(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する樹脂成形方法であって、前記成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に配設された鏡面駒が、前記成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に移動可能に配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体樹脂を連続して供給し、前記複数対の鏡面駒が前記固体樹脂を順次加圧しつつ前記初期位置から前記仕上げ位置まで所定速度で移動し、前記仕上げ位置まで移動すると、離隔して前記樹脂を離脱させて成形した後、前記初期位置まで移動して、前記樹脂の成形を再度行うことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する樹脂成形方法であって、前記成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に配設された鏡面駒が、前記成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に所定速度で移動可能に配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された所定寸法の樹脂ブロックを所定方法で接合した後、前記複数対の鏡面駒の移動速度に応じて成形に必要とする量ずつ前記初期位置に供給し、前記複数対の鏡面駒が、当該供給される接合された樹脂ブロックを前記初期位置から前記仕上げ位置までガラス転移以上の温度に加熱・加圧しつつ前記移動速度で移動し、前記仕上げ位置まで移動すると、離隔して前記樹脂を離脱させて成形した後、前記初期位置まで移動して、前記樹脂の成形を再度行うことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項３】
前記複数対の鏡面駒は、前記接合された樹脂ブロックを前記ガラス転移以上の温度に加熱しつつ所定の厚みまで加圧を行いながら、前記初期位置から前記仕上げ位置方向に移動し、その後、前記仕上げ位置まで移動する間に、前記樹脂を熱変形温度以下の温度まで冷却することを特徴とする請求項２記載の樹脂成形方法。
【請求項４】
前記樹脂ブロックの接合を加熱溶着により行うことを特徴とする請求項２または請求項３記載の樹脂成形方法。
【請求項５】
前記樹脂ブロックの接合を超音波振動を利用して行うことを特徴とする請求項２または請求項３記載の樹脂成形方法。
【請求項６】
前記樹脂ブロックの接合を接着剤を利用して行うことを特徴とする請求項２または請求項３記載の樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形方法及び樹脂成形用金型に関し、詳細には、レーザー方式のディジタル複写機、レーザープリンタやファクシミリ装置の光学走査系及びビデオカメラ等の光学機器や光ディスク等に適用されるプラスチック成形品等の樹脂成形品を成形する樹脂成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックレンズや導光阪等のプラスチック成形（樹脂成形）を行う方法としては、一般に、射出成形法と射出圧縮成形法がある。
【０００３】
この射出成形法は、例えば、図１２示すように、金型１の温度を成形用樹脂２の軟化温度未満にした状態で、金型１の一定容積のキャビティ３内に溶融樹脂２を射出充填し、保圧を制御しながら徐冷した後、金型１を開いて成形品を取り出す方法である。
【０００４】
射出圧縮成形法は、金型内の転写面を形成する転写駒を可動可能にし、金型温度を成形用樹脂の軟化温度未満にした状態で、所定容積のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、保圧を制御しながら徐冷するとき、樹脂が冷却時に体積収縮するのに対応して転写駒を摺動させて樹脂に圧力を付加して、成形品の形状をより高精度に形成する方法である。
【０００５】
また、従来、特開平７−１４８８５７号公報に記載されているプラスチックレンズの製造方法が提案されている。開閉可能な一対のプレス板に夫々レンズ成形型を取り付け、前記一対のプレス板を開いた状態で両レンズ成形型の間に透光性樹脂板を挿入し、次いで、前記一対のプレス板を開いた状態で前記透光性樹脂板を成形可能な温度に加熱し、次いで、前記一対のプレス板を閉じて前記透光性樹脂板を加圧し、レンズ成形型により、透光性樹脂板の圧縮成型と冷却を同時に行うようにしたことを特徴としている。
【０００６】
すなわち、この従来のプラスチックレンズの製造方法は、一対のプレス板を開いた状態で透光性樹脂板を成形可能な温度に加熱した後、一対のプレス板を閉じて、透光性樹脂板の圧縮成形と冷却を同時に行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなプラスチックの成形方法にあっては、鏡面が複数個アレイ状や２次元的にシート状に配置された成形品を成形することが非常に難しく、特に、成形品の鏡面の数が多くなるほど、成形することが困難となる。
【０００８】
すなわち、射出成形法及び射出圧縮成形法は、所定容積のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填しているため、成形品の鏡面の数が多くなると、図１３に示すように、金型１のキャビティ３の長さが長くなり、また、面積が大きくなり、キャビティ３内に射出充填される溶融樹脂２の内圧が、入り口付近で大きく、奥になるほど小さくなって、キャビティ３内の面精度が不均一になり、また、キャビティ３内の全ての領域に適切に溶融樹脂２が充填されなかったりする。その結果、成形を適切に行うことが困難になる。また、成形品の形状寸法に応じて金型や成形機が大型化したり、金型の鏡面部に有する鏡面駒がレンズ面数と同数必要となり、成形コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
