(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有し、該転写面の垂直方向が薄肉形状であるプラスチック成形品において、
１または対向する２つの転写面を有し、
前記転写面以外の面に、金型のキャビティ形状を不完全転写することにより形成した凹形状の不完全転写部と凸形状の不完全転写部とをそれぞれ少なくとも１つ有するとともに、
前記凹形状の不完全転写部および前記凸形状の不完全転写部は互いに対向しない位置に形成されることを特徴とするプラスチック成形品。
【請求項２】
前記転写面に垂直な断面形状における、該転写面の垂直方向の成形品厚みは、該転写面の平行方向において互いに直交する２方向の成形品厚みのいずれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項３】
２つの前記凹形状の不完全転写部が互いに対向した位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項４】
２つの前記凸形状の不完全転写部が互いに対向した位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項５】
前記凹形状の不完全転写部および前記凸形状の不完全転写部は、前記転写面以外の同一面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項６】
金型のキャビティ形状を転写した取り付け基準面をさらに有することを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のプラスチック成形品。
【請求項７】
前記転写面のうち、少なくとも１つは、光学鏡面に形成された光学素子であることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載のプラスチック成形品。
【請求項８】
金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有するプラスチック成形品の成形方法において、
樹脂の射出充填後の所定タイミングにおいて、
少なくともキャビティ壁面の一部を構成する固定入子に設けられた通気部より圧縮空気を送り込んで、該通気部の対向位置を含む位置に凹形状の不完全転写部を形成するとともに、
かつ、少なくともキャビティ壁面の一部を構成する可動入子を該キャビティから離れる方向に摺動させて、該可動入子の対向位置を含む位置に凸形状の不完全転写部を形成するようにしたことを特徴とするプラスチック成形品の成形方法。
【請求項９】
金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有するプラスチック成形品の成形方法において、
少なくともキャビティ壁面の一部は、他のキャビティ壁面よりも前記樹脂との密着力が低い材料により形成した優先剥離部を有する固定入子であって、
樹脂の射出充填後の所定タイミングにおいて、
少なくともキャビティ壁面の一部を構成する可動入子を該キャビティから離れる方向に摺動させて、前記優先剥離部の対向位置を含む位置に凹形状の不完全転写部を形成するとともに、前記可動入子の対向位置を含む位置に凸形状の不完全転写部を形成するようにしたことを特徴とするプラスチック成形品の成形方法。
【請求項１０】
前記通気部または前記優先剥離部、および／または前記可動入子を２以上有する金型を用いた請求項８または９に記載のプラスチック成形品の成形方法。
【請求項１１】
被走査面を複数の光束で走査するマルチビーム型の光走査装置において、
請求項７に記載のプラスチック成形品を、各光束の入射位置が副走査方向において異なる光学素子として有することを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形品、プラスチック成形品の成形方法、および該プラスチック成形品を有する光走査装置に関する。さらに詳述すると、レーザ方式のデジタル複写機、レーザプリンタ、又はファクシミリ装置の光学走査系や、ビデオカメラ等の光学機器、光ディスク等に適用される薄肉形状のプラスチック成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック成形品の成形方法として、金型温度を成形用樹脂の熱変形温度前後とした一定容積のキャビティ内に、樹脂母材を挿入または溶融樹脂を射出充填し、保圧を制御しながら徐冷した後、金型を開いて成形品を取り出す射出成形方法が広く知られている。
【０００３】
このような射出成形方法によれば、特殊な形状のプラスチック成形品であっても、該プラスチック成形品の形状に形成された金型を用いることにより、コストを抑えつつ大量生産することが可能となる。例えば、レンズやプリズムなどの光学素子は、光学面形状精度や内部の複屈折に関して高い精度が求められるため、従来は、ガラス製のものが主流であったが、製品のコストダウンの要求に従って、プラスチック製の光学素子（プラスチックレンズ、プラスチックミラー等）へと変化している。
【０００４】
プラスチック成形品の形状は、その用途によっては、様々な形状が求められ、例えば、薄肉部を転写領域とする成形品でありながらも当該転写部に微細な凹凸形状を有するものや、高精度な金型形状の転写性を要求されるようになっている。特に、レーザプリンタなどの走査光学系に用いられるレンズにおいては、複数の機能を最小限の素子でまかなうために、その鏡面形状も球面のみならず複雑な被球面形状に形成されるようになっており、省スペース化の要求により薄肉形状に設計される場合が多い。
【０００５】
