(57)【要約】【課題】高精度の微細形状と、高い光学特性を有する光学用樹脂成形品の製造方法を提供する。【解決手段】加熱・冷却部１を有する加圧型２と、エネルギ線Ｅを加圧型２のキャビティ５内に照射するエネルギ線照射装置４と、加熱・冷却部１及びエネルギ線照射装置４を制御する温度制御装置７と、加圧圧力を制御する加圧制御装置８とを具備し、キャビティ５内に樹脂成形素材９を微細形状成形型部１０に接触させて導入した後、加圧型２内を加熱すると共にエネルギ線Ｅの照射で樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０との接触部分を加熱しながら加圧することによって、微細形状１２を転写した光学用樹脂成形品１１を成形する。この際に、取出し可能な温度以下に冷却した後に、加圧型２内の光学用樹脂成形品１１の光学特性を測定し、この光学特性の測定結果に基づいて、温度制御装置７で温度制御を行なうと共に、加圧制御装置８で加圧制御を行なう。【選択図】      図１
2004230606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱・冷却部を有する加圧型と、加圧型に形成した透過部を透過させてエネルギ線を加圧型のキャビティ内に照射するエネルギ線照射装置と、加圧型のキャビティ内の温度を測定する温度センサと、加熱・冷却部及びエネルギ線照射装置を制御する温度制御装置と、加圧型による加圧圧力を制御する加圧制御装置とを具備し、加圧型のキャビティ内に透明な樹脂成形素材を微細形状成形型部に接触させて導入した後、加熱・冷却部で加圧型内を加熱すると共にエネルギ線の照射で樹脂成形素材の微細形状成形型部との接触部分を加熱しながら加圧することによって、微細形状成形型部で微細形状を転写形成した光学用樹脂成形品を成形するにあたって、光学用樹脂成形品を加圧型から取出し可能な温度以下に冷却した後に、加圧型内の光学用樹脂成形品の光学特性を測定し、この光学特性の測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置のうち少なくともエネルギ線照射装置を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうことを特徴とする光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
加圧型のキャビティ内において微細形状成形型部で転写成形される光学用樹脂成形品の微細形状を測定する形状測定装置を具備し、形状測定装置の測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置の少なくとも一方を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
透過部を通してレーザ光を加圧型のキャビティ内に照射することによって、微細形状成形型部で転写成形される光学用樹脂成形品の微細形状を形状測定装置で測定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
透過部のキャビティ内に面する表面に微細形状成形型部を形成し、透過部を透過させて樹脂成形素材の吸収波長域のエネルギ線を照射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
加圧型のキャビティの両側に透過部を形成し、各透過部を透過させてエネルギ線をキャビティ内に照射することによって、樹脂成形素材の微細形状成形型部との接触部分を加熱すると共に樹脂成形素材の他の部分を加熱することを特徴とする請求項４に記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項６】
加圧型のキャビティ内にエネルギ線を照射するにあたって、樹脂成形素材の微細形状成形型部との接触部分に沿ってエネルギ線の照射位置を移動させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項７】
加圧型のキャビティ内に冷却用のガスを注入することによって、成形した光学用樹脂成形品を冷却することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項８】
加圧型と別に冷却用加圧型を具備すると共に、微細形状成形型部を加圧型から離脱自在に形成し、加圧型のキャビティ内で成形した光学用樹脂成形品を微細形状成形型部を密着させたまま加圧型から取り出した後、冷却用加圧型にこの微細形状成形型部を密着させた光学用樹脂成形品を導入し、冷却用加圧型内で加圧しながら冷却することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項９】
冷却用加圧型を多段構造に形成し、微細形状成形型部を密着させた光学用樹脂成形品を冷却用加圧型内に多段に配置して導入すると共に冷却用加圧型内で冷却するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１０】
微細形状成形型部を加圧型のキャビティから離脱自在に形成し、加圧型のキャビティ内で成形した光学用樹脂成形品を微細形状成形型部を密着させたまま加圧型から取り出した後、この微細形状成形型部を密着させた光学用樹脂成形品を水槽に投入して冷却することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１１】
加圧型の成形圧力を検出する圧力センサを具備し、成形圧力を圧力センサで検知しながら加圧制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１２】
加圧型の複数箇所に加圧装置と変位センサを設け、各変位センサで加圧型の複数箇所の変位を測定しながら加圧装置で加圧型の複数箇所に加圧を加えて、加圧型内の樹脂成形素材を加圧することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１３】
加圧型の複数箇所に温度センサを設け、各温度センサで測定される温度の平均値を検出すると共に各温度センサで測定される温度の差を検出することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１４】
加圧型のキャビティ内を真空にした状態で成形を行なうことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１５】
加圧型のキャビティ内の微細形状成形型部に開口する空気吹き出し口を設け、空気吹き出し口から空気を吹き出すことによって、光学用樹脂成形品を微細形状成形型部から離型することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１６】
加圧型のキャビティ内に溶融状態の樹脂成形素材を射出ノズルから注入することによって、キャビティに樹脂成形素材を導入することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１７】
加圧型のキャビティの両側に透過部を形成し、一方の透過部から偏光を入射すると共にキャビティ内の樹脂成形素材を透過させた偏光を他方の透過部から出射させて、光学用樹脂成形品の光学特性を測定することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の光学用樹脂成形品の製造方法。
【請求項１８】
加熱・冷却部を設けて形成され、透明な樹脂成形素材を微細形状成形型部に接触させて導入するキャビティを設けた加圧型と、加圧型に形成した透過部を透過させてエネルギ線をキャビティ内に照射し、樹脂成形素材の微細成形型部との接触部分を加熱するエネルギ線照射装置と、キャビティ内の温度を測定する温度センサと、加熱・冷却部及びエネルギ線照射装置を制御する温度制御装置と、加圧型による加圧圧力を制御する加圧制御装置と、キャビティ内で成形された光学用樹脂成形品の光学特性を、光学用樹脂成形品を加圧型から取出し可能な温度以下に冷却した後に測定する光学特性測定装置とを具備し、光学特性測定装置による測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置のうち少なくともエネルギ線照射装置を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうようにして成ることを特徴とする光学用樹脂成形品の製造装置。
【請求項１９】
加圧型のキャビティ内において微細形状成形型部で転写成形される光学用樹脂成形品の微細形状を測定する形状測定装置を具備し、形状測定装置の測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置のうち少なくともエネルギ線照射装置を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうようにして成ることを特徴とする請求項１８に記載の光学用樹脂成形品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に微細形状を成形した、導光板、導波路、レンズ、光メディアなどの光学用樹脂成形品の製造方法及びその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
数十μｍ以下の微細形状を表面に設けた光学用樹脂成形品を成形するにあたっては、加圧型のキャビティ内に透明の樹脂成形素材を導入し、加圧型に内蔵される加熱・冷却部で加熱しながら樹脂成形素材を加圧することによって、キャビティ内に設けられる微細形状成形型部から微細形状を樹脂成形素材の表面に転写して、光学用樹脂成形品を成形する方法が一般的である。しかしこの場合、樹脂成形素材の全体を加熱して成形を行なうために、加熱に時間を要して成形時間が長くなるという問題があり、また樹脂成形素材の微細形状を形成する部分の加熱が不十分であると微細形状成形型部からの転写性が悪く、微細形状を高精度で形成することが難しいという問題がある。
【０００３】
一方、成形型内の樹脂成形素材に、成形型を透過してエネルギ線を照射することによって、樹脂成形素材の表面を集中的に加熱することができるようにした成形法が提案されている（特許文献１参照）。この成形法を適用することによって、成形時間を短縮することができると共に、微細形状の転写性を向上することが可能になるものである。
【０００４】
しかし、上記の特許文献１の成形法によれば、転写性の向上や成形時間の短縮の効果を得ることができるが、光学用樹脂成形品に要求される光学特性についての考慮は全くなされていない。すなわち、光学用樹脂成形品を成形する際の残留歪みや残留応力が大きいと、光学用樹脂成形品に複屈折が発生するなど光学特性が低下するおそれがある。また成形の際の温度管理は、加熱温度と加熱時間でのみ管理されていることが多く、成形型内の樹脂成形素材そのものの温度が管理されているとはいい難く、熱履歴と相関のある光学特性を制御して成形を行なうことは難しいという問題があった。さらに、成形の際の加熱の効率化を図ることはできるが、冷却の効率化についての考慮はなされていない。
【０００５】
