(57)【要約】【課題】自由曲面を有する成形面を、高い面精度で成形することができる成形型の製造方法を提供する。【解決手段】成形面に自由曲面を有する光学物品を成形するのに用いられる成形型の成形面を、自由曲面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ工程においてメッキ処理された成形面を研磨する研磨工程を備え、研磨工程は、中空ドーム状の形状を成したドーム部６Ａを有する弾性体６と、弾性体６のドーム部６Ａのドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布７を含み構成され、ドーム部６Ａ内に、０．０１Ｍｐａ〜０．０２Ｍｐａの圧力流体が注入された研磨工具４を、メッキ処理された成形面に当接して研磨して成形型を製造する。【選択図】図４
2008213213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形面に自由曲面を有する光学物品を成形するのに用いられる成形型の製造方法であって、
前記成形面に自由曲面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された前記成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ処理された前記成形面を研磨する研磨工程と、を備え、
前記研磨工程は、
中空ドーム状の弾性体と、前記中空ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布と、を含む研磨工具を、
メッキ処理された前記成形面に当接して研磨することを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成形型の製造方法において、
前記研磨工具を構成する前記セルロースの長繊維不織布よりなる研磨布は、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の成形型の製造方法において、
前記研磨工具を構成する中空ドーム状の弾性体は、
前記中空ドーム内に、０．０１Ｍｐａ〜０．０２Ｍｐａの圧力流体が注入されて用いられることを特徴とする成形型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型の製造方法に関し、特に成形面に自由曲面を備えた成形型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非回転軸対称や回転軸対称の非球面（自由曲面）を有する眼鏡レンズやミラー等の光学物品が広く利用されている。このような光学物品は、成形面に光学物品に対応した自由曲面の形状が形成された成形型を用いて製造される。
こうした自由曲面を成形型の素材種類によらず得るために、成形型の成形面に自由曲面の形状を形成する創成工程と、成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、成形面との当接面に研磨部材が取り付けられた中空ドーム状の弾性体を備えた研磨工具を用いて研磨する研磨工程と、を備えた成形型の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、被加工物を保持する保持部と、ドーム状の弾性体を被加工物の表面に当接して研磨する研磨部と、保持部または研磨部のいずれか一方を回転駆動する駆動手段と、保持部または研磨部のいずれかの他方を支持する支持部を備え、回転駆動された保持部または研磨部のいずれか一方の他方は、一方の回転の動力により回転し、支持部には支持部の回転を規制する回転規制部が接続され、自由曲面が創成された被加工物の表面の形状を崩さずに効率的に研磨することができる研磨装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４０９７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１６９５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の成形型の製造方法によれば、ある程度の表面精度（形状精度や表面粗さ）を有する成形面が得られるが、より高性能の光学特性を備えた自由曲面を有する光学物品を得るためには、成形型の成形面に、より高精度の面精度が求められる。