また、特開平７−１４８８５７号公報記載のプラスチックレンズの製造方法に代表されるプレスで製造する製造方法にあっては、射出成形法の場合と同様に、成形コストが高くなるという問題があった。
【００１０】
そこで、請求項１記載の発明は、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する際に、成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に、かつ、成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に移動可能に複数対の鏡面駒が配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体樹脂を連続して供給し、前記複数対の鏡面駒が前記固体樹脂を順次加圧しつつ初期位置から仕上げ位置まで所定速度で移動し、仕上げ位置まで移動すると、離隔して樹脂を離脱させて成形した後、初期位置まで移動して、樹脂の成形を再度行うことにより、成形する面形状の数よりも少ない数の鏡面駒で連続する面形状を有する成形品を高精度に成形し、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１４】
請求項２記載の発明は、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する際に、成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に、かつ、成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に所定速度で移動可能に複数対の鏡面駒が配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された所定寸法の樹脂ブロックを所定方法で接合した後、複数対の鏡面駒の移動速度に応じて成形に必要とする量ずつ初期位置に供給し、複数対の鏡面駒が、当該供給される接合された樹脂ブロックを初期位置から仕上げ位置までガラス転移以上の温度に加熱・加圧しつつ移動し、仕上げ位置まで移動すると、離隔して樹脂を離脱させて成形した後、初期位置まで移動して、樹脂の成形を再度行うことにより、成形する面形状の数よりも少ない数の鏡面駒で順次移動しつつ接合された固体の樹脂ブロックを加熱・加圧して、連続する面形状を有する成形品を高精度に成形し、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１５】
請求項３記載の発明は、複数対の鏡面駒を、接合された樹脂ブロックをガラス転移以上の温度に加熱させつつ所定の厚みまで加圧を行わせながら、初期位置から仕上げ位置方向に移動し、その後、仕上げ位置まで移動する間に、樹脂を熱変形温度以下の温度まで冷却することにより、温度変化を滑らかにして、より一層高精度に連続する面形状を有する成形品を成形し、安価にかつより一層高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１６】
請求項４記載の発明は、樹脂ブロックの接合を加熱溶着により行うことにより、樹脂ブロックを安価にかつ適切に接合して、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１７】
請求項５記載の発明は、樹脂ブロックの接合を超音波振動を利用して行うことにより、樹脂ブロックをより安価にかつ適切に接合して、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１８】
請求項６記載の発明は、樹脂ブロックの接合を接着剤を利用して行うことにより、樹脂ブロックをより安価にかつ適切に接合して、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の樹脂成形方法は、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する樹脂成形方法であって、前記成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に配設された鏡面駒が、前記成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に移動可能に配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体樹脂を連続して供給し、前記複数対の鏡面駒が前記固体樹脂を順次加圧しつつ前記初期位置から前記仕上げ位置まで所定速度で移動し、前記仕上げ位置まで移動すると、離隔して前記樹脂を離脱させて成形した後、前記初期位置まで移動して、前記樹脂の成形を再度行うことにより、上記目的を達成している。
【００２１】
上記構成によれば、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する際に、成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に、かつ、成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に移動可能に複数対の鏡面駒が配設され、当該複数対の鏡面駒が、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成され連続して供給される固体樹脂を順次加圧しつつ初期位置から仕上げ位置まで所定速度で移動し、仕上げ位置まで移動すると、離隔して樹脂を離脱させて成形した後、初期位置まで移動して、樹脂の成形を再度行うので、成形する面形状の数よりも少ない数の鏡面駒で連続する面形状を有する成形品を高精度に成形することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
また、成形前の樹脂を、鏡面駒により面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体としているので、成形品に不要な樹脂がはみ出すことを防止することができ、成形品の品質をより一層向上させることができる。
【００２８】
