專利名稱：端面切削裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切削工件端面的切削技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為微型透鏡的一種，兩端面經(jīng)鏡面研磨的圓柱狀的塑料制棒狀透鏡已為人所知。這樣的塑料制棒狀透鏡，除了可單個(gè)使用以外，還以將多個(gè)棒狀透鏡排成一列并使其一體化的棒狀透鏡陣列的形態(tài)，作為在復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀及手提式掃描儀等使用的圖形傳感器用的光學(xué)元件，或者作為如以LED(發(fā)光二極管)為光源的LED打印機(jī)、使用液晶元件的液晶打印機(jī)以及采用EL元件的EL打印機(jī)等裝置中的寫設(shè)備使用。近年來，這種棒狀透鏡陣列還被應(yīng)用在要求400dpi以上的高析像度的領(lǐng)域。
這種棒狀透鏡陣列例如可如下制造將在排列夾具上緊密排列的多根棒狀透鏡陣列配置在兩枚基板材料之間形成陣列前軀體；向該陣列前軀體的基板與各棒狀透鏡之間形成的空間充填粘接劑并使之固化，構(gòu)成棒狀透鏡陣列原板；粘接劑固化后，將該棒狀透鏡陣列原板按設(shè)定長(zhǎng)度切斷，成為棒狀透鏡陣列。進(jìn)一步，對(duì)棒狀透鏡陣列的端面進(jìn)行切削加工。
在這樣的制造方法中，在排列夾具上設(shè)抽吸裝置，通過該抽吸裝置將棒狀透鏡吸附在夾具上的同時(shí)，并列配置棒狀透鏡(參照日本公開專利公報(bào)特開2001-27713號(hào)的第0036段、0037段)。
向基板與各棒狀透鏡之間形成的空間充填粘接劑通過如下方式進(jìn)行將各棒狀透鏡的端面露出的一側(cè)的端面浸漬在粘接劑中，抽吸另一端側(cè)(參見日本公開專利公報(bào)特開2001-27713號(hào)的第0045段及圖4)。
還有，將棒狀透鏡陣列原板以旋轉(zhuǎn)的切刀沿與棒狀透鏡垂直相交的方向切斷，形成棒狀透鏡陣列(參見日本公開專利公報(bào)特開平6-59101號(hào))。
然后，對(duì)如此得到的棒狀透鏡陣列，以切削等方式對(duì)其作為光傳輸面的端面進(jìn)行鏡面加工，以加工成高精度的平面。由于光傳輸面的精度對(duì)棒狀透鏡陣列光學(xué)性能影響很大，所以將為光傳輸面的棒狀透鏡陣列的端面加工成高精度的平面在棒狀透鏡陣列的生產(chǎn)工序中是極其重要的。
作為進(jìn)行此類加工的裝置，有人提出如下裝置(側(cè)面刃銑刀(side cutter)裝置)該裝置具備與棒狀透鏡陣列的端面平行的旋轉(zhuǎn)軸，使安裝在該旋轉(zhuǎn)軸的外周上的切削刀旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使旋轉(zhuǎn)軸和棒狀透鏡陣列相對(duì)移動(dòng)，通過切削刀切削棒狀透鏡陣列的端面；或者如下裝置(直線切削裝置)，該裝置在使固定切削刀與棒狀透鏡陣列的端面相接的狀態(tài)下，使切削刀和棒狀透鏡陣列相對(duì)移動(dòng)，切去棒狀透鏡陣列的端面。(參見日本公開專利公報(bào)特開平11-156628號(hào)的第0009段、0015段及圖1等)但是，在上述制造方法中，存在如下問題即，雖然可以制造適應(yīng)高析像度的棒狀透鏡陣列，但是成品率低、生產(chǎn)效率差。
還有，隨著對(duì)棒狀透鏡陣列要求的光學(xué)性能不斷提高，開發(fā)出了使用大口徑的棒狀透鏡的棒狀透鏡陣列。在這樣棒狀透鏡陣列中，由于不僅棒狀透鏡本身而且將棒狀透鏡支撐在其間的基板也變厚，所以棒狀透鏡陣列原板整體的厚度增大。其結(jié)果，對(duì)于將棒狀透鏡陣列原板切斷成棒狀透鏡陣列的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置，提出了將各種厚度的棒狀透鏡陣列原板迅速而準(zhǔn)確地切斷這一要求。
進(jìn)一步，對(duì)于如上述的側(cè)面刃銑刀裝置，由于會(huì)在切削的端面形成與切削刀的圓形軌道的曲率(半徑)相對(duì)應(yīng)的凹凸，所以為了將端面加工成高精度的平面，必須將切削刀安裝在具有極大的旋轉(zhuǎn)半徑的輪(wheel)上，使其沿曲率極大的圓形軌道旋轉(zhuǎn)。但是，要使巨大的輪高速旋轉(zhuǎn)，勢(shì)必帶來裝置變大、成本及占用空間等增大的問題。
再有，對(duì)于直線切削裝置，由于其切削刀與棒狀透鏡陣列的相對(duì)移動(dòng)速度慢，切削深度超過大約10μm后，會(huì)發(fā)生被稱為″震顫(chattering)″的波狀的微小損傷，所以必須進(jìn)行微米級(jí)的切削刃位置調(diào)整。然而，在切削連續(xù)進(jìn)行的批量生產(chǎn)工序中，存在如下問題，即，由于熱膨脹等外在因素，在設(shè)定位置發(fā)生錯(cuò)位，難以安定地實(shí)施高精度的平面。
這樣的問題，在加工要求高精度的平面加工的棒狀透鏡陣列以外的工件的端面時(shí)也會(huì)產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的在于提供一種可提高成品率的棒狀透鏡陣列制造方法。
本發(fā)明的目的還在于提供一種可準(zhǔn)確地切斷各種厚度的棒狀透鏡陣列原板的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置。
進(jìn)一步，本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成將棒狀透鏡陣列等工件的端面加工成高精度的平面的端面加工裝置。
本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如上述的制造方法中成品率低的原因之一在于在向基板材料與各棒狀透鏡之間形成的空間充填粘接劑的工序中，粘接劑不能均勻充填，正是這一發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致完成本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明提供一種棒狀透鏡陣列制造方法，該方法是在第1基板與第2基板之間平行排列多根棒狀透鏡這一構(gòu)造的棒狀透鏡陣列的制造方法，其特征在于，包括形成在第1基板與第2基板之間至少暫時(shí)固定1列棒狀透鏡的陣列前軀體的工序；以密封劑密封沿上述棒狀透鏡的長(zhǎng)方向的上述陣列前軀體的兩側(cè)端面的工序；向上述陣列前軀體的上述棒狀透鏡的長(zhǎng)方向一端面供給粘接劑，對(duì)另一端側(cè)進(jìn)行減壓，向上述陣列前軀體內(nèi)充填上述粘接劑而形成棒狀透鏡陣列原板的工序；在上述粘接劑固化后，將上述棒狀透鏡陣列原板沿與上述棒狀透鏡垂直相交的方向切斷形成棒狀透鏡陣列的工序。