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、自由曲面を備えた成形面を、高い面精度で成形することができる成形型の製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の成形型の製造方法は、成形面に自由曲面を有する光学物品を成形するのに用いられる成形型の製造方法であって、前記成形面に自由曲面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された前記成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ処理された前記成形面を研磨する研磨工程と、を備え、前記研磨工程は、中空ドーム状の弾性体と、前記中空ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布と、を含む研磨工具を、メッキ処理された前記成形面に当接して研磨することを特徴とする。
【０００７】
この成形型の製造方法によれば、形状創成工程において自由曲面が形成され、メッキ工程においてメッキ処理が施され、形状創成面の微小なツールマークや金属材料の結晶粒界または結晶段差が解消された成形面に、研磨工程において、中空ドーム状の弾性体と、中空ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布と、を含む研磨工具を当接して研磨することにより、自由曲面を備えた成形面を高い面精度で成形することができる成形型が得られる。
【０００８】
また、本発明の成形型の製造方法において、前記研磨工具を構成するセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布は、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることが好ましい。
これによれば、研磨工具を構成するセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布が、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることにより、研磨加工の際に、成形面（メッキ被膜面）と研磨工具（研磨布）との間に供給される研磨剤が、メッシュ構造内に保留されてメッキ被膜面の間で発生する熱を冷却するとともに、研磨剤との相乗作用により、研磨性能が向上する。
【０００９】
また、本発明の成形型の製造方法において、前記研磨工具を構成する中空ドーム状の弾性体は、前記中空ドーム内に、０．０１Ｍｐａ〜０．０２Ｍｐａの圧力流体が注入されて用いられることが好ましい。
【００１０】
これによれば、研磨工程において、弾性体の中空ドーム内に、０．０１Ｍｐａ〜０．０２Ｍｐａの圧力流体が注入された研磨工具を、メッキ処理が施された成形面に当接して研磨することにより、自由曲面を備えた成形面を高い面精度で成形することができる成形型が得られる。圧力が０．０１Ｍｐａ未満の場合には、メッキ処理が施された成形面を研磨する際に、弾性体６の張りが不十分の状態となり、ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられた研磨布が成形面に密着せずに、研磨面（成形面）に研磨ムラが発生する。一方、圧力が、０．０２Ｍｐａを超える場合には、研磨面にうねりが発生する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、成形型として、画像を投写するプロジェクタに用いられる非球面ミラーを製造する成形型の場合を例示する。
【００１２】
なお、プロジェクタに用いられる非球面ミラーは、光学エンジンの投写レンズとスクリーン間に配置されて、投写レンズより射出された画像光を近距離に位置するスクリーン上に拡大表示する機能を有する。こうしたプロジェクタには、投写レンズから射出された画像光を、非球面ミラーの凸面状の反射面に斜め投写して拡大表示する構成と、集光手段を介して投写レンズから射出された画像光を、非球面ミラーの凹面状の反射面に斜め投写して拡大表示する構成が存在する。
【００１３】
本実施形態は、非回転軸対称の非球面（自由曲面）が形成された凹面状の面を反射面として用いる非球面ミラー用の基材を射出成形するのに用いられる成形型の場合で説明する。
【００１４】
図１は成形型がセットされたモールドベースの断面模式図である。
図１において、モールドベース１は、固定型２、可動型３を備えている。固定型２は、固定側型板２１と、固定側型板２１に入れ子として嵌め込まれた凹面成形型２２を含み構成されている。可動型３は、可動側型板３１と、可動側型板３１に入れ子として嵌め込まれた凸面成形型３２を含み構成されている。
【００１５】
凹面成形型２２は、成形される非球面ミラーに対応した複数の変曲点を有する自由曲面が生成された成形面２２Ａを備えている。一方、凸面成形型３２は、凹面成形型２２の成形面２２Ａの形状に略沿うように形成された成形面３２Ａを備えている。
