(57)【要約】【目的】熱硬化性樹脂レンズの成形に際し、離型のための突き出しピン構造を採用しても、注入樹脂材料の高い流動性に起因する問題が生じにくい成形方法、成形装置、成形レンズ及び成形に用いる成形用フレームを得る。【構成】一対の割型１０、２０のレンズ成形空間に対応する逃げ開口３１と、この逃げ開口３１からレンズ成形空間内に向けて突出して形成した連結突出部（３２、３３）とを有する成形用フレーム３０を準備し、一対の割型１０、２０の間に、逃げ開口３１の位置をレンズ成形空間の位置に合致させて成形用フレーム３０を挟着し、レンズ成形空間内に熱硬化性樹脂を注入し、加熱して硬化させて、連結突出部（３２、３３）に結合された熱硬化性樹脂レンズ４０を成形し、一対の割型１０、２０を開いた状態で、成形用フレーム３０に、レンズ成形空間の外側において突き出し離型部材２３を当接させ、連結突出部（３２、３３）を介してレンズ成形空間内に成形されたレンズ４０を割型から離型させる熱硬化性樹脂レンズの成形方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を注入するレンズ成形空間を形成する一対の割型を準備するステップ；
上記レンズ成形空間に対応する逃げ開口と、この逃げ開口から該レンズ成形空間に向けて突出させて形成した連結突出部とを有する成形用フレームを準備するステップ；
上記一対の割型の間に、上記逃げ開口の位置をレンズ成形空間の位置に合致させて成形用フレームを挟着するステップ；
上記レンズ成形空間内に熱硬化性樹脂を注入し、加熱して硬化させて、上記連結突出部に結合された熱硬化性樹脂レンズを成形するステップ；及び
上記一対の割型を開いた状態で、上記成形用フレームに、上記レンズ成形空間の外側において突き出し離型部材を当接させ、上記連結突出部を介して上記レンズ成形空間内に成形されたレンズを割型から離型させるステップ；
を有することを特徴とする熱硬化性樹脂レンズの成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の熱硬化性樹脂レンズの成形方法において、さらに、上記レンズ成形空間で成形されたレンズの外側において、成形用フレームの上記連結突出部を切断し、成形レンズと成形用フレームを分離するステップを有する熱硬化性樹脂レンズの成形方法。
【請求項３】
請求項２記載の熱硬化性樹脂レンズの成形方法において、上記成形用フレームの逃げ開口は円形をなし、連結突出部は、この逃げ開口と同心の絞リング部と、上記逃げ開口外囲と絞リング部を接続する橋絡部とを有しており、この橋絡部が切断される熱硬化性樹脂レンズの成形方法。
【請求項４】
請求項２記載の熱硬化性樹脂レンズの成形方法において、上記成形用フレームの逃げ開口は円形をなし、連結突出部は、この逃げ開口の内周縁から、レンズ成形空間内に向けて延びる放射方向延設部からなっており、この放射方向延設部が切断される熱硬化性樹脂レンズの成形方法。
【請求項５】
請求項２記載の熱硬化性樹脂レンズの成形方法において、上記成形用フレームの連結突出部は、レンズの成形終了時に、同成形レンズの表面に接合されており、後に同成形レンズから剥離される熱硬化性樹脂レンズの成形方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の熱硬化性樹脂レンズの成形方法によって成形された、レンズ内に上記連結突出部が存在する熱硬化性樹脂レンズ。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の熱硬化性樹脂レンズの成形方法に用いる成形用フレームであって、複数の上記逃げ開口と連結突出部を有する熱硬化性樹脂レンズの成形用フレーム。
【請求項８】
熱硬化性樹脂を注入するレンズ成形空間を形成する一対の割型；
上記一対の割型の間に挟着される、該一対の割型とは別部材からなる成形用フレーム；
この成形用フレームに、上記レンズ成形空間に対応させて形成した逃げ開口と、この逃げ開口から該レンズ成形空間に向けて突出させて形成した、レンズ成形空間内に成形された熱硬化性樹脂レンズに少なくとも一部が結合される連結突出部；及び
上記一対の割型の少なくとも一方に、上記成形用フレームのレンズ成形空間の外側に位置させて進退可能に支持され、同成形用フレームに当接して上記連結突出部を介して上記レンズ成形空間内に成形されたレンズを同割型から離型させる突き出し離型部材；
を有することを特徴とする熱硬化性樹脂レンズの成形装置。
【請求項９】
請求項８記載の熱硬化性樹脂レンズの成形装置において、上記成形用フレームの逃げ開口は円形をなし、連結突出部は、この逃げ開口と同心の絞リング部と、上記逃げ開口外囲と絞リング部を接続する橋絡部とを有している熱硬化性樹脂レンズの成形装置。
【請求項１０】
