专利名称：光学元件、其成形品、其成形用金属模具及喷射成形方法
技术领域：
本发明涉及一种采用喷射成形或喷射压缩成形等对具有高精度要求的光学元件成形品进行成形的技术，特别涉及对在将用于激光打印机或数字复印机的扫描光学系统的fθ透镜等长条形光学元件组装到光学箱中所使用的定位基准部进行高精度成形的技术。
背景技术：
现在，在扫描光学系统中使用的光学元件成形品，特别是长条形的光学元件成形品中，在将元件组装到光学箱中时所用的定位基准部是通过整体成形而形成的(特公平4-72203号公报)。
在与光轴正交的三个方向上都需要定位基准部，其中长条形光学元件的纵向定位基准部的通常形状如图10所示。在长条形光学元件100中，101、102是光学面，103是纵向的定位基准部。在此，图11表示C-C’剖面。纵向的定位基准部103的基准面为104a、104b，其与光学面的光轴平行。在图12中表示在纵向上定位该长条形光学元件的状态。各基准面104a、104b对应于定位销105a、105b，在此，104a、104b之间的距离相对于规定尺寸y的允许误差控制在例如±0.02mm，利用以规定精度控制的间隙，形成在纵向上进行定位的结构。
但是，在上述现有技术的例子中，由于下面所说明的的缺点而存在定位基准面的精度恶化的问题。
图13表示用于成形长条形光学元件100的金属模具的结构，106是浇道、107是浇口、108是顶杆。定位基准部103的基准面104a和104b相对于金属模具的脱模方向平行地形成，并且起模斜度为零，在除此以外的部分上设有用于减小从金属模具中脱模的阻力的起模斜度。
在此，图14表示在将树脂注入到金属模具中并冷却之后从金属模中脱模的状态。在光学元件内部的树脂上施加可以防止缩孔的保持压力，因而，作用以在从金属模具中脱模时瞬间膨胀的力，在纵向上产生以铸型锁109为中心向箭头方向延伸的力。在此，定位基准部由于起模斜度为零所以在光学元件各部分之中最后离开金属模具。因而，沿纵向延伸的力集中于基准面中的远离浇道的基准面104a。而且，在从金属模具中脱离的最后大约1mm以下的过程中，基准面104a的成形品部分不能承受与金属模具的边缘部抵接的力而产生变形。结果，如图15所示的104a那样定位销105a和105b接触的部分比作为规定精度的y±0.02mm小，存在所需的纵向定位的精度恶化的问题。
对此，在特开平11-183819号公报中，提出了仅在两个基准面中的一个面上的起模斜度为零，而在另一个面上设有起模斜度的结构。但是，在这种结构中，必须进行一边仅将单侧的定位基准面抵接在定位销上一边组装光学元件的操作，不能采用过去使用的自动化组装设备，因而存在成本提高的问题。
发明内容
因而，本发明鉴于上述课题，其目的是保持光学成形品中的定位基准部的基准面的形状精度。
为了解决上述课题而实现所述目的，根据本发明技术方案1的光学元件成形品，作为通过采用金属模具的成形加工进行制造的树脂制光学元件成形品，其特征在于具有用于使前述光学元件成形品相对于其它构件定位的定位基准面，和在前述光学元件成形品从前述金属模具脱模时用于防止前述定位基准面发生变形的凸部或凹部。
并且，根据本发明技术方案2的光学元件成形用金属模具，作为用于成形树脂制光学元件的光学元件成形用金属模具，其特征在于具有成形用于使前述光学元件相对于其它构件定位的定位基准面的第一成形部，和用于成形凸部或凹部的第二成形部，所述凸部或凹部用于在所成形的前述光学元件脱模时防止前述定位基准面发生变形。
并且，根据本发明技术方案3的光学元件喷射成形方法，作为用于成形配有用以安装到其它构件上的安装基准部的光学元件的光学元件喷射成形方法，其特征在于在前述光学元件中的光学有效面以外的位置上设有脱模时防止发生变形的防变形功能部，在对前述光学元件进行喷射成形的成形金属模具中形成对前述光学元件主体部、前述安装基准部和前述防变形功能部进行成形的模腔，在进行前述光学元件从前述模腔中脱模的操作时，在前述安装基准部脱模之后，进行前述防变形功能部的脱模操作。
并且，根据本发明技术方案4的光学元件，作为具有用于安装到其它构件上的安装部且利用在与光轴正交的方向上具有纵向尺寸的通过喷射成形而成的光学元件，其特征在于在喷射成形用金属模具的喷射树脂的浇口位置相向的位置上设置凹部或凸部，在进行成形加工之后的脱模操作时，在前述安装部从前述喷射成形用金属模具脱模之后，将前述凹部或凸部从前述喷射成形用金属模具中脱模。
