專利名稱：塑料模制系統和由其形成的光學元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種塑料模制系統和由所述塑料模制系統形成的光學元件。更具體地，本發明涉及一種使用多個模具的塑料注射模制系統，其稱為旋轉式模制系統。根據所述旋轉式模制系統，所述模具的冷卻位置不同于執行注射填充的位置。
背景技術：
當通過注射模制形成塑料制品時，通常，在模具被放置在注射模制機上之后，將已經被加熱且已經熔融的樹脂注射至所述模具中。當所述樹脂通過冷卻而固化時，將固化的樹脂從所述模具取出。然后，將接下來的熔融樹脂注射至空的模具中。重復該操作。然而，對于使用這種操作的模制，當模制厚產品或高精度產品(例如用于諸如塑料透鏡、棱鏡和反射鏡的光學系統中)時，必需花費長的冷卻時間。在樹脂被固化的同時 (其花費長的時間)，不能使用所述模具。這樣，在注射樹脂被固化的同時，所述注射模制機不能用于注射接下來的樹脂。為此，所述注射模制機的使用率不高，且生產率沒有提高。為了減輕上述限制，已經提出了稱為旋轉式模制系統的塑料注射模制系統，例如， 在日本專利公開第05-1M078號(JP 05-124078)。根據JP 05-124078中描述的系統，準備多個模具，且將所述模具順序地裝載到注射模制機中，從而熔融的樹脂相繼地一次注射至一個模具中。當熔融的樹脂被注射至第一模具時，由樹脂填充的第一模具被移至另一位置進行冷卻。緊接著由樹脂填充的第一模具被移至另一位置之后，熔融的樹脂被注射至裝載在所述注射模制機上的下一個模具。當由樹脂填充的第一模具已經冷卻時，將模制件取出。 以已知為“節拍時間(takt time)”的特定操作時間重復加熱樹脂并將其注射至模具內以及冷卻并取出模制件的每個工序。在下面的說明中，使用多個模具在彼此不同的不同位置處執行注射填充操作和冷卻操作的塑料模制系統-諸如上述的系統-稱為旋轉式模制系統。近年來，隨著數字復印機和打印機圖像質量的提高，對于光學元件已經有了更高的精度要求。在此情況下，不僅對高精度形狀的光學元件的需求日益增加，而且對關于例如雙折射和折射率分布的更高光學性能的元件的需求也日益增加。所述旋轉式模制不僅可用于在短的節拍時間內獲得具有高精度形狀模制產品，而且可用于在短的節拍時間內獲得具有上述良好光學性能的模制產品。例如，為了獲得具有良好折射率分布的模制產品，有效的是降低所述模具在玻璃化溫度附近的溫度下的冷卻速度。進一步地，為了減少雙折射，有效的是設置高的模具溫度。因此，如果模具冷卻速度降低并且采用更高的模具溫度，較長的冷卻時間是必需的，并且使用模制機的效率降低。根據上述的旋轉式模制系統，由于已經注射填充的模具被移動并在另一個位置冷卻，所以能夠在短的節拍時間內獲得具有良好光學性能的模制產品，而不會降低模制機的使用效率。然而，在使用所述旋轉式模制系統時有一些問題。具體地，盡管能夠在短的節拍時間內制造具有高精度形狀和高精度光學性能的模制產品，但是會需要多個要求長的冷卻時間和短的節拍時間的模具。近年來，隨著對高精度模制產品的要求，也要求高精度形狀的模具。這樣，必須在短的節拍時間內準備多個高精度模具。
發明內容
本發明涉及一種塑料模制系統，該種塑料模制系統用于以無需使用多個高精度模具的方式獲得具有小折射率分布和雙折射的光學性能并且具有高精度形狀的模制產品。還公開了通過這種塑料模制系統制得的光學元件。根據本發明的一個方面，一種塑料模制產品的模制方法，包括準備至少一個包括高表面精度面的模具；準備多個表面精度低于高表面精度面的模具；將熔融樹脂供應至所述多個具有低表面精度的模具；在施加壓力的同時對被供應熔融樹脂的模具冷卻預定時間長度；將模制構件從冷卻的模具取出；將取出的模制構件放置在所述具有高表面精度面的模具中；以及將所放置的所述模制構件的表面熔融，并且將所述高表面精度面壓靠在所述模制構件的所述表面上，以形成所述塑料模制產品。基于下文中結合附圖對示例實施例所作的詳細說明，本發明的進一步特征和方面將更加清楚。
包括在說明書中并作為其一部分的附圖，與說明書一起示出本發明的示例實施例、特征和方面，用于說明本發明的原理。圖IA至IH示出根據本發明第一示例實施方式的塑料模制系統。圖2示出根據本發明第一示例實施方式的塑料模制系統的二次加壓工序的熔融量。圖3是根據本發明第一示例實施例的塑料模制系統的示意圖。圖4A至4F是根據本發明第二示例實施方式的塑料模制系統的示意圖。圖5是根據本發明第二示例實施例的塑料模制系統的示意圖。圖6示出根據本發明第二示例實施例的模制構件的雙折射測量結果。圖7A至7D是根據本發明的第三示例實施方式的切割痕跡去除工序的示意圖。圖8是示出根據本發明第四示例實施方式的二次加壓裝置的實施例的示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖詳細說明本發明的各種示例實施方式、特征和方面。旋轉式模制系統包括加熱單元、熔融樹脂供應單元、初次加壓冷卻單元以及模制產品取出單元，該旋轉式模制系統采用相當長的時間來在控制模具溫度的同時對模具施加壓力以及冷卻模具，并且需要大量的模具來減少節拍時間。從而，根據本發明的用于形成塑料模制產品的方法以及塑料模制系統，在上述需要相當數量的模具的操作中使用形狀與所需形狀類似但是具有較低的表面精度水平的模具。當得到一個模制產品時，僅僅模制產品的外表面利用具有所需形狀的高精度模具再次模制。更精確地，上述系統構造成使得由加熱單元加熱且由熔融樹脂供應單元填充以熔融樹脂的模具通過輸送單元被輸送至初次加壓冷卻單元、模制產品取出單元以及加熱單元，并且以此順序循環。首先，所述初次加壓冷卻單元使用表面精度與所需形狀的表面精度類似但是低于所需形狀的表面精度的模具來形成模制產品。另一方面，為了對從模制組件的取出單元取出的模制產品進行再次模制，將使用與所述初次加壓冷卻單元不同的二次加壓冷卻單元。 在所述二次加壓冷卻單元中將使用與最終獲得的表面精度相對應的高表面精度的模具。所述二次加壓冷卻單元僅僅對通過初次加壓冷卻機獲得的模制產品的表面進行再次熔融，接著使用具有高表面精度的模具來對獲得的所述模制產品進行加壓和模制。通過僅僅對由所述旋轉式模制系統所獲得模制產品的外表面使用高精度模具進行再次模制，與常規旋轉式模制系統相比，能夠減少高精度模具的數量。進一步地，能夠獲得保持良好光學性能的模制產品。此外，能夠減少再次模制工序中的冷卻時間。本發明的塑料模制產品的模制方法和塑料模制系統對于工業生產線中獲得具有高的光學性能的模制產品方面是特別有用的。這種模制產品例如是要求關于雙折射和折射率分布的良好光學性能、以及高的模制精度和表面精度的非球面光學透鏡。更具體地說，所述模制方法和所述塑料模制系統在形成例如用于包括照相機和攝像機的成像單元、諸如包括液晶投影儀的光掃描單元的投影單元以及電子照相單元的模制產品方面是有用的。現在將結合
