JP2000084950A - 光学素子の成形用金型及び成形方法及び光学素子 - Google Patents

光学素子の成形用金型及び成形方法及び光学素子

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JP2000084950A
JP2000084950A JP26048298A JP26048298A JP2000084950A JP 2000084950 A JP2000084950 A JP 2000084950A JP 26048298 A JP26048298 A JP 26048298A JP 26048298 A JP26048298 A JP 26048298A JP 2000084950 A JP2000084950 A JP 2000084950A
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JP
Japan
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optical element
molding
mold
optical
face
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JP26048298A
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Yukihisa Baba
幸久 馬場
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光学面を変形させることなく離型を行うことが
できる光学素子の成形用金型を提供する。 【解決手段】長尺状のプラスチック製光学素子を成形す
るための光学素子の成形用金型において、光学素子の光
学機能面を成形するための成形駒5と、光学素子の長手
方向の一方の端面を成形するための第1のスライド駒6
と、光学素子の長手方向の他方の端面とこの他方の端面
に連なるゲート部3及びランナー部2の側面3a,2a
とを成形するための第2のスライド駒6aとを具備し、
第1及び第2のスライド駒6,6aが、型開き時に光学
素子の端面から離れるように移動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形によりプ
ラスチック製の光学素子を成形するための光学素子の成
形方法及び成形用金型及びそれにより成形された光学素
子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、走査光学系やスキャナ光学系
に使用される光学素子には硝子の光学素子が使用されて
きたが、光学的性能の向上やコストダウンの目的から、
型を用いて成形することにより複雑な形状が形成できる
プラスチックモールド光学素子(射出成形、射出圧縮成
形、圧縮成形による)が用いられる様になってきた。
【0003】そして、近年になって光学系のコンパクト
化、走査精度の更なる向上が求められ、光学素子に求め
られる形状精度も厳しくなり、また光学素子の形状が厚
肉のものが求められている。
【0004】ある程度厚肉の光学素子を成形する際、射
出成形における保圧工程の保圧の設定を比較的高めに設
定することが一般的であり公知の技術である。
【0005】これは、厚肉の部分の樹脂の収縮を補うた
めに保圧工程を高めに設定することにより厚肉部分の金
型からの転写性を良好にしようとするものである。さら
に大量生産時の精度の安定性を得るため、上記の必要な
圧力に加えある程度マージンをつけて高圧力側で量産を
行う。これは、プラスチック材料の材質の不均一や金型
温度、成形時の気温等の不均一による収縮量のバラツキ
の影響を少なくするためである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この成形方法
の場合、もっとも厚肉の部分すなわちもっとも収縮が激
しい部分において、金型の転写性を得ようとして保圧力
を設定するため、光学素子の肉厚の薄い部分においては
逆に保圧力が高すぎることになる。
【0007】このように、もっとも厚肉の部分以外が保
圧力が高すぎる設定になる場合の問題としては、もっと
も厚肉の部分以外の全体がオーバーパックとなり、型か
ら取り出す時点で大きな内部応力を持っているので、離
型性が悪くなり光学素子の変形がおこる。
【0008】たとえば、走査光学系の光学素子(fθレ
ンズ等)の細長い形状で光学素子長手方向中央部と長手
方向端部の偏肉が大きい場合、長手方向はオーバーパッ
クによる圧縮量が短手方向よりも大きく、金型からエジ
ェクトされた瞬間に0.5mmから1.0mm程伸びること
がある。
【0009】このとき光学素子が全体的に長手方向に伸
びながら離型するために、長手方向端面が可動側の型に
よって構成されている場合、その端面が可動型の壁面に
強く押しつけられながら離型されることになり、面粗度
