(57)【要約】【課題】成形時の不具合を抑制できる成形方法及び成形装置を提供する。【解決手段】第１の型１０と第２の型２０とを相対的に移動させて型開きを行うと同時に、コア３０を第２の型２０に対して引き込まれた引き込み状態へと移動させると、コア３０と、成形された光学素子ＯＥとの間の空間には、開口２０ａとコア３０との間の隙間を介して外部から空気が流入する。即ち、光学素子ＯＥにおける光学面転写面１０ａとフランジ部転写面１０ｂにより成形された一方の面と、光学面転写面３０ａとフランジ部転写面２０ｂにより成形された他方の面とは、同時に空気に触れて冷却されるので、両面での冷却状態が等しくなり、それにより高精度な成形を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の成形転写面を備えた第１の型と、前記第１の成形転写面に対向して第２の成形転写面の一部を備え前記第１の型に対して相対的に移動可能な第２の型と、前記第２の成形転写面の残りを形成し前記第２の型に対して相対的に移動可能なコアとを有する成形装置を用いた成形方法において、
前記第１の型と前記第２の型とを型締めした後に、前記第１の成形転写面と前記第２の成形転写面との間に樹脂を注入するステップと、
前記樹脂が固化した後に、前記第１の型と前記第２の型とを離れる方向に相対的に移動させるステップと、を有し、
前記第１の型と前記第２の型とを離れる方向に相対的に移動させる前もしくはそれと同時に、前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させることを特徴とする成形方法。
【請求項２】
前記成形装置は前記第２の型に対して突き出し可能なイジェクトピンを有し、前記第２の型に対して前記コアを前記第１の型から離れる方向に移動させた後もしくはそれと同時に、前記イジェクトピンを固化した樹脂に向かって突き出すことを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させる際に、前記コアと、固化した樹脂との間に空気を導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形方法。
【請求項４】
第１の成形転写面を備えた第１の型と、
開口と、前記第１の成形転写面に対向する第２の成形転写面の一部とを備え、前記第１の型に対して相対的に移動可能な第２の型と、
前記第２の成形転写面の残りを形成し、前記第２の型の開口内に配置されて前記第２の型に対して相対的に移動可能なコアと、を有し、
前記第２の型は、前記開口と外部とを連通するための通気口を設けており、前記通気口は、前記コアが成形位置にあるときには遮蔽されているが、前記コアが前記成形位置よりも前記第１の型から離れた引き込み位置側に移動したときに開放するようになっていることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形方法及び成形装置に関し、光学素子の射出成形等に好適な成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂の射出成形に光学素子を成形すると、高精度な形状を有する光学素子を大量生産できるというメリットがある。ここで、型締めされた一対の型内で樹脂が固化した成形品は、離型時に一方の型に貼り付いてしまうことが多く、これを型から引き剥がす何らかの工夫が必要になる場合がある。これに対し特許文献１には、離型後に、イジェクトピンを用いて成形品のゲート付近を押し出すことで、型に貼り付いた成形品を引き剥がすようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６５０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、成形品のゲート付近は一般的には面積が小さいので、細いイジェクトピンを用いる必要があり、更に成形品と型との接着力が高いと、イジェクトピンの押し出しでゲート付近を折損させたりして、成形品の品質を悪化させる恐れがある。また、イジェクトピンも高精度に形成しなくてはならず、それによりコスト高を招く恐れがある。
【０００５】
これに対し、型に対して可動のコアを設け、離型後に型に対してコアを突き出すことで、成形品を取り出す技術も開発されている。しかしながら、かかる技術によれば、型に対してコアを突き出す場合、コアにより成形品の表面（例えば光学素子の光学面）を押圧することとなるので、型とコアとの接着力が高いと、押圧により表面が変形する恐れがあり、それにより所望の光学特性等を得られなくなるという問題がある。又、成形後において、型開き時に一方の型は樹脂に貼り付いたままとなるため、冷却状態が両面で均一とならず、例えば光学素子において設計通りの光学特性を得ることが難しいといった問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、成形時の不具合を抑制できる成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の成形方法は、第１の成形転写面を備えた第１の型と、前記第１の成形転写面に対向して第２の成形転写面を備え前記第１の型に対して相対的に移動可能な第２の型と、前記第２の成形転写面の少なくとも一部を形成し前記第２の型に対して相対的に移動可能なコアとを有する成形装置を用いた成形方法において、
前記第１の型と前記第２の型とを型締めした後に、前記第１の成形転写面と前記第２の成形転写面との間に樹脂を注入するステップと、
前記樹脂が固化した後に、前記第１の型と前記第２の型とを離れる方向に相対的に移動させるステップと、を有し、