請求項８記載の熱硬化性樹脂レンズの成形装置において、上記成形用フレームの逃げ開口は円形をなし、連結突出部は、この逃げ開口の内周縁から、レンズ成形空間に向けて延びる放射方向延設部からなっている熱硬化性樹脂レンズの成形装置。
【請求項１１】
熱硬化性樹脂を成形してなる正面円形のレンズにおいて、該レンズ内に、該レンズの開口絞となる円形の絞リング部が埋設されていることを特徴とする熱硬化性樹脂レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂レンズの成形（成型）方法、成形装置、熱硬化性樹脂レンズ及び成形用フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、レンズ用の成形樹脂材料は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂に大別される。このうち、熱硬化性樹脂は、水のような高い流動状態の樹脂材料を成形型内に注入し、成形型を加熱して硬化させ成形レンズとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９４５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱硬化性樹脂は、代表的なエポキシ樹脂が接着剤として用いられることからも明らかなように、強い接着性を示すため、加熱硬化時の金型への密着度が高く離型性が悪い。一方、成形型内への注入時には高い流動性を示すので、型内の僅かな隙間にも進入する。このため、成形済みのレンズを成型型から分離するために、熱可塑性樹脂の成形型で一般的に用いられている突き出しピン構造を採用すると、突き出しピンとその摺動穴（進退穴）との隙間（クリアランス）にも樹脂材料が進入して付着し硬化するため、頻繁な清掃（バリ除去）作業を必要とする。このため、熱硬化性樹脂材料による成形レンズは、歩留まりが悪く、効率よく製造することが困難であるのが実情であった。特に直径が数ｍｍ程度の微小レンズでは、この困難が著しい。
【０００５】
本発明は、以上の熱硬化性樹脂レンズの成形方法についての問題意識に基づき、離型のための突き出しピン構造を採用しても、注入樹脂材料の高い流動性に起因する問題が生じにくい成形方法、成形装置、成形レンズ及び成形に用いる成形用フレームを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、熱硬化性樹脂レンズの成形方法の態様では、熱硬化性樹脂を注入するレンズ成形空間を形成する一対の割型を準備するステップ；上記レンズ成形空間に対応する逃げ開口と、この逃げ開口から該レンズ成形空間に向けて突出させて形成した連結突出部とを有する成形用フレームを準備するステップ；上記一対の割型の間に、上記逃げ開口の位置をレンズ成形空間の位置に合致させて成形用フレームを挟着するステップ；上記レンズ成形空間内に熱硬化性樹脂を注入し、加熱して硬化させて、上記連結突出部に結合された熱硬化性樹脂レンズを成形するステップ；及び上記一対の割型を開いた状態で、上記成形用フレームに、上記レンズ成形空間の外側において突き出し離型部材を当接させ、上記連結突出部を介して上記レンズ成形空間内に成形されたレンズを割型から離型させるステップ；を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明による成形方法では、好ましい一態様では、レンズ成形空間で成形されたレンズの外側において、成形用フレームの連結突出部を切断し、成形レンズと成形用フレームを分離するステップを有する。
【０００８】
成形用フレームの逃げ開口は、レンズ成形空間と同様に平面円形とし、連結突出部として、この逃げ開口と同心の絞リング部と、逃げ開口外囲と絞リング部を接続する橋絡部とを設け、この橋絡部を切断して、成形レンズと成形用フレームを分離することができる。
【０００９】
あるいは、成形用フレームの逃げ開口は同様に平面円形とした上で、連結突出部は、この逃げ開口の内周縁から、レンズ成形空間内に向けて延びる放射方向延設部から構成し、この放射方向延設部を切断して、成形レンズと成形用フレームを分離することができる。
【００１０】
成形用フレームの連結突出部は、レンズの成形終了時に、同成形レンズの表面に接合されており、後に同成形レンズから剥離することができる。
【００１１】
本発明は、熱硬化性樹脂レンズの態様では、以上の熱硬化性樹脂レンズの成形方法によって成形された、レンズ内に上記連結突出部が存在することを特徴としている。
【００１２】
