JPS6410169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、例えばカメラのピントグラスのよ
うな光学部材である透明樹脂の表面を微細凹凸表
面に成形する場合に使用して好適な樹脂成形金型
の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般にカメラのピントグラスのような光学部材
は、光の透過率及び解像度が高いことが最も重要
で、使用樹脂はその目的達成のため極めて透明度
の高い樹脂が選ばれるが、その表面形状又は構造
によつて左右されることが大であり、透明樹脂表
面を成形する金型の精度等の品質を向上させるこ
とが不可欠である。

次に、理想的金型及びその表面の形状、寸法を
図に従つて説明する。先ず第１図及び第２図は光
学的に示された金型例でそれぞれ球面オス型と同
メス型であり、いずれも光学的には同様効果を示
し、凸部１又は凹部２はそれぞれ矢印３，３′で
示された半径を有する半球面が滑らかに形成され
ていることが重要である。そして、これら半球面
は一定の間隔４，４′で連続した表面で半球面が
接した境界５，５′があり、一定の高さ又はくぼ
み６，６′を持つ表面が必要である。そして、上
記表面を寸法的に見ると、解像度を高めるため半
球面の間隔４，４′は例えば34μｍとなり、その
半球面である凸部１又は凹部２の半掘径約30μｍ
とする微細表面であり、30mm×40mmという大面積
を均一に形成することが困難視されるのは容易に
想像されよう。

さて、従来試みられた樹脂成形金型の製造方法
は、第３図ａ〜ｄに示される例が代表的である。
これは一般にフオトエツチング方法として知られ
るが、その工程は主にフオトレジストコート、ベ
ーキング、露光ａ、現像ｂ、エツチングｃ、レジ
ストｄの順に行なわれ、フオトマスク７のパター
ン８をもとにパターン形成し、フオトレジスト９
−１〜９−６をマスクとし任意金属基板１０−１
〜１０−４を化学エツチングし、凹部１１を形成
するが、一部平坦面１２が残つたり、非球面のく
ぼみ１３となり、光学的には不満足な表面形状の
金型であつた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、理想的な半球面が部分的な
平坦面を生ずることなく連続した表面を有する樹
脂成形金型の製造方法を提供することである。

〔発明の概要〕

この発明は、少なくとも平担基板の表面に機械
加工方法、フオトエツチング方法、電気めつき方
法のいずれかを利用して中心間が所定間隔離れ、
且つ所定の高さの多数の微細突起を有する突起基
板を形成する工程と、この突起基板の突起表面に
銅又はニツケルの電気光沢めつきを上記突起の中
心間寸法の1/2以上とする厚さ施し、このめつき
厚さと同等の半径で且つ連続した半球面を形成し
て球面オス型表面を形成する工程と、 を具備することを特徴とする樹脂成形金型の製造
方法である。

〔発明の実施例〕

この発明による樹脂成形金型の製造方法の第１
の実施例は、第４図乃至第１１図に示すように構
成されている。

即ち、第４図はこの発明で用いられるクロム膜
付ガラス基板の斜視図であり、格子状パターンに
形成された蒸着クロム膜１４は、強固に平坦なガ
ラス基板１５に固着しており、従来のフオトエツ
チング方法にて形成している。この場合、上記蒸
着クロム膜１４は線巾約2μｍでピツチ34μｍの格
子寸法に形成しておく。そして、洗浄後、電気光
沢銅又は光沢ニツケルめつきを約10μｍの厚さ施
すと、第５図に示す断面を有する格子状金属パタ
ーン１６が形成され、その巾は約12μｍとなる。

次いで、第６図に示すように、例えばモリブデ
ンを含む水溶液から電着された酸化膜の薄膜１７
を上記金属パターン１６上に約0.1μｍ形成する。
この酸化膜１７はニツケル、クロム等の酸化膜で
も代用でき、次の厚付めつき膜と上記格子状金属
パターンとを分離するのに役立つ。

次に、第７図に示すように上記酸化膜の薄膜１
７上に電気光沢銅めつき又は光沢ニツケルめつき
をできるだけ厚くめつきする。この場合、厚い方
が以下の工程で変形等の不良品発生を少なくする
ので0.3mm以上の厚さが望ましい。図中、１８が
厚付めつきである。尚、上記第４図乃至第７図の
工程は公知の技術である。