請求項２記載の発明の樹脂成形方法は、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する樹脂成形方法であって、前記成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に配設された鏡面駒が、前記成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に所定速度で移動可能に配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された所定寸法の樹脂ブロックを所定方法で接合した後、前記複数対の鏡面駒の移動速度に応じて成形に必要とする量ずつ前記初期位置に供給し、前記複数対の鏡面駒が、当該供給される接合された樹脂ブロックを前記初期位置から前記仕上げ位置までガラス転移以上の温度に加熱・加圧しつつ前記移動速度で移動し、前記仕上げ位置まで移動すると、離隔して前記樹脂を離脱させて成形した後、前記初期位置まで移動して、前記樹脂の成形を再度行うことにより、上記目的を達成している。
【００２９】
上記構成によれば、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する際に、成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に、かつ、成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に所定速度で移動可能に複数対の鏡面駒が配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された所定寸法の樹脂ブロックを所定方法で接合した後、複数対の鏡面駒の移動速度に応じて成形に必要とする量ずつ初期位置に供給し、複数対の鏡面駒が、当該供給される接合された樹脂ブロックを初期位置から仕上げ位置までガラス転移以上の温度に加熱・加圧しつつ移動し、仕上げ位置まで移動すると、離隔して樹脂を離脱させて成形した後、初期位置まで移動して、樹脂の成形を再度行うので、成形する面形状の数よりも少ない数の鏡面駒で順次移動しつつ接合された固体の樹脂ブロックを加熱・加圧して、連続する面形状を有する成形品を高精度に成形することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
また、成形前の樹脂を、鏡面駒により面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体としているので、成形品に不要な樹脂がはみ出すことを防止することができ、成形品の品質をより一層向上させることができる。
【００３０】
この場合、例えば、請求項３に記載するように、前記複数対の鏡面駒は、前記接合された樹脂ブロックを前記ガラス転移以上の温度に加熱しつつ所定の厚みまで加圧を行いながら、前記初期位置から前記仕上げ位置方向に移動し、その後、前記仕上げ位置まで移動する間に、前記樹脂を熱変形温度以下の温度まで冷却してもよい。
【００３１】
上記構成によれば、複数対の鏡面駒を、接合された樹脂ブロックをガラス転移以上の温度に加熱させつつ所定の厚みまで加圧を行わせながら、初期位置から仕上げ位置方向に移動し、その後、仕上げ位置まで移動する間に、樹脂を熱変形温度以下の温度まで冷却しているので、温度変化を滑らかにして、より一層高精度に連続する面形状を有する成形品を成形することができ、安価にかつより一層高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００３２】
また、例えば、請求項４に記載するように、前記樹脂ブロックの接合を加熱溶着により行ってもよい。
【００３３】
上記構成によれば、樹脂ブロックの接合を加熱溶着により行っているので、樹脂ブロックを安価にかつ適切に接合することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００３４】
さらに、例えば、請求項５に記載するように、前記樹脂ブロックの接合を超音波振動を利用して行ってもよい。
【００３５】
上記構成によれば、樹脂ブロックの接合を超音波振動を利用して行っているので、樹脂ブロックをより安価にかつ適切に接合することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００３６】
また、例えば、請求項６に記載するように、前記樹脂ブロックの接合を接着剤を利用して行ってもよい。
【００３７】
上記構成によれば、樹脂ブロックの接合を接着剤を利用して行っているので、樹脂ブロックをより安価にかつ適切に接合することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００４１】
図１及び図２は、本発明の樹脂成形方法の鏡面駒の移動を説明するための図であり、その構成は、鏡面加工部に溶融樹脂を連続供給して、鏡面加工部で並んで配設された鏡面駒でアレイ状に複数の鏡面を有する成形品を成形するもので、請求項１に対応するものである。
ただし、供給する樹脂は説明の煩雑さを防ぐため、一般的な板状の樹脂を用いて説明してある。
【００４２】
図１は、本発明の樹脂成形方法に用いる樹脂成形装置１０の要部正面断面図である。
【００４３】
図１において、樹脂成形装置１０は、押し出し部１１及び鏡面加工部１２等を備えており、押し出し部１１と鏡面加工部１２とは、樹脂供給路１３により接続されている。
【００４４】
押し出し部１１は、ガラス転移温度以上に加熱された溶融樹脂１４を連続的に押し出し、樹脂供給路１３を通して、鏡面加工部１２に溶融樹脂１４を連続的に供給する。
【００４５】