并且，根据本发明技术方案5的光学元件的喷射成形方法，作为用于成形沿一维具有纵向尺寸并配有安装到其它构件上的安装基准部的光学元件的光学元件喷射成形方法，其特征在于在前述纵向的一端侧上设置防变形功能部，在对前述光学元件进行喷射成形的成形金属模具中，形成对前述光学元件主体部、前述安装基准部、前述防变形功能部进行成形的模腔，在对前述光学元件进行脱模操作时，在前述安装基准部脱模之后，进行前述防变形功能部的脱模操作。
并且，根据本发明技术方案6的光学元件，作为具有用于安装到其它构件上的形成凹状或凸状的安装部、由成形用金属模具对光学功能面进行成形加工而成的光学元件，其特征在于设有防变形功能部，该防变形功能部用于防止在前述光学元件喷射成形加工之后，前述安装部的凹形或凸形从前述成形用金属模具中脱模时产生的变形。
图1是说明根据本发明第一个实施方式的长条形光学元件的图示。
图2是说明图1的长条形光学元件的剖面的图示。
图3是说明成形图1的长条形光学元件时的金属模具结构的图示。
图4是说明在将树脂注入到金属模具中并冷却之后，脱模量为x1的状态的图示，其中x1满足h1＜x1＜h2。
图5是说明在图3的金属模具中，长条形光学元件成形品从金属模具中的脱模量为x2的状态的图示，其中x2满足x2＞h2。
图6是说明用图3的金属模具成形的长条形光学元件相对于光学箱沿纵向定位的状态的图示。
图7是说明在对图1所示的长条形光学元件成形品进行成形时的另一种金属模具的图示。
图8是说明定位基准部的形成具有保证形状精度作用的凹形形状的情况的例子的图示。
图9是说明定位基准部为凹形的情况的例子的图示。
图10是说明现有技术例子的长条形光学元件的通常形状的图示。
图11是说明图10的光学元件的剖面的图示。
图12是说明沿纵向对现有的长条形光学元件进行定位的状态的图示。
图13是说明用于成形现有的长条形光学元件的金属模具结构的图示。
图14是说明在将树脂注入到现有的金属模具中并进行冷却之后，从金属模具中脱模的状态的图示。
图15是说明在现有的长条形光学元件脱模之后，定位基准部变形的状态的图示。
具体实施例方式
以下，对本发明的优选实施方式进行说明首先，对本实施方式进行概括说明。
在实施方式中，在具有光学面和定位基准部的光学元件中，设有用于保障前述定位基准部中的基准面的形状精度的凸部或凹部。在该结构中，凸部或凹部具有下述作用，即，当光学元件成形品从金属模具中脱模时，通过凸部或凹部自身与金属模具接触并变形，防止定位基准部的基准面与金属模具接触而产生变形。
并且，在本实施方式中，定位基准面中的与脱模方向平行的部分的长度h1、和前述凸部或凹部中的与脱模方向平行的部分的长度h2的关系为h1＜h2。在该结构中，当光学元件成形品从金属模具中脱模时，凸部或凹部，由于其自身与金属模具接触的长度h2比定位基准部的基准面与金属模具接触的长度h1大，所以在脱模量满足h1＜x＜h2条件的状态下，在基准面不变形地脱模之后，凸部或凹部仍与金属模具处于接触的状态。此后，在脱模量进一步达到尺寸h2以上而使凸部或凹部脱模的瞬间，借助沿纵向的延伸力使凸部或凹部本身强力地挤压在金属模具的边缘上并且变形。这样，具有防止基准面变形的作用。
并且，在本实施方式中，凸部或凹部设置在从定位基准面的方向观察与浇口相反侧的部位上。在这种结构中，在脱模时成形品沿纵向的延伸力或延伸量，从浇道方向观察越靠近纵向的端部越大。即，从定位基准面的方向观察位于与浇口相反侧的部位上的凸部或凹部，沿纵向的拉伸力和延伸量比基准面的拉伸力和延伸量大。由于是在延伸量大的凸部或凹部受到金属模具的约束的状态下使基准面从金属模具中脱模，所以具有防止基准面变形的作用。
并且，在本实施方式中，在脱模时，在定位基准面已脱模的状态下，凸部或凹部中与脱模方向平行的部分继续保持与金属模具接触的状态。在该结构中，即使凸部或凹部由于金属模具而变形，但由于定位基准面已经从金属模具上脱离，所以具有不会产生任何变形的危险性的作用。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体的说明。
