(57)【要約】簡便ながら光学フィルムに保持跡が残らない成形品の製造方法を提供する。成形品の製造方法では、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下である射出成形用金型の光学面形成部に対して、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下の光学フィルムの機能面１５３ｊを貼り付けることで射出成形用金型に光学フィルムを保持させ、射出成形用金型によって形成された型空間内に溶融樹脂を供給することにより、溶融樹脂を硬化させて成形品本体を形成するとともに成形品本体と光学フィルムとを一体化する。
2019172211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下である射出成形用金型の光学面形成部に対して、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下の光学フィルムの機能面を貼り付けることで前記射出成形用金型に前記光学フィルムを保持させ、
前記射出成形用金型によって形成された型空間内に溶融樹脂を供給することにより、溶融樹脂を硬化させて成形品本体を形成するとともに前記成形品本体と前記光学フィルムとを一体化する成形品の製造方法。
【請求項２】
前記光学フィルムの総厚が２５μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１に記載の成形品の製造方法。
【請求項３】
前記光学フィルムは、機能面側に機能層を有する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
【請求項４】
前記機能層は、ハードコート層である、請求項３に記載の成形品の製造方法。
【請求項５】
前記ハードコート層は、シリコーン系樹脂で形成される、請求項４に記載の成形品の製造方法。
【請求項６】
前記光学面形成部に対して前記光学フィルムを位置決めする仮貼り付け工程と、前記光学フィルムを前記成形品本体に一体化させる際のシワを予防する本貼り付け工程との２段階で、前記射出成形用金型に前記光学フィルムを保持させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
【請求項７】
前記本貼り付け工程時に、シリコーンゴム製のヘラ状の部材で前記光学フィルムの表面をしごくことにより、前記光学面形成部と前記光学フィルムとの間に残存する気泡を追い出す、請求項６に記載の成形品の製造方法。
【請求項８】
空気を追い出すための押圧力が０．０３Ｎ／ｍｍ２以上である、請求項６及び７のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムを一体化した成形品の製造方法に関し、特に光学窓その他の光学的な成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を照射することにより検出対象から戻ってきた反射光を利用することで、対象物の大きさ、速度、センサーからの距離等を識別するセンサー装置が公知となっている。センサー装置の外装部品には、レーザーの波長域を透過させるため光学窓が設けられているが、監視用途等で屋外の使用が想定されるため、光学機能とともに太陽光や雨などへの耐候性や光学窓への耐擦傷性が求められる。通常の外装部品の製造方法としては、部品の成形後にディッピングによるハードコート処理が行われているが、処理方法としてはバッチ式が一般的であり、一度に成膜できる数が製品サイズによるため、製品の大型化に伴い成膜コストが上がる、すなわち、製造コスト全体に占める成膜費の割合が高くなり、成膜時の収率がコストに大きく影響する。そこで、主に加飾や表面保護を目的としてあらかじめ作製したフィルムを金型内に配置し、射出成形と同時に樹脂成形品の表面にフィルムを一体化させるインサート成形法（以下、フィルムインサート成形法と呼ぶ）が用いられており（特許文献１参照）、これによって射出成形後の成膜のバッチ処理が不要となり、製造コストを大幅に下げることが可能となる。【０００３】
