(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定容積のキャビティを画成するキャビティ面に少なくとも１つ以上の転写面を有し、前記キャビティ内に発生する樹脂圧力によって光学面となる転写面を転写する射出成形金型内に溶融樹脂を充填し、樹脂冷却後金型から成形品を取り出して自然冷却を施してプラスチック光学素子を製造するプラスチック光学素子の製造方法において、
樹脂冷却工程で、前記プラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で、前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷することを特徴とするプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部に、温度制御部材を当接する請求項１記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項３】
複数の前記プラスチック光学素子の各々の光学面以外の面を互いに当接して最外側の前記プラスチック光学素子の光学面以外の面に、前記温度制御部材を当接する請求項２記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記温度制御部材は加熱手段を有する請求項２又は３に記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記加熱手段は、非接触加熱装置である請求項４記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記非接触加熱装置は、遠赤外線加熱装置又は高周波加熱装置である請求項５記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記プラスチック光学素子の光学面を冷却する請求項１記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記プラスチック光学素子の光学面に、温度制御部材を当接する請求項１又は７に記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記温度制御部材による温度制御は雰囲気温度を加味する請求項２、３、４又は８に記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を、毎分３℃以下の速度で徐冷した請求項１記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記所定温度範囲の下限は、使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）である請求項１記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記所定温度範囲以下にあるプラスチック光学素子を前記所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を行う請求項１記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１３】
前記所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を開始するまでは前記所定温度範囲内で温度を保持する請求項１２記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１４】
前記所定温度範囲以上にあるプラスチック光学素子を前記所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を行う請求項１記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１５】
前記所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を開始するまでは前記所定温度範囲内で温度を保持する請求項１４記載のプラスチック光学素子の製造方法。
【請求項１６】
所定容積のキャビティを画成するキャビティ面に少なくとも１つ以上の転写面を有し、前記キャビティ内に発生する樹脂圧力によって光学面となる転写面を転写する射出成形金型内に溶融樹脂を充填し、樹脂冷却後金型から成形品を取り出して自然冷却を施してプラスチック光学素子を製造するプラスチック光学素子製造装置において、
樹脂冷却工程で前記プラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部に当接して徐冷する温度制御部材を有することを特徴とするプラスチック光学素子製造装置。
【請求項１７】
複数の前記プラスチック光学素子の各々の光学面以外の面を互いに当接して最外側の前記プラスチック光学素子の光学面以外の面に、前記温度制御部材を当接する請求項１６記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項１８】
前記温度制御部材は加熱手段を有する請求項１６又は１７に記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項１９】
前記加熱手段は、非接触加熱装置である請求項１８記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２０】