本發明的示例實施方式。現在將結合圖1說明根據本發明第一示例實施方式的用于形成塑料模制產品的模制方法和塑料模制系統。根據本實施方式，用于模制塑料模制產品的塑料模制系統構造成使得所述熔融樹脂供應單元由注射模制機構造，該塑料模制系統以上述將模具輸送至所述加熱單元的順序來輸送和循環模具。進一步地，根據本實施方式的塑料模制系統，在由所述旋轉式模制系統使用所述注射模制機和旋轉式嵌入型芯(其表面精度類似于且低于所需形狀的表面精度)執行模制之后，僅僅模制產品的外表面由高精度模具再次模制，使得所述產品具有所需形狀。由于所述旋轉式模制系統需要長的冷卻時間，需要許多的模具來縮短節拍時間。 另一方面，在對外表面進行再次模制方面，由于光學性能的劣化僅僅限于模制光學構件的外表面，所以再次模制的影響將是有限的。進一步地，由于能夠快速地執行冷卻，所以能夠縮短節拍時間。這樣，能夠將具有較低表面精度的模具用于所述旋轉式模制系統中，并在對外表面進行再次模制時使用高精度模具。以此方式，能夠減少高精度模具的數量，并且能夠獲得具有小折射率分布的模制產品。換句話說，根據本實施方式，準備至少一個高精度模具，該高精度模具具有用于形成最終表面形狀(細微凹凸形狀或自由形態表面)的表面形狀，以及對于每個高精度模具準備表面精度低于用于形成最終表面形狀(細微凹凸形狀或自由形態表面)的高精度模具的多個模具。根據本發明，具有用于形成最終表面形狀(細微凹凸形狀或自由形態表面)的表面形狀的所述高精度模具將稱為具有高表面精度面的模具。進一步地，比用于形成最終表面形狀(細微凹凸形狀或自由形態表面)的表面形狀的表面精度低的模具將稱為具有較低表面精度的模具。具體地，與目標表面形狀相比，具有較低表面精度的模具的形狀誤差可以等于或大于20微米并且等于或小于150微米，優選地等于或大于20微米并且等于或小于 100微米。此外，與具有較低表面精度的模具相比，具有高表面精度面的模具的表面具有更高的精度。具體地，與目標表面形狀相比，具有高表面精度面的模具的形狀誤差可以等于或小于10微米，優選地等于或小于1微米。具有高表面精度面的模具和具有較低表面精度的模具的表面粗糙度可以等于或小于100微米，優選地等于或小于10微米。圖IA至IF示出根據本實施方式的塑料模制系統。圖IA示出模具加熱工序。圖 IB示出從模具加熱工序至樹脂注射工序的模具運動工序。圖IC示出樹脂填充工序。圖ID 示出樹脂填充模具至加壓冷卻工序的運動工序。圖IE示出由加壓機執行的模具加壓冷卻工序。圖IF示出模制產品從冷卻模具取出的工序。圖IG示出澆口切除工序，通過該澆口切除工序，已經從模具取出的模制產品的澆道和流道部分被切除。澆道是熔融材料導入模具的通道。在冷卻期間，澆道中的材料固化。因此，需要從模制產品去除澆道。圖IH示出二次加壓工序。僅僅澆口被切除的模制產品的表面由二次加壓工序加熱并加壓。圖IA中的模具加熱工序中示出的模具用于注射模制。模具加熱工序是用于對旋轉式嵌入型芯101進行加熱的工序，嵌入型芯101是表面精度低于模制產品所需表面精度的模具。旋轉式嵌入型芯101由輸送輥102自動地輸送至加熱單元103。根據待獲得模制產品的形狀、樹脂的類型、或待根據所述操作獲得的模制產品的光學性能，旋轉式嵌入型芯 101被加熱至適于進行模制的溫度。不是必需將旋轉式嵌入型芯101加工至最終所需形狀。換句話說，只要能夠由下述的圖IH中的二次加壓工序形成所需的面，那么由旋轉式嵌入型芯獲得的形狀就是可以接受的。這樣，即使所需最終表面形狀是自由形態表面或具有預定形式和精度的表面，即使所獲得的模制產品的表面形狀超出了所需最終表面的范圍，只要所獲得的模制產品的表面精度處在能夠由圖IH中的二次加壓工序形成所需表面的范圍內，那么所獲得的模制產品就是可接受的。相應地，在經歷二次工序之前，所獲得的產品并非必須具有高精度表面。接著，將結合圖2說明能夠由圖IH中的二次加壓工序形成為所需面的模制產品的表面精度的范圍。如果所需面202和由表面形狀類似于所需面202的模具形成的模制產品的表面之間的最大面至面距離204是熔融物205在加壓方向201上的熔融量或者更小，則能夠由所述二次加壓工序形成所需面。如果所述最大面至面距離(或再次熔融厚度)是這種距離，則能夠通過圖IH中示出的二次加壓工序獲得高精度面。進一步地，圖IH中的二次加壓工序中的再次熔融工序取決于熔融的量而劣化通過圖IE中的加壓冷卻工序所獲得的折射率分布和雙折射。這樣，能夠根據所需的光學性能設置圖IH中的二次加壓工序中的熔融量以及在圖IA至圖IF的工序中使用的旋轉式嵌入型芯的表面形狀的精度。圖IB中的模具運動工序是旋轉式嵌入型芯101從圖IA中的加熱工序運動至圖IC 中的注射填充工序的工序。已經經歷加熱工序的旋轉式嵌入型芯101被嵌入至模制機附接模組105中，并且設置在能夠執行樹脂注射填充的位置處，其中所述模制機附接模組105安裝在注射模制機的固定臺板104上。在圖IC中的注射填充工序中，樹脂由注射模制機填充至旋轉式嵌入型芯101中。 在圖IB的模具移動工序中被放置在模制機附接模組105中的旋轉式嵌入型芯101的模腔部分108被注射缸106注射的樹脂填充。當樹脂被注射時，例如數十噸的夾持力由可運動臺板107施加至旋轉式嵌入型芯101。