鏡面加工部１２は、複数の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと複数の上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆを備えており、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、それぞれ対となって相対向する状態で配設されて、当該相対向する面が鏡面状に形成されている。各下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、それぞれ図示しない保持機構に保持されて、図１において鏡面加工部１２の左端である初期位置（図１中▲２▼の位置）で相対向する状態に配置されて押し出し部１１から供給される溶融樹脂１４を鏡面に成形しつつ、図１に矢印で示すように左方向から右方向に順次所定の一定速度で移動されるとともに、図１において鏡面加工部１２の右端の仕上げ位置（図１中▲６▼の位置）まで移動すると、保持機構により図１に矢印で示すようにそれぞれ下方向及び上方向に移動されて離隔し、離隔した状態で、再度、図１に矢印で示すように左端の初期位置に移動されて、上記同様に溶融樹脂１４の成形を行う。
【００４６】
次に、上記装置の作用を説明する。樹脂成形装置１０は、成形時、押し出し部１１から溶融樹脂１４を連続的に押し出して樹脂供給路１３を通して鏡面加工部１２に供給する。この溶融樹脂１４は、例えば、ポリカーボネート等であり、押し出し部１１から押し出された直後では、約２７０℃に加熱されており、鏡面加工部１２の直前では、約２００℃になっていて、ガラス転移温度以上で、十分塑性加工が可能な温度となっている。
【００４７】
鏡面加工部１２は、押し出し部１１から溶融樹脂１４が樹脂供給路１３を通して供給されると、初期位置の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆで供給されてきた溶融樹脂１４を加圧しつつ初期位置から、溶融樹脂１４を正規のレンズの肉厚になるまで樹脂１４を徐々に加圧しながら仕上げ位置方向に一定速度で移動し、初期位置の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆが図１中▲３▼の位置に移動すると、▲７▼の位置の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆが▲２▼の初期位置に移動して、押し出し部１１から供給される溶融樹脂１４を、上記同様に、加圧しつつ初期位置から仕上げ位置方向に一定速度で移動する。
【００４８】
上記動作処理を連続して行い、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、初期位置から仕上げ位置まで一定速度で移動する間に、溶融樹脂１４を正規のレンズの肉厚になるまで徐々に加圧する。
【００４９】
また、この場合、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆ及び上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆがガラス転移温度以上に加熱されているときには、初期位置から仕上げ位置まで移動する間に温度を徐々に下げて、仕上げ位置に到達する時点で、熱変形温度以下にまで冷却する。そして、押し出し部１１が鏡面加工部１２に供給する溶融樹脂１４の供給量と下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆ及び上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆが移動する速度とを、一定状態としている。
【００５０】
鏡面加工部１２の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、上記動作を行って仕上げ位置まで移動すると、それぞれ下方及び上方に移動して、樹脂１４から離れ、再度、初期位置に移動して、上記同様のレンズ加工動作処理を行う。そして、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆ及び上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、仕上げ位置で樹脂１４から離れた後、初期位置に戻るまでの間に、再度、所定の温度まで加熱される。
【００５１】
そして、上記動作処理において、樹脂１４は、例えば、ポリカーボネートの場合、図２に示すように、押し出し部１１から樹脂供給路１３に押し出された直後である図１の▲１▼の位置では、ガラス転移温度以上である２７０℃程度に加熱されて溶融しており、鏡面加工部１２の初期位置に供給された時点で、ガラス転移温度以上である約２００℃になっている。ガラス転移温度以上の状態で下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆ及び上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆにより加圧されて、一定速度で移動している間に、仕上げ位置の手前の位置である▲５▼の位置では、熱変形温度以下の温度である約１３０℃に冷却されている。そして、樹脂１４は、仕上げ位置で下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆ及び上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆから離脱されると、急激に温度が低下して室温まで低下する。
【００５２】
したがって、溶融樹脂１４は、鏡面加工部１２で、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆとにより正規のレンズの肉厚になるまで所定時間かけて初期位置から仕上げ位置まで移動する間に連続的に徐々に加圧されるとともに、熱変形温度以下の温度まで冷却される。その結果、樹脂成形装置１０は、小型で安価な装置で、所定の長さを有したレンズ（鏡面）を有した成形品を連続して、精度良く成形することができる。
【００５３】
そして、上記工程処理を順次繰り返し行うことにより、成形する鏡面の数よりも少ない数の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆで多数のレンズ（鏡面）を有する成形品を成形することができ、小型で安価な樹脂成形装置２０で精度良くレンズ（鏡面）を有した成形品を連続して成形することができる。
【００５４】