前記非接触加熱装置は、遠赤外線加熱装置又は高周波加熱装置である請求項１９記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２１】
前記温度制御部材による温度制御は雰囲気温度を加味する請求項１６〜１８のいずれかに記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２２】
前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を、毎分３℃以下の速度で徐冷した請求項１６記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２３】
複数の前記温度制御部材を設け、前記樹脂冷却工程時間内で徐冷が完了するまで前記温度制御部材の各々を用いて徐冷を行う請求項１６又は２２に記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２４】
前記所定温度範囲の下限は、使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）である請求項１６記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２５】
前記所定温度範囲以下にあるプラスチック光学素子を前記所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を行う請求項１６記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２６】
前記所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を開始するまでは前記所定温度範囲内で温度を保持する請求項２５記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２７】
前記所定温度範囲以上にあるプラスチック光学素子を前記所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を行う請求項１６記載のプラスチック光学素子製造装置。
【請求項２８】
前記所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を開始するまでは前記所定温度範囲内で温度を保持する請求項２５記載のプラスチック光学素子製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック光学素子の製造方法、プラスチック光学素子製造装置及びプラスチック光学素子に関し、詳細には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、ビデオカメラ等の光学機器等に適用されるプラスチック光学素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ、プリズム等の光学素子は、表面形状精度や内部の複屈折に高い精度が要求されるため、従来はガラス製のものが主流であった。しかし、近年、形状の自由度や量産性に優れているなどの理由によりプラスチック製のものが増加してきている。この理由は、低い複屈折特性の樹脂材料が開発されたことや、形状精度が良く低複屈折の成形品を製造可能にする成形技術の向上によるものである。
【０００３】
従来、光学部品に用いられる樹脂材料としては、ポリカーボネートやアクリル樹脂が主であったが、ポリカーボネートは複屈折が大きく、一方アクリルは吸水性に問題があるなどの理由から、使用用途が限られていた。しかし、近年、低吸水性でかつ低い複屈折特性の樹脂材料が開発され、使用用途が拡大された。このような樹脂材料としては、例えば日本ゼオン社製Ｚｅｏｎｅｘ、ＪＳＲ社製アートンなどがある。また、成形技術としても、樹脂を低圧で充填し、金型全体もしくは入れ駒を介して圧縮を加える射出圧縮成形法などを用いることで、形状精度が良く、低複屈折の成形品が得られるようになった。以上のような理由から光学素子のプラスチック化が一層進む傾向にある。
【０００４】
このように、射出成形法により作製したプラスチック走査レンズは、形状精度が良く、低い複屈折特性の光学素子が得られるようになったが、成形加工後の光学素子内部には図５の（ａ）に示すような屈折率分布が残存し、特に高精度な光学素子に対しては、満足な光学性能を得るには未だ不十分であるという問題がある。また、図４の（ｂ）に示すように、屈折率は光学素子の表面に近いほど大きく、中心に近づくほど小さくなっており、結像レンズに至っては結像位置ずれを起こす原因となっていた。更に、図４の（ｃ），（ｄ），（ｅ）からわかるように、屈折率分布が副走査断面にも発生しており、この屈折率分布は副走査ビームに像面湾曲、つまり焦点位置変動を引き起こす原因になる。例えば、レーザプリンタ等の光走査レンズの場合、特開平１０−２８８７４９号公報に記載されているように、屈折率分布は被走査面上に集光すべきビームスポットが設計上の位置よりも光偏向器から遠ざかるように作用し、その結果被走査面上におけるビームスポット径が設計値よりも大きくなり、光走査により書き込まれる記録画像の品質低下を生じてしまう。光学素子内部に屈折率分布が生じる原因は、成形加工時の金型壁面近傍、すなわち樹脂外周部分の温度低下が急であるのに対して、樹脂中央部分の温度低下は緩やかである。射出充填時や保圧初期の高い圧力がかかった状態で、金型壁近傍が急冷されて固体状態となるため表面は密度が高くなる。しかし、中央部が冷却されて固体状態になる時には圧力が低下しているため低密度になる。この結果、光学素子表面ほど密度が高く、内部にいくほど密度が低くなる。密度と屈折率には、高い相関性があるため、光学素子表面の屈折率が大きく、中央にいくほど屈折率が小さくなり屈折率分布が生じることになる。