このような薄肉形状のプラスチック成形品の成形加工においては、金型のキャビティ内の溶融樹脂を冷却固化させる工程において、キャビティ内での樹脂圧力や樹脂温度を均一にすることがプラスチック成形品を所望の形状に精度よく成形するのに望ましい。しかしながら、例えば、図１に示すように、転写面１１の垂直方向の断面１４において、転写面垂直方向の厚さ寸法をａ、転写面平行方向の厚さ寸法をｂとしたとき、ａ／ｂ＜１のようなアスペクト比の薄肉の部分においては、ａ方向の冷却速度の方がｂ方向の冷却速度よりも早いため、転写面に樹脂圧力が残った状態で冷却固化されてしまい、内部応力によって、成形品取出し時の金型とられや離型不良、取り出し後のそりなどの形状変形が発生する。特に、プラスチック光学素子においては内部歪みによる複屈折を発生させやすいという問題があった。以下、本明細書において、転写面垂直方向の厚さ寸法をａ、転写面平行方向の厚さ寸法をｂとしたとき、ａ／ｂ＜１の関係を有するプラスチック成形品を薄肉形状、の（または、薄肉部を有する）プラスチック成形品と呼ぶ。
【０００６】
また、転写面に微細な凹凸を有するような薄肉形状のプラスチック成形品の場合（図４参照）は、凹凸形状への樹脂充填を行うのに充填樹脂圧力を高く設定する必要があるため、冷却固化による内部応力の残存が顕著になり、形状変形及び光学素子の場合は内部歪みによる複屈折を発生させやすくなってしまう。この残圧を低減するためには、樹脂圧力を低く抑えた射出成形（低圧射出成形）を行わなければならない。しかしながら、低圧射出成形においては、充填樹脂量がキャビティ容積に対して少なくなる為、成形品にひけが発生しやすくなり、収縮量の増大により、金型形状の転写精度が悪化するという欠点があった。
【０００７】
この低圧射出成形における、ひけの問題を解決するための技術として、特許文献１には、通気口から空気圧を非転写部にかけ、転写部との圧力差を発生させて、ひけを非転写面に誘導することで、転写面のひけ発生を防止する発明が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、金型のキャビティを構成する入子の一部（キャビティ駒ともいう）を成形中に摺動させて、非転写面の樹脂を剥離させることで、射出充填によってキャビティ内に樹脂内圧を発生させ、転写面の密着が維持される適切な圧力を残した状態のときに、キャビティ駒を動作させて強制的に空隙をつくり、この部分にひけを誘導することが開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、厚肉、偏肉形状のプラスチック成形品に、金型のキャビティ形状を不完全転写することにより凹形状または凸形状に形成した不完全転写部を、転写面以外の面に有することにより、樹脂内圧や内部歪みの残存をなくす発明が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ひけは充填後の樹脂の冷却による樹脂内圧が非転写部にかけられた空気圧以下にならないと生じないため、特許文献１に記載の発明による薄肉形状のプラスチック成形品の成形では、薄肉部では初期の高圧下に樹脂が冷却固化してしまっているため、内部応力および内部歪みが残存してしまい、転写面精度の低下及び複屈折の悪化が生じるという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２に記載の発明によっても、薄肉形状のプラスチック成形品の成形では、転写面部分の樹脂が冷却固化する前に離隔動作をさせなければならず、樹脂は、離隔動作に伴いキャビティ容積が増大するため、キャビティ内樹脂圧が負圧となる。負圧になった際、転写面の密着力が低下するため、転写面にひけが発生するという問題があった。また、樹脂の体積収縮に追従させるように可動入子を可動させることも考えられるが、可動入子の安定性を保ちつつ、精度よく追従させることは困難であった。
【００１２】
また、特許文献３に記載の発明によっても、薄肉形状のプラスチック成形品の成形では、特許文献２と同様に、冷却固化進行前の樹脂圧力が発生した状態において離隔動作をすると、キャビティ内圧が負圧となり、転写面にひけを発生させてしまうし、樹脂圧力が下がった状態においてヒケ誘導をしても、既に内部応力を残した状態で冷却固化が進行してしまっているという問題があった。
【００１３】
以上のように、上記いずれの技術も薄肉形状のプラスチック成形品への適用が困難であり、薄肉形状のプラスチック成形品に適用した場合でも、転写面の形状精度や光学素子として用いる場合は複屈折の悪化という問題が残されていた。
【００１４】
そこで本発明は、金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有するプラスチック成形品において、１または対向する２つの転写面を有し、転写面に垂直な断面形状における、該転写面の垂直方向の成形品厚みａと該転写面の平行方向の成形品厚みｂとは、ａ/ｂ＜１の関係を満たし、転写面以外の面に、金型のキャビティ形状を不完全転写することにより形成した凹形状の不完全転写部と凸形状の不完全転写部とをそれぞれ少なくとも１つ有することにより、転写面にひけを発生させず転写面の形状精度の向上を図り、かつ、内部応力および内部歪みの発生を小さくして複屈折を小さくすることができるプラスチック成形品、プラスチック成形品の成形方法、および該プラスチック成形品を有する光走査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】