また、特許文献２には、光学用樹脂成形品を成形するにあたって、型内に樹脂が注入され形成される過程で、樹脂に偏光を通すことによって複屈折を測定し、この測定結果に基づいて成形条件を制御しながら成形を行なうようにした成形法が提案されており、特許文献３には、光学用樹脂成形品を成形するにあたって、金型内で成形中に、樹脂の複屈折量を測定しながら金型温度を制御するようにした成形法が提案されている。
【０００６】
しかし、これらの特許文献２や特許文献３の成形法では、成形中の樹脂の光学特性を測定するようにしているものであり、成形中の高温状態にある樹脂の光学特性は、成形後の冷却された光学用樹脂成形品の光学特性と一致しない場合が多く、正確な光学特性を得ることが難しいという問題を有するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５７−７０６０８号公報
【特許文献２】
特開昭６３−６０７１２号公報
【特許文献３】
特開平８−２４４０８５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高精度の微細形状と、正確に測定された光学特性に基づいて高い光学特性を有する光学用樹脂成形品を得ることができる光学用樹脂成形品の製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る光学用樹脂成形品の製造方法は、加熱・冷却部１を有する加圧型２と、加圧型２に形成した透過部３を透過させてエネルギ線Ｅを加圧型２のキャビティ５内に照射するエネルギ線照射装置４と、加圧型２のキャビティ５内の温度を測定する温度センサ６と、加熱・冷却部１及びエネルギ線照射装置４を制御する温度制御装置７と、加圧型２による加圧圧力を制御する加圧制御装置８とを具備し、加圧型２のキャビティ５内に透明な樹脂成形素材９を微細形状成形型部１０に接触させて導入した後、加熱・冷却部１で加圧型２内を加熱すると共にエネルギ線Ｅの照射で樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０との接触部分を加熱しながら加圧することによって、微細形状成形型部１０で微細形状１２を転写形成した光学用樹脂成形品１１を成形するにあたって、光学用樹脂成形品１１を加圧型２から取出し可能な温度以下に冷却した後に、加圧型２内の光学用樹脂成形品１１の光学特性を測定し、この光学特性の測定結果に基づいて、温度センサ６で温度測定をしながら温度制御装置７で加熱・冷却部１とエネルギ線照射装置４のうち少なくともエネルギ線照射装置４を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置８で加圧制御を行なうことを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１において、加圧型２のキャビティ５内において微細形状成形型部１０で転写成形される光学用樹脂成形品１１の微細形状１２を測定する形状測定装置１３を具備し、形状測定装置１３の測定結果に基づいて、温度センサ６で温度測定をしながら温度制御装置７で加熱・冷却部１とエネルギ線照射装置４の少なくとも一方を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置８で加圧制御を行なうことを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項３の発明は、請求項２において、透過部３を通してレーザ光Ｌを加圧型２のキャビティ５内に照射することによって、微細形状成形型部１０で転写成形される光学用樹脂成形品１１の微細形状１２を形状測定装置１３で測定するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、透過部３のキャビティ５内に面する表面に微細形状成形型部１０を形成し、透過部３を透過させて樹脂成形素材９の吸収波長域のエネルギ線Ｅを照射することを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５の両側に透過部３，１４を形成し、各透過部３，１４を透過させてエネルギ線Ｅをキャビティ５内に照射することによって、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０との接触部分を加熱すると共に樹脂成形素材９の他の部分を加熱することを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５内にエネルギ線Ｅを照射するにあたって、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０との接触部分に沿ってエネルギ線Ｅの照射位置を移動させることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５内に冷却用のガスを注入することによって、成形した光学用樹脂成形品１１を冷却することを特徴とするものである。
【００１６】
また請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、加圧型２と別に冷却用加圧型１５を具備すると共に、微細形状成形型部１０を加圧型２のキャビティ５から離脱自在に形成し、加圧型２のキャビティ５内で成形した光学用樹脂成形品１１を微細形状成形型部１０を密着させたまま加圧型２から取り出した後、冷却用加圧型１５にこの微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１を導入し、冷却用加圧型１５内で加圧しながら冷却することを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項９の発明は、請求項８において、冷却用加圧型１５を多段構造に形成し、微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１を冷却用加圧型１５内に多段に配置して導入すると共に冷却用加圧型１５内で冷却するようにしたことを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項１０の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、微細形状成形型部１０を加圧型２のキャビティ５から離脱自在に形成し、加圧型２のキャビティ５内で成形した光学用樹脂成形品１１を微細形状成形型部１０を密着させたまま加圧型２から取り出した後、この微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１を水槽１７に投入して冷却することを特徴とするものである。
【００１９】
また請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、加圧型２の成形圧力を検出する圧力センサ１８を具備し、成形圧力を圧力センサ１８で検知しながら加圧制御を行なうことを特徴とするものである。
【００２０】
また請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかにおいて、加圧型２の複数箇所に加圧装置１９と変位センサ２０を設け、各変位センサ２０で加圧型２の複数箇所の変位を測定しながら加圧装置１９で加圧型２の複数箇所に加圧を加えて、加圧型２内の樹脂成形素材９を加圧することを特徴とするものである。
【００２１】
また請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれかにおいて、加圧型２の複数箇所に温度センサ６を設け、各温度センサ６で測定される温度の平均値を検出すると共に各温度センサ６で測定される温度の差を検出することを特徴とするものである。
【００２２】
また請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５内を真空にした状態で成形を行なうことを特徴とするものである。
【００２３】
また請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５内の微細形状成形型部１０に開口する空気吹き出し口２１を設け、空気吹き出し口２１から空気を吹き出すことによって、光学用樹脂成形品１１を微細形状成形型部１０から離型することを特徴とするものである。
【００２４】
また請求項１６の発明は、請求項１乃至１５のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５内に溶融状態の樹脂成形素材９を射出ノズル２２から注入することによって、キャビティ５に樹脂成形素材９を導入することを特徴とするものである。
【００２５】
また請求項１７の発明は、請求項１乃至１６のいずれかにおいて、加圧型２のキャビティ５の両側に透過部３，１４を形成し、一方の透過部１４から偏光Ｐを入射すると共にキャビティ５内の樹脂成形素材９を透過させた偏光Ｐを他方の透過部３から出射させて、光学用樹脂成形品１１の光学特性を測定することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項１８に係る光学用樹脂成形品の製造方法は、加熱・冷却部１を設けて形成され、透明な樹脂成形素材９を微細形状成形型部１０に接触させて導入するキャビティ５を設けた加圧型２と、加圧型２に形成した透過部３を透過させてエネルギ線Ｅをキャビティ５内に照射し、樹脂成形素材９の微細成形型部１０との接触部分を加熱するエネルギ線照射装置４と、キャビティ５内の温度を測定する温度センサ６と、加熱・冷却部１及びエネルギ線照射装置４を制御する温度制御装置７と、加圧型２による加圧圧力を制御する加圧制御装置８と、キャビティ５内で成形された光学用樹脂成形品１１の光学特性を、光学用樹脂成形品１１を加圧型２から取出し可能な温度以下に冷却した後に測定する光学特性測定装置２３とを具備し、光学特性測定装置２３による測定結果に基づいて、温度センサ６で温度測定をしながら温度制御装置７で加熱・冷却部１とエネルギ線照射装置４のうち少なくともエネルギ線照射装置４を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置８で加圧制御を行なうようにして成ることを特徴とするものである。
【００２７】
また請求項１９の発明は、請求項１８において、加圧型２のキャビティ５内において微細形状成形型部１０で転写成形される光学用樹脂成形品１１の微細形状１２を測定する形状測定装置１３を具備し、形状測定装置１３の測定結果に基づいて、温度センサ６で温度測定をしながら温度制御装置７で加熱・冷却部１とエネルギ線照射装置４の少なくとも一方を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置８で加圧制御を行なうようにして成ることを特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
