JP2774472B2 - 光学用反射ミラーとその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は成形用金型内にプラ
スチック材料を充填して成形された光学用反射ミラーと
その光学用反射ミラーを成形する光学用反射ミラーの製
造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック材料を成形材料として光学
部品を成形する方法が一般に普及されるとともに精度の
良い光学面を得る方法としては、成形用金型内に高圧に
てプラスチック材料を充填し、その圧力によって成形用
金型の全内面領域における成形面の形状を反転させるこ
とにより成形する方法が広く採用されている。

【０００３】また、前記成形用金型の成形面には成形精
度の向上以外の目的、例えば、金型自体の強度、耐熱性
等の目的から表面処理を施す方法あるいは実開昭６２−
１０２６０８号公報記載の成形型の如く、製作対象オイ
ルシールの摺動面に対応する金型表面に金属溶射によっ
て微小突起を付して構成したオイルシール用成形型等が
開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来の
光学用反射ミラーの成形方法における、高圧によるプラ
スチック材料の充填によって、成形用金型の成形面の全
領域を反転させ、精度の良い平面をすべての面で得よう
とする成形技術にあたっては、型内では精度の良好な平
面を反転せしめ得るも、これを離型させると前記成形時
の高圧の影響を受けることによって生ずる内部応力の為
に変形が発生し光学用反射ミラーに要求される平面には
適用し難い歪みを生ずる場合があった。かかる欠点が成
形上の歩留りが悪く、光学用反射ミラーの製造原価が高
くなる等の原因となっていた。

【０００５】また、実開昭６２−１０２６０８号公報記
載の成形型の如く、成形面に微小突起を有する場合に
は、前記プラスチックの高圧充填による成形面の反転性
の向上作用を得ようとした場合には、前記微小突起が成
形品の型に対する喰付力を増す為に、離型時における変
形発生による成形面の歪みにつながる結果、前記欠点が
さらに顕著となる。

【０００６】因って、本発明は、前記従来の成形技術に
おける欠点に鑑みて開発されたもので、所望の平面性を
有する光学用反射ミラーを高精度、安価に、しかも効率
良く製造し得る光学用反射ミラーと、この光学用反射ミ
ラーの製造法の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
プラスチック材料にて形成した光学用反射ミラーにおい
て、平面で且つ鏡面からなるミラー面と、前記ミラー面
と面対向するとともに粗面とし且つヒケを形成した背面
と、前記ミラー面と連なって該ミラー面を包囲する面
と、を有する光学用反射ミラーである。

【０００８】請求項１によれば前記背面が粗面で且つヒ
ケが形成されているので、面対向するミラー面の平面性
及び鏡面性が確実に確保され、また、この背面や前記ミ
ラー面を包囲する面を成形するための成形用金型の成形
面を鏡面仕上げ（ミラーフィニッシュ仕上げ）する必要
もないから、高精度で安価な光学用反射ミラーとなる。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、成形用金型
内にプラスチック材料を射出して光学用反射ミラーを成
形する光学用反射ミラーの製造法において、 前記成形
用金型内にプラスチック材料の充填が完了する直前に前
記材料の充填を停止し、前記成形用金型内のミラー面成
形用の鏡面からなる成形面に前記プラスチック材料を密
着させ、かつミラー面成形用の成形面に対向する面と前
記プラスチック材料との密着強度を、前記ミラー面成形
用の成形面に対する密着強度よりも低くした状態とし、
その状態にて前記成形用金型内に射出したプラスチック
材料を冷却固化して密着強度の低い成形面にヒケを生じ
させ、光学用反射ミラーを製造するものである。

【００１０】かかる方法を図１により、より具体的に説
明するに鏡面から成る前記ミラー成形面１を有する鏡面
側金型２とミラー成形面１に対向する、前記鏡面に比し
てヌレ性の低下する粗面から成る成形面３を有する粗面
側金型４とによって構成される成形用金型５において、
キャビティー６内に充填されたプラスチック材料７はキ
ャビティー６内に見かけ上充満された状態（鏡面１側に
比べて粗面３側の凹凸の底部には若干の空隙８を有した
状態、但し図示の場合、説明上理解し易いように粗面３
側の空隙８を極端に示している）となるとともに保圧を
かけることなくキャビティー６内で冷却が始まり、かつ
収縮が開始する。

【００１１】この時、粗面３側に比し放熱作用にまさる
鏡面１側の樹脂が早く冷却されるとともに樹脂の鏡面１
側で固形され、残りの樹脂が鏡面１側に引っ張られる結
果、粗面３側にヒケが生ずる。従って、前記鏡面１側に
対するプラスチック材料７の密着性によって高い転写性
が発揮されるとともにプラスチック材料７の収縮が鏡面
１側を基準に生ずることによって、鏡面１の成形面が成
形品に高精度に転写されるものである。