【０００５】
このように、屈折率分布が生じる主たる原因として金型壁面近傍で樹脂が急激に冷却されることがある。そこで、高温の金型に樹脂を射出充填した後、徐々に冷却する徐冷を行うことで成形品内の温度分布を小さくし、これによって屈折率分布の小さいレンズを得る方法がある。しかし、この成形法によれば成形サイクルが非常に長くなるため、製造コストが高くなる欠点であった。
【０００６】
更に、レンズ形状を規定し、屈折率分布が小さい領域を使用する方法が多種提案されている。その一つとして、例えば特開平８−２０１７１７号公報（以下従来例１と称す）の光走査装置で開示されたものによれば、ビームの進行方向厚さ（ｔ）と、それと垂直方向の高さ（ｈ）で、ｈ／ｔ＞２となるようにレンズ形状を規定している。ｈを大きくすることで、ビームが透過する領域において樹脂冷却時の温度分布を小さくし、この限定された部分が屈折率分布が小さいことを利用して、結像位置のずれを小さくすることを図るものである。
【０００７】
また、屈折率分布を見込んだ光学設計を行う方法として、特開平９−４９９７６号公報（以下従来例２と称す）において開示されたものがある。これは、結像レンズの屈折率分布による結像位置ずれ相当分を結像レンズの形状変更で対処し、結像位置の設計値を回転多面鏡側にシフトさせることによって、被走査面上にビームを結像させる方法である。
【０００８】
更に、アニール工程にて屈折率分布を低減させる方法として、特開平１１−７７８４２号公報（以下従来例３と称す）において開示されたものがある。金型外で加熱し、所定範囲内の温度域で所定時間保持し、次いで冷却するといったアニール工程を施すことで、光学素子内部の屈折率分布を低減させる方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例１の方法は、ビームが透過しない領域、つまり有効領域外の部分を増やすことになるため、必要な樹脂量の増加や、ひけ防止のため成形サイクル（冷却時間）を長くする必要があり、製造コスト高となり、かつレンズ形状が限定されるため、光学設計の自由度を損なうことになる。
【００１０】
また、上記従来例２の方法では、金型を製作し、その金型に合せた成形条件を決定した上でレンズを評価し、形状補正値を決めるものである。このために成形上の別の不具合で、成形条件を変更することが必要になった場合には、補正値を再度変更しなければならず、鏡面駒を再製作する必要があった。更に、多数個取りの金型を製作する場合には、キャビテイ毎に補正値を変える必要があるため、加工用のプログラムをキャビテイ数だけ作製する必要も生じる。従って、成形トライ回数が非常に多くなることや鏡面駒製作個数の増加により、コスト高となるという欠点があった。
【００１１】
更に、上記従来例３は短時間のアニール工程で一定レベルの低減が可能であるため、上記従来例１，２よりも有効な方法ではあるが、屈折率分布を完全に取り除くことはできず、より高精度な光学素子が必要になった場合にはさらに屈折率分布を低減させる方法が必要となる。
【００１２】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、低コストで屈折率分布が小さいプラスチック光学素子の製造方法、プラスチック光学素子製造装置及びプラスチック光学素子を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、所定容積のキャビティを画成するキャビティ面に少なくとも１つ以上の転写面を有し、キャビティ内に発生する樹脂圧力によって光学面となる転写面を転写する射出成形金型内に溶融樹脂を充填し、樹脂冷却後金型から成形品を取り出して自然冷却を施してプラスチック光学素子を製造する、本発明に係るプラスチック光学素子の製造方法によれば、樹脂冷却工程で、プラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷することに特徴がある。そして、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部に、温度制御部材を当接する。また、複数のプラスチック光学素子の各々の光学面以外の面を互いに当接して最外側のプラスチック光学素子の光学面以外の面に、温度制御部材を当接する。プラスチック光学素子の光学面を冷却する。プラスチック光学素子の光学面に、温度制御部材を当接する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００１４】
また、温度制御部材は遠赤外線加熱装置又は高周波加熱装置の非接触加熱装置である加熱手段を有することにより、簡単な構成でプラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷でき、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００１５】
更に、温度制御部材による温度制御は雰囲気温度を加味することにより、自然冷却時の冷却と比して適切な徐冷を行うことができる。
【００１６】
また、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を、毎分３℃以下の速度で徐冷したことにより、プラスチック光学素子内部の屈折率分布をより一層大幅に低減できる。