上記のフィルムインサート成形法では、成形前にフィルムを金型内に保持するために金型にフィルムを真空吸引する吸引穴を設けることが一般的である。しかしながら、吸引穴の配置によっては光学面に吸引跡が残ったり、インサート成形用に金型を新たに作らなくてはならないといった問題がある。これに対して、金型内面にフィルムを直接貼り付ける保持方法は、簡便で生産性が高い方法といえる。しかしながら、フィルムインサート成形に際して、金型へフィルムを直接貼り付ける具体的手法について開示したものはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３２６５９号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、簡便ながら光学フィルムに保持跡が残らない成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した成形品の製造方法は、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下である射出成形用金型の光学面形成部に対して、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下の光学フィルムの機能面を貼り付けることで射出成形用金型に光学フィルムを保持させ、射出成形用金型によって形成された型空間内に溶融樹脂を供給することにより、溶融樹脂を硬化させて成形品本体を形成するとともに成形品本体と光学フィルムとを一体化する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１Ａ〜１Ｃは、レーザーセンサー装置用の外装部品の主外装部を説明する斜視図、横断面図、及び平面図である。
【図２】光学窓の断面構造を説明する拡大断面図である。
【図３】図１Ａ等に示す主外装部を備えるレーザーセンサー装置を説明する概略図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｃは、外装部品の主外装部の製造方法を説明する図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｄは、外装部品の主外装部の製造方法を説明する図である。
【図６】図６Ａは、第１金型への光学フィルムの貼り付けを説明する斜視図であり、図６Ｂ及び６Ｃは、仮貼り付け治具の正面側及び裏面側の斜視図である。
【図７】図７Ａは、本貼り付け治具の背面側の斜視図であり、図７Ｂは、本貼り付け治具の側面図である。
【図８】図８Ａは、光学フィルムの表面粗さＲａの値が９．９ｎｍ以下の場合の金型表面への光学フィルムの張り付き状態を示す図であり、図８Ｂは、光学フィルムの表面粗さＲａの値が２７ｎｍ以上の場合の光学フィルムの状態を示す図である。
【図９】金属平板の平面上に光学フィルムを乗せてヘラによって気泡を除去する前の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る成形品の製造方法の一実施形態について説明する。製造方法の対象である成形品は、光学窓その他の光学部品であるが、以下では主にレーザーセンサー装置の外装部品の製造方法について説明する。
【０００９】
〔光学部品としての外装部品〕
図１Ａ〜１Ｃは、レーザーセンサー装置の外装部品のうち主外装部を説明する斜視図、横断面図、及び平面図である。図示の主外装部５１は、特定の光線を透過させるといった光学的機能を有し、円錐台状の外形を有する。
【００１０】
主外装部５１は、ドーム状の外観を有し、光学窓５３と保持部５４とを有する。光学窓５３及び保持部５４は、レーザー光Ｌ１の波長域で透過性を有する樹脂製の一体成形品となっている。光学窓５３及び保持部５４は、レーザー光Ｌ１に対して透過性を有するだけでなく、レーザー光Ｌ１の波長域以外の外乱光を遮光する材料で形成されている。具体的には、レーザー光Ｌ１が特定波長の赤外線（例えば波長９００ｎｍの光）であれば、光学窓５３は、その波長を例えば８０％以上透過させるとともに、可視域の外乱光（例えば波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光）を殆ど遮光する樹脂材料で形成されることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、染料、顔料等の添加剤により可視光域の透過率を抑えたＰＭＭＡ、ＰＣ、ＣＯＰ等が用いられる。なお、光学窓５３及び保持部５４の材料は、レーザー光Ｌ１とは異なる波長を有しノイズとなり得るその他の赤外線の透過を相対的に抑制するものであることがより望ましい。
【００１１】