【００１２】しかして、本発明の実施に供される成形用
金型は、成形用金型内にプラスチック材料を充填して光
学用反射ミラーを成形する成形用金型において、前記成
形用金型の、前記光学用反射ミラーのミラー成形面と対
向する成形面に微小な凹凸を設けるか、これに換えて、
前記ミラー成形面のヌレ性に比してヌレ性の低い表面処
理層あるいはシート状部材を介在せしめ、さらには前記
ミラー成形面のヌレ性に比してヌレ性を低下し得る手段
としての多孔質材層を設けることによって構成すること
により、光学用反射ミラーの製造に当たっての前記本発
明方法における作用を適確に得られるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面と
ともに説明する。 （実施の形態１）図２乃至図４は本発明の実施の形態１
を示し、図２は成形用金型の断面図、図３ａおよび図３
ｂは成形品の平面図および側面図、図４ａ、図４ｂおよ
び図４ｃは成形品の成形状態を示す説明図である。

【００１４】さて、図２図示の射出成形用金型１０は、
固定側入子１１を装備する固定側型板１２とこれを取付
けた固定側取付板１３とから成る固定側金型部１４およ
び前記固定側入子１１に対向して可動側入子１５を装備
する可動側型板１６とこれを支持する可動側受板１７並
びにスペーサブロック１８を介して前記可動側型板１６
を取付けた可動側取付板１９とからなる可動側金型部２
０によって構成されている。

【００１５】また、前記固定側入子１１の成形面１１ａ
は砂目面から成り、この固定側入子１１に対向して配設
される前記可動側入子１５の成形面１５ａは成形品であ
る光学用反射ミラーのミラー面に要求される平面度と鏡
面仕上げ（ミラーフィニッシュ仕上げ）が施されてい
る。さらに、前記固定側入子１１と可動側入子１５の成
形面１１ａおよび１５ａと前記可動側型板１６並びに上
下突出板２１および２２により支持される突出ピン２３
および２４によってキャビティー２５が形成されてい
る。

【００１６】尚、成形面１１ａと成形面１５ａとの間で
連なるところの前記キャビティー２５における可動側型
板１６の成形面１６ａおよび突出ピン２３および２４の
端面２３ａおよび２４ａは鏡面仕上げは施されていな
い。そして、前記固定側型板１２にスプル２６を有する
スプルブッシュ２７を固定するとともにこのスプルブッ
シュ２７のスプル２６に連通せしめて可動側型板１６に
スプル溜まり２８、ランナ２９およびゲート３０を配設
し、かつ前記上下突出板２１および２２に支持した突出
ピン３１の端面を前記スプル溜まり２８にのぞませるこ
とにより構成されている。

【００１７】以上の構成からなる射出成形用金型１０に
よって図３に示す成形品としての光学用反射ミラーを成
形する場合には、図示しない成形機のシリンダノズルよ
りスプルブッシュ２７のスプル２６、スプル溜まり２
８、ランナ２９およびゲート３０を介してキャビティー
２５内にプラスチック材料を充填する。この時、キャビ
ティー２５内へのプラスチック材料の充填が完了する直
前に前記シリンダノズルからの充填を停止し、以後キャ
ビティー２５内への圧力をかけずに成形を遂行する。

【００１８】従って、キャビティー２５内に充填された
プラスチック材料は冷却固化し、図３に示す成形品３２
が成形される。その後、可動側金型２０がパーティング
面３３を介して固定側金型１４より型開きされるととも
に成形機の突出ロッド（図示しない）により押圧された
上下突出板２１および２２によって作動する突出ピン２
３、２４および３１により前記成形品３２が型外に突出
されて離型される。

【００１９】すなわち、離型後の成形品３２を示すのが
図３で、同図示の成形品３２は、製品部３４およびこれ
に連結する成形品ゲート部３５、成形品ランナ部３６、
成形品スプル部３７から成る。さて、前記構成の射出成
形用金型１０を用いた前述の成形品３２の成形方法によ
れば、成形機のシリンダノズルよりのプラスチック材料
のキャビティー２５内に対する充填をその完了直前に停
止し、以後の圧力をかけずに成形する結果、可動側入子
１５の鏡面１５ａに対応する成形面が、これに比してヌ
レ性の悪い固定側入子１１の砂目面１１ａおよび、鏡面
１５ａと砂目面１１ａとの間にあって鏡面１５ａの外側
に連なるその他の成形面１６ａおよび突出ピン２３、２
４の端面２３ａ、２４ａより早く冷却するとともにこの
鏡面１５ａ側の冷却に伴って、キャビティー２５内のプ
ラスチック材料の収縮が開始されることにより、前記砂
目面１１ａ、および鏡面１５ａの外側の成形面１６ａ、
端面２３ａ、２４ａにヒケが発生する。