【００１７】
更に、所定温度範囲の下限は使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）である。また、所定温度範囲以下にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。あるいは、所定温度範囲以上にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００１８】
また、別の発明としてのプラスチック光学素子製造装置は、樹脂冷却工程でプラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部に当接して徐冷する温度制御部材を有する。複数のプラスチック光学素子の各々の光学面以外の面を互いに当接して最外側の前記プラスチック光学素子の光学面以外の面に、温度制御部材を当接する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００１９】
また、遠赤外線加熱装置又は高周波加熱装置の非接触加熱装置である加熱手段を有することにより、簡単な構成でプラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷でき、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００２１】
また、温度制御部材による温度制御は雰囲気温度を加味することにより、自然冷却時の冷却と比して適切な徐冷を行うことができる。
【００２２】
更に、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を、毎分３℃以下の速度で徐冷することにより、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。また、複数の温度制御部材を設け、樹脂冷却工程時間内で徐冷が完了するまで温度制御部材の各々を用いて徐冷を行うことにより、生産性を向上でき、強いては低コスト化が図れる。
【００２３】
更に、所定温度範囲の下限は使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）である。また、所定温度範囲以下にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。あるいは、所定温度範囲以上にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
所定容積のキャビティを画成するキャビティ面に少なくとも１つ以上の転写面を有し、キャビティ内に発生する樹脂圧力によって光学面となる転写面を転写する射出成形金型内に溶融樹脂を充填し、樹脂冷却後金型から成形品を取り出して自然冷却を施してプラスチック光学素子を製造する、本発明に係るプラスチック光学素子の製造方法によれば、樹脂冷却工程で、プラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷する。
【００２６】
【実施例】
図１は本発明に係るプラスチック光学素子の製造方法を適用して製造した走査レンズの概略斜視図である。図１に示す走査レンズ１はレーザプリンタに使用され、材質が日本ゼオン社製のＺｅｏｎｅｘ樹脂であり、射出成形法で作製し金型から取り出した後、本発明の製造方法によって非光学面である側面のみ室温まで自然冷却されたものである。また、図中の上面と下面が光学面１１であり、レーザプリンタに組込まれて使用される場合には、下面から上面に向かってレーザビームが透過する。光学面１１の両側の面が走査レンズ１の側面１２となる。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施例に係るプラスチック光学素子製造装置の構成を示す断面概略図である。同図において、本実施例のプラスチック光学素子製造装置は、内部にカートリッジヒーター２２及び熱電対２３からなる温度制御手段を具備している一対の温度制御部材２１を含んで構成されている。この一対の温度制御部材２１は走査レンズ１の両側面１２に軽く当接するようにセットされる。また、カートリッジヒーター２２と熱電対２３は、外部に設けられた図示しない温度制御装置に連結される。この温度制御装置は雰囲気温度を加味しながら温度制御部材２１が適切な温度になるようにカートリッジヒーター２２と熱電対２３への供給電圧の印加を制御する装置である。
【００２８】
次に，本実施例のプラスチック光学素子製造装置の動作について説明する。
先ず、一対の温度制御部材２１にサンドされた走査レンズ１を図示しない恒温槽に入れ、所定温度範囲の任意の温度まで加熱し、その温度で一定時間保持する。これにより、成形後に室温まで自然冷却した時に生じる屈折率分布は、レンズ内部まで均一に加熱し一定時間をかけて緩和することにより減少する。次いで、走査レンズ１は一対の温度制御部材２１にサンドされたまま恒温槽から取り出されて室温環境下に置かれ、所定温度範囲の下限値以下の温度になるまで温度制御手段であるカートリッジヒーター２２及び熱電対２３により毎分３℃以下の速度で徐冷される。これにより、所定温度範囲内で走査レンズ１の光学面１１から優先的に冷却することができる。
【００２９】