が粗くなったり形状が変化し、多くはその近傍の光学機
能面の形状精度が悪化し、光学性能が低下する。
【0010】また、光学素子の金型が多数個とり、また
は複数型であった場合においては、この光学面の変形は
各型の各キャビティによって異なり、金型表面も経時的
に変化してしまうために光学面も経時的に変化してしま
い、工程の管理による解決が非常に困難である。
【0011】ここで、従来の光学素子の成形方法につい
て、具体的な例を説明する。
【0012】図5は、光学素子を成形する際使用される
型の第1の例の可動側の型板104をパーティングライ
ン側から見た図である。この第1の従来例では、型開き
時にスライド駒106が成形品のゲート103とは反対
側の端面から逃げるようになっている。
【0013】また、図6は、光学素子を成形する際使用
される型の第2の例の可動側の型板104をパーティン
グライン側から見た図である。
【0014】これらの従来例の金型を用いた射出成形工
程においては、固定側金型と可動側金型に型締め力をか
け、溶融したプラスチック材料をスプル101、ランナ
102、ゲート103をとおしてキャビティに充填させ
プラスチック材料に圧力をかける。キャビティ内のプラ
スチック材料は金型への放熱で冷却され収縮する。この
とき、プラスチック材料の収縮が起こっても、光学素子
の光学面、特に厚肉な部分を、固定側型駒105の形状
に近い所望の高精度な鏡面として転写させるためにプラ
スチック材料には十分な圧力をかける必要がある。
【0015】プラスチック材料の温度が放熱によりガラ
ス転移点よりも十分低くなったら金型を開いて光学素子
を取り出すために、射出成形機のエジェクタロッドでエ
ジェクタプレートを押し、それに連結されたエジェクタ
ピン7で光学素子を可動側金型から押し出し離型させ
る。
【0016】このときキャビティ内の光学素子はオーバ
ーパックであるため、高い内部応力が残っており、特に
光学素子長手方向は圧縮量が大きいため、第1の従来例
においては光学素子のゲート部近傍の端面、第2の従来
例においてはゲート側端面及びその反対側の端面がキャ
ビティ内側面118に強く押し付けられながら離型が行
われる。
【0017】このような過大な力が加えられながら離型
が行われた場合、取り出し時の光学素子の温度にもよる
が、長手方向が110mm程度の光学素子の例で、多くの
場合ゲート側端面及びゲートと反対側の端面から10mm
から20mmにかけて、ショット間の短手方向断面形状が
バラツキをおこし光学性能上問題を起こす。また、少な
い事例であるが光学素子の長手方向にたいして変形をお
こし、長手方向断面形状において、110mmの光学素子
で光学素子端面から25mmから40mmにかけて精度のバ
ラツキを生じ、やはり光学性能上問題を起こす。
【0018】この様な問題を解決するため、光学素子の
長手方向端面を成形する面の内の一方側を可動側金型に
設けるとともに、他方側を固定側金型に設け、型開き時
において光学素子の1つの光学面と長手方向端面を離型
させることにより、離型時の変形をおさえたり、光学素
子の長手方向端面の内の一方側を、図5に示すようにス
ライドする駒106によって構成し、型開き時において
光学素子の1つの光学面と長手方向端面を離型させるこ
とにより、離型時の変形を抑える成形が行われることが
あるが、ゲート近傍においてゲート部そのものの拘束に
よる光学面の変形を抑えることができなかった。
【0019】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、光学面を変形させるこ
となく離型を行うことができる光学素子の成形用金型及
び成形方法及び光学素子を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し目
的を達成するために、本発明の光学素子の成形用金型
は、長尺状のプラスチック製光学素子を成形するための
光学素子の成形用金型において、前記光学素子の光学機
能面を成形するための成形駒と、前記光学素子の長手方
向の一方の端面を成形するための第1のスライド駒と、
前記光学素子の長手方向の他方の端面と該他方の端面に
連なるゲート部及びランナー部の側面とを成形するため
の第2のスライド駒とを具備し、前記第1及び第2のス
ライド駒が、型開き時に前記光学素子の端面から離れる
ように移動することを特徴としている。
【0021】また、この発明に係わる成形用金型におい
て、前記第1及び第2のスライド駒は、アンギュラピン
により駆動されることを特徴としている。
【0022】また、本発明に係わる光学素子の成形方法
は、光学素子の光学機能面を成形するための成形駒と、
前記光学素子の長手方向の一方の端面を成形するための
第1のスライド駒と、前記光学素子の長手方向の他方の
端面と該他方の端面に連なるゲート部及びランナー部の
側面とを成形するための第2のスライド駒とを備える金