このように構成されたモールドベース１は、固定型２の凹面成形型２２の成形面２２Ａと可動型３の凸面成形型３２の成形面３２Ａとの間に形成された空間Ｓがモールド部を形成し、モールド部（空間Ｓ）にプラスチック樹脂が充填されて、後に示す非球面ミラー用基材１０が成形される。
【００１６】
先ず、凹面成形型２２の加工方法について説明する。図２は凹面成形型基材２０の斜視図であり、図３は凹面成形型２２の斜視図である。
図３に示す凹面成形型２２は、図２に示す略円錐状の凹面成形型基材２０を加工した後に、所定の外形形状に切断されて完成する。なお、凹面成形型基材２０の円錐状を成した面２０Ａには、凹面成形型２２の非回転軸対称の非球面（自由曲面）よりなる成形面２２Ａを含む形状が形成されている。したがって、以後、面２０Ａを成形面２０Ａと表す場合がある。
【００１７】
凹面成形型基材２０は、金属材料を切削して複数の変曲点を有する自由曲面を含む成形面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された成形面（切削面）を含む基材の表面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ処理された成形面（メッキ被膜面）を研磨する研磨工程を含み加工される。
【００１８】
凹面成形型基材２０に用いられる金属材料は、金属であれば限定されないが、形状創成工程における加工性を考慮すると、銅、銅合金、アルミニュームおよびアルミニューム合金などの軟質金属材料を用いるのが好ましい。なお、本実施形態の場合は、例えば、直径が２５０ｍｍのアルミニューム合金（ＡＬ−Ｍｇ系合金５０５６Ｂ）の丸棒を用いる。
【００１９】
形状創成工程は、コンピューターで数値制御されたＣＮＣ加工機、例えば、マシニングセンタを備えた４軸制御ＣＮＣ旋盤などを用いて金属材料の切削加工が行われ、凹面成形型基材２０の一方の面に、自由曲面を含む円錐状を成した面（成形面）２０Ａが形成される。
切削加工は、粗切削加工と仕上げ切削加工との２工程で行われる。粗切削加工では、金属材料を切削して、所定の非球面係数などの自由曲面を含む成形面が形成される。仕上げ切削加工では、単結晶ダイヤモンド丸刃バイトを用いて、粗加工された成形面（切削面）の精密仕上げ切削が行われる。
【００２０】
仕上げ切削加工の具体例としては、例えば、回転数が５０００ｒｐｍで回転するワークの切削点に、植物性油を高圧空気と混合した超微細粒オイルミストを供給しながら、先端半径２ｍｍ程度、すくい角０°の単結晶ダイヤモンド丸刃バイトを、切り込み量２μｍ程度、送り速度５ｍｍ／ｍｉｎ程度で精密切削が行われる。仕上げ切削加工後の成形面における面精度（ＰＶ）は、０．０２μｍ程度である。
【００２１】
なお、形状創成工程は、ＣＮＣ旋盤の他に、ＮＣフライス盤または非球面加工機などを用いることもできる。好ましい非球面加工機として、ＵＬＧ１００（商品名、東芝機械（株）製）などが例示される。
そして、切削加工が行われた凹面成形型基材２０は、メッキ工程に移行する。
【００２２】
メッキ工程では、切削加工された凹面成形型基材２０の表面全体にメッキ処理が施される。好ましいメッキ処理としては、無電解ニッケルメッキが挙げられる。
無電解ニッケルメッキのメッキ被膜は、略均一な膜厚が得られ易く、しかも基材との高い密着性、優れた耐磨耗性、高耐食性が得られる。無電解ニッケルメッキのメッキ方法は、公知のメッキ法を用いることができる。なお、無電解ニッケルメッキのメッキ前には、二液型触媒液などによる触媒化処理が行われる。
【００２３】
凹面成形型基材２０の成形面（切削面）２０Ａに施されるメッキ厚さは、数１０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。凹面成形型基材２０の表面に無電解ニッケルメッキが施されることにより、成形面２０Ａの微小なツールマーク（バイト切削痕）や、非晶質の金属材料の結晶粒界または結晶段差を解消することができる。また、アルミニューム合金（ＡＬ−Ｍｇ系合金）の軟質金属材料よりなる凹面成形型基材２０の表面の耐久性を向上することができる。
そして、無電解ニッケルメッキが施された凹面成形型基材２０は、研磨工程に移行する。
【００２４】
研磨工程では、メッキ工程においてメッキ処理が施された凹面成形型基材２０の成形面（メッキ被膜面）２０Ａの研磨が行われる。このメッキ被膜面の研磨は、少なくともワークを回転する機構と研磨工具を回転する機構を備えた研磨装置に、中空ドーム状の弾性体を備えた研磨工具が装着されて行われる。
先ず、研磨工具について説明する。
【００２５】