主外装部５１のうち光学窓５３は、レーザー光Ｌ１及び反射光Ｌ２を透過させるものであり、一様な厚みを有し、全体として湾曲している。光学窓５３は、曲面状の一対の対向する第１光学面５３ａと第２光学面５３ｂとを有する。第１光学面５３ａは、外装部品５０の表側、つまり外側の面であり、具体的には円錐面である。第２光学面５３ｂは、外装部品５０の裏側、つまり内側の面であり、具体的には円錐面である。両光学面５３ａ，５３ｂは、基準軸ＴＸのまわりに略対称に配置されている。光学窓５３の表面（つまり、第１及び第２光学面５３ａ，５３ｂ）は、基準軸ＴＸに対して勾配を有する。光学窓５３が基準軸ＴＸに対して勾配を有することにより、光学窓５３において投光であるレーザー光Ｌ１の逆進を抑えつつ、外装部品５０の小型化を達成している。
【００１２】
図２に拡大して示すように、光学窓５３は、成形品本体５３ｉと光学フィルム５３ｊとを備える。成形品本体５３ｉは、保持部５４とも共通する部分である。光学フィルム５３ｊは、成形品本体５３ｉの表面を覆うように成形品本体５３ｉと一体化されている。成形品本体５３ｉと光学フィルム５３ｊとを含む主外装部５１は、インサート成形によって形成される。つまり、光学フィルム５３ｊは、主外装部５１との境界で主外装部５１又は成形品本体５３ｉと融着することによって主外装部５１に固定されている。光学フィルム５３ｊは、ハードコート層９３とフィルム基材９２と一体化したものである。光学フィルム５３ｊは、機能面１５３ｊ側に機能層としてハードコート層９３を有している。光学フィルム５３ｊの総厚は２５μｍ以上３００μｍ以下である。光学フィルム５３ｊの総厚を２５μｍ以上とすることで、光学フィルム５３ｊの強度低下を抑えて光学フィルム５３ｊの歪みや劣化を回避することができる。一方、光学フィルム５３ｊの総厚を３００μｍ以下とすることで、光学フィルム５３ｊの硬度増加を抑えて光学フィルム５３ｊが光学面形成部に追従できないほど変形しにくくなることを防止できる。ハードコート層９３は、光学フィルム５３ｊの強度を高めており、外界に曝される光学窓５３に解像度劣化の原因となる傷等が発生することを抑制している。ハードコート層９３は、予め塗布によってフィルム基材９２上に形成されたものである。ハードコート層９３は、例えばシリコーン系樹脂の樹脂であるが、アクリル系、ウレタン系の有機膜でも構わないし、フッ素やＳｉＯ２等の添加剤を付与した材料でも構わない。シリコーン系樹脂は、硬さや耐久性に優れ、透過率も高い。フィルム基材９２は、成形品本体５３ｉと同様にレーザー光Ｌ１に対して良好な透過性を有する材料で形成され、例えば、ＰＥＴ，ＰＭＭＡ、ＰＣ等が用いられる。
【００１３】
図１Ａ等に戻って、保持部５４は、光学窓５３の外周を囲むものであり、光学窓５３の外縁を支持する枠部５４ａと、枠部５４ａの上端である＋Ｚ側からＸＹ面に平行に延びる蓋部５５と、枠部５４ａの側端から背面側である−Ｘ側に延びる壁部５６とを有する。蓋部５５の中央には、成形に伴うゲート部５７が形成されている。保持部５４、すなわち枠部５４ａ、蓋部５５、及び壁部５６は、第１光学面５３ａに隣接してこれを囲むようにレーザー光及び外乱光を遮光する遮光部５８を有する（図１Ｂ参照）。本実施形態において、遮光部５８は、主外装部５１のうち光学窓５３を除く保持部５４の外側表面に層状に設けられている。遮光部５８は、レーザー光及び外乱光を遮光する材料を塗布又は蒸着等することによって形成される。遮光部５８の材料としては、例えばシリコーン系やウレタン系の材料に白や黒等任意の色の顔料等により着色され遮光性のある塗料等を用いる。保持部５４の縁部（つまり、主外装部５１の縁部５１ａ）には、別部材である副外装部５２に着脱可能に連結するための環状の接続部５９が設けられている。接続部５９は、ＸＹ面に沿って平坦に延びる。
【００１４】
副外装部５２は、主外装部５１を取り付ける相手部品であり、主外装部５１と連結されて空間を形成し、光学部品を収納している。副外装部５２は、例えば遮光性を有する樹脂で形成されており、この樹脂は、主外装部５１と同様の線膨張率を有することが好ましい。副外装部５２は、主外装部５１と同様の樹脂で形成されていてもよいが、この場合、遮光性を確保するために、遮光部５８と同様のものが塗装等によって設けられている。図示を省略するが、副外装部５２の縁部５２ａにも、主外装部５１に連結するための接続部が設けられている。
【００１５】
〔レーザーセンサー装置〕
図３に、外装部品を備えるレーザーセンサー装置１００の概略的な構造を示す。レーザーセンサー装置１００は、例えば屋内外監視用途や車載用途の物体検出装置であり、検出対象の存在や当該検出対象までの距離を検出する。レーザーセンサー装置１００は、投光部１０と、受光部２０と、回転反射部３０と、制御部４０と、外装部品５０とを備える。投光部１０、受光部２０、回転反射部３０、及び制御部４０は、レーザーセンサー装置１００の内蔵部品として、外装部品５０の内部に配置されている。
【００１６】