進一步地，在此時間，旋轉式嵌入型芯101的溫度由模制機附接模組105調節至填充樹脂所需的溫度。相應地，維持旋轉式嵌入型芯101在注射填充工序中的溫度平衡。圖ID中的運動工序是旋轉式嵌入型芯101從圖IC中注射填充工序的位置運動至圖IE中的再次加壓冷卻工序的位置的工序。在圖IC的工序中被注射和填充樹脂的旋轉式嵌入型芯101帶著模腔部分108中的樹脂(其是模制產品)從模制機附接模組105中被取出。然后，在壓力釋放的狀態下，旋轉式嵌入型芯101在輸送輥102上輸送并被放置在安裝在加壓冷卻機上的加壓冷卻模組109中。圖IE中的加壓冷卻工序是用于由加壓冷卻機對旋轉式嵌入型芯101進行加壓和冷卻的工序。在此工序中，由加壓缸Iio將壓緊壓力施加至在圖ID的工序中放置在加壓冷卻模組109中的旋轉式嵌入型芯101。當施加壓力時，旋轉式嵌入型芯101在其溫度由加壓冷卻模組109控制時被同時冷卻。當旋轉式嵌入型芯101中的樹脂通過冷卻而固化時，在旋轉式嵌入型芯101中形成模制產品111。基于設置在旋轉式嵌入型芯101中的壓力傳感器和溫度傳感器測得的壓力和溫度梯度來控制施加至加壓冷卻模組109的壓力以及加壓冷卻模組109的溫度。從而控制通過冷卻而固化的狀態。以此方式，通過在冷卻時控制所述溫度梯度和壓力，能夠防止由于在旋轉式嵌入型芯101被填充以形成模制產品111時出現的應力而產生的雙折射，以及由于在冷卻時出現的收縮和內應變而產生的折射率分布。進一步地，能夠獲得形狀類似于所需形狀且具有良好光學性能的模制產品。當旋轉式嵌入型芯101以10攝氏度/分鐘或更低的速度冷卻時，所述折射率分布和雙折射能夠取決于透鏡的形狀和材料而減少。圖IF中的模制產品取出工序是用于取出模制產品的工序。包括模制產品111并由圖IE中工序所冷卻的旋轉式嵌入型芯101在分型部分處由加壓機打開。然后，模制產品 111在設置在加壓機中的模制產品出模缸112的作用下從旋轉式嵌入型芯101脫模。模制產品111已經在圖IF的工序中取出的旋轉式嵌入型芯101的分型部分再次關閉。然后，旋轉式嵌入型芯返回至圖IA至IF中的上述工序。在對上述示例實施方式的說明中，為了簡化所述說明，解釋了一個旋轉式嵌入型芯的運動。然而，實際上，多個嵌入型芯同時地由圖IA至圖IF中的上述工序順序地操作。 進一步地，盡管圖IA中的旋轉式嵌入型芯101的加熱工序能夠如同本示例實施方式中那樣由注射模制機執行，但是，從減少模制時間的觀點來看，理想的是將旋轉式嵌入型芯101放置在不同于注射模制機的機器中。在圖IG中的澆口切除工序中，切除通過圖IF中工序取出的模制產品的澆口。在必要的模制構件113(其成為透鏡)之外，通過注射模制而模制的模制產品111包括澆道114、 流道115和澆口 116。通過在澆口 116處切割模制產品111，能夠取出必要的模制構件。設置澆口切割裝置用于所述澆口切除工序。所述澆口切割裝置包括切割器117。切割器117 的溫度能夠根據所使用樹脂而改變。切割器117包括兩個刃，其中一個刃設置在另一個刃上方。澆口 116在其設置在所述刃之間的位置后被切割。圖IH中的二次加壓工序是二次加壓工序。上嵌入型芯119和下嵌入型芯120(它們中的每一個是具有所需形狀和表面精度的模具的一部分)設置在二次加壓模組118上。 下嵌入型芯120由加壓缸121上/下移動。在模制構件113被放置時，下嵌入型芯120退回。在模制構件113(其已經在圖IG中的澆口切除工序中取出)放置在二次加壓模組118上之后，定位機構122滑動至所述模具內。模制構件113的位置由所述定位機構122確定。在模制構件113的位置確定之后，定位機構122退回。然后通過夾持缸123夾持模制構件113。在形成所需面形狀過程中，模制構件113的表面被加熱并接受壓緊壓力。通過加熱所述表面僅僅熔融所述表面。具體地，熔融的表面優選地等于或小于大約100微米。通過對模制構件113的表面進行加熱以及僅僅熔融模制構件113的所述表面，在圖IE加壓冷卻工序中獲得的雙折射和折射率分布僅僅在模制構件113的熔融外表面中變化。整體上，能夠獲得具有所需形狀以及小的雙折射與折射率分布的模制產品。這樣，在圖 IH中二次加壓工序中，能夠設置較快的冷卻速度而無需考慮折射率分布或雙折射的變化。 進一步地，由于僅僅熔融外表面需要冷卻，所以能夠減小用于冷卻的熱量。相應地，能夠縮短冷卻時間。盡管冷卻速度取決于透鏡的形狀和材料，但是此時能夠以40攝氏度/分鐘或更高的速度執行冷卻。如上所述，圖IH中二次加壓工序的冷卻時間能夠設置為短于圖IE中加壓冷卻工序的冷卻時間。這樣，當與在加壓冷卻工序中需要多個高精度模具的常規旋轉式模制相比時，能夠更快地且以少量的模具來獲得具有所需面形狀及小的折射率分布的模制產品。接下來將結合圖4A至4F說明根據本發明第二示例實施方式的塑料模制系統。根據本示例實施方式，關于以輸送所述模具至上述加熱單元的順序循環模具使得獲得塑料模制產品的塑料模制系統，所述熔融樹脂供應單元包括將塑化樹脂排放至下模具中的排放單兀。關于根據本示例實施方式的塑料模制系統，在使用采用加壓模制的旋轉式模制系統和旋轉式嵌入型芯獲得模制產品之后，僅僅外表面被再次模制，使其通過使用高精度模具而具有所需形狀，其中，所述旋轉式嵌入型芯是形狀與所需形狀類似但是具有較低表面精度(比高表面精度面低的表面精度)的模具。根據本示例實施方式，在由第一示例實施方式獲得的效果之外，在冷卻加壓工序中加壓能夠以更高的溫度開始。這樣，與根據第一示例實施方式獲得產品相比，能夠獲得具有更小雙折射的模制產品。圖4A至4F示出根據本示例實施方式的塑料模制系統。圖4A示出模具加熱工序。 圖4B示出樹脂排出至下模具的排出工序。圖4C示出所排出樹脂的切割工序。圖4D示出已填充樹脂的下模具裝載至加壓機上的裝載工序。圖4E示出由加壓模制機執行的加壓冷卻工序。圖4F示出二次加壓工序，該二次加壓工序用于僅僅加熱由圖4E中加壓冷卻工序模制的產品的表面并且施加壓力，從而對所述產品進行再次模制。圖4A中的模具加熱工序是用于對旋轉式下嵌入型芯(下模具)401進行加熱的工序。