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于陣列前軀體的兩側(cè)端面被密封，所以可防止從兩側(cè)端面的泄漏，向一端面供給的粘接劑由于另一端側(cè)的減壓而均勻地充填在基板與各棒狀透鏡之間形成的空間內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，形成上述陣列前軀體的工序包括將多根棒狀透鏡向排列用夾具抽吸的同時(shí)并列配置在設(shè)有抽吸裝置的排列用夾具上形成第1段棒狀透鏡列的工序；將多根棒狀透鏡并列配置在上述第1段棒狀透鏡列上形成第2段棒狀透鏡列的工序；在第1基板材的一面與上述排列用夾具上的第2段棒狀透鏡列之間配置粘接劑，將上述第2段棒狀透鏡列轉(zhuǎn)載到第1基板上并暫時(shí)固定的工序；在暫時(shí)固定于上述第1基板材上的上述第2段棒狀透鏡列的表面與殘留在上述排列用夾具上的第1段棒狀透鏡列之間配置粘接劑，將上述第1段棒狀透鏡列轉(zhuǎn)載到第2段棒狀透鏡列上并暫時(shí)固定的工序；在暫時(shí)固定于上述第2段棒狀透鏡列上的上述第1段棒狀透鏡列與第2基板材的一面之間配置粘接劑，將上述第1段棒狀透鏡列和上述第2基板材暫時(shí)固定的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，形成上述陣列前軀體的工序包括將多根棒狀透鏡朝向排列用夾具抽吸的同時(shí)并列配置在設(shè)有抽吸裝置的排列用夾具上將形成1列棒狀透鏡列的工序；在第1基板材的一面與上述排列用夾具上的棒狀透鏡列之間配置粘接劑，將上述棒狀透鏡列轉(zhuǎn)載到第1基板材上并暫時(shí)固定的工序；在上述棒狀透鏡列與第2基板材的一面之間配置粘接劑，將上述棒狀透鏡列和上述第2基板材暫時(shí)固定的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述棒狀透鏡陣列制造方法，還包括暫時(shí)固定上述第2基板后沿使上述第1與第2基板材接近的方向施加負(fù)荷的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述棒狀透鏡陣列制造方法，還包括在上述第1與第2基板材的里面張貼保護(hù)膜的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述排列用夾具包括并列配置上述棒狀透鏡的載置部；形成于該載置部的整個(gè)表面，沿與上述棒狀透鏡延伸的方向垂直相交的方向延伸而配置的多個(gè)長(zhǎng)孔；使該長(zhǎng)孔與抽吸裝置連接的連接裝置。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于可以準(zhǔn)確而迅速地在載置部上排列棒狀透鏡，所以可以提高制造的棒狀透鏡陣列的成品率及生產(chǎn)性。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述棒狀透鏡具有略呈圓形的截面形狀，上述長(zhǎng)孔的寬度設(shè)定為比上述棒狀透鏡的直徑小。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，可以更加準(zhǔn)確而迅速地在載置部上排列棒狀透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述各長(zhǎng)孔沿與上述棒狀透鏡延伸的方向垂直相交的方向呈縱列狀態(tài)配置，相鄰的列配置成在長(zhǎng)度方向上相互錯(cuò)開長(zhǎng)孔的長(zhǎng)度的一半的距離。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，切斷上述棒狀透鏡陣列原板的工序，使用旋轉(zhuǎn)刀切斷上述棒狀透鏡陣列原板；在上述棒狀透鏡陣列原板厚不足給定的厚度時(shí)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀沿上述旋轉(zhuǎn)刀的切削刃從下方接觸上述棒狀透鏡陣列原板的第1旋轉(zhuǎn)方向切斷上述棒狀透鏡陣列原板；當(dāng)上述棒狀透鏡陣列原板的厚度在上述給定厚度以上時(shí)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀沿上述旋轉(zhuǎn)刀的切削刃從上方接觸上述棒狀透鏡陣列原板的第2旋轉(zhuǎn)方向切斷上述棒狀透鏡陣列原板。
因此，在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度達(dá)不到給定的厚度時(shí)，棒狀透鏡陣列原板通過沿相對(duì)于刀具前進(jìn)方向刀具的旋轉(zhuǎn)向切斷物的上側(cè)挺出的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀即通過所謂的上切方式被切斷。
而當(dāng)上述棒狀透鏡陣列原板的厚度在上述給定厚度以上時(shí)，則通過沿相對(duì)于刀具前進(jìn)方向刀具的旋轉(zhuǎn)向切斷物的下側(cè)挺出的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀即通過所謂下切方式被切斷。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于可以得到與切斷的棒狀透鏡陣列原板的厚度相適應(yīng)的旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)方向，所以無(wú)論其厚度如何都可以準(zhǔn)確地切斷棒狀透鏡陣列原板。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度達(dá)不到給定厚度時(shí)，使用切槽銑刀作上述旋轉(zhuǎn)刀；在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度在上述給定的厚度以上時(shí)，使用切屑刀(chip saw)作上述旋轉(zhuǎn)刀。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述給定厚度約為1.5mm。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述棒狀透鏡陣列制造方法，還包括切削上述被切斷的棒狀透鏡陣列的端面的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，切削上述棒狀透鏡陣列端面的工序，通過沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)的切削刀切削棒狀透鏡陣列的垂直于棒狀透鏡的中心軸的端面；上述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸配置在與上述端面及棒狀透鏡的排列方向垂直相交的垂直平面內(nèi)，與上述端面成90°+α°角；在上述切削刃最接近上述端面的位置切削配置成與旋轉(zhuǎn)的切線方向平行的上述端面。