CN1792906B - 模压成形模具及光学元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

将上模(滑动模)(10)的大径部11的轴方向的长度设为(L1)，将上模(10)的小径部(12)的轴方向的长度设为(L2)时，L1>L2成立，当在主体模(30)的第(2)内周大径部(33)内收容下模(静止模)(20)的大径部(21)时，通过主体模(30)与下模(20)的凸缘部(22)对接，规定下模(20)和主体模(30)的相互位置，上模(10)以10μm以下的滑动间隙、滑动导向于主体模(30)中的部分的轴方向的长度设为(L)，将主体模(30)的轴方向的整体长度设为(S)时，L≥0.5S成立。

Description

模压成形模具及光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于形成使用在玻璃透镜等的光学元件，特别是偏心精度极高的光拾取器、小型摄像设备等的精密光学元件的模压成形模具(mold press)及光学元件的制造方法。

背景技术

已知通过对玻璃等成形材料由加热使之软化，并对其以精密加工成规定形状的上下一对的成形模具来冲压成形，制造透镜等的光学元件的方法(例如，参照日本特开2002—29763号公报(专利文献1)、日本实公平4—14429号公报(专利文献2)。)。

在专利文献1中记载了形成彗差极小的显微镜等的成形模具。在此，将上模及下模的接近方向根据第1主体模(胴体模)来限制，同时在配置在第1主体模的外边的第2主体模上加压到上模和下模对接为止，通过将成形体和成形模的冷却，在第2主体模的上下方向的热收缩量超过玻璃成形体的热收缩量的条件下进行，进一步加压玻璃成形体。

在专利文献2中公开了一种透镜用模具，其将主体模和一对模具的外径的向导部作成2段，并将与接近于上述主体模的端部的、直径大的第1部分的模具的间隙设为小于接近于空腔的、直径小的第2部分，并且，与上述主体模的直径大的第1部分相比，将嵌合在主体模的第1部分的模具的长度设小。由此，一直提高一对模具的中心轴的一致精度，可直接顺利地组装。

使用在携带终端用小型摄像设备或光拾取器等的光学透镜要求极高的光学性能，需要作为高精度的非球面透镜。另外，由于两立透镜系统的小型化和高性能化，因此与以往相比，曲率半径小，透镜面周边部的透镜面的倾斜角度为40度以上，并根据情况有时为50度以上。这样的非球面透镜与以往相比，对于偏心精度或壁厚精度的允许误差非常小，精密模压变得困难。

此外，光学元件的偏心精度，一般根据光学机能面的第1面的轴和第2面的轴的距离(与移位、和在成形时的上下模的水平方向的偏差对应)、和第1面的轴和第2面的轴的斜度(倾斜)等来评价。

而且，在数码相机或携带中断等中的高精度的小径摄像镜、或光拾取用透镜中的NA0.6以上的物镜等情况下，第1面和第2面的偏移为10μm以下，斜度为3min以下，优选：必须作成2min以下的范围。因此，在使用在精密压膜成形的成形模中，通过使形成透镜的各个面的2个模、和将这些插入保持的主体模的间隙变小，提高模间的相对位置精度。

另外，小径摄像透镜或光拾取透镜等透镜外径的直径为5mm以下，根据情况成为3mm以下的小径。为了不经过取芯等后加工工序而得到这样的小径透镜，冲压模的模直径或主体模的内周经变成细径。如此，由于间隙小，此外需要以细径的成形模来冲压形成，因此遇到成形模的组装或分解(开模)、和冲压成形等，很难顺利地进行成形模的插入或滑动，在成形模中容易产生缺料或折断等破损。

根据在专利文献1中所记载的成形模，得知加压成形时的上下模的斜度(倾斜)少的良好的精度的透镜。但是，在想要形成内径小的透镜时，由于上模直径变小，因此显著地成为容易破损的上模形状。特别是，根据在将上模插入到第1主体模内时的极少的斜度等而在上模上很容易产生缺口或折断。

另外，由于模具材料为陶瓷或超硬等高硬度材料(难切削材料)，因此，在主体模的内周面为例如直径φ3mm以下的长孔的情况下，以满足所要求的尺寸精度(孔径)或形状精度(孔的真圆度、圆筒度、和直角度等)那样，以数微米以下的加工误差来制作不容易的。