その後、蒸着クロム膜１４及びガラス基板１５
を機械的に分離し、第８図に示すような複合金属
膜を得る。即ち、蒸着クロム膜１４が分離したく
ぼみ４５を有する平坦面が現われ、更にピンセツ
ト等で機械的に格子状金属パターン１６を引き剥
がすと、金属メツシユ状に取れる。後に残つた厚
付めつき１８には、第９図に示すように一部の酸
化膜の薄膜１７が付着した状態で残り、平坦面を
有する突起１９が多数存在するオス型突起基板と
なる。この突起１９の中心間隔は34μｍで均一に
形成され、約10μｍの深さからなる格子状溝がで
きる。尚オス型突起基板を上方から見れば、第１
８図に示すように突起１９は格子状の溝に囲まれ
ている。

次に、電気めつき法により所定の半径を有する
半球面を形成するため、正確に制御された厚さめ
つきを施す。即ち、上記オス型突起基板の酸化膜
の薄膜１７を塩酸等で化学的に溶解除去し、サツ
カリンや1.5ナフタリン、ジスルホン酸トナリウ
ム等のようなニツケルめつき膜の応力を減少させ
る。一般に１次光沢剤と呼ばれる光沢剤のみ添加
した電気光沢ニツケルめつき液にて30μｍの厚さ
めつきすると、第１０図に示すような半径２０の
30μｍの凸型半球面２１を有する、いわゆる球面
オス型の表面を持つこの発明の金型２６が完成す
る。尚、厚付めつき１８の裏面は平坦に研磨して
仕上げる。第１１図にその表面の斜視図を示す
が、34μｍ四方の正方形の境界２２を有する微細
表面２３が均一に形成されたのが確認された。

そして、第１２図に示すように実験的加温成形
で透明樹脂２４を加圧体２５に接着された上記球
面オス型の金型２６により、約80℃で加圧成形し
たところ、忠実に金型表面形状が転写され、極め
て光学的に優れた成形品ができることが判明し
た。

ところで、上記第１の実施例で得られた球面オ
ス型の金型から表面形状を反転した球面メス型の
金型が必要な場合は、上記第６図にて説明した方
法により、電鋳にて形成し得る。つまり、第１３
図に示すように、球面オス型２６の30μｍの半径
２７を持つ半球面上にモリブデンの酸化膜の薄膜
２８を電着せしめ、更に電気光沢ニツケルめつき
２９を厚く形成し、その後、引き剥がすと第１４
図に示すようにほぼ同寸法に反転された半球面の
半径２７′を持つ球面メス型の金型３０が完成す
る。この方法は一般に電鋳と呼ばれ、精密な転写
を可能とする形成法である。

以上の実施結果から、均一に多数の微細突起を
有するオス型突起基板に電気めつきすれば任意の
半径を有する半球面の連続した表面の金型が形成
できることが判る。そして上記オス型突起基板の
突起は、完成後の金型表面の半球面の高さ又はく
ぼみの深さより高いことが必要であり、配置の位
置で正方形、六角形等の境界を生じる金型を設計
し得る。

従つて第２の実施例として、フオトレジストな
利用したオス型突起基板の形成方法及び金型の製
造工程を第１５図に示す。先ず、第１５図ａに示
すように、所望のパターン３１を形成したガラス
基板３２からなるフオトマスクと、フオトレジス
ト３３を塗布した平坦な金属板３４を用意し、紫
外線光３５による露光を行なう。そして同図ｂに
示すように一部の金属面が露出した被めつき部３
６を得て、次に電気光沢ニツケルめつきを金型に
必要な半球面の高さよりやや高い寸法の厚さめつ
きし、同図ｃに示すニツケルめつきの突起３７を
形成する。その後、フオトレジストをアセトン等
で溶解除去すると、同図ｄに示すように、一部の
フオトレジスト３８が残るかも知れないが、オス
型の突起基板が完成する。次に、金型に必要な半
球面の半径と同じ厚さ電気ニツケルめつきを第１
の実施例と同様に行なうと、同図ｅに示されるよ
うに所望の半径３９を有する半球面４０の連続し
た表面が形成され、球面オス型の金型が完成す
る。