また、熱硬化性樹脂を成形してなる正面円形のレンズにおいて、該レンズ内に、該レンズの開口絞となる円形の絞リング部が埋設（埋没）されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明は、熱硬化性樹脂レンズの成形用フレームの態様では、以上の熱硬化性樹脂レンズの成形方法に用いる成形用フレームであって、複数の逃げ開口と連結突出部を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明は、熱硬化性樹脂レンズの成形装置の態様では、熱硬化性樹脂を注入するレンズ成形空間を形成する一対の割型；上記一対の割型の間に挟着される、該一対の割型とは別部材からなる成形用フレーム；この成形用フレームに、上記レンズ成形空間に対応させて形成した逃げ開口と、この逃げ開口から該レンズ成形空間に向けて突出させて形成した、レンズ成形空間内に成形された熱硬化性樹脂レンズに少なくとも一部が結合される連結突出部；及び上記一対の割型の少なくとも一方に、上記成形用フレームのレンズ成形空間の外側に位置させて進退可能に支持され、同成形用フレームに当接して上記連結突出部を介して上記レンズ成形空間内に成形されたレンズを同割型から離型させる突き出し離型部材；を有することを特徴としている。
【００１５】
成形用フレームの逃げ開口は、レンズ成形空間と同様に平面円形とし、連結突出部として、この逃げ開口と同心の絞リング部と、逃げ開口外囲と絞リング部を接続する橋絡部とを設け、この橋絡部を切断して、成形レンズと成形用フレームを分離することができる。
【００１６】
あるいは、成形用フレームの逃げ開口は同様に平面円形とした上で、連結突出部は、この逃げ開口の内周縁から、レンズ成形空間内に延びる放射方向延設部から構成し、この放射方向延設部を切断して、成形レンズと成形用フレームを分離することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱硬化性樹脂レンズの成形において、離型のための突き出しピン構造を採用しても、突き出しピンの摺動部分に対する熱硬化性樹脂の流入に起因するバリの発生、頻繁な型の清掃を防止でき、歩留まりが高く、効率よく熱硬化性樹脂レンズを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による熱硬化性樹脂レンズの成形装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図２の一部拡大断面図である。
【図４】本発明による熱硬化性樹脂レンズの成形装置に用いる成形用フレームの一実施形態を示す平面図である。
【図５】図４の成形用フレームにレンズを成形した状態を示す、図４の一部（成形用フレームの一つの逃げ開口部分の）拡大平面図である。
【図６】成形用フレームの別の実施形態を示す、図５に対応する平面図である。
【図７】成形用フレームの別の実施形態を示す、図５に対応する平面図である。
【図８】本発明による熱硬化性樹脂レンズの成形装置の別の実施形態を示す拡大断面図である。
【図９】図８の成形装置の成形用フレームにレンズを成形した状態を示す拡大平面図である。
【図１０】成形用フレームの別の実施形態を示す、図９に対応する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図３は、本発明による熱硬化性樹脂レンズの成形装置の一実施形態を示している。パーティングラインＰＬを境にして接離移動する一対の割型をなす上型（可動型）１０と下型２０（固定型）は、複数（図示例では４つ）の互いに対向する同一形状のレンズ成形凹部（レンズ成形空間）１１と２１を有している。図示例のレンズ成形凹部１１と２１は、平面（正面）円形の両凸レンズを成形するもので、光束が通過する有効径形成凹部１１Ｅ、２１Ｅと、その外囲の非有効径形成凹部１１Ｆ、２１Ｆとを有している。有効径形成凹部１１Ｅ、２１Ｅは、熱硬化性樹脂レンズ４０の凸レンズ部４１を形成し、非有効径形成凹部１１Ｆ、２１Ｆは、凸レンズ部４１の外囲の環状平板部４２を形成する。
【００２０】
下型２０には、４つのレンズ成形凹部２１全てをカバーする大きさの成形用フレーム（プレート）３０を収納するフレーム収納凹部２２が形成されている。このフレーム収納凹部２２の底面高さは、この実施形態では、下型２０の非有効径形成凹部２１Ｆの底面高さより浅い（図３参照）。
【００２１】
成形用フレーム３０（フレーム収納凹部２２）は、金属材料あるいは耐熱性（熱可塑性樹脂材料を加熱硬化させる温度に耐える）の合成樹脂材料からなるもので、図３に示すように、平面矩形をなしており、上型１０と下型２０の４つのレンズ成形凹部１１とレンズ成形凹部２１に対応させて、４つの円形の逃げ開口３１を備えている。逃げ開口３１の内径は、レンズ成形凹部１１（２１）の最大径（非有効径形成凹部１１Ｆ（２１Ｆ）の外径）と同一径である。逃げ開口３１内には、径方向の橋絡部３２で接続された絞リング部３３が位置している。橋絡部３２は、円周方向に等角度間隔で複数（この例では３個）が配置されている。この橋絡部３２と絞リング部３３は、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２内に埋没（埋設）して結合される埋没突出部（連結突出部）を構成し、絞リング部３３（の内径）は、熱硬化性樹脂レンズ４０の凸レンズ部４１の開口絞を構成する（径に設定されている）。また、成形用フレーム３０には、２つの位置決め穴３４が形成されている。
