述移动量测定机构具有测定并确认所述各调节板的移动量的功能。
12、如权利要求10所述的精密元件成形装置，其中，所述平行度调节机构还包括自动控制移动量的自动控制部件，所述自动控制部件检测相对于所述加压板的基准面的平行度的偏差，自动设定所述各调节板的移动量。
13、如权利要求10所述的精密元件成形装置，其中，所述操作部件包括测微头，所述测微头包括用于驱动所述第一调节板的第一测微头(10)和用于驱动第二调节板的第二测微头(10a)。
14、如权利要求10所述的精密元件成形装置，其中，所述传达部件包括第二对座(6a、16a)、第三对座(6b、16b)、设置在所述第二对座之间的第二正球(7a)和设置在所述第三对座之间的第三正球(7b)，所述固定支点部包括第一对座(6、16)和设置在所述第一对座之间的第一正球(7)，所述第二对座中的一个座(16a)固定在所述承压板上，所述第三对座中的一个座(16b)固定在所述承压板上，随着所述各调节板的移动，所述一对座中的另一个座(6a、6b)沿着所述各调节板的所述斜面滑动，随着所述另一个座的滑动，所述承压板通过所述第二正球和所述第三正球而移动。
15、如权利要求1所述的精密元件成形装置，其中，所述精密元件是光学元件，所述支承板包括上板(4)和侧板(29)，所述承压部件包括承压块(15)，所述调节板包括第一调节板(8)和第二调节板(8a)，所述第一调节板和所述第二调节板各调节板包括倾斜的斜面，所述传达部件包括第二正球(7a)和第三正球(7b)，所述各调节板位于所述承压块的侧面和所述侧板之间，所述第二正球设置在所述第一调节板的斜面和所述承压块的侧面之间，所述第三正球设置在所述第二调节板的斜面和所述承压块的侧面之间，所述固定支点部、所述第二正球和所述第三正球分另位于形成正三角形的顶点的位置上，所述操作部件包括使所述第一调节板移动的第一操作部件和使所述第二调节板移动的第二操作部件，操作所述各操作部件时，所述各调节板上下移动，随着所述各调节板的移动，所述承压块以所述固定支点部为支点，通过所述各正球而向水平方向倾斜，并调节所述承压块的平行度。
16、如权利要求15所述的精密元件成形装置，其中，所述平行度调节机构还包括移动量测定机构，所述移动量测定机构具有测定并确认所述各调节板的移动量的功能。
17、如权利要求15所述的精密元件成形装置，其中，所述平行度调节机构还包括移动量的自动控制部件，所述自动控制部件检测相对于所述加压板的基准面的平行度的偏差，自动设定所述各调节板的移动量。
18、如权利要求15所述的精密元件成形装置，其中，所述操作部件包括测微头，所述测微头包括用于驱动所述第一调节板的第一测微头(10)和用于驱动所述第二调节板的第二测微头(10a)。
19、如权利要求15所述的精密元件成形装置，其中，所述传达部件包括第二对座(6a、16a)、第三对座(6b、16b)、设置在所述第二对座之间的第二正球(7a)和设置在所述第三对座之间的第三正球(7b)，所述第二对座中的一个座(16a)固定在所述承压块上，所述第三对座中的一个座(16b)固定在所述承压块上，随着所述各调节板的移动，所述一对座中的另一个座(6a、6b)沿着所述各调节板的所述斜面滑动，随着所述另一个座的滑动，所述承压块通过所述第二正球和所述第三正球而倾斜。
20、如权利要求15所述的精密元件成形装置，其中，所述平行度调节机构还包括设置在所述侧板内侧的轴承(27)，所述承压块由所述轴承支承。
21、一种利用成形装置成形精密元件的成形方法，
所述成形装置包括：
(a)支承板(4、29)；
(b)由所述支承板支承的平行度调节机构(3、7、8、8a、15)，所述平行度调节机构包括承压部件、具有倾斜面的调节板、传达部件、固定支点部和操作部件；
(c)设置在所述承压部件的下面的上模(13a)；
(d)上下移动的加压板(1)；
(e)设置在所述加压板的上面的下模(13b)；
(f)成形控制部件；
(g)用于将所述承压部件固定在所述支承板上的固定部件；
所述成形方法包括：
(1)调节所述承压部件的倾度的工序，
调节所述承压部件的倾度的工序具有操作所述操作部件的工序，通过该操作使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，所述承压部件以所述固定支点部为支点，通过所述传达部件而倾斜，调节承压部件的倾度，并调节所述上模和所述下模的平行度；
(2)在由所述平行度调节机构调节所述承压部件的倾度后的状态下，由所述固定部件将所述承压部件固定在所述支承板上的工序；
(3)使所述加压板上升，将所述下模和所述上模扣合，然后，在所述下模和所述上模形成的成形模中使成形材料成形的工序；
(4)使所述下模下降，取出说明的预成品的工序。
22、如权利要求21所述的成形方法，其中，还包括：
(5)测定所述预成品的形状尺寸的工序；
(6)比较所述预成品的尺寸和所希望的尺寸，然后，反复进行调节所述承压部件的倾度的工序的工序；
(7)在反复进行调节所述承压部件的倾度的工序后，再次使所述成形装置工作而成形成品的工序。
23、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述传达部件设置在所述承压部件和所述调节板之间，所述固定支点部固定所述承压部件的一点和所述支承板，在调节所述承压部件的倾度的工序中，通过操作所述操作部件移动所述调节板，通过移动所述调节板，使所述承压部件以所述固定支点为支点，通过所述传达部件而移动，由此调节所述承压部件的倾斜，调节所述上模和所述下模的平行度。