(第一个实施方式)图1是表示根据本发明的第一个实施方式的长条形光学元件的形状的侧视图，图2是图1中的A-A’剖视图。
在图1中，1是树脂制长条形光学元件成形品，2、3是光学面，4是纵向的定位基准部，5是浇口。定位基准部4的基准面为6a、6b，其平行于从金属模具中脱模的方向并且平行于光学面的光轴。7是具有保障定位基准部4中的基准面6a、6b的形状精度作用的凸部，配有平行于从金属模具中脱模的方向且平行于光学面的光轴的侧面8a、8b。
在此，设位基准面6a、6b中与脱模方向平行部分的长度为h1、凸部7中与脱模方向平行的侧面8a、8b的长度为h2，则在本实施方式中设定为h1＜h2。进而，凸部7在纵向上从定位基准部4的方向观察、设定在与浇口5相反侧的光学元件的端部上。
图3是表示图1所示的长条形光学元件1成形时所用的金属模具结构的图示。在图3中，9是浇道、5是浇口、10是顶杆。定位基准部4的基准面6a、6b和凸部7中与脱模方向平行的侧面8a、8b，相对于金属模具的脱模方向平行地形成，起模斜度为零，但是在除此以外的部分上设有用于减小从金属模具上脱模的阻力的起模斜度。
然后，如图4所示为在将树脂注入到金属模具中并冷却之后，成形品从金属模具中的脱模量x1满足h1＜x1＜h2时的状态。在长条形光学元件成形品1从金属模具中脱模出x1时，由于凸部7的侧面8a其自身与金属模具接触的长度h2大于定位基准部4的基准面6a与金属模具接触的长度h1，所以在定位基准部4不变形地从金属模具中脱模之后，处于凸部7与金属模具接触的状态，在整个光学元件中，凸部7最后离开金属模具。在此，由于在光学元件内部的树脂上施加与防止缩孔所需的保持压力，所以在从金属模具脱模的瞬间产生膨胀的力的作用下，在纵向上，产生以铸型锁11为中心向图5的箭头方向延伸的力，凸部7的侧面8a与金属模具接触的面积增大，因而，成形品实际上在该方向上不膨胀，因而可以不变形地使基准部4脱模。
接下来，在图5中表示长条形光学元件成形品1从金属模具中的脱模量x2满足x2＞h2时的状态。在此，沿纵向延伸的力集中作用在凸部7中远离浇道一侧的侧面8a上。而且，在从金属模具中脱离的最后大约1mm以下的过程中，凸部7的侧面8a不能承受与金属模具的边缘部12抵接的力而产生变形。但是，定位基准部4在图4中的脱模量为x1的阶段中就已经完成脱模、不会受到任何影响，从而获得所需的尺寸。
图6是表示成形的长条形光学元件1相对于光学箱在纵向上定位的状态的图示。其基准面6a、6b对应于定位销13a和13b，在此，6a、6b之间的距离相对于规定尺寸y的允许误差为±0.02mm。在该实施例中，通过将6a、6b的距离控制在y±0.02mm的规定精度内，可以实现所需的在纵向上的定位。虽然凸部7的侧面8a发生变形，但是对于定位而言没有任何问题。
(第二个实施方式)图7是表示对图1所示的长条形光学元件成形品1进行成形时的另一种金属模具的结构的图示。7是具有保障定位基准部4中基准面6a、6b形状精度的作用的凸部，是通过将顶杆14设定得比成形品的面短h2而形成的。
利用这种结构，不增加部件的数目，便可以以更简单的金属模具结构构成凸部7。
(第三个实施方式)图8是具有保障定位基准部4中基准面6a、6b形状精度的作用的凹部15的情况下的例子，凹部15由光学面的光轴和平行的面16a、16b构成。在此，若定位基准面6a、6b中与脱模方向平行部分的长度为h21，凹部15中与脱模方向平行部分16a、16b的长度为h22，则设定为h21＜h22。进而，凹部15在纵向上从定位基准部4的方向观察设定在与浇口5相反侧的光学元件端部上。
在这种结构中，定位基准部4不会变形，可以获得所需的尺寸。
(第四个实施方式)图9是定位基准部17成凹形形状的情况的例子，配有基准面18a、18b。在此，若定位基准面18a、18b中与脱模方向平行部分的长度为h31，凸部7中与脱模方向平行的部分8a、8b的长度为h32，则设定为h31＜h32。进而，凸部7在纵向上从定位基准部17的方向观察设定在与浇口5相反侧的光学元件端部上。
在这种结构中也同样，定位基准部17不变形，可以获得所需的尺寸。
如上所述，采用上述实施方式，通过防止定位基准部的基准面与金属模具接触而发生的变形，具有可以获得所需尺寸的定位基准部的效果。
如上所述，采用上述实施方式，在光学元件成形品中，可以保持定位基准部中的基准面的形状精度。