レーザーセンサー装置１００のうち投光部１０は、後述する回転反射部３０の反射鏡３１にレーザー光Ｌ１を投射する。投光部１０は、図示を省略するが、レーザー光源とカップリングレンズとを有する。前者のレーザー光源は、制御部４０の制御下で動作することによって所定のタイミングでパルス光をレーザー光Ｌ１として射出する。後者のカップリングレンズは、レーザー光源と回転反射部３０との間の光路上に配置され、レーザー光Ｌ１を平行光又はわずかに発散した発散光とする。レーザー光Ｌ１は、反射鏡３１で反射され、後述する外装部品５０の光学窓５３を介して検出対象ＯＢ側、つまり外装部品５０の外部に射出される。
【００１７】
受光部２０は、検出対象ＯＢからの反射光Ｌ２であって、外装部品５０の光学窓５３を通過して回転反射部３０の反射鏡３１で反射された反射光Ｌ２を受光する。より詳細には、検出領域内に物体等の検出対象ＯＢがあると、レーザーセンサー装置１００から射出されたレーザー光Ｌ１が検出対象ＯＢで反射され、検出対象ＯＢで反射された光の一部が反射光Ｌ２としてレーザーセンサー装置１００の受光部２０に戻される。受光部２０は、図示を省略するが、集光レンズとセンサーとを有する。前者の集光レンズは、回転反射部３０とセンサーとの間の光路上に配置され、この反射光Ｌ２を集光する。後者のセンサーは、高速で動作する１次元又は２次元の光検出デバイスであり、集光レンズを介して反射光Ｌ２を受光し、受光光量や受光位置に対応した信号を制御部４０に出力する。
【００１８】
回転反射部３０は、反射鏡３１と回転駆動部３２とを有する。反射鏡３１は、１回反射型のポリゴンミラーであり、光路折り曲げ用の反射部３１ａを有する。反射部３１ａはＺ軸方向に中心軸を有する角錐状の形状を有する。反射鏡３１は、Ｚ軸に平行に延びる回転軸ＲＸを中心に回転し、レーザー光Ｌ１をＸＹ面に沿って走査する。反射鏡３１において、反射部３１ａの鏡面は、Ｚ軸に対して傾斜しており、紙面上で下方向である−Ｚ方向から入射したレーザー光Ｌ１を略直交する方向に反射し、紙面上で左方向の検出対象ＯＢ側へ導く。検出対象ＯＢで反射された一部の反射光Ｌ２は、レーザー光Ｌ１の経路と逆の経路をたどり、受光部２０で検出される。つまり、反射鏡３１は、検出対象ＯＢで反射された反射光Ｌ２すなわち戻り光を、反射部３１ａの鏡面で再度反射させ、受光部２０側へ導く。反射鏡３１が回転すると、Ｚ軸方向に直交する平面（つまり、ＸＹ面であり、Ｚ軸方向が鉛直方向である場合、水平面に相当）内において、レーザー光Ｌ１の進行方向が変化する。つまり、レーザー光Ｌ１は、反射鏡３１の回転に伴って、Ｙ軸方向に沿って走査される。レーザー光Ｌ１の走査に伴う検出領域は、ＸＹ面に沿った水平方向に広がり、鉛直のＺ方向に狭いものとなっている。なお、反射鏡３１の回転軸ＲＸは、外装部品５０の基準軸ＴＸに平行に延びる。
【００１９】
制御部４０は、投光部１０のレーザー光源、受光部２０のセンサー、回転反射部３０の回転駆動部３２等の動作を制御する。また、制御部４０は、受光部２０のセンサーで受光した反射光Ｌ２から変換された電気信号から検出対象ＯＢの物体情報を得る。具体的には、センサーにおける出力信号が所定の閾値以上である場合、制御部４０において、センサーが検出対象ＯＢからの反射光Ｌ２を受光したと判断される。この場合、レーザー光源での発光タイミングとセンサーでの受光タイミングとの差から検出対象ＯＢまでの距離が求められる。また、センサーでの反射光Ｌ２の受光位置等によって検出対象ＯＢの位置、大きさ、形状等の物体情報を求めることができる。
【００２０】
外装部品５０は、レーザーセンサー装置１００の内蔵部品を覆い、保護するためのものである。外装部品５０は、蓋状の主外装部５１と、円筒容器状の副外装部５２とを有する。主外装部５１と副外装部５２とは、これらの縁部５１ａ，５２ａにおいてシール部材等を挿入して、外装部品５０の内部の機密性を保った状態でボルト等の留め具で着脱可能に固定されている。
【００２１】
〔外装部品の成形用金型〕