【００２０】これに対して、前記鏡面１５ａとの対応面
はヒケの発生なく鏡面１５ａが高精度に転写される。か
かる成形状態を示すのが図４ａおよび図４ｂで成形品３
２における製品部３４のうち、固定側入子１１の砂目面
１１ａとの対応面３８にはヒケ３９ａが発生するととも
に、可動側型板１６の前記鏡面１５ａの外側に連なって
これを包囲する成形面１６ａ、および突出ピン２３、２
４の端面２３ａ、２４ａとの対応面４０にはヒケ３９ｂ
が発生するも、可動側入子１５の鏡面１５ａとの対応
面、すなわち光学用反射ミラーのミラー面４１にヒケは
全く発生しない。

【００２１】しかるに、下記表１に示す如く、前述の成
形方法上、前述した如く、キャビティー２５内に対する
保圧をかけることのない成形によれば、鏡面１５ａとの
対応面となるミラー面４１にヒケを発生させず、鏡面１
５ａの高精度の転写性が発揮されるが、逆に保圧をかけ
て成形した場合には、固定側のヒケ３９ａおよび可動側
のヒケ３９ｂの発生はなく、図４ｃに示す如く、鏡面１
５ａとの対応面４１にヒケ３９ｃが発生することが判明
した。

【００２２】

【表１】

【００２３】（実施の形態２）図５乃至図１１は本発明
の実施の形態２を示すもので、図５は成形用金型の断面
図、図６および図７は同要部の拡大図、図８乃至図１０
は固定側入子の成形面の部分拡大図、図１１は可動側
入子の部分拡大断面図である。さて、本実施の形態にお
ける成形用金型１０については、実施の形態１と同一構
成部分については同一番号を付して、その説明を省略
し、実施の形態１の射出成形用金型に該当する構成以外
の構成部分についてのみ以下に説明を加える。

【００２４】因って、固定側入子１１および可動側入子
１５は固定側型板１２および可動側型板１６に対して固
定側スリーブ４２および可動側スリーブ４３を介して取
付けられるとともに固定側入子１１の成形面１１ａは図
６および図６の凹凸を拡大して示す図７に示す如く、微
小な凹凸４４を設けることにより形成され、かつ可動側
入子１５の成形面１５ａは成形品としての光学用反射ミ
ラーのミラー面に要求される鏡面を転写し得るように極
めて平面性の高いミラーフィニッシュ仕上げが施されて
いる。

【００２５】尚、図中４５はコアピン、４６はランナ突
出ピンをそれぞれ示すものである。さて、以上の構成か
ら成る成形用金型１０により光学用反射ミラーとしての
成形品を成形する場合にも、前記実施の形態１と同様に
成形機のシリンダノズルよりスプル２６、ランナ２９お
よびゲート３０を介してキャビティー２５内にプラスチ
ック材料を充填し、その完了直前において充填を停止す
るとともに以後、キャビティー２５内に圧力がかからな
いようにする。

【００２６】しかして、この状態でキャビティー２５内
に充填されたプラスチック材料はキャビティー２５内が
見かけ上（鏡面１５ａ側に比べて粗面１１ａ側の凹凸４
４の底部４４ａには若干の空隙を有した状態）満杯とな
ると同時に保圧がかかることなくキャビティー２５内で
冷却がはじまり、それとともに収縮が始まる。この時、
保圧をかけない為、固定側入子１１の成形面１１ａには
プラスチック材料が全面にピッタリと密着しておらず、
収縮がはじまると同時に成形面１１ａとの密接面が剥離
をはじめヒケが発生する。

【００２７】この為、収縮は可動側入子１５の成形面１
５ａを基準に生ずることになり、可動側入子１５の高精
度平面から成る鏡面１５ａはそのまま成形品に転写され
る。しかる後、キャビティー２５内における前記成形完
了後、パーティングライン３３より型を開き、図示しな
い突出板に支持されるコアピン４６、ランナ突出しピン
４７およびスプル突出しピン３１を介して成形品の離型
を行い成形品を取り出すものである。