図４は、研磨工程において用いられる研磨工具の概略構成を示す断面図である。
図４に示す研磨工具４は、回転支持体５、弾性体６、研磨布７、押さえ部材８を含み構成され、回転支持体５と弾性体６との間に、密封空間９が形成されている。
【００２６】
回転支持体５は、弾性体６および研磨布７が取り付けられる略平坦面を備えた円板状の支持部５Ａと、円板状の支持部５Ａの他方の面側に、支持部５Ａの中心部から突起する装着回転軸５Ｂと、逆止弁５Ｃを含み構成されている。装着回転軸５Ｂは、回転支持体５が研磨装置本体の装着部に装着される取り付け部であり、装着回転軸５Ｂの外周面には、研磨装置本体の装着部に螺合するねじが刻設されている。
【００２７】
逆止弁５Ｃは、支持部５Ａの密封空間９の領域内となる位置に、円板状の支持部５Ａを貫通して取り付けられている。この逆止弁５Ｃは、密封空間９内に圧力流体を導入するとともに、密封空間９内の圧力流体の圧力を一定に保つ機能を有する。
【００２８】
弾性体６は、シート状の弾性体で構成され、中空ドーム状の形状を成したドーム部６Ａと、ドーム部６Ａの端縁周部に鍔状に設けられたフランジ部６Ｂを有する。なお、ドーム部６Ａのドーム形状は、一例として図４に示すような半球状の場合で示すが、本実施形態におけるドーム形状とは、半球形の他に、半球形の一部の球形部からなる部分球形の場合であってもよい。
【００２９】
弾性シートの素材としては、例えば、厚さ略１ｍｍ、硬度４５（ＪＩＳ−Ａ）程度の二トリルゴム（ＮＢＲ）を用い、ドーム部６Ａの曲率半径が４５ｍｍ程度の中空ドーム状に生成されている。なお、弾性シートの素材としては、ＮＢＲの他に、天然ゴム、シリコンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴムなどを用いることができる。
【００３０】
研磨布７は、セルロースの長繊維不織布であり、中空ドーム状に形成された弾性体６のドーム部６Ａのドーム外面を覆うように取り付けられている。
なお、セルロースの長繊維不織布は、綿やパルプから採取された短い繊維状のセルロースに、化学処理を施して長い繊維状に再生した繊維を積層した布である。
【００３１】
研磨布７は、１．５ｍｍ程度のメッシュ構造を備えたガーゼタイプで、厚さが０．２ｍｍ程度のセルロースよりなる長繊維不織布不織布が、４枚程度重ねられて構成されている。すなわち、研磨布７の厚さは、０．８ｍｍ程度である。ガーゼタイプのセルロースよりなる長繊維不織布は、破断しにくい強度を有するが、厚さが薄いために充分な研磨効果を発揮するためには、複数枚（２枚〜６枚程度）重ねて用いるのが好ましい。
こうした研磨布７に用いられる好ましいセルロースからなる長繊維不織布の具体例としては、高品位ワイパーＢＥＭＣＯＴ（登録商標）Ｍ３，Ｍ１（商品名、旭化成せんい（株）製）が挙げられる。
【００３２】
押さえ部材８は、ステンレススチール等の金属よりなるリング状の部材である。この押さえ部材８は、回転支持体５の円板状の支持部５Ａの平坦面との間に、弾性体６のフランジ部６Ｂおよび研磨布７を重ねて挟み、回転支持体５の支持部５Ａに固定ねじ（図示せず）により支持部５Ａの平坦面に固定されている。これにより、弾性体６のフランジ部６Ｂが、いわばパッキンのように機能して回転支持体５の支持部５Ａの平坦面に密着して、支持部５Ａと弾性体６との間に密封空間９を形成することができる。
【００３３】
このように構成された研磨工具４は、密封空間９内に、回転支持体５の支持部５Ａに取り付けられた逆止弁５Ｃから圧力流体が注入されて用いられる。圧力流体としては、例えば、圧縮空気が注入される。密封空間９内に圧縮空気が注入されことにより、中空ドーム状に形成された弾性体６に内圧で張りを与えて、ドーム部６Ａの中空ドーム状の形状を保持することができる。すなわち、ドーム部６Ａのドーム外面を覆うように取り付けられた研磨布７を中空ドーム状の形状に保持することができる。
【００３４】
なお、密封空間９内に注入される圧縮空気の圧力は、０．０１Ｍｐａ〜０．０２Ｍｐａの範囲である。圧力が、０．０１Ｍｐａ未満の場合には、メッキ処理が施された成形面（メッキ被膜面）を研磨する際に、弾性体６のドーム部６Ａの張りが不十分の状態となり、ドーム部６Ａのドーム外面を覆うように取り付けられた研磨布７が成形面に密着せずに、研磨面に研磨ムラが発生する。一方、圧力が、０．０２Ｍｐａを超える場合には、研磨面にうねりが発生する。
【００３５】
そして、密封空間９内に空気が注入されて中空ドーム状の形状に保持された研磨工具４は、研磨装置に装着されて、メッキ被膜面の研磨が行われる。