【００１５】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載のプラスチック成形品は、金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有し、該転写面の垂直方向が薄肉形状であるプラスチック成形品において、１または対向する２つの転写面を有し、転写面以外の面に、金型のキャビティ形状を不完全転写することにより形成した凹形状の不完全転写部と凸形状の不完全転写部とをそれぞれ少なくとも１つ有するとともに、凹形状の不完全転写部および凸形状の不完全転写部は互いに対向しない位置に形成されるものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプラスチック成形品において、転写面に垂直な断面形状における、該転写面の垂直方向の成形品厚みは、該転写面の平行方向において互いに直交する２方向の成形品厚みのいずれよりも小さいものである。
【００１６】
したがって、樹脂内圧を発生させた薄肉形状のプラスチック成形品において、転写面以外の領域に凸形状の不完全転写部を設けることにより、キャビティ壁面の転写後に樹脂圧力を抜くことが可能となる。また、凹形状の不完全転写部を設けることにより、樹脂圧力抜きの際、負圧となり発生するひけを吸収することが可能となる。また、薄肉形状であるので、この圧力抜きの状態で樹脂は冷却固化する。よって、薄肉プラスチック成形品においても、内部残留応力の低減が可能となり、取り出し時及び取り出し後の形状変形が抑えられ、優れた形状転写性を得るようにしている。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のプラスチック成形品において、２つの凹形状の不完全転写部が互いに対向した位置に形成されるものである。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のプラスチック成形品において、２つの前記凸形状の不完全転写部が互いに対向した位置に形成されるものである。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のプラスチック成形品において、凹形状の不完全転写部および凸形状の不完全転写部は、転写面以外の同一面に形成されるものである。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５までのいずれかに記載のプラスチック成形品において、金型のキャビティ形状を転写した取り付け基準面をさらに有するものである。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６までのいずれかに記載のプラスチック成形品において、転写面のうち、少なくとも１つは、光学鏡面に形成された光学素子であるものである。
【００２２】
また、請求項８に記載のプラスチック成形品の成形方法は、金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有するプラスチック成形品の成形方法において、樹脂の射出充填後の所定タイミングにおいて、少なくともキャビティ壁面の一部を構成する固定入子に設けられた通気部より圧縮空気を送り込んで、該通気部の対向位置を含む位置に凹形状の不完全転写部を形成するとともに、かつ、少なくともキャビティ壁面の一部を構成する可動入子を該キャビティから離れる方向に摺動させて、該可動入子の対向位置を含む位置に凸形状の不完全転写部を形成するようにしている。
【００２３】
また、請求項９に記載のプラスチック成形品の成形方法は、金型のキャビティ内の樹脂に樹脂圧力を発生させ、被転写面を転写することにより形成した転写面を有するプラスチック成形品の成形方法において、少なくともキャビティ壁面の一部は、他のキャビティ壁面よりも樹脂との密着力が低い材料により形成した優先剥離部を有する固定入子であって、樹脂の射出充填後の所定タイミングにおいて、少なくともキャビティ壁面の一部を構成する可動入子を該キャビティから離れる方向に摺動させて、優先剥離部の対向位置を含む位置に凹形状の不完全転写部を形成するとともに、可動入子の対向位置を含む位置に凸形状の不完全転写部を形成するようにしている。
【００２４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載のプラスチック成形品の成形方法において、通気部または優先剥離部、および／または可動入子を２以上有する金型を用いるようにしている。
【００２５】
また、請求項１１に記載の光走査装置は、被走査面を複数の光束で走査するマルチビーム型の光走査装置において、請求項７に記載のプラスチック成形品を、各光束の入射位置が副走査方向において異なる光学素子として有するものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、薄肉形状のプラスチック成形品において、転写面にひけを発生させず転写面の形状精度の向上を図り、かつ、内部応力および内部歪みの発生を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るプラスチック成形品の一実施形態（第１の実施形態）を示す斜視図である。
【図２】図１に示すプラスチック成形品および成形金型の断面図の一例である。
【図３】図１に示すプラスチック成形品および成形金型の断面図の他の例である。
【図４】プラスチック成形品の他の実施形態（第２の実施形態）を示す斜視図である。
【図５】図４に示すプラスチック成形品および成形金型の断面図の一例である。
【図６】プラスチック成形品の他の実施形態（第３の実施形態）を示す斜視図である。
【図７】図６に示すプラスチック成形品および成形金型の断面図の一例である。
【図８】プラスチック成形品の他の実施形態（第４の実施形態）を示す斜視図である。
【図９】図８に示すプラスチック成形品の断面図である。