权利要求
1.一种光学元件成形品，是一种通过采用金属模具的成形加工制造而成的树脂制光学元件成形品，其特征在于具有用于使前述光学元件成形品相对于其它构件定位的定位基准面，和在前述光学元件成形品从前述金属模具脱模时用于防止前述定位基准面发生变形的凸部或凹部。
2.如权利要求1所述的光学元件成形品，其特征在于前述定位基准面中平行于从前述金属模具中脱模的方向的部分的长度，比前述凸部或凹部中与前述脱模方向平行的部分的长度小。
3.如权利要求1或2所述的光学元件成形品，其特征在于前述凸部或凹部从前述定位基准面的方向观察，设置在与前述金属模具的浇口的相反侧的位置上。
4.一种光学元件成形用金属模具，是一种用于成形树脂制光学元件的光学元件成形用金属模具，其特征在于具有成形用于使前述光学元件相对于其它构件定位的定位基准面的第一成形部，和用于成形前述凸部或凹部的第二成形部，该凸部或凹部用于在所成形的前述光学元件脱模时防止前述定位基准面发生变形。
5.如权利要求4所述的光学元件成形用金属模具，其特征在于前述第一成形部中与前述光学元件的脱模方向平行的部分的长度比前述第二成形部中与前述脱模方向平行的部分的长度小。
6.如权利要求4或5所述的光学元件成形用金属模具，其特征在于前述第二成形部从前述第一成形部的方向观察设置在与前述光学元件成形用金属模具的浇口的相反侧的位置上。
7.一种光学元件喷射成形方法，是一种成形配有用以安装到其它构件上的安装基准部的光学元件的光学元件喷射成形方法，其特征在于在前述光学元件的光学有效面以外的位置上设有防止脱模时发生变形的防变形功能部，在对前述光学元件进行喷射成形的成形金属模具中形成有对前述光学元件主体部、前述安装基准部和前述防变形功能部进行成形的模腔，在进行前述光学元件从前述模腔中脱模的操作时，在前述安装基准部脱模之后，进行前述防变形功能部的脱模操作。
8.如权利要求7所述的光学元件的喷射成形方法，其特征在于前述变形防止功能部由位于前述光学元件的外周面附近的凹部或凸部构成。
9.如权利要求7所述的光学元件的喷射成形方法，其特征在于.前述变形防止功能部配置在与前述成形金属模具的与树脂喷射浇口位置相向的位置上。
10.一种光学元件，作为一种具有用于安装到其它构件上的安装部且利用在与光轴正交的方向上具有纵向尺寸的通过喷射成形而成的光学元件，其特征在于在喷射成形用金属模具的与喷射树脂的浇口位置相向的位置上设置凹部或凸部，在进行成形加工之后的脱模操作时，在前述安装部从前述喷射成形用金属模具脱模之后，将前述凹部或凸部从前述喷射成形用金属模具中脱模。
11.一种光学元件的喷射成形方法，是一种用于对沿一维具有纵向尺寸且配有安装到其它构件上的安装基准部的光学元件进行成形的光学元件喷射成形方法，其特征在于在前述纵向的一端侧上设置防变形功能部，在对前述光学元件进行喷射成形的成形金属模具中，形成对前述光学元件主体部、前述安装基准部、前述防变形功能部进行成形的模腔，在对前述光学元件进行脱模操作时，在前述安装基准部脱模之后，进行前述防变形功能部的脱模操作。
12.一种光学元件，作为一种具有用于安装到其它构件上的形成凹状或凸状的安装部，并由成形用金属模具对其光学功能面进行成形加工而成的光学元件，其特征在于设有防变形功能部，该防变形功能部用于防止在前述光学元件喷射成形加工之后，前述安装部的凹形或凸形从前述成形用金属模具中脱模时产生的变形。
13.如权利要求12所述的光学元件，其特征在于前述安装部配置在前述光学元件光轴附近的位置上，而前述变形防止功能部配置在前述光学元件的光学功能部以外的位置上。
14.如权利要求12所述的光学元件，其特征在于前述光学元件为fθ透镜。
全文摘要
本发明的目的是，对于光学元件成形品，可以保持定位基准部中的基准面的形状精度。为了实现该目的，作为通过采用金属模具的成形加工制造出的树脂制光学元件成形品，其具有用于相对于其它构件对光学元件成形品进行定位的定位基准面、和在光学元件成形品从金属模具中脱模时具有防止定位基准面变形的作用的凸部或凹部。
文档编号B29L11/00GK1485190SQ0314678
公开日2004年3月31日 申请日期2003年7月10日 优先权日2002年7月29日
发明者铃木导 申请人:佳能株式会社