研磨に用いられる研磨装置は、前記特許文献１（特開２００５−４０９７７号公報）の図１に示されるような、装着部に装着された研磨工具を回転する回転機構および回転軸に沿う方向（Ｚ軸方向）に移動する移動機構、保持部に取り付けられたワーク（凹面成形型基材２０）を回転する回転機構、ワークを研磨工具の回転軸に対して直交するＹ軸方向およびＹ軸方向に移動する移動機構、さらにワークをＹ軸方向を回転軸として左右に傾斜する傾斜機構などを備えた、いわゆる４軸ＮＣ制御研磨装置が用いられる。４軸ＮＣ制御研磨装置の具体例としては、例えば、スーパーポリシングマシンＫＲＰ−２２００Ｆ，ＦＫＰ−１０２０Ｆ（いずれも商品名、黒田精工（株）製）が挙げられる。
【００３６】
こうした研磨装置の装着部に研磨工具４が装着される。一方、凹面成形型基材２０が円錐状の面２０Ａを研磨工具４側にして研磨装置の保持部に取り付けられる。
そして、凹面成形型基材２０を３０ｍｉｎ-1程度の回転数で回転し、研磨工具４を１００ｍｉｎ-1程度の回転数で回転しながら、回転する凹面成形型基材２０の円錐状を成した面２０Ａ（メッキ被膜面）に、３．８ｋｇ程度の一定の押圧荷重で当接して、メッキ被膜面と研磨工具４の研磨布７とが摺り合わされることにより、メッキ被膜面の研磨が行われる。
【００３７】
メッキ被膜面の研磨は、研磨装置の回転機構、移動機構および傾斜機構がＣＮＣ制御されて、保持部に取り付けられた凹面成形型基材２０の円錐状の面２０Ａの全面が研磨される。
【００３８】
この研磨加工の際には、凹面成形型基材２０のメッキ被膜面と、研磨工具４の研磨布７との間に、研磨剤を供給して研磨するのが好ましい。好ましい研磨剤としては、コロイダルシリカが挙げられる。コロイダルシリカは、ケイ酸塩に希塩酸を作用させてから透析して得られたゾル状の研磨剤であり、具体例としては、ＣＯＭＰＯＬ８０（（株）フジミインコーポレーテッド社製）を挙げることができる。
【００３９】
研磨剤を用いることにより、研磨布７とメッキ被膜面の間で発生する熱を冷却するとともに、より面精度の優れた研磨面が得られる。また、研磨布７は、１．５ｍｍ程度のメッシュ構造を備えたガーゼタイプであることにより、メッシュ構造内にゾル状の研磨剤が留保されて、研磨性能が向上する。
研磨工程において、凹面成形型基材２０の円錐状の面２０Ａに形成されたメッキ被膜面が研磨されて、凹面成形型基材２０が完成する。
【００４０】
次に、加工された凹面成形型基材２０の加工工程毎の面精度について説明する。
加工工程毎の面精度は、切削工程、メッキ工程および研磨工程の加工終了時点における凹面成形型基材２０の加工表面を、３次元表面構造解析顕微鏡（ＺＹＧＯ社、ＮｅｗＶｉｅｗ（登録商標）６３００）を用いて面粗さ（面精度）の測定を行った。
【００４１】
図５（ａ）は切削工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線を示し、図５（ｂ）は切削工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線を示す。同様に、図６（ａ）はメッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線を示し、図６（ｂ）はメッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線を示す。また、図７（ａ）は研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線を示し、図７（ｂ）は研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線を示す。
【００４２】
なお、図５（ｂ）、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示す表面形状斜視曲線は、それぞれの加工工程後において、凹面成形型基材２０が切断されて完成する凹面成形型２２の成形面２２Ａ（図３参照）の略中心部における７０．５μｍ×５３．０μｍの領域を測定範囲とした結果である。また、図５（ａ）、図６（ａ）および図７（ａ）に示すそれぞれの表面形状曲線は、表面形状斜視曲線の測定領域の７０．５μｍ方向における表面形状を示す。
【００４３】
これらの図５〜図７に示す加工工程毎における成形面の面精度の測定結果を、表１に示す。なお、各加工工程後における加工表面の面精度は、ＰＶ（波面誤差）、ＲＭＳ（二乗平均粗さ）、Ｒａ（中心線平均粗さ）の３パラメータで示す。
【００４４】
【表１】
2008213213.tif 000003
表１に示す面精度結果において、ＰＶ値が０．０１８μｍの面精度に切削された凹面成形型基材２０の円錐状の面２０Ａは、メッキ工程にて切削面の表面に無電解ニッケルメッキが施されることにより、切削面のうねりや段差は解消されが、析出されるニッケルの部分異常析出により、ＰＶ値が０．０７７μｍに広がる。このニッケルの部分異常析出は、メッキ液中の酸化還元電位と反応速度の微妙なコントロールにより、ある程度防ぐことは可能であるが、皆無にすることは困難である。