旋轉式下嵌入型芯401由設置在加熱站402上的輸送機器人輸送并被加熱。與第一示例實施方式一樣，旋轉式下嵌入型芯401不是必須加工至所需形狀，只要能夠由圖4F中的后續二次加壓工序形成所需的面，就是可以接受的。這樣，即使所需最終表面形狀是自由形態表面或高表面精度面，只要能夠在圖4F中的二次加壓工序中形成所需的面，則所述表面形狀不是必須具有這種面。從而，所述表面并非必須是高表面精度面。因此不是必須要多個高精度模具。相應地，能夠降低模具的制造成本。進一步地，當所述樹脂在圖4B中的后續排出工序中拉長時，加熱旋轉式下嵌入型芯401對于獲得樹脂與模具的良好接觸是有效的。那時的模具溫度是使得樹脂能夠與模具良好接觸的溫度，并且理想的是，采用比所使用樹脂的玻璃化溫度(Tg)高10攝氏度或更多。圖4B中的排出工序是用于通過排出裝置404將樹脂排出至由圖4A中的加熱工序加熱的旋轉式下嵌入型芯401上的工序。具有帶加熱器的手403的機器人將旋轉式下嵌入型芯401從加熱站402輸送至低于排出裝置404的位置。手403的加熱器在輸送下嵌入型芯的同時維持被加熱的旋轉式下嵌入型芯401的溫度。在旋轉式下嵌入型芯401輸送至排出位置之后，已經由排出裝置404塑化和熔融的樹脂405被排放在旋轉式下嵌入型芯401 上。圖4C中的樹脂切割工序是用于切割所排放樹脂405并將之從排放裝置404分離的工序。當設置在排放裝置404下方的刃406閉合時，從排放裝置404切除樹脂。圖4D中的裝載工序是用于將帶有所排放樹脂405的旋轉式下嵌入型芯401裝載在加壓冷卻機上的工序。旋轉式下嵌入型芯401被裝載在加壓冷卻機的下模具407上。隨著旋轉式下嵌入型芯401與下模具407裝配，旋轉式下嵌入型芯401的位置確定。旋轉式下嵌入型芯401所裝配的接合部分形成在下模具407上。當手403在保持旋轉式下嵌入型芯401的情況下到達下模具407時，手403打開并釋放旋轉式下嵌入型芯401。然后旋轉式下嵌入型芯401裝配在接合部分中并且被放置就位。此后，手403縮回。圖4E中的加壓冷卻工序是用于通過在圖4D中的裝載工序裝載的帶有樹脂405的旋轉式下嵌入型芯401以及預先安裝的上模408對樹脂405進行模制的加壓冷卻工序。旋轉式下嵌入型芯401(下模具)構造成與加壓冷卻工序中使用的加壓冷卻單元(初次加壓冷卻單元)的上模408(上模具)組合使用。帶有樹脂405的旋轉式下嵌入型芯401和設置在引導件409上的上體部模具410由缸411夾持。上模408預先安裝在上體部模具410的加壓軸412上。所述樹脂由加壓缸412施加至上模408的壓緊壓力模制。在上體部模具和下模具上設置加熱器和冷卻機構，使得所述模具能夠被加熱或冷卻并設置至所需溫度。這樣，在壓力施加至所注射樹脂405時，樹脂405的溫度由上體部模具410和下模具407控制并冷卻。冷卻工序使得模腔中的樹脂冷卻并固化，使得形成模制產品。通過控制上嵌入型芯408的壓緊壓力和溫度而控制通過冷卻固化的狀態。換句話說，基于通過缸獲得的壓力和通過設置在旋轉式嵌入型芯中的溫度傳感器獲得的溫度梯度來控制所述狀態。 所述缸和所述溫度傳感器被預先校準。以此方式，通過控制樹脂冷卻時的溫度梯度和壓力，能夠防止由填充樹脂時出現的應力所導致的雙折射和由執行冷卻時出現的收縮和內應變所導致的折射率分布。然后能夠得到形狀與所需形狀類似且具有良好光學性能的模制產品。根據透鏡的形狀或材料，通過采用10攝氏度/分鐘或更低的冷卻速度，能夠減少折射率分布。進一步地，在高壓制溫度下執行模制對于減少雙折射是有效的。已知由于填充或加壓時出現的應力所產生的分子取向而出現雙折射。這樣通過升高加壓溫度，能夠降低樹脂的粘彈性以及減小在加壓時出現的應力。進一步地，如果樹脂的粘彈性小，則取向分子能夠相當容易地松弛。這樣，理想的是加壓時的開始溫度高。進一步地，如果在比玻璃化溫度 (Tg)高50攝氏度或更高的溫度執行模制，則能夠基本上消除由于模制導致的雙折射。對于使用根據第一示例實施方式的注射模制旋轉式嵌入型芯，樹脂填充端口是必需的且樹脂填充端口打開。這樣，在大多數情況下，當在等于或高于樹脂玻璃化溫度(Tg)的溫度下使用各種類型樹脂執行加壓時，樹脂從所述填充端口泄漏并粘附至旋轉式嵌入型芯。這將導致缺陷。進一步地，由于所述泄漏，壓力可能沒有根據要求施加。根據本示例實施方式，由于樹脂由使用上和下旋轉式嵌入型芯和體部的壓力模制來密閉地密封，能夠防止樹脂的泄漏，并且加壓開始溫度能夠設置為更高的溫度。另一方面，由于高加壓溫度需要長的冷卻時間，加壓開始溫度根據所需的光學性能而適當地確定。圖4F中的二次加壓工序類似于第一示例實施方式中的二次加壓工序。根據本示例實施方式，由于使用體部模具的壓力模制設置在圖4E的加壓冷卻工序中，所以與第一示例實施方式相比能夠使用更高的加壓溫度。相應地，能夠獲得小雙折射的模制產品。進一步地，不使用諸如流道和澆道的構件，從而澆口切除工序將不是必須的。進一步地，由于僅僅下嵌入型芯運動，所以，與必須移動注射模制模具的情況相比，能夠使用簡單且小的輸送
直ο將結合圖7A至7D說明根據本發明第三示例實施方式的切割痕跡去除工序。由于本實施方式的制造方法類似于第二示例實施方式的制造方法，所以在下面的說明中將不再重復說明相同的內容，而僅僅對與第二示例實施方式的塑料模制系統不同的內容進行說明。根據第三示例實施方式，玻璃模制產品(玻璃模具)用作旋轉式嵌入型芯，其是上模具和下模具，并且切割痕跡去除工序設置在與第二示例實施方式的圖4C中切割工序對應的工序之后。根據本示例實施方式，由于使用與第二示例實施方式相同的壓力模制，所以實現簡單的模具構造。這樣通過玻璃模制形成的旋轉式嵌入型芯能夠用作上和下旋轉式嵌入型芯。通過玻璃模制制造的旋轉式嵌入型芯能夠理想地用于需要許多旋轉式嵌入型芯的本發明旋轉式模制系統，因為其與金屬嵌入型芯相比能夠容易地制造。通常，用于模制的商業玻璃的玻璃化溫度為350攝氏度或更高。由于在本示例實施方式中施加給旋轉式嵌入型芯的熱是270攝氏度，所以旋轉式嵌入型芯的溫度將不會超過所述玻璃化溫度。