型により、長尺状のプラスチック製光学素子を成形する
ための光学素子の成形方法であって、型開き時に、前記
第1及び第2のスライド駒を、前記光学素子の端面から
離れるように移動させることを特徴としている。
【0023】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記第1及び第2のスライド駒は、アンギ
ュラピンにより駆動されることを特徴としている。
【0024】また、本発明に係わる光学素子は、請求項
1に記載の成形用金型を用いて成形されたことを特徴と
している。
【0025】また、この発明に係わる光学素子におい
て、走査光学系のレンズに使用されることを特徴として
いる。
【0026】また、本発明に係わる光学素子は、請求項
3に記載の成形方法により成形されたことを特徴として
いる。
【0027】また、この発明に係わる光学素子におい
て、走査光学系のレンズに使用されることを特徴として
いる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0029】図1は、一実施形態の光学素子の成形用金
型の光学素子中央部での断面図である。
【0030】図2は、図1に示す成形用金型の可動側型
板4をパーティングライン12側から見た図である。
【0031】図3は、図1に示す成形用金型の可動側の
型板4の変形例をパーティングライン12側から見た図
である。
【0032】図1に示す金型に設けられたパーティング
ライン12の一方には、固定側金型を構成する固定側型
板13とこの固定側型板13に挿入装着された固定側型
駒14とアンギュラピン16とが配置されている。固定
側型板13と固定側型駒14には、光学素子の形状を転
写させるための凹部が形成され、特に固定側型駒14の
面には、光学素子の光学面を転写させるため所望の形状
に鏡面仕上げされた面が形成されている。
【0033】また、パーティングライン12のもう一方
には、可動側金型を構成する可動側型板4とこの可動側
型板4に挿入装着された可動側型駒5とスライドコア
6,6aとエジェクタピン7とが配置されている。可動
側型板4、可動側型駒5、及びスライドコア6には、光
学素子の形状を転写させるための凹部が形成され、特に
可動側型駒5の面には、光学素子の光学面を転写させる
ための所望の形状の鏡面仕上げされた面が形成されてい
る。可動側型板4には更に、図2及び図3に示すよう
に、射出成形時におけるプラスチック材料を供給するた
めのスプル1、ランナ2、ゲート3が形成されている。
【0034】本実施形態の場合、パーティングライン1
2を境界として固定側金型、可動側金型を組み合わせ、
光学素子を成形するためのキャビティ17を形成し、ゲ
ート3が光学素子の長手方向端部の側面に設けられてお
り、光学素子の長手方向端面20のみならず光学素子長
手方向端面20に連続するゲート3の側面3a、ランナ
2の側面2aもスライドコア6aによって成形される。
【0035】上記構成の金型を用いた射出成形工程を説
明する。
【0036】固定側金型と可動側金型に型締め力をか
け、溶融したプラスチック材料をスプル1、ランナ2、
ゲート3をとおしてキャビティ17に充填させプラスチ
ック材料に圧力をかける。キャビティ内のプラスチック
材料は金型への放熱で冷却され収縮する。このとき、プ
ラスチック材料の収縮が起こっても光学素子の光学面、
特に厚肉な部分を固定側型駒14と可動側型駒5の形状
に近い高精度な鏡面として転写させるためにプラスチッ
ク材料には十分な圧力をかける必要がある。
【0037】プラスチック材料の温度が放熱によりプラ
スチック材料のガラス転移点よりも十分低くなったら金
型を開いて光学素子を取り出すが、このときキャビティ
内の光学素子はオーバーパックになっている。そのた
め、高い内部応力が残っており、特に光学素子長手方向
は圧縮量が大きいため、図4に示すごとく、金型が開き
光学素子の固定側金型側の光学面を含む面が離型した瞬
間にスライドコア6が固定側型板13に設けたアンギュ
ラピン16によってスライドして長手方向端面20及び
ゲート3の側面3a、ランナ2の側面2aを離型させ、
光学素子長手方向の応力を開放する。これは、型開き時
に光学素子の長手方向端面20のみを開放した場合、ゲ
ート3は拘束されているためにゲート3の側面に過大な
応力がかかり、光学素子のゲート側近傍の形状精度が悪
化するのを回避するためである。このため、光学素子か
ら十分離れた位置までゲート3の側面3a、ランナ2の
側面2aをスライドコア6aで成形し型開き時に開放す
る。
【0038】続いて射出成形機のエジェクタロッドがエ
ジェクタプレート10,11を押し、それに連結された
エジェクタピン7が光学素子の可動側金型側の光学面を
含む面と長手方向側面とを離型させる。これにより、離
型時に光学素子の長手方向端面20やゲート部分に過大
な力をかけることなく光学素子の長手方向端面近傍及び
