JP2001260139A - Mold for molding, molding apparatus, method for molding optical element, and optical element - Google Patents

Mold for molding, molding apparatus, method for molding optical element, and optical element

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JP2001260139A
JP2001260139A JP2000071500A JP2000071500A JP2001260139A JP 2001260139 A JP2001260139 A JP 2001260139A JP 2000071500 A JP2000071500 A JP 2000071500A JP 2000071500 A JP2000071500 A JP 2000071500A JP 2001260139 A JP2001260139 A JP 2001260139A
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JP
Japan
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molding
optical element
resin
mold
thermoplastic resin
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Japanese (ja)
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Takuya Wakayama
拓也 若山
Kyogo Takahashi
恭吾 高橋
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Ricoh Optical Industries Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Optical Industries Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold which has a simple construction but prevents generation of a stress during solidification and melt of a thermoplastic resin by a cavity surface, a molding apparatus, a method for molding an optical element and an optical element having no distortion due to such a stress. SOLUTION: A mold for molding has a cavity surface contacting a thermoplastic resin, at least a part of the cavity surface being subjected to a release treatment. The molding apparatus and the method for molding the optical element uses the mold and the optical element is molded by using the them.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂を成
形して光学素子を製造する、成形用型または成形装置ま
たは光学素子成形方法、またはこれらにより成形した光
学素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding die, a molding apparatus or an optical element molding method for producing an optical element by molding a thermoplastic resin, or an optical element molded by these.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば金型等の形成用型内に
形成されたキャビティ面内に、熱可塑性樹脂を閉じこめ
て、レンズやミラー等の光学素子を成形することが知ら
れている。光学素子は、熱可塑性樹脂を液体の状態でキ
ャビティ面内に注入し徐冷することにより成形される場
合の他、予め他の場所である程度所望の形に成形され固
化された熱可塑性樹脂をキャビティ面内に定置し、加熱
溶融したのちに徐冷することにより成形される場合があ
るが、何れの場合においても、熱可塑性樹脂は、成形用
型内において少なくとも一回は溶融状態とされ、その後
に固化される。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been known that a thermoplastic resin is confined in a cavity surface formed in a forming die such as a mold to form an optical element such as a lens or a mirror. The optical element is formed by injecting a thermoplastic resin in a liquid state into the cavity surface and gradually cooling it, or by molding a thermoplastic resin which has been molded and solidified in a desired shape to some extent elsewhere. Placed in the plane, it may be molded by slow cooling after heating and melting, but in any case, the thermoplastic resin is in a molten state at least once in the molding die, then Solidified.

【0003】溶融状態の熱可塑性樹脂は固化する際に体
積にして8〜14%収縮することが知られている。した
がって、熱可塑性樹脂が冷却され固化される過程におい
て、熱可塑性樹脂はキャビティ面に対して移動するが、
この際に熱可塑性樹脂表面がキャビティ面に引っ張られ
る向きの応力が生ずる。したがって熱可塑性樹脂は、図
8に示すように、その内部においては収縮にともなって
移動するが、その表面においてはほとんど移動すること
ができない。また溶融樹脂をキャビティ内に射出充填す
るのに続いて保圧圧力を加える過程または保圧圧力を除
去した瞬間において、熱可塑性樹脂はキャビティ面に対
して移動するが、この際に熱可塑性樹脂はキャビティ面
に引っ張られる向きの応力が生ずる。したがってこの場
合も、熱可塑性樹脂は、図8に示すように、その内部に
おいては保圧の印加・除去にともなって移動するが、そ
の表面においてはほとんど移動することができない。こ
のため、固化し成形された光学素子内にはひずみが生
じ、光学特性に悪影響を与えるという問題がある。
It is known that a thermoplastic resin in a molten state shrinks by 8 to 14% in volume when solidified. Therefore, in the process of cooling and solidifying the thermoplastic resin, the thermoplastic resin moves with respect to the cavity surface,
At this time, a stress is generated in a direction in which the surface of the thermoplastic resin is pulled toward the cavity surface. Therefore, as shown in FIG. 8, the thermoplastic resin moves with shrinkage inside, but hardly moves on its surface. Also, in the process of applying a holding pressure following injection filling of the molten resin into the cavity or at the moment when the holding pressure is removed, the thermoplastic resin moves with respect to the cavity surface. A stress is generated in the direction in which the cavity surface is pulled. Therefore, also in this case, as shown in FIG. 8, the thermoplastic resin moves in accordance with the application and removal of the holding pressure, but hardly moves on the surface. For this reason, there is a problem in that distortion occurs in the solidified and molded optical element, which adversely affects the optical characteristics.