この場合、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、最低限度２個ずつあれば、成形を行うことができるが、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆの数が少ないと樹脂１４を十分冷却することができず、温度分布の影響からレンズ面を壊すおそれがあり、また、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆの数が少ないと、生産性が低下し、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆは、多いほど精度良くかつ効率的に成形することができる。例えば、１組の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆでレンズ加工を行う時間が２０秒であるとすると、２００面のレンズを成形するのに、２組の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆを用いて成形すると、成形時間は、２０００秒かかることとなり、５０組の下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆを用いて成形すると、成形時間は、８０秒で済むことになる。
【００５５】
したがって、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆの数は、成形する鏡面の数と生産コストから適宜設定する。
【００５６】
このように、樹脂成形装置１０を用いると、成形品が連続的に得られるため、切断箇所で必要な鏡面の面数を自由に得ることができ、射出成形と比較すると、鏡面の面数に応じた金型や成形機を揃える必要がなく、成形コストを大幅に削減することができる。また、射出成形では、樹脂の冷却・固化の影響により樹脂の流動長や圧力分布が発生して、充填不良が生じたり、形状精度が悪化し、成形品の長さの限定を余儀なくされる。ところが、上記樹脂成形装置１０は、樹脂１４を順次連続して加工するため、形状精度の良好な長尺の成形を効率的に行うことができ、成形品の品質を向上させることができる。
【００５７】
さらに、樹脂成形装置１０は、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆの温度上昇や冷却を穏やかに行うことができ、温度分布や圧力分布を低減して、内部歪や屈折率分布を低減させて、収縮率のバラツキを低減させることができる。その結果、成形品の品質をより一層向上させることができる。
【００５８】
なお、樹脂成形装置１０においては、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆ及び上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆを初期位置から仕上げ位置まで移動させる間に、徐々に冷却させているが、温度制御は、上記方法に限るものではなく、例えば、下部鏡面駒１５ａ〜１５ｆと上部鏡面駒１６ａ〜１６ｆの温度を、初期位置から所定の位置までは、ガラス転移温度に加熱し、その後、仕上げ位置まで移動する間に熱変形温度以下に冷却するようにしても良い。このようにすると、より一層高精度に鏡面を成形することができる。
【００５９】
図３及び図４は、樹脂成形装置の他の態様を示す図であり、成形素材として、樹脂ブロックを繋ぎ合わせた後、アレイ状に複数の鏡面を有する成形品を成形するもので、請求項２から請求項６に対応するものである。
【００６０】
図３は、本発明の樹脂成形方法に用いる樹脂成形装置２０の正面断面図である。
【００６１】
図３において、樹脂成形装置２０は、樹脂ブロック供給部２１、接合部２２及び鏡面加工部２３等を備えており、樹脂ブロック供給部２１が接合部２２に供給した樹脂ブロックを接合部２２で接合して、鏡面加工部２３で接合された樹脂を鏡面加工する。
【００６２】
樹脂ブロック供給部２１は、所定の大きさの固化状態の樹脂ブロック２４を順次接合部２２に供給する。この樹脂ブロック２４は、樹脂ブロック２４の繋ぎ目がレンズ面（鏡面）とならないようにするために、成形するレンズのピッチの倍数の長さを有していることが望ましい。
【００６３】
接合部２２は、加熱押圧部２５ａ、２５ｂを備えており、樹脂ブロック供給部２１から供給される樹脂ブロック２４の端面を加熱押圧部２５ａ、２５ｂで加熱溶着により順次接合して、樹脂ブロック２４を連続した樹脂２６として、鏡面加工部２３に供給する。
【００６４】
この接合部２２は、樹脂ブロック２４を加熱溶着により接合するものに限るものではなく、例えば、超音波振動を利用した超音波溶着あるいは接着剤による接着等で接合するものであっても良い。
【００６５】
鏡面加工部２３は、上記樹脂成形装置１０の鏡面加工部１２と同様に、複数の下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと複数の上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを備えており、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆは、それぞれ対となって相対向する状態で配設されて、当該相対向する面が鏡面状に形成されている。各下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆは、それぞれ図示しない保持機構に保持されて、図３において鏡面加工部２３の左端である初期位置（図３中（３）の位置）で相対向する状態に配置されて接合部２２から供給される樹脂２６を鏡面に成形しつつ、図３に矢印で示すように、左方向から右方向に順次所定の一定速度で移動されるとともに、図３において鏡面加工部２３の右端である仕上げ位置（図３中（７）の位置）まで移動すると、図３に矢印で示すように、保持機構によりそれぞれ下方向及び上方向に移動されて離隔し、離隔した状態で、再度、図３に矢印で示すように左端の初期位置に移動されて、上記同様に樹脂２６の成形を行う。
【００６６】