ゲート近傍の光学面の形状不良を起こすことなく成形す
ることが出来る。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学素子の長手方向端面及びゲート部分側面が金型に押
し付けられながら離型することを防止し、ゲート部分の
拘束を低減することにより、光学素子の光学面の変形を
防止することができる。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の光学素子の成形用金型の光学素子
中央部での断面図である。
【図2】図1に示す成形用金型の可動側型板をパーティ
ングライン側から見た図である。
【図3】図1に示す成形用金型の可動側の型板の変形例
をパーティングライン側から見た図である。
【図4】一実施形態の光学素子の成形用金型を型開きし
た状態を示した図である。
【図5】第1の従来例の金型の概略を示した図であり、
可動側の型板をパーティングライン側から見た図であ
る。
【図6】第2の従来例の金型の概略を示した図であり、
可動側の型板をパーティングライン側から見た図であ
る。
【符号の説明】
1 スプル 2 ランナ 3 ゲート 4 可動側型板 5 可動側型駒 6,6a スライドコア 7 エジェクタピン 8 スペーサーブロック 9 可動側取付板 10 エジェクタープレート 11 エジェクタープレート 12 パーティングライン 13 固定側型板 14 固定側型駒 15 固定側取付板 16 アンギュラピン 17 キャビティ 18 キャビティ内側面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長尺状のプラスチック製光学素子を成形
    するための光学素子の成形用金型において、 前記光学素子の光学機能面を成形するための成形駒と、 前記光学素子の長手方向の一方の端面を成形するための
    第1のスライド駒と、前記光学素子の長手方向の他方の
    端面と該他方の端面に連なるゲート部及びランナー部の
    側面とを成形するための第2のスライド駒とを具備し、 前記第1及び第2のスライド駒が、型開き時に前記光学
    素子の端面から離れるように移動することを特徴とする
    光学素子の成形用金型。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のスライド駒は、アン
    ギュラピンにより駆動されることを特徴とする請求項1
    に記載の光学素子の成形用金型。
  3. 【請求項3】 光学素子の光学機能面を成形するため
    の成形駒と、前記光学素子の長手方向の一方の端面を成
    形するための第1のスライド駒と、前記光学素子の長手
    方向の他方の端面と該他方の端面に連なるゲート部及び
    ランナー部の側面とを成形するための第2のスライド駒
    とを備える金型により、長尺状のプラスチック製光学素
    子を成形するための光学素子の成形方法であって、 型開き時に、前記第1及び第2のスライド駒を、前記光
    学素子の端面から離れるように移動させることを特徴と
    する光学素子の成形方法。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2のスライド駒は、アン
    ギュラピンにより駆動されることを特徴とする請求項3
    に記載の光学素子の成形方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の成形用金型を用いて成
    形されたことを特徴とする光学素子。
  6. 【請求項6】 走査光学系のレンズに使用されることを
    特徴とする請求項5に記載の光学素子。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の成形方法により成形さ
    れたことを特徴とする光学素子。
  8. 【請求項8】 走査光学系のレンズに使用されることを
    特徴とする請求項7に記載の光学素子。
JP26048298A 1998-09-14 1998-09-14 光学素子の成形用金型及び成形方法及び光学素子 Withdrawn JP2000084950A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114179309A (zh) * 2022-01-10 2022-03-15 华域视觉科技(上海)有限公司 透镜产品用压板抽芯机构

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CN114179309A (zh) * 2022-01-10 2022-03-15 华域视觉科技(上海)有限公司 透镜产品用压板抽芯机构

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Effective date: 20060110