24、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，在调节所述承压部件的倾度的工序中，利用所述调节板的移动使所述传达部件在所述倾斜面上移动，使所述承压部件随着所述传达部件的移动而倾斜。
25、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，所述传达部件包括一对座及设置在所述一对座之间的正球，所述一对座中的一个座固定在所述承压部件上，在调节所述承压部件的倾度的工序中，随着所述调节板的移动，所述一对座中的另一个座沿所述调节板的所述斜面滑动，随着所述另一个座的滑动，所述承压部件通过所述正球和所述一个座而移动。
26、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，
所述第一调节板和第二调节板位于相互分开的位置上，
所述第一调节板和所述固定支点部的距离等于所述第二调节板和所述固定支点部的距离。
27、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述成品是光学元件。
28、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述操作部件包括测微计和与所述测微计连动的螺钉，
所述调节板包括具有倾斜角度的斜面，
在调节所述承压部件的倾度的工序中，通过操作所述测微计使所述螺钉旋转，随着所述螺钉的旋转，使所述调节板移动，随着所述调节板的移动，通过所述传达部件，使所述承压部件倾斜。
29、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述成品是光学元件，所述支承板包括上板(4)，所述承压部件包括承压板(3)，所述固定支点部包括第一正球(7)，所述承压板通过所述第一正球固定在所述上板上，所述调节板包括第一调节板(8)和第二调节板(8a)，所述第一调节板和所述第二调节板各自的调节板包括倾斜的斜面，所述各自的调节板位于所述承压板的上面和所述上板之间，所述传达部件包括第二正球(7a)和第三正球(7b)，所述第二正球设置在所述第一调节板的斜面和所述承压板的上面之间，所述第三正球设置在所述第二调节板的斜面和所述承压板的上面之间，所述第一正球、所述第二正球和所述第三正球各自的正球分别位于形成正三角形的顶点的位置上，所述操作部件包括使所述第一调节板移动的第一操作部件和使所述第二调节板移动的第二操作部件，
在调节所述承压部件的倾度的工序中，所述各操作部件操作时，所述各调节板平行移动，随着所述各调节板的移动，所述承压板以所述第一正球为支点，通过所述各正球而上下倾斜，并调节所述承压板的平行度。
30、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述成品是光学元件，所述支承板包括上板(4)和侧板(29)，所述承压部件包括承压块(15)，所述调节板包括第一调节板(8)和第二调节板(8a)，所述第一调节板和所述第二调节板各调节板包括倾斜的斜面，所述传达部件包括第二正球(7a)和第三正球(7b)，所述各调节板位于所述承压块的侧面和所述侧板之间，所述第二正球设置在所述第一调节板的斜面和所述承压块的侧面之间，所述第三正球设置在所述第二调节板的斜面和所述承压块的侧面之间，所述固定支点部、所述第二正球和所述第三正球分别位于形成正三角形的顶点的位置上，所述操作部件包括使所述第一调节板移动的第一操作部件和使所述第二调节板移动的第二操作部件，在调节所述承压部件的倾度的工序中，操作所述各操作部件时，所述各调节板上下移动，随着所述各调节板的移动，所述承压块以所述固定支点部为支点，通过所述各正球而向水平方向倾斜，并调节所述承压块的平行度。
31、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述平行度调节机构还包括移动量测定机构，在调节所述承压部件的倾度的工序中，利用所述移动量测定机构测定并确认所述各调节板的移动量。
32、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述平行度调节机构还包括移动量的自动控制部件，在调节所述承压部件的倾度的工序中，利用所述自动控制部件检测相对于所述加压板的基准面的平行度的偏差，自动设定所述各调节板的移动量。
33、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述传达部件包括第二对座(6a、16a)、第三对座(6b、16b)、设置在所述第二对座之间的第二正球(7a)和设置在所述第三对座之间的第三正球(7b)，所述第二对座中的一个座(16a)固定在所述承压块上，所述第三对座中的一个座(16b)固定在所述承压块上，在调节所述承压部件的倾度的工序中，随着所述各调节板的移动，所述一对座中的另一个座(6a、6b)沿着所述各调节板的所述斜面滑动，随着所述另一个座的滑动，所述承压板通过所述第二正球和所述第三正球而倾斜。
34、如权利要求21所述的成形方法，其中，最小可调节所述上模和下模的平行度的1μm的误差。
35、如权利要求21所述的成形方法，其中，所述调节板包括第一调节板和第二调节板两个调节板，所述固定支点部和所述第一调节板及所述第二调节板分别位于正三角形的顶点的位置。
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