【図１０】図８に示すプラスチック成形品の上面図である。
【図１１】本発明に係る光走査装置の概略構成図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る構成を図１から図１１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
（プラスチック成形品）
＜第１の実施形態＞
図１に本発明に係るプラスチック成形品の一実施形態の斜視図を示す。本実施形態に係るプラスチック成形品１０は、転写面（第１転写面）１１および転写面（第２転写面）１２を上下に有し、凸形状の不完全転写部２１と凹形状の不完全転写部２２とを転写面１１，１２の側面の対向する２面に有した成形品である。なお、転写面１１，１２の側面の他の２面（側面２３，２４）については、キャビティ形状を転写した転写面とすればよいが、不完全転写部であっても良く、特に限られるものではない。
【００３０】
また、プラスチック成形品１０は薄肉形状、すなわち、転写面１１，１２に垂直なある面（一点鎖線１３で示す）におけるプラスチック成形品の一断面１４において、転写面垂直方向の成形品厚さ寸法ａと転写面平行方向の厚さ寸法ｂとは、次式（１）を満たすものである。なお、ａおよびｂの値は、次式（１）を満たす限り特に限られるものではないが、例えば、ａ＝５ｍｍ，ｂ＝１０ｍｍ等とすればよい。
【００３１】
[プラスチック成形品の成形方法（第１の成形方法）]
図１に示すプラスチック成形品１０を例に、本発明に係るプラスチック成形品の成形方法の一例（第１の成形方法）について説明する。図２は、図１に示す断面におけるプラスチック成形品の一断面１４およびプラスチック成形品１０を画成する成形金型３０の断面を示している。
【００３２】
成形金型３０は、上下一対の金型により開閉可能なキャビティを画成して、その内部に溶融樹脂を射出充填するものである。キャビティは、上下の被転写入子３１，３２と、側壁面３３，３４によって画成されている。
【００３３】
側壁面３３には、通気部、すなわち、エアスリット３５とそれに連通する通気口３６が設けられており、通気口３６は、図示しない成形金型３０の外部にある気体圧縮装置等に接続され、圧縮空気をキャビティ側面に流入できるようになっている。
【００３４】
他方の側壁面３４は、可動入子３４で画成されており、可動入子３４は、キャビティに対し、図中矢印方向に摺動可能に設けられている。
【００３５】
可動入子３４をキャビティ側に摺動させた状態（図２（ａ））において、成形金型３０のキャビティ内に射出充填された溶融樹脂は、キャビティ壁面に樹脂圧力を発生させて密着した状態で冷却固化を始める。
【００３６】
ここで、溶融樹脂の射出充填より一定時間経過後であって、樹脂が冷却固化しきらず、樹脂内圧を保って流動可能な状態にあるタイミングにおいて、エアスリット３５から圧縮空気に送り込むようにする。なお、溶融樹脂が冷却固化しきらず、樹脂内圧を保って流動可能な状態にあるタイミングは、樹脂の成分等に応じて最適なタイミングを得るようにすればよい。
【００３７】
次いで、図２（ｂ）に示すように、可動入子３４をキャビティ側面から離れる方向（図中矢印方向）に摺動させる。この可動入子３４の後退によりキャビティ容積が膨張し、溶融樹脂もそれに伴い体積膨張を起こす。その結果、可動入子３４の後退部分には、凸形状の不完全転写部２１が成形される。また、溶融樹脂の体積膨張により急激に樹脂内圧は低下し、キャビティ壁面との密着力が低下する。その際、エアスリット３５からの圧縮空気により、加圧されている側壁面３３は、優先的に樹脂が剥離され、凹形状の不完全転写部２２が成形される。
【００３８】
このように、樹脂内圧低下による樹脂体積不足と、冷却固化促進による充填樹脂の体積収縮は、キャビティより剥離した凸形状および凹形状の不完全転写部２１，２２が自由面となり動くことで吸収、換言すれば、不完全転写部２１，２２に転写不良を誘導することにより、転写部１１，１２へのひけ発生を抑制することができる。また、射出充填に伴う樹脂内圧は、キャビティ体積膨張による内圧低下を発生させることにより、ほぼ０に近づけることができ、この状態において冷却固化されたプラスチック成形品１０の内部応力及び内部歪みについてもほぼ０に近づけることが可能となる。よって、転写面１１，１２の形状精度の向上および複屈折の発生を抑えたプラスチック成形品とすることができる。
【００３９】
[プラスチック成形品の成形方法（第２の成形方法）]
図１に示すプラスチック成形品１０を例に、本発明に係るプラスチック成形品の成形方法の他の例（第２の成形方法）について説明する。図３は、図１に示す断面におけるプラスチック成形品の一断面１４およびプラスチック成形品１０を画成する成形金型３０の断面を示している。
【００４０】
成形金型３０は、上下一対の金型により開閉可能なキャビティを画成して、その内部に溶融樹脂を射出充填するものである。キャビティは、上下の被転写入子３１，３２と、側壁面３３，３４によって画成されている。
【００４１】
側壁面３３は、固定入子３３で画成されており、固定入子３３の少なくとも溶液樹脂と接する表面は、他のキャビティ表面と比較して、樹脂との密着力が低い材料により形成されている（優先剥離部を有する）。当該樹脂との密着力が低い材料としては、例えば、TiN（窒化チタン）、TiCN（シアン化チタン）、テフロン（登録商標）樹脂含有金属等が挙げられる。本実施形態では、固定入子３３の表面を樹脂との密着力が低い材料により表面処理を施し、固定入子３３と充填樹脂とを離型しやすくなっている。
【００４２】
他方の側壁面３４は、可動入子３４で画成されており、可動入子３４は、キャビティに対し、図中矢印方向に摺動可能に設けられている。
【００４３】