図１は請求項１の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２は上下に対向して配置される固定側型部３１と可動側型部３２とで形成してある。固定側型部３１と可動側型部３２の間にキャビティ５が形成してあり、また固定側型部３１と可動側型部３２内にはそれぞれ加熱・冷却部１が形成してある。この加熱・冷却部１は熱媒や冷媒を通過させる管路などで形成してあり、加熱・冷却部１に加熱冷却装置３３から熱媒を供給することによって、加熱・冷却部１でキャビティ５内を加熱することができると共に、加熱・冷却部１に加熱冷却装置３３から冷媒を供給することによって、加熱・冷却部１でキャビティ５内を冷却することができるようにしてある。そして加熱冷却装置３３から加熱・冷却部１に供給される熱媒や冷媒の温度によって、キャイビティ５内の加熱・冷却温度を自由に制御することができるようになっている。
【００３０】
加圧型２の可動側型部３２は加圧機構３４によって上下駆動されるものであり、加圧機構３４は油圧シリンダーなどで形成される加圧装置１９と、加圧装置１９内の油圧を調整して加圧装置１９のプランジャ３５を作動させる加圧作動装置３６とからなるものである。加圧装置１９のプランジャ３５を上昇させることによって、可動側型部３２を上動させてキャビティ５内を加圧し、加圧装置１９のプランジャ３６を下降させることによって、可動側型部３２を下動させてキャビティ５を開放する型開きをすることができるものである。
【００３１】
また加圧型２の固定側型部３１には透明ガラスなどで形成される透過部３が設けてある。この透過部３は固定側型部３１を上下に貫通する孔内に設けてあり、下面がキャビティ５に面するようになっている。透過部３の上側にはエネルギ線照射装置４が設けてある。エネルギ線照射装置４は電源回路などを具備して形成されるエネルギ線照射源３７と、照射ランプ３８とからなるものであり、照射ランプ３８から赤外線などのエネルギー線Ｅが発光して照射されるようになっている。透過部３はエネルギ線Ｅを吸収することなく透過させるものであり、エネルギ線照射装置４からのエネルギ線Ｅは透過部３を透過してキャビティ５内に照射されるようになっている。
【００３２】
図１の実施の形態では加圧型２を型締めした状態で固定側型部３１と可動側型部３２の間に隙間４０が形成されるようにしてあり、この隙間４０の部分に対応して光学特性測定装置２３が設けてある。光学特性測定装置２３は光源４１と、偏光子４２と、検光子４３と、カメラ４４とを備えて形成されるものであり、光源４１及び偏光子４２は加圧型２の一方の側方に、検光子４３とカメラ４４は加圧型２の他方の側方に配置してある。そして光源４１から発光された光は偏光子４２を通して偏光Ｐとなり、この偏光Ｐは隙間４０を通過してキャビティ５内を直進し、検光子４３を通してカメラ４４に入射し、カメラ４４で撮像されたデータが光学特性測定装置２３で画像解析されるようになっている。
【００３３】
加圧型２のキャビティ５内の底部には、透過部３と対向する位置において微細形状成形型部１０が設けてある。微細形状成形型部１０の表面には、光学用樹脂成形品１１に成形する微細形状１２と雌雄対応した微細凹凸が形成してあり、微細形状成形型部１０は着色樹脂材料や金属材料など、エネルギ線Ｅを吸収する材料で形成されるものである。微細形状成形型部１０は加圧型２と別体に形成する他、加圧型２と一体に形成してもよい。
【００３４】
また加圧型２のキャビティ５内には、微細形状成形型部１０の表面に露出させて、温度センサ６が設けてある。この温度センサ６は温度検知装置４６に電気的に接続してあり、温度センサ６で測定された温度を温度検知装置４６で検出することができるようにしてある。
【００３５】
一方、ＣＰＵやメモリーなどを備えて形成される演算装置４８が設けてあり、この演算装置４８に温度制御装置７と加圧制御装置８がそれぞれ電気的に接続してある。温度制御装置７は加熱・冷却部１の加熱冷却装置３３とエネルギ線照射装置４のエネルギ線照射源３７にそれぞれ電気的に接続してあり、加熱・冷却部１による加熱温度や冷却温度を制御すると共に、エネルギ線照射装置４による照射条件を調整して加熱温度を制御することができるようにしてある。この温度制御装置７には温度検知装置４６が電気的に接続してあり、温度センサ６で測定された温度データが入力されるようにしてある。加圧制御装置８は加圧作動装置３６に電気的に接続してあり、加圧装置１９による加圧圧力を制御することができるようにしてある。また演算装置４８には光学特性測定装置２３が電気的に接続してあり、光学特性測定装置２３で解析された光学特性のデータが演算装置４８に入力されるようにしてある。そして光学用樹脂成形品１１に要求される複屈折などの光学特性の設定値が演算装置４８に入力されると、演算装置４８のメモリーに設定値が保存されるようにしてある。
【００３６】
上記の装置を用いて光学用樹脂成形品１１を成形する方法について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。まず、複屈折などの光学特性の設定値を演算装置４８に入力し、光学用樹脂成形品１１に許容される複屈折の最大値であるしきい値を設定する。次に、演算装置４８に加熱温度、加圧圧力、加熱時間などの初期成形条件を入力し、加熱・冷却部１による加熱とエネルギ線照射装置４による加熱が加熱温度制御装置７によって制御されるようにすると共に、加圧装置１９による加圧が加圧制御装置８によって制御されるようにする。
【００３７】
次に、加圧型２を開いてキャビティ５内に樹脂成形素材９を導入してセットする。この樹脂成形素材９としては、エネルギ線Ｅを透過させる透明な熱可塑性樹脂の板状体などが用いられるものであり、微細形状成形型部１０に接触させた状態でキャビティ５内にセットされるものである。この透明な熱可塑性樹脂としては特に限定されるものではないが、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＣＯＣ（線状オレフィンコポリマー）樹脂などを挙げることができる。そして加圧型２を閉じ、加熱・冷却部１で加圧型２を加熱して樹脂成形素材９の予熱を開始する。さらにエネルギ線照射装置４を作動させて照射ランプ３８からエネルギ線Ｅを発光させ、透過部３を透過させてキャビティ５内にエネルギ線Ｅを照射する。このようにエネルギ線Ｅをキャビティ５内に照射すると、エネルギ線Ｅは樹脂成形素材９を透過して微細形状成形型部１０に照射される。微細形状成形型部１０はエネルギ線Ｅを吸収して発熱するので、微細形状成形型部１０の表面の温度が上昇し、微細形状成形型部１０に接触している樹脂成形素材９の表面は加熱される。
【００３８】
このとき、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接触している部分の温度は温度センサ６によって常時測定されており、測定温度が樹脂成形素材９の軟化点よりも高くなると、加圧装置１９でキャビティ５内の樹脂成形素材９を加圧する。
【００３９】
上記のようにして加熱・冷却部１によって樹脂成形素材９の全体を加熱することができると共に、エネルギ線Ｅによって樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接する表面部を集中的に加熱することができるものであり、この状態でキャビティ５内の樹脂成形素材９を加圧することによって、樹脂成形素材９の表面に微細形状成形型部１０の凹凸形状を転写させて、微細形状１２を形成した光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。ここで、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接する表面部はエネルギ線Ｅで集中的に加熱されているため、加熱を短時間で行なうことができると共に、樹脂成形素材９の表面部を良好に軟化させることができるものであり、微細形状成形型部１０から凹凸形状を良好に転写させることができ、高精度に微細形状１２を成形することができるものである。特に、樹脂成形素材９は加熱・冷却部１によって全体が加熱されているため、エネルギ線Ｅの照射による樹脂成形素材９の表面部の局所加熱で、効率良く表面部を軟化させることができるものである。
【００４０】
そして加圧を開始してから設定された所定時間が経過すると、エネルギ線照射装置４からのエネルギ線Ｅの照射を停止し、加熱・冷却部１による加熱を冷却に切り換えて、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１を冷却する。温度センサ６による測定温度が、樹脂成形素材９が完全に固化して光学用樹脂成形品１１を取り出すことができる温度（例えば樹脂成形素材９の軟化点）以下にまで低下すると、光源４２を発光させて偏光Ｐをキャビティ５内に照射する。キャビティ５内に照射された偏光Ｐはキャビティ５内の光学用樹脂成形品１１内を透過した後にカメラ４４に捉えられて撮像され、撮像データが光学特性測定装置２３で画像解析される。光学特性として複屈折を測定する場合、光学用樹脂成形品１１の内部応力による歪みに比例して複屈折が大きくなり、複屈折の大きさは図３の成形品断面の測定画像に示すように縞４９の次数として解析され、複屈折の大きい場所の算出することができる。
【００４１】
このように光学特性測定装置２３で測定して算出された複屈折のデータは演算装置４８に入力され、上記のように予め設定されている複屈折のしきい値と比較演算される。測定値がしきい値より小さいと光学用樹脂成形品１１は複屈折の発生が小さく、光学特性は合格と判定される。従ってこの場合には、加圧装置１９の作動を停止して加圧を停止し、加圧型２を開いてキャビティ５内から光学用樹脂成形品１１を取り出して、成形を終了する。さらに次の光学用樹脂成形品１１を成形する作業を継続する場合には、図２のフローチャートの「Ｂ」のように成形の操作が繰り返されるものである。
【００４２】
また、光学特性測定装置２３で測定された複屈折の値がしきい値より大きいと、光学用樹脂成形品１１は複屈折の発生が大きく、光学特性は不合格と判定される。そこでこの場合には、演算装置４８からの指令で温度制御装置７による加熱条件の設定や加圧制御装置８による加圧条件の設定が変更され、この変更条件に従って加熱・冷却部１による加熱やエネルギ線照射装置４による加熱を制御すると共に加圧装置１９による加圧を制御しながら、図２のフローチャートの「Ａ」のように、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１を再度加熱・加圧して成形をし直す。加熱条件や加圧条件の変更は、光学用樹脂成形品１１の最大複屈折がしきい値以下になるように行なわれるものであり、例えば、測定画像の縞４９の次数が高い場合には、加圧圧力を下げ、加熱後の冷却の際の冷却速度を緩めるようにするものである。このとき、温度制御装置７によって行なわれる加熱条件の設定の変更は、主としてエネルギ線照射装置４によるエネルギ線照射条件を変更することによって行なわれる。従って、加熱・冷却部１とエネルギ線照射装置４の両方の条件を変更するように制御される場合もあれば、加熱・冷却部１の条件は変更せず、エネルギ線照射装置４の条件のみを変更するように制御される場合もある。また局部的に複屈折の高いところがある場合には、その部分に集中的にエネルギ線Ｅを当てて部分的に加熱しながら成形を行なうものである。これらの温度制御は、樹脂成形素材９の温度を温度センサ６で測定して、フィードバック制御しながら正確に行なわれるものである。
【００４３】