前記第１の型と前記第２の型とを離れる方向に相対的に移動させる前もしくはそれと同時に、前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記第１の型と前記第２の型とを離れる方向に相対的に移動させる前に、前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させるので、前記第２の成形転写面の残りが、固化した樹脂から離れることとなり、それにより型と接着力が低下するため、固化した樹脂を前記第２の型より取り出すことが容易になる。又、本発明によれば、前記第１の型と前記第２の型とを離れる方向に相対的に移動させるのと同時に、前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させるので、固化した樹脂の一方の面が前記第１の転写成形面から離れると同時に、固化した樹脂の他方の面が前記第２の成形転写面の残りから離れるので、その後両面における冷却状態の差が従来より縮まり、それにより高精度の成形を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の成形方法は、請求項１に記載の発明において、前記成形装置は前記第２の型に対して突き出し可能なイジェクトピンを有し、前記第２の型に対して前記コアを前記第１の型から離れる方向に移動させた後もしくはそれと同時に、前記イジェクトピンを固化した樹脂に向かって突き出すことを特徴とするので、前記イジェクトピンを用いてより容易に成形品を型から引き剥がすことができる。
【００１０】
請求項３に記載の成形方法は、請求項１に記載の発明において、前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させる際に、前記コアと、固化した樹脂との間に空気を導入することを特徴とするので、より容易に成形品を型から取り出すことができる。
【００１１】
請求項４に記載の成形装置は、
第１の成形転写面を備えた第１の型と、
開口と、前記第１の成形転写面に対向する第２の成形転写面の一部とを備え、前記第１の型に対して相対的に移動可能な第２の型と、
前記第２の成形転写面の残りを形成し、前記第２の型の開口内に配置されて前記第２の型に対して相対的に移動可能なコアと、を有し、
前記第２の型は、前記開口と外部とを連通するための通気口を設けており、前記通気口は、前記コアが成形位置にあるときには遮蔽されているが、前記コアが前記成形位置よりも前記第１の型から離れた引き込み位置側に移動したときに開放するようになっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記第２の型が、前記開口と外部とを連通するための通気口を設けており、前記通気口は、前記コアが成形位置にあるときには遮蔽されているが、前記コアが前記成形位置よりも前記第１の型から離れた引き込み位置側に移動したときに開放するようになっているので、成形時には、前記通気口が遮蔽されるためキャビティから樹脂が漏れ出ることを有効に抑制できる。一方、成形後には、前記第２の型に対して前記コアを、前記第１の型から離れる方向に移動させる際に、開放した前記通気口を介して外部より空気を導入することで、固化した樹脂からコアを容易に引き剥がすことができると共に、前記通気口を介して流入する外部の冷たい空気によって、固化した樹脂を有効に冷却することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成形時の不具合を抑制できる成形方法及び成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、光学素子としてのレンズを、成形装置を用いて成形する工程を示す図である。成形装置は、第１の型１０と第２の型２０とコア３０とを含む。
【００１５】
第１の型１０は、光学面転写面１０ａとフランジ部転写面１０ｂとを有する。第２の型２０は、中央に形成された円筒状の開口２０ａと、開口２０ａの周囲において第１の型１０のフランジ部転写面１０ｂに対向するフランジ部転写面２０ｂを有する。円筒状の開口２０ａ内には、円筒状のコア３０が相対摺動可能に配置されている。コア３０は、第１の型１０の光学面転写面１０ａに対向して、光学面転写面３０ａを有する。第１の型１０の光学面転写面２０ａとフランジ部転写面１０ｂとで、第１の成形転写面を構成し、コア３０の光学面転写面３０ａと第２の型２０のフランジ部転写面２０ｂとで、第２の成形転写面を構成する。尚、第１の型１０の光学面転写面１０ａよりも、コア３０の光学面転写面３０ａの曲率を大きくすると良い。
【００１６】
第１の型１０は固定され、第２の型２０は不図示の油圧シリンダ等により第１の型１０に対して光軸方向（図１で左右方向）に相対移動可能となっている。コア３０は、ボールガイドＢＧに支持されて、第２の型２０に対して高精度に光軸方向に移動可能となっている。
【００１７】
第２の型２０は、開口２０ａを挟んで両側に一対の小開口２０ｃ、２０ｃを形成している。フランジ部転写面２０ｂに開口した小開口２０ｃ、２０ｃ内には、イジェクトピン２１，２１が配置されており、不図示の油圧シリンダ等によってフランジ部転写面２０ｂから突き出し、或いは小開口２０ｃ、２０ｃ内に引き込むように構成されている。
【００１８】
（第１の成形方法）
次に、光学素子の第１の成形方法について説明する。まず、第２の型２０に対向するようにして第１の型１０をセットする。かかる初期状態で、コア３０は第２の型２０の成形位置（図１（ａ）に示す位置）にあり、イジェクトピン２１，２１は小開口２０ｃ、２０ｃ内に引き込まれている。その後、図１（ａ）に示すように、第２の型２０に対して第１の型１０を相対的に接近させ密着させて、所定の保圧にて型締めを行う。