根據本發明示例實施方式的通過玻璃模制制造的旋轉式嵌入型芯能夠與第二示例實施方式中的旋轉式嵌入型芯以相同的方式操作。如圖7A至7D中所示，與第二示例實施方式中一樣，旋轉式下嵌入型芯702設置在豎向運動臺703上(見圖7B)，具有切割痕跡且從切割工序輸送出來的樹脂701安裝在該旋轉式下嵌入型芯702上(見圖7A)。設置在豎向運動臺703上的加熱器防止嵌入型芯底部的溫度下降。進一步地，用作紅外線發射單元的紅外燈704設置在豎向運動臺703上。當旋轉式下嵌入型芯702設置在豎向運動臺703上時，豎向運動臺升高(見圖7C)。然后，具有切割痕跡的樹脂701由紅外燈704加熱。被加熱樹脂的切割痕跡隨著樹脂的熔融而收縮。 結果，獲得具有卵形形狀的熔融樹脂705(圖7D)。如果當樹脂被加壓時在切割工序中形成的切割痕跡折疊，或者如果在加壓冷卻工序中樹脂的熔融是不充分的，則可能形成熔接線。如果模具溫度足夠高以及如果允許長的加熱時間，則所述切割痕跡熔融且不影響模制產品的質量。然而，在通過提高冷卻速度而縮短節拍時間的情況下，有效的是預先熔融所述樹脂以獲得不帶有熔接線的模制產品。進一步地，由于即使觀察不到熔接線的形狀，這種熔接線也會影響諸如雙折射的光學性能，所以理想的是如本示例實施方式一樣包括所述切割痕跡去除工序。
下面將說明根據本發明第四示例實施方式的二次加壓裝置的構造示例。由于本示例實施方式的制造方法類似于第三示例實施方式的制造方法，所以在下文的說明中將不重復相同的內容，而將僅僅說明與第三示例實施方式的制造方法不同的內容。本實施方式類似于第三示例實施方式，區別在于，在二次加壓工序中使用采用燈加熱的二次加壓裝置。如圖8中所示，在根據本示例實施方式的二次加壓裝置中，都以石英制成的上嵌入型芯802和下嵌入型芯803在二次加壓模組801中被提供作為具有所需形狀的高表面精度面的模具。上嵌入型芯802由加壓缸804上/下移動，并且壓緊壓力施加至模制構件805。從前一工序加壓冷卻工序取出的模制構件805由操作機器人放置在設置于二次加壓模組801中的下嵌入型芯上。此后，定位機構806滑動至所述模具內。模制構件805的位置由所述定位機構806確定。在模制構件805的位置確定之后，定位機構806退回。然后，由加壓缸804將壓力施加至模制構件805，并且具有高表面精度面的模具的高表面精度面壓靠所述模制構件。使用設置在上嵌入型芯的加壓側的對置側上的中紅外燈807作為熱源。還在下嵌入型芯的加壓側的對置側上設置另一中紅外燈807。由于所述燈的點亮花費一些時間，所以理想的是例如通過遮光器808對光照進行打開和關閉。如果遮光器808打開，模制構件805由發射的紅外線加熱。由于中紅外線的波長由模制構件的樹脂很好地吸收，所以紅外線在模制構件的表面附近被良好地吸收。由于紅外線在深度方向上減少，它們對于僅僅熔融模制構件表面是有用的。進一步地，由于通過燈進行加熱不是通過接觸導致的熱傳導，模制構件的溫度快速地升高。此外，隨模制構件形狀而變化的熔融量的差異較小。當開始加壓時，遮光器808打開且模制構件805形成為所需的面形狀。由于模制構件由所述燈加熱，所以溫度快速升高且模制構件的表面在數秒至數十秒內達到所需溫度。 進一步地，由于所述表面附近的樹脂吸收紅外線，所以所述表面附近樹脂的溫度升高并且粘度降低。然而，由于所述模具透射紅外線，所述模具的溫升很小。冷卻不占用很多時間， 所以能夠縮短節拍時間。取決于透鏡的形狀和材料，在此工序中的冷卻能夠以100攝氏度 /分鐘或更高的速度執行。根據本示例實施方式，由于使用僅僅用于熔融模制構件表面的紅外燈，所以在此工序中模具需要能夠透射中紅外線的材料。例如，能夠使用透射中紅外的紅外可透射玻璃 (諸如硒化鋅、藍寶石和石英)。在這些材料中，石英是最理想的，因為能夠容易地對石英進行處理。由石英所透射的射線的波長隨著石英成分而不同。這樣，石英的成分根據待模制材料的吸收率確定。在各種類型的石英之中，無水石英是理想的材料，因為無水石英具有寬范圍的透射波長。在^OOnm或更高的范圍內的波長由樹脂極大地吸收。如果石英在其組分中包括羥基，則所述石英吸收2600nm或更高的區域內的波長(這是由樹脂吸收的波長)，從而加熱效率將降低。由于無水石英包括較少的羥基，所以能夠在^OOnm或更高的波長區域內獲得足夠的透射率。作為第一示例實施例，將結合圖3說明接續地執行上述第一示例實施方式的圖IA 至IH中所示出各工序的模制系統的構造。在本示例實施例中，將說明注射填充工序的節拍時間設置為60秒的旋轉式模制系統。圖3是本發明第一示例實施例的旋轉式模制系統的示意圖。在本示例實施例中，制造外直徑為9mm、且中心厚度為3mm的雙凸透鏡。至于模制材料，使用聚烯烴樹脂 (Ze0nexE48R 瑞翁公司(Zeon Corporation)的產品)。聚烯烴樹脂被放入注射模制機301 的料斗中。然后，所述樹脂由所述注射模制機塑化和熔融。塑化溫度設置為270攝氏度。使用包括澆道、流道和澆口的旋轉式嵌入型芯302 進行注射填充。在所述澆口的端部處形成一個模腔，所述模腔的形狀為該實施例待形成的雙凸透鏡的形狀。盡管在此示例實施例中僅僅設置了一個模腔，但是，對于模腔的數量沒有限制。在此示例中使用的旋轉式嵌入型芯302不需要表面精度。這樣，所述旋轉式嵌入型芯僅僅通過切割處理形成，且不需要具有高表面精度面。旋轉式嵌入型芯302的分型線平行于所模制透鏡的側面設置。澆道相對于所述分型線成直角設置。在本示例實施例中，冷卻工序中的加壓方向相對于所述分型線垂直。這樣，盡管注射模制機一般是水平的，但是為了消除在加壓工序中改變旋轉式嵌入型芯方向所必須的工序，使用豎直型的注射模制機來將所述樹脂填充至旋轉式嵌入型芯302。首先，旋轉式嵌入型芯302設置在加熱工序的加熱單元303中。然后，設置在加熱單元303中的旋轉式嵌入型芯302被加熱至120攝氏度。由于在本實施例中使用的旋轉式嵌入型芯302需要兩分鐘來被加熱至120攝氏度，所以準備與注射填充工序的節拍相對應的兩個加熱單元303。