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，切削刀沿傾斜的圓形軌道旋轉(zhuǎn)，接近并接觸應(yīng)該切削工件的端面并切削端面。因此，由于在與端面垂直相交的方向上的切削刀的軌跡的曲率半徑變大，所以無(wú)須增大輪的大小，也可將端面加工成高精度的平面。另外，由于可增大切削深度，所以切削刃的調(diào)整是容易的。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述α滿足下式-10＜α＜10。其中α也可為負(fù)值。當(dāng)α為正時(shí)，切削刀在圓形軌道的下端，當(dāng)α為負(fù)時(shí)，在圓形軌道的上端，與應(yīng)該切削的端面接觸并進(jìn)行切削。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述切削刀的切削刃配置成相對(duì)上述圓形軌道的軌道面傾斜α°而延伸以便與上述端面平行。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述切削刀的切削刃配置成從旋轉(zhuǎn)的板狀部件的表面突出。上述板狀部件最好是圓盤形。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述切削刀的切削刃配置成沿上述旋轉(zhuǎn)的徑向向外，與上述端面的寬度相比向長(zhǎng)方向延伸。根據(jù)該構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)均勻切削。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，上述切削刀安裝在上述板狀部件的周緣部。根據(jù)這樣的構(gòu)成，可以增大在與端面垂直相交的方向上的切削刀的軌跡的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，提供一種棒狀透鏡排列用夾具，該夾具是在兩枚基板之間平行排列多根棒狀透鏡的棒狀透鏡陣列的制造中使用的夾具，其特征在于，具備并列配置上述棒狀透鏡的載置部；形成于該載置部的整個(gè)表面，沿與上述棒狀透鏡延伸的方向垂直相交的方向延伸而配置的多個(gè)長(zhǎng)孔；使該長(zhǎng)孔與抽吸裝置連接的連接裝置。
本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如上述的制造方法中成品率低的原因之一在于在把棒狀透鏡配置在兩枚基板間之前，配置在排列夾具上時(shí)，難以正準(zhǔn)地排列棒狀透鏡。正是這一發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致完成本發(fā)明。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于可以準(zhǔn)確而迅速地將棒狀透鏡排列在載置部上，所以可以提高制造的棒狀透鏡的成品率及生產(chǎn)性。
根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，提供一種棒狀透鏡陣列原板切斷裝置，該裝置是將棒狀透鏡平行排列于兩枚基板之間的棒狀透鏡陣列原板用旋轉(zhuǎn)刀切斷的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置，其特征在于，具備驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置；在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度沒有達(dá)到給定厚度時(shí)，上述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀按上述旋轉(zhuǎn)刀的切削刃從下方接觸上述棒狀透鏡陣列原板的第1旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，來切斷上述棒狀透鏡陣列原板；在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度在給定厚度以上時(shí)，上述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀按上述旋轉(zhuǎn)刀的切削刃從上方接觸上述棒狀透鏡陣列原板的第2旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，來切斷上述棒狀透鏡陣列原板。
因此，在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度沒有達(dá)到給定厚度時(shí)，棒狀透鏡陣列原板通過沿相對(duì)于刀具前進(jìn)方向刀具的旋轉(zhuǎn)向切斷物上側(cè)挺出的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀即所謂的上切方式被切斷。
而在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度在給定厚度以上時(shí)，則通過沿相對(duì)于刀具前進(jìn)方向刀具的旋轉(zhuǎn)向切斷物下側(cè)挺出的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀即所謂的下切方式被切斷。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于可以得到與要切斷的棒狀透鏡陣列原板的厚度相適應(yīng)的旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)方向，所以無(wú)論其厚度如何都可以準(zhǔn)確地切斷棒狀透鏡陣列原板。
根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，提供一種棒狀透鏡陣列原板的切斷方法，該方法是將多根棒狀透鏡平行排列于兩片基板之間的棒狀透鏡陣列原板用旋轉(zhuǎn)刀切斷的棒狀透鏡陣列原板的切斷方法，其特征在于，在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度沒有達(dá)到給定厚度時(shí)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀沿上述旋轉(zhuǎn)刀的切削刃從下方接觸上述棒狀透鏡陣列原板的第1旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，來切斷上述棒狀透鏡陣列原板；在上述棒狀透鏡陣列原板的厚度在給定厚度以上時(shí)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)刀沿上述旋轉(zhuǎn)刀的切削刃從上方接觸上述棒狀透鏡陣列原板的第2旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，來切斷上述棒狀透鏡陣列原板。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠提高成品率的棒狀透鏡陣列制造方法。