【0004】この問題を解決するため、特開平5−33
7975号公報においては、熱可塑性樹脂を冷却し固化
する際に、熱可塑性樹脂自体に応力を与え、熱可塑性樹
脂表面とキャビティ面との間に剪断応力を作用させるこ
とによって、キャビティ面による熱可塑性樹脂に対する
応力を発生させることなく、熱可塑性樹脂を収縮にとも
なってその表面においてもスムーズに移動することがで
きるようにし、ひずみを回避して光学素子の光学特性を
向上する技術が提案されている。
[0004] To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 5-33 is disclosed.
No. 7975 discloses that when a thermoplastic resin is cooled and solidified, a stress is applied to the thermoplastic resin itself, and a shear stress is applied between the thermoplastic resin surface and the cavity surface, so that the thermoplastic resin is cooled by the cavity surface. A technique has been proposed in which a thermoplastic resin can be smoothly moved even on its surface with shrinkage without generating stress on the resin, and distortion is avoided to improve optical characteristics of an optical element. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記技術で
は、熱可塑性樹脂自体に応力を与えるための機構が複雑
化して装置が大型化し、また熱可塑性樹脂に応力を与え
ることそのものがひずみの原因となり光学特性を低下さ
せる要因となるという問題がある。また、光学素子のひ
ずみの問題は、図7に示すように、固化された熱可塑性
樹脂をキャビティ面内に定置し加熱して溶融する際にも
生ずる。
However, in the above technique, the mechanism for applying stress to the thermoplastic resin itself becomes complicated, the device becomes large, and the application of stress to the thermoplastic resin itself causes distortion. There is a problem that it becomes a factor of deteriorating optical characteristics. In addition, the problem of distortion of the optical element also occurs when the solidified thermoplastic resin is fixed in the cavity surface, heated and melted, as shown in FIG.

【0006】本発明は、簡易な構成で、キャビティ面に
よる熱可塑性樹脂の固化及び溶融の際の応力の発生を防
止する成形用型、成形装置および光学素子成形方法、お
よびかかる応力によるひずみがない光学素子を提供する
ことを目的とする。
The present invention has a simple structure, a molding die, a molding apparatus and an optical element molding method for preventing the generation of stress when the thermoplastic resin is solidified and melted by the cavity surface, and there is no distortion due to such stress. It is an object to provide an optical element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、熱可塑性樹脂を成形し少な
くとも一面に滑らかな面を有する光学素子を製造する成
形用型であって、熱可塑性樹脂に当接するキャビティ面
を有する成形用型において、上記キャビティ面に、熱可
塑性樹脂に対する離型処理を施した処理面を有すること
を特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a molding die for molding a thermoplastic resin to produce an optical element having at least one smooth surface, A molding die having a cavity surface in contact with a thermoplastic resin, characterized in that the cavity surface has a treated surface on which a release treatment has been performed on the thermoplastic resin.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の成
形用型において、上記処理面は、上記キャビティ面に離
型剤を塗布することにより形成されていることを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, in the molding die of the first aspect, the processing surface is formed by applying a release agent to the cavity surface.

【0009】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の成形用型において、上記処理面は、上記キャビテ
ィ面の少なくとも上記滑らかな面に対応する部分にメッ
キ処理することによって形成されていることを特徴とす
る。
The invention described in claim 3 is the first or second invention.
In the molding die described above, the processing surface is formed by plating at least a portion of the cavity surface corresponding to the smooth surface.

【0010】請求項4記載の発明は、熱可塑性樹脂を成
形し少なくとも一面に滑らかな面を有する光学素子を製
造する成形用型であって、熱可塑性樹脂に当接するキャ
ビティ面を有し、上記キャビティ面の少なくとも一部
に、熱可塑性樹脂に対する離型処理を施した処理面を有
する成形用型を具備することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a molding die for producing an optical element having a smooth surface on at least one side by molding a thermoplastic resin, the molding die having a cavity surface in contact with the thermoplastic resin. It is characterized in that at least a part of the cavity surface is provided with a molding die having a treated surface obtained by subjecting a thermoplastic resin to a release treatment.

【0011】請求項5記載の発明は、請求項4記載の成
形装置において、上記処理面は、上記キャビティ面に離
型剤を塗布することにより形成されていることを特徴と
する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the molding apparatus of the fourth aspect, the processing surface is formed by applying a release agent to the cavity surface.

【0012】請求項6記載の発明は、請求項1または2
記載の成形装置において、上記処理面は、上記キャビテ
ィ面にメッキ処理することによって形成されていること
を特徴とする。
The invention according to claim 6 is the first or second invention.
In the above described molding apparatus, the processing surface is formed by plating the cavity surface.

【0013】請求項7記載の発明は、請求項4ないし6
の何れか1つに記載の成形装置において、上記成形用型
内の、固化した熱可塑性樹脂を加熱して溶融したのち再
度固化することを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to claims 4 to 6.
In the molding apparatus according to any one of the above, the solidified thermoplastic resin in the molding die is heated and melted, and then solidified again.

【0014】請求項8記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか1つに記載の成形用型または請求項4ないし7
の何れか1つに記載の成形装置を用いて光学素子を成形
する光学素子成形方法にある。
The invention according to claim 8 is the first to third aspects of the present invention.
The molding die according to any one of claims 1 to 7, or a molding die according to any one of claims 4 to 7.
An optical element molding method for molding an optical element using the molding apparatus according to any one of the above.

【0015】請求項9記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか1つに記載の成形用型または請求項4ないし7
の何れか1つに記載の成形装置または請求項6に記載の
光学素子成形方法を用いて成形した光学素子にある。
The ninth aspect of the present invention provides the first to third aspects.
The molding die according to any one of claims 1 to 7, or a molding die according to any one of claims 4 to 7.
An optical element molded by using the molding apparatus according to any one of the above or the optical element molding method according to claim 6.