以下、外装部品５０のうち主外装部５１を成形するための射出成形用金型について説明する。図４Ａに示すように、射出成形用金型７０は、第１金型７１と第２金型７２とを有する。この場合、第１金型７１は固定金型であり、第２金型７２は可動金型である。射出成形用金型７０の転写面は、成形品である主外装部５１の成形面を反転させたものとなっている。第１金型７１と第２金型７２とは、型合わせ面ＰＬで型合わせされ、金型７１，７２間に成形空間７０ａを形成する（図４Ｃ参照）。成形空間７０ａに臨むように、第１金型７１には、光学面形成部として、主外装部５１の表側、つまり外側の形状を転写するための第１窓転写部７１ａと第１保持転写部７１ｂとが形成されている。第１窓転写部７１ａは、光学窓５３の第１光学面５３ａの形状を転写するためものであり、曲面の転写面及び鏡面を有する。第１保持転写部７１ｂは、保持部５４の表側の形状を転写するためのものであり、蓋部５５の形状を転写する第１蓋転写部７１ｃ、壁部５６の形状を転写する第１壁転写部７１ｄ等が形成されている。第２金型７２には、光学面形成部として、主外装部５１の裏側、つまり内側の形状を転写するための第２窓転写部７２ａと第２保持転写部７２ｂとが形成されている。第２窓転写部７２ａは、光学窓５３の第２光学面５３ｂの形状を転写するためものであり、曲面の転写面及び鏡面を有する。第２保持転写部７２ｂは、保持部５４の裏側の形状を転写するためのものであり、蓋部５５の形状を転写する第２蓋転写部７２ｃ、壁部５６の形状を転写する第２壁転写部７２ｄ等が形成されている。第１及び第２窓転写部７１ａ，７２ａの表面又は転写面は、円錐側面状に湾曲しており、外装部品５０の基準軸ＴＸに対して略一様な勾配を有する。第１保持転写部７１ｂには、第１窓転写部７１ａから相対的に離れた位置に成形空間７０ａに連通するゲートＧＡが設けられている。ゲートＧＡは、樹脂を供給するためのランナーＲＡ、スプルー（不図示）等と繋がっており、スプルーからの溶融樹脂Ｊは、ランナーＲＡを充填し、ゲートＧＡを介して成形空間７０ａを充填する。
【００２２】
〔外装部品の製造方法〕
以下、図４Ａ〜４Ｃ等を参照しつつ、主に射出成形用金型７０を用いた主外装部５１の製造方法について説明する。
【００２３】
Ａ）インサート成形工程
まず、不図示の金型温度調節機により、両金型７１，７２を成形に適する温度まで加熱する。
【００２４】
次に、図４Ｂに示すように、第１金型７１の第１窓転写部７１ａに対応する位置に光学フィルム５３ｊを貼りつけて固定する。光学フィルム５３ｊは、後述する仮貼り付け工程と、本貼り付け工程との２段階の工程を経ることで射出成形用金型７０に保持されている。これにより、光学フィルム５３ｊの位置ずれを防止しつつシワの発生を予防することができる。第１窓転写部（光学面形成部）７１ａの転写面１７１ａは、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下となるように表面仕上げがなされている。一方、第１保持転写部７１ｂの転写面１７１ｂは、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以上となるように表面仕上げがなされているが、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下となるように加工してもよい。また、図２に示す光学フィルム５３ｊの機能面１５３ｊは、第１窓転写部７１ａの転写面１７１ａに密着するものであり、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下となっている。第１窓転写部（光学面形成部）７１ａの転写面１７１ａは、表面粗さのＲａ値が５ｎｍ以下であることが密着力を確保する観点で好ましい。
【００２５】
図６Ａは、第１金型７１の転写側を具体的に示す斜視図である。第１金型７１の第１窓転写部７１ａには、位置合わせされた状態で光学フィルム５３ｊが貼り付けられて固定されている。
【００２６】
図６Ｂは、仮貼り付け治具の正面側の斜視図であり、図６Ｃは、仮貼り付け治具の裏面側の斜視図である。仮貼り付け治具８０は、基板８１と、支持体８２と、持ち手８３とを備える。基板８１は、支持体８２を支持しており、第１金型７１に設けた複数の位置決め穴７１ｊに嵌合する位置決めピン８１ｊを有する。支持体８２は、図１Ａ等に示す主外装部５１と同一形状を有する。支持体８２は、表面上に光学フィルム５３ｊを着脱可能に支持している。支持体８２には、複数の通気口８４ａが形成され、各通気口８４ａからは、支持体８２の表面に沿って通気溝８４ｂが延びている。基板８１の裏面からは給気管８５が延びており、不図示のエア駆動部に延びている。
【００２７】