また、鏡面加工部２３は、図示しないが、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを個別に温度制御する温度制御機構を備えており、温度制御機構は、各下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを、初期位置で所定のガラス転移温度以上の温度に加熱するとともに、所定量移動する間は当該ガラス転移温度以上の温度に保持して、その後仕上げ位置まで移動する間に冷却し、再度、当該下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆが初期位置に移動されるまでの間にガラス転移温度以上の温度に加熱する。
【００６７】
次に、上記装置の作用を説明する。樹脂成形装置２０は、成形時、樹脂ブロック供給部２１が樹脂ブロック２４を順次接合部２２に供給し、接合部２２は、樹脂ブロック供給部２１から供給される樹脂ブロック２４の端面を接合して、連続した樹脂２６として鏡面加工部２３に供給する。この樹脂ブロック２４は、例えば、ポリカーボネート等であり、接合部２２で加熱溶着により１８０℃のガラス転移温度以上に加熱されて溶着される。
【００６８】
鏡面加工部２３は、接合部２２から連続した樹脂２６が供給されると、初期位置の下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆで供給されてきた樹脂２６をガラス転移温度以上の温度まで加熱しつつ加圧しして、初期位置（図３中▲３▼の位置）から、樹脂２６を正規のレンズの肉厚になるまで樹脂２６を加熱保温しつつ徐々に加圧しながら仕上げ位置（図３中▲７▼の位置）方向に一定速度で移動し、図３中▲５▼の位置を通過すると、温度制御機構により下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを冷却して徐々に温度を低下させて、仕上げ位置の手前の位置である▲６▼の位置では、熱変形温度以下の温度に低下させる。
【００６９】
その後、鏡面加工部２３は、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを、冷却しつつ移動させて、仕上げ位置に移動させると、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを、図３に矢印で示すように、下方向及び上方向に移動させて樹脂２６から離し、図３に▲８▼で示す位置を経由して初期位置に戻す。このとき、鏡面加工部２３は、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを仕上げ位置から初期位置に戻す間に、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆをガラス転移温度以上の温度に加熱する。
【００７０】
上記動作処理を連続して行い、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆは、初期位置から仕上げ位置まで一定速度で移動する間に、樹脂２６を正規のレンズの肉厚になるまで徐々に加圧する。また、この場合、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆ及び上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆを初期位置においてガラス転移温度以上に加熱して、初期位置から▲５▼の位置までガラス転移温度以上の温度に維持し、その後、仕上げ位置まで移動する間に冷却して、仕上げ位置に到達する時点で、熱変形温度以下にまで冷却する。そして、樹脂ブロック供給部２１から接合部２２に供給した樹脂ブロック２４を接合部２２で接合して樹脂と２６として鏡面加工部２３に供給する樹脂２６の供給量と下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆ及び上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆが移動する速度とを、一定状態としている。
【００７１】
そして、上記動作処理において、樹脂２６は、例えば、ポリカーボネートの場合、図４に示すように、樹脂ブロック供給部２１から接合部２２に供給される▲１▼の位置で、室温であり、接合部２２では、図４に▲２▼の位置の温度として示すように、加熱溶着により一時ガラス転移温度以上に加熱されるが、鏡面加工部２３に搬送される間に室温に低下する。その後、鏡面加工部２３の初期位置の下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆ及び上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆがガラス転移温度以上に加熱されているため、図４に▲３▼の位置の温度として示しているように、樹脂２６は、ガラス転移温度以上に加熱され、図３の▲５▼の位置を通過するまでガラス転移温度以上に保持される。その後、樹脂２６は、図４に▲５▼の位置の温度から▲６▼の位置の温度として示すように、熱変形温度以下の温度である約１３０℃に冷却され、さらに、冷却されて、図４に▲７▼の位置の温度として示すように、仕上げ位置で下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆ及び上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆから離脱される時点では、熱変形温度と室温の間の温度にまで低下する。
【００７２】
したがって、樹脂２６は、鏡面加工部２３で、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆとにより正規のレンズの肉厚になるまで所定時間かけて初期位置から仕上げ位置まで移動する間に連続的に徐々に加圧されるとともに、ガラス転移温度以上に加熱された後、熱変形温度以下の温度まで徐々に冷却される。その結果、樹脂成形装置２０は、小型で安価な装置で、所定の長さを有したレンズ（鏡面）を有した成形品を連続して、精度良く成形することができる。
【００７３】