このようにして成形をし直した後、上記と同様にしてキャビティ５内の光学用樹脂成形品１１の光学特性を光学特性測定装置２３で測定し、しきい値と比較演算する。測定値がしきい値より小さい場合には、キャビティ５内から光学用樹脂成形品１１を取り出して、成形を終了し、また測定値がしきい値より大きい場合には、演算装置４８からの指令で温度制御装置７による加熱条件の設定や加圧制御装置８による加圧条件の設定がさらに変更され、再度、成形し直して、光学特性測定装置２３による複屈折の測定値がしきい値より小さくなるまで繰り返すものである。このようにして、高い光学特性を有する光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。
【００４４】
図４は上記の実施の形態の他の一例を示すものであり、加圧型２の固定側型部３１と可動側型部３２の間の隙間４０に、キャビティ５を囲むようにスペーサー５０を設け、キャビティ５を密閉することができるようにしたものである。このスペーサー５０としては、偏光Ｐを透過させる透明ガラスなど、透過部材で形成したものが用いられるものである。
【００４５】
図５は請求項２及び請求項３の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２の固定側型部３１内において、エネルギ線照射装置４の照射ランプ３８と透過部３との間にプリズム５２を設け、プリズム５２の透過部３に対向する面に傾斜する半反射面５３が形成されるようにしてある。プリズム５２内を通過した光は半反射面５３から出射されるが、プリズム５２外から入射される光は半反射面５３で反射されるものである。また加圧型２の固定側型部３１に半反射面５３と対向する位置において、側方へ開口する開口部５４が形成してある。そしてこの開口部５４に対向して形状測定装置１３が配置してある。形状測定装置１３はレーザ光Ｌを照射すると共に反射したレーザ光Ｌを受光するレーザ発光受光器５５を備えて形成されるものであり、受光したレーザ光Ｌの干渉現象を利用して測長を行なうことによって、形状測定ができるようにしたレーザ測長器からなるものである。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００４６】
上記の装置を用いて光学用樹脂成形品１１を成形する方法について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。まず、複屈折などの光学特性のデータと、光学用樹脂成形品１１に成形する微細形状１２の形状精度のデータを演算装置４８に入力し、光学用樹脂成形品１１に許容される複屈折の最大値であるしきい値と、許容される微細形状１２の形状精度のしきい値を設定する。次に、演算装置４８に加熱温度、加圧圧力、加熱時間などの初期成形条件を入力し、加熱・冷却部１による加熱とエネルギ線照射装置４による加熱が温度制御装置７によって制御されるようにすると共に、加圧装置１９による加圧が加圧制御装置８によって制御されるようにする。
【００４７】
次に、加圧型２を開いてキャビティ５内に樹脂成形素材９を導入してセットする。この樹脂成形素材９としては、エネルギ線Ｅとレーザ光Ｌを透過させる透明な熱可塑性樹脂の板状体などが用いられるものであり、微細形状成形型部１０に接触させた状態でキャビティ５内にセットされる。そして加圧型２を閉じ、加熱・冷却部１で加圧型２を加熱して樹脂成形素材９の予熱を開始する。さらにエネルギ線照射装置４を作動させて照射ランプ３８からエネルギ線Ｅを発光させる。エネルギ線Ｅはプリズム５２を通過して透過部３を透過し、キャビティ５内に照射される。このようにエネルギ線Ｅをキャビティ５内に照射すると、エネルギ線Ｅは樹脂成形素材９を透過して微細形状成形型部１０に照射され、微細形状成形型部１０はエネルギ線Ｅを吸収して発熱し、微細形状成形型部１０の表面の温度が上昇するので、微細形状成形型部１０に接触している樹脂成形素材９の表面は加熱される。このとき、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接触している部分の温度は温度センサ６によって常時測定されており、測定温度が樹脂成形素材９の軟化点よりも高くなると、加圧装置１９でキャビティ５内の樹脂成形素材９を加圧する。
【００４８】
上記のようにして加熱・冷却部１によって樹脂成形素材９の全体を加熱することができると共に、エネルギ線Ｅによって樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接する表面部を集中的に加熱することができるものであり、この状態でキャビティ５内の樹脂成形素材９を加圧することによって、樹脂成形素材９の表面に微細形状成形型部１０の凹凸形状を転写させて、微細形状１２を形成した光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。
【００４９】
そして加圧を開始してから設定された所定時間が経過すると、エネルギ線照射装置４からのエネルギ線Ｅの照射を停止し、加熱・冷却部１による加熱を冷却に切り換えて、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１を冷却する。温度センサ６による測定温度が、樹脂成形素材９が完全に固化して光学用樹脂成形品１１を取り出すことができる温度にまで低下すると、光源４１を発光させて偏光Ｐがキャビティ５内に照射され、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１内を透過した偏光Ｐがカメラ４４に捉えられて撮像されると共に、撮像データが光学特性測定装置２３で画像解析され、既述のように光学用樹脂成形品１１の複屈折の大きさが測定される。このように光学特性測定装置２３で測定して選られた複屈折のデータは演算装置４８に入力され、予め設定されている複屈折のしきい値と比較演算される。
【００５０】
また光学用樹脂成形品１１の光学特性の測定に引き続いて、あるいはこれと並行して、光学用樹脂成形品１１に成形された微細形状１２の精度測定が行なわれる。すなわち、形状測定装置１３のレーザ発光受光器５５から開口部５４内にレーザ光Ｌを照射すると、レーザ光Ｌはプリズム５２の半反射面５３で反射した後に透過部３を透過し、キャビティ５内に照射される。キャビティ５内に照射されたレーザ光Ｌは光学用樹脂成形品１１内を透過して、光学用樹脂成形品１１の微細形状１２の面で乱反射される。このように反射されたレーザ光Ｌは透過部３を透過して半反射面５３で反射され、開口部５４を通過してレーザ発光受光器５５で受光される。そしてレーザ発光受光器５５に受光されたレーザ光Ｌの干渉現象を利用して、形状測定装置１３で測長を行なうことによって、微細形状１２の形状測定を行なうことができるものである。
【００５１】
ここで、図７は微細な凹凸形状５６を有する微細形状成形型部１０で光学用樹脂成形品１１に成形された微細形状１２を示すものであり、微細形状成形型部１０の凹凸形状５６が正確に転写された場合の規格値をｌとし、レーザ光Ｌの干渉現象を利用して測長された実際の微細形状１２の測定距離をｌ′とすると、微細形状１２の形状精度のデータは転写率α＝ｌ′／ｌで得ることができる。そして微細形状１２の形状精度として許容される転写率がしきい値として予め設定されており、形状測定装置１３で測定された転写率のデータは演算装置４８に入力され、しきい値と比較演算される。
【００５２】
上記のように、光学特性測定装置２３で測定された複屈折の測定値がしきい値より小さいと光学用樹脂成形品１１は複屈折の発生が小さく、光学特性は合格と判定される。また形状測定装置１３で測定された転写率がしきい値より大きいと、光学用樹脂成形品１１に成形された微細形状１２は形状精度が高く、形状精度は合格と判定される。従ってこの場合には、加圧装置１９の作動を停止して加圧を停止し、加圧型２を開いてキャビティ５内から光学用樹脂成形品１１を取り出して、成形を終了する。さらに次の光学用樹脂成形品１１を成形する作業を継続する場合には、図６のフローチャートの「Ｂ」のように成形の操作が繰り返される。
【００５３】
一方、光学特性測定装置２３で測定された複屈折の値がしきい値より大きいと、光学用樹脂成形品１１は複屈折の発生が大きく、光学特性は不合格と判定される。また形状測定装置１３で測定された転写率がしきい値より小さいと、光学用樹脂成形品１１に成形された微細形状１２は形状精度が低く、形状精度は不合格と判定される。そこで光学特性と形状精度の少なくとも一方が不合格と判定された場合には、演算装置４８からの指令で温度制御装置７による加熱条件の設定や加圧制御装置８による加圧条件の設定が変更され、この変更条件に従って加熱・冷却部１による加熱やエネルギ線照射装置４による加熱を制御すると共に加圧装置１９による加圧を制御しながら、図６のフローチャートの「Ａ」のように、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１を再度加熱・加圧して成形をし直す。加熱条件や加圧条件の変更は、光学特性がしきい値より小さくなり、形状精度がしきい値より大きくなるように行われるものであり、例えば表１に示すように設定されるものである。このとき、温度制御装置７によって行なわれる加熱条件の設定の変更は、主としてエネルギ線照射装置４によるエネルギ線照射条件を変更することによって行なわれる。従って、加熱・冷却部１とエネルギ線照射装置４の両方の条件を変更するように制御される場合もあれば、加熱・冷却部１の条件は変更せず、エネルギ線照射装置４の条件のみを変更するように制御される場合もある。また局部的に複屈折の高いところがある場合には、その部分に集中的にエネルギ線Ｅを当てて部分的に加熱しながら成形を行なうものである。これらの温度制御は、樹脂成形素材９の温度を温度センサ６で測定して、フィードバック制御しながら正確に行なわれるものである。
【００５４】
【表１】
2004230606.tif 000003
【００５５】
このようにして成形をし直した後、上記と同様にしてキャビティ５内の光学用樹脂成形品１１の光学特性を光学特性測定装置２３で測定すると共に微細形状１２の形状精度を測定し、しきい値と比較演算する。光学特性の測定値と形状精度の測定値がいずれも合格である場合には、キャビティ５内から光学用樹脂成形品１１を取り出して、成形を終了し、また光学特性の測定値と形状精度の測定値の少なくとも一方が不合格である場合には、演算装置４８からの指令で温度制御装置７による加熱条件の設定や加圧制御装置８による加圧条件の設定がさらに変更され、再度、成形し直して、光学特性の測定値と形状精度の測定値がいずれも合格になるまで繰り返すものである。このようにして、高い光学特性を有すると共に高い形状精度の微細形状１２を成形した光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。
【００５６】
図８の実施の形態は、光学特性測定装置２３を備えず、形状測定装置１３のみを具備するようにしたものであり、その他の構成は図５の実施の形態と同じである。このものでは、図９のフローチャートにみられるように、光学特性測定装置２３で光学用樹脂成形品１１の光学特性を測定すると共にしきい値と比較判定するステップがない他は、図６の場合と同様にして成形を行なうことができるものであり、高い形状精度の微細形状１２を成形した光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。この図８の実施の形態は、薄肉ケースなど薄肉部を有する成形品の成形に適している。