在专利文献2中记载的金属模，将接近于空腔的部分金属模的外径作成小于其他部分而作成2段，并通过适当地设定间隙，以在离空腔远的外径大的部分进行的方式构成金属模和主体模的嵌合向导。由此，在提高一对金属模的中心轴的一致精度的状态下，可直接将金属模顺利地组装在主体模中。实际上，如果利用这样的结构，则在主体模的直径小的部分，由于以与一对金属模无接触的状态下进行冲压成形，因此可以减少一对金属模的破损。

但是，在此公开的金属模存在以下问题。即，在一对金属模(作为上模、和下模)中形成着凸缘，根据该各个凸缘与主体模的两端对接而限制上下模的接近，并结束冲压。其后，将金属模和成形材料冷却，成形材料凝固后取出成形体，但是在其冷却过程中，如果成形材料收缩，则由于金属模的成形面和成形体分离，因此面形状失去原形。这是因为上下模的凸缘被限制在主体模端部而无法接近其以上。

这样的金属模，在并不要求成形体的面精度的情况下可以采用，但是对如上所述的用途中使用的精度高的模压透镜无论如何都不能采用。

据此，考虑到切除如专利文献2所述的上模的凸缘部，使上模可随着成形体的冷却时的收缩而收缩。但是，如果按照上述的方式进行，则不存在上模的凸缘和主体模上面的对接，因此维持主体模和上模的同轴性的功能会消失。即，上模在根据与主体模的滑动而被允许的范围内容易产生在主体模内的倾倒，在被形成的透镜中，第1面和第2面的斜度(倾斜)恶化。这对于要求精度高的上述用途的透镜来说是种问题，而仅仅通过变小滑动间隙是不能避免的。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而做成的，其目的在于提供一种能够防止金属模破损，并将滑动模的滑动间隙变小，同时抑制滑动模的倾倒，形成偏心精度高的光学元件的模压成形模及光学元件的制造方法。

为了实现上述目的，本发明的模压成形模如下所述构成：即，所述模具备：形成对向的成形面的滑动模及静止模、和将上述滑动模及上述静止模分别从两端侧可以插入并在冲压成形时至少将上述滑动模滑动导向的主体模，其中上述滑动模，具备大径部、和直径小于该大径部而且在顶端形成上述成形面的小径部；将上述滑动模中的大径部的轴方向的长度设为L1，将上述滑动模中的小径部的轴方向的长度设为L2时，LI>L2成立；上述静止模，具备大径部、和直径小于该大径部而且在顶端形成上述成形面的小径部；上述主体模，具备收容上述滑动模的大径部而滑动导向的第1内周大径部、收容上述滑动模的小径部的内周小径部、和收容上述静止模的大径部的第2内周大径部；将上述滑动模以10μm以下的滑动间隙、滑动导向于上述主体模的部分的轴方向的长度设为L，将上述主体模的轴方向的整个长度设为S时，L≥0.5S成立。

根据如此构成，能够防止模破损，并将滑动模的滑动渐次变小，同时将滑动模以小的滑动间隙来被滑动导向的范围变长。通过上述，能够抑制滑动模的倾斜，形成偏心精度高的光学元件。

另外，本发明的模压成形模也可以构成为：L＝L1公式成立。

根据如上所述的构成，以滑动模的大径部的滑动间隙C1、和滑动模的大径部的轴方向的长度L1的关系来规定滑动模的最大倾斜角，得到充分满足所希望的偏心精度的光学元件。即，根据C1和L1来能够控制所成形的光学元件的倾斜。

优选：上述静止模备其直径大于上述大径部的凸缘部，当在上述主体模的第2内周大径部内收容上述静止模的大径部时，通过上述静止模的凸缘部与上述主体模对接而规定上述静止模和上述主体模的相互位置。

另外，本发明的模压成形模，将上述滑动模向上述主体模规定量插入时，上述滑动模的一部分成为与上述主体模的一部分相同的平面，超过上述规定量而能够进一步向主体模插入上述滑动模。

通过如上所述，能够一定地控制向主体模内的滑动模的插入量，并且，滑动模随着其后的成形体的收缩而收缩，因此能够防止由成形体的收缩引起的面精度的劣化。

另外，本发明的模压成形模优选的构成为：将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1时，L1≥C1/sinθ(其中，θ≤3分)成立。

根据如此构成，通过滑动模的大径部的滑动间隙C1、和滑动模的大径部的轴方向的长度L1的选择，能够得到倾斜满足3分以内的光学元件。

另外，本发明的模压成形模优选的构成为：将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1，将上述滑动模的小径部和上述主体模的内周小径部的间隙设为C2时，C1＜C2成立。