以下、仮貼り付け治具８０を用いた第１金型７１への光学フィルム５３ｊの仮貼り付け工程について説明する。仮貼り付け工程により、第１窓転写部（光学面形成部）７１ａに対して光学フィルム５３ｊを位置決めする。まず、光学フィルム５３ｊをその機能面１５３ｊを上にして仮貼り付け治具８０の支持体８２上にセットし、給気管８５を介して通気口８４ａを負圧にする。これにより、光学フィルム５３ｊが支持体８２上に位置決めされた状態で固定される。その後、支持体８２を光学フィルム５３ｊとともに第１金型７１の凹部７１ｒに嵌め込む。これにより、光学フィルム５３ｊが第１金型７１の第１窓転写部７１ａに密着し或は近接する。その後、給気管８５の負圧を解除し或いは正圧とすることで、光学フィルム５３ｊが第１窓転写部７１ａに付着する（図６Ａ参照）。ここで、第１窓転写部（光学面形成部）７１ａの転写面１７１ａは、光学フィルム５３ｊの機能面１５３ｊと当接するが、全体的に当接するのではなく、部分的に当接して局所的に気泡又は空気層が入り込んだ状態となる。ただし、転写面１７１ａと機能面１５３ｊとが接触した部分では、その部分が真空状態となるので、光学フィルム５３ｊが第１窓転写部７１ａに保持される。
【００２８】
図７Ａは、本貼り付け治具の背面側の斜視図であり、図７Ｂは、本貼り付け治具の側面図である。本貼り付け治具９０は、基板９１と、回動部材１９２と、ハンドル１９３とを備える。基板９１は、軸受け９５を介して回動部材１９２を支持している。基板９１は、第１金型７１に設けた複数の位置決め穴７１ｊに嵌合する複数の位置決めピン９１ｊを有するとともに、第１金型７１に設けた複数の位置決め穴７１ｋに嵌合するピンを有する調整部材９１ｋを有する。調整部材９１ｋによって、第１金型７１に対する基板９１の間隔を調整することができる。回動部材１９２は、ハンドル１９３に連結されており、ハンドル１９３とともに回転軸Ｘ１のまわりに回動する。回転軸Ｘ１は、本貼り付け治具９０を第１金型７１に取付けた場合、第１金型７１において主外装部５１の基準軸ＴＸに対応する軸Ｘ２（図６Ａ参照）に一致するように配置される。回動部材１９２は、シート状のヘラ部９２ａと、ヘラ部９２ａを着脱可能に支持する支持部材９２ｂとを有する。ヘラ部９２ａは、シリコーン樹脂製（又はシリコーンゴム製）のヘラ状の部材であり、適度の弾性を有する。ヘラ部９２ａのゴム硬度は、ショア硬度８０以下であり、好ましくはショア硬度６０以下である。支持部材９２ｂの支持面９２ｄは、円筒面となっており、ヘラ部９２ａは、光学フィルム５３ｊを介して転写面１７１ａを線状の接触部ＴＴにおいて押圧し、支持部材９２ｂを回転させると、線状の接触部ＴＴは、円錐面の母線に沿って図示のように放射状の軌跡で回転移動する。つまり、ヘラ部９２ａは、物体の表面から水分等を除去するスキージと同様の構造を有するが、光学フィルム５３ｊの背面となる表面をしごいて第１窓転写部（光学面形成部）７１ａと光学フィルム５３ｊとの間に残存する空気又は空気層を追い出すために用いられる。ヘラ部９２ａは、光学フィルム５３ｊを十分な圧力で第１窓転写部７１ａに押し付けることを可能にするだけでなく、光学フィルム５３ｊの表面との摩擦を低くして擦り傷の発生を抑えることができる。
【００２９】
以下、本貼り付け治具９０を用いた光学フィルム５３ｊの本貼り付け工程について説明する。本貼り付け工程により、光学フィルム５３ｊを成形品本体５３ｉに一体化させる際のシワを予防する。まず、位置決めピン９１ｊと位置決め穴７１ｊとを利用して第１金型７１に本貼り付け治具９０を位置決めして近接させることにより、回動部材１９２が第１金型７１の凹部７１ｒに挿入される。この際、調整部材９１ｋによって、第１金型７１に対する基板９１の間隔が調整され、回動部材１９２のヘラ部９２ａが第１金型７１の第１窓転写部７１ａに付着した光学フィルム５３ｊを第１窓転写部７１ａの方に適度な圧力で押圧する。回動部材１９２が光学フィルム５３ｊを押圧する押圧力は０．０３Ｎ／ｍｍ２以上０．２Ｎ／ｍｍ２以下となるように予め調整されている。その後、ハンドル１９３を時計方向又は反時計方向に回転させると、ヘラ部９２ａは、回転移動しながら光学フィルム５３ｊの局所領域を第１窓転写部７１ａに対して０．０３Ｎ／ｍｍ２以上０．２Ｎ／ｍｍ２以下の押圧力で押圧する。ヘラ部９２ａによる押圧力は、好ましくは０．０５Ｎ／ｍｍ２以上０．２Ｎ／ｍｍ２以下とする。ヘラ部９２ａによって光学フィルム５３ｊを第１窓転写部７１ａに押圧することにより、ヘラ部９２ａは、第１窓転写部（光学面形成部）７１ａの転写面１７１ａと光学フィルム５３ｊの機能面１５３ｊとの間に局所的に入り込んだ気泡又は空気層を中央から周辺に移動させ最終的に外部に押し出すことができる。これにより、後述するフィルム一体成形時の光学フィルム５３ｊのシワや位置ずれを防止することができる。
【００３０】
ここで、仮貼り付け治具８０や本貼り付け治具９０を利用して第１金型７１に固定される光学フィルム５３ｊの作製について説明する。ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＴＡＣ等で形成されたフィルム基材９２を、塗布機を用いてローラー等で水平方向に搬送しながらハードコート層９３の材料を塗布し、塗布した材料層を熱硬化させることで、フィルム基材９２上にハードコート層９３を形成した光学フィルム５３ｊを得ることができる。