【００５７】
図１０は請求項４の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２の固定側型部３１に設けた透過部３のキャビティ５に面する表面に微細な凹凸形状を施して、透過部３に微細形状成形型部１０を形成するようにしてある。またエネルギ線照射装置４の照射ランプ３８から発光されるエネルギ線Ｅは、キャビティ５内にセットされる樹脂成形素材９に吸収される波長域（１μｍ付近）のもの、あるいはこの波長域に近いものが使用されるようにしてある。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００５８】
このものでは、エネルギ線照射装置４を作動させて照射ランプ３８からエネルギ線Ｅを発光させると、エネルギ線Ｅは透過部３を透過して、透過部３の表面の微細形状成形型部１０に接している樹脂成形素材９の表面に直接照射される。樹脂成形素材９はエネルギ線Ｅを吸収して発熱するので、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接する表面が集中的に加熱される。従って、樹脂成形素材９の微細形状１２を成形する表面部を集中的に効率良く短時間で加熱することができ、加熱・冷却の効率が高くなると共に、形状精度高く微細形状１２を成形した光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。
【００５９】
図１１は請求項５の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２の可動側型部３２にもエネルギー線Ｅを吸収することなく透過させる透明ガラスなどで形成される透過部１４が設けてあり、キャビティ５の両側に透過部３，１４が形成されるようにしてある。この透過部１４は上面がキャビティ５に面するようにしてあり、透過部１４の下側に傾斜するミラー５８が設けてある。透過部１４のミラー５８と対向する部分において可動側型部３２に側方へ開口する開口部５９が形成してあり、この開口部５９に第２のエネルギ線照射装置６０が設けてある。この第２のエネルギ線照射装置６０は上記のエネルギ線照射装置４と同様に電源回路などを具備して形成されるエネルギ線照射源３７と、照射ランプ３８とからなるものであり、照射ランプ３８から赤外線などのエネルギ線Ｅが発光して照射されるようになっている。この第２のエネルギ線照射装置６０から照射されたエネルギ線Ｅは開口部５９を通過してミラー５８で反射され、透過部１４を透過してキャビティ５内に照射されるものである。また第２のエネルギ線照射装置６０のエネルギ線照射源３７は上記のエネルギ線照射装置４の場合と同様に温度制御装置７に電気的に接続してあり、同様な制御を受けるようになっている。その他の構成は図１０の実施の形態と同じである。
【００６０】
このものにあって、エネルギ線照射装置４で発光させたエネルギ線Ｅは図１０の場合と同様に透過部３を透過して、透過部３の表面の微細形状成形型部１０に接している樹脂成形素材９の表面に直接照射される。樹脂成形素材９はエネルギ線Ｅを吸収して発熱するので、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接する表面が集中的に加熱される。また第２のエネルギ線照射装置６０で発光させたエネルギ線Ｅは透過部１４を透過して、キャビティ５内の樹脂成形素材９の全体に照射される。樹脂成形素材９はエネルギ線Ｅを吸収して発熱するので、樹脂成形素材９の全体を加熱することができる。従って、樹脂成形素材９に両側からエネルギ線Ｅを照射して、樹脂成形素材９の微細形状１２を成形する表面部を集中的に効率良く短時間で加熱することができると共に、樹脂成形素材９の全体を均一に加熱することができるものであり、高い加熱効率で、形状精度高く微細形状１２を形成した光学用樹脂成形品１１を成形することができるものである。
【００６１】
図１２は請求項６の発明の実施の形態を示すものであり、エネルギ線照射装置４の照射ランプ３８を回動装置６２で首振り回動駆動することができるようにしてある。この回動装置６２は照射位置走査制御装置６３によって首振り回動が制御されるようにしてあり、また照射位置走査制御装置６３は電気的に接続される温度制御装置７からの指令に従って作動されるようになっている。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００６２】
このものにあって、エネルギ線照射装置４の照射ランプ３８で発光したエネルギ線Ｅは透過部３を透過して、加圧型２のキャビティ５内に照射され、エネルギ線Ｅは樹脂成形素材９を透過して微細形状成形型部１０に照射される。微細形状成形型部１０はエネルギ線Ｅを吸収して発熱するので、微細形状成形型部１０の表面の温度が上昇し、微細形状成形型部１０に接触している樹脂成形素材９の表面が加熱される。このとき、回動装置６２で照射ランプ３８を首振り回動させることによって、樹脂成形素材９の微細形状成形型部１０に接触する表面に沿ってエネルギ線Ｅの照射位置を移動させることができるものである。従って、樹脂成形素材９の表面に成形する微細形状１２のうち極微細形状部分や高アスペクト比部分（幅に対する深さの比が大きい部分）など、微細形状成形型部１０からの転写が難しい部分に特に集中してエネルギ線Ｅを照射して、この部分を集中的に短時間加熱することができ、この部分の転写効率を高めて形状精度高く微細形状１２を成形することが容易になるものである。しかもこの場合、樹脂成形素材９を局部的に且つ短時間で高温に加熱するようにしているため、熱の影響による残留歪みを最小にして、光学用樹脂成形品１１の光学特性を向上させることができるものである。また、図１３（ｂ）に示すように、樹脂成形素材９の表面に成形する微細形状１２が、一方の端部から他方の端部へと徐々に変化する場合、エネルギ線Ｅの照射位置を図１３（ａ）の矢印のように走査させながら一方の端部から他方の端部へと移動させる際に、微細形状１２の変化に従ってエネルギ線Ｅの照射位置の走査速度を変化させたりして、エネルギ線Ｅの照射量を変化させるようにすることができるものである。ここで、演算装置４８には樹脂成形素材９に成形される微細形状１２の情報が予め入力されており、この情報に基づいて照射位置走査制御装置６３で制御して、上記のようなエネルギ線Ｅの照射位置の走査がなされるようになっている。
【００６３】
図１４は請求項８の発明の実施の形態を示すものであり、上記の各実施の形態と同様の構成に形成される加圧型２の他に、冷却用加圧型１５を具備するようにしたものである。また微細形状成形型部１０は加圧型２とは別体の板状体で形成してあり、キャビティ５から微細形状成形型部１０を離脱させることができるようにしてある。冷却用加圧型１５は上下に対向して配置される固定側型部６５と可動側型部６６とで形成してあり、固定側型部６５と可動側型部６６の間にキャビティ６７が形成してある。このキャビティ６７は既述の加圧型２のキャビティ５と同じように形成してある。また固定側型部６５と可動側型部６６内にはそれぞれ冷媒を通過させる管路などで形成される冷却部６８が設けてあり、加圧型１５のキャビティ６７内を冷却するようにしてある。可動側型部６６は加圧装置６９によって上下動されるようにしてあり、加圧装置６９のプランジャ７０を上昇させることによって、可動側型部６６を上動させてキャビティ６７内を加圧し、加圧装置６９のプランジャ７０を下降させることによって、可動側型部６６を下動させてキャビティ６７を開放する型開きをすることができるものである。
【００６４】
そして、既述のようにして加圧型２のキャビティ５内で光学用樹脂成形品１１を加熱加圧して成形した後、加圧型２を開いて、光学用樹脂成形品１１をその微細形状１２を成形した面に微細形状成形型部１０を密着させたまま、ａ矢印のように取り出す。次に、冷却用加圧型１５を開いて、微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１をキャビティ６７内にｂ矢印のようにセットした後、冷却用加圧型１５を閉じて、キャビティ６７内の光学用樹脂成形品１１を加圧する。このように光学用樹脂成形品１１を加圧しながら冷却用加圧型１５内で冷却することができるものである。光学用樹脂成形品１１の冷却が完了すると、冷却用加圧型１５を開いて、微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１をｃ矢印のように取り出し、微細形状成形型部１０から光学用樹脂成形品１１を脱型することができる。光学用樹脂成形品１１を脱型した微細形状成形型部１０は、ｄ矢印及びｅ矢印のように再び加圧型２のキャビティ５内にセットされ、ｆ矢印のようにキャビティ５内にセットされる樹脂成形素材９の成形に使用されるものであり、複数の微細形状成形型部１０がａ矢印からｅ矢印のように巡回させて使用されるものである。
【００６５】
このように、樹脂成形素材９に微細形状１２を転写して光学用樹脂成形品１１に成形する加熱専用の加圧型２と、加圧型２で成形された光学用樹脂成形品１１を冷却する冷却用加圧型１５とを併用することによって、光学用樹脂成形品１１の成形と光学用樹脂成形品１１の冷却を同時に並行して行なうことができ、生産性を高めることができるものである。また光学用樹脂成形品１１が厚物成形品である場合、冷却を徐冷で行なうことによって複屈折が小さく光学特性が高い光学用樹脂成形品１１を得ることができるが、このように光学用樹脂成形品１１の冷却は冷却専用の冷却用加圧型１５で行なうので、加圧型２による光学用樹脂成形品１１の成形の生産性に影響を与えることなく、徐冷することができるものである。
【００６６】
図１５は他の実施の形態を示すものであり、上記の加圧型２と冷却用加圧型１５の間にバッファ装置１６が設けてある。バッファ装置１６は複数箇所の収納室７２を設けて形成されるものである。その他の構成は図１４の実施の形態と同じである。
【００６７】
図１４の実施の形態のように、加熱専用の加圧型２で光学用樹脂成形品１１を成形する工程と、冷却用加圧型１５で光学用樹脂成形品１１を冷却工程とを同時に並行して行なう場合、加圧型２による成形の工程と冷却用加圧型１５による冷却の工程のサイクル長さが異なるときには、生産性が低下するおそれがある。例えば、加圧型２による成形時間よりも冷却用加圧型１５による冷却時間が１．５倍など長くかかる場合、加圧型２の成形工程のサイクルを冷却用加圧型１５の冷却工程のサイクルに合わせると、加圧型２による成形の生産性が低下することになる。そこで、図１５の実施の形態のように、加圧型２と冷却用加圧型１５の間にバッファ装置１６を設け、加圧型２から微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１を取り出した後に、この微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１をバッファ装置１６の収納室７２に一時的に保管しておくことによって、加圧型２の成形工程のサイクルを冷却用加圧型１５の冷却工程のサイクルに合わせる必要がなくなり、加圧型２の成形工程と冷却用加圧型１５の冷却工程のサイクルをそれぞれ最適なサイクルでおこなうことができ、生産性を高めることができるものである。
【００６８】