【００２８】そして、前記した如く、高精度の光学用反
射ミラー用平面を持った成形品を得ることができる。ま
た、前記固定側入子１１の成形面１１ａにおける図７図
示の微小な凹凸４４に換えて、図９のように、成形面１
１ａに鋼球ボール４８をエアー圧や液圧によって吹き付
け（ブラストして）なめらかな凹凸４９を形成すること
により、前記凹凸４４と比較してさらに、プラスチック
材料の成形面１１ａに対する喰い付きが弱まり、前記収
縮時の剥離をより剥離し易い状態とすることができる利
点を有する。

【００２９】さらに、図１０のように、前記固定側入子
１１の成形面１１ａの図７図示の微小な凹凸４４の表面
に電解または無電解のニッケルメッキ等の数十μｍの被
膜層５０を施すことにより前記凹凸４９と同様の作用効
果を得ることができる。加えて、図１１のように、前記
可動側入子１５を熱伝導率のよいアルミ材や銅材により
形成するとともにこの可動側入子１５の成形面１５ａに
前記した如くミラーフィニッシュ仕上げを施し、かつこ
のミラーフィニィッシュ面１５ａにＴｉＮ，ＣｒＮ等の
薄膜層５１を設けることにより、前記熱伝導率のよい作
用によって、ミラー面を形成するスキン層の熱を早く奪
って型反転させることができ、これに反して、対向面の
固定側入子１１の微小な凹凸４４による粗面の温度が、
鏡面１５ａより高い場合は収縮によるヒケ現象が原理的
に、必ず温度の高い方へ出る為、図７、図９および図１
０の固定側入子１１の成形面１１ａとの関係において、
前述してきた作用効果をより促進した状態の成形が実現
され光学的面精度の高い反射ミラーの成形が可能とな
る。

【００３０】そして、前記図１１の薄膜層５１により、
可動側入子１５の成形面１５ａの耐蝕性が向上されると
ともに表面キズ発生等の防止に役立ち、可動側入子１５
の寿命の延命化を計れる。さらに、前述した図７乃至図
１０図示の固定側入子１１の成形面１１ａを微小な凹凸
４４、４９および５０による、可動側入子１５の成形面
１５ａの鏡面に対するヌレ性の低下を計った構成に加え
て、固定側入子１１の成形面１１ａを含油金属層により
形成する場合、さらには成形面１１ａに市販のガスレン
ジ等に使用されている、セルフクリーニング処理し、プ
ラスチック材料との接触面積を極力少なくするようにし
た構成等の実施の形態を挙げることができる。

【００３１】（実施の形態３）図１２および図１３は本
発明の実施の形態３を示し、図１２は成形用金型の要部
の拡大断面図、図１３はシート状部材の受け部を示す拡
大断面図である。本実施の形態の成形用金型１０は実施
の形態２の成形用金型１０の構成における可動側入子１
５の成形面１５ａのヌレ性に対する固定側入子１１の成
形面１１ａのヌレ性を低下せしめる目的を以て、可動側
スリーブ４３に設けた支持凹部５３（図１３参照）にテ
フロンシート等から成るシート状部材５２を支持せしめ
つつ固定側入子１１の成形面１１ａを覆うことにより構
成したもので、その他の構成は、実施の形態２と同一の
構成から成り、同一構成部分については同一番号を付し
て、その説明を省略する。

【００３２】従って、かかる構成から成る成形用金型１
０によっても、実施の形態２の成形方法と同様の方法に
よって成形することにより、キャビティー２５内に充填
されたプラスチック材料は固定側入子１１の成形面１１
ａに介在されるシート状部材５２によって、前記実施の
形態２の固定側入子１１の成形面１１ａと同様の作用が
発揮される結果、キャビティー２５内に充填されたプラ
スチック材料の冷却に伴って収縮が開始され、その収縮
は可動側入子１５の成形面１５ａを基準に生ずることと
なり、成形面１５ａの鏡面が高精度に転写された光学用
反射ミラーを成形することができる。

【００３３】尚、成形品よりシート状部材５２を剥離す
るが、もしもシート状部材５２が成形品に一体化して剥
離できない場合が生じても問題とはならず、成形品は不
良とならずに使用が可能である。

【００３４】（実施の形態４）図１４は本発明の実施の
形態４を示す要部の断面図である。本実施の形態の成形
用金型１０は固定側入子１１を多孔質材、例えばセラミ
ック材等にて形成するとともに、この固定側入子１１の
背部に送風口５５を固定してエアー発生装置５４を設け
ることにより構成したもので、その他の構成は実施の形
態２の成形用金型１０と同一構成から成り、同一構成部
分には同一番号を付して、その説明を省略する。