可動入子３４をキャビティ側に摺動させた状態（図３（ａ））において、成形金型３０のキャビティ内に射出充填された溶融樹脂は、キャビティ壁面に樹脂圧力を発生させて密着した状態で冷却固化を始める。
【００４４】
ここで、溶融樹脂の射出充填より一定時間経過後であって、樹脂が冷却固化しきらず、樹脂内圧を保って流動可能な状態にあるタイミングにおいて、可動入子３４をキャビティ側面から離れる方向（図中矢印方向）に摺動させる。なお、溶融樹脂が冷却固化しきらず、樹脂内圧を保って流動可能な状態にあるタイミングは、樹脂の成分、固定入子３３の表面材料等に応じて最適なタイミングを得るようにすればよい。
【００４５】
この可動入子３４の後退により、図３（ｂ）に示すように、キャビティ容積が膨張し、溶融樹脂もそれに伴い体積膨張を起こす。その結果、可動入子３４の後退部分には、凸形状の不完全転写部２１が成形される。また、溶融樹脂の体積膨張により急激に樹脂内圧は低下し、キャビティ壁面との密着力が低下する。その際、他のキャビティ表面と比較して離形成の高い固定入子３３の壁面は、優先的に樹脂が剥離され、凹形状の不完全転写部２２が成形される。
【００４６】
このように、樹脂内圧低下による樹脂体積不足と、冷却固化促進による充填樹脂の体積収縮は、キャビティより剥離した凸形状および凹形状の不完全転写部２１，２２が自由面となり動くことで吸収、換言すれば、不完全転写部２１，２２に転写不良を誘導することにより、転写部１１，１２へのひけ発生を抑制することができる。また、射出充填に伴う樹脂内圧は、キャビティ体積膨張による内圧低下を発生させることにより、ほぼ０に近づけることができ、この状態において冷却固化されたプラスチック成形品１０の内部応力及び内部歪みについてもほぼ０に近づけることが可能となる。よって、転写面１１，１２の形状精度の向上および複屈折の発生を抑えたプラスチック成形品とするすることができる。
【００４７】
以上説明したキャビティ形状および該キャビティ形状を用いた射出成形により成形可能なプラスチック成形品の形状は一例であって、上述のプラスチック成形品の成形方法を、他のキャビティ形状に適用することにより、様々な形状のプラスチック成形品を成形することができる。
【００４８】
例えば、凸形状および凹形状の不完全転写部２１，２２とは、対向する面になくとも良く、例えば、側面２３に対応する側に可動入子を設けて、側面２３を凸形状の不完全転写部としても良い。また、凸形状および凹形状の不完全転写部２１，２２は、少なくとも各１箇所有していればよい。したがって、各不完全転写部を２箇所以上有しても良いし、また、凸形状の不完全転写部と凹形状の不完全転写部の形成数も同じでなくても良く、例えば、凸形状の不完全転写部を２箇所、凹形状の不完全転写部を１箇所有するようにしても良い。このように、不完全転写部を広くまたは多く設けるようにすることにより、不完全転写部への転写不良の誘導を可能とし、転写部の転写性能をさらに向上させることが可能となる。
【００４９】
また、上記成形方法における樹脂充填の方法、樹脂圧力の発生方法や凸形状及び凹形状の不完全転写部の形成方法は、上述の例に限られるものではない。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係るプラスチック成形品の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。上記第１の実施形態では、不完全転写部がそれぞれ一面を構成している場合を例に説明したが、凸形状および凹形状の不完全転写部を同一面に形成することも好ましい。
【００５１】
図４に本実施形態に係るプラスチック成形品の斜視図を示す。このプラスチック成形品１０は、微細で複雑な凹凸形状を有する転写面１１を上面に設け、凸形状の不完全転写部２１および凹形状の不完全転写部２２を転写面１１に対向する同一面内に設けたものである。
【００５２】
また、プラスチック成形品１０は薄肉形状、すなわち、転写面１１に垂直なある面（一点鎖線１３で示す）におけるプラスチック成形品の一断面１４において、転写面垂直方向の成形品厚さ寸法の最小値ａと、転写面平行方向の厚さ寸法の最大値ｂとは上記式（１）を満たすものである。
【００５３】
[プラスチック成形品の成形方法]
図４に示すプラスチック成形品１０の成形方法について説明する。図５は、図４に示す断面におけるプラスチック成形品の一断面１４およびプラスチック成形品１０を画成する成形金型３０の断面を示している。
【００５４】
成形金型３０は、上下一対の金型により開閉可能なキャビティを画成して、その内部に溶融樹脂を射出充填するものである。キャビティは、上被転写入子３１、下壁面３８（３８ａ，３８ｂ）、可動入子３７と、側壁面３３，３４によって画成されている。また、下壁面３８ａには、エアスリット３５とそれに連通する通気口３６が設けられており、通気口３６は、図示しない成形金型３０の外部にある気体圧縮装置等に接続され、圧縮空気をキャビティ下面に流入できるようになっている。また、下壁面３８の一部は、可動入子３７で画成されており、可動入子３７は、キャビティに対し、図中矢印方向に摺動可能に設けられている。
【００５５】
可動入子３７をキャビティ側に摺動させた状態（図５（ａ））において、成形金型３０のキャビティ内に射出充填された溶融樹脂は、キャビティ壁面に樹脂圧力を発生させて密着した状態で冷却固化を始める。
【００５６】
ここで、溶融樹脂の射出充填より一定時間経過後であって、樹脂が冷却固化しきらず、樹脂内圧を保って流動可能な状態にあるタイミングにおいて、エアスリット３５から圧縮空気に送り込むようにする。
【００５７】