根据如此构成，能够进一步有效地降低滑动模的小径部与主体模的接触而产生破损的可能性。

另外，本发明的模压成形模优选的构成为：将上述滑动模作为上模、上述静止模作为下模，将上述上模向上述主体模规定量插入时，上述上模的上面具备成为与上述主体模的上面相同平面的平面。

根据如此构成，在冲压成形时，通过将上模的上面和主体模的上面作成相同的平面，能够进一步抑制上模的倾倒。而且，由于一定地控制上模的插入量，因此能够提高成形体的壁厚精度。

另外，本发明的模压成形模优选的构成为：上述主体模的第2内周大径部的内径小于上述主体模的第1内周大径部的内径。

根据如此构成，即使在成形模的组装、和开模过程中反复进行第2内周大径部的静止模的滑动，也能够将其滑动时的滑动摩擦阻力变小，能够抑制在主体模和静止模之间的卡住或磨损。

另外，本发明的模压成形模优选的构成为：将上述滑动模的大径部的直径设为D1，将上述滑动模的小径部的直径设为D2，将上述静止模的小径部的直径设为D3，将上述静止模的大径部的直径设为D4时，D1≥2×D2，D4≥2×D3成立。

根据如此构成，能够提高滑动模及静止模本身的刚性，防止在冲压成形时、成形金属模的组装、和开模过程中的金属模的破损。

另外，本发明的光学元件的制造方法，是作为在以软化成形材料的状态下冲压成形光学元件的制造方法中，利用上述的任意一项所述的模压成形模的方法。

根据如此构成，能够防止破损，并抑制滑动模的倾倒，形成偏心精度或壁厚精度高的光学元件。

并且，本发明的光学元件的制造方法，是在成形金属模内供给成形材料，以成形材料通过加热软化的状态下，通过成形模冲压成形，将已得到的成形体冷却的光学元件的制造方法，其中可以在成形模内冷却上述成形体，并且，在冷却中，随着成形体的收缩而上述滑动模在上述主体模内移动。

并且，本发明的光学元件的制造方法，可以包含：使成形材料通过加热软化的状态下，以上述滑动模的至少一部分与上述主体模的至少一部分

成为相同的平面的方式，将上述滑动模在上述主体模内通过规定的压力来插入的工序。由此，加上偏心精度或壁厚精度，能够进一步维持高的球面或非球面的面精度。

并且，根据本发明得知光学元件元件的制造方法，其使用了具备已形成对向的成形面的滑动模及静止模、和将上述滑动模及上述静止模分别从两端侧可以插入，并在冲压成形时至少将上述滑动模滑动导向的主体模的模压成形模，其特征在于，其中将上述滑动模以10μm以下的滑动间隙、滑动导向于上述主体模的部分的轴方向的长度设为L，将上述滑动间隙设为C，当想要得到的光学元件的2个光学功能面的相互倾斜角的允许值为θ时，通过选择满足L1≥C1/sinθ式的L和C，决定上述滑动模及主体模的尺寸。

如此能够决定成形金属模的尺寸，通过管理精度来间接地进行透镜的偏心精度或透镜的光学性能的品质管理。

如上所述，根据本发明能够防止模破损，并将滑动模的滑动间隙变小，同时将滑动模在小的滑动间隙内被滑动导向的范围变小。其结果，能够抑制滑动模的倾倒，形成偏心精度或壁厚精度高的光学元件。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的模压成形模的剖面图。

图2是用于说明图1的模压成形模的动作的图，其表示滑动导向长度、间隙及倾斜之间的关系。

图3是本发明的第2实施方式的模压成形模的剖面图。

图4是用于说明本发明的实施方式的光学元件的制造方法的图。

具体实施方式

下面，对本发明的优选的实施方式参照附图进行说明。

(模压成形模(第1实施方式))

图1是本发明的第1实施方式的模压成形模的剖面图，图2是表示滑动导向长度、间隙及倾斜的关系的图。

如图1所示，模压成形模(以下只称为成形模)由上模10、下模20、和主体模30构成。

上模10及下模20，为了在上模10和下模20之间内冲压成形成形材料(例如，玻璃预成形件)40，或为了在成形材料40的供给或成形品的取出时开(分解)成形模，可以相对主体模30上下移动。

此外，在本实施方式的成形模中，在上下模间加压成形材料而形成的冲压成形时，上模10滑动，下模20静止，将上模10称作滑动模，下模20称作静止模。

上模10备有直径最大的大径部11、和从大径部11的下端突出到下方的小径部12。上模10的成形面13形成在小径部12的顶端，成形面中心(非球面的情况、非球面中心)、和大径部11及小径部12的外周面的轴心是一致的。在此，大径部11的直径为D1，小径部12的直径为D2。