此實施例中的旋轉式模制系統構造成使得，當由一個加熱單元執行對一個旋轉式嵌入型芯302的加熱時，不同的旋轉式嵌入型芯302能夠由另一個加熱單元類似地加熱，以與一個節拍對應的時間來切換操作時間。進一步地，所述旋轉式模制系統構造成使得諸如加熱工序和注射填充工序的每個工序都由旋轉式嵌入型芯輸送路徑304連接，并且整體的驅動源使設置在旋轉式嵌入型芯輸送方向上的輥305旋轉。旋轉式嵌入型芯302被輸送至各個工序。被加熱至120攝氏度的旋轉式嵌入型芯302經由旋轉式嵌入型芯輸送路徑304被輸送，并插入注射模制機中的模組內且被夾持。然后，被加熱至270攝氏度的樹脂被注射至被夾持的旋轉式嵌入型芯302中。此后，將旋轉式嵌入型芯302的壓力維持預定時間量。 當經過給定時間量時，模組的模具打開，并且取出旋轉式嵌入型芯302。節拍時間設置為60秒。取出的旋轉式嵌入型芯302經由旋轉式嵌入型芯輸送路徑304被輸送至加壓冷卻工序。在加壓冷卻工序中使用八個加壓冷卻單元306。加壓冷卻單元306并排設置，其間具有預定的距離。旋轉式嵌入型芯302由在引導軌307上運動的旋轉式嵌入型芯供應單元 308供應至空的加壓冷卻單元。當旋轉式嵌入型芯302被供應至空的加壓冷卻單元時，設置在上方和下方的溫度調節構件被移動至旋轉式嵌入型芯302并將壓力施加至旋轉式嵌入型芯302。此后，旋轉式嵌入型芯302由在加壓冷卻模組內流動的冷卻劑冷卻。以此方式，模制產品被有效地冷卻， 同時將在內部出現的內應變降至最小。在本示例實施例中，所述模腔通過冷卻工序從大約120攝氏度冷卻至80攝氏度。 在旋轉式嵌入型芯302被冷卻預定的時間段后，打開加壓冷卻模組并且取出旋轉式嵌入型芯302。在本實施例中，從供應旋轉式嵌入型芯302直到將其取出的時間設置為480秒。如果具有所需形狀的高精度模具將安裝在本實施例的旋轉式模制機上，將必須有八套這種高精度模具。旋轉式嵌入型芯供應排出單元308將旋轉式嵌入型芯302輸送至模制產品取出 (脫模)單元309。在模制產品取出單元309處，模具被打開，且模制產品由操作機器人310 從旋轉式嵌入型芯302取出。旋轉式嵌入型芯302在模制產品取出后被夾持并接著輸送至加熱工序的加熱單元303。由操作機器人310取出的模制產品被輸送至澆口切除工序。澆口切除單元311設置在澆口切除工序中。澆口切除單元311的切割部分的溫度能夠根據所使用樹脂來設置。 在本實施例中，所述溫度設置為200攝氏度。所述切割器部分包括兩個刃，其中一個在上方，另一個在下方。當所述澆口部分固定在所述刃之間的位置時，由所述刃切割所述澆口部分。測量由上文所述工序獲得的形狀類似于所需形狀的模制產品的表面形狀。距所需面形狀的最大面至面距離為0.1毫米。澆口被切除的模制構件(模制產品)由操作機器人 310輸送至二次加壓工序。在二次加壓工序的二次加壓裝置312中，具有高表面精度面且被加熱至210攝氏度的每個嵌入型芯被放置在每個上模具和下模具中。此后，模制構件由操作機器人310放置在下模具上。在模制構件放置在下模具上之前，下模具的嵌入型芯退回， 使得直到開始施加壓力時才加熱模制構件。在放置在下模具上的模制構件的位置由二次加壓裝置的定位單元確定之后，所述模具關閉。放置在下模具上的嵌入型芯向上運動至模制構件，使得嵌入型芯在所述模具關閉的同時接觸所述模制構件。然后，開始施加壓力。在那時，所施加的負載由設置在下模具上的嵌入型芯中的壓力傳感器測量。設置在下模具上的嵌入型芯從已經施加負載的位置向上運動0.4毫米，然后停止。在那時，在嵌入型芯上施加20kgf的負載。然后，模制構件的與已經被加熱至210攝氏度的所述嵌入型芯接觸的部分隨著所述部分的表面溫度達到軟化溫度而坍塌。當模制構件坍塌時，它展開并且接觸面擴展直到整個模制構件接觸具有高表面精度面的模具。在此示例實施例中，由于模制產品與所需形狀之間的最大面至面距離為0. 1毫米，為了熔融上和下透鏡表面0. 2毫米的最大厚度以及將壓力施加至所述表面，下模具的嵌入型芯從夾持狀態向上移動0.4毫米。然后，嵌入型芯在該狀態維持10秒。此后，嵌入型芯以50攝氏度/分鐘的速度冷卻至120攝氏度。當上和下嵌入型芯冷卻至120攝氏度時，下模具的嵌入型芯退回，并且所述模具打開。此后，透鏡模制產品從所述模具脫模，并且得到第一示例實施例的光學元件。在此示例實施例中，從透鏡的裝載至取出的時間設置為120秒。這樣，在此實施例中，在二次加壓工序中使用兩個二次加壓裝置312。盡管當僅僅使用所述旋轉模制時需要八套高精度模具，根據此示例實施例，所需高精度模具的數量減少至兩套，其用在二次加壓工序中的兩個二次加壓裝置中。因此，能夠減少高精度模具的數量。進一步地，根據本示例實施例獲得的光學元件形成所需形狀。測量折射率分布，得到具有1. 2 X ΙΟ"4的分布的光學元件。所述折射率分布是在透鏡中心部分的厚度方向上折射率的最大值和最小值的差。為了獲得能夠作為對比例的透鏡，使用通常的注射模制制造這種透鏡，并且節拍時間設置為150秒。作為對比實施例，制造外直徑9毫米且中心厚度為3毫米的雙凸透鏡。在獲得對比例的模制產品的工序中，使用無定形的聚烯烴樹脂(Ze0neXE48R 瑞翁公司的產品)作為模制材料。進一步地，在270攝氏度的塑化溫度進行模制，模制溫度為 130攝氏度，冷卻時間為120秒。對比例的模制產品的折射率分布為2. 9X10_4，并且雙折射的最大值在距透鏡中心8毫米的區域內是150nm。本發明的第一實施例的光學元件折射率分布如上所述是1. 2X 10_4。這樣，根據第一示例實施例，與通過注射模制以聚烯烴樹脂制造的對比例相比，得到具有較小折射率分布的光學元件。將結合圖5說明作為第二實施例的、能夠順序地執行上述第二示例實施方式的圖 IA至IF中所示各工序的模制系統的構造實施例。在本實施例中，將說明使用壓力模制且節拍時間設置為60秒的旋轉式模制系統。圖5是本示例實施例的旋轉式模制系統的示意圖。根據此示例實施例制造的透鏡與根據第一實施例制造的雙凸透鏡相同。這樣，外直徑為9mm且中心厚度為3mm。