【００３１】
第１金型７１に光学フィルム５３ｊを貼り付けた後工程として、図４Ｃに示すように、第１金型７１と第２金型７２とを型合わせする。型合わせ後は、第１金型７１と第２金型７２とを必要な圧力で締め付ける型締めを行う。
【００３２】
次に、図４Ｃに示すように、不図示の射出装置により、成形空間７０ａ中に必要な圧力で溶融樹脂Ｊを注入する射出を行う。成形用の樹脂は、レーザー光の波長域で透過性を有するとともに、好ましくはその他の波長域で透過性を抑えたものを用いる。成形空間７０ａに樹脂が充填された後、射出成形用金型７０は、成形空間７０ａ中の樹脂圧を保ち、溶融樹脂Ｊを放熱によって緩やかに冷却する。以上により、ランナーＲＡに対応するランナー部８と、ゲートＧＡに対応するゲート部５７と、成形空間７０ａに対応する製品部１８３（後の主外装部５１の原形）とを備える半成形品ＭＰが形成される。
【００３３】
次に、図５Ａに示すように、可動側の第２金型７２を後退させる型開きを行う。この際にまず不図示のストリッパープレートと固定側の第１金型７１との離間が起こり、この結果、半成形品ＭＰからゲート部５７が切断される。その次に、第１金型７１と第２金型７２との離間が起こり、その結果、製品部１８３が、第２金型７２に保持された状態で第１金型７１から離型される。その後、不図示のエジェクターピン等によって、製品部１８３の突き出しを行う。この結果、製品部１８３は、第１金型７１側に押し出されて第２金型７２から離型される。
【００３４】
次に、可動側の第２金型７２を後退させる型開きの際に不図示の取出装置を動作させて、第１及び第２金型７１，７２間から製品部１８３を取り出して外部に搬出する。製品部１８３は、光学窓５３と保持部５４とが一体化した樹脂成形品となっている。また、製品部１８３には、光学フィルム５３ｊも、成形に際して光学窓５３の第１光学面５３ａ上に密着して一体化されている。これにより、光学窓５３が複雑な形状であっても、光学フィルム５３ｊすなわちハードコート層９３を均一に設けることができる。なお、この段階において、光学窓５３及び保持部５４は、いずれも光透過性を有しているため、後の工程で保持部５４に遮光処理を行う必要がある。
【００３５】
Ｂ）遮光処理工程
次に、製品部１８３の保持部５４に遮光部５８を形成する。具体的には、図５Ｂに示すように、光学窓５３の第１光学面５３ａ上にマスクＭＡをした後、図５Ｃに示すように、保持部５４の外側の表面にレーザー光や外乱光を遮光する材料を塗装する。マスクＭＡとしては、例えばポリエチレンのマスキングフィルムを用いる。用途に合わせてポリプロピレン、ポリエステル等のマスキングフィルムでも構わない。本実施形態において、主外装部５１のうち保持部５４全体に遮光部５８が形成される。遮光処理工程後、図５Ｄに示すように、マスクＭＡを光学窓５３から除去することで主外装部５１を得る。その後、別途製造した副外装部５２内に内蔵部品を組み込んで固定した状態で、主外装部５１の縁部５１ａと、副外装部５２の縁部５２ａとを位置決めして、防塵防水のためにフッ素ゴム等の材料で形成されたシール部材を介して、ボルト等の留め具で固定する。これにより、レーザーセンサー装置１００が完成する。
【００３６】
〔実施例〕
以下、光学フィルムの貼り付き性に関する試験について説明する。鏡面処理した平面の光学面形成部を有する金型を準備し、光学面形成部に表面粗さの異なる複数の光学フィルムを押し付けて貼り付き状態を観察した。金型のサイズは、４０ｍｍ×４０ｍｍとした。金型表面の粗さは、Ｒａ＝１．０ｎｍ（測定範囲０．１２ｍｍ×０．０９ｍｍ）であった。使用した光学フィルムの基材はポリカーボネート（ＰＣ）であり、基材上に機能層としてハードコート層を形成した。光学フィルムの厚みは１００μｍであった。光学フィルムの表面粗さと光学フィルムの貼り付き状態との関係は以下のようなものとなった。貼り付き性の評価基準は、逆さまにしても落下しないものを○とし、逆さまにすると落下するものを×とした。
〔表１〕
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【００３７】
図８Ａは、光学フィルムの表面粗さＲａの値が９．９ｎｍ以下の場合を示し、図８Ｂは、光学フィルムの表面粗さＲａの値が２７ｎｍ以上の場合を示す。図８Ａに示す例では、金型表面に光学フィルムが張り付いているが、図８Ｂに示す例では、金型表面に光学フィルムが張り付かず滑る状態となっている。なお、図８Ａに示す例では、局所的に色が薄くなった場所が形成されているが、金型表面と光学フィルムとの間に局所的な空気層が形成されていることによる。