与上模10的形状对应、在主体模30的上部形成有收容上模10的大径部11而在冲压成形时滑动导向的第1内周大径部31、和收容上模10的小径部12的内周小径部32。在此，主体模30的内周面的轴心全部被加工为一致。此外，第1内周大径部31的内径为D1，内周小径部32的内径为D2(只要没有特别记载，直径的值被标明为不包含滑动间隙的部分)。

在此，当上模10的大径部11的轴方向的长度设为L1，小径部12的轴方向的长度设为L2时，L1>L2。就这样，当从主体模30的上端开口插入上模10时，首先，上模10的大径部11与主体模30接触，在与主体模30的第1内周大径部31上滑动导向后，直径小的上模10的小径部12可以与主体模30的内周小径部32(在接触的尺寸的情况下)接触。通过确保该条件，能够抑制上模10的小径部12在主体模30内以外接触而被损坏。这对上模10的小径部12的直径小的情况下(例如，要得到的透镜为5mm以下的情况等)特别有效。

此时，L1/(L1+L2)≥0.6，进一步优选：L1/(L1+L2)≥0.7。

另外，为了进一步可靠地防止小径部12及其顶端的成形面13的破损，优选：D2/D1≥0.25。但是，在每形成小径透镜时，如果将大径部11的直径D1设为与小径部12的直径D2相同，则上模10的刚性或强度变弱，在冲压成形时、或成形模的组装、和开模过程中，有卡住等起因而模破损的可能性，因此为了提高上模10的刚性或强度，将大径部11的直径D1设为小径部12的直径D2的2倍以上(D1≥2·D2)。

当冲压成形之际，如果将上模10从主体模30的上端开口部插入，上模10的大径部11根据主体模30的第1内周大径部31被滑动导向。在上模10的大径部11和主体模30的第1内周大径部31之间，确保10μm以下、优选5μm以下的间隙C1，通过将该间隙C1在可滑动的范围内极力变小，能够限制在主体模30内的上模10的移位、或在主体模30内的上模10的倾倒(倾斜)。

另外，使上模10中的大径部11的冲压轴方向的长度(L1)，在从成形模的尺寸允许的范围内设大是有利的。

在此，如果将上模10以10μm以内的间隙与主体模30滑动导向的部分的轴方向的长度设为“滑动导向长度L”，则在L＝L1的情况下，利用C1和L1的关系来能够决定上模10的最大倾斜角(参照图2)。

另一方面，将主体模30的轴方向的长度设为S时，该长度S成为通过主体模30的形状可滑动导向上模10的理论上的最大值，但是在本发明中，将主体模30的轴方向的长度S的至少1/2以上，适用于上模10(滑动型)的滑动导向。即满足以下式。

L≥0.5S                   (1)

只要L＝L1，则LI≥0.5S。另外，更优选L≥0.6S。

并且，为了得到比较大的倾斜抑制效果，将S的60％以上作为滑动导向长度L来使用。即优选为

L≥0.6S                   (2)

由此，可进一步抑制滑动模的倾倒，并提高得到的光学元件的偏心精度。

并且，对于成形模整体的高度(H)，优选：L≥0.5H。即，在成形模的设计中，优选将高度部分的一半以上充当于助于偏心功能的L。

另外，如上所述，在形成的透镜中，优选：每实现小型化和高性能化的两立，当允许的倾斜的上限为θ时，L1的长度满足下述的条件式。

L1≥C1/sinθ(3)

在此，优选：θ≤3min。即，在图2中被允许的上模10的倾斜角的上限为θ时，sinθ＝C/L，因此选择如满足L≥C/sinθ的滑动导向长度L。

换句话说，将上述滑动模以10μm以下的滑动间隙、滑动导向于上述主体模的部分的轴方向的长度设为L，将上述滑动间隙设为C，将要得到的光学元件的2个光学功能面的相互的倾斜角的允许值为θ时，

L1≥C1/sinθ

由于只要选择如满足上式的L和C，则能够制造偏心精度稳定的以上的透镜，因此可以将其作为透镜的光学性能的品质管理的指标来适用。

特别是，在具有非球面的透镜中，透镜具有的2个透镜面的相互的倾斜给透镜光学性能的影响比较大，并且，在组装后使用的透镜中，由于各个透镜的测定不容易进行，因此，以在该透镜的制造中所使用的成形模的精度或尺寸进行品质管理是有利的。在这种情况下，上述成形模的L、C的值可以作为透镜的偏心精度的管理指标、和评价指标。