還有，根據(jù)本發(fā)明，還可以提供能夠提高棒狀透鏡陣列成品率的棒狀透鏡排列用夾具。
還有，根據(jù)本發(fā)明，還可以提供能夠準(zhǔn)確地切斷各種厚度不同的棒狀透鏡陣列原板的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，還可以以簡(jiǎn)單構(gòu)成，提供將工件的端面加工成高精度的平面的端面加工裝置。


圖1是以本發(fā)明的較佳實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法制造出的棒狀透鏡陣列的概況立體圖；圖2是概略地表示在本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法中使用的棒狀透鏡排列用夾具(排列臺(tái))的構(gòu)成的圖；圖3是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖4是表示在本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法中使用的棒狀透鏡排列用夾具的載置部的構(gòu)成的圖；圖5是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖6是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖7是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖8是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖9是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖10是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖11是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖12是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖13是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖14是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法的工序的圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法制造的棒狀透鏡陣列原板的立體圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法制造的棒狀透鏡陣列的立體圖；圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施例的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置的構(gòu)成的概況主視圖；圖18是用于表示圖17的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置中的棒狀透鏡陣列原板與切削刀的位置關(guān)系的立體圖；圖19是切槽銑刀的側(cè)面示意圖；圖20是切屑刀的側(cè)面示意圖；圖21是表示本發(fā)明的較佳實(shí)施例的端面切削裝置的結(jié)構(gòu)的概況立體圖；圖22是表示切刀的結(jié)構(gòu)及切刀與排列體的位置關(guān)系的側(cè)面示意圖；圖23是表示切刀的結(jié)構(gòu)及切刀與排列體的位置關(guān)系的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法。首先，對(duì)通過本發(fā)明的較佳實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法制造的棒狀透鏡陣列1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1表示根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的棒狀透鏡陣列的制造方法制造的棒狀透鏡陣列1的一部分的概況立體圖。
如圖1所示，在第1與第2基板2′、4′之間配置有多根圓柱形塑料制棒狀透鏡6；在第1與第2基板2′、4′和各棒狀透鏡6之間的空間內(nèi)充填有粘接劑8，各棒狀透鏡6被固定在第1與第2基板2′、4′之間。
作為第1與第2基板2′、4′，可以采用含有碳黑、染料等遮光劑的苯酚樹脂、ABS樹脂、環(huán)氧樹脂以及丙烯酸樹脂的板材等。
各棒狀透鏡6呈圓柱形，以并列狀態(tài)配置成沿第1及第2基板2′、4′延伸的兩棒狀透鏡列。該兩棒狀透鏡列配置成一方的棒狀透鏡列相對(duì)另一方的棒狀透鏡列，在棒狀透鏡列延伸的方向上偏移相當(dāng)于棒狀透鏡半徑的距離。即兩列棒狀透鏡列層疊排列成圓柱堆積狀。
雖然在本實(shí)施例中棒狀透鏡6的直徑為0.35mm，但是本發(fā)明可適用于使用直徑范圍在0.1-0.7mm的棒狀透鏡的棒狀透鏡陣列1的制造。
棒狀透鏡6是將具有某折射率分布的塑料制棒狀透鏡切斷的部件，該某折射率分布是指從圓形截面的中心向外周部折射率連續(xù)地降低。
下面說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例的棒狀透鏡陣列1的制造方法。圖2是概略地表示在本實(shí)施例的制造方法中使用的棒狀透鏡排列用夾具(排列臺(tái))的構(gòu)成的圖。
如圖2所示，排列用夾具10具備本體12、和配置在本體12上的載置部14。載置部14的表面是平坦的，遍及整個(gè)表面形成有多個(gè)長(zhǎng)孔16。各長(zhǎng)孔16通過形成于本體12內(nèi)部的通路(圖中省略)與外部的真空泵連接，以便能夠?qū)⑤d置于載置部14上的部件吸附固定在載置部14的表面。
從表面精加工狀態(tài)(光滑性)及耐蝕性觀點(diǎn)考慮，載置部14最好用鋁、不銹鋼等金屬制作，另外也可使用鐵或塑料等非金屬材料。
如圖3所示，按設(shè)定長(zhǎng)度(如160mm左右)切斷的棒狀透鏡18以大致緊密接觸的狀態(tài)并列地沒有縫隙地鋪放在載置部14上。棒狀透鏡18是切斷后成為棒狀透鏡6的部件，是按設(shè)定長(zhǎng)度(如160mm左右)切斷的公知的塑料制棒狀透鏡。棒狀透鏡18也具有折射率從圓形截面的中心向外周部連續(xù)地降低的折射率分布。
作為塑料材料，最好采用玻璃化轉(zhuǎn)移溫度Tg為60℃以上的材料。如果玻璃化轉(zhuǎn)移溫度過低，則棒狀透鏡陣列1的耐熱性可能會(huì)不足，或者難以選擇充填于內(nèi)部的粘接劑8。