図１６は請求項９の発明の実施の形態の一例を示すものであり、冷却用加圧型１５として、多段構造に形成したものを用いるようにしてある。すなわち、冷却用加圧型１５の固定側型部６５と可動側型部６６との間にガイド柱７４を固定側型部６５と可動側型部６６の少なくとも一方に抜き差し自在に設け、ガイド柱７４に沿ってスライド自在な中間型板７５を複数枚、固定側型部６５と可動側型部６６の間に設けてある。その他の構成は図１４の実施の形態と同じである。
【００６９】
このものにあって、冷却用加圧型１５の固定側型部６５と中間型板７５の間、中間型板７５の間、中間型板７５と可動側型部６６の間にそれぞれ微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１を配置することによって、多段にセットすることができ、同時に複数の光学用樹脂成形品１１を加圧しながら冷却することができるものである。従って、加圧型２による成形時間よりも冷却用加圧型１５による冷却時間が長くかかる場合であっても、同時に複数の光学用樹脂成形品１１を冷却することができるので、加圧型２の成形工程のサイクルを冷却用加圧型１５の冷却工程のサイクルに合わせる必要がなくなり、加圧型２の成形工程と冷却用加圧型１５の冷却工程のサイクルをそれぞれ最適なサイクルでおこなうことができ、生産性を高めることができるものである。
【００７０】
図１７は請求項１０の発明の実施の形態を示すものであり、上記の各実施の形態と同様の構成に形成される加圧型２の他に、水槽１７を具備するようにしたものである。水槽１７には純水製造装置７７が接続してあり、水道水などから純水を製造して水槽１７に冷却水７８として供給するようにしてある。また水槽１７には冷却装置７９が接続してあり、水槽１７内の冷却水７８を所定温度に冷却しながら循環させるようにしてある。
【００７１】
そして、既述のようにして加圧型２のキャビティ５内で光学用樹脂成形品１１を成形した後、加圧型２を開いて、光学用樹脂成形品１１をその微細形状１２を成形した面に微細形状成形型部１０を密着させたまま、ａ矢印のように取り出す。次に、微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１を水槽１７の冷却水７８内にｂ矢印のように浸漬して冷却する。光学用樹脂成形品１１の冷却が完了すると、微細形状成形型部１０を密着させた光学用樹脂成形品１１をｃ矢印のように水槽１７から取り出し、付着している冷却水７８を水切り用ブロー装置８０で吹き飛ばして除去した後、微細形状成形型部１０から光学用樹脂成形品１１を脱型する。光学用樹脂成形品１１を脱型した微細形状成形型部１０は、ｄ矢印及びｅ矢印のように再び加圧型２のキャビティ５内にセットされ、ｆ矢印のようにキャビティ５内にセットされる樹脂成形素材９の成形に使用されるものであり、複数の微細形状成形型部１０をａ矢印からｅ矢印のように巡回させて使用されるものである。
【００７２】
このように、光学用樹脂成形品１１を冷却用の水槽１７で冷却することによって、加圧型２を樹脂成形素材９に微細形状１２を転写して光学用樹脂成形品１１に成形する加熱専用に併用することができ、光学用樹脂成形品１１の成形と光学用樹脂成形品１１の冷却を同時に並行して行なうことができるものであり、生産性を高めることができるものである。特に薄物の光学用樹脂成形品１１は冷却の際に厚み方向の温度分布が付きにくいので、冷却水７８に光学用樹脂成形品１１を浸漬して急速冷却することができるものである。
【００７３】
図１８は請求項１１の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２の固定側型部３１の上面にロードセルからなる圧力センサ１８を設けてある。そして、加圧装置１９を作動させて可動側型部３２を押し上げ、固定側型部３１に可動側型部３２を押さえ付けるようにして、加圧型２内を加圧する際の加圧圧力を圧力センサ１８で検知するようにしてある。この圧力センサ１８は加圧制御装置８に電気的に接続してあり、検知された圧力のデータが加圧制御装置８に入力されるようにしてある。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００７４】
このものでは、加圧型２のキャビティ５内の樹脂成形素材９を加圧する圧力を圧力センサ１８で検知しながら成形を行なうことができるものであり、検知圧力を加圧制御装置８に入力して加圧装置１９をフィードバック制御することによって、樹脂成形素材９の諸特性と加圧圧力との相関関係に基づいて設定された正確な圧力に制御して、成形を行なうことができるものである。
【００７５】
図１９は請求項１２の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２の可動側型部３２の下面の複数箇所に加圧装置１９が設けてある。加圧装置１９はメインの主加圧装置１９ａと、補助的に用いられる複数の補助加圧装置１９ｂからなるものであり、図２０に示すように、加圧型２の可動側型部３２の下面の中央に主加圧装置１９ａを設けると共に、主加圧装置１９ａを囲むように可動側型部３２の下面の四つの角部にそれぞれ補助加圧装置１９ｂを設けるようにしてある。各主加圧装置１９ａや補助加圧装置１９ｂは加圧作動装置３６によってそれぞれ独立して作動されるようにしてあり、加圧制御装置８からの指令に基づいてそれぞれ独立して制御されるようになっている。また加圧型２の可動側型部３２の上面の複数箇所には変位センサ２０が設けてある。この変位センサ２０は図２０に示すように、各補助加圧装置１９ｂに対応する位置に配置してあり、可動側型部３２の各部の変位量を検出することによって可動側型部３２と固定側型部３１の隙間を測定することができるものである。各変位センサ２０は加圧制御装置８に電気的に接続してあり、変位センサ２０で検出された変位量のデータは加圧制御装置８に入力されるようになっている。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００７６】
このものにあって、複数の加圧装置１９をそれぞれ加圧制御装置８で独立して制御しながら作動させ、加圧型２の複数箇所に加圧圧力を作用させると共に、可動側型部３２の複数箇所の変位量を変位センサ２０で検出して、変位量を加圧制御装置８にフィードバックすることによって、加圧型２内の全面において均一な加圧力で加圧を行なうことができるものであり、厚みや特性が均一な光学用樹脂成形品１１を成形することができるものである。
【００７７】
図２１は請求項１３の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２のキャビティ５内の微細形状成形型部１０の表面の複数箇所に温度センサ６が設けてある。各温度センサ６はそれぞれ温度検知装置４６に電気的に接続してあり、各温度センサ６で測定された温度をそれぞれ温度検知装置４６で検出することができるようにしてある。そして各温度検知装置４６はＣＰＵなどを備えて形成される温度演算器８２に電気的に接続してあり、この温度演算器８２は温度制御装置７に電気的に接続してある。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００７８】
このものにあって、キャビティ５内の複数箇所の温度が各温度センサ６で測定されて温度検出装置４６で検出されるが、各温度検出装置４６で検出された各温度のデータが温度演算器８２に入力されると、これらの温度の平均値が演算されるようになっており、また各温度の差が演算され、最も温度の高い温度センサ６の部位と最も温度の低い温度センサ６の部位が特定されるようになっている。このようにキャビティ５内の平均温度を検知することによって、実温度を正確に把握することができるものであり、そしてこの温度の平均値のデータが温度制御装置７に入力され、平均値の温度に基づいて成形の際の温度制御が行なわれるものである。またキャビティ５内の温度の差を検知することによって、均一加熱のためのゾーン別温度制御を行なうことが可能になるものである。
【００７９】
図２２は請求項１４の発明の実施の形態を示すものであり、加圧型２のキャビティ５に真空装置８４が接続してある。真空装置８４は真空ポンプ８５と真空タンク８６と真空制御装置８７を具備して形成されるものであり、キャビティ５内に開口させて設けた吸引口８８に真空配管８９によって真空タンク８６が接続してある。真空配管８９には電磁弁で形成される開閉弁９０が設けてあり、また真空配管８９に設けた真空度センサ９１が真空制御装置８７に接続してある。さらに、加圧型２の固定側型部３１と可動側型部３２の間には、キャビティ５を囲むようにスペーサー５０と真空パッキン９２を設け、加圧型２を型締めした際にキャビティ５内が密閉されるようにしてある。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００８０】
このものにあって、微細形状成形型部１０に接触させた状態で樹脂成形素材９加圧型２のキャビティ５内にセットし、加圧型２を型締めした後、真空装置８４の真空ポンプ８５を作動させ、真空タンク８６を介して吸引口８８からキャビティ５内の空気を吸引し、キャビティ５内を真空にする。このようにキャビティ５内を７ｈＰａ（５Ｔｏｒｒ程度）以下程度の高真空にした状態で樹脂成形素材９を加熱加圧成形することによって、樹脂成形素材９と微細形状成形型部１０の間の空気を排除して樹脂成形素材９への微細形状１２の転写性を向上することができると共に、樹脂成形素材９の溶融樹脂内の気泡を除去し、エアボイドなどの欠陥が光学用樹脂成形品１１に発生することを防ぐことができるものである。
【００８１】
図２３は請求項７の発明の実施の形態を示すものであり、図２２の実施の形態のように、真空装置８４を備えたものにおいて、真空配管８９に電磁弁で形成される三方弁９３が設けてある。三方弁９３は真空制御装置８７に電気的に接続してあり、真空制御装置８７で接続の切り換えを制御できるようにしてある。この三方弁９３を介して真空配管８９にガスボンベ９４が接続してあり、ガスボンベ９４には窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガスからなる冷却用のガスが貯蔵してある。その他の構成は図２２の実施の形態と同じである。
【００８２】
このものにあって、加圧型２で樹脂成形素材９を加熱加圧しているときには、真空装置８４と吸引口８８とが真空配管８９で接続されるように三方弁９３を切り換え、キャビティ５内を真空にして成形を行なう。そして加熱の工程が終了して、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１を冷却するときに、真空装置８４と吸引口８８との接続が遮断されると共に真空配管８９にガスボンベ９４が連通されるように、三方弁９３を切り換えると、ガズボンベ９４の冷却用ガスは真空配管８９を通して吸引口８８からキャビティ５内に噴出され、キャビティ５内の光学用樹脂成形品１１を急速に冷却することができるものである。特に光学用樹脂成形品１１が薄物の場合に瞬時に冷却することができるものであり、このように冷却ガスで光学用樹脂成形品１１を急速に冷却することによって、冷却時に光学用樹脂成形品１１内に温度勾配が生じることを防ぐことができ、複屈折などが小さく光学特性に優れた光学用樹脂成形品１１を得ることができるものである。
【００８３】