【0016】[0016]

【実施例】図1に本発明を適用した成形装置を示す。成
形装置1は、成形用型としての金型2と、金型2を囲繞
するように配設された断熱層3と、断熱層3を囲繞する
ように配設された型板4と、型板4を挟むように対向配
置された一対のプレート5と、プレート5を互いに近接
・離間させるアーム6と、金型2の外縁部に配設された
加熱手段としてのヒータ7及び冷却手段としての冷却孔
8とを有している。金型2は鉄合金製であり、断熱層3
はベークライト製であるがガラス繊維製であっても良
く、型板4は鉄合金製である。
FIG. 1 shows a molding apparatus to which the present invention is applied. The molding apparatus 1 includes a mold 2 as a molding die, a heat insulating layer 3 disposed to surround the mold 2, a mold plate 4 disposed to surround the heat insulating layer 3, and a mold. A pair of plates 5 opposed to each other with the plate 4 interposed therebetween, an arm 6 for moving the plates 5 closer to and away from each other, a heater 7 as a heating means and a cooling means as the heating means disposed at the outer edge of the mold 2. And a cooling hole 8. The mold 2 is made of an iron alloy and has a heat insulating layer 3.
Is made of bakelite, but may be made of glass fiber, and the template 4 is made of an iron alloy.

【0017】金型2は、上金型2aと下金型2bとから
なり、互いに対向する部分に所定形状の凹部9a、9b
が形成され、この凹部9a、9bによりキャビティ面9
を有するキャビティ10が形成されている。断熱層3
は、互いに対向する、上金型2a側の上断熱層3aと、
下金型2b側の下断熱層3bとからなり、型板4は、互
いに対向する、上金型2a側の上型板4aと、下金型2
b側の下型板4bとからなり、プレート5は、互いに対
向する、上金型2a側の上プレート5aと、下金型2b
側の下プレート5bとからなり、アーム6は、上金型2
a側の上アーム6aと、下金型2b側の下アーム6bと
からなる。
The mold 2 is composed of an upper mold 2a and a lower mold 2b.
Are formed, and the cavity surface 9 is formed by the concave portions 9a and 9b.
Is formed. Thermal insulation layer 3
Is an upper heat-insulating layer 3a on the upper mold 2a side facing each other;
The mold plate 4 includes a lower heat insulating layer 3b on the lower mold 2b side, and the upper mold plate 4a and the lower mold 2 on the upper mold 2a side facing each other.
b, a lower mold plate 4b, and the plate 5 comprises an upper plate 5a on the upper mold 2a side and a lower mold 2b
And the lower plate 5b of the upper mold 2
An upper arm 6a on the a side and a lower arm 6b on the lower mold 2b side.

【0018】上金型2a、上断熱層3a、上型板4a、
上プレート5a及び上アーム6aは一体をなし、また下
金型2b、下断熱層3b、下型板4b、下プレート5b
及び下アーム6bは一体をなしている。図示しない駆動
源によりアーム6aとアーム6bとの何れか一方または
両方が互いに離間する向きに変位することにより、上金
型2aと下金型2bとは離間し、キャビティ10が解放
され、キャビティ面9が露呈する。
The upper mold 2a, the upper heat insulating layer 3a, the upper mold plate 4a,
The upper plate 5a and the upper arm 6a are integrated, and the lower mold 2b, the lower heat insulating layer 3b, the lower mold plate 4b, and the lower plate 5b
The lower arm 6b is integral with the lower arm 6b. When one or both of the arm 6a and the arm 6b are displaced in a direction away from each other by a drive source (not shown), the upper mold 2a and the lower mold 2b are separated, the cavity 10 is released, and the cavity surface is released. 9 is exposed.

【0019】ヒータ7及び冷却孔8は、上金型2aと下
金型2bとのそれぞれに複数、互い違いに配設されてい
る。ヒータ7は図示しない加熱源に接続され、この加熱
源によって加熱されることにより昇温し、金型2を加熱
・昇温するものである。冷却孔8は図示しない冷却装置
に接続され、この冷却装置から冷却触媒が導入されるこ
とによって金型2を冷却するものである。金型2は断熱
層3によって囲繞されているので、金型2内の温度は、
ヒータ7及び冷却孔8以外の影響を受けないようになっ
ており、加熱源、冷却装置を制御することにより、金型
2の温度及びその昇温、冷却の速度が良好に制御され
る。ヒータ7と冷却孔8とは温度調節手段を構成してい
るが、この温度調節手段は必ずしも金型2に配設する必
要はなく、型板4に配設しても良い。温度調節手段を型
板4に配設する場合は、断熱層3を型板4とプレート5
との間に配設する。
A plurality of heaters 7 and cooling holes 8 are alternately arranged in the upper mold 2a and the lower mold 2b, respectively. The heater 7 is connected to a heating source (not shown), and is heated by the heating source to increase the temperature, thereby heating and increasing the temperature of the mold 2. The cooling hole 8 is connected to a cooling device (not shown), and cools the mold 2 by introducing a cooling catalyst from the cooling device. Since the mold 2 is surrounded by the heat insulating layer 3, the temperature in the mold 2 is:
The temperature of the mold 2 and the rate of temperature rise and cooling thereof are controlled satisfactorily by controlling the heating source and the cooling device without being affected by the components other than the heater 7 and the cooling holes 8. The heater 7 and the cooling hole 8 constitute a temperature adjusting means. However, the temperature adjusting means does not necessarily need to be provided on the mold 2 and may be provided on the mold plate 4. When the temperature control means is provided on the template 4, the heat insulating layer 3 is
And between them.