【００２２】
下型２０には、４つのレンズ成形凹部２１から十分離間した位置に、複数（多数）の突き出し離型ロッド（突き出し離型部材）２３の摺動穴２４が形成されている。突き出し離型ロッド２３は、下型２０の外部から、下型２０とは独立させて摺動移動させることができる。通常の射出成形型の突き出し離型ロッドは、成形された成形品を突き出すのに対し、本実施形態の突き出し離型ロッド２３は、成形された熱硬化性樹脂レンズ４０を突き出すのではなく、橋絡部３２と絞リング部３３を介して熱硬化性樹脂レンズ４０に結合された成形用フレーム３０を突き出す。
【００２３】
上型１０には、各レンズ成形凹部１１の非有効径形成凹部１１Ｆに連通させて樹脂注入口（ゲート）１２が形成されている。
【００２４】
上記構成の本熱硬化性樹脂レンズの成形装置による成形方法は次の通りである。上型１０と下型２０をパーティングラインＰＬを境に離間させた状態において、下型２０のフレーム収納凹部２２に成形用フレーム３０をセットする。この成形用フレーム３０のセットの際、２つの位置決め穴３４を用いることができる（例えば、下型２０に位置決め穴３４に嵌まる突起を設けることができる）。その後、上型１０と下型２０を接近させて型締めすると、上型１０の下面と下型２０（フレーム収納凹部２２）の上面が成形用フレーム３０の表裏面に密着する。このとき、成形用フレーム３０の表裏面と、上型１０の下面及び下型２０（フレーム収納凹部２２）の上面との間に、僅かな隙間が生じる可能性があるが、突き出し離型ロッド２３（摺動穴２４）は、仮にその隙間に流動性の高い熱硬化性樹脂材料が進入しても、同樹脂材料が届かない程度に、レンズ成形凹部２１から離れた位置にある。
【００２５】
以上の型締め状態において、上型１０の樹脂注入口１２から、レンズ成形凹部１１と２１で形成されているレンズ成形空間に流動状態の熱硬化性樹脂材料を注入する。このとき熱硬化性樹脂材料は、成形用フレーム３０の橋絡部３２と絞リング部３３を挟み込むようにしてレンズ成形空間に注入される。注入終了後、上型１０と下型２０を所定温度（例えば１５０℃程度）に加熱し硬化させると、レンズ成形凹部１１と２１により、熱硬化性樹脂レンズ４０が成形される。この成形終了状態では、図５に示すように、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２内に、成形用フレーム３０の橋絡部３２と絞リング部３３が埋没されて一体化されている。
【００２６】
以上の成形が終了したら、上型（可動型）１０を下型（固定型）２０から離れる方向に移動させて、上型１０と下型２０を離間させる（開く）。上型１０と下型２０には、成形された熱硬化性樹脂レンズ４０が下型２０側に残るような手段を講じておく。例えば、上型１０側に成形用フレーム３０及び熱硬化性樹脂レンズ４０を下型２０側に押す付勢手段を設け、上型１０に離型剤を塗布する等の手段が可能である。次いで、複数の突き出し離型ロッド２３を同時にパーティングラインＰＬ方向に突き出すと、成形用フレーム３０が上型１０方向に押圧されて下型２０のフレーム収納凹部２２から離間（離型）し、同時に、成形用フレーム３０に、橋絡部３２及び絞リング部３３を介して接続されている熱硬化性樹脂レンズ４０が下型２０から離間（離型）する。
【００２７】
最後に、成形用フレーム３０の橋絡部３２を切断部３２Ｃ（図５）で切断し、成形用フレーム３０から熱硬化性樹脂レンズ４０を取り出す。この熱硬化性樹脂レンズ４０内には、絞リング部３３が含まれており、そのまま、開口絞を有する成形レンズとして利用することができる。
【００２８】
絞リング部３３は、必ずしも開口絞としての径を有するものでなくともよく、あるいは省略してもよい。図６は、成形用フレーム３０の逃げ開口３１の内周部分から複数（図示例では等角度間隔に３個）の橋絡部（放射方向延設部）３２だけを突出させた実施形態であり、この実施形態では、橋絡部（放射方向延設部）３２の先端部が熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２内に埋没される。
【００２９】
最後の切断ステップは、必ずしも必要ではない。例えば、一つの上型１０と下型２０に、一つのレンズ成形凹部１１と２１を設ける場合（１個取り型）には、成形用フレーム３０をそのまま熱硬化性樹脂レンズ４０を使用する光学装置への取付部材として用いることが可能である。このような態様では、成形用フレーム３０を平面円形にしてもよい。また、図示実施形態のように複数個取りする場合でも、橋絡部３２を切断することなく、成形用フレーム３０を各１つの熱硬化性樹脂レンズ４０を有する４つに切断することで、同様の使用態様が可能である。