図２４は請求項１５の実施の形態を示すものであり、加圧型２のキャビティ５内の微細形状成形型部１０の表面に開口させて、複数の微細な空気吹き出し口２１が設けてある。この空気吹き出し口２１には空気配管９６が接続してあり、空気配管９６には電磁弁などで形成される開閉弁９７が設けてある。開閉弁９７は離型制御装置９８によって開閉制御されているものである。そして空気配管９６には圧縮空気が送り込まれるものであり、離型制御装置９８で開閉弁９７を開くことによって、空気配管９６を通して空気吹き出し口２１から圧縮空気が吹き出すようにしてある。その他の構成は図１の実施の形態と同じである。
【００８４】
このものにあって、加圧型２のキャビティ５内での光学用樹脂成形品１１の成形を完了した後、加圧型２を型開きした状態では、図２５（ａ）のように光学用樹脂成形品１１はその微細形状１２を成形した面で微細形状成形型部１０に密着している。そしてこの状態で、開閉弁９７を開くと、空気吹き出し口２１から圧縮空気が吹き出され、図２５（ｂ）に示すように、空気の圧力で光学用樹脂成形品１１を微細形状成形型部１０から剥がして離型することができるものである。このように光学用樹脂成形品１１に接触する必要なく、空気の力で光学用樹脂成形品１１を損傷させることなく離型することができるものである。
【００８５】
図２６は請求項１６の発明の実施の形態を示すものであり、成形型２の可動側型部３１内にランナー１００を設け、キャビティ５に設けたゲート１０１にランナー１００の一端を接続すると共に、ランナー１００の他端のスプルー１０２を可動側型部３２の下面に開口させてある。このスプルー１０２には射出成形機のスクリュー１０３を内蔵した射出ノズル２２が接離自在になっている。その他の構成は図１の実施の態様などと同じである。
【００８６】
このものにあって、まず図２６（ａ）に示すように、射出ノズル２２内の樹脂成形素材９を加熱すると共にスクリュー１０３で混練することによって、樹脂成形素材９を可塑化して溶融させながらスクリュー１０３を後退させ、射出ノズル２２の先端を加圧型２のスプルー１０２に嵌め込む。次に加圧型２を型締めして、図２６（ｂ）のようにスクリュー１０２を前進させることによって、射出ノズル２２から溶融した樹脂成形素材９を射出し、スプルー１０２、ランナー１００、ゲート１０１を通してキャビティ５に注入する。この後、図２６（ｃ）のように、射出ノズル２２をスプルー１０２から離脱させ、キャビティ５内の樹脂成形素材９を加圧しながら、エネルギ線照射装置４の照射ランプ３８からエネルギ線Ｅを照射して加熱を行ない、光学用樹脂成形品１１を成形することができるものである。このように、加圧型２のキャビティ５内に溶融状態の樹脂成形素材９を注入することによって、加圧型２内で樹脂成形素材９を加熱溶融するのに要する時間を不要にすることができ、成形のサイクルを短くして生産性を高めることができるものである。
【００８７】
図２７は請求項１７の実施の形態を示すものであり、加圧型２の固定側型部３１において、エネルギ線照射装置４の照射ランプ３８と透過部３との間にプリズム５２を設け、プリズム５２の透過部３に対向する面に傾斜する半反射面５３が形成されるようにしてある。プリズム５２内を通過した光は半反射面５３から出射されるが、プリズム５２外から入射される光は半反射面５３で反射されるものである。また加圧型２の固定側型部３１に半反射面５３の位置において、側方へ開口する開口部５４が形成してある。そしてこの開口部５４に対向して光学特性測定装置２３のカメラ４４が配置してあり、開口部５４内に検光子４３が設けてある。また加圧型２の可動側型部３２には偏光Ｐを透過させる透明ガラスなどで形成される透過部１４が設けてあり、キャビティ５の両側に透過部３，１４が形成されるようにしてある。この透過部１４は上面がキャビティ５に面するようにしてあり、透過部１４の下側に傾斜するミラー５８が設けてある。透過部１４のミラー５８と対向する部分において可動側型部３２に側方へ開口する開口部５９が形成してある。この開口部５９に対向して光源４１が配置してあり、開口部５９内に偏光子４２が設けてある。その他の構成は図１０の実施の形態と同じである。
【００８８】
このものにあって、加圧型２のキャビティ５内で樹脂成形素材９を加熱加圧成形する際には、エネルギ線照射装置４を作動させて照射ランプ３８からエネルギ線Ｅを発光させ、プリズム５２と透過部３を透過させてキャビティ５内にエネルギ線Ｅを照射する。そして加熱加圧成形が完了して冷却の工程が終わった後、成形された光学用樹脂成形品１１の光学特性を測定する際に、光源４１を発光させると、偏光子４２を通過する際に光は偏光Ｐとなり、ミラー５８を反射して透過部１４を透過してキャビティ５内に照射される。キャビティ５内に照射された偏光Ｐはキャビティ５内の光学用樹脂成形品１１内を厚み方向に透過した後に、透過部３を透過してプリズム５２の半反射面５３で反射し、検光子４３を通過してカメラ４４に捉えられて撮像される。このようにして光学特性測定装置２３で光学用樹脂成形品１１の光学特性を複屈折として測定することができるものである。このとき、偏光Ｐは光学用樹脂成形品１１を厚み方向に透過するので、光学用樹脂成形品１１の平面方向での複屈折を測定することができ、光学用樹脂成形品１１の平面方向の光学特性を測定することができるものである。
【００８９】
図２８の実施の形態は、上記のように加圧型２のキャビティ５内で成形した光学用樹脂成形品１１の光学特性を光学特性測定装置２３で測定するにあたって、光学特性の測定結果が基準値から外れたとき、成形された光学用樹脂成形品１１を不良品として選別すると共に、不良品の発生が所定の設定回数連続して発生したときに警報を発して成形の作業を中止するようにしたものである。
【００９０】
すなわち、既述のように演算装置４８に光学用樹脂成形品１１に要求される複屈折などの光学特性の設定値が入力されており、この設定値に基づいてしきい値が設定されているが、このしきい値を基準値として、光学特性測定装置２３で測定された光学特性の測定結果が基準値を外れる（すなわちしきい値を超える）場合に、不良品と判定すると共に、光学特性測定装置２３で測定された光学特性の測定結果が基準値内である（すなわちしきい値を超えない）場合に、良品と判定する、選別処理を行なうものである。この選別処理は演算装置４８によって行なうことができる。そして、選別処理の判定が良品の場合には、加圧型２から光学用樹脂成形品１１を取り出した後、次の成形を行ない、次の成形の際にも同様に選別処理を行なう。この成形と選別処理を繰り返して行なうが、選別処理の判定が不良の場合は、そのときの光学用樹脂成形品１１を不良品として排除することによって、不良品の光学用樹脂成形品１１が良品の光学用樹脂成形品１１と混在して出荷されてしまうことを防止することができるものである。また、成形と選別処理を繰り返して行なう際に、選別処理の判定が不良であることが所定の設定回数、例えば３回連続すると、警報を発し、さらに成形が停止されるようにしてある。不良の発生が所定回数以上連続するときは、成形の条件や装置に異常があるなどして、それ以降も不良が発生する可能性が高いので、このように早期に成形を停止することによって、不良発生をできるだけ少なくすることができると共に、異常を早期発見することができるものである。尚、図２８の実施の形態の基本的な構成は図１のものと同じである。
【００９１】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る光学用樹脂成形品の製造方法は、加熱・冷却部を有する加圧型と、加圧型に形成した透過部を透過させてエネルギ線を加圧型のキャビティ内に照射するエネルギ線照射装置と、加圧型のキャビティ内の温度を測定する温度センサと、加熱・冷却部及びエネルギ線照射装置を制御する温度制御装置と、加圧型による加圧圧力を制御する加圧制御装置とを具備し、加圧型のキャビティ内に透明な樹脂成形素材を微細形状成形型部に接触させて導入した後、加熱・冷却部で加圧型内を加熱すると共にエネルギ線の照射で樹脂成形素材の微細形状成形型部との接触部分を加熱しながら加圧することによって、微細形状成形型部で微細形状を転写形成した光学用樹脂成形品を成形するにあたって、光学用樹脂成形品を加圧型から取出し可能な温度以下に冷却した後に、加圧型内の光学用樹脂成形品の光学特性を測定し、この光学特性の測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置のうち少なくともエネルギ線照射装置を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうようにしたので、樹脂成形素材の微細形状成形型部に接する表面部をエネルギ線で集中的に加熱して微細形状成形型部からの転写性を高めることができ、高精度に微細形状を成形することができるものである。また取出し可能な温度以下に冷却した光学用樹脂成形品を測定して得られた正確な光学特性の測定結果に基づいて、温度制御や加圧制御をすることによって、光学特性の高い光学用樹脂成形品を成形することができるものである。
【００９２】
また請求項２の発明は、請求項１において、加圧型のキャビティ内において微細形状成形型部で転写成形される光学用樹脂成形品の微細形状を測定する形状測定装置を具備し、形状測定装置の測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置の少なくとも一方を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうようにしたので、光学用樹脂成形品に成形された微細形状の形状測定結果に基づいて、温度制御や加圧制御をすることによって、形状精度の高い微細形状を有する光学用樹脂成形品を成形することができるものである。
【００９３】
また請求項３の発明は、請求項２において、透過部を通してレーザ光を加圧型のキャビティ内に照射することによって、微細形状成形型部で転写成形される光学用樹脂成形品の微細形状を形状測定装置で測定するようにしたので、キャビティ内から光学用樹脂成形品を取り出す必要なく形状測定を行なうことができるものである。
【００９４】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、透過部のキャビティ内に面する表面に微細形状成形型部を形成し、透過部を透過させて樹脂成形素材の吸収波長域のエネルギ線を照射するようにしたので、エネルギ線は透過部の表面の微細形状成形型部に接している樹脂成形素材の表面に直接照射されるものであり、樹脂成形素材の微細形状成形部に接する表面部を集中的に効率良く短時間で加熱することができると共に、形状精度高く微細形状を成形することができるものである。
【００９５】
また請求項５の発明は、請求項４において、加圧型のキャビティの両側に透過部を形成し、各透過部を透過させてエネルギ線をキャビティ内に照射することによって、樹脂成形素材の微細形状成形型部との接触部分を加熱すると共に樹脂成形素材の他の部分を加熱するようにしたので、樹脂成形素材の微細形状を成形する表面部をエネルギ線で集中的に効率良く短時間で加熱することができると共に、樹脂成形素材の他の部分もエネルギ線で均一に加熱することができるものであり、高い加熱効率で、形状精度高く微細形状を成形することができるものである。