【００４５】
しかし、研磨工程において、こうしたメッキ被膜面が、弾性体６のドーム部６Ａのドーム外面を覆うようにセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布７が取り付けられた研磨工具を用いて研磨されることにより、表面形状（自由曲面形状）を崩さずにＰＶ１．５７４ｎｍ、ＲＭＳ０．２１６ｎｍ、Ｒａ０．２６８ｎｍの面精度の非常に滑らかな研磨面（成形面）が得られた。これは切削面表面に形成された無電解ニッケルメッキのメッキ被膜面と、ドーム状の弾性体６および弾性体６のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布７、さらには研磨剤のコロイダルシリカとの相乗作用により得られた効果であると推察される。
【００４６】
そして、完成した凹面成形型基材２０は、所定の外形形状に切断されて図３に示す凹面成形型２２が完成する。図３において、凹面成形型２２に形成された自由曲面を備えた成形面（研磨面）２２Ａは、成形される非球面ミラー（非球面ミラー用基材）の凹面反射面を形成する成形面となる。
【００４７】
一方、非球面ミラー（非球面ミラー用基材）の凸面を成形するための凸面成形型３２（図１参照）は、少なくとも、金属材料を切削して成形面３２Ａを含む切削面を形成する切削工程と、切削面を含む基材の表面にメッキを施すメッキ工程とを含み加工された後、所定の外形形状に切断されて、成形面３２Ａが形成された凸面成形型３２が完成する。
【００４８】
なお、凸面成形型３２を加工する切削工程およびメッキ工程は、凹面成形型２２と同様に行うことができる。しかし、非球面ミラー（非球面ミラー用基材）の凸面側は、ミラーとして用いない面であるため、切削工程における凸面形状は、複数の変曲点を有する自由曲面ではなく、凹面成形型２２の成形面２２Ａに沿う程度の曲面形状を有すれば良い。したがって、メッキ被膜面を研磨する研磨工程も省くことができる。
【００４９】
そして、完成した凹面成形型２２は、図１に示すように、固定側型板２１に入れ子として嵌め込まれて固定型２がセットされる。また、凸面成形型３２は、可動側型板３１に入れ子として嵌め込まれて可動型３がセットされる。そして、固定型２と可動型３とが組み付けられて、非球面ミラー用基材を射出成形するモールドベース１となる。
【００５０】
このモールドベース１の凹面成形型２２の成形面２２Ａと、凸面成形型３２の成形面３２Ａとの間に形成された空間Ｓに、プラスチック樹脂原料が注入されて、非球面ミラー用基材が成形される。プラスチック樹脂の原料素材としては、耐熱性、低吸湿性などの特性を備えるものであれば限定されないが、例えば、シクロオレフィンポリマーを好ましく用いることができる。
【００５１】
モールドベース１（成形型）を用いて成形された非球面ミラー用基材１０の斜視図を図８に示す。成形された非球面ミラー用基材１０は、成形面１０Ａに凹面成形型２２の面精度の優れた自由曲面よりなる成形面２２Ａが転写されている。
その後、成形された非球面ミラー用基材１０は、少なくとも、自由曲面が形成された凹面状の成形面１０Ａの表面に、プラズマ処理、スパッタリングあるいはイオンプレーティング法などの乾式法を用いて、アルミニュウームまたはクロムなどの薄膜が蒸着されて非球面ミラーが完成する。
【００５２】
以上の本実施形態の成形型の製造方法によれば、形状創成工程において、凹面成形型２２の自由曲面を備えた成形面２２Ａを含む凹面成形型基材２０の成形面２０Ａが切削加工して形成され、メッキ工程においてメッキ処理が施され、切削加工による微小なツールマークや金属材料の結晶粒界または結晶段差が解消された成形面（メッキ被膜面）２０Ａが、研磨工程において、中空ドーム状の形状を成したドーム部６Ａを有する弾性体６と、ドーム部６Ａのドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布７を含む研磨工具４を当接して研磨することにより、自由曲面を備えた成形面２２Ａを高い面精度で成形することができる凹面成形型２２が得られる。
【００５３】
また、研磨工具４を構成するセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布７が、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることにより、研磨工程における研磨加工の際に、成形面（メッキ被膜面）２０Ａと研磨工具４（研磨布７）との間に供給される研磨剤が、研磨布７のメッシュ構造内に留保されて、成形面２０Ａの間で発生する熱を冷却するとともに、研磨剤との相乗作用により、研磨性能が向上する。