よって、本実施例によれば、屈折率分布は樹脂冷却時の温度分布で形成されるが、温度分布が走査レンズの光線透過方向に発生するため、屈折率分布もまた光線透過方向に形成されることになる。この時、屈折率分布が僅かに残存していても、光線透過方向の屈折率分布は結像位置ずれに影響しないため、結像位置ずれの少ない高品位な走査レンズを得ることができる。光走査レンズの場合には、被走査面上に集光すべきビームスポットが設計上の位置に近くなり、書き込まれる記録画像の品質を向上することができる。ここで、所定温度範囲とは、使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）以上でガラス転移温度以下の範囲に設定することが重要である。これは、実験結果から屈折率分布が形成される温度域がその使用樹脂のガラス転移温度を基準に−４０℃の範囲にあることが判明したため、不必要な温度領域まで徐冷することなく、短時間で屈折率分布の少ない光学素子が得られるからである。上記第１の実施例で使用したＺｅｏｎｅｘ樹脂のガラス転移温度は約１３７℃であることから、この場合の所定温度範囲とは約９７〜１３７℃に相当する。使用樹脂材料は熱可塑性の非晶性プラスチック材料であれば何れにも適応可能であり、よって樹脂材料によってガラス転移温度が異なるため、所定温度範囲が樹脂材料に応じて異なることになる。
【００３０】
なお、温度制御手段は、第１の実施例に使用した棒状のカートリッジヒーターの他に、板状の発熱体、フィルム状の発熱体、面状発熱体等の各種電気ヒーターを使用することができる。更に、図３に示すように、走査レンズ１の側面１２が互いに接触するように複数個並べて、その最外側両端に温度制御部材２１をそれぞれ当接して、毎分３℃以下の速度で徐冷を行うことでも、所定温度範囲内で各走査レンズ１の光学面１１から優先的に冷却することができる。
【００３１】
図４は本発明の第２の実施例に係るプラスチック光学素子製造装置の構成を示す概略図である。同図において、一対の温度制御部材２１を用意し、図示しない射出成形機に併設した自動取出機の成形品をチャッキングするハンド部２４に温度制御部材２１を取り付け、走査レンズ１の両側面１２に当接するように配置する。温度制御部材２１の内部にはカートリッジヒーター２２と熱電対２３を具備し、カートリッジヒーター２２と熱電対２３は外部に設けられた図示しない温度制御装置に連結される。
【００３２】
次に，本実施例のプラスチック光学素子製造装置の動作について説明する。
先ず、走査レンズ１を射出成形法により成形し、温度制御部材２１を具備した自動取出機によって金型から取り出し、所定温度範囲下限値以下になるまで温度制御手段によって毎分３℃以下の速度で徐冷を行うことで、第１の実施例と同様に走査レンズ１の光学面１１から優先的に冷却することができ、結像位置ずれの少ない高品位な走査レンズを得ることができる。ここで、走査レンズの大きさ、厚みにより１サイクルの成形時間が異なるため、厚みのある走査レンズの場合には成形サイクル時間が長く、１サイクル内に徐冷可能になるため第１の実施例と同様に徐冷を行うことができる。しかし、成形時間が短く、１サイクル内に徐冷が完了しない場合には、温度制御部材２１を具備した自動取出機の他に、同様な構成を有する別の温度制御部材２１を具備した自動取出機を用意しておく。そして、走査レンズを金型から取り出した後、温度制御部材２１によって所定温度範囲の任意の温度に保持し、次いで走査レンズ１を別の温度制御部材２１に送り、この別の温度制御部材２１によって、所定温度範囲下限値以下になるまで毎分３℃以下の速度で徐冷を行うことで、同様の効果を得ることができる。また、成形時間が短く、１サイクル内に徐冷が完了しない場合でも対応可能となり、生産性を落とすことないのでコストの低下を実現できる。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例の光学素子は第１の実施例で使用した走査レンズを用いる。
先ず、走査レンズ１を図示しない恒温槽に入れ、所定温度範囲の任意の温度まで加熱し、その温度で一定時間保持する。これにより、成形後に室温まで自然冷却した時に生じる屈折率分布を、レンズ内部まで均一に加熱し一定時間をかけて緩和することで、屈折率分布を減少させることができる。次いで、走査レンズ１を恒温槽から取り出し、図示しない一対の温度制御手段を有する遠赤外線加熱装置や高周波加熱装置を用意し、走査レンズの両側面１２に遠赤外線や高周波を照射するように配置する。所定温度範囲の下限値以下の温度になるまで、図示しない遠赤外線加熱装置や高周波加熱装置等の温度制御手段で毎分３℃以下の速度になるように遠赤外線を照射して又は高周波により徐冷を行う。これにより、所定温度範囲内で走査レンズ１の光学面１１から優先的に冷却することができ、結像位置ずれの少ない高品位な走査レンズを得ることができる。ここで、恒温糟から遠赤外線加熱装置や高周波加熱装置まで、コンベア等を用いて光学素子を移動できるようにし、連続工程で徐冷を行うと効率よく徐冷することができる。
【００３４】
なお、上記各実施例に適用されるプラスチック光学素子は、図１に示す走査レンズだけに限るものではなく、円形レンズ、長尺レンズ等、種々なプラスチック光学素子に適用可能である。