塑料材料例如可選用聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯與其他單體的共聚物。這里的其他單體可以是(甲基)丙烯酸-2，2，3，3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸-2，2，3，3，4，4，5-八氟戊酯、(甲基)丙烯酸-2，2，3，4，4，4，4-六氟丁酯、(甲基)丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸氟化烷基酯)(折射率n＝1.37-1.44)；還可以是折射率為1.43-1.62的(甲基)丙烯酸類，譬如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸羥基烷基酯、(甲基)丙烯酸烷撐二醇酯、三羥甲基丙烷、二或三-(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇-二、三或四-(甲基)丙烯酸酯、二甘油四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、其他如二甘醇二烯丙基碳酸酯基、聚(甲基)丙烯酸氟化烷撐二醇酯等等。
載置部14的各長(zhǎng)孔16如下配置其長(zhǎng)軸沿與以并列狀態(tài)鋪滿在載置部14上的棒狀透鏡18延伸的方向垂直相交的方向延伸(參見圖4)。長(zhǎng)孔16寬度W設(shè)定為比棒狀透鏡18的直徑d小。在本實(shí)施例中，棒狀透鏡18直徑d為0.35mm，長(zhǎng)孔16的寬度W設(shè)為0.3mm。另外，長(zhǎng)孔16的長(zhǎng)度L設(shè)定為0.8mm。
各長(zhǎng)孔16以縱列狀態(tài)配置成沿與并列配置的棒狀透鏡18延伸的方向垂直相交的方向延伸的列。相鄰的長(zhǎng)孔列配置成在長(zhǎng)度方向上相互錯(cuò)開至少相當(dāng)于長(zhǎng)孔16的一半長(zhǎng)度的距離。在本實(shí)施例中，在同一列內(nèi)相鄰的長(zhǎng)孔16的間隔a設(shè)定為0.2mm，相鄰的長(zhǎng)孔列間的間隔b設(shè)定為4.7mm以下。
長(zhǎng)孔16可以通過由高速軸(spindle)進(jìn)行的機(jī)械加工、放電成型加工、蝕刻等加工。另外，在采用蝕刻的場(chǎng)合，例如可以通過對(duì)多塊同一形狀的薄板進(jìn)行加工，然后通過擴(kuò)散接合等粘貼起來制作。
在本實(shí)施例的制造方法中，使真空泵動(dòng)作，從長(zhǎng)孔16抽吸空氣的同時(shí)，如圖3所示，在載置部14上，將棒狀透鏡18以大致緊密接觸的狀態(tài)并列地沒有間隔地鋪放成一列，形成第1段棒狀透鏡列20。此時(shí)，在載置部14上配置限制棒狀透鏡18的位置的限位板22及23，以對(duì)棒狀透鏡18的偏斜進(jìn)行校正的同時(shí)，進(jìn)行長(zhǎng)度方向上的定位。
由于通過由真空泵進(jìn)行的抽吸被吸向載置部14，所以棒狀透鏡18在被定位后難以錯(cuò)位。另外，為了除去因靜電等附著在載置部14上的異物，最好在鋪設(shè)棒狀透鏡18之前向載置部14吹除電空氣。
在本實(shí)施例中，作為棒狀透鏡，采用直徑0.35mm、長(zhǎng)166mm、中心折射率1.497、折射率分布常數(shù)0.865mm-1的塑料制折射率分布型棒狀透鏡。
接下來，在第1段棒狀透鏡列20的上方以大致緊密接觸的狀態(tài)并列配置并鋪滿多個(gè)棒狀透鏡18，形成第2段棒狀透鏡列24(參見圖5)。第2段棒狀透鏡列24的棒狀透鏡18相對(duì)于第1段棒狀透鏡列20的棒狀透鏡18配置成圓柱堆積狀。第2段棒狀透鏡列24的棒狀透鏡18從第1段棒狀透鏡列20內(nèi)相鄰棒狀透鏡18之間的微小間隙而被抽吸。
接下來，將第2段棒狀透鏡列24轉(zhuǎn)載并暫時(shí)固定在切斷后成為第1基板2′的第1基板材2上。在該轉(zhuǎn)載工序之前，在第1基板材料2的一面(里面)粘貼保護(hù)膜26(見圖6)，而在另一面涂敷筋狀粘接劑28(參見圖7)。在本實(shí)施例中，作為第1基板材2，采用長(zhǎng)240mm、寬170mm、厚0.3mm的黑色酚醛塑料板。該酚醛塑料板，為防止其彎曲，在使用之前一直是放上5kgw配重靜置于恒溫恒濕室內(nèi)保管。
保護(hù)膜26最好采用氯乙稀薄膜、聚烯烴薄膜、聚乙烯薄膜等。保護(hù)膜26，也可以是在一面涂粘接劑而成的膜。該粘接劑的粘接力最好是后續(xù)從基板材料除去薄膜時(shí)能夠容易剝下薄膜這種程度的粘接力。在本實(shí)施例中使用具有自動(dòng)密接性的厚0.8mm的PVC薄膜制印刷電路板用掩蓋膠帶(商品名稱為”エレツプマスキングシ一トN-380”，日東電工制)。保護(hù)膜26的自基板材料2露出的部分可以手動(dòng)或自動(dòng)修剪。
粘接劑28只要具有能夠從排列用夾具10剝離平行排列的棒狀透鏡列20這種程度的粘接力即可，最好是能夠涂成帶狀或筋狀的粘接劑。具體而言，最好系噴霧式粘接劑、熱融式粘接劑等。視粘接劑種類可采用涂層或噴霧進(jìn)行涂敷。在本實(shí)施例中采用為水性感壓粘接劑的噴霧式粘接劑(商品名稱為”スプレ一式ポストイツト”，斯理邦德公司制)。
把第1基板材料2的涂有粘接劑28的面覆蓋到排列用夾具10上的第2段棒狀透鏡列24的設(shè)定位置(參見圖8)，將第2段棒狀透鏡列24轉(zhuǎn)載并暫時(shí)固定在第1基板材2上(參見圖9)。
接下來，在殘留在排列用夾具10上的第1段棒狀透鏡列20的上面涂敷粘接劑30(參見圖9)。也可以將粘接劑涂敷到已轉(zhuǎn)載到第1基板材料2上的第2段棒狀透鏡列24的表面。
接下來，使轉(zhuǎn)載了第2段棒狀透鏡列24的一側(cè)的面朝下，使轉(zhuǎn)載了第2段棒狀透鏡列24的第1基板材料2與殘留在排列用夾具10上的第1段棒狀透鏡列20重合。這時(shí)，第1基板材料2在第1段棒狀透鏡列20相對(duì)于第2段棒狀透鏡列24構(gòu)成圓柱堆積的位置與第1段棒狀透鏡列20重合。
接下來，關(guān)閉真空泵，連同第1基板材料2與第2段棒狀透鏡列24將相對(duì)于第2段棒狀透鏡列24呈圓柱堆積狀態(tài)的第1段棒狀透鏡列20從載置部14剝離。
接下來，將與第1基板材料2同樣一面貼有保護(hù)膜26而另一面筋狀地涂敷粘接劑28的與第1基板材料2同樣的第2基板材料4，重合到圓柱堆積狀態(tài)的第1段棒狀透鏡列20上，得到陣列前軀體32(圖11)。
把多枚如此得到的陣列前軀體32重疊到一起成為陣列前軀體塊33，沿使第1基板材料2與第2基板材料4接近的方向施加一定負(fù)荷(參見圖12)，以消除呈圓柱堆積狀的棒狀透鏡間的間隙，使其緊密接觸。重復(fù)層疊的枚數(shù)，從提高生產(chǎn)性角度考慮當(dāng)然是越多越好，但是，最好在考慮作業(yè)人員容易處理的塊尺寸及重量等的基礎(chǔ)上，在制造現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)確定。