【００５４】
さらに、研磨工程において、弾性体６の中空ドーム状の形状を成したドーム部６Ａ内に、０．０１Ｍｐａ〜０．０２Ｍｐａの圧力流体が注入された研磨工具４を、メッキ処理が施された成形面（メッキ被膜面）２０Ａに当接して研磨することにより、研磨ムラやうねりが発生することなく、自由曲面を備えた成形面２２Ａを高い面精度で成形することができる凹面成形型２２が得られる。
【００５５】
以上の実施形態において、成形型として、非球面ミラー用基材１０を射出成形するのに用いられる凹面成形型２２の場合で説明したが、これに限らず、自由曲面を備えた各種光学ガラスレンズなどを注型成形するのに用いられる成形型、およびリヒートプレス成形型であっても、実施形態と同様に適用することができる。
また、凹面成形型２２の成形面２２Ａに、非回転軸対称の非球面（自由曲面）を備えた場合で説明したが、これに限らず、回転軸対称の非球面であってもよく、球面等であってもよい。
【００５６】
また、以上の実施形態において、研磨工程において用いられる研磨工具４に代えて、前記特許文献２（特開２００５−１６９５２０号公報）に提案されている研磨部（３１）を支持するとともに装着部に取り付けられた支持部（３２）と、支持部と研磨部との間に回転規制部（３３）を備えた構成の研磨工具（３）の研磨部（３１）に、本実施形態における中空ドーム状の形状を成した弾性体６と、弾性体６のドーム部６Ａのドーム外面を覆うようにセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布７取り付けた構成の研磨工具を用いるのが好ましい。
この構成の研磨工具を用いることにより、研磨される凹面成形型基材２０のメッキ被膜面の表面に過大な摩擦力が掛かることを防止して、より面精度の優れた成形面が得られる。
【００５７】
また、以上の実施形態において、非球面ミラー用基材１０を射出成形するのに用いられる凹面成形型２２は、略円錐状の凹面成形型基材２０を加工した後に、所定の外形形状に切断されて完成する場合を説明したが、予め完成時の凹面成形型２２に切断された外形形状の基材を用いて前記した一連の加工を行う場合、または少なくとも凹面成形型基材２０を包含する外形形状の基材に、前記した一連の加工を行った後に、所定形状に切断して凹面成形型２２として用いる場合であってもよい。
なお、実施形態に示したように、略円錐状の凹面成形型基材２０を用いて凹面成形型２２を加工する場合には、一つの凹面成形型基材２０から、同時に多数の凹面成形型２２を製造することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】成形型がセットされたモールドベースの断面模式図。
【図２】凹面成形型基材の斜視図。
【図３】凹面成形型の斜視図。
【図４】研磨工具の概略構成を示す断面図。
【図５】（ａ）切削工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線、（ｂ）切削工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線。
【図６】（ａ）メッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線、（ｂ）メッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線。
【図７】（ａ）研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線、（ｂ）研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線。
【図８】成形型を用いて成形された非球面ミラー用基材の斜視図。
【符号の説明】
【００５９】
１…モールドベース、２…固定型、３…可動型、４…研磨工具、５…回転支持体、５Ａ…支持部、５Ｂ…装着回転軸、５Ｃ…逆止弁、６…弾性体、６Ａ…ドーム部、６Ｂ…フランジ部、７…研磨布、８…押さえ部材、９…密封空間、１０…非球面ミラー用基材、２０…凹面成形型基材、２０Ａ…円錐状の面、２１…固定側型板、２２…凹面成形型、２２Ａ，３２Ａ…成形面、３１…可動側型板、３２…凸面成形型。
【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８】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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