次いで、図５（ｂ）に示すように、可動入子３７をキャビティ側面から離れる方向（図中矢印方向）に摺動させる。この可動入子３７の後退によりキャビティ容積が膨張し、溶融樹脂もそれに伴い体積膨張を起こす。その結果、可動入子３７の後退部分には、凸形状の不完全転写部２１が成形される。また、溶融樹脂の体積膨張により急激に樹脂内圧は低下し、キャビティ壁面との密着力が低下する。その際、エアスリット３５からの圧縮空気により、加圧されている下壁面３８ａには、優先的に樹脂が剥離され、凹形状の不完全転写部２２が成形される。
【００５８】
このように、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、成形金型３０を用いた射出成形法により、可動入子３７に対応する部分に凸形状の不完全転写部２１を、またエアスリット３５に対応する部分に凹形状の不完全転写部２２を、それぞれ形成することにより、転写部１１にひけを発生させず、かつ樹脂内圧が残存することなく、要求される形状精度で形成した転写面１１を有し、内部歪みの低いものとすることができる。特に、本実施形態においては、転写面１１は微細な凹凸形状を有しているため、被転写面３１の細かいパターンへの樹脂充填を正確に行うために樹脂圧を高く設定する必要があるが、当該成形方法を用いることで、高樹脂圧で転写面１１を形成しても、樹脂圧力を抜くことができるため、残留内部応力のないプラスチック成形品１０が得られる。よって、成形金型３０から取り出す際、または取り出した後の形状変形を防止することができる。
【００５９】
なお、転写面１１以外の面形状については、特に限られるものではなく、凸形状および凹形状の不完全転写部２１，２２は、転写面１１以外のいずれかの面に形成されるものでもよい。また、凸形状の不完全転写部２１と凹形状の不完全転写部２２の形成数も複数であっても良い。また、上記第２の成形方法を用いて成形するようにしても良い。
【００６０】
以上説明したように、本発明に係るプラスチック成形品の成形方法によれば、高精度な光学鏡面や微細な凹凸のパターン等を有するプラスチック成形品を、低コストかつ高精度に金型形状を転写することができる。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係るプラスチック成形品の第３の実施形態について説明する。なお、上記第１〜第２の実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
【００６２】
図６に本実施形態に係るプラスチック成形品の斜視図を示す。このプラスチック成形品１０は、凹形状を有する転写面１１を上面に設け、凸形状の不完全転写部２１を下部に、凹形状の不完全転写部２２ａ，２２ｂを転写面側面の２面に設けたものである。
【００６３】
また、プラスチック成形品１０は薄肉形状、すなわち、転写面１１に垂直なある面（一点鎖線１３で示す）におけるプラスチック成形品の一断面１４において、転写面垂直方向の成形品厚さ寸法の最小値ａと、転写面平行方向の厚さ寸法の最大値ｂとは上記式（１）を満たすものである。
【００６４】
[プラスチック成形品の成形方法]
図６に示すプラスチック成形品１０の成形方法について説明する。図７は、図６に示す断面におけるプラスチック成形品の一断面１４およびプラスチック成形品１０を画成する成形金型３０の断面を示している。
【００６５】
成形金型３０は、上下一対の金型により開閉可能なキャビティを画成して、その内部に溶融樹脂を射出充填するものである。キャビティは、上被転写入子３１、下壁面３８（３８ａ，３８ｂ）、可動入子３７と、側壁面３３，３４によって画成されている。また、側壁面３３，３４には、それぞれエアスリット３５とそれに連通する通気口３６が設けられており、通気口３６は、図示しない成形金型３０の外部にある気体圧縮装置等に接続され、圧縮空気をキャビティ側面に流入できるようになっている。また、下壁面３８の一部は、可動入子３７で画成されており、可動入子３７は、キャビティに対し、図中矢印方向に摺動可能に設けられている。
【００６６】
可動入子３７をキャビティ側に摺動させた状態（図７（ａ））において、成形金型３０のキャビティ内に射出充填された溶融樹脂は、キャビティ壁面に樹脂圧力を発生させて密着した状態で冷却固化を始める。ここで、溶融樹脂の射出充填より一定時間経過後であって、樹脂が冷却固化しきらず、樹脂内圧を保って流動可能な状態にあるタイミングにおいて、両側のエアスリット３５から圧縮空気に送り込むようにする。
【００６７】
次いで、図７（ｂ）に示すように、可動入子３７をキャビティ下面から離れる方向（図中矢印方向）に摺動させる。この可動入子３７の後退によりキャビティ容積が膨張し、溶融樹脂もそれに伴い体積膨張を起こす。その結果、可動入子３７の後退部分には、凸形状の不完全転写部２１が成形される。また、溶融樹脂の体積膨張により急激に樹脂内圧は低下し、キャビティ壁面との密着力が低下する。その際、エアスリット３５からの圧縮空気により、加圧されている側壁面３３，３４は、優先的に樹脂が剥離され、凹形状の不完全転写部２２ａ，２２ｂが成形される。
【００６８】
このように、本実施形態においても、上記第１〜第２の実施形態と同様に、成形金型３０を用いた射出成形法により、可動入子３７に対応する部分に凸形状の不完全転写部２１を、またエアスリット３５に対応する部分に凹形状の不完全転写部２２ａ，２２ｂを、それぞれ形成することにより、転写部１１にひけを発生させず、かつ樹脂内圧が残存することなく、要求される形状精度で形成した転写面１１を有し、内部歪みの低いものとすることができる。
【００６９】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明に係るプラスチック成形品の第４の実施形態について説明する。なお、上記第１〜第３の実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