そして、上記工程処理を順次繰り返し行うことにより、鏡面の数よりも少ない数の下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆで多数のレンズ（鏡面）を有する成形品を成形することができ、小型安価な樹脂成形装置２０で精度良くレンズを有した成形品を連続して成形することができる。
【００７４】
この場合も、上記樹脂成形装置１０と同様に、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆは、最低限度２個ずつあれば、成形を行うことができるが、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆの数が少ないと樹脂２６を十分冷却することができず、温度分布の影響から鏡面を壊すおそれがあり、また、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆの数が少ないと、生産性が低下し、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆは、多いほど精度良くかつ効率的に成形することができる。
【００７５】
したがって、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆの数は、成形する鏡面の面数と生産コストから適宜設定する。
【００７６】
このように、樹脂成形装置２０を用いると、成形品が連続的に得られるため、切断箇所で必要な鏡面の面数を自由に得ることができ、射出成形と比較すると、鏡面の面数に応じた金型や成形機を揃える必要がなく、成形コストを大幅に削減することができる。また、射出成形では、樹脂の冷却・固化の影響により樹脂の流動長や圧力分布が発生して、充填不良が生じたり、形状精度が悪化し、成形品の長さの限定を余儀なくされる。ところが、上記樹脂成形装置２０は、樹脂２６を順次連続して加工するため、形状精度の良好な長尺の成形を効率的に行うことができ、成形品の品質を向上させることができる。
【００７７】
さらに、樹脂成形装置２０は、下部鏡面駒２７ａ〜２７ｆと上部鏡面駒２８ａ〜２８ｆの温度上昇や冷却を穏やかに行うことができ、温度分布や圧力分布を低減して、内部歪や屈折率分布を低減させて、収縮率のバラツキを低減させることができる。その結果、成形品の品質をより一層向上させることができる。
【００７８】
図５〜図８は、本発明の樹脂成形方法の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、樹脂ブロックに鏡面を有する成形品を形成する際に、当該樹脂ブロックに余分な樹脂を逃がすための逃げ部として空壁を形成したもので、請求項１および請求項２に対応するものである。
【００７９】
図５は、本発明の樹脂成形方法の実施の形態を適用した樹脂成形装置３０の要部斜視図である。
【００８０】
図５において、樹脂成形装置３０は、図示しない樹脂ブロック供給部と相対向する位置に配設された複数の下部鏡面駒３１と上部鏡面駒３２を備えた鏡面加工部３３とを備えており、樹脂ブロック供給部は、シート状の樹脂ブロック３４を鏡面加工部３３に供給する。
【００８１】
このシート状樹脂ブロック３４は、鏡面形成部３４ａと鏡面形成部３４ａの間に、成型時の余分な樹脂を逃がすための空壁（逃げ部）３５が形成されている。
【００８２】
この樹脂成形装置３０は、鏡面形成部３４ａと鏡面形成部３４ａの間に空壁３５の形成されたシート状樹脂ブロック３４を樹脂ブロック供給部から鏡面加工部３３に搬送し、鏡面加工部３３が、図６に示すように、相対向する下部鏡面駒３１と上部鏡面駒３２によりシート状樹脂ブロック３４を加圧・加熱して、シート状樹脂ブロック３４に鏡面を成形する。
【００８３】
このとき、シート状樹脂ブロック３４には、この鏡面の成形される鏡面形成部３４ａと鏡面形成部３４ａの間に、成型時の余分な樹脂を逃がすための空壁３５が形成されているため、図７に示すように、鏡面形成部３４ａと鏡面形成部３４ａの間に余分な樹脂が空壁３５に逃げて、盛り上がらず、成形品の品質を向上させることができる。
【００８４】
すなわち、図８に示すように、シート状樹脂ブロック３６が、鏡面形成部３６ａと鏡面形成部３６ａの間に、余分な成型時の樹脂を逃がすための空壁が形成されていないと、このシート状樹脂ブロック３６を、図９に示すように、下部鏡面駒３１と上部鏡面駒３２により加熱加圧して鏡面を形成する際、図１０に示すように、合い隣接する下部鏡面駒３１と上部鏡面駒３２の間に余分な樹脂３７が溜まって、成形品の鏡面形成部３６ａと鏡面形成部３６ｂの間に、余分な樹脂３７が盛り上がった状態となる。そのため、成形品の光学特性に影響を与えたり、組み付け時に邪魔になるおそれがある。
【００８５】
ところが、本実施の形態の樹脂成形装置３０は、シート状樹脂ブロック３４の鏡面形成部３４ａと鏡面形成部３４ａの間に空壁３５を形成しているため、上述のように、鏡面加工部３３で下部鏡面駒３１と上部鏡面駒３２により加熱加圧した際、余分な樹脂が空壁３５ないに逃げ、余分な樹脂が盛り上がることを防止することができる。その結果、成形品の光学特性を向上させることができるとともに、組み付け時の邪魔になることを防止して、組み付け作業の作業性を向上させることができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態においては、球面を成形する場合について説明したが、成形する面は、球面に限るものではなく、例えば、図１１に示すように、下部鏡面駒４１が角形状を形成する角型鏡面駒であり、上部鏡面駒４２が球面を成形する球型鏡面駒であってもよく、さらに、他の形状であっても良い。
【００８７】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の樹脂成形方法によれば、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する際に、成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に、かつ、成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に移動可能に複数対の鏡面駒が配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体樹脂を連続して供給し、前記複数対の鏡面駒が前記固体樹脂を順次加圧しつつ初期位置から仕上げ位置まで所定速度で移動し、仕上げ位置まで移動すると、離隔して樹脂を離脱させて成形した後、初期位置まで移動して、樹脂の成形を再度行うので、成形する面形状の数よりも少ない数の鏡面駒で連続する面形状を有する成形品を高精度に成形することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