上模10的小径部12被收容在中间30的内周小径部32中，其间隙C2设为10μm以上，例如10～15μm的范围。即，可以设为C1≤C2。如按照上述进行，则能够进一步有效地抑制因上模10的小径部12与主体模30的接触而破损的可能性。

另一方面，间隙C2也可以与间隙C1相同地设为10μm。在这种情况下，规定主体模30内的上模10的倾倒(倾斜)的滑动导向长度L变为(L1+L2)，并与只有L1来规定上模10的倾斜的情况相比，将滑动导向的长度变长，能够进一步将倾斜变小。即使在这种情况下，(L1+L2)也优选在从成形模的尺寸被允许的范围内变大。即，作为L＝L1+L2，可以适用上述(1)式、或(2)式。但是在这种情况下，需要将上模10的大径部11、小径部12、主体模30的第1内周大径部31、和内周小径部32等的同轴度变高。

另一方面，下模20具有：与主体模30的内周面接触或滑动的部位中的直径最大的部位的大径部21、和直径小于该大径部21、而且在顶端形成了成形面24的小径部23。优选：其具备直径大于大径部21的直径的凸缘部22，凸缘部22的上面与主体模30的下面对接，大径部21收容在主体模30中。在图1的构成中，从大径部21的上端突出着小径部23，在其顶端形成有成形面24。下模20被加工为使成形面中心(非球面的情况、非球面中心)和大径部21的轴心为一致，另外，凸缘部22的上面与成形面24的中心轴垂直，并且平面加工成平滑状态

与下模20的形状对应、在主体模30的下部形成有收容下模20的大径部21的第2内周大径部33。当下模20的大径部21被收容在主体模30时，凸缘部22的上面与主体模30的下面对接。主体模30的下面与主体模30的轴心垂直，并且平面加工成平滑状态。

主体模30的第2内周大径部33，优选与下模20的大径部21以狭窄的间隙C4(10μm以下、优选5μm以下)来嵌合。从而，通过从主体模30的下侧开口插入下模20，并靠紧两者的上述平滑面来高精度地规定主体模30和下模20的相互位置。于是，在冲压成形时，由于下模20在该状态下静止，因此主体模30和下模20之间的倾斜实际上变为零。

下模20的大径部21的直径D4也可以与上模10的大径部11的直径D1相同，但是下模20的大径部21的直径D4，优选小于上模10的大径部11的直径D1。由于通过将下模20的大径部21的直径D4设为小于上模10的大径部11的直径D1，在冲压中主体模30的下面和下模20的凸缘部22的上面对接的区域变大，因此能够进一步有效地抑制下模20的倾倒。

此外，在本方式中，通过主体模的下面与下模的凸缘上面对接，两者成为一体，由于相互位置划定而能够防止两者间的倾斜。此外，即使除了如上所述的对接关系以外，也通过将静止模和主体模保持为一体，只要有可防止倾斜的结构就能够适用于本发明。例如，也可以将下模20的大径部21的下面、和主体模30的下面高精度地平面加工，并固定在同样加工了的载置台上。

在此，例如，在如后所述的连续地进行冲压成形而制造光学元件的过程(参照图4)中，向嵌入了上模10的主体模30插入在成形面24中配置了成形材料40的下模20并进行成形模的组装，冲压成形后的开模、和透镜取出，通过在将上模10嵌入到主体模30的状态下直接取出下模20来可以进行。在这种情况下，成形模的组装、和开模过程中，会反复进行下模20的滑动，下模20和主体模30间的滑动量变得大于在冲压成形时的上模10和主体模30间的滑动量。因此，将主体模30和下模20间产生的滑动摩擦阻力变小，抑制主体模30和下模20间的卡住或磨损在稳定进行

生产中很重要。

主体模30和下模20间产生的滑动摩擦阻力可以变小，为滑动直径小、滑动长度越短就越小，由此能够抑制在滑动时的相互卡住或磨损，但是为此，优选主体模30的第2内周大径部33的内径变为小于第1内周大径部31的内径。另外，只要如此进行，则能够将下模20的大径部21的直径D4变为小于上模10的大径部11的直径D1，对上述的下模20的倾倒的抑制也很有效。

主体模30的内周小径部32成为在上部收容小径部12，在下部收容下模20的小径部23的结构。在内周小径部32中，如果将包围下模20的成形面24的部分，即与形成透镜的侧面的部分的间隙设为C3，则能够作为C3≥C1，C3≥C2。由此，在将下模20组装在主体模30中时，能够防止与成形面24的周边缘接触所产生的缺料或卡住。