【００３５】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、所定容積のキャビティを画成するキャビティ面に少なくとも１つ以上の転写面を有し、キャビティ内に発生する樹脂圧力によって光学面となる転写面を転写する射出成形金型内に溶融樹脂を充填し、樹脂冷却後金型から成形品を取り出して自然冷却を施してプラスチック光学素子を製造する、本発明に係るプラスチック光学素子の製造方法によれば、樹脂冷却工程で、プラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷することに特徴がある。そして、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部に、温度制御部材を当接する。また、複数のプラスチック光学素子の各々の光学面以外の面を互いに当接して最外側のプラスチック光学素子の光学面以外の面に、温度制御部材を当接する。プラスチック光学素子の光学面を冷却する。プラスチック光学素子の光学面に、温度制御部材を当接する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００３７】
また、温度制御部材は遠赤外線加熱装置又は高周波加熱装置の非接触加熱装置である加熱手段を有することにより、簡単な構成でプラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷でき、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００３８】
更に、温度制御部材による温度制御は雰囲気温度を加味することにより、自然冷却時の冷却と比して適切な徐冷を行うことができる。
【００３９】
また、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を、毎分３℃以下の速度で徐冷したことにより、プラスチック光学素子内部の屈折率分布をより一層大幅に低減できる。
【００４０】
更に、所定温度範囲の下限は使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）である。また、所定温度範囲以下にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。あるいは、所定温度範囲以上にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００４１】
また、別の発明としてのプラスチック光学素子製造装置は、樹脂冷却工程でプラスチック光学素子の温度が少なくとも使用樹脂材料のガラス転移温度以下の所定温度範囲で前記プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部に当接して徐冷する温度制御部材を有する。複数のプラスチック光学素子の各々の光学面以外の面を互いに当接して最外側の前記プラスチック光学素子の光学面以外の面に、温度制御部材を当接する。よって、樹脂内部の温度分布を均一にし、緩和してから徐冷工程を行なうため、成形後の自然冷却で大きな屈折率分布を持った光学素子の屈折率分布を低減することができる。
【００４２】
また、遠赤外線加熱装置又は高周波加熱装置の非接触加熱装置である加熱手段を有することにより、簡単な構成でプラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を徐冷でき、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【００４４】
また、温度制御部材による温度制御は雰囲気温度を加味することにより、自然冷却時の冷却と比して適切な徐冷を行うことができる。
【００４５】
更に、プラスチック光学素子の光学面以外の面の一部または全部を、毎分３℃以下の速度で徐冷することにより、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。また、複数の温度制御部材を設け、樹脂冷却工程時間内で徐冷が完了するまで温度制御部材の各々を用いて徐冷を行うことにより、生産性を向上でき、強いては低コスト化が図れる。
【００４６】
また、所定温度範囲の下限は使用樹脂材料の（ガラス転移温度−４０℃）である。更に、所定温度範囲以下にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで加熱してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。あるいは、所定温度範囲以上にあるプラスチック光学素子を所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を行う。そして、所定温度範囲内まで冷却してから徐冷を開始するまでは所定温度範囲内で温度を保持する。よって、プラスチック光学素子内部の屈折率分布を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチック光学素子の製造方法を適用して製造した走査レンズの概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るプラスチック光学素子製造装置の構成を示す断面概略図である。
【図３】走査レンズ１の側面を互いに接触するように複数個並べて徐冷を行う際のプラスチック光学素子製造装置の構成を示す断面概略図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るプラスチック光学素子製造装置の構成を示す概略図である。
【図５】走査レンズ内部の屈折率分布の様子を示す図である。
【符号の説明】
１；走査レンズ、１１；光学面、１２；側面、２１；温度制御部材、
２２；カートリッジヒーター、２３；熱電対、２４；ハンド部。
【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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