【0020】キャビティ面9の全面には、フッ素を含有
する有機メッキ、本実施例ではトリアジンチオールをメ
ッキ処理することによって離型処理を施してあり、キャ
ビティ面9の全面が処理面となっている。この離型処理
は、成形する熱可塑性樹脂(以下、「樹脂」という)と
キャビティ面9との離型性を向上するためのものであ
る。処理面は、樹脂を成形することによって得られる光
学素子の、少なくとも、光学特性を決定する面である滑
らかな面すなわちレンズ面や鏡面(以下、「鏡面」とい
う)に対応する部分に形成されるものである。よって、
処理面は本実施例のようにキャビティ面9の全面に形成
することは必ずしも必要でない。処理面を形成するため
の離型処理は、フッ素を含有する有機メッキに限らず、
窒化チタンや、テフロン(登録商標)粒子を含浸したニ
ッケル例えばニフグリップ(商品名)をメッキすること
によって行っても良いし、潤滑剤等例えばペインタブル
AFL(商品名)を塗布することによって行っても良
い。但し、トリアジンチオールの有機メッキ以外の処理
のように、鏡面の平滑性や清浄性を確保することが難し
い場合は、鏡面以外のキャビティ面のみに対して行う。
The entire surface of the cavity surface 9 has been subjected to mold release treatment by plating with fluorine-containing organic plating, in this embodiment, triazine thiol, and the entire surface of the cavity surface 9 has been treated. . This mold release treatment is for improving the mold releasability between the thermoplastic resin (hereinafter referred to as “resin”) to be molded and the cavity surface 9. The processing surface is formed on at least a portion corresponding to a smooth surface that is a surface for determining optical characteristics, that is, a lens surface or a mirror surface (hereinafter, referred to as a “mirror surface”) of an optical element obtained by molding a resin. Things. Therefore,
It is not always necessary to form the processing surface on the entire surface of the cavity surface 9 as in this embodiment. The release treatment for forming the treated surface is not limited to fluorine-containing organic plating,
This may be performed by plating titanium nitride or nickel impregnated with Teflon (registered trademark) particles, for example, Nif Grip (trade name), or by applying a lubricant such as paintable AFL (trade name). . However, when it is difficult to ensure the smoothness and cleanliness of the mirror surface as in the treatment other than the organic plating of triazine thiol, the process is performed only on the cavity surface other than the mirror surface.

【0021】成形装置1は樹脂を成形するものである。
樹脂としては、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂、
シクロオレフィン系樹脂例えばゼオネックス(商品名)
を用いることができる。本実施例における成形装置1
は、いわゆるリメルト成形法といわれる光学素子成形方
法により光学素子を製造するものである。リメルト成形
法は、予め所望の光学特性を得るための形状に近い形状
に固化した樹脂を、成形用型内に密封し、加熱して溶融
したのち冷却し再度固化することにより、光学特性の精
度の高い光学素子を得るものである。成形装置1は、他
の装置で一旦固化した樹脂を、キャビティ10内に閉じ
こめ、溶融・固化するものであるが、図6に示すよう
に、溶融状態の樹脂をキャビティ10内に充填して一旦
固化し、同キャビティ内において再度溶融し固化するよ
うにしてもよい。また、同図6に示すように溶融状態の
樹脂をキャビティ10内に充填して固化することのみで
所望の光学素子を得る装置であっても良い。図6に示す
成形装置は、金型2に樹脂流路13を設けるとともに樹
脂流路13に接続されキャビティ10内に樹脂を射出し
充填する樹脂射出手段14を有する点において上述の成
形装置1と相違しており、他の点においては同成形装置
1と同様の構成である。
The molding device 1 is for molding a resin.
As resin, polycarbonate resin and acrylic resin,
Cycloolefin resin such as Zeonex (trade name)
Can be used. Forming apparatus 1 in the present embodiment
Is for producing an optical element by an optical element molding method called a so-called remelt molding method. In the remelt molding method, a resin, which has been solidified in a shape close to a shape to obtain desired optical characteristics in advance, is sealed in a molding die, heated and melted, then cooled and solidified again, so that the accuracy of the optical characteristics is improved. This is to obtain an optical element having a high level. The molding device 1 is for sealing the resin once solidified by another device into the cavity 10 and melting and solidifying the resin. As shown in FIG. 6, the resin in the molten state is filled in the cavity 10 and temporarily melted. It may be solidified and then melted and solidified again in the cavity. Further, as shown in FIG. 6, an apparatus for obtaining a desired optical element only by filling and solidifying a molten resin in the cavity 10 may be used. The molding apparatus shown in FIG. 6 is different from the molding apparatus 1 described above in that a resin flow path 13 is provided in the mold 2 and a resin injection means 14 connected to the resin flow path 13 and injecting and filling the resin into the cavity 10 is provided. It is different, and has the same configuration as the molding apparatus 1 in other points.