此外，下模20的大径部21的高度L4是为了求出与主体模30的垂直精度所需的高度，如果将下模20的小径部23的轴方向的长度设为L3，则优选L3<L4。

另外，当考虑到上模和下模的大径部的高度成分的分配时，优选设为使滑动模的上模的高度大于下模的高度，优选设为L4<L1。更有选L4<0.5L1。

另外，当下模20的高度设为L5时，L5成为大径部21的高度L4、小径部23的高度L3、和凸缘部22的高度的总和，但是该L5优选小于凸缘部22的直径D5。通过上述，由于可以将下模20的中心设在比较低的位置上，因此能够将对于在主体模30内插入下模20时的微小的倾斜的下模20的姿势恢复力变大，能够防止下模20和主体模30的构损或卡住。

在主体模30的内周小径部32中，收容下模20的小径部23的下部侧的直径D3基于想要得到的光学元件的尺寸来决定。根据本发明的成形模，通过在收容下模20的小径部23的下部侧的内周小径部32内形成光学元件的侧面，可以无需进行在成形后由取芯加工等引起的周边缘部的切除。如按照上述进行，则只通过冲压成形来能够完成最终形状，因此对取芯加工困难的小径透镜非常有用，能够飞跃地提高生产效率。

此外，下模20的大径部21的直径D4优选设为小径部23的直径D3的2倍以上。如按照上述进行，则提高下模20的刚性或强度，在冲压成形时、成形模的组装、和开模过程中，能够预先防止由卡住等原因所引起的下模20的破损。

主体模30中的第1内周大径部31的高度(冲压轴方向的长度L0)优选大于上模10的大径部11的高度。即，当主体模30的上面和上模10的上面作为相同平面时，在上模10的大径部11的下端、和主体模30的第1周内大径部31的下端之间向轴方向产生间隙。将该间隙的轴方向的长度设为G(L0＝L1+G)。将G的大小设为超过成形后的成形体(光学元件)的冷却工序中的高度方向(上模10的滑动方向)的收缩量的尺寸。

即，本方式的成形模，设计成：当随着成形体在冷却工序中收缩时，使上模随之能够与主体模边滑动导向边下降。上模的跟踪移动由与成形体的密接力、及自身重力来决定。由此，能够维持高的成形体的面形状精度。此外，为了将如此的跟踪移动变为可能，本发明的滑动模优选不要具有在成形体的取出前为止的过程中与主体模对接的部位。

此外，G对于L1可以作成充分小的长度(例如1/10以下)。

在上模10的上面中，当上模被收容在主体模30内时，至少与主体模30的上面相邻接的外边缘部分平面加工成平滑状态。另外，主体模30的上面也同样地、至少与上模10的上面相邻接的部分平面加工成平滑状态。从而，将上模10从上部开口插入到主体模30中，以规定量压入了的状态下，上模10的上面(外边缘部)和主体模30的上面形成相同的平面。

当冲压成形时，通过将上模10的上面和主体模30的上面变成相同平面，能够抑制上模10的倾斜。为此，冲压载重施加机构50的下面(下模10及主体模30的对接面)变为精度高的水平面。或在冲压载重施加机构50和上模10(主体模30)之间介有在持有平滑的下面的构件。

另外，根据加压而切断为止，当上模被插入到主体模内时(当上模和下模的接近停止，成形体成为规定壁厚时)，通过上模上面和主体模上面变成相同的平面，能够将成形体的壁厚精度控制为再现性良好。并且，在加压后的冷却阶段中，当产生体积收缩时，上模随之下降到主体模内，能够维持与成形体的密接。

此外，在主体模30中在上述间隙G附近及上下成形面13、和24附近，形成有向壁厚方向贯通主体模30的通气孔34。

(模压成形模(第2实施方式))

接着，对本发明的第2实施方式的模压成形模参照图3进行说明。但是，对于与第1实施方式共同的构成，附加与第1实施方式相同的符号，并引用第1实施方式的说明。

图3是本发明的第2实施方式的模压成形模的剖面图。

在该图中所示的成形模的上模10，具有在大径部11和小径部12的之间内小于大径部11并大于小径部12的中径部14，另外，主体模30具有在第1内周大径部31和内周小径部32之间内可收容中径部14的内周中径部35，这一点与第1实施方式的成形模是不同的。在此，将中径部14和内周中径部35之间的间隙设为C11，将中径部14的轴方向的长度设为L11，中径部14的直径设为D11。另外，间隙G也设在G1和G2的两处。