【００１９】
更に第１の型１０と第２の型２０とを不図示のヒータにより加熱することにより、型締め時点での光学面転写面１０ａ、３０ａを所定温度まで加熱した後、不図示のノズルからゲートＧＴを介して任意の圧力に加圧された状態で樹脂を供給する。
【００２０】
次に、溶融した樹脂が光学面転写面１０ａ、３０ａ，フランジ部転写面１０ｂ、２０ｂの形状を転写した状態で固化した後、型温度を低下させて樹脂を冷却して固化させる。
【００２１】
その後、図１（ｂ）において、第１の型１０と第２の型２０とを相対的に移動させて型開きを行う前に、コア３０を第２の型２０に対して引き込まれた引き込み位置へと移動させる。このときコア３０の光学面転写面３０ａと、成形された光学素子ＯＥとの接着力に関わらず、光学素子ＯＥはフランジ部を第２の型２０のフランジ部転写面２０ｂにより支持されているので、コア３０に追従することなくその位置に留まり、効率的にコア３０と光学素子ＯＥとの分離を行える。更に、コア３０と、成形された光学素子ＯＥとの間の空間には、開口２０ａとコア３０との間の隙間を介して外部から空気が流入するので、コア３０の引き込みが阻害されることはない。以上により、コア３０を第１の型１０側に押し出す場合に比べ、コア３０が光学素子ＯＥの光学面を変形させる恐れがなく、より高精度な成形を行うことができる。
【００２２】
かかる状態では、成形された光学素子ＯＥは、殆ど、そのフランジ部のみが第２の型２０のフランジ部転写面２０ｂに貼り付いた状態となり、その接着力は弱いといえる。よって、図１（ｃ）に示すように、イジェクトピン２１，２１を小開口２０ｃ、２０ｃから突き出すようにすると、その先端が、光学素子ＯＥの光学面以外のフランジ部を押圧するので、軽い突き出し力で容易に第２の型２０から光学素子ＯＥを引き剥がすことができる。この方法により通常のピン突き出し方法やコア突き出し方法に比べ、光学面の離型のための力と成形品の取り出しのための力を分散することができるため、従来より高精度な面成形と容易な取り出しとが可能となる。尚、イジェクトピン２１，２１は第１の型１０の型開きと同時に突き出しても良い。又、イジェクトピンを用いず、作業者がピンセットなどで光学素子ＯＥを取り出しても良い。
【００２３】
（第２の成形方法）
次に、光学素子の第２の成形方法について説明する。上述した成形方法に対して、図１（ｂ）に示すように、第１の型１０と第２の型２０とを相対的に移動させて型開きを行うと同時に、コア３０を第２の型２０に対して引き込まれた引き込み位置へと移動させる点のみが異なる。このときコア３０と、成形された光学素子ＯＥとの間の空間には、開口２０ａとコア３０との間の隙間を介して外部から空気が流入する。即ち、光学素子ＯＥにおける光学面転写面１０ａとフランジ部転写面１０ｂにより成形された一方の面と、光学面転写面３０ａとフランジ部転写面２０ｂにより成形された他方の面とは、同時に空気に触れて冷却されるので、両面での冷却状態の差が従来より縮まり、それにより高精度な成形を行うことができる。
【００２４】
図２は、変形例にかかる成形装置の概略断面図である。変形例にかかる成形装置は、図１の成形装置に対して、第２の型２０の側壁に、開口２０ａに連通する通気口２０ｄを形成している点が異なる。それ以外の構成は共通するので説明を省略する。
【００２５】
通気口２０ｄは、コア３０が第２の型２０に対して成形位置（点線）にあるときには、コア３０の外周面によって遮蔽されているが、コア３０が第２の型２０に対して成形位置から引き込み位置（実線）へと移動を開始した直後に、コア３０と、成形された光学素子ＯＥとの間の空間に連通する位置に設けられている。通気口２０ｄは、小開口２０ｃ、２０ｃと異なる位相（例えば光軸回りに９０度位相）で配置されていると好ましい。
【００２６】
本変形例によれば、成形時には、成形位置にあるコア３０により通気口２０ｄが遮蔽されるため、それを介してキャビティ側から樹脂が漏れ出ることを有効に抑制できる。一方、第１の型１０と第２の型２０とを相対的に移動させて型開きを行う前或いは同時に、コア３０を第２の型２０に対して引き込まれた引き込み状態へと移動させると、通気口２０ｄが開放し、それによりコア３０と成形された光学素子ＯＥとの間の空間には、通気口２０ｄを介して外部から空気が流入するので、コア３０の引き込みをより迅速に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、成形時の不具合を抑制できる成形方法及び成形装置を提供することができるが、成形の対象は光学素子に限られず、種々の製品が対象になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光学素子としてのレンズを、成形装置を用いて成形する工程を示す図である。
【図２】変形例にかかる成形装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 第１の型
１０ａ 光学面転写面
１０ｂ フランジ部転写面
２０ 第２の型
２０ａ 光学面転写面
２０ａ 開口
２０ｂ フランジ部転写面
２０ｃ 小開口
２０ｄ 通気口
２１ イジェクトピン
３０ コア
３０ａ 光学面転写面
ＢＧ ボールガイド
ＧＴ ゲート
ＯＥ 光学素子
【図１】
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【図２】
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