【0022】本実施例の成形装置1は以上のような構成
であるから、光学素子の製造は以下のようにして行う。
予め他の成形装置において所望の光学特性を得るための
形状に近い形状に固化した樹脂を、解放されたキャビテ
ィ10内の所定の位置に載置する。図2に示すように、
アーム6を駆動してキャビティ10内に同樹脂を閉じこ
め、高圧にて密封した状態で、ヒータ7により金型2を
加熱する。金型2の昇温にともない樹脂は溶融するが、
樹脂は溶融の際に膨張するため、樹脂はキャビティ面9
に対して移動する。このとき、本実施例においてはキャ
ビティ面9に離型処理が施してあるため、図2における
符号11で示した部分を拡大した図3に示すように、樹
脂表面がキャビティ面9に引っ張られる向きの応力は生
じず、樹脂はその内部においても、表面においても膨張
にともなってスムーズに移動し、樹脂に剪断ひずみが生
じなくなるため、光学素子に光学的なひずみが生じるこ
とはない。これに対し、離型処理を施していない場合に
は、図7に示すように、樹脂表面がキャビティ面9に引
っ張られる向きの応力が生じ、樹脂はその内部において
は膨張にともなって移動するにもかかわらず、表面にお
いては移動が阻害されるため、樹脂に剪断ひずみが生
じ、内部ひずみが生じるため、光学素子に光学的なひず
みが生じることとなる。
Since the molding apparatus 1 of this embodiment has the above-described configuration, the manufacture of the optical element is performed as follows.
A resin solidified in a shape close to a shape for obtaining desired optical characteristics in another molding apparatus in advance is placed at a predetermined position in the cavity 10 thus opened. As shown in FIG.
The mold 6 is heated by the heater 7 in a state where the resin is confined in the cavity 10 by driving the arm 6 and sealed at a high pressure. The resin melts as the temperature of the mold 2 rises,
Since the resin expands upon melting, the resin is not
To move against. At this time, in the present embodiment, since the mold release process has been performed on the cavity surface 9, as shown in FIG. 3, which is an enlarged view of the portion indicated by reference numeral 11 in FIG. Is not generated, the resin moves smoothly inside and on the surface as the resin expands, and no shear distortion is generated in the resin, so that no optical distortion is generated in the optical element. On the other hand, when the mold release treatment is not performed, as shown in FIG. 7, a stress is generated in a direction in which the resin surface is pulled toward the cavity surface 9, and the resin moves inside the cavity with expansion. Nevertheless, movement is hindered on the surface, so that shear strain is generated in the resin and internal strain is generated, so that optical distortion occurs in the optical element.

【0023】樹脂の膨張にともない、キャビティ10内
は高圧となるが、アーム6によりキャビティ10は密封
されており、樹脂はそれ自体の圧力によって、キャビテ
ィ面9に押圧され、所定の鏡面を形成する形状とされた
キャビティ面9が樹脂表面に転写され、樹脂の表面は所
定の鏡面となる。
As the resin expands, the inside of the cavity 10 becomes high in pressure, but the cavity 6 is sealed by the arm 6, and the resin is pressed against the cavity surface 9 by its own pressure to form a predetermined mirror surface. The shaped cavity surface 9 is transferred to the resin surface, and the surface of the resin becomes a predetermined mirror surface.

【0024】樹脂表面に鏡面が形成されると、ヒータ7
を停止し、図4に示すように、冷却孔8に冷却触媒を供
給して金型2と共に樹脂を徐冷する。冷却は、樹脂全体
の温度が均一な状態で低下されるように行われる。温度
の低下にともない樹脂は固化を開始するが、樹脂は固化
の際に収縮するため、樹脂はキャビティ面9に対して移
動する。このとき、本実施例においてはキャビティ面9
に離型処理が施してあるため、図4における符号12で
示した部分を拡大した図5に示すように、樹脂表面がキ
ャビティ面9に引っ張られる向きの応力は生じず、樹脂
はその内部においても、表面においても収縮にともなっ
てスムーズに移動し、樹脂に剪断ひずみが生じなくなる
ため、光学素子に光学的なひずみが生じることはない。
これに対し、離型処理を施していない場合には、図8に
示すように、樹脂表面がキャビティ面9に引っ張られる
向きの応力が生じ、樹脂はその内部においては収縮にと
もなって移動するにもかかわらず、表面においては移動
が阻害されるため、樹脂に剪断ひずみが生じ、内部ひず
みが生じるため、光学素子に光学的なひずみが生じるこ
ととなる。
When the mirror surface is formed on the resin surface, the heater 7
Then, as shown in FIG. 4, a cooling catalyst is supplied to the cooling holes 8 to gradually cool the resin together with the mold 2. Cooling is performed so that the temperature of the entire resin is reduced in a uniform state. As the temperature decreases, the resin starts to solidify, but the resin shrinks during the solidification, so that the resin moves with respect to the cavity surface 9. At this time, in this embodiment, the cavity surface 9 is used.
As shown in FIG. 5 in which the portion indicated by reference numeral 12 in FIG. 4 is enlarged, no stress is generated in the direction in which the resin surface is pulled to the cavity surface 9 and the resin is However, even on the surface, the resin moves smoothly with shrinkage, and no shear strain occurs in the resin, so that no optical strain occurs in the optical element.
On the other hand, when the mold release treatment is not performed, as shown in FIG. 8, a stress is generated in a direction in which the resin surface is pulled to the cavity surface 9, and the resin moves inside with shrinkage. Nevertheless, the movement is hindered on the surface, so that shear strain occurs in the resin and internal strain occurs, so that optical distortion occurs in the optical element.