【００３５】さて、かかる構成から成る成形用金型１０
により、実施の形態２の成形方法と同様の方法により成
形する時、キャビティー２５内に充填されるプラスチッ
ク材料は、固定側入子１１の成形面１１ａ側において、
前記エアー発生装置５４からのエアーが送風口５５を介
して固定側入子１１内に吹き込まれると成形面１１ａと
前記プラスチック材料間に空気層が介在される結果、プ
ラスチック材料の固定側入子１１の成形面１１ａとの接
触が阻止される。

【００３６】因って、キャビティー２５内のプラスチッ
ク材料の冷却に伴って生ずる収縮は、前記各実施の形態
と同様に可動側入子１５の成形面１５ａを基準に生ずる
こととなり、可動側入子１５の成形面１５ａにおける鏡
面が成形品に高精度に転写され、所望の光学用反射ミラ
ーを成形することができる。尚、前述してきた各実施の
形態においては可動側金型部の成形面に光学用反射ミラ
ーに要求されるミラー面の成形面を形成する例について
述べてきたのであるが、これを逆に固定側金型部に設け
る構成によっても実施可能で、例えば、成形用金型の配
設構成上、ゲート位置等の配設状況等に応じて、いずれ
かの構成を選択しつつ実施することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば光学用反射ミラーを高精
度かつ効率よく安価に製造することができる。また、得
られた光学用反射ミラーは、所望の平面性と鏡面性とを
確実に有するミラー面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を説明するための説明図。

【図２】本発明の実施の形態１における成形用金型の断
面図。

【図３】本発明の実施の形態１を示し、ａは成形品の平
面図、ｂは成形品の側面図。

【図４】本発明の実施の形態１を示し、ａ、ｂおよびｃ
は成形品の成形状態を示す説明図。

【図５】本発明の実施の形態２における成形用金型の断
面図。

【図６】本発明の実施の形態２における成形用金型要部
の拡大図。

【図７】本発明の実施の形態２における成形用金型要部
の拡大図。

【図８】本発明の実施の形態２における固定側入子の成
形面の部分拡大図。

【図９】本発明の実施の形態２における固定側入子の成
形面の部分拡大図。

【図１０】本発明の実施の形態２における固定側入子の
成形面の部分拡大図。

【図１１】本発明の実施の形態２における可動側入子の
部分拡大断面図。

【図１２】本発明の実施の形態３における成形用金型の
要部の拡大断面図。

【図１３】本発明の実施の形態３におけるシート状部材
の受け部を示す拡大断面図。

【図１４】本発明の実施の形態４における要部の断面
図。

【符号の説明】

１ ミラー成形面（鏡面） ２ 鏡面側金型 ３ 成形面（粗面） ４ 粗面側金型 ５ 成形用金型 ６ キャビティー ７ プラスチック材料 ８ 空隙 １０ 成形用金型 １１ 固定側入子 １１ａ 固定側入子の成形面 １２ 固定側型板 １３ 固定側取付板 １４ 固定側金型部 １５ 可動側入子 １５ａ 可動側入子の成形面（鏡面） １６ 可動側型板 １７ 可動側受板 １８ スペーサブロック １９ 可動側取付板 ２０ 可動側金型部 ２１，２２ 突出板 ２３，２４，３１，４６，４７ 突出ピン ２５ キャビティー ４４，４９ 微小な凹凸 ５０ 被膜層 ５２ シート状部材 ５４ エアー発生装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 11:00 (72)発明者 芳賀 健二 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小林 裕晶 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 審査官 加藤 友也 (56)参考文献 特開 昭62−208919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−188120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−254319（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/26 - 45/38 B29C 45/00 B29D 11/00 G02B 5/08 B29L 11:00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック材料にて形成した光学用反
   射ミラーにおいて、平面で且つ鏡面からなるミラー面
   と、前記ミラー面と面対向するとともに粗面とし且つヒ
   ケを形成した背面と、前記ミラー面と連なって該ミラー
   面を包囲する面と、を有することを特徴とする光学用反
   射ミラー。
2. 【請求項２】 成形用金型内にプラスチック材料を射出
   して光学用反射ミラーを成形する光学用反射ミラーの製
   造法において、 前記成形用金型内にプラスチック材料の充填が完了する
   直前に前記材料の充填を停止し、 前記成形用金型内のミラー面成形用の鏡面からなる成形
   面に前記プラスチック材料を密着させ、かつミラー面成
   形用の成形面に対向する面と前記プラスチック材料との
   密着強度を、前記ミラー面成形用の成形面に対する密着
   強度よりも低くした状態とし、 その状態にて前記成形用金型内に射出したプラスチック
   材料を冷却固化して密着強度の低い成形面にヒケを生じ
   させ、 光学用反射ミラーを製造することを特徴とする光学用反
   射ミラーの製造法。