また、成形前の樹脂を、鏡面駒により面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体としているので、成形品に不要な樹脂がはみ出すことを防止することができ、成形品の品質をより一層向上させることができる。
【００９２】
請求項２記載の発明の樹脂成形方法によれば、所定の面形状がアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形する際に、成形する面形状に対応する鏡面部を有し相対向する状態で近接・離隔可能に、かつ、成形する面形状の数よりも少ない数だけ、所定の初期位置から仕上げ位置まで所定方向に並んで当該方向に所定速度で移動可能に複数対の鏡面駒が配設され、前記鏡面駒により前記面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された所定寸法の樹脂ブロックを所定方法で接合した後、複数対の鏡面駒の移動速度に応じて成形に必要とする量ずつ初期位置に供給し、複数対の鏡面駒が、当該供給される接合された樹脂ブロックを初期位置から仕上げ位置までガラス転移以上の温度に加熱・加圧しつつ移動し、仕上げ位置まで移動すると、離隔して樹脂を離脱させて成形した後、初期位置まで移動して、樹脂の成形を再度行うので、成形する面形状の数よりも少ない数の鏡面駒で順次移動しつつ接合された固体の樹脂ブロックを加熱・加圧して、連続する面形状を有する成形品を高精度に成形することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
また、成形前の樹脂を、鏡面駒により面形状が成形される部分以外の領域に前記成形時の余分な樹脂を吸収する逃げ部としての空壁が形成された固体としているので、成形品に不要な樹脂がはみ出すことを防止することができ、成形品の品質をより一層向上させることができる。
【００９３】
請求項３記載の発明の樹脂成形方法によれば、複数対の鏡面駒を、接合された樹脂ブロックをガラス転移以上の温度に加熱させつつ所定の厚みまで加圧を行わせながら、初期位置から仕上げ位置方向に移動し、その後、仕上げ位置まで移動する間に、樹脂を熱変形温度以下の温度まで冷却しているので、温度変化を滑らかにして、より一層高精度に連続する面形状を有する成形品を成形することができ、安価にかつより一層高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００９４】
請求項４記載の発明の樹脂成形方法によれば、樹脂ブロックの接合を加熱溶着により行っているので、樹脂ブロックを安価にかつ適切に接合することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００９５】
請求項５記載の発明の樹脂成形方法によれば、樹脂ブロックの接合を超音波振動を利用して行っているので、樹脂ブロックをより安価にかつ適切に接合することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【００９６】
請求項６記載の発明の樹脂成形方法によれば、樹脂ブロックの接合を接着剤を利用して行っているので、樹脂ブロックをより安価にかつ適切に接合することができ、安価にかつ高精度にアレイ状あるいはシート状に複数並んだ成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂成形方法に用いる樹脂成形装置の要部正面断面図。
【図２】図１の射出成形装置の各部での樹脂の温度変化を示す図。
【図３】本発明の樹脂成形方法に用いる樹脂成形装置の要部正面断面図。
【図４】図３の射出成形装置の各部での樹脂の温度変化を示す図。
【図５】本発明の樹脂成形方法の実施の形態を適用した樹脂成形装置の要部斜視図。
【図６】図５の樹脂成形装置により空壁の形成されているシート状樹脂ブロックの加熱・加圧を開始した状態の要部拡大正面断面図。
【図７】図６の樹脂成形装置により空壁の形成されているシート状樹脂ブロックの加熱・加圧を完了した状態の要部拡大正面断面図。
【図８】図５の樹脂成形装置により空壁の形成されていないシート状樹脂ブロックの成形を行う状態の要部斜視図。
【図９】図８の樹脂成形装置より空壁の形成されていないシート状樹脂ブロックの加熱・加圧を開始した状態の要部拡大正面断面図。
【図１０】図９の樹脂成形装置により空壁の形成されていないシート状樹脂ブロックの加熱・加圧を完了した状態の要部拡大正面断面図。
【図１１】鏡面形状の異なる鏡面駒の他の例を示す要部拡大正面断面図。
【図１２】従来の射出成形装置の正面断面図。
【図１３】従来の大型化した射出成形装置の正面断面図。
【符号の説明】
１０ 樹脂成形装置
１１ 押し出し部
１２ 鏡面加工部
１３ 樹脂供給路
１４ 溶融樹脂
１５ａ〜１５ｆ 下部鏡面駒
１６ａ〜１６ｆ 上部鏡面駒
２０ 樹脂成形装置
２１ 樹脂ブロック供給部
２２ 接合部
２３ 鏡面加工部
２４ 樹脂ブロック
２５ａ、２５ｂ 加熱押圧部
２６ 樹脂
２７ａ〜２７ｆ 下部鏡面駒
２８ａ〜２８ｆ 上部鏡面駒
３０ 樹脂成形装置
３１ 下部鏡面駒
３２ 上部鏡面駒
３３ 鏡面加工部
３４ａ 鏡面形成部
３５ 空壁
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003939860.tif 000009
【図９】
0003939860.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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