【００７０】
図８に本実施形態に係るプラスチック成形品の斜視図を示す。また、図９（ａ）はプラスチック成形品１０の転写面１１に垂直なある面（一点鎖線１３ａで示す）における断面１４、図９（ｂ）はプラスチック成形品１０の転写面１１に垂直なある面（一点鎖線１３ｂで示す）における断面１５での断面図である。また、図１０に、図８に示すプラスチック成形品１０の金型キャビティ内における転写面１１側から見た上面図を示す。なお、図１０（ａ）は、可動入子の摺動直後の樹脂内圧が抜けた瞬間の上面図、図１０（ｂ）は冷却固化後の上面図を示している。
【００７１】
このプラスチック成形品１０は、短手方向における端部の側面に凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂを、長手方向における端部の側面に凹形状の不完全転写部２２ａ，２２ｂを設けた成形品である。ただし、凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂは、図９（ｂ）の断面１５に示すように長手端部においては、凸形状を有するが、図９（ａ）の断面１４に示すように長手中央に近づくにつれて凹形状の不完全転写部２２ｃ，２２ｄに連続的に変化している（図１０（ｂ））。
【００７２】
また、プラスチック成形品１０は、長手端部の両側面に、金型形状を転写した取り付け基準面１６を設けている。さらに、プラスチック成形品１０は薄肉形状、すなわち、転写面１１に垂直なある面（一点鎖線１３ａ，１３ｂで示す）におけるプラスチック成形品の断面１４，１５において、転写面垂直方向の成形品厚さ寸法の最小値ａと、転写面平行方向の厚さ寸法の最大値ｂとは上記式（１）を満たすものである。
【００７３】
本実施形態に係るプラスチック成形品１０の成形方法は、上記実施形態と同様の方法によれば良く、凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂは、成形金型（図示せず）の可動入子に対応し、凹形状の不完全転写部２２ａ，２２ｂは、成形金型のエアスリットに対応する。上述のように、この成形方法によれば、可動入子の後退動作直後のタイミングにおいて、プラスチック成形品は樹脂体積膨張に伴い、図１０（ａ）に示すように可動入子に対応する凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂは長手方向の全域において凸形状に、エアスリットに対応する不完全転写部２２ａ，２２ｂが凹形状になる。
【００７４】
しかしながら、図１０（ａ）に示すような形状から冷却固化による樹脂収縮が起こると、成形品端部においては、エアスリットに相当する凹形状の不完全転写部２２が自由面として動いて収縮を吸収するが、成形品中央部においては、収縮を吸収するのは、可動入子より剥離した凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂになるため、凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂは収縮に伴い、凹形状の不完全転写部２２ｃ，２２ｄに変化する。
【００７５】
その結果、図１０（ｂ）に示すように、可動入子に対応する不完全転写部は、端部凸形状２１ａ，２１ｂから連続的に中央部にかけて凹形状２２ｃ，２２ｄへと変化した成形品が成形される。
【００７６】
このように、本実施形態においても、上記第１〜第３の実施形態と同様に、成形金型を用いた射出成形法により、可動入子に対応する部分に凸形状の不完全転写部２１ａ，２１ｂおよび凹形状の不完全転写部２２ｃ，２２ｄを、またエアスリットに対応する部分に凹形状の不完全転写部２２ａ，２２ｂを、それぞれ形成することにより、転写面１１，１２にひけを発生させず、かつ樹脂内圧が残存することなく、要求される形状精度で形成した転写面１１，１２を有し、内部歪みの低いものとすることができる。
【００７７】
ここで、凸形状及び凹形状の不完全転写部２１，２２は、成形金型の形状を転写していない自由曲面である。したがって、不完全転写部の領域を使用したプラスチック成形品の空間内の位置決めは、不安定となり、精度が得られないこととなる。そこで、本実施形態に係るプラスチック成形品１０のように、不完全転写部とは別に、凸形状または凹形状の不完全転写部２１，２２の両端に、凸形状を超える高さの金型形状を転写した取り付け基準面１６を設けることが好ましい。これにより、凸形状及び凹形状の不完全転写部を使用することなくプラスチック成形品を高精度に空間内での位置決め及び取り付けが可能となる。
【００７８】
また、この取り付け基準面１６にも、上述の内部残留応力除去による、形状の高精度化の効果は及ぶこととなるので、取り付け基準面１６の形状転写精度も優れたプラスチック成形品を提供することができる。なお、取り付け基準面１６の位置、形状、数は特に限られるものではなく、転写面とは異なるいずれかの位置に設けるようにすればよい。
【００７９】
（光学素子）
以上説明した本発明に係るプラスチック成形品を、その転写面の少なくとも１つを光学鏡面に形成した光学素子（プラスチックレンズ、プラスチックミラー等）として用いることが好ましい。光学素子としてのプラスチック成形品は、高い形状精度の要求に加えて、内部歪みの低減も要求される。上述のように、本発明に係るプラスチック成形品は、内部残留応力が非常に低いため、内部歪みも非常に小さい成形品とすることが可能となる。よって、このプラスチック成形品を光学素子として用いることにより、複屈折の少ない優れた効果を有する光学素子とすることができる。また、取り付け基準面を有することにより、位置決め精度および光学特性をさらに優れたものとすることができる。