在上述的成形模中，在将间隙C11设为10μm以下的情况下，将滑动导向的长度L设为(L1+L11)、或(L1+L11+L2)，能够适用上述(1)式或(2)式。如按照上述进行，在允许的范围内确保使滑动导向长度L变大，能够抑制上模10的倾倒。

如以上说明所述，上述实施方式的成形模，通过上模(滑动模)10、下模(静止模)20、和主体模30的形状，不会产生模破损，并且，能够变为维持高的壁厚精度、面精度的成形。特别是，利用在小径光学元件的成形中的成形面即使是小的成形模，也根据通过所需精度来选择对偏心精度有影响的滑动部分的尺寸，得到耐久性和精度的双方。

即，在上述实施方式中，为了作成实质上不产生下模(静止模)20和主体模30的倾斜，在成形模时产生的倾斜，只根据上模(滑动模)10的情况下，上模10需要在与主体模30间内滑动，虽然不可能完全消除与主体模30之间的倾斜，但是，上述实施方式在允许的成形模尺寸的范围内，最有利地选择其滑动导向，并确保成形的光学元件的必要性能。

(光学元件的制造方法)

接着，对利用图1的成形模的光学元件的制造方法参照图4进行说明。

图4是表示本发明的实施方式的光学元件的制造方法的说明图。

首先，以从主体模30取出下模20的状态下，在下模20的成形面24上供给成形材料(玻璃预成形件等)40(图4(a))。这可以在不图示的附有吸附垫的自动供给装置中进行。成形材料也可以在室温下进行供给，另外，也可以加热到规定温度之后进行供给。

从主体模30的下侧插入下模20(图4(b))，将下模20的凸缘部22的上面与主体模30的下面对接。以该状态下将成形模整体载置在水平的载置台上。当从主体模30的下侧插入下模20时，通过成形材料40的厚度，上模10的上面成为比主体模30的上面还要向上突出的状态(图4(c))。

将收容了成形材料40的成形模通过加热机构来加热，作成适用于冲压成形的温度区域。这是例如玻璃材料以粘度而相当于106～109dpa·s的温度。该状态下，将成形模抑制载置在水平的载置台上，直接配置在冲压载重施加机构50的下方。即，从上模10对接冲压载重施加机构，通过压力缸等的加压而施加载重。由于成形材料40为十分软化的，因此在上模10被压下，冲压载重施加机构50的下面与主体模30的上面对接时，停止上模10的下降。上模10的滑动导向长度L，设定为确保需要的偏心精度。即，成为超过主体模30的轴方向的长度S的一半的长度。在此，暂且决定为使冲压成形温度中的成形材料的壁厚的再现性良好。此时，由于上模10的上面和主体模30的上面形成相同的平面，因此抑制(图4(d))上模10对主体模30的倾倒(倾斜)。

并且，随着载重施加，主体模30压接在下模20的凸缘部22上，正确地维持下模20和主体模30地相互位置关系。其结果，通过由载重施加的模相互的压接而决定下模20和主体模30的相互位置、或主体模30和上模10的相互位置，抑制成形面13和成形面24间的倾斜。此外，在这种情况下，前提为下模20对于水平的载置台也是被压接的。

其后，在收容了成形体40的状态下冷却成形模(图4(e))。在冷却的过程中，成形模内的成形体40也被冷却，体积收缩，但是如果成形体40和上下模10、和20的成形面13和成形面24之间的密接被解化，则面精度会恶化，因此在位置成形体40和上下的成形面13和成形面24之间维持密接的状态下冷却。即，根据成形体40的收缩，随之上模10下降。由此，能够防止由在冷却中的玻璃转移点以上的温度下的成形体40的收缩而产生

的面精度劣化。

为了能够进行该下降，将主体模30和上模10的上面作成相同的平面时，上模10的大径部11、和主体模30的第1内周大径部31之间成为间隙G产生的尺寸设定。在主体模30的间隙G附近设有通气孔34(参照图1)，并作成为能够流出随着上模10的下降而体积变小的间隙G的气氛气体。

规定温度，例如转移点附近、或其以下的温度为止的降温中，将下模20从主体模30取出(图4(f))，从下模20的成形面24取出(图4(g))成形体(玻璃透镜等)40。

本发明适用于形成玻璃透镜等的光学元件的模压成形模及光学元件的制造方法。特别是，适用于利用在偏心精度极高的光拾取器、和小型摄像设备等的精密光学元件的成形中。

Claims (17)