【0025】固化が完了すると、アーム6を駆動してキ
ャビティ10を解放し、成形が完了した光学素子を取り
出す。この光学素子は、樹脂の加熱、冷却の際における
キャビティ面9による応力の影響を受けておらず、非常
に高精度の光学特性を有している。
When the solidification is completed, the arm 6 is driven to release the cavity 10 and the molded optical element is taken out. This optical element is not affected by the stress due to the cavity surface 9 when heating and cooling the resin, and has very high precision optical characteristics.

【0026】図6に示した成形装置による光学素子の製
造は以下のようにして行う。予め加熱され溶融した樹脂
を、樹脂射出手段14により、閉空間とされたキャビテ
ィ10内に射出し充填する。樹脂射出手段14により符
号15で示すように樹脂に高圧の保持圧力をかけ、冷却
孔8に冷却触媒を供給して金型2と共に樹脂を徐冷す
る。保持圧力15をかける際に、樹脂はキャビティ面9
に対して移動するがキャビティ面9には離型処理が施し
てあるため、上述したと同様に樹脂に光学的なひずみが
生じることはない。また徐冷の際も同様に、樹脂あるい
はこれが硬化した光学素子に光学的なひずみが生じるこ
とはない。さらに、樹脂の硬化後に保持圧力15を解除
する際にも同様に、光学素子に光学的なひずみが生じる
ことはない。また、再度溶融し固化する工程を有する場
合には、同工程においても保持圧力15をかけ、また解
除することとなるが、この場合も同様に、キャビティ面
9に施した離型処理により光学素子に光学的なひずみが
生じることはない。なお再度溶融し固化する工程を有し
ない場合には、ヒータ7は必須の構成ではない。
The production of an optical element by the molding apparatus shown in FIG. 6 is performed as follows. The resin heated and melted in advance is injected and filled into the closed cavity 10 by the resin injection means 14. As indicated by reference numeral 15, a high holding pressure is applied to the resin by the resin injection means 14, and a cooling catalyst is supplied to the cooling holes 8 to gradually cool the resin together with the mold 2. When the holding pressure 15 is applied, the resin
However, since the cavity surface 9 has been subjected to the mold release treatment, optical distortion does not occur in the resin as described above. Similarly, at the time of slow cooling, optical distortion does not occur in the resin or the optical element obtained by curing the resin. Further, similarly, when the holding pressure 15 is released after the resin is cured, no optical distortion occurs in the optical element. In the case where there is a step of melting and solidifying again, the holding pressure 15 is applied and released again in this step, but in this case, the optical element is similarly released by the mold release treatment performed on the cavity surface 9. There is no optical distortion. If there is no step of melting and solidifying again, the heater 7 is not an essential component.

【0027】以上の本発明の実施例を説明したが、冷却
手段は必ずしも必要でなく、熱の放射により徐冷を行う
ものとすることができる。樹脂の溶融、固化は複数回行
うようにしても良く、この場合、繰り返しの膨張縮小に
よっても、ひずみが生じることがないため、光学素子の
光学特性を高精度とするに特に適している。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the cooling means is not always necessary, and the cooling can be performed by radiating heat. The melting and solidification of the resin may be performed a plurality of times. In this case, even if the resin is repeatedly expanded and contracted, no distortion occurs, which is particularly suitable for improving the optical characteristics of the optical element with high accuracy.

【0028】[0028]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、上記目的
を達成するため、熱可塑性樹脂を成形し少なくとも一面
に滑らかな面を有する光学素子を製造する成形用型であ
って、熱可塑性樹脂に当接するキャビティ面を有する成
形用型において、上記キャビティ面に、熱可塑性樹脂に
対する離型処理を施した処理面を有するので、簡易な構
成で、キャビティ面による熱可塑性樹脂の固化及び溶融
の際の応力の発生を防止することができ、高精度の光学
特性を有する光学素子を製造することができる成形用型
を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a molding die for producing an optical element having a smooth surface on at least one side by molding a thermoplastic resin. In a molding die having a cavity surface in contact with a resin, since the cavity surface has a treated surface subjected to a release treatment for the thermoplastic resin, the solidification and melting of the thermoplastic resin by the cavity surface can be performed with a simple configuration. In this case, it is possible to provide a molding die capable of preventing generation of stress at the time of manufacture and capable of manufacturing an optical element having high-precision optical characteristics.

【0029】請求項2記載の発明は、請求項1記載の成
形用型において、上記処理面が、上記キャビティ面に離
型剤を塗布することにより形成されているので、離型剤
を塗布するのみで処理面を形成することができるから、
従来の形成用型に離型剤を塗布する等の簡易な構成で、
キャビティ面による熱可塑性樹脂の固化及び溶融の際の
応力の発生を防止することができ、高精度の光学特性を
有する光学素子を製造することができる成形用型を提供
することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the molding die of the first aspect, since the treated surface is formed by applying a release agent to the cavity surface, the release agent is applied. Because the processing surface can be formed only with
With a simple configuration such as applying a release agent to a conventional forming mold,
It is possible to provide a molding die that can prevent the generation of stress when the thermoplastic resin is solidified and melted by the cavity surface and can manufacture an optical element having high-precision optical characteristics.