接下來，用密封劑密封沿各陣列前軀體32的棒狀透鏡18的長(zhǎng)度方向的兩側(cè)端面34，形成密封部36。用于密封的粘接劑沒有特別限定，只要是具有阻止空氣流動(dòng)的作用、不侵犯注入內(nèi)部的粘接劑者即可。在本實(shí)施例中使用硅類粘接劑(“セメダインス一パ一X”，Cemedine公司制)。
使密封部固化后，把陣列前軀體塊33的棒狀透鏡18的端面露出的一端浸漬在置于容器中的液態(tài)粘接劑8中(參見圖13)，而在其另一端安裝與真空泵連接的減壓用罩38(參見圖14)，通過使真空泵動(dòng)作，向第1、及2基板材2、4與棒狀透鏡18之間所形成的空間充填粘接劑8。
由于各陣列前軀體32的兩側(cè)端面34被密封，所以不會(huì)從兩側(cè)端面34產(chǎn)生泄漏。另外，由于在層疊的各陣列前軀體32的基板材2、4之間存在保護(hù)膜，所以陣列前軀體32之間不生成間隙，粘接劑不進(jìn)入該部分。
充填后，施加以一定負(fù)荷、靜置，使粘接劑重合固化，據(jù)此，使各陣列前軀體32成為在第1基板材料2與第2基板材料4之間，棒狀透鏡18相互之間以及棒狀透鏡18與第1、2基板材料2、4之間被粘接固定的棒狀透鏡陣列原板。
作為粘接劑8，使用如環(huán)氧類或硅類的紫外線固化型或反應(yīng)型的液態(tài)粘接劑。還有，在這些粘接劑中，含有碳黑、染料等作為遮光劑。另外，由于充填在基板材料2、4與棒狀透鏡6之間狹窄的間隙，所以粘接劑8以低粘度的為宜。尤其是，在粘接劑注入溫度下，具有小于等于100Pa·s(1000Poise)的粘度為宜。在本實(shí)施例中，把在2液反應(yīng)型環(huán)氧類粘接劑(“エピフオ一ム”，索馬爾公司制)中混合了0.5w％碳黑的產(chǎn)物用做充填的粘接劑。
接下來，以保護(hù)膜間的接合面為界分離陣列前軀體塊33，分離成單體的棒狀透鏡陣列原板。從分離的單體棒狀透鏡陣列1的基板表面剝離保護(hù)膜，再按設(shè)定長(zhǎng)度切成棒狀透鏡陣列1。最后，通過切削處理等對(duì)棒狀透鏡陣列1的端面進(jìn)行鏡面精加工，得到可以作為成像系統(tǒng)使用的棒狀透鏡陣列1。
在上述實(shí)施例中，在把兩段棒狀透鏡列暫時(shí)固定在第1基板材上之后重疊第2基板材料的方法，但是也可采用這樣的方法分別在各基板材料上暫時(shí)固定1段棒狀透鏡列，然后把這樣的兩個(gè)基板材重合，形成陣列前軀體。
另外，雖然上述實(shí)施例是在內(nèi)部配置2列棒狀透鏡的棒狀透鏡陣列的制造方法，但是本發(fā)明也可以適用于棒狀透鏡僅1列(1段)的棒狀透鏡陣列。
在這樣的棒狀透鏡陣列制造中，把載置部14上的1段棒狀透鏡列轉(zhuǎn)載到第1基板材料2上，將第2基板4重疊在轉(zhuǎn)載到該第1基板材料2上的棒狀透鏡列上，形成陣列前軀體。進(jìn)一步，充填粘接劑8，則可制造出將1列(1段)棒狀透鏡18配置在第1基板材料2與第2基板材料4之間的棒狀透鏡陣列原板40(參見圖15)。
接下來，對(duì)棒狀透鏡陣列原板40的切斷進(jìn)行說明。以切斷在兩基板材料之間配置1列(1段)棒狀透鏡18的棒狀透鏡陣列原板40(參見圖15)得到圖16所示的棒狀透鏡陣列42的情形為例對(duì)棒狀透鏡陣列原板的切斷進(jìn)行說明。
圖17是表示本實(shí)施例的棒狀透鏡陣列制造中使用的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44的結(jié)構(gòu)的概況主視圖。圖18是用于表示棒狀透鏡陣列原板切斷裝置中的棒狀透鏡陣列原板與切削刀的位置關(guān)系的立體圖。因此，在圖18中，省略了圖17所示的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44的構(gòu)成部件的一部分。
如圖18所示，通過棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44切斷的棒狀透鏡陣列原板40，是一種中間品；該中間品以與基板2、4的寬度大致相等的長(zhǎng)度被切斷的塑料制棒狀透鏡6以并列狀態(tài)固定在其寬度數(shù)倍于所制造的棒狀透鏡陣列42的寬度W的兩枚基板材料2、4之間。
本實(shí)施例的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44是用于將棒狀透鏡陣列原板40按給定寬w切斷而分割成單體的棒狀透鏡陣列42的裝置。
如圖17所示，棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44具備切斷棒狀透鏡陣列原板40的圓盤狀旋轉(zhuǎn)刀46、驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀46旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)48。旋轉(zhuǎn)刀46可自由拆卸地安裝在馬達(dá)48的輸出軸50上。馬達(dá)48通過開關(guān)切換可正反轉(zhuǎn)。
面對(duì)馬達(dá)48，配置有載置切斷的棒狀透鏡陣列原板40的工作臺(tái)52。工作臺(tái)52配置成其前端緣與旋轉(zhuǎn)刀46平行。在工作臺(tái)52的上方配置有夾緊部件54。夾緊部件54與配置在工作臺(tái)52的下方的液壓缸56連結(jié)，可以在將載置在工作臺(tái)52上的棒狀透鏡陣列原板40夾緊在工作臺(tái)52上的下方位置和將棒狀透鏡陣列原板40釋放的上方位置之間移動(dòng)。
在本實(shí)施例的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44中，將棒狀透鏡陣列原板40載置在工作臺(tái)52上，該棒狀透鏡陣列原板40被切斷的部分從工作臺(tái)52的前端突出給定量，通過夾緊部件54將棒狀透鏡陣列原板40固定在工作臺(tái)52上。此時(shí)，棒狀透鏡陣列原板40在工作臺(tái)52上的位置被設(shè)定成單體的棒狀透鏡陣列42被旋轉(zhuǎn)刀46切斷。
接下來，使旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀46相對(duì)棒狀透鏡陣列原板40移動(dòng)，如圖18所示，將棒狀透鏡陣列原板40前端切斷寬w的量，切落單體的棒狀透鏡陣列42。之后，使液壓缸56動(dòng)作，使夾緊部件54上升，解除對(duì)棒狀透鏡陣列原板40的夾緊，將棒狀透鏡陣列原板40向旋轉(zhuǎn)刀46方向推出給定距離(w+刀厚)。
接下來，使液壓缸56動(dòng)作，使夾緊部件54下降，將棒狀透鏡陣列原板40夾緊，再次，通過旋轉(zhuǎn)刀46，將棒狀透鏡陣列原板40的前端切斷寬w的量，切落單體的棒狀透鏡陣列42。反復(fù)進(jìn)行這一過程。