無定形聚烯烴樹脂(Ze0nexE48R:瑞翁公司的產品)用作模制材料。用于壓力模制的模具構造有上和下旋轉式嵌入型芯、體部模具以及用于定位的下模具。 被輸送的旋轉式嵌入型芯僅僅是下嵌入型芯。上嵌入型芯、體部模具以及下模具預先設置在安裝在加壓冷卻站內的加壓冷卻機中。與第一實施例一樣，在此實施例中使用的旋轉式嵌入型芯不需要表面精度。這樣，所述旋轉式嵌入型芯僅僅通過切割處理而成形并且不具有高表面精度面。無定形聚烯烴樹脂被放入排出單元501的料斗中，并且由所述排出單元塑化和熔融。塑化溫度設置為250攝氏度，且噴嘴端部的溫度為250攝氏度。排放單元501的構造與通用直列螺桿式注射模制機的塑化機構相同，并且以間歇的方式重復測量和排放。首先，旋轉式下嵌入型芯502在加熱工序中放置在加熱單元503上。放置在加熱單元503上的旋轉式下嵌入型芯被加熱至170攝氏度。旋轉式下嵌入型芯502在此實施例中加熱至170攝氏度需要兩分鐘。這樣，提供與排出工序的節拍相對應的兩個加熱單元503。此實施例中的旋轉式模制系統構造成使得當由一個加熱單元執行一個旋轉式下嵌入型芯的加熱時，能夠由其它加熱單元類似地加熱不同的旋轉式嵌入型芯502，對應于一個節拍的時間來切換操作時間。旋轉式下嵌入型芯502由雙軸機器人504輸送。由使用齒條-齒輪的手的打開/關閉運動來保持旋轉式下嵌入型芯502。進一步地，手505由安裝在手505上的加熱器加熱至270攝氏度。此外，將加熱至170攝氏度的氮氣供應至手505以形成氮氣氛圍。所述氮氣氛圍有助于防止樹脂氧化和劣化。以此方式，所述旋轉式嵌入型芯能夠在氮氣氛圍中輸送。其上安裝有切割工具的切割單元506設置在噴嘴的端部處。氣缸打開/關閉設置在引導件上的切割工具，使得切割工具切割所排放樹脂，并且將所排放樹脂從排放單元501 分開。然后，由加熱單元503加熱的旋轉式下嵌入型芯502由雙軸機器人504輸送至排放單元501的噴嘴的端部。隨著0. Ig樹脂從排放單元501排放，旋轉式下嵌入型芯502向下運動。旋轉式下嵌入型芯502的形狀由所排放的樹脂調節。換句話說，所排放樹脂的外直徑被調節，使得當旋轉式下嵌入型芯和體部模具在后續的加壓冷卻工序中被夾持時，樹脂不排放至會合面。由所述旋轉式嵌入型芯的向下運動所拉伸的樹脂由切割單元(未示出)切割。結果，獲得旋轉式下嵌入型芯上的塑化熔融樹脂。然后，帶著所述熔融樹脂的旋轉式下嵌入型芯由雙軸機器人504移動至加壓冷卻單元506。加壓冷卻單元506包括體部模具、下模具和加壓軸，它們通過氣缸彼此連接并上下運動。相應地，體部模具和下模具被夾持并加壓。在此示例實施例中，九套加壓冷卻單元506設置在旋轉式分度頭507上，并且被順序地輸送的旋轉式下嵌入型芯經受加壓冷卻工序。帶著所述樹脂的被輸送旋轉式下嵌入型芯被進一步輸送至下模具。通過打開手505，旋轉式下嵌入型芯設置在下模具上。下模具包括用于定位所述旋轉式下嵌入型芯的裝配部分。在所述裝配部分中設置接合部分。在所述旋轉式下嵌入型芯定位在裝配部分中之后，體部模具由缸向下移動并執行夾持。在體部模具上以及在下模具上設置加熱器。在此示例實施例中，所述模制在190攝氏度、180攝氏度、170攝氏度和150攝氏度的溫度條件下進行。加壓軸和上模設置在體部模具內部。在夾持之后，缸使加壓軸向下移動，并且上嵌入型芯和旋轉式下嵌入型芯之間的樹脂由20kgf的壓力模制。在本示例實施例中，由于保留有排放樹脂的切割痕跡，所以在將所述模具在各溫度保持60秒之后，所述模具由空氣以 10攝氏度/分鐘的速度冷卻。在所述模具被冷卻的同時，將恒定的壓力施加至所述模具直到所述模具被釋放。當所述溫度被降低至120攝氏度時，所述體部模具打開，并且形狀與所需形狀類似的模制產品由操作機器人508取出。從供應所述旋轉式嵌入型芯至取出模制產品的時間設置為540秒。如果具有所需形狀的高精度模具安裝在所述實施例的旋轉式模制機上，則將必須有九套這種模具。進一步地，測量由上述工序得到的形狀與所需形狀類似的模制產品的表面形狀。距所需面形狀產品的最大面至面距離為0. 1mm。以不同模具溫度模制的本實施例模制構件的雙折射測量結果在圖6中示出。從圖6中能夠看出，所述雙折射隨著模具溫度升高而降低。與第一示例實施例相類似，在各模具溫度模制并取出的各模制產品由二次加壓裝置510再次模制。當模制產品被模制時，嵌入型芯的溫度設置為210攝氏度，并且透鏡的表面在透鏡的上下兩面被熔融厚度厚達0. 2mm。進一步地，施加壓力且獲得本實施例的光學元件。根據本實施例，如果僅僅執行旋轉式模制則必須有九套高精度模具，那么僅僅二次加壓工序的兩個壓制單元需要高精度模具。這樣，能夠減少高精度模具的數量。進一步地，根據本實施例獲得的光學元件形成為所需形狀，并且，與通過使用聚烯烴樹脂制造的模制產品的對比例相比，具有較小的折射率分布。進一步地，由于初次加壓工序的模具溫度能夠設置為較高的溫度，所以能夠獲得較小雙折射的光學元件。現在將說明作為第三示例實施例的、上述第三示例實施方式的構造實施例。根據此實施例，玻璃模制產品用作第二示例實施例中描述的旋轉式嵌入型芯，并且切割痕跡去除工序設置在排放工序和加壓工序之間。由于本實施例類似于第二實施例，所以將不重復相同的內容，而僅僅說明不同的內容。與第二實施例相似，樹脂被排放至已經在加熱站被預先加熱的旋轉式下嵌入型芯上，并且通過玻璃模制形成的旋轉式下嵌入型芯(其上安裝有切割樹脂)由輸送機器人移動至熔融站。在熔融站設置200W的中紅外燈。