【0030】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の成形用型において、上記処理面が、上記キャビテ
ィ面の少なくとも上記滑らかな面に対応する部分にメッ
キ処理することによって形成されているので、経時的に
処理面の状態を良好に保つことができ、キャビティ面に
よる熱可塑性樹脂の固化及び溶融の際の応力の発生を防
止することができ、高精度の光学特性を有する光学素子
を製造することができる、メンテナンス性の向上した成
形用型を提供することができる。
The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
In the molding die described above, since the processing surface is formed by plating at least a portion of the cavity surface corresponding to the smooth surface, the state of the processing surface can be kept good over time. A molding die with improved maintainability that can prevent the occurrence of stress during solidification and melting of the thermoplastic resin due to the cavity surface and can produce an optical element having high-precision optical characteristics. Can be provided.

【0031】請求項4記載の発明は、熱可塑性樹脂を成
形し少なくとも一面に滑らかな面を有する光学素子を製
造する成形用型であって、熱可塑性樹脂に当接するキャ
ビティ面を有し、上記キャビティ面の少なくとも一部
に、熱可塑性樹脂に対する離型処理を施した処理面を有
する成形用型を具備する成形装置であるので、簡易な構
成で、キャビティ面による熱可塑性樹脂の固化及び溶融
の際の応力の発生を防止することができ、高精度の光学
特性を有する光学素子を製造することができる成形装置
を提供することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a molding die for producing an optical element having a smooth surface on at least one side by molding a thermoplastic resin, wherein the molding die has a cavity surface in contact with the thermoplastic resin. Since at least a part of the cavity surface is a molding device having a molding die having a treated surface subjected to a mold release treatment for the thermoplastic resin, the solidification and melting of the thermoplastic resin by the cavity surface can be performed with a simple configuration. In this case, it is possible to provide a molding apparatus capable of preventing generation of stress at the time of manufacture and capable of manufacturing an optical element having high-precision optical characteristics.

【0032】請求項5記載の発明は、請求項4記載の成
形装置において、上記処理面が、上記キャビティ面に離
型剤を塗布することにより形成されているので、離型剤
を塗布するのみで処理面を形成することができるから、
従来の形成用型に離型剤を塗布する等の簡易な構成で、
キャビティ面による熱可塑性樹脂の固化及び溶融の際の
応力の発生を防止することができ、高精度の光学特性を
有する光学素子を製造することができる成形装置を提供
することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the molding apparatus of the fourth aspect, since the processing surface is formed by applying a release agent to the cavity surface, only the release agent is applied. Can form a treated surface,
With a simple configuration such as applying a release agent to a conventional forming mold,
It is possible to provide a molding apparatus capable of preventing generation of stress at the time of solidification and melting of a thermoplastic resin due to a cavity surface, and capable of manufacturing an optical element having high-precision optical characteristics.

【0033】請求項6記載の発明は、請求項1または2
記載の成形装置において、上記処理面が、上記キャビテ
ィ面にメッキ処理することによって形成されているの
で、経時的に処理面の状態を良好に保つことができ、キ
ャビティ面による熱可塑性樹脂の固化及び溶融の際の応
力の発生を防止することができ、高精度の光学特性を有
する光学素子を製造することができる、メンテナンス性
の向上した成形装置を提供することができる。
The invention according to claim 6 is the first or second invention.
In the molding apparatus described above, since the processing surface is formed by plating the cavity surface, the state of the processing surface can be favorably maintained over time, and the solidification of the thermoplastic resin by the cavity surface and It is possible to provide a molding apparatus with improved maintainability, which can prevent generation of stress at the time of melting and can manufacture an optical element having high-precision optical characteristics.

【0034】請求項7記載の発明は、請求項4ないし6
の何れか1つに記載の成形装置において、上記成形用型
内の、固化した熱可塑性樹脂を加熱して溶融したのち再
度固化するので、簡易な構成で、さらに高精度の光学特
性を有する光学素子を製造することができる成形装置を
提供することができる。
The invention according to claim 7 is the invention according to claims 4 to 6
In the molding apparatus according to any one of the above, since the solidified thermoplastic resin in the molding die is heated and melted and then solidified again, the optical system has a simple configuration and further high-precision optical characteristics. A molding apparatus capable of manufacturing an element can be provided.

【0035】請求項8記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか1つに記載の成形用型または請求項4ないし7
の何れか1つに記載の成形装置を用いて光学素子を成形
する光学素子成形方法であるので、比較的簡易な構造に
より、安価かつ高精度の光学素子を提供することができ
る。
The invention described in claim 8 is the first to third inventions.
The molding die according to any one of claims 1 to 7, or a molding die according to any one of claims 4 to 7.
Since the optical element molding method for molding an optical element using the molding apparatus according to any one of the above, an inexpensive and high-precision optical element can be provided with a relatively simple structure.