【００３０】
以上の実施形態では、フレーム収納凹部２２の底面高さをレンズ成形凹部２１の非有効径形成凹部２１Ｆの底面高さより浅くすることで、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２内に成形用フレーム３０の橋絡部３２と絞リング部３３を埋没させたが、図７に示すように、成形用フレーム３０の上面と成形レンズ４０の環状平板部４２の下面が面一となるように、下型２０を構成してもよい。この態様では、橋絡部３２（又は絞リング部３３）に穴を空けてそこに熱硬化性樹脂材料を注入することにより、橋絡部３２（又は絞リング部３３）と熱硬化性樹脂レンズ４０（環状平板部４２）との一体性を高めることができる。
【００３１】
あるいは、逆に、橋絡部３２を切断することなく、剥離させることも可能である。すなわち、成形用フレーム３０の橋絡部３２と絞リング部３３は、レンズ成形終了時には、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２に接合されており、レンズ成形終了後に、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２から剥離される。特に絞リング部３３を設けない態様では、このような剥離が可能である。
【００３２】
さらに別の実施形態では、逃げ開口３１の内径を、レンズ成形凹部１１（２１）の最大径（非有効径形成凹部１１Ｆ（２１Ｆ）の外径）より若干大径とし、橋絡部３２の切断を容易にすることも可能である。図８は、その実施形態を示しており、下型２０には、逃げ開口３１の絞リング３３と橋絡部３２で形成される隙間に、上型１０と下型２０を型締めした状態で入り込む突出部２５が形成されており、この突出部２５により、成形完了状態で、橋絡部３２を露出させることができる。
【００３３】
この成形終了状態では、図９に示すように、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２内に成形用フレーム３０の絞リング３３が埋没されて一体化されるとともに、熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２から成形用フレーム３０の橋絡部３２の一部が周方向に露出した状態で、熱硬化樹脂レンズ４０（環状平板部４２）と成形用フレーム３０の連結突出部（橋絡部３２と絞リング部３３）が結合される。
【００３４】
絞リング部３３を設けない態様では、図１０に示すように、橋絡部（放射方向延設部）３２の内周側の部分が熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２内に埋没されて一体化されるとともに、橋絡部（放射方向延設部）３２の外周側の部分（先端部）が熱硬化性樹脂レンズ４０の環状平板部４２から周方向に露出した状態で、熱硬化性樹脂レンズ４０（環状平板部４２）と成形用フレーム３０が結合される。
【００３５】
以上の工程で成形される熱硬化性樹脂レンズ４０は、通常、次工程で、反射防止膜の蒸着が施される。成形用フレーム３０の２つの位置決め穴３４は、この蒸着工程（及び成形用フレーム３０に熱硬化性樹脂レンズ４０が付着している状態で行う必要な他の工程）においても用いることができる。
【００３６】
以上の実施形態では、成形するレンズとして最も単純な両凸レンズを例示したが、本発明はレンズ形状を問うことなく適用することができる。
【００３７】
以上の実施形態では、成形用フレームの逃げ開口が平面円形である場合を例示したが、逃げ開口はレンズ成形空間に対応する（少なくともレンズ成形空間の外径をカバーする）形状を有していればよく、例えば、四角形や五角形等の多角形あるいは楕円形などの形状としてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  上型（割型）
２０  下型（割型）
１１  ２１  レンズ成形凹部
１１Ｅ  ２１Ｅ  有効径形成凹部
１１Ｆ  ２１Ｆ  非有効径形成凹部
１２  樹脂注入口
２２  フレーム収納凹部
２３  突き出し離型ロッド（突き出し離型部材）
２４  摺動穴
２５  突出部
３０  成形用フレーム（プレート）
３１  逃げ開口
３２  橋絡部（連結突出部、放射方向延設部）
３３  絞リング部（連結突出部）
３４  位置決め穴
４０  熱硬化性樹脂レンズ
４１  凸レンズ部
４２  環状平板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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