在本實(shí)施例的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44中，可以根據(jù)棒狀透鏡陣列原板40的厚度改變旋轉(zhuǎn)刀46的類型及旋轉(zhuǎn)方向。即，當(dāng)棒狀透鏡陣列原板40的厚度沒有達(dá)到1.5mm或者在0.8mm以上不足1.5mm時(shí)，使用圖19所示切槽銑刀46a作為旋轉(zhuǎn)刀46。
進(jìn)一步，通過馬達(dá)48的開關(guān)切換，驅(qū)動(dòng)切槽銑刀46a沿切槽銑刀46a從下方接觸棒狀透鏡陣列原板40的圖19中剪頭A所示的第1旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，切斷棒狀透鏡陣列原板40。因此，棒狀透鏡陣列原板40被通過沿相對(duì)于刀具前進(jìn)方向刀具的旋轉(zhuǎn)向切斷物的上側(cè)挺出的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的切槽銑刀46a即所謂上切方式切斷。
另一方面，在棒狀透鏡陣列原板40的厚度在1.5mm以上或在1.5mm以上不足5mm時(shí)，使用圖20所示的帶超硬切削刃塊的切屑刀46b作為旋轉(zhuǎn)刀46。切屑刀46b的厚度例如為0.5mm。
進(jìn)一步，通過馬達(dá)48的開關(guān)切換，驅(qū)動(dòng)切屑刀46b沿切屑刀46b從上方接觸棒狀透鏡陣列原板40的圖20中剪頭B所示的第2方向旋轉(zhuǎn)，切斷棒狀透鏡陣列原板40。因此，棒狀透鏡陣列原板40被通過沿相對(duì)于刀具前進(jìn)方向刀具的旋轉(zhuǎn)向切斷物的下側(cè)挺出的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀即所謂下切方式切斷。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置44，由于通過適應(yīng)于被切斷的棒狀透鏡陣列原板40的厚度的刀具、旋轉(zhuǎn)方向來進(jìn)行切斷，所以可以迅速而準(zhǔn)確地進(jìn)行棒狀透鏡陣列原板40的切斷。
雖然上述實(shí)施例中采用的是使旋轉(zhuǎn)刀46相對(duì)棒狀透鏡陣列原板40移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但是也可采用使棒狀透鏡陣列原板40相對(duì)旋轉(zhuǎn)刀46移動(dòng)的結(jié)構(gòu)、或者是使旋轉(zhuǎn)刀46和棒狀透鏡陣列原板40兩者移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的棒狀透鏡陣列制造中，接下來，通過端面切削裝置對(duì)棒狀透鏡陣列42的端面切削，進(jìn)行鏡面精加工。下面對(duì)該棒狀透鏡陣列的切削進(jìn)行說明。
如圖16所示，棒狀透鏡陣列42具有多根塑料制棒狀透鏡6以排列狀態(tài)通過粘接劑8固定在基板4’、6’之間的結(jié)構(gòu)。在棒狀透鏡陣列42中，與塑料棒狀透鏡6的中心軸垂直的端面即塑料棒狀透鏡6的端面露出的棒狀透鏡陣列的面42a成為實(shí)施切削加工的端面。
圖21是模式地表示端面切削裝置58的結(jié)構(gòu)的概略立體圖。
在本實(shí)施例的端面切削裝置58中，將棒狀透鏡陣列42面向同一方向疊放配置而構(gòu)成排列體60，切削該排列體60的端面60a。
如圖21所示，端面切削裝置58具備軌道形的導(dǎo)向單元62、可以通過圖中未示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而在導(dǎo)向單元62上移動(dòng)的排列體固定單元64。排列體固定單元64具備用于固定排列體60的固定夾件66。固定夾件66固定排列體60，使排列體60的端面60a即各棒狀透鏡陣列42的端面42a與導(dǎo)向單元62延伸的方向平行而配置。
端面切削裝置58還具有切削排列體60的端面60a的切削裝置68。圖22是表示切削裝置68的結(jié)構(gòu)及切削裝置68與排列體60的位置關(guān)系的側(cè)面示意圖，圖23是平面示意圖。
如圖22所示，切削裝置68具備驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)70、安裝在馬達(dá)70的輸出軸72的前端的旋轉(zhuǎn)的圓盤狀刀架74、安裝在刀架74上的切削刀76。
如圖23所示，切削刀76安裝在形成于刀架74的外緣部的凹部74a內(nèi)，切削刃76a從刀架74的外側(cè)面74b沿軸線方向向外突出。因此，切削刀76沿以輸出軸72為中心的圓形軌道旋轉(zhuǎn)。
在本實(shí)施例中，馬達(dá)70的輸出軸72的軸線及刀架74的旋轉(zhuǎn)軸即切削刀76的旋轉(zhuǎn)軸a在與應(yīng)該切削的排列體60的端面60a即各棒狀透鏡陣列42的端面42a及棒狀透鏡的排列方向垂直相交的平面內(nèi)，與端面60a成91°(90°+α°)角向斜上方配置。(在圖22及圖23中，為便于說明而將角度擴(kuò)大表示了)。
因此，由圖23中的虛線表示的切刀76的切削刃76a所劃出的圓形軌道O配置成在最下部與端面60a最接近，在最上部距端面60a最遠(yuǎn)。在端面切削裝置68中，在最接近端面60a的位置配置切削刀76，并使其與配置成切削刃76a沿旋轉(zhuǎn)的切線方向延伸的排列體60的橫長(zhǎng)端面60a接觸、以給定切削深度切削端面。
如圖22及圖23所示，切削刀76的切削刃76a是直線形切削刃，配置成相對(duì)刀架74的外表面74b傾斜1 °(α°)以便與排列體60的端面60a平行地延伸。另外，切削刃76a向刀架74的旋轉(zhuǎn)的徑向向外延伸，長(zhǎng)度大于排列體60的端面60a的寬(上下方向上的長(zhǎng)度，即厚度)。
因此，通過使排列體60和切削裝置68沿排列體60的端面60a的長(zhǎng)度方向即沿導(dǎo)向單元62相對(duì)移動(dòng)，能夠切削配置成在切削刀76最接近排列體60的位置與切削刀76的旋轉(zhuǎn)的切線方向平行的排列體60的端面60a。
在本實(shí)施例的端面切削裝置68中，由于在與切削刀76的圓形軌道的端面60a接觸的區(qū)域的曲率半徑變大，所以可以將端面60a(42a)加工成高精度的平面。即使切削深度在100μm以上，也可以得到平均表面粗糙度Ra在0.1μm以下的高精度的鏡面。
在上述實(shí)施例中，在棒狀透鏡陣列的端面的切削中，層疊6枚棒狀透鏡陣列42構(gòu)成排列體。但是，本發(fā)明不限定于此，排列體內(nèi)的棒狀透鏡陣列的枚數(shù)可適當(dāng)改變，即使為1片也可。
在上述實(shí)施例中，雖是將α設(shè)定為+1°的構(gòu)成，但是α可在-10＜α＜10°范圍內(nèi)調(diào)整。