【0036】請求項9記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか1つに記載の成形用型または請求項4ないし7
の何れか1つに記載の成形装置または請求項6に記載の
光学素子成形方法を用いて成形した光学素子であるの
で、比較的簡易に、安価かつ高精度の光学素子を提供す
ることができる。
The ninth aspect of the present invention provides the first to third aspects.
The molding die according to any one of claims 1 to 7, or a molding die according to any one of claims 4 to 7.
Since the optical element is molded by using the molding apparatus according to any one of the above or the optical element molding method according to claim 6, it is possible to relatively easily provide an inexpensive and highly accurate optical element. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した成形装置の概要を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a molding apparatus to which the present invention is applied.

【図2】図1に示した成形用型の概略拡大図である。FIG. 2 is a schematic enlarged view of the molding die shown in FIG.

【図3】図2に示した成形用型の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the molding die shown in FIG. 2;

【図4】図1に示した成形用型の概略拡大図である。FIG. 4 is a schematic enlarged view of the molding die shown in FIG.

【図5】図4に示した成形用型の概略拡大図である。5 is a schematic enlarged view of the molding die shown in FIG.

【図6】本発明を適用した成形装置の他の例の要部を示
す図である。
FIG. 6 is a view showing a main part of another example of a molding apparatus to which the present invention is applied.

【図7】図3に対応する、従来の成形用型の一部拡大図
である。
FIG. 7 is a partially enlarged view of a conventional molding die corresponding to FIG.

【図8】図5に対応する、従来の成形用型の一部拡大図
である。
FIG. 8 is a partially enlarged view of a conventional molding die corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 形成装置 2 成形用型 9 キャビティ面 10 キャビティ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Forming apparatus 2 Mold 9 Cavity surface 10 Cavity

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】熱可塑性樹脂を成形し少なくとも一面に滑
らかな面を有する光学素子を製造する成形用型であっ
て、熱可塑性樹脂に当接するキャビティ面を有する成形
用型において、上記キャビティ面に、熱可塑性樹脂に対
する離型処理を施した処理面を有することを特徴とする
成形用型。
1. A molding die for producing an optical element having a smooth surface on at least one side by molding a thermoplastic resin, wherein the molding surface has a cavity surface in contact with the thermoplastic resin. A mold having a treated surface obtained by subjecting a thermoplastic resin to a release treatment.
【請求項2】請求項1記載の成形用型において、上記処
理面は、上記キャビティ面に離型剤を塗布することによ
り形成されていることを特徴とする成形用型。
2. The molding die according to claim 1, wherein said treated surface is formed by applying a release agent to said cavity surface.
【請求項3】請求項1または2記載の成形用型におい
て、上記処理面は、上記キャビティ面の少なくとも上記
滑らかな面に対応する部分にメッキ処理することによっ
て形成されていることを特徴とする成形用型。
3. The molding die according to claim 1, wherein the processing surface is formed by plating at least a portion of the cavity surface corresponding to the smooth surface. Mold for molding.
【請求項4】熱可塑性樹脂を成形し少なくとも一面に滑
らかな面を有する光学素子を製造する成形用型であっ
て、熱可塑性樹脂に当接するキャビティ面を有し、上記
キャビティ面の少なくとも一部に、熱可塑性樹脂に対す
る離型処理を施した処理面を有する成形用型を具備する
ことを特徴とする成形装置。
4. A molding die for producing an optical element having a smooth surface on at least one side by molding a thermoplastic resin, the mold having a cavity surface in contact with the thermoplastic resin, and at least a part of the cavity surface. A molding die having a treated surface on which a release treatment has been performed on a thermoplastic resin.
【請求項5】請求項4記載の成形装置において、上記処
理面は、上記キャビティ面に離型剤を塗布することによ
り形成されていることを特徴とする成形装置。
5. The molding apparatus according to claim 4, wherein the processing surface is formed by applying a release agent to the cavity surface.
【請求項6】請求項1または2記載の成形装置におい
て、上記処理面は、上記キャビティ面にメッキ処理する
ことによって形成されていることを特徴とする成形装
置。
6. The molding apparatus according to claim 1, wherein the processing surface is formed by plating the cavity surface.
【請求項7】請求項4ないし6の何れか1つに記載の成
形装置において、上記成形用型内の、固化した熱可塑性
樹脂を加熱して溶融したのち再度固化することを特徴と
する成形装置。
7. The molding apparatus according to claim 4, wherein the solidified thermoplastic resin in the molding die is heated and melted, and then solidified again. apparatus.
【請求項8】請求項1ないし3の何れか1つに記載の成
形用型または請求項4ないし7の何れか1つに記載の成
形装置を用いて光学素子を成形することを特徴とする光
学素子成形方法。
8. An optical element is molded by using the molding die according to any one of claims 1 to 3 or the molding apparatus according to any one of claims 4 to 7. Optical element molding method.
【請求項9】請求項1ないし3の何れか1つに記載の成
形用型または請求項4ないし7の何れか1つに記載の成
形装置または請求項6に記載の光学素子成形方法を用い
て成形したことを特徴とする光学素子。
9. A molding die according to any one of claims 1 to 3, a molding apparatus according to any one of claims 4 to 7, or an optical element molding method according to claim 6. An optical element characterized by being formed by molding.
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