【００８０】
例えば、図４に示したプラスチック成形品１０は、転写面１１を光学鏡面とした光学素子（光学ミラー）に適用することができる。該光学素子によれば、微小な散乱効果を有する回折格子を構成できる。また、図６に示したプラスチック成形品１０は、転写面１１を凹型の光学鏡面としたプラスチックミラーに適用することができる。また、図８に示したプラスチック成形品１０は、転写面１１を光学鏡面（例えば、入射面）、転写面１２を光学鏡面（例えば、出射面）としたプラスチックレンズに適用することが好適である。
【００８１】
（マルチビーム走査光学装置）
さらに、本発明に係るプラスチック成形品を適用した光学素子は、光学鏡面の高形状精度の効果に加え、低内部歪みによる低複屈折が実現できるため、その光学性能も優れたものとすることができる。
【００８２】
例えば、通常の成形によって得られるプラスチックレンズの内部歪みは、成形品内の場所ごとに偏在するため、マルチビームを用いる走査光学系においては、各ビームの副走査方向の光束入射位置が異なる。このため、マルチビームのビーム間に与える複屈折の影響が異なることとなり、ビーム毎の強度や偏光特性などの光学性能に差異を生み出すという問題があった。しかしながら、本発明に係るプラスチック成形品を適用したプラスチックレンズは内部歪みが無い為、マルチビーム走査光学系に活用することで、より優れた効果を発揮することができる。
【００８３】
図１１に、本発明に係る光走査装置の一実施形態であるマルチビーム走査光学装置の装置構成図を示す。このマルチビーム走査光学装置１００は、複数の発光源１０１（ｃｈ１〜ｃｈ４）からのビームを、共通のカップリングレンズ１０２により以後の光学系にカップリングし、カップリングされた複数ビームを、共通の線像結像光学系（シリンドリカルレンズ１０４）により、光偏向器１０５の偏向反射面近傍に主走査方向に長く、副走査方向に分離した複数の線像として結像させ、光偏向器１０５により同時に等角速度的に偏向させ、偏向ビームを共通の走査光学系（第１走査レンズ１０６，第２走査レンズ１０７）を透過し、折り曲げミラー１０８により光路を折り曲げられ、被走査面（感光体１０９）上に、副走査方向に分離した複数の光スポットとして集光し、これら複数の光スポットとにより複数走査線を同時走査するものである。なお、符号１０３は、光束周辺部を遮断してビーム整形するアパーチュアである。また、ビームの１つは、光走査に先立ってミラー１１０に入射し、レンズ１１１により受光素子１１２に集光され、受光素子１２の出力に基づき、各ビームの光走査の書込み開始タイミングが決定される。
【００８４】
ここで、本発明に係るプラスチック成形品を適用したプラスチックレンズは、薄肉形状のレンズであるため、例えば、第２走査レンズ１０７に用いることが好適である。
【００８５】
以上のように、本発明に係るプラスチック成形品を適用した光学素子は内部歪みがないため、副走査方向のどの位置を光束が透過したとしても、光束への複屈折の影響はほとんどなく、ビーム毎の光学性能の差異もほとんどなくなる。よって、当該光学素子を、マルチビーム走査光学系に活用することで、より優れた効果を発揮させることができる。
【００８６】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００８７】
例えば、本発明に係るプラスチック成形品を光学素子に適用した例に説明したが、これに限られるものではなく、転写面が高い形状精度を要求される種々のプラスチック成形品に適用することができる。例えば、携帯電話等の電子機器等の外装部品にも適用することが好適である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  プラスチック成形品（光学素子）
１１  転写面（第１転写面）
１２  転写面（第２転写面）
１４，１５  断面
１６  取り付け基準部
２１，２１ａ，２１ｂ  凸形状の不完全転写部
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  凹形状の不完全転写部
２３，２４  側面
３０  成形金型
３１  上被転写入子
３２  下被転写入子
３３  側壁面（固定入子）
３４  側壁面（可動入子）
３５  エアスリット
３６  通気口
３７  可動入子
３８ａ，３８ｂ  下壁面
１００  光走査装置
１０１  発光源
１０２  カップリングレンズ
１０３  アパーチュア
１０４  シリンドリカルレンズ
１０５  光偏向器
１０６  第１走査レンズ
１０７  第２走査レンズ
１０８  折り曲げミラー
１０９  感光体
１１０  ミラー
１１１  レンズ
１１２  受光素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開平６−３０４９７３号公報
【特許文献２】特開平１１−２８７４５号公報
【特許文献３】特開２０００−８４９４５号公報
【図１】
0005589389.tif 000002
【図２】
0005589389.tif 000003
【図３】
0005589389.tif 000004
【図４】
0005589389.tif 000005
【図５】
0005589389.tif 000006
【図６】
0005589389.tif 000007
【図７】
0005589389.tif 000008
【図８】
0005589389.tif 000009
【図９】
0005589389.tif 000010
【図１０】
0005589389.tif 000011
【図１１】
0005589389.tif 000012