還有，在上述實(shí)施例中，采用了切削刀76的旋轉(zhuǎn)軸配置成向斜上方傾斜，切削刀76在圓形軌道的最下部與切削的端面60a(42a)接觸并對(duì)其進(jìn)行切削的結(jié)構(gòu)；但是，也可采用如是結(jié)構(gòu)使切削刀76的旋轉(zhuǎn)軸向相反方向即斜下方傾斜，即，使α為負(fù)，切削刀76在圓形軌道的最上部與切削的端面60a(42a)接觸并對(duì)其進(jìn)行切削。
進(jìn)一步，在上述實(shí)施例中，是將切削裝置68僅配置在導(dǎo)向單元62的一側(cè)的結(jié)構(gòu)，但是也可采用在導(dǎo)向單元62兩側(cè)配置切削裝置68的結(jié)構(gòu)。
還有，在上述實(shí)施例是切削棒狀透鏡陣列的端面的端面切削裝置，但是本發(fā)明也可適用于切削其他工件的端面的端面切削裝置，進(jìn)一步，還可使整個(gè)端面切削裝置旋轉(zhuǎn)90°，作為銑加工裝置使用。
接下來，說明本發(fā)明的棒狀透鏡陣列原板切斷裝置的實(shí)施例。
(1)以下列9種刀具切斷厚0.8至1.5mm的棒狀透鏡陣列原板，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較。(直徑，t厚度，NT、P刃數(shù))1.銑刀 45×t0.2×NT902.切槽銑刀 45×t0.2×NT903.銑刀 45×t0.3×NT904.銑刀 45×t0.3×NT405.切槽銑刀 45×t0.3×NT906.鈦合金切槽銑刀45×t0.3×NT907.銑刀 45×t0.3×NT328.切槽銑刀 45×t0.5×NT329.切屑刀50×t0.5×18P(鈦合金切槽銑刀screw slotting saw with titanium alloy coating)厚0.2mm的刀，由于在切斷當(dāng)中出現(xiàn)彎曲，所以不能使用。另外，銑刀，常出現(xiàn)毛刺，容易造成切斷面出現(xiàn)斑痕，故不適合使用。
以上切方向使用的厚0.3mm的切槽銑刀和以下切方向使用的切屑刀時(shí)，得到了切斷面筆直的棒狀透鏡陣列。刀的轉(zhuǎn)數(shù)以3000rpm為最佳。
切屑刀，在刀具速度為100mm/s左右時(shí)在陣列中產(chǎn)生剝離。而切槽銑刀，即便移動(dòng)速度提高到140mm/s左右，也沒有在陣列中產(chǎn)生剝離。從上述可知，對(duì)于厚0.8至1.5mm的棒狀透鏡陣列原板，如果以上切方向使用厚0.3mm的切槽銑刀的話，則可進(jìn)行最迅速而準(zhǔn)確的切斷。
(2)用下列6種刀具切斷厚1.5至5mm的棒狀透鏡陣列原板，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較。
1.切槽銑刀 45×t0.3×NT902.銑刀 45×t0.5×NT903.粗齒鋸75×t0.5×NT364.帶粗齒側(cè)刃的銑刀 75×t0.5×NT265.帶折齒側(cè)刃的銑刀 75×t1.0×NT386.切屑 50×t0.5×18P(粗齒鋸rough cutting saw)厚0.3mm的切槽銑刀、厚0.5mm及厚1.0mm的銑刀，由于切斷面呈波形、出現(xiàn)斑痕，故不能使用。
以上切方向使用的厚0.3mm的帶折齒側(cè)刃的銑刀和以下切方向使用的切屑刀時(shí)，得到了切斷面筆直的棒狀透鏡陣列。刀的轉(zhuǎn)數(shù)以3000rpm為最佳。
用帶折齒側(cè)刃的銑刀時(shí)，由于刀的厚度大，所以制品的耗費(fèi)量變大。從上述可知，對(duì)于厚1.5至5mm的棒狀透鏡陣列原板，如果以下切方向使用厚0.5mm的切屑刀，則可進(jìn)行最迅速而準(zhǔn)確的切斷。
下面說明根據(jù)本發(fā)明的棒狀透鏡陣列的切削的實(shí)施例。
切削將棒狀透鏡排列在黑色樹脂基板之間，把反應(yīng)型環(huán)氧系粘接劑(“エピフオ一ム”)中混合了2重量％碳黑的產(chǎn)物作為粘接劑充填并使其固化的塑料制棒狀透鏡陣列。
按寬4.4mm預(yù)先切削這樣的塑料制棒狀透鏡陣列，以端面對(duì)齊的狀態(tài)將8枚重疊在一起成為排列體，以2MPa/cm2的壓力將其固定在上述實(shí)施例的端面切削裝置58的排列體固定單元。
將α設(shè)置為1°；將切削刀配置在刀架上，并使作為切削刀使用的人造金剛石單晶刀具(前角5°，后角10°)的切削刃線與排列體的端面平行；使刀架以3600rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
在該狀態(tài)下，使排列體固定單元沿導(dǎo)向單元以1m/min的速度移動(dòng)，將排列體端面切削0.1mm。另一端面也同樣切削0.1mm，精加工成寬4.2mm的棒狀透鏡陣列。
在本實(shí)施例中，處理時(shí)間為40秒，表面粗糙度Ra0.08μm，光學(xué)性能為MTF80％。
與上述實(shí)施例同樣，以2MPa/cm2的壓力將排列體固定在端面切削裝置的排列體固定單元。通過偏銑刀裝置切削端面，該偏銑刀裝置是將人造金剛石的刀具安裝在具有與排列體的端面平行的旋轉(zhuǎn)軸的160mm的刀架的圓周上，通過該刀具來切削端面的裝置。刀架轉(zhuǎn)速為3600rpm。
在此狀態(tài)下，使排列體固定單元沿導(dǎo)向單元以1m/min的速度移動(dòng)，將排列體的端面切削0.1mm。另一端面也同樣切削0.1mm，精加工成寬4.2mm的棒狀透鏡陣列。
在本實(shí)施例中，處理時(shí)間為40秒，表面粗糙度Ra0.20μm，光學(xué)性能為MTF75％。
權(quán)利要求
1.一種端面切削裝置，是通過沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)的切削刀切削工件的橫長(zhǎng)的端面的裝置，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)軸配置在與上述端面垂直相交的鉛直平面內(nèi)，與上述端面成90°+α°角；切削刀在最接近上述端面的位置切削配置成沿在該位置的旋轉(zhuǎn)的切線方向延伸的上述端面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種端面切削裝置，是通過沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)的切削刀切削工件的橫長(zhǎng)的端面的裝置，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)刀的旋轉(zhuǎn)軸配置在與上述端面垂直相交的鉛直平面內(nèi)，與上述端面成90°+α°角；切削刀在最接近上述端面的位置切削配置成沿在該位置的旋轉(zhuǎn)的切線方向延伸的上述端面。
文檔編號(hào)G02B3/00GK101041185SQ20071010772
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者廣田憲史, 星出芳彥, 隅敏則, 前原修, 田中孝幸, 小池和權(quán), 山本裕 申請(qǐng)人:三菱麗陽(yáng)株式會(huì)社