1.一种模压成形模具，具备形成对向的成形面的滑动模及静止模、和将上述滑动模及上述静止模分别从两端侧可以插入并在冲压成形时至少将上述滑动模滑动导向的主体模，其特征在于，

上述滑动模，具备大径部、和直径小于该大径部而且在顶端形成上述成形面的小径部；

将上述滑动模的大径部的轴方向的长度设为L1，将上述滑动模的小径部的轴方向的长度设为L2时，

LI＞L2成立；

上述静止模，具备大径部、和直径小于该大径部而且在顶端形成上述成形面的小径部；

上述主体模，具备收容上述滑动模的大径部而滑动导向的第1内周大径部、收容上述滑动模的小径部的内周小径部、和收容上述静止模的大径部的第2内周大径部；

将上述滑动模以10μm以下的滑动间隙、滑动导向于上述主体模部分的轴方向的长度设为L，将上述主体模的轴方向的整个长度设为S时，

L≥0.5S成立。

2.根据权利要求1所述的模压成形模具，其特征在于，

L＝L1成立。

3.根据权利要求2所述的模压成形模具，其特征在于，

上述静止模具备直径大于上述大径部的凸缘部，当在上述主体模的第2内周大径部内收容了上述静止模的大径部时，通过上述静止模的凸缘部与上述主体模对接而规定上述静止模和上述主体模的相互位置。

4.根据权利要求2所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模向上述主体模规定量插入时，上述滑动模的一部分成为与上述主体模的一部分相同的平面，超过上述规定量而能够进一步向主体模插入上述滑动模。

5.根据权利要求3所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模向上述主体模规定量插入时，上述滑动模的一部分成为与上述主体模的一部分相同的平面，超过上述规定量而能够进一步向主体模插入上述滑动模。

6.根据权利要求2所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1时，成立：

L1≥C1/sinθ，其中，θ≤3分。

7.根据权利要求3所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1时，成立：

L1≥C1/sinθ，其中，θ≤3分。

8.根据权利要求4所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1时，成立：

L1≥C1/sinθ，其中，θ≤3分。

9.根据权利要求5所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1时，成立：

L1≥C1/sinθ，其中，θ≤3分。

10.根据权利要求1～9的任意一项所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模的大径部和上述主体模的第1内周大径部的间隙设为C1，将上述滑动模的小径部和上述主体模的内周小径部的间隙设为C2时，成立：

C1＜C2。

11.根据权利要求1～9的任意一项所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模作为上模、上述静止模作为下模，将上述上模向上述主体模规定量插入时，上述上模的上面具备成为与上述主体模的上面相同平面的平面。

12.根据权利要求1～9的任意一项所述的模压成形模具，其特征在于，

上述主体模的第2内周大径部的内径，小于上述主体模的第1内周大径部的内径。

13.根据权利要求1～9的任意一项所述的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模的大径部的直径设为D1，将上述滑动模的小径部的直径设为D2，将上述静止模的小径部的直径设为D3，将上述静止模的大径部的直径设为D4时，

D1≥2×D2，

D4≥2×D3成立。

14.一种光学元件的制造方法，其以软化成形材料的状态下冲压成形，其特征在于，其中

利用根据权利要求1～9的任意一项所述的模压成形模具。

15.根据权利要求14所述的光学元件的制造方法，其在成形模具内供给成形材料，以成形材料通过加热软化的状态下，通过成形模具冲压成形，将已得到的成形体冷却而制造光学元件，其特征在于，

在成形模具内冷却上述成形体，而且在冷却中，随着成形体的收缩而上述滑动模随之在上述主体模内移动。

16.根据权利要求15所述的光学元件的制造方法，其特征在于，包含：

以成形材料通过加热软化的状态下，以上述滑动模的至少一部分与上述主体模的至少一部分成为相同的平面的方式，将上述滑动模在上述主体模内通过规定的压力来插入的工序。

17.一种光学元件的制造方法，其中使用具备形成对向的成形面的滑动模及静止模、和将上述滑动模及上述静止模分别从两端侧可以插入、并在冲压成形时至少将上述滑动模滑动导向的主体模的模压成形模具，其特征在于，

将上述滑动模以10μm以下的滑动间隙、滑动导向于上述主体模的部分的轴方向的长度设为L，将上述滑动间隙设为C，想要得到的光学元件的2个光学功能面的相互倾斜角的允许值为θ时，通过选择满足L1≥C1/sinθ式的L和C来决定上述滑动模及主体模的尺寸。

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