次に、第３の実施例として、第１６図に示すよ
うにニツケルや銅等の平坦な金属基板にＶ字形の
溝４１を格子状に機械加工し、上記実施例と同様
な寸法高さのオス型の突起４２を形成する。更に
上記実施例と同様にニツケルめつきを施すと、第
１７図に示すように任意の半径４３を有する半球
面４４の連続した表面が形成される。

尚、上記実施例では、オス型突起基板における
突起１９を有する基盤は第１８図に示すように格
子状パターンであつたが、必要に応じ第１９図乃
至第２２図に示すような形状に突起パターンを形
成してもよい。

又、上記実施例では突起基板は平坦であつた
が、必要に応じプレス成形加工等して彎曲させた
金型としても利用できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、電気めつきにより理想的な
半球面が部分的な平坦面を生ずることなく連続し
た表面を形成することが容易であり、光学用樹脂
部材の成形用金型として工業的に応用する効果は
大である。そして、この発明の金型を用いれば、
光学用樹脂部材に忠実に金型表面形状が転写さ
れ、極めて光学的に優れた成形品が得られる。

尚、この発明の樹脂成形金型により成形された
樹脂部品の用途としては、カメラのピントグラス
のほかに、フイルタ、レーザ部品、印刷用厚板、
スクリーン（プロジエクタのスクリーン）、装飾
品などが考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は樹脂成形金型表面の理想的
形状を拡大して示す断面図で、第１図が球面オス
型、第２図が同メス型、第３図ａ〜ｄは従来来の
樹脂成形金型の製造方法（フオトエツチングによ
る金型表面の形成工程）を示す断面図、第４図乃
至第１０図はこの発明の一実施例に係る樹脂成形
金型の製造方法を示す断面図、第１１図はこの発
明の一実施例に係る樹脂成形金型（球面オス型）
を示す斜視図、第１２図はこの発明の金型により
実験的に樹脂表面を成形する装置の説明図、第１
３図は第１１図の金型表面に電気めつきを施した
場合を示す断面図、第１４図は第１３図における
めつき膜を分離し完成した球面メス型金型を示す
断面図、第１５図ａ〜ｅははこの発明の製造方法
の第２の実施例を示す断面図、第１６図はこの発
明の製造方法の第３の実施例に用いられるオス型
突起基板を示す断面図、第１７図は第３の実施例
における球面オス型の金型を示す断面図、第１８
図乃至第２２図はオス型突起基板における突起の
各種形状の例を示す概略平面図である。 １４……蒸着クロム膜、１５……ガラス基板、
１６……金属パターン、１７……酸化膜の薄膜、
１８……厚付めつき、１９……突起、２０……金
型（球面オス型）、３０……金型（球面メス型）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも平坦基板の表面に機械加工方法、
   フオトエツチング方法、電気めつき方法のいずれ
   かを利用して中心間が所定間隔離れ、且つ所定の
   高さの多数の微細突起を有する突起基板を形成す
   る工程と、 この突起基板の突起表面に銅又はニツケルの電
   気光沢めつきを上記突起の中心間寸法の1/2以上
   とする厚さを施し、このめつき厚さと同等の半径
   で且つ連続した半球面を形成して球面オス型表面
   を形成する工程と を具備することを特徴とする樹脂成形金型の製造
   方法。 ２ 少なくとも平坦基板の表面に機械加工方法、
   フオトエツチング方法、電気めつき方法のいずれ
   かを利用して中心間が所定間隔離れ、且つ所定の
   高さの多数の微細突起を有する突起基板を形成す
   る工程と、 この突起基板の突起表面に銅又はニツケルの電
   気光沢めつきを上記突起の中心間寸法の1/2以上
   とする厚さ施し、このめつき厚さと同等の半径で
   且つ連続した半球面を形成して球面オス型表面を
   形成する工程と、 上記球面オス型表面に酸化膜の薄膜を形成して
   銅又はニツケルの電気光沢めつきを施す工程と、 上記電気光沢めつきを剥離して電鋳体に球面メ
   ス型表面を転写する工程とを具備することを特徴
   とする樹脂成形金型の製造方法。