隨著加熱站升高，上面安裝有切割樹脂的旋轉式下嵌入型芯被移動至更加接近中紅外燈，并且所述樹脂的切割部分由于加熱而熔融成卵形。然后，帶有熔融樹脂的旋轉式下嵌入型芯被移動至加壓冷卻單元。在本實施例中，從熔融站至加壓冷卻單元的行程時間設置為60秒。根據本示例實施例，由于沒有切割痕跡且表面熔融，所以旋轉式下嵌入型芯不需要維持在模具溫度，并且當開始加壓時執行冷卻。所述模具溫度設置為190攝氏度，并且以 20kgf的壓力負載開始加壓。進一步地，所述冷卻以10攝氏度/分鐘執行。在冷卻期間，施加恒定的壓力，直到所述模具被釋放。當所述模具冷卻至120攝氏度時，體部模具打開，且由操作機器人取出形狀與所需形狀相類似的模制產品。從旋轉式嵌入型芯的供應至模制產品的取出的時間設置為480秒。這樣，在旋轉分度頭上設置八個加壓冷卻單元。被取出的模制產品以與在第二實施例中方法相似的方法經歷二次加壓工序，并且獲得本實施例的模制產品。根據本實施例，由于設置熔融站，所以能夠縮短初次加壓制造工序。相應地，所述單元能夠被簡化。進一步地，能夠與第二實施例類似地通過利用玻璃來獲得模制產品。這樣，能夠以簡單方式制造旋轉式嵌入型芯。現在將說明第四示例實施方式的構造實施例作為第四實施例。根據第四實施例， 通過使用石英模具進行模制和紅外燈加熱而進行第三實施例中的二次加壓工序。由于本實施例類似于第三實施例，所以將不重復對相同內容的說明，而是僅僅說明不同的內容。與第三實施例類似，通過加壓冷卻工序獲得的模制構件設置在使用紅外燈加熱的二次壓力模制單元上。至于上和下嵌入型芯的材料，使用具有所需形狀的無水石英玻璃 (ED-B:東曹石英公司(TosohQuartz Corporation))。當定位完成時，打開燈遮光器并且光發射10秒。與此同時，施加20kgf的壓力負載40秒。當施加所述壓力時，在壓力的施加開始后所述燈連續打開10秒。然后，所述燈遮光器關閉剩下的40秒。在冷卻完成后，取出并獲得本實施例的模制產品。根據本實施例，當在僅僅使用旋轉模制時需要八套高精度模具，而對于二次加壓工序中使用的一個壓制單元僅僅需要一個高精度石英模具。相應地，能夠減少高精度模具的數量。進一步地，根據本實施例獲得的光學元件的形狀為所需形狀。作為測量結果，折射率分布是0.9X10_4，并且雙折射是53nm。與作為對比例的以聚烯烴樹脂制造的注射模制產品相比，獲得具有較小折射率分布的光學元件。盡管已經結合示例實施方式對本發明進行了說明，但是可以理解的是，本發明不限于所披露的示例實施方式。所附權利要求的范圍應該被給予最寬的解釋，以包括所有修改、等效結構和功能。
權利要求
1.一種塑料模制產品的模制方法，包括 準備至少一個包括高精度表面的模具； 準備多個各自具有低精度表面的模具；將熔融樹脂供應至所述多個具有低精度表面的模具； 在施加壓力的同時對被供應熔融樹脂的模具冷卻預定時間長度； 將模制構件從冷卻的模具取出；將取出的模制構件放置在所述具有高精度表面的模具中；以及將所放置的所述模制構件的表面熔融，并且將所述高精度表面壓靠在所述模制構件的所述表面上，以形成所述塑料模制產品。
2.如權利要求1所述的塑料模制產品模制方法，其特征在于，所述塑料模制產品是光學元件。
3.如權利要求1所述的塑料模制產品模制方法，其特征在于，所述高精度表面包括以紅外透射玻璃制造的嵌入型芯。
4.一種塑料模制系統，包括 至少一個具有高精度表面的模具； 多個各自具有低精度表面的模具；加熱單元，其構造成加熱所述具有低精度表面的模具； 熔融樹脂供應單元，其構造成將熔融樹脂供應至所述具有低精度表面的模具； 初次加壓冷卻單元，其構造成在施加壓力的同時對被供應所述熔融樹脂的所述具有低精度表面的模具冷卻預定時間周期；取出單元，其構造成將模制構件從所述具有低精度表面的模具取出； 輸送單元，其構造成使得所述多個具有低精度表面的模具順序地輸送和循環至所述加熱單元、所述熔融樹脂供應單元、所述加壓冷卻單元以及所述取出單元；以及二次加壓冷卻單元，其包括所述具有高精度表面的模具，且構造成在所述二次加壓冷卻單元中接收在所述具有低精度表面的模具中所形成的模制構件，其中，所述二次加壓冷卻單元將所述模制構件的表面熔融，同時將所述高精度表面壓靠在所述模制構件的外表面上。
5.如權利要求4所述的塑料模制系統，其特征在于，所述熔融樹脂供應單元包括注射模制機。
6.如權利要求4所述的塑料模制系統，其特征在于，所述熔融樹脂供應單元包括將塑化熔融樹脂排放至下模具中的排放裝置。
7.如權利要求6所述的塑料模制系統，其特征在于，所述下模具構造成使得所述下模具和設置在所述初次加壓冷卻單元上的上模具能夠組裝，且所述下模具和所述上模具通過玻璃模制而成形。
8.如權利要求4所述的塑料模制系統，其特征在于，所述高精度表面包括以紅外透射玻璃制造的嵌入型芯。
9.如權利要求4所述的塑料模制系統，其特征在于，所述二次加壓冷卻單元包括用于熔融所述模制構件的所述外表面的紅外輻射單元。
10.如權利要求4所述的塑料模制系統，其特征在于，通過所述輸送單元進行的模具輸送構造成在氮氣氛圍中進行。
11.如權利要求10所述的塑料模制系統，其特征在于，所述氮氣氛圍的溫度設置為比所使用樹脂的玻璃化溫度高10攝氏度或更多。
12.一種由根據權利要求4所述的塑料模制系統模制的光學元件。
13.—種通過注射模制形成模制產品的方法，包括準備各自具有預定形狀的具有第一精度表面的第一組模具；準備各自具有所述預定形狀的具有第二精度表面的第二組模具，所述第二精度表面與所述第一精度表面相比具有更低的精度；將熔融樹脂注射至所述具有所述第二精度表面的第二組模具； 在將壓力施加至所注射樹脂的同時對已經被注射樹脂的所述第二組模具冷卻預定時間長度；將模制構件從冷卻的模具取出；將取出的模制構件放置在所述具有第一精度表面的模具中；以及將所述模制構件的表面熔融，同時將所述模制構件的外表面壓靠在所述第一精度表面上，以形成所述模制產品。
全文摘要
一種塑料模制產品的模制方法，包括準備至少一個包括高精度表面的模具；準備多個各自具有低精度表面的模具；順序地將熔融樹脂供應至所述多個具有低精度表面的模具中的一個；順序地在施加壓力的同時對被供應所述熔融樹脂的所述模具冷卻預定時間長度；將模制構件從冷卻的模具取出；將取出的模制構件放置在所述具有高精度表面的模具中；以及將所述模制構件的僅僅表面熔融，同時將所述高精度表面壓在所述表面上，以形成所述塑料模制產品。
文檔編號B29C45/00GK102233642SQ20111007000
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者大金政信, 高田淳史 申請人:佳能株式會社