【００３８】
以下、光学フィルムの貼り付き性に関する試験について説明する。鏡面処理した平面を有する金属平板を準備し、平面上に光学フィルムを乗せ、先端にシリコーンゴムを取り付けたヘラでしごいて、気泡又は空気層の残り状態を観察した。ここで、ヘラは、図７Ａに示す本貼り付け治具９０のヘラ部９２ａと同様の構造を有するものとした。光学フィルムに対するヘラの押圧力と、気泡を除く接触面積との関係は以下のようなものとなった。
〔表２〕
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表２において、記号×は、本貼り付け後も気泡残りがあり、成形によるシワが発生することを意味し、記号△は、本貼り付け後に気泡残りがわずかにあるが、成形によるシワ発生がないことを意味し、記号○は、本貼り付け後に気泡残りがないことを意味する。
【００３９】
図９は、金属平板の平面上に光学フィルムを乗せた状態を示し、ヘラによる気泡除去の前を示す。
【００４０】
以上説明した成形品の製造方法によれば、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下である射出成形用金型７０の第１窓転写部（光学面形成部）７１ａに対して、表面粗さのＲａ値が１０ｎｍ以下の光学フィルム５３ｊの機能面１５３ｊを貼り付けることで射出成形用金型７０に光学フィルム５３ｊを保持させるので、第１窓転写部（光学面形成部）７１ａと光学フィルム５３ｊとの接触領域の一部が真空状態となって射出成形用金型７０に光学フィルム５３ｊが確実に保持される。これにより、射出成形に際して、光学フィルム５３ｊのずれが防止され、光学フィルム５３ｊと成形品本体５３ｉとの密着力を高めることができる。
【００４１】
以上、実施形態や実施例に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。例えば、仮貼り付け治具８０や本貼り付け治具９０の構造については、図示したものは単なる例示であり、レーザーセンサー装置の外装部品に限らず様々な成形品の形状に応じて様々な構造とできる。
【００４２】
例えば気泡を一端から順番に押し出す動作と押圧力の条件とを満たせば、図７Ａに示す本貼り付け治具９０に限らず、ローラーを転がしたり弾性体を押し付けたりするといった様々な手法が可能である。
【００４３】
以上では、光学フィルム５３ｊがハードコート層９３とフィルム基材９２とを有するとしたが、フィルム基材９２の材料と成形品本体５３ｉの材料との組み合わせによって、フィルム基材９２の裏面側すなわち成形品本体５３ｉ側（樹脂側）に密着性を向上させるためのバインダー層を塗布してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、光学フィルム５３ｊの機能層としてハードコート層９３を形成する場合について説明したが、フィルム基材９２上に各種機能層を形成することができる。機能層は、光学フィルム５３ｊの用途に合わせた機能を持たせることができる。例えば光学フィルム５３ｊにおいて、ハードコート層９３上に反射防止層を形成してもよい。反射防止処理は、例えばフィルムを用いた転写や加飾、蒸着、スパッタ、塗布等によって行う。
【００４５】
また、光学フィルム５３ｊにおいて、ハードコート層９３その他の機能層は必須のものでなく、フィルム基材９２自体を光学フィルム５３ｊとして射出成形用金型７０に貼り付けることができる。この際、フィルム基材９２の表面に立体的な形状を付することもできる。
【００４６】
上記実施形態では、射出成形用金型７０に設けた第１窓転写部７１ａの転写面１７１ａが円錐側面状の曲面であるとしたが、射出成形用金型に形成する転写面の形状は、光学部品である成形品の用途に応じて適宜設定することができる。具体的には、転写面の形状として、球面、非球面、自由曲面等を採用することができる。
【００４７】
また、上記実施形態において、レーザーセンサー装置１００の内蔵部品やその配置は適宜変更することができる。
【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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【国際調査報告】
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