【００９６】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、加圧型のキャビティ内にエネルギ線を照射するにあたって、樹脂成形素材の微細形状成形型部との接触部分に沿ってエネルギ線の照射位置を移動させるようにしたので、樹脂成形素材の表面に成形する微細形状のうち微細形状成形型部からの転写が難しい部分に特に集中してエネルギ線を照射して、この部分を集中的に短時間加熱するなどの操作を行なうことができ、形状精度高く微細形状を成形することが容易になるものである。
【００９７】
また請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、加圧型のキャビティ内に冷却用のガスを注入することによって、成形した光学用樹脂成形品を冷却するようにしたので、光学用樹脂成形品を急速に冷却することができ、冷却時の温度勾配を小さくして光学特性の高い光学用樹脂成形品を得ることができるものである。
【００９８】
また請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、加圧型と別に冷却用加圧型を具備すると共に、微細形状成形型部を加圧型から離脱自在に形成し、加圧型のキャビティ内で成形した光学用樹脂成形品を微細形状成形型部を密着させたまま加圧型から取り出した後、冷却用加圧型にこの微細形状成形型部を密着させた光学用樹脂成形品を導入し、冷却用加圧型内で加圧しながら冷却するようにしたので、加圧型で樹脂成形素材を加熱して行なう光学用樹脂成形品の成形と、冷却用加圧型で行なう光学用樹脂成形品の冷却とを、同時に並行して行なうことができるものであり、生産性を高めることができるものである。
【００９９】
また請求項９の発明は、請求項８において、冷却用加圧型を多段構造に形成し、微細形状成形型部を密着させた光学用樹脂成形品を冷却用加圧型内に多段に配置して導入すると共に冷却用加圧型内で冷却するようにしたので、加圧型による成形工程のサイクルを冷却用加圧型による冷却工程のサイクルに合わせる必要がなくなって、加圧型による成形工程と冷却用加圧型による冷却工程のサイクルをそれぞれ最適なサイクルでおこなうことができるものであり、生産性を高めることができるものである。
【０１００】
また請求項１０の発明は、請求項１乃至６のいずれかにおいて、微細形状成形型部を加圧型のキャビティから離脱自在に形成し、加圧型のキャビティ内で成形した光学用樹脂成形品を微細形状成形型部を密着させたまま加圧型から取り出した後、この微細形状成形型部を密着させた光学用樹脂成形品を水槽に投入して冷却するようにしたので、加圧型で樹脂成形素材を加熱して行なう光学用樹脂成形品の成形と、水槽で行なう光学用樹脂成形品の冷却とを、同時に並行して行なうことができ、生産性を高めることができるものであり、しかも光学用樹脂成形品を急速に冷却することができ、冷却時の温度勾配を小さくして光学特性の高い光学用樹脂成形品を得ることができるものである。
【０１０１】
また請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかにおいて、加圧型の成形圧力を検出する圧力センサを具備し、成形圧力を圧力センサで検知しながら加圧制御を行なうようにしたので、検知された圧力に基づいて加圧圧力をフィードバック制御することによって、樹脂成形素材の諸特性と加圧圧力との相関関係に基づいて設定された正確な圧力に制御して、成形を行なうことができるものである。
【０１０２】
また請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかにおいて、加圧型の複数箇所に加圧装置と変位センサを設け、各変位センサで加圧型の複数箇所の変位を測定しながら加圧装置で加圧型の複数箇所に加圧を加えて、加圧型内の樹脂成形素材を加圧するようにしたので、加圧型の複数箇所の変位量を変位センサで検出すると共に変位量をフィードバック制御しながら、加圧型の複数箇所に加圧装置で加圧圧力を作用させることによって、加圧型内の全面において均一な加圧力で加圧を行なうことができるものであり、厚みや特性が均一な光学用樹脂成形品を成形することができるものである。
【０１０３】
また請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれかにおいて、加圧型の複数箇所に温度センサを設け、各温度センサで測定される温度の平均値を検出すると共に各温度センサで測定される温度の差を検出するようにしたので、加圧型内の実温度に近い平均温度に基づいて、正確に温度制御をすることができると共に、各部の温度の差に基づいて、均一加熱のためのゾーン別温度制御を行なうことが可能になるものである。
【０１０４】
また請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれかにおいて、加圧型のキャビティ内を真空にした状態で成形を行なうようにしたので、樹脂成形素材と微細形状成形型部の間の空気を排除して樹脂成形素材への微細形状の転写性を向上することができると共に、溶融した樹脂成形素材の気泡を除去して、エアボイドなどの欠陥が光学用樹脂成形品に発生することを防ぐことができるものである。
【０１０５】
また請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれかにおいて、加圧型のキャビティ内の微細形状成形型部に開口する空気吹き出し口を設け、空気吹き出し口から空気を吹き出すことによって、光学用樹脂成形品を微細形状成形型部から離型するようにしたので、光学用樹脂成形品に接触する必要なく、空気の圧力で光学用樹脂成形品を微細形状成形型部から剥がことができるものであり、光学用樹脂成形品を損傷させることなく離型することができるものである。
【０１０６】
また請求項１６の発明は、請求項１乃至１５のいずれかにおいて、加圧型のキャビティ内に溶融状態の樹脂成形素材を射出ノズルから注入することによって、キャビティに樹脂成形素材を導入するようにしたので、加熱型内で樹脂成形素材を加熱溶融するのに要する時間を不要にすることができ、成形のサイクルを短くして生産性を高めることができるものである。
【０１０７】
また請求項１７の発明は、請求項１乃至１６のいずれかにおいて、加圧型のキャビティの両側に透過部を形成し、一方の透過部から偏光を入射すると共にキャビティ内の樹脂成形素材を透過させた偏光を他方の透過部から出射させて、光学用樹脂成形品の光学特性を測定するようにしたので、光学用樹脂成形品の厚み方向に偏光を透過させて、光学用樹脂成形品の平面方向での光学特性を測定することができるものである。
【０１０８】
本発明の請求項１８に係る光学用樹脂成形品の製造装置は、加熱・冷却部を設けて形成され、透明な樹脂成形素材を微細形状成形型部に接触させて導入するキャビティを設けた加圧型と、加圧型に形成した透過部を透過させてエネルギ線をキャビティ内に照射し、樹脂成形素材の微細成形型部との接触部分を加熱するエネルギ線照射装置と、キャビティ内の温度を測定する温度センサと、加熱・冷却部及びエネルギ線照射装置を制御する温度制御装置と、加圧型による加圧圧力を制御する加圧制御装置と、光学用樹脂成形品を加圧型から取出し可能な温度以下に冷却した後に、キャビティ内で成形された光学用樹脂成形品の光学特性を測定する光学特性測定装置とを具備し、光学特性測定装置による測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置のうち少なくともエネルギ線照射装置を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうようにしたので、樹脂成形素材の微細形状成形型部に接する表面部をエネルギ線で集中的に加熱して微細形状成形型部からの転写性を高めることができ、高精度に微細形状を成形することができるものであり、また取出し可能な温度以下に冷却した光学用樹脂成形品を測定して得られた正確な光学特性の測定結果に基づいて、温度制御や加圧制御をすることによって、光学特性の高い光学用樹脂成形品を成形することができるものである。
【０１０９】
また請求項１９の発明は、加圧型のキャビティ内において微細形状成形型部で転写成形される光学用樹脂成形品の微細形状を測定する形状測定装置を具備し、形状測定装置の測定結果に基づいて、温度センサで温度測定をしながら温度制御装置で加熱・冷却部とエネルギ線照射装置の少なくとも一方を制御して温度制御を行なうと共に、加圧制御装置で加圧制御を行なうようにしたので、光学用樹脂成形品に成形された微細形状の形状測定結果に基づいて、温度制御や加圧制御をすることによって、形状精度の高い微細形状を有する光学用樹脂成形品を成形することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２】同上の成形の際の制御のフローチャートである。
【図３】同上の成形品断面の複屈折測定画像を示す図である。
【図４】同上の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図６】同上の成形の際の制御のフローチャートである。
【図７】同上の一部の拡大した断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図９】同上の成形の際の制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１３】同上の一部を拡大したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２０】同上の加圧型の底面図である。
【図２１】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２２】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２３】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２５】同上の一部を拡大したものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図２６】本発明の他の実施の形態を示すものであり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ断面図である。
【図２７】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２８】本発明の他の実施の形態の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  加熱・冷却部
２  加圧型
３  透過部
４  エネルギ線照射装置
５  キャビティ
６  温度センサ
７  温度制御装置
８  加圧制御装置
９  樹脂成形素材
１０  微細形状成形型部
１１  光学用樹脂成形品
１２  微細形状
１３  形状測定装置
１４  透過部
１５  冷却用加圧型
１６  バッファ装置
１７  水槽
１８  圧力センサ
１９  加圧装置
２０  変位センサ
２１  空気吹き出し口